KR102295899B1 - 자기 이송 시스템 - Google Patents

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KR102295899B1
KR102295899B1 KR1020167006235A KR20167006235A KR102295899B1 KR 102295899 B1 KR102295899 B1 KR 102295899B1 KR 1020167006235 A KR1020167006235 A KR 1020167006235A KR 20167006235 A KR20167006235 A KR 20167006235A KR 102295899 B1 KR102295899 B1 KR 102295899B1
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도날드 버크
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Abstract

자기 이송 시스템이 강자성적 능력을 가지는 지지 구조물 및 복수의 방향으로 지지 구조물 상에서 이동 가능한 트롤리를 포함한다. 트롤리가 트롤리 프레임 및 그러한 트롤리 프레임 상에 배치된 적어도 하나의 어트렉터 셀(attractor cell)을 포함할 수 있을 것이다. 적어도 하나의 어트렉터 셀이 하우징, 및 적어도 하나의 자석을 포함할 수 있고, 적어도 하나의 마찰 감소 하중 확산 장치 및 하중 전달 부재가 하우징 내에 배치된다. 자석이 트롤리와 지지 구조물 사이에서 자기 인력을 제공할 수 있을 것이다. 마찰 감소 하중 확산 장치가, 하우징 내에 배치된 하중 전달 부재에 의해서 형성된 저장부 및 채널 내에서 순환하는 복수의 베어링 볼을 포함할 수 있을 것이다. 하중 전달 부재가 또한 베어링 표면을 포함할 수 있고, 복수의 베어링 볼의 일부가 베어링 표면과 지지 구조물 사이에 배치된다.

Description

자기 이송 시스템{MAGNETIC CONVEYANCE SYSTEM}
이러한 본 발명은, 관련된 지지 구조물이 설치되는 임의 개소에서 상승(lifting) 및 이동 보조를 제공하는, 주거, 상업, 또는 산업 적용분야에서 이용될 수 있는 자기 이송 시스템에 관한 것이다.
(특허문헌 1) US 3,522,923 A
(특허문헌 2) US 4,647,226 A
(특허문헌 3) US 4,796,765 A
(특허문헌 4) US 6,079,578 A
(특허문헌 5) US 6,101,952 A
(특허문헌 6) US 6,879,157 B1
(특허문헌 7) US 6,917,136 B2
(특허문헌 8) US 7,303,049 B1
(특허문헌 9) US 7,843,295 B2
(특허문헌 10) US 8,656,674 B1
(특허문헌 11) US 8,833,533 B2
(특허문헌 12) US 20010044577 A1
(특허문헌 13) US 20080202053 A1
(특허문헌 14) US 20110214588 A1
(특허문헌 15) US 20120000156 A1
(특허문헌 16) US 20130234817 A1
(특허문헌 17) US 20150041287 A1
노령자 또는 신체적으로 장애를 가진 사람이 보호시설의 보호를 필요로 할 때를 결정하는데 있어서 2가지 중요한 인자는 그들이 (1) 그들 스스로를 돌보기 위한 정신적인 능력(mental facility)이 부족할 때 및/또는 (2) 그들 스스로의 거주 환경 주위에서 이동할 수 있는 신체적 기능성이 부족할 때이다. 많은 상황에서, 주거 환경 주위에서의 완전한 이동을 위한 신체적 기능을 결여하는 많은 사람은 예민한 정신적 경각심(awareness)을 갖는다. 이렇게 정신적으로 능력이 있는 사람은, 24시간 보호 시설로 들어가는 것 또는 그 사람이 그들의 거주 환경 내의 모든 필요 시설에 접근할 수 있도록 보장하기 위해서 24시간, 주당 7일간 같이 있어야 하는 가정-도우미를 가지는 것을 종종 거부한다. 이렇게 정신적으로 능력이 있는 사람은 독립적으로 살아가기 위해서 그들의 주거 환경 주위에서 이동할 수 있게 하는 신뢰 가능하고 안전한 방식만을 필요로 한다. 거주 또는 시설 적용분야에서 설치될 수 있는 몇몇 트랙-기반의 이동 시스템이 있으나, 이러한 트랙-기반의 시스템은 접근 지점, 그리고 트랙-기반의 이동 시스템에 의해서 지지되면서 사람이 횡단(traverse)할 수 있는 배치 경로 및 이동 경로를 제한한다. 그에 따라, 실질적으로 전체 생활 환경 전반을 통한, 도움 받는 사람의 이동을 돕는 이송 시스템이 당업계에서 요구되고 있다.
트랙-기반의 상부(overhead) 이송 시스템이 또한 병원, 시설, 상업적, 및 산업적 환경에서 이용되어, 인간 환자 또는 다른 물건을 위한 상승 및/또는 이송 보조를 제공한다. 간호사가 종종 그러한 트랙-안내형 호이스트 또는 이송 시스템을 종종 이용하여, 환자를 침대로부터 욕실까지 이동시키는 것을 돕는다. 트랙-기반의 상부 이송 시스템이 또한 신체 치료에서의 보조구로서 이용되어, 부상으로부터의 회복 중의 보행을 위해서 환자의 전체 체중의 특정 백분율을 지탱한다. 다시, 트랙-기반의 상부 이송 시스템은 이동 방향 및 환자가 접근할 수 있는 위치에 한계가 있는데, 이는 이송되는 사람 또는 물품이, 트랙이 천장에 존재하지 않는 또는 지지 구조물에 연결되지 않은 위치로 이동 또는 접근할 수 없기 때문이다. 그에 따라, 실질적으로 전체 희망 공간 환경 전반을 통한, 사람 또는 다른 물품의 이동을 돕는 이송 시스템이 당업계에서 요구되고 있다.
비제한적으로 제한된 이동 경로, 생활 환경의 지역에 대한 제한된 접근, 동시에 복수의 물체를 지지 및 이동할 수 없다는 것을 포함하는, 환자나 사람을 위한 트랙-기반의 상부 이송 시스템의 전술한 단점이 또한 수 많은 다른 적용분야에서도 체험될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 트랙-기반의 이송 시스템을 이용하는 그러한 적용분야에는, 산업적 용도, 제조, 자동차 서비스 및 수리, 선적 및 물류, 인테리어 디자인, 저장, 창고업, 실험실, 양조, 사진, 비디오 및 스테이지 생산, 그리고 많은 다른 적용 분야가 포함될 수 있을 것이다. 그에 따라, 실질적으로 전체 희망 공간 환경 전반을 통한, 임의 물품의 이동 및/또는 배치를 돕는 이송 시스템이 광범위하게 요구되고 있다.
본 발명은 강자성 능력(ferromagnetic capacity)을 가지는 지지 구조물 및 지지 구조물 상에서 이동 가능한 트롤리(trolley)를 포함하는 자기 이송 시스템에 관한 것으로서, 트롤리가 적어도 하나의 자석 및 적어도 하나의 마찰 감소 하중 확산 장치(friction reducing load spreading device)를 포함한다. 지지 구조물이 일반적으로 실질적으로 매끄러운(smooth) 및/또는 평면형인 표면일 수 있을 것이다. 본 자기 이송 시스템의 일 실시예에서, 지지 구조물이 천장일 수 있을 것이다. 지지 구조물이, 전체 천장의 지역 또는 단지 그 일부에 걸쳐서 설치된 복수의 천장 패널로 이루어질 수 있을 것이다. 그러나, 지지 구조물이 또한 바닥, 벽, 또는 다른 실질적으로 매끄러운 표면일 수 있을 것이다.
적어도 하나의 자석이 트롤리와 지지 구조물 사이에서 자기적 인력을 가하도록 동작될 수 있다. 지지 구조물의 강자성적 능력이 적어도 하나의 자석에 의해서 제공되는 희망 자기 인력과 같거나 그보다 약간 더 클 수 있을 것이다. 자기 이송 시스템의 마찰 감소 하중 확산 장치가, 자석이 지지 구조물로 직접적으로 부착되는 것을 방지하는 간극 거리(clear distance)만큼, 지지 구조물과 트롤리를 분리하는 작용을 할 수 있을 것이다. 일 실시예에서, 마찰 감소 하중 확산 장치가 개방-볼-전달(open-ball-transfer) 장치를 포함할 수 있을 것이다. 개방-볼-전달 장치가, 하중 분산 및 마찰 감소를 제공하기 위해서 하우징 내에서 둘러싸는 복수의 베어링 볼을 포함할 수 있을 것이다.
트롤리가 또한 적어도 하나의 어트렉터 셀(attractor cell)을 포함할 수 있을 것이고, 그러한 어트렉터 셀이 하우징 및 적어도 하나의 자석을 포함할 수 있을 것이고, 그리고 적어도 하나의 마찰 감소 하중 확산 장치가 하우징 내에 동작 가능하게 배치된다. 어트렉터 셀이 또한 하중 전달 부재를 포함할 수 있을 것이고, 그러한 하중 전달 부재가 하우징 내에 배치되고 현수되어(suspended) 저장부 및 채널을 형성하며, 복수의 베어링 볼이 그러한 저장 용기 및 채널을 통해서 하우징을 통해 순환할 수 있을 것이다. 하중 전달 부재가 그러한 하중 전달 부재 내로 통합된 적어도 하나의 자석을 포함할 수 있거나, 중실형의(solid) 비-자기적 구성을 가질 수 있을 것이다. 대안적으로, 복수의 배열된 자석을 포함하는 자기 어레이가 하중 전달 부재 내로 통합될 수 있을 것이다. 하중 전달 부재가 베어링 표면을 가질 수 있고, 복수의 베어링 볼의 일부가 베어링 표면과 지지 구조물 사이에 배치되어 감소된-마찰의 계면을 제공할 수 있을 것이다. 어트렉터 셀이, 트롤리에 대한 어트렉터 셀을 위한 독립적인 현수부로서 본질적으로 작용할 수 있는 관절식(articulating) 연결부를 이용하여 트롤리로 연결될 수 있을 것이다. 트롤리가 또한 자동적 또는 기계적 브레이크를 포함하고, 그러한 브레이크는, 브레이크가 해제될 때까지, 트롤리가 지지 구조물에 대해서 또는 지지 구조물의 베어링 표면에 평행한 방향으로 이동하는 것을 방지한다.
본 발명의 다른 양태 및 장점이 바람직한 실시예에 관한 이하의 설명 및 첨부된 도면으로부터 명확해질 것이다.
첨부 도면은 명세서의 일부를 형성하고 명세서와 함께 읽혀져야 하며, 도면에서는 유사한 참조 번호가 여러 도면들 내에서 비슷한 또는 유사한 부분들을 나타내기 위해서 이용되었다.
도 1은 본 개시 내용의 교시 내용에 따른 자기 이송 시스템의 트롤리의 일 실시예의 저면 사시도이다.
도 2는 본 개시 내용의 교시 내용에 따른 자기 이송 시스템의 트롤리의 다른 실시예의 저면도이다.
도 3은 본 개시 내용의 교시 내용에 따른 자기 이송 시스템의 어트렉터 셀의 사시도이다.
도 4는 본 개시 내용의 교시 내용에 따른 자기 이송 시스템의 어트렉터 셀의 사시도이다.
