(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造的フレームの１つ又はそれ以上の部材に付着されて実質的に滑らかで平坦な水平の支承面を形成する複数の天井パネルを備える支持体構造であって、前記天井パネルのそれぞれが外側の強磁性層と、上側の外層と、充填材層と、を備え、前記外側の強磁性層は前記支持体構造の強磁性能力を提供する、支持体構造と、
前記支持体構造に作動可能に接続されて前記支持体構造上を前記支承面に実質的に平行である何れかの方向に移動するために配置されているトロリーであって、１つ又はそれ以上の磁石及び１つ又はそれ以上の摩擦低減荷重分散装置を備えるトロリーと、
を備えている磁石式搬送システムにおいて、
前記１つ又はそれ以上の磁石が磁気吸着力を前記トロリーと前記支持体構造の間に及ぼして前記トロリーを前記支持体構造へ作動可能に接続する、
磁石式搬送システム。
【請求項２】
前記摩擦低減荷重分散装置は、前記支承面へ接触し、前記支持体構造と前記トロリーを或る空き距離だけ隔てている、請求項１に記載の磁石式搬送システム。
【請求項３】
前記支持体構造の前記強磁性能力は、前記１つ又はそれ以上の磁石によって提供される所望の磁気吸着力に等しいか又はそれより大きい、請求項１に記載の磁石式搬送システム。
【請求項４】
前記トロリーは、ハウジングを備える少なくとも１つの吸着体セルを備えており、前記１つ又はそれ以上の磁石及び前記少なくとも１つの摩擦低減荷重分散装置は前記ハウジング内に配置されている、請求項１に記載の磁石式搬送システム。
【請求項５】
前記摩擦低減荷重分散装置は開放型ボールトランスファー装置を備えている、請求項４に記載の磁石式搬送システム。
【請求項６】
前記開放型ボールトランスファー装置は、前記ハウジング内を自由に循環する複数のベアリングボールを備えている、請求項５に記載の磁石式搬送システム。
【請求項７】
前記吸着体セルは、前記複数のベアリングボールを通して循環させるための溜め及び流路を形成するように前記ハウジング内に配置されている荷重伝達部材を更に備えている、請求項６に記載の磁石式搬送システム。
【請求項８】
前記荷重伝達部材は前記１つ又はそれ以上の磁石を備えている、請求項７に記載の磁石式搬送システム。
【請求項９】
前記荷重伝達部材は支承面を有しており、前記複数のベアリングボールの一部は前記支承面と前記支持体構造の間に配置されている、請求項７に記載の磁石式搬送システム。
【請求項１０】
前記トロリーはブレーキを更に備えている、請求項１に記載の磁石式搬送システム。
【請求項１１】
前記摩擦低減荷重分散装置は、（ａ）前記ベアリングボールが強磁性体能力を有しない開放型ボールトランスファー装置、又は、（ｂ）１以上のベアリングパッドを備える、請求項１に記載の磁石式搬送システム。
【請求項１２】
前記摩擦低減荷重分散装置は、１以上のベアリングパッドを備える、請求項１１に記載の磁石式搬送システム。
【請求項１３】
前記１以上のベアリングパッドは、低摩擦ポリマーを備える、請求項１２に記載の磁石式搬送システム。
【請求項１４】
磁石式搬送システムのトロリー装置において、
前記トロリーを支持体構造の支承面に付着するのに十分な磁気吸着力を生成するための少なくとも１つの磁石と、
支持体構造の支承面に対して支承して前記少なくとも１つの磁石を支持体構造から或る空き距離だけ隔てるための摩擦低減荷重分散装置であって、前記磁気吸着力を支持体構造の支承面の或る面積に亘って分配するとともに支持体構造の支承面に実質的に平行である少なくとも１つの方向への前記トロリー装置の運動を達成するために摩擦力を低減するための少なくとも１つの摩擦低減荷重分散装置と、
トロリーフレームの周囲を廻って半径方向等距離に配置されている少なくとも３つの摩擦低減荷重分散装置と、
少なくとも３つの永久磁石であって、当該少なくとも３つの永久磁石のうちの少なくとも１つは前記少なくとも３つの摩擦低減荷重分散装置の各々の間に配置されている少なくとも３つの永久磁石と、
を備えているトロリー装置。
【請求項１５】
磁石式搬送システムにおいて、
強磁性能力を有する支持体構造と、
前記支持体構造上を複数の方向に動かせるトロリーであって、トロリーフレーム及び前記トロリーフレーム上に配置されている少なくとも１つの吸着体セルを備えるトロリーと、
を備え、
前記少なくとも１つの吸着体セルは、ハウジングと、前記ハウジング内に配置されている少なくとも１つの磁石、少なくとも１つの摩擦低減荷重分散装置、及び荷重伝達部材と、を備えており、
前記磁石は前記トロリーと前記支持体構造の間に磁気吸着力を提供しており、      
前記摩擦低減荷重分散装置は、複数のベアリングボールを備える開放型ボールトランスファー装置を備えており、
前記荷重伝達部材は溜めと流路を形成するように前記ハウジング内に配置されていて、前記複数のベアリングボールが前記溜めと前記流路を通って自由に循環し、前記荷重伝達部材は支承面を有していて、前記複数のベアリングボールの一部は前記支承面と前記支持体構造の間に配置されている、
磁石式搬送システム。
【請求項１６】
前記荷重伝達部材は前記少なくとも１つの磁石を備えている、請求項１５に記載の磁石搬送システム。
【請求項１７】
前記支持体構造の前記強磁性能力は、前記少なくとも１つの磁石によって提供される所望の磁気吸着力に等しいか又はそれより大きい、請求項１５に記載の磁石式搬送システム。
【請求項１８】
構造体の構造的フレームの１つ又はそれ以上の部材に付着されて実質的に滑らかで平坦な水平の支承面を形成する複数の天井パネルであって、前記天井パネルのそれぞれが磁石式搬送システムの移動可能なトロリーから構造体の構造的フレームへ荷重を伝達するように構成されている、複数の天井パネルを備え、
天井パネルのそれぞれは、外側の強磁性層と、上側の外層と、充填材層と、を備え、
前記外側の強磁性層は実質的に滑らかで平坦な前記支承面を画定している、
磁石式搬送システムのための構造的な天井パネルシステム。
【請求項１９】
前記外側の強磁性層は、少なくとも１層の鋼、鉄、又は強磁性被覆の層を含んでいる、請求項１８に記載の磁石式搬送システムのための天井パネルシステム。
【請求項２０】
前記外側の強磁性層は鋼又は鉄のシートであり、前記上側の外層及び前記充填材層は１枚又はそれ以上の材料シートを備えており、前記外側の強磁性層の前記シートと、前記上側の外層と前記充填材層の１枚又はそれ以上の前記シートとは、硬化性樹脂によって加圧下に一体に結着されている、請求項１８に記載の磁石式搬送システムのための天井パネルシステム。
【請求項２１】
前記外側の強磁性層へ塗工されている耐摩耗面を更に備えている請求項１８に記載の磁石式搬送システムのための天井パネルシステム。
【請求項２２】
構造的フレームの１つ又はそれ以上の部材に付着されて実質的に滑らかで平坦な水平の支承面を形成する複数の天井パネルを備える支持体構造であって、前記天井パネルのそれぞれが外側の強磁性層と、上側の外層と、充填材層と、を備え、前記外側の強磁性層は前記支持体構造の強磁性能力を提供する、支持体構造と、
前記支持体構造に作動可能に接続されて前記支持体構造上を前記支承面に実質的に平行である何れかの方向に移動するために配置されているトロリーであって、１つ又はそれ以上の磁石及び１つ又はそれ以上の摩擦低減荷重分散装置を備えるトロリーと、
を備えている磁石式搬送システムにおいて、
前記１つ又はそれ以上の磁石が磁気吸着力を前記トロリーと前記支持体構造の間に及ぼして前記トロリーを前記支持体構造へ作動可能に接続し、
前記少なくとも１つの摩擦低減荷重分散装置は、前記支持体構造の支承面に対して支承して前記１つ又はそれ以上の磁石を支持体構造から或る空き距離だけ隔てて、前記磁気吸着力を支持体構造の支承面の或る面積に亘って分配するとともに前記支承面に実質的に平行である少なくとも１つの方向への前記トロリー装置の運動を妨げる摩擦力を低減し、
前記天井パネルのそれぞれが前記トロリーから前記構造的フレームへ荷重を伝達するように構成されている、
磁石式搬送システム。
【請求項２３】
前記摩擦低減荷重分散装置は、開放型ボールトランスファー装置、又は、１以上のベアリングパッドを備える、請求項２２に記載の磁石式搬送システム。
【請求項２４】
前記摩擦低減荷重分散装置は、１以上のベアリングパッドを備える、請求項２３に記載の磁石式搬送システム。
【請求項２５】
前記１以上のベアリングパッドは、低摩擦ポリマーを備える、請求項２４に記載の磁石式搬送システム。
【請求項２６】
前記外側の強磁性層と前記充填材層との一方は、積層された複数の薄い強磁性材料の層を備える、請求項２２に記載の磁石式搬送システム。
【請求項２７】
