JP3579481B2 - ピストン組立体の組立装置 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば自動車のエアコンディショナ用エアコンプレッサ(斜板式)に使用されるピストン組立体に関し、特に斜板付回転軸の斜板にシューを介在させて複数のピストンを自動的に組付けることが可能な、ピストン組立体の組立装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
斜板式エアコンプレッサにおいては、一般に、図6(a)に示すように、斜板付回転軸2の斜板周縁部3aにピストン4を放射状に取付けたピストン組立体Pが使用される。このピストン組立体Pは、前記回転軸2を図6(b)のシリンダ枠体5,6の軸孔5a,6a内にシャフトブッシングS、レースR、ベアリングB及びスラストブッシングS’を介して軸着することにより、各ピストン4・・をシリンダ枠体5,6のボス5b,6b内に摺動自在に配設している。
【0003】
そのため、斜板3に取付けられる各ピストン4の胴部の中央に、斜板3に嵌合させるための切欠部4aが形成され、各切欠部4aの底面4a’に一対の摩擦軽減用シュー7,7が配設される。このシュー7,7は、切欠部4aに当接する球状面7aと、斜板3の表裏面に当接する平坦面7bを備える。これらの部品の組立には、例えば、図7に示すような、組立治具10が使用されている。
【0004】
この組立治具10は、斜板付回転軸2を載置できるように、上面から内部にかけて円く切り欠かれた載置台11と、この載置台11の上部に軸12を中心として開閉自在に取付けられた支持部材13,13とから構成されている。載置台11には、斜板3からはみ出すピストン4を支える保持部11aが等間隔に形成されている。
【0005】
ピストン組立体Pは、前記組立治具10を使用して次の手順に従って組立てられる。支持部材13,13を図7中鎖線に示すように左右に開口し、3つの保持部11aに3つのピストン4を切欠部4aの底面4a’が回転軸2に向かうように配設する。
【0006】
前記切欠部4aの底面4a’にシュー7を寝かせた状態で一対ずつ隣接載置し、斜板付回転軸2の斜板3を載置台11内に挿入し、一対のシュー7,7の互いに隣り合う端部を斜板3の周縁部3aで上方から押圧する。
【0007】
斜板3による押圧力によって、一対のシュー7,7が斜板3の表裏両面に対向して立ち上がり、図6(a)に示すように、各シュー7の平坦面7bが斜板3の表裏両面に摺接する。
【0008】
次に、支持部材13,13を軸12を中心として図7中矢印A方向に回転させて閉じ、残りのピストン4,4の切欠部底面4a’を、支持部材13上方に露出している斜板周縁部3aに挿入する。その際、一対のシュー7,7が自重で落下しないように、これらを手指で支えながら、図6(a)に示すように、平坦面7b,7bで斜板3の表裏両面を挟み込むようにしてピストン4を取付ける。
【0009】
このようにして組立られた斜板式エアコンプレッサは、斜板付回転軸2がシリンダ枠体5,6内で回転することにより、斜板周縁部3aに摺動自在に係合している複数のピストン4が回転軸2の軸線方向に位相差をもって往復動される。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記組立治具を使用しても、斜板の上方に配設するピストンは、切欠部の底面が下向きになるためシューが非常に落下しやすく、ピストンを完全に組付けるには時間及び熟練を要している。
【0011】
しかも、手作業による組立部分が残っているため、作業時に塵が斜板等に不着するおそれもある。
【0012】
そのため、ピストン組立体の品質にバラツキが発生し、組立ライン全体の稼働率低下の一因になっている。
【0013】
本発明は、このような事情に鑑みて提案されたもので、ピストン及びシューの斜板への取付けを全て自動化することにより、迅速な斜板式エアコンプレッサの組立を可能ならしめると共に品質を安定させることを目的としている。
【0014】
