JP2006068878A

JP2006068878A - ピストンリング回り止め用のノックピン圧入装置とノックピン圧入方法

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Publication number: JP2006068878A
Application number: JP2004257972A
Authority: JP
Inventors: Seiji Yamaura; 誠司山浦
Original assignee: Nagano Automation Co Ltd
Current assignee: Nagano Automation Co Ltd
Priority date: 2004-09-06
Filing date: 2004-09-06
Publication date: 2006-03-16
Anticipated expiration: 2024-09-06
Also published as: JP4065263B2

Abstract

【課題】ノックピンをピストン周壁のピン穴に常に的確に圧入できるノックピン圧入装置を提供する。
【解決手段】画像解析手段を用いて、ＣＣＤカメラが撮影したピン穴１６が設けられたピストン周壁部分の画像を解析して、そのピストン周壁のピン穴の軸心１８の位置及び方向データを取得し、その位置及び方向データに基づき、制御手段を用いて、回転手段４０によりターンテーブル２０を所定角度回転させたり、昇降手段４２によりターンテーブル２０を所定距離昇降させたりして、ピン圧入手段５０に供給されたノックピンの軸心を、ターンテーブル２０上に固定されたピストン周壁のピン穴の軸心１８に一致させる。その後、ピン圧入手段５０からノックピン１７をピストン周壁のピン穴１６の開口部に向けて押し出して、そのピン穴１６にノックピン１７を圧入する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ピストン周壁のピストンリング溝内に嵌入されたピストンリングがピストンリング溝内で回転するのを阻止するノックピンをピストン周壁に設けられたピン穴に圧入するためのノックピン圧入装置と、該装置を用いてノックピンをピストン周壁に設けられたピン穴に圧入するためのノックピン圧入方法とに関する。

図３と図４に示したような、内燃機関に用いられるピストン１０周壁には、複数本のピストンリング溝１４が上下に並べて刻設されていて、それらのピストンリング溝１４には、燃焼室（図示せず）内からのガス漏れを防いだり、シリンダー（図示せず）内側に補給されたオイルが燃焼室内に入り込むのを防いだりするためのピストンリング１５がそれぞれ嵌入される。二輪車用等の内燃機関においては、その構造上から、そのピストンリング溝１４内に嵌入されたピストンリング１５がピストンリング溝１４内で回転するのを阻止する必要がある。

このピストンリング１５がピストンリング溝１４内で回転するのを阻止するピストンリング回り止め機構は、一般に、図５と図６に示したように、ピストン１０周壁に設けられたピン穴１６にノックピン１７が圧入されて、そのノックピン１７頭部の一部側壁が、ピストンリング溝１４側壁からピストンリング溝１４内側に突出した構造をしている。そして、そのピストンリング溝１４内側に突出したノックピン１７頭部の一部側壁が、ピストンリング１５の分割された端部に設けられた円弧状の切欠き１５２内側に嵌入、係止されて、そのピストンリング１５がピストンリング溝１４内で回転するのがノックピン１７により阻止される構造をしている。

このピストンリング回り止め機構のノックピン１７をピストン１０周壁に設けられたピン穴１６に圧入するための、従来のノックピン圧入装置は、一般に、図７に示したように、ピストン１０に設けられたピストンピン（図示せず）を挿通するピストン穴１９に位置決めアーム３３を貫通させた状態として、そのピストン穴１９を規準にして、ピストン１０をテーブル２１上の所定位置に所定方向に向けて動かぬように固定する固定手段３１と、該固定手段によりテーブル２１上に固定されるピストン１０の外側空間に配置された、ノックピン１７をピン送り出し穴（図示せず）内からピストン周壁のピン穴１６の開口部に向けて押し出して、そのノックピン１７をピン穴１６に圧入するピン圧入手段５１等から構成されている。ピン圧入手段５１は、固定手段３１によりピストン１０をテーブル２１上の所定位置に所定方向に向けて固定した状態において、そのノックピン１７を押し出すピン送り出し穴内に供給されるノックピンの軸心５３が、ピストン１０周壁に設けられたピン穴の軸心１８と一致するように、固定手段３１によりテーブル２１上に固定されるピストン１０の外側空間の所定位置に所定方向に向けて配置されている。

この従来のノックピン圧入装置によれば、図７に示したように、位置決めアーム３３をピストン周壁のピストン穴１９に貫通させた状態として、そのピストン穴１９を規準にして、ピストン１０を固定手段３１によりテーブル２１上の所定位置に所定方向に向けて動かぬように固定できる。そして、その固定手段３１によりテーブル２１上に固定されたピストン１０の外側空間の所定位置に所定方向に向けて配置された、ピン圧入手段５１のピン送り出し穴内に供給されたノックピンの軸心５３を、ピストン１０周壁に設けられたピン穴の軸心１８に一致させた状態とすることができる。
その後、ピン圧入手段５１を用いて、ノックピン１７をピン圧入手段５１のピン送り出し穴内からピストン周壁のピン穴１６の開口部に向けて押し出して、そのノックピン１７を固定手段３１によりテーブル２１上に固定されたピストン周壁のピン穴１６に圧入できる。
特開２００２−２４３０３９号公報

しかしながら、従来の上記ノックピン圧入装置を用いて、ノックピン１７をピストン周壁のピン穴１６に圧入した場合には、ノックピン１７が、ピストン周壁のピン穴１６から斜め横方向等にずれて、そのピン穴１６に圧入される事故が頻発した。そして、ピストン周壁のピン穴１６周壁に、ノックピン１７で引っ掻かれた切欠き傷等が頻繁に発生した。そして、その高価なピストン１０を不良品としてしまった。