前記強磁性材料は、珪素鋼である、請求項２６に記載の磁石式搬送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この提示されている発明は、居宅的、商業的、又は工業的な用途に利用することのできる磁石式搬送システムであって、関係付けられる支持体構造が設置されていれば何処でも持ち上げ支援及び移動支援を提供するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
高齢者又は身障者が施設的な介護を必要とする場合を判定するうえでの２つの重要な因子は、彼らが（１）自分自身の世話をする精神面の機能を欠いている場合及び／又は（２）彼らの生活環境を自力であちこち動き回る身体的機能性を欠いている場合である。多くの状況では、自分達の生活環境を一杯に動き回るための身体的機能を欠いている多くの人々は往々にして精神面の意識性がはっきりしている。これらの精神的有能者は、当人が自身の生活環境の中で必要な設備全てにアクセスできることを確保するためにフルタイムの介護施設へ入れられること又は在宅介助者に週七日１日２４時間居てもらうことに抵抗を示す場合が多い。これらの精神的有能者は、自立して生活をおくるうえで彼らが自分達の生活環境を動き回るための信頼性高く安全な方途を必要としているだけである。居宅的又は施設的な用途では設置できる軌道式移動システムが幾つかあるが、これらの軌道式システムは、アクセス点、位置決め、及び当人が軌道式移動システムに支持されながら横断することのできる走行経路を制限する。而して、当技術には、実質的に生活環境全体を通じて支援を受ける者の運動をやり易くする搬送システムが必要とされている。
【０００３】
病院、施設、商業的、及び工業的な環境では、ヒト患者又は他の商品の持ち上げ支援及び／又は搬送支援を提供するべく軌道式オーバーヘッド搬送システムも利用されている。看護師がその様な軌道案内型ホイスト又は搬送システムを実施して患者をベッドから離し浴室へ進ませるのを支援することが多い。軌道式オーバーヘッド搬送システムは、怪我から回復中の歩行のために患者の全体重の或る一定の割合を支えるように物理療法の補助として使用されることもある。この場合も同様に、軌道式オーバーヘッド搬送システムは、走行方向及び患者がアクセスできる場所を制限しており、というのも、搬送される人又は物品は天井に軌道が無い場所又は支持体構造へ接続されていない場所へは走行又はアクセスすることができないからである。而して、当技術には、実質的に所望の空間環境全体を通しての人又は他の物品の運動をやり易くする搬送システムが必要とされている。
【０００４】
患者又は人用軌道式オーバーヘッド搬送システムの以上に特定されている欠点は、制限された走行経路、制限された生活環境諸区域へのアクセス、複数の物体を同時に支持し動かすことの不可能を含め、数え切れないほどの他の用途でも経験され得るものと認識している。軌道式搬送システムを使用するその様な用途には、工業的使用、製造、自動車点検及び補修、出荷及び物流管理、インテリアデザイン、貯蔵庫、倉庫、実験室、醸造、写真撮影、映像及び舞台製作、並びに多くの他の用途が含まれる。然るが故に、実質的に所望の空間環境全体を通しての何らかの物品の運動及び／又は位置決めをやり易くする搬送システムが広く必要とされている。
【発明の概要】
【０００５】
本発明は、強磁性能力を有する支持体構造と支持体構造上を相対的に動かせるトロリーを備えている磁石式搬送システムにおいて、トロリーが少なくとも１つの磁石と少なくとも１つの摩擦低減荷重分散装置を備えている、磁石式搬送システムに向けられている。支持体構造は、概して、実質的に滑らか及び／又は平面状の面であってもよい。本磁石式搬送システムの１つの実施形態では、支持体構造は天井である。支持体構造は、天井全体の又はその一部のみの面積に亘って設置されている複数の天井パネルで構成されていてもよい。また一方、支持体構造は、床、壁、又は他の実質的に滑らかな面であってもよい。
【０００６】
少なくとも１つの磁石は、トロリーと支持体構造の間に磁気吸着力を及ぼすように作動できる。支持体構造の強磁性能力は、少なくとも１つの磁石によって提供される所望の磁気吸着力に等しいか又はそれより僅かに大きくてもよい。磁石式搬送システムの摩擦低減荷重分散装置は、磁石が支持体構造へ直接付着するのを防ぐべく支持体構造とトロリーを或る空き距離だけ隔てるように作用することができる。１つの実施形態では、機能低減荷重分散装置は、開放型ボールトランスファー装置を備えていてもよい。開放型ボールトランスファー装置は、荷重分配と摩擦低減のうちの一方を提供するようにハウジング内を循環する複数のベアリングボールを備えていてもよい。
【０００７】
トロリーは、更に、少なくとも１つの吸着体セルを備えていて、吸着体セルは、少なくとも１つのハウジングと、ハウジング内に作動可能に配置されている少なくとも１つの磁石及び少なくとも１つの摩擦低減荷重分散装置と、を備えていてもよい。吸着体セルは、更に、荷重伝達部材を含んでいてもよく、荷重伝達部材はハウジング内に位置付けられ浮かされて溜め及び流路を形成し、複数のベアリングボールがハウジングを通じて当該溜め及び流路を通って循環できるようにしていてもよい。荷重伝達部材は、それへ一体化されている少なくとも１つの磁石を含んでいてもよいし、又は中実非磁性構築であってもよい。代わりに、複数の配列された磁石を備える磁石アレイが荷重伝達部材へ組み入れられていてもよい。荷重伝達部材は、支承面を有し、複数のベアリングボールの一部が支承面と支持体構造の間に配置されて減摩擦界面を提供していてもよい。吸着体セルは、基本的にトロリーに対する吸着体セルのための独立したサスペンションの役目を果たすことのできる関節運動式接続部でトロリーへ接続されていてもよい。トロリーは、更に、トロリーが支持体構造に対して動く又は支持体構造の支承面に平行な方向に動くのをブレーキが解放されるまで妨げる自動式又は機械式のブレーキを含んでいてもよい。
【０００８】
本発明の他の態様及び利点は次に続く好適な実施形態の詳細な説明及び添付図面各図から自明となろう。
【０００９】
添付図面は明細書の一部を形成し、明細書と関連付けて閲読されるものであって、図面では諸図中の同様部分又は類似部分を指し示すのに同様の符号が用いられている。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本開示の教示による磁石式搬送システムのトロリーの１つの実施形態の下から見た斜視図である。
【図２】本開示の教示による磁石式搬送システムのトロリーの別の実施形態の下から見た斜視図である。
【図３】本開示の教示による磁石式搬送システムの或る吸着体セルの斜視図である。
【図４】本開示の教示による磁石式搬送システムの或る吸着体セルの斜視図である。
【図５】図３の吸着体セルを５−５線に沿って切断した断面図である。
【図６】図４の吸着体セルを６−６線に沿って切断した断面図である。
【図７】本開示の教示による磁石式搬送システムのトロリーの別の実施形態の上から見た斜視図である。
【図８】本開示の教示による磁石式搬送システムのトロリーの別の実施形態の下から見た斜視図である。
【図９】図７のトロリーのブレーキの実施形態を９−９線に沿って切断した断面図である。
【図１０】本開示の教示による磁石式搬送システムの天井パネルの或る実施形態の側面図である。
【図１１】図１２の磁石式搬送システムの天井システムを１１−１１線に沿って切断した断面図である。
【図１２】本開示の教示による磁石式搬送システムの或る実施形態の斜視図である。
【図１３】図５の吸着体セルの或る代わりの実施形態の断面図であって、非磁性である摩擦低減荷重分散装置を示している。
【図１４Ａ】本開示の教示による磁石式搬送システムの摩擦低減荷重分散装置の或る実施形態の上面図である。
【図１４Ｂ】図１４Ａの摩擦低減荷重分散装置を１４−１４線に沿って切断した切断図である。
【図１５Ａ】本開示の教示による磁石式搬送システムの摩擦低減荷重分散装置の別の実施形態の上面図である。
【図１５Ｂ】図１５Ａの摩擦低減荷重分散装置を１５−１５線に沿って切断した切断図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に続く本発明の詳細な説明は、発明が実践され得る具体的な実施形態を描いている添付図面を参照する。実施形態は、当業者が本発明を実践できるように発明の態様を十分詳細に説明することを目的とする。本発明の精神及び範囲から逸脱することなく他の実施形態が利用されたり変更がなされたりすることもあろう。本発明は、付随の特許請求の範囲によって定義され、従って当該説明は、限定を課す意味に取られてはならず、その様な特許請求の範囲が権利を与えられる等価物の範囲を制限するものではない。
