CN103210285A - 仪表设备的照明结构 - Google Patents

Abstract

提供一种可利用一个光源同时照亮指示器和文本面板的仪表设备的照明结构。在指示器（7）旋转以指示各种信息的同时，仪表设备的照明结构照亮指示器（7）和文本面板（9），其中旋转轴（5）具有在该旋转轴（5）的前端部分的前端表面处以朝着光源（3）的凹进部分形成的侧方分光单元（10），并且侧方分光单元（10）使入射到指示器（7）的照明光部分地朝着文本面板（9）分离。

Description

仪表设备的照明结构

技术领域

本发明涉及一种装载在车辆等上的仪表设备。

背景技术

在这种装载在车辆等上的仪表设备中，在后侧的专用光源照亮其中安装有字母、数字和标记的文本面板，或者照亮指示文本面板中的字母、数字等的指示器（例如，参见专利文献1）。

换句话说，仪表设备是一种可用作为车辆的速度计的指示仪器，并且如图16所示，马达外壳102安装在印刷基板101与文本面板107之间，并且由中空轴制成的旋转轴106支撑于马达外壳102的轴支撑部分104和105。与指示器109成为一体的指示器轴110安装至旋转轴106，并且指示器109通过设置于马达外壳102的未示出的马达借助于旋转轴106而旋转。另外，用作为光源的LED111设置在旋转轴106中。LED111固定于印刷基板101，并构造成朝着指示器109的光接受面109A发射照明光，并且入射到指示器109的照明光在反射面109B上被反射，于是照射指示器109。另外，在仪表设备中，为了照亮文本面板107，尽管在附图中没有示出，但多个专用光源分别地设置在文本面板107的下侧。

另外，作为这样的仪表设备，在本领域中已知的是要提高指示器的发光效率（例如，参见对比文件2）。

换句话说，如图17所示，仪表设备包括：马达外壳201；指示器202，该指示器由设置到马达外壳201的主体的、用作支承的突出部分201A引导；光源205，该光源由LED组成，并在距设置于指示器202的基部的指示器轴203的下端部分203A达距离H的同时设置在中空轴204的正下方；以及印刷基板206，光源205安装在该印刷基板上。

在仪表设备中，指示器202的指示器轴203在下端部分203A处具有包含凸面的集光面，以便以较好的方式最佳地收集从光源205发射的照明光。另外，在指示器202中，指示器轴203具有筒状，并且下端部分203A优选地具有半球或凸面形状，但还可具有其他形状。这样的特定形状使得通过由LED组成的光源205的光发射能够保持聚焦成平行于指示器轴203的轴线。另外，即使在与以上仪表设备类似的仪表设备中，未示出的多个专用光源也设置在未示出的文本面板的下方，从而照亮文本面板。

引证列表：

专利文献：

[专利文献1]日本专利No.3291732

[专利文献2]PCT日本语翻译专利公布No.2009-537844

发明内容

技术问题：

在这样的仪表设备中，由于光源的光轴设定在指示器轴上，所以来自光源的光可被有效地传递至指示器，从而照亮指示器，并且尤其地，无论指示器的方向指向何处，由于抑制了光不均匀，所以不存在特别的问题。

然而，在这样的仪表设备中，由于光源安装在作为指示器的旋转中心的文本面板的中心部分，所以物理上不可能与以上光源分开地将用于照亮文本面板的光源新安装在例如文本面板的中心的正下方，并将来自光源的光传递至文本面板，以便照亮文本面板。从这个角度来看，为了尽可能均匀地照亮文本面板，如上所述，应与用于照亮指示器的光源分开地将多个专用光源以合适的间隔安装在文本面板的下方，这增加了成本。

问题的解决方案：

考虑到上述设计了本发明，并且本发明的目的是提供一种仪表设备的照明结构，该照明结构可通过利用一个光源同时照亮指示器和文本面板。

为了实现该目的，根据本发明的仪表设备的照明结构具有以下特征（1）至（9）。

（1）一种仪表设备的照明结构，包括：文本面板；旋转轴，该旋转轴通过从马达传递的旋转力而旋转并安装至所述文本面板的后侧；指示器，该指示器具有孔，所述旋转轴的前端部分通过该孔插入，在随着所述旋转轴的该前端部分通过该孔插入而使指示器轴安装至所述旋转轴的情况下，所述指示器沿着所述文本面板的表面旋转；以及光源，该光源用于向所述旋转轴的基端部分发射照明光，其中，所述指示器旋转，以指示各种信息，其中，在所述旋转轴的所述前端部分的前端表面处，所述旋转轴具有由朝着所述光源的凹进部分形成的侧方分光单元，并且其中，所述侧方分光单元使入射在所述指示器上的照明光部分地朝着所述文本面板分离。

（2）根据特征（1）所述的仪表设备的照明结构，其中，设置于所述旋转轴的所述前端部分的所述前端表面的所述侧方分光单元构造成为具有大致圆锥形状的孔的反射面。

（3）根据特征（1）所述的仪表设备的照明结构，其中，设置于所述旋转轴的所述前端部分的所述前端表面的所述侧方分光单元构造成为具有正多棱锥形状的孔的反射面，并且其中，所述旋转轴的所述前端部分的外表面构造成为具有正多棱柱形状的表面，该多棱柱形状具有与设置于所述前端表面的所述孔的所述反射面相对应的相同数量的角部。

