JP2013506940A - 光源のための基層としての可変の基板を備えるランプ - Google Patents

Abstract

本発明は、発光手段として少なくとも１つのＬＥＤを収容するランプであって、電気的な接続ワイヤを、少なくとも１つのＬＥＤを支持する実装装置に導くための、支持要素としての下側部分１と、ランプシェード３とを備えるランプに関する。技術的に必要不可欠な事項をなおざりにすることなく、下側部分１あるいはランプ口金が種々異なる材料又はデザイン上の要求に適合可能であるように、本発明では、実装装置が、１００〜１０００ＭＰａの破壊強度を有する別体の実装基板４であり、実装基板４の材料が、１０〜２５０Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導性を有しており、かつ実装基板４が下側部分１上に配置されているようにした。

Description

本発明は、発光手段として少なくとも１つのＬＥＤを収容するランプであって、電気的な接続ワイヤを、少なくとも１つのＬＥＤを支持する実装装置に導くための、支持要素としての下側部分と、ランプシェードとを備えるランプに関する。

従来技術
セラミックランプは、今日の技術では、大抵、決められた光源（ＬＥＤ、蛍光管、フィラメント）用に最適に設計されている。これにより、必要とされる熱導出は、固定に設計される。本来の光源の各々のバリエーションのためにはランプの新規設計が必要であり、製造がフレキシブルでないことは欠点である。異なるランプの構成部材は相互に交換できない。

図２は、従来技術におけるこの種のランプを示している。

発光手段としてＬＥＤを収容するランプは、電気的な接続ワイヤをＬＥＤに導くための、ＬＥＤのための支持要素及びランプ口金としての下側部分１からなる。ＬＥＤのための実装装置は、下側部分１あるいはランプ口金に組み込まれており、タングステン‐ニッケル‐収容領域１４からなる。このタングステン‐ニッケル‐収容領域１４上にＬＥＤがろう接される。ランプシェード３はＬＥＤを包囲する。このランプの欠点は、新規設計によってのみランプが、それぞれ異なる発熱を伴う種々異なる光源に適合可能である点にある。ランプ口金は唯一のセラミックからなる。その結果、より良好な熱伝導性のために又はデザイン上の理由から材料が変更されると、常に、ランプ口金全体が新しいセラミックの色を帯び、ランプシェードの種々異なる色彩への個別の適合は不可能である。ランプ口金の色は、技術的に有利な材料としてのＡｌＮの場合、まったく変更することができず、例えば強く着色されたランプシェードに適合させることができない。

以下の刊行物において、口金ランプはＧＵ１０とも呼ばれる。

ＤＥ１０２３３０７３Ｂ３号明細書、ＤＥ１９５３９８０８Ｃ２号明細書、ＤＥ１９５３９８０９Ａ１号明細書、ＤＥ２０１０２３２５Ｕ１号明細書、ＤＥ２０３１０３１３Ｕ１号明細書、ＤＥ２９６２００９８Ｕ１号明細書、ＤＥ６９１３０７３８Ｔ２号明細書、ＤＥ６９２２３３９１Ｔ２号明細書、ＤＥ６９２２９５９２Ｔ２号明細書、ＤＥ１０２００４００４６５１Ｂ３号明細書、ＤＥ１０２００６０２２１３３Ａ１号明細書、ＤＥ２０２００６０１４２３９Ｕ１号明細書、ＤＥ２０２００８００７１５９Ｕ１号明細書、ＤＥ２０２００８０１１０２３Ｕ１号明細書、ＥＰ１８５５０５２Ａ２号明細書、ＵＳ２００７０１５９４２０Ａ１号明細書。

本発明の課題は、技術的に必要不可欠な事項をなおざりにすることなく、下側部分あるいはランプ口金が種々異なる材料又はデザイン上の要求に適合可能であるように、請求項１の上位概念部に記載のランプを改良することである。さらに製造は、フレキシブルであることが望ましく、種々異なるランプの構成部材は、互換性があることが望ましい。

