(57)【要約】      （修正有）【課題】鋳造後の鋳物の表面から鋳物砂等の微粒子材料を取り除くための装置及び方法を提供する。【解決手段】対象物から微粒子材料を取り除くための振動装置は、略水平方向に延びている長手方向の軸を中心とする内側湾曲面を有したコンテナ２２を有している。コンテナは、基礎の上方に弾力的に支えられている。コンテナには、湾曲面から間隔をおいて配置された第一の端部とコンテナの湾曲面の近傍に配置された第二の端部とを有しているプレートが設けられている。このプレートには、貫通した開口が形成されている。振動発生器６０は、内側湾曲面に沿った回転運動の上昇軌道または下降軌道に沿ってコンテナ内で対象物および媒体を移動させる起振力を生じるようになっている。対象物の運動はプレートにより妨害されるものの、媒体の運動はプレートによって妨害されない。それどころか、媒体はプレートの開口を通って移動する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物から微粒子材料を取り除くための振動装置であって、
略水平方向に延びている長手方向の軸を中心とする内側湾曲面を有し、流入側端部と、該流入側端部の反対側に軸方向に間隔をおいて配置される流出側端部とを有し、弾力的に基礎上に支えられるように複数の弾性部材上に搭載されているコンテナと、
前記コンテナ内に配置され、前記コンテナの前記湾曲面から間隔をおいて配置される第一の縁部と、前記コンテナの前記湾曲面の近傍に配置される第二の縁部とを有し、開口が貫通しているプレートと、
前記内側湾曲面に沿った回転運動の略上昇軌道および略下降軌道に沿って対象物および媒体を移動させる起振力を生成するための振動発生器とを備えており、
前記対象物の運動が前記プレートにより妨害されるものの、前記媒体の運動が前記プレートにより妨害されることなく、前記媒体が前記プレートの前記開口を通って移動するように形成された振動装置。
【請求項２】
前記振動装置が、前記略水平方向に延びている長手方向の軸の方向に前記流入側端部から前記流出側端部に向けて移送されると同時に、前記内側湾曲面に沿った回転運動の略上昇軌道または略下降軌道に沿って、前記コンテナ内で前記対象物および前記媒体を移動させる起振力を生成するように構成されている請求項１記載の振動装置。
【請求項３】
前記第一の縁部が、前記コンテナの軸におおむね沿って配置されている請求項１記載の振動装置。
【請求項４】
前記第二の縁部が、前記コンテナの前記湾曲面に当接している請求項３記載の振動装置。
【請求項５】
前記第二の縁部が、前記第二の縁部と前記コンテナの前記湾曲面との間にギャップが存在するように配置されている請求項３記載の振動装置。
【請求項６】
前記プレートが、前記水平面に対してある角度を形成するように配置されている請求項１記載の振動装置。
【請求項７】
前記開口が円形状である請求項１記載の振動装置。
【請求項８】
前記開口が非円形状である請求項１記載の振動装置。
【請求項９】
前記開口の寸法が変わるように構成されている請求項１記載の振動装置。
【請求項１０】
前記開口の寸法が、前記プレートの前記第一の縁部と前記第二の縁部との間で変わるように構成されている請求項９記載の振動装置。
【請求項１１】
前記プレートが、前記流入側端部においてまたはその近傍に配置された第一の端部と、前記流出側端部においてまたはその近傍に配置された第二の端部とを有し、前記開口の寸法が、前記プレートの前記第一の端部と前記第二の端部との間で変わるように構成されている請求項９記載の振動装置。
【請求項１２】
前記開口の単位面積当たりの密度が変わるように構成されている請求項１記載の振動装置。
【請求項１３】
対象物から微粒子材料を取り除く方法であって、
略水平方向に延びている長手方向の軸を中心とする内側湾曲面を有しているコンテナに対象物および媒体を投入し、
前記内側湾曲面に沿った回転運動の略上昇軌道または略下降軌道に沿って前記コンテナ内で前記対象物および前記媒体を移動させる起振力を加え、
前記コンテナが基礎の上方に弾力的に支えられており、前記コンテナには、前記湾曲面から間隔をおいて配置された第一の縁部と、前記コンテナの前記湾曲面の近傍にある第二の縁部とを有しているプレートが配置され、該プレートには開口が貫通しており、
前記対象物の運動が前記プレートにより妨害されるものの、前記媒体の運動が前記プレートによって妨害されることなく、前記媒体が前記プレートの前記開口を通って移動する、方法。
