Brevet FR2708444A1 — publié le 19950210

DISPOSITIF D'ANIMATION COMPRENANT UN MOBILE MU PAR ATTRACTION MAGNETIOUE La présente invention concerne un dispositif d'animation, comprenant un mobile en appui sur une plaque support, et des moyens d'entraînement du mobile. Plus particulièrement, la présente invention concerne un dispositif d'animation dans lequel les moyens d'entraînement agissent sur le mobile par attraction magnétique Un tel dispositif peut servir à l'animation de vitrines de magasins, de présentoirs d'objets, etc..., et constitue de façon générale un moyen de décoration. Comme illustré schématiquement par la figure 1, on connaît déjà des dispositifs d'animation du type cité ci-dessus, dans lesquels un objet, ou mobile 1, comportant une pièce ferromagnétique 2 enchâssée, est disposé sur une plaque support 3 de faible épaisseur, en dessous de laquelle est placé un aimant 4, des déplacements de l'aimant provoquant la mise en mouvement du mobile lorsque celui-ci est dans le champ d'attraction de l'aimant. Le caractère attrayant d'un tel dispositif repose sur le fait que le mobile semble se déplacer de manière autonome, l'aimant étant dissimulé aux yeux des observateurs. Néanmoins, les mouvements du mobile ne présentent pas grande originalité et dépendent de ceux de l'aimant d'entraînement. I1 est outre aisé pour un observateur moyen de percevoir l'effet technique utilisé, de sorte que le côté attractif ou captivant d'un tel dispositif, est finalement limité. Par exemple, si l'aimant 4 est entraîné en rotation sur lui-même, le mobile 1 suit cette rotation, et cela ne produit pas d'effet visuel particulièrement intéressant. Un objet de la présente invention est de prévoir un dispositif d'animation qui soit plus attrayant, et qui produise des mouvements complexes d'un mobile, à partir d'un mouvement simple d'un aimant d'entraînement. Un autre objet de la présente invention est de réaliser un tel dispositif d'animation avec des moyens simples et peu coûteux. Pour atteindre ces objets, la présente invention prévoit un dispositif d'animation comprenant un mobile en appui sur un support, et des moyens d'entraînement du mobile agissant par attraction magnétique, dans lequel: - les moyens d'entraînement du mobile comprennent une tige aimantée sensiblement orthogonale au support, et mue en rotation autour de son axe longitudinal, - le mobile est un objet de faible inertie, disposé au contact de la tige et maintenu par attraction magnétique contre celle-ci, présentant un contour déterminé coopérant avec la tige, la rotation de la tige entraînant le mobile par friction. Dans un tel dispositif, le mouvement du mobile est relativement complexe et dépend notamment du contour du mobile coopérant avec la tige, et par conséquent de la forme de ce mobile. Le mobile peut prendre la forme d'un barreau métallique, d'une plaque métallique, ou être réalisé avec du fil ou du ruban métallique auquel on donne diverses formes, choisies de manière que les pourtours du mobile puissent coopérer de façon continue avec la tige d'entraînement. Selon un mode de réalisation avantageux de la présente invention, la tige aimantée est formée par l'axe d'un moteur à faible rendement comportant un rotor à aimant permanent, les pertes magnétiques du moteur conférant à l'axe les qualités d'un aimant. En effet, dans un tel moteur, les pertes magnétiques se prolongent dans l'axe du moteur, en créant dans celui-ci des lignes de champ magnétique semblables à celles présentes dans une tige aimantée. On récupère donc le champ magnétique perdu pour attirer le mobile contre l'axe du moteur et le faire coopérer avec celui-ci. On peut choisir un petit moteur synchrone de faible puissance utilisé dans le domaine de l'électroménager, ou un petit moteur à courant continu de même type, car les fuites magnétiques dans de tels moteurs sont relativement importantes. Selon un mode de réalisation de la présente invention, la tige aimantée est orientée vers le bas, le mobile étant en appui sur le fond d'un capot transparent recouvrant le dispositif. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation particulier et d'exemples d'animations faites avec divers mobiles, en relation avec les figures jointes, parmi lesquelles: - la figure 1, décrite précédemment, représente un dispositif d'animation classique, utilisant la force d'attraction magnétique d'un aimant pour mettre en mouvement un mobile, - la figure 2 est une vue en coupe d'un mode de réalisation d'un dispositif selon la présente invention, - les figures 3a, 3b, 3c illustrent une animation faite avec le dispositif de la figure 2 et un premier exemple de mobile, - les figures 4a, 4b, 4c illustrent une animation faite avec un deuxième exemple de mobile, - les figures 5a, 5b illustrent une animation faite avec un troisième exemple de mobile, - les figures 6a, 6b représentent, par une vue de dessus et une vue en perspective, un quatrième exemple de mobile, et - la figure 7 est une vue en coupe schématique d'un autre mode de réalisation d'un dispositif selon la présente invention. La figure 2 représente un exemple de réalisation d'un dispositif d'animation 10 selon la présente invention. Le dispositif 10 comprend un plateau lisse et horizontal 11 sur lequel est disposé un mobile, ici un petit barreau métallique 12 en acier doux de forme cylindrique, de 2 à 3 millimètres de diamètre et 3 à 4 centimètres de long, vu en coupe sur la figure 2. Le centre du plateau 11 est percé pour laisser passer une tige aimantée 13 rotative, tournant à une vitesse de plusieurs tours par seconde. La tige aimantée 13 a un diamètre d'environ 2 millimètres, et s'étend sur quelques millimètres au dessus du plateau 11. Dans cet exemple de réalisation de l'invention, la tige aimantée 13 est en fait l'axe 21 d'un petit moteur 20 à faible rendement comportant un rotor à aimant permanent 22, le moteur 20 étant disposé dans une platine 15 dont la partie supérieure forme le plateau 11. Ici, l'axe 21 n'est donc pas un véritable aimant, mais bénéficie d'une aimantation équivalente du fait des pertes magnétiques du moteur, qui se prolongent dans l'axe selon des lignes de champ magnétique équivalentes à celles présentes dans un aimant. Le moteur 20 tel qu'il est représenté en figure 2, est un petit moteur synchrone à bas coût et de faible puissance utilisé dans le domaine de l'électroménager, servant habituellement à entraîner des minuteries ou des programmateurs de machines à laver. L'aimant permanent 22 est monté sur l'axe 21 et forme le rotor du moteur. Il est aimanté selon de multiples faces axiales de polarités alternées. Le stator comprend une bobine 25 et deux rangées opposées de dents polaires 23, 24 véhiculant le flux magnétique induit par la bobine 25, la bobine étant reliée à des bornes d'alimentation 14 montées sur un côté de la platine 15. Un tel moteur est par exemple disponible auprès de la société Crouzet Automatismes, sous les références 82 340 ou 82 330. On peut également utiliser, de la même société, un petit moteur à courant continu 12 Volt ou 24 Volt comportant un rotor à aimant permanent, commercialisé sous les références 82 840 ou 82 860. On décrira maintenant, en relation avec les figures 3a,3b, 4a,4b,4c, et 5a,5b, des exemples d'animations réalisés au moyen du dispositif 10 de la figure 2 et avec divers types de mobiles. Sur ces figures, qui représentent le plateau 11 vu de dessus, les sens de déplacement du mobile sont indiqués par des flèches, et on considère que la rotation de l'axe 21 du moteur 20 s'effectue dans le sens trigonométrique. Les figures 3a,3b représentent l'animation sur le plateau 11 à des instants différents. La mobile représenté est le la barreau 12 décrit précédemment. Le barreau est au contact de l'axe 21 et reste maintenu contre celui-ci par attraction magnétique. Néanmoins, en raison de son inertie, le barreau n'est pas rendu solidaire des rotations de l'axe, et se trouve entraîné par phénomène de friction, la rotation de l'axe 21 étant transformée en une translation du barreau. Ainsi, sur la figure 3a, le barreau, à gauche de l'axe 21, est entraînée vers le bas de la figure, comme indiqué. Sur la figure 3b, le barreau, à droite de l'axe 21, est entraînée vers le haut de la figure. Entre l'instant de la figure 3a et l'instant de la figure 3b, le barreau a parcouru toutes les positions