도 5는 선 5-5를 따라 절개된 도 3의 어트렉터 셀의 단면도이다.
도 6은 선 6-6를 따라 절개된 도 4의 어트렉터 셀의 단면도이다.
도 7은 본 개시 내용의 교시 내용에 따른 자기 이송 시스템의 트롤리의 다른 실시예의 상면 사시도이다.
도 8은 본 개시 내용의 교시 내용에 따른 자기 이송 시스템의 트롤리의 다른 실시예의 저면 사시도이다.
도 9는 선 9-9를 따라 절개된 도 7의 트롤리의 브레이크의 실시예의 단면도이다.
도 10은 본 개시 내용의 교시 내용에 따른 자기 이송 시스템의 천장 패널의 실시예의 측면도이다.
도 11은 선 11-11를 따라 절개된 도 12의 자기 이송 시스템의 천장 시스템의 단면도이다.
도 12는 본 개시 내용의 교시 내용에 따른 자기 이송 시스템의 실시예의 사시도이다.
도 13은, 비자가적인 마찰 감소 하중 확산 장치를 도시하는 도 5의 어트렉터 셀의 대안적인 실시예의 단면도이다.
도 14a는 본 개시 내용의 교시 내용에 따른 자기 이송 시스템의 마찰 감소 하중 확산 장치의 실시예의 상면도이다.
도 14b는 선 14-14를 따라 절개된 도 14a의 마찰 감소 하중 확산 장치의 단면도이다.
도 15a는 본 개시 내용의 교시 내용에 따른 자기 이송 시스템의 마찰 감소 하중 확산 장치의 다른 실시예의 상면도이다.
도 15b는 선 15-15를 따라 절개된 도 15a의 마찰 감소 하중 확산 장치의 단면도이다.
본 발명의 이하의 구체적인 설명은, 발명이 실시될 수 있는 구체적인 실시예를 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 실시예는, 당업자가 발명을 실시할 수 있을 정도로 충분히 상세하게 본 발명의 양태를 설명한다. 다른 실시예가 이용될 수 있고, 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고도 변화가 이루어질 수 있다. 본 발명은 첨부된 청구항에 의해서 규정되고, 그에 따라 상세한 설명은 제한적인 의미로 받아들여지지 않아야 하고 그러한 청구항에 의해서 권리가 주어지는 균등물의 범위를 제한하지 않아야 할 것이다.
본원은, 도 1에 도시된 바와 같이 상부 방식으로 배치될 수 있는, 또는 다른 수평 또는 수직 배향으로 이용될 수 있는 자기 이송 시스템(10)에 관한 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 자기 이송 시스템(10)의 실시예가 트롤리(12) 및 강자성적 지지 구조물(14)(강자성적 천장(14)으로서 도시됨)로 이루어진 주요 구성요소를 포함하고, 그러한 지지 구조물(14) 상에서 트롤리(12)가 동작하여, 지지 구조물(14)의 베어링 표면에 실질적으로 평행한 임의 방향으로 병진운동할(translate) 수 있다. 도 1 및 도 2에서 추가적으로 도시된 바와 같이, 트롤리(12)가 트롤리 프레임(18) 상에 장착된 하나 이상의 어트렉터 셀(16)을 포함한다. 도 8은, 트롤리(12)가 커버(100)를 포함하는 실시예를 도시하고, 그러한 커버는 트롤리 프레임(18)(도 1 및 도 2 참조), 어트렉터 셀(16)(도 1 및 도 2 참조), 및 다른 구성요소를 보호한다.
도 1 및 도 2는, 어트렉터 셀(16)이 상부에 장착될 수 있는 복수의 아암(22)을 가지는 판(20)을 포함하는 트롤리 프레임(18)의 실시예를 도시한다. 도 1은, 어트렉터 셀(16)이 상부에 각각 장착되는 3개의 아암(22)을 가지는 판(20)의 실시예를 도시한다. 도 2는, 판(20a)이 2개의 아암(22)을 포함하고 판(20b)이 또한 2개의 아암(22)을 포함하는 유사한 실시예를 도시하고, 각각의 아암(22)이 그러한 아암에 동작적으로 연결된 어트렉터 셀(16)을 구비한다. 도 2의 실시예는, 하나 이상의 관절식 연결부(25)를 이용하여 링크 부재(23)에 의해서 연결된 2개의 판(20a 및 20b)을 포함한다. 각각의 관절식 연결부(25)가 스프링-하중부하형(spring-loaded) 연결부, 점탄성 또는 탄성 고리(grommet), 부싱 또는 하나 이상의 자유도 이동을 제공하는 다른 요소일 수 있을 것이다. 일반적으로, 관절식 연결부(25)가 피봇 연결, 선형 변위, 또는 복수-자유도 연결을 통해서 판의 2개의 섹션들 사이의 상대적인 변위를 제공하여, 링크 부재(23)에 대한 2개의 판(20a 및 20b)의 상대적인 이동을 허용하고, 그에 따라 지지 구조물의 베어링 표면의 변동(variation)을 수용한다. 공구 및/또는 행거(28)가 링크 부재(23)로 커플링될 수 있을 것이다. 유사하게, 유사하게 설명된 바와 같이 어트렉터 셀(16)이 커플링된 2개 초과의 아암의 쌍(지네와 유사하다)을 포함하는 부가적인 실시예가 본 발명의 범위에 포함된다. 둘 이상의 어트렉터 셀을 포함하는 트롤리(12)의 다른 유사한 구성이 존재한다.
도 1을 다시 참조하면, 판(20)이 그러한 판(20)의 전체 중량을 감소시키기 위해서 아암(16)을 포함할 수 있을 것이다. 그러나, 판(20)이, 일부 실시예에서, 삼각형 또는 직사각형과 같은 임의 형상을 포함할 수 있을 것이다. 대안적으로, 도시되지 않은 실시예가, 추가적인 중량 감소를 위해서 하나 이상의 인장(tension) 또는 압축 프레임 요소로 구축된 공간-프레임(space-frame)인 트롤리 프레임(18)을 포함할 수 있을 것이다. 바람직하게, 강자성적 지지 구조물(14)이 강자성적 성질을 가지는 매끄러운 및/또는 평면형의 베어링 표면을 제공하고, 그러한 표면으로 어트렉터 셀(16)이 당겨지거나 어트렉터 셀(16)이 그러한 표면 상에서 이동할 것이다.
도 1 및 도 2는, 어트렉터 셀(16)이 하나 이상의 체결구(24)를 이용하여 트롤리 프레임(18)으로 커플링될 수 있다는 것을 도시한다. 또한, 도 1에 가장 잘 도시된 바와 같이, 체결구(24)가, 트롤리 프레임(18)으로부터 어트렉터 셀(16)까지 희망 간격을 제공할 수 있는 칼라(26)를 통해서 연장할 수 있을 것이다. 일 실시예에서, 칼라(26)가 강성 재료로 제조될 수 있거나, 그 대신에, 트롤리 프레임(18)에 대한 어트렉터 셀(16)의 변위, 회전, 및/또는 관절운동을 허용하는 가요성 또는 점탄성 재료일 수 있을 것이다. 또한, 하나 이상의 탄성 또는 점탄성 고리(27)(또는 와셔)를, 가요성 칼라 대신에 또는 그에 부가하여, 연결부 내에서 이용할 수 있을 것이고, 그에 따라 어트렉터 셀(16)과 트롤리 프레임(18) 사이의 연결부에서 부가적인 관절운동을 제공할 수 있을 것이다. 어트렉터 셀(16)이, 지지 구조물(14)의 매끄러운 및/또는 평면형인 베어링 표면 내의 중단부(disruption)를 수용할 수 있는 일부 관절운동 및/또는 피봇 능력을 가지는 트롤리 프레임(18)으로 커플링되는 것이 바람직하다. 관절식 연결부는, 어트렉터 셀(16)이 지지 구조물(14)의 베어링 표면 내의 불연속부와 결합할 때, 마찰 감소 하중 전달 장치(30)(전술한 바와 같음) 내의 하중의 균일한 분산 및 베어링 볼 유지를 돕는다.
도 1은 또한 트롤리 프레임(18) 상에 장착된 또는 그에 커플링된 행거 또는 공구(28)를 도시한다. 당업자는, 트롤리 프레임(18)이 현재 공지된 또는 추후에 개발되는 임의 수의 장비의 단편을 장착 및 지지하도록 구성될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 트롤리(12)의 실시예(미도시)가, 트롤리 프레임(18) 없이, 어트렉터 셀(16)로 직접적으로 부착되는 행거 또는 공구(28)를 포함하고, 이는 경량 고정구(fixture) 또는 다른 물품을 지지하기 위한 본 시스템의 실시예의 디자인을 단순화시킨다. 본 자기 이송 시스템(10)에서 이용될 수 있는 많은 수의 다양한 공구, 기계, 행거 및 구성이 존재한다.
트롤리(12)가 또한 하중 제한 장치의 과다하중을 방지하도록 동작할 수 있는 하중 제한 장치(미도시)를 포함할 수 있을 것이고, 이는 과다한 하중의 지지를 허용하지 않을 것이다. 트롤리(12)의 다른 실시예(미도시)가: 트롤리가 과다하중을 받는다는 것을 나타내기 위한 하중 감지 시스템 및 연관된 경보; 이송하고자 하는 물체 상승, 하강 및 이동을 보조하기 위한 파워 구동 또는 모터 시스템; 희망 위치로의 자동 안내 및 이송을 위한 내장형(on-board) 컴퓨터; 비상 고장 시스템과 연관된 내장형 조명; 재충전 가능 배터리 시스템; 유선 또는 무선 원격 제어 시스템; 제동 또는 유지 시스템; 호이스트 및 현수되는 물품 및 장치를 위한 하나 이상의 고정 지점; 및 다른 특징부를 포함할 수 있을 것이다.
어트렉터 셀(16)의 일 실시예가, 공통 프레임 상에서 별개로 동작할 수 있거나, 보다 전형적으로 단일 유닛 내로 조합될 수 있는 2개의 별개의 시스템을 포함한다. 제1 시스템은, 강자성적 지지 구조물(14)로 끌어 당겨지는 적절한 강도의 자석 또는 자석 어레이이고, 제2 시스템은, 지지 구조물(14)과 실제로 접촉하는 마찰 감소 및 하중 확산 장치이다. 마찰 감소 하중 확산 장치(30)가 자석 또는 자석 어레이를 항상 천장 표면으로부터 거리를 두고 지지할 수 있을 것이다. 도 3은, 하우징(32) 내에 포함된, 마찰 감소 하중 확산 장치(30), 또는 마찰 감소 하중 확산 장치(30) 아래의 자석, 자석 어레이, 또는 비-자기적 부재(도 5, 도 6, 및 도 13 참조)를 포함하는 어트렉터 셀(16)의 일 실시예를 도시한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 마찰 감소 하중 확산 장치(30)가 반경(R)에 의해서 규정되는 베어링 지역을 포함할 수 있을 것이다.