そこで、本発明者は、その原因を追求したところ、ピストン１０は、大小様々の誤差を持って製造されるため、そのような大小様々の誤差を持つピストンのピストン穴１９に位置決めアーム３３を貫通させた状態として、そのピストン穴１９を規準にして、ピストン１０を固定手段３１によりテーブル２１上の所定位置に所定方向に向けて固定する機械的な位置決め方法では、その固定手段３１によりテーブル２１上に固定されたピストン１０の外側空間の所定位置に所定方向に向けて配置されたピン圧入手段５１のピン送り出し穴内に供給されたノックピンの軸心５３を、固定手段３１によりテーブル２１上の所定位置に所定方向に向けて固定されたピストン周壁のピン穴の軸心１８に常に正確に一致させた状態とすることができないからであることを、発見した。
そして、このような課題を解決するためには、ピストンのピン穴１６が設けられたピストン１０周壁部分をＣＣＤカメラ（電荷結合素子を用いたデジタルカメラの略）により撮影して、そのＣＣＤカメラの撮影画像からピストン周壁のピン穴の軸心１８の正確な位置及び方向データを直接に取得すれば良いことに、想到した。そして、そのＣＣＤカメラを用いて取得したピストン周壁のピン穴の軸心１８の正確な位置及び方向データに基づいて、ピストン周壁のピン穴の軸心１８を、ピン圧入手段５１のピン送り出し穴内に供給されたノックピンの軸心５３に一致させれば良いことに、想到した。そして、そのようにすれば、ピストン１０が大小様々の誤差を持っていたり、ピストン周壁のピン穴１６の位置が正規の位置からずれたり等していても、それに影響されずに、ピストン周壁のピン穴の軸心１８を、ピン圧入手段５１のピン送り出し穴内に供給されたノックピンの軸心５３に常に正確に一致させることができることに、想到した。
そして、そのようなＣＣＤカメラにより撮影した撮影画像から取得したピストン周壁のピン穴の軸心１８の正確な位置及び方向データに基づいて、ピストン周壁のピン穴の軸心１８を、ピン圧入手段５１のピン送り出し穴内に供給されたノックピンの軸心５３に正確に一致させて、そのピン送り出し穴から押し出されるノックピン１７をピストン周壁のピン穴１６に常に的確に圧入できる、ノックピン圧入装置と、該装置を用いたノックピン圧入方法とを開発した。

即ち、本発明は、ＣＣＤカメラにより撮影した撮影画像から取得したピストン周壁のピン穴の軸心の位置及び方向データに基づいて、ピストン周壁のピン穴の軸心を、ピン圧入手段のピン送り出し穴内に供給されたノックピンの軸心に正確に一致させて、そのピン送り出し穴から押し出されるノックピンをピストン周壁のピン穴に常に的確に圧入できる、ノックピン圧入装置と、該装置を用いたノックピン圧入方法とを提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明のピストンリング回り止め用のノックピン圧入装置は、ピストンリングがピストンリング溝内で回転するのを阻止するノックピンをピストン周壁に設けられたピン穴に圧入するためのノックピン圧入装置であって、
ピストンを搭載するターンテーブルと、該ターンテーブル上に搭載されたピストンの軸心をターンテーブルの軸心に一致させた状態で、ピストンをターンテーブル上の所定位置に所定方向に向けて固定する固定手段と、前記ターンテーブルをその軸心回りに回転させる回転手段と、前記ターンテーブルをその軸心方向に昇降させる昇降手段と、前記ターンテーブル上に固定されるピストンの外側空間の所定位置に所定方向に向けて配置された、ノックピンの軸心を前記ターンテーブル上に固定されるピストン周壁のピン穴の軸心に一致させた状態で、ノックピンをピン送り出し穴内からピン穴の開口部に向けて押し出して、そのノックピンをピン穴に圧入するピン圧入手段と、該ピン圧入手段のピン送り出し穴内にノックピンを供給するピン供給手段と、前記ノックピンを押し出すピン送り出し穴側とは反対側のターンテーブル上に固定されたピストン周壁部分を支持する支持手段と、前記ターンテーブル上に固定されるピストンの外側空間の所定位置に、その撮影レンズの軸心を前記ピン圧入手段のピン送り出し穴内に供給されるノックピンの軸心からターンテーブルの軸心を中心に一定角度θずらせた状態で、その撮影レンズの軸心を前記ターンテーブル上に固定されるピストンの軸心に向けて配置された、前記ピン穴が設けられたピストン周壁部分を撮影するＣＣＤカメラと、該ＣＣＤカメラが撮影したピン穴が設けられたピストン周壁部分の画像を解析して、そのピストン周壁のピン穴の軸心の位置及び方向データを取得する画像解析手段と、該画像解析手段により取得したピストン周壁のピン穴の軸心の位置及び方向データに基づき、前記回転手段によりターンテーブルをその軸心回りに所定角度回転させたり、前記昇降手段によりターンテーブルをその軸心方向に所定距離昇降させたりして、ＣＣＤカメラの撮影レンズの軸心からターンテーブルの軸心を中心に一定角度θずらせた状態で、前記ターンテーブル上に固定されたピストンの外側空間の所定位置に所定方向に向けて配置されたピン圧入手段のピン送り出し穴内に供給されるノックピンの軸心を、そのターンテーブル上に固定されたピストン周壁のピン穴の軸心に一致させる制御手段とが備えられたことを特徴としている。

