(57)【要約】【課題】  特別な装置を使用することなく、きわめて簡単な方法で磁石列上に反磁性体のパイロリティック・グラファイトを磁気浮上させ、往路と復路で軌道を変えてサーキット状に走行させる装置を提供する。【解決する手段】  長手方向に湾曲した短冊状の軟磁性薄鋼板からなるベース上に、直方体形状のネオジウム磁石を複数個並べた磁石列を長手方向に５列以上配置し、パイロリティック・グラファイトの直線走行域については、前記各磁石列内の磁石表面の極性は同じであり、かつ隣り合う磁石列同志の磁石表面の極性は互いに反対方向である装置とする。そして、軌道を変えるため、長手方向両端に円弧状のガイドを設けた構造とするか、またはベースの両端を捻った構造とした。【選択図】図１
2017046561.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（前提）  パイロリティック・グラファイトの薄板を磁石列上に磁気浮上させて往路と復路で軌道を変えて繰り返しサーキット状に走行させる装置であって、
（要件１）短冊状の軟磁性薄鋼板からなり、長手方向に下側に向かって凸状に湾曲しているベース上に、
（要件２）厚さ方向に磁場配向した直方体形状のネオジウム磁石を複数個並べた磁石列を長手方向に沿って５列以上配置し、
（要件３）長手方向中央領域の上記各磁石列内の磁石表面の極性は同じであり、
（要件４）長手方向中央領域の上記各磁石列の隣り合う磁石列同志の磁石表面の極性は互いに反対方向であり、
（要件５）長手方向両端の磁石列上に互いに向かい合った円弧状または円弧と直線部で構成されるＵ字状またはＪ字状のガイドを具備することを特徴とする科学装置。
【請求項２】
前記ベースの長手方向両端近傍の湾曲度の方が中央部の湾曲度より大きくなっていることを特徴とする請求項１に記載の科学装置。
【請求項３】
前記磁石列の、幅方向両端の各磁石が下記要件、
（１）幅方向の中央に向かって表面が低くなるように傾斜している、
（２）最大エネルギー積が、内側の磁石列の各磁石の最大エネルギー積より大きい、
（３）厚さが内側の磁石列の各磁石より厚い、
のうちの少なくとも一つ以上の要件を満足していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の科学装置。
【請求項４】
前記磁石列が５列以上の奇数列配置であって、長手方向中心領域の幅方向中央の磁石列の各磁石がその両隣の磁石列の各磁石よりも下記要件、
（１）最大エネルギー積がより大きい、
（２）厚さがより厚いか、磁石列の下側に敷いたヨーク薄板を介して、表面が高くなっている、
のうちの一つか両方の要件を満足していることを特徴とする請求項３に記載の科学装置。
【請求項５】
前記磁石列が６列以上の偶数列配置であって、長手方向中心領域の幅方向中央の二つの磁石列の各磁石が、それらが接している外側の列の各磁石と比較して下記要件、
（１）最大エネルギー積がより大きい、
（２）厚さがより厚いか、磁石列の下側のヨーク薄板を介して、表面が高くなっている、
（３）それぞれが幅方向の外側に向かって表面が低下するように傾斜して構成されている、
のうちの少なくとも一つ以上の要件を満足していることを特徴とする請求項３に記載の科学装置。
【請求項６】
上記請求項５に記載の６列以上の偶数列の科学装置において、幅方向の中央で二つに分け両側に広げ、磁石１個以上の幅の間隙を設け、かつ磁石列長手方向両端部には隣り合う磁石同士の表面の極性が極力異なるように隙間なく磁石を配置し、片側の磁石列から他の磁石列にまたがる、互いに向かい合った円弧状または円弧と直線部で構成されるＵ字状ないしＪ字状のガイドを設けたことを特徴とする科学装置。
【請求項７】
（前提）パイロリティック・グラファイト薄板を磁石列上に磁気浮上させて往路と復路で軌道を変えて繰り返しサーキット状に走行させる装置であって、
（要件１）磁石を磁気吸着させて配置するベースは短冊状の軟磁性薄鋼板からなり、長手方向に下側に向かって凸状に湾曲しており、
（要件２）パイロリティック・グラファイト薄板が軌道を変える方向に対して下り坂となるように、ベース両端部が捻れた構造となっており、
（要件３）厚さ方向に磁場配向した直方体形状のネオジウム磁石を複数個並べた磁石列を長手方向に沿って５列以上配置し、
（要件４）長手方向中央領域の上記各磁石列内の磁石表面の極性は同じであり、
（要件５）長手方向中央領域の上記各磁石列の隣り合う磁石列同志の磁石表面の極性は互いに反対方向であり、
（要件６）磁石列の外周側面に沿って、磁石表面から２ｍｍ以上の高さの側壁を具備する、こと特徴とする科学装置。
【請求項８】
前記ベースの長手方向両端近傍の湾曲度の方が中央部の湾曲度より大きくなっていることを特徴とする請求項７に記載の科学装置。
【請求項９】
前記磁石列の、幅方向両端の各磁石が下記要件、
（１）幅方向の中央に向かって低くなるように傾斜している、
（２）最大エネルギー積が、内側の磁石列の各磁石の最大エネルギー積より大きい、
（３）厚さが内側の磁石列の各磁石より厚い、
のうちの少なくとも一つ以上の要件を満足していることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の科学装置。
【請求項１０】
前記磁石列数が奇数の場合は、中央の１つの磁石列の各磁石が、そして偶数の場合は中央の２つの磁石列の各磁石が、それらの幅方向外側の隣接する磁石列の磁石と比較して、長手方向の両端部近傍を除いたパイロリティック・グラファイト薄板の直線走行域において、下記要件、
（１）最大エネルギー積がより大きい、
（２）厚さがより厚いか、磁石列の下側に敷いたヨーク薄板を介して、表面が高くなっている、
のうちの一つかあるいは両方の要件を満足していることを特徴とする請求項９に記載の科学装置。
【請求項１１】
パイロリティック・グラファイトは、厚さが０．３〜１．５ｍｍであり、平面図において、磁石の幅をｗ、磁石の列数を奇数列の場合（２ｎ＋１）列あるいは偶数列の場合（２ｎ＋２）列として（ただし、ｎは２以上の整数）、
（１）直径が１．５ｗ以上〜（ｎ＋０．３）ｗ以下の円形、
あるいは、
（２）正方形の４隅を各辺に対して４５度にカットした回転対称の八角形で、その外接円の直径が１．５ｗ以上〜（ｎ＋０．３）ｗ以下の正八角形を含む八角形、
であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の科学装置。
【請求項１２】
パイロリティック・グラファイトは、厚さが０．３〜１．５ｍｍであり、平面図における形状が、磁石の幅をｗ、磁石の列数をｍとして（ただし、ｍは５以上の整数）、
（１）直径が１．５ｗ以上で（ｍ−２．７）ｗ以下の円形
（２）１辺が１．５ｗ以上で（ｍ−２．７）ｗ以下の正方形
（３）短辺が１．５ｗ以上で（ｍ−２．７）ｗ以下の長方形
（４）外接円の直径が１．５ｗ以上（ｍ−２．７）ｗ以下の多角形
のいずれかであることを特徴とする請求項７から請求項１０のいずれか１項に記載の科学装置。
【請求項１３】
前記装置の磁石列上部の１箇所ないし２箇所以上に送風ノズルを設けたことを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の科学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、磁石列上で反磁性体のパイロリティック・グラファイトの薄板を磁気浮上させて走行させる装置に関するものである。特に、往路と復路で軌道を変えて、サーキット状に走行させる装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  負の磁化率を有する反磁性体を磁場空間に置くと反発力を生じるため、磁気浮上することが知られている。このようにして浮上させた反磁性体は接触面を有していないため摩擦抵抗が無くなり、僅かな力で効率よく走行させることが可能となる。この原理を使用して駆動装置を作れば、あたかも魔法の絨毯のごとく空中に浮上した物体が移動する装置やデモンストレーション用展示物として利用することができる。【０００３】  例えば、磁場のポテンシャル壁を形成するように配置された複数の永久磁石からなる磁石配列と、この磁石配列上に載置された感温磁性体と、該感温磁性体を選択的に加熱するための加熱手段としての光照射光源とを有し、前記光照射により発生した磁場の変化から、反磁性体からなる駆動対象物を磁気浮上および駆動させる磁気駆動装置が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
この磁気駆動装置では、前記感温磁性体を選択的に加熱することにより発生する磁場の変化から、反磁性体からなる駆動対象物を磁気浮上させ駆動させている。【０００４】  また、複数の永久磁石からなる磁石配列の各永久磁石のＮ極、Ｓ極がそれぞれ交互になるように格子状に配列して磁場のポテンシャルを形成し、この磁石配列により形成された磁界の反発力により反磁性体を浮上させ、この磁気浮上している反磁性体の一部にレーザ光を照射して部分的に反磁性体の温度を上昇させて磁化率の絶対値を変化させ、その部分だけ浮上距離が短くなってレーザ光が照射された方向に反磁性体を誘導することが可能となることが開示されている（例えば、特許文献２参照。）。
この磁気駆動装置では、レーザ光を照射して部分的に磁化率を変化させて反磁性体を駆動させている。【０００５】  また、米国では複数の円弧状の磁石をハルバッハ配列で組み合わせ、反磁性体のパイロリティック・グラファイトを浮上させて往復走行させる玩具も発売されている。【０００６】  さらに、複数の磁場配向の異なる磁石を組み合わせるのではなく、厚さ方向に磁場配向した面積の大きな１個の磁石の隣接する領域に、互いに向きの異なる磁極を着磁形成させることにより、磁束密度分布の山と谷を形成させ、反磁性体を浮上させる技術が開示されている（例えば、特許文献３参照。）。
そして、当該特許にはそのようにして幅方向に例えばＳＮＳの異なる三つの磁極を形成し、さらにそれらを複数個サーキット状に配置して、反磁性体を巡回走行させる例が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】  特開２０１０−６８６０３号公報
【特許文献２】  特開２０１４−５４１２９号公報
【特許文献３】  ＵＳ２０１５００３７１２８Ａ１公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】  上記特許文献１に記載された磁気駆動装置では、光照射装置といった精度の高い装置を必要とし、また特許文献２に記載された磁気駆動装置では、レーザ光照射装置といった高価な装置を必要としている。【０００９】  米国で販売されている磁気浮上玩具の場合、正面図で湾曲状に造られており、あらかじめ円弧状の磁石を準備する必要がある。そして、その曲率半径で全体の湾曲度が決まってしまい玩具全体の形状の自由度がない。また、ハルバッハ配置（Ｈａｌｂａｃｈ  Ａｒｒａｙ）を利用することにより、磁石上の磁束密度を上昇させてはいるが、磁石は５列としているにもかかわらず、浮上できるパイロリティック・グラファイトの数は１つだけであり、さらにその形状の自由度も少ない。また、ハルバッハ配置とする場合、組み立て時に磁石同士には強力な反発力が働き、組み立て専用の治具が必要となり、さらに、組立後の状態を保持固定するための特別の工夫が必要となる。
