(57)【要約】【課題】鉄道線路のようなレールに対して、物体を磁気浮上させ、磁気加速することが可能である装置、システムおよび方法を提供する。【解決手段】物体を浮上移動する装置、システムおよび方法が開示、説明される。実施形態は、相互に当接する永久磁石を有する下部レールを備え、その永久磁石は各下部レールの上面が同一極性を有するように並べられた線路と、下部レールと揃えられ、下部永久磁石の極性と逆になるように向けられた永久磁石を有する上部レールを具備した物体と、を具体化する。下部レールおよび／または上部レールの後側に鉄製バッキングプレートが組み込まれる。一部の実施形態では、導電性材料の第３のレールと、第３のレールの近傍に位置決めされた駆動ディスクと、が組み込まれる。駆動ディスクの永久磁石は、下部レールよりも上部レールを加速するため、第３のレールが存在する場合に駆動ディスクと共に回転させられる。【選択図】図５
2004534496.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体を磁気浮上させ移動するシステムであって、
複数の第１のレールを有する線路が設けられ、前記複数の第１のレールは前記線路の長手方向に沿って横方向の間隔をあけられ、前記第１のレールの各々は、前記第１のレールの各々の上面が前記長手方向の動作可能部分に沿って同一の極性を有するように、相互に磁性が揃えられた複数の永久磁石を担持し、
前記第１のレールと揃うように構成された複数の第２のレールを有する物体が設けられ、前記第２のレールの各々は、前記物体が前記線路の上に浮上するように、対応した前記第１のレールの永久磁石の極性と逆になるように向けられた複数の永久磁石を担持し、
前記線路の長手方向に延びる導電性材料製の第３のレールが設けられ、
前記物体に結合され、前記物体に対して回転軸の周りに回転するディスクが設けられ、前記ディスクは前記回転軸の周りに間隔をあけられた複数の永久磁石を有し、前記ディスクはその一部分が前記第３のレールの直ぐ近くに位置決めされ、前記ディスクは、第３のレールが存在する場合に、前記線路に対して前記物体を加速および減速するため、前記ディスクの前記永久磁石と前記第３のレールの前記導電性材料との間に渦電流が生成されるように回転制御可能である、システム。
【請求項２】
前記複数の第１のレールは２本の第１のレールを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第１のレール内の前記複数の永久磁石の各々は、当該第１のレール内の隣接した永久磁石と接触している、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記第１のレール内の永久磁石の横方向寸法は前記第２のレール内の対応した永久磁石の横方向寸法とは異なる、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記第１のレール内の永久磁石の横方向寸法は前記第２のレール内の対応した永久磁石の横方向寸法とは異なる、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
少なくとも一つの前記第１のレール内の複数の永久磁石と接触した鉄製保護部材を更に含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
少なくとも一つの前記第１のレール内の複数の永久磁石と接触した第１の鉄製保護部材と、少なくとも一つの前記第２のレール内の複数の永久磁石と接触した第２の鉄製保護部材と、を更に含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記第１のレールの各々の複数の永久磁石と接触した鉄製保護部材を更に含み、前記保護部材は前記レールの表面から最も離れている永久磁石の表面に位置決めされている、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
鉄製保護部、および、前記第１のレールの各々の導電性カバーが更に設けられ、前記保護部は、前記第１のレール内の複数の永久磁石と接触し、前記レールの上面から最も離れている永久磁石の表面に位置決めされ、前記カバーは前記第１のレールの上面に位置決めされている、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記物体が前記線路と揃えられた状態を保つため、前記線路および前記物体に結合された案内部材を更に含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記物体を前記線路と揃えられた状態に保つため、前記線路に結合された案内部材と、前記物体に結合された相補的な形状のローラーとを更に含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記物体に結合されたローラーが更に設けられ、前記ローラーは、前記物体を前記線路と揃えられた状態に保つため、前記線路からあるギャップによって間隔をあけられている、請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記第３のレールは細長いプレートの形状であり、前記回転軸は少なくとも実質的に前記プレートと直交している、請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
物体を磁気浮上させるシステムであって、
複数の第１のレールを有する線路が設けられ、前記複数の第１のレールは前記線路の長手方向に沿って横方向の間隔をあけられ、
前記第１のレールと結合された第１の複数の永久磁石が設けられ、前記第１の複数の永久磁石の極性は、前記第１のレールの各々の上面が前記長手方向の動作可能部分に沿って同一の極性をもつように揃えられ、前記第１のレール内の前記第１の複数の永久磁石の各々は隣接した永久磁石と接触し、
前記第１の複数の永久磁石と接触する前記第１のレールの各々と接触した第１の鉄製保護部が設けられ、
前記複数の第１のレールの長手方向の一部と少なくとも実質的に揃えられた第２の複数のレールを有する物体が設けられ、
前記物体が前記線路の上に浮上するように、前記第１のレール内の前記複数の永久磁石の極性と逆にするために揃えられた第２の複数の永久磁石が設けられ、
前記第２の複数の永久磁石と接触する第２のレールの各々に鉄製の第２の保護部が設けられている、システム。
【請求項１５】
