WO2011092191A1 - Dispositif d'éclairage par diodes leds - Google Patents

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WO2011092191A1
WO2011092191A1 PCT/EP2011/051046 EP2011051046W WO2011092191A1 WO 2011092191 A1 WO2011092191 A1 WO 2011092191A1 EP 2011051046 W EP2011051046 W EP 2011051046W WO 2011092191 A1 WO2011092191 A1 WO 2011092191A1
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sheet
lighting device
high thermal
thermal diffusivity
ring
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PCT/EP2011/051046
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Michel Asseraf
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Arm Concept 5
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Definitions

  • LED lighting devices are often used for specific applications, for example to be fixed on swimming pool walls, on boats, ...
  • the lighting devices are designed to be waterproof.
  • a lighting device comprises:
  • electrical connections is meant the metal parts of the illuminating element for connecting the light source to a power source.
  • the light source comprises at least one LED.
  • LEDs are very attractive because they are small in size, have a high light energy / electrical energy consumption and have a long service life.
  • the first sheet with high thermal diffusivity has a surface strictly greater than a maximum transverse dimension of the ring.
  • the first sheet with high thermal diffusivity covers the rear face of the body.
  • said support comprises a rigid plate on one side of which is held a sheet made of a thermally insulating material.
  • the face of said plate on which is maintained the sheet of thermally insulating material is the face opposite a face vis-à-vis the light source.
  • Said support further comprises the second sheet with high thermal diffusivity contiguous to the sheet of thermally insulating material.
  • the regulator is placed on the second sheet with high thermal diffusivity. Thus, the temperature is diffused over the entire surface of the second sheet with high thermal diffusivity and the temperature at the regulator is lowered.
  • the superposition, in order, of the two sheets and the positioning of the regulator on the second sheet with high thermal diffusivity allow on the one hand to diffuse the heat of the regulator to an environment outside the lighting device rather than to the light source and on the other hand to avoid any electrical contact of the regulator during the establishment of the support in the ring.
  • the sheet of thermally insulating material is a polyester sheet.
  • the insulating polyester sheet prevents the heat thus diffused from being conveyed towards the LED support. The heat generated by the regulator is thus diffused towards the rear face of the spot.
  • the second sheet with high thermal diffusivity is sufficiently rigid to form a support and support itself the regulator without recourse to a rigid plate.
  • the second sheet with high thermal diffusivity (62) is preferably positioned at a lateral end, opposite to a lateral end located on the side of the rear face. of the body and thus comprises a face not included in the internal volume of the ring.
  • the ring comprises two volumes, a first volume comprising the electrical connections of the light source, a second volume comprising the regulator and the second sheet with high thermal diffusivity.
  • the body is removable relative to the ring.
  • the body can be interchangeable in form, color and thickness.
  • the ring and the body can thus be made independently of one another.
  • the lighting device thus has the advantage of being simple in constitution and can be delivered with a multitude of interchangeable bodies.
  • the lighting device comprises, at a lateral end opposite a lateral end located on the side of the rear face of the body, a heat dissipating plate.
  • Figure 2 is a sectional view of the lighting device of Figure 1, according to one embodiment
  • An illumination device 10 according to one embodiment of the invention comprises, as illustrated in FIGS. 1 and 2:
  • an illuminating element 40 comprising an electric light source 41 emitting a light beam and associated electrical connections 42.
  • the body 20 has a thickness sufficient to include, at a first face of said body, said rear face 22, blind holes 21.
  • the holes correspond in number, size and position to the number, size and position of the LEDs.
  • Each blind hole 21 receives and holds in place all or part of the LED.
  • the body has through holes.
  • the holes correspond in number, size and position to the number, size and position of the LEDs.
  • Each through hole receives and holds in place a portion of the LED, a portion of the electrical light source emerging from the body. The LEDs are thus mounted through the body.
  • the body 20 is advantageously made of a transparent or translucent material, such as for example a polycarbonate, to allow diffusion of the light emitted by the LEDs.
  • Said body has a high mechanical impact strength and is suitable and resistant to loads of at least 20 Kg.N.
  • the body has a non-limiting thickness of substantially 5 cm.
  • the first sheet with high thermal diffusivity 5 is made of a material with high thermal conductivity and diffusivity coefficients such as, for example, an aluminum alloy.
  • the first sheet with high thermal diffusivity preferably has a thermal diffusivity coefficient of at least 0.83 ⁇ 10 -4 m 2 / s and a thermal conductivity coefficient of at least 200 W / (m + K).
  • said body has on its rear face 22, between said rear face and the first sheet with high thermal diffusivity 5, a paint layer 23 to customize the final lighting device.
  • the ring 30 is made of a material resistant to corrosion, especially saline, for example polyvinyl chloride, acrylic, or aluminum.
  • the regulator 7 is fixed on a rigid support 6 to support said regulator.
  • the rigid plate 61 is circular, of diameter substantially equal to an inner diameter of the ring 30, so that the plate can be mounted slightly in force inside the ring.
  • the plate is held inside the ring, for example by bonding points, at a peripheral edge of said plate.
  • the support 6 is a second sheet with high thermal diffusivity 62, on a face 61 1 of which the regulator 7 is held, inside the volume of the ring 30.
  • the second sheet with high thermal diffusivity 62 is intended for dissipation the heat generated by the regulator 7.
  • the second sheet with high thermal diffusivity 62 is circular, of diameter substantially equal to an inner diameter of the ring 30, so that said second sheet can be mounted slightly in force inside the ring.
  • the second sheet with high thermal diffusivity 62 is held inside the ring, for example by bonding points, at a peripheral edge of said sheet.
  • the second sheet with high thermal diffusivity 62 is circular, of diameter substantially equal to an outer diameter of the ring 30, so that said second sheet can be held against the lateral end 33 of the ring.
  • the second sheet 62 is held outside the ring, for example by gluing, at the lateral end 33 of said ring.
  • the regulator 7 and the associated electronic components are chosen so that once the electrical connection is made, the lighting device 10 has a minimum size.
  • the LEDs are arranged in series of three, powered by a DC voltage between 10 and 28 volts, using a controller such as a LM 317 type regulator National Semiconductor, and a variable resistance of the order of 10 ohms.
