JPH01317674A - 反重力式注型方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 」１上立且里玉！ 本発明は、透気性（ガス透過性）の型部材に金属を反重
力式に注型する技術に関し、特に、粒状型材の本来的に
不安定なマスと、該マス内に埋設した破壊自在の模型を
用いて溶融金属を反重力式に（重力に抗して）注型する
方法及び装置に関する。破壊自在の模型は、注型工程中
溶融金属プールから吸引される溶融金属によって破壊さ
れ溶融金属に取って代わられる。ここで、「マス」とは
、一定の囲い又は容器内に収容された物質の「集まり」
をいう。「粒状型材のマス」をここでは単に「粒状マス
」又は「マス」とも称する。

免艶立背１ 真空反重力式注型法は、例えば米国特許第４．３４０、
１０８号、４．６０６．３９６号等の先行特許に開示さ
れている。真空反重力式注型法は、型部材（鋳型）浸漬
法であり、締め合わせた多孔質の透気性上型部材（コー
プ）と下型部材（ドラッグ）を有する鋳型を準備し、鋳
型に真空室を密封係合させて真空室を透気性上型部材に
対面させ、下型部材をその下に位置する溶融金属のプー
ルに浸漬させ、真空室を接気して溶融金属を下型部材の
ゲートを通して上型部材と下型部材の間に画定された成
形キャビティ内へ吸引することから成る。真空反重力式
注型法に使用される鋳型は、通常、適当な手段によって
締め合わされる剛性の自己保形性の上型部材と下型部材
とから成る。

「ロストフオーム法」と称されるもう１つの注型法は、
多孔質の結合されていない（結合剤のない）砂鋳型（砂
でできた鋳型）によって囲包されたフオームプラスチッ
ク製模型内へ溶融金属を注入して溶融金属によって模型
を破壊（気化）し、砂が崩落しないうちに模型に代って
金属を砂内に充填することから成る。かくして、固化し
た金属は、フオームプラスチック製模型の形をとり、模
型が破壊又は気化して生じた物質は砂内へ逃出する。こ
のロストフオーム法は、例えば米国特許第４、０８５．
７９０号及び４．６１６．６８９号に開示されているよ
うに、金属を重力により、又は反重力式に注入する技法
と組合せて用いることが提案されている。

及涯目と１拍 本発明の目的は、費用のかかる型形成粒状材（例えば樹
脂含有砂）及び別個の型製造装置及び型取扱い装置を設
ける必要性を排除すると共に、注型工程の所要時間を相
当に短縮する経済的な型浸漬式反重力式注型方法を提供
することである。

本発明の他の目的は１粒状型材の本来的に不安定なマス
を底部開放容器内に装入し、マスの底面に容器の内部圧
より高い外部圧を作用させることによって該マスを容器
内で破壊自在の模型の周りに保持し、前記マスの底面を
溶融金属のプール内に浸漬させ、その状態で溶融金属を
該マス内へ吸引して模型を破壊し模型に代ってマス内に
溶融金属を充填することを特徴とする溶融金属の反重力
式注型方法及び装置を提供することである。

及ニレ月１量 上記目的を達成するために、本発明は、溶融金属を反重
力式に注型する方法であって、粒状型材の本来的に不安
定なマスを底部開放容器内に装入し、該マスの底面に容
器の内部圧より高い外部圧を作用させることによって該
マスを該容器内で破壊自在の模型の周りに保持し、前記
容器とその下に位置する溶融金属のプールを相対的に移
動させて前記マスの底面を該溶融金属のプール内に浸漬
させ、前記マスの底面を前記溶融金属のプール内に浸漬
させた状態で、該マスの底面と模型との間のゲート部分
を通して溶融金属を該マス内へ吸引して模型を破壊し模
型に代って該マス内に溶融金属を充填することから成る
溶融金属の反重力式注型方法を提供する。

注型操作の後容器を溶融金属プールから引出せば、粒状
型材は、マスの底面に作用する、容器の内部圧より高い
外部圧によって該マス内に模型に代って充填された（即
ち注型された）金属の周りに保持される０粒状型材及び
固化した金属を容器から取出すために、上記内部圧と外
部圧を均衡化させ、粒状型材及び固化した金属を容器か
ら重力によって落下させる。ここで、「不安定な」マス
とは、互いに結合されていない、又は弱く結合された粒
状材のマスのことをいい、そのようなマスは、金属を充
填された状態で溶融金属プールから引上げられる際、単
独では（即ち上述した内外の圧力差なしでは）マス自体
の重量及びマス内に形成された注型品の重量を支えるだ
けの内部凝集力を有していない。そのような好ましいマ
スとしては、結着材無しの、流動自在の砂のマスが挙げ
られる。そのような砂は、経済的であり、硬化操作を必
要とせず、再使用のために容易に回収することができる
０弱（結合させた粒状材（例えば砂）を使用することも
できるが、結合剤を使用する分だけコスト高となり、工
程も複雑になる。

本発明の方法の一実施例においては、上下逆にされた前
記容器が金属プールの上方に懸架されたとき、模型及び
それに代ってマス内に充填された金属模型をその周りに
保持される粒状型材だけによって該容器内に支持する。

本発明の方法の別の実施例においては、破壊自在の模型
と一体のゲートを溶融金属のプールに接触させることが
できるように前記マスの底面に露呈させる。

本発明の方法の更に別の実施例においては、マスの底面
に周囲流体圧を作用させ、上下逆にされた容器が溶融金
属のプールの上方に懸架されたとき、注型操作中粒状型
材を模型及び該模型に代って充填された金属の周りに保
持するのに十分な内外圧力差をマスの底面と容器の内部
との間に設定する。

本発明は、又、底部開放容器をその開放端を上に向けて
位置づけし、破壊自在の模型を該容器内に位置づけし、
該容器内に粒状型材を充填することによって粒状型材の
マスを該模型の周りに装入し、該マスの上向き露出面を
容器の上向き開放端に近接したところに位置させ、該マ
スの上向き面に該容器の内部圧より高い外部圧を作用さ
せ、該容器を上下逆にして容器の開放端及びマスの露出
面を下に向けてその下に位置する溶融金属のプールに接
触させ、該マスを内外圧力差によって容器内で模型の周
りに保持することから成る反重力式注型方法を提供する
。

本発明は、又、開放底端を有する容器と、下に位置する
溶融金属のプールに接触するための底面を有し、前記容
器内装入された粒状型材の本来的に不安定なマスと、前
記マス内に埋設された破壊自在の模型と、前記模型と前
記マスの底面との間に設けられたゲートと、粒状型材を
前記容器内で模型の周りに保持するために容器内の内部
圧より高い外部流体圧を前記マスの底面に作用させるた
めの手段とから成る反重力式注型鋳型を提供する。前記
容器は、特定の模型形態に適合するように開放頂端を有
するものであってもよ（、開放底端な有するものであっ
てもよい。

本発明は、又、上述した鋳型と、前記マスの底面をその
下に位置する溶融金属のプール内に浸漬させるために前
記鋳型と溶融金属のプールを相対的に移動させるための
手段と、前記模型を破壊し模型に代って前記マス内に溶
融金属を充填するために前記マスの底面を前記溶融金属
のプール内に浸漬させた状態で、該溶融金属を前記ゲー
トを通して該マス内へ吸引するための手段とから成る反
重力式注型装置を提供する。

本発明の一実施例においては、前記容器は、透気性上壁
又は透気性側壁を有する構成とし、容器に隣接して設け
た真空室により透気性上壁又は透気性側壁を通して容器
内に周囲圧未満の圧力を設定し、粒状型材のマスと容器
の内部との間に上述した内外圧力差を創生することがで
きるようにする。

本発明の他の実施例では２粒状型材のマスを容器の開放
底端より下に配置し、注型操作中、容器自体を溶融金属
プールに接触させる必要なしに、粒状型材を溶融金属プ
ールに接触させることができるようにする。

本発明の更に別の実施例では、粒状型材は、例えば、制
御された粒度の、結合剤無しのセラミック粒子で構成す
ることができ、注型操作中上記内外圧力差によって容器
内で模型及び原も形に代って充填される金属の周りに保
持することができる約４０メツシユ未満で、約１４０メ
ツシユを越える粒度の砂粒子が好ましい。

本発明の装置の更に別の実施例では、容器を粒状型材及
び模型装入ステーションと、金属注型ステーションと、
粒状型材及び注型品取出しステーションの間で垂直軸線
の周りに順次に移動させるための手段と、容器の開放端
を上記各ステーションにおいて適正な向きに位置づけす
るために容器を水平軸線の周りに回転させるための手段
を設ける。

