EP4352407B1

EP4352407B1 - Boitier de module optique d'un dispositif d'éclairage et/ou de signalisation de véhicule automobile

Info

Publication number: EP4352407B1
Application number: EP22724829.1A
Authority: EP
Inventors: Filipe Videira
Original assignee: Stellantis Auto SAS
Current assignee: Stellantis Auto SAS
Priority date: 2021-06-11
Filing date: 2022-05-09
Publication date: 2025-04-30
Anticipated expiration: 2042-05-09
Also published as: EP4352407A1; CN117716165A; FR3123963B1; FR3123963A1; WO2022258901A1

Description

L'invention concerne en général les dispositifs d'éclairage et/ou de signalisation de véhicules automobiles et s'intéresse plus particulièrement à un boitier de module optique d'un dispositif d'éclairage et/ou de signalisation tel qu'un projecteur de véhicule automobile.
Par module optique, désigné également bloc optique, on entend un dispositif comportant au moins une source de lumière associée à des moyens ou composants optiques tels que des lentilles, réflecteurs et autres pour générer au moins un faisceau lumineux dans une direction déterminée. Un module optique est généralement contenu dans un boitier qui appartient lui-même à, ou est rapporté dans, un projecteur de véhicule automobile. Un projecteur peut comporter un ou plusieurs modules optiques.
Pour rendre plus attrayante la partie visible du module optique tout en masquant les parties dites « techniques » comprenant les composants internes du module, le boitier peut être pourvu d'un habillage stylistique donnant un aspect attrayant au boitier et donc au module optique dans sa partie visible pour un observateur situé à l'extérieur du véhicule dans lequel est intégré le module optique (à l'avant du véhicule s'agissant d'un projecteur).
Le boitier qui épouse la forme extérieure du module, se présente sous la forme d'une coque en plastique obtenue par un procédé de moulage par injection d'un matériau thermoplastique comme par exemple l'ABS (Acrylonitrile butadiène styrène) ou le PC (polycarbonate). Ces matériaux sont généralement de couleur sombre : grise voire noire. Pour agrémenter le boitier qui est obtenu à partir de ces matériaux, il est connu de recouvrir au moins partiellement le boitier de fines couches d'oxyde d'aluminium (alumine) suivant un procédé connu de métallisation. Un procédé de métallisation partielle de pièces plastiques est notamment connu du document FR2944717A .
La forme, les dimensions et le volume du boitier doivent répondre à des contraintes techniques (tenue mécanique), stylistiques et doivent répondre d'autre part aux contraintes des procédés de moulage par injection et de métallisation partielle dans plusieurs zones distinctes et choisies pour amplifier l'effet stylistique du module optique.
En outre l'état de la technique est connu des documents US2004042230A1 , EP3212992B1 , EP3597986A1 et EP3260764A1 .
L'invention a donc notamment pour but d'apporter une solution d'habillage permettant de répondre à toutes les contraintes énoncées ci-dessus.
L'invention a pour premier objet, un boitier de module optique d'un dispositif d'éclairage et/ou de signalisation d'un véhicule automobile, ledit boitier comportant des première et deuxième parties de formes complémentaires obtenues après moulage par injection d'un matériau thermoplastique et dont au moins une des deux parties est pourvue partiellement de zones de métallisation, ledit boitier comportant un profil de découpe déterminé définissant une interface mécanique d'assemblage des première et deuxième parties l'une sur l'autre ; ladite interface étant agencée sur au moins un des bords d'une des deux parties pourvue d'une zone de métallisation, au voisinage de la zone de métallisation pour tenir compte des contraintes de moulage et de métallisation, ledit boitier comportant en outre une interface de fixation aménagée sur les première et deuxième parties du boitier ; ladite interface de fixation étant apte à fixer le boitier sur un support de module optique suivant une direction longitudinale du boitier. Ainsi que des première et deuxième parties d'extension des première et deuxième parties du boitier ; les première et deuxième parties d'extension s'étendant dans un même plan s'étendant perpendiculairement à un plan médian passant par l'axe longitudinal du boitier ; les première et deuxième parties d'extension supportant l'interface de fixation, caractérisé en ce que les première et deuxième parties d'extension du boitier définissent un masque vis-à-vis d'un support destiné à recevoir l'interface de fixation du boitier.
Selon une caractéristique, le boitier présente une forme générale de parallélépipède rectangle ; les première et deuxième parties du boitier, en regard l'une de l'autre, comportent respectivement des bords s'étendant sur les deux grandes faces latérales du boitier, en regard l'une de l'autre ; lesdits bords appartenant à l'interface mécanique d'assemblage définissant respectivement des rampes d'assemblage coopérant entre elles au moment de l'assemblage des première et deuxième parties selon une direction d'assemblage déterminée.
Selon une autre caractéristique, les première et deuxième parties comportent des moyens de retenue axiale et des moyens de retenue latérale coopérant respectivement entre eux pour assurer le verrouillage axial et latéral de l'assemblage des première et deuxième parties du boitier.
Selon une autre caractéristique, l'ensemble formé par les première et deuxième parties du boitier définit une coque d'habillage pour un module optique de dispositif d'éclairage et/ou de signalisation ; ladite coque présentant des zones de métallisation et des zones dépourvues de métallisation.
La présente invention a pour deuxième objet, un bloc optique équipé d'un boitier tel que décrit ci-dessus.
La présente invention a pour troisième objet un dispositif d'éclairage et/ou de signalisation de véhicule automobile comportant un bloc optique tel que décrit ci-dessus.
Enfin, la présente invention a pour quatrième objet, un projecteur de véhicule automobile comportant au moins un bloc optique tel que décrit ci-dessus.
L'avantage d'avoir un boitier découpé en deux parties est de permettre de déterminer un profil de découpe du boitier définissant une interface d'assemblage qui sépare avantageusement les zones dans lesquelles les procédés de moulage par injection et de métallisation ne sont pas techniquement compatibles en permettant de traiter ces zones séparément avant l'assemblage des deux parties du boitier.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et du dessin annexé, sur lequel :

