Brevet FR3077029A1 — publié le 20190726

-1- COMPAS DE DESSIN La présente invention concerne un compas de dessin. Le compas est un instrument à l'usage relativement complexe en particulier pour les enfants. Apprendre à se servir d'un compas ne fait généralement pas l'objet d'un enseignement spécifique systématique comme c'est par exemple le cas pour l'apprentissage de l'écriture où une attention particulière est portée sur la tenue correcte du crayon par l'enfant. L'usage d'un compas peut donc faire l'objet de difficultés. Une difficulté récurrente concerne le dépointage de la pointe sèche lors d'un tracé de cercle. Pour dessiner un arc ou un cercle, l'utilisateur doit tourner le compas, généralement en l'inclinant légèrement, tandis que la pointe sèche reste pointée au même endroit. Le mouvement à réaliser par les doigts et le poignet autour de la partie de préhension n'est pas toujours aisé à réaliser. Un geste mal assuré ou brutal aura tendance à faire sortir la pointe sèche du papier et faire échouer le tracé. Par ailleurs, l'aspect sécuritaire étant de plus en plus présent sur les objets à destination des plus jeunes, les pointes sèches de compas sont de moins en moins effilées, ce qui peut renforcer les difficultés d'utilisation. Des améliorations ergonomiques ont déjà été apportées au niveau de la partie de préhension pour permettre un mouvement des doigts plus naturel et plus doux. Ces développements concernent principalement des améliorations de la forme ou un changement de la nature du matériau employé pour la partie de préhension, celle-ci intégrant par exemple des formes courbes et souples réalisées dans des thermoplastiques élastomères. On connait également un compas qui présente une partie de préhension excentrée et en liaison rotule par rapport à la chape du compas. La liaison rotule permet à un utilisateur de tracer un cercle complet, voire même de réaliser plusieurs passages du crayon sur le cercle pour bien marquer le trait sans que la position des doigts sur la partie de préhension ne bouge au contraire d'un compas classique. Le mouvement à réaliser par l'utilisateur est donc plus simple et on évite le dépointage de la pointe sèche lors d'un tracé de cercle. Cependant, ce compas peut ne pas permettre à l'utilisateur de tracer des arcs de cercle avec précision car la longueur de l'arc de cercle est peu maitrisée du fait du jeu induit par la liaison rotule. Egalement, ce type de compas peut être plus difficile à utiliser pour reporter des mesures avec précision ou pour effectuer des réalisations géométriques. La présente invention vise à éviter au moins partiellement ces inconvénients en proposant un compas de dessin simple d'utilisation en particulier par les enfants, ludique et évolutif, -2- permettant de tracer avec précision des cercles et des arcs de cercles et permettant de faciliter le traçage de cercle complets en évitant un dépointage inopiné. A cet effet, l'invention a pour objet un compas de dessin comportant deux branches articulées entre elles, caractérisé en ce que le compas comporte en outre : 5 - une tête de connexion, et - un capuchon de préhension présentant une cavité coopérant avec la tête de connexion, le capuchon de préhension pouvant prendre : -une position bloquée dans laquelle le capuchon de préhension est fixe par rapport à la tête de connexion, et 10 -une position en liaison rotule dans laquelle le capuchon de préhension est mobile en liaison rotule par rapport à la tête de connexion. La mobilité du capuchon de préhension permet deux types d'usages très différents du compas, se distinguant en termes d'applications mais aussi en termes de dextérité requise. En effet, le compas peut être utilisé pour l'apprentissage de la réalisation de cercles complets, 15 notamment par des enfants, en positionnant le capuchon de préhension en liaison rotule. La liaison rotule permet au capuchon de préhension de tourner librement sur 360° autour de l'axe du compas ainsi que de pivoter de part et d'autre de l'axe du compas. Cette liaison rotule permet à un utilisateur de tracer un cercle complet sans que la position des doigts sur la partie de préhension ne bouge. Le mouvement à réaliser par l'utilisateur est donc plus simple et on 20 évite le dépointage de la pointe sèche lors d'un tracé de cercle. Le compas peut aussi être utilisé de manière classique, notamment pour le report précis de mesures, pour effectuer des réalisations géométriques, pour le tracé précis d'arcs de cercle ou lorsque le geste du tracé d'un cercle complet est bien maitrisé, en bloquant le capuchon de préhension. Le compas peut donc être évolutif avec l'enfant. 