FR2906158A1

FR2906158A1 - Large cubical shaped game for building object, has twenty-seven superposed and juxtaposed small cubes, each having fixed permanent magnets on their six faces, where magnets of visible and non-visible faces have same polarities

Info

Publication number: FR2906158A1
Application number: FR0608448A
Authority: FR
Inventors: Jean Pierre Hardouin
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-09-25
Filing date: 2006-09-25
Publication date: 2008-03-28
Anticipated expiration: 2026-09-25
Also published as: FR2906158B1

Abstract

The game has 27 superposed and juxtaposed small cubes of non-conducting material, where each cube has cylindrical disk shaped fixed permanent magnets shown on their 6 faces by one of their pole of faces of the cube. The small cube of the center has a stud (13) on each of the 6 faces. Magnets of the visible faces and the magnets of non-visible faces have same polarities. Magnets of hidden/neutral faces, which do not belong to the visible/non-visible faces, have same polarity, and remaining faces (25) have an inverse polarity to the magnets of visible/non-visible faces.

Description

1 La présente invention concerne un puzzle composé de petits cubesThe present invention relates to a puzzle made of small 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. juxtaposed and superimposed forming a cubic assembly in which subsets can be rotated and turned manually along different axes causing a change in the external and internal appearance. Juxtaposable and stackable elements assembling assemblies are traditionally known and placed on top of one another to construct various objects or shapes. The inconvenience of these games is that the cubes do not stand between them which has the effect of making the scaffolding unstable.

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. Games are also known where all the cubic or parallelepipedic elements are provided with magnets on part of their faces. Since the magnets are positioned on the surface, it is then possible to build up stable structures by stacking with the possibility of moving the subassembly. We thus create games where the polarity of the magnets, the color of the faces or even the relations of the figures, glued on the faces, intervene. We especially know the game Rubick's Cube which by an internal mechanism has a cube that looks outside appear to be composed of a large cube formed itself of 27 small cubes. Each face of the large cube, which originally has different colors, can independently rotate about their central axis one or more quarters of a turn, creating for each face of the large cube a mixture of colors from color differences. faces of small cubes. Once the big cube is triturated the game consists either by trial and error or by looking for algorithms to reconstruct the original colors of the faces of the big 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.The present invention differs from the Rubick's Cube game in that the 27 small cubes are geometrically grouped into a single large cube and magnetically bonded, so they can be separated from each other. The faces in addition to their possibility of rotation about their axis can be separated and: put back in place after overturning. Such a device has compared to the Rubick `s Cube the double advantage of being able to reconstitute at any time the game in its initial position 10 if the player wishes and to increase the field of movement, so the complexity of the puzzle by adding a another 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.The accompanying drawings illustrate the invention: FIG. 1 is the isometric view of the large cube with its 27 small cubes and 3 main axes. Figures.2 to Figure.5 give the isometric views of the different types of small cubes with their hatched visible faces and the faces opposite to the visible and neutral faces identified.

