JP2017113817A - ピストンリングの組付装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、一対のサイドレールをそれぞれ位置決めして効率よく確実に取り付けることができるピストンリングの組付装置及び組付方法を提供することを目的とする。
【解決手段】ピストンリングの組付装置は、ピストンＰに取り付けられるサイドレールＥを積載して送出する供給部２と、送出されたサイドレールＥを１個ずつ内周側から押し拡げながら切り出して拡径する押出部３と、サイドレールＥを拡径された状態でガイド部材３０の周囲に保持しながらピストンＰに対して移動させてガイド部材３０の延出部３０ａの下端から溝Ｍ３に嵌め込む取付部４とを備え、ガイド部材３０とピストンＰとの間にはスペーサ部材３３が配置されており、ピストンＰと嵌合する嵌合部材３２との間にで嵌合状態又は嵌合状態から外れた間隔を空けた状態とすることで、一対のサイドレールのそれぞれの組付位置に延出部３０ａの下端を設定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ピストンの外周面に形成された溝にピストンリングを嵌め込んで取り付けるピストンリングの組付装置に関する。

ピストンリングは、レシプロエンジン、圧縮機、油圧機器等のピストンの外周面の溝に嵌合する円環状の部材で一部分が切欠いて形成されている。ピストンリングとしては、トップリングやセカンドリングに用いる圧力を受けるための平板状のリング部材（プレッシャリング）と、余分なオイルをピストンの油穴に戻すオイルリングが一般に用いられている。

オイルリングは、ピストンの外周側から中心側へオイルを流すための空間を形成する波形状のスペーサエキスパンダと、これの上下に１枚ずつはめ込まれるサイドレールと呼ばれる薄い平板状のリング部材で構成される３ピースタイプが主にガソリンエンジン用として多く使用されている。サイドレールは効率良くオイルを掻き出すために薄く設定されており、例えばその厚さはプレッシャリングの１／３程度、厚さは０．３〜０．４ｍｍ程度である。

ピストンの外周面の溝にピストンリングを嵌め込むためには、ピストンリングを拡径状態に設定してピストンの外周面を通過させて溝まで移動させる必要があり、そのためのピストンリング組付装置が実用化されている。ピストンリング組付装置としては、例えば、特許文献１では、マガジン部に一列に積載した複数個のピストンリングを順次送出し、送出されたピストンリングをシャッタにより拘束してピストンの外周面に形成された溝に対向配置し、シャッターを開くことによりピストンリングが脱離して収縮力により溝に嵌め込む装置が記載されている。また、特許文献２では、ピストンリングが非拡径状態で積載されたマガジン部からピストンリングを順次送出し、先端に配置されたピストンリングをツメ部により押し出して拡径状態に設定し、拡径されたピストンリングをピストンの外周面に形成された溝まで移動させてピストンリングを嵌め込む装置が記載されている。

特開２０１１−２５５４２７号公報 特開２０１５−７７６６０号公報

上述した特許文献では、ピストンリングの組付けを行うことができるものの、形状や特性の異なるリング部材に合わせてそれぞれ組付装置を設置し、ピストンに対して順番に組付けを行う必要がある。例えば、厚さが薄いピストンリング、特にサイドレールの組付けの場合、特許文献に記載されているように、ピストンリングを内側から外方に向かって拡径するように変形させる場合、ピストンリングの厚さが薄いために、厚さ方向にずれるように変形しやすくなる。そのため、シャッタの爪部からピストンリングが外れて拡径するように変形することが難しい、といった課題がある。

また、サイドレールについては、一対のサイドレールをスペーサエキスパンダの上下に組み付けることになるため、下側のサイドレールを組み付ける組付装置とは別に上側のサイドレールを組み付ける組付装置を設置する必要となるが、同じサイドレールを組み付ける組付装置を２台設置することになって組付システムが大型化することになる。また、２台の組付装置で同じサイドレールを組付処理するため、組付作業が非効率的となることは避けられない。

そこで、本発明は、一対のサイドレールをそれぞれ位置決めして効率よく確実に取り付けることができるピストンリングの組付装置を提供することを目的とする。

本発明に係るピストンリングの組付装置は、ピストンに取り付けられるサイドレールを厚さ方向に１列に配列するように積載して送出する供給部と、送出された前記サイドレールを１個ずつ内周側から押し拡げながら切り出して拡径する押出部と、前記サイドレールを拡径された状態で前記ピストンが挿入されたガイド部材の周囲に保持しながら前記ピストンに対して相対的に移動させて当該ガイド部材の端部において前記ピストンの外周面に形成された溝に嵌め込む取付部とを備えたピストンリングの組付装置であって、前記ガイド部材と前記ピストンとの間に配置されるとともに前記ガイド部材の端部を前記溝に対する一対の前記サイドレールのそれぞれの組付位置に設定するスペーサ部材を備えている。さらに、前記スペーサ部材は、前記ガイド部材内に挿入された前記ピストンと嵌合する嵌合部材との間で嵌合状態又は嵌合状態から外れた間隔を空けた状態に設定することで、前記組付位置に設定する。さらに、前記スペーサ部材及び前記嵌合部材は、一方に形成された凹部と他方に形成さた凸部を嵌合させて嵌合状態に設定される。

