(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
湿潤セラミック素地物品を切断するためのシステムにおいて：
動力を生成するための動力デバイス；
入力及び出力を備える伝送アセンブリであって、前記入力は、前記伝送アセンブリを通して前記入力から前記出力へと前記動力が転送されるように、前記動力デバイスに動作可能に連結される、伝送アセンブリ；並びに
往復動により切断する切断工具を保持するための切断工具ホルダであって、前記出力に連結され、枢動点に枢動可能に連結される切断工具ホルダ；
を備え、
前記伝送アセンブリの前記出力は、前記枢動点より前記切断工具に近い位置で前記切断工具ホルダに連結され、それにより前記枢動点の周りで前記切断工具ホルダを枢動させ、第１の位置と第２の位置との間で前記切断工具の延びる方向に沿って往復して切断運動するよう前記切断工具を駆動する、システム。
【請求項２】
前記切断工具は、前記第１の位置と前記第２の位置との間の弧状経路に沿って移動する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記伝送アセンブリは：
前記動力デバイスに回転可能に連結された駆動歯車；
前記駆動歯車に回転可能に連結された被駆動歯車；
前記被駆動歯車に連結され、前記被駆動歯車によって回転駆動されるクランクシャフト；及び
前記クランクシャフトに連結された第１の端部と、前記切断工具ホルダに連結された第２の端部とを備える接続ロッド；
を備え、
前記クランクシャフトの回転運動は、前記切断工具の振動切断運動を誘発し、
前記クランクシャフトは、前記被駆動歯車に連結された第１の部分と、前記接続ロッドに連結された第２の部分とを備え、前記第１の部分は前記第２の部分から径方向にオフセットされている、請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項４】
前記第２の端部は前記切断工具ホルダに連結され、前記切断工具から第３の距離だけ離間しており；
前記第２の端部は前記枢動点から第２の距離だけ離間しており、前記第２の距離は前記第３の距離より大きい、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記伝送アセンブリは：
前記動力デバイスに動作可能に連結された入力シャフトであって、入力軸の周りで回転する入力シャフト；
前記切断工具ホルダに連結された出力シャフトであって、出力軸の周りで回転する出力シャフト；
バレルであって、前記入力シャフトの回転が、前記回転に実質的に付随する、前記入力軸の周りでの前記バレルの回転を誘発するように、前記入力シャフトに回転可能に連結される、バレル；
前記バレルの一方の側に位置決めされた入力プレートであって、第１のピボットに枢動可能に連結される入力プレート；
前記入力プレートを前記第１のピボットの周りで枢動運動させるためのアクチュエータ；及び
前記バレルの他方の側に位置決めされた出力プレートであって、第２のピボットに枢動可能に連結される出力プレート；
を備え、
前記入力プレートの枢動運動は、前記枢動運動に対応する、前記出力プレートの枢動運動を誘発し、 
前記バレルが前記入力軸の周りで回転するにつれて、前記切断工具ホルダは前記出力シャフトの周りで枢動する、請求項１〜４のいずれか１項に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【優先権】
【０００１】
本出願は、米国特許法第１２０条の下で、２０１３年８月２８日出願の米国特許出願第１４／０１１９８０号の優先権の利益を主張するものであり、本出願は上記出願の内容に依存するものであり、参照によってその全体を援用する。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、押出成形体を形成するためのシステム及び方法に関し、特に押出成形体を形成するために、湿潤セラミック素地物品を切断するためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
可塑化材料混合物をセル状構造体（即ちハニカム）に押出成形するには、（形状の成形のための）変形可能性と、（形状の保持のための）構造統合性との間の繊細なバランスが必要である。このような混合物は、無機セラミック粉末、結合剤成分及び液体成分を含むことができ、これらの量は、形成後すぐに取り扱いが可能な自立型物体を作製しながら、押出成形プロセス中に低い圧力、トルク及び温度を維持できるように制御される。押出成形物のセル状構造体は、形成された物体の周縁部付近のセルが、上記物体の中央又は中心付近のセルに比べて小さな又は低減された断面を有することができるように形成できる。理想的な又は本来のセル状構造体では、各セルの内圧と、物体の外側の雰囲気圧又は大気圧との間の圧力平衡が達成される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本開示の第１の実施形態では、湿潤セラミック素地物品を切断するためのシステムが提供される。このシステムは、動力を生成するための動力デバイスと、入力及び出力を含む伝送アセンブリとを含む。入力は、伝送アセンブリを通して入力から出力へと動力が転送されるように、動力デバイスに動作可能に連結される。このシステムは、切断工具を保持するための切断工具ホルダを含む。切断工具ホルダは出力に連結され、枢動点に枢動可能に連結される。伝送アセンブリの出力は、枢動点の周りで切断工具ホルダを枢動させ、第１の位置と第２の位置との間で切断運動において振動するよう切断工具を誘導する。
【０００５】
この実施形態の第１の例では、切断工具は、第１の位置と第２の位置との間の弧状経路に沿って移動する。第２の例では、伝送アセンブリは、動力デバイスに回転可能に連結された駆動歯車と、駆動歯車に回転可能に連結された被駆動歯車とを含む。クランクシャフトは被駆動歯車に連結され、被駆動歯車によって回転駆動される。接続ロッドは、クランクシャフトに連結された第１の端部と、切断工具ホルダに連結された第２の端部とを含み、クランクシャフトの回転運動は、切断工具の振動切断運動を誘発する。この実施形態の第３の例では、クランクシャフトは、被駆動歯車に連結された第１の部分と、接続ロッドに連結された第２の部分とを含み、上記第１の部分は上記第２の部分から径方向にオフセットされている。第４の例では、第２の端部は切断工具ホルダに連結され、切断工具から第１の距離だけ離間しており、また第２の端部は枢動点から第２の距離だけ離間しており、第２の距離は第１の距離より大きい。
【０００６】
この実施形態の第２の例では、伝送アセンブリは、動力デバイスに動作可能に連結された入力シャフトを含み、入力シャフトは入力軸の周りで回転する。伝送アセンブリはまた、切断工具ホルダに連結された出力シャフトも含み、出力シャフトは出力軸の周りで回転する。バレルは、入力シャフトの回転が、これに実質的に付随する、入力軸の周りでのバレルの回転を誘発するように、入力シャフトに回転可能に連結される。伝送アセンブリは更に第１のプッシュロッドを含み、この第１のプッシュロッドは、第１のプッシュロッドがバレルに実質的に付随して回転し、入力軸に対して実質的に平行な方向に往復摺動するよう、バレルに連結される。第２のプッシュロッドは、第２のプッシュロッドが第１のプッシュロッドから径方向に離間するように、バレルに連結され、この第２のプッシュロッドはバレルに実質的に付随して回転し、入力軸に対して実質的に平行な方向に往復摺動する。伝送アセンブリは、バレル、第１のプッシュロッド及び第２のプッシュロッドを少なくとも部分的に取り囲むためのハウジングを含む。伝送アセンブリはまた、バレルの一方の側に位置決めされ、かつ第１のピボットに枢動可能に連結された、入力プレートも含む。入力プレートを第１のピボットの周りで所望の角度まで枢動運動させるために、アクチュエータを設ける。伝送アセンブリは更に、バレルの他方の側に位置決めされた出力プレートを含み、出力プレートは第２のピボットに枢動可能に連結される。入力プレートの枢動運動は、これに対応する、第１のプッシュロッド及び第２のプッシュロッドの実質的に直線状の運動を誘発し、第１のプッシュロッド及び第２のプッシュロッドの実質的に直線状の運動は、これに対応する、出力プレートの枢動運動を誘発する。
