JP3341600B2 - クランクシャフト組付装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンブロック
にクランクシャフトを組付けるクランクシャフト組付装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複数の気筒を有するレシプロエンジンを
製造するラインでは、搬送路に沿って送られてくるシリ
ンダブロックにピストン、コンロッド、クランクシャフ
トを組付けることが行われている。

【０００３】こうした組付作業のほとんどは、人手作業
に依存している。そこで、重量の大きいシリンダブロッ
クをできるだけ動かさずに、クランクシャフトの組付け
を上方から行いたいとの配慮から、製造ラインでは、倒
立状態（頭部を下側に向けた状態）のシリンダブロック
に、先にコンロッドとアッシィしたピストンを挿入して
おき、その後、クランクシャフトの各クランクピンに各
コンロッドを組付けてから、シリンダブロックの軸受面
にクランクシャフトの軸受部を支持させるという工夫が
なされている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、こうした製
造ライン上の組立手順の変更などの対策を施しても、作
業者には重量物であるクランクシャフトを移動させたり
組み付けたりする作業が求められる。

【０００５】このため、作業者に加わる負担は大きく、
この点の改善が要望されている。本発明は上記事情に着
目してなされたもので、その目的とするところは、クラ
ンクシャフトを組込む作業の省力化を図ることができる
クランクシャフト組付装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１に記載したクランクシャフト組付装置は、複
数のシリンダを有しかつ同シリンダにはピストン、ロッ
ド端からボルトが突き出たコンロッドが組込まれたシリ
ンダブロックの組立行程において、クランクシャフトを
保持させてシリンダブロックに該クランクシャフトのク
ランクピンと前記各コンロッドの軸受面とが対応するよ
うに配置させるシャフト保持機構と、クランクシャフト
を軸心回りに回転させて、クランクシャフトのクランク
ピンを、各コンロッドの軸受部と嵌合可能な所定のコン
ロッド装着部位に配置させるシャフト回転機構と、クラ
ンクシャフトとコンロッドとの間の距離を変位させる接
離機構と、コンロッドをコンロッド装着部位においてシ
リンダの軸線にならう所定の姿勢にする定姿勢機構とを
有し、クランクシャフトとコンロッドとの間の距離の可
変から、定姿勢のコンロッドをコンロッド装着部位へ移
動させる空間を確保させ、該確保した空間を通じてクラ
ンクシャフトの回転変位とコンロッドの姿勢変位により
クランクピンとコンロッドの軸受面とを対向させ、クラ
ンクシャフトとコンロッドとの接近によりクランクピン
とコンロッドの軸受面との嵌合を行なうようにしたこと
にある。

【０００７】このクランクシャフト組付装置によると、
シリンダブロックの下部側に、クランククランクシャフ
トを配置させた後、クランクピン毎、クランクピンとコ
ンロッドのボルトとが干渉しないように、所定のコンロ
ッド装着部位で、対応するクランプピンとコンロッドの
軸受面とを、順次、向き合わせて嵌合させることによ
り、作業者に大きな負担を強いらずに、クランクシャフ
トのシリンダブロックへの組付けが行なえるようにな
る。しかも、簡単な機構の組合わせでクランクピンがコ
ンロッドに組付く。

【０００８】

【０００９】請求項２に記載のクランクシャフト組付装
置は、ピン組付工程中におけるクランクピンとコンロッ
ドとの離脱を抑制するために、嵌合したクランクピンと
コンロッドとの離脱を規制する規制機構を設けたことに
ある。

【００１０】請求項３に記載のクランクシャフト組立装
置は、適正にクランクピンとコンロッドとの組付けが行
なえるよう、シリンダブロックの中で待機しているコン
ロッドを、一旦、シリンダブロックの幅方向片側に寄せ
てからその全てのコンロッドをもう一方の片側に寄せた
一定の向きの状態にした。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図１ないし図１１
に示す一実施形態にもとづいて説明する。図１は、エン
ジンの製造ラインの一部を示していて、図中１は例えば
ローラコンベアで構成される搬送路、２はその搬送路１
に沿って搬送されるパレットである。

【００１２】パレット２の中央には、搬送方向とは略直
角な向きで、３気筒エンジン，４気筒エンジンといった
複数気筒エンジンの胴部を構成するシリンダブロックが
置かれ、ここでは例えば３気筒エンジンのシリンダブロ
ック３が載置されている。シリンダブロック３は、倒
立、すなわち頭部３ａを下側、スカート部３ｂを上側に
向けた状態で載置してある。なお、２ａはシリンダブロ
ック３とパレット２との間に介在された支持台を示す。

【００１３】このシリンダブロック３に形成されている
各シリンダ４内には、前工程の作業によって、コンロッ
ド５とアッシィされたピストン６が挿入してある。な
お、５ａは各シリンダ４の下部から突き出た各コンロッ
ド５の大径部を示す（図２に図示）。

【００１４】パレット２に載置されたシリンダブロック
３の搬送方向前側には、シリンダブロック３と並行に３
気筒用のクランクシャフト７（１２０°位相した３つの
地点にクランクピン７ａ〜７ｃがそれぞれ配置されてい
るもの）が支持台８を介して載置されている。

【００１５】またシリンダブロック３を挟む搬送方向後
側のパレット上面には、シリンダブロック３と並行にキ
ャップ９（クランクシャフト７を回転自在に支持するも
の）が載置してある。