intermédiaires, comme montré par la figure 3c qui représente, relativement au barreau, le parcours p de l'axe 21 sur le pourtour du barreau. La position de l'axe 21 sur le plateau 11 étant invariante, on voit donc que le barreau 12 effectue un mouvement cyclique assez surprenant, semblable à celui d'une bielle. La périodicité de ce mouvement dépend, en négligeant les frottements contre le plateau, de l'inertie du barreau et par conséquent de sa masse. Ici, le barreau effectue environ deux cycles par seconde, lorsque la vitesse de rotation de l'axe 21 est de 10 tours par seconde. En fonction de l'inertie du barreau et de son frottement contre le plateau, un mouvement de rotation autour de l'axe 21 peut également s'ajouter au mouvement de translation décrit ci-dessus, étant donné qu'il subsiste un couple de rotation dû à l'attraction magnétique. Les figures 4a,4b,4c représentent à trois instants différents une animation faite avec deux barreaux 12-1,12-2 semblables au barreau 12 précédemment décrit. Du fait de la circulation des lignes de champ magnétique, les deux barreaux 12-1,12-2 se placent spontanément dans des positions opposées et symétriques par rapport à l'axe 21. Sur la figure 4a, le barreau 12-1, à gauche de l'axe 21, va vers le bas de la figure, et le barreau 12-2, à droite de l'axe 21, va vers le haut de la figure. Sur la figure 4b, les deux barreaux occupent des positions extrêmes et opposées, et ne sont en contact avec l'axe 21 que par leurs extrémités. Sur la figure 4c, les deux barreaux ont permuté les positions qu'ils occupaient en figure 4a. On voit que les mouvements obtenus grâce à la présente invention sont très originaux, et sont à même de procurer l'effet attractif et attrayant recherché, qui représente la qualité principale d'un dispositif d'animation. En outre, on pourra prévoir une variante des animations décrites ci-dessus, en remplaçant les barreaux 12,12-1,12-2 par des plaques métalliques. Dans ce cas, on considérera que le ou les mobiles représentés en figures 3a à 3c ou 4a à 4c sont des plaques vues de dessus. Par ailleurs, l'animation est différente selon le profil du mobile utilisé. Les figures 5a,5b représentent, à deux instants donnés, une animation faite avec un mobile 30 en fil métallique semi-rigide, ayant grossièrement la forme d'un polygone, et comportant six côtés 30a,30b,30c, 30d,30e,30f. Les côtés 30a,30b,...,30f sont adjacents deux à deux, sauf les côtés 30f et 30a dont les extrémités ne se rejoignent pas, formant une cassure dans le profil du mobile 30. Sur la figure 5a, on voit que l'axe 21 est en train de parcourir le pourtour intérieur 30-1 du mobile, et sur la figure 5b, que l'axe 21 parcourt le pourtour extérieur 30-2 du mobile. En effet, entre l'instant de la figure 5a et l'instant de la figure 5b, l'axe 21, après avoir parcouru le pourtour intérieur 30-1, arrive à l'extrémité du côté 30f où se trouve la cassure, et, continuant son parcours, contourne cette extrémité et se retrouve sur le pourtour extérieur 30-2 du mobile 30. A l'instant où l'axe 21 passe du pourtour intérieur 30-1 au pourtour extérieur 30-2, le sens de déplacement du mobile 30 s'inverse. Dans une variante de cette animation, le mobile 30 est réalisé avec du ruban métallique. Dans ce cas, on considérera que les vues de dessus des figures 5a et 5b illustrent l'animation obtenue avec un tel mobile. Enfin, on a représenté par une vue en perspective en figure 6a et une vue de dessus en figure 6b, un dernier exemple de mobile 40. Le mobile 40 représenté sur ces figures est réalisé avec du fil métallique, et a l'aspect d'une spirale à rayon décroissant. Sur la vue en perspective de la figure 6a, on voit que la partie inférieure du mobile 40 comporte une première spire plate formant pied, s'étendant entre des points A et B, le mobile 40 comportant, au delà du point B, des spires allant vers le haut. On repéré par un point C l'endroit où la spirale devient plus haute que l'axe d'entraînement 21, lorsque le mobile 40 est posé sur le plateau 11. Pour donner une idée du mouvement du mobile 40, on a représenté sur la figure 6b le parcours p' de l'axe 21 sur les pourtours du mobile 40. On voit que le point C