(57)【要約】  主電源回路と筒体とを有する懐中電灯を、開示するものである。主電源回路は、光源とこの光源を支持する携帯電源とを含んでいる。筒体は、主電源回路内にはない。懐中電灯はまた、光源を保持するボールを有する。光源は、ボールに嵌装されてその内面に接している。ボールの外周は、光源から効率的に放熱させるフィン状突起列を有する。
2012515423.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アノードとカソードとを有する携帯電源と、
正電極と負電極とを有する光源と、
前記光源と前記携帯電源との間に配置され、該光源の正電極と該携帯電源のカソードとの間に第１の導電路の第１の部分を形成する第１のばねと、
前記光源と前記携帯電源との間に配置され、該光源の負電極と該携帯電源のアノードとの間に第２の導電路の第１の部分を形成する第２のばねと、
前記携帯電源を保持する筒体であって、前記第１の導電路あるいは前記第２の導電路内にはない前記筒体と
を備える、懐中電灯。
【請求項２】
地絡接点を有するスイッチ筺体をさらに備え、該地絡接点が前記第２の導電接続の第２の部分を形成する、請求項１に記載の懐中電灯。
【請求項３】
前記携帯電源は再充電可能な電池である、請求項１に記載の懐中電灯。
【請求項４】
前記光源はＬＥＤである、請求項１に記載の懐中電灯。
【請求項５】
携帯電源と光源とを含む主電源回路であって、該携帯電源がアノードとカソードとを有し、該光源が正電極と負電極とを有する主電源回路と、
該主電源回路内の第１のばねであって、前記光源の正電極と前記携帯電源のカソードとを電気的に接続する第１のばねと、
前記主電源回路内の第２のばねであって、前記光源の負電極と前記携帯電源のアノードとを電気的に接続する第２のばねと、
前記携帯電源を保持する筒体であって、前記主電源回路の一部を構成はしない筒体と
を備える、懐中電灯。
【請求項６】
前記主電源回路内にボールをさらに含み、該ボール内に前記光源を収容する、請求項５に記載の懐中電灯。
【請求項７】
前記ボールの外周は前記光源から効率的に放熱させるフィン状突起列を有する、請求項６に記載の懐中電灯。
【請求項８】
前記携帯電源は再充電可能な電池である、請求項７に記載の懐中電灯。
【請求項９】
前記光源はＬＥＤである、請求項７に記載の懐中電灯。
【請求項１０】
携帯電源を含む主電源回路と、
反射器と、
光源と、
該光源を前記反射器の主軸に対し調整可能に保持する金属製ボールを含むボール組立体と
を備え、
該可調整ボールの外面が前記光源から放熱させる１以上の冷却フィンを含む、懐中電灯。
【請求項１１】
可調整リングをさらに備え、該可調整リングは前記可調整ボール周りに成型され、前記光源を前記反射器の主軸に対し調整する一体型ボール組立体を形成する、請求項１０に記載の懐中電灯。
【請求項１２】
携帯照明装置用の可調整ボール組立体であって、
前端と後端と該後端上のスロットとを有する金属製管状ボール筺体と、
該金属製管状ボール筺体の前端内に嵌装したボール組立体であって、環状中空領域を有するボール組立体と、
正接点を有する照明モジュールであって、前記ボール組立体内に一部嵌装される照明モジュールと、
前記金属製管状ボール筺体の後端内に嵌装したリテーナであって、前記ボール組立体の環状中空領域よりも小径の環状溝領域を有するリテーナと、
頭部と尾部とを有する漏斗状ばねであって、該漏斗状ばねの頭部の直径は前記リテーナの環状溝領域の直径を上回り、該漏斗状ばねの尾部は前記リテーナの環状溝領域内に嵌装され、前記リテーナを前記金属製管状ボール組立体の後端内に嵌装したときに、前記漏斗状ばねを該リテーナにより固定する、漏斗状ばねと
を備えるボール組立体。
【請求項１３】
前記ボール組立体は、前記ボール筺体組立体のスロット内に部分的に挿入され、反射器の主軸に対し前記照明モジュールを調整する調整リングを有する、請求項１２に記載の懐中電灯。
【請求項１４】
前記ボール組立体の環状中空領域は前記ボール筺体の前端に向かって縮径する内径を有する、請求項１２に記載の懐中電灯。
【請求項１５】
前記リテーナの環状溝領域は前記ボール筺体の前端に向かって拡径する内径を有する、請求項１２に記載の懐中電灯。
【請求項１６】
前記漏斗状ばねの頭部は接点カップを介して前記照明モジュールの正接点に電気的に接触している、請求項１２に記載の懐中電灯。
【請求項１７】
その底部に孔を有するカップ形状絶縁体をさらに備え、前記漏斗状ばねを前記リテーナと該絶縁体により固定した、請求項１２に記載の懐中電灯。
【請求項１８】
携帯照明装置用の可調整ボール組立体であって、
前端と後端と該後端上のスロットとを有する金属製管状ボール筺体と、
環状中空領域を有するボール組立体であって、前記金属製管状ボール筺体の前端内に摺動可能に嵌装したボール組立体と、
正接点を有する照明モジュールであって、前記可調製ボール組立体内に一部嵌装される照明モジュールと、
貫通孔と前部開口とを有するリテーナであって、該前部開口の直径が前記ボール組立体の環状中空領域よりも小径であり、前記金属製管状ボール筺体の後端内に嵌装され、その前部開口が最後部位置を規定するリテーナと、
前記照明モジュールと前記リテーナとの間に配置した絶縁体であって、カップ形状受容域を有し、該受容域が最前部位置を規定する絶縁体と、
頭部と尾部とを有する漏斗状ばねであって、該漏斗状ばねの頭部の直径は前記リテーナの前部開口よりも大きく、前記絶縁体の受容域よりも小さく、該漏斗状ばねの頭部を前記最前部位置と前記最後部位置との間に拘束する、漏斗状ばねと
を備えるボール組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば懐中電灯（flashlight）や前照灯（head lamp）やその回路構成要素を含む携帯照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
当分野では、懐中電灯を含む様々な手持ちのすなわち携帯照明装置が知られている。この種の照明装置は通常、正電極と負電極とを有する１以上の乾電池を含んでいる。電池は、電池隔室すなわち筺体に電気的に直列あるいは並列に配置される。電池隔室もまた、特に筒体が電池を収容し、懐中電灯の保持にも用いられる懐中電灯の場合、時として照明装置用の取っ手として機能する。電球や発光ダイオード（「ＬＥＤ」）等の光源の電極を電気的に結合する導電手段を介して、電池電極から電気回路が頻繁に確立される。光源を通過した後、電気回路は導電手段に電気的に接触する光源の第２の電極を通って続き、片や導電手段は電池の他方の電極に電気的に接触している。通常、回路は回路を開閉するスイッチを含む。電気回路を閉路するスイッチを起動することで、電流は電球やＬＥＤあるいは他の光源、すなわち白熱電球の場合はフィラメントを介して流れることができ、それによって光を発生する。
【０００３】
金属製懐中電灯では、電気回路の導電手段の一部として筒体と尾部キャップを使用することもまた慣例であった。しかしながら、アルミニウム製懐中電灯の耐摩耗性と美観を増大させるべく、ヘッドと筒体と尾部キャップは通常陽極酸化処理される。その結果、筒体（と尾部キャップ）と電気回路の他の１（又は複数）の部分との間に導電路を配設すべく、筒体と尾部キャップの内部嵌合面上の酸化処理膜を表皮切除するか、あるいは陽極酸化処理前に関連する接触部分にマスクし、それらを先ず陽極酸化させないようにすべきかのいずれかであった。いずれの手法も追加の製造工程を必要とし、そのことが片や製造コストを増大させるものであった。さらに、アルミニウムあるいはアルミニウム合金の非保護部分はより腐食を受け易いものである。
【０００４】
一部の懐中電灯の設計は、懐中電灯の光源をボール筺体内に保持し、反射器の主軸に対し光源が調整できるようにすることを提案してきた。しかしながら、この種の懐中電灯は今日の大電力高輝度ＬＥＤが生み出す熱管理問題に適切に対処する構成を備えるものではない。
【０００５】
一部の先進携帯照明装置は、異なるニーズ向けに複数の機能を備えている。例えば、電力節約モード及び／又はＳＯＳモードは通常の「最大出力」モードに加え懐中電灯あるいは他の携帯照明装置内に実装することができる。この種の携帯照明装置では、ユーザは通常主電源スイッチの操作により所望モードの動作を選定する。例えば、懐中電灯が通常のモードあるいは電力節約モードにあるときに、主電源スイッチを操作して懐中電灯をしばらくオフし、続いてオン復帰させることで、懐中電灯をＳＯＳモード等の別の動作モードへ遷移させることができる。
【０００６】
一般に、この種の複数モードの携帯照明装置の機能性は電池により常時給電状態に保たれるマイクロコントローラにより提供される。その結果、マイクロコントローラの揮発性メモリを用いて懐中電灯のそのときのモードを記憶させ、かくしてユーザが適切なコマンド信号を入力する際にどのモードへ遷移させるかを決定することができる。しかしながら、携帯照明装置、すなわち特により大きな懐中電灯の場合、事故により硬い面に打ち付けたりあるいは落下させた場合に、電池や電池群の慣性が短い時間期間に亙り電池接点の一つから電池や電池群を分離させることがある。この分離は、マイクロコントローラに電力喪失を招き、それによってマイクロコントローラをして懐中電灯あるいは他の照明装置が電力喪失前にそうであったモードの追尾を喪失させることにもなる。その結果、マイクロコントローラは懐中電灯あるいは他の照明装置を、それまでの動作モードへ自動的に復帰させるのではなく、通常はオフであるそのデフォルトモードにリセットさせることになる。この種の環境下でのリセットは望ましくなく、潜在的に危険である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
高度の機能性を含む携帯照明装置は通常、所望の機能性を提供するマイクロコントローラあるいはマイクロプロセッサを備える印刷回路基板を含んでいる。しかしながら、様々な携帯照明装置内に容易に採用されて複数レベルの機能性を同装置にもたらすことのできる一体化回路基板を含む押し釦スイッチ組立体に対する必要性が存在する。
【０００８】
前記に鑑み、前述の１以上の課題に対処しあるいは少なくとも改善する改善された携帯照明装置に対する必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一つの目的は、前記した懐中電灯及び／又は携帯照明装置に付随する１以上の課題に対処しあるいは少なくとも改善することにある。従って、本発明の第１の態様にあっては、光源とこの光源に給電する携帯電源とを有する携帯照明装置が提供される。
【００１０】
一実施形態では、携帯照明装置はアノードとカソードとを有する携帯電源と、正電極と負電極とを有する光源と、第１のばねと、第２のばねと、携帯電源を保持する筺体とを有する。第１のばねは光源と携帯電源との間に配置し、光源の正電極と携帯電源のカソードとの間に第１の導電路の第１の部分を形成することができる。第２のばねは光源と携帯電源との間に配置され、光源の負電極と携帯電源のアノードとの間に第２の導電路の第１の部分を形成している。携帯照明装置の筺体は、好ましくは第１と第２の導電路の一部を形成しない。