【００１２】
本願は、図１に示されている様にオーバーヘッド方式に配置されてもよいし又は他の水平方位又は垂直方位で使用されてもよい磁石式搬送システム１０に向けられている。図１に示されている様に、磁石式搬送システム１０の或る実施形態は、トロリー１２と強磁性支持体構造１４（強磁性天井１４として図示）という基本的構成要素を備えており、支持体構造１４上をトロリー１２は支持体構造１４の支承面に実質的に平行である何れかの方向に並進運動するよう作動可能である。更に図１及び図２に示されている様に、トロリー１２はトロリーフレーム１８へ取り付けられている１つ又はそれ以上の吸着体セル１６を備えている。図８は、トロリーフレーム１８（図１及び図２参照）及び吸着体セル１６（図１及び図２参照）並びに他の構成要素を保護するカバー１００をトロリー１２が含んでいる実施形態を示している。
【００１３】
図１及び図２は、吸着体セル１６が取り付けられる複数の腕部２２を有する板２０を含んでいるトロリーフレーム１８の或る実施形態を示している。図１は、吸着体セル１６がそれぞれ取り付けられている３つの腕部２２を有する板２０の実施形態を示している。図２は、類似の実施形態において、板２０ａが２つの腕部２２を含み、板２０ｂが同じく２つの腕部２２を含み、各腕部２２がそれへ作動可能に接続されている吸着体セル１６を有している実施形態を示している。図２の実施形態は、１つ又はそれ以上の関節運動式コネクタ２５を使用するリンク部材２３によって接続されている２つの板２０ａ及び２０ｂを含んでいる。各関節運動式コネクタ２５は、ばね仕掛けの接続部、粘弾性又は弾性グロメット、ブッシング、又は１又はそれ以上の自由度の運動を提供する他の要素、とすることができる。概して、関節運動式コネクタ２５は、２つの板部分間の相対変位を、枢軸接続、直線変位、又は多自由度接続のどれかを通じて提供し、支持体構造の支承面の変差に適応するための２つの板２０ａ及び２０ｂのリンク部材２３に対する相対運動を可能にさせる。リンク部材２３には用具及び／又は吊り具２８が連結されていてもよい。同様に、吸着体セル１６を説明されている通りに連結させている２対より多い腕部対（ムカデを模している）を含む追加の実施形態も本発明の範囲内である。トロリー１２が２つ又はそれ以上の吸着体セルを含む類似の構成は他にもある。
【００１４】
図１に戻って、板２０は、板２０の総重量を減らす腕部１６を含んでいてもよい。また一方、幾つかの実施形態では板２０が三角形又は四角形の様な何れかの形状をしているということもあり得る。代わりに、示されていない或る実施形態は、更に重量を減らすために１つ又はそれ以上の引張又は圧縮フレーム要素で構築されているスペースフレームであるトロリーフレーム１８を含むこともできる。強磁性支持体構造１４は、吸着体セル１６を引き付けその上を走行させる強磁性の性質を有する滑らかな及び／又は平面状の支承面を提供しているのが望ましい。
【００１５】
図１及び図２は、吸着体セル１６が１つ又はそれ以上の締結具２４でトロリーフレーム１８へ連結されていることを示している。更に、図１に最も分かり易く示されている様に、締結具２４は、トロリーフレーム１８から吸着体セル１６までの所望の間隔取りを提供するカラー２６を通って延びていてもよい。１つの実施形態では、カラー２６は、剛性材料で作られていてもよいし、又は代わりに可撓性又は粘弾性材料で作られ、吸着体セル１６のトロリーフレーム１８に対する変位、回転、及び／又は関節運動を可能にさせていてもよい。加えて、１つ又はそれ以上の弾性又は粘弾性グロメット２７（又はワッシャ）を可撓性カラーに代えて又はそれに加えて接続に利用して、吸着体セル１６とトロリーフレーム１８の間の接続に追加の関節運動を提供させるようにしてもよい。吸着体セル１６は、支持体構造１４の滑らかな及び／又は平面状の支承面の途絶にも適応するように多少の関節運動及び／又は枢動能力を有するトロリーフレーム１８へ連結されているのが好適である。関節運動式接続は、荷重の均一分配及び吸着体セル１６が支持体構造１４の支承面の途切れに係合する際の摩擦低減荷重伝達装置３０（以下に説明）内ベアリングボール保持をやり易くする。
【００１６】
図１は、トロリーフレーム１８上に取り付けられている又はトロリーフレーム１８へ連結されている吊り具又は用具２８も示している。当業者には、トロリーフレーム１８は、現在知られているか又はその後開発される幾つもの数の機器類を取り付け支持するように適合され得るものと認識されたい。また、トロリー１２の或る実施形態（図示せず）は、吊り具又は用具２８をトロリーフレーム１８無しに吸着体セル１６へ直接付着させて含み、本システムの実施形態の設計を軽量の取付具又は他物品支持向けに簡素化している。多くの様々な用具、機械、吊り具、及びそれらの構成を本磁石式搬送システム１０に利用することができるであろう。
【００１７】
トロリー１２は、更に、超過荷重の支持を許容しようとしない荷重制限装置（図示せず）であって、過荷重を防止するよう作動可能な荷重制限装置を組み入れていてもよい。トロリー１２の他の実施形態（図示せず）は、荷重感知システム及びトロリーが過荷重であることを指示する関連付けられた警報、搬送されることになる物体の持ち上げ及び降下及び走行を支援するための動力駆動機構又はモーターシステム、所望場所への自動案内及び搬送のための搭載型コンピュータ、搭載型照明、関連付けられている非常時フェイルセーフシステム、再充電式バッテリシステム、有線又は無線遠隔制御システム、制動又は保留システム、ホイスト及び懸吊物品及び装置のための１つ又はそれ以上のアンカー点、及び他の機構、を組み入れていてもよい。
【００１８】
吸着体セル１６の１つの実施形態は、共通フレーム上で別々に作動することができるか又はより典型的には単一ユニットへ組み合わせることのできる２つの別個のシステムを備えている。第１のシステムは強磁性支持体構造１４へ吸着される適した強度の磁石又は磁石アレイであり、第２のシステムは支持体構造１４と実際に接触している摩擦低減荷重分散装置である。摩擦低減荷重分散装置３０は磁石又は磁石アレイを常時天井面から離して支持することができる。図３は、ハウジング３２に収容されている摩擦低減荷重分散装置３０及び摩擦低減荷重分散装置３０下の磁石又は磁石アレイ又は非磁性部材（図５、図６、及び図１３参照）を備える吸着体セル１６の１つの実施形態を示している。図３に示されている様に、摩擦低減荷重分散装置３０は、半径Ｒによって画定されている支承面積を含んでいる。
【００１９】
図４は、吸着体セル１６の或る類似の実施形態を描いており、摩擦低減荷重分散装置３０の一部分を取り払ってハウジング３２内の磁石又は磁石アレイ３４の配置を示している。磁石又は磁石アレイ３４は、摩擦低減荷重分散装置３０を通してか又は当該装置に直接隣接してかのどちらかで天井１４を吸着するというやり方で取り付けられていてもよい。摩擦低減荷重分散装置３０は、何れかの側方方向への運動及び／又は方向転換に抵抗又はためらいの殆どないシステムを提供することを可能にするはずである。
【００２０】
磁石又は磁石組立体３４は、図５に示されている単一磁石３６を採用することによって構築されていてもよい。単一磁石３６は、その互いに反対側の面に極性を有し磁石３６の周りを後面４４から前面４２に向けて包み込む鉄、鋼、又は他の強磁性体ホルダ４０内に取り付けられ、強磁性面へ吸着するのに十分な強化された磁場を発生させる従来のカップ磁石として構成されていてもよい。磁石組立体３２は、更に、示されている磁石３６の上方に配置されている支承板４９を含んでいてもよい。この構成は、各種保持用途向けに共通に使用され、望ましい、というのも、それは磁石３６の両極を単一面又は側へ集中させ、而して磁石３６によって掛けられる保持力又は吸着力を増幅させるからである。磁石又は磁石組立体３４はまた単純に磁場強化無しにホルダ４０内に取り付けられている北−南磁石であってもよい。支承板４９は、非強磁性金属、複合材、ポリマー、又は粘弾性材料から作ることができる。
【００２１】
図４及び図６は、例えば鉄又は軟鋼の様な強磁性材料から作られた強磁性後板４８上に取り付けられている永久磁石４６の配列を有する磁石アレイ３８を備える磁石又は磁石組立体３４の別の実施形態を示している。永久磁石４６は、隣り合う磁石同士で各々の磁極が反転するようにして後板４８上に配列され、ハウジング４１内に取り付けられていてもよい。磁石アレイは、磁石間に配置されているスペーサ４７と、支承面を提供するため及び／又は磁石４６をその場に保持するための支承板４９と、を含んでいてもよい。例えば、図６に示されている様に、永久磁石４６ａはそれらの正極を上向きに有し、永久磁石４６ｂはそれらの負極を上向きに有していてもよい。後板４８は、その場合、単一磁石３６のための図５の鉄カップホルダ４０によく似た働きをする。後板４８は、磁石アレイ３８の後面５０の磁場を逆磁極の隣接する磁石へ送り込み、磁石アレイ３８の前面５２側に保持力を集中させ、結果的に前面５２が作用面となるようにする。この構成は、前面５２側に高い磁束密度を作り出す。磁石アレイ３８及び磁石４４の配置は、所望の保持強度及び／又は吸着力を提供するよう必要に応じ適合及び構成されればよい。
