Brevet FR2943922A1 — publié le 20101008

JOUET VOLANT APTE A SE MOUVOIR PAR BATTEMENTS D'AILES, EQUIPE D'UN MOYEN DE COMMANDE DIRECTIONNELLE Description Domaine technique de l'invention. L'invention a pour objet un perfectionnement à un jouet volant se mouvant dans l'air par battements d'ailes. Elle concerne le domaine technique général des jouets volants, et plus particulièrement ceux imitant le vol d'un oiseau dont ils peuvent avoir l'apparence. État de la technique. Les documents brevets FR 1.604.345 (G. VAN RUYMBEKE) et EP 0.449.922 (G. VAN RUYMBEKE) décrivent un jouet volant de ce genre comprenant : - un corps creux de forme allongée et dans la partie avant duquel est logé un mécanisme d'actionnement des ailes mû au moyen d'un bracelet élastique fournissant la force motrice ; - deux ailes souples fixées, d'une part, au mécanisme d'actionnement et d'autre part, sur le corps ; - un système de remontage permettant de torsader le bracelet élastique moteur. 2943922 -2 Dans ce type de jouet volant, le mécanisme d'actionnement des ailes comporte généralement deux leviers oscillants - ou pieds d'ailes - reliés ou destinés à être reliés, chacun à une poutre d'aile sur laquelle est fixé le bord antérieur d'une voilure souple constituant les ailes dudit jouet. En principe, les 5 battements d'ailes suffisent à assurer la sustentation du jouet volant. Plusieurs techniques permettent de faire tourner ces jouets volants. Les documents brevets GB 442.667 (HAENLE), GB 20145.AAD.1910 (EUSTACE), US 2004/155145 (YOSHIJI) ou encore US 1.450.480 (JAMES), enseignent par 10 exemple de modifier i'2 ngle d'incidence des ailes pour que le jouet tourne à droite ou à gauche. On connaît plus :particulièrement par le document brevet EP 1.958.681 (PROXYFLYER), un jouet volant qui peut tourner dans une direction désirée. en 15 utilisant une traînée différente sur les ailes. Un moyen de commande. qui reçoit un signal de commande indiquant un virage à gauche, augmente l'angle d'incidence sur l'aile gaL che et le réduit sur l'aile droite. Pour un virage à droite, l'action opposée est réalisée. Les ailes de ce jouet présentent des surfaces portantes qui ont une 20 traînée augmentée lorsque l'angle d'incidence augmente. Dans la pratique, cette technique ne permet pas de faire tourner le jouet avec une grande précision. De plus, lorsque la vitesse du jouet est trop importante, les commandes peuvent s'inverser : l'augmentation de l'angle d'incidence sur l'aile droite 25 (respectivement gauche entraine un virage à gauche (respectivement droite). Le pilotage d'un tel jouet peut donc être aléatoire. Face à cet état des choses, le principal objectif de l'invention est de trouver une technique permettant de faire tourner plus précisément et plus 30 efficacement un jouet volant du type connu de l'art antérieur. Divulgation de l'invention. La solution proposée par l'invention est un jouet volant apte à se mouvoir par battements d'ailes et comprenant : - une structure support. un mécanisme d'aciionnement des ailes agencé sur la structure support et comportant une manivelle d'entraînement mise en rotation par l'intermédiaire d'un moyen fournissant a force motrice, - deux ailes souples disposées symétriquement par rapport au plan vertical de symétrie du jouet et reliées, au niveau des pieds d'ailes, au mécanisme d'actionnement, lesdits pieds d'ailes étant montés oscillants autour d'axes disposés de part et d'autre du plan vertical de symétrie du jouet. Ce jouet est toutefois remarquable par le fait qu'un moyen de commande, qui reçoit un signal de commande indiquant un virage à gauche, augmente la tension sur l'aile droite et la réduit sur l'aile gauche, pour un virage à droite, l'action opposée étant réalisée. Contrairement aux techniques connues de l'art antérieur et en particulier celle décrite dans le document EP 1.958.681 (PROXYFLYER), un virage à droite ou à gauche est commandé par la mise en tension de l'aile opposée et non plus par la modification de l'angle d'incidence. Selon un mode préféré de réalisation, les bords postérieurs de la voilure principale des ailes sont fixés sur un gouvernail configuré pour tirer latéralement sur lesdits bords, dans ie plan des ailes, de manière à changer la tension desdites ailes : - une traction latérale sur le bord postérieur de l'aile droite augmente la tension sur l'aile droite et diminue la tension sur l'aile gauche, - une traction latérale sur le bord postérieur de l'aile gauche augmente la tension sur l'aile gauche et diminue la tension sur l'aile droite. - 330 