(57)【要約】【課題】浮上した状態を維持した移動体を移動させる移動玩具を提供すること【解決手段】移動玩具は、ガイドが設けられた軌道と、軌道上を移動する移動体からなる移動玩具であって、軌道は、気体を上方に送出する吹出孔を表面に備えた路面と、路面の下方に配置され、第１スイッチ、電磁石、第２スイッチの順で移動体の移動方向に配列した少なくとも一つの駆動ユニットと、吹出孔から気体を送出させる送風手段とを有し、移動体は、移動方向の前後で極性が異なる磁石を有し、吹出孔から送出された気体により軌道上で移動体が浮上した状態において、第１の状態では、電磁石に磁石の前方の極性と相違する極性になるように磁界を発生させ磁石と電磁石とを吸引させ、第２の状態では、電磁石の磁界の発生を停止させ、第３の状態では、電磁石に磁石の後方の極性と同一の極性になるように磁界を発生させ磁石と電磁石とを反発させることにより、移動体を移動させることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガイドが設けられた軌道と、前記軌道上を移動する移動体からなる移動玩具であって、
前記軌道は、気体を上方に送出する吹出孔を表面に備えた路面と、前記路面の下方に配置され、第１スイッチ、電磁石、第２スイッチの順で前記移動体の移動方向に配列した少なくとも一つの駆動ユニットと、前記吹出孔から気体を送出させる送風手段とを有し、
前記移動体は、移動方向の前後で極性が異なる磁石を有し、
前記吹出孔から送出された気体により前記軌道上で前記移動体が浮上した状態において、
前記第１スイッチの駆動領域に前記移動体が位置する第１の状態では、前記電磁石に前記磁石の前方の極性と相違する極性になるように磁界を発生させ前記磁石と前記電磁石とを吸引させ、
前記第１スイッチの駆動領域と前記第２スイッチの駆動領域の間に挟まれたスイッチ非駆動領域に前記移動体が位置する第２の状態では、前記電磁石の磁界の発生を停止させ、
前記第２スイッチの駆動領域に前記移動体が位置する第３の状態では、前記電磁石に前記磁石の後方の極性と同一の極性になるように磁界を発生させ前記磁石と前記電磁石とを反発させることにより、前記移動体を移動させることを特徴とする移動玩具。
【請求項２】
前記駆動ユニットは、前記路面に沿って複数配置され、一の前記駆動ユニットにおける前記第３の状態から隣接する他の前記駆動ユニットの第１の状態に移行することにより前記駆動ユニットによる前記移動体の移動を連続的に生じさせることを特徴とする、請求項１に記載された移動玩具。
【請求項３】
前記軌道の前記路面は、所定の厚さを有するシートを多孔板に貼着することで前記シートの無い部分に形成され、前記軌道の前記ガイドは、前記シートの厚みによって形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項２のいずれか一項に記載された移動玩具。
【請求項４】
前記路面は、環状に形成されたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載された移動玩具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動玩具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、軌道上を移動する移動玩具として、磁気が利用されている。移動体に配備された永久磁石と、軌道に備えられた電磁石との吸引及び反発の作用を利用して、移動体に推進力を与える移動玩具が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実公平７−２７９８９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の磁気を利用した移動玩具では、移動体は磁石相互の吸引力及び反発力を利用して浮上させ推進力を得ていた。このため、移動体と軌道との間に磁気力が生じない状態では、移動体が軌道上を浮上している状態を保つことができない。そのため、玩具に未来的な表現を施すことが難しく、玩具として面白みに欠けていた。