[Fig.1] illustre, dans une vue en perspective, un mode de réalisation d'un boitier sortant du cadre de l'invention avec les deux parties du boitier assemblées ;
[Fig.2] illustre le boitier sortant du cadre de l'invention monté sur un bloc optique, selon un vue en coupe longitudinale ;
[Fig.3] illustre, selon une vue en perspective, le boitier sortant du cadre de l'invention avant l'assemblage des deux parties du boitier ;
[Fig.4] illustre, selon une vue en perspective, le boitier sortant du cadre de l'invention pendant l'assemblage des deux parties du boitier ;
[Fig.5] illustre le boitier sortant du cadre de l'invention avec le support du bloc optique, selon une vue en coupe transversale suivant l'axe de coupe II-II de la figure 2 ;
[Fig.6] illustre le boitier sortant du cadre de l'invention selon une vue en perspective, vue de l'arrière du boitier, avant l'assemblage des deux parties du boitier ;
[Fig.7] illustre, selon une vue en perspective, l'interface de fixation du boitier sortant du cadre de l'invention ;
[Fig.8] illustre selon une vue en perspective, le module optique dans son support destiné à recevoir le boitier sortant du cadre de l'invention ;
[Fig.9] illustre selon une vue en perspective, l'ensemble constitué du module optique dans son support et du boitier sortant du cadre de l'invention, fixé sur le support ;
[Fig.10] illustre l'ensemble illustré à la figure 9, avec un masque rapporté autour de la partie arrière du boitier sortant du cadre de l'invention ;
[Fig.11] illustre, selon une vue avant, en perspective, un mode de réalisation du boitier selon l'invention ; et
[Fig.12] illustre, selon une vue arrière, en perspective, le mode de réalisation de la figure 11.

