Brevet FR2540395A1 — publié le 19840810

La présente invention concerne une unité rechar- geable pour petit véhicule électrique du type jouet et capable de s'adapter à différentes caisses de véhicule et, en particulier un véhicule du type jouet électrique rechar- geable qui n'est guère plusvolumineux que la batterie re- chargeable elle-même, le véhicule pouvant être rechargé à par- tir de batteries classiques. On connaît très bien dans le domaine des jouets des véhicules entraînés par des batteries rechargeables, et ces véhicules existent déjà depuis un certain temps De nombreux exemples de tels véhicules-jouets peuvent être trouvés dans l'art antérieur, par exemple dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N O 2 832 177 Cette réfé- rence décrit un véhicule du type jouet ayant une batterie rechargeable qui peut être réactivée à partir d'un trans- formateur à courant alternatif délivrant un courant continu. Une station de pompage d'essence simulée est utilisée en tant que connecteur électrique pour recharger la batterie. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N O 3 628 284 divulgue les caractéristiques d'un véhicule-jouet transportant une batterie rechargeable qui peut également être rechargée depuis une source habituelle de courant électrique Les brevets des Etats-Unis d'Amérique No 3 503 151 et N' 3 218 757 ont un certain intérêt du fait qu'ils déccri- vent différents véhicules-jouets ayant des moteurs électri- ques entraînés par batterie. Il existe cependant dans la technique des jouets un besoin de produire un véhicule-jouet électrique extrême- ment petit et d'un prix modique qui puisse être rechargé à partir d'une source de courant électrique relativement peu coûteuse et pratique telle que des batteries à cou- rant continu classiques La présente invention a pour but de produire un tel véhicule-jouet de façon à fournir un jouet stimulant et nouveau aux enfants. La présente invention concerne un véhicule-jouet électrique extrêmement petit comprenant un châssis -ayant des sections supérieure et inférieure, des ensembles de roues avant et arrière comprenant des essieux et des roues, une batterie miniature rechargeable montée le long de l'axe longitudinal du châssis, un moteur électrique monté transe versalement par rapport à l'axe du châssis, un connecteur ayant des bornes qu'on peut relier à un conducteur d'ali- mentation électrique, et un commutateur manuel à curseur pour déconnecter la batterie rechargeable du moteur élec- trique pendant la charge et pour la reconnecter pour per- mettre le mouvement du véhicule sur une surface du support pendant l'actionnement de celui-ci Le châssis n'est guère 1 o plus épais ni plus long que l'ensemble constitué par la batterie rechargeable, le commutateurl le connecteur à bornes et le moteur électrique Le véhicule comprend une paire de roues avant et arrière d'un diamètre plus grand que l'épaisseur du châssis et qui sont capables de suppor- ter le véhicule ou le châssis sur la surface de support quelles que soient les surfaces du véhicule ou du châssis qui sont utilisées comme la partie supérieure ou la partie inférieure Le châssis est également exécuté de manière à pouvoir monter amoviblement diverses formes de caisses dans l'une ou l'autre orientation le long de l'axe longi- tudinal du châssis pour stimuler l'intérêt de l'enfant. Ainsi, le véhicule n'a aucune partie supérieure ou partie inférieure et aucune partie avant ou partie arrière dans le sens classique Finalement, une cellule de batterie séparée ayant une dimension proche de celle d'une paire de piles du type "C"de 1,5 volt est munie d'un bouton de commande permettant en quelques secondes ou dans une période plus faible de fournir une recharge de la batterie miniature pour permettre au véhicule- jouet de fonctionner à des vitesses relativement élevées pendant une période d'environ 15 secondes Le fait de charger la batterie pendant une période de 15 secondes permettra d'entraîner le véhicule-jouet pendant environ 60 secondes. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention résulteront de la description détaillée qui va suivre de plusieurs formes de réalisation qui sont données à titre d'exemple en référence aux dessins sur lesquels: la figure 1 est une vue partielle en perspective du châssis de la présente invention; la figure 2 est une vue latérale en perspective du châssis et d'une caisse de véhicule amovible selon la présente invention la figure 3 est une vue de dessous du châssis la figure 4 est une vue en élévation du côté droit'du châssis qui correspond à l'image spéculaire du côté gauche; la figure 5 est une vue en élévation avant du châssis; la figure 6 est une vue en élévation arrière du châssis la figure 7 est une vue de dessous de la partie supérieure du châssis; la figure 8 est une vue de dessus de la partie inférieure du châssis; la figure 9 est une vue schématique du véhicule et du circuit électrique; la figure 10 est une vue partielle éclatée mon- trant le châssis du véhicule et la caisse; et la figure 11 est une vue en perspective de l'unité de commande du véhicule-jouet avec une connexion vers sa source de courant électrique primaire pour la batterie. Bien que la présente description ait été rédigée pour permettre à toute personne spécialisée de l'industrie des jouets de mettre en oeuvre la présente invention et pour montrer le meilleur mode de réalisation, diverses modifications entrant dans le cadre de la présente inven- tion apparaîtront aux spécialistes, car les principes généraux sur lesquels est basée la présente invention sont définis clairement et permettent une fabrication rela- tivement économique et facile du véhicule-jouet. L'ensemble de véhicule-jouet de la présente invention permet de fournir un véhicule-jouet électrique extrêmement petit ayant un poids total d'environ 17 g qui n'est guère plus long ou plus épais que l'ensemble des parties composantes constitué par le moteur électrique, le connecteur ou réceptacle, la batterie rechargeable et le commutateur L'objet de la présente invention est égale- ment de fournir un véhicule-jouet ayant une vitesse et une accélération relativement élevées, à savoir environ 24 km/h qui puisse fonctionner plus longtemps que les véhicules- jouets classiques de faible poids entraînés par ressort, qui sont couramment sur le marché, sans toutefois approcher le temps de fonctionnement d'un véhicule-jouet ayant une source de courant électrique classique du type batterie. Additionnellement, selon la présente invention, on fournit un véhicule-jouet électrique petit qui n'a ni partie supé- rieure ni partie inférieure, et ni partie avant ni partie arrière dans le sens classique Finalement, comme peuvent le noter facilement les spécialistes de cette technique, la présente invention permet de satisfaire aux exigences d'une fabrication économique et facile de ce jouet et ainsi de se placer favorablement sur le marché o la compétition est sévère. En référence à la figure 2, le véhicule-jouet 2 de la présente invention est montré sous la forme d'une caisse de véhicule La caisse de véhicule 4 est montée amoviblement sur un élément de châssis 6 qui est illustré plus particulièrement à la figure 1 Le châssis 6 a été calculé spécifiquement de manière à être constitué à par- tir d'un élément de châssis supérieur 8 et d'un élément de châssis inférieur 10 ayant approximativement la même configuration externe Les parties internes des éléments de châssis respectifs supérieur et inférieur 8, 10 sont calculées de manière à supporter, à une extrémité, un moteur électrique à courant continu 12 capable d'effectuer au maximum 20 000 tr/min et ayant un poids d'environ 4 g, tel qu'un moteur miniature vendu par la firme Sanwa Electric Co, Ltd, le véhicule comprenant également une batterie rechargeable 14 située au centre telle qu'une batterie au nickel cadmium vendue par la firme Sanyo Electric Co, Ltd, sous la dénomination "Sanyo Cadnica", ayant une longueur d'environ 14 mm le long de l'axe longi- tudinal du châssis 6, un diamètre d'environ 9 mm et un poids de 5 g, ainsi au'un commutateur à curseur 16 aui peut être inclus de façon intégrante dans un connecteur femelle formant réceptacle 18 ou être séparé de celui-ci, le connecteur fournissant des moyens pour recharger la batterie depuis une source de courant électrique autonome, décrite ci-après. Un ensemble de roues avant 20 comporte deux roues avant 22 ayant un diamètre plus grand que l'épaisseur du châssis 6, comme on peut le voir sur les figures 4 et 5. Un ensemble de roues arrière 24 comprend également deux roues arrière 26 ayant un diamètre plus grand que l'épais- seur du châssis 6, comme on peut le voir aux figures 4 et 6 Les ensembles avant et arrière de roues ont, respecti- vement, des éléments de montage latéraux coniques 28 pour les roues supportant des pneumatiques élastiques cylindri- ques 30, et les éléments de montage 28 des roues avant sont placés directement sur un arbre ou un essieu 32 qui est