本発明は、上記のような構成を有することで、スペーサ部材をガイド部材とピストンとの間に配置し、スペーサ部材によりガイド部材の端部をピストンの溝に対する一対のサイドレールのそれぞれの組付位置に設定するようにしているので、一対のサイドレールをそれぞれ位置決めして効率よく確実に取り付けることができる。

本発明の実施形態であるピストンリングの組付装置の概略構成図（図２におけるＢ−Ｂ断面図）である。 ピストンリングの組付装置の概略平面図（図１におけるＡ−Ａ断面図）である。 装置内部を示す概略平面図（図１のＣ−Ｃ断面図）である。 下側のサイドレール嵌め込む場合におけるサイドレールを拡径した状態を示す概略構成図（図５におけるＦ−Ｆ断面図）である。 サイドレールを拡径した状態を示す概略平面図（図４におけるＤ−Ｄ断面図）である。 サイドレールをピストンの外周面に形成された溝に嵌め込んだ状態を示す概略構成図である。 上側のサイドレール嵌め込む場合におけるサイドレールを拡径した状態を示す概略構成図である。 図１の（Ｘ）部分、図４の（Ｙ）部分及び図６の（Ｚ）部分に関する一部拡大図である。 スペーサエキスパンダ及びサイドレールに関する外観斜視図である。 ３ピースオイルリングの装着状態を示す断面図である。

以下、本発明に係る実施形態について詳しく説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明を実施するにあたって好ましい具体例であるから、技術的に種々の限定がなされているが、本発明は、以下の説明において特に発明を限定する旨明記されていない限り、これらの形態に限定されるものではない。

図１は、本発明の実施形態であるピストンリングの組付装置に関する概略構成図（図２におけるＢ−Ｂ断面図）であり、図２は、装置内部を示す概略平面図（図１におけるＡ−Ａ断面図）である。また、図８（Ｘ）には、図１の（Ｘ）部分の一部拡大図を示している。ピストンリングの組付装置１は、ピストンＰの先端部に対向してその軸方向に沿うように配置されている。なお、以下の説明では、ピストンＰの中心軸、ピストンＰの中心軸と直交する方向、ピストンＰの外周面の方向を、それぞれ単に「軸方向」、「径方向」、「周方向」という。

ピストンリングの組付装置１は、ピストンＰに取り付けられるサイドレールＥを厚さ方向に積載して送出する供給部２、送出されたサイドレールＥを１個ずつ内周側から押し拡げながら切り出して拡径する押出部３、及び、サイドレールＥを拡径された状態で保持しながらピストンＰに向かって相対的に移動させてピストンＰの外周面に形成された溝に嵌め込む取付部４を備えている。

ピストンＰには、外周面に３つの溝Ｍ１〜Ｍ３が周方向に所定間隔を空けて形成されている。溝Ｍ１〜Ｍ３は、全周にわたって所定幅で形成されており、溝Ｍ１には、平板状のリング部材であるトップリングが嵌め込まれ、溝Ｍ２には、平板状のリング部材であるセカンドリングが嵌め込まれてそれぞれ取り付けられる。また、溝Ｍ３には、オイルリングとして使用される波形状のリング部材であるスペーサエキスパンダ、及びその軸方向の両側に薄い平板状のリング部材であるサイドレールが嵌め込まれて取り付けられる。

図９は、スペーサエキスパンダＳ及びサイドレールＥに関する外観斜視図である。図９（ａ）に示すように、スペーサエキスパンダＳは、所定幅の環状に形成されており、一部が切欠いて拡径可能になっている。スペーサエキスパンダＳには、全周にわたって厚さ方向に交互に折り曲げるように凹凸が形成されて波形状になっており、内周側に突起状の耳部Ｓ１が上下両側に形成されている。図９（ｂ）に示すように、サイドレールＥは、所定幅の環状に形成されており、一部が切り欠いて拡径可能となっている。サイドレールＥは、薄く平板状に形成されているため、図９（ｃ）に示すように、内側から外方に向かって拡径しようとすると、厚さ方向にずれるように変形しやすく、確実に拡径状態に変形することが難しい。