【課題を解決するための手段】
前述した課題解決と目的達成のため、本発明に係るピストン組立体の組立装置は、斜板の中心部に結合された回転軸を回転させることにより、胴部中央に形成された切欠部が、前記斜板の表裏両面に摺接する一対のシューを介して、前記斜板の周縁部に摺動自在に係合した複数のピストンを前記回転軸の軸線方向に往復動させるピストン組立体を組立てる装置において、前記複数のピストンを所定間隔を置いて平行に保持する複数のピストン受部を有し、かつ前記斜板の周囲に沿って円周方向に移動可能なキャリア機構と、前記ピストンの切欠部に一対のシューを寝かせた状態で並べて装填する装填手段と、前記キャリア機構の移動経路と前記斜板の周縁部との出会部分の直前位置に配設され、前記キャリア機構に保持されたピストンが前記斜板の周縁部に到達するときに前記切欠部を前記斜板の周縁部に整合させるべく、前記ピストンを案内する案内部材と、前記キャリア機構の移動経路と前記斜板の周縁部との出会部分の直前位置に配設され、前記切欠部内に寝かせられた前記一対のシューの互いに隣り合う端部を前記切欠部の底面側に押圧して、前記一対のシューを前記斜板の表裏両面と対向して平行になるように立上げる押圧部材とを具備し、前記キャリア機構を、前記斜板の周囲にピストンを移動させ得る必要最小限の間隙をあけて、前記斜板の周囲を円周方向に囲繞するアウターガイドと、前記アウターガイドの円周方向の一部に形成されたピストン受入用の開口部と、前記アウターガイドの両側にあって、前記斜板の周囲を移動するピストンの両端部の前記回転軸側の周側面を受入れる複数の第1ピストン受部を円周方向に所定間隔で有する回転可能なインナーガイドと、前記インナーガイドの回転と同期して前記アウターガイドの開口部に対してほぼ接線方向に移動可能であって、該移動方向に沿って、前記複数のピストンを所定間隔を置いて平行に保持する複数の第2ピストン受部を有するスライド台とで構成してなることを特徴としている。
【0015】
【作用】
キャリア機構をアウターガイド、インナーガイド、スライド台等から構成した本発明の作用について説明する。
【0016】
スライド台の第2ピストン受部に、複数のピストンを回転軸に対して1個ずつ平行に保持させる。各ピストンの切欠部に、装填手段によって一対のシューを寝かせて装填する。
【0017】
スライド台をアウターガイド側へ移動させることにより、ピストンを1個ずつアウターガイドの開口部に向けて供給する。
【0018】
ピストンが開口部よりアウターガイドの内部に入る時(すなわちキャリア機構の移動経路と斜板の周縁部とが出会う直前の時)に案内部材によってピストンを移動させ、斜板の周縁部とピストンの切欠部とを整合させる。
【0019】
この整合工程と並行して、ピストンの切欠部に寝かせられているシューの隣り合う端部を押圧部材で次第に底面側に押圧していくことにより、各シューを開口部内で斜板の表裏両面に対向できるように垂直に立ち上げさせる。
【0020】
垂直に立ち上げられた一対のシューが、斜板を挟み込んでこれと摺接することにより、ピストンは斜板周縁部の円周方向に摺動可能に係合する。
【0021】
この時、ピストン両端部の回転軸側周側面はインナーガイドの第2ピストン受部に保持され、切欠部の形成されていない周側面はアウターガイドに保持される。
【0022】
スライド台をさらにアウターガイド側に移動させると、ピストンは斜板とアウターガイドとの間に案内され、インナーガイドの第1ピストン受部によって、後続のピストンと円周方向に所定間隔をおいて移動する。
【0023】
【実施例】
次に、本発明に係るピストン組立体Pの組立装置1の一実施例を図1乃至図5を参照しながら説明する。
【0024】
