Brevet FR2533297A1 — publié le 19840323

La présente invention concerne les projecteurs d'automobiles susceptibles d'émettre un faisceau lumineux à travers un contour d'ouverture sensiblement rectangulaire. Au coUrs de ces dernières années, de tells projecteurs "rectangulaires" ont été utilisés sur de nombreux véhicules automobiles, quelle que soit la nature du ou des faisceaux qu'ils émettent (faisceau de croisement, faisceau de route, faisceau de longue portée, faisceau anti-brouillard, etc). Ils comportent généralement un réflecteur constitué d'une section de paraboloide de révolution tronquée à sa partie supérieure et à sa partie inférieure par une joue horizontale supérieure et une joue horizontale inférieure. Ces joues complètent la forme du réflecteur, et elles en font le plus souvent partie intégrante, qu'il s'agisse d'un réflecteur en tôle emboutie ou d'un réflecteur en matière plastique moulée. Sur le plan optique, le projecteur se comporte comme un projecteur rond tronqué en haut et en bas par les joues, qui n'ont en général aucun rôle optique. A titre d'exemple de la technique antérieure, on a représenté aux figures 1 et 2, en coupe axiale verticale et en vue de face, un projecteur rectangulaire d'un type très courant, utilisé pour émettre à la fois un faisceau de croisement et un faisceau de route. Un tel projecteur comporte, comme on le voit sur les figures un réflecteur R constitué par une portion d'un parabololde de révolution d'axe O-O et de foyer F, deux joues J1 et J2, planes et sensiblement horizontales, une lampe montée sur l'axe optique O-O et ayant un filament de route FR et un filament de croisement FC coopérant avec une coupelle d'occultation ct Pour une meilleure apparence esthétique, les joues J1 et J2 sont le plus souvent revêtues d'un revêtement réfléchissant aluminé, comme le réflecteur R lui-même. Une glace de fermeture G est disposée sur le contour d'ouverture du réflecteur R. Cette glace peut être rendue solidaire de l'ensemble constitué par les joues et le réflecteur, pour constituer un "bloc optique". La figure 2 illustre en vue de face le contour d'ouverture d'un tel projecteur. I1 est constitué par le bord des deux joues J1 et 32, et par les bords gauche et droit B et Bd du réflecteur parabolique R, en apparais g sant ainsi comme d'allure pseudo-rectangulaire délimité par deux droites horizontales et par deux arcs de cercle. Un tel projecteur ou bloc optique trouve en général sa place dans un espace d'encombrement E de section rectangulaire correspondant à l'ouverture du logement ménagé dans la carrosserie d'un véhicule automobile pour recevoir leprojecteur. Comme on le voit sur la figure 2, la forme curviligne des bords latéraux du projecteur fait que tout l'espace disponible n'est pas occupé par le projecteur. Plus précisément, l'espace représenté en pointillés sur la figure 2 est un espace inutilisé. I1 en résulte que le flux lumineux émis par le projecteur se trouve émis à travers un contour qui ne correspond pas à toute la surface d'émission qui serait disponible. Autrement ait, sur le plan optique, les projecteurs rectangulaires connus jusqu'à présent ne réalisent pas l'optimum de l'utilisation de l'espace. Sur le plan de l'esthétique, les stylistes recherchent aujourd'hui des surfaces d'émission apparentes bien rectangulaires, et c'est pourquoi ils en viennent souvent à masquer par des enjoliveurs les bords latéraux curvilignes Bd et B g des projecteurs. Il en résulte une diminution encore plus grande de la surface d'émis sion effective. Dans l'exemple des figures 1 et 2, la glace G est montée accolée au réflecteur et aux joues, une telle glace étant ainsi verticale et perpendiculaire à l'axe optique O-O généralement horizontal. Mais, au cours de ces dernières années, et pour des raisons de style de carrosserie, on a créé des projecteurs dont la glace n'est plus verticale et perpendiculaire à l'axe optique, mais inclinée de haut en bas et/ou de gauche à droite. Pour réaliser de tels projecteurs, on a utilisé un artifice consistant à interposer entre la glace G et l'ensemble constitué par le secteur parabolique R et les joues J1 et J2 une pièce intermédiaire de liaison L. La figure 3 représente en une coupe verticale analogue à la figure 1 une telle réalisation. On voit que la pièce de liaison relie la glace à l'ensemble (R, J1, J2), la section antérieure de la pièce L étant variable pour donner à la glace G toute orientation voulue. Dans cette dernière