Brevet FR2849494A1 — publié le 20040702

" Dispositif d'éclairage modulaire à géométrie variable " La présente invention concerne un dispositif d'éclairage modulaire à géométrie variable. Il existe en matière d'éclairage de nombreuses réalisations visant à procurer une modularité de dispositifs d'éclairage, par exemple en utilisant des rails d'alimentation sur lesquels sont fixés des spots. Par ailleurs, on connaît déjà des dispositifs d'éclairage 10 présentant des structures déformables, telles que par exemple des lampes télescopiques. Cependant, les dispositifs d'éclairage existants présentent des limitations tant en matière de modularité que de variation de leur géométrie. Le but de la présente invention est de proposer un 15 nouveau concept de dispositif d'éclairage modulaire procurant à la fois de réelles possibilités de modification de sa géométrie spatiale tout en ayant des caractéristiques d'éclairage particulièrement performantes. Cet objectif est atteint avec un dispositif d'éclairage 20 électrique de structure modulaire, incluant au moins un module d'éclairage comprenant au moins trois croix constituée chacune de deux tronçons de rails comportant chacun des pistes électriquement conductrices, de longueurs sensiblement identiques, et reliés mécaniquement en leur 25 milieu par des moyens d'articulation, chaque croix étant reliée par des moyens souples de liaison mécanique et électrique à une seconde croix par une première et une seconde de ses extrémités, l'un au moins de ces tronçons de rails étant pourvu d'au moins une ampoule d'éclairage 30 disposée sensiblement entre les deux rails du tronçon et dont les deux bornes sont reliées électriquement respectivement à l'une des pistes conductrices d'un premier -2 des rails et à l'une des pistes conductrices du second des rails. Ainsi, le dispositif d'éclairage selon l'invention offre à ses utilisateurs une grande latitude de modification 5 de sa géométrie qui peut alors être adaptée au contexte de son installation. Par ailleurs, grâce à la structure spatiale caractéristique du dispositif d'éclairage selon l'invention, les différentes ampoules sont distribuées spatialement de façon homogène, ce qui contribue à produire 10 un éclairage particulièrement omnidirectionnel conférant un réel confort visuel. Dans un mode avantageux de réalisation d'un dispositif selon l'invention, les différents tronçons de rails sont reliées électriquement de façon à réaliser un chemin de 15 tension électrique unique relié par des moyens de liaison électrique à une source externe d'alimentation électrique de façon à fournir aux extrémités de chaque tronçon une tension d'alimentation sensiblement identique. Dans une version particulière de l'invention, des 20 tronçons de rail peuvent comprendre des pistes conductrices agencés sur chaque rail de sorte qu'au moins deux ampoules d'éclairage sont reliées électriquement en série. Ces tronçons de rails sont par exemple réalisés à partir de deux pièces de circuit imprimé reliées entre elles 25 par des moyens pour maintenir ces deux pièces sensiblement parallèlement. Les moyens d'articulation peuvent comprendre des moyens pour freiner le déplacement relatif en rotation des deux tronçons de rail, et sont agencés pour maintenir ces deux 30 tronçons à une distance axiale prédéterminée. Les moyens souples de liaison mécanique et électrique comprennent deux câbles électriques souples. Dans une première variante de réalisation d'un dispositif d'éclairage selon l'invention, l'un au moins des modules d'éclairage comprend quatre croix, chaque croix étant reliée par des moyens souples de liaison mécanique et 5 électrique à une seconde croix par une première et une seconde de ses extrémités, à une troisième croix par une troisième extrémité et à une quatrième croix par une quatrième extrémité. Pour chaque croix d'un module d'éclairage, des 10 premières extrémités respectives d'un premier et d'un second tronçons sont reliés par des moyens souples de liaison mécanique et électrique respectivement à des premières extrémités d'un premier et d'un