JP4209404B2 - ピストン組立体の組立装置および組立方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば自動車のエアコンディショナ等に用いられる斜板式コンプレッサのピストン組立体を組み立てるための装置及び方法に関する。

斜板式エアコンプレッサにおいては、一般に、図14に示すように、軸芯に対して所定角度だけ傾けた斜板（３）を有する斜板付き回転軸（２）が使用される。回転軸（２）の斜板周縁部（3a）で且つ円周等配位置の複数箇所、例えば５箇所には、相互に平行に配置したピストン（４）が組み付けれており、これら回転軸（２）、斜板（３）及びピストン（４）からなる組立体は、一般にピストン組立体（Ｐ）と称される。ピストン組立体（Ｐ）の回転軸（２）は、両端にシャフトブッシング（Ｓ）、レース（Ｒ）、ベアリング（Ｂ）及びスラストレース（S'）を挿入した上で、図15に示す略円筒状のシリンダ（５）（６）の軸孔（5a）（6a）内に挿入して、図18に示すサブアセンブリ（Ａ）となる。この時、各ピストン（４）は、シリンダ（５）（６）のボス（5b）（6b）内に軸方向に摺動自在に収納される。

このピストン組立体（Ｐ）において、各ピストン（４）の胴部の中央には、斜板（３）の周縁部（3a）を収容する切欠部（4a）が形成され、さらに各切欠部（4a）には、斜板（３）を軸方向から挟む一対のシュー（７）が配設される。このシュー（７）は、斜板（３）との間の摩擦を低減させるためのもので、切欠部（4a）の壁面に接触する球状面（7a）と、斜板（３）の表裏面に面接触する平坦面（7b）とを具備している。

以上の構成において回転軸（２）を回転させると、ピストン（４）は、回転する斜板（３）から押圧力を受けて軸方向の何れか一方向に移動する。これにより、各ピストン（４）がそれぞれ位相差をもって軸方向に往復移動されるので、圧縮エアが連続して吐出されるようになる。

このピストン組立体（Ｐ）の組立には、従来、例えば、図16に示す組立治具（10）が使用されている。この組立治具（10）は、斜板（３）付きの回転軸（２）を載置できるように上面から外径側にかけて円く切り欠かれた載置台（11）と、この載置台（11）の上部両側に軸（12）を中心として開閉可能に取付けられた一対の支持部材（13）とで構成される。載置台（11）には、斜板（３）の周縁部（3a）よりも外径側にはみ出したピストン（４）を支持すべく、断面円弧の保持部（11ａ）が各ピストン（４）の位置に対応して等間隔に３つ形成されている。

ピストン組立体（Ｐ）は、この組立治具（10）を使用して以下の手順で組立てられる。

先ず、両支持部材（13）を、図16中の鎖線で示すように軸（12）を中心として開き、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’）を回転軸（２）側に向けて配置する。

次に切欠部（4a）の底面（4a’）に一対のシュー（７）を寝かせた状態で、すなわち球状面（7a）を切欠き部（4a）の底面（4a’）に接触させた状態で載置する。次いで、斜板（３）の周縁部（3a）を一対のシュー（７）の隣り合う端部間にあてがいつつ回転軸（２）を下方に押し下げると、斜板（３）の押圧力で両シュー（７）が立ち上がり、図14に示すように、各シュー（７）の平坦面（7b）が斜板（３）の表裏面に接触する。

次に、両支持部材（13）を軸（12）を中心として図16中矢印Ａ方向に回転させて閉じ、残りの２つのピストン（４）を斜板（３）に組み付ける。両ピストン（４）を下方に押圧すると、切欠き部（4a）に配置した一対のシュー（７）が斜板（３）に押圧されて立ち上がり、図14に示すように、斜板（３）を軸方向の両側から挾持する。組み付けられた２つのピストン（４）は、両支持部材（13）によって側方から支持され、これによってその脱落が防止されている。なお、両ピストン（４）の組み付け時には、切欠き部（4a）内のシュー（７）が自重で落下しないように、これらを手指で支えておく。

このようにして組立られたピストン組付け体（Ｐ）は、別の挿入治具により各ピストン（４）をボス（5b）（6b）に挿入しながら、シリンダ（５）（６）内に収容される。
特開平５−３２１８３１号公報

上記組立治具（10）を使用した場合には、斜板の上方に位置するピストンの切欠部の底面が下向きになるため、当該ピストンのシューが落下し易くなる。そのため、各ピストンを完全に組付けるには時間と熟練を要している。

