(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
場放射システムであって、
第１の場放射構造と、
第２の場放射構造と、を備え、
該第１および該第２の場放射構造のそれぞれが、場領域内における該第１および該第２の場放射構造の異なる空間的な整合により作り出される異なる空間力に対応する空間力の作用に関連する位置と極性とをそれぞれ有する場放射源の配列を備え、該空間力の作用が符号の符号モジュロに従い、該符号モジュロが前記符号の長さと等しい長さを持ち、前記符号が、符号モジュロごとに、前記第１の場放射構造の複数の前記場放射源と前記第２の場放射構造の複数の前記場放射源との第１の空間整合に対応する一つだけのピーク空間力を定義し、前記ピーク空間力が、すべての整合した場放射源が吸引力を生成する場合、または、すべての整合した場放射源が反発力を生成する場合に生成される空間力であり、また、前記符号が、前記第１および第２の場放射構造の複数の第２の空間整合に対応する複数のオフピーク空間力も定義し、前記複数のオフピーク空間力の各オフピーク空間力が、前記第１および第２の場放射構造の整合した場放射源によって生成される少なくとも１つの反発力による前記第１および第２の場放射構造の整合した場放射源により生成された少なくとも１つの吸引力の打ち消しに起因する、場放射システム。
【請求項２】
請求項１に記載の場放射システムであって、前記場放射源の配列それぞれの各場放射源の前記位置と前記極性とが、少なくとも１つの相関的作用に従って決定されるシステム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の場放射システムであって、前記少なくとも１つの符号が、疑似ランダム符号、決定論的符号、または設計された符号の少なくとも１つであるシステム。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の場放射システムであって、前記少なくとも１つの符号が、１次元符号、２次元符号、３次元符号、または４次元符号の１つであるシステム。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の場放射システムであって、前記場放射源の配列それぞれの各場放射源が、前記空間力の作用に従って決まる対応する場放射の振幅およびベクトル方向を有し、前記第１および前記第２の場放射構造間の分離距離ならびに前記第１および前記第２の場放射構造の相対的な整合が、前記空間力の作用に従って空間力を生成するシステム。
【請求項６】
請求項５に記載の場放射システムであって、前記空間力が、吸引空間力または反発空間力の少なくとも１つからなるシステム。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載の場放射システムであって、前記第１の場放射構造の各場放射源が、前記第２の場放射構造の対応する場放射源に実質的に整合するように、前記第１および前記第２の場放射構造が実質的に整合した場合、前記空間力が、前記空間力の作用のピーク空間力に対応するシステム。
【請求項８】
請求項５から請求項７のいずれか１項に記載の場放射システムであって、前記空間力が、エネルギ生成での使用、エネルギ移転での使用、物体の移動での使用、物体の付着での使用、自動化機能の一部としての使用、工具の制御での使用、音の発生での使用、周囲の加熱での使用、周囲の冷却での使用、雰囲気圧への作用での使用、液流の制御での使用、ガス流の制御での使用、遠心力の制御での使用、の少なくとも１つであるシステム。
【請求項９】
請求項７に記載の場放射システムであって、前記第１の場放射構造の各場放射源が、前記第２の場放射構造の対応する場放射源に実質的に整合するようには前記第１および前記第２の場放射構造が実質的に整合していない場合、前記空間力の大きさが、前記ピーク空間力より少なくとも１桁小さいシステム。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の場放射システムであって、前記場領域が、前記第２の場放射構造の第２の場放射源の前記配列からの第２の場放射と相互作用する前記第１の場放射構造の第１の場放射源の前記配列からの第１の場放射に対応するシステム。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の場放射システムであって、前記第１および前記第２の場放射構造の前記相対的な整合が、前記第１および前記第２の場放射構造の少なくとも１つのそれぞれの移動軌跡の作用に起因するシステム。
【請求項１２】
請求項１１に記載の場放射システムであって、前記移動軌跡の作用のそれぞれが、１次元移動軌跡作用、２次元移動軌跡作用、または３次元移動軌跡作用の１つであるシステム。
【請求項１３】
請求項１１または請求項１２に記載の場放射システムであって、前記移動軌跡の作用のそれぞれが、線形移動軌跡作用、非線形移動軌跡作用、回転移動軌跡作用、円筒状移動軌跡作用、球状移動軌跡作用の少なくとも１つを含むシステム。
【請求項１４】
請求項１１から請求項１３のいずれか１項に記載の場放射システムであって、前記移動軌跡の作用のそれぞれが、前記第１および前記第２の場放射構造の少なくとも１つに関して時間に対する移動を定義し、該移動が、前方向移動、後方向移動、上昇移動、下降移動、左方向移動、右方向移動、偏揺れ、縦揺れ、横揺れの少なくとも１つであるシステム。
【請求項１５】
請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の場放射システムであって、前記場放射源の配列のそれぞれが、１次元配列、２次元配列、または３次元配列の１つを含むシステム。
【請求項１６】
請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載の場放射システムであって、前記場放射源の前記極性が、Ｎ‐Ｓ極性または正‐負極性の少なくとも１つを含むシステム。
【請求項１７】
請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載の場放射システムであって、前記場放射源の少なくとも１つが、磁場放射源または電場放射源を含むシステム。
【請求項１８】
請求項１から請求項１７のいずれか１項に記載の場放射システムであって、前記場放射源の少なくとも１つが、永久磁石、電磁石、エレクトレット、磁化された強磁性体、磁化された強磁性体の一部、軟磁性体、超伝導磁性体を含むシステム。
【請求項１９】
請求項１から請求項１８のいずれか１項に記載の場放射システムであって、前記第１および前記第２の場放射構造の少なくとも１つが、背面保持層、前面可飽和層、活性中間要素、不活性中間要素、レバー、ラッチ、スイベル、熱源、ヒートシンク、誘導ループ、被覆ニクロム線、埋め込み線、または打消し機構の少なくとも１つを含むシステム。
【請求項２０】
請求項１から請求項１９のいずれか１項に記載の場放射システムであって、前記第１および前記第２の場放射構造の少なくとも１つが、平面構造、円錐構造、円柱構造、曲面、または段付き面を含むシステム。
【請求項２１】
場放射方法であって、
場領域内における第１の場放射構造と第２の場放射構造との相対的な整合に対応する空間力の作用を定義する定義ステップであって、該空間力の作用が、符号の符号モジュロに従い、該符号モジュロが、前記符号の長さと等しい長さを持ち、前記符号が、符号モジュロごとに、前記第１の場放射構造の複数の前記場放射源および前記第２の場放射構造の複数の前記場放射源の第１の空間整合に相当する唯一のピーク空間力を定義し、前記ピーク空間力が、すべての整合した場放射源が吸引力を生成する場合、または、すべての整合した場放射源が反発力を生成する場合に生成される空間力であり、また、前記符号が、前記第１および第２の場放射構造の複数の第２の空間整合に対応する複数のオフピーク空間力も定義し、前記複数のオフピーク空間力の各オフピーク空間力が、前記第１および第２の場放射構造の整合した場放射源によって生成された少なくとも１つの反発力による前記第１および第２の場放射構造の整合した場放射源により生成される少なくとも１つの吸引力の打ち消しに起因する、定義ステップと、
前記空間力の作用に従い、前記第１の場放射構造に対応する第１の場放射源の配列の各場放射源と前記第２の場放射構造に対応する第２の場放射源の配列の各場放射源との位置および極性を確立する確立ステップと、を含む場放射方法。
【請求項２２】
場放射システムであって、
第１の相関作用に従った位置と極性とを有する複数の第１の場放射源を備える第１の場放射構造と、
第２の相関作用に従った位置と極性とを有する複数の第２の場放射源を備える第２の場放射構造と、を備え、
前記第１および第２の相関作用が空間力の作用に対応し、前記空間力の作用が符号の符号モジュロに従い、該符号モジュロが前記符号の長さと等しい長さを持ち、前記符号が、符号モジュロごとに、前記第１の場放射構造の複数の前記場放射源と前記第２の場放射構造の複数の前記場放射源との第１の空間整合に対応する一つだけのピーク空間力を定義し、前記ピーク空間力が、すべての整合した場放射源が吸引力を生成する場合、または、すべての整合した場放射源が反発力を生成する場合に生成される空間力であり、また、前記符号が、前記第１および第２の場放射構造の複数の第２の空間整合に対応する複数のオフピーク空間力も定義し、前記複数のオフピーク空間力の各オフピーク空間力が、前記第１および第２の場放射構造の整合した場放射源によって生成される少なくとも１つの反発力による前記第１および第２の場放射構造の整合した場放射源により生成された少なくとも１つの吸引力の打ち消しに起因し、
前記複数の第１の場放射源の各場放射源が、それぞれ対応する前記複数の第２の場放射源の相手方の場放射源を有し、前記場放射源の相手方のそれぞれが実質的に整合すると、前記第１および第２の場放射構造が実質的に相互に関連を持つように、前記第１の相関作用が前記第２の相関作用を補完する、場放射システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、場放射システムおよびその方法に関し、特に、相関磁場構造および／または相関電場構造が、それら場構造の相対的な整合および空間力の関数に従った空間力を生成する場放射システムおよびその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁場の整合（alignment）の特性は、物体の精密な動きと位置決めを得るために使われてきた。交流（ＡＣ）モータ動作の基本原理は、永久磁石が外部回転磁界内でその整合を維持するように回転することである。この効果は、Nikola Tesla氏が１９８８年５月１日に取得した米国特許第381,968号の「電磁モータ（Electro Magnetic Motor）」を含む初期のＡＣモータの基礎である。１９３８年１月１９日には、Marius Lavet氏がステッピングモータの仏国特許第823,395号を取得し、それをクォーツ時計に最初に使用した。ステッピングモータは、モータの１回転を複数のステップに分割し、モータ周りの電磁石を作動、停止させる回数を制御することにより、モータの位置を精密に制御することができる。コンピュータ制御されたステッピングモータは、最も万能な位置決めシステムの形態の１つである。これらは、一般的に、オープンループシステムの一部としてデジタル制御され、クローズドループサーボシステムより単純でより頑丈である。これらは、産業用の高速ピックアンドプレースや多軸コンピュータ数値制御（CNC）機器に使われている。レーザおよび光学の分野では、これらはリニアアクチュエータ、リニアステージ、回転ステージ、ゴニオメータ、ミラーマウントなどの精密位置決め機器に頻繁に使われている。これらは、梱包機械、および流体制御システムの弁パイロットステージの位置決めに使われている。また、これらは、フロッピーディスク（登録商標）ドライブ、フラットベッドスキャナ、プリンタ、プロッタなどを含む商品にも使われている。
【０００３】
