Brevet FR2932393A1 — publié le 20091218

JEU DE LOGIQUE DE TYPE CASSE-TÊTE TRIDIMENSIONNEL L'invention porte sur un jeu de logique de type casse-tête tridimensionnel, appartenant à la famille des casse-tête de déplacement. Les casse-tête de déplacement sont des jeux de logique dont le but est d'amener une pièce d'une position à une autre, ou de disposer plusieurs pièces dans un ordre déterminé, tout en respectant certaines contraintes. La plupart de ces jeux comportent des déplacements par translation dans un plan. Le plus célèbre de ces jeux, de type bidimensionnel, est le � taquin �. Ce jeu est constitué par un cadre carré, contenant 15 petits carreaux de dimensions identiques, numérotés de 1 à 15, ainsi qu'un emplacement vide ayant les dimensions d'un carreau. Les carreaux peuvent glisser à l'intérieur du cadre, grâce à la présence dudit emplacement vide. Le jeu consiste à remettre les carreaux dans l'ordre à partir d'une configuration initiale quelconque. En variante, les carreaux ne sont pas numérotés, mais une image est réalisée sur leur surface supérieure. L'image est brouillée lorsque les carreaux sont dans le désordre, le but du jeu étant de la reconstituer. Le jeu connu sous le nom de � âne rouge � peut être considéré comme une variante du taquin. Il est constitué par un cadre rectangulaire dans lequel sont placées des tesselles carrées ou rectangulaires pouvant se déplacer par glissement, ainsi qu'un emplacement vide. La plus grande de ces tesselles a une forme carrée et est peinte en rouge (ou identifiée d'une autre manière). Initialement, elle se trouve à une extrémité du cadre ; le but du jeu consiste à déterminer une séquence de mouvements permettant d'amener cette pièce à l'extrémité opposée dudit cadre. D'autres jeux de logique sont tridimensionnels. Parmi ces jeux, le plus célèbre est probablement le � Cube de Rubik �. Ce jeu est constitué par un cube dont chaque face est divisée en neuf (3x3) éléments cubiques qui peuvent tourner indépendamment des autres. En fait le cube est constitué par seulement 26, et pas 27, éléments cubiques, l'élément central étant constitué par un ensemble d'axes portant les éléments centraux des 6 faces. Les faces visibles de chaque élément cubique sont colorées de telle manière qu'à l'état résolu du jeu chaque face du cube ait une coloration homogène. La rotation indépendante de chaque face permet de mélanger les éléments cubiques ; le jeu consiste à manipuler le cube pour lui rendre son apparence d'origine, avec les six faces de couleurs unies. Le � cube de Rubik � existe également dans des versions de formes différentes : tétraèdre, octaèdre, dodécaèdre, icosaèdre, sphère. Dans tous les cas, il s'agit nécessairement de formes simples et régulières. L'invention vise à procurer un jeu de logique de type tridimensionnel pouvant être réalisé en un nombre infini de formes différentes, ce qui permet de lui conférer une valeur décorative, en plus que ludique. Cette grande flexibilité au niveau des formes de réalisation est rendue possible par l'utilisation d'un principe de fonctionnement original. Un jeu de logique de type casse-tête tridimensionnel selon l'invention est essentiellement constitué par un corps solide présentant un axe de symétrie, caractérisé en ce que : une pluralité de rails, ayant une orientation sensiblement parallèle audit axe de symétrie, sont repartis de manière uniforme sur une surface externe dudit corps solide ; en ce que des tesselles sont montées coulissantes sur lesdits rails, lesdites tesselles présentant des éléments décoratifs permettant d'attribuer à chaque tesselle une position déterminée, et au moins un emplacement vide étant prévu sur au moins un rail de manière à permettre le déplacement des tesselles correspondantes ; et en ce que ledit corps solide est constitué par une pluralité de segments pouvant tourner autour dudit axe de symétrie, de manière à permettre de permuter les positions des segments de rails correspondants. Selon des modes de réalisation particuliers de l'invention : - Les segments dudit corps solide peuvent présenter des dimensions longitudinales adaptées pour que les segments de rails correspondants puissent porter une ou plusieurs desdites tesselles. - Ledit corps solide peut comporter une pluralité de faces séparées par des arêtes, lesdits rails étant agencés en correspondance