JP3359259B2 - ピストンリング供給装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はピストンリング供給
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】段積み状態の多数のピストンリングを１
つずつ供給する供給装置として、例えば、特開平７−２
６６１５１号公報「ピストンリング組付け装置」があ
る。上記技術は、その公報の図１、図２、図１７及び図
１８によれば、ガイド体３（番号は公報に記載されたも
のを引用した。以下同じ。）に、段積み状態で多数のピ
ストンリング２１…を収納し、最下位のピストンリング
２１をステッピングモータ３７で押し上げることで、最
上位のピストンリング２１を上部の拡径ガイド部材４か
ら１つずつ押出して、ピストン９のリング溝９ａ〜９ｃ
に嵌め込むものである。ステッピングモータ３７は、１
つのピストンリング２１の厚さｔに相当する距離だけ、
段積み状態のピストンリング２１…を押し上げるもので
ある。ピストンリング２１は、切れ目２１ａを有したＣ
形リングである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
ピストン９のリング溝９ａ〜９ｃに嵌め込むピストンリ
ング２１としては、一般に、次のような５種類のリング
からなる。すなわち、５種類のリングとは、２つのコン
プレッションリング（トップリング、セカンドリング）
と、１組のオイルリング（中央のエキスパンダ、上下の
第１・第２サイドレールからなる。）である。次に、従
来のエキスパンダ供給装置を次図で説明する。

【０００４】図２０（ａ）〜（ｅ）は従来のエキスパン
ダ供給装置の説明図である。（ａ）のエキスパンダ供給
装置は、ガイド体１０１に、段積み状態で多数のエキス
パンダ（ピストンリング）１０２…を収納し、最下位の
エキスパンダ１０２を押し上げることで、最上位のエキ
スパンダ１０２を、上部の拡径ガイド部材１０３で拡開
しながら１つずつ押出して、ピストン１０４のリング溝
１０５に嵌め込む形式の装置である。エキスパンダ１０
２は（ｂ）のような波形状リングであり、このため、径
方向及び軸方向に小さい力で弾性変形可能である。そし
て、エキスパンダ１０２は切れ目（図示せず）を有した
Ｃ形リングである。

【０００５】最上位のエキスパンダ１０２を、単に拡径
ガイド部材１０３から押出したのでは、押出した瞬間
に、エキスパンダ１０２が自己の弾性力で縮径しなが
ら、切れ目部分の端部同士が厚み方向に又は径方向にオ
ーバーラップすることがある。（ｃ）のように端部同士
が厚み方向にオーバーラップすると、（ｄ）のように、
エキスパンダ１０２がピストン１０４の外周面に乗り上
がり、リング溝１０５に嵌合しない虞れがある。（ｅ）
のように端部同士が径方向にオーバーラップすると、
（ｄ）のように、エキスパンダ１０２がリング溝１０５
からはみ出す虞れがある。従って、嵌合不良のエキスパ
ンダ１０２の有無を常時監視する必要があり、また、嵌
合不良のエキスパンダ１０２が有った場合には、速やか
に修正しないと、次工程で不具合が発生し得る。このた
め、嵌合不良を監視する監視装置を必要とし、また、修
正作業が煩わしい。

【０００６】そこで本発明の目的は、ピストンリングの
嵌合不良を監視する監視装置が不要で、しかも、嵌合修
正作業も不要とした技術を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の請求項１記載の発明は、縦置きシリンダ状のマガジン
の外周面に多数のＣ形ピストンリングを段積み状態で保
持させ、最下位のＣ形ピストンリングを押下げアームで
押し下げて払い出し、ピストンのリング溝に嵌め込む形
式のピストンリング供給装置であって、押下げアーム
に、Ｃ形ピストンリングの切欠きの近傍を他の部分に優
先して押し下げる第１押下げ部と、この第１押し下げ部
に遅れてＣ形ピストンリングの他の部分を押し下げる第
２押下げ部とを備え、マガジンに、リング溝に嵌め込ま
れたＣ形ピストンリングのうち、切欠きの端部がリング
溝から飛び出るときに当るストッパを備えていることを
特徴とする。

【０００８】Ｃ形ピストンリングの切欠きの近傍を他の
部分に優先して、第１押下げ部で押し下げるので、Ｃ形
ピストンリングは傾斜した状態で下降する。このため、
Ｃ形ピストンリングは、切欠きの近傍が先にリング溝に
嵌まる。リング溝は、嵌まった切欠きの端部の軸方向移
動を規制する。切欠きの端部が軸方向に移動しないの
で、端部同士が厚み方向にオーバーラップすることはな
い。その後、第２押下げ部で他の部分を押し下げること
により、Ｃ形ピストンリングは全体がリング溝に嵌ま
る。

【０００９】Ｃ形ピストンリングは、リング溝に嵌め込
まれた瞬間に、いびつな形状から元の真円形状へ急速に
戻ろうとする。そのときの急激な自己復元力と、この自
己復元力に対する反発力との繰り返しによって、Ｃ形ピ
ストンリングは径方向に一時的に伸縮作用をする。径の
伸縮作用によって、切欠きの両端部が振れるものの、そ
の振れ方は一様ではない。個々のＣ形ピストンリングに
は製作誤差等があり、切欠きの両端部で、伸縮速度のば
らつきや、たわみのばらつきがあるためである。この結
果、切欠きの両端部は強く打ち当り、一方がリング溝か
ら飛び出ようとする。しかし、リング溝から飛び出しか
かった切欠きの端部は、ストッパに当るので飛び出るこ
とはない。リング溝から飛び出ないので、端部同士が径
方向にオーバーラップすることはない。

【００１０】このようなことから、Ｃ形ピストンリング
を確実にリング溝に嵌め込むことができる。このため、
ピストンリングの嵌合不良を監視する監視装置が不要で
あり、しかも、嵌合修正作業も不要である。また、ピス
トンリングの取付け作業を素速く、しかも、確実に行う
ことができ、取付け工程の完全自動化を図れる。

