JP2001520122A

JP2001520122A - 開放式鋳型キャビティによる溶融金属の鋳造

Info

Publication number: JP2001520122A
Application number: JP2000516794A
Authority: JP
Inventors: ロバートブルースワグスタッフ
Original assignee: ワグスタッフインコーポレイテッド
Priority date: 1997-10-21
Filing date: 1998-10-13
Publication date: 2001-10-30
Also published as: EP1034056A4; CA2736798C; US6546995B1; CA2674153A1; JP2009291841A; AU750545B2; JP2013059810A; AU1081199A; JP2013013940A; EP1034056A1; NO20002020D0; CA2736798A1; WO1999020418A1; SK287267B6; PL340213A1; CN1296158C; HU230027B1; CA2309043A1; SK287266B6; JP2012157904A

Abstract

(57)【要約】始動材料体（70）をキャビティ（４）内でスタータブロック（60）とキャビティの軸線（12）に対して横方向のキャビティの第１の横断面（72）との間に入れた状態で、キャビティ軸線に沿うスタータブロックの往復動を開始させると、始動材料体はこれとタンデム関係をなして一連の第２の横断面（74）を通って往復動し、溶融金属の層（76）がキャビティの第１の横断面に隣接して始動材料体上に次々に積層し、かかる溶融金属層は、その内部の固有の溶射力を受けてキャビティ軸線から相対的に周囲方向外方に迅速に膨張する。本発明は、かかる層の相対的に周囲方向外方への膨張を鋳造面（62）で制限し、この鋳造面は、キャビティの軸線の回りに周囲方向外方へフレア状になっていて、各層中に生じる熱収縮力が溶射力と釣り合うことができるようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】〔発明の属する技術分野〕私の発明は、開放式鋳型キャビティによる溶融金属の鋳造に関し、特に、溶融
金属を最終製品の状態に鋳造する際にキャビティ内での溶融金属の周囲輪郭の制
限に関する。

【０００２】〔背景技術〕今日用いられている開放式鋳型キャビティは、入口側端部、排出側端部、キャ
ビティの排出側端部と入口側端部との間に延びる軸線、及び金属がキャビティを
通過している間、溶融金属の外周をキャビティに制限するようキャビティの排出
側端部と入口側端部との間でキャビティの軸線の周りに設けられた壁を有してい
る。鋳造作業を実施する場合、スタータブロックが、キャビティの排出側端部内
に入れ子状に嵌められる。スタータブロックは、キャビティの軸線に沿って往復
動自在であるが、当初、開口部内に配置され、その間、始動材料体が、キャビテ
ィ内でスタータブロックとキャビティの軸線に対して横断方向に延びるキャビテ
ィの第１の横断平面との間に設けられる。次に、スタータブロックがキャビティ
からその軸線に沿って相対的に外方に往復動すると共に始動材料体がスタータブ
ロックと縦列関係をなして、キャビティの軸線に対して相対的に横断方向に延び
るキャビティの一連の第２の横断平面を通って往復動している間に、キャビティ
の第１の横断平面内で外周制限手段により定められる横断面積部よりも小さな横
断面積部をキャビティの軸線に対して横断方向の平面内に有する溶融金属の層が
、キャビティの第１の横断平面に隣接して始動材料体上に次々に積層される。各
溶融金属層の横断面積は小さいので、各溶融金属層は、その内部に固有の溶射力
を有し、これにより各溶融金属層はキャビティの第１の横断平面に隣接したとこ
ろでキャビティの軸線から相対的に周囲方向外方へ膨張する。各溶融金属層は、
これがキャビティの壁により遮られるまで膨張し、ここで、壁がキャビティの第
１の横断平面に対して直角をなしているので、溶融金属層は、鋭く直角に曲がっ
てキャビティの一連の第２の横断平面中へ移動すると共に壁のコース、即ち、横
断平面に垂直なコースに平行な第２の横断平面を通るコースを辿るようになる。
他方、溶融金属層は壁に接触すると熱収縮力を受け始め、やがて熱収縮力は溶射
力と効果的に釣り合って、「固相線（solidus ）」という状態が第２の横断平面
のうちの一つに生じる。しかる後、その時点で新たに形成された金属体であるも
のの一体部分として、溶融金属層は金属体中でキャビティの通過を完了すると、
収縮して壁から遠ざかるようになる。

【０００３】キャビティの第１の横断平面と「固相線」が生じたキャビティの一つの第２の
横断平面との間で、溶融金属層はキャビティの壁に密着させられ、この接触によ
り摩擦が生じ、この摩擦は、溶融金属層の移動に対して逆に作用して溶融金属層
をその隣の溶融金属層から分離しがちな程度まで、その外周面のところを引き裂
く傾向がある。したがって、当業者は、各溶融金属層と壁との間の境界部を潤滑
するか、各溶融金属層と壁との間の境界部のところで互いに分離するかの何れか
を長い間にわたって試みてきた。当業者は又、各溶融金属層と壁との間の接触バ
ンド又は帯状接触部の幅を小さくする手段を模索してきた。当業者の技術的努力
により、米国特許第４，５９８，７６３号に開示された方式及び米国特許第５，
５８２，２３０号に開示された方式を含む種々の方式が生み出された。米国特許
第４，５９８，７６３号では、加圧ガスの油包囲スリーブを壁と溶融金属層との
間に介在させてこれらを互いに分離している。米国特許第５，５８２，２３０号
では、液体冷却剤のスプレーを金属体の周りに生じさせ、次に接触バンドの幅を
小さくするよう金属体上に吹きつける。また、当業者の技術的努力により多種多
様な潤滑剤が開発され、これら技術的努力の組合せにより、潤滑及び（又は）溶
融金属層の壁からの分離又は壁の溶融金属層からの分離に当たってある程度の成
功を収めたが、潤滑剤自体に関する別の新たな問題が生じた。溶融金属層と壁と
の間の境界部を横切って大きな度合いの熱交換が行われるので、強烈な熱の作用
により潤滑剤が分解する場合がある。かかる分解による生成物は境界部のところ
で周囲空気との反応を起こす場合が多く、それにより金属酸化物等の粒子が生じ
、これらは境界部のところで「リッパー（rippers ）」になり、これらリッパー
はこのようにして生じた製品の軸方向寸法に沿って所謂「ジッパー（zippers ）
」を生じさせる。強烈な熱により潤滑剤が燃え、それにより高温金属と低温表面
の関係状態（hot metal to cold surface condition ）が生じ、この場合、摩擦
力はどんな潤滑剤を使っても大きくは変わらない。

【０００４】〔私の発明の開示〕私の発明は、溶融金属層と壁との間の境界部のところで溶融金属層を壁から分
離したりこの境界部を潤滑する従来方式やこれら２つの接触バンドを短くする従
来方式とは全く異なるものである。これらに代えて、私の発明は、上記の従来方
式を必要とする問題を生じさせるような溶融金属層と壁との間の「対面」関係を
無くし、溶融金属がキャビティを通過している間、キャビティ内の各溶融金属層
相対的に周囲方向外方への膨張を制限するという全く新規な方式を用いている。

【０００５】私の発明によれば、私は又、逸らせ手段を、金属がキャビティを通過している
間、溶融金属の外周をキャビティに制限する手段内でキャビティの軸線の周りに
配置し、各溶融金属層の相対的に周囲方向外方への膨張をキャビティの第１及び
第２の横断平面内のキャビティの第１及び第２の横断面積部に制限しながら、私
は、逸らせ手段を使用して各横断面積部の周囲方向輪郭のところに或る特定の効
果を達成させる。先ず最初に、私は、逸らせ手段を第１の横断面積部の周囲方向
輪郭のところで作動させてその逸らせ効果により各溶融金属層がキャビティの軸
線に対して相対的に周囲方向外方に傾斜した角度でキャビティの一連の第２の横
断平面内へ差し向けられるようにする。次に、各溶融金属層中の溶射力が溶融金
属層中に固有に生じる熱収縮力よりも大きい間に、私は、逸らせ手段を第２の横
断面積部の周囲方向輪郭のところで作動させてその逸らせ効果により各第２の横
断面積部がこれに対応した第２の横断平面内で漸次周囲方向外方に大きくなる横
断面寸法をもつことができ、その間、熱収縮力と溶射力は互いに釣り合っていて
、それにより各溶融金属層は、キャビティの第２の横断平面のうち一つの横断平
面内で金属体を自由形成できるようにする。このようにすると、私は、溶融金属
層を壁又は別の或る外周制限手段に対面させず、私は、親が手を差し伸べてこれ
に子がもたれ掛かることができ、その状態で次第に後ろに下がって子から離れる
ようにして親が道を教えるかのごとく、これと似たような受動的支持体を溶融金
属層の外周部に与え、溶融金属層を「励まして」互いに積み重ね、溶融金属層が
周囲の壁等によって溶融金属層の上に加えられる溶融金属層を受け入れるのでは
なく、これを選択する凝集スキン層を形成する。また、熱収縮力が私の逸らせ手
段の効果にとって変わることができる限り、私は、かかる効果を取り消して溶融
金属層と任意の拘束媒体との間の接触が事実上無くなるようにする。これは、私
がもはや溶融金属層と外周制限手段との間の境界部を潤滑し又は緩衝する必要が
ないことを示しているが、私が境界部に引き続き潤滑剤又は緩衝媒体を用いるこ
とを排除するするものではない。事実、私の発明の現時点において好ましい実施
形態のうち多くでは、私は、緩衝手段とキャビティの第１及び第２の横断平面中
の各溶融金属層の周囲方向輪郭との間に加圧ガスのスリーブを介在させている。
また、私は、緩衝手段とこれらの周囲方向輪郭との間に油の環状体を介在させる
のが通例であるが、或る実施形態では、私は、米国特許第４，５９８，７６３号
に開示しているように、これら２つの間に加圧ガスの油包囲スリーブを介在させ
ている。私は又、通常、逸らせ手段を通して加圧ガスをキャビティ内へ放出する
ことができ、また、私は、逸らせ手段を通して油をキャビティ内へ放出すること
ができる。多くの場合、私は、加圧ガスと油を同時にキャビティ内へ放出する。

【０００６】私の発明の現時点において好ましい実施形態のうち多くのものでは、私は又、
熱抽出手段をキャビティの軸線の周りに配置し、私は、熱抽出手段を作動させて
熱を溶融金属層の周囲にぐるりと配置された溶融金属層の角度的に連続したパー
ト環状部分から抽出する。これら実施形態のうち幾つかでは、私は又、周囲方向
輪郭をキャビティ内の各溶融金属層の第１及び第２の横断面積部に与えるよう逸
らせ手段を作動させる。これら実施形態のうちものでは、私は、キャビティの軸
線の周りに、垂直線に対する軸線の向きを制御する軸線向き制御手段、各溶融金
属層の角度的連続パート環状部分からの熱抽出手段による熱の抽出速度を制御す
る熱抽出制御手段、逸らせ手段により第１の横断面積部に与えられる周囲方向輪
郭を制御する第１の周囲方向輪郭制御手段、及び逸らせ手段によりそれぞれの第
２の横断面積部に与えられる周囲方向輪郭を制御する第２の周囲方向輪郭制御手
段を配置し、私は、軸線向き制御手段、熱抽出制御手段、第１の周囲方向輪郭制
御手段及び第２の周囲方向輪郭制御手段をそれぞれ逸らせ手段と連携して作動さ
せてキャビティの第２の横断平面内で金属体の取る横断面積部に所定の周囲方向
輪郭を与えることにより、開放式鋳型による鋳造の全く新規な可能性の世界を開
く。私は、キャビティの一つの第２の横断平面内で金属体の取る横断面積部につ
いて選択できる。

【０００７】その平面では、大規模な収縮が起こる前に、私が金属体に与える周囲方向輪郭
は、私が逸らせ手段を用いて第１の横断面積部に与えた周囲方向輪郭よりも大き
い。しかしながら、私は、各鋳型の設計においてこのことを容易に計算に入れる
ことができ、このことを知った上で、私は、逸らせ手段が第１の周囲方向輪郭を
第１の横断面積部に与えるよう第１の周囲方向輪郭制御手段を作動し、そしてキ
ャビティの一つの第２の横断平面内の金属体の横断面積部に、逸らせ手段により
第１の横断面積部に与えられた第１の周囲方向輪郭よりも大きいが、これと対応
した所定の周囲方向輪郭を与えるよう軸線向き制御手段、熱抽出制御手段及び第
２の周囲方向輪郭制御手段を逸らせ手段と連携して作動する。また、私は、キャ
ビティの一つの第２の横断平面内の金属体の横断面積部に、逸らせ手段により第
１の横断面積部に与えられた第１の周囲方向輪郭よりも大きいが、これと対応し
た所定の周囲方向輪郭を与えるよう軸線向き制御手段、熱抽出制御手段及び第２
の周囲方向輪郭制御手段を逸らせ手段と連携して作動する。

