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Bereich der
Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Instrumentengehäuse
mit einem durchsichtigen Abschnitt, um Buchstaben, Zahlen und Figuren
in dem Körper
davon darzustellen, und insbesondere betrifft es ein Instrumentengehäuse mit
einer verbesserten Lichtquellenvorrichtung, um den durchsichtigen
Abschnitt von der Rückseite
des Körpers
des Instrumentengehäuses
zu beleuchten.
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Hintergrund
der Erfindung
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Es ist bekannt, dass ein in einem
Armaturenbrett eines Fahrzeugs angebrachtes Instrumentengehäuse mit
einem Tachometer, einem Drehzahlmesser, einem Kilometerzähler, einem
Messinstrument für
eine Wassertemperatur eines Kühlers,
einer Blinkerleuchte und einer Leuchte, um die Vorderseite des Instru-
mentengehäuses
zu beleuchten, usw. ausgestattet ist. Um die Sichtbarkeit von Anzeigen,
wie z. B. des Tachometers, bei Nacht zu verbessern, ist das Instrumentengehäuse mit
durchsichtigen Teilen versehen, welche aus einem Schlitz oder einem
durchsichtigen synthetischem Harz bestehen und welche in Formen
entsprechend Skalenelementen des Tachometers, der Zahlen und ähnlichem
ausgebildet sind.
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Eine elektronische Schaltungseinheit
ist auf der Rückseite
des Instrumentgehäuses
angebracht. Die elektronische Schaltung gibt Treibersignale an Instrumente
einschließlich
dem Tachometer, dem Drehzahlmesser und ähnlichem aus, welche in dem
Instrumentengehäuse
angebracht sind, und überprüft auch
eine Störung
oder einen Fehler der Instrumente. Die elektronische Schaltungseinheit
ist ganzheitlich mit einem Stützgehäuse ausgestaltet,
welches aus einer Abschirmungsabdeckung und ähnlichem besteht, und das Stützgehäuse ist
mit Schrauben an dem Instrumentengehäuse befestigt. Die Abschirmungsabdeckung überdeckt
ein Schaltungssubstrat, welches mit elektro nischen Teilen der Schaltungseinheit
bestückt
ist, um elektromagnetische Wellen abzuschirmen.
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Eine biegsame Kabelbaugruppe für die Instrumente
ist an der Rückseite
des Instrumentengehäuses angebracht.
Die Instrumente in dem Instrumentengehäuse sind elektrisch mit der
elektronischen Schaltungseinheit durch Leitungen und Verbinder verbunden.
Eine Glühlampe
zur Beleuchtung mit einer Fassung, welche ein Anbringen und Entfernen
der Glühlampe
ermöglicht,
ist an der biegsamen Kabelbaugruppe angebracht und ist elektrisch
mit der biegsamen Kabelbaugruppe verbunden.
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Es kostet viel Zeit, auf der Rückseite
des Instrumentgehäuses
angebrachte Leuchten zu wechseln, wenn diese Leuchten kaputt sind,
weil es notwendig ist, die elektronische Schaltungseinheit vollständig von dem
Instrumentengehäuse
zu trennen, indem die Schrauben entfernt werden, welche die elektronische
Schaltungseinheit an dem Instrumentengehäuse befestigen, und indem auch
die Verbinder entfernt werden.
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Die japanische Patentveröffentlichung
H9-282918A offenbart ein Rücklichtsystem
für ein
Instrument eines Fahrzeuges, welches mit einer Licht leitenden Baugruppe,
einer fluoreszierenden Röhre
entlang der Kante der Licht leitenden Baugruppe, einer reflektierenden
Schicht auf der Rückseite
der Licht leitenden Baugruppe und einem Streukörper, welcher auf der Vorderseite
der Licht leitenden Baugruppe angeordnet ist, ausgestattet ist.
Das Rücklichtsystem
benötigt
keine Glühlampen
auf der Rückseite
des Instrumentengehäuses. Jedoch
ist die Haltbarkeit der fluoreszierenden Röhre relativ kurz und es kostet
beachtliche Zeit, um die fluoreszierende Röhre zu wechseln, weil es notwendig
ist, das Instrumentengehäuse
von einem Armaturenbrett zu entfernen.
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Die französische Patentveröffentlichung
2 761 029, welche Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 aufzeigt,
beschreibt ein Armaturenbrett für
Automobile, welches ein min destens eine drehende Antriebseinheit
enthaltendes Instrument, eine auf der Achse der Antriebseinheit
angebrachte Nase, eine mit der Nadel verbundene Skala und mindestens
eine hinter der Nadel angeordnete elektro-optische Anzeigeneinheit
umfasst, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass die Skala auf
einer Platte ausgebildet ist, welche eine optische Führung ausbildet,
die zwischen der Nadel und der elektrooptischen Anzeige platziert
ist.
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Aufgabe und
Zusammenfassung der Erfindung
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist, ein Instrumentengehäuse
bereitzustellen, welches ein geringes Gewicht und eine ausgezeichnete
Haltbarkeit aufweist und eine Lichtquelle besitzt, welche einfach
erneuert werden kann. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs
1 erfüllt.
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Ein erfindungsgemäßes Instrumentengehäuse besitzt
einen Hauptkörper
mit einem durchsichtigen Teil, eine auf der Rückseite des Hauptkörpers angebrachte
Licht leitende Baugruppe und eine Beleuchtungsvorrichtung, welche
verwendet wird, um Licht zu dem Ende der Licht leitenden Baugruppe
zu bringen. Die Beleuchtungsvorrichtung besitzt eine Licht leitende
Röhre und
eine an einem Ende der Licht leitenden Röhre angeordnete Lichtquelle.
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Von der Lichtquelle erzeugtes Licht
wird in die Licht leitende Röhre
geleitet und von ihrer Umfangsoberfläche emittiert, und das Licht
dringt in die Licht leitende Baugruppe durch ihre Endoberfläche ein.
Das von der Oberfläche
der Licht leitenden Baugruppe emittierte Licht wird zu dem durchsichtigen
Teil des Hauptkörpers
des Instrumentengehäuses
geleitet.
