FR2947033A1 - Lampe pour guirlande de decoration comportant une diode electroluminescente de puissance et guirlande de decoration equipee de telles lampes - Google Patents

Lampe pour guirlande de decoration comportant une diode electroluminescente de puissance et guirlande de decoration equipee de telles lampes Download PDF

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Abstract

L'invention concerne une lampe pour guirlande de décoration, ladite lampe (L) comportant une diode électroluminescente de puissance (10) connectée aux extrémités de câbles d'alimentation électrique (30), se caractérisant par le fait que la diode de puissance (10) est montée sur un dissipateur de chaleur (20) tubulaire entourant les extrémités des câbles (30), ledit dissipateur étant au moins partiellement rempli d'une résine (50) ayant des propriétés d'isolant électrique et enrobant lesdites extrémités.

Description

LAMPE POUR GUIRLANDE DE DECORATION COMPORTANT UNE DIODE ELECTROLUMINESCENTE DE PUISSANCE ET GUIRLANDE DE DECORATION EQUIPEE DE TELLES LAMPES Description Domaine technique de l'invention. La présente invention a pour objet une lampe pour guirlande de décoration, ladite lampe comportant une diode électroluminescente de puissance. Elle a également pour objet une guirlande lumineuse équipée de telles lampes.
L'invention concerne le domaine technique des lampes miniatures de décoration comportant une diode électroluminescente connectée aux extrémités de câbles d'alimentation électrique, lesdites extrémités étant noyées dans de la résine. État de la technique. Les guirlandes ou rideaux lumineux pour illuminations décoratives, sont 25 constituées de lampes électriques de faibles dimensions disposées à intervalles réguliers le long de câbles d'alimentation électrique et montées directement sur ceux-ci. En se rapportant à la figure 1 annexée, ces lampes sont généralement constituées d'une diode électroluminescente (ou LED) 1 connectée aux extrémités de câbles d'alimentation électrique 3. Pour éviter d'avoir accès aux 30 parties sous tension, la base de la LED 1 et les extrémités des câbles 3 sont 10 15 20 2947033 -2
emprisonnées dans un tube 4. Ce dernier est généralement réalisé en silicone revêtu d'une gaine en PVC. Les LED étant typiquement de faible puissance, c'est-à-dire inférieure à 0,1 Watt, le tube 4 n'est soumis à aucune contrainte thermique. 5 Les normes en vigueur imposent que, d'une part les éléments sous tension ne puissent être touchés en cas de dommage et, d'autre part, que la LED ne puisse être arrachée à moins d'un effort très important (50 tractions de 30 Newton pour la plus part des tests d'homologation). Le document brevet EP 1.185.821 au nom de la demanderesse, divulgue un dispositif de sécurité pour ampoule miniature de décoration. Ce dispositif est schématisé sur la figure 2 annexée. Un manchon 6 résistant à la chaleur est surmoulé sur la LED 1 et sur les extrémités des câbles 2. Ce manchon 6 assure une protection à l'arrachement des LED tout en empêchant l'accès aux parties sous tension, notamment lorsque lesdites LED sont brisées. Ici encore, les LED 1 sont typiquement de faible puissance, c'est-à-dire inférieure à 0,1 Watt, de sorte que le manchon 6 est en réalité soumis à une très faible contrainte thermique.
On connait des LED dites de puissance qui génèrent un flux lumineux très supérieur aux LED classiques. Ces LED ont une puissance électrique supérieure ou égale à 0,1 Watt, certaines pouvant atteindre plusieurs dizaines de Watt. Elles se composent d'une ou plusieurs puces émettrices de lumière (typiquement des semi-conducteurs) connectées électriquement à deux électrodes. Les puces sont généralement enrobées dans une couche de substrat. La chaleur dégagée par ces LED est telle qu'il est nécessaire de la dissiper. En gardant le montage de la figure 1 et en remplaçant la LED 1 par une LED de puissance, le tube 4 fond au bout de quelques minutes. De même, en gardant le montage de la figure 2 et en remplaçant la LED 1 par une LED de puissance, le manchon 6 ne peut résister longtemps aux contraintes thermiques qu'il subi. 2947033 -3
Face à cet état des choses, le principal objectif de l'invention est de proposer une lampe à LED de puissance capable de diffuser efficacement la chaleur qu'elle dégage tout en assurant une protection à l'arrachement de ladite LED et empêchant l'accès aux parties conductrices de celle-ci.
Un autre objectif de l'invention est de perfectionner la lampe décrite dans le document EP 1.185.821 en vue de remplacer la LED classique qu'elle comporte par une LED de puissance. Divulgation de l'invention. La solution proposée par l'invention est une lampe pour guirlande de décoration, ladite lampe comportant une diode électroluminescente de 15 puissance connectée aux extrémités de câbles d'alimentation électrique. Cette lampe est remarquable en ce que la diode est montée sur un dissipateur de chaleur tubulaire entourant les extrémités des câbles. En outre, le dissipateur est au moins partiellement rempli de résine ayant des propriétés d'isolant électrique et enrobant les extrémités des câbles. 20 La résine permet d'assurer non seulement une bonne isolation électrique mais encore une efficace protection à l'arrachement. Le dissipateur de chaleur a, quant à lui, une double fonction : dissiper la chaleur et servir de contenant à la résine.