第３のレールおよび駆動ディスクが更に設けられ、前記第３のレールは、導電性材料製であり、前記線路の長手方向に延び、前記駆動ディスクは、前記物体に対して回転軸の周りに回転するように前記物体に結合され、前記駆動ディスクは前記回転軸の周りに間隔をあけられた複数の永久磁石を含み、前記駆動ディスクは、その一部分が前記第３のレールの直ぐ近くに位置決めされ、第３のレールが存在する場合に、前記線路に対して前記物体を加速および減速するため、前記ディスクの前記永久磁石と前記第３のレールの前記導電性材料との間に渦電流が生成されるように回転制御可能である、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記第１の複数の永久磁石の横方向寸法は、対応した前記第２の複数の永久磁石の横方向寸法と異なる、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１７】
前記第１の複数の永久磁石の横方向寸法は、対応した前記第２の複数の永久磁石の横方向寸法よりも小さい、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１８】
第１の保護部材は、前記レールの上面から最も離れている前記第１の複数の永久磁石の表面に位置決めされる、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１９】
導電性カバーを更に有し、前記第１の保護部は、前記レールの上面から最も離れている前記第１の複数の永久磁石の表面に位置決めされ、前記カバーは前記第１のレールの上面に位置決めされている、請求項１４に記載のシステム。
【請求項２０】
前記物体を前記線路と揃った状態に保つため、前記線路および前記物体に結合された案内部材を更に有する、請求項１４に記載のシステム。
【請求項２１】
前記物体を前記線路と揃った状態に保つため、前記線路に結合された案内部材と、前記物体に結合された相補的な形状のローラーと、を更に含む、請求項１４に記載のシステム。
【請求項２２】
前記物体を前記線路と揃った状態に保つため、前記物体に結合されたローラーを更に含み、前記ローラーはギャップによって前記線路から離されている、請求項１４に記載のシステム。
【請求項２３】
前記第３のレールは細長いプレートの形状であり、前記回転軸は少なくとも実質的に前記プレートと直交している、請求項１４に記載のシステム。
【請求項２４】
相互に横方向に間隔を設けられた複数の第１のレールを有し、前記第１のレールの各々はその長手方向に分布した第１の複数の永久磁石を有する、物体を磁気浮上させるシステムであって、
複数の第２のレールを有する線路が設けられ、前記物体が前記線路の上に浮上しているとき、前記複数の第２のレールは前記物体上の前記複数の第１のレールと揃うように位置決めされ、
前記第２のレールに結合された第２の複数の永久磁石が設けられ、前記第２の複数の永久磁石の極性は、前記第２のレールの各々の上面が前記長手方向の動作可能部分に沿って同一の極性をもつように揃えられ、前記第１のレール内の前記第２の複数の永久磁石の各々は隣接した永久磁石と接触し、
前記第１の複数の永久磁石を収容する鉄製保護部が設けられ、前記鉄製保護部は前記上面から最も離れている第２の複数の永久磁石の側面に位置決めされる、システム。
【請求項２５】
前記第１の複数の永久磁石の横方向寸法は、対応した前記第２の複数の永久磁石の横方向寸法と異なる、請求項２４に記載のシステム。
【請求項２６】
前記第１の複数の永久磁石の横方向寸法は、対応した前記第２の複数の永久磁石の横方向寸法よりも小さい、請求項２４に記載のシステム。
【請求項２７】
前記第２のレールの上面に位置決めされた導電性カバーを更に有する、請求項２４に記載のシステム。
【請求項２８】
前記第２の複数の永久磁石の長手方向寸法は、対応した前記第１の複数の永久磁石の長手方向寸法とは異なる、請求項２４に記載のシステム。
【請求項２９】
前記第２の複数の永久磁石の長手方向寸法は、対応した前記第１の複数の永久磁石の長手方向寸法よりも短い、請求項２４に記載のシステム。
【請求項３０】
極性が揃えられた第１の複数の永久磁石を各々に有する第１のレールの対と、長手方向に沿って延びる導電性材料製の第２のレールと、を含む線路の上に浮上し、線路の長手方向に沿って移動するカートであって、
前記第１のレールの対と少なくとも実質的に揃えることが可能である第３のレールの対と、
前記第３のレールの対に結合され、物体が前記線路の上に浮上するように、前記第１のレール内の前記複数の永久磁石の極性と逆にするために揃えられた第２の複数の永久磁石と、
前記第２の複数の永久磁石と接触する鉄製保護部と、
当該カートに結合され、当該カートに対して回転軸の周りに回転する前記ディスクと、を有し、前記ディスクは、前記回転軸の周りに間隔をあけられた複数の永久磁石を含み、前記ディスクは、その一部分が前記第２のレールの直ぐ近くに位置決めされ、第２のレールが存在する場合に、前記線路に対して物体を加速および減速するため、前記ディスクの前記永久磁石と前記第２のレールの前記導電性材料との間に渦電流が生成されるように回転制御可能である、カート。
【請求項３１】
前記物体を前記線路と揃った状態に保つため、前記物体に結合された案内部材を更に有する、請求項３０に記載のカート。
【請求項３２】
前記カートに結合されたローラーを更に有し、前記ローラーは、当該カートを前記線路と揃った状態に保つため、前記第１のレールからあるギャップによって離されるように位置決めされている、請求項３０に記載のカート。
【請求項３３】
前記第２のレールは細長いプレートの形状であり、前記回転軸は、前記プレートと少なくとも実質的に直交するように揃えられている、
請求項３０に記載のカート。
【請求項３４】
前記第２の複数の永久磁石は前記第３のレールの対に移動可能に結合されている、請求項３０に記載のカート。
【請求項３５】
前記第２の複数の永久磁石は、前記第２の複数の永久磁石の各々が対応する前記第３のレールに対して横方向に移動できるように、前記第３のレールの対に結合されている、請求項３０に記載のカート。
【請求項３６】
前記第２の複数の永久磁石は、対応する前記第３のレールに対して横方向に移動できるように、前記第３のレールの対に摺動可能に結合されている、請求項３０に記載のカート。
【請求項３７】
