(57)【要約】  長寿命化と、組付け手間の低減とのために、照明ユニットは、個別の同一に形成された複数の冷却器−照明手段モジュールから成っており、冷却器−照明手段モジュールは結合されて集合体（５）を形成し、各冷却器−照明手段モジュール（３）は、セラミック製の支持体（１）を有し、該支持体が１つまたは複数の表面に焼結された金属被覆領域（７）を有し、金属被覆領域は、基板を形成し、該基板に１つまたは複数のＬＥＤ（２）が導電接続されていることが提案される。
2014509774.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ランプ用のＬＥＤ（２）を備える照明ユニットであって、
照明ユニットは個別の同一に形成された複数の冷却器−照明手段モジュール（３）から成っており、該複数の冷却器−照明手段モジュール（３）は結合されて１つの集合体（５）を形成し、この場合、冷却器−照明手段モジュール（３）はセラミック製の支持体（１）を有しており、該支持体（１）の１つまたは複数の表面に焼結された金属被覆領域（９）を有しており、該金属被覆領域（９）は、基板を形成し、該基板に１つまたは複数のＬＥＤ（２）が導電接続されていることを特徴とする、ランプ用のＬＥＤ（２）を備える照明ユニット。
【請求項２】
セラミック製の支持体（１）は、冷却リブのようなセラミック製の熱を導出する冷却エレメント（４）を一体的に備えている、請求項１記載の照明ユニット。
【請求項３】
セラミック製の支持体（１）は、セラミック製の冷却ボックスを形成し、該冷却ボックスは中空室を含み、該中空室は、冷媒により冷却可能であり、前記焼結された金属被覆領域（９）が前記冷却ボックス上に配置されている、請求項１記載の照明ユニット。
【請求項４】
ＬＥＤ（２）は、金属被覆領域（９）に接着結合部を介して接続されているか、またははんだ（たとえば低温溶融性のＳｂＳｎ系はんだ）により熱伝導式に接続されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の照明ユニット。
【請求項５】
個別の冷却器−照明手段モジュール（３）が、集合体（５）を形成するために、形状接続式に、ＰＥ，ＰＰまたはポリアクリレートのようなプラスチックの射出成形時にプラスチックにより取り囲まれる、請求項１から４までのいずれか１項記載の照明ユニット。
【請求項６】
前記集合体（５）は、プラスチック成形ケーシング内に配置されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の照明ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ランプ用のＬＥＤ（発光ダイオード）を備えた照明ユニットに関する。
【０００２】
照明手段としてネオン管または白熱電球を備えた大型の照明器具は、たとえば建築物または街頭照明から公知である。既にＬＥＤを備えた照明ユニットもある。このＬＥＤを備えた照明ユニットにおいて不都合なことは、その短い寿命である。なぜならば、ＬＥＤによって形成された熱が十分に良好に導出されないので、熱的な過負荷が生じ得るからである。さらに、各個別のＬＥＤはその組付け箇所に別個に固定される必要がある。
【０００３】
本発明の根底を成す課題は、ランプ用のＬＥＤを備えた照明ユニットを、その寿命および組付け手間に関して改善することである。
【０００４】
本発明によれば、この課題は、請求項１の特徴部に記載の特徴により解決される。
【０００５】
照明ユニットが、個別の、同一に形成された複数の冷却器−照明手段モジュールから成っていて、該複数の冷却器−照明手段モジュールは、結合されて集合体（クラスタ）を形成し、この場合、各冷却器−照明手段モジュールはセラミック製の支持体を有しており、該支持体の１つまたは複数の表面は、焼結された金属被覆領域を有しており、該金属被覆領域が基板を形成し、該基板に、１つまたは複数のＬＥＤが導電接続されていることによって、金属被覆領域に基づいてセラミック内への良好な熱導出を有する照明ユニットが得られ、このことは長寿命につながる。さらに、組立て手間は著しく単純にされている。なぜならば、照明ユニット全体が、結合されて集合体を形成する同一に形成された複数の冷却器−照明手段モジュールのみから構成されているからである。したがって、各冷却器−照明手段モジュールを別個に組み付けることは必要ない。
【０００６】
本発明の１態様では、セラミック製の支持体が、冷却リブのような、セラミック製の熱を導出する冷却エレメントを一体的に、つまり一部として備えている。この冷却エレメントを介して、熱が導出される。各個別の冷却器−照明手段モジュールは、１つまたは複数のＬＥＤの支持部であり、同時に冷却エレメントの形態の冷却装置を有している。ＬＥＤにより形成された熱は、金属被覆領域を介して支持体のセラミック内に導かれて、支持体から冷却エレメントに導かれる。これにより各冷却器−照明手段モジュールは、熱導出に関して自立している。
【０００７】
択一的な態様では、セラミック製の支持体が、セラミック製の冷却ボックスを形成する。冷却ボックスは中空室を有しており、中空室は冷媒により冷却可能であり、かつ焼結された金属被覆領域が冷却ボックス上に配置されている。このことは、特に冷却ボックスの中空室内に導入され得る液状の冷媒が設けられている場合にさらに有利である。
【０００８】
熱導出を改善するために、ＬＥＤは金属被覆領域に接着結合部を介して接続されているか、または熱伝導式にはんだ付け（低温溶融性のＳｂＳｎ系はんだ）により接続されている。
【０００９】
組立て易さは、好適には、個別の冷却器−照明手段モジュールが、集合体を形成するために、形状接続式に（形状に基づく嵌合を形成するように）、ＰＥ、ＰＰまたはポリアクリレートのようなプラスチックの射出成形時にプラスチックにより取り囲まれていることにより改善される。
【００１０】