  • the internal volume is filled with resin 31 to allow sealing of all the elements (electrical connections 42 of the LEDs, regulator 7, electronic components, wiring) of the lighting device 10, as well as between the first sheet with high thermal diffusivity 5 and the ring 30.
  • the through orifices 63 described in the first embodiment illustrated in FIG. 2, allow, in addition to the passage of the thin cables, the passage of the resin in the space between the body 20 and the support 6 and the evacuation of the air initially contained in said space, when filling the internal volume.
  • the resin 31 is an epoxy resin because it has compatibility with the different materials constituting the lighting device 10.
  • the first sheet with high thermal diffusivity 5 covers the entire surface of the rear face 22 of the body 20. This covering makes it possible, after assembly of the ring 30 and the casting of the resin 31, to still benefit from a large surface area at the surface. free air and participate in the cooling of the device.
  • the first sheet with high thermal diffusivity does not cover all of the rear face 22 of the body 20.
  • the first sheet with high thermal diffusivity has a surface strictly greater than a maximum transverse dimension of the ring. 30, namely the outer diameter in the preferred embodiment of said ring, so that after mounting the ring 30 and casting the resin 31, the first sheet with high thermal diffusivity 5 still benefits from a portion its surface in the open air to participate more effectively in the cooling of the lighting device.
  • said device comprises a cooling chamber formed by a radial cavity 35 filled with air formed in the resin.
  • said cavity is formed directly in the resin.
  • the lighting device comprises two cavities 35 symmetrical with respect to a radial axis January 1 of the device.
  • the internal volume of the ring is separated into two volumes, a first volume comprising the electrical connections of the LEDs and filled with resin, a second volume comprising the regulator 7 and filled with resin.
  • the separation is a transverse cut of the ring, for example over two-thirds of its diameter so that the two volumes are not connected to one another on a portion of the wall of the ring, allowing a passage for the electrical wires connecting the electrical connections of the LEDs and the regulator and the associated components.
  • the second volume has a wall 37 for containing the resin in the second volume during its filling.
  • Wall 37 is circular, of diameter substantially equal to the inner diameter of the ring 30, so that the wall 37 can be mounted for example slightly in force inside the ring.
  • the wall 37 is held inside the ring, for example by bonding points, at a peripheral edge of the wall.
  • the wall is for example made of a material such as polycarbonate.
  • each heat source 3, respectively 7 is associated with and held against a high thermal diffusivity sheet 5, respectively 62.
  • the third sheet with high thermal diffusivity 8 allows a possible dissociation of the body and the ring while allowing dissipation of the heat generated by the LEDs when the LEDs are in operation, even in the temporary absence of the body 20.
  • the thermal conductivity is ensured by the contact between the first 5 and the third sheet 8 with high thermal diffusivity.
  • the third sheet with high thermal diffusivity 8 is made of a material with high thermal conductivity and diffusivity coefficients such as, for example, an aluminum alloy.
  • the third sheet having a high thermal diffusivity preferably has a thermal diffusivity coefficient of at least 0.83 ⁇ 10 -4 m 2 / s and a thermal conductivity coefficient of at least 200 W / (m + K).
  • the third sheet with high thermal diffusivity 8 has recesses corresponding in number, size and position to the number, size and position of the LEDs.
  • the third sheet of high thermal diffusivity 8 is circular, of diameter substantially equal to an inner diameter of the ring 30, so that said third sheet can be mounted slightly in force within the ring.
  • the third sheet with high thermal diffusivity 8 is held inside the ring, for example by bonding points, at a peripheral edge of said sheet.
  • the ring and the body can thus be made independently of one another.
  • the body is made removable relative to the ring, for example to meet mechanical stresses or a particular aesthetic appearance requested.
  • the body can thus be interchangeable in its shape, color and thickness.
  • said device in order to dissipate heat, further comprises, outside the ring 30, at the lateral end 33, a heat dissipating plate 36.
  • the plate 36 is fixed, for example by screwing or gluing, against the support 6 or the second sheet with high thermal diffusivity 62 according to the chosen embodiment.
  • the plate 36 is a plate having a U-shape, as illustrated in FIG.
  • the plate 36 is a finned plate, said fins being directed towards an outside of the device.
  • the body 20 is prepared.
  • the body 20 is cut, for example by machining, to the desired dimensions for the lighting device.
  • the dimensions are preferably defined according to the number of LEDs to be positioned in said lighting device.
  • the first sheet with high thermal diffusivity is maintained on the body 20.
  • a first phase consists in cutting the first sheet with high thermal diffusivity to the dimensions of the rear face 22 of the body 20.
  • a second phase consists in positioning and then keeping in position the first sheet with high diffusivity thermal 5 on said rear face.
  • the maintenance can be for example made by gluing.
  • the assembly is machined so as to make the blind holes 21 to receive the LEDs 41.
  • the mounting of the LEDs in the blind holes 21 is made for example by embedding or gluing.
  • the LEDs 41 are then electrically connected together, by the electrical connections 42, by means of the thin cables and are then electrically connected to the regulator 7 and the associated electronic components.
  • the regulator 7 has been assembled beforehand, for example by bonding the sheet of thermally insulating material 65 and the second sheet with high thermal diffusivity 62 of the support 6 previously cut to the desired dimensions.
  • the ring 30 is then assembled, for example by gluing, on the rear face 22 of the body 20.
  • the support 6 is subsequently positioned inside the ring 30 and held inside said ring by a tight radial adjustment and by bonding points at the peripheral edge of the support 6.
  • the resin 31 is poured into the internal volume delimited by the inner wall 32 of the ring 30 and the rear face 22 of the body 20 so as to trap all the constituent elements of the lighting device 10 and part of the power cable and to create a seal of said lighting device.
  • the resin 31 is cast in the space of the hollow internal volume between the rear face 22 of the body 20 and the support 6, passing through the at least two through holes 63 of the support 6.
  • the air located in said space between the rear face 22 of the body 20 and the support 6 is discharged through the at least two through holes 63.
  • the method for producing the lighting device 10 is described with steps described in a certain order, but the person skilled in the art is able to adapt the method by modifying the order of completion of certain steps or by simultaneously performing certain steps. to arrive at the final lighting device.
