Brevet FR2729491A1 — publié le 19960719

Appareil d'affichage magnétique La présente invention concerne un appareil d'appareil d'affichage magnétique, équipé d'une feuille d'affichage et d'un mécanisme d'effacement de cette feuille. Les dispositifs d'affichage magnétique sont bien connus dans la technique et comportent une feuille d'affichage comprenant une multiplicité de.microcapsules contenant un liquide huileux avec lequel sont mélangées une poudre ferromagnétique photo-absorbante et une poudre non magnétique photoréfléchis- sante. Un stylet magnétique est utilisé pour tracer des images et des schémas sur la surface principale de la feuille d'affichage magnétique, tandis qu'il est prévu un appareil d'effacement pour effacer les images et les schémas sur la surface principale. De façon caractéristique, l'appareil d'effacement est séparé du corps de l'appareil d'affichage magnétique et est actionné en déplaçant un bouton. Ainsi, un dessin ou un schéma sur la surface principale de la feuille d'affichage magnétique est effacé en frottant manuellement l'appareil d'effacement contre la feuille d'affichage magnétique, par exemple en déplaçant un aimant le long de la feuille d'affichage magnétique par l'actionnement d'un bouton. Les dispositifs d'effacement actionnés manuellement soulèvent des problèmes. L'effacement d'un schéma ou d'un croquis sur la surface principale de la feuille d'affichage magnétique en attirant la poudre ferromagnétique photo-absorbante contenue dans les microcapsules par la force magnétique ou le mouve- ment de la poudre lorsqu'un tel appareil est actionné manuellement, fait qu'il est difficile de contrôler la vitesse de l'appareil d'effacement et son fonctionnement correct. Si l'appareil d'effacement est déplacé trop rapide- ment, il est impossible d'effacer totalement le croquis ou le schéma, car la force magnétique a un effet insuffisant sur la poudre ferromagnétique photo-absorbante dans les microcapsu- les, ce qui exige d'actionner de façon répétitive le méca- nisme d'effacement. D'autre part, si l'appareil d'effacement est déplacé trop lentement, le schéma ou le dessin tracé sur la surface principale de la feuille d'affichage magnétique peut être complètement effacé, mais il est difficile à des enfants, et notamment à des petits enfants, de s'adapter à l'opération consistant à déplacer lentement l'appareil d'effacement. C'est un but de la présente invention de procurer un appareil d'affichage magnétique ayant un mécanisme d'effacement qui peut être actionné facilement par de jeunes enfants pour effacer totalement un schémA ou un dessin sur la surface principale de la feuille d'affichage magnétique. Selon les principes de la présente invention, l'appareil d'affichage magnétique comprend une feuille d'affichage magnétique obtenue en concentrant une multiplicité de microcapsules dans lesquelles se trouve enfermé de façon étanche un liquide huileux avec lequel sont mélangées une poudre ferromagnétique photo-absorbante et une poudre non magnétique photoréfléchis- sante, et un appareil pour effacer avec un aimant le schéma ou l'image qui a été tracé en utilisant un stylet magnétique. L'appareil d'effacement fait partie de l'appareil d'affichage et comprend une source d'énergie et un mécanisme pour déplacer un aimant le long de la partie principale de la feuille d'affichage magnétique. Le mécanisme de déplacement de l'aimant comprend une crémaillère prévue le long d'un trajet de déplacement de l'aimant, un pignon qui engrène avec la crémaillère, un ressort spiral qui est remonté par la rotation du pignon dans une direction, un cadre dans lequel sont montés le pignon et le ressort spiral, et un bouton sur l'appareil d'affichage qui déplace le cadre de ressort le long de la crémaillère dans la direction de remontage, l'aimant étant raccordé au cadre de ressort et se déplaçant le long de la portion principale de la feuille d'affichage magnétique par la rotation du pignon dans l'autre direction sous l'influence de la force de déroulement du ressort spiral. De cette manière, du fait que l'aimant se déplace le long de la portion principale de la feuille d'affichage magnétique par l'action de la source d'énergie et par le mécanisme de déplacement de l'aimant à une vitesse appro- priée, le schéma ou l'image qui a