【０００８】例示として説明すると、場合により、例えば第１の周囲方向輪郭が非対称且つ
非円形の周囲方向輪郭である場合、第１の周囲方向輪郭は、キャビティの第２の
横断平面内でキャビティを横切って互いに反対側に位置した溶融金属層の角度的
連続パート環状部分に固有のそれぞれの溶射力と熱収縮力との間に存在する差に
ばらつきを生じさせ、私は、溶融金属層の互いに反対側に位置したそれぞれの角
度的連続パート環状部分相互間でキャビティの軸線に平行に延びるキャビティの
第３の横断平面のばらつきを無くすよう軸線向き制御手段、熱抽出制御手段及び
第２の周囲方向輪郭制御手段は逸らせ手段と連携して作動させる。別の場合、例
えば第１の周囲方向輪郭が円形の周囲方向輪郭である場合、第１の周囲方向輪郭
は、キャビティの第２の横断平面内でキャビティを横切って互いに反対側に位置
した溶融金属層の角度的連続パート環状部分に固有のそれぞれの溶射力と熱収縮
力との間に存在する差に比較的ばらつきがなく、私は、溶融金属層の互いに反対
側に位置したそれぞれの角度的連続パート環状部分相互間でキャビティの軸線に
平行に延びるキャビティの第３の横断平面の上記差にばらつきを生じさせるよう
軸線向き制御手段、熱抽出制御手段及び第２の周囲方向輪郭制御手段はそれぞれ
逸らせ手段と連携して作動させる。例えば、私が第１の横断面積部に与える第１
の周囲方向輪郭が円形周囲方向輪郭である場合、私は、キャビティの一つの第２
の横断平面内の金属体の横断面積部に対称且つ非円形の周囲方向輪郭を与えるよ
う軸線向き制御手段、熱抽出制御手段及び第２の周囲方向輪郭制御手段は逸らせ
手段と連携して作動させる。

【０００９】一つの特定の場合、私は、逸らせ手段が第１の周囲方向輪郭を第１の横断面積
部に与えるよう第１の周囲方向輪郭制御手段を作動させ、私は、キャビティの軸
線を垂直線に対して角度をなして差し向けるよう軸線向き制御手段を作動させ、
私は、キャビティの一つの第２の横断平面内の金属体の取る横断面積部に周囲方
向輪郭を与えるよう熱抽出制御手段及び第２の周囲方向輪郭制御手段を逸らせ手
段と連携して作動させ、周囲方向輪郭は、第１の周囲方向輪郭よりも直径が大き
い所定の周囲方向輪郭である。

【００１０】金属体の横断面寸法も又、私が私の発明を実施する際に実行できる制御範囲に
ある。一つの特定の場合、私は、キャビティの軸線の周りに、キャビティの一つ
の第２の横断平面内の金属体の取る横断面積部に与えられる横断面寸法を制御す
る第１の横断面積部制御手段を配置し、私は、キャビティの一つの第２の横断平
面内でキャビティの第１の対をなす互いに向かい合った側部相互間で金属体の取
る横断面積部に所定の横断面寸法を与えるよう第１の横断面積部制御手段を逸ら
せ手段と連携して作動させる。さらに、好ましい実施形態のうち或る特定の実施
形態手は、私は、キャビティの軸線の周りに、逸らせ手段により第１及び第２の
横断面積部にそれぞれ与えられる周囲方向輪郭を制御する周囲方向輪郭制御手段
を配置し、私は、キャビティの第１の対をなす側部相互間で金属体の取る横断面
積部に所定の横断面寸法を与えるよう周囲方向輪郭制御手段を、逸らせ手段と連
携して作動させる。さらに、可調式鋳型を提供するものとしての特徴がある実施
形態では、私は、キャビティの軸線の周りに、キャビティの一つの第２の横断平
面内の金属体の取る横断面積部に与えられる横断面寸法を制御する第２の横断面
積部制御手段を配置し、私は、キャビティの一つの第２の横断平面内でキャビテ
ィの第１の対をなす側部に対して直角に配置されたキャビティの第２の対をなす
互いに向かい合った側部相互間で金属体の取る横断面積部に所定の横断面寸法を
与えるよう第２の横断面積部制御手段を逸らせ手段と連携して作動させる。たと
えば、インゴット、特に所謂「圧延インゴット」を製造するための或る特定の実
施形態では、私は、金属体の取る全体として矩形の横断面積部の長手方向寸法を
変化させるよう第２の横断面積部制御手段を作動させ、私は、矩形横断面積部の
相対的に長い方の側部相互間に延びる中間部分に相対的に球状の周囲方向輪郭を
与えるよう周囲方向輪郭制御手段を作動し、私は、横断面積部の長手方向寸法を
変化させるときに、矩形横断面積部の長いほうの側部相互間に所定の横断面寸法
を維持するよう第１の横断面積部制御手段を作動させる。即ち、私は、従来技術
が可調式鋳型を用いても実施できないものをおこない、私は、鋳型内の鋳造中の
横断面積部の長手方向寸法を変化させながら、鋳造が行われている横断面積部の
長いほうの側部相互間の所定の横断面寸法を維持する。

【００１１】私は、幾つかの方法のうちの一つによって金属体の取る横断面積部に与えられ
る横断面寸法を制御する。私は、例えば、各溶融金属層中の始動材料体上に積層
される溶融金属の体積を変化させることにより、又は逸らせ手段をキャビティの
軸線に対して横断方向に位置した回転軸線の回りに回転させて逸らせ手段をキャ
ビティの第１及び第２の横断平面に対してシフトさせることができる。私は、ま
たは、可調式鋳型に関し、私は、逸らせ手段を対をなす状態に分割し、逸らせ手
段のそれぞれの対をキャビティの対をなす互いにキャビティの対をなす互いに向
かい合った側部上でキャビティの軸線の周りに配置し、逸らせ手段のそれぞれの
対をキャビティの軸線に対して横断方向に互いに対してシフトさせて金属体の取
る横断面積部に与えられる横断面寸法を制御することができる。たとえば、私は
、逸らせ手段の対のうち１つをキャビティの軸線に対して横断方向に互いに対し
て往復動させて１対の逸らせ手段を互いに対してシフトさせることができる。

【００１２】場合によっては、私は、逸らせ手段を１対をなす状態に分割し、１対の逸らせ
手段をキャビティの軸線の周りに互いに軸方向に連続して配置し、１対の逸らせ
手段をキャビティの軸方向に互いに対してシフトさせて金属体の取る横断面積部
に与えられる横断面寸法を制御することができる。私の発明の或る実施形態では
、例えば、私は、１対の逸らせ手段をキャビティの軸方向に逆にして一方の逸ら
せ手段を他方の逸らせ手段に対してシフトさせる。また、好ましい実施形態のう
ち或る特定の実施形態では、私は、各逸らせ手段により同一の横断面寸法を金属
体の取る横断面積部に与える。即ち、私は、逸らせ手段のうち一つが点検又は交
換を必要とする場合、一逸らせ手段に代えて別の逸らせ手段を用いるための単な
る手段としてこの構造的特徴を利用する。

【００１３】私が、私の出願に添付した図面に示す実施形態の群では、私は又、各溶融金属
層の相対的に周囲方向外方への膨張をその第１及び第２の横断面積部に制限する
よう逸らせ手段を作動させる。例えば、電磁式逸らせ手段又は組をなすエアナイ
フを用いないで、私は、一連の環状表面を逸らせ手段上でキャビティの軸線の周
りに形成し、私は、上述した逸らせ効果をその周囲方向輪郭のところで生じさせ
ながら溶融金属層の相対的に周囲方向外方への膨張をキャビティの第１及び第２
の横断面積部に制限するようキャビティの軸線に対して各環状表面を差し向けら
る。これら実施形態の一群では、私は、環状表面を互いに対して軸方向に連続し
た状態で配置し、私は、環状表面をキャビティの第１及び第２の横断平面内で互
いから見て相対的に周囲方向外方へ互い違いに配置し、私は、環状表面をキャビ
ティの軸線に対して相対的に周囲方向外方に傾斜した角度に沿って差し向けてそ
の逸らせ効果が上述したように発揮されるようにする。逸らせ手段により第１の
横断面積部に与えられる周囲方向輪郭を制御するために、私は、キャビティの第
１の横断平面内における環状表面により包囲される周囲方向輪郭を変化させて逸
らせ手段により第１の横断面積部に与えられる周囲方向輪郭を制御する。逸らせ
手段により第２の横断面積部に与えられる周囲方向輪郭を制御するために、私は
、キャビティの第２の横断平面内における環状表面により包囲される周囲方向輪
郭を変化させて逸らせ手段により第１の横断面積部に与えられる周囲方向輪郭を
制御する。そして、一つのサブグループでは、私は、キャビティの軸線に対する
環状表面の角度的連続パート環状部分の配向角度を互いに対して変化させてキャ
ビティの第２の横断平面内で環状表面により包囲される周囲方向輪郭を変化させ
る。そして必要ならば、私は、キャビティの互いに向かい合った側部上でキャビ
ティの軸線に対する環状表面の角度的連続パート環状部分の配向角度を互いに対
して変化させて、キャビティの互いに向かい合った側部の環状表面の角度的連続
パート環状部分に対向して配置されている溶融金属層の角度的連続パート環状部
分内における溶射力と熱収縮力との間に存在する差のばらつきを無くす。さもな
ければ、第１の横断面積部の輪郭とは異なる輪郭を生じさせるために、私は、キ
ャビティの互いに向かい合った側部上でキャビティの軸線に対する環状表面の角
度的連続パート環状部分の配向角度を互いに対して変化させて、キャビティの互
いに向かい合った側部の環状表面の角度的連続パート環状部分に対向して配置さ
れている溶融金属層の角度的連続パート環状部分内における溶射力と熱収縮力と
の間に存在する差のばらつきを生じさせる。

【００１４】場合によっては、私は、環状スカートを形成するよう環状表面をキャビティの
軸方向に互いに相互に連結する。事実、私は、外周制限手段上にスカートを形成
する。そして、私が、外周制限手段として環状壁をキャビティの軸線の周りに設
けた場合、私は又、キャビティの第１の横断平面とキャビティの排出側端部との
間で環状壁の内周の周りにスカートを形成する場合が多い。

【００１５】私が、環状壁の一部を黒鉛製鋳造リングで形成する場合、スカートを該鋳造リ
ングの内周の周りに形成する。

【００１６】私は、スカートにその内周の周りに直線状フレア部を与え、或いは私は、スカ
ートにその内周の周りに曲線状フレア部を与えることができる。

【００１７】熱抽出に関し、私は通常、液体冷却剤をキャビティの第１の横断平面から見て
キャビティの一つの第２の横断平面の他方の側で金属体上に放出し、そして私は
、金属体の各角度的連続パート環状部分上に放出される液体冷却剤の量を制御し
て、キャビティの軸線に平行に延びるキャビティの第３の横断平面内における金
属体の各角度的連続パート環状部分からの熱の抽出速度を制御する。さらに、私
は又、通常、キャビティの互いに向かい合った側部のところに位置する金属体の
各角度的連続パート環状部分上に放出される液体冷却剤の量を変化させてキャビ
ティの第３の横断平面内においてこれら相互間に延びる互いに反対側に位置した
パート環状部分相互間に生じる熱応力の釣合を取る。好ましくは、私は、液体冷
却剤をキャビティの軸線に対して横断方向に位置刷ると共に金属体の漸次収束す
る等温線により形成されるトラフ状のモデルの底部及びリムに一致した平面相互
間で金属体に放出する。

【００１８】私は、液体冷却剤をキャビティの一つの第２の横断平面とキャビティの排出側
端部との間でキャビティの軸線の周りに形成された環状体から金属体上に放出す
ることができ、或いは、私は、液体冷却剤をキャビティの一つの第２の横断平面
から見てキャビティの排出側端部の他方の側でキャビティの軸線の周りに形成さ
れた環状体から金属体上に放出することができる。好ましくは、私は、液体冷却
剤を、列の状態に分割された状態でキャビティの軸線の周りに配設された一連の
穴から放出し、列の穴は、米国特許第５，５８２，２３０号の場合のように、列
ごとに互いに対して互い違いに配設されている。

【００１９】私の発明の現時点において好ましい実施形態のうち多くでは、私は実際には、
一連の穴をキャビティ内でその内周部のところに配設するが、他の場合では、私
は、一連の穴をキャビティの排出側端部に隣接してキャビティの相対的に外部に
配設する。

【００２０】場合によっては、私は又、キャビティの一つの第２の横断平面とキャビティの
排出側端部との間でキャビティの軸線に対して横断方向に延びるキャビティの横
断平面内に再入逸らせ効果を生じさせて「再ブリード」を誘起し、それにより金
属体を再入させるよう逸らせ手段を作動させる。

【００２１】場合によっては、私は又、金属体をキャビティの軸方向に細長くするのに十分
な溶融金属層を始動材料体上に積層する。私がこのようにするとき、私は又、細
長い金属体をその連続した長手方向部分に再分し、そして私は更に、各長手方向
部分を、例えば後鍛造により後処理する。

【００２２】上記特徴は、私が私の発明の幾つかの好ましい実施形態を示す添付の図面を参
照すると理解されよう。なお、この場合、連続鋳造法又は半連続鋳造法において
、私は、溶融金属を始動材料体としてキャビティ内に入れ、溶融金属層を次々に
溶融始動材料体上に積層してキャビティの軸方向にキャビティの相対的に外方に
延びる細長い金属体を形成する。

【００２３】〔発明の最適実施形態〕先ず最初に図１〜図８を参照し、これらを大まかに検討する。私は、後でこれ
らについて、そしてこれらの中に記載されている符号についてさらに参照するが
、先ず最初に、私の発明の方法及び装置によって私が鋳造できる多種多様な形物
について注目されたい。上述したように、私は、私が望む任意の形物を製造する
ことができる。そして、私はこれを水平方向、垂直方向又は水平方向以外の傾斜
した状態で鋳造することができる。図１〜図５は単なる例示である。しかしなが
ら、これらは、図１及び図６に示すように、垂直方向に差し向けられた鋳型で円
筒形形物を鋳造することに関し、図２及び図７に示すように水平方向鋳型で形物
を鋳造することに関し、図３及び図８に示すように長円形又は他の対称形の非円
形の形物を鋳造することに関し、図４に示された軸対称且つ非円形の形物、例え
ばＶ字形の形物を鋳造することに関し、さらに全体として非対称且つ非円形の形
物、例えば図５に示す形物を鋳造することに関する。

