JP2006212231A - 磁気力を利用した移動玩具 - Google Patents

Abstract

【課題】磁気力を用いた移動玩具において、自然落下等によらずに、磁気力による相互作用力を用いて、その移動力の存在を顕示することなく自ら移動することで、その移動の不思議さと持続によって、より面白さを感じることができるようにする。
【解決手段】移動玩具本体１１は、磁極１２が所定間隔で配置された駆動ベルト１３と、駆動手段１４と、外側面に設けられる磁極１５を備えている。移動路面１６は、断面コ字状の樋状体であり、内側底面に所定間隔で設けられる磁極１７と、移動路面側部１６１に所定間隔で設けられた磁極１８とを備えている。移動玩具本体１１は、磁極１５と磁極１８との反発力により移動路面１６から浮遊した状態で、磁極１２と磁極１７とが反発するとともに、駆動手段１４によって駆動ベルト１３が回動して磁極１２が移動することにより自ら移動する。移動玩具本体１１が移動するときの移動力の存在が見た目には分かりにくくなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、磁気力を移動力源として用いた移動玩具に関する。

従来、例えば特許文献１に記載されているように、永久磁石の吸着力を利用して、磁性体からなる路面、壁面、又は天井面などを移動する、永久磁石を有する車輪を備えた自動車玩具がある。これらは、モータ等の駆動力により車輪を駆動し、永久磁石と磁性体との吸着力の発生点を移動面上において順次移動方向に移動させて吸着力を移動力として移動する。また、特許文献２に記載されているように、磁石同士の反発力を用いて浮遊状態を実現し、重力の作用により移動させる動く玩具が知られている。
特表２００３−５２７１５４号公報 特開２００３−３１１０３０号公報

しかしながら、特許文献１に示されるような自動車玩具においては、永久磁石を備えた車輪を移動面に常に接触させて吸着した状態で移動するものであり、車輪の駆動による移動力の存在が見た目に明らかであって、玩具としての不思議さや面白さに欠けるという問題がある。

また、特許文献２に示されるような磁石を用いた動く玩具は、傾斜した樋状体で浮遊状態となる玩具を、重力により該樋状体に沿って下降移動させたり、開口箱内において浮遊した玩具の頂部を指先で押す、又は、たたくことにより上下動させたりして遊ぶことができ、その非接触動作の不思議さを体験できるが、年長者向けの玩具としては、なお面白さに欠けるという問題がある。

本発明は、上記課題を解消するものであって、自然落下等によらずに、磁気力による相互作用力を用いて、その移動力の存在を顕示することなく自ら移動することで、その移動の不思議さと持続によって、より面白さを感じることができる、磁気力を用いた移動玩具を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため請求項１の発明は、移動玩具本体と、該移動玩具本体を磁気力による相互作用力を用いて移動させる移動路面とからなる移動玩具であって、前記移動玩具本体は、磁極（Ａ）と、この磁極（Ａ）が所定間隔で配置される駆動ベルトと、この駆動ベルトを回動させる駆動手段とを備え、前記移動路面は、前記磁極（Ａ）との間の磁気力による相互作用力により前記移動玩具本体に移動力を誘起させる磁極（Ｂ）を備え、前記移動玩具本体の中で移動する磁極（Ａ）は、前記移動路面の磁極（Ｂ）と向かい得るように配され、前記駆動ベルトの回動に伴う前記移動玩具本体の磁極（Ａ）の移動による前記両磁極（Ａ）（Ｂ）の相互作用力により、前記移動玩具本体が前記移動路面上で移動するものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記移動玩具本体は、該移動玩具本体を前記移動路面から浮遊させる磁極（Ｃ）をさらに備え、前記移動路面は、前記移動玩具本体に浮遊力を誘起させる磁極（Ｄ）をさらに備え、前記磁極（Ｃ）と磁極（Ｄ）とは同極で向き合い反発することで前記移動玩具本体を前記移動路面から常に所定間隔を保って浮遊し、かつ、移動路面上で相対的に移動可能とされるものである。

請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記磁極（Ａ）及び磁極（Ｂ）は、それぞれ、永久磁石、又は電気的に磁極を発生させる電磁コイル、又は磁性化素材のいずれかにて構成されるものである。

請求項４の発明は、請求項２の発明において、前記磁極（Ｃ）及び磁極（Ｄ）は、それぞれ、永久磁石、又は電気的に磁極を発生させる電磁コイルのいずれかにて構成されるものである。

請求項５の発明は、移動玩具本体と、該移動玩具本体を磁気力による相互作用力を用いて移動させる移動路面とからなる移動玩具であって、前記移動玩具本体は、磁極（Ｅ）を備え、前記移動路面は、前記磁極（Ｅ）との間の磁気力による相互作用力により前記移動玩具本体に移動力を誘起させる磁極（Ｆ）を備え、前記磁極（Ｅ）は、前記移動玩具本体に対する前記磁極（Ｆ）の位置によって電磁的に発生し、前記両磁極（Ｅ）（Ｆ）の相互作用力により、前記移動玩具本体が前記移動路面上で移動するものである。