도 4는, 마찰 감소 하중 확산 장치(30)의 일부를 제거한 상태로, 하우징(32) 내의 자석 또는 자석 어레이(34)의 배치를 보여주는 어트렉터 셀(16)의 유사한 실시예를 도시한다. 자석 또는 자석 어레이(34)가, 마찰 감소 하중 확산 장치(30)를 통해서 또는 마찰 감소 하중 확산 장치(30)에 바로 인접하여 천장(14)을 끌어 당기는 방식으로 장착될 수 있을 것이다. 마찰 감소 하중 확산 장치(30)가, 임의의 측방향을 따른 이동 및/또는 선회(turning)에 대한 저항 또는 지연(hesitation)을 거의 가지지 않는 시스템을 제공할 수 있을 것이다.
자석 또는 자석 조립체(34)가 도 5에 도시된 바와 같이 단일 자석(36)을 이용하는 것에 의해서 구축될 수 있을 것이다. 단일 자석(36)이, 대향 면들 상에서 분극되고, 후방 표면(44)으로부터 전방 표면(42)을 향해서 자석(36)을 둘러싸는 철, 스틸, 또는 다른 강자성적 유지부(40) 내에 장착되는 통상적인 컵-자석으로서 구성될 수 있을 것이고, 그러한 자석은 강자성적 표면을 끌어 당기기에 충분한 증강된 자기장을 생성한다. 자석 조립체(32)가 또한 도시된 바와 같이 자석(36) 위에 배치된 베어링이 판(49)을 포함할 수 있을 것이다. 이러한 구성은 다양한 유지 적용분야를 위해서 일반적으로 이용되고 바람직한데, 이는 그러한 구성이 자석(36)의 양 극들을 단일 면 또는 측부(side) 상으로 집중시키고, 그에 따라, 자석(36)에 의해서 인가되는 유지력 또는 인력을 증폭하기 때문이다. 자석 또는 자석 조립체(34)가 또한, 자기장 증강이 없는, 유지부(40) 없이 장착되는 단순한 북극-남극 자석일 수 있을 것이다. 베어링 판(49)이 비-강자성적 금속, 복합체, 중합체, 또는 점-탄성 재료로 제조될 수 있을 것이다.
도 4 및 도 6은, 예를 들어, 철 또는 연강과 같은 강자성적 재료로 제조된 강자성적 후방 판(48) 상에 장착된 영구 자석(46)의 배열체를 가지는 자석 어레이(38)를 포함하는 자석 또는 자석 조립체(34)의 다른 실시예를 도시한다. 영구 자석(46)이, 그들의 극 면들(pole faces)이 인접한 자석들에 대해서 반전되는 상태로 그리고 하우징(41) 내에 장착된 상태로, 후방 판(48) 상에 배열될 수 있을 것이다. 자기 어레이가, 베어링 표면을 제공하기 위해서 및/또는 자석(46)을 제 위치에서 유지하기 위해서 자석과 베어링 판(49) 사이에 배치된 이격부재(47)를 포함할 수 있을 것이다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 영구 자석(46a)이 위쪽으로 그들의 양의 극을 가지고, 영구 자석(46b)이 위쪽으로 그들의 음극을 갖는다. 이어서, 후방 판(48)이 단일 자석(36)을 위한 도 5의 철 컵 유지부(40)와 상당히 유사한 기능을 한다. 후방 판(48)이 자기 어레이(38)의 후방 측부(50)의 자기장을 반대 극의 인접한 자석 내로 전달하고 자기 어레이(38)의 전방 측부(52) 상에서 유지력을 집중시키며, 이는 작업 측부가 되는 전방 측부(52)를 초래한다. 이러한 구성은 전방 측부(52) 상에서 큰 자속밀도를 생성한다. 희망하는 유지 강도 및/또는 인력을 제공하기 위해서 필요한 바에 따라서, 자석 어레이(38) 및 자석(44)의 배치가 적응되고 구성될 수 있다.
자기장이 완전히 흡수되고 전방 측부(52) 또는 작업 측부를 향해서 선회됨에 따라, 후방 판(48)의 후방 측부 표면(53)이 자화(磁化)의 징후를 갖지 않거나 거의 갖지 않을 수 있을 것이다. 자석(44)의 크기, 형상, 두께, 및 강도 그리고 후방 판(48)의 재료 및 두께의 선택이, 희망 유지 강도 및/또는 인력을 제공하기 위해서 하나 이상의 큰 가변 인자들에 대해서 선택될 수 있을 것이다. 예를 들어, 구체적인 적용예에 따라서, 요소의 선택이 적어도 이하의 고려 사항을 기초로 할 수 있을 것이다: 취급되어야 하는 작업 하중, 임의의 희망하는 또는 요구되는 안전 인자, 어트렉터 셀(60)에 의해서 요구되는 공기 갭의 범위, 및 자기장 패턴 도달범위(reach). 일반적으로, 장착되고 조립되었을 때, 자석(36) 또는 자석 어레이(38)의 자석(44)의 강도는, 희망하는/요구되는 안전 인자를 가지고 공기 갭을 통해서 희망하는 또는 요구되는 설계 하중을 지지하기에 충분하여야 한다. 또한, 철, 스틸, 또는 다른 스틸 합금, 또는 다른 강자성적 재료이든지 간에, 자기적으로 포화되기 시작하지 않을 정도로 후방 판(48)의 두께가 충분할 수 있을 것이다. 만약 후방 판(48)이 자기적으로 포화되기 시작하면, 자기장이 후방 판(48)의 외부로 연장할 수 있고, 이는 일부 적용분야에서 바람직하지 않을 수 있을 것이다.
어트렉터 셀(16)이, 지지하는 강자성적 지지 구조물(14), 예를 들어 천장(14)에 평행한 또는 실질적으로 평행한 평면 방향으로 다중-방향 이동을 할 수 있는 능력을 제공하도록 구성된다. 그에 따라, 마찰 감소 하중 확산 장치(30)를 이용하여, 마찰이 자석(36) 또는 자기 어레이(38)와 지지 구조물(14) 사이에서 감소되어야 한다. 일반적으로, 마찰 감소 하중 확산 장치(30)가, 트롤리(12)를 지지 구조물(14)의 베어링 표면 상에서 활주시키는데 필요한 마찰력을 감소시키는 그리고 자기적 인력에 의해서 생성된 하중을 지지 구조물로 전달하는 구성요소의 임의 구성이다. 도 5, 도 6, 도 13, 도 14b, 및 도 15b에 도시된 실시예에서, 마찰 감소가, 하우징(32)과 지지 구조물(천장)(14) 사이에 배치된 베어링 볼(56)에 의해서 달성될 것이다. 일부 실시예에서, 베어링 볼(56)이 마찰 감소 성질 및 선회 시스템을 필요로 하지 않고 이동 방향을 변화시킬 수 있는 능력을 제공한다. 마찰 감소 하중 확산 장치(30)의 다른 실시예가, 감소된 마찰 또는 저마찰의 중합체와 같이, 하우징(32) 및/또는 자석(34)과 지지 구조물(14) 사이의 마찰을 감소시키는 재료의 하나 이상의 패드를 포함할 수 있을 것이다. 다른 대안이, 트롤리 프레임과 지지 구조물 사이에 배치된 하나 이상의 이동용 바퀴(caster) 및/또는 바퀴(wheel), 기계적으로 조향될 수 있는 바퀴, 또는 이하에서 더 구체적으로 설명되는 하나의 또는 복수의 단일 볼 전달부(transfer)를 포함한다.
트롤리(12)의 다중-방향 이동을 저지하는 마찰을 감소시키기 위해서 본 발명의 시스템(10)과 함께 이용될 수 있는 마찰 감소 하중 확산 장치(30)의 4개의 예가 본원에서 구체적으로 설명된다. 그러나, 본원에서 설명된 볼 지지 장치의 사상 내의 부가적인 구성이 또한 본 발명의 범위 내에 포함된다. 일 실시예(미도시)가, 일반적으로 다양한 구성으로 이용될 수 있는 통상적인 단일 볼-전달 장치이다. 그들은 하우징 위에 부분적으로 제시된 단일 하중 전달 볼을 제공하고, 그러한 하우징 내에서 복수의 보다 작은 베어링 볼이 롤링하고 재-순환되어 보다 큰 노출된 볼을 지지하고 그러한 보다 큰 노출된 볼이 적은 저항으로 임의 방향으로 롤링할 수 있게 한다.
이러한 통상적인 단일 볼-전달부는 주요(main) 하중 전달 볼 상의 단일 접촉 지점에서만 하중을 지지하여, 매우 작은 지지 표면 상의 단일 접촉 지점을 초래한다. 이러한 구성은 지지 구조물의 베어링 표면의 매우 작은 지역에 걸친 큰 압력 집중을 생성한다. 비록 통상적인 단일-볼 전달부가 상당히 무거운 하중을 지지할 수 있지만, 그러한 단일-볼 전달부는 베어링 표면에 걸쳐서 롤링하는 동안 베어링 표면을 손상시킬 수 있는 힘을 가할 수 있다. 편평한 접촉 표면에 대항하여(against) 접촉 지점에서 가해지는 압력이 평방 인치 당 수천 파운드와 같이 클 수 있고, 이는 연성 스틸 판 내로 홈을 남기기에 충분하다. 주요 볼이 중합체인 경우에도, 큰 하중의 경우에, 가해지는 접촉 압력 및 힘이 여전히 크게 유지된다.
따라서, 통상적인 단일-볼 장치를 이용할 때, 대항하여 롤링되는 표면에 대한 손실을 방지하기 위해서, 지지 구조물이 적어도 통상적인 볼-전달부의 주요 볼 만큼 경질일 필요가 있거나, 하중이 매우 작아야 한다. 이러한 요건으로 인해서, 통상적인 단일-볼 장치는 매우 가벼운 부하(duty) 또는 가벼운 하중-지탱 유형의 시스템에서 유용한데, 이는, 어트렉터 셀(16)의 자기적 당김이, 이용되는 볼 전달부의 압력으로부터 지지 구조물(14)로 비정상적인 응력 또는 손상을 유발할 정도로 크지 않아야 하기 때문이다. 그러한 적용분야에는, 비제한적으로, 램프 또는 다른 경량 고정구와 같은 경량 물체가 포함될 수 있을 것이다.