second tronçon d'une seconde croix, les secondes extrémités respectives des premier et 15 second tronçons de ladite croix étant reliées par des moyens souples de liaison mécanique et électrique respectivement à des extrémités d'un tronçon d'une troisième croix et d'un tronçon d'une quatrième croix. Dans une seconde variante de réalisation de 20 l'invention, l'un au moins des modules d'éclairage comprend trois croix, chaque croix étant reliée par des moyens souples de liaison mécanique et électrique à une seconde croix par une première et une seconde de ses extrémités, et à une troisième croix par une troisième et une quatrième de 25 ses extrémités. Pour chaque croix, des premières extrémités respectives d'un premier et d'un second tronçons sont reliées par des moyens souples de liaison mécanique et électrique respectivement à des premières extrémités d'un premier et 30 d'un second tronçons d'une seconde croix, les secondes extrémités respectives des premier et second tronçons de ladite croix étant reliées par des moyens souples de liaison -4 mécanique et électrique respectivement à des extrémités d'un premier et d'un second tronçons d'une troisième croix. Des Dispositifs d'éclairage selon l'invention peut être réalisés à partir d'une pluralité de modules d'éclairage, 5 deux modules d'éclairage successifs étant reliés mécaniquement et électriquement par trois extrémités respectives de tronçons de chacun desdits deux modules. Les modules d'éclairage à quatre croix peuvent être disposés sensiblement de façon à constituer une structure 10 fermée, ou encore être disposés sensiblement en ligne. Les dispositifs d'éclairage selon l'invention peuvent comprendre des moyens pour les suspendre à un plafond, ou des moyens pour les fixer à une paroi. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention 15 apparaîtront à l'examen de la description détaillée d'un mode de mise en oeuvre nullement limitatif, et des dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 illustre est une vue isométrique d'un module à quatre croix pour un dispositif d'éclairage selon 20 l'invention, dans une première configuration géométrique - la figure 2 est une vue de dessus du module de la figure 1, dans une second configuration géométrique; - la figure 3 est une vue de dessus d'un dispositif 25 d'éclairage selon l'invention comportant deux modules à quatre croix; - la figure 4 est une vue de dessus d'un dispositif d'éclairage selon l'invention comportant quatre modules à quatre croix en ligne; - la figure 5 est une vue de face d'un module d'éclairage à trois croix pour un dispositif d'éclairage selon l'invention; -5 - la figure 6 représente un mode particulier d'installation en suspension d'un dispositif d'éclairage selon l'invention; - la figure 7 est une vue de dessus d'un dispositif d'éclairage selon l'invention comportant quatre modules à quatre croix; la figure 8 est une vue de dessus d'un dispositif d'éclairage selon l'invention comportant six modules à quatre croix; - les figures 9A à 9C représentent la structure d'un tronçon de rails mis en oeuvre dans un dispositif d'éclairage selon l'invention, ainsi qu'un exemple de réalisation de circuits imprimés pour ce tronçon de rails; et -- la figure 10 représente schématiquement la circulation du courant dans un tronçon de rails d'un dispositif d'éclairage selon l'invention, pour l'alimentation de deux ampoules reliées en série. On va maintenant décrire, en référence aux figures 20 précitées, plusieurs modes de réalisation de dispositifs d'éclairage selon l'invention. Dans un premier mode de réalisation illustré par les figures 1 à 4, les dispositifs d'éclairage selon l'invention sont constituée d'un ou plusieurs modules comprenant quatre croix pourvues 25 d'ampoules d'éclairage. Ainsi, un module 1 comprenant une première croix il constituée de deux tronçons de rails llA, llB reliés en leur milieu par un dispositif d'articulation l1C, cette première croix 11 dont deux extrémités 11.3, 11. 4 sont reliées à deux 30 extrémités 12.3, 12.4 d'une seconde croix 12 par un organe souple LS de liaison électrique et mécanique, une extrémité 11. 