【００１６】なお、クランクシャフト７、キャップ９と
も、前工程の作業で、パレット２に載置されたものであ
る。搬送路１には、パレット２の動きを途中で止めるパ
レットリフターなどで構成されるパレット拘束部（図示
しない）が設けられていて、同部分をクランクシャフト
７の組込作業を行う組込地点Ａに定めてある。

【００１７】この組込地点Ａの両側には、シリンダブロ
ック固定機構１０が配設されている。このシリンダブロ
ック固定機構１０は、シリンダブロック３を挟む一方に
シリンダブロック３の前後方向位置を規制する受体１０
ａを設け、他方にシリンダ装置１１で進退動される押圧
体１０ｂを設けて構成され、押圧体１０ｂをシリンダブ
ロック３に押付けることにより、受体１０ａと協同し
て、シリンダブロック３の動きを組込地点Ａで拘束（固
定）するようにしてある。なお、受体１０ａには、シリ
ンダ装置１２を進退動させることにより、シリンダブロ
ック３に当たる基準位置が変わる例えば多角形状のプレ
ートが用いられていて、３気筒のシリンダブロック３の
他に、４気筒のシリンダブロック１４（図１０〜図１１
に図示）でも、組込位置Ａに設定できるようにしてあ
る。

【００１８】また組込地点Ａの周囲には、本発明の要部
となるクランクシャフト組付装置を構成する各機構が配
設されている。すなわち、組込地点Ａのシリンダブロッ
ク３の下方には、バックアップ機構２０（規制機構）が
配設されている。

【００１９】バックアップ機構２０は、図２に示される
ように搬送路１の下側に、例えば４気筒のシリンダ位置
に対応して、４つのシリンダ装置２１ａ〜２１ｄを並設
してなる。各シリンダ装置２１ａ〜２１ｄは、いずれも
進退杆２２ａ〜２２ｄを上側に向けて配置され、常時は
図２中の実線で示される搬送路１の下側の待機位置に進
退杆２２ａ〜２２ｄの先端部が位置され、コンロッドへ
のクランクピンピン組込み時、組込み安定化のためのバ
ックアップが必要とされるとき、該先端部が同図（ａ）
中の二点鎖線で示されるようにパレット２に設けた気筒
毎の通孔２３ａ〜２３ｄからシリンダ２１ａ〜２１ｄ内
へ突出して該当のピストン６を押し上げるようにしてあ
る。

【００２０】組込地点Ａの側方には、アーム移動機構３
０（接離機構）が配設されている。アーム移動機構３０
について説明すれば、図中３１は組込地点Ａの側方に設
置された基台である。基台３１は、上方に延びていて、
搬送路１側に向く側面の上段部には、上段アーム３２
が、搬送方向に移動可能なテーブル機構３３、昇降機構
３４を介して支持されている。なお、例えばテーブル機
構３３には、シリンダ装置３３ａにより可動テーブル３
３ｂを搬送方向にスライド駆動する構造が用いられ、例
えば昇降機構３４には、可動テーブル３３ｂに設置した
モータ３４ａでねじ軸３４ｂを回転駆動させて上段アー
ム３２を昇降させる構造が用いてある。

【００２１】上段アーム３２は、例えば断面Ｌ字形をな
し、先端側が搬送路１と直交する方向に延びている。こ
の上段アーム３２の先端側には、コンロッド待機機構４
０、シャフトクランプ機構５０（シャフト保持機構，ク
ランクシャフト回転機構）が据付けてある。

【００２２】また基台３１の中段には、搬送方向後方に
延びる中段アーム３５が、昇降機構３６を介して支持さ
れている。なお、昇降機構３６には、例えばシリンダ装
置３６ａで、中段アーム３５と結合してある昇降テーブ
ル３６ｂを昇降させる構造が用いてある。

【００２３】中段アーム３５は、組込位置Ａに向かって
延びていて、この中段アーム３５の先端側にはコンロッ
ドガイド機構６０（定姿勢機構）が据付けてある。図３
には、これら各機構のうち、コンロッド待機機構４０の
構造が示されている。

【００２４】ここで、コンロッド待機機構４０について
説明すれば、図中４１は、上段アーム３２の先端部に、
同部分から搬送路１の搬送方向後側へ突き出た一対のブ
ラケット４２を介して、左右方向（搬送路１の搬送方
向）に回動自在に支持されたプレート状の支持体であ
る。なお、４１ａはその支持体４１の枢支軸を示す。

【００２５】この支持体４１は下側に延びていて、この
支持体４１の側面にはシリンダ装置４３を介して、支持
プレート４４が下方へ昇降可能に延びている。この支持
プレート４４の下端部（前後方向に幅広に形成されてい
る部分）からは、４本のアーム部材４５が下方へ突き出
ている（３気筒と４気筒のシリンダブロックとで共通使
用可とするために４本を採用）。これらアーム部材４５
は、組込地点Ａに位置決められたシリンダブロック１４
（４気筒）のシリンダ位置に対応して並んでいる。

【００２６】そして、昇降シリンダ４３の昇降動作、テ
ーブル機構３３の前後動作（搬送方向の沿う動き）に
て、アーム部材４５の下端部を、シリンダブロック３の
内部で待機しているコンロッド５の各大径部５ａ（キャ
ップ結合面５ｂ）から突き出た一対のボルト軸５ｃ間に
差し込んだり抜出したりできるようにしてある。

