WO2023195257A1

WO2023195257A1 - 分割鋳型、分割鋳型を造型するための型、分割鋳型の組み立て治具、鋳型および鋳型の造型方法

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Publication number: WO2023195257A1
Application number: PCT/JP2023/006313
Authority: WO
Inventors: 徹風岡; 直也光成
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2022-04-08
Filing date: 2023-02-21
Publication date: 2023-10-12
Also published as: JPWO2023195257A1

Abstract

分割鋳型は、スクリュー部材の円柱部の外周面に沿う形状の内壁面を有すると共に、内壁面が円柱部の外周面を螺旋に沿った帯の形に切り欠いた形状の外形を有して円柱部の外周部分を形成する外周部分形成部（１１Ａ）と、外周部分形成部（１１Ａ）の内壁面から内側へ突出すると共に、外周部分形成部１１Ａ）の内壁面に沿って螺旋の形状に延在してスクリュー部材の溝を形成する溝形成部（１２Ａ）と、を備える。そして、分割鋳型それぞれに備えられる外周部分形成部（１１Ａ）が円柱部の外周方向に配列された場合に、外周部分形成部（１１Ａ）同士が外周方向に隣接してスクリュー部材の鋳型を形成する。

Description

分割鋳型、分割鋳型を造型するための型、分割鋳型の組み立て治具、鋳型および鋳型の造型方法

　本開示は分割鋳型、分割鋳型を造型するための型、分割鋳型の組み立て治具、鋳型および鋳型の造型方法に関する。

　鋳型、例えば、砂型には、鋳造対象の一部分を成型する分割砂型を組み合わせて鋳造対象の砂型を作製するものがある。

　例えば、特許文献１には、扇状の形状を有し、インペラの翼部分を成型する分割砂型をインペラの翼の数だけ備え、それら分割砂型が組み合わせられることにより、インペラを成型する砂型が開示されている。

特開平７－５１７９２号公報

　一方、装置，機器には、螺旋の形状を有する溝を複数個、備えるスクリュー部材が用いられることがある。例えば、スクリュー圧縮機には、螺旋の形状を有する歯溝が複数個、外周方向に配列されたスクリューロータが設けられている。特許文献１に記載の砂型の技術が用いられることにより、このようなスクリュー部材が製造されることが考えられる。

　しかし、特許文献１に記載の分割砂型それぞれは、互いの間に仕切用薄板が設けられた状態で、上記翼の形状を有する分割木型が組み合わせられた木型を用いて造型されている。一方で、スクリュー部材では、溝が螺旋の形状であり、その螺旋の軸方向に溝同士が重なり合っていることがある。この場合、インペラが備える翼部分同士の回転軸方向への重なり量よりも、スクリュー部材が備える歯同士の螺旋の軸方向への重なり量のほうが大きくなりやすい。そして、スクリュー部材が備える歯同士の螺旋の軸方向への重なり量が大きいと、特許文献１に記載の砂型でも、上記の分割木型同士の翼部分の重なり量が大きくなってしまう。この場合、砂型を造型するときの、造型された部分砂型それぞれを分割木型それぞれから型抜きする工程で、分割木型それぞれの抜き取りが困難になってしまう。その結果、砂型の造型が難しい。

　そこで、分割木型から分割砂型を引き抜きやすくして、砂型の造型を容易にするため、分割木型をさらに分割することが考えられる。または、仕切用薄板を増やして砂型をより多数の分割砂型に分割することが考えられる。しかし、そのような場合、鋳造されるスクリュー部材の寸法の精度が低くなってしまう。また、分割木型または分割砂型の数が増加することになるため、砂型の生産効率が低下してしまう。

　本開示は上記の課題を解決するためになされたもので、精度が高いスクリュー部材を鋳造できると共に、高い効率で造型できる分割鋳型、分割鋳型を造型するための型、分割鋳型の組み立て治具、鋳型および鋳型の造型方法を提供することを目的とする。

　上記の目的を達成するため、本開示に係る分割鋳型は、螺旋の形状を有する溝が複数個、軸線方向に隣り合って外周面に設けられた円柱部を備えるスクリュー部材を鋳造するための鋳型の分割鋳型である。分割鋳型は、円柱部の外周面に沿う形状の内壁面を有すると共に、内壁面が円柱部の外周面を螺旋に沿った帯の形に切り欠いた形状の外形を有して円柱部の外周部分を形成する外周部分形成部と、外周部分形成部の内壁面から内側へ突出すると共に、外周部分形成部の内壁面に沿って螺旋の形状に延在して溝を形成する溝形成部と、を備える。そして、分割鋳型それぞれに備えられる外周部分形成部が円柱部の外周方向に配列された場合に、外周部分形成部同士が外周方向に隣接してスクリュー部材の鋳型を形成する。

　本開示の構成によれば、分割鋳型は、円柱部の外周面に沿う形状の内壁面を有すると共に、内壁面が円柱部の外周面を螺旋に沿った帯の形に切り欠いた形状の外形を有して円柱部の外周部分を形成する外周部分形成部と、外周部分形成部の内壁面から内側へ突出すると共に、外周部分形成部の内壁面に沿って螺旋の形状に延在して溝を形成する溝形成部と、を備える。このため、分割鋳型を造型するときの型抜き工程で、造型用の型から分割鋳型を引き抜きやすい。その結果、造型用の型から分割鋳型を引き抜きやすくするため、分割鋳型それ自体または造型用の型をより多数のブロックに分割する必要がない。本開示の構成によれば、分割鋳型を複数のブロックに分割した場合と比較して、スクリューロータを高い精度で鋳造できる。さらに、分割鋳型および鋳型の生産効率が高い。

本開示の実施の形態１に係る分割砂型および組立砂型の鋳造対象であるスクリューロータの斜視図本開示の実施の形態１に係る分割砂型および組立砂型の鋳造対象であるスクリューロータであって、歯溝にゲートロータの歯が噛み合ったときのスクリューロータの断面図本開示の実施の形態１に係る組立砂型の斜視図本開示の実施の形態１に係る組立砂型の断面図本開示の実施の形態１に係る組立砂型を形成する分割砂型の斜視図本開示の実施の形態１に係る分割砂型が備える外周部分形成部と鋳造対象のスクリューロータの歯溝との位置関係を示す分割砂型の斜視図本開示の実施の形態１に係る分割砂型が備える溝形成部の斜視図本開示の実施の形態１に係る組立砂型を用いたスクリューロータの製造方法のフローチャート本開示の実施の形態１に係る分割砂型を造型するための金型の斜視図本開示の実施の形態１に係る分割砂型を造型するための金型が備える下型のキャビティ部の斜視図本開示の実施の形態１に係る分割砂型を、金型の水平方向へ長手方向を向けて造型された場合の、分割砂型の斜視図本開示の実施の形態１に係る分割砂型の、金型が備える上型と下型それぞれが造型する部分を示す分割砂型の斜視図本開示の実施の形態１に係る組立砂型の組み立てで、外周部分形成部同士を組み付けるときの位置関係を示す分割砂型の斜視図本開示の実施の形態１に係る組立砂型の組み立てで、分割砂型の集合体同士を組み付けるときの集合体の上面図本開示の実施の形態１に係る組立砂型の組み立てで、分割砂型同士を組み合わせるときの、分割砂型が有する螺旋状に延びる端面の端部の位置関係を示す分割砂型の上から視た斜視図本開示の実施の形態１に係る組立砂型の組み立てで、分割砂型同士を組み合わせるときの、分割砂型が有する螺旋状に延びる端面の端部の位置関係を示す分割砂型の下から視た斜視図本開示の実施の形態２に係る分割砂型の斜視図本開示の実施の形態２に係る組立砂型の組み立てで、分割砂型同士を組み合わせるときの、分割砂型が有する螺旋状に延びる端面の端部の位置関係を示す分割砂型の斜視図本開示の実施の形態２に係る組立砂型の変形例の組み立てで、分割砂型同士を組み合わせるときの、分割砂型が有する螺旋状に延びる端面の端部の形状を示す分割砂型の斜視図本開示の実施の形態２に係る組立砂型の変形例の組み立てで、分割砂型同士を組み合わせるときの、分割砂型が有する螺旋状に延びる、もう一つの端面の端部の形状を示す分割砂型の斜視図本開示の実施の形態２に係る組立砂型の変形例の組み立てで、分割砂型同士を組み合わせるときの、分割砂型が有する螺旋状に延びる端部の形状を示す概念図本開示の実施の形態２に係る組立砂型を組み立てるときに使用する組み立て治具の斜視図本開示の実施の形態２に係る組立砂型を組み立てるときに使用する組み立て治具の別の方向から視た斜視図本開示の実施の形態２に係る組立砂型を組み立てるときに使用する組み立て治具に分割砂型を載置したときの組み立て治具の斜視図本開示の実施の形態２に係る組立砂型の組み立て方法の変形例で用いられる定盤の斜視図本開示の実施の形態２に係る組立砂型の組み立て方法の変形例で用いられる組み立て治具の斜視図本開示の実施の形態２に係る組立砂型の組み立て方法の変形例で用いられる組み立て治具同士を組み付けたときの下面図本開示の実施の形態２に係る組立砂型の組み立て方法の変形例で用いられるもう一つの組み立て治具を組み立て治具に組み付けたときの組み立て治具の下面図本開示の実施の形態２に係る組立砂型の組み立て方法の変形例において、定盤に設けられたレールに組み立て治具を載せて分割砂型同士を位置決めして接合するときの定盤と組み立て治具の斜視図本開示の実施の形態２に係る組立砂型の組み立て方法の変形例において、定盤に設けられたレールに組み立て治具を載せて分割砂型同士を位置決めして接合するときの定盤と組み立て治具の斜視図本開示の実施の形態２に係る組立砂型の組み立て方法の変形例において、定盤に設けられたレールに組み立て治具を載せて分割砂型同士を位置決めして接合するときの定盤と組み立て治具の斜視図本開示の実施の形態２に係る組立砂型の組み立て方法の変形例において、定盤に設けられたレールに組み立て治具を載せて分割砂型の集合体を組み合わせるときの定盤と組み立て治具の斜視図本開示の実施の形態２に係る組立砂型の組み立て方法の変形例において、定盤に設けられたレールに組み立て治具を載せて分割砂型の集合体を組み合わせるときの定盤と組み立て治具の斜視図本開示の実施の形態２に係る組立砂型の組み立て方法の変形例において、定盤に設けられたレールに組み立て治具を載せて分割砂型の集合体を組み合わせるときの定盤と組み立て治具の斜視図本開示の実施の形態３に係る分割砂型の斜視図本開示の本開示の実施の形態３に係る分割砂型が備え、合わせ面を有する凸部と凹部の拡大斜視図

　以下、本開示の実施の形態に係る分割鋳型、分割鋳型を造型するための型、分割鋳型の組み立て治具、鋳型および鋳型の造型方法について図面を参照して詳細に説明する。なお、図中、同一又は同等の部分には同一の符号を付す。図に示す直交座標系ＸＹＺにおいて、スクリュー部材または分割鋳型の軸方向を鉛直方向に向けたときの、鉛直方向がＺ軸、水平面がＸＹ平面である。以下、適宜、この座標系を引用して説明する。

（実施の形態１）
　実施の形態１に係る鋳型は、スクリュー圧縮機に設けられるスクリューロータを鋳造するための、鋳物砂により造型された砂型である。この砂型は、複数の分割砂型が組み合わせられることにより作製されている。以下、スクリュー圧縮機がシングルスクリュー圧縮機であり、かつ鋳型が砂型である場合を例に、スクリューロータの砂型および分割砂型について説明する。まず、図１および図２を参照して、鋳造対象のスクリューロータの構成について説明する。

　なお、スクリューロータの砂型は、分割砂型を組み合わせて作製されるため、以下、理解を容易にするため、スクリューロータの砂型のことを組立砂型というものとする。

　図１は、実施の形態１に係る分割砂型１Ａおよび組立砂型２Ａの鋳造対象であるスクリューロータ１００の斜視図である。図２は、歯溝１１０にゲートロータ２１０、２２０の歯２１１、２２１が噛み合ったときのスクリューロータ１００の断面図である。なお、図２では、理解を容易にするため、ハッチングを省略している。