1 est reliée par un organe de liaison souple LS à une extrémité 13.1 d'une troisième croix 13, et une quatrième -6 extrémité 11.2 est reliée par un organe de liaison souple LS à une extrémité 14.1 d'une quatrième croix 14. La seconde croix 12, qui est constituée de deux tronçons de rails 12A, 12B reliés en leurs milieux par un 5 dispositif d'articulation 12C, a une extrémité 12.1 reliée par un organe de liaison souple LS à une extrémité 13.2 de la troisième croix 12 et une extrémité 12.2 reliée par un organe de liaison souple LS à une extrémité 14.2 de la quatrième croix 14. La troisième croix 13, qui est constituée de deux tronçons de rails 13A, 13B reliés en leurs milieux par un dispositif d'articulation 13C, a deux extrémités 13.3, 13.4 reliées par des organes de liaison souple LS à des extrémités 14.3, 14.4 de la quatrième croix 14. Chaque tronçon de rails llA, l1B; 12A, 12B; 13A, 13B; 14A, 14E est muni de deux ampoules halogènes basse tension Ll, L2 reliées en série à des pistes conductrices sous tension. Les organes de liaison souple LS sont par exemple 20 constitués de deux câbles électriques pourvus d'un matériau isolant plastique procurant une liaison mécanique élastique. Les dispositifs d'articulation 11C, 12C, 13C, 14C équipant chaque croix 11, 12, 13, 14 peuvent être constitués d'une pièce mécanique axiale pourvu d'une rondelle en 25 caoutchouc procurant une fonction de freinage de la rotation relative des deux tronçons de rails et d'amortissement. Les différents tronçons de rails sont reliés électriquement entre eux par les organes de liaison souple électrique et mécanique de façon à constituer un chemin 30 électrique bipolaire unique fermé sur lui-même et dont une première polarité est reliée à un premier câble d'alimentation 15.1 et une seconde polarité 15.2 est reliée à un second câble d'alimentation 15. 2, ces deux câbles -7 d'alimentation 15.1, 15.2 étant prévus pour alimenter le module d'éclairage 1 à partir d'une source d'alimentation électrique externe (non représentée). Deux modules à quatre croix du type de ceux décrits en 5 référence aux figures 1 et 2 peuvent être reliés entre eux pour constituer un dispositif d'éclairage 3 comme l'illustre la figure 3. Un premier module 1, constitué de quatre croix comportant chacune deux tronçons de rails llA, 11B; 12A, 12B; 13A, 13B; 14A, 14B, a ainsi trois sommets Ell, 12, 10 E13 reliées à trois sommets E21, E22, E23 d'un second module 2 constitué de quatre croix comportant chacune deux tronçons de rails 21A, 21B; 22A, 22B; 23A, 23B; 24A, 24B, par des organes de liaison souple électrique et mécanique (non représentés). On peut aussi prévoir, comme l'illustre la figure 4, un dispositif d'éclairage constitué de quatre modules 1, 2, 2', 1', agencés de sorte que les modules 2, 2' sont reliés entre eux par trois de leurs sommets, tandis que les modules 1 et 1' sont respectivement reliés aux modules 2 et 2'. Dans un autre mode de réalisation illustré par la figure 5, un module 5 comprend une première croix 11 constituée de deux tronçons de rails llA, 11B reliés entre eux par un dispositif d'articulation 11C, ayant deux extrémités adjacentes reliées par des organes de liaison 25 souple électrique et mécanique à deux extrémités adjacentes d'une seconde croix 12 constituée de deux tronçons de rails 12A, 12B reliés entre eux par un dispositif d'articulation 12C, et deux autres extrémités adjacentes reliées par des organes de liaison souple électrique et mécanique à deux 30 extrémités adjacentes d'une troisième croix 13 constituée de deux tronçons de rails 13A, 13B reliés entre eux par un dispositif d'articulation 13C. -8 Deux autres extrémités adjacentes de la seconde croix sont aussi reliées à deux autres extrémités adjacentes de la troisième croix par des organes de liaison souple électrique et mécanique. Les liaisons électriques entre les différents 5 tronçons de rails constituant ce module sont agencées de sorte qu'elles réalisent un seul chemin électrique bipolaire fermé sur lui-même alimenté à