Brevet FR2535437A1 — publié le 19840504

LD-08959 La présente invention concerne un projecteur per- fectionné pour les véhicules automobiles. La demande de brevet français N O 83 09409 décrit un projecteur tronqué pour véhicule automobile comportant un réflecteur concave tronqué à ses parties supérieure et in- férieure, l'une des surfaces tronquées étant plus proche de l'axe optique que l'autre, qui ne produit pas pendant son fonctionnement une lumière éblouissante dirigée vers le haut Une lampe ayant cette construction est particulière- ment utile dans les véhicules automobiles de ligne aérodyna- mique, car elle présente un profil plus bas, grâce à la réduction de sa largeur horizontale Dans cette lampe sont incorporés un réflecteur concave, tronqué à ses c 8 tés oppo- sés de manière à former deux section généralement plates, sensiblement parallèles l'une à l'autre et à l'axe optique d'une partie incurvée du réflecteur, une source lumineuse placée à l'intérieur du réflecteur, l'une des sections géné- ralement plates étant sensiblement plus proche de l'axe optique que l'autre, la lampe étant démunie de tout masque anti-lumière entre la source lumineuse et la partie incurvée du réflecteur La présente invention constitue un nouveau -perfectionnement en ce sens qu'elle concerne un masque anti- -lumière pour la construction de cette lampe. On sait dans l'art antérieur utiliser des bou- cliers thermiques dans des phares entièrement en matériau plastique de construction rectangulaire, comme cela est décrit dans les brevets des E U A 4 280 173 et 4 210 8410 2 - Dans le brevet délivré en premier le bouclier thermique décrit comprend un isque métallique interposé entre le fila- ment de la lampe et sa partie supérieure Les surfaces plates constituant le haut et le bas du réflecteur tronqué sont généralement parallèles l'une à l'autre et situées à la même distance de l'axe optique de la lampe Dans le brevet cité ci-dessus délivré en second, on interpose à nouveau le bouclier thermique entre le filament de la source lumineuse et la partie supérieure de la lampe, en ayant un élément sensiblement plan de réflexion de la chaleur suspendu à cette partie supérieure La fonction exercée par le bouclier thermique des deux types est d'éviter que le chauffage par convection et rayonnement provoqué par le filament de la lampe ne produise des températures de paroi dans la zone située au-dessus du filament qui atteignent ou dépassent la température de ramollissement du matériau plastique. Il serait souhaitable de conférer le même avantage à une construction de lampe de ce type général, mais dont l'espace disponible au-dessus du filament est trop petit pour permettre l'interposition d'un bouclier thermique sé- paré Plus particulièrement, la lampe tronquée, au profil bas, pour véhicule automobile décrite dans la demande de brevet N O 83-09409 citée ci-dessus, présente une largeur horizontale tellement réduite que la surface de la partie supérieure de l'élément réflecteur est beaucoup trop proche du filament, de sorte qu'il n'est pas possible d'interposer entre eux un bouclier thermique Alors que la construction entièrement e 1 N verre des phares de l'art antérieur permet d'éliminer les problèmes de déformation thermique, on remar- quera que le chauffage par convection et par rayonnement de la surface de la partie supérieure dans ce phare soulève un problème beaucoup plus grave que dans les phares entièrement en matériau plastique de l'art antérieur Par conséquent, un projecteur entièrement en plastique présentant la configura- tion décrite dans la demande de brevet citée ci-dessus né- -3- cessite à la fois un repositionnement du bouclier thermique et un moyen plus efficace pour éviter la déformation thermi- que de la partie supérieure de la lampe. La présente invention a pour buts de réaliser une lampe entièrement en matériau plas- tique -pour l'éclairage des véhicules, du type rectangulaire à profil bas, équipée d'un bouclier thermique efficace; réaliser un bouclier thermique pour phare entiè- rement en matériau plastique du type précédent, qui comporte en outre un moyen plus efficace pour extraire la chaleur de l'enveloppe intérieure de la lampe. réaliser un bouclier thermique qui sorte de mou- lage en une seule pièce avec la partie