带夜光的可充电手电筒装置 本发明通常涉及手电筒，尤其涉及一种带夜光的可充电手电筒。
手电筒己经发展到在一封闭的手电筒外壳中装有充电电池。当电池放电到手电筒不能再工作的地步时，使用者只需简单地将手电筒插到电插座上一段时间，直到电池再充好电。然后从插座上拨下手电筒，并正常使用直至电池再次放完电。这种产品的缺点是，一旦可充电电池不再能够进行充电时，手电筒就得处置掉，因为没有设置更换可充电电池的构造。手电筒简单地按垃圾扔掉，并用土地填埋和其它废物处理系统处置掉。这些系统中的可充电电池产生了环境公害和安全问题。另一个缺点是即使电池无法使用了，整个手电筒外壳都被丢掉，对手电筒所有人来说造成浪费，并增加了成本。
当给电池系统充电的交流电(AC)中断时，如上所述的手电筒也可提供应急照明。当手电筒插入AC电插座，并被充电时，几乎各种情况下，当手电筒开关处于ON位置时，灯是OFF。直到插座上的电源中断或手电筒从插座上拿下时，这种手电筒才能点亮。在发生断电情况下，手电筒中的电池只能维持灯泡运行几个小时的电源。这种手电筒的首要用途是每当交流电AC中断时，临时代替一般AC光源。一旦AC电源重新接通，灯泡熄灭且电池系统充电。应急手电筒和灯具的缺点是，一旦AC电源中断，灯泡点亮从而很快使可充电电池耗尽。而且，手电筒的功能限制了用作短期应急灯或手电筒的用途。如果主要开关关断，且AC电源中断时，灯泡不点亮，那么在黑暗中很难找到手电筒。至今为止还没有生产出可充电的水电筒，该手电筒能提供一种普通光，以及由直流电源控制的辉光板夜光。
在广泛意义上，本发明的一个实施例提供了一种可充电手电筒，它具有一个提供普通光束地第一灯泡，和提供夜光功能的第二灯泡。
在本发明的另一种构造中，提供了一种手电筒，它包括限定了一个内腔的手电筒外壳，用来容纳电源和可拆卸地安装在其中的灯部件。电源包括一个安装在其上的可替换的可充电的电池。还提供了一种电路插头，它设置成可在第一和第二位置之间移动，以便有选择地给其中的电池充电。可操作地电连接到电插头的部件是由可充电电池供电的第二灯部件。当电路插头处于收回位置时，第二灯部件与可充电电池断开。
在本发明的另一种构造中，提供了一种可充电手电筒，它包括一个一端打开而另一端封闭的外壳。第一和第二灯部件和电源电路可滑动地装进外壳中。一电插头设置在壳的一端，以便有选择地使电源电路同外接电源，如AC插座互联，从而给电池充电。电路插头还使第二灯部件与由可充电电池提供的直流电源相连。在第二位置，电插头与电源电路以及第二灯部件断开，通过可充电电池向第一灯部件供电。外壳由一可移动透镜部件闭合，该部件中同心容纳一个白炽灯，该白炽灯从第一灯泡部件延伸，以便将灯发射的光聚集成光束。设置在外壳一侧的孔或开口由一半透明透镜封闭，以容纳第二灯部件。第一和第二灯部件和电源构成一个整体单元，并可折卸地固定在手电壳外壳或壳体内，以便操作者以一个整体移动灯部件和电源。当灯部件和电源电路从手电筒外壳中取出时，外接电源和手电筒电路之间的电连接均中断。
通过参考附图及说明书，可更好地理解本发明及其优点，
图1是本发明手电筒一个实施例的透视图。
图2-4是本发明侧向的平面图、侧视图和底视图。
图5和6是本发明的两端视图。
图7是图2中沿VII-VII线的剖面图。
图8是夜光透镜实施例的平面图。
图9-11是图8中分别沿IX-IX和X-X线的夜光透镜的剖面图。
图12和13一般表示本发明中要使用的转动电插头座第一和第二位置的视图。
图14和15一般表示本发明中要使用的转动电路插头另一实施例的第一和第二位置的视图。
图16是本发明一个实施例的一般电路的示意图。
图17是本发明另一个实施例的一般电路的示意图。