25 Le dissipateur de chaleur est préférentiellement un élément cylindrique rigide creux réalisé dans un matériau conducteur de chaleur et dont la paroi externe est pourvue d'ailettes.
L'élément cylindrique et les ailettes sont avantageusement en métal et 30 sont isolés électriquement. 5 10 2947033 -4
Selon une caractéristique avantageuse de l'invention permettant de simplifier la conception de la lampe, la diode de puissance est disposée sur un embout conducteur de chaleur fixé à l'extrémité supérieure du dissipateur de chaleur. La diode de puissance est préférentiellement recouverte d'une optique fixée sur l'embout conducteur de chaleur, ladite optique pouvant être surmontée d'un dôme concave conique s'étendant vers le bas ou de toute autre forme.
10 Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, l'optique est vissée sur l'embout conducteur de chaleur.
Selon une caractéristique avantageuse de l'invention permettant de simplifier la conception de la lampe et de réduire ces dimensions, la diode de 15 puissance est formée de deux électrodes connectées électriquement à une ou plusieurs puces émettrices de lumières, lesdites puces étant enrobées dans une couche de substrat directement disposée sur l'embout conducteur de chaleur.
20 L'embout conducteur de chaleur comporte préférentiellement une face avant et une face arrière, ladite face avant étant configurée pour recevoir la diode de puissance et ladite face arrière étant pourvue d'un pas de vis coopérant avec un pas de vis complémentaire réalisé au niveau de l'extrémité supérieure du dissipateur de chaleur. 25 Un autre aspect de l'invention concerne une guirlande décorative formée d'une succession de lampes conformes à l'une des caractéristiques précédentes, lesdites lampes étant disposées à intervalles réguliers ou non le long de câbles d'alimentation électrique et montées directement sur ceux-ci. 5 30 Description des figures.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description d'un mode de réalisation préféré qui va suivre, en référence aux dessins annexés, réalisés à titre d'exemples indicatifs et non limitatifs et sur lesquels : - la figure 1 précitée est une vue en coupe d'une lampe pour guirlande de décoration connue de l'art antérieur, - la figure 2 précitée est une vue en coupe d'une lampe pour guirlande de décoration du type décrite dans le document EP 1.185.821, - la figure 3 est une vue en coupe d'une lampe pour guirlande de décoration conforme à l'invention, - la figure 4 est une vue schématique en perspective d'une portion de guirlande équipée de lampes conformes à l'invention.
Modes de réalisation de l'invention.
La lampe L objet de l'invention est destinée à équiper des guirlandes de décoration. Au sens de la présente invention, des filets ou des rideaux lumineux sont considérés comme des guirlandes de décoration. En se rapportant à la figure 4, cette guirlande décorative est formée d'une succession de lampes L disposées à intervalles réguliers ou non le long des câbles d'alimentation électrique 30 et montées directement sur ceux-ci.
En se rapportant aux figures 3 et 4, la lampe L est de forme générale cylindrique. Son diamètre est d'environ 12 mm et sa hauteur d'environ 22 mm.
D'autres formes et dimensions peuvent toutefois être prévues. Elle comporte une diode électroluminescente (ci-après LED) de puissance 10 connectée aux - 5 2947033 -6
extrémités de câbles d'alimentation électrique 30. On entend par LED de puissance, une LED dont la puissance électrique est supérieure ou égale à 0,1 Watt. De manière classique, la LED de puissance 10 est formée de deux électrodes connectées électriquement à une ou plusieurs puces émettrices de 5 lumières, lesdites puces étant enrobées dans une couche de substrat 100. Les électrodes, une anode et une cathode, sont alimentées électriquement par les câbles 30. Cette conception étant connue de l'homme du métier, elle ne sera pas décrite ici plus en détail.
10 La LED de puissance 10 peut fonctionner à très basse tension, typiquement à 24 Volts, mais également à 230 Volts. Selon la source de courant à laquelle sont reliés les câbles 30 (secteur, batterie, ...), on pourra prévoir de coupler la LED de puissance 10 à un transformateur monté avec un redresseur. La LED de puissance 10 peut également être couplée à un 15 programmateur permettant de faire varier l'intensité lumineuse des puces et/ou d'allumer différemment lesdites puces.
