JP4133960B2

JP4133960B2 - ピストンリング組付け装置

Info

Publication number: JP4133960B2
Application number: JP2004229440A
Authority: JP
Inventors: 義則小泉; 清史井口
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2004-08-05
Filing date: 2004-08-05
Publication date: 2008-08-13
Anticipated expiration: 2024-08-05
Also published as: JP2006043828A

Description

本発明は、ピストンの上段の溝に第１のリングを組付け、中段の溝に第２のリングを組付け、下段の溝に第１サイドリング、オイルリング、第２サイドリングを組付ける場合に、機能や径が異なるピストンリングの組付けに対する対応は容易で、自動組付け作業中においてピストンリングの補給が可能であるピストンリング組付け装置に関するものである。

ピストンリングを、マガジンからピストンまで、受取り保持機構で搬送して組付ける装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
また、ピストンリングをマガジンから直接ピストンに組付ける装置が知られている（例えば、特許文献２参照。）。

特開昭５４−１４０３００号公報（第６頁、第４図）特許第３２３２９５７号公報（第６頁、図２）

特許文献１を次図に基づいて説明する。
図１５は、従来の技術の基本構成を説明する図であり、従来の「内燃機関のピストンに対する組オイルリングのスペーサリング自動嵌込み装置」は、図右のピストン４００にスペーサリング拡径機構Ｃから取出したスペーサリング４０１を組込むもので、スペーサリング拡径機構Ｃのマガジン４０２は、スペーサリング４０１の内径より外径が大きいテーパ形のスペーサリング拡径案内部材４０３を有し、マガジン４０２の下からスペーサリング送り部材４０４でスペーサリング４０１を押し上げ、スペーサリング受取り保持機構Ａに押込み収容する。スペーサリング受取り保持機構Ａは、ピストン４００側との間を矢印（図の左右方向）のように往復可能で、ピストン４００の上までスペーサリング４０１を運ぶと、キャリアＢは下降してスペーサリング４０１を組付ける。引き続き、ピストン４００を下流（図の裏）に送り、同様にサイドレールリングやセカンドリングなどのリングを連続して組込むことができるので、スペーサリング４０１および他のリングを自動組込みすることができるというものである。

次に特許文献２を次図に基づいて説明する。
図１６は、別の従来の技術の基本構成を説明する図であり、従来の「ピストンリング組付け装置」は、図左上のピストン４１１にスペーサリング４１２を組込むもので、スペーサリング４１２をマガジン部４１３に積層した後、プッシャ部材４１４で押し上げることで、マガジン部４１３の上端に嵌合したカップ部材４１５を介して直接ピストン４１１に組込む。

しかし、特許文献１のスペーサリング自動嵌込み装置では、スペーサリング４０１をスペーサリング拡径機構Ｃに補充する際には、スペーサリング自動嵌込み装置を停止させる必要があり、手間がかかるとともに停止時間が長くなる。
また、スペーサリング自動嵌込み装置では、スペーサリング拡径機構Ｃのマガジン４０２に特殊な形状をしたスペーサリング４０１を積層し、下から上に押し上げた場合に、下に位置するスペーサリング４０１に変形が生じることがあり、下に位置するスペーサリング４０１をマガジン４０２から取出す際に、マガジン４０２やスペーサリング受取り保持機構Ａに干渉することがある。

特許文献２のピストンリング組付け装置では、スペーサリング４１２をマガジン部４１３に補充する際には、ピストンリング組付け装置を停止させる必要があり、手間がかかるとともに停止時間が長くなる。
また、マガジン部４１３に特殊な形状をしたスペーサリング４１２を重ねた場合に、下に位置するスペーサリング４１２に変形が生じることがあり、下に位置するスペーサリング４１２がマガジン部４１３から飛び出す際にマガジン部４１３に干渉する心配がある。

本発明は、オイルリング（スペーサリング）などのピストンリングを装置に供給する供給作業に手間がかからず、供給する際の装置の停止時間を短縮し、積層した場合に下になったオイルリング（スペーサリング）の変形を防止するピストンリング組付け装置を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、ピストンの上段の溝に第１のリングを組付け、中段の溝に第２のリングを組付け、下段の溝に第１サイドリング、オイルリング、第２サイドリングを組付けるピストンリング組付け装置において、ピストンの頭部を下にしてコンベアで把持位置まで搬送したピストンを把持し、回転台に載せ、ピストンピン孔を基準にピストンを位置決めする位置決め装置と、位置決めされたピストンを把持してオイルリング用ツインマガジン装置の上端部に載せ、オイルリングを組付けるオイルリング組付けステーションと、オイルリング付きのピストンを把持して第１サイドリング用ツインマガジン装置の上端部に載せ、第１サイドリングを組付ける第１サイドリング組付けステーションと、第１サイドリング付きのピストンを把持して第２サイドリング用ツインマガジン装置の上端部に載せ、第２サイドリングを組付ける第２サイドリング組付けステーションと、第２サイドリング付きのピストンを把持して第２のリング用ツインマガジン装置の上端部に載せ、第２のリングを組付ける第２のリング組付けステーションと、第２のリング付きのピストンを把持して第１のリング用ツインマガジン装置の上端部に載せ、第１のリングを組付ける第１のリング組付けステーションと、を備え、各ツインマガジン装置は、ピストンを載せてリングを組付ける稼働マガジンと、この稼働マガジンに対して並列に配置し供給されたリングを保持して待機する待機マガジンと、これらの待機マガジンと稼働マガジンとの間の中央を中心に旋回させるマガジン交換装置と、を備えたことを特徴とする。

請求項２に係る発明では、オイルリング組付けステーションは、第１・第２サイドリング組付けステーションおよび第１・第２のリング組付けステーションがそれぞれ保持するリングの数に比べ、半数のオイルリングを保持するとともに、半数のオイルリングを保持する同一のオイルリング組付けステーションを併設したことを特徴とする。