【００１１】
別の実施形態では、携帯照明装置は主電源回路と第１のばねと第２のばねと筒体とを有する。主電源回路は、携帯電源と光源とを含んでいる。携帯電源は、アノードとカソードとを有する。光源は、正電極と負電極とを有する。第１のばねは主電源回路内にあり、光源の正電極と携帯電源のカソードとを電気的に接続している。第２のばねは主電源回路内にあり、光源の負電極と携帯電源のアノードとを電気的に接続している。筒体は携帯電源を保持するよう構成してあるが、それは主電源回路の一部を形成していない。
【００１２】
第２の態様では、光源とこの光源を保持する可調整ボールとを有する携帯照明装置が提供される。
【００１３】
一実施形態では、携帯照明装置は携帯電源と反射器と光源と、さらに反射器の主軸に対し光源を調整可能に保持する金属ボールを含むボール組立体とを備える。ボールの外周面は、光源から放熱する１以上の冷却フィンを含んでいる。別の実施形態では、プラスチック製調整リングを好ましくはボール周りに成型して一体型ボール組立体を形成し、反射器の主軸に対し光源を調整する。
【００１４】
別の態様では、携帯電源用の可調整ボール組立体が提供される。一実施形態では、可調整ボール組立体は金属製管状筺体とボール組立体と照明モジュールと漏斗状ばねとボールリテーナとを有する。金属製管状ボール筺体には、前端と後端とこの後端上のスロットとを持たせることができる。ボール組立体は、金属製管状ボール筺体の前端内に嵌装するよう構成される。ボール組立体のボールは、好ましくは照明モジュールを受容する大きさの環状中空領域を有する。リテーナは、金属製管状ボール筺体の後端内に嵌装する構成とする。リテーナには、そこを挿通して漏斗状ばねの尾端を受容する構成とした環状溝領域を持たせることができる。漏斗状ばねの頭部端は直径でリテーナの環状溝領域を上回り、リテーナと前部接点カップとの間に介挿される。
【００１５】
別の実施形態では、携帯照明装置向けの可調整ボール組立体は、金属製管状ボール筺体とボール組立体と照明モジュールとリテーナと絶縁体と、さらに頭部を有する漏斗状ばねとを有する。金属製管状ボール筺体は、前端と後端とを有する。ボール組立体は、その中に組立体が摺動自在に嵌装される環状中空領域を有する。ボール組立体は、中央貫通孔を含んでいる。照明モジュールは、可調整ボール組立体内に一部嵌装することができる。リテーナには、貫通孔と前部開口とを持たせることができる。前部開口の直径は、ボール組立体の環状中空領域よりも小さいものである。リテーナを金属製管状ボール筺体の後端内に嵌装し、リテーナの前部開口が最後部位置を規定するようにできる。絶縁体は、照明モジュールとリテーナとの間に配置することができる。絶縁体には、漏斗状ばねの頭部を受容するカップ形状受容域を持たせることができる。受容域が、最前部位置を規定する。漏斗状ばねの頭部の直径は、リテーナの前部開口を上回る。漏斗状ばねの頭部は、最前部位置と最後部位置との間に拘束することができる。
【００１６】
本発明のさらなる態様や目的や所望の特徴と利点は、開示発明の様々な実施形態を例示により示した添付図面に関連させて考察する下記の説明からより良く理解されよう。しかしながら、図面は例示目的にのみ合わせたものであり、本発明の限定を規定する意図のないことは明確に理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態になる懐中電灯を備える携帯照明装置の上面図である。
【図２】４０２−４０２線により示す平面に沿う図１の懐中電灯の断面図である。
【図３】４０２−４０２線により示す平面に沿う図１の懐中電灯の前方区分の拡大断面図である。
【図４】図１の懐中電灯の分解斜視図である。
【図５Ａ】図１の懐中電灯のヘッド組立体の一部拡大分解斜視図である。
【図５Ｂ】図１の懐中電灯の可調整ボール組立体部分の拡大分解斜視図である。
【図５Ｃ】図１の懐中電灯のスイッチ組立体部分の拡大分解斜視図である。
【図５Ｄ】懐中電灯の前部筒体と後部筒体が回路基板と充電リングに併せ組み付けられている仕組みを示す図１の懐中電灯の前端から見た拡大分解斜視図である。
【図５Ｅ】は図１の懐中電灯の地絡路を示す図１の懐中電灯のボール筺体とスイッチ筺体と電池パック（前部筒体と後部筒体は省略）の拡大分解斜視図である。
【図６Ａ】スカートロックリングとヘッドとの間の一つの相対的位置を示す異なる断面図である。
【図６Ｂ】スカートロックリングとヘッドとの間の一つの相対的位置を示す異なる断面図である。
【図６Ｃ】スカートロックリングとヘッドとの間の一つの相対的位置を示す異なる断面図である。
【図６Ｄ】スカートロックリングとヘッドとの間の第２の相対的位置を示す異なる断面図である。
【図６Ｅ】スカートロックリングとヘッドとの間の第２の相対的位置を示す異なる断面図である。
【図６Ｆ】スカートロックリングとヘッドとの間の第２の相対的位置を示す異なる断面図である。
【図６Ｇ】スカートロックリングとヘッドとの間の第３の相対的位置を示す異なる断面図である。
【図６Ｈ】スカートロックリングとヘッドとの間の第３の相対的位置を示す異なる断面図である。
【図６Ｉ】スカートロックリングとヘッドとの間の第３の相対的位置を示す異なる断面図である。
【図７】本発明の一実施形態になる電子回路構成要素の関係を示す回路図である。
【図８Ａ】図７に示した回路の異なる構成要素の概略回路図である。
【図８Ｂ】図７に示した回路の異なる構成要素の概略回路図である。
【図８Ｃ】図７に示した回路の異なる構成要素の概略回路図である。
【図８Ｄ】図７に示した回路の異なる構成要素の概略回路図である。
【図８Ｅ】図７に示した回路の異なる構成要素の概略回路図である。
【図９】電力特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明に係る実施形態を、ここで図面を参照して説明することにする。説明を容易にするため、１枚の図の要素を表わす参照符号は他の全ての図面の同一の要素を表わすものとする。さらに、続く説明において、構成要素の上側や前部や前方あるいは前面は、携帯照明装置あるいは懐中電灯の前端を指す方向を向く構成要素の向きあるいは側を概ね意味するものとする。同様に、構成要素の下側や後部や背面や後方あるいは背面側は、携帯照明装置の後端（例えば、懐中電灯の場合は尾部キャップが配置されている箇所）を指す方向を向く構成要素の向きあるいは側を概ね意味するものとする。
【００１９】
本発明の一実施形態に従う懐中電灯４００を、下記の図１〜図９に関連して説明する。各懐中電灯４００は、本発明の多数の個別態様を組み込むものである。これらの個別態様は全て懐中電灯４００に様々に組み合わさって組み込まれているが、本発明が本願明細書に説明する懐中電灯４００に限定されないことは明確に理解されたい。むしろ、本発明は、様々な実施形態において個別かつ加えて集合的の両方において懐中電灯４００の各発明的特徴に関するものである。さらに、当業者には明らかになるように、本開示を精査した後、本発明の１以上の態様を例えば前照灯を含む他の携帯照明装置に組み込むこともできる。
【００２０】
図１と図２を参照するに、懐中電灯４００はヘッド組立体６１０と前部筒体５０８と後部筒体５２６と尾部キャップ５０６とスイッチ５００と充電接点５１２，５１４とを含んでいる。本実施形態では、前部筒体５０８と後部筒体５２６は外部充電接点５１２，５１４が配設されている箇所の近傍で互いに接合し、一体型の筒状本体を形成している。後部筒体５２６の後端は尾部キャップ５０６により封入されており、一方で前部筒体５０８の前端はヘッド組立体６１０により封入されている。
【００２１】
前部筒体５０８と後部筒体５２６は、好ましくは金属、より好ましくはアルミニウムで作成する。後部筒体５２６には、その軸長の一部に沿って好ましくは機械ローレット加工の形で手触り感のある面４０４を配設することができる。ヘッド組立体６１０のヘッドスカート４９４の下側に、前部筒体５０８の一部が延在する。電池パック５０１等の携帯電源を収容する中空空間４９９が、後部筒体５２６内に配設されている。
【００２２】
本実施形態では、電池パック５０１は電気的に並列接続された状態で物理的に直列構成にて配置した２個のリチウム−イオン電池を備える。電池パック５０１として使用することのできる一つの電池パックの構造が、同時係属米国特許出願第１２／３５３，８２０号により詳しく記載されており、同出願は参照により本願明細書に組み込むものとする。
【００２３】
電池パック５０１は、この電池パック５０１の他の部分に比し縮径された直径を有する前端５０７を有する。この構成は電池パック５０１が逆接続態様にて挿入されるのを阻止し、それによって電池パック５０１と加えて懐中電灯４００もまた保護する。さらに、図４に最もよく示されているように、カソード（すなわち正電極）５０３とアノード（すなわち負電極）５０５は共に、追加の安全性に配慮し電池パック５０１の前端５０７に配設してある。
【００２４】
懐中電灯４００の例示実施形態用の携帯電源としてリチウム−イオン電池パック５０１が用いられるが、他の実施形態では、例えば乾電池や再充電可能電池や、懐中電灯の設計要件に応じて電気的に直列にあるいは並列に接続した状態で並列にあるいは隣り合わせの構成にて物理的に配置される２以上の電池を備える電池パックを含む他の携帯電源を用いることもできる。例えば、大容量蓄電キャパシタを含む他の適当な携帯電源を用いることもできる。
【００２５】
尾部キャップ５０６もまた好ましくはアルミニウムから作成し、当分野にて慣用されている如く後部筒体５２６内に配設された嵌合螺子に係合する構成としてある。しかしながら、尾部キャップ５０６を後部筒体５２６に取り付けるのに他の適当な手段を用いることもできる。リップシール等の一方向弁５０４を尾部キャップ５０６と後部筒体５２６との間の境に配設することにより、水密シールを配設し、一方同時に懐中電灯内の過大圧力を周囲に放出すなわち排出できるようにする。しかしながら、当業者は、水密シールを形成する上で一方向弁５０４に代えてＯ−リング等の他の形態のシール要素が使用できることを理解しよう。懐中電灯内での一方向弁の設計と使用は、Ａｎｔｈｏｎｙ  Ｍａｇｌｉｃａに対する米国特許第５，１１３，３２６号により詳しく記載されており、同特許は参照により本願明細書に組み込むものとする。
【００２６】
本実施形態では、ばね５０２は尾部キャップ５０６の前端に配設されたばね座５１１に着座する。ばね５０２は電池パック５０１を前方に付勢しており、これにより電池パック５０１の前端５０７上の電極５０３，５０５はそれぞれ充電器回路基板５２０の後部側に配設されたカソード接点５２３とアノード接点５２５に接触する。接点５２３，５２５は、好ましくは充電器回路基板５２０の後部側に半田付けする。
【００２７】
