Brevet FR2264341A1 — publié le 19751010

L'invention concerne un dispositif de mouvement qui peut servir à faire de la publicité pour des marchandises et qui peut aussi servir à des usages d'agrément ou comme jouet. Plus précisément, elle concerne un dispositif de mouvement comportant une partie qui peut tourner sous l'action d'une force électromagnétique. Selon l'invention, un dispositif de mouvement destiné à lVaf fichage, à la publicité ou à l'amusement comprend un ensemble tournant qui supporte deux ou plusieurs aimants permanents espacés ou un aimant multipolaire, une bobine à travers laquelle on fait passer un courant électrique pour engendrer un champ magnétique et des moyens sensibles au magnétisme sous la forme d'un interrupteur, d'un transistor, d'un semi-conducteur ou d'un multivibrateur disposés de manière à ouvrir et à fermer un circuit contenant la bobine à mesure que les aimants permanents de l'ensemble tournant passent devant les moyens sensibles au magnétisme. A titre d'exemple, plusieurs dispositifs de mouvement selon l'invention sont représentés par les dessins annexés sur lesquels: La Fig. 1 est une vue latérale d'une forme de dispositif La Fig 2 est un plan par le haut du dispositif représenté par la Fig. 1 La Fig. 3 est une coupe verticale du dispositif des Fig,l et 2 La Fi-g. 4 est une coupe horizontale suivant la ligne IV-IV de la Fig. 3 La Fig. 5 est un plan par le haut d'une partie tournante du dispositif des Fig. î à 4 La Fig. 6 est une vue latérale à échelle très agrandie de la partie supérieure du support destiné à la partie tournante représentée par la Fig.5 La Fig. 7 est une perspective de l'un des quatre aimants permanents portés par la partie tournante représentée par la Fig. 5 La Fig 8 est une coupe à plus grande échelle d'un interrupteur à lames faisant partie du dispositif de la Fig. 4 La Fig. 9 est une vue similaire à la Fig. 4 montrant une variante du dispositif de mouvement La Fig. 10 est un détail illustrant une variante du dispositif de la Fig. 9 La Fig. il est unie coupe verticale d'une partie d'une autre forme de dispositif de mouvement LesFig. 12 et 13 sont des vues similaires à la Fig. 4 montrant deux autres formes de dispositif de mouvement La Fig. 14 est une coupe verticale d'une variante des dispositifs des Fig. 12 et 13, et La Fig. 15 est un plan d'un aimant représenté par la Fig. 14 Les divers dispositifs de mouvement représentés par les dessins sont tous conçus pour l'affichage ou la publicité de marchandises. Toutefois, ils pourraient tout aussi bien servir à des usages d'amusement, 6'est-à-dire à des hommes d'affaire ou de jouets pour enfants. Le dispositif des Fig. 1 à 8 comprend un socle creux 10 formé de deux moitiés tronconiques en cuvette 12 et 14 qui sont adaptées entre elles de façon amovible par déclic suivant la ligne 16. Les deux moitiés 12 et 14 sont de préférence formées de matière plastique synthétique ou d'une autre substance non magnétique. A travers un trou central 18 de la moitié supérieure 14 du socle creux 10 dépasse, vers le haut, un cône en matière plastique synthétique 20 qui est fermé à son extrémité supérieure par un bout creux amovible 22. Comme le montre la Fig. 3, ce cône avec le bout qui y est fixé, est supporté de manière à pouvoir tourner autour d'un axe vertical sur un pilier support vertical 24 qui est fixé ou moulé par son extrémité inférieure sur le fond de la moitié 12 de la base 10. Le pilier 24 présente à son extrémité supérieure un tourillon 26 dirigé verticalement (voir Fig. 6) qui présente à son extrémité supérieure une petite bille trempée 28 similaire à une pointe d'écriture à bille, formant un palier pour une surface intérieure 30 du bout 22. Le cône 20 peut ainsi tourner sur la bille 28 avec très peu de frottement.Comme on le voit par la Fig. 6, le tourillon 26 traverse de bas en haut l'alésage 32 du bout 22 avec seulement un léger jeu de manière à empêcher une inclinaison indésirable du cône 22 sur son support. Dans les grands dispositifs de mouvement, il peut évidemment être nécessaire d'utiliser une plus grande surface de palier pour empêcher cette inclinaison. La