請求項３に係る発明では、オイルリング組付けステーションの一方で且つ位置決め装置側を第１ステーションとし、他方を第２ステーションとし、第１サイドリング組付けステーションを第３ステーションとし、第２サイドリング組付けステーションを第４ステーションとし、第２のリング組付けステーションを第５ステーションとし、第１のリング組付けステーションを第６ステーションとしたときに、奇数番のステーションのマガジン交換装置は、偶数番のステーションのマガジン交換装置が停止状態であるときに旋回可能となり、偶数番のステーションのマガジン交換装置は、奇数番のステーションのマガジン交換装置が停止状態にあるときに旋回可能となることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、待機マガジンと稼働マガジンとの間の中央を中心に旋回させるマガジン交換装置と、を備えるので、稼働マガジンを用いてオイルリングなどのピストンリングを組付けている時間内に、作業者は待機マガジンにオイルリングなどのピストンリングを供給することができる。
稼働マガジンに積層したオイルリングなどのピストンリングを全て組付けたなら引き続いて、マガジン交換装置で回転させることで、稼働マガジンから待機マガジンに交換するので、オイルリングなどのピストンリングをピストンリング組付け装置に供給する供給作業に手間がかからない。

また、稼働マガジンを用いてオイルリングなどのピストンリングを組付けている時間内に、作業者は待機マガジンにオイルリングなどのピストンリングを供給して供給を済ませ、稼働マガジンに積層したオイルリングなどのピストンリングを全て組付けたなら引き続いて、マガジン交換装置で回転させることで、稼働マガジンから待機マガジンに交換するので、オイルリングなどのピストンリングの供給に必要な時間は少なくなり、供給作業の際のピストンリング組付け装置の停止時間を短縮することができる。

請求項２に係る発明では、オイルリング組付けステーションは、第１・第２サイドリング組付けステーションおよび第１・第２のリング組付けステーションがそれぞれ保持するリングの数に比べ、半数のオイルリングを保持するとともに、半数のオイルリングを保持する同一のオイルリング組付けステーションを併設したしたので、積層した場合に下になったオイルリングに加わるオイルリングの重さは小さくなり、オイルリングの変形を防止することができるという利点がある。

また、オイルリング組付けステーションは、半数のオイルリングを保持する同一のオイルリング組付けステーションを併設したしたので、他のリング組付けステーションに比べ、オイルリングを半数だけ保持したために第１のリング組付けステーションが半分の時間で停止しても、連続して、第２のリング組付けステーションを稼働させることができ、オイルリングを半数だけ保持しても、オイルリングを供給する際のピストンリング組付け装置の停止時間を短縮することができる。

請求項３に係る発明では、例えば、第１ステーションを旋回させる場合、第２ステーションは旋回しないので、第１ステーションと第２ステーションとが干渉することはない。従って、各ステーション間のピッチを小さくすることができ、ピストンリング組付け装置の小型化を図ることができるという利点がある。

本発明を実施するための最良の形態を添付図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。
図１（ａ），（ｂ）は、本発明のピストンリング組付け装置の対象となるピストンおよびピストンリングの説明図である。（ａ）はピストンおよびピストンリングの斜視図、（ｂ）はピストンリングを組付けたピストンの部分断面図である。

（ａ）において、ピストン１１は、外周面１２に形成した上段の溝であるリング溝１３と、中段の溝であるリング溝１４と、下段の溝であるリング溝１５と、ピストンピン孔１６と、頭部であるピストンヘッド１７と、ピストンスカート１８と、ピストンリング１９と、を備える。

ピストンリング１９は、上段のリング溝１３に組付ける第１のリングとしてのトップリング２１と、中段のリング溝１４に組付ける第２のリングとしてのセカンドリング２２と、下段のリング溝１５に組付ける第１サイドリング２３、オイルリング２４、第２サイドリング２５と、からなる。３１〜３５は各リング２１〜２５に形成した合い口を示す。
第１サイドリング２３と第２サイドリング２５は同じものである。Ｗａｒはオイルリング２４の組付け合い口幅で、オイルリング２４を組付ける際に拡げる合い口３４の幅である。
なお、合い口３１〜３５の位置を全て揃えて一致させたが、合い口３１〜３５の位置は任意である。

（ｂ）において、各リング２１〜２５の内径Ｄ１〜Ｄ５は、自由状態においてピストン１１の外径Ｄｐより小さい。
第１サイドリング２３の厚さｔ１は、トップリング２１やセカンドリング２２に比べて、薄く、ピストンリング組付け装置でピストン１１に組付ける際に、拡径すると弾性変形しやすい。
オイルリング２４の厚さｔ２は、第１サイドリング２３の厚さｔ１より薄く、ピストンリング組付け装置でピストン１１に組付ける際に、より弾性変形しやすい。

ピストン１１に各リング２１〜２５を組付けるピストンリング組付け装置について次に説明する。
図２は、本発明のピストンリング組付け装置の正面図である。
ピストンリング組付け装置４１は、架台４２と、架台４２に取付け、図右のピストン１１の頭部（ピストンヘッド）１７を下（矢印ｚ１の方向）にしてピストン１１を搬入する搬入コンベア４３と、ピストン１１を位置決めする位置決め装置４５と、架台４２に順に取付けたオイルリング組付けステーション４６と、第１サイドリング組付けステーション４７と、第２サイドリング組付けステーション４８と、第２のリング組付けステーション５１と、第１のリング組付けステーション５２と、架台４２の上部に配置してピストン１１をＹ軸方向にピッチＰだけ送るピストン移載装置５３と、ピストンリングを組付けたピストン１１を搬出する搬出装置５４と、これらを予め設定した条件に基づいて制御する制御装置（図に示していない。）と、を備える。

オイルリング組付けステーション４６は、第１オイルリング組付けステーション４６ａを配置し、第１オイルリング組付けステーション４６ａの下流側の隣に第２オイルリング組付けステーション４６ｂを併設したもので、オイルリングを組付ける場合は、第１オイルリング組付けステーション４６ａか第２オイルリング組付けステーション４６ｂかの何れかでオイルリングを組付ける。
ピッチＰは、各ステーション４６ａ〜５２間のピッチでもある。