【００２２】
後板４８の後側の面５３は、磁気の兆しを殆ど又は全く有せず、というのも、磁場は完全に吸収され前側５２即ち作用側に向かって曲がっているからである。磁石４４の寸法、形状、厚さ、及び強度並びに後板４８の材料と厚さの選択は、所望の保持強度及び／又は吸着力を提供するべく１つ又はそれ以上の極めて可変性の因子に基づき選択される。例えば、特定の用途に依存して、諸要素の選択は少なくとも次の考慮事項、即ち、取り扱おうとする使用荷重、何らかの所望又は要求される安全率、吸着体セル６０によって要求される空隙の程度、及び磁場パターンリーチ、に基づくものとなろう。一般的に、取り付けられ組み立てられたときの磁石３６又は磁石アレイ３８の磁石４４の強度は、所望／要求安全率に関して所望又は要求される設計荷重を空隙を介して支持するのに十分でなくてはならない。その上、後板４８の厚さは、鉄であろうと鋼であろうと他の鋼合金又は他の強磁性材料であろうと、磁気飽和を来たさないよう十分な厚さとする。後板４８が磁気飽和を来たしたなら、磁場は後板４８の外まで広がりかねず、それは用途によっては望ましくない場合もある。
【００２３】
吸着体セル１６は、支持側である強磁性支持体構造１４、例えば天井１４、に平行又は実質的に平行な平面方向への多方向運動に耐える能力を提供するように構成されている。そういうものとして、磁石３６又は磁石アレイ３８と支持体構造１４の間では摩擦低減荷重分散装置３０を使用して摩擦を低減させなくてはならない。一般的に、摩擦低減荷重分散装置３０は、トロリー１２を支持体構造１４の支承面上で滑走させるのに要求されるように摩擦力を低減し磁石吸着力によって作り出される荷重を支持体構造へ伝達する、構成要素の何れかの構成である。図５、図６、図１３、図１４Ｂ、及び図１５Ｂに示されている実施形態では、摩擦低減はハウジング３２と支持体構造（天井）１４の間にベアリングボール５６を配置させることで成し遂げられることになる。幾つかの実施形態では、ベアリングボール５６は、摩擦低減性質及び方向転換システムの必要性の無い動作方向変更能力を提供する。摩擦低減荷重分散装置３０の他の実施形態は、ハウジング３２及び／又は磁石３４と支持体構造１４の間の摩擦を低減する減摩擦又は低摩擦ポリマーの様な材料の１つ又はそれ以上のパッドを含んでいてもよい。他の代替形には、トロリーフレームと支持体構造の間に配置される１つ又はそれ以上のキャスター及び／又はホイール、機械式に操舵可能なホイール、又は１つ又は複数の単ボールトランスファーが含まれ、それについては以下に更に詳細に説明する。
【００２４】
トロリー１２の多方向運動を妨げる摩擦を低減するためにここでは本発明のシステム１０と共に利用することのできる摩擦低減荷重分散装置３０の４つの実施例を説明している。但し、ここに記載のボール支持装置の精神の内に入る追加の構成も本発明の範囲内にある。１つの実施形態（図示せず）は、各種構成で一般に入手可能な従来の単ボールトランスファー装置である。それらはハウジング上方に部分的に現れている単一の荷重担持ボールを提供しており、ハウジング内では複数の小さいベアリングボールが転動及び再循環してより大きな露出しているボールを支えそれが何れの方向にも低抵抗で転動できるようにしている。
【００２５】
これらの従来の単ボールトランスファーは、主荷重担持ボールの単一接触点でしか荷重を支えず、結果的に支持面上の単一接触点を非常に小さいものにしてしまう。この構成は、支持体構造の支承面の極めて小さい面積に亘る高い圧力集中を発生させる。従来の単ボールトランスファーは相当重い荷重を支持することはできても、それらは支承面を横断して転動する間、支承面へ損傷を与える力を及ぼしかねない。当該接触点にて平坦な接触面に及ぼされる圧力は、軟鋼板へ溝を鍛造するに足る数千ポンド毎平方インチに匹敵する圧潰になり得る。主ボールがポリマーであったとしても、及ぼされる接点圧力及び力は荷重が大きい場合には高いままである。
【００２６】
従って、従来の単ボール装置を使用している場合、支持体構造は少なくとも従来のボールトランスファーの主ボールと同じほど硬質である必要があるか、又は転動を受ける面への損傷を予防するために荷重を非常に低くせざるを得ない。この要求のせいで、従来の単ボール装置は極めて軽負荷又は軽荷重支承型式のシステムでなら有用であり、というのは吸着体セル１６の磁気吸着を採用されているボールトランスファーの圧力による支持体構造１４への異常な応力又は損傷を引き起こすほど大きくする必要がないからである。その様な用途には、限定するわけではないが、電灯や他の軽量取付具の様な軽量物体が含まれる。
【００２７】
図３、図４、図５、図６、図１３、図１４Ａ、図１４Ｂ、図１５Ａ、及び図１５Ｂは、開放型ボールトランスファー装置（「ＯＢＴ」:ｏｐｅｎ−ｂａｌｌ−ｔｒａｎｓｆｅｒ）５４である摩擦低減荷重分散装置３０の実施形態を示している。ＯＢＴ５４は、その支承面が全半径の丸みの付いた円盤の形状をしている。但し、他の形状も本発明の範囲内である。図５及び図６に示されている様に、ＯＢＴ５４は、吸着体セル１６の支承面５８と支持体構造１４の支承面５９を隔てそれらの間に空隙６８を作り出す複数の相互接触ベアリングボール５６を含んでいる。ＯＢＴ５４は、更に、或る体積分のベアリングボール５６を貯蔵するための溜め６０と、ベアリングボール５６が支持体構造１４の支承面５９と吸着体セル１６の支承面５８の間の界面７０での係合位置６４から走行できるようにする環状流路６２と、を含んでいる。ベアリングボール５６は、互いに相対位置に収容されも保持されもしておらず、何れの方向にも自由に転動することができる。吸着体セル１６の支承面５８と支持体構造１４の支承面５９の間の界面７０に位置付けられるベアリングボール５６の量と密度は非常に高く、それらが係合位置６４に配置されている複数のベアリングボール５６と溜め６０と流路６２を備える固定体積を有する閉鎖型再循環システム内に保持されているという事実によって当該密度に維持される。ベアリングボール５６の運動は概して固定体積中の隣り合うボール５６同士の強制押し退けによって引き起こされる。
【００２８】
図５及び図６に示されている様に、溜め６０の或る実施形態は、ベアリングボール５６の１段分が収まる深さを有し、吸着体セル１６の何れの走行方向についてもベアリングボール５６が平坦化された円状の流れ経路を辿れるようにしている。溜め６０及び流路６２はベアリングボール５６の直径より僅かに大きい空き寸法を有している。この構成は、溜め６０及び流路６２内のベアリングボール５６を押し退け係合位置６４を横切って循環する運動を生じさせるのに要する力が少なくて済むことから好ましい。代わりに、ベアリングボール１層分より多くを収納するのに十分な体積を有する溜め６０を含んでいる他の実施形態（図示せず）を利用することもできる。更に別の実施形態は、ハウジング３２の内面７８又は内面８６に配置されている環状溝である溜め６０を含んでおり、当該環状溝は、吸着体セル１６の支承面５８への十分なベアリングボール５６の供給が提供されるように十分な数のベアリングボール５６を貯蔵するのに十分な断面形状及び体積を有している。これは、図５及び図６に示されている実施形態の様にハウジング３２内に荷重伝達部材７２を浮かせておく必要性を排除する。
【００２９】
図５に示されている様に、磁石３６及びホルダ４０は荷重伝達部材７２ａを構成している。図６に示されている様に、複数の磁石４６、後板４８、及び前板４９は荷重伝達部材の別の実施形態７２ｂを構成している。図１３に示されている或る代わりの実施形態は、磁性を持たない金属又はポリマー材料である荷重伝達部材７２ｃを含んでいる。各荷重伝達部材７２ａ、７２ｂ、及び７２ｃは、支承面５８を有している。図５、図６、及び図１３に示されている様に、荷重伝達部材７２ａ、７２ｂ、及び７２ｃは、支承面５８が支持体構造１４の支承面５９から距離「Ｄ１」となるようにハウジング３２内に取り付けられていてもよい。
【００３０】
