JP2018134297A - 遊泳体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】後端部に位置するヒレ部を磁場を用いて動くようにした遊泳体を水槽内の通路を遊泳させる遊泳体装置を提供する。【解決手段】この遊泳体装置１は、遊泳本体部２１とその後端部に接続されるヒレ部２２とを有する遊泳体２と、遊泳体２が遊泳するための水を溜めるとともに通路３１ａａを有する構造物３１ａが設けられた水槽３１を有し、かつ、少なくとも交流磁場を発生する磁場発生部３２と磁場発生部３２を制御する磁場制御部３３と磁場制御部３３を制御して遊泳体２の動作状態を変化させる操作部３４とを有する遊泳体制御装置３と、を備えており、ヒレ部２２は、前後方向に磁化方向を有し水槽３１内において交流磁場を受けて変位する磁石２３が搭載され、磁石２３の変位に応じて弾性変形して振動し遊泳体２の推進力を生じさせる。【選択図】図１

Description

本発明は、磁場を用いて、例えば魚形状などとした遊泳体を水槽内の通路を通して遊泳させる遊泳体装置に関する。

従来より、魚形状などとした遊泳体を水槽内で遊泳させる遊泳体装置が知られている。この中で、磁場を用いて遊泳体を遊泳させる遊泳体装置は、遊泳体が磁石を内蔵し、その磁石を水槽の外側の制御装置が制御するので、遊泳体が電池で遊泳するものに比べて長時間の遊泳が可能である。

例えば、特許文献１には、磁界発生用駆動磁石を水槽の背後などに複数個配置し、それらの磁界発生用駆動磁石を機械的に回転又は移動させることにより、水槽内の磁場を刻々変え、魚形状の遊泳体を自然に近い動きをさせるようにした遊泳体装置が開示されている。

特開平６−２６９５７５号公報

しかしながら、特許文献１に開示されているような遊泳体装置は、遊泳体が魚形状であっても後端部に位置するヒレ部が動くものではないので、より自然に近い遊泳体の動きかどうかという点で改善の余地が有り、また、遊泳体が水槽内を比較的単純に動くだけであり、遊泳体を用いたゲーム用の装置など、水槽内の通路を通して操作により遊泳させるものに好適に適用できるというものではない。

本発明は係る事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、後端部に位置するヒレ部を磁場を用いて動くようにした遊泳体を水槽内の通路を通して操作により遊泳させる遊泳体装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の遊泳体装置は、遊泳本体部と該遊泳本体部の後端部に接続されるヒレ部とを有する遊泳体と、該遊泳体が遊泳するための水を溜めるとともに通路を有する構造物が設けられた水槽を有し、かつ、少なくとも交流磁場を発生する磁場発生部と該磁場発生部を制御する磁場制御部と該磁場制御部を制御して前記遊泳体の動作状態を変化させる操作部とを有する遊泳体制御装置と、を備えており、前記ヒレ部は、前後方向に磁化方向を有し前記水槽内において前記交流磁場を受けて変位する磁石が搭載され、該磁石の変位に応じて弾性変形して振動し前記遊泳体の推進力を生じさせることを特徴とする。

請求項２に記載の遊泳体装置は、請求項１に記載の遊泳体装置において、前記遊泳体は、魚形状又は海獣形状又は人魚形状である、或いは、前記遊泳本体部は、キャラクター性を有する人や動植物などの愛玩形状であることを特徴とする。

請求項３に記載の遊泳体装置は、請求項１又は２に記載の遊泳体装置において、前記ヒレ部は、前記遊泳本体部の後端部近傍が挿入されてその周囲に弾性変形により密着するサック部分を有しており、該サック部分が密着することにより前記遊泳本体部に接続されることを特徴とする。

請求項４に記載の遊泳体装置は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の遊泳体装置において、前記磁場発生部は、前記水槽を挟んで対向する一対のコイルを１組有し、それにより１次元方向に前記交流磁場を発生しており、該交流磁場のバイアスにより前記遊泳体の進行方向を変え得ることを特徴とする。

請求項５に記載の遊泳体装置は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の遊泳体装置において、前記磁場発生部は、前記水槽を挟んで対向する一対のコイルを２組有し、それにより２次元の任意方向に前記交流磁場が発生可能であり、前記交流磁場と直交する静磁場により前記遊泳体の進行方向を変え得ることを特徴とする。

請求項６に記載の遊泳体装置は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の遊泳体装置において、前記磁場発生部は、前記水槽を挟んで対向する一対のコイルを３組有しており、それにより３次元の任意方向に前記交流磁場が発生可能であり、前記交流磁場と直交する静磁場により前記遊泳体の進行方向を変え得ることを特徴とする。