partir d'une source électrique externe V- (non représentée) via des câbles d'alimentation électrique 51, 52 reliés respectivement à un rail d'une 10 première polarité et à un rail d'une seconde polarité. Dans une application caractéristique d'un dispositif d'éclairage modulaire 6 selon l'invention illustrée schématiquement par la figure 6, ce dernier est installé en suspension à partir d'un plafond 67 via deux câbles de 15 suspension 61, 62, et est alimentée électriquement en basse tension, par exemple sous 24v alternatif, à partir d'un module transformateur 64 via un câble d'alimentation électrique basse tension 63 relié à des tronçons de rails, ce module transformateur, logé dans un caisson 65, étant en 20 pratique fixée au plafond par un dispositif de fixation (non représenté) et relié électriquement à un câble d'alimentation électrique secteur 66 préexistant accessible via un orifice ménagé dans le plafond. On peut envisager dans le cadre de la présente 25 invention, des configurations complexes de modules d'éclairage pour réaliser des dispositifs d'éclairage selon l'invention à haut niveau de modularité, comme l'illustre la figure 7 représentant une dispositif d'éclairage 7 constitué de quatre modules à quatre croix 1.1, 1.2, 1.3 et 1.4, 30 chaque module étant relié à deux autre modules par trois de ses sommets. On peut aussi réaliser, en référence à la figure 8, un dispositif d'éclairage 8 selon l'invention constitué de six modules 1.1, 1.2, 1.3, 1. 4, 1.5, 1.6 à quatre croix reliés en cercle chacun à deux autres modules. On va maintenant décrire, en référence aux figures 9A, 9B et 9C, un exemple de réalisation d'un tronçon de rails 5 mis en oeuvre dans les dispositifs d'éclairage qui viennent d'être décrits. Chaque tronçon de rails 1lB est constitué de deux rails parallèles 110, 111 réalisés sous la forme de bandes de résine époxy traitées comme circuits imprimés double face. Les deux rails 110, 111 sont maintenus en 10 parallélisme au moyen de pièces d'espacement 91.1-8, en référence aux figures 9A-C(c). Le premier rail 110 a une face externe recto 110R (figure 9A(a)) comprenant un trou pour recevoir un premier plot de liaison électrique 932, 930, un circuit 112 15 d'alimentation d'une diode électroluminescente LED1, une piste conductrice 113, un ensemble de trous pour recevoir les pièces d'espacement 92.1-8, et deux trous 115, 115 prévus pour recevoir des plots de branchement des ampoules d'éclairage Li, L2. La piste conductrice 113 est reliée 20 électriquement à une première fiche L20 de la seconde ampoule L2 via une borne de connexion 902. La face interne verso 110V du premier rail 110 comporte une piste conductrice 120 s'étendant sur une majeure partie de la longueur du rail, qui est connectée d'une part au 25 premier plot de liaison électrique 930 à une première extrémité du rail, à une première borne 901 de connexion d'une première fiche L10 de la première ampoule Ll, et à un autre premier plot de liaison électrique (non représenté sur la figure 9C) à l'autre extrémité du même rail. Le second rail 111 comporte, en référence aux figures 9A-C(b) une face externe recto 1l1R comportant une piste conductrice 121 reliée électriquement à un second plot de liaison électrique 933, 931, à une seconde borne 911 de - 10 connexion d'une seconde fiche Lii de la première ampoule Li et à un second plot de liaison électrique (non représenté sur le figure 9C) à l'autre extrémité de ce second rail. La piste conductrice 121 est reliée électriquement à la piste 5 conductrice 113 de la face externe du rail 110 par l'intermédiaire de la pièce d'espacement 92. La face interne verso 111V du second rail 111 comporte une piste conductrice 122 s'étendant sur une majeure partie de la longueur du rail et à laquelle une borne 912 de 10 connexion d'une fiche L21 de la seconde ampoule L2, et un premier plot de liaison électrique avec un rail adjacent (non représenté sur la figure 9C) sont reliés. Les circuits imprimés réalisés sur les différentes faces des deux rails sont agencés de façon à isoler 15 électriquement les pièces