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CN107148532A - 角度调整装置以及具备该角度调整装置的照明装置 - Google Patents

角度调整装置以及具备该角度调整装置的照明装置 Download PDF

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CN107148532A
CN107148532A CN201580059235.0A CN201580059235A CN107148532A CN 107148532 A CN107148532 A CN 107148532A CN 201580059235 A CN201580059235 A CN 201580059235A CN 107148532 A CN107148532 A CN 107148532A
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gear
angle adjustment
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motor
adjustment device
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CN201580059235.0A
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藤泽辰
藤泽辰一
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MinebeaMitsumi Inc
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Abstract

在水平旋转框(5)(水平方向旋转部)上配置用于驱动水平旋转框(5)向水平方向旋转的第一驱动部(23)与用于驱动垂直旋转框(9)(垂直方向旋转部)向垂直方向旋转的第二驱动部(33)而构成角度调整装置(2)。由此，能够使角度调整装置(2)以及具备该角度调整装置(2)的照明装置(1)小型化。

Description

角度调整装置以及具备该角度调整装置的照明装置
技术领域
本发明涉及用于通过远程操作进行操作对象的角度调整的角度调整装置以及具备该角度调整装置的照明装置。
背景技术
例如，在专利文献1公开了操作安装于墙壁的开关箱的可动开关，从而调节设置于天花板的照明灯的角度的照明器具。该照明器具由于在纵向一列配置有将照明灯向水平方向驱动的水平驱动部与向垂直方向驱动的垂直驱动部，所以全长增长，从而例如为了应用于天花板埋入式的筒灯，而期望角度调整装置的小型化。
专利文献1：日本特开平3-246807号公报
发明内容
因此，本发明是鉴于上述情况而完成的，课题在于提供一种能够实现小型化的角度调整装置以及具备该角度调整装置的照明装置。
为了解决上述课题，本发明的角度调整装置用于进行操作对象的角度调整，上述角度调整装置的特征在于，具备：框体；被上述框体支承为能够向水平方向旋转的水平方向旋转部；被上述水平方向旋转部支承为能够向垂直方向旋转并供上述操作对象固定的垂直方向旋转部；驱动上述水平方向旋转部的第一驱动部；以及驱动上述垂直方向旋转部的第二驱动部。
另外，为了解决上述课题，本发明的照明装置的特征在于，具备上述角度调整装置，且操作对象为光源。
根据本发明，能够使角度调整装置以及具备该角度调整装置的照明装置小型化。
附图说明
图1是本实施方式的照明装置的分解立体图。
图2是固定框架单体的立体图。
图3是水平旋转框单体的立体图。
图4是垂直旋转框单体的立体图。
图5是垂直旋转框单体的立体图，且是以与图4不同的视线观察图4的垂直旋转框时的图。
图6是照明装置的立体图，特别地是第一驱动部的说明图。
图7是照明装置的立体图，特别地是第二驱动部的说明图。
图8是照明装置的立体图，特别地是以电气的方式限制水平旋转框向水平方向的旋转动作的机构的说明图。
图9是照明装置的立体图，特别地是水平旋转限制机构的说明图。
图10是省略了第一驱动部的照明装置的立体图，特别地是以电气的方式限制垂直旋转框向垂直方向的旋转动作的机构的说明图。
图11是照明装置的立体图，特别地是垂直旋转限制机构的说明图。