請求項６の発明は、請求項５の発明において、前記移動玩具本体は、該移動玩具本体を前記移動路面から浮遊させる磁極（Ｃ）をさらに備え、前記磁極（Ｃ）と磁極（Ｆ）とは同極で向き合い反発することで前記移動玩具本体を前記移動路面から常に所定間隔を保って浮遊し、かつ、移動路面上で相対的に移動可能とされるものである。

請求項７の発明は、請求項６の発明において、前記磁極（Ｃ）及び磁極（Ｆ）は、それぞれ、永久磁石、又は電気的に磁極を発生させる電磁コイルのいずれかにて構成されるものである。

請求項１の発明によれば、移動玩具本体の駆動ベルト上の磁極（Ａ）と移動路面の磁極（Ｂ）との磁気力による相互作用力によって移動玩具本体が移動するので、移動玩具本体が移動するときの移動力の存在が見た目には分かりにくく、その移動の不思議さと持続によって、遊戯者の興味を引き、面白さがある玩具を実現することが可能となる。

請求項２の発明によれば、移動玩具本体は、移動路面との間に所定間隔を保って浮遊するので、移動玩具本体が移動するときの移動力の存在がより分かりにくいものとなり、その移動の不思議さと持続によって、遊戯者の興味を引き、面白さがある玩具を実現することが可能となる。

請求項３の発明によれば、磁極（Ａ）及び磁極（Ｂ）は、それぞれ、永久磁石や、電磁コイル、強磁性体のいずれかにより構成されるので、玩具としての様々な目的に応じて、適した磁極の構成とすることにより、より多様な面白さのある移動玩具を実現することが可能となる。

請求項４の発明によれば、磁極（Ｃ）及び磁極（Ｄ）は、それぞれ、永久磁石や、電磁コイルのいずれかにより構成されるので、玩具としての様々な目的に応じて、適した磁極の構成とすることにより、より多様な面白さのある移動玩具を実現することが可能となる。

請求項５の発明によれば、移動玩具本体の電磁コイルにより発生する磁極（Ｅ）と、移動路面の磁極（Ｆ）との磁気力による相互作用力によって移動玩具本体が移動するので、移動玩具本体が移動するときの移動力の所在が見た目には分かりにくく、その移動の不思議さと持続によって、遊戯者の興味を引き、面白さがある玩具を実現することが可能となる。

請求項６の発明によれば、移動玩具本体は、移動路面との間に所定間隔を保って浮遊するので、移動玩具本体が移動するときの移動力の存在がより分かりにくいものとなり、その移動の不思議さと持続によって、遊戯者の興味を引き、面白さがある玩具を実現することが可能となる。

請求項７の発明によれば、磁極（Ｃ）及び磁極（Ｆ）は、それぞれ、永久磁石や、電磁コイルのいずれかにより構成されるので、玩具としての様々な目的に応じて、適した磁極の構成とすることにより、より多様な面白さのある移動玩具を実現することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１及び図２（ａ）（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る磁気力を用いた移動玩具を示す。この磁気力を用いた移動玩具は、移動玩具本体１１と、この移動玩具本体１１を磁気力による相互作用力を用いて図１の矢印方向に移動させる移動路面１６とからなっている。移動玩具本体１１は、磁極１２（磁極（Ａ）に対応）と、この磁極１２が所定間隔で配置された駆動ベルト１３と、この駆動ベルト１３を回動させる駆動手段１４とを備え、移動玩具本体１１の、移動方向に対して左右両側の外側面には、磁極１５（磁極（Ｃ）に対応）を備えている。移動路面１６は、断面コ字状の樋状体であり、当該樋状体の内側底面に所定間隔で設けられた磁極１７（磁極（Ｂ）に対応）と、移動路面側部１６１に所定間隔で設けられた磁極１８（磁極（Ｄ）に対応）とを備えている。本実施形態では、磁極１２は３個（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）設けられているが、これに限られるものではない。

移動玩具本体１１の駆動ベルト１３は、図２（ａ）に示されるように、移動玩具本体１１に回転自在に設けられた３つのローラ１３１によって回転自在に張着されている。駆動手段１４は、駆動電源１４１と、この駆動電源１４１によって回転するモータ１４２と、モータ１４２の回転が伝達されるプーリ１４３とを有している。プーリ１４３は３つのローラ１３１のうち１つに接続されており、モータ１４２により、プーリ１４３が接続されたローラ１３１が回転駆動されることで駆動ベルト１３が回動する。

本実施形態において、４つの磁極１２，１５，１７，１８は、全て永久磁石よりなっている。磁極１２同士、磁極１５同士、磁極１７同士、磁極１８同士は、それぞれ、同方向の極性となるように整列して配置されており、かつ、磁極１２及び磁極１７、磁極１５及び磁極１８は、それぞれが向き合ったときに互いに反発するような磁極の向きとされている。

