Brevet FR3034494A1 — publié le 20161007

MODULE LUMINEUX POUR PROJECTEUR DE VEHICULE AUTOMOBILE L'invention a trait au domaine de l'éclairage et/ou de la signalisation, notamment pour véhicules automobiles. Plus particulièrement, l'invention a trait au refroidissement des modules lumineux réalisant ces fonctions d'éclairage et/ou de signalisation. Un véhicule automobile est équipé de projecteurs, ou phares, destinés à illuminer la route devant le véhicule, la nuit ou en cas de luminosité réduite, par un faisceau lumineux global. Ces projecteurs comportent un ou plusieurs modules lumineux adaptés à générer et diriger un faisceau lumineux intermédiaire dont l'addition forme ledit faisceau lumineux global. On connaît des modules formés par deux demi-coques assemblées sur un support plan et porteuses respectivement de moyens de déviation optique des rayons lumineux émis par une source de lumière associée à chaque demi-coque. Les rayons sont déviés vers un dispositif optique agencé en sortie du module. Selon la source de lumière qui est allumée, on réalise ainsi en sortie du module un faisceau apte à créer un feu de type route, éclairant plus fortement la scène de route mais risquant d'éblouir un conducteur venant à croiser le véhicule, ou un feu de type croisement, dans lequel le faisceau est concentré sur le devant du véhicule pour éviter ce type d'éblouissement. On constate depuis quelques années que l'utilisation de diodes électroluminescentes comme sources de lumière se généralise dans les projecteurs implantés dans les véhicules automobiles. Or, il est connu que la performance optique d'un tel ensemble peut être fonction de la température de fonctionnement de la diode électroluminescente. On peut constater par ailleurs que l'on utilise de plus en plus régulièrement des matériaux plastiques, et par exemple du plastique polycarbonate, pour la réalisation des demi-coques formant ces modules, et que ceci s'inscrit en outre dans un contexte de réduction d'encombrement des modules. La combinaison de 3034494 2 ces caractéristiques de compacité, de matériaux et d'utilisation de diodes génératrices de chaleur est propice à un échauffement du dispositif non compatible avec la performance optique souhaitée. On constate notamment un confinement de l'air chaud entre le réflecteur de la demi-coque supérieure et le 5 support plan de la source lumineuse associée. L'invention a pour objectif de proposer un dispositif lumineux tel qu'il vient d'être décrit et dans lequel la température est maîtrisée pour ne pas impacter les performances de la diode. Dans ce but, l'invention a pour objet un module lumineux comportant deux sources de lumière disposées sensiblement dans un 10 même plan optique et respectivement associées à un élément de déviation optique apte à dévier selon un axe optique les rayons émis par ces sources vers un dispositif optique agencé en sortie du module. Selon l'invention, le module comporte deux demi-coques assemblées l'une par rapport à l'autre en étant disposées de part et d'autre du plan optique, au moins l'une des deux 15 demi-coques comportant au moins une ouverture formant des moyens de refroidissement par circulation d'air. Les demi-coques sont assemblées de manière à former un espace clos pour l'efficacité optique du module et la bonne transmission des rayons lumineux, et l'on prévoit des ouvertures dans cette espace clos pour réaliser une circulation d'air qui permet l'évacuation de l'air 20 chaud stagnant habituellement dans le module. Le module lumineux selon l'invention peut être agencé de sorte que la première demi-coque est disposée sous la deuxième demi-coque, l'élément de déviation optique associé à la demi-coque inférieure étant agencé dans celle-ci pour la production d'un faisceau de rayons de type feux de croisement tandis que 25 l'élément de déviation optique associé à la demi-coque supérieure est agencé dans celle-ci pour la production d'un faisceau de rayons de type feux de route. Dans un mode de réalisation avantageux, les moyens de refroidissement portés par la première demi-coque prennent la forme d'au moins une lumière traversant l'épaisseur de la demi-coque pour permettre le passage d'air. Et l'élément de déviation optique