図１０は、スペーサエキスパンダＳ及びサイドレールＥを組み付けたピストンＰをエンジンのシリンダＣ内に装着した状態を示す説明図である。スペーサエキスパンダＳの厚さ方向の両側において一対のサイドレールＥがそれぞれ上側及び下側に挿着されており、一般に３ピースオイルリングと称されてガソリンエンジンで広く採用されている。スペーサエキスパンダＳの耳部Ｓ１は、サイドレールＥの内周面に接してサイドレールＥを外方に向かって押し出すように作用し、サイドレールＥの外周面をシリンダＣの内周面Ｃ１に押し付ける構造になっている。また、ピストンＰをシリンダＣに挿入する作業を容易にするために、スペーサエキスパンダＳの内周面と溝Ｍ３との間にはスペースＭｓが形成されている。そのため、ピストンＰにスペーサエキスパンダＳ及びサイドレールＥを組み付けた状態では、サイドレールＥの内周面とスペーサエキスパンダＳの耳部Ｓ１との間にはわずかに隙間が形成された遊嵌状態となっており、スペーサエキスパンダＳの内周面と溝Ｍ３との間にもスペースが形成されているので、サイドレールＥは径方向にずれるように遊びのある状態で取り付けられている。

本発明に係るピストンリングの組付け装置では、こうしたサイドレールＥの特性に対応して一対のサイドレールＥを順次効率よく確実に取り付けられるように構成されている。図１〜８を用いて、スペーサエキスパンダＳが装着された状態の溝Ｍ３内に、一対のサイドレールＥをスペーサエキスパンダＳの上側及び下側にそれぞれ装着するための詳細な構成について以下に説明する。

供給部２は、軸方向から見て円形状の基体２０の周縁部に軸方向に沿って立設されたマガジン部材２１を備えている。マガジン部材２１は図２に示したように略円筒形でも良いし、複数本の支柱状でも良い。マガジン部材２１の外周面の直径（支柱状の場合は全支柱に外接する円の直径）は、サイドレールＥの自由状態における内径よりわずかに小さく設定されており、サイドレールＥをマガジン部に投入する作業が容易にできる。

また、図１では、サイドレールＥを上下方向に配列しているので、最上位のサイドレールＥの上にリング状の重りを積載することで、サイドレールＥを隙間なく配列することができ、サイドレールＥを順番にスムーズに送出することが可能となる。また、サイドレールＥを上下方向以外の方向に配列する場合でもサイドレールＥに対して弾性部材等により送出方向に押圧することで、供給するサイドレールＥを隙間なく配列することができる。サイドレールＥは、厚さが薄いため他のリング部材に比べて多くの枚数を積載することが可能であるため、サイドレールＥを２枚ずつ供給して組み付けていった場合でも供給作業に影響を受けることはない。

基体２０の上面には、軸方向に沿って支持部材２２が立設されており、支持部材２２は、サイドレールＥの切欠き部分を通して連結板２３の一端部と接続固定されるとともに連結板２３の他端部が案内部５に連結されている。そのため、マガジン部材２１にサイドレールＥを挿入する場合、連結板２３との接続位置に切欠き部分を位置合せして挿入することで、サイドレールＥの切欠き部分を整列させてセットすることができる。また、図示しないがサイドレールＥの切欠部を整列する目的で、連結板２３以外の箇所でもマガジン部材２１の外周に上下方向に沿って板状の仕切りを設けることもできる。

案内部５は、連結板２３に接続固定されたキャリッジ５０、キャリッジ５０を軸方向に摺動自在に保持するレール５１、及び、レール５１を支持する支柱５２を備えている。案内部５は、後述するように、押出動作が完了し、さらに供給部２が押圧される場合に、供給部２を軸方向に移動するように案内する。

押出部３は、基体２０のピストンＰ側に固定されたガイド部材３０を備えている。ガイド部材３０の上部は、軸方向から見て円形状に形成されており、軸方向に対して直角な平面部３０ｂを備えている。平面部３０ｂの外周径はピストンＰの外周面の径よりも大きく設定されており、その外周径でピストンＰ側へ軸方向に沿って延出部３０ａが延設されている。ガイド部材３０の外周面は、マガジン部材２１の外径よりも大きくなっており、全周にわたってガイド部材３０の外周縁が所定幅でマガジン部材２１の下端から外方に向かって拡がるように形成されている。

延出部３０ａの内周面の径は、ピストンＰの外周面の径よりわずかに大きく設定されている。そのため、延出部３０ａは、ピストンＰが内部に挿入可能であり、厚さは薄く形成されている。延出部３０ａの外周面は、後述するように、拡径された状態のサイドレールＥが保持されてピストンＰに向かって移動する摺動面となっている。