本発明の装置の更に別の実施例では、真空は子を容器に
解放自在に密封係合させ、容器の内部を抜気するための
真空室を容器の透気性部分に対面するようにして形成す
る。粒状型材の本来的に不安定なマス、あるいは結合さ
れたマスを容器内に装入して成形キャビティを有する型
部材を形成する。型部材の底面をその下に位置する溶融
金属のプールに浸漬させた状態で、上記真空室を抜気し
て溶融金属を成形キャビティ内へ吸引する。溶融金属を
成形キャビティ内へ注型した後、容器を真空箱から分離
し、成形キャビティ内へ注型された金属を容器内の粒状
型材のマス内でゆっくり冷却させ、それと併行して上記
真空室を用いて別の型部材に溶融金属を注型する。

夫施１ 第１図を参照して説明すると、本発明の反重力式注型装
置は、固定支持ベース１４上に配置された回転自在のベ
ース１２を有する。ベース１２は、固定ベース１４上に
設置された回転駆動機１５によって回転される０回転自
在のベース１２には、それと共に垂直軸線の周りに回転
するように直立軸受台２０が取付けられている。軸受台
２０には、環状のスライド２２が摺動自在に装着されて
いる。スライド２２は、流体圧シリンダ２６のピストン
２４によって軸受台２０に沿って摺動される。スライド
２２には、それと共に移動するように水平支持腕２８が
固定されている。支持腕２８の外端には作動軸２９が水
平軸線の周りに回転自在に支承されている。この目的の
ために作動軸２９には被動歯車２９ａが取付けられてい
る。被動歯車２９ａと噛合する駆動歯車３０ａを備えた
回転駆動機３０が支持腕２８に取付けられている。回転
駆動機１５及び３０は、慣用の流体圧モータ又は電気モ
ータで構成することができる。

作動軸２９は、延長軸２９ｂを有し、延長軸２９ｂには
、それと共に回転するように筒状（例えば円筒形、四辺
形等）容器３２が固定されている。

第１図は、装入ステーションＰｉに位置づけされたとき
の環状スライド２２、支持腕２８、作動軸２９及び容器
３２を示す左半分と、注型ステーションＰ２に配置され
たときの環状スライド２２、支持腕２８、作動軸２９及
び容器３２を示す右半分とに縦に分割されている。

上記各部品は、ベース１２の回転によって装入ステーシ
ョンＰ１及び注型ステーションＰ２に順次に位置づけさ
れる。装入ステーションＰｉにおいては、容器３２は、
最初、粒状型材を受容するためにその開放端３３を上に
向けて位置付は刺され、注型ステーションＰ２ににおい
ては、容器３２は、後述するように注型操作のためにそ
の開放端３３を下に向けて位置づけされる。注型ステー
ションＰ２における注型操作の後、各部品は、装入ステ
ーションＰ１の下の取出しステーションＰ３へ移動され
、取出しステーションＰ３において容器３２は、後述す
るように固化した注型品及び粒状型材を取出すために開
放端を下向きにして位置づけされる０回転駆動機３０は
１作動軸を回転し、各ステーションにおいて容器３２を
適正な向きとする。

装入ステーションＰ１と取出しステーションＰ３とは第
１図では上下に配置され、注型ステーションＰ２とは１
８０”反対の位置に配置されたものとして示されている
が、装入ステーションＰＩ、注型ステーションＰ２及び
取出しステージジンＰ３は、軸受台２０の周りに図示の
例とは異なる位置関係に配置することもできることは当
業者には明らかであろう。

第１及び４図を参照すると、容器３２は、装入ステーシ
ョンＰＩにあり、その開放端３３が上に゛向けられた状
態で示されている。容器３２は、透気性端壁４０と、該
端壁に締着されており、端壁４０のある側とは反対側に
開放端３３を画定する環状の気体透過性壁４２とから成
る６作動軸の延長軸２９ａは、容器３２を支持するよう
に環状壁４２に固定されている。透気性端壁４０は、内
側面４０ａと外側面４０ｂを有する。透気性端壁４０の
外側面４０ｂに隣接して室４８を画定するように、透気
性端壁４０に環状のフランジ４４が締着され、該フラン
ジに閉鎖部材４６が締着されている。真空密封のために
、容器３２の上記各構成部材間に適当な環状ガスケット
４１が介設される。

閉鎖部材４６には、バイブ５０を溶接などにより密封状
態に接続するための孔４６ａが設けられている。バイブ
５０の外端には弁５４（第１図右側参照）に通じる可撓
性ホース５２に接続される。ホース５２は、装入ステー
ションＰｉ及び取出しステーションＰ３と注型ステーシ
ョンＰ２との間での容器３２の移動を可能にするのに十
分な長さを有する。弁５４は、真空ポンプ６０又は空気
圧力源６２をホース５２に、従って容器３２の透気性端
壁４０に隣接した室４８に選択的に接続する切換弁であ
る。シンクポンプ６０及び空気圧力源６２は固定ベース
１４上に設置されたものとして示されているが、それら
は、ホース５２の長さを短くすることができるように回
転ベース１２に取付けてもよ（、あるいは、この注型装
置から離れた工場設備内の他の場所に設置されていて、
工場内の各機械に接続されたセントラル真空源及び圧力
源であってもよい。

容器３２の透気性端壁４０は、多孔質のアルミナ板で構
成するのが好ましく、環状壁４２及び室４８を画定する
部材は金属部材で構成するのが好ましい。

第１．４図に明示されるように、装入ステーションＰ１
において結合剤を含まない自由流動性の粒状型材（好ま
しくは砂）又は注型すべき特定の金属のための型材とし
て使用するのに適したその他のセラミック粒状型材７０
を容器３２に部分的に（満杯にではな（）装入する。容
器３２への粒状型材（単に「型材」又は「粒子」とも称
する）７０の装入は、手操作又はホッパー６９を用いて
行なうことができる。

粒状型材の種類は、注型すべき金属の種類に応じて変え
ることができ、その目的に合わせて選択することができ
る。例えば、鉄及び鋼を注型する場合には、シリカ又は
砂粒子等が好ましい型材である０粒状型材の粒度は、後
述するように制御される。

容器３２に粒子７０を部分的に充填した状態で、弁５４
を作動し圧力源６２から可撓性ホース５４２及びパイプ
５０を通して加圧空気等のガスを室４８へ導入する。こ
の加圧空気は、室４８を加圧し、透過性端壁４０を透過
して容器３２内へ上向きに流入し、粒子７０を流動化さ
せる。

取付具９０に保持された複数の破壊自在の模型９０を適
当な移送手段（図示せず）によって容器の開放端３３の
上方に位置づけする（第２〜４図）は、模型９０を解放
自在に吸着して保持するための複数の真空ボート９２ａ
を有する細長い中空部材で構成することができる。各取
付具９２の内部は、各ボート９２ａに真空吸着作用を及
ぼするように共通の真空ポンプ９４に接続することがで
きる。

各破壊自在の模型９０は、溶融金属を流入させるための
ゲート部分９０ａと、注型すべき物品の形状を有する成
型部分９０ｂとから成る。成型部分９０ｂは、単に例示
の目的で内燃エンジンのためのポペット弁を成型するた
めの形状を有するものとして示されている。ゲート部分
９０ａは、成型部分９０ｂから対応する真空ボート９２
ａ＋こまで延長した一体の円筒形部分として構成するこ
とができる。ゲート部分９０ａ及び成型部分９０ｂの形
状は、いろいろな形状とすることができる。

ゲート部分９０ａは、模型９０と一体にするか、あるい
は、模型に連結することができ、模型と同じ又は異なる
材料で形成することができる。ゲート部分９０ａは、図
示の実施例では模型９０と一体のものとして示されてお
り、従って後述する注型操作中破壊されるが、非破壊性
ゲート部分を使用することもできる。ただし、非破壊性
ゲート部分は、注型後注型品から除去しなければならな
いので、好ましくない０例えば、セラミック又は金属製
のゲートチューブ（図示せず）を図示のゲート部分９０
ａと同様の態様で模型から延長させることができる。又
、各模型は、多数のゲート部分９０ａ及び、又は多数の
成型部分９０ｂから成る構成とすることもできる。

破壊自在の模型９０は、溶融金属の熱により気化するフ
オームプラスチック（例えばポリスチレンフオーム）の
ような材料で形成するのが好ましいが、溶融金属の熱に
より融解、分解、昇華、又は何らかの形で破壊され、粒
状マスの気孔を通して除去される他の材料で形成するこ
とができる。