correspondant à la première demi-coque est formée par la face interne réfléchissante cette première demi-coque, caractérisée en ce 3034494 3 que la au moins une lumière est réalisée transversalement à l'axe optique le long de la lisière de cette face interne réfléchissante. Ainsi, les moyens de refroidissement sont situés au plus près de l'élément de déviation optique pour que l'air frais pénètre dans le dôme, entre l'élément de déviation optique et la 5 plaque de support, et sans que cela gêne la réflexion des rayons. On pourra prévoir que l'ouverture présente une largeur comprise entre 5 mm et 8 mm, et qu'elle présente une longueur au moins égale à 15mm. On vise ainsi à fournir une ouverture suffisante pour la circulation d'air, mais qui ne pénalise pas la tenue structurelle du module. 10 Selon différentes variantes de réalisation, on pourra prévoir que l'ouverture dans la première demi-coque est réalisée de façon continue par une lumière unique, ou bien que l'ouverture est discontinue, formée par une pluralité de lumières voisines côte à côte. Dans ce dernier cas, l'ouverture est avantageusement réalisée par deux lumières disposées en série transversale à la 15 lisière de la face interne réfléchissante. Là encore, il est intéressant que les ouvertures formant les moyens de refroidissement soient situées au plus près de l'élément de déviation optique pour que l'air frais pénètre dans le dôme, entre l'élément de déviation optique et la plaque de support, et sans que cela gêne la réflexion des rayons. 20 Selon des caractéristiques propres à la réalisation de la deuxième demi-coque, qui peuvent être prises seules ou en combinaison avec les caractéristiques propres à la réalisation de la première demi-coque, on prévoit que les moyens de refroidissement portés par la deuxième demi-coque prennent la forme d'au moins une ouverture traversant l'épaisseur de la demi-coque pour 25 permettre le passage d'air. On pourra prévoir que les moyens de déviation optique sont formés par la face interne réfléchissante de la demi-coque supérieure, l'ouverture étant réalisée à la lisière de cette face interne réfléchissante, ou bien que la deuxième demi-coque forme un capot de protection pour un réflecteur réalisé distinctement 3034494 4 de la demi-coque et formant l'élément de déviation optique, l'ouverture réalisée dans la demi-coque s'étendant sensiblement au-dessus du réflecteur. Dans un mode de réalisation avantageux, les ouvertures formant les moyens de refroidissement comportent des nervures de rigidification disposées 5 transversalement dans l'ouverture. Les nervures peuvent présenter une inclinaison par rapport au plan vertical et transversal, par exemple d'un angle de 45°, de manière à s'étendre vers l'arrière du module, à l'opposé du dispositif optique, depuis l'intérieur du module vers l'extérieur de celui-ci. On pourra prévoir que deux lumières s'étendent longitudinalement côte à côte pour former ladite 10 ouverture, deux rangées de nervures distinctes étant respectivement disposées dans une lumière. Selon différentes caractéristiques de l'invention, prises seules ou en combinaison : - les sources de lumière sont des diodes électroluminescentes ; 15 - les moyens de refroidissement sont disposés symétriquement par rapport un plan vertical passant par l'axe optique ; - le module est monté rotatif autour d'un axe, les moyens de refroidissement étant agencés autour de cet axe. L'invention concerne également un projecteur de véhicule automobile dans 20 lequel on prévoit au moins un module lumineux tel qu'il vient d'être décrit précédemment. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaitront plus clairement à l'aide de la description et des dessins parmi lesquels : 25 - la figure 1 est une représentation schématique d'un dispositif lumineux selon l'invention, dans une vue éclatée faisant apparaître différents éléments composant le dispositif, parmi lesquels une demi-coque inférieure, une plaque de 3034494 5 support de diodes électroluminescentes et d'un radiateur, une demi-coque supérieure, et un dispositif optique de type lentille ; - la figure 2 est une vue du dispositif assemblé, vu de trois quarts avant sur le dessus ; 5 - la figure 3 est une vue du dispositif