FR3028004A1 - Projecteur semi-elliptique comprenant un radiateur - Google Patents

Abstract

Projecteur pour véhicule automobile comportant une source lumineuse (S) un moyen de mise en mouvement et un élément optique mobile configuré pour être entrainé par ledit moyen de mise en mouvement et agencé pour couper et/ou réfléchir un faisceau lumineux émis par la source, caractérisé en ce qu'il comporte un radiateur relié thermiquement audit moyen de mise en mouvement.

Description

PROJECTEUR SEMI-ELLIPTIQUE COMPRENANT UN RADIATEUR Le domaine de la présente invention est celui des équipements pour automobile et, plus particulièrement, celui des projecteurs de lumière pour ces véhicules automobiles. Les projecteurs de véhicule automobile comprennent généralement une lentille et un réflecteur dans lequel est disposée une source lumineuse. Il est connu d'utiliser une barrette de coupure permettant diverses phases d'occultation du faisceau lumineux. La barrette est alors actionnée électriquement par un moteur pour se déplacer, sur commande, entre au moins deux positions angulaires dans lesquelles elle occulte plus ou moins le faisceau lumineux. Ceci permet de limiter la portée du projecteur, par exemple à celle des feux de croisement, dite position code, pour ne pas éblouir les conducteurs circulant en sens inverse, ou encore à celle des feux de route, dite position route, dans laquelle il n'y a pas d'occultation. Cette technologie est couramment utilisée avec des projecteurs comportant une source lumineuse de forte puissance, tels que des projecteurs à lampe halogène ou au xénon, pour lesquels la perte de puissance lumineuse due à l'interception du flux par la barrette n'est pas réellement préjudiciable.

La chaleur dégagée par la source lumineuse et par les rayons solaires qui entrent dans le module optique par l'intermédiaire de la lentille entraîne le réchauffement de l'environnement intérieur du module optique et donc du moteur. Ce phénomène de réchauffement est notamment défini par une température dite d'environnement. Le moteur est amené à dissiper beaucoup de puissance en fonctionnement ce qui entraîne un auto-échauffement du moteur important. Ce phénomène d'auto-échauffement est notamment défini par une température dite d'auto-échauffement.

La température atteinte par le moteur, c'est-à-dire la somme des températures d'environnement et d'auto-échauffement, est donc importante, ce qui risque d'endommager le boîtier en matière plastique sur lequel le moteur est monté.

Il est connu, pour remédier à cet inconvénient d'installer une carte électronique avec le moteur dans le module optique. La carte électronique réduit en effet l'intensité du courant qui traverse le moteur et donc sa puissance et réduit la chaleur qu'il doit dissiper. Cependant, une telle installation est coûteuse et encombrante. Une autre solution connu consiste à choisir le boîtier en métal, de part sa résistance aux fortes températures, mais ce matériau présente l'inconvénient d'être lourd et coûteux. L'invention vise à remédier à ces inconvénients. A cet effet, l'invention a pour objet un projecteur pour véhicule automobile comportant une source lumineuse, un moyen de mise en mouvement et un élément optique mobile configuré pour être entrainé par ledit moyen de mise en mouvement et agencé pour couper et/ou réfléchir un faisceau lumineux émis par la source, caractérisé en ce qu'il comporte un radiateur relié thermiquement audit moyen de mise en mouvement.

Ainsi, grâce au radiateur, on optimise la diffusion de la chaleur du moyen de mise en mouvement et on peut se passer à la fois d'une carte électronique et d'un boitier en métal couteux.

Selon un aspect de l'invention, le projecteur comprend un réflecteur, ledit faisceau lumineux étant réfléchi par le réflecteur avant d'être coupé et/ou réfléchi par l'élément optique mobile. Selon un exemple de réalisation de l'invention, la source lumineuse 30 comprend au moins une diode électroluminescente, dite diode LED.

Selon un aspect de l'invention, le radiateur est configuré pour dissiper la chaleur générée par la ou les diodes LED. L'invention permet ainsi d'utiliser un unique radiateur pour dissiper la chaleur issue du moyen de mise en mouvement et celle issue de la source lumineuse.