前記第２の複数の永久磁石は、対応する前記第３のレールに対して横方向に移動できるように、前記第３のレールの対に摺動可能に結合され、前記第２の複数の永久磁石の各々に結合された少なくとも一つの案内部材が更に設けられ、前記少なくとも一つの案内部材は、当該カートの前記線路に対する横方向移動によって、前記第２の複数の磁石のうちの少なくとも一つを横方向に移動させるため、動作中に前記第１のレールのうちの一つと接触するように位置決めされている、請求項３０に記載のカート。
【請求項３８】
物体を線路の上に浮上させる方法であって、
第１の複数の永久磁石をそれらの極性が上向きに揃った状態で前記線路に固定し、
前記第１の複数の永久磁石の各々を鉄製材料と接触させ、
前記線路と揃うように位置決めされ、前記第１の複数の永久磁石と逆になるように揃えられた極性をもつ第２の複数の永久磁石を有する物体を準備し、
前記第２の複数の永久磁石の各々を鉄製材料と接触させる、方法。
【請求項３９】
物体を線路の上に浮上させ、前記物体を前記線路に沿って移動させる方法であって、
第１の複数の永久磁石をそれらの極性が上向きに揃った状態で前記線路に固定し、
前記第１の複数の永久磁石の各々を鉄製材料と接触させ、
前記線路と揃うように位置決めされ、前記第１の複数の永久磁石と逆になるように揃えられた極性をもつ第２の複数の永久磁石を有する物体を準備し、
前記第２の複数の永久磁石の各々を鉄製材料と接触させ、
導電性材料のレールを前記線路の長手方向に沿って位置決めし、
前記レールと前記ディスク内の前記永久磁石との間の渦力が前記物体を前記線路に対して移動させるように、前記導電性材料のレールの近くで永久磁石を担持するディスクを回転させる、方法。
【請求項４０】
物体を磁気浮上させ移動するシステムであって、
少なくとも一つの第１のレールを有する線路が設けられ、前記第１のレールは前記線路の長手方向に沿って延び、前記第１のレールは、前記第１のレールの各々の上面が前記長手方向の動作可能部分に沿って同一の極性を有するように、相互に磁性が揃えられた複数の第１の永久磁石を担持し、前記第１の永久磁石の各々は前記線路の方向に第１の長さがあり、
前記少なくとも一つの第１のレールと揃うように構成された少なくとも一つの第２のレールを有する物体が設けられ、前記物体が前記線路の上に浮上するように、前記第２のレールは、対応した前記第１のレール内の前記複数の永久磁石と逆向きにされた複数の第２の永久磁石を担持し、前記第２の永久磁石の各々は前記線路の方向に第２の長さがあり、前記第２の長さは前記第１の長さとは異なり、
導電性材料製の第３のレールが設けられ、前記第３のレールは前記線路の長手方向に延び、
前記物体に結合され、前記物体に対して回転軸の周りに回転する少なくとも一つのディスクが設けられ、前記少なくとも一つのディスクは前記回転軸の周りに間隔をあけられた複数の永久磁石を含み、前記少なくとも一つのディスクは、その一部分が前記第３のレールの直ぐ近くに位置決めされ、前記第３のレールが存在する場合に、前記線路に対して前記物体を加速および減速するため、前記ディスク内の前記永久磁石と前記第３のレールの前記導電性材料との間に渦電流が生成されるように回転制御可能である、システム。
【請求項４１】
前記複数の第１のレールは二つの第１のレールを含む、請求項４０に記載のシステム。
【請求項４２】
前記第１のレール内の前記複数の第１の永久磁石の各々は、当該第１のレール内の隣接した第１の永久磁石と接触している、請求項４０に記載のシステム。
【請求項４３】
第１の永久磁石の横方向寸法は対応した第２の永久磁石の横方向寸法とは異なる、請求項４０に記載のシステム。
【請求項４４】
第１の永久磁石の横方向寸法は対応した第２の永久磁石の横方向寸法よりも小さい、請求項４０に記載のシステム。
【請求項４５】
前記少なくも一つの第１のレール内の前記複数の第１の永久磁石と接触した鉄製保護部材を更に含む、請求項４０に記載のシステム。
【請求項４６】
前記複数の第１の永久磁石と接触した第１の鉄製保護部材と、前記第２の複数の永久磁石と接触した第２の鉄製保護部材と、を更に有する、請求項４０に記載のシステム。
【請求項４７】
前記複数の第１の永久磁石と接触した鉄製保護部材を更に有し、前記保護部材は、前記レールの上面から最も離れている第１の永久磁石の表面に位置決めされる、請求項４０に記載のシステム。
【請求項４８】
鉄製保護部、および、前記少なくとも一つの第１のレールを覆う導電性カバーを更に有し、前記保護部は、前記第１の永久磁石と接触し、前記レールの上面から最も離れている前記第１の永久磁石の表面に位置決めされ、前記カバーは前記第１のレールの上面に位置決めされている、請求項４０に記載のシステム。
【請求項４９】
前記物体を前記線路と揃った状態に保つため、前記線路および前記物体に結合された案内部材を更に有する、請求項４０に記載のシステム。
【請求項５０】
前記物体を前記線路と揃った状態に保つため、前記線路に結合された案内部材と、前記物体に結合された相補的な形状のローラーと、を更に有する、請求項４０に記載のシステム。
【請求項５１】
前記物体に結合されたローラーを更に有し、前記ローラーは、前記物体を前記線路と揃った状態に保つため、前記線路からあるギャップによって間隔をあけられている、請求項４０に記載のシステム。
【請求項５２】
前記第３のレールは細長いプレートの形状であり、
前記回転軸は少なくとも実質的に前記プレートに直交している、請求項４０に記載のシステム。
【請求項５３】
前記少なくとも一つのディスクは、前記第３のレールの近くで回転するように位置決めされたディスクの対を含む、請求項４０に記載のシステム。
【請求項５４】
前記少なくとも一つのディスクは、前記ディスク内の前記永久磁石が前記第３のレールの近くにある係合位置と、前記ディスク内の前記永久磁石が前記ディスクと前記第３のレールの間で渦電流を少なくとも実質的に除去するために十分な距離によって前記第３のレールから離される解放位置との間で、移動制御できるように前記物体に結合されている、請求項４０に記載のシステム。
【請求項５５】
