(57)【要約】      （修正有）【課題】軌道上で安定して浮上する走行体と走行体を用いた軌道走行玩具を提供する。【解決手段】鉄道模型車両１０は、軌道用磁石２１１が内蔵されたレール２１と、軌道用磁石２２１が内蔵され、レール２１と予め設定された距離離間してレール２１と対向するように配置されたレール２２との間に配置されて、各軌道用磁石２１１、２２１との間で吸引力が発生する浮上用磁石１２２を内蔵する。さらに、浮上用磁石１２２を収容する収容ケース１２１と、浮上用磁石１２２と収容ケース１２１とを連結するバネ１２３とを備え、浮上用磁石１２２は、収容ケース１２１内において、鉄道模型車両１０がレール２１およびレール２２に沿って走行する進行方向に対して垂直な方向に沿って移動可能に設置されている。軌道走行玩具１は、鉄道模型車両１０と、軌道２０と、駆動部３０を備える。【選択図】図１
0003176707.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
第１磁石が内蔵された第１レールと、第２磁石が内蔵されて前記第１レールと予め設定された距離離間して前記第１レールと対向するように配置された第２レールとの間に配置されて、前記第１磁石との間で吸引力が発生するとともに前記第２磁石との間で吸引力が発生するように配置された第３磁石を内蔵することにより、前記第１レールと前記第２レールとの間で浮上して前記第１レールおよび前記第２レールに沿って走行する玩具用浮上走行体であって、
前記第３磁石を内部に収容する収容ケースと、
前記収容ケースに収容されている前記第３磁石と、前記収容ケースとを連結する弾性部材とを備え、
前記第３磁石は、前記収容ケース内において、当該玩具用浮上走行体が前記第１レールおよび前記第２レールに沿って走行する進行方向に対して垂直な方向に沿って移動可能に設置されている
ことを特徴とする玩具用浮上走行体。
【請求項２】
請求項１に記載の前記玩具用浮上走行体と、請求項１に記載の前記第１レールおよび前記第２レールを有する走行玩具用軌道とを備えた軌道走行玩具であって、
前記第１レールおよび前記第２レールは、前記玩具用浮上走行体が前記第１レールおよび前記第２レールに沿って移動するにつれて前記進行方向が変化するように曲線状に形成された曲線部を有し、
前記曲線部の前記第１磁石および前記第２磁石はそれぞれ、前記玩具用浮上走行体が前記曲線部に沿って移動している場合において、前記第１磁石と前記第３磁石との間の距離と、前記第２磁石と前記第３磁石との間の距離とが等しくなるように、前記曲線部の前記第１レール内および前記第２レール内に配置される
ことを特徴とする軌道走行玩具。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、一対のレールの間で浮上して走行する玩具用浮上走行体および軌道走行玩具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、無端状に形成した軌道と、軌道上で浮上して軌道に沿って走行する走行体とを備えた軌道走行玩具が知られている（例えば、特許文献１を参照）。この軌道走行玩具では、軌道の底壁に永久磁石を配置するとともに走行体の底面に永久磁石を配置し、磁力の反発により、軌道上で走行体を浮上させる。さらに、この軌道走行玩具では、軌道の側壁に電磁石を配置するとともに走行体の側面に永久磁石を配置し、走行体が電磁石の近傍を通過する度に電磁石に通電することにより、軌道の側壁と走行体の側面との間で磁力を発生させて、走行するための推進力を走行体に付与する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実公平７−２７９８９号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の軌道走行玩具では、軌道に沿って走行する走行体を軌道上で安定して浮上させておくことが困難であるという問題があった。
本考案は、こうした問題に鑑みてなされたものであり、軌道に沿って走行する走行体を軌道上で安定して浮上させる技術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】
【０００５】
上記目的を達成するためになされた請求項１に記載の考案は、第１磁石が内蔵された第１レールと、第２磁石が内蔵されて第１レールと予め設定された距離離間して第１レールと対向するように配置された第２レールとの間に配置されて、第１磁石との間で吸引力が発生するとともに第２磁石との間で吸引力が発生するように配置された第３磁石を内蔵することにより、第１レールと第２レールとの間で浮上して第１レールおよび第２レールに沿って走行する玩具用浮上走行体であって、第３磁石を内部に収容する収容ケースと、収容ケースに収容されている第３磁石と、収容ケースとを連結する弾性部材とを備え、第３磁石は、収容ケース内において、当該玩具用浮上走行体が第１レールおよび第２レールに沿って走行する進行方向に対して垂直な方向に沿って移動可能に設置されていることを特徴とする。