図右上の軸は、直線又は回転で動く方向を示す座標軸であり、Ｘ（図３参照）は水平な直線運動（図の表裏方向）を示す軸、ＹはＸに直交する軸、ＺはＸ，Ｙに直交する鉛直軸、ＣはＺ軸の周りの旋回運動を示す軸である。

位置決め装置４５は、搬入コンベア４３からピストン１１を持ち上げるピストン持ち上げ装置５５と、ピストン持ち上げ装置５５がＹ軸方向に運び、下降することで載せたピストン１１を更にＺ軸方向に上げる上昇手段５６と、上昇手段５６に載せてピストン１１をＣ軸方向に回転させ位置を決定するピストンＣ軸回転手段５７とからなる。５８は上昇手段５６の上昇位置を検出するピストン上昇検出手段を示す。

ピストン持ち上げ装置５５は、架台４２に第１Ｙ軸スライド機構６１（第１シリンダ６２を備える。）を取付け、第１Ｙ軸スライド機構６１に吊上げ機構６３を取付けたもので、ピストン１１を吊上げ機構６３の把持手段６４で矢印ｙ１の如く挟んだ後、吊上げ機構６３で矢印ｙ２の様に上昇し、引き続き、第１Ｙ軸スライド機構６１を矢印ｙ３の様にスライドさせ、把持手段６４はピストンＣ軸回転手段５７の回転台６６にピストン１１を載せ、第１Ｙ軸スライド機構６１で戻る。ピストンＣ軸回転手段５７については後述する。

ピストン１１をＹ軸方向にピッチＰだけ送るピストン移載装置５３を次に説明する。
ピストン移載装置５３は、架台４２の上部に第２Ｙ軸スライド機構６７（ボールねじ部６８、レール７１を備える。）を取付け、第２Ｙ軸スライド機構６７に第１ピストンＹ軸移載手段７４〜第６ピストンＹ軸移載手段７９、第７ピストンＹ軸移載手段８１をピッチＰだけ離して取付けたものである。
第２Ｙ軸スライド機構６７は、距離Ｌｐ（Ｌｐ＝Ｐ）だけ往復（矢印ｙ４の方向）する。

各ステーション４６ａ〜５２を主体に構成すると、第１ピストンＹ軸移載手段７４〜第６ピストンＹ軸移載手段７９、第７ピストンＹ軸移載手段８１は、それぞれ各ステーション４６ａ〜５２および搬出装置５４に含まれる。すなわち、第１ピストンＹ軸移載手段７４は第１オイルリング組付けステーション４６ａに含まれる。第２ピストンＹ軸移載手段７５は第２オイルリング組付けステーション４６ｂに、第３ピストンＹ軸移載手段７６は第１サイドリング組付けステーション４７に、第４ピストンＹ軸移載手段７７は第２サイドリング組付けステーション４８に、第５ピストンＹ軸移載手段７８は第２のリング組付けステーション５１に、第６ピストンＹ軸移載手段７９は第１のリング組付けステーション５２に、第７ピストンＹ軸移載手段８１は搬出装置５４にそれぞれ含まれる。

第１ピストンＹ軸移載手段７４は、第２Ｙ軸スライド機構６７にＺ軸スライド機構８２（第２シリンダ８３、レール８４（図４参照）を備える。）を取付け、Ｚ軸スライド機構８２にチャック手段８５を取付けたものである。
第２ピストンＹ軸移載手段７５は、第１ピストンＹ軸移載手段７４と同様の構成であり説明を省略する。
第３ピストンＹ軸移載手段７６〜第６ピストンＹ軸移載手段７９、第７ピストンＹ軸移載手段８１は、第１ピストンＹ軸移載手段７４と同様の構成であり説明を省略する。

第１オイルリング組付けステーション４６ａは、架台４２にマガジン交換装置８６を介して取付けたオイルリング用ツインマガジン装置８７と、オイルリング用ツインマガジン装置８７に積層したオイルリング２４（図１参照）を押し出すリング押出し装置９１と、リング押出し装置９１の上方に配置してピストンの外周面１２（図１参照）をクランプするピストンクランプ装置９２と、第１ピストンＹ軸移載手段７４と、からなる。
第２オイルリング組付けステーション４６ｂは、第１オイルリング組付けステーション４６ａと同じ構成であるが、第１ピストンＹ軸移載手段７４が第２ピストンＹ軸移載手段７５に変わる。

第１サイドリング組付けステーション４７は、マガジン交換装置８６を介して取付けた第１サイドリング用ツインマガジン装置９３と、第１サイドリング用ツインマガジン装置９３に積層した第１サイドリング２３（図１参照）を押し出すリング押出し装置９１と、リング押出し装置９１の上方に配置したピストンクランプ装置９２と、第３ピストンＹ軸移載手段７６と、からなる。

第２サイドリング組付けステーション４８は、マガジン交換装置８６を介して取付けた第２サイドリング用ツインマガジン装置９４と、第２サイドリング用ツインマガジン装置９４に積層した第２サイドリング２５（図１参照）を押し出すリング押出し装置９１と、リング押出し装置９１の上方に配置したピストンクランプ装置９２と、第４ピストンＹ軸移載手段７７と、からなる。

第２のリング組付けステーション５１は、マガジン交換装置８６を介して取付けた第２のリング用ツインマガジン装置９５と、第２のリング用ツインマガジン装置９５に積層した第２のリング（セカンドリング）２２（図１参照）を押し出すリング押出し装置９１と、リング押出し装置９１の上方に配置したピストンクランプ装置９２と、第５ピストンＹ軸移載手段７８と、からなる。

第１のリング組付けステーション５２は、マガジン交換装置８６を介して取付けた第１のリング用ツインマガジン装置９６と、第１のリング用ツインマガジン装置９６に積層した第１のリング（トップリング）２１（図１参照）を押し出すリング押出し装置９１と、リング押出し装置９１の上方に配置したピストンクランプ装置９２と、第６ピストンＹ軸移載手段７９と、からなる。