移動玩具本体１１は、図１及び図２（ｂ）に示されるように、移動路面１６の樋状部に嵌まり込むように配される。このとき、上述のように磁極１５と磁極１８とが向き合って、図２（ｂ）の矢印に示されるように互いに反発することから、移動玩具本体１１には移動路面１６から浮き上がる方向の浮遊力が生じることとなる。ここで、磁極１５及び磁極１８の強さは、移動玩具本体１１が移動路面１６と所定間隔を保った非接触状態となるのに十分な浮遊力を発生する強さに設定されている。また、磁極１８は、移動玩具本体１１が移動路面１６の樋状部に深く押し込まれて該樋状部の底面と接触するような位置関係となるときにも、移動玩具本体１１の磁極１５の位置よりも樋状部の底面側となるような位置に設けられており、磁極１５と磁極１８とは、常に移動玩具本体１１が移動路面１６から浮き上がる方向に反発力を発生するようにされている。そして、この磁極１８は移動路面１６に沿って所定間隔で複数個設けられており、移動玩具本体１１がこの移動路面１６上を移動するときには常に浮遊した状態となる。

上述のように、移動玩具本体１１が移動路面１６上に浮遊状態で配されたとき、移動玩具本体１１の駆動ベルト１３に設けられた磁極１２と、移動路面１６に設けられた磁極１７とは、互いに反発する。移動玩具本体１１は、この磁極１２と磁極１７との間の磁気力による相互作用力である反発力を用いて、移動路面１６上を図１の矢印のいずれかの方向に移動する。この移動方向は、駆動ベルト１３の駆動方向によって変わる。移動玩具本体１１の移動動作の詳細を以下に説明する。

図３（ａ）乃至（ｅ）は、移動路面１６上を移動する移動玩具本体１１を側面から見て、移動方向を図の右側として模式的に示しており、図３（ａ）乃至（ｅ）の順に時刻順に並んでいる。本実施形態において、駆動ベルト１３には３つの磁極１２ａ，１２ｂ，１２ｃが設けられており、駆動ベルト１３が図の黒矢印に示されるように、時計回りで回動しているので、移動玩具本体１１に対する３つの磁極１２ａ，１２ｂ，１２ｃの位置が駆動ベルト１３の回動に伴い移動している。移動路面１６上に設けられている磁極１７を磁極１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄとする。この磁極１２及び磁極１７は、それぞれ等間隔で並んでおり、本実施形態においては、磁極１７同士の間隔は磁極１２同士の間隔の略２倍程度とされているが、これに限られるものではなく、駆動ベルト１３の配置や各磁極の強さ、移動玩具本体１１の質量等によって、移動玩具本体１１が動作するように、例えば実験的に求めた、適切な間隔に設定される。

本実施形態において、図３（ａ）に示されるように、移動玩具本体１１と移動路面１６の位置関係が、磁極１２ａが磁極１７ａの移動方向前方となるような状態においては、図の矢印Ａのように反発力が生じており、また、駆動ベルト１３が回動していることから、移動玩具本体１１には移動力が誘起されて図の矢印Ｂ方向へ移動する。このとき、移動玩具本体１１の移動速度は、磁極１２ａと磁極１７ａとの反発力が働くことで、駆動ベルト１３が回動する速度よりも速い速度となる。移動玩具本体１１が移動を開始すると、移動玩具本体１１が移動するとともに、駆動ベルト１３が回動し、図３（ｂ）に示されるように、磁極１２ａが移動路面１６上の磁極１７ａの影響を殆ど受けなくなる位置に移動するとともに、磁極１２ａと磁極１７ｂとが接近して反発力を生じるような位置関係となる。磁極１２ａと磁極１７ｂとが接近していくにつれて、磁極１２ａと磁極１７ｂとの反発力は移動玩具本体１１の移動速度を減速する方向に働くが、移動玩具本体１１を停止させるまでには及ばず、図３（ｃ）に示されるように、磁極１２ａが磁極１７ｂを乗り越え、矢印Ａのように移動玩具本体１１の移動方向への反発力を生じることで、移動玩具本体１１は移動を継続する。

そして、移動玩具本体１１が移動するとともに駆動ベルト１３の回動により、図３（ｄ）に示されるように、磁極１２ｂが磁極１７ｃの移動方向前方となるような、図３（ａ）に示される磁極１２ａと磁極１７ａとの位置関係と同様な位置関係となる。移動玩具本体１１には移動力が誘起されて移動して図（ｅ）に示す状態となり、以後、上述の各動作と同様にして駆動ベルト１３が回動を続けて磁極１２ａ，１２ｂ，１２ｃと移動路面１６上の磁極１７とが反発力の発生を繰り返すことで、移動玩具本体１１は移動路面１６上を自ら移動していく。

上述のようにして、移動玩具本体１１の駆動ベルト１３上の磁極１２と移動路面１６の磁極１７との反発力によって移動玩具本体１１が移動するので、移動玩具本体１１が移動するときの移動力の存在が見た目には分かりにくく、その移動の不思議さと持続によって、遊戯者の興味を引き、面白さがある、磁気力を用いた移動玩具を実現することが可能となる。また、このとき、移動玩具本体１１が、移動路面１６との間に所定間隔を保って浮遊していることで、移動玩具本体１１が移動するときの移動力の存在がより分かりにくいものとなり、さらに面白さのある、磁気力を用いた移動玩具を実現することができる。

