(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下段の走行トラックを走行する自走体によって上段の走行トラックを走行する模型体を磁力を介して誘導して模型体を走行させる競走ゲーム装置において、
下段の走行トラックに平面リニアモータのプラテンドットを設け、自走体の下面に平面リニアモータのＸ方向可動ヨーク及びＹ方向可動ヨークを設け、
上部に誘導磁石を設けた自走体の下面をベアリングで支持させて、当該ベアリングによって自走体を下段の走行トラックを走行させるようにし、
模型体下面を後輪およびキャスターホイールである前輪で支持させるとともに、模型体の前方において模型体下部に被誘導磁石を設け、自走体上部に設けた誘導磁石が、模型体下部の上記被誘導磁石との間の磁力を介して牽引することにより、模型体を上段の走行トラックを走行させるようにした競走ゲーム装置。
【請求項２】
上記自走体の下面に多数のボールベアリングを設け、当該ボールベアリングによって自走体を走行させるようにした請求項１の競走ゲーム装置。
【請求項３】
上記Ｘ方向可動ヨーク、Ｙ方向可動ヨークに３つの脚を設け、これらの脚に３相交流コイルを設けて、上記平面リニアモータを３相平面リニアモータにした請求項１の競走ゲーム装置。
【請求項４】
上記Ｘ方向可動ヨーク、Ｙ方向可動ヨークの各脚の下端を３分割した請求項２の競走ゲーム装置。
【請求項５】
上記ボールベアリングが単一のボールであり、３つ以上のボールベアリングを自走体の下部に設けた請求項２の競走ゲーム装置。
【請求項６】
上記ボールベアリングがリング状保持器に多数のボールを保持させたスラストベアリングである請求項２の競走ゲーム装置。
【請求項７】
上記自走体走行面に空気吹出し口を密に設け、当該吹出し口から噴出された空気を自走体下面に吹付けて自走体下面と走行面との間に薄い空気層による空気軸受を形成し、当該空気軸受によって走行体を支えて走行させるようにした請求項１の競走ゲーム装置。
【請求項８】
上記自走体の下面周縁に、自走体の下面と走行面間の空間の周囲をを囲うスカートを設けた請求項７の競走ゲーム装置。
【請求項９】
上記自走体に圧縮機を搭載し、当該圧縮機からの圧縮空気を自走体下面の開口から吹き出させて自走体下面と走行面との間に薄い空気層による空気軸受を形成し、当該空気軸受によって走行体を支えて走行させるようにした請求項１の競走ゲーム装置。
【請求項１０】
上記被誘導磁石が、前輪よりも前方で当該磁石よりも後方の垂直ピンによって水平面において旋回自在に枢着されている請求項１の競走ゲーム装置。
【請求項１１】
上記模型体下面の被誘導体磁石の近傍に、ボールベアリングよりなる支持部材が設けられている請求項１の競走ゲーム装置。
【請求項１２】
上記被誘導磁石を旋回板と旋回ピンとによって旋回自在に取り付けた請求項１の競走ゲーム装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は自走体によるゲーム装置、殊に競走ゲーム装置に関するものであり、自走体の走行制御を簡略にして、ゲーム装置の機構構造、制御システムを大幅に簡略にし、製作コストを大幅に低減することができるものである。
【０００２】
【従来の技術】
自走体による競走ゲーム装置における自走体の走行駆動機構は、基本的には回転駆動モータによって車輪を駆動し、左右の駆動車輪の回転速度差を制御して転向操作を行うものである。このような車輪駆動による競走ゲーム装置として、特許第２６５０６４３号明細書に記載されたものがある。このものは、走行トラックを２階建て方式にして上段の走行トラックで自走できない模型体を競走させ、下段の走行トラックで自走体を走行させるものであって、この自走体に備えられた磁石の磁力によって上記模型体を誘導させるものである。
このものは、自走体の走行面にＸＹ方向に電線を密に配線してこれを位置検出用電線とし、これで自走体の走行位置を検出し、これらの位置検出情報に基づいて自走体をフィードバック制御して無軌道走行させるようにしたものである。
この位置検出方法として、ＣＣＤカメラで自走体を捕らえ、画像処理し、演算処理して自走体の仮想走行面で上の走行位置を検出するものもある。