成型部分９０ｂには、最終注型品にそのまま組込むこと
ができる、あるいは最終注型品から除去して注型品に孔
を形成するための金属又はその他の材料製のインサート
（挿入体）を装入することもできる。又、模型の成型部
分９０ｂには、金属注型品に所望の表面を付与するため
のコーチングを被覆することもできる。

上述したようにして容器３２に粒子７０を部分的に充填
し、粒子を流動化させた状態で、取付具９２を適当な手
段（図示せず）によって下降させ、模型９０を砂粒子内
の所定位置に所定の深さにまで挿入し、各模型９０を粒
子で囲包する（第５図）、別法として、容器３２の方を
上昇させて模型を粒子内の所望の深さにまで挿入するこ
ともできる。模型は、そのゲート部分９０ａが容器の開
放端（容器の環状リム３３ａ）より上方に突出させる深
さにまで容器３２内に位置づけすることが好ましい。

模型を所望の深さに設置した後、弁５４を作動して室４
８への空気流を停止し、それによって粒子の流動化を停
止する。

容器の残部に粒子７０を充填する前に、容器３２の壁４
２の延長として、容器の水平なリム３３ａの上に、開放
端３３と実質的に同じ内径又は内寸を有する仮の環状延
長壁即ち容器延長部分１００を載せる（第５図）０次い
で、第５図に明示されるように、粒子７０を延長壁１０
０の上端の僅かに下のレベル（高さ）にまで容器内へ追
加し、粒状型材のマス（粒状マス）１０３の露出上向き
面１０２を容器の開放端３３の近くに形成する。

図から明らかなように、マス１０３の露出面１０２は、
容器の開放端３３より上方で、破壊自在模型のゲート部
分９０ａの上端９０ｃの僅かに下に位置する。かくして
、ゲート部分９０ａの上端９０ｃは、粒状マス１０３の
面１０２に露出される。

ある種の模型の場合は、模型を位置づけする際半ば充填
された容器内の砂粒子を流動化させなければならないが
、模型の条件によっては、それを容器に挿入する際容器
だけを振動させればよい場合がある。従って、模型の位
置づけ中粒子を流動化させる操作は、必須要件ではな（
、語選択の操作であり、模型の条件（例えば寸法 や、形状の複雑さ）に応じて行なわれる。

容器３２に粒子を第５図に示されるレベル（高さ）にま
で装入する間、及び場合によっては、特に模型が複雑な
形状を有するものである場合、粒子７０を装入した後、
模型の周りの粒子７０の詰り度合を高めるために容器３
２を振動させる必要がある場合がある。

当業者には明らかなように、結合剤のない粒状マス内へ
の模型の埋設は、上記以外の他の方法によっても行なう
ことができる０例えば、模型及び粒状型材を、適当な仮
の閉鎖部材によって一時的に閉鎖された開放端３３を下
に向けた容器３２内へ導入することができる。その場合
、模型及び粒状型材は、着脱自在の透気性端壁４０を外
して上から容器内へ装入することができる。模型が粒状
型材内に埋設された後、容器の上端に透過性端壁な締着
し、容器内に相対真空（容器の内外間に圧力差）を創生
ずる０次いで、仮の閉鎖部材を容器の開放端から外し、
粒状マスの底面をその下に位置する溶融金属のプールに
接触させることができるように露出させる。

模型が粒状型材内に第５図に示されるレベルにまで埋設
され、露出面１０２が形成された後、取付具９２内の真
空を解除することによって模型を取付具から釈放する。

次いで、取付具９２を模型９０から外す。

次に、弁５４を作動して室４８をバイブ５０及びホース
５２を通して真空音符６０に接続することによって室４
８に真空を引（、その結果として、透過性端壁４０を通
して容器３２内に相対真空（即ち、部分真空即ち大気圧
未満の圧力）を創生じ、粒状マス１０３の上向き露出面
１０２には大気圧を作用させる。室４８内の真空度は、
容器を上下逆にしたときその中の粒子を保持するにに十
分なレベルであり、粒子の粒度及び重量、及び粒状マス
内に成型される注型品の寸法及び重量によって変えられ
、容器の開放端３３の面積によってもある程度変えられ
る。

その後、環状の円頂壁１００を開放端３３から再使用又
は廃棄するために取外す０次いで、容器３２を上昇させ
装入ステーシゴンＰｉにおいて回転させ、開放端３３及
びマス１０３の露出面１０２を下向きにする。その後、
容器３２を注型ステーションＰ２へ移送する前に容器を
振動させて露出面１０２から遊離した粒子を振り落すこ
とが好ましい。

第６図は、上述した鋳型形成工程によって形成された反
重力式注型鋳型１１０を示す。この注型鋳型１１０は、
底部開放容器３２と、該容器内の大気圧未満の圧力より
高い外部大気圧をマス１０３の露出面１０２に及ぼすこ
とによって容器内に保持された透気性粒状マス１０３及
びマスに囲包された模型９０（取付具から釈放されてい
る）とから成る１図から明らかなように、粒状マスの露
出面１０２は、注型鋳型の底部となり、容器３２の開放
端３゛３より下に位置する。模型は、上記内外差圧によ
って容器内に保持される粒状マス１０３だけによって保
持され支持される。

第６図の反重力式注型鋳型１１０を形成するに当って、
結合剤無しの粒状型材９０の粒度は、型材が容器の開放
底部３３から落下するのを防止し、かつ、透気性端壁４
０を透過して吸引されるのを防止するように制御される
。鉄又は鋼の注型に一般に用いられる特定の丸い珪砂粒
子の場合は、約４０メツシユ（ＡＦＳ）未満で、約１２
０メツシユ（ＡＦＳ）より大きい粒度が好適であること
が判明しており、より好ましくは、５０メツシユ（ＡＦ
Ｓ）〜約７０メツシュ（ＡＦＳ）の範囲の粒度である。

本発明による特定の用例に使用しつる粒度の範囲は、使
用される粒状型材の種類及び形状、透過性端壁４０の気
孔のサイズ、及び容器内に創生される真空度に応じて決
定される。

融点の高い金属を注型するのには、粒度の小さい竜性好
ましい１本発明の実施に当って粒子の形状も変えること
ができる。

室４８に作用させる真空は、模型によって画定される成
型キャビティの頂部にまで溶融金属を吸引し、かつ、マ
ス１０３とその中に成型された注型品との合計重量に少
な（とも等しい上向きの力をマス１０３の底面１０２に
及ぼすのに少なくとも十分でなければならない。上記４
０〜１４０メツシユの砂粒子（即ち約１１．３２ｋｇの
砂）を、容器の開放底端から落下させることなく、容器
（直径４５．７２ｃｍの円筒形容器）内に模型を囲包す
るようにして保持し、約９．５３　ｋ　ｇの注型品を該
砂粒子内に支持するのにするのに室４８内の真空度は、
水銀性的１８５ｍｍ　（７，３ｉ　ｎ）であることが認
められた。

粒状マス１０３は、容器内に周囲圧未満の圧力を創生ず
ることによって容器内に保持されるものとして例示され
ているが、容器の内外間に所望の圧力差を設定するよう
にマスの底面に作用する外部流体圧力を容器内の内部圧
に対して相対的に増大させてもよいことは当業者には明
らかであろう。従って、例えば、この目的のために、容
器内に大気圧を維持したまま、粒状マス１０３の底面１
０２に大気圧を越える空気圧を作用させる手段を用いる
ことができる。

先に述べたように、粒状マス１０３の底面１０２は、第
６図の容器の開放底端３３より下方に位置する。反重力
式注型鋳型１１０のこの特徴は、容器３２の環状壁４２
をその下に位置するタンク１２２内の溶融金属のブール
１２０に接触させる必要なしに、粒状マス１０３の底面
１０２及び模型の露出端９０ｃを溶融金属のブール１２
０に浸漬させることを可能にする。