supérieure du réflec- teur. En bref, le, présent perfectionnement concerne la présence d'un bouclier thermique d'une seule pièce avec la section plate constituant la partie supérieure de l'élément de réflecteur du phare en matériau plastique de ce type. Dans un mode de réalisation recommandé, une pièce rapportée en métal est placée dans la surface de la partie supérieure plate en un endroit situé directement au-dessus du filament de la source lumineuse, et est fixée en place lors du mou- lage de l'élément de réflecteur en matériau plastique En munissant d'autre part cet élément rapporté d'un moyen de transfert de chaleur supplémentaire, tel que des ailettes ou des ondulations de refroidissement, on obtient une extrac- tion encore meilleure de la chaleur régnant dans l'enveloppe intérieure de la lampe, ce qui permet d'éviter des déforma- tions physiques pouvant être à l'origine d'une défaillance prématurée de la lampe à la suite de la pénétration de l'hu- midité ambiante. La présente invention concerne, par conséquent, un phare perfectionné pour l'éclairage avant d'un véhicule t sensiblement exempt de lumière éblouissante dirigée vers le haut, qui comprend un réflecteur concave tronqué à ses côtés 4 - opposés de manière 'à former deux sections généralement plates, sensiblement parallèles l'une à l'autre et à l'axe optique d'une partie incurvée du réflecteur, une source lu- mineuse à filament étant enfermée à l'intérieur d'une ampou- le et contenue à l'intérieur du réflecteur, et l'une des sections généralement plates étant sensiblement plus proche de l'axe optique que l'autre, o le perfectionnement concer- ne le fait que le réflecteur est constitué d'un polymère or- ganique synthétique et qu'un bouclier thermique est en une seule pièce avec la section plate la plus proche de la sour- ce lumineuse Comme indiqué précédemment, le mode de réali- sation recommandé de la lampe comporte un élément de réflec- teur moulé en polymère organique synthétique et a, en outre, l'élément métallique rapporté pour bouclier thermique qui est moulé dans la section plate proche de la source lumineu- se Un autre procédé de liaison du bouclier thermique métal- lique à l'élément de réflecteur peut faire appel à des adhé- sifs structurels. La suite de la description se réfère aux figures annéxées qui représentent respectivement: Figure 1, une vue de face d'un projecteur selon le mode de réalisation recommandé de la présente invention, Figure 2, une vue de côté en coupe prise le long de la ligne 22 de la figure 1; Figure 3, une vue horizontale en coupe prise le long de la ligne 3-3 de la figure 1, et Figure 4, un élément recommandé de bouclier ther- mique comportant des ailettes de refroidissement. Un phare tronqué pour véhicule automobile entière- ment en matériau plastique qui incorpore le bouclier thermi- que perfectionné selon la présente invention comprend un réflecteur 11 ayant une surface réfléchissante 12, générale- ment parabolique ou concave, qui peut être une véritable parabole ou une parabole modifiée présentant un axe optique 13 Une ampoule 14, de préférence du type verre-halogène, -5- est montée dans le réflecteur il par un moyen classique ou tout autre moyen approprié, et contient' un filament 16 ou autre source appropriée de lumière qui est placé sur l'axe optique 13 ou à proximité de cet axe, en étant au foyer du réflecteur 12 ou à proximité de ce foyer, de sorte que le réflecteur réfléchira la lumière provenant de la source 16 dans la direction avant, comme représenté par le rayon lumi- neux 17 Le cas échéant, la moitié supérieure avant de l'am- poule 14 peut être rendue opaque, par exemple avec un revê- tement 18 en matériau sombre, de manière à bloquer les rayons lumineux qui sortiraient directement de la lentille en formant avec l'axe horizontal 13, un angle dirigé vers le haut Les parties supérieure et inférieure du réflecteur 11 sont tronquées de manière à former des sections supérieure et inférieure sensiblement plates 21 et 22 qui peuvent être toutes deux parallèles à l'axe optique 13 Une plaque trans- parente de couverture ou lentille (non représentée), égale- ment en polymère organique synthétique, peut être fixée sur l'ouverture avant du réflecteur de façon classique L'une des sections plates, par exemple la section