été tracé sur la feuille d'affichage peut être effacé aisément et totalement. On va maintenant décrire brièvement le dessin sur lequel: - la figure 1 est une vue en perspective illustrant le dispositif d'affichage magnétique et le stylet magnétique d'une réalisation de l'invention; - la figure 2 est une vue en coupe verticale du stylet magnétique; - la figure 3 est une vue en coupe verticale d'une portion du stylet magnétique; - la figure 4 est une vue en coupe verticale d'une extrémité du stylet magnétique lorsqu'il est incliné par rapport à la feuille d'affichage; - la figure 5 est une vue en coupe d'une portion de la feuille d'affichage magnétique; la figure 6 est une vue en perspective explosée des composants de l'appareil d'affichage magnétique; - la figure 7 est une vue en perspective explosée du méca- nisme de ressort; - la figure 8 est une vue en plan montrant le mécanisme à l'intérieur du cadre de ressort; - la figure 9 est une vue en plan représentant le fonctionne- ment du mécanisme à l'intérieur du cadre de ressort; - la figure 10 est une vue en plan illustrant le fonctionne- ment du mécanisme à l'intérieur du cadre de ressort dans la direction opposée; - la figure 11 est une vue en coupe verticale du cadre de ressort; - la figure 12 est une vue en élévation latérale représentant la relation entre le bouton et le cadre de ressort; - la figure 13 est une vue de dessous illustrant la coopéra- tion entre la crémaillère et le cadre de ressort; - la figure 14 est une vue en coupe verticale d'une partie du stylet magnétique selon une autre réalisation de la présente invention; - la figure 15 est une vue en perspective explosée d'un stylet magnétique conventionnel; et - la figure 16 est une vue en coupe de la pointe d'un stylet magnétique conventionnel. On va maintenant décrire la réalisation préférée Le stylet magnétique est repéré dans son ensemble en 10, comme on le voit sur les figures 1 à 4. Le stylet 10 est équipé d'un noyau 11, qui comporte à l'une de ses extrémités une calotte de résine sphérique. Un aimant discoïdal 12 est incrusté dans la surface lla du noyau 11. Le noyau 11 est supporté à l'intérieur du corps 14 de telle sorte que la surface lla saille de la pointe du corps 14. Un côté du corps 14 comprend un manche 14a et un bec 14b. Le noyau 11 est disposé à l'intérieur d'une ouverture centrale du bec 14b. Un arbre 15, ayant une tête 15a, est monté à l'intérieur de la surface sphérique du noyau 11, l'arbre 15 étant introduit dans l'intérieur du bec 14b en traversant le trou 16a de la rondelle 16. Un ressort 17 est enroulé autour de l'arbre 15 entre la tête 15a et la rondelle 16. Le noyau 11 est ainsi supporté par le corps 14 par la force du ressort 17. La surface plane lla du noyau 11 peut ainsi être amenée en contact avec la surface principale de la feuille d'affi- chage magnétique, comme on le voit sur les figures 3 et 4, lorsqu'on trace une ligne, quelle que soit l'inclinaison du corps 14, comme on peut le voir sur les figure 3 et 4. Comme on le voit sur la figure 2, un noyau 21 comporte une pointe qui contient un aimant 22. Le noyau 21 est configuré de telle sorte que l'aimant 22 est incrusté dans son centre, lequel est en laiton. Le noyau 21 est supporté par le corps 14 de telle sorte qu'il peut se déplacer dans une direction permettant à la pointe 22 du noyau 21 de sortir élastiquement de l'extrémité du corps 14 ou d'être tiré dans cette extrémité. L'autre côté du corps 14 comprend le manche 14a, le bec 14c et un siège médian 25 qui est positionné entre le manche 14a et le bec 14c. Une portion réceptrice 25a est formée dans le siège médian 25. Un ressort 26 est monté dans la portion réceptrice 25a du noyau et repousse le noyau 21 vers la pointe. Une butée sous forme de collerette 21a est prévue sur le noyau 21 et est appliquée contre la surface intérieure du bec 14c. Le manche 14a, les becs 14b et 14c et le siège médian 25 sont en une résine dure, tandis que la rondelle 16 est métallique. Les aimants 12 et 22 sont des aimants de type néodyme en un alliage obtenu à partir de néodyme, de fer et de bore, d'un alliage obtenu à partir d'un élément de terre rare appelé samarinum et de cobalt, ou d'aimants de terre rare en utili- sant du praséodyme. L'utilisation de ces aimants permet un affichage net de