Brevet FR2492675A1 — publié le 19820430

Jouet logique à trois dimensions La présente invention concerne un jouet logique à trois dimensions constitué par un ensemble de dix huit éléments formant un corps régulier ou irrégulier à trois dimensions, de préférence de forme oblongue à l'état assemblé. Les jouets logiques à trois dimensions sont bien connus. Référence est faite à celui qui a été décrit dans le brevet hongrois RU-PS 170 062 (au nom du même déposant et inven- teur) concernant un jouet logique à trois dimensions consis- tant en vingt sept solides formant un cube à l'état assemblé. Les éléments du jouet - c'est-à-dire les petits cubes - peuvent être pivotés selon les trois axes du cube au moyen d'élements de connexion disposés au centre géométrique du grand cube. Les surfaces des petits cubes formant les sur- faces du grand cube sont colorés ou portent des nombres, des lettres ou autres symboles pouvant être assemblés dans un ordre logique prédéterminé en faisant tourner simultanément les neuf éléments du jouet qui forment les surfaces du "grand cube". Le jouet logique selon la présente invention constitue une forme développée du jouet logique à trois dimensions qui vient d'être décrit. La construction est basée sur les mêmes principes-mais les connexions internes sont réalisées au moyen de solides absolument nouveaux et particuliers. Le fait de dire que ce jouet est de construction identi- que signifie qu'un groupe quelconque de six ou neuf éléments pris parmi les éléments formant les surfaces du jouet en forme de brique peuvent être simultanément tournés autour de l'un quelconque des trois axes du solide. Ainsi, les cou- leurs, les motifs, les nombres ou tous autres symboles (tels que ceux de dominos) portés par les surfaces externes des éléments qui forment la surface du jouet logique à trois dimensions selon l'invention apportent d'innombrables possi- bilités de variations qui servent en particulier à stimuler les raisonnements logiques d'adolescents, et qui, dans le même temps, permettent d'établir des règles pour divers jeux d'intérieur, et de jouer à ces jeux. Le but visé par l'invention est de développer un jouet logique à trois dimensions constitué au total par dix huit éléments formant un solide (un corps régulier ou amorphe), de préférence en forme de brique à l'état assemblé,alors que lesdits éléments du jouet sont mutuellement connectés au centre du solide sans avoir recours à des profilés de connexion séparés et uniquement par la forme intrinsèque des solides constituant les éléments du jouet; on peut faire tourner simultanément six ou neuf éléments le long des trois axes du jouet logique, ce qui apporte une possibilité de jouer de nombreuses façons différentes au moyen des symboles, des nombres, des couleurs, etc. qui sont sur les surfaces exter- nes, c'est-à-dire au moyen des éléments qu'ils portent. Selon l'invention, ce problème est résolu du fait que parmi les dix huit éléments du jouet, deux groupes de huit éléments sont conformés de manière identique alors que deux autres éléments identiques ont une forme spéciale détermi- nant la fixation centrale. Un coin ou un côté des groupes de huit éléments respectifs de forme identique - qui sont de préférence de petits cubes et qui fait face au centre géométrique du solide assemblé, a la forme d'une partie rapportée d'articulation, et ces petits cubes qui sont reliés mutuellement ainsi qu'aux deux éléments préférentiels du jouet, sont fixés de leur côté au moyen d'une unique vis à ressort, forment le jouet logique à trois dimensions selon l'invention. La solution selon l'invention, c'est-à-dire la forme, le mode d'interconnexion et la fixation centrale, sera mainte- nant décrite en détail à l'aide de deux modes de réalisation préférés, avec référence aux dessins ci-annexés dans lesquels: la figure 1 représente le jouet logique à trois dimen- sions dans un état assemblé, la figure 2 représente l'un des huit éléments identiques du jouet appartenant au premier groupe et représenté en perspective, la figure 3 est une vue en perspective de l'un des huit éléments de jouet de forme identique appartenant au second groupe, la figure 4 représente l'un des deux éléments de jouet servant à la fixation centrale, la figure 5 est une vue en coupe du jouet une fois assemblé conformément à l'invention, la figure 6 représente le jouet de la figure 5 vu en direction longitudinale,, la figure 7 illustre l'un des huit éléments identiques appartenant au premier groupe d'un autre mode de réalisation préféré, la figure 