【請求項１４】
前記コンテナが流入側端部と流出側端部とを有しており、前記方法が、前記略水平方向に延びている長手方向の軸の方向に前記流入側端部から前記流出側端部に向けて移送されると同時に、前記内側湾曲面に沿った回転運動の略上昇軌道または略下降軌道に沿って前記コンテナ内で前記対象物および前記媒体を移動させる起振力を加える請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
前記媒体が、前記プレートの前記開口を通って戻るまで、前記対象物よりも前記湾曲面のさらに上方を移動する請求項１３記載の方法。
【請求項１６】
前記第一の縁部が、前記コンテナの前記軸におおむね沿って配置されている請求項１３記載の方法。
【請求項１７】
前記第二の縁部が、前記コンテナの前記湾曲面に当接する請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
前記第二の縁部が、前記縁部と前記湾曲面との間にギャップが存在するように配置される請求項１６記載の方法。
【請求項１９】
前記プレートが、前記水平面に対してある角度で配置される請求項１３記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物から微粒子材料を取り除くための装置および方法に関するものであり、さらに詳細には、微粒子材料が付着、堆積などされた対象物から微粒子材料を取り除くための装置および方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
金属を鋳造するための従来の方法は、鋳物砂型を用いた方法である。所望の鋳物形状の輪郭を有している型（ｐａｔｔｅｒｎ）が、鋳物砂に設置され、インプリントを形成したあと取り除かれる。溶融金属をインプリントの中へ流入することができるように、湯口システムが鋳物砂の中に形成される。溶融金属は、モールド型の中に注ぎ込まれ、冷却または凝固のために放置される。凝固したあと、鋳物がモールド型から振り落とされる。
【０００３】
しかしながら、鋳物が型から振り落とされたあとでさえ、鋳物砂および他の粒状物質が鋳物に付着している。さらに、鋳物砂および他の粒状物質は、鋳物の内部の流路およびキャビティに密集しうる。この鋳物砂および他の微粒子材料が鋳物のさらなる処理に対して悪影響を与えうるならば、鋳物から鋳物砂および粒状物質をできるかぎり取り除くことまたは洗浄することが望ましい。
【０００４】
鋳物を洗浄する１つの公知の方法は、洗浄媒体を含んだ円筒形状に作られたドラム缶の中に鋳物を投入することである。ドラム缶は、その軸を中心に回転させられることによりドラム缶内で洗浄媒体および鋳物を移動させるようになっている。一般的に、洗浄媒体は、長方形状、正方形状または星形状をしており、洗浄媒体および鋳物の移動につれて、鋳物の表面から鋳物砂および他の粒状物質が洗浄媒体の縁部により取り除かれていくようになっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
残念なことには、この方法はある欠点を有している。一つには、鋭い縁部を有する洗浄媒体は、鋳物から鋳物砂を取り除くだけに留まらず、鋳物に対して損傷を与える場合もある。さらに、洗浄媒体と鋳物は、当該洗浄媒体と当該鋳物との間の相対運動を増大させないようなパターンで実際には移動する傾向があり、このことにより、鋳物から鋳物砂および粒状物質を取り除く洗浄媒体の有効性が制限される、と考えられている。
【０００６】
したがって、対象物から微粒子材料を取り除くための他の装置および方法が提供されることが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の１つの態様によれば、対象物から微粒子材料を取り除くためのさまざまな振動装置が提供されている。振動装置は、略水平方向に延びている長手方向の軸を中心とする内側湾曲面を有したコンテナを有しており、かかるコンテナは、流入側端部と、この流入側端部の反対側の軸方向に間隔をおいて配置された流出側端部とを有している。かかるコンテナは、基礎の上方に弾力的に支えられるように、複数の弾性部材上に搭載されている。かかるコンテナには、湾曲面から間隔をおいて配置された第一の端部とかかるコンテナの湾曲面の近傍に配置された第二の端部とを有しているプレートが設けられている。このプレートには、貫通した開口が形成されている。振動発生器は、コンテナ内で、内側湾曲面に沿った回転運動の上昇軌道または下降軌道に沿って対象物および媒体を移動させる起振力を生じるようになっている。対象物の運動はプレートにより妨害されるものの、媒体の運動はプレートによって妨害されない。それどころか、媒体はプレートの開口を通って移動するようになっている。