反重力式注型鋳型１１０は、ベース１２を回転させるこ
とによって装入ステーションＰＩから、注型ステーショ
ンＰ２へ移動され、ピストン２４によって溶融金属ブー
ルの上方の所望の高さ位置へ持上げられる。注型ステー
ションＰ２においては粒状マス１０３の底面１０２及び
横型の露出端９０Ｃは、その下に位置する溶融金属ブー
ル１２０に面する。本発明の反重力式注型方法によれば
、粒状マス１０３の底面１０２を溶融金属ブール１２０
に浸漬させるために注型鋳型１１０と溶融金属ブール１
２０を相対的に移動させる。図示の実施例では、ピスト
ン２４によって環状スライド２２を下降させて注型鋳型
１１０を溶融金属ブール１２０に向けて下降させ、粒状
マス１０３の底面１０２及び模型の露出端９０ｃを第６
図に示されるように該ブール内に浸漬させる。この浸漬
中容器内に大気圧未満の圧力を維持した状態で溶融金属
ブール１２０に大気圧を作用させるので、溶融金属は、
ゲート部分９０ａを通して模型の成型部分９０ｂ内へ吸
引される。かくして、溶融金属は、模型を気化又は分解
又はその他の態様で破壊し１粒状マス内に模型に代って
充填される。−方、模型の気化又は分解生成物は、透気
性である粒状マス１０３内へ吸引され、真空室４８から
真空系を通して排出される。

模型９０に代って充填された溶融金属が固化した後、ピ
ストン２４を伸長させることによって注型鋳型１１０を
ブール１２０から引出す（上昇させる）。この操作中、
模型に代って充填された金属の周りの粒状マス１０３を
保持するために容器３２内に大気圧未満の圧力を維持す
る。かくして、注型された金属は、粒状マスだけによっ
て容器内に保持され、支持される。

比較的大型の注型品のための別の実施例においては、注
型鋳型は、模型の成型部分９０ｂに充填された金属がま
だ溶融状態にある間に、まず注型品のゲート部分が固化
した後溶融金属ブールから引出すことができる。最初に
注型品の固化を行なわせるために必要な模型のゲート部
分９０ａの個数及び寸法は、米国特許第４．３４０．１
０８号に説明されているように、注型すべき物品の種類
及び注型金属の種類によって異なる。

以上の説明では溶融金属は、容器内に砂粒子を保持する
作用をするのと同じ真空（減圧）によって模型９０へ吸
引されるものとして説明されたが、本発明はそれに限定
されるものでないことは当業者には明らかであろう６例
えば、容器内に周囲圧未満の圧力を設定した状態で、あ
るいは設定せずに、模型への溶融金属の流入を容易にす
るために外圧を加えることができる。この目的のために
大気圧より高い圧力を加えるための適当な手段を設ける
ことができる。

金属を充填された注型鋳型１１０を溶融金属プール１２
０から引出した後、ベース１２を回転し、ピストン２４
を引込めてちゆえき鋳型を取出しステーションＰ３に位
置づけし、容器の開放端３３を開放グリッド又はスクリ
ュー１３０に対面させる。次いで、周囲圧未満の圧力（
真空）を解除し、容器３２内を大気圧とする。このよう
に内外圧力を均衡化させることにより、粒状マス及び該
マス内の固化金属（注型品）重力によって容器３２から
その開放底端３３を通して開放グリッド１３０上へ落下
させる。グリッド１３０は、その上面に注型品を保持す
るが、粒状型材は下方ホッパー１３１へ通過させる０粒
状型材は、下方ホッパー１３１から再使用のために装入
ステージジンＰ１の上方の上方ホッパー６９へコンベヤ
１３３又は他の適当な移送手段によって移送することが
できる。金属注型品は、グリッド１３０からコンベヤ１
３５又機の適当な移送手段によって仕上げステーション
（図示せず）へ移送することができる。

次いで、空になった容器３２を作動軸２９によって回転
しその開放端３３をホッパー６９の方に向けて上向きに
し、上述した装入、注型及び取出し操作を繰返す。

第７図は、本発明の別の実施例を示す。この実施例は、
注型鋳型１１０の底面１０２に粒状マス１０３の透気性
より低い透気性を有する層１５０を被せることによって
底面１０２の透気性を減少させるという点で第１〜６図
の実施例と異なる。

低透気性層１５０は、装入ステーションＰ１において底
面１０２に被せるのが好ましく、模型の端部９０ｃを露
出させたままにして底面１０２にスプレー被覆すること
ができるセラミックスラリ−でああてよく、あるいは、
底面１０２に塗布することができる有機接着剤であって
よい。別法として、第７図に示されるように、容器３２
内に真空を引いたときに創生される内外圧力差によって
破壊自在のシート又はフィルムを底面１０２に保持させ
るようにしてもよい。そのようなシートは、粒状マスの
底面が溶融金属プール内に浸漬されたとき破壊され、そ
れによってマスの底面において模型の露出端９０ｃを露
出させ、溶融金属に接触させることができる。鉄及び鋼
の反重力式注型のための好ましい破壊自在シート１５０
は、アルミニウムフォイルである。アルミニウムフォイ
ルが好ましいのは、溶融金属プールに接触するまでは融
解しないからである。そのようなフォイル１５０の使用
は、粒状マスの底面１０２の全面積のうち模型のゲート
部分を構成する面積の割合（％）を大きくすることがで
き、従って、１つの鋳型当りの注型可能な注型品の個数
を殖やすか、あるいは、同じ個数の注型品を注型すると
すれば、注型品１個当りの溶融金属の供給量を増大させ
ることができる。

上述した本発明の好ましい反重力式注型方法（即ち、結
合剤を包含しない粒状型材を使用しての注型方法）及び
装置は、複雑な形状を注型するのに剛性の、自己保形性
の、樹脂で結合された型材を必要とされないという点で
有利である。樹脂で結合された型材の使用回避は、型材
の材料コストを削減し、樹脂の硬化工程を不要にし、樹
脂結合型材が注型中溶融金属の熱により熱崩壊されるこ
とによって発生するガスをなくすことができる。そのよ
うなガスは、注型品の品質にとって極めて有害であり、
そのようなガスを最小限にすることが非常に望ましい、
更に、本発明の教示によれば、重力利用の注型法におい
てはゲート即ち溶融金属注入口を１つだけにしなければ
ならないのに対して、溶融金属を模型に供給するための
ゲートを１つだけのｍ：ではなく多数の部位に設けるこ
とができる。更に本発明によれば、剛性の結合された型
材、セラミック製の注入管、溶融金属のためのシール（
密封材）等が不要となり、簡略化された、経済的な反重
力式注型方法及び装置が提供される。

上述した各実施例では、取付具９２から釈放された破壊
自在の模型９０は、粒状マス１０３内に埋設され、容器
の内外に圧力差が設定される結果として粒状マスだけに
よって容器内に保持され支持される。　　　− 好ましくはないが、注型工程中容器３２内に残すことが
できる１つ又は複数の取付部材２００（第８図）を用い
て模型を粒状マス内に支持することも可能である。その
ような取付部材は、セラミック又はその他の材料で形成
することができ。

例えばつまみねじ２０２などによって容器に釈放自在に
取付けることができる。模型は、接着剤又はその他の適
当な手段によって取付部材に固定することができる。

第８図の実施例では、粒状マス１０３は、上述した内外
圧力差によって模型９０の周りに保持されるが、模型９
０は、取付部材２００によって所定位置に保持される。

注型鋳型の底面１０２が溶融金属プールに浸漬されると
、先の実施例に関連して上述したように、溶融金属が模
型内へ吸引され、模型を破壊し模型に代ってマス１０３
内に充填される。模型に取って代わった金属は、その金
属が取付部材２００に付着する場合は、取付部材によっ
て粒状マス内に支持することができる。しかし、金属が
取付部材に付着しない場合は、金属は粒状マスによって
所定位置に保持される。注型鋳型をプール１２０から引
出した後、取出しステーションＰ３において取付部材を
容器に対する取付部から外し、外部圧と内部圧を均衡化
し、固化した金属即ち注型品及び取付部材を重力により
容器からその開放底端３３を通して落下させることによ
って容器から取出すことができる。その後、必要に応じ
て注型品を取付部材から取外すことができる。