（4）根据特征（3）所述的仪表设备的照明结构，其中，构成每个多棱锥面的每个反射面具有以弧形截面形状凹进的弯曲形状。

（5）一种仪表设备的照明结构，包括：文本面板；指示器，该指示器具有指示器轴并且沿着所述文本面板的表面旋转；旋转轴，该旋转轴具有孔，所述指示器轴的前端部分通过该孔插入，随着所述前端部分通过该孔插入，所述指示器轴安装至所述旋转轴，该旋转轴通过从马达传递的旋转力而旋转并且设置于所述文本面板的后表面；以及光源，该光源用于向所述旋转轴的基端部分发射照明光，其中，所述指示器旋转，以指示各种信息，其中，所述指示器轴具有侧方分光单元，该侧方分光单元形成为在所述指示器轴的所述前端部分上朝着所述光源突出，并且其中，所述侧方分光单元使入射在所述指示器上的照明光部分地朝着所述文本面板分离。

（6）根据特征（5）所述的仪表设备的照明结构，其中，设置于所述指示器轴的所述前端部分的所述前端表面的所述侧方分光单元构造成为具有突出的圆锥形状的凸部的反射面。

（7）根据特征（5）所述的仪表设备的照明结构，其中，其中，设置于所述指示器轴的所述前端部分的所述前端表面的所述侧方分光单元构造成为具有突出的正多棱锥形状的凸部的反射面，并且所述指示器轴的所述前端部分的外表面构造成为具有正多棱柱形状的表面，该多棱柱形状具有与所述反射面相对应的相同数量的角部，并且其中，所述旋转轴的所述前端部分的所述孔构造成为具有多棱柱形状的表面，该多棱柱形状具有与设置于所述指示器轴的所述前端部分的多棱柱形状的所述外表面相对应的相同数量的角部，所述指示器轴的所述前端部分的所述外表面以插入状态配合在所述孔中。

（8）根据特征（7）所述的仪表设备的照明结构，其中，具有所述多棱锥形状的每个所述反射面具有其中该反射面以弧形截面形状隆起的突出的曲面形状。

（9）根据特征（1）至（8）中的任一项所述的仪表设备的照明结构，还包括具有反射单元的外壳，该反射单元形成在所安装的文本面板的、与该文本面板的所述后表面相对的内表面处，其中，由所述侧方分光单元分离的照明光在所述反射单元上被反射，然后入射至所述文本面板。

根据特征（1）所述的仪表设备的照明结构，由于来自光源的光可部分地被设置于旋转轴的前端的侧方分光单元分离，所以可利用一个光源同时照亮指示器和文本面板。

根据特征（2）所述的仪表设备的照明结构，由于侧方分光单元可配置有可容易制作的反射面，所以能够降低成本。

根据特征（3）所述的仪表设备的照明结构，由于可实现大致均匀的亮度分布，所以可抑制强光的产生。结果，当旋转轴旋转时，能够避免对观察者的眼睛不便的闪烁或闪烁的旋转。

根据特征（4）所述的仪表设备的照明结构，由于从旋转轴的外周发射的照明光形成具有大致均匀的亮度分布的反射光，所以能够基本完全去除强光区域。结果，能够防止亮度局部增大，并且即使旋转轴旋转，也能够避免对观察者的眼睛不便的闪烁或闪烁的旋转。

根据特征（5）所述的仪表设备的照明结构，由于来自光源的光可部分地被设置于指示器轴的前端的侧方分光单元分离，所以可利用一个光源同时照亮指示器和文本面板。

根据特征（6）所述的仪表设备的照明结构，由于侧方分光单元可配置有可容易制作的反射面，所以能够降低成本。

根据特征（7）所述的仪表设备的照明结构，由于可实现大致均匀的亮度分布，所以可抑制强光的产生。结果，当旋转轴旋转时，能够避免对观察者的眼睛不便的闪烁或闪烁的旋转。

根据特征（8）所述的仪表设备的照明结构，由于从旋转轴的外周发射的照明光形成具有大致均匀的亮度分布的反射光，所以能够大致完全去除强光区域。结果，能够防止亮度局部增大，并且即使旋转轴旋转，也能够避免对观察者的眼睛不便的闪烁或闪烁的旋转。

根据特征（9）所述的仪表设备的照明结构，可更均匀地照亮文本面板。

本发明的有益效果：

根据本发明的仪表设备的照明结构，由于照明光的光路被侧方分光单元部分地朝着文本面板分离，所以通过利用入射到指示器的部分光照亮文本面板，并因此可通过利用一个光源同时照亮指示器和文本面板，这降低了成本。

此前，已简要地描述了本发明。此外，将通过参考附图并阅读本发明的以下实施例来更详细地理解下面所描述的本发明。

附图说明

图1是示出根据本发明的第一实施例的仪表设备的照明结构所应用到的仪表设备的横截面视图。

图2是示出根据本发明的第一实施例的仪表设备的照明结构所应用到的仪表设备的主要部分中的光路的示意图。

图3是示出根据本发明的第一实施例的仪表设备的照明结构所应用到的仪表设备的主要部分的横截面视图。

图4（A）至图4（C）是示出图1的仪表设备的旋转轴的上端表面的倾角及其照明光的光路的示意图，并且图4（A）至图4（C）分别图示旋转轴的上端表面的倾角不同的情况。

图5（A）至图5（C）是示出图1的仪表设备的旋转轴的上端表面的倾角以及来自光源的照明光沿着其前进的光路的光路图，并且图5（A）至图5（C）是分别地示出旋转轴的上端表面的倾角不同的情况的光路图。