ガイド部材３０の上部の平面部３０ｂの中心部は開口しており、この開口部に、押圧部材３１が設けられている。押圧部材３１には、上に向かって細くなるテーパ状に形成された押圧面３１ａが形成され、押圧面３１ａから基体２０側に突出したフランジ状の先端部分３１ｂは、基体２０の中心部に形成された開口に挿着されている。押圧面３１ａが形成された押圧部分と先端部分３１ｂの間は円柱状に形成されており、押圧部材３１は、円柱状部分が基体２０の開口内を摺動して軸方向に移動可能となっている。

押圧部材３１のピストンＰ側の下端部には、嵌合部材３２が軸方向に上下動可能に取り付けられている。嵌合部材３２は、押圧部材３１の下面とほぼ同じ大きさの断面を有する円筒状の本体部分３２ａ及び本体部分３２ａの下端の周囲に外方に向かって拡がるように形成された嵌合部分３２ｂを備えている。本体部分３２ａの上部に開口が形成されており、開口には押圧部材３１の下面の中心部に垂設されたフランジ状の係合部分３１ｃが挿着されている。押圧部材３１の下面と本体部分３２ａの上面との間には所定の間隔が空くように設定されており、嵌合部材３２を上昇させることで、本体部分３２ａの上面が押圧部材３１の下面に密着して押圧部材３１を押し上げるようになっている。押圧部材３１の下面には、軸方向に複数の挿着孔３１ｄが穿設されており、挿着孔３１ｄ内には、バネ部材３２ｃが収容されている。バネ部材３２ｃは、嵌合部材３２の上面に圧接された状態で取り付けられており、嵌合部材３２を常時押圧部材３１から離間する方向に付勢するようになっている。

ガイド部材３０の平面部３０ｂの内側となる下面と嵌合部材３２の嵌合部分３２ｂとの間には、リング状の平板からなるスペーサ部材３３が配置されている。スペーサ部材３３は、後述するように、ガイド部材３０とピストンＰとの間に配置されて、ガイド部材３０の端部である延出部３０ａの下端とピストンＰの溝Ｍ３におけるサイドレールＥの上側及び下側の複数の組付位置に設定する。

図３は、装置内部を示す概略平面図（図１のＣ−Ｃ断面図）である。スペーサ部材３３の下面には、複数の凸部３３ａが形成されており、凸部３３ａの下面からの高さは、一対のサイドレールＥがスペーサエキスパンダＳの上下に組み付けられる位置の間の間隔と同一となるように設定されている。ガイド部材３０の延出部３０ａには、供給部２にセットされたサイドレールＥの切欠き部分と一致するように軸方向に隙間が形成されており、スペーサ部材３３には、延出部３０ａの隙間を通って外方に突出するように連結部分３３ｂが形成されている。そして、連結部分３３ｂの先端部には、駆動部材３３ｅが連結されており、図示せぬアクチュエータ等により駆動部材３３ｅが連結部分３３ｂの突出方向に移動することで、嵌合部材３３が突出方向に往復揺動するようになる。

スペーサ部材３３には、連結部分３３ｂの突出方向に沿って複数の長孔３３ｃが形成されており、長孔３３ｃには、取付ピン３３ｄが挿入されている。取付ピン３３ｄは、ガイド部材３０の平面部３０ｂに固定されて、スペーサ部材３３をガイド部材３０の平面部３０ｂの下面に密着した状態で支持するようになっている。また、取付ピン３３ｄは、長孔３３ｄ内において遊嵌状態に設定されているため、スペーサ部材３３は、長孔３３ｄが取付ピン３３ｄにガイドされながら平面部３０ｂに沿って突出方向に安定して移動可能となるように取り付けられている。

嵌合部材３２の嵌合部分３２ｂの上面には、スペーサ部材３３の凸部３３ａに嵌合可能な凹部３２ｄが複数形成されており、凸部３３ａが凹部３２ｄと対向配置される第一位置にスペーサ部材３３を位置決めすることで、嵌合部材３２が上昇した場合に嵌合部分３２ｂの上面がスペーサ部材３３の下面に圧接した状態となる。また、上述したように、スペーサ部材３３が連結部分３３ｂの突出方向に移動して第一位置から外れた第二位置に位置決めすることで、嵌合部分３２ｂの上面が凸部３３ａに当接してスペーサ部材３３の下面との間に凸部３３ａの高さに相当する間隔を空けた状態となる。