为了下列描述，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“垂直”、“水平”及其派生或等同词都与图3中的本发明有关。可以理解除了具体说明相反以外，本发明可假定不同的选择取向。还可以理解，附图中所示的特殊部件和过程以及下述说明书的描述只是示意地说明本发明构思的实施例，这些构思限定在后附的权利要求中。这里公开的涉及实施例的特殊尺寸和其它物理特性并非对权利要求的限定，除非权利要求另有说明。而且，这里涉及的术语“手电筒”是指手握式电池供电的灯具，且如果结构上不同，其功能是等同的。这里使用的“夜光”是指漫射光，常常是彩色的，以便当周围亮度条件变弱或黑暗时，提供低亮度的光。例如，夜光产生的光比主要或基本光源产生的光少50％或大于50％。这种夜光可使用液晶显示器LCDs，发光二极管LEDs，或电致发光板来得到。主要光源可包括白炽灯，荧光灯，卤素灯或其它能产生足够光线的灯，下文将进行详述。
参见图1-7，本发明的一个手电筒装置10包括手电筒外壳或壳体12，该手电筒外壳或壳体的一端14封闭，在其另一端16装入第一透镜组件18和电路元件70。手电筒壳可包括一个限定了内室22的通常为细长的主体20。主体20的直径沿其大部分长度基本是恒定的，且包括一向外渐扩的平截锥体部48，其紧邻端16接收并容纳透镜装置18。尽管图示的手电筒外壳12具有一基本上是管形的主体20，它还也可以是其它形状，包括矩形，椭体，方形或任意形状，只要这里所述的基本部件能装进去。部件也可布置成特殊的手电筒装置。为了举例，下面参照图1-7进行说明。
外壳体20包含的且伸进内室22中的是一个开关组件24。该开关部件24可滑动地设置在开口26内，下面将更详细地描述，它设置成可在开口26内第一和第二位置之间转换，且与电路元件70相连，以便开关手电筒10。第二开口27设在外壳或壳体12上，最好在末端14和透镜组件18之间，以接纳如下详述的第二透镜组件29。在壳体12上还设有孔34，以接纳下述指示器，该指示器在手电筒与交流电源或插座连通给电池充电时，发出信号。
电路插头28装在外壳或壳体12内，靠近第一或闭合端14，且与电路元件70相互作用，它最好是两叉的插头，该插头一般用于与插座实现电路连接。电路插头28设置成可在第一位置到第二位置之间转动，第一位置是从壳体12延伸，第二位置是叉头30插进管形体20的槽32中的缩进位置。电路接头28可通过提供不同尺寸的叉，以公知的方式极化。
壳体12可由许多材料包括机制成的钢，铝或黄铜制成，但最好由聚合材料，例如高耐冲击的丙烯腈-丁苯(ABS)塑料或类似物制成。特别是，外壳或壳体12分别模制成上下两半36，38，这两半可互相连接并沿连接线40超声波焊在一起，以形成管形主体20。使用由聚合材料模制成的部件，可成形两半部分36和38，其每一半的壁42靠近第一端14。另外，壳体12下半部38的外表面45的一部分44上设有一平坦部，该平坦部形成一定角度，以便使手电筒10抵靠在AC电源插座上。然而，如果理想的壳体外形包括一般的平面，这种锥形表面或平坦部44可以不是必须。壳体12的外表面45还可包括某种结构，例如凹缝，槽或其它结构形式，以便于改进使用者握手电筒的触觉，使使用者握牢。例如，如图3，4，6和7所示，下半部壳体38的外部45包括基本上沿管形主体20长度延伸的一般平行的槽46，该槽46在靠近平截锥体部48底部的一端，以及在与平坦部44交会处，在叉头28处终止。
设在平截锥体部分48内的是第一灯部件50，以提供主要方向的光线(图7)。灯部件50通常包括安装极52，该安装板52最好由ABS塑料制成，且其直径基本等于平截锥体部分48的内径。板52的一侧抵触平截锥体部分48内壁伸出的凸台54。凸台54可具有容纳每个紧固件的孔，但它最好固定金属紧固件，如方螺母。螺钉56最好穿过安装板52并伸进到由凸台54固定的螺母58中。安装板52还包括管形套筒60，该套筒60贯穿安装极52，且其内壁有足够大的直径，以容纳普通手电筒灯泡64。灯泡或灯64通过一凸缘置于套筒60内，该凸缘从灯泡底部伸出且与套筒的一端接合，例如用66表示。套筒60的另一端有一壁部分，它被除去，在套筒中形成一缝隙(未示出)。该缝隙使得其中一个电接点与灯泡64的侧面接合。灯泡的尖端与第二电接点接合以便与灯泡构成连通的回路。下面将详述。