また、この場合もパイロリティック・グラファイトは同じ磁石列上を単に往復運動するだけである。【００１０】  また、特許文献３に記載された方法では、個々の磁石を準備して並べる方法に比べて、１個の大きめの磁石を準備すれば良いため、磁石のコストが低減でき、磁石を並べる手間も省ける。しかしながら、着磁パターン毎に専用の着磁コイルが必要となり、着磁作業も煩雑となり、必ずしもトータルコストの低減にならない。さらに、個々の完全着磁した磁石を組み合わせる場合に比較して、ＮＳの極性が変化する領域における磁束密度分布の移り変わりがシャープで無くなり反磁性体への浮上力も低下する傾向となる。
また、特許文献３には反磁性体をサーキット状に走行させる例も示されている。しかしながら、コーナ部では反磁性体に遠心力が加わり、外側に飛び出しやすくなる。そのような飛び出しを防ぐ方法については何ら開示されていない。さらに、遠心力は速度の二乗に比例するため、走行速度を上げることは難しい。【００１１】  そこで本発明は、特別な装置を使用することなく簡単な方法で反磁性体のパイロリティク・グラファイト薄板（以下ＰＧ薄板と略称する）を磁気浮上させて走行させ、軌道上の一端に達した後、反転させ別の軌道上に移動させてサーキット状に走行させる装置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】
【００１２】  本発明の装置の一つは、ＰＧ薄板を磁石列上に磁気浮上させて往路と復路で軌道を変えて繰り返しサーキット状に走行させる装置であって、
短冊状の軟磁性薄鋼板からなり、長手方向に下側に向かって凸状に湾曲しているベース上に、
厚さ方向に磁場配向した直方体形状のネオジウム磁石を複数個並べた磁石列を長手方向に沿って５列以上配置し、
ＰＧ薄板が直線走行する長手方向中央領域（以下、直線走行域と略称する）においては、上記各磁石列内の磁石表面の極性は同じであり、隣り合う磁石列同志の磁石表面の極性は互いに反対方向であり、
長手方向両端の磁石列上に互いに向かい合った円弧状あるいは円弧と直線部より構成されるＵ字状ないしＪ字状のガイドを具備することを特徴とする科学装置である。
本発明の装置によれば、一つの磁石列軌道上を浮上走行したＰＧ薄板が磁石列の一端に達すると、ガイドに沿って旋回反転し、別の磁石列軌道上に移り浮上走行するようになる。【００１３】  本発明の装置では、前記ベースの長手方向が下側に向かって凸状に湾曲しているため、ＰＧ薄板が端部に近づくほど運動エネルギーが位置エネルギーに変換され、速度が低下し、位置エネルギーとして保持される。そのため、ガイドに接触し方向を変える際のエネルギー損失を減少させることが可能となり、サーキット状に走行を継続させることが容易になる。【００１４】  別の本発明の装置では、前記ベースが長手方向に下側に向かって凸状に湾曲しており、さらに両端近傍の湾曲度の方が中央部の湾曲度より大きくなっている。ＰＧ薄板の走行速度を両端で緩める効果を高め、全体としてのスピード感を損なわずに、往復運動走行の継続がさらに容易になるためである。【００１５】  本発明の装置では、前記磁石列の幅方向両端の各磁石が下記要件、
（１）幅方向の中央に向かって表面が低くなるように傾斜している。
（２）最大エネルギー積が、内側の磁石列の各磁石の最大エネルギー積より大きい。
（３）厚さが内側の磁石列の各磁石より厚い。
のうちの少なくとも一つ以上の要件を満足していることが好ましい。
幅方向の両端の磁石上の磁束密度分布を高めて、ＰＧ薄板が磁石列から外側に外れる傾向を減らし、より安定した走行が可能となる。【００１６】  本発明の装置では、前記磁石列が奇数列配置であって、ＰＧ薄板が直線走行する長手方向中心領域の幅方向中央の磁石列の各磁石が、その両隣の磁石列の各磁石よりも、
（１）最大エネルギー積が大きい。
（２）厚さがより厚いか、磁石列の下側に配置したヨーク薄板を介して、表面が高くなっている。
のいずれかの要件か両方の要件を満足しているものとすることができる。
磁石上の幅方向の磁束密度分布を変えて、ＰＧ薄板の直線走行域における往路と帰路の軌道を分けて走行を安定させることができる。【００１７】  本発明の装置では、前記磁石列が６列以上の偶数列配置であって、ＰＧ薄板が直線走行する長手方向中心領域の幅方向中央２列の磁石列の各磁石が、それらが接している幅方向外側の各磁石と比較して下記要件、
（１）最大エネルギー積がより大きい。
（２）厚さがより厚いか、あるいは磁石列の下側のヨーク薄板を介して、表面が高くなっている。
（３）それぞれが幅方向の外側に向かって磁石表面が低下するように傾斜して構成されている、
のうちの少なくとも一つ以上の要件を満足しているものとすることができる。
磁石上の幅方向の磁束密度分布を変えて、ＰＧ薄板の直線走行域における往路と帰路の軌道を分けて、安定した走行ができるからである。【００１８】  本発明の装置では、上記に記載の偶数列配置の科学装置において、幅方向の中央で二つに分け両側に広げ、磁石１個以上の幅の間隙を設け、かつ磁石列長手方向両端部には隣り合う磁石同士の表面の極性が極力異なるように隙間なく磁石を配置し、片側の磁石列から他の磁石列にまたがる、互いに向かい合った円弧状あるいは円弧と直線部で構成されるＵ字状ないしＪ字状のガイドを設けた科学装置とすることができる。
大きな周遊軌道を得ることができ、デモンストレーション効果を一段と高めることが可能となる。【００１９】  本発明の装置の別の一つは、ＰＧ薄板を磁石列上に磁気浮上させて往路と復路で軌道を変えて繰り返しサーキット状に走行させる装置であって、
磁石を磁気吸着させて配置するベースは短冊状の軟磁性薄鋼板からなり、長手方向に下側に向かって凸状に湾曲しており、
かつ、ＰＧ薄板が旋回して軌道を変える移動方向に対して下り坂となるように、ベース両端部が捻れた構造となっており、
厚さ方向に磁場配向した直方体形状のネオジウム磁石を複数個並べた磁石列を長手方向に沿って５列以上配置し、
ＰＧの薄板が直線走行する長手方向中央領域において、上記各磁石列内の磁石表面の極性は同じであり、隣り合う磁石列同志の磁石表面の極性は互いに反対方向であり、磁石列の外周側面に沿って、磁石表面から１．５ｍｍ以上の高さの側壁を具備する、ことを特徴とする科学装置である。
側壁は、少なくもＰＧ薄板の旋回部の出口側近傍に設置し、さらに望ましくは磁石列の側面の全周を覆うように設置する。
そのようにすることで、磁石列上を走行するＰＧ薄板は端部に近づき速度が低下すると下り坂の方向すなわち幅方向に移動し、側壁に接触、旋回反転し別の磁石列上を走行する。【００２０】  別の本発明の装置では、前記ベースが長手方向に下側に向かって凸状に湾曲しており、さらに両端近傍の湾曲度の方が中央部の湾曲度より大きくなっている。
ＰＧ薄板の走行速度を両端で緩める効果を高め、全体としてのスピード感を損なわずに、往路と帰路で軌道を変えたサーキット状走行の継続がさらに容易になるためである。【００２１】  本発明の装置では、前記磁石列の幅方向両端の各磁石が下記要件、
（１）幅方向の中央に向かって低くなるように傾斜している、
（２）最大エネルギー積が、内側の磁石列の各磁石の最大エネルギー積より大きい、
（３）厚さが内側の磁石列の各磁石より厚い、
のうちの少なくとも一つ以上の要件を満足していることが好ましい。
幅方向両端の磁石上の磁束密度分布を高めて、ＰＧ薄板が磁石列から外側に外れる傾向を減らすことができる。それにより、ＰＧ薄板の外周部と側壁との距離を保ちすなわち非接触状態で摩擦抵抗を無くした安定走行が可能となる。【００２２】  さらに、本発明の装置では、前記磁石列が奇数列の場合は、幅方向中央の１つの磁石列の各磁石が、そして偶数列の場合は幅方向中央の２つの磁石列の各磁石が、それらの幅方向外側の隣接する磁石列の磁石と比較して、長手方向の両端部近傍を除いたＰＧ薄板５の直線走行域において、下記要件、
（１）最大エネルギー積がより大きい、
（２）厚さがより厚い磁石とするか磁石列の下側のヨーク薄板を介して、表面が高くなっている、
のうちの少なくとも一つ以上の要件を満足している装置とすることができる。ＰＧ薄板５の直線走行域において軌道となる磁石列上から外れにくくなり、走行が安定する。【００２３】  本発明のＰＧ薄板を反転させるのに円弧状のガイドを用いる方式において、使用するＰＧ薄板としては、厚さが０．３〜１．５ｍｍで、
平面図において、磁石の幅をｗ、磁石の列数を奇数列の場合（２ｎ＋１）列あるいは偶数列の場合（２ｎ＋２）列として（ただし、ｎは２以上の整数）、
（１）直径が１．５ｗ以上〜（ｎ＋０．３）ｗ以下の円形、
あるいは、
（２）正方形の４隅を各辺に対して４５度にカットした回転対称の八角形で、その外接円の直径が１．５ｗ以上〜（ｎ＋０．３）ｗ以下の正八角形を含む八角形、
を使用することができる。
ＰＧ薄板の形状と大きさとを上記の範囲内で選択することにより、安定して走行させることができる。また、円形あるいは回転対称の八角形のＰＧ薄板とすることにより、円弧状ガイドに接触して方向を反転させるときに、ＰＧ薄板は回転するため、回転しない場合の摺動による摩擦に比べて、速度の減衰が起こりにくいといった利点がある。【００２４】  本発明のＰＧ薄板を反転させるのにベースの両端を捻った方式において、使用するＰＧ薄板としては、厚さが０．３〜１．５ｍｍで、
磁石の幅をｗ、磁石の列数をｍとして、平面図における形状が、
直径が１．５ｗ以上（ｍ−２．７）ｗ以下の円形、
１辺が１．５ｗ以上（ｍ−２．７）ｗ以下の正方形、
短辺が１．５ｗ以上（ｍ−２．７）ｗ以下の長方形、
外接円の直径が１．５ｗ以上（ｍ−２．７）ｗ以下の多角形
のいずれかを使用することができる。
これらの形状、寸法のＰＧ薄板を用いることにより、往路と復路で軌道を変えたサーキット状の連続走行が安定する。【００２５】  本発明の装置では、前記装置の磁石列の上部の１箇所ないし２箇所以上に送風ノズルを設けることができる。
ＰＧ薄板に運動エネルギーを供給して走行を継続させることができる。
【発明の効果】
【００２６】  本発明によれば、特別な補助装置を使用することなく、きわめて簡単な方法でＰＧ薄板を磁気浮上させて、往路と復路で異なった軌道上をサーキット状に走行させる装置を提供することができるので、デモンストレーション効果が絶大で、ディスプレイや玩具としての利用が大いに期待される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の装置の一例を示す（ａ）平面図と（ｂ）正面図である。
【図２】（ａ）は図１に示す装置の線Ａ−Ａ’に沿った断面図であり、（ｂ）には表面磁束密度分布の模式図を示す。
【図３】本発明の、ベース両端近傍の湾曲度を中央部より大きくした、他の装置を示す正面図である。
【図４】本発明の磁石列数が５の場合の装置の断面図であり、（ａ）は磁石列の幅方向両端部を内側に傾斜するように曲げ加工したベースを使用した例を示し、（ｂ）は幅方向両端に最大エネルギー積のより大きな磁石を使用した例を示し、（ｃ）は幅方向両端に厚さの厚い磁石を使用した例を示す。
【図５】本発明の磁石列数が５の場合の装置の断面図であり、幅方向両端部に配置する磁石の表面が内側に傾斜するように曲げ加工したベースを用いて、さらに、（ａ）中央の磁石列の磁石として最大エネルギー積がより大きな磁石を用いた例、（ｂ）厚さの厚い磁石を用いた例、（ｃ）磁石列の下に軟質磁性材料製のスペーサを敷いて表面を高くした例、を示す。
【図６】本発明の磁石列数が６の場合の装置の断面図であり、幅方向両端部が内側に傾斜するように曲げ加工したベースを用いて、さらに、（ａ）中央の二つの磁石列の磁石として最大エネルギー積がより大きな磁石を用いた例、（ｂは中央の二つの磁石列の磁石として厚さの厚い磁石を用いた例、（ｃ）磁石列の下に軟質磁性材料製のスペーサを敷いて、表面を高くした例、（ｄ）磁石列の下に軟質磁性材料製のスペーサを敷いて外側に下り坂となるようにした例、を示す。そして、（ｄ１）と（ｄ２）はそれぞれ楔状スペーサの拡大断面図を示す。