　図１に示すように、スクリューロータ１００は、複数の歯溝１１０が形成された円柱部１２０を備える。

　図示しないが、シングルスクリュー圧縮機は、筒状のケーシングを備える。そして、シングルスクリュー圧縮機は、その内部で、スクリューロータ１００が図２に示す円板状のゲートロータ２１０、２２０と噛み合いながら回転することにより、流体、例えば、冷媒を圧縮する。円柱部１２０は、そのケーシングの一部が円筒状であり、その内部で回転可能にするため、図１に示すように、一端が面取りされた円柱の形状に形成されている。そして、円柱部１２０は、それ自体を回転させる図示しない回転軸を通すため、図１に示すように、軸線Ａ１に沿って延びる貫通孔１２１が形成されている。これにより、円柱部１２０は、貫通孔１２１に図示しない回転軸が通され、その回転軸が駆動装置、例えば、電動機により回転した場合に、回転軸の回転と共に回転する。

　一方、円柱部１２０の外周面には、圧縮対象の流体を流すための、複数の歯溝１１０が形成されている。

　歯溝１１０それぞれは、螺旋の形状に形成されている。その螺旋の捻れ角は、１８０°未満、例えば、最大で１７０°以上から１８０°未満の範囲の角度である。図２に示すように、上述したゲートロータ２１０、２２０では、複数の歯２１１、２２１が外周部に配列されている。そして、ゲートロータ２１０、２２０は、円柱部１２０の軸線Ａ１と直交する方向、例えば、図１に示すＹ方向に円板軸Ａ２を向けている。さらに、ゲートロータ２１０と２２０は、それらの間に円柱部１２０を挟み込んでいる。歯溝１１０それぞれは、このような状態で、ゲートロータ２１０、２２０の歯２１１、２２１と噛み合い可能にするため、上述したように、螺旋の形状、すなわち、弦巻線の形状に形成されている。

　また、歯溝１１０それぞれの形状である螺旋は、図１に示すように、同じ曲率、同じ捻れ率である。そして、このような螺旋の形状の歯溝１１０が、複数個、詳細には、６つ形成されている。さらに、歯溝１１０同士は、軸線Ａ１方向に位相がずれた状態で、配列されている。換言すると、歯溝１１０同士は、軸線Ａ１方向にずれて形成され、軸線Ａ１方向に隣り合っている。このような構成により、歯溝１１０には、図２に示すゲートロータ２１０、２２０の外周にある歯２１１、２２１が噛み合う。
　なお、図１に示す例では、歯溝１１０が円柱部１２０に６つあるが、円柱部１２０に設けられる歯溝１１０の数は、２つ以上あればよく、その結果、それら歯溝１１０は、多重螺旋状であればよい。これを満たす限りにおいて歯溝１１０の数はいくつであってもよい。

　ゲートロータ２１０、２２０は、歯溝１１０に歯２１１、２２１が噛み合うことにより、円柱部１２０が上述した図示しない回転軸によって回転した場合に回転する。そして、ゲートロータ２１０、２２０の回転に伴い、歯２１１、２２１は、歯溝１１０内を相対的移動する。一方、歯２１１、２２１は、歯溝１１０および図示しないケーシングと共に、流体を圧縮する圧縮室を形成する。その結果、ゲートロータ２１０、２２０が回転して歯２１１、２２１が相対移動すると、歯２１１、２２１の相対移動方向にある圧縮室の容積が小さくなっていく。これにより、歯溝１１０の一端、例えば、図２に示す＋Ｚ端から流体が流れ込み、圧縮室に流体が供給されると、圧縮室内の流体が圧縮される。これにより、ゲートロータ２１０、２２０とスクリューロータ１００は、流体を圧縮する。

　このように、流体を圧縮するため、スクリューロータ１００が備える円柱部１２０には、螺旋の形状の歯溝１１０が、複数個、形成されている。そして、それら歯溝１１０は、軸線Ａ１方向に隣り合っている。さらに、それら歯溝１１０は、円柱部１２０の＋Ｚ端から－Ｚ端に渡って形成されている。

　スクリューロータ１００は、このような複雑な形状を有している。この複雑な形状を実現するため、スクリューロータ１００は、一般に金属で形成された円筒を切削することにより製造されている。

　しかしながら、切削の場合、加工時間が長く生産効率が低い。一方、スクリューロータ１００を、例えば、特許文献１に記載の技術で鋳造することが考えられるが、この場合、中子が複雑になったり鋳型の造型に時間がかかったりするおそれがある。また、スクリューロータ１００が軸線Ａ１方向に隣り合う螺旋状の歯溝１１０を備えるため、鋳型も同様に、軸線Ａ１方向に隣り合う螺旋状の凸部を備える形状となり、その結果、鋳型を造型するときの型抜き工程で、上型、下型等の造型用の型から鋳型を抜くことが困難になってしまう。

　そこで、実施の形態１では、スクリューロータ１００全体を鋳造するための鋳型を複数の部分に分割した形状を有する複数個の分割砂型を用い、それら分割砂型を組み立てた組立砂型によってスクリューロータ１００を鋳造する。また、このような鋳造を採用することにより、実施の形態１は、スクリューロータ１００のニアネットシェイプ（Ｎｅａｒ　ｎｅｔ　ｓｈａｐｅ）化を実現する。続いて、図３－図７を参照して、組立砂型および分割砂型の構成について説明する。

　図３は、実施の形態１に係る組立砂型２Ａの斜視図である。

　図３に示すように、組立砂型２Ａは、スクリューロータ１００の円柱部１２０が有する外周部分を形成するための円筒部２１と、スクリューロータ１００の歯溝１１０を形成するための複数の凸部２２と、を有する形状を備える。

　円筒部２１は、スクリューロータ１００の円柱部１２０の外径よりも鋳造時に鋳込まれる金属の収縮分だけ、すなわち縮み代だけ大きい内径を有する。また、円筒部２１の軸線Ａ３方向の長さは、スクリューロータ１００の軸線Ａ１方向の長さよりも縮み代だけ大きい。これにより、円筒部２１は、鋳造に用いられた場合に、スクリューロータ１００の上述した形状の円柱部１２０を形成する。

　一方、凸部２２は、スクリューロータ１００の歯溝１１０の深さよりも縮み代だけ小さく円筒部１２０の内壁から突出する。また、凸部２２の幅も、スクリューロータ１００の歯溝１１０の幅よりも縮み代だけ小さい。そして、凸部２２は、円筒部２１の内壁に沿ってスクリューロータ１００の歯溝１１０と同じ螺旋の形状に延在する。その結果、凸部２２は、鋳造に用いられた場合に、スクリューロータ１００の上述した形状の歯溝１１０を形成する。

　このような構成を備える組立砂型２Ａは、砂型を造型するときの型抜き工程で型から引き抜きやすくするため、螺旋の形状に沿って分割した形状を備える複数個の分割砂型１Ａによって構成されている。続いて、図４－図７を参照して、分割砂型１Ａの構成について説明する。

　図４は、組立砂型２Ａの断面図である。図５は、組立砂型２Ａを形成する分割砂型１Ａの斜視図である。図６は、分割砂型１Ａが備える外周部分形成部１１Ａと鋳造対象のスクリューロータ１００の歯溝１１０との位置関係を示す分割砂型１Ａの斜視図である。図７は、実施の形態１に係る分割砂型１Ａが備える溝形成部１２Ａの斜視図である。

　なお、図４は、理解を容易にするため、スクリューロータ１００の円柱部１２０に形成される貫通孔１２１を形成する小型の円柱の形状を有する中子を省略している。以下の説明では、貫通孔１２１の中子には言及しないが、貫通孔１２１を形成する形成する場合には、中子を用いるとよい。

　また、図４は、図３に示す組立砂型２ＡをＸＹ平面で切断した場合の断面図を示している。そして、図４は、理解を容易にするため、鋳造対象のスクリューロータ１００から取り除かれず、内部に鋳造されたスクリューロータ１００が残された組立砂型２Ａを示している。また、図４は、外周部分形成部１１Ａと溝形成部１２Ａの境界を点線で示している。

　分割砂型１Ａは、上記のように、組立砂型２Ａの全体形状を凸部２２の螺旋の形状に沿って分割した形状であるため、図４に示すように、スクリューロータ１００の歯溝１１０と同数個だけ、組立砂型２Ａに備えられている。詳細には、分割砂型１Ａは６つ、組立砂型２Ａに備えられている。さらに、分割砂型１Ａそれぞれは、組立砂型２Ａの全体形状を凸部２２の螺旋の形状に沿って分割した形状であるため、互いに同じ形状、同じ大きさである。そして、分割砂型１Ａそれぞれは、スクリューロータ１００の円柱部１２０の外周の一部分を形成するための外周部分形成部１１Ａと、スクリューロータ１００の歯溝１１０を形成するための溝形成部１２Ａとを備える。

　外周部分形成部１１Ａは、組立砂型２Ａの円筒部２１の軸線Ａ３に対して垂直な断面、すなわちＸＹ断面で視たときに、組立砂型２Ａの円筒部２１を６分割した円弧の形状を有する。そして、外周部分形成部１１Ａは、その断面形状のまま、図５に示すように、Ｚ方向へ螺旋状に延びている。その螺旋の形状は、上述した組立砂型２Ａの凸部２２と同じ螺旋の形状である。その結果、外周部分形成部１１Ａは、鋳造対象のスクリューロータ１００の円柱部１２０に沿うことが可能な形状の内壁面とスクリューロータ１００の歯溝１１０が有する螺旋の形状に延びる帯の外形を備える。換言すると、外周部分形成部１１Ａは、スクリューロータ１００の円柱部１２０の外周面を、歯溝１１０の螺旋に沿った帯形に切り欠いた形状である。これにより、外周部分形成部１１Ａは、鋳造に用いられた場合に、スクリューロータ１００が有する円柱部１２０の外周部分を、螺旋状の歯溝１１０に沿って帯状に切断したと仮定したときの、その外周部分の螺旋状かつ帯状部分を形成する。

　外周部分形成部１１Ａは、上述した組立砂型２Ａの円筒部２１の軸線Ａ３に平行な方向、すなわちＺ方向の両端それぞれに、Ｚ方向に延びる平面の形状に形成された垂直端部１１１、１１２を有する。外周部分形成部１１Ａは、このような垂直端部１１１、１１２を有することにより、分割砂型１Ａ同士がＺ方向へずれにくくする。その結果、外周部分形成部１１Ａは、組立砂型２Ａの寸法精度を向上させる。

　なお、垂直端部１１１、１１２のＺ方向への高さは、高くなるほど抜型性が悪化するため、実験によりＺ方向へずれない最低限の高さを求めて、その最低限の高さにするとよい。また、垂直端部１１１、１１２には、抜き勾配が設けられるとよい。この場合、例えば、垂直端部１１１、１１２の抜き勾配は、Ｚ方向に対して０．１°以上傾くことが望ましく、Ｚ方向に対して１°以上傾くことがさらに望ましい。このような抜き勾配であれば、抜型性の悪化が防がれるからである。本明細書では、Ｚ方向へ延びることから垂直端部１１１、１１２と称しているが、垂直端部１１１、１１２は、このような抜き勾配がある程度に実質的に垂直な場合を含む。

　また、図４に示すように、外周部分形成部１１Ａは、上述したＸＹ断面視での円弧の内面に溝形成部１２Ａが隣接している。すなわち、外周部分形成部１１Ａは、溝形成部１２Ａを外側から支持している。これにより、外周部分形成部１１Ａは、分割砂型１Ａの造型時に型から引き抜きやすい形状となっている。

　さらに、外周部分形成部１１Ａでは、上述したＸＹ断面視での円弧の一方の円弧端が溝形成部１２Ａの端面と揃えられている。要するに、ＸＹ断面視で、外周部分形成部１１Ａの一方の円弧端にある端面と溝形成部１２Ａの端面は、連続して面一である。そして、外周部分形成部１１Ａでは、もう一方の円弧端の側が溝形成部１２Ａよりも弧方向に延びている。外周部分形成部１１Ａの、ＸＹ断面視でのもう一方の円弧端は、分割砂型１Ａが組立砂型２Ａを組み立てている状態で、隣り合う分割砂型１Ａが有する外周部分形成部１１ＡのＸＹ断面視円弧形の一方の円弧端に接する。これにより、図６に示す外周部分形成部１１Ａの螺旋状の帯形の幅方向端面は、鋳造時に、鋳造されたスクリューロータ１００の歯溝１１０の溝側壁の延長線上に位置することとなる。このような形状を有することにより、外周部分形成部１１Ａは、分割砂型１Ａの造型時に型から引き抜きやすい形状となっている。

　図４に戻って、溝形成部１２Ａは、外周部分形成部１１Ａの内面の側に設けられ、ＸＹ断面視で外周部分形成部１１Ａの内面からさらに内側へ突出する。その溝形成部１２ＡのＸＹ断面視形状は、鋳造されるスクリューロータ１００の歯溝１１０と同形である。