アルミニウムで出来ている場合、前部筒体５０８と後部筒体５２６と尾部キャップ５０６の表面を好ましくは陽極酸化処理して腐食を防止する。本実施形態では、筒体５０８，５２６と尾部キャップ５０６は懐中電灯４００の電気回路の一部を形成はしていないが、他の実施形態では、前部筒体５０８と後部筒体５２６と尾部キャップ５０６のうちの１以上が懐中電灯の電気回路の一部を形成する。この種の実施形態では、別の金属製表面と電気的に接触するのに用いるこれらの表面は、組み立てられる懐中電灯内に電気回路を確立する目的に合わせ、陽極酸化処理してはならないか、あるいは、陽極酸化処理に続いて酸化膜を取り除く表皮切除をなさねばならないかのいずれかである。
【００２８】
外部充電接点５１２，５１４は、前部筒体５０８の後部に配設される。本実施形態では、再充電手順を簡略化すべく充電接点５１２，５１４は充電リングの形で配設してあるが、他の実施形態では充電接点５１２，５１４には他の形をとらせることができる。
【００２９】
本実施形態では、充電器回路基板５２０は充電接点５１２と５１４の間に介挿してある。充電器回路基板５２０は充電接点５１２，５１４と電気的に連通するよう構成してあり、一方同時に充電接点５１２と５１４を絶縁し、短絡によって互いが直接電気的に連通しないようにしてある。充電器回路基板５２０と充電接点５１２，５１４との間の電気的な連通状態は、充電器回路基板５２０上に導電線を配設することで確立することができる。
【００３０】
充電器回路基板５２０には、例えば充電保護回路や充電制御回路や電池保護回路を含めることができる。充電保護回路は、電池電圧を連続的に監視するのに用いることができる。充電制御回路は、電池パック５０１の充電に用いることができる。電池保護回路は、電池パック５０１をさらに過充電や過放電あるいは過電流から保護するのに用いることができる。
【００３１】
図１〜図４を参照するに、本実施形態は、例えばスカートロックリング４２６や波形ばね４２２やヘッドスカート４９４やフェイスキャップ４１２やレンズ４１６や反射器４１８を含む多数の他の構成要素を装着してヘッド組立体６１０を形成することのできるヘッド４２０を含んでいる。ヘッド４２０とスカートロックリング４２６とヘッドスカート４９４とフェイスキャップ４１２は、好ましくはアルマイトから作成する。他方、反射器４１８は好ましくは射出成形プラスチックから作成する。反射器４１８の内面は、その反射性を適当なレベルまで高めるべく好ましくは金属で被覆する。
【００３２】
本実施形態では、ヘッド４２０は前部５１６と中間部５１８と後部５３０とを備える中空の支持体構造となる。懐中電灯４００が完全に組み上がると、ヘッド４２０がフェイスキャップ４１２とスカートロックリング４２６とヘッドスカート４９４とにより覆われるが故に、本実施形態ではヘッド４２０は内部配置される。換言すれば、本実施形態では、ヘッド４２０は懐中電灯４００の外部部分を構成してはいない。前部５１６は、反射器４１８を受容する概ねカップ形状の受容域５３２を備える。中間部５１８は、前部５１６から後方に延在しており、概ね筒状の内面５３４を含んでいる。さらに、後部５３０は、中間部５１８から後方に延在しており、前部筒体５０８の前端の雄螺子４９７に嵌合する構成の雌螺子５３６を含んでいる。ヘッド４２０は、リテーナ４３２を用いて前部筒体５０８にロックされる。リテーナ４３２は、その後部に雄螺子５４０を螺設され、その前端で外方へ先細としてある。リテーナ４３２は、雄螺子５４０が前部筒体５０８の前端に配設された雌螺子４９５に嵌合するよう構成してある。
【００３３】
前部筒体５０８が対向スロット４１１を含んでいるため、リテーナ４３２を前部筒体５０８の螺子４２５に螺合させたときに、リテーナ４３２の先細部分を前部筒体５０８に当接させ、続いて前部筒体５０８内にさらに螺入させるのに合わせ、前部筒体５０８が拡張する。前部筒体５０８内にリテーナ４３２を完全に着座させると、ヘッド４２０は前部筒体５０８にロックされる。
【００３４】
フェイスキャップ４１２は、レンズ４１６と反射器４１８をヘッド４２０と反射器４１８に対し固締する。本実施形態では、フェイスキャップ４１２はヘッド４２０の前部５１６に配設された雄螺子２３８に螺合させる構成としてある。しかしながら、他の実装では別の形態のアタッチメントを採用することができる。Ｏ−リング１１４がフェイスキャップ４１２とレンズ４１６との間の境に配設され、水密シールをもたらしている。図３に最もよく見てとれるように、反射器４１８をヘッド４２０のカップ形状受容域５３２内に位置決めし、これがヘッド４２０とリテーナ４３２の前方に配置されるようにしてある。カップ形状受容域５３２の内面は、反射器４１８の外面と反射器フランジ４１９と併せ、反射器４１８の主軸と前部筒体５０８の中心軸との適切なアライメントを保証する。片やフェイスキャップ４１２は、反射器フランジ４１９を介してＯ−リング４１４とレンズ４１６と反射器４１８とをヘッド４２０に固締する。
【００３５】
ヘッドスカート４９４は、前部筒体５０８と後部筒体５２６の直径を上回る直径を有する。ヘッドスカート４９４はまた、前部筒体５０８と後部筒体５２６の外面の上方外側を通過するよう適合させてある。ヘッドスカート４９４の前端５４２は、選択された位置においてスカートロックリング４２６の外面に嵌合し、フェイスキャップ４１２とヘッド４２０に対しヘッドスカート４９４を適切に位置決めするよう構成してある。
【００３６】
ヘッドスカート４９４のロック機構を、ここで説明することにする。図５Ａは、ヘッド組立体６１０の一部の分解図を示す。ヘッド４２０の外面は、後部５３０外面の環状溝５６７とヘッド４２０の中間部５１８の外周周りに互いに等間隔に離間する複数の突出部５６８とを有する公称平滑面５６６を有する。
【００３７】
図６Ａ〜図６Ｉは、ヘッド４２０とスカートロックリング４２６との間の異なる相対的位置を示す断面図である。図６Ａ〜図６Ｉのヘッド４２０とスカートロックリング４２６は、実寸ではない。それでも、図６Ａ〜図６Ｉはヘッドスカート４９４のロック機構が例示実施形態において如何に機能するかを例示する目的にとって有用である。
【００３８】
図６Ｃと図６Ｆと図６Ｉに最もよく見てとれるように、空隙５３１が各突出部５６８とヘッド４２０の前部５１６との間に形成してある。本実施形態では、６個の突出部５６８が用いられる。各突出部５６８は前端に逃げ５６９を有し、各突出部５６８が例えば図６Ｃに見られるように懐中電灯４００の長手方向に逆Ｌ形状断面を有するようにしてある。逆Ｌ形状突出部５６８の先端には、ロック部材５７０がある。本実施形態では、突出部５６８の数は６である。他の実施形態では、突出部５６８の数を異ならしめることができる。しかしながら、突出部５６８の数は３以上の整数でなければならない。
【００３９】
図５Ａに最もよく見てとれるように、スカートロックリング４２６の内面は前端５８１と後端５８２とそれらの間の中間部５８３とを有する。スカートロックリング４２６の内面は、複数の第１の割り出し隆起５７２と第２の割り出し隆起５７５とが形成する複数の長手方向溝５７１を備える。本実施形態では、６個の第１の割り出し隆起５７２がスカートロックリング４２６の内面の中間部５８３近傍に形成してあり、６個の第２の割り出し隆起５７５がスカートロックリング４２６の内面の後端５８２近傍に形成してある。第１の割り出し隆起５７２はそれぞれ、低位平坦域５７３により仕切られた２つの高位平坦域５７４を備える。同様に、第２の割り出し隆起５７５はそれぞれ、低位平坦域５７６により仕切られた２つの高位平坦域５７７を備える。
【００４０】
本実施形態では、第２の割り出し隆起５７５の高位平坦域５７７の一部がボール４２８を受容する大きさの孔５７８を有する。本実施形態では、３個の孔５７８はスカートロックリング４２６の内周周りに互いに等間隔に離間させてある。本実施形態では、第１の割り出し隆起５７２の数は第２の割り出し隆起５７５の数と同数としてある。代替実施形態では、第１の割り出し隆起５７２の数を第２の割り出し隆起５７５の数の整数倍数とすることができる。別の実施形態では、第１の割り出し隆起５７２の数を第２の割り出し隆起５７５の数の整数約数とする。本実施形態では、第２の割り出し隆起５７５の数は突出部５６８の数と同数としてある。他の実施形態では、第２の割り出し隆起５７５の数を突出部５６８の数の整数倍数とすることができる。
【００４１】
図６Ａ〜図６Ｃは、ヘッドスカート４２６をヘッド４２０から軸方向にロック解除する位置へスカートロックリング４２６を回動させたときに、ヘッド４２０とスカートロックリング４２６を介して見た異なる断面図を示す。図６Ａ〜図６Ｃは、それらの後端を整列配置した場合のヘッド４２０に対する所定位置（位置Ａ）にあるスカートロックリング４２６もまた示している。ここでボール４２８が環状溝５６７内に着座し、ボール４２８の頂端５７９はスカートロックリング４２６の後端近傍の頂面５８０よりも低くなる。従って、ヘッドスカート４９４はこの位置においてスカートロックリング４２６に対し自由に装着あるいは脱離させることができる。スカートロックリング４２６を適当な位置へ回動させることによりヘッド４２０の各突出部５６８が（図６Ｃに示す如く）スカートロックリング４２６の溝５７１に整列配置されると、そこで第１の割り出し隆起５７２と第２の割り出し隆起５７５が（図６Ａ，６Ｂに示す如く）スカートロックリング４２６の平滑面５６６に整列配置される。この位置では、スカートロックリング４２６をヘッド４２０上を軸方向に前後に自由に移動させることができる。図６Ａは、スカートロックリング４２６の低位平坦域５７３，５７６がヘッド４２０の平滑面５６６に整列配置している箇所をより詳しく示しており、図６Ｂは、スカートロックリング４２６の高位平坦域５７４，５７７がヘッド４２０の平滑面５６６に整列配置している箇所をより詳しく示している。スカートロックリング４２６をこの位置に割り出すと、それは操作可能な量だけヘッド４２０に対しそれを前後に移動できる位置をとる。しかしながら、スカートロックリング４２６はヘッド４２０に対し回動させることはできず、何故なら突出部５６８と高位平坦域５７４とは互いに隣接しており、かくして高位平坦域５７４がスカートロックリング４２６から余りに遠くまで延出して突出部５６８上を通過できなくなるからである。
【００４２】
スカートロックリング４２６とヘッド４２０を図６Ａ〜図６Ｃに示す如く整列配置すると、図６Ｄ〜図６Ｆに示す如く、波形ばね４２２のばね力に抗してスカートロックリング４２６を位置Ｂまで前方へ押動することができる。スカートロックリング４２６がこうして前方へ押動されると、突出部５６８と高位平坦域５７４はもはや互いに隣接はしなくなる。その結果、スカートロックリング４２６はここでヘッド４２０に対し回動させることができ、何故ならスカートロックリング４２６を回動させるのに合わせ高位平坦域が突出部５６８とヘッド４２０の前部５１６との間の空隙５３１をここで挿通するようになるからである。しかしながら、ボール４２８はもはや環状溝５６７内に着座はしていないが、その代わりに平滑面５６６上に配置される。その結果、ボール４２８の頂部５７９はここではスカートロックリング４２６の後端近傍の頂面５８０よりも高くなる。ヘッドスカート４９４がスカートロックリング４２６に装着されている場合、ボール４２８はヘッドスカート４９４の内面に形成された環状溝４２９内に延在することになる。しかしながら、突出部５６８は溝５７１に整列配置されたままであるから、スカートロックリング４２６は図６Ａ〜図６Ｃに示す位置Ａに向け後退させられ、かくしてヘッドスカート４９４はこの時点でヘッド４２０に対し軸方向にロックはされなくなる。