Avantageusement, le gouvernail est monté pivotant autour d'un axe perpendiculaire au plan des ailes, le pivotement dudit gouvernail entrainant une traction latérale sur les fiords postérieurs de la voilure principale des ailes. Dans une variante de réalisation, le gouvernail est monté mobile en translation dans une direction parallèle au plan des ailes, le déplacement dudit gouvernail entrainant une traction latérale sur les bords postérieurs de la voilure principale desdites ailes, Le mouvement du gouvernail est préférentiellement commandé par l'intermédiaire d'un moteur radio-commandé. Pour permettre ~u jouet volant de suivre une trajectoire rectiligne en l'absence de contrainte sur les ailes, un ressort de rappel permet de ramener automatiquement le gouvernail dans une position neutre où aucune traction n'est exercée sur les bords postérieurs de la voilure principale des ailes. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention : - le moteur radio-commandé est pourvu d'un dispositif de démultiplication, - et dans lequel le ressort est prétendu dans la position neutre, les branches dudit ressort étant maintenues écartées par un élément, ladite pré-tension permettant de ramener le gouvernail de façon certaine à la position neutre en compensant les frottements résiduels du dispositif de démultiplication. Préférentiellement. les ailes comportent des poutres d'ailes reliées aux pieds d'ailes. lesdites poutres étant formées d'une première partie insérée dans lesdits pieds d'ailes et à l'extrémité de laquelle est fixée une tige, cette dernière étant montée pivotante. selon son axe longitudinal, dans ladite première partie. - 5 Les tiges peuvent être montées serrées etlou collées dans une gaine, cette dernière recouvrant lesdites tiges de manière à consolider leur base et diminuer la fragilité à ce niveau. Description des figures. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la descrbtion d'un mode de réalisation préféré qui va suivre, en 10 référence aux dessins annexés, réalisés à titre d'exemples indicatifs et non limitatifs et sur lesquels - la figure 1 est une vue schématique de haut montrant l'agencement des différents éléments constitutifs d'un jouet conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue agrandie du détail D de la figure 1, montrant, de 15 dessus, le dispositif de mise en tension des ailes, la figure 3 est une vue de face du dispositif de mise en tension des ailes, - la figure 4 est ure vue en perspective du dispositif de mise en tension des ailes, - les figures 5a et 5b représentent respectivement une vue de face et une 20 vue de dessus d'un second mode de réalisation des poutres d'ailes, - la figure 6 est une vue en coupe longitudinale montrant un exemple de fixation d'une tige à l'extrémité d'une partie d'une poutre d'aile. 25 Modes de réalisation de l'invention. Le jouet volant objet de l'invention est typiquement un jouet imitant le vol d'un oiseau dont il a l'apparence. Il peut s'agir toutefois de n'importe quel autre type de jouet volant se mouvant par battements d'ailes, par exemple ayant 30 l'apparence d'un insecte ou d'un personnage imaginaire ailé.5 En se rapportan- à la figure 1, le jouet objet de l'invention comporte une structure support 1 sur laquelle sont agencés les différents éléments constitutifs du mécanisme 2 d'entrainement des ailes et le gouvernail 5 de direction. Un corps creux (non représenté) de forme allongée évoquant le corps d'un oiseau et habituellement exécuté en matière plastique, pourra recouvrir la structure support 1 afin de cacher les différents éléments constitutifs du mécanisme d'entrainement des ailes et le gouvernail. Conformément à la figure 1, le mécanisme d'actionnement 2 des ailes 3a, 3b est agencé sur la structure support 1, dans la partie avant de cette dernière. Ce mécanisme d'actionnement 2 permet de communiquer des oscillations identiques e ux ailes 3a, 3b et plus particulièrement aux pieds d'aile 30a, 30b. Ce mécanisme d'actionnement 2 comporte une manivelle d'entraînement 20 mise en rotation par l'intermédiaire d'un moyen 4 fournissant la force motrice. Le moyen 4 fournissant la force motrice à la manivelle 20 peut être un élastique. Dans ce cas, un dispositif de remontage permettant de torsader cet élastique sera prévu. Ce type de système élastique fournissant la force motrice à la manivelle 20 est par exemple décrit sur la figure 5 du document brevet EP 0.449.922. Toutefois, le moyen 4 fournissant la force motrice est préférentiellement un moteur électrique 40 associé à un