lignes minces. Comme on le voit sur la figure 1, l'appareil d'affichage magnétique 30 a une configuration généralement plane. Coumme on le voit sur la figure 6, une fenêtre rectangulaire 30a est prévue au niveau de la portion centrale supérieure de l'appareil d'affichage 30. La plus grande partie de la feuille d'affichage magnétique 32 est ainsi exposée à travers la fenêtre 30a. Une poignée 37 est formée sur le côté droit supérieur de l'appareil d'affichage 30. Des évidements concaves 38a à 38d sont ménagés dans le côté gauche supé- rieur. Un évidement concave 39 pour tenir le stylet 10 est formé sur le côté avant supérieur de l'appareil. Comme on le voit sur la figure 5, la feuille d'affichage magnétique 32 comprend une multiplicité de microcapsules 33 contenant un liquide huileux dans lequel sont mélangées une poudre ferromagnétique photo- absorbante 33a et une poudre non magnétique photoréfléchissante 33b, les microcapsules étant prises en sandwich de façon étanche entre des feuilles protectrices en film mince 34 ayant des propriétés de perméabilité magnétique et de transmission de lumière. Les feuilles protectrices 34 sont soudées l'une à l'autre par soudage haute fréquence. La feuille protectrice 34 sur le côté arrière peut ne pas transmettre la lumière. De nombreux trous 32a sont poinçonnés dans la partie périphé- rique extérieure de la feuille d'affichage magnétique 32, comme on le voit sur la figure 6. Des bossages 35a sont prévus sur la base 35 de l'affichage magnétique 30 et se logent dans les trous poinçonnés 32a. Les parties terminales supérieures des bossages 35a dépassent à travers les trous poinçonnés 32a et pénètrent à l'intérieur de trou (non représentés) formés sur le côté arrière du cadre de fenêtre 36. Avec une telle configuration, la feuille d'affichage magnétique est tenue entre la base 35 et le cadre de fenêtre 36. Le cadre de fenêtre 36 est fixé sur la base 35 en introduisant les saillies 36a ou les griffes 36b du cadre de fenêtre 36 dans des trous de coopération (non représentés) de la base 35. Comme on le voit en outre sur la figure 6, il est procuré un appareil d'effacement repéré dans on ensemble en 40, avec un aimant allongé 41 qui est de préférence un aimant de type néodyme fabriqué en un alliage obtenu à partir de néodyme, de fer et de bore, un alliage obtenu à partir d'un élément de terre rare appelé samarium et de cobalt, ou d'un élément de terre rare utilisant le praséodyme. L'aimant 41 est logé dans la partie concave 42a d'un support 42. Une partie décrochée est formée à l'extrémité droite du support 42, comme on le voit sur la figure 6. La portion tenant l'aimant du support 42 est positionnée en-dessous de la feuille d'affichage 32 par l'intermédiaire d'une fente 35b formée dans la base 35. L'extrémité droite du support 42 est positionnée en-dessous de la base 35. Des bossages 42b sont positionnés sur le côté inférieur de l'extrémité droite du support 42 et à l'inté- rieur de trous formés dans le cadre de ressort 43. Comme on le voit sur la figure 6, le cadre de ressort 43 coopère avec un bouton 44 qui se déplace le long de la fente b. Un élément du type crochet 45, d'un seul tenant avec le bouton 44, est prévu en-dessous de la base 35. Lorsque le bouton 44 est tiré vers l'avant, l'élément de type crochet 45 est tout d'abord amené en contact avec le cadre de ressort 43. Le cadre de ressort 43 est déplacé vers l'avant d'un seul tenant avec le bouton 44. Le mouvement du cadre de ressort 43 est guidé par le cadre arrière 46 à l'intérieur duquel se trouve une crémaillère 46a. Comme on le voit sur la figure 7, une source d'énergie sous la forme d'un ressort spiral 47 est disposée à l'intérieur du cadre de ressort 43. Le ressort 47 est remonté par le mouvement du cadre de ressort 43 vers l'avant. Autrement dit, un pignon 50 qui sert de mécanisme de remontage est prévu en- dessous du cadre de ressort, commne on le voit sur les figures 11 et 13. Le pignon 50 engrène avec la crémaillère 46a. Le pignon 50 roule sur la crémaillère 46a lorsque le cadre de ressort 43 est déplacé vers l'avant. Le pignon 50 est monté sur un arbre anguleux 51 de façon à pouvoir tourner fou et coopère avec un embrayage bidirectionnel 52 qui est fixé sur l'arbre anguleux 51. Un trou 52a dans lequel est introduit l'arbre anguleux 