图6（A）至图6（D）是示出设置于根据本发明的第一实施例的仪表设备的照明结构所应用到的仪表设备的旋转轴的上端的侧方分光单元的详细方面的示意图，并且图6（A）至图6（D）是分别图示一种侧方分光单元的示意图。

图7（A）是示出根据本发明的第二实施例的照明结构所应用到的仪表设备的旋转轴的透视图，并且图7（B）是示出反射至旋转轴的反射光的光路的示意图。

图8是示出从图7（A）和图7（B）所示的仪表设备的旋转轴前进至外部的反射光的光路的分布状态的示意图。

图9（A）至图9（C）是示出根据第一实施例的仪表设备的旋转轴的透视图、平面图和沿着图9（B）的线IX（C）-IX（C）截取的横截面视图，用于与根据第二实施例的旋转轴比较。

图10是示出从图9（A）至图9（C）所示的第一实施例的旋转轴前进至外部的反射光的光路的分布状态的示意图。

图11（A）是示出根据图7（A）和图7（B）所示的第二实施例的旋转轴的修改例的透视图，并且图11（B）是示出反射至旋转轴的反射光的光路的示意图。

图12（A）是示出根据图7（A）和图7（B）所示的第二实施例的旋转轴的另一修改例的透视图，并且图12（B）是示出反射至旋转轴的反射光的光路的示意图。

图13是示出根据本发明的第三实施例的仪表设备的照明结构所应用到的仪表设备的主要部分的横截面视图。

图14（A）和图14（B）是示出根据本发明的第三实施例的仪表设备的照明结构所应用到的仪表设备的主要部分的放大横截面视图，其中图14（A）示出仪表设备的操作，并且图14（B）示出该仪表设备的修改例。

图15是示出在根据如图13所示的本发明的第三实施例的仪表设备的照明结构所应用到的仪表设备的修改例中使用的旋转轴和指示器轴的主要部分的分解透视图。

图16是示出传统的仪表设备照明结构所应用到的仪表设备的主要部分的横截面视图。

图17是示出另一传统的仪表设备照明结构所应用到的仪表设备的主要部分的横截面视图。

附图标记列表：

1、1B：仪表设备

2：基板

3：光源

4：外壳

4A：反射单元

5、5B至5F：旋转轴

51：孔

51A：底表面

52：上端表面

53：内表面

6、6B、6C：指示器轴

61：孔

61A：顶表面

7：指示器

7A：盖

8：马达外壳

8A：轴承

9：文本面板

9A：孔

10、10B：侧方分光单元

11：反射面

12：外表面

12′：外表面

13：连接表面

14至16：反射面

17：外表面

L：轴线

L11至L17：光路

N：法线

P、P1至P4：反射光

Q：折射光

R、S：区域

α：倾角

β1、β2：顶角（中心角）

γ1、γ2、γ3：角度差

9：入射角

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述本发明的实施例。另外，尽管图1、2和14是横截面视图，但在这些附图中的有些区域没有剖面线，使得可以容易识别光路。

（第一实施例）

图1至3示出了根据本发明的仪表设备的照明结构所应用到的仪表设备1。

仪表设备1包括：光源3，该光源3安装在基板2上；外壳4，该外壳4安装于基板2上方的预定位置，该基板2具有装载光源3的区域；旋转轴5，该旋转轴5通过从马达外壳8中所包括的未示出的马达传递的驱动力而旋转；指示器7，该指示器7与安装于旋转轴5的前端部分的指示器轴6一体化；文本面板9，该文本面板9安置于外壳4的上部，以由指示器7显示关于车辆或周围环境的诸如数字、字母、符号等的必要信息；以及侧方分光单元10，该侧方分光单元10形成在旋转轴5的前端部分的上端表面处。另外，附图中的附图标记7A表示覆盖指示器7的基端部分的盖。

该实施例的仪表设备1构成组合仪表的一部分，并且该仪表设备1的周边被未示出的边饰面板覆盖。另外，在该边饰面板中开通有各种显示窗，以便将诸如仪表设备1的各种仪表安置在其中，并且该边饰面板与构成侧表面和后表面的组合仪表外壳一体化。

另外，在该实施例中，由于仪表设备1构造成速度计，所以指示器7基于与由未示出的传感器所检测到的速度相对应的传感器信号仅旋转预定的角度，从而指示形成在文本面板9中的特定标记。

该实施例的光源3朝着旋转轴5的下端部分发射照明光，并且由例如发射预定波长（λ）的可见光的LED（发光二极管）组成。光源3的发射光（在下文中，称为照明光）具有不取决于相位角的方向的均匀发光特征。换句话说，该实施例的光源3具有如下强度分布特征：在水平面（X-Y平面）方向上，遍及整周，大致均匀的强度发射到旋转轴5。另外，该实施例的光源3优选地是具有小的功率消耗的小的点光源，但不特定地限于LED。

在与安装于外壳4的后表面（下表面）相对的文本面板9的内表面处，发射单元4A设置到该外壳4，使得被安装到稍后描述的旋转轴5的前端部分的侧方分光单元10分离的反射光P可有效地反射到文本面板9。反射单元4A可以构成为诸如Al（铝）的金属所沉积到的反射膜，或者相对于从作为光源3的LED发射的单色照明光的固有波长（λ）具有高的峰值反射特征的介电多层膜。