すなわち、ピストンリング組付け装置４１は、ピストン１１の頭部（ピストンヘッド）１７を下にしてコンベア４３で把持位置９７（図３参照）まで搬送したピストン１１を把持し、回転台６６（図９参照）に載せ、ピストンピン孔１６（図１参照）を基準にピストン１１を位置決めする位置決め装置４５と、位置決めされたピストン１１を第１ピストンＹ軸移載手段７４で把持してオイルリング用ツインマガジン装置８７の上端部としてのヘッド載せ部材２５５に載せ、オイルリング２４（図１参照）を組付けるオイルリング組付けステーション４６と、オイルリング２４付きのピストン１１を第３ピストンＹ軸移載手段７６で把持して第１サイドリング用ツインマガジン装置９３の上端部としてのヘッド載せ部材２５５に載せ、第１サイドリング２３を組付ける第１サイドリング組付けステーション４７と、第１サイドリング２３並びにオイルリング２４付きのピストン１１を第４ピストンＹ軸移載手段７７で把持して第２サイドリング用ツインマガジン装置９４の上端部としてのヘッド載せ部材２５５に載せ、第２サイドリング２５（図１参照）を組付ける第２サイドリング組付けステーション４８と、第２サイドリング２５並びにリング２３，２４付きのピストン１１を第５ピストンＹ軸移載手段７８で把持して第２のリング用ツインマガジン装置９５の上端部としてのヘッド載せ部材２５５に載せ、第２のリング（セカンドリング）２２（図１参照）を組付ける第２のリング組付けステーション５１と、第２のリング２２並びにリング２３，２４，２５付きのピストン１１を第６ピストンＹ軸移載手段７９で把持して第１のリング用ツインマガジン装置９６の上端部としてのヘッド載せ部材２５５に載せ、第１のリング（トップリング）２１（図１参照）を組付ける第１のリング組付けステーション５２と、を備える。

図３は、本発明のピストンリング組付け装置の平面図である。
ピストンリング組付け装置４１は、既に説明したように、図右の位置決め装置４５と、位置決めされたピストン１１を第１ピストンＹ軸移載手段７４でオイルリング用ツインマガジン装置８７に載せ、オイルリング２４（図１参照）を組付けるオイルリング組付けステーション４６と、ピストン１１を第３ピストンＹ軸移載手段７６で第１サイドリング用ツインマガジン装置９３に載せ、第１サイドリング２３（図１参照）を組付ける第１サイドリング組付けステーション４７と、ピストン１１を第４ピストンＹ軸移載手段７７で第２サイドリング用ツインマガジン装置９４に載せ、第２サイドリング２５（図１参照）を組付ける第２サイドリング組付けステーション４８と、ピストン１１を第５ピストンＹ軸移載手段７８で第２のリング用ツインマガジン装置９５に載せ、第２のリング（セカンドリング）２２（図１参照）を組付ける第２のリング組付けステーション５１と、ピストン１１を第６ピストンＹ軸移載手段７９で第１のリング用ツインマガジン装置９６に載せ、第１のリング（トップリング）２１（図１参照）を組付ける第１のリング組付けステーション５２と、を備える。

搬出装置５４は、下降装置１０１と、下降装置１０１で下降させたピストン１１を矢印ｘ１のように下流に押す押し装置１０２と、押されて載ったピストン１１を矢印ｘ２の方向に搬出する搬出コンベア１０３と、を備える。

図中、１１１は各ツインマガジン装置８７，９３〜９６の後退限位置、１１２は後退限位置１１１から各ツインマガジン装置８７，９３〜９６がストロークＳｘ１だけ前進した位置であり前進限位置、１１３は各ツインマガジン装置８７，９３〜９６が前進限位置１１２で止まってピストンリングを組付ける位置であり稼働位置、１１４は各ツインマガジン装置８７，９３〜９６が前進限位置１１２で止まり、各ツインマガジン装置８７，９３〜９６に作業者がピストンリングを供給する位置であり且つピストンリングを供給された状態で稼働中に待機する待機位置である。

各ツインマガジン装置８７，９３〜９６について次に説明する。
オイルリング用ツインマガジン装置８７は、第１マガジン装置１１７と、第１マガジン装置１１７に並列に配置した第２マガジン装置１１８と、を備え、稼働位置１１３で静止したマガジンを稼働マガジンと呼称し、待機位置１１４で静止したマガジンを待機マガジンと呼称する。

稼働マガジンと待機マガジンの呼称についてオイルリング用ツインマガジン装置８７を例に説明する。
オイルリング用ツインマガジン装置８７は、ピストン１１を載せてオイルリング２４（図１参照）を組付ける稼働マガジン（第１マガジン装置）１１７と、この稼働マガジン１１７に対して並列に配置し供給されたオイルリング２４（図１参照）を保持して待機する待機マガジン（第２マガジン装置）１１８と、これらの待機マガジン１１８と稼働マガジン１１７との間の中央を中心１２１に旋回させるマガジン交換装置８６と、を備える。
マガジン交換装置８６で稼働マガジン１１７と待機マガジン１１８がＣ軸方向に１８０°回転（図１２参照）すると、待機マガジン１１８は稼働マガジンとなり、一方、稼働マガジン（第１マガジン装置）１１７は待機マガジンとなる。

第１サイドリング用ツインマガジン装置９３は、第３マガジン装置１２２と、第３マガジン装置１２２に並列に配置した第４マガジン装置１２３と、マガジン交換装置８６と、を備える。
第２サイドリング用ツインマガジン装置９４は、第１サイドリング用ツインマガジン装置９３と同じであり、説明を省略する。
第２のリング用ツインマガジン装置９５は、第１サイドリング用ツインマガジン装置９３と同様であり、説明を省略する。
第１のリング用ツインマガジン装置９６は、第１サイドリング用ツインマガジン装置９３と同様であり、説明を省略する。