マイクロコンピュータの情報処理速度が飛躍的に高速化し、メモリの情報記録容量が飛躍的に増大した今日において、自走体の走行位置を逐次検出しつつ、この位置検出情報に基づいて自走体の走行をフィードバック制御することは技術的に比較的容易なことである。しかし、実際の競走ゲーム装置においては、自走体は駆動車輪によって走行駆動されるものであるから、車輪のスリップのために横滑りし、また走行軌道から外れ、大きく向きが狂ったり、横転したりするため、フィードバック制御による走行経路の制御精度、自走体の走行方向の修正、軌道修正の応答性において問題があり、したがって、実際には予想外の競走がなされてしまうことがしばしばある。このために確実に予定通りに競走させるのは困難である。
【０００３】
他方上記のように、走行体がスリップして軌道を外れることを前提として、位置検知情報に基づいてフィードバック制御して修正を行いつつ、多数の自走体を同時平行的に走行制御する場合、その制御システム、制御プログラムが複雑になる。
車輪の走行面との摩擦力で走行駆動し、転向操作を行うものでも、位置検知情報に基づくフィードバック制御をしないで、フィードフォア制御を行うことが理論上考えられ、その走行制御プログラムは簡単であり、また、制御プログラムの設計も簡便であることは容易に予想される。しかし、ゲーム装置の多数の自走体をフィードフォア制御して所定の走行経路を正確に走行させることは極めて困難であり、このようなフィードフォア制御で実際に予定どおりに競走させることはできない。
【０００４】
以上の従来技術においては、走行体の走行位置を逐次検出し、これに基づく演算処理を行い、所定のプログラムによって走行制御するものであるので、位置検出装置、情報処理システム、走行制御システムが複雑であり、製作コストが極めて高価である。
【０００５】
【解決しようとする課題】
そこでこの発明は、競走ゲーム装置の自走体の走行駆動装置、走行制御方式を根本的に変更して、位置検知情報に基づかないで自走体を走行制御しつつ、模型体を所定の走行経路に沿って、正確かつ確実に走行させられるように、自走体の機構構造及び走行制御機構を工夫することをその課題とするものである。
【０００６】
【課題解決のために講じた手段】
上記課題解決のために講じた手段は、下段の走行トラックを走行する自走体によって上段の走行トラックを走行する模型体を磁力を介して誘導して、模型体を走行させる競走ゲーム装置を前提として、次の（イ）〜（ホ）によって構成されるものである。
（イ）下段の走行トラックに平面リニアモータのプラテンドットを設け、自走体の下面に平面リニアモータのＸ軸方向可動ヨーク及びＹ方向可動ヨークを設けたこと、
（ロ）上部に誘導磁石を設けた自走体の下面をベアリングで支持させて、当該ベアリングによって自走体を下段の走行トラックを走行させるようにしたこと、
（ハ）模型体下面を後輪およびキャスターホイールである前輪で支持させるようにしたこと、
（ニ）上記キャスターホイールよりも前方において模型体下部に被誘導磁石を設けたこと、
（ホ）自走体上部に設けた誘導磁石が、模型体下部の上記被誘導磁石との間の磁力を介して牽引することにより、模型体を上段の走行トラックを走行させるようにしたこと。
なお、上記ベアリングは回転方向に方向性がなく、任意の方向に回転可能に自走体あるいは模型体を支持するものを意味し、また、キャスターホイールは車軸が水平面において垂直軸を中心として旋回可能に支持された車輪を意味する。
【０００７】
【作用】
平面リニアモータは従来周知のものであり、Ｘ方向可動ヨーク及びＹ方向可動ヨークのコイルに供給する電流を制御することにより、自走体をＸＹ平面上で任意の方向に、任意の速度で走行させることができる。すなわち、自走体の下部にＸ方向可動ヨーク及びＹ方向可動ヨークを設け、下段の走行トラック全面に平面リニアモータのプラテンドットを設け、また、自走体の下面をベアリングで支持させ、当該ベアリングによって走行させるものであるから、そのＸ方向可動ヨーク及びＹ方向可動ヨークのコイルに供給する電流を制御することにより、走行トラック上の自走体をＸまたはＹ方向に所望の速度で走行させることができる。