また、本発明のピストンリング回り止め用のノックピン圧入方法は、本発明のノックピン圧入装置を用いたノックピン圧入方法であって、次のａ〜ｆのステップを含むことを特徴としている。
ａ．前記ターンテーブル上にピストンを搭載して、そのピストンを、前記固定手段を用いて、ピストンの軸心をターンテーブルの軸心に一致させた状態で、ターンテーブル上の所定位置に所定方向に向けて固定するステップ。
ｂ．前記回転手段によりターンテーブルをその軸心回りに任意角度回転させたり、前記昇降手段によりターンテーブルをその軸心方向に任意距離昇降させたりして、そのターンテーブル上に固定されたピストンの外側空間の所定位置に配置されたＣＣＤカメラの撮影レンズの軸心上又はその近くにノックピンを圧入するピン穴が設けられたピストン周壁部分を位置させ、そのピン穴が設けられたピストン周壁部分をＣＣＤカメラにより撮影するステップ。
ｃ．前記画像解析手段を用いて、前記ＣＣＤカメラが撮影したピン穴が設けられたピストン周壁部分の画像を解析して、そのピストン周壁のピン穴の軸心の位置及び方向データを取得するステップ。
ｄ．前記ピン供給手段を用いて、ピン圧入手段のピン送り出し穴内にノックピンを供給するステップ。
ｅ．前記制御手段を用いて、前記画像解析手段により取得したピストン周壁のピン穴の軸心の位置及び方向データに基づき、前記回転手段によりターンテーブルをその軸心回りに所定角度回転させたり、前記昇降手段によりターンテーブルをその軸心方向に所定距離昇降させたりして、ＣＣＤカメラの撮影レンズの軸心からターンテーブルの軸心を中心に一定角度θずらせた状態で、前記ターンテーブル上に固定されたピストンの外側空間の所定位置に所定方向に向けて配置されたピン圧入手段のピン送り出し穴内に供給されたノックピンの軸心を、そのターンテーブル上に固定されたピストン周壁のピン穴の軸心に一致させるステップ。
ｆ．前記ノックピンを押し出すピン送り出し穴側とは反対側のターンテーブル上に固定されたピストン周壁部分を前記支持手段により支持しながら、前記ピン圧入手段を用いて、ピン送り出し穴内に供給されたノックピンをピン送り出し穴内から前記ピン穴の開口部に向けて押し出して、そのノックピンをピン穴に圧入するステップ。

このノックピン圧入装置を用いたノックピン圧入方法においては、ａのステップにおいて、ターンテーブル上にピストンを起立させた状態で搭載して、そのピストンを、固定手段を用いて、ピストンの軸心をターンテーブルの軸心に一致させた状態で、ターンテーブル上の所定位置に所定方向に向けて固定できる。
次いで、ｂのステップにおいて、回転手段によりターンテーブルをその軸心回りに任意角度回転させたり、昇降手段によりターンテーブルをその軸心方向に任意距離昇降させたりして、そのターンテーブル上に固定されたピストンの外側空間の所定位置に配置されたＣＣＤカメラの撮影レンズの軸心上又はその近くにノックピンを圧入するピン穴が設けられたピストン周壁部分を位置させることができる。そして、そのピン穴が設けられたピストン周壁部分にＣＣＤカメラの撮影レンズを向けて、そのＣＣＤカメラによりピン穴が設けられたピストン周壁部分を撮影できる。
次いで、ｃのステップにおいて、画像解析手段を用いて、前記ＣＣＤカメラが撮影したピン穴が設けられたピストン周壁部分の画像を解析して、そのピストン周壁のピン穴の軸心の位置及び方向データを、ターンテーブル上に固定されたピストンの外側空間の所定位置に所定方向に向けて配置されたＣＣＤカメラの撮影レンズの軸心の位置及び方向データを規準にして、取得できる。その際には、ターンテーブル上に固定されたピストン周壁のピン穴をＣＣＤカメラにより撮影して、そのＣＣＤカメラが撮影したピン穴が設けられたピストン周壁部分の画像を画像解析手段により解析することにより、そのターンテーブル上に固定されたピストン周壁のピン穴の軸心の位置及び方向データを直接に取得する方法を採用しているために、ターンテーブル上に搭載されて固定されるピストンが大小様々の誤差を持っていたり、ピストン周壁のピン穴の位置が正規の位置からずれたり等していても、それに影響されずに、そのターンテーブル上に固定されたピストン周壁のピン穴の軸心の位置及び方向データを常に正確に取得できる。
それと共に、ｄのステップにおいて、ピン供給手段を用いて、ピン圧入手段のピン送り出し穴内にノックピンを供給できる。
次いで、ｅのステップにおいて、制御手段を用いて、前記画像解析手段により取得したピストン周壁のピン穴の軸心の正確な位置及び方向データに基づき、回転手段によりターンテーブルをその軸心回りに所定角度回転させたり、昇降手段によりターンテーブルをその軸心方向に所定距離昇降させたりして、ＣＣＤカメラの撮影レンズの軸心からターンテーブルの軸心を中心に一定角度θずらせた状態で、ターンテーブル上に固定されたピストンの外側空間の所定位置に所定方向に向けて配置されたピン圧入手段のピン送り出し穴内に供給されたノックピンの軸心を、そのターンテーブル上に固定されたピストン周壁のピン穴の軸心に常に正確に一致させることができる。
その後、ｆのステップにおいて、ピン圧入手段を用いて、ピン送り出し穴内に供給されたノックピンをピン送り出し穴内からピストン周壁のピン穴の開口部に向けて押し出して、そのピン穴にノックピンを圧入できる。その際には、ｅのステップにおいて、上記のように、ピン圧入手段のピン送り出し穴内に供給されたノックピンの軸心をピストン周壁のピン穴の軸心に常に正確に一致させた状態としているために、そのピン圧入手段のピン送り出し穴内から押し出されるノックピンをピストン周壁のピン穴に偏心等させずに常に的確に圧入できる。また、その際には、ノックピンを押し出すピン送り出し穴側とは反対側のターンテーブル上に固定されたピストン周壁部分を支持手段により支持し続けるために、そのターンテーブル上に固定されたピストンが、ノックピンに押されて、ノックピンが圧入されるピン穴が設けられた箇所とは反対側に倒れるのを防ぐことができる。