位于开口27内的第二透镜组件29提供一夜光功能，如图8-11所示，通常，它可以是一楔形透镜或辉光极31，最好由彩色聚合材料制成，例如聚碳酸酯，晶体聚苯乙烯，丙烯酸物，聚丙烯，聚乙烯或其它聚合材料。在优选实施例中，透镜组件29由彩色的聚碳酸酯制成，且可以占据比开口27所示区域基本上更大或更小的区域。在手电筒具有一通常是柱状筒作壳体的情况下，透镜31的外表面33弯曲，以便与手电筒的外部形状基本一致。内表面35最好从第一端37渐缩至相对的一端39，还可从一中心线41渐缩至相对的一侧43和43’。透镜31的端部39还包括用来容纳发光二极管或类似光源49的开口或凹槽47，以便光源49产生的光线穿过透镜31传播，并且基本上通过外表面33全部折射出去。为实现这一点，锥形内表面35的角度基本上应小于光学临界角，以便光源发出的光线向外表面33反射，从而光线向外折射到透镜外侧，以产生次生了通常非平行的光。以这种方式，光源49产生的大多数光线射向透镜31的外部。
再参见图7，电路70的一端与安装板52的背面69相连，然后基本上沿壳体20的长度伸展，其另一端靠近闭合端14终止。电路70包含可处置的、可充电电池72，该电池可折卸地安装在电池触点(未示出)之间。电池72最好是一个输出电压与灯泡或灯49，64相匹配的可充电的镍镉电池。电路70还包括有选择地与电路接头28连接的充电电路74a，该电路接头28位于手电筒壳体12的端部14(见图7，12和13)。电路接头28包括叉头30，该叉头30安装在位于外壳20下半部38内的可转动鼓或卷筒76上。当转鼓76转动到第一位置时，充电电路74a的触点78与叉头30的端部接合，而当转到第二位置时，插头30移动到槽32内的隐藏位置，触点78与叉头30端部断开，从而中断充电电路74a。另外，转鼓76有选择地将灯49与电池72接通和断开。靠近转鼓76的是分别具有第一和第二弹簧触点73和75的触点组件71。在优选实施例中(见图12和13)，触点73的一端固定在可拆移的电路板74上，且通常呈弧形向转鼓轮76延伸，以便其另一端与触点75相抵靠，该触点75还从板74延伸。当转鼓76处于伸展或打开位置时，触点73，75接触，且使夜光组件29上的灯49与电池72的直流电源DC连通。当转鼓76转至收缩位置时，转鼓76的壁79迫使触点73与75分离，这样中断了光源和电池72之间的电路。此外，触点73a和75a(图14和15)均可从板74通常以平行方式延伸，并布置成两个触点的自由端或尖端相互呈弧形。当转鼓76处于伸展或打开位置时，触点73a，75a相互接触，并使夜光组件29上的灯泡49与电池72的DC电源连通。当转鼓76处于收缩或关闭位置时，转鼓76的壁79插入触点73a和75a之间，这样中断了回路。后一种开关构造可用于板70无法从外壳体20上拆下的情况。
充电电路74a和供电电路74b给灯泡49和64提供电流，它们可以是下述结构中的任何一种，只要电路74a和充电电池72在与交流电源断开时，由电池72给灯49和64充电。最好第二发光二极管80(LED)与充电电路74a连通，且靠近透镜82设置，该透镜82跨过在管形外壳20上形成的孔34。
当通过电路接头28给充电电路74a施加交流电压时，最好灯或二极管80照亮，以便指示电池72正在充电，和手电筒外壳内存在的电压。
有选择地将电池72与灯64连通的是开关组件24(图7)。开关组件24包括开关板85，开关板固定在半部分36的内壁42上，并叠置和闭合开关组件3开口26。设置开关滑块86，它通常从平面图上看是矩形，从立面图上看弯曲，且基本与手电筒壳体或管形外壳体20的圆柱形状相符合。突起87从滑动86的凹侧88伸出，且穿过开关板85上的缝隙伸展。最好由磷酸铜或其它导电材料制成的接触片89，在从滑块86伸出的销或柱87上压入配合。从接触89片伸出的凸缘(来示出)将该片固定在柱87上。接触片89包括一对支脚，当手电筒开关置于ON(开)时，所述支脚可滑动地与电路70上形成的电触点接合，从而闭合到灯64的回路。
