Brevet FR2942367A1 — publié le 20100820

CAPOT DE PROTECTION DE PIÈCE(S) À ÉLÉMENT(S) DE CANALISATION D'AIR À EFFET D'ASPIRATION, ET BOÎTIER ASSOCIÉ L'invention concerne les capots de protection qui sont chargés de protéger au moins une pièce rayonnant de la chaleur, comme par exemple un circuit imprimé ou PCB (pour � Printed Circuit Board �). Comme le sait l'homme de l'art, certaines pièces qui rayonnent de la chaleur (par exemple du fait qu'elles comportent au moins un composant Zo électronique) sont relativement fragiles et doivent par conséquent être protégées par un capot de protection ou bien par un boîtier comprenant, par exemple, une embase ou un support de pièce et un capot de protection solidarisés l'un à l'autre (éventuellement par clippage). La pièce rayonnant de la chaleur, cette dernière doit être évacuée afin 15 d'éviter une surchauffe. Pour ce faire, on peut par exemple utiliser un ventilateur de très petites dimensions chargé d'aspirer de l'air extérieur pour refroidir l'air intérieur chauffé par le rayonnement ou bien d'aspirer l'air intérieur chauffé par le rayonnement pour l'expulser à l'extérieur. Cette solution assure un refroidissement efficace, mais, elle s'avère onéreuse, 20 encombrante, bruyante et consommatrice d'énergie électrique. Une autre solution consiste à définir des moyens d'aération sur une paroi principale du capot de protection, destinée, une fois installée, à être placée en regard de la pièce. Ces moyens d'aération se présentent généralement sous la forme de simples ouvertures (ou aérateurs) défini(e)s 25 dans la paroi principale. Ces ouvertures devant demeurer de petites dimensions afin que la pièce puisse être protégée efficacement, elles ne laissent que peu d'air extérieur pénétrer, si bien que le refroidissement n'est pas très efficace. En fait, la plus grande partie de l'air extérieur environnant ne fait que lécher la face externe de la paroi principale du capot au voisinage des 30 ouvertures, et ne refroidit l'air intérieur qu'une fois que celui-ci parvient à l'extérieur. L'invention a donc pour but d'améliorer la situation au moyen d'une solution passive (c'est-à-dire qui ne consomme pas d'énergie électrique). Elle propose à cet effet un capot de protection, destiné à protéger au moins une pièce (par exemple un circuit imprimé (ou PCB)) qui, en fonctionnement, peut rayonner de la chaleur, et comportant une paroi principale munie de moyens d'aération et destinée, une fois installée dans un système, à être placée en regard de la pièce et suivant une direction verticale ou une direction inclinée. Ce capot de protection se caractérise par le fait que ses moyens d'aération comprennent au moins un élément de canalisation d'air saillant au dessus du niveau général d'une face externe de sa paroi principale et présentant une extrémité dite inférieure qui est munie d'une entrée d'air communiquant avec une zone interne située derrière une face interne de la paroi principale, opposée à la face externe, et une extrémité dite supérieure qui est munie d'une sortie d'air communiquant avec la zone interne et destinée, une fois le capot installé, à être située à un niveau plus élevé que celui de l'entrée d'air afin d'induire un effet d'aspiration d'air propre à favoriser l'évacuation de la chaleur rayonnée par convection thermique. Le capot de protection selon l'invention peut comporter d'autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : - les moyens d'aération peuvent comprendre au moins deux éléments de canalisation d'air, qui peuvent être éventuellement sensiblement parallèles les uns aux autres ; - l'entrée d'air peut présenter une surface d'admission d'air supérieure à la surface d'expulsion d'air de la sortie d'air ; - la surface d'admission d'air peut être supérieure d'au moins 40% à la surface d'expulsion d'air ; - chaque élément de canalisation d'air peut être agencé sous la forme d'un conduit cylindrique ; - chaque élément de canalisation d'air peut présenter une forme propre à induire un effet de type Venturi ; - chaque élément de canalisation d'air peut comprendre une section transverse de forme sensiblement rectangulaire ; - l'entrée d'air et/ou la sortie d'air peu(ven)t être équipée(s) d'une grille propre à limiter l'entrée de corps étrangers. L'invention propose également un boîtier comprenant un capot de protection du type de celui présenté ci-avant. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 illustre schématiquement, dans une vue en coupe dans un plan contenant la direction verticale (DV), un exemple de réalisation d'un boîtier comportant un capot de protection selon l'invention, - la figure 2 illustre schématiquement, dans une vue de face du côté de la paroi latérale inférieure, le boîtier de la figure 1, et - la figure 3 illustre schématiquement, dans une vue de face, une extrémité inférieure d'élément de canalisation d'air pourvue d'une grille au niveau de son entrée d'air. Les dessins annexés pourront non seulement servir à compléter l'invention, mais aussi contribuer à sa définition, le cas échéant. L'invention a pour but d'offrir un capot de protection (CP) destiné à protéger au moins une pièce (Cl) rayonnant de la chaleur. Dans ce qui suit, on considère, à titre d'exemple non limitatif, que le capot de protection (CP) fait partie d'un boîtier (B) destiné à loger et protéger au moins une pièce (Cl) de type circuit imprimé (ou PCB). Mais, l'invention n'est pas limitée à ce type de pièce. Elle concerne en effet tout type de pièce rayonnant de la chaleur et devant être protégée par au moins un capot de protection. Par ailleurs, on considère dans ce qui suit, à titre d'exemple non limitatif, que le capot de protection (et donc le boîtier (B)) est destiné à faire partie d'un véhicule, par exemple de type automobile (comme par exemple une voiture). Mais, l'invention n'est pas limitée à cette application. On se réfère tout d'abord aux figures 1 et 2 pour présenter un exemple de réalisation d'un capot de protection CP selon l'invention. Dans l'exemple non limitatif illustré, le capot de protection CP est solidarisé à une embase (ou support de pièce(s)) EM avec laquelle il constitue un boîtier B. Cette solidarisation peut se faire par tout moyen connu de l'homme de l'art, et notamment par clippage ou vissage. La pièce Cl (ici un circuit imprimé comportant notamment des composants électroniques CE) est fixée sur l'embase EM. On notera qu'en l'absence d'embase EM (et donc de boîtier B), la pièce Cl peut être fixée au capot de protection CP. Le capot de protection CP comporte par exemple une paroi principale PP, une paroi latérale dite inférieure PLI, une paroi latérale dite supérieure PLS, et deux parois latérales complémentaires solidarisées les unes aux autres. La paroi principale PP est munie de moyens d'aération MAi et destinée, une fois que le capot de protection CP a été installé dans un système (ici une voiture), à être placée en regard de la pièce Cl (ici un circuit imprimé) et suivant une direction verticale DV ou une direction inclinée. Dans l'exemple de réalisation non limitatif illustré sur la figure 1, la paroi principale PP est placée dans un plan qui contient la direction verticale DV. Mais, elle pourrait être placée dans un plan incliné par rapport à cette direction verticale DV. L'angle d'inclinaison doit être strictement inférieur à +/-80°, et de préférence inférieur à +/- 30°. Les moyens d'aération MAi comprennent au moins un élément de canalisation d'air qui fait saillie au dessus du niveau général d'une face externe FE de la paroi principale PP, opposée à une face interne FI orientée vers la pièce Cl. Dans l'exemple de réalisation non limitatif illustré sur la figure 2, les moyens d'aération MAi comprennent trois éléments de canalisation d'air saillants MAI à MA3 (i = 1 à 3). Mais, l'invention n'est pas limitée à ce nombre (3) d'éléments de canalisation d'air MAi. Elle nécessite en effet que la paroi principale PP soit pourvue d'au moins un élément de canalisation d'air. Ainsi, les moyens d'aération MAi peuvent comprendre un ou deux éléments de canalisation d'air saillants MAi, voire plus de trois (par exemple quatre ou cinq). Par ailleurs, dans l'exemple de réalisation non limitatif illustré sur la figure 2, les éléments de canalisation d'air MAi sont sensiblement parallèles les uns aux autres, et de surcroît sensiblement identiques. Mais, cela n'est pas obligatoire. Ils pourraient en effet être différents les uns des autres et/ou être orientés de façons légèrement différentes. Ainsi, l'une au moins de leurs dimensions suivant les trois directions de l'espace pourrait varier. Chaque élément de canalisation d'air MAi comprend deux extrémités El et E2 opposées l'une à l'autre et respectivement dites inférieure