前記少なくとも一つのディスクは、前記第３のレールの近くで回転するように位置決めされたディスクの対を含み、前記ディスクの対は、前記ディスク内の前記永久磁石が前記第３のレールの近くにある係合位置と、前記ディスク内の前記永久磁石が前記ディスクと前記第３のレールの間で渦電流を少なくとも実質的に除去するために十分な距離によって前記第３のレールから離される解放位置との間で、移動制御できるように前記物体に結合されている、請求項４０に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は物体を移動する装置、システムおよび方法に関する。より詳細には、本発明は、摩擦の減少と効率の増加がなされた物体の浮上、加速および減速に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気浮上式列車、コンベヤシステム、および、関連した輸送手段は、人と貨物用のためのより効率的な輸送手段を提供することを目的として過去数十年間に何回も試みられている。このようなシステムのうちの数例は、ファン・デル・ハイデ（ｖａｎ  ｄｅｒ  Ｈｅｉｄｅ）の特許文献１、トッシュ（Ｔｏｔｓｃｈ）の特許文献２、および、ゲラティ（Ｇｅｒａｇｈｔｙ）らの特許文献３に記載されている。これらのシステムは、同極性をもつ磁石は互いに反発し、逆極性をもつ磁石は互いに引き合うという一般的な特性に基づいて動作する。数十年に亘ってこのようなシステムに関する特許出願が提出されているにもかかわらず、実世界の状況下で実行可能な人および貨物の移動システムは、未だ開発されていない。
【０００３】
【特許文献１】
米国特許第４３５６７７２号明細書
【特許文献２】
米国特許第４８０５７６１号明細書
【特許文献３】
米国特許第５６０１０２９号明細書
【特許文献４】
米国特許第６００５３１７号明細書
【特許文献５】
米国特許第６０７２２５８号明細書
【特許文献６】
米国特許第６２４２８３２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、物体を浮上し加速する装置、システムおよび方法を対象とする。特に、本発明の実施形態は、鉄道線路のようなレールに対して、物体を磁気浮上させ、磁気加速することが可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一実施形態によるシステムは、相互に横方向に間隔を有する多数の下部レールと、下部レールと揃えられた多数の上部レールを有する物体と、を含む。下部レールは、隣同士で当接させられ、下部レールの上面がその長手方向に同一極性をもつように並べられた永久磁石を含む。また、下部レールは、永久磁石を線路の長手方向に導電的に結合する鉄製バッキングプレートを有する。上部レールは、物体を浮上させるため、下部レールの磁石と対向するように揃えられた多数の永久磁石を有する。また、上部レールは、その永久磁石を導電的に結合する鉄製バッキングプレートを有する。
【０００６】
本発明の他の実施形態は、多数の第１のレールと、移動させられる物体と、第３のレールと、駆動ディスクと、を含む。第１のレールの各々は、レールの上面付近に並べられた多数の永久磁石を有する。これらの永久磁石は、各第１のレールの長手方向に同一極性を生成するように向けられる。移動させられる物体は、第１のレールと揃うように構成された第２のレールを有する。第２のレールは、その上に取り付けられた永久磁石を有し、永久磁石は第１のレールの磁石の極性と逆になるように向けられる。その結果として、物体は第１のレールの上に浮上する。第３のレールは、銅またはアルミニウムのような導電性材料製である。ディスクは、移動させられる物体に接続され、物体に対して回転する。ディスクには多数の永久磁石が載せられる。ディスクは、永久磁石が動作中に第３のレールに近接するように位置決めされる。第３のレールの近傍におけるディスクの回転、更に重要なことには、永久磁石の回転は、ディスクの相対的な回転とは逆向きに第３のレールに沿って物体を加速する渦電流を生じさせる。
【０００７】
以下の詳細な説明は、一般的に、カートまたはその他の物体を線路上に浮上させ、線路に対して物体を加速させるシステム、装置および方法を対象としている。本発明の様々な実施形態は、物体を線路の上に浮上させ、線路と接触させることなく、物体を加速し減速することを可能にさせる。したがって、このような実施形態は、人または貨物のための非常に効率的な輸送手段を提供することが可能である。本発明の一部の実施形態の多数の具体的な細部は、このような実施形態が完全に理解できるように、以下の説明、および、図１から１７に記載されている。しかし、当業者は、本発明には更なる実施形態があること、または、以下の説明中に記載されている幾つかの細部を用いることなく実施できることが理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は、物体を浮上させ加速するシステム１０を示している。システム１０は、線路１２と、線路に関して何れかの向きで長手方向に移動するように構成されたカート１４と、を含む。線路１２は、支持用レール１６と駆動用レール１８の対を含む。
【０００９】
図示された実施形態では、支持用レール１６および駆動用レール１８は、線路１２の長手方向に相互に間隔が設けられた多数の土台２０によって支えられる。土台２０は、従来技術において広く知られているように、地面にアンカー固定される。駆動用レール１８は、図示された実施形態では、駆動用レールの下方端に形成されたフランジなどによって土台２０に直接取り付けられる。図示された駆動用レール１８は、各土台２０の長手方向の中心に位置決めされている。しかし、カート１４の具体的な構造に依存して、駆動用レール１８は、当業者によって認められるように、支持用レール１６の内側、外側、上側および下側のような他の場所に配置することが想定される。
【００１０】
図示された実施形態では、支持用レール１６は、多数の支柱２２およびブラケット２４によって土台２０に結合され、土台の両側の端に沿って延在する。しかし、駆動用レール１８と同様に、当業者によって認められるように、異なる構造が実施可能である。
【００１１】
各支持用レール１６の上面は、その長手方向の有効部分に沿って広がる多数の永久磁石２６を担持する。図示された実施形態では、支持用レール１６の永久磁石２６は、全てが共通の長さである。図示された永久磁石２６は、カート１４を線路に沿って滑らかに移動させるために十分な一定の磁力を生じるように、線路１２の長手方向に互いに当接させられる。永久磁石２６は、各支持用レール１６に沿ったあらゆる磁石の極性が隣接した永久磁石と垂直方向に一致させられるように向けられる。発明者は、本発明を作用させるために、必ずしも全ての永久磁石２６を揃えなくても構わないことを理解している。しかし、図示された実施形態は、一つの好適な実施形態の例として与えられる。
【００１２】