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Bei jedem dieser Instrumentengehäuse kann
die Licht leitende Röhre
derart verlängert
werden, dass die Lichtquelle an einer Stelle positioniert ist, welche
entfernt von dem Instrumen tengehäuse
ist und an welcher die Lichtquelle einfach gewartet werden kann.
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Die Licht leitende Röhre kann
mit einer röhrenförmigen Verkleidung
und einem Kern ausgestattet sein, welcher aus einem Material hergestellt
ist, welches einen höheren
Brechungsindex als das der röhrenförmigen Verkleidung
besitzt. Die Licht leitende Röhre
kann mit einer Band ähnlichen
Reflexionsschicht ausgestattet sein, welche zwischen der röhrenförmigen Verkleidung
und dem Kern entlang der Längsrichtung
der röhrenförmigen Verkleidung
derart ausgebildet ist, dass ein durch den Kern führendes
Licht reflektiert und durch die Reflexionsschicht gestreut und von
der gegenüber
der Reflexionsschicht der Verkleidung befindlichen Seitenoberfläche emittiert
werden kann.
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Bei der Licht leitenden Röhre, welche
die Band ähnliche
Reflexionsschicht aufweist, die zwischen der röhrenförmigen Verkleidung und dem
Kern entlang der Längsrichtung
der Röhre
ausgebildet ist, wird ein starkes Licht, welches durch den Kern
führt (mit
der größten Licht
leitenden Eigenschaft im Vergleich zu den anderen Abschnitten in
der Licht leitenden Röhre),
durch die Band ähnliche
Reflexionsschicht reflektiert, und das starke Licht mit einer hohen
Richtwirkung wird von einem Teil des Außenoberflächenbereichs der Röhre gegenüber der
Reflexionsschicht emittiert. Demzufolge ist die Helligkeit des von
der Licht leitenden Röhre
emittierten Lichts beträchtlich
hoch und somit emittiert die Licht leitende Röhre ein sehr helles Licht.
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Die röhrenförmige Verkleidung kann aus
einem (Meth)acrylpolymer, der Kern kann aus einem Polystyrol, einem
Polycarbonat oder einem Styrol(meth)acrylcopolymer, und die Reflexionsschicht
kann aus einem (Meth)acrylpolymer, was einen weißen Farbstoff oder ein Licht
streuendes Material enthält,
hergestellt sein.
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Die Licht leitende Röhre kann
mit einer hohen Produktivität
und mit geringen Kosten durch das folgende Verfahren hergestellt
werden: eine Strangpressmaschine für mehrere Farben, zum Beispiel
eine Strangpressmaschine für
drei Farben mit drei Schraubabschnitten wird verwendet; ein Material
für den
Kern (Kernmaterial), ein Material für die Verkleidung (Verkleidungsmaterial)
und ein reflektierendes Material, welches einen weißen Farbstoff
oder ein Licht streuendes Material enthält, werden gleichzeitig in
jeden Stutzen auf der Strangpressmaschine eingeführt; dabei wird in einer gleichzeitigen
Art und Weise das Kernmaterial derart extrudiert, dass es einen
festen zylindrischen Kernteil ausbildet, dass reflektierende Material
in mehrere Band ähnliche
reflektierende Schichten extrudiert, welche auf der Außenoberfläche des
festen zylindrischen Kernteiles ausgebildet werden, das Verkleidungsmaterial
in ein röhrenförmiges Teil
extrudiert, welches das feste zylindrische Kernteil und die Band ähnlichen
Reflexionsschichten überdeckt,
so dass die Band ähnlichen
Reflexionsschichten zwischen der röhrenförmigen Verkleidung und dem
Kern in der Längsrichtung
davon ausgebildet werden.
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Die Licht leitende Röhre kann
nur aus einem Polymethyl(meth)acrylat (PMMA) hergestellt sein oder kann
mit einem aus PMMA hergestellten Kern ausgestattet sein und mit
Band ähnlichen
Reflexionsschichten, welche auf der Außenoberfläche des Kerns in der Längsrichtung
davon ausgebildet sind, ausgestattet sein. Die Licht leitende Röhre kann
auch mit Vertiefungen oder konkaven Löchern, welche die Reflexionsschicht durchdringen,
um den Kern zu erreichen, versehen sein. Der Kern kann durch ein
Strangpressverfahren, ein Spritzgießverfahren, ein Gießverfahren
und ähnliches
ausgebildet werden. Vorzugsweise enthält die Reflexionsschicht TiO2, BaSO4, Siliziumdioxid
und ähnliches.
Die Reflexionsschicht kann durch Strangpressen, Beschichten, Drucken
und ähnliches
ausgebildet werden.
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Der Kern kann konkave Abschnitte,
wie z. B. Vertiefungen, und konkave Löcher auf der Außenoberfläche davon
anstelle der Reflexionsschichten aufweisen. Die konkaven Abschnitte
sind vorzugsweise in der Längsrichtung
des Kerns angeordnet.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine Perspektivansicht, welche eine erfindungsgemäße Licht
leitende Röhre
darstellt.
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2 ist
eine Querschnittsansicht entlang einer Linie II-II in 1.
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3 ist
eine Querschnittsansicht entlang einer Linie III-III in 2.
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4 ist
eine Vorderansicht eines erfindungsgemäßen Instrumentengehäuse.
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5 ist
eine erläuternde
Zeichnung, welche eine Anordnung einer Licht leitenden Röhre des
Instrumentengehäuses
in 4 darstellt.
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6 ist
eine Querschnittsansicht entlang einer Linie XV-XV in 4.
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7 ist
eine Querschnittsansicht, welche einen Teil eines Instrumentengehäuses gemäß einer
anderen Ausführungsform
darstellt.
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8 ist
eine vergrößerte Ansicht
eines Teils XVII in 7.
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9 ist
eine Perspektivansicht einer anderen erfindungsgemäßen Licht
leitenden Röhre.
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10 ist
Querschnittsansicht entlang einer Linie 19-19 in 9.
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11 ist
eine Perspektivansicht einer weiteren anderen erfindungsgemäßen Licht
leitenden Röhre.
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12 ist
eine Querschnittsansicht entlang einer Linie 21-21 in 11.
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13 ist
eine Perspektivansicht einer erfindungsgemäßen Licht leitenden Röhre.
