Brevet FR2711928A1 — publié le 19950512

Jouet à dessiner L'invention concerne un jouet à dessiner qui comprend un dispositif de retenue de papier pour maintenir en place une feuille de papier destinée à être utilisée dans un dessin, un support d'outil d'écriture qui positionne un outil d'écriture pour dessiner sur le papier, une première came qui contient des informations pour déplacer le support d'outil d'écriture dans une première direction le long du papier, et une seconde came contenant des informations pour déplacer le support d'outil d'écriture le long du papier dans une seconde direction, perpendiculaire à la première direction. L'outil à dessiner comprend également un entrai- nement de cames qui entraîne la première et la seconde came et par conséquent le support d'outil d'écriture de manière à faire un dessin sur le papier. L'outil à dessiner peut aussi comprendre une troisième came couplée à l'entraînement de cames, qui déplace un support de papier vers le haut et vers le bas pour permettre de dessiner de nombreuses lignes discontinues. Plusieurs moyens de came peuvent être prévus, chacun contenant des informations pour dessiner une figure séparée. L'invention sera maintenant décrite de façon détaillée, à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective d'un jouet à dessiner selon l'invention; - la figure 2 est une vue éclatée montrant la structure supérieure du jouet à dessiner de l'invention; - la figure 3 est une vue éclatée montrant la structure inférieure du jouet à dessiner de l'invention; - la figure 4 est une vue éclatée montrant un bac à papier de l'invention; - la figure 5 est une vue en perspective d'un ensemble de cames de l'invention; - la figure 6 est une vue en perspective montrant un plateau à cames et un mécanisme d'éjection de l'invention; - la figure 7 est une vue en perspective montrant un mécanisme de retenue du plateau à cames et un mécanisme d'éjection du plateau à cames selon l'invention; - la figure 8 est une vue en perspective montrant une partie du mécanisme d'éjection du plateau à cames de l'invention; - la figure 9 est un schéma illustrant le fonctionnement du mécanisme de retenue du plateau à cames et du mécanisme d'éjection du plateau à cames; - la figure 10 est une vue éclatée montrant l'engagement des engrenages du mécanisme d'entraînement à came de l'inven- tion; - la figure 11 est une vue en perspective montrant un support d'outil d'écriture et un mécanisme de guidage de l'invention; - la figure 12 est une vue en perspective d'un mécanisme de mouvement dans la direction X de l'invention; - la figure 13 est une vue en perspective montrant un mécanisme de mouvement dans la direction Y selon l'inven- tion; - la figure 14 est une vue en perspective montrant un mécanisme de mouvement dans la direction Z de l'invention; et - la figure 15 est une vue frontale montrant le mécanisme de mouvement dans la direction Z du jouet à dessiner de l'invention. En référence aux dessins, le jouet à dessiner 1 de la présente invention, comme montré à la figure 1, se présente sous la forme d'un corps 2 à châssis externe du jouet à dessiner 1. Le châssis externe du corps 2 comprend un châssis supérieur 2a et un châssis inférieur 2b, et le corps 2 est muni d'une fenêtre 2c à travers laquelle apparaît la surface d'un papier P, une manette 5 pour faire tourner un ensemble de cames 4, un bouton d'éjection 8 qui met en prise et hors de prise l'ensemble de cames 4, et un support d'outil d'écriture 2d dans lequel un outil d'écriture (non représenté sur les figures) est maintenu de façon amovible. Le corps 2 est en outre muni d'une ouverture d'introduction 2e d'un bac à papier (voir figure 3) du côté gauche du corps 2, à travers laquelle un bac à papier 3 est chargé et déchargé du corps. Une ouverture 2f servant à enlever l'ensemble de cames (voir figure 3) est prévue du côté droit du corps 2 à partir duquel fait saillie un plateau à came 9, et