Brevet FR2906158A1 — publié le 20080328

La présente invention concerne un puzzle composé de petits cubes juxtaposés et superposables formant un ensemble cubique dans lequel des sous-ensembles peuvent être pivotées et retournées manuellement suivant des axes différents entraînant une modification de l'aspect extérieur et intérieur. On connaît traditionnellement des jeux d'assemblage d'éléments juxtaposables et superposables que l'on place l'un sur l'autre pour édifier divers objets ou figures. Le désagrément de ces jeux est que les cubes ne se tiennent pas entre eux ce qui a pour effet de rendre l'échafaudage instable. On connaît aussi des jeux ou l'ensemble des éléments cubiques ou de forme parallélépipédique sont pourvus d'aimants sur une partie de leurs faces. Les aimants étant positionnés à la surface il est alors possible d'échafauder des structures stables par empilement avec la possibilité de déplacement de sous-ensemble. On crée ainsi des jeux ou interviennent la polarité des aimants la couleur des faces ou même les relations des figures entre elles collées sur les faces. On connaît surtout le jeu Rubick's Cube qui par une mécanique interne présente un cube qui d'aspect extérieur semble être composé d'un grand cube formé lui-même de 27 petits cubes. Chaque face du grand cube, qui présente à l'origine des couleurs différentes, peut indépendamment pivoter autour de leur axe central d'un ou plusieurs quarts de tour, créant ainsi pour chaque face du grand cube un mélange de couleurs provenant des différence de couleurs des faces des petits cubes. Une fois le grand cube trituré le jeu consiste soit par tâtonnement soit par la recherche d'algorithmes à reconstituer les couleurs d'origine des faces du grand cube. 2906158 2 La présente invention diffère du jeu du Rubick's Cube par le fait que les petits cubes au nombre de 27 sont groupés géométriquement en un seul grand cube et liés magnétiquement, donc peuvent être séparés les uns des 5 autres. Les faces en plus de leur possibilité de rotation autour de leur axe peuvent être séparées et: remises en place après renversement. Un tel dispositif présente par rapport au Rubick `s Cube le double avantage de pouvoir reconstituer à tout moment le jeu dans sa position initiale 10 si le joueur le désire et d'augmenter le champ de mouvements, donc la complexité du puzzle en y ajoutant une autre dimension. 15 2906158 3 Les dessins annexés illustrent l'invention : La figure.l est la vue isométrique du grand 5 cube avec ses 27 petits cubes et ses 3 axes principaux. Les figure.2 à figure.5 donnent les vues isométriques des différents types de petits cubes avec leurs faces visibles hachurées et les faces opposées aux faces visibles et neutres repérées. 10 La figure.6 est la vue isométrique d'un aimant conique La figure.7 est la vue isométrique d'un aimant cylindro-conique. La figure.8 donne la vue isométrique et 15 éclatée des 6 semelles (10) qui constituent le petit cube avec son petit noyau cubique central (17). La figure.9 représente en coupe la liaison magnétique avec un aimant cylindrique (9) des faces des petits cubes avec leur semelle (10) possédant un fond (19) 20 de faible épaisseur. La figure.10 représente en coupe la liaison magnétique avec aimant cylindro-conique (16) des faces des petits cubes avec leur semelle (10) possédant un fond type siège de soupape (18). 25 La figure.11 représente en coupe la liaison magnétique avec aimant cylindrique (9) des faces de deux petits cubes dont l'un possède une semelle avec tourillon extérieur (13) et l'autre une semelle avec cuvette (12) adaptée pour s'emboîter dans le tourillon (13). 30 La figure.12 représente en coupe la liaison magnétique avec aimant cylindrique (9) des faces de deux petits cubes dont l'un possède une empreinte circulaire (11) de très faible épaisseur et l'autre une semelle (15) s'emboîtant dans l'empreinte (11). 2906158 4 Les figure.13 à figure.20 montrent les différentes possibilités de séparation des faces à partir d'un grand cube (1). Les figure.21 à figure.26 présentent les 5 différentes séquences spatiales dans le mouvement d'une face. La présente invention est relative à un volume 10 constitué de 27 cubes élémentaires assemblés magnétiquement et géométriquement les uns contre les autres pour constituer un grand cube parfait (1). Chaque face du grand cube est alors constituée de 9 cubes formant par exemple des lignes de trois cubes accolés les uns aux 15 autres sur trois rangées. Tous ces éléments une fois assemblés forme un grand cube que l'on placera à des fins de compréhension dans un système orthonormé dont le centre sera le centre du cube avec les trois axes OX,OY,OZ perpendiculaires respectivement aux faces principales du 20 cube. Une fois les petits cubes regroupés, le grand cube se trouve être constitué de 27 petits cubes comprenant : 8 petits cubes d'angle (2) ayant trois faces 25 extérieures ou visibles (6) et 3 autres faces dites non visibles (7) directement opposées aux faces visibles. 