【０００６】
このように構成された玩具用浮上走行体は、互いに対向するように配置された第１磁石と第２磁石との間に配置されている第３磁石において、第１磁石との間で発生する吸引力と、第２磁石との間で発生する吸引力とが釣合うことにより浮上する。そして、第３磁石を収容する収容ケースと第３磁石とが弾性部材により連結されているため、第３磁石が浮上することにより収容ケースも浮上する。
【０００７】
さらに、第３磁石は、収容ケース内において、当該玩具用浮上走行体が第１レールおよび第２レールに沿って走行する進行方向に対して垂直な方向に沿って移動可能に設置されており、収容ケースと第３磁石とを連結しているのが弾性部材であるため、収容ケースの振動が第３磁石に伝達され難くなる。これは、収容ケースの振動エネルギーが弾性部材で吸収されるためである。これにより、浮上している収容ケースに外力が働いて収容ケースが振動した場合であっても、第３磁石において、第１磁石との間で発生する吸引力と、第２磁石との間で発生する吸引力とが釣合う位置を維持し易くなり、第１レールと第２レールとの間で玩具用浮上走行体を安定して浮上させることができる。
【０００８】
また、第１レールと第２レールとの間で玩具用浮上走行体を走行させるための推進力を、第３磁石と電磁石との間で発生する磁力によって付与する場合には、この磁力が外力として第３磁石に働いて第３磁石が振動することがある。しかし、収容ケースと第３磁石とを連結しているのが弾性部材であるため、第３磁石で発生した振動が収容ケースに伝達され難くなる。このため、第３磁石が振動した場合であっても、この振動が収容ケースに伝達されるのを抑制し、第１レールと第２レールとの間で玩具用浮上走行体を安定して浮上させることができる。
【０００９】
また、請求項２に記載の考案は、請求項１に記載の玩具用浮上走行体と、請求項１に記載の第１レールおよび第２レールを有する走行玩具用軌道とを備えた軌道走行玩具であって、第１レールおよび第２レールは、玩具用浮上走行体が第１レールおよび第２レールに沿って移動するにつれて進行方向が変化するように曲線状に形成された曲線部を有する。
【００１０】
このように構成された軌道走行玩具の玩具用浮上走行体が曲線部を走行している場合には、第１レールおよび第２レールのうち曲線部の内周側のレールと第３磁石との間の距離が、第１レールおよび第２レールのうち曲線部の外周側のレールと第３磁石との間の距離よりも短くなる。
【００１１】
このため、玩具用浮上走行体が第１レールおよび第２レールに沿って移動するにつれて進行方向が変化しないように直線状に形成された直線部と同様にして曲線部において第１磁石と第２磁石を第１レール内と第２レール内に配置すると、第３磁石において、第１磁石との間で発生する吸引力と、第２磁石との間で発生する吸引力との釣合いを維持できなくなる。
【００１２】
そこで、請求項２に記載の考案は、曲線部の第１磁石および第２磁石はそれぞれ、玩具用浮上走行体が曲線部に沿って移動している場合において、第１磁石と第３磁石との間の距離と、第２磁石と第３磁石との間の距離とが等しくなるように、曲線部の第１レール内および第２レール内に配置されることを特徴とする。
【００１３】
このように構成された軌道走行玩具は、曲線部においても、第３磁石において、第１磁石との間で発生する吸引力と、第２磁石との間で発生する吸引力との釣合いを維持することができる。このため、玩具用浮上走行体が曲線部を走行する場合であっても、第１レールと第２レールとの間で玩具用浮上走行体を安定して浮上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】軌道走行玩具１の構成を示す正面図、および台車１２の構成を示す平面図である。
【図２】軌道２０の構成を示す平面図と、駆動部３０の構成を示すブロック図である。
【図３】浮上用磁石１２２の斜視図、および浮上用磁石１２２と軌道用磁石２１１，２２１との間で発生する吸引力を説明する図である。
【図４】直線状のレール２１とレール２２との間で走行している台車１２を示す図である。
【図５】鉄道模型車両１０の構成を示す側面図と正面図である。
【図６】鉄道模型車両１０が移動したときの浮上用磁石１２２の位置変化と、浮上用磁石１２２が移動したときの鉄道模型車両１０の位置変化を示す図である。
【図７】台車１２内で浮上用磁石１２２が固定されている場合と移動可能である場合の台車１２の走行を示す図である。
【図８】台車１２内で浮上用磁石１２２が固定されている場合と移動可能である場合において電磁石３１の直上を通過する際の台車１２の走行を示す図である。