도 3, 도 4, 도 5, 도 6, 도 13, 도 14a, 도 14b, 도 15a 및 도 15b는, 개방-볼-전달 장치("OBT")(54)인 마찰 감소 하중 확산 장치(30)의 실시예를 도시한다. OBT(54)의 베어링 표면이 둥근, 완전한 반경을 가지는(radiused) 디스크로서 성형될 때, OBT(54)가 최적으로 구성될 것이다. 그러나, 다른 형상도 발명의 범위에 포함된다. 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, OBT(54)가, 어트렉터 셀(16)의 베어링 표면(58)과 지지 구조물(14)의 베어링 표면(59) 사이를 분리하고 그 사이에 공기 갭(68)을 생성하는 복수의 개재(inter)-접촉 베어링 볼(56)을 포함한다. OBT(54)가 또한 소정 부피의 베어링 볼(56)을 저장하기 위한 저장부(60) 및 환형 채널(62)을 포함하고, 환형 채널은, 베어링 볼(56)이 지지 구조물(14)의 베어링 표면(59)과 어트렉터 셀(16)의 베어링 표면(58) 사이의 계면(70)에서 결합 위치(64)로부터 이동할 수 있게 한다. 베어링 볼(56)이 서로에 대한 상대적인 위치에서 저지되거나 유지되지 않고 임의 방향으로 자유롭게 롤링할 수 있을 것이다. 어트렉터 셀(16)의 베어링 표면(58)과 지지 구조물(14)의 베어링 표면(59) 사이의 계면(70)에 위치되는 베어링 볼(56)의 수량 또는 밀도가 매우 크고, 결합 위치(64), 저장부(60) 및 채널(62) 내에 배치되는 복수의 베어링 볼(56)을 포함하고 일정한 부피를 가지는 폐쇄된 재순환 시스템 내에서 그러한 볼이 유지된다는 사실에 의해서, 해당 밀도로 유지된다. 베어링 볼(56)의 이동은 일반적으로 일정 부피 내의 인접한 볼들(56)의 강제된 변위에 의해서 유도된다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 저장부(60)의 실시예가, 어트렉터 셀(16)의 임의 이동 방향에 대해서, 베어링 볼(56)이 편평화된 원형 흐름 경로를 따를 수 있게 하는 베어링 볼(56)의 하나의 행(row)을 수용하기 위한 깊이를 갖는다. 저장부(60) 및 채널(62)이 베어링 볼(56)의 직경 보다 약간 더 큰 간극 치수를 갖는다. 이러한 구성이 바람직한데, 이는 그러한 구성이, 저장부(60) 및 채널(62) 내의 베어링 볼(56)을 변위시키고 그 이동이 결합 위치(64)에 걸쳐 순환시키는데 있어서 적은 힘을 필요로 하기 때문이다. 대안적으로, 베어링 볼의 하나 초과의 층을 수용하기에 충분한 부피를 가지는 저장부(60)를 포함하는 다른 실시예(미도시)가 이용될 수 있을 것이다. 또 다른 실시예가, 하우징(32)의 내측 표면(78 또는 86) 내에 배치된 환형 홈인 저장부(60)를 포함할 수 있을 것이고, 그러한 환형 홈이 충분한 수의 베어링 볼(56)을 저장하기 위한 횡단면적 형상 및 부피를 가지며, 그에 따라 어트렉터 셀(16)의 베어링 표면(58)으로 충분한 베어링 볼(56)을 제공한다. 이는, 도 5 및 도 6에 도시된 실시예와 같이 하우징(32) 내에서 하중 전달 부재(72)를 현수할 필요성을 제거한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 자석(36) 및 유지부(40)가 하중 전달 부재(72a)를 포함한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 복수의 자석(46), 후방 판(48) 및 전방 판(49)이 하중 전달 부재(72b)의 다른 실시예를 포함한다. 도 13에 도시된 대안적인 실시예가, 비자화 금속 또는 중합체 부재인 하중 전달 부재(72c)를 포함한다. 각각의 하중 전달 부재(72a, 72b 및 72c)가 베어링 표면(58)을 갖는다. 도 5, 도 6 및 도 13에 도시된 바와 같이, 하중 전달 부재(72a, 72b, 및 72c)가 하우징(32) 내에 장착될 수 있고, 그에 따라 베어링 표면(58)이 지지 구조물(14)의 베어링 표면(59)으로부터 거리("Dl")를 갖는다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 하우징(32)이, 함께 제거 가능하게 또는 영구적으로 커플링되는 상부 하우징 부재(74) 및 하부 하우징 부재(76)를 포함할 수 있을 것이다. 상부 하우징 부재(74)가 내측 표면(78), 외측 표면(80), 상단 표면(82), 및 하단 표면(84)을 포함한다. 하부 하우징 부재(76)가 내측 표면(86), 외측 표면(88), 상단 표면(90), 및 하단 표면(92)을 포함한다. 도 5 및 도 6에서, 하우징(32)의 실시예가, 실질적으로 원형 및 원통형인 형상을 형성하는 외측 표면(80 및 88)을 포함한다. 그러나, 다른 형상도 본 발명의 범위에 포함된다. 상부 하우징 부재(74)의 하단 표면(84)의 폭이 상부 하우징 부재(74)와 하부 하우징 부재(76) 사이의 전이부에서 하부 하우징 부재(76)의 상단 표면(90)의 폭과 실질적으로 유사함에 따라, 내측 표면(78 및 86)이 상부 하우징 부재(74)와 하부 하우징 부재(76) 사이의 전이부에서 정렬된다. 추가적으로 도시된 바와 같이, 내측 표면(78 및 86)이, 외측 표면(80 및 88)에 대향하는 내측 표면(78 및 86)의 부분들 내에서 일반적으로 곡선화된다. 도 5 및 도 6은 아치형인 이러한 곡률을 도시하고, 이러한 곡률이 실질적으로 절반-원일 수 있을 것이다. 이러한 곡선화된 형상은, 상부 및 하부 하우징 부재(74 및 76)의 내측 표면(78 및 86)에 의해서 부분적으로 형성된 채널(62) 및 저장부(60) 내의 베어링 볼(56)의 매끄러운 흐름을 허용한다. 도 5 및 도 6에 추가적으로 도시된 바와 같이, 상부 하우징 부재(74)의 내측 표면(78)이 내측으로 곡선화되고, 그에 의해서 내측 표면(78)과 상부 하우징 부재(74)의 상단 표면(82)의 교차부에서 상부 하우징의 램프형(ramped) 전이 부분(94)을 생성한다.
하우징 부재(32)의 이러한 구성은, 하중 전달 부재(72a 또는 72b)가 하단 표면(92)에 대향하는 하부 하우징 부재(76)의 내측 표면(86)의 일부에 커플링될 수 있게 한다. 하중 전달 부재(72a 또는 72b)가, 특별한 어트렉터 셀(16)을 위한 필요 하중을 지탱하기에 그리고 하중 전달 부재(72)를 하우징(32) 내에서 정확하게 배치하기에 충분한 임의 수의 체결구 및/또는 이격부재에 의해서, 하우징(32)으로 커플링될 수 있을 것이다. 그러나, 저장부(60) 내의 베어링 볼(56)의 흐름 방해를 최소화하도록, 체결구 및/또는 이격부재가 바람직하게 하우징(32) 내에서 분산된다. 하중 전달 부재(72a 또는 72b)가 하부 하우징 부재(76)의 내측 표면(86) 내부로 소정 거리로 현수된다. 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 하중 전달 부재(72a 또는 72b) 및 내측 표면(86)이 상보적인 형상들을 가질 수 있고, 그에 따라, 하중 전달 부재(72a 또는 72b)가 하우징(32) 내에 배치될 때, 실질적으로 일정한 치수의 저장부(60) 및 채널(62)이 하중 전달 부재(72a 또는 72b)의 외측 표면(96)과 내측 표면(86) 사이에 형성된다. 하중 전달 부재(72a 또는 72b)의 외측 표면(96) 및 하부 하우징 부재(76)의 내측 표면(86)의 형상들이 바람직하게 곡선화되어, 베어링 볼(56)을 위한 매끄러운 흐름 채널을 제공한다. 도 13의 하중 전달 부재(72c)가 유사하게 배열될 수 있을 것이다.
동작에서, 결합 위치(64) 내의 베어링 볼(56)이 어트렉터 셀(16)의 베어링 표면(58)과 지지 구조물(14)의 베어링 표면(59) 사이에서 롤링하여, 측방향 이동에 대한 마찰 및 저항을 감소시킨다. 베어링 볼(56)을 외부로 롤링하도록 그리고 낙하하도록 안내하는 상부 하우징 부재(74)의 램프형 전이 부분(94)과 결합하는 베어링 표면들(58 및 59) 사이로부터 결합 위치(64)를 떠나는 베어링 볼(56)이 이어지는 또는 후속하는 탈출(exiting) 볼에 의해서 채널(62) 및 저장부(60) 내로 밀려난다. 베어링 볼(56)이, 부피 변경(displacement)으로 인해서, 채널(62) 및 저장부(60)를 통해서 순환하고 그에 따라 베어링 표면들(58 및 59) 사이의 결합 위치(64) 내에 재-배치될 때까지, 하중을 받지 않고 자유롭게 따라서 밀려난다. 이어서, 순환된 베어링 볼(56)을 이용하여 계면(70)에서의 이동에 대한 마찰 및 저항을 다시 감소시킬 수 있다. 이러한 배열은, OBT(54)의 방향의 변화 또는 이동 방향과 관계없이, 자동적으로 그리고 계속적으로, 볼이 채널(62) 및 저장부(60)를 통해서 결합 위치(64)로부터 그러한 결합 위치(64)로 다시 계속적으로 순환할 수 있게 한다.
천장 표면의 마모 및 마킹(marking)을 줄이기 위해서 그리고 자체적으로 자기적 성질을 가지지 않기 때문에, OBT(54) 내에서 이용되는 베어링 볼(56)이 바람직하게 플라스틱, 델린(Delrin) 또는 나일론이다. 알루미늄과 같은 금속, 스테인리스 스틸, 또는 Teflon과 같은 보다 연성인 플라스틱 또는 보다 경질인 고무 볼을 포함하는 다른 재료가 적용분야에 따라서 그 역할을 할 수 있을 것이다. 하중 전달 부재(72a, 72b, 및 72c)가 상당한 지역을 가지는 베어링 표면(58)을 포함할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이고, 그러한 지역의 상당한 부분이 베어링 볼(56)로 커버된다. 그에 따라, 500 lbs 이상을 지지할 수 있는 시스템 내에서 이용될 때, 유효 베어링 지역 그리고 베어링 볼(56)의 직경 및 밀도에 따라서, 볼당 베어링 하중이 몇 온스 정도로 작을 수 있다. 이러한 구성은, 천장 마감부에 대한 과다한 마모 또는 손상을 유발하지 않고, 페인트 또는 중합체 표면 코팅으로 커버된 미적인 매끄러운 표면을 가지는 강자성적 천장 패널과 같은 지지 구조물(14) 상에서 트롤리(12)가 병진운동할 수 있게 한다.
도 14a 및 도 14b는, 지지 구조물(14)의 베어링 표면(59)과 결합하도록 상승된 결합 위치(64) 내에 배치된 복수의 베어링 볼(56) 및 베어링 볼(56)의 결합 위치(64)를 둘러싸는 약간 하강된 환형 저장부(156)를 포함하는, OBT(54')인 마찰 감소 하중 확산 장치(30)의 대안적인 실시예를 도시한다. 결합 위치 내의 베어링 볼(56)이 결합 위치(64) 내에 배치되어, 하우징(32')의 상단 표면(154)과 지지 구조물(14)의 베어링 표면(59) 사이에 공기 갭(68)을 제공한다. 그에 따라, 하우징(32')이 지지 구조물(14)에 대해서 활주할 때 결합 위치(64) 내의 베어링 볼(56)이 하우징(32')에 대해서 병진운동함에 따라, 결합 위치(64)를 빠져나가는 베어링 볼(56)이 저장부(156) 내의 베어링 볼(56)과 유사하게 결합하고 그 변위를 강제하며, 이는, 일정 부피 내의 베어링 볼(56)의 변위로 인한 결합 위치(64) 내외로의 베어링 볼(56)의 순환 및 교체를 유도한다.