【０００８】
本発明の他の態様によれば、対象物から微粒子材料を取り除く方法は、略水平方向に延びている長手方向の軸を中心とする内側湾曲面を有しているコンテナに、対象物および媒体を投入することを含んでおり、コンテナが基礎の上方に弾力的に支えられており、コンテナには、湾曲面から間隔をおいて配置された第一の縁部と、コンテナの湾曲面の近傍に配置された第二の縁部とを有しているプレートが配置されており、このプレートには、貫通した開口が形成されている。かかる方法は、内側湾曲面に沿った回転運動の上昇軌道または下降軌道に沿ってコンテナ内で対象物および媒体を移動させる起振力を加えることを含んでおり、対象物の運動がプレートにより妨害されるものの、媒体の運動はプレートにより妨害されることなく、媒体がプレートの開口を通って移動する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下において本発明のさまざまな実施形態の詳細な説明が記載されているものの、いうまでもなく、本発明の法的範疇は、この書類の最後に記載されている特許請求の範囲の記載により規定される。したがって、詳細な説明は、例示のみを意図したものであると解釈されるべきであり、本発明のすべての実施形態を記載することを意図したものではない。というのは、すべての可能な実施形態の記載は不可能でないとしても現実的ではないためだからである。現在の技術または本発明の出願の後に開発される技術を用いてさまざまな他の実施形態を構築することができるが、これらは、本発明を規定する特許請求の範囲の範疇に含まれるものとする。
【００１０】
また、いうまでもなく、この明細書において、用語が、「本明細書では、用語「＿＿」は、…を意味するものとする。」という文章またはそれと同等の文章を用いて明示的に規定されない限り、その用語の意味が、その明白なまたは通常の意味を越えて明示的にまたは暗示的に限定されることはない。このような用語は、（特許請求の範囲の記載以外の）本明細書のいかなる部分におけるいかなる記載に基づくものであっても、その範疇が限定されて解釈されるべきではない。本明細書の最後にある特許請求の範囲に記載されている用語は、単一の意味において矛盾が生じないように、本明細書において記載されている。これは、読者を混乱させないことのみを意図したものであり、その用語を、その単一の意味に暗示的にまたはその他の方法で限定することを意図したものではない。最後に、クレーム要素が構造を説明することなく用語「手段」および機能を記載することによって定義されたものでなければ、米国特許法第１１２章第６項の適用に基づく特許要素の範囲の解釈が意図されたものではない。
【００１１】
ここで図１を参照すると、鋳物からの鋳物砂の如き対象物から微粒子材料を取り除くための装置２０が円筒形状のドラム缶またはコンテナ２２を備えている。コンテナ２２は、流入側端部２４と、この流入側端部２４に対して反対側にある軸に沿って間隔をおいて設けられている流出側端部２６とを備えている。図２から分かるように、コンテナ２２は、略水平方向に延びている長手方向の軸３０（図２では点として示され、図１および図３では線として示されている）を中心として湾曲した内面２８を有している。  
【００１２】
コンテナ２２は、基礎４６の上方に弾力的に支持されるように、複数の弾性部材またはバネ４０、４２、４４の上に取り付けられる。一方側では、バネ４２が基礎４６からコンテナ２２を分離し、他方側では、バネ４０が基礎４６からコンテナ２２を分離するようになっている。バネ４０および４２は、たとえば鋼製の支柱５０、５２（図１）および鋼製の支持構造物５４（図２および図３）によりそれぞれ対応して、基礎４６から間隔をおいて設置されうる。  
【００１３】