本発明によれば、後端部に位置するヒレ部を磁場を用いて動くようにした遊泳体を水槽内の通路を通して操作により遊泳させる遊泳体装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る遊泳体装置を模式的に示す外観図である。 同上の遊泳体装置の遊泳体の外観を示すものであって、（ａ）が正面図、（ｂ）が平面図である。 同上の遊泳体装置の遊泳体の推進の例を模式的に示す平面図である。 同上の遊泳体装置の遊泳体における遊泳本体部へのヒレ部の接続の他の例の外観を示すものであって、（ａ）が正面図、（ｂ）が平面図である。 同上の遊泳体装置の遊泳体制御装置の水槽と磁場発生部の外観を示す平面図である。 同上の遊泳体装置の遊泳体制御装置の水槽と磁場発生部の外観を示す正面図である。 同上の遊泳体装置の遊泳体制御装置の水槽と磁場発生部の外観を示す右側面図である。 同上の遊泳体装置の遊泳体制御装置の磁場発生部が発生する磁場の例を示す波形図であって、（ａ）がバイアスがない場合のもの、（ｂ）が正のバイアスを有する場合のものである。 同上の遊泳体装置の遊泳体制御装置の操作部の外観を示すものであって、（ａ）が平面図、（ｂ）が正面図である。 同上の遊泳体装置において他の遊泳体制御装置を用いた場合を模式的に示す外観図である。 同上の遊泳体装置の他の遊泳体制御装置の水槽と磁場発生部の外観を示す平面図である。 同上の遊泳体装置の他の遊泳体制御装置の水槽と磁場発生部の外観を示す正面図である。 同上の遊泳体装置の他の遊泳体制御装置の水槽と磁場発生部の外観を示す右側面図である。 同上の遊泳体装置の他の遊泳体制御装置の磁場発生部が発生する磁場の例を示す波形図であって、（ａ）が静磁場がｙ軸方向で交流磁場がｘ軸方向の場合のもの、（ｂ）が静磁場がｘ軸方向で交流磁場がｙ軸方向の場合のものである。 同上の遊泳体装置の他の遊泳体制御装置の操作部の外観を示すものであって、（ａ）が平面図、（ｂ）が正面図である。 同上の遊泳体装置の他の遊泳体制御装置の操作部の他の例の外観を示すものであって、（ａ）が平面図、（ｂ）が正面図である。 同上の遊泳体装置において更に他の遊泳体制御装置を用いた場合を模式的に示す外観図である。 同上の遊泳体装置の更に他の遊泳体制御装置の水槽と磁場発生部の外観を示す平面図である。 同上の遊泳体装置の更に他の遊泳体制御装置の水槽と磁場発生部の外観を示す正面図である。 同上の遊遊泳体装置の更に他の遊泳体制御装置の水槽と磁場発生部の外観を示す右側面図である。 同上の遊泳体装置の更に他の遊泳体制御装置の磁場発生部が発生する磁場の例を示す波形図であって、（ａ）が静磁場がｙ軸方向で交流磁場がｚ軸方向の場合のもの、（ｂ）が静磁場がｚ軸方向で交流磁場がｘ軸方向の場合のものである。 同上の遊泳体装置の更に他の遊泳体制御装置の操作部の外観を示すものであって、（ａ）が平面図、（ｂ）が正面図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。本発明の実施形態に係る遊泳体装置１は、ゲーム用の装置などに好適に適用できるものである。この遊泳体装置１は、図１に示すように、遊泳体２と遊泳体制御装置３とを備えている。なお、遊泳体２は、後述する遊泳体制御装置４、５にも用いることができる。

遊泳体２は、図２に示すように、遊泳本体部２１とその後端部に位置するヒレ部２２とを有する。ヒレ部２２は、遊泳本体部２１の後端部に接続される。

遊泳本体部２１は、特に形状が限定されるものではないが、ヒレ部２２を接続することで、遊泳体２が自然な一体的な形態として認識される魚形状又は海獣形状又は人魚形状などとなるようにするのが好ましい。また、遊泳本体部２１は、キャラクター性を有する人や動植物などの愛玩形状にすることも可能である。遊泳本体部２１は、例えばゲームを行う者が好みに合ったものを選択したり、或いは、特注したりすることが可能である。遊泳本体部２１は、３Ｄプリンターなどを用いると容易に製造が可能である。遊泳本体部２１は、前後方向の長さが例えば、２ｃｍ〜４ｃｍ程度とすることができる。

ヒレ部２２は、遊泳体２の前後方向に磁化方向を有している磁石２３が搭載されている。磁石２３は、磁化方向に長い棒状のものである。本実施形態では、磁石２３は、その後端側がＳ極、前端側がＮ極としている。なお、図２（ａ）、（ｂ）においては、磁石２３は透視して模式的に描いている。また、本願の説明において、遊泳本体部２１、ヒレ部２２、磁石２３についての前後方向は、遊泳本２の前後方向と同じである。