도 15a 및 도 15b에 도시된 다른 대안적인 실시예가 OBT(54")를 가지는 마찰 감소 하중 확산 장치(30)를 포함하고, 하중 전달 부재(72d)가 하우징(32") 내에 배치되고 현수되는 환형 링이다. 자석 또는 자석 조립체(34)가 하중 전달 부재(72d)의 내측 원 내부에 배치될 수 있을 것이다. 다시 말해서, 하중 전달 부재(72d)가 자석 또는 자석 조립체(34)를 둘러쌀 수 있을 것이다. 도 15b에 가장 잘 도시된 바와 같이, 자석 또는 자석 조립체(34)가 하우징(40) 내에서 유지되고 및/또는 하우징(32") 내로 수용될 수 있을 것이다. 베어링 볼(56)이 OBT(54") 내에 유사하게 배치되고, 베어링 볼은 결합 위치(64) 내에서 지지 구조물(14)의 베어링 표면(59)과 결합하고, 어트렉터 셀(16)이 지지 구조물(14)에 대해서 병진운동할 때, 저장부(60)를 통해서 그리고 채널(62)을 통해서 순환한다. 베어링 볼(56)이 유사하게 배치되어, 자석의 상단 표면(158) 및/또는 하우징(32")의 상단 표면(160) 사이에 공기 갭(68)을 형성할 수 있을 것이다. 이러한 실시예는 자석(34)의 표면을 베어링 표면(59)에 더 근접하여 배치하는 것을 돕고, 그에 의해서 자석(34)에 의해 지지 구조물(14) 상으로 가해지는 유효 자기력을 증가시킨다.
OBT의 기본적인 기능적 기준은, 임의 방향을 따른 어트렉터 셀의 병진운동 중에 볼의 이동이 베어링 볼의 저장부 내외로의 순환을 초래하도록, 베어링 볼의 저장부가 근접부 또는 채널을 통해서 베어링 볼의 결합 위치와 연통하는 것이다. 또한, 결합 위치 내의 하우징(32')(도 14b) 또는 하중 전달 부재(72)(도 5, 도 6, 도 13 및 도 15b)의 베어링 표면(58)이 볼 이동을 돕기 위해서 매끄러워야 하고 어떠한 장애물도 없어야 한다.
마찰 감소 하중 확산 장치(30)가 다양한 방식으로 이용되어, 본 이송 시스템(10)에서의 이동에 대한 마찰 및 저항을 감소시킬 수 있다. 하나의 방식은, 전술한 바와 같이 마찰 감소 하중 확산 장치(30)를 어트렉터 셀(16) 내로 통합시키고 그리고 어트렉터 셀(16) 또는 복수의 어트렉터 셀(도 1 및 도 2 참조)을 트롤리 프레임(20) 상으로 장착하는 것이다. 작은 어트렉터 셀들(16) 및 그들 중 더 작은 것들이(more of them) 지지 구조물(천장)(14)의 표면(59) 내의 불규칙부를 보상하는 바람직한 방법이 된다. 천장 표면의 편평도 무결성(flatness integrity)에 있어서의 불일치(inconsistency)로부터 초래되는 문제를 완화하기 위해서, 어트렉터 셀(16)이, 트롤리 프레임(20) 상의 장착 방법에 의해서, 제공되는 수평으로부터의 약간의 정도의 관절운동을 가지도록 설계된다. 전술한 바와 같이, 복수의 어트렉터 셀(16)이 이용될 때, 각각의 어트렉터 셀의 다른 어트렉터 셀에 대한 다중 관절운동(multi-degree articulation)이 바람직하다.
도 7은, 복수의 어트렉터 셀들(16) 사이에 및/또는 그에 인접하여 배치된 복수의 구분된 자석 또는 자석 어레이(98)를 가지는 트롤리 프레임(18)을 포함하는 트롤리(12)의 다른 실시예를 도시한다. 이러한 실시예에서, 어트렉터 셀(16)이 자석(36)(도 5) 또는 자석 어레이(38)(도 6)를 포함하는 하중 전달 부재(72)를 포함할 수 있을 것이다. 대안적으로, 단지 지지 구조물(14)에 대한 감소된-마찰 하중 전달을 제공하기 위해서, 어트렉터 셀이, 단순히 비자기적 판 및 자기적 인력을 가지지 않는 마찰 감소 하중 확산 장치(30)인 하중 전달 부재(72)를 포함할 수 있을 것이고, 자석 또는 자석 어레이(98)만이 자기적 인력을 제공한다.
활성적 또는 비활성적(inactive)인, 밀봉 장치(미도시)가 상부 하우징 부재(74)의 상단 표면(82) 내로 통합될 수 있다. 밀봉 장치가 하우징(32)과 지지 구조물(14) 사이의 공기 갭(68)을 밀폐할 수 있고, 그에 따라 분진이 마찰 감소 하중 확산 장치(30) 및/또는 OBT(54) 내로 침입하는 것을 차단 및 방지하여 오염으로 인한 마모 발생을 방지할 수 있을 것이다. 밀봉 장치가 또한 베어링 볼(56)을 포함하는데 도움을 줄 수 있을 것이고, 지지 구조물(14)의 베어링 표면(59) 내의 불연속부의 경우에 베어링 볼이 시스템을 빠져 나가는 것을 방지할 수 있을 것이다. 부가적으로, 도시되지 않은 다른 실시예가, 베어링 볼(56)의 통과 낙하를 허용하지 않으면서, 분진이나 이물질 입자가 중력에 의해서 하향 인출되는 것으로 인해서 개방 메시(mesh)를 통해서 방출되는 것을 허용하도록 볼 측부 상에서 개방 메시 커버링(미도시)을 구비하는 개방 포트를 가지는 하부 하우징 부재(76)의 하단 표면(92)을 포함할 수 있을 것이다. 이러한 부가적인 구성이 저비용으로 자가-세정 시스템을 제공할 수 있을 것이다. 베어링 볼을 주기적으로 닦아서 세정할 수 있는, 재순환 챔버의 저장부 측부의 후방 표면에 걸쳐 세정 벨트 또는 디스크를 통과시킬 수 있는 활성적인 시스템이 또한 포함될 수 있을 것이다. 필요한 경우에, 다른 공기 및 진공 시스템이 또한 세정 달성을 위해서 포함될 수 있을 것이다.
트롤리(12)가 브레이크(102)와 같은 부가적인 특징부를 포함할 수 있을 것이다. 도 9는, 트롤리(12) 내로 통합될 수 있는 브레이크(102)의 일 실시예를 도시한다. 도 9가 브레이크(102)를 도시하고, 그러한 브레이크는 브레이크 자석 조립체(104), 트롤리 프레임(18)으로 커플링된 슬리브(110) 내에서 샤프트(108)가 이동 가능할 때 일 단부가 자석 조립체(104)에 커플링되는 샤프트(108), 자석 조립체(104)에 대향하는 샤프트(108)로 동작 가능하게 연결된 브레이크 레버(112), 브레이크 레버(112)로 커플링된 브레이크 케이불(114), 및 브레이크 케이블을 당기거나 해제하기 위한 브레이크 제어 메커니즘(미도시)을 포함한다. 도 9에 도시된 바와 같이, 슬리브(110)가 플랜지 및 나사산형(threaded) 외측 표면을 포함할 수 있을 것이고, 너트가 나사산형과 결합하고 슬리브(110)를 트롤리 프레임(18) 상으로 고정하기 위해서 조여질 수 있을 것이다. 샤프트(108)가 또한 자석 조립체(104)에 대향하는 나사산형 단부를 가질 수 있을 것이고, 너트가 나사산과 결합하고 샤프트(108)를 슬리브(110) 내에서 고정하도록 조여질 수 있을 것이다. 자석 조립체(104)가 하우징(116), 하우징(116)의 상단 표면(120) 상으로 배치되거나 그 상단 표면 내로 수용되는 자석(118), 지지 구조물(14) 상에서의 트롤리(12)의 측방향 이동을 저지하는 측방향 마찰을 증가시키기 위해서 자석(118)의 외부 면(124) 상에 배치되는 브레이크 패드(122)를 포함할 수 있을 것이다. 브레이크 패드(122)가 탄성적, 점탄성적, 또는 다른 유사한 재료일 수 있을 것이다. 일 실시예가 고무인 브레이크 패드(112)를 포함한다. 브레이크 제어 메커니즘이, 자전거 및 휠체어에서 이용되는 것과 유사한 기계적 레버, 서버 모터 메커니즘, 또는 다른 기계적 또는 모터 동력형(motorized) 메커니즘일 수 있을 것이다.
동작시에, 브레이크 제어 메커니즘에 의한 브레이크 케이블(114)의 당김은 브레이크 레버(112)의 선형 변위 또는 회전을 유도하고, 이는 샤프트(108) 및 자석 조립체(104)의 슬리브(110)에 대한 하향 병진운동을 발생시키고, 그에 의해서 브레이크 패드(122)를 지지 구조물(14)의 베어링 표면(59)에 대항하는 베어링 상태로부터 분리시킨다. 그에 따라, 트롤리(12)가 지지 구조물(14)의 베어링 표면(59)에 실질적으로 평행한 임의 방향으로 자유롭게 이동한다. 브레이크(102)를 인가하기 위해서, 케이블을 해제하도록 브레이크 제어 메커니즘이 유도되고, 자석(118)의 자력이 강자성적 지지 구조물(14)로 끌어 당겨지고, 그에 의해서 지지 구조물(14)의 베어링 표면(59)을 향하고 최종적으로 그 베어링 표면(59)에 대항하여 베어링 상태가 되는 샤프트(108) 및 자석 조립체(104)의 슬리브(110)에 대한 병진운동을 유도한다. 유사한 효과를 가지는 다른 제동 시스템의 구성이 본 발명의 범위에 포함된다.
트롤리(12)의 하나 이상의 실시예가 또한 자동화된 구동 시스템(미도시)을 포함할 수 있을 것이다. 그러한 자동화된 구동 시스템이, 서보 모터와 같은 하나 이상의 모터에 의해서 구동될 수 있는 지지 구조물(14)의 베어링 표면(59)과 결합하는 구동 바퀴를 포함할 수 있을 것이다. 자동화된 구동 시스템이 유선 또는 무선 제어 시스템을 포함할 수 있을 것이고, 그러한 제어 시스템은 사용자로 하여금 본 이송 시스템의 이동 및 방향을 제어할 수 있게 한다.
또한, 트롤리(12)의 하나 이상의 실시예가 과다하중 보호 또는 방지 장치(미도시)를 포함할 수 있을 것이다. 이러한 장치가 저울 또는 다른 장치와 같은 하중 계산 장치를 포함할 수 있을 것이고, 특정 하중의 인가 시에, 경보가 소리를 방출할 수 있을 것이고 시스템이 하중의 이동을 방지하도록 브레이크를 결합시킬 수 있을 것이다. 대안적으로, 퓨즈 부재가 포함될 수 있을 것이고, 그러한 퓨즈 부재는, 너무 큰 하중의 인가 시에 끊어지고, 그에 의해서 본 이송 시스템이 동작할 수 없게 한다. 많은 수의 통지, 경보, 및/또는 측정 시스템이 본 발명의 범위에 포함된다.