【０００７】
第６の例では、切断工具の振動運動はある振幅及びある周波数を含み、振幅は、入力プレートが配置される角度に基づいて調節制御可能であり、周波数は、バレルの回転速度に基づいて調節制御可能である。第７の例では、バレルが入力軸の周りで回転するに従って、切断工具が第１の位置と第２の位置との間において出力シャフトの周りで枢動する。
【０００８】
本開示の第２の実施形態では、湿潤セラミック素地物品を切断するための方法が提供される。この方法は、動力デバイスと、入力及び出力を含む伝送アセンブリと、出力に連結された切断工具とを提供するステップを含む。本方法は更に、入力を駆動するために動力デバイスが動力を生成するステップ、及び伝送アセンブリの入力をある回転速度で回転させるステップを含む。本方法はまた、入力から出力へと動力を転送するステップ、及び切断工具をピボットの周りで枢動させるステップも含む。更に本方法は、第１の位置と第２の位置との間で切断工具を振動運動させるステップ、及び切断工具を用いて湿潤セラミック素地物品を切断するステップを含む。
【０００９】
この実施形態の第１の例では、本方法は、入力を所望の角度まで枢動させることによって、振動運動の振幅を制御するステップ、及び入力の回転速度を調節することによって往復運動の周波数を制御するステップを含む。第２の例では、本方法は、入力歯車を上記回転速度で回転させるステップ、及び出力歯車をある出力速度において回転軸の周りで回転させるステップを含み、上記出力速度は、入力歯車と出力歯車との比によって特徴付けられる。この例では、本方法はまた、クランクシャフトを回転軸の周りで回転させるステップ、及び伸長位置と収縮位置との間の実質的に直線状の運動において接続ロッドを往復運動させるステップも含む。第３の例では、本方法は、第１の位置と第２の位置との間の弧状経路において切断工具を振動させるステップを含む。
【００１０】
この実施形態の第４の例では、本方法は、バレル、第１のプッシュロッド、第２のプッシュロッド、入力プレート及び出力プレートを提供するステップを含む。本方法はまた、バレル、第１のプッシュロッド及び第２のプッシュロッドを、上記回転速度において入力軸の周りで回転させるステップ、並びに入力プレートを実質的に垂直な配向から所望の角度まで枢動させるステップも含む。本方法は更に、入力軸に対して実質的に平行な方向に第１のプッシュロッド及び第２のプッシュロッドを移動させるステップ、実質的に垂直な配向からおよそ上記所望の角度まで出力プレートを枢動させるステップ、並びにピボットの周りで入力プレートを振動させるステップを含む。第５の例では、本方法は、切断工具の振動運動の所望の振幅を達成するために、入力プレートの上記所望の角度を調節するステップ、及び切断工具の振動運動の所望の周波数を達成するために、バレルの回転速度を調節するステップを含む。
【００１１】
別の実施形態では、湿潤セラミック素地物品を切断するためのシステムが提供される。このシステムは、動力を生成するための動力デバイスと、動力デバイスに動作可能に連結された入力シャフトとを含み、入力シャフトは入力軸の周りで回転するよう構成される。本システムは、出力軸の周りで回転するよう構成された出力シャフトと、バレルとを含み、上記バレルは、入力シャフトの回転が、これに実質的に付随する、入力軸の周りでのバレルの回転を誘発するように、入力シャフトに回転可能に連結される。第１のプッシュロッドはバレルに連結される。第１のプッシュロッドはバレルに連結され、この第１のプッシュロッドはバレルに実質的に付随して回転し、入力軸に対して実質的に平行な方向に摺動する。第２のプッシュロッドは、第２のプッシュロッドが第１のプッシュロッドから径方向に離間するように、バレルに連結され、この第２のプッシュロッドはバレルに実質的に付随して回転し、入力軸に対して実質的に平行な方向に摺動する。本システムは更に入力プレートを含み、この入力プレートは、入力プレートが第１のピボットに枢動可能に連結されるように、バレルの一方の側に位置決めされる。出力プレートは、この出力プレートが第２のピボットに枢動可能に連結されるように、バレルの他方の側に位置決めされる。本システムはまた、出力シャフトに枢動可能に連結された切断工具も含み、この切断工具は、出力プレートが第２のピボットの周りで往復枢動するに従って、第１の位置と第２の位置との間で振動する。第１のピボットの周りでの入力プレートの枢動運動は、第１のプッシュロッド及び第２のプッシュロッドの実質的に直線状の運動を誘発し、第１のプッシュロッド及び第２のプッシュロッドの実質的に直線状の運動は、第２のピボットの周りでの出力プレートの枢動運動を誘発する。
【００１２】
第１の例では、出力プレートの枢動運動は、出力軸の周りでの出力シャフトの振動回転を誘発する。第２の例では、本システムは、入力ダンパ及び出力ダンパを含み、入力ダンパは、入力プレートを実質的に垂直な配向へと付勢するよう適合され、出力ダンパは、出力プレートを実質的に垂直な配向へと付勢するよう適合される。第３の例では、切断工具の振動運動はある振幅及びある周波数を含み、振幅は、入力プレートが配置される角度に基づいて調節制御可能であり、周波数は、バレルの回転速度に基づいて調節制御可能である。
【００１３】
第４の例では、入力プレートは、入力軸に対して実質的に垂直な配向で配置され、第１のプッシュロッド及び第２のプッシュロッドは、入力プレート又は出力プレートと接触しない。第５の例では、本システムは、伸長位置と収縮位置との間で可動である部材を含むアクチュエータを含み、上記部材の運動は、第１のピボットの周りでの入力プレートの枢動運動を誘発する。本システムはまた、動力デバイス及びアクチュエータを制御するための制御システムも含み、この制御システムは、入力プレートを所望の角度まで枢動させるように、上記部材の運動を調節制御する。
【００１４】
添付の図面と併せて、例示的実施形態に関する以下の説明を参照すれば、本開示の上述の態様及びこれらの態様を得る方法はより明らかとなり、また請求対象の開示自体はより良好に理解される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】湿潤セラミック素地物品を切断するためのシステムの概略図
【図２】湿潤セラミック素地物品を切断するためのシステムの一実施形態の斜視図
【図３】図２のシステムの伝送アセンブリの概略図
【図４】伝送アセンブリの第２の実施形態の上面斜視図
【図５】図４の伝送アセンブリの概略図
【図６】図４の伝送アセンブリの第２の概略図
【図７】図４の伝送アセンブリの第３の概略図
【図８】図１のシステムを用いて湿潤セラミック素地物品を切断するための方法のブロック図