ピストンＰが延出部３０ａの内側に挿入された場合にピストンＰの頂面が嵌合部材３２の嵌合部分３２ｂの下面に当接して嵌合部材３２を軸方向に上昇させるように押し上げ、嵌合部材３２の軸方向への上昇に伴って押圧部材３１が上昇するようになる。その際に、スペーサ部材３３を第一位置又は第二位置に設定することで、ピストンＰの延出部３０ａ内に挿入する長さを２段階に設定することができる。すなわち、スペーサ部材３３を第一位置に設定することで、嵌合部材３２の嵌合部分３２ｂの上面がスペーサ部材３３の下面に密着した状態となるため、ピストンＰがその分延出部３０ａ内に深く挿入されるようになり、延出部３０ａの下端がサイドレールＥの下側の組付位置に設定されるようになる。また、スペーサ部材３３を第二位置に設定することで、嵌合部材３２の嵌合部分３２ｂの上面がスペーサ部材３３の凸部３３ａに当接した状態となり、スペーサ部材３３との間に間隔が空いた状態となるため、ピストンＰがその分延出部３０ａ内に浅く挿入されるようになる。スペーサ部材３３との間の間隔は凸部３３ａの高さ−サイドレールＥの上下の組付位置の間の間隔と同一となるため、ピストンＰはその間隔の長さ分だけ浅く挿入され、延出部３０ａの下端がサイドレールＥの上側の組付位置に設定されるようになる。

ピストンＰを嵌合部分３２ｂの下面に当接させて軸方向に移動させることで、嵌合部材３２とともに押圧部材３１が基体２０及びガイド部材３０に対して軸方向に移動していき、押圧面３１ａと先端部分３１ｂとの間の段差部３１ｅが基体２０の開口に当接すると、押圧部材３１とともに基体２０及びガイド部材３０が軸方向に移動するようになる。

この例では、ピストンＰの軸方向の移動により押圧部材３１を移動させるようにしているが、基体２０を軸方向に移動させてピストンＰの頂面に嵌合部材３２の嵌合部分３２ｂに嵌合させることで、押圧部材３１を基体２０及び支持体３０に対して相対的に移動させることも可能である。また、スペーサ部材３３に凹部を形成して嵌合部分３２ｂに凸部を形成することで、凹部及び凸部の嵌合状態となる第一位置又は凹部及び凸部が嵌合状態から外れて間隔を空けた第二位置に設定することもできる。そして、凹部及び凸部の形状は、嵌合状態又は間隔を空けた状態に設定することが可能であれば、どのような形状に形成してもよく、特に限定されない。

ガイド部材３０の上部の基体２０側の面は、円形状の平面部３０ｂになっており、中心部から径方向に沿って４個のスライド部材３４が押出部材３５とともに設けられている。図２に示すように、スライド部材３４と押出部材３５は一体となって、９０度ずつずらしてガイド部材３０の平面部３０ｂ上に放射状に配置されている。スライド部材３４の中心側が押圧部材３１に近接配置され、中心側の端面３４ａは、押圧部材３１の押圧面３１ａに対向配置されて押圧面３１ａに当接するように傾斜面に形成されている。スライド部材３４の下面には、板状の押出部材３５が径方向に延出するように取り付けられて固定されている。スライド部材３４は、基体２０側またはガイド部材の平面部３０ｂ側に設けた溝または凸部（図示せず）に沿って径方向に往復移動可能に取り付けられている。押出部材３５は、スライド部材３４の径方向の移動に伴い、マガジン部材２１に形成された開口部２１ａを通過して外方に突出するように移動可能に取り付けられている。

押出部材３５の外周側の先端面は、サイドレールＥの内周側に係合するように曲面状に形成されている。図２に示すように、押出部材３５が中心側に移動した状態では、押出部材３５の先端面は、サイドレールＥの内周面、およびマガジン部材２１の外周面よりも中心側に配置されている。

スライド部材３４にはバネ部材３６を収容するスペース３４ｂが形成されており、バネ部材３６はスライド部材３４と並行配置されている。バネ部材３６は、中心側端部がスライド部材３４のバネスペース３４ｂの端部に当接するとともに外周側端部が基体２０の内面又はマガジン部材２１の内面に当接しており、スライド部材３４を中心側に向かって移動するように付勢している。そのため、押圧部材３１が基体２０に向かって軸方向に移動する場合、押圧面３１ａが４個のスライド部材３４の端面３４ａを同時に押圧し、バネ部材３６の付勢力に抗してスライド部材３４を外周側に向かって径方向に移動させる。この場合、バネ部材３６の付勢力は、押圧部材３１により基体２０及びガイド部材３０を移動させる力よりも弱いため、押圧部材３１の軸方向の移動に伴ってスライド部材３４が移動するようになる。そして、スライド部材３４の移動により、後述するように、押出部材３５がサイドレールＥを押し拡げながらサイドレールＥを１個ずつ切り出して拡径する押出動作が行われる。押圧部材３１が元の位置に戻ることで、スライド部材３４はバネ部材３６の付勢力により中心側に集まるように径方向に移動して元の位置に設定される。