　詳細には、歯溝１１０は、ＸＹ断面視で溝の奥に向かうに従い溝幅が狭くなる形状である。これに対して、溝形成部１２Ａは、それを反転させた、ＸＹ断面視で、内側から外周部分形成部１１Ａ側へ向かうに従い幅が広くなる形状である。

　さらに、溝形成部１２Ａは、外周部分形成部１１Ａの内面に沿って、図７に示すようにＺ方向に螺旋状に延びている。溝形成部１２Ａは、このような形状を有することにより、鋳造に用いられた場合にスクリューロータ１００の歯溝１１０を形成する。

　このように、分割砂型１Ａは、上述した形状の外周部分形成部１１Ａと溝形成部１２Ａを備えることにより、造型時に型から引き抜きやすい。また、分割砂型１Ａは、後述する図１１に示す割面、すなわち、上型形成部分と下型形成部分の境目を設定することにより、造型時に型から引き抜きやすい。さらに、分割砂型１Ａは、組立砂型２Ａを６分割しただけの形状なので、鋳造されるスクリューロータ１００の寸法精度が高く、二アネットシェイプ化が実現されやすい。また、組立砂型２Ａは、分割砂型１Ａの分割数が比較的少ないので、それ自体の生産効率が高い。また、組立砂型２Ａは、スクリューロータ１００の生産効率も高い。

　次に、図８－図１２を参照して、組立砂型２Ａを用いたスクリューロータ１００の製造方法について説明する。以下の説明では、分割砂型１Ａと組立砂型２Ａの組み立て方法についてあわせて説明する。

　図８は、組立砂型２Ａを用いたスクリューロータ１００の製造方法のフローチャートである。

　図８に示すように、スクリューロータ１００の製造方法では、まず、分割砂型１Ａを造型する（ステップＳ１）。詳細には、鋳造砂により、上述した形状、大きさの分割砂型１Ａを造型する。例えば、分割砂型１Ａと外形が彫り込まれたキャビティを備える金型を用意し、その金型のキャビティに自硬性の砂を詰め込むことにより、分割砂型１Ａを造型する。その金型を図９－図１２に示す。

　図９は、分割砂型１Ａを造型するための金型３０の斜視図である。図１０は、金型３０が備える下型３２のキャビティ３４の斜視図である。図１１は、金型３０の水平方向Ｄ１へ長手方向を向けて造型された場合の、分割砂型１Ａの斜視図である。図１２は、金型３０が備える上型３１と下型３２それぞれが造型する部分を示す分割砂型１Ａの斜視図である。

　なお、図９は、理解を容易にするため、下型３２に造型された分割砂型１Ａが抜き取られていない金型３０を示している。また、図９は、複数個設けられた砂投入孔のうち、代表的な砂投入孔３３を一つだけ示している。また、図９と図１０は、代表的な押しピンとして、押しピン３８を３つだけを示している。また、図１０は、外側にオフセットした形状を有する下型３２のキャビティ３４を示している。さらに、図１２では、上型３１と下型３２それぞれにより形成される部分の境界を太い実線で示している。

　図９に示すように、金型３０は、上型３１と下型３２を備える。上型３１には、下面側に図示しないキャビティ、合わせ面および嵌め合い部が形成されている。また、上型３１には、キャビティに自硬性の砂を詰め込むため、上面部からキャビティまでをつなぐ、図９に示す砂投入孔３３が形成されている。

　これに対して、下型３２には、図９に示すように、上面側にキャビティ３４、合わせ面３５および嵌め合い部３６が形成されている。さらに、下型３２には、キャビティ３４から下面部まで貫通する、図１０に示す複数の孔３７が形成され、それら孔３７それぞれには、造型後にキャビティ３４で造型された分割砂型１Ａをキャビティ３４から抜くため、押しピン３８が設けられている。

　下型３２のキャビティ３４と上型３１の図示しないキャビティは、分割砂型１Ａを造型するため、その分割砂型１Ａの外形が上型３１と下型３２に彫り込まれることにより形成されている。

　一方、分割砂型１Ａは、上述したように、螺旋状の外周部分形成部１１Ａおよび溝形成部１２Ａを備える。このため、単に分割砂型１Ａの外形を上型３１と下型３２に彫り込んだだけでは、造型された分割砂型１Ａがキャビティ３４から抜くことができないおそれがある。例えば、図１１に示す金型３０の水平方向Ｄ１へ長手方向が向けて造型された分割砂型１Ａの場合、下側にアンダーカット部７５が生じるため、造型後、分割砂型１Ａをキャビティ３４から抜くことができない。そこで、アンダーカット部７５対策のため、型割りを増やすと、すなわち、上型３１、下型３２とは別にアンダーカット部７５対策としての型を追加して製作すると、金型３０の製作費が増加したり分割砂型１Ａの造型にかかる作業時間が増加したりするおそれがある。また、分割砂型１Ａに生じるバリを修正するための仕上げ時間が増加したり分割砂型１Ａの寸法精度が悪化したりするおそれがある。

　そこで、上型３１の図示しないキャビティには、造型された分割砂型１Ａを抜き取り可能とするため、図１２に示す螺旋の形状の軸Ａ４を上下方向に向けた状態に配置された分割砂型１Ａの、上方向へ向く面を有する上側部分が彫り込まれている。また、下型３２のキャビティ３４には、その状態に配置された分割砂型１Ａの、下方向へ向く面を有する下側部分が彫り込まれている。ここで、上方向へ向く面とは、真上を向く面のほか、真上からずれた上の方向、例えば、斜め上方向へ向く面のことをいう。また、下方向へ向く面とは、真下を向く面のほか、真下からずれた下の概方向、例えば、斜め下方向へ向く面のことをいう。

　詳細に説明すると、分割砂型１Ａを用いて鋳造するスクリューロータ１００の歯溝１１０は、図２を参照して説明したように、スクリューロータ１００の円筒軸１２０の軸線Ａ１と直交する方向に円板軸Ａ２を有する円板状のゲートロータ２１０、２２０にある歯２１１、２２１と噛み合う。スクリューロータ１００では、この噛み合いを実現するため、図２に示すように、歯溝１１０の底の、軸線Ａ１方向の中央部分Ｃ１が、スクリューロータ１００の円筒軸１２０の軸線Ａ１を上下方向に向けていると仮定した場合に、ゲートロータ２１０、２２０の円板軸Ａ２がある方向を向く。その結果、歯溝１１０の底の中央部分Ｃ１は、水平方向を向いている。また、歯溝１１０の底の中央部分Ｃ１よりも上の部分は、円板軸Ａ２がある方向を向く結果、下を向いている。さらに、歯溝１１０の底の中央部分Ｃ１よりも下の部分は、円板軸Ａ２がある方向を向く結果、上を向いている。要するに、歯溝１１０の底は、軸線Ａ１方向の中央部分Ｃ１でねじれ、その中央部分Ｃ１よりも上か下かにより歯溝１１０の底の面が向く方向が変化している。

　その結果、図１２に示す分割砂型１Ａが備える溝形成部１２Ａの、歯溝１１０の底を形成する溝底形成部１３Ａでは、螺旋の軸Ａ４を上下方向に向けたとすると、上下方向の中央Ｃ２が水平方向を向く。また、溝底形成部１３Ａの中央Ｃ２よりも上の部分が上を向き、さらに、溝底形成部１３Ａの中央Ｃ２よりも下の部分が下を向く。

　このような形状の分割砂型１Ａを造型するため、上型３１の図示しないキャビティには、図１２に示す分割砂型１Ａが備える溝形成部１２Ａの溝底形成部１３Ａのうち、中央Ｃ２よりも上の部分が彫り込まれている。また、上型３１の図示しないキャビティには、この部分に隣接する溝形成部１２Ａの、歯溝１１０の側壁を形成する２つの側壁形成部１４Ａ、１５Ａのうち、上を向いた側壁形成部１４Ａが彫り込まれている。これらにより、上型３１でのアンダーカット部の発生が防止されている。また、造型時に上型３１から造型された分割砂型１Ａが外れやすくしている。

　また、図１０に示す下型３２のキャビティ３４には、図１２に示す分割砂型１Ａが備える溝形成部１２Ａの溝底形成部１３Ａのうち、中央Ｃ２よりも下の部分が彫り込まれている。さらに、下型３２のキャビティ３４には、溝形成部１２Ａの上記２つの側壁形成部１４Ａ、１５Ａのうち、下を向いた側壁形成部１５Ａが彫り込まれている。また、下型３２のキャビティ３４には、溝形成部１２Ａよりも下側に配置された分割砂型１Ａの外周部分形成部１１Ａが彫り込まれている。これらにより、下型３２でもアンダーカット部の発生が防止されている。また、造型時に下型３２から造型された分割砂型１Ａが外れやすくしている。

　図８に戻って、分割砂型１Ａの造型（ステップＳ１）では、図９に示す上型３１と下型３２をあわせ、その状態で上型３１にある砂投入孔３３から自硬性の砂を投入する。そして、上型３１の図示しないキャビティと下型３２のキャビティ３４に自硬性の砂を詰め込み、図示しない蓋で砂投入孔３３を塞ぐ。自硬性の砂が硬化した後、自硬性の砂の硬化により形成された分割砂型１Ａを押しピン３８で押しながら、上型３１と下型３２を上下方向に離す。これにより、分割砂型１Ａを金型３０から取り出す。その結果、分割砂型１Ａが造型される。

　このような分割砂型１Ａの造型をスクリューロータ１００が歯溝１１０の数と同数だけ行う。これにより、分割砂型１Ａを歯溝１１０の数と同数だけ作製する。

　続いて、図８に示すように、分割砂型１Ａから組立砂型２Ａを組み立てる（ステップＳ２）。作製された分割砂型１Ａでは、外周部分形成部１１Ａが螺旋状の帯の形状を有している。この組み立てでは、一方の分割砂型１Ａが備える、螺旋状に延びる外周部分形成部１１Ａを、他方の分割砂型１Ａが備える、螺旋状に延びる外周部分形成部１１Ａに沿わせる。さらに、外周部分形成部１１Ａ同士の螺旋の軸Ａ４方向の側の端部を揃える。そして、外周部分形成部１１Ａ同士を例えば接着材で接合する。これにより、分割砂型１Ａ同士を組み合わせる。この作業を繰り返すことにより、作製された複数の分割砂型１Ａ全てを組み合わせて、組立砂型２Ａを作製する。

　次に、組立砂型２Ａを用いて鋳造をし、さらに後処理を行う（ステップＳ３）。詳細には、ステップＳ２で組み立てた組立砂型２Ａに上型、下型等の砂型を加えて鋳型を形成し、その鋳型に溶融金属を流し込み、その溶融金属が凝固した後、鋳物を鋳型から取り出す。すなわち、組立砂型２Ａ、上型、下型等の砂型を粉砕することにより、鋳造されたスクリューロータ１００を鋳型から取り出す。

　鋳造されたスクリューロータ１００から組立砂型２Ａ、上型、下型等を取り除いた後、付着した砂を取り除く、湯口を除去する等のスクリューロータ１００の表面加工を行う。これにより、スクリューロータ１００が完成する。

　なお、上述したスクリューロータ１００は、本開示でいうところのスクリュー部材の一例である。また、スクリューロータ１００の歯溝１１０は、本開示でいうところのスクリュー部材が備える螺旋の形状を有する溝の一例である。スクリューロータ１００の円柱部１２０の円柱軸が延びる軸線Ａ１方向は、本開示でいうところの軸線方向の一例である。さらに、分割砂型１Ａと組立砂型２Ａは、本開示でいうところのスクリュー部材の分割鋳型とスクリュー部材の鋳型の一例である。

　また、上述した上型３１の図示しないキャビティと下型３２のキャビティ３４は、本開示でいうところの第一キャビティと第二キャビティの一例である。金型３０は、本開示でいうところの部分鋳型を造型するための型の一例である。

　以上のように、実施の形態１に係る分割砂型１Ａでは、外周部分形成部１１Ａが鋳造対象のスクリューロータ１００の円柱部１２０に沿う形状の内壁面とその円柱部１２０の外周面を螺旋に沿った帯の形に切り欠いた形状の外形とを有する。このため、分割砂型１Ａは、造型の型抜き時に、造型用の型から引き抜きやすい。例えば、スクリューロータ１００が備える歯溝１１０の形状である螺旋形のねじれが大きく、歯溝１１０が螺旋の軸方向に隣り合う場合に、そのようなスクリューロータ１００を鋳造する砂型を造型するときでも、分割砂型１Ａは、型抜き時に、造型用の型から引き抜きやすい。