construction, la pièce L a la même section que le contour J1- B J2 Bd, c'est-à g U dire que ce n'est pas un contour exactement rectangulaire. On conserve, sur le plan optique et esthétique, les-mêmes insuffisances que pour-le projecteur à glace verticale des figures 1 et 2 :- tout l'espace disponible pour la surface émissive n'est pas utilisé, et, pour-des raisons de style, on peut être amené à masquer encore une partie de la surface émissive effective en recQuvrant par des enjoliveurs les contours curvilignes apparents. On voit finalemen-t que depuis de nombreuses années, la construction de projecteurs "rectangulaires" n'a produit que des projecteurs pseudo-rectangulaires imparfaits, du fait de l'habitude acquise de traiteur un projeeteur rectangulaire comme un simple projecteur rond tronqué en haut et en bas par des joues. Cette habitude est demeurée immuable, même si l'on a proposé diverses variantes de construction. La présente invention propose une nouvelle structure de réflecteur des projecteurs automobiles, conférant à un tel réflecteur un contour d'ouverture de section rigoureusement rectangulaire utilisant l'intégralité de-la surface émissive disponible. Un autre but de l'invention est de fournir un réflecteur en une seule pièce susceptible de coopérer exactement avec le contour d'une glace rectangulaire, quelle que soit l'orientation dans l'espace de haut en bas et/ou de gauche à droite de cette glace rectangulaire. Un autre but de l'invention est de fournir un réflecteur du type précité présentant une efficacité optique et un aspect esthétique améliorés par rapport aux projecteurs de la technique antérieure, compte tenu de l'espace E disponible pour le logement du projecteur dans la carrosserie du véhicule. Ces buts sont atteints par une nouvelle définition de la surface du réflecteur, qui est obtenue, non pas comme dans la technique antérieure, en adaptant,par des tronquatures et des pièces intermédiaires, le réflecteur rond traditionnel, mais par une construction en quelque sorte sur mesure en fonction du contour d'ouyer- ture imposé par la glace, de la profondeur disponible et/ou de la focale souhaitée. La forme du nouveau réflecteur selon l'inven- tion comporte à sa partie arrière, une section de para bolide de révolution de focale donnée ou de sommet donné, dont l'axe optique passe sensiblement par le centre du contour disponible et dont la surface contient le sommet de la glace le plus reculé dans la direction de l'axe optique. La forme est complétée par une surface antérieure cylindrique ou sensiblement cylindrique dont la directrice est constituée par le contour disponible et dont les génératrices sont sensiblement parallèles à l'axe optique. Un tel projecteur est réalisé en une seule pièce, de préférence par moulage d'une matière plastique -thermo- durcissable. Dans ce cas, pour faciliter le démoulage, on donne aux génératrices de la surface antérieure une légère convergence vers l'arrière pour en faire une surface légèrement tronconique et faciliter ainsi son démoulage, l'inclinaison des génératrices vers l'arrière étant par exemple de l'ordre de 6 degrés par rapport à la direction d'axe optique. La description qui va suivre, ense référant aux dessins annexés fera mieux comprendre l'invention, tout en faisant ressortir d'autres caractéristiques et avantages qui en font partie intégrante. Sur toutes les figures, les mêmes références désignent les mêmes éléments. Sur les dessins annexés, les figures 1, 2, et 3 ayant déjà été définies - la figure illustre en perspective cavalière schématique vue de l'avant la structure du nouveau réflecteur selon l'invention - la figure 5 représente en détail un tel réflecteur, réalisé par moulage, vu de l'arrière - les figures 6 et 7 sont des graphiques comparatifs montrant I'écairenent obtenu avec un réflecteur classique et avec un-réflecteur selon l'invention, à dimensions comparables, dans le cas -d'un faisceau de route (figure 6) et d'un faisceau de croisement (figure 7). Sur la figure 4, on a représenté schématiquement la définition géométrique de la surface du réflecteur. selon l'invention. Le contour de glace, ou contour disponible, A B C D, est la donnée de base d'une telle définition. L'axe optique O-P du réflecteur, parallèle à la direc- tion longitudinale du véhicule, recoupe la glace a;u voi- sinage de son centre H. I1 faut remarquer que le contour A B C D n'est pas généralement perpendiculaire à cet. axe optique ; par ailleurs, ce