このピストン組立体Pの組立装置1を概説すると、図1に示すように、斜板付回転軸2を着脱自在かつ固定的に支持するための一対のセンタスタンド20が立設されたベース台22と、このセンタスタンド20に支持された斜板付回転軸2の斜板3の下端までピストン4を搬送するキャリア機構25と、搬送される各ピストン4の切欠部4a内にシュー7,7を装填する装填手段31と、斜板3の周縁部3aにピストン4の切欠部4aが整合するようにピストン4を案内する案内部材35と、ピストン4の切欠部4aに載置された一対のシュー7,7の互いに隣り合う端部を押圧する押圧部材37とから構成される。組立対象であるピストン組立体Pは従来例と同一構成であるので、同一符号を付して説明を省略する。なお、図2においては、説明をわかりやすくするため、装填手段31及び案内部材35の図示を省略している。
【0025】
各センタスタンド20は、図2に示すように、斜板付回転軸2の左右両端を回転不能状態で支持するためのセンタボルト21を備え、ベース台22上にボルト23によって着脱自在に固定されている。
【0026】
キャリア機構25は、図2及び図3に示すように、センタスタンド20に据え付けられた斜板付回転軸2の斜板3を円周方向に囲繞するようにベース台22に固定されたアウターガイド26と、この斜板3を挟むように回転軸2に回転自在に装着されるインナーガイド27と、アウターガイド26に向けてピストン4を所定間隔で平行に保持するスライド台28とから構成される。
【0027】
アウターガイド26には、図4に示すように、スライド台28と交わる円周方向の一部分にピストン受入用の開口部26aが形成され、アウターガイド26と斜板3との間には、図4に示すように、斜板3の周囲に添ってピストン4を移動させ得る間隙Kが形成される。
【0028】
インナーガイド27には、図1及び図4に示すように、第1ピストン受部27aが円周方向に5つ放射状に等間隔に形成されている。この第1ピストン受部27aは、図5(a)(b)に示すように、ピストン4の両端部外周面4bと同じ曲率を有する。なお、アウターガイド26及びインナーガイド27の各中心は、前記センタボルト21,21の延長線(すなわち回転軸2の中心線)上に位置させる。
【0029】
スライド台28は、図1及び図5に示すように、一対のフレーム29,29を一対の接続板30,30で接続して構成され、一対のフレーム29,29の間に形成される長孔28bに上記アウタガイド26の両側が摺接している。また、スライド台28の上面には、第2ピストン受部28aが等間隔に平行に5つ形成され、下面はベース台22上に摺動自在に取付けられている。
【0030】
装填手段31は、スライド台28の第2ピストン受部28aに保持されたピストン4の切欠部4aの底面4a’に一対のシュー7,7を平行に載置するものであればよく、パーツフィーダの技術分野における種々の公知技術を組み合わせて使用できる。
【0031】
案内部材35は、図3に示すように、ピストン4の一端に当接することによりピストン4の切欠部4aを斜板3の周縁部3aに整合させる案内面35aを有し、キャリア機構25の移動経路と斜板3の周縁部3aとの出会部分の直前位置に配設される。案内部材35は、必ずしもベース台22上に取付けなくてもよく、アウターガイド26に取付けてもよい。
【0032】
押圧部材37は、図1及び図3に示すように、斜板3の下端部の傾斜方向に添うように回転軸2の前方においてほぼ水平面上で左右方向に傾斜してアウターガイド26に固定されている。その回転軸2側の先端部37aは図4及び図5に示すように、開口部26a内でやや下方に偏移されている。
【0033】
次に、このピストン組立体Pの組立装置1を使用して、ピストン4の組立工程を説明する。
【0034】
まず、図2(a)及び図3に示すようにセンタボルト21を締付けてセンタスタンド20に斜板付回転軸2の左右両端を固定し、図3及び図4に示すようにスライド台28の第2ピストン受部28aに5個のピストン4を切欠部4aを上方に向けて所定間隔に並べておく。
【0035】
次に、図2(b)(c)及び図3に示すように、各ピストン4の切欠部4aの底面4a’にシュー7を一対ずつ隣接載置する。その際、各シュー7の球状面7aを切欠部4aの底面4a’側に向けておく。
【0036】