partie du cône 20 qui dépasse au-dessus du socle 10 sert ici à supporter une carte d'affichage 34 ou un autre élément d'affichage, la carte étant liée au bout 22. De façon générale, l'élément d'affichage peut être formé de carton, de feuille de matière plastique synthétique, de feuille d'aluminium, de polystyrène expansé ou d'une autre matière légère. Dans ce cas particulier, ltélément 34 a une forme rectangulaire plane et porte des indications publicitaires (non représentées) imprimées sur ces deux faces ou fixées à celles-ci. Mais il pourrait tout aussi bien 8tre remplacé par un élément d'affichage de forme tridimensionnelle, auquel cas l'élément d'affichage pourrait être une pièce de matière plastique synthétique moulée sous vide ou autrement.Ou encore, le cône 20 et/ou son bout 22 pourraient supporter un échantillon réel du produit qui fait l'objet de a publicité (par exemple une pile, un stylographe, un paquet de cigares ou de lames de rasoir) ou une maquette légère du produit. La forme tronconique des deux moitiés 12 et 14 du socle 10 a líavantage que l'on peut imprimer ou appliquer des indications publicitaires sur leurs surfaces extérieures tronconiques. Ainsi si on le désire, on peut disposer un ruban ou collier de papier ou de carton (non représenté) sur la surface tronconique extérieure de la moitié supérieure 14 par exemple, le ruban ou collier portant des indications publicitaires ou d'autres informations. Les Fig. 31 4, 5 et 8 illustrent les moyens qui sont prévus pour faire tourner le cône 20. Comme on le voit par les Fig. 3 et 4, le socle creux 10 contient une bobine 36 de fil de cuivre enroule en hélice qui est disposée de telle sorte que son axe est dirigé verticalement. Les extrémités de la bobine sont reliées par des conducteurs électriques 38 à des piles sèches respectives 40 qui sont à leur tour reliées en série entre elles par un conducteur 42 contenant un interrupteur à lames 44 sensible au magnétisme.Comme le montre la Fig. 8, 1 t interrupteur à lames comprend deux contacts métalliques chevauchants 46 et 48 dont au moins un réagit à des forces magnétiques et est libre de fléchir de manière re à être amené en coopération et hors de coopération avec l'autre contact. -Ces contacts métalliques sont enfermés dans un tube de verre de petit diamètre 50. A la place des piles sèches 40, on peut utiliser des batteries solaires qui sont chargées par la lumi ère incidente ou des éléments nickel-cadmium. L'extrémité inférieure du cone 20 est munie de quatre bras circulaires faisant saillie horízontalementa 52, en forme de croix. Un aimant permanent 54, qui peut être formé d'acier, de ferrite ou de céramique, est porté par chaque bras comme le montrent les Fig. 3 et 5. Ces aimants sont de forme rectangulaire (voir la Fig. 7) et peuvent mesurer-. 12 x 12 x 6 mm. Ils sont de préférence fixés par déclic et légèrement collés à leurs bras respectifs 52, les pôles S des quatre aimants étant tous tournés vers le bas et leurs pales N étant tous tournés vers le haut ou viceversa.La longueur des bras 52, leur position relativement à la bobine 36 et à l'interrupteur à lames 44 et la position des aimants 54 sur les bras sont choisies de telle sorte que lorsque le cône tourne, les aimants passent tour à tour juste au-dessus de la bobine et de l'interrupteur à lames et peuvent fermer les contacts 46 et 48 de celui-ci. Le dispositif fonctionne comme suit On met le cône en rotation manuellement, ce qui fait que 1' un des aimants 54 passe au-dessus de l'interrupteur à lames qui est normalement ouvert. L'attraction magnétique de l'aimant a pour effet que les deux contacts 46 et 48 de l'interrupteur à lames se rapprohent, bouclant le circuit électrique qui contient la bobine 36 et les batteries 40. Le courant passe donc à travers la bobine de sorte que celle-ci engendre un champ magnétique qui attire ou repoùssew l'aimant 54 le plus proche, selon la polarité des aimants Ainsi, le circuit s' ouvreà nouveau parce que l'ai- mant qui a fermé l'interrupteur à lames s'est maintenant éloigné de celui-ci et a permis aux contacts 46 et 48 de l'interrupteur de se séparer à