25 La tête de connexion porte par exemple une portion annulaire amincie qui coopère avec un élément de protubérance radiale du capuchon de préhension en liaison rotule. Selon un premier exemple de réalisation, la tête de connexion présente une portion filetée, le compas comportant en outre une bague de blocage en liaison hélicoïdale avec la portion filetée, la bague de blocage pouvant prendre : 30 - une position haute sur la portion filetée dans laquelle la bague de blocage coopère avec une embase du capuchon de préhension pour immobiliser le capuchon de préhension par rapport à la tête de connexion, et - une position basse sur la portion filetée à l'écart du capuchon de préhension -3- dans laquelle la bague de blocage libère la mobilité du capuchon de préhension. La portion filetée est par exemple surmontée par la portion annulaire amincie de sorte que l'utilisateur passe de la position en liaison rotule à la position bloquée en montant la bague de blocage le long de la portion filetée. 5 Tourner la bague de blocage sur la portion filetée est un geste simple, ludique et intuitif. Il peut donc être aisément compris en particulier par des enfants. En outre, les moyens complémentaires de coopération par vissage ne présentent pas une architecture complexe, ils sont donc peu couteux. Ils présentent de plus une bonne robustesse à l'usure. Selon un deuxième exemple de réalisation, le capuchon de préhension et la tête de 10 connexion présentent des moyens complémentaires de coopération par emboîtage élastique pour immobiliser le capuchon de préhension par rapport à la tête de connexion dans la position bloquée. Par exemple, la tête de connexion présente une encoche annulaire coopérant avec un élément de protubérance radiale du capuchon de préhension pour bloquer le capuchon de 15 préhension par emboîtage élastique dans la position bloquée. L'encoche annulaire peut être surmontée par la portion annulaire amincie de sorte que l'utilisateur passe de la position bloquée à la position en liaison rotule en tirant sur le capuchon de préhension. La tête de connexion et le capuchon de préhension peuvent en outre comporter des moyens anti-rotation complémentaires configurés pour empêcher la rotation du capuchon de préhension en position 20 bloquée. Manipuler le capuchon de préhension en appuyant dessus ou en le tirant est un geste simple, ludique et intuitif. Il peut donc être aisément compris en particulier par des enfants. En outre, ces moyens complémentaires de coopération par emboîtage élastique ne présentent pas une architecture complexe, ils sont donc peu couteux. 25 La tête de connexion peut présenter une portion tronconique coopérant avec la cavité du capuchon de préhension en liaison rotule pour limiter le pivotement du capuchon de préhension à un angle inférieur à +/-50° autour de l'axe du compas, tel que de l'ordre de +/-40°. La tête de connexion est par exemple portée par l'extrémité de l'une des deux branches, telle que par l'extrémité de la branche portant l'instrument d'écriture. Ainsi en utilisation, 30 l'utilisateur peut naturellement incliner le compas pour exercer un effort vertical sur le capuchon de préhension sensiblement à l'aplomb de la pointe sèche, pouvant permettre de limiter les risques de dépointages. -4- Les branches sont par exemple articulées entre elles au moyen d'un axe d'articulation commun. Le capuchon de préhension peut présenter une forme allongée et lisse pour assurer une bonne prise par les doigts de l'utilisateur. 5 D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à la lecture de la description de l'invention, ainsi que sur les figures annexées qui représentent une forme d'exécution de réalisation non limitative de l'invention et sur lesquelles : La Figure 1 est une vue en perspective d'un compas à dessin selon un premier exemple 10 de réalisation, dans une position en liaison rotule. La Figure 2 montre le compas de la Figure 1 dans une position bloquée. La Figure 3 montre une vue éclatée du compas de la Figure 1. La Figure 4 montre une vue en coupe d'un détail agrandi d'une extrémité du compas de la Figure 1 dans une position en liaison rotule. 