une poignée support 2g est formée sur le côté supérieur du corps 2. Dans l'outil à dessiner de l'invention, du papier P est placé sur le bac à papier 3 et l'ensemble de cames 4, qui contient des informations pour contrôler le mouvement de l'outil à dessiner, et le bac à papier 3 sont chargés dans le corps 2. Pour charger le jouet à dessiner, du papier P est d'abord placé sur le bac à papier 3, puis le bac à papier 3 est chargé en place à partir de l'ouverture 2e d'introduction du bac à papier. Le plateau à cames 9 est alors libéré du corps 2 en pressant le bouton d'éjection 8, et l'ensemble de cames 4 est placé dans le plateau à cames 9. Le plateau est alors pressé dans le corps 2. L'outil d'écriture est alors placé dans le support d'outil d'écri- ture 6. En tournant la manette 5 dans le sens horaire, on fait tourner l'ensemble de cames 4 qui déplace le support d'outil d'écriture dans les directions axiales marquées par les flèches X et Y en réponse aux lobes de l'ensemble de cames 4. En même temps, le bas à papier 3 est déplacé vers le haut et vers le bas dans la direction axiale marquée par la flèche Z, de telle sorte que la pointe d'écriture est mise en contact ou hors de contact avec le papier, d'o il résulte qu'une figure en accord avec la configuration de l'ensemble de cames 4 est dessinée. Les détails de l'outil à dessiner 1 de l'invention seront maintenant décrits en référence aux figures 2 à 15. La figure 2 est une vue en perspective de la structure supé- rieure du jouet à dessiner 1. La figure 3 est une vue en perspective de la structure inférieure du jouet à dessiner 1. Par commodité, certaines pièces sont présentées à la fois aux figures 2 et 3. Le bac à papier 3 comprend un corps de bac 10 et un couver- cle de bac 11, représentés sous forme rectangulaire à la figure 4. Le bac à papier est structuré de telle façon que, lorsque le couvercle de bac 11 est en prise avec le corps de bac 10, après que le papier P a été placé sur le corps de bac 10, le papier P est fermement retenu entre eux. Le couvercle de bac 11 comporte une fenêtre lla formée dans le couvercle pour exposer une partie de la surface du papier. Lorsque le bac à papier 3 est introduit dans le corps 2 au travers de l'ouverture 2e d'introduction du bac à papier, le bac est reçu sur un organe support 12 du bac à papier. Comme montré à la figure 5, l'ensemble de cames 4 est une structure triple à cames. L'ensemble de cames 4 comprend une première came 4x, une seconde came 4y et une troisième came 4z qui sont empilées. Parmi ces cames, la came 4x porte dans son profil les informations pour déplacer le support d'outil d'écriture 6 dans la direction axiale X; la came 4y a dans son profil les informations pour déplacer le support d'outil d'écriture 6 dans la direction axiale Y; et la came 4z a dans son profil les informations pour déplacer le bac à papier 3 dans la direction axiale Z. En d'autres termes, l'ensemble à cames 4 contient les informations de dessin donnant des figures, etc., dans son triple profil de came. L'ensemble préformé de cames 4 peut être placé sur le plateau à cames 9. Le plateau à cames 9 est capable d'être éjecté du corps 2 pour permettre le changement de l'ensemble de cames. Le plateau à cames 9 est monté sur le corps 2 pour permettre au plateau à cames 9 d'osciller horizontalement autour de l'arbre 9b, comme montré à la figure 6. Le plateau à cames 9 est muni d'un évidement 9a dans lequel peut être logé l'ensemble à cames 4, et une partie de l'évidement 9a est découpée. Dans cette partie découpée, l'ensemble à cames 9 est en prise avec un mécanisme d'entraînement 13 qui sera décrit plus loin. Comme montré à la figure 3, l'ensemble à cames 4 est monté sur le plateau à cames 9 en adaptant l'ensemble à cames 9 sur un élément d'arbre 14 pourvu d'une clavette 14e. On se réfère aux figures 6 à 9 pour décrire le mécanisme 15 de retenue du plateau à cames et le mécanisme 16 d'éjection du