旋转轴5如上所述通过从马达传递的旋转力而旋转，并具有由透光材料制成的大致筒状。旋转轴5以其作为前端部分的上端侧插入到指示器轴6的孔61中的状态装配到指示器轴6。随着旋转轴5装配到指示器轴6的孔61中而使指示器轴6固定到旋转轴5。另外，旋转轴5安装于文本面板9的后表面侧。另外，旋转轴5的下端部分可旋转地轴向支撑于设置到马达外壳8的轴承8A，并且光源3正好与该旋转轴5的下端表面相对。

如上所述，如图3所示，旋转轴5的下端表面设置成位于光源3的正上方，并且如果照明光从光源3入射，则照明光在旋转轴5中被引导并传播到该旋转轴5的上端部分。为此，在旋转轴5中，在外界（大气）与该旋转轴5的外周之间的界面部分处，构造成使得照明光几乎全部被反射，以前进到上端部分。在该情况下，旋转轴5的外周与外界之间的界面处的全反射现象有效地发生。换句话说，在外周处，照明光在入射角似乎总是大于的固有阈值角度的方向上入射。为此，在该实施例中，所述下端表面从旋转轴5的中心部分（轴线L；参见图2）到周边部（参见图3）以弧形截面形状形成。

另外，如图3所示，旋转轴5具有在前端部分的上端表面处、由朝着光源3的凹进部分形成的侧方分光单元10。侧方分光单元10使从光源3引导通过旋转轴5的内部的照明光的至少一部分朝着文本面板9分离。如图4（A）所示，在该实施例中，上端表面具有凹进的大致圆锥截面形状。

在旋转轴5的上端表面处，侧方分光单元10利用如下现象（菲涅尔反射）：由旋转轴5从光源3引导的照明光在与具有不同折射率的介质（在此，空气）的界面处被部分地反射。换句话说，通过将在旋转轴5的上端表面处的反射光朝着文本面板9分离，文本面板9被照亮。另外，其他照明光，换句话说，反射并穿过旋转轴5的上端表面的照明光于是入射到指示器轴6，而后通过该照明光照亮指示器7。

作为该实施例的侧方分光单元10的、旋转轴5的上端表面，如上所述具有相对于水平面成预定的倾角α倾斜的凹进的大致圆锥形状，但是如在本领域众所周知，根据斯涅尔定律，在从光源3引导通过旋转轴5的内部的照明光在界面上反射之后前进的反射光P的方向取决于折射率和旋转轴5的入射角θ。同时，在旋转轴5的上端表面中，由于可通过改变倾角α来改变与法线N所成的入射角θ，所以关于反射光P前进的方向，可通过改变倾角α来调节反射光P的光路。

另外，在该实施例中，通过如图4（A）所示将旋转轴5的上端表面的倾角αA设定为大约30度，例如，使反射光P的前进方向如图5（A）所示偏向向下倾斜的方向。另外，在反射光P沿着其前进的光路上，反射单元4A如上所述设置在外壳4的内表面上，并且通过朝着文本面板9再次反射照明光，可照亮文本面板9。然而，为了简化的说明和较容易的理解，如图4（A）至图4（C）所示，从光源3通过旋转轴5的内部到上端表面的照明光的光路图示成正好与水平（z）方向平行，但光路不限于该方向。

除以上实施例之外，通过如图4（B）所示将旋转轴5的上端表面的倾角αB设定为大约45度，例如，可使反射光的前进方向如图5（B）所示大致偏向水平方向。另外，在该情况下，由于文本面板9设置成大致与反射光所前进的光路一致，所以可通过用具有良好的导光特性的材料制造文本面板9或者通过如图2和3所示将导光构件9B设置于文本面板的下表面来更有效地照亮整个文本面板9。

另外，通过如图4（C）所示将旋转轴5的上端表面的倾角αC设定为大约60度，可使反射光P的前进方向如图5（C）所示在向上倾斜的方向上偏向指示器轴6。另外，在该情况下，如果朝着文本面板9的部分光的强度显著降低，则可使照明光细微地散射在文本面板9的上表面上，并且可用反射膜涂覆加工表面，使得可有效照亮整个文本面板9。另外，在该情况下，作为该反射膜，优选地形成不是金属沉积膜的诸如介电多层膜的透明反射膜，以便确保从外部，即，从文本面板9的上部的识别。

另外，关于旋转轴5的上端表面的倾角α，在图4（A）至图4（C）中，为了与反射光P一起产生从旋转轴5的上端表面的反射光Q，即，需要使通过旋转轴5的内部前进的照明光在与外界和上端表面的界面处不产生全反射。为此，关于倾角α，需要控制该倾角α，以便满足照明光的入射角θ小于对于从光源3发射的照明光的波长λ的固有阈值角度（θ0）的条件。

另外，在该实施例中，尽管作为侧方分光单元10的旋转轴5的上端以大致凹谷形状配置，即以图6（A）所示的凹进的大致三角截面形状配置，但该上端还可以例如图6（B）所示的凹进的大致U形截面形状配置、以在图6（C）的横截面图中线似乎沿着旋转轴5的轴线L连续地延伸的凹进部分配置，或者以图6（D）所示的凹进的大致梯形截面形状配置。