　分割砂型１Ａでは、造型用の型から引き抜きやすくするため、分割鋳型をさらに複数のブロックに分割する必要がない。例えば、特許文献１に記載の技術をスクリューロータ１００の砂型に適用した場合、歯溝１１０が螺旋状に延びるので、砂型の分割数が多くなる。しかし、この場合と比較して、分割砂型１Ａと組立砂型２Ａでは、砂型の分割数が少ない。これにより、分割砂型１Ａと組立砂型２Ａは、スクリューロータ１００を高い精度で鋳造できる。その結果、分割砂型１Ａと組立砂型２Ａは、スクリューロータ１００のニアネットシェイプ化が実現できる。また、砂型の分割数が少ないので、分割砂型１Ａと組立砂型２Ａは、それら自身を生産するときの生産効率が高い。さらに、スクリューロータ１００の生産効率が高い。

　分割砂型１Ａでは、分割砂型１Ａの外形が彫り込まれたキャビティを有する上型３１および下型３２によって造型されるので造型の効率が高い。例えば、組立砂型２Ａの造型にシェルモールド法を適用して、より生産効率を高めることができる。

　実施の形態１に係る組立砂型２Ａは、同じ形状の分割砂型１Ａを組み合わせることにより、作製できる。このため、組立砂型２Ａの生産効率が高い。

（変形例１）
　実施の形態１に係る組立砂型２Ａの組み立てでは、一方の分割砂型１Ａに他方の分割砂型１Ａを組み付ける工程を繰り返して組立砂型２Ａを組み立てる。要するに、分割砂型１Ａを一つずつ組み付けていくことにより組立砂型２Ａが組み立てられている。

　しかし、このような方法では、分割砂型１Ａの外周部分形成部１１Ａと溝形成部１２Ａの形状である螺旋形のねじりが大きい場合に、分割砂型１Ａの組み付けができないことがある。

　そこで、組立砂型２Ａの組み立てでは、分割砂型１Ａの組み付けを容易にするため、造型した複数個の分割砂型１Ａのうち、半数の分割砂型１Ａを組み付けた２組の分割砂型集合体を作製し、それら分割砂型集合体を組み合わせることが望ましい。以下に図１３、図１４を参照して、この組み立て方法について詳細に説明する。なお、以下、分割砂型集合体は、単に集合体というものとする。

　図１３は、実施の形態１に係る組立砂型２Ａの組み立てで、外周部分形成部１１Ａ同士を組み付けるときの位置関係を示す分割砂型１Ａの斜視図である。図１４は、実施の形態１に係る組立砂型２Ａの組み立てで、分割砂型１Ａの集合体４０同士を組み付けるときの集合体４０の上面図である。なお、図１３および図１４には、６つの分割砂型１Ａによって組み立てられる組立砂型２Ａを示している。

　実施の形態１で説明した分割砂型１Ａを一つずつ組み付けていくことにより組立砂型２Ａを組み立てる工程で、多数個だけ組み付けた分割砂型１Ａの集合体に、一つの分割砂型１Ａを組み付ける場合、または、図１３に示すように、多数個だけ組み付けた分割砂型１Ａの集合体４０に、小数個だけ組み付けた分割砂型１Ａの集合体４０を組み付ける場合、分割砂型１Ａの組み付けができなくなることがある。

　詳細には、図１３に示すように、分割砂型１Ａの組み付け時に、集合体４０の外周部分形成部１１Ａの端部１６Ａ、１７Ａとそれらの組み付け先がブラインド部となってしまうことがある。特に、分割砂型１Ａの外周部分形成部１１Ａの形状である螺旋の形状のねじりが大きいと、端部１６Ａ、１７Ａが鋭角状になってしまい、その結果、端部１６Ａ、１７Ａがブラインド部となりやすい。

　このような場合に、外周部分形成部１１Ａの端部１６Ａ、１７Ａが、外周部分形成部１１Ａの、螺旋の軸Ａ４方向の端面と内壁面または外壁面が形成するコーナー部に引っ掛かってしまうことがある。これにより、分割砂型１Ａの組み付けができなくなることがある。

　そこで、鋳造対象のスクリューロータ１００の歯溝１１０の数が偶数個であり、その結果、組立砂型２Ａが偶数個の分割砂型１Ａによって組み立てられる場合に、分割砂型１Ａの組み付けを容易にするため、組立砂型２Ａの組み立ての変形例では、まず、図１４に示す分割砂型１Ａの集合体４０を２組作製する。詳細には、組立砂型２Ａの組み立ての変形例では、全部で偶数個ある分割砂型１Ａのうち、半数の分割砂型１Ａを組み付ける。このとき、組み付けた分割砂型１Ａ同士を接着材で接合する。これらにより、半数の分割砂型１Ａにより組み立てられた集合体４０を作製する。この組み付けを繰り返して、集合体４０を２組作製する。

　次に、作製した２組の集合体４０を、外周部分形成部１１Ａの外周方向にある端部１６Ａ、１７Ａが互いに向き合った状態に配置し、それら集合体４０を図１４の矢印Ｐの方向に移動させて、集合体４０を近づけていく。これにより、一方の集合体４０を他方の集合体４０に組み付ける。そして、集合体４０同士を接着材で接合する。その結果、組立砂型２Ａが組み立てられる。

　このような集合体４０を一度組み立ててから組立砂型２Ａを組み立てる方法であれば、分割砂型１Ａの外周部分形成部１１Ａの端部１６Ａ、１７Ａが引っ掛かりにくく、より容易に組立砂型２Ａを組み立てることができる。このため、上記のように、集合体４０を一度組み立ててから組立砂型２Ａを組み立てることが望ましい。

　なお、上述した集合体４０は、本開示でいうところの分割鋳型集合体の一例である。

　また、実施の形態１に係る組立砂型２Ａの組み立てにおいて、分割砂型１Aを１つずつ組み付けることにより、組立砂型２Ａを組み立てることが可能な条件は、以下の数式１で表される。

　さらに、組立砂型２Ａの組み立ての変形例において、分割砂型１Aを半数ずつ組み付けることにより、組立砂型２Ａを組み立てることが可能な条件は、以下の数式２で表される。

　ここで、α_１とα_２は、分割砂型１Aの捻れ角α_１のことであり、詳細には、図３に示す分割砂型１Aの端部１６Ａから端部１７Ａまでの捻れ角である。また、ｎは、組み付ける分割砂型１Aの数である。換言すると、ｎは、組立砂型２Ａの分割数である。なお、数式２の場合でｎが奇数の場合、上述した分割砂型１Aを半数ずつ組み付けるとは、半数に最も近い自然数の個数で分割砂型１Aを組み付けることである。

（実施の形態２）
　実施の形態１に係る分割砂型１Ａは、外周部分形成部１１Ａが螺旋状の帯の形状を有する。そして、外周部分形成部１１Ａでは、その帯形の幅方向にある螺旋状に延びる端面の一端部と他端部において、その螺旋状に延びる端面と鋳造対象のスクリューロータ１００の円柱部１２０の円筒端を形成するための端面とが鋭角状の内角を形成している。その結果、外周部分形成部１１Ａでは、螺旋状に延びる端面の一端部と他端部が尖っている。

　しかし、外周部分形成部１１Ａの形状はこれに限定されない。外周部分形成部１１Ａは、鋳造対象のスクリューロータ１００の円柱部１２０の外周面に沿う形状の内壁面と、円柱部１２０の外周面を歯溝１１０の延在形状である螺旋に沿った帯の形に切り欠いた形状の外形とを有していればよい。外周部分形成部１１Ａの形状は、その限りにおいて任意である。

　実施の形態２に係る分割砂型１Ｂは、上記の螺旋状に延びる端面の一端の、別の分割砂型１Ｂの外周部分形成部１１Ｂへの組み付けを可能とするため、上記の螺旋状に延びる端面が折れ曲がっている。以下、図１５－図１８を参照して、実施の形態２に係る分割砂型１Ｂおよび組立砂型２Ｂについて説明する。実施の形態２では、実施の形態１と異なる構成を中心に説明する。

　まず、分割砂型１Ｂの螺旋状に延びる端面が折れ曲がっている背景について、図１５および図１６を参照して説明する。すなわち、実施の形態１に係る分割砂型１Ａの組み付けにおいて、上記の螺旋状に延びる端面の一端部が組み付けできない問題について説明する。

　図１５は、実施の形態１に係る組立砂型２Ａの組み立てで、分割砂型１Ａ同士を組み合わせるときの、分割砂型１Ａが有する螺旋状に延びる端面１８Ａの端部１６Ａの位置関係を示す分割砂型１Ａの上から視た斜視図である。図１６は、同分割砂型１Ａの下から視た斜視図である。

　図１５および図１６に示すように、分割砂型１Ａの外周部分形成部１１Ａの形状である螺旋の形状のねじりが大きい場合、実施の形態１の変形例で説明したように、外周部分形成部１１Ａが有する螺旋状に延びる端面１８Ａ、１９Ａの端部１６Ａ、１７Ａが鋭角状になってしまう。その結果、図１５に示すように、組立砂型２Ａの組み立て時に、一方の分割砂型１Ａが備える外周部分形成部１１Ａの端部１６Ａを、他方の分割砂型１Ａが備える外周部分形成部１１Ａに取り付けようとすると、他方の分割砂型１Ａが備える外周部分形成部１１Ａの端部１６Ａが、一方の分割砂型１Ａが備える外周部分形成部１１Ａに引っ掛かってしまうことがある。また、図１６に示すように、同様のことが端部１７Ａでも発生してしまうことがある。その結果、分割砂型１Ａの組み付けができないことがある。

　そこで、組み付けを可能とするため、実施の形態２に係る分割砂型１Ｂでは、上述したように、螺旋状に延びる端面１８Ａ、１９Ａが折れ曲がっている。図１７および図１８に分割砂型１Ｂとその分割砂型１Ｂを用いて組み立てた組立砂型２Ｂを示す。

　図１７は、実施の形態２に係る分割砂型１Ｂの斜視図である。図１８は、実施の形態２に係る組立砂型２Ｂの組み立てで、分割砂型１Ｂ同士を組み合わせるときの、分割砂型１Ｂが有する螺旋状に延びる端面１８Ｂの端部１６Ｂの位置関係を示す分割砂型１Ｂの斜視図である。

　図１７に示すように、分割砂型１Ｂでは、外周部分形成部１１Ｂの－Ｚ側にある螺旋状に延びる端面１８Ｂが、端部１６Ｂの側で、すなわち＋Ｚ端の側で、＋Ｚ側へ折れ曲がっている。ここで、＋Ｚ側とは、図１７に示す螺旋状の帯の形状に延びる外周部分形成部１１Ｂの、螺旋の軸Ａ４が延びる方向であって、その方向の一方向を上方向とする場合の、その上方向の側のことである。端面１８Ｂは、このように折れ曲がることにより、＋Ｚ端部分に折れ曲がり面４１を有する。また、端面１８Ｂの＋Ｚ端部分では、折れ曲がり面４１と、鋳造対象のスクリューロータ１００の円柱部１２０の円筒端を形成するための＋Ｚ端面６１とが形成する内角の角度が実施の形態１の場合よりも大きい。言い換えると、分割砂型１Ｂの外周部分形成部１１Ｂの、端部１６Ｂ側の部分の捻れ角が実施の形態１の場合よりも小さい。これにより、分割砂型１Ａの組み付け時に、図１８に示すように、端面１８Ｂの＋Ｚ端部分が引っ掛かって組み立てができなくなることが防がれている。

　また、分割砂型１Ｂでは、図１７に示すように、外周部分形成部１１Ｂの＋Ｚ側にある螺旋状に延びる端面１９Ｂが、端部１７Ｂの側で、すなわち－Ｚ端の側で、－Ｚ側へ折れ曲がっている。その折れ曲がり方向は－Ｚ方向である。その結果、端面１９Ｂは、－Ｚ端部分に－Ｚ方向へ延びる折れ曲がり面４２を有する。そして、端面１９Ｂの－Ｚ端部分でも、折れ曲がり面４２と鋳造対象のスクリューロータ１００の円柱部１２０の円筒端を形成するための－Ｚ端面６２とが形成する内角の角度が実施の形態１の場合よりも大きい。これにより、図示しないが、分割砂型１Ａの組み付け時に端面１８Ｂの－Ｚ端部分が引っ掛かって組み立てができなくなることが防がれている。