【図９】切断工具の切断運動の概略図
【図１０】従来のバンドソーと比較した、図１のシステムのスライス‐プッシュ比のグラフ
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に説明する実施形態は、網羅的なものであること、又は以下の詳細な説明において開示される正確な形態に本開示を限定することを意図したものではない。寧ろこれらの実施形態は、当業者が本開示の原理及び実践を、本出願において請求されているように評価及び理解できるよう、選択及び説明される。
【００１７】
本明細書中の「一実施形態（ｏｎｅ  ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」、「ある実施形態（ａｎ  ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」、「ある例示的実施形態（ａｎ  ｅｘａｍｐｌｅ  ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」等の言及は、説明される実施形態はある特定の特徴、構造又は特性を含み得るものの、全ての実施形態が上記特定の特徴、構造又は特性を必ずしも含まなくてよいことを示す。更にこのような句は、必ずしも同一の実施形態を指さない。更に、ある特定の特徴、構造又は特性がある実施形態に関連して説明されている場合、明記されているかいないかにかかわらず、このような特定の特徴、構造又は特性を他の実施形態に関連して実施することは、当業者の知識の範囲内であるものとする。
【００１８】
本開示では、材料が押出成形プロセスによって押し出されてすぐにこの材料を切断するための方法及びシステムの、複数の異なる実施形態が提供される。上記材料は、押出成形によって成形できるいずれの塑性変形可能な材料を含むことができる。このような材料は、無機粉末（即ちセラミック原材料）及び有機形成化合物（即ちバインダ、界面活性剤、可塑化剤、潤滑剤等）の混合物を含むことができる。好適な塑性材料の他の例は、コーディエライト及び／又はムライトを含有するセラミック物品を形成できる混合物を含むことができる。このような混合物の例は、２％〜６０％のムライト及び３０％〜９７％のコーディエライトを含むことができ、他の相は典型的には１０重量％まで許容される。熱ゲル化点を有するコーディエライト形成のための好適な結合剤は、メチルセルロース及び／又はメチルセルロース誘導体等のセルロースエーテル結合剤である。
【００１９】
セラミック原材料、結合剤及び残部の有機成分は、水等の液体媒体と混合して、可塑化バッチを形成できる。押出成形プロセス中、このバッチを押出機に投入して、ダイを通して押し出すことができる。押出機は当該技術分野においてよく知られており、ダイを通るように材料を押し込むラム又はスクリューフィードを備えることができる。セラミック材料が押出機のダイを出ると、セラミック材料は長い管状塊の形状となり、これは湿潤セラミック素地物品と呼ばれ、これは続いて、ブレード等の切断工具を用いて、成形のために切断される。湿潤セラミック素地物品は、切断後に乾燥、剥皮、穴埋め又は輪郭加工等の更なる加工を行ってよい。上記物品はまた、フィルタ、基材又はハニカム様構造体を形成するため等、セラミック体を形成するために、焼成してもよい。ある非限定的な例として、セラミック材料はチタン酸アルミニウムを含んでよいが、本開示はいずれの湿潤セラミック素地物品を包含することを意図したものである。
【００２０】
押出成形プロセス中、ブレードは、物品の比較的繊細な外側セルを「汚す（ｓｍｅａｒ）」又は破壊する場合がある。これは、比較的密な組成を有する材料に関して特に当てはまり得る。比較的密な組成を有する材料は、切断ステップ中に汚れ又は破壊を比較的受けやすい傾向がある。物品に表面欠陥等を引き起こす以外に、従来の切断プロセスはまた、頻繁なブレードの交換を必要し得、これは材料利用の損失を増大させる。頻繁なブレードの交換はまた、押出成形プロセス全体の生産性を低下させ得る。
【００２１】
図１を参照すると、湿潤セラミック素地物品１１８を切断するためのシステム１００の一実施形態が示されている。システム１００は、動力デバイス１０２、伝送アセンブリ１０４、切断工具ホルダ１１０及び切断工具１１２を含むことができる。広い意味で、動力デバイス１０２は、動力を生成できるいずれのデバイスを含むことができる。これは例えば、電気モータ（ＡＣ又はＤＣ）、油圧モータ、ガス機関、ディーゼル機関、発電装置又は他のいずれの公知の動力生成デバイスを含んでよい。
【００２２】
この実施形態では、動力デバイス１０２は、伝送アセンブリ１０４の入力１０６に動力を供給できるいずれの従来の装置、デバイス又は機械である。このように、伝送アセンブリ１０４の入力１０６が受承した動力は、伝送アセンブリ１０４を通って伝送アセンブリ１０４の出力１０８へと転送される。伝送アセンブリ１０４は、歯車、プレート、クラッチ、ハブ、ドラム、軸受、シャフト、シース、ベルト、チェーン、スプロケット、ロッド等のうちの１つ又は複数を含むことができる。伝送アセンブリ１０４は、入力１０６において受承された動力の量が、従って出力１０８において受承される動力の量とおよそ同一となるように設計できる。しかしながら他の態様では、伝送アセンブリ１０４は、摩擦、熱等によるもの等の損失を含む場合があり、出力１０８において受承される動力は、入力１０６において受承されたものより少なくなり得る。
【００２３】
いずれにせよ、伝送アセンブリ１０４の出力１０８において受承された動力の量を用いて、切断工具ホルダ１１０及び切断工具１１２を駆動できる。図１に示すように、切断工具ホルダ１１０は、伝送アセンブリ１０４の出力１０８に連結できる。更に切断工具ホルダ１１０は、ある異なる位置において、枢動点１１４に連結できる。伝送アセンブリ１０４の出力１０８は、図１に示すように実質的に軸方向１２０において往復運動できる。出力１０８がこの実質的に軸方向の運動を切断工具ホルダ１１０に付与すると、切断工具ホルダ１１０は、弧状経路１１６に沿って、枢動点１１４の周りで枢動できる。
【００２４】
切断工具１１２がこの弧状経路１１６に沿って移動するにつれて、切断工具１１２は、図１に示すように実質的に長手方向１２２（即ち切断方向）にも運動できる。切断工具１１２が実質的に長手方向１１２に運動するにつれて、切断工具１１２は、切断運動中に材料１１８に接触でき、また材料１１８から離間できる。更に切断工具１１２は、ある位置Ｘ１と別の位置Ｘ２との間で、実質的に長手方向１２２に沿って移動できる。ブレード又は切断速度は、切断工具１１２が位置Ｘ１と位置Ｘ２との間を移動するのにかかる時間の長さによって定義できる（即ちΔＸ／Δｔ（ΔＸは位置Ｘ１と別の位置Ｘ２との間の距離を表し、Δｔは切断工具１１２がこの距離を移動するのにかかる時間を表す））。
【００２５】
切断工具ホルダ１１０はまた、図１に示すように切断工具１１２に連結できる。切断工具１１２は、ブレードを含むいずれの従来のバンドソーとすることができる。ある非限定的な例では、切断工具は、二重スキャロップ加工及び二重傾斜加工されたブレードを有する幅１／２インチ（１２．７ミリメートル）、厚さ０．０２０インチ（０．５０８ミリメートル）のバンド材料から作製できる。切断工具ホルダ１１０が枢動点１１４の周りで枢動するにつれて、切断工具ホルダ１１０の枢動運動は、切断工具１１２を、方向１１６によって定義されるような振動切断運動で運動させる。
【００２６】