指示器轴6由具有优异的透光特性的材料制成，安装成为从指示器7的基部一体地向下延伸，并具有以圆周穿孔61形成在下端表面中的孔61（参见图3），使得旋转轴5的前端部分通过孔61插入并装配在孔61中。如上所述，尽管指示器轴6与通过马达的驱动力而旋转的旋转轴5一体地组装，但为了将指示器轴6可旋转地插入到文本面板9中，指示器轴6通过文本面板9的孔9A（参见图2和3）而安装。位于穿过指示器轴6的下端的孔61的底部处的顶表面61A具有与水平（X-Y）方向平行的平坦形状，以便尽可能地防止通过旋转轴5的照明光漏出。

指示器7借助于指示器轴6沿着文本面板9的表面旋转，以指示设置于文本面板9的数字或标记，并且如上所述，指示器7通过具有优异的透光特性的材料与指示器轴6一体地形成。

马达外壳8在其中包括未示出的马达、中间齿轮、输出齿轮、旋转轴5等。马达用于使指示器7旋转，并且指示器7可靠地沿着文本面板9的表面旋转，并通过利用中间齿轮和输出齿轮的减速以及使旋转轴5旋转来准确地指示各种必要的信息。

文本面板9由本身具有导光功能的合适材料制成，但如上所述，在作为侧方分光单元10的旋转轴5的上端表面中，尤其地在如图4（B）所示倾角α设定为大约45度的情况下，优选地用尤其具有优异的导光特性的材料制造文本面板9或者将导光构件9B设置到文本面板的下表面。通过这样做，能够有效地照亮整个文本面板9。

另外，如上所述，在作为侧方分光单元10的旋转轴5的上端表面中，尤其地在如图4（C）所示倾角α设定为大约60度的情况下，优选地在文本面板9的上表面处进行细微的散射加工，并且用反射膜等涂覆加工表面。通过这样做，能够有效地照亮整个文本面板9。

接下来，将参考附图描述根据该实施例的仪表设备1的操作。另外，尽管在此基于在各种仪表中作为示例的速度计描述了仪表设备1，但仪表设备不特定地限于此，而是可类似地应用不同种类的模拟仪表设备等。另外，关于图4（A）至图4（C）和图5（A）至图5（C）中的照明光，为了公开内容的较容易的理解，将光路特定地描述成在仅对于旋转轴5的上端表面考虑折射的方向上，并且并未将在旋转轴5的侧表面处的光路描述成在考虑折射的方向上，而是为方便起见描述成是简单直线。

如果仪表设备1装载在其上的车辆开始移动，则设置在仪表设备1的马达外壳8中的马达基于与由未示出的传感器所检测到的当前速度相对应的传感器信号启动旋转，使得指示器7仅旋转达预定的角度，以指示形成在文本面板9上的特定的标记或数字。

换句话说，如图3所示，旋转轴5通过未示出的马达的驱动力以适合于所述速度的预定角速度旋转。通过这样做，借助于组装到旋转轴5的上端部分的指示器轴6，与指示器轴6一体化的指示器7仅旋转达预定角度，以向指示器7的前端指示文本面9上的特定的标记或数字。通过这样做，可向驾驶员等模拟显示当前速度。

在如上所述显示速度的仪表设备1中，从光源3发射的照明光同时地重复下述传播现象：该照明光在外界与旋转轴5的外周之间的界面处发生全反射的同时向上前进。另外，如果照明光到达旋转轴5的上端部分，则照明光如图5（A）所示地在作为侧方分光单元10的上端表面上部分地发生菲涅尔反射，并且向下前进。另外，照明光P由设置在光路上的外壳4的内表面处的反射单元4A朝着文本面板9再次反射，使得可照亮文本面板9。

同时，其他照明光如图4（A）所示变成在旋转轴5的上端表面处折射的折射光Q，使得其他照明光在此被折射以从旋转轴发射，然后通过图3所示的指示器轴6的孔61前进，并且最终入射在指示器轴6上并前进到指示器7。通过这样做，在从光源3发射并到达旋转轴5的上端部分的照明光中，在上端表面上不反射而是折射以向上发射的所述折射光Q主要地照亮指示器7。

另外，即使旋转轴5旋转，也以与在停止状态下完全相同的方式进行照明光在旋转轴5中的传播和在旋转轴5的上端处的分光。因此，即使旋转轴5旋转，也可由相同光源3的照明光同时照亮指示器7和文本面板9。

如上所述，根据该实施例，借助于设置到旋转轴5的上端表面的前端部分的侧方分光单元10，通过使朝着文本面板9入射到指示器7的照明光的光路部分地分离，作为要入射到指示器7的照明光的一部分的所述反射光P可用于照亮文本面板9。因此，可通过利用一个光源3同时照亮指示器7和文本面板9，而不需要在文本面板9的正下方设置多个光源。

另外，在该实施例中，旋转轴5的上端部分插入到指示器轴6的孔6中。因此，可不仅从围绕旋转轴5的整个圆周的指示器轴6的孔61的顶表面61A而且还从作为孔61的侧面的内周而使由设置到旋转轴5的上端表面的侧方分光单元10产生菲涅尔反射并前进到外部的部分照明光部分地进入到指示器轴6。因此，可使预定由侧方分光单元10的分离工作所消耗以照亮文本面板9的照明光再次部分地进入指示器轴6。结果，能够防止指示器7处的发光效率显著地劣化。通过这样做，即使指示器6没有大的直径，也可充分地确保指示器7处的光强度，并因此具有优异发光效率的照明结构的仪表设备1可以设计成小的尺寸。