  • the lighting device according to the invention thus has the advantage of being monolithic and of simple constitution, to be completely sealed thanks to the use of a resin for drowning all the elements (electrical connections of the LEDs , regulator, electronic components, wiring) constituting said lighting device on the rear face of the body.
  • the device has the advantage of being particularly well suited for use in a marine environment, for example on the walls of a swimming pool, in a boat, etc.
  • the device also has the advantage of being particularly resistant to shocks and fire, by the choice of suitable materials and resin.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif d'éclairage (1) comportant : - un corps (2) de matière transparente ou translucide, - une bague (3) montée sur une première face (22) du corps (2) et délimitant un volume rempli d'une résine (31), - un élément éclairant (4) comportant une source lumineuse électrique (41) et des connexions électriques (42) associées. La source lumineuse (41) est maintenue en partie dans le corps (2) et les connexions électriques sont situées dans le volume rempli de résine (31). Le dispositif d'éclairage (1) comporte une première feuille à forte diffusivité thermique (5) maintenue contre la première face (22) du corps (2) afin de permettre la dissipation de la chaleur générée par la source lumineuse, et un régulateur (7) maintenu contre une deuxième feuille à forte diffusivité thermique (62) pour permettre la dissipation de la chaleur générée par ledit régulateur (7).

Description

Dispositif d'éclairage par diodes LEDs
L'invention est relative à un dispositif d'éclairage. Plus particulièrement, l'invention concerne un dispositif d'éclairage à diodes électroluminescentes adapté pour une utilisation dans des environnements exposés tels que dans un environnement marin. II existe à l'heure actuelle de nombreux dispositifs d'éclairage. Ceux-ci peuvent être utilisés à l'intérieur ou à l'extérieur. De plus en plus, on utilise des diodes électroluminescentes, communément appelées LEDs, principalement en raison de leur faible consommation et de leur durée de vie importante.
Les dispositifs d'éclairage à LEDs sont souvent utilisés pour des applications spécifiques, par exemple pour être fixés sur des murs de piscine, sur des bateaux,...
Pour de telles applications, les dispositifs d'éclairage sont conçus de sorte à être étanche à l'eau.
Il est ainsi courant de noyer les composants électroniques pour le fonctionnement des LEDs dans une résine, par exemple une résine époxy.
Si cette solution technique est efficace vis-à-vis de l'étanchéité elle est en revanche défavorable vis-à-vis de la dissipation de la chaleur, même faible, dégagées par les LEDs et des composants électroniques qui leur sont associés, si bien que cette solution d'étanchéité constitue un frein à l'augmentation de la puissance d'éclairage selon cette technologie.
Il existe donc un besoin pour un dispositif d'éclairage apte à fournir une puissance suffisante tout en étant étanche en immersion totale.
Avantageusement, un tel dispositif présentera en même temps une bonne tenue aux chocs et au feu, afin de répondre aux exigences réglementaires concernant les applications visées : piscines, bateaux ....
Pour cela, un dispositif d'éclairage comporte :
- un corps de matière transparente ou translucide,
- une bague montée sur une première face du corps et délimitant avec le corps un volume rempli d'une résine,
- un élément éclairant comportant une source lumineuse électrique émettrice d'un faisceau lumineux associée à des connexions électriques.
Suivant l'invention, la source lumineuse est maintenue en partie dans le corps et les connexions électriques sont situées dans le volume rempli de résine.
Par source lumineuse, on entend tout moyen apte à générer un faisceau lumineux, tel que par exemple une diode électroluminescente, dite LED.
Par connexions électriques, on entend les parties métalliques de l'élément éclairant permettant de raccorder la source lumineuse à une source d'alimentation électrique.
Le volume est avantageusement rempli de résine. Ainsi, le dispositif d'éclairage est rendu étanche et peut être utilisé dans des environnements contraignants, tel que l'environnement marin.
Afin de permettre la dissipation de la chaleur générée par la source lumineuse, le dispositif d'éclairage comporte en outre une première feuille à forte diffusivité thermique maintenue contre la première face du corps.
La source lumineuse est reliée à un régulateur placé dans le volume rempli de résine.
Afin de permettre la dissipation de la chaleur générée par le régulateur, le dispositif d'éclairage comporte en outre une deuxième feuille à forte diffusivité thermique maintenue contre le régulateur.
La diffusivité thermique est une propriété quantifiée par le quotient entre la conductivité thermique et la chaleur spécifique d'un matériau. Elle caractérise l'aptitude d'un matériau à transmettre la chaleur par conduction et la facilité avec laquelle une augmentation de la température en un point d'un corps constitué de ce matériau se transmet dans tout le volume de ce corps.
Ainsi la chaleur est diffusée sur toute la surface de la première feuille à forte diffusivité thermique et la température au niveau de la source lumineuse est abaissée. Le risque de feu au contact avec d'autres produits (par exemple le papier, le tissu, le plastique,...) est négligeable.
Suivant des modes de réalisation préférés, l'invention répond en outre aux caractéristiques suivantes, mises en œuvre séparément ou en chacune de leurs combinaisons techniquement opérantes. Dans un exemple préféré de réalisation, la première feuille à forte diffusivité thermique est constituée d'un alliage à base d'aluminium. Ces matériaux présentent en effet une forte conductivité et une forte diffusivité thermique. L'alliage sera choisi en fonction de sa résistance à la corrosion dans le milieu d'utilisation du dispositif d'éclairage.
Dans un exemple préféré de réalisation, la deuxième feuille à forte diffusivité thermique est constituée d'un alliage d'aluminium.
Avantageusement, la source lumineuse comporte au moins une LED. Les LEDs sont très attractives car elles sont de faibles dimensions, présentent un rendement énergie lumineuse / énergie électrique consommée élevée et ont une grande durée de vie.
Afin de bénéficier d'une partie de sa surface à l'air libre et de participer plus efficacement au refroidissement du dispositif d'éclairage, la première feuille à forte diffusivité thermique présente une surface strictement supérieure à une dimension transversale maximale de la bague.
Avantageusement, pour faciliter la réalisation du dispositif d'éclairage, la première feuille à forte diffusivité thermique recouvre la face arrière du corps.
Dans un mode de réalisation, la au moins une diode électroluminescente est reliée directement à un régulateur placé sur un support dans le volume rempli de résine.