assemblé, vu de trois quarts avant sur le dessous ; - la figure 4 est une vue semblable à celle de la figure 2 dans laquelle la lentille a été retirée pour rendre visible à la fois les ouvertures formées dans la demi-coque inférieure et celles formées dans la demi-coque supérieure ; 10 - la figure 5 est une vue en coupe dans un plan vertical médian du dispositif, dans laquelle des flèches illustrent le trajet de l'air en circulation dans le module ; - et la figure 6 est une vue de détail des ouvertures dans laquelle des flèches en traits ondulés illustrent l'air sortant du module et une flèche en trait droit illustre un rayon lumineux émis dans le module. 15 On va tout d'abord décrire le module lumineux selon l'invention, en s'appuyant notamment sur les figures, sur lesquelles il apparaît que le module 1 est formé de deux sous-modules 2, 4 disposés l'un sous l'autre, de part et d'autre d'une plaque de support centrale 6. La plaque de support porte à une extrémité 20 des ailettes de refroidissement par échange thermique formant un dissipateur thermique 8. Chaque sous-module comporte une demi-coque 10, 12 qui est fixée sur la plaque de support, une source de lumière 14, 16 qui est disposée sur la face de la plaque de support qui est tournée vers la demi-coque correspondante de manière à pouvoir émettre des rayons lumineux vers cette demi-coque. Chaque 25 sous-module comporte en outre un élément de déviation optique 18, 20 et le module comporte un dispositif optique 22 porté par les extrémités libres des demi-coques, l'ensemble étant agencé de sorte que pour chaque sous-module, les rayons émis par les sources de lumière sont réfléchis par l'élément de déviation optique associé en direction du dispositif optique. 3034494 6 On va décrire dans la suite les demi-coques en fonction de l'orientation du module illustré notamment sur la figure 2, dans laquelle une première demi-coque 10 est disposée au-dessus d'une deuxième demi-coque 12, de sorte que l'on assimilera pour l'exemple qui va suivre les notions de première demi-coque et de 5 demi-coque supérieure, ainsi que celles de deuxième demi-coque et de demi-coque inférieure. La demi-coque inférieure 12 est réalisée dans un matériau plastique de type polycarbonate, et elle comporte à sa périphérie un cadre de fixation 23 à la plaque de support et en son centre une paroi courbe présentant un profil 10 sensiblement ellipsoïde. La demi-coque inférieure loge à l'intérieur du dôme ainsi formé entre la demi-coque et la plaque de support une source de lumière formée par une diode électroluminescente rapportée sous la plaque de support. On comprend que si, tel que cela est illustré, la demi-coque présente un profil ellipsoïde double, on prévoira deux diodes pour que chaque ellipsoïde soit éclairé 15 spécifiquement par l'une des diodes. L'élément de déviation optique est réalisé directement par une partie de la surface interne 24 de la demi-coque inférieure. Un revêtement spécifique de la surface interne est réalisé dans un matériau réfléchissant, sur tout ou partie de la demi-coque inférieure. Avantageusement, le revêtement est réalisé sur une partie 20 de la demi-coque inférieure, depuis son extrémité rapportée contre la plaque de support jusqu'à une zone centrale 26, sensiblement au droit de l'extrémité de la plaque de support. La source de lumière et l'élément de déviation optique sont agencés de sorte que les rayons émis par la source sont déviés par la surface réfléchissante 25 en direction du dispositif optique, de manière à former un feu de type route. La demi-coque inférieure comporte des premiers moyens de refroidissement, venant en complément de seconds moyens de refroidissement également portés par la demi-coque supérieure. Ces premiers moyens de refroidissement sont formés par une ouverture 28 réalisée dans la zone centrale 30 de la demi-coque inférieure, à la lisière de la surface réfléchissante. 