磁場の整合の特性は、特殊な産業環境や比較的制限された数の商品に使われてはいるが、精密な整合目的での使用は、一般に範囲が限定されている。物体の配置が重要である大多数の処理、例えば、住宅の建築では、大工の直角定規や水準器などの比較的に原始的な整合技術や工具が一般的に採用されている。さらに、物体を取り付けるための長く信頼された工具や機構、例えば、金槌とクギ、ネジ回しとネジ、レンチとボルトナットなどが原始的な整合技術で使われた場合、精密とは言えない住宅建築となり、台風で家が崩壊したり屋根が吹き飛ばされたりなどした場合には死亡や怪我に至ることが一般的である。一般に、ほとんどの処理には普通の人が慣れてしまった相当量の時間とエネルギの無駄があり、それは組み立てられた物体の整合の不正確さからの必然的な結果である。機械加工された部品がより早く摩耗したり、エンジンの効率が悪く公害を増やしたり、不適切な建築により建物や橋が崩壊したりなどすることになる。
【０００４】
種々の場放射特性が広い適用範囲において使用可能であることが見出された。
【発明の概要】
【０００５】
簡潔には、本発明は、改善された場放射システムおよびその方法である。本発明は、所望の空間力の関数（spatial force function）に対応する大きさと、極性と、位置とを有する電場源または磁場源を備える場放射構造であって、場放射構造の相対的な整合と空間力の関数とに基づいて空間力（spatial force）が生成される場放射構造に関する。本発明は、ここでは、相関磁性、相関場放射、相関磁石、符号化磁性、または符号化場放射とも呼ばれる。従来通りに（または、自然に）配置され、相互作用をする極性が交互に入れ替わる複数の磁石の構造は、非相関磁性、非相関磁石、非符号化磁性、または非符号化場放射とも呼ばれる。
【０００６】
本発明の実施の形態の１つによれば、場放射システムは、第１の場放射構造と第２の場放射構造とを備える。第１および第２の場放射構造のそれぞれは、場領域内における第１および第２の場放射構造の相対的な整合に対応する所望の空間力の関数に関連する位置と極性とを有する場放射源の配列を備える。場放射源の配列それぞれの各場放射源の位置と極性は、少なくとも１つの相関関数に従って決定される。この少なくとも１つの相関関数は、少なくとも１つの符号に従う。この少なくとも１つの符号は、疑似ランダム符号、決定論的符号、または設計された符号（designed code）の少なくとも１つである。この少なくとも１つの符号は、１次元符号、２次元符号、３次元符号、または４次元符号である。
【０００７】
場放射源の配列それぞれの各場放射源は、所望の空間力の関数に従って決まる対応する場放射の振幅とベクトル方向とを有し、第１および第２の場放射構造間の分離距離ならびに第１および第２の場放射構造の相対的な整合が、所望の空間力の関数に従った空間力を生成する。空間力には、吸引空間力または反発空間力の少なくとも１つが含まれる。空間力は、第１の場放射構造の各場放射源が対応する第２の場放射構造の場放射源に実質的に整合するように、第１および第２の場放射構造の位置を実質的に整合させた場合、所望の空間力の関数のピーク空間力に対応する。空間力は、エネルギの生成、エネルギの移転、物体の移動、物体の付着、機能の自動化、工具の制御、音の発生、周囲の加熱、周囲の冷却、雰囲気圧への作用、液流の制御、ガス流の制御、遠心力の制御の少なくとも１つに使用される。
【０００８】
１つの形態では、空間力は、第１の場放射構造の各場放射源が対応する前記第２の場放射構造の場放射源に実質的に整合するようには第１および第２の場放射構造の位置が実質的に整合していない場合、普通、ピーク空間力より約１桁台少ない大きさである。
【０００９】
場領域は、第２の場放射構造の第２の場放射源の配列からの場放射と相互作用する第１の場放射構造の第１の場放射源の配列からの場放射に対応する。
【００１０】
第１および第２の場放射構造の相対的な整合は、第１および第２の場放射構造それぞれの移動軌跡の関数（movement path function）の少なくとも１つに起因し、移動軌跡の関数のそれぞれは、１次元移動軌跡関数、２次元移動軌跡関数、または３次元移動軌跡関数の１つである。移動軌跡の関数のそれぞれは、線形移動軌跡関数、非線形移動軌跡関数、回転移動軌跡関数、円筒状移動軌跡関数、球状移動軌跡関数の少なくとも１つでもよい。移動軌跡の関数のそれぞれは、第１および第２の場放射構造の少なくとも１つの時間に対する移動を定義し、その移動は、前方移動、後方移動、上昇移動、下降移動、左方移動、右方移動、偏揺れ、縦揺れ、横揺れの少なくとも１つでもよい。１つの形態においては、移動軌跡の関数は、方向と時間とともに変化する振幅とを有する移動ベクトルを定義する。
【００１１】
場放射源の配列のそれぞれは、１次元配列、２次元配列、または３次元配列の１つでもよい。場放射源の極性は、Ｎ‐Ｓ極性または正‐負極性の少なくとも１つでもよい。場放射源の少なくとも１つは、磁場放射源または電場放射源でもよい。場放射源の少なくとも１つは、永久磁石、電磁石、エレクトレット、磁化された強磁性体、磁化された強磁性体の一部、軟磁性体、超伝導磁性体でもよい。第１および第２の場放射構造の少なくとも１つは、背面保持層、前面可飽和層、活性中間要素、不活性中間要素、レバー、ラッチ、スイベル、熱源、ヒートシンク、誘導ループ、被覆ニクロム線、埋め込み線、または打消し機構（kill mechanism）の少なくとも１つでもよい。第１および第２の場放射構造の少なくとも１つは、平面構造、円錐構造、円柱構造、曲面、または段付き面でもよい。
【００１２】
本発明の別の実施の形態によれば、場放射の制御方法であって、場領域内における第１の場放射構造と第２の場放射構造との相対的な整合に対応する所望の空間力の関数を定義するステップと、所望の空間力の関数に従い、第１の場放射構造に対応する第１の場放射源の配列の各場放射源と第２の場放射構造に対応する第２の場放射源の配列の各場放射源の位置と極性とを確立するステップと、が含まれる。
【００１３】
本発明のさらに別の実施の形態によれば、場放射システムであって、第１の相関関数に従った位置と極性とを有する第１の複数の場放射源を備える第１の場放射構造と、第２の相関関数に従った位置と極性とを有する第２の複数の場放射源を備える第２の場放射構造と、を備え、第１および第２の相関関数が所望の空間力の関数に対応し、第１の複数の場放射源の各場放射源がそれぞれ対応する第２の複数の場放射源の相手方を有し、場放射源の相手方のそれぞれが実質的に整合すると、第１および第２の場放射構造が実質的に相関し、第１の相関関数が第２の相関関数を補完する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
本発明を、添付図を参照して説明する。図においては、同じ参照番号は同一または機能的に類似の要素を示す。また、参照番号の左側の桁は、その参照番号が最初に記された図を表す。
【００１５】
[図１]  図１は、典型的な磁石のＳ極とＮ極および磁場ベクトルを示す図である。
【００１６】
[図２]  図２は、棒磁石で作られる磁場中の鉄粉の向きを示す図である。
【００１７】
[図３]  図３Ａは、反発し合う空間力となるように２つの磁石の磁極の向きを反対方
向に整合させた図である。
【００１８】
図３Ｂは、吸引し合う空間力となる２つの磁石の磁極の向きを同じに整合させた図である。
【００１９】
[図４]  図４Ａは、２つの磁石が実質的に整合された図である。
【００２０】
図４Ｂは、２つの磁石の一部が整合された図である。
【００２１】
図４Ｃは、大きさの異なる磁石の一部が整合された図である。
【００２２】
[図５]  図５は、磁場放射構造を構成する磁石の極性および位置を決定するのに使わ
れる長さ７のバーカー符号（Barker length 7 code）を示す図で、すべての磁石は同じ磁場の強さを有する。
【００２３】
[図６]  図６は、長さ７のバーカー符号の２値の自己相関を示す図である。
【００２４】
[図７]  図７は、第１の磁場放射構造を構成する磁石の極性および位置を決定するの
に使われる長さ７のバーカー符号を示す図で、２つの磁石が異なる磁場の強さを有する。
【００２５】
[図８]  図８は、図７に示す２つの磁場放射構造の空間力の関数の一例を示す図であ
る。
【００２６】
[図９]  図９は、第１の磁場放射構造を構成する磁石の極性および位置を決定するの
に使われる長さ７のバーカー符号の符号折り返しの例を示す図である。
【００２７】
[図１０]  図１０は、図９に示す２つの磁場放射構造の空間力の関数の一例を示す図
であり、第２の磁場放射構造が繰り返されている。
【００２８】
[図１１]  図１１Ａから１１ＡＣは、第１の磁場放射構造を構成する磁石の極性と位
置とを決定するのに使われる長さ７のバーカー符号を使った２つの磁場放射構造の２７種類の整合を示す図である。その磁場放射構造の端から端までが長さ７のバーカー符号のモジュロの２つに相当する。
【００２９】
[図１２]  図１２は、図１１Ａから１１ＡＣに示す２つの磁場放射構造の空間力の関
数の一例を示す図である。
【００３０】
[図１３]  図１３Ａは、１次元符号の２次元にわたるＮ回の繰り返しによって作られ
る磁場放射構造の空間力の関数の一例を示す図で、繰り返しの動きが符号と交差している。
【００３１】
図１３Ｂは、１次元符号の２次元にわたるＮ回の繰り返しによって作られる磁場放射構造の空間力の関数の一例を示す図で、繰り返しの動きが磁場放射構造の符号列のＮ列から１列まで磁場放射構造との整合が維持されている。
【００３２】
[図１４]  図１４Ａは、２次元のバーカー状符号とそれに対応する２次元磁場放射構
造を示す図である。
【００３３】
図１４Ｂは、磁場放射構造を横切る鏡像磁場放射構造、および−９０°回転させた鏡像磁場放射構造に起因する空間力の関数の例を示す図である。
【００３４】
図１４Ｃは、列をランダムに並べ替えて方向性特性に影響するようにした磁場放射構造の変形を示す図である。
【００３５】
図１４Ｄおよび１４Ｅは、鏡像磁場放射構造を横切るランダムに並べ替えた列を有する選択された磁場放射構造を、回転していないものと−９０°回転させたものとのそれぞれの空間力の関数の例を示す図である。
【００３６】
[図１５]  図１５は、一方向スライドロック符号（slide lock code）と二方向スラ
イドロック符号の一例を示す図である。
【００３７】
[図１６]  図１６Ａは、その位置が実質的に整合しないホバリング符号（hover code
）、および対応する磁場放射構造の一例を示す図である。
【００３８】
図１６Ｂは、その位置が実質的に整合しないホバリング符号、および対応する磁場放射構造の別の例を示す図である。
【００３９】
図１６Ｃは、７×７のバーカー状符号に対応する鏡像磁場放射構造が回転しないことを条件に、磁場放射構造の上で空中に停止する磁場放射構造の一例を示す図である。
【００４０】
[図１７]  図１７Ａは、一方向に半分重なるように配置された９個の磁石を含む磁場
放射構造の一例を示す図である。
【００４１】
図１７Ｂは、その鏡像磁場放射構造と相互作用する図１７Ａの磁場放射構造の空間力の関数を示す図である。
【００４２】
[図１８]  図１８Ａは、その鏡像磁場放射構造と整合したときに第１の強いロックを
有し、その鏡像磁場放射構造に対し９０°回転させたときに第２の弱いロックを有する磁場放射構造を作ることを意図した符号の一例を示す図である。
【００４３】
図１８Ｂは、その鏡像磁場放射構造と相互作用する図１８Ａの磁場放射構造の空間力の関数の一例を示す図である。
【００４４】
図１８Ｃは、その鏡像磁場放射構造と相互作用する図１８Ａの磁場放射構造を９０°回転させたときの空間力の関数の一例を示す図である。
【００４５】
[図１９]  図１９Ａから１９Ｉは、図１８Ａの磁場放射構造およびその鏡像磁場放射
構造、ならびに互いにねじられたときのさまざまな整合によって作られる空間力を示す図である。
【００４６】
[図２０]  図２０Ａは、ピボット機構用の磁場放射構造、回転機構、工具挿入スロッ
ト、位置合わせマーク、およびラッチ機構の軸の例を示す図である。
【００４７】
図２０Ｂは、一方の筐体が他方の筐体内に挿入されるようにした筐体を有する磁場放射構造、別の回転機構、スイベル機構、およびレバーの例を示す図である。
【００４８】
図２０Ｃは、ドリルヘッドを含む工具アセンブリの例を示す図である。