本発明により、上記課題は、請求項１に記載の特徴により解決される。

実装装置が、１００〜１０００ＭＰａの破壊強度を有する別体の実装基板であり、実装基板の材料が、１０〜２５０Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導性を有しており、かつ実装基板が下側部分上に配置されていることにより、技術的に必要不可欠な事項は、充足されているか、あるいは充足可能であり、同時に、下側部分あるいはランプ口金は、種々異なる材料又はデザイン上の要求に適合可能である。これにより、製造はフレキシブルであり、種々異なるランプの構成部材は、相互に交換される。好ましくは、実装基板上に、ＬＥＤをろう接するための少なくとも１つのメタライジング領域が被着されている。このメタライジング領域は、一態様では、タングステン‐ニッケルからなる。この場合、メタライジング領域は、タングステンからなり、化学的にニッケルめっきされている。

本発明の好ましい態様において、実装基板の材料は、２０〜２００Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導性を有している。

好ましくは、実装基板はセラミックからなる。セラミックは、優れた熱伝導性及び高い破壊強度を備えていることができる。それゆえ、セラミックは、実装基板のために特に適している。セラミック基板の表面は、単数又は複数のＬＥＤをろう接するための、好ましくは焼結されたメタライジング領域を含んでいる。

好ましくは、実装基板に、電気的な接続ワイヤのための挿通部が配置されている。接続ワイヤは、メタライジング領域に電気伝導性に接続されている。

本発明の一態様において、実装基板はディスク状の実装ディスクである。ディスクは、容易に製造可能であり、しかも簡単に下側部分に配置可能である。表面が平たんであるため、ＬＥＤは、実装ディスク上に容易にろう接される。

好ましくは、ランプがモジュール状に３つのセラミック製のパーツ、すなわち下側部分と、実装基板と、ランプシェードとからなる。ランプシェードは、外面に長手方向で延在するリブを有している。リブは、冷却のために表面積を拡大する。セラミックは、種々異なる色で製造される。その結果、ランプシェードは、個々のデザイン設定に適合可能である。このことは、ランプ口金としての下側部分にも当てはまる。実装基板は、外部から不可視である。その結果、実装基板のセラミックは、技術的な要求にのみ適合されればよい。外部から不可視であるため、実装基板の色は意味をなさない。

材料の節約及びより容易な製造のために、下側部分が柱状に内側の中空室と２つの端面とを備えて形成されており、第１の端面が、閉鎖されており、接続ワイヤのための挿通部又は接続要素を有しており、第２の端面が、実装基板により閉鎖されている。実装基板は、本態様では、下側部分の閉鎖体を形成している。これにより、材料が節約されると同時に、実装基板の最適な座りが提供されている。

最適な結合のために、好ましくは、下側部分の、実装基板側の外側の上端が、半径方向に張り出した段部を有しており、段部上にランプシェードが載置されており、かつ下側部分の外側の上端を包囲している。これにより、下側部分とランプシェードとは、１つのユニットを形成し、互いに容易に取着される。

好ましくは、実装基板が外周に半径方向の引っ込みを有しており、引っ込み上にランプシェードの段部が載置されており、かつ実装基板を包囲している。これにより、実装基板は固定されている。

実装基板は、螺合、接着又はバヨネット継手によりランプの他のパーツに結合されていてもよい。

実装基板は、機械的かつ／又は化学的（接着、活性ろう接、ガラスろう接、メタライジング又はろう接）にランプの他のパーツに結合されていてもよい。

好ましくは、ランプシェードが実装基板を完全に包囲しているので、実装基板は外部から不可視である。実装基板をランプの内部に隠すことによって初めて、セラミックを技術的な要求にのみしたがって選択し、デザインの希望にしたがって選択せずに済むことが可能となる。

本発明の好ましい態様では、実装基板が、高熱伝導性の窒化アルミニウムＡｌＮからなる。窒化アルミニウムにより、破壊強度及び熱伝導性の技術的な要求が最良に充足可能である。

好ましい態様では、ランプシェードが、酸化クロムがドープされたルビー色の酸化アルミニウムからなる。

好ましくは、ランプのセラミック製のパーツのすべて又はその幾つかが、ガラスを含有するか、若しくは純粋な、添加剤、例えばＣｒ_２Ｏ_３を有するか、若しくは有しない、２０〜４０Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導性を有する酸化アルミニウムからなるか、又は１６０〜２００Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導性を有する窒化アルミニウムからなる。

別の態様では、ランプのセラミック製のパーツのすべて又はその幾つかが、透き通っているか、透明性であるか、光を通すか、又は透光性であるセラミックからなる。これにより、デザインは流行に適合可能である。