【図７】本発明の直線走行域の幅方向中央に（ａ）磁石幅１列分、（ｂ）磁石幅２列分、（ｃ）磁石幅３列分の間隙を設けた科学装置の磁石の配置方法例を示す平面図である。ただし、長手方向の両端部の片側のみを示す。
【図８】本発明の直線走行域の幅方向中央に磁石幅２列分の間隙を設けた科学装置の別の磁石の配置方法例を示す平面図である。ただし、長手方向の両端部の片側のみを示す。
【図９】（ａ）は図８（ｂ）に示す本発明の科学装置の線Ａ−Ａ’に沿った断面図である。（ｂ１）、（ｂ２）はそれぞれ楔状スペーサの拡大断面図を示す。
【図１０】本発明のベース両端を捻った構造とした科学装置の例を示す正面図である。ただし、磁石の列を示す線と側壁は未表示である。
【図１１】本発明の磁石列数が６の場合で、幅方向両端部が内側に傾斜するように曲げ加工したベースを用いて、両端部をさらに捻った構造とした装置の幅方向の断面図であり、（ａ）と（ｅ）はそれぞれ両端部近傍、（ｃ）は長手方向中央部、（ｂ）と（ｄ）はそれぞれ（ａ）と（ｃ）、（ｃ）と（ｅ）の中間部の断面図である。
【図１２】ＰＧ薄板を加速するためのエアーノズルの配置例を示す（ａ）平面図と（ｂ）正面図である。
【図１３】ＰＧ薄板を加速するための別のエアーノズルの配置例を示す平面図である。
【図１４】本発明の実施例１の科学装置の磁石上の磁束密度分布を測定した結果を示す図である。
【図１５】本発明の実施例４の科学装置の磁石上の磁束密度分布の（ａ）測定位置と（ｂ）測定結果を示す図である。
【図１６】本発明の実施例５の科学装置の磁石上の磁束密度分布の（ａ）測定位置と（ｂ）測定結果を示す図である。
【図１７】本発明の実施例７の科学装置の磁石の配置方法を示す平面図である。ただし、長手方向の両端部の片側のみを示す。
【図１８】本発明の実施例８の長手方向中央部の幅方向断面図を示す図である。
【図１９】本発明の実施例８の磁石の配置方法例を示す平面図である。ただし、長手方向の両端部の片側のみを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２８】  負の磁化率を有する反磁性体のＰＧ薄板を磁場空間に置くと反発力を生じるため、磁気浮上することが知られている。
本発明の科学装置は、ＰＧ薄板を浮上させるための磁界を形成する磁石と、磁界上を浮上して移動するＰＧ薄板とを有している。
負の磁化率を有する物質は銅や鉛、ビスマス、銀などの非鉄金属や、グラファイトやダイヤモンド、ＰＧなどの非金属がある。
このとき反発力Ｆは、
Ｆ＝（χ／μ０）・Ｖ・Ｂ・ｄＢ／ｄｚ        （１）
で示される。
ここで、χ    ：  磁化率、
μ０  ：  真空の透磁率（Ｈ／ｍ）
Ｖ    ：  体積（ｍ３）
Ｂ    ：  磁束密度（Ｔ）
ｄＢ／ｄｚ：  磁束密度Ｂの垂直方向の勾配（Ｔ／ｍ）
である。
上式において、Ｎ極、Ｓ極のどちらの磁束密度をプラスと定義しても、ＢとｄＢ／ｄｚとの積、すなわちＢ・ｄＢ／ｄｚはマイナスになる。磁化率はマイナスのため、反発力ＦはＮ極、Ｓ極によらずプラス、すなわち反発力になる。このように、反磁性体への反発力は磁石の極性に依存しないといった特徴がある。
【００２９】  上式によれば反発力Ｆの大きさは磁化率χに比例しているため、磁化率χの絶対値が大きいほど反発力Ｆは大きくなる。
ところで、常温で負の磁化率を有する前記物質の磁化率は、たとえば非鉄金属の銅は−１．０（ｘ１０−５）、鉛は−１．８（ｘ１０−５）、銀は−２．６（ｘ１０−５）、ビスマスは−１６．６（ｘ１０−５）である。非金属ではグラファイトは−１．６（ｘ１０−５）、ダイヤモンドは−２．１（ｘ１０−５）、ＰＧは−４０．９（ｘ１０−５）である。特にＰＧの磁化率の絶対値はこれらの反磁性体の中でもっとも大きいことが分かる。しかもＰＧの密度は、２．２ｇ／ｃｍ３と小さく、磁気浮上に適している。
【００３０】  ＰＧは、通常高温の真空炉中で炭化水素を分解し気相成長（ＣＶＤ）で得られる。ＰＧは密度も理論値に近く、高純度かつ化学的に安定で、機械的強度や熱的安定性は通常のグラファイトより優れている。ＰＧは気相成長した厚さ方向に層構造をしており強い異方性を持っている。堆積した層の面に垂直な方向で磁化率χの絶対値が大きいといった特徴がある。
通常市場で入手できるＰＧは１ｍｍ程度から数ｍｍ程度の厚さで、加工も容易であるので、本発明で使用するにはもっとも適した反磁性体である。
【００３１】  本発明の装置では、磁石列を構成する永久磁石として、主に厚さ方向に磁場配向した直方体形状のネオジウム磁石を使用する。ネオジウム磁石は鉄（Ｆｅ）とネオジウム（Ｎｄ）及び硼素（Ｂ）を主成分とする希土類磁石であって、現在入手できる磁石の中では最大エネルギー積が最も大きく、小型の磁石でもその周囲に強い磁束密度分布を得ることができる。
さらに、直方体形状の磁石は大きなブロック状の成形体を、配向度を高めるのに適した横磁場プレス法で成形した後に、焼結、熱処理後、外周刃や内周刃あるいはマルチワイヤーソーで切断して製造されるため、高性能の磁石を歩留まり良く生産することができる。その点、円弧状等の複雑な形状の磁石を用いるよりも特性面だけでなく経済性の観点からも有利となる。
絶対値の大きな負の磁化率を有するＰＧと高性能の最大エネルギー積の大きなネオジウム磁石を組み合わせれば、磁気浮上させて、摩擦力がゼロで走行させることが可能となる。
【００３２】  さらに、以下に、使用するネオジウム磁石の特性と形状について詳細に説明する。
（１）式より、反磁性体の磁気浮上力は、磁極の向きには依存せず、磁石の磁束密度Ｂと磁束密度の垂直方向の勾配のｄＢ／ｄｚの積に比例する。
そのため、用いるネオジウム磁石は、最大エネルギー積の大きなものほど望ましい。そして、隣り合う磁石の磁極の向きが互いに反対となるように配置することで、ＢとｄＢ／ｄｚの積が大きなすなわち反発力が大きな領域を磁石表面上に設けることが可能となる。
【００３３】  なお、ネオジウム磁石には、耐熱性を高めるために、すなわち温度とともに低下しやすい保磁力を高めるために、ジスプロシウム（Ｄｙ）などの重希土類元素を置換したものも含まれる。
ただし、本発明の装置の場合、使用環境は室温であり、特に耐熱性は必要とせず、高価なＤｙやＴｂを含んだ高保磁力の磁石を用いる必要はない。最大エネルギー積が大きければ十分であり、保磁力は例えば８ｋＯｅ程度以上であれば問題ない。その場合、最大エネルギー積は４５ＭＧＯｅあるいは５０ＭＧＯｅを越えるものの入手も不可能ではない。
【００３４】  しかしながら本発明で用いる直方体形状のネオジウム磁石は、例えば最大エネルギー積が３５ＭＧＯｅクラスのものを用いることも可能である。
例えば最大エネルギー積が３５ＭＧＯｅクラスの磁石でも厚さが１．５ｍｍとして、１ｍｍ程度の厚さの軟質磁性材料製の鋼板の上に３列以上並べれば３７０ｍＴの表面磁束密度が得られ、０．５ｍｍ厚さのＰＧ薄板を約０．５ｍｍ高さに浮上できることが確認できた。０．５ｍｍ浮上させれば、安定して浮上させて走行させることが可能である。そのため、本発明には最大エネルギー積が３５ＭＧＯｅクラスの磁石を用いる場合も含まれる。
【００３５】  ネオジウム磁石の厚さは上記より１．５ｍｍ以上とすれば良い。さらに、反発力を増しＰＧ薄板の走行を安定にするためには、磁石の厚さは２ｍｍ以上が望ましい。一方で、厚さは増すほど、磁束密度は増加する傾向があるが、増すほど磁石の価格が上昇し、さらに磁気吸着力が増して、ヨークとしても機能するベースの上に並べる作業が難しくなるため、厚さは６ｍｍ以下とするのが望ましい。
【００３６】  ネオジウム磁石の幅は、狭い方が表面磁束密度は大きくなる傾向があるが、狭くすると全体の幅も狭くなり、科学装置としての見栄えが劣るようになる。そのため、磁石の幅は最低でも３ｍｍ以上とするのが望ましい。
一方で、磁石の幅は広いほど高価になる。さらに、表面磁束密度は低くなる傾向がある。また磁石の特性を最大限引き出し、磁束密度を増すのに必要なヨークの厚さは増加し、装置全体の重さが増す。またヨークすなわちベース材料の厚さが増すほど、切断や曲げ加工、特に幅方向の両側を曲げて内側に傾斜させるための加工や両端の捻り加工が難しくなる。さらに、磁石の幅は広いほど磁石のベースへの磁気吸着力も増して、並べる作業が難しくなる。そのため、磁石の幅は１２ｍｍ程度を上限とするのが望ましい。さらに望ましくは磁石の幅は４ｍｍ以上、１０ｍｍ以下とする。
【００３７】  ネオジウム磁石の長さは、以下に述べる理由から、磁石の幅の１倍から４倍の範囲内とするのが望ましく、さらに望ましくは幅の１．５倍から３倍とする。
幅方向には磁石の表面の極性は反対方向に並べるため、互いに磁気吸着しあい安定する。ただし、特に長手方向の両端近傍のＰＧ薄板の旋回反転領域を除いた直線走行域については、長手方向に同じ極性の磁石を並べるため、互いに反発しあう。それでも、ベース材料へ磁気吸着するため、接着剤を用いなくても、ベース材料との摩擦力によって、互いに密着固定することが可能となる。そのような摩擦力を有効に利用するためには、磁石の長さは磁石の幅の最低１倍以上とするのが望ましい。さらに望ましくは１．５倍以上とする。
その一方で、磁石の長さは長くするほど、湾曲させたベース材上に並べた場合、磁石の表面が描く曲面は滑らかな湾曲面からはずれるようになる。そのため、ＰＧ薄板の走行もスムーズでなくなる傾向がある。また、ベース材料への磁気吸着力も増して、並べる作業が難しくなる。
さらに、特にベース２の長手方向両端部近傍の湾曲度を増し曲率半径ｒが小さい部位では、磁石の長さを増すと、個々の磁石の長さ方向の中央部の下面とベースとの間の隙間が広くなり、ベースのヨークとしての効果も減少する傾向となる。
以上を考慮し、長さは幅の４倍以下が望ましい。さらに望ましくは３倍以下とする。
特に、長さを幅の２倍とすると、両端近傍のＰＧ薄板の旋回領域の磁石の配置の自由度が増えるため、最適な寸法として選択される。
【００３８】  ネオジウム磁石の長さは必ずしも全て同じとする必要はなく、異なった長さの磁石を用いる場合も本発明の範囲内に含まれる。ただし、並べるときの作業性を考えると長さ方向に全て同じ長さの磁石を並べた方が望ましい。特に幅方向には同じ長さの磁石を並べるのが望ましい。
また、磁石の幅も同じ列内は全て同じとする必要があるが、異なった列については、幅を変えてもＰＧ薄板の走行には支障がない。そのためそのような組み合わせも本発明の中に含まれる。
【００３９】  次に図面を用いて本発明を詳しく説明する
図１（ａ）は、本発明の装置の一例を示す平面図、（ｂ）は正面図、図２（ａ）は図２の線Ａ−Ａ’に沿った断面図で、図２（ｂ）は磁石表面上での磁束密度分布の等高線を模式的に示す図である。
図１（ａ），（ｂ）に示すように、本発明の装置１は短冊状に加工した軟質磁性鋼板からなるベース２の表面に、厚さ方向に配向した直方体形状のネオジウム磁石３を並べた磁石列４を５列並べてある。図１に示した例では、長手方向の両端の磁石を除いて、各列の全ての磁石表面の極性は同じであり、幅方向の隣り合う磁石表面の極性は互いに反対方向に並べてある。
【００４０】  図１に示した例のように、長手方向両端部の１個あるいは２個程度は、列方向にも互いに極性が反対となるように磁石を並べると、幅方向だけでなく長手方向にも互いに吸着しあい、安定するため、磁石をベースに強固に固定できるようになる。また、両端部はＰＧ薄板５をガイドに沿って旋回反転させる部分であり、そのように磁石を組み合わせて配置しても、ＰＧ薄板５の走行に支障はない。