ここで、第１オイルリング組付けステーション４６ａを第１ステーション１２４とし、第２オイルリング組付けステーション４６ｂを第２ステーション１２５とし、第１サイドリング組付けステーション４７を第３ステーション１２６とし、第２サイドリング組付けステーション４８を第４ステーション１２７とし、第２のリング組付けステーション５１を第５ステーション１２８とし、第１のリング組付けステーション５２を第６ステーション１２９とする。

「オイルリング組付けステーション４６の一方で且つ位置決め装置４５側を」とは、第１オイルリング組付けステーション４６ａを対象にした。
「オイルリング組付けステーション４６の他方を」とは、第２オイルリング組付けステーション４６ｂを対象にした。

図４は、図２の４−４線断面図であり、オイルリング組付けステーション４６ａの断面図である。また、図４は、オイルリング組付けステーション４６ｂの断面図に相当する。オイルリング組付けステーション４６ａは、上述したように、架台４２に取付けたマガジン交換装置８６と、マガジン交換装置８６に取付けたオイルリング用ツインマガジン装置８７（第１・第２マガジン装置１１７，１１８を備える。）と、第１マガジン装置１１７と第２マガジン装置１１８に積層したオイルリング２４（図１参照）をその都度押し出すリング押出し装置９１と、架台４２の上部に取付けたピストンクランプ装置９２および第１ピストンＹ軸移載手段７４と、からなる。

マガジン交換装置８６は後退限位置１１１でＣ軸方向に旋回可能であり、またストロークＳｘ１だけ前進（矢印ｘ３の方向）して前進限位置１１２まで移動可能である。
リング押出し装置９１は、前進限位置１１２にオイルリング用ツインマガジン装置８７が達すると同時に稼働位置１１３に達した、例えば第１マガジン装置１１７に沿って上昇する。詳しくは後述する。

ピストンクランプ装置９２は、ピストンをクランプするとともに、オイルリングなどのピストンリング１９（図１参照）を組付ける際に、ピストンリングの飛び出しを防止し、且つピストンリングの位置やリング溝の位置を検出する。

第１ピストンＹ軸移載手段７４は、既に説明したように、第２Ｙ軸スライド機構６７にＺ軸スライド機構８２（第２シリンダ８３、レール８４を備える。）を取付け、Ｚ軸スライド機構８２にチャック手段８５を取付けたもので、チャック手段８５を取付けることで、チャック手段８５によってピストンを挟み（図１０参照）、挟んだピストンを第２シリンダ８３の出力によってストロークＳｃだけ昇降させる。

図５は、図２の５−５線断面図であり、第１サイドリング組付けステーション４７の断面図である。また、図５は第２サイドリング組付けステーション４８の断面図、第２のリング組付けステーション５１の断面図、第１のリング組付けステーション５２の断面図に相当する。

第１サイドリング組付けステーション４７は、既に述べたように、架台４２に取付けたマガジン交換装置８６と、マガジン交換装置８６に取付けた第１サイドリング用ツインマガジン装置９３（第３・第４マガジン装置１２２，１２３を備える。）と、第３マガジン装置１２２と第４マガジン装置１２３に積層した第１サイドリング２３（図１参照）をその都度押し出すリング押出し装置９１と、架台４２の上部に取付けたピストンクランプ装置９２および第３ピストンＹ軸移載手段７６と、からなる。

第３ピストンＹ軸移載手段７６は、既に説明したように、第２Ｙ軸スライド機構６７にＺ軸スライド機構８２（第２シリンダ８３、レール８４を備える。）を取付け、Ｚ軸スライド機構８２にチャック手段８５を取付けたもので、チャック手段８５を取付けることで、チャック手段８５によってピストンを挟み（図１０参照）、挟んだピストンを第２シリンダ８３の出力によってストロークＳｃだけ昇降させる。

リング押出し装置９１は、前進限位置１１２に第１サイドリング用ツインマガジン装置９３が達すると同時に稼働位置１１３に達した、例えば第３マガジン装置１２２に沿って上昇する。
また、リング押出し装置９１は、架台４２にＺ軸方向に駆動する駆動手段１３１を取付け、駆動手段１３１にリフト二股部材１３２を取付け、リフト二股部材１３２によって離れて上昇可能にマガジン交換装置８６にリング上昇機構１３３を取付け、架台４２に位置検出手段１３４（図６参照）を取付け、位置検出手段１３４の情報並びに制御装置によって制御される。

各マガジン、例えば、第３マガジン装置１２２に沿ってリング上昇機構１３３を上昇させるリング押出し装置９１の駆動手段１３１を次に説明する。
図６は、図４の６−６線断面図であり、リング押出し装置９１の正面図で、６台のリング押出し装置９１を示す。
リング押出し装置９１の駆動手段１３１は、電動モータ１３５、ボールねじ１３６、レール部材１３７を備える。
リフト二股部材１３２は、上面１３８（図１３参照）に第１位置決めピン１３９，１３９を備え、例えば、オイルリング組付けステーション４６ａや第１サイドリング組付けステーション４７のピストンリングを押し上げる。

オイルリング組付けステーション４６ａの動作の概要を次に説明する。
図７は、本発明のオイルリング組付けステーションの概要動作説明図である。
オイルリング組付けステーション４６ａでは、予め後退限位置１１１で第１・第２マガジン装置１１７，１１８にオイルリング２４・・・（・・・は複数を示す。以下同様。）を嵌めつつ枚数Ｎｒを積層することで、供給を済ませる。枚数Ｎｒは、Ｎｒ＝Ｎｓ（図８参照）×５０％とする。その次に、制御装置の「開始ボタン」を押すと、予め設定した条件に基づいてマガジン交換装置８６は前進限位置１１２まで移動（Ｘ軸方向）し、第１マガジン装置１１７に向けて第１ピストンＹ軸移載手段７４が下降（Ｚ軸方向）し、ピストン１１を載せる。続けて、ピストンクランプ装置９２がピストン１１をクランプするとともに、リング押出し装置９１が矢印ｚ２のように上昇を開始し、ピストン１１にオイルリング２４を組付ける。リング押出し装置９１がストロークＳｐだけ上昇して第１マガジン装置１１７に供給したオイルリング２４を全て組付け、無い状態になると、リング押出し装置９１は矢印ｚ３のように下降し、マガジン交換装置８６は、後退限位置１１１で旋回した後、前進限位置１１２まで前進する。引き続き、稼働位置１１３に位置する第２マガジン装置１１８から同様にオイルリング２４を押出しながら組付ける。
オイルリング２４を組付け終えたピストン１１は第２ピストンＹ軸移載手段７５を介して第３ピストンＹ軸移載手段７６によって第１サイドリング組付けステーション４７（図８参照）へ移載される。