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14 ist
eine Querschnittsansicht entlang einer Linie 23-23 in 13.
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15 ist
eine Perspektivansicht einer erfindungsgemäßen Licht leitenden Röhre.
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16 ist
eine Querschnittsansicht entlang einer Linie 25-25 in 14.
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17 ist
eine vergrößerte Ansicht,
welche eine Oberfläche
der Licht leitenden Röhre
in 15 darstellt.
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18 ist
eine vergrößerte Ansicht,
welche eine Oberfläche
einer anderen Licht leitenden Röhre
darstellt.
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Detaillierte Beschreibungen
der bevorzugten Ausführungsformen
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Im Folgenden wird die vorliegende
Erfindung im Detail mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
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4 ist
eine Vorderansicht eines Instrumentengehäuses gemäß einer Ausführungsform, 5 ist eine erläuternde
Zeichnung, welche eine Anordnung einer Licht leitenden Röhre des
Instrumentengehäuses in 4 darstellt, 6 ist eine Querschnittsansicht
entlang einer Linie XV-XV in 4,
7 ist ein Teil eines Instrumentengehäuses gemäß einer
anderen Ausführungsform,
und 8 ist eine vergrößerte Ansicht
eines Teils XVII in 7.
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Das in 4–6 dargestellte Instrumentengehäuse besitzt
einen Hauptkörper 210,
einen Tachometer 211, einen Drehzahlmesser 212,
eine Flüssigkeitsdruckanzeige 213,
und ein Kühlerwassertemperatur-Messinstrument 214,
welche in der Vorderseite des Hauptkörpers 210 angebracht
sind. Die Instrumente 211–214 besitzen Nadeln 211a, 212a, 213a und 214a beziehungsweise
Gruppen von Skalenelementen 211b, 212b, 213b und 214b.
Bei jeder Gruppe sind die Skalenelemente in solch einer Weise angeordnet,
dass die Entfernung zwischen jedem Skalenelement und der Drehachse
der Nadel gleich ist. Diese Gruppen von Skalenelementen 211b, 212b, 213b, 214b sind
aus durchsichtigen Harzteilen, welche den Hauptkörper 210 durchdringen,
zusammengesetzt. Licht leitende Röhren 221, 222, 223 sind
jeweils entlang der Rückseite
dieser Skalenelemente angeordnet. Jede dieser Licht leitenden Röhren 221-223 ist
derart gebildet, dass die Röhre
Licht von einem Teil der Umfangsoberfläche emittiert, welches der
Rückseite
des Hauptkörpers
gegenüberliegt.
Die detaillierte Struktur der Licht leitenden Röhre wird später mit Bezug auf 1–3 beschrieben.
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Der Hauptkörper 210 des Instrumentengehäuses ist
weiter mit Blinkeranzeigerteilen 215, 216 ausgestattet.
Auf der Rückseite
von diesen sind jeweils Licht leitende Röhren 225, 226 angebracht.
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Diese Licht leitenden Röhren 221, 222, 223, 225, 226 (im
Folgenden als "221–226" bezeichnet) erstrecken
sich jeweils unter das Unterteil oder seitlich des Instrumentengehäuses und
werden auf jeweils eine Lichtquelleneinheit (nicht dargestellt)
aufgeschaltet. Die Einheit ist entfernt von dem Instrumentengehäuse positioniert.
Die Lichtquelleneinheit besitzt Licht emittierende Elemente, wie
z. B. eine LED und Steuerschaltkreise, wobei Licht emittierende
Elemente jeweils den oberen Enden der Licht leitenden Röhren 221–226 gegenüberliegen,
und die Steuerschaltkreise die Licht emittierenden Elemente getrennt
betreiben. Wenn jedes Licht emittierende Element, wie z. B. eine
LED, aufleuchtet oder aufblitzt, wird das Licht von dem Element
in die Licht leitende Röhre
geleitet, von welcher das obere Ende dem Element gegenüberliegt,
und von den Umfangsoberflächen
der Röhre
emittiert. Dann wandert das Licht durch die Gruppen von Skalenelementen 211b-214b oder
die Blinkeranzeigeteile 215, 216 und wird visuell
durch eine Besatzung erkannt.
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Eine Wartung der Lichtquelleneinheit
kann einfach ausgeführt
werden, weil sich die Einheit entfernt von dem Instrumentengehäuse befindet,
wo die Wartung der Lichtquelleneinheit einfach ausgeführt werden kann.
Die Licht leitende Röhre
besitzt ein geringes Gewicht, sogar wenn die Licht leitende Röhre lang
ist. Da nur Licht durch die Licht leitende Röhre geleitet wird, tritt ein
Kurzschluss nicht auf, sogar wenn sich die Röhre in Kontakt mit Wasser befindet
oder die Röhre
bricht.
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Da jede dieser Licht leitenden Röhren 221–226 benötigt wird,
um Licht von ihrem Außenumfang,
welcher dem Körper 210 des
Instrumentengehäuses
gegenüberliegt,
zu emittieren (insbesondere von einem Teil, welcher sich an der
Rückseite
der Skalenelemente oder Anzeigenteile befindet), kann ein anderer
Teil aus einer Licht leitenden Röhre
hergestellt sein, welche kein Licht von ihrem Außenoberflächenbereich emittiert. Ein Schaltungssubstrat 230 wird
auf der Rückseite
des Körpers 210 des
Instrumentgehäuses
angebracht. Das Schaltungssubstrat 230 ist mit einer Schaltung
zum Antrieb der Nadeln 211a–214a und mit einem
Bedienelement 231, um diese anzutreiben, ausgestattet.
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Das in 7, 8 dargestellte Instrumentengehäuse besitzt
eine Licht leitende Baugruppe 240, welche fast den gesamten
Rückseitenbereich
des Körpers 210 des
Instrumentengehäuses überdeckt.
Die Licht leitende Baugruppe 240 besitzt eine durchsichtige
Hauptbaugruppe 241, eine auf der rückseitigen Oberfläche der Hauptbaugruppe 241 ausgebildete
Reflexionsschicht 242 und eine auf der vorderen Oberfläche der
Hauptbaugruppe 241 ausgebildete Licht streuende Schicht 243.