ヒレ部２２は、シリコン樹脂製などのような柔軟な部材（基材）で形成されており、その磁石搭載部分２２ａの内部に磁石２３を搭載している。ヒレ部２２は、例えば、成形の型の中に磁石２３を据えそのまわりにシリコン樹脂などを注入して固めて製造することができる。ヒレ部２２は、魚（又は海獣）などの尾ビレのように幅広の側面２２ｂを有している。ヒレ部２２は、前後方向の長さが例えば、１ｃｍ〜２．５ｃｍ程度、厚さ（幅広の側面２２ｂと直交する方向の長さ）が０．１ｃｍ〜０．５ｃｍ程度とすることができる。

ヒレ部２２は、サック部分２２ｃを有しているのが好ましい。サック部分２２ｃは、遊泳本体部２１の後端部近傍が挿入されてその周囲に弾性変形により密着し、それにより遊泳本体部２１に接続されるものである。従って、サック部分２２ｃは、有底の中空部を有し弾性変形が容易なもの（例えば、シリコン樹脂製など）である。サック部分２２ｃは、ヒレ部２２の他の部分と一体的に形成すればよいが、ヒレ部２２の他の部分に接着剤により接着してもよい。このようなサック部２２ｃは、ヒレ部２２を容易に遊泳本体部２１に接続することができる。なお、ヒレ部２２は、場合によっては、サック部分２２ｃを有さず、接着剤等で遊泳本体部２１に固定し接続することも可能である。

ヒレ部２２に搭載された磁石２３は、後述する水槽３１（又は４１又は５１）内において後述する交流磁場を受けると変位する。より詳細には、磁石２３は、その後端と前端では働く力が逆方向なので、交流磁場を受けると、回動するように変位する。そして、ヒレ部２２は、図３に示すように、磁石２３の変位に応じて弾性変形して振動し、周囲の水を後方に押し出すことにより遊泳体２の推進力を生じさせる。

なお、ヒレ部２２は、幅広の側面２２ｂが水槽内において鉛直方向になるように遊泳本体部２１に接続することができる（図２（ａ）、（ｂ）参照）。また、後述する図１３に示すように、遊泳体制御装置５の水槽５１内で遊泳体２を用いる場合は、後述するように、遊泳体制御装置５は３次元の磁場を発生することができるので、ヒレ部２２は、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、幅広の側面２２ｂが水平方向になるように遊泳本体部２１に接続することも可能である。

また、遊泳本体部２１は、浮力が調整される。遊泳体制御装置３の水槽３１内又は後述する図８に示すような遊泳体制御装置４の水槽４１内で遊泳体２を用いる場合は、後述するように、遊泳体制御装置３は１次元の磁場を発生し、遊泳体制御装置４は２次元の磁場を発生するので、遊泳体２は、水槽３１（又は４１）の底に沈むようにするか（図１及び図８参照）又は水面に浮かぶように浮力を調整する。図１３に示すような遊泳体制御装置５の水槽５１内で遊泳体２を用いる場合は、後述するように、遊泳体制御装置５は３次元の磁場を発生することができるので、遊泳体２は、水槽３１の水中の深度にかかわらず遊泳できるように浮力を調整する。

次に、遊泳体制御装置３について説明する。遊泳体制御装置３は、水槽３１と磁場発生部３２と磁場制御部３３と操作部３４とを有している（図１参照）。

水槽３１は、遊泳体２が中で遊泳するための水を溜め得るものである。また、水槽３１は、通路３１ａａを有する構造物３１ａが設けられている。通路３１ａａを有する構造物３１ａは、種々のものが可能であり、通路３１ａａの孔が形成されたものであってもよいし、窪んだり直立したりなどして単に通路３１ａａを画定するものであってもよい。本実施形態の構造物３１ａは、図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃに示すように、矩形の薄板がｘ軸方向に直交して２枚、ｙ軸方向に直交して２枚、底板上に設けられて互いに交差しており、合計９個の小空間を形成しており、それらの小空間の下部の各方向の隔壁にドーム形状の通路３１ａａが設けられたものである。ｘ軸方向とｙ軸方向は、ともに水平方向であり、かつ、互いに直交する方向である。複数個の通路３１ａａのうちの幾つかを設けないようにして迷路にすることも可能である。また、スタート地点やゴール地点を明示することも可能である。使用者は、後述する操作部３４を操作することにより、遊泳体２をいろいろな通路３１ａａを通過させて楽しむことができる。構造物３１ａは、その他、矩形の薄板に通路３１ａａが設けられた円筒を組み合わせるようにしたり電動のゲートを付加したりすることなどが可能である。また、通路３１ａａの形状は様々なものが可能である。

磁場発生部３２は、水槽３１を挟んで対向する一対のコイルを１組有している（図５Ａ〜図５Ｃ参照）。すなわち、磁場発生部３２は、一対のコイルであるｘ軸方向の磁場を生成する一対のｘ軸コイル３２ｘ、３２ｘ’を有している。