Conformément à l'invention, la LED de puissance 10 est montée sur un dissipateur de chaleur tubulaire 20 entourant les extrémités des câbles 30. En 20 pratique, ce dissipateur de chaleur 20 est un élément cylindrique rigide creux réalisé dans un matériau conducteur de chaleur et dont la paroi externe est pourvue d'ailettes 200. Ces dernières permettent d'accentuer la surface d'échange avec l'air ambiant. Les guirlandes de décoration étant généralement suspendues dans le vide, l'air ambiant circulant autour des lampes L favorise 25 les phénomènes de convection et contribue à refroidir rapidement lesdites lampes.
A titre d'exemple non limitatif, le dissipateur 20 se présente sous la forme d'un élément cylindrique creux de diamètre externe environ 10 mm et de 30 diamètre interne environ 8 mm. En se rapportant aux figures 3 et 4, les ailettes 200 se présentent sous la forme de colliers coaxiaux à l'élément cylindrique - 7
creux et parallèles entre eux. Ces ailettes 200 sont espacées l'une de l'autre d'environ 2 mm. Toute autre forme d'ailettes peut être prévue, notamment des ailettes longitudinales parallèles à l'axe longitudinal de l'élément cylindrique creux.
Le matériau utilisé pour réaliser le dissipateur 20 peut être du métal, du graphite, de la céramique, des fibres de carbone, ou tout autre matériau susceptible de dissiper efficacement la chaleur. Dans le cas où un matériau métallique est utilisé, l'élément cylindrique formant le dissipateur 20 et les ailettes 200 devront être isolés, par exemple en étant recouverts d'une gaine isolante, de façon à assurer l'isolation électrique de la lampe L. Toutefois, comme cela est explicité plus après dans la présente description, il n'y a à priori aucun risque que les extrémités des câbles 30 rentrent en contact avec les parois internes du dissipateur 20 et donc que l'utilisateur s'électrocute en manipulant les lampes L sous tension.
En se rapportant toujours à la figure 3, la LED de puissance 10 est avantageusement disposée sur un embout conducteur de chaleur 1000 vissé à l'extrémité supérieure du dissipateur 20. En pratique, l'embout 1000 est réalisé dans le même matériau que le dissipateur 20. Il s'agit d'un élément essentiellement cylindrique comportant : - une face avant configurée pour recevoir les éléments constitutifs de la LED de puissance 10. En particulier, un alésage est réalisé sur cette face avant et dans lequel est disposée la couche de substrat 100 enrobant la ou les puces émettrices de lumières et les deux électrodes de la LED de puissance 10. - une face arrière pourvue d'un pas de vis 1001 coopérant avec un pas de vis complémentaire réalisé au niveau de l'extrémité supérieure du dissipateur 20. Sur l'exemple de la figure 3, l'embout 1000 est pourvu d'un pas de vis 1001 externe coopérant avant un pas de vis réalisé sur la surface interne du dissipateur 20. On pourrait prévoir de manière équivalente un embout 1000 pourvu d'un pas de vis interne et coopérant avant un pas de vis réalisé sur la 2947033 -8
surface externe du dissipateur 20. Dans une variante de réalisation, on pourrait prévoir de coller la face arrière de l'embout 1000 sur l'extrémité supérieure du dissipateur 20.
5 Après la mise en place de l'embout 1000, l'extrémité supérieure du dissipateur 20 se retrouve obturée, et ce dernier peut alors convenablement servir de contenant à la résine 50.
La LED de puissance 10 est préférentiellement recouverte d'une optique 10 60 fixée sur l'embout 1000, ladite optique pouvant être surmontée d'un dôme hémisphérique convexe s'étendant vers le haut. L'optique 60 est réalisée en polycarbonate transparent ou translucide, coloré ou non. En se rapportant à la figure 3, on préfère toutefois utiliser une optique 60 surmontée d'un dôme concave conique, s'étendant vers le bas. Cette concavité conique a pour effet 15 de diffuser la lumière de manière quasi multidirectionnelle, avec un angle solide de l'ordre de 320° ce qui contribue à améliorer l'effet lumineux d'ensemble. L'optique 60 est préférentiellement vissée sur l'embout 1000. Sur l'exemple de la figure 3, l'optique 60 est pourvu d'un pas de vis interne 600 et coopérant avant un pas de vis réalisé sur la surface externe de la face avant de l'embout 20 1000.
Conformément à l'invention, le dissipateur 20 contient de la résine 50 ayant des propriétés d'isolants électrique. En pratique, on injecte la résine 50 une fois que la LED de puissance 10 est positionnée sur le dissipateur 20 et 25 qu'elle est reliée aux extrémités des câbles 30. Après l'injection, ces dernières se retrouvent enrobées dans la résine 50, ce qui permet d'assurer non seulement une protection efficace à l'arrachement mais encore une bonne isolation électrique. Le dissipateur 20 peut être rempli totalement ou partiellement de résine 50, la quantité de résine dépendant des efforts limites 30 d'arrachement recherchés. Par exemple, pour un dissipateur 20 ayant les dimensions susmentionnées, et pour éviter l'arrachement au bout de 50 2947033 -9
tractions successives de 30 Newton, on rempliera complètement le dissipateur 20. La résine 50 employée peut être une résine époxyde, silicone, polyimide, polycarbonate, etc. Elle peut être rigide ou souple étant donné que la rigidité du dissipateur 20 la protège de n'importe quel choc ou écrasement. 5