8 représente l'un des éléments de jouet appar- tenant au second groupe, la figure 9 représente l'un des éléments de jouet établis- sant la connexion entre les autres éléments, la figure 10 est une vue en coupe du jouet selon le second mode de réalisation de l'invention, la figure 11 est une vue longitudinale du jouet de la figure 10, et la figure 12 est une vue en coupe des axes croisés qui fixent les éléments du jouet. Les huit éléments 1 de forme identique qui appartiennent au premier groupe sont des cubes; la partie rapportée 2 est reliée au rebord de l'un des coins de ces cubes. La partie rapportée 2 comprend deux faces se raccordant l'une à l'au- tre et situées à une distance prédéterminée des surfaces du cube, et elles sont parallèles aux faces correspondantes du cube, ce qui fait qu'elles déterminent entre elles un rectan- gle. La troisième face de la partie rapportée 2 est située dans le même plan que la surface carrée en un coin donné du cube, et la partie rapportée 2 a donc essentiellement la forme d'un profilé de coin dont les faces qui sont parallé- les aux faces correspondantes du cube sont limitées par une courbe ayant la forme d'un quart d'ellipse, alors qiue l'é- paisseur de chaque face est égale à ladite distance prédéter- minée qui la sépare du cube. Ainsi, le profilé de coin forme un creux à surface courbe et il est relié au cube par l'in- termédiaire de la partie rapportée qui est jointe aux deux faces. Les huit éléments 3 de forme identique et appartenant au second groupe ont également la forme d'un dé, et ils sont en fait constitués par un cube et une partie rapportée 4 qui lui est reliée. La partie rapportée est disposée à la même distance de l'une des faces correspondantes du cube que celle qui a été précédemment choisie. L'une des faces 5 qui fait saillie par rapport au plan du cube forme une surface plane parallèle à la face correspondante du cube, elle est sensiblement oblongue, sa limite inférieure est droite et elle termine un plan qui est identique au plan limite infé- rieur du cube. La limite supérieure est incurvée et le fraisage est effectué de manière a obtenir une surface courbe convexe parallèle située à la distance prédéterminée, l'épaisseur de la face disposée contre la partie fraisée ayant la même dimension que cette distance prédéterminée. Les troisième et quatrième faces de la partie rapportée sont planes et parallèles aux faces latérales correspondantes du cube et elles sont jointes à la face frontale du cube par l'intermédiaire du creux formé avec la surface convexe et dont la dimension est celle de la distance prédéterminée. Ainsi, les autres côtés de ces creux sont constitués par les faces opposées du cube, dont les coins sont découpés par la ligne courbe concave 6. Le troisième groupe d'éléments du jouet logique selon l'invention est constitué par deux éléments identiques 7 disposés aU centre du solide. Vus par le côté, ces éléments ont une forme en T pourvue d'une branche verticale épaisse. La branche verticale du T est formée par le prisme 8 à base carrée, alors que la branche horizontale du T est constituée par une partie rapportée de forme carrée vue par le dessus. La dimension de ce cdrré correspond à la dimension des cubes formant les deux éléments de jouet précédemment décrits. Le long de la circonférence du prisme est prévue une gorge incurvée dont la dimension correspond à la distance choisie comme distance prédéterminée, alors que la largeur de la "branche" horizontale est choisie de manière que la partie supérieure du rectangle limité par une ligne convexe incur- vée, form6e par la partie rapportée de l'élément de jouet appartenant au second groupe, qui fait saillie par rapport à l'un des plans limites du cube - et séparée de ladite face limite du cube par le creux convexe choisi comme unité de distance - viennent s'emboîter avec précision dans le creux formé à proximité de la branche horizontale du T et de manière que les faces limites situées en dessous des parties emboîtées des parties rapportées soient disposées dans le même plan. La fixation est obtenue au moyen de la vis entourée du ressort 8 qui est vissée dans l'alésage fileté de l'élément de jouet central 7; cette vis 9 passe également dans l'alé- sage traversant de l'élément de jouet 7 de forme identique et situé à l'opposé. Le jouet est assemblé en plaçant l'élé- ment 7 pourvu de l'alésage fileté sur la partie solide formant la branche horizontale du T. Après avoir emboîté la partie oblongue en saillie des éléments 3 limités par une ligne courbe