説明

磁気力を利用した移動玩具

【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。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
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。
【背景技術】
【0002】
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。
【特許文献1】特表2003−527154号公報
【特許文献2】特開2003−311030号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
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。
【0004】
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。
【0005】
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。
【課題を解決するための手段】
【0006】
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。
【0007】
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。
【0008】
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。
【0009】
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。
【0010】
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。
【0011】
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。
【0012】
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。
【発明の効果】
【0013】
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。
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
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。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
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。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
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。
【0045】
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。
【0046】
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。
【0047】
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。
【0048】
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。
【0049】
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。
【図面の簡単な説明】
【0050】
【図1】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。
【図2】(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。
【図3】(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。
【図4】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。
【図5】(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。
【図6】同上の変形例に係る磁気力を用いた移動玩具の上面図。
【図7】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。
【図8】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】
【0051】
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

【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。

【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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【公開番号】特開2006−212231(P2006−212231A)
【公開日】平成18年8月17日(2006.8.17)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−28499(P2005−28499)
【出願日】平成17年2月4日(2005.2.4)
【出願人】(502059984)株式会社 一歩 (15)
【Fターム(参考)】