次いで、図3中矢印Xに示すように、スライド台28をベース台22に沿ってアウターガイド26の方向に移動させる。スライド台28上の各ピストン4は、斜板3の周縁部3aとの出会部分の直前位置で案内部材35の案内面35aに当接し、第2ピストン受部28aに保持されたまま図3中矢印Y方向に移動する。その結果、ピストン4の切欠部4aは斜板3の周縁部3aに整合され、切欠部4a内に押圧部材37が相対的に案内される。押圧部材37は、先端部37aにいくほど下方に偏位されているため、ピストン4がスライド台28によって開口部26aからアウターガイド26内部に移動されるに従い、切欠部4aの底面4a’に寝かせられている一対のシュー7,7の互いに隣り合う端部7b’,7b’が底面4a’側に押圧される。ピストン4がインナーガイド27の真下に到達する時には、各シュー7,7は押圧部材37によって球状面7aを左右方向外側にして垂直に立ち上げられており、平坦面7bが斜板3の表裏両面に摺接する。
【0037】
こうしてピストン4はスライド台28の第2ピストン受部28aを離れ、ピストン4の両端部周側面4bはインナーガイド27の第1ピストン受部27aに支持される。
【0038】
このとき、アウターガイド26は、斜板3の周囲を円周方向に囲繞しているため、インナーガイド27の第1ピストン受部27aからピストン4が脱落することはない。そして、ピストン4は、切欠部4aの底面4a’を回転軸2に向けた状態を維持しつつ斜板3の表裏両面にシュー7,7を摺接させながら斜板3の円周方向(図5中矢印Z方向)にインナーガイド27と共に移動する。
【0039】
スライド台28の第2ピストン受部28aに保持された後続のピストン4も以上の工程を辿ることにより、斜板3の周囲に沿ってインナーガイド27の第1ピストン受部27aとアウターガイド26内周面との間に放射状に支持される。
【0040】
5個のピストン4・・を全て斜板3に取付けたら、長い側の回転軸2を支持しているセンタスタンド20をベース台22から取外す。
【0041】
次いで、回転軸2の長い側に装着されているインナーガイド27を外し、シリンダ枠体5の軸孔5aに長い側の回転軸2を挿入し、その各ボス5bに各シリンダ4を組付ける。
【0042】
この状態で、ピストン組立体Pをアウターガイド26から長い側の回転軸2の方向に引抜き、短い側の回転軸2から他方のインナーガイド27を外す。
【0043】
そして、短い側の回転軸2をシリンダ枠体6の軸孔6aに挿入し、その各ボス6bに各シリンダ4を組付けることによりエアコンプレッサ本体が完成される。なお、本実施例では、斜板付回転軸2を回転させることなく、ピストン4をインナーガイド27に保持させながら斜板3に沿って上方に摺動させる構成としたが必ずしもこれに限られるものではなく、ピストン4を所定間隔を置いて平行に保持したまま斜板3の周囲に沿って円周方向に移動可能な構成を備えていれば、他のキャリア機構を利用することもできる。例えば、ピストン4を所定間隔で保持しつつ斜板3の周りに巻き付け可能にするため、ベース台を可撓性ある構造(コンベア等)にしてもよい。
【0044】
以上説明したように、本実施例によれば切欠部4aにシュー7,7を配設したピストン4をスライド台28に載置し、ベース台22に固定した斜板付回転軸2に向けてスライド台28を移動させるだけで、ピストン組立体Pをきわめて迅速かつ確実に組立てることができる。すなわち、斜板3の周縁部3aとピストン4の切欠部4aとは案内部材35によって自動的に整合され、切欠部4aの底面4a’に載置された一対のシュー7,7は押圧部材37によって自動的に斜板3の表裏両面に対向して平行に立ち上げられる。そして、シュー7,7を斜板3との間に介在させた状態で各ピストン4を回転軸2の軸線と平行に斜板3の周縁部3aに放射状に素早く取付けていくことができる。その結果、作業者が手指等によってピストン4やシュー7,7を保持する必要がなくなり、組立経験のない者でも複数個のピストン4を斜板付回転軸2に容易かつ正確に組付けることができる。具体的には、本実施例の装置を使用することにより、同一作業者がピストン組立体Pを組立てるのに要する時間は、手作業の場合と比較して約半分以下となる。