しかも、手作業による組立工程が残っているため、作業時に塵が斜板等に付着し易くなる。従って、ピストン組立体の品質がばらつくおそれがあり、組立ライン全体の稼働率低下の一因になっている。

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自動化し、さらにはシリンダ内へのピストン組立体の挿入工程も自動化することによって、斜板式コンプレッサの迅速な組立を可能ならしめると共に、製品品質の安定化を図ることを目的とする。

前述した課題解決と目的達成のため、本発明にかかるピストン組立体の組立装置は、斜板付きの回転軸と、斜板の周縁部に係合させた複数のピストンとを具備し、ピストンの胴部に形成した切欠き部に一対のシューを配置して、このシューを前記斜板の表裏面に摺接させ、斜板の回転時にシューを介して各ピストンをシリンダ内で回転軸の軸芯方向に往復移動させるピストン組立体を組み立てるための装置であって、前記回転軸を、その回転を規制した状態で支持する軸支持部と、前記回転軸の斜板周縁部を臨む円周方向の複数箇所で、かつ斜板を挟んだ軸方向両側に対向配置され、プランジャの駆動により前記回転軸の軸方向に進退移動する、一体回転可能のピストン支持部とを備え、ピストンの切欠き部内で一対のシューを立ち上げて順次斜板の周縁部に整合させると共に、斜板周縁部にシューが整合する度に対向するピストン支持部を順次突出させて、そのピストンをピストン支持部で軸方向両側から支持し、各ピストン支持部を一体に回転させて、ピストン支持部で支持したピストンを斜板の周方向に移動させ、互いに接近離隔可能に配置した一対の支持ヘッドの前面に、前記軸支持部、前記ピストン支持部、および前記シリンダを支持するためのシリンダ支持部を設けたことを特徴とするものである。

この場合、さらに、複数のピストンを所定間隔で平行に保持する複数のピストン受け部を有し、回転軸の軸芯と直交する方向に移動可能なスライド台と、スライド台の移動経路と前記斜板の周縁部との出会い部分の直前に位置し、前記切欠き部内に寝かせられた一対のシューの互いに隣り合う端部を切欠き部の底面側に押圧して、この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ち上げる押圧手段とを設けるのが望ましい。

さらにスライド台の移動経路と前記斜板の周縁部との出会い部分の直前に位置し、スライド台に保持されたピストンが斜板の周縁部に到達するときに前記切欠き部を斜板の周縁部に整合させるべく、ピストンを案内する案内手段を設けるのが望ましい。この時、スライド台のピストン受け部に保持されたピストンは、回転軸の軸方向に移動可能とするのがよい。

また、本発明は、斜板付きの回転軸と、斜板の周縁部に係合させた複数のピストンとを具備し、ピストンの胴部中央に形成した切欠き部に一対のシューを配置して、このシューを前記斜板の表裏面に摺接させ、斜板の回転時にシューを介して各ピストンをシリンダ内で回転軸の軸芯方向に往復移動させるピストン組立体を組み立てるための方法であって、前面同士を対向させた一対の支持ヘッドの間に、前記回転軸をその回転を規制した状態で支持すると共に、両支持ヘッドの各前面にシリンダを支持し、ピストンの切欠き部内で立ち上げた一対のシューを順次斜板の周縁部に整合させ、斜板周縁部にシューが整合する度に、回転軸の斜板周縁部を臨む円周方向の複数箇所で、かつ斜板を挟んだ軸方向両側に対向配置したピストン支持部を、プランジャの駆動により前記回転軸の軸方向に順次突出させてそのピストンをピストン支持部で軸方向両側から支持し、各ピストン支持部を一体に回転させて、ピストン支持部で支持したピストンを斜板の周方向に移動させ、その後、両支持ヘッドを接近させて、斜板周縁部に係合させた各ピストンをシリンダのボスに挿入しつつ両シリンダ同士を衝合することを特徴とするものである。

本発明によれば、組立工程を自動化したので、ピストン組立体Ｐをきわめて迅速かつ確実に組み立てることができる。従って、斜板式コンプレッサＡの生産性を向上させて大幅なコストダウンを図ることができる。また、作業者の手作業に頼ることもないので、製品に異物が付着するおそれも少なく、品質の向上が達成される。

本発明に係るピストン組立体（Ｐ）の組立装置の一実施形態を図１乃至図18を参照しながら説明する。

図１及び図２に示すように、この組立装置は、斜板（３）付きの回転軸（２：以下、単に「回転軸」と称する）を支持する支持ヘッド（50）（51）と、複数のピストン（４）を整列状態で保持するスライド台（52）と、各ピストン（４）の切欠き部に載置されたシューを立ち上げつつ各ピストン（４）を所定方向に案内する押圧部材（54）と、スライド台（52）上の各ピストン（４）を押圧部材（54）に案内する一対のピストンガイド（53）とを具備する。以下、これらの構成要素について詳述する。