図５及び図６に示されている様に、ハウジング３２は、脱着可能になっているか又は永久的に一体に連結されている上ハウジング部材７４と下ハウジング部材７６を備えていてもよい。上ハウジング部材７４は、内面７８、外面８０、天面８２、及び底面８４を備えている。下ハウジング部材７６は、内面８６、外面８８、天面９０、及び底面９２を含んでいる。図５及び図６では、ハウジング３２の実施形態は、実質的に円形且つ円筒状の形状を画定している外面８０及び外面８８を含んでいる。但し、他の形状も本発明の範囲内である。内面７８と内面８６は、上ハウジング部材７４と下ハウジング部材７６の間の移行部では、上ハウジング部材７４の底面８４の幅が移行部の下ハウジング部材７６の天面９０の幅と実質的に同様になっているという具合に整列している。更に示されている様に、内面７８と内面８６は、それら内面７８及び内面８６の外面８０及び外面８８の反対側になっている部分が全体的に湾曲している。図５及び図６はこの湾曲が弓形であるものとして示しているが、それは実質的に半円形であってもよい。これらの湾曲形状は、上ハウジング部材７４及び下ハウジング部材７６の内面７８と内面８６によって一部が形成されている流路６２及び溜め６０内のベアリングボール５６の円滑な流れを可能にさせる。更に図５及び図６に示されている様に、上ハウジング部材７４の内面７８は内向きに湾曲し、それにより上ハウジング部材７４の内面７８と天面８２の交点に傾斜移行部分９４を作り出している。
【００３１】
ハウジング部材３２のこの構成は、荷重伝達部材７２ａ又は７２ｂを下ハウジング部材７６の内面８６の底面９２とは反対側になっている部分へ連結させられるようにする。荷重伝達部材７２ａ又は７２ｂは、それぞれの吸着体セル１６のための要求される荷重を支え荷重伝達部材７２をハウジング３２内に精度よく位置決めするのに十分な何れの数の締結具及び／又はスペーサによってハウジング３２へ連結されていてもよい。但し、締結具及び／又はスペーサは、溜め６０内のベアリングボール５６の流れが阻害されることが最小限に抑えられるようにハウジング３２内に分散されているのが好ましい。荷重伝達部材７２ａ又は７２ｂは、下ハウジング部材７６の内面８６の内側に離して浮かされている。図５及び図６に示されている様に、荷重伝達部材７２ａ又は７２ｂと内面８６は相補形状を有しているので、荷重伝達部材７２ａ又は７２ｂがハウジング３２内に配置されると、実質的に一定した寸法の溜め６０及び流路６２が内面８６と荷重伝達部材７２ａ又は７２ｂの外面９６の間に形成される。荷重伝達部材７２ａ又は７２ｂの外面９６と下ハウジング部材７６の内面８６の形状はベアリングボール５６のための滑らかな流れ流路が提供されるように湾曲しているのが好ましい。図１３の荷重伝達部材７２ｃも同様に配列することができる。
【００３２】
作動時、係合位置６４にあるベアリングボール５６は、吸着体セル１６の支承面５８と支持体構造１４の支承面５９の間で転動して側方運動に対する摩擦及び抵抗を低減する。上ハウジング部材７４のベアリングボール５６を案内して転がし落とす傾斜移行部分９４に係合して支承面５８と支承面５９の間から係合位置６４を離れてゆくベアリングボール５６は、後続又は次に出てきたボールによって流路６２及び溜め６０の中へ押される。ベアリングボール５６は、体積押し退けのおかげで、流路６２及び溜め６０を通って循環し支承面５８と支承面５９の間の係合位置６４に再度配置されるまで無荷重下に自由に押されてゆくことになる。循環したベアリングボール５６は、こうして再度界面７０での動きに対する摩擦及び抵抗を低減するのに利用できるようになる。この配列は、ボールが継続的に循環して係合位置６４から流路６２及び溜め６０を通って係合位置６４に戻ることを、ＯＢＴ５４の動きの方向又は方向変更にかかわらず、自動的かつ継続的に許容する。
【００３３】
ＯＢＴ５４に採用されているベアリングボール５６は、天井表面の損耗及び傷付きを低減するようにプラスチック、デルリン、又はナイロンであるのが好ましく、というのもそれらは磁気的性質を持たないからである。アルミニウムやステンレス鋼の様な金属、また更にはテフロンの様なより軟質のプラスチック、又はより硬質のゴムボールをも含め、他の材料も用途によっては有効に働くかもしれない。認識しておきたいこととして、荷重伝達部材７２ａ、７２ｂ、及び７２ｃは相当な面積を有する支承面５８を含み、当該面積のかなりの部分がベアリングボール５６で覆われていてもよいものとする。而して、有効支承面積及びベアリングボール５６の直径と密度にも依るが、ボール当たり支承荷重は、５００ポンド（約２２６．８キログラム）又はそれ以上を支持しているシステムで使用されたとして数オンス（約５０〜１００ｇ）程に低くなり得る。この構成は、トロリー１２が、塗料又はポリマー表面被覆のどちらかで覆われた審美的に滑らかな表面を有する強磁性天井パネルの様な支持体構造１４上を、完成品天井への余計な損耗又は損傷を引き起こすことなく並進運動できるようにする。
【００３４】
図１４Ａ及び図１４Ｂは、摩擦低減荷重分散装置３０が、支持体構造１４の支承面５９に係合するように隆起した係合位置６４に配置されている複数のベアリングボール５６と、ベアリングボール５６の係合位置６４を取り囲む僅かに低くなっている環状溜め１５６と、を含んでいるＯＢＴ５４’である、或る代わりの実施形態を示している。係合位置にあるベアリングボール５６は、ハウジング３２’の天面１５４と支持体構造１４の支承面５９の間に空隙６８を提供するように係合位置６４に配置されている。而して、ハウジング３２’が支持体構造１４に対して滑走した際に係合位置６４にあるベアリングボール５６がハウジング３２’に対して並進運動すると、係合位置６４から出てゆくベアリングボール５６は同様に溜め１５６内のベアリングボール５６に係合しベアリングボール５６の押し退けを強制するので、固定体積中のベアリングボール５６同士の押し退けのせいで、ベアリングボール５６を係合位置６４へ入れたり出したりする循環及び置き換えが生じる。
【００３５】
図１５Ａ及び図１５Ｂに示されている別の代わりの実施形態は、ＯＢＴ５４’’を有する摩擦低減荷重分散装置３０を含んでおり、ここでは、荷重伝達部材７２ｄはハウジング３２’’内に配置され浮かされている環状リングである。磁石又は磁石組立体３４は、荷重伝達部材７２ｄの内円の内側に配置させることができる。言い換えるなら、荷重伝達部材７２ｄが磁石又は磁石組立体３４を取り囲んでいてもよい。図１５Ｂに最も分かり易く示されている様に、磁石又は磁石組立体３４は、ハウジング４０内に保持され及び／又はハウジング３２’’の中へ受け入れられている。ベアリングボール５６は同様にＯＢＴ５４’’内に配置され、それらは支持体構造１４の支承面５９に係合位置６４で係合し、吸着体セル１６が支持体構造１４に対して並進運動すると溜め６０を通り流路６２を通って循環してゆく。ベアリングボール５６は、同様に、磁石の天面１５８及び／又はハウジング３２’’の天面１６０との間に空隙６８を画定するように配置させることができる。この実施形態は、磁石３４の面を支承面５９により近づけて設置することをやり易くし、それにより磁石３４が支持体構造１４へ及ぼす有効磁力を増加させる。
【００３６】
ＯＢＴの基本的機能判定基準は、ベアリングボールの溜めがベアリングボールの係合位置と近接性又は流路を通じて連通していて、ボールの運動が吸着体セルの何れかの方向への並進運動時のベアリングボールの溜めに出入りする循環をもたらす、ということである。更に、係合位置の荷重伝達部材７２（図５、図６、図１３、及び図１５Ｂ）又はハウジング３２’’（図１４Ｂ）の支承面５８は、滑らかで、障害物が一切なく、ボール運動をやり易くするものでなくてはならない。
【００３７】
摩擦低減荷重分散装置３０は、本搬送システム１０での動きに対する摩擦及び抵抗を低減するうえで様々なやり方で採用することができる。１つは、摩擦低減荷重分散装置３０を上述の吸着体セル１６へ組み入れ、吸着体セル１６又は複数の吸着体セル（図１及び図２参照）をトロリーフレーム２０上へ取り付けることによるものである。吸着体セル１６をより小さいものにすること及び吸着体セル１６をより多くすることが、支持体構造（天井）１４の面５９の凸凹を補償する好適な方法である。吸着体セル１６は、天井面の平坦度完全性が一貫していないことから生じる問題を軽減するうえで助けとなるようにトロリーフレーム２０へのその取り付け方法によって水平から数度の関節運動を有するように設計されている。以上に説明されている様に、複数の吸着体セル１６が採用されている場合、各吸着体セルの互いに対する多様な関節運動度が好ましい。
【００３８】
図７は、複数の個別の磁石又は磁石アレイ９８を複数の吸着体セル１６の間に及び／又は隣接に配置させているトロリーフレーム１８を含むトロリー１２の別の実施形態を描いている。この実施形態では、吸着体セル１６は、磁石３６（図５）又は磁石アレイ３８（図６）を含む荷重伝達部材７２を含んでいてもよい。代わりに、それら吸着体セルは、磁気吸着無しで支持体構造１４への減摩擦荷重伝達だけを提供するように単純に非磁性の板である荷重伝達部材７２及び摩擦低減荷重分散装置３０を含み、磁石又は磁石アレイ９８のみが磁気吸着力を提供する、というようになっていてもよい。