desdites arêtes. Dans ce cas, lesdites tesselles peuvent présenter une forme généralement en dièdre. - Au moins un segment d'un desdits rails peut être réalisé sur une face d'une pièce tournante, une rotation de ladite pièce permettant : d'enlever ledit segment de rail de ladite surface externe du corps solide, en l'amenant dans une position escamotée avec les tesselles qui y sont associées ; et d'amener sur ladite surface externe un segment de rail identique, se trouvant préalablement dans ladite position escamotée ; moyennant quoi un emplacement vide est formé sur ledit rail pour permettre le déplacement des tesselles correspondantes. - Lesdits rails et lesdites tesselles peuvent être conformés de telle manière que chaque tesselle puisse être amenée d'une première position de verrouillage à une deuxième position permettant son coulissement sur ledit rail, et inversement. En particulier, chaque tesselle peut être amenée de ladite première à ladite deuxième position de verrouillage et inversement par application d'une force orientée perpendiculairement audit rail. - Au moins certains desdits éléments décoratifs permettant d'attribuer à chaque tesselle une position déterminée sur la surface dudit corps solide sont des éléments en relief. Dans ce cas, le jeu dans son ensemble, constitué par le corps solide et par les tesselles, peut ne pas présenter de symétrie de rotation. - Lesdits rails peuvent être réalisés par usinage de la 25 surface dudit corps solide. D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description faite en référence aux dessins annexés donnés à titre d'exemple et qui représentent, respectivement : - la figure 1, un vue d'ensemble d'un jeu selon un mode de 30 réalisation de l'invention ; - la figure 2, une vue de détail d'un rail agencé au niveau d'une arête du corps solide du jeu de la figure 1, et de la tesselle correspondante ; et - les figures 3A et 3B, un mécanisme permettant de former 5 provisoirement un emplacement vide sur un rail pour permettre le déplacement des tesselles correspondantes. La figure 1 représente un jeu de logique selon l'invention se présentant sous la forme d'une reproduction en miniature de la � Tour Eiffel �. Cette forme est particulièrement adaptée pour servir de base pour un 10 tel jeu, car elle présente une symétrie de rotation (d'ordre 4) autour d'un axe de symétrie A. Le corps solide 1 en forme de Tour Eiffel constituant l'élément de base du jeu est subdivisé en cinq segment (ce nombre est donné uniquement à titre d'exemple) la û le montés de manière à pouvoir tourner 15 autour de l'axe A. Comme ledit corps solide 1 présente une symétrie de rotation d'ordre 4, une rotation de 90" de l'un des segments laisse la structure sensiblement inchangée. Le corps 1 présente une surface extérieure constituée par quatre faces principales 10 séparées par quatre arêtes 11. Des rails 3, 20 orientés de manière sensiblement parallèle à l'axe de rotation A, sont prévus à proximité desdites arêtes. Dans ces conditions, la rotation d'un segment la û le autour de l'axe A permute les positions des segments de rail correspondants. La fonction des rails 3 est de retenir des tesselles 2, ayant 25 une forme généralement en dièdre, tout en permettant leur coulissement. Pour ne pas surcharger la figure 1, des tesselles ont été représentées sur une seule arête du corps solide 1 ; en réalité, des tesselles seront normalement prévues sur les quatre arêtes. Comme montrée en détail sur la figure 2, ces rails sont 30 constitués par des rainures 31, 32 usinées sur la surface du corps 1. Plus précisément, la figure 2 montre que chaque rail est constitué de deux rainures, disposées de part et d'autre de l'arête 11. Chaque rainure est constituée de deux gorges adjacentes 31, 32 ayant la même section ; la gorge 31, plus éloignée de l'arête, est discontinue, tandis que la gorge 32 est continue. Les deux faces intérieures de chaque tesselle en forme de dièdre portent deux tenons 20 épousant la forme d'une gorge. Une tesselle peut être 5 enclenchée par pression sur l'arête 11 du corps 1, les deux tenons 21 pénétrant dans les gorges 31 correspondantes. Comme ces dernières sont discontinues, la tesselle ne peut pas coulisser, et reste verrouillée dans sa position. En appliquant une force de traction il est possible d'écarter légèrement (1 mm environ) la