【００２４】その後に生じる収縮前の最終形状は、図１〜図５に符号９１で示されたもので
ある。各金属体が図６、図７及び図８に示された平面９０−９０の左の下又は左
側に収縮を行うので、その最終形状は、図１〜図５に示された形状よりも横断面
積及び円周方向輪郭が僅かに小さい。しかしながら、私の発明を意義あるものと
して説明することができるようにするために、私は金属体中の溶射力をこれらの
内部の熱収縮力と釣り合わせると、即ち、各金属体内の「固相線」に達すると、
金属体の取る横断面積部及び輪郭を表すよう選択した。この点は、図１８の平面
９０内に生じるので、図６〜図８の各々には平面９０−９０として表されている
。これらの図に示された残りの符号及び特徴は、私の説明が以下に続く時に、い
っそう意味を持つことになろう。

【００２５】次に、図９〜図２０を参照すると、私は、開放キャビティ４、キャビティの入
口側端部に設けられた開口部６及びキャビティの排出側端部の開口部１０の周り
にぐるりと設けられた一連の液体冷却剤排出穴８を有する鋳型２で形物の各々を
作る。キャビティの軸線１２は、垂直線に沿って、或いは垂直線に対して角度を
なした方向に沿って、例えば水平線に沿って差し向けられているのがよい。図１
７及び図１８に示す横断面は代表的であるが、キャビティの周囲をぐるりと移動
するにつれて鋳型の特徴は、以下に説明するように性質ではなく度合が変化する
ことになるという点においてのみ代表的である。軸線１２を垂直線に対して角度
をなした方向に沿って差し向けることにより、鋳造分野における当業者には理解
されるように変化が生じる。しかしながら一般的には、図９〜図１５及び図１７
に示された垂直方向鋳型は各々、環状本体１４と、鋳型本体の頂部及び底部にそ
れぞれ取り付けられた一対の環状上部取付板１６と下部取付板１８とを有してい
る。これら３つの構成部品はすべて金属で作られていて、平面図で見て、鋳型の
キャビティで鋳造されるべき金属体の形状と一致した形状を有している。加うる
に、鋳型本体１４内のキャビティ４は、その周りにぐるりと、鋳型本体それ自体
の形状と同一の形状の環状さねはぎ部２０を有し、さねはぎ部の肩２２は、キャ
ビティの入口側端部開口部６の下に十分に引っ込んでいて、さねはぎ部がこの形
状と同じ形状の黒鉛製鋳造リング２４を収容できるようになっている。鋳造リン
グ内の開口部は、キャビティの排出側端部開口部１０の横断面積よりもその頂部
において小さな横断面積を有し、したがってその内側周囲のところでは、リング
は開口部１０から張り出すようになっている。鋳造リングはまた、同様な高さ位
置で且つ鋳造リングの最高高さ位置と最低高さ位置との間で開口部１０から張り
出すようにその底部のところの横断面積が小さくなっており、その内側周囲は、
テーパしたスカート状の鋳造面２６を有し、そのテーパは、キャビティの下向き
の方向にキャビティの軸線１２から相対的に周囲方向外方に差し向けられている
。このテーパはまた、図示の実施形態では直線状であるが、以下により詳細に説
明するように曲線状であってもよい。代表的には、テーパは、キャビティの軸線
に対して約１〜１２°の傾斜角を有するが、私の発明の実施形態ごとに傾斜角が
変化することに加え、このテーパはまた、これまた以下に説明するようにキャビ
ティの周囲をぐるりと移動するにつれて傾斜角が変化してもよい。上部取付板１
６の開口部６は、鋳型本体１４及び鋳造リング２４よりも横断面積が小さく、し
たがって図示のように鋳型本体及びリング上において押えねじ２８等によってこ
れに固定すると、上部取付板１６は、キャビティからその内側周囲のところで張
り出す僅かな舌部を有するようになる。下部取付板１８の開口部は、全てのうち
で最も大きな横断面積を有し、事実、キャビティの排出側端部開口部１０と下部
取付板１８の内側周囲との間で鋳型本体の底部の周りに一対の面取り表面３２，
３４を形成できるほど大きい。

【００２６】鋳型本体１４はその内側にこの周りに延びる一対の環状室３６を有しており、
米国特許第５，５８２，２３０号及び米国特許出願第０８／６４３，７６７号の
いわゆる「機械加工バッフル（machined baffle ）」及び「スプリットジェット
（split jet ）」を用いるようにするために、鋳型本体の内周部の底部に設けら
れた一連の液体冷却剤排出穴８は実際には、２つの一連の穴３８，４０から成り
、これら穴３８，４０はキャビティ４の軸線１２に対して鋭角をなして傾斜し、
それぞれ鋳型本体の面取り表面３２，３４内に開口している。穴は、その頂部の
ところで、一対の円周方向溝４２と連通しており、これら溝４２は、それぞれの
室３６の内周部の周りに形成されているが、一対のエラストマーリング４４によ
ってこれらから封止されていて、室の出口マニホルドを形成できるようになって
いる。マニホルドは、２つの円周方向に延びる一連のオリフィス４６を通してそ
れぞれの室３６から冷却剤を受け入れるようそれぞれの室３６に連結されており
、かかるオリフィス４６はまた、冷却剤がそれぞれの組をなす穴３８，４０を通
って排出される前に、冷却剤の圧力を下げるための手段として役立つ。これにつ
いては、米国特許第５，５８２，２３０号及び米国特許出願第０８／６４３，７
６７号を参照されたい。なお、かかる米国特許出願は、いっそう急な傾斜をなす
組の穴３８が金属体４８からの「跳ね返り（bounce）」の際にスプレーを生じさ
せ、次にこのスプレーが図１７の金属体４８の表面のところに概略的に示された
方法で、他方の組の穴４０からの排出により金属体に戻されてあたるような組を
なす穴の互いに対する相対的傾斜角及びキャビティの軸線に対する穴の相対的傾
斜角を詳細に説明している。

【００２７】鋳型２は、数個のエラストマー密封リングを含む多数の追加の構成部品を更に
に有しており、これらのうち幾つかが、鋳型本体と２つの取付板との間の接合部
のところに示されている。加うるに、油により包囲されたガスのスリーブ（図示
せず）を鋳造中に溶融金属の層の周りに形成するために油及びガスを鋳造リング
２４の表面のところでキャビティ４内へ送り込むための手段が全体を符号５０で
概略的に示されており、この詳細については米国特許第４，５９８，７６３号を
参照するのがよい。同様に、参照符号５２で概略的に示された漏れ検出装置の詳
細については米国特許第５，３１８，０９８号を参照するのがよい。

【００２８】図１８では、ここに示された高温の上側鋳型５４は、高温頂部５５の開口部６
５と黒鉛製鋳造リング５６の上半分の両方が、図９〜図１５及び図１７において
リング２４によってのみ得られる張出し部５８よりも張出し部５８のうち多くを
構成するよう寸法決めされていて、米国特許第４，５９８，７６３号の方法では
必要なガスポケットがいっそう顕著であることを除き実質的に同一である。

【００２９】鋳造作業を図１７の鋳型２か、図１８の鋳型５４かの何れかを用いて行う場合
、鋳型のキャビティ４の形状を有する往復動自在なスタータブロック６０を、こ
れがキャビティの軸線の横断方向に延び、図１８では符号６４で示されたキャビ
ティの横断平面のところで鋳造リングの傾斜内周面２６又は６２に係合するまで
、鋳型の排出側端部開口部１０又は１０′内へ入れ子状に設ける。次に、溶融金
属を、図１８の高温頂部の開口部６５又は図１７のキャビティの上方に設けられ
たトラフ（図示せず）に供給し、溶融金属を、図１８の黒鉛製リングの頂部開口
部６６又は図１７の上部取付板１６の開口部６によって形成されたのど部のプラ
フから垂下した竪樋６８のいずれかを介してそれぞれのキャビティの内側に送ら
れる。

【００３０】先ず最初に、スタータブロック６０をキャビティの排出側端部開口部１０又は
１０′内に静置し、この間、溶融金属がブロックの頂部上に溜まって始動材料の
体７０を形成するようになる。この始動材料体は代表的には、キャビティの軸線
に対して横断方向に延び、図１８に符号７２で示すキャビティの「第１」横断平
面に一致して溜められる。そしてこの堆積段階は、鋳造作業の「バット形成（bu
tt-forming）」又は「開始」段階と通称されている。この次に、鋳造作業の第２
の段階、いわゆる「ラン（run ）」段階が行われ、この後者の段階では、キャビ
ティへの溶融金属の追加をブロック上に連続して行いながらスタータブロック６
０を鋳型の下でピット（図示せず）内へ下降させる。他方、始動材料体７０をス
タータブロックとタンデム状態で、キャビティの軸線１２に対して横断方向に延
びるキャビティの一連の第２の横断平面７４を通って下方に往復動させ、これが
一連の横断平面を通って往復動する際に、液体冷却剤が一連の穴３８，４０から
始動材料体上に排出され、今やブロック上に形をとる傾向のある金属体を直接冷
却する。加うるに、加圧ガス及び油を、図１７及び図１８の各々に全体を符号５
０で示す手段を用いて黒鉛製リングの表面を通ってキャビティ内に送り込む。

【００３１】図１８で最もよく分かるように、排出された溶融金属は、溶融金属の層７６と
なり、これら溶融金属層は、始動材料体７０の頂部上に、且つ黒鉛製リングの頂
部開口部の直ぐ下の箇所で、そしてキャビティの第１の横断平面７２に隣接して
次々に積層される。代表的には、この点は、鋳型キャビティの中央であり、対称
又は非対称且つ非円形の場合、代表的には、キャビティの「熱格納平面（therma
l shed plane）」７８（図１０及び図２４）と一致しており、かかる用語につい
ては、以下に詳細に説明する。溶融金属を、この場合もまたキャビティの横断平
面形状に応じてキャビティ内へその２又は３以上の箇所で送り込み、鋳造作業で
は次に溶融金属供給手順が実施される。しかしながら、いずれの場合であっても
、層７６がキャビティの第１の横断平面７２に隣接して始動材料体７０上に積層
されると、それぞれの層は特に各々が物体、液体又は固体に出会うとある流体力
学的作用を受け、それにより層はそのコースからキャビティの軸方向に又はその
相対的に周囲方向外方に反れ、これについては以下に説明する。

【００３２】次々に重ねられる層は実際には、溶融金属の流れを形成し、したがってこれら
の層はこれらに作用するある流体力学的力を有し、これらの力は、キャビティの
第１の横断平面７２に隣接してキャビティの軸線１２から相対的に周囲方向外方
に作用する「溶射力」「Ｓ」（図２０）としての特徴を有している。即ち、かか
る力は、溶融金属材料をその方向にスプレーする傾向があり、いわば溶融金属を
「駆動」してこれを黒鉛製リングの表面２６又は６２に接触させる。溶射力の大
きさは、多くの要因の関数であり、かかる要因としては、溶融金属の各層が始動
材料体上又は溶融金属流中でこれに先立つ層上に積層される箇所において溶融金
属流に固有の静水圧が挙げられる。他の要因としては、溶融金属の温度、その組
成及びキャビティへの溶融金属の送込み速度が挙げられる。かかる送込み速度を
制御するための制御手段が、図１７において符号８０で概略的に示されている。
また、これに関連して、１９９５年８月２２日に出願された米国特許出願第０８
／５１７，７０１号（発明の名称は、溶融金属供給制御装置）を参照されたい。
溶射力は、送出し箇所からすべての角度方向に一定ではなく、当然のことながら
、水平又は他の傾斜鋳型の場合には、これらはあらゆる方向に等しいと考えるこ
とはできない。しかしながら、以下に説明するように、私の発明は、この事実を
考慮に入れて、私の発明のある特定の実施形態ではこれを利用している。

【００３３】溶融金属の各層７６が黒鉛製リングの表面２６又は６２に接近するにつれて、
ある特定の追加の力が作用を発揮し始める。かかる追加の力としては、粘性、表
面張力及び毛管現象の物理的な力が含まれる。これらにより、層の表面には、リ
ングの表面２６又は６２に対すると共にキャビティの第１の横断平面７２に対す
る斜めに傾斜したぬれ角が与えられる。表面に接すると、ある特定の熱効果もま
た作用を発揮し、これらの効果は、溶融金属中に絶えず増大傾向にある熱収縮力
「Ｃ」（図２０）、即ち溶射力と反対に作用し、金属を軸線の外方ではなく軸線
の相対的に周囲方向内方に縮める傾向のある力を生じさせる。しかしながら、こ
れら収縮力は、絶えず増大傾向にあるが、生じるのが比較的遅く、そして適当な
送込み速度が与えられると共に溶融金属層がキャビネットの第１の横断平面７２
内で表面２６又は６２に接触すると溶射力が熱収縮力よりも大きくなるような鋳
型キャビティが与えられると、溶融金属層がその平面内の表面の環状体８３（図
１８）によりこれについて包囲される第１の横断面積部８２（図１９）上に載る
と溶射力中に相当大きな「駆動力」が存在したままになる。この場合、層がリン
グの表面に接触すると、この層はキャビティの軸線に対する表面２６又は６２の
傾斜によってだけでなく、層の自然な傾斜によってキャビティの一連の第２の横
断平面７４に容易に差し向けられて上述の物理的な力によってこれについて設定
された斜めに傾斜したコースをたどるようになる。しかしながら、表面２６又は
６２が従来技術の場合と同様にキャビティの第１の横断平面に対して直角であれ
ば、この表面は上記の傾向に反対に働き、層に自然な傾斜に役立つのではなく、
かかる傾斜を阻み、直角の方向転換を必要にすると共に表面に密着した状態を維
持しながら、軸線に平行な表面に沿って可能な限り乱れる以外には溶融金属層に
とって選択の余地がないようにする。この接触により摩擦が生じることになり、
この摩擦は、あらゆる鋳型設計者の悩みの種であり、かくして鋳型設計者はこれ
を解決する方法を研究し、或いは層を表面から分離して層相互間で摩擦の演じる
役割を最小限に押えようとしている。当然のことながら、摩擦に対処するために
は潤滑材を用いることが示唆され、潤滑材は多くの種類が用いられている。上述
したように、これら層と表面との間には強烈な熱が流れ、この強烈な熱が潤滑材
及びしばしばこれら層と表面との間の界面のところで潤滑材と空気との分解反応
の生成物を分解して、金属酸化物等を生じさせる傾向があり、かかる金属酸化物
等は、このようにして生じた任意の生成物の軸方向寸法に沿っていわゆる「ジッ
パー」を生じさせる界面のところで粒子状の「リッパー」（図示せず）になると
いう点において潤滑材自体が別な種類の問題を引き起こしている。したがって、
潤滑材は摩擦の作用を減少させるが、かかる潤滑材は、依然として解決策が得ら
れていない別な種類の問題を生じさせている。