【００２７】これらアーム部材４５の下端部からは、軸
状の係止部材４６が、シリンダ４が並ぶ方向ヘ向かって
略直角に突き出ている。これら係止部材４６は、いずれ
も各シリンダ４に装着されているコンロッド５と係止可
能となっている。具体的には、係止部材４６の突出量
を、コンロッド５から突き出るボルト５ａの軸部と係止
可能な寸法に設定してある。

【００２８】また支持プレート４４と上段アーム３２と
の間には、支持プレート４４を搬送方向に揺動させるシ
リンダ装置４７が設けられていて、このシリンダ装置４
７の伸縮動作により、枢支軸４１ａを支点として各アー
ム部材４５をシリンダ位置からシリンダブロック３の幅
方向両側へ揺動できるようにしてある。なお、４８ａは
支持プレート４４とシリンダ装置４７の進退杆４７ａと
を回動自在に連結するブラケット、４８ｂは残るシリン
ダ装置４７の端部と上段アーム３２との間を回動自在に
連結するブラケットを示す。

【００２９】そして、このシリンダ装置４７による揺動
動作、シリンダ装置４３の昇降動作、テーブル機構３３
の前後動作の組合わせることにより、コンロッド５をシ
リンダブロック１の幅方向片側に寄せた後、その片側に
有る全てのコンロッド５をもう一方の片側（反対側）に
寄せられるようにしている。つまり、全てのコンロッド
５を一定方向に整列させて待機させるようにしてある。

【００３０】なお、各アーム部材４５の先端側は、先端
部だけが揺動方向に回動変位可能になっていて、アーム
部材端の挙動を利用して、既に整列位置側に在るコンロ
ッド５を動かさないようにしてある。但し、４５ａはそ
の回動支点、４５ｂは変位したアーム部材端を元の位置
に復帰させるための弾性部材を示す。

【００３１】図４には、コンロッドガイド機構６０（定
姿勢機構）の構造が示されている。コンロッドガイド機
構６０について説明すれば、６１は中段アーム３５の先
端部から搬送路１を横切る方向に突き出ている断面Ｌ字
状の支持台、６２は中段アーム３５の基部から同様に突
き出ている支持台である。

【００３２】これら支持台６１，６２間には、組込地点
Ａに位置決められたシリンダブロック１４の各コンロッ
ド位置に対応して、４組のクランプ機構６３ａ〜６３ｄ
（３気筒と４気筒のシリンダブロックとで共通使用可と
するために４組を採用）が設けられている。

【００３３】具体的には、支持台６１には、コンロッド
位置毎にシリンダ装置６４を横向きに設置して、このシ
リンダ装置６４の伸縮動作で爪体６５をシリンダブロッ
クの幅方向に沿って移動させるモジュール６６ａが気筒
毎に設置してある。また支持台６２には、これに対応し
てシリンダ装置６７を縦向きに設置し、このシリンダ装
置６７の伸縮動作を平行リンク機構６８を介して爪体６
９に伝え、同爪体６９をシリンダブロックの幅方向に沿
って移動させるモジュール６６ｂが気筒毎に設置してあ
る。

【００３４】そして、これら爪体６５，６９の開閉動
作、中段アーム３５の昇降動作の組み合わせにて、組込
地点Ａにおいて定位置に待機しているコンロッド５をそ
れぞれシリンダ４の軸線にならう姿勢、つまりコンロッ
ド５の軸受面５ｄとクランクピン７ａ〜７ｃとを嵌合さ
せるのに適切な姿勢、具体的には垂直となる姿勢にして
コンロッドをクランプするようにしている。

【００３５】図５には、シャフトクランプ機構５０が示
されている。シャフトクランプ機構５０について説明す
れば、図５１は例えば上段アーム３２の先端部を下方に
延ばして形成された支持部である。この支持部５１に
は、シリンダブロック３の前後方向（搬送方向と直角な
方向）に延びる水平なプレート５２が連結されている。

【００３６】このプレート５２の基台３１側の端部に
は、クランクシャフト７の後端部を支える爪機構５３ａ
が設けられている。爪機構５３ａは、プレート５２の基
台３１側に向く端部に、下方へ逆Ｌ字形に突き出るアー
ム５４を有している。このアーム５４は、ガイド機構５
４ａによってプレート５２に搬送方向と直角な方向に移
動自在に支えられていて、下端部には内向きに突き出る
突起５４ｂが設けられている。

【００３７】アーム５４は、プレート５２の端部に設置
したシリンダ装置７５の進退杆７５ａにブラケット７５
ｂを介して連結されていて、このシリンダ装置７５の伸
縮動作によって、突起５４ｂをクランクシャフト７の後
端の軸心に形成されている略円錐形の穴部７ｄに対して
差し込んだり抜き出せるようにしてある。但し、図５
中、５２ｂはブラケット７５ｂが挿通するプレート５２
の通孔を示す。

【００３８】なお、突起５４ｂは、シャフト後端の穴部
７ｄの形状に対応した略円錐形をなしている。またプレ
ート５２の反対側の端部には、クランクシャフト７の先
端部を支える爪機構５３ｂが設けられている。

【００３９】爪機構５３ｂについて説明すると、５２ａ
はプレート端に連結されて上・下方向に延びる支持プレ
ートである。この支持プレート５２ａの下端部の、上記
突起５４ｂと向き合う部位には、円筒状の支持胴５５を
介して、伝達軸５６が回転方向、軸方向に移動可能に支
持されている。そして、伝達軸５６の内方に突き出た端
部には、クランクシャフト７の先端軸部７ｆの軸心に形
成してある穴部７ｅと挿脱可能な円錐状の突起５６ａが
設けられている。