また、十分な吸引力及び反発力で安定した姿勢を保ちながら滑らかに移動させるには、磁石を多用する必要があり、玩具に適用するにはコスト面から問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、移動体を安定した姿勢で浮上した状態を維持させながら、滑らかに移動させることができ、簡易な構造で安価に製造可能な移動玩具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明の代表的な構成の移動玩具は、ガイドが設けられた軌道と、軌道上を移動する移動体からなる移動玩具であって、軌道は、気体を上方に送出する吹出孔を表面に備えた路面と、路面の下方に配置され、第１スイッチ、電磁石、第２スイッチの順で移動体の移動方向に配列した少なくとも一つの駆動ユニットと、吹出孔から気体を送出させる送風手段とを有し、移動体は、移動方向の前後で極性が異なる磁石を有し、吹出孔から送出された気体により軌道上で移動体が浮上した状態において、第１スイッチの駆動領域に移動体が位置する第１の状態では、電磁石に磁石の前方の極性と相違する極性になるように磁界を発生させ磁石と電磁石とを吸引させ、第１スイッチの駆動領域と第２スイッチの駆動領域の間に挟まれたスイッチ非駆動領域に移動体が位置する第２の状態では、電磁石の磁界の発生を停止させ、第２スイッチの駆動領域に移動体が位置する第３の状態では、電磁石に磁石の後方の極性と同一の極性になるように磁界を発生させ磁石と電磁石とを反発させることにより、移動体を移動させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、移動体を安定した姿勢で浮上した状態を維持させながら、滑らかに移動させることができ、簡易な構造で安価に製造可能な移動玩具を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に従った移動玩具の構成図である。
【図２】本発明の実施形態に従った移動玩具の移動体の移動手段を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に従った駆動ユニットの配置を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態について以下に説明する。
【００１０】
図１に、本発明の実施形態に係る移動玩具１の構成を示す。移動玩具１は、軌道１０と、移動体２０を有する。
【００１１】
軌道１０は、多孔板１１に移動コース形成用板１３を貼着して構成した基盤１００と、少なくとも一つの駆動ユニット１２と、送風手段１４とから構成されている。軌道１０の上部に位置する多孔板１１の上面には、移動コース形成用板１３が固定されている。多孔板１１の下部との間に隙間を設けて駆動ユニット１２が載置されている。さらに、軌道１０の下部には送風手段１４が備えられている。
【００１２】
多孔板１１は、本実施形態ではプラスチック板により形成されており、所定間隔で吹出孔１１１が設けられているが、材質については他に板紙など磁気を遮断しない面状の部材を採用することができる。多孔板１１には所定の厚さを有するシートである移動コース形成用板１３が貼着されており、移動コース形成用板１３の無い部分に移動体２０が移動する移動コース１１２を形成する。移動コース１１２の両側に固定された移動コース形成用板１３の厚みが移動コース１１２の両側の側壁１３ａ及び１３ｂを構成する。
【００１３】
側壁１３ａ及び１３ｂは、移動体２０が移動時に移動コース１１２からコースアウトしないように案内するガイド１１２ｂとして機能する。
【００１４】
移動コース１１２の路面１１２ａの表面には、気体が路面１１２ａから上方に向けて送出される吹出孔１１１が多数形成されている。送風手段１４の駆動により軌道１０の内部が高圧になり、吹出孔１１１から高圧の気体の噴流を生じて送出される。なお、吹出孔１１１の孔径は移動体２０の底面積と質量に応じて決定される。
【００１５】
移動コース１１２に形成された多数の吹出孔１１１から軌道外部に向けて生じた気体の噴流は、移動コース１１２上の移動体２０を支持し、移動体２０が安定した姿勢で浮上した状態を可能にする。
【００１６】
多孔板１１に形成された移動コース１１２に対応する位置の下方には、駆動ユニット１２が、多孔板１１の下面と隙間が生じるように配置されている。駆動ユニット１２は、送風手段１４からの気体の流動を遮断しない開口部を有する駆動ユニット固定板１５に載置される。
【００１７】