上述の切断運動は、切断工具１１２を、材料１１８を通る弧状経路１１６内で双方向に揺動又は運動させる。図１を参照すると、切断工具１１２は、枢動点１１４に対して垂直に実質的に整列された第１の位置において示されている。しかしながら、切断工具ホルダ１１０が枢動点１１４の周りで反時計回り方向に枢動するにつれて、切断工具１１２もまた、これに実質的に付随する弧状経路１１６内を、第１の位置から、第１の位置から反時計回り方向に角度を有して配置された第２の位置まで、移動する。同様に、切断工具ホルダ１１０が枢動点１１４の周りで時計回り方向に枢動するにつれて、切断工具１１２は、第１の位置から角度を有して配置された第３の位置まで、弧状経路１１６内を移動する。第１の位置と第２の位置との間の角度又は弧状経路１１６は、第１の位置と第３の位置との間の角度又は弧状経路１１６とおおよそ同一となり得る。これについては図９を参照して以下で更に扱う。
【００２７】
図１では、切断工具１１２が第２の位置から第３の位置へと移動する（即ち時計回り方向の切断運動）につれて、切断工具１１２は材料１１８に接触し、材料１１８に対して、切断工具１１２が移動する方向に切断力を付与する。例えば、ブレードが最初に材料１１８に接触すると、ブレードは材料１１８に対して下向き切断力を付与し、またブレードが材料１１８を通って運動する方向（例えば右から左）に第１の側方切断力を付与する。しかしながら、ブレードが材料１１８を通過して材料１１８に接触しなくなると、ブレードはまた、上記下向き力とは反対方向に切断力を付与する。切断工具１１２が第３の位置に達すると、切断工具１１２は第３の位置から第２の位置へと運動できる（即ち反時計回り方向の切断運動）。これを行う際、切断工具１１２は材料１１８に接触し、材料１１８と接触するとすぐに初期下向き切断力を付与し、また上記反対方向（例えば左から右）に第２の側方切断力を付与する。ブレードが材料１１８を通過して第２の位置へと向かい、材料１１８に接触しなくなると、ブレードはまた、上記下向き力とは反対方向に切断力を付与する。この双方向切断運動は、材料１１８の表面に対して無指向性抵抗力をもたらし、面の汚れ等の切断による欠陥を低減する。
【００２８】
図１の実施形態では、システム１００はまた、ブレード１１２の長さに沿った、低振幅かつ高周波数の切断を組み込むこともできる。これを実施するために、ブレードの振動を誘発して、材料１１８の分離を更に促進し、ブレードと材料１１８との接触を低減できる。実際にはシステム１００は、ブレードの寿命の増大及び形成された部品中の切断による欠陥の低減を達成できる。これについて、図２に図示された実施形態に関して更に説明する。
【００２９】
図１に示すように、動力デバイス１０２及び枢動点１１４は、可動フレーム１２４に連結できる。フレーム１２４は例えばアルミニウム製とすることができ、又は動力デバイス１０２及び枢動点１１４を支持するための他の材料製とすることができる。フレーム１２４は、図１に示すように実質的に長手方向１２２に移動でき、これによって切断工具１１２に湿潤セラミック素地物品１１８を完全に切断することができる。フレーム１２４はまた、方向１２０、１２２に対して実質的に垂直な方向に（即ち図１のページ内へ及び図１のページから外へ）移動することもできる。この第３の方向は押出方向と呼ぶこともでき、これは、湿潤セラミック素地物品１１８がダイから押し出されて切断システム１００に向かって移動する際に、湿潤セラミック素地物品１１８が移動する方向に対応する。この構成では、フレーム１２４が移動すると、システム１００全体のうちの一部分１２６が移動できる。
【００３０】
この実施形態の一態様では、切断工具１１２は方向１２２に下向きに移動でき、第１の物品１１８を完全に切断でき、続いて反対方向に上向きに移動して、押し出された後続の物品１１８を完全に切断できる。ある異なる態様では、切断工具１１２は方向１２２に下向きに移動でき、第１の物品１１８を完全に切断でき、これとほとんど同時に上向き方向に移動した後、第２の物品１１８を切断するための下向き移動を繰り返すことができる。いずれにせよ、フレーム１２４は、物品が移動する速度（即ち押出速度）とおよそ同一の速度で押出方向に移動できる。切断工具１１２が第１の物品１１８を切断した後、フレーム１２４は移動して、フレーム１２４が切断工具１１２を、上記工具の切断面が押出方向に対しておおよそ垂直となる位置へと再位置決めできる。このようにして、切断工具１１２は第２の物品１１８を切断するために正確に位置決めされる。
【００３１】
図１のシステム１００は更に、自動ブレード交換及びブレードインデクシングシステムを含むことができる。切断工具１１２は切断工具ホルダ１１０によって実質的に静止した状態に保持できるため、システム１００は、後続の切断動作のためのクランピング、テンショニング及びインデクシングといった機能を自動的に実施するよう設計できる。これを実施するために、システム１００は、切断工具ホルダ１１０から切断工具１１２を連結解除（例えばクランピング解除）して、切断工具１１２を新規の又は所望の位置へとインデクシングし、切断工具１１２を切断工具ホルダ１１０に再連結するための機構（図示せず）を含むことができる。切断工具１１２は、（例えば長さ１００フィート（３０．４８メートル）以上の）細長バンドソー又はコイルソーであってよく、切断動作の後、システム１００を、自動ブレード交換又はインデクシング動作を開始するためにトリガできる。システム１００はまた、切断工具１１２における張力を設定又は調節するよう設計することもできる。いずれにせよ、自動ブレード交換及びブレードインデクシングシステムは、材料の無駄を削減でき、多くの従来の切断システムと比べてシステムの性能を改善できる。
【００３２】
図２を参照すると、湿潤セラミック素地物品を切断するためのシステム２００の別の実施形態が示されている。システム２００は、図１の動力デバイス１０２と同様の動力デバイス２０２を含むことができる。一例では、動力デバイス２０２は、Ｖベルト２１６を駆動するための出力シャフト（図示せず）を有する２ｈｐ電気モータを含むことができる。図示されていないが、駆動歯車を出力シャフト（図示せず）に連結してよく、更にＶベルト２１６が駆動歯車に連結されてよい。更にＶベルト２１６は、駆動歯車と被駆動歯車２１８との間でテンショニングできる。このようにして、Ｖベルト２１６及び被駆動歯車２１８は、システム２００の伝送アセンブリ２０４の一部を形成できる。他の態様では、Ｖベルト２１６は、チェーン、ロープ、又は動力デバイス２０２から被駆動歯車２１８へと動力を転送するための他の機構とすることができる。被駆動歯車２１８はまた、シース、ホイール、スプロケット、又はＶベルト２１６を通して動力を受承するための他のデバイスであってもよい。ある非限定的な例では、被駆動歯車２１８はフライホイールとすることができる。いずれにせよ、被駆動歯車２１８は、システム２００内で動力デバイス２０２によって引き起こされる往復運動力を低減するようにサイズ設定できる。
【００３３】
図２及び３を参照すると、被駆動歯車２１８は、主回転軸Ａの周りでクランクシャフト２２０を駆動する構造とすることができる。主回転軸Ａはまた、図２において伝送アセンブリ２０４の入力軸２２４としても示されている。クランクシャフト２２０は、潤滑軸受の第１のセット３０４及び潤滑軸受の第２のセット３０８によって支持できる。エンドキャップ又は締結具３０６を、クランクシャフト２２０の、被駆動歯車２１８とは反対側の端部上に位置決めできる（図３参照）。クランクシャフト２２０は、第１の部分３００及び第２の部分３０２を含むことができる。第１の部分３００及び第２の部分３０２は、オフセット距離３１０だけ互いからオフセットされる。ある態様では、第１の部分３００は第２の部分３０２から軸方向にオフセットできる。別の態様では、第１の部分３００は第２の部分３０２から径方向にオフセットできる。