relié directement au rotor 34 du moteur électrique 12. Le rotor 34 tourillonne dans l'induit 36 du moteur élec- trique 12 Les éléments de châssis supérieur et inférieur 8 et 10, respectivement, comportent des entailles appro- priées pour permettre le placement ou le support de l'essieu 32 L'ensemble de roues arrière 24 tourillonne également de façon appropriée à l'intérieur d'entailles de support se trouvant entre l'élément de châssis supérieur 8 et l'élément de châssis inférieur 10. La batterie à courant continu rechargeable 14 est maintenue en position par deux rebords flexibles échancrés 38 et 40 d'une seule pièce montés, respective- ment, sur l'élément de châssis supérieur 8 et l'élément de châssis inférieur 10 Ces rebords non seulement suppor- tent la batterie 14, mais sont prévus pour s'adapter à de faibles variations de tolérances de fabrication du diamètre de la batterie. Comme on peut le voir aux figures 3 et 4, l'extrémité avant des roues avant 22 est légèrement en saillie à l'extérieur de l'extrémité antérieure du châssis a 540395 6 et de même l'extrémité arrière des roues arrière 26 est légèrement en saillie en dehors de l'extrémité poste- rieure du châssis 6 Ceci permet aux roues 22, 26 de buter contre l'obstacle avant l'extrémité avant ou arrière du châssis 6 lorsque le véhicule-jouet heurte l'obstacle, et permet auvéhicule de changer automatiquement le sens de déplacement avec un effet pare-chocs à cause de l'élas- ticité ou résilience des roues. Comme on peut le voir à la figure 9, le commuta- teur 16 est un commutateur à curseur et à trois bornes qui soit connecte la batterie 14 aux brosses du moteur 12, soit connecte les bornes de la batterie 14 aux bornes du connecteur formant réceptacle femelle 18. Sur l'un ou l'autre côté du châssis 6 se trouve un jeu de branches mâles 42 qui permettent un montage par enclenchement ou un montage par friction de la caisse du véhicule 4 sur le châssis 6 Comme on peut le voir à la figure 10, la caisse du véhicule qui peut avoir toute configuration pratique compatible avec le châssis 6, supporte un jeu complémentaire d'entailles internes femelles ou cavités 44 qui s'adaptent à la configuration des branches mâles 42 du châssis 6 Comme on peut le voir, le châssis 6 n'a pas de partie supérieure ni de partie inférieure et aucune partie frontale ou partie arrière dans le sens classique, et on peut relier le châssis 6 à la caisse 4, la partie supérieure et la partie inférieure du châssis 6 ainsi que la partie avant et la partie arrière de celui-ci pouvant être utilisées dans différentes orientations de façon quelconque le long de l'axe longitudinal du châssis 6 Comme on peut le voir également, on peut'envisager le montage de plusieurs styles différents de caisses de véhicule sur un châssis universel 6 On note aussi que la caisse de véhicule 4, l'élément supérieur de châssis 8, l'élément inférieur de châssis 10 et les éléments de montage de roues 28 sont obtenus par moulage depuis une matière plastique qui présente aussi certaines capacités de résilience pour pouvoir arriver à effectuer un montage par enclenchement du châssis 6 avec la caisse de véhicule 4. Les éléments de châssis respectifs supérieur et inférieur 8 ï_ 10 peuvent être maintenus ensembl Ie par plusieurs vis telles que les vis 46 du type dit à tête "Philip', montrées à la figure 3, de manière à contenir et à fixer de manière fiable la batterie rechargeable 14, le moteur électrique 12, le connecteur femelle formant réceptacle 18 et le commutateur 16 dans une position fonc- tionnelle Comme le montrent les figures 7 et 8, les élé- ments de châssis sont réalisés de façon appropriée avec des cloisons ou des compartiments 56, 58, 60 et 62 de manière à pouvoir juxtaposer à l'intérieur du châssis 6 les pièces fonctionnelles respectives du véhicule-jouet 2, à savoir le moteur 12, la batterie 14, le connecteur 18 et le commutateur 16. En référence à la figure 11, on note la présence d'un corps allongé séparé qu'on peut tenir dans la main, ou unité de batterie 48, permettant d'accueillir appro- ximativement deux batteries à courant continu de 1,5 volt du type u C" Un commutateur 50 chargé par ressort à bornes de contact par bouton-poussoir peut relier les batteries primaires par un conducteur électrique 52 à une prise mâle 54 Comme on peut le voir à la figure 9, le commutateur 16 doit être tourné vers la position "CHG" de charge et il n'est nécessaire que d'appuyer momentané- ment,1 ou 2 secondessur le commutateur à