【００１１】請求項２記載の発明は、ストッパをマガジ
ンの外周面に沿って縦に延ばすことで、マガジンの外周
面に段積み状態で保持されたＣ形ピストンリングの切欠
きの方向を規定するガイド部材の役割を、ストッパで兼
ねたことを特徴とする。

【００１２】ストッパが、マガジンの外周面に沿って縦
に延びてガイド部材を兼ねるので、マガジンの外周面に
段積み状態で保持されたＣ形ピストンリングの切欠きの
方向を規定するための部材を、別に設ける必要はない。
このため、マガジンの構造は簡単になる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図面に
基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見
るものとする。なお、本発明のピストンリング組付け設
備については、この設備で組み付けたピストン及びピス
トンリングの構成及び作用を述べた後に、説明する。図
１（ａ），（ｂ）は本発明に係るピストンリング組付け
設備によって得たピストンの構成図であり、（ａ）はピ
ストンとピストンリングの分解斜視図、（ｂ）はピスト
ンリングを組み付けた状態のピストンの要部断面図であ
る。

【００１４】（ａ）は、外周に上から下へ順に３つのリ
ング溝１ａ，１ｂ，１ｃを刻設してなるピストン１にお
いて、これらのリング溝１ａ〜１ｃに、５つのピストン
リングを嵌め込むことを示す。５つのピストンリングと
は、２つのコンプレッションリング（トップリング２、
セカンドリング３）と、１組のオイルリング（中央のエ
キスパンダ４、下の第１サイドレール５、上の第２サイ
ドレール６からなる。）であり、切欠きＮを有したＣ形
リングである。トップリング２、セカンドリング３、第
１サイドレール５、第２サイドレール６は上下面が平坦
なリングであり、エキスパンダ４は波形状リングであ
る。（ｂ）はピストン１にピストンリング２〜６を組み
付けた状態を示す。なお、５つのピストンリングを区別
せずに説明する場合には、単に「ピストンリング２〜
６」又は「ピストンリング２，３，５，６」のように記
載する。

【００１５】図２は本発明に係るピストンリング組付け
設備の平面図である。ピストンリング組付け設備１０
は、ピトンリング取付け前のピストン１…（…は複数を
示す。以下同じ。）を収納した未完成品用パレットＡ₁
〜Ａ₄を搬送する前部パレット搬送装置１１と、未完成
品用パレットＡ₂からピストン１を１つずつ取り出すピ
ストン取出し装置１２と、取り出したピストン１を搬送
するピストン搬送装置１４と、搬送されたピストン１を
上下反転するピストン反転装置１５と、ピストン反転装
置１５から移送されたピストン１を間欠搬送するトラン
スファ装置１６と、トランスファ装置１６で搬送された
ピストン１にピトンリングを個別に取付ける第１〜第５
リング組付け装置（第１〜第５ピストンリング供給装
置）２１〜２５と、ピストンリング取付け後のピストン
１を完成品用パレットＢ₂に収納するピストン収納装置
２６と、完成品用パレットＢ₁〜Ｂ₃を搬送する後部パレ
ット搬送装置２７とからなる。

【００１６】第１リング組付け装置２１はエキスパンダ
４（図１参照）を取付け、第２リング組付け装置２２は
第１サイドレール５を取付け、第３リング組付け装置２
３は第２サイドレール６を取付け、第４リング組付け装
置２４はセカンドリング３を取付け、第５リング組付け
装置２５はトップリング２を取付けるものである。な
お、第１〜第５リング組付け装置２１〜２５を区別せず
に説明する場合には、単に「リング組付け装置２１〜２
５」と記載する。１３は中敷取出し装置、２８はピスト
ン１の有無を監視する監視装置、Ｔは１つのピストン１
を載せるトレイである。未完成品用パレットＡ₁…は、
ピストン１のヘッド（トップ）を下に、開口を上に向け
た状態で、ピストン１を多数収納する。

【００１７】次に、ピストンリング組付け設備１０の概
略の作用を説明する。前部パレット搬送装置１１は、次
の（１）〜（３）のステップを繰返す装置である。 （１）段積みした未完成品用パレットＡ₁…のうちの最
下位のパレットＡ₁を、前方（この図の上方）に１ピッ
チだけ搬送する。なお、未完成品用パレットＡ₁…は、
ピストン１…を３段に段積み収納し、各段を図示せぬ中
敷で仕切ったものである。 （２）未完成品用パレットＡ₂から上段のピストン１…
を全て取り出した後、中敷取出し装置１３で上段の中敷
を取り出して、隣の空のパレットＡ₃に収納する。そし
て、中段の中敷、下段の中敷の順に取り出して、全ての
ピストン１…及び中敷を取り出す。 （３）前方の空のパレットＡ₃を最前方に段積みした
（パレットＡ₄）後、新たに空になったパレットＡ₂を前
方に１ピッチだけ搬送する。

【００１８】ピストンリングの組付けは、次の（１）〜
（４）のステップの反復で実行する。 （１）未完成品用パレットＡ₂から、ピストン１をピス
トン取出し装置１２で１つずつ取り出してピストン搬送
装置１４で搬送する。 （２）搬送されたピストン１をピストン反転装置１５で
上下反転し、トランスファ装置１６に移送する。 （３）トランスファ装置１６で搬送されたピストン１に
第１〜第５リング組付け装置２１〜２５で順次図示せぬ
ピトンリングを組み付ける。 （４）ピトンリング取付け後のピストン１を、ピストン
収納装置２６で完成品用パレットＢ₂に収納する。

【００１９】後部パレット搬送装置２７は、次の（１）
〜（３）のステップを繰返す装置である。 （１）段積みした完成品用パレットＢ₁…のうち１つを
前方（この図の上方）に１ピッチだけ搬送する。完成品
用パレットＢ₁…は、ピストン１…を１段収納するもの
である。 （２）ピストン収納装置２６から完成品用パレットＢ₂
へ、ピトンリング取付け後のピストン１を１つずつ収納
する。 （３）完成品用パレットＢ₂に満収納した後、最前方に
段積みする（パレットＢ₃）。