15 La Figure 5 montre une vue de l'extrémité du compas de la Figure 2 dans une position bloquée. La Figure 6 montre un compas à dessin selon un deuxième exemple de réalisation, dans une position en liaison rotule. La Figure 7 montre le compas de la Figure 6 dans une position bloquée. 20 La Figure 8 montre une vue en coupe d'un détail agrandi d'une extrémité du compas de la Figure 6 dans une position en liaison rotule. La Figure 9 montre une vue de l'extrémité du compas de la Figure 7 dans une position bloquée. Sur ces Figures, les éléments identiques portent les mêmes numéros de référence. 25 Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation ou que les caractéristiques s'appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées ou interchangées pour fournir d'autres réalisations. 30 La Figure 1 montre un compas de dessin 1 selon un premier exemple de réalisation. Le compas 1 comporte deux branches 2, 3 articulées entre elles, une branche 2 portant un instrument d'écriture 4, par exemple amovible, et une branche 3 portant une pointe sèche 5. -5- L'instrument d'écriture 4 est par exemple une mine (Figure 1), un crayon à papier ou autre. Les branches 2, 3 sont articulées entre elles par exemple au moyen d'un axe d'articulation 6 commun. L'axe d'articulation 6 est par exemple formé par un ensemble vis-écrou 5 6a, 6b (Figure 3) passant par deux orifices 7 ménagés dans les branches 2, 3, un orifice 7 étant ménagé dans chaque branche 2, 3. Le compas 1 comporte en outre une tête de connexion 8 et un capuchon de préhension 9. La tête de connexion 8 est formée dans une extrémité du compas 1 opposée à celles portant l'instrument d'écriture 4 et la pointe sèche 5. 10 Les branches 2, 3 peuvent être en matériau polymère plastique ou métalliques. Le capuchon de préhension 9 peut être en matériau thermoplastique rigide. Le capuchon de préhension 9 présente par exemple une forme allongée et lisse pouvant être sensiblement amincie pour assurer une bonne prise par les doigts de l'utilisateur. Il présente par exemple une hauteur de quelques centimètres, telle que supérieure à 2cm. Une 15 cavité 10, par exemple cylindrique, coopérant avec la tête de connexion 8 est ménagée dans le capuchon de préhension 9 (Figure 4). Un élément de protubérance radiale 12, tel qu'un bourrelet annulaire, délimite par exemple l'ouverture de la cavité 10. La tête de connexion 8 est par exemple portée par l'extrémité de l'une des deux branches 2, 3, telle que l'extrémité de la branche 2 portant l'instrument d'écriture 4. Ainsi en utilisation, 20 l'utilisateur peut naturellement incliner le compas 1 pour exercer un effort vertical sur le capuchon de préhension 9 sensiblement à l'aplomb de la pointe sèche 5, pouvant permettre de limiter les risques de dépointages. La tête de connexion 8 et la branche 2, 3 portant la tête de connexion 8 sont par exemple formées d'une seule pièce. Le compas 1 ne présente alors pas de chape. Selon un autre mode 25 de réalisation non représenté, le compas comporte une chape sur l'articulation, la tête de connexion étant formée ou portée par la chape. Le capuchon de préhension 9 peut en outre prendre une position bloquée (Figures 2 et 5) et une position en liaison rotule (Figures 1 et 4). Dans la position bloquée, le capuchon de préhension 9 est fixe par rapport à la tête de 30 connexion 8. Dans la position en liaison rotule, le capuchon de préhension 9 est mobile en liaison rotule par rapport à la tête de connexion 8. -6- La tête de connexion 8 porte par exemple une portion annulaire amincie 11 qui coopère avec l'élément de protubérance radiale 12 du capuchon de préhension 9 en liaison rotule. Au montage, on emboîte en force le capuchon de préhension 9 sur la tête de connexion 8 pour que l'élément de protubérance radiale 12 coopère avec la portion annulaire amincie 11 en liaison 5 rotule. Le capuchon de préhension 9 est alors retenu à la tête de connexion 8 de manière difficilement démontable. La liaison rotule permet au capuchon de préhension 9 de tourner librement sur 360° autour de l'axe 1-1 du compas 1, qui est ici comme on le verra plus loin l'axe du filetage, ainsi que de pivoter de part et d'autre de l'axe 1-1 du compas 1 (Figure 4). 