【００４０】また伝達軸５６の基端部は、レバー機構５
７ｂを介して、支持プレート５２ａの外面に設置された
シリンダ装置５７ａと連結されている。レバー機構５７
ｂは、フォークエンドをもつレバー５７ｃ、スリーブ５
７ｄなどの部品を組合わせて、シリンダ装置５７ａの伸
縮動作を伝達軸５６の軸方向変位に変換する機能を構成
していて、シリンダ装置５７ａの伸縮動作にしたがって
突起５６ａをクランクシャフト７の穴部７ｅに対して差
し込んだり抜き出せるようにしてある。

【００４１】こうした突起５４ｂ，５６ａの開閉動およ
びアーム移動機構３０の動作により、パレット２に載置
されているクランクシャフト７を両端からクランプし、
組込地点Ａに在るシリンダブロック３の直上へ平行に移
せるようにしてある（シャフト保持機構）。

【００４２】このクランクシャフト７の移動によって、
シリンダブロック３のコンロッド５の上側にクランクピ
ン７ａ〜７ｃが位置決めされるようにしている。レバー
機構５７ｂと支持胴５５との間の伝達軸部分には、従動
側プーリ５８ａが設けられている。この従動側プーリ５
８ａは、支持プレート５２ａの上段に設置されている、
トルクリミッタ５８ｂ付のモータ５８ｃ（駆動源）の原
動側プーリ５８ｄに、環状のベルト５８ｅを介して、連
結されていて、モータ５８ｃからの駆動力で、伝達軸５
６を回転させるようにしてある。

【００４３】また伝達軸５６の先端外周には、円筒状の
嵌合子５９ａが摺動自在に嵌挿されている。この嵌合子
５９ａは、伝達軸５６の外周面に設けたキー溝７０ａ
と、嵌合子５９ａの内面から突き出てキー溝７０ａに摺
動自在に嵌まる突起部７０ｂとによって、軸方向には摺
動するが径方向の動きは規制されるようにしてある。つ
まり、嵌合子５９ａは伝達軸５６と共に回転するように
なっている。

【００４４】また嵌合子５９ａは、弾性部材、例えばス
プリング７１により伝達軸５６の前方側へ付勢されてい
て、キー溝７０ａによる規制により、常時は嵌合子５９
ａの先端側が突起部先端に配置されるようにしてある。

【００４５】さらにこの嵌合子５９ａの内腔部５９ｂ
は、図５中に拡大して示されるように外周面の一部が切
欠された先端軸部７ｆと挿脱自在な形状に設定されてい
て、突起５４ｂ，５６ａでクランクシャフト７をクラン
プした後、モータ５８ｃを回転させると、内腔部５９ｂ
と先端軸部７ｆとが合致したとき、退避していた嵌合子
５９ａがスプリング７１で押されて先端軸部７ｆの外周
面に嵌挿されるようにしてある。つまり、この嵌挿され
た時点からモータ５８ｃとクランクシャフト７との間が
動力的につながり、モータ５８ｃでクランクシャフト７
を軸線回りに回転させるようにしている。

【００４６】こうした機構の組合わせで構成されるピン
組込機構１５より、例えばピストン６が下死点付近にあ
るときのコンロッド端の部位をコンロッド装着部Ｘと定
めて、同部位において対応するクランクシャフト７のク
ランクピン７ａ〜７ｃとコンロッド５の軸受面５ｄと
を、クランクピン７ａ〜７ｃとコンロッド７のボルト軸
５ｃとの干渉を避けるようにクランクシャフト７の位置
をずらしながら順次、向き合わせて嵌合させるようにし
てある。

【００４７】具体的には、各機構は図示しない制御部
（マイクロコンピュータなどで構成されるもの）による
制御され、バックアップ機構２０、アーム移動機構３
０、コンロッド待機機構４０、シャフトクランプ機構５
０、コンロッドガイド機構６０の動作により、互いに干
渉させずにクランクピン７ａ〜７ｃとコンロッド５の軸
受面５ｄとを順にコンロッド装着部Ｘで対向させて、ク
ランクピン７ａ〜７ｃをコンロッド５の軸受面５ｄに嵌
合させるようにしてある。

【００４８】このようにして構成されるクランクシャフ
ト組付装置の作用、すなわちクランクシャフト７がシリ
ンダブロック３に組込まれるまでの工程が図６〜図９に
示されている。

【００４９】つぎに、３気筒用エンジンを例に挙げて、
同工程を順に説明する。すなわち、前工程の作業を終え
て、コンロッド５，ピストン６がアッシィされたシリン
ダブロック３、クランクシャフト７、キャップ９が搭載
されたパレット２が組込地点Ａに到達したとする。

【００５０】すると、パレット２は、図示しないパレッ
トリフターによる持上げによって、同パレット２を搬送
路１から離脱され、拘束状態に入る。ついで、ブロック
固定機構１０のシリンダ装置１１が作動して、押圧体１
０ｂをシリンダブロック３に押付ける。

【００５１】このとき、受体１０ａの基準位置は、あら
かじめ３気筒エンジンに適した基準位置に設定してある
から、シリンダブロック３は押圧体１０ｂと受体１０ａ
とで前後方向から挟み付けられる。

【００５２】これにより、シリンダブロック３は、搬送
路１上の組込地点Ａで位置決め固定される。そして、つ
ぎにコンロッド５の姿勢を一定にさせる整列工程が行わ
れる。