本実施形態においては、磁極１２，１５，１７，１８は、全て永久磁石よりなっているが、これらの磁極のうちいずれか、又は全ての磁極が、電気的に磁極を発生させる電磁コイルで構成されていてもよい。また、さらに、磁極１２と磁極１７のうちいずれか一方は、例えば鉄等のような磁性化素材にて構成されて、他方の磁極により磁化されて磁極となり、磁極１２と磁極１７との吸引力によって移動玩具本体１１が移動するような構成であってもよい。例えば、上記磁極のうちいずれかを電磁コイルとして、状況に応じてその電磁コイルのオンオフや磁極の強さを調整可能に移動玩具を構成する場合には、その電磁コイルの動作に伴う移動玩具本体１１の動作の変化を見たりすることで、より多様な面白さのある、磁気力を用いた移動玩具を実現することが可能となるなど、玩具としての様々な目的に応じて、適した磁極１２，１５，１７，１８の構成とすることが可能となる。

ここで、本実施形態において、磁気力を用いた移動玩具の各磁極の向き及び数、駆動ベルト１３の数、又は移動路面１６の形状等についても、種々の構成とすることが可能であり、移動玩具本体１１が自ら移動可能となるように構成することで、上述と同様に、その移動の不思議さと持続によって、遊戯者の興味を引き、面白さがある玩具を実現することができる。例えば、磁極１２と磁極１７の向きが互いに吸引力を発生するような向きとして、駆動ベルト１３が回動するとともに磁極１２と磁極１７との間で吸引することによって移動玩具本体１１が移動するように、移動玩具本体１１及び移動路面１６を構成することで、移動玩具を実現することができる。また、例えば、移動玩具本体１１が、２本の駆動ベルト１３を、それぞれに設けられた磁極１２が進行方向左右の両側面に向くようにして有しており、上述のような樋状体の移動路面１６の移動路面側部１６１に磁極１７が設けられており、駆動ベルト１３の回転と磁極１２と磁極１７との磁気力による相互作用力によって移動するような構成であってもよい。さらに、移動玩具本体１１を移動させるための移動路面１６上の磁極１７は、移動玩具本体１１を浮遊させるための磁極１８と共用することも可能であり、駆動ベルト１３に設けられる磁極１２と磁極１８との間で磁気力による相互作用力が発生し、駆動ベルト１３が回転することで、移動玩具本体１１が移動するように駆動ベルト１３の位置を設定することで、移動玩具を実現することができる。

また、例えば、移動路面１６が、移動玩具本体１１の上方に一本のレール状のリブを有し、そのリブの両側に向けて該移動玩具本体１１を浮遊させる磁極１８を有しており、移動玩具本体１１が、そのリブに設けられた磁極１８を囲むように、移動玩具本体１１の上方へ向けて延設された、磁極１５を有した吊持部を有し、移動玩具本体１１が、磁極１５と磁極１８の反発力による浮遊力で移動路面１６のリブに懸架されているような構成であってもよい。このとき、例えば移動玩具本体１１の下側に磁極１２を有する駆動ベルト１３が設けられており、その下方に位置する移動路面１６の磁極１７と磁気力による相互作用力を発生するように構成することで、移動玩具本体１１は自ら移動する。ここで、このような磁気力を用いた移動玩具において、移動路面１６が移動玩具本体１１を懸架するために磁気力を用いず、移動路面１６のレール状のリブを、移動玩具本体１１の吊持部が、レール方向に滑動自在に握持することによって移動玩具本体１１を懸架するような構成としてもよく、上述と同様にして移動玩具本体１１が自ら移動するような磁気力を用いた移動玩具を実現することができる。

さらに、本実施形態において、移動玩具本体１１の磁極１５と、移動路面１６の磁極１８とを有さずに、移動玩具本体１１は、上述と同様に、駆動ベルト１３の回転と磁極１２及び磁極１７の磁気力による相互作用力によって移動するとしてもよい。このとき、例えば、磁極１２及び磁極１７の磁気力による相互作用力が発生するようにしたまま、移動玩具本体１１が移動路面１６を転動するような車輪を有するようにすることで、車輪が駆動しないが移動路面１６上を自ら移動するような、不思議さを感じさせる移動玩具を実現することが可能となる。また、移動玩具本体１１を浮力性のあるように構成し、磁極１７を有する移動路面１６上に設けた液体に該移動玩具本体１１を浮かせることで、スクリュー等によって液体を掻かないが移動路面１６の液体上を自ら移動する、不思議さを感じさせる移動玩具を実現することが可能となる。

図４及び図５は、本発明の第２の実施形態に係る磁気力を用いた移動玩具を示す。この磁気力を用いた移動玩具は、移動玩具本体２１と、この移動玩具本体２１を磁気力による相互作用力を用いて図４の矢印方向に移動させる移動路面２６とからなっている。移動玩具本体２１は、移動玩具本体２１の移動方向に対して一方の側に設けられて電磁的に磁極（磁極（Ｅ）に対応）を発生させる電磁コイル２２と、この電磁コイル２２の通電をオンオフする磁気感応スイッチ２３と、電磁コイル２２の電源となる充電部２４１と、この移動玩具本体２１の上面に配されて、この充電部２４１に電力を供給する太陽電池２４２と、移動玩具本体２１の移動方向に対して左右両側に同極を向けて設けられる、複数の磁極２５（磁極（Ｃ）に対応）とを備えている。移動路面２６は、断面コ字状の樋状体であり、当該樋状体の内側底面に所定間隔で設けられた磁極２７と、移動路面側部２６１に所定間隔で設けられた磁極２８（磁極（Ｆ）に対応）とを備えている。