第９図は、開放底端３３′及び開放頂端３５゛を有する
容器３２′を用いるという点で先に述べた実施例と異な
る本発明の変形実施例を示す、第９図の実施例において
は、容器３２′は、透気性部分４２ａ′をを含む環状の
側壁４２′を有する。環状側壁４２′に環状の真空箱４
５′が密封状態に固定され、透気性部分４２ａ″の周り
に周辺真空室４８′が画定されている。真空室４８゛は
、導管５０′を介して真空ポンプ（図示せず）に接続さ
れる。複数の破壊自在の模型９０′が、粒状マス１０３
′内に埋設される０粒状マス１０３′は、溶融金属プー
ルに浸漬するための露出底面１０２’　と、露出頂面１
０５′を有する。第１〜６図に関連して先に述べたよう
に、容器３２′を装入ステージ目ンＰ１から注型ステー
ションＰ２へ、次いで取出しステーションＰ３へ移送す
る間（第１図参照）、粒状マス１０３′及び模型９０′
、及び最終的に模型に取って代わる金属注型品を容器内
に保持するのに十分な真空を室４８″内に創生ずる。装
入ステーションＰＩでの開放容器３２′への粒状型材及
び模型の装入は、第１〜６図に関連して先に説明したよ
うに、容器の端部３３′又は３５′を通して行なわれ、
真空箱を容器に密封係合させる前又は後に行なうことが
できる。粒状マス１０３’の頂面１０５′に金属フォイ
ル、プラスチックフィルム又はそれに類する不透気性シ
ート（図示せず）を被覆することができる。当業者には
明らかなように、ある種の形態の模型は、第１〜６図の
容器３２によりも、第９図の両端が開放した容器３２′
への方が装入し易い。

第１０−１２図は、更に別の実施例を示す。この実施例
では、容器３２″と真空箱４７″とを互いに切離すこと
ができる（第１０図参照）、容器３２″は、開放端３３
″を画定する環状の不透気性壁４２″に締着された透過
性端壁４０″を有する。真空箱４７“は、端部閉鎖部材
４６〜と、それと一体の環状フランジ４４″を有する。

フランジ４４“にはガスケット４１″が装着されている
。真空箱４７″を容器３２″に密封係合させると、容器
の透気性端壁４０″に隣接して真空室４８−が形成され
る。

第１０〜１２図の実施例では、容器３２″をその開放端
３３″を上に向けて位置づけし、第１〜６図に関連して
先に説明したように、容器内に粒状マス１０３″を充填
し、複数の破壊自在の模型９０−を装入する。真空箱４
７″を支持腕（例えば第１図の支持腕２８）によって持
上げ容器の透気性端壁４０″に密封係合させる（第１１
図参照）。真空箱４７″と透気性端壁４０″の間に画定
された真空室４８″内を導管５０″に接続した真空ポン
プ（図示せず）によって抜気即ち真空引きする。真空室
４８″内に創生する真空は、容器３２″を真空箱４７″
に吸着するのに十分な真空度であり、かつ、第１〜６図
に関連して先に説明したように注型操作を行うために真
空箱４７″を密封係合させた容器３２″を注型位置（例
えば第６図参照）へ上下逆に回転し、粒状マスの露出面
１０２″を溶融金属プールに浸漬させた（第６図参照）
とき、容器内で粒状マス１０３′を模型９０″の周りに
保持するのに十分な真空度とすることが好ましい。

注型操作後、容器３２″を溶融金属プールから離して露
出面１０２″をプールから引出し、容器を上下逆に回転
して容器の開放端３３″及び粒状マス１０３″の露出面
１０２″を上に向ける。次いで、容器３２′をコンベヤ
３００″に隣接する位置へ移送しく第１２図参照）、真
空室４８“の真空を解除し、粒状マスと金属注型品３０
５″を保持した容器３２″から真空箱４７″を切離す。

次いで、該容器を、その開放端３３″を上に向け、透気
性壁４０″を下にしてコンベヤ３００″上に載せる。コ
ンベヤ３００″は、粒状マスと金属注型品３０５″を保
持した容器３２″を順次に取出しステーション（図示せ
ず）へ移送し、そこで各容器３２−を上下逆にして冷却
した金属注型品３０５−及び粒状マス１０３″を下向き
の開放端３３″を通して排出させる。

第１０〜１２図の実施例は、注型品を粒状マス１０３″
内でゆっくりと冷却させるために長時間（例えば１時間
又はそれ以上）各容器３２″の粒状マス１０３″内に残
したままにしておくことができるという点で有利である
。注型品の、粒状マス内でのこのようなゆっくりとした
冷却は、多くの合金注型品や、ある種の形状の注型品の
場合に必要とされる。多数の容器３２″をコンベヤ３０
０“上に載せて移送しながら（あるいは別の部署で）ゆ
っくりと冷却させる間に、真空箱４７″を用いて他の容
器で次々に注型な行なうことができるので、注型工程の
生産性を損なうことがない。

本発明は、上述した内外圧力差だけによって容器内に保
持される、結合されていない（結合剤無しの）粒子を用
いて実施するのが好ましいが、弱く結合させた粒子を用
いることも本発明の範囲内である。例えば、粒状材に少
量の結合剤（即ち、結合剤の種類によって異なるが、砂
−樹脂ミックスの約０．３重量％の結合剤）を混合又は
被覆することができる。そのような結合剤の量は、粒状
材を互いにある程度粘着させるのに十分であるが、上下
逆にした容器３２を金属プールから引出したとき、単独
でそれ自体の重量を支持することができるマスを形成す
るには不十分な量とする。しかし、少量でも結合剤を使
用することは、それだけコストを高くし、工程を複雑に
するので、結合剤無しの粒状材を使用する方法はどは好
ましくない。しかしながら、多少の結合剤の使用は、（
１）ばらの（遊離した）粒子が容器から溶融金属プール
内へ落下する可能性を少な（すること、（２）使用しつ
る粒度の範囲を広くすること、（３）内外圧力差による
支持力を補完するためのある程度の粘着性を粒状材に与
えるという点で有利である。従って、結合剤を添加する
ことが望ましい場合もある。

本発明に使用するのに適した結合剤含有砂（粒状型材）
は、下記のような化学的に固化又は硬化される樹脂から
成るものであることが好ましい。

１、アミン（例えばトリエチルアミン）蒸気を通してフ
ェノール−ウレタン結合剤を形成することによって架橋
させたフエノ−ルーイソシアネート樹脂ミックス（例え
ばアッシュランド・ケミカル・カンパニーのイソキュア
１１（登録商標））、２、メチルホルメートガスな通し
てフェノール−エステル樹脂を形成することによって重
合させたフェノール樹脂（例えばボートン・ケミカル・
カンパニーのベータセット”（登録商標））、 ３、フェノール樹脂とエステルを容器３２内へ導入する
直前に予備混合して得られる「ノーベーク」　じｎｏ　
ｂａｋｅ”　）物質（例えばボートン・ケミカル・カン
パニーのアルファセットＲ（登録商標））、 ４．３ｏｗガスを通すことによって硬化させたアクリル
−エポキシ樹脂と、ヒドロペルオキシドと、シランの混
合物（アッシュランド・ケミカル・カンパニーのイソセ
ット”（登録商標））。

ガス／蒸気（ガス又は蒸気）で硬化させた物質を使用す
る場合、本出願の対応米国特許願と同時に１９８８年５
月１０日に出願された本出願人の米国特許願に記載され
ているように模型を埋設した後硬化用のガス／蒸気透過
性壁４０を経て砂−樹脂ミックス内へ通す、いわゆる「
ノーベーク」物質は、その中に模型が埋設された後硬化
されるまでそのままに放置される。硬化後、粒状マスを
保持するための上記内外圧力差を設定し、以後の工程を
上述したようにして実施する。

第１０〜１２図の実施例は、容器３２″内に粒状型材の
本来的に不安定なマス１０３″を装入するものとして説
明されたが、この実施例においても、完全に結合された
粒状型材で形成された注型鋳型、例えば１個又は複数個
の成形キャビティを有する、樹脂で結合された砂型を、
例えば前節で言及した本出願人の米国特許願に開示され
た方法に従って、粒状型材の本来的に不安定なマス１０
３″の代りに用いることができることは、当業者には明
らかであろう。

