(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯蔵又は搬送システムであって、
ａ）搬送装置（１０、１６）を駆動する電磁サーフェスモータ（１、１’）を有し、
ｂ）前記サーフェスモータ（１、１’）は、前記搬送装置（１０、１６）を駆動させる磁界（７）を発生させ得る複数の能動変換器（２）を有し、
ｃ）前記搬送装置（１０、１６）は、ホイール（１１）又はローラ上に搭載され、
ｄ）前記搬送装置（１０、１６）は、前記サーフェスモータ（１、１’）の駆動動作に関して受動的であるように設計され、
ｅ）前記搬送装置（１０、１６）の位置を把握するために、金属検出用の少なくとも１つのデバイスが、前記サーフェスモータに組み込まれる、貯蔵又は搬送システム。
【請求項２】
前記搬送装置（１０、１６）は、強磁性材料を含む電機子を有することを特徴とする、請求項１に記載の貯蔵又は搬送システム。
【請求項３】
前記変換器（２）は、前記搬送装置（１０、１６）にも別の変換器（２）にも接触せずに動力又はデータを伝送し得るように設計されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の貯蔵又は搬送システム。
【請求項４】
前記変換器（２）は、動力伝送若しくはデータ伝送、又は外部要素及び／若しくは装置の固定のためのプラグ接続用の接点又はインタフェースを有することを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の貯蔵又は搬送システム。
【請求項５】
前記サーフェスモータ（１、１’）が３次元で角度を成すことで、或いは、前記サーフェスモータ（１、１’）が３次元湾曲形状を呈することで、前記搬送装置（１０、１６）は３次元で移動可能であることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の貯蔵又は搬送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貯蔵又は搬送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
通常の現代の倉庫は、ロボットを用いて、又は人間が運転するフォークリフトトラックによって商品が入出庫される高棚倉庫である。このプロセスは、並行作業が困難であるため、全体的に時間がかかる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は、柔軟な貯蔵及び搬送システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この課題は、独立請求項の特徴を有する本発明によって解決される。本発明の有利な発展形態の特徴は、従属請求項に記載されている。全ての特許請求項の文言が、本明細書に関連して参照により本明細書に含まれる。本発明は、独立請求項及び／又は従属請求項の全ての有意義な組み合わせ、特に言及される全ての組み合わせも包含する。
【０００５】
本発明による貯蔵又は搬送システムは、搬送装置を駆動する電磁サーフェスモータ（surface-area motor、Flachenmotor：平面モータ）を有する。特に、ホイール又はローラ上に搭載される可動パレット又はワゴンが、搬送装置として用いられる。サーフェスモータは、搬送装置に作用する力に適した磁界を発生させることができる複数の能動変換器を有する。搬送装置は、サーフェスモータによる駆動に関して受動的であるように設計される。変換器は、分離することができ、サーフェスモータの所望の幾何学的形状に合わせて配置することができる。金属検出用の少なくとも１つのデバイスが、サーフェスモータに組み込まれる。
【０００６】
したがって、本発明によれば、プラットフォームを形成するように組み合わせてネットワーク接続することができ且つ制御システムによって制御される磁界を発生させる変換器が、搬送装置の物流案内をもたらすことで、課題が解決される。変換器はさらに、システム自体の消費用及び外部消費用の動力及び情報を供給する線路及びインタフェースを有する。サイズ、形態、及び時間周波数が個別に構成され得る磁界が、搬送装置の電機子要素に力を加える。電機子は好ましくは強磁性要素から成る。さらに、変換器は、搬送装置に接触することなく動力及びデータを伝送する。
【０００７】
本発明は、電磁サーフェスモータの原理を利用する。変換器は、電磁石であり、コア及びコイルを用いて搬送装置の移動に適した磁界を発生させる。
【０００８】
変換器は、動作時に搬送装置の位置又は剛性を１つ又は複数の変換器が発生する力によって変えるように１つ又は複数の変換器を制御する制御ユニットによって制御される。
【０００９】
したがって、本発明による方法は、搬送装置の位置が変わるように、変換器を介して作用する力を例えば制御ユニットへの適当な入力によって変えることを本質的に可能にする。したがって、変換器を適当に駆動することによって、搬送装置の任意の所望の移動を行わせることができる。この場合、搬送装置は、互いに異なるサイズ及び形状を有し得る。
【００１０】
本発明は、異なるサイズの搬送装置が、柔軟に、自動的に、環境に優しく、且つ正確な時間に正確な速度で、所望の場所に正しい量だけ移動することを可能にする。
【００１１】
本発明による搬送システムは、ロジスティクス（logistics：物流）、情報供給、及び電力供給に関して既存のネットワーク及びプロセスに組み込むことができる。
【００１２】
本発明によるプラットフォーム及びその変換器は、多くの分野で用いることができる。例えば、これは、物流倉庫において自動同時物体協調及び物体移動の形態で用いることができる。角度を付けて装着されるサーフェスモータは、例えば物体持ち上げプロセスの形態で、磁化力を用いて複数の平面及び／又は高さにわたるロジスティクスを可能にする。サーフェスモータは、壁、天井、又はラックに装着することもでき、例えば、天井から垂直に又は頭上に吊り下げられる搬送装置を移動させることができる。
【００１３】
生産領域では、これは、材料の流れ、データの流れ、及び動力の流れも柔軟に支援及び／又は制御することができる。建築要素及び／又は造形要素の自動的な移動、及びコンテナ及び生産システムの移動も、同じく実現可能である。本発明は、商業的、公的、及び／又は私的分野のいずれで用いることもできる。実際的用途に加えて、プラットフォーム及び／又はサーフェスモータの造形的統合も実現可能である。電力、データ、熱電界、及び磁力の伝達の制御は、電子的及び／又は機械的に構成されたシステムを適宜用いることを可能にする。
【００１４】
消費エネルギーをできる限り少なくするために、磁界を発生させる変換器は、搬送装置の移動に必要なものだけである。このために、搬送装置の位置を把握しなければならない。これは、本システム用の制御システムから分かるか、又はサーフェスモータに組み込まれている金属検出器を用いて把握することができる。
【００１５】
変換器は、拡張可能な柔軟なネットワークを形成するために、その搬送装置にも別の変換器にも接触することなく動力又はデータを伝送することができるように設計される。
【００１６】
一例として、伝送のために磁界が高周波変調され得るが、いずれにせよこれらの磁界は搬送装置の移動用に設けられる電磁石によって発生させられる。それから、変換器が発生させる電磁界を用いて動力供給及び外部システムとのデータ交換が実行され得る。この目的で、変換器は、適当な周波数範囲の電磁界を構成するために、且つデータ及び／又は動力の交換を可能にするために、高周波モジュール及び／又は中間周波モジュール、監視ユニット、及び結合ユニットを含み得る。変換器は、送信機及び／又は受信機として働く。
【００１７】
ネットワーク構成要素として、本発明はこの場合、自家消費及び外部ユーザの両方のために電力及びデータを送ることができる。
【００１８】
本発明のさらなる実施形態では、変換器は、表面に取り付けられる接点を含み、それらを介して動力を電流及び／又は電気的データの形態で外部の搬送装置及び／又はユーザに伝送することができる。
【００１９】
１つ又は複数のサーフェスモータ又はプラットフォーム全体の３次元非平面形態を、サーフェスモータの適当な整形及び／又は少なくとも１つのサーフェスモータの縁の適当な整形によって、特に隣接するサーフェスモータの互いに当接する縁の傾斜付け又は整形によって得ることができる。
【００２０】
本発明のさらなる実施形態では、１つ又は複数のサーフェスモータの縁構成は、接続プラグ接続部、ねじ接続部、磁気接続部、及び／又は接着接続部を有し、これは、つながっている又は隣接する変換器の相対的な堅牢性を確保するためのものである。
【００２１】
サーフェスモータ及び／又はプラットフォームの制御ユニットは、サーフェスモータ及び／又はプラットフォームの外部の中央制御ユニットの形態であってもよく、その場合、制御信号が、サーフェスモータ自体の中に外部から引いた電線路によって、且つ／又は無線で、個々の変換器に送られる。しかしながら、制御ユニットを、サーフェスモータに組み込まれる複数の制御要素から分散的に形成することも可能であり、その場合、制御要素は、電気的に且つ／又は無線で互いに通信することができる。
【００２２】
サーフェスモータの線路又は線路の一部は、変換器間の動力伝達、データ伝達、及び／又は制御信号伝達を可能にするために、例えば、変換器の縁に位置付けられる可撓性のプラグ接続要素及び／又は接点接続要素に結合され得る。
【００２３】
変換器は、任意の所望の形状を有し得る。例えば、変換器は、円形、楕円形、又は多角形の平面外形を有し得る。多角形は、本質的に連続した表面をもたらすように互いに嵌まり合うことが好ましい。少なくとも１つの変換器がサーフェスモータに組み込まれる。
【００２４】
変換器は、任意の所望の形状又は構成を有し得る。例えば、変換器は、Ｕ字形であるか、ポットの形態であるか、ロッドの形態であるか、Ｅ字形であるか、又は他の何らかの所望の形状を有する電磁石を含み得る。平面外形では、電磁石及び／又は変換器の磁極面は、任意の所望の形状、例えば、円形、アール状、又は多角形を有し得る。サーフェスモータに組み込まれる変換器のサイズ及び形状は、サーフェスモータにおける他の変換器のものと異なっていてもよい。
【００２５】
応用分野に応じて、サーフェスモータ又は変換器は、様々な材料から成り得る。サーフェスモータは、１つ又は複数の変換器が組み込まれるキャリア材料から成ることが好ましい。キャリア材料は、鋼、コンクリート、シートメタル、プラスチック、ガラス等であり得る。その形状及び剛性は、その支持容量及び負荷容量に影響を及ぼす。サーフェスモータ又は変換器の１つ又は複数の表面を、例えば電磁遮蔽材料、放熱材料、軟質材料、及び／又は視覚的に設計された材料であり得る材料で完全に又は部分的に被覆することも可能である。
【００２６】
サーフェスモータは、床、壁、天井等に形成、吊下、又は嵌挿され得る。適当な保持装置が、サーフェスモータに嵌入及び／又は装着され得る。
【００２７】
さらなる詳細及び特徴は、従属請求項と共に好ましい例示的な実施形態の以下の説明から明らかとなるであろう。この場合、各特徴を単独で、又は２つ以上の群で互いに組み合わせて実施することができる。課題を解決するのに可能な方法は、例示的な実施形態に制限されない。例えば、範囲に関する詳細は、言及されていない全ての中間値及び実現可能な全ての部分区間を常に包含する。
【００２８】
例示的な実施形態が、図面に概略的に示されている。この場合、個々の図で同じ参照符号は、同じか又は機能的に同一の要素、又は互いに機能が対応する要素を示す。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明によるサーフェスモータの第１の実施形態の平面図である。
【図２】変換器として電磁石を用いるサーフェスモータの側断面図である。
【図３】さらなる例示的な実施形態の平面図である。
【図４】さらなる例示的な実施形態の平面図である。
【図５】さらなる例示的な実施形態の平面図である。
【図６】角度付きサーフェスモータの側断面図である。
【図７】アール付きサーフェスモータの側断面図である。
【図８】平らではなく異なる形状の変換器を有するサーフェスモータの側断面図である。
【図９】一例として断面図の形態で、搬送装置上のサーフェスモータの動作の方法を示す図である。
【図１０Ａ】本発明の物流使用分野の一例の３次元図である。
【図１０Ｂ】搬送装置の一例の３次元図である。
【図１１】既存のネットワークへの本発明の含入及びその使用の一例の３次元図である。
【図１２】コア／コイル−一次部品及び電機子を有する誘導モータの表面の構造を示す図である。
【図１３】変換器の概略図である。
【図１４】サーフェスモータの細部を示す図である。
【図１５】種々のタイプの磁極面を示す図である。
【図１６】扁平電機子磁石を示す図である。
【図１７】オルトサイクリック（orthocyclic）巻線を示す図である。
【図１８】エアギャップ内の巻線を示す図である。
【図１９】テーパ歯／固定子軸を示す図である。
【図２０】展開した平面要素（surface-area element）を示す図である。
【図２１】単純化して展開した平面要素を示す図である。
【図２２】リニアステッピングモータ及び電機子の設計／歯システムを示す図である。
【図２３】三角形サーフェスモータ及びアール付きサーフェスモータの平面図である。
【図２４】角度付きサーフェスモータの側断面図及びアール付きサーフェスモータの側断面図である。
【図２５Ａ】固定子配置Ａを示す図である。
【図２５Ｂ】自由度が追加されたサーフェスモータを示す固定子配置Ｂを示す図である。
【図２５Ｃ】八角形磁極頭部を有し自由度が追加された固定子磁極配置Ａを示す図である。
【図２６】傾斜フレーム及びねじ接続部を有する展開した平面要素を示す図である。
【図２７】２５０ｍｍ×２５０ｍｍ、５００ｍｍ×５００ｍｍ、及び１０ｍｍ０×１００ｍｍのサイズを有する平面要素を示す図である。
【図２８】平面要素を組み合わせたプラットフォームを示す図である。
【図２９】プラットフォーム生産のために組み合わせられる平面要素を示す図である。
【図３０】個々の搬送装置の自動同時個別駆動用の電磁プラットフォームを示す図である。
【図３１】コイル軸、支柱、及び接続要素を有する固定子板を示す図である。
【図３２】安定化リングを有する基板を示す図である。
【図３３】基板が装着された固定子板を示す図である。
【図３４Ａ】コイルの平面図及び下面図である。
【図３４Ｂ】２つの異なる材料で封入されたコイルを示す図である。
【図３５】基板上に載置された封入コイルを示す図である。
【図３６】コイルが装着された固定子板を示す図である。
【図３７】固定子頭部を固定子板に埋め込む方法を示す図である。