图12是照明装置的立体图，特别地是表示角度调整装置的初始状态的图。
图13是照明装置的立体图，特别地是以与图12不同的视线观察图12所示的角度调整装置处于初始状态的照明装置时的图。
图14是照明装置的立体图，特别地是使垂直旋转框从角度调整装置的初始状态向垂直方向旋转的状态的图。
图15是照明装置的立体图，特别地是以与图14不同的视线观察图14所示的状态的照明装置时的图。
具体实施方式
参照附图对本发明的一实施方式进行说明。此处，作为具备实施方式的角度调整装置2的照明装置1，例示安装于在室内的天花板已经设置好的埋入孔的所谓通用型筒灯。
在以下的说明中，为了便于说明，将图1的上下方向称为“垂直方向”。另外，将相对于垂直方向垂直的方向(例如，图1的左右方向)称为“水平方向”。此外，以下的说明的垂直方向虽包含铅垂方向，但不限定于此。另外，以下的说明的“向水平方向旋转”是指以沿垂直方向延伸的直线(在本实施方式中，特别地是与照明装置1的中心线一致的直线)为旋转轴的旋转。另外，以下的说明的“向垂直方向旋转”是指以沿水平方向延伸的直线(在本实施方式中，特别地是与照明装置1的中心线正交的直线)为旋转轴的旋转。
如图1所示，照明装置1具有埋设于埋入孔的固定框架3(框体)。如图2所示，固定框架3是形成为圆筒状的树脂成型部件。在固定框架3的外周沿着周向等间隔地安装有用于固定于埋入孔的多个(在本实施方式中为三个)固定件4(参照图1)。此外，在固定框架3安装有反射部件59。
如图1所示，照明装置1具有作为水平方向旋转部的水平旋转框5。如图3所示，水平旋转框5是具有轴部6与形成于该轴部6的外周的外凸缘部7且形成为圆环状的树脂成型部件。水平旋转框5的外凸缘部7被形成于固定框架3的内周的内凸缘部8(参照图2)支承为能够滑动。由此，水平旋转框5被固定框架3支承为能够向水平方向旋转。
如图1所示，照明装置1具有作为垂直方向旋转部的垂直旋转框9。如图4、图5所示，垂直旋转框9是形成为大致圆筒状的树脂成型部件。垂直旋转框9具有相对于轴平面平行地配置的平坦的一对侧壁10、11。在各侧壁10、11的外侧面设置有一对凸起部12、13。一对凸起部12、13配置于与垂直旋转框9的轴线正交的一条直线上(同一直线上)。在各凸起部12、13的内周嵌合有对应的中空轴14、15(参照图8、图10)的一端。各中空轴14、15的另一端、即各中空轴14、15的从凸起部12、13突出的部分被形成于水平旋转框5的外凸缘部7的对应的轴承部16、17(参照图3)支承。由此，垂直旋转框9被水平旋转框5支承为能够以中空轴14、15的轴线为中心向垂直方向旋转。
如图1所示，在垂直旋转框9配置有：供作为操作对象亦即光源的多个(例如，为三个)LED18(发光元件)安装的安装基板19、固定该安装基板19的散热片20以及用于对来自光源的出射光的配光角进行调整的透镜21。此处，为了简化说明书以及附图的记载，而省略对LED18的周边装置的图示以及详细的说明。
角度调整装置2具有驱动水平旋转框5向水平方向旋转的第一驱动部23以及驱动垂直旋转框9向垂直方向旋转的第二驱动部33。如图1、图6所示，第一驱动部23包含作为驱动源的第一马达24以及将第一马达24产生的动力向水平旋转框5传递的第一齿轮机构25。第一马达24固定于在水平旋转框5安装的第一托架26，从而旋转轴24A被垂直(铅垂)地配置。此外，在第一马达24应用步进马达，从第一马达24延伸的导线(省略图示)穿过中空轴14的轴孔而连接于在垂直旋转框9固定的驱动电路(省略图示)。
第一齿轮机构25包含被接合于第一托架26的第一销27(参照图1)支承为能够旋转并形成有小齿轮29(第一齿轮)与大齿轮30(第二齿轮)的第一阶梯正齿轮28。对于第一阶梯正齿轮28而言，小齿轮29与在第一马达24的旋转轴24A固定的第一小齿轮31啮合，并且大齿轮30与沿着固定框架3的内周形成的内齿32啮合。
如图1、图7所示，第二驱动部33包含作为驱动源的第二马达34、以及将第二马达34产生的动力向垂直旋转框9传递的第二齿轮机构35。第二马达34固定于在水平旋转框5安装的第二托架36，从而旋转轴34A被水平地配置。此外，在第二马达34应用形状与第一马达24相同(同一类型)的步进马达，从第二马达34延伸的导线(省略图示)穿过中空轴15的轴孔而连接于在垂直旋转框9固定的驱动电路(省略图示)。