【００３９】
上ハウジング部材７４の天面８２には、アクティブでも非アクティブでもよいが、封止装置（図示せず）を組み入れることもできよう。封止装置は、ハウジング３２と支持体構造１４の間の空隙６８を閉じ、而して、塵埃を一掃し摩擦低減荷重分散装置３０及び／又はＯＢＴ５４への塵埃の入り込みを予防することで汚染に因る損耗が起こるのを防止する。封止装置は、更に、ベアリングボール５６を収容し且つ支持体構造１４の支承面５９に途切れがあった場合にベアリングボール５６がシステムから出てゆかないようにするうえで役立つ。加えて、示されていない別の実施形態は、ボール側に開放メッシュ覆い（図示せず）の付いた開放口を有する下ハウジング部材７６の底面９２を含んでいて、ベアリングボール５６を素通り落下させることなく、塵埃及び異物粒子が重力によって下方に引き出されることで開放メッシュを通って排出されるようにしていてもよい。これらの追加の構成は低コストの自己清浄化システムを提供することができる。清浄化用のベルト又はディスクを再循環室の溜め側の後面を横切るように通し、ベアリングボールが周期的に拭かれてきれいになるようにする、アクティブなシステムを組み入れることもできよう。他の空気システム及び真空システムを、必要に応じ清浄化を達成するべく組み入れることもできよう。
【００４０】
トロリー１２はブレーキ１０２の様な追加の特性を含んでいてもよい。図９は、トロリー１２へ組み入れることのできるブレーキ１０２の１つの実施形態を描いている。図９は、ブレーキ磁石組立体１０４と、シャフト１０８であってトロリーフレーム１８へ連結されているスリーブ１１０内を可動である場合は一端が磁石組立体１０４へ連結されているシャフト１０８と、磁石組立体１０４とは反対側でシャフト１０８へ作動可能に接続されているブレーキレバー１１２と、ブレーキレバー１１２へ連結されているブレーキケーブル１１４と、ブレーキケーブルを引く又は解放するためのブレーキ制御機構（図示せず）と、を含むブレーキ１０２を示している。図９に示されている様に、スリーブ１１０は、フランジ及びねじの切られた外面を含んでおり、ねじ部にはナットを係合させ、それを締めてスリーブ１１０をトロリーフレーム１８上へ固着させる。シャフト１０８も磁石組立体１０４とは反対側にねじの切られた端を有しており、ねじ部にナットを係合させ、それを締めてシャフト１０８をスリーブ１１０内に固着させる。磁石組立体１０４は、ハウジング１１６と、ハウジング１１６の天面１２０上に配置されているか又は天面１２０の中へ受け入れられている磁石１１８と、支持体構造１４上でのトロリー１２の側方運動に抵抗する側方摩擦を増加させるために磁石１１８の外部面１２４上に配置されているブレーキパッド１２２と、を含んでいてもよい。ブレーキパッド１２２は、弾性、粘弾性、又は他の類似の材料であってもよい。１つの実施形態は、ゴムであるブレーキパッド１２２を含んでいる。ブレーキ制御機構は、自転車や車いすで使用されているものと同様の機械式レバー、サーボモーター機構、又は他の機械式又は電動式機構であってもよい。
【００４１】
作動時、ブレーキ制御機構によってブレーキケーブル１１４を引くと、ブレーキレバー１１２の直線変位か又は回転の何れかが生じ、シャフト１０８及び磁石組立体１０４のスリーブ１１０に対する下方並進運動を起こさせ、それによりブレーキパッド１２２が支持体構造１４の支承面５９に当てた支承から係合解除される。その結果、トロリー１２は支持体構造１４の支承面５９と実質的に平行な何れの方向にも自由に動けるようになる。ブレーキ１０２を掛けるには、ブレーキ制御機構にケーブルを解放させるよう仕向け、磁石１１８の磁力が強磁性支持体構造１４へ引き寄せられるようにし、それによりシャフト１０８及び磁石組立体１０４のスリーブ１１０に対する支持体構造１４の支承面５９に向かう並進運動を生じさせ、最終的に支承面５９に当接して支承させる。同様の効果を有する制動システムの他の構成も本発明の範囲内である。
【００４２】
トロリー１２の１つ又はそれ以上の実施形態は、更に、自動化された駆動システム（図示せず）を含んでいてもよい。その様な自動化された駆動システムは、支持体構造１４の支承面５９に係合する駆動輪であってサーボモーターの様な１つ又はそれ以上のモーターによって駆動されていてもよい駆動輪を含んでいる。自動化された駆動システムは、使用者が本搬送システムの運動及び方向を制御できるようにする有線又は無線の制御システムを含んでいてもよい。
【００４３】
また、トロリー１２の１つ又はそれ以上の実施形態は、過荷重保護装置又は過荷重防止装置（図示せず）を含んでいてもよい。これらの装置は、秤の様な計算装置又は或る一定の印加荷重が掛かると警報が音を発するか又はシステムがブレーキを係合して荷重の運動を防止する他の装置を組み入れていてもよい。代わりに、大き過ぎる荷重が加えられると破損しそれにより本搬送システムを作動不能にせしめるヒューズ部材が組み入れられていてもよい。数多くの通報システム、警報システム、及び／又は測定システムが本発明の範囲内にある。
【００４４】
支持体構造１４（図１、図８、図１０、及び図１１に示されている天井）は、強磁性であるという一次的機能性を提供するとともに実質的に滑らかな及び／又は平面状の面を提供し、その上をトロリー１２が当該滑らかな面に実質的に平行な何れの方向にも並進運動できるようにしている。支持体構造１４は建物の荷重支承構造の要素としての働きもしていて、そこから本搬送システム１０を使用して物体を懸吊し搬送することができる。支持体構造１４は、概して、強度のある強磁性材料を含んでいるか又は外（又は支承）面５９に適正に近接していなくてはならない。軟鋼は試験して成功であったが、トロリーが表面を横切って動いてゆく際に自身に残留磁化を来たすことなく帯磁から消磁への絶え間ない遷移に耐え得るより適正な合金ならより確実に役目を果たすであろう。１つのその様な材料に冷間圧延無方向性珪素鋼（「ＣＲＮＧＯ」）があり、それは軟磁（帯磁したままであることを嫌う）特性を求めて作製されているものである。但し、本発明は或る特定の材料に限定されず、何れの強磁性材料が実施されてもよい。
【００４５】
１つの実施形態（図示せず）では、支持体構造１４は、単純に、建物の下層の構造的支持体部材へ固着されている鋼又は鉄の板であってもよい。この実施形態は、厚肉中実板を必要とする大荷重の搬送には重量的及び費用的に実施が極めて困難になるかもしれない。支持体構造１４の別の実施形態は、複数の構造的天井パネル１２４を含む天井を備えている。図１０には、支持体構造（天井）１４の天井パネル１２４の１つの実施形態が示されている。天井パネル１２４は、外側の強磁性層１２６、上側の外層１２８、及び充填材層１３０、を備えていてもよい。１つの実施形態では、外側の強磁性層１２６、上側の層１２８、及び充填材層１３０は、接着剤又は樹脂によって全て一体に結着されている。天井パネル１２４は、構造的支持体間で本搬送システム１０の設計荷重容量を支えるように構成されている荷重支承構造的パネルであるのが好ましい。図１、図１１、及び図１２に示されている様に、天井１４を支持体構造として利用する場合、天井１４は複数の天井パネル１２４で構成されていてもよい。天井パネル１２４は、重量が実用可能に軽量であるのが好ましい。材料重量は費用及び設置の容易さと関係がある。天井パネル１２４又はその諸部分は、最も軽量で最も容易に商業化される形態を目指して技術工夫が凝らされてもよい。天井パネル１２４は、審美的に好感の持てる外観を提供するように塗装又は粉末被覆されていてもよい。代わりに、別の実施形態では、天井パネル１２４は、更に、３００系ステンレス鋼、アルマイト、また更には硬質ポリマー被覆の様な、強磁性の性質を持つもの又は持たないものを含め、薄手のより硬質な外側の耐摩耗面を外観目的で含んでいてもよい。但し、トロリー１２を乗せ強磁性層１２６へ吸い付かせる面として何れの滑らかで平坦な面を採用することも実施可能であろう。
【００４６】
図１０に戻り、外側の支承層１２６は、上述の強磁性材料の１枚又はそれ以上のシートであってもよい。代わりに、外側の支承層１２６は充填材層１３０へ塗工されている強磁性被覆であってもよい。外側の支承層１２６の総厚又はゲージはトロリー１２によって生成される全磁場を吸収するに足るように選択されるものであって遥かに上回るように選択されるものではなく、というのは、特に外側の支承層の厚さに冗長性があれば、それは天井タイル１２４への費用と重量を加増させるだけであって明らかな恩恵は何もないからである。外側の支承層１２６の平坦度及び隣り合う天井タイル１２４同士の整列度もまた、トロリー及びその吸着体セルが天井１４全体を容易に横断できるようにするうえで実質的に滑らか及び／又は平面状であるのが好ましい。