지지 구조물(14)(도 1, 도 8, 도 10 및 도 11에서 도시된 천장)은 강자성체인 그리고 실질적으로 매끄러운 및/또는 평면형인 표면을 제공하는 일차적인 기능을 제공하고, 그러한 실질적으로 매끄러운 및/또는 평면형인 표면 위에서 트롤리(12)가 매끄러운 표면에 실질적으로 평행한 임의 방향으로 병진운동할 수 있을 것이다. 지지 구조물(14)이 또한 건물의 하중 지탱 구조물 내의 요소로서의 역할을 하고, 그러한 요소부터 물체가 현수되고 본 이송 시스템(10)을 이용하여 이송될 수 있다. 일반적으로, 지지 구조물(14)이 강한 강자성적인 재료 또는 적절한 근접도의 외측(베어링) 표면(59)을 포함하여야 할 것이다. 연강이 성공적으로 테스트되었으나, 트롤리가 표면에 걸쳐서 이동할 때 그 자체의 잔류 자화가 없이, 자화된 상태로부터 비자화 상태로의 지속적인 전이를 견딜 수 있는 보다 적절한 합금이 보다 양호한 역할을 할 수 있을 것이다. 그러한 하나의 재료가 냉연 비-입자 배향형(non grain oriented) 규소강("CRNGO")일 수 있는데, 이는 그러한 재료의 연자성(자화되어 유지되는 것에 대한 자기저항) 특성이 생성되기 때문이다. 그러나, 본 발명은 특정 재료로 제한되지 않으며, 임의의 강자성적 재료가 이용될 수 있을 것이다.
일 실시예(미도시)에서, 지지 구조물(14)이, 단순히 건물 하부의 구조적 지지 부재에 고정된 스틸 판 또는 철판일 수 있을 것이다. 이러한 실시예는, 두꺼운 중실형 판을 필요로 하는 큰 하중의 이송 시에, 중량 및 비용 문제로 실시하기 어려워질 수 있다. 지지 구조물(14)의 다른 실시예에는, 복수의 구조적 천장 패널(124)을 포함하는 천장을 포함한다. 도 10에서 도시된 바와 같이, 천장 패널(124)의 일 실시예가 지지 구조물(천장)(14)이다. 천장 패널(124)이 외측 강자성적 층(126), 상부 외측 층(128) 및 충진재 층(130)을 포함할 수 있을 것이다. 일 실시예에서, 외측 강자성 층(126), 상부 층(128), 및 충진재 층(130) 모두가 접착제 또는 수지에 의해서 함께 결합된다. 천장 패널(124)이 바람직하게, 구조적 지지부들 사이에서 본 이송 시스템(10)의 설계 하중 용량을 지탱하도록 구성된, 하중을 지탱하는, 구조적 패널이다. 도 1, 도 11, 및 도 12에 도시된 바와 같이, 지지 구조물로서 천장(14)을 이용할 때, 천장(14)이 복수의 천장 패널(124)로 이루어질 수 있을 것이다. 천장 패널(124)이 바람직하게 중량이 가벼운데, 이는 그러한 것이 실용적이기 때문이다. 재료 중량이 설치 비용 및 용이성과 관련된다. 천장 패널(124) 또는 그 섹션이 가장 가벼운 그리고 가장 용이한 상업화된 형태를 향해서 엔지니어링될(engineered) 수 있을 것이다. 천장 패널(124)이 도색되거나 분말 코팅되어, 미적으로 훌륭한 외관을 제공할 수 있을 것이다. 그 대신에, 다른 실시예에서, 천장 패널(124)이 또한 300 계열 스테인리스 스틸, 양극처리된 알루미늄, 또는 심지어 외관 목적을 위한 경질 중합체 코팅과 같이 강자성적인 성질을 가지거나 가지지 않는 얇고 보다 경질인 외측 마모 표면을 포함할 수 있을 것이다. 그러나, 트롤리(12)를 상부에 놓기(ride upon) 위한 표면으로서 그리고 트롤리를 그러한 표면을 통해서 강자성적 층(126)으로 당기기 위한 표면으로서, 임의의 매끄럽고, 편평한 표면이 적절하게 이용될 수 있을 것이다.
다시 도 10을 참조하면, 외측 베어링 층(126)이 전술한 바와 같은 강자성적 재료의 하나 이상의 시트일 수 있을 것이다. 대안적으로, 외측 베어링 층(126)이 충진재 층(130)으로 도포된 강자성적 코팅일 수 있을 것이다. 트롤리(12)에 의해서 생성되는 전체 자기장을 충분히 흡수하도록, 그리고 특히 임의의 과다한 외측 베어링 층의 두께는, 상당한 이점이 없이, 천장 타일(124)에 대한 비용 및 중량만을 부과하기 때문에, 그렇게 충분히 흡수할 정도로만, 외측 베어링 층(126)의 전체 두께 또는 게이지(gauge)가 선택될 수 있을 것이다. 외측 베어링 층(126)의 편평도 및 그러한 외측 베어링 층(126)의 인접한 천장 타일(124)과의 정렬이 또한 바람직하게 실질적으로 매끄럽고 및/또는 평면형이며, 그에 따라 트롤리 및 그 어트렉터 셀이 전체 천장(14)을 용이하게 횡단할 수 있게 한다.
상부 층(128)이 임의의 실질적으로 강성인 재료의 하나 이상의 시트일 수 있을 것이다. 상부 층(128)이 스틸, 알루미늄과 같은 임의 시트 금속일 수 있을 것이고, 또는 실질적으로 강성인 중합체 재료일 수 있을 것이다. 상부 층(128)이 강자성적일 필요가 없다. 실시예(미도시)가, 보다 강성인 패널을 제공하기 위한 상승된 리브(rib) 또는 상승된 중심 부분을 가지는 상부 층(128)을 포함할 수 있을 것이다. 충진재 층(130)이 건물 제품에서 유사하게 이용된 임의 재료로 제조될 수 있을 것이다. 일부 실시예가 강성인 또는 실질적으로 강성인 포옴(foam) 또는 벌집체를 포함할 수 있을 것이다. 일부 실시예가 합판, OSB, MDF 또는 파티클 보드와 같은 목재-기반의 시트재료를 포함할 수 있을 것이다. 새로운 경량의 복합체 보드가 또한 이용될 수 있을 것이다. 충진재 층(130)이 그러한 재료의 하나 이상의 얇은 시트일 수 있을 것이다. 아래로부터의 당김력을 지지하기 위해서 그리고 그러한 당김력을 상단 층(128)과 상단 표피 층에 대한 베어링 층(126) 사이에서 분산시키기 위해서, 충진재 층(130)이 인장 및 전단 능력에 있어서 충분히 강할 필요가 있을 수 있을 것이다. 일 실시예에서, 단일 모듈 천장 타일(124)이 십육(16) 평방 인치 및 바람직하게 십(10) 파운드 이하의 중량일 수 있을 것이다. 그러나, 천장 패널(124)이, 제조, 설치, 및/또는 희망 하중 용량을 촉진하기 위해서 실현 가능한 임의 길이, 폭, 및 두께를 가질 수 있을 것이다.
지지 구조물 또는 천장(14)이 바람직하게 실질적으로 매끄럽고, 편평하고 및/또는 평면형인 표면이다. 패널의 강자성적 표면 내에서 바람직한 편평도 무결성을 생성하는 하나의 방법이 성공적으로 구축되고 테스트되었다. 이러한 방법은, 상부 층(128)으로서 시트 재료의 다른 매우 얇은 안정화 층을 가지는 코어 재료와 조합하여, 베어링 층(126)으로서 강자성적 연강 재료의 몇 개의 상대적으로 얇은 층을 함께 적층하는 것으로 이루어지고, 다른 시트 재료가 충진재 층(130)이다. 상부 층(128)의 시트 재료가 금속일 수 있을 것이고, 충진재 층(130)의 시트 재료가 합판일 수 있으나, 다른 시트 재료가 또한 발명의 범위에 포함된다. 복합 천장 패널 층이 에폭시와 같은 접착 시스템으로 서로에 대해서 동시적으로 조립되고 결합되며, 그러한 접착 시스템은, 층들이 유휴(dead) 편평 표면에 대항하여 가압되어 유지되는 동안 경화될 것이다. 이러한 것이 진공 배깅(bagging) 기술을 이용하여 이루어졌으나, 기계적, 유압적, 공기, 또는 다른 유형의 압축 인가 메커니즘, 예를 들어, 사중량(dead weight), 유압식 프레스, 또는 압축 롤러와 같은 임의의 압축 하중부여 하에서 보다 단순하게 실시될 수 있을 것이다. 이러한 프로세스는 매우 편평한 표면을 초래하는데, 이는, 편평한 형성 표면에 대항하여 타이트하게(tightly) 얇은 시트 층을 형성할 수 있게 하고 경화를 허용할 수 있기 때문이다. 동일한 편평도를 획득하는데 있어서, 상당히 더 두꺼운 판이 상당히 더 무거운 재료 및 고가의 가공 프로세스를 필요로 할 수 있을 것이다. 또한, 전술한 프로세스를 이용하여 천장 패널(124)을 형성하는 것은, 희망하는 경우에, 하나 이상의 연결 요소가 형성 중에 천장 패널(124)과 결합되고 및/또는 일체로 형성될 수 있게 한다.
도 11에 도시된 바와 같이, 천장(14)의 천장 패널(124)이 전형적인 목재-프레임 천장 프레이밍 레이아웃(framing layout) 상에 설치될 수 있을 것이다. 그러나, 천장 패널(124)이 공지된 기술을 이용하여 임의의 스틸, 콘크리트, 목재, 또는 그 다른 조합의 하위구조물로 장착될 수 있을 것이다. 도 11에 도시된 바와 같이, 천장 패널(124)이 볼트, 못, 또는 나사와 같은 체결구를 이용하여 천장 조이스트(joist)(132)에 직접적으로 커플링 또는 체결될 수 있을 것이다. 또한, 클립(136)이 이용될 수 있을 것이다. 매끄러운 및/또는 평면형인 베어링 표면을 생성하기 위해서 심(shim)(134)이 요구될 수 있을 것이다. 또한, 클립(136)이, 패널의 위치가 조정될 수 있게 하는 수직 조정 능력을 포함할 수 있을 것이다. 매끄러운 표면을 위한 패널들의 정렬을 돕기 위해서, 천장 패널(124)이 설부(tongue) 또는 홈 결합(138)을 포함할 수 있거나 도시된 바와 같은 중첩 상호작용부(140)를 가질 수 있을 것이다.