Avantageusement, ledit réflecteur a la forme d'une portion de demi- ellipsoïde s'étendant au dessus d'un plan de symétrie dudit ellipsoïde, ladite source étant positionnée sur l'axe de symétrie de l'ellipsoïde.

Selon un mode de réalisation, le radiateur est positionné en dessous du plan de symétrie dudit ellipsoïde. Selon un exemple de réalisation de l'invention, le radiateur est positionné en amont de l'élément optique mobile dans le sens d'émission dudit faisceau 15 lumineux. Avantageusement, ledit le radiateur est situé au moins en partie à l'intérieur dudit ellipsoïde. 20 Selon un mode de réalisation de l'invention, le radiateur est situé entre un fond du réflecteur et ledit élément optique mobile. Selon un exemple de réalisation de l'invention, ledit projecteur comprend une lentille optique, ledit radiateur étant positionné au moins en partie dans un 25 volume défini par l'extension cylindrique selon un axe optique de la lentille d'un contour périphérique de la lentille jusqu'à un plan transversal passant par le fond du réflecteur. On comprend ici que le radiateur est situé, au moins en partie, à l'intérieur d'un volume défini par une deuxième portion de demi-ellipsoïde, symétrique de la première portion de demi-ellipsoïde et formant avec elle ladite 30 portion d'ellipsoïde. Ainsi, en plus d'améliorer la diffusion de la chaleur, l'invention permet de positionner le radiateur de telle sorte que le projecteur de l'invention ne prend pas plus de place qu'un projecteur elliptique dépourvu de radiateur.

Selon un aspect de l'invention, le moyen de mise en mouvement est situé dans la même zone du projecteur que le radiateur. L'invention permet ainsi d'améliorer le refroidissement du moyen de mise en mouvement grâce au radiateur tout en optimisant l'encombrement du projecteur. Avantageusement, le moyen de mise en mouvement est situé en amont de l'élément optique mobile dans le sens d'émission dudit faisceau lumineux. Le moyen de mise en mouvement est donc protégé des rayons du soleil pénétrant dans le projecteur par la lentille. Selon un mode de réalisation de l'invention, ledit moyen de mise en mouvement est situé en dessous du plan de symétrie dudit ellipsoïde.

Selon un aspect de l'invention, ledit moyen de mise en mouvement est situé au moins en partie à l'intérieur dudit ellipsoïde. Selon un exemple de réalisation de l'invention, ledit moyen de mise en mouvement est situé en dessous de ladite source lumineuse.

Selon un aspect de l'invention, le moyen de mise en mouvement est situé entre un fond du réflecteur et ledit élément optique mobile. Avantageusement, ledit projecteur comprend une lentille optique, ledit 25 moyen de mise en mouvement étant positionné au moins en partie dans un volume défini par l'extension d'un contour périphérique de la lentille jusqu'à un fond du réflecteur parallèlement à un axe optique de la lentille. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et 30 avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative détaillée qui va suivre, d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple purement illustratif et non limitatif, en référence aux dessins schématiques annexés. Sur ces dessins : - la figure 1 est une vue schématique d'un projecteur semi-elliptique selon un mode de réalisation de l'invention, en position de feux de route, - la figure 2 est une vue schématique du projecteur de la figure 2, en position de feux de croisement. - la figure 3 est une vue de face d'un exemple de réalisation du projecteur de l'invention. En se référant aux figures 1 et 2, on voit un projecteur demi-elliptique 1 de véhicule automobile comprenant un réflecteur 12, ayant la forme d'une première portion de demi-ellipsoïde s'étendant au dessus d'un plan de symétrie de l'ellipsoïde. Le projecteur comprend également une source lumineuse S comprenant une diode électroluminescente, dite diode LED, positionnée à l'intérieur du réflecteur. La source lumineuse comprend ici une pluralité de diodes LED. Une deuxième portion de demi-ellipsoïde 15 formant une portion d'ellipsoïde avec la première portion de demi-ellipsoïde 14 est représentée en pointillés à des fins de compréhension mais ne représente pas un élément physique réel du projecteur demi-elliptique. La deuxième portion de demi-ellipsoïde 15 est symétrique par rapport à la première portion de demi-ellipsoïde 14 selon le plan de symétrie de l'ellipsoïde. La première portion de demi-ellipsoïde est limitée axialement par un plan M perpendiculaire à l'axe de symétrie de l'ellipsoïde et coupant l'ellipsoïde. La source lumineuse S est positionnée sur un axe de symétrie x de la portion d'ellipsoïde, au niveau d'un premier foyer de la première portion de demi-ellipsoïde, du côté du fond du réflecteur 12, la source lumineuse n'émettant que sur un angle solide de 27 stéradians, soit, en coupe selon un plan vertical passant par l'axe optique, comme cela apparait sur la figure, sur un secteur de 1800 dirigé vers le haut. Cette configuration est particulièrement bien adaptée à une source lumineuse formée par des diodes électroluminescentes LED, qui n'émettent que sur un angle solide de 27 stéradians. L'axe de symétrie x de l'ellipsoïde est un axe de symétrie longitudinal de l'ellipsoïde. Le plan de symétrie de l'ellipsoïde contient l'axe de symétrie x de l'ellipsoïde.