d'espacement 91.1-8 par rapport aux faces internes respectives des deux rails et à relier électriquement ces pièces d'espacement conductrices L'organe 93 d'articulation entre deux tronçons de rails est agencé pour assurer une liaison électrique entre 20 respectivement la face externe 110R du premier rail 110 et la face externe 1l1R du second rail 111, mais est isolé électriquement des pistes conductrices des faces internes respectives des deux rails 110, 111. Par ailleurs, il est prévu pour isoler électriquement un tronçon de rails par 25 rapport à l'autre tronçon de rails relié mécaniquement à ce tronçon de rails. On a représenté schématiquement en figure 10 le cheminement du courant électrique entre les deux rails 110, 111 pour l'alimentation de deux ampoules en série. Il est à 30 noter que pour des raisons de clarté et d'explication, les échelles et proportions des rails et des composants, notamment l'épaisseur des pistes conductrices, ne sont pas respectées. Si l'on part d'un plot de liaison électrique 932 - il reliée électriquement à la piste conductrice 120 sur la face interne du premier rail 110, le courant circule dans cette piste conductrice, dans la première ampoule Ll via une première borne puis, via une seconde borne de cette ampoule 5 et la broche support 91.1 traversant le second rail 111, dans la couche conductrice 121 sur la face externe de ce second rail 111. Cette couche conductrice 121 est reliée électriquement via une ou plusieurs pièces d'espacement 92 à la couche conductrice 113 située sur la face externe du 10 premier rail 110 à laquelle une première broche support 90.1 de la seconde ampoule L2. La seconde broche support 91.2 de cette seconde lampe L2 est reliée électriquement à la piste conductrice 122 de la face interne du second rail 111 qui est elle-même reliée à la second plot de liaison électrique 15 933. Avec cette configuration géométrique particulière utilisant les deux faces de chaque rail, il est ainsi possible d alimenter en série les deux ampoules. Bien sr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements 20 peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi, les rails constituant les modules d'éclairage peuvent être réalisés avec d'autres matériaux que de la résine époxy pour circuit imprimé, par exemple avec des matériaux isolants sur lesquels sont déposés des 25 conducteurs électriques. Par ailleurs, il n'y a pas d'autre limite que physique (poids, mode de suspension ou de fixation, consommation électrique, contraintes thermiques) au nombre de modules et au nombre de lampes d'éclairage par tronçon de rails. - 12 REVENDICATIONS 1. Dispositif d'éclairage électrique de structure modulaire (3-8), incluant au moins un module d'éclairage 5 (1,2,1',2',5,1.1,1.2,1.3,1.4,1. 5,1.6) comprenant au moins trois croix (11,12,13,14) constituée chacune de deux tronçons de rails (11A,11B;12A,12B;13A,13B;14A,14B) comportant chacun des pistes électriquement conductrices, ayant des longueurs sensiblement identiques, et reliés 10 mécaniquement en leur milieu par des moyens d'articulation (11C, 12C, 13C, 14C), chaque croix (11,12,13,14) étant reliée par des moyens souples de liaison mécanique et électrique (LS) à une seconde croix par une première et une seconde de ses extrémités, l'un au moins desdits tronçons de rails (1lA,11B;12A,12B;13A,13B;14A,14B) étant pourvu d'au moins une ampoule d'éclairage (Li, L2) disposée sensiblement entre les deux rails (110, 111) dudit tronçon et dont les deux bornes sont reliées électriquement respectivement à l'une 20 des pistes conductrices d'un premier (110) desdits rails et à l'une des pistes conductrices du second (111) desdits rails. 2. Dispositif (3-8) selon la revendication 1, caractérisé en 25 ce que les différents tronçons de rails (1lA,11B;12A,12B;13A,13B;14A,14B) sont reliés électriquement de façon à réaliser un chemin de tension électrique unique relié par des moyens de liaison électrique à une source externe d'alimentation électrique (VN) de façon 30 à fournir aux extrémités de chaque tronçon une tension d'alimentation sensiblement identique. 