　さらに、分割砂型１Ｂでは、図１７に示すように、端面１９Ｂの＋Ｚ端部分は、＋Ｚ側へ折れ曲がる折れ曲がり面４３を有する。その折れ曲がり面４３の折れ曲がり向きは、上述した端面１８Ｂの折れ曲がり面４１と同じである。これにより、折れ曲がり面４３は、分割砂型１Ａの組み付け時に、別の分割砂型１Ａが有する外周部分形成部１１Ｂの折れ曲がり面４１と合わせることが可能である。その結果、折れ曲がり面４３は、折れ曲がり面４１への干渉が防ぐ。

　同様に、外周部分形成部１１Ｂの端面１８Ｂの－Ｚ端部分は、－Ｚ側へ折れ曲がって、上述した端面１９Ｂの折れ曲がり面４２と同じ方向に折れ曲がる折れ曲がり面４４を有する。そして、折れ曲がり面４４は、分割砂型１Ａの組み付け時に、別の分割砂型１Ａが有する外周部分形成部１１Ｂの端面１９Ｂにある折れ曲がり面４２と合わせることが可能である。その結果、折れ曲がり面４４は、折れ曲がり面４３と同様に、折れ曲がり面４２への干渉を防ぐ。

　実施の形態２に係る分割砂型１Ｂの造型方法は、上記の形状に造型することを除いて、実施の形態１の場合と同様である。このため、分割砂型１Ｂの造型方法の説明は省略する。また、組立砂型２Ｂの組み立て方法も、上記の形状の分割砂型１Ｂを用いて組立砂型２Ｂを組み立てることを除いて、実施の形態１の場合と同様である。このため、組立砂型２Ｂの組み立て方法の説明も省略する。

　なお、上述した外周部分形成部１１Ｂの－Ｚ側にある螺旋状に延びる端面１８Ｂと＋Ｚ側にある螺旋状に延びる端面１９Ｂは、本開示でいうところの第一端面と第二端面の一例である。また、端面１８Ｂの＋Ｚ端部分と－Ｚ端部分は、第一端面の、螺旋が延在する方向にある第１端部と第２端部の一例である。さらに、端面１９Ｂの＋Ｚ端部分と－Ｚ端部分は、第二端面の、螺旋が延在する方向にある第３端部と第４端部の一例である。

　以上のように、実施の形態２に係る分割砂型１Ｂでは、外周部分形成部１１Ｂの－Ｚ側にある螺旋状に延びる端面１８Ｂが＋Ｚ端の側で、＋Ｚ側へ折れ曲がっている。その結果、外周部分形成部１１Ｂの端面１８Ｂと＋Ｚ端面６１が形成するコーナー部があまり尖っていない。このため、分割砂型１Ｂでは、組立砂型２Ｂを組み立てるときに、端面１８Ｂの＋Ｚ端部分が引っ掛かって組立砂型２Ｂの組み立てができなくなることが防がれている。また、外周部分形成部１１Ｂの端面１８Ｂと＋Ｚ端面６１が形成するコーナー部が厚肉になる。その結果、分割砂型１Ｂでは、造型時および取り回し時に破損が抑制される。

　また、分割砂型１Ｂでは、外周部分形成部１１Ｂの＋Ｚ側にある螺旋状に延びる端面１９Ｂが－Ｚ端の側で、－Ｚ側へ折れ曲がっている。その結果、外周部分形成部１１Ｂの端面１９Ｂと－Ｚ端面６２が形成するコーナー部があまり尖っていない。このため、分割砂型１Ｂでは、端面１８Ｂの場合と同様に、組立砂型２Ｂの組み立て時に、端面１９Ｂの－Ｚ端部分が引っ掛かって組立砂型２Ｂの組み立てができなくなることが防がれている。また、端面１８Ｂの場合と同様に、外周部分形成部１１Ｂの端面１９Ｂと＋Ｚ端面６２が形成するコーナー部が厚肉になり、その結果、分割砂型１Ｂでは、造型時および取り回し時に破損しにくい。

（変形例２）
　実施の形態２に係る組立砂型２Ｂの組み立てで、分割砂型１Ｂ同士を組み合わせるときの、分割砂型１Ｂが有する螺旋状に延びる端面１８Ｂと１９Ｂの端部１６Ｂと１７Ｂは、組立砂型２Ｂが備える円筒部２１を、軸線Ａ３方向から見たときの円筒部２１の外周円の接線に対して垂直である。しかし、それら端部１６Ｂと１７Ｂは、その円筒部２１の外周円の接線に対して微小な角度で傾いていてもよい。

　図１９Ａは、実施の形態２に係る組立砂型２Ｂの変形例の組み立てで、分割砂型１Ｂ同士を組み合わせるときの、分割砂型１Ｂが有する螺旋状に延びる端面１８Ｂの端部１６Ｂの形状を示す分割砂型１Ｂの斜視図である。図１９Ｂは、分割砂型１Ｂが有する螺旋状に延びるもう一つの端面１９Ｂの端部１７Ｂの形状を示す分割砂型１Ｂの斜視図である。図１９Ｃは、端部１６Ｂ、１７Ｂの形状を示す概念図である。なお、図１９Ａと図１９Ｂでは、理解を容易にするため、端部１６Ｂと１７Ｂを含む領域３１０、３２０を拡大して示している。また、それら拡大した領域３１０、３２０では、変形例の端部１６Ｂ、１７Ｂを点線で示している。

　図１９Ａに示す分割砂型１Ｂが有する＋Ｚ側にある端部１６Ｂは、拡大した領域３１０の図において点線で示すように、分割砂型１Ｂを＋Ｚ側から見たときの外周面の円の接線Ｌ１に対して垂直な方向から微小に傾斜していてもよい。また、図１９Ｂに示す分割砂型１Ｂが有する－Ｚ側にある端部１７Ｂは、拡大した領域３２０の図において点線で示すように、分割砂型１Ｂを－Ｚ側から見たときの外周面の円の接線Ｌ１に対して垂直な方向から微小に傾斜していてもよい。これら端部１６Ｂと１７Ｂの接線Ｌ１に対して垂直な方向からの傾斜角度は、０．１°以上であることが望ましく、特に、１°以上であることがさらに望ましい。このような傾斜角度であれば、組立砂型２Ｂの組み立て時に、端部１６Ｂと１７Ｂが干渉することをより効果的に防ぐことができるからである。

（変形例３）
　実施の形態２に係る組立砂型２Ｂの組み立ては、実施の形態１で説明したように、一方の分割砂型１Ｂに他方の分割砂型１Ｂを組み付ける工程を繰り返して組立砂型２Ｂを組み立てるとよいが、その組み立てで組み立て治具を用いてもよい。

　図２０は、実施の形態２に係る組立砂型２Ｂを組み立てるときに使用する組み立て治具３の斜視図である。図２１は、組み立て治具３の別の方向から視た斜視図である。図２２は、組み立て治具３に分割砂型１Ｂを載置したときの組み立て治具３の斜視図である。なお、図２２では、組み立て治具３を３つ用意し、それら組み立て治具３それぞれに分割砂型１Ｂを載置し、３つの分割砂型１Ｂを組み付けたときの組み立て治具３を示している。

　図２０および図２１に示すように、組み立て治具３は、分割砂型１Ｂを支持可能な支持部５１と、複数の組み立て治具３を使用するときに、他の組み立て治具３の位置を決める位置決め部５２と、を備える。

　組み立て治具３は、下面が平らな台状部材により構成されている。支持部５１は、その台状部材の上面に設けられている。そして、支持部５１には、分割砂型１Ｂが備える溝形成部１２Ｂの外形の一部分が彫り込まれた凹み５３が設けられている。詳細には、凹み５３は、図１７に示す螺旋の軸Ａ４方向の一方向を上方向、すなわち＋Ｚ方向とするときの、分割砂型１Ｂが備える溝形成部１２Ｂの、－Ｚ側の外形が彫り込まれている。これにより、支持部５１は、分割砂型１Ｂの溝形成部１２Ｂが凹み５３に載置された場合に、溝形成部１２Ｂの－Ｚ側部分を支持する。

　なお、凹み５３は、分割砂型１Ｂの重心の真下を支持する位置まで延在している。これにより、仮に分割砂型１Ｂが自立しない形状である場合でも、凹み５３は、分割砂型１Ｂが載置された場合に、その分割砂型１Ｂを自立させることができる。そして、凹み５３は、分割砂型１Ｂ同士を安定して組み付けて組立砂型２Ｂを組み立てることができる。また、凹み５３は、分割砂型１Ｂ同士を接合するときの接着剤の乾燥時に分割砂型１Ｂ同士がずれてしまうことを抑制する。

　また、支持部５１には、図２０および図２１に示すように、凹み５３に隣接して、分割砂型１Ｂに設けられた外周部分形成部１１Ｂが嵌め込み可能な、円弧状に延びる溝５４が設けられている。これにより、支持部５１には、分割砂型１Ｂの溝形成部１２Ｂが凹み５３に載置された場合に、外周部分形成部１１Ｂが溝５４に嵌まり込む。その結果、支持部５１では、溝形成部１２Ｂが凹み５３に載置された場合に、外周部分形成部１１Ｂの干渉が防がれている。

　一方、支持部５１は、上記の溝５４の延長線上に円筒壁の一部を切り取った形状に突出する壁部５５と、溝５４と凹み５３を間に挟んで隣り合い、壁部５５と同じ形状に屈曲する壁部５６とを備える。これにより、支持部５１は、壁部５５と別の組み立て治具３の壁部５６とが合わさって密接することが可能である。その結果、支持部５１では、壁部５５と別の組み立て治具３の壁部５６と合わされることにより、組み立て治具３同士を、上記円筒壁の円弧上に配置する。

　これに対して、位置決め部５２は、図２０に示すように、上述した台状部材の溝５４が形成された部分の溝の延在方向の一端部分に設けられている。位置決め部５２は、その一端部分から直方体状に突出した突起により形成されている。一方、上述した台状部材の溝５４が形成された部分の他端部分には、位置決め部５２が嵌め込み可能な凹部５７が設けられている。

　位置決め部５２と凹部５７は、位置決め部５２が別の組み立て治具３の凹部５７に嵌め込まれたときに、その位置決め部５２を有する組み立て治具３とその凹部５７を有する別の組み立て治具３それぞれの支持部５１に分割砂型１Ｂがそれぞれ載置されているとした場合の、それら分割砂型１Ｂを、鋳造されるスクリューロータ１００の円柱部１２０の外周方向に配列する位置に設けられている。要するに、位置決め部５２と凹部５７は、位置決め部５２が別の組み立て治具３の凹部５７に嵌め込まれたときに、分割砂型１Ｂそれぞれが組立砂型２Ｂ内で正しく配置される位置に設けられている。

　このように、位置決め部５２は、別の組み立て治具３の凹部５７に嵌め込まれることにより、組み立て治具３同士の位置を決めると共に、組み立て治具３それぞれに分割砂型１Ｂが載置されている場合に、それら分割砂型１Ｂ同士の位置を決める。

　続いて、組み立て治具３の使用方法について説明する。前提として、組み立てに用いる分割砂型１Ｂの数だけ組み立て治具３を用意するものとする。

　まず、組み立て治具３の支持部５１に組み立てに用いる分割砂型１Ｂを載置する。支持部５１には、分割砂型１Ｂの溝形成部１２Ｂの、－Ｚ側の外形が彫り込まれた凹み５３があるため、この凹み５３によって溝形成部１２Ｂが位置決めされる。このとき、分割砂型１Ｂの外周部分形成部１１Ｂが溝５４の中に嵌まる。これにより、外周部分形成部１１Ｂが保護される。

　さらに、同じ作業を行って、別の組み立て治具３に別の分割砂型１Ｂを載置する。これにより、別の分割砂型１Ｂの、別の組み立て治具３に対する位置が決められる。

　続いて、分割砂型１Ｂが載置された組み立て治具３のうち、一方の組み立て治具３の壁部５５にもう一方の組み立て治具３の壁部５６を当接させ、さらに、一方の組み立て治具３の位置決め部５２を、もう一方の組み立て治具３の凹部５７に差し込む。このとき、組み付けた分割砂型１Ａ同士を接着材で接合する。これにより、組み立て治具３同士の位置を決めた状態で接合する。また、位置決め部５２と凹部５７は、上述したように、載置された分割砂型１Ｂ同士の位置が組立砂型２Ｂでの正しく配置される位置に設けられている。このため、一方の組み立て治具３の位置決め部５２を、もう一方の組み立て治具３の凹部５７に差し込むことにより、図２２に示すように、分割砂型１Ｂ同士の位置が決められる。その結果、分割砂型１Ｂ同士が正確に組み付けられる。