また、装置２０は振動発生器６０をさらに備えている。振動発生器６０は、バネ４０を跨るビーム６２を備えうる。ビーム６２は、流入側端部２４および流出側端部２６にまたはそれらの近傍にそれぞれ対応して配置されたロッカ・レグ組立体（ｒｏｃｋｅｒ  ｌｅｇ  ａｓｓｅｍｂｌｙ）６４、６６によりコンテナ２２へ接続されている。また、ビーム６２は、さらにバネ４４により、コンテナ２２に接続されている。当該バネ４４は、ビーム６２のうちのロッカ・レグ組立体６４とロッカ・レグ組立体６６との間の範囲に設けられている。このようにして、コンテナ２２は、ロッカ・レグ組立体６４、６６およびバネ４４に以外には制限されることなく、振動発生器６０が発生する起振力に応答して自由に運動することができるようになっている。さらに、振動発生器６０は、ビーム６２の両側に取り付けられる一組の偏心荷重モータを備えうる。そのうちの一つが図１で参照番号６８により示されている。
【００１４】
振動発生器６０が発生する起振力は、図２の双頭矢印８０により概略的に表されている。明らかなように、起振力８０は、（ｉ）コンテナ２２の略水平に伸びる長手方向の軸３０からズレているとともに、（ｉｉ）コンテナ２２の重心からズレている線形の軌道に実質的に沿った方向に導かれるようになっている。さらに明らかなように、複数の弾性部材４０、４２、４４により、振動発生器６０が発生する起振力８０に応答して自由に振動するようにコンテナ２２が搭載されている。
【００１５】
起振力８０は、対象物をコンテナ２２内で移動させるようになっている。図２の双頭矢印８２により概略的に示されているように、コンテナ２２に投入された対象物は、コンテナ２２の内側湾曲面２８に沿った回転運動の略上昇軌道および略下降軌道に沿って移動させられるようになっている。対象物が、コンテナ２２の流入側端部２４から流出側端部２６に向かって水平方向に延びている長手方向の軸３０の方向に移送されるとともに回転運動が生じるようになっている。
【００１６】
軸３０に沿った対象物の移動を補助するために、コンテナ２２は、略水平方向に延びている長手方向の軸３０が、実際には、流入側端部２４から流出側端部２６に向けて下方に傾斜するように、取り付けられても良い。コンテナ２２の下方への傾きにより、対象物が、流入側端部２４から流出側端部２６に向けて部分的に重力により移送されるようになっている。
【００１７】
たとえば図２から明らかなように、コンテナ２２は、一組の外側に延びるアーム９０、９２を備えていても良い。アーム９０、９２の各々は、コンテナ２２に対して振動発生器６０の反対側にあるおもり９４（図２を参照）の如き一体的に結合されたバラストおもりを備えていても良い。バラストおもりは起振力８０の発生を補助し、起振力８０は、たとえばバラストおもりの配置およびサイズを変更することにより変更されるようになっている。
【００１８】
ここで図２および図４を参照すると、プレート１００がコンテナ２２内に配置されていることが明らかである。図示されているように、プレート１００は、コンテナ２２の軸３０に沿って実質的に配置されている第一の縁部１０２を有しうる。また、プレート１００はさらに第二の縁部１０４を有しうる。この第二の縁部１０４は、コンテナ２２の湾曲面２８に当接するように配置されうる。プレート１００は、水平面に対してある角度Ａ（図４）を形成するように配置される。
【００１９】
明らかになるように、プレート１００の位置は、図２および図４に示されている位置に対して変更されても良い。たとえば、縁部１０４は、その全長に沿って、湾曲面２８に当接する必要がないまたは湾曲面に全く当接する必要がない。縁部１０４は、当該縁部１０４と湾曲面２８との間にギャップが存在するように、配置されても良い。同様に、例示された角度Ａは１つの可能性に過ぎない。プレートは、水平面に対して他の角度で配置されても良く、それでもなお本発明の範囲に含まれる。
【００２０】
図５から明らかなように、プレート１００は、第一の端部１０６と、第二の端部１０８とをさらに有しうる。プレートが図２および図４に示されているように配置された場合、第一の端部１０６は流入側端部２４にまたはその近傍に配置されうるし、第二の端部は流出側端部２６にまたはその近傍に配置されうる。プレート１００の第一の端部１０６は、コンテナ２２内に配置されても良いし、または、コンテナ２２から外側へ垂れ下がっていても良い。同様に、プレート１００の第一の端部１０６は、コンテナ２２内に配置されても良いし、または、コンテナ２２から外側へ垂れ下がっていても良い。
【００２１】
さらに図５から明らかなように、プレート１００は貫通する開口１２０を備えうる。 したがって、プレート１００は多孔板と呼ばれうる。図５から明らかなように、開口１２０は、均一な円形状を有していても良いし、相互におよびプレート１００の寸法に対してあるサイズを有していても良いし、また、プレート１００の単位面積当たりある密度であっても良い。