nouveau.Cependant, l'attraction de l'aimant le plus proche par la bobine a donné au cône une impulsion de rotation par suite de laquelle un autre aimant approche des contacts de l'interrupteur à lames et les ferme. La bobine 36 est ainsi excitée une fois de plus et attire l'aimant suivant qui en approche. A cause de l'énergie cinétique du cône 20 (due principalement au poids des aimants), la rotation du cône se maintient entre les impulsions qui se produisent à mesure que la bobine est excitée. Selon le poids des cônes et de l'élément d'affichage qu'il porte, on peut facilement obtenir une vitesse de rotation de vingt tours par minute par exemple. On peut augmenter cette vitesse en déplaçant la bobine vers l'extérieur ourla diminuer en déplaçant la bobine vers l'intérieur. Normalement, le fabricant décidera quelle est la vitesse à réaliser et règlera alors la bobine dans la position appropriée. I1 n'est pas essentiel qu'il y ait quatre aimants. Le dispo situé pourrait fonctionner aussi avec trois aimants et pourrait même dans certains cas, fonctionner avec deux aimants seulement. Mais normalement, il est à conseiller d'utiliser au moins quatre aimants espaces de 900 Lorsqu on désire que le cône 20 tourne en sens opposé, on peut y arriver très simplement en inversant les aimants 54 sur les bras 52. L'interrupteur à lames 44 joue un rôle essentiel dans le fonctionnement du dispositif en ce sens qutil sert à fermer et à ouvrir le circuit qui contient la bobine 36. Une forme de dispositif d'affichage utilisée- antérieurement réalise la mise en circuit et hors circuit d'une bobine en commandant des-rayons lumineux envoyés à un interrupteur photosensible. L'inconvénient d'une telle construction est quelle cesse de fonctionner si la source de lumière (par exemple la lumière du jour) s'obstrcit. Par contre, le dispositif de mouvement de l'invention n'est pas influencé par la présence ou l'absence de lumière mais agit au contraire sous l'action d'une énergie électromagnétique. Pourtant lorsque l'utilisateur le désire, le dispositif de mouvement ici décrit peut naturellement comprendre une petite ampoule ou lampe placée dans le circuit électrique et qui s'allume et s'éteint alors lorsque le circuit est fermé et ouvert par l'interrupteur 44. Les caractéristiques de l'interrupteur à lames ne sont pas déterminantes mais on a trouvé qu'un interrupteur ayant les caractéristiques suivantes donne d'excellents résultats tension de percement 500 V continu intensité maximale 0,1 A charge maximale 5W fréquence de résonance 2.300 Hz résistance initiale des contacts 150 milliohms temps de fonctionnement 1 ms temps de déclenchement 0,5 ms longueur du tube de verre 37 mm diamètre du tube de verre 3,2 mm Afin d'assurer la rotation du cône 20, il est important que la bobine 36 et l'interrupteur a lames 44 soient disposés de part-et d'autre de ltaxe de rotation du cône, dans des positions relatives particulières.Cela est illustré par la Fig. 4 qui permet de voir que l'axe de la bobine 36 est situé sur la ligne imaginaire 56 qui passe par l'axe de rotation 58 du cône 20. Le lieu 60 où les deux contacts 46 et 48 de l'interrupteur à lames 44 viennent se toucher n'est cependant pas situé sur la ligne imaginaire 55 mais en avance d'un petit angle CC relativement à cette ligne dans le sens de rotation du cône 20. Cette disposition s' applique au dispositif d'affichage particulier représenté par les Fig. 1 a 8 quatre aimants 54 sont supportés à des espacements de 900 sur le cône 20.Lorsqu'on utilise un nombre différent d'aimants, une expérience simple est nécessaire pour déterminer dans quelle mesure on pourrait avancer l'interrupteur à lames dans le sens de rotation du cône pour assurer une rotation appropriée de ce dernier. Outre que le dispositif de mouvement des Fig. i à 8 est complètement indépendant de la quantité de lumière ambiante, des essais ont montré que la décharge des batteries est extrêmement lente de sorte que le fonctionnement du dispositif est très peu coûteux. Rr exemple, en utilisant deux piles à grande puissance HP7 de 1,5 V vendues par Ever Ready Company, on peut réaliser