支持ヘッド（50）（51）は、回転軸（２）のリヤ側の軸端を支持するリヤ側ヘッド（50）と、フロント側の軸端を支持するフロント側ヘッド（51）とを互いに対向配置したものである。両ヘッド（50）（51）は、図４に示すように、レール（56）上に車輪（図示省略）を介して配置され、それぞれの下部に設けられたエアシリンダ（57）により互いに接近・離隔する方向に移動可能である。

支持ヘッド（50）（51）は、共通の回転軸芯（Ｏ）を中心として回転可能な回転台座（59）をそれぞれ具備する。この回転台座（59）はヘッド（50）のフレーム（62）に対し、軸受（63）を介して回転可能に支持された略円筒形のもので、その軸方向には、センターピン（60）及び複数のクランプピン（61）がそれぞれ挿入されている。但し、図４では、複数のクランプピン（61）のうちの１本のみを図示して他のクランプピンの図示は省略している。また、回転台座（59）には、エアシリンダ（58）が連結されており、回転台座（59）はこのエアシリンダ（58）により回転軸芯（Ｏ）方向に往復駆動される。

センターピン（60）は、軸芯を回転軸芯（Ｏ）と一致させて配置され、その先端には、回転軸（２）のリヤ側の軸端に設けられた支持穴（64）と係合可能な円錐状の軸支持部（65）が設けられている。センターピン（60）と回転台座（59）との間には、図示しない軸受が介装され、また、センターピン（60）の基端部は係止部材（66）を介してフレーム（62）に固定されている。そのため、センターピン（60）は回転台座（59）の回転時にもこれに追従して回転することなく静止している。

クランプピン（61）は、図３に示すように、センターピン（60）の周囲の円周等配位置の複数箇所、具体的には組み込み予定のピストン（４）と同数の箇所（本実施形態では５箇所）に設けられている（61ａ〜61ｅ）。各クランプピン（61）の先端部には、図４に示すように、円錐状のピストン支持部（67）が設けられており、ピストンを斜板（３）に組み込む際には、このピストン支持部（67）をピストンの両端面に設けられた係合穴（図示せず）に係合させてピストン（４）をクランプする。

各クランプピン（61）の基端部側には、当該ピン（61）を作動流体、例えば圧縮エアにより軸方向に往復駆動させるプランジャ（70）が設けられる。このプランジャ（70）は、外筒（71）と、外筒（71）の内径部に挿入され、クランプピン（61）の基端部に一体形成されたピストン（72）とからなり、ピストン（72）の軸方向両側に２つのエア供給口（73）（74）を有するいわゆる復動タイプのものである。ピン基端側の供給口（73）にエアを供給すると、ピストン（72）が図面左方に押圧され、クランプピン（61）が進出して組み付け予定のピストン（４）がクランプされる。その逆にピン先端側の供給口（74）にエアを供給すると、クランプピン（61）が退入してクランプしたピストンがアンクランプされる。

支持ヘッド（50）（51）の前面（50ａ、51ａ：相手側の支持ヘッドと対向する面をいう）には、シリンダ（５）（６）を支持するためのシリンダ支持部（69）が設けられる。本実施形態では、このシリンダ支持部（69）を、各クランプピン（61）のうち、回転軸芯（Ｏ）よりも下方で且つ同一水平面上に位置する２本のクランクピン（61ｂ、61ｅ：図３参照）の外筒（71）に設けている。すなわち、これらの外筒（71）の回転台座（59）よりも相手ヘッド側に突出する部分は、シリンダ（５）（６）のボス（5b）（6b）内径部にスムーズに挿入でき、且つ挿入後にシリンダ（５）（６）ががたつきかない程度のハメアイを持つ外径寸法に形成される。従って、シリンダ支持部（69）とボス（5b）（6b）とを嵌合させれば、両シリンダー（５）（６）を静止位置に保持することが可能となる。なお、図面では、シリンダ支持部（69）を外筒（71）に一体に設けた場合を例示しているが、外筒（71）と別体に設けても構わない。