【００４９】
図２０Ｄは、磁場放射構造を含む外側切削部と磁場放射構造を含む内側切削部とを有する穿孔工具アセンブリの例を示す図である。
【００５０】
図２０Ｅは、複数の高さの磁場放射構造を採用した機械プレス工具の一例を示す図である。
【００５１】
図２０Ｆは、複数の高さの磁石を含む磁場放射構造を採用した保持装置の一例の断面を示す図である。
【００５２】
図２０Ｇは、磁場放射構造スリップリング機構を含む係止機構の一例を示す図である。
【００５３】
[図２１]  図２１は、例示の構造アセンブリを製作する構造部材やパネルカバーの組
み立てに使われる磁場放射構造の一例を示す図である。
【００５４】
[図２２]  図２２は、２次元電磁アレイを下面に有するテーブルを示す図であり、電
磁アレイのそれぞれの電磁石の状態を変化させることにより磁場放射構造の接触部材を有する例示の移動台を移動することできる。
【００５５】
[図２３]  図２３は、一方の円筒に関連する電磁アレイのそれぞれの電磁石の状態を
他方の円筒に関連する磁場放射構造に対して相対的に変化させることにより、いずれか一方の円筒が他方の円筒に対して相対的に移動できる１つの円筒内の別の円筒を示す図である。
【００５６】
[図２４]  図２４は、一方の球体に関連する電磁アレイのそれぞれの電磁石の状態を
他方の球体に関連する磁場放射構造に対して相対的に変化させることにより、いずれか一方の球体が他方の球体に対して相対的に移動できる１つの球体内の別の球体を示す図である。
【００５７】
[図２５]  図２５は、磁場放射構造と相関面とが円筒の回転の牽引力と保持力とをも
たらす磁場放射構造および相関面を有する円筒の一例を示す図である。
【００５８】
[図２６]  図２６は、磁場放射構造と相関面とが球体の回転の牽引力と保持力とをも
たらす磁場放射構造および相関面を有する球体の一例を示す図である。
【００５９】
[図２７]  図２７Ａおよび２７Ｂは、磁場放射構造のより大きな部分を相関面に接触
させてより大きな牽引力と保持力とがもたらされるように、磁場放射構造を２つの円筒の周りに巻きつけた配置を示す図である。
【００６０】
[図２８]  図２８Ａから２８Ｄは、強磁性体を使った磁場放射構造の製造方法の一例
を示す図である。
【００６１】
[図２９]  図２９は、磁場放射構造に関わる中間層の例を示す図である。
【００６２】
[図３０]  図３０Ａから３０Ｃは、周辺ヒートシンク材および内蔵の打消し機構を有
する磁場放射構造のそれぞれ側面図、斜投影図、および上面図である。
【００６３】
[図３１]  図３１Ａは、実質的に整合すると係合する２つの磁場放射構造の間の距離
を制御する広い面積に対する磁力の分布の例を示す図である。
【００６４】
図３１Ｂは、多数の小さな磁気源とまばらに配列された大きな磁気源とを組み合わせて構成し、大きな磁気源が鏡像磁場放射構造との整合をもたらし、小さな磁気源が反発力をもたらす磁場放射構造を示す図である。
【００６５】
[図３２]  図３２は、磁場放射構造組立装置の一例を示す図である。
【００６６】
[図３３]  図３３は、同一の磁場放射構造の符号を有する曲面の動きに影響するのに
使われる磁場放射構造の繰り返しを有する回転円筒を示す図である。
【００６７】
[図３４]  図３４は、弁機構の一例を示す図である。
【００６８】
[図３５]  図３５は、シリンダ装置の一例を示す図である。
【００６９】
[図３６]  図３６Ａは、同心円のリングで構成される磁場放射構造の一例を示す図で
ある。
【００７０】
図３６Ｂは、図３６Ａに示すような同心円のリングで構成される交互の磁場放射構造を使って製作されるヒンジの一例を示す図である。
【００７１】
図３６Ｃは、車輪のスポークに似た形状に源を有する磁場放射構造の一例を示す図である。
【００７２】
図３６Ｄは、ロータリエンコーダに似た形状の磁場放射構造の一例を示す図である。
【００７３】
図３６Ｅは、スポークが曲がったように配置された源を有する磁場放射構造の一例を示す図である。
【００７４】
図３６Ｆは、６角形の源で構成される磁場放射構造の一例を示す図である。
【００７５】
図３６Ｇは、３角形の源で構成される磁場放射構造の一例を示す図である。
【００７６】
図３６Ｈは、部分的に重なるひし形の源で構成される磁場放射構造の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００７７】
以下、本発明について、本発明の望ましい実施例が示されている添付図面を参照して詳細に説明する。しかしながら、本発明は以下に記載した実施例に限定されると解釈されるべきではなく、むしろ、これらの実施例は、この開示が徹底的でかつ完全であり、当業者に対して本発明の範囲を十分に伝達するように提供されるものである。全体を通し、同じ参照番号は同じ要素を示す。
【００７８】
図１は、磁石のＳ極およびＮ極ならびに磁場ベクトルの一例を示す。図１を参照すると、磁石１００はＳ極１０２およびＮ極１０４を有する。さらに、磁気モーメントの方向および大きさを表す磁場ベクトル１０６も示されている。Ｓ極およびＮ極は、それぞれ正極（＋）および負極（−）とも呼ばれる。本発明によれば、磁石は、永久磁石、非永久磁石、電磁石であってよく、硬質材料あるいは軟質材料を含み、超伝導磁石であってもよい。いくつかの応用においては、磁石はエレクトレットに置き換えることができる。磁石は非常に大きいものからナノメートル級の非常に小さいものまでいかなる大きさであってもよい。非超伝導材料の場合には、１磁区を最小サイズとする制限が存在する。しかしながら、超伝導材料である場合には、その中に存在する磁場は所望通りの複雑さであり、原子サイズまで実際的なサイズ制限はない。磁石は、分子サイズの構造によって生成される電場および磁場のように、原子サイズで作られ、例えば、ナノ物質および巨大分子のように、相関特性を有するように適合されるかもしれない。
【００７９】
ナノメートルの大きさにおいては、１つまたは複数の単一磁区を符号化するために使用でき、そこでは各単一磁区が符号を有し、磁場を量子化したものが磁区となる。
【００８０】
図２は、１つの棒磁石によって生成された磁場２００（すなわち、磁場領域）内で配向された鉄粉を示す。
【００８１】
図３Ａは、反発し合う空間力（spatial force）となるように、磁極の向きを反対方向に整合した２つの磁石を示す。図３Ａを参照すると、２つの磁石１００ａおよび１００ｂは磁極が対向するように整合されている。すなわち、第１の磁石１００ａはＳ極１０２を左にＮ極１０４を右に有し、第２の磁石１００ｂはＮ極１０４を左にＳ極１０２を右に有しており、第１の磁石１００ａの磁場ベクトル１０６ａが第２の磁石１００ｂの磁場ベクトル１０６ｂに対向する方向で配置されたときは、２つの磁石を互いに反発させる反発空間力（repelling spatial force）３００となる。
【００８２】
図３Ｂは、吸引し合う空間力となるように、磁極の向きを同一方向に整合した２つの磁石を示す。図３Ｂを参照すると、２つの磁石１００ａおよび１００ｂは、磁極の向きが同一方向になるように配置されている。すなわち、第１の磁石１００ａはＳ極１０２を左にＮ極１０４を右に有し、第２の磁石１００ｂはＳ極１０２を左にＮ極１０４を右に有しており、第１の磁石１００ａの磁場ベクトル１０６ａが第２の磁石１００ｂの磁場ベクトル１０６ｂと同一の方向で配置されたときは、２つの磁石を互いに吸引させる吸引空間力（attracting spatial force）３０２となる。
【００８３】
図４Ａは、第１の磁石のＮ極１０４が第２の磁石１００ｂのＳ極とその表面が実質的に完全に接触するような実質的な整合４００を有する２つの磁石１００ａおよび１００ｂを示す。
【００８４】
図４Ｂは、第１の磁石１００ａのＮ極１０４が第２の磁石１００ｂのＳ極とその表面の約３分の２で接触する部分的な整合４０２を有する２つの磁石１００ａおよび１００ｂを示す。
【００８５】
図４Ｃは、部分的な整合４０４を有する第１の大きさの磁石１００ａと、大きさの異なるより小さい磁石１００ｂおよび１００ｃとを示す。図４Ｃから判るように、２つの小さい磁石１００ｂおよび１００ｃは、大きい磁石１００ａに対して異なって整合されている。
【００８６】
一般的に、当業者においては、図４Ａから図４Ｂを参照すると、吸引し合っている磁石のベクトル１０６ａの方向は、ベクトル１０６ａと同じ方向に磁石を整合させることを認識するであろう。しかし、磁石は、互いに接触したまま、そして、相対的な位置を保持したまま、部分的な整合となるように、相対的に移動可能である。
【００８７】
本発明によれば、磁場（または電場）放射源の組み合わせ（以下、磁場放射構造）、は、所望の相関特性を有する符号化に従って生成することができる。磁場放射構造が補完的または鏡像的な磁場放射構造と整合したときは、種々の磁場放射源のすべてが整合してピーク空間吸引力（spatial attracting force）を発生させ、磁場放射構造の不整合は、構造を設計するために使用された符号化の作用として、種々の磁場放射源は実質的に互いに打消し合うこととなる。同様に、磁場放射構造がその複製の磁場放射構造と整合したときは、種々の磁場放射源のすべてが整合してピーク空間反発力（spatial repelling force）を発生させ、磁場放射構造の不整合は、種々の磁場放射源は実質的に互いに打消し合うことになる。このように、空間力（spatial force）は、磁場放射構造の相対的な整合および空間力の関数（spatial force function）に応じて生成される。以下に述べるように、これらの空間力の関数は正確な整合と正確な位置決めを達成するために使用することができる。さらに、これらの空間力の関数は、磁場とそれに関連する空間力の正確な制御を可能とし、物体を取り付けるための取り付け機器の新たな形態、物体の正確な移動を制御する新たなシステムおよび方法を可能とする。一般に、空間力は、２つの磁場放射構造の相対的な整合とそれら２つの磁場放射構造に対応する空間力（または相関）の関数、２つの磁場放射構造の空隙（または距離）、ならびに２つの磁場放射構造を構成する放射源の磁場の強さおよび極性の関数である大きさを有している。
【００８８】
２つの磁場放射構造を構成する種々の磁場放射源が、それらが不整合とされたときに効果的に相殺し合うという本発明の特徴は、解放力（release force）（または解放機構(release mechanism)）と記載することができる。この解放力または解放機構は、磁場放射構造を生成するために使用される相関符号化の直接的な結果であり、採用する符号化に依存し、磁場放射構造の整合が反発力あるいは吸引力に対応しているかどうかに関係なく存在することができる。
【００８９】
符号化理論の当業者においては、通信でのチャネライゼーション、エネルギ拡散、変調、およびその他の目的に使用されている異なる相関特性を有する多くの異なる形式の符号化が存在することを認識するであろう。このような符号化の基本的な性質の多くは、それらを以下に説明する磁場放射構造の生成に使用可能としている。例えば、バーカー符号（Barker code）は、その自己相関特性で知られている。以下では、例としてバーカー符号化が適用されるが、この技術分野において公知である他の形式の符号化も、それらの自己相関特性、相互相関特性、および他の特性により、本発明に適用できる。他の形式の符号化としては、例えば、ゴールド符号(Gold codes)、カサミシーケンス(Kasami sequences)、双曲線合同符号(hyperbolic congruential codes)、二次合同符号(quadratic congruential codes)、線形合同符号(linear congruential codes)、ウエルチ−コスタス配列符号(Welch-Costas array codes)、ゴロム−コスタス配列符号(Golomb-Costas array codes)、擬似ランダム符号(pseudorandom codes)、カオス符号(chaotic codes)、および最短ゴロム定規符号(Optimal Golomb Ruler codes)がある。一般に、どの符号でも適用することができる。
【００９０】