supérieure 21, est beaucoup plus proche de l'axe optique 13 que -ne l'est l'autre section 22, d'o il résulte que la surface réflé- chissante 12 correspond approximativement à une demi-sec- tion, ou légèrement plus, d'un réflecteur parabolique symé- trique classique Cela permet une commande nominale de fais- ceau précise de la configuration du faisceau réfléchi et l'obtention d'une réduction importante de la lumière éblouissante indésirable au- dessus dé l'horizontale grace à l'élimination de la moitié supérieure de la surface réflé- chissante parabolique classique, qui, si elle était pré- sente, produirait une certaine quantité de lumière éblouis- sante ayant une composante dirigée vers le haut La source lumineuse 16 doit être à l'avant des lignes de jonction 21 ' et 22 ' des sections plates 21 et 22 et de la section parabo- lique 12, au moins dans le voisinage 22 " 1 du plan vertical 2 > 535437 -6 dans lequel se trouve la source lumineuse, pour empêcher la production de rayons éblouissants par la lumière réfléchie par les surfaces intérieures de l'ampoule, à l'avant de la source lumineuse, et qui seraient à nouveau réfléchis par la surface parabolique du réflecteur Dans le but d'améliorer encore l'éclairage exempt d'éblouissement permis par la construction de la lampe, une des sections supérieure et inférieure 21 et 22, ou ces deux sections peuvent être fa- briquées de manière à ne pas réfléchir la lumière On peut y parvenir en les rendant transparentes, ou en les revêtis- sant, de préférence sur leurs surfaces intérieures 23 et 24, d'un matériau sombre, non réfléchissant, tel qu'une pein- ture Les expressions "non réfléchissante" et "sensiblement non réfléchissante" utilisées dans la présente description signifient qu'une surface a une faible réflectance de ma- nière à réduire l'éblouissement conformément au but recher- ché, étant entendu qu'il est difficile, voire impossible, d'obtenir une réflectance totalement nulle pour la surface. Comme on l'a déjà indiqué, la surface réfléchis- sante parabolique 12 réfléchit les rayons lumineux émanant de la source 16 dans la direction avant souhaitée et, le cas échéant, peut être profilée pour réfléchir de la lumière vers le bas et vers l'avant, afin d'éclairer la route au voisinage du véhicule sans qu'aucune partie de cette lumière réfléchie ait une composante importante dirigée vers le haut qui pourrait éblouir les automobilistes circulant en sens inverse En outre, une certaine quantité de la lumière émise par la source lumineuse 16 sera projetée directement vers l'avant et vers le bas par l'intermédiaire de la lentille frontale du phare, donnant un éclairage supplémentaire de la partie proche de la route tout en ne provoquant aucun éblouissement Le revêtement opaque 18 appliqué sur la face avant de l'ampoule arrête et occulte les rayons lumineux éblouissants directs Certains rayons lumineux 26 émis par la source 16 sont dirigés obliquement vers le haut et vers -7- l'arrière, et ne sont pas réfléchis par la surface non ré- fléchissante 23, du fait qu'ils sont absorbés par sa couleur sombre ou qu'ils traversent la paroi tronquée transparente 21 et se trouvent piégés ou absorbés par le capot du véhicu- le ou autres organes structuraux Si cependant, les rayons lumineux 26 étaient réfléchis par la surface 23, ils sui- vraient un trajet 27, seraient renvoyés par la surface 12 suivant un trajet 28, et à nouveau renvoyés par la surface 24 (si elle était réfléchissante) suivant un trajet 29 vers l'avant et vers le haut à partir du phare, provoquant ainsi un éblouissement indésirable des automobilistes circulant en sens inverse Il y aurait alors un nombre infini de ces rayons éblouissants non souhaités, se réfléchissant suivant des angles divergents, c'est-à-dire "s'évasant" et se dis- persant à partir des surfaces 23 et 24, et qui formeraient un faisceau de lumière projeté largement étendu ayant une composante éblouissante dirigée vers le haut indésirable De plus, des rayons lumineux atteignant la zone avant de la surface inférieure 24 directement à partir de la source lu- mineuse 16 seraient, si cette surface était réfléchissante, réfléchis avec une composante dirigée vers le haut provo- quant un éblouissement Ainsi, en conférant des propriétés non réfléchissantes aux