【図３８】コイルが装着された後に磁極頭部を固定子板の軸に埋め込む方法を示す図である。
【図３９】２つの異なる平面要素（透視図）を示す図である。
【図４０】固定リングが嵌挿／螺合された平面要素固定装置を示す図である。
【図４１】絶縁層を有する嵌挿可能な固定リング、及び絶縁層を有する螺合可能な固定リングを示す図である。
【図４２】隣接する平面要素同士を固定子板のリング要素を介して固定リングによって寄せ合わせ、皿ねじを用いて基板に固定する方法を示す図である。
【図４３】基板、固定子板、及び接点を示す図である。
【図４４】含入されている接点、及び基板との接点材料境界を示す図である。
【図４５】それぞれ２つの視点から、接点材料を有する接点と接点材料とを示す図である。
【図４６】接触固定リング及びそれぞれのねじとの平面要素の接点及び固定点と、平面要素の中心における固定リング及び対応のねじとの接点及び固定点とを示す図である。
【図４７】裸の接触固定リング、絶縁層を有する接触固定リング、絶縁層及び接触リングが嵌められた接触固定リング、及び接触固定リングを伴わない接触リング構造を示す図である。
【図４８】単一の固定リングを示す図である。
【図４９】接触固定リングを有するねじと、平面要素の接点とを、開放状態、埋め込み接触固定リングを有する状態、及び皿ねじを有する状態で示す図である。
【図５０】平面要素に球状接点を有する接触固定リングを示す図である。
【図５１】プラグ装置を有する埋め込み接触アダプタを示す図である。
【図５２】リング接点を有する接触アダプタ、リング接点を有さない接触アダプタ、及び突出ねじ頭を有する接触アダプタを示す図である。
【図５３】接触アダプタに差し込むことができる様々なプラグ装置を示す図である。
【図５４Ａ】切欠きを有する側壁の正面図である。
【図５４Ｂ】切欠き及び支柱を有する側壁の背面を示す図である。
【図５５】外囲底板を示す図である。
【図５６】外囲側部を有する外囲底板を示す図である。
【図５７】固定子板が組み込まれた外囲底板を示す図である。
【図５８】下からの外囲屋根板／カバーを示す図である。
【図５９】閉鎖した外囲全体を示す図である。
【図６０】直線／切断縁プロファイルを示す図である。
【図６１】平らなコーナを有する直線／切断プロファイルを示す図である。
【図６２】傾斜縁プロファイルを示す図である。
【図６３】ねじ接続孔を示す図である。
【図６４】平面要素固定点を示す図である。
【図６５】皿ねじを有する平面要素固定点を示す図である。
【図６６】２つのスロットを有する傾斜縁を示す図である。
【図６７】２つのねじ座ぐり及び１つの平面要素固定点を有する２５ｃｍのフレーム要素斜面を示す図である。
【図６８】ねじ接続孔を有するフレームコーナ、フレームコーナのねじ接続孔、及びフレームコーナのプラグ／ねじ接続スロットを示す図である。
【図６９】平面要素の組み立てられた傾斜縁及びコーナを示す図である。
【図７０】スロットが組み込まれねじ接続部が導入された、フレーム要素（斜め）及び下から見たフレームコーナ要素を示す図である。
【図７１】平面要素のネットワーク接続（鳥瞰斜視図）の一例を示す図である。
【図７２】棚システムのアウトライン構造を示す図である。
【図７３】断面図の形態で、搬送装置の一例でのサーフェスモータの動作の方法を示す図である。
【図７４】磁極歯システムを示す図である。
【図７５】スタックコンテナが載置された搬送装置を示す図である。
【図７６】ユーロパレットが載置された搬送装置を示す図である。
【図７７】磁極分割比に応じた力の形成を示す図である。
【図７８】剪断力計算のための９極ＦＥモデルを示す図である。
【図７９】大面積電機子を有する４つの固定子モジュール／サーフェスモータを示す図である。
【図８０】４極ネットワークの基本概念を示す図である。
【図８１】ピックアップを示す図である。
【図８２】金属検出器の原理を示す図である。
【図８３】金属検出用の個々のコイルを有する平面要素を示す図である。
【図８４】各コイルの周りに個別に矩形に延びる金属検出コイルと、平面要素表面の一時的検出及び物体の検出とを示す図である。
【図８５】経路上に延びる金属検出用コイルを有する平面要素を示す図である。
【図８６】経路上に延びて上下に重なり、終端及び始端がハウジングの側壁を越えて平面要素の電気系統につながるコイルを示す図である。
【図８７】上下に重なるコイル経路のパルス状検出、及び対応する物体検出を示す図である。
【図８８】ＩＢの使用の概略図を示す。
【図８９】制御ソフトウェアの概略構造を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１は、本発明によるサーフェスモータ１の第１の実施形態の平面図を示す。この場合、簡単のために、変換器２及びシース３の全てが適当な参照符号を設けられているわけではない。サーフェスモータ１は、本質的に平面状であり、多数の集積変換器素子２を備えてそれらの一部が互いに並んで配置されることで、変換器素子２の複数の列を有する矩形のサーフェスモータ１を形成する。
【００３１】
変換器素子２は、個別に動作可能な電磁コイルであるか、又はそのようなコイルを含む。変換器２の有効電機子表面は、平面状且つ対称であり、変換器２は、同じタイプの隣接する変換器２と本質的に連続する表面を形成する。
【００３２】
各変換器２は、非強磁性材料３に囲まれる。非強磁性材料３は、サーフェスモータ１のギャップの充填材としての役割も果たす。変換器２の電磁石には、電気エネルギー源（図示せず）を介して、例えば電源システム電圧を介して、変換器の下及び／又は間に位置付けられる線路（図示せず）を用いて、電流が供給される。
【００３３】
図１に概略的に示すように、サーフェスモータ１の個々の変換器２の動作は、電子制御ユニット５を介して制御される。明確にするために、制御ユニット５と少数の変換器２との単純化した結合のみが図示されている。一例として、制御ユニット５は、エネルギー源から変換器２への電力供給を遮断することができる。さらに、供給される電流のレベルを、制御ユニット５によって調節することができる。
【００３４】
サーフェスモータ１及びその制御ユニット５のための電力供給及び電気的情報供給は、線路（図示せず）と、サーフェスモータ１の側部に装着される接点４とを介して行われる。接点４は、他の変換器の接点４と共に、電力及びデータを他の変換器、搬送装置、及び／又は受益者へ渡すためにも用いられる。
【００３５】
接点４の構成は、従来の接点接続、プラグ接続、及び／又は滑り接触向けであり得る。変換器に埋め込むことができ、押し込み状態時に変換器の側面と面一に納まる、ばね接点解決手段が好ましい。
【００３６】
図２は、互いに並んで配置される変換器２を有するサーフェスモータ１の側面図を示す。この場合の形状は、横から見た図１に示すサーフェスモータ１の形状に相当する。全ての変換器が、互いに対して図１に類似して配置され、非強磁性材料３で覆われる。制御要素５によって操作される変換器２を用いて、磁界が発生させられる。一例として図示されるように、ユーザが、磁界６、７、８の強度、経時的発生、構造、及び形態を予め決定し且つ／又はこれらに影響を与えることができる。
【００３７】
図３、図４、及び図５は、本発明によるサーフェスモータ１のさらなる例示的な実施形態１’の平面図を示す。図３、図４、図５、図６、図７、及び図８から分かり得るように、個々の変換器素子２の形状は、必要に応じて選択することができる。これは、サーフェスモータ１及びそれから得られるプラットフォームの全体的形状にも当てはまる。特に、この形状は、矩形に制限されず、例えば、内側の変換器素子２が任意の他の所望の形状、例えばハニカム構造等を有することもできる。それ以外では、個々の変換器２、制御要素５、サーフェスモータ１、及びプラットフォームの動作の方法は、図１に関して説明した動作の方法に対応する。
【００３８】
図３に示すサーフェスモータ１’は、平面図で見た場合に側部がアール付きであり、これは、変換器２を省いてサーフェスモータ１’における変換器２の位置をずらすこと、及びいくつかの変換器２’を他の変換器よりも小さくすることによって達成される。図３における均一なアール付けは、非強磁性材料３を充填することによって得られる。
【００３９】
図４に示すサーフェスモータ１’は、平面図で三角形である。図４における均一な形状は、非強磁性材料３を充填することによって得られる。
【００４０】
図５は、平面図の形態でのサーフェスモータ１’の角度付き実施形態の図を示す。
【００４１】
図６に示す実施形態は、本発明によるサーフェスモータ１のさらなる実施形態の側面図を示す。これは、３次元で角度を成すように構成されるサーフェスモータ１’である。この形状は、変換器２を互いに対して異なる角度で配置することによって得られる。これらの角度によって生じるギャップには、非強磁性材料３が充填される。図６に示す変換器２間の接続は、生じるギャップに非強磁性材料３の代わりに挿入される電線路又は接点接続片（図示せず）によって行われる。変換器２が作動すると、適当な構成の磁界が形成され、これが強磁性搬送装置に力を加えてそれらを水平位置から垂直位置へ移動させる。
【００４２】
図７に示す実施形態は、サーフェスモータ１が平面状ではなく、サーフェスモータ１の３次元アール形状の変形形態を有するという点で、図２に示す実施形態とは異なる。この形状は、変換器２を互いに対して異なる角度で配置することによって得られる。図７の変換器２の頭部部分は、隣接する変換器２の頭部部分同士の方が足部部分同士よりも近接させられる。この形状は、水平に位置付けられるサーフェスモータ１と垂直に吊下されるサーフェスモータ１との間でサーフェスモータ１’を接続することを可能にする。
【００４３】
サーフェスモータ１を適当に整形することによって、事実上いかなる所望の３次元表面も得ることができる。これが、強磁性要素を有する搬送装置の３次元移動を可能にする。
【００４４】
図８は、本発明によるサーフェスモータ１の一実施形態の側断面図を示す。変換器２’は、互いに異なる形状を有する。このサーフェスモータが発生させる磁界によって強磁性搬送装置に加わる力が、搬送装置を水平線に対して角度を成す位置又はより高いレベルへ移動させる。サーフェスモータ１’をより均一に整形するために、生じるギャップ及び空間に非強磁性材料３が充填される。
【００４５】
図９は、サーフェスモータ１上に配置される搬送装置１０の一実施形態の側断面図を概略的に示す。搬送装置１０は、ホイール１１上で移動させられ、サブフレーム１４とサブフレーム１４の上方に位置付けられる積載又は搬送面１３とを有する。ベースのわずかに上方、したがってサーフェスモータ１のわずかに上方で、サブフレーム１４の底に少なくとも１つの強磁性要素１２がある。サブフレーム１４と同様に、強磁性要素がホイール１１を通過することができるか、又はホイール１１が強磁性要素から成り得る。磁界７は、経時的に変化するサーフェスモータ１の変換器の適当な動作によって形成され、搬送装置１０を移動させるためにこれに力を加える。
【００４６】
搬送装置１０は、その電力供給及びデータ伝送のために、変換器を介した非接触動力供給及び双方向データ伝送を用いることができる。
【００４７】
図１０Ａは、概略的に示す物流用途の３次元図を示す。搭載されている搬送装置１６は、移動する搬送装置１０’によって個別に運ばれる。搬送装置１０’はさらに、サーフェスモータ１’の変換器によって個別に移動させることができる。
【００４８】
サーフェスモータ１による倉庫内の複数の搬送装置１６の同時個別移動は、従来の貯蔵システムと比べて搬送移動経路及び空間の節約になる。倉庫内の空所を問題なく利用することによって、空間が節約される。さらに、隣接する搬送装置１６が場所を変えることができ、その結果、アクセスし難く搭載されている搬送装置１６を倉庫の端まで搬送することができる。
【００４９】
図１０Ｂに示すように、搬送装置１０’は、サーフェスモータ１上であらゆる方向に水平移動させることができる。さらに、搬送装置１０’は、その垂直軸の周りで回転させることができる。
【００５０】
一例として、図１１の概略図は、既存のネットワーク、この場合は道路への本発明の含入及びその使用を示す。この目的で、サーフェスモータ１’は道路に組み込まれる。さらに、商用車１５が、下側に電機子１２を有するサブフレーム１４を有する。これは、商用車１５を磁力によって移動させることを可能にする。記載のデバイスを用いて、従来のモータによる商用車１５自体の移動をこのようにして補助することも実現可能である。記載のデバイスを用いて、商用車１５を制動することもできる。
【００５１】
技術的詳細を説明する前に、用いられる用語を定義する。
・「変換器」という表現は、単一の電磁石を意味する。
・電磁石は通常、以下の構成要素を有する。
【００５２】
・ラッカー塗装した導電線から成る巻線から形成されるコイル、及び
・通常は鉄から成り、「シャフト」と呼ばれる場合もあるコイルコア、
・巻線に属さない電磁石の部品は、「固定子」と呼ばれる。これらの部品は、特に（以下の２．１も参照）、
・コイルコア、
・磁極足部、及び
・磁極頭部
である。
・「電機子」又は「回転子」という表現は、搬送装置に装着されて変換器の磁界の力の作用を受ける永久磁石又は強磁性要素を指す。
・「平面要素」は、複数の変換器を備えるまとまった構成体である。通常は複数の変換器を接続して、例えば６×６個又は１０×１０個の変換器を備える矩形の平面要素を形成することができるか、又は一体的に生産することができる。
【００５３】
概要
本計画概念の主題は、接触なしで電磁界を用いて力及び動力並びにデータを物体に送るプラットフォームを用いた、適応的にＩＴ制御されるロジスティクスの開発及びマーケティングである。任意の所望の形状及びサイズの物体及び装置に、電流及びデータの両方を柔軟に、個別に、共同で、又は集団で、このようにして供給することができると同時に、これらを３次元で正確に移動させることができる。これは、「ジャストインシーケンス」の任意のタイプの出庫プロセス及び移動プロセス両方の開始を可能にし、流動プロセス（例えば、貯蔵及び製造ロジスティクスにおける異なる材料の流れの通過）を構成する能力を提供する。全自動の物流物体協調及び管理は、変化する状況及び要件に動的且つ最適に一致する。製造手順及び細分配プロセスをリアルタイムで実行することができるため、個々の製造、連続生産、及び貯蔵間の複合形態が得られる。複数の物体の個々の移動は同時に、商品を関係者／加工場所へ移動させる前に倉庫自体の最大貯蔵密度を有する倉庫貯蔵所において自動プレコミッショニングを行うことを可能にする。物体は、正確な時間に、正確な場所で、正確な量で、正確な品質で、低コストで、非常に環境に優しく、個別に、柔軟に、且つ同時に、プラットフォームの枠組み内で配送することができる。（例えば、機械システム又は建築施設における）高い精度及び高い組み込み能力が、加工位置（機械）又は工作物の迅速な含入及び離脱等の比較的小さなプロセスの実行を可能にすると同時に、企業の境界を超えたロジスティクス要件が多い大面積プロセスの実施も可能にする。レールが一切ない本システムは、洗練された動力及びデータロジスティクスにより、既存のネットワーク、施設、外部受益者、及びプロセスとの適合性が非常に高く、これらと統合することができる。全ての変数が、プロセスシミュレーション及びＥＲＰリンクに加えて最新データ透過性を常に可能にする倉庫管理システムを用いて制御される。