Le régulateur est choisi, d'une part, de sorte à pouvoir supporter des courants de deux ampères et d'autre part de sorte à ne requérir que peu de composants électriques pour son fonctionnement. Ainsi, le dispositif d'éclairage ne nécessite pas de circuit imprimé, ce qui permet de diminuer sensiblement son épaisseur finale.
Le support est une pièce suffisamment rigide pour soutenir le régulateur. Le support permet également le positionnement et le maintien du régulateur dans le volume rempli de résine.
Dans un exemple de réalisation du support, ledit support comporte une plaque rigide sur une face de laquelle est maintenue une feuille constituée d'un matériau isolant thermiquement. De préférence, la face de ladite plaque sur laquelle est maintenue la feuille en matériau isolant thermiquement est la face opposée à une face en vis-à-vis de la source lumineuse. Ledit support comporte en outre la deuxième feuille à forte diffusivité thermique accolée à la feuille en matériau isolant thermiquement. Le régulateur est placé sur la deuxième feuille à forte diffusivité thermique. Ainsi, la température est diffusée sur toute la surface de la deuxième feuille à forte diffusivité thermique et la température au niveau du régulateur est abaissée.
La superposition, dans l'ordre, des deux feuilles et le positionnement du régulateur sur la deuxième feuille à forte diffusivité thermique permettent d'une part de diffuser la chaleur du régulateur vers un environnement extérieur au dispositif d'éclairage plutôt que vers la source lumineuse et d'autre part d'éviter tout contact électrique du régulateur lors de la mise en place du support dans la bague.
Dans un exemple préféré de réalisation du support, la feuille en matériau isolant thermiquement est suffisamment rigide pour former plaque et soutenir elle-même le régulateur sans recourir à la plaque rigide. La deuxième feuille à forte diffusivité thermique est accolée à la feuille en matériau isolant thermiquement sur une face de ladite feuille en matériau isolant thermiquement opposée à une face en regard de la source lumineuse.
Dans un exemple de réalisation, la feuille en matériau isolant thermiquement est une feuille en polyester. La feuille de polyester, isolante, évite que la chaleur ainsi diffusée ne soit conduite vers le support de LEDs. La chaleur générée par le régulateur est ainsi diffusée vers la face arrière du spot.
Dans un autre mode de réalisation, pour simplifier la réalisation du dispositif d'éclairage et minimiser le nombre d'éléments nécessaires à sa réalisation, la deuxième feuille à forte diffusivité thermique est suffisamment rigide pour former support et soutenir elle-même le régulateur sans recourir à une plaque rigide.
Afin de participer plus efficacement au refroidissement du régulateur et ainsi du dispositif d'éclairage, la deuxième feuille à forte diffusivité thermique (62) est, de préférence, positionnée à une extrémité latérale, opposée à une extrémité latérale située du coté de la face arrière du corps et comporte ainsi une face non comprise dans le volume interne de la bague.
Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, pour dissocier les différentes sources de chaleur, la source lumineuse et le régulateur, et supprimer la conduction de chaleur du régulateur vers la source lumineuse et réciproquement, la bague comporte deux volumes, un premier volume comportant les connexions électriques de la source lumineuse, un second volume comportant le régulateur et la deuxième feuille à forte diffusivité thermique.
Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, pour permettre la dissipation de la chaleur générée par la source lumineuse en l'absence du corps et de la première feuille à forte diffusivité thermique, la bague comporte, à une extrémité latérale située du coté du corps, une troisième feuille à forte diffusivité thermique.
Afin de répondre à des contraintes mécaniques ou à un aspect esthétique particulier, le corps est amovible par rapport à la bague. Ainsi, le corps peut être interchangeable dans sa forme, sa couleur et son épaisseur. La bague et le corps peuvent être ainsi réalisés indépendamment l'un de l'autre. Le dispositif d'éclairage présente ainsi l'avantage d'être de constitution simple et de pouvoir être livré avec une multitude de corps interchangeables.
Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, le dispositif d'éclairage comporte, au niveau d'une extrémité latérale opposée à une extrémité latérale située du coté de la face arrière du corps, une plaque à dissipation de chaleur.
Dans un exemple préféré de réalisation, le matériau constituant le corps est un polycarbonate, permettant au dispositif d'éclairage de recevoir un classement favorable au feu et de résister à des charges de compression et d'arrachement de plus de 20 000 Newtons.
La description détaillée de l'invention est faite en référence aux figures qui représentent :
Figure 1 , une vue de dessus d'un dispositif d'éclairage selon un mode de réalisation de l'invention,
Figure 2, une vue en coupe du dispositif d'éclairage de la figure 1 , suivant un mode de réalisation,
Figure 3, une vue en coupe du dispositif d'éclairage de la figure 1 , suivant un autre mode de réalisation, Figure 4, une vue en coupe d'un dispositif d'éclairage, suivant un autre mode de réalisation.
Un dispositif d'éclairage 10 suivant un mode de réalisation de l'invention comporte, comme illustré sur les figures 1 et 2 :
- un corps 20,
- une bague 30,
- un élément éclairant 40 comportant une source lumineuse électrique 41 émettrice d'un faisceau lumineux et des connexions électriques 42 associées.
La source lumineuse 41 comporte au moins une diode électroluminescente, dite LED. Dans l'exemple non limitatif illustré figure 1 , la source lumineuse 41 comporte treize LEDs. Les LEDs sont positionnées de sorte à émettre de la lumière à travers le corps 20.
Le corps 20 présente une épaisseur suffisante pour comporter, au niveau d'une première face dudit corps, dite face arrière 22, des trous borgnes 21 . Les trous correspondent en nombre, en taille et en position, au nombre, taille et position des LEDs. Chaque trou borgne 21 reçoit et maintient en place tout ou partie de la LED.
Dans un autre mode de réalisation, le corps présente des trous traversants. Les trous correspondent en nombre, en taille et en position, au nombre, taille et position des LEDs. Chaque trou traversant reçoit et maintient en place une partie de la LED, une partie de la source lumineuse électrique ressortant du corps. Les LED sont ainsi montées au travers du corps.