10 La tête de connexion 8 peut présenter une portion tronconique 13 surmontant la portion annulaire amincie 11. La portion tronconique 13 forme un téton d'extrémité reçu dans la cavité 10 du capuchon de préhension 9 qui entre en butée avec les parois internes de la cavité 10 pour limiter le pivotement du capuchon de préhension 9 à un angle a inférieur à +1- 50° autour de l'axe 1-1 du compas 1, tel que de l'ordre de +1- 40°. 15 Dans l'exemple illustré par les Figures 1 à 5, la tête de connexion 8 présente une portion filetée 14 et le compas 1 comporte une bague de blocage 15 en liaison hélicoïdale avec la portion filetée 14. Le fait que le capuchon de préhension 9 soit « non démontable » entraine l'inamovibilité de la bague de blocage 15. La bague de blocage 15 peut prendre une position haute (Figures 2 et 5) et une position 20 basse (Figures 1 et 4) sur la portion filetée 14. La portion filetée 14 est par exemple surmontée par la portion annulaire amincie 11 de sorte que l'utilisateur passe de la position en liaison rotule (Figures 1 et 4) à la position bloquée (Figures 2 et 5) en montant la bague de blocage 15 le long de la portion filetée 14. Dans la position haute sur la portion filetée 14, la bague de blocage 15 coopère avec une 25 embase 16 du capuchon de préhension 9 pour immobiliser le capuchon de préhension 9 par rapport à la tête de connexion 8. L'embase 16 et la face latérale de la bague de blocage 15 sont par exemple des parois planes. Leur coopération permet de guider l'axe du capuchon de préhension 9 dans l'axe 1-1 du compas (Figure 5). Le capuchon de préhension 9 est alors solidaire en mouvement de la branche 2 du compas 1, c'est à dire privé de ses degrés de 30 libertés du fait de l'effort exercé par la bague 15 sur l'embase 16 du capuchon de préhension 9. Dans la position basse sur la portion filetée 14, la bague de blocage 15 est à l'écart du capuchon de préhension 9, libérant la mobilité du capuchon de préhension 9. La portion -7- annulaire amincie 11 de la tête de connexion 8 coopère alors avec l'élément de protubérance radiale 12 du capuchon de préhension 9 en liaison rotule (Figure 4). En utilisation, le compas 1 peut être utilisé de façon classique. Pour cela, l'utilisateur monte la bague de blocage 15 le long de la partie filetée 14 en position haute. L'utilisateur peut 5 alors utiliser le compas 1 notamment pour le report de mesures, pour effectuer des réalisations géométriques, pour le tracé précis d'arcs de cercle ou lorsque le geste du tracé d'un cercle complet est bien maîtrisé. Pour réaliser des cercles complets de manière aisée sans avoir à déplacer les doigts sur le capuchon de préhension 9, l'utilisateur descend la bague de blocage 15 le long de la partie 10 filetée 14. La mobilité du capuchon de préhension 9 est alors libérée en liaison rotule. La liaison rotule permet à un utilisateur de tracer un cercle complet sans que la position des doigts sur la partie de préhension 9 ne bouge. Le mouvement à réaliser par l'utilisateur est donc plus simple et on évite le dépointage de la pointe sèche 5 lors d'un tracé de cercle. La mobilité du capuchon de préhension 9 permet donc deux types d'usages très différents 15 du compas 1 qui se distinguent en termes d'applications mais aussi en termes de dextérité requise. En effet, le compas 1 peut être utilisé pour l'apprentissage de la réalisation de cercles complets en positionnant le capuchon de préhension 9 en liaison rotule, cette application ne nécessitant pas une dextérité importante. Le compas peut aussi être utilisé de manière classique, en bloquant le capuchon de préhension 9. Le compas 1 peut donc être évolutif avec 20 l'enfant. Tourner la bague de blocage 15 sur la portion filetée 14 est en outre un geste simple, ludique et intuitif. Il peut donc être aisément compris en particulier par des enfants. De plus, les moyens complémentaires de coopération par vissage ne présentent pas une architecture complexe, ils sont donc peu couteux. Ils présentent de plus une bonne robustesse à l'usure. 