なお、配置するスライド部材３４の数は、サイドレールＥを全体にほぼ均一に押し拡げることができるように設定すればよく、４個に限定されない。例えば、３個のスライド部材３４を１２０度ずつずらして配置することもできる。

取付部４は、図２に示すように、ガイド部材３０の平面部３０ｂの外周を囲むように配置されたリング状の保持部材４０を備えており、保持部材４０は、連結部材４２を介して支柱５２に固定されている。保持部材４０は、延出部３０ａの外周面の径よりわずかに大きい内径で内周面が形成されており、内周面には、平面部３０ｂに当接しているサイドレールＥに対向する位置に、全周にわたって径方向に拡がるように収容部である収容溝部４０ａが形成されている。収容溝部４０ａの軸方向の溝幅は、サイドレールＥの厚さよりもわずかに大きく、収容溝部４０ａの径方向の溝の深さはサイドレールＥの幅とほぼ同じになるように設定されている。そのため、内側から押し拡げられたサイドレールＥが収容溝部４０ａ内に挿入されて径方向に拡径された状態で保持されるようになっている。

保持部材４０には、内周側の押圧部材３１の先端部と対向する位置に切欠き部４０ｂが形成されており、切欠き部４０ｂには、ピストンＰの溝Ｍ３内に挿着されたサイドレールＥを位置決めする位置決め部材４１が取り付けられている。位置決め部材４１は、サイドレールＥの外周縁に当接して中心側に移動させるように付勢することで、サイドレールＥの中心がピストンＰの中心軸とほぼ一致するように位置決めする。

この例では、位置決め部材４１は、ねじりバネの形状に形成されており、支点４１ａにて巻付部が支持され、係止部４１ｂで固定側部分が支持され、作用側部分が保持部材４０の切欠き部４０ｂに延設されて先端側が折れ曲がって切欠き部４０ｂ内を軸方向に横切るように形成されている。また、ピン状のストッパ４１ｃが支点４１ａの内周側に突設されており、位置決め部材４１の作用側部分はストッパ４１ｃに当接して内周側への移動を制限されている。位置決め部材４１の作用側部分がストッパ４１ｃに当接した状態では、位置決め部材４１の作用側部分は、ピストンＰの中心軸に中心がほぼ一致する中心位置に設定されたサイドレールＥの外周縁に先端側が当接するように位置決めされる。そのため、４箇所の位置決め部材４１がサイドレールＥに当接することで、サイドレールＥの中心がピストンＰの中心軸からずれないように位置決め保持されるようになる。また、位置決め部材４１の作用側部分がストッパ４１ｃに当接した状態の先端位置は、保持部材４０の内周面よりもわずかに内側に配置されており、位置決めしたサイドレールＥが保持部材４０の内周側に重ならないように設定されている。

この例では、位置決め部材４１としてねじりバネを用いており、その付勢力は、押出部材３５の押圧力よりも小さくなるように設定されている。そのため、押出部材３５は、サイドレールＥを押し拡げるように移動する場合に、位置決め部材４１の付勢力に抗してサイドレールＥを収容溝部４０ａ内に押し込むようになり、それに伴い位置決め部材４１はサイドレールＥの外周縁に当接した状態で外周側に向かって移動するように巻付部が弾性変形する。

図４は、下側のサイドレールＥを嵌め込む場合におけるサイドレールＥが拡径した状態を示す概略構成図（図５のＦ−Ｆ断面図）であり、図５は、サイドレールＥが拡径した状態を示す概略平面図（図４のＤ−Ｄ断面図）である。また、図８（Ｙ）には、図４の（Ｙ）部分の一部拡大図を示している。

図４では、スペーサ部材３３は、凸部３３ａが凹部３２ｄと対向配置される第一位置にセットされている。ピストンＰが基体２０に向かって軸方向に移動し、嵌合部材３２の嵌合部分３２ｂに当接して嵌合部材３２を基体２０側に移動させると、嵌合部材３２はバネ部材３２ｃを圧縮しながら押圧部材３１とともに上昇する。そして、押圧部材３１の上昇に伴って押圧面３１ａがスライド部材３４の端面３４ａを押圧し、スライド部材３４が径方向に拡がるように移動する。スライド部材３４の径方向の移動に伴ってスライド部材３４の下面に取り付けられた押出部材３５が、開口部２１ａから突出するように径方向に移動する。そして、平面部３０ｂに当接しているサイドレールＥの内周面に当接して内側から押し拡げるように作用する。