une rotation continue du cône jour et nuit pendant deux cents jours sans changer les piles. En outre, étant donné sa construction simple et l'utilisation de matériaux tels que le carton et les matières plastiques de synthèse, il est assuré que le dispositif soit relativement peu coûteux à fabriquer. La Fig. 9 montre une forme modifiée-de dispositif de mouvement dans laquelle on utilise deux bobines 36a et 36b. Lorsqu'on utilise plus d'une bobine, comme dans ce cas, la disposition relative des bobines dépend du nombre et des positions relatives des aimants 54 portés par le cône 20. Ainsi, avec quatre aimants portés par le cône à des intervalles de 900 (comme sur la Fig.5) les bobines 36a et 36b font un angle de 1800 entre elles. De façon similaire, quatre bobines devraient être espacées de 900. L'avantage d'utiliser plus d'une bobine est que cela peut améliorer l'entrainement et l'équilibre du dispositif et aussi réduire l'inclinaison du cône 20. Pour réduire le coût de la fabrication, on peut utiliser des bobines qui sont enroulées en un seul enroulement et ensuite tordues de manière à former deux, quatre boucles ou davantage qui jouent le rôle de bobines distinctes quand on y fait passer un courant. Un exemple est représenté par la Fig. 10 où l'enroulement 62 a été tordu en huit de manière à former deux bobines 62a et 62b. La Fig. il illustre une autre variante qui utilise deux bobines 64a et 64b disposées l'une au dessus de l'autre et entre lesquelles se trouve un entrefer à travers lequel passent les aimants 54 portés par les bras 52 du cône 20. Cela tend aussi à réduire l'inclinaison du cône 20 et peut augmenter les impulsions de rotation communiquées au cône. Dans tous les dispositifs de mouvement décrits jusqu'ici et représentés par les dessins annexés, on utilise un interrupteur a lames 44 sensible au magnétisme pour ouvrir et fermer le circuit qui contient la ou les bobines à mesure que les aimants permanents 54 du cône 20 passent devant itinterrup*eur. Toutefois au lieu d'un interrupteur à lames, on peut utiliser un transistor ou un semi-conducteur pour ouvrir et fermer le circuit qui contient la ou les bobines, et les Fig. 12 à 15 concernent cette modification.L'utilisation d'un transistor ou d'un semi-conducteur dans le dispositif de mouvement peut améliorer l'rfficacite de celui-ci ce qui fait que l'on peut obtenir une plus grande longévité des batteries qui alimentent le dispositif, ou bien que le dispositif peut porter une charge plus lourde. Cela aide aussi à assurer un entraînement en douceur et on peut éviter une consommation excessive de courant si le dispositif se bloque ou s'arrê- te pour une autre raison. Le dispositif particulier représenté par la Fig. 12 présente une bobine 66 reliée à deux piles sèches 68 par l'intermédiaire d'un transistor ou d'un semi-conducteur 70 de telle sorte que lorsque le transistor est déclenché, la bobine 66 est excitée. Et conséquence, une autre bobine 72 est prévue pour declencher le transistor lorsqu'une tension est engendrée dans la bobine 72 parce qu'elle est coupée par des lignes de force des aimants du cône en rotation. Ainsi, lorsque l'un des aimants passe au-dessus de la bobine 72, un courant est engendré dans celui-ci et cela déclenche le transistor de sorte qu'un courant passe dans la bobine 66. La coupure du transistor se produit quand l'aimant a dépassé la bobine 72. Selon une variante, le transistor 70 peut être remplacé par un multivibrateur déclenché ou un circuit à transistors en parallèle. Les deux bobines 66 et 72 sont enroulées sur le même noyau sur la Fig. 12 mais ils pourrainnt être enroulés sur des bobines séparées. Si on le désire, il peut y avoir plus d'une bobine d'entraînement 66. Une telle construction est représentée par la Fig. 13 où une deuxième bobine d'entraînement 74 est placee du côté opposé à la bobine 66 de manière à maintenir un entraînement équilibré du cône et à éviter l'inclinaison de ce dernier. Les bobines d'entrainement peuvent être reliées en série ou en parallèle et de même, il est possible de prévoir plus d'une bobine 72 pour déclencher le transistor. Comme sur