Eine Licht leitende Röhre 1 ist
entlang eines Endes der Licht leitenden Baugruppe 240 angeordnet.
Die Licht leitende Röhre 1 ist
derart ausgebildet, dass sie ein Licht von ihrer Umfangsoberfläche zu dem
einen Ende der Licht leitenden Baugruppe 240 emittiert.
Die Licht leitende Röhre 1 erstreckt
sich aus dem Instrumentengehäuse
und erstreckt sich in die vorher erwähnte Lichtquelleneinheit. Ein
Licht emittierendes Element, wie z. B. eine LED, liegt einem Ende
der Licht leitenden Röhre 1 gegenüber. Ein
anderes Ende der Licht leitenden Baugruppe 240 ist mit
einer Reflexionsschicht überlagert.
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Die Konstruktion der Licht leitenden
Röhre 1 ist
dieselbe wie diejenige der vorher erwähnten Licht leitenden Röhren 221, 222, 223, 225, 226.
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Die Konstruktion der Licht leitenden
Röhre 1 wird
mit Bezug auf 1–3 beschrieben. 1 ist eine Perspektivansicht
der Licht leitenden Röhre 1, 2 ist eine Querschnittsansicht
entlang einer Linie II-II in 1 und 3 ist eine Ansicht entlang
einer Linie III-III in 2.
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Die Licht leitende Röhre 1 besteht
aus einem Kern 2, einer den Kern 2 überdeckenden
röhrenförmigen Verkleidung 3 und
einer Band ähnlichen
Licht reflektierenden Schicht 4, welche zwischen der Innenoberfläche der
Verkleidung 3 und dem Kern 2 ausgebildet ist.
Die Band ähnliche
Licht reflektierende Schicht 4 erstreckt sich in der Längsrichtung
der Röhre 1.
Die Reflexionsschicht 4 kann in solch einer Weise ausgebildet
sein, dass sie etwas in die Innenseite der Außenoberfläche des Kerns 2 eindringt.
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Als Material zum Ausbilden des Kerns
wird ein durchsichtiges Material mit einem höheren Brechungsindex als ein
Material, aus welchem die röhrenförmige Verkleidung 3 zusammengesetzt
ist, verwendet. Im Allgemeinen wird das einzusetzende Material geeignet
von der Gruppe bestehend aus einem Kunststoffmaterial, einem elastomeren
Material und ähnlichem
entsprechend der Aufgaben ausgewählt.
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Beispiele des Kernmaterials sind
durchsichtige Materialien, welche aus Polystyrol, Styrol, Methylmethacrylatcopolymer,
(Meth)acrylharz, Polymethylpenten, Allylglycolcarbonatharz, Spiranharz,
amorphes Polyolefin, Polycarbonat, Polyamid, Polyarylat, Polysulfon,
Polyallylsulfon, Polyethersulfon, Polyetherimid, Polyamid, Diallylphthalat,
Flurescin, Polyestercarbonat, Norbornenharz (ARTON), cycloaliphatischer
Acrylharz, Siliziumharz, Acrylkautschuk, Siliziumgummi und ähnlichem
hergestellt sind, wobei "(Meth)acryl" "Acryl" oder Methacryl" bedeutet.
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Ein Verkleidungsmaterial kann aus
durchsichtigen Materialien mit einem niedrigen Brechungsindex ausgewählt werden.
Z. B. können
organische Materialien, wie z. B. ein Kunststoffmaterial und ein
elastomeres Material, verwendet werden.
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Beispiele für die Verkleidungsmaterialien
sind Polyethylen, Polypropylen, Polymethylmethacrylat und Polymethylmethacrylatfluorid,
Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polyvinylacetat, Polyethylen-Vinylacetatcopolymer,
Fluorharz, Siliziumharz, natürlicher
Gummi, Polyisoprengummi, Polybutadiengummi, Styrolbutadiencopolymer,
Butylkautschuk, halogenierter Butylkautschuk, Chloroprengummi, Acrylkautschuk,
Ethylen-Propylen-Diencopolymer
(EPDM), Acrylnitril-Butadiencopolymer, Fluor enthaltender Gummi,
Siliziumgummi und ähnliches.
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Neben den vorab erwähnten Materialien
sind aus dem Blickwinkel optischer Eigenschaften, wie z. B. Transparenz
und Brechungsindex und Bearbeitbarkeit einer gemeinsamen Extrusion, Polystyrol,
Polycarbonat, Styrol(meth)acrylcopolymer (MS Polymer) und ähnliches
für das
Kernmaterial, und (Meth)acrylpolymer und ähnliches als Verkleidungsmaterial
geeignet.
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Eine Reflexionsschicht wird vorzugsweise
aus einem (Meth)acrylpolymer, welcher einen weißen Farbstoff oder ein Licht
streuendes Material enthält,
hergestellt.
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Als weißer Farbstoff oder Licht streuendes
Material können
ein oder mehr als zwei aus organischen Polymerpartikeln, wie z.
B. Siliziumharzpartikel und Polystyrolharzpartikel, Metalloxidpartikel,
wie z. B. Al2O3, TiO2 und SiO2, Sulfatpartikel,
wie z. B. BaSO4, und Carbonatpartikel, wie
z. B. CaCO3, verwendet werden.
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Für
den Fall einer Berücksichtigung
einer Reflexionseffizienz und Bearbeitbarkeit einer gemeinsamen Extrusion
beträgt
eine mittlere Partikelgröße dieser
weißen
Farbstoffe oder der Licht streuenden Materialien vorzugsweise 0,1–200 μm, besser
0,5–50 μm, und der
Anteil der weißen
Farbstoffe oder der Licht streuenden Materialien in einem Material
zum Ausbilden einer Reflexionsschicht (reflektierendes Material)
beträgt
vorzugsweise 0,5–20
Gewichtprozent, besser 1–10
Gewichtprozent.