磁場制御部３３は、磁場発生部３２を制御する。磁場制御部３３は、操作部３４からの制御信号に基づいて、ｘ軸磁場制御部３３ｘにおいて磁場発生部３２の一対のｘ軸コイル３２ｘ、３２ｘ’に、交流電流を流して交流磁場を発生させる。よって、交流磁場は、１次元方向が発生可能である。交流磁場は、所定の周波数及び振幅で時間的に変化するものであり、かつ、バイアス（直流成分）を有するものとすることができる。図６（ａ）に示す交流磁場は、バイアスがない場合のもの、図６（ｂ）に示す交流磁場は、正のバイアスを有する場合のものである。交流磁場は、遊泳体２を推進させるのに用いられるとともに、進行方向を制御するのにも用いられる。

なお、図１、図５Ａ〜図５Ｃ（及び後述する図８、図９Ａ〜図９Ｃ、図１３、図１４Ａ〜図１４Ｃ）においては、透視により必要な各部材（水槽、構造物、コイルなど）を示している。また、図１（及び図５Ｂ）においては、一対のｘ軸コイル３２ｘ、３２ｘ’のうちの一方のコイル３２ｘは、他方のコイル３２ｘ’に重なって隠れている。また、図１においては、符号３３ｘａ、３３ｘｂは一対のｘ軸コイル３２ｘ、３２ｘ’のうちの一方のコイル３２ｘの両端部に接続される電気配線、符号３３ｘａ’、３３ｘｂ’は一対のｘ軸コイル３２ｘ、３２ｘ’のうちの他方のコイル３２ｘ’の両端部に接続される電気配線、をそれぞれ示している。

遊泳体２の磁石２３は、その前後方向（Ｎ極−Ｓ極方向）が交流磁場の方向に完全に一致しているのでなければ、交流磁場に従って変位し、それによりヒレ部２２が振動し、その推進力により遊泳体２が進行する。交流磁場のバイアスがない場合、遊泳体２の磁石２３は、その前後方向の軸に対して対称的に変位するので、ヒレ部２２は対称的に振動し遊泳体２は直進する（図３参照）。交流磁場がバイアスを有する場合、遊泳体２の磁石２３は、その前後方向に対して非対称的に変位し、ヒレ部２２は非対称的に振動し遊泳体２が進行方向を変えるようになる。例えば、本実施形態のように磁石２３の後端側がＳ極で前端側がＮ極であり、コイル３２ｘ’からコイル３２ｘに向かう磁場が正方向であると、正のバイアスを有する交流磁場は正方向の磁場が負方向の磁場よりも大きいので、遊泳体２は右回りに徐々に向きを変えることにより進行方向を変える。これに対し、負のバイアスを有する交流磁場は、負方向の磁場が正方向の磁場よりも大きいので遊泳体２が左回りに徐々に向きを変えることにより進行方向を変える。

このように、一対のコイル３２ｘ、３２ｘ’により１次元方向に交流磁場が発生可能であり、遊泳体２を２次元の任意方向に進行させたり進行方向を変えたりすることができる。

操作部３４は、磁場制御部３３を制御して遊泳体２の動作状態を変化させるものである。具体的には、操作部３４は、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、水平方向操作デバイス３４ａと周波数設定デバイス３４ｂを有している。これらは、操作部本体３４ｃに取り付けられている。操作部３４は、電気配線ケーブル３４Ａを介して又は無線により磁場制御部３３と通信を行うことにより磁場制御部３３を制御する。無線の場合は、操作部３４と磁場制御部３３のそれぞれに無線通信機が設けられることになる。

水平方向操作デバイス３４ａは、その操作により、交流磁場の振幅とバイアスを定め、それにより遊泳体２の速度と進行方向を定めるものである。水平方向操作デバイス３４ａは、操作者が把持する操作把持部分３４ａａを有する。操作把持部分３４ａａは、通常、操作部本体３４ｃから突出した棒状のものである。水平方向操作デバイス３４ａは、その周辺部の四方が、水槽３１における「前側」「後側」「左側」「右側」に対応しており、「Ｆ」「Ｂ」「Ｌ」「Ｒ」の文字或いはそれらと同等な文字又はマークを付すことができる。水平方向操作デバイス３４ａは、以下に述べる構造が可能である。

水平方向操作デバイス３４ａは、一般的なジョイスティックのように、操作把持部分３４ａａを、その根元を不動点として、どの向きにも倒し得る構造にすることができる（図７（ａ）、（ｂ）参照）。そして、操作把持部分３４ａａを倒す向き（平面視における向き）の前後方向の成分の絶対値に対応して、交流磁場の振幅が変わるようにし、左右方向の成分に対応して交流磁場のバイアスが変わるようにすることができる。