réducteur 41. Le moteur électrique 40 est du type connu de l'homme du métier, alimenté par batterie ou par pile et dont le fonctionnement peut être commandé par une commande à distance du type radio-commande. En actionnant cette commande dédiée, l'utilisateur transmettra un signal de commande provoquant le battement des ailes peur entretenir le vol du jouet ou au contraire arrêtant le battement lors de l'atterrissage et/ou pour simuler des phases de planage. Le mécanisme d'actionnement 2 des ailes 3a, 3b est toutefois bien connu de l'homme du métier et ne sera donc pas décrit ici plus en détail. Les deux ailes souples 3e, 3b sont disposées symétriquement par rapport au plan vertical de symétrie P du jouet et reliées au niveau des pieds 2943922 -7 d'ailes 30a, 30b, au mécanisme d'actionnement 2. Les pieds d'ailes sont montés oscillants dans les deux sens autour d'axes 31a, 31b disposés symétriquement par rapport au plan P. En pratique, la partie externe des pieds d'aile 30a, 30b est reliée, ou agencée pour pouvoir être reliée, par exemple par 5 emboîtement, aux poutres d'aile 32a, 32b sur lesquelles est relié le bord antérieur de la voilure principale 33a, 33b. Les poutres d'ailes 32a, 32b ont un diamètre d'environ 0.6 mm et sont habituellement réalisées en plastique ou en carbone. Toutefois, pour alléger 10 encore plus la structure du jouet tout en conservant une bonne rigidité, les poutres 32a, 32b seront réalisées totalement ou partiellement en polymère à cristaux liquides (ou LC' pour � Liquid Cristal Polymer � en anglais) combiné à des fibres carbones. 15 Dans les modes de réalisation représentée sur les figures 5a et 5b, les poutres d'ailes 32a, 32b sont formées d'une première partie 3210 insérée dans les pieds d'ailes 30a, 30b. Cette première partie peut avoir une section dégressive à l'extrémité de laquelle est fixée une tige 3220 (figure 5a). Dans un second mode de réalisation (figures 1 et 5b), la première partie 3210 présente 20 une courbure type � co de cygne � orientée vers l'avant du jouet permettant une esthétique plus proche d'un oiseau, sans perdre en efficacité. Cette configuration permet en outre de déplacer la position du centre de la voilure vers l'avant du jouet, ce qui permet de modifier l'assiette de vol sans déplacer le centre de gravité. 25 De manière avantageuse. les tiges 3220 sont montées pivotantes, selon leur axe longitudinal, dans les premières parties 3210. Les tiges 3220 peuvent en outre être montées gl ssantes dans les premières parties 3210. En se rapportant a la figure 6, les tiges 3220 sont montées serrées et/ou 30 collées dans une ga ne 300. Cette dernière est réalisée dans une matière plastique semi-rigide. Le gaine 300 recouvre les tiges 3220 sur une longueur 2943922 -8 d'environ 1 cm de manière à consolider leur base et diminuer la fragilité à ce niveau. La gaine 300 est avantageusement montée mobile en rotation, et éventuellement glissante, dans un manchon 301 lui-même monté serré et/ou 5 collé à l'extrémité 32100 de la première partie 3210. Durant le vol du jouet, les tiges 3220 peuvent subir des contraintes de torsion d'axe longitudinal. Or, étant donné que les tiges en carbone ont une mauvaise rigidité en torsion, un risque non négligeable de fracture existe. Le degré de liberté en rotation de la gaine 300 annule ces contrairtes de torsion et réduit les risques de fracture. 10 En pratique, lorsqu'elles sont fabriquées et/ou livrées, les tiges 3220 ne sont jamais parfaitement rectilignes mais présentent une certaine courbure. Dans ces conditions. si les tiges 3220 sont liées rigidement aux premières parties 3210, les courbures de chaque aile 3a, 3b peuvent ne pas être symétriques par rapport au plan P, ce qui conduit inévitablement à un vol 15 irrégulier, voire aléatoire. Le degré de liberté en rotation de la gaine 300 permet de ramener naturellement les courbures des tiges 3220 vers l'arrière du jouet, symétriquement par rapport au plan P. La technique utilisée dans l'invention et permettant de faire tourner le 20 jouet vers la droite ou vers la gauche va maintenant être décrite plus en détail en référence aux figures 1 à 4. Conformément à l'invention, un moyen de commande 5, qui reçoit un signal de commande indiquant un virage à gauche, augmente la tension sur l'aile droite 33a et la réduit sur l'aile gauche 33b. Pour un virage à droite, le moyen de commande 5 augmente la tension sur l'aile 25 gauche 33b et la réduit sur l'aile droite 33a. Un virage à droite ou à gauche est donc commandé par la mise en tension de l'aile opposée et non plus par la modification de l'angle d'incidence comme cela est enseigné dans l'art antérieur. 