（第二实施例）

接下来，将参考附图详细描述本发明的第二实施例。另外，在该实施例中，与第一实施例中相同的部件由相同的附图标记表示，以避免重复描述。

图7（A）和图7（B）示出了根据第二实施例的照明结构所应用到的仪表设备的旋转轴5B的主要部分。该实施例的旋转轴5B与第一实施例的旋转轴5的不同点在于，设置于旋转轴5B的上端部分即前端部分的上端表面的侧方分光单元10构造成为具有大致多棱锥形状的孔的反射面11，并且旋转轴5B的前端部分的外表面12具有多棱柱形状。

另外，为了对该实施例的未示出的指示器轴施压以从外部装配到旋转轴5B的前端部分的外表面12，在指示器轴的下端部分即前端部分的下端表面中形成的未示出的孔也具有多棱柱形状，该多棱柱形状具有与旋转轴5B的外表面12的多棱柱形状相对应的相同数量的角部。通过这样做，旋转轴5B的上端部分的外表面12可无间隙地紧密装配在指示器轴的下端部分的孔中。如上所述，由于旋转轴5B的上端部分的外表面12和指示器轴的下端表面的孔的内表面都具有多棱柱形状，所以可以在准确的方向上容易并且可靠地组装指示器。

反射面11以呈现正八棱锥的八瓣形状构造。换句话说，该实施例的反射面11构造成使得每个反射面都具有中心角β1即顶角β1的大致等腰的三角形状，并且每个反射面11都以弧形截面形状弯曲，以具有凹进的凹面形状。另外，尽管反射面11的正多棱锥孔在该实施例中具有正八棱锥形状，但例如正十二棱锥形状、十八棱锥形状等的各种多棱锥形状可应用于该孔，且不限于上述。

具有多棱柱形状的外表面12设置在与反射面11相对应的相同相位处，并具有多棱柱形状，该多棱柱形状具有与反射面11相同数量的角部。如图7（B）所示，在每个反射面11上反射的照明光在具有多棱柱形状的外表面12上折射，然后作为反射光P朝着外部的文本面板9或反射单元4A发射。另外，根据该实施例具有多棱柱形状的外表面12呈现正八棱柱形状，并且每个外表面为矩形表面。另外，在该实施例中，在构成每个棱柱的外表面12的矩形表面之间形成有具有小宽度的矩形连接表面13。

接下来，将与第一实施例的旋转轴5比较来描述该实施例的操作。

在该实施例的仪表设备中，在图7（A）和图7（B）中，从未示出的光源发射的照明光重复下述传播现象：照明光在外界与旋转轴5B的外表面12之间的界面处发生全反射的同时向上前进。另外，如果照明光到达旋转轴5B的上端部分，则照明光在作为侧方分光单元10的上端表面的每个反射面11上部分地发生菲涅尔反射，以在旋转轴5B中向下倾斜的方向上前进。另外，照明光变成反射光P并透过旋转轴5B和未示出的指示器轴的外周，而后在光前进的光路上被设置在外壳4的内表面处的反射单元4A朝着文本面板9再次反射，使得可照亮文本面板9。

在该情况下，反射光P沿着图7（B）所示的每个光路L11至L17前进（但是，仅示出了对于一个反射面11的光路），并从旋转轴5B的外表面12发射，但反射光P形成为具有大致均匀的亮度分布（或者，照明分布）的光通量。换句话说，在图8中，例如对于每个反射面11，考虑在径向方向上等角地入射的来自光源的照明光的光路，反射光P1至P3以大致相同的角度差γ1=γ2发射。

另外，在图8中，入射在反射面11的中心部分上的反射光P4原样地穿过反射面11，但在反射光P4的邻近区域R中，反射光P1至P4的光路之间的角度差变成γ3≌γ1和γ3≌γ2，因而形成了在微观上与邻近区域R相比较具有稍低亮度的区域S。

然而，如果对该实施例的仪表设备进行仿真，可以发现，可基本上消除强光，即，与总亮度相比较具有特别高的亮度或显著的亮度的区域的出现。换句话说，与区域S比较，可抑制邻近区域R中的亮度的增加。通过这样做，即使旋转轴5B旋转，也能够避免对观察者的眼睛不便的闪烁或闪烁的旋转。

同时，在旋转轴5如图9（A）至图9（C）设置于根据第一实施例的仪表设备的情形下，尽管旋转轴5的上端表面是具有以凹进的大致圆锥形状形成的孔的侧方分光单元10，但如果外表面12′具有多棱柱形状，则产生可察觉的强光。

换句话说，如图10所示，从未示出的光源发射的照明光重复下述传播现象：照明光在外界与旋转轴5的外表面12′之间的界面处发生全反射的同时向上前进。另外，如果照明光到达旋转轴5的上端部分，则照明光在作为侧方分光单元10的上端表面的反射面10A上部分地发生菲涅尔反射，以在旋转轴5中向下倾斜的方向上前进。另外，如图1所示，照明光变成反射光P并透过旋转轴5的外表面12′和指示器轴6的外周，而后在光前进的光路上被设置在外壳4的内表面处的反射单元4A朝着文本面板9再次反射，使得可照亮文本面板9。