【００５４】
既存の解決手段と比べて、統合的に実施される自動化により、本システムは、プロセス、人員、貯蔵面積、資源、及び運営維持費に関する節約の可能性を大きくする。企業内のロジスティクスの分野では、これは、全ての物品への同時且つより速いアクセス、より高い切り替え頻度、より短いスループット時間及び故障時間と同時に、取り扱いの手間がほとんどかからないことを意味する（ｇｏｏｄｓ−ｔｏ−ｍａｎ原理）。この非常に敏捷なシステムは、物流プロセス及び倉庫を常にリアルタイムで変化する状況に最適且つ動的に一致させることを可能にする。
【００５５】
目次
１．誘導モータの原理に基づく駆動の操作方法
１．１  サーフェス誘導モータに基づく平面駆動の機能
２．変換器／コイル／電磁石
２．１  変換器／固定子
２．２  巻線
２．３  材料
３．平面要素設計
３．１  設計原理
３．２  設計概説及びレイアウト
３．３  サイズバージョン
３．４  組み合わせ方法
３．５  固定子足部／固定子板
３．６  基板
３．７  コイル／変換器
３．８  固定子磁極頭部
３．９  組み合わせ／固定点
３．１０  インタフェース／接点
３．１１  インタフェース及び接点の付加的な使用機能
３．１２  外囲／ハウジング
３．１３  プラットフォーム縁／プラットフォームフレーム
４．回路及び電子制御
５．搬送装置／電機子
５．１  永久磁石同期機の電機子及び固定子トポロジ
５．１．１  固定子歯ピッチは電機子磁極ピッチよりも小さい
５．１．２  固定子歯ピッチは電機子磁極ピッチ／ｍｓである
５．１．３  固定子歯ピッチは回転子歯ピッチよりも大きい
５．２  電気機械エネルギー変換−力密度
６．非接触動力及びデータ伝送
７．金属検出／センサシステム
８．識別
９．ソフトウェア
９．１  オペレーティングシステム
９．２  アプリケーションソフトウェア
１．誘導モータの原理に基づく駆動の操作方法
以下の節では、サーフェス誘導モータ／サーフェスモータの原理に基づく平面状駆動構造の技術を説明する。３Ｄ磁気等価回路に基づいて、任意の所望の方向に移動することができる進行磁気波を説明する。
【００５６】
平面駆動は、複数の産業分野で（例えば、半導体システム、工作機械工学、リソグラフィ、ＳＭＤシステム、実装システム、レーザ切断、及び物流システムの生産に関して）重要な役割を果たす。構造パラメータ及び機能パラメータによる平面駆動に対する特定の要件は、用途に応じて変わる。様々なエネルギー原理及び変換器の要件の詳細に応じて、異なる物理タイプが用いられ得る。ほとんどの既存の平面駆動は、高精度及び優れた動的応答を得るために開発されている。その一方で、精度及び動的応答の厳しい要件を伴わずに、信頼性が高く堅牢で費用効果的な平面駆動が必要とされる分野がある。
【００５７】
誘導モータ原理に基づく平面駆動は、こうした要件に非常に適している。原理上、これは以下の構造的利点を有する。
・比較的単純な設計、
・移動する均質で構造化されていない二次部品（電機子）、
・駆動技術の任意のアラインメント。
【００５８】
プレーナモータ（planar motor、Planarmotoren：平面モータ）の原型は、複数のリニア誘導モータの組み合わせに基づく。この場合の目的は、等方性の一次及び二次磁気特性を有するサーフェス誘導モータに基づいてプレーナモータを説明することである。
【００５９】
１．１  サーフェス誘導モータに基づく平面駆動の機能
図１２は、サーフェス誘導モータの構造を示す。しかしながら、図示の略図とは対照的に、本発明の設計は「逆さま」である。誘導モータは、平面要素としてベースに組み込まれ、それを介して回転子／電機子を移動させる。
【００６０】
一次コア及び電機子の材料要件は、等方性の磁気特性、高飽和磁束密度、低伝導率、及び低ヒステリシスである
軟磁性混合材料が、上記要件に最もよく適合する。
【００６１】
原理上、様々な歯面構造構成がサーフェスモータに可能である。この例では、サーフェス誘導モータは、個々の歯間の距離がｘ座標及びｙ座標に沿って同じであり表面構造が対称に形成されている、９個の歯を有するように記載されている。
【００６２】
コイルには、磁極と相互作用する電機子との間のエアギャップ／エアスペース内で磁気波及び磁気渦電流を発生させるために、三相系が設けられる。この相互作用が、任意の所望の方向の駆動をもたらす。パラメータの構成の選択に応じて、この機械デバイスは、縦方向誘導モータ及び横方向誘導モータの両方として働くことができる。電機子の取り付け／吊下は、空気静力学的又は機械的形態だけでなく電気力学的にも実施され得る。
【００６３】
光相関システム、干渉計、又は超音波システム等の測定システムが、距離センサシステムに用いられ得る。電機子が機械軸受を有する場合、これは必要ない。詳細な設計実施態様、並びに測定及び制御技術の実施態様は、この節では考慮に入れない。
【００６４】
２．変換器／コイル／電磁石
変換器は、電磁サーフェスモータの主要部である。その設計は、発生させる磁界に最適化され、動力要件が少ない。その構成要素に含まれる材料が、平面要素のコスト要因を左右する。さらに、その目的は、最小の駆動力及び最小の熱損失（低い最小スイッチング電流、低い保持電流）、駆動デバイスの最低要件に合わせた素早いスイッチング、最小の物理的体積、低い欠陥感受性、長い寿命、及びさらに最小コスト（開発、材料、生産、運営費、廃棄）である。
【００６５】
２．１  変換器／固定子
電磁タイルの主要構成要素としての変換器／固定子（図１３には１つの歯のみが示されている）は、以下の部品から成る。
【００６６】
−２１  足部／固定子足部／固定子磁極足部（固定子磁極／磁極面）
−２２  コア／巻軸／固定子軸
−２３  巻線／コイル巻線
−２４  頭部／固定子頭部（固定子磁極／磁極面）
−非強磁性材料、外囲、コイルラッカー、平面要素及び他の変換器への固定（図１３には図示せず）。
【００６７】
その形状及びその構造は、形成される磁界の強度、形状、及び周波数の構成にとって重要である。これは、引張要素、耐力要素、又は負荷要素として機能し得るだけでなく、金属検出器の潜在的構成要素として、及び非接触動力伝送用の要素としても機能し得る。
【００６８】
その用途の電流レベル及び電圧に適合させるために、様々なタイプの電磁機器が市販されている（電磁石、ポット型磁石、Ｕ字形磁石等）。全ての変換器を接続して操作に有効な力を増大させる一続きの固定子足部が、少ない漂遊電流損失の場合に有意義である。したがって、本発明では、多数の歯（磁極を有する固定子軸）を有する固定子表面設計が開発されている。コイルの巻数、線径、及び線材料は、誘導動力にとって、特に関連コストにとって重要な要因である。例えば異なるタイプの搬送装置に取り付けられる標準的な電機子板（形状、静止位置、材料、磁極面からの距離（エアギャップ）等）が、平面状の平面要素と相互作用する。
【００６９】
図１４に示すような磁気骨格（固定子頭部、足部、軸）も、できる限り少ない材料を用いるにもかかわらず、上に載る可能性がある物体に優れた堅牢性、剛性、及び耐力機能を与える。その直径、その比透磁率、及びそのサイズが、電磁平面要素全体の形状及び磁界形成の要因となる。
【００７０】
磁極の輪郭は、エアギャップにおける適当な磁束密度分布によって誘導電圧の最適なプロファイルが得られるように画定されなければならない。固定子骨格の磁極面の平面形態は、他の変換器と組み合わせて、関連の（丸い）物体を均一に、エネルギーに配慮して、強力な引張力で、且つ複数の自由度で移動させることができる磁界をもたらすように選択されるべきである。これを図１５に示す。
【００７１】
それと同時に、力を増大させる１つの可能な方法は、磁極表面積を拡大することである。磁極表面積が大きくなるほど、同じ移動に関する透磁率が減少する。したがって、最大表面積（磁極表面積の２乗）は、最適な構成の力場（丸い磁極面）と対照を成し、これがさらに電機子の歯パターンに影響を及ぼす。界磁コイルに電流が流れると、磁極間に浮遊磁界が形成されることに留意すべきである。機器の一部ではなく磁化され得る部品がこの領域に位置付けられる場合、それらは、力作用によって磁極面の方向に引き寄せられ、磁界強度に十分な吸着力で磁極にしっかりと保持される。変換器が互いに並んで配置されて作動されると、力場が互いに当接して相互作用する。エネルギーの節約及び平面上での複数の自由度での作業を可能にするために、六角形又は八角形の磁極面が許容可能な妥協案となる。
【００７２】
他のコイルへの過剰な磁界誘導を防止するため、及び生じる力によって変換器の位置が変わるのを防止するために、非強磁性材料及び非感熱材料が変換器を囲んで堅牢性を与える。さらに、この材料は、要素に生じる可能性のある酸化からの保護を与え、熱放散に寄与する。コイル間のエアギャップを最小にするため、及び変換器を堅牢にするために、これらは適当な材料で封入される。このとき、加熱時の重量、コスト、及び歪み因子を考慮に入れなければならない。
【００７３】
磁石によって加えられる力の使用に重要な要因は、磁石の外部にあり保持しなければならない部品が断面状態に適合することである。丸い吸着磁石を用いる場合、それらの厚さは、少なくともｄ  ２／４、正方形中央磁極の場合はシートメタル厚ｓのｓ／２に適宜対応しなければならない。
【００７４】
磁石電機子として働く外部部品の表面は、好ましくは研削されるべきだが、少なくとも平滑であるべきである。接触面に不均一な領域があると、この面と磁極面との間に過剰なエアギャップができて磁力を低下させる。小型で軽量の部品の場合、作用する残留磁力によってスイッチオフ後の自動分離が必ずしも行われるとは限らない。その場合、残留磁力は、この場合は磁極面及び平面要素上のプラスチックコーティングの形態である寄生的に作用するエアギャップによって減らすことができる。このプラスチック外囲は、平面要素の酸化保護にも寄与する。
【００７５】
磁化不可能な部品を保持することが意図される場合、それらには、適当な厚さの磁化可能な電機子板を設けなければならない。例えば機械クランプテーブルで用いられるような大面積にわたって適当な数の磁極を有する多コイル構成体によって、事実上一定の吸着力を発生させることができる。これを図１６に示す。
【００７６】
基本定義
全ての多相機械の固定子は、概してそれぞれに集中巻歯コイルが装着される一連の個別歯を備える。コイルと、巻軸と、電流の計測向き（metering sense）との間の関係を、図１７に示す。この図は、以下の説明で省略目的で用いられる記号も示す。
【００７７】
互いに並んで位置付けられる個別コイルは、同じ平面要素又は異なる平面要素に属し得る。要求される対称性及び少なくとも３相あるための要件により、歯及びコイルの数は、余りが出ずに３で割り切れなければならない。さらに、平面要素は均一に分配されなければならない。
【００７８】
固定子変数の周波数は、電機子／回転子の永久磁石の回転速度及び数ｚｐｍのみによって左右される。単極磁束なしで閉磁気回路を達成するために、ｚｐｍは偶数でなければならない。概して、良好な巻線係数ζｓを得るために、コイル幅は、電機子（場合によっては永久磁石）で用いられる磁極ピッチによって与えられる幅に近いべきである。
【００７９】
開発された二層固定子板では、歯の数及びコイルの数が同一であるように各歯の巻き付けが行われる。単層機械と比較して、これにより特に短い端巻線突出（end-winding projection）が得られることが明らかである。
【００８０】
コイルを通過する整流が必要な磁束が減る一方で、共通のスロット内に位置付けられている２つのコイル側面には常に負のフィードバックがある（これがインダクタンスを増加させる）。
【００８１】
２．２．巻線
界磁コイルの設計、適当な材料の使用、及び最良の生産技術の選択は、直流磁石の技術データに大きな影響を及ぼす。巻線の設計に加えて、巻線絶縁の性質及び磁気回路内のコイルの配置は、直流磁石の固有の動作能力にとって極めて重要である。
【００８２】
変換器を物理的にできる限り小さくするために、利用可能な巻線空間をできる限り有効に利用しなければならない。この場合、用いられる線径が小さいほど可能な巻線数が多くなると一般に言うことができる。非常に細い線は過負荷になりやすいため、これは使用の期間及び強度に合わせなければならない。さらに、線径を小さくする場合、実際の線対その絶縁ラッカーコーティングの比の変化を留意しなければならない。図１７は、従来の巻線形態を示す。
【００８３】
永久磁石励磁によるリニアモータには、概して完全にエアギャップ内に位置付けられる巻線が設けられる。この場合に伴う大きな磁気ギャップにより、力密度の低下を確かに予想せざるを得ないが、他方では、低い固定子インダクタンス、ごくわずかな力の変動、及び比較的小さな垂直力が固定子と変換器との間で達成され、後者は両面配置の場合に完全に消えさえする。これを図１８に示す。
【００８４】
力の変動を減らし、堅牢性を与え、且つコイルの巻数を多くすることを可能にするテーパ状の固定子軸（図１９を参照）で妥協が成される。
【００８５】
２．３．材料
コスト上の理由から、材料は非常に慎重に選択しなければならない。直流磁石用の通常の界磁コイルの大半は、ラッカー塗装された銅線又はラッカー塗装された鉄線から成る。１９６０年以来、アルミニウム箔コイルも特定の場合に用いられてきた。現在の銅価格の大幅な上昇は、所望に応じた銅の使用を不可能にしている。ラッカー塗装された鉄線も、重量が重いため推奨されない。したがって、代替的なコイル材料としてアルミニウムを挙げるべきである。
【００８６】
アルミニウムの導電率（アルミニウムの電気伝導率＝３７．７×１０６Ｓ／ｍ、密度＝２７００ｋｇ／ｍ３）が、銅の導電率（銅の電気伝導率＝５８×１０６Ｓ／ｍ、密度＝８９２０ｋｇ／ｍ３）の２／３にすぎないことは確かであり（鉄の電気伝導率＝１０×１０６Ｓ／ｍ、密度＝７８７４ｋｇ／ｍ３）、こうした理由から、導体長さを１／３倍大きくしなければならない。しかしながら、アルミニウムは、銅よりもかなり軽い（銅の３０％）。アルミニウム巻線を用いる解決手段は、変換器の要求低電圧に相応しくもある。
【００８７】