また上記のようなＸ方向及びＹ方向の走行を組み合わせることにより、自走体を斜め方向、あるいは、ほぼ曲線的な経路に沿って移動させることが可能である。この場合の自走体の移動はＸ方向への移動とＹ方向への移動の組み合わせであるが、Ｘ方向、Ｙ方向への１ステップを微小にすることで目視的には斜め方向に直線的に走行し、あるいは、曲線的に走行しているように見せることができる。また、走行方向を転換する場合も同様である。さらに、模型体は磁石の磁力を介して自走体に牽引されるので、自走体の転向に対して若干時間遅れをもって追随する。このため、模型体の走行方向の変更は上記時間遅れ分だけ平準化され、直線的な斜め方向への移動や曲線的な経路に沿っての移動をほぼ実現することができる。
また、自走体は平面リニアモータによって走行駆動されるものであるから、正確かつ確実に所定の経路に沿って走行する。したがって、走行位置検知情報によらないフィードフォア制御によっても、自走体を所定の経路に正確に沿って走行させることができる。
更に模型体は、模型体下面を後輪およびキャスターホイール（前輪）で支持されており、前輪よりも前部に設けられた被誘導磁石が自走体に設けた誘導磁石との間の磁力を介して牽引されるため、自走体が走行方向を変更した場合に、前輪として使用するキャスターホイールが自然に転向され、したがって、模型体は変更された走行方向にその向きを自然に変更されることとなる。このように模型体は、変更された走行方向に転向しつつ走行することになるため、何ら特別の制御機構を追加することなく、走行方向に向いた自然な走行姿勢を保った状態で模型体を走行させることが可能となり、例えば競馬や自動車レースなどを模した競走ゲームの臨場感を簡略な機構構造で向上させることができる。
【０００８】
【実施態様１】
実施態様１は、解決手段のベアリングを自走体の下面に設けた多数のボールベアリングによるものとしたことである。
【作用】
自走体は平面リニアモータで走行するものであるから、向きを一定にしたままでＸＹ座標上でＸ方向、Ｙ方向に滑動することになるが、ボールベアリングの回動方向に方向性はないから、自走体はボールベアリングでＸＹ平面において全方向にスムーズに滑動することができる。
【０００９】
【実施態様２】
実施態様２は、解決手段におけるＸ方向可動ヨーク、Ｙ方向可動ヨークに３つの脚を設け、これらの脚に３相交流コイルを設けて、上記リニアモータを３相平面リニアモータにしたことである。
【作用】
解決手段における平面リニアモータについては、Ｘ方向可動ヨーク、Ｙ方向可動ヨークに２つの脚を設け、これらの脚に単相交流コイルを設けた単相平面リニアモータであっても、これで自走体を走行駆動することはできるが、上記リニアモータを、３つの脚を設けてこれらの脚に３相交流コイルを設けた３相平面リニアモータにすることによって、脱調がなく、自走体を所定の経路に沿ってスムーズに脈動無く走行させることができるので、模型体の走行をより滑らかにする上で有利である。
【００１０】
【実施態様３】
実施態様３は実施態様２におけるＸ方向可動ヨーク、Ｙ方向可動ヨークの各脚の下端を３分割したものである。
【作用】
Ｘ方向可動ヨーク、Ｙ方向可動ヨークの駆動力を高めることができ、走行制御精度を一層向上させることができる。
【００１１】
【実施態様４】
実施態様４は解決手段のボールベアリングが単一のボールであり、３つ以上のボールベアリングを走行体の下部に設けたことである。
【００１２】
【実施態様５】
実施態様５は上記解決手段のボールベアリングがリング状保持器に多数のボールを保持させたスラストベアリングであることである。
【００１３】
【実施態様６】
実施態様６は、上記解決手段における自走体走行面に空気吹出し口を密に設け、当該吹出し口から吹出された空気を自走体下面に吹き付けて自走体下面と走行面との間に薄い空気層による空気軸受を形成し、当該空気軸受によって走行体を支えて走行させるようにしたことである。
【作用】
自走体が薄い空気層による空気軸受で支持されるので、自走体は走行面から微小に浮上した状態で走行することになり、走行抵抗が微小になる。したがって、平面リニアモータによる小さな走行駆動力によって自走体を自在に走行させることができる。