図２および３には、本発明のこの特定の実施形態によるカート１４を最も良く図示されている。カート１４は、線路１２上の支持用レール１６とほぼ揃うように間隔が設けられた一対の対向サイドレール２８を含む。図示された実施形態では、サイドレールは、スチールのような鉄材料から作られる。同等の品質の他の材料をスチールの代わりに使用することができる。
【００１３】
各側レール２８の下側には、別の永久磁石３０の組が取り付けられ、この別の永久磁石の組は、カート１４が線路１２と係合したとき、支持用レール１６上の永久磁石２６と揃う。図示された実施形態では、サイドレール２８の永久磁石３０は、すべて共通の長さである。支持用レール１６の各永久磁石２６の長さは異なり、本例では、サイドレール２８の永久磁石３０の長さよりも長い。本開示事項を検討した当業者は、この長さの違いのために、支持用レールの永久磁石２６の隣り合った二つの継ぎ目と、サイドレールの永久磁石３０の隣り合った二つの継ぎ目が同時に揃わなくなり、これにより、磁気的なコギングが防止されることを直ちに理解するであろう。カート１４上の永久磁石３０は、その極性が支持用レール１６の永久磁石２６の極性と逆になるように向けられる。その結果として、カート１４は線路１２から浮上する。図示された実施形態では、サイドレール２８に取り付けられた永久磁石３０は隣の永久磁石に当接させられる。しかし、発明者は、カート１４を線路１２の上に滑らかに乗せるためにこれらの永久磁石を相互に接触させる必要がないことを理解している。
【００１４】
カート１４は、人または物体を搬送するプラットフォーム３２（図２）を有する。本発明は、貨物または人を搬送するように構成することが可能であり、その結果として、プラットフォーム３２は多種多様の構造をとり得る。例えば、プラットフォーム３２は、列車または貨物コンテナの形でもよい。同様に、プラットフォーム３２およびカート１４は小さい物体だけを搬送するサイズに合わせることができる。
【００１５】
カート１４の側面には、多数のローラー３６がカートに沿って縦方向に間隔をあけて設けられる。ローラー３６は、カートが線路１２との適切な配置構造から外れた場合に、支持用レール１６と接触するように位置決めされる。ローラー３６は、垂直軸周りに回転するので、線路１２方向のカート１４の動きに著しい影響を与えない。発明者は、カート１４が線路１２に沿って中央の状態を保つように、ローラー３６の代わりに多種多様の手段を用い得ることを想定している。
【００１６】
図３に示されるように、バッテリー３８、モーター４０および駆動ディスク４２は、この特定のカート１４内に収容される。図示されたバッテリー３８は、自動車で一般に使用されているバッテリーと同様の１２ボルトのバッテリーである。しかし、発明者は、燃料電池のような多種多様な電源をバッテリー３８の代わりに使用できることを理解している。
【００１７】
モーター４０はベルト４４によって駆動ディスク４２に連結される。しかし、同様に、発明者は、駆動ディスク４２が線路１２に対してカート１４を加速または減速するため回転制御可能である限り、モーター４０およびベルト４４は他の構造をとり得ることを理解している。オンボード制御システム４５（図６）が組み込まれ、ユーザは、カート１４の速度および加速度を制御するため、駆動ディスク４２の回転を加速および減速することが可能である。
【００１８】
図４には、線路１２と係合しているときのカート１４のサイドレール２８上の永久磁石３０の相対的な向きが示されている。上述の通り、永久磁石３０の極性は、永久磁石２６の極性の逆である。更に、この特定の実施形態では、永久磁石３０の横方向の寸法は永久磁石２６の横方向の寸歩よりも大きい。発明者は、これらの永久磁石２６、３０が同じ寸法でも構わないこと、または、永久磁石２６が永久磁石３０より大きくても構わないことを理解している。しかし、当業者は、磁石が従来技術で知られているように同じ幅であるとき、磁石の間に最適な横方向の安定性を保つために付加的な横方向のサポートおよび／または制御が必要であることを認めるであろう。しかし、図示された実施形態では、上部磁石３０の磁気的なフットプリントは、下部磁石２６のフットプリントよりも広く、必然的に更なる横方向の安定性が得られる。
【００１９】
鉄製バッキング材料４６は、支持用レール１６の永久磁石２６の下に位置決めされる。サイドレール２８と同様に、鉄製バッキング材料４６は、スチールでもよく、または、同等の材料でもよい。バッキング材料４６はサイドレール１６の長手方向に延びる。
【００２０】
図５に最もよく示されるように、モーター４０上の駆動側プーリー４８は、駆動ディスク４２に取り付けられた被駆動プーリー５０を回転させるように動作する。モーター４０は横材５２に取り付けられ、横材５２はカート１４に取り付けられる。同様に、駆動ディスク４２は横材５２の下側に取り付けられる。駆動ディスク４２は、カート１４に対して回転するように、ペア軸受５４に回転自在に取り付けられる。
【００２１】
図７に示されるように、第３のレール１８はネック５６およびフランジ５８を有する。フランジ５８は、第３のレール１８を線路１２に対して固定した配置構造に維持するため土台２０に取り付けられる。ネック５６は線路１２の長手方向に延びる平坦なプレートの形をしている。図示された実施形態における駆動ディスク４２は、第３のレール１８のネック５６の両側に一つずつの一対の磁石ローター６０が間隔をあけて設けられている。磁石ローター６０の各々は、鉄製の、好ましくは、軟鋼製のバッキングディスク６４によって裏打ちされた非鉄取付ディスク６２を有する。取付ディスク６２は、アルミニウムでもよく、或いは、適当な非磁性複合物でもよく、各取付ディスクは多数の永久磁石６６を用いて製造され、永久磁石は、相互に間隔をあけられ、駆動ディスク４２を担持するシャフト６８の周りに円形に配置される。各永久磁石６６は、駆動ディスク４２の外側でそれぞれのバッキングディスク６４に当接する。隣接した磁石６６の極性は逆転させられる。各永久磁石６６は、空隙７０によってネック５６から離されている。
【００２２】
取付ディスク６２は、シャフト６８に取り付けられ、シャフトと同時に回転する。駆動ディスク４２がネック５６に対して回転することにより、永久磁石６６とネックとの間に、駆動ディスクにほぼ接する方向の相対運動が生じる。この接線方向は線路の長手方向と一致する。工業上広く知られているように、永久磁石と導電性材料との間の相対運動は、導電性材料に永久磁石を追従させる渦電流を発生する。しかし、本例では、ネック５６内の導電性材料は土台２０に固定され、導電性材料は永久磁石の後に続き得ない。その代わりに、等しい逆向きの力が永久磁石６６を担持するカートに加えられる。この逆向きの力は、永久磁石６６の運動とは逆方向にカートを加速する。したがって、ネック５６に対する駆動ディスク４２の回転が制御され、線路１２に対してカート１４を加減速することが可能である。