Dans ce qui suit, on considère que le module optique fait partie d'un projecteur de véhicule automobile.
Les éléments représentés sur les figures, sont orientés à l'intérieur d'un même repère orthonormé XYZ et les éléments identiques sont désignés par les mêmes références alphanumériques.
Pour cela et sauf précision contraire, il est fait référence au repère orthonormé XYZ pour identifier les directions d'extension du véhicule et les notions relatives associées, dont une direction longitudinale (selon X), une direction transversale (selon Y) et une direction verticale (selon Z). La direction longitudinale X s'étend entre l'avant et l'arrière du véhicule, la direction transversale Y s'étend entre les côtés latéraux droit et gauche du véhicule identifiés par rapport au conducteur en station de conduite du véhicule, et la direction verticale Z définit l'extension du véhicule en élévation depuis son plan de roulage au sol. Par suite, les notions relatives avant et arrière sont identifiées longitudinalement, la notion latérale et les notions relatives droit et gauche sont identifiées transversalement, les notions comme supérieur et inférieur ou autres notions relatives apparentées comme bas et haut, ... sont définies verticalement par rapport au plan de roulage du véhicule au sol.
La figure 1 illustre, en perspective, un mode de réalisation d'un boitier 1 de module optique sortant du cadre de l'invention. Sur cette figure, il est clairement visible que le boitier 1 définit une sorte de coque dont l'encombrement intérieur est adapté pour épouser au plus près le module optique qui sur cette figure n'est pas représenté.
Le boitier 1 présente une forme générale d'un parallélépipède rectangle en deux parties. Il comporte une demi-coque supérieure 2 et une demi-coque inférieure 3 de forme complémentaire qui sont assemblées et verrouillées entres elle via une interface mécanique d'assemblage 4, illustrée symboliquement sur la figure par un segment de droite en trait interrompu.
Cette interface 4 est définie par un profil dit de découpe P qui a été déterminé pour prendre en compte les contraintes de style et les contraintes liées aux procédés de moulage par injection et de métallisation comme déjà évoqué ci-dessus.
Sur la figure, le profil de découpe P a été matérialisé par un tracé en trait interrompu.
Les deux demi-coques 2 et 3 ont été obtenues par un procédé de moulage par injection d'un matériau thermoplastique tel que l'ABS ou le PC qui présente de base une teinte sombre, grise voire noire comme également déjà évoqué ci-dessus. Dans le mode de réalisation décrit, le matériau présente une couleur noire et en conséquence les deux demi-coques 2 et 3 sont de base de couleur noire.
La demi-coque supérieure 2 qui est la plus visible pour un observateur placé à l'avant du véhicule, est pourvue de facettes 5 et 6 sensiblement en relief par rapport à la surface extérieure de la demi-coque supérieure 2 (les facettes 5 sont sensiblement plus en relief que les facettes 6). Les facettes 5 et 6 sont obtenues directement par le procédé de moulage. Elles forment des sortes d'écailles sur la surface extérieure de la demi-coque supérieure 2.
Dans le mode de réalisation décrit, les facettes 5 (qui sont les plus en relief) sont recouvertes d'une fine couche d'aluminium (alumine). Les autres facettes 6 sont quant à elles dépourvues de métallisation et présentent donc une teinte noire. La métallisation a pour effet esthétique de présenter sur la surface extérieure de la demi-coque supérieure 2 des zone brillantes - zone pourvue d'une métallisation - en alternance avec des zones sombres (noires) dépourvues de métallisation.
Le procédé de métallisation partielle, divulgué notamment dans le document FR2944717A , met en œuvre un outil de masquage, ou marouflage, 7 symbolisé sur la figure 5 par ses bords périphériques. L'outil de marouflage 7 présente un encombrement (ou emprise sur la partie de pièce à métalliser) qui nécessite de prévoir un espace suffisamment dégagé autour de la zone à métalliser. L'outil de marouflage 7 recouvre généralement en grande partie la périphérie des pièces, ou parties de pièces, à métalliser (ici les facettes en relief 5). Des flèches parallèles orientées vers les facettes 5 représentent symboliquement l'opération de métallisation des facettes 5.
Le profil de découpe P de l'interface mécanique d'assemblage 4 est optimisé pour passer au voisinage des facettes 5 (les bords latéraux des deux demi-coques 2 et 3 suivent respectivement ce profil de découpe P) et permet ainsi le positionnement sans gêne de l'outil de marouflage 7 pour la mise en œuvre du procédé de métallisation et ce, en respectant une configuration imposée par le style.
Tel qu'illustré à la figure 2, selon une vue en coupe longitudinale (suivi l'axe X), les deux demi-coques supérieure et inférieure, respectivement référencées 2 et 3, se terminent toutes les deux par une partie s'avançant vers l'avant du boitier 1 qui définissent respectivement des « casquettes » (ou visières) 8 et 9 vis-à-vis de la lentille optique 10 appartenant au module optique 11 et qui ferme le module optique 11 à l'avant du module optique 11. On désignera par « casquette supérieure » 8 la casquette de la demi-coque supérieure 2, et par « casquette inférieure » 9, la casquette de la demi-coque inférieure 3.
La faible épaisseur des parties d'extrémité libres des casquettes 8 et 9, agencées respectivement en haut et en bas de la lentille optique 10, tel qu'imposée par le style, rend impossible leur réalisation en une seule pièce par un procédé de moulage par injection pour les raisons suivantes :