本発明のノックピン圧入装置においては、ピン圧入手段が、ノックピンの軸心をターンテーブル上に固定されるピストン周壁のピン穴の軸心に一致させた状態で、ノックピンをピン穴の開口部に向けて押し出すピン送り出し穴を持つガイド筒と、該ガイド筒のピン送り出し穴内に供給されたノックピンをピン送り出し穴内からピン穴の開口部に向けて押し出して、そのノックピンをピン穴に圧入するピン押し出し手段とからなることを好適としている。

そうした場合には、本発明のピン圧入方法のｅのステップにおいて、制御手段を用いて、画像解析手段により取得したピストン周壁のピン穴の軸心の正確な位置及び方向データに基づき、回転手段によりターンテーブルをその軸心回りに所定角度回転させたり、昇降手段によりターンテーブルをその軸心方向に所定距離昇降させたりして、ＣＣＤカメラの撮影レンズの軸心からターンテーブルの軸心を中心に一定角度θずらせた状態で、ターンテーブル上に固定されたピストンの外側空間の所定位置に所定方向に向けて配置されたピン圧入手段のガイド筒のピン送り出し穴内に供給されたノックピンの軸心を、そのターンテーブル上に固定されたピストン周壁のピン穴の軸心に常に正確に一致させることができる。
その後、本発明のピン圧入方法のｆのステップにおいて、ノックピンを押し出すピン送り出し穴側とは反対側のターンテーブル上に固定されたピストン周壁部分を支持手段により支持しながら、ピン圧入手段のピン押し出し手段を用いて、ガイド筒のピン送り出し穴内に供給されたノックピンをそのピン送り出し穴内からターンテーブル上に固定されたピストン周壁のピン穴の開口部に向けて押し出して、そのノックピンをピン穴に圧入できる。

本発明のノックピン圧入装置を用いた本発明のノックピン圧入方法によれば、ターンテーブル上に搭載されて固定手段により固定されるピストンが大小様々の誤差を持っていたり、そのピストン周壁のピン穴の位置が正規の位置からずれたり等していても、それに影響されずに、そのターンテーブル上に固定されたピストン周壁のピン穴の軸心の位置及び方向データを常に正確に取得できる。そして、そのピン穴の軸心の正確な位置及び方向データに基づき、制御手段を用いて、回転手段によりターンテーブルをその軸心回りに所定角度回転させたり、昇降手段によりターンテーブルをその軸心方向に所定距離昇降させたりできる。そして、そのターンテーブル上に固定されたピストンの外側空間の所定位置に所定方向に向けて配置されたピン圧入手段のピン送り出し穴内に供給されたノックピンの軸心を、そのターンテーブル上に固定されたピストン周壁のピン穴の軸心に常に正確に一致させることができる。そして、そのピン圧入手段のピン送り出し穴内からノックピンをピン穴の開口部に向けて押し出して、そのノックピンをピストン周壁のピン穴に偏心等させずに常に的確に圧入できる。
その結果、ノックピンが、ピストン周壁のピン穴から斜め横方向等にずれてピン穴に圧入されて、ピストン周壁のピン穴周壁にノックピンで引っ掻かれた切欠き傷等が発生するのを、確実に防止できる。そして、高価なピストンを不良品としてしまう事故を、確実に防ぐことができる。

次に、本発明の実施の形態を図面に従い説明する。
図１と図２は本発明のノックピン圧入装置の好適な実施の形態を示し、図１はその正面図、図２はその平面図である。以下に、このノックピン圧入装置を説明する。

このノックピン圧入装置は、図３に示したような、ピストン１０周壁のピストンリング溝１４内に嵌入されたピストンリング１５がピストンリング溝１４内で回転するのを阻止するノックピン１７をピストン１０周壁に設けられたピン穴１６に圧入するためのノックピン圧入装置である。
ピストンリング回り止め機構のピン穴１６は、図４に示したように、ピストンリング溝１４側壁とピストンリング溝１４内側とに亙って設けられていて、そのピン穴の軸心１８が、ピストンの軸心１２と直交する方向を向いている。ピン穴１６には、図６に示したように、ノックピン１７が、その頂部をピストン１０外周面よりもピストン１０内側に埋没させた状態で、かつ、その頭部の一部側壁をピストンリング溝１４側壁からピストンリング溝１４内側に突出させた状態で、圧入されている。
ノックピン１７は、例えば図６に示したように、先端がテーパ状に細められた円柱状をしている。ノックピン１７の外側壁には、溝１７２が縦断して刻設されていて、ノックピン１７を盲穴状をしたピストン周壁のピン穴１６に圧入した際に、その溝１７２内を通して、ノックピン１７が圧入されたピン穴１６内の空気をピン穴１６外方に排出できる構造をしている。