【００４７】
上側の層１２８は、何れの実質的に剛性のある材料の１枚又はそれ以上のシートであってもよい。上側の層１２８は、鋼やアルミニウムの様な何れかの金属のシートであってもよいし、実質的に剛性のあるポリマー材料であってもよい。上側の層１２８は強磁性である必要はない。或る実施形態（図示せず）は、より剛性のあるパネルを提供するべく隆起したリブ又は隆起した中心部分を有する上側層１２８を含んでいる。充填材層１３０は、建築用製品に使用されているものと同様の何れの材料から作られていてもよい。一部の実施形態は、剛性又は実質的に剛性の発泡体又はハニカムを含んでいる。一部の実施形態は、ベニヤ板、ＯＳＢ、ＭＤＦ、又は削片板の様な木材を基材とするシート材料を含んでいる。新しい軽量複合板も利用できる。充填材層１３０はその様な材料の１枚又はそれ以上の薄いシートであってもよい。充填材層１３０は、下からの引く力を支持しそれらを天板層１２８と支承層１２６の間で表皮層へ分散させるにはその引張及び剪断の容量が十分に強くなくてはならないであろう。１つの実施形態では、単一のモジュール天井タイル１２４は、１６インチ（約４０．６４センチメートル）平方であり、１０ポンド（約４．５３キログラム）以下の重量であるのが好ましい。但し、天井パネル１２４は、製造、設置、及び／又は所望の荷重容量を実施し易くするうえで実現可能な何れの長さ、幅、及び厚さを有していてもよい。
【００４８】
支持体構造又は天井１４は、実質的に滑らか、平坦、及び／又は平面状の面であるのが好ましい。パネルの強磁性面で好適とされる平坦度完全性を現出させる１つの方法を築き試験したところ成功であった。この方法は、比較的薄い強磁性軟鋼材料の層を数層一体に支承層１２６とし、上側の層１２８としての別の非常に薄いシート材料の安定化層を充填材層１３０である別のシート材料と共に有するコア材料と組み合わせてラミネート加工することから成る。上側の層１２８のシート材料を金属とし、充填材層１３０のシート材料をベニヤ板としてもよいが、他のシート材料も本発明の範囲内である。複合天井パネル層を組み立て、同時にエポキシの様な接着剤系で互いに結着させ、層を真っ平らな面に当てて押圧した状態に保持しながら硬化させればよい。これは、真空袋詰技法を用いて行ったが、より単純には、機械式、油圧式、空気、又は他の型式の圧縮を掛ける機構である例えば重り、油圧プレス、又は圧縮ローラーの様な、何らかの圧縮荷重下に遂行されてもよい。このプロセスは、平坦な成形面にきつく押し当てて薄シート層を形成させ硬化させることが可能であるので、極めて平坦な面をもたらす。はるかに厚い板なら、はるかに重い材料及び同じ平坦度を得るための高価な機械加工が必要になるはずである。加えて、上記プロセスを用いる天井パネル１２４の形成は、所望に応じ形成中に１つ又はそれ以上の接続要素を天井パネル１２４へ結着する及び／又は天井パネル１２４へと一体形成することを可能にさせる。
【００４９】
図１１に示されている様に、天井１４の天井パネル１２４は、典型的な木枠の天井枠組レイアウトへ設置されている。但し、天井パネル１２４は、何れかの鋼、コンクリート、木材、又はそれらの他の組合せの構造へ、既知の技法を用いて取り付けられてもよい。図１１に示されている様に、天井パネル１２４は、ボルト、釘、又は螺子の様な、締結具を使用して天井根太１３２へ直に連結又は締結されていてもよい。加えて、止め金具１３６が用いられていてもよい。滑らか及び／又は平坦な支承面を作り出すのにシム１３４が必要になる場合もある。加えて、止め金具１３６は、パネルの位置を調節可能にできる垂直方向調節能力を含んでいてもよい。天井パネル１２４は、滑らかな面のためのパネルの整列をやり易くするために、示されている様に本実矧係合１３８を含んでいてもよいし相決り１４０を有していてもよい。
【００５０】
図１１に更に示されている様に、天井１４の或る実施形態は、示されている根太１３２と下堰板層１４４の間に配置されている照明又は他の取付具１４２を含むことができる。取付具１４２は、強磁性の格子又はディフューザ１５０が中に組み入れられているプレキシガラス、ポリカーボネート、又は他の透明な材料カバー１４８を露出させた取付具１４２内に照明１４６を収容して含んでいてもよく、そうすれば天井に「死」点は無くなる。プレキシガラス、ポリカーボネート、又は他の透明な材料カバー１４８は、天井パネル１２４と取付具１４２の間に滑らかな移行部を提供するように設置されるものとする。加えて、天井ファンや他の照明取付具などの様な取付具のせいで表面に突出がある場合、囲い又は緩衝器１５２を天井パネル１２４又は天井１４上に設置してトロリー１２が取付具にぶつからないようにしてもよい。天井を設置する場合、取り外しパネル（図示せず）を設置するか又は容易に取り外せるように構成しておいて、トロリー１２をこのタイルへ動かしタイルをトロリー１２の付着した状態で容易に取り外せるようにしておけば、トロリー１２の除去及び／又は点検修理が可能になる。代わりに、１つ又はそれ以上のパネルを非強磁性材料にしておき、作動中は取り外し可能な囲い又は緩衝器にトロリーがこのパネル上へ進んでくるのを防止させ、但しトロリーを取り外すことが望ましくなった場合には囲い又は緩衝器を取り外してトロリーを当該非強磁性パネル上へ滑走させるようにすれば、トロリー１２を容易に支持体構造１４から除去できる。天井パネルの他の実施形態は、従来型吊天井に似た支持体構造ではあるが但しトロリー１２及び支持される要素の構造的荷重を支えるように技術的工夫の施されたシステムを有する支持体構造から懸吊されている。
【００５１】
支持体構造１４は、天井、壁、床、又は何れかの他の面又は部材とすることができる。仮使用向けの実施形態及び／又は可搬式である実施形態を提供することも本発明の範囲内である。この実施形態では、「仮設」基礎構造は、部屋の周囲及び／又は内部の周りに間隔を空けて配置させる追加の支柱とそれら柱によって支持される所望の荷重を支えるように設計された梁システムを併せて用いて建築することができる。天井構造又は支持体構造１４は、梁システム上に設置されてもよい。この実施形態は、居宅的用途の場合に、それが元の仕上がりを無傷に維持でき、撤去に際してシステムを取り除いて自宅をその元の仕上がりに復帰させるのに大して建築費用が掛からないという点で望ましいであろう。
【００５２】
使用において、本搬送システム１０の実施形態には数多くの用途があり、一例として、居宅又は施設での移動性の提供又は支援を必要とする高齢者、怪我人、及び／又は身障者の搬送における使用がある。例えば、図１２に示されている様に、本搬送システムの或る実施形態が自宅、病院、又は老人ホームの部屋２００にあるものとして示されている。部屋２００は、生活環境全体の上方に設置された天井パネル１２４を備えている天井２０２である支持体構造１４を含んでいる。図１２は、更に、第２の部屋即ち玄関２０４を示しており、玄関２０４も部屋全体を覆って設置されている天井パネル１２４を備えている天井２０６である支持体構造１４を含んでいる。天井２０２と天井２０６の間の滑らか及び／又は継ぎ目のない移行部２０８が示されている。
【００５３】
図１２に示されている様に、天井２０２にはトロリー１２が配置されている。使用者２１０は、トロリー１２側に配置されているホイスト２１４へケーブル又はストラップ２１６によって接続されているハーネス２１２を着用することができる。ホイスト２１４は、有線又は無線制御によって作動可能になっていて、使用者２１０の体重の全部又は一部を支えることができるようになっている。ホイスト２１４は、使用者２１０を持ち上げ地上から浮き上がらせるようになっていてもよい。使用者２１０は、ブレーキケーブル１１４の一端に配置されている機械式ブレーキ解放ハンドル２１８を使用して、トロリー１２を固定位置又は制動位置から自由にさせることができる。解放ハンドル２１８は、ホイスト２１４又は何れかの他の望ましい機能を作動させる他の制御、例えばモーターが天井１４のトロリー１２を動かすための制御など、を含んでいてもよい。使用者２１０がブレーキハンドル２１８を強く握ることによってブレーキを解放すれば、トロリー１２は天井２０２を部屋２００の何処へでも横方向に動かされてゆく。これは、軌道を必要とするシステムに勝る有意な改善である。加えて、部屋２０４も滑らかな移行部２０８のある天井２０６を有しているため、使用者２１０は搬送システム１０によって支援を提供されながら部屋２００から部屋２０４へ歩いてゆくことができる。部屋若しくは一階建ての建物内での使用者２１０の運動に関しては、支持体構造１４が構造全体を通して滑らかな天井として設置されている限り何らの制限もない。同様に、看護師又は家庭保健師がホイスト２１４を使用して患者を持ち上げるということもあり、その場合、看護師又は家庭保健師は制御を利用してブレーキを解放させ、患者を支援させるか又は患者を自力で動けるようにすることができる。更に図１２は、１つの実施形態では容易に取り外せるようになっていることもあれば別の実施形態では囲い又は緩衝器によって保護されている非強磁性材料のこともある取り外しパネル２２０を示している。取り外しパネル２２０は、トロリー１２の支持体構造１４との係合からの容易解除をやり易くする。