도 11에 추가적으로 도시된 바와 같이, 천장(14)의 실시예가, 도시된 바와 같이, 조이스트들(132) 사이에 그리고 외장(sheathing) 층(144) 아래에 배치된 조명이나 다른 고정구(142)를 포함할 수 있을 것이다. 고정구(142)가 그러한 고정구(142)와 함께 수용된 조명(146)을 포함할 수 있을 것이고, 플렉시글라스(Plexiglas), 폴리카보네이트 또는 다른 투명한 재료 커버(148)가, 내부에 강자성적 그리드 또는 확산기(150)를 포함한 상태로, 노출되며, 그에 따라 천장 상에는 "유휴(dead)" 스폿이 존재하지 않는다. 천장 패널(124)과 고정구(142) 사이의 매끄러운 전이를 제공하도록 플렉시글라스, 폴리카보네이트 또는 다른 투명한 재료 커버(148)가 설치될 수 있을 것이다. 또한, 천장 팬, 다른 조명 고정구, 등과 같은 고정구로 인해서 표면 내에 돌출부가 존재하는 경우에, 연석(curb) 또는 범퍼(152)가 천장 패널(124) 및/또는 천장(14)에 설치되어 트롤리(12)가 고정구로 돌진하는 것을 방지할 수 있을 것이다. 천장을 설치할 때, 트롤리(12)가 해당 타일로 이동될 수 있도록, 그리고 트롤리(12)의 제거 및/또는 서비스를 허용하기 위해서 트롤리(12)가 부착된 상태로 타일이 용이하게 제거될 수 있도록, 제거 패널(미도시)이 용이하게 제거되도록 설치되거나 구성될 수 있을 것이다. 그 대신에, 하나 이상의 제거 패널이 비-강자성적 재료일 수 있을 것이고, 제거 가능한 연석 또는 범퍼가 동작 중에 트롤리가 해당 패널 상으로 이동하는 것을 방지하나, 트롤리를 제거하고자 할 때, 연석 또는 범퍼가 제거될 수 있고 트롤리가 비-강자성적 패널 상으로 활주될 수 있을 것이고, 트롤리(12)가 지지 구조물(14)로부터 용이하게 제거될 수 있다. 천장 패널의 다른 실시예가 통상적인 드롭(drop) 천장과 유사한 지지 구조물로부터 현수될 수 있을 것이나, 트롤리(12) 및 지지 요소의 구조적 하중을 지탱하기 위한 엔지니어링된 시스템을 갖는다.
지지 구조물(14)이 천장, 벽, 바닥, 또는 임의의 다른 표면 또는 부재일 수 있을 것이다. 일시적인 사용을 위한 및/또는 이동 가능할(portable) 수 있는 실시예를 제공하는 것도 본 발명의 범위에 포함된다. 이러한 실시예에서, "일시적인" 구조물이 둘레 주위로 이격된 부가적인 컬럼 지지부들로 및/또는 컬럼에 의해서 지지되는 희망 하중을 지탱하도록 설계된 비임 시스템을 가지는 실내 내부로 구성될 수 있을 것이다. 천장 구조물 또는 지지 구조물(14)이 비임 시스템 상에 설치될 수 있을 것이다. 이러한 실시예가 거주 적용분야에서 바람직할 수 있을 것인데, 이는 그러한 실시예가 원래의 마감을 손상시키지 않고 유지할 수 있기 때문이고, 그에 따라 제거 시에, 시스템을 제거하고 집을 그 원래의 마감으로 복원하는데 있어서 상당한 건설 비용이 필요하지 않기 때문이다.
사용 시에, 예를 들어, 이동 지원 또는 보조를 필요로 하는 고령자, 부상자, 및/또는 신체적으로 장애를 가진 사람의 이송에 있어서의 거주 또는 시설 용도를 위한, 본 이송 시스템(10)의 실시예에 대한 많은 수의 적용예가 있다. 예를 들어, 도 12에 도시된 바와 같이, 본 이송 시스템의 실시예가 가정, 병원, 또는 양로원(nursing home)의 방(200) 내에 도시되어 있다. 방(200)이, 전체 주거 환경 위에 설치된 천장 패널(124)을 포함하는 천장(202)인 지지 구조물(14)을 포함한다. 도 12는 또한, 전체 방 위에 설치된 천장 패널(124)을 포함하는 천장(206)인 지지 구조물(14)을 또한 포함하는 제2 방 또는 홀(hallway)(204)을 도시한다. 천장(202)과 천장(206) 사이의 매끄러운 및/또는 이음매 없는 전이부(208)가 도시되어 있다.
도 12에 도시된 바와 같이, 트롤리(12)가 천장(202) 상에 배치된다. 사용자(210)가, 케이블 또는 스트랩(216)에 의해서 트롤리(12) 상에 배치된 호이스트(214)로 연결된 하니스(harness)(212)를 착용할 수 있을 것이다. 호이스트(214)가 유선 또는 무선 제어기에 의해서 동작될 수 있을 것이고 사용자(210)의 체중의 전부 또는 일부를 지탱할 수 있을 것이다. 호이스트(214)가 사용자(210)를 지면으로부터 상승시킬 수 있을 것이다. 사용자(210)가, 고정된 또는 제동된 위치로부터 트롤리(12)를 자유롭게 하기 위해서 브레이크 케이블(114)의 단부 상에 배치된 기계적 브레이크 해제 핸들(218)을 이용할 수 있을 것이다. 해제 핸들(218)이 호이스트(214) 또는 임의의 다른 희망 기능을 동작시키기 위한 다른 제어기, 예를 들어 트롤리(12)를 천장(14) 상에서 이동시키기 위한 모터를 위한 제어기를 포함할 수 있을 것이다. 만약 사용자(210)가 브레이크 핸들(218)를 쥐는 것에 의해서 브레이크를 해제한다면, 트롤리(12)가 방(200) 내의 임의 개소로 천장(202) 상에서 측방향으로 이동될 수 있을 것이다. 이는 트랙을 필요로 하는 시스템보다 상당히 개선된 것이다. 또한, 매끄러운 전이부(208)를 가지는 천장(206)을 또한 구비하는 방(204)으로 인해서, 사용자(210)가 이송 시스템(10)에 의해서 제공되는 보조를 이용하여 방(200)으로부터 방(204)으로 보행할 수 있을 것이다. 지지 구조물(14)이 구조물 전체를 통해서 매끄러운 천장으로서 설치되기만 한다면, 방 내에서 또는 단층 건물 내에서 사용자(210)가 이동하는데 제한이 없다. 유사하게, 간호사 또는 가정 건강 도우미가 호이스트(214)를 이용하여 환자를 상승시킬 수 있고 이어서 간호사 또는 가정 건강 도우미가 제어기를 이용하여 브레이크를 해제하고 환자를 보조하거나 환자가 스스로 이동한다. 또한 도 12는, 일 실시예에서 용이하게 제거될 수 있거나 다른 실시예에서 연석 또는 범퍼에 의해서 보호되는 비-강자성적 재료일 수 있는 제거 패널(220)을 도시한다. 제거 패널(220)은 트롤리(12)를 지지 구조물(14)과의 결합으로부터 용이하게 제거하도록 돕는다.
또한, 본 자기 이송 시스템(10)이 또한 복수의 트롤리를 이용하여 하나 초과의 물체가 동시적으로 지지될 수 있게 한다. 특히 유리한 것은, 복수의 물체/사용자가 지지 표면으로부터 지지 또는 현수될 수 있다는 것 그리고 지지 표면이 하중부여 패턴을 지탱하도록 설계되기만 한다면 각각의 물체/사용자가 전체 지지 표면에 걸친 이동에 대한 완전한 접근성을 동시적으로 가질 수 있다는 것이다. 천장/바닥의 과다 하중을 방지하기 위해서, 최소 간격을 보장하기 위한 펜스(fence)와 같이 트롤리 상에 배치된 간격 메커니즘을 이용하는 것에 의해서, 사용자들 사이의 최소 간격이 제어될 수 있을 것이다. 예를 들어, 병원 내의 복수의 환자가 본 자기 이송 장치(10)를 이용하여 지지될 수 있을 것이고, 각각의 환자가 천장이 설치된 모든 지역에 대해서 완전히 접근할 수 있을 것이다. 그에 따라, 임의 사용자가 동일한 또는 반대 방향들로 진행하는 홀 내의 각각의 다른 사용자를 지나칠 수 있을 것이고, 천장을 가지는 방의 임의 부분에 대한 자유로운 접근을 모두 가지면서, 동일한 치료실 내 또는 카페테리아 내에 있을 수 있을 것이다. 이러한 탄력성(flexibility)은 기존의 이송 시스템에 의해서는 실현되지 않는다. 또한, 이러한 탄력성 및 특징이 또한 복수의 셋팅, 적용분야, 및 산업에서 본 자기 이송 시스템(10)을 이용할 수 있게 한다.
인간 이동 적용분야에 더하여, 본원의 자기 이송 시스템(10)이 많은 다른 적용분야를 갖는다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 일반적으로, 자기 이송 시스템(10)이 대안적인 표면을 제공하고, 그러한 표면으로 물체가 고정되거나 그러한 표면으로부터 물체가 현수될 수 있다. 자기 이송 시스템(10)이, 바닥에 더하여, 복수의 표면을 제공하고, 그러한 표면을 이용하여 물체를 배치하고 유지함으로써 방 내의 물체의 레이아웃에 있어서의 상당히 개선된 탄력성을 제공할 수 있다. 예를 들어, 치료실 내의 장비가 천장으로부터 현수될 수 있을 것이고, 장비의 각각의 단편이 그 자체의 트롤리 상에 장착된다. 이러한 적용은 치료실 내의 바닥 공간을 비울 수 있을 것이다. 자기 이송 시스템(10)이 제조 중에 스테이션으로부터 스테이션으로 제품을 이송하기 위한, 그리고 한 사람의 작업자 만으로 또는 수작업 작업자 또는 로봇과 같은 자동화된 제어 시스템에 의해서 제어되는 파워 유닛을 이용하여 제조 또는 포장 설비 주위로 무거운 물체를 이동시키기 위한 산업적 적용분야에서 이용될 수 있을 것이다.
본 발명의 자기 이송 시스템(10)의 다른 용도가 상업적인 미팅(meeting) 공간의 레이아웃이 될 수 있을 것이다. 이동 가능한 벽 패널이 하나 이상의 트롤리에 의해서 지지될 수 있을 것이고, 벽 패널이 강자성적인 천장 패널을 가지는 방의 임의 위치로 이동되고 그 위치에서 선택적으로 배치될 수 있다. 자기 이송 시스템(10)이 또한 거주, 상업적 전시, 또는 실험실 적용분야에서 선반, 작품, 조명, 장비, 표지판, 및/또는 상호작용적인 정보를 매달기 위해서 이용될 수 있고, 그러한 물품이 하나 이상의 트롤리를 이용하여 방 내의 임의 개소로 용이하게 재배치될 수 있을 것이다. 본 자기 이송 시스템의 다른 예상 가능한 적용분야는, 조명, 소도구(prop), 필터, 카메라, 및 기타 물체의 위치가 이동될 수 있고 용이하게 배치되면서도 사용 중에 희망 위치에서 제위치에 고정적으로 유지되는 것이 요구되는, 극장 및 영화 셋트, 비디오 생산 및/또는 사진 환경이다.