【００３４】
図３に示すように、被駆動歯車２１８はクランクシャフト２２０の第１の部分３００に連結される。この構成では、第１の部分３００は主回転軸Ａに沿って位置決めされ、その一方で第２の部分３０２は主回転軸Ａからオフセット距離３１０だけオフセットされる。図２及び３に示すように、接続ロッド２２２は、クランクシャフト２２０の第２の部分３０２に連結でき、また潤滑軸受の第２のセット３０８の間に位置決めできる。接続ロッド２２２は、クランクシャフト２２０の第２の部分３０２に連結された第１のセクション３１４を含むことができる。更に接続ロッド２２２は、主回転軸Ａに対して実質的に直交する方向に延在する第２の細長セクション３１６を含むことができる。クランクシャフト２２０が主回転軸Ａの周りで回転するにつれて、接続ロッド２２２の第１のセクション３１４は、クランクシャフト２２０の第２の部分３０２に実質的に付随した関係で回転する。
【００３５】
接続ロッド２２２の第２のセクション３１６は、切断工具ホルダ２０６に連結できる。ここで、クランクシャフト２２０の回転は、実質的に直線方向３１２に沿った、接続ロッド２２２の第２のセクション３１６の往復運動を誘発できる。図２では、切断工具ホルダ２０６は、バンドソー等の切断工具２０８を保持するために設けられている。切断工具ホルダ２０６は、第１のアーム２３６及び第２のアーム２３８を形成する実質的に半円状の本体２１２を含む。切断工具ホルダ２０６は更に、接続ロッド２２２に連結される伸長脚部２１４を含むことができる。主回転軸Ａ（即ち入力軸２２４）の周りでの接続ロッド２２２の回転運動は、往復運動方向３１２に沿った、脚部２１４の実質的に直線状の運動を誘発できる。
【００３６】
切断工具ホルダ２０６はまた、減衰システム（図示せず）に連結するための耳状タグ又はリブ２３４も含むことができる。減衰システム（図示せず）は、システム２００全体の振動を低減するための１つ又は複数のばねを含むことができる。切断工具ホルダ２０６は更に、フレーム（図示せず）等に連結するための１対のベース部材２４０を含むことができる。同様に、伝送アセンブリ２０４は、フレーム（例えば図１に示す可動フレーム１２４）に連結するための１対のベース部材２４６を含むことができる。
【００３７】
図１に示した実施形態と同様に、図２の切断工具ホルダ２０６もまた、枢動点２１０に枢動可能に連結できる。切断工具ホルダ２０６は、その半円状形状に沿ったおおよそ中点において、枢動点２１０に連結される。換言すると、枢動点２１０から第１のアーム２３６の端部までの距離は、枢動点２１０から第２のアーム２３８の端部までの距離とおよそ同一とすることができる。しかしながら他の態様では、異なる切断運動を達成するために、切断工具ホルダ２０６をその本体２１２に沿った異なる位置において連結してもよい。
【００３８】
切断工具２０８は、第１のアーム２３６及び第２のアーム２３８それぞれにおいて切断工具ホルダ２０６に連結できる。このようにして、切断工具２０８を、切断工具ホルダ２０６に連結、クランピング又はその他の方法で締結でき、これによって切断工具２０８に張力を付与する。切断工具２０８の張力は、切断工具２０８が材料を完全に切断する際に切断工具２０８において所望の振動を達成するために、調節できる。切断工具２０８の振動の量は、形成される部品の形状に影響を及ぼし得る。図示されていないが、第１のアーム２３６及び第２のアーム２３８はそれぞれ、所望の張力を維持するために切断工具２０８をクランピング又は連結するための締結具又は機構を含むことができる。所望の張力は、切断される材料のサイズ及びタイプに左右され得、また切断工具２０８及び切断工具ホルダ２０６の設計にも左右され得る。ある非限定的な例では、所望の張力は最高１０００ポンド（４５３．５９２キログラム）に設定できる。別の例では、所望の張力は最高６００ポンド（２７２．１５５キログラム）に設定できる。
【００３９】
動力デバイス２０２が動力を生成し、この動力が伝送アセンブリ２０４を通して転送されるにつれて、接続ロッド２２２が方向３１２に沿って往復運動できることによって、（例えば図１の経路１１６と同様に）切断工具ホルダ２０６を枢動点２１０の周りにおいて振動運動で枢動させることができる。切断工具２０８の上記振動運動は、多くの従来の切断システムを超える、ブレード速度の上昇を可能とすることができる。一例では、切断工具速度は最高５０インチ（１２７センチメートル）／秒に設定できる。別の例では、切断工具速度は最高６０インチ（１５２．４センチメートル）／秒に到達できる。更なる例では、切断工具速度はほぼ１００インチ（２５４センチメートル）／秒を超えないように設定できる。これらの例では、切断工具速度は、システム２００の設計並びに切断される材料のタイプ及びサイズのみによって制限され得る。
【００４０】
システム２００の別の態様は、切断工具２０８が材料に接近して最初に接触する際の、切断工具２０８の接近角度である。この接近角度は、ブレード変位及びシステム動作周波数の関数とすることができる。切断工具２０８の周波数は、動力デバイス出力及び駆動歯車と被駆動歯車２１８との比の関数として定義できる。動力デバイス２０２の出力が調節されると、システム２００の周波数も調節できる。システム動作周波数は例えば０〜２００Ｈｚに設定できる。別の例では、上記周波数は２０〜６０Ｈｚに設定してよい。ブレード変位は、切断工具２０８が切断運動中に振動する際に切断工具２０８内で誘発される振幅を指すことができる。上記変位又は振幅は、切断工具２０８の中点２３０から測定した距離として定義できる。図２では例えば、切断工具２０８は、中点２３０が枢動点２１０に対して実質的に垂直に位置合わせされ、かつ枢動点２１０に対して距離２３２だけ離間するように配設される。
【００４１】
これは図９に更に示されている。接続ロッド２２２が方向３１２に沿って往復運動すると、切断工具ホルダ２０６は、中点２３０が第１の位置９００と第２の位置９０２との間の実質的に弧状の経路９０４に沿って移動するように、枢動点２１０の周りで枢動する。この説明のために、第１の位置９００は、最大時計回り位置（例えば図２における位置に対して左に離れた位置）に配置された中点２３０に対応し、第２の位置９０２は、最大反時計回り位置（例えば図２における位置に対して右に離れた位置）に対応する。従って図２に示す位置は、第１の位置と第２の位置との間のおよそ等距離の中央位置を表すことができる。
【００４２】
中点２３０が第１の位置９００へと枢動すると、中点２３０は、図２の中央位置に対して角度θの位置に配置される。同様に、中点２３０が第２の位置９０２へと枢動すると、中点２３０は、図２の中央位置に対しておよそ同一の角度θの位置に配置される。更に示すように、中点２３０の変位は、切断工具２０８が第１の位置と第２の位置との間で振動する際の、図９における側方距離Ｘによって示されている。一例では、変位は最大約３インチ（約７．６２センチメートル）とすることができる。別の例では、変位は０．１００〜１インチ（０．２５４〜２．５４センチメートル）とすることができる。更に別の例では、変位は０．１００〜０．５００インチ（０．２５４〜１．２７センチメートル）とすることができる。