【００４３】
図６Ｄ〜図６Ｆに記載したようにスカートロックリング４２６とヘッド４２０を整列配置すると、スカートロックリング４２６はヘッド４２０に対し回動できるようになる。ユーザがスカートロックリング４２６を両方向に３０°回動させ、そこでスカートロックリング４２６を解放すると、波形ばね４２２がスカートロックリング４２６を後方へ付勢することになり、スカートロックリング４２６とヘッド４２０との関係は図６Ｇ〜図６Ｉに示す如く所定の位置（位置Ｃ）関係となる。ここで、突出部５６８は（図６Ｉに示す如く）低位平坦域５７３に整列配置される。さらに、各低位平坦域５７３の角部が対向する突出部５６８の逃げ５６９が形成する空間内に嵌合し、ロック部材５７０が低位平坦域５７３の下側に位置するまで、波形ばね４２２のばね力がスカートロックリング４２６を後方へ押動する。こうして、スカートロックリング４２６はヘッド４２０に対し回動させることはできず、何故なら突出部５６８のロック部材５７０の両側がここでは高位平坦域５７４に隣接しているからである。加えて、ボール４２８は依然として平滑面５６６上に配置されており、その結果ボール４２８の頂端５７９はスカートロックリング４２６の後端近傍の頂面５８０よりも依然として高いままである。かくして、ヘッドスカート４９４を装着した場合、これがボール４２８によりヘッド４２０に対し軸方向にロックされることになり、（図２と図３に示す如く）取り外すことはできない。
【００４４】
ヘッドスカート４９４が（図２と図３に示す如く）ロックされると、スカートロックリング４２６とヘッド４２０は図６Ｇ〜図６Ｉに示す如く整列配置される。調整リング４４８にアクセスして実質点光源、すなわち本実施形態のＬＥＤモジュール４４４のＬＥＤ４４５のビーム方向のアライメントを反射器の主軸に対し調整するため、ヘッドスカート４９４をロック解除し、ユーザが少なくとも調整リング４４８に対しアクセスできるよう前部筒体５０８に対し十分遠くまで後方へ摺動させねばならない。これを達成する手順を、下記に説明する。
【００４５】
先ず、スカートロックリング４２６によりヘッドスカート４９４がヘッド４２０に対し軸方向にロックされると、図６Ｇ〜図６Ｉに示す如くスカートロックリング４２６とヘッド４２０は整列配置される。さらに、スカートロックリング４２６はヘッド４２０に対し回動させることはできない。しかしながら、ヘッドスカート４９４はスカートロックリング４２６と前部筒体５０８の周りを自由回動し、下記により詳しく説明する如く、光源を反射器の軸に沿って軸方向に並進させる。さらに、スカートロックリング４２６をヘッドスカート４９４と共に波形ばね４２２に抗して前方に押動し、ヘッド４２０からスカートロックリング４２６をロック解除することができる。スカートロックリング４２６を両方向に３０°回動させることで、スカートロックリング４２６とヘッド４２０は図６Ｄ〜図６Ｆに示す如く整列配置され、その結果ヘッドスカート４９４はヘッド部材４９４から軸方向にロック解除され、かくして懐中電灯４００から取り外すことができる。これは、スカートロックリング４２６がここで位置Ｂから位置Ａへ自由移動し、一旦スカートロックリング４２６とヘッド４２０が図６Ａ〜図６Ｃに示す如く位置Ａにて整列配置されると、ボール４２８が環状溝５６７内に落下し、ボール４２８の頂端５７９がスカートロックリング４２６の後端近傍の頂面５８０よりももはや高くはなくなるからである。従って、ヘッドスカート４９４を後退させ続けて脱離させ、もはやボール４２８によりロックされないようにし、ここでヘッドスカート４９４が取り外せるようになる。しかしながら、カム４８８がスカートロックリング４２６を位置Ａにおいてその位置を越えて後退しないよう阻止することになる。
【００４６】
ヘッドスカート４９４を装着し戻して完全な懐中電灯組立体を得たいと望む場合、下記の手順を用いることができる。先ず、ヘッドスカート４９４はそれがスカートロックリング４２６に当接するまで懐中電灯前部筒体５０８上を前方へ摺動する。ヘッドスカート４９４が一旦スカートロックリング４２６に当接すると、ヘッドスカート４９４は図６Ｄ〜図６Ｆに示す如く波形ばね４２２のばね力に抗してスカートロックリング４２６と共に位置Ｂまで前方へ押動することができる。ボール４２８はここで平滑面５６６上に配置され、ボール４２８の頂端５７９はスカートロックリング４２６の後端近傍の頂面５８０よりも高くなり、ヘッドスカート４９４内の環状溝４２９内へ延在する。
【００４７】
一旦位置Ｂに至ると、スカートロックリング４２６を両方向に３０°回動させ、そこで解放することができる。波形ばね４２２はスカートロックリング４２６を後方へ付勢し、これによりスカートロックリング４２６とヘッド４２０は図６Ｇ〜図６Ｉに示す如く位置Ｃに配置される。この時点で、スカートロックリング４２６はもはや回動させることはできず、何故なら突出部５６８のロック部材５７０はここで高位平坦域５７４によりロックされるからである。ボール４２８はここで図６Ｈに示す如く平滑面５６６上に配置され、スカートロックリング４２６は回動させることができないため、ヘッドスカート４９４はヘッド４２０に対し軸方向にロックされ、（図２と図３に示すように）脱離させることはできない。
【００４８】
図３と図４に戻って参照するに、リップシール等の一方向弁４２４，４３０を好ましくはフェイスキャップ４１２とスカートロックリング４２６との間の境と、またヘッドスカート４９４とスカートロックリング４２６との間の境にも配設し、水密シールを提供するとともに、ヘッド及びスイッチ組立体４０６に湿分や埃が侵入するのを阻止することができる。
【００４９】
前記した如く、前部筒体５０８の一部は、それを懐中電灯４００に装着したときにヘッドスカート４９４の下側に配置される。前部筒体５０８の最前列部分は、前記した如く、ヘッド４２０の後部５３０とリテーナ４３２との間に介挿螺着される。前述の構成の結果、スイッチカバー５００により形成される外面を除き、本実施形態になる懐中電灯４００の全ての外面は金属、より好ましくはアルミニウムから作成することができる。
【００５０】
前部筒体５０８には、シールあるいはスイッチ５００のスイッチカバー５１５が挿通する孔５４４が備わっている。スイッチカバー５１５を囲繞する前部筒体５０８の外面は、懐中電灯４００の触覚による操作を容易にするよう面取りすることができる。前部筒体５０８にヘッドスカート４９４の尾端５４８の前方位置でその周縁周りに溝５４６を配設し、Ｏ−リング等の封止要素４９６を位置決めし、ヘッドスカート４９４と前部筒体５０８との間に水密シールを形成するようにもできる。同様に、スイッチカバー５１５は好ましくは成形ゴムから作成する。図３に最もよく見てとれるように、スイッチカバー５１５は好ましくは孔５４４を介してヘッド及びスイッチ組立体４０６内に湿分や埃が侵入しないよう構成してある。
【００５１】
図５Ｂを参照するに、本実施形態になる可調整のボール組立体５１３の構成要素が図示してある。本実施形態では、ヘッド及びスイッチ組立体４０６内にランプあるいはＬＥＤモジュール４４４のＬＥＤ４４５等の他の光源を装着し、反射器４１８内へその中に配設された中心孔を介して挿通させる。特に、ＬＥＤモジュール４４４は可調整ボール組立体６１２上に装着され、この組立体は片や前部筒体５０８内に摺動可能に装着される。可調整ボール組立体６１２は、リテーナ４３２とヘッド４２０とカム組立体４８８，４９０とカム従動子組立体４３５とにより前部筒体５０８から摺動して外れることのないようにしてある。本実施形態では、カム従動子組立体４３５はカム従動子螺子４３４とカム従動子ローラ４３６とカム従動子ブッシュ４３８とを含んでいる。
【００５２】
ＬＥＤモジュール４４４に用いることのできるＬＥＤモジュールは、Ａｎｔｈｏｎｙ  Ｍａｇｌｉｃａ  ｅｔ  ａｌ．による２００８年８月７日出願の同時係属米国特許出願第１２／１８８，２０１号に記載されており、その内容は本願明細書に参照により組み込むものとする。
【００５３】
図３と図５Ｂを参照するに、可調整ボール組立体６１２を前部筒体５０８内部に配置し、カム従動子組立体４３５を軸方向スロット４１１の一つの中に配置すると、調整リング４４８の径方向アームが前部筒体５０８の対向するスロットを挿通することになる。さらに、反射器４１８を所定の大きさとし、かくして可調整ボール組立体６１２が保持するＬＥＤモジュール４４４が反射器４１８の後端の中心開口に隣接配置されるようにしてある。
【００５４】
さらに図３を参照するに、可動カム組立体４８８，４９０は前部筒体５０８の外径周りに嵌合する大きさとしてある。前部カム半体４８８と後部カム半体４９０がカム組立体４８８，４９０を形成し、この組立体は通常はカム組立体４８８，４９０の内周周りに延在する湾曲カム溝５５０を備える筒体カムである。カム組立体４８８，４９０はまた所定の大きさとし、組み込んだときにカム従動子組立体４３５のカム従動子ローラ４３６がカム溝５５０に係合するようにしてある。従って、カム溝５５０は可調整ボール組立体６１２の軸方向の上昇と降下と休止とを規定することができる。これは、カム組立体４８８，４９０を回動させたときに、カム従動子組立体４３５がカム組立体４８８，４９０の湾曲カム溝５５０内を摺動できるからである。
【００５５】
カム組立体は、ヘッド４２０の後端とスナップリング（snap ring）４９２との間の所定場所に長手方向に保持されている。湾曲カム溝５５０は懐中電灯４００の軸を横断して配置されているため、カム組立体４８８，４９０を回動させると、ボール筺体４４０は（ＬＥＤモジュール４４４と共に）懐中電灯４００の長手方向軸に沿って前後に移動することになり、懐中電灯により生成される光の分散を点収束から全域拡散へ、続いて全域拡散から点収束へ切り換える。
【００５６】
本実施形態では、前部筒体５０８は好ましくはその周縁周りに溝５５２を含んでいて、スナップリング４９２を位置決めしてカム組立体４８８，４９０を懐中電灯４００の後方へ向け移動させないよう保持している。
【００５７】
カム組立体４８８，４９０は好ましくは２部材構成とし、これにより個別半体を懐中電灯前部筒体５０８とカム従動子組立体４３５の外径上に嵌合させられるようにしてある。可動カム組立体４８８，４９０の２個の部材は、任意の適当な方法により互いに固定することができる。好ましくは、個々のカム半体は互いに弾発変形するよう形成する。
【００５８】