Le corps 20 est avantageusement réalisé dans un matériau transparent ou translucide, tel que par exemple un polycarbonate, pour permettre une diffusion de la lumière émise par les LEDs. Ledit corps offre une résistance mécanique aux chocs important et est apte et destiné à résister à des charges d'au moins 20 Kg.N.
Dans un mode de réalisation, le corps est un corps creux.
Dans un exemple de réalisation, le corps présente une épaisseur, non limitative, de sensiblement 5 cm.
Avantageusement, le dispositif d'éclairage 10 comporte, sur la face arrière 22, une feuille, dite première feuille à forte diffusivité thermique 5, pour permettre la dissipation de la chaleur générée par les LEDs lorsque les LEDS sont en fonctionnement.
De préférence, la première feuille à forte diffusivité thermique 5 est réalisée dans un matériau à coefficients de conductivité et de diffusivité thermiques élevés tel que par exemple un alliage d'aluminium. La première feuille à forte diffusivité thermique présente de préférence un coefficient de diffusivité thermique d'au moins 0,83.10"4 m2/s et un coefficient de conductivité thermique d'au moins 200 W/(m.°K).
La première feuille à forte diffusivité thermique 5 comporte des évidements 51 correspondant, en nombre, en taille et en position, au nombre, taille et position des LEDs.
Dans un mode de réalisation du corps 20, ledit corps comporte sur sa face arrière 22, entre ladite face arrière et la première feuille à forte diffusivité thermique 5, une couche de peinture 23 pour personnaliser le dispositif d'éclairage final.
Dans un autre mode de réalisation du corps 20, ledit corps comporte sur sa face arrière 22, entre ladite face arrière et la première feuille à forte diffusivité thermique 5, une couche réfléchissante, avantageusement une couche de peinture laquée de couleur claire qui possède de bonnes propriétés de réflexion de la lumière.
La bague 30 est montée autour des LEDs, de sorte que les connexions électriques 42 des LEDs se trouvent dans un volume interne délimité par une paroi interne 32 de la bague et la face arrière 22 du corps 20. La bague est maintenue fixe sur la première feuille à forte diffusivité thermique 5, par le montage légèrement en force des LEDs dans les évidements de la première feuille à forte diffusivité thermique et des trous borgnes du corps 20.
Dans une forme préférée de réalisation non limitative de l'invention, et comme illustrée sur les figures, la bague 30 présente une forme cylindrique, de section transversale circulaire.
Cette forme de réalisation n'est pas limitative en soi et l'homme du métier est en mesure d'adapter la forme de la bague à des formes différentes sans se départir du cadre de l'invention. De préférence, la bague 30 est réalisée dans un matériau résistant à la corrosion, notamment saline, par exemple en polychlorure de vinyle, en acrylique, ou en aluminium.
Le dispositif d'éclairage 10 comporte en outre dans le volume interne un régulateur 7 et des composants électroniques associés reliés aux connexions électriques 42 par des câbles fins (non représentés).
Le régulateur 7 est fixé sur un support rigide 6 pour soutenir ledit régulateur.
Dans un mode de réalisation du support 6, ledit support 6 comporte une plaque rigide 61 . Sur une face 61 1 de la plaque rigide 61 est maintenue, par exemple par collage, une feuille 65 constituée d'un matériau isolant thermiquement et électriquement, tel que par exemple en polyester. Sur la feuille en matériau isolant thermiquement 65 est maintenue, par exemple par collage, une feuille, dite deuxième feuille à forte diffusivité thermique 62, sur laquelle est maintenu le régulateur 7. La deuxième feuille à forte diffusivité thermique 62 permet la dissipation de la chaleur générée par le régulateur 7.
La deuxième feuille à forte diffusivité thermique 62 présente de préférence un coefficient de diffusivité thermique d'au moins 0,83.10"4 m2/s et un coefficient de conductivité thermique d'au moins 200 W/(m.°K).
De préférence, l'ensemble feuille en matériau isolant thermiquement
65, deuxième feuille à forte diffusivité thermique 62 et régulateur 7 sont placés du coté de la face 61 1 de la plaque rigide opposée à une face 612 en vis-à-vis des LEDs. Ce positionnement permet d'une part de diffuser la chaleur du régulateur 7 vers un environnement extérieur au dispositif d'éclairage plutôt que vers les LEDs et d'autre part d'éviter tout contact électrique du régulateur 7 lors de la mise en place du support 6 dans la bague 30.
Dans un mode préféré de réalisation du support 6, ledit support ne comporte pas de plaque rigide 61 et la feuille en matériau isolant thermiquement 65 présente une rigidité suffisante pour former plaque et soutenir elle-même le régulateur 7. La deuxième feuille à forte diffusivité thermique 62 est accolée à la feuille 65 en matériau isolant thermiquement sur une face de ladite feuille en matériau isolant thermiquement opposée à une face en regard des LEDs. Dans une forme préférée de réalisation non limitative de l'invention, le support 6 est circulaire, de diamètre sensiblement égal à un diamètre intérieur de la bague 30, de sorte que ledit support puisse être monté légèrement serré à l'intérieur de la bague 30. Le support 6 est maintenu à l'intérieur de la bague, par exemple par des points de collage, au niveau d'un rebord périphérique dudit support.
Le support 6 comporte, dans son épaisseur, au moins deux orifices traversants 63 permettant la mise en communication des deux espaces formant le volume interne. Les orifices sont de dimensions suffisantes pour permettre le passage des câbles fins de raccordement électrique.
Dans un autre mode de réalisation du support 6, illustré figure 3, le support 6 comporte une plaque rigide 61 . Sur une face 61 1 de la plaque rigide 61 est maintenue, par exemple par collage, une feuille 65 constituée d'un matériau isolant thermiquement et électriquement, tel que par exemple en polyester ou en mica. Sur la feuille en matériau isolant thermiquement et électriquement 65 est maintenu, par exemple par collage ou vissage, le régulateur 7, ladite feuille permettant la dissipation de la chaleur générée par le régulateur 7.
Dans une forme de réalisation, la feuille en matériau isolant thermiquement et électriquement 65 et le régulateur 7 sont placés du coté de la face 61 1 de la plaque rigide, coté volume interne de la bague 30.
De préférence, le support 6 est positionné à une extrémité latérale 33 opposée à une extrémité latérale 34 située du coté de la face arrière 22 du corps 20.