第１サイドリング組付けステーション４７の動作の概要を次に説明する。
図８は、本発明の第１サイドリング組付けステーションの概要動作説明図である。
第１サイドリング組付けステーション４７では、予め後退限位置１１１で第３・第４マガジン装置１２２，１２３に第１サイドリング２３・・・を嵌めつつ枚数Ｎｓを積層することで、供給を済ませる。その次に、制御装置の「開始ボタン」を押すと、予め設定した条件に基づいてマガジン交換装置８６は前進限位置１１２まで移動（Ｘ軸方向）し、第３マガジン装置１２２に向けて第３ピストンＹ軸移載手段７６が移動（Ｙ軸方向）し、オイルリング２４付きのピストン１１を載せる。続けて、ピストンクランプ装置９２がピストン１１をクランプするとともに、リング押出し装置９１が矢印ｚ２のように上昇を開始し、ピストン１１に第１サイドリング２３を組付ける。リング押出し装置９１がストロークＳｓだけ上昇して第３マガジン装置１２２に供給した第１サイドリング２３を全て組付け、無い状態になると、リング押出し装置９１は矢印ｚ３のように下降し、マガジン交換装置８６は、後退限位置１１１で旋回した後、前進限位置１１２まで前進する。引き続き、稼働位置１１３に位置する第４マガジン装置１２３から同様に第１サイドリング２３を押出しながら組付ける。
第１サイドリング２３を組付け終えたピストン１１は第４ピストンＹ軸移載手段７７によって第２サイドリング組付けステーション４８（図２参照）へ移載される。

引き続き、残りの組付けステーション４８，５１，５２で残りのリング２５，２２，２１を第１サイドリング組付けステーション４７と同様に組付けると、１個目のピストンリングの組付けは完了する。連続して、２個目以降の組付けが続く。

ピストンリング組付け装置４１を説明したが、ピストンリング組付け装置４１を詳しく次ぎに説明する。
図９は、図２の９−９線断面図であり、位置決め装置４５の上昇手段５６およびピストンＣ軸回転手段５７の断面図である。
上昇手段５６は、架台４２（図２参照）に第１取付部材１４４を取付け、第１取付部材１４４に第３シリンダ１４５を固定し、第３シリンダ１４５にガイド手段１４６（ガイドバー１４７，１４７を有する。）を連結するとともに第１取付部材１４４にＺ軸方向に移動自在に取付け、ピストン１１を距離Ｓｆ（図２参照）だけ上げる。

ピストンＣ軸回転手段５７は、上昇手段５６に第２取付部材１５１を取付け、第２取付部材１５１に回転駆動源１５２を取付け、回転駆動源１５２に回転台６６を接続するとともに第２取付部材１５１に回転台６６を回転可能に嵌合し、第２取付部材１５１の上部にピストンピン孔検出手段１５３（例えば、非接触検出器１５４，１５４を備える。）を取付け、非接触検出器１５４，１５４の情報と予め設定した条件とに基づいて、ピストン１１をＣ軸方向に回転させて位置決めを行う。

図１０は、図９の１０矢視図であり、位置決め装置４５の平面図である。
位置決め装置４５は、非接触検出器１５４，１５４の情報と予め設定した条件とに基づいて、ピストン１１をＣ軸方向に回転させ、ピストンピン孔１６を位置決め角度θにほぼ一致させる。
このように、位置決め装置４５では、ピストンピン孔１６を基準にピストン１１のＣ軸方向の位置決めするので、各ステーションへ移載する際に、ピストン１１のピストンスカート１８（図１参照）を確実に挟むことができ、ピストン１１のＸ軸方向の座標並びにＹ軸方向の座標をマガジンの中心座標に一致させることができ、マガジンとの干渉を防止することができる。

図４のマガジン交換装置８６およびリング押出し装置９１のリング上昇機構１３３について次に説明する。
図１１は、図４の１１部詳細図であり、マガジン交換装置８６の断面図およびリング押出し装置９１のリング上昇機構１３３の断面図である。
マガジン交換装置８６は、架台４２にガイド手段１５５を取付け、ガイド手段１５５に第３取付部材１５６を取付け、第３取付部材１５６の下部に回転駆動源１５７を取付け、回転駆動源１５７に回転テーブル１５８を接続するとともに、回転テーブル１５８を第３取付部材１５６に軸受け１６１，１６１を介して回転自在（Ｃ軸方向）に嵌合し、第３取付部材１５６の側部と架台４２との間にシリンダ１６２（ロッド１６３を備える。）を接続し、架台４２に受け部材１６４を稼働位置１１３の近傍で第３取付部材１５６の下部を支持するように取付け、架台４２に位置検出手段１６５（図１２参照），１６６（図１２参照）を配置したもので、位置検出手段１６５，１６６の情報並びに制御装置によって制御される。１６７は中心軸線を示す。

また、マガジン交換装置８６は、マガジン装置の中央１６８であり且つ回転テーブル１５８の中央１６８を中心にして回転駆動源１５７および回転テーブル１５８によって旋回する。

リング上昇機構１３３は、マガジン装置に沿って直接ピストンリング１９（図１参照）を上昇させるもので、回転テーブル１５８に第１マガジン装置１１７などのマガジンを嵌合するマガジン嵌合台１７１を取付け、マガジン嵌合台１７１の両側に配置するとともに回転テーブル１５８にブロック１７２，１７２を取付け、ブロック１７２，１７２の上面１７３（図１３参照），１７３（図１３参照）に第２位置決めピン１７４，１７４を取付け、これらの上面１７３，１７３に載るとともに第２位置決めピン１７４，１７４に嵌る昇降板部材１７５を形成し、この昇降板部材１７５にリング当接手段１７６・・・を４個取付けたものである。