【００２３】
また、工業上、調整可能なギャップ結合は、永久磁石６６とネック５６との間の合成力を増減するために使用可能であることが分かっている。発明者は、永久磁石６６とネック５６の間の間隔を調整するために使用できる種々の構造を開示するため、特許文献４、特許文献５および特許文献６の全体を参考としてここに引用する。更に、発明者は、一対の磁気ローターの代わりに一つの磁気ローター６２だけを使用できることを理解している。
【００２４】
本発明の実施形態は、従来技術の輸送システムよりも様々な点で優れている。例えば、線路と鉄製バッキング材料における極性の整列を組み合わせることにより、かなりの重量を支えることを可能にさせ、かつ、その重量が線路に沿って輸送されるときに滑らかな運動を可能にさせる強力、一貫した磁力が生成される。同様に、カートのサイドレールに組み込まれた鉄製バッキング材料は同種の効果を奏する。
【００２５】
更に、カートに搭載された磁気駆動ディスクは、加速と減速を厳密に制御し、効果的にすることができる。駆動ディスクは第３の線路と接触しないので、各カートは、線路に沿って加速および減速させるため独立に制御可能である。
【００２６】
図９および９Ａには、本発明の他の実施形態による線路１１２およびカート１１４が示されている。一般的に、図９に図示されたカート１１４および線路１１２は、上記の図１から８に図示されたカートおよび線路と同様に動作する。しかし、具体的には、案内システムおよび駆動システムは、共に、上記の案内システムおよび駆動システムとは異なる。したがって、以下に記述されていない構成要素、特徴および利点に関しては、上記の構成要素、特徴および利点と類似または同一であることを前提とすることができる。
【００２７】
図示された実施形態では、駆動レール１１８は、上記のフランジおよびネックと同様のフランジ１５８およびネック１５６を含む。更に、カバープレート１５７は、ネック１５６の対向する両面の上に位置決めされ、駆動レール１１８の長手方向に延在する。この特定の実施形態では、ネック１５６およびフランジ１５８はスチール製であり、一方、カバープレート１５７はアルミニウム製である。しかし、発明者は、カバープレート１５７を他の導電性材料から製造することが可能であり、ネック１５６を他の材料、好ましくは、スチールのような鉄材から製造可能であり、フランジ１５８を適当な材料から製造可能であることを認識している。図示された実施形態では、カバープレート１５７のアルミニウムは、下部磁気ローター１４２の組の導体としての役割を果たし、ネック１５６のスチールは、反対側の各カバープレート用の鉄製バッキング材料としての役割を果たす。
【００２８】
上記の実施形態と同様に、下部磁気ローター１４２は、駆動レール１１８の反対側の両面に位置決めされ、線路１１２に対してカート１１４を加速および減速するため動作可能である。しかし、この特定の実施形態では、片側に一対ずつの二対の下部磁気ローター１４２が位置決めされ、一方の対は苦労レール１１８に沿ってもう一方の対の前方にある（図１０に最もよく図示されている）。下部磁気ローター１４２の各対は、下部シャフト１６８の周りに回転し、下部磁気ローター１４２と駆動レール１１８との間に相対運動を生じ、線路１１２に対してカート１１４を加速または減速する。
【００２９】
図１０に示されるように、各下部シャフト１６８には滑車１５９が取り付けられ、水平ベルト１６１の動きに応じて下部磁気ローター１４２を回転させる。水平ベルト１６１は中央プーリー１６３によって駆動され、中央プーリーは垂直ベルト１６５によって駆動される。上記の実施形態とは異なり、このベルトがモーター４０によって直接的に駆動される場合、本実施形態における垂直ベルト１６５は一対の上部磁気ローター１６７によって駆動される。これらの上部磁気ローター１６７は、上部シャフト１６９と、垂直ベルト１６５を駆動する上部プーリー１７１と、を共有する。
【００３０】
上部シャフト１６９周りの上部磁気ローター１６７の回転は、上部プーリー１７１を回転させ、次に、上部プーリーは垂直ベルト１６５を駆動し、中央プーリー１６３を回転させる。中央プーリー１６３の回転は両側の水平ベルト１６１を駆動し、各水平ベルトは下部シャフト１６８の一方の対の滑車１５９を駆動する。下部シャフト１６８の回転は、下部磁気ローター１４２の両方の対を回転させる。上記の通り、駆動レール１１８に対する磁気ローター１４２の回転は、線路１１２に対するカート１１４の加速または減速を生じさせる。
【００３１】
磁気ローター１６７の速度および電力は、両側から上部磁気ローター１６７と向かい合うように設置された対向する導体ローター１７３の対の軸方向運動によって調整される。導体ローター１７３および対向する上部磁気ローター１６７は、従来技術において公知の調整可能なギャップ結合と同じように機能する。かくして、導体ローター１７３から上部磁気ローター１６７へ伝達されたトルクは、両者間のギャップ１７５を変更することによって変えられる。図９に示された実施形態では、上部シャフト１６９の左端での結合におけるギャップ１７５は、上部シャフトの右端でのギャップよりも大きい。発明者は、二つの結合が上部シャフト１６９を駆動するため協働すること、並びに、対向する結合は、導体ローター１７３から上部磁気ローター１６７へ伝達されるトルクを増加または減少させるため、独立に、または、組み合わせて調整可能であること、を認識している。
【００３２】
ギャップ１７５は、モーター１４０を上部磁気ローター１６７の方へ向かって、または、上部磁気ローター１６７から離れる方へ動かすことによって調整される。モーター１４０からはドライブシャフト１７７が突出し、ドライブシャフトは導体ローター１７３に連結される。モーター１４０は滑りブッシング１７９のところでカート１４４に取り付けられ、滑りブッシングは調整ロッド１８１に沿って横方向に移動する。滑りブッシング１７９は、複動式空気シリンダ１８３によって調整ロッド１８１に沿って後方および前方へ動かすことができる。空気シリンダ１８３は、一対の内側ストップ１８５と一対の対向する外側ストップ１８７との間で調整ロッド１８１に沿って滑りブッシング１７９を動かす。導体ローター１７３はモーター１４０に取り付けられるので、モーターの軸運動によって導体ローターの軸運動が発生し、その結果として、ギャップ１７５の調整が行われる。