30 En se rapportant à la figure 1, les bords postérieurs de la voilure principale 33a, 33b des ailes sont fixés sur un gouvernail 5 configuré pour tirer - 9 latéralement sur lesdits bords, dans le plan desdites ailes (plan des figures 1 ou 2 et perpendiculaire au plan P), de manière à changer la tension desdites ailes : - une traction latérale sur le bord postérieur de l'aile droite 33a augmente la tension sur ladite aile droite et diminue la tension sur l'aile gauche 33b : le jouet tourne à gauche, - une traction latérale sur le bord postérieur de l'aile gauche 33b augmente la tension sur ladite aile gauche et diminue la tension sur l'aile droite 33a : le jouet tourne à droite. En se rapportant à la figure 2, le gouvernail 5 a la forme d'un T dont les extrémités de la barre transversale sont fixées aux bords postérieurs de la voilure principale 33a. 33b des ailes. La fixation peut se faire par l'intermédiaire d'une pièce 330 plus rigide que la voilure et collée sur ladite voilure et qui comporte un trou qui rentre en force sur un pion 50 en forme de boule (figure 3). La barre longitudinale du T se termine par une roue dentée 51 s'engrenant sur un pignon denté 61 entrainée par un moteur électrique 6 (figure 4). Ce dernier est du type con lu de l'homme du métier, alimenté par batterie ou par pile et dont le fonctionnement est commandé par une commande à distance du type radio-commande. Le sens de rotation du moteur 6 dépend du signal de commande qui lui est envoyé. Un dispositif de démultiplication peut séparer le pignon 61 de l'arbre de rotation du moteur 6. Ce dernier est solidaire d'une embase 7 fixée à la structure support 1. Le gouvernail 5 est monté pivotant autour d'un axe 52 perpendiculaire au plan des ailes 33a, 33b. En pratique, l'axe 52 est un élément de l'embase 7 en saillie verticale, la barre longitudinale du T formant le gouvernail 5 étant montée libre en rotation autour de cet axe. Dans cette configuration. lorsque le moteur 6 reçoit un signal de commande (virage à droite ou virage à gauche), le pignon 61 tourne en entrainant la roue dentée 51. Le gouvernail 5 pivote alors soit à droite soit à gauche en appliquant une traction latérale sur les bords postérieurs des ailes 33a, 33b. En réalité, les extrémités 50 du gouvernail 5 décrivent un arc de cercle dont le centre est l'axe de rotation 52. 2943922 -10- En se rapportant aux figures 2 et 4, un ressort de rappel 8 permet de ramener automatiquement le gouvernail 5 dans une position neutre où aucune traction n'est exercée sur les bords postérieurs de la voilure principale 33a, 33b 5 des ailes. En pratique, on utilise un ressort 8 spiralé fixé sur l'embase 7 et dont les branches sont disposées de part et d'autre de la barre longitudinale du T formant le gouvernail 5 Le ressort 8 est prétendu dans la position neutre, les branches dudit ressort étant maintenues écartées par un élément 71 de l'embase 7. Au repos. le gouvernail 5 est dans une position neutre, c'est-à-dire 10 dans le prolongement de la structure support 1. Lorsque le gouvernail 5 quitte cette position, les branches du ressort 8 tendent à le ramener dans la position neutre. Le ressort 8 comportant une pré-tension et s'appuyant sur l'élément 71, le gouvernail 5 est ramené de façon certaine à la position neutre en compensant les frottements résiduels du dispositif de démultiplication. Cela 15 permet au jouet volant de suivre une trajectoire rectiligne lorsque le moteur 6 est arrêté. Dans une variante de réalisation non représentée, le gouvernail 5 est monté mobile en translation dans une direction parallèle au plan des ailes 3a, 20 3b, le déplacement dudit gouvernail entrainant une traction latérale sur les bords postérieurs de la voilure principale 33a, 33b desdites ailes. En pratique, on pourra utiliser un gouvernail 5 consistant en une crémaillère longitudinale aux extrémités de lagielle sont fixés les bords postérieurs de la voilure principale 33a, 33b des ailes 3a, 3b. Cette crémaillère s'engrène sur un pignon 25 denté entrainé par le moteur électrique 6. La mise en rotation du pignon denté entraine la translation à droite ou à gauche du gouvernail 5 et modifie de fait la tension des ailes 3a, 3b. Un ressort de rappel similaire à celui décrit précédemment permettra de ramener automatiquement le gouvernail 5 dans une position neutre où aucune traction n'est exercée sur les bords postérieurs 30 de la voilure principale 33a. 33b des ailes. 