第二齿轮机构35包含被接合于第二托架36的第二销37(参照图7)支承为能够旋转并形成有小齿轮39(第一齿轮)与大齿轮40(第二齿轮)的第二阶梯正齿轮38。对于第二阶梯正齿轮38而言，大齿轮40与在第二马达34的旋转轴34A固定的第二小齿轮41啮合，并且小齿轮39与设置于垂直旋转框9的侧壁11并沿着以垂直旋转框9的旋转轴(凸起部13)为中心的圆弧形成的外齿42(参照图4)啮合。
此外，第一阶梯正齿轮28与第二阶梯正齿轮38呈相同形状。即，第一阶梯正齿轮28的小齿轮29(第一齿轮)以及大齿轮30(第二齿轮)与第二阶梯正齿轮38的小齿轮39(第一齿轮)以及大齿轮40(第二齿轮)呈相同形状。相同地，在第一马达24的旋转轴24A固定的第一小齿轮31与在第二马达34的旋转轴34A固定的第二小齿轮41呈相同形状。
角度调整装置2具有控制部，该控制部用于使用无线通信对第一驱动部23(第一马达24)与第二驱动部33(第二马达34)进行远程操作进而对照明装置1的照射方向进行无线操纵。控制部包含由操作人员操作的发送部(遥控器)、设置于垂直旋转框9并接收从发送部发出的控制电波的接收部以及基于由接收部接收的控制电波控制各马达24、34的工作的控制装置。此外，在控制部应用现有技术。因此，为了简化说明书以及附图的记载，而省略与控制部相关的详细的说明以及图示。
在本实施方式中，角度调整装置2以在第一马达24存在一个脉冲输入时的水平旋转框5向水平方向的旋转角(角度位移量)、与在第二马达34存在一个脉冲输入时的垂直旋转框9向垂直方向的旋转角(角度位移量)一致或者形成相同程度的方式，设定第一阶梯正齿轮28的小齿轮29与大齿轮30的形状以及形状和第一阶梯正齿轮28相同的第二阶梯正齿轮38的小齿轮39与大齿轮40的形状。换言之，以在第一驱动部23存在一个脉冲输入时的水平方向旋转部向水平方向的旋转角(角度位移量)与在第二驱动部33存在一个脉冲输入时的垂直方向旋转部向垂直方向的旋转角(角度位移量)一致或者形成相同程度的方式，确定第一齿轮机构25与第二齿轮机构35的变速比。
如图1、图8所示，角度调整装置2具有安装于第一托架26并对水平旋转框5向水平方向的旋转动作进行电检测的限位开关43。角度调整装置2利用形成于固定框架3的内凸缘部8的两个突出部44、45(参照图2)的任意一方转动限位开关43的杆43A(参照图8)，由此对所设定的旋转角度的限位进行检测，而用于使第一马达24的工作停止等马达控制。此外，在本实施方式中，水平旋转框5能够利用限位开关43与两个突出部44、45将向水平方向的旋转角度限制为±90°。
角度调整装置2还具有在水平旋转框5超过限位开关43旋转时，机械式地限制水平旋转框5向水平方向的旋转动作的水平旋转限制机构。如图9所示，水平旋转限制机构具有：切开水平旋转框5的外凸缘部7的外周之中的大致半周而形成的切口部46、形成于该切口部46的两端的抵接部47、48(参照图3)以及形成于固定框架3的内凸缘部8的突起部49。而且，水平旋转限制机构通过形成于外凸缘部7的抵接部47、48中的任意一方与形成于固定框架3的内凸缘部8的突起部49抵接，而将水平旋转框5向水平方向的旋转角度机械式地限制在预先确定的范围内。
如图1所示，角度调整装置2具有安装于第二托架36并对垂直旋转框9向垂直方向的旋转动作进行电检测的两个限位开关51、52。角度调整装置2通过限位开关51、52的任意一方的促动器通过被形成于垂直旋转框9的侧壁11的对应的肋53、54(参照图4)压入(参照图10，为了便于说明，仅表示限位开关51以及对应的肋53)，由此对所设定的旋转角度的限位进行检测，而用于使第二马达34的工作停止等马达控制。在本实施方式中，垂直旋转框9能够利用两个限位开关51、52与对应的肋53、54将向垂直方向的旋转角度限制为±40°。
角度调整装置2还具有在垂直旋转框9超过限位开关51、52旋转时机械式地限制垂直旋转框9向垂直方向的旋转动作的垂直旋转限制机构。垂直旋转限制机构具有沿水平方向隔开间隔地配置于第一托架26的一对抵接片55、56(参照图1)以及形成于垂直旋转框9的侧壁10的对应的肋57、58。而且，垂直旋转限制机构通过设置于第一托架26的一对抵接片55、56的任意一方与形成于垂直旋转框9的侧壁10的对应的肋57、58抵接，而将垂直旋转框9向垂直方向的旋转角度机械式地限制在预先确定的范围内。
接下来，对本实施方式的作用进行说明。