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).Fig. 6 is the isometric view of a conical magnet. Fig. 7 is the isometric view of a cylindro-conical magnet. Figure 8 shows the isometric and exploded view of the 6 soles (10) which make up the small cube with its small central cubic core (17). Figure 9 shows in section the magnetic connection with a cylindrical magnet (9) of the faces of the small cubes with their sole (10) having a bottom (19) 20 of small thickness. Figure.10 shows in section the magnetic connection with cylindro-conical magnet (16) of the faces of small cubes with their sole (10) having a bottom type valve seat (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).Fig. 11 shows in section the magnetic connection with cylindrical magnet (9) of the faces of two small cubes, one of which has an outsole with external trunnion (13) and the other an insole with trough (12) adapted for 'fit in the trunnion (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).FIG. 12 is a sectional view of the magnetic connection with a cylindrical magnet (9) of the faces of two small cubes, one of which has a circular imprint (11) of very small thickness and the other a sole (15) interlocking in the imprint (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.Figure 13 to Figure 20 show the different possibilities of separating faces from a large cube (1). Figure.21 through Figure.26 show the 5 different spatial sequences in the movement of a face. The present invention relates to a volume 10 consisting of 27 elementary cubes assembled magnetically and geometrically against each other to form a large perfect cube (1). Each face of the large cube is then composed of 9 cubes forming for example lines of three cubes contiguous to each other in three rows. All these elements once assembled form a large cube that will be placed for understanding in an orthonormal system whose center will be the center of the cube with the three axes OX, OY, OZ perpendicular respectively to the main faces of the cube. Once the small cubes are grouped together, the large cube is made up of 27 small cubes comprising: 8 small angle cubes (2) having three outer or visible faces (6) and 3 other non-visible faces (7) directly opposite to the visible faces. 12 small edge cubes (3) with two visible faces (6), 2 other so-called non-visible faces (7) directly opposite the visible faces and two other so-called neutral or hidden faces (8). 6 small center-facing cubes (4) with a single visible face (6) and another non-visible face (7) directly opposite to the visible face and 4 other so-called neutral or hidden faces (8). 2906158 5 1 small cube cube center or core (5) with no visible or non-visible face and thus having six so-called neutral or hidden faces (8). All the small cubes (1) consist of non-conductive material such as plastic, wood or the like. They all have at the center of their six faces a permanent magnet in the form of a cylindrical and flat disk (9). or in cylindroconic form (16) inserted into a cavity (11) so as to be flush with one of its poles the face of the cube. Subsequently, we will assimilate the polarity of a face of a small cube to the polarity of its underlying magnet. Those skilled in the art will understand that such a small cube may be constituted by the assembly of six truncated pyramidal flanges. having a square base (10) having at their center a circular cavity (11) having either a thin bottom (19) or bottomless with a circular flange such as a valve seat (16), adapted for insertion therein or accommodating the appropriate magnet: the six flanges 20 are either glued together and on the six faces of a cubic core (11) or, optionally clapped together or on a core having a suitable shape. It will be readily understood that to securely hold the group of small cubes it is essential that the faces of the small cubes which are in contact with each other have opposite polarities so as to create a magnetic attraction at the faces of the small cubes which are mutually contact: identical polarities would cause repulsion between faces. This condition of magnetic bonding between all the faces of the small cubes in contact is obtained by applying the following general arrangement: all the visible faces as well as the so-called non-visible faces which are directly opposed to them have magnets of the same polarity. 2906158 6 - all the other remaining faces said hidden or neutral (8) have the opposite polarity It will be easily seen that in the disposition of the cube described above the faces which are in contact inside the cube are of opposite polarity Possibly for all the faces of the small cubes having magnets of the same polarity one can replace their magnets partially or entirely by discs 10 of the same diameter of soft iron and of appropriate thickness without too much reducing the magnetic cohesive forces that keep the small cubes between them . As shown in Fig. 14, the large cube (1) can be considered to consist of three parallel slices (20) (23) and (20) perpendicular to the axis OX. Each slice consists of nine small cubes grouped three by three and located in the same plane. The outer slices (20) can be considered as faces 20 of the large cube. It is the same for the slices (21) and (22) along the axes OZ and OY. We see that we can virtually detach six distinct slices (or one side of the big cube) from the rest of the 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).As shown in FIG. 22, physically removing one face from the rest of the cube requires holding and covering with one hand two lower slices (24) of the large cube and the other hand rotating (r) the remaining slice. (20) around its main axis OY 30 perpendicular to the face so as to escape the magnetic bonds of the 8 peripheral magnets. Once this pivoting is carried out can be separated virtually effortlessly (Figure.23) the slice (20) of the rest of the cube (24) by a vertical lift (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.As the slice or detached face (20) has three distinct planes of symmetry XOY, ZOY, XOZ the delivery in place of this slice on its base (24) can be made of 2x2x2 = 8 different ways: for example, in forming around the OY axis one or more rotations per quarter of a turn, followed or not by an overturning of the slice 5 on itself: overturning which corresponds to a rotation of 180 with respect to the axis OX or OY of the said slice. Those skilled in the art will note that, once the slice (20) is detached, all the visible faces of the small cubes of this slice have the same (+) polarity, because these faces 10 are either formerly visible faces or new faces that have become opposite to visible faces. Similarly, the uncovered face of the large cube remaining at all sides small cubes of inverse polarity (-) since, not coming from faces visible or opposed to visible faces 15, they are neutral or hidden (8). It follows that regardless of the movement undergone by the slice, its replacement on its base maintains all the magnetic bonds inside the big cube. Those skilled in the art will also note that some 20 are the random movements imposed on the various slices of the large cube corner cubes are corner cubes. It is the same for the cubes of edges and the cubes of center face. In order to ensure perfect rotation or repositioning of the slices (20, 21, 22), the central cube (5) of the large cube (1) or core of the large cube is provided on its six faces with a trunnion of short length (13) as shown in Figure.11. To ensure interlocking with the journal of the cores, the face center cubes (4) have on their visible side and the face opposite to the visible face, a bowl (12) of adequate size to cover the trunnion of the core (13). ). The faces of the small cubes provided with bowls or trunnions have the same type of outcropping of the magnets as the other 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.To ensure a perfect blocking of the small cubes between them the faces of the small cubes which do not have any trunnions or cups may optionally be provided with an extra flat trunnion (14) in the form of a flat plate turned upside down with very sharp edges. slanted, the other face having the inverse imprint (15) as shown in FIG.

Claims

1. Game in the shape of a large cube, composed of 27 individual small cubes superimposable and juxtaposed made of non-conductive material, each having on their 6 faces permanent fixed magnets flush with one of their pole the faces of the cube and whose magnets faces visible (6) and the magnets opposed to the visible faces (7) of the small cubes are of the same polarities.

2. A game according to the preceding claim, characterized in that the polarity of the magnets of the faces (8), which do not belong to visible faces (6) or opposite faces to the visible faces (7), all have the same polarity and reverse polarity to the magnets of the visible faces (6) and the magnets of the opposite faces to the visible faces (7).

3. A game according to any one of the preceding claims, characterized in that possibly magnets having identical polarities may be replaced in whole or in part by a soft iron disk of the same diameter.

4. A game according to any one of the preceding claims characterized in that the small cube of the center or core (5) has on each of its 6 faces a pin (13) centered on the face.

5. A game according to any one of the preceding claims, characterized in that the 6 center-facing cubes (4) have two bowls (12) placed one on the visible face (6) and the other on the face opposite to the visible face (7). 9 30 35 2906158 10

6. A game according to any one of the preceding claims, characterized in that all the faces of the small cubes except the faces having a trunnion (13) or a bowl (12) may possibly have a hollow recess impression of very low depth {14) for the faces having the same polarity, the other faces, which have an inverse polarity, having the same footprint but in relief (15). 10

7. A game according to any one of the preceding claims characterized in that a flat slice of 9 cubes (20,22,23) can pivot about its main axis and be replaced after a rotation of 0, 90, 180, 270 in a mechanical and magnetic manner, and then possibly returned and then replaced in a magnetic and mechanical manner by interlocking a bowl (12) in a trunnion (13).