【００５３】この整列工程は、前工程の作業で、たとえ
各コンロッド５の姿勢がばらついていたとしても、同ば
らつきに影響されずに、クランクピン７ａ〜７ｃがコン
ロッド５に組付けられるようにコンロッド位置を正す工
程である。

【００５４】すなわち、整列工程は、まず、テーブル機
構３３のシリンダ装置３３ａが作動して、アーム部材４
５（いずれも上方の待機位置で待機している）を組込地
点ａに在るシリンダブロック３の直上に配置させる。

【００５５】このとき、例えばアーム部材４５は、あら
かじめ揺動用のシリンダ装置４７によって、コンロッド
５の整列位置Ｂ（あらかじめ指定したコンロッド５の待
機位置）とは反対側の位置に変位させてある。

【００５６】ついで、昇降シリンダ４３を下降動作させ
る。このとき、前工程において図７（ａ）に示されるよ
うにコンロッド５の向きのばらつきが生じ、コンロッド
５が整列されるべき整列位置側とは反対側に傾けられて
いるとする。

【００５７】すると、アーム部材４５の端部は、この異
なる位置にあるコンロッド５のボルト５ａ，５ｂ間に挿
入配置される。これにより、アーム部材４５の係止部材
４６とコンロッド５ａのボルト５ａとが係止可能な体制
が形成されていく。

【００５８】ついで、シリンダ装置４７が伸長動作し、
図７（ｂ）に示されるようにアーム部材４５を整列位置
Ｂ側へ揺動させる。すると、係止部材４６はボルト５ａ
と係止しながら揺動変位し、コンロッド５ａを小径部５
ｅ側を支点として整列位置Ｂ側ヘ回動させる。

【００５９】これにより、ばらついたコンロッド５は、
既に整列位置Ｂに在るコンロッド５と並ぶように配置さ
れ、全てのコンロッド５が整列位置Ｂに配置されるよう
になる。

【００６０】なお、アーム部材４５の先端側は、揺動可
能に分割されているから、図３中の二点鎖線で示される
ようにボルト５ａが整列位置Ｂに在るコンロッド５のボ
ルト５ａに当接しても、ボルト５ａが回動支点４５ａを
支点として後方へ逃げるだけなので、整列位置Ｂに在る
コンロッド５には影響を与えることはない。

【００６１】この整列工程が終えると、昇降シリンダ４
３が上昇作動、シリンダ装置４７が収縮動作して、アー
ム部材４５は元の待機位置へ戻る。つぎに、この整列済
みシリンダブロック下部に対して、クランクシャフト７
を位置決める工程が開始される。

【００６２】これには、まず、パレット２上のクランク
シャフト７をクランプする作業から始まる。この作業が
図６に示されている。

【００６３】この作業は、まず、例えば開状態のシャフ
トクランプ機構５０の突起５４ｂ、５６ａを、シリンダ
装置３３ａおよびモータ３４ａの作動によって、パレッ
ト２上のクランクシャフト７の軸端中央を挟む地点に導
くことから始まる。

【００６４】つぎに、シリンダ装置７５が作動し、アー
ム５４をシャフト後端へ進ませて、図６（ａ）に示され
るようにアーム端に在る突起５４ｂをシャフト後端の軸
心に在る穴部７ｄに差し込ませる。これにより、クラン
クシャフト７の後端部は爪機構５３ａに係止される。

【００６５】続いて、シリンダ装置５７ａの作動によっ
て、伝達軸５６をクランクシャフト７の前端へ進ませ
て、図６（ａ）に示されるように伝達軸５６の先端にあ
る突起５６ａを先端軸部７ｅ端の軸心に在る穴部７ｅに
差し込ませる。これにより、クランクシャフト７の前端
部は爪機構５３ｂに係止される。

【００６６】このとき、嵌合子５９ａの内周面に在る切
欠部分７２と先端軸部７ｅの外周面に在る切欠部分７３
との位置がずれているから、図６（ａ）に示されるよう
に嵌合子５９ａは先端軸部７ｅに嵌挿されずに、先端軸
部７ｅの先端と当接したまま、伝達軸５６上を摺動す
る。

【００６７】突起５４ｂ，５６ａによる係止が終える
と、つぎに図６（ｂ）に示されるようにモータ５８ｃの
作動で、伝達軸５６を通じて、嵌合子５９ａを回転変位
させる。

【００６８】すると、嵌合子５９ａの切欠部分７２が、
先端軸部７の外周に沿って移動する。切欠部分７２が先
端軸部７ｅの切欠部分７３と合致するまで移動すると、
嵌合子５９ａが先端軸部７ｅと嵌合できる体制が整い、
嵌合子５９ａは、図６（ｃ）に示されるようにスプリン
グ７１の復帰力により前進され、先端軸部７ｅの外周面
上に嵌挿される。

【００６９】つまり、モータ５８ｃとクランクシャフト
７とが動力的に接続される。シャフトクランプ機構５０
によるクランクシャフト７のクランプを終えると、シリ
ンダ装置３３ａおよびモータ３４ａの作動で、図７
（ｃ）に示されるようにシリンダブロック３の直上に導
かれる。

【００７０】そして、この直上に至る間、モータ５８ｃ
の作動でクランクシャフト７が回転され、６０°毎に位
相しているクランクピン７ａ〜７ｃのうち、始めに組付
けるクランクピン、例えばＮＯ．３の気筒のクランクピ
ン７ｃを真下に配置させて、ＮＯ．３の気筒のシリンダ
４の軸線の延長線上に位置決める。