図１と図２に示したノックピン圧入装置は、ピストン１０をＺ方向に起立させた状態で搭載する円盤状のターンテーブル２０を、そのＺ方向を向く軸心２２を中心に回転自在に、かつ、そのＺ方向を向く軸心２２方向に昇降自在に、備えている。具体的には、ターンテーブル２０を、Ｚ方向を向く回転軸２４上端に、回転自在に、かつ、昇降自在に支持している。そして、ピストン１０を搭載するターンテーブル２０上面が、Ｚ方向と直角なＸ―Ｙ方向を向いている。
また、図１に示したように、ターンテーブル２０上に搭載されたピストンの軸心１２をターンテーブルの軸心２２に一致させた状態で、ピストン１０をターンテーブル２０上の所定位置に所定方向に向けて固定する固定手段３０を備えている。固定手段３０は、ターンテーブル２０上に突設された位置決めブロック３２をターンテーブル２０上に搭載されたピストン１０内側空間に挿入して、その位置決めブロック３２周壁の一部をピストン１０内側に設けられた段差部や突起（図示せず）等に当接させたり、押圧ブロック３４によりピストン１０頭部をターンテーブル２０方向に押圧したりして、ピストン１０をターンテーブル２０上の所定位置に所定方向に向けて固定する構造をしている。
また、ターンテーブル２０をその軸心２２回りに回転させる回転手段４０を備えている。回転手段４０は、ターンテーブル２０を支持する回転軸２４を正逆に回転させるサーボモータ（図示せず）を駆動源とする構造をしている。
また、ターンテーブル２０をその軸心２２方向に昇降させる昇降手段４２を備えている。昇降手段４２は、ターンテーブル２０を支持する回転軸２４を昇降させるサーボモータ（図示せず）を駆動源とする構造をしている。
また、図１に示したように、ノックピンの軸心６４を固定手段３０によりターンテーブル２０上の所定位置に所定方向に向けて固定されるピストン周壁のピン穴の軸心１８に一致させた状態で、ノックピン１７をピン送り出し穴６２内からピン穴１６の開口部に向けて押し出して、そのノックピン１７をピン穴１６に圧入するピン圧入手段５０を備えている。
ピン圧入手段５０は、ターンテーブル２０を回転手段４０により回転させたり昇降手段４２により昇降させたりして、固定手段３０によりターンテーブル２０上に固定されたピストン１０周壁部分に設けられたピン穴の軸心１８を、ピン圧入手段５０のピン送り出し穴６２内に供給されるノックピンの軸心６４に一致させることができるように、固定手段３０によりターンテーブル２０上に固定されるピストン１０の外側空間の所定位置に所定方向に向けて配置している。
ピン圧入手段５０は、図１に示したように、ノックピン１７をピン穴１６の開口部に向けて押し出すピン送り出し穴６２を持つガイド筒６０と、そのガイド筒のピン送り出し穴６２内に供給されたノックピン１７をピン送り出し穴６２内からターンテーブル２０上に固定されたピストン周囲のピン穴１６の開口部に向けて押し出して、そのノックピン１７をピン穴１６に圧入するピン押し出し手段８０とから構成している。ピン押し出し手段８０は、ノックピン１７後端を押して、そのノックピン１７をガイド筒の送り出し穴６２内からその外方に向けて押し出すピストンロッド８２を持つエアーシリンダ８４等から構成している。
また、図１に示したように、ピン圧入手段５０のガイド筒の送り出し穴６２内にノックピン１７を供給するピン供給手段７０を備えている。ピン供給手段７０は、ノックピン１７をシュート７２内を通してガイド筒の送り出し穴６２内に１本づつ送り込む振動式のパーツフィーダ７４等から構成している。
また、図１に示したように、ノックピン１７を押し出すピン送り出し穴６２側とは反対側のターンテーブル２０上に固定されたピストン１０周壁部分を支持する支持手段９０を備えている。支持手段９０は、ピストン１０周壁に当接させる当接ブロック９２と、該ブロックが先端に装着されたピストンロッド９４を持つエアーシリンダ９６等から構成している。そして、エアーシリンダのピストンロッド９４先端に装着された当接ブロック９２をピストン１０周壁に当接させて、その当接ブロック９２によりピストン１０周壁を支持する構造をしている。
また、図２に示したように、ピン穴１６が設けられたピストン１０周壁部分を撮影するＣＣＤカメラ１００を備えている。ＣＣＤカメラ１００は、固定手段３０によりターンテーブル２０上に固定されるピストン１０の外側空間の所定位置に、その撮影レンズの軸心１０２をピン圧入手段５０のピン送り出し穴６２内に供給されるノックピンの軸心６４からターンテーブルの軸心２２を中心に一定角度θ（図２では、９０度としている）ずらせた状態で、その撮影レンズ１０４をターンテーブル２０上に固定されるピストンの軸心１２方向に向けて配置している。具体的には、Ｚ方向に対して直角なＸ−Ｙ方向を向く同一平面上に、ＣＣＤカメラの撮影レンズの軸心１０２と、ピン圧入手段５０のピン送り出し穴６２に供給されるノックピンの軸心６４とを共に配置していて、そのＣＣＤカメラの撮影レンズの軸心１０２とピン送り出し穴６２内に供給されるノックピンの軸心６４との交差角度がターンテーブルの軸心２２を中心に一定角度θとなるように、ＣＣＤカメラ１００を固定手段３０によりターンテーブル２０上に固定されるピストン１０の外側空間の所定位置に配置している。
また、図２に示したように、ＣＣＤカメラ１００が撮影したピン穴１６が設けられたピストン１０周壁部分の画像を解析して、そのピストン周壁のピン穴の軸心１８の位置及び方向データを取得する画像解析手段１１０を備えている。画像解析手段１１０は、ディスプレイを備えたコンピュータ１１２の電子回路等から構成している。
また、画像解析手段１１０により取得したピストン周壁のピン穴の軸心１８の位置及び方向データに基づき、回転手段４０によりターンテーブル２０をその軸心２２回りに所定角度回転させたり、昇降手段４２によりターンテーブル２０をその軸心２２方向に所定距離昇降させたりして、ＣＣＤカメラの撮影レンズの軸心１０２からターンテーブルの軸心２２を中心に一定角度θずらせた状態で、ターンテーブル２０上に固定されたピストン１０の外側空間の所定位置に所定方向に向けて配置されたピン圧入手段５０のピン送り出し穴６２内に供給されるノックピンの軸心６４を、そのターンテーブル２０上に固定されたピストン周壁のピン穴の軸心１８に一致させる制御手段１２０を備えている。制御手段１２０は、コンピュータ１１２の電子制御回路等を用いて構成している。