【００４１】  図１に示すように長手方向両端部には磁石列表面上に円弧状のガイド７が設けてある。特に出口側の端部はＰＧ薄板５の速度ベクトルが磁石列の方向と一致しやすくするため、直線部を設けてＪ字型とするのが望ましい。入口側にも直線部を設けてＵ字型としても良い。ガイド７の高さは、ＰＧ薄板５の浮上距離が約１ｍｍで厚さが０．３〜１．５ｍｍであるため、若干の余裕を見て３ｍｍ〜６ｍｍ程度とすれば良い。
なお、ガイドを設置してＰＧ薄板の走行方向を反転させる場合は、ＰＧ薄板５の形状は円形か回転対称の八角形が望ましい。なぜならば、円形あるいは回転対称の八角形の場合、ガイドに接触したときに回転するため、摩擦によるエネルギーの減少を最小限に留めることができるためである。そして、その場合、ガイドの入口側は磁石列４の横幅いっぱいに設け、出口側は、ＰＧ薄板の円形あるいは八角形の外接円の直径に合わせ、その中心が軌道となる磁石の長手方向の中心線と一致するように配置するのが好ましい。
【００４２】  ガイドは例えばＳＵＳ４３０等のフェライト系ステンレス鋼の０．５〜１．０ｍｍ程度の薄板を用いて作製すれば、磁石上に磁気吸着させて固定することができる。その場合、ＰＧ薄板５の走行を確認しながら、ガイド７の円弧部分の曲率半径や設置位置等の微調整も容易となる。
長手方向両端部にこのようなガイド７を設けることにより、磁気浮上走行してきたＰＧ薄板５がガイド７に接触した後、ガイド７に沿って移動し反対側の磁石列軌道上に移り、サーキット状に走行を継続させることが可能となる。
【００４３】  ベース２として使用する軟質磁性材料は、磁石が吸着しかつ曲げ加工が容易な軟鋼あるいはフェライト系ステンレス鋼からなる短冊状の薄鋼板を使用する。特に、例えばＳＵＳ４３０等のフェライト系ステンレス鋼は軟質磁性とともに十分な耐食性も兼ね備えており、メッキ等の表面処理を必要としないため、最適な材料として選択される。
ベース２の厚さは例えば１ｍｍ以上であれば、磁石の磁束密度を高める効果すなわちヨーク材としての効果も大きくなり、同時にベースとしての強度も十分となる。さらに、用いる磁石の最大エネルギー積が大きいほど、厚さが厚いほど、また幅が広いほど、磁石の磁束密度を増すには、ヨークとしても機能するベース２の厚さは増した方が望ましい。一方で、厚くすると、装置全体の重量も増え、また加工が難しくなる。そのため厚さは、上限を３ｍｍとして、さらにこれらの要因を考慮して適宜決めればよい。
【００４４】  図１（ｂ）に示すように、ベース２は長手方向に下に凸となるように湾曲状に成形する。
ＰＧ薄板５が端部に近づくほど運動エネルギーが位置エネルギーに変換され、速度が低下する。そして速度が低下するほど、ガイド７に接触し方向を変える際のエネルギー損失を減少させることが可能となり、走行の継続が容易になるためである。
【００４５】  さらに、磁石列の長手方向の中央部に設けたノズルからエアーを吹き込みＰＧ薄板５の加速を行う方法として、例えば後述するようにレンズクリーナ用のエアーブローワーを用いる場合、吹き込みのタイミングが合わず、あるいは吹き込み圧が不十分で、走行するＰＧ薄板５がガイドに達しなかった場合も、同じ磁石列上を自重で往復運動するため、ＰＧ薄板５がノズルの先端すなわち吹き出し位置を通過するタイミングを見計らって、再度加速させることができるからである。そのようにして、ＰＧ薄板５には手を触れることなく、往路と帰路で軌道を変えた走行を再開させることができ、便利になるからである。
【００４６】  ベース２の湾曲度に関しては、例えば均一の曲率半径ｒで円弧状に加工する場合、ベースの長さをし、加工後の円弧に対応する仰角を２α（ラジアン）とすると、次式が成り立つ。
２αｒ＝Ｌ
α＝Ｌ／（２ｒ）
そして、円弧の両端を結ぶ直線と中央部の円弧との距離ｈは次式で求められる。なおｈは中央部を基準とした両端部の落差に相当する。
ｈ＝ｒ−ｒｃｏｓα＝ｒ（１−ｃｏｓα）
＝ｒ（１−ｃｏｓ（Ｌ／２ｒ））
もっとも大きくなる両端部での勾配（傾き）は次式で求められる。
＝ｔａｎ（α）＝ｔａｎ（Ｌ／２ｒ）
【００４７】  ディスプレイ効果を考慮して、Ｌを適度に長めの３００ｍｍと仮定して、例えば、曲率半径ｒを４０００ｍｍと大きくした場合、αは０．０３７５ラジアン（２．１５度）と計算される。
落差に相当する距離ｈは２．８ｍｍ、最大の勾配となる両端部の勾配ｔａｎ（α）でも０．０３８とかなり小さい。そのため、このような大きな曲率半径とした場合は、ＰＧ薄板５の走行速度は遅くなる。それでも、摩擦がなくなるため問題なく往復運動することを確認した。
しかしながら、曲率半径をさらに大きくした場合、両端における落差ｈが小さく、ＰＧ薄板５の運動エネルギーを位置エネルギーに変換保存する効果が減少する。
そのため、ｒは４０００ｍｍ程度以下とし、それよりも湾曲度を増すのが望ましいことが知られる。
【００４８】  同様にＬを３００ｍｍして、例えば、湾曲度を増し曲率半径ｒを１０００ｍｍとした場合について同様に計算すると、αは０．１５ラジアン（８．６度）、落差に相当する距離ｈは１１．２ｍｍ、最大の勾配となる両端部の勾配ｔａｎ（α）は０．１５となる。
この程度の曲率半径に湾曲度を増した場合でも、問題なくＰＧ薄板５が往復運動することが確認できた。以上から、ベース全体を湾曲状に加工する場合の曲率半径は１０００ｍｍ〜４０００ｍｍ程度とするのが望ましいことが知られる。
【００４９】  さらに、Ｌを５０ｍｍ、曲率半径ｒを５００ｍｍとして同様に計算すると、落差に相当する距離ｈは０．６２ｍｍと求められる。その数値は、ＰＧ薄板５の磁石表面上の浮上距離の約１ｍｍよりも小さい。この計算結果は、ＰＧ薄板５の長手方向の寸法を５０ｍｍ以下とすれば、ＰＧ薄板５は磁石表面に接触しないことを示している。
なお、現在市場で入手できるＰＧは最大寸法でも５０ｍｍ（約２インチ）である。
したがって、この計算結果から、長手方向の両端部近傍の湾曲度を増して、曲率半径を小さくする場合には、曲率半径の下限を５００ｍｍ程度としてベースを成形すれば良いことが知られる。
【００５０】  図１に示すように前記ＰＧ薄板５の直線走行域については各ネオジウム磁石列内の表面の極性は同じであり、隣り合う磁石列同志の表面の極性は互いに反対方向になるように並べてある。図２（ａ）は図１（ｂ）の線Ａ−Ａ’に沿った断面図であって、ベース２の幅方向に互いに極性を反対にした直方体形状のネオジウム磁石３を並べて図１（ａ）の磁石列４を作る。小サイズの直方体形状のネオジウム磁石３を使用すれば、ベース２が曲面であってもその曲面に沿った磁石列４を容易に得ることができる。
【００５１】  図２（ｂ）はこのときに磁石表面に発生する磁束密度の等高線を、横軸を幅方向として、模式的に示した図である。
このように磁石を配置すれば、磁石列の上方には磁束密度分布の山が形成され、極性の異なる磁石列の境界付近に磁束密度分布の谷が形成される。
なお磁石の形成する磁場による反磁性体への反発力は、既に述べたように、磁束密度ＢだけでなくＢとその垂直方向の勾配ｄＢ／ｄｚの積、Ｂ・ｄＢ／ｄｚに比例する。しかしながら、実際に種々の磁石の寸法や配置を変えて、またＰＧの寸法も変えて実験を行った結果、Ｂ・ｄＢ／ｄｚは磁束密度Ｂ（の極性を無視した絶対値）と同様な傾向となることが知られた。そのため、以下では磁束密度Ｂの分布でＰＧ薄板の浮上位置の安定性について説明する。
【００５２】  本発明の装置では、ＰＧ薄板５は幅方向の片側の磁石列の軌道上を直進し、長手方向の端に達しガイド７に沿って、幅方向に移動し、別の磁石列の軌道上を、反対方向に直進する。幅方向両側の直進走行領域では、スムーズに走らせるため、進行方向すなわち長手方向の磁束密度の分布は一定とする必要がある。そのため、長手方向には表面の極性が同じ磁石を並べる必要がある。そして、幅方向には移動しにくく安定させるため、磁束密度分布は山と谷を形成させる必要がある。そのためには、幅方向には互いに極性が異なるようにして磁石を並べる必要がある。
【００５３】  一方、長手方向の両端部近傍のＰＧ薄板５の反転領域では、移動方向は主に長手方向に対して直角の幅方向であり、直進走行領域と同じ磁石の配置とする必要はない。
ただし、ＰＧ薄板５への反発力を増し浮上させるためには、隣り合う磁石の極性は互いに異なるようにする必要がある。また、そのような配置では、磁石同士で磁気吸着しあうため、ベース上に並べるのも容易となる。
長手方向の両端のＰＧ薄板５の反転領域の磁石の配置を決めるときには、以上の要因を考慮して、磁石を配置すれば良く、種々の選択が可能となる。
【００５４】  既に、述べたように長手方向両端にガイドを設置してＰＧ薄板５を反転させサーキット状に走らせる場合、ＰＧ薄板５の望ましい形状として円形が最適な形状として選択され、さらに正方形の４隅を各辺に対して４５度に切り落とした回転対称の八角形が選択される。後者も、正八角形か正八角形に近い八角形が望ましい。
以下では、磁気浮上させる反磁性体として円形のＰＧ薄板５を用いた例について説明する。回転対称の八角形についても円の直径を外接円の直径に置き換えれば、同様な説明が可能である。
【００５５】  例えば、図２の磁石列数が５の場合、直径が磁石の幅ｗの２倍程度の円形のＰＧ薄板５をその中心が幅方向の両側から２番目の磁石列の中央線にほぼ一致するように載せた場合、ＰＧ薄板５の両端は磁石の密度分布の裾野を超えて両側の山にかかるようになり、ＰＧ薄板５は幅方向に対して安定する。
一方、直線走行域については長手方向に同じ極性の磁石を並べてあるため、磁束密度は長手方向には一定となり、スムーズに走行させることが可能となる。
なお、既に述べたとおり、反磁性体への磁石の反発力は磁石の極性には影響されないため、磁束密度分布は極性を無視して描いてある。
【００５６】  図２の場合、ＰＧ薄板５は、例えば往路は一方の端から２番目の磁石列上を走行し、ガイド７に接触するとガイドに沿って方向転換して、復路はもう一方の端から２番目の磁石列上を走行する。いずれの場合もＰＧ薄板５の両側が、隣接する磁石列の磁束密度の分布の山の裾にかかって幅方向に安定して磁気浮上走行する。
【００５７】  別の本発明の装置では、図３に示すように、前記ベース２１が長手方向に下側に向かって凸状に湾曲しており、さらに両端近傍の湾曲度の方が中央部の湾曲度より大きくなっている。
ベース全体を同じ曲率半径で湾曲状に成型する場合より、直線走行域のＰＧ薄板５の速度を速めに維持し、ガイド７直前での減衰が可能となる。そのため、全体としてスピード感を高めることができる。
【００５８】  上記のように、両端近傍の湾曲度を増す場合は、中央部の曲率半径の１／２程度以下とするのが望ましい。磁石列上で長手方向の中央部でのＰＧ薄板５の速度を維持し、両端近傍での減速効果を高めるためには、両端近傍の湾曲度を中央部の２倍以上に高めるのが望ましく、すなわち曲率半径を１／２以下にするのが望ましいからである。
ただし、既に述べたように、曲率半径は小さくして湾曲度を増した場合、磁石列を構成する磁石の性能、厚さやＰＧ薄板５の形状寸法にもよるが、曲率半径が５００ｍｍ程度までは、磁石表面に接触しないことが分かっている。そのため、曲率半径は５００ｍｍ程度を下限とするのが望ましい。
【００５９】  ＰＧ薄板５をサーキット状に走行させる場合、その動きをさらに安定させ、磁石列からの脱落を防止するためには、磁石列幅方向の両端にある磁石が重要な役割を果たす。
例えば、５列配置の場合、幅方向に磁束密度分布に五つの山が形成される。しかしながら、同じ形状寸法の同じ最大エネルギー積の磁石を単に並べただけでは、両端の磁束密度分布の山は低くなる。そして、その内側の磁石列、すなわちＰＧ薄板５が走行する磁石列上の磁束密度分布の山がもっとも高くなることが分かった。図２（ｂ）はそのような様子を、磁石列が５列の場合について模式図で示したものである。