【００７１】一方、クランクシャフト７をシリンダブロ
ック３へ移している最中、ＮＯ．３の気筒に対応するク
ランプ機構６３ｃはクランプ動作している。具体的に
は、図７（ｃ）に示されるようにＮＯ．３の気筒に対応
する爪体６５，６９はコンロッド５を両側から挟み付け
るように動作され、ＮＯ．３のコンロッド５を整列位置
Ｂから垂直な状態に起こし保持する。

【００７２】こうしたシリンダブロック１からクランク
シャフト７が離れているときにおけるコンロッド７の移
動により、ボルト軸５ｅと干渉せずに、ＮＯ．３のクラ
ンクピン７ｃとＮＯ．３のコンロッド５の軸受面５ｄと
は、シリンダ４の軸線を通る延長線上の部位（コンロッ
ド装着部位Ｘ）で、互いに向き合うようになる。

【００７３】ついで、クランクシャフト７は、モータ３
４ａの作動により、シリンダブロック３に対する位置決
めに続いて、図７（ｃ）に示されるようにクランクピン
７ｃを先頭に下降される。

【００７４】このとき、ＮＯ．３の気筒に対応するバッ
クアップ機構２０のシリンダ２１ｃは伸長動作してい
て、ＮＯ．３の気筒のピストン６を所定位置で下方から
支えている。

【００７５】すると、ＮＯ．３のクランクピン７ｃは、
対応するＮＯ．３のコンロッド５の軸受面５ｄに嵌まり
合う。これにより、ＮＯ．３のクランクピン７ｃの組付
け終える。なお、ＮＯ．３のクランクピン７ｃの組付け
を終えると、クランプ機構６３ｃは元の待機状態に戻
る。

【００７６】つぎにＮＯ．１の気筒のクランクピン７ａ
の組付けに移る。このときには、まず、モータ５８ｃの
作動で、クランクシャフト７を反時計回りにクランクピ
ン位相分（６０°）だけ回動変位させて、図８（ａ）に
示されるようにＮＯ．１のクランクピン７ａをシリンダ
４の軸線を通る延長線上の最も離れたピストン６の下死
点に相当する部位に配置する。なお、このときＮＯ．３
のピストン６はクランクシャフト７の回動に追従して変
位するシリンダ２１ｃ（バックアップ機構２０）で押上
げられていて、既にＮＯ．３のコンロッド５に組付いて
あるクランクピン７ｃは離脱しないようになっている。

【００７７】このクランクピン７ａの配置により、Ｎ
Ｏ．１のコンロッド５を、シリンダ４の軸線を通る延長
線上の部位に移動させるための空間が確保される。つい
で、ＮＯ．１の気筒に対応するクランプ機構６３ａが、
先のクランプ機構６３ｃと同様に作動し、図８（ｂ）に
示されるようにＮＯ．１のコンロッド５が上記空間を通
して、整列位置Ｂから起こされ、垂直な状態に保持され
る。

【００７８】これにより、ＮＯ．１のクランクピン７ａ
とＮＯ．１のコンロッド５の軸受面５ｄとは、シリンダ
４の軸線を通る延長線上の部位（コンロッド装着部位
Ｘ）で、互いに向き合う。

【００７９】そして、コンロッド５の保持を終えると、
モータ３４ａの作動により、図８（ｃ）に示されるよう
にクランクシャフト７が下降する。ここで、ＮＯ．１の
気筒に対応するバックアップ機構２０のシリンダ２１ａ
も伸長動作して、ＮＯ．１の気筒のピストン６を下方か
ら押上げている。

【００８０】これにより、図８（ｄ）に示されるように
ＮＯ．１のクランクピン７ｃは、対応するＮＯ．１のコ
ンロッド５の軸受面５ｄに嵌まり合う。ＮＯ．１のクラ
ンクピン７ａの組付けを終えると、クランプ機構６３ａ
は元の待機状態に戻り、残るＮＯ．２の気筒のクランク
ピン７ｂの組付けに移る。

【００８１】このときには、図９（ａ），（ｂ）に示さ
れるようにモータ５８ｃの作動で、クランクシャフト７
を例えば時計回りに一旦、所定の角度（例えば１００
°）まで回動変位させ、その後、モータ３４ａの作動で
クランクシャフト７を上昇させる。

【００８２】そして、さらにクランクシャフト７を残る
クランクピン位相分（２０°）だけ回動変位させて、図
９（ｂ）に示されるようにＮＯ．２のクランクピン７ｂ
をシリンダ４の軸線を通る延長線上の最も離れた部位に
配置する。なお、このときＮＯ．１，ＮＯ．３のピスト
ン６はクランクシャフト７の回動に追従して変位するシ
リンダ２１ａ，２１ｃ（バックアップ機構２０）で押上
げられ、ＮＯ．１，ＮＯ．３のコンロッド５に組付いて
あるクランクピン７ａ，７ｃが離脱しないようにしてい
る。

【００８３】このクランクシャフト７の変位により、ボ
ルト軸５ｅと干渉せずに、ＮＯ．２のコンロッド５を、
シリンダ４の軸線を通る延長線上の部位（コンロッド装
着部位Ｘ）に移動させるための空間が確保される。