【００２０】次に、第１〜第５リング組付け装置２１〜
２５を説明する。図３は本発明に係る第１〜第５リング
組付け装置の正面図である。リング組付け装置２１〜２
５は、それぞれベース３１に起設した下部スタンド３２
と、下部スタンド３２に起設した上部スタンド３３と、
上部スタンド３３の基盤３３ａに着脱可能に取付けたマ
ガジンユニット３４と、マガジンユニット３４に保持さ
れた最下位のピストンリング２〜６を強制的に落下させ
る下降手段６０と、落下したピストンリング２〜６を押
し下げてピストン１に供給する供給手段７０（詳しくは
図４で説明する。）とからなる。

【００２１】マガジンユニット３４は、上部スタンド３
３の基盤３３ａに前後（この図の表裏方向）にスライド
可能に取付けたベースプレート３５と、ベースプレート
３５に取付けた縦置きシリンダ状のマガジン４０（５
０）とからなる。マガジン４０（５０）は外周面に、ピ
ストンリング２〜６のうちの１種類を、想像線で示すよ
うに段積み状態で保持するものである。上部スタンド３
３は、マガジン４０（５０）から落下した最下位のピス
トンリング２〜６を検知する検知手段８０を備え、この
検知手段８０は、例えば投光器８１と受光器８２とから
なる。

【００２２】図４は本発明に係る第１〜第５リング組付
け装置の側面図である。下降手段６０は、上部スタンド
３３の上部側部に取付けたサーボモータ６１と、上部ス
タンド３３に垂直に且つ回転可能に取付けたボールねじ
６２と、ボールねじ６２と軸方向移動のみ可能に螺合し
たナット６３と、ナット６３に取付けた下降アーム６４
と、この下降アーム６４の作動を効果的にピストンリン
グ２〜６に伝える押圧リング６５とからなる。６６はサ
ーボモータ６１からボールねじ６２に動力を伝達する伝
動機構である。

【００２３】供給手段７０は、下部スタンド３２に取付
けた昇降用の第１エアシリンダ７１と、第１エアシリン
ダ７１のピストンロッド７１ａに取付けたベース７２
と、ベース７２に取付けた左右１組の押下げアーム７
３，７４と、押下げアーム７３，７４を水平面に沿って
拡開する第２エアシリンダ（図７参照）と、ベース７２
の水平回転を阻止し軸方向移動のみ可能にするガイド部
材７６とからなる。

【００２４】トランスファ装置１６は、マガジン４０
（５０）の下方で、第１〜第５リング組付け装置２１〜
２５の並び方向（この図の表裏方向）に、ピストン１を
載せたトレイＴを移送するものであり、しかも、各マガ
ジン４０（５０）の位置において、トレイＴを持上げて
マガジン４０（５０）の下部孔４８（５８）にピストン
１の上部を嵌合させる昇降手段１６ａを備える。Ｔａは
ピストンを収納する収納筒部、１６ｂ…はトレイＴを受
けるローラである。

【００２５】上記マガジン４０（５０）は２種類有り、
それぞれの構成を図５に基づき説明する。図５（ａ），
（ｂ）は本発明に係るマガジンの側面図であり、縦方向
の長さを一部省略した図である。図５（ａ）は第１リン
グ組付け装置２１のマガジン４０（以下、「第１マガジ
ン４０」と言う。）の側面形状を示し、第１マガジン４
０は、段積み状態で多数のピストンリング（エキスパン
ダ）４…をストックするストック部４２と、このストッ
ク部４２より一回り小径の小径部４３と、この小径部４
３より大径でピストンリング４…を拡開するための拡開
部４４とからなり、ストック部４２、小径部４３、拡開
部４４をこの順に上から下に備える。ストック部４２及
び小径部４３は円筒である。拡開部４４は、上方先細り
のテーパ部４５と、テーパ部４５の下に連なる円筒状の
大径部４６とからなる。ストック部４２の下端縁部は、
分離部４７である。

【００２６】第１マガジン４０は、その下端から下方に
延びるストッパ９１を備える。ストッパ９１は、第１マ
ガジン４０の外周面に沿って縦に延びることで、ガイド
部材の役割を兼ねている。ストッパ９１の詳細について
は、図６及び図７にて後述する。

【００２７】図５（ｂ）は第２〜第５リング組付け装置
のマガジン５０（以下、「第２マガジン５０」と言
う。）の側面形状を示し、第２マガジン５０は、最下位
のピストンリング２，３，５，６を拡開する拡開部５４
と、この拡開部５４より上位に最下位であったピストン
リングを除いたピストンリング２，３，５，６を仮止め
するためのストッパ部５２とを備える。詳しくは、第２
マガジン５０は、上部円筒部５１、ストッパ部５２、下
部円筒部５３、拡開部５４をこの順に上から下に備え
る。ストッパ部５２は上方先細りのテーパ体である。拡
開部５４は、上方先細りのテーパ部５５と、テーパ部５
５の下に連なる円筒状の大径部５６とからなる。ストッ
パ部５２の下端縁部は、分離部５７である。

【００２８】第２マガジン５０は、その外周面に沿って
縦に延びたガイド部材９６を備え、このガイド部材９６
は所定厚みの板材からなる。詳しくは、ガイド部材９６
は、厚み部分にピストンリング２，３，５，６の切欠き
Ｎ（図１参照）を挿入することで、第２マガジン５０の
外周面に段積み状態で保持されたピストンリング２…、
３…、５…又は６…の切欠きＮの方向を規定する部材で
ある。