【００３３】
モーター１４０は、図９に示されるスイッチ１８５のようなアクチュエータによって作動される。図示されたスイッチ１８５は、バッテリー１８７のような電源とモーター１４０との間に結合され、線路１１２に対してカート１１４を加速または減速させるべく何れかの向きにモーターを回転させるために作動可能である。
【００３４】
図１１Ａおよび１１Ｂは、それぞれ、駆動レール１１８から解放された下部磁気ローター１４２および駆動レールと係合された下部磁気ローター１４２を示す図である。各下部磁気ローター１４２は、スイングアーム１８９によってカート１１４に連結され、スイングアームは、磁気ローターが垂直方向へ動き、駆動レール１１８と係合し、および、駆動レール１１８から外れるように、磁気ローターを実質的に水平軸の周りに振るために旋回式に取り付けられる。一対のケーブル１９１がウィンチ１９３からプーリー１９５の向こう側へ送られ、下部磁気ローター１４２の各々の高さを調整するためアクチュエータ１９７によって制御される。
【００３５】
磁気ローター１４２は、カート１１４上のペイロードの重量を補償するため、昇降させることが可能である。特に、ペイロードが重い場合、カート１１４は、線路１１２の下の方に載るので、補償するために、磁気ローター１４２を上昇させることが可能であり、その逆もまた可能である。
【００３６】
図１２および１３は、本発明の一実施形態による一つの特定の制動組立体２０２を示す図である。制動組立体２０２は、図１２には解放構造で示され、図１３では係合構造で示されている。
【００３７】
制動組立体２０２は、空気圧ピストン２０４と、アクチュエータ２０６と、一対の対向する制動レバー２０８と、を含む。空気圧ピストン２０４は、一対の空気圧ライン２１０によって制御ユニット２１２に接続される。制御ユニット２１２は、空気圧ライン２１０を通して加圧空気を空気圧ピストン２０４へ送り、または、空気圧ピストン２０４から受け、空気圧ピストンの内室（図示せず）を加圧し、空気圧ピストンのピストン（図示せず）を空気圧ピストンに対して軸方向へ移動させる。アクチュエータ２０６は、内部ピストンに結合され、内部ピストンが制御ユニット２１２によって制御されるとき、内部ピストンと共に動く。
【００３８】
制動レバー２０８は、一対の細長いスロット２１４のところでアクチュエータ２０６に結合される。アクチュエータ２０６が下方へ動くとき、制動レバー２０８のピン２１６はスロット２１４に沿って内側へ摺動する。ピン２１６がスロット２１４に沿って内側へ動くとき、制動レバー２０８は旋回ポイント２１８の周りを旋回し、制動パッド２２０は駆動レール１１８から遠ざかる方へ回転する。同様に、アクチュエータ２０６が図１３に示されるように上方へ動くとき、ピン２１６はスロット２１４に沿って外側へ動き、制動レバー２０８は、駆動レール１１８に制動機を押し付けるため旋回ポイント２１８の周りに回転する。制動組立体２０２はカート１１４に固定式に取り付けられているので、制動パッド２２０が駆動レール１１８を圧迫するとき、カートは線路１１２に対して静止させられ得る。
【００３９】
図１４から１６には、磁石組立体３００およびカート３１４が示され、カート３１４は、このような磁石組立体３００を用いてタイトなコーナー付近でカートを容易に操作できるように構成されている。図１５に最も明瞭に示されるように、磁石組立体３００は、ブラケット３０６の範囲内で横方向に移動させるため摺動台車３０４内に格納された永久磁石３０２を含む。摺動台車３０４は、下向きにされた磁石３０２を収容する本体部３０８と、本体部３０８の上に位置決めされた鉄製バッキングプレート３１０と、を有する。永久磁石３０２は、鉄製バッキングプレート３１０と接触し、永久磁石によって線路の対向する磁石（図示せず）に加えられる力の効果を増大させる。一対のアーム３１２は、摺動台車３０４を横方向シャフト３１４に接続する。ブッシング３１６は、摺動台車３０４が横方向シャフト３１４の長手方向に沿って移動できるように構成される。一対のローラー３１８は、対応した取付ロッド３２０によって摺動台車３０４に結合される。ローラー３１８はコンプレッション・ベアリング３２２によってそれぞれの取付ロッド３２０に保持され、取付ロッド３２０はそれぞれのナット３２４によって摺動台車３０４に保持される。コンプレッション・ベアリング３２２は、ローラー３１８が取付ロッド３２０の周りに自由に回転できるようにさせる。本体部３０８とローラー３１８の間に位置決めされたスリーブ３２６は、本体部とローラーとの間に希望の間隔を維持する。
【００４０】
図１６に示されるように、磁石組立体３００は、ブラケット３０６によって、カート３１３上の長手方向構造部材３２８に取り付けられる。横方向シャフト３１４は長手方向構造部材３２８に対して実質的に直交するように向けられ、これにより、磁石組立体３００は、カートに対して横方向に自由に移動することができる。図１６に示されたカート３１３は、コーナー付近を移動するように構成されている。このようにして、磁石組立体３００は、線路３３０の曲線形状に適合するように横方向へ動かされている。各磁石組立体３００は、他の磁石組立体とは独立して自由に移動できるので、ローラー３１８は、特定の線路形状に適合させるため、必要に応じて各磁石組立体を移動させる。磁石組立体３００は、例えば、バネまたはその他の手段を用いて、線路の直線的な長手方向に駆動するための構造に移るように、付勢させることができる。同様に、磁石組立体３００は、無制限に移動するように構成することも可能である。
【００４１】
図１７は、直線的な線路の長手方向に移動するように構成された、この別の実施形態のカート３１３を模式的に示す図である。あらゆる磁石３０２は、カート３１３が希望の配置構造の線路に沿って移動できるようにするため、全て長手方向構造部材３２８と揃えられる。
【００４２】
出願人は、本発明の精神から逸脱することなく、上記の実施形態に関して多数の変更および変形をなし得ることが分かっている。例えば、カートは、カートを独立にまたはまとめて加速および減速するために、１個、２個、または、それ以上の駆動ディスクを用いて製造可能である。同様に、特定のシステムの浮揚力および重量分布特性を変更するために多少の支持用レールを組み込むことが可能である。上述のように、駆動ディスクおよび第３のレールは、別の場所に配置することが可能であり、例えば、吊り下げ構造のためにカートの上方へ配置してもよい。その他の変更および変形は当業者にとって明白であろう。したがって、本発明の範囲は、請求項に記載された事項だけに基づいて判断されるべきである。