contour A B C D est le plus souvent rectangulaire, mais il peut être plus généralement quadrangulaire, par exemple trapézoldal. La forme du déflecteur selon l'inyention résulte de la juxtaposition d'une portion de parabololde de révolution d'axe O-O et d'une portion de cylindre dont la base est le contour A B C D. La portion de paraboloide de révolution, 100, est définie de la manière suivante : on détermine celui des sommets du contour quadrilinéaire A B C D celui qui est le plus en arrière par rapport à l'axe optique O-O : dans l'exemple représenté, il s'agit du sommet A. Le parabo bide définissant le secteur 100 peut être celui d'axe O-O qui passe par A et par un sommet S dont l'emplacement sur r'axe O-O est prédéterminé. I1 n'y a qu'un seul parabololde de révolution autour de O-Q passant à la fois par A et par S.La position de S est prédéterminée, du fait qu'elle dépend de l'encombrement disponible en profondeur dans le logement de projecteur à partir du contour de glace A B C D, Si l'on n'a pas de problème d'encombre ment en profondeur, on définit le parabololde par sa distance focale et par le fait qu'il passe par le sommet A pris comme le sommet le plus en arrière du contour A B C D. Là aussi, il faut remarquer qu'il n'existe qu'un seul paraboloide de révolution d'axe O-O, tourné vers l'avant, passant par A et ayant une focale prédéterminée. En pratique, on choisit bien entendu la focale en tenant comptè de l'encombrement en profondeur disponible. Pour compléter la forme, à l'avant du réflecteur, on définit une section 200, constituée par un cylindre dont la courbe directrice est constituée par le contour A B C D, et dont les génératrices telles que 210 sont sensiblement parallèles à O-O-. Les deux surfaces 00 et 200 se recoupent suivant un contour quadrilinéaire A B' C' D' (les portions curvilignes AB', B'C', C'D', D'A sont des paraboles tracées dans les plans parallèles à l'axe O-O passant respectivement par AB, BC, CD et DA.). On voit qu'on a ainsi définit une surface et une seule pour le réflecteur selon l'invention. On voit aussi facilement que, en vue de face, le réflecteur présente à l'observateur l'intégralité du contour-d 'ou ver- ture ABCD, et que, lorsqu'on place une source lumineuse au foyer F du secteur parabolique 100, celui-ci renvoie des rayons lumineux à travers l'intégralité du contour ABCD servant de surface d'émission. En effet, les coins du secteur-parabolique au voisinage des points A, B', C', D', renvoientils ds rayons dans les coins du contour de glace au voisinage des sommets ABCD. Alors que la figure 4 illustre schématiquement la construction géométrique du nouveau réflecteur, la figure 5 représente le réflecteur lui-même réalisé par moulage d'une matière plastique. La surface interne du réflecteur, correspondant à la surface externe du poincon de moulage utilisé,est celle de la figure 4, à cette différence près que l'on donne aux génératrices telles que 210.de la surface 200 une légère inclinaison vers l'intérieur de l'avant à l'arrière par rapport à l'axe O-O pour faciliter le démoulage. Cette inclinaison est par exemple de l'ordre de'6 degrés, de telle sorte que la surface cylindrique 200 devient légèrement tronconique en convergeant d'avant en arrière. La matière plastique utïlisée est une matière thermodurcissable. L'épaisseur moyenne de la paroi du réflecteur est par exemple de l'ordre de 1 mm. Sur la surface arrière du secteur de paraboloide 100, on prévoit avantageusement des nervures de renfort croisées, 110,qui rigidifient le secteur parabolique. De même, en au moins trois coins du secteur parabolique 100 (comme représenté sur les coins A, B', D'), on ménage des pièces de fixation 120 venues de moulage avec l'ensemble du réflecteur. Dans l'exemple représenté, il y a trois pièces de fixation 120 réparties selon une équerre ayant une branche horizontale et une branche verticale, pour permettre facilement le réglage en hauteur et en direction. Enfin, une collerette de montage 130 est également venue de moulage avec le réflecteur. Il est clair que le nouveau réflecteur se distin gué par sa forme des réflecteurs classiques du type représenté aux figures 1, 2 et 3. Cette forme nouvelle se caractérise par l'utilisation optimale de l'intégralité du contour disponible ABCD, Sur le plan esthétique, d'abord, il apparat que la nouvelle forme est plus satisfaisante pour es stylistes que la forme pseudo-rectangulaire définie dans la technique antérieure par