Brevet FR2713506A1 — publié le 19950616

La présente invention est relative à un jeu de construction constitué d'éléments de forme parallélépipèdique dont chacune des faces est pleine et munie d'ergots d'accouplement qui servent à lier les éléments entre eux par contact des faces latérales des dits ergots. Ce jeu de construction comporte en particulier un élément unitaire construit sur un cube qui, afin de pouvoir se connecter indifféremment avec toutes les faces d'éléments semblables, est muni d'ergots d'accouplement dimensionnés et organisés de manière identique sur chacune de ses faces.Les éléments de forme parallélépipèdique sont construits par duplication de l'élément unitaire selon le pas d'un module cubique concentrique au cube de l'élément unitaire et peuvent être connecté à leur voisin sur n'importe quelle face et dans n'importe quelle position tant que les faces des éléments connectés restent orthogonales ou parallèles à des distances multiples de la longueur de l'arête du module. Lorsqu'on réalise une construction à partir de ces éléments, il peut être intéressant d'utiliser des éléments de dimensions supérieures à la dimension normale, c'est à dire des éléments qui ont, soit une plus grande hauteur, soit plus grande largeur, soit à la fois une plus grande hauteur et une plus grande largeur que les éléments normaux, ainsi que des éléments de dimensions inférieures à la dimension normale, c'est à dire des éléments qui ont, soit une plus petite hauteur, soit plus petite largeur, soit à la fois une plus petite hauteur et une plus petite largeur que les éléments normaux. Le but de la présente invention est donc de réaliser un ensemble qui soit conçu de façon à permettre la combinaison de petits éléments et de grands éléments avec les éléments de base, tous les éléments ayant une apparence identique au rapport d'échelle près. Ce résultat est obtenu avec un jeu de construction qui, en dehors d'éléments de base construits par duplication de l'élément unitaire de base selon le pas d'un module de base, comprend d'une part des grands éléments construits par duplication d'un grand élément unitaire selon le pas d'un module cubique dont l'arête est double de celle du module de base, et d'autre part des petits éléments construits par duplication d'un petit élément unitaire selon le pas d'un module cubique dont l'arête est moitié de celle du module de base.En dimensionnant les éléments de cette façon, on obtient la possibilité d'une part d'accoupler les petits éléments avec les éléments de base dans n'importe quelle combinaison désirée de sorte qu'une construction commencée au moyen d'éléments de base peut être continuée et modifiée par addition de petits éléments et inversement, d'autre part d'accoupler les grands éléments avec les éléments de base dans n importe quelle combinaison désirée de sorte qu'une construction commencée au moyen d'éléments de base peut être continuée et modifiée par addition de grands éléments et inversement.Par ailleurs, la faculté pour chacun des éléments d'être connecté à son voisin sur n importe quelle face et dans n'importe quelle position tant que les faces des éléments connectés restent orthogonales ou parallèles à des distances multiples de la longueur de l'arête du module est vérifiée dans le cas de constructions mixtes. Dans le cas de construction utilisant les trois types d'éléments simultanément, on veillera simplement à ne pas connecter directement les petits éléments avec les grands éléments ou inversement sans utiliser les éléments de base comme intermédiaires. L'invention concerne particulièrement des jeux de construction dans lesquels l'élément unitaire de base est un cube d'arête "a" muni d'ergots d'accouplement de hauteur zh' dimensionnés et organisés de manière identique sur chacune de ses faces et tel que, dans un système d'axes orthogonaux *O,X,Y' lié à la face du cube avec O centre de la face, les axes "X" et 'Y' dans le plan de la face, parallèles à deux côtés adjacents et passant par 'O', la figure géométrique constituée par les ergots et les volumes laissés libres sur une face quelconque du cube de l'élément unitaire de base est:: * Antisymétrique par rapport à l'axe X * Antisymétrique par rapport à l'axe "Y' * Antisymétrique par rapport à la première bissectrice de "O,X,Y' * Antisymétrique par rapport à la deuxième bissectrice de "O,X,Y' en tenant compte des tolérances dimensionnelles appropriées pour assurer le frottement nécessaire à l'assemblage des différents éléments. Il est à noter que, même limité au voisinage des zones en contact lors de l'assemblage, le respect des conditions géométriques définies précédemment garanti l'efficacité de la liaison. En définissant le module de base comme cube d'arête A = a + h' concentrique au cube de l'élément unitaire de base, la duplication de 1' élément unitaire selon le pas du module de base permet de construire des éléments de base de forme parallélépipèdique qui peuvent être connectés à leur voisin sur n'importe quelle face et dans n'importe quelle position tant que les faces des éléments connectés restent orthogonales ou parallèles à des distances multiples de A'. Afin de pouvoir réaliser de petits éléments et de grands éléments compatibles avec les éléments de base, la forme et la disposition des ergots des différents éléments doivent être telles que: * La hauteur des ergots des petits et des grands éléments est égale à la hauteur