Brevet FR2956470A1 — publié le 20110819

i Domaine de l'invention La présente invention concerne un module de montage d'une source lumineuse à diode LED pour un luminaire. L'invention concerne également un module de montage permettant de transformer un luminaire destiné à des lampes halogènes à miroir réflecteur, pour recevoir une source lumineuse à diode LED. Enfin, l'invention concerne des luminaires réalisés à l'aide de tels modules de montage ou transformés avec ceux-ci. Etat de la technique Dans les luminaires ou spots connus, la lampe halogène à miroir réflecteur est maintenue dans le corps du spot par la collerette circulaire de plus petit diamètre (passage de lampe) qui empêche celle-ci de pénétrer entièrement dans le plénum par le bord de son ouverture légère-ment plus large. La lampe est maintenue à l'avant par un clips ou anneau à ressort situé entre le bord de la lampe et la collerette. Ce principe est également utilisé pour les lampes LED de même configuration. Un connecteur brochable avec câbles souples assure la liaison électrique vers le transformateur ou le convertisseur séparés. L'inconvénient de cette technique réside dans le contact lé- ger entre la lampe et le luminaire, soit un pont thermique faible, préjudiciable en particulier pour le refroidissement d'une LED de puissance. Ce problème crucial du refroidissement des diodes LED de puissance est actuellement la difficulté principale au développement de ce mode d'éclairage, car bien que dégageant beaucoup moins de chaleur qu'une source lumineuse traditionnelle, ces diodes LED ont l'inconvénient d'être extrêmement sensibles à une élévation de température excessive susceptible de réduire leur durée de vie prometteuse en la divisant par deux ou quatre. But de l'invention La présente invention a pour but de remédier à cet inconvénient des solutions connues et se propose de développer un moyen per-mettant de transformer les luminaires actuels équipés de lampe halogène à miroir réflecteur, pour les adapter à une source lumineuse à diode LED tout en assurant les conditions de fonctionnement idéales pour une source lumineuse à diode LED et, notamment, pour évacuer efficacement la chaleur dégagée par la diode et plus généralement, de développer un moyen permettant de réaliser un luminaire à diode LED qui soit en lui-même suffisant pour évacuer efficacement la chaleur dégagée par une 2 diode même de forte puissance en constituant un luminaire soit tel quel, soit muni d'un habillage. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention concerne un module de montage d'une source lumineuse à diode LED pour un luminaire, caractérisé en ce qu'il est réalisé en un matériau bon conducteur de la chaleur et comprend : A) une partie avant en forme de cloche terminée à l'arrière par une base, - la cloche délimitant une cavité ouverte vers l'avant et dont le fond 10 plat reçoit la plaquette de la diode LED, * le bord de la cavité ayant un épaulement pour la mise en place d'une optique, B) la base traversée par un passage de câbles débouchant dans le fond de la cavité porte des moyens de fixation du module à un support. 15 Ce module de montage réalisé en un matériau bon conducteur de chaleur, en particulier en un alliage d'aluminium, constitue en lui-même un excellent puits à chaleur puisque la plaquette portant la diode LED est directement appliquée contre le fond de la cavité de l'adaptateur de manière à assurer la conduction thermique sur une grande surface en- 20 tre la plaquette et le module de montage. Ce module de montage a en lui-même une grande surface extérieure formée par la cloche et la base assurant une bonne dissipation de la chaleur par rayonnement et/ou conduction, directement ou par conduction en contact avec son support. Le module de montage s'adapte tout particulièrement à des 25 luminaires, spots ou autres équipés de lampes halogènes à miroir réflecteur que l'on veut convertir en les équipant de sources LED. Une source LED bien que dégageant moins de chaleur qu'une lampe halogène, nécessite néanmoins une bonne évacuation de la chaleur pour éviter une sur-chauffe préjudiciable à la durée de vie de la diode LED. Cela est 30 particulièrement vrai pour les diodes LED destinées à remplacer une autre source de lumière car ces diodes, puissantes, doivent éviter la surchauffe. De manière particulièrement avantageuse, pour transformer un support de luminaire de type halogène