磁極２５，２７，２８は、全て永久磁石よりなっている。そのうち、磁極２５同士及び磁極２８（２８ａ，２８ｂ，・・・）同士は、それぞれ同方向の極性となるように整列して配置されており、磁極２５と磁極２８が向き合ったときに互いに反発するような磁極の向きとされている。

移動玩具本体２１は、図に示されるように、移動路面２６の樋状部に嵌まり込むように配される。このとき、上述の第１の実施形態と同様に、磁極２５及び磁極２８とが向き合って互いに反発することから、移動玩具本体２１には移動路面２６から浮き上がる方向の浮遊力が生じる。ここで、磁極２５及び磁極２８の強さは、移動玩具本体２１が移動路面２６と所定間隔を保った非接触状態となるのに十分な浮遊力を発生する強さに設定されている。また、磁極２８は、移動玩具本体２１が移動路面２６の樋状部に深く押し込まれて該樋状部の底面と接触するような位置関係となるときにも、移動玩具本体２１の磁極２５の位置よりも樋状部の底面側となるような位置に設けられており、磁極２５と磁極２８とは、常に移動玩具本体２１が移動路面２６から浮き上がる方向に反発力を発生するようにされている。そして、この磁極２８は移動路面２６に沿って所定間隔で複数個設けられており、移動玩具本体２１がこの移動路面２６上を移動するときには常に上記所定間隔で浮遊した状態となる。なお、本実施形態において、電磁コイル２２は鉄芯を持たないようにしてあり、電磁コイル２２が非通電状態において移動路面２６上の磁極２８に吸引されないようにしてある。

磁気感応スイッチ２３は、上述のように、移動玩具本体２１が移動路面２６上に浮遊状態で配されたとき、移動路面２６の磁極２７による磁力の影響を確実に受けることができるように、移動玩具本体１１の底面（移動路面２６）側に配置されている。移動玩具本体２１の電磁コイル２２及び磁気感応スイッチ２３と、移動路面２６の磁極２７及び磁極２８とは、互いに関連した位置関係で設けられており、磁気感応スイッチ２３が移動路面２６の磁極２７の磁力に感応して電磁コイル２２を通電させ、電磁コイル２２による磁極が移動路面２６の磁極２８と反発することで移動玩具本体２１が移動路面２６上を図４の矢印のいずれかの方向へ移動する。この移動方向は、電磁コイル２２の発生する電極の極性によって変わる。移動玩具本体２１の移動動作の詳細を以下に説明する。

図５（ａ）乃至（ｃ）は、移動路面２６上を移動する移動玩具本体２１を上面から見て、移動方向を図の右側として模式的に示すものであり、図５（ａ）乃至（ｃ）の順に時刻順に並んでいる。移動路面２６上に設けられている磁極２７は磁極２８の並びに応じて設けられており、磁極２７及び磁極２８を、それぞれ、磁極２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｚ、及び磁極２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，・・・，２８ｆ，２８ｚとすると、本実施形態においては、磁極２８ｂと並ぶように磁極２７ａが、磁極２８ｄと並ぶように磁極２７ｂが、磁極２８ｆと並ぶように磁極２７ｃが、それぞれ設けられている。

図５（ａ）に示されるように、移動路面２６上に移動玩具本体２１が配され、移動路面２６上の磁極２７ａ（図の点線で示す）と磁気感応スイッチ２３とが上面から見て重なるような移動玩具本体２１と移動路面２６との位置関係になると、磁気感応スイッチ２３が磁極２７ａの磁力に感応してオンとなり、充電部２４１からの電流を電磁コイル２２に通電させ、電磁コイル２２により発生する磁極が移動路面２６の磁極２８ａと図の黒矢印に示されるように反発し、この反発力を移動力として移動玩具本体２１が移動路面２６上を図の矢印方向へ移動する。次に、図５（ｂ）に示されるように、移動玩具本体２１が移動して磁気感応スイッチ２３が磁極２７ａの磁力の影響外となる範囲まで移動すると、磁気感応スイッチ２３がオフとなり、電磁コイル２２の通電を停止させる。電磁コイル２２の通電が停止して電極が消えると、移動玩具本体２１の移動に関係する外力は加わらないことになり、移動玩具本体２１はそのまま慣性にて図の矢印方向に移動を続ける。そして、図５（ｃ）に示されるように、移動した移動玩具本体２１の磁気感応スイッチ２３が磁極２７ｂ（図に点線で示す）の磁力の影響を受ける位置まで来ると、上述のようにして再び電磁コイル２２により磁極が発生し、図の黒矢印に示されるような、この電磁コイル２２による磁極と磁極２８ｃとの反発力を移動力として移動玩具本体２１を押勢する。