【図９】軌道用磁石と浮上用磁石の間隔についての配慮されていない軌道と配慮されている軌道を示す平面図である。
【図１０】電磁石３１と浮上用磁石１２２との反発力により台車１２を走行させる方法を説明する図である。
【図１１】鉄道模型車両１０を軌道２０上で走行させるための手順を示すフローチャートである。
【図１２】２台の台車１２が連結された鉄道模型車両１０を軌道２０上で走行させるための制御方法を示す第１の説明図である。
【図１３】２台の台車１２が連結された鉄道模型車両１０を軌道２０上で走行させるための制御方法を示す第２の説明図である。
【図１４】２台の台車１２が連結された鉄道模型車両１０を軌道２０上で走行させるための制御方法を示す第３の説明図である。
【考案を実施するための形態】
【００１５】
以下に本考案の実施形態について図面とともに説明する。
［軌道走行玩具１の構成］
図１（ａ）は、軌道走行玩具１の構成を示す正面図である。図１（ｂ）は、台車１２の構成を示す平面図である。
【００１６】
軌道走行玩具１は、図１（ａ）に示すように、鉄道模型車両１０と、鉄道模型車両１０が走行するための走行経路を構成する軌道２０と、鉄道模型車両１０が走行するための駆動力を発生させる駆動部３０を備える。
【００１７】
鉄道模型車両１０は、実物の鉄道車両の外観を模して作られた車両本体１１と、車両本体１１を載置する台車１２とを備える。
図１（ａ），（ｂ）に示すように、台車１２は、直方体状の収容ケース１２１と、収容ケース１２１内に収容される磁石１２２と、収容ケース１２１と磁石１２２との間に設置されるバネ１２３と、収容ケース１２１の両側面に設置されるガイド車輪１２４とを備える。
【００１８】
磁石１２２は、直方体状に成形されており（図３（ａ）を参照）、天面側がＮ極、底面側がＳ極となるようにして収容ケース１２１内に収容される。以下、磁石１２２を浮上用磁石１２２という。
【００１９】
バネ１２３は、その一端が、直方体状の収容ケース１２１の天面を構成する天面板に取り付けられるとともに、他端が、磁石１２２の天面に取り付けられている。
浮上用磁石１２２の天面および底面にはそれぞれ、天面および底面から垂直方向に延びる棒状部材１２５および棒状部材１２６が設けられている。また、浮上用磁石１２２を収容する収容ケース１２１の天面および底面のそれぞれに、貫通孔１２１ａ，１２１ｂが形成されている。そして、棒状部材１２５および棒状部材１２６はそれぞれ貫通孔１２１ａおよび貫通孔１２１ｂに挿入されている。これにより、バネ１２３を介して収容ケース１２１と連結されている浮上用磁石１２２は、収容ケース１２１内において上下方向に沿って移動することができる。
【００２０】
ガイド車輪１２４は、収容ケース１２１の両側面のそれぞれにおいて、進行方向の前側と後側に設置されており、収容ケース１２１の両側面に沿って収容ケース１２１の天面（または底面）に垂直に設けられた回転軸１２７を中心として回転可能に取り付けられている。すなわちガイド車輪１２４は、その半分が収容ケース１２１の両側面から突出した状態で取り付けられている。またガイド車輪１２４は、軌道２０との接触面を少なくして摩擦抵抗を減らすため、その円周面(厚み方向)が、車輪の厚みを直径とする半円形状の曲面となるように形成されている。
【００２１】
軌道２０は、図１（ａ）に示すように、互いに対向するように配置された一対のレール２１，２２と、軌道２０を設置する面ＰＩより上方にレール２１，２２が位置するようにレール２１，２２をそれぞれ支持する軌道固定用ブリッジ２３，２４とを備える。
【００２２】
レール２１は、磁石２１１と、磁石を収容する収容ケース２１２とから構成されており、レール２２は、磁石２２１と、磁石を収容する収容ケース２２２とから構成されている。
【００２３】
磁石２１１，２２１は、直方体状に成形されており、天面側がＳ極、底面側がＮ極となるようにして収容ケース２１２，２２２内に収容される。以下、磁石２１１，２２１をそれぞれ軌道用磁石２１１，２２１という。
【００２４】
収容ケース２１２，２２２は、ガイド車輪１２４との摩擦抵抗を低減するために、低摩擦素材で形成されている。また収容ケース２１２，２２２は、鉄道模型車両１０の自重により軌道用磁石２１１，２２１の天面と浮上用磁石１２２の天面とが同一平面からずれる可能性（沈み込み）を考慮し、収容ケース２１２，２２２の垂直方向の長さに余裕を持たせている。
【００２５】
レール２１は、図２に示すように、直線状に形成された２本の直線部２１ａ，２１ｂと、半円状に形成された２本の曲線部２１ｃ，２１ｄとを備え、直線部２１ａと直線部２１ｂの両端部をそれぞれ曲線部２１ｃ，２１ｄで連結することにより無端状に形成されている。
【００２６】