本発明の相関原理は、保持機構を使って「磁石配向」動作を克服することを要求するかも知れないし、しないかも知れない。たとえば、同じ磁場放射構造の磁石は、個々の磁石の磁力が実質的に相互作用しないように他の磁石から疎に分離することができ（すなわち、スパース配列）、この場合、個々の磁石の磁極は、磁石が磁力によって反転されることを回避するための実質的な保持力を必要とせずに、符号化に従って変更することができる。磁力によってそれらのモーメントベクトルが整合するように、通常、いずれか一方の磁石を「反転」させるよう、それらの磁力が実質的に相互作用するように十分近接している磁石は、接着、ネジ、ボルトとナット等のような保持機構の使用により所望の方向を維持するようにすることができる。
【００９１】
図５は、磁場放射構造を構成する磁石の磁極と位置を決定するために使用される長さ７のバーカー符号を示す。図５を参照すると、長さ７のバーカー符号５００は、第１の磁場放射構造５０２を構成する磁石の磁極と位置を決定するために使用される。各磁石は、同一、または実質的に同一な磁場の強さ（または大きさ）を有し、この例では、単位を１とする（ここでは、Ａ＝吸引、Ｒ＝反発、Ａ＝−Ｒ、Ａ＝１、Ｒ＝−１とする）。第１の磁場放射構造と同一である第２の磁場放射構造が、図５Ｂから図５Ｏまでの第１の磁場放射構造５０２ａに対する１３の異なる整合で示されている。それぞれの相対的な整合に対して反発する磁石の数と吸引する磁石の数の和が算出されている。それぞれの整合は相関関数および磁石の磁場の強さに基づく空間力の関数に従う空間力を有している。特定のバーカー符号を使用することにより、空間力は−１から７までの間で変化し、それらの対応する符号が整合するように２つの磁場放射構造が整合されたときにピークが発生する。ここではサイドローブ力と呼ぶピークを外れた空間力は、０から−１の間で変化する。このように、空間力の関数は、各磁石が補完的な磁石と相関付けされる位置に整合（すなわち、１つの磁石のＳ極と他の磁石のＮ極とが整合、または、その逆）されない限り、通常、相互に反発させる。換言すれば、２つの磁場放射構造は、それらが互いに実質的に鏡像であるように整合されたときに、実質的に相関する。
【００９２】
図６は、長さ７のバーカー符号の自己相関関数６００を示し、位置１から１３の値は、図５に示す１３の整合位置に対して算出された空間力に対応する。このように、図５の磁場放射構造を構成する磁石は同じ磁場の強さを有するので、図６もまた図５の２つの磁場放射構造の空間力の関数を示す。相関性を有する磁場構造に関する本来の自己相関関数は反発的であり、想定される使用の大部分は吸引相関ピークを有するので、ここでの術語「自己相関」の使用は、特記しない限り補完的な相関を意味するものとする。すなわち、このような相関性を有する２つの磁場放射構造の相互作用面は互いに補完的（すなわち、鏡像的）である。この補完的自己相関関係は図５に見ることができ、第１の磁場放射構造５０２ａの底面は「Ｓ・Ｓ・Ｓ・Ｎ・Ｎ・Ｓ・Ｎ」のパターンを有し、それぞれが第１の磁場放射構造５０２ａの底面の鏡像（パターン）である「Ｎ・Ｎ・Ｎ・Ｓ・Ｓ・Ｎ・Ｓ」のパターンを有する第２の磁場放射構造５０２ｂの上面と相互作用していることを示している。
【００９３】
図７は、第１の磁場放射構造７０２を構成する磁石の磁極および位置を決定するために使用される長さ７のバーカー符号５００を示す。太字のＮおよびＳで表わされ他の磁石の２倍の磁場の強さを有する２つの磁石を除いて、各磁石は、この例では、単位を１として（Ａ＝−Ｒ、Ａ＝１、Ｒ＝−１）、同一、または実質的に同一な磁場の強さ（または大きさ）を有する。このように、太字の磁石と太字でない磁石とでは、太字でない２つの磁石に対して１．５倍の磁場の強さを有し、２つの太字の磁石では、太字でない２つの磁石に対して２倍の磁場の強さを有する。第１の磁場放射構造と同一の第２の磁場放射構造が、第１の磁場放射構造に対する図７Ｂから図７Ｏまでの１３の異なる整合で示されている。それぞれの相対的な整合に対して反発する磁石の数と吸引される磁石の数の和が算出されている。それぞれの整合は相関関数および磁石の磁場の強さに基づく空間力の関数に従う空間力を有している。特定のバーカー符号を使用することにより、空間力は−２．５から９まで変化し、それらの対応する符号が整合するように２つの磁場放射構造が整合されたときにピークが発生する。ピークを外れた空間力、すなわち、サイドローブ力は、０．５から−２．５の間で変化する。このように、この空間力の関数は、磁場放射構造の約３分の２が整合するまで弱い反発力と吸引力を示し、そこでは整合する寸前に弱くなるかなり強い反発力が存在する。この構造が実質的に整合されたときは、それらの符号が整合し、それらは構造内の磁石が符号化されていないかのように強く吸引する。
【００９４】
図８は、図７の２つの磁場放射構造の空間力の関数８００の一例を示す。
【００９５】
図９は、第１の磁場放射構造５０２を構成する磁石の磁極および位置を決定するために使用される長さ７のバーカー符号５００の符号折り返しの例を示す。各磁石は、ここでの例として、単位を１（Ａ＝−Ｒ、Ａ＝１、Ｒ＝−１）とし、同一、または実質的に同一な磁場の強さ（または大きさ）を有する。第１の磁場放射構造の符号モジュロの繰り返しに対応する第２の磁場放射構造９０２が、第１の磁場放射構造が第２の磁場放射構造の繰り返しと接触するように、第１の磁場放射構造５０２に対する図９Ｂから図９Ｏまでの１３の異なる整合で示されている。それぞれの相対的な整合に対して、反発する磁石の数と吸引される磁石の数の和が算出されている。それぞれの整合は相関関数および磁石の磁場の強さに基づく空間力の関数に従う空間力を有している。特定のバーカー符号を使用することにより、空間力は−１から７まで変化し、それらの対応する符号が整合するように２つの磁場放射構造が整合されたときにピークが発生する。ピークを外れた空間力、すなわち、サイドローブ力は−１である。このように、空間力の関数は、磁場放射構造が実質的に整合され、その構造の磁石が符号化されていないかのようにそれらを吸引させるのでなければ、通常、互いに反発させる。
【００９６】
図１０は、第２の磁場放射構造が繰り返される図９の２つの磁場放射構造の空間力の関数１０００の一例を示す。このように、７つの整合シフトごとにピーク空間力が存在する。
【００９７】
図１１Ａから１１ＡＢは、第１の磁場放射構造１１０２を構成する磁石の磁極と位置を決定するために長さ７のバーカー符号を使い、その端から端までが長さ７のバーカー符号のモジュロの２つに相当する２つの磁場放射構造１１０２の図１１Ｂから図１１ＡＢまでの２７の異なる整合を示す。各磁石は、ここでの例として、単位を１（Ａ＝−Ｒ、Ａ＝１、Ｒ＝−１）とし、同一、または実質的に同一な磁場の強さ（または大きさ）を有する。第１の磁場放射構造と同一な第２の磁場放射構造が、第１の磁場放射構造に対して１１０２の図１１Ｂから図１１ＡＢまでの２７の異なる整合で示されている。それぞれの相対的な整合に対して、反発する磁石の数と吸引される磁石の数の和が算出されている。それぞれの整合は相関関数および磁石の磁場の強さに基づく空間力の関数に従う空間力を有している。特定のバーカー符号を使うことにより、空間力は−２から１４まで変化し、それらの対応する符号が整合するように２つの磁場放射構造が整合されたときにピークが発生する。１つの構造の連続する符号群の１つが第２の構造の符号群の１つと重なるように、これらの磁場放射構造が半分整合されたときに、２つの二次的なピークが生じる。ピークを外れた空間力、すなわち、サイドローブ力は、ピークと二次的ピークの間で−１から−２まで変化し、二次的ピークの外側では０から−１の間で変化する。
【００９８】
図１２は、図１１Ａから１１ＡＢの２つの磁場放射構造の空間力の関数の一例を示す。図５と図１０に基づき、図１２は、図５と図１０の空間関数の和に相当している。
【００９９】
【０１００】
図１３Ａおよび図１３Ｂは、１次元符号を２次元にわたりＮ回繰り返すことによって（すなわち、各列は同じ符号化を有する）生成された磁場放射構造の空間力の関数を示しており、図１３Ａでは動きが符号方向（すなわち、図５と同じ）であり、図１３Ｂでは動きが磁場放射構造の符号列のＮ列から１列まで磁場放射構造との整合が維持されている。
【０１０１】
図１４Ａは、２次元バーカー状符号１４００と対応する２次元磁場放射構造１４０２ａを示す。図１４Ａを参照すると、２次元バーカー状符号１４００は、各列を下側に新しい列として複写し、新しい列の符号を左に１つシフトし、余りを右側に折り返して生成される。２次元磁場放射構造１４０２ａに適用すると、興味深い回転に依存した相関特性が生み出される。図１４Ａの図示は、２次元鏡像磁場放射構造１４０２ｂであって、それぞれ−９０°、−１８０°、−２７０°回転したものが１４０２ｃ〜１４０２ｅである。自己相関横断面を、磁場放射構造１４０２ａを横切って同一方向１４０４に移動する鏡像磁場放射構造１４０２ｂ〜１４０２ｅの４つの回転位置に対して算出した。４つの対応する自己相関横断面の数値１４０６、１４０８、１４１０および１４１２が示されている。図示されているように、鏡像が磁場放射構造１４０２ａを横切るときに、各行は正味１Ｒ（または−１）の空間力を有し、正味の空間力は、行が重なるに連れて構造全体が整合するまで増加（＋４９）し、その後、反発力が行の重なりが少なくなるに従って減少する。−９０°および−２７０°回転した場合では、数値の増減の対称性はあるが不規則な相関現象が存在する。−１８０°の回転では、対称性が失われ、相関の変化は劇的である。この変化は、構造１４０２ａを生成するために使用された左シフトと折り返しの手法の方向性の特性によるものであり、−１８０°回転すると右上から左下への斜め方向への並びが作られ、それらの斜め方向の並びが回転した鏡像の斜めの並びと一致している。
【０１０２】
図１４Ｂは、磁場放射構造を横切って移動する鏡像磁場放射構造、および−９０°回転された鏡像磁場放射構造から得られる空間力の関数の一例を示す。図１４Ｂを参照すると、空間力の関数１４１４は、磁場放射構造１４０２ａを方向１４０４に横切って移動する鏡像磁場放射構造１４０２ｂから生じ、空間力の関数１４１６は、同じ方向１４０４に磁場放射構造１４０２ａを横切って移動する−９０°回転された鏡像磁場放射構造１４０２ｃから生じる。図１２に示された空間力の関数の特性は、空間力の関数１４１４の（０，０）から（４０，４０）への対角線断面およびその対角線に平行なオフセットと一致しているようである。さらに、図１３Ｂに示された空間力の関数の特性は、空間力の関数１４１４の（４０，０）から（０，４０）への対角線と一致しているようである。
【０１０３】
図１４Ｃは、方向性の特性に影響させるために、列をランダムに並び替えた磁場放射構造１４０２ａの変形例を示す。図示されているように、磁場放射構造１４０２ａの列は上から下に１４２１から１４２７と付番されている。第２の磁場放射構造１４３０は、列を１４２７、１４２１、１４２４、１４２３、１４２２、１４２６および１４２５の順に並び替えて生成される。生成された７つの行を見てみると、それぞれは下方に折り返しをした長さ７のバーカー符号のパターンに従っている。第３の磁場放射構造１４３２は、列を１４２６、１４２４、１４２１、１４２５、１４２３、１４２７および１４２２の順に並び替えて生成される。生成された７つの行を見てみると、第１、第２および第６行は長さ７のバーカー符号のパターンに従っていないが、第３行は下方に折り返した長さ７のバーカー符号のパターンであり、第４、第５および第７行は上方に折り返した長さ７のバーカー符号のパターンである。第４の磁場放射構造１４３４は、列を１４２５、１４２１、１４２７、１４２４、１４２２、１４２６および１４２３の順に並び替えて生成される。生成された７つの行を見てみると、それぞれは上方に折り返した長さ７のバーカー符号のパターンに従っている。
【０１０４】
図１４Ｄは、第２の磁場放射構造１４３０がその鏡像構造を方向１４０４に横切って移動して得られる空間力の関数１４３６、および−９０°回転された後の第２の磁場放射構造１４３０が第２の磁場放射構造１４３０の鏡像を同一方向１４０４に横切って移動して得られる空間力の関数１４３８を示す。
【０１０５】