De préférence, la plaque rigide 61 est circulaire, de diamètre sensiblement égal à un diamètre intérieur de la bague 30, de sorte que la plaque puisse être montée légèrement en force à l'intérieur de la bague. La plaque est maintenue à l'intérieur de la bague, par exemple par des points de collage, au niveau d'un rebord périphérique de ladite plaque.
Dans un autre mode de réalisation, illustré figure 4, le support 6 est une deuxième feuille à forte diffusivité thermique 62, sur une face 61 1 de laquelle est maintenue le régulateur 7, à l'intérieur du volume de la bague 30. La deuxième feuille à forte diffusivité thermique 62 est destinée à la dissipation de la chaleur générée par le régulateur 7.
La deuxième feuille à forte diffusivité thermique présente de préférence un coefficient de diffusivité thermique d'au moins 0,83.10"4 m2/s et un coefficient de conductivité thermique d'au moins 200 W/(m.°K).
La deuxième feuille à forte diffusivité thermique 62 et le régulateur 7 sont maintenus entre eux, l'un contre l'autre, par exemple par collage ou vissage.
De préférence, la deuxième feuille à forte diffusivité thermique 62 est positionnée à une extrémité latérale 33 opposée à une extrémité latérale 34 située du coté de la face arrière 22 du corps 20. Ainsi, la deuxième feuille à forte diffusivité thermique 62 bénéficie toujours d'une surface, non comprise dans le volume interne de la bague 30, donc à l'air libre, pour participer plus efficacement au refroidissement du dispositif.
Dans une forme de réalisation, la deuxième feuille à forte diffusivité thermique 62 est circulaire, de diamètre sensiblement égal à un diamètre intérieur de la bague 30, de sorte que ladite deuxième feuille puisse être montée légèrement en force à l'intérieur de la bague. La deuxième feuille à forte diffusivité thermique 62 est maintenue à l'intérieur de la bague, par exemple par des points de collage, au niveau d'un rebord périphérique de ladite feuille.
Dans une forme préférée de réalisation, la deuxième feuille à forte diffusivité thermique 62 est circulaire, de diamètre sensiblement égal à un diamètre extérieur de la bague 30, de sorte que ladite deuxième feuille puisse être maintenue contre l'extrémité latérale 33 de la bague. La deuxième feuille 62 est maintenue à l'extérieur de la bague, par exemple par collage, au niveau de l'extrémité latérale 33 de ladite bague.
De préférence, le régulateur 7 et les composants électroniques associés (non représentés) sont choisis de sorte à pouvoir être alimentés par une tension de 12-24 V.
De préférence, le régulateur 7 et les composants électroniques associés sont choisis de sorte qu'une fois le raccordement électrique réalisé, le dispositif d'éclairage 10 présente un encombrement minimum.
Dans un exemple de réalisation d'un raccordement électrique, les LEDs sont disposées en série de trois, alimentées par une tension continue comprise entre 10 et 28 volts, à l'aide d'un régulateur par exemple un régulateur de type LM 317 de National Semiconductor, et d'une résistance variable de l'ordre de 10 ohms.
Un câble d'alimentation (non représenté) pour alimenter les LEDs 41 , est relié au régulateur 7 et aux composants électroniques associés, et traverse le volume interne et s'étend à l'extérieur dudit volume interne.
Le volume interne est rempli de résine 31 afin de permettre une étanchéité de tous les éléments (connexions électriques 42 des LEDs, régulateur 7, composants électroniques, câblage) du dispositif d'éclairage 10, ainsi qu'entre la première feuille à forte diffusivité thermique 5 et la bague 30.
Les orifices traversants 63, décrits dans le premier mode de réalisation illustré figure 2, permettent, en plus du passage des câbles fins, le passage de la résine dans l'espace compris entre le corps 20 et le support 6 et l'évacuation de l'air contenu initialement dans ledit espace, lors du remplissage du volume interne.
De préférence, la résine 31 est une résine époxy car elle présente une compatibilité avec les différents matériaux constituant le dispositif d'éclairage 10.
La première feuille à forte diffusivité thermique 5 recouvre toute la surface de la face arrière 22 du corps 20. Ce recouvrement permet, après montage de la bague 30 et le coulage de la résine 31 , de bénéficier encore d'une surface importante à l'air libre et de participer au refroidissement du dispositif.
Dans un mode alternatif de réalisation, la première feuille à forte diffusivité thermique 5 ne recouvre pas la totalité de la face arrière 22 du corps 20. La première feuille à forte diffusivité thermique 5 présente une surface strictement supérieure à une dimension transversale maximale de la bague 30, à savoir le diamètre externe dans la forme préférée de réalisation de ladite bague, de telle sorte que, après montage de la bague 30 et le coulage de la résine 31 , la première feuille à forte diffusivité thermique 5 bénéficie toujours d'une partie de sa surface à l'air libre pour participer plus efficacement au refroidissement du dispositif d'éclairage. Dans un mode de réalisation particulier du dispositif d'éclairage, ledit dispositif comporte une chambre de refroidissement formée par une cavité radiale 35 remplie d'air ménagée dans la résine.
Ladite cavité permet ainsi de laisser l'air circuler et de contribuer au refroidissement du dispositif et d'éviter la conduction de chaleur du régulateur vers les LEDs.
Dans un exemple de réalisation de la cavité, ladite cavité est formée directement dans la résine.
Dans un autre exemple de réalisation de la cavité, ladite cavité est délimitée par une paroi formée dans le volume interne de la bague 30.
De préférence, le dispositif d'éclairage comporte deux cavités 35 symétriques par rapport à un axe radial 1 1 du dispositif.
Dans un autre exemple de réalisation, le volume interne de la bague est séparé en deux volumes, un premier volume comportant les connexions électriques des LEDs et rempli de résine, un second volume comportant le régulateur 7 et rempli de résine. Le deuxième volume comporte une paroi 37 permettant de contenir la résine dans le second volume lors de son remplissage. La paroi 37 est circulaire, de diamètre sensiblement égal au diamètre intérieur de la bague 30, de sorte que la paroi 37 puisse être montée par exemple légèrement en force à l'intérieur de la bague. La paroi 37 est maintenue à l'intérieur de la bague, par exemple par des points de collage, au niveau d'un rebord périphérique de la paroi. La paroi est par exemple réalisée dans un matériau tel que le polycarbonate.