deux horisontales et par deux arcs de cercle. Sur le plan optique, l'amélioration est également marquée. Les figures 6 et 7 illustrent cette amélioration. Il s'agit de comparer les courbes de flux obtenues, toutes choses égales par ailleurs, avec un réflecteur NO 1 de type classique et un réflecteur NO 2 selon l'invention. Le réflecteur No 1 a une focale de 26,5 mm. Son contour d'ouverture est comme représenté à la figure 1, les deux arcs de cercle correspondant à"un diamètre de 176 mm, et les deux joues planes de tronquature étant distantes de 130 mm. Le réflecteur NO 2 a la même focale et son contour d'ouverture est un rectangle dont les dimensions sont de 176 mm en largeur et 130 mm en hauteur, Les deux réflecteurs ont le même contour d'encombrement rectangulaire (le terme contour d'encombrement correspondant au tracé E de la figure 2). La figure 6 illustre l'éclairement donné en faisceau route par es deux réflecteurs 1 et 2 équipés d'une lampe de route à 1000 lumens. Pour le réflecteur NO 1, le flux total émis est due 650 lumens ; poule réflecteur NO 2, il est de 675 lumens. De -plus, et c'est là iressen tiel, l'amélioration ainsi obtenue se localise dans les régions de fortes concentrations. Les courbes 1 et 2 représentent pour.les réflecteurs 1 et 2 la variation de l'intensité lumineuse- (prise de 0 à loo) selon la direction d'éclairement en hauteur (prise de - 6 à t 4 radians par rapport à l'horizontale). On voit que la courbe marquée 2, correspondant au réflecteur N 2, est bien au-dessus de la courbe 1 pour les zones de fortes concentrations. a figure 7 représente deux courbes analogues à celles de la figure 6 concernant le réflecteur NO 1 (courbe 1) et le réflecteur N" 2 (courbe 2), mais qui sont cette fois équipés d'une lampe d'éclairage de croisement émettant 1000 lumens. Les courbes 1 et 2 représentent pour les réflecteurs 1 et 2 la variation d'intensité (prise de 0 à 35) en fonction de la direction d'éclairement en hauteur (allant ici de -8 à 0 radians). Pour le réflecteur N" 1 de la technique antérieure, le flux émis en faisceau de croisement est de 334 lumens ; pour le projecteur NO 2, il est de 343 lumens. De plus, comme précédemment, l'amélioration de la concentration se situe dans les zones de fortes concentrations, c'est-à-dire là où elle est le plus utile. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit mais s'étend à toute variante conforme à son esprit. En particulier, l'axe optique ne passe pas nécessairement par le centre du contour d'ouverture. Pour la définition du parabololdel les données de base restent toujours le contour d'ouverture, l'axe optique, ainsi que le sommet et/ou la distance focale. Enfin, le contour d'ouverture, qui n'est généralement pas perpendiculaire à l'axe optique peut avoir toute inclinaison de haut en bas et/ou de gauche à droite. Il est le plus souvent, pour des raisons de style, rectangulaire, mais peut plus généralement être simplement quadrangulaire. La glace de fermeture, en vis-à-is de ce contour, peut ou non être solidaire du réflecteur. Enfin, pour des raisons pratiques' (moulage de la glace et du réflecteur), les coins du contour sont légèrement arrondis, comme on l'a représenté. REVENDICATIONS 1. Un réflecteur pour projecteur d'automobile, susceptible d'émettre autour d'un axe optique central (O-O) un faisceau lumineux à travers un contour d'ouverture quadrangulaire A B C D généralement non perpendiculaire audit axe optique central, caractérisé en ce que sa forme résulte du raccordement d'un secteur de parabololde (i 90) de révolution autour de l'axe optique et d'une portion de cylindre (200), le secteur de paraboloide passant par le sommet-A du contour qui est le plus en arrière par rapport à la direction d'axe optique, et la portion cylindre (200) s'appuyant sur ledit contour d'ouverture AB C P et ayant ses génératrices (210) sensiblement parallèles audit axe optique. 2. Un réflecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est réalisé en une seule pièce par moulage et en ce que les génératrices (2?0) de la portion de cylindre reçoivent une légère convergence pour permettre le démoulage. 3. Un réflecteur selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte des nervures externes (11:0), des pièces de fixation (120), et une couronne de montage de lampe (130), toutes pièces venues de moulage avec le réflecteur. 4. Les projecteurs de véhicules automobiles incorporant un réflecteur selon l'une des revendications 1 à 3.