アルミニウムの使用に関するさらなる利点は、急速に形成される絶縁酸化層である。これは、コイルを耐食性にするだけでなく、さらに、これがない場合に必要な通常の絶縁ラッカーの代わりにもなる。しかしながら、線径を減らす場合、最上金属領域の酸化がアルミニウムに過度の負荷をかけて実際の線の導電率を低下させないことを確実にするように留意しなければならない。アルミニウムは、比較的軟質の溶融しやすい延性金属でもあり、さらに変換器生産において十分に処理することができる。コイルの使用が静的性質を帯びているため、アルミニウムの脆性は生産時にのみ重要である。
【００８８】
銅と比較して（銅の熱伝導率＝４０１Ｗ／ｍＫ）、アルミニウムの熱伝導率（アルミニウムの熱伝導率＝２３７Ｗ／ｍＫ）はかなり低い。しかしながら、コイルの「短く」「低い」電流周波数が、ほとんどの用途の状況で熱放散問題を減らすことを可能にする。さらに、封入が熱放散に大いに寄与する。とはいえ、加熱時の使用材料の膨張の可能性を忘れてはならない。
【００８９】
固定子磁極及び固定子ヨーク／軸において変わり続ける磁化により、固体鉄を用いる場合にこれらの部品で漂遊電流損失が生じる。そのため、従来の機械では、交番磁界又は回転磁界が生じる部品は鉄積層体の層から形成される。この手法は、固定子磁極の幾何学的形状及び磁界プロファイルが積層を許さないため、おそらく平面要素では問題になると考えられ得る。その代わりに、固定子磁極、固定子ヨーク、及び回転子ヨークは、軟磁性粉末複合材料から作製することができる。この材料は、絶縁表面を有する鉄粒子から成り、鉄粒子は、圧力及び温度下で圧縮されることで従来の方法で加工可能な半製品を作り出す。この方法の欠点は、生産されるブランクの圧縮剛性及び耐荷力である。
【００９０】
初透磁率がμｒ＝５００であるＳＯＭＡＬＯＹ５００（Hoganas Company、スウェーデン、WWW.hoganas.comを参照）という材料を用いることが可能となる。
【００９１】
電機子の高効率を可能にするために、漂遊電流損失を最小にしなければならない。軟磁性複合（ＳＭＣ）材料によって、電気積層体及び永久磁石のさらなる代替形態が得られる。これは、プラスチック層で覆われる鉄粉であり、従来のプレス技術の後で焼結プロセスを施すことによってその最終形態が与えられる。ＳＭＣ材料の磁気的及び機械的特性は、焼結プロセスを適宜適合させて、粉末に添加剤を加えることによって要件に合わせることができる。一例として、１００Ｎ／ｍｍ２の機械的強度で、最高７００の比透磁率及び２．０Ｔの飽和磁束密度を得ることができる。ＳＭＣ材料及びプレス技術を用いて複雑な等方性構造を作製することができることで、より高い機能的集積密度が得られる。
【００９２】
３．平面要素設計
平面要素／サーフェスモータ（図２０を参照）又は「電磁タイル」は、プラットフォームにおいて他の平面要素と組み合わせて、モジュール要素としての集積変換器／コイルと相互作用する。平面要素の原理を以下で説明する。
【００９３】
寸法が２５０ｍｍ×２５ｍｍ×２５０ｍｍである平面要素設計の個々の構成要素を、続いて具体的且つ別個により詳細に説明するが、その場合、設計されたプラットフォームにおいて互いに相互作用することができるようにするために、それよりも大きな平面要素の実施形態（例えば、５００ｍｍ×２５ｍｍ×５００ｍｍ、１０００ｍｍ×２５ｍｍ×１０００ｍｍ）も本質的に非常に似た設計及び構造にされる。設計の説明は、ハウジング底板、固定子板、接触インタフェース、電子アセンブリ用の接続パネルとしての基板、コイル、固定子頭部、ハウジング壁、ハウジング屋根板といった個々の構成要素（図で下から上へ）を含む。
【００９４】
３．１  設計原理
設計原理は、以下の要素を含む。
【００９５】
−２８  ベース／吊下
−２９  動力供給線路
−３０  データ供給線路
−３１  制御要素／エレクトロニクス／基板／チップ
−３２  変換器への電力分配
−３３  変換器／電磁石／コイル
−３４  充填材料
−３５  インタフェース／接点
−３６  表面／外囲
図２１は、（より具体的な設計とは対照的に）変換器が別個の固定子磁極足部及び正方形磁極頭部によって表されており、電子制御機構が非常に大まかに単純化されている平面要素の可能な一実施形態を、高度に単純化した形態で示す。
【００９６】
平面要素のベースは、ホルダ又はプラグインシステムの形態での平面要素の搭載用及び変換器の固定用の両方で用いられる。さらに、変換器が互いに直接接続されないため、ベースはモジュールを堅牢にするのにかなり寄与する。
【００９７】
変換器への動力供給及びデータ供給、及びそれに対応した他の平面要素又はユーザへの伝送は、平面要素に引き回される線路を用いて行われる。伝送媒体及び伝送タイプに応じて、対応する伝達を制御するために内部制御要素が間に接続される。
【００９８】
内部制御要素又は内部回路は、集積チップと外部中央プラットフォーム制御システムからの所定のデータとを用いて、出力のレベル、電圧、及び周波数を制御する。したがって、磁界の強度、経時的発生、構造、及び構成は、この制御システムを介してユーザによって既定され制御される。
【００９９】
変換器の制御に加えて、制御要素は、隣接する負荷及び中央プラットフォーム制御部からの動力及びデータ伝達を制御する。平面要素上に位置付けられる検出物体に関するそこからのデータは、前処理済みの形態で適当なユーザへ送られる。さらに、チップは、各平面要素の目的、形態、位置等を示す一意の識別番号を含む。
【０１００】
電力は、変換器の下又は間に位置付けられる線路ネットワークを介して変換器のそれぞれに供給される。しかしながら、これは、生じ得る磁界にも平面要素の堅牢性にも影響を及ぼしてはならない。
【０１０１】
隣接する平面要素への供給を行うのに最も実用的な方法は、タイルの側部に位置付けられるインタフェースによる方法である。これらのインタフェースは、隣接するタイルの敷き方が誤っているときに２つの供給線路間の誤った接触が不可能であるように配置されるべきである。インタフェースを用いて平面要素間のわずかな振動、ずれ、及び小さなギャップを補償することが可能でもなければならない。互いに係合する固定プラグ接続は、高い接続強度を有するが、概して比較的大きな空間量を消費し、それらの装着はコストがかかる。さらに、これらは、電流を任意の所望の外部ユーザへ送ることができるように適当に絶縁しなければならない。
【０１０２】
接点の構成は、通常の接点接続、プラグ接続、及び／又は滑り接触向けであり得る。しかしながら、平面要素に埋め込むことができ、押し込み状態で平面要素の側面と面一に納まる、ばね接点解決手段が好ましい。このばね接点解決手段の表面は、２つの隣接する平面要素間のわずかなずれを補償するために、ひいては電力及びデータ供給を維持するために、湾曲している。平面要素の片面の接点の位置は、一方の平面要素が別の平面要素に対して逆向きに位置合わせされて取り付けられるときに２つの平面要素の接点間で接続が不可能であるように配置される。
【０１０３】
各変換器は、非強磁性充填材料（図２１には図示せず）によって囲まれる。これは、平面要素における欠損要素に代わる充填材として、且つ熱放散のため、熱膨張率のため、及びアグレッシブな媒体及び有害物質に対する機械的強度及び保護を改善するためにも用いられる。これは、例えば押出コーティング又は封入によって、適当な金型内で行うか又は外側の磁石本体内で直接行うことができるため、コイルと鉄回路との間のエアギャップを減らすか又は完全に充填する。
【０１０４】
表面は、保護外囲として、且つ熱放散のために用いられる。これらは、上に載っている電磁タイルと接触面（ベース）との間のエアギャップを小さく保つために本質的に平滑に設計されるべきである。表面の均一性はさらに、搬送装置がプラットフォーム上で支障なく移動することを可能にする。外囲の縁及び平面要素の縁は、コストを減らし且つ再利用能力をより単純にするために、主な使用材料である磁化不可能なアルミニウムから製造すべきである。
【０１０５】
平面要素は、変換器（歯）及びスロットの構成によって搬送装置の挙動に影響を与える。インダクタンスは、スロット及び端巻線における電流の散乱による影響を受ける。スロットピッチ及び歯の構成は、コギングトルク、「トルクリップル」、加速プロセス、及び電機子の制動プロセスにも影響を及ぼす。リニアステッピングモータ及び電機子の設計及び歯システムを、図２２に示す。
【０１０６】
タイルの形態の平面要素の従来の構成に加えて、プラットフォームを空間条件及び課題によりよく合わせるためにさらなる組み合わせ実施形態を提供することが有意義である。
【０１０７】
特に、形状は矩形の平面要素に制限されない。アール状及び多角形も実現可能である。変換器素子が同じ形状であれば、対応する平面要素の形状からそこに空の空間が生じる。したがって、タイルにおける個々の変換器の通常のマトリックス配置の変更、又は該当する変換器の設計サイズの形状適合が必要である。さらに生じるギャップは、堅牢性の理由から非強磁性材料が充填される（封入）。これを図２３に示す。
【０１０８】
プラットフォームにおける水平な平面要素の位置及び向きを角度付きのサブ領域又は垂直に吊下されたサブ領域へ変えることが望まれる搬送装置には、その構成に応じて対応のアダプタ要素が必要である。
【０１０９】
３次元の角度を付けて構成される組み合わせ平面要素を形成する３つの平面要素によって、単純な解決手段が提供される。この整形は、平面要素及び／又は変換器を互いに対して異なる角度で配置することによって達成される。角度によって生じるギャップは、非強磁性材料で充填される。平面要素間の接続は、生じるギャップ内に位置付けられる電線路及び接点接続片によって行われる。変換器が作動されると、これは磁界を形成する効果があるため、磁界が強磁性物体に引張移動を加えて水平位置から角度を成す位置へ移動させる（図２４を参照）。
【０１１０】
しかしながら、平面要素の３次元アール形変形形態も実現可能である（図２４に示すように）。この形状は、変換器を互いに対して異なる角度で配置することによって得られる。変換器は、隣接する変換器の頭部同士の方が固定子足部要素同士よりも近接させられる。この整形は、水平に位置付けられる平面要素と垂直に吊下される平面要素との間で平面要素を接続することを可能にする。変換器が作動されると、これが磁界を発生させることで強磁性物体を水平位置から角度を成す位置へ均一な引張移動を行わせる。したがって、平面要素の整形の適当な変更によって、事実上いかなる所望の３次元表面構造も得ることができる。
【０１１１】
サーフェスモータの一拡張形態が、回転子／電機子の回転の形態に３自由度を与えることによって表される。多重極基本配置は、４５度回転させると一部の位置で力を発生させることができなくなるため、回転子を回転させたときでも全ての位置でｘ方向及びｙ方向に力を発生させることができるように、この用途のために新たな固定子磁極配置を開発しなければならない（図２５Ａ、図２５Ｂ、及び図２５Ｃを参照）。これらの配置のコギング力及びコギングトルクが有意義な動作を可能にするか否かを調べる必要がある。
【０１１２】
目的及び空間条件に応じて、プラットフォームの構成は、対応のインタフェース要素を有する特定の動力ネットワークトポロジ又はデータネットワークトポロジの下位になければならない。しかしながら、これは、他のネットワークへのできる限り最善の組み込み能力を念頭に置いて、且つ潜在的ユーザ及び消費者を考慮に入れて行うべきである。
【０１１３】
３．２  設計概説及びレイアウト
図２６は、以下の部品を有する、傾斜フレーム及びねじ接続部を有する展開した平面要素を示す。
【０１１４】
−３６  支柱、固定子板リング、軸、及びヨーク等を有する固定子板
−３１  エレクトロニクス（ＭＯＳＦＥＴ、導体トラック、コントローラ、チップ等）用の基板／実装基板
−３４  接点／インタフェース
−３３  変換器／封入巻線／コイル
−３７  磁極面／軸及びヨークを有する固定子頭部／固定子磁極
−３８  平面要素表面／外囲壁及び外囲カバーを有する外囲／ハウジング壁及びハウジングカバーを有するハウジング
−３９  絞り／絞りボタン／孔クロージャ／絞りアタッチメント
−４０  ねじ
−４１  プラットフォーム縁／縁斜面／プラットフォームフレーム
−４２  外囲ベース−平面要素表面の一部
−４３  傾斜プラットフォーム縁コーナ／傾斜フレームコーナ
３．３  サイズバージョン
縁長さが２５０ｍｍ×２５０ｍｍ、５００ｍｍ×５００ｍｍ、及び１０００ｍｍ×１０００ｍｍの３つのサイズオーダーの平面要素が、プラットフォームの原型に好ましい（図２７を参照）。全実施形態の高さが同一でなければならない。全ての要素に十分な自由空間を与え、且つ設計に適度な堅牢性を与えるために、高さは２５ｍｍに固定される。全く異なる目的、例えば重荷重の移動又は大面積要件の場合にのみ、特殊サイズを製造すべきである。しかしながら、他のサイズオーダーの平面要素との適合性が常に確保されなければならない。これは特に、設計、吊下、接点／インタフェース、堅牢性を与える要素の配置等に関する。
【０１１５】
３．４  組み合わせ方法
平面要素の側部サイズは、異なるサイズタイプを互いに組み合わせることができることで建築構造に一致する表面積又はプラットフォームが得られるように選択される。これを図２８に示す。
【０１１６】
ねじ接続を用いて平面要素をサブフレーム及び隣接する平面要素に固定するための切欠きが、平面要素の側部及び内部に同じ離間距離で対称に設けられる。これらは、各辺比と同様に個々の表面積タイプの組み合わせを助ける。
【０１１７】
切欠きは、隣接する平面要素並びに外部の受益者及び装置へ電流及びデータを伝達するための接触インタフェースとしても用いられる。
【０１１８】
さらなるサーフェスモータを図２９及び図３０に示す。
【０１１９】
３．５  固定子足部／固定子板
この実施形態の固定子板（図３１を参照）は、平面要素全体の接続及び補剛要素として働くと同時に、各コイルの固定子足部として働く。これは、鉄鋳物又は何らかの代替的な材料を含む。巻型の巻線用の軸／固定子ヨークは、底板から突出する。磁極頭部及びコイルの固定に加えて、これらは電子アセンブリも固定する。さらに、これらは、例えば搬送装置から平面要素に作用する垂直作用力を全て吸収する。
【０１２０】
この好適な図では、軸構造及び磁極構造が、対称性の理由から正方形／チェッカー盤の形態に設計される。ヨーク配置の変化は、プラットフォーム全体の対称構成及び隣接する平面要素での進行磁気波の妨げになるであろうが、特殊な状況では実現可能である。支柱は、個々の軸間に延びる。
【０１２１】