【００２９】図６は本発明に係る第１マガジンの要部側
面図である。第１マガジン４０の下端高さはピストン１
のリング溝１ｃの上面とほぼ同一レベルである。収納筒
部Ｔａの上端高さは、ピストン１のリング溝１ｃの下面
とほぼ同一レベルである。このため、第１マガジン４０
の下端と収納筒部Ｔａの上端との間の隙間δの高さは、
リング溝１ｃの高さ寸法とほぼ同一である。

【００３０】ガイド部材の役割を兼ねたストッパ９１
は、第１ガイド部９２と第２ガイド部９３と第３ガイド
部９４とを上から順に連ねた縦長部材である。第１ガイ
ド部９２は、ストック部４２の上端からテーパ部４５の
上端にわたって縦に延びた、厚みの小さいガイド部であ
る。第２ガイド部９３は、第１ガイド部９２の下端から
大径部４６の下部にわたって縦に延びた、下広がりテー
パ状のガイド部である。第３ガイド部９４は、第２ガイ
ド部９３の下端から大径部４６の下方へ縦に延びた、厚
みの大きいガイド部である。

【００３１】このような各ガイド部９２〜９４は、厚み
部分にエキスパンダ４…の切欠きＮを挿入することで、
第１マガジン４０の外周面に段積み状態で保持されたエ
キスパンダ４…の切欠きＮの方向を規定することにな
る。詳しくは、第１ガイド部９２は、ストック部４２
（第１マガジン４０）の外周面に段積み状態で保持され
たエキスパンダ４…と、分離部４７を越えて落下したエ
キスパンダ４との、切欠きＮの方向を規定する。第２ガ
イド部９３は、テーパ部４５に落下したエキスパンダ４
と、大径部４６を通る途中のエキスパンダ４との、切欠
きＮの方向を規定する。第３ガイド部９４は、大径部４
６の下端から払い出されるエキスパンダ４の、切欠きＮ
の方向を規定する。第３ガイド部９４の厚みを大きくし
た理由は、後述する副押下げアームで押される、エキス
パンダ４の位置を確実に設定するためである。

【００３２】第１リング組付け装置２１は、分離部４７
を越えて落下途中のエキスパンダ４における切欠きＮに
向けて、圧縮空気を吹き付けるエアノズル９７を配置し
たものである。落下途中のエキスパンダ４は、切欠きＮ
の端部Ｎ₀，Ｎ₀が第２ガイド部９３に摩擦抵抗で引っ掛
かることがある。エアノズル９７は、切欠きＮの端部Ｎ
₀，Ｎ₀にエキスパンダ４が自然落下する程度に圧縮空気
を吹き付けて、強制的に外す作用をなす。このために、
検知手段８０がエキスパンダ４の落下を検出した時点に
のみ、その検出信号により、エアノズル９７は間欠的に
圧縮空気を吹き出すように図示せぬ制御回路で制御され
る。図中、９８はエア用配管である。

【００３３】図７は図６の７−７線断面図である。スト
ッパ９１は、リング溝１ｃに嵌め込まれたエキスパンダ
４のうち、切欠きＮの端部Ｎ₀がリング溝１ｃから飛び
出るときに当る部材であり、この部材は第１マガジン４
０の下端から下方に延びた部分に特徴がある。すなわ
ち、下方に延びた部分の内面９１ａに、切欠きＮの端部
Ｎ₀が当るようにしたものである。リング溝１ｃに嵌め
込まれたエキスパンダ４の外周面から、切欠きＮの端部
Ｎ₀が当るストッパ９１の内面９１ａまでの、隙間をＬ₁
とする。この隙間Ｌ₁は、エキスパンダ４の幅Ｌ₂よりも
小さく設定したものであり、例えば、幅Ｌ₂の０．８倍
程度に設定する（Ｌ₁＝０．８Ｌ₂）。９５は第１マガジ
ン４０にストッパ９１を止めるボルトである。

【００３４】図８は図４の８−８線矢視図である。下降
アーム６４は、マガジン４０（５０）の両側に延びて、
マガジン４０（５０）に積まれた最上位のピストンリン
グ２〜６の上面を、押圧リング６５を介して押し下げる
平面視二股状アームである。３６，３６はベースプレー
ト３５を基盤３３ａに位置決めする位置決めピン、３
７，３７はベースプレート３５に付設した取手である。

【００３５】図９は図４の９−９線断面図である。左右
１組の押下げアーム７３，７４は、マガジン４０（５
０）の両側に延び、途中まで落下した最下位のピストン
リング２〜６を押し下げてピストン１に供給するアーム
であり、平面視で互いに対向する略く字状の当接部７３
ａ，７３ａ，７４ａ，７４ａを有する。第２エアシリン
ダ７５は、左右１組の押下げアーム７３，７４同士を接
近・離反駆動するものである。ところで、第１リング組
付け装置２１の押下げアーム７３，７４だけ、副押下げ
アーム７７，７７を備える。以下、次図で説明する。

【００３６】図１０は本発明に係る第１リング組付け装
置の押下げアームの平面図である。第１リング組付け装
置２１の押下げアーム７３，７４は、想像線で示すエキ
スパンダ４の切欠きＮの近傍を他の部分に優先して、リ
ング溝１ｃ（図１参照）に嵌め込むための副押下げアー
ム（第１押下げ部）７７，７７と、この副押下げアーム
７７，７７に遅れてエキスパンダ４の他の部分を押し下
げる当接部（第２押下げ部）７３ａ，７４ａとを備え
る。詳しくは、副押下げアーム７７，７７は、互いに対
向する揺動先端を水平面に沿って揺動するアームであ
る。７８，７８は副押下げアーム７７，７７をエキスパ
ンダ４の中心方向に付勢する圧縮ばね７８，７８であ
る。

【００３７】図１１（ａ），（ｂ）は本発明に係る第１
リング組付け装置の押下げアームの構成図兼作用説明図
である。図１１（ａ）は、副押下げアーム７７，７７の
揺動先端に、下向きの当接凸部７７ａ，７７ａを備えた
ことを示す。当接凸部７７ａ，７７ａの下面は、当接部
７３ａ，７４ａの下面よりも下方に突出し、この突出高
さは、エキスパンダ４の厚みと概ね同一である。