図１と図２に示したノックピン圧入装置は、以上のように構成している。
次に、このノックピン圧入装置を用いた本発明のピストンリング回り止め用のノックピン圧入方法の好適な実施の形態を説明する。

このノックピン圧入方法においては、ａのステップにおいて、ターンテーブル２０上にピストン１０をＺ方向に起立させた状態で搭載して、そのピストン１０を、固定手段３０を用いて、ピストンの軸心１２をターンテーブルのＺ方向を向く軸心２２に一致させた状態で、ターンテーブル２０上の所定位置に所定方向に向けて固定している。
次いで、ｂのステップにおいて、回転手段４０によりターンテーブル２０をそのＺ方向を向く軸心２２回りに正逆に回転させたり、昇降手段５０によりターンテーブル２０をそのＺ方向を向く軸心２２方向に昇降させたりして、そのターンテーブル２０上に固定されたピストン１０の外側空間の所定位置に配置されたＣＣＤカメラの撮影レンズの軸心１０２上又はその近くにノックピン１７を圧入するピン穴１６が設けられたピストン１０周壁部分を位置させている。そして、そのピン穴１６が設けられたピストン１０周壁部分をＣＣＤカメラ１００により撮影している。
次いで、ｃのステップにおいて、画像解析手段１１０を用いて、前記ＣＣＤカメラ１００が撮影したピン穴１６が設けられたピストン１０周壁部分の画像を解析して、そのピストン周壁のピン穴の軸心１８の位置及び方向データを取得している。具体的には、画像解析手段１１０のディスプレイ中に表示された所定エリヤ枠（図示せず）内にピン穴１６が設けられたピストン１０周壁部分を映し出して、そのピン穴の軸心１８のＺ方向の高さ位置データと、そのピン穴の軸心１８のＸ方向又はＹ方向に対しての傾斜角度データとを、ターンテーブル２０上に固定されたピストン１０の外側空間の所定位置に所定方向に向けて配置されたＣＣＤカメラの撮影レンズの軸心１０２の位置及び方向データを規準にして、コンピュータ１１２の電子回路等を用いて取得している。
それと共に、ｄのステップにおいて、ピン供給手段７０を用いて、ピン圧入手段５０のピン送り出し穴６２内にノックピン１７を供給している。
次いで、ｅのステップにおいて、制御手段１２０のコンピュータ１１２等を用いて、前記画像解析手段１１０により取得したピストン周壁のピン穴の軸心１８の位置及び方向データに基づき、回転手段４０によりターンテーブル２０をそのＺ方向を向く軸心２２回りに所定角度回転させたり、昇降手段４２によりターンテーブル２０をそのＺ方向を向く軸心２２方向に所定距離昇降させたりしている。そして、ＣＣＤカメラの撮影レンズの軸心１０２からターンテーブルの軸心２２を中心に一定角度θずらせた状態で、ターンテーブル２０上に固定されたピストン１０の外側空間の所定位置に所定方向に向けて配置されたピン圧入手段５０のピン送り出し穴６２内にピン供給手段７０によりパーツフィーダ７４等から供給されたノックピンの軸心６４を、そのターンテーブル２０上に固定されたピストン周壁のピン穴の軸心１８に一致させている。
その後、ｆのステップにおいて、ピン圧入手段５０のピン押し出し手段８０を用いて、ガイド筒の送り出し穴６２内に供給されたノックピン１７を、ガイド筒の送り出し穴６２内からターンテーブル２０上に固定されたピストン周壁のピン穴１６の開口部に向けて押し出して、そのノックピン１７をピン穴１６に圧入している。その際には、ノックピン１７を押し出すピン送り出し穴６２側とは反対側のターンテーブル２０上に固定されたピストン１０周壁部分に支持手段９０の当接ブロック９２を当接させて、そのピストン１０周壁部分を支持手段９０により支持している。そして、ターンテーブル２０上に固定されたピストン１０が、ノックピン１７に押されて、ノックピン１７を圧入するピン穴１６が設けられた箇所とは反対側に倒れるのを防いでいる。