またレール２２は、直線状に形成された２本の直線部２２ａ，２２ｂと、半円状に形成された２本の曲線部２２ｃ，２２ｄとを備え、直線部２２ａと直線部２２ｂの両端部をそれぞれ曲線部２２ｃ，２２ｄで連結することにより無端状に形成され、レール２１の内周側に配置されている。
【００２７】
駆動部３０は、電磁石３１と、明暗センサ３２と、光源３３（図１（ａ）を参照）と、電源３４と、制御回路３５とを備える。
電磁石３１は、レール２１とレール２２との間で且つレール２１，２２より下方において（図１（ａ）を参照）、軌道２０に沿って１個または複数個（本実施形態では６個）設置される。
【００２８】
明暗センサ３２は、入射する光の照度が高くなるほど抵抗値が低くなり、この抵抗値に基づいて、照度の増減を感知する。そして明暗センサ３２は、各電磁石３１の付近において、レール２１とレール２２との間で且つレール２１，２２の下方に配置される（図１（ａ）を参照）。
【００２９】
光源３３は、明暗センサ３２に対向するようにしてレール２１，２２の上方に配置される（図１（ａ）を参照）。
電源３４は、明暗センサ３２と光源３３と制御回路３５に電流を供給する第１電源３４１と、電磁石３１に電流を供給する第２電源３４２とを備える。
【００３０】
制御回路３５は、明暗センサ３２の検出結果に基づいて、電磁石３１への通電を制御する。
［鉄道模型車両１０の浮上原理］
図１（ａ）に示すように、レール２１とレール２２との間に台車１２が配置されると、図３（ｂ）に示すように、浮上用磁石１２２の天面側の磁極であるＮ極と、軌道用磁石２１１，２２１の天面側の磁極であるＳ極とを対向させるとともに、浮上用磁石１２２の底面側の磁極であるＳ極と、軌道用磁石２１１，２２１の底面側の磁極であるＮ極とを対向させることができる。これにより、浮上用磁石１２２と軌道用磁石２１１との間で吸引力ＡＦ１が発生するとともに、浮上用磁石１２２と軌道用磁石２２１との間で吸引力ＡＦ２が発生する。そして、浮上用磁石１２２と軌道用磁石２１１との間の距離と、浮上用磁石１２２と軌道用磁石２２１との間の距離が等しくなるように台車１２が配置されれば、吸引力ＡＦ１と吸引力ＡＦ２が釣り合い、これにより、鉄道模型車両１０がレール２１とレール２２との間で浮上した状態が保持される。
【００３１】
［車両の安定］
磁力は磁石間距離の２乗に反比例し、磁石間の距離が大きくなるほど磁力が弱くなる。外力に対する鉄道模型車両１０の安定と、鉄道模型車両１０の円滑な走行を実現するためには、軌道用磁石２１１，２２１をレール２１，２２に固定し、距離の変化による磁力の不安定化と、鉄道模型車両１０の軌道２０からの落下および脱落とを抑制するように適切な距離を保つ必要がある。
【００３２】
この目的のために、浮上用磁石１２２の両側面にガイド車輪１２４を配置している。このガイド車輪１２４により、図４（ａ），（ｂ）に示すように、鉄道模型車両１０の台車１２は、直線状のレール２１と直線状のレール２２との間で走行している場合に軌道用磁石２１１，２２１との間で最適な間隔を保持し、吸引力ＡＦ１，ＡＦ２を一定に保つことができる。なお、図４（ｂ）は図４（ａ）よりも時間が経過した時の状態を示しており、図４（ａ），（ｂ）中の矢印Ｄ１は台車１２の進行方向を示している。
【００３３】
また台車１２は、収容ケース１２１と浮上用磁石１２２とを連結するバネ１２３を備えている。このため浮上用磁石１２２は、図５（ａ），（ｂ）に示すように、台車１２の動きに追従することなく、上下方向に沿って自由に運動できる（矢印ＡＬ１，ＡＬ２を参照）。なお図５（ａ）は、鉄道模型車両１０の構成を示す側面図であり、図５（ｂ）は、鉄道模型車両１０の構成を示す正面図である。
【００３４】
これにより、図６（ａ）に示すように、走行中の台車１２自体の振動が浮上用磁石１２２に伝わりにくくなる。図６（ａ）は、鉄道模型車両１０が下方向に移動したときの浮上用磁石１２２の位置変化を示す図である。このため、台車１２の挙動に関係なく浮上用磁石１２２が常に軌道用磁石２１１，２２１と対向するように浮上用磁石１２２の高さが保持され、台車１２は安定して走行することができる。
【００３５】
また、電磁石３１との間で作用する斥力（反発力）が台車１２に直接伝わりにくくなることで、図６（ｂ）に示すように、台車１２の振動を抑えことができるとともに、振動を早く減衰をさせることができる。図６（ｂ）は、浮上用磁石１２２が上方向に移動したときの鉄道模型車両１０の位置変化を示す図である。
【００３６】
そして、台車１２内で浮上用磁石１２２が固定されている場合には、図７（ａ）に示すように、台車１２と浮上用磁石１２２とが一体で動くため、磁力のバランスが乱れるのに対して、台車１２内で浮上用磁石１２２が移動可能である場合には、図７（ｂ）に示すように、台車１２の動きに関係なく浮上用磁石１２２は安定しており、磁力のバランスが乱れない。
【００３７】
このように、ガイド車輪１２４と、バネ１２３により収容ケース１２１と浮上用磁石１２２とを連結する機構とにより、鉄道模型車両１０は円滑に且つ安定した速度で軌道２０上を走行することができる。