周波数設定デバイス３４ｂは、磁場発生部３２が発生する交流磁場の周波数（例えば、５〜２０Ｈｚ）を設定するものである。周波数設定デバイス３４ｂは、円柱形つまみの形態とすることが可能である。周波数設定デバイス３４ｂが回されることにより、交流磁場の周波数は変更される。この周波数の変更は、遊泳体２における遊泳本体部２１及びヒレ部２２のサイズ又は重量により、推進力を得る最適な周波数が異なってくる場合も有るからである。なお、周波数設定デバイス３４ｂは、つまみの他に、スライダーなどの他の形態も可能である。

次に、遊泳体制御装置３の替わりに用いることができる遊泳体制御装置４について説明する。遊泳体制御装置４は、図８に示すように、水槽４１と磁場発生部４２と磁場制御部４３と操作部４４とを有している。これらにおいて、水槽４１（及び構造物４１ａ、通路４１ａａ）は、上述した水槽３１（及び構造物３１ａ、通路３１ａａ）と同様のものである。

磁場発生部４２は、図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃに示すように、水槽４１を挟んで対向する一対のコイルを２組有している。すなわち、磁場発生部４２は、２組の一対のコイルであるｘ軸方向の磁場を生成する一対のｘ軸コイル４２ｘ、４２ｘ’、ｙ軸方向の磁場を生成する一対のｙ軸コイル４２ｙ、４２ｙ’を有している。

磁場制御部４３は、磁場発生部４２を制御する。磁場制御部４３は、操作部４４からの制御信号に基づいて、ｘ軸磁場制御部４３ｘにおいて磁場発生部４２の一対のｘ軸コイル４２ｘ、４２ｘ’に電流（直流電流と交流電流の合成電流）を流して静磁場（時間的に変化しない磁場）のｘ軸成分を発生させるとともに交流磁場のｘ軸成分を発生させ、かつ、ｙ軸磁場制御部４３ｙにおいて磁場発生部４２の一対のｙ軸コイル４２ｙ、４２ｙ’に電流を流して静磁場のｙ軸成分を発生させるとともに交流磁場のｙ軸成分を発生させる。交流磁場の方向は、静磁場の方向と直交する。交流磁場は、前述した遊泳体制御装置３の場合とは異なり、バイアスを有するものではない。静磁場と交流磁場は、２次元の任意方向が可能、つまり、２次元のどの方向にでも向かせることが可能である（図１０（ａ）、（ｂ）参照）。

なお、図８（及び図９Ｂ）においては、一対のｘ軸コイル４２ｘ、４２ｘ’のうちの一方のコイル４２ｘは、他方のコイル４２ｘ’に重なって隠れている。また、図８においては、符号４３ｘａ、４３ｘｂは一対のｘ軸コイル４２ｘ、４２ｘ’のうちの一方のコイル４２ｘの両端部に接続される電気配線、符号４３ｘａ’、４３ｘｂ’は一対のｘ軸コイル４２ｘ、４２ｘ’のうちの他方のコイル４２ｘ’の両端部に接続される電気配線、符号４３ｙａ、４３ｙｂは一対のｙ軸コイル４２ｙ、４２ｙ’のうちの一方のコイル４２ｙの両端部に接続される電気配線、符号４３ｙａ’、４３ｙｂ’は一対のｙ軸コイル４２ｙ、４２ｙ’のうちの他方のコイル４２ｙ’の両端部に接続される電気配線、をそれぞれ示している。

静磁場は、遊泳体２の進行方向を制御するのに用いられ、その方向は、遊泳体２の目標の進行方向とされる。交流磁場は、遊泳体２を推進させるのに用いられる。遊泳体２の進行方向が目標の進行方向に一致していない場合は、遊泳体２の磁石２３は静磁場の方向に平行になるように回動し、その回動に従って遊泳体２が回動して目標の進行方向に一致するように進行方向を変える。また、遊泳体２の磁石２３は、その前後方向（Ｎ極−Ｓ極方向）が交流磁場の方向に完全に一致しているのでなければ、変位し、その変位に従ってヒレ部２２が振動し、その推進力により遊泳体２が進行する。

このように、２組の一対のコイルを有することにより２次元の任意方向に静磁場とそれに直交する交流磁場が発生可能であり、遊泳体２を２次元の任意方向に進行させたり進行方向を変えたりすることができる。

操作部４４は、磁場制御部４３を制御して遊泳体２の動作状態を変化させるものである。具体的には、操作部４４は、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、水平方向操作デバイス４４ａと周波数設定デバイス４４ｂを有している。これらは、操作部本体４４ｃに取り付けられている。操作部４４は、電気配線ケーブル４４Ａを介して又は無線により磁場制御部４３と通信を行うことにより磁場制御部４３を制御する。無線の場合は、操作部４４と磁場制御部４３のそれぞれに無線通信機が設けられることになる。