保持部材４０の収容溝部４０ａは、サイドレールＥの外周側に近接して対向配置されているため、押し拡げられるサイドレールＥの外周側は収容溝部４０ａ内に挿入されていき、サイドレールＥは収容溝部４０ａ内で拡径されていくようになる。そのため、サイドレールＥが押し拡げられる際に厚さ方向にずれるように変形することなく確実に径方向に拡径された状態になる。そして、図４及び図５に示すように、サイドレールＥは、押出部材３５により内周面の径がガイド部材３０の延出部３０ａの外径よりわずかに拡がった拡径状態に設定される。この拡径状態に設定された段階で、図４に示すように、押圧部材３１の段差部３１ｅが基体２０に当接した状態となっている。

また、ピストンＰの軸方向の移動に伴い、嵌合部材３２が上昇して嵌合部分３２ｂの上面に形成された凹部３２ｄにスペーサ部材３３の下面に形成された凸部３３ａが嵌合し、嵌合部分３２ｂの上面がスペーサ部材３３の下面に密着してピストンＰがガイド部材３０内に挿入された状態となり、延出部３０ａの下端が溝Ｍ３に近接したサイドレールＥの下側の組付位置に設定されるようになっている。

図４に示す状態からピストンＰをさらに基体２０に向かって軸方向に移動させると、供給部２及び押出部３がピストンＰに押圧されながら、キャリッジ５０とともにレール５１に案内されながら軸方向に一体となって移動するようになる。その際に、取付部４は、支柱５２に固定されて移動しないため、保持部材４０の内側をガイド部材３０の延出部３０ａが通過していくようになる。延出部３０ａが保持部材４０内を通過するのに伴い、収容溝部４０ａ内で拡径した状態で保持されたサイドレールＥは、内周面に当接する押出部材３３の先端部が外れて延出部３０ａの外周面に移行するようになる。

サイドレールＥは、延出部３０ａの内周面に密着するとともに収容溝部４０ａ内で拡径状態が維持されたまま、保持部材４０とともにピストンＰ側に強制的に移動するようになる。延出部３０ａは、厚さが薄く形成されてピストンＰの外形よりもわずかに大きくなるように形成されているため、サイドレールＥは延出部３０ａの外周面に密着した状態で弾性変形可能な範囲を超えて拡径しないようになっている。

保持部材４０の収容溝部４０ａ内にサイドレールＥを拡径状態で保持したまま延出部３０ａの外周面を移動していき、サイドレールＥが延出部３０ａの下端に到達すると、サイドレールＥが延出部３０ａから外れてピストンＰの溝Ｍ３内に予め装着されたスペーサエキスパンダＳの下側の組付位置に落ち込むように挿入される。挿入されたサイドレールＥは、拡径状態から元の形状に戻るように弾性変形し、溝Ｍ３内に嵌め込まれて組み付けられる。

図６は、サイドレールＥをピストンＰの溝Ｍ３内のスペーサエキスパンダＳの下側に嵌め込んだ状態を示す概略構成図である。また、図８（Ｚ）には、図６の（Ｚ）部分の一部拡大図を示している。

サイドレールＥが溝Ｍ３内に嵌め込まれた状態では、サイドレールＥの外周縁に当接している位置決め部材４１は、弾性変形してサイドレールＥの外周縁に当接した状態を維持しており、サイドレールＥの中心がピストンＰの中心軸とほぼ一致するように位置決めする。また、位置決め部材４１の作用側部分は保持部材４０の内周側よりも内側に移動した位置に設定されるため、サイドレールＥの外周側が保持部材４０の内周側に重ならないようになる。そのため、上述したように、溝Ｍ３内に嵌め込まれた状態で径方向にずれやすいサイドレールＥをずれないように位置決めして保持部材４０と重ならないように設定することができる。

サイドレールＥを溝Ｍ３内に組み付けた後ピストンＰを押圧部材３１から離間させる方向に移動させることで、押圧部材３１に対して軸方向に作用する力がなくなり、バネ部材３６により押出部材３５が中心側に集まるように移動して元の位置に設定されるとともに、保持部材４０内を延出部３０ａが移動して元の位置に戻る。そして、次のサイドレールＥが送出されて、図１及び図２の状態に設定される。

なお、保持部材４０を延出部３０ａから外れた位置に移動させた場合でも、位置決め部材４１はストッパ４１ｃにより内周側への移動を制限されているため、位置決め部材４１の作用側部分が延出部３０ａの内側に配置されることはない。そのため、保持部材４０内を延出部３０ａが元の位置に移動する際に位置決め部材４１が引っ掛かることなく確実に移動することができる。