このノックピン圧入装置を用いたノックピン圧入方法は、以上のａ〜ｆのステップからなっていて、このノックピン圧入方法においては、固定手段３０によりターンテーブル２０上の所定位置に所定方向に向けて固定されたピストンのピン穴１６が設けられたピストン１０周壁部分をＣＣＤカメラ１００により撮影して、そのＣＣＤカメラ１００が撮影したターンテーブル２０上に固定されたピストンのピン穴１６が設けられたピストン１０周壁部分の画像を画像解析手段１１０により解析する方式を採用している。そして、そのターンテーブル２０上に固定されたピストン周壁のピン穴の軸心１８の位置及び方向データを直接に取得する方法を採用している。そのために、そのターンテーブル２０上に搭載されて固定されるピストン１０が大小様々の誤差を持っていたり、そのピストン周壁のピン穴１６の位置が正規の位置からずれたり等していても、それに影響されずに、そのターンテーブル２０上に固定されたピストン周壁のピン穴の軸心１８の位置及び方向データを、ＣＣＤカメラ１００と画像解析手段１１０を用いて常に正確に取得できる。そして、そのＣＣＤカメラ１００と画像解析手段１１０により取得したピストン周壁のピン穴の軸心１８の正確な位置及び方向データに基づき、制御手段１２０を用いて、回転手段４０によりターンテーブル２０をその軸心２２回りに所定角度回転させたり、昇降手段５０によりターンテーブル２０をその軸心２２方向に所定距離昇降させたりできる。そして、ＣＣＤカメラの撮影レンズの軸心１０２からターンテーブルの軸心２２を中心に一定角度θずらせた状態で、ターンテーブル２０上に固定されたピストン１０の外側空間の所定位置に所定方向に向けて配置されたピン圧入手段５０のピン送り出し穴６２内にピン供給手段７０により供給されたノックピンの軸心６４を、そのターンテーブル２０上に固定されたピストン周壁のピン穴の軸心１８に正確に一致させることができる。そして、そのピン圧入手段５０のピン送り出し穴６２内からノックピン１７をピストン周壁のピン穴１６の開口部に向けて押し出して、そのノックピン１７をピン穴１６に偏心等させずに常に的確に圧入できる。そして、そのノックピン１７が、ピストン周壁のピン穴１６から斜め横方向等にずれてピン穴１６に圧入されて、ピストン周壁のピン穴１６周壁にノックピン１７で引っ掻かれた切欠き傷等が発生するのを、確実に防ぐことができる。

なお、ピストン１０周壁には、２本以上のピストンリング溝１４が並べて設けられていて、それらのピストンリング溝１４の本数分のノックピン１７を挿入する複数のピン穴１６が、ピストン１０周壁にピストンの軸心１２を中心に互いに正確に所定角度あけて正確に所定高さずらせて、同一の穴あけ装置（図示せず）を用いて設けられている。そのために、それらの複数のピン穴１６のうちの、いずれか１つのピン穴の軸心１８の位置及び方向データを、ＣＣＤカメラ１００と画像解析手段１１０を用いて取得すれば、その１つピン穴の軸心１８の位置及び方向データから、その他のピン穴の軸心１８のほぼ正確な位置及び方向データを推測できる。そして、その推測位置及び方向データに基づいて、制御手段１２０を用いて、その他のピン穴の軸心１８をピン圧入手段５０のピン送り出し穴６２内に供給されたノックピンの軸心６４にほぼ正確に一致させることができる。従って、当該ノックピン圧入装置を用いた当該ノックピン圧入方法においては、一般的には、ピストン１０周壁に設けられた複数の全てのピン穴の軸心１８の位置及び方向データを、ＣＣＤカメラ１００と画像解析手段１１０を用いて取得する必要はない。ただし、ピストン１０周壁に設けられた複数の全てのピン穴１６にノックピン１７をそれぞれ偏心等させずに常に的確に圧入可能とするために、その複数の全てのピン穴の軸心１８の位置及び方向データを、ＣＣＤカメラ１００と画像解析手段１１０を用いて取得しても良いことは、勿論である。

本発明のノックピン圧入装置を用いた本発明のノックピン圧入方法は、内燃機関に用いられるピストン周壁に刻設されたピストンリング溝内に嵌入されたピストンリングがピストンリング溝内で回転するのを阻止する機構に使用される、ノックピンをピストン周壁に設けられたピン穴に圧入する際などに広く有効利用可能である。

本発明のノックピン圧入装置の正面図である。本発明のノックピン圧入装置の平面図である。ピストンリングがピストンリング溝内に嵌入された状態のピストンの正面図である。ピストンの正面図である。ピン穴が設けられたピストン周壁部分の拡大正面図である。図５のＡ―Ａ断面図である。従来のノックピン圧入装置の平面図である。

符号の説明

１０ピストン
１２ピストンの軸心
１４ピストンリング溝
１５ピストンリング
１６ピン穴
１７ノックピン
１８ピン穴の軸心
１９ピストン穴
２０ターンテーブル
２２ターンテーブルの軸心
３０固定手段
４０回転手段
４２昇降手段
５０ピン圧入手段
６０ガイド筒
６２ピン送り出し穴
６４ノックピンの軸心
７０ピン供給手段
８０ピン押し出し手段
９０支持手段
１００ＣＣＤカメラ
１０２レンズの軸心
１１０画像解析手段
１２０制御手段