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Die Dicke der Reflexionsschicht 4 ist
nicht begrenzt und beträgt
vorzugsweise 10–200 μm, besser 50–100 μm. Wenn die
Reflexionsschicht 4 zu dünn ist, ist die Menge des durch
die Reflexionsschicht 4 zu reflektierenden Lichts zu gering
und somit ist die Helligkeit des von der Licht leitenden Röhre 1 zu
emittierenden Lichts zu gering. Auf der anderen Seite, wenn die
Reflexionsschicht 4 zu dick ist, ist die Menge des durch
die reflektierenden Materialien 4 zu reflektierenden Lichts
groß,
und somit ist die Helligkeit des von der Licht leitenden Röhre 1 zu
emittierenden Lichts hoch. Jedoch wurden diese Phänomene nur
an einem Teil der Licht leitenden Röhre 1 relativ nah
der Lichtquelle herausgefunden. Das heißt, es gibt Fälle, wo
die Helligkeit des von der Licht leitenden Röhre 1 zu emittierenden
Lichts an einer Stelle relativ weit entfernt von der Lichtquelle zu
gering wird, falls die Reflexionsschicht 4 mit einer zu
großen
Dicke verwendet wird.
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Der Durchmesser des Kerns 2 ist
nicht begrenzt und beträgt
im Allgemeinen 2–30
mm, vorzugsweise 5–15
mm. Die Dicke der röhrenförmigen Verkleidung 2 beträgt im Allgemeinen
0,05–4
mm, insbesondere 0,2–2 mm.
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Die Licht leitende Röhre kann
eine auf der Außenoberfläche der
röhrenförmigen Verkleidung 3 ausgebildete
reflektierende Schutzschicht aufweisen, um so einen Teil der Umfangsoberfläche davon
zu überdecken,
dessen Teil kein Licht emittiert. Bei solch einer Licht leitenden
Röhre mit
der reflektierenden Schutzschicht reflektiert die reflektierende
Schutzschicht für
den Fall, dass die Reflexionsschicht 4 Durchgänge, wie z.
B. sehr kleine Löcher,
aufweist, das Licht, welches durch die Durchgänge führt, um in die Rückseite
der Reflexionsschicht 4 zu entweichen oder es entweicht
von der Seite der Reflexionsschicht 4. Deshalb vermindert die
reflektierende Schutzschicht einen Lichtverlust und verbessert damit
die Helligkeit des von dem gegenüber der
Reflexionsschicht 4 liegenden Abschnitt der Röhre zu emittierenden
Lichts.
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Es ist wünschenswert, dass ein Teil
der Licht leitenden Röhre,
deren Teil aus dem Körper
eines Fahrzeuges herausgezogen wird, mit der reflektierenden Schutzschicht überall um
seine Umfangsoberfläche
herum abgedeckt ist.
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Ein Material für die reflektierende Schutzschicht
ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass die reflektierende Schutzschicht
nicht ermöglicht,
dass von der Reflexionsschicht 4 entwichenes Licht hindurchgeführt wird,
und absorbiert das Licht nicht, sondern reflektiert das Licht effektiv.
Zum Beispiel können
Metallfolien oder aus Silber, Aluminium, usw. hergestellte Metallschichten
und Beschichtungsfilme, in wel chen die vorher erwähnten Licht
streuenden Partikel verteilt sind, verwendet werden.
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Die Licht leitende Röhre kann
durch das folgendes Verfahren hergestellt werden: eine Strangpressmaschine
für mehrere
Farben, zum Beispiel eine Strangpressmaschine für drei Farben mit drei Schraubabschnitten
wird verwendet; ein Kernmaterial, ein Verkleidungsmaterial und ein
reflektierendes Material, welches einen weißen Farbstoff oder ein Licht
streuendes Material enthält,
werden in die Strangpressmaschine eingeführt; dabei wird in einer gleichzeitigen
Art und Weise das Kernmaterial derart extrudiert, dass es einen
festen zylindrischen Kernteil ausbildet, dass reflektierende Material
in mehrere Band ähnliche
reflektierende Schichten extrudiert, welche auf der Außenoberfläche des
festen zylindrischen Kernteiles ausgebildet werden, und das Verkleidungsmaterial
in ein röhrenförmiges Teil
extrudiert, welches das feste zylindrische Kernteil und die Band ähnlichen
Reflexionsschichten überdeckt.
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Mit der Verwendung des vorab erwähnten Verfahrens
können
drei Arten von Materialien mit verschiedenem Brechungsindex und
verschiedenen physikalischen Eigenschaften gleichzeitig derart extrudiert
werden, dass eine laminierte Struktur mit drei verschiedenen Funktionen
während
nur eines Arbeitsvorganges ausgebildet wird. Da dieses Verfahren
ermöglicht,
dass die laminierte Struktur bei einer hohen Geschwindigkeit ausgebildet
wird, und die verschiedenen Schichten zusammen laminiert werden
können,
während
sie sich noch in einem weichen Zustand befinden, kann eine Licht
leitende Röhre
mit einer ausgezeichneten Adhäsion zwischen
verschiedenen Schichten mit einer hohen Effizienz hergestellt werden.
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Die reflektierende Schutzschicht
kann durch Aufkleben einer Metallfolie oder einer Metallschicht
auf die Außenoberfläche der
Verkleidung oder durch Beschichten der Außenoberflächen der Verkleidung mit einem
Beschichtungsmaterial, in welches Licht streuende Partikel verteilt
sind, ausbildet werden. Die reflektierende Schutzschicht kann auch
durch ein gleichzeitiges Extrudieren ausgebildet werden.
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Eine andere Licht leitende Röhre, welche
entsprechend bei der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wird
mit Bezug auf 9–18 erläutert.
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Eine in 9, 10 dargestellte
Licht leitende Röhre
besteht aus einem aus Polymethyl(meth)acrylat (PMMA) hergestellten
Kern und einem an dem Ende des Kerns angebrachten Reflexionskörpers 301.
Da das PMMA das Licht in kleiner Menge absorbiert, ist die Helligkeit
der Umfangsoberfläche
der Röhre
hoch. Der Reflexionskörper 301 kann
weg gelassen werden.
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Der Durchmesser des Kerns beträgt vorzugsweise
2–30 mm,
besser 5–15
mm.