【００３４】次に、図１８〜図２０を参照すると、第１の横断面積部８２の周囲８４（図１
９）のところでは、各層はキャビティの一連の第２の横断平面７４内に頭を先に
して差し向けられるだけでなく、この中に第２の横断面積部８５になり、この第
２の横断面積部８５は、これに対応した第２の横断平面７４内に次第に周囲方向
外方に大きくなる横断面寸法を有する。しかしながら、この層は、これら平面内
で制御できない状態で「ブリード」することは決してできず、その代わりキャビ
ティのそれぞれの第２の横断平面７４内のリングの表面２６又は６２のところで
環状体８６によって得られるそらせ手段の制御下に常時存在する。環状体８６は
、層の相対的に周囲方向外方への連続膨張を制限すると共に平面７４内で層の取
る第２の横断面積部８５の円周方向輪郭８８を定めるよう働く。しかしながら、
軸線１２に対してこれらは相対的に周囲方向外方への傾斜角をなすと共に互いに
対して相対的に周囲方向外方に互い違いの関係をなすので、これら環状体はその
ように「引込み式」又は受動式になり、したがって層は、上述したようにこれに
対応したそれぞれの第２の平面内で相対的に周囲方向外方に次第に大きくなる横
断面寸法を有することができるようになる。他方、この層に生じる熱収縮力「Ｃ
」（図２０）は、この中に残っている溶射力に反対に働き始め、最終的には溶射
力と全体的に釣り合い、したがって、これら熱収縮力がそのように働くと、図２
０の等式中の収縮性そらせ効果「Ｒ」がいわばこの等式から抜け落ちるようにな
る。換言すると、そらせ手段はもはや不要になる。「固相線」が生じ、金属体４
８は引き続きキャビティの軸線に対して横断方向にある程度の収縮を生じ続ける
が、金属体４８は事実上、それ自体の形態を維持することができる体であり、こ
れは、釣合い効果が生じた、即ち「固相線」が生じたキャビティの「位置」第２
の横断平面９０の下で図１８に見ることができる。

【００３５】図１９と関連してもう一度図１〜図８を参照すると、各形物の場合、「固相線
」は、形物の外側周囲輪郭９１によって表され、これに対し相対的に内側の輪郭
８４は、キャビティの第１の横断平面７２内の環状体８３により各層に与えられ
る第１の横断面積部８２の輪郭であることが分かる。各対の輪郭相互間の「周辺
部（penumbra）」は、「固相線」が平面９０のところで生じる前に、それぞれの
層の取る次第に大きくなった第２の横断面積部８５である。

【００３６】各リングの表面２６又は６２は、その周囲の周りにぐるりと列状に配置された
角度的に連続したパート環状部分９２（表面を表す図１９の斜線相互間の部分）
を有し、そしてもしこの表面の周囲輪郭が円形であれば、そのテーパ角は、表面
の周囲全体を通じて同一であり、キャビティの軸線１２が垂直線に沿って差し向
けられ、熱は層のそれぞれの角度的に連続したパート環状部分９４（図１０及び
図１９）からその円周方向の周りに均一に取り出され、この場合、金属体は同様
に、平面９０内でその横断面積部の周りに円形の輪郭を呈する。即ち、垂直方向
ビレット鋳型が用いられる場合、その表面２６又は６２には、これらの特性が与
えられ、穴３８，４０で構成される「スプリットジェット」システムを含む熱抽
出手段８は、ビレットのそれぞれの部分９４からその周囲の周りに一定の速度で
熱を取り出すよう動作し、この場合、事実上、環状体８３は、この中の第１の横
断面積部８２に円形の周囲輪郭８４を与え、環状体８６は、この中のそれぞれの
第２の横断面積部８５に同様の周囲輪郭８８を与えることになり、金属体は円筒
形になる。というのは、キャビティの互いに対向した側部上の金属体の部分９４
相互間のキャビティの軸線に平行に延びるキャビティの第３の横断平面９５（図
９及び図１９の表面２６又は６２を表す斜線）内でその横方向に金属体中に生じ
る熱応力は、キャビティの側部から側部まで互いに釣合をとる傾向がある。しか
しながら、非円形周囲輪郭が平面９０のところで金属体について選択されると、
或いは鋳型の軸線が垂直線に対して角度をなして差し向けられ、或いは熱が不定
の速度で部分９４から取り出されると、種々の制御を私の発明の特徴のうち幾つ
かに関して導入する必要がある。

【００３７】先ず最初に、キャビティの第３の横断平面９５内の熱応力の釣合をとるための
幾つかの手段が設けられなければならない。第２に、溶融金属の層７６は、平面
９０内における金属体について意図された横断面積部及び円周方向輪郭に適した
横断面積部８５及び周囲輪郭８８のところで、一連の第２の横断平面７４を通っ
て移行する必要がある。これは、この目的に適した横断面積部８２及び周囲輪郭
８４が第１の横断平面７２について選択されなければならないことを示している
。これは又、平面９０内での金属体の面積が大きいが、もし輪郭が平面９０のと
ころに再現されるべきであれば、キャビティの互いに向かいあった側部上の層の
角度的に連続したパート角度部分９４中における溶射力「Ｓ」及び（又は）熱収
縮力「Ｃ」相互間に存在する差のばらつきを許容するある手段が設けられなけれ
ばならない。

【００３８】私は、これらパラメータの各々を制御する方法を開発した。かかる方法として
は、もし私が選ぶとすれば、これらパラメータ相互間にばらつきを生じさせ、し
たがって私が第１の横断面積部及び（又は）周囲輪郭、例えば円形の輪郭から、
これら領域又は輪郭に類似しているがこれとは異なる形状、例えば長円形を形成
できるような方法が挙げられる。私はまた、平面９０内の金属体の横断面積部の
横断面寸法を制御する方法を開発した。さらに、私はこれら制御機構の各々につ
いて説明する。

【００３９】熱応力の釣合を取ることに関し、先ず最初に図１０を参照するが、図９〜図１
５の残部も同様に参照されるべきである。任意の非円形横断面、例えば図１０に
示された非対称且つ非円形の横断平面内の熱応力を制御するために、私は先ず最
初に、横断面の周囲輪郭８４からその周りに実質的に一定の間隔で垂線９６を熱
格納平面７８に入れることにより、金属体のそれぞれの角度的に連続したパート
環状部分９４をプロットする。次に、鋳型それ自体の製作にあたり私は、可変量
の液体冷却剤をそれぞれの部分９４上に送り出して輪郭の相互に向い合った側部
上の部分からの熱の抽出速度が、金属の収縮によって生じる熱応力が金属体の側
部から側部まで釣合がとられる傾向があるようなものであるようにする。換言す
ると、私は冷却剤を金属体のそれぞれの相互に向い合った部分中の熱収縮力を均
等にするようになった量で金属体の周りに送り出す。

【００４０】「熱格納平面」（図２４）は、任意の金属体の漸次収束する等温線によって定
められるトラフ形モデル９８内の最大熱集中線と一致する垂直平面である。換言
すると、図２４で分かるように、これは、モデルの底部のところのキャビティの
横断平面１００と一致する垂直平面であり、理論的には、互いに反対側で熱が金
属体からその輪郭に送り出される平面である。

【００４１】部分９４上に送り出される冷却剤の量を変化させるために、私は、そのそれぞ
れの組の中の個々の穴３８，４０の穴のサイズを変化させる。図９に見えるキャ
ビティの互いに対向した凸状及び凹状の湾部１０２，１０４に隣接して位置した
穴３８，４０についての図１３及び図１５の穴のサイズを比較されたい。例えば
これらのような湾部のところでは、かかる措置が取られなければ、大きな応力が
生じることが見込まれる。しかしながら、例えばキャビティの周囲上の任意の一
点のところにおける穴の数を変化させることにより、或いは点ごとに温度を変化
させることにより、或いは同一の効果を有する他の幾つかの手段を用いることに
より熱抽出速度を制御する他の手段を採用できる。好ましくは、私は、冷却剤を金属体４８上に送出し（図２４）、モデル９８の
底部のキャビティの横断平面１００とそのリム１０６のところの平面との間で金
属体に、そして好ましくは私がその平面にできるだけ密接して衝撃を与え、例え
ばモデルのトラフ中のどろどろ状態の部分１０８の周りに形成された部分的に凝
固した金属の「キャップ」１０７上に衝撃を与える。

【００４２】鋳造速度に応じて、これは、図２１の横断面で見て、冷却剤を黒鉛製リングを
通してキャビティ内へ送り込むことを意味している。この場合、鋳型１０９は、
一対の上部取付板１１０と下部取付板１１２を有し、これら取付板はこれらの間
に黒鉛製リング１１４を挟むよう互いにさねはぎ接合関係をなしている。リング
１１４は、鋳型の鋳造面１１６を形成できるだけでなく、その外周部の周りに配
置される環状冷却剤室１１８の内周部をも形成できる。リングは、その外周部の
周りにぐるりと設けられた一対の円周方向溝１２０を有し、これら溝は、鋳型の
外周部のところに設けられたエラストマー密封リング１２６で適当に閉鎖された
さらに別の円周方向溝１２４内へ冷却剤を送り込む一連のオリフィス１２２のた
めの適当な環状体を形成するよう頂部及び底部が面取りされている。溝１２４は
、米国特許第５，５８２，２３０号及び米国特許出願第０８／６４３，７６７号
の方法で、キャビティ内へ冷却剤を送り込むようキャビティの軸線の回りに配置
された２組の穴１２８内へ冷却剤を送り込む。穴１２８は、これを冷却剤が通過
する際に冷却剤を収容するよう通常はワニスが塗布され或いは他の方法で被覆が
施されており、この場合もまた密封リングが室をキャビティから密封するために
それぞれの取付板と黒鉛製リングとの間に用いられている。

【００４３】非円形領域及び輪郭９１を有する製品を鋳造するのに必要な領域８２、輪郭８
４、及び「周辺部」８５を得るために、私は、図９及び図１０を参照して最もよ
く説明できる方法を用いる。各々は、非円形周囲輪郭及びこの中の軸線１２から
周囲方向外方に延びる曲線及び（又は）アングロリニア（anglolinear ）「アー
ム」１２９を評価する機会を提供する。アーム１２９自体はまた、曲線及び（又
は）アングロリニアである輪郭をこの中に有すると共に凸状及び凹状の向い合っ
た輪郭をこれらの間に有している。したがって、もしキャビティの任意の第３の
横断平面９５を横切るよう選択すれば、キャビティの両側の輪郭がこれらの上の
層の互いに対向した角度的に連続したパート環状部分９４内に存在する差相互間
のばらつきを発生させがちであることが分かろう。例えば、図９の湾部１０２，
１０４に対向して配置された層の角度的に連続したパート環状部分は、「Ｖ」の
鋳造の際に著しく異なる溶射力を受けるであろう。相対的に凹状の湾部１０２で
は、部分９４内の溶融金属は、圧縮、「はさみ付け」又は「集束化」を受ける傾
向がある。というのは、鋳造作業の力学的条件のもとでは、「Ｖ」の２つのアー
ム１２９は、互いに対して回転し、事実、湾部１０２内で金属を圧縮し又は「ぎ
っしり詰める」傾向があるからである。他方、相対的に凸状の湾部１０４では、
アームの回転により、これと対向した部分内の金属が緩み又は開かれ、したがっ
てそれぞれの部分内の溶射力と熱収縮力との間に存在する差相互間に大きなばら
つきが生じるようになる。同じことが図１０の場合にも当てはまるが、この場合
には付属部分１３０を備えたアーム１２９が設けられているので、これとの組合
せになる。始動後、例えばアーム１２９′は、図１０の時計回りの方向に回転し
ようとし、これに対しアーム１２９″は反時計回りの方向に回転しようとする。
他方、アーム１２９′に設けられた付属部分１３０′及びアーム１２９″に設け
られた付属部分１３０″もまた、互いに逆方向に回転しようとする。各々は、こ
れらの間に延びる凸状又は凹状の湾部１３２または１３４内の金属の流体力学的
状態に影響を及ぼし、他方、この図の輪郭には、実際にはそれぞれのアーム又は
付属部分、例えばそれぞれのアーム又は付属部分の先端部のところの回転からの
結果をほとんど受けない点がある。