l'introduction d'une fine lame d'acier dans le moule en partie interne du moule, pour réaliser la partie d'extrémité de la casquette supérieure 8, présentant une cavité presque fermée, rend celle-ci top fragile aux pressions mises en jeu lors de l'étape d'injection ;
des risques de casse du moule peuvent survenir au moment du refroidissement de la lame ;
une déformation de la lame non contrôlée peut entraîner des modifications d'épaisseur non contrôlée et, au final :
- des problèmes de qualité visuelle sur la pièce injectée à cause d'une hétérogénéité du refroidissement peuvent apparaitre.

Pour contourner ce problème et comme illustré aux figures 2 et 3 notamment, la demi-coque inférieure 3 se prolonge vers l'avant dans sa partie haute, par une extension 12 qui participe à la consolidation de la partie d'extrémité libre de la casquette supérieure 8. La partie d'extrémité libre de la casquette supérieure 8 est donc réalisée par l'assemblage des deux demi-coques 2 et 3 : la partie extérieure de la casquette supérieure 8 est obtenue par la demi-coque supérieure 2 et la partie intérieure de la casquette supérieure 2 (partie intérieure de la partie d'extrémité libre) par l'extension 12 de la demi-coque inférieure 3. L'extension 12 de la demi-coque inférieure 3 avec la casquette inférieure 9 de la demi-coque inférieure 3, définissent une face avant ajourée 13 du boitier 1 encadrant la lentille optique 10 du module optique 11. L'extension 12 est reliée à la demi-coque inférieure 3 par deux bras latéraux 14 et 15.
La demi-coque inférieure 3 est intégralement métallisée à l'exception de la surface intérieure de l'extension 12 qui elle, est dépourvue de métallisation. A cet effet, les jonctions des deux bras 14 et 15 de l'extension 12 avec la demi-coque inférieure 3 sont localement amincies pour créer des zone d'emprise de l'outil de marouflage 7 destiné à masquer la surface à ne pas métalliser.
La casquette inférieure 9 reste quant à elle mono pièce. Elle comporte avantageusement une cavité ouverte 16 (Fig. 1) dans sa partie externe inférieure (donc non visible par un observateur, une fois le boitier 1 installé dans le véhicule) permettant d'éviter les problèmes de moulage décrits ci-dessus.
De manière générale, le profil de découpe P de l'interface mécanique d'assemblage 4 des deux demi-coques 2 et 3 est avantageusement agencé pour s'assurer que l'outil de marouflage 7 recouvre toujours en grand partie la périphérie de la pièce ou la partie de pièce à métalliser (facettes 5 et demi-coque inférieure 3).
Le profil de découpe P de l'interface d'assemblage 4 est également avantageusement agencé pour définir des rampes de guidage 16 et 17 (Fig. 4) pour les bords latéraux respectifs des faces latérales des deux demi-coques 2 et 3 lors de leur assemblage. La direction d'assemblage (symbolisée sur la figure 4 par une double flèche pleine 18) se fait ainsi dans la direction générale du profil de découpe P.
Le verrouillage axial (suivant la direction d'assemblage 18) des deux demi-coques 2 et 3 est assuré par des moyens de retenue 19 à 22 répartis respectivement, à l'avant du boitier 1 (Fig. 2 et Fig. 6). Les moyens de retenue comportent une butée 19 en saillie du bord avant de l'extension 12 de la demi-coque inférieure 3 coopérant avec un logement 20 aménagé dans la partie d'extrémité de la casquette supérieure 8. Les moyens de retenue comportent en outre des moyens de clipsage 21 et 22 disposés en arrière des moyens 19 et 20 et répartis respectivement sur l'extension 12 et la partie d'extrémité libre de la casquette supérieure 8. Les moyens de clipsage 21 et 22 coopèrent entre eux pour assurer le verrouillage axial des deux demi-coques 2 et 3 quand la butée 19 vient en fin de course dans le logement 20. Le verrouillage latéral (suivant l'axe Y) des deux demi-coques 2 et 3 est assuré à l'arrière du boitier 1 par deux paires de moyens de clipsage 23 et 24 (Fig. 6) aménagées respectivement sur les deux bords latéraux des deux demi-coques 2 et 3. Ces deux paires de moyens de clipsage 23 et 24 permettent un verrouillage latéral en évitant l'ouverture des deux demi-coques 2 et 3.