個別の集合体は、プラスチック成形ケーシング内に配置されている。プラスチック成形ケーシングは次いで照明ユニットを形成する。
【００１１】
好適には、集合体が、たとえば孔のような組付け位置を有しており、これにより集合体は容易に組み付けられ得る。
【００１２】
したがって、本発明によれば、個別の同一に形成された、複数の冷却器−照明手段モジュールから成る照明ユニットが提案される。これらの冷却器−照明手段モジュールには、それぞれＬＥＤが接着結合部を介して接続されているか、またはさらに良好に熱を伝導するはんだ（たとえば低温溶融性のＳｂＳｎ系はんだ）により接続されている。このような複数の冷却器−照明手段モジュールは、結合されて集合体を形成する。この場合、各集合体は、組付け位置を有している。１つまたは複数の集合体が、プラスチック成形ケーシング内に堅固にまたは交換可能に配置されていてよい。
【００１３】
冷却器−照明手段モジュールは、本発明の１態様では、セラミック製の支持体を有している。この支持体は、冷却リブのような、セラミック製の熱を導出する冷却エレメントを一体的に備えていてよい。支持体もしくは支持体の１つまたは複数の表面に、焼結された金属被覆領域が配置されている。この金属被覆領域は基板を形成し、基板上には複数のＬＥＤが取り付けられており、たとえばはんだ付けされている。セラミック製の熱を導出する冷却エレメントの代わりに、セラミック製の支持体が冷却ボックスを形成していてもよい。この冷却ボックスは、中空室を有し、中空室は冷媒により冷却される。冷却ボックスには、焼結された金属被覆領域が配置されている。金属被覆領域は、ＬＥＤがたとえばはんだ付けされている基板を形成する。
【００１４】
このような冷却器−照明手段モジュールを組み立てて集合体を形成することは、好適には射出成形により行われる。射出成形時に、金型内で、挿入された冷却器−照明手段モジュールが形状接続式にＰＥ，ＰＰまたはポリアクリレートのようなプラスチックによって取り囲まれる。電気的な供給路は、プラスチックの内側または外側に延びている。ＬＥＤの必要な制御部は、冷却器−照明手段モジュールの任意の箇所に、またはプラスチック内に位置決めされている。
【００１５】
これにより複数の冷却器−照明手段モジュールが結合されて集合体を形成し、プラスチック成形ケーシング内に堅固にまたは交換可能に配置されるか、または射出成形時に形状接続式にＰＥ，ＰＰまたはポリアクリレートのようなプラスチックにより取り囲まれる。
【００１６】
ＬＥＤ、冷却器およびたとえばランプカバーを含む場合によっては特別に設計されたプラスチック構造を備える照明ユニットの全体的な構造は単純であり、組立てに手間はかからない。冷却器−照明手段モジュールは、集合体内で種々の方向を向いていてよく、これにより、大きな空間角度を照らすことができる。冷却器−照明手段モジュールは、プラスチックフレーム内で空間的に分離して配置されていてもよく、これにより、強い点照度の印象を低減することができる。複数のモジュールから成る集合体の構造は単純である。これにより、機械的な組立てが著しく簡略化された集合体を構成することができる。
【００１７】
以下に本発明を図面につき詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】１６個の個別の冷却器−照明手段モジュール３を示す図である
【図２】４つの集合体５を示す図である。
【図３】支持体１を有する個別の冷却器−照明手段モジュール３を示す図である。
【００１９】
図１は１６個の個別の冷却器−照明手段モジュール３を示している。各冷却器−照明手段モジュール３は、セラミック製の支持体１を有している。支持体１は、本実施の形態では冷却リブである、セラミック製の冷却エレメント４を一体的に備えている。冷却器−照明手段モジュール３のそれぞれに、もしくは冷却器−照明手段モジュール３の１つまたは複数の表面に、焼結された金属被覆領域が配置されている。これらの金属被覆領域は基板を形成しており、該基板上には複数のＬＥＤ２がはんだ付けされている。図１および図２には、見易くするためにＬＥＤ（複数）は示されておらず、ＬＥＤが取り付けられる箇所だけが示されている。この箇所には、金属被覆領域も位置している。しかし金属被覆領域も示されていない。各冷却器−照明手段モジュール３には、固定のために、４つの組付け位置６が設けられている。
【００２０】
図２は、４つの集合体（クラスタ）５を示している。これらの集合体５は、それぞれ４つの冷却器−照明手段モジュール３を有している。４つの冷却器−照明手段モジュール３は、プラスチックから成るフレーム７に挿入されているか、好適にはプラスチックの射出成形時にプラスチックにより取り囲まれている。組付けのために、各集合体５には４つの組付け位置６が配置されている。この組付け位置６により、４つの集合体５もしくは１６個の冷却器−照明手段モジュール３が結合されて、１つの照明ユニットもしくはランプを形成することができる。
【００２１】
図１に示した実施の形態では、１６*４＝６４の組付け位置が必要であり、図２に示した実施の形態では４*４＝１６の組付け位置が必要であることが良好に判る。
【００２２】
図３は、支持体１を有する単独の冷却器−照明手段モジュール３を示している。支持体１は本実施の形態では、冷却リブである冷却エレメント４に一体的に結合されている。支持体１には、焼結された金属被覆領域９が配置されている。金属被覆領域９にはＬＥＤ２が接続されている。組付け位置６を備えるフレーム８を介して、冷却器−照明手段モジュール３を取り付けることができる。
【図１】
2014509774.tif 000003
【図２】
2014509774.tif 000004
【図３】
2014509774.tif 000005
【国際調査報告】
2014509774.tif 000006
2014509774.tif 000007
2014509774.tif 000008
2014509774.tif 000009