25 Les Figures 6, 7, 8 et 8 illustrent un deuxième exemple de réalisation. Cet exemple se distingue du précédent par le fait que le capuchon de préhension 9' et la tête de connexion 8' présentent des moyens complémentaires de coopération par emboîtage élastique (également appelés moyens de coopération par « clippage » ou « clipsage » ou par « déformation élastique ») pour immobiliser le capuchon de préhension 9' par rapport à la tête 30 de connexion 8' dans la position bloquée. Par exemple, la tête de connexion 8' présente une encoche annulaire 17 coopérant avec l'élément de protubérance radiale 12 du capuchon de préhension 9' pour bloquer le capuchon de préhension 9' par emboîtage élastique (Figure 9). Les dimensions respectives de l'encoche -8- annulaire 17 et de l'embase 16 font qu'en position bloquée, le capuchon de préhension 9' ne peut pas s'incliner par rapport à l'axe 1-1 du compas 1', formé ici par l'axe de la portion annulaire amincie 11 et l'encoche annulaire 17. L'encoche annulaire 17 peut être surmontée par la portion annulaire amincie 11 de sorte 5 que l'utilisateur passe de la position bloquée (Figure 9) à la position en liaison rotule (Figure 8) en tirant sur le capuchon de préhension 9'. L'encoche annulaire 17 présente en outre une butée 20 (Figure 8) coopérant avec l'embase 16 du capuchon de préhension 9' dans la position bloquée (Figure 9). L'embase 16 et la butée 20 sont par exemple des parois planes. Leur coopération positionne l'axe du capuchon 10 de préhension 9' dans l'axe 1-1 du compas. La tête de connexion 8' et le capuchon de préhension 9' peuvent en outre comporter des moyens anti-rotation complémentaires configurés pour empêcher la rotation du capuchon de préhension 9' en position bloquée. Ces moyens anti-rotation complémentaires sont par exemple formés par au moins une nervure 18 de la tête de connexion 8' et autant de rainures 19 15 ménagées dans le capuchon de préhension 9' (Figure 6). Il y a par exemple quatre nervures 18 régulièrement réparties, c'est-à-dire espacées les unes des autres d'environ 90°. Les nervures 18 font saillie d'une base de la tête de connexion 8' et s'engagent dans la position bloquée dans les rainures 19 complémentaires ménagées dans le capuchon de préhension 9' (Figures 7 et 9) pour empêcher la rotation du capuchon de préhension 9'. 20 Le compas 1 peut être utilisé de façon classique. Pour cela, l'utilisateur appuie sur le capuchon de préhension 9' pour que l'encoche annulaire 17 coopère avec l'élément de protubérance radiale 12 pour bloquer le capuchon de préhension 9' par emboîtage élastique (Figure 9). La butée 20 de la tête de connexion 8' coopère avec l'embase 16 du capuchon de préhension 9' pour positionner l'axe du capuchon de préhension 9' dans l'axe 1-1 du compas. 25 Les nervures 18 s'engagent dans les rainures 19 du capuchon de préhension 9' pour empêcher la rotation du capuchon de préhension 9'. Le capuchon de préhension 9 se retrouve solidaire en mouvement de la branche 2 du compas 1. Pour réaliser des cercles complets de manière aisée sans avoir à déplacer les doigts sur le capuchon de préhension 9', l'utilisateur tire sur le capuchon de préhension 9' pour que la 30 portion annulaire amincie 11 de la tête de connexion 8 coopère avec l'élément de protubérance radiale 12 du capuchon de préhension 9'. Le passage entre les deux positions s'effectue en force, en passant un point dur. La mobilité du capuchon de préhension 9' est alors libérée en liaison rotule. -9- Manipuler le capuchon de préhension 9' en appuyant dessus ou en le tirant est un geste simple, ludique et intuitif. Il peut donc être aisément compris en particulier par des enfants. En outre, ces moyens complémentaires de coopération par emboîtage élastique ne présentent pas une architecture complexe, ils sont donc peu couteux. 