図１４Ｅは、第４の磁場放射構造１４３４がその鏡像構造を方向１４０４に横切って移動して得られる空間力の関数１４４０、−９０°回転された第４の磁場放射構造１４０４がその鏡像磁場放射構造を方向１４０４に横切って移動して得られる空間力の関数１４４２を示す。
【０１０６】
図１５は、一方向スライドロック符号および二方向スライドロック符号の例を示す。図１５を参照すると、１９×７の二方向スライドロック符号１５００は、７×７の符号１４０２の複写から始めて、７×７の符号１４０２ａの左側６行を符号１５００の右側に付け足し、７×７の符号の右側６行を符号１５００の左側に付け足して生成される。ここで、鏡像１４０２ｂを横方向にスライドすると、４９個の磁石すべてが構造と接触して図１０の位置１から１３の自己相関曲線を生成する。同様に、７×１９の二方向スライドロック符号１５０４は、７×７の符号１４０２ａの下側６行を符号１５０４の上方に、７×７の符号１４０２ａの上側６行を符号１５０４の下方に付け足して生成される。２つの構造１５００と１５０４とは同様に振舞い、磁場放射構造１４０２ａが横方向にスライドされると、真ん中の位置で＋４９でロックし、中心を外れた他の位置では−７の力で反発する。同様に、一方向スライドロック符号１５０６、１５０８、１５１０および１５１２は、符号が部分的に繰り返されるように７列または７行のうちの６列または６行を加えることによって生成される。一般に、図１５に示された構造に部分的な符号モジュロを加え続けることによって、種々の構成（すなわち、十字型、Ｌ字型、Ｚ字型、ドーナツ型、８の字型等）を生成することができる。このように、種々の型式のロック構造を設計することができる。
【０１０７】
図１６Ａは、２つの符号モジュロ１４０２ａを横並びに配置し、その結果物の構造から第１および最後の行を削除して生成されたホバリング符号１６００を示す。ここでは、鏡像１４０２ｂは、結果物の磁場放射構造の一端１６０２ａから他端１６０２ｆに横切って移動可能であり、常に−７の空間力となる。ホバリングチャンネル（またはボックス）１６０４を示す。ここでは、鏡像１４０２ｂがホバリング符号１６００に従って生成された磁場放射構造の上に留まっている。この場合には、鏡像１４０２ｂは、下側の磁場放射構造の磁場の強さを増加または減少することによって上昇または下降させることができる。同様に、ホバリングチャンネル１６０６を示す。ここでは、ホバリング符号１６００に従って生成された２つの磁場放射構造の間に留まっている。この場合には、鏡像１４０２ｂは、下側の磁場放射構造および上側の磁場放射構造の磁場の強さを増加または減少することによって上昇あるいは下降させることができる。スライドロック符号のように、部分的な符号モジュロを例示した構造に加え、構造の磁気の強度および／またはその他の力を制御して磁場放射構造１４０２ｂを採用したホバリング対象の動きを制御する種々の移動領域を生成する種々の構成を生成することができる。
【０１０８】
図１６Ｂは、２つの符号モジュロ１４０２ａの一方を他方の上に配置し、第１および最後の列を除去して生成されるホバリング符号１６０８を示す。ここでは、鏡像１４０２ｂは、結果物の磁場放射構造を横切って上側１６１０ａから下側１６１０ｆに移動可能であり、常に空間力−７となる。
【０１０９】
図１６Ｃは、適切に方向付けられた（すなわち、回転しない）７×７のバーカー状符号の鏡像磁場放射構造１４０２ｂが構造１６１２上のどこにでも−７の反発力で留まる磁場放射構造１６１２の一例を示す。種々の種類のこのような構造は、部分的な符号モジュロを使用して生成することができる。１つまたは複数の磁石の列または行の磁気の強さを増加（または減少）することにより、磁場放射構造１４０２ｂは所望の方向に所望の速度で移動させることができる。例えば、太字の行の磁石群１６１４が構造１６１２の残りの磁石の強度以上に強化された磁気の強さを有するとすると、磁場放射構造１４０２ｂは左に推進されることとなる。磁場放射構造が左に移動したとき、右側に続く行に、行１６１４と同じ磁力を与えられることになれば、磁場放射構造が左方向に繰り返し移動される。構造１４０２ｂが構造１６１２の左側に到達したとき、構造１４０２ｂの上端の下の列位置に沿った磁石の磁気の強さが増加されると、構造１４０２ｂを下方に移動させることとなる。このように、構造内の磁石の強さの様々な変更により構造１４０２ｂを動かすことができる。図１６Ａおよび１６Ｂを参照すると、この分野の当業者においては、スライドロック符号にも、構造１４０２ｂが整合位置（黒枠で示す）から離れるのにしたがって、各列（または行）の磁気の強さが増加するように、同様に適用されることができることを理解するであろう。その場合は、構造１４０２ｂは、そのロック位置にゆっくりと、または迅速に反発されることができる。例えば、整合位置以外の列（または行）に対し変更された磁場の強さを有するスライドロック符号を使用した引き出しは、引き出しが所定位置にロックされるまで、ゆっくりと移動させることができる。磁場の強さの変更は磁石ごとに適用可能であり、列（または行）全体の磁石が同一強度である必要はない。
【０１１０】
図１７Ａは、一方向に半分重なるように配置された９個の磁石からなる磁場放射構造１７０２を示す。この構造は、実質的に整合したときにピークの空間力を有し、整合からずれて回転されたどの位置においても比較的小さいサイドローブ強度を有するように設計されている。
【０１１１】
図１７Ｂは、その鏡像磁場放射構造と相互作用する磁場放射構造１７０２の空間力の関数１７０４を示す。ピークは実質的に整合したときに生じる。
【０１１２】
図１８Ａは、その鏡像磁場放射構造と整合したときに第１の強いロック力を有し、その鏡像磁場放射構造に対して９０°回転されたときに第２の弱いロック力を有する磁場放射構造を生成することを意図する符号１８０２の一例を示す。
【０１１３】
図１８Ｂは、その鏡像磁場放射構造と相互作用する磁場放射構造１８０２の空間力の関数１８０４を示す。ピークは実質的に整合したときに発生する。
【０１１４】
図１８Ｃは、その鏡像磁場放射構造と相互作用する磁場放射構造１８０２の９０°回転後の空間力の関数１８０４を示す。ピークは実質的に整合したときに発生するが、９０°回転した場合にはピークが無い。
【０１１５】
図１９Ａ〜１９Ｉは、磁場放射構造１８０２ａおよびその鏡像磁場放射構造１８０２ｂ、ならびにそれらが相対的に捩じられたときの様々な位置に従って生成される空間力の一例を示す。図１９Ａにおいて、磁場放射構造１８０２ａとその鏡像磁場放射構造１８０２ｂとは整合しており、ピークの空間力を生成している。図１９Ｂにおいて、鏡像磁場放射構造１８０２ｂは磁場放射構造１８０２ａに対してわずかに時計方向に回転され、吸引力は大きく減少する。図１９Ｃにおいて、鏡像磁場放射構造１８０２ｂは磁場放射構造１８０２ａに対してさらに回転され、吸引力は減少し続ける。図１９Ｄにおいて、鏡像磁場放射構造１８０２ｂは、２つの磁場放射構造が図１９Ｅに示されるように容易に分離されるように吸引力が極めて小さくなるまでさらに回転される。２つの磁場放射構造が図１９Ｅに示されるようにいくらか離れて保持された場合、構造はより近くに移動可能であり、図１９Ｆに示すように小さい空間力を生成するため整合方向に回転され得る。空間力は、２つの磁場放射構造が図１９Ｇおよび１９Ｈに示すように、整合に近づくにつれてさらに増加し、ピークの空間力は１９Ｉのように整合したときに達成される。回転方向は任意に選択されていることに注意すべきで、使用される符号に応じて変化し得る。なお、鏡像磁場放射構造１８０２ｂは、吸引ピーク空間力をもたらす磁場放射構造１８０２ａの鏡像である。鏡像磁場放射構造１８０２ｂは、磁場放射構造１８０２ａと整合したときのピーク空間力が反発力となるように符号化することができ、この場合は、異なる整合に対応する空間力の大きさを示す矢印の方向が反転し矢印が互いに外向きとなる。
【０１１６】
図２０Ａは、２つの磁場放射構造１８０２ａと１８０２ｂを示す。一方の磁場放射構造１８０２ｂは、工具挿入スロット２００２を含む回転機構２０００を含んでいる。両方の磁場放射構造は軸２００３に沿った位置決めマーク２００４を含む。いったん整合した磁場放射構造の移動（特に回転）を防止するために、ヒンジの付いたラッチクリップ２００５ａおよびラッチノブ２００５ｂのようなラッチ機構が含まれていてもよい。１つの形態では、ピボット位置マーク２００４のようなピボット点で２つの構造１８０２ａおよび１８０２ｂを接続するためにピボット機構（図示せず）が使用されてもよく、これにより、ピボット点（例えば、軸２００３）を中心とする円運動で２つの構造を整合位置に向かって、または整合位置から離れるように動かすことができる。
【０１１７】
図２０Ｂは、第１の円形磁場放射構造筐体２００６が第２の円形磁場放射構造筐体２００８中に挿入できるように構成された、第１の円形磁場放射構造筐体２００６および第２の円形磁場放射構造筐体２００８を示す。第２の筐体２００８は、通常何か他の物体に取り付けられるスイベル機構２０１２に接続される別の回転機構２０１０に取り付けられている。回転梃子を提供するために使用できるレバー２０１３も図示されている。
【０１１８】
図２０Ｃは、ドリルヘッドアセンブリ２０１６を含む工具アセンブリ２０１４の一例を示す。ドリルヘッドアセンブリ２０１６は、第１の筐体２００６とドリルビット２０１８から成っている。工具アッセンブリ２０１４は、また第２の筐体２００８を含むドリルヘッド回転アッセンブリ２０２０を含んでいる。第１の筐体２００６は、第２の筐体２００８の案内溝２０２４内でスライドするように構成された凸状ガイド２０２２を含んでいる。第２の筐体２００８は、ドリルヘッドアッセンブリ２０１６を回転するために使用される第１の回転シャフト２０２６を含んでいる。第２の筐体２００８は、また、第１の筐体２００６と第２の筐体２００８とを整合するために使用される第２の回転シャフト２０２８を含んでいる。
【０１１９】
図２０Ｄは、第１の磁場放射構造１８０２ａを含む外側切削部３０３２と、第２の磁場放射構造１８０２ｂを含む内側切削部２０３４を有する穿孔工具アセンブリ２０３０の一例を示す。外側切削部３０３２は、刃先２０３８を有する第１の筐体２０３６から成っている。第１の筐体２０３６は、第１のバンプパッド２０４２および第２のバンプパッド２０４４を有する滑りシャフト２０４０に接続されている。これは、ガイド２０４６の内部で前後にスライドするように構成されており、移動は第１の磁場放射構造１８０２ａおよび第２の磁場放射構造１８０２ｂによって制御される。内側切削部２０３４は、刃先２０５０を有する第２の筐体２０４８から成っている。第２の筐体２０４８は、第１のシャフト２０５２によって固定位置に保持されている。第２の磁場放射構造１８０２ｂは、刃先２０３８と２０５０とが重なるように内側切削部２０３４に向かって外側切削部２０３２が推進される位置で第１の磁場放射構造１８０２ａと第２の磁場放射構造１８０２ｂが一時的に整合するように、シャフト２０５４を使用して回転される。第１の筐体２０３６の円周は第２の磁場放射構造１８０２ｂの円周よりわずかに大きく、２つの刃先２０３８と２０５０との間を通過する物（例えば、布）に正確に穿孔させるようになっている。シャフト２０５４が回転を継続すると、第１の磁場放射構造１８０２ａと第２の磁場放射構造１８０２ｂはすぐに不整合となり、外側切削部２０３２は内側切削部２０３４から離れるように動かされる。さらに、シャフト２０５４がある回転速度（例えば毎秒１回転）で回転を続けるとすると、その速度は孔が（例えば、布に）穿孔される速度に定義される。このように、空間力の関数は、第１および第２の磁場放射構造に関連付けられた２つの対象物の動きの関数として制御することができる。この例では、外側切断部３０３２が左右に移動可能であり、内部切削部２０３２はある回転速度で回転する。
【０１２０】