【００４４】種々のばらつきを無くすと共に各アーム１２９がその長手方向に向けている収
縮を計算に入れるために、私は、部分９４と対向した鋳造リングの表面２６又は
６２のそれぞれの角度的に連続したパート環状部分９２（図１９）のテーパを変
化させて図２０の等式中の「Ｒ」要因を、層のそれぞれの部分９４内の溶射力が
これと対向して配置された第２の横断面積部８５のそれぞれの角度的に連続した
パート環状部分に費やされる均等な機会を持つ程度まで変化させる。例えば、図
９の凹状湾部１０４は、この中の高い溶射力を計算に入れるために「周辺部」８
５の幅の広いパート環状セグメントを有しており、これに対しこれと反対側の凸
状湾部１０２は、これと向い合った層の部分が受ける溶射力は比較的小さいので
「周辺部」の幅のかなり狭いセグメントを有していることに注目されたい。図１
０の輪郭は、通常は、各アーム又は付属部品が鋳造中に受ける収縮及び（又は）
回転に取り組み、次に高い効果の要望を満たすテーパを選択するために隣合う効
果相互間の外挿を行う多段方式において同様な検討を行うことにより設定されて
いる。もし例えば２つの隣合う効果のうち１つが５°のテーパを必要とし、別の
テーパが７°のテーパを必要とする場合、７°のテーパは、両方の効果に適合す
るよう選択される。その結果が、図４及び図５の「周辺部」８５に概略的に示さ
れており、これらについての厳密な吟味が、用いられる方法を理解する上で推奨
される。

【００４５】当然のことながら、この方法を考慮して望ましいのは、各場合について符号９
１で示された横断面積部及び輪郭である。したがって、この方法は、実際には、
鋳型の入口側端部の開口部に必要な横断面輪郭８４及び横断面積部８２を定める
「周辺部」をまず最初に得るために逆方向に実施される。

【００４６】可変テーパを制御機構として用いることにより、私は、第１の横断面積部の周
りに円筒形周囲輪郭を有するキャビティから水平方向鋳型で円筒形ビレットを鋳
造することができる。図２及び図７並びに図１６を参照すると、これを行うため
には、キャビティ１３６はその底部に、第１の横断面積部８２の輪郭８４と平面
９０内の金属体に設けられた周囲輪郭９１との間で適当な大きさの凹み８５を備
えなければならないことに注目されたい。これは、図１６に概略的に示されてお
り、図１６は、この効果だけを得るために鋳型１４２の頂部１３８と底部１４０
の鋳造面の角度相互間に必要な大きさのサイズの差を示している。

【００４７】しかしながら、平凡な周囲輪郭を他の幾つかの輪郭にすることにより、例えば
円形の輪郭を長円形又は扁円の輪郭にすることにより、キャビティの互いに向い
合った側部の差相互間のばらつきを生じさせるのが有利な場合がある。図２５で
は、従来型軸線角度又は軸線向き制御手段１４４が、キャビティの軸線を垂直線
に対し角度をなして傾斜させ、かかるばらつきがキャビティの第１の横断面積部
８２の周りの円形の輪郭８４をその第２の横断面積部８５についての、かくして
「固相線」が生じるキャビティの１つの第２の横断平面９０内の金属体の横断平
面の周囲輪郭についての対称且つ非円形の輪郭に変換するようにするために用い
られている。図２６では、かかるばらつきは、キャビティの互いに向い合った側
部上の金属体の角度的に連続したパート環状部分９４からの熱の抽出速度を変え
ることによって得られる。穴１４６と穴１４８のサイズのばらつきを参照された
い。そして、図２７では、黒鉛製リングの表面１５０には、かかるばらつきを得
るためにキャビティの互いに向い合った側部上のキャビティの軸線に対する互い
に異なる傾斜度が与えられている。各場合において、その効果として、図２５〜
図２７の下に概略的に示されているように、金属体の横断平面について楕円形又
は変円形の周囲輪郭が得られている。

【００４８】私は、リングの表面に、直線状のフレア又はテーパではなく、曲線状のフレア
又はテーパを与える。図２２では、リング１５４の表面１５２は、曲線であるだ
けでなく、一連の第２の横断平面７４の下で、特に平面９０の下で軸線と平行な
方向に向って幾分内側に湾曲（内曲）しており、その目的は、「固相線」が生じ
た後に発生する「再ブリード」を捕捉することにある。理想的には、各場合にお
いて、鋳造面は、金属の直ぐ前で金属のあらゆる運動に追随して金属の漸次周囲
方向外方への広がりを導くが、同時に制御する。

【００４９】上述したように、私は、「固相線」が生じるキャビティの１つの第２の横断平
面９０内での金属体の横断面積部に与えられる横断面寸法を制御する手段を開発
した。まず最初に図２８を参照すると、私は私が望むならば鋳造速度を変化させ
てキャビティの第１及び第２の横断平面をリングの表面に対してその軸方向にシ
フトさせることによりこれを非常に簡単に達成できるということが分かる。即ち
、キャビティの第１及び第２の横断平面を表面の幅の広いバンド１５６にシフト
させることにより、私は、多種多様な組をなす寸法を金属体の横断面積部に効果
的に与え、逆に、これら横断平面を表面の幅の狭いバンドにシフトさせることに
より、私はその領域に与えられた横断面寸法を効果的に小さくする。

【００５０】変形例として、私は、バンド１５６自体をキャビティの第１及び第２の横断平
面に対してシフトさせて同一の効果を達成することができ、加うるに、任意の周
囲輪郭を与えるために、例えば圧延インゴットに必要な側部の平らな輪郭を金属
体の両側に選択する。図２９〜図３８では、私は、圧延インゴットを鋳造するた
めの適当な鋳型に関してこれを行う方法を示した。鋳型１５８は、２組のパート
環状鋳造部材１６２，１６４を支持するようになったフレーム１６０を有し、こ
れら鋳造部材１６２，１６４は協働して、フレーム内に矩形の鋳造リング１６６
を形成している。これら組をなす鋳造部材は、これらのコーナーのところが互い
に協働する形で半直角に切り落されていて、これらの組のうち一方１６２をキャ
ビティの軸線に対して横方向に互いに往復動させてリング１６６に定められた全
体として矩形のキャビティの長さを変化させることができるようになっている。
他方の組をなす部材１６４は、図３０では部材１６４′により、或いは図３１〜
図３６では部材１６４″により表されている。先ず最初に図３０を参照すると、
部材１６４′は細長く、頂部が平らであり、符号１６８のところでフレーム内に
回転自在に設けられていることが分かろう。この部材１６４′はまた、その内側
フェース１７０のところが凹状に凹んでおり、したがってこれは、その回転軸線
１６８に対して横断する方向でそのそれぞれの端部１７２から見てこの部材の中
央部分１７１の方向に横断面が次第に減少するようになっている。部材のそれぞ
れの横断面、即ちＡＡ〜ＧＧを参照されたい。さらに、部材の内側ケース１７０
は、その周りに角度的に連続して位置する間隔のところが半直角に切り落されて
おり、この内側フェースのそれぞれの半直角切り落し面１７４は、この部材の頂
部からその底部の方向に支点１６８の次第に小さくなる半径でテーパしている。
この場合、半直角に切り落した効果を横断面積を減少させた効果の両方により、
一連の角度的に連続したランド１７４が得られ、これらランド１７４は、部材の
内側フェースに沿って延び、その内側フェースの内方に相対的に内側に向かって
湾曲し（内曲）又は傾斜してこの内側フェースに球状の周囲輪郭１７６を与え、
この輪郭１７６は、側部が平らな圧延インゴットを鋳造するのに必要な輪郭の特
徴を備えている。しかしながら、この輪郭は、内側フェースの輪郭の周りでラン
ド相互間の周囲外寸が次第に大きくなっていて、内側フェースは部材１６４′が
その反時計回りに回転するにつれて対応しているが、次第に周囲方向外方に大き
くなった横断面積部を定めるようになっている。図３７に概略的に示された輪郭
を参照すると共に、これが中央平坦部１７８及びその各側に向かってテーパした
中間部分１８０を有し、これら中間部分１８０は部材の端部１７２のところの別
の平坦部まで流れるように延びていることに注目されたい。リング１６６の端部
１６２（図２９）を互いに関して往復動させてキャビティの横断面積部の長さを
調節すると、側部部材１６４′は、互いに同時に回転して対には一対のランド１
７４が、その長手方向のテーパと横方向のテーパが組み合さってキャビティの側
から側までその周囲輪郭が保持される部材上に位置するようになり、それと同時
に、部材の平坦部１７８相互間の横断面寸法を保持して、インゴットの側部１８
２の平坦度が保持されるようになっている。

【００５１】図３１〜図３６では、リングの長手方向側部１６４″が固定されているが、こ
れらもまた図３２で見てその長手方向に凸状に弓状になっており、そしてその内
側フェース１８６の周りに角度的に次々に連続した間隔部１８４のところが可変
的にテーパしており、この場合もまた、図３０の部材１６４′のフェース１７０
の複合した地形学的特徴と同一の複合した地形学的特徴をもたらすよう部材の長
手方向に横断面ごとに各種テーパのところで、この長さがリングの端部１６２を
互いに対して往復動させることによって調節すると、キャビティの中央部分１８
４の球状輪郭１７８を保持するであろう。しかしながら、この場合、側部部材１
６４″が固定されているので、キャビティの第１及び第２の横断平面は、鋳造速
度の調節により昇降して図３３の４Ｂで概略的に示す相対的な調節と同一の相対
的調節を達成する。

【００５２】鋳型の端部１６２は機械的又は油圧的に１８６のところで、しかしながら電子
制御装置１８８（ＰＬＣ）により駆動され、この電子制御装置は、ロータ１６４
′の回転又は部材１６４″相互間の金属４８の高さ位置を整合させてキャビティ
の長さが駆動手段１８６によって調節されると、キャビティの中央部分１８４の
ところのキャビティの横断面寸法を保持する。金属体の横断面輪郭及び（又は）横断面積部の横断面寸法を、鋳型の軸方向で
両側に互いに反対側に位置したテーパ部分１９２を有する鋳造リング１９０（図
２３）で変えることも可能である。それぞれの部分の表面の種々のテーパが所与
のものである場合、キャビティの周囲輪郭及び（又は）横断面寸法を、リングを
逆にするだけで変えることができる。しかしながら、図示のリング１９０は各部
分１９２の表面の同一のテーパを有し、例えば、第１の表面が摩耗したり、或い
は別のある理由で使用を止める必要がある場合、１つの鋳造面を別の鋳造面で置
き換える迅速な方法としてのみ採用される。

【００５３】リング１９０は、米国特許第５，３２３，８４１号に開示され他形式の鋳型と
関連して図示されており、さねはぎ部１９４に取り付けられると共にこれにクラ
ンプされていて、これを上述したように取り外し、逆さまにし、そして再使用で
きるようになる。想像線で示した他の特徴は、米国特許第５，３２３，８４１号
に見ることができるものである。

【００５４】私の発明はまた、インゴット鋳造の際、溶融金属が鋳型のコーナーを満たすよ
うにしている。鋳型の他の部分の場合と同様に、コーナーは、長円形のように丸
くなっており、或いは別の形状をしていて、溶射力が金属をこれらコーナーに最
も効率よく流し込むことができる。しかしながら、私の発明は丸い輪郭を持つ形
物に限定されない。第２の横断面積部の適当な形状づけが所与のものである場合
、角度を他の丸い又は丸くない本体であるものに鋳造することができる。

【００５５】鋳造製品１９６は、図３９に示すように多数の長手方向部分１９８の状態に再
分できる程長いものであるのがよく、ここでは図９〜図１５及び図１７のキャビ
ティと似たキャビティで成形されたＶ字形部品１９６がこのように細分された状
態で示されている。所望ならば、さらに、各部分を或る方法で、例えば軽鍛造又
は他の後処理でプラスチック状態で後処理でき、それによりこれを完成品、例え
ば自動車のキャリッジ又はフレームの構成部品としていっそう適当なものにする
ことができる。

【００５６】これ以外の溶融始動材料が用いられる場合、始動材料体７０を、溶融金属の体
積層のための「移動床」又は「隔壁」として機能するよう配合されるべきである
。

【００５７】図３９〜図４２は、私の手段及び方法が製品の鋳造に用いられる時、鋳造面と
溶融金属層との間の境界部の温度の劇的な減少を示すために記載してある。これ
らはまた、減少が鋳型の周囲方向に境界部の周りの任意の特定の箇所で用いられ
るテーパ度の関数であることを示している。事実、点ごとの最適テーパ度は、鋳
型の周囲の周りのそれぞれの熱伝対による読みを得ることによって決定される場
合が多い。

【００５８】溶射力と同様、熱収縮力は、鋳造中の金属を含む多くの要因の関数である。

【図面の簡単な説明】

【図１】横断面積部及び「固相線」が生じる横断平面のところにおいて私が金属体に与
えることができる周囲輪郭を示す図であり、加うるに、この図は又、もし私の方
法及び装置がそれぞれの横断面積部及び周囲輪郭を金属体上に与えるのに十分首
尾のよいものであるならば第１の横断面積部の周囲輪郭と「固相線」の平面との
間に必要な第２の横断面積部の「周辺部」を示している。

【図２】横断面積部及び「固相線」が生じる横断平面のところにおいて私が金属体に与
えることができる周囲輪郭を示す図であり、加うるに、この図は又、もし私の方
法及び装置がそれぞれの横断面積部及び周囲輪郭を金属体上に与えるのに十分首
尾のよいものであるならば第１の横断面積部の周囲輪郭と「固相線」の平面との
間に必要な第２の横断面積部の「周辺部」を示している。