各プランジャ（70）には、図示しない圧縮空気の供給源と接続した２系統の流体供給路（75）（76）が接続される。このうちの一方は、各プランジャ（70）にクランプ用のエアを供給する第１の流体供給路（75）であり、他方はプランジャ（70）にアンクランプ用のエアを供給する第２の流体供給路（76）である。両流体供給路（75）（76）は、それぞれ上流側では一つの流路（75ａ）（76ａ）となっているが、下流側では各プランジャ（70）ごとに分岐した複数の流路（75ｂ）（76ｂ）となっている。両流体供給路（75）（76）のうち、その上流側（75ａ）（76ａ）は図示しない切り替え弁を介して共通の供給源に接続され、下流側（75ｂ）（76ｂ）は、第１の流体供給路（75ｂ）がプランジャ（70）のクランプ側のエア供給口（73）に、第２の流体供給路（76ｂ）がアンクランプ側のエア供給口（74）にそれぞれ接続されている。

センターピン（60）の基端部の近傍には、切り替え手段（77）が設けられる。この切り替え手段（77）は、単一の給気源（図示せず）から供給された圧縮空気を各クランプピン（61）ごとに設けられたプランジャ（70）に選択的に分配供給するものである。

この切り替え手段（77）は、回転台座（59）と同芯配置した円筒状の外側部材（80）と、外側部材（80）の内径部に挿入された同じく円筒状の内側部材（81）とで構成される。このうち、外側部材（80）には、各外筒（71）の基端部が挿入されており、回転台座（59）の回転時には、外側部材（80）は各外筒（71）からトルクを受けて回転台座（59）と一体となって同期回転する。これに対し、内側部材（81）は、センターピン（60）の基端部に一体形成されており、センターピン（60）と同様に回転することなく静止している。

内側部材（81）の外径面には、図５（展開した内側部材の平面図である）に示すように、３種類の溝（82）〜（84）が形成される。この３種類の溝（82）〜（84）は、センターピン（60）の先端側（図面左側）から順に、第１の流体供給溝（82）、排気溝（83）、及び第２の流体供給溝（84）である。このうちの第１の流体供給溝（82）及び排気溝（83）は、周方向の１箇所が軸方向に延びる仕切り部（85）によって仕切られており、第２の流体供給溝（84）は内側部材（81）の全周にわたって環状に形成されている。

第１の流体供給溝（82）は、仕切り部（85）から外側部材（80）の回転方向（図５中に矢印で示す）に向けて段階的に軸方向幅を狭くした階段状に形成される。すなわち、この第１の流体供給溝（82）は、周方向両端のうちの一端側（外側部材80の回転方向に先行する端部）の軸方向面（A1）〜（A5）を段違い面としたもので、この軸方向面（A1）〜（A5）の数は、組み込み予定のピストン（４）（本実施形態では５本）と同数とされる。

前記排気溝（83）は、各プランジャ（70）に充填された圧縮エアが他のプランジャ（70）に廻り込まないように排気するためのもので、第１の流体供給溝（82）とは対称な形状に形成される。すなわち、排気溝（83）は、外側部材（80）の回転方向に向けて段階的に軸方向幅を広くした階段状に形成され、その周方向両端のうちの他端側（外側部材80の回転方向と反対側）の軸方向面が５段の段違い面とされている。

内側部材（81）の外径面であって、３つの溝（82）〜（84）を軸方向両側から挟む位置には、外側部材（80）の内径面と気密に摺接するシールリング（86・87：散点模様で示す）が装着されている。

この切り替え手段（77）において、第１の流体供給溝（82）の底面には、前記第１の流体供給路（75）の上流側（75ａ）が開口しており、また第２の流体供給溝（84）の底面には、第２の流体供給路（76）の上流側（76ａ）がそれぞれ開口している。同様に排気溝（83）には、大気中に開放させた排気路（88）が開口している。

外側部材（80）の内径面であって第１の流体供給溝（82）を臨む位置には、第１の流体供給路（75）の５つの下流側流路（75ｂ）の上流端（a1）〜（a5）がそれぞれ開口している。この上流端（a1）〜（a5）は、周方向の円周等配位置に軸方向に所定ピッチずつずらし、且つ外側部材（80）の回転時に各上流端（a1）〜（a5）がそれぞれ前記段違い軸方向面（A1）〜（A5）上を通過できる位置に配置する。すなわち、外側部材（80）の回転時には上流端（a1）が軸方向面（A1）上を、上流端（a2）が軸方向面（A2）上を、・・・・上流端（an）が軸方向面（An）上を通過する。

また、外側部材（80）の内径面であって第２の流体供給溝（84）を臨む位置には、第２の流体供給路（76）の下流側流路（76ｂ）の上流端（b1）〜（b5）が等間隔に開口している。