comprenant : - une virole ayant une collerette intérieure d'appui pour une lampe à 35 réflecteur, le module de montage selon l'invention comprend : - une surface extérieure de la cloche formant une surface périphérique d'appui de section adaptable, et 3 le moyen de fixation du module a : - un étrier pour s'appuyer contre l'arrière de la collerette du support et être serré sur la base pour tirer la surface extérieure du module contre la collerette d'appui et bloquer le module dans le support de luminaire. Le module de montage tel que défini ci-dessus peut s'utiliser pour transformer des luminaires à lampe halogène ou réaliser en première installation, des luminaires, notamment des luminaires encastrés, utilisant des éléments existants de luminaire. Cela permet de transformer facilement et de manière très économique une installation d'éclairage équipée de lampes halogènes sans avoir à faire des travaux autres que la transformation du support de luminaire existant. Ces travaux de transformation n'interviennent pas sur l'environnement de l'installation et ne nécessitent aucun travail de menuiserie, de maçonnerie, ou de peinture, pour ce remplacement. Dans le cas d'une première installation, le luminaire bénéficie de toute la partie de support existante et ne nécessite pas une nouvelle conception. Pour l'installateur, les opérations à envisager sont pratique-ment les mêmes que celles d'une installation de lampe halogène. La liaison assurant un contact ferme entre le module de montage et la collerette du support du luminaire constitue un excellent pont thermique de façon à utiliser non seulement le module de montage comme puits de chaleur et comme élément conducteur et dissipateur, mais également de toute la surface de dissipation constituée par le sup- port de luminaire. Suivant une autre caractéristique particulièrement avantageuse, la base comporte un taraudage dans le passage débouchant à l'arrière et recevant un manchon fileté traversé par les câbles d'alimentation de la diode LED, l'étrier percé, étant placé contre la base autour du manchon pour être serré par un écrou vissé sur le manchon fileté. Cette forme de montage permet une réalisation particulièrement simple des moyens de fixation du module de montage au support de luminaire. Le serrage très ferme grâce à l'étrier et à l'écrou, se fait d'une manière très simple et rapide sans risque par ailleurs de desserrage de la liaison. Si, par extraordinaire, il faut remplacer la source lumineuse LED, cela se fait tout aussi simplement par démontage du luminaire en 4 l'extrayant de son orifice d'encastrement, puis dévissage du module de montage et remplacement de celui-ci par un module avec une nouvelle source lumineuse à diode LED. Le module lui-même pourra être réutilisé pour recevoir une nouvelle source à diode LED. Suivant une autre caractéristique avantageuse, l'étrier est une pièce en tôle en forme de U renversé. Cette forme d'étrier est particulièrement simple et permet de transmettre efficacement l'effort à la surface extérieure de la partie en forme de cloche pour l'appliquer fermement contre la collerette et cela, quelles que soient les dimensions intérieures de la collerette. Suivant une autre caractéristique, le fond de la cavité comporte une rainure débouchant dans le passage pour les câbles d'alimentation partant de la plaquette de la diode LED. La rainure permet le passage des câbles d'alimentation de la plaquette de la diode LED sans empêcher le contact de surface des autres parties de la plaquette contre le fond de la cavité pour assurer une excellente évacuation de la chaleur vers le module de montage. Suivant une autre caractéristique avantageuse, la surface d'appui du module est une surface extérieure tronconique de la 20 cloche. Cette surface périphérique tronconique constitue une sur-face de section adaptable et permet d'absorber de manière adaptable toutes les variations de dimensions intérieures ou sections libres de la collerette d'appui du support de luminaire. 