【００３８】次に、第１リング組付け装置２１の押下げ
アーム７３，７４の作用を、図１１に基づき説明する。
途中まで落下した最下位のエキスパンダ４を押し下げる
場合には、先ず、図１１（ａ）のように左右１組の押下
げアーム７３，７４同士を互いに接近させ、当接部７３
ａ，７４ａ及び当接凸部７７ａ，７７ａをエキスパンダ
４の周縁の真上に移動する。次に、図１１（ｂ）のよう
に各押下げアーム７３，７４を下降させることで、エキ
スパンダ４の切欠きＮの近傍部分４ａ，４ａを、第１押
下げ部の当接凸部７７ａ，７７ａで優先して押し下げ
る。その後、エキスパンダ４の他の部分４ｂ，４ｂを第
２押下げ部としての当接部７３ａ，７４ａで押し下げ
る。このため、エキスパンダ４は先に切欠きＮの近傍が
下降し、次いで、他の部分が下降する。供給手段７０を
復帰する場合には、各押下げアーム７３，７４を上昇し
た後に互いに離反する方向に移動する。このように、左
右１組の押下げアーム７３，７４は、最下位のエキスパ
ンダ４を押し下げて払い出し、図示せぬピストン１に供
給する。

【００３９】次に、エキスパンダ（ピストンリング）４
の嵌め込み方法を図１２〜図１５に基づき説明する。図
１２は本発明に係る第１リング組付け装置の押下げアー
ムの作用説明図（その１）、図１３（ａ），（ｂ）は本
発明に係る第１リング組付け装置の押下げアームの作用
説明図（その２）、図１４（ａ）〜（ｃ）は本発明に係
る第１リング組付け装置の押下げアームの作用説明図
（その３）、図１５（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る第１
リング組付け装置の押下げアームの作用説明図（その
４）である。

【００４０】先ず、図１２において、押下げアーム７
３，７４が下降すると、第１押下げ部の当接凸部７７
ａ，７７ａがエキスパンダ４の切欠きＮの近傍部分４
ａ，４ａに当接して押圧する。このため、図１３（ａ）
のように、近傍部分４ａ，４ａを他の部分よりも先に押
し下げるので、エキスパンダ４は近傍部分４ａ，４ａを
下げた傾斜状態で、第３ガイド部９４で切欠き方向を規
定されて下降する。このときのエキスパンダ４は、図１
３（ｂ）で示す通りの平面視の状態であり、切欠きＮを
広げた、いびつな形状である。

【００４１】押下げアーム７３，７４が更に下降する
と、図１４（ａ）のように、当接凸部７７ａ，７７ａは
近傍部分４ａ，４ａを一層押し下げて、ピストン１のリ
ング溝１ｃに臨ませる。このとき、切欠きＮの両端部Ｎ
₀，Ｎ₀は大径部４６の下端よりも下方にあるので、図１
４（ｂ）に示す平断面視のように、自己復元力により第
３ガイド部９４から外れて中心方向に縮む。外れた両端
部Ｎ₀，Ｎ₀は、図１４（ｃ）のように、近傍部分４ａ，
４ａと共にリング溝１ｃに嵌まる。リング溝１ｃは、嵌
まった切欠きＮの端部Ｎ₀，Ｎ₀の軸方向移動を規制す
る。切欠きＮの端部Ｎ₀，Ｎ₀が軸方向に移動しないの
で、端部Ｎ₀，Ｎ₀同士が厚み方向にオーバーラップする
ことはない。

【００４２】切欠きＮの近傍部分４ａ，４ａはリング溝
１ｃに嵌合しているので、これ以上下降しない。近傍部
分４ａ，４ａと当接凸部７７ａ，７７ａとの当り面は、
水平分力が作用し得る面であり、押下げアーム７３，７
４がより一層下降すると、その下降力による分力は大き
くなる。分力が圧縮ばね７８，７８（図１０参照）の付
勢力を上回ると、当接凸部７７ａ，７７ａは、図１５
（ａ）のように径外方に揺動して逃げる。この結果、押
下げアーム７３，７４の当接部７３ａ，７４ａが、エキ
スパンダ４の上面を押し下げることになる。エキスパン
ダ４は、押し下げられてほぼ水平になり、図１５（ｂ）
のように、全体がリング溝１ｃに嵌まる。

【００４３】エキスパンダ４は、リング溝１ｃに嵌め込
まれた瞬間に、いびつな形状から元の真円形状へ急速に
戻ろうとする。そのときの急激な自己復元力と、この自
己復元力に対する反発力との繰り返しによって、エキス
パンダ４は径方向に一時的に伸縮作用をする。径の伸縮
作用によって、切欠きＮの両端部Ｎ₀，Ｎ₀は振れるもの
の、その振れ方は一様ではない。すなわち、個々のエキ
スパンダ４には製作誤差等があり、切欠きＮの両端部Ｎ
₀，Ｎ₀で、伸縮速度のばらつきや、たわみのばらつきが
ある。このため、径方向に延びたエキスパンダ４全体が
一度に縮径するときに縮む速度のばらつきや、たわみ方
が切欠きＮの端部Ｎ₀，Ｎ₀に伝わり、両端部Ｎ₀，Ｎ₀が
振れる。

【００４４】この結果、切欠きＮの両端部Ｎ₀，Ｎ₀は強
く打ち当り、図１５（ｃ）のように、一方がリング溝１
ｃから飛び出ようとする。しかし、リング溝１ｃから飛
び出しかかった切欠きＮの端部Ｎ₀は、ストッパ９１の
内面９１ａに当るので飛び出ることはない。リング溝１
ｃから飛び出ないので、端部Ｎ₀，Ｎ₀同士が径方向にオ
ーバーラップすることはない。このように、ストッパ９
１に当るので、リング溝１ｃの外まで飛び出ることはな
く、端部Ｎ₀，Ｎ₀同士がぶつかり合う程度で、振れは収
束する。