そのため、例えば、本発明の装置を置いた机やテーブルの水平が十分とれていない場合、あるいはエアコンや扇風機等の風の影響が避けられない場合、ＰＧ薄板５が磁石列上から脱落しやすいことが分かった。特に、本発明のノズルからエアーを吹き出してＰＧ薄板５を加速し、ガイドを用いて反転させようとする場合、ノズルの吹き出し方向の僅かなずれや、吹き出し速度の加減により、ＰＧ薄板５が磁石列上から逸脱しやすいことが分かった。
そのような問題を改善し、さらにＰＧ薄板５が脱落しにくくして安定した往復運動を可能とするための方法としては、以下に示す３つの方法がある。
【００６０】  例えば、本発明の装置では、図４に示すように、磁石列幅方向の両端にある磁石列のネオジウム磁石３を内側に向けて傾ける方法が採用できる。その場合、内側に傾ける方法として、図４（ａ）にベース２２として両端を内側に曲げ加工したものを使用している。
ここで内側に傾斜させる角度は１度〜１０度とするのが適当である。
なぜならば、例えば、代表例として幅が６ｍｍの磁石を用いて、１０度傾けた場合、両端の磁石のコーナ部は、磁石列の中央から、
６ｍｍ×ｓｉｎ（１０度）＝１．０４ｍｍ
上昇することになり、ＰＧ薄板の磁石からの浮上距離に近づく。そのため、ＰＧ薄板５の外周部が磁石表面に接触しやすくなる。接触すると減速し、安定走行が難しくなる。また、装置を横から眺めたときにＰＧ薄板５の浮上が観察しにくくなる。そのため、１０度以下とするのが望ましい。一方、１度以下では、その効果が不十分となる。
このような磁石の配置とすれば、例えばＰＧ薄板５が外れかかる場合に、磁石表面とＰＧ薄板５の距離が短くなり、反発力が増し、ＰＧ薄板５は内側に傾斜し、もとの位置に戻りやすくなる。すなわち脱落しにくくなり、安定した走行が可能となる。
【００６１】  さらに、本発明の装置では、図４（ｂ）に示すように、磁石列幅方向の両端に配置する磁石に、中心部の磁石よりも最大エネルギー積が大きな磁石３１を使用する方法が採用できる。このようにすれば当然両端部の磁石上の磁束密度分布の山がより高くなる。
そのような効果を高めるためには、好ましくは両端の磁石３１の最大エネルギー積を中心部の磁石３の最大エネルギー積より３ＭＧＯｅ以上、さらに十分な効果を発揮させるためには５ＭＧＯｅ以上とするのが望ましい。
このような磁石の配置とすることにより、ＰＧ薄板５が磁石列上から脱落しにくくより安定した走行が可能となる。
【００６２】  図４（ｃ）に別の方法の幅方向の断面図を示す。この方法では磁石列幅方向の両端にあるネオジウム磁石に、内側にあるネオジウム磁石３と比べて、同じ最大エネルギー積で厚さの厚い磁石３２を使用している。この方法では、同じ最大エネルギー積の磁石では厚さが厚いほど表面の磁束密度は大きくなるため、磁束密度分布の山が高くなる。さらに、図で厚い磁石３２の表面とその上を浮上通過するＰＧ薄板５との下面との距離も短くなるため、その分さらに浮上力が増し、ＰＧ薄板５は内側に傾斜し脱落しにくくなる。
なお、ＰＧ薄板５の磁石上の浮上距離は１ｍｍ前後であるため、磁石の厚さの差は、それより小さな０．７ｍｍ以下とし、十分な効果を発揮させるためには０．３ｍｍ以上とするのが望ましい。
【００６３】  以上述べた方法は、組み合わせて用いることができる。例えば、磁石を幅方向の内側に下り坂になるように傾斜させる方法と、最大エネルギー積のより大きな磁石を組み合わせる方法が採用できる。あるいは、より厚い磁石でかつ最大エネルギー積のより大きな磁石を用いることができる。
【００６４】  次に、磁石列を５列にした場合についてさらに詳しく説明する。
実際に実験で確認した結果、５列の磁石配列で往路と復路で別の軌道上を安定して走行させるためには、両端の磁石のみでなく、中央の磁石についても工夫することにより、ＰＧ薄板５の走行がさらに安定することが分かった。
既に述べたように、単に同じ形状の同じ最大エネルギー積の磁石を５列並べた場合は、両端の磁石列上の磁束密度分布の山が最も低い。そして、実際に測定した結果、図２（ｂ）にも模式的に示したように、中央の磁石列上の磁束密度分布の山は、両端の磁石列上の磁束密度分布の山よりも若干高めではあるが、それらの両隣のすなわち片側から２番目と４番目の磁石上の磁束密度分布の山よりも低くなる。
そのため、例えば、磁石の幅の２倍程度の直径のＰＧ薄板５を往復走行させる場合、片側から２番目あるいは４番目の磁石列上よりも、中央の磁石列上の方が安定しやすく、中央の磁石列上に移りやすい傾向があることが分かった。
ＰＧ薄板５を往路と復路で軌道を変えて走行させる場合は、２番目と４番目の磁石列上を走行させることになり、両端の磁石列への対策と同時に、両軌道を分ける中央の磁石列上の磁束密度の分布に対しても、より高める方向で対策を講じることが望ましいことになる。
【００６５】  図５に示すのは上記図４の（ａ）の手段すなわちベースとして両端を内側に曲げる加工を施したベース２２を使用し、中央の磁石列の表面上の磁束密度を高める方法として、
図５（ａ）は、中央のネオジウム磁石には同じ寸法で最大エネルギー積の大きなネオジウム磁石３１を配置してある。この場合、効果を高めるためには最大エネルギー積は両隣の磁石より３ＭＧＯｅ以上、さらに望ましくは５ＭＧＯｅ以上大きめとする。
図５（ｂ）は中央のネオジウム磁石には同じ最大エネルギー積の厚さの厚いネオジウム磁石３２を配置してある。
なお、ＰＧ薄板５の磁石上の浮上距離は１ｍｍ前後であるため、磁石の厚さの差は、それより小さな０．７ｍｍ以下とし、十分な効果を発揮させるためには０．３ｍｍ以上とするのが望ましい。
図５（ｃ）は中央のネオジウム磁石には同じ最大エネルギー積の同じ厚さの磁石を用いて、下側に軟磁性材料製のスペーサ６を敷いて、磁石表面の高さを上げてある。この場合も同じ理由からスペーサ６の厚さは０．３ｍｍ以上、０．７ｍｍ以下とするのが望ましい。
【００６６】  図５（ｂ）の方法では、中央の磁石に厚さの厚い磁石を用いることにより、その上の表面磁束密度は増加し、さらにその上を浮上通過するＰＧ薄板５の下面と磁石の距離も短くなるため、反発力を増すことができ、ＰＧ薄板５を往路と復路で異なった軌道上を走行させるときの仕切りとしての機能を増すことができる。
図５（ｃ）の方法では、ヨークの厚さが増す効果に加えて、（ｂ）の場合と同様、その上を浮上通過するＰＧ薄板５の下面と磁石の距離も短くなるため、反発力を増すことができ、ＰＧ薄板５を往路と復路で異なった軌道上を走行させるときの仕切りとしての機能を増すことができる。
【００６７】  以上、図４（ａ）の手段すなわちベースとして両端を内側に曲げる加工を施したベース２２を使用した場合を挙げて、中央の磁石列の表面上の磁束密度を高める方法について説明したが、図４（ｂ）、（ｃ）の手段にこれらの手法を組み合わせることができる。
【００６８】  以上説明したように本発明では、磁石列の幅方向の両端の各磁石が、幅方向の中央に向かって傾斜しているか、磁石列の幅方向の両端の各磁石の最大エネルギー積が、それらの内側の各磁石の最大エネルギー積より大きいか、もしくは磁石列の幅方向の両端の各磁石の表面高さが、それらの内側の各磁石の表面高さよりも高いかのうち、少なくとも一つ以上の構成要件を満たして配置することによって、ＰＧ薄板５が磁石列から脱落しにくくなり、安定して走行させることができるようになる。
【００６９】  さらに５列配置の場合は、中央の磁石列の磁石の厚さを、両隣の磁石の厚さより厚くするか、もしくは下側に軟磁性材料製のスペーサを敷いて、磁石表面の高さを上げるか、あるいは最大エネルギー積のより大きな磁石を用いることにより、中央の磁石列上の磁束密度を大きくして、仕切りの効果を高め、ＰＧ薄板５の往路と復路での異なった軌道上の走行をより安定させることができる。
【００７０】  磁石列数が５列の場合について説明したが、７列以上の奇数列についても、同様である。例えば７列の場合は、中央の４列目の磁石列が、９列の場合は中央の５列目の磁石列が、その両側の直進領域を分ける磁石列になる。そのため、５列配置の場合と同様に、これらの中央の磁石列の個々の磁石表面上の磁束密度を高める対策が有効である。
【００７１】  以上、５列配置を中心に奇数列配置の場合について説明したが、次に偶数列配置の例として６列配置の場合について詳しく説明する。
５列並べた場合と同様に、単に同じ形状の同じ最大エネルギー積の磁石を６列並べた場合は、両端の磁石列上の磁束密度分布の山が最も低い。そして、実際に測定した結果、中央の３番目と４番目の磁石列上の磁束密度分布の山は、両端の磁石列上の磁束密度分布の山よりも若干高めではあるが、それらの両隣のすなわち片側から２番目と５番目の磁石上の磁束密度分布の山よりも低くなる。
そのため、例えば、磁石の幅の２倍程度の直径のＰＧ薄板５を往復走行させる場合、もっとも表面の磁束密度が高い片側から２番目あるいは５番目の磁石列上よりも、中央の二つの磁石列上の方が安定しやすく、そちらに移りやすい傾向があることが分かった。
ＰＧ薄板５を異なった軌道上を往復走行させる場合は、２番目と５番目の磁石列上を走行させることになり、両端の磁石列への対策と同時に、両軌道を分ける中央の２つの磁石列すなわち３番目と４番目の磁石列上の磁束密度の分布に対しても、より高める方向で対策を講じることが望ましいことになる。
【００７２】  ６列配置とした場合は、５列配置の場合に採用した方法と同様に、それらの磁石列上の磁束密度分布の山を高くして、軌道を分ける機能を強化することができる。
１例として、ベースとして両端を内側に曲げて傾斜させるように加工を施したベース２３を使用し、図６（ａ）には最大エネルギー積のより大きな磁石３１を用いた例の幅方向断面図を、（ｂ）には同じ最大エネルギー積でより厚い磁石３２を用いた例の幅方向断面図、（ｃ）には同じ最大エネルギー積で同じ厚さの磁石３を用いてスペーサ６１を敷いて表面を高くした例の幅方向断面図を示した。
いずれの場合も５列配置の場合と同様な理由から、（ａ）では、最大エネルギー積は２列目と５列目の磁石３より３ＭＧＯｅ以上、さらに望ましくは５ＭＧＯｅ以上大きめの磁石３１とし、（ｂ）では、磁石の厚さは０．３ｍｍ以上０．７ｍｍ以下の範囲で厚めとし、（ｃ）では同様に、厚さが０．３ｍｍ以上０．７ｍｍ以下のスペーサ６１を用いるのが望ましい。
そのようにすることで、例えば磁石の幅ｗの２倍程度の直径の円形のＰＧ薄板５を、往路と復路で軌道を変えてサーキット状に安定して走行させる装置とすることが可能となる。
【００７３】  さらに６列配置の場合図６（ｄ）に断面図を示すように、例えば中央の２つの磁石列の下側に、両側が楔状に加工した軟質磁性材料製のスペーサ６２を配置して、それぞれの磁石列の磁石が外側に傾斜させるようにする方法が採用しうる。
スペーサ６２の両側の傾斜角度は、幅方向の両端の磁石の傾斜角度を決めたのと同じ理由から上限を１０度とする。そして、下限は加工のしやすさを考慮し、５度程度以上とするのが望ましい。なおスペーサの幅は磁石の幅ｗの２倍より適度に短くして、両端がナイフエッジにならないようにしても差し支えない。（ｄ１）、（ｄ２）にそれぞれ両端がナイフエッジのスペーサ６２と、幅を狭くしてナイフエッジとならないように製作したスペーサ６２１の拡大した断面図を示す。
【００７４】  以上、ＰＧ薄板５が磁石列上を直進する場合について説明したが、次にＰＧ薄板５がベース両端のガイド７に接触した場合の挙動について説明する。
ＰＧ薄板５は磁気浮上しているので摩擦抵抗がない。そのため、磁石列上を滑らかに走行して長手方向中央で最大となる運動エネルギーを位置エネルギーに変換しながらガイドまで走行してくる。ＰＧ薄板５は円形でガイド７も円弧状をなしているので、そのままガイド７に沿って滑らかに移動し、隣接する磁石列の軌道に乗り換えて逆方向に向かって走行する。