図３と図４を参照するに、長手方向のロック用リブがカム組立体４８８，４９０の外径上に配設してある。好ましくは、ロック用リブはカム組立体の外周周りに等間隔に離間させる。対応する長手方向のロック用スロットが、ヘッドスカート４９４の内面に配設してある。その結果、ヘッドスカート４９４を懐中電灯４００上に装着し、前部筒体５０８の軸周りにこれを回動すると、カム組立体４８８，４９０もまた前部筒体５０８周りに回動させられることになる。カム組立体４８８，４９０の回動は、片や可調整ボール組立体６１２を反射器４１８の内部に沿って軸方向に変位させることになる。こうして、ＬＥＤモジュール４４４や他の光源を反射器軸に沿って並進させることができる。
【００５９】
電極接点のうちの一つ、すなわち本実施形態のＬＥＤモジュール４４４の負電極５５６が、好ましくは金属で出来たボール４４２の貫通孔５４５の面との電気的な接続を果すよう構成してある。先に説明したように、ボール４４２は同様に好ましくは金属で出来たボール筺体４４０を介して前部筒体５０８内に摺動可能に装着してある。
【００６０】
別の電極接点、すなわち本実施形態のＬＥＤモジュール４４４の正電極５５４が、接点カップ４５０を介して漏斗状ばね４５６と電気的に連通している。
【００６１】
ボール４４２の貫通孔５４５の表面は、本実施形態では、ＬＥＤモジュール４４４を作動可能に受容して保持し、ＬＥＤモジュール４４４の負電極５５６ができる限り多くのボール４４２の表面積に接するような形状としてあり、それによってＬＥＤモジュール４４４の負接点５５６とボール４４２との間に導電路を形成するだけでなく、ＬＥＤモジュール４４４とボール４４２との間に効率的な放熱路を提供しもする。
【００６２】
本実施形態では、ボール４４２の外面は複数の冷却フィン４４７を備え、それらがボール４４２の表面積とその放熱レートを増大させている。他の実施形態では、冷却フィン４４７は省略することができ、あるいは他の形態の冷却フィンを採用することができる。
【００６３】
本実施形態では、プラスチック製調節リング４４８を金属製ボール４４２の周りに成型して一体型ボール組立体４４３を形成する。調整リング４４８は、ＬＥＤモジュール４４４とかくして可調整ボール組立体６１２内のＬＥＤ４４５の軸方向を僅かに調整するのに用いることができる。他の実施形態において、調整リング４４８とボール４４２を別個の構成要素とすることができるが、調整リング４４８とボール４４２を本実施形態における如く一体成型ボール組立体４４３として提供することで、製造が簡略化される。
【００６４】
ＬＥＤモジュール４４４は、このＬＥＤモジュール４４４の張り出し部分が貫通孔５４５内の縮径された対応形状領域に当接するまで、ボール４４４の貫通孔５４５内に押し込む。前部接点カップ４５０は、好ましくは燐青銅等のばね金属で出来た漏斗状ばね４５６の前端に電気的に連通している。漏斗状ばね４５６の後端は、好ましくは金属で出来た後部接点カップ４６２により保持する。本実施形態では、前部接点カップ４５０は先が尖った領域を含んでおり、この領域はＬＥＤモジュール４４４の背面内に延在し、ＬＥＤモジュール４４４の背面から窪ませた正電極５５４に接触するよう構成してある。
【００６５】
絶縁体４４６は、その前端に貫通孔を含んでおり、前部接点カップ４５０がボール４４２に電気的に接触するのを阻止すべく配設される。組み立てに際し、絶縁体４４６はＬＥＤモジュール４４４に続いて貫通孔５４５内に挿入されることになる。続いて前部接点カップ４５０を挿入し、接点カップ４５０の尖端部分を絶縁体４４６内に形成された中央貫通孔に挿通させるようにする。絶縁体４４６は、好ましくはプラスチック等の非導電材料で作成する。
【００６６】
漏斗状ばね４５６の最大幅部分が前部接点カップ４５０内に受容され、これと物理的かつ電気的な接触をなし、かつ漏斗状ばね４５６の最小幅部分がボール筺体４４０の後端を越えて後方に延在するようになる。
【００６７】
漏斗状ばね４５６を収容する形状の貫通孔４５５を有するボールリテーナ４５４を用い、貫通孔５４５内にボール組立体４４３を押し込む。ボールリテーナ４５４は、その前部対向面４５７にボール４４２の後端に作動可能に嵌合する構成としたボール係合面４５９を含んでいて、ボール筺体４４０内でボール４４２が若干調整できるようにしてある。
【００６８】
一般に、ボール４４２の前方湾曲面４４１とボール４４２の後方湾曲面４４９は、好ましくはボール筺体４４０内でのボール４４２の調整を容易にする球体状輪郭を有する。同様に、ボール筺体４４０のボール係合面４５１とボールリテーナ４５４のボール係合面４５９は、好ましくは嵌合傾斜面を有する。
【００６９】
ボールリテーナ４５４はまた、前部接点カップ４５０内に嵌装できる大きさの筒状突出部４５３を含んでいる。この構成に基づき、漏斗状ばね４５６の最大幅部分は前部接点カップ４５０とボールリテーナ４５４の筒状突出部４５３の前端との間に機械的に介挿される。
【００７０】
本実施形態では、ボール筺体４４０後部の内面はスナップリング４５８を支持する溝を有する。スナップリング４５８とボールリテーナ４５４との間に、波形ばね４５２がさらに介挿してある。波形ばね４５２はボールリテーナ４５４を前方へ付勢し、これによりボール係合面４５９はボール４４２の後端に係合し、そのことが片やボール４４２を前方へ付勢し、ボール４４２の前端がボール筺体４４０のボール係合面４５１に係合するに至る。さらに、ボール４４２の後端へのボールリテーナ４５４の付勢に加え、波形ばね４５３がボールリテーナ４５４を付勢し、これにより筒状突出部が漏斗状ばね４５６の前端を接点カップ４５０に対し押圧し、このことで片やＬＥＤモジュール４４４はボール４４２の貫通孔５４５内を前方へ付勢され、ＬＥＤモジュール４４４の張り出し部分が貫通孔５４５の壁に当接するに至る。その結果、ＬＥＤモジュール４４４の負電極５５６はボール４４２と物理的かつ電気的に緊密に接触する状態となる。
【００７１】
前述の構成は簡略化された可調整ボール組立体６１２を提供し、その組立体は懐中電灯４００や別の懐中電灯あるいは携帯照明装置内への封入前に予め組み立てることができる。それはまた、コイルばね等の付勢部材を保持する接点スリーブの使用を必要とすることなく、前部接点カップ４５０と後部接点カップ４６２との間の単一の漏斗状ばね４５６の使用を可能にし、それ故に製造工程を簡略化し製造コストを低減する。
【００７２】
後部接点カップ４６２は主スイッチ筺体４７６により摩擦保持され、これにより後部接点カップ４６２の後端は下側スイッチ筺体４７８上のＬ形状接点５６２に電気的に連通する。さらに、可調整ボール組立体６１２が懐中電灯４００内に一旦封入されると、漏斗状ばね４５６は前部接点カップ４５０と後部接点カップ４６２との間で圧縮され、それによって後部接点カップ４６２に下側スイッチ筺体４７８上のＬ形状接点５６２との物理的かつ電気的に緊密な接触状態を強いる。その結果、カム組立体４８８，４９０の動作に起因してボール筺体が筒体５０８内を軸方向に前後に移動する際、漏斗状ばね４５６は前部接点カップ４５０と後部接点カップ４６２との間の電気的な接触を維持することができる。
【００７３】
本実施形態では、ボール筺体４４０と地絡接点４８６との間に地絡路を確立すべく、好ましくは金属で出来た可圧縮のばねプローブ４６０が配設してある。ばねプローブ４６０は、筒体４６１とプランジャ４６３とこれらの間に筒体４６１内にあってプランジャ４６３を筒体４６１から離間付勢するばね（図示せず）とを含んでいる。ばねプローブ４６０は、ボール組立体４４０が組立体４８８，４９０の操作に起因して前部筒体５０８内を軸方向に前後に摺動する際に、ばねプローブ４６０がボール筺体４４０と地絡接点４８４との間で圧縮状態を保ち、それによってボール筺体４４０と地絡接点４８４との間に電気的な接触を常時維持するような大きさとしてある。
【００７４】
図３、図４、図５Ｂ、図５Ｃ、及び図５Ｅを参照するに、ばねプローブ４６０の筒体４６１端をスイッチ筺体４７６内に配設された孔を介して挿入し、地絡接点４８４の下方延在脚４８５に電気的に接触させる。図５Ｅに最もよく見てとれるように、ばねプローブ４６０のプランジャ４６３はボール筺体４４０の後部壁４３９に接している。それ故、スイッチ筺体４７６内の地絡接点４８４とボール筺体４４０との間の電気的な連通が、懐中電灯４００のあらゆる動作を通じてばねプランジャ４６０により確立維持される。
【００７５】
図３，４と図５Ｃを参照するに、スイッチ組立体６１４の構成要素をここで説明することにする。スイッチ組立体６１４は、好ましくは主スイッチ筺体４７６と、本実施形態ではスイッチカバー５００であるユーザインタフェースとを含む。主スイッチ筺体４７６は、上側スイッチ筺体４６６とアクチュエータ４６８と弾発変形ドーム４７０と組立回路基板４７２と弾発作動接点４７４と下側スイッチ筺体４７８とスイッチばね４８０と固定螺子４８２と地絡接点４８４と六角ナット４８６とを封入している。本実施形態では、弾発作動接点４７４とスイッチばね４８０と固定螺子４８２と地絡接点４８４と六角ナット４８６は、好ましくは金属で作成され、一方で主スイッチ筺体４７６と上側スイッチ筺体４６６とアクチュエータ４６８と下側スイッチ筺体４７８は好ましくはプラスチック等の非導電材料で作成される。
【００７６】
図５Ｃを参照するに、本実施形態では、弾発変形ドーム４７０は４脚を有しており、そのうちの一脚５８２が他の三脚５８３，５８４，５８５よりも短い。脚５８３，５８４，５８５は組立回路基板４７２上の接地パッド５８６，５８７，５８８との接触に用いられ、一方で短脚５８２は組立回路基板４７２上のモーメンタリパッド５８９との接触に用いられる。リング形状ラッチパッド５９０が、組立回路基板４７２の中央に配置されている。本実施形態では、モーメンタリパッド５８９は他の３個のパッドよりも組立回路基板４７２の中心近くにある。
【００７７】
スイッチ５００が押されていないときは、短脚５８２は組立回路基板４７２上のどの部分とも接触していない。この状況では、組立回路基板４７２上のラッチパッド５９０とモーメンタリパッド５８９は両方とも組立回路基板４７２上の接地パッド５８６，５８７，５８８に接触していない。
【００７８】
スイッチ５００を半分ほど下に押し下げると、アクチュエータ４６８が弾発変形ドーム４７０を組立回路基板４７２に向け押す。この状況では、たとえ弾発変形ドーム４７０の中心体が組立回路基板４７２のラッチパッド５９０との非接触状態のままにあったとしても、短脚５８２はモーメンタリパッド５８９に接触する。弾発変形ドーム４７０全体が金属で出来ているため、モーメンタリパッド５８９はここでグラウンドに接続されるが、ラッチパッド５９０は接続されない。
【００７９】
スイッチカバー５１５をさらに押し下げると、弾発変形ドーム４７０が圧潰して弾発変形ドーム４７０の本体がラッチパッド５９０に接触するようになるまで、アクチュエータ４６８は弾発変形ドーム４７０をさらに押し下げる。ここで、モーメンタリパッド５８９がグラウンドに接続されるだけでなく、ラッチパッド５９０もまたグラウンドに接続される。
【００８０】