51 est formé dans l'embrayage bidirectionnel 52. Deux griffes 52b sont prévues sur l'embrayage bidirec- tionnel 52 et coopèrent avec les dents circonférentielles intérieures 50a du pignon 50. De cette manière, la rotation du pignon 50 fait tourner l'arbre anguleux 51 par l'intermé- diaire de l'embrayage bidirectionnel 52. En outre, un embrayage unidirectionnel 53 est fixé sur l'arbre anguleux 51. Une fente 53c est formée sur une portion d'arbre 53b de l'embrayage unidirectionnel 53, une extrémité du ressort spi- ral 47 étant positionnée dans cette fente. L'autre extrémité du ressort spiral 47 est saisie par le téton 43a prévu sur le cadre de ressort 43. Le ressort spiral 47 est remonté lorsque tourne l'arbre anguleux 51. Deux pièces élastiques en forme de croissant 55 sont prévues au niveau de la portion d'arbre 53b de l'embrayage unidirectionnel 53. Une saillie 55a se trouve sur la face supérieure de l'extrémité de chaque pièce élastique en forme de croissant 55 et a un côté incliné vers le bas en direction de l'extrémité de la pièce élastique 55. Un mécanisme régulateur de vitesse 60 est relié à l'embrayage unidirectionnel 53 et est monté à l'intérieur du cadre de ressort 43. Le mécanisme régulateur de vitesse 60 comprend un premier pignon 61, un deuxième pignon 62, un troisième pignon 63, un quatrième pignon 64 et un rotor 65. La rotation de l'embrayage unidirectionnel 53 fait tourner le rotor 65 par l'intermédiaire du premier pignon 61, du deuxième pignon 62, du troisième pignon 63 et du quatrième pignon 64 lorsque le ressort spiral 47 se déroule. Le premier pignon 61 est monté sur l'arbre anguleux 51 de façon à pouvoir tourner fou. Plusieurs trous 61a, auxquels correspondent les saillies 55a de l'embrayage unidirectionnel 53, sont ménagés dans le premier pignon 61. La coopération entre les saillies 55a et les trous 61a est supprimée lorsque l'embrayage unidirection- nel 53 tourne dans une direction telle que le ressort spiral 47 est remonté et le premier pignon 61 ne tourne pas (figure 9). D'autre part, lorsque l'embrayage unidirectionnel 53 tourne dans une direction telle que le ressort spiral 47 se déroule, les saillies 55a coopèrent avec les trous 61a et le premier pignon 61 tourne avec l'embrayage unidirectionnel 53 (figure 10). L'énergie de rotation du premier pignon 61 est transmise au rotor 65 par l'intermédiaire du deuxième pignon 62, du troisième pignon 63 et du quatrième pignon 64. Comme on peut le voir sur la figure 8, le premier pignon 61 engrène avec le petit pignon 62a du deuxième pignon 62, le grand pignon 62b du deuxième pignon 62 engrène avec le petit pignon 63a du troisième pignon 63; le grand pignon 63b du troisième pignon 63 engrène avec le petit pignon 64a du quatrième pignon 64 et le grand pignon 64b du quatrième pignon 64 engrène avec le pignon 66a prévu sur la portion d'arbre 66 du rotor 65. Bien que chaque pale 65a du rotor 65 ait pratique- ment la même longueur, comme on le voit sur les figures 8 et 9, les longueurs de ces pales respectives 65a sont en fait différentes l'une de l'autre. La rotation du rotor 65 sert de mécanisme résistant lorsque le ressort spiral 47 se déroule. Il est bien entendu que le bouton 44, l'élément en forme de crochet 45, la crémaillère 46a et les divers mécanismes prévus pour le cadre de ressort 43 servent de mécanisme de déplacement de l'aimant. Comme on peut le voir sur la figure 6, des timbres magnéti- ques 70 sont prévus pour les évidements de timbres 38a-38d et sont configurés de telle sorte que les aimants 70c sont disposés en-dessous du corps 70b sur lequel sont prévues des portions de bouton 70a. Les timbres magnétiques 70, comme on le voit sur la figure 1, ont la forme d'un cercle, la forme d'une automobile, la forme d'une étoile et la forme d'un coeur. Les évidements de timbres 38a-38d ont les mêmes formes et correspondent ainsi aux timbres 70. On va maintenant décrire l'utilisation du stylet magnétique et de l'affichage 30. Après que le bouton 44 a été tiré vers le côté avant, on en retire la main. Pendant que le bouton 44 est tiré vers le côté avant, l'aimant 41 porté sur le support 42 est également tiré vers l'avant. Pendant ce temps, le ressort spiral intérieur 47 est remonté. Lorsque la main est retiree du bouton 44, la force de déroulement du ressort