好ましくは、接続ワイヤが、下側部分に設けられた中空室を通して実装基板まで導かれ、実装基板において電気的に実装基板に接続されているか、又は直接ＬＥＤに接続されている。

ランプは、好ましくはＧＵ１０口金型のランプである。

本発明は、請求項１から１５までのいずれか１項記載のランプのための実装基板にも関する。

本発明は、光源のための交換可能な実装基板を備えるランプを提供する。この実装基板は、材料（それぞれ異なる熱伝導性）及び強度あるいは厚さの点で可変であり、光源の導出したい熱エネルギに適合可能である。螺設、接着、バヨネット継手等により、実装基板は、残りのランプボディのパーツに機械的かつ／又は化学的（接着、活性ろう接、ガラスろう接、メタライジング及びろう接）に結合される。この実装基板は、別の（可視の）ランプパーツとは異なる材料（別のセラミック、金属等）からなっていても、色が違っていても構わない。それというのも、例えば酸化アルミニウムがドープにより強く着色可能であるのに対し、良好な熱伝導性のために実装基板として魅力的であるものの、灰色の窒化アルミニウムは着色することができないからである。しかし、実装基板は、ランプの内部にあって不可視であるので、技術的な課題さえ満たせばよい。

基板自体は、公知の形状付与の方法、例えばセラミックの場合は、乾式プレス成形、射出成形、エナメル被覆された金属の場合は、溶かしたガラスの金属への被着、プラスチックの場合は、射出成形等によって製造可能である。

本発明に係るランプを示す図である。 従来技術のランプを示す図である。 本発明に係るセラミック基板を示す図である。

以下に、図１を参照しながら本発明に係るランプについて説明する。図３は、本発明に係るセラミック基板４を示す。

本発明に係るＧＵ１０口金型のランプ（Ｓｏｃｋｅｌ‐ＧＵ１０ Ｌａｍｐｅ）は、給電部２を備える下側部分１と、ランプシェード３と、接着可能な実装基板４とを有している。

実装基板４は、本実施の形態ではＬＥＤのための実装ディスクであり、魅力的とは言い難い灰色の高熱伝導性のＡｌＮからなっている。ランプシェード３は、酸化クロムがドープされたルビー色の酸化アルミニウムからなる。実装基板４は不可視である。ランプボディあるいはランプシェード３は、ランプシェード３の上端においてガラスディスク（図示せず）により閉鎖される。

セラミック基板４の上面には、好ましくは焼結されたメタライジング領域１５が、単数又は複数のＬＥＤのろう接のために配置されている。好ましくは、実装基板４には、電気的な接続ワイヤのための挿通部１６又はコネクタエレメントが配置されている。この接続ワイヤは、メタライジング領域１５に導電性に接続される。実装基板４には、任意の多数のメタライジング領域１５が配置されていてよい。

実装基板４は、より良好な固定のために、メタライジング領域１５側の周面に、半径方向の引っ込み１３を有している。

本発明の有利な実施の形態では、ランプがモジュール状に３つのセラミック製のパーツ、すなわち給電部２を備える下側部分１と、実装基板４あるいは実装ディスクと、ランプシェード３とから形成されている。給電部２を通して、例えば電気的な接続ワイヤ（図示せず）が、下側部分１内に導入され、下側部分１内を実装基板４まで導かれる。実装基板４は、好ましくは高い熱伝導性を有するセラミックからなる。実装基板４上には、単数又は複数の光源が取り付けられる。光源として、好ましくはＬＥＤが使用される。ランプシェード３も、好ましくは、外面に冷却リブ５を備えるセラミックからなる。冷却リブ５は、ランプシェード３の長手方向で延在する。

本実施の形態では、実装基板４として実装ディスクを示している。実装基板は、より一般的な概念である。それというのも、実装基板の好ましい一形態が実装ディスクであるからである。実装基板４は、ディスク状に形成されていなくてもよい。その他の点では、両概念は同じ対象を表している。