3034494 7 Dans le mode de réalisation illustrée, l'ouverture est formée par deux lumières 30 disposées en série dans la direction transversale, c'est-à-dire perpendiculaire à l'axe optique. Chaque lumière traverse l'épaisseur de la demi-coque de sorte que de l'air peut pénétrer à l'intérieur du module depuis 5 l'extérieur de celui-ci. Chaque lumière présente une forme sensiblement rectangulaire avec une largeur qui s'étend longitudinalement entre 5 mm et 8 mm, et une longueur qui s'étend transversalement sur au minimum 15 mm, pour permettre l'entrée suffisante d'air sans pour autant pénaliser la tenue structurelle de l'ensemble. 10 Le mode de réalisation illustré, avec deux lumières distinctes disposées en série transversale pour former l'ouverture, est intéressant en ce qu'il permet une réalisation symétrique désaxée qui facilite l'injection centrale de matière lors de la réalisation de la demi-coque. On comprendra que d'autres agencements, en nombre et/ou en forme, de lumières pour former cette ouverture pourront être 15 prévus. La demi-coque supérieure 10 fait partie, avec la source de lumière disposée sur la face supérieure de la plaque de support, d'un sous module supérieur apte à générer en sortie un faisceau de type feux de croisement. Les rayons émis sont réfléchis par l'élément de déviation optique en direction de la 20 lentille, et un cache est disposé sur le trajet des rayons de sorte que, de façon connue par l'homme du métier, le faisceau soit coupé et que la lumière en sortie du projecteur forme des feux de croisement non éblouissant pour les autres usagers. Dans le mode de réalisation décrit, l'élément de déviation optique est réalisé indépendamment de la demi-coque supérieure. Celle-ci est réalisée dans 25 un matériau plastique de type polycarbonate, et elle est fixée sur la plaque de support de manière à venir en recouvrement de l'élément de déviation optique formé par un réflecteur 32 lui aussi fixé sur la plaque de support. Le réflecteur présente une face interne dont le revêtement est apte à réfléchir la lumière émise par la source de lumière en regard de laquelle il est 3034494 8 disposé. Tel qu'illustré, le réflecteur peut être double c'est-à-dire qu'il peut présenter une forme à plusieurs ellipses, et dans ce cas il est prévu une source de lumière pour chaque forme elliptique du réflecteur. Les seconds moyens de refroidissement sont portés par la demi-coque 5 supérieure. Ils consistent ici en deux ouvertures 34 disposées côte à côte et s'étendant longitudinalement. Chaque ouverture est délimitée par un bord périphérique 35 prolongeant en saillie verticale la paroi de la demi-coque supérieure et des nervures de rigidification 36 s'étendent transversalement d'un côté à l'autre de l'ouverture. Ces seconds moyens de refroidissement sont 10 particulièrement illustrés sur les figures 5 et 6, sur lesquelles il est notable que les nervures présentent une inclinaison par rapport au plan transversal et vertical. On prévoit par exemple une inclinaison d'angle sensiblement égal à 45°, de sorte que les nervures s'étendent, depuis leur extrémité inférieure 38 tournée vers l'intérieur du module jusqu'à leur extrémité supérieure 40 tournée vers l'extérieur du module, 15 vers l'arrière du module. Par " vers l'arrière du module ", on entend dans le sens opposé à la direction d'émission des rayons en sortie du module lumineux. Il est illustré sur la figure 6 des avantages de cette inclinaison des nervures et de cette orientation. Les nervures présentent ainsi une surface sensiblement perpendiculaire à la direction d'émission des rayons lumineux qui ont été émis par 20 la source de lumière mais qui ont échappé au déflecteur, de sorte que les nervures bloquent la propagation de ces rayons lumineux et qu'elles permettent un bon rendement optique car il n'y a pas de fuite de rayons dans un contexte où des ouvertures sont faites pour le refroidissement par circulation d'air. Le nombre des nervures, ici quatre, l'inclinaison des nervures, ici 45°, et la hauteur des nervures 25 sont notamment déterminés pour que l'extrémité inférieure 38 de chaque nervure soit dégagée longitudinalement par rapport à l'extrémité supérieure 40 de la nervure voisine, de sorte que l'évacuation d'air chaud puisse se produire verticalement sans obstacle. Tel qu'illustré sur les figures, on peut prévoir que les premiers moyens de 30 refroidissement assurant l'entrée d'air froid dans le module sont sous-dimensionnés par rapport aux premiers moyens de refroidissement assurant 3034494 9 la sortie