h des ergots des éléments de base;; Le grand élément unitaire est construit sur un cube d'arête 2A - h" * Le petit élément unitaire est construit sur un cube d'arête - - h" * Soit le système d'axe o,x,y lié à la face du cube du petit élément unitaire, chaque ergot d'un élément de base présente, au voisinage des zones en contact lors de l'assemblage d'un élément de base et d'un petit élément, deux portions de ses faces extérieures tangentes ou confondues avec l'axe x ou avec l'axe y d'une part, et avec une des deux bissectrices du repère 'o,x,y' d'autre part;; * La forme intérieure des ergots des éléments de base accepte les ergots des petits éléments avec lesquels il sont assemblés, en garantissant un contact avec la forme extérieure de ces ergots selon la bissectrice de l'angle défini par l'axe x ou l'axe y d'une part, et une des deux bissectrices de o,x,y' d'autre part, en supprimant le dernier degré de liberté laissé libre par la condition précédente; * Les formes extérieures et intérieures ainsi que la disposition des ergots des différents éléments s'obtiennent à partir des ergots des éléments de base par une homothétie de rapport 2 pour les grands éléments, de rapport 1/2 pour les petits éléments; en tenant compte des tolérances dimensionnelles appropriées pour assurer le frottement nécessaire à l'assemblage des différents éléments. Le respect de ces conditions supplémentaires permet la création théoriquement infinie d'éléments plus grands ou plus petits qu'un élément de base donné et, mise à part la hauteur d'ergots constante, tous identiques au rapport d'échelle près. Pour compléter l'assortiment d'éléments de forme parallélépipèdique équipés d'ergots d'accouplement sur toutes leurs faces, il est possible de réaliser: * Des éléments dont deux des faces opposées sont construites sur la base d'un module, les quatre autres sur la base du module moitié. * Des éléments dont certaines faces ne sont pas équipées d'ergots. t Des éléments de formes quelconques présentant sur leur surface extérieure au moins une partie plane équipée d'ergots. " Des éléments dont les faces équipées d' ergots comportent chacune une cloison fine périphérique de hauteur h/2 qui dissimule les ergots des faces assemblées. Par ailleurs, pour assurer un assemblage particulièrement efficace les ergots des différents éléments peuvent comporter dans les zones de contact une légère contre-forme qui renforce la liaison par déformation élastique au moment du montage. On peut noter qu'il existe des possibilités de formes et de disposition des ergots des différents éléments unitaires qui répondent partiellement aux conditions supplémentaires et qui permettent cependant de construire des éléments de dimensions supérieures ou inférieures à des éléments de base. Elles ne permettent cependant pas la création théoriquement infinie d'éléments tous identiques au rapport d'échelle près, la hauteur constante des ergots mise à part. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours de la description de formes de réalisation données à titre d'exemple et illustrée par les dessins annexés. La figure 1 représente une coupe suivant le plan X,YS de la face d'un élément construit sur deux éléments unitaires de base 2,2' et dont la figure géométrique constituée par les ergots et les volumes laissés libres sur les faces de 1' élément unitaire de base répond aux conditions géométriques définies précédemment. Les modules de base 1,1' et le système d'axes orthogonaux sont également représentés. La figure 2 représente la connexion d'un élément de base 3 construit sur deux éléments unitaires de base avec un second élément identique 3' dont seuls les ergots sont visibles sur cette vue. La forme et la disposition des ergots des éléments 3 et 3' répondent aux conditions géométriques au voisinage des zones en contact lors de 1' assemblage. La figure 3 représente un autre exemple de connexion de deux éléments 4 et 4' dont la forme et la disposition des ergots répondent également aux conditions géométriques au voisinage des zones en contact lors de l'assemblage. La figure 4 représente la connexion d'un ensemble d'éléments de base juxtaposés (deux éléments 5,5' construits sur deux éléments unitaires de base et un élément 6 construit sur quatre éléments unitaire de base) avec un grand élément 7 construit sur deux grands éléments unitaires dont seuls les ergots sont visibles sur cette vue. Les systèmes d'axes orthogonaux liés aux éléments unitaires ainsi que leurs bissectrices sont représentés en traits mixtes. La forme et la disposition des ergots des éléments 5,5',6 et 7 répondent aux conditions géométriques au voisinage des zones en contact lors de l'assemblage et respectent les conditions supplémentaires. La figure 5 représente en perspective un élément 8 dont deux des faces opposées sont construites sur la base d'un module, les quatre autres sur la base du module moitié. La forme et la disposition des ergots correspondent aux conditions présentées dans la figure 4 mais leur aspect est plus particulièrement adapté à la réalisation d'un jeu destiné à de jeunes enfants. La figure 6 représente en perspective deux éléments 9,10 assemblés dont certaines faces ne sont pas équipées d'ergots et dont les faces équipées comportent chacune une cloison fine périphérique de hauteur h/2 qui dissimule les ergots des faces assemblées. La figure 7 représente, conformément à la figure 4 une coupe