以上説明したように、サイドレールＥを溝Ｍ３内のスペーサエキスパンダＳの下側に嵌め込んだ後、スペーサ部材３３を移動させて第一位置から外れた第二位置に位置決めする。そして、再度ピストンＰを軸方向に移動させてスペーサエキスパンダＳの上側にサイドレールＥを嵌め込む。図７は、図４と同様に、ガイド部材３０内にピストンＰを挿入してサイドレールＥを拡径した状態を示す概略構成図である。ピストンＰにより上昇した嵌合部材３２は、嵌合部分３２ｂの上面が凸部３３ａに当接してスペーサ部材３３の下面との間に凸部３３ａの高さに相当する間隔を空けた状態となっており、ガイド部材３０の延出部３０ａの下端がピストンＰの溝Ｍ３の近接してサイドレールＥの上側の組付位置に設定されるようになる。そのため、図７に示す状態からピストンＰをさらに軸方向に移動させることで、図４と同様に、サイドレールＥを拡径状態で保持する保持部材４０が延出部３０ａに沿って移動し、延出部３０ａの下端からサイドレールＥをスペーサエキスパンダＳの上側に落とし込むように嵌め込む。

以上説明したように、スペーサ部材をガイド部材及びピストンの間に配置し、ガイド部材内に挿入されたピストンと嵌合する嵌合部材との間で嵌合状態又は嵌合状態から外れた間隔を空けた状態に設定することで、一対のサイドレールを組み付けるピストンの溝に対してガイド部材の端部をサイドレールのそれぞれの組付位置に設定することが可能となり、一対のサイドレールをそれぞれ位置決めして効率よく確実に取り付けることができる。

１・・・ピストンリングの組付装置、２・・・供給部、３・・・押出部、４・・・取付部、５・・・案内部、２０・・・基体、２１・・・マガジン部材、２１ａ・・開口部、２２・・・支持部材、２３・・・連結板、３０・・・ガイド部材、３０ａ・・延出部、３０ｂ・・平面部、３１・・・押圧部材、３１ａ・・押圧面、３１ｂ・・先端部分、３１ｃ・・係合部分、３１ｄ・・挿着孔、３１ｅ・・段差部、３２・・・嵌合部材、３２ａ・・本体部分、３２ｂ・・嵌合部分、３２ｃ・・バネ部材、３２ｄ・・凹部、３３・・・スペーサ部材、３３ａ・・凸部、３３ｂ・・連結部分、３３ｃ・・長孔、３３ｄ・・取付ピン、３３ｅ・・駆動部材、３４・・・スライド部材、３４ａ・・端面、３４ｂ・・バネスペース、３５・・・押出部材、３６・・・バネ部材、４０・・・保持部材、４０ａ・・収容溝部、４０ｂ・・切欠き部、４１・・位置決め部材、４１ａ・・支点、４１ｂ・・係止部、４１ｃ・・ストッパ４２・・・連結部材、５０・・・キャリッジ、５１・・・レール、５２・・・支柱、４０’・・・保持部材、４０ａ’・・・収容ピン、４１’・・・位置決め部材、４１ａ’・・・当接部材、４１ｂ’・・・ストッパ、４１ｃ’・・・バネ部材、４１ｄ’・・・係止部材、Ｅ・・・平板状のリング部材（サイドレール）、Ｓ・・・波形状のリング部材（スペーサエキスパンダ）、Ｓ１・・耳部、Ｍ１〜Ｍ３・・・溝、Ｍｓ・・溝内のスペース、Ｐ・・・ピストン、Ｃ・・・シリンダ、Ｃ１・・シリンダ内周面

Claims (3)

1. ピストンに取り付けられるサイドレールを厚さ方向に１列に配列するように積載して送出する供給部と、送出された前記サイドレールを１個ずつ内周側から押し拡げながら切り出して拡径する押出部と、前記サイドレールを拡径された状態で前記ピストンが挿入されたガイド部材の周囲に保持しながら前記ピストンに対して相対的に移動させて当該ガイド部材の端部において前記ピストンの外周面に形成された溝に嵌め込む取付部とを備えたピストンリングの組付装置であって、前記ガイド部材と前記ピストンとの間に配置されるとともに前記ガイド部材の端部を前記溝に対する一対の前記サイドレールのそれぞれの組付位置に設定するスペーサ部材を備えているピストンリングの組付装置。
2. 前記スペーサ部材は、前記ガイド部材内に挿入された前記ピストンと嵌合する嵌合部材との間で嵌合状態又は嵌合状態から外れた間隔を空けた状態に設定することで、前記組付位置に設定する請求項１に記載のピストンリングの組付装置。
3. 前記スペーサ部材及び前記嵌合部材は、一方に形成された凹部と他方に形成さた凸部を嵌合させて嵌合状態に設定される請求項２に記載のピストンリングの組付装置。

Images