【００４５】以上の説明から明らかなように、切欠きＮ
の近傍部分４ａ．，４ａを他の部分に優先してリング溝
１ｃに嵌め込むとともに、切欠きＮがリング溝の外へ飛
出さぬようにストッパ９１を設けたので、切欠きＮの端
部Ｎ₀はリング溝１ｃで軸方向移動を規制される。従っ
て、切欠きＮの端部Ｎ₀が厚み方向や径方向にオーバー
ラップすることはない。

【００４６】図１６（ａ），（ｂ）は本発明に係る第２
〜５リング組付け装置の押下げアームの作用説明図であ
る。最下位のピストンリング２，３，５，６を押し下げ
る場合には、先ず、図１６（ａ）のように左右１組の押
下げアーム７３，７４同士を互いに接近させ、当接部７
３ａ，７３ａ，７４ａ，７４ａをピストンリング２，
３，５，６の周縁の真上に移動する。次に、図１６
（ｂ）のように各押下げアーム７３，７４を下降させ、
当接部７３ａ，７３ａ，７４ａ，７４ａでピストンリン
グ２，３，５，６の上面の所定部位（４箇所）を押すこ
とで、最下位のピストンリング２，３，５，６を押し下
げる。供給手段７０を復帰する場合には、各押下げアー
ム７３，７４を上昇した後に互いに離反する方向に移動
する。このように、左右１組の押下げアーム７３，７４
は、最下位のピストンリング２，３，５，６を押し下げ
て払い出し、図示せぬピストン１に供給する。

【００４７】次に、ピストンリング２〜６の供給方法を
図３及び図４に基づき説明する。 （１）図３において、多数のピストンリング２〜６を段
積み状態で外周面に収納したマガジン４０（５０）を縦
向きに所定位置にセットする（第１工程）。詳しくは、
マガジンユニット３４のベースプレート３５を上部スタ
ンド３３の基盤３３ａに取付ける。

【００４８】（２）図４において、ピストン１を載せた
トレイＴがマガジン４０（５０）の真下に移送された時
点で、昇降手段１６ａがトレイＴを持上げて、マガジン
４０（５０）の下部孔４８（５８）にピストン１の上部
を嵌合させる（第２工程）。

【００４９】（３）下降手段６０のサーボモータ６１を
始動してボールねじ６２を回転させることで、ボールね
じ６２に螺合したナット６３を下降させ、下降アーム６
４を下げる。この結果、下降アーム６４は押圧リング６
５を介して、最上位のピストンリング２〜６を下方へ押
し下げる（第３工程）。

【００５０】（４）段積み状態の多数のピストンリング
２〜６が押し下げられることで、最下位のピストンリン
グ２〜６がマガジン４０（５０）の分離部４７（５７）
を越えて落下する。図３に示す検知手段８０は、投光器
８１から常に発する光線（光信号）を受光器８２で受信
するものである。受光器８２は、分離部４７（５７）を
越えた最下位のピストンリング２〜６で光線が遮断され
ると、これを検知して検知情報を出力する（ピストンリ
ング検知工程としての第４工程）。すなわち、最下位の
ピストンリング２〜６は、分離部４７（５７）を越える
と自重で落下するので、検知情報は単に、最下位のピス
トンリング２〜６が分離部４７（５７）を越えたか否か
を検知するオン、オフ信号でよい。

【００５１】（５）検知情報に基づいて図４に示す下降
手段６０のサーボモータ６１を停止する。この結果、下
降アーム６４及び押圧リング６５の下降は停止する（第
５工程）。

【００５２】（６）落下した最下位のピストンリング２
〜６を、今度は供給手段７０で押し下げ、マガジン４０
（５０）の下端から払出し、ピストン１のリング溝へ供
給する（第６工程）。 （７）ピストン１を載せたトレイＴを下降させ、トラン
スファ装置１６で搬送する（第７工程）。 このように、上記第２〜第７工程を繰返して、トランス
ファ装置１６で搬送されつつある各ピストン１…に、ピ
ストンリング２〜６を供給する。

【００５３】次に、第１リング組付け装置２１の詳細な
作用を図１７に基づき説明する。なお、理解を容易にす
るために、図１７では、最上位のエキスパンダを４Ｕ、
最下位のエキスパンダを４Ｄと言う。図１７は本発明に
係る第１リング組付け装置の作用説明図である。多数の
エキスパンダ４…は、第１リング組付け装置２１の第１
マガジン４０に段積み状態でストックされている。詳し
くは、エキスパンダ４…は、径方向及び軸方向に小さい
力で弾性変形可能であり、エキスパンダ４…の内径より
若干大きい径のストック部４２に緩く嵌合することで保
持され、軸方向へのずり落ちが防止される。このため、
段積み状態でストックされた波形状のエキスパンダ４…
同士の波部が、互いに嵌り合うことはない。従って、最
下位のエキスパンダ４Ｄだけを確実に分離することがで
きる。

【００５４】押圧リング６５で最上位のエキスパンダ４
Ｕを押圧すると（矢印）、最下位のエキスパンダ４Ｄ
が強制的に押出され、分離部４７を越えて自重で落下し
（矢印）、小径部４３を通過して拡開部４４のテーパ
部４５に達して静止する（位置）。次に、左右１組の
押下げアーム７３，７４が最下位のエキスパンダ４Ｄの
上に移動し、更に、押し下げる（矢印）。このため、
最下位のエキスパンダ４Ｄは径方向に拡開され、テーパ
部４５から大径部４６を通って、第１マガジン４０の下
端から払い出される。この時点で、最下位のエキスパン
ダ４Ｄは自己の弾性力で縮径しながら、ピストン１の最
下位のリング溝１ｃに供給される（矢印）。この結
果、最下位のエキスパンダ４Ｄはリング溝１ｃに嵌合す
る。