リング当接手段１７６は、昇降板部材１７５に径調節スライド部材１７８を取付け、径調節スライド部材１７８に支持板１８１を取付け、支持板１８１と径調節スライド部材１７８との間に圧縮ばね１８２を、支持板１８１が径の内方（矢印ａ１の方向）に復帰するように配置し、支持板１８１の先端に分割円環１８４を取付けたもので、圧縮ばね１８２並びに径調節スライド部材１７８によって分割円環１８４を第１マガジン装置１１７などのマガジンの外径に対して自動的に対応させる。
また、リング当接手段１７６は、二点鎖線で示す稼働位置１１３の位置でリフト二股部材１３２によって昇降板部材１７５を介して昇降することで、４個の分割円環１８４・・・を昇降する。

図１２は、図１１の１２矢視図であり、マガジン交換装置８６の平面図およびリング押出し装置９１の平面図である。
マガジン交換装置８６は、既に説明したが、回転駆動源１５７で長方形の回転テーブル１５８を、中央１６８を中心１２１にして矢印ｃ１・・・のように連続して旋回させるとともに角度θｃ（例えば、θｃ＝１８０°）だけ旋回させる。
また、マガジン交換装置８６は、ガイド手段１５５およびシリンダ１６２によって後退限位置１１１と前進限位置１１２間をストロークＳｘ１だけ、位置検出手段１６５，１６６の情報に基づいて往復する。
なお、旋回の方向は任意である。

ガイド手段１５５は、架台４２にガイドレール１８６，１８６を離して取付け、ガイドレール１８６，１８６のブロック１８７・・・を第３取付部材１５６に取付けものである。

リフト二股部材１３２には、第１マガジン装置１１７（図１８参照）などのマガジンとの干渉を避けるためにＵ部１９１を形成した。
昇降板部材１７５には、第１マガジン装置１１７（図１８参照）などのマガジンとの干渉を避けるために、円形のマガジン通し部１９２を開けた。

図１３は、本発明のピストンリング組付け装置が備えるリング上昇機構の斜視図である。
リング上昇機構１３３は、前述したように、マガジンに沿って直接ピストンリング１９（図１参照）を上昇させるもので、マガジン嵌合台１７１にマガジンの下の端部材２０３をボルト１９４・・・で一体的に取付け、第２位置決めピン１７４，１７４に昇降板部材１７５の基準孔１９５，１９５を矢印ｚ４のように嵌めるとともにブロック１７２，１７２の上面１７３，１７３に載せ、ピストンリングを組込みする場合には、リフト二股部材１３２が上昇して昇降板部材１７５の基準孔１９６，１９６に第１位置決めピン１３９，１３９を矢印ｚ５のように嵌め、引き続き上昇してブロック１７２，１７２から昇降板部材１７５を離す。

以上に述べたピストンリング組付け装置の作用を次に説明する。
図１４は、本発明のピストンリング組付け装置の作用図である。図１、図２、図３を併用して作用を説明する。
ピストンリング組付け装置４１では、オイルリング用ツインマガジン装置８７は、上端部（ヘッド載せ部材）２５５にピストン１１を載せてオイルリング２４を組付ける稼働マガジン（第１マガジン装置）１１７と、この稼働マガジン１１７に対して並列に配置し供給されたオイルリング２４を保持して待機する待機マガジン（第２マガジン装置）１１８と、これらの待機マガジン１１８と稼働マガジン１１７との間の中央を中心１２１に旋回させるマガジン交換装置８６と、を備えるので、稼働マガジン１１７を用いてオイルリング２４を組付けている時間内に、作業者Ｍは待機マガジン１１８にオイルリング２４を矢印ｚ６のように供給することができる。稼働マガジン１１７に積層したオイルリング２４を全て組付けたなら引き続いて、マガジン交換装置８６で矢印ｃ３のように回転させることで、稼働マガジン１１７から待機マガジン１１８に交換するので、オイルリング２４をピストンリング組付け装置４１に供給する供給作業に手間がかからない。

また、稼働マガジン１１７を用いてオイルリング２４を組付けている時間内に、作業者Ｍは待機マガジン１１８にオイルリング２４を矢印ｚ６のように供給して供給を済ませ、稼働マガジン１１７に積層したオイルリング２４を全て組付けたなら引き続いて、マガジン交換装置８６で矢印ｃ３のように回転させることで、稼働マガジン１１７から待機マガジン１１８に交換するので、オイルリング２４の供給に必要な時間は少なくなり、供給作業の際のピストンリング組付け装置４１の停止時間を短縮することができる。

ピストンリング組付け装置４１では、オイルリング組付けステーション４６は、第１・第２サイドリング組付けステーション４７，４８がそれぞれ保持する第１サイドリング２３、第２サイドリング２５の数（枚数）Ｎｓ若しくは、第１・第２のリング組付けステーション５１，５２がそれぞれ保持するトップリング２１、セカンドリング２２の数（枚数）Ｎｓに比べ、半数の枚数Ｎｒのオイルリング２４を保持するので、下になったオイルリング２４に加わるオイルリング２４の重さは小さくなり、オイルリング２４の変形を防止することができる。

また、ピストンリング組付け装置４１では、オイルリング組付けステーション４６は、第１・第２サイドリング組付けステーション４７，４８がそれぞれ保持する第１サイドリング２３、第２サイドリング２５の数（枚数）Ｎｓ若しくは、第１・第２のリング組付けステーション５１，５２がそれぞれ保持するトップリング２１、セカンドリング２２の数（枚数）Ｎｓに比べ、半数の枚数Ｎｒのオイルリング２４を保持するとともに、半数の枚数Ｎｒのオイルリング２４を保持する同一の第１オイルリング組付けステーション４６ａと、第２オイルリング組付けステーション４６ｂを併設したので、オイルリング２４を半数だけ保持したことで第１オイルリング組付けステーション４６ａが半分の時間で停止しても、連続して、第２オイルリング組付けステーション４６ｂを稼働させることができ、オイルリング２４を半数だけ保持しても、オイルリング２４を供給する際のピストンリング組付け装置４１の停止時間を短縮することができる。