图12所示的是照明装置1的立体图，特别地是表示角度调整装置2的初始状态的图。此外，在角度调整装置2的初始状态下，水平旋转框5(水平方向旋转部)向水平方向的旋转位置为0°，并且垂直旋转框9(垂直方向旋转部)向垂直方向的旋转位置为0°。另外，在角度调整装置2的初始状态下，照明装置1的照射方向为正下方向(铅垂方向)。此处，图13所示的是以与图12不同的视线观察角度调整装置2处于初始状态的照明装置1时的图。
操作人员对遥控器(控制部)进行操作，从而能够对照明装置1的照射方向(以下，简称为“照射方向”)进行远程操作。例如，在使照射方向在图12的A方向的视线下从初始状态的0°向顺时针方向倾斜的情况下，通过操作人员对遥控器的操作，第二马达34使旋转轴34A向被指定的方向旋转与脉冲输入数对应的旋转角(角度位移量)。然后，第二马达34的旋转轴34A的旋转经由第二小齿轮41被传递至第二齿轮机构35，并经由啮合于第二小齿轮41的第二阶梯正齿轮38的大齿轮40(第二齿轮)、第二阶梯正齿轮38的小齿轮39(第一齿轮)以及啮合于小齿轮39的外齿42以减速的方式传递至垂直旋转框9。
由此，如图14所示，垂直旋转框9向垂直方向旋转，其结果，能够使照射方向朝被指定的角度倾斜。此处，图15所示的是与图14对应的状态下的照明装置1的立体图，且是以与图14不同的视线观察时的照明装置1的立体图。
另一方面，例如，在图15所示的状态下，在使照射方向朝水平方向旋转，换言之，使照射方向(照射轴)沿着中心线与照明装置1的轴线(埋入孔的中心线)一致的圆锥的侧面移动(旋转)的情况下，通过操作人员对遥控器的操作，第一马达24使旋转轴24A向被指定的方向旋转与脉冲输入数对应的旋转角(角度位移量)。然后，第一马达24的旋转轴24A的旋转经由第一小齿轮31传递至第一齿轮机构25，并经由啮合于第一小齿轮31的第一阶梯正齿轮28的小齿轮29(第一齿轮)、第一阶梯正齿轮28的大齿轮30(第二齿轮)以及啮合于大齿轮30的内齿32以增速的方式传递至水平旋转框5。
由此，水平旋转框5向水平方向旋转，其结果，能够使照射方向(照射轴)在维持相对于铅垂线的倾斜角度的状态下向水平方向旋转。此外，虽对基于第一驱动部23的水平旋转框5向水平方向的旋转动作与基于第二驱动部33的垂直旋转框9向垂直方向的旋转动作单独地进行了说明，但控制部通过操作人员对遥控器的操作，能够同时控制第一驱动部23与第二驱动部33。即，角度调整装置2能够同时进行水平旋转框5向水平方向的旋转动作与垂直旋转框9向垂直方向的旋转动作。
在该实施方式中，起到以下的效果。
根据本实施方式，在水平旋转框5(水平方向旋转部)上配置用于驱动水平旋转框5向水平方向旋转的第一驱动部23与用于驱动垂直旋转框9(垂直方向旋转部)向垂直方向旋转的第二驱动部33而构成角度调整装置2。
应用上述的角度调整装置2，从而能够使照明装置1小型化，特别地缩短全长，例如，能够提供适于进深被限制的天花板埋入式的通用型筒灯的照明装置1。另外，在固定框架3的内周形成有构成第一齿轮机构25的内齿32，从而与在固定框架3的外周形成有外齿的情况相比，能够将角度调整装置2的水平方向的尺寸进而固定框架3的外径形成为较小，从而能够提供能够与更小的埋入孔对应的照明装置1。
另外，在本实施方式中，在组装于第一齿轮机构25的第一阶梯正齿轮28与组装于第二齿轮机构35的第二阶梯正齿轮38使用相同形状的阶梯正齿轮，使第一阶梯正齿轮28的小齿轮29(第一齿轮)与在第一马达24的旋转轴24A固定的第一小齿轮31啮合，并且与第二阶梯正齿轮38的大齿轮40(第二齿轮)啮合而构成角度调整装置2。
如上将相同形状的阶梯正齿轮28、38分别使用于增速侧与减速侧，从而能够在第一马达24与第二马达34使用相同形状(同型)的步进马达，能够简单地构成第一驱动部23、第二驱动部33以及角度调整装置2。此外，实现构成装置的部件的共用，从而能够提高生产率，同时能够减少制造成本。
另外，由共用的部件构成第一驱动部23与第二驱动部33的大部分，因此将第一驱动部23与第二驱动部33相对于照明装置1的中心线(在本实施方式中，为与水平旋转框5的旋转轴一致的直线)或者照明装置1的光轴配置为对象，从而容易使装置整体的重量平衡均等化，进而能够进行顺畅的角度调整。
另外，相同地，将第一驱动部23与第二驱动部33相对于与水平旋转框5的旋转轴一致的直线配置为对象，成为为了使垂直旋转框9不与第一驱动部23、第二驱动部33干涉地向垂直方向旋转而能够将各部件尺寸抑制为最小的配置位置。