【図３】横断面積部及び「固相線」が生じる横断平面のところにおいて私が金属体に与
えることができる周囲輪郭を示す図であり、加うるに、この図は又、もし私の方
法及び装置がそれぞれの横断面積部及び周囲輪郭を金属体上に与えるのに十分首
尾のよいものであるならば第１の横断面積部の周囲輪郭と「固相線」の平面との
間に必要な第２の横断面積部の「周辺部」を示している。

【図４】横断面積部及び「固相線」が生じる横断平面のところにおいて私が金属体に与
えることができる周囲輪郭を示す図であり、加うるに、この図は又、もし私の方
法及び装置がそれぞれの横断面積部及び周囲輪郭を金属体上に与えるのに十分首
尾のよいものであるならば第１の横断面積部の周囲輪郭と「固相線」の平面との
間に必要な第２の横断面積部の「周辺部」を示している。

【図５】横断面積部及び「固相線」が生じる横断平面のところにおいて私が金属体に与
えることができる周囲輪郭を示す図であり、加うるに、この図は又、もし私の方
法及び装置がそれぞれの横断面積部及び周囲輪郭を金属体上に与えるのに十分首
尾のよいものであるならば第１の横断面積部の周囲輪郭と「固相線」の平面との
間に必要な第２の横断面積部の「周辺部」を示している。

【図６】私が図１〜図３の例の各々を鋳造する際に用いることのできる鋳型の略図であ
り、この図は又、図１〜図３の例をとった平面を概略的に示している。

【図７】私が図１〜図３の例の各々を鋳造する際に用いることのできる鋳型の略図であ
り、この図は又、図１〜図３の例をとった平面を概略的に示している。

【図８】私が図１〜図３の例の各々を鋳造する際に用いることのできる鋳型の略図であ
り、この図は又、図１〜図３の例をとった平面を概略的に示している。

【図９】Ｖ字形金属体、例えば図４に示す金属体を鋳造するための頂部が開口した垂直
方向鋳型の底面図であり、加うるに、鋳型のキャビティ内の第１の横断面積部の
周囲輪郭を示す図である。

【図１０】曲がりくねった非対称且つ非円形の金属体、例えば図５に示す全体としてＬ字
形のものを鋳造するための頂部が開かれた垂直方向鋳型の同様な図であるが、こ
の場合鋳型のキャビティ内に、私がキャビティの軸線に平行に延びるキャビティ
の横断平面内においてその互いに反対側に位置した部分相互間に生じる熱応力の
釣合を取るために金属体の角度的に連続したパート環状部分からの熱の抽出速度
を変化させる際に用いる方式の理論的基礎を示す図である。

【図１１】図９の１１−１１線における等角横断面図である。

【図１２】図１１で見える等角断面図の中央部分を示す相対的に大きく且ついっそう急に
傾斜した部分の概略等角図である。

【図１３】図１７の１３及び１５線における横断面図であり、後に示す図１５内にこの関
連で示された２つの連続した穴と比較するために、図９、図１１及び図１２の相
対的に凹状の湾部を占める金属体の角度的に連続したパート環状部分から熱を抽
出する際に用いられる２つの連続した冷却剤排出穴を示す図である。

【図１４】図９の１４−１４線における等角部分概略横断面図であって、図１２の図と似
た図であり、図１１の等角横断面図よりもいっそう拡大し且つ急傾斜した図であ
る。

【図１５】図１７の１３，１５−１３，１５における別の横断面図であって、図１４の相
対的に凸状の湾部内で熱抽出に用いられる２つの連続した冷却剤排出穴を示す図
であり、この場合、上述したように図１３の凹状湾部のところに示された２つの
連続した排出穴と比較するために示す図である。

【図１６】図２及び図７の支持体の別の略図である。

【図１７】鋳造作業が鋳型内で行われている時の図９及び図１０に示された鋳型のいずれ
か一方の軸方向横断面図である。

【図１８】使用時における図９〜図１５及び図１７に示された鋳型の頂部が高温の変形例
を示す図であり、私の鋳型のすべてに用いられたある特定の原理を概略的に示す
図である。

【図１９】本発明の原理の概略的な略図であるが、各鋳型の鋳造面を表すために一組の角
度的に連続した対角線を用いており、したがってある特定の横断面積部及び輪郭
が図中、この下に見ることができるようになっている図である。

【図２０】ある特定の原理の数学的な説明図である。

【図２１】図１７及び図１８の図と類似した図であるが、鋳型のキャビティ内へ直接放出
されている冷却剤のための鋳型の変形形態を示す図である。

【図２２】図１７の図と類似した軸方向横断面図であるが、「再ブリード」を捕捉するた
めの曲線上鋳造面を備えた鋳造リングを示している図である。

【図２３】逆さまにすることができる鋳造リングを示す拡大想像横断面図である。

【図２４】代表的な鋳造による温度横断面図であり、漸次収束する等温線及びその熱格納
平面のトラフ状モデルを示す図である。

【図２５】鋳型の軸線を傾斜させることによって円形輪郭の第１の横断面積部から長円形
又は他の対称で且つ非円形の周囲輪郭を生じさせるための方法の略図である。

【図２６】鋳型の反対側の側部の金属体の角度的に連続したパート環状部分からの熱の抽
出速度を変化させることによりこのようにする別の方法を示す略図である。

【図２７】鋳型の反対側の側部の鋳造面の傾斜部を変えることにより円形輪郭の第１の横
断面積部から長円形又は他の対称且つ非円形の周囲輪郭を発生させるための第３
の方法の略図である。