12 petits cubes d'arête (3) avec deux faces visibles (6) , 2 autres faces dites non visibles (7) directement opposées aux faces visibles ainsi que deux 30 autres faces dites neutres ou cachées (8). 6 petits cubes centre-face (4) avec une seule face visible (6) et une autre face dite non visible (7) directement opposée à la face visible ainsi que 4 autres faces dites neutres ou cachées (8). 2906158 5 1 petit cube centre-cube ou noyau (5) avec aucune face visible ni non visible et possédant donc six faces dites neutres ou cachées (8). Tous les petits cubes (1) sont constitués de 5 matière non conductrice comme de la matière plastique, du bois ou des matières analogues .Ils possèdent tous au centre de leurs six faces, un aimant permanent en forme de disque cylindrique et plat (9) ou en forme cylindroconique (16) inséré dans une cavité (11) de manière à 10 affleurer par un de ses pôles la face du cube. Par la suite on assimilera la polarité d'une face d'un petit cube à la polarité de son aimant sous-jacent L'homme du métier comprendra qu'un tel petit cube puisse être constitué par l'assemblage de six semelles 15 pyramidales tronquées à base carrée (10) possédant en leur centre une cavité circulaire (11) ayant, soit un fond de faible épaisseur (19), soit sans fond avec une collerette circulaire comme un siège de soupape (16), adaptée pour y insérer ou y loger l'aimant adéquat : les six semelles 20 étant, soit collées entre elles et sur les six faces d'un noyau cubique (11) soit, éventuellement clappées entre elles ou sur un noyau ayant une forme adéquate. On comprendra aisément que pour maintenir solidement le groupe de petits cubes il est indispensable 25 que les faces des petits cubes qui sont en contact entre elles aient des polarités opposées de façon à créer une attraction magnétique au niveau des faces des petits cubes qui sont mutuellement en contact : des polarités identiques entraîneraient une répulsion entre faces. Cette 30 condition de liaison magnétique entre toutes les faces des petits cubes en contact est obtenue en appliquant la disposition générale suivante : - toutes les faces visibles ainsi que les faces dites non visibles qui leurs sont directement 35 opposées ont des aimants de même polarité. 2906158 6 - toutes les autres faces restantes dites cachées ou neutres (8) ont la polarité inverse On constatera aisément que dans la disposition du cube décrite précédemment les faces qui sont en contact à 5 l'intérieur du cube sont de polarité opposée Eventuellement pour toutes les faces des petits cubes ayant des aimants de même polarité on peut remplacer leurs aimants partiellement ou en totalité par des disques 10 de même diamètre en fer doux et d'épaisseur appropriée sans trop réduire les forces de cohésion magnétiques qui maintiennent les petits cubes entre eux. Comme le montre la figure.14, on peut considérer 15 que le grand cube (1) est constitué de trois tranches parallèles (20)(23) et (20) perpendiculaires à l'axe OX. Chaque tranche est formée de neuf petits cubes groupés trois par trois et situés dans un même plan. Les tranches extérieures (20) peuvent être considérées comme des faces 20 du grand cube. Il en est de même pour les tranches (21) et (22) suivant les axes OZ et OY. On voit donc que l'on peut virtuellement détacher six tranches distinctes (ou une face du grand cube) du reste du cube. 25 Comme le montre la figure.22, pour détacher physiquement une face du reste du cube il faut tenir et recouvrir d'une main deux tranches inférieures (24) du grand cube et de l'autre main faire pivoter (r) la tranche restante (20) autour de son axe principal OY 30 perpendiculaire à la face de façon à échapper aux liaisons magnétiques des 8 aimants périphériques. Une fois ce pivotement effectué on peut séparer pratiquement sans effort ( figure.23) la tranche (20) du reste du cube (24) par un soulèvement vertical (t). 