【００５５】次に、第２〜第５リング組付け装置２２〜
２５の詳細な作用を図１８に基づき説明する。なお、第
２〜第５リング組付け装置２２〜２５は互いに同様の作
用なので、第４リング組付け装置２４の作用のみ説明
し、他のリング組付け装置２２，２３，２５の説明を省
略する。また、理解を容易にするために、図１８では、
最上位のセカンドリングを３Ｕ、最下位のセカンドリン
グを３Ｄと言う。図１８は本発明に係る第４リング組付
け装置の作用説明図である。多数のセカンドリング３…
は、第４リング組付け装置２４の第２マガジン５０に段
積み状態でストックされている。詳しくは、セカンドリ
ング３…は径方向に小さい力で弾性変形可能であり、ス
トッパ部５２で仮止めされている。押圧リング６５で最
上位のセカンドリング３Ｕを押圧すると（矢印）、最
下位のセカンドリング３Ｄがストッパ部５２で拡開され
ながら強制的に押出され、分離部５７を越えて自重で落
下し（矢印）、下部円柱部５３を通過して拡開部５４
のテーパ部５５に達して静止する（位置）。

【００５６】次に、左右１組の押下げアーム７３，７４
が最下位のセカンドリング３Ｄの上に移動し、更に、押
し下げる（矢印）。このため、最下位のセカンドリン
グ３Ｄは径方向に拡開され、テーパ部５５から大径部５
６を通って、第２マガジン５０の下端から払い出され
る。この時点で、最下位のセカンドリング３Ｄは自己の
弾性力で縮径しながら、ピストン１の中位のリング溝１
ｂに供給される（矢印）。この結果、最下位のセカン
ドリング３Ｄはリング溝１ｂに嵌合する。

【００５７】次に、ピストンリング２〜６の取付け順序
を図１９に基づき説明する。図１９（ａ）〜（ｅ）は本
発明に係るピストンリングの取付け順序説明図である。
最初に、（ａ）の第１リング組付け装置２１で、リング
溝１ｃにエキスパンダ４を取付ける。次に、（ｂ）の第
２リング組付け装置２２で、リング溝１ｃに且つエキス
パンダ４の下部に、第１サイドレール５を取付ける。次
に、（ｃ）の第３リング組付け装置２３で、リング溝１
ｃに且つエキスパンダ４の上部に、第２サイドレール６
を取付ける。次に、（ｄ）の第４リング組付け装置２４
で、リング溝１ｂにセカンドリング３を取付ける。最後
に、（ｅ）の第５リング組付け装置２５で、リング溝１
ａにトップリング２を取付ける。

【００５８】ところで、各マガジン４０（５０）の下端
高さは互いに同一である。このため、ピストン１のリン
グ溝１ａ〜１ｃとマガジン４０（５０）の下端との高さ
の関係は、各取付けステップにおいて、ピストン１の上
昇位置で決まる。また、収納筒部Ｔａの上端位置は、ピ
ストン１のリング溝１ｃの下面とほぼ同一である。更
に、（ｂ）の第２リング組付け装置２２における、ピス
トン１外周とマガジン５０の下部孔５８との隙間Ｓは、
第１・第３〜第５リング組付け装置２１，２３，２４，
２５の隙間より大きい。このため、エキスパンダ４が第
１リング組付け装置２１でリング溝１ｃに不完全装着さ
れて突出した場合、次の第２リング組付け装置２２の第
２マガジン５０にピストン１を挿入した際に、マガジン
５０と接触する虞れはない。

【００５９】なお、上記実施の形態において、第１リン
グ組付け装置２１は図５（ａ）のマガジン４０の他に、
図５（ｂ）のマガジン５０を備えてもよい。また、第２
〜第５リング組付け装置２２〜２５は図５（ｂ）のマガ
ジン５０の他に、図５（ａ）のマガジン４０を備えても
よい。更に、図５（ｂ）のマガジン５０のストッパ部５
２は、上方先細りのテーパ体に限定されず、段積みされ
たピストンリング２〜６を仮止めするものであればよ
く、例えば、上部円柱部５１の下部周囲に複数の突起を
設けたものでもよい。

【００６０】図５（ａ），（ｂ）のマガジン４０（５
０）の各拡開部４４（５４）は、上方先細りのテーパ部
４５（５５）だけで構成したものでもよい。ピストンリ
ング２〜６の取付け順序は、図１９（ａ）〜（ｅ）の順
序に限定するものではなく、任意である。検知手段８０
は、最下位のピストンリング２〜６がマガジン４０（５
０）に設けた分離部４７（５７）を越えたか否かを検知
するものであればよく、投光器８１と受光器８２とから
なる光学式の他に、例えば、超音波式等の非接触式でも
よい。

【００６１】ストッパ９１やガイド部材９６は、第１・
第２マガジン４０，５０にボルト止めする構成に限定す
るものではなく、例えば、第１・第２マガジン４０，５
０と一体に形成したものでもよい。第２リング組付け装
置２２の第２マガジン５０は、ガイド部材９６を上記図
５（ａ）に示すストッパ９１と置換してもよい。置換す
れば、ピストン１に第１サドレール５を嵌めたときの急
激な伸縮作用も防止できる。こうすれば、その前に嵌め
たエキスパンダ４は、第１サドレール５の急激な伸縮作
用の影響を受けず、一層安定してリング溝１ｃに嵌まっ
た状態を維持する。

【００６２】

【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項１記載の発明は、押下げアームに、Ｃ形ピ
ストンリングの切欠きの近傍を他の部分に優先して押し
下げる第１押下げ部と、この第１押し下げ部に遅れてＣ
形ピストンリングの他の部分を押し下げる第２押下げ部
とを備え、マガジンに、リング溝に嵌め込まれたＣ形ピ
ストンリングのうち、切欠きの端部がリング溝から飛び
出るときに当るストッパを備えていることを特徴とす
る。