Le flux lumineux se dirige, après réflexion sur le réflecteur 12 vers le second foyer F de l'ellipsoïde puis vers une lentille convergente 3 du projecteur 1 située en aval du réflecteur dans le sens d'émission du flux lumineux et dont le but est de projeter le flux lumineux sur la route. Du fait de cette émission sur 27 stéradians le faisceau lumineux ne se dirige que vers la moitié inférieure de la lentille 3. Comme cela est visible sur les figures 1 et 2, un élément optique mobile 4 agencé pour couper et/ou réfléchir le faisceau lumineux émis par la source et réfléchi par le réflecteur est positionné au niveau du second foyer F. Il s'agit ici d'un miroir 4. Dans un autre mode de réalisation de l'invention non représenté, il pourrait s'agir d'une barrette de coupure. La surface réfléchissante du miroir 4 est dirigée vers le haut de façon à pouvoir intercepter le flux lumineux en provenance du réflecteur 12. Ce miroir 4 est mobile autour d'un axe horizontal de façon à positionner sa surface réfléchissante, soit dans un plan horizontal passant par ou parallèle à l'axe de symétrie de l'ellipsoïde x, soit, dans un plan incliné vers l'avant, dans une position dite escamotée. Sur la figure 1, le miroir 4 est incliné par rapport au plan horizontal et est positionné en dehors du flux lumineux, laissant ainsi passer tous les rayons en direction de la lentille 3. Ceux-ci traversent la partie basse de la lentille et sont redressés vers le haut pour éclairer la route sur une grande distance. On se retrouve ainsi en position route sans perte de la puissance lumineuse émise par la source S.

En revanche, sur la figure 2, le miroir 4 est dans une position horizontale et son envergure longitudinale est suffisante pour intercepter tous les rayons en provenance du réflecteur 12. Tous ces rayons sont réfléchis vers le haut par le miroir 4 et sont redirigés par celui-ci vers la partie haute de la lentille 3. En sortie de la lentille les rayons lumineux sont renvoyés vers l'avant, mais avec une inflexion vers le bas, ce qui permet d'éclairer la route sur une distance donnée. On se retrouve alors dans une position de code, cette fois encore, sans perdre de la puissance lumineuse émise par la source S. La forme du faisceau pour répondre aux exigences des normes de code européen est donnée soit par une forme particulière de la lentille 3, soit par un décalage axial du foyer de la lentille par rapport au second foyer F de l'ellipsoïde, soit enfin par une combinaison des deux. De façon pratique on remarque que quelle que soit la position donnée au miroir 4 la source lumineuse S reste allumée, le faisceau qu'elle émet étant dirigée soit sensiblement horizontalement en position de feux de route, soit dirigée vers le bas en position de feux de croisement. Le fonctionnement de la source lumineuse est ainsi amélioré, en particulier lorsqu'elle est réalisée par des diodes électroluminescentes LED, puisqu'elle ne passe pas par des phases successives d'allumage et d'extinction.