35 Comme la tranche ou face détachée (20) présente trois plans de symétrie distincts XOY,ZOY,XOZ la remise 2906158 7 en place de cette tranche sur sa base (24) peut se réaliser de 2x2x2=8 manières différentes : par exemple, en faisant autour de l'axe OY une ou plusieurs rotations par quart de tour, suivi ou pas d'un renversement de la tranche 5 sur elle-même : renversement qui correspond à une rotation de 180 par rapport à l'axe OX ou OY de la dite tranche. L'homme du métier notera que, une fois la tranche (20) détachée ,toutes les faces visibles des petits cubes de cette tranche ont une même polarité (+), car ces faces 10 sont soit des faces anciennement visibles soit de nouvelles faces devenues opposées à des faces visibles. De même la face découverte du grand cube restant a toutes les faces des petits cubes de polarité inverse (-) puisque, ne provenant pas de faces visibles ou opposées à des faces 15 visibles, elles sont neutres ou cachées (8). Il s'en suit que quelque soit le mouvement subi par la tranche sa remise en place sur sa base maintient la totalité des liaisons magnétiques à l'intérieur du grand cube. L'homme du métier notera aussi que quelques 20 soient les mouvements aléatoires imposés aux diverses tranches du grand cube les cubes d'angle restent des cubes d'angle. Il en est de même pour les cubes d'arêtes et les cubes de centre face. Afin d'assurer une parfaite rotation ou un bon 25 repositionnement des tranches (20,21,22), le cube central (5) du grand cube (1) ou noyau du grand cube est pourvu sur ses 6 faces d'un tourillon de faible longueur (13)comme l'indique la figure.11. Pour assurer l'emboîtement avec le tourillon des noyaux, les cubes centre face (4) possèdent 30 sur leur face visible et la face opposée à la face visible, une cuvette (12) à la dimension adéquate pour coiffer le tourillon du noyau (13). Les faces des petits cubes pourvues de cuvettes ou de tourillons ont le même type d'affleurement des aimants que les autres faces. 35 Pour assurer un parfait blocage des petits cubes entre eux les faces des petits cubes qui ne possèdent 2906158 8 pas de tourillons ou cuvettes peuvent être éventuellement pourvus d'un tourillon extra plat (14) en forme d'assiette plate retournée avec des bords très inclinés, l'autre face ayant l'empreinte inverse (15) comme le montre la 5 figure.12. REVENDICATIONS 1. Jeu en forme de grand cube, composé de 27 petits cubes individuels superposables et juxtaposables constitués de matière non conductrice, possédant chacun sur leurs 6 faces des aimants permanents fixes affleurant par un de leur pole les faces du cube et dont les aimants des faces visibles (6) et les aimants opposés aux faces visibles (7) des petits cubes sont de mêmes polarités. 2. Jeu suivant la revendication précédente, caractérisé en ce que la polarité des aimants des faces (8), qui n'appartiennent pas à des faces visibles (6) ou à des faces opposés aux faces visibles (7), ont toutes la même polarité et une polarité inverse aux aimants des faces visibles (6) et aux aimants des faces opposés aux faces visibles (7). 3. Jeu suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que éventuellement les aimants ayant des polarités identiques peuvent être remplacés en totalité ou partiellement par un disque en fer doux de même diamètre. 4. Jeu suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le petit cube du centre ou noyau (5) possède sur chacune de ses 6 faces un tourillon (13) centré sur la face. 5. Jeu suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les 6 cubes centre-face (4) possèdent 2 cuvettes (12) placées l'une sur la face visible (6) et l'autre sur la face opposée à la face visible (7). 9 30 35 2906158 10 6. Jeu suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'ensemble des faces des petits cubes hormis les faces possédant un tourillon (13) ou une cuvette (12) peuvent éventuellement possédées une 5 empreinte circulaire en creux de très faible profondeur {14) pour les faces ayant même polarité, les autres faces, qui ont une polarité inverse, possédant la même empreinte mais en relief (15). 10 7. Jeu suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que une tranche plane de 9 cubes (20,22,23) peut pivoter autour de son axe principal et être remise en place après une rotations de 0 , 90 , 180 , 270 d'une façon mécanique et magnétique, puis 15 éventuellement être retournée puis remise en place d'une façon magnétique et mécanique par emboîtement d'une cuvette (12) dans un tourillon (13).