d'air chaud. Il est intéressant de prévoir une ouverture dédiée à l'entrée d'air qui soit petite afin d'augmenter la vitesse d'entrée de l'air dans le module. Le rétrécissement de section sur l'écoulement d'air provoque de fait une augmentation de la vitesse de cet écoulement qui permet de balayer rapidement 5 l'air dans la cavité chaude de la demi-coque inférieure du module. Et il est intéressant d'augmenter la dimension des seconds moyens de refroidissement afin d'évacuer un volume d'air chaud important, puisque par échauffement, l'air à l'intérieur du module subit une légère dilatation. Le module lumineux est, dans le mode de réalisation illustré, monté 10 pivotant sensiblement horizontalement de manière notamment à ce que le faisceau projeté puisse suivre la courbe de la route dans les virages. On connaît cette fonctionnalité d'éclairage directionnel sous l'acronyme DBL pour" Dynamic Bending Light ". A cet effet, le module est monté sur un support 42 correspondant, par l'intermédiaire d'un premier palier 44 solidaire de la demi-coque supérieure et 15 d'un deuxième palier 46 solidaire de la demi-coque inférieure, et l'on prévoit un moteur d'entrainement en rotation (non représenté) pour générer le pivotement du module autour de l'axe défini par l'alignement des paliers. On comprend que pour des véhicules ne proposant pas d'éclairage directionnel, le module pourra être monté de façon fixe sur un boîtier du projecteur. 20 En variante non représentée, on pourra prévoir que la demi-coque supérieure est réalisée sensiblement comme la demi-coque inférieure, avec une pièce unique qui joue le rôle de coque et de surface réfléchissante par traitement sa surface interne. La description qui précède explique clairement comment l'invention 25 permet d'atteindre les objectifs qu'elle s'est fixés et notamment de proposer un dispositif lumineux particulièrement compact apte à être logée dans un environnement confiné, sans que cela génère une surchauffe pénalisante pour l'efficacité photométrique du dispositif. Par la création de moyens de refroidissement selon l'invention, on crée un courant d'air convectif naturel entre 30 un point bas froid et un point haut chaud incitant l'air confiné entre l'élément de 3034494 10 déviation optique de la demie coque supérieure et le radiateur à s'évacuer par l'ouverture haute. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme du métier à la structure du module lumineux qui vient d'être décrite à titre 5 d'exemple non limitatif, dès lors que l'on crée, dans un contexte de module lumineux fermé pour éviter la fuite de rayons lumineux, des moyens de refroidissement thermique par des ouvertures permettant une circulation d'air frais dans le module. Les modes de réalisation qui ont été décrits en détail ci-dessus ne sont pas limitatifs de l'invention. On a décrit un dispositif lumineux selon l'invention 10 avec une demi-coque destinée à réaliser des feux de croisement qui est placée au-dessus de la demi-coque destinée à réaliser des feux de route, et on comprendra que l'utilisation de moyens de refroidissement par circulation d'air dans un module lumineux s'applique également à des modules lumineux dans lesquelles les demi-coques sont différemment agencées l'une par rapport à l'autre. 15 En tout état de cause, l'invention ne saurait se limiter au mode de réalisation spécifiquement décrit dans ce document, et s'étend en particulier à tous moyens équivalents et à toute combinaison techniquement opérante de ces moyens. REVENDICATIONS1. Module lumineux comportant deux sous-modules (2, 4) rapportés l'un contre l'autre, en étant disposés l'un sous l'autre de part et d'autre d'une plaque de support centrale (6), et dans chacun desquels une source de lumière (14, 16) est associée à un élément de déviation optique (18, 20) pour la déviation des rayons lumineux émis vers un dispositif optique (22) agencé en sortie du module, caractérisé en ce que chaque sous-module comporte une demi-coque (10, 12) formant en combinaison avec l'autre demi-coque un espace clos à l'exception d'au moins une ouverture (28, 34) réalisée dans chaque demi-coque pour former des moyens de refroidissement par circulation d'air. 2. Module lumineux selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier sous-module (4) est disposé sous le deuxième sous-module (2), l'élément de déviation optique (18) associé au sous-module inférieur (20) étant agencé dans celui-ci pour la production d'un faisceau de rayons de type feux de croisement tandis que l'élément de déviation optique (18) associé au sous-module supérieur est agencé dans celui-ci pour la production d'un faisceau de rayons de type feux de route. 