et supérieure. On comprendra, comme illustré, que l'extrémité inférieure El est destinée à être située à un niveau inférieur à celui où est destinée à être située l'extrémité supérieure E2. L'extrémité inférieure El est munie d'une entrée d'air EA qui communique avec une zone interne ZI qui est située derrière la face interne FI de la paroi principale PP et qui contient la pièce Cl. L'extrémité supérieure E2 est munie d'une sortie d'air SA qui communique également avec la zone interne ZI. On notera qu'il est préférable que les extrémités inférieures El et supérieure E2 communiquent entre elles, comme illustré. Mais, cela n'est pas obligatoire. On pourrait en effet envisager qu'il existe une cloison (pleine ou munie d'une ouverture définissant un rétrécissement) qui les sépare à l'intérieur de leur élément de canalisation d'air MAi, de manière à forcer le flux d'air issu de l'extérieur à pénétrer plus profondément à l'intérieur de la zone interne ZI et/ou à accélérer. En raison des positionnements respectifs finaux des extrémités inférieure El et supérieure E2 (c'est-à-dire une fois le capot de protection CP installé), la sortie d'air SA d'un élément de canalisation d'air MAi est située à un niveau qui est plus élevé que celui de l'entrée d'air EA de ce même élément de canalisation d'air MAi. Il existe par conséquent une différence de pression entre la sortie d'air SA et l'entrée d'air EA qui induit un effet d'aspiration d'air similaire à celui qui existe dans une cheminée. L'air extérieur (frais) qui pénètre dans un élément de canalisation d'air MAi par son entrée d'air EA (inférieure) est donc aspiré vers le haut par la sortie d'air SA (supérieure), ce qui favorise l'évacuation de la chaleur rayonnée par la pièce Cl par convection thermique. Il est en effet rappelé que l'air chaud a spontanément tendance à monter. En d'autres termes, l'air extérieur frais pénètre dans la zone interne ZI par chaque entrée d'air EA, absorbe par convection thermique des calories portées par l'air interne qui a été chauffé par le rayonnement produit par la pièce Cl, et est expulsé sous forme d'air réchauffé hors du capot de protection CP, via chaque sortie d'air SA. Comme cela est illustré non limitativement sur la figure 2, afin d'accélérer l'extraction du flux d'air de convection (c'est-à-dire l'air réchauffé par les calories rayonnées), il est avantageux que l'entrée d'air EA présente une surface d'admission d'air supérieure à la surface d'expulsion d'air de la sortie d'air SA. On notera que dans la figure 2 la surface d'expulsion d'air de la sortie d'air SA est matérialisée en pointillés car cette figure est une vue de face du côté de la paroi latérale inférieure PLI (et donc du côté de l'entrée d'air EA). On comprendra que cette différence de surface entre l'entrée EA et la sortie SA est destinée à créer une dépression qui induit une aspiration (et donc une accélération du flux d'air). Par exemple, la surface d'admission d'air de l'entrée d'air EA peut être supérieure d'au moins 40% à la surface d'expulsion d'air de la sortie d'air SA. De préférence, elle est choisie supérieure à au moins 50%. L'entrée d'air EA et la sortie d'air SA ne sont pas forcément placées sensiblement l'une au dessus de l'autre (c'est-à-dire sensiblement alignées verticalement une fois installées), comme illustré. En effet, on peut envisager qu'elles soient légèrement décalées suivant une direction sensiblement horizontale. Ainsi, il peut être avantageux que la sortie d'air SA soit décalée vers l'avant par rapport à l'entrée d'air EA. Par ailleurs, dans l'exemple illustré sur les figures 1 et 2, chaque élément de canalisation d'air MAi est agencé sous la forme d'un conduit cylindrique de section transverse rectangulaire. Mais, cela n'est pas obligatoire. En effet, la section transverse peut présenter d'autres formes que la forme rectangulaire (par exemple carré ou semi-circulaire ou semielliptique), et un élément de canalisation d'air MAi peut ne pas être cylindrique (sa forme peut en effet être curviligne, par exemple). On notera qu'en présence d'une section transverse de forme sensiblement rectangulaire il est avantageux que le plus grand côté du rectangle présente une extension bien supérieure à celle du plus petit côté de ce rectangle. Par exemple, on peut envisager un rapport d'extensions compris entre environ 2 et environ 5. De