【００３８】
また、走行中の台車１２における垂直方向の挙動はバネ１２３の緩衝作用により減衰されるため、浮上用磁石１２２には伝わりにくい。さらに、電磁石３１との間で作用する斥力（反発力）により浮上用磁石１２２が上方に移動しても、バネ１２３の緩衝作用により、台車１２に直接伝わる上向きの力は減衰される。
【００３９】
また図８に示すように、軌道２０上を水平に走行する台車１２および浮上用磁石１２２が電磁石３１の直上を通過する際に、浮上用磁石１２２と電磁石３１の間に生じる斥力（反発力）ＲＦ１により、浮上用磁石１２２と軌道用磁石２１１，２２１との間の吸引力により軌道２０に保持された台車１２および浮上用磁石１２２を垂直方向に押し上げる力が発生する。そして、浮上用磁石１２２を有する台車１２自体もこの力を受ける。このため、斥力（反発力）ＲＦ１が台車１２の後部に作用した場合には、台車１２が僅かに下向きに傾斜する。続いて、傾斜した台車１２は、浮上用磁石１２２と軌道用磁石２１１，２２１との間の吸引力ＡＦ１，ＡＦ２により水平に戻ろうとする。これにより、台車１２が軌道２０上で上下方向に振動する。図８（ａ）に示すように、浮上用磁石１２２が台車１２に固定されていれば、斥力（反発力）ＲＦ１が台車１２に伝わり易く、台車１２の振動が継続し易い。一方、図８（ｂ）に示すように、磁石が上下方向に自由に運動できる状態であれば、浮上用磁石１２２の振動はバネ１２３の緩衝作用により台車１２に伝わりにくく振動も少ないため、台車１２の振動は早く減衰する。
【００４０】
［軌道用磁石の配置］
軌道用磁石２１１，２２１は、浮上用磁石１２２との間隔がレール２１，２２の直線部２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂおよび曲線部２１ｃ，２１ｄ，２２ｃ，２２ｄに関係なく常に均等に保たれていることが望ましい。軌道用磁石２１１，２２１と浮上用磁石１２２との距離が、浮上用磁石１２２の右側と左側で違う場合には、磁石間の距離が短い方の吸引力が強くなり、浮上用磁石１２２を吸引する磁力が左右で違うことになり、磁力が不均衡になる。この場合、鉄道模型車両１０における円滑な走行が妨げられる。
【００４１】
図９（ａ）に示すように、直線状の軌道ではこの問題は生じにくいが（矢印ＡＬ３，ＡＬ４を参照）、カーブ型の軌道では、カーブ外側の軌道用磁石と浮上用磁石１２２との間隔（矢印ＡＬ５を参照）と、カーブ内側の軌道用磁石と浮上用磁石１２２との間隔（矢印ＡＬ６を参照）とが異なる（ガイド車輪１２４があるため、内側で狭く、外側で広くなる）ため、この点を考慮して軌道用磁石２１１，２２１を配置する必要がある。図９（ａ）に示すように、単純に台車１２の左右幅のみを保持し、軌道用磁石と浮上用磁石１２２の間隔についての配慮がされていない軌道の場合、台車１２は軌道内側の磁石に強く吸引され、カーブを円滑に走行できないからである。
【００４２】
そこで、本実施形態の軌道２０では、図９（ｂ）に示すように、レール２１，２２の直線部および曲線部に関係なく、軌道用磁石２１１と浮上用磁石１２２との距離と、軌道用磁石２２１と浮上用磁石１２２との距離が等しくなるように、軌道用磁石２１１，２２１がレール２１，２２の収容ケース２１２，２２２内に配置される（矢印ＡＬ７，ＡＬ８，ＡＬ９，ＡＬ１０を参照）。これにより、台車１２は軌道２０の内側および外側双方の軌道用磁石２１１，２２１によって互いに等しい力で吸引され、鉄道模型車両１０は軌道２０のカーブを円滑に走行することができる。
【００４３】
［磁力による台車の推進］
台車１２は、左右２本のレール２１，２２の間で磁力によって水平に保持されている。この状態では、台車１２は、外力を加えない限り自走することはない。このため、台車１２の推進に電磁石３１を使用する。
【００４４】
異なる平面上に２個の磁石がある場合、同じ極が対向するように２個の磁石が配置されると、２個の磁石は互いに反発する。この特性を利用し、鉄道模型車両１０を前方に推進させる。ただし、以下に示す理由により、単純に、浮上用磁石１２２の下方において電磁石３１を適切な距離離間させて配置するだけでは鉄道模型車両１０は推進しない。
【００４５】
例えば軌道２０のように閉じた円形の軌道で台車１２を周回させる場合を考えると、レール２１とレール２２との間で且つレール２１，２２より下方において浮上用磁石１２２から適切な距離離間させて、軌道２０に沿って等間隔に磁石を配置すれば順次、鉄道模型車両１０を推進させられるかに思えるが、軌道に固定され、軌道上の特定の方向にだけ進む状態の台車１２が仮に１個目の磁石で反発することにより推進し、次の磁石を通過しようとする時に、台車１２の浮上用磁石１２２は進行方向の前面下に配置された次の磁石の反発力を受け、磁石を通過できても速度を減殺されるか磁石の手前で停止してしまう。仮に十分な初速を台車１２に与えたとしても、進行方向に対して磁石の反発力を次々に受けるため、速度の減殺が積み重なりやがては停止してしまう。