suivant la connexion d'un ensemble d'éléments de base juxtaposés 11,11',12 avec un grand élément 13. La forme et la disposition des ergots cylindriques tubulaires des éléments 11,11',12 et 13 répondent aux conditions géométriques au voisinage des zones en contact lors de 1' assemblage sans remplir 1'ensemble des conditions supplémentaires. La construction d' éléments de dimensions supérieures ou inférieures à des éléments de base est possible sans garantir la possibilité de création théoriquement infinie d' éléments tous identiques au rapport d'échelle près, la hauteur constante des ergots mise à part. Les configurations précédentes ne sont présentées qu'à titre d'exemple; de multiples formes et dispositions d'ergots sont possibles tout en respectant les conditions géométriques et les conditions supplémentaires. REVENDfCATIONS 1/ Nouveau jeu de construction dont l'élément unitaire de base est un cube d'arête na' qui, afin de pouvoir se connecter indifféremment avec toutes les faces d'éléments semblables, est muni d'ergots d'accouplement de hauteur sh' dimensionnés et organisés de manière identique sur chacune de ses faces et caractérisé par le fait que, dans un système d'axes orthogonaux *O,X,Y" lié à la face du cube avec O" centre de la face, les axes X" et 'Y' dans le plan de la face, parallèles à deux côtés adjacents et passant par O", la figure géométrique constituée par les ergots et les volumes laissés libres sur une face quelconque de l'élément unitaire de base est, au moins au voisinage des zones en contact lors de l'assemblage:: * Antisymétrique par rapport à l'axe "X" * Antisymétrique par rapport à 1 'axe *Y' Antisymétrique par rapport à la première bissectrice de WO,X,Y' t Antisymétrique par rapport à la deuxième bissectrice de O,X,Y' en tenant compte des tolérances dimensionnelles appropriées pour assurer le frottement nécessaire à l'assemblage des différents éléments. 2/ Jeu de construction selon la revendication 1, dont on définit le module de base comme un cube d'arête A = a + h' concentrique au cube de l'élément unitaire de base, comprenant des éléments de base de forme parallélépipèdique qui peuvent être connectés à leur voisin sur n'importe quelle face et dans n'importe quelle position tant que les faces des éléments connectés restent orthogonales ou parallèles à des distances multiples de wA' et caractérisé par le fait que les éléments de base sont construits par duplication de l'élément unitaire de base selon le pas du module de base. 3/ Jeu de construction selon les revendications 1 et 2 qui permet la combinaison d'éléments de base avec, d'une part des éléments de dimensions supérieures ayant pour module un cube d'arête "2A', d'autre part des éléments de dimensions inférieures ayant pour module un cube d'arête sA/2' caractérisé par le fait que la forme et la disposition des ergots des différents éléments sont telles que * La hauteur des ergots des petits et des grands éléments est égale à la hauteur h' des ergots des éléments de base;; t Le grand élément unitaire est construit sur un cube d'arête *2A * Le petit élément unitaire est construit sur un cube d'arête wA/2 - h' t Soit le système d'axe o,x,y' lié à la face du cube du petit élément unitaire, chaque ergot d'un élément de base présente, au voisinage des zones en contact lors de l'assemblage d'un élément de base et d'un petit élément, deux portions de ses faces extérieures tangentes ou confondues avec l'axe x ou avec l'axe y d'une part, et avec une des deux bissectrices du repère o,x,y' d'autre part;; * La forme intérieure des ergots des éléments de base accepte les ergots des petits éléments avec lesquels il sont assemblés, en garantissant un contact avec la forme extérieure de ces ergots selon la bissectrice de l'angle défini par l'axe x ou l'axe y d'une part, et une des deux bissectrices de so,x,y' d'autre part, en supprimant le dernier degré de liberté laissé libre par la condition précédente; * Les formes extérieures et intérieures ainsi que la disposition des ergots des différents éléments s'obtiennent à partir des ergots des éléments de base par une hanothétie de rapport 2 pour les grands éléments, de rapport 1/2 pour les petits éléments; en tenant compte des tolérances dimensionnelles appropriées pour assurer le frottement nécessaire à l'assemblage des différents éléments. 4/ Jeu de construction selon les revendications 1,2 et 3 caractérisé par le fait que certains éléments ont deux des faces opposées construites sur la base d'un module, les quatre autres sur la base d'un module moitié. 5/ Jeu de construction selon les revendications 1,2,3 et 4 caractérisé par le fait que certains éléments ont certaines faces lisses non équipées d'ergots. 6/ Jeu de construction selon les revendications 1,2 et 3 comprenant des éléments de formes quelconques caractérisé par le fait que ces éléments présentent sur leur surface extérieure au moins une une partie plane équipée d'ergots. 7/ Jeu de construction selon les revendications 1,2,3,4,5 et 6 caractérisé en ce que les ergots comportent dans les zones en contact lors de l'assemblage une légère contre-forme qui renforce la liaison par déformation élastique au moment du montage. 8/ Jeu de construction selon les revendications 1,2,3,4,5,6 et 7 caractérisé en ce que les faces des éléments équipés d'ergots comportent chacune une cloison fine périphérique de hauteur h/2 qui dissimule les ergots des faces assemblées.