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Obwohl es nicht dargestellt ist,
kann eine aus Fluorharz hergestellte Verkleidung an der Außenoberfläche des
aus dem PMMA hergestellten Kern angebracht sein. Die aus Fluorharz
hergestellte Verkleidung umschließt die gesamte Umfangsoberfläche wie
bei der vorab erwähnten
Verkleidung 3. Die Dicke der aus Fluorharz hergestellten
Verkleidung ist vorzugsweise 0,05-4 mm, besser 0,2–2 mm.
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Eine in 11, 12 dargestellte
Licht leitende Röhre 310 besitzt
einen aus PMMA hergestellten Kern 311, einen an dem Ende
des Kerns 311 angebrachten Reflexionskörper 301 und eine
auf der Umfangsoberfläche
des Kerns 311 angebrachte Reflexionsschicht 312.
Die Reflexionsschicht 312 erstreckt sich in der Längsrichtung
des Kerns 311. Ein durch den Kern 311 führendes
Licht wird reflektiert und derart durch die Reflexionsschicht 312 gestreut,
dass das Licht von der Umfangsoberfläche des Kerns 311 außer von
dem Bereich, auf welchem die Reflexionsschicht 312 angebracht
ist, emittiert wird.
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Die Reflexionsschicht 312 wird
vorzugsweise aus (Meth)acrylpolymer einschließlich einem weißen Farbstoff
oder einem Licht streuenden Material hergestellt.
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Als weißer Farbstoff oder Licht streuendes
Material können
ein oder mehr als zwei aus organischen Partikeln, wie z. B. Siliziumharzpartikel
und Polystyrolharzpartikel, Metalloxidpartikel, wie z. B. Al2O3, TiO2 und SiO2 (Siliziumdioxid), Sulfatpartikel, wie z.
B. BaSO4, und Carbonatpartikel, wie z. B.
CaCO3, verwendet werden. Unter diesen sind
insbesondere TiO2, SiO2 und
BaSO4 geeignet.
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Wenn eine Reflexionseffizienz und
Bearbeitbarkeit einer gemeinsamen Extrusion berücksichtigt wird, beträgt eine
mittlere Partikelgröße dieses
weißen
Farbstoffs oder des Licht streuenden Materials vorzugsweise 0,1–200 μm, besser
0,5–50 μm, und der
Anteil des weißen
Farbstoffs oder des Licht streuenden Materials in einem Material
zum Ausbilden der Reflexionsschicht (reflektierendes Material) beträgt vorzugsweise
0,5-20 Gewichtprozent,
besser 1–10
Gewichtprozent.
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Obwohl die Dicke der Reflexionsschicht 4 nicht
begrenzt ist, beträgt
sie vorzugsweise 10–200 μm, besser
50–100 μm. Wenn die
Reflexionsschicht 4 zu dünn ist, ist die Menge des durch
die reflektierenden Materialien 4 zu reflektierenden Lichts
zu gering, und somit ist die Helligkeit des von der Licht leitenden
Röhre 1 zu emittierenden
Lichts zu gering. Auf der anderen Seite, wenn die Reflexionsschicht 4 zu
dick ist, ist die Menge des durch die reflektierenden Materialien 4 zu
reflektierenden Lichts groß,
und somit ist die Helligkeit des von der Licht leitenden Röhre 1 zu
emittierenden Lichts hoch. Jedoch wurden diese Phänomene nur
an einem Teil der Licht leitenden Röhre 1 relativ nah
der Lichtquelle herausgefunden. Das heißt, es gibt Fälle, wo
die Helligkeit des von der Licht leitenden Röhre 1 zu emittierenden
Lichts an einer Stelle relativ weit entfernt von der Lichtquelle
zu gering wird, falls die Reflexionsschicht 4 mit einer
zu großen
Dicke verwendet wird.
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Die Licht leitende Röhre kann
eine auf der Außenoberfläche der
röhrenförmigen Verkleidung 3 ausgebildete
reflektierende Schutzschicht aufweisen, um so die Reflexionsschicht 312 zu überdecken.
Bei solch einer Licht leitenden Röhre mit der reflektierenden
Schutzschicht reflektiert die reflektierende Schutzschicht für den Fall,
dass die Reflexionsschicht 312 Durchgänge, wie z. B. sehr kleine
Löcher,
aufweist, das Licht, welches durch die Durchgänge führt, um in die Rückseite
der Reflexionsschicht 312 zu entweichen oder es entweicht von
der Seite der Reflexionsschicht 312. Deshalb vermindert
die reflektierende Schutzschicht einen Lichtverlust und verbessert
damit die Helligkeit des von dem gegenüber der Reflexionsschicht 312 liegenden
Abschnitt der Röhre
zu emittieren den Lichts.
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Es ist wünschenswert, dass ein Teil
der Licht leitenden Röhre,
welcher aus dem Körper
eines Fahrzeuges herausgezogen wird, mit der reflektierenden Schutzschicht überall um
seine Umfangsoberfläche
herum abgedeckt ist.
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Ein Material für die reflektierende Schutzschicht
ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass die reflektierende Schutzschicht
nicht ermöglicht,
dass von der Reflexionsschicht 312 entwichenes Licht hindurchgeführt wird,
und absorbiert das Licht nicht, sondern reflektiert das Licht effektiv.
Zum Beispiel können
Metallfolien oder aus Silber, Aluminium, usw. hergestellte Metallschichten
und Beschichtungsfilme, in welchen die vorher erwähnten Licht
streuenden Partikel verteilt sind, verwendet werden.
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Eine in 13, 14 dargestellte
Licht leitende Röhre 320 besitzt
Nut ähnliche
Vertiefungen 313 auf ihrer Reflexionsschicht 312.
Diese Vertiefungen 313 dringen durch die Reflexionsschicht 312,
um so den Kern 311 einzukerben.
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Es ist wünschenswert, dass jede dieser
Vertiefungen 313 derart vorhanden ist, dass sie sich in
der Umfangsrichtung der Licht leitenden Röhre 320 erstreckt
(das heißt,
senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der Licht leitenden Röhre 320).
Zum Beispiel können
diese Vertiefungen 313 ausgebildet werden, indem eine Stirnrad ähnliche
Dreheinrichtung gegen die Umfangsoberfläche der Licht leitenden Röhre gedrückt wird.