ここで、移動玩具本体２１内において、電磁コイル２２及び磁気感応スイッチ２３は、図の一点鎖線Ｃで示される電磁コイル２２の位置が、磁極２８ａと磁極２８ｂとの間の区間を２等分した２つの区間（図の区間Ｌ１，Ｌ２）のうち前半の区間（図の区間Ｌ１）にあるときに、磁気感応スイッチ２３が磁極２７の磁力に感応して電磁コイル２２を通電させるような位置に配置されている。これにより、上述の一連の動作のうち、電磁コイル２２は、磁極２８ａと磁極２８ｂとの間の区間Ｌ１及び磁極２８ｃと磁極２８ｄとの間の区間Ｌ３に位置するときに磁極を発生して、磁極２８ａとの間及び磁極２８ｃとの間で移動力となる反発力を発生し、図の区間Ｌ２又は区間Ｌ４では磁極を発生しないようにして、移動玩具本体２１の移動方向に対して減速する方向の力の発生が加わることがないようにしている。ここで、反発力を発生する時間は限定されるものではなく、上述の区間内で所定時間電磁コイル２２に通電すればよい。上述のようにして、電磁コイル２２による電極と磁極２８とが、移動玩具本体２１の移動に応じて反発力の発生を繰り返すことによって、移動玩具本体２１は移動路面２６上を自ら移動する。

本実施形態において、電磁コイル２２により発生する磁極は、磁極２８と吸引力を発生する極性の向きであってもよい。これは、上述の本実施形態の構成において、移動玩具本体２１内における電磁コイル２２及び磁気感応スイッチ２３の位置を、電磁コイル２２が通電される区間が、電磁コイル２２による磁極と磁極２８との吸引力が、常に移動玩具本体２１の移動を継続させる移動力として働くような区間となるように設定すれば実現可能である。このとき、上述の一連の動作のうち、図の区間Ｌ２及び区間Ｌ４にて電磁コイル２２が磁極を発生して、磁極２８ｂとの間及び磁極２８ｄとの間で移動力となる吸引力を発生して、移動玩具本体２１は移動路面２６上を自ら移動する。

また、電磁コイル２２に発生する磁極が、磁極２８と反発力を発生する極性の向きであるとき、移動玩具本体２１内における電磁コイル２２及び磁気感応スイッチ２３を、電磁コイル２２が通電される区間が、図の区間Ｌ２及び区間Ｌ４となるような位置に配置することで、移動玩具本体２１が上述とは逆方向に移動路面２６上を移動するように構成することが可能である。

上述のように、移動玩具本体２１の電磁コイル２２により発生する磁極と、移動路面２６の磁極２８との磁気力による相互作用力によって移動玩具本体２１が移動するので、移動玩具本体が移動するときの移動力の所在が見た目には分かりにくく、その移動の不思議さと持続によって、遊戯者の興味を引き、面白さがある、磁気力を用いた移動玩具を実現することが可能となる。また、このとき、移動玩具本体２１が、移動路面２６との間に所定間隔を保って浮遊していることで、移動玩具本体２１が移動するときの移動力の存在がより分かりにくいものとなり、さらに面白さのある、磁気力を用いた移動玩具を実現することができる。

ここで、上述の構成では、磁極２５，２８は永久磁石で構成されているが、これらの磁極のうちいずれか、又は全ての磁極が、電気的に磁極を発生させる電磁コイルで構成されていてもよい。玩具としての様々な目的に応じて、適した磁極２５，２８の構成とすることにより、より多様な面白さのある移動玩具を実現することが可能となる。また、移動玩具本体２１の磁気感応スイッチ２３が、移動路面２６の磁極２８の磁力を感応可能に、該移動玩具本体２１の側部に設けられるとしてもよく、このとき、移動路面２６は磁極２７を有さず、磁極２８を移動玩具本体２１の浮遊力を発生させるとともに移動力を誘起させる磁極として兼用するような、磁気力を用いた移動玩具とすることが可能となる。また、電磁コイル２２の数は、複数個に増やしてもよく、これにより安定して移動力を得ることが可能となる。

図６は、上記第２の実施形態の変形例に係る磁気力を用いた移動玩具を示す。この磁気力を用いた移動玩具は、上述の第２の実施形態において、電磁コイル２２の通電をオンオフする磁気感応スイッチ２３の代わりに、移動路面２６に設けられた反射板２７１の位置を検出するホトセンサ２３１と、このホトセンサ２３１による検出に基いて電流をオンオフするスイッチ２４３を用いたものであり、また、電磁コイル２２にヨーク２２ａ，２２ｂが設けられ、電磁コイル２２が通電することで該ヨーク２２ａ，２２ｂの端部に磁極が発生し、移動路面２６の磁極２８と磁気力による相互作用力を発生させるようなものである。その他の移動玩具本体２１及び移動路面２６の構成は上述の第２の実施形態と同様である。本変形例において、電磁コイル２２は、移動玩具本体２１の進行方向の前後方向に極性をもつように移動玩具本体２１に配置され、鉄芯を有しており、その電磁コイル２２の鉄芯の両極には、両端部が移動玩具本体２１の両側面まで、移動玩具本体２１の上面から見て進行方向に対して垂直となるように延設されたヨーク２２ａ，２２ｂの中央部が接続されている。