Le projecteur 1 comprend au moins un moyen de mise en mouvement 20 configuré pour rendre mobile l'élément optique mobile 4. Le moyen de mise en mouvement 20 est par exemple un actionneur, un solénoïde, une bobine ou comme ici un moteur électrique. Il comprend ici un arbre moteur au bout duquel est positionné un pignon 21 qui entraine en rotation l'élément optique mobile 4 par l'intermédiaire d'un secteur dentée 22. Selon l'invention, le projecteur 1 comprend un radiateur 30 configuré pour dissiper la chaleur issue du moyen de mise en mouvement 20.

Comme illustré sur la figure 3, le radiateur comprend des ailettes 31. Les ailettes 31 s'étendent parallèlement entre elles et perpendiculairement par rapport à l'axe de symétrie x de l'ellipsoïde. Le radiateur 30 est en contact avec une armature du moyen de mise en mouvement. Il est conçu de manière à augmenter la surface d'échange avec l'air. Le radiateur permet au moteur électrique d'admettre dans ses spires une densité de courant allant jusqu'à 6A/mm2 et de dissiper ce courant dans un environnement de 1300 à 160°C sans dépasser la température critique des spires, qui se situe autour de 220°C. Le radiateur est situé au plus proche de la source lumineuse S et notamment en amont de l'élément optique mobile 4 dans le sens 40 d'émission du faisceau lumineux. Le sens 40 d'émission du faisceau lumineux est le sens par lequel il sort du projecteur dans le but d'être projeté sur la route. On entend par « en amont » le fait que le radiateur est situé en amont d'un plan P perpendiculaire à l'axe de symétrie x de l'ellipsoïde, le plan P étant lui même situé en amont de l'élément optique mobile 4.

Le radiateur 30 est situé en dessous du plan de symétrie de l'ellipsoïde, par exemple au moins en partie à l'intérieur de la deuxième portion de demi-ellipsoïde représenté en pointillé, c'est-à-dire à l'intérieur de la portion d'ellipsoïde. Le radiateur 30 est positionné au moins en partie dans un volume cylindrique V s'appuyant selon l'axe optique de la lentille 3, sur le contour périphérique 18 de la lentille 3, et s'étendant jusqu'au fond 13 du réflecteur 12 comme illustré sur les figures 1 et 2. Le contour périphérique 18 de la lentille 3 est, notamment circulaire.

Le moyen de mise en mouvement 20 est avantageusement situé dans la même zone du projecteur que le radiateur 30. Le moyen de mise en mouvement 20 est par exemple situé en amont de l'élément optique mobile 4 dans le sens 40 d'émission du faisceau lumineux.

Le moyen de mise en mouvement 20 est situé en dessous du plan de symétrie de l'ellipsoïde, par exemple au moins en partie à l'intérieur de la deuxième portion de demi-ellipsoïde représenté en pointillé, c'est-à-dire à l'intérieur de la portion d'ellipsoïde. L'invention permet ainsi d'améliorer le refroidissement du moyen de mise en mouvement tout en optimisant l'encombrement du projecteur. En outre, la source lumineuse émettant un faisceau lumineux uniquement vers la première portion de demi-ellipsoïde, la majorité de la chaleur dégagée par la source lumineuse n'est pas dirigée vers le moyen de mise en mouvement. Le moyen de mise en mouvement 20 étant refroidi grâce au radiateur 30 il est ainsi possible de positionner le moyen de mise en mouvement 20 au plus proche de la source lumineuse, sans risquer qu'il ne s'échauffe trop, et ainsi améliorer l'encombrement du projecteur. Le moyen de mise en mouvement 20 peut donc être situé en dessous de ladite source lumineuse S, c'est-à-dire qu'il est traversé par un plan 0 perpendiculaire à l'axe de symétrie x de la portion d'ellipsoïde passant par la source lumineuse S. Le moyen de mise en mouvement 20 est positionné au moins en partie dans ledit volume V.