これらの支柱は、構造に付加的な剛性を与え、且つ個々の軸に堅牢性を与える。さらに、これらは、それぞれ励磁されたコイル間での磁界誘導のために、回路閉鎖用の付加的な材料を提供する。チェッカー盤構造の各正方形の中心にリング構造が作られる。これは、サブフレーム上の平面要素及び隣接する平面要素の固定に役立つ。コイルの効率を均一にし、且つ渦電流を同じに保つために、特定の機械的目的の一切ないリング要素も固定子板に組み込まれる。動作の方法は、インタフェース及び固定に関する節で特に詳細に説明する。
【０１２２】
３．６  基板
基板は、平面要素の電子部品用の実装板として働く。基板を固定子板の軸に吊下することができるように、孔及び切欠きが位置決めされる。孔の上下の硬質ゴムリングが、固定を行い、微細周波数振動を捕え、電気デバイスを最適な高さに上昇させることで、コイルが発生させる熱電界（heat fields）を減衰させる。これを図３２に示す。
【０１２３】
平面要素の外囲のインタフェース／接点、吊下／固定、及び補強支柱用の精密嵌合切欠き、及び中央の切欠きが、基板の側部に位置付けられる。切欠きは、平面要素接点に隣接してそれらにはんだ付け及び接着接合することができるように特別に作られる。これを図３３に示す。
【０１２４】
３．７  コイル／変換器
コイルは、基板の上の固定子板の軸への装着前に精密嵌合するように既製される。これらは、ラッカー塗装された銅線又は好ましくはラッカー塗装されたアルミニウム線から成る（図３４Ａ及び図３４Ｂを参照）。
【０１２５】
少ない使用材料でできる限り多数の巻線を達成するために、丸コイル形式が好ましい。巻線は、固定子軸に沿って下から上へ、続いて最初の巻線に重ねて下方に戻って作製される。内側から外側へ前の巻線の上に１巻きが層として重ねられる。これにより、コイルの下面の中央に線始端ができる。この線始端は、接点要素によって補強もされる。線終端は、コイルの側縁（図では上側縁）に出る。線終端も、接点要素によって補強される。励磁されたコイルから熱が輸送されることを確実にするために、線をそのコイル形状に固定するために、及びコイルを取り扱い可能に設計するために、線は、巻線プロセス自体の間に２つの非導電材料で封入される。上側封入材料は、平面要素の表面へ向けて外方に熱を放散させる。コイルの下部の下側封入材料は、平面要素の内部から生じる熱を遮断する。さらに、線終端、したがって接続される接点は、同じく封入によって固定される。
【０１２６】
このようにして製造されたコイルが固定子軸のシャフトに載置されると、コイル接点が、対応して設計されている基板の接触孔に係合し、平面要素の制御エレクトロニクスに分けられる。これを図３５に示す。
【０１２７】
全てのコイルが、固定子板の固定子軸に載置される（図３６に示すように）。この構成は、対称であり、渦電流の不一致を小さく保つために、組み合わせを保証するために、及びコイルの調和の取れた調節を最適に実施するために、全ての平面要素で同じに保たれる。
【０１２８】
コイルの数及び直径は、平面要素の幅と、平面要素の側部及び内側領域に位置する接点／インタフェースの幅とから決まる。全ての平面要素タイプ間で対称性及び機能を確保するために、コイルのコイル径は、全ての平面要素タイプで同じ、半分、２倍等である。しかしながら、コイルの高さは、異なるタイプの平面要素では変わり得る。
【０１２９】
個々のコイル間に同一の距離／空間が設けられている。これは、生じる熱を放散させるのに用いられ、励磁されたコイルによって作られる。さらに、これは、平面要素の下側基板部分に十分な空間がないか又はそこから突出する電気／制御システム構成要素によって用いられ得る。さらに、空の空間は、平面要素の接点／インタフェースを収容し、このようにして平面要素間で又は外部装置と動力及びデータを交換することを可能にする。これらの自由空間は、平面要素をサブフレーム上又は互いに固定するための切欠きとしても用いられる。
【０１３０】
１つの代替的な方法では、コイルが水平ディスクに印刷され得る。これらのディスクコイルは、互いに重ねられるか、絶縁材料／絶縁ラッカーで層状に封入されるか、又は３Ｄ法を用いて印刷される。
【０１３１】
３．８  固定子磁極頭部
平面要素の場合、コイルの固定子は、固定子シャフト及び固定子頭部を有する固定子足部（固定子板）に分割される。固定子磁極は分離される。これは、個々の要素（例えば、基板、コイル等）を容易に着脱することができ且つ固定子板に容易に固定することができるため、生産時及び修理時に有利である。
【０１３２】
（八角形の）磁極頭部は、その中心ピンが対応の固定子シャフトの精密嵌合孔に挿入される（図３７に示すように）。代替的に、磁極頭部は、磁極頭部ピンのねじ山及び固定子板軸孔を用いて螺入することもできる。
【０１３３】
螺入法の利点は、磁極頭部の下に嵌挿される要素全てが堅固に押圧固定されることである。しかしながら、ねじ山は、不規則な渦電流変動をもたらす可能性があり、状況によっては個々のコイルの調節を複雑にし得る。
【０１３４】
嵌挿法はさらに、磁極頭部ピンと固定子板軸孔との間の高い嵌合精度に依存する。しかしながら、例えば接着接合膨張加工（生産時に構成要素を凍結させ、直径がわずかに大きな磁極ピンを常温で再び膨張させて固定子板軸孔に押し込む）又は押圧によって磁極頭部が固定される場合、単純な要素交換又は良好な生産がこの場合は不可能であろう。
【０１３５】
嵌挿後の固定子板のシャフトへの磁極頭部の埋め込みを図３８に示す。
【０１３６】
３．９  組み合わせ／固定点
平面要素をサブフレームに固定し且つ隣接する平面要素に接続することができるように、平面要素の側部及び内部にはこのような装置用の切欠きが設けられる。固定装置の目的は、平面要素を寄せ合わせる、つまり組み合わせると同時に、これらをサブフレームにしっかりと接続することである。これは、固定子板から切欠き内へ突出するリング要素によって可能となり、リング要素の上からさらに精密嵌合固定リングが嵌挿／螺合され得る。２つの平面要素は、そのリング要素を介して寄せ合わせられ、精密嵌合で互いに押し合わせられる。これにより、２つの平面要素が精密嵌合で固定して組み合わせられる。これを図３９及び図４０に示す。
【０１３７】
固定リングは、表面上の非導電保護層（プラスチック、ゴム）によって囲まれる。これは、リングをより取り外しやすくするための一定量の遊びを可能にし、防食として働き、且つ切欠きの内側にあり得る接点に対する絶縁体として働くと共に平面要素の切欠きの自己固定として働く。
【０１３８】
現在、嵌挿可能な固定リング及び螺合可能な固定リングという、２つのタイプの固定リングが可能である（図４１を参照）。
【０１３９】
嵌挿可能な固定リングは、生産時に製造しやすく、その設計はより堅牢である。しかしながら、これは、例えばねじ回しを用いるか又は平面要素を互いに対して傾けることによって、絶縁層の上で内側固定子板リングからてこ作用で外さなければならない。
【０１４０】
螺合可能な固定リングは、固定子板リングの外側に精密嵌合ねじ山があることを前提とする、内側に隠れたねじ山を有する。さらに、ねじ回しが係合可能な歯及び切欠きが、その上面に位置付けられる。このようにして、この固定リングを固定子板のリングに螺合させることができる。これは、リングを螺着脱することを可能にし、その結果リング及び平面要素を交換しやすくするため有利である。欠点は、生産時に、固定リングのねじ山に正確に係合しなければならない固定子板リングの精密嵌合ねじ山の作製が複雑になることである。
【０１４１】
平面要素の固定に加えて、固定リングはさらに、固定子板をまとめることによって、励磁されたコイルから１つの平面要素を介して隣接する平面要素へ渦電流を伝送し、このようにしてプラットフォーム全体で間接的なコイル作用単位を得る能力を提供する。プラットフォームは、１つの統一平面要素として働く。
【０１４２】
サブフレームへの固定を行うために、従来のねじが（固定子板の）内側リングに通されてサブフレームに螺着される。ねじ頭が、固定リングを固定子板リングに押し付けることで、固定子板リングを固定子板に押し付け、それと同時に固定子板及び平面要素をサブフレームに螺着する。これを図４２に示す。
【０１４３】
代替的に、プラットフォームの構築をより速くするために、取り付け済み／押圧済みの固定リング（側部絶縁）を有するねじを用いることが実現可能であろう。
【０１４４】
絶縁プラスチック封入／外囲底板、切欠きの上部の絶縁クロージャ、及びねじの絶縁座金が、絶縁された空洞をもたらし、これが平面要素を外部の影響から、例えば湿気及び天候に触れることから守って腐食を防止する。
【０１４５】
３．１０  インタフェース／接点
インタフェース又は接点は、平面要素の適当な切欠き内に対称に位置付けられる。それらを介して隣接する平面要素間及び外部受益者／装置との間でデータ及び電流が交換される。これを図４３に示す。
【０１４６】
半円形及び円形の管状接点が、平面要素の外囲／ハウジングに接着接合又は溶接される。しかしながら、これらは、ハウジングの固定構成要素であってもよく、生産時に合わせて平面要素の構成要素に被せられてもよい。さらに、状況によっては、これらは基板にはんだ付け及び接着接合されるため、タイルの電気系統に含入される。接点は、固定子板の適当な固定子板リング上に置かれる。これを図４４に示す。
【０１４７】
円形又は半円形の接点は、絶縁材料及び曲率に一致する接点材料（銅、はんだ等）から成る。接点構造には、適当な面一形態の接触ラインに適応するように切欠きが設けられる。個々の接触ラインは、円形／半円形要素の内部に互いに離れて層状に延びる。導体トラックが、円形構造の外側で表面に垂直に組み込まれて延びる。これを図４５に示す。
【０１４８】
この構造には、各接触ライン用に層状に開口が設けられ、内側円形要素の個々のラインを外側円形要素の適当な垂直導体トラックに接続する。内側円形要素のラインは、次に取り付けられる平面要素上の接点に直接接続しないように延びる。対応する構成及び位置の固定リング又は切欠き内の接点要素によってのみ、接続が行われる。平面要素同士のラインのこの物理的分離は、ユーザが意図的に平面要素の機械的活動を監視することを可能にする。ソフトウェアエラー、制御エラー、接触不良、及び不用意な電気接続を、このようにして克服することができる。接触装置によって互いに接続される平面要素のみが、電流及びデータを交換することができる。
【０１４９】
接触固定リング（図４６及び図４７に示すような）は、既述した固定リングと同等である。これらも、固定子板リングに嵌挿／螺合されて隣接する平面要素を押し合わせる。それらの外周（external curvature）にも絶縁層が設けられる。この絶縁層に、平面要素の接点の接触層に対して適当な高さで、環状の導体トラックが組み込まれる。これらの導体トラックはそれぞれ、隣接する平面要素の接点を介してこれに電気接続する接触リングを収容する。組み込まれる接触リングは、接触固定リング及び接点よりもわずかに大きな半径を有する。それらは一点が中断されている。これにより、螺入／嵌挿時に、半径がより大きな接触リングを平面要素の接点の接触ラインに押し付けるばね作用が得られる。接触リングが中断されていることで、嵌挿／螺合状態で材料半径を減らすことができる。
【０１５０】
接触固定リング及び固定リング（図４９を参照）は、内方に傾斜し得る。ねじ山よりも大きな半径で突出するねじ頭が、この傾斜に載る。したがって、ねじ接続の実行中、ねじ頭は、接触固定リング又は固定リングを固定子板の対応のリング要素に押し付ける。これがさらに、平面要素の接点又は接触ラインに対して正しい高さでの接触リング（図４８）の固定を保証する。
【０１５１】
代替的に、接触固定リングの絶縁層の切欠きに剛性の接触ラインを収容すること、及び平面要素の接点にばね式ボール接点を収容することが可能である（図５０を参照）。ばね式ボールは、接触固定リングの埋め込み時にその接触ラインに押し付けられることで、このようにして電気接触を行うことを可能にする。しかしながら、この解決手段では、点接続しか行われない。ボール接点の１つが腐食した場合、電気接続が遮断されるであろう。
【０１５２】
３．１１  インタフェース及び接点の付加的な使用機能
プラットフォームの平面要素間のデータ及び動力の伝送に加えて、各接点は、外部受益者／装置用のデータ及び動力インタフェースとして利用可能であることも意図される。これは、接触アダプタを通した外部装置への動力の供給及び／又はデータの交換を可能にする（図５１を参照）。
【０１５３】
各用途タイプに合わせて特別に製造される接触アダプタは、平面要素の切欠き及び接点に埋め込むか又は螺入することができる。
【０１５４】
それらは、接触固定リングと同じ構成の平面要素インタフェースを介して電流をタップオフする。絶縁層に組み込まれる接触リングも、平面要素インタフェースの接触ラインに押し当たり、同様に電気接続を行う。接触アダプタのサイズは、平面要素表面まで延び、上部の切欠きの傾斜を埋める（場合によっては面一又は突出）。接触アダプタの上部にあるスロットが、接触アダプタを平面要素の切欠きに螺入してしっかりと締結することを可能にする。平面要素とサブフレームとの間のねじ接続が必ずしも望ましいとは限らないため、固定子板リングの上に螺着される雌ねじ付きの接触アダプタ、及び下方に突出して平面要素をサブフレームにさらに同じく固定するねじ山付きの接触アダプタという、２つのタイプの接触アダプタがある。これを図５２に示す。
【０１５５】
各場合に、外部受益者からの様々なプラグ専用の入口が、接触アダプタの上部に装着される。接触アダプタの内部装置及び配線が、適当な電流及び／又は対応のデータを挿入されたプラグの各領域へ運ぶ。異なるプラグ装置を収容するための接触アダプタの具体的な内部構造は、まだ開発されておらず、これは関連する標準及び基準に基づくと考えられる。差し込み状態にあるとき、周囲のコイルは消勢状態である。これは、嵌挿された装置を保護し、磁界刺激（magnetic field irritations）をもたらさず、励起される磁気渦電流は、外部受益者の機能に影響を及ぼすことができない（図５３を参照）。
【０１５６】
外部装置／受益者からプラットフォームの平面要素を介して中央制御システムへの電流及びデータ交換は、さらに広範な用途選択肢を可能にする。光学的であろうと誘導的であろうと、このように装着されたセンサシステムは、上に載せられた物体の場所を突きとめるプロセスも支援する。非接触動力伝送及びデータ伝送専用の装置が実現可能である（平面要素のコイルによって提供されない場合）。外部受益者の挙動及び動力／データ供給に影響を及ぼすことが可能である。中央制御システムによる個別スイッチオフがいつでも可能であり、正確な電流及びデータ監視が可能である。さらに、外部装置を通したシステムへのデータ供給が、外部装置及び中央システム両方の動力を大幅に増大させる。
【０１５７】
３．１２  外囲／ハウジング
平面要素の外囲は、非導電性の非強磁性材料、好ましくはプラスチックから成る。これは、外囲底板、外囲側部、及び外囲屋根／ハウジングカバーといった複数の構成要素から成る。