2943922 -11- En se rapportant aux figures 1 et 4, la partie postérieure du jouet est pourvue d'une voilure de queue 9 disposée symétriquement par rapport au plan vertical de symétrie P dudit jouet. Cette voilure de queue 9 peut être orientable dans un plar vertical de manière à régler le type de vol : lorsque la 5 queue est relevée, on obtient un vol lent et lorsque la queue est abaissée, pratiquement à l'horizontale, on obtient un vol rapide. L'inclinaison de la queue 9 peut être commandée automatiquement au moyen d'un moteur radio-commandé. On peut toutefois régler manuellement l'angle d'inclinaison de la queue 9. Pour ce faire et en se rapportant à la figure 4, l'extrémité de la queue 10 9 est montée pivotante autour d'un axe de rotation horizontale 90. Un dispositif de crantage 91 fixé sur l'embase 7 permet de maintenir en position la queue 9 selon un angle d'inclina son � i � voulu. Revendications1. Jouet volant apte à se mouvoir par battements d'ailes et comprenant : - une structure support (1), - un mécanisme d'actionnement (2) des ailes agencé sur la structure support (1) et comportant une manivelle d'entraînement (20) mise en rotation par l'intermédiaire d'un moyen (4) fournissant la force motrice, - deux ailes souples (3a, 3b) disposées symétriquement par rapport au plan vertical de symétrie (P) du jouet et reliées, au niveau des pieds d'ailes (30a, 30b), au mécanisme d'actionnement (2), lesdits pieds d'ailes étant montés oscillants autour d'axes (31a, 31b) disposés de part et d'autre du plan vertical de symétrie du jouet, se caractérisant par le fait qu'un moyen de commande (5), qui reçoit un signal de commande indiquant un virage à gauche, augmente la tension sur l'aile droite et la réduit sur l'aile gauche, pour un virage à droite, l'action opposée étant réalisée. 2. Jouet selon la revendication 1, dans lequel les bords postérieurs de la voilure principale (33a, 33b) des ailes (3a, 3b) sont fixés sur un gouvernail (5) confiçuré pour tirer latéralement sur lesdits bords, dans le plan des ailes, de manière à changer la tension desdites ailes : - une traction latérale sur le bord postérieur de l'aile droite augmente la tension sur l'aile droite et diminue la tension sur l'aile gauche, - une traction latérale sur le bord postérieur de l'aile gauche augmente la tension sur l'aile gauche et diminue la tension sur l'aile droite. 3. Jouet selon la revendication 2, dans lequel le gouvernail (5) est monté pivotant autou- d'un axe (52) perpendiculaire au plan des ailes (3a, 2943922 -13- 3b), le pivotement dudit gouvernail entrainant une traction latérale sur les bords postérieurs de la voilure principale (33a, 33b) desdites ailes. 4. Jouet selon la revendication 2, dans lequel le gouvernail (5) est 5 monté mobile en translation dans une direction parallèle au plan des ailes (3a, 3b), le déplacement dudit gouvernail entrainant une traction latérale sur les bords postérieurs de la voilure principale (33a, 33b) desdites ailes. 5. Jouet selon l'une des revendications 2 à 4, dans lequel le 10 mouvement du gouvernail (5) est commandé par l'intermédiaire d'un moteur (6) radio-commandé 6. Jouet selon l'une des revendications 2 à 5, dans lequel un ressort de rappel (8) permet de ramener le gouvernail (5) dans une position neutre 15 où aucune traction n'est exercée sur les bords postérieurs de la voilure principale (33a, 33b) des ailes (3a, 3b). 7. Jouet selon la revendication 6 combinée à la revendication 5, dans lequel 20 - le moteur (6) radio-commandé est pourvu d'un dispositif de démultiplication, - et dans lequel le ressort (8) est prétendu dans la position neutre, les branches dudit ressort étant maintenues écartées par un élément (71), ladite pré-tension permettant de ramener le gouvernail (5) de façon certaine à la 25 position neutre en compensant les frottements résiduels du dispositif de démultiplication. 8. Jouet selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les ailes (3a, 3b) comportent des poutres d'ailes (32a. 32b) reliées aux pieds 30 d'ailes (30a, 30b). lesdites poutres étant formées d'une première partie (3210) insérée dans lesdits pieds d'ailes et à l'extrémité de laquelle est fixée 2943922 -14- une tige (3220), cette dernière étant montée pivotante, selon son axe longitudinal, dans iaclite première partie. 9. Jouet selon la revendication 8, dans lequel les tiges (3220) sont 5 montées serrées et/ou collées dans une gaine (300), cette dernière recouvrant lesdites tiges de manière à consolider leur base et diminuer la fragilité à ce niveau.