図２０Ｅは、底部２０５８と上部２０６０から成る機械プレス工具の一例を示している。底部２０５８は、第１の磁場放射構造１８０２ａを含む第１の層２０６２、第２の磁場放射構造２０６６ａを含む第２の層２０６４、およびその下に第３の磁場放射構造２０７０ａを有する平面２０６８から成っている。上部２０６０は、第１の磁場放射構造１８０２ａの鏡像符号を有する第４の磁場放射構造１８０２ｂを含む第１の層２０７２、第２の磁場放射構造２０６６ａの鏡像符号を有する第５の磁場放射構造２０６６ｂを含む第２の層２０７４、および第３の磁場放射構造２０７０ａの鏡像符号を有する第６の磁場放射構造２０７０ｂを含む第３の層２０７６から成っている。上部２０６０の第２および第３の層は、底部２０５８の２つの層を受け入れるように構成されている。底部２０５８および上部２０６０は互いに近付けられ、上部２０６０が底部２０５８と整合したとき、磁場放射構造の補完的な対の空間力の関数は２つの部分の間に配置されたあらゆる材料（例えば、アルミニウム）のプレスを惹起する。底部２０５８あるいは上部２０６０のいずれかを回転することによって、磁場放射構造は不整合となり、２つの部分が分離することになる。
【０１２１】
図２０Ｆは、第１の部分２０８０と第２の部分２０８２とを含む把持装置２０７８の一例を示す。第１の部分２０８０は、それぞれの歯（または階段）が第１の磁場放射構造２０８４ａを構成する複数の対応する磁石を有する鋸歯状あるいは階段状構造から成っている。第２の部分２０８２もまた、それぞれの歯（または階段）が第２の磁場放射構造２０８４ｂを構成する複数の対応する磁石を有する鋸歯状あるいは階段状構造から成っている。１つの形態では、図示された２つの部分のそれぞれは、中心軸２０８６の回りに３６０°回転しても同じ断面を有する部分の断面である。一般的に、本発明はペンチ、ジグ、クランプなどのようなあらゆる種類の把持機構を生み出すために使用することができる。このように、本発明は正確な把持力をもたらすことが可能であり、本質的に正確な整合を維持する。
【０１２２】
図２０Ｇは、第１の部分２０９２および第２の部分２０９４を含む係止機構２０９０の一例を示す。第１の部分２０９２は、第１の磁場放射構造を支持する第１の筐体２００８を含んでいる。第２の部分２０９４は、第２の磁場放射構造を支持するために使用される第２の筐体２００６を含んでいる。第２の筐体２００６は、第１の筐体２００８の案内溝２０２４内でスライドするように構成され凸状ガイド２０２２を含んでいる。第１の筐体２００８は、係止機構２０９０の２つの磁場放射構造を整合および不整合させるために第１の部分２０９２の磁場放射構造を回転させることが可能な磁場放射構造スリップリング機構２０９６に結合されている。一般的に、すべての種類の係止機構は本発明に従って構成できるものであり、それにより、スリップリング機構は係止機構を解放するように回転できることになる。このような係止機構は、差し込みプラグ、配管コネクタ、および空気、水、蒸気、またはあらゆる圧縮性もしくは非圧縮性流体用のパイプに関わるコネクタとして使用することができる。この技術はバヨネット・ニール‐コンセルマン（ＢＮＣ）電子コネクタ、ユニバーサル・シリアルバス（ＵＳＢ）コネクタ、およびあらゆる目的に対して使用されるほとんどの他の形式のコネクタにも応用することができる。
【０１２３】
上記の把持力は、接合力として説明することができる。このように、ある電子的な応用において、２つの電子部品の間に、あるいは接続部として、正確な結合力をもたらすこの能力は、所望の特性、例えば、所望のインピーダンスに対応する。さらに、本発明は誘導性電力結合に適用可能であり、交流で駆動される第１の磁場放射構造が、第１の磁場放射構造を生成するのに使用されるのと同じ符号に従った極性を有するようにコイルが接続された一連のソレノイドから成る第２の磁場放射構造と整合したときに、誘導性電力結合を達成する。整合していないときは、駆動される磁場放射構造中ではこれらが互いに極めて近接しているので磁場はそれぞれで閉塞され、これにより節電となる。通常の誘導的に結合されるシステムの磁極片は割合に大きく、空隙が非常に大きいので、このように磁場を維持することはできない。
【０１２４】
図２１は、磁場放射構造２１０４を２つの端部それぞれに有し、かつ、位置合わせマーク２１０６（ＡＡ）を有する第１の延長構造部材２１０２を示す。また、図２１は、磁場放射構造２１１０を両端部の一側面に有する第２の延長構造部材２１０８を示す。磁場放射構造２１０４および２１１０は、第１および第２の構造部材２１０２および２１０８に整合して取り付けられるように構成されている。さらに、図２１は、２つの第１の延長構造部材２１０２に２つの第２の延長構造部材２１０８が取り付けられ、４つの磁場放射構造２１０４／２１１０の対が整合している構造アセンブリ２１１２を示す。図２１は、４つの磁場放射構造１８０２ｂと整合する４つの磁場放射構造１８０２ａを有するパネルカバー２１１４を含んでいる。この４つの磁場放射構造１８０２ｂは、パネルカバー２１１４を構造アセンブリ２１１２に取り付け、カバー付き構造アセンブリ２１１６を生成するものである。
【０１２５】
一般的に、相関した磁場構造を容易に回転して互いを解放するようにする能力は、構造のモーメントアームによって人の手で容易に生み出されるトルクの機能である。トルクが大きいほど、モーメントアームが大きくなり、レバーとして働く。パネルカバー２１１４の様に、異なる２つの構造が構造部材によって物理的に連結されている場合は、複数のモーメントアームが反転するため、トルクを用いる能力は打ち負かされる。この反転は、配列中の構造部材によって連結された付加的な個々の構造によって拡大される。この力はそれぞれの構造間の距離に比例し、トルクは力と半径を乗じたものに比例する。１つの形態では、カバー付き構造アセンブリ２１１６の複数の磁場放射構造は、それらを整合させる、あるいは、不整合とさせることを可能とする回転機構を含むことにより、カバー付き構造アセンブリを組み立て、あるいは、分解することができる。別の形態では、複数の磁場放射構造は回転機構を含まない。
【０１２６】
図２２〜２４は電磁アレイの使用例を示しており、この電磁アレイは、ある物体と関連する第２の磁場放射構造に対して相対的に動かされる磁場放射構造を製作するために用いられ、これにより物体は移動させられる。
【０１２７】
図２２は、切り欠いて示した２次元の電磁アレイ２２０４を下面に有するテーブル２２０２を示す。テーブル２２０２上には、少なくとも１つのテーブル接触部材２２０８を含む移動台２２０６がある。移動台２２０６は、４つのテーブル接触部材２２０８を有するものとして示されている。各テーブル接触部材２２０８は電磁アレイ２２０４に吸引される磁場放射構造１８０２ｂを有している。電磁アレイ２２０４の個々の電磁石の状態をコンピュータ制御することにより、それらの状態がオンであるかオフであるかが決定されるとともに、それらの極性が決定される。第１の例２２１０は、テーブル接触部材２２０８のうちの１つが磁場放射構造１８０２ａに対応する電磁石の部分集合を吸引するように構成された場合の電磁アレイ２２０４の状態を示している。第２の例２２１２は、テーブル接触部材２２０８が磁場放射構造１８０２ａに対応する電磁石の異なる部分集合に吸引される（即ち、動く）ように構成された場合の電磁アレイ２２０４の異なる状態を示している。この２つの例より、当業者は、電磁アレイ２２０４の電磁石の状態を変化させることにより、テーブル接触部材をテーブル２２０２のあちこちに移動できることが認識できよう。
【０１２８】
図２３は、第１の円筒２３０２を示しており、第１の円筒２３０２はその内部に含まれる第２の円筒２３０４よりも若干大きくなっている。磁場放射構造２３０６は第１の円筒２３０２の周り（あるいは第２の円筒２３０４の周り）に配置される。複数の電磁アレイ（不図示）は第２の円筒２３０４（あるいは第１の円筒２３０２）と関係付けられており、それらの状態は移動する鏡像磁場放射構造を生成するように制御される。この鏡像磁場放射構造に磁場放射構造２３０６が吸引され、第１の円筒２３０２（あるいは第２の円筒２３０４）が第２の円筒２３０４（あるいは第１の円筒２３０２）に対して相対的に回転させられる。ｔ＝ｎ、ｔ＝ｎ＋１、およびｔ＝ｎ＋２における電磁アレイによって生成される磁場放射構造２３０８、２３１０、および２３１２は、第１の円筒２３０２の周りの磁場放射構造２３０６の鏡像のパターンを示す。このパターンは、第１の円筒２３０２を反時計回りに回転させるように、時間とともに下向きに動くように図示されている。このように、第１の円筒２３０２（あるいは第２の円筒２３０４）の動きの速さおよび方向は、電磁アレイを構成する電磁石の状態変化によって制御することができる。また、図２３には、その表面に、第１の円筒２３０２をトラック上で後方または前方に動かすように使われる移動する鏡像磁場放射構造を配置できるトラックに対応する電磁アレイ２３１４を示す。これには磁場放射構造２３０８、２３１０、および２３１２に示されたものと同じ符号シフト手法が使われている。
【０１２９】
図２４は、第１の球体２４０２を示しており、第１の球体２４０２はその内部に含まれる第２の球体２４０４よりも若干大きくなっている。磁場放射構造２４０６は第１の球体２４０２の周り（あるいは第２の球体２４０４の周り）に配置されている。電磁アレイ（不図示）は第２の球体２４０４（あるいは第１の球体２４０２）と関係づけられており、それらの状態は移動する鏡像磁場放射構造を生成するように制御される。この鏡像磁場放射構造に磁場放射構造２４０６が吸引され、第１の球体２４０２（あるいは第２の球体２４０４）が第２の球体２４０４（あるいは第１の球体２４０２）に対して相対的に回転する。ｔ＝ｎ、ｔ＝ｎ＋１、およびｔ＝ｎ＋２における電磁アレイによって生成される磁場放射構造２４０８、２４１０、および２４１２は、第１の球体２４０２の周りの磁場放射構造２４０６の鏡像のパターンを示す。このパターンは、第１の球体２４０２を反時計回りかつ前方に回転させるように、時間とともに下向きに動くように図示されている。このように、第１の球体２４０２（あるいは第２の球体２４０４）の動きの速さおよび方向は、電磁アレイを構成する電磁石の状態変化によって制御することができる。なお、第１の球体２４０２（あるいは第２の球体２４０４）の動きが多数の軸に沿った方向に制御されるように、電磁石および／または磁場放射構造は、第１および／または第２の球体２４０２、２４０４の表面を完全に覆うように延長することができる。また、図２４には、磁場放射構造２４０８、２４１０、および２４１２に示された同じ符号シフト手法を使って、その表面に、第１の球体２４０２をトラック上で後方または前方に動かすように使われる移動する鏡像磁場放射構造を配置できるトラックに対応する電磁アレイ２４１４を示す。図示された円筒２４１６は、第１の電磁アレイ２４１４ａおよび第２の電磁アレイ２４１４ｂを有しており、これが磁場放射構造を制御して球体２４０２を円筒内で後方または前方に動かす。
【０１３０】
図２５〜２７は、それ自身の上に巻きつけて、円筒（円盤、ホイール）、球体、およびコンベヤベルト／トラック構造のいずれかを形成する相関面を示す。これらの構造は、鏡像相関面に対して相対的に移動するときに、強い牽引力と保持力（あるいは把持力）を達成する。これらの回転装置は、他の回転相関面に対しても動作し、ギアのような動作をもたらす。保持力は牽引力に等しいため、これらのギアは緩く連結することができるが、それでも確実な滑りのない回転精度を与える。相関面は、完全に滑らかであっても、やはり確実な滑りのない牽引力をもたらす。従って、これらは、硬質プラスチック、ガラス、ステンレス鋼またはタングステンカーバイドを含むあらゆる物質から作ることができる。従来の摩擦に基づくホイールとは対照的に、相関面によってもたらされる牽引力は、牽引ホイールと牽引表面との間の摩擦力に依存せず、低摩擦表面をも使用することができる。磁気の牽引に基づいて動く装置は、重力に依存せずに、例えば、宇宙空間、水中、垂直面、あるいは逆さまの状態を含む無重力の条件下でも動作可能である。
【０１３１】
円筒と接触する表面がベルトの形状をなしている場合は、牽引力は非常に強く、滑りがなく、ベルトの張力に依存しない。よって、例えば、滑りが全く許されない場合に用いられる歯付きフレキシブルベルトなどを置き換えることができる。より複雑な用途では、移動ベルトは相関するホイールを使った自動移動式装置の相関面にすることができる。コンベヤベルトが、可動車両にカタピラ（tank treads）のように搭載される場合には、相関面あるいは既に記載した他の回転表面に対して強力な牽引をもたらすことができる。
【０１３２】