tesselle 2 de l'arête 11 : les tenons sortent ainsi des gorges 31 pour pénétrer dans les gorges 32 adjacentes qui, étant continues, permettent le coulissement de la tesselle. Cela présuppose que la tesselle présente une certaine élasticité. Réciproquement, l'application d'une pression permet de verrouiller à nouveau la tesselle 2. Pour permettre le coulissement des tesselles 2, les rails 3 (et donc les arêtes du corps solide 1) doivent être rectilignes, ou tout de moins présenter en tout point un rayon de courbure grand par rapport aux dimensions longitudinales des tesselles. Or, la Tour Eiffel présente des éléments en saillie, notamment au niveau des étages (voir figure 1). Le corps solide 1 constitue donc une version � lissée � de ce monument. Les éléments en saillie, en revanche, peuvent être réalisés sur la surface externe des tesselles 2 : voir la référence 21 sur la figure 1. Les différentes tesselles ont toutes les mêmes dimensions longitudinales, et plus précisément leur longueur est un sous-multiple exacte de la longueur des segments laû le (ou, plus exactement, des segments de rail qui leur sont associés). De cette manière, la présence desdites tesselles n'empêche pas la rotation desdits segments. Cette condition n'a pas à être respectée lorsque les tesselles ne sont pas agencées côte à côte, mais sont séparées par un espace vide ; dans ce cas, il suffit que les dimensions longitudinales de chaque segment soient suffisantes pour lui permettre de porter une ou plusieurs tesselles. On suppose que les rails 3 agencés sur les quatre arêtes 11 du corps 1 portent le nombre maximal admissible de tesselles, moins une. Autrement dit, l'un desdits rails présente un emplacement vide. Cet emplacement vide permet un mouvement unidimensionnel des tesselles fixées audit rail. De plus, la rotation des segments la ù le permet à des groupes de tesselles de passer d'un rail à l'autre. Ces deux mouvements combinés permettent de permuter les positions des tesselles 2, comme cela se fait avec les carreaux d'un taquin, mais d'une manière plus complexe et sur une surface non planaire. Les surfaces extérieures des tesselles présentent des éléments décoratifs permettant d'attribuer à chaque tesselle un emplacement déterminé sur la surface du corps solide 1. Ces éléments décoratifs peuvent être bidimensionnels (motifs imprimés) ou tridimensionnels (éléments en saillie 21). L'utilisation d'éléments décoratifs unidimensionnels est particulièrement intéressante, car elle permet de rendre asymétrique la forme du jeu dans son ensemble, même si le corps solide 1 doit nécessairement présenter une symétrie de rotation afin de permettre la � permutation � des segments de rails par pivotement des segments laù le autour de l'axe A. Le jeu consiste à mélanger les tesselles 2 par des mouvements de coulissement le long des rails et de rotation des segments la ù le, puis à reconstituer la configuration d'origine. Cependant, la présence d'un emplacement vide est relativement inesthétique. Pour cette raison, dans un mode de réalisation préféré de l'invention, il est prévu un moyen permettant d'enlever temporairement une ou plusieurs tesselles le la surface externe du jeu. Conformément à ce mode de réalisation, un segment 30 de rail est réalisé sur une arête (ou, en variante, sur une face) d'une pièce 15 pouvant tourner autour d'un axe A'. Une rotation de 180° de la pièce 15 amène le segment de rail 30, et la ou les tesselles portées par ce dernier, dans une position escamotée, par exemple à l'intérieur du corps solide 1. De plus, cette rotation expose, en l'amenant sur la surface dudit corps solide, un autre segment de rail 30', sensiblement identique, mais ne portant pas de tesselles. De cette manière on crée, provisoirement, un emplacement vide sur le rail 3 concerné. Lorsque toutes les tesselles ont été remises en place, la pièce 15 est tournée une autre fois de manière à exposer à nouveau les tesselles qui avaient été cachée. Les figures 3A et 3B illustrent le mouvement de rotation de ladite pièce 15 : la figure 3A correspond à position initiale, dans laquelle le segment 30 de rail portant les tesselles est exposé à la surface du corps 1 ; la figure 3B correspond à la position escamotée dudit segment. Dans l'exemple de la figure 1, la pièce tournante est disposée au niveau de l'une des quatre � pattes � de