水平方向操作デバイス４４ａは、その操作により、静磁場の水平方向の向きを定め、それにより遊泳体２の水平方向の進行方向を定めるものであり、また、交流磁場の振幅を定め、それにより遊泳体２の速度を定めるものである。水平方向操作デバイス４４ａは、操作者が把持する操作把持部分４４ａａを有する。操作把持部分４４ａａは、通常、操作部本体４４ｃから突出した棒状のものである。水平方向操作デバイス４４ａは、その周辺部の四方が、水槽４１における「前側」「後側」「左側」「右側」に対応しており、「Ｆ」「Ｂ」「Ｌ」「Ｒ」の文字或いはそれらと同等な文字又はマークを付すことができる。水平方向操作デバイス４４ａは、以下に述べる構造が可能である。

水平方向操作デバイス４４ａは、一般的なジョイスティックのように、操作把持部分４４ａａを、その根元を不動点として、どの向きにも倒し得る構造にすることができる（図１１（ａ）、（ｂ）参照）。そして、操作把持部分４４ａａを倒す向き（平面視における向き）が、磁場発生部４２によって水平方向の静磁場の向きとなり、従って、遊泳体２の水平方向の進行方向となるようにすることができる。また、操作把持部分４４ａａを倒す角度（操作把持部分４４ａａが操作部本体４４ｃとの間に成す角度）に対応して、磁場発生部４２によって交流磁場の振幅が変わり、従って、遊泳体２の速度が変わるようにすることができる。

また、水平方向操作デバイス４４ａは、図１２に示すように、操作把持部分４４ａａを、水平方向操作デバイス４４ａの中心４４ａｂから半径方向に移動可能であり、かつ、その中心４４ａｂのまわりを回動可能な構造にすることができる。そして、中心４４ａｂに対する操作把持部分４４ａａの向きが、磁場発生部４２によって静磁場の向きとなり、従って、遊泳体２の水平方向の進行方向となるようにすることができる。また、中心４４ａｂからの操作把持部分４４ａａの距離に対応して、磁場発生部４２によって交流磁場の振幅が変わり、従って、遊泳体２の速度が変わるようにすることができる。なお、図１２において、符号４４ａｃで示すのは、操作把持部分４４ａａを半径方向にガイドするガイド溝４４ａｄが設けられた円板形状のガイド部材であり、操作把持部分４４ａａとともに回動することができるものである。

周波数設定デバイス４４ｂは、遊泳体制御装置３の前述した周波数設定デバイス３４ｂと同様のものである。

次に、遊泳体制御装置３又は遊泳体制御装置４のかわりに用いることができる遊泳体制御装置５について説明する。遊泳体制御装置５は、図１３に示すように、水槽５１と磁場発生部５２と磁場制御部５３と操作部５４とを有している。

水槽５１は、上述した水槽３１と同様のものである。構造物５１ａは、上述した構造物３１ａと同様ものであってもよいが、本実施形態では、図１４Ａ、図１４Ｂ、図１４Ｃに示すように、矩形の薄板がｘ軸方向に直交して２枚、ｙ軸方向に直交して２枚、ｚ軸方向（深さ方向（鉛直方向））に直交して２枚設けられて互いに交差しており、合計２７個の小空間を形成しており、それらの小空間の各方向の隔壁に円形の通路５１ａａが設けられたものとしている。複数個の通路５１ａａのうちの幾つかを設けないようにして迷路にすることも可能である。また、スタート地点やゴール地点を明示することも可能である。使用者は、後述する操作部５４を操作することにより、遊泳体２をいろいろな通路５１ａａを通過させて楽しむことができる。

磁場発生部５２は、水槽５１を挟んで対向する一対のコイルを３組有している（図１４Ａ〜図１４Ｃ参照）。すなわち、磁場発生部５２は、３組の一対のコイルであるｘ軸方向の磁場を生成する一対のｘ軸コイル５２ｘ、５２ｘ’、ｙ軸方向の磁場を生成する一対のｙ軸コイル５２ｙ、５２ｙ’、ｚ軸方向の磁場を生成する一対のｚ軸コイル５２ｚ、５２ｚ’を有している。

磁場制御部５３は、磁場発生部５２を制御する。磁場制御部５３は、操作部５４からの制御信号に基づいて、ｘ軸磁場制御部５３ｘにおいて磁場発生部５２の一対のｘ軸コイル５２ｘ、５２ｘ’に電流（直流電流と交流電流の合成電流）を流して静磁場のｘ軸成分を発生させるとともに交流磁場のｘ軸成分を発生させ、かつ、ｙ軸磁場制御部５３ｙにおいて磁場発生部５２の一対のｙ軸コイル５２ｙ、５２ｙ’に電流を流して静磁場のｙ軸成分を発生させるとともに交流磁場のｙ軸成分を発生させ、かつ、ｚ軸磁場制御部５３ｚにおいて磁場発生部５２の一対のｚ軸コイル５２ｚ、５２ｚ’に電流を流して静磁場のｚ軸成分を発生させるとともに交流磁場のｚ軸成分を発生させる。交流磁場の方向は、静磁場の方向と直交する。交流磁場は、バイアスを有するものではない。静磁場と交流磁場は、３次元の任意方向が可能、つまり、３次元のどの方向にでも向かせることが可能である（図１５（ａ）、（ｂ）参照）。