　なお、上述した支持部５１の凹み５３に嵌合可能な溝形成部１２Ｂの－Ｚ側部分は、本開示でいうところの、支持部５１が嵌合可能な、螺旋の軸が延在する方向かつ一方向を上方向とした場合の、溝形成部１２Ｂの下面部分の一例である。

　以上のように、組立砂型２Ｂの組み立てに組み立て治具３を用いることが望ましい。組み立て治具３を用いることにより、分割砂型１Ｂの組み付けの精度が高まり、組立砂型２Ｂの形状の精度が高まるからである。その結果、組立砂型２Ｂで鋳造するスクリューロータ１００のニアネットシェイプ化が実現できるからである。

　なお、上述した組み立て治具３は、組立砂型２Ｂの組み立てに用いられているが、実施の形態１に係る組立砂型２Ａの組み立てにも適用可能である。さらに、後述する実施の形態３に係る組立砂型の組み立てにも適用可能である。これらの形態においても、組み立て治具３を用いることにより、組立砂型２Ｂの形状の精度が高まり、スクリューロータ１００のニアネットシェイプ化が実現できる。

（変形例４）
　組み立て治具３は、レールを備える定盤を用いることにより、より高い精度で組立砂型２Ｂを組み立ててもよい。以下、図２３－図３２を参照して、組立砂型２Ｂの組み立て方法の変形例について説明する。まず、その組み立て方法の変形例で用いられる定盤８と組み立て治具４の構成について説明する。

　図２３は、実施の形態２に係る組立砂型２Ｂの組み立て方法の変形例で用いられる定盤８の斜視図である。図２４は、同組み立て方法の変形例で用いられる組み立て治具４の斜視図である。図２５は、組み立て治具４同士を組み付けたときの下面図である。図２６は、もう一つの組み立て治具５を組み立て治具４に組み付けたときの組み立て治具４，５の下面図である。なお、図２４では、理解を容易にするため、組み立て治具４が備える支持部５１、溝５４等の各部分の点線で示す部分を省略している。その結果、図２４は、組み立て治具４の各部分の一部分だけを示している。

　図２３に示すように、定盤８は、平板状に形成され、その一方の面、詳細には＋Ｚ面に、一定の幅のまま曲線状に延びるレール８１、８２と、一定の幅のまま直線状に延びる複数のレール８３とが設けられている。

　レール８１と８２それぞれは、変形例３で説明した組み立て治具３同士を組み合わせて、これらの組み立て治具３それぞれに載置された分割砂型１Ｂそれぞれを互いに位置決めして分割砂型１Ｂ同士を接合する工程で、組み立て治具３を組み立て治具４に置き換えて使用するために設けられている。レール８１と８２それぞれは、組み立て治具４同士を組み合わせることにより、これらの組み立て治具４それぞれに載置された分割砂型１Ｂそれぞれを互いに位置決めするときに、一つの組み立て治具４にもう一つの組み立て治具４を組み付けていく軌跡を描く形状に屈曲している。詳細には、レール８１と８２それぞれは、それぞれの一端に、分割砂型１Ｂを載置した一つの組み立て治具４を載せた場合に、その一つの組み立て治具４に近づいていくべき軌跡を、分割砂型１Ｂを載置したもう一つの組み立て治具４に描かせる円弧の形状を有する。その円弧は、例えば、外周部分形成部１１ＢのＺ方向視円弧と同じ半径の円弧である。

　これに対して、組み立て治具４は、図２４に示す支持部５１および溝５４と、図２４には示さない位置決め部５２、凹み５３、壁部５５、５６および凹部５７を備え、組み立て治具３と同じ構成を備える。そして、組み立て治具４の支持部５１の下面、すなわち、－Ｚ面には、図２５に示すように、円弧状に延びるレール溝９１が形成されている。そして、レール溝９１は、図２３に示す定盤８の＋Ｚ面に組み立て治具４が載置されたときに、レール８１または８２が嵌まることが可能な幅を有する。これにより、組み立て治具４は、レール溝９１にレール８１または８２を嵌めながら、レール８１または８２に沿って摺動することが可能である。

　図２３に戻って、レール８３は、変形例１で説明した、予め半数の分割砂型１Ｂを組み付けた２組の分割砂型１Ｂの集合体４０を作製しておき、それら集合体４０を組み合わせる工程で使用するために設けられている。レール８３は、定盤８に複数個、設けられ、互いに平行でかつ直線状である。そして、これらレール８３は、一端側に、互いに連結され、載置された分割砂型１Ｂが一つの集合体４０を形成している一組の組み立て治具４が載せられた場合に、互いに連結され、載置された分割砂型１Ｂがもう一つの集合体４０を形成しているもう一組の組み立て治具４を他端の側から一端の側へレール８３に沿って移動させることにより、これらの組の組み立て治具４を連結させる。これにより、レール８３は、集合体４０同士を組み付けて組立砂型２Ｂを組み立てる。

　これに対して、図２５及び図２６に示すように、組み立て治具４の－Ｚ面には、レール８３が嵌め込み可能なレール溝９２が形成されている。また、後述する組み立て治具５の－Ｚ面にも、同様のレール溝９２が形成されている。これにより、組み立て治具４と５は、レール溝９２にレール８３を嵌めながら、レール８３に沿って摺動することが可能である。

　次に、このような定盤８と組み立て治具４、５を用いた組立砂型２Ｂの組み立て方法の変形例について、図２７－図３２を参照して、説明する。

　図２７－図２９は、組立砂型２Ｂの組み立て方法の変形例において、定盤８に設けられたレール８１、８２に組み立て治具４を載せて分割砂型１Ｂ同士を位置決めして接合するときの定盤８と組み立て治具４の斜視図である。図３０－３２は、同変形例において、定盤８に設けられたレール８３に組み立て治具４、５を載せて分割砂型１Ｂの集合体４０を組み合わせるときの定盤８と組み立て治具４、５の斜視図である。

　まず、図には示さないが、定盤８のレール８１に分割砂型１Ｂを載置した組み立て治具４を載せる。そして、組み立て治具４のレール溝９１にレール８１を嵌めて、組み立て治具４をレール８１に沿って移動させる。そして、図２３に示すストッパ８４に組み立て治具４が当接するまで移動させる。これにより、図２７に示すように、組み立て治具４をレール８１の一端側の決められた位置に配置する。

　続いて、同様の作業をして、分割砂型１Ｂを載置した別の組み立て治具４をレール８１に沿って移動させて、レール８１の一端側にある組み立て治具４に別の組み立て治具４を連結させる。これにより、分割砂型１Ｂ同士を組み付ける。そして、組み付けた分割砂型１Ｂ同士を接着剤により接合する。この作業を繰り返して、図２８に示すように、組立砂型２Ｂを構成する複数の分割砂型１Ｂのうちの半数を組み付けた集合体４０を組み立てる。

　接着材が硬化するまでの間、レール８２でも同様の作業をして、図２９に示すように、集合体４０を組み立てる。

　この集合体４０を組み立てるとき、組み立て治具４同士が連結された結果、図２５に示すように、組み合わされた組み立て治具４の端部に突出領域９３が生じる。この突出領域９３がレール８３を用いた組立砂型２Ｂの組み立てで干渉するため、図２６に示すように、組み合わされた組み立て治具４のうちの一つを突出領域９３がない組み立て治具５に置き換える。

　組み合わされた組み立て治具４のうちの一つを組み立て治具５に置き換えた後、図３０に示すように、組み合わされた一組の組み立て治具４、５をレール８３の一端に載せる。このとき、図には示さないが、組み立て治具４、５のレール溝９１にレール８３を嵌めて、組み立て治具４、５をレール８３に沿って移動させ、図３０に示す一端側にあるストッパ８５に組み立て治具４、５を当接させることにより、位置決めをする。

　次に、図３１に示すように、集合体４０が載置されると共に、互いに組み合わされたもう一組の組み立て治具４、５を、レール８３の他端に載せる。このときも、ストッパ８５を用いてそれら別の組み立て治具４、５を位置決めする。

　次に、レール８３の一端に載せた一組の組み立て治具４、５を、レール８３の他端へ向かって摺動させて、それら組み立て治具４、５に載置された集合体４０同士を組み付ける。予め接合面に接着剤を塗布しておくことにより、集合体４０同士を接合する。これにより、図３２に示すように、組立砂型２Ｂを組み立てる。

　このように、組立砂型２Ｂの組み立て方法では、レール８１－８３を用いて分割砂型１Ｂを組み付けていくので、高い精度で組立砂型２Ｂを組み立てる。このため、組立砂型２Ｂの組み立て方法では、レール８１－８３を備える定盤８を用いるとよい。

　なお、一つの定盤８にレール８１－８３が設けられているが、レール８１－８３それぞれが別々の定盤８に設けられてもよい。
　また、上述したレール８１、８２は、本開示でいうところの第１レールの一例である。レール８３は、本開示でいうところの第２レールの一例である。

（実施の形態３）
　実施の形態２に係る分割砂型１Ｂは、組み立てやすくするため、外周部分形成部１１Ｂが螺旋状の帯の形状を有し、その帯の幅方向にある端面１８Ｂと１９Ｂが、一端部と他端部の側で折れ曲がっている。

　しかし、分割砂型１Ｂは、これに限定されない。実施の形態２で説明したように、外周部分形成部１１Ａ、１１Ｂは、鋳造対象のスクリューロータ１００の円柱部１２０の外周面に沿う形状の内壁面と、円柱部１２０の外周面を、歯溝１１０の延在形状である螺旋に沿った帯の形に切り欠いた形状の外形と、を有していればよい。外周部分形成部１１Ａ、１１Ｂの形状は、その限りにおいて任意である。

　実施の形態３に係る分割砂型１Ｃは、組立砂型の組み立てで、分割砂型１Ｃの位置ずれを防ぐため、外周部分形成部１１Ｃに合わせ面が設けられている。以下、図３３と図３４を参照して、実施の形態３に係る分割砂型１Ｃについて説明する。実施の形態３では、実施の形態１、２と異なる構成を中心に説明する。

　図３３は、実施の形態３に係る分割砂型１Ｃの斜視図である。図３４は、分割砂型１Ｃが備え、合わせ面を有する凸部６３と凹部６７の拡大斜視図である。なお、図３４では、理解を容易にするため、外周部分形成部１１Ｃに対して、図３３に示す凸部６３と凹部６７を大幅に拡大して強調している。また、図３４では、円弧状に曲がっている外周部分形成部１１Ｃを直線的に延びる形状に簡略化している。

　図３３に示すように、分割砂型１Ｃは、外周部分形成部１１Ｃの－Ｚ側にあって螺旋状に延びる端面１８Ｃに、実施の形態２と同様の折れ曲がり面４１が設けられている。ここで、－Ｚ側とは、螺旋状の帯の形状を有する外周部分形成部１１Ｃの、螺旋の軸Ａ４が延びる方向を上方向または下方向とする場合の、その下方向の側のことである。そして、分割砂型１Ｃは、その折れ曲がり面４１と鋳造対象のスクリューロータ１００の円柱部１２０の円筒端を形成するための＋Ｚ端面６１とが形成するコーナー部分先端に凸部６３を有する。

　凸部６３は、直方体状に形成されている。一方、凸部６３がある外周部分形成部１１Ｃは、図示しないが、実施の形態３に係る組立砂型の円筒部２１を形成する部分である。このため、＋Ｚ側から視たとき、外周部分形成部１１Ｃの外周面と内周面は、円弧状である。そして、凸部６３の先端には、図３４に示すように、合わせ面６４が設けられている。その合わせ面６４は、凸部６３の先端がある箇所を＋Ｚ側から視たときに、その先端がある箇所で外周部分形成部１１Ｃの外周面に接する接線Ｌ２に垂直である。また、凸部６３には、外周部分形成部１１Ｃの、螺旋の軸Ａ４方向であるＺ方向に垂直な合わせ面６５と、合わせ面６４と６５に垂直な合わせ面６６とが設けられている。

　一方、分割砂型１Ｃは、図３３に示すように、外周部分形成部１１Ｃの＋Ｚ側にある螺旋状に延びる端面１９Ｃに、実施の形態２と同様の折れ曲がり面４３が設けられている。分割砂型１Ｃは、その折れ曲がり面４３と上記の＋Ｚ端面６１とが形成するコーナー部分先端に凹部６７を有する。