【図２８】鋳造の横断面積部の横断面寸法を変化させる方法を示す略図である。

【図２９】圧延インゴットを製造するための４つの側部を持ち、反対側の端部が互いに対
して往復動自在である可調式鋳型の平面図である。

【図３０】鋳型の長手方向側部が私の発明にしたがって回転するようになったとき鋳型の
一対の長手方向側部のうちの１つの部分略図である。

【図３１】可調式鋳型の一対の長手方側部を回転させないで固定したときのかかる長手方
側部の一方の斜視図である。

【図３２】図３２〜図３６は、固定された側部の平面図である。

【図３３】図３１の３３−３３線における断面図である。

【図３４】図３１の３４−３４線における断面図である。

【図３５】図３１の３５−３５線における断面図である。

【図３６】図３１の３６−３６線における断面図である。

【図３７】図３０及び図３１に示す側部のうちのいずれかが鋳型に特定の長さを与えるた
めに用いられた時の可調式鋳型の中央部分の略図である。

【図３８】鋳型の長さを短くしたときの中央部分の別の略図である。

【図３９】多数の長手方向部分に細分された細長い最終製品の分解斜視図である。

【図４０】溶融金属層と鋳造面との間のところにおける従来型鋳型の温度について試験し
た従来型鋳型の略図である。

【図４１】１°のテーパが鋳造面に用いられた場合の境界部のところにおける温度につい
て試験された私の鋳型のうちの一つの略図である。

【図４２】３°のテーパ度が鋳造面に用いられた場合の図４１と類似した略図である。

【図４３】５°のテーパ度が鋳造面に用いられた場合の別の類似した略図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＵ，ＢＲ，ＣＡ，ＣＮ，ＣＺ，ＧＢ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＲ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＳＫ，ＴＲ，ＵＡ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】開放式鋳型キャビティで溶融金属を形状保持金属体の状態に
鋳造する方法であって、開放式鋳型キャビティは、入口側端部、排出側端部、キ
ャビティの排出側端部と入口側端部との間に延びる軸線、キャビティの排出側端
部と入口側端部との間でキャビティの軸線の周りに設けられていて、金属がキャ
ビティを通過している間、溶融金属の外周をキャビティに制限する手段、キャビ
ティの排出側端部内に入れ子状に嵌まっていて、キャビティの軸線に沿って往復
動できるスタータブロック、及びキャビティ内でスタータブロックとキャビティ
の軸線に対して横断方向に延びるキャビティの第１の横断平面との間に位置した
始動材料体を有し、前記方法は、スタータブロックがキャビティからその軸線に
沿って相対的に外方に往復動すると共に始動材料体がスタータブロックと縦列関
係をなして、キャビティの軸線に対して相対的に横断方向に延びるキャビティの
一連の第２の横断平面を通って往復動している間に、溶融金属の層をキャビティ
の第１の横断平面に隣接して始動材料体上に次々に積層して、キャビティの第１
の横断平面において前記外周制限手段により定められる溶融金属層の横断面積部
よりもキャビティの軸線に対して横断方向の平面における溶融金属層の横断面積
部が小さくなるようにし、従って各溶融金属層が、該溶融金属層をキャビティの
第１の横断平面に隣接したところでキャビティの軸線から相対的に周囲方向外方
へ膨張させるよう作用する固有の溶射力を内部に有するようにする工程と、逸ら
せ手段を前記外周制限手段内でキャビティの軸線の周りに配置する工程と、各溶
融金属層の相対的周囲方向外方への膨張をキャビティの第１及び第２の横断平面
内でキャビティの第１及び第２の横断面積部に制限する工程と、逸らせ手段を第
１の横断面積部の周囲方向輪郭のところで作動させてその逸らせ効果により各溶
融金属層がキャビティの軸線に対して相対的に周囲方向外方に傾斜した角度でキ
ャビティの一連の第２の横断平面内へ差し向けられるようにする工程と、各溶融
金属層中の溶射力が溶融金属層中に固有に生じる熱収縮力よりも大きい間に、逸
らせ手段を第２の横断面積部の周囲方向輪郭のところで作動させてその逸らせ効
果により各第２の横断面積部がこれに対応した第２の横断平面内で漸次周囲方向
外方に大きくなる横断面寸法をもつことができ、その間、熱収縮力と溶射力は互
いに釣り合っていて、それにより各溶融金属層は、キャビティの第２の横断平面
のうち一つの横断平面内で金属体を自由形成できるようにする工程とから成るこ
とを特徴とする方法。
【請求項２】加圧ガスのスリーブを逸らせ手段とキャビティの第１及び第
２の横断平面内における各溶融金属層の周囲方向輪郭との間に介在させる工程を
更に有していることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】油の環状体を逸らせ手段とキャビティの第１及び第２の横断
平面内における各溶融金属層の周囲方向輪郭との間に介在させる工程を更に有し
ていることを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】加圧ガスの油包囲スリーブを逸らせ手段とキャビティの第１
及び第２の横断平面内における各溶融金属層の周囲方向輪郭との間に介在させる
工程を更に有していることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項５】加圧ガスを逸らせ手段経由でキャビティ内へ送り込む工程を
更に有していることを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項６】油を逸らせ手段経由でキャビティ内へ送り込む工程を更に有
していることを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項７】加圧ガス及び油を同時にキャビティ内へ送り込む工程を更に
有していることを特徴とする請求項６記載の方法。
【請求項８】熱抽出手段をキャビティの軸線の周りに配置する工程と、熱
抽出手段を作動させて熱を溶融金属層の周囲にぐるりと配置された溶融金属層の
角度的に連続したパート環状部分から抽出する工程とを更に有することを特徴と
する請求項１記載の方法。
【請求項９】逸らせ手段も又、周囲方向輪郭をキャビティ内の各溶融金属
層の第１及び第２の横断面積部に与えるよう働くことを特徴とする請求項８記載
の方法。
【請求項１０】キャビティの軸線の周りに、垂直線に対する軸線の向きを
制御する軸線向き制御手段、各溶融金属層の角度的連続パート環状部分からの熱
抽出手段による熱の抽出速度を制御する熱抽出制御手段、逸らせ手段により第１
の横断面積部に与えられる周囲方向輪郭を制御する第１の周囲方向輪郭制御手段
、及び逸らせ手段によりそれぞれの第２の横断面積部に与えられる周囲方向輪郭
を制御する第２の周囲方向輪郭制御手段を配置する工程と、軸線向き制御手段、
熱抽出制御手段、第１の周囲方向輪郭制御手段及び第２の周囲方向輪郭制御手段
をそれぞれ逸らせ手段と連携して作動させてキャビティの第２の横断平面内で金
属体の取る横断面積部に所定の周囲方向輪郭を与える工程とを更に有しているこ
とを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１１】第１の周囲方向輪郭制御手段は、逸らせ手段が第１の周囲
方向輪郭を第１の横断面積部に与えるよう作動させられ、軸線向き制御手段、熱
抽出制御手段及び第２の周囲方向輪郭制御手段は逸らせ手段と連携して、キャビ
ティの一つの第２の横断平面内の金属体の横断面積部に、逸らせ手段により第１
の横断面積部に与えられた第１の周囲方向輪郭よりも大きいが、これと対応した
所定の周囲方向輪郭を与えるよう作動させられることを特徴とする請求項１０記
載の方法。
【請求項１２】第１の周囲方向輪郭制御手段は、逸らせ手段が第１の周囲
方向輪郭を第１の横断面積部に与えるよう作動させられ、軸線向き制御手段、熱
抽出制御手段及び第２の周囲方向輪郭制御手段は逸らせ手段と連携して、キャビ
ティの一つの第２の横断平面内の金属体の横断面積部に、逸らせ手段により第１
の横断面積部に与えられた第１の周囲方向輪郭よりも大きいが、これと対応した
所定の周囲方向輪郭を与えるよう作動させられることを特徴とする請求項１０記
載の方法。
【請求項１３】逸らせ手段により第１の横断面積部に与えられた第１の周
囲方向輪郭は、キャビティの第２の横断平面内でキャビティを横切って互いに反
対側に位置した溶融金属層の角度的連続パート環状部分に固有のそれぞれの溶射
力と熱収縮力との間に存在する差にばらつきを生じさせ、軸線向き制御手段、熱
抽出制御手段及び第２の周囲方向輪郭制御手段は逸らせ手段と連携して、溶融金
属層の互いに反対側に位置したそれぞれの角度的連続パート環状部分相互間でキ
ャビティの軸線に平行に延びるキャビティの第３の横断平面のばらつきを無くす
よう作動させられることを特徴とする請求項１１記載の方法。
【請求項１４】第１の周囲方向輪郭は、非対称且つ非円形の周囲方向輪郭
であることを特徴とする請求項１３記載の方法。
【請求項１５】逸らせ手段により第１の横断面積部に与えられた第１の周
囲方向輪郭は、キャビティの第２の横断平面内でキャビティを横切って互いに反
対側に位置した溶融金属層の角度的連続パート環状部分に固有のそれぞれの溶射
力と熱収縮力との間に存在する差に比較的ばらつきがなく、軸線向き制御手段、
熱抽出制御手段及び第２の周囲方向輪郭制御手段はそれぞれ逸らせ手段と連携し
て、溶融金属層の互いに反対側に位置したそれぞれの角度的連続パート環状部分
相互間でキャビティの軸線に平行に延びるキャビティの第３の横断平面の上記差
にばらつきを生じさせるよう作動させられることを特徴とする請求項１２記載の
方法。
【請求項１６】第１の周囲方向輪郭は、円形周囲方向輪郭であることを特
徴とする請求項１５記載の方法。
【請求項１７】第１の周囲方向輪郭は、円形周囲方向輪郭であり、軸線向
き制御手段、熱抽出制御手段及び第２の周囲方向輪郭制御手段は逸らせ手段と連
携して、キャビティの一つの第２の横断平面内の金属体の横断面積部に対称且つ
非円形の周囲方向輪郭を与えるよう作動させられることを特徴とする請求項１５
記載の方法。
【請求項１８】第１の周囲方向輪郭制御手段は、逸らせ手段が第１の周囲
方向輪郭を第１の横断面積部に与えるよう作動させられ、軸線向き制御手段は、
キャビティの軸線を垂直線に対して角度をなして差し向けるよう作動させられ、
熱抽出制御手段及び第２の周囲方向輪郭制御手段は逸らせ手段と連携して、キャ
ビティの一つの第２の横断平面内の金属体の取る横断面積部に周囲方向輪郭を与
えるよう作動させられ、該周囲方向輪郭は、第１の周囲方向輪郭よりも直径が大
きい所定の周囲方向輪郭であることを特徴とする請求項１０記載の方法。
【請求項１９】キャビティの軸線の周りに、キャビティの一つの第２の横
断平面内の金属体の取る横断面積部に与えられる横断面寸法を制御する第１の横
断面積部制御手段を配置する工程と、第１の横断面積部制御手段を、キャビティ
の一つの第２の横断平面内でキャビティの第１の対をなす互いに向かい合った側
部相互間で金属体の取る横断面積部に所定の横断面寸法を与えるよう逸らせ手段
と連携して作動させる工程とを更に有していることを特徴とする請求項１記載の
方法。
【請求項２０】キャビティの軸線の周りに、逸らせ手段により第１及び第
２の横断面積部にそれぞれ与えられる周囲方向輪郭を制御する周囲方向輪郭制御
手段を配置する工程と、該周囲方向輪郭制御手段を、キャビティの第１の対をな
す側部相互間で金属体の取る横断面積部に所定の横断面寸法を与えるよう逸らせ
手段と連携して作動させる工程とを更に有していることを特徴とする請求項１９
記載の方法。
【請求項２１】キャビティの軸線の周りに、キャビティの一つの第２の横
断平面内の金属体の取る横断面積部に与えられる横断面寸法を制御する第２の横
断面積部制御手段を配置する工程と、第２の横断面積部制御手段を、キャビティ
の一つの第２の横断平面内でキャビティの第１の対をなす側部に対して直角に配
置されたキャビティの第２の対をなす互いに向かい合った側部相互間で金属体の
取る横断面積部に所定の横断面寸法を与えるよう逸らせ手段と連携して作動させ
る工程とを更に有していることを特徴とする請求項２０記載の方法。
【請求項２２】第２の横断面積部制御手段は、金属体の取る全体として矩
形の横断面積部の長手方向寸法を変化させるよう作動させられ、周囲方向輪郭制
御手段は、矩形横断面積部の相対的に長い方の側部相互間に延びる中間部分に相
対的に球状の周囲方向輪郭を与えるよう作動させられ、第１の横断面積部制御手
段は、横断面積部の長手方向寸法を変化させるときに、矩形横断面積部の長いほ
うの側部相互間に所定の横断面寸法を維持するよう作動させられることを特徴と
する請求項２１記載の方法。
【請求項２３】逸らせ手段並びにキャビティの第１及び第２の横断平面を
キャビティの軸線に沿って互いに対してシフトさせて金属体の取る横断面積部に
与えられる横断面寸法を制御することを特徴とする請求項１９記載の方法。
【請求項２４】各溶融金属層中の始動材料体上に積層される溶融金属の体
積を変化させてキャビティの第１及び第２の横断平面を逸らせ手段に対してシフ
トさせることを特徴とする請求項２３記載の方法。
【請求項２５】逸らせ手段をキャビティの軸線に対して横断方向に位置し
た回転軸線の回りに回転させて逸らせ手段をキャビティの第１及び第２の横断平
面に対してシフトさせることを特徴とする請求項２３記載の方法。
【請求項２６】逸らせ手段は、対をなす状態に分割され、逸らせ手段のそ
れぞれの対は、キャビティの対をなす互いにキャビティの対をなす互いに向かい
合った側部上でキャビティの軸線の周りに配置されており、逸らせ手段のそれぞ
れの対をキャビティの軸線に対して横断方向に互いに対してシフトさせて金属体
の取る横断面積部に与えられる横断面寸法を制御することを特徴とする請求項１
９記載の方法。
【請求項２７】逸らせ手段の対のうち１つをキャビティの軸線に対して横
断方向に互いに対して往復動させて１対の逸らせ手段を互いに対してシフトさせ
ることを特徴とする請求項２６記載の方法。
【請求項２８】逸らせ手段は、１対をなす状態に分割され、１対の逸らせ
手段は、キャビティの軸線の周りに互いに軸方向に連続して配置されており、１
対の逸らせ手段をキャビティの軸方向に互いに対してシフトさせて金属体の取る
横断面積部に与えられる横断面寸法を制御することを特徴とする請求項１９記載
の方法。
【請求項２９】１対の逸らせ手段をキャビティの軸方向に逆にして一方の
逸らせ手段を他方の逸らせ手段に対してシフトさせることを特徴とする請求項２
８記載の方法。
【請求項３０】１対の逸らせ手段は、同一の横断面寸法を金属体の取る横
断面積部に与えることを特徴とする請求項２９記載の方法。
【請求項３１】逸らせ手段は又、各溶融金属層の相対的に周囲方向外方へ
の膨張をその第１及び第２の横断面積部に制限するよう作動させられることを特
徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３２】一連の環状表面が逸らせ手段上でキャビティの軸線の周り
に形成され、各環状表面は、上述した逸らせ効果をその周囲方向輪郭のところで
生じさせながら溶融金属層の相対的に周囲方向外方への膨張をキャビティの第１
及び第２の横断面積部に制限するようキャビティの軸線に対して差し向けられて
いることを特徴とする請求項３１記載の方法。
【請求項３３】環状表面は、互いに対して軸方向に連続した状態で配置さ
れ、キャビティの第１及び第２の横断平面内で互いから見て相対的に周囲方向外
方へ互い違いに配置され、キャビティの軸線に対して相対的に周囲方向外方に傾
斜した角度に沿って差し向けられていて、その逸らせ効果が上述したように発揮
されるようになっていることを特徴とする請求項３２記載の方法。
【請求項３４】キャビティの第１の横断平面内における環状表面により包
囲される周囲方向輪郭を変化させて逸らせ手段により第１の横断面積部に与えら
れる周囲方向輪郭を制御することを特徴とする請求項３３記載の方法。
【請求項３５】キャビティの第２の横断平面内における環状表面により包
囲される周囲方向輪郭を変化させて逸らせ手段により第１の横断面積部に与えら
れる周囲方向輪郭を制御することを特徴とする請求項３４記載の方法。
【請求項３６】キャビティの軸線に対する環状表面の角度的連続パート環
状部分の配向角度を互いに対して変化させてキャビティの第２の横断平面内で環
状表面により包囲される周囲方向輪郭を変化させることを特徴とする請求項３５
記載の方法。
【請求項３７】キャビティの互いに向かい合った側部上でキャビティの軸
線に対する環状表面の角度的連続パート環状部分の配向角度を互いに対して変化
させて、キャビティの互いに向かい合った側部の環状表面の角度的連続パート環
状部分に対向して配置されている溶融金属層の角度的連続パート環状部分内にお
ける溶射力と熱収縮力との間に存在する差のばらつきを無くすことを特徴とする
請求項３６記載の方法。
【請求項３８】キャビティの互いに向かい合った側部上でキャビティの軸
線に対する環状表面の角度的連続パート環状部分の配向角度を互いに対して変化