Le projecteur de l'invention peut comprendre également plusieurs réflecteurs demi-elliptiques 12 comme illustré sur la figure 3. Ces réflecteurs 12 sont par exemples positionnés les uns à coté des autres. Le fait de positionner le moyen de mise en mouvement 20 en amont de l'élément optique mobile 4 est d'autant plus avantageux dans ce mode de réalisation car il permet de rapprocher la ou les lentilles 3 de chacun des réflecteurs sans être gêner par la présence du moyen de mise en mouvement. Avantageusement, le projecteur comprend un unique moyen de mise en mouvement 20 pour l'ensemble des réflecteurs 12, agencé pour rendre mobiles les éléments optiques mobiles 4 de chaque réflecteur.

Le projecteur comprend, par exemple, un support 19 sur lequel le moyen de mise en mouvement 20 est monté. Le montage peut se faire par un encliquetage à l'aide d'une bride métallique ou plastique, une soudure, un vissage au tout autre moyen d'assemblage rigide. L'invention a été décrite avec une combinaison d'un miroir plan 4 et d'une lentille 3 qui renverse les rayons lumineux et qui donne la forme voulue au faisceau. Elle pourrait tout aussi bien être réalisée par un organe unique de retournement du faisceau, tel qu'un miroir présentant une forme complexe qui renvoie le faisceau lumineux vers l'avant en lui donnant la forme voulue. Le passage de la configuration des feux de route aux feux de croisement reste, dans ce cas, assuré par un déplacement du miroir à forme complexe, qui est ainsi mobile comme l'est le miroir plan de la configuration décrite.15

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Projecteur (1) pour véhicule automobile comportant une source lumineuse (S), un moyen de mise en mouvement (20) et un élément optique mobile (4) configuré pour être entrainé par ledit moyen de mise en mouvement (20) et agencé pour couper et/ou réfléchir un faisceau lumineux émis par la source (S), caractérisé en ce qu'il comporte un radiateur (30) relié thermiquement audit moyen de mise en mouvement (20).
2. 2. Projecteur selon la revendication 1, dans lequel le projecteur (1) comprend un réflecteur (12), ledit faisceau lumineux étant réfléchi par le réflecteur (12) avant d'être coupé et/ou réfléchi par l'élément optique mobile (4).
3. 3. Projecteur (1) selon la revendication 2, dans lequel ledit réflecteur (12) a la forme d'une portion de demi-ellipsoïde s'étendant au dessus d'un plan de symétrie dudit ellipsoïde, ladite source (S) étant positionnée sur l'axe de symétrie (x) de l'ellipsoïde.
4. 4. Projecteur (1) selon la revendication 3, dans lequel le radiateur (30) est positionné en dessous du plan de symétrie dudit ellipsoïde.
5. 5. Projecteur (1) selon la revendication 3 ou 4, dans lequel ledit le radiateur (30) est situé au moins en partie à l'intérieur dudit ellipsoïde.
6. 6. Projecteur (1) selon l'une des revendications 2 à 5, dans lequel le radiateur (30) est situé entre un fond (13) du réflecteur (12) et ledit élément optique mobile (4).
7. 7. Projecteur (1) selon la revendication 6, dans lequel ledit projecteur (1) comprend une lentille optique (3), ledit radiateur (30) étant positionné au moins en partie dans un volume (V) défini par l'extension cylindrique selon un axe optique de la lentille d'un contour périphérique de la lentille (3) jusqu'à plan transversal passant par un fond (13) du réflecteur (12).
8. 8. Projecteur (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel la source lumineuse (S) comprend au moins une diode électroluminescente, dite 30 diode LED.
9. 9. Projecteur (1) selon la revendication 8, dans lequel le radiateur (30) est configuré pour dissiper la chaleur générée par la ou les diodes LED.
10. 10. Projecteur (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le radiateur (30) est positionné en amont de l'élément optique mobile (4) dans le sens d'émission dudit faisceau lumineux.