【０１５８】
外囲の底板の形状は、それが接着接合又は封入される固定子板の基本形状に一致する。その側部及び内部には、平面要素の固定用及び接点用の対応の切欠き及び孔がある（図５５及び図５６を参照）。
【０１５９】
外囲側部／側壁（図５７を参照）も、固定子板の形状に一致し、対称に構成される。固定子板は、隣接する平面要素と直接接触するために、側壁の足部を「貫通する」。これにより、隣接する平面要素の励磁されたコイル間の渦電流用のさらなるインタフェースが得られる。
【０１６０】
平面要素の固定用及び接点用の連続ギャップの形態の、１つの切欠き、又は比較的大きな平面要素の場合には複数の切欠きが、各側壁の中央に位置付けられる。固定子板リングの数及びリング径に一致してそれらに挿入される、垂直補強支柱が、背面に延びる。外囲及び内部構成要素のこのタイプの歯システムは、固定及び補強を与える。
【０１６１】
外囲屋根／外囲カバー（図５８を参照）には、固定点及び接点用の切欠きに加えて、変換器の磁極頭部用の切欠きが設けられる。励磁されたコイルによってタイル内部に一時的に形成される熱放射を外部に放散させるために、材料は特に熱伝導性である。
【０１６２】
全ての外囲構成要素が、湿気の侵入を防止するために互いに接着接合又は溶接される（図５９も参照）。
【０１６３】
３．１３  プラットフォーム縁／プラットフォームフレーム
このように設計される平面要素及びプラットフォームを、他の平面要素に接続されない側にも固定することができるように、フレーム又は縁が取り付けられる。縁は、様々な平面要素の嵌合精度及びサイズに合わせて設計された異なる長さの縁要素／縁タイプから成る。現在、２５ｃｍ、５０ｃｍ、１００ｃｍの長さの縁要素が存在する。各縁タイプのこの構造及び設計は、さらに変わり得る。
【０１６４】
プラットフォームの埋め込みが必要な場合、直線状に延びる縁／プロファイルを有する縁タイプを用いるべきである。ベース上に載るプラットフォームの場合、例えば装置をプラットフォームに乗り上げさせるか又は転がし上げなければならないときに、傾斜縁プロファイルを用いることが状況によっては有意義である。
【０１６５】
全ての縁要素（図６０〜図６６を参照）を、サブフレームに別個に螺着することができる。１つ又は複数の平面要素用の固定点に加えて、ねじ用の付加的な皿孔／固定オプションが縁要素に位置付けられる。皿孔の適当な傾斜が、絞りクロージャ／絞りフィッティングの挿入を可能にする。
【０１６６】
例えば、下からアクセスされ得る棚ベース又は支持支柱にプラットフォームを搭載することが意図される場合、縁要素が他の縁要素のスロットに固定され得る。対応するナットが、このために横から縁要素の切欠き／スロットに挿入される。サブフレームの孔を通して挿入されたこれらのナットに螺着されるねじが、このようにして縁をプラットフォームの背面／底面からサブフレームに固定する。
【０１６７】
図６７は、２つのねじ座ぐり及び１つの平面要素固定点を有するフレーム要素斜面（２５ｃｍ）を示す。
【０１６８】
縁は、標準化され広く用いられている設計とのできる限り高い適合性を得るために、「item」社からの市販製品に基づいて位置合わせされている。この目的は、平面要素の組み込み可能性を高めるためであり、且つすでに用いられている製品をプラットフォームに含入するためでもある。例えば、内側支柱の部品のサイズ及びプロファイルは、嵌合及び適合性の理由から意図的に「item」社からの製品に適合可能にされる。しかしながら、外部寸法は、プラットフォーム／平面要素の構造に一致する。
【０１６９】
重量及び資源を減らすために、縁要素には空洞が設けられる。内部支柱は、外部の影響により生じる圧縮荷重を吸収して、縁要素の全体的堅牢性及び剛性を高める。これはさらに、生産プロセスの単純化を可能にする。縁要素の高温軟質材料が、生産時に引き伸ばされ、冷却プロセス時に引き伸ばし形態を保つ。
【０１７０】
斜面の場合、先細になる（runs to a point：テーパ状の）縁がバリ取りされている。これは、一方では或る種のダートトラップとしての役割を果たすと共に、要素材料を補強する役割を果たす。鈍い先端／縁は、さほど損傷を受けやすくなくなる。
【０１７１】
フレームコーナは、精密嵌合で縁要素に一致するように設計される。他のフレーム要素のように、これらは、ねじを用いたサブフレームへの固定用のねじ接続孔を有する。このねじ接続孔も、絞りボタンの埋め込み用の斜面を有する。さらに、フレームコーナ要素における他の装置へのねじ接続用に、スロットもベースに組み込まれる（図６８を参照）。
【０１７２】
フレーム要素に組み込まれるスロット、孔、及び切欠き（図６９及び図７０を参照）には、他のフレーム要素又は他のタイプの装置を挿入するため及びそれらを取り付けるために、プラグ接続部も設けられ得る。
【０１７３】
さらに、フレーム要素への配線の組み込みが実現可能である。中央制御システムは、プラットフォームの平面要素に直接接続されるのではなく、この目的で設計されるインタフェースフレーム要素に直接接続される。平面要素の接触インタフェースを用いて、続いてプラットフォームと中央制御システムとの間の動力及びデータ伝達が行われ、その場合、この配線は外部受益者に役立つこともできる。すでに存在しているインタフェースを、平面要素のために用いるべきである。しかしながら、フレーム要素に装着される付加的な動力及びデータインタフェースを除外すべきではない。
【０１７４】
４．回路及び電子制御
平面要素及びシステムの対応する制御技術及び電気系統を、この時点ではごく簡単に概説の形態で説明する。
【０１７５】
ユーザによって個別に互いに接合されてプラットフォームを形成するように設計される個々の平面要素は、特に磁界を励起して他の受益者用の動力を調整するために、中央コンピュータから適当な制御信号を受け取る。必要な動力もシステムに集中供給され得る。
【０１７６】
ソフトウェアが、平面要素の各インタフェースを介してデータバスを用いてプロトコルによって電気コイルの個々の値を制御する。コスト上の理由及びホットプラグインの理由から、シリアルバスシステム（ＵＳＢ、ファイアワイヤ）が推奨される。
【０１７７】
平面要素の内部制御要素は、伝送のタイプに応じて接続される。この内部回路は、一意に割り当てられ得る集積シフトレジスタ、コントローラ等、及び外部中央プラットフォーム制御システムからの所定のデータを用いて、出力のレベル、電圧、及び周波数を制御することが意図される。
【０１７８】
データの量を小さく保つために、パルス変調及び出力段による磁石のデジタル／アナログメータ式駆動が推奨される。電位増幅器の入力における信号がデジタル形態であるとすると、出力段までずっとデジタルという概念になる。
【０１７９】
図７１は、平面要素のネットワークの一例を示す。
【０１８０】
完全集中制御システムとは別に、各平面要素について一定量の「知能」を有するニューラル構造化を選択することができる。
【０１８１】
しかしながら、ニューラル解決手段は、全ての搬送装置のルート最適化に関して、搬送装置の移動プロセス中に障害が生じる場合に不利であると考えられ得る。しかしながら、それと同時に、ニューラル構造は、中央制御システムに対して平面要素の一定量のインピーダンスを可能にし、これがさらに制御センターを介したデータ伝送及び隣接する平面要素へのリアルタイムの円滑なデータ伝達の障害を減らす。
【０１８２】
平面要素が状態情報及び他の情報を中央制御システムへ、又は隣接要素へ直接的若しくは間接的に伝送しなければならないため、２つの変形形態の「部分的ニューラル」妥協解決手段が実現可能であろう。
【０１８３】
動力供給に関するネットワークトポロジの設計も、消費及び経済に基づいて最適化することができ、電磁コイルの要件、電子的要素の要件、及びシステム外に接続される可能性のある受益者の要件に左右される。したがって、プラットフォームにおいて組み合わせられ得る平面要素の最大数も、制御システムの個々の電気部品及び機械部品の経済的に最適化された許容可能な要件の結果として決まる。
【０１８４】
平面要素に高電圧がある場合、障害に対する材料対策及び安全対策を講じなければならない。これは、比較的巻数が多いコイルに当てはまる。物理的に小さなコイルでは、必要な各電圧要件は低くなるが、同時にコイルの数が増える。コイルのサイズは、搬送装置の所望の移動精度、それらの最大重量、経済的要因等によって左右される。
【０１８５】
したがって、回路開発及び動力調整の要件は、電磁コイルの開発にも大きな影響を及ぼす。
【０１８６】
金属検出（金属検出の節を参照）のために、誘導の法則に従って、経時的に変化し且つ様々な磁界（渦電流）によって生じる電圧が必要である。これは、アナログ実電流をフィードバック制御ループによって測定しなければならないことを意味する。少ないエネルギーを用いて検出プロセスを実行するために、連続アナログ測定よりも頻繁な時間間隔でのパルス測定が有意義である。この場合も、設計される電磁コイルが、これらの渦電流の検出の範囲及び正確さを左右する主な要因となる。
【０１８７】
特にエレクトロニクスで、多くの変形形態が可能である。
【０１８８】
図７２は、棚システムの構造を大まかに示す。
【０１８９】
５．搬送装置／電機子
システム工学の観点から、平面要素に位置付けられる電磁石は、それ自体が駆動システムであり、通常そうであるような上位駆動システム内の要素ではない。この特性を用いて、予測される搬送装置／電機子装置の資源を節約することができる。
【０１９０】
物体を搬送する搬送装置の電機子は、質量慣性モーメントを考慮に入れて最良の移動範囲を確保するために異なる設計にされ得る。しかしながら、生産工学上の理由から、異なる搬送装置に取り付ける／固定することができる標準電機子タイプが好ましい。
【０１９１】
図７３は、横からの断面図の形態で受動搬送装置の可能な一実施形態を示す。その耐力転動要素は、固定平面要素上に着座する。搬送すべき物体が載置又は搭載される実際の搬送面は、ローラ／ホイールの上方に位置付けられる。本体は、ローラ間及び搬送面の下に着座する。この本体は、平面要素の比較的直近にある電機子として装着される強磁性要素又は永久磁石を収容する。しかしながら、磁気渦を減らすために、ローラを互いに一定の離間距離で並べて配置することも可能である。さらに、強磁性要素又は永久磁石は、ローラを貫通することもできる。平面要素の変換器が電磁界を発生させると、搬送装置のうち強磁性要素が設けられる領域にこれらが作用する。
【０１９２】
以下の項目が図７３に示されている。
【０１９３】
−４４  電磁平面要素
−４５  磁界
−４６  搬送装置の例
−４７  耐力転動要素（ホイール、ボール等）
−４８  強磁性要素及び／又は永久磁石
−４９  物体接触面
−５０  本体要素
電機子要素は、時間及び強度が異なるように設計される変換器駆動によって電磁タイルに引き寄せられる。これは、電磁界が正しく構成されれば搬送装置が移動することを意味する。
【０１９４】
プロセスを概略的に考えると、搬送装置は、磁気誘導波によって接線方向に引っ張られる（図７４を参照）。
【０１９５】
搬送装置は、制御可能な平面要素又は変換器をそれ自体が収容してもよく、平面要素と同様に、外部強磁性要素と共に自ら移動するために電磁力を発生させてもよい。しかしながら、これは複雑であり、好ましい変形形態ではない。
【０１９６】
可能な搬送装置を図７５及び図７６に示す。
【０１９７】
さらに、適当な設計の電機子要素を一体的に取り付けると、従来の搬送装置が平面要素の電磁界を用いて自らを駆動するか又は自らの移動を補助することができる。
【０１９８】
搬送装置における電機子要素の最適な配置及び材料選択（強磁性要素、永久磁石等）が、平面要素の磁力作用を補助することができる。電機子要素が平面要素の変換器の磁極に対してずれている場合、励磁された磁極の、したがって電機子の磁力が、変換器幅の半分だけ移動され得る結果として、変換器及び能動素子が正確に対向する。この変換器の界磁コイルをここでスイッチオフして、電機子要素が上方でわずかにずれて位置決めされているさらなる変換器をスイッチオンした場合、磁石のこの磁極に最大磁束が流れて電機子をその真上に引っ張る。これが移動をもたらす。これに続いて、第１の変換器を作動させて第２の変換器を停止させれば、接線力が発生する。この駆動プロセスを長期間にわたって繰り返せば、電機子物体の回転子移動が得られる。これを図７７に示す。
【０１９９】
回転子磁極（電機子物体）と固定子磁極（変換器）との間のエアギャップＳが小さいほど、接線力及び垂直力が大きくなることを留意すべきである。したがって、電機子案内の質は、リニア駆動パラメータにとって重要な要因である。比較的大きな垂直力は、機械的案内のために非常に堅牢な設計を必要とする（図７８を参照）。
【０２００】
質量慣性モーメント及び搬送装置からの存在し得る対抗モーメントに対する大きな始動負荷は、特定の要件を示す。熱負荷に加えて、スイッチオン後の過渡プロセスから高い電気的及び機械的負荷が生じ、設計及び動作時にこれらを念頭に置かなければならない（固定子電流、慣性モーメント、「トルク」）。
【０２０１】
これまで、搬送装置の案内にとって最良の結果は、空気軸受での空気案内（リニアハイブリッドステッピングモータ）によって得られていた。この場合、高い軸受剛性に関して、磁気垂直力が非常に有利である。空気軸受には、摩擦及び機械的磨耗が事実上全く生じず、重量が分配されるという利点もある。しかしながら、空気の供給が付加的な動力の消費につながる。実験室条件下では、固定子及び電機子案内面の平面性及び粗さに応じて１０μｍ〜２０μｍのエアギャップが得られ得る。しかしながら、これらの清潔な状況は、本発明により意図されるほとんどの使用分野には存在しない。さらに、搬送装置に関する標準以外に従って物体が運ばれる場合、磁界の歪みを予測しなければならないことで、制御集約型の回路及びソフトウェアを要する。したがって、搬送装置は、第１相で浮上しないように設計される。
【０２０２】
広範なタイプの電気機械から、永久磁石励磁式でインバータを介して供給を受ける同期機が重要性を増している。磁気回路の構成は、比較的小さな磁極ピッチでわずかな損失しかもたらさない。さらなる利点には、高い力密度及び小さな重量が含まれる。
【０２０３】
電機子で永久磁石を用いると、固定子磁界と永久磁石の磁界とのベクトル重畳（vectorialsuperimposition）によって、付加的な力成分を発生することで機械の「トルク」に寄与する「磁気歯構造」が形成され得る。磁石体積の増大は、磁石とエアギャップとの間の関連のシートメタル片上で各磁石を保持する搬送装置のウェブにおける機械的負荷の増大につながる。したがって、磁石の高さ及び幅パラメータ（磁極カバー範囲）を最適化する必要がある。ウェブにおける最大平均機械的応力の限度は、ノッチ効果を念頭に置いて大きすぎないように選択すべきであり、予想される負荷サイクルの数を考慮に入れなければならない。生じる応力の解析計算は、有限要素計算を用いて確認すべきである。これは、マクスウェルの応力テンソル（表面力密度）の計算によって、又はエネルギー保存則（磁気エネルギーの仮想的移動、変化の原理）を用いて行われる。