　凹部６７は、図３４に示すように、凸部６３が嵌合可能な直方体状の凹みの形状に形成されている。そして、凹部６７には、凹部６７が凸部６３と嵌合したときに、凸部６３の合わせ面６４に当接して合わさる合わせ面６８が設けられている。さらに、凹部６７には、凸部６３の合わせ面６５に当接して合わさる合わせ面６９と、凸部６３の合わせ面６６に当接して合わさる合わせ面７０とが設けられている。

　なお、合わせ面６８は、合わせ面６４と同様に、合わせ面６８がある箇所を＋Ｚ側から視たときに、その合わせ面６８がある箇所で外周部分形成部１１Ｃの外周面に接する接線Ｌ３に対して垂直である。また、合わせ面６９は、合わせ面６５と同様に、Ｚ方向に垂直である。

　凸部６３と凹部６７は、実施の形態３に係る組立砂型を組み立てるときに、その組立砂型を構成する複数の分割砂型１Ｃのうちの一方の分割砂型１Ｃの凸部６３を、他方の分割砂型１Ｃの凹部６７に差し込むことにより、嵌合する。このとき、凸部６３にある合わせ面６４－６６が凹部６７にある合わせ面６８－７０に当接して合わさる。これにより、一方の分割砂型１Ｃの砂型に対して他方の分割砂型１Ｃが位置決めされる。凸部６３と凹部６７は、上述した接線Ｌ２、Ｌ３に対して垂直な合わせ面６４と６８を有するので、外周部分形成部１１Ｃの外周方向に沿ってずれることを防ぐことができる。また、凸部６３と凹部６７は、螺旋の軸Ａ４方向に対して垂直な合わせ面６５と６９を有するので、外周部分形成部１１Ｃの螺旋の軸Ａ４方向へのずれを防ぐことができる。

　なお、上述した外周部分形成部１１Ｃの－Ｚ側にある螺旋状に延びる端面１８Ｃと＋Ｚ側にある螺旋状に延びる端面１９Ｃは、本開示でいうところの第一端面と第二端面の一例である。また、端面１８Ｃの＋Ｚ端部分と－Ｚ端部分は、第一端面の、螺旋が延在する方向にある第１端部と第２端部の一例である。さらに、端面１９Ｃの＋Ｚ端部分と－Ｚ端部分は、第二端面の、螺旋が延在する方向にある第３端部と第４端部の一例である。さらに、合わせ面６４と６８は、本開示でいうところの第一合わせ面と第二合わせ面の一例である。

　以上のように、実施の形態３に係る分割砂型１Ｃでは、外周部分形成部１１Ｃが螺旋状の帯の形状を有し、その外周部分形成部１１Ｃには、帯の幅方向の一方の端面１８Ｃの側に、合わせ面６４－６６を有する凸部６３が設けられている。また、外周部分形成部１１Ｃが、帯の幅方向の一方の端面１９Ｃの側に、合わせ面６８－７０を有し、その外周部分形成部１１Ｃには、凸部６３に嵌合可能な凹部６７が設けられている。このため、分割砂型１Ｃは、実施の形態３に係る組立砂型を組み立てるときに、凸部６３を他の分割砂型１Ｃの凹部６７に嵌合させることにより、位置決めすることができる。その結果、分割砂型１Ｃの組み付けの精度が高まり、実施の形態３に係る組立砂型の形状の精度が高まる。

　以上、本開示の実施の形態に係る分割砂型１Ａ－１Ｃ、分割砂型を造型するための金型３０、分割砂型の組み立て治具３、組立砂型２Ａ、２Ｂおよび組立砂型２Ａ、２Ｂの造型方法について説明したが、分割砂型１Ａ－１Ｃ、分割砂型を造型するための金型３０、分割砂型の組み立て治具３、組立砂型２Ａ、２Ｂおよび組立砂型２Ａ、２Ｂの造型方法は、これに限定されない。

　例えば、実施の形態１－３では、分割砂型１Ａ－１Ｃが鋳造砂で形成されている。しかし、分割砂型１Ａ－１Ｃはこれに限定されない。分割砂型１Ａ－１Ｃは、スクリュー部材を鋳造するものであればよいので、その限りにおいてその材料は任意である。分割砂型１Ａ－１Ｃは、砂以外の材料で形成された型であってもよい。

　なお、実施の形態１－３では、分割砂型１Ａ－１Ｃを組み合わせて作製された砂型のことを組立砂型２Ａ、２Ｂと呼んでいるが、単に砂型と呼んでもよい。または、組立鋳型若しくは鋳型と呼んでもよい。さらに、分割砂型１Ａ－１Ｃまたは分割鋳型は、鋳造対象のスクリュー部材の一部分を鋳造するので、部分砂型または部分鋳型と呼ばれてもよい。

　また、実施の形態１－３では、分割砂型１Ａ－１Ｃまたは組立砂型２Ａ、２Ｂの鋳造対象が、シングルスクリュー圧縮機に用いられるスクリューロータ１００である。しかし、分割砂型１Ａ－１Ｃまたは組立砂型２Ａ、２Ｂの鋳造対象は、これに限定されない。分割砂型１Ａ－１Ｃまたは組立砂型２Ａ、２Ｂの鋳造対象は、スクリュー部材であればよい。例えば、分割砂型１Ａ－１Ｃまたは組立砂型２Ａ、２Ｂの鋳造対象は、ツインスクリュー圧縮機に用いられる雄ロータまたは雌ロータであってもよいし、ウォームギヤであってもよい。

　なお、実施の形態１－３で説明したスクリューロータ１００では、円柱部１２０に貫通孔１２１が形成されているが、本明細書では、円柱とは、底面が円である柱体のことをいい、ここでいう円柱には、軸線に沿った空洞が内部にある円筒が含まれる。このため、円柱部１２０は、円筒部と呼ばれてもよい。

　以上のように、分割砂型１Ａ－１Ｃ、分割砂型を造型するための金型３０、分割砂型の組み立て治具３、組立砂型２Ａ、２Ｂおよび組立砂型２Ａ、２Ｂの造型方法は、上記の実施の形態に限定されず、様々な変形および置換を加えることができる。以下に、本開示の様々な形態を付記として記載する。

（付記１）
　螺旋の形状を有する溝が複数個、軸線方向に隣り合って外周面に設けられた円柱部を備えるスクリュー部材を鋳造するための鋳型の分割鋳型であって、
　前記円柱部の外周面に沿う形状の内壁面を有すると共に、該内壁面が前記円柱部の外周面を前記螺旋に沿った帯の形に切り欠いた形状の外形を有して前記円柱部の外周部分を形成する外周部分形成部と、
　前記外周部分形成部の内壁面から内側へ突出すると共に、前記外周部分形成部の内壁面に沿って前記螺旋の形状に延在して前記溝を形成する溝形成部と、
　を備え、
　前記分割鋳型それぞれに備えられる前記外周部分形成部が前記円柱部の前記外周方向に配列された場合に、前記外周部分形成部同士が前記外周方向に隣接して前記スクリュー部材の前記鋳型を形成する、
　分割鋳型。
（付記２）
　前記分割鋳型が前記溝と同数個揃えられ、かつ、前記円柱部の前記外周方向に配列された場合に、前記スクリュー部材の前記鋳型を形成する、
　付記１に記載の分割鋳型。
（付記３）
　前記溝形成部は、前記外周部分形成部の前記帯の幅方向にある端面と連続する端面を有する、
　付記１または２に記載の分割鋳型。
（付記４）
　前記外周部分形成部は、
　前記螺旋に沿った帯の幅方向かつ該幅方向の一方向に位置し、前記螺旋に沿って延在する第一端面と、
　前記幅方向かつ前記幅方向の他方向に位置し、前記螺旋に沿って延在する第二端面と、
　を備え、
　前記第一端面は、前記螺旋が延在する方向にある第１端部と第２端部の少なくとも１つの端部の側で前記円柱部の軸線方向へ折れ曲がっており、
　前記第二端面は、前記螺旋が延在する方向にある第３端部と第４端部の少なくとも１つの端部の側で前記第一端面と同じ方向に折れ曲がっている、
　付記１から３のいずれか１つに記載の分割鋳型。
（付記５）
　前記外周部分形成部は、
　前記螺旋に沿った帯の幅方向かつ該幅方向の一方向に位置し、前記螺旋に沿って延在する第一端面と、
　前記幅方向かつ前記幅方向の他方向に位置し、前記螺旋に沿って延在する第二端面と、
　を備え、
　前記第一端面は、前記螺旋が延在する方向にある第１端部と第２端部の少なくとも１つの端部において、少なくとも１つの前記端部の、前記軸線方向から視たときの前記円柱部の接線に対して垂直な第一合わせ面と隣接し、
　前記第二端面は、前記螺旋が延在する方向にある第１端部と第２端部の少なくとも１つの端部において、少なくとも１つの前記端部の、前記軸線方向から視たときの前記円柱部の接線に対して垂直な第二合わせ面と隣接し、
　前記分割鋳型が複数個揃えられ、かつ、前記円柱部の前記外周方向に配列された場合に、前記分割鋳型が有する前記第一合わせ面が前記外周方向に隣接する前記分割鋳型が有する前記第二合わせ面に嵌合する、
　付記１から４のいずれか１つに記載の分割鋳型。
（付記６）
　前記スクリュー部材の前記溝の底は、前記螺旋の軸が延在する方向かつその方向の一方向を上方向とした場合に、上端部分で下を向くと共に、下端部分で上を向く状態、かつ、それらの間の中央でその向きが変化する状態にねじれており、
　前記溝形成部は、前記溝の底を形成する部分が上端部分で上を向くと共に、下端部分で下を向く状態、かつ、前記溝形成部の上端部分と前記溝形成部の下端部分の間で前記溝の底の向きが変化する状態にねじれている、
　付記１から５のいずれか１つに記載の分割鋳型。
（付記７）
　前記スクリュー部材は、スクリュー圧縮機に備えられるスクリューロータである、
　付記６に記載の分割鋳型。
（付記８）
　前記螺旋の形状を有する前記溝の数をｎ、前記溝の捻れ角をαとする場合に、
　α＜（３６０／ｎ）×（ｎ／２）
　を満たす付記１から７のいずれか１つに記載の分割鋳型。
（付記９）
　前記溝形成部のうちの、前記溝の底を形成する部分の、前記上端部分と前記下端部分の間の中央よりも上に位置する部分と、前記溝形成部のうちの、前記溝の一方の側壁を形成する部分であって上側へ向いた部分と、前記外周部分形成部のうちの上側へ向いた部分とを造型する第一キャビティを有する上型と、
　前記溝形成部のうちの、前記溝の底を形成する部分の前記中央よりも下に位置する部分と、前記溝形成部のうちの、前記溝の他方の側壁を形成する部分であって下側へ向いた部分と、前記外周部分形成部のうちの下側へ向いた部分とを造型する第二キャビティを有する下型と、
　を備える、
　付記６に記載の分割鋳型を造型するための型。
（付記１０）
　付記１から９のいずれか１つに記載の分割鋳型が複数個存在し、該複数個の分割鋳型それぞれに備えられる前記外周部分形成部を前記円柱部の前記外周方向に配列するときに用いられる分割鋳型の組み立て治具であって、
　前記螺旋の軸が延在する方向かつ一方向を上方向とした場合の、前記溝形成部の下面部分が嵌合可能であり、前記溝形成部の下面部分が嵌合したときに前記溝形成部を下から支持する支持部と、
　前記支持部に前記溝形成部が支持されたときに、その支持された前記溝形成部を備える前記分割鋳型の前記外周部分形成部が、前記組み立て治具をもう一つ用意されたときの、そのもう一つの前記組み立て治具の前記支持部に支持された前記溝形成部を備える別の前記分割鋳型の前記外周部分形成部と前記外周方向に隣接する状態に、そのもう一つの前記組み立て治具の位置を決める位置決め部と、
　を備える分割鋳型の組み立て治具。
（付記１１）
　螺旋の形状を有する溝が複数個、軸線方向に隣り合って外周面に設けられた円柱部を備えるスクリュー部材を鋳造するための鋳型であって、
　前記円柱部の外周面に沿う形状の内壁面と前記円柱部の外周面を前記螺旋に沿った帯の形に切り欠いた形状の外形とを有して前記円柱部の外周部分を形成する外周部分形成部と、
　前記外周部分形成部の内壁面から内側へ突出すると共に、前記外周部分形成部の内壁面に沿って前記螺旋の形状に延在して前記溝を形成する溝形成部と、
　を有する分割鋳型を複数個、備え、
　前記複数個の前記分割鋳型は、前記分割鋳型それぞれに備えられる前記外周部分形成部が前記円柱部の前記外周方向に配列されると共に、前記外周部分形成部同士が前記外周方向に隣接する状態に組み合わされた、
　鋳型。
（付記１２）
　前記鋳型は、前記分割鋳型を前記溝と同数個、備える、
　付記１１に記載の鋳型。
（付記１３）
　付記１１または１２に記載の鋳型の造型方法であって、
　前記鋳型の鋳造対象は、偶数個の前記溝を備える前記スクリュー部材であり、
　前記スクリュー部材の前記溝の数の半数の前記分割鋳型を、前記外周部分形成部それぞれが前記円柱部の前記外周方向に配列されると共に、前記外周部分形成部同士が前記外周方向に隣接する状態に組み合わせて、分割鋳型集合体を２組、作製する工程と、
　前記分割鋳型集合体を作製する工程で作製した一方の前記分割鋳型集合体が有する前記外周方向の両端と、他方の前記分割鋳型集合体が有する前記外周方向の両端とを互いに向き合わせた状態で、一方の前記分割鋳型集合体に対して他方の前記分割鋳型集合体を相対的に近づけていくことにより、一方の前記分割鋳型集合体に他方の前記分割鋳型集合体を組み付ける工程と、
　を備える、
　鋳型の造型方法。
（付記１４）
　前記分割鋳型集合体を２組、作製する工程では、前記分割鋳型それぞれを載置した組み立て治具それぞれを第１レールに沿って移動させることにより、前記外周部分形成部それぞれが前記円柱部の前記外周方向に配列されると共に、前記外周部分形成部同士が前記外周方向に隣接する状態に組み合わせ、
　一方の前記分割鋳型集合体に他方の前記分割鋳型集合体を組み付ける工程では、前記組み立て治具を第２レールに沿って移動させることにより、一方の前記分割鋳型集合体に対して他方の前記分割鋳型集合体を相対的に近づけていき、一方の前記分割鋳型集合体に他方の前記分割鋳型集合体を組み付ける、
　付記１３に記載の鋳型の造型方法。

