Brevet FR2529468A1 — publié le 19840106

DISPOSITIF DE JEU PEDAGOGIQUE La présente invention concerne un dispositif de jeu pédagogique sur la base d'éléments sphériques, chaque élément étant un ensemble d'une enveloppe sphérique creuse constituée en un métal non magnétique, et en particulier en une matière plastique synthétique, et d'un aimant permanent sous forme de barre positionné dans l'enveloppe et ayant des faces de ses têtes courbées de façon à prendre la forme de l'enveloppe sphérique. Un tel moyen pédagogique comprenant des éléments sphériques est décrit dans la demande de brevet allemand 1.239 876 Ces éléments sphériques connus ayant un champ magnétique, sont cependant composés de façon à satisfaire la condition imposée que le flux magnétique soit distribué sur une partie la plus grande possible de la surface de la sphère Les aimants en forme de barres sont fixés à demeure dans les éléments. La demande de brevet allemand publiée n> 30 00 567 se rapporte à des blocs de construction magnétique qui peuvent être utilisés comme jeu par des enfants ou comme des blocs de construction pour maquette, par exemple pour les architectes Aucune prescription n'est fixée pour les blocs de construction relativement à la forme et à la dimension, ni à la nature du matériau dont ils sont constitués, qui peut être par exemple une matière plastique synthétique Un ou plusieurs aimants sont logés dans les blocs de construction et par conséquent, ils sont fixés à demeure de façon analogue. L'un des objets de la présente invention est de fournir un dispositif de jeu pédagogique du type décrit ci-dessus ayant des éléments magnétiques sphériques perfectionnés qui permettent un grand nombre de nouvelles applications, aussi bien comme jeu que comme dispositif pédagogique. A cet effet, l'invention est caractérisée en ce que le poids du matériau non magnétique utilisé dans les élé- 2529468 - ments sphériques est minime par rapport à la force magné- tique de l'aimant en forme de barre. En réduisant au minimum, selon l'invention, le poids de l'enveloppe, relativement à la force magnétique, il en résulte que les forces à exercer sous l'influence de la force magnétique peuvent continuer à être fortement actives. L'enveloppe, outre le fait qu'elle sert de logement à l'ai- mant en forme de barre n'a sensiblement qu'une fonction d'orientation spatiale parmi les éléments de revêtement sphériques, permettant aux éléments sphériques d'effectuer un mouvement de roulement. La combinaison de ces deux propriétés des éléments sphériques, ainsi que la forte polarisation de l'effet magnétique, causées par le fait que selon l'invention, chaque élément sphérique est muni d'un seul et unique aimant en forme de barre,assure dans l'assemblage une structure au moyen des éléments sphériques et permet que ceux-ci soient orientés et positionnés de façon optimale par une rotation automatique dûe au champ de force magnétique. Il en résulte également que la stabilité de la structure obtenue est optimale En augmentant le poids de l'enveloppe relativement à la force magnétique, la possibilité du choixpar les sphères de leur propre position par rotation automatique est diminuée et peut même éventuellement disparaître Dans un tel cas, le constructeur lui-même devra choisir la position optimale pour chaque élément sphérique à l'inté- rieur de la structure en le faisant tourner manuellement. Cependant, la possibilité qu'il a de réussir est négligeable, étant donné que lorsqu'on ajoute chacun des éléments sphé- riques successifs à une structure, le champ de force magné- tique total dominant entre les éléments déjà présents s'en trouve affecté et modifié Il ressort clairement que la possibilité offerte par les éléments sphériques selon l'invention de toujours choisir leur propre position à l'intérieur de la structure à nouveau pour tous les éléments _ par rotation automatique, s'applique particulièrement pour de jeunes enfants, qui ont une connaissance insuffisante du magnétisme, et ainsi leur apporte une aide importante dans la construction avec les éléments sphériques. Bien que cela dépende en partie du diamètre de l'élément sphérique, il est important de choisir le rapport entre la force magnétique et le poids du matériau non magnétique de telle façon que pour 500 Gauss de force magnétique, le poids du matériau non magnétique ne dépasse pas 1 g environ En pratique, on-a trouvé&qu'il était tout à fait réalisable de fixer un rapport d'environ 900 Gauss de force magnétique à 1 g de poids de matériau non magnétique de l'enveloppe et des moyens de positionnement ayant un diamètre dlenveloppe d'environ 17 mm. Selon une forme de réalisation préférée de l'invention, il est prévu dans l'enveloppe des moyens de positionnement pour l'aimant en forme de barreraccordésà l'enveloppe de telle façon que dans l'enveloppe, l'aimant en forme de barre puisse se déplacer en directions axiale et radiale sur une distance qui est un sous-multiple du diamètre de l'enveloppe sphérique Grâce à