図２５は、図２３に示された手法の代案を示す。図２５では、第１の磁場放射構造２３０６を有し、ある力によって時計方向または反時計方向に回転される円筒２３０２が、第１の磁場放射構造２３０６の鏡像符号を有する第２の磁場放射構造２５０２に沿って転がる。従って、図２３では前方または後方へ動かすために時間とともに電磁アレイをシフトしたが、固定された磁場放射構造２５０２の値は、円筒２３０２が他の機構（例えば、モータ）による回転にともなって牽引力および把持力（即ち、保持力）をもたらす。把持力は、円筒がトラックを移動するときは摩擦や重力に依存せず実質的に一定であるため、（物体の重さの関数としての）引力が整合した磁場放射構造の空間力に打ち勝つという制限内で、壁を伝い、天井を渡るなど、あらゆる所望の方向のトラックに沿って物体を移動するために使うことができる。図２５の手法は図２３の手法と組み合わせることもでき、それによって、電磁アレイを有する第１の円筒が、トラックに対応する鏡像磁場放射構造との牽引力および保持力をもたらす磁場放射構造を有する第２の円筒を回転させるのに使われる。
【０１３３】
図２６は、図２４に示された手法の代案を示す。図２６では、第１の磁場放射構造２４０６を有し、ある力によって時計方向または反時計方向に回転される球体２４０２は、第１の磁場放射構造２４０６の鏡像符号を有する第２の磁場放射構造２６０２に沿って転がる。従って、図２４では前方または後方への動かすために時間とともに電磁アレイをシフトしたが、固定された第２の磁場放射構造２６０２の値は、球体２４０２が他の機構（例えば、モータ）による回転にともなって牽引力および把持力（即ち、保持力）をもたらす。把持力は、円筒がトラックを移動するときは摩擦や重力に依存せず実質的に一定であるため、（物体の重さの関数としての）引力が整合した磁場放射構造の空間力に打ち勝つという制限内で、壁を伝い、天井を渡るなど、あらゆる所望の方向のトラックに沿って物体を移動するために使うことができる。図示された円筒２４１６は、磁場放射構造２４０６の鏡像符号を有する第１の磁場放射構造２６０２ａおよび第２の磁場放射構造２６０２ｂを有している。従って、これらが協働して球体２４０２を円筒２４１６内で後方または前方に移動させる把持力をもたらす。
【０１３４】
図２７Ａおよび図２７Ｂは、第１の磁場放射構造２７０２が２つの円筒２３０２の周りに巻きつけられた配置を示し、第１の磁場放射構造のより大きな部分２７０４が第１の磁場放射構造２７０２の鏡像符号を有する第２の磁場放射構造２５０２に接触するように巻きつけられている。従って、より大きな部分２７０４は、そのままより大きな把持力に相当する。
【０１３５】
相関面を用いた代わりの手法は、表面および磁場放射構造がどのように整合しているかに関わらず、相関面と部分的に相関することを意図した磁場放射構造を物体上（例えば、競技者または宇宙飛行士の靴）に有するものである。本質的に、相関領域は、物体（靴）が表面にランダムに接触するとき、物体が部分的な相関（把持力）をもたらすようにランダムに配置されている。例えば、部分的な相関符号化された磁場放射構造を有する靴を履いたトラック上の走者は、走者が相関するトラック上を走っているときに生じる部分的な相関からいくらかの牽引を受けることができる。
【０１３６】
図２８Ａから図２８Ｄは、磁場放射構造の製造方法を示す。図２８Ａでは、個別の磁石の配列を含む第１の磁場放射構造１８０２ａが、第１の磁場放射構造１８０２ａと同様の符号化を有する第２の磁場放射構造となる強磁性体２８００ａ（例えば、鉄）の下に示されている。図２８Ｂでは、強磁性体２８００ａは、キュリー温度（反強磁性体であればネール温度）まで加熱される。そして、強磁性体２８００ａは、第１の磁場放射構造１８０２ａに接触させて、冷却される。その後は、強磁性体２８００ａは、第１の磁場放射構造１８０２ａと同じ磁場放射構造の特性を持つようになり、図２８Ｃに示すように、それ自身が磁場放射構造である磁化された強磁性体２８００ｂとなる。図２８Ｄに示すように、別の強磁性体２８００ａがキュリー温度まで加熱された後に、磁化された強磁性体２８００ｂと接触させた場合には、既に図２８Ｃに示したように、それも磁化された強磁性体２８００ｂと同じ磁場放射構造の特性を持つようになる。
【０１３７】
強磁性体から磁場放射構造を製造する代替えの方法は、１つ以上のレーザを使って、強磁性体上の磁場放射源となる位置をキュリー温度まで選択的に加熱した後、その位置に磁場を印加するものである。この手法により、加熱された場放射源となる位置に印加される磁場は、一定の極性あるいは時間とともに変化する極性を有しており、各源の位置が加熱および冷却される際に各源の位置を符号化する。
【０１３８】
超伝導磁場構造を生成するには、相関磁場放射構造を電流なしの状態で臨界温度以下に冷却して超伝導体とすればよい。
【０１３９】
図２９は、磁場放射構造２８００ｂへの２つの中間層２９０２の追加を示している。各中間層２９０２は、２つの磁場放射構造を一緒にしたときに、サイドローブ効果が実質的に遮蔽されるように空間力を取り除く（あるいは抑圧する）ためのものである。中間層２９０２は、活性（即ち、鉄のように可飽和なもの）であってもよく、不活性（即ち、空気あるいはプラスチック）であってもよい。
【０１４０】
図３０Ａから３０Ｃはそれぞれ、周辺ヒートシンク材３０００と、接続リード線３００４を有する内蔵コイル線（例えば、ニクロム）３００２を含む内蔵の打消し機構（kill mechanism）と、を有する磁場放射構造２８００ｂの側面図、斜投影図、および上面図である。従って、磁場放射構造２８００ｂの外部から熱が印加された場合には、ヒートシンク材は、磁場放射構造の磁石がそのキュリー温度に到達するのを妨げる。しかしながら、磁場放射構造を遮断することが望ましい場合には、電流を接続リード線３００４に印加して、コイル線３００２をキュリー温度にまで加熱する。通常、磁場放射構造にキュリー温度、またはそれ以上の熱が印加されるか否かの制御を可能とするために、様々な種類のヒートシンクおよび／または打消し機構を用いることができる。例えば、コイル線を内蔵する代わりに、個々の磁石上にニクロム線で被覆してもよい。
【０１４１】
図３１Ａは、それぞれが破線で示した磁石を有する第１の対の磁場放射構造３１０２、および第２の対の磁場放射構造３１０４の斜投影図を示す。（磁石が示された）第２の対の磁場放射構造３１０４の上には、下にある２つの磁場放射構造の描写の説明を分かりやすくするために磁石が図示されていない別の磁場放射構造がある。さらに、第１の対の磁場放射構造３１０２および第２の対の磁場放射構造３１０４の周縁の上面図が示されている。図示するように、第１の対の磁場放射構造３１０２は、比較的多数の比較的小さい（そしてより弱い）磁石を有する第２の対の磁場放射構造３１０４と比較して、比較的少数の比較的大きい（そしてより強い）磁石を有する。この図では、磁場放射構造３１０２および３１０４の２つの対のそれぞれの空間力のピークは等しい。しかしながら、磁場放射構造３１０２および３１０４の各対の磁場が実質的に相互作用する距離Ｄ１およびＤ２は、磁石の強さおよび磁石が分布する面積に依存する。従って、小さな磁石を有する第２の磁場放射構造３１０４の大きな表面は、第１の磁場放射構造３１０２の距離より近づかないと実質的に吸引力を及ぼさない。この単位面積当たりの磁気の強さの特性は、磁気の空間周波数（即ち、単位面積当たりの磁気反転の数）と同様に、安全要求を満たす構造の設計に使用することができる。例えば、２つの磁場放射構造３１０４を、指が２つの磁場放射構造３１０４の間にある場合には大きな吸引力を持たないように設計することができる（即ち、言い換えれば、これらの構造は、互いに実質的に近づくまで大きな吸引力を持たず、体の一部や洋服などの他の物がこれらの構造の間に挟まれる機会または可能性を（もし防げないとすれば）減らすことができる）。
【０１４２】
図３１Ｂは、多数の小さな磁気源３１１０と組み合わされた大きな複数の磁気源３１０８のまばらな配列からなる磁場放射構造３１０６を示す。この構成により、鏡像磁場放射構造との整合が大きな源によってもたらされ、小さな源によって反発力がもたらされる。一般に、図３１Ａに見られたように、より大きな（即ち、より強い）磁石は、小さな磁石に比べてより大きな分離距離で顕著な吸引力（あるいは反発力）をもたらす。この特性により、異なる強さの磁気源を有する組み合わせの構造が構成され、それは使用される磁気の強さの異なるレベルに対応する２つ（または、それ以上）の空間力の関数を効果的に有する。磁場放射構造が近付けられると、最も強い磁石の空間力の関数がまず関与し、異なる大きさの磁石の空間力の関数が組み合わされる位置まで磁場放射構造が互いに十分に近づくように動かされると、弱い磁石の空間力の関数が関与する。再び図３１Ｂを参照すると、より強い磁石３１０８のまばらな配列は、同様の磁石のまばらな配列の鏡像と相関し得るように符号化されている。しかしながら、より小さな（即ち、弱い）磁石３１１０の数および極性は調整することができ、２つの磁場放射構造が実質的に互いに近づいたときに、２つの磁場放射構造の間の所定距離において均衡が取れるように、小さい磁石の磁力が大きい磁石３１０８の磁力を超えるようにすることができる。従って、強い磁石３１０８によって整合がもたらされ、弱い磁石３１１０によって２つの磁場放射構造の接触が回避される。同様に、小さく弱い磁石は、２つの磁場放射構造の間にさらなる吸引力の強度を加えるために使用することができる。
【０１４３】
当業者においては、異なる強度を有する磁石のあらゆる異なる組み合わせは、２つの磁場放射構造の間の方向性および分離距離の関数として、所望の空間力をもたらすように様々な方向に方向づけられることを認識するであろう。例えば、同様の整合した吸引力−反発力の均衡は、大きい磁石３１０８のまばらな配列を磁場放射構造３１０６の中心に寄せ集めることによっても達成することができる。また、相関した磁石と相関していない磁石との組み合わせを一緒に使うことができ、例えば、図３１Ｂの弱い磁石３１１０が相関していない磁石のみでもよい。さらに、当業者であれば、上述の均衡は摩擦のない牽引力（または保持力）を維持することを可能とし、このような技術は本書に例示された図面の多くに用いられることを認識するであろう。例えば、図２４に示した２つの球体の磁場放射構造は、球体同士が直接接触することがないように構成されてもよく、例えば、無摩擦のボールジョイントを製造するのに使うことができる。
【０１４４】
図３２は、支持フレーム３２０６の複数の加工穴３２０４に第１および第２の極性を有する磁石１００ａおよび１００ｂを取り付けることができる１つ以上の真空ピンセット３２０２を含む磁場放射構造アセンブリ装置の一例を示している。磁石１００ａおよび１００ｂは、少なくとも１つの磁石供給装置３２０８から取り出され、所望の符号化に従って支持フレーム３２０６の穴３２０４に挿入される。１つの形態では、２つの磁気ピンセットはそれ自身の磁石供給装置３２０８にそれぞれ統合されており、磁石が装置の中から真空ピンセット３２０２に送り込まれるので、真空ピンセット３２０２は次の穴３２０４に移動するのみとすることができる。磁石１００ａおよび１００ｂは、粘着剤（例えば、接着剤）を使って支持フレーム３２０６の適切な場所に保持することができる。あるいは、穴３２０４と磁石１００ａおよび１００ｂはネジ山を有してもよく、それにより、真空ピンセット３２０２または別の挿入工具で所定の場所に磁石をねじ込むことができる。図３２には完成した磁場アセンブリ３２１０も示されている。別の形態では、真空ピンセットが、一度に全ての磁石を配置することも含め、一度に１つ以上の数の磁石をフレーム３２０６に配置することができる。さらに別の形態では、磁石３２１４の全てを一度に取り上げてフレーム３２０６に配置するために符号化された電磁石３２１２の配列が使われる。ここでは、磁石供給装置３２１６により、完成した磁場アセンブリ３２１０と類似した配置の磁石が下側から各供給穴に送り込まれるようにして（３２０８に示すように）供給され、固定されていない磁石の配列全体を符号化された電磁石が吸引する。この手法においては、真空ピンセット３２０２の底部と同様に、電磁石３２１２の配列を、固定されていない磁石それぞれのガイド３２１８となるような凹部に載置するようにしてもよい。この手法では、固定されていない磁石のグループ全体をフレーム３２０６に挿入し、予め塗布した封止剤が十分に乾いたときに、電磁石３２１２の配列を回転させ、載置した磁石を切り離すことができる。別の形態では、磁場放射構造アセンブリ装置に圧力がかけられる。真空装置は磁石を支持フレーム３２０６に保持することにも使用できる。