【００４６】
このような現象を避けるため、推進用磁石には電磁石を使用する。電磁石３１は、銅線を鉄芯に数百回程度コイル状に巻いたもので、通電した時にのみ磁力を発生させるため、浮上用磁石１２２が電磁石３１上を通過する際、適切なタイミングで通電すれば反発力を鉄道模型車両１０の推進にのみ利用することができる。
【００４７】
まず図１０（ａ）に示すように、電磁石３１が浮上用磁石１２２の前方に位置する時には、電磁石３１は浮上用磁石１２２と反発し（反発力ＲＦ１１を参照）、台車１２を後方に押し返す力が働き、台車１２は停止するか逆走する（矢印ＡＬ１１を参照）。
【００４８】
次に図１０（ｂ）に示すように、浮上用磁石１２２が電磁石３１の直上に位置している時には、電磁石３１は浮上用磁石１２２と反発し（反発力ＲＦ１２を参照）、台車１２を押し上げる力が働き、台車１２は停止するか減速する（矢印ＡＬ１２を参照）。
【００４９】
さらに図１０（ｃ）に示すように、電磁石３１が浮上用磁石１２２の後方に位置している時には、電磁石３１は浮上用磁石１２２と反発し（反発力ＲＦ１３を参照）、台車１２を前方に押し出す力が働き、台車１２が推進する（矢印ＡＬ１３を参照）。
【００５０】
すなわち、電磁石を使用した場合、電磁石３１が浮上用磁石１２２の前方に位置する時と、浮上用磁石１２２が電磁石３１の直上に位置している時に、電磁石３１に通電しなければ、台車１２は反発力を受けないため、減速されることなく電磁石３１上を通過することができる。そして、電磁石３１が浮上用磁石１２２の後方に位置した時に初めて電磁石３１に通電すれば、台車１２は前方に押し出す力のみを受けることができる。これを、軌道２０に配置された電磁石３１毎に行えば、台車１２は軌道２０上を減速することなく連続して走行することが可能になる。
【００５１】
ただし、電磁石３１に使用される素材には強磁性体が含まれており、浮上用磁石１２２が軌道上の、電磁石３１の直上にある場合、電磁石３１に通電していない状態、すなわち磁化していない状態でも浮上用磁石１２２は強磁性体を吸引する。この場合、重量において勝る電磁石３１に浮上用磁石３１が接触してしまう恐れがある。このため、浮上用磁石１２２と電磁石３１との間には、車体の自重による軌道平面からの沈み込みを考慮したうえで、浮上用磁石１２２が静止状態で電磁石３１に接触しない距離を保持するものとする。
【００５２】
［走行制御］
台車１２の走行の制御には、電磁石３１と明暗センサ３２と光源３３と電源３４と制御回路３５を用いる。
【００５３】
明暗センサ３２は、台車１２の進行方向に対して電磁石３１の前方に配置される。台車１２の先端から電磁石３１の中心までの距離と、電磁石３１の中心から明暗センサ３２までの距離は、明暗センサ３２の反応時間と台車１２の運動速度を考慮し、最適なタイミングで電磁石３１に通電するよう設定される。
【００５４】
また、遮光処理をした明暗センサ３２の直上、台車２３の走行を妨げない位置に、環境光と明確に区別される、照度と輝度の大きい光源３３を設置する。
また制御回路３５は、制御用ＩＣ３５１と、感度調整ボリューム３５２と、モード切替スイッチ３５３と、リレースイッチ３５４と、パイロットランプ３５５とを備える（図１２を参照）。
【００５５】
制御用ＩＣ３５１は、明暗センサ３２からの信号を処理して、リレースイッチ３５４をオン／オフする機能を有する。
感度調整ボリューム３５２は、明暗センサ３２の感度を調整する機能を有する。
【００５６】
モード切替スイッチ３５３は、制御用ＩＣ３５１の制御モードとして、照度の低下(暗くなる)を明暗センサ３２が感知するとリレーをオンにするモード１と、照度の上昇(明るくなる)を明暗センサ３２が感知するとリレーをオンにするモード２の何れかを選択する機能を有する。本実施形態では、モード切替スイッチ３５３はモード１が選択されている。
【００５７】
リレースイッチ３５４は、制御用ＩＣ３５１からのオン指令が入力するとオンになる。リレースイッチ３５４には電磁石３１が接続されており、リレースイッチ３５４がオンになると電磁石３１に電流が供給される。
【００５８】
パイロットランプ３５５は、リレースイッチ３５４のオン時に点灯するＬＥＤである。
次に、図１１のフローチャートを用いて、台車１２が１台のみの鉄道模型車両１０を軌道２０上で走行させるための手順を説明する。
【００５９】