そして、ガイド７に接触するのはＰＧ薄板５の端部のみである。速度も低下しており、しかも回転するため、方向転換の際のエネルギー損失は極めて低く抑えることができる。
ＰＧ薄板５が回転対称の八角形の場合も、円形の場合とほとんど同様にガイドに沿って軌道を変えることが可能である。
【００７５】  次に、磁石列が偶数列配置であって、幅方向の中央で分けて広げ、磁石１個分以上の間隙を設けてサーキット状の走行軌道とした例について説明する。
図７（ａ），（ｂ），（ｃ）に、６列の磁石列の中央にそれぞれ磁石幅１個分、２個分、３個分の間隙を設けてサーキット状の走行軌道とした例の平面図を示す。ただし、長手方向両端の片側のみを示し、図の上側が片方の端部である。格子模様と斜め格子模様は磁石表面の極性ＮＳの違いを示す。
いずれの場合も、ガイドを設置した部分では幅方向の磁石表面の極性が交互に反対になるように長手方向に３個配置してある。そして、長手方向の最も端の磁石については、長手方向にも極性が反対になるように設置してある。幅方向だけでなく長手方向にも隣接する磁石同士が反発せず互いに吸着しあい安定するため、そのような配置が望ましいからである。
【００７６】  いずれの場合にも磁石列長手方向両端には、円弧状のガイド７１、７２、７３が設けてある。ガイドは、特に出口側には例えば１０ｍｍ以上、５０ｍｍ以下程度の直線部を設けてＪ字状とするのが望ましい。入口側にも直線部を設けて、Ｕ字状としても良い。
ガイドは図に示すようにＰＧ薄板５の入口側は開口部を広く、出口側は、ＰＧ薄板５の外周が接触した状態で、軌道となる磁石列の中心線上にＰＧ薄板５の中心が一致するように設置するのが望ましい。
磁石列両端部の間隙を埋める部分の長さ方向の磁石の数は、ＰＧ薄板５が走行するのに必要な幅が確保されればよく、いずれの場合も３個とした例を示してある。
このような磁石配列とすることにより、直線走行域を磁気浮上して走行してきたＰＧ薄板５は長手方向両端に配置したガイド７１、７２あるいは７３に沿って旋回して走行軌道となる磁石列を変更することが可能となる。
これらの場合においても前述した安定走行を確保するための緒対策手段、すなわち３列の磁石列で構成される直線走行軌道部分の、両側の磁石の最大エネルギー積を大きくしたり、厚さを厚くしたり、内側に向けて傾斜させるといった手段は、いずれも有効に採用することができる。
【００７７】  次に、図８（ａ）および（ｂ）に中央に磁石列２列分の間隙を設けた磁石列配置の別の例を示す。（ａ）は図７（ｂ）の変形であり、方向を９０度回転させた磁石を間隙部に４列並べた例を示す。図８（ｂ）は９０度回転させた磁石を幅方向に数を２倍に増やした例を示す。
図のように直角に配置した磁石の表面の極性は、少なくとも一方向については互いに反対方向になるように配置する。それにより、ＰＧ薄板５の浮上力を増すことが可能となり、ガイド７２に沿って、ＰＧ薄板５をスムーズに移動させることが可能となる。
そして、配置する磁石の数は、ＰＧ薄板５が通過するのに十分な幅が確保できればよい。
そのような条件を満たすように磁石を配置さえすれば、図７や図８に示した配置例に限らず、ＰＧ薄板５はガイドに沿ってスムーズに進み、方向を変えて安定した走行の継続が可能となる。
【００７８】  上述の往路と復路の直線走行域の間に隙間を設けたサーキット状の走行軌道磁石列を使用する場合、磁石３列で構成される直線走行域でのＰＧ薄板５の安定走行を確保するため、さきに述べた磁石列幅方向両側の磁石に対する緒施策を採用するのが有効である。
一例として、図９に幅方向両端の磁石を内側に傾斜させて配置した例のＰＧ薄板５の直線走行域の断面図を示す。この例ではベースの両端を内側に曲げ加工したものを使用し、直線走行域については、さらに幅方向の両端から３列目のそれぞれの磁石列の下側に、軟質磁性材製の両側を楔形に成形したスペーサ６３を挿入し、それぞれの磁石列の磁石表面が外側に下り坂になるように傾けてある。
なおスペーサの幅は磁石の幅ｗの４倍より適度に短くして、両端がナイフエッジにならないようにしても差し支えない。（ｂ１）、（ｂ２）にそれぞれ両端がナイフエッジのスペーサ６３と幅を狭くして、ナイフエッジとならないように製作したスペーサ６３１の断面図を示す。
【００７９】  以上磁石列数が６列、すなわち片側の直線走行域が３列の磁石列で構成される例について説明したが、列数が８列、すなわち片側の直線走行域が４列、さらに１０列、すなわち片側の直線走行域が５列で構成される場合等についても同様である。これらの場合も、前述の直線走行域の両端の磁石列に対して、ＰＧ薄板５が幅方向に安定するために挙げた諸施策が効果的に適用可能である。
【００８０】  次に、ベースの両端部をＰＧ薄板５の幅方向の移動方向に下り坂となるように捻れた構造とする方式について説明する。
この方式では、直線走行してくるＰＧ薄板５が減速しつつ、すなわち運動エネルギーを位置エネルギーに変えながらベース端部に近づくと、下り坂の方向すなわちベースの幅方向に移動させることができる。ＰＧ薄板５は幅方向に移動すると側壁に当たり、方向を変えて、ベースの長手方向に走行を継続させることが可能となる。
【００８１】  捻れの程度を調整することにより、ＰＧ薄板５が側壁に当たり接触する時間は極めて短く、その後は非接触とすることが可能である。そのため、側壁に接触することによるエネルギー損失は極めて少なく、ＰＧ薄板５の継続走行が容易となる。
【００８２】  このように、ベースの両端が捻れた構造とした方式では、ＰＧ薄板５がベースの両端に近づき、速度が落ち、進行方向を幅方向に変えた際に、幅方向の速度ベクトル成分をゼロにする目的で、磁石列側面に沿って側壁を設ける。側壁は、少なくとも、ＰＧ薄板５が方向を変える領域に設置する。さらに、長手方向の両端も含めて、全周に設置することにより、後述するＰＧ薄板５の形状、寸法の自由度が増すため、より望ましい。
側壁の磁石表面からの高さは、ＰＧ薄板５の磁石表面の浮上距離が約１ｍｍであるため、それよりも高めの約２ｍｍ以上とするのが望ましい。材質は例えばアクリル等のプラスチックが採用しうる。
【００８３】  図１０にベース２４の両端が捻れた構造とした方式の、正面図を模式的に示す。ただし、分かりやすくするために、磁石側面に配置する側壁は描いていない。また磁石列を識別する線も描いていない。
図１１に、磁石列数が６で、ベースの両端を曲げ加工して両端の磁石列の表面が内側に下り坂になるようにした例について、長手方向に順番に、
（ａ）端部、（ｂ）端部と中央の中間、（ｃ）中央、（ｄ）他端部と中央の中間、（ｅ）他端部、
の位置における断面図を模式的に示す。
【００８４】  これらの装置においても既に述べたＰＧ薄板５の安定走行を確保するための緒対策手段のうち、幅方向の両端の磁石列に対する、
（１）幅方向の中央に向かって低くなるように傾斜させる。
（２）最大エネルギー積が、内側の磁石列の各磁石の最大エネルギー積より大きい磁石を配置する。
（３）厚さが内側の磁石列の各磁石より厚い磁石とする。
といった手段を有効に採用することができる。
【００８５】  図１１では、ベースの幅方向の両側を約８度に曲げ加工した例を示してある。そしてベースの長手方向両端の捻じれ加工による幅方向の傾斜角度は、両端部近傍で約３度とした例を示してある。それらの角度は、（ｂ）、（ｄ）の位置では、約１度としてある。
この程度の傾斜角度でも、ＰＧ薄板５は磁気浮上していて、磁石表面との摩擦抵抗が無いため、低い方に移動させることが可能である。すなわち、幅方向に移動し、方向転換して走行する磁石列を変えることが可能となる。移動した際に、側壁に一瞬当たるが、後述するＰＧ薄板５の形状、寸法を最適化することにより、すなわち、幅方向に安定する状態で側壁に接触しないように選定することにより、その後の直線走行は完全な非接触とすることが可能となる。
【００８６】  さらに、磁石列が奇数列の場合は、長手方向の両端部近傍を除いたＰＧ薄板５の直線走行域において、中央の１つの磁石列の各磁石が、そして偶数列の場合は中央の２つの磁石列の各磁石が、それらの幅方向外側の隣接する磁石列の磁石と比較して、
（１）最大エネルギー積がより大きい、
（２）厚さがより厚い磁石を用いるか磁石列の下側のヨーク薄板を介して、表面が高くなっている、
といった手段を採用することにより、直線走行域において、軌道となる磁石列上から幅方向の内側に外れにくくしてより安定した走行が可能となる。
【００８７】  なお、図１１ではベースの両端が捻れた構造とした例で、両端の捻じれによるベースの幅方向の傾斜角度を約３度とした。この傾斜角度の最適な範囲は、幅方向の両端の磁石列の内側への傾斜、最大エネルギー積のより大きな磁石の選択あるいはより厚い磁石の選択といった改良策あるいはＰＧ薄板５の形状、寸法等によっても、さらに後述するＰＧ薄板５の加速方法、条件によっても変化するため、実際に製作して調整するのが望ましい。
なお、ベース材料の厚さが例えば１ｍｍ〜２ｍｍ程度の場合は、磁石をベース上に並べた後でも、磁石表面の適切な保護と、加工工具の選択により、捻じれ角度の調整は可能である。
【００８８】  本発明で使用するＰＧ薄板５は、厚さが０．３〜１．５ｍｍが望ましい。
ＰＧに磁気反発力が有効に働くのは、厚さが０．５ｍｍ程度までであり、それ以上厚い場合は、単に重さが増し、磁気浮上距離は短くなる。さらにＰＧはその製法からして高価であり、厚さに比例して高くなる。そのため、厚さは１．５ｍｍ以下とするのが望ましい。
一方で、０．３ｍｍ以下に加工するのは難しく、また強度も低下し割れやすくなる。さらに、ＰＧ薄板５が走行するときの抵抗はほとんどが空気抵抗であり、それは厚さにはほとんど依存せず、表面積に比例して増えると考えられる。一方で、ＰＧ薄板５の運動エネルギーは重さに、すなわち厚さに比例するため、適度に厚い方が空気抵抗に逆らって走行しやすく、また横風等の影響も受けにくくなる。
以上から、これらの要因を総合的に考慮し、厚さは０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下とするのが望ましい。
【００８９】  次にＰＧ薄板５の平面形状につて説明する。
本発明のＰＧ薄板５を反転させるのに円弧状のガイドを用いる方式において、使用するＰＧ薄板５としては、
磁石の幅をｗ、磁石の列数を奇数列の場合（２ｎ＋１）列あるいは偶数列の場合（２ｎ＋２）列として（ただし、ｎは２以上の整数）、
（１）直径が１．５ｗ以上〜（ｎ＋０．３）ｗ以下の円形、
あるいは、
（２）正方形の４隅を各辺に対して４５度にカットした回転対称の八角形で、その外接円の直径が１．５ｗ以上〜（ｎ＋０．３）ｗ以下の正八角形を含む八角形を使用することができる。
【００９０】  例えば、ｎが２すなわち磁石列数が５列と６列の場合は、直径が磁石の幅の１．５〜２．３倍の円形、外接円の直径が磁石の幅の１．５〜２．３倍の正八角形を含む八角形を使用することができる。
そのような形状寸法とすることで、ＰＧ薄板５は軌道となる磁石列上の磁束密度の山を覆って、隣の磁石列との間の磁束密度の谷間を越え、両側のそれぞれの裾野にかかり、幅方向に安定させることができる。磁石幅の１．５倍未満では、裾野にかかる程度が不十分で、安定しない。上限を２．３倍としたのは、２倍以上では、端部は隣接する両側の磁石列上のピークを越えるが、円形や八角形では、越える部分の面積が小さいため、２．３倍程度まで安定するためである。
さらに、円形や回転対称の八角形は、ガイドに接触して方向転換する際に、回転し、回転しない場合の摺動による摩擦に比べて、速度の減衰が起こりにくいといった利点がある。
【００９１】  さらに、ｎが３すなわち磁石列数が７列と８列の場合は、直径が磁石の幅の１．５〜３．３倍の円形、外接円の直径が磁石の幅の１．５〜３．３倍の正八角形を含む八角形を使用することができる。