【００８４】ついで、ＮＯ．２の気筒に対応するクラン
プ機構６３ｂが、先のクランプ機構６３ｃと同様に作動
し、図９（ｂ）に示されるようにＮＯ．２のコンロッド
５が上記空間を通して、整列位置Ｂから起こされ、垂直
な状態に保持される。

【００８５】そして、コンロッド５の保持を終えると、
モータ３４ａの作動により、図９（ｃ）に示されるよう
にクランクシャフト７が下降される。これにより、向き
合うＮＯ．２のクランクピン７ｂがＮＯ．２のコンロッ
ド５の軸受面５ｄに嵌まり合う。

【００８６】クランクシャフト７の下降は、シリンダブ
ロック３に形成されている軸受部３ｃにクランクシャフ
ト７のメイン軸受面が嵌まり合うまで行われる。このと
きＮＯ．２の気筒に対応するバックアップ機構２０のシ
リンダ２１ｂが伸長動作して、ＮＯ．２のピストン６を
下方から支える。

【００８７】これにより、３気筒エンジン用のシリンダ
ブロック３に対する３気筒エンジン用のクランクシャフ
ト７（クランクピン７ａ〜７ｃの位置が１２０°位相し
たもの）の組付けが完了する。

【００８８】クランクシャフト７の組付け完了後は、シ
リンダブロック３、パレット２の拘束が解除されて、再
び搬送路１で搬送され、後工程に至る。かくして、クラ
ンクシャフト組付装置の採用により、作業者に大きな負
担を強いらずに、クランクシャフト７のシリンダブロッ
ク３への組付けを行える。

【００８９】したがって、クランクシャフト７を組込む
作業の省力化が図れる。そのうえ、バックアップ機構２
０（規制機構）によって、ピン組付工程中、組付いたク
ランクピン７ａ，７ｃとコンロッド５の軸受面５ｄとが
離脱しないので、良好な組付状態を得られる。

【００９０】特にコンロッド待機機構４０で、ピン組込
みが開始される前のコンロッド５を、一旦、シリンダブ
ロック３の幅方向片側に寄せてからその全てのコンロッ
ド５をもう片側に寄せて一定の向きにすると、たとえ前
工程でコンロッド５の向きにばらつきがあったとして
も、常に適正にピン組付機構１５は稼働するので、信頼
性の高い運転が期待できる。

【００９１】またピン組込機構１５には、シャフトクラ
ンプ機構５０（シャフト回転機構）、アーム移動機構３
０（接離機構）、コンロッドガイド機構６０（定姿勢機
構）を用いたので、簡単な機構の組合わせで、クランク
ピン７ａ〜７ｃを、ボルト軸５ｅと干渉させずにコンロ
ッド５に組付けることができる。

【００９２】しかも、こうしたピン組込機構１５の採用
により、３気筒用エンジンのクランクシヤフト７に関わ
らず、他の多気筒用エンジンのクランクシャフトの組付
けも行える。

【００９３】具体的には、クランクピン７ａ〜７ｄが１
８０°位相する２つの位置に在る４気筒用エンジンのク
ランクシャフト７でも対応できる。すなわち、４気筒エ
ンジン用のクランクシャフト７をシリンダブロック３に
組付けるときは、図１０（ａ），（ｂ）に示されるコン
ロッド待機機構４０の整列工程で、全てのコンロッド５
を定位置（整列位置Ｂ）に整列させて待機させた後、図
１０（ｃ）に示されるようにコンロッドガイド機構６０
の全クランプ機構６３ａ〜６３ｄを作動させて、全コン
ロッド５を整列位置Ｂから起こし、シリンダ４の軸線を
通る延長線上で確保されている空間を通して、同延長線
上（コンロッド装着部Ｘ）にならい垂直な状態に保持す
る。

【００９４】つぎにシャフトクランプ機構５０でクラン
プされたクランプシャフト７を、図１０（ｃ）に示され
るように例えばＮＯ．１、ＮＯ．４の気筒に対応するク
ランクピン７ａ，７ｄを真下、ＮＯ．２、ＮＯ．３の気
筒に対応するクランクピン７ｂ，７ｃを真上に向けてシ
リンダブロック３のスカート部に対し位置決めつつ、下
降させる。

【００９５】この下降により、まず、図１１（ａ）に示
されるようにＮＯ．１、ＮＯ．４のクランクピン７ａ，
７ｄが、これと対応するＮＯ．１、ＮＯ．４のコンロッ
ド５の軸受面５ｄに嵌まり合う。

【００９６】そして、このＮＯ．１、ＮＯ．４のクラン
クピン７ａ，７ｄの嵌合を終えたとき、シャフトクラン
プ機構５０の作動によりクランクシャフト７が軸線を中
心として、一旦、回動、例えば４５°で首振りを行い摺
動面をなじませた後、再びクランクシャフト７の下降を
開始する。

【００９７】これにより、残るＮＯ．２、ＮＯ．３のク
ランクピン７ｂ，７ｃが、残るＮＯ．２、ＮＯ．３のコ
ンロッド５の軸受面５ｄに嵌まり合う。このクランクシ
ャフト７の下降は、シリンダブロック３に形成されてい
る軸受部３ｃにクランクシャフト７のメイン軸受面が嵌
まり合うまで行われ、４気筒エンジン用のシリンダブロ
ック１４に対する４気筒エンジン用のクランクシャフト
７（クランクピン７ａ〜７ｄの位置が１８０°位相した
もの）の組付けが完了する。