【００６３】Ｃ形ピストンリングの切欠きの近傍を他の
部分に優先して、第１押下げ部で押し下げるので、Ｃ形
ピストンリングは傾斜した状態で下降する。このため、
Ｃ形ピストンリングは、切欠きの近傍が先にリング溝に
嵌まる。リング溝は、嵌まった切欠きの端部の軸方向移
動を規制する。切欠きの端部が軸方向に移動しないの
で、端部同士が厚み方向にオーバーラップすることはな
い。その後、第２押下げ部で他の部分を押し下げること
により、Ｃ形ピストンリングは全体がリング溝に嵌ま
る。

【００６４】Ｃ形ピストンリングは、リング溝に嵌め込
まれた瞬間に、いびつな形状から元の真円形状へ急速に
戻ろうとする。そのときの急激な自己復元力と、この自
己復元力に対する反発力との繰り返しによって、Ｃ形ピ
ストンリングは径方向に一時的に伸縮作用をする。径の
伸縮作用によって、切欠きの両端部が振れるものの、そ
の振れ方は一様ではない。個々のＣ形ピストンリングに
は製作誤差等があり、切欠きの両端部で、伸縮速度のば
らつきや、たわみのばらつきがあるためである。この結
果、切欠きの両端部は強く打ち当り、一方がリング溝か
ら飛び出ようとする。しかし、リング溝から飛び出しか
かった切欠きの端部は、ストッパに当るので飛び出るこ
とはない。リング溝から飛び出ないので、端部同士が径
方向にオーバーラップすることはない。

【００６５】このようなことから、Ｃ形ピストンリング
を確実にリング溝に嵌め込むことができる。このため、
ピストンリングの嵌合不良を監視する監視装置が不要で
あり、しかも、嵌合修正作業も不要である。また、ピス
トンリングの取付け作業を素速く、しかも、確実に行う
ことができ、取付け工程の完全自動化を図れる。

【００６６】請求項２記載の発明は、ストッパが、マガ
ジンの外周面に沿って縦に延びてガイド部材を兼ねるの
で、マガジンの外周面に段積み状態で保持されたＣ形ピ
ストンリングの切欠きの方向を規定するための部材を、
別に設ける必要はない。このため、マガジンの構造は簡
単になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るピストンリング組付け設備によっ
て得たピストンの構成図

【図２】本発明に係るピストンリング組付け設備の平面
図

【図３】本発明に係る第１〜第５リング組付け装置の正
面図

【図４】本発明に係る第１〜第５リング組付け装置の側
面図

【図５】本発明に係るマガジンの側面図

【図６】本発明に係る第１マガジンの要部側面図

【図７】図６の７−７線断面図

【図８】図４の８−８線矢視図

【図９】図４の９−９線断面図

【図１０】本発明に係る第１リング組付け装置の押下げ
アームの平面図

【図１１】本発明に係る第１リング組付け装置の押下げ
アームの構成図兼作用説明図

【図１２】本発明に係る第１リング組付け装置の押下げ
アームの作用説明図（その１）

【図１３】本発明に係る第１リング組付け装置の押下げ
アームの作用説明図（その２）

【図１４】本発明に係る第１リング組付け装置の押下げ
アームの作用説明図（その３）

【図１５】本発明に係る第１リング組付け装置の押下げ
アームの作用説明図（その４）

【図１６】本発明に係る第２〜５リング組付け装置の押
下げアームの作用説明図

【図１７】本発明に係る第１リング組付け装置の作用説
明図

【図１８】本発明に係る第４リング組付け装置の作用説
明図

【図１９】本発明に係るピストンリングの取付け順序説
明図

【図２０】従来のエキスパンダの嵌め込み方法を説明す
る説明図

【符号の説明】

１…ピストン、１ｃ…リング溝、４…Ｃ形ピストンリン
グ（エキスパンダ）、４ａ…切欠きの近傍部分、４ｂ…
他の部分、１０…ピストンリング組付け設備、２１…第
１リング組付け装置（第１ピストンリング供給装置）、
４０…第１マガジン、７０…供給手段、７３，７４…押
下げアーム、７３ａ，７４ａ…第２押下げ部（当接
部）、７７…第１押し下げ部（副押下げアーム）、７７
ａ…当接凸部、９１…ストッパ、９２〜９４…ガイド部
材（第１・第２・第３ガイド部）、９５…ボルト、Ｎ…
切欠き。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 土屋 年弘 静岡県浜松市葵東一丁目13番１号 本田 技研工業株式会社 浜松製作所内 (56)参考文献 特開 昭55−137849（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−57215（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−37280（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−185950（ＪＰ，Ａ) 実開 平６−46835（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23P 19/02 B23P 19/00 B65G 59/06

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 縦置きシリンダ状のマガジンの外周面に
   多数のＣ形ピストンリングを段積み状態で保持させ、最
   下位のＣ形ピストンリングを押下げアームで押し下げて
   払い出し、ピストンのリング溝に嵌め込む形式のピスト
   ンリング供給装置であって、前記押下げアームは、前記
   Ｃ形ピストンリングの切欠きの近傍を他の部分に優先し
   て押し下げる第１押下げ部と、この第１押し下げ部に遅
   れて前記Ｃ形ピストンリングの他の部分を押し下げる第
   ２押下げ部とを備え、前記マガジンは、リング溝に嵌め
   込まれたＣ形ピストンリングのうち、切欠きの端部がリ
   ング溝から飛び出るときに当るストッパを備えているこ
   とを特徴としたピストンリング供給装置。
2. 【請求項２】 前記ストッパは、前記マガジンの外周面
   に沿って縦に延びることで、マガジンの外周面に段積み
   状態で保持されたＣ形ピストンリングの切欠きの方向を
   規定する、ガイド部材を兼ねていることを特徴とした請
   求項１記載のピストンリング供給装置。