モーメンタリパッド５８９あるいはラッチパッド５９０がグラウンドに接続された時点で、組立回路基板４７２へ信号が送られ、このことが片や中空空間４９９内の電池から後部接点カップ４６２の後端へ流れるエネルギ流を流しあるいは途絶させる。こうして、ヘッドとスイッチ組立体４０６は懐中電灯４００をオン又はオフすることができる。別の選択肢として、弾発変形ドーム４７０の脚５８２，５８３，５８４，５８５に同様の長さを持たせ、弾発変形ドーム４７０とラッチパッド５４０との間のグラウンドへの接続が懐中電灯４００を点灯あるいは消灯するようにできる。組立回路基板４７２には、後程より詳細に説明することにする懐中電灯４００に対する機能を提供するのに適した回路機構を追加的に含めることができる。
【００８１】
弾発作動接点４７４は湾曲ばねあるいは付勢要素を含むよう構成し、正接点ピン５９６とＬ形状接点５６０との電気的な接触が維持されるよう保証する。
【００８２】
下側スイッチ筺体４７８は、２個のＬ形状接点５６０，５６２を有する。Ｌ形状接点５６０は組立回路基板４７２の別の正接点との電気的な接触の形成に用いられ、一方で弾発作動接点４７４の付勢要素の一方とも電気的に接触している。Ｌ形状接点５６２は組立回路基板４７２の別の正接点との電気的な接触に用いられ、一方で内部接点スリーブ４６２の後端とも電気的に接触している。
【００８３】
地絡接点４８４を六角ナット４８６により固定し、かくしてこれを固定螺子４８２と電気的な連通状態とし、この螺子が片やスイッチばね４８０に電気的に結合され、このばねが片や組立回路基板４７２の地絡接点に電気的に結合される。
【００８４】
地絡接点４８４は、ばねプローブ４６０の後端と電気的接触を確立する下方に延在する脚部４８５（図５Ｃに図示）を含んでいる。地絡接点４８４はまた、地絡接点ピン５９８に接触する上方に屈曲する板ばね部４８７（図５Ｃに図示）を有する。主スイッチ筺体４７６の壁が下方に延在する脚部４８５と上方に屈曲する板ばね４８７との間に配置され、双方に軸方向の構造的な支持がもたらされるようにしてある。
【００８５】
図５Ｄは、懐中電灯４００の前部筒体５０８と後部筒体５２６が回路基板５２０と充電リング５１２，５１４に併せ組み付けられている仕組みを示す図１の懐中電灯の前端から見た拡大分解斜視図である。
【００８６】
カソード接点５２３とアノード接点５２５は、好ましくは半田を用いて充電器回路基板５２０に装着する。カソード接点５２３は、その中に形成したばね要素５２７を有する。アノード接点５２５は、その中に形成したばね要素５２９を有する。電池パック５０１を筒体５２６の中空空間４９９内に装着すると、カソード接点５２３のばね要素５２７が電池パック５０１のカソード５０３に接触し、一方でアノード接点５２５のばね要素５２９が電池パック５０１のアノード５０５に電気的に接触する。
【００８７】
図３，４と図５Ｄを参照するに、正接点ピン５９６は好ましくは充電器回路基板５２０を挿通する中央ビア孔５９７に加圧変形させて半田付けする。正接点ピン５９６の後端は、カソード接点５２３に電気的に接触している。地絡接点ピン５９８は、好ましくは充電器回路基板５２０を挿通する外側ビア孔５９９に加圧変形させて半田付けする。地絡接点ピン５９８の後端は、アノード接点５２５に電気的に接触させてある。
【００８８】
図５Ｅに最もよく見てとれるように、地絡接点ピン５９８が主スイッチ筺体４７６の後端内に形成された孔を挿通し、地絡接点４８４の上方に屈曲した板ばね４８７に接し、それによって地絡接点４８４とアノード接点５２５との間に導電路を形成している。図３に見てとれるように、正接点ピン５９６もまた主スイッチ筺体４７６の背面に形成された孔を挿通し、弾発作動接点４７４を制御してこれを圧縮し、それによって弾発作動接点４７４とカソード接点５２３との間に導電路を形成している。
【００８９】
電池パック５０１を中空空間４９９内に組み込むと、本実施形態では、充電器回路基板５２０を支持し電池パック５０１を再充電する回路が電池パック５０１のカソード５０３からカソード接点５２３、充電器回路基板５２０上の正接点パッド（図示せず）、さらに充電器回路基板５２０まで形成される。地絡路は、充電器回路基板５２０上の接地パッド（図示せず）からアノード接点５２５へ、続いて電池パック５０１のアノード５０５まで形成することができる。
【００９０】
組立回路基板４７２に給電する電流は、電池パック５０１のカソード５０３からカソード接点５２３、正接点ピン５９６、弾発作動接点４７４、Ｌ形状接点５６０、さらに組立回路基板４７２上の正給電パッド（図示せず）まで流れる。組立回路基板４７２の電子部品から電池パック５０１への還流電流用の地絡路は、組立回路基板４７２上の接地パッド（図示せず）からスイッチばね４８０、固定螺子４８２、地絡接点４８４、地絡接点ピン５９８、アノード接点５２５、最後に電池パック５０１のアノード５０５まで延びている。
【００９１】
負荷（ＬＥＤモジュール４４４）に給電する電流は、電池パック５０１のカソード５０３からカソード接点５２３、正接点ピン５９６、弾発作動接点４７４、Ｌ形状接点５６０、組立回路基板４７２上の第１の正給電パッド（図示せず）、組立回路基板４７２上の第２の正給電パッド（図示せず）、Ｌ形状接点５６２、後部接点カップ４６２、漏斗状ばね４５６、前部接点カップ４５０、さらにＬＥＤモジュール４４４の正電極５５４まで流れる。負荷の地絡路は、ＬＥＤモジュール４４４の負電極５５６とボール４４２とボール筺体４４０とばねプローブ４６０と地絡接点４８４と地絡接点ピン５９８とアノード接点５２５と電池パック５０１のアノード５０５とを含んでいる。
【００９２】
換言すれば、本実施形態では、前部筒体５０８も後部筒体５２６も、電池パック５０１の充電や組立回路基板４７２への給電やＬＥＤモジュール４４４への給電用の導電路の一部として使用してはいない。同様に、本実施形態では、尾部キャップ５０６を電池パック５０１の充電や組立回路基板４７２への給電やＬＥＤモジュール４４４への給電用の導電路の一部として使用してはいない。図１〜図５Ｅに関連して説明した実施形態の構成は、幾つかの利点をもたらすものである。先ず、それは懐中電灯の電気回路からヘッドと筒体と尾部キャップとを取り除くことで、製造工程と製造コストとを簡素化している。さらに、可調整ボール筺体が簡略化されている。
【００９３】
組立回路基板４７２を、図７と図８Ａ〜８Ｅとに関連してここで説明することにする。簡略化を目的に、組立回路基板４７２は懐中電灯４００に関連して説明する。しかしながら、スイッチ組立体だけでなく組立回路基板４７２もまた他の懐中電灯や携帯照明装置に使用できることも理解されたい。図７は、組立回路基板４７２の電子回路構成要素の関係を示すブロック図である。図７の実施形態では、組立回路基板４７２はマイクロコントローラ回路８０８と電池逆接続保護回路８０２と線形レギュレータ回路８０４と第１のモード記憶装置８１０と第２のモード記憶装置８１２と第３のモード記憶装置８１４とバイパススイッチ８０６とＭＯＳＦＥＴドライバ８２０と電気負荷スイッチ８２２とモーメンタリパッド５８９とラッチパッド５９０とセル数テストポイント８２４とを含んでいる。組立回路基板４７２の詳細な電気回路図が、図８Ａ〜図８Ｅに示してある。
【００９４】
図８Ａは、電池逆接続保護回路８０２の好適な回路図を示す。本実施形態では、電池逆接続保護回路８０２は電池パック５０１の電池のカソードから電圧７０２を取り込み、それをｐチャネル金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＰＭＯＳ）７１２等の電子負荷スイッチに電気的に接続する。ＰＭＯＳ７１２のゲートはグラウンド７１４に接続してあり、一方ＰＭＯＳ７１２のドレインは組立回路基板４７２用の内部電源７０４に接続してある。電池逆接続保護回路８０２を用いることで、電池あるいは電池パックを逆配列にて装填すると、懐中電灯の電流路を介して電流は一切流れないことになる。
【００９５】
図８Ｂを参照するに、マイクロコントローラ回路８０８はマイクロコントローラ７２０と結線とを含んでいる。マイクロコントローラ７２０は、信号線路ＡＤＣ＿ＭＯＤＥ＿ＣＡＰ１  ７２２，ＡＤＣ＿ＭＯＤＥ＿ＣＡＰ２  ７２４，ＡＤＣ＿ＭＯＤＥ＿ＣＡＰ３  ７２６，ＭＩＳＯ７３０，ＭＯＭＥＮＴＡＲＹ＿ＳＷＩＴＣＨ７３６，ＭＡＩＮ＿ＳＷＩＴＣＨ７３８及びＲＥＳＥＴ７４２を介して入力信号を受け取る。マイクロコントローラ７２０はまた、信号線路ＡＤＣ＿ＭＯＤＥ＿ＣＡＰ１  ７２２，ＡＤＣ＿ＭＯＤＥ＿ＣＡＰ２  ７２４，ＡＤＣ＿ＭＯＤＥ＿ＣＡＰ３  ７２６，ＢＹＰＡＳＳ＿ＬＤＯ７３４とＬＡＭＰ＿ＤＲＩＶＥ７４０を介して出力信号を給送する。従って、信号線路ＡＤＣ＿ＭＯＤＥ＿ＣＡＰ２  ７２２，ＡＤＣ＿ＭＯＤＥ＿ＣＡＰ１  ７２４，ＡＤＣ＿ＭＯＤＥ＿ＣＡＰ３  ７２６は双方向となる。一実施形態では、マイクロコントローラ７２０は、例えばカルフォニア州サンノゼ市のＡｔｍｅｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社が製造する８ビットマイクロコントローラであるＡＴｔｉｎｙ２４等の埋め込み型メモリを有する市販のマイクロコントローラとされる。別の実施形態では、マイクロコントローラ７２０はマイクロプロセッサとすることができる。さらに別の実施形態では、マイクロコントローラ７２０はディスクリート回路とすることができる。
【００９６】
マイクロコントローラ７２０は、電圧入力を供給する電力供給源７０８を有する。通常、マイクロコントローラ７２０は所定値、例えば５．５ボルトよりも高い電圧を有する電源を受け入れることはできない。しかしながら、組立回路基板４７２は（後部筒体の長さに応じて）電気的に直列接続された２個や３個あるいは４個の乾電池あるいはセルを収容する懐中電灯にて使用できるよう構成してある。かくして、電池電源７０２（同様に７０４も）は、３．０ボルトから６．０ボルトの範囲にある。懐中電灯が特定の実装に応じて直列接続された４個の電池と共に使用するよう設計されている場合、電池電源７０２からの電圧をマイクロコントローラ７０８に直接給電するよう使用することはできない。
【００９７】
図８Ｃは、線形レギュレータ回路８０４の一実施形態の概略回路図を示す。例示線形レギュレータ回路８０４は、電池逆接続保護回路８０２から入力電圧として内部電源７０４を取り込み、それをデジタル電圧出力源７０８へ変換し、２つの異なる経路を介してマイクロコントローラ７０８に給電する。第１の経路は低損失（ＬＤＯ：ｌｏｗ  ｄｒｏｐ−ｏｕｔ）線形電圧レギュレータ７１６であり、第２の経路はＬＤＯ線形電圧レギュレータ７１６を迂回させ、ＰＭＯＳ７５０を通過させる。
【００９８】
懐中電灯が電気的に直列に接続された４以上の電池あるいはセルを受容する設計であるときは、マイクロコントローラ７２０に直接給電するのに内部電源７０４を使用することはできない。従って、信号線路ＢＹＰＡＳＳ＿ＬＤＯ７３４はマイクロコントローラ７０８によりｌｏｗに切り換えられる筈である。かくして、組み込み抵抗器を有するバイポーラ型トランジスタ８０６は導通しないことになる。その結果、ＰＭＯＳ７５０もまた導通せず、それ故に内部電源７０４はＬＤＯ線形電圧レギュレータ７１６を介してデジタル電圧出力源７０８へ変換される結果となり、このレギュレータが入力電源よりも低い出力電圧を供給することになる。４個の電池又はセルを電気的に直列に接続する実施形態にあっては、ＬＤＯ線形電圧レギュレータ７１６は好ましくは入力電圧をほぼ１．０ボルト降下させる構成とされる。