なお、図１３（及び図１４Ｂ）においては、一対のｘ軸コイル５２ｘ、５２ｘ’のうちの一方のコイル５２ｘは、他方のコイル５２ｘ’に重なって隠れている。また、図１３においては、符号５３ｘａ、５３ｘｂは一対のｘ軸コイル５２ｘ、５２ｘ’のうちの一方のコイル５２ｘの両端部に接続される電気配線、符号５３ｘａ’、５３ｘｂ’は一対のｘ軸コイル５２ｘ、５２ｘ’のうちの他方のコイル５２ｘ’の両端部に接続される電気配線、符号５３ｙａ、５３ｙｂは一対のｙ軸コイル５２ｙ、５２ｙ’のうちの一方のコイル５２ｙの両端部に接続される電気配線、符号５３ｙａ’、５３ｙｂ’は一対のｙ軸コイル５２ｙ、５２ｙ’のうちの他方のコイル５２ｙ’の両端部に接続される電気配線、符号５３ｚａ、５３ｚｂは一対のｚ軸コイル５２ｚ、５２ｚ’のうちの一方のコイル５２ｚの両端部に接続される電気配線、符号５３ｚａ’、５３ｚｂ’は一対のｚ軸コイル５２ｚ、５２ｚ’のうちの他方のコイル５２ｚ’の両端部に接続される電気配線、をそれぞれ示している。

静磁場は、遊泳体２の進行方向を制御するのに用いられ、その方向は、遊泳体２の目標の進行方向とされる。交流磁場は、遊泳体２を推進させるのに用いられる。遊泳体２の進行方向が目標の進行方向に一致していない場合は、遊泳体２の磁石２３は静磁場の方向に平行になるように回動し、その回動に従って遊泳体２が回動して目標の進行方向に一致するようになる。また、遊泳体２の磁石２３は、その前後方向（Ｎ極−Ｓ極方向）が交流磁場の方向に完全に一致しているのでなければ、変位し、その変位に従ってヒレ部２２が振動し遊泳体２が進行する。

このように、３組の一対のコイルを有することにより３次元の任意方向に静磁場とそれに直交する交流磁場が発生可能であり、遊泳体２を３次元の任意方向に進行させたり進行方向を変えたりすることができる。

操作部５４は、磁場制御部５３を制御して遊泳体２の動作状態を変化させるものである。具体的には、操作部５４は、図１６（ａ）、（ｂ）に示すように、水平方向操作デバイス５４ａと周波数設定デバイス５４ｂと鉛直方向操作デバイス５４ｄを有している。これらは、操作部本体５４ｃに取り付けられている。操作部５４は、電気配線ケーブル５４Ａを介して又は無線により磁場制御部５３と通信を行うことにより磁場制御部５３を制御する。無線の場合は、操作部５４と磁場制御部５３のそれぞれに無線通信機が設けられることになる。

水平方向操作デバイス５４ａは、遊泳体制御装置４の前述した水平方向操作デバイス４４ａと同様のものである。周波数設定デバイス５４ｂは、遊泳体制御装置３の前述した周波数設定デバイス３４ｂ（及び、遊泳体制御装置４の前述した周波数設定デバイス４４ｂ）と同様のものである。

鉛直方向操作デバイス５４ｄは、その操作により、静磁場の鉛直方向への傾き（水平方向から鉛直方向への傾き）を定め、それにより遊泳体２の水平方向から鉛直方向への進行方向の傾きを定めるものである。鉛直方向操作デバイス５４ｄは、スライダーの形態（図１６（ａ）、（ｂ）参照）とすることが可能である。この形態の鉛直方向操作デバイス５４ｄは、操作者が把持するレバー５４ｄａを有し、レバー５４ｄａが直線的に移動させられることにより、静磁場の鉛直方向への傾きを変更することが可能である。例えば、レバー５４ｄａが中央に位置すると遊泳体２は水平に進行し、レバー５４ｄａが中央より上側に有ると遊泳体２は上方に傾いて進行し、レバー５４ｄａが中央より下側に有ると遊泳体２は下方に傾いて進行するようにすることができる。

以上説明したように、遊泳体２は、後端部に位置するヒレ部２２を磁場を用いて動くようにしており、それにより水槽３１（又は４１又は５１）内の通路３１ａａ（又は４１ａａ又は５１ａａ）を通して操作により遊泳させることができる。なお、操作は、水槽３１（又は４１又は５１）内の遊泳体２と構造物３１ａ（又は４１ａ又は５１ａ）全体を観察しながら行うのが一般的であるが、遊泳本体部２１の中に無線で画像を送ることができる小型のビデオカメラを内蔵するようにし、遊泳体２から送られて来た画像を見ながら行うようにすることも可能である。