使手电筒壳体12第二端16闭合的是上面简要描述的透镜组件18。透镜组件18包括透镜环箍90，该透镜环箍由ABS塑料模制而成，且其一端与手电筒的开口端16螺纹接合。设在透镜环箍90内且跨过由凸缘或环％形成的开口92的是聚合物的或玻璃的透镜94。透镜94布置成以预定的方式分数或反射灯64产生的光，以便使灯64产生的光束平行，该方式包括菲涅耳式结构。靠近透镜94，并迫使透镜94顶住凸缘96的是例如通常用于手电筒设计的反光罩98的一边缘。该反光罩98包括与透镜94同心的中央开口100，该开口用于接纳灯64的一部分，以便使灯的发光元件通常位于反光罩的焦点，从而由灯产生的光经反射，形成由手电筒的端部反射的一束光。
参见图16，电路70的一个实施例包括电池200，当开关208，相当于鼓轮76延伸，闭合触点73，75时，该电池200通过线路204，206和电阻R3与夜光灯202(上述49)相连通。类似地，当开关208处于打开位置，而开关SW1(上述的SW1)闭合时，电池200通过线路212，214，216和218及三极管Q2向灯210(等价于上述的灯64)供电。
当鼓轮76延伸且插头30与AC电源220连通时，用来给夜光光源LED2供电的电路74b和充电电路74a包括AC电容C1，该电容与例如47欧0.25的瓦电阻R1并联连接。电容C1和电阻R1然后通过线路222与AC电桥224连通，该电桥最好具有400伏的最大电容量。电桥224的桥背226和228最好由线路230连接，并且依次通过线路204可操纵地与电池200连接。线路230还通过触点73，75可操纵地与线路206上的电阻R3和二极管202连接。电桥224的桥臂232和234通过线路236依次可操纵地与并联的充电指示灯LED1和电阻R4相连接。LED1的另一端通过线路218又与电池200正极连接。电阻R4的另一端通过线路238与三极管Q1的基极连接。三板管Q1的集电板可操作地与电阻R5连接，电阻R5与线路216互连，还通过线路240与上面简述的三极管Q2的基极连接。三极管Q1的发射极通过线路242与212线路连通。线路240通过电容C2还与线路212相连，该电容C2的电容量最好在50伏直流电情况下约为47微法。再看电桥224，桥臂228和234通过线路244和电阻R2与交流电源220的另一极或插头相连。在这种布置结构中，夜光二极管LED2任何时候都接通(ON)，而开关208和触点73，75闭合。如果与交流电源连接，当夜光二极管LED2接通时，电池200可充电。
图17表示的是上述电路70的另一个实施例300，图中使用三节电池302。在图中，夜光二极管LED2通过线路304、开关306和线路308上的电阻R3有选择地与电池302连接。白炽灯310通过线路312、三极管Q2的发射极和集电极、线路314、316、开关318和线路320也与电池302连接。即与夜光80以及白炽灯64互连的是充电电路74a。充电电路74a包括电容器C1，该电容器C1与电阻R1并联地与线路322和转鼓开关306的叉头相连。线路322又可操作地与AC电桥324连接，电桥324的桥臂326通过线路328、304与电池302的负极相连。电桥324的桥臂330与并联线路332上的二极管D2和线路334上的电阻R4和发光二极管LED1相连。线路332可操作地与线路320连接，而且通过开关318可选择地与线路316连接。电阻R4和LED1连接到三极管Q1的基极，而三极管Q1的集电极通过电阻R5与线路332和开关318连接。三板管Q1的发射极以类似的方式通过线路336和312与电池302的接地极相连。线路338上的二极管D1用于使三极管Q2的基极与三极管Q1的集电极互连。再参见电桥324，桥臂340通过线路328可操作地与线路304连接，而且线路344和电阻R2与AC电源342的另一终端相连。另一桥臂331使桥臂340和线路344与线路334，二极管D2和电阻R4互连。