bouton-poussoir pour établir un contact électrique avec les batteries pri- maires et recharger la batterie 14 avec une énergie élec- trique suffisante pour entraîner le véhicule-jouet-,pendant environ 15 secondes Généralement, la charge maximale de la batterie nécessite environ 30 secondes pour faire fonc- tionner le véhicule pendant 120 secondes La batterie rechargeable 14 est du type fabriqué par la firme Sanyo Electric Co, Ltd sous le modèle de marque de fabri- que "N O MN-50 AAA" du type 1,2 volt à 50 m Ah, et peut fournir une charge standard de 5 m A pendant une période de 14 à 16 heures La charge de puissance électrique nécessaire pour le moteur électrique 12 élimine cependant la charge de la batterie 14 environ en 15 secondes La batterie rechargeable 14 peut cependant être réutilisée continuellement en étant rechargée depuis une batterie normale du type "C" courant continu 1,5 volt, en permet- tant un grand nombre d'actionnements du jouet par l'enfant. L'enfant peut ainsi jouer plus longtemps qu'avec des moteurs entraînés par ressort d'une taille comparable tout en ayant un véhicule léger d'accélération élevée qui peut être utilisé seul ou en combinaison avec divers éléments de jeu tels que des pistes, ce qui permet d'amuser un jeune enfant Les batteries rechargeables pour jouet,de type connu,ont généralement nécessité une période impor- tante pour le rechargement et leurs caractéristiques étaient telles que les rapports entre fonctionnement et charge étaient de 2 à 4, par exemple, charge pendant 30 secondes et fonctionnement du véhicule pendant 60 secon- des La présente invention permet une recharge apparemment instantanée avec un rapport fonctionnement/charge de 10 à Ainsi, selon la présente invention, on fournit un véhicule extrêmement petit qui permet à un enfant de jouer pendant 10 à 15 secondes avec un temps de recharge minimal. On voit ainsi que la présente invention permet d'accéder à de nombreuses options de jeu qui ne sont limitées que par l'imagination de l'enfant, tout en perwettant au fabricant de produire un article compétitif de fabrication facile. Etant donné les capacités multiples de la présente inven- tion, il sera possible au technicien spécialisé dans le domaine des jouets de créer des variantes basées sur les principes généraux énoncés ci-dessus, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Véhicule-jouet de petite taille avec batterie rechargeable, caractérisé en ce qu'il comprend un châssis ( 6) ayant une partie supérieure ( 8) et une partie infé- rieure ( 10), un ensemble de roues avant ( 20) et arrière ( 24) comprenant des roues ( 22, 26) montées sur le châssis, une batterie rechargeable ( 14) montée à l'intérieur du châssis, un moteur électrique ( 12) monté à l'intérieur du châssis ( 6) et connecté électriquement à la batterie ( 14), et des moyens ( 18) pour recharger la batterie depuis une source d'alimentation électrique, l'épaisseur verticale du châssis étant moindre que le diamètre des roues. 2 Véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que les parties de châssis supérieure et inférieure ( 8, 10) ont à peu près la même configuration externe. 3 Véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une unité séparée ( 48) qu'on peut tenir dans la main et caoçortant un conducteur d'alimentation ( 52), une seconde source de batterie primaire et un connec- teur pour fournir de la puissance électrique aux moyens de recharge, l'unité séparée ( 48) ayant en outreun élément de commande ( 50) pour permettre à un opérateur de relier élec- triquement la seconde batterie au conducteur d'alimenta- tion électrique. 4- Véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une caisse amovible de véhicule ( 4) et un jeu de connecteurs du type mâle ( 42), soit sur le châssis( 6),soit sur la caisse de véhicule ( 4) et un jeu de réceptacles femelles ( 44) sur l'un ou l'autre du châssis ( 6) et de la caisse ( 4) de manière à permettre un montage par enclenchement de la caisse sur le châssis. Véhicule selon la revendication 3, caractérisé en ce que les parties supérieure ( 8) et inférieure ( 10) du châssis ont à peu près les mêmes configurations externes. 6 Véhicule selon la revendication 4, caractérisé en ce que les parties supérieure ( 8) et inférieure ( 10) du châssis ont approximativement les mêmes configurations externes. 