plateau à cames. Le mécanisme 15 de retenue du plateau à cames comprend un trou à griffe 9d prévu dans une pièce en saillie 9c sur un côté du plateau à cames 9; et une tige de retenue 17 prévue proche du plateau à cames 9 et sollicitée vers le haut par un ressort 38. La tige de retenue 17 comporte une griffe 17a formée avec elle et qui peut venir en prise avec le trou à griffe 9d. La surface supérieure de la griffe 17a descend en pente vers le trou à griffe. Lorsque le plateau à cames 9 est poussé dans le corps 2, cette surface en pente vient en contact avec la surface inférieure de la pièce en saillie 9c, forçant la tige de retenue 17 vers le bas à l'encontre de la force ascendante du ressort 38. Du fait de la surface en pente, le trou à griffe 9d et la griffe 17a sont amenés en prise. La surface supérieure de la tige de retenue 17 presse sur la plaque 18 du mécanisme d'injection, de telle sorte que la tige de retenue 17 ne s'en aille pas lorsque le plateau à cames 9 est éjecté du corps 2. Le mécanisme 16 d'éjection du plateau à cames comprend un bouton d'éjection 8; une plaque oscillante 19 qui force la tige de retenue 17 vers le bas lorsque le bouton d'éjection est poussé; et un ressort en hélice 24 (figure 3) qui force le plateau à cames 9 vers l'extérieur pour faire saillie du corps 2. Le bouton d'éjection 8 est muni d'une collerette 8a (figure 8) et est sollicité vers le haut par un ressort 20. La plaque oscillante 19 est montée de manière à pouvoir pivoter autour de l'arbre 21 et l'extrémité latérale antérieure de la plaque oscillante 19 est sollicitée vers le bouton d'éjection 8. L'extrémité latérale antérieure de la plaque oscillante 19 est munie d'un bouton saillant 22 qui fait saillie en direction du bouton d'éjection 8 (figure 8). La surface supérieure de cette saillie 22 possède une pente descendant en direction du bouton d'éjection 8. La surface pentue de la saillie est maintenue dans une position sous la collerette 8a du bouton d'éjection 8 en raison de l'action du ressort 23 alors que le bouton d'éjection 8 n'est pas pressé. Une pression sur le bouton d'éjection 8 amène la collerette 8a en contact avec la surface pentue de la saillie 22, de telle sorte que la plaque oscillante 19 est tournée dans un sens (horaire) à l'encontre de la force du ressort 23. Comme montré à la figure 9, une partie de la face inférieure de l'extrémité en retrait de la plaque oscillante 19 est également inclinée, la face est en contact avec la partie en pente de la tige de retenue 17, et lorsque la plaque oscillante 19 tourne dans le sens anti-horaire lorsque le bouton d'éjection 8 est pressé, cette partie inclinée de cette face inférieure abaisse la tête de la tige de retenue 17, en sollicitant ainsi la tige de retenue 17 vers le bas, à l'encontre de la force du ressort 38. En outre, le ressort hélicoïdal 24 sollicite le plateau à cames 9, si bien que le plateau à cames fait saillie du corps 2 alors que la griffe se dégage du trou à griffe. En consé- quence, lorsque l'engagement entre le trou à griffe 9d du plateau à came 9 et la griffe 17a de la tige de retenue 17 est relâché en abaissant le bouton d'éjection 8, le plateau à cames 9 dépasse automatiquement du corps 2 dû à l'action du ressort hélicoïdal 24. On se réfère maintenant aux figures 2, 3 et 10 pour décrire le mécanisme d'entraînement à cames 25. Le mécanisme d'en- traînement à cames 25 comprend: une manette 5; un engrenage 26 coopérant intégralement avec la manette 5; des engrenages 27a, 27b, 28a, 28b, 29 et 30 servant respectivement à transmettre la force de rotation depuis l'engrenage 26 jusqu'à l'ensemble de cames 4; et l'élément d'arbre 14 qui est fixé à l'engrenage 30. Le mécanisme d'entraînement à cames 25 est formé de telle sorte que l'actionnement de la manette 5 transmette la force de rotation à l'ensemble à cames 4 via les engrenages 27a, 27b, 28a, 28b, 29 et 30 et l'élément d'arbre 14. L'arbre 31 de la