【０２０４】
埋め込み永久磁石の使用には、設計の複雑性に関して利点があり、一方では、磁石を鉄材料に設けられる切欠き内に機械で、適当な装置を用いて挿入することができるため、電機子を比較的問題なく自動プロセスで生産することができる。２つの材料（鉄材料及び磁石材料）しか用いないことにより、生産がさらに単純化される。磁極上の鉄材料と残りの材料との間の接続ウェブ（ブリッジ）が正しく設計されれば、バインディングの必要がない。これらのブリッジでできる限り磁束を短絡させないことを確実にするために、ブリッジは、できる限り狭く設計するべきであり、他方では、装置の最高速度でも構成体の強度を確保するのに十分なほど大きくなければならない。この目的には可変の材料透磁率が有利である。これは、例えば、熱処理の結果としてその磁気特性を変える双安定材料を用いて達成することができる。
【０２０５】
図７９は、大面積電機子を有する４つの固定子モジュール／サーフェスモータを示す。
【０２０６】
大きな過負荷領域は、最悪な場合には磁石の局部減磁を引き起こす電機子反応によって、おそらく実際には制限される。これを防止するために、磁石材料の磁束密度は、磁石材料の品質及び温度に応じて決まる最小値未満になってはならない。これは、最大磁束（磁気抵抗の使用を含む）及び無磁束という２つの動作状態によって左右される。
【０２０７】
さらに、搬送装置又は受益者は、その電力供給及び電気的データ供給のために、平面要素を介した非接触電力供給及び双方向電気的データ伝送の形態を用いることができる。これは、システム全体が動力供給側及び消費者側で適当なパワーエレクトロニクスアセンブリを有する場合に中間周波数範囲でのコイル／変換器スイッチングを用いて達成される。
【０２０８】
このようにして供給される動力及びデータはさらに、システムとは無関係にこの搬送装置用の自律移動動力のために用いることができる。プラットフォームの性質を、受動的且つ誘導的にし、さらに支持特性を有することで搬送装置の駆動制御を伴うようにすることが可能であろう。
【０２０９】
さらに、搬送装置及びコンテナに関してさらに可能性のある変数の開発のために、以下の要因を念頭に置かなければならない：サイズ、構造、材料、負荷容量、圧力／重量、温度、可能な速度、形成される磁界に対する反応。
【０２１０】
６．非接触動力及びデータ伝送
移動デバイスへの電力の伝送は、技術システムで広く生じる問題である。今まで、これは、ケーブルリンクによる、又は拡大した交通システムの場合は滑り接触（母線又はパンタグラフ）による導電接触のみを事実上用いて行われてきた。しかしながら、これは、堅牢性、天候への非依存性、及び保守努力に関してかなりの欠点を伴う。
【０２１１】
非接触誘導動力伝送は、移動する消費者に電力を供給することを可能にする。消費者の移動度は、母線、牽引ケーブル、又はスリップリングがないことによって高まる。動力供給の安全性及び信頼性は、機械的接触がないため向上する。逆に、非接触動力伝送は、ガルバニック絶縁によってより安全であり保守不要である。さらなる利点は、接触抵抗及び火花形成の回避であり、これは、この技術が厳しい環境で用いられるようになっていることを意味する。
【０２１２】
非接触伝送システムの本質は、変圧器磁石（transformer magnet）構成体である。しかしながら、従来の変圧器とは対照的に、閉じた鉄芯がない。実際には、一次コイル及び二次コイルが、数デシメートルのサイズを有し得るエアギャップによって分離される。動力が中間周波数範囲で伝送されるため、システム全体が、動力供給側及び消費者側に適当なパワーエレクトロニクスアセンブリを有する。このようにして伝送され得る電力は、数ｍＷ〜数ｋＷで変わる。目的に合わせた電気的及び磁気的設計により、エアギャップが大きくても高い効率を得ることができる。
【０２１３】
電力供給に加えて、データ伝送がしばしば要求される。これは、一方向又は双方向で望まれ得る。データも、接触なしで誘導的に伝送することができる。
【０２１４】
広範な調査により、非接触動力伝送のための任意の所望の磁気構成体の妥当性が示されている。これらの伝送システムは、非常に低い主インダクタンス及び高い浮遊インダクタンスを特徴とする。用いられる伝送周波数には重大な影響力があり、１００ｋＨｚ付近の周波数を用いることによって伝送可能な動力及び効率を大幅に高めることができる。
【０２１５】
非接触動力伝送及びデータ伝送のために平面要素に設けられる変換器の使用は、その上方に位置付けられる電気器具への供給を可能にする。動力供給に加えて、永久データ交換がシステムとコンピュータ負荷消費者との間で実現可能となる。その結果、平面要素は、入力インタフェースとしても働く。
【０２１６】
共振負荷に動力を供給することでの経験から、電流ゼロクロス点において低損失でスイッチングプロセスが行われなくなるため、比較的ハイパワーのインバータが出力電流と電圧との間の位相ずれに対して非常に敏感であることが示されている。この問題は、操作変数としての周波数での位相調節を用いて解決することができる。
【０２１７】
４極ネットワーク法又はピックアップ法は、非接触動力伝送にとって有意義であり得る。その目的は、一次ループで一定の交流電流を発生させることである。これは、４極ネットワークが電圧／電流変換器として働くことによって達成される。インピーダンスは、
ＸＣ＝−ＸＬ
になるように選択される。４極ネットワークの固有周波数が入力電圧ＵＯの周波数について選択される場合、これにより、定振幅を有する電流、
ＩＬ＝ＵＯ／Ｘ
が得られる。
【０２１８】
動力は、二次巻線を共振回路の構成要素とするピックアップを用いて引き出される。磁界が二次巻線に電流を発生させ、この電流が必要に応じて整流され得る。
【０２１９】
非接触動力伝送は、定振幅の磁界に依存する。この電流源挙動は、電流が負荷とは無関係に一定に保たれる４極ネットワークによって可能となる。インダクタンスの物理的体積を最小にするために（例えば、２０ｋＨｚの周波数）、インバータのスイッチング周波数は、できる限り高くすべきである。
【０２２０】
ピックアップ（図８１を参照）は、変圧器の二次巻線を表す。これは、インダクタンス及びキャパシタンスのみを備える。これらの２つの要素が共振回路を形成する。この共振回路は、直列共振回路又は並列共振回路の形態であり得る。コイルのフェライト磁心は、一次回路が発生させる磁束を集中させる。ピックアップの出力電圧は、巻数及び一次電流に比例するため、これを用いて電圧を調整することができる。
【０２２１】
ハイパワーインバータを用いて一次巻線に供給を行う際の１つの問題は、例えば温度変動の結果として、又は強磁性体の近さによって、この巻線のインピーダンスにいかに小さくとも変化が生じること、及び出力電流と電圧との間の位相ずれに起因してスイッチング損失の増加が生じることである。
【０２２２】
パワー半導体、例えばＩＧＢＴは、電流ゼロクロス点において低損失でスイッチングしなくなるため、スイッチング損失の増加に起因して破壊され得る。
【０２２３】
７．金属検出／センサシステム
搬送装置及び障害物の必要とされる位置決め精度及び自動検出は、高分解能及び非常に高い反復精度を有するセンサを必要とする。さらに、センサは、磁界、衝撃荷重、及び振動に関する障害に強くなければならない。したがって、可能であれば、平面要素上の能動素子の結果として発生する誘導及び渦電流を測定するためにコイル自体を用いることが有意義である。制御工学上の理由からこれが不可能である場合、検出コイルが、平面要素外囲／平面要素ハウジングのカバーに組み込まれる。
【０２２４】
最も関係のある物体及び装置は、誘導／導電性材料から成るため、これは、広範な物体形状、位置、及び速度を判定することを可能にする。異なる形態の物体は、システムに手動で導入しなければならないか、又は異なるタイプのセンサシステムによって（例えば、光学的に）検出しなければならない。
【０２２５】
金属検出器／誘導型近接スイッチは、電子回路と低周波交流電流が流れるサーチコイルとを備える。このために、コイルの形状は、平坦（芯のない板又はリングの形態）であるか又は延長される（円筒コイル）。平坦形態は、人間又は床面を探索するために用いられるが、延長形態は、地中及び壁中の管路及びケーブルのプロファイルを突きとめるために用いられる。これを図８２に示す。
【０２２６】
誘導の法則によれば、電圧は、経時的に変化する磁界で誘導される。経時的に変化している磁界内に導電性物質が位置付けられる場合、誘導される電圧がそれらの物質に電流の流れをもたらす。これらの電流は、図の形態で示す場合に経時的に変化している磁束の周りを循環するため、渦電流と呼ばれる。渦電流自体は、磁界を発生させ、これが経時的に変化する本来の磁界と反応する。この場合、渦電流が発生させる磁界は、本来の磁界と逆向きに作用する（レンツの法則）。
【０２２７】
金属検出器は、基本測定法に基づいて、パルス測定及び交流電流測定に細分される。前者の場合、個々の電流パルスが、伝送コイルを介して周期的に伝送される。これらのパルスは、コイル付近で金属物体に渦電流を発生させる。これらがさらに、受信コイルで信号変化を引き起こし、伝送パルスがスイッチオフされた直後にそれが電圧として測定され得る。異なる長さのパルス及びパルスシーケンスに対するこれらの渦電流応答の時間プロファイル及び持続時間に応じて、様々な金属及びサイズの金属物体が導き出され得る。この場合、信号評価は、概して時間領域で実行される。
【０２２８】
交流電流測定の場合、概して低周波数の交流電流信号が連続的に送信され、さらに受信コイルにおいて受信信号として解析される。伝送原理は、変圧器と同様に磁気的に結合されたシステムである。
【０２２９】
平面要素の変換器は、パルス測定法によって検出器と同様に用いることができる（図８３、図８４を参照）。したがって、変換器は、送信コイル及び受信コイルとして働く。これは、それらの上方に位置決めされる強磁性要素の位置及び形状の解析を可能にするため、これに対応してシステムに搬送接続部が含まれる。このように、強磁性特性を有する受動物体も、平面要素への近接スイッチの含有によってシステムのデータ記録に自動的に含まれ得る。オペレーティングシステムは、これらの物体の周りで搬送装置の駆動ルートを適合させる。
【０２３０】
制御工学上の理由から、検出用に平面要素の既存のコイルを用いる必要がない。この理由から、ハウジングカバーに組み込むことができ、磁極頭部の周りでそれと同じ高さで案内することができる、２つの代替的な金属検出法が開発されている。通常通り、両方の方法が、直角に構成され且つ少数の巻線及びラッカー塗装された細線から成る敷設コイルに基づく。第１の方法は、個々の磁極頭部それぞれの周り又は上方にある個々の検出コイルによって行われる。これは、そのベース領域、位置、及び速度の形態での検出物体に関する点検及び知識の精度を向上させる。しかしながら、それと同時に、これに伴って、エレクトロニクス（駆動、部品）、設計、及びデータ処理の複雑性が増す。特に、コイルは、コイル間にエレクトロニクスまで延びる別個の線路を常に有さなければならない。したがって、個別の金属検出コイルの解決手段が賢明なのは、小面積の平面要素だけである。
【０２３１】
常に全てのコイルによる総合的な走査を行う必要はない。プラットフォーム上に位置付けられる商品の大まかな概観を得るには、個々のコイルによる一時的に頻発し選択的に切り替えられる検出で十分である。物体の数及び往来が増えた場合、これらの領域の周りでの測定の頻度及び精度（すなわち、アドレスされるコイルの数）も増える。これは、システムを経済的に用いて、プラットフォーム上に位置付けられている物体の最適な概観をいつでも得ることを可能にする。
【０２３２】
大きな平面要素の場合、変換器の磁極頭部ごとの検出コイルは有意義ではなくなる。その代わりに、コイルは、１列の磁極頭部／変換器ごとにその周りの矩形の経路上で案内される（図８５を参照）。検出コイルの経路は、ｘ軸方向に互いに並び且つｙ軸方向に互いに並んで延びる。これにより、重複する２つの経路面ができる。線路の始点及び終点は、コイルから外囲壁を越えて基板へ、そして対応する制御システム内へ延びる。これにより、線路支持体及び電子アセンブリを減らすことが可能になる。
【０２３３】
経路の一時的な頻繁駆動によって、粗サンプリングパターンが得られる。物体が検出されると、隣接するコイル経路が、ｘ経路及びｙ経路の一時検出パルシングによって物体のベース領域を１つずつ走査する。（図８６及び図８７を参照）。この方法は、穿孔構造を有する物体では不利であることが分かっている。しかしながら、１つの主な要因は、衝突防止であって正確な形状の判定ではないため、この欠点は無視することができる。
【０２３４】
８．識別
平面要素は、所望のプラットフォームの組み合わせ下位要素である。システム内で駆動装置を用いて中央制御システムが最適に働くことができるように、中央制御システムは、一意の識別特徴を必要とする。この識別特徴は、中央システムコントローラが電磁タイル／平面要素のタイプ及び構成並びに障害を読み取り、このデータに適宜反応することを可能にする。特徴判定は、全てのタイル能力、例えば、変換器の性質、配置、及び構成、又は平面要素自体の形状及びサイズを分類するために用いられるだけでなく、隣接する平面要素に関連して、正確な向き及び位置も判定される。この一意の識別特徴は、識別番号によって提供される（ＩＢ、図８８を参照）。このＩＢ（識別番号）は、電話番号又はコンピュータＭａｃアドレスと同等にタイルからタイルへ容易に伝送することができ、このようにして制御システムによって読み取られることができる。これは、全ての平面要素のマイクロコントローラに注入され焼き付けられる。したがって、ＩＢは、無制限にその平面要素に関連付けられる。
【０２３５】
さらに、ＩＢの一意性が、盗難又は製品偽造に対する効果的な保護機構にもなる。登録されていないＩＢ及びタイル要素は、オペレーティングシステムによって識別され、動作を許されない。さらに、ローカルエリアネットワークが隣接するネットワークに接続される場合、盗難又はコピーされた要素を次のプロバイダ又は中央割り当て点に自動的に知らせることも実現可能である。
【０２３６】