25 Suivant une autre caractéristique avantageuse, le module a une forme de révolution autour d'un axe, pour sa partie en forme de cloque, et pour sa base. En particulier dans ce cas, la base est une forme cylindrique circulaire terminée par une face plane 30 dans laquelle débouche le passage des câbles. Enfin, et comme déjà indiqué, le module de montage est de préférence une pièce réalisée en alliage d'aluminium usinée ou moulée. Cette pièce a l'avantage de pouvoir se fabriquer de manière simple et éco- nomique et de constituer un excellent conducteur de chaleur pour évacuer 35 efficacement la chaleur dégagée par la diode LED de forte puissance. Grâce à son volume/masse relativement important, le module de montage dissipe lui-même la chaleur dégagée par la diode même de forte puissance soit par conduction comme indiqué, soit aussi par rayonnement de sa sur-face elle-même importante. Le module de montage selon l'invention réalise ainsi un concept de développement durable simple et efficace associant le corps du 5 luminaire au refroidissement de la diode LED dont la durée de vie dépend étroitement de sa température de fonctionnement. L'invention améliore le pont thermique en associant étroitement le module de montage portant la diode LED au corps dissipateur que constituent les autres parties du luminaire. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un mode de réalisation de l'invention représenté schématiquement dans les dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un module de montage selon 15 l'invention, - la figure 2 est une vue de dessous du module de la figure 1, - la figure 3 montre le module de montage équipé de sa source lumineuse à diode LED, et de son optique, - la figure 4 montre le module de montage équipé pour être installé 20 dans un support de luminaire encastrable, - la figure 5 est une vue en coupe d'un luminaire à lampe halogène à miroir réflecteur encastrable, connu, - la figure 6 montre un luminaire encastrable équipé d'un module de montage à diode LED selon l'invention, en première monte ou en 25 transformation du luminaire de la figure 5. Description d'un mode de réalisation de l'invention Selon les figures 1 et 2, l'invention concerne un module de montage 100 composé d'une partie avant en forme de cloche 10 et d'une partie arrière ou prolongement formant une base 20. La cloche 10 corn- 30 porte une enveloppe 11 délimitant une cavité 12 dont le fond 13 plat reçoit le support de la diode LED. Le fond 13 est muni d'une rainure 131 traversant un passage de câbles 17 pour déboucher à l'extérieur. Le bord avant de la cloche 10 est muni d'un épaulement intérieur 16 pour recevoir une optique 50. 35 La base 20 prolongeant la cloche 10 a une face arrière 21 plane et un taraudage 22 dans le prolongement du passage de câbles 17. Le module de montage 100 est de préférence une pièce symétrique en ro- 6 tation par rapport à l'axe ZZ. Cette pièce est en un matériau conducteur de chaleur de préférence en un alliage d'aluminium coulé et/ou usiné. Le fond 13 comporte également deux taraudages 132 pour visser la plaquette 42 portant la diode 41. La figure 3 montre l'assemblage du module de montage 100 et de la diode LED par une coupe axiale passant par la rainure 131. La source lumineuse 40 est constituée par une diode LED 41 portée par une plaquette 42 munie de circuits imprimés et servant en même temps de plaquette conductrice de chaleur. La plaquette 42 est fixée par des vis non représentées logées dans les taraudages 132 du fond 13 de la cavité. Les câbles d'alimentation 43 dont les extrémités sont soudées aux plots de branchement portés par la face avant de la plaquette 42, repassent derrière celle-ci dans la rainure 131 pour remonter dans le pas-sage 17 et traverser un manchon fileté 23 vissé dans le taraudage 22 de la base 20. Ce manchon fileté 23 qui est de préférence bloqué au fond du taraudage 22, a une longueur suffisante pour dépasser de la face arrière 21 de la base 20 et servir à la fixation du module de montage 100 à un support non représenté. L'épaulement 16 au niveau du bord avant de la cloche 10, reçoit une optique 50 par exemple une lentille de type Fresnel ou autres dispositifs optiques selon la forme que l'on veut donner au faisceau lumineux émis par la source lumineuse 40. L'optique 50 est, de préférence, collée à l'épaulement 16 puisque la lumière est froide et l'échauffement du module de montage 25 reste limité puisque conducteur de chaleur. Le manchon fileté 23 qui dépasse de la face arrière 21 de la base 20, peut servir à la fixation du module de montage 100 soit directe-ment, soit indirectement à un support. La vue en coupe de la figure 4, montre un dispositif de fixa- 30 tion du module de montage pour un support de luminaire encastrable. Ce dispositif de fixation se compose d'un étrier 30 à au moins deux branches 31, globalement en forme de U, muni d'un trou central 32 pour être placé sur le manchon fileté 23 et être retenu par un écrou 24. L'extrémité avant 311 de chacune des branches, constitue un 35 point d'appui dans le support de luminaire. Le montage se fait comme présenté à la figure 6, par exemple pour remplacer une lampe halogène à réflecteur 70 dans un support de luminaire encastrable. 