　本開示は、本開示の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態および変形が可能とされるものである。また、上述した実施形態は、本開示を説明するためのものであり、本開示の範囲を限定するものではない。つまり、本開示の範囲は、実施形態ではなく、請求の範囲によって示される。そして、請求の範囲内およびそれと同等の開示の意義の範囲内で施される様々な変形が、本開示の範囲内とみなされる。

　本出願は、２０２２年４月８日に出願された日本国特許出願特願２０２２－６４７６４号に基づく。本明細書中に日本国特許出願特願２０２２－６４７６４号の明細書、特許請求の範囲、図面全体を参照として取り込むものとする。

　１Ａ，１Ｂ，１Ｃ　分割砂型、２Ａ，２Ｂ　組立砂型、３，４，５　組み立て治具、８　定盤、１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ　外周部分形成部、１２Ａ，１２Ｂ　溝形成部、１３Ａ　溝底形成部、１４Ａ，１５Ａ　側壁形成部、１６Ａ，１６Ｂ，１７Ａ，１７Ｂ　端部、１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ　端面、２１　円筒部、２２　凸部、３０　金型、３１　上型、３２　下型、３３　砂投入孔、３４　キャビティ、３５　合わせ面、３６　嵌め合い部、３７　孔、３８　押しピン、４０　集合体、４１－４４　折れ曲がり面、５１　支持部、５２　位置決め部、５３　凹み、５４　溝、５５，５６　壁部、５７　凹部、６１　＋Ｚ端面、６２　－Ｚ端面、６３　凸部、６４－６６　合わせ面、６７　凹部、６８－７０　合わせ面、７５　アンダーカット部、８１－８３　レール、８４，８５　ストッパ、９１，９２　レール溝、９３　突出領域、１００　スクリューロータ、１１０　歯溝、１１１，１１２　垂直端部、１２０　円柱部、１２１　貫通孔、２１０，２２０　ゲートロータ、２１１，２２１　歯、３１０，３２０　領域、Ａ１　軸線、Ａ２　円板軸、Ａ３　軸線、Ａ４　軸、Ｃ１　中央部分、Ｃ２　中央、Ｄ１　水平方向、Ｌ１－Ｌ３　接線、Ｐ　矢印。

Claims

　螺旋の形状を有する溝が複数個、軸線方向に隣り合って外周面に設けられた円柱部を備えるスクリュー部材を鋳造するための鋳型の分割鋳型であって、
　前記円柱部の外周面に沿う形状の内壁面を有すると共に、該内壁面が前記円柱部の外周面を前記螺旋に沿った帯の形に切り欠いた形状の外形を有して前記円柱部の外周部分を形成する外周部分形成部と、
　前記外周部分形成部の内壁面から内側へ突出すると共に、前記外周部分形成部の内壁面に沿って前記螺旋の形状に延在して前記溝を形成する溝形成部と、
　を備え、
　前記分割鋳型それぞれに備えられる前記外周部分形成部が前記円柱部の前記外周方向に配列された場合に、前記外周部分形成部同士が前記外周方向に隣接して前記スクリュー部材の前記鋳型を形成する、
　分割鋳型。
　前記分割鋳型が前記溝と同数個揃えられ、かつ、前記円柱部の前記外周方向に配列された場合に、前記スクリュー部材の前記鋳型を形成する、
　請求項１に記載の分割鋳型。
　前記溝形成部は、前記外周部分形成部の前記帯の幅方向にある端面と連続する端面を有する、
　請求項１または２に記載の分割鋳型。
　前記外周部分形成部は、
　前記螺旋に沿った帯の幅方向かつ該幅方向の一方向に位置し、前記螺旋に沿って延在する第一端面と、
　前記幅方向かつ前記幅方向の他方向に位置し、前記螺旋に沿って延在する第二端面と、
　を備え、
　前記第一端面は、前記螺旋が延在する方向にある第１端部と第２端部の少なくとも１つの端部の側で前記円柱部の軸線方向へ折れ曲がっており、
　前記第二端面は、前記螺旋が延在する方向にある第３端部と第４端部の少なくとも１つの端部の側で前記第一端面と同じ方向に折れ曲がっている、
　請求項１から３のいずれか１項に記載の分割鋳型。
　前記外周部分形成部は、
　前記螺旋に沿った帯の幅方向かつ該幅方向の一方向に位置し、前記螺旋に沿って延在する第一端面と、
　前記幅方向かつ前記幅方向の他方向に位置し、前記螺旋に沿って延在する第二端面と、
　を備え、
　前記第一端面は、前記螺旋が延在する方向にある第１端部と第２端部の少なくとも１つの端部において、少なくとも１つの前記端部の、前記軸線方向から視たときの前記円柱部の接線に対して垂直な第一合わせ面と隣接し、
　前記第二端面は、前記螺旋が延在する方向にある第１端部と第２端部の少なくとも１つの端部において、少なくとも１つの前記端部の、前記軸線方向から視たときの前記円柱部の接線に対して垂直な第二合わせ面と隣接し、
　前記分割鋳型が複数個揃えられ、かつ、前記円柱部の前記外周方向に配列された場合に、前記分割鋳型が有する前記第一合わせ面が前記外周方向に隣接する前記分割鋳型が有する前記第二合わせ面に嵌合する、
　請求項１から４のいずれか１項に記載の分割鋳型。
　前記スクリュー部材の前記溝の底は、前記螺旋の軸が延在する方向かつその方向の一方向を上方向とした場合に、上端部分で下を向くと共に、下端部分で上を向く状態、かつ、それらの間の中央でその向きが変化する状態にねじれており、
　前記溝形成部は、前記溝の底を形成する部分が上端部分で上を向くと共に、下端部分で下を向く状態、かつ、前記溝形成部の上端部分と前記溝形成部の下端部分の間で前記溝の底の向きが変化する状態にねじれている、
　請求項１から５のいずれか１項に記載の分割鋳型。
　前記スクリュー部材は、スクリュー圧縮機に備えられるスクリューロータである、
　請求項６に記載の分割鋳型。
　前記螺旋の形状を有する前記溝の数をｎ、前記溝の捻れ角をαとする場合に、
　α＜（３６０／ｎ）×（ｎ／２）
　を満たす請求項１から７のいずれか１項に記載の分割鋳型。
　前記溝形成部のうちの、前記溝の底を形成する部分の、前記上端部分と前記下端部分の間の中央よりも上に位置する部分と、前記溝形成部のうちの、前記溝の一方の側壁を形成する部分であって上側へ向いた部分と、前記外周部分形成部のうちの上側へ向いた部分とを造型する第一キャビティを有する上型と、
　前記溝形成部のうちの、前記溝の底を形成する部分の前記中央よりも下に位置する部分と、前記溝形成部のうちの、前記溝の他方の側壁を形成する部分であって下側へ向いた部分と、前記外周部分形成部のうちの下側へ向いた部分とを造型する第二キャビティを有する下型と、
　を備える、
　請求項６に記載の分割鋳型を造型するための型。
　請求項１から９のいずれか１項に記載の分割鋳型が複数個存在し、該複数個の分割鋳型それぞれに備えられる前記外周部分形成部を前記円柱部の前記外周方向に配列するときに用いられる分割鋳型の組み立て治具であって、
　前記螺旋の軸が延在する方向かつ一方向を上方向とした場合の、前記溝形成部の下面部分が嵌合可能であり、前記溝形成部の下面部分が嵌合したときに前記溝形成部を下から支持する支持部と、
　前記支持部に前記溝形成部が支持されたときに、その支持された前記溝形成部を備える前記分割鋳型の前記外周部分形成部が、前記組み立て治具をもう一つ用意されたときの、そのもう一つの前記組み立て治具の前記支持部に支持された前記溝形成部を備える別の前記分割鋳型の前記外周部分形成部と前記外周方向に隣接する状態に、そのもう一つの前記組み立て治具の位置を決める位置決め部と、
　を備える分割鋳型の組み立て治具。
　螺旋の形状を有する溝が複数個、軸線方向に隣り合って外周面に設けられた円柱部を備えるスクリュー部材を鋳造するための鋳型であって、
　前記円柱部の外周面に沿う形状の内壁面と前記円柱部の外周面を前記螺旋に沿った帯の形に切り欠いた形状の外形とを有して前記円柱部の外周部分を形成する外周部分形成部と、
　前記外周部分形成部の内壁面から内側へ突出すると共に、前記外周部分形成部の内壁面に沿って前記螺旋の形状に延在して前記溝を形成する溝形成部と、
　を有する分割鋳型を複数個、備え、
　前記複数個の前記分割鋳型は、前記分割鋳型それぞれに備えられる前記外周部分形成部が前記円柱部の前記外周方向に配列されると共に、前記外周部分形成部同士が前記外周方向に隣接する状態に組み合わされた、
　鋳型。
　前記鋳型は、前記分割鋳型を前記溝と同数個、備える、
　請求項１１に記載の鋳型。
　請求項１１または１２に記載の鋳型の造型方法であって、
　前記鋳型の鋳造対象は、偶数個の前記溝を備える前記スクリュー部材であり、
　前記スクリュー部材の前記溝の数の半数の前記分割鋳型を、前記外周部分形成部それぞれが前記円柱部の前記外周方向に配列されると共に、前記外周部分形成部同士が前記外周方向に隣接する状態に組み合わせて、分割鋳型集合体を２組、作製する工程と、
　前記分割鋳型集合体を作製する工程で作製した一方の前記分割鋳型集合体が有する前記外周方向の両端と、他方の前記分割鋳型集合体が有する前記外周方向の両端とを互いに向き合わせた状態で、一方の前記分割鋳型集合体に対して他方の前記分割鋳型集合体を相対的に近づけていくことにより、一方の前記分割鋳型集合体に他方の前記分割鋳型集合体を組み付ける工程と、
　を備える、
　鋳型の造型方法。
　前記分割鋳型集合体を２組、作製する工程では、前記分割鋳型それぞれを載置した組み立て治具それぞれを第１レールに沿って移動させることにより、前記外周部分形成部それぞれが前記円柱部の前記外周方向に配列されると共に、前記外周部分形成部同士が前記外周方向に隣接する状態に組み合わせ、
　一方の前記分割鋳型集合体に他方の前記分割鋳型集合体を組み付ける工程では、前記組み立て治具を第２レールに沿って移動させることにより、一方の前記分割鋳型集合体に対して他方の前記分割鋳型集合体を相対的に近づけていき、一方の前記分割鋳型集合体に他方の前記分割鋳型集合体を組み付ける、
　請求項１３に記載の鋳型の造型方法。