本発明の方法に使用するための反重力式注型装置は、支
持腕２８、作動軸２９．２９ｂ及びそれに固定された容
器３２を備えた環状スライド２２を有する１つの中央直
立軸受台２０を有するものとして第１図に示されている
が、そのような直立軸受台２０を１対設け、それらを回
転自在ベース１２上に間隔をおいて取付けてもよいこと
は当業者には明らかであろう、その場合、各直立軸受台
２０に環状スライド２２を摺動自在に装着し、それぞれ
の環状スライド２２に支持腕２８、及び容器３２を担持
した作動軸２９．２９ｂを連結する。かくして、一方の
直立軸受台２０に装着した環状スライド２２、支持腕２
８、及び作動軸２９を操作して、それに関連する空の容
器３２を装入ステーションＰ１に、又は、金属を充填さ
れた容器３２を取出しステーションＰ３に位置づけし、
それと併行して、他方の直立軸受台２０に装着した環状
スライド２２、支持腕２８、及び作動軸２９を操作して
、それに関連する、粒状型材を充填した容器３２を注型
ステーションＰ２に位置づけすることができる。回転自
在のベース１２を１８０°回転することによって、前に
装入ステーションＰ１にあった、粒状型材を充填した容
器３２を注型ステーションＰ２に位置づけし、前に注型
ステーションＰ２にあった、金属を充填された容器３２
を取出しステーションＰ３に位置づけすることができ、
先の述べたようにしてそれぞれ装入、注型及び取出し操
作を行なうことができる。このように、一方の直立軸受
台２０上の容器３２の装入及び取出し作業を装入ステー
ションＰ１及び取出しステーションＰ３で実施するのと
併行して、他方の直立軸受台２０上の容器３２に注型ス
テーションＰ２において溶融金属を注型することができ
るので、１対の直立軸受台を備えた反重力式注型装置は
、生産性を高めることができる。