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Diese Vertiefungen 313 streuen
ein durch den Kern 311 der Licht leitenden Röhre 320 führendes
Licht und kommen derart in die Reflexionsschicht 312, dass
das Licht von der Umfangsoberfläche
des Kerns 311 emittiert wird. Eine extrem kleine Menge
an Licht wird von diesen Vertiefungen 313 zu der Außenseite
der Licht leitenden Röhre
hin emittiert. Jedoch ist die Menge des von diesen Vertiefungen
nach außen
emittierten Lichts derart klein, dass der Verlust an Licht sehr
klein ist.
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Es ist wünschenswert, dass die Vertiefung 313 einen
V-förmige
Querschnitt besitzt, wobei der Divergenzwinkel zwischen den Schrägen davon
30–60° beträgt, zum
Beispiel 45°.
Der Spielraum zwischen diesen Vertiefungen 313 beträgt vorzugsweise
1 bis 5 mm, besser 2 bis 4 mm. Die Form der Vertiefungen 313 ist
jedoch nicht auf den V-förmigen
Querschnitt beschränkt.
Zum Beispiel können
die Vertiefungen 313 einen halbrunden Querschnitt besitzen.
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Andere Konstruktionen der in 13, 15 dargestellten Licht leitenden Röhre sind
dieselben wie diejenigen der in 11, 12 dargestellten Licht leitenden
Röhre,
wobei dieselben Bezugszeichen dieselben Abschnitte bezeichnen.
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Eine in 15, 16 und 17 dargestellte Licht leitende
Röhre 330 besitzt
eine Menge von Aushöhlungen 314 in
einer Reflexionsschicht 312. Diese Aushöhlungen 314 dringen
durch die Reflexionsschicht 312, um so Aushöhlungen
auf der Ober fläche
des Kerns 311 auszubilden. Diese Aushöhlungen 314 sind in
einer Linie bzw. Linien entlang der Längsrichtung des Kerns 311 in
spezifizierten Abständen
vorhanden. Es ist wünschenswert,
dass zwei oder mehr Linien dieser Aushöhlungen 314 vorhanden
sind.
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Obwohl, wie in 17 dargestellt ist, diese Aushöhlungen 314 eine
zylindrische Form aufweisen, können
Aushöhlungen 315 eine
konische Form, wie in 18 dargestellt
ist, besitzen. Diese Aushöhlungen 315 dringen
auch durch die Reflexionsschicht 312 und schneiden in die
Oberfläche
des Kerns 311.
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Diese Aushöhlungen 314, 315 streuen
ein durch den Kern führendes
und in die Reflexionsschicht 312 kommendes Licht der Licht
leitenden Röhre 320,
so dass das Licht von der Umfangsoberfläche des Kerns 311 emittiert
wird. Ein extrem kleiner Anteil an Licht wird von diesen Aushöhlungen 314, 315 zu
der Außenseite
der Licht leitenden Röhre
emittiert. Jedoch ist dieser Lichtanteil, welcher von den Gruppen
der Aushöhlungen 314, 312 emittiert
wird, so klein, dass der Lichtverlust sehr klein ist.
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Die vorher erwähnten Vertiefungen 313 und
Aushöhlungen 314, 315 können auf
dem Kern vorhanden sein, welcher keine Reflexionsschicht 4 besitzt.
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Beispiele der Licht leitenden Eigenschaften
der Licht leitenden Röhren
in 9–18 werden
im Folgenden erläutert.
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Beispiel 1
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Der Kern Nr.1 ist aus Polystyrol
hergestellt.
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Der Kern Nr. 2 ist aus Styrolacrylcopolymer
mit 70 Gewichtprozent Styrol hergestellt.
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Der Kern Nr. 3 ist aus PMMA hergestellt.
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Jeder Kern besitzt einen Durchmesser
von 12 mm und eine Länge
von 300 mm und besitzt weder eine Reflexionsschicht noch ist eine
Verkleidung angebracht.
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Jeder Kern wurde bezüglich seines
Transmissionsgrades von Licht mit Wellenlängen von 400 bis 700 mm gemessen,
indem ein weißes
von einer LED emittiertes Licht von seinem einen Ende eingeführt wird,
um ein von dem anderen Ende davon emittiertes Lichtvolumen zu messen.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
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Die Ergebnisse beweisen, dass der
aus PMMA hergestellte Kern einen extrem hohen Lichttransmissionsgrad
besitzt.
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Beispiel 2
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Licht leitende Röhre Nr. 4, 5, 6 wurden jeweils
präpariert,
indem Reflexionsschichten auf den Kernen Nr. 1, 2, 3 in Beispiel
1 ausgebildet wurden, wobei die Reflexionsschichten mit einem Methacrylpolymer
hergestellt wurden, welches 10 Gewichtprozent TiO2-Farbstoff
enthielt und eine weiße
Farbe hatte, wobei ferner die Reflexionsschichten eine Dicke von
20 μm und
eine Breite von 3,5 mm aufwiesen.
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Dasselbe weiße Licht wie bei Beispiel 1
wurde von beiden Enden der Licht leitenden Röhre zugeführt, um Volumen der Lichtemission
an den Teilen der Umfangsoberfläche
davon zu messen, welche jeweils mit 50 mm, 150 mm und 250 mm entfernt
von einem der Enden waren.
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Die Ergebnisse sind Tabelle 2 dargestellt.
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Als ein Ergebnis von Tabelle 2 ist
beispielhaft, dass die Licht leitende Röhre Nr. 6 mit dem aus PMMA hergestellten
Kern ein starkes Licht emittiert. Der Grund ist, dass der Lichttransmissionsgrad
von PMMA extrem hoch ist.
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Beispiel 3
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Eine Menge konischer Aushöhlungen
wurde auf der Reflexionsschicht der Licht leitenden Röhre Nr.
6 bereitgestellt, um eine Licht leitende Röhre Nr. 7 zu präparieren.