【００９９】
懐中電灯４００が直列の２個又は３個の電池を受け入れるよう設計されている場合、あるいは懐中電灯４００が電池パック５０１により給電される場合、マイクロコントローラ７２０に直接給電するのに内部電源７０４を用いることができる。この状況にあって、信号線路ＢＹＰＡＳＳ＿ＬＤＯ７３４はマイクロコントローラ７０８によりｈｉｇｈに切り換えられる筈である。この状況にあっては、組み込み型抵抗器を有するバイポーラ型トランジスタ８０６は閉じて導通する筈であり、それ故にＰＭＯＳ７５０もまた閉じ、それによって導通する筈である。内部電源７０４はそれ故にＰＭＯＳ７５０を介してデジタル電圧出力源７０８へ変換され、ＬＤＯ線形電圧レギュレータ７１６を迂回する筈である。
【０１００】
図８Ｃの実施形態では、内部電源７０４はＬＤＯ線形電圧レギュレータ７１６あるいはＰＭＯＳ７５０を通過する前に抵抗器７４４を先ず介してデジタル電源７０８に結合することができる。抵抗器７４４とキャパシタ７４６は、ノイズ、例えばＰＭＯＳ７８０の切り換えに起因するノイズを濾波して除くＲＣフィルタを構成する（図８Ｄ参照）。このＲＣフィルタは、マイクロコントローラ７２０がアナログ／デジタル変換を行なうときの誤差を低減するのに役立つ。本実施形態では、抵抗器７４４は例えば１８Ωに設定することができ、一方でキャパシタ７４６は例えば１．０μＦに設定することができる。
【０１０１】
マイクロコントローラ７２０は、懐中電灯あるいは他の携帯照明装置の製造期間中にプログラムし、電池セル数テストポイント８２４（図７に図示）を介して電池セル数等の電池セル数情報を入力し、信号線路ＢＹＰＡＳＳ＿ＬＤＯ７３４をｈｉｇｈ又はｌｏｗのいずれとするか判定する。この電池セル数情報はマイクロコントローラ７２０のＥＥＰＲＯＭ等の埋め込み型の不揮発性メモリ内にも記憶され、下記により詳しく説明することにする適切な電力特性を決定する。
【０１０２】
図８Ｄは、ＭＯＳＦＥＴ駆動回路８２０と電子負荷スイッチ８２２の概略回路図を示す。図８Ｄの実施形態では、電子負荷スイッチ８２２はＰＭＯＳ７８０で構成される。ＰＭＯＳ７８０のソースは内部電源７０４に結合してあり、一方でＰＭＯＳ７８０のドレインは電圧出力ピン７１０に結合してある。電圧出力ピン７１０は、懐中電灯４００のＬＥＤ４４５の正電極に結合することができる。ＰＭＯＳ７８０のゲートは、バイポーラ型トランジスタ７８２により実装したＭＯＳＦＥＴドライバ８２０に結合してある。ＰＭＯＳ７８０のゲートもまた、抵抗器７７８により内部電源７０４にプルアップされる。従って、バイポーラ型トランジスタ７８２のベースが信号ＬＡＭＰ＿ＤＲＩＶＥ７４０によりｈｉｇｈに駆動されると、バイポーラ型トランジスタ７８２は閉じて導通し始め、そのことが片やＰＭＯＳ７８０を閉じて導通させる。それ故に、内部電源７０４から電圧出力ピン７１０へ電力が流れ、それによってＬＥＤ４４５に給電する回路を完結させることができる。
【０１０３】
上記のスイッチ組立体設計では、電池パックあるいは電池が組み込まれていて、電池パックの電池のカソードが弾発作動接点４７４と電気的に連通し、電池又は電池パックのアノードが地絡接点４８４に電気的に接触している限り、組立回路基板４７２は懐中電灯４００の「点灯」あるいは「消灯」の如何によらず、電池や電池パックからの電力により支援されることになる。マイクロコントローラ７２０は初期設定により極めて低い電力待機モードにあって電池の電流漏れを最小化する。モーメンタリパッド５８９が弾発変形ドーム４７０により接地されると、マイクロコントローラ７２０が低電力待機モードから覚醒し、負荷スイッチ７８０をオンして閉成させ、そのことが片や懐中電灯４００のＬＥＤ４４５に給電しオンさせる。モーメンタリパッド５８９が接地されている限り、ＬＥＤ４４５は最大出力となろう。一旦プランジャ４４８が解放されモーメンタリパッド５８９がもはや接地されなくなると、マイクロコントローラ７２０は負荷スイッチ７８０を「オフ」とし、ＬＥＤ４４５への電力は遮断される。マイクロコントローラ７２０は、そこで低電力待機モードに復帰することになる。
【０１０４】
スイッチプランジャ４６８を十分強く押し付けてモーメンタリパッド５８９とラッチパッド５８８の両方を接地させた場合、ＬＥＤ４４５は別の完全押圧が検出されるまで給電状態に保たれることになる。
【０１０５】
図８Ｅを参照し、３個のモード記憶装置８１０，８１２，８１４をここで併せ説明することにする。第１のモード記憶装置８１０は、マイクロコントローラ７２０に結合する入／出力信号線路ＡＤＣ＿ＭＯＤＥ＿ＣＡＰ１  ７２４を有する。信号線路ＡＤＣ＿ＭＯＤＥ＿ＣＡＰ１  ７２４はまた、充電抵抗器７５４の一端に結合してある。抵抗器７５４の他端は、キャパシタ７５８と並列に接続されたブリードオフ抵抗器７５６を備えるＲＣ回路に結合してある。ＲＣ回路の他端部は、グラウンドに結合してある。第１のモード記憶装置８１０は、一時態様にて情報を記憶するのに用いることができる。マイクロコントローラ７２０は、信号線路ＡＤＣ＿ＭＯＤＥ＿ＣＡＰ１  ７２４をｈｉｇｈ信号又はｌｏｗ信号に設定することで、モード記憶装置８１０内に情報を記憶するのに用いることができる。ｈｉｇｈ信号は、それがもはやｈｉｇｈ信号であると認識されなくなるまで十分に遅延される前に、短い時間期間、例えば２秒に亙り第１のモード記憶装置８１０に記憶される筈である。マイクロコントローラ７２０は信号線路ＡＤＣ＿ＭＯＤＥ＿ＣＡＰ１  ７２４からの読み取り処理を実行し、第１のモード記憶装置８１０に記憶させたデータを検索することができる。一実施形態では、抵抗器７５６の抵抗は１．０ＭΩであり、一方でキャパシタ７５８の容量は１．０μＦである。同様に、第２のモード記憶装置８１２と第３のモード記憶装置８１４には第１のモード記憶装置８１０と同じ構成を持たせることができる。
【０１０６】
懐中電灯４００には、様々なモードの動作を用意することができる。本実施形態では、コントローラ８０８は８個の個別処理モードを実行するよう構成してある。従って、懐中電灯をスイッチオンすると、マイクロコントローラ７２０は、内部メモリ、例えばマイクロコントローラ７２０内に組み込まれた埋め込み型ＳＲＡＭからモード情報を読み取る。マイクロコントローラ７２０はモード情報を１だけ歩進増数し、そのときのモード情報を取得し、そこでそのときのモード情報を外部モード記憶装置８１０，８１２，８１４に記憶させる。懐中電灯４００はまた、新規動作モードへしかるべく変化する。
【０１０７】
例えば、プランジャ４６８を十分に押し込み、懐中電灯４００をオフモードとしたまま、弾発変形ドーム４７０をラッチ位置へ撓ませると、マイクロコントローラ７２０は埋め込み型ＳＲＡＭから直前のモード情報を読み取る。先のモード情報が０，０，０である場合、マイクロコントローラ７２０は１だけ歩進増数し、そのときのモード情報、すなわち０，０，１を取得する。本実施形態では、０，０，１なるモード情報は最大出力モードを表わす。従って、懐中電灯４００は最大出力モードに入る。マイクロコントローラ７２０は、そこで信号線路ＡＤＣ＿ＭＯＤＥ＿ＣＡＰ３  ７２６とＡＤＣ＿ＭＯＤＥ＿ＣＡＰ２  ７２２をｌｏｗに引き、信号線路ＡＤＣ＿ＭＯＤＥ＿ＣＡＰ１  ７２４をｈｉｇｈに引くことで、そのときのモード情報を３個のモード記憶装置８１０，８１２，８１４に書き込む。
【０１０８】
スイッチ５００を十分強く押してスイッチ組立体をラッチ位置に入れる（モーメンタリパッド５８９とラッチパッド５８８は共に接地されている）と、懐中電灯４００はオフモード以外の動作モードにあり、そこで一定の時間期間、例えば２秒間保持されるが、本実施形態では、マイクロコントローラ７２０は受け取った入力を動作モードを変更するコマンドと解釈する。マイクロコントローラ７２０は、埋め込み型ＳＲＡＭから以前のモード情報を読み取り、それを１だけ歩進増数させ、新規のそのときのモード情報を取得する。以前のモード情報が例えば０，０，１である場合、そのときは新規のそのときのモード情報は０，１，０となる筈である。マイクロコントローラ７２０は、そこで信号線路ＡＤＣ＿ＭＯＤＥ＿ＣＡＰ３  ７２６とＡＤＣ＿ＭＯＤＥ＿ＣＡＰ１  ７２４をｌｏｗに引き、信号線路ＡＤＣ＿ＭＯＤＥ＿ＣＡＰ２  ７２２をｈｉｇｈに引くことで、新規のそのときのモード情報を３個のモード記憶装置８１０，８１２，８１４に書き込む。本実施形態では、この０，１，０の組み合わせは５０％電力節約モードを表わす。
【０１０９】
本実施形態では、３個のモード記憶装置８１０，８１２，８１４が記憶する０，１，１の組み合わせはそのときのモードが２５％の電力節約モードであることを表わす。懐中電灯４００に関する残りの動作モードが、表１に示してある。
【０１１０】
（表１）  動作モードとコード
2012515423.tif 000003
【０１１１】
ユーザがスイッチ５００をラッチ位置に保ち続ける限り、懐中電灯４００は前記モード一覧を介して遷移することになる。所定の時間、例えば２秒が経過するつど、モード計数値は歩進増数されることになる。
【０１１２】
懐中電灯４００は、懐中電灯４００がオンされあるいはオフされる間に電力中断に直面することがある。例えば、電池交換の必要があるときに、懐中電灯４００（及びマイクロコントローラ７２０も）比較的長期の電力中断に遭遇しうる。他方、懐中電灯を偶発的に地面に落下させたり、あるいは一端部から硬い面に打ち付けた場合、電池や電池パックの慣性は電池や電池パックを電池接点の一つから短い時間期間に亙り切り離させるのに十分であり、それは通常コントローラ８０８に対し短い電力中断期間を生ずるに十分である。
【０１１３】
本実施形態では、懐中電灯４００が電力中断に遭遇した後、それが相対的に長期であろうと短期であろうと、電力が復旧すると、マイクロコントローラ７２０は電源投入ルーチンを実行し、これには信号線路ＡＤＣ＿ＭＯＤＥ＿ＣＡＰ３  ７２６，ＡＤＣ＿  ＭＯＤＥ＿ＣＡＰ２  ７２２，ＡＤＣ＿ＭＯＤＥ＿ＣＡＰ１  ７２４を介する３個のモード記憶装置８１０，８１２，８１４の記憶電圧の読み取りが含まれる。従って、懐中電灯４００は、モード記憶装置８１０，８１２，８１４が示すモードに入る。
【０１１４】
例えば、電池交換後、モード記憶装置８１０，８１２，８１４が示すモード情報は０，０，０の筈であり、何故なら各キャパシタ７５８，７６４，７７０が蓄える電荷はマイクロコントローラ７２０が再給電された時点で減衰する筈だからである。マイクロコントローラ７２０はそこで３個のモード記憶装置８１０，８１２，８１４から読み取り、直前のモード情報として０，０，０を入手する。従って、懐中電灯４００はオフモードに入る。
【０１１５】