【００４３】
本出願において参照され、および／または、出願データシートに記入された全ての米国特許、米国特許出願公報、米国特許出願、外国特許、外国特許出願、および、非特許文献は、その全体が参考のためにここに引用される。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施形態による線路、および、線路の上方に浮上するカートを示す等角図である。
【図２】図１のカートの等角図である。
【図３】プラットフォームが取り外された図２のカートの等角図である。
【図４】図１の線路およびカートの一部分の端面図である。
【図５】図１の線路およびカートの端面図である。
【図６】図１のカードの駆動部組立体の等角図である。
【図７】図１の線路の第３のレールに係合した図６の駆動部組立体からのディスクの直径方向断面に沿って示された側断面図である。
【図８】図７の一つのディスクの側面図である。
【図９】本発明の他の実施形態による線路およびカートの端面図である。
【図９Ａ】図９のカートの一部分の拡大図である。
【図１０】断面１０−１０方向から見た図９のカートの断面図である。
【図１１Ａ】解放配置にある図１０のカートの一部分の模式図である。
【図１１Ｂ】係合配置にある図１１Ａのカートの一部分を示す図である。
【図１２】解放配置における制動システムを示す図９の線路およびカートの一部分の端面図である。
【図１３】係合配置における制動システムと共に図１２の線路およびカートの一部分を示す図である。
【図１４】図９のカートからの磁石組立体の平面図である。
【図１５】断面１５−１５から見た図１４の磁石組立体の断面図である。
【図１６】コーナーの回転用に並べられた磁石を有するカートを模式的に示す平面図である。
【図１７】直線移動用に並べられた磁石を有するカートを模式的に示す平面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０  システム
１２  線路
１４  カート
１６  支持用レール
１８駆動用レール
２０  土台
２２  支柱
２４  ブラケット
２６  永久磁石
２８  対向サイドレール
３０  永久磁石
３２  プラットフォーム
３６  ローラー
３８  バッテリー
４０  モーター
４２  駆動ディスク
４４  ベルト
４６  鉄製バッキング材料
４８  駆動側プーリー
５０  被駆動プーリー
５２  横材
５４  ペア軸受
５６  ネック
５８  フランジ
６０  磁石ローター
６２  非鉄取付ディスク
６４  バッキングディスク
６６  磁石
６８  シャフト
７０  空隙
１１２  線路
１１４  カート
１１８  駆動レール
１４０  モーター
１４２  下部磁気ローター
１４４  カート
１５６  ネック
１５７  カバープレート
１５８  フランジ
１５９  滑車
１６１  水平ベルト
１６３  中央プーリー
１６５  垂直ベルト
１６７  上部磁気ローター
１６８  下部シャフト
１６９  上部シャフト
１７１  上部プーリー
１７３  導体ローター
１７５  ギャップ
１７７  ドライブシャフト
１７９  滑りブッシング
１８１  調整ロッド
１８３  複動式空気シリンダ
１８５  内側ストップ
１８７  外側ストップ
１８９  スイングアーム
１９１  ケーブル
１９３  ウィンチ
１９５  プーリー
１９７  アクチュエータ
２０２  制動組立体
２０４  空気圧ピストン
２０６  アクチュエータ
２０８  制動レバー
２１０  空気圧ライン
２１２  制御ユニット
２１４  スロット
２１６  ピン
２１８  旋回ポイント
２２０  制動パッド
３００  磁石組立体
３１４  カート
３１８  ローラー
３２０  取付ロッド
３２４  ナット
３２２  コンプレッション・ベアリング
３２６  スリーブ
３２８  長手方向構造部材
３３０  線路
【国際公開パンフレット】
2004534496.tif 000003
2004534496.tif 000004
2004534496.tif 000005
2004534496.tif 000006
2004534496.tif 000007
2004534496.tif 000008
2004534496.tif 000009
2004534496.tif 000010
2004534496.tif 000011
2004534496.tif 000012
2004534496.tif 000013
2004534496.tif 000014
2004534496.tif 000015
2004534496.tif 000016
2004534496.tif 000017
2004534496.tif 000018
2004534496.tif 000019
2004534496.tif 000020
2004534496.tif 000021
2004534496.tif 000022
2004534496.tif 000023
2004534496.tif 000024
2004534496.tif 000025
2004534496.tif 000026
2004534496.tif 000027
2004534496.tif 000028
2004534496.tif 000029
2004534496.tif 000030
2004534496.tif 000031
2004534496.tif 000032
2004534496.tif 000033
2004534496.tif 000034
2004534496.tif 000035
2004534496.tif 000036
2004534496.tif 000037
2004534496.tif 000038
2004534496.tif 000039
2004534496.tif 000040
2004534496.tif 000041
2004534496.tif 000042
2004534496.tif 000043
2004534496.tif 000044
2004534496.tif 000045
2004534496.tif 000046
2004534496.tif 000047
【国際調査報告】
2004534496.tif 000048
2004534496.tif 000049
2004534496.tif 000050