본 자기 이송 시스템(10)은, 천장에 정상적으로 장착되지 않았던 많은 물체들이 이제 자기적으로 장착될 수 있게 한다. 무생물 물체의 제 위치에서의 용이한 배치 및 록킹을 허용하는 특별한 트롤리는 본 기술의 단순한 파생물이다. 또한, 그러한 기술이 수술실(operating room)과 같은 적용분야에서 무거운 물체를 바닥 상에서 용이하게 고정하고 이동시키는데 있어서 유용할 수 있을 것이고, 수술 테이블이 브레이크를 이용하여 바닥으로 자기적으로 고정될 수 있으나, 마찰 감소 하중 확산 장치를 이용하여 세정 또는 재구성을 위해서 방 주위로 용이하게 이동될 수 있다.
전술한 설명으로부터 명확한 바와 같이, 본 발명의 특정 양태가 본원에서 설명된 예의 특별한 상세 내용으로 제한되지 않는다. 그에 따라, 다른 유사한 또는 관련된 특징 또는 기술을 이용하는 다른 변경예 및 적용분야가 당업자에 의해서 안출될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그에 따라, 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않는 그러한 모든 변경예, 변형예, 및 다른 용도 및 적용분야가 본 발명에 의해서 커버될 것이다.
본 발명의 다른 양태, 목적 및 장점이 도면, 개시 내용, 및 첨부된 청구항으로부터 얻어질 수 있다.

Claims (27)

  1. 자기 이송 시스템이며:
    구조적 프레임의 하나 이상의 부재에 부착되어 실질적으로 매끄럽고, 편평한 그리고 수평인 베어링 표면을 형성하는 복수의 천장 패널을 포함하는 지지 구조물로서, 상기 천장 패널 각각은 외측 강자성적 층; 상부 외측 층; 및 충진재 층을 포함하고; 상기 외측 강자성적 층은 상기 지지 구조물의 강자성적 능력을 제공하는, 지지 구조물;
    상기 지지 구조물로 동작적으로 연결되고 상기 베어링 표면에 대해서 실질적으로 평행한 임의 방향으로 상기 지지 구조물 상에서 이동하도록 배치된 트롤리로서, 상기 트롤리가 하나 이상의 자석 및 하나 이상의 마찰 감소 하중 확산 장치를 포함하는, 트롤리를 포함하고; 그리고
    상기 하나 이상의 자석이 상기 트롤리와 상기 지지 구조물 사이에서 자기 인력을 인가하여 상기 트롤리를 상기 지지 구조물로 동작적으로 연결시키는, 자기 이송 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 마찰 감소 하중 확산 장치가 상기 베어링 표면과 접촉하고 간극 거리만큼 상기 지지 구조물과 상기 자석을 분리시키는, 자기 이송 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 지지 구조물의 강자성적 능력이 하나 이상의 자석에 의해서 제공되는 희망 자기 인력과 같거나 그보다 더 큰, 자기 이송 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 트롤리가 적어도 하나의 어트렉터 셀을 포함하고, 상기 적어도 하나의 어트렉터 셀이 하우징을 포함하며, 상기 하나 이상의 자석 및 상기 하나 이상의 마찰 감소 하중 확산 장치가 상기 하우징 내에 배치되는, 자기 이송 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 마찰 감소 하중 확산 장치가 개방-볼-전달 장치를 포함하는, 자기 이송 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 개방-볼-전달 장치가 상기 하우징 내에서 자유롭게 순환하는 복수의 베어링 볼을 포함하는, 자기 이송 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 어트렉터 셀이 하중 전달 부재를 더 포함하고, 상기 하중 전달 부재가 상기 하우징 내에 배치되어, 상기 복수의 베어링 볼이 통과하여 순환하기 위한 저장부 및 채널을 형성하는, 자기 이송 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 하중 전달 부재가 상기 하나 이상의 자석을 포함하는, 자기 이송 시스템.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 하중 전달 부재가 베어링 표면을 가지고, 상기 복수의 베어링 볼의 일부가 상기 베어링 표면과 상기 지지 구조물 사이에 배치되는, 자기 이송 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 트롤리는 브레이크를 더 포함하는, 자기 이송 시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 마찰 감소 하중 확산 장치는 (a) 베어링 볼이 강자성적 능력을 갖지 않는 개방-볼-전달 장치, 또는 (b) 하나 이상의 베어링 패드 중 하나를 포함하는 자기 이송 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 마찰 감소 하중 확산 장치는 하나 이상의 베어링 패드를 포함하는 자기 이송 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 하나 이상의 베어링 패드는 저마찰의 중합체를 포함하는 자기 이송 시스템.
  14. 자기 이송 시스템을 위한 트롤리 장치이며:
    트롤리를 지지 구조물의 베어링 표면으로 부착하기에 충분한 자기 인력을 생성하기 위한 적어도 하나의 자석;
    상기 적어도 하나의 자석을 지지 구조물로부터 간극 거리로 분리하기 위해서, 지지 구조물의 베어링 표면의 지역 위에서 자기 인력을 분산시키기 위해서, 그리고 지지 구조물의 베어링 표면에 실질적으로 평행한 하나 이상의 방향으로 상기 트롤리 장치의 이동을 유발하기 위해 마찰력을 감소시키기 위해서, 지지 구조물의 베어링 표면에 대항하여 베어링 작용하기 위한 적어도 하나의 마찰 감소 하중 확산 장치;
    트롤리 프레임의 둘레 주위로 동일 간격으로 반경방향으로 배치된 적어도 3개의 마찰 감소 하중 확산 장치 및
    적어도 3개의 영구자석으로서, 상기 적어도 3개의 영구자석 중 적어도 하나는 상기 적어도 3개의 마찰 감소 하중 확산 장치의 각각의 사이에 배치되는, 적어도 3개의 영구자석을 포함하는, 트롤리 장치.
  15. 자기 이송 시스템이며:
    강자성적 능력을 가지는 지지 구조물;
    복수의 방향으로 상기 지지 구조물 상에서 이동 가능한 트롤리로서, 상기 트롤리가 트롤리 프레임 및 상기 트롤리 프레임 상에 배치된 적어도 하나의 어트렉터 셀을 포함하는, 트롤리를 포함하고;
    상기 적어도 하나의 어트렉터 셀이 하우징, 및 적어도 하나의 자석을 포함하고, 적어도 하나의 마찰 감소 하중 확산 장치 및 하중 전달 부재가 상기 하우징 내에 배치되며;
    상기 자석이 상기 트롤리와 상기 지지 구조물 사이에서 자기 인력을 제공하며,
    상기 마찰 감소 하중 확산 장치가 개방-볼-전달 장치를 포함하고, 상기 개방-볼-전달 장치가 복수의 베어링 볼을 포함하고; 그리고
    상기 하중 전달 부재가 상기 하우징 내에 배치되어 저장부 및 채널을 형성하고, 상기 복수의 베어링 볼이 상기 저장부 및 상기 채널을 통해서 자유롭게 순환하고, 상기 하중 전달 부재가 베어링 표면을 가지고, 상기 복수의 베어링 볼의 일부가 상기 베어링 표면과 상기 지지 구조물 사이에 배치되는, 자기 이송 시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 하중 전달 부재가 상기 적어도 하나의 자석을 포함하는, 자기 이송 시스템.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 지지 구조물의 강자성적 능력이 상기 적어도 하나의 자석에 의해서 제공되는 희망 자기 인력과 같거나 그보다 더 큰, 자기 이송 시스템.
  18. 자기 이송 시스템을 위한 구조적 천장 패널 시스템이며:
    실질적으로 매끄럽고, 편평한 그리고 수평인 베어링 표면을 형성하기 위해서 구조물의 구조적 프레임의 하나 이상의 부재에 부착된 복수의 천장 패널로서, 상기 천장 패널의 각각이 자기 이송 시스템의 이동 가능한 트롤리로부터의 하중을 구조물의 구조적 프레임으로 전달하도록 구성된, 복수의 천장 패널을 포함하고;
    각각의 천장 패널이 외측 강자성적 층; 상부 외측 층; 및 충진재 층을 포함하고; 그리고
    상기 외측 강자성적 층이 실질적으로 매끄러운 편평한 베어링 표면을 형성하는, 천장 패널 시스템.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 외측 강자성적 층이 스틸, 철, 또는 강자성적 코팅의 적어도 하나의 층을 포함하는, 천장 패널 시스템.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 외측 강자성적 층이 스틸 또는 철의 시트이고, 상기 상부 외측 층 및 상기 충진재 층이 하나 이상의 재료의 시트를 포함하고, 상기 외측 강자성적 층의 시트, 그리고 상기 상부 외측 층 및 상기 충진재 층의 하나 이상의 시트가 압력하에서 경화된 수지에 의해서 함께 결합되는, 천장 패널 시스템.
  21. 제18항에 있어서,
    상기 외측 강자성적 층으로 도포된 마모 표면을 더 포함하는, 천장 패널 시스템.
  22. 자기 이송 시스템이며:
    실질적으로 매끄럽고, 편평한 그리고 수평인 베어링 표면을 형성하기 위해서 구조적 프레임의 하나 이상의 부재에 부착된 복수의 천장 패널을 포함하는 지지 구조물로서, 상기 천장 패널의 각각이 외측 강자성적 층, 상부 외측 층, 및 충진재 층을 포함하고, 상기 외측 강자성적 층이 상기 지지 구조물의 강자성적 능력을 제공하는, 지지 구조물;
    상기 지지 구조물로 동작적으로 연결되고 상기 베어링 표면에 대해서 실질적으로 평행한 임의 방향으로 상기 지지 구조물 상에서 이동하도록 배치된 트롤리로서, 상기 트롤리가 하나 이상의 자석 및 하나 이상의 마찰 감소 하중 확산 장치를 포함하는, 트롤리를 포함하고; 그리고
    상기 하나 이상의 자석이 상기 트롤리와 상기 지지 구조물 사이에서 자기 인력을 인가하여 상기 트롤리를 상기 지지 구조물로 동작적으로 연결시키며;
    상기 하나 이상의 자석을 상기 지지 구조물로부터 간극 거리로 분리하기 위해서, 상기 베어링 표면의 지역 위에서 자기 인력을 분산시키기 위해서, 그리고 상기 베어링 표면에 실질적으로 평행한 임의 방향으로 트롤리 장치의 이동을 저지하는 마찰력을 감소시키기 위해서, 상기 적어도 하나의 마찰 감소 하중 확산 장치가 상기 지지 구조물의 베어링 표면에 대항하여 베어링 작용하며; 그리고
    상기 천장 패널의 각각이 상기 트롤리로부터 상기 구조적 프레임으로 하중을 전달하도록 구성되는, 자기 이송 시스템.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 마찰 감소 하중 확산 장치는 개방-볼-전달 장치, 또는 하나 이상의 베어링 패드 중 하나를 포함하는 자기 이송 시스템.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 마찰 감소 하중 확산 장치는 하나 이상의 베어링 패드를 포함하는 자기 이송 시스템.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 하나 이상의 베어링 패드는 저마찰의 중합체를 포함하는 자기 이송 시스템.
  26. 제22항에 있어서,
    상기 외측 강자성적 층과 상기 충진재 층 중 하나는 함께 적층된 복수의 얇은 강자성적 재료의 층을 포함하는 자기 이송 시스템.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 강자성적 재료는 규소강인 자기 이송 시스템.
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