在该情况下，反射光P沿着图10所示的每个光路前进，并从旋转轴5的外表面12′发射，但反射光P′形成有具有许多不均匀性的输出分布。换句话说，在图10中，在外界与旋转轴5的外表面12′之间的界面处，从光源在径向方向上等角地入射的每个照明光在被表面12′折射之后发射时，以关于反射光P1′至P4的各种角度差γ1、γ2、γ3和γ4发射。尤其地，反射光P3与P4之间的角度差γ3大于反射光P1′至P3′之间的角度差。为此，关于反射光P1′至P4′，由于邻近区域R′与区域S′在亮度方面显著的不同，所以邻近区域R显现。结果，如果旋转轴5旋转，则显著地产生对观察者的眼睛不便的闪烁或闪烁的旋转。

此外，在图7（A）和图7（B）所示的实施例中，具有凹进的多边形形状的孔的每个反射面11具有弧形形状和凹进的弯曲形状，但不限于此，该各反射面11是设置到旋转轴5C的上端部分的上端表面的侧方分光单元10。换句话说，例如，如图11（A）和图11（B）所示，作为侧方分光单元10的、以正八棱锥形状形成的孔的每个反射面14可构造成为平坦表面。

即使在该情况下，如图11（B）所示，大致和第二实施例的情况相同，沿着每个光路L10至L17前进的反射光P可实现大致均匀的亮度分布，并因此可抑制强光的产生。结果，当旋转轴5C旋转时，能够避免对观察者的眼睛不便的闪烁或闪烁的旋转。

此外，例如，如图12（A）和图12（B）所示，具有以正十六棱锥形状形成的孔并构造为具有中心角β2的等腰三角形的每个反射面15可构造在平坦表面上，该各反射面15为侧方分光单元10。即使在该情况下，大致和第二实施例的情况相同，可实现大致均匀的亮度分布，并因此可抑制强光的产生。通过这样做，当旋转轴5D旋转，能够避免对观察者的眼睛不便的闪烁或闪烁的旋转。

（第三实施例）

接下来，将参考图13、14（A）和14（B）描述本发明的第三实施例。另外，在该实施例中，与第一实施例中相同的部件由相同的附图标记表示，以避免重复说明。

本发明的照明结构所应用到的该实施例的仪表设备1B与第一实施例的仪表设备1的不同点在于，指示器轴6B的前端部分通过其插入的孔51形成在旋转轴5E中，指示器轴6B随着插过孔51而安装到旋转轴5E，并且侧方分光单元10D形成为在指示器轴6B的前端部分上朝着光源3突出。

另外，在该实施例中，靠近图14（A）和图14（B）所示的旋转轴5E的外周的上端表面52以圆锥形状或碗形形状形成，并倾向于朝着中心侧凹进，使得进一步增加了侧方分光单元10D，从而尽管其是小的，但也使照明光朝着文本面板9分离。

另外，指示器轴6B的具有大致山状形状的下端表面的突出部分具体地具有与第一实施例的图6（A）至图6（D）所示的相同的轮廓（但它们在突出和凹进的形状方面不同），该突出部分为侧方分光单元10D。换句话说，位于指示器轴6B的前端部分处的下端表面可具有大致三角的截面形状、大致U形的截面形状、在横截面视图中直线沿着轴线L连续地延伸的形状或大致梯形的截面形状。另外，关于作为侧方分光单元10D的指示器轴6B的下端表面的倾角，例如，与第一实施例的情形类似，该倾角可构造成具有与图4（A）至图4（C）所示的相同的角度。

接下来，将描述该实施例的操作和效果。

在该实施例中，如图14（A）所示，来自光源3的照明光在形成于旋转轴5E的上端表面即前端表面中的孔51的底表面51A处被折射的同时透过，来自光源3的所述照明光在指示器轴6B的具有大致山状形状的下端表面上即侧方分光单元10D上被部分地反射，使得反射光P直接入射在文本面板9上。否则，尽管反射光P不直接入射，但该反射光P可在该反射光P所前进的光路上被设置于外壳4的内表面的反射单元4A朝着文本面板9再次反射，使得可照亮文本面板9。

因此，即使在该实施例中，也如在第一实施例中，可通过由侧方分光单元10D使入射在指示器7上的照明光部分地朝着文本面板9分离来照亮指示器7和文本面板9。

另外，在该实施例中，在来自光源3的照明光之中，在朝向指示器7的照明光具有稍微过大的强度的情形下，不是通过遍及指示器轴6B的整个下端表面形成作为侧方分光单元10D的倾斜面而是例如通过如图14（B）所示将中心部分的附近形成为平坦表面，来部分地降低在横向侧上偏向的照明光的强度比。

另外，在根据该实施例的仪表设备1B中，如图15所示，旋转轴5F与指示器轴6C可如下构成。

换句话说，设置于指示器轴6C的下端部分的下端表面的侧方分光单元10构造成为具有突出的大致正多棱锥形状的凸部的反射面16，并且指示器轴6C的下端部分的外表面17以具有与反射面16相同数量的角部的正多棱柱形状配置。

例如，优选的是，侧方分光单元10的反射面16以正八棱锥形状形成，该正八棱锥形状的每个反射面是等腰三角形状，并且每个反射面形成为以弧形截面形状隆起的突出曲面。另外，指示器轴6C的外表面17具有正八棱柱形状，并且每个表面具有矩形形状。