Afin d'éviter un affaissement de la partie d'extrémité libre de la casquette supérieure 8, deux nervures 25 et 26 sont aménagées en saillie des bords latéraux supérieurs de l'extension 12 de la coque inférieure 3. Ces nervures 25 et 26 coopèrent respectivement avec des gorges correspondantes 27 et 28 aménagées dans la casquette supérieure 8 de la demi-coque supérieure 2.
Une fois les deux demi-coques 2 et 3 assemblées et verrouillées (Fig. 7), le boitier 1 est lui-même fixé longitudinalement (suivant l'axe X) sur la partie arrière du support 29 (Fig. 8) par une interface de fixation comportant des moyens de clipsage mâles 30, 31, 32, définissant trois pattes venues de matière avec les bords arrière des deux demi-coques 2 et 3 : une patte 30 venue de matière avec la demi-coque supérieure 2 et les pattes 31 et 32 venues de matière avec la demi-coque inférieure 3.
Les moyens de clipsage males 30, 31 et 32 (Fig. 7), appartenant à l'interface de fixation, coopèrent respectivement avec des moyens de clipsage femelles 33, 34, 35 (Fig. 8) répartis sur une face d'accueil 36 de la partie arrière du support 29, définissant un plan s'étendant selon YZ pour assurer le verrouillage axial du boitier 1 sur la partie arrière du support 29. Les moyens de clipsage femelles 33, 34 et 35 définissent respectivement trois logements recevant les pattes 30, 31 et 32.
Comme illustré à la figure 9, les deux demi-coques 2 et 3 sont ainsi maintenues en partie arrière du support 29 et le boitier 1 se trouve monté en porte à faux en avant de la face d'accueil 36.
Pour rigidifier l'assemblage du boitier 1 sur la partie avant du support 29 contenant le module optique, 10, 11, des nervures longitudinales 37, 38 et 39 (Fig. 8), sont aménagées sur tout le long de la partie avant du support 29 du module optique 10, 11 en s'étendant suivant l'axe X. Ces mêmes nervures 37, 38 et 39 forment des butées d'appui, ici au nombre de trois, disposées autour du support 29 de manière à former un système isostatique (Fig. 5). La figure 5 est une section transversale (selon Y) de l'ensemble formé par le support 29 et le boitier 1 : la section étant considérée suivant l'axe de coupe II-II de la figure 2. Ainsi, le boitier 1 ne peut plus se déplacer ni verticalement (suivant l'axe Z), ni transversalement (suivant l'axe Y) par rapport à la partie avant du support 29.
Enfin, en référence à la figure 10, pour masquer la partie arrière du support 29 et ses parties techniques associées (notamment l'interface de fixation), un masque additionnel 40 s'étendant sensiblement selon un plan vertical (suivant YZ), parallèle à la face d'accueil 36 du boitier 1, peut être rapporté autour du boitier 1 dans sa partie arrière ne laissant visible, pour un observateur extérieur situé à l'avant du véhicule, que le boitier et la lentille 10 du bloc optique 11.
Dans un mode de réalisation de l'invention et en référence aux figures 11 et 12, le masque fait partie intégrante du boitier 1'. Le masque est divisé en deux parties 41 et 42 : une première partie 41 vient de matière avec la partie arrière de la demi-coque supérieure 2' et une deuxième partie 42 vient de matière avec la partie arrière de la demi-coque inférieure 3'. Le masque 41, 42 s'étend dans un plan YZ parallèle à la face d'accueil 36 du support 29.
En référence à la figure 12, des moyens de clipsage supplémentaires 43 et 44 sont aménagés, à l'interface mécanique d'assemblage des deux demi-coques 2' et 3', respectivement sur les première et deuxième parties de masque 41 et 42. Ils coopèrent entre eux pour assurer le verrouillage de la partie arrière des deux demi-coques 2' et 3' et des deux parties de masque 41 et 42 suivant une direction inclinée correspondant à la direction d'assemblage 18 (Fig. 4).
Trois pattes de fixation, référencées respectivement 45, 46 et 47, s'étendent suivant la même direction (selon X) perpendiculairement au plan YZ dans lequel s'étendent les deux parties de masque 41 et 42. La patte 45 vient de matière avec la face arrière de la première partie de masque 41 et les deux pattes 46 et 47 viennent de matière avec la face arrière de la deuxième partie de masque 42. On retrouve sensiblement la même répartition des pattes 45, 46 et 47 à l'arrière du boitier 1' que celles des pattes 30, 31 et 32 de la figure 7.