sections tronquées 21 et 22, on évi- te ou réduit sensiblement la présence de lumière éblouis- sante La référence 31 désigne un rayon lumineux réfléchi par la surface intérieure de l'ampoule 14 vers le haut et vers l'arrière, de la même manière que le rayon 26 venant d'être décrit, et qui n'est pas réfléchi par les zones tron- quées 21 et 22; si ces zones étaient réfléchissantes, le rayon 31 et d'autres rayons ayant la même direction générale seraient l'objet de multiples réflexions et émergeraient sous forme de rayons éblouissants, semblables au rayon 29. Dans ce mode de réalisation de la lampe, les c 8 tés 32 et 33 du réflecteur peuvent être tronqués, le cas échéant pour réduire la largeur horizontale, et être soit réfléchissants, -8- soit non réfléchissants, car les rayons réfléchis latérale- ment (mais non vers le haut) sont relativement peu impor- tants De plus, l'ampoule 14, bien que représentée dans la position horizontale, peut être verticale ou inclinée, avec la zone de revêtement opaque 18, dans le cas o celle-i est présente, resituée sur l'ampoule pour arrêter les rayons lu- mineux directs dirigés vers l'avant qui comporteraient une composante dirigée vers le haut à l'avant du projecteur. Comme indiqué également dans ce qui précède, le présent perfectionnement réside dans la réalisation d'un bouclier thermique 34 d'une seule pièce avec la section plate 21 du réflecteur la plus proche de la source lumineuse dans cette réalisation de la lampe Plus particulièrement, l'incorporation du bouclier thermique, lui-même en matériau plastique, en un endroit de préférence situé juste au-dessus du filament de la lampe, non seulement empêche le ramollis- sement du matériau plastique à cet emplacement, mais encore constitue un moyen permettant de dissiper la cheleur prove- nant de l'intérieur de l'enveloppe de la lampe Un disque métallique plan 35 peut servir de bouclier thermique, car il présente un point de fusion ainsi qu'une conductibilité thermique supérieurs à ceux des matériaux organiques ther- moplastiques utilisés pour le moulage de l'élément de ré- flecteur en matériau plastique L'aptitude supplémentaire du disque métallique 35 à transmettre latéralement la chaleur à travers le matériau plastique environnant ainsi qu'à la transmettre à l'atmosphère ambiante peut, cependant, être améliorée par l'interposition d'un élément d'isolation ther- mique 36 en résine synthétique, ayant un point de fusion élevé, cet élément étant moulé en une pièce avec l'élément de réflecteur dans un mode de réalisation recommandé du bou- clier thermique de la présente invention. On peut choisir les polymères organiques thermo- plastiques appropriés, destinés à être utilisés dans le mou- lage du réflecteur de la présente invention, dans la classe -9- des résines thermoplastiques transparentes ou opaques pré- sentant une température de déformation à la chaleur supé- rieure à 1301 C, qui comprend des copolymères de polycarbona- te, tels que ceux vendus sous la marque commerciale "Lexan" par General Electric Company, ainsi que les polysulfones, les résines phénoliques chargées, les imides de polyéther, et les résines de sulfures de polyphénylène Comme produits représentatifs des résines thermoplastiques à point de fu- sion élevé pouvant être utilisées pour constituer la bar- rière isolante du bouclier thermique perfectionné selon la présente invention, on peut choisir des sulfures de poly- phénylène disponibles dans le commerce ayant une température de déformation thermique de 2600 C et plus ainsi que des thermodurcissables phénoliques ayant une température de déformation thermique d'au moins 1801 C. En figure 4, on a décrit un bouclier thermique particulièrement recommandé, destiné à être utilisé confor- mément à la présente invention, qui présente des bords per- mettant de la fixer à la partie supérieure du réflecteur en matériau plastique, ainsi qu'une structure supplémentaire de refroidissement pour éliminer la chaleur provenant de l'in- térieur de l'enveloppe de la lampe Plus spécifiquement, un bouclier thermique métallique 34 ' se présente sous la forme d'un disque plan 35 ' dont le contour en permet le montage dans l'ouverture pratiquée dans la partie supérieure du ré- flecteur et qui comporte des pattes latérales 37 ' et 38 ' destinées à venir s'engager dans des fentes pratiquées dans les côtés de l'ouverture Une série de nervures parallèles 39 ' est réalisée sur l'extérieur du disque plan de manière à faciliter l'extraction de la chaleur du réflecteur enfermé plutôt que d'acheminer latéralement cette chaleur par con- duction vers le matériau plastique contigu. Il apparaîtra d'après la description précédente que le bouclier thermique perfectionné de la présente inven- tion peut être modifié pour prendre une forme autre que - celle venant d'Utre spécifiquement décrite sans sortir de l'esprit et du cadre de la présente invention Par exemple, on peut envisager que l'élément de bouclier thermique métal- lique ait des formes différentes, par exemple une forme cir- culaire, et qu'il soit agrandi de manière à constituer une partie de la surface incurvée arrière du réflecteur. il - R E V E N D I C A T IO N S 1 Lanterne perfectionnée de véhicule permettant de donner un éclairage dirigé vers l'avant qui soit sensi- blement exempt de lumière éblouissante dirigée vers le haut comprenant un réflecteur concave ( 11) tronqué à ses côtés opposés de manière à former deux sections généralement pla- tes ( 21, 22) sensiblement parallèles l'une à l'autre et à l'axe optique ( 13) d'une partie incurvée du réflecteur, une source lumineuse à filament ( 16) montée à l'intérieur du ré- flecteur, la source lumineuse étant enfermée dans une ampou- le ( 14), et l'une ( 21) des sections généralement plates étant sensiblement plus proche de l'axe optique que l'autre lanterné, caractérisée en ce que le réflecteur est constitué d'un polymère organique synthétique, et comprend un bouclier thermique ( 34) qui constitue une partie de la section plate ( 21) la plus proche de la source lumineuse. 2 Lanterne de véhicule selon la revendication 1, caractérisée en ce que la source lumineuse est placée sen- siblement sur l'axe optique ( 13) et à l'avant des jonctions des sections tronquées généralement plates ( 21, 22) avec la surface réfléchissante ( 12-) du réflecteur, au moins au voi- sinage ( 22) du plan vertical dans lequel se trouve la source lumineuse. 3 Lanterne de véhicule selon la revendication 1, caractérisée en-ce que les deux sections généralement plates ( 21, 22) ne réfléchissent pratiquement pas la lumière pro- duite par la source lumineuse. 4 Lanterne de véhicule selon la revendication 1, caractérisée en ce que le bouclier thermique ( 34) comprend un élément métallique plan ( 35) placé au-dessus du filament ( 16). Lanterne de véhicule selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'élélment métallique plan ( 35) com- prend d'autre part un moyen d'isolation thermique ( 36) situé à la jonction entre le polymère et le métal. 12 - 6 Lanterne de véhicule produisant un éclairage dirigé vers l'avant sensiblement exempt de lumière éblouis- sante dirigée vers le haut, comprenant un réflecteur concave ( 11) tronqué à ses côtés opposés de manière à former deux sections généralement plates ( 21, 22), sensiblement parallè- les l'une à l'autre et à l'axe optique ( 13) de la partie incurvée du réflecteur, et une source lumineuse à filament ( 16) montée à l'intérieur du réflecteur, la- source lumineuse étant enfermée à l'intérieur d'une ampoule ( 14), l'une ( 21) des sections généralement plates étant sensiblement plus proches de l'axe optique que l'autre, la lanterne ne compor- tant aucun écran anti-lumière entre la source lumineuse et la partie incurvée du réflecteur, lanterne caractérisée en ce que le réflecteur est moulé dans un polymère organique synthétique, et comporte un bouclier thermique ( 34) moulé dans la section ( 21) la plus proche de la source lumineuse. 7 Lanterne de véhicule selon la revendication 6, caractérisée en ce que le bouclier thermique ( 34) comprend un élément métallique plan ( 35). 8 Lanterne de véhicule selon la revendication 6, caractérisée en ce que le bouclier thermique ( 34) comprend d'autre part un moyen de transfert de chaleur ( 39 '). 9 Lanterne de véhicule selon la revendication 8, caractérisé en ce que le bouclier thermique ( 34) comprend un élément métallique ondulé ( 39 '). Lanterne de véhicule selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un moyen d'isola- tion thermique ( 36) placé à la jonction entre polymère et métal.