駆動ユニット１２には、第１スイッチ１２１、電磁石１２２、第２スイッチ１２３が、移動体の移動方向に後述する所定の間隔で一列に配列されている。第１スイッチ１２１及び第２スイッチ１２３として、いずれもリードスイッチが使用される。第１スイッチ１２１と電磁石１２２、第２スイッチと電磁石１２２とは、図示しない電気回路で接続されている。移動体２０上の永久磁石２０１が第１スイッチ１２１又は第２スイッチの駆動領域に接近する時、電磁石１２２が通電し、電磁石１２２に磁界が発生する。移動体２０上の永久磁石２０１が第１スイッチ１２１又は第２スイッチ１２３の駆動領域から離れることにより、電磁石１２２への通電が停止され、電磁石１２２の磁界の発生が停止する。電磁石１２２は一方の磁極が路面１１２ａに対向するように配置されている。
【００１８】
送風手段１４は、軌道１０下部に設けた、軌道１０の内部を気密にする筐体１６に配置される。送風手段１４として、電動式ファンを使用することができる。送風手段１４は、軌道１０の外部から内部に空気等の気体を取り込み、軌道１０内部を高圧にする。送風手段１４から取り込まれた気体は、駆動ユニット固定板１５の開口部、駆動ユニット１２と多孔板１１との隙間を経由して吹出孔１１１から噴流を生じて軌道１０の外部に排出される。
【００１９】
移動体２０は、磁石を有する。磁石として永久磁石２０１を採用することができるが、これに限られず電磁石を用いてもよい。永久磁石２０１は、移動体２０の移動方向の前後で極性を相違させている。すなわち、移動体２０において、前方をＮ極とするとき、後方をＳ極とする永久磁石２０１が移動体２０に固定されている。また、極性をこの逆に配置してもよい。移動体２０は、移動玩具の利用者の興味に資するよう、車やリニアモーターカーのような乗り物や、動物の形状などに成形することができる。なお、移動体２０は１つに限られず、複数個設けてもよい。
【００２０】
次に、図２を参照しながら、移動体２０を移動コース１１２上で移動させる手段について説明する。
【００２１】
＜第１の状態＞
図２（ａ）に示すように、浮上した移動体２０が、路面１１２ａ下に配置された第１スイッチ２１２であるリードスイッチの駆動領域に存在するとき、永久磁石２０１の作る磁界により、第１スイッチ１２１が磁化され感動する。
【００２２】
この結果、電磁石１２２に通電し磁力が生じる。電磁石１２２の路面１１２ａ側の磁極は、移動体２０の移動方向の前方の磁極と極性が相違するように設定されている。たとえば、移動体２０の永久磁石２０１前方の磁極がＮ極であるとき、電磁石１２２の路面１１２ａ側の磁極はＳ極になるように設定される。そうすると、移動体２０上の永久磁石２０１前方のＮ極は、電磁石１２２のＳ極に吸引されるため、移動体２０に推進力が生じる。移動体２０は浮上しているため、路面１１２ａに接触しない。そのため、移動体２０は路面１１２ａとの摩擦を生じず、浮上状態で滑らかに前方に移動する。
【００２３】
＜第２の状態＞
図２（ｂ）に示すように、移動体２０が前方に移動すると、第１スイッチ１２１であるリードスイッチの駆動領域から永久磁石２０１が離れ、第１スイッチの駆動領域と第２スイッチの駆動領域の間に挟まれたスイッチ非駆動領域に達する。これにより、第１スイッチ及び第２スイッチ周囲では磁界がないため両スイッチは開放状態となる。その結果、電磁石１２２への通電が停止され、電磁石１２２が極性を有しなくなる。
【００２４】
このとき、電磁石１２２と永久磁石２０１との間では磁力の相互作用は生じていない。吹出孔１１１から送出された気体の噴流の支持のみで移動体２０が浮上しており、移動コース１１２の路面１１２ａとは摩擦が生じない。移動体２０は、引き続き第１の状態で生じた吸引作用による推進力で前方に滑らかに移動し続ける。
【００２５】
＜第３の状態＞
図２（ｃ）に示すように、移動体２０が前方に移動し、路面１１２ａ下に配置された第２スイッチ１２３であるリードスイッチの駆動領域内に入る。永久磁石２０１の作る磁界により、第２スイッチ１２３が磁化され感動する。
【００２６】
この結果、電磁石１２２に通電し磁力が生じる。電磁石１２２の路面１１２ａ側の磁極は、移動体２０の移動方向の後方の磁極と極性が同一になるように設定されている。たとえば、移動体２０の永久磁石２０１後方の磁極がＳ極であるとき、電磁石１２２の路面１１２ａ側の極性はＳ極になるように設定されている。すなわち、電磁石１２２には、第１スイッチの感動の際と同一方向に電流が流れる。そうすると、移動体２０上の永久磁石２０１の後方のＳ極は、電磁石１２２のＳ極と反発するため、移動体２０に推進力が生じ、移動体２０が浮上状態で滑らかに前方に移動する。