图16和17所示实施例的作用基本相同，但下面描述只限于对图17中的实施例。当开关3％闭合且AC电流通过线路322和344到达电桥324时，负载施加到三极管Q1上，该三板管用来闭合三极管开关Q2，这样电池302与灯310断开。当AC电源中断时，在三板管开关Q1上的负载很低，这样在三极管开关Q2上产生强的负载，这使电流从电池302流至灯310。随着手电筒或灯具与AC电源连通，电池302接受充电。当开关306关闭时，电池302始终向夜光二极管LED2供电。向夜光二极管LED2供电量小于电池的充电量。当AC电源中断时，和当开关306闭合时，电池302在需要充电之前，最好向夜光二极管LED2供电最多可达十二小时。
在安装可充电手电筒时，壳体12的下半部38以一定方式容纳转鼓或转筒76，以使转筒76围绕轴转动，且使叉头30从一伸展位置转动到在槽32内的收缩位置。壳体12的上半部36最好在开口27内装配透镜31、二极管透镜82和开关24。当开关装置24安装在壳体的上半部36，发光二极管透镜82粘接在开口84上，透镜31固定在开口27内，鼓轮76装在下部壳体38内时，壳体的两半部沿接缝40连接，并用超声波焊接在一起，以提供一个整体的手电筒壳体，该壳体在一端14封闭，在另一端16打开，从而限定了一内部腔室22。
在独立工作时，电路70设有所有部件，这些部件包括充电和供电电路以及光源49。然后电路70的一端通过铆钉，粘接剂或其它适合的紧固件与安装板52的背侧69连接。然后安装极52和电路70可滑动地装在管形壳体20内，以便电路70基本上在主体20的管形部分的全长上伸展，而且为了安装板52的背侧69与凸台54抵触，该凸台54从平截锥体部48的内表面伸出。在这种结构中，光源49位于凹槽47内，发光二极管80的位置靠近开口84内的透镜82，触点73，75和78适当布置成有选择地与转鼓76接合，且叉头30的终端固定在转筒76上，电路74a电触点的位置靠近开关装置24的触点。紧固件56穿过极52并旋进螺母58中，以便在手电筒内部牢因固定灯部件50和电路70。而且在这种结构中，灯64装在套筒60内，以致该灯的一侧接头与工作电路的触点接合，而该灯的一端接头与工作电路的第二触点接合。随着可充电手电筒的内部元件就位，透镜环箍90与透镜94和反光罩98一起，螺纹连接在开口端16上，以便当透镜环箍轻轻就位时，灯64插进反光罩98上的开口100内。在一优选实施例中，透镜环箍通过紧固件固定在端16上。
操作时，当发运该产品时，可充电电池一般不充电。为了给电池充电，用户借助于凸缘91绕筒的轴转动转筒76(图16和17中的开关208，306)，以便使叉头30置于通常垂直于管形外壳体20的延伸位置。在这种结构中，插头可与AC插座上的插孔相配合，以便向充电电路74a供电。充电电路74a上的AC交流电压使发光二极管80点亮，以便给操作发出手电筒与AC电路连通的信号。由于转筒76的转动，使触点73和75相互接触，并与电池72接通电流，夜光部件29上的灯49也连通。当转筒76伸展时，只要电池72具有足够的电能，或者接头28与交流电源接，通那么灯49就保持照亮。经过了一段时间，并确信充电电池72完全充好之后，手电筒装置10可以从交流电源上取下。然后转筒76向里转动与灯49断开，并使叉头30回收到槽32内。然后使用者通过使开关部件24滑到ON位置，从而使灯64照亮，并使触点接通电路。当使用者用完灯时，他可使开关移至关OFF位置，以断开电路，这样消除电池上的负载。当电池需要充电时，通过灯64发光微弱或无法点亮灯64可以看出这一点，操作者可以使叉头30从壳体中伸出，并使手电筒重新与交流电源接通。一旦接通，灯49又亮。
上面描述仅针对优选实施例。对于本领域的技术人员和制造使用本发明的人来说，本发明可以进行修改。因此，可以理解附图及上述的实施例仅为说明目的，它并不限制本发明的范围，该范围应由下述权利要求书限定。