【００２２】
しかしながら、いうまでもなく、図５に示されている開口１２０は、例示のみを意図した実施例に過ぎない。開口の形状は、図６に示されている楕円形状の開口１２２の如き円形状以外の形状であっても良い。開口１２０は不均一であっても良い。たとえば、湾曲面２８に最も近い縁部１０４に近い開口１２０は、軸３０に最も近い縁部１０２に近い開口１２０に較べて寸法が（たとえば、直径）が大きくても良いしまたは小さくても良い。 また、開口１２０のサイズは、第一の端部１０６と第二の端部１０８との間で変わっても良い。開口１２０のサイズは、図５に示されているサイズよりも小さくても大きくても良く、また、プレート１００の単位面積当たり異なる密度を有していても良い。
【００２３】
コンテナ２２内のプレート１００の存在が、コンテナ２２に投入された媒体の、コンテナ２２に投入された対象物から微粒子材料を取り除く能力に対して良い効果をもたらすものと考えられている。さらに、コンテナ２２内のプレート１００の存在が、コンテナ２２に投入された対象物から微粒子材料を取り除くために、円形状または卵形状であるブラスティングショット（ｂｌａｓｔｉｎｇ  ｓｈｏｔ）（図７および８を参照）の如き滑らかな形状を有する媒体を用いることを可能としうると考えられている。ただし、他の媒体を同様に用いても良い、
図４では、このコンセプトを例示するために、鋳物の如き対象物１４０が、コンテナ２２内のプレート１００の右側へ配置されるように示されている。対象物１４０には、材料（たとえば、鋳物砂、バインダ、酸化物）が付着または堆積されている。また、コンテナ２２には、たとえばブラスティングショットの如き洗浄媒体１４２がさらに投入されうる。
【００２４】
振動発生器６０が始動されると、回転運動が、対象物１４０および洗浄媒体１４２に付与される。  図４に示され明らかなように、対象物１４０の運動は、時計回り方向に対してプレート１００によって妨害されるようになっている。しかしながら、洗浄媒体１４２の運動は、プレート１００に開口１２０が存在するために、プレート１００によって妨害されないようになっている。洗浄媒体１４２は、プレート１００の開口１２０を通って戻って来るまで、湾曲面２８をさらに上方に移動する。対象物１４０および洗浄媒体１４２の相対的運動のパターンが、図４の湾曲矢印１５０および１５２によりそれぞれ対応して示されているようであると考えられている。
【００２５】
これらの運動パターンが複数の利点を有しうると考えられている。まず、対象物１４０の運動の抑制により、かつ、プレート１００の配置により、プレート１００が存在しなかった場合よりもより速い角運動が対象物１４０に対して付与されうる。さらに、洗浄媒体１４２がプレート１００の開口１２０を通過することによって、対象物１４０に対する洗浄媒体１４２の相対運動が増大されると考えられる。さらに、この相対運動は、対象物１４０の表面に対して洗浄媒体１４２により加えられる力の増大としてとらえられうる。これらの効果のうちの一部または全部が、対象物１４０の表面、内部流過、キャビティなどからの材料の除去を増大させることになると考えられている。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に従って微粒子材料を取り除くための装置を示す正面図である。
【図２】図１の装置を示す端面図である。
【図３】図１の装置を示す背面図である。
【図４】図１の装置内において洗浄媒体と洗浄される対象物との運動を示す拡大端面図である。
【図５】図１の装置に用いられる多孔板を示す正面図である。
【図６】図１の装置に用いられる他の多孔板を示す正面図である。
【図７】図１の装置に用いられる媒体を示す正面図である。
【図８】図１の装置に用いられる他の媒体を示す正面図である。
【符号の説明】
【００２７】
２０  装置
２２  コンテナ
２４  流入側端部
２６  流出側端部
２８  内側湾曲面
４０、４１、４２  バネ
６０  振動発生器
【図１】
2007290040.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2007290040.tif 000008
【図７】
2007290040.tif 000009
【図８】
2007290040.tif 000010
【外国語明細書】
2007290040000001.pdf