この磁気力を用いた移動玩具は、移動玩具本体２１が移動して、ホトセンサ２３１と移動路面２６の反射板２７１とが、移動玩具本体２１の進行方向に対して同位置となったときに、ホトセンサ２３１が反射板２７１を検出し、スイッチ２４３がオンとされることで電磁コイル２２が充電部２４１により通電される。電磁コイル２２は通電されると、移動玩具本体の進行方向の前後方向に極性を向けて励磁し、ヨーク２２ａ，２２ｂの各両端部が磁極となる。このヨーク２２ａ，２２ｂの磁極と、移動路面２６の磁極２８との間で磁気力による相互作用力を発生することで、この移動玩具本体２１は図の右方向へと移動する。

移動玩具本体２１内のホトセンサ２３１とヨーク２２ａ，２２ｂとの位置関係は、ホトセンサ２３１が反射板２７１を検出したときそれぞれの両端部に発生する磁極と磁極２８との間で発生する磁気力による相互作用力が、移動玩具本体２１を図の右方向へと移動させるような位置関係とされている。本変形例においては、移動玩具本体２１が移動して、ヨーク２２ａの両端部の移動方向後ろ側近傍に磁極２８があるような位置関係となったときに、ヨーク２２ａの両端部に磁極が発生して、この磁極が、図の黒矢印に示されるように、磁極２８との間で反発力を発生し、この反発力が移動玩具本体２１の移動力とされる。このとき、ヨーク２２ｂの両端部は、磁極２８の移動方向後ろ側近傍に位置しており、図の白抜き矢印に示されるように、ヨーク２２ｂの両端部に発生する磁極が磁極２８との間で吸引力を発生し、この吸引力が移動玩具本体２１の移動力とされる。すなわち、移動玩具本体２１は、ホトセンサ２３１が反射板２７１を検出したときにヨーク２２ａ，２２ｂに磁極が発生して、上記反発力と吸引力が同時に発生することで移動する。移動玩具本体２１が移動して再びホトセンサ２３１が別の反射板２７１を検出すると、再びヨーク２２ａ，２２ｂに磁極が発生し、上述と同様に磁極２８との間で磁気力による相互作用力を発生することで移動玩具本体２１が押勢され、この移動玩具本体２１は自ら移動を続ける。移動玩具本体２１がこのように移動することで、移動力の所在が見た目には分かりにくく、その移動の不思議さと持続によって、遊戯者の興味を引き、面白さがある、磁気力を用いた移動玩具を実現することが可能となる。

ここで、本変形例においては、ヨーク２２ａの両端部に発生する磁極が磁極２８との間で吸引力を発生し、ヨーク２２ｂの両端部に発生する磁極が磁極２８との間で反発力を発生するように構成してもよく、このとき、ヨーク２２ａ，２２ｂの各両端部の磁極２８に対する位置が、ホトセンサ２３１が反射板２７１を検出したときに発生する上記吸引力及び反発力が移動玩具本体２１を移動させる移動力として作用するような位置とされる。このように移動玩具本体２１及び移動路面２６を構成することにより、上述と同様に、遊戯者の興味を引き、面白さがある、磁気力を用いた移動玩具を実現することが可能となる。

図７及び図８は、上記第２の実施形態のさらに別の変形例に係る磁気力を用いた移動玩具を示す。この磁気力を用いた移動玩具は、上述の変形例において、電磁コイル２２の通電される電流をオンオフさせるスイッチをホトセンサ２３１及びスイッチ２４３とは別のスイッチで構成したものである。図７は、移動路面２６に、反射板２７１の代わりに突起部２７２を設け、移動玩具本体２１には、ホトセンサ２３１とスイッチ２４３の代わりにメカスイッチ２３２を設けたものであり、移動玩具本体２１が移動してメカスイッチ２３２が突起部２７２に接触することで、電磁コイル２２に通電される電流をオンオフして動作する。また、図８は、移動路面２６には、反射板２７１又は突起部２７２などは設けず、磁極２８のみを設けて、移動玩具本体２１には、ホトセンサ２３１とスイッチ２４３の代わりに、磁力を受けて回転して特定位置となったときのみ導通する回転スイッチ２３３を移動路面２６の磁極２８の磁力を感応可能に設けたものであり、移動玩具本体２１の移動に応じて、回転スイッチ２３３が磁極２８の磁力の変化を感応することで、電磁コイル２２に通電される電流をオンオフして動作する。これら移動玩具本体２１及び移動路面２６のその他の構成及び動作は上述の変形例と同様である。このように移動玩具本体２１及び移動路面２６を構成した場合にも、上述と同様な、遊戯者の興味を引き、面白さがある、磁気力を用いた移動玩具を実現することが可能となる。