Claims (10)

  1. Revendications1. Lampe pour guirlande de décoration, ladite lampe (L) comportant une diode électroluminescente de puissance (10) connectée aux extrémités de câbles d'alimentation électrique (30), se caractérisant par le fait que la diode de puissance (10) est montée sur un dissipateur de chaleur (20) tubulaire entourant les extrémités des câbles (30), ledit dissipateur étant au moins partiellement rempli d'une résine (50) ayant des propriétés d'isolant électrique et enrobant lesdites extrémités.
  2. 2. Lampe selon la revendication 1, dans laquelle le dissipateur de chaleur (20) est un élément cylindrique rigide creux réalisé dans un matériau conducteur de chaleur et dont la paroi externe est pourvue d'ailettes (200).
  3. 3. Lampe selon la revendication 2, dans laquelle l'élément cylindrique (20) et les ailettes (200) sont en métal et sont isolés électriquement.
  4. 4. Lampe selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la diode de puissance (10) est disposée sur un embout conducteur de chaleur (1000) fixé à l'extrémité supérieure du dissipateur de chaleur (20).
  5. 5. Lampe selon la revendication 4, dans laquelle la diode de puissance (10) est recouverte d'une optique (60) fixée sur l'embout conducteur de chaleur (1000).
  6. 6. Lampe selon la revendication 5, dans laquelle l'optique (60) est surmontée d'un dôme concave conique s'étendant vers le bas. 2947033 -11-
  7. 7. Lampe selon l'une des revendications 5 à 6, dans laquelle l'optique (60) est vissée sur l'embout conducteur de chaleur (1000).
  8. 8. Lampe selon l'une des revendications 4 à 7, dans laquelle la 5 diode de puissance (10) est formée de deux électrodes connectées électriquement à une ou plusieurs puces émettrices de lumières, lesdites puces étant enrobées dans une couche de substrat (100) directement disposée sur l'embout conducteur de chaleur (1000). 10
  9. 9. Lampe selon l'une des revendications 5 à 8, dans laquelle l'embout conducteur de chaleur (1000) comporte une face avant et une face arrière, ladite face avant étant configurée pour recevoir les éléments constitutifs de la diode de puissance (10) et ladite face arrière étant pourvue d'un pas de vis (1001) coopérant avec un pas de vis complémentaire réalisé 15 au niveau de l'extrémité supérieure du dissipateur de chaleur (20).
  10. 10. Guirlande décorative, se caractérisant par le fait qu'elle est formée d'une succession de lampes (L) conformes à l'une des revendications 1 à 9, lesdites lampes étant disposées à intervalles réguliers 20 ou non le long de câbles d'alimentation électrique (30) et montées directement sur ceux-ci.
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