Dans un autre exemple de réalisation, illustré figure 4, le volume interne de la bague est séparé en deux volumes, un premier volume comportant les connexions électriques des LEDs et rempli de résine, un second volume comportant le régulateur 7 et rempli de résine. La séparation est une découpe transversale de la bague, par exemple sur les deux tiers de son diamètre de telle sorte que les deux volumes ne sont liés l'un à l'autre sur une portion de la paroi de la bague, permettant un passage pour les fils électriques reliant les connexions électriques des LEDs et le régulateur et les composants associés. Le deuxième volume comporte une paroi 37 permettant de contenir la résine dans le second volume lors de son remplissage. La paroi 37 est circulaire, de diamètre sensiblement égal au diamètre intérieur de la bague 30, de sorte que la paroi 37 puisse être montée par exemple légèrement en force à l'intérieur de la bague. La paroi 37 est maintenue à l'intérieur de la bague, par exemple par des points de collage, au niveau d'un rebord périphérique de la paroi. La paroi est par exemple réalisée dans un matériau tel que le polycarbonate.
Ainsi, par l'intermédiaire de ces deux volumes distincts, il est possible de dissocier les diverses sources de chaleur 3, 7 et de pouvoir refroidir le dispositif d'éclairage plus efficacement. On évite la conduction de chaleur du régulateur 7 vers les LEDs 3 et réciproquement. De plus, chaque source de chaleur 3, respectivement 7, est associée à, et maintenue contre, une feuille à forte diffusivité thermique 5, respectivement 62.
Dans un mode de réalisation, la bague comporte, à l'extrémité latérale 34 située du coté du corps 20, une troisième feuille à forte diffusivité thermique 8 pour permettre la dissipation de la chaleur générée par les LEDs lorsque les LEDS sont en fonctionnement. Le dispositif d'éclairage 1 comporte ainsi, entre la première feuille à forte diffusivité thermique 5 et l'extrémité latérale 34 située du coté du corps, une troisième feuille à forte diffusivité thermique 8.
La troisième feuille à forte diffusivité thermique 8 permet une éventuelle dissociation du corps et de la bague tout en ayant permettant la dissipation de la chaleur générée par les LEDs lorsque les LEDS sont en fonctionnement, même en l'absence temporaire du corps 20.
La conductivité thermique est assurée par le contact entre la première 5 et la troisième 8 feuille à forte diffusivité thermique.
De préférence, la troisième feuille à forte diffusivité thermique 8 est réalisée dans un matériau à coefficients de conductivité et de diffusivité thermiques élevés tel que par exemple un alliage d'aluminium. La troisième feuille à forte diffusivité thermique présente de préférence un coefficient de diffusivité thermique d'au moins 0,83.10"4 m2/s et un coefficient de conductivité thermique d'au moins 200 W/(m.°K).
La troisième feuille à forte diffusivité thermique 8 comporte des évidements correspondant, en nombre, en taille et en position, au nombre, taille et position des LEDs. Dans une forme de réalisation, la troisième feuille à forte diffusivité thermique 8 est circulaire, de diamètre sensiblement égal à un diamètre intérieur de la bague 30, de sorte que ladite troisième feuille puisse être montée légèrement en force à l'intérieur de la bague. La troisième feuille à forte diffusivité thermique 8 est maintenue à l'intérieur de la bague, par exemple par des points de collage, au niveau d'un rebord périphérique de ladite feuille.
Dans une forme préférée de réalisation, la troisième feuille à forte diffusivité thermique 8 est circulaire, de diamètre sensiblement égal à un diamètre extérieur de la bague 30, de sorte que ladite troisième feuille puisse être maintenue contre l'extrémité latérale 34 de la bague. La troisième feuille 8 est maintenue à l'extérieur de la bague, par exemple par collage, au niveau de l'extrémité latérale 34 de ladite bague.
La bague est maintenue fixe sur la première feuille à forte diffusivité thermique 5 et le corps 20, par le montage légèrement en force des LEDs dans les évidements de la première feuille à forte diffusivité thermique et des trous borgnes du corps 20.
La bague et le corps peuvent être ainsi réalisés indépendamment l'un de l'autre. Le corps est rendu amovible par rapport à la bague, pour répondre par exemple à des contraintes mécaniques ou à un aspect esthétique demandé particulier. Le corps peut être ainsi interchangeable dans sa forme, sa couleur et son épaisseur.
Dans un autre mode de réalisation du dispositif d'éclairage, afin de dissiper la chaleur, ledit dispositif comporte en outre, à l'extérieur de la bague 30, au niveau de l'extrémité latérale 33, une plaque à dissipation de chaleur 36.
De préférence, la plaque 36 est fixée, par exemple par vissage ou collage, contre le support 6 ou la deuxième feuille à forte diffusivité thermique 62 selon le mode de réalisation choisi.
Dans un exemple de réalisation, la plaque 36 est une plaque présentant une forme en U, comme illustré sur la figure 2.
Dans un autre exemple de réalisation, la plaque 36 est une plaque à ailettes, lesdites ailettes étant dirigées vers un extérieur du dispositif.
Pour réaliser le dispositif d'éclairage 10 de l'invention suivant le mode de réalisation de la figure 2, dans une première étape, le corps 20 est préparé. Le corps 20 est découpé, par exemple par usinage, aux dimensions souhaitées pour le dispositif d'éclairage. Les dimensions sont de préférence définies en fonction du nombre de LEDs à positionner dans ledit dispositif d'éclairage.
De manière optionnelle, une couche de peinture 23 est appliquée sur la face arrière 22 du corps 20 afin d'obtenir la teinte désirée pour le dispositif d'éclairage. De préférence, la couleur est choisie de telle sorte qu'elle ne diminue pas la puissance lumineuse des LEDs lorsqu'elles sont en fonctionnement.
Dans une étape ultérieure, la première feuille à forte diffusivité thermique 5 est maintenue sur le corps 20.