plus, chaque élément de canalisation d'air MAi peut éventuellement présenter une forme propre à induire un effet de type Venturi. Par exemple, chaque élément de canalisation d'air MAi peut présenter au moins un rétrécissement situé entre ses extrémités inférieures El et supérieure E2. Un tel rétrécissement est destiné à induire une accélération du flux d'air. Enfin, et comme illustré sur la figure 3, il est possible d'équiper l'entrée d'air EA et/ou la sortie d'air SA d'une grille G destinée à limiter l'entrée de corps étrangers (par exemple de petits objets ou déchets) à l'intérieur de la zone interne ZI. On notera que chaque grille G peut être une pièce rapportée ou bien peut faire partie intégrante d'une entrée d'air EA ou d'une sortie d'air SA. Cette grille peut se présenter sous n'importe quelle forme dès lors qu'elle permet d'intercepter des corps étrangers dont la taille est inférieure à un seuil choisi. Ainsi, dans l'exemple illustré la grille G comprend un quadrillage carré, mais elle pourrait comporter un quadrillage rectangulaire ou en losange, ou bien comprendre des trous circulaires ou elliptiques. Le capot de protection CP selon l'invention peut être avantageusement réalisé en matière plastique ou synthétique, par exemple par moulage au moyen d'un moule (dont la complexité peut être limitée lorsque les éléments de canalisation d'air présentent des formes relativement simples, par exemple du type de celles illustrées sur les figures 1 à 3). L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation de capot de protection et de boîtier décrits ci-avant, seulement à titre d'exemple, mais elle englobe toutes les variantes que pourra envisager l'homme de l'art dans le cadre des revendications ci-après. REVENDICATIONS1. Capot de protection (CP) pour au moins une pièce (Cl) propre à rayonner de la chaleur, ledit capot (CP) comportant une paroi principale (PP) munie de moyens d'aération (MAi) et destinée, une fois installée dans un système, à être placée en regard de ladite pièce (Cl) et suivant une direction verticale ou une direction inclinée, caractérisé en ce que lesdits moyens d'aération (MAi) comprennent au moins un élément de canalisation d'air saillant au dessus du niveau général d'une face externe (FE) de ladite paroi principale (PP) et présentant une extrémité dite inférieure (El) munie d'une entrée d'air (EA) communiquant avec une zone interne (ZI) située derrière une face interne (FI) de ladite paroi principale (PP), opposée à ladite face externe (FE), et une extrémité dite supérieure (E2) munie d'une sortie d'air (SA) communiquant avec ladite zone interne (ZI) et destinée, une fois ledit capot (CP) installé, à être située à un niveau plus élevé que celui de ladite entrée d'air (EA) de manière à induire un effet d'aspiration d'air propre à favoriser l'évacuation de la chaleur rayonnée par convection thermique. 2. Capot selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens d'aération (MAi) comprennent au moins deux éléments de canalisation d'air. 3. Capot selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits éléments de canalisation d'air (MAi) sont sensiblement parallèles les uns aux autres. 4. Capot selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite entrée d'air (EA) présente une surface d'admission d'air supérieure à la surface d'expulsion d'air de ladite sortie d'air (SA). 5. Capot selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite surface d'admission d'air est supérieure d'au moins 40% à ladite surface d'expulsion d'air. 6. Capot selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chaque élément de canalisation d'air (MAi) est agencé sous la forme d'un conduit cylindrique. 7. Capot selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce quechaque élément de canalisation d'air (MAi) présente une forme propre à induire un effet de type Venturi. 8. Capot selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que chaque élément de canalisation d'air (MAi) comprend une section transverse de forme sensiblement rectangulaire. 9. Capot selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ladite entrée d'air (EA) et/ou ladite sortie d'air (SA) est/sont équipée(s) d'une grille (G) propre à limiter l'entrée de corps étrangers. 10. Boîtier (B), caractérisé en ce qu'il comprend un capot de protection Zo (CP) selon l'une des revendications 1 à 9.