【００４３】
この変位は、接続ロッド２２２と枢動点２１０との間の間隔及びクランクシャフト２２０のオフセットの量（例えば距離３１０）の関数又は組み合わせとすることができる。クランクシャフト２２０の第１の位置３００と第２の位置３０２との間のオフセットの量、即ち距離３１０は、０．０７５〜０．１７５インチ（０．１９０５〜０．４４４５センチメートル）とすることができる。別の例では、オフセット距離３１０は約０．１２５インチ（０．３１７５センチメートル）であってよい。オフセット距離３１０は、切断工具２０８が枢動点２１０に対して発振する際の、切断工具２０８の変位に影響を及ぼし得る。従ってこのオフセット距離３１０はまた、接続ロッド２２２が方向３１２に沿って移動する距離にも影響する。
【００４４】
接続ロッド２２２は、半円状の本体２１２から第１の距離２２８だけ離間しており、第１の距離２２８は、切断工具ホルダ２０６の伸長脚部２１４のおおよその長さに対応する。接続ロッド２２２は、枢動点２１０から第２の距離２４２だけ離間しており（図２参照）、切断工具２０８から第３の距離２４４だけ離間している。図２のシステム２００では、接続ロッド２２２は、枢動点２１０よりも切断工具２０８に近接して、切断工具ホルダ２０６に連結される（即ち第３の距離２４４は第２の距離２４２より小さい）。この構成では、クランクシャフト２２０のオフセット距離３１０は、接続ロッド２２２が切断工具２０８に近接して連結されると大きくなり得る。これにより、接続ロッド２２２を切断工具ホルダ２０６に連結する比較的小さいアーム（即ち距離２２８）と、切断工具ホルダ２０６と切断工具２０８との間の比較的小さい距離（即ち距離２４４）とが存在するため、切断工具ホルダ２０６のより良好な制御も可能となる。
【００４５】
振幅は、クランクシャフト２２０を、異なるオフセット距離３１０を有する異なるクランクシャフトに置換することによって調節又は変更できる。あるいは、振幅は、接続ロッド２２２が切断工具ホルダ２０６に連結する位置を変化させること（即ち上記位置を切断工具２０８に近づくように移動させるか、上記位置を枢動点２１０に近づくように移動させるか）によって調節できる。振幅はまた、被駆動歯車２１８又はフライホイールを動力デバイス２０２に更に近づけて配置することによって変更してもよい。システム２００に対して実施される上述の調節はいずれも、動力デバイス２０２及び伝送アセンブリ２０４の非効率性を低減でき、従ってよりロバストなシステム２００を提供する。
【００４６】
切断工具２０８はまた、切断運動中に材料を分離する際に、その長さに沿って振動することもできる。ある態様では、この振動は、第１のアーム２３６及び第２のアーム２３８の剛性並びに切断工具速度の関数とすることができる。振動は、切断工具ホルダ２０６を（例えば異なる剛性のものに）変更すること、切断工具２０８の張力を調節すること、又は切断工具速度を調節することによって調節できる。
【００４７】
図２のシステム２００は、所望の切断プロセスを達成し得る異なる複数の機構のうちの、単なる一例である。図２では、クランクシャフト２２０及び接続ロッド２２２が、切断工具２０８のための駆動機構を形成しているが、無限可変振動駆動機構を含む他の機構が、所望の出力を生成できる。カム系システム又はプーリ系システムを、図２のシステム２００に組み込んでもよい。他の例では、システム２００は、伝送アセンブリ２０４の軸受並びにシャフト（例えばクランクシャフト２２０及び接続ロッド２２２）を潤滑させるための潤滑システムを含んでよい。また、動力デバイス２０２を制御するための制御システムも存在してよい。システム２００は、ギヤボックス、又は所望の切断プロセスを達成するための他の機構を含んでよい。従って本開示の範囲は、図２及び３に図示されている実施形態には限定されない。
【００４８】
図４〜８を参照すると、伝送アセンブリ４００の異なる実施形態が示されている。伝送アセンブリ４００は、動力デバイスから切断工具へと動力を転送するために、図１のシステム１００又は図２のシステム２００に組み込むことができる。この実施形態では、伝送アセンブリ４００は入力シャフト４０２及び出力シャフト４０４を含むことができる。入力シャフト４０２は伝送アセンブリ４００への入力を画定し、出力シャフト４０４は伝送アセンブリ４００からの出力を画定する。従って図１の動力デバイス１０２を入力シャフト４０２に連結して、入力シャフト４０２に動力を供給できる。入力シャフト４０２は、動力デバイスによって所望の速度で回転駆動でき、動力は伝送アセンブリ４００を通して出力シャフト４０４へと転送でき、出力シャフト４０４は切断工具ホルダ１１０及び切断工具１１２を駆動する。
【００４９】
伝送アセンブリ４００は、伝送アセンブリ４００の１つ又は複数の構成部品を支持し、かつ上記１つ又は複数の構成部品を少なくとも部分的に内包する、外側ハウジング４０６を含むことができる。ハウジング４０６は、周囲環境から構成部品を保護する内側チャンバを形成できる。これらの構成部品のうち、伝送アセンブリ４００は、入力シャフト４０２に連結されて入力シャフト４０２によって回転駆動されるバレル４０８を含むことができる。バレル４０８は、ハウジング４０６の中央又は中心に向かって位置決めできる。入力シャフト４０２に最も近接した端部において、伝送アセンブリは入力プレート４１０を含むことができる。バレル４０８の反対側には、出力シャフト４０４に向かって出力プレート４１２が存在する。後に説明するように、入力プレート４１０及び出力プレート４１２は、１対の枢動点に枢動可能に連結できる。
【００５０】
伝送アセンブリ４００はまた、システム内の振動を低減するための減衰システム４１６も含むことができる。減衰システム４１６は、図４に示すような１つ又は複数のばねを含むことができる。減衰システム４１６はまた、実質的に正立の又は垂直な配向で入力プレート４１０を位置合わせできる。図４には示されていないが、実質的に正立の又は垂直な配向で出力プレート４１２を位置合わせするために、同様の減衰システムを設けることができる。
【００５１】
図４では、伝送アセンブリ４００は更に１つ又は複数のプッシュロッド４１４を含むことができる。１つ又は複数のプッシュロッド４１４は、プッシュロッド４１４が入力シャフト４０２の回転軸７００（図７参照）に対して実質的に平行な方向において長手方向に往復摺動できるように、バレル４０８内に摺動可能に配置できる。このようにして、プッシュロッド４１４は、長手方向に摺動して入力プレート４１０及び出力プレート４１２と係合できる。更に、バレル４０８が回転するにつれて、プッシュロッド４１４はバレル４０８に実質的に付随した関係で回転できる。
【００５２】
図５及び６を参照すると、入力プレート４１０は第１のピボット５０４に摺動可能に連結でき、また出力プレート４１２は第２のピボット５１０に摺動可能に連結できる。後に説明するように、第２のピボット５１０を通過する軸は、出力シャフト４０４が回転又は枢動する出力軸に対応する。図５では、入力プレート４１０及び出力プレート４１２は、実質的に正立の又は垂直な配向において構成された状態で示されている。入力ダンパ４１６をハウジング４０６の一方の端部と入力プレート４１０との間に配設して、この正立の又は垂直な配向に入力プレート４１０を付勢できる。同様に、出力ダンパ５１２をハウジング４０６の反対側の端部と出力プレート４１２との間に配設して、この正立の又は垂直な配向へと出力プレート４１２を付勢できる。
【００５３】