manette 5 est muni d'un embrayage 32. L'embrayage 32 est du type à faces plates, en sorte qu'en faisant tourner la manette 5 dans la direction opposée, il en résulte une désactivation de l'embrayage 5, ce qui interrompt la transmission de la force de rotation depuis la manette 5 jusqu'à l'engrenage 26. On décrira maintenant les pièces et mécanismes, autres que ceux auxquels il a été fait référence ci-dessus, et qui sont prévus dans le corps 2. A l'intérieur du corps 2, on prévoit: un support d'outil d'écriture 6 (figure 11); un mécanisme de guidage 33 (figure 2) portant le support d'outil d'écriture; un mécanisme 43 de déplacement axial X (figure 12); un méca- nisme 60 de déplacement axial Y (figure 13); et un mécanisme de déplacement axial Z (figure 14) qui constituent le mécanisme à dessiner 13 avec le mécanisme de guidage 33. Le mécanisme de guidage 33 sera décrit en premier lieu. Comme montré à la figure 2, le mécanisme de guidage 33 comprend un mécanisme à crémaillère et pignon. Le mécanisme de guidage 33 comprend: deux jeux de crémaillères 34a et a qui sont prévus sous un cadre de fenêtre du corps 2; un arbre de pignon 36 muni à ses deux extrémités d'engrenages à pignons 36a qui sont en prise respectivement avec les crémaillères 34a; un arbre à pignon 37 muni à ses deux extrémités d'engrenages à pignons 37a qui sont en prise respectivement avec les crémaillères 35a; et un curseur 39 traversé par les arbres à pignons 36, 37 et capable de se déplacer le long des arbres à pignons 36 et 37 dans les directions axiales X et Y. Le support d'outil d'écriture 6 est monté sur le curseur 39. Le support d'outil d'écriture 6 est monté avec un ressort à lame 40 pour maintenir par pression de l'extérieur l'outil d'écriture en position. Le support d'outil d'écriture 6 comprend: un conduit 41 qui peut être adapté dans un manchon 39a du curseur 39 et une bague d'arrêt 42 montée et adaptée au sommet du manchon 39a. La figure 12 illustre le mécanisme de déplacement suivant l'axe X. Le mécanisme 43 de déplacement axial X sert à déplacer le support d'outil d'écriture 6 dans la direction axiale X en réponse au profil de came de la came mobile 4x. Le mécanisme de déplacement axial X comprend: une liaison 44 montée à pivotement autour de l'arbre 45 munie d'une broche 44a qui vient en contact avec la came 4x; une liaison 46 montée à pivotement autour de l'arbre 45 suit le pivote- ment de la liaison 44, et une liaison 48 qui peut aussi pivoter, est montée autour d'un arbre 47 prévu à la partie supérieure de la liaison 46, comme montré à la figure 12. Les liaisons 44 et 46 sont couplées ensemble au travers d'un ressort 49. Les liaisons 44 et 46 tournent dans le sens anti-horaire et de façon solidaire en raison de l'action du ressort 49. Une saillie 50 est prévue sur la face supérieure de la liaison 44 qui est maintenue en contact avec la liaison 46 en raison de l'action du ressort 49. En tournant la liaison 44 dans le sens horaire, on fait tourner la liaison 46 dans le sens horaire en raison uniquement de l'action de la saillie 50. En outre, la liaison 44 est accrochée par un ressort 80 (figure 3), et la broche 44a est maintenue en contact avec la came 4x en raison de l'action du ressort 80. Dans un côté inférieur de l'extrémité libre de la liaison 48 est formée une pièce en saillie 48a comprenant un évidement qui est en prise avec l'arbre de pignon 36. En suivant le profil de came de la came d'entraî- nement 4x, un mécanisme de liaison avec les liaisons 46 et 48 déplace l'arbre de pignon 36 dans la direction axiale X. Le mécanisme de liaison permet à l'outil à dessiner de résister à une force extérieure qui est absorbée par la liaison 44. Un exemple de force externe serait lorsque la manette 5 est tournée alors qu'un enfant appuie vers le bas sur l'outil d'écriture monté sur le support d'outil d'écri- ture 6. La figure 13 décrit le mécanisme de déplacement suivant l'axe Y. Le mécanisme 60 de