Dans un exemple de mise en œuvre, une première phase consiste à découper la première feuille à forte diffusivité thermique 5 aux dimensions de la face arrière 22 du corps 20. Une deuxième phase consiste à positionner puis à maintenir en position la première feuille à forte diffusivité thermique 5 sur ladite face arrière. Le maintien peut être par exemple réalisé par collage.
Lorsque la première feuille à forte diffusivité thermique 5 et le corps 20 sont maintenus solidairement, l'ensemble est usiné de sorte à réaliser les trous borgnes 21 pour recevoir les LEDs 41 .
Le montage des LEDs dans les trous borgnes 21 est réalisé par exemple par encastrement ou par collage.
Il est également possible, pour former les trous de réception des LEDs 41 , d'usiner séparément la première feuille à forte diffusivité thermique 5 et le corps puis de les assembler par la suite.
Les LEDs 41 sont ensuite raccordées électriquement entre elles, par les connexions électriques 42, au moyen des câbles fins puis sont raccordées électriquement au régulateur 7 et aux composants électroniques associés.
Le régulateur 7 a été préalablement assemblé, par exemple par collage de la feuille en matériau isolant thermiquement 65 et de la deuxième feuille à forte diffusivité thermique 62 du support 6 préalablement découpées aux dimensions souhaitées.
Le support 6 est préalablement usiné pour réaliser les au moins deux orifices traversants 63 pour le passage des câbles fins. Le câble d'alimentation est raccordé aux LEDs 41 , régulateur 7 et composants électroniques associés.
La bague 30 est ensuite assemblée, par exemple par collage, sur la face arrière 22 du corps 20.
Le support 6 est par la suite positionné à l'intérieur de la bague 30 et maintenu à l'intérieur de ladite bague par un ajustement radial serré et par des points de collage au niveau du rebord périphérique du support 6.
Dans une dernière étape, la résine 31 est coulée dans le volume interne délimité par la paroi interne 32 de la bague 30 et la face arrière 22 du corps 20 de sorte à emprisonner tous les éléments constitutifs du dispositif d'éclairage 10 et une partie du câble d'alimentation et à créer une étanchéité dudit dispositif d'éclairage. La résine 31 est coulée dans l'espace du volume interne creux compris entre la face arrière 22 du corps 20 et le support 6, en passant dans les au moins deux trous traversants 63 du support 6. Lors de son remplissage par la résine, l'air situé dans ledit espace compris entre la face arrière 22 du corps 20 et le support 6 est évacué par les au moins deux trous traversants 63.
Avantageusement, la résine est coulée en une seule fois.
Le procédé de réalisation du dispositif d'éclairage 10 est décrit avec des étapes décrites selon un certain ordre mais l'homme du métier est en mesure d'adapter le procédé en modifiant l'ordre de réalisation de certaines étapes ou en réalisant simultanément certaines étapes pour aboutir au dispositif d'éclairage final.
Le dispositif d'éclairage selon l'invention présente ainsi l'avantage d'être monolithique et de constitution simple, d'être entièrement étanche grâce à l'utilisation d'une résine permettant de noyer l'ensemble des éléments (connexions électriques des LEDs, régulateur, composants électroniques, câblage) constituant ledit dispositif d'éclairage sur la face arrière du corps. Le dispositif présente l'avantage d'être particulièrement bien adapté à une utilisation dans un environnement marin, par exemple sur les murs d'une piscine, dans un bateau, ...
Le dispositif présente en outre l'avantage d'être particulièrement résistant aux chocs et au feu, par le choix de matériaux et de résine adaptés.

Claims

REVENDICATIONS
Dispositif d'éclairage (1 ) comportant :
- un corps (2) de matière transparente ou translucide,
- une bague (3) montée sur une première face (22) du corps (2) et délimitant un volume rempli d'une résine (31 ),
- un élément éclairant (4) comportant une source lumineuse électrique (41 ) et des connexions électriques (42) associées,
caractérisé en ce que la source lumineuse (41 ) est maintenue en partie dans le corps (2), en ce que les connexions électriques sont situées dans le volume rempli de résine (31 ), en ce que le dispositif d'éclairage (1 ) comporte une première feuille à forte diffusivité thermique (5) maintenue contre la première face (22) du corps (2) afin de permettre la dissipation de la chaleur générée par la source lumineuse, et en ce que le dispositif d'éclairage (1 ) comporte un régulateur (7) maintenu contre une deuxième feuille à forte diffusivité thermique (62) pour permettre la dissipation de la chaleur générée par ledit régulateur (7).
Dispositif d'éclairage (1 ) selon la revendication 1 dans lequel la première feuille à forte diffusivité thermique (5) présente une surface strictement supérieure à une dimension transversale maximale de la bague (30).
Dispositif d'éclairage (1 ) selon l'une des revendications précédentes dans lequel la première feuille à forte diffusivité thermique (5) recouvre la face arrière (22) du corps (20).
Dispositif d'éclairage (1 ) selon l'une des revendications précédentes dans lequel la deuxième feuille à forte diffusivité thermique (62) est positionnée à une extrémité latérale (33), opposée à une extrémité latérale (34) située du coté de la face arrière (22) du corps (20).
Dispositif d'éclairage (1 ) selon l'une des revendications précédentes dans lequel la bague (30) comporte deux volumes, un premier volume comportant les connexions électriques (42), un second volume comportant le régulateur (7) et la deuxième feuille à forte diffusivité thermique (62). Dispositif d'éclairage (1 ) selon l'une des revendications précédentes dans lequel la bague comporte, à une extrémité latérale (34) située du coté du corps (20), une troisième feuille à forte diffusivité thermique (8).
7 - Dispositif d'éclairage (1 ) selon l'une des revendications précédentes dans lequel la source lumineuse (41 ) comporte au moins une diode électroluminescente.
8 - Dispositif d'éclairage (1 ) selon l'une des revendications précédentes comportant, au niveau d'une extrémité latérale (33) opposée à une extrémité latérale (34) située du coté de la face arrière (22) du corps (20), une plaque à dissipation de chaleur (36).
9 - Dispositif d'éclairage (1 ) selon l'une des revendications précédentes dans lequel la première feuille à forte diffusivité thermique (5) est constituée d'un alliage d'aluminium.
10 - Dispositif d'éclairage (1 ) selon l'une des revendications précédentes dans lequel le corps (20) est amovible par rapport à la bague (30).
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