以上、本発明を実施例に関連して説明したが、本発明は
、ここに例示した実施例の構造及び形態に限定されるも
のではな（、本発明の精神及び範゛囲から逸脱すること
なく、いろいろな実施形態が可能であり、いろいろな変
更及び改変を加えることができることを理解されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の反重力式注型装置の立面図であり、
装入ステーション及び取出しステーションを示す左半分
と、注型ステーションを示す右半分に分割して示されて
いる。第２図は１本発明に使用するための複数の破壊自
在模型の立面図、第３図は、模型の平面図、第４図は１
粒状型材を部分的に充填された容器を断面図で示し、容
器内に装入するための模型を立面図で示す。第５図は、
第４図と同様の図であるが、模型が容器内の粒状型材内
に埋設されたところを示す。第６図は、第５図の容器を
上下逆にして粒状マスの底面を粗のしたの溶融金属プー
ルに浸漬させたところを示す断面図である。第７図は、
本発明の別の実施例の第６図と同様の（ただし、溶融金
属プールは示さず）断面図である。第８図は、本発明の
更に別の実施例の第６図と同様の（ただし、溶融金属プ
ールは示さず）断面図である。第９図は、上下両端が開
放した容器を使用する本発明の更に別の実施例の断面図
である。第１０図は、容器と真空箱を切離し自在とした
本発明の更に別の実施例の断面図である。第１１図は、
第１０図と同様の図であるが、容器と真空箱を密封係合
させたところを示す。第１２図は、第１０と同様の図で
あるが、真空箱から切離され、コンベヤ上へ載せられる
態様を示す。 １２：回転自在のベース １５：回転駆動機 ２０：直立軸受台 ２２：環状スライド ２４：ピストン ２６二流体圧シリンダ ３２：容器 ３３：開放端 Ｐｌ：装入ステーション Ｐ２：注型ステーション Ｐ３：取出しステーション ４０：透気性端壁 ４６：閉鎖部材 ４８二室 ５０：バイブ ５２：可撓性ホース ９０：模型 ９０ａ：ゲート部分 ９０ｂ　：成型部分 ９２：取付具 １００：延長壁 １０２：露出面 １０３：粒状型材のマス（粒状マス） １１０：注型鋳型 １２０：溶融金属のプール １５０：低透過性層 ３２゛　：容器３３゛　：開放底壁 ３５゛　：開放頂端 ４２′　：環状側壁 ４２ａ’　　：透気性部分 ４８′　：周辺真空室 ３２″：容器 ３３″　：開放端 ４０″　：端壁 ４７″　；真空箱 ４８″　：真空室 １０２″　＝ｎ出面 １０３−：粒状マス 代理人の氏名　　倉　内　基　弘 代理人の氏名　　風　間　弘　志 ＦＩＧ３ ＦＩＧ−２ ９０ノ ＦＩＧ、４ ！、７−ＬＬ Ｆ１α５ ＦＩＧ−９ ＦＩＧ、１０ ＦＩＧ、１１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、溶融金属を反重力式に注型する方法であって、 （ａ）粒状型材の本来的に不安定なマスを底部開放容器
   内に装入し、該マスの底面に容器の内部圧より高い外部
   圧を作用させることによって該マスを該容器内で破壊自
   在の模型の周りに保持し、 （ｂ）前記容器とその下に位置する溶融金属のプールを
   相対的に移動させて前記マスの底面を該溶融金属のプー
   ル内に浸漬させ、 （ｃ）前記マスの底面を前記溶融金属のプール内に浸漬
   させた状態で、該マスの底面と模型との間のゲート部分
   を通して溶融金属を該マス内へ吸引して模型を破壊し模
   型に代えて該マス内に溶融金属を充填することから成る
   溶融金属の反重力式注型方法。 ２、模型に代ってマス内に溶融金属を充填した後、前記
   容器と溶融金属のプールを相対的に移動させて前記マス
   の底面を該溶融金属のプールから引出し、その引出し操
   作中該マスの底面に前記内部圧より高い外部圧を加える
   ことによって粒状型材を該容器内で該金属の周りに保持
   する工程を含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の反重力式注型方法。 ３、前記マスの底面を溶融金属のプールから引出した後
   、前記外部圧と内部圧を均衡化して前記粒状型材及び金
   属を重力により前記容器から排出させる工程を含むこと
   を特徴とする特許請求の範囲第２項記載の反重力式注型
   方法。 ４、前記粒状型材は、実質的に結合剤無しの砂であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の反重力式注
   型方法。 ５、前記模型をその周りに保持される前記粒状型材だけ
   によって前記容器内に支持することを特徴とする特許請
   求の範囲第２項記載の反重力式注型方法。 ６、前記マスの底面にゲートを形成するように前記模型
   の一部をマスの底面に露呈させることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の反重力式注型方法。 ７、前記底部開放容器をその開放底部を上に向けて位置
   づけし、前記模型を該容器内に位置づけし、該容器内に
   粒状型材を充填することによつて粒状型材のマスを該模
   型の周りに装入し、該マスの上向き面を容器の上向きに
   面した底面に近接したところに位置させ、該マスの上向
   き面に該容器の内部圧より高い外部圧を作用させ、該容
   器を上下逆にして容器の開放底面を下に向けて該マスの
   前記上向き面を底面とすることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の反重力式注型方法。 ８、前記マスの透気率を減少させる工程を含むことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の反重力式注型方法
   。 ９、前記透気率減少工程は、マスの前記底面に、該マス
   より低い透気率を有する層を設けることによって行なわ
   れることを特徴とする特許請求の範囲第８項記載の反重
   力式注型方法。 １０、前記層は、前記底面上に透気率の低い破壊自在の
   シートを保持することによって設定されることを特徴と
   する特許請求の範囲第９項記載の反重力式注型方法。 １１、溶融金属を反重力式に注型する方法であって、 （ａ）粒状型材の本来的に不安定なマスを底部開放容器
   内に装入し、該マスの底面に周囲流体圧を作用させ、該
   容器内に周囲圧未満の圧力を設定することによって該マ
   スを該容器内で気化自在の模型の周りに保持し、 （ｂ）前記容器とその下に位置する溶融金属のプールを
   相対的に移動させて前記マスの底面を該溶融金属のプー
   ル内に浸漬させ、 （ｃ）前記マスの底面を前記溶融金属のプール内に浸漬
   させた状態で、該マスの底面と模型との間のゲート部分
   を通して溶融金属を該マス内へ吸引して模型を気化させ
   模型に代って該マス内に溶融金属を充填することから成
   る溶融金属の反重力式注型方法。 １２、前記容器内への注型中、前記模型、及び模型に代
   って充填される金属を、その周りに保持される前記粒状
   型材だけによって該容器内に支持することを特徴とする
   特許請求の範囲第１１項記載の反重力式注型方法。 １３、前記粒状型材は、実質的に結合剤無しの砂である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１２項記載の反重力
   式注型方法。 １４、溶融金属を反重力式に注型する方法であって、 （ａ）砂の本来的に不安定なマスを底部開放容器内に装
   入し、該マスの底面に大気圧を作用させ、該容器内に大
   気圧未満の圧力を設定することによって該マスを該容器
   内で気化自在の模型の周りに保持し、 （ｂ）模型の一部分を前記マスの底面に露出させ、 （ｃ）前記容器とその下に位置する溶融金属のプールを
   相対的に移動させて前記マスの底面及び横型の前記露出
   した一部分を該溶融金属のプール内に浸漬させ、 （ｄ）前記マスの底面及び模型の前記露出した一部分を
   前記溶融金属のプール内に浸漬させた状態で、該溶融金
   属を該マス内へ吸引して模型を気化させ模型に代つて該
   マス内に溶融金属を充填することから成る溶融金属の反
   重力式注型方法。 １５、前記容器内への注型中、前記模型、及び模型に代
   って充填される金属を、その周りに保持される前記砂だ
   けによって該容器内に支持することを特徴とする特許請
   求の範囲第１４項記載の反重力式注型方法。 １６、前記砂は、実質的に結合剤を包含していないこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１５項記載の反重力式注
   型方法。 １７、溶融金属を反重力式に注型する方法であって、 （ａ）底部開放容器内で破壊自在の模型を粒状型材の本
   来的に不安定なマスによって囲包し、 （ｂ）前記マスの底面に前記容器内の内部圧より高い外
   部圧を作用させて容器内の粒状型材を模型の周りに保持
   することから成る溶融金属の反重力式注型方法。 １８、前記粒状型材は、実質的に結合剤を包含していな
   いことを特徴とする特許請求の範囲第１７項記載の反重
   力式注型方法。 １９、前記模型を、その周りに保持される前記粒状型材
   だけによって該容器内に支持することを特徴とする特許
   請求の範囲第１７項記載の反重力式注型方法。 ２０、溶融金属を反重力式に注型する方法であって、 （ａ）容器をその開放端を上に向けて位置づけし、 （ｂ）破壊自在の模型を粒状型材の本来的近接したとこ
   ろに該マス上に上向きの面を形成し、 （ｃ）前記容器を上下逆にしたとき前記粒状型材を容器
   内に前記模型の周りに保持するのに十分に容器内の内部
   圧より高い外部流体圧を該マスの前記面に作用させ、 （ｄ）前記マスの前記面を下に向けられてその下に位置
   する溶融金属のプールに接触するように前記容器を上下
   逆にし、 （ｅ）前記面を前記溶融金属のプール内に浸漬させ、 （ｆ）該溶融金属を該マス内へ吸引して前記模型を破壊
   して模型に代って該マス内に溶融金属を充填し、 （ｇ）前記マスの前記面を前記溶融金属のプールから引
   き上げ、 （ｈ）前記容器を該プールから離れた部署へ移送し、 （ｉ）前記外部流体圧を除去して前記マス及びその中の
   金属を前記容器から排出させることから成る溶融金属の
   反重力式注型方法。 ２１、前記容器の上向き開放端に着脱自在の環状の延長
   容器部分を配置し、前記模型の一部分を前記マスの前記
   面に露出させ、模型の該露出部分を前記延長容器部分の
   上方に位置づけし、該延長容器部分に粒状型材を充填し
   、前記内部圧より高い外部圧を設定した後該延長容器部
   分を取外す工程を含むことを特徴とする特許請求の範囲
   第２０項記載の反重力式注型方法。 ２２、反重力式注型鋳型であって、 （ａ）開放底端を有する容器と、 （ｂ）下に位置する溶融金属のプールに接触するための
   底面を有し、前記容器内に金属受入れ成型キャビティを
   画定する粒状型材の本来的に不安定なマスと、 （ｃ）前記マス内に埋設され、前記キャビティの形を定
   める破壊自在の模型と、 （ｄ）前記模型と前記マスの底面との間に設けられたゲ
   ートと、 （ｅ）前記粒状型材を前記容器内で模型の周りに保持す
   るのに十分な負の圧力差を容器の内部と外部の間に設定
   するための手段と、 から成る反重力式注型鋳型。 ２３、前記模型は、その周りに保持された前記粒状型部
   材だけによって前記容器内に支持されるようになされて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第２２項記載の反
   重力式注型鋳型。 ２４、前記マスの底面が前記容器の開放底端より下方に
   配置されていることを特徴とする特許請求の範囲第２２
   項記載の反重力式注型鋳型。 ２５、前記差圧を設定するための前記手段は、前記容器
   内に周囲圧未満の圧力を設定するための手段を含むこと
   を特徴とする特許請求の範囲第２２項記載の反重力式注
   型鋳型。 ２６、前記容器は、容器内に周囲圧未満の圧力を設定す
   るための前記手段と前記マスとの間に配置された透気性
   壁を有することを特徴とする特許請求の範囲第２５項記
   載の反重力式注型鋳型。 ２７、容器内に周囲圧未満の圧力を設定するための前記