図５の実施形態では、伝送アセンブリ４００は、第１のプッシュロッド５０６及び第２のプッシュロッド５０８を含むことができる。第１のプッシュロッド５０６及び第２のプッシュロッド５０８は、互いからおよそ１８０°離間させることができる。図５では２つのプッシュロッドのみが示されているが、他の実施形態は追加のプッシュロッドを含んでよい。例えば伝送アセンブリ４００が３つのプッシュロッドを含む場合、各プッシュロッドは互いからおよそ１２０°離間してよい。同様に、４つのプッシュロッドが存在する場合、各プッシュロッドは９０°で等間隔に離間してよい。実質的に正立の又は垂直な配向では、第１のプッシュロッド５０６も第２のプッシュロッド５０８も、入力プレート４１０又は出力プレート４１２と接触しない。
【００５４】
伝送アセンブリ４００は更に、伸長及び収縮できるアクチュエータアーム又はロッド５０２を有するアクチュエータ５００を含むことができる。アクチュエータ５００は、いずれの従来のアクチュエータとすることができる。これは油圧アクチュエータ、電気アクチュエータ、機械式アクチュエータ等を含むことができる。一例では、油圧アクチュエータは、油圧流体を供給してアクチュエータを駆動する油圧ポンプによって制御できる。別の例では、アクチュエータは電気的に駆動できる。別の例では、アクチェータ５００は、ロッド５０２を所望の通りに移動させるシステムコントローラ（図示せず）によって制御できる。ロッド５０２は移動して入力プレート４１０に接触でき、入力プレート４１０を付勢して第１のピボット５０４の周りで枢動させることができる。入力プレート４１０が第１のピボット５０４に対して枢動する際、入力プレート４１０は、図５の実質的に正立の又は垂直な配向に対して角度を有して配置される。入力プレート４１０が第１のピボット５０４に対して枢動する際、入力プレート４１０は第１及び第２のプッシュロッドと接触できる。
【００５５】
入力プレート４１０の枢動運動を図７に示す。ここでアクチュエータロッド５０２は伸長して、入力プレート４１０を第１のピボット５０４の周りで枢動させる。これを実施する際、入力プレート４１０は第１のプッシュロッド５０６を出力プレート４１２に向かって押圧できる。第１のプッシュロッド５０６は、入力プレート４１０によって移動されると、バレル４０８に対して長手方向に摺動できる。第１のプッシュロッド５０６が出力プレート４１２を押圧する際、出力プレート４１２は第２のピボット５１０に関して枢動する。出力プレート４１２は、入力プレート４１０が枢動するのとおおよそ同じ角度だけ、実質的に正立の又は垂直な配向に関して枢動できる。この出力プレート４１２の枢動運動は、第２のプッシュロッド５０８をバレル４０８に対して枢動させて、入力プレート４１０に接触させる。第２のピボット５１０の周りでの出力プレート４１２の枢動運動は、これに実質的に付随する、伝送アセンブリ４００の出力６００の枢動運動を誘発する（図６参照）。出力６００は図４の出力シャフト４０４の形態とすることができる。あるいは出力６００は、切断工具ホルダ１１０の一部とすることができる。このようにして、出力プレート４１２の枢動運動が、これに実質的に付随する、切断工具ホルダ１１０の枢動運動を誘発するように、切断工具ホルダ１１０を伝送アセンブリ４００の出力６００に直接連結できる。
【００５６】
上述のように、第１のプッシュロッド５０６及び第２のプッシュロッド５０８は、入力プレート４１０と出力プレート４１２との間においてバレル４０８に対して実質的に長手方向に摺動できる。このようにして、プッシュロッドはバレル４０８内で浮動する傾向を有し、バレル４０８が入力軸７００の周りで回転するにつれて、入力プレート４１０と出力プレート４１２との間で前後に収縮して接触できる。
【００５７】
換言すると、アクチュエータロッド５０２は、実質的に正立の又は垂直な配向（例えば図５を参照）から所望の角度へと入力プレート４１０を枢動させることができる。第１の位置では、出力ダンパ５１２は、図５の実質的に正立の又は垂直な配向へと出力プレート４１２を付勢する傾向を有する。バレルが９０°だけ回転すると、枢動した入力プレート４１０は第１のプッシュロッド５０６及び第２のプッシュロッド５０８に接触し、これらはバレル４０８に対して摺動して、出力プレート４１２に係合する。従ってプッシュロッド５０６、５０８は、第１の位置からある角度付き位置へと、出力プレート４１２を第２のピボット５１０の周りで枢動させることができる。上記角度付き位置では、出力プレート４１２は第１の位置に対して、入力プレート４１０と同様の角度で角度を有して配置される。上記角度付き位置は、最大変位に対応してよい。
【００５８】
出力プレート４１２が上記角度付き位置へと枢動する際、出力６００も枢動する。バレルが更に９０°回転すると、出力ダンパ５１６は、再び第１の位置へと出力プレート４１２を付勢できる。バレル４０８の９０°の更なる回転は、出力プレート４１２を、上記角度付き位置に戻るように枢動するよう誘導できる。このような、第２のピボット５１０の周りでの出力プレート４１２の往復運動は、切断工具ホルダ１１０及び切断工具１１２の振動運動を誘発できる。ここで第２のピボット５１０は、図１の枢動点１１４に対応してよい。
【００５９】
切断システムの振幅及び周波数は、動力デバイス１０２の出力を変更すること（これは周波数を調節する）及び入力プレート４１０の角度を調節すること（これは振幅を調節する）によって調節できる。入力プレート４１０の角度を調節すると、これは出力プレート４１２の角度が更に変化するよう誘導し、これは伝送アセンブリ４００の出力６００を通して振動運動を調節する。従って、切断工具１１２の振動切断運動は、入力プレート４１０が第１のピボット５０４に対して枢動する角度を変更することによって連続的に調節できる。
【００６０】
図５に示すものと同様のシステムでは、アクチュエータロッド５０２が伸長して入力プレート４１０を枢動させる距離は、いずれの所望の振幅を達成できるように制御可能とすることができる。上述のように、システムコントローラは、アクチュエータ５００のこの機能を制御できるものであってよい。システムコントローラは、メモリユニット及びプロセッサを含んでよい。ソフトウェア又は制御論理等の一連の命令をメモリユニットに記憶して、プロセッサによって実行できる。このようにして、振幅及び周波数を、システムコントローラによって自動的及び継続的に調節できる。
【００６１】
図４の入力シャフト４０２及び出力シャフト４０４の構成は、この伝送アセンブリ４００の一例にすぎない。他の例では、伝送アセンブリ４００の入力及び出力は、互いに対して実質的に直交する以外の方法で構成してよい。
【００６２】
図８では、湿潤セラミック素地物品を切断するための方法８００の一実施形態が示されている。方法８００は、上述のような切断システムによって実施又は実行される複数のブロックを含むことができる。図８に示す方法８００のために、図１のシステム１００を参照する。
【００６３】
第１のブロック８０２では、動力デバイス１０２の出力を設定できる。これは、出力を所望の速度、動力レベル等に設定するステップを含んでよい。動力デバイス１０２の出力は、切断工具１１２の振動運動の周波数を決定でき、従ってブロック８０２の結果は初期周波数を確立できる。しかしながら、動力デバイス１０２の出力は、所望の周波数を達成するために連続的に調節でき、従ってブロック８０２は、切断プロセス中に連続的に実行できる。
【００６４】