Claims

ピストンリングがピストンリング溝内で回転するのを阻止するノックピンをピストン周壁に設けられたピン穴に圧入するためのノックピン圧入装置であって、
ピストンを搭載するターンテーブルと、該ターンテーブル上に搭載されたピストンの軸心をターンテーブルの軸心に一致させた状態で、ピストンをターンテーブル上の所定位置に所定方向に向けて固定する固定手段と、前記ターンテーブルをその軸心回りに回転させる回転手段と、前記ターンテーブルをその軸心方向に昇降させる昇降手段と、前記ターンテーブル上に固定されるピストンの外側空間の所定位置に所定方向に向けて配置された、ノックピンの軸心を前記ターンテーブル上に固定されるピストン周壁のピン穴の軸心に一致させた状態で、ノックピンをピン送り出し穴内からピン穴の開口部に向けて押し出して、そのノックピンをピン穴に圧入するピン圧入手段と、該ピン圧入手段のピン送り出し穴内にノックピンを供給するピン供給手段と、前記ノックピンを押し出すピン送り出し穴側とは反対側のターンテーブル上に固定されたピストン周壁部分を支持する支持手段と、前記ターンテーブル上に固定されるピストンの外側空間の所定位置に、その撮影レンズの軸心を前記ピン圧入手段のピン送り出し穴内に供給されるノックピンの軸心からターンテーブルの軸心を中心に一定角度θずらせた状態で、その撮影レンズの軸心を前記ターンテーブル上に固定されるピストンの軸心に向けて配置された、前記ピン穴が設けられたピストン周壁部分を撮影するＣＣＤカメラと、該ＣＣＤカメラが撮影したピン穴が設けられたピストン周壁部分の画像を解析して、そのピストン周壁のピン穴の軸心の位置及び方向データを取得する画像解析手段と、該画像解析手段により取得したピストン周壁のピン穴の軸心の位置及び方向データに基づき、前記回転手段によりターンテーブルをその軸心回りに所定角度回転させたり、前記昇降手段によりターンテーブルをその軸心方向に所定距離昇降させたりして、ＣＣＤカメラの撮影レンズの軸心からターンテーブルの軸心を中心に一定角度θずらせた状態で、前記ターンテーブル上に固定されたピストンの外側空間の所定位置に所定方向に向けて配置されたピン圧入手段のピン送り出し穴内に供給されるノックピンの軸心を、そのターンテーブル上に固定されたピストン周壁のピン穴の軸心に一致させる制御手段とが備えられたことを特徴とするピストンリング回り止め用のノックピン圧入装置。
前記ピン圧入手段が、ノックピンの軸心を前記ターンテーブル上に固定されるピストン周壁のピン穴の軸心に一致させた状態で、ノックピンをピン穴の開口部に向けて押し出すピン送り出し穴を持つガイド筒と、該ガイド筒のピン送り出し穴内に供給されたノックピンをピン送り出し穴内からピン穴の開口部に向けて押し出して、そのノックピンをピン穴に圧入するピン押し出し手段とからなることを特徴とする請求項１記載のピストンリング回り止め用のノックピン圧入装置。
請求項１記載のノックピン圧入装置を用いたノックピン圧入方法であって、次のステップを含むことを特徴とするピストンリング回り止め用のノックピン圧入方法。
ａ．前記ターンテーブル上にピストンを搭載して、そのピストンを、前記固定手段を用いて、ピストンの軸心をターンテーブルの軸心に一致させた状態で、ターンテーブル上の所定位置に所定方向に向けて固定するステップ。
ｂ．前記回転手段によりターンテーブルをその軸心回りに任意角度回転させたり、前記昇降手段によりターンテーブルをその軸心方向に任意距離昇降させたりして、そのターンテーブル上に固定されたピストンの外側空間の所定位置に配置されたＣＣＤカメラの撮影レンズの軸心上又はその近くにノックピンを圧入するピン穴が設けられたピストン周壁部分を位置させ、そのピン穴が設けられたピストン周壁部分をＣＣＤカメラにより撮影するステップ。
ｃ．前記画像解析手段を用いて、前記ＣＣＤカメラが撮影したピン穴が設けられたピストン周壁部分の画像を解析して、そのピストン周壁のピン穴の軸心の位置及び方向データを取得するステップ。
ｄ．前記ピン供給手段を用いて、ピン圧入手段のピン送り出し穴内にノックピンを供給するステップ。
ｅ．前記制御手段を用いて、画像解析手段により取得したピストン周壁のピン穴の軸心の位置及び方向データに基づき、前記回転手段によりターンテーブルをその軸心回りに所定角度回転させたり、前記昇降手段によりターンテーブルをその軸心方向に所定距離昇降させたりして、ＣＣＤカメラの撮影レンズの軸心からターンテーブルの軸心を中心に一定角度θずらせた状態で、前記ターンテーブル上に固定されたピストンの外側空間の所定位置に所定方向に向けて配置されたピン圧入手段のピン送り出し穴内に供給されたノックピンの軸心を、そのターンテーブル上に固定されたピストン周壁のピン穴の軸心に一致させるステップ。
ｆ．前記ノックピンを押し出すピン送り出し穴側とは反対側のターンテーブル上に固定されたピストン周壁部分を前記支持手段により支持しながら、前記ピン圧入手段を用いて、ピン送り出し穴内に供給されたノックピンをピン送り出し穴内から前記ピン穴の開口部に向けて押し出して、そのノックピンをピン穴に圧入するステップ。