3. Dispositif (3-8) selon la revendication 2, caractérisé en ce que des tronçons de rails comprennent des pistes - 13 conductrices agencés sur chaque rail (110, 111) de sorte qu'au moins deux ampoules d'éclairage (Li, L2) sont reliées électriquement en série. 4. Dispositif (3-8) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les tronçons de rails (110, 111) sont réalisés à partir de deux pièces de circuit imprimé reliées entre elles par des moyens (92.1-8) pour maintenir ces deux pièces sensiblement parallèlement, ces 10 moyens étant électriquement isolants. 5. Dispositif (3-8) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens d'articulation (llC, 12C, 13C, 14C) comprennent des moyens pour freiner le 15 déplacement relatif en rotation des deux tronçons de rail (llA,llB;12A,12B;13A,13B;14A,14B), et sont agencés pour maintenir ces deux tronçons à une distance axiale prédéterminée. 6. Dispositif (3-8) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens souples de liaison mécanique et électrique (LC) comprennent deux câbles électriques souples. 7. Dispositif (3,4,7,8) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'un au moins (1,2,1.1,1.2,1.3,1.4,1.5, 1.6) des modules d'éclairage comprend quatre croix (11,12,13,14;21,22,23, 24), chaque croix étant reliée par des moyens souples de liaison 30 mécanique et électrique (LS) à une seconde croix par une première et une seconde de ses extrémités, à une troisième croix par une troisième extrémité et à une quatrième croix par une quatrième extrémité. - 14 8. Dispositif (3,4,7,8) selon la revendication 7, caractérisé en ce que, pour chaque croix d'un module d'éclairage, des premières extrémités respectives d'un premier et d'un second tronçons sont reliés par des moyens 5 souples de liaison mécanique et électrique respectivement à des premières extrémités d'un premier et d'un second tronçon d'une seconde croix, les secondes extrémités respectives des premier et second tronçons de ladite croix étant reliées par des moyens souples de liaison mécanique et électrique 10 respectivement à des extrémités d'un tronçon d'une troisième croix et d'un tronçon d'une quatrième croix. 9. Dispositif (5) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'un au moins des modules d'éclairage 15 comprend trois croix (11,12, 13), chaque croix étant reliée par des moyens souples de liaison mécanique et électrique à une seconde croix par une première et une seconde de ses extrémités, et à une troisième croix par une troisième et une quatrième de ses extrémités. 20 10. Dispositif (5) selon la revendication 9, caractérisé en ce que, pour chaque croix, des premières extrémités respectives d'un premier et d'un second tronçons sont reliées par des moyens souples de liaison mécanique et 25 électrique respectivement à des premières extrémités d'un premier et d'un second tronçons d'une seconde croix, les secondes extrémités respectives des premier et second tronçons de ladite croix étant reliées par des moyens souples de liaison mécanique et électrique respectivement à 30 des extrémités d'un premier et d'un second tronçons d'une troisième croix. 11. Dispositif (3,4,7,8) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité - 15 de modules d'éclairage (1,2,1',2',1.1,1.2,1.3,1.4), deux modules d'éclairage successifs étant reliés mécaniquement et électriquement par trois extrémités respectives de tronçons de chacun desdits deux modules. 12. Dispositif (7,8) selon la revendication 11, caractérisé en ce que les modules d'éclairage à quatre croix (1.1,l.2,1.3,1.4,1.5,1.6) sont disposés sensiblement de façon à constituer une structure fermée. 13. Dispositif (3,4) selon la revendication 11, caractérisé en ce que les modules d'éclairage à quatre croix (1,2,1',2') sont disposés sensiblement en ligne. 14. Dispositif (6) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens (61,62) pour le suspendre à un plan supérieur (67). 15. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 13, 20 caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens pour le fixer à une paroi.