7 La figure 5 montre un tel luminaire encastrable 200 équipé d'une lampe halogène à réflecteur 70. Ce luminaire encastrable 200 est destiné à être installé dans un faux plafond 80 séparant le plénum 81 au-dessus du faux pla- fond et le site 82 en dessous. L'encastrement se fait dans une ouverture 83 découpée dans le faux plafond 80. Le luminaire 200 comporte un support encastrable 60 formé d'une virole 61 bordée extérieurement par un retour 62. La virole se place dans l'ouverture 83 et le retour 62 vient s'appuyer contre le bord de l'ouverture 83. La virole 61 porte sur le côté deux ressorts latéraux 64 s'appuyant contre la face arrière du faux plafond 80. La virole 61 est munie d'une collerette intérieure 63 contre laquelle est appliquée la lampe à réflecteur 70 par son bord périphérique 71 en étant maintenue en place par un clips circulaire 75. Le culot 72 de la lampe 70, est relié à la douille de contact 73 elle-même reliée à un do- mino 74. Le remplacement de la lampe à réflecteur halogène 70 du luminaire de la figure 5, se fait comme présenté à la figure 6. En premier lieu, on démonte le luminaire 200 en le tirant simplement hors de l'ouverture 83 en jouant sur l'élasticité des ressorts latéraux 64. Une fois le luminaire extrait de l'ouverture 83, on peut dé-brancher la douille de contact 73 et l'enlever du domino 74 puis, enlever la lampe 70 en enlevant le clips circulaire 75. La lampe 70 s'enlève par l'avant. Puis, on remplace la lampe 70 par le module de montage 25 100 équipé de sa source lumineuse à diode LED et de son optique. A ce moment l'étrier 30 n'est pas encore en place. Après avoir placé le module de montage 100 dans l'ouverture délimitée par la collerette intérieure 63, on l'appuie contre celle-ci et on met en place l'étrier 30 de façon que les extrémités 311 des branches 30 31, s'appuient contre le dessus de la collerette 63. L'étrier 30 est, par ail-leurs, engagé par son trou 32 sur le manchon fileté. Il suffit ensuite de placer l'écrou 34 et de serrer celui-ci pour que l'étrier 30 prenant appui sur la collerette 63, tire le module de montage 100 en appui ferme contre le bord intérieur de la collerette 63 en jouant sur la forme tronconique de 35 la surface périphérique 15 de la cloche 10 qui constitue une section adaptable automatiquement à la section particulière de chaque collerette 63. Après cet assemblage, il suffit de brancher les câbles d'alimentation 43 au domino 74 puis, d'introduire le support encastrable 60 8 dans l'ouverture 83 après avoir relevé élastiquement les branches des ressorts latéraux 64 pour passer derrière le faux plafond 80. L'ensemble se fixe automatiquement par le retour des ressorts latéraux 64. Le serrage de l'écrou 34 et l'effort appliqué par l'intermé- diaire de l'étrier 30 sur la collerette 63 pour tirer fermement la surface périphérique de section adaptable 15 du module de montage 100 contre la collerette intérieure 63, assure le contact de conduction thermique avec la virole 61 du support. La virole 61 et surtout le retour 62, constituent des surfaces de rayonnement et d'échange de chaleur par conduction, permettant d'évacuer efficacement la chaleur dégagée par la diode de la source lumineuse 40. Le bloc de montage 100 est de préférence un bloc en un al-liage d'aluminium, très conducteur de chaleur. Ce bloc est fabriqué par moulage ou usinage avec réalisation du taraudage 22 pour le manchon fileté 23. La mise en place du bloc de montage 100 sur chantier, est extrêmement simple et ne présente pas de difficulté particulière, même dans des conditions d'installation en hauteur comme cela est le cas pour des luminaires encastrés dans des plafonds. L'exemple de transformation d'un luminaire existant, tel que représenté aux figures 5 et 6, est celui d'un luminaire encastrable d'axe fixe. La transformation est la même dans le cas d'un luminaire encastrable d'axe de faisceau orientable. En effet, un tel luminaire se compose également d'une virole comme la virole 61 sans toutefois le