さらに、所有権及びＩＢの追加登録のために、所有関係を容易に判定することができる。これは、１箇所に固定される平面要素には絶対に必須というわけではないが、ＩＢシステムが搬送装置又は物体にも（例えば、ＲＦＩＤタグを用いて）実装される場合、その有用性はすぐに明らかとなる。この場合も、自動車のシャーシ番号又は透かし模様と同様にして搬送装置の所有関係を容易に導き出すことができる。これは、物体、材料、及び商品の日常の取り扱いにおいて極めて有意義である。特に、これは、システムがリアルタイムで各場所を把握し、ユーザの望みに合わせて適宜反応することを可能にする。
【０２３７】
９．ソフトウェア
運搬される物体、すなわち人間、物体、エネルギー、及びデータの流れの観点から、時間単位で空間を克服するために用いられる全プロセスの整合性のとれた相互作用を、プラットフォーム上で処理及び監視することができるようにするために、コンピュータベースの制御システムが必要である。
【０２３８】
全てのネットワーク加入者と相互作用する際に、この制御システムは、適宜データを受信し、それを評価し、それを送り、且つ開ループ及び閉ループ制御動作を行うものとする。
【０２３９】
この目的で、提案される装置は３つのソフトウェア領域を有する（図８９を参照）。ハードウェアに最も近いソフトウェアは、平面要素のマイクロコントローラ及び直流回路で動作する。ＩＢ番号と共に、物体検出、障害、又は変換器駆動コマンド等のそれぞれ関連するデータが、オペレーティングシステムと交換される。オペレーティングシステムは、ハードウェアとアプリケーションソフトウェアとの間のインタフェースとして働く。
【０２４０】
オペレーティングシステム及び可能性のあるアプリケーションソフトウェアのタスクを、以下の節でごく簡単に説明する。
【０２４１】
９．１  オペレーティングシステム
動作中、オペレーティングシステムは、プラットフォームの平面要素とユーザソフトウェアとの間のインタフェースとして用いられる。オペレーティングシステムは、最初に、対応の平面要素の回路及びマイクロコントローラへ変換器の駆動用の制御コマンドを発する。オペレーティングシステムは、利用可能なタイル識別番号（ＩＢ）に基づいて、どの平面要素及びどの変換器にアドレスするかを決定する。各ＩＢは、オペレーティングシステムに、正確なタイルタイプ及びプラットフォームの構造全体におけるタイル位置を伝送する。平面要素の全ての変換器及び全ての機能が、このようにしてアドレスされ得る。これは、平面要素から平面要素又はさらなる受益者への電力伝達及び信号伝達にも関連する。プラットフォーム上に位置付けられる適当な設計の搬送装置又は電気装置も、非接触電力又は信号伝送を利用することができる。全ての消費者が、アドレス又は電気的に絶縁され得る。故障及び障害も登録され、ユーザソフトウェアに送られる。最悪の場合、例えば、移動している全ての搬送装置を停止させて、非常措置が開始される。
【０２４２】
オペレーティングシステムは、スイッチ又はルータと同様に外部のネットワーク及びシステムとのデータ交換も調整する。例えば、インターネットリンクが、プラットフォームを介してラップトップから接続された電話ネットワークへ、平面要素のプラグ接続を用いて提供され得る。これは、伝送媒体としてのプラットフォームで電気装置を駆動することを可能にする。
【０２４３】
さらに、オペレーティングシステムは、プラットフォーム上に位置付けられる検出可能な物体の検出を管理する。対応するコイル及び平面要素が、この目的で一時的に検査され、識別された物体の構成及び速度が認識される。
【０２４４】
搬送ユニットの移動及びルートの衝突監視及び管理は、ユーザソフトウェアへの負荷を減らすことを可能にするために、オペレーティングシステムのサブ領域にも関連付けられる。
【０２４５】
日本の鉄道システムは、物体協調のためのパターンとして働く。この場合、日本の鉄道は、システム全体を復元するために最適なバージョンを用いて、アルゴリズム計算法を用いて列車の遅延又は故障に関する決定を下す。この場合、乗客の不満の程度が最も重要なパラメータとして用いられる。システムは、プラットフォーム上の目的地に関して競合する他の搬送ユニットに対する優先順位の割り当てに関しても同様に動作することが意図される。オペレーティングシステムは、各物体に関する情報を搬送ユニット自体から、又はユーザソフトウェアを介してユーザから受け取る。したがって、ルート及び優先順位は、柔軟なリアルタイムスケジュールの形態で逐次再計算される。割り当てられる優先順位は、安全性、有害物質、物体のタイプ、物体の形態、温度依存性物体、食品、搬送される生物等の基準によって左右される。搬送ユニットの最高速度、加速度、及び減速度も、移動相互作用及び優先挙動で重要な役割を果たす。搬送ユニットが特定の場所で特定の時間に呼び出される統計的確率は、システム全体によって制御される搬送ユニットの個別保管及び挙動にも予測的に影響を及ぼす。これにより、利用可能性が高まり円滑な走行を改善される。それと同時に、これは搬送領域の緩衝器を減らすため、システム全体の経済的手法に寄与する。
【０２４６】
システム全体は、全ての搬送ユニットを個別に制御及び記録するため、全ての搬送ユニットの正確な場所も常に把握している。したがって、衝突を回避することが可能である。システム外の物体が個々の搬送ユニットに攪乱作用を与える可能性があるため、残存リスクがわずかに残る。しかしながら、プラットフォームを横切る強磁性要素を、システムによって登録することができる。プラットフォーム要素におけるコイルが、金属検出器と同様に働いて、記録されたデータを制御システムに送る。受信データから「侵入者」の外形を計算することができ、これに対する適当な反応を開始することができる。その結果、その付近に位置付けられている搬送ユニットが迂回させられるか又は減速させられる。
【０２４７】
９．２  アプリケーションソフトウェア
ユーザソフトウェアの構成に応じて、プラットフォームの状態及び物体状況に関する情報システムが実現可能である。計画及び制御ツールが、意図される材料の流れと、搬送装置又は外部ユーザへの対応の出力とを最適化する。
【０２４８】
一例として、搬送装置のオペレーティングシステムのルート計算は、適当な優先順位割り当て及び権利割り当て、並びにシステムに関与する搬送装置、電気器具、又は物体の定義による影響を受け得る。被駆動物体の経路、位置、応答は、その範囲又は起動時間に関して、ユーザによって同様に定義され得る。
【０２４９】
これは、その後の実施でのロジスティクス又はプロセスシミュレーションを可能にする。これにより、標準の供給及び廃棄プロセス及び物体の流れの自動化が得られる。
【０２５０】
企業とその供給業者との間、企業内、及び企業とその消費者との間の材料の流れ及び関連のデータ流れ全体の、市場志向型の統合的な計画、構成、処理、及び監視が、適当なネットワーキングによってコンピュータ制御下で高度に自動化され得る。
【符号の説明】
【０２５１】
１  サーフェスモータ
１’  サーフェスモータ
２  個々の変換器
２’  変換器／変換器要素
３  非強磁性材料から成るシース
３’  非強磁性材料から成るシース
４  サーフェスモータの側部に装着される接点
５  電子制御要素
６  形成される磁界
７  形成される磁界
８  形成される磁界
１０  搬送装置
１０’  搬送装置
１１  ホイール
１２  強磁性要素
１３  積載又は搬送面
１４  サブフレーム
１５  商用車
１６  搬送装置
１７  固定子磁極面
１８  コア／コイル
２０  電機子
２１  足部／固定子足部／固定子磁極足部（固定子磁極／磁極面）
２２  コア／巻軸／固定子軸
２３  巻線／コイル巻線
２４  頭部／固定子頭部（固定子磁極／磁極面）
２５  作用エアギャップ
２６  巻型
２７  鉄回路
２８  ベース／吊下
２９  動力供給線路
３０  データ供給線路
３１  制御要素／エレクトロニクス／基板／チップ
３２  変換器への電力分配
３３  変換器／電磁石／コイル
３４  インタフェース／接点
３５  表面／外囲
３６  支柱、固定子板リング、軸、及びヨーク等を有する固定子板
３７  磁極面／軸及びヨークを有する固定子頭部／固定子磁極
３８  平面要素表面／外囲壁及び外囲カバーを有する外囲／ハウジング壁及びハウジングカバーを有するハウジング
３９  絞り／絞りボタン／孔クロージャ／絞りアタッチメント
４０  ねじ
４１  プラットフォーム縁／縁斜面／プラットフォームフレーム
４２  外囲ベース−平面要素表面の一部
４３  傾斜プラットフォーム縁コーナ／傾斜フレームコーナ
４４  電磁平面要素
４５  磁界
４６  搬送装置の例
４７  耐力転動要素（ホイール、ボール等）
４８  強磁性要素及び／又は永久磁石
４９  物体接触面
５０  本体要素
【図１】
0005506667.tif 000002
【図２】
0005506667.tif 000003
【図３】
0005506667.tif 000004
【図４】
0005506667.tif 000005
【図５】
0005506667.tif 000006
【図６】
0005506667.tif 000007
【図７】
0005506667.tif 000008
【図８】
0005506667.tif 000009
【図９】
0005506667.tif 000010
【図１０Ａ】
0005506667.tif 000011
【図１０Ｂ】
0005506667.tif 000012
【図１１】
0005506667.tif 000013
【図１２】
0005506667.tif 000014
【図１３】
0005506667.tif 000015
【図１４】
0005506667.tif 000016
【図１５】
0005506667.tif 000017
【図１６】
0005506667.tif 000018
【図１７】
0005506667.tif 000019
【図１８】
0005506667.tif 000020
【図１９】
0005506667.tif 000021
【図２０】
0005506667.tif 000022
【図２１】
0005506667.tif 000023
【図２２】
0005506667.tif 000024
【図２３】
0005506667.tif 000025
【図２４】
0005506667.tif 000026
【図２５Ａ】
0005506667.tif 000027
【図２５Ｂ】
0005506667.tif 000028
【図２５Ｃ】
0005506667.tif 000029
【図２６】
0005506667.tif 000030
【図２７】
0005506667.tif 000031
【図２８】
0005506667.tif 000032
【図２９】
0005506667.tif 000033
【図３０】
0005506667.tif 000034
【図３１】
0005506667.tif 000035
【図３２】
0005506667.tif 000036
【図３３】
0005506667.tif 000037
【図３４Ａ】
0005506667.tif 000038
【図３４Ｂ】
0005506667.tif 000039
【図３５】
0005506667.tif 000040
【図３６】
0005506667.tif 000041
【図３７】
0005506667.tif 000042
【図３８】
0005506667.tif 000043
【図３９】
0005506667.tif 000044
【図４０】
0005506667.tif 000045
【図４１】
0005506667.tif 000046
【図４２】
0005506667.tif 000047
【図４３】
0005506667.tif 000048
【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４Ａ】
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【図５４Ｂ】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９】
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【図７０】
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【図７１】
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【図７２】
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【図７３】
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【図７４】
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【図７５】
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【図７６】
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【図７７】
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【図７８】
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【図７９】
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【図８０】
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【図８１】
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【図８２】
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【図８３】
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【図８４】
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【図８５】
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【図８６】
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【図８７】
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【図８８】
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【図８９】
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