なお、空気軸受による自走体に対する浮上力は、自走体の重量などの下向きの力とバランスする程度のものでよいが、実際には上記浮上力を自走体の重量などの下向きの力に若干勝る程度にし、この浮上力の一部を模型体走行面の下面に支持えさせる（自走体への給電機構をこの支持に利用することができる）ことによって、空気軸受による支承状態を安定させることができる。
【００１４】
【実施態様７】
実施態様７は実施態様６の自走体の下面周縁にスカートを設けたことである。
なお、上記スカートは、自走体の下面周縁から下方に延びたいわゆるスカート部であり、自走体と走行面間の空間の周囲を囲って、その内側に圧縮空気を捕捉するものである。
【作用】
走行面から自走体下面に向かって吹出される空気流を自走体の下面周縁のスカートによって補足するので、比較的弱い吹き出し空気流によって、自走体の下面と走行面との間に圧縮された空気層が確保され、これによって自走体を走行面から微小に浮上させることができる。
【００１５】
【実施態様８】
実施態様８は、上記解決手段における自走体に圧縮機を搭載し、当該圧縮機からの圧縮空気を自走体下面の開口から吹き出させて自走体下面と走行面との間に薄い空気層による空気軸受を形成し、当該空気軸受によって走行体を支えて走行させるようにしたことである。
【作用】
自走体に圧縮機を搭載して、当該圧縮機による圧縮空気を自走体の下面に吹き出させるものであるから、個々の自走体を走行自在に支承する空気軸受を形成するための機構が極めて単純であり、また所要空気量も最小限度に止められ、吹き出される圧縮空気による他への影響を最小限に止められる。
【００１６】
【実施態様９】
実施態様９は解決手段における被誘導磁石を、当該磁石よりも後方の垂直ピンによって前輪よりも前方において枢着させて、水平面において旋回自在としたことである。
【作用】
牽引力を受ける被誘導磁石が前輪よりも前方において、垂直ピンで枢着されていることにより、自走体の走行方向が変化した場合、被誘導磁石がこれに追従して上記垂直ピンを中心に旋回し、斜め横方向に振られて、斜め横方向に牽引されることになる。したがって、キャスターホイールの転向の追従性がよく、模型体の転向が円滑になされるので、模型体が牽引力の横方向分力により横転する危険性を確実になくすることができる。
なお、上記の誘導磁石と被誘導磁石とはＳ極とＮ極とが単純に対向したものであって、互いに引き合うだけで回転力を伝達する機能はなく、したがって、両磁石は互いに相対回転可能なものである。
【００１７】
【実施態様１０】
実施態様１０は模型体下面の被誘導磁石の近傍に、ボールベアリングよりなる支持部材が設けられていることである。
【作用】
模型体の被誘導磁石には誘導磁石より下向きの力が作用するが、この力を上記支持部材で受けるので、誘導磁石より下向きの力によって模型体が前後方向において不安定となるのを防止することができる。
【００１８】
【実施の形態】
自走体の走行駆動装置は従来公知の平面リニアモータによるものであるが、この平面リニアモータの基本機構、作動原理は次のようなものである。
図１および図３に示すように、３相平面リニアモータ１０はプラテンドット１１ａを有するプラテン１１と、プラテン１１上に移動自在に配設されたケース１４（図３参照）とを備え、ケース１４内にＸ方向へ駆動させるための２個のＸ方向可動ヨーク１２とＹ方向へ移動させる２個のＹ方向可動ヨーク１３とが組込まれている。３相平面リニアモータ１０からケース１４を便宜的に取外した状態での、１つづつのＸ方向可動ヨーク１２およびＹ方向可動ヨーク１３とが図２に示されている。図１に示すように、Ｘ方向可動ヨーク１２およびＹ方向可動ヨーク１３は略同一の構造となっており、いずれも永久磁石１５と、この永久磁石１５の両側に配置された一対のヨーク部１６，１７とを有している。また各ヨーク部１６，１７は、各々プラテン１１に向かって延びる３本の脚１８，１９，２０および２１，２２，２３を有している。これらの脚１８，１９，２０，２１，２２，２３の幅は、プラテンドット１１ａの幅と略同一となっている。