させて、キャビティの互いに向かい合った側部の環状表面の角度的連続パート環
状部分に対向して配置されている溶融金属層の角度的連続パート環状部分内にお
ける溶射力と熱収縮力との間に存在する差のばらつきを生じさせることを特徴と
する請求項３６記載の方法。
【請求項３９】環状表面は、環状スカートを形成するようキャビティの軸
方向に互いに相互に連結されていることを特徴とする請求項３３記載の方法。
【請求項４０】スカートは、前記外周制限手段上に形成されていることを
特徴とする請求項３９記載の方法。
【請求項４１】環状壁が、前記外周制限手段としてキャビティの軸線の周
りに設けられ、スカートは、キャビティの第１の横断平面とキャビティの排出側
端部との間で環状壁の内周の周りに形成されていることを特徴とする請求項４０
記載の方法。
【請求項４２】環状壁の一部が、黒鉛製鋳造リングにより形成され、スカ
ートは、該鋳造リングの内周の周りに形成されていることを特徴とする請求項４
１記載の方法。
【請求項４３】スカートは、その内周の周りに直線状フレア部を有してい
ることを特徴とする請求項３９記載の方法。
【請求項４４】スカートは、その内周の周りに曲線状フレア部を有してい
ることを特徴とする請求項３９記載の方法。
【請求項４５】液体冷却剤をキャビティの第１の横断平面から見てキャビ
ティの一つの第２の横断平面の他方の側で金属体上に放出する工程と、金属体の
各角度的連続パート環状部分上に放出される液体冷却剤の量を制御して、キャビ
ティの軸線に平行に延びるキャビティの第３の横断平面内における金属体の各角
度的連続パート環状部分からの熱の抽出速度を制御する工程とを更に有している
ことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４６】キャビティの互いに向かい合った側部のところに位置する
金属体の各角度的連続パート環状部分上に放出される液体冷却剤の量を変化させ
てキャビティの第３の横断平面内においてこれら相互間に延びる互いに反対側に
位置したパート環状部分相互間に生じる熱応力の釣合を取る工程を更に有するこ
とを特徴とする請求項４５記載の方法。
【請求項４７】液体冷却剤をキャビティの軸線に対して横断方向に位置刷
ると共に金属体の漸次収束する等温線により形成されるトラフ状のモデルの底部
及びリムに一致した平面相互間で金属体に放出する工程を更に有することを特徴
とする請求項４５記載の方法。
【請求項４８】液体冷却剤をキャビティの一つの第２の横断平面とキャビ
ティの排出側端部との間でキャビティの軸線の周りに形成された環状体から金属
体上に放出する工程を更に有していることを特徴とする請求項４５記載の方法。
【請求項４９】液体冷却剤をキャビティの一つの第２の横断平面から見て
キャビティの排出側端部の他方の側でキャビティの軸線の周りに形成された環状
体から金属体上に放出する工程を更に有していることを特徴とする請求項４５記
載の方法。
【請求項５０】液体冷却剤を、列の状態に分割された状態でキャビティの
軸線の周りに配設された一連の穴から放出する工程を更に有し、列の穴は列ごと
に互いに対して互い違いに配設されていることを特徴とする請求項４５記載の方
法。
【請求項５１】一連の穴は、キャビティ内でその内周部のところに配設さ
れていることを特徴とする請求項５０記載の方法。
【請求項５２】一連の穴は、キャビティの排出側端部に隣接してキャビテ
ィの相対的に外部に配設されていることを特徴とする請求項５０記載の方法。
【請求項５３】キャビティの一つの第２の横断平面とキャビティの排出側
端部との間でキャビティの軸線に対して横断方向に延びるキャビティの横断平面
内に再入逸らせ効果を生じさせて「再ブリード」を誘起し、それにより金属体を
再入させるよう逸らせ手段を作動させる工程を更に有していることを特徴とする
請求項１記載の方法。
【請求項５４】金属体をキャビティの軸方向に細長くするのに十分な溶融
金属層を始動材料体上に積層する工程を更に有していることを特徴とする請求項
１記載の方法。
【請求項５５】細長い金属体をその連続した長手方向部分に再分する工程
を更に有していることを特徴とする請求項５４記載の方法。
【請求項５６】長手方向部分を後処理する工程を更に有していることを特
徴とする請求項５５記載の方法。
【請求項５７】各長手方向部分を後鍛造することを特徴とする請求項５６
記載の方法。
【請求項５８】始動材料体及び連続層を溶融状態の始動材料体上に積層し
てキャビティの軸方向にキャビティの相対的に外方に延びる細長い金属体を形成
しながら溶融金属をキャビティ内に入れることを特徴とする請求項１記載の方法
。
【請求項５９】開放式鋳型キャビティを有する溶融金属鋳造装置であって
、開放式鋳型キャビティは、入口側端部、排出側端部、キャビティの排出側端部
と入口側端部との間に延びる軸線、及びキャビティの排出側端部と入口側端部と
の間でキャビティの軸線の周りに設けられていて、金属がキャビティを通過して
いる間、溶融金属の外周をキャビティに制限する手段を有し、キャビティの軸線
に沿って往復動自在なスタータブロックが、キャビティの排出側端部内に入れ子
状に嵌められると、始動材料体が、キャビティ内でスタータブロックとキャビテ
ィの軸線に対して横断方向に延びるキャビティの第１の横断平面との間に設けら
れ、キャビティの第１の横断平面内で前記外周制限手段により定められる横断面
積部よりも小さな横断面積部をキャビティの軸線に対して横断方向の平面内に有
する溶融金属の層が、スタータブロックがキャビティからその軸線に沿って相対
的に外方に往復動すると共に始動材料体がスタータブロックと縦列関係をなして
、キャビティの軸線に対して相対的に横断方向に延びるキャビティの一連の第２
の横断平面を通って往復動している間に、キャビティの第１の横断平面に隣接し
て始動材料体上に次々に積層され、各溶融金属層は、その内部の固有の溶射力に
よりキャビティの第１の横断平面に隣接したところでキャビティの軸線から相対
的に周囲方向外方へ膨張することになり、前記装置は、前記外周制限手段内でキ
ャビティの軸線の周りに配置された逸らせ手段を更に有し、溶融金属層のそれぞ
れの相対的周囲方向外方への膨張をキャビティの第１及び第２の横断平面内でキ
ャビティの第１及び第２の横断面積部に制限しながら、逸らせ手段は、各溶融金
属層をキャビティの軸線に対して相対的に周囲方向外方に傾斜した角度でキャビ
ティの一連の第２の横断平面内へ差し向けるように第１の横断面積部の周囲方向
輪郭のところで作動でき、そして、各第２の横断面積部がこれに対応した第２の
横断平面内で漸次周囲方向外方に大きくなる横断面寸法をもつことができ、その
間、熱収縮力と溶射力は互いに釣り合っていて、それによりそれぞれの溶融金属
層がキャビティの第２の横断平面のうち一つの横断平面内で金属体を自由形成で
きるよう、各溶融金属層中の溶射力が溶融金属層中に固有に生じる熱収縮力より
も大きい間に、第２の横断面積部の周囲方向輪郭のところで作動できることを特
徴とする装置。
【請求項６０】加圧ガスのスリーブを逸らせ手段とキャビティの第１及び
第２の横断平面内における各溶融金属層の周囲方向輪郭との間に介在させるガス
供給手段を更に有していることを特徴とする請求項５９記載の装置。
【請求項６１】油の環状体を逸らせ手段とキャビティの第１及び第２の横
断平面内における各溶融金属層の周囲方向輪郭との間に介在させる油供給手段を
更に有していることを特徴とする請求項５９記載の装置。
【請求項６２】ガス供給手段は、加圧ガスを逸らせ手段経由でキャビティ
内へ送り込むことができることを特徴とする請求項６１記載の装置。
【請求項６３】油供給手段は、油を逸らせ手段経由でキャビティ内へ送り
込むことができることを特徴とする請求項６２記載の装置。
【請求項６４】油及びガス供給手段は、加圧ガス及び油を同時にキャビテ
ィ内へ送り込むことができることを特徴とする請求項６３記載の装置。
【請求項６５】キャビティの軸線の周りに配置されていて、熱を溶融金属
層の周囲にぐるりと配置された溶融金属層の角度的に連続したパート環状部分か
ら抽出できる熱抽出手段を更に有していることを特徴とする請求項６２記載の装
置。
【請求項６６】逸らせ手段は又、周囲方向輪郭をキャビティ内の各溶融金
属層の第１及び第２の横断面積部に与えることができることを特徴とする請求項
６５記載の装置。
【請求項６７】垂直線に対する軸線の向きを制御する軸線向き制御手段、
各溶融金属層の角度的連続パート環状部分からの熱抽出手段による熱の抽出速度
を制御する熱抽出制御手段、逸らせ手段により第１の横断面積部に与えられる周
囲方向輪郭を制御する第１の周囲方向輪郭制御手段、及び逸らせ手段によりそれ
ぞれの第２の横断面積部に与えられる周囲方向輪郭を制御する第２の周囲方向輪
郭制御手段がキャビティの軸線の周りに配置されており、軸線向き制御手段、熱
抽出制御手段、第１の周囲方向輪郭制御手段及び第２の周囲方向輪郭制御手段は
逸らせ手段と連携して、キャビティの第２の横断平面内で金属体の取る横断面積
部に所定の周囲方向輪郭を与えることができることを特徴とする請求項６６記載
の装置。
【請求項６８】キャビティの軸線の周りに配置されていて、キャビティの
一つの第２の横断平面内の金属体の取る横断面積部に与えられる横断面寸法を制
御する第１の横断面積部制御手段を更に有し、第１の横断面積部制御手段は逸ら
せ手段と連携して、キャビティの一つの第２の横断平面内でキャビティの第１の
対をなす互いに向かい合った側部相互間で金属体の取る横断面積部に所定の横断
面寸法を与えることができることを特徴とする請求項５９記載の装置。
【請求項６９】キャビティの軸線の周りに配置されていて、逸らせ手段に
より第１及び第２の横断面積部にそれぞれ与えられる周囲方向輪郭を制御する周
囲方向輪郭制御手段を更に有し、該周囲方向輪郭制御手段は逸らせ手段と連携し
て、キャビティの第１の対をなす側部相互間で金属体の取る横断面積部に所定の
横断面寸法を与えることができることを特徴とする請求項６８記載の装置。
【請求項７０】キャビティの軸線の周りに配置されていて、キャビティの
一つの第２の横断平面内の金属体の取る横断面積部に与えられる横断面寸法を制
御する第２の横断面積部制御手段を更に有し、第２の横断面積部制御手段は逸ら
せ手段と連携して、キャビティの一つの第２の横断平面内でキャビティの第１の
対をなす側部に対して直角に配置されたキャビティの第２の対をなす互いに向か
い合った側部相互間で金属体の取る横断面積部に所定の横断面寸法を与えること
ができることを特徴とする請求項６９記載の装置。
【請求項７１】第１の第１の横断面積部制御手段は、逸らせ手段並びにキ
ャビティの第１及び第２の横断平面をキャビティの軸線に沿って互いに対してシ
フトさせる軸方向シフト手段を含むことを特徴とする請求項６８記載の装置。
【請求項７２】軸方向シフト手段は、各溶融金属層中の始動材料体上に積
層される溶融金属の体積を変化させる手段を含むことを特徴とする請求項６８記
載の装置。
【請求項７３】軸方向シフト手段は、逸らせ手段をキャビティの軸線に対
して横断方向に位置した回転軸線の回りに回転させる手段を含むことを特徴とす
る請求項７１記載の装置。
【請求項７４】逸らせ手段は、対をなす状態に分割され、逸らせ手段のそ
れぞれの対は、キャビティの対をなす互いにキャビティの対をなす互いに向かい
合った側部上でキャビティの軸線の周りに配置されており、前記装置は、金属体
の取る横断面積部に与えられる横断面寸法を制御するよう逸らせ手段のそれぞれ
の対をキャビティの軸線に対して横断方向に互いに対してシフトさせる横断方向
軸方向シフト手段を更に有することを特徴とする請求項５９記載の装置。
【請求項７５】横断方向軸方向シフト手段は、逸らせ手段の対のうち１つ
をキャビティの軸線に対して横断方向に互いに対して往復動させる手段を含むこ
とを特徴とする請求項７４記載の装置。
【請求項７６】逸らせ手段は、１対をなす状態に分割され、１対の逸らせ
手段は、キャビティの軸線の周りに互いに軸方向に連続して配置されており、前
記装置は、金属体の取る横断面積部に与えられる横断面寸法を制御するよう１対
の逸らせ手段をキャビティの軸方向に互いに対してシフトさせる軸方向シフト手
段を更に有することを特徴とする請求項５９記載の装置。
【請求項７７】軸方向シフト手段は、１対の逸らせ手段をキャビティの軸
方向に逆にする手段を含むことを特徴とする請求項７６記載の装置。
【請求項７８】逸らせ手段は又、各溶融金属層の相対的に周囲方向外方へ
の膨張をその第１及び第２の横断面積部に制限することができることを特徴とす
る請求項５９記載の装置。
【請求項７９】逸らせ手段は、キャビティの軸線の周りに形成された一連
の環状表面を有し、各環状表面は、上述した逸らせ効果をその周囲方向輪郭のと
ころで生じさせながら溶融金属層の相対的に周囲方向外方への膨張をキャビティ
の第１及び第２の横断面積部に制限するようキャビティの軸線に対して差し向け
られていることを特徴とする請求項７８記載の装置。
【請求項８０】環状表面は、互いに対して軸方向に連続した状態で配置さ
れ、キャビティの第１及び第２の横断平面内で互いから見て相対的に周囲方向外
方へ互い違いに配置され、キャビティの軸線に対して相対的に周囲方向外方に傾
斜した角度に沿って差し向けられていて、その逸らせ効果が上述したように発揮
されるようになっていることを特徴とする請求項７９記載の装置。
【請求項８１】逸らせ手段により第１の横断面積部に与えられる周囲方向
輪郭を制御するようキャビティの第１の横断平面内における環状表面により包囲
される周囲方向輪郭を変化させる手段を更に有することを特徴とする請求項８０
記載の装置。
【請求項８２】キャビティの第２の横断平面内における環状表面により包
囲される周囲方向輪郭を変化させて逸らせ手段により第１の横断面積部に与えら
れる周囲方向輪郭を制御することを特徴とする請求項３４記載の装置。
【請求項８３】キャビティの第２の横断平面内で環状表面により包囲され
る周囲方向輪郭を変化させるようキャビティの軸線に対する環状表面の角度的連
続パート環状部分の配向角度を互いに対して変化させる手段を更に有することを
特徴とする請求項８１記載の装置。
【請求項８４】環状表面は、環状スカートを形成するようキャビティの軸
方向に互いに相互に連結されていることを特徴とする請求項７９記載の装置。
【請求項８５】スカートは、前記外周制限手段上に形成されていることを
特徴とする請求項８４記載の装置。
【請求項８６】環状壁が、前記外周制限手段としてキャビティの軸線の周
りに設けられ、スカートは、キャビティの第１の横断平面とキャビティの排出側
端部との間で環状壁の内周の周りに形成されていることを特徴とする請求項８５
記載の装置。
【請求項８７】環状壁の一部が、黒鉛製鋳造リングにより形成され、スカ
ートは、該鋳造リングの内周の周りに形成されていることを特徴とする請求項８
６記載の装置。
【請求項８８】スカートは、その内周の周りに直線状フレア部を有してい
ることを特徴とする請求項８４記載の装置。
【請求項８９】スカートは、その内周の周りに曲線状フレア部を有してい
ることを特徴とする請求項８４記載の装置。
【請求項９０】液体冷却剤をキャビティの第１の横断平面から見てキャビ
ティの一つの第２の横断平面の他方の側で金属体上に放出する手段と、キャビテ
ィの軸線に平行に延びるキャビティの第３の横断平面内における金属体の各角度
的連続パート環状部分からの熱の抽出速度を制御するよう金属体の各角度的連続
パート環状部分上に放出される液体冷却剤の量を制御する手段とを更に有するこ
とを特徴とする請求項５９記載の装置。
【請求項９１】キャビティの第３の横断平面内においてこれら相互間に延
びる互いに反対側に位置したパート環状部分相互間に生じる熱応力の釣合を取る
ようキャビティの互いに向かい合った側部のところに位置する金属体の各角度的
連続パート環状部分上に放出される液体冷却剤の量を変化させる手段を更に有す
ることを特徴とする請求項９０記載の装置。
【請求項９２】液体冷却剤をキャビティの軸線に対して横断方向に位置刷
ると共に金属体の漸次収束する等温線により形成されるトラフ状のモデルの底部
及びリムに一致した平面相互間で金属体に放出する手段を更に有することを特徴
とする請求項９０記載の装置。
【請求項９３】液体冷却剤は、キャビティの一つの第２の横断平面とキャ
ビティの排出側端部との間でキャビティの軸線の周りに形成された環状体から金
属体上に放出されることを特徴とする請求項９０記載の装置。
【請求項９４】液体冷却剤は、キャビティの一つの第２の横断平面から見
てキャビティの排出側端部の他方の側でキャビティの軸線の周りに形成された環
状体から金属体上に放出されることを特徴とする請求項９０記載の装置。
【請求項９５】液体冷却剤は、キャビティ内でその内周部のところに配設
された一連の穴から放出されることを特徴とする請求項９０記載の装置。
【請求項９６】液体冷却剤は、キャビティの排出側端部に隣接してキャビ
ティの相対的に外部に配設された一連の穴から放出されることを特徴とする請求
項９０記載の装置。
【請求項９７】逸らせ手段は又、キャビティの一つの第２の横断平面とキ
ャビティの排出側端部との間でキャビティの軸線に対して横断方向に延びるキャ
ビティの横断平面内に再入逸らせ効果を生じさせて「再ブリード」を誘起し、そ
れにより金属体を再入させることができることを特徴とする請求項５９記載の装
置。