cette possibilité de dépla- cement de l'aimant en forme de barre dans l'enveloppe sphérique, on assure ainsi une possibilité supplémentaire de variation par rapport au champ de force magnétique dans un groupe d'éléments sphériques en coopération réciproque. Il en résulte que le comportement des éléments sphériques à l'intérieur du groupe devient encore moins prévisible, ce qui augmente la surprise en tant qu'élément de jeu dans le cas d'une application de ce type. Selon une autre forme de réalisation, l'enveloppe est constituée par deux parties semi-sphériques interconnectées, tandis qu'à l'intérieur de l'enveloppe sphérique, les moyens de positionnement constituent une chambre à symétrie circu- laire par rapport à l'axe perpendiculaire au plan de division des parties semi-sphériques. En partie en vue d'une fabrication efficace, il est avantageux de réaliser l'aimant sous forme d'un cylindre droit et de construire la chambre de telle façon que sa coupe radiale soit annulaire, et qu'elle soit réalisée dans la matière plastique synthétique utilisée pour l'enveloppe sphérique. Lorsque l'on assemble l'élément sphérique, les deux parties semi-sphériques peuvent être raccordées de n'importe quelle façon appropriée, par exemple par soudure aux ultra- sons le long de la circonférence de la chambre que l'on veut aménager pour réaliser cette forme préférée de l'inven- tion dans l'enveloppe Il est clair que les parties semi- sphériques à assembler peuvent avoir des couleurs différentes. Selon une autre forme de réalisation avantageuse, le dispositif de jeu et pédagogique selon l'invention est constitué par un assemblage desdii B éléments sphériques et d'éléments de construction réalisés en tôle non magnétisable, prévus avec des évidements et/ou des trous situés à des intervalles égaux au diamètre des éléments sphériques ou bien multiples de celui-ci, lesdits trous ayant un diamètre suffisamment petit de façon à ce que les éléments sphéri- ques positionnés sur les deux faces de l'élément en forme de bande ou de tôle dans le même trou ne se touchent pas lun l'autre Au moyen desdits éléments en forme de bande ou de tôle, il est possible de réaliser des structures de formes différentes, qui peuvent comprendre en outre des espaces creux, tandis que par ailleurs, des nombres peuvent jouer un rôle grâce à la distribution régulière des évi- dements et trous comme expliqué dans ce qui suit. Etant donné que l'enveloppe est réalisée en matière plastique synthétique, il en résulte-l'avantage pratique que ce matériau présente une résilience donnée et par conséquent une capacité d'absorption du son - Lorsqu'elle est manipulée par des enfants, il y a en outre moins de risques de recevoir ou de causer des blessures, par exemple lorsque les éléments sphériques sont jetés l'un contre l'autre De plus, il est possible d'employer tous autres types de matériaux de revêtement, par exemple de la céra- mique ou du bois. La forme ronde des éléments, combinée au champ magné- tique fortement polarisé, lorsqu'on s'en sert de jouet, offre d'excellentespossibilités d'assemblage des éléments en des structures de formes extérieures variées, par exemple une pyramide, un cube, un rectangle, une tour, etc. et un nombre de formes libres pratiquement illimité. Dans une combinaison de 100 éléments sphériques, divisés en dix groupes de dix éléments chacun, les éléments ayant la même couleur formant un groupemais les éléments des divers groupes présentant des couleurs différentes, ce matériel pédagogique convient pour être employé comme cadre de calcul à trois dimensions Par conséquent, le moyen pédagogique, sous cette forme, est un auxiliaire dans l'enseignement de l'arithmétique chez l'enfant Le moyen pédagogique selon l'invention est également adapté pour former-des lettres ou des figures et également, dans le cas d'une telle application, son utilité pédagogique pour les enfants est évidente. Les éléments associés au dispositif de jeu pédagogi- que, selon l'invention, sont tous activement magnétiques et selon le choix de la nature du matériau dont est constitué le revêtement du noyau magnétique, ils peuvent être désignés sensiblement comme des éléments de "pôle nord", "pôle sud" ou "pôles nord et sud". Le diamètre des éléments sphériques n'est pas une donnée critique et peut être de 0,5 à 7 cm, suivant le but d'utilisation des éléments Si on le désire, cependant, on peut réaliser également des diamètres plus petits ou plus grands. Une forme de réalisation d'un élément selon l'invention sera maintenant décrite à titre illustratif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels la figure 1 est vue en coupe du centre d'un élément sphérique selon l'invention disposé de telle façon que l'aimant en forme de barre soit vertical; la figure 2 est une vue en élévation d'une bande constituant un élément de construction en Perspex, muni de moyens de raccordement des bandes par l'intermédiaire des éléments sphériques; la figure 3 représente une structure avec l'applica- tion