【００５４】
その上、本磁石式搬送システム１０は、更に、複数のトロリーを使用して同時に２つ以上の物体が支持されることを可能にさせる。具体的には、利点は、複数の物体／使用者が支持面から支持され又は懸吊され、支持面が荷重パターンを支えるように設計されたものである限り各物体／使用者が支持面全体に亘る最大限の運動アクセス性を同時に持てることである。上方の天井／床の過荷重を予防するため、使用者間の最小限の間隔取りが、トロリー上に配置されている間隔取り機構、例えば最小限の間隔取りを確保するためのフェンスなど、を利用して制御されるようになっていてもよい。例えば、病院内の複数患者が本磁石式搬送装置１０を使用して支持されているとして、各患者は天井が設置されている何れの区域へも最大限のアクセスを有することができる。而して何れの使用者も、ホールで同方向又は逆方向に進みながら又は同じ治療室内で又は食堂で互いにすれ違うことができ、その間中ずっと、天井を有する部屋のどの部分にも束縛されずにアクセスできる。この柔軟性は既存の搬送システムでは実現されない。その上、この柔軟性及び特性は、多様な設定、用途、及び産業での本磁石式搬送システム１０の使用にも役立つ。
【００５５】
本願の磁石式搬送システム１０は、ヒトの移動用途に加え多くの他の用途を有していることが認識されるであろう。一般に、磁石式搬送システム１０は、物体を固定させる又は懸吊することのできる代わりの面を提供する。磁石式搬送システム１０は、物体を位置決めし保持するのに使用することのできる複数の面を床に追加して提供するので、室内の物体のレイアウトにおける柔軟性が大いに改善される。例えば、医療処置室内の機器を各自のトロリーへ取り付けて天井から吊り下げることもできる。この応用は医療処置室の床空間を空けることができる。磁石式搬送システム１０は、工業的用途では、製品を製造時にステーションからステーションへ搬送したり、重い物体を製造工場又は梱包工場の中でたった一人のオペレータを使用して又は手動オペレータ若しくはロボットの様な自動制御システムによって制御される動力ユニットを使用してあちこち動かしたりするのに使用することができる。
【００５６】
本発明の磁石式搬送システム１０の他の使用は、商業的会合空間のレイアウトであろう。可動式壁パネルを１つ又はそれ以上のトロリーに支持させれば、壁パネルを動かし強磁性天井パネルを有する部屋の何れの場所にも選択的に位置付けることができる。磁石式搬送システム１０は、更に、居宅的、商業的展示、又は実験室の用途で、棚材料、芸術作品、照明、機器、看板、及び／又は対話型情報を吊るのにも使用することができ、それら物品は１つ又はそれ以上のトロリーを使用して部屋内の何処にでも容易に配置し直すことができる。本磁石式搬送システムの別の実現可能な用途は、演劇及び映画のセット、映像製作、及び／又は写真撮影の環境にあり、照明、小道具、フィルタ、カメラ、及び他の物体を可動式にして容易に位置換えできるようにはしたいが使用中は所望場所でその場にしっかりと保持させたい場合である。
【００５７】
本磁石式搬送システム１０は、普通は天井に取り付けられることのない多くの物体を今や磁力で上方に取り付けられるようにする。無生物物体を容易に位置決めしその場にロックできるようにする特別なトロリーは、この技術の単純な派生形である。また、本技術は、手術室の様な用途では重い物体を容易に床に固着させる及び床上を動かすのに有用であり、ブレーキを使用すれば手術台を床上に磁力で固定することができるし、しかも清掃又は再構成の場合には摩擦低減荷重分散装置を使用して部屋内をあちこち容易に動かすことができる。
【００５８】
以上の説明から明らかな様に、本発明の一部の態様はここに示されている実施例の特定の詳細事項に限定されない。従って、他の類似又は関連の特性又は技法を使用する他の修正及び適用が当業者には想起されるであろうと考えている。故に、本発明の精神及び範囲から逸脱しない全てのその様な修正、変形、及び他の使用及び適用は、本発明によって網羅されると見なされるものとする。
【００５９】
本発明の他の態様、目的、及び利点は、図面、開示事項、及び付随の特許請求の範囲の考察から得ることができよう。
【符号の説明】
【００６０】
１０  磁石式搬送システム
１２  トロリー
１４  支持体構造（天井）
１６  吸着体セル
１８  トロリーフレーム
２０、２０ａ、２０ｂ  板
２２  腕部
２３  リンク部材
２４  締結具
２５  関節運動式コネクタ
２６  カラー
２７  グロメット又はワッシャ
２８  吊り具
３０  摩擦低減荷重分散装置
３２、３２’、３２’’  ハウジング
３４  磁石又は磁石アレイ（組立体）
３６  単一磁石
３８  磁石アレイ
４０  強磁性体ホルダ
４１  ハウジング
４２  磁石前面
４４  磁石後面
４６、４６ａ、４６ｂ  永久磁石
４７  スペーサ
４８  強磁性の後板
４９  支承板、前板
５０  磁石アレイの後面
５２  磁石アレイの前面
５３  後板の後面
５４、５４’、５４’’  開放型ボールトランスファー装置（ＯＢＴ）
５６  ベアリングボール
５８  吸着体セルの支承面
５９  支持体構造の支承面
６０  溜め
６２  流路
６４  係合位置
６８  空隙
７０  界面
７２、７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、７２ｄ  荷重伝達部材
７４  上ハウジング部材
７６  下ハウジング部材
７８  上ハウジングの内面
８０  上ハウジングの外面
８２  上ハウジングの天面
８４  上ハウジングの底面
８６  下ハウジングの内面
８８  下ハウジングの外面
９０  下ハウジングの天面
９２  下ハウジングの底面
９４  傾斜移行部分
９６  荷重伝達部材の外面
９８  磁石又は磁石アレイ
１００  カバー
１０２  ブレーキ
１０４  ブレーキ磁石組立体
１０８  シャフト
１１０  スリーブ
１１２  ブレーキレバー
１１４  支持体構造
１１６  ハウジング
１１８  トロリーフレーム
１２０  ハウジングの天面
１２２  ブレーキパッド
１２４  磁石の外部面（図９）
１２４  天井パネル
１２６  外側の強磁性層
１２８  上側の外層
１３０  充填材層
１３２  天井根太
１３４  シム
１３６  止め金具
１３８  本実矧係合
１４０  相決り
１４２  取付具
１４４  下堰板層
１４６  照明
１４８  透明な材料カバー
１５０  強磁性の格子又はディフューザ
１５２  囲い又は緩衝器
１５４  ハウジング３２’の天面
１５６  環状溜め
１５８  磁石の天面
１６０  ハウジング３２’’の天面
２００  部屋
２０２  部屋の天井
２０４  玄関
２０６  玄関の天井
２０８  移行部
２１０  使用者
２１２  ハーネス
２１４  ホイスト
２１６  ケーブル又はストラップ
２１８  機械式ブレーキ解放ハンドル
２２０  取り外しパネル
Ｄ１  支承面間距離
Ｒ  摩擦低減荷重分散装置支承面の半径
【図１】
0006483119.tif 000002
【図２】
0006483119.tif 000003
【図３】
0006483119.tif 000004
【図４】
0006483119.tif 000005
【図５】
0006483119.tif 000006
【図６】
0006483119.tif 000007
【図７】
0006483119.tif 000008
【図８】
0006483119.tif 000009
【図９】
0006483119.tif 000010
【図１０】
0006483119.tif 000011
【図１１】
0006483119.tif 000012
【図１２】
0006483119.tif 000013
【図１３】
0006483119.tif 000014
【図１４Ａ】
0006483119.tif 000015
【図１４Ｂ】
0006483119.tif 000016
【図１５Ａ】
0006483119.tif 000017
【図１５Ｂ】
0006483119.tif 000018