déplacement suivant l'axe Y sert à déplacer le support d'outil d'écriture 6 dans la direction axiale Y, en suivant le profil de came de la came d'entraî- nement 4y. Le mécanisme de déplacement suivant l'axe Y comprend: une liaison 61 montée à pivotement autour de l'arbre 45 en suivant le pivotement de la liaison 61; et une liaison 64 qui peut également pivoter autour d'un arbre 63 prévu sur la liaison 62. Les liaisons 61 et 62 sont couplées ensemble via un ressort 65 et, en conséquence, les liaisons 61 et 62 tournent dans le sens horaire, solidairement l'une avec l'autre, sous l'action du ressort 65. En outre, un crochet à ressort 65a est prévu sur la liaison 61, avec lequel la liaison 62 est maintenue en contact par l'action du ressort 65. La liaison 61 est accrochée par un ressort 66 (figure 3), et ainsi une broche 61a est maintenue en contact avec la came 4y. Dans le côté inférieur de l'extrémité libre de la liaison 64 est formée une pièce en saillie 64a présentant un évidement dans lequel est engagé l'arbre à pignon 37. La liaison 61 suit le profil de came de la came d'entraînement 4y, si bien que les liaisons 62 et 64 fonctionnent pour faire déplacer l'arbre à pignon 37 dans la direction axiale Y. La liaison 61 sert également de méca- nisme de sécurité. La figure 14 décrit le mécanisme de mouvement suivant l'axe Z. Le mécanisme 70 de mouvement suivant l'axe Z sert à déplacer le support à papier 12 dans la direction axiale Z en réponse au profil de came de la came d'entraînement 4z. Le mécanisme de mouvement suivant l'axe Z comprend un mécanisme 71 d'enclenchement à quatre articulations, un curseur 78 couplé à celui-ci, et un organe support 12 de bac à papier qui est déplacé vers le haut et vers le bas par le curseur 78. Le mécanisme 71 d'enclenchement à quatre articulations comprend: le châssis inférieur 2b du corps 2; une liaison 72 montée pivotante autour de l'arbre 45 qui est munie d'une broche 72a contactant la came 4z; une liaison 74 montée pivotante autour d'un arbre 73 sur la liaison 72; un arbre 75 prévu sur la liaison 74; et une liaison 77 montée à pivotement autour d'un arbre 76 sur le châssis inférieur 2b. Le curseur 78 est en prise avec la liaison 77 sur une pièce autre que l'arbre 75 sur la liaison 74. Le curseur 78 fait un mouvement de va-et-vient sous l'organe support 12 du bac à papier. Comme montré à la figure 15, des saillies 78a en forme de languettes sont prévues sur le côté supérieur du coulisseau 78. Deux bandes convexes 12a sont prévues sur le côté inférieur de l'organe support 12 du bac à papier. Lorsque les saillies 78a en forme de languettes du coulis- seau 78 rencontrent les deux bandes convexes 12a de l'organe support 12 de bac à papier, l'organe support 12 de bac à papier se déplace vers le haut, et ensuite la pointe d'écriture est amenée en contact avec le papier P. La liaison 72 est accrochée par le ressort 79 (figure 3), si bien que la broche 72a est maintenue en contact avec la came 4z. On décrira maintenant le fonctionnement complet du jouet à dessiner 1. La rotation de la manette 5 dans le sens horaire actionne le mécanisme d'entraînement à cames et fait tourner l'ensemble de cames 4. Lorsque l'ensemble de came 4 tourne, les cames 4x, 4y et 4z actionnent respectivement le méca- nisme 43 de déplacement dans l'axe X, le mécanisme 60 de déplacement dans l'axe Y et le mécanisme 70 de déplacement dans l'axe Z. Le mécanisme de guidage 33 et l'organe support 12 de bac à papier sont également entraînés. Le mécanisme 43 de déplacement dans l'axe X et le mécanisme 60 de déplace- ment dans l'axe Y déplacent le support 60 d'outil d'écriture dans les directions axiales X et Y. Le mécanisme 70 de déplacement dans l'axe Z déplace vers le haut et vers le bas l'organe support 12 du bac à papier. Lorsque l'organe support 12 de bac à papier est en position élevée, le support d'outil d'écriture 6 déplace la pointe d'écriture sur le papier dans les