【０１４５】
上述のように、真空ピンセットは、自動配置製造での磁石の取り扱いに使用することができる。しかしながら、小さな表面積に対する真空力、例えば、１４．７ｐｓｉ（約１気圧）は、磁力と競うほど十分ではないかも知れない。もし必要であれば、製造装置全体に圧力をかけることができる。真空力は媒質の圧力の関数である。作業空間に３００ｐｓｉ（約２０気圧）の圧力がかかっている場合には、断面１／１６インチ（約１．６ｍｍ）のピンセットの先端にかかる力は約１ポンド（約４５０ｇ）であり、１つの磁石の磁気の強さにもよるが、その磁力と十分に競合することができる。一般に、真空力は、磁石を扱うために必要な保持力を生成するのに必要な分まで増加させることができる。
【０１４６】
磁石を設置する基板の背面に小さな孔を持たせれば、例えば、紫外線硬化接着剤を使って恒久的に貼り付ける最終処理まで、真空装置を使ってそれらを保持しておくことができる。あるいは、最終処理は、基板を加熱して基板とともに溶解させる、または全面に封止材を塗布してから、硬化する前にそれを拭き取って（または磁石表面に薄膜を残して）もよい。真空装置は、どのような粘着剤または固定剤を使っても、それが硬化するまで、アセンブリを取り扱う時間をもたらす。
【０１４７】
図３３は、その外周上に符号化パターン１４０２ａが６回繰り返されている第１の磁場放射構造２３０６を有する円筒２３０２を示す。円筒２３０２の下には、円筒２３０２が有する曲率よりわずかに大きな曲率（円筒２３０４のような曲率）の曲面を有し、符号化パターン１４０２ａを使って符号化された第２の磁場放射構造３３０４を有する物体３３０２がある。円筒２３０２は、軸３３０６により１秒に１回の回転速度で回転される。したがって、円筒２３０２が回転すると、円筒２３０２の第１の磁場放射構造２３０６の符号化パターン１４０２ａが物体３３０２の第２の磁場放射構造３３０４と毎秒６回整合し、２つの磁場放射構造２３０６および３３０４のピーク空間力の関数により、物体３３０２が反発される（即ち、下方に移動）。同様に、第２の磁場放射構造３３０４が符号化パターン１４０２ｂを使って符号化されていると、円筒２３０２の第１の磁場放射構造２３０６の符号化パターン１４０２ａが物体３３０２の第２の磁場放射構造３３０４と毎秒６回整合し、２つの磁場放射構造のピーク空間力の関数により、物体３３０２が引き付けられる（即ち、上方に移動）。したがって、円筒２３０２および対応する第１の磁場放射構造２３０６は、それに対応する第２の磁場放射構造３３０４を有する物体３３０２の動きの制御に使うことができる。さらなる磁場放射構造および／または動きの制御が可能な他の装置（例えば、スプリング）を、円筒２３０２の第１の磁場放射構造２３０６の動きに基づく物体３３０２の動きの制御に使用することもできる。当業者においては、軸３３０６を、風による風車の回転、水車またはタービン、海洋波動、および他の方法による回転の結果として回転させ、エネルギ採取源に起因して物体３３０２を動かせることを認識するであろう。磁場放射構造に基づく物体３３０２の動きとなるエネルギ採取の別の例としては、円筒２３０２に相当する車両の車輪があり、そこでは車軸が軸３３０６に相当する。一般的に、本発明は、それぞれが１つ以上の磁場放射構造と関連する１つ以上の物体の１つ以上の運動経路の関数に従って使うことができ、それぞれの運動経路の関数は少なくとも１つ以上の物体の時間における位置および方向を定義し、したがって１つ以上の物体と関連する１つ以上の磁場放射構造の時間における対応する位置および方向を定義している。さらに、磁場放射構造の空間力の関数は、オープンループまたはクローズドループ形式で制御されるプロセスの一部として、このような運動経路の関数に従って制御することができる。例えば、電磁アレイを使って作られた磁場放射構造の位置の移動、そのような磁場放射構造の符号化の変更、磁気源の強さの変更などがある。よって、本発明は、物体間の空間力を物体の動きに従って正確に制御することができ、また、物体の動きをそのような空間力に従って正確に制御することができる。
【０１４８】
図３４は、球体２４０２の外周以下の外周を有する第１の開口３４０４と球体２４０２の外周を超える外周を有する第２の開口３４０６とを有する円筒中で、球体２４０２を上方または下方に移動するように変化させる磁場放射構造２４１４である図２４の球体に基づく弁機構３４００を示す。このように、磁場放射構造２４１４は、図２４に関連して説明したように、弁３４０２を介して気体または液体の流れを制御するよう、球体２４０２の動きを制御するように変化させることができる。同様に、弁機構３４００は、圧力制御弁としても使用できる。さらに、物体を、その大きさが小さくなっている別の物体内で移動する能力は、窓、冷蔵庫、冷凍庫、食品貯蔵器、船のハッチ、潜水艦のハッチなどの種々のタイプの封止機構に使うことができ、その封止力を正確に制御できる。当業者においては、ガスケット、オーリングなどを含む多くの異なる封止機構に本発明を採用できることを認識するであろう。
【０１４９】
図３５は、球体２４０２または第１の磁場放射構造２４０６を有する閉円筒３５０２のような移動物体が、第２の磁場放射構造２４１４ａ（または２４１４ｂ）を有する円筒２４１６中を第１の方向または第２の方向に移動するシリンダ装置３５００を示す。移動物体（球体または閉円筒）の大きさを円筒２４１６内の効果的な封止が維持されるようにすることにより、シリンダ装置３５００は、油圧シリンダ、空気圧シリンダ、またはガスシリンダとして使うことができる。同様の形態で、シリンダ装置３５００は、ポンプ装置としても使うことができる。
【０１５０】
上述の通り、磁場放射構造は、あらゆる所望の磁場源（または電場源）の配置で作製することができる。このような源は、互いに対向した配置、まばらな配列での配置、平面または曲面の上、下、もしくは面に重ねた配置としてもよい。このような源は、多層（または面）でもよく、所望の方向性を有するなどしてもよい。通常の場合、極性、位置、および個別の場源の場強度を時間とともに変化させることによって、当業者においては、本発明を多数の特性を達成することに使うことができる。そのような特性には、例えば、次のようなものがある。
正確な整合、位置制御、運動制御
非摩耗留め具
反復可能な一貫性のある動作
非摩擦保持力／牽引力
容易、迅速、正確な組立／分解
構造強度の増大
訓練要件の削減
安全性の増大
信頼性の増大
力の範囲の制御能力
定量化可能で持続可能な空間力（例、保持力、封止力など）
保守性／寿命の増大
効率
【０１５１】
図３６Ａから３６Ｇは、所望の空間力の関数の特性をもたらすために、磁場源をどのように配置するかのさらなる例を示す。図３６Ａは、同心円のリングで作られた磁場放射構造３６００の例を示す。図に示すように、各リングが同一の極性である１つの磁石を構成している。各リングに多数の磁石を使って同様の構造を作ることができ、リング内の各磁石をそのリング内の他の磁石と同じ極性として、または、各リングが相関磁石を構成してもよい。一般に、円形リングは、１層であれ多層であれ、また、リング間の間隙の有無に関わらず、電気、液体、およびガスコネクタ、ならびにリングが大きければ大きいほどコネクタを外すのにねじるのが難しくなるという基本特性を有する構成のその他の目的に使うことができる。図３６Ｂに示すように、当業者においては、磁場放射構造を交互に付着させた２つの物体を使ってその磁場放射構造を交互に挟み、その磁場放射構造が、整合（即ち、実質的にロック）はするが最内円を延長する軸回りに枢動できるようなヒンジ３６０２が構成されることが理解できよう。図３６Ｃは、車輪のスポークに似た形状に源を有する磁場放射構造３６０４の一例を示す。図３６Ｄは、オン・オフのエンコードの代わりに、その極性が変化するように源がエンコードされたロータリエンコーダに似た形状の磁場放射構造３６０６の一例を示す。本発明に係る磁場放射構造のオン・オフのエンコードに代わる使用は、既存のロータリエンコーダの整合の問題を解消する。
【０１５２】
図３６Ｅは、スポークが曲がったように配置された源を有する磁場放射構造の一例を示す。図３６Ｆは、６角形の源で構成される磁場放射構造の一例を示す。図３６Ｇは、３角形の源で構成される磁場放射構造の一例を示す。図３６Ｈは、部分的に重なるひし形の源で構成される磁場放射構造の一例を示す。通常、磁場放射構造を構成する源はいかなる形状を有してもよく、所定の磁場放射構造内には複数の形状が使われてもよい。１つの形態では、１つ以上の磁場放射構造がフラクタル符号に対応している。
本発明の応用例には以下のようなものがある。
位置に基づく機能制御
ジャイロスコープ、リニアモータ、ファンモータ
精密測定、精密タイミング
コンピュータ数値制御機器
リニアアクチュエータ、リニアステージ、回転ステージ、ゴニオメータ、ミラーマウント
シリンダ、タービン、エンジン（無発熱で軽量材料が使用可）
食品保存用封止
建築足場材料
建築用梁、トラス、筋かい
橋梁建築材料（トラス）
壁構造（止め金具、パネルなど）、床、天井、屋根
屋根用磁気こけら板
家具（組立および位置合わせ）
額縁、壁掛け金具
子供用安全シート
シートベルト、ハーネス、馬具
車イス、病院ベッド
玩具‐自己組立玩具、パズル、組み立てセット（例、レゴ（登録商標）、磁気積み木）
手工具‐裁断、釘打ち、ドリル、のこぎりなど
精密機械工具‐ボール盤、旋盤、圧延機、プレス機
ロボット動作制御
組み立てライン‐物体移動制御、自動部品組み立て
梱包機械
壁掛け‐工具用、ほうき、はしごなど
圧力制御システム、精密油圧
牽引装置（例、ビル昇降用窓クリーナ）
気体／液体流量制御システム、配管、換気制御システム
ドア／窓の封止、ボート／船舶／潜水艦／宇宙船のハッチ封止
台風／嵐用シャッタ、迅速組立竜巻用シェルタ
ゲートラッチ‐屋外ゲート（犬が入れない）、子供安全ゲートラッチ（子供が操作できない）
被服用ボタン、靴／ブーツ用留め金
引出し／キャビネット扉締め具
子供安全装置‐家庭用電化製品、トイレ、その他のロック機構
金庫、処方薬安全収納庫
迅速捕獲／解放の業務用魚網、カニ捕獲用カゴ
エネルギ変換‐風力、落水、波動
エネルギ採取‐車輪などから
マイク、スピーカ
宇宙空間での応用（例、封止、宇宙飛行士が保持、起立するための握持箇所）
磁場制御を介するアナログ−デジタル（およびその逆）変換
シリコンチップの回路特性に影響する相関符号化の使用
ナノ機械（力、トルク、回転、および並進）の属性に影響する相関符号化の使用
人工装具（ひざ、肩、腰、くるぶし、手首など）のボールジョイント
ロボットアームのボールジョイント
相関磁場トラックに沿って移動するロボット
相関手袋、靴
相関ロボットハンド（物体の移動、配置、昇降、方向付けなどに使われるあらゆる種類の機構）
通信／記号論
スキー、スケートボード
キー、ロック機構
貨物用コンテナ（製造方法と移動方法）
クレジットカード、デビットカード、ＡＴＭカード
磁気データストレージ、フロッピーディスク（登録商標）、ハードディスク、ＣＤ、ＤＶＤ
スキャナ、プリンタ、プロッタ
ＴＶモニタ、コンピュータモニタ
電動モータ、ジェネレータ、トランス
チャック、締結装置、クランプ
安全なＩＤタグ
ドア・ヒンジ
宝飾品、腕時計
車両制動システム
磁気浮上列車、および他の車両
磁気共鳴映像法（MRI）および核磁気共鳴分光学
ベアリング（車輪）、車軸
粒子加速器
【０１５３】
本発明の特定の実施の形態について説明してきたが、当業者においては、特に前述の教示を踏まえて種々の変更ができ、本発明がそれらに限定されないことが理解されるであろう。
【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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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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