correspond à un point de rebroussement dans le parcours effectué par l'axe, et par conséquent à un changement du sens de déplacement du mobile 40. Sur la figure 6a, une flèche 41 représente le sens de déplacement du mobile 40 lorsque l'axe 21 parcourt de A vers C le pourtour intérieur 40-1 du mobile, et une flèche 42 représente le sens de déplacement du mobile lorsque l'axe 21 parcourt de C vers A le pourtour extérieur 40-2 du mobile. Comme précédemment, le mobile 40 pourra être réalisé avec un ruban métallique. On considérera dans ce cas que la figure 6a ne représente que l'arête inférieure du mobile. Il apparaîtra clairement à l'homme de l'art que la présente invention peut faire 1 l'objet de nombreuses variantes et modifications. Ainsi, comme montré en figure 7, on peut par exemple retourner le dispositif 10 de la figure 2, la tige 13 (ou axe 21) étant alors orientée vers le bas, et y ajouter un capot transparent 51. Le mobile est dans ce cas en appui sur le fond 51-1 du capot 51, le capot laissant apparaître les mouvements du mobile. Le dispositif 50 ainsi obtenu peut être fixé en hauteur, à un plafond par exemple. En outre, le capot peut être rempli avec un fluide coloré éventuellement visqueux, qui sera brassé par le mobile et créera un effet décoratif supplémentaire (la force magnétique attirant le mobile vers la tige d'entraînement doit néanmoins être suffisante pour que le liquide ne s'interpose pas entre le mobile et la tige). Egalement, on peut adjoindre au dispositif de l'invention des sources de rayonnements lumineux, par exemple des sources de rayonnements laser, focalisés sur le ou les mobiles et se réfléchissant sur ceux-ci, en créant là aussi un effet décoratif particulier. De surcroît, dans d'autres variantes de réalisation, la tige d'entraînement ne présente pas une section ronde, mais ovale, et peut être de taille plus ou moins grande, et plus ou moins aimantée en fonction de la masse du mobile à mouvoir. Enfin, comme on l'a vu plus haut au moyen de divers exemples, on peut utiliser tout type de mobile susceptible d'être attiré par la tige d'entraînement, à condition que le mobile présente des contours déterminés pouvant coopérer avec la tige sans qu'il y ait de rupture dans l'attraction magnétique. REVENDICATIONS: 1 - Dispositif d'animation (10,50), comprenant un mobile (12,30,40) en appui sur un support (11,51-1), et des moyens d'entraînement (13,20,21) du mobile agissant par attraction magnétique, caractérisé en ce que: - les moyens d'entraînement du mobile comprennent une tige aimantée (13,21) sensiblement orthogonale au support (11,51-1), et mue en rotation autour de son axe longitudinal, - le mobile (12,30,40) est un objet de faible inertie, disposé au contact de la tige (13,21) et maintenu par attraction magnétique contre celle-ci, présentant un contour déterminé (30-1,30-2,40-1,40-2) coopérant avec la tige, la rotation de la tige entraînant le mobile par friction. 2 - Dispositif (10,50) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tige aimantée (13,21) est formée par l'axe (21) d'un moteur (20) à faible rendement comportant un rotor à aimant permanent (22), les pertes magnétiques du moteur conférant audit axe les qualités d'un aimant. 3 - Dispositif (10,50) selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit moteur est un petit moteur synchrone (20) de faible puissance. 4 - Dispositif (50) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la tige aimantée (13,21) est orientée vers le bas, le mobile étant en appui sur le fond (51-1) d'un capot transparent (51) recouvrant le dispositif. 5 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le mobile prend la forme d'un barreau métallique (12,12-1,12-2). 6 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le mobile prend la forme d'une plaque métallique (12,12-1,12-2). 7 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le mobile (30,40) est réalisé avec du fil métallique. 8 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le mobile (30,40) est réalisé avec du ruban métallique. 9 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux mobiles (12-1,12-2) coopérants avec ladite tige d'entraînement (13,21).