例えば、３．３倍の円形とした場合、ＰＧ薄板５は、二つの磁石列上の磁束密度分布の山を越え、さらにそれらの両側の磁石列の磁束密度分布の裾野を越え山にさしかかって、幅方向に安定するためである。
ｎが４以上の場合も同様である。
【００９２】  本発明のＰＧ薄板を長手方向両端で反転走行させるのにベースの両端を捻った方式では、使用するＰＧ薄板としては、磁石の幅をｗ、磁石の列数をｍとして（ただしｍは５以上の整数）、平面図における形状が、
（１）直径が１．５ｗ以上（ｍ−２．５）ｗ以下の円形、
（２）１辺が１．５ｗ以上（ｍ−２．５）ｗ以下の正方形、
（３）短辺が１．５ｗ以上（ｍ−２．５）ｗ以下の長方形、
（４）外接円の直径が１．５ｗ以上（ｍ−２．５）ｗ以下の多角形
のいずれかを使用することができる。
この方式では、長手方向の両端に近づくと速度が低下し、幅方向に移動するためＰＧ薄板５は、円形や回転対称の八角形に限定されず、さらに大きさについても、列数に比例して、大きなものの選択が可能である。
寸法の上限を決める要因は、上記寸法より大きくすると、例えば、長手方向の中央部の両側に加速用のノズルを設置した場合、ＰＧ薄板５が加速される前に、反対側のノズルからの影響を受け易くなり減速し、走行の継続が難しくなるためである。
【００９３】  本発明の装置ではＰＧ薄板５のサーキット状走行を持続させるために、磁石列上の直線走行域の１箇所ないし２箇所以上に風を送るための吹き出しノズルを設け、ＰＧ薄板５を加速させるようにすると効果的である。
ＰＧ薄板５は浮上しているため軌道となる磁石との摩擦抵抗は無いものの、主に空気抵抗により、さらに厳密にはその程度は小さいものの渦電流損失により、減速する。
さらに円弧状のガイドを設けた方式では、ガイドに接触して旋回走行させるときにエネルギーの減衰が起こる。
一方、ベースの両端が捻れた方式では、ＰＧ薄板５が長手方向の端部に近づき、幅方向に移動し、瞬間的ではあるが側壁に当たるため、エネルギーの減衰が起こる。
【００９４】  そこで走行中にＰＧ薄板５の後方からエアーを吹きつけ、加速することにより旋回走行を長時間継続させることができ、デモンストレーション効果を一段と高めることができる。
図１２にベースの長手方向中央部の両側に送風ノズル９を設けた例をそれぞれ（ａ）平面図と（ｂ）正面図で示す。図１２に示した例では、１箇所に設けた固定部１０から左右に２本の細径パイプを伸ばして、直線走行するＰＧ薄板５の走行に影響が無いように、斜め上方から加速するように構成してある。
図１３には、２つの固定部からそれぞれ１本の送風ノズルを組み込んだ例の平面図を示す。
【００９５】  ノズルから吹き出す風量は僅かでよく、例えば鑑賞魚用の水槽にエアーを吹き込むのに用いられる電動のエアーポンプなどが利用できる。あるいは、カメラレンズのクリーニング等に用いられる、ゴム製のブロワーを用いて、マニュアルで加速することも可能である。
マニュアルでブロワーを用いて、ＰＧ薄板５を加速する場合は、ノズルの先端を通過するタイミングを見計らって、エアーを吹き込む。
一方、電動のエアーポンプを用いる場合、常時ノズルからエアーが吹き出し、ＰＧ薄板５がノズルの先端近くを通過するときに加速される。ＰＧ薄板５の位置を検出するためのセンサーやタイミングを見計らってエアーを送る等の制御機構は必要とせず、装置全体のコストを低く抑えることが可能となる。
【実施例】
【実施例１】
【００９６】  次に実施例をあげて本発明を説明する。
ベース材料として厚さ２ｍｍ、幅４０ｍｍ、長さ３８０ｍｍのＳＵＳ４３０ステンレス鋼板を準備した。ベース２は曲率半径がおよそ２０００ｍｍとなるように下側に湾曲状に成形したものを使用した。
磁石列を形成するネオジウム磁石として厚さ３ｍｍ、幅６ｍｍ、長さ１２ｍｍで厚さ方向に磁場配向した最大エネルギー積が４７ＭＧＯｅの磁石を使用した。
図１に示すのと同様に、ベース内側の曲面に、長方形のネオジウム磁石３を長手方向に３０個連ねた磁石列４を５列並べた。ベースの幅方向両端に配置する磁石３はＮ極が上向きなるようにして、幅方向の各磁石列の極性が交互に反対になるように並べた。ただし、長手方向両端の各１行の磁石３については、反発による長手方向への広がりを防ぐため、長手方向についても磁石３の表面の極性が反対になるように並べた。【００９７】  このように配置した磁石列の幅方向の表面の磁束密度分布を測定した。測定には簡易磁束密度測定器（カネテック  テスラメータＴＭ−７０１）を使用した。ＸＹステージに固定したプローブ先端のホール素子を磁石表面に接触させ、磁石列の幅方向に移動させながら測定した。
さらに、磁石の上に１．０ｍｍの厚さのアルミニウム薄板を置いて、その上からプローブ先端のホール素子を押し当てる方法で、磁石の表面から１ｍｍ上方の磁束密度分布も測定した。磁石の表面から１ｍｍ上方としたのはＰＧの磁石上の浮上距離が１ｍｍ前後であるからである。【００９８】  さらに、磁石列上の磁束密度の最大値を測定した。測定は５回行った。片側から数えて１列目から５列目の磁石列上の磁束密度の最大値の平均値をそれぞれＰ１〜Ｐ５として、それらの値と、Ｐ２とＰ４の平均値とＰ１とＰ２の平均値との差、
ΔＰ＝（Ｐ２＋Ｐ４）／２−（Ｐ１＋Ｐ２）／２
と、Ｐ２とＰ４の平均値とＰ３との差、
ΔＰ’＝（Ｐ２＋Ｐ４）／２−Ｐ３
も表に示した。
ΔＰはその値が小さいほど磁石列上をＰＧ薄板５が走行するときに幅方向外側に脱落しにくくなり、その目安としてとらえることができる。そして、ΔＰ’はその値が小さいほど磁石列上をＰＧ薄板５が走行するときにそれぞれの軌道を分けるしきりとしての作用が増す。それにより、ＰＧ薄板５が中央の磁石列に移りにくくして、安定した直線走行が可能となる。そのよう目安を示していると考えることができる。【００９９】  幅方向の密度分布の測定結果を図１４に、磁束密度の最大値の測定結果を表１示す。図１４において、磁石表面の磁束密度分布は実線で、１ｍｍ上の磁束密度分布は点線で示した。
図１４に示すとおり、磁石表面の磁束密度分布は磁石列上で高い山を形成し、磁石列の境界部分では谷を形成している。なお、既に述べたとおり、磁石による反磁性体への反発力は磁石の極性によらないため、磁石表面の極性は区別せずに描いてある。【０１００】
【表１】
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【０１０１】  図１４と表１より、両端の磁石列上の磁束密度分布の山は低く、それらの内側、すなわち片側から数えて２列目、４列目の磁石上の磁束密度分布の山がもっとも高いことが分かる。そして、中央の磁石列上の磁束密度分布の山も、その両隣の磁石列上の磁束密度分布の山よりも低くなっていることが分かる。
それでも、準備した磁石列上で、厚さ１．０ｍｍ、直径が１２ｍｍのＰＧ薄板５を幅方向の２番目あるは４番目の磁石列上を安定して往復運動することを確認した。【０１０２】  さらに、両端に図１に示すのと同様な円弧と直線部よりなるＪ字状のガイド７を０．５ｍｍ厚さのＳＵＳ４３０ステンレス鋼薄板を用いて製作し、セットした。高さは４ｍｍとした。次に、図１２に示すのと同様に、エアー吹き込み用のノズル９をセットした。ノズル９は外径２ｍｍ、内径１ｍｍの細径銅製パイプを用いて作製した。【０１０３】  厚さ１ｍｍ、直径１２ｍｍのＰＧ薄板５を２番目の磁石列上に乗せて、往復運動させ、ノズルの先端を通過するタイミングを見計らって、ブロワーを用いてエアーを吹き込み、ＰＧ薄板５を加速した。ＰＧ薄板５は減速しながらガイド７に達し、ガイド７に沿って反転し、４番目の磁石列上に移動し、直線走行する。さらに、もう一つのノズルの先端を通過するタイミングを見計らって、ブロワーを用いてエアーを吹き込み加速することにより、反対側のガイド７に沿って、元の２番目の磁石列上に移動し直線状に走行する。以下、同様な操作を繰り返すことにより、連続して、往路と復路で軌道となる磁石列を変えて、サーキット状に走行することを確認した。【０１０４】  吹き込みのタイミングが合わなかったり、あるいは吹き込みによる加速が不十分で、ＰＧ薄板５がガイド７に達しなかったりする場合でも、ベースは湾曲状になっているためＰＧ薄板５は往復運動を繰り返す。そのため、再度タイミングを見計らって、加速を繰り返すことが可能であった。
【実施例２】
【０１０５】  実施例１と同じベースを用いて、下記の点のみ変更して、磁石列を構成した。
ＰＧ薄板５の走行軌道となる偶数列すなわち、２列と４列に、最大エネルギー積が４７ＭＧＯｅの磁石に変えて、４０ＭＧＯｅのＮｄ系磁石を配置した。
実施例１より、さらに安定してＰＧ薄板５が走行することを確認した。
【実施例３】
【０１０６】  実施例１と同じベースを用いて、下記の点のみ変更して、磁石列を構成した。
厚さ１ｍｍ、直径１２ｍｍのＧ薄板５１の走行軌道となる偶数列すなわち、２列と４列に、同じ最大エネルギー積で、厚さが０．５ｍｍ薄い、２．５ｍｍ厚さのＮｄ系磁石を配置した。
実施例２と同様に、実施例１よりさらに安定してＰＧ薄板５が走行することを確認した。
【実施例４】
【０１０７】  ベース材料として厚さ２ｍｍ、幅４０ｍｍ、長さ３８０ｍｍのＳＵＳ４３０ステンレス鋼板を準備した。ベースは図５（ｃ）に示す断面図と同様に、幅方向の中央１９ｍｍを残し、両側を約８度内側に下り坂になるように曲げ加工後、長手方向の中心部の曲率半径がおよそ２５００ｍｍ、両端部近傍の曲率半径がおよそ１０００ｍｍになるように湾曲面状に加工を施したものを使用した。
磁石列を形成するネオジウム磁石として実施例１と同じ磁石を用いた。
ベース内側の曲面に、実施例１と同様に配置した。ただし、長手方向の両端部近傍を除いた、ＰＧ薄板５の直線走行域については、幅方向中央の３列目の磁石列の下側に０．５ｍｍ厚さのＳＵＳ４３０製のスペーサを敷いて、表面がその分高くなるようにした。【０１０８】  このように配置した磁石列の幅方向の磁束密度分布を実施例１と同様な方法で測定し、その結果を測定位置と合わせて、図１５に示した。ただし、磁石表面の幅方向の輪郭線は平らでないため、測定位置は、幅方向の２番目と４番目の磁石表面の１ｍｍ上の平行線上とした。１ｍｍ上としたのは、ＰＧ薄板５の磁石表面からの浮上距離が約１ｍｍであるためである。
なお、比較のため、同じ厚さと幅の平らなＳＵＳ４３０ステンレス鋼板上に、同じ特性で同じ寸法の磁石を、全て磁石表面が平になるように並べた場合の磁石表面から１ｍｍ上の平行線上の磁束密度の測定結果すなわち図１４の点線で示したテータも比較用として図１５（ｂ）に示した。【０１０９】  ベース２１の両端を曲げ、その上に配置した磁石の表面は内側に傾斜しているため、改善対策無しに平らに設置した場合に比べて、幅方向両端の磁石上の磁束密度が高くなっていることが分かる。ＰＧ薄板５が磁石列上を走る場合、幅方向の端に近づくほど、ＰＧ薄板５の端部と磁石表面の距離は短くなり、反発力が増し、傾き、元の軌道に戻るようになる。すなわち、幅方向に安定する。
また、中央部の磁石列上の磁束密度も、磁石表面との距離が短くなるため、高くなっていることが分かる。二つの直線走行域の軌道を分ける効果が高まっていることが分かる。【０１１０】  準備した磁石列上で、厚さ１．０ｍｍ、直径が１２ｍｍのＰＧ薄板５を幅方向の２番目あるは４番目の磁石列上を安定して往復運動することを確認した。
さらに、両端に実施例１と同様に円弧と直線部よりなるＪ字状のガイド７とエアー吹き込み用のノズル９をセットした。
エアーの供給用に、市販の観賞魚の水槽用として市販されている、無負荷状態の流量が５Ｌ／分のエアーポンプを用いた。
厚さ１．０ｍｍ、直径が１２ｍｍのＰＧ薄板５を幅方向の２番目の磁石列上に端から乗せて離すと走行を開始し、その後はノズルからのエアーの吹き出しにより加速され、ガイドに達し内側に沿って旋回し、連続して２番目と４番目の磁石列上をサーキット状に走り続けた。