所望の出力が設定されると、方法８００はブロック８０４に進み、このブロック８０４では、動力デバイス１０２が伝送アセンブリ１０４の入力１０６を駆動する。図２に示す実施形態では、入力は、駆動歯車、Ｖベルト２１６、被駆動歯車２１８又はこれらの組み合わせを含んでよい。図４に示す実施形態では、入力は、伝送アセンブリ４００の入力シャフト４０２を含んでよい。動力デバイス１０２が動力を生成すると、動力デバイス１０２は伝送アセンブリ１０４の入力１０６を駆動する。
【００６５】
伝送アセンブリ１０４の入力１０６が動力デバイス１０２によって駆動されると、方法８００はブロック８０６に進み、このブロック８０６では、動力が伝送アセンブリ１０４を通して入力１０６から出力１０８へと転送される。図２の実施形態では、出力はフライホイール２１８、クランクシャフト２２０、接続ロッド２２２又はこれらの組み合わせを含んでよい。図４の実施形態では、出力は出力プレート４１２、出力シャフト４０４、出力６００又はこれらの組み合わせを含んでよい。いずれにせよ、伝送アセンブリ１０４の入力１０６において受承された動力は、ブロック８０６において伝送アセンブリ１０４の出力１０８へと転送される。
【００６６】
出力１０８が入力１０６から動力を受承すると、方法８００はブロック８０８に進み、このブロック８０８では、切断工具ホルダ１１０及び切断工具１１２が枢動点１１４の周りで枢動する。伝送アセンブリ１０４の出力１０８は、第１の位置と第２の位置との間で前後に往復運動でき、これが実行されると、切断工具１１２は、ブロック８１０において弧状経路に沿って枢動点１１４の周りで振動できる。
【００６７】
切断工具１１２の振動運動は、方法８００のブロック８１２において調節できる振幅及び周波数を含む。周波数は、ブロック８０２において動力デバイス１０２からの出力を調節することによって調節でき、振幅は、伝送アセンブリ１０４において調節を行う（例えば入力プレート４１０の角度を調節する、若しくはクランクシャフト２２０のオフセット距離３１０を調節する）こと、又は枢動点１１４及び切断工具１１２に関して切断工具ホルダ１１０への出力１０８の構造的接続を変更することによって、調節できる。
【００６８】
他の実施形態では、方法８００は、所望の切断動作を達成するために実行される追加のブロックを含むことができる。あるいは、所望の結果を達成するために、図８のブロックのうちの１つ又は複数を削除してよい。いずれにせよ、図８は、湿潤セラミック素地物品を切断する際に所望の切断動作を達成するための方法の一例を表す。
【実施例】
【００６９】
上述のように、図１のシステムは、切断速度の上昇を達成できる。特に、切断工具１１２の振動切断運動は、より高い速度で運動でき、他の従来の切断プロセスよりも高い速度でより多くの材料を切断できる。結果として、切断プロセス中に湿潤セラミック素地物品１１８に対して作用する力が低減され、従って摩擦による汚れの発生が少なくなる。これは図１０のグラフ１０００に更に示されている。グラフ１０００は、スライス‐プッシュ比と呼ばれる、切断工具１１２の切断運動の関係を強調するものである。切断工具１１２が振動切断経路１１６に沿って運動する際、この運動は、方向１２０に沿った水平成分及び方向１２２に沿った垂直成分を有する。スライス‐プッシュ比は、切断工具１１２の水平方向の速度又は変位に対する、切断工具１１２の下向き押圧速度又は変位の比（即ち、方向１２２に沿った切断工具１１２の速度と、方向１２０に沿った速度との比較）として定義される。スライス‐プッシュ比が高く又は大きくなると、材料に印加される力が少なくなり、材料全体の切断がより良好になる。
【００７０】
図１０の例では、第１の曲線１００２は従来のバンドソーのスライス‐プッシュ比を表し、第２の曲線１００４は、図１の振動切断工具１１２に関する理論上のスライス‐プッシュ比を表す。図示されているように、振動切断工具１１２によって達成される理論上の又はモデルとしてのスライス‐プッシュ比は、従来のバンドソーによって達成される比より大きい。換言すると、切断工具１１２が振動経路１１６に沿って運動する際、この運動の水平方向又は接線方向成分は、従来のバンドソーよりも優れたスライス‐プッシュ比を提供する。
【００７１】
ここまで、請求対象の開示の原理を組み込んだ例示的実施形態を開示したが、本開示は上記開示された実施形態に限定されない。寧ろ本開示は、請求対象の開示の一般原理を用いた、請求対象の開示のいずれの変形形態、使用形態又は適合形態を包含することを意図したものである。更に本出願は、請求対象の開示が属する技術分野において公知の又は慣用の実践に含まれるような、かつ添付の請求項の範囲内に当てはまる、本開示からの発展形態を包含することを意図したものである。
【符号の説明】
【００７２】
１００  システム
１０２  動力デバイス
１０４  伝送アセンブリ
１０６  入力
１０８  出力
１１０  切断工具ホルダ
１１２  切断工具
１１４  枢動点
１１６  弧状経路、方向
１１８  湿潤セラミック素地物品、材料、第１の物品、第２の物品
１２０  軸方向
１２２  長手方向
１２４  フレーム
１２６  システム１００の一部分
２００  システム
２０２  動力デバイス
２０４  伝送アセンブリ
２０６  切断工具ホルダ
２０８  切断工具
２１０  枢動点
２１２  半円状の本体
２１４  伸長脚部
２１６  Ｖベルト
２１８  被駆動歯車
２２０  クランクシャフト
２２２  接続ロッド
２２４  入力軸
２２８  第１の距離
２３０  切断工具２０８の中点
２３４  耳状タグ又はリブ
２３６  第１のアーム
２３８  第２のアーム
２４０、２４６  ベース部材
２４２  第２の距離
２４４  第３の距離
３００  クランクシャフト２２０の第１の部分
３０２  クランクシャフト２２０の第２の部分
３０４  潤滑軸受の第１のセット
３０６  エンドキャップ又は締結具
３０８  潤滑軸受の第２のセット
３１０  オフセット距離
３１２  直線方向、往復運動方向
３１４  接続ロッド２２２の第１のセクション
３１６  接続ロッド２２２の第２のセクション
４００  伝送アセンブリ
４０２  入力シャフト
４０４  出力シャフト
４０６  外側ハウジング
４０８  バレル
４１０  入力プレート
４１２  出力プレート
４１４  プッシュロッド
４１６  減衰システム、入力ダンパ
５００  アクチュエータ
５０２  アクチュエータアーム又はロッド
５０４  第１のピボット
５０６  第１のプッシュロッド
５０８  第２のプッシュロッド
５１０  第２のピボット
５１２  出力ダンパ
６００  出力
７００  回転軸、入力軸
８００  方法
８０２  第１のブロック
８０４、８０６、８０８、８１０、８１２  ブロック
９００  中点２３０の第１の位置
９０２  中点２３０の第２の位置
９０４  弧状経路
１０００  グラフ
１００２  第１の曲線
１００４  第２の曲線
Ａ  主回転軸
Ｘ１、Ｘ２  位置
【図１】
0006370383.tif 000002
【図２】
0006370383.tif 000003
【図３】
0006370383.tif 000004
【図４】
0006370383.tif 000005
【図５】
0006370383.tif 000006
【図６】
0006370383.tif 000007
【図７】
0006370383.tif 000008
【図８】
0006370383.tif 000009
【図９】
0006370383.tif 000010
【図１０】
0006370383.tif 000011