3. Module lumineux selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que dans le premier sous-module (4), l'élément de déviation optique (18) est formé par la face interne réfléchissante (24) de la demi-coque, l'ouverture (28) formant des premiers moyens de refroidissement portés par ladite demi-coque prenant la forme d'au moins une lumière (30) traversant l'épaisseur de la demi-coque pour permettre le passage d'air. 4. Module lumineux selon la revendication 3, caractérisée en ce que la au moins une lumière (30) est réalisée transversalement le long de la lisière de cette face interne réfléchissante (24). 3034494 12 5. Module lumineux selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisée en ce que l'ouverture (28) présente une largeur comprise entre 5 mm et 8 mm. 6. Module lumineux selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que l'ouverture (28) présente une longueur au moins égale à 15mm. 5 7. Module lumineux selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que l'ouverture (28) est réalisée de façon continue par une lumière unique. 8. Module lumineux selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que l'ouverture (28) est discontinue, formée par une pluralité de lumières (30) voisines côte à côte. 10 9. Module lumineux selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'ouverture (28) est réalisée par deux lumières (30) disposées en série transversale à la lisière de la face interne réfléchissante. 10. Module lumineux selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, dans le deuxième sous-module (2), des seconds moyens de 15 refroidissement portés par la demi-coque prennent la forme d'au moins une ouverture (34) traversant l'épaisseur de la demi-coque (10) pour permettre le passage d'air 11. Module lumineux selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'élément de déviation optique (20) est formé par la face interne réfléchissante de la 20 demi-coque, et en ce que l'ouverture est réalisée à la lisière de cette face interne réfléchissante. 12. Module lumineux selon la revendication 10, caractérisé en ce que la demi-coque (10) forme un capot de protection pour un réflecteur (32) réalisé distinctement de la demi-coque et formant l'élément de déviation 25 optique (20), l'ouverture (34) réalisée dans la demi-coque s'étendant sensiblement au-dessus du réflecteur. 3034494 13 13. Module lumineux selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les seconds moyens de refroidissement comportent des nervures de rigidification (36) disposées transversalement dans l'ouverture (34). 14. Module lumineux selon la revendication précédente, caractérisé en ce que 5 les nervures (36) présentent une inclinaison par rapport au plan vertical et transversal de manière à s'étendre vers l'arrière du module, à l'opposé du dispositif optique (22), depuis l'intérieur du module vers l'extérieur de celui-ci. 15. Module lumineux selon l'une des revendications 13 ou 14, caractérisé en 10 ce que deux lumières s'étendent longitudinalement côte à côte pour former ladite ouverture (34), deux rangées de nervures (36) distinctes étant respectivement disposées dans une lumière. 16. Module lumineux selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les sources de lumière (14, 16) sont des diodes 15 électroluminescentes. 17. Module lumineux selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de refroidissement sont disposés symétriquement par rapport un plan vertical et longitudinal. 18. Module lumineux selon l'une des revendications précédentes, caractérisé 20 en ce qu'il est monté rotatif autour d'un axe, les moyens de refroidissement étant agencés autour de cet axe. 19. Projecteur de véhicule automobile avec au moins un module lumineux (1) selon l'une des revendications précédentes.