base de la Tour Eiffel miniature. On pourrait également imaginer d'avoir plusieurs de ces pièces (par exemple quatre, une par patte). En variante ou en complément, plusieurs faces ou arêtes des � pattes � de la Tour Eiffel miniature peuvent porter des tesselles. Dans ce cas, la rotation autour de l'axe A' ne sert pas, ou pas seulement, à libérer temporairement un emplacement, mais permet de permuter lesdites faces ou arêtes portant des tesselles. Cette variante permet de compliquer considérablement le jeu. L'invention a été décrite en référence à un mode de réalisation particulier, et notamment à une forme particulière (la Tour Eiffel) ; cependant, cela ne constitue nullement une limitation. D'autres formes, notamment inspirées à des édifices ou de monuments célèbres, peuvent être envisagées. Comme expliqué plus haut, l'utilisation de tesselles présentant des éléments décoratifs en relief permet de s'affranchir en partie à la contrainte liée à la symétrie de rotation du corps solide 1. Par ailleurs, la présence d'arêtes n'est pas essentielle. Un jeu selon l'invention pourrait présenter un corps solide de base en forme de cylindre, avec des rails orientés verticalement et agencés à intervalles régulières le long de sa surface latérale.30 REVENDICATIONS1. Jeu de logique, de type casse-tête tridimensionnel, essentiellement constitué par un corps solide (1) présentant un axe de symétrie (A), caractérisé en ce que : - une pluralité de rails (3), ayant une orientation sensiblement parallèle audit axe de symétrie, sont repartis de manière uniforme sur une surface externe dudit corps solide ; en ce que - des tesselles (2) sont montées coulissantes sur lesdits rails, lesdites tesselles présentant des éléments décoratifs (21) permettant d'attribuer à chaque tesselle une position déterminée, et au moins un emplacement vide (25) étant prévu sur au moins un rail de manière à permettre le déplacement des tesselles correspondantes ; et en ce que - ledit corps solide est constitué par une pluralité de segments (la û le) pouvant tourner autour dudit axe de symétrie, de manière à permettre de permuter les positions des segments de rails correspondants. 2. Jeu de logique selon la revendication 1, dans lequel les segments dudit corps solide présentent des dimensions longitudinales adaptées pour que les segments de rails correspondants puissent porter une ou plusieurs desdites tesselles. 3. Jeu de logique selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ledit corps solide comporte une pluralité de faces (10) séparées par des arêtes (11), lesdits rails (3) étant agencés en correspondance desdites arêtes. 4. Jeu de logique selon la revendication 3, dans lequel lesdites tesselles (2) présentent une forme généralement en dièdre. 5. Jeu de logique selon l'une des revendications précédentes, dans lequel au moins un segment (30) d'un desdits rails est réalisé sur une face d'une pièce tournante (15), une rotation de ladite pièce permettant : - d'enlever ledit segment de rail (30) de ladite surface externe du corps solide, en l'amenant dans une position escamotée avec les tesselles qui y sont associées ; et- d'amener sur ladite surface externe un segment de rail identique (30'), se trouvant préalablement dans ladite position escamotée ; moyennant quoi un emplacement vide (25) est formé sur ledit rail pour permettre le déplacement des tesselles correspondantes. 6. Jeu de logique selon l'une des revendications précédentes, dans lequel lesdits rails et lesdites tesselles sont conformés de telle manière que chaque tesselle puisse être amenée d'une première position de verrouillage à une deuxième position permettant son coulissement sur ledit rail, et inversement. 7. Jeu de logique selon la revendication 6, dans lequel chaque tesselle peut être amenée de ladite première à ladite deuxième position de verrouillage et inversement par application d'une force orientée perpendiculairement audit rail. 8. Jeu de logique selon l'une des revendications 15 précédentes, dans lequel au moins certains desdits éléments décoratifs (21) permettant d'attribuer à chaque tesselle une position déterminée sur la surface dudit corps solide sont des éléments en relief. 9. Jeu de logique selon l'une des revendications précédentes, dans lequel lesdits rails (3) sont réalisés par usinage de la 20 surface dudit corps solide. 10