以上、本発明の実施形態に係る遊泳体装置について説明したが、本発明は、実施形態に記載したものに限られることなく、特許請求の範囲に記載した事項の範囲内での様々な設計変更が可能である。なお、ゲーム用の装置として以外に、例えば、磁場の働きを学習したり構造物の内部を遊泳体が移動しながら内部構造を学習したりする学習用の装置に好適に適用することができ、また、水平方向操作デバイス３４ａ、４４ａ、５４ａの操作把持部分３４ａａ、４４ａａ、５４ａａを倒すとき（図７、図１１、図１６に示した形状の場合）又は移動させるとき（図１２に示した形状の場合）、負荷がかかるようにしたり、操作部を、身体の動きをビデオカメラ等を用いて計測しその動きに対応する制御信号を磁場制御部に出力するものとしたりすることで、リハビリテーション用の装置或いは年齢による身体能力低下の防止用の装置に好適に適用することが可能である。

１ 遊泳体装置
２ 遊泳体
２１ 遊泳本体部
２２ ヒレ部
２２ｃ ヒレ部のサック部分
２３ 磁石
３、４、５ 遊泳体制御装置
３１、４１、５１ 水槽
３１ａ、４１ａ、５１ａ 構造物
３１ａａ、４１ａａ、５１ａａ 構造物の通路
３２、４２、５２ 磁場発生部
３２ｘ、４２ｘ、５２ｘ 一対のｘ軸コイルのうちの一方のコイル
３２ｘ’、４２ｘ’、５２ｘ’ 一対のｘ軸コイルのうちの他方のコイル
４２ｙ、５２ｙ 一対のｙ軸コイルのうちの一方のコイル
４２ｙ’、５２ｙ’ 一対のｙ軸コイルのうちの他方のコイル
５２ｚ 一対のｚ軸コイルのうちの一方のコイル
５２ｚ’ 一対のｚ軸コイルのうちの他方のコイル
３３、４３、５３ 磁場制御部
３３ｘ、４３ｘ、５３ｘ ｘ軸磁場制御部
４３ｙ、５３ｙ ｙ軸磁場制御部
５３ｚ ｚ軸磁場制御部
３４、４４、５４ 操作部
３４ａ、４４ａ、５４ａ 水平方向操作デバイス
３４ａａ、４４ａａ、５４ａａ 水平方向操作デバイスの操作把持部分
３４ｂ、４４ｂ、５４ｂ 周波数設定デバイス
３４ｃ、４４ｃ、５４ｃ 操作部本体
５４ｄ 鉛直方向操作デバイス
５４ｄａ 鉛直方向操作デバイスのレバー
３４Ａ、４４Ａ、５４Ａ 電気配線ケーブル

Claims (6)

1. 遊泳本体部と該遊泳本体部の後端部に接続されるヒレ部とを有する遊泳体と、
   該遊泳体が遊泳するための水を溜めるとともに通路を有する構造物が設けられた水槽を有し、かつ、少なくとも交流磁場を発生する磁場発生部と該磁場発生部を制御する磁場制御部と該磁場制御部を制御して前記遊泳体の動作状態を変化させる操作部とを有する遊泳体制御装置と、
   を備えており、
   前記ヒレ部は、前後方向に磁化方向を有し前記水槽内において前記交流磁場を受けて変位する磁石が搭載され、該磁石の変位に応じて弾性変形して振動し前記遊泳体の推進力を生じさせることを特徴とする遊泳体装置。
2. 請求項１に記載の遊泳体装置において、
   前記遊泳体は、魚形状又は海獣形状又は人魚形状である、或いは、前記遊泳本体部は、キャラクター性を有する人や動植物などの愛玩形状であることを特徴とする遊泳体装置。
3. 請求項１又は２に記載の遊泳体装置において、
   前記ヒレ部は、前記遊泳本体部の後端部近傍が挿入されてその周囲に弾性変形により密着するサック部分を有しており、該サック部分が密着することにより前記遊泳本体部に接続されることを特徴とする遊泳体装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の遊泳体装置において、
   前記磁場発生部は、前記水槽を挟んで対向する一対のコイルを１組有し、それにより１次元方向に前記交流磁場を発生しており、該交流磁場のバイアスにより前記遊泳体の進行方向を変え得ることを特徴とする遊泳体装置。
5. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の遊泳体装置において、
   前記磁場発生部は、前記水槽を挟んで対向する一対のコイルを２組有し、それにより２次元の任意方向に前記交流磁場が発生可能であり、前記交流磁場と直交する静磁場により前記遊泳体の進行方向を変え得ることを特徴とする遊泳体装置。
6. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の遊泳体装置において、
   前記磁場発生部は、前記水槽を挟んで対向する一対のコイルを３組有しており、それにより３次元の任意方向に前記交流磁場が発生可能であり、前記交流磁場と直交する静磁場により前記遊泳体の進行方向を変え得ることを特徴とする遊泳体装置。

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