脚１８，１９，２０にはＵ相コイル２４、Ｖ相コイル２５およびＷ相コイル２６が各々巻かれており、これらＵ相コイル２４、Ｖ相コイル２５、Ｗ相コイル２６には３相電流が流されるようになっている。また脚２１，２２，２３にはＵ´相コイル２７，Ｖ´相コイル２８、Ｗ´相コイル２９が各々巻かれており、これらＵ´相コイル２７，Ｖ´相コイル２８、Ｗ´相コイル２９には３相電流が流されるようになっている。
【００１９】
ところでヨーク部１６の脚１８，１９，２０の配置ピッチは、プラテンドット１１ａの配置ピッチに対して１２０度づつ位相がずれている。同様にヨーク部１７の脚２１，２２，２３の配置ピッチもプラテンドット１１ａのピッチに対して１２０度づつ位相がずれており、脚２１，２２，２３のプラテンドット１１ａに対する位置関係は、脚１８，１９，２０のプラテンドットに対する位置関係に対して１８０度ずれた関係となっている。
【００２０】
以上のものは移動量に比例したパルス列を駆動制御装置４０に入力することにより平面リニアモータを駆動する。
（１）すなわち、まず駆動制御装置４０（図１）において、絶対位置を知るためにアップダウンカウンターにパルス列と移動方向を入力する。
（２）次に、このカウンターの量で移動すべき位置情報を作成する。
（３）また、このカウンターの変化するスピードに応じて速度情報を得る。
（４）次に、この２つの量に応じた３相の移動波形を作る。
（５）この波形の電流を３相のコイル２４〜２９に流してもよいのであるが、このままでは駆動制御装置４０側の電力損失が大きすぎるので、これを防止するためにそれぞれの相に流すべき電流に比例したパルス幅変調（ＰＷＭ）をする。
（６）パルス幅変調をされたオンオフ信号でスイッチ回路を制御し、３相の電力を得る。
（７）事故等で過電流になった場合にシャットダウンさせるため、およびパルス幅変調を出力電流に比例させるために、電流を検出する。
コマンドによる制御の場合は、リニアモータを運転するための約束（コマンド）を決めておいて、それによって制御する。（１）のコマンド解析回路でコマンドからパルス列を作り、後は上記と同様となる。
【００２１】
次に駆動制御装置４０から３相電流がＸ方向可動ヨーク１２のＵ相コイル２４、Ｖ相コイル２５、およびＷ相コイル２６に流され、同時にＵ´相コイル２７、Ｖ’相コイル２８およびＷ´相コイル２９に同様の電流波形をもった３相電流が流される。この場合、Ｕ相コイル２４、Ｖ相コイル２５およびＷ相コイル２６の３相電流は、Ｕ´相コイル２７、Ｖ´相コイル２８およびＷ´相コイル２９の３相電流に対して電流の向きが逆転しており、このため一組の３相電流出力装置により、Ｕ相コイル２４、Ｖ相コイル２５およびＷ相コイル２６と、Ｕ´相コイル２７、Ｖ´相コイル２８およびＷ´相コイル２９へ同時に電流を流すことができる。このときＸ方向可動ヨーク１２は、プラテン１１側からＸ方向の水平駆動力を受ける。この間、プラテンに設けられたエア吹出し口（図示せず）よりケース１４にエアが吹付けられ、これによってケース１４はプラテン１１に対してわずかに浮上し、ケース１４は全体としてＸ方向へ移動される。
ケース１４のＸ方向の移動を反転させたい場合は、Ｕ相コイル２４、Ｖ相コイル２５およびＷ相コイル２６のうちいずれか２個のコイルの電流のずれ角度を逆転させるとともに、Ｕ´相コイル２７、Ｖ´相コイル２８およびＷ´相コイル２９の電流のずれ角度をＵ相コイル２４、Ｖ相コイル２５およびＷ相コイル２６に対応させて反転させる。このようにしてケース１４をＸ方向に往復運動させることができる。
またＹ方向可動ヨーク１３に対してＸ方向可動ヨーク１２の場合と同様に電流を流すことにより、ケース１４をＹ方向に沿って往復運動させることができる。
そして、Ｙ方向可動ヨーク１３とＸ方向可動ヨーク１２に流す電流を制御することでケース１４の走行方向および走行速度を適宜制御することができる。
【００２２】
図４および図５に示す３相平面リニアモータは、Ｘ方向可動ヨーク１２およびＹ方向可動ヨーク１３に設けられた各脚１８，１９，２０，２１，２２，２３の下端を３分割し、分割した部分を各脚１８，１９，２０，２１，２２，２３の突端部１８ａ，１９ａ，２０ａ，２１ａ，２２ａ，２３ａとしたものであり、他は図１乃至図３に示す３相平面リニアモータと同様である。このものにおいては例えば脚１８の下端は３分割され、当該脚１８は下端に３つの突端部１８ａを有している。また、プラテン１１のプラテンドット１１ａは、分割されて幅の狭くなった突端部１８ａの幅と同様の幅を有するよう形成されている。