另外，以在第一马达24存在一个脉冲输入时的水平旋转框5向水平方向的旋转角(角度位移量)与在第二马达34存在一个脉冲输入时的垂直旋转框9向垂直方向的旋转角(角度位移量)一致或者成为同等的方式选定阶梯正齿轮28、38的形状，因此能够简化控制部的控制，从而能够提高可靠性，并且减少制造成本。
另外，角度调整装置2兼具对水平旋转框5以及垂直旋转框9的旋转角进行电检测的功能与机械式地限制水平旋转框5以及垂直旋转框9的旋转的功能。由此，能够可靠地防止装置的破损以及提高装置的可靠性。
此外，实施方式不限定于上述，例如，能够如接下来那样构成。
将多个照明装置1设置于天花板，利用无线通信连接各照明装置1，从而以能够利用一个遥控器同时远程操作多个照明装置1的方式构成控制部。
另外，控制部不限定于基于无线通信的远程操作，例如，也可以通过线控连接由操作人员操作的操作部与角度调整装置2。
光源(操作对象)不限定于LED18，例如，能够应用氪气灯泡。
另外，在实施方式中，虽例示了天花板埋入式的照明装置1，但也能够应用于在照明装置1连接臂等并从天花板面、壁面垂下的类型、通过连接臂的台座支承照明装置1的类型等。
马达24、34不限定于步进马达，能够应用DC马达、DC无刷马达、AC马达等。在该情况下，也通过使水平旋转框5向水平方向的旋转角(角度位移量)与垂直旋转框9向垂直方向的旋转角(角度位移量)一致或者形成同等，从而能够简化基于控制部的电流控制。
在本实施方式中，在第一驱动部23以及第二驱动部33的驱动源使用马达24、34，但能够以进行手动操作，例如通过杆等的操作进行光源(操作对象)的角度调整的方式构成角度调整装置2。
工业上的利用可能性
如以上那样，本发明的角度调整装置以及具备该角度调整装置的照明装置适于通过远程操作进行操作对象的角度调整的天花板埋入式的筒灯。
符号说明
1…照明装置；2…角度调整装置；3…固定框架(框体)；5…水平旋转框(水平方向旋转部)；9…垂直旋转框(垂直方向旋转部)；18…LED(操作对象、光源)；23…第一驱动部；33…第二驱动部。

Claims (9)

1.一种角度调整装置，用于进行操作对象的角度调整，
所述角度调整装置的特征在于，具备：
框体；被所述框体支承为能够向水平方向旋转的水平方向旋转部；被所述水平方向旋转部支承为能够向垂直方向旋转并供所述操作对象固定的垂直方向旋转部；驱动所述水平方向旋转部的第一驱动部；以及驱动所述垂直方向旋转部的第二驱动部。
2.根据权利要求1所述的角度调整装置，其特征在于，
所述水平方向旋转部包含供所述第一驱动部与所述第二驱动部设置的水平旋转框。
3.根据权利要求1或2所述的角度调整装置，其特征在于，
所述第一驱动部包含：作为驱动源的第一马达、以及将所述第一马达的驱动力向所述水平方向旋转部传递的第一齿轮机构，所述第二驱动部包含：作为驱动源的第二马达、以及将所述第二马达的驱动力向所述垂直方向旋转部传递的第二齿轮机构，所述第一齿轮机构包含形成有外径不同的多个齿轮的第一阶梯正齿轮，所述第二齿轮机构包含形成有外径不同的多个齿轮的第二阶梯正齿轮。
4.根据权利要求3所述的角度调整装置，其特征在于，
所述第一阶梯正齿轮与所述第二阶梯正齿轮呈相同形状。
5.根据权利要求4所述的角度调整装置，其特征在于，
所述第一阶梯正齿轮的第一齿轮与固定于所述第一马达的旋转轴的第一小齿轮啮合，所述第二阶梯正齿轮的第二齿轮与固定于所述第二马达的旋转轴的第二小齿轮啮合。
6.根据权利要求3～5中任一项所述的角度调整装置，其特征在于，
所述第一齿轮机构包含形成于所述框体的内周并与所述第一阶梯正齿轮的第二齿轮啮合的内齿。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的角度调整装置，其特征在于，
所述第一驱动部与所述第二驱动部相对于所述操作对象的中心线配置为对象。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的角度调整装置，其特征在于，
通过远程操作进行角度调整。
9.一种照明装置，其特征在于，
具备权利要求1～8中任一项所述的角度调整装置，且操作对象为光源。
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