【００２７】
さらに、図２（ｄ）に示すように、移動体２０が前方に移動すると、第２スイッチ１２３であるリードスイッチの駆動領域から永久磁石２０１が離れる。この結果、第２スイッチ１２３周囲では磁界が消去されスイッチが開放し、電磁石１２２への通電が停止される。
【００２８】
このとき、電磁石１２２と永久磁石２０１との間では磁力の相互作用は生じていない。再び吹出孔１１１から送出された気体の噴流の支持のみで移動体２０が浮上しており、移動コース１１２の路面１１２ａとは摩擦が生じない。移動体２０は、第３の状態で生じた反発作用による推進力で前方に滑らかに移動するが、空気抵抗により減速し停止する。
【００２９】
なお、第１スイッチ１２１、電磁石１２２、第２スイッチ１２３の間隔は、次のように定められる。すなわち、第１スイッチ１２１の駆動領域の電磁石１２２側の外縁と、第２スイッチがなければ移動体２０が移動を停止する距離よりも第１スイッチ１２１に近接した位置に、第２スイッチ１２３の駆動領域の外縁が位置するように第２スイッチを設ける。電磁石１２２は、第１スイッチ１２１と第２スイッチ１２３との間に、両スイッチに対して等間隔になるように設ける。この距離は、第１スイッチ１２１及び第２スイッチ１２３として使用するリードスイッチの駆動領域、並びに電磁石１２２及び永久磁石２０１に生じさせる磁力の大きさ及び永久磁石２０１の全長に応じて設定を変更することができる。
【００３０】
図３に示すように、駆動ユニット１２を、移動体２０が前記第３の状態で第２スイッチ１２３の駆動領域から離れた後、空気抵抗により停止する距離よりも短い間隔で複数配置することができる。そうすると、移動コース１１２において、第１の駆動ユニット１２ａ上を移動した移動体２０は、駆動ユニット１２ａに隣接する駆動ユニット１２ｂに接近したとき、駆動ユニット１２ｂ上においても、前記第１の状態に移行し、さらに第２の状態、第３の状態が生じ、移動体２０は前方に滑らかに移動する。さらに駆動ユニット１２を移動体２０の移動方向に配列させることにより、連続的に前記各状態が繰り返され、移動体２０は前方に滑らかに移動し続ける。
【００３１】
また、移動体２０を逆方向に向け、かつ電磁石１２２の路面１１２ａ側の磁極の極性を変更しなければ、移動体２０を上記と逆方向に移動させることができる。
【００３２】
なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではない。例えば、軌道１０には、直線状、曲線状、環状、８の字状などの移動コース１１２を形成するよう設定することができる。また、移動コース１１２は、多孔板１１に移動コース形成用板１３を張り付けて形成するに限らず、無孔板に移動コース１１２に沿って多数の吹出孔１１１を形成してもよい。さらに、ガイド１１２ｂは移動コース形成用板１３によらず、レールを固定して構成してもよい。
【００３３】
本発明の実施形態によれば、移動体２０を永久磁石２０１と電磁石１２２相互の吸引、反発作用により移動させることができる。さらに、吹出孔１１１から送出された気体の噴流により、移動体２０が移動コース１１２上で安定した姿勢で浮上した状態が維持され、移動体２０と移動コース１１２との摩擦が生じない。このため、移動体２０を、浮上した状態で滑らかに移動させることがでる。さらに、本実施形態は簡易な構造であるから、安価に玩具を製造することができる。
【符号の説明】
【００３４】
１        移動玩具
１０      軌道
１００    基盤
１１      多孔板
１１１    吹出孔
１１２    移動コース
１１２ａ  路面
１１２ｂ  ガイド
１２      駆動ユニット
１２１    第１スイッチ
１２２    電磁石
１２３    第２スイッチ
１３      移動コース形成用板
１３ａ    側壁
１３ｂ    側壁
１４      送風手段
１５      駆動ユニット固定板
１６      筐体
２０      移動体
２０１    永久磁石
【図１】
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【図２】
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【図３】
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