脚１８，１９，２０，２１，２２，２３の下端を分割し、各々突端部１８ａ，１９ａ，２０ａ，２１ａ，２２ａ，２３ａを有するようになっているので、Ｘ方向可動ヨーク１２およびＹ方向可動ヨーク１３の駆動力を高めることができる。
【００２３】
以上が平面リニアモータの走行駆動装置の基本機構、作動原理であり、また、その駆動制御装置の作用は図６のブロック図に示す如くである。
この発明の実施例の自走体７０の走行駆動装置は以上の平面リニアモータと同じであり、上記走行体は４点のボールベアリング７１（図９参照）によって下段の走行トラック９０を走行する。この走行トラック９０に図２に示すものと同様のプラテンドットを有するプラテン７２を設けている。
自走体７０の下面に平面リニアモータ（図４、図５のＸ方向可動ヨーク１２およびＹ方向可動ヨーク１３と同じ）７５を設けてあり、この平面リニアモータ７５をドライバ７６で駆動し、制御部７７が通信部７８によってゲーム装置の中央制御装置と制御信号を送受信して、中央制御装置の制御信号によってドライバ７６を制御する。
自走体７０の上部には基台８２に取りつけられた誘導磁石８３が支柱８１上に保持されている。そして、この誘導磁石は上面がＮ極のリング状の磁石である。
模型体１０１は、図７、図１１に示すように、その下面を２個の後輪１０４およびキャスターホイールである２個の前輪１０３により支持されている。また、前輪１０３よりも前方下面に被誘導磁石１０２が取りつけられている。そして、この被誘導磁石１０２は下面がＳ極のリング状磁石であって、上記誘導磁石８３と単純に引き合うだけで、回転力を伝える機能はない。したがって、誘導磁石８３と被誘導磁石１０２とは自在に相対回転することができる。
前輪に使用するキャスターホイールは垂直軸を中心にしてＸＹ平面内で左右に旋回可能であり、後輪は通常の車輪である。
自走体７０は、平面リニアモータの作用によりその向きを変えることなくＸＹ平面内において任意の方向に走行し、誘導磁石８３が被誘導磁石１０２との間の磁力を介して模型体１０１を牽引するが、模型体の前輪１０３はキャスターホイールであるので、上記牽引力の方向に追従して転向する。したがって、誘導磁石８３による牽引方向が変わると、模型体１０１は牽引方向に徐々に転向してその向きが走行方向と一致した自然な姿勢になって走行することとなる。
なお、自走体が斜めに走行するとき、自走体は前方に向いたままで斜めに走行し、走行体は走行方向に向いて斜めに走行するから、ここで上下の磁石８３と１０２との間に若干の相対回転を生じたことになるが、両磁石はＳ極とＮ極とが単純に対向して引き合うだけの磁石対であるから、上記相対回転には全く抵抗はない。
【００２４】
図８は、被誘導磁石１０２を垂直ピン１０５によって模型体前方下面に枢着した例を示している。このようにすれば、自走体の走行方向が変化した場合、被誘導磁石１０２が垂直ピン１０５を中心にして旋回して斜め横方向に振られ、枢着部を介して斜め横方向への牽引力が模型体に伝達されることとなり、模型体が斜め横方向に牽引されて転向されるので、その追従性が良く横転する危険性がない。
また、被誘導磁石１０２が誘導磁石８３から受ける下向きの力により模型体１０１の安定性が阻害されないようにするため、この下向きの力を支持するためのボールベアリングを被誘導磁石１０２の近傍に付設してもよい。
また、模型体１０１の下面に設ける前輪１０３として、キャスターホイールに代えてボールベアリングを使用しても同様の操向性が得られる。しかし、この場合は、模型体の前部が左右に引き摺られるようにして転向することになるので、キャスターホイールによる場合に比して転向の滑らかさに劣ることが避けられない。
【００２５】
なお、自走体７０のボールベアリングについては、これを金属製とし、また、その保持部内面との回転抵抗を低減するために、ボールを保持部内に線接触あるいは点接触で保持させるのが望ましい。
ボールベアリングを金属製とすることによって、このボールを給電端子として利用できるので、給電機構の構成を簡略にすることができる。
また、自走体７０のベアリングとして、図１０に示すような、保持器１１１に多数のボール１１２を保持させたスラストベアリングを採用してもよい。