Claims

Boitier (1') de module optique d'un dispositif d'éclairage et/ou de signalisation d'un véhicule automobile, ledit boitier (1') comportant des première (2') et deuxième (3') parties de formes complémentaires obtenues après moulage par injection d'un matériau thermoplastique et dont au moins une des deux parties (2' ou 3') est pourvue partiellement de zones de métallisation (5), ledit boitier (1') comportant un profil de découpe (P) déterminé définissant une interface mécanique d'assemblage des première (2') et deuxième (3') parties l'une sur l'autre ; ladite interface étant agencée sur au moins un des bords d'une des deux parties (2' ou 3') pourvue d'une zone de métallisation (5), au voisinage de la zone de métallisation (5) pour tenir compte des contraintes de moulage et de métallisation, ledit boîtier comportant en outre une interface de fixation (45-47) aménagée sur les première (2') et deuxième (3') parties du boitier (1'); ladite interface de fixation (45-47) étant apte à fixer le boitier (1') sur un support de module optique suivant une direction longitudinale (X) du boitier (1'), ledit boîtier étant caractérisé en ce qu'il comporte des première (41) et deuxième (42) parties d'extension des première (2') et deuxième (3') parties du boitier (1') ; les première (41) et deuxième (42) parties d'extension s'étendant dans un même plan (YZ) s'étendant perpendiculairement à un plan médian passant par l'axe longitudinal (X) du boitier (1') ; les première (41) et deuxième (42) parties d'extension supportant l'interface de fixation (45-47), les première (41) et deuxième (42) parties d'extension du boitier (1') définissant un masque vis-à-vis du support de module optique destiné à recevoir l'interface de fixation (45-47) du boitier (1').
Boitier (1') selon la revendication précédente, présentant une forme générale de parallélépipède rectangle ; les première (2') et deuxième (3') parties du boitier (1'), en regard l'une de l'autre, comportent respectivement des bords s'étendant sur les deux grandes faces latérales du boitier (1'), en regard l'une de l'autre ; lesdits bords appartenant à l'interface mécanique d'assemblage définissant respectivement des rampes d'assemblage (16, 17) coopérant entre elles au moment de l'assemblage des première (2') et deuxième (3') parties selon une direction d'assemblage déterminée (18).
Boitier (1') selon la revendication précédente, dans lequel les première (2') et deuxième (3') parties comportent des moyens de retenue axiale (19-22) et des moyens de retenue latérale (23, 24) coopérant respectivement entre eux pour assurer le verrouillage axial et latéral de l'assemblage des première (2') et deuxième (3') parties du boitier (1').
Boitier (1') selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'ensemble formé par les première (2') et deuxième (3') parties du boitier (1') définit une coque d'habillage pour un module optique de dispositif d'éclairage et/ou de signalisation ; ladite coque présentant des zones de métallisation (5) et des zones (6) dépourvues de métallisation.
Bloc optique (10, 11) équipé d'un boitier (1') selon l'une des revendications précédentes.
Dispositif d'éclairage et/ou de signalisation de véhicule automobile comportant un bloc optique (10, 11) selon la revendication précédente.
Projecteur de véhicule automobile comportant au moins un bloc optique (10, 11) selon la revendication 5.