【0045】
【発明の効果】
本発明に係るピストン組立体の組立装置によれば、キャリア機構によって、ピストンを保持しつつ斜板の円周方向に移動させることができるため、手動で組立てる工程が殆どなくなり、ピストンの組立を簡略化することができる。
【0046】
特に、案内部材によってピストンの切欠部を斜板の周縁部に自動的に整合させ、押圧部材によって各シューを斜板に沿うように自動的に立ち上げるため、組立作業に要する時間を一層短縮し、シューや斜板等に塵が不着するおそれもまったくない。
【0047】
加えて、キャリア機構をアウターガイドと、インナーガイドと、スライド台とで構成することにより、組立工程を一層自動化することができ、ピストン組立体の品質のバラツキをなくし、組立ライン全体の稼働率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ピストン組立体の組立装置の全体構造を示す斜視図。
【図2】(a)はピストン組立体の組立装置の一部断面正面図、(b)はピストンにシューを並べた状態を示す正面図、(c)はピストンにシューを並べた状態を示す平面図。
【図3】ピストン組立体の組立装置の平面図。
【図4】ピストン組立体の組立装置の側面図。
【図5】(a)はピストンを組立装置によって、斜板付回転軸に取付ける工程を示す側面図、(b)は押圧部材によって切欠部内のシューを立上げる工程を示すピストンの正面図。
【図6】(a)はピストン組立体の正面図、(b)はシリンダ枠体の縦断面図。
【図7】従来の組立治具の正面図。
【符号の説明】
1 ピストン組立体の組立装置
2 回転軸
3 斜板
3a 斜板周縁部
4 ピストン
4a 切欠部
4a’ 切欠部の底面
4b 回転軸側の周側面
7 シュー
7b’ 端部
25 キャリア機構
26 アウターガイド
26a ピストン受入用の開口部
27 インナーガイド
27a,28a ピストン受部
30 スライド台
31 装填手段
35 案内部材
37 押圧部材
K 間隙
P ピストン組立体
Claims (1)
- 斜板の中心部に結合された回転軸を回転させることにより、胴部中央に形成された切欠部が、前記斜板の表裏両面に摺接する一対のシューを介して、前記斜板の周縁部に摺動自在に係合した複数のピストンを前記回転軸の軸線方向に往復動させるピストン組立体を組立てる装置において、前記複数のピストンを所定間隔を置いて平行に保持する複数のピストン受部を有し、かつ前記斜板の周囲に沿って円周方向に移動可能なキャリア機構と、前記ピストンの切欠部に一対のシューを寝かせた状態で並べて装填する装填手段と、前記キャリア機構の移動経路と前記斜板の周縁部との出会部分の直前位置に配設され、前記キャリア機構に保持されたピストンが前記斜板の周縁部に到達するときに前記切欠部を前記斜板の周縁部に整合させるべく、前記ピストンを案内する案内部材と、前記キャリア機構の移動経路と前記斜板の周縁部との出会部分の直前位置に配設され、前記切欠部内に寝かせられた前記一対のシューの互いに隣り合う端部を前記切欠部の底面側に押圧して、前記一対のシューを前記斜板の表裏両面と対向して平行になるように立上げる押圧部材とを具備し、前記キャリア機構を、前記斜板の周囲にピストンを移動させ得る必要最小限の間隙をあけて、前記斜板の周囲を円周方向に囲繞するアウターガイドと、前記アウターガイドの円周方向の一部に形成されたピストン受入用の開口部と、前記アウターガイドの両側にあって、前記斜板の周囲を移動するピストンの両端部の前記回転軸側の周側面を受入れる複数の第1ピストン受部を円周方向に所定間隔で有する回転可能なインナーガイドと、前記インナーガイドの回転と同期して前記アウターガイドの開口部に対してほぼ接線方向に移動可能であって、該移動方向に沿って、前記複数のピストンを所定間隔を置いて平行に保持する複数の第2ピストン受部を有するスライド台とで構成してなるピストン組立体の組立装置。
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