下側部分１へのランプシェード３のより良好な取り付けのために、ランプシェード３は、内面に段部８を有している。ランプシェード３は、段部８でもって実装基板４上の対応する段部又は引っ込み１３上に載置される。ランプシェード３の下端は、実装基板４及び下側部分１の上端１２を取り巻くようにこれらに係合する。実装基板４は、外部から不可視であるように、ランプシェード３と下側部分１との間に配置されている。ランプシェード３の、実装ディスク４とは反対側の上端は、ガラスディスクを収容するための内側の段部６を有している。好ましくは、下側部分１は、内側の中空室７を備えて柱状あるいは筒状に形成されている。これにより、材料は節減される。

これにより、本発明に係るランプは、下側部分１と、実装ディスク４と、ランプシェード３とからなる。ランプシェード３は、光源、好ましくはＬＥＤを包囲する。光源は、実装基板４上に取り付けられる。

ＬＥＤ（光源）を包囲するランプシェード３は、３つの機能を有している。ランプシェード３は、ＬＥＤを損傷から保護するとともに、その色彩により、放射される光の色に影響を及ぼす。しかし、ランプシェード３は、とりわけヒートシンクとして、つまり、ＬＥＤが発した熱を周囲空気に熱導出するために役立つ。表面積を拡大するために、ランプシェードは、周囲に分配された成形体、例えば冷却リブ５を有していてよい。成形体の横断面は、任意の形状を有していてよい。ランプシェード３の形状も任意であってよい。ランプシェード３の形状は、円形の他、例えば多角形、オーバル又は楕円形であってよい。

ランプシェード３は、下側部分１に接着されていてもよいし、別の方法で固く結合されていてもよい。

ランプの材料は、耐熱性でなければならない。ランプのために特に適した材料は、良好な熱伝導性を有するセラミック材料、例えば、ガラスを含むか、若しくは純粋な、添加剤、例えばＣｒ_２Ｏ_３を含むか、若しくは含まない、２０〜４０Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導性を有する酸化アルミニウム、又は１６０〜２００Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導性を有する窒化アルミニウムである。予定される照明効果に応じて、材料は、透き通っている（ｄｕｒｃｈｓｉｃｈｔｉｇ）か、透明性（ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ）であるか、光を通す（ｄｕｒｃｈｓｃｈｅｉｎｅｎｄ）か、又は透光性（ｔｒａｎｓｌｕｚｅｎｔ）であってよい。セラミック材料の破壊強度は、好ましくは１００〜１０００ＭＰａである。

セラミック材料の基本色は、白又はガラス透明である。セラミック材料への適当な、従来技術において公知の添加剤により、セラミック材料は有色であってもよい。白色光又は有色光を発するＬＥＤを適当なセラミック材料と組み合わせることにより、種々異なる色効果が達成可能である。さらにシェードは、ＬＥＤの光透過性のカバーを有していてよい。カバーは透明又は有色であってよい。以下に挙げる色の組み合わせ、すなわち：
‐ＬＥＤの光が基本色・白、セラミック材料が白又はガラス状、
‐ＬＥＤの光が基本色・白、セラミック材料が有色、
‐ＬＥＤの光が有色、セラミック材料が白又はガラス状、
‐ＬＥＤの光が有色、セラミック材料が有色、
‐ＬＥＤの光が基本色・白、セラミック材料が白又はガラス状、ＬＥＤ上方のカバーが無色、
‐ＬＥＤの光が基本色・白、セラミック材料が白又はガラス状、ＬＥＤ上方のカバーが有色、
‐ＬＥＤの光が基本色・白、セラミック材料が有色、ＬＥＤ上方のカバーが無色、
‐ＬＥＤの光が有色、セラミック材料が白又はガラス状、ＬＥＤ上方のカバーが無色、
‐ＬＥＤの光が有色、セラミック材料が有色、ＬＥＤ上方のカバーが無色、
‐ＬＥＤの光が有色、セラミック材料が有色、ＬＥＤ上方のカバーが有色、
の色の組み合わせが可能である。

下側部分１は、差込接続を形成するためのコネクタとして、対応するコンセントを有していてもよいし、ホルダ内にか、又は端子極で覆われた口金の場合はランプソケット内に螺入するためのねじ山を有していてもよい。

ランプシェード３は、周囲に均等に分配された冷却リブ５を有している。その結果、ランプシェード３の開口部における輪郭は、歯車状の外見を呈している。冷却リブ５は、特に高出力ＬＥＤにおいて、発生した熱を周囲空気に導出するために有利である。冷却リブ５の横断面は、あらゆる別の可能な形状、例えば半円形又は半楕円形の形状を有していてもよい。低い熱損失を有するＬＥＤの場合、シェードは平滑であっても構わない。シェードは、やはり種々異なる形状、例えばオーバル又は多角形の形状を有していてもよい。