Der Winkel an der Ecke der konischen Aushöhlungen beträgt 90 Grad
und die Tiefe der Aushöhlungen
ist 0,25 mm. Die Aushöhlungen
dringen durch die Reflexionsschicht und schneiden in die Fläche des
Kerns. Der Durchmesser des Eingangsabschnittes der Aushöhlungen
beträgt
1,2 mm. Die Aushöhlungen
sind in zwei Spalten angeordnet, welche sich in der Längsrichtung
der Lichttransmission erstrecken, wobei die Aushöhlungen in Abständen von
jeweils 2,2 mm angeordnet sind. Diese zwei Spalten der Aushöhlungen
sind in Abständen
von 2,2 mm in der Umfangsrichtung der Licht leitenden Röhre angeordnet.
Deshalb beträgt
das Spiel zwischen in der Längsrichtung
angeordneten Aushöhlungen
1 mm und das Spiel zwischen in der Umfangsrichtung angeordneten
Aushöhlungen
ebenfalls 1 mm.
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Eine Menge von Vertiefungen ist auf
der Reflexionsschicht der Licht leitenden Röhre Nr. 6 bereitgestellt, wobei
sich jede in der Umfangsrichtung erstreckt, um die in 13, 14 dargestellte Licht leitende Röhre Nr.
8 herzustellen.
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Jede in Abständen von 2,7 mm vorhandene
Vertiefung weist einen V-förmigen
Querschnitt aus und ihr Eckenwinkel beträgt 90 Grad. Die maximale Breite
des Eingangs jeder Vertiefung beträgt 1,2 mm. Deshalb ist das
Spiel zwischen diesen Vertiefungen 1,5 mm.
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Licht wurde in die Licht leitenden
Röhren
Nr. 7 und Nr. 8 unter derselben Bedingung wie bei der Licht leitenden
Röhre Nr.
6 in dem oben aufgeführten
Beispiel 2 eingeführt
und die Intensität
des von deren Umfangsoberfläche
emittierten Lichts wurde gemessen. Die Ergebnisse sind Tabelle 3
dargestellt. Tabelle 3 stellt auch die Daten der Licht leitenden
Röhre Nr.
6 dar, welche in Tabelle 2 dargestellt worden sind.
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Als Ergebnis von Tabelle 3 ist beispielhaft,
dass die Größe des von
der Umfangsoberfläche
der Licht leitenden Röhre
emittierten Lichts zunimmt, wenn die Aushöhlungen vorhanden sind.
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Beispiel 4
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Sichtbares Licht mit einer Wellenlänge von
400 bis 700 nm wurde jeweils in die vorab erwähnten Licht leitenden Röhren Nr. 6,
7, 8 eingeführt
und die Stärke
des von dem jeweils anderen Ende emittierten Lichts wurde gemessen,
um den Lichttransmissionsgrad jeder dieser Kerne zu messen.
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Wie beispielhaft in Tabelle 4 dargestellt
ist, ist die durch jede der Licht leitenden Röhren Nr. 7 und Nr. 8 von einem
Ende zum anderen Ende führende
Lichtmenge klein, während
die von ihrer Umfangsoberfläche emittierte
Lichtmenge groß ist.
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Beispiel 5 Dieselben Aushöhlungen,
wie diejenigen der vorab erwähnten
Licht leitenden Röhre
Nr. 7 sind auf der Licht leitenden Röhre Nr. 3 bereitgestellt, welche
nur aus dem Kern besteht, um eine Licht leitende Röhre Nr.
9 herzustellen.
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Auf der Umfangsoberfläche der
Licht leitenden Röhre
Nr. 3, welche nur aus dem Kern besteht, wurden dieselben Vertiefungen,
wie diejenigen der vorab erwähnten
Licht leitenden Röhre
Nr. 8 bereitgestellt, um eine Licht leitende Röhre Nr. 10 herzustellen.
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Licht wurde in jede der Licht leitenden
Röhren
Nr. 9 und Nr. 10 von ihren beiden Enden unter derselben Bedingung
wie bei dem vorab erwähnten
Beispiel 3 eingeführt
und die von der Umfangsoberfläche
emittierte Lichtmenge wurde gemessen.
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Die Ergebnisse sind in Tabelle 5
dargestellt. Die Tabelle 5 zeigt auch die Daten der Nr. 6, welche
in Tabelle 2 dargestellt worden sind.
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Wie beispielhaft in Tabelle 5 dargestellt
ist, emittiert auch die mit Aushöhlungen
oder Vertiefungen an Stelle einer Reflexionsschicht versehene Licht
leitende Röhre
eine große
Menge Licht.
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Beispiel 6
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Die Helligkeit des Lichts, welches
den Reflexionsschichten jeder der Licht leitenden Röhren Nr.
6, 7, 8 entweicht, wurde gemessen.
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Licht wurde von einem Ende von jeder
Licht leitenden Röhre
eingeführt
und ein entweichendes Licht von jeder Röhre wurde gemessen, indem eine
Helligkeitsmesseinrichtung verwendet wurde, welche in einem Winkel
von 45° von
der Längsrichtung
des Kerns der Röhre
angebracht war. Die Messergebnisse sind in Tabelle 6 dargestellt.
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Die Helligkeit des aus den Aushöhlungen
oder Vertiefungen der Licht leitenden Röhren Nr. 9 und Nr. 10, welche
keine Reflexionsschicht besitzen, entweichenden Lichts, wurde durch
dasselbe Messverfahren gemessen.
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Die Ergebnisse sind in Tabelle 6
dargestellt.
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Wie beispielhaft in Tabelle 6 dargestellt
ist, verringert das Anbringen der Reflexionsschicht das Entweichen
des Lichts deutlich.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Da das erfindungsgemäße Instrumentengehäuse Licht
leitende Röhren
zum Leiten von Licht aufweist, um Anzeigen mit Licht zu versehen,
kann die Lichtquelleneinheit an einer Stelle lokalisiert sein, welche
entfernt von dem Instrumentengehäuse
ist. Demzufolge kann die Lichtquelleneinheit an einer Stelle angebracht
sein, wo eine Wartung der Lichtquelleneinheit einfach ausgeführt werden
kann. Die Licht leitende Röhre
besitzt ein geringes Gewicht und eine exzellente Haltbarkeit und
es besteht keine Gefahr vor einem elektrischen Schwund; daneben
besteht keine Gefahr vor einem Kurzschluss für den Fall einer Deformation
bei Kollisionen mit einem Fahrzeug.