directions axiales X et Y, en dessinant une figure correspondant à la combinaison des profils de came respectifs de l'ensemble de came 4. Des ensembles de came 4 séparés correspondant à des figures individuelles sont préparés. Un jeune utilisateur peut dessiner la figure qu'il désire en choisissant celui des ensembles de came 4 qui correspond à la figure désirée. Dans l'invention, l'actionnement de la manette 5 entraîne l'outil d'écriture et les mécanismes conformément aux informations de figures données par l'ensemble de cames 4. Les ensembles de cames contiennent des informations non seulement sur un dessin fait d'un seul trait, mais aussi sur un modèle complexe fait de diverses lignes discontinues. Dans la forme de réalisation décrite, le mécanisme d'entraî- nement à cames 24 est formé de telle façon que l'ensemble de came 7 est entraîné par la manette 5. Toutefois, le méca- nisme d'entraînement à cames 24 peut être entraîné par un moteur. En outre, dans la présente forme de réalisation, le contact de la pointe d'écriture de l'outil d'écriture avec le papier P et le relâchement de la pointe d'écriture du papier P est contrôlé en déplaçant verticalement le bac à papier 12. Mais, le support d'outil d'écriture 6 peut être capable d'être déplacé vers le haut et vers le bas en référence au papier P. Le support d'outil d'écriture 6 n'est pas limité à la présente forme de réalisation et peut être réalisé sous la forme d'un outil d'écriture maintenu fermement en place par un clip, par exemple. Le papier auquel il est fait référence dans la présente forme de réalisation comprend une large gamme de papiers, comme du papier à tracer, du papier vinyle, etc. Revendications 1.- Jouet à dessiner comprenant un dispositif de retenue de papier (3), un support d'outil d'écriture (6) qui est entraîné dans une première et une seconde direction qui se coupent, une première came (4x) contenant des informations pour déplacer le support d'outil d'écriture (6) dans la première direction, une seconde came (4y) contenant des informations pour déplacer le support d'outil (6) dans la seconde direction, et un mécanisme d'entraînement de l'outil d'écriture (43, 60) reliant le support d'outil d'écriture (6) et les première et seconde cames (4x, 4y) pour transmet- tre les informations contenues dans la première et la seconde came (4x, 4y) au support d'outil d'écriture (6). 2.- Un jouet à dessiner selon la revendication 1, caracté- risé en ce qu'il comprend en outre une première came (4z) contenant des informations pour déplacer le support d'outil d'écriture (6) et le papier (P) en contact l'un avec l'autre le long d'une troisième direction perpendiculaire à la première et à la seconde direction. 3.- Un jouet à dessiner selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le support d'outil à dessiner (6) maintient fermement, et de façon amovible, un outil d'écriture. 4.- Un jouet à dessiner selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les cames (4) sont formées d'une seule pièce. 5.- Un jouet à dessiner selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le mécanisme de l'outil d'écriture comprend une manette (5) pour faire tourner la came (4). 6.- Outil à dessiner selon l'une des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que le mécanisme d'entraînement (43, 60) de l'outil d'écriture comprend des premier et second mécanismes de déplacement (43, 60) couplés respecti- vement à la première et à la seconde came (4x, 4y) pour entraîner le support d'outil d'écriture (6) dans la première et la seconde direction. 7.- Jouet à dessiner selon l'une des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que le mécanisme d'entraînement (43, 60) de l'outil d'écriture comprend un troisième mécanisme de déplacement, couplé à la troisième came (4x), pour déplacer le support d'outil d'écriture (6) et les mettre en contact et hors de contact l'un de l'autre le long de la troisième direction.