dans les creux de l'élément de jouet 7 qui sont parallèles aux faces latérales du prisme quadratique, les quatre côtés se trouvent connectés. On obtient ainsi un solide complexe ayant la forme d'une croix grecque. On place ensuite les deux moitiés l'une contre l'autre, on fait passer la vis 9 pourvue du ressort dans l'alésage traversant du second élément de jouet 7 et on la visse dans l'alésage fileté du premier élément de jouet 7. De préférence, l'alé- sage de l'élément 7 est fermé au moyen d'un bouchon à ajus- tage serré. Ainsi, le jouet logique selon l'invention forme un ensemble indissoluble. En reliant les creux aux surfaces courbes, on peut faire tourner les éléments de jouet 1, 3 dans toute direction quelconque selon les trois axes du jouet logique. On peut effectuer la fixation complète au moyen d'une unique vis: on peut effectuer la connexion entre les éléments du jouet de manière rotative mais en même temps indissoluble - au moyen des parties rapportées. Un autre mode de réalisation préféré du jouet logique à trois dimensions peut être construit à partir des éléments suivants: L'élément 10 appartenant au premier groupe (figure 7) est un cube sur un coin duquel est fixée une partie rappor- tée 11. L'une des faces limites de cette partie rapportée est située dans le même plan que la face limite du cube, alors que les deux autres faces limites sont des surfaces planes en saillie, mais parallèles aux surfaces du cube; les troisième et quatrième faces limites sont constituées par les surfaces convexes courbes 12, et il en résulte que la partie rapportée 11 constitue un prolongement en V au coin du cube. L'élément 13 appartenant au second groupe est un solide à articulation constitué essentiellement à partir d'un cube (figure 8). Sur l'une des surfaces limites du cube est prévu un creux 14; le canal 15 à profil semi-circulaire est per- pendiculaire au creux 14, mais sa longueur se prolonge sur toute la longueur de l'élément rapporté qui fait saillie par rapport au plan de l'autre surface limite du cube. L'une des faces limites de cette partie rapportée en saillie 16 est formée par un plan parallèle à la face limite du cube, ces plans mutuellement parallèles étant reliés sur les deux côtés aux côtés avoisinants du cube o sont fraisées les surfaces de liaison concaves 17. L'élément de jouet 18 qui représente les éléments de connexion (figure 9) est identique aux solides précédemment décrits avec référence au premier mode de réalisation de l'invention (figure 4). La figure 12 est une vue en perspective de l'un des axes croisés 19. Ces axes croisés sont formés par quatre cylindres reliés au prisme plat situé au centre et par les disques fixés à l'extrémité desdits cylindres, et d'un seul tenant avec eux. Les axes croisés sont logés dans le creux 14, leur partie cylindrique passant dans le canal 15. L'assemblage s'effectue de la même manière que précé- demment décrite en liaison avec le premier mode de réalisa- tion. La vis entourée par le ressort est vissée dans l'alé- sage qui passe dans l'élément de connexion et le prisme central des axes croisés 19; lorsque la vis est serrée, le jouet ne peut plus être démonté et il ne peut être désassem- blé qu'après avoir retiré la vis. La rotation devient possi- ble - comme pour le premier mode de réalisation - dans toute direction le long des trois axes du jouet logique à trois dimensions. On peut obtenir plusieurs variantes en faisant tourner l'élément de jouet. Le plus grand avantage de l'invention réside dans le fait que l'on peut prévoir sur la surface de ces éléments des motifs en relief (symboles, chiffres, lettres, etc.) permettant de créer un jouet pour aveugles absolument équi- valent au jouet logique conçu pour des personnes jouissant d'une vue parfaite. L'expérience a montré que les éléments individuels formant le jouet logique à trois dimensions - en particulier des cubes - peuvent être fabriqués en matière synthétique par moulage par injection. Pour des raisons d'économie de matière, on peut réaliser les éléments sous forme creuse. 8 2492675 REVENDICATIONS 1. Jouet logique à trois dimensions constitué par l'as- semblage d'éléments, dans lequel un nombre prédéterminé d'éléments du jouet peuvent être tournés en direction des trois axes dans l'espace qui partent du centre géométrique du jouet logique, caractérisé en ce que le jouet-logique à trois dimensions est formé par un ensemble de dix huit éléments, les huit éléments respectifs (1, 3) de deux grou- pes étant constitués par des cubes munis de parties rappor- tées de forme identique et étant interconnectés au moyen d'un élément (7) servant d'élément de connexion, les solides une fois assemblés aux éléments de connexion et les uns aux autres formant un corps intégré régulier ou irrégulier maintenu par une unique vis (9) entourée par un ressort (8). 