まず、電磁石３１の直上やや後方に浮上用磁石１２２が位置するように鉄道模型車両１０をレール２１，２２上に配置する（Ｓ１０）。そして、第１電源３４１をオンにする（Ｓ２０）。これにより、明暗センサ３２と光源３３と制御回路３５に電流が供給される（Ｓ３０）。このときに、光源３３からの光は、鉄道模型車両１０により遮られて、明暗センサ３２に到達しないので、リレーはオン状態である。次に、第２電源３４２をオンにする（Ｓ４０）。これにより、電磁石３１が磁石として作動し、浮上用磁石１２２と反発することにより、鉄道模型車両１０が走行を開始する（Ｓ５０）。
【００６０】
そして、鉄道模型車両１０が、軌道２０に配置された次の明暗センサ３２と光源３３との間を通過する（Ｓ６０）と、光源３３からの光が鉄道模型車両１０に遮られて（Ｓ７０）、明暗センサ３２が照度の低下を感知する（Ｓ８０）。これにより、制御用ＩＣ３５１に信号が送られ、リレースイッチ３５４がオンになり（Ｓ９０）、リレー出力端子に接続された電磁石３１に電流が流れ（Ｓ１００）、電磁石３１が磁石となり磁力が発生する（Ｓ１１０）。
【００６１】
そして、浮上用磁石１２２が電磁石３１の後方にあるタイミングで浮上用磁石１２２と電磁石３１とが反発して（Ｓ１２０）、台車１２を前方に強く押し出すことにより、鉄道模型車両１０が推進する（Ｓ１３０）。その後、鉄道模型車両１０の全ての部分が明暗センサ３２と光源３３の間を通過すると（Ｓ１４０）、光源３３からの光が明暗センサ３２に到達することにより（Ｓ１５０）、明暗センサ３２が照度の上昇を感知し（Ｓ１６０）、制御用ＩＣ３５１に信号が送られ、リレースイッチ３５４がオフになり、電磁石３１への電流が遮断され、磁力が消失する（Ｓ１７０）。そして、Ｓ６０〜Ｓ１７０のプロセスを、台車１２が軌道２０上を走行する際に通過する、軌道２０内に設置した台数分の明暗センサ３２と電磁石３１のセットで行い、連続走行を行う。磁石の反発による推進がタイミング良く行われれば、台車１２は減速することなく軌道２０上を周回し続ける。
【００６２】
なお、２台以上の台車１２が連結器によって連結されている鉄道模型車両１０であっても、台車１２が１台のみの鉄道模型車両１０と同様にして、軌道２０上で走行させることができる。
【００６３】
次に、２台以上の台車１２が連結器によって連結されている鉄道模型車両１０を軌道２０上で走行する場合の制御方法を説明する。
まず、図１２に示すように、１両目の台車１２ａの先頭が、明暗センサ３２と光源３３の間を通過すると、明暗センサ３２が照度の低下を感知する。これにより、制御用ＩＣ３５１に信号が送られ、リレースイッチ３５４がオンになり、リレー出力端子に接続された電磁石３１に電流が流れ、電磁石３１が磁石となり磁力が発生する。
【００６４】
そして、１両目の台車１２ａの浮上用磁石１２２が電磁石３１の後方にあるタイミングで浮上用磁石１２２と電磁石３１とが反発して、１両目の台車１２ａを前方に強く押し出すことにより、鉄道模型車両１０が推進する。その後、図１３に示すように、１両目の台車１２ａが明暗センサ３２と光源３３の間を通過する。そして、１両目の台車１２ａの全ての部分が明暗センサ３２と光源３３の間を通過すると、光源３３からの光が明暗センサ３２に到達することにより、明暗センサ３２が照度の上昇を感知し、制御用ＩＣ３５１に信号が送られ、リレースイッチ３５４がオフになり、電磁石３１への電流が遮断され、磁力が消失する。
【００６５】
その後、１両目の台車１２ａと２両目の台車１２ｂとを接続する連結器１５が光の透過性に優れた素材で形成されているため、図１４に示すように、２両目の台車１２ｂの先頭が、明暗センサ３２と光源３３の間を通過するまで、光源３３からの光が明暗センサ３２に到達する状態となる。
【００６６】
そして、２両目の台車１２ｂの先頭が、明暗センサ３２と光源３３の間を通過すると、明暗センサ３２が照度の低下を感知し、１両目と同様にして、２両目の台車１２ｂに対しても、台車１２を推進させるための磁力が発生する。上記のプロセスを、連結されている台車数に等しい回数繰り返すことにより、連結されている台車毎に推進力を付与することができる。
【００６７】
なお、台車１２の加減速は、制御回路３５と電源３４の間の可変抵抗器（不図示）で行う。可変抵抗器は抵抗値を連続して増減できる素子であり、これにより、電磁石３１用の電源電圧を変化させることができる。そして、電磁石３１の磁力は電圧に比例するため、電圧が低下すれば磁力（反発力）も小さくなり台車１２の速度が低下する一方、電圧が上昇すれば磁力（反発力）も大きくなり台車１２の速度が上昇する。このため、範囲は限られるものの台車１２の速度をある程度制御することができる。
【００６８】
また、明暗センサ３２と光源３３の位置は固定されず、電磁石３１の前後で電磁石３１との間隔を自由に配置できるものとする。こうすることで、鉄道模型車両１０を逆方向にも走行させることが可能である。
【００６９】
同様に、電磁石３１も固定式でなく可動式のものとする。これにより直線および曲線軌道の増設により、鉄道模型車両１０の走行距離が増大しても、電磁石３１と明暗センサ３２、光源３３の相互の間隔を変えるか、あるいは電磁石３１と明暗センサ３２、光源３３を増設することで鉄道模型車両１０が安定して走行することを可能にする。