7 Véhicule selon la revendication 4, caractêrisd en ce qu'il comprend une unité séparée (f 8) qu'on peut tenir dans la main et qui comporte un conducteur d'alimentation ( 52) une seconde source d'alimentation formant batterie primaire et un connecteur pour alimenter les moyens ( 18) de recharge, l'unité ( 48) comprenant également un bouton de commande ( 50) que manipule un opeérateur pour relier électriquement la seconde batterie au conducteur d'alinent tation électrique ( 52). 8 Véhicule selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens ( 18) de recharge de la batterie com- prennent un commutateur manuel ( 16) monté sur le châssis ( 6) et un second connecteur, le châssis ( 6) ayant un axe longitudinal, les bornes de la batterie ( 14) étant alignées en parallèle à l'axe,et la longueur totale du chassis étant approximativement égale à la largeur du moteur ( 12), du second connecteur ( 18) et du commutateur ( 16), plus la longueur de la batterie ( 14). 9 Véhicule selon la revendication 8, caractérisé en ce que les caractéristiques électriques et le poids du véhicule permettent un temps de recharge d'environ 1 seconde tout en fournissant un fonctionnement subséquent du véhicule pendant une période supérieure à 10 secondes. Véhicule selon la revendication 9, caractérisé en ce que la batterie rechargeable peut fournir 5 m A pendant 14 à 16 heures et en ce que la seconde source for- mant batterie primaire est constituée par deux batteries de type "C" de 1,5 volt courant continu. 11 Véhicule jouet-électrique ayant une batterie rechargeable, caractérisé en ce qu'il comprend un châssis ( 6), un ensemble avant ( 20) et arrière ( 24) de roues com- portant des roues ( 22, 26) montées sur le châssis ( 6), une batterie rechargeable ( 14) montée à l'intérieur du châssis ( 6), un moteur électrique ( 12) monté à l'intérieur du chassis et connecté électriquement à la batterie, et des moyens ( 18) pour recharger la batterie depuis une source d'alimentation, et au moins une caisse amovible de véhicule ( 4), le chassis ( 6) et lacaisse du véhicule ( 4) ayant, soit un jeu de connecteurs du type mâle ( 42), soit un jeu de réceptacles du type femelle ( 44) de manière qu'on puisse les monter ensemble par enclenchement. 12 Véhicule selon la revendication 11, carac- térisé en ce que les parties supérieure ( 8) et inférieure ( 10) du châssis ont à peu près les mêmes-configurations externes. 13 Véhicule selon la revendication 11, carac- térisé en ce qu'il comprend une unité séparée ( 48) qu'on peut tenir dans la main et qui comprend un conducteur d'alimentation ( 52), une seconde batterie formant batterie primaire et un connecteur pour fournir du courant électri- que aux moyens ( 18) de recharge, l'unité ( 48) comportant également un bouton ( 50) chargé par ressort pour qu'un opérateur puisse commander le véhicule et relie électri- quement la seconde batterie à la ligne d'alimentation. 14 Véhicule électrique miniature comportant une batterie rechargeable, caractérisé en ce qu'il-comprend un élément de châssis ( 6), un ensemble avant ( 20) et ar- rière ( 24) de roues comportant des roues ( 22, 26) montées sur le châssis, une première batterie rechargeable ( 14) montée à l'intérieur du châssis et'dont les caractéristi- ques sont telles qu'elle puisse fournir 5 m A de courant pendant une période d'environ 14 heures, un moteur électri- que ( 12) monté à l'intérieur du châssis ( 6) et relié élec- triquement à la batterie ( 14), et des moyens de recharge de la batterie depuis une source d'alimentation, compre- nant une unité séparée ( 48) qu'on peut tenir dans la main et qui supporte une seconde source de batterie constituée par deux batteries de type "C" courant continu 1,5 volt, un conducteur d'alimentation ( 52), une première fiche de connexion ( 54) et une seconde fiche de connexion ( 18) montée sur le châssis, l'unité ( 48) comportant également un bouton de commande ( 50) que peut manipuler un opérateur de manière à relier électriquement la seconde source de batterie à la ligne d'alimentation. Véhicule selon la revendication 14, carac- térisé en ce que les caractéristiques électriques et le poids du véhicule permettent un temps de recharge d'environ 1 seconde avec un fonctionnement subséquent du véhicule pendant une période supérieure à 10 secondes. 16 Véhicule selon la revendication 15, carac- térisé en ce que l'élément de châssis ( 6) a une partie supérieure ( 8) et une partie inférieure ( 10) ayant à peu près la même configuration externe. 17 Véhicule selon la revendication 16, carac- térisé en ce que l'épaisseur verticale du châssis ( 6) est inférieure au diamètre des roues ( 22, 26).