【００２６】
さらに、自走体７０を走行自在に支承するベアリングがエアベアリングである場合の一例を図１２を参照しつつ説明する。
この実施例においては、自走体７０に小型の圧縮機（コンプレッサ）１２０を搭載し、この圧縮機１２０によって圧縮空気を自走体７０の下面のほぼ中央に設けた開口から吹き出させ、自走体７０の下面にそって四方に流出させるものである。このとき自走体７０と走行面（プラテン７２の表面）との間に薄い空気層（例えば厚さ数十ミクロン）が形成され、この空気層によって自走体が支承される。自走体と走行面との間の摺動抵抗は極めて微小であるから、自走体は極めてスムーズに前後左右に自在かつ軽快に走行することができる。
なお、この実施例では、自走体７０の下面７０ａの周縁から下方にスカート７０ｂが延びていて、上記下面７０ａと走行面（プラテン７２の表面）との間の空間を囲って当該空間に圧縮空気を補足するようにしている。これにより、比較的少量の空気吹き出しによって高い空気圧支持力を確保することができる。
上記開口を複数にする場合は、自走体の重心位置に対してバランスがとれるように開口を配置すればよい。
この例のように自走体に圧縮機を搭載して、これによって自走体の下面から圧縮空気を吹き出させることにより、エアベアリングのための圧縮空気量を最小限にし、吹き出される空気流の他への影響を最小限に止めることができる。
【００２７】
自走体への給電機構については、上段の走行トラック１００の下面と下段の走行トラックとの間に自走体を介在させて図７、図８に示すように給電回路を構成することができ、図７、図８の実施例においては、ボールベアリング７１を一方の給電端子として利用することができる。しかし、図１２の実施例の場合は自走体７０が走行面から微小に浮上するので、給電ブラシを自走体７０の下部に設け、これを走行面に接触させて給電回路を構成するなどの工夫を講じる必要がある。
【００２８】
図７に示す実施例は被誘導磁石１０２を模型体１０１のフレームの下面に固定したものであるが、図１３に示すように、旋回板１３に被誘導磁石１０２を固定し、この旋回板１３を旋回ピン１３１によって模型体１０１のフレームの下方に旋回自在に取り付けた機構にすることができる。実際の競走ゲーム装置においては、模型体走行面は人工芝になっており、この人工芝に被誘導磁石１０２を擦らせながら模型体が走行する場合がある。このような場合は、被誘導磁石１０２が模型体下面に固定されていると、走行面の人工芝と被誘導磁石１０２とが模型体の転向に伴って回転方向に擦り合うことになり、この摩擦抵抗のために模型体の転向の円滑性が阻害される可能性がある。しかし、図１３の構造にすることによって、被誘導磁石１０２が旋回ピン１３１を中心にして模型体のフレームに対して回転するので、上記の回転方向に走行面と擦り合うことが回避される。したがって、模型体が被誘導磁石１０２を走行面と擦り合いながら走行しても、そのことのためにその転向の円滑性が阻害されることはない。このことは図８の実施例についても同様である。
【００２９】
自走体の走行制御システムはゲーム装置の如何によって様々であるが、個々の自走体の走行制御の基本は上記の従来周知の平面リニアモータの走行制御と同様にする。
しかし、複数の自走体を競走させるときは全ての走行体についてその走行経路および走行速度を１つの制御手段によって同時平行的に制御することになる。
自走体は平面リニアモータによって走行駆動されるものであるから、その走行方向、走行速度のいずれにおいても指令通りに正確に走行する。そして、駆動車輪によるもののようにスリップ等のために自走体が予定経路を外れることはない。したがって、自走体が互いに干渉することなく、仮に何等かの理由で干渉することがあっても、そのことのために制御不能になるほどに予定の走行経路を外れることはない。
【００３０】