5 D'autres moyens de coopération entre le capuchon de préhension et la tête de connexion pour passer de la position bloquée à la position en liaison rotule et inversement peuvent être réalisés. Par exemple, les moyens de coopération peuvent comporter des ressorts pour faciliter le passage d'une position à l'autre et/ou les moyens de coopération peuvent comporter des guides 10 permettant un mouvement du capuchon de préhension sur la tête par exemple par un mouvement de type baïonnette (ou mouvement de translation suivi d'une rotation) ou de type glissière. Les moyens de coopération peuvent comporter une came et un doigt de came, par exemple élastiquement sollicité et apte à suivre un profil ménagé dans la came, la came étant par exemple portée par la tête de connexion. Les moyens de coopération peuvent également 15 comporter des éléments mobiles de verrouillage, tels que des leviers. On comprend donc que le compas de dessin est simple d'utilisation, en particulier par les enfants, ludique et évolutif, et qu'il permet de tracer avec précision des cercles et des arcs de cercles ainsi que l'apprentissage REVENDICATIONS1. Compas de dessin (1 ; 1') comportant deux branches (2, 3) articulées entre elles, caractérisé en ce que le compas (1) comporte en outre : - une tête de connexion (8 ; 8'), et - un capuchon de préhension (9; 9') présentant une cavité (10) coopérant avec la tête de connexion (8 ; 8'), le capuchon de préhension (9) pouvant prendre : -une position bloquée dans laquelle le capuchon de préhension (9 ; 9') est fixe par rapport à la tête de connexion (8 ; 8'), et -une position en liaison rotule dans laquelle le capuchon de préhension (9 9') est mobile en liaison rotule par rapport à la tête de connexion (8; 8'). Compas de dessin (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la tête de connexion (8) présente une portion filetée (14), le compas (1) comportant en outre une bague de blocage (15) en liaison hélicoïdale avec la portion filetée (14), la bague de blocage (15) pouvant prendre : - une position haute sur la portion filetée (14) dans laquelle la bague de blocage (15) coopère avec une embase (16) du capuchon de préhension (9) pour immobiliser le capuchon de préhension (9) par rapport à la tête de connexion (8), et - une position basse sur la portion filetée (14) à l'écart du capuchon de préhension (9) dans laquelle la bague de blocage (15) libère la mobilité du capuchon de préhension (9). Compas de dessin (1') selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capuchon de préhension (9') et la tête de connexion (8') présentent des moyens complémentaires de coopération par emboîtage élastique pour immobiliser le capuchon de préhension (9') par rapport à la tête de connexion (8') dans la position bloquée. Compas de dessin (1') selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la tête de connexion (8') présente une encoche annulaire (17) coopérant avec un élément de protubérance radiale (12) du capuchon de préhension (9') pour bloquer le capuchon de préhension (9') par emboîtage élastique dans la position bloquée. Compas de dessin (1') selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que la tête de connexion (8') et le capuchon de préhension (9') comportent des moyens antirotation complémentaires (18, 19) configurés pour empêcher la rotation du capuchon de préhension (9') en position bloquée. 10 2. 15 20 3. 25 4. 30 5. -11- 6. Compas de dessin (1; 1') selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la tête de connexion (8; 8') porte une portion annulaire amincie (11) coopérant avec un élément de protubérance radiale (12) du capuchon de préhension (9 ; 9') en liaison rotule. 5 7. Compas de dessin (1; 1') selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la tête de connexion (8; 8') présente une portion tronconique (13) coopérant avec la cavité (10) du capuchon de préhension (9 ; 9') en liaison rotule pour limiter le pivotement du capuchon de préhension (9; 9') à un angle inférieur à +1- 50° autour de l'axe (1-1) du compas (1), tel que de l'ordre de +1- 40°. 8. Compas de dessin (1; 1') selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la tête de connexion (8 ; 8') est portée par l'extrémité d'une des deux branches (2, 3), telle que la branche (2) portant l'instrument d'écriture (4). 9. Compas de dessin (1; 1') selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les branches (2, 3) sont articulées entre elles au moyen d'un axe d'articulation (6) commun. 10. Compas de dessin (1 ; 1') selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le capuchon de préhension (9; 9') présente une forme allongée et lisse.20