【００７０】
このように構成された鉄道模型車両１０は、互いに対向するように配置された軌道用磁石２１１と軌道用磁石２２１との間に配置されている浮上用磁石１２２において、軌道用磁石２１１との間で発生する吸引力と、軌道用磁石２２１との間で発生する吸引力とが釣合うことにより浮上する。そして、浮上用磁石１２２を収容する収容ケース１２１と浮上用磁石１２２とがバネ１２３により連結されているため、浮上用磁石１２２が浮上することにより収容ケース１２１も浮上する。
【００７１】
さらに、浮上用磁石１２２は、収容ケース１２１内において、鉄道模型車両１０がレール２１およびレール２２に沿って走行する進行方向に対して垂直な方向に沿って移動可能に設置されており、収容ケース１２１と浮上用磁石１２２とを連結しているのがバネ１２３であるため、収容ケース１２１の振動が浮上用磁石１２２に伝達され難くなる。これは、収容ケース１２１の振動エネルギーがバネ１２３で吸収されるためである。これにより、浮上している収容ケース１２１に外力が働いて収容ケース１２１が振動した場合であっても、浮上用磁石１２２において、軌道用磁石２１１との間で発生する吸引力と、軌道用磁石２２１との間で発生する吸引力とが釣合う位置を維持し易くなり、レール２１とレール２２との間で鉄道模型車両１０を安定して浮上させることができる。
【００７２】
また、レール２１とレール２２との間で鉄道模型車両１０を走行させるための推進力を、浮上用磁石１２２と電磁石３１との間で発生する磁力によって付与する場合には、この磁力が外力として浮上用磁石１２２に働いて浮上用磁石１２２が振動することがある。しかし、収容ケース１２１と浮上用磁石１２２とを連結しているのがバネ１２３であるため、浮上用磁石１２２で発生した振動が収容ケース１２１に伝達され難くなる。このため、浮上用磁石１２２が振動した場合であっても、この振動が収容ケース１２１に伝達されるのを抑制し、レール２１とレール２２との間で鉄道模型車両１０を安定して浮上させることができる。
【００７３】
また、軌道走行玩具１では、曲線部２１ｃ，２１ｄの軌道用磁石２１１および曲線部２２ｃ，２２ｄの軌道用磁石２２１は、鉄道模型車両１０が曲線部２１ｃ，２１ｄ，２２ｃ，２２ｄに沿って移動している場合において、軌道用磁石２１１と浮上用磁石１２２との間の距離と、軌道用磁石２２１と浮上用磁石１２２との間の距離とが等しくなるように、曲線部２１ｃ，２１ｄ，２２ｃ，２２ｄ内に配置される。
【００７４】
これにより、曲線部２１ｃ，２１ｄ，２２ｃ，２２ｄにおいても、浮上用磁石１２２において、軌道用磁石２１１との間で発生する吸引力と、軌道用磁石２２１との間で発生する吸引力との釣合いを維持することができる。このため、鉄道模型車両１０が曲線部２１ｃ，２１ｄ，２２ｃ，２２ｄを走行する場合であっても、レール２１とレール２２との間で鉄道模型車両１０を安定して浮上させることができる。
【００７５】
以上説明した実施形態において、軌道用磁石２１１は本考案における第１磁石、レール２１は本考案における第１レール、軌道用磁石２２１は本考案における第２磁石、レール２２は本考案における第２レール、浮上用磁石１２２は本考案における第３磁石、鉄道模型車両１０は本考案における玩具用浮上走行体、バネ１２３は本考案における弾性部材である。
【００７６】
以上、本考案の一実施形態について説明したが、本考案は上記実施形態に限定されるものではなく、本考案の技術的範囲に属する限り種々の形態を採ることができる。
【符号の説明】
【００７７】
１…軌道走行玩具、１０…鉄道模型車両、１１…車両本体、１２…台車、１５…連結器、２０…軌道、２１，２２…レール、２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂ…直線部、２１ｃ，２１ｄ，２２ｃ，２２ｄ…曲線部、２３…軌道固定用ブリッジ、３０…駆動部、３１…電磁石、３２…明暗センサ、３３…光源、３４…電源、３５…制御回路、１２１…収容ケース、１２２…浮上用磁石、１２３…バネ、１２４…ガイド車輪、１２５，１２６…棒状部材、２１１，２２１…軌道用磁石、２１２，２２２…収容ケース、３４１…第１電源、３４２…第２電源、３５１…制御用ＩＣ、３５２…感度調整ボリューム、３５３…モード切替スイッチ、３５４…リレースイッチ、３５５…パイロットランプ
【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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【図１４】
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