spiral 47 déplace l'aimant 41 porté sur le support 42 vers le côté arrière. De cette manière, l'aimant 41 se déplace alternativement vers l'avant et vers l'arrière en- dessous de la feuille d'affichage magnétique 32, la poudre ferromagnétique photo-absorbante étant concentrée sur son côté avant. Ainsi, la surface sur laquelle est concentrée la poudre ferromagnétique photo-absorbante, c'est-à-dire la surface arrière, est noire, tandis que la surface sur laquelle est concentrée la poudre non magnétique photo-réflé- chissante, c'est-a-dire la surface avant, est blanche. Ensuite, lorsque la surface de la feuille d'affichage magnétique 32 est frottée avec le stylet magnétique 10, la poudre ferromagnétique photo-absorbante dans les microcapsu- les est magnétiquement attirée vers la surface, noircissant la partie frottée. D'autre part, si la partie frottée est vue depuis le côté arrière, la partie correspondante apparaît blanche. En conséquence, on affiche des modèles, des caractè- res, etc. Bien que l'on puisse utiliser l'un ou l'autre des noyaux du stylet magnétique 10, aucune perturbation n'est produite par l'inclinaison du corps 14 du stylet lorsqu'on désire utiliser le noyau 11. Autrement dit, la surface plane lla du noyau 11 est amenée en contact avec la surface de la feuille d'affichage magnétique 32 quelle que soit l'inclinai- son du corps 14 du stylet. D'autre part, lorsqu'on utilise le côté du noyau 21, le corps 14 doit être positionné sur la feuille d'affichage magnétique 32 en étant pratiquement perpendiculaire à cette feuille. Lorsqu'on utilise le côté du noyau 11, on obtient une ligne relativement épaisse d'une largeur fixée. Il est bien entendu que les principes de la présente inven- tion ne sont pas limités à la réalisation préférée. Diverses modifications sont possibles sans s'écarter de la portée de la présente invention. Par exemple, bien que le noyau 11 a la forme d'une calotte sphérique, il apparait que le noyau peut avoir une surface plane; au moins une partie de la surface plane 80a peut être constituée par l'aimant 81; le noyau 80 peut être supporté par un corps de stylet de telle sorte que la surface plane du noyau saille de la pointe du corps de stylet et une position sphérique en vis-à-vis est produite par une extrémité sphérique d'une tige 83a dressée sur l'extrémité arrière du noyau 80 et du corps de stylet; de ce fait, la surface plane 80a du noyau peut être amenée en contact avec une surface principale de la feuille d'affichage magnétique 32 par une force d'appui lorsqu'on trace un schéma ou l'analogue, comme le montre la figure 14. il Bien que le ressortspiral 47 soit utilisé comme source d'énergie de l'appareil d'effacement 40, il apparaît qu'on peut employer un moteur ou une structure similaire. Revendications 1. Appareil d'affichage magnétique (10) ayant une feuille d'affichage magnétique (32) comprenant une multiplicité de microcapsules contenant un liquide huileux dans lequel sont mélangées une poudre ferromagnétique photo-absorbante et une poudre non magnétique photoréfléchissante, et un appareil (40) pour effacer avec un aimant (41) une ligne tracée sur la feuille d'affichage (32) par le stylet magnétique (10), caractérisé en ce qu'il comprend un aimant (41), un mécanisme pour déplacer l'aimant sur une portion principale de la feuille d'affichage magnétique et une source d'énergie pour déplacer le mécanisme qui supporte l'aimant (41). 2. Appareil d'affichage magnétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mécanisme pour déplacer l'aimant (41) comprend une crémaillère (46a) montée le long du trajet de déplacement de l'aimant, un pignon (50) engrenant avec la crémaillère, un ressort spiral (47) remonté par la rotation du pignon (47) dans une direction, un cadre (42) sur lequel sont montés le pignon (50) et le ressort spiral (47), et un bouton (44) disposé sur l'appareil d'affichage et raccordé au cadre de ressort (42) pour le déplacer le long de la crémail- lère dans la direction de remontage du ressort spiral, l'aimant (41) étant raccordé au cadre de ressort (42), et en ce que l'aimant se déplace le long de la portion principale de la feuille d'affichage magnétique par la rotation du pignon (50) dans l'autre direction sous l'action de la force de déroulement du ressort spiral (47).