2. Jouet logique à trois dimensions selon la revendica- tion 1, caractérisé un ce qu'à l'état assemblé, le jouet a la forme d'un corps géométrique régulier, les éléments (1) du jouet qui appartiennent au premier groupe étant formés par huit éléments cubiques homologues, des parties rappor- tées (2) étant fixées au coin de chacun des cubes, les deux surfaces limites de ces parties rapportées étant disposées à une distance prédéterminée de la surface du cube et parallè- lement aux faces limites du cube, et découpées sous forme d'un quart d'ellipse, alors que la troisième surface limite est dans le même plan que la base du cube et qu'entre les deux surfaces limites de la partie rapportée qui sont para- llèles au cube et le cube est prévu un creux à surface sphérique convexe. 3. Jouet logique à trois dimensions selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que huit éléments (1) de forme cubique et absolument identiques appartiennent au second groupe d'éléments formant le jouet logique assemblé, une partie rapportée (4) faisant saillie de la face du cube sur ladite distance prédéterminée, la partie rapportée étant constituée par un rectangle à limite supérieure courbe et convexe, un creux à surface courbe étant prévu entre le cube et le rectangle, alors que les troisième et quatrième faces limites de la partie rapportée sont constituées par des plans parallèles à la face latérale correspondante et qu'entre le cube et les plans sont ménagés des creux à surface convexe, les autres côtés du creux étant formés dans le même temps par les faces du cube qui sont opposées l'une à l'autre et les coins des plans étant découpés selon une ligne courbe (6). 4. Jouet logique à trois dimensions selon l'une quelcon- que des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les éléments appartenant au troisième groupe sont constitués par deux éléments (7) de forme identique consistant en deux prismes à base carrée et en une partie rapportée de liaison également à base carrée, la circonférence de la partie rapportée carrée étant fraisée pour former une gorge concave alors que la forme carrée de l'élément a les mêmes dimen- sions que les surfaces carrées avoisinantes des éléments de jouet appartenant au premier et au second groupes, un alé- sage traversant étant par ailleurs prévu dans l'un des éléments de connexion et un alésage fileté dans la partie prismatique de l'autre élément de connexion, lesquels sont interconnectés au moyen d'une vis (9) entourée d'un ressort (8). 5. Jouet logique à trois dimensions selon la revendica- tion 1, caractérisê en ce que les éléments de jouet (10) appartenant au premier groupe sont constitués par des cubes pourvus d'une partie rapportée (11) en saillie à l'un des coins, l'une des faces limites de la partie rapportée étant dans le même plan que l'une des faces limites du cube alors que deux surfaces limites sont des plans en saillie par rapport aux faces limites correspondantes du cube, mais parallèles à ces dernières, alors que les troisième et quatrième faces limites de la partie rapportée sont formées par des surfaces courbes convexes (12) (figure 7). 6. Jouet logique à trois dimensions selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que les éléments (13) de forme identique et appartenant au second groupe sont des solides à articulation constitués à partir d'un cube, conformés de manière que l'une des faces limites du cube comprenne un creux (14) et un canal semi-circulaire (15) perpendiculaire au creux, la longueur de ce canal se poursuivant sur la totalité de la longueur de la partie rapportée (16) qui fait 2492675 saillie par rapport à l'autre face limite du cube, la face limite frontale de la partie rapportée (16) étant simultané- ment parallèle à la face limite correspondante du cube, alors que sur les deux côtés sont prévus des plans limites contre lesquels les côtés du cube sont fraisés pour former une surface de connexion concave (17). 7. Jouet logique à trois dimensions selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que les éléments du jouet sont interconnectés au moyen d'axes croisés (19) comprenant des cylindres, des disques fixés à l'extrémité de ces-cylindres et un prisme plat, de même qu'au moyen d'une vis qui les traverse.