Claims (16)

1. 発光手段として少なくとも１つのＬＥＤを収容するランプであって、電気的な接続ワイヤを、前記少なくとも１つのＬＥＤを支持する実装装置に導くための、支持要素としての下側部分（１）と、ランプシェード（３）とを備えるランプにおいて、前記実装装置が、１００〜１０００ＭＰａの破壊強度を有する別体の実装基板（４）であり、該実装基板（４）の材料が、１０〜２５０Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導性を有しており、かつ前記実装基板（４）が前記下側部分（１）上に配置されていることを特徴とする、ランプ。
2. 前記実装基板（４）がセラミックからなる、請求項１記載のランプ。
3. 前記セラミック基板（４）上に、単数又は複数のＬＥＤをろう接するための焼結されたメタライジング領域（１５）が配置されている、請求項２記載のランプ。
4. 前記ランプがモジュール状に３つのセラミック製のパーツ、すなわち前記下側部分（１）と、前記実装基板（４）と、前記ランプシェード（３）とからなる、請求項１から３までのいずれか１項記載のランプ。
5. 前記下側部分（１）が柱状に内側の中空室（７）と２つの端面（９，１０）とを備えて形成されており、第１の端面（９）が、閉鎖されており、前記接続ワイヤのための挿通部（１１）又は接続要素を有しており、第２の端面（１０）が、前記実装基板（４）により閉鎖されている、請求項１から４までのいずれか１項記載のランプ。
6. 前記下側部分（１）の、前記実装基板（４）側の外側の上端（１２）が、半径方向に張り出した段部（８）を有しており、該段部（８）上に前記ランプシェード（３）が載置されており、かつ前記下側部分（１）の前記外側の上端（１２）を包囲している、請求項１から５までのいずれか１項記載のランプ。
7. 前記実装基板（４）が外周に半径方向の引っ込み（１３）を有しており、該引っ込み（１３）上に前記ランプシェード（３）の段部が載置されており、かつ前記実装基板（４）を包囲している、請求項１から６までのいずれか１項記載のランプ。
8. 前記実装基板（４）が、螺合、接着又はバヨネット継手によりランプの他のパーツに結合されている、請求項１から７までのいずれか１項記載のランプ。
9. 前記実装基板（４）が、機械的かつ／又は化学的（接着、活性ろう接、ガラスろう接、メタライジング又はろう接）にランプの他のパーツに結合されている、請求項１から８までのいずれか１項記載のランプ。
10. 前記ランプシェード（３）が前記実装基板（４）を完全に包囲しているので、前記実装基板（４）は外部から不可視である、請求項１から９までのいずれか１項記載のランプ。
11. 前記実装基板（４）が、高熱伝導性の窒化アルミニウムＡｌＮからなる、請求項１から１０までのいずれか１項記載のランプ。
12. 前記ランプシェード（３）が、酸化クロムがドープされたルビー色の酸化アルミニウムからなる、請求項１から１１までのいずれか１項記載のランプ。
13. 前記ランプのセラミック製のパーツのすべて又はその幾つかが、ガラスを含有するか、若しくは純粋な、添加剤、例えばＣｒ_２Ｏ_３を有するか、若しくは有しない、２０〜４０Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導性を有する酸化アルミニウムからなるか、又は１６０〜２００Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導性を有する窒化アルミニウムからなる、請求項１から１２までのいずれか１項記載のランプ。
14. 前記ランプのセラミック製のパーツのすべて又はその幾つかが、透き通っているか、透明性であるか、光を通すか、又は透光性であるセラミックからなる、請求項１から１３までのいずれか１項記載のランプ。
15. 前記接続ワイヤが、前記下側部分（１）に設けられた中空室（７）を通して前記実装基板（４）まで導かれ、該実装基板（４）において電気的に該実装基板（４）に接続されているか、又は直接前記ＬＥＤに接続されている、請求項１から１４までのいずれか１項記載のランプ。
16. 請求項１から１５までのいずれか１項記載のランプのための実装基板（４）。

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