   手段は、前記透気性壁に隣接して設けられた真空室を含
   むことを特徴とする特許請求の範囲第２６項記載の反重
   力式注型鋳型。 ２８、前記差圧を設定するための前記手段は、前記溶融
   金属を前記横型に向けて吸引する働きをし、前記容器内
   に周囲圧未満の圧力を設定するための手段を含むことを
   特徴とする特許請求の範囲第２２項記載の反重力式注型
   鋳型。 ２９、前記容器は真空箱を有し、該真空箱と容器とに解
   放自在に密封係合して真空室を形成するための密封手段
   を有することを特徴とする特許請求の範囲第２２項記載
   の反重力式注型鋳型。 ３０、反重力式注型装置装置であって、 （ａ）開放底端を有する容器と、 （ｂ）下に位置する溶融金属のプールに接触するための
   底面を有し、前記容器内に収容された粒状型材の本来的
   に不安定なマスと、 （ｃ）前記マス内に埋設された破壊自在の模型と、 （ｄ）前記模型と前記マスの底面との間に設けられたゲ
   ートと、 （ｅ）前記粒状型材を前記容器内で模型の周りに保持す
   るために容器の内部圧より高い外部流体圧を前記マスの
   底面に作用させるための手段と、 （ｆ）前記マスの底面を前記溶融金属のプール内に浸漬
   させるために前記容器と該溶融金属のプールを相対的に
   移動させるための手段と、 （ｇ）前記模型を破壊し模型に代って前記マス内に溶融
   金属を充填するために前記マスの底面を前記溶融金属の
   プール内に浸漬させた状態で、該溶融金属を前記ゲート
   を通して該マス内へ吸引するための手段と、 から成る反重力式注型装置。 ３１、前記模型、及び模型に代って充填される金属は、
   その周りに保持される前記粒状型材だけによって該容器
   内に支持されるようになされていることを特徴とする特
   許請求の範囲第３０項記載の反重力式注型装置。 ３２、内部圧より高い外部流体圧を作用させるための前
   記手段、及び溶融金属を吸引するための前記手段は、前
   記容器内に周囲圧未満の圧力を設定するための手段から
   成ることを特徴とする特許請求の範囲第３０項記載の反
   重力式注型装置。 ３３、前記容器は、周囲圧未満の圧力を設定するための
   前記手段と、前記マスとの間に配置された透気性壁を有
   することを特徴とする特許請求の範囲第３２項記載の反
   重力式注型装置。 ３４、容器内に周囲圧未満の圧力を設定するための前記
   手段は、前記透気性壁に隣接して設けられた真空室を含
   むことを特徴とする特許請求の範囲第３３項記載の反重
   力式注型装置。 ３５、前記マスの底面を前記溶融金属のプールから引出
   すための手段と、マスの底面が溶融金属のプールから引
   出された後、前記粒状型材及び固化した金属を前記容器
   から重力によって排出させるために前記外部圧と内部圧
   を均衡化させるための手段を有することを特徴とする特
   許請求の範囲第３０項記載の反重力式注型装置。 ３６、反重力式注型装置装置であって、 （ａ）開放底端を有する容器と、 （ｂ）下に位置する溶融金属のプールに向って下向きに
   向けられた底面を有し、前記容器内に収容された粒状型
   材の本来的に不安定なマスと、 （ｃ）前記マス内に埋設され、一部分をマスの底面に露
   出された気化自在の模型と、 （ｄ）前記前記粒状型材を前記模型の周りに保持し、注
   型中、該粒状型材を模型に代って充填される金属の周り
   に保持するために該容器内に周囲圧未満の圧力を設定す
   るための手段と、 （ｅ）前記マスの底面及び前記模型の前記露出部分を前
   記溶融金属のプール内に浸漬させるために前記容器と該
   溶融金属のプールを相対的に移動させるための手段と、 （ｆ）前記マスの底面及び前記模型の前記露出部分を前
   記溶融金属のプールに接触させることにより該模型を気
   化させ模型に代って該マス内に溶融金属を充填するため
   に該溶融金属を模型に向けて吸引するための手段と、 から成る反重力式注型装置。 ３７、反重力式注型装置装置であって、 （ａ）透気性上端と開放底端とを有する容器と、 （ｂ）下に位置する溶融金属のプールに向って下向きに
   向けられた底面を有し、前記透気性上端に近接したとこ
   ろに上面を有し、前記容器内に収容された砂の本来的に
   不安定なマスと、 （ｃ）前記マス内に埋設され、一部分をマスの底面に露
   出された気化自在の模型と、 （ｄ）前記透気性上端に近接して設けられており、前記
   砂を前記容器内で模型の周りに保持し、注型中、該砂を
   模型に代って充填される金属の周りに保持するために該
   容器内に周囲圧未満の圧力を設定し、前記マスの底面及
   び前記模型の前記露出部分を前記溶融金属のプールに接
   触させることにより該模型を破壊させ模型に代って該マ
   ス内に溶融金属を充填するために該溶融金属を模型に向
   けて吸引するための手段と、 （ｅ）前記マスの底面及び前記模型の前記露出部分を前
   記溶融金属のプール内に浸漬させるために前記容器と該
   溶融金属のプールを相対的に移動させるための手段と、 から成る反重力式注型装置。 ３８、溶融金属を反重力式に注型する方法であって、 （ａ）透気性型部材の底面がその下に位置する溶融金属
   のプールに向って下向きに向けられるように、開放底端
   を有する容器内に該型部材を設定し、 （ｂ）真空箱と前記容器とを解放自在に密封係合させて
   、前記容器の透気性部分を通して型部材内の成型キャビ
   ティを抜気するための真空室を該透気性部分に対面する
   ようにして形成し、 （ｃ）前記溶融金属のプールと前記容器を相対的に移動
   させて前記型部材の底面を該溶融金属のプール内に浸漬
   し、 （ｄ）前記型部材の底面を溶融金属のプール内に浸漬さ
   せた状態で前記真空室を抜気し、それによって型部材の
   底面と型部材内の成形キャビティの間のゲートを通して
   溶融金属を吸引して該成形キャビティに該金属を充填し
   、 （ｅ）前記溶融金属のプールと前記容器を相対的に移動
   させて前記型部材の底面を該溶融金属のプールから引き
   出し、 （ｆ）前記真空箱と前記容器とを脱係合させ、 （ｇ）前記脱係合された容器内で前記型材内の金属を冷
   却すること から成る反重力式注型方法。 ３９、真空箱と容器とを解放自在に密封係合させる前記
   操作は、真空箱を容器の開放底端とは反対側の透気性端
   壁に密封係合させることから成ることを特徴とする特許
   請求の範囲第３８項記載の反重力式注型方法。 ４０、真空箱と容器とを解放自在に密封係合させる前記
   操作は、前記真空室を抜気することから成ることを特徴
   とする特許請求の範囲第３８項記載の反重力式注型方法
   。 ４１、前記型部材は、前記真空室を抜気することによっ
   て前記容器内に保持される粒状型材の本来的に不安定な
   マスによって構成することを特徴とする特許請求の範囲
   第３８項記載の反重力式注型方法。 ４２、前記粒状型材の本来的に不安定なマスは、結合剤
   無しの砂で構成することを特徴とする特許請求の範囲第
   ４１項記載の反重力式注型方法。 ４３、前記成型キャビティは、前記マス内の破壊自在の
   模型を埋設することによって該マス内に形成することを
   特徴とする特許請求の範囲第３８項記載の反重力式注型
   方法。 ４４、溶融金属を反重力式に注型する方法であって、 （ａ）開放端と透気性部分を有する容器と真空箱とを解
   放自在に密封係合させることにより、該容器の内部を、
   該透気性部分を通して抜気するための真空室を該透気性
   部分に対面するようにして形成し、 （ｂ）粒状型材の本来的に不安定なマスを、その一面を
   前記容器の開放端に近接したところに露出させて該容器
   内で破壊自在の模型の周りに保持するのに十分な負の圧
   力差を容器の内部と外部の間に設定するように前記真空
   室を抜気し、 （ｃ）前記マスの前記露出した一面がその下に位置する
   溶融金属のプールに対面するように該マスを保持した前
   記容器を位置づけし、 （ｄ）前記溶融金属のプールと前記マスを保持した容器
   を相対的に移動させて該マスの前記露出した一面を該溶
   融金属のプール内に浸漬し、 （ｅ）前記マスの露出した一面を溶融金属のプール内に
   浸漬させた状態で該マスの露出した一面と前記模型の間
   のゲートを通して溶融金属を吸引し、それによって該マ
   ス内の模型を破壊し、模型に代って該金属を充填し、 （ｆ）前記溶融金属のプールと前記マスを保持した前記
   容器を相対的に移動させて該マスの露出した一面を該溶
   融金属のプールから引き出し、 （ｇ）前記真空箱と前記容器とを脱係合させ、 （ｈ）前記脱係合された容器内で前記マス内の金属を冷
   却すること から成る反重力式注型方法。 ４５、反重力式注型装置装置であって、 （ａ）開放底端と透気性部分を有する容器と、 （ｂ）下に位置する溶融金属のプールに浸漬するための
   底面を有し、内部に成形キャビティを有し、前記容器内
   に収容された透気性型部材と、 （ｃ）前記成形キャビティと前記型部材の底面との間に
   設けられたゲートと、 （ｄ）前記成形キャビティを、前記容器の透気性部分を
   通して抜気するための真空室を該透気性部分に対面する
   ようにして形成するために該容器に解放自在に密封係合
   する真空箱と、 （ｅ）前記型部材の底面を前記溶融金属のプール内に浸
   漬させるために前記容器と該溶融金属のプールを相対的
   に移動させるための手段と、 （ｆ）前記型部材の底面を溶融金属のプール内に浸漬さ
   せた状態で、前記ゲートを通して溶融金属を型部材内の
   成形キャビティ内へ吸引して成形キャビティに金属を充
   填するために前記真空室を抜気するための手段と、 （ｇ）前記型部材の底面を前記溶融金属のプールから引
   き出すために該溶融金属のプールと前記容器を相対的に
   移動させるための手段と、 （ｈ）前記真空箱と前記容器とを脱係合させるための手
   段と、 （ｉ）前記脱係合された容器内で前記型部材内の金属を
   冷却する間該容器を支持するための手段と、 から成る反重力式注型装置。 ４６、前記容器の透気性部分は、該容器の、開放端とは
   反対側の端壁を構成することを特徴とする特許請求の範
   囲第４５項記載の反重力式注型装置。 ４７、前記型部材は、前記容器内に保持された粒状型材
   の本来的に不安定なマスから成ることを特徴とする特許
   請求の範囲第４５項記載の反重力式注型装置。 ４８、前記粒状型材の本来的に不安定なマスは、結合剤
   無しの砂であることを特徴とする特許請求の範囲第４７
   項記載の反重力式注型装置。 ４９、前記成型キャビティは、前記マス内に埋設された
   破壊自在の模型から成ることを特徴とする特許請求の範
   囲第４５項記載の反重力式注型装置。 ５０、反重力式注型装置装置であって、 （ａ）開放底端と透気性部分を有する容器と、 （ｂ）下に位置する溶融金属のプールに接触するための
   底面を有し、前記容器内に収容された粒状型材の本来的
   に不安定なマスと、 （ｃ）前記マス内に埋設された破壊自在の模型と、 （ｄ）前記模型と前記マスの底面との間に設けられたゲ
   ートと、 （ｅ）粒状型材のマスを前記容器内で前記模型の周りに
   保持するのに十分な負の圧力差を容器の内部と外部の間
   に設定するように該容器の内部を抜気するための真空室
   を該容器の透気性部分に対面するようにして形成するた
   めに該容器に解放自在に密封係合する真空箱と、 （ｆ）前記マスの底面を前記溶融金属のプール内に浸漬
   させるために該マスを保持した前記容器と該溶融金属の
   プールを相対的に移動させるための手段と、 （ｇ）前記マスの底面を溶融金属のプール内に浸漬させ
   た状態で、前記模型を破壊して該マス内の模型に代って
   金属を充填するために前記ゲートを通して溶融金属を該
   マス内へ吸引するための手段と、 （ｈ）前記マスの底面を前記溶融金属のプールから引き
   出すために該溶融金属のプールと該マスを保持した前記
   容器を相対的に移動させるための手段と、 （ｉ）前記真空箱と前記容器とを脱係合させるための手
   段と、 （ｊ）前記脱係合された容器内で前記粒状型材のマス内
   の金属を冷却する間該容器を支持するための手段と、 から成る反重力式注型装置。