例えば１０個の模型体による競馬ゲーム装置にこの発明を適用して、競馬ゲームを展開させるときには、１０個の模型体が一群をなしてリアルに走行するように、１０台の自走体の走行を相互に関連させながら複雑に制御する必要がある。このような制御を実現するためには、個々の自走体の走行制御データを制御装置のＲＡＭに予め設定し、これに基づいて全ての自走体を同時平行的に制御することになる。競馬ゲーム装置等の競走ゲーム装置における自走体の走行制御手法は、例えば特許第２６５０６４３号明細書に記載されているように周知である。そして、競走ゲーム装置における自走体の走行制御をどのような制御手法によってどのように行うかは本発明の要旨ではないからその説明は省略する。
【００３１】
自走体の平面リニアモータへの給電手段については、自走体のフリートラック走行の支障にならない外部電源式が望ましい。そのために、上段の走行トラックの下面、下段の走行トラックの上面を導電面として、これから自走体の平面リニアモータへ給電する給電システムを採用している。
なお、従来のように上段の走行トラックの下面に給電手段を設け、この下面に集電子を摺接させる給電機構によることももちろん可能である。
【００３２】
【発明の効果】
二次元空間内で走行方向を任意に変更し、その速度を任意に変更することができる平面リニアモータを用いて自走体を走行させ、模型体の下面を後輪とキャスターホイールである前輪により支持させ、自走体に搭載した誘導磁石と模型体の前輪よりも更に前部に設けた被誘導磁石との間の磁力を介して自走体によって模型体を牽引することにより、模型体の向きを自走体が牽引する方向に自然に転向させることができるから、平面リニアモータを使って模型体を牽引させて、走行方向に向いた自然な姿勢で走行させることができる。
また、自走体の走行駆動機構として平面リニアモータを採用したことにより、走行制御信号によって自走体の走行方向および走行速度を正確に制御することができる。したがって、自走体の走行位置を逐次検出するための精緻な走行位置検知手段を用いたフィードバック制御を用いることなく競走ゲーム装置を実現することが可能であり、走行制御システムを簡便にし、自走体による競走ゲーム装置の製作コストを大幅に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】は３相平面リニアモータのＸ方向可動ヨークとＹ方向可動ヨークの模式的な断面図である。
【図２】はプラテンとＸ方向可動ヨーク及びＹ方向可動ヨークとの模式的な斜視図である。
【図３】は３相平面リニアモータの斜視図である。
【図４】は３相平面リニアモータの他の例のＸ方向可動ヨークとＹ方向可動ヨークの模式的な断面図である。
【図５】は図４の３相平面リニアモータのＸ方向可動ヨークとＹ方向可動ヨークの模式的な断面図である。
【図６】は３相平面リニアモータを駆動する駆動制御装置の作用のブロック図である。
【図７】はこの発明の実施例の模式的な断面図である。
【図８】はこの発明の他の実施例の模式的な断面図である。
【図９】は自走体のボールベアリングの配置を示す平面図である。
【図１０】は自走体のボールベアリングの他の例の平面図である。
【図１１】は模型体の前後輪および被誘導磁石の配置を示す平面図である。
【図１２】は自走体のベアリングをエアベアリングにする場合の一例の模式的な断面図である。
【図１３】は図７の実施例の被誘導磁石の取り付け構造の変形例の断面図である。
【符号の説明】
１０：３相平面リニアモータ
１１：プラテン
１１ａ：プラテンドット
１２：Ｘ方向可動ヨーク
１３：Ｙ方向可動ヨーク
１４：ケース
１５：永久磁石
１６，１７：ヨーク部
１８〜２３：脚
１８ａ〜２３ａ：突起部
２４〜２９：コイル
４０：駆動制御装置
７０：自走体
７１：ボールベアリング
７２：実施例のプラテン
７５：実施例の平面リニアモータ
７６：ドライバー
７７：制御部
７８：通信部
８１：支柱
８２：基台
８３：誘導磁石
９０：下段の走行トラック
１００：上段の走行トラック
１０１：模型体
１０２：被誘導磁性体
１０３：模型体のキャスターホイールである前輪
１０４：模型体の後輪
１０５：垂直ピン
１１０：スラストベアリング
１１１：保持器
１１２：ボール
１２０：圧縮機
１３０：旋回板
１３１：旋回ピン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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