de bandes de longueurs différentes du type représenté sur la figure 2. Les repères 1 et 2 désignent deux coquilles sphériques de polyéthylène, les deux coquilles ayant la même couleur ou-des couleurs différentes. Les coquilles 1 et 2 portent à l'intérieur des saillies annulaires 3 et 4 solidaires des coquilles respectives 1 et 2, qui, lorsque l'on assemble les coquilles 1 et 2 pour obtenir l'élément sphérique prêt 5, déterminent ensemble une chambre 6 dans laquelle est disposé l'aimant sous forme de barre cylindrique 7. et verticales de la chambre 6 sont supérieures aux dimensions correspondantes de l'aimant. Les coquilles 1 et 2 sont reliées de façon fixe l'une à l'autre au moyen d'un joint appliqué par ultra- son le long de la circonférence des bords de contact des saillies annulaires 3 et 4. Les bandes 8 représentées sur les figures 2 et 3 sont réalisées en Perspex S Pour réaliser l'interconnexion des bandes 8 en vue de constituer des structures, dont un exemple est représenté sur la figure 3, celles-ci sont munies d'évidements 9 sur chaque côté et en des points correspondants Au lieu des évidements on peut également aménager des trous, comme indiqué à titre d'illustration en 11, ou la partie centrale des évidements peut présenter un trou continu comme indiqué en 10 à titre d'illustration. Dans le but d'accoupler les bandes en structures au moyen des éléments sphériques magnétiques, ces derniers sont placés dans les évidements 9 de la façon représentée sur la figure 3, tandis que la bande est agrafée auxdits éléments sous l'influence de la force magnétique d'attrac- tion active entre les éléments sphériques. Comme représenté sur la figure 3, un rayon de courbure identique a été choisi pour les éléments sphériques et pour les évidements, en évitant ainsi un déplacement latéral des bandes l'une par rapport à l'autre lorsqu'elles sont combinées en une structure Cet effet peut être renforcé en rendant rugueuse la surface externe des éléments sphé- riques et la surface des évidements. Afin de réaliser des joints d'angle d'une manire simple, les éléments sous forme de bande ou de tôle peu- vent être munis de bords formant brides d'une largeur suffisante pour les loger dans les évidements d'accouple- ment 9, ou ils peuvent avoir une forme courbe. REVENDICATIONS 1 Dispositif de jeu pédagogique ayant pour base des éléments sphériques, chaque élément étant un assemblage d'une enveloppe sphérique creuse réalisée en un matériau non magnétisable, en particulier une matière plastique synthétique, et dun aimant permanent en forme de barre placé à l'intérieur de l'enveloppe, ledit aimant ayant des faces aux extrémités arrondies pour épouser la forme de l'enveloppe sphérique, caractérisé en ce que le poids du matériau non magnétique utilisé dans l'élément sphérique ( 5) est ramené au minimum par rapport à la force magnétique de l'aimant en forme de barre ( 7). 2 Dispositif de jeu pédagogique selon la revendi- cation 1, dans lequel à l'intérieur de l'enveloppe sphérique il est prévu des moyens de positionnement pour l'aimant en forme de barre relié à l'enveloppe, caractérisé en ce que l'aimant en forme de barre peut se déplacer dans l'enveloppe ( 5) en direction axiale et radiale le long d'une distance qui est un sous-multiple du diamètre de l'enveloppe sphérique. 3 Dispositif de jeu pédagogique selon la revendi- cation 2, dans lequel l'enveloppe est formée de deux par- ties semi-sphériques raccordées, caractérisé en ce que le moyen de positionnement à l'intérieur de l'enveloppe sphé- rique constitue une chambre disposée en symétrie circulaire autour de l'axe perpendiculaire au plan de division des parties semi-sphériques ( 1, 2). 4 Dispositif de jeu pédagogique selon la revendi- cation 3, caractérisé en ce que l'aimant est un cylindre droit et que la chambre présente une coupe radiale annulaire et qu'elle est réalisée enlama Uère plastiquesynthétique utilisée pour l'enveloppe sphérique. Dispositif de jeu pédagogique selon lesrevendi- cations 1 à 4, caractérisé en ce que ledit dispositif est un assemblage d'éléments sphériques ( 5) et d'éléments de cons- truction ( 8)réalisés en matériau en tôle non magnétisable, lesdits éléments étant munis d'évidements ( 9)et/ou des trous ( 11) à des intervalles qui sont égaux au diamètre des éléments sphériques ou sont un multiple de celui-ci, lesdits trous ayant un diamètre suffisamment petit pour assurer que les éléments sphériques positionnés sur chacunedes faces de l'élément en forme de bande ou en forme de tôle dans le même trou ne viennent pas au contact l'un de l'autre. 6 Dispositif de jeu pédagogique selon la revendi- cation 5, caractérisé en ce que les éléments de construc- tion réalisés en tôle présentent une surface-courbe ou non courbe et/ou sont munis d'un bord formant bride. 7 Elément comprenant une enveloppe sphérique en matière plastique synthétique et ayant un champ magnétique pour l'application dans des dispositifs de jeu pédagogique selon l'une des revendications 1 à 6.