【００９８】なお、この際、バックアップ機構２０の各
シリンダがピストン６を押圧するまで伸長動作して、ク
ランクシャフト７の各部の組付高さを調整する。これに
より、一台のクランクシャフト組付装置を共用して、３
気筒用エンジンのクランクシャフト７、４気筒用エンジ
ンのクランクシャフト１４でも組付けができることがわ
かる。

【００９９】なお、上述した一実施形態ではシリンダが
直列に並んだシリンダブロックにクランクシャフトを組
付ける例を挙げたが、これに限らず、他のシリンダ配列
のシリンダブロックにクランクシャフトを組付けるよう
にしてもよい。

【０１００】

【発明の効果】以上説明したように請求項１に記載の発
明によれば、作業者に大きな負担を強いらずに、クラン
クシャフトをシリンダブロックへ組付けることができ
る。この結果、クランクシャフトを組込む作業の省力化
を図ることができる。

【０１０１】また簡単な機構の組合わせで、クランクピ
ンをコンロッドとピストンとの取付ボルトと干渉させず
にコンロッドに組付けることができる。

【０１０２】しかも、クランクピンのコンロッドへの組
込みは、クランクシャフトとコンロッドとの間の距離を
変えたり、クランクシャフトの向きを変えたり、コンロ
ッドの姿勢を変位させたりするだけなので、これらの挙
動を利用して、多種の気筒用エンジンのクランクシャフ
トの組付けも行える利点もある。

【０１０３】請求項２に記載の発明によれば、ピン組付
工程中、組付いたクランクピンとコンロッドの軸受面と
が離脱するのを防ぐことができるので、良好な組付状態
を確保することができる。

【０１０４】請求項３に記載の発明によれば、たとえ前
工程でシリンダブロック内のコンロッドの向きにばらつ
きがあったとしても、適正にクランクピンとコンロッド
との組付けが行なえる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態のクランクシャフト組付装
置を、エンジン製造ラインに組込んだ状態と共に示す斜
視図。

【図２】同装置を構成するバックアップ機構の構造を説
明するための図。

【図３】同装置を構成するコンロッド待機機構の構造を
説明するための図。

【図４】同装置を構成するコンロッドガイド機構の構造
を説明するための図。

【図５】同装置を構成するシャフトクランプ機構の構造
を説明するための図。

【図６】同シャフトクランプ機構で３気筒エンジン用の
クランクシャフトを所定にクランプするまでの工程を説
明するための図。

【図７】同クランプされたクランクシャフトを、３気筒
エンジン用のシリンダブロックに組付ける工程を説明す
るための図。

【図８】同工程に続くクランクピンの組付工程を説明す
るための図。

【図９】同工程に続くクランクピンの組付工程を説明す
るための図。

【図１０】４気筒エンジン用のクランクシャフトを、４
気筒エンジン用のシリンダブロックに組付ける工程を説
明するための図。

【図１１】同工程に続くクランクピンの組付工程を説明
するための図。

【符号の説明】

１…搬送路 ２…パレット ３…シリンダブロック ４…シリンダ ５…コンロッド ５ｄ…軸受面 ６…ピストン ７…クランクシャフト ７ａ〜７ｃ…クランクピン １５…ピン組込機構 ２０…バックアップ機構（規制機構） ３０…アーム移動機構（接離機構） ４０…コンロッド待機機構 ５０…シャフトクランプ機構（シャフト保持機構、シャ
フト回転機構） ６０…コンロッドガイド機構（定姿勢機構）。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−169235（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−192831（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−285743（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−34039（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−28530（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−34037（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−34038（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−101738（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−71369（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23P 21/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のシリンダを有しかつ同シリンダに
   はピストン、ロッド端からボルトが突き出たコンロッド
   が組込まれたシリンダブロックの組立行程において、ク
   ランクシャフトを保持させて前記シリンダブロックに該
   クランクシャフトのクランクピンと前記各コンロッドの
   軸受面とが対応するように配置させるシャフト保持機構
   と、前記クランクシャフトを軸心回りに回転させて、前記ク
   ランクシャフトのクランクピンを、各コンロッドの軸受
   部と嵌合可能な所定のコンロッド装着部位に配置させる
   シャフト回転機構と 、前記クランクシャフトと前記コンロッドとの間の距離を
   変位させる接離機構と、 前記コンロッドを前記コンロッド装着部位においてシリ
   ンダの軸線にならう所定の姿勢にする定姿勢機構とを有
   し、 前記クランクシャフトと前記コンロッドとの間の距離の
   可変から、前記定姿勢のコンロッドを前記コンロッド装
   着部位へ移動させる空間を確保させ、該確保した空間を
   通じて前記クランクシャフトの回転変位と前記コンロッ
   ドの姿勢変位により前記クランクピンと前記コンロッド
   の軸受面とを対向させ、前記クランクシャフトと前記コ
   ンロッドとの接近により前記クランクピンと前記コンロ
   ッドの軸受面との嵌合を行なうようにしてある ことを特
   徴とするクランクシャフト組付装置。
2. 【請求項２】 嵌合したクランクピンとコンロッドとの
   離脱を規制する規制機構を有していることを特徴とする
   請求項１に記載のクランクシャフト組付装置。
3. 【請求項３】 シリンダブロックの中で待機しているコ
   ンロッドは、一旦、シリンダブロックの幅方向片側に寄
   せてからその全てのコンロッドをもう一方の片側に寄せ
   て一定の向きにしてあることを特徴とする請求項１又は
   請求項２に記載のクランクシャフト組付装置。