retour 62 la virole 61 est alors montée dans une virole fixe ayant elle-même, un retour. Ce montage se fait par pivotement autour d'un axe transversal. Mais le positionnement de la lampe à réflecteur se fait de la même manière qu'à la figure 5 contre une collerette intérieure 63 recevant habituellement le bord 71 de la lampe à réflecteur. Le remplacement par le module de montage 100 équipé d'une diode LED selon l'invention, se fait dans les mêmes conditions. Enfin, et d'une manière non représentée, le support auquel se fixe le module de montage, peut être différent selon les diverses réalisa- tions de points lumineux. On peut ainsi envisager d'installer le module de montage directement à l'extrémité d'un tube rigide ou souple ou d'engager la base cylindrique 20 dans un tube rigide ou souple, suivant les multiples possibilités de réalisation d'un luminaire. NOMENCLATURE 100 module de montage 10 partie avant/ cloche 11 enveloppe 12 cavité 13 fond de la cavité 131 rainure 132 taraudage 14 trou de vis surface périphérique de section adaptable 16 épaulement 17 passage de câbles base 15 21 face arrière 22 taraudage 23 manchon fileté 24 écrou 30 étrier 20 31 branche 311 extrémité 32 trou 40 source de lumière à diode LED 41 diode 42 plaquette 43 câble d'alimentation 50 optique 60 support encastrable de luminaire 61 virole 62 retour 63 collerette intérieure 64 ressort latéral 70 lampe halogène à réflecteur 71 bord d'appui 72 culot 73 douille de contact 74 domino 75 clips circulaire Il 80 faux plafond 81 plénum 82 site 83 ouverture d'encastrement 200 luminaire encastrable REVENDICATIONS1 °) Module de montage d'une source lumineuse à diode LED pour un luminaire, caractérisé en ce qu' il est réalisé en un matériau bon conducteur de la chaleur et comprend : A) une partie avant en forme de cloche (10) terminée à l'arrière par une base (20), - la cloche délimitant une cavité (12) ouverte vers l'avant et dont le fond plat (13) reçoit la plaquette (42) de la diode LED (41), * le bord de la cavité (12) ayant un épaulement (16) pour la mise en place d'une optique (50), B) la base (20) traversée par un passage de câbles (17) débouchant dans le fond (13) de la cavité porte des moyens de fixation (30, 31, 32, 23, 24) du module (100) à un support. 2°) Module de montage selon la revendication 1, pour un support de luminaire de type halogène (200) comprenant : - une virole (61) ayant une collerette intérieure d'appui (63) pour une lampe à réflecteur, caractérisé en ce que la surface extérieure de la cloche (10) forme une surface périphérique d'appui (15) de section adaptable, et le moyen de fixation du module (100) comprend : - un étrier (30) appuyé contre l'arrière de la collerette (63) du support et serré sur la base (20) pour tirer la surface périphérique (15) du module contre la collerette d'appui (63) et bloquer le module (100) dans le support de luminaire (61, 200). 3°) Module de montage selon la revendication 2, caractérisé en ce que la surface périphérique d'appui (15) du module (100) est une surface périphérique (15) tronconique de la cloche (10). 4°) Module de montage selon la revendication 2, caractérisé en ce que la base (20) comporte un taraudage (22) dans le passage (17) débouchant à l'arrière et recevant un manchon fileté (23) traversé par les câbles d'alimentation (43) de la diode LED, l'étrier (30) percé, étant placé contre la13 base (20) autour du manchon fileté (23) pour être serré par un écrou (24) vissé sur le manchon fileté (23). 5°) Module de montage selon la revendication 2, 5 caractérisé en ce que l'étrier (30) est une pièce en tôle en forme de U renversé. 6°) Module de montage selon la revendication 1, caractérisé en ce que 10 le fond (13) de la cavité (12) comporte une rainure (131) débouchant dans le passage (17) pour les câbles d'alimentation (43) partant de la plaquette (42) de la diode LED (41). 7°) Module de montage selon la revendication 1, 15 caractérisé en ce que le module (100) a une forme de révolution autour d'un axe (ZZ), pour sa partie en forme de cloche(10), et sa base (20). 8°) Module de montage selon la revendication 7, 20 caractérisé en ce que la base (20) est une forme cylindrique circulaire terminée par une face plane (21) dans laquelle débouche le passage des câbles (17). 9°) Module de montage selon la revendication 1, 25 caractérisé en ce que le module (100) est une pièce en alliage d'aluminium, usinée ou moulée. 30