【実施例５】
【０１１１】  ベース材料として厚さ２ｍｍ、幅４６ｍｍ、長さ３８０ｍｍのＳＵＳ４３０ステンレス鋼板を準備した。ベースは幅方向の中央３１ｍｍを残し、両側を約８度内側に下り坂になるように曲げ加工後、長手方向の中心部の曲率半径がおよそ２５００ｍｍ、両端部近傍の曲率半径がおよそ１０００ｍｍになるように湾曲面状に加工を施したものを使用した。
磁石列を形成するネオジウム磁石として実施例１と同じ磁石を使用した。
ベース内側の曲面に、長方形のネオジウム磁石を長手方向に３０個連ねた磁石列を６列並べた。ベースの幅方向の１列目に配置する磁石はＮ極が上向きになるようにして、幅方向の各磁石列の極性が交互に反対になるように並べた。なお並べる際に、図６（ｃ）に示した断面図と同じように、長手方向の両端部近傍を除いて、３列目と４列目の磁石列の下側には０．５ｍｍ厚さのＳＵＳ４３０製のスペーサを敷いて、表面がその分高くなるようにした。【０１１２】  このように配置した磁石列の幅方向の磁束密度分布を実施例４と同様な方法で測定し、その結果を測定位置と合わせて、図１６に示した。
なお、比較のため、同じ厚さと幅の平らなＳＵＳ４３０ステンレス鋼板上に、同じ特性で同じ寸法の磁石を、全て磁石表面が平になるように並べた場合の磁石表面から１ｍｍ上の平行線上の磁束密度の測定結果も比較用として点線で示した。【０１１３】  実施例４と同様に、ベース２１の両端を曲げ、その上に配置した磁石の表面は内側に傾斜しているため、対策無しに平らに設置した場合に比べて、両端の磁石上の磁束密度が高くなっており、ＰＧ薄板５は幅方向に安定し飛び出しにくくなる。
また、中央部の二つの磁石列上の磁束密度も高くなっており、二つの直線走行域の軌道を分ける効果が高まっていることが分かる。【０１１４】  準備した磁石列上で、厚さ１．０ｍｍ、直径が１２ｍｍのＰＧ薄板５を幅方向の２番目あるいは５番目の磁石列上を安定して往復運動することを確認した。
さらに、両端に実施例１と同様に円弧と直線部よりなるＪ字状のガイド７とエアー吹き込み用のノズル９をセットした。ただし、ガイド７の円弧の内径は磁石列数に合わせて調整し、ノズルの吹き出し位置は、ＰＧ薄板５の走行軌道となる幅方向の２番目と５番目の磁石列の磁石の幅方向の中心線に合わせて設置した。
エアーの供給用に、実施例４と同じ流量が５Ｌ／分のエアーポンプを用いた。
厚さ１．０ｍｍ、直径が１２ｍｍのＰＧ薄板５を幅方向の２番目の磁石列上に端から乗せて離すと走行を開始し、その後はノズルからのエアーの吹き出しにより加速され、ガイドに達し内側に沿って旋回し、連続して２番目と５番目の磁石列上をサーキット状に走り続けた。
【実施例６】
【０１１５】  ベース材料として厚さ２ｍｍ、幅６０ｍｍ、長さ３８０ｍｍのＳＵＳ４３０ステンレス鋼板を準備した。ベースは幅方向の中央３７ｍｍを残し、両側を約８度内側に下り坂になるように曲げ加工後、長手方向の中心部の曲率半径がおよそ２５００ｍｍ、両端部近傍の曲率半径がおよそ１０００ｍｍになるように湾曲面状に加工を施したものを使用した。
ＰＧ薄板５の直線走行域が２組の平行に設置した３列の磁石列で構成され、間に磁石幅２列分に相当する空間部を残すようにして、長手方向の両端部については、片側の磁石配置は図７（ｂ）と同じ磁石配置とし、一方反対側は、図８（ｂ）と同じ磁石配置となるように並べた。
ＰＧ薄板５の直線走行域の幅方向の両端から３番目の磁石列の下側には、磁石表面が外側に向かって傾斜角８度の下り坂になるように、図９に示した断面図と同じように加工したＳＵＳ４３０製のスペーサを準備して、敷いた。【０１１６】  さらに、円弧と直線部よりなるＪ字状のガイドとエアー吹き込み用のノズルをセットした。ただし、ガイド７２は図７の（ｂ）に示すのと同様に円弧の内径は磁石列数に合わせて調整し、ノズルの先端は、ＰＧ薄板５の走行軌道となるそれぞれの３列で構成される磁石列の中央の磁石列の中心線に合わせて設置した。
エアー供給用に、市販の観賞魚の水槽用として市販されている、無負荷状態の最大流量が５Ｌ／分で流量が調整可能なエアーポンプを用いた。【０１１７】  厚さ１．０ｍｍ、直径が１２ｍｍのＰＧ薄板５を幅方向の２番目の磁石列上に端から乗せて離すと走行を開始し、その後はノズルからのエアーの吹き出しにより加速され、ガイドに達し内側に沿って旋回し、連続して３列で構成される磁石列の中央の磁石列上をサーキット状に走り続けた。
長手方向の両端のガイドを設けた、ＰＧ薄板５の旋回領域の磁石の配列は両側で変えたが、いずれも問題なくＰＧ薄板５はガイドに沿って旋回した。
【実施例７】
【０１１８】  ベースとして厚さ１．５ｍｍ、幅４６ｍｍ、長さ３８０ｍｍのＳＵＳ４３０ステンレス鋼板を準備した。ベースは幅方向の中央２５ｍｍを残し、両側を約８度内側に下り坂になるように曲げ加工後、長手方向の中心部の曲率半径がおよそ２０００ｍｍになるように湾曲面状に加工を施した。さらに、両端を捻り、スプリングバック後の形状で、両端が中央部と比較して幅方向に約３度傾くように加工した。【０１１９】  磁石列を形成するネオジウム磁石として実施例１と同じ、厚さ３ｍｍ、幅６ｍｍ、長さ１２ｍｍで厚さ方向に磁場配向した最大エネルギー積が４７ＭＧＯｅの磁石を使用した。
ベース内側の曲面に、長方形のネオジウム磁石を長手方向に３０個連ねた磁石列を６列並べた。ベースの幅方向の１列目に配置する磁石はＮ極が上向きになるようにして、ＰＧ薄板５の直線走行域については、幅方向の各磁石列の極性が交互に反対になるように並べた。【０１２０】  両端の旋回領域については、図１７（ａ）に示すような、単に、長手方向の最端部の１行について、長手方向にも極性が互いに反対になるように並べた方式と、図１７（ｂ）に示すように元の磁石列の長さ４行分について、９０度向きを変えた並べ方の二通りとした。
磁石の全周の側面には、あらかじめ、ベースの形状に合わせて約１６０℃に加熱して成形した５ｍｍ角のアクリル棒を両面テープで接着固定して、磁石表面から２ｍｍの高さの側壁を構築した。
さらに、長手方向の中央部に設けた２つのノズルの先端を、後述するＰＧ薄板５の大きさに合わせて、ほぼそれらの中心に当たるように調整してセットし、実施例５と同じエアーポンプに接続した。【０１２１】  ＰＧ薄板５の厚さは約１ｍｍとして、下記の種々の平面形状のＰＧ薄板５を準備した。磁石幅ｗが６ｍｍ、列数Ｎが６列のため、
直径が１．５ｗ以上で（Ｎ−２．７）ｗ以下、
すなわち９〜約２０ｍｍの範囲にある、直径が約９ｍｍ、２０ｍｍの円形のＰＧ薄板５が問題なく、連続して往路と復路で軌道を変えて走行することを確認した。
そのほか、１辺が９ｍｍおよび２０ｍｍの正方形、短辺×長辺が９ｍｍ×１８ｍｍ、２０ｍｍ×３０ｍｍ、の長方形、外接円が約１０ｍｍ、約２０ｍｍの回転対称の八角形を用いて、連続的に往路と復路で軌道を変えて走行することを確認した。
ただし、ＰＧ薄板５が小さ目の場合、ポンプのエアー流量を少なめに調整した。【０１２２】  長手方向の両端で磁石の配列を変えたが、ともに、問題なく、ＰＧ薄板５が端部に近づくと、幅方向に移動し、軌道を変えることができた。ただし、磁石の向きを９０度回転して並べた方が、幅方向に移りやすい傾向があることが確認できた。そのため、そのような配列にした場合、両端の捻り角度は、さらに小さく２度程度でも幅方向に移動可能であった。
【実施例８】
【０１２３】  ベース材料として厚さ１．５ｍｍ、幅５２ｍｍ、長さ３８０ｍｍのＳＵＳ４３０ステンレス鋼板を準備した。ベース２は幅方向の中央３１ｍｍを残し、両側を約８度内側に下り坂になるように曲げ加工後、長手方向の中心部の曲率半径がおよそ２５００ｍｍ、長手方向両端部近傍の曲率半径が１０００ｍｍになるように湾曲面状に加工を施した。さらに、両端を捻り、スプリングバック後の形状で、両端が中央部と比較して幅方向に約２度傾くように加工した。【０１２４】  磁石列を形成するネオジウム磁石として厚さ３ｍｍ、幅６ｍｍ、長さ１２ｍｍで厚さ方向に磁場配向した最大エネルギー積が４７ＭＧＯｅの磁石を使用した。
ベース内側の曲面に、長方形のネオジウム磁石３を長手方向に３０個連ねた磁石列を７列並べた。並べる際に、図１８に長手方向中央部の断面図を示すように、ＰＧ薄板５の直線走行域の、幅方向中央の磁石列の下側に、０．５ｍｍ厚さのＳＵＳ４３０製のスペーサを敷いて、表面をその分高くした。【０１２５】  ベースの幅方向の１列目に配置する磁石はＮ極が上向きになるようにして、ＰＧ薄板５の直線走行域については、幅方向の各磁石列の極性が交互に反対になるように並べた。
なお、両端の旋回領域については、図１９（ａ）に示すような、長手方向の最端部の１行について、長手方向にも極性が互いに反対になるように並べた。反対側については図１９（ｂ）に示すように元の磁石列の長さ方向５個分について、９０度向きを変えた並べ方とした。【０１２６】  磁石の全周の側面には、実施例７と同じようにして、磁石表面から２ｍｍの高さの側壁８を構築した。
さらに、実施例６と同様に、長手方向の中央部に設けた２つのノズル９の先端を、後述するＰＧ薄板５の大きさに合わせて、ほぼそれらの中心に当たるように調整してセットし、実施例５と同じエアーポンプに接続した。【０１２７】  ＰＧ薄板５の形状は、磁石の幅ｗが６ｍｍ、列数Ｎが７列のため、平面図における形状が、例えば、
直径が１．５ｗ以上で（Ｎ−２．７）ｗ以下
すなわち、９〜約２６ｍｍの範囲内の、直径が約１０ｍｍ、２０ｍｍ、２６ｍｍの円形の、厚さが約１ｍｍのＰＧ薄板５が問題なく往復運動することを確認した。
そのほか、１辺が９ｍｍ、２０ｍｍ、２６ｍｍの正方形、９ｍｍ×１８ｍｍ、２０ｍｍ×３０ｍｍ、２６ｍｍ×３０ｍｍの長方形、外接円が約１０ｍｍ、約２０ｍｍ、２６ｍｍの回転対称の八角形を用いて、連続的に往路と復路で軌道を変えて走行することを確認した。
ただし、実施例６と同様に、ＰＧ薄板５が小さ目の場合、ポンプ（図に未表示）のエアー流量を少なめに調整した。【０１２８】  長手方向の両端で磁石の配列を変えたが、ともに、問題なく、ＰＧ薄板５が端部に近づくと、幅方向に移動し、軌道を変えることができた。ただし、磁石の向きを９０度回転して並べた方が、幅方向に移りやすい傾向があることが確認できた。【０１２９】  中央の磁石列の表面を０．５ｍｍ嵩上げすることにより、長手方向両端部を除く直線走行域での、ＰＧ薄板５の直進走行性が高まり、端部に近づく前に、幅方向に移動する傾向を抑制することができた。
また、長手方向中央部の湾曲度を小さめにして、両端近傍の湾曲度を大きくしたため、全体とし、スピード感を高めることができた。
【産業上の利用可能性】
【０１３０】  本発明による科学装置を利用すれば、特別な補助装置を利用する必要が無く、きわめて簡単な方法で磁石列上に反磁性体のパイロリティック・グラファイトの薄板を磁気浮上させて、連続的に、往路と帰路で軌道を変えてサーキット状に走行を継続させることができるので、磁石や反磁性体の性質を説明するモデルや宣伝広告のためのディスプレイ、あるいは玩具としての利用ができる。
【符号の説明】
【０１３１】  １・・・・・・・走行装置
２、２１，２２，２３・・・・・・・ベース
３、３１，３２・・・・・・・ネオジウム磁石
４・・・・・・・磁石列
５・・・・・・・ＰＧ薄板
６・・・・・・・軟質磁性材製スペーサ
６１、６２、６３・・・・・軟質磁性材製楔状スペーサ
７・・・・・・・ガイド
８・・・・・・・側壁
９・・・・・・・送風ノズル
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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