同时，关于以插入状态装配指示器轴6C的前端部分的旋转轴5F，在旋转轴5F的上端部分的上端表面中形成的孔51以与指示器轴6C的外表面17相对应的、具有相同数量的角部的相同的凹进正多棱柱形状配置。

换句话说，关于旋转轴5F，为了以插入状态装配指示器轴6C的下端部分的外表面17，上端表面的孔51具有凹进的正八棱柱形状，该凹进的正八棱柱形状和指示器轴6C的外表面17的形状相同。另外，孔51的内表面53形成为具有和指示器轴6C的外表面17相同的矩形形状。

此外，除如上构成的指示器轴6C之外，例如，关于具有作为设置于指示器轴的下端表面的侧方分光单元的大致多棱锥形状的凸部的反射面，每个反射面可不具有其中反射面以弧形截面形状隆起的突出曲面，而是具有平坦形式的等腰三角形状。另外，指示器轴的作为侧方分光单元的大致多棱锥形状的凸部可以正十六棱锥形状、而不是八棱锥形状突出。

另外，本发明不限于以上实施例，而是在不偏离精神的范围内可以以各种方式实现。换句话说，本发明可适用于各种仪表设备，诸如燃料计、转速计、速度计、海温计等。

本申请基于并要求2010年11月16提交的日本专利申请No.2010-256186和2011年6月7日提交的日本专利申请No.2011-127417的优先权，其内容通过引用并入此处。

工业实用性：

根据本发明的仪表设备的照明结构，由于照明光的光路被侧方分光单元朝着文本面板部分地分离，所以通过利用入射到指示器的部分光照亮文本面板，并因此能够通过利用一个光源同时照亮指示器和文本面板，这降低了成本。

Claims (9)

1.一种仪表设备的照明结构，包括：

文本面板；

旋转轴，该旋转轴通过从马达传递的旋转力而旋转并安装至所述文本面板的后侧；

指示器，该指示器具有孔，所述旋转轴的前端部分通过该孔插入，在随着所述旋转轴的该前端部分通过该孔插入而使指示器轴安装至所述旋转轴的情况下，所述指示器沿着所述文本面板的表面旋转；以及

光源，该光源用于向所述旋转轴的基端部分发射照明光，

其中，所述指示器旋转，以指示各种信息，

其中，在所述旋转轴的所述前端部分的前端表面处，所述旋转轴具有由朝着所述光源的凹进部分形成的侧方分光单元，并且

其中，所述侧方分光单元使入射在所述指示器上的照明光部分地朝着所述文本面板分离。

2.根据权利要求1所述的仪表设备的照明结构，其中，设置于所述旋转轴的所述前端部分的所述前端表面的所述侧方分光单元构造成为具有大致圆锥形状的孔的反射面。

3.根据权利要求1所述的仪表设备的照明结构，

其中，设置于所述旋转轴的所述前端部分的所述前端表面的所述侧方分光单元构造成为具有正多棱锥形状的孔的反射面，并且

其中，所述旋转轴的所述前端部分的外表面构造成为具有正多棱柱形状的表面，该正多棱柱形状具有与设置于所述前端表面的所述孔的所述反射面相对应的相同数量的角部。

4.根据权利要求3所述的仪表设备的照明结构，其中，构成每个多棱锥面的每个反射面具有以弧形截面形状凹进的弯曲形状。

5.一种仪表设备的照明结构，包括：

文本面板；

指示器，该指示器具有指示器轴并且沿着所述文本面板的表面旋转；

旋转轴，该旋转轴具有孔，所述指示器轴的前端部分通过该孔插入，随着所述前端部分通过该孔插入，所述指示器轴安装至所述旋转轴，该旋转轴通过从马达传递的旋转力而旋转并且设置于所述文本面板的后表面；以及

光源，该光源用于向所述旋转轴的基端部分发射照明光，

其中，所述指示器旋转，以指示各种信息，

其中，所述指示器轴具有侧方分光单元，该侧方分光单元形成为在所述指示器轴的所述前端部分上朝着所述光源突出，并且

其中，所述侧方分光单元使入射在所述指示器上的照明光部分地朝着所述文本面板分离。

6.根据权利要求5所述的仪表设备的照明结构，其中，设置于所述指示器轴的所述前端部分的所述前端表面的所述侧方分光单元构造成为具有突出的圆锥形状的凸部的反射面。

7.根据权利要求5所述的仪表设备的照明结构，

其中，设置于所述指示器轴的所述前端部分的所述前端表面的所述侧方分光单元构造成为具有突出的正多棱锥形状的凸部的反射面，并且所述指示器轴的所述前端部分的外表面构造成为具有正多棱柱形状的表面，该多棱柱形状具有与所述反射面相对应的相同数量的角部，并且

其中，所述旋转轴的所述前端部分的所述孔构造成为具有多棱柱形状的表面，该多棱柱形状具有与设置于所述指示器轴的所述前端部分的多棱柱形状的所述外表面相对应的相同数量的角部，所述指示器轴的所述前端部分的所述外表面以插入状态配合在所述孔中。

8.根据权利要求7所述的仪表设备的照明结构，其中，具有所述多棱锥形状的每个所述反射面具有其中该反射面以弧形截面形状隆起的突出的曲面形状。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的仪表设备的照明结构，还包括具有反射单元的外壳，该反射单元形成在所安装的文本面板的、与该文本面板的所述后表面相对的内表面处，

其中，由所述侧方分光单元分离的照明光在所述反射单元上被反射，然后入射至所述文本面板。

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