他方、懐中電灯を偶発的に地面に落下させたり、あるいは一端部から硬い面に打ち付けた場合、電池や電池パックの慣性が電池や電池パックを電池接点の一つから短い時間期間に亙り切り離させるのに十分であり、それは通常コントローラ８０８に対し０．５秒に満たない短い電力中断期間を生ずるに十分である。電力中断直前の動作モードが例えばＳＯＳモードであった場合、短期の電力中断後の各キャパシタ７５８，７６４，７７０に蓄えられている電荷は、それが３個のモード記憶装置８１０，８１２，８１４から読み取ったときに、マイクロコントローラ７２０が１，１，１を読み取ることになるよう電力が復旧したずっと後まで保持され続ける筈である。従って、懐中電灯４００は電源中断前の動作モードであるＳＯＳモードに入ることになる。換言すれば、懐中電灯４００は懐中電灯あるいはそれ以外の偶発的な落下に起因するこの種の一時電力中断に対する免疫性を有する。
【０１１６】
懐中電灯４００の中断に対し免疫性のある電力は、懐中電灯４００がオフモードにあるときの条件にも当てはまる。懐中電灯４００をオフに切り換えると、マイクロコントローラ７２０は３個のモード記憶装置８１０，８１２，８１４に０，０，０を書き込み、マイクロコントローラ７２０は低電力待機モードに入る。それ故、短期の電力中断あるいは長期の電力中断に遭遇したかどうかに拘わらず、電力結線が復旧した後、マイクロコントローラ７２０は以前のモード情報として３個のモード記憶装置８１０，８１２，８１４から０，０，０を読み取って入手することになる。従って、懐中電灯４００はオフモードに入ることになる。
【０１１７】
電子スイッチ８２２は、好ましくはコントローラ８０８により制御し、ＬＥＤ４４５に対し一回の放電サイクルに亙り異なるデューティサイクルにて電力を供給し電池寿命を最大化する。マイクロコントローラ７２０は、懐中電灯４００内に装填することのできる電池や電池パックに関する図９に含まれるような電池数や電力特性に関するデータを記憶する内部メモリを含んでいる。図９から分かるように、電池寿命の大半に亙り、電子スイッチ８２２はＬＥＤ４４５に対し最大出力（１００％デューティサイクル）を供給する。しかしながら、電池が減少するにつれ、マイクロコントローラ７２０が監視する電池電圧７０２は降下することになる。マイクロコントローラ７２０は特定の電池構成ごとにメモリに記憶させた電力特性を用い、デューティサイクルを減らすべき時点とそれを１００％に維持すべき時点とを割り出す。
【０１１８】
各電池構成は、少なくとも高電圧期間と電圧減退期間とを含む対応電力マップを有する。一部電池構成、特に乾電池用には、一定の低電圧期間に対応する電力特性の低電圧端の横ばい領域もまた含めることができる。電池電圧７０２が高電圧期間にあるときは、マイクロコントローラ７２０はＭＯＳＦＥＴドライバ８２０用のランプ駆動出力ピン７４０に通常１００％の高デューティサイクル信号を供給し、高デューティサイクルをもってＬＥＤ４４５に対し電源７１０を供給することができる。電池電圧７０２が電圧減退期間にあるときは、マイクロコントローラ７２０はＭＯＳＦＥＴドライバ８２０用のランプ駆動出力ピン７４０へのデューティサイクル信号を徐々に減退させ、徐々に減退するデューティサイクルをもってＬＥＤ４４５に対し徐々に減退する電源７１０を供給することができる。低電圧横ばい期間を含む電力特性を有する電池構成では、電池電圧７０２が低電圧期間を検出すると、マイクロコントローラ７２０はＭＯＳＦＥＴドライバ８２０用のランプ駆動出力ピン７４０に概ね一定の低デューティサイクル信号を供給し、概ね一定の低デューティサイクルをもってＬＥＤ４４５に電源７１０を供給する。図９は、電池パック５０１についての電力特性である。本願明細書に記載する電池パックの末期すなわち電池寿命に向かってデューティサイクルを制御可能に低減することで、電池パックや電池の使用可能な寿命を相当に延ばすことができる。
【０１１９】
改善された懐中電灯とその個別構成要素の様々な実施形態とを前述の開示において提示してきたが、数多くの改変や変更や代替する実施形態と代替材料を当業者は熟慮することができ、本発明の様々な態様を達成するのに用いることができる。例えば、本願明細書に記載する電力制御回路と短絡保護回路は懐中電灯内で一緒に用いるか、あるいは個別に用いることができる。さらに、短絡保護回路は懐中電灯以外の再充電可能な電子装置に使用することができる。かくして、本説明が、下記の特許請求の範囲に記載する本発明の範囲に対する限定としてではなく、例示によってのみなされていることは明瞭に理解されたい。
【符号の説明】
【０１２０】
４００  懐中電灯
４２２  波形ばね
４２６  スカートロックリング
４２８，４４２  ボール
４４０，５１３，６１２  ボール組立体
４４４  ＬＥＤモジュール
４４５  ＬＥＤ
４５６  漏斗状ばね
４４７  冷却フィン
４６０  ばねプローブ
５００  スイッチ
５０１  電池パック
５０２  ばね
５０６  尾部キャップ
５０８  前部筒体
５１２，５１４  充電接点
５２３  カソード接点
５２５  アノード接点
５２６  後部筒体
５２７  ばね要素
５２９  ばね要素
５５４  正電極
５５６  負電極
６１０  ヘッド組立体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図６Ｆ】
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【図６Ｇ】
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【図６Ｈ】
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【図６Ｉ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図８Ｅ】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年11月15日(2010.11.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アノードとカソードとを有する携帯電源と、
正電極と負電極とを有する光源と、
前記光源と前記携帯電源との間に配置され、該光源の正電極と該携帯電源のカソードとの間に第１の導電路の第１の部分を形成する第１のばねと、
前記光源と前記携帯電源との間に配置され、該光源の負電極と該携帯電源のアノードとの間に第２の導電路の第１の部分を形成する第２のばねと、
前記携帯電源を保持する筒体であって、前記第１の導電路あるいは前記第２の導電路内にはない前記筒体と
を備える、懐中電灯。
【請求項２】
地絡接点を有するスイッチ筺体をさらに備え、該地絡接点が前記第２の導電接続の第２の部分を形成する、請求項１に記載の懐中電灯。
【請求項３】
前記携帯電源は再充電可能な電池である、請求項１に記載の懐中電灯。
【請求項４】
前記光源はＬＥＤである、請求項１に記載の懐中電灯。
【請求項５】
携帯電源と光源とを含む主電源回路であって、該携帯電源がアノードとカソードとを有し、該光源が正電極と負電極とを有する主電源回路と、
該主電源回路内の第１のばねであって、前記光源の正電極と前記携帯電源のカソードとを電気的に接続する第１のばねと、
前記主電源回路内の第２のばねであって、前記光源の負電極と前記携帯電源のアノードとを電気的に接続する第２のばねと、
前記携帯電源を保持する筒体であって、前記主電源回路の一部を構成はしない筒体と
を備える、懐中電灯。
【請求項６】
前記主電源回路内にボールをさらに含み、該ボール内に前記光源を収容する、請求項５に記載の懐中電灯。
【請求項７】
前記ボールは調整可能であり、前記ボールの外周は前記光源から効率的に放熱させるフィン状突起列を有し、前記フィン状突起列は前記ボールの調整と干渉しない、請求項６に記載の懐中電灯。
【請求項８】
前記携帯電源は再充電可能な電池である、請求項７に記載の懐中電灯。
【請求項９】
前記光源はＬＥＤである、請求項７に記載の懐中電灯。
【請求項１０】
携帯電源を含む主電源回路と、
反射器と、
光源と、
該光源を前記反射器の主軸に対し調整可能に保持する金属製ボールを含むボール組立体と
を備え、
該可調整ボールの外面が前記光源から放熱させる１以上の冷却フィンを含み前記冷却フィンは前記ボールの調整と干渉しない、懐中電灯。
【請求項１１】
可調整リングをさらに備え、該可調整リングは前記可調整ボール周りに成型され、前記光源を前記反射器の主軸に対し調整する一体型ボール組立体を形成する、請求項１０に記載の懐中電灯。
【請求項１２】
携帯照明装置用の可調整ボール組立体であって、
前端と後端と該後端上のスロットとを有する金属製管状ボール筺体と、
該金属製管状ボール筺体の前端内に嵌装したボール組立体であって、環状中空領域を有するボール組立体と、
正接点を有する照明モジュールであって、前記ボール組立体内に一部嵌装される照明モジュールと、
前記金属製管状ボール筺体の後端内に嵌装したリテーナであって、前記ボール組立体の環状中空領域よりも小径の環状溝領域を有するリテーナと、
頭部と尾部とを有する漏斗状ばねであって、該漏斗状ばねの頭部の直径は前記リテーナの環状溝領域の直径を上回り、該漏斗状ばねの尾部は前記リテーナの環状溝領域内に嵌装され、前記リテーナを前記金属製管状ボール組立体の後端内に嵌装したときに、前記漏斗状ばねを該リテーナにより固定する、漏斗状ばねと
を備えるボール組立体。
【請求項１３】
前記ボール組立体は、前記ボール筺体組立体のスロット内に部分的に挿入され、反射器の主軸に対し前記照明モジュールを調整する調整リングを有する、請求項１２に記載の懐中電灯。
【請求項１４】
前記ボール組立体の環状中空領域は前記ボール筺体の前端に向かって縮径する内径を有する、請求項１２に記載の懐中電灯。
【請求項１５】
前記リテーナの環状溝領域は前記ボール筺体の前端に向かって拡径する内径を有する、請求項１２に記載の懐中電灯。
【請求項１６】
前記漏斗状ばねの頭部は接点カップを介して前記照明モジュールの正接点に電気的に接触している、請求項１２に記載の懐中電灯。
【請求項１７】
その底部に孔を有するカップ形状絶縁体をさらに備え、前記漏斗状ばねを前記リテーナと該絶縁体により固定した、請求項１２に記載の懐中電灯。
【請求項１８】
携帯照明装置用の可調整ボール組立体であって、
前端と後端と該後端上のスロットとを有する金属製管状ボール筺体と、
環状中空領域を有するボール組立体であって、前記金属製管状ボール筺体の前端内に摺動可能に嵌装したボール組立体と、
正接点を有する照明モジュールであって、前記可調製ボール組立体内に一部嵌装される照明モジュールと、
貫通孔と前部開口とを有するリテーナであって、該前部開口の直径が前記ボール組立体の環状中空領域よりも小径であり、前記金属製管状ボール筺体の後端内に嵌装され、その前部開口が最後部位置を規定するリテーナと、
前記照明モジュールと前記リテーナとの間に配置した絶縁体であって、カップ形状受容域を有し、該受容域が最前部位置を規定する絶縁体と、
頭部と尾部とを有する漏斗状ばねであって、該漏斗状ばねの頭部の直径は前記リテーナの前部開口よりも大きく、前記絶縁体の受容域よりも小さく、該漏斗状ばねの頭部を前記最前部位置と前記最後部位置との間に拘束する、漏斗状ばねと
を備えるボール組立体。
【国際調査報告】
2012515423.tif 000029