la Fig. 5, le cône peut être muni de quatre aimants séparés 54, Ou encore, il peut constituer un aimant annulaire 76 comme le montrent les Fig. 14 et 15, l'aimant étant polarisé de manière à présenter quatre, six ou huit pôles. Dans l'exemple représenté, l'aimant annulaire 76 présente quatre pôles 78. Les bobines 80 et 82 sont montées de part et d'autres de l'aimant annulaire 76 et des plaques de recouvrement en tôle 84 et 86 sont prévues pour augmenter l'intensitédu champ magnétique. Toutefois, comme sur les Fig. 12 et 13, on peut utiliser si on le désire une seule bobine munie de deux enroulements. R E V E N D I C A T I O N S 1. Dispositif de mouvement destiné à l'affichage, à la publicité ou à l'amusement et caractérisé par le fait qu'il comprend un ensemble tournant qui supporte deux ou plusieurs aimants permanents espacés ou une aimant multipolaire, une bobine à travers laquelle on fait passer un courant électrique pour engendrer un champ magnétique et des moyens sensibles au magnétisme sous la forme dtun interrupteur, d'un transistor, d'un semi-conducteur ou d'un multivibrateur disposés de manière à ouvrir et à fermer un circuit contenant la bobine à mesure que les aimants permanents de l'ensemble tournant passent devant les moyens sensibles au magnétisme. 2. Dispositif selon la revendication l, caractérisé par le fait que la bobine et les moyens sensibles au magnétisme sont logés dans un socle creux muni d'une ouverture à travers laquelle passe une partie de l'ensemble tournant et que le ou les aimants supportes par l'ensemble tournant sont disposés à l'intérieur du socle creux. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé parle fait que la partie de l'ensemble tournant qui dépasse du socle creux porte un élément d'affichage. 4. Dispositif selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé par le fait que l'ensemble tournant est disposé de manière à tourner autour d'un axe vertical sur un pilier central ou autre support qui se dirige vers le haut a l'interieur du socle creux. 5. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé par le fait que l'ensemble tournant comprend un cône creux muni de bras qui supportent un nombre correspondant d'aimants. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le cône est supporté à son sommet ou près de celui-ci par une bille portée par le sommet du pilier central. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que le sommet du pilier passe avec seulement un petit jeu à travers un passage situé au sommet du cône ou près de ce sommet de manière à empêcher une inclinaison indésirable du cône sur le pilier. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait que le passage situé au sommet du cône ou près de ce sommet est prévu dans un bout qui est fixé au cône de façon amovible. 9. Dispositif selon les revendications 3 et 7, caractérisé par le fait que l'élément d'affichage est fixé au bout. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que la bobine est excitée par une ou plusieurs batteries ou piles électriques placées à l'intérieur du dispositif. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait que les moyens sensibles au magnétisme sont constitués par un interrupteur à lames muni d'un ou plusieurs contacts réagissant au magnétisme. 12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé par le fait qué l'interrupteur à lames et la bobine sont disposés de part et d'autre de l'axe de rotation de ltensemble tournant et font entre eux un angle autre que 180-. 13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé par le fait que l'ensemble tournant porte quatre aimants permanents qui sont espacés de 900. 14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 13, caractérisé par le fait que le socle est formé de deux parties facilement séparables en matière plastique synthétique. 15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé par le fait qu'il comporte plus d'une bobine et que deux ou plusieurs bobines sont disposées sur des côtés différents de l'axe de rotation de l'ensemble tournant ou sont superposes entre elles ou sont enroulées concentriquement entre elles.