オイルリング組付けステーションの一方で且つ位置決め装置側を第１ステーション１２４とし、他方を第２ステーション１２５とし、第１サイドリング組付けステーションを第３ステーション１２６とし、第２サイドリング組付けステーションを第４ステーション１２７とし、第２のリング組付けステーションを第５ステーション１２８とし、第１のリング組付けステーションを第６ステーション１２９としたときに、奇数番のステーション１２４，１２６，１２８のマガジン交換装置８６は、偶数番のステーション１２５，１２７，１２９のマガジン交換装置８６が停止状態であるときに旋回可能となり、偶数番のステーション１２５，１２７，１２９のマガジン交換装置８６は、奇数番のステーション１２４，１２６，１２８のマガジン交換装置８６が停止状態にあるときに旋回可能となるので、旋回した際に隣のステーションと干渉しない。例えば、第１ステーション１２４を旋回させる場合、第２ステーション１２５は旋回しないので、第１ステーション１２４と第２ステーション１２５とが干渉することはない。従って、各ステーション４６ａ〜５２間のピッチＰを小さくすることができ、ピストンリング組付け装置４１の小型化を図ることができる。

本発明のピストンリング組付け装置は、ピストンリングの組付けに好適である。

本発明のピストンリング組付け装置の対象となるピストンおよびピストンリングの説明図本発明のピストンリング組付け装置の正面図本発明のピストンリング組付け装置の平面図図２の４−４線断面図図２の５−５線断面図図４の６−６線断面図本発明のオイルリング組付けステーションの概要動作説明図本発明の第１サイドリング組付けステーションの概要動作説明図図２の９−９線断面図図９の１０矢視図図４の１１部詳細図図１１の１２矢視図本発明のピストンリング組付け装置が備えるリング上昇機構の斜視図本発明のピストンリング組付け装置の作用図従来の技術の基本構成を説明する図別の従来の技術の基本構成を説明する図

符号の説明

１１…ピストン、１６…ピストンピン孔、１７…頭部（ピストンヘッド、２１…第１のリング（トップリング）、２２…第２のリング（セカンドリング）、２３…第１サイドリング、２４…オイルリング、２５…第２サイドリング、４１…ピストンリング組付け装置、４５…位置決め装置、４６…オイルリング組付けステーション、４７…第１サイドリング組付けステーション、４８…第２サイドリング組付けステーション、５１…第２のリング組付けステーション、５２…第１のリング組付けステーション、６６…回転台、８６…マガジン交換装置、８７…オイルリング用ツインマガジン装置、９３…第１サイドリング用ツインマガジン装置、９４…第２サイドリング用ツインマガジン装置、９５…第２のリング用ツインマガジン装置、９６…第１のリング用ツインマガジン装置、１１７…稼働マガジン（第１マガジン装置）、１１８…待機マガジン（第２マガジン装置）、１２１…中心、１２４…第１ステーション、１２５…第２ステーション、１２６…第３ステーション、１２７…第４ステーション、１２８…第５ステーション、１２９…第６ステーション、２５５…上端部（ヘッド載せ部材）。

Claims

ピストンの上段の溝に第１のリングを組付け、中段の溝に第２のリングを組付け、下段の溝に第１サイドリング、オイルリング、第２サイドリングを組付けるピストンリング組付け装置において、
ピストンの頭部を下にしてコンベアで把持位置まで搬送したピストンを把持し、回転台に載せ、ピストンピン孔を基準にピストンを位置決めする位置決め装置と、
位置決めされたピストンを把持してオイルリング用ツインマガジン装置の上端部に載せ、オイルリングを組付けるオイルリング組付けステーションと、
オイルリング付きのピストンを把持して第１サイドリング用ツインマガジン装置の上端部に載せ、第１サイドリングを組付ける第１サイドリング組付けステーションと、
第１サイドリング付きのピストンを把持して第２サイドリング用ツインマガジン装置の上端部に載せ、第２サイドリングを組付ける第２サイドリング組付けステーションと、
第２サイドリング付きのピストンを把持して第２のリング用ツインマガジン装置の上端部に載せ、第２のリングを組付ける第２のリング組付けステーションと、
第２のリング付きのピストンを把持して第１のリング用ツインマガジン装置の上端部に載せ、第１のリングを組付ける第１のリング組付けステーションと、を備え、
前記各ツインマガジン装置は、ピストンを載せてリングを組付ける稼働マガジンと、この稼働マガジンに対して並列に配置し供給されたリングを保持して待機する待機マガジンと、これらの待機マガジンと稼働マガジンとの間の中央を中心に旋回させるマガジン交換装置と、を備えたことを特徴とするピストンリング組付け装置。
前記オイルリング組付けステーションは、第１・第２サイドリング組付けステーションおよび第１・第２のリング組付けステーションがそれぞれ保持するリングの数に比べ、半数のオイルリングを保持するとともに、半数のオイルリングを保持する同一のオイルリング組付けステーションを併設したことを特徴とする請求項１記載のピストンリング組付け装置。
前記オイルリング組付けステーションの一方で且つ位置決め装置側を第１ステーションとし、他方を第２ステーションとし、第１サイドリング組付けステーションを第３ステーションとし、第２サイドリング組付けステーションを第４ステーションとし、第２のリング組付けステーションを第５ステーションとし、第１のリング組付けステーションを第６ステーションとしたときに、
奇数番のステーションのマガジン交換装置は、偶数番のステーションのマガジン交換装置が停止状態であるときに旋回可能となり、偶数番のステーションのマガジン交換装置は、奇数番のステーションのマガジン交換装置が停止状態にあるときに旋回可能となることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のピストンリング組付け装置。