なお、本発明は上記各実施形態の構成に限定するものではなく、発明の範囲を変更しない範囲で適宜に種々の変形が可能である。例えば、上述の各磁極の間隔、磁極間で磁気力による相互作用力を発生する間隔や距離、駆動ベルト１３の回転速度、又は電源の種類等は、移動玩具の動作が実現したいものになるように適宜設定すればよい。例えば、移動玩具本体１１，２１を浮遊させるための磁極１８，２８は、各移動路面側部１６１，２６１に対して１列ずつとしているが、例えば２列配列や千鳥配列とすることができ、これにより移動玩具本体１１，２１の浮遊力を強化して非接触状態での移動を安定化することが可能となる。

本発明の第１の実施形態に係る磁気力を用いた移動玩具の斜視図。 （ａ）は同上の移動玩具本体の斜視図、（ｂ）は同上を移動方向前面から見た図。 （ａ）は同上の動作を説明する側面図、（ｂ）は（ａ）の所定時間後を示す図、（ｃ）は（ｂ）の所定時間後を示す図、（ｄ）は（ｃ）の所定時間後を示す図、（ｅ）は（ｄ）の所定時間後を示す図。 本発明の第２の実施形態に係る磁気力を用いた移動玩具の斜視図。 （ａ）は同上の動作を説明する上面図、（ｂ）は（ａ）の所定時間後を示す図、（ｃ）は（ｂ）の所定時間後を示す図。 同上の変形例に係る磁気力を用いた移動玩具の上面図。 同上のさらに別の変形例に係る、メカスイッチを利用した磁気力を用いた移動玩具の上面図。 同上のさらに別の変形例に係る、回転スイッチを利用した磁気力を用いた移動玩具の上面図。

符号の説明

１１ 移動玩具本体
１２，１５，１７，１８ 磁極
１３ 駆動ベルト
１４ 駆動手段
１６ 移動路面
２１ 移動玩具本体
２２ 電磁コイル
２５，２７，２８ 磁極
２６ 移動路面

Claims (7)

1. 移動玩具本体と、該移動玩具本体を磁気力による相互作用力を用いて移動させる移動路面とからなる移動玩具であって、
   前記移動玩具本体は、磁極（Ａ）と、この磁極（Ａ）が所定間隔で配置される駆動ベルトと、この駆動ベルトを回動させる駆動手段とを備え、
   前記移動路面は、前記磁極（Ａ）との間の磁気力による相互作用力により前記移動玩具本体に移動力を誘起させる磁極（Ｂ）を備え、
   前記移動玩具本体の中で移動する磁極（Ａ）は、前記移動路面の磁極（Ｂ）と向かい得るように配され、前記駆動ベルトの回動に伴う前記移動玩具本体の磁極（Ａ）の移動による前記両磁極（Ａ）（Ｂ）の相互作用力により、前記移動玩具本体が前記移動路面上で移動することを特徴とする磁気力を利用した移動玩具。
2. 前記移動玩具本体は、該移動玩具本体を前記移動路面から浮遊させる磁極（Ｃ）をさらに備え、
   前記移動路面は、前記移動玩具本体に浮遊力を誘起させる磁極（Ｄ）をさらに備え、
   前記磁極（Ｃ）と磁極（Ｄ）とは同極で向き合い反発することで前記移動玩具本体を前記移動路面から常に所定間隔を保って浮遊し、かつ、移動路面上で相対的に移動可能とされることを特徴とする請求項１記載の磁気力を利用した移動玩具。
3. 前記磁極（Ａ）及び磁極（Ｂ）は、それぞれ、永久磁石、又は電気的に磁極を発生させる電磁コイル、又は磁性化素材のいずれかにて構成されることを特徴とする請求項１記載の磁気力を利用した移動玩具。
4. 前記磁極（Ｃ）及び磁極（Ｄ）は、それぞれ、永久磁石、又は電気的に磁極を発生させる電磁コイルのいずれかにて構成されることを特徴とする請求項２記載の磁気力を利用した移動玩具。
5. 移動玩具本体と、該移動玩具本体を磁気力による相互作用力を用いて移動させる移動路面とからなる移動玩具であって、
   前記移動玩具本体は、磁極（Ｅ）を備え、
   前記移動路面は、前記磁極（Ｅ）との間の磁気力による相互作用力により前記移動玩具本体に移動力を誘起させる磁極（Ｆ）を備え、
   前記磁極（Ｅ）は、前記移動玩具本体に対する前記磁極（Ｆ）の位置によって電磁的に発生し、前記両磁極（Ｅ）（Ｆ）の相互作用力により、前記移動玩具本体が前記移動路面上で移動することを特徴とする磁気力を利用した移動玩具。
6. 前記移動玩具本体は、該移動玩具本体を前記移動路面から浮遊させる磁極（Ｃ）をさらに備え、
   前記磁極（Ｃ）と磁極（Ｆ）とは同極で向き合い反発することで前記移動玩具本体を前記移動路面から常に所定間隔を保って浮遊し、かつ、移動路面上で相対的に移動可能とされることを特徴とする請求項５記載の磁気力を利用した移動玩具。
7. 前記磁極（Ｃ）及び磁極（Ｆ）は、それぞれ、永久磁石、又は電気的に磁極を発生させる電磁コイルのいずれかにて構成されることを特徴とする請求項６記載の磁気力を利用した移動玩具。
   

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