以下、切り替え手段（77）の作用を図６乃至図８に基づいて説明する。なお、各図において（ａ）図と（ｂ）図は内側部材（81）をそれぞれ反対側から見た図である。また、何れの図面でも簡略化のために排気溝（83）の図示を省略している。

先ず、前記切り替え弁をクランプ側に切り替え、この状態で外側部材（80）を回転させて、図６（ａ）（ｂ）に示すように、第１の流体供給路（75）の下流側（75ｂ）の上流端（a1）〜（a5）うち、最もピン先端側に位置する上流端（a1）を第１の流体供給溝（82）に対向させる。すると、第１の流体供給路（75）の上流側（75ａ）から第１の流体供給溝（82）に供給された圧縮エアが、この上流端（a1）を通ってこれに連通する下流側流路（75ｂ）に流入し、クランプ側の供給口（73）からプランジャ（70）内に供給されて最初のクランクピン（61ａ：図３参照）を突出させる。この時、他の上流端（a2）〜（a5）は、内側部材（81）の外径面で閉塞されているため、これらの供給路に圧縮エアが流入することはなく、従って他のクランプピン（61ｂ）〜（61ｅ）は退入状態を保持する。外側部材（80）と内側部材（81）間のクリアランスからリークしたエアは、第１の流体供給溝（82）に隣接する排気溝（83）を通って大気中に排気されるため、他の上流端（a2）〜（a5）にリークエアが流入することはない。

次に、外側部材（80）を破線矢印で示す方向に所定ピッチ（本実施形態では、72°）だけ回転させると、図７（ａ）（ｂ）に示すように、次段の上流端（a2）が第１の流体供給溝（82）に対向するので、この上流端（a2）に接続された次段のクランプピン（61ｂ）が突出する（この時、最初のクランプピン（61ａ）は突出したままであり、他のクランプピン（61ｃ）〜（61ｅ）は退入状態のままである）。

以後、同様の作業を繰り返すと、残りのクランプピン（61ｃ）〜（61ｅ）が順番に一つずつ突出し、最終的には図８に示すように全ての上流端（a1）〜（a5）が第１の流体供給溝（82）に対向し、全てのクランプピン（61ａ）〜（61ｅ）が突出する。

この状態で切り替え弁をクランプ側からアンクランプ側に切り替えると、給気源から供給された圧縮エアが第２の流体供給路（76）の上流側流路（76ａ）、第２の流体供給溝（84）及び上流端（b1）〜（b5）を経て下流側流路（76ｂ）に同時に供給される。この圧縮エアは、各プランジャ（70）のアンクランプ側の供給口（74）に供給されるので、全てのクランプピン（61）が同時に退入し、クランプされていた各ピストン（４）が一斉にアンクランプされる。

なお、以上の説明は、リヤ側の支持ヘッド（50）におけるものであるが、同様の動作は、フロント側の支持ヘッド（51）においても同時になされる。フロント側では、３つの溝（82）〜（84）を、リヤ側と対称の形状とする。

本実施形態では、３種類の溝（82）〜（84）を内側部材（81）の外径面に設けているが、外側部材（80）の内径面に設けてもよい。また、外側部材（80）と内側部材（81）の何れを回転させるかは任意であり、上記説明とは逆に外側部材（80）を固定として内側部材（81）を回転させてもよい。

図９に示すように、フロント側の支持ヘッド（51）のセンターピン（60）の周辺部には、セレーション穴（89）が設けられる。このセレーション穴（89）は、回転軸（２）のフロント側端部に設けられたセレーション（2a）と嵌合可能に形成されており、組み付け作業中には、このセレーション嵌合により、回転軸（２）が回転することなく所定の組み付け姿勢のまま位置決め固定される。

スライド台（52）は、図10及び図11に示すように、ピストン（４）を保持するためのピストン受け部（91）を上面に有する。このピストン受け部（91）は、断面円弧型をなし、組み付け予定のピストン（４）と同数分（５つ）だけ設けられている。ピストン受け部（91）は、保持したピストン（４）の軸線（Ｓ）と斜板（３）の延長線（Ｑ）との間の角度が90°に近付くよう、回転軸芯（Ｏ）と平行な線（Ｒ）に対して僅かに角度αだけ傾けて配置されている。これは、シュー（７）が立ち上がる際にシュー（７）の平坦面（7b）と斜板（３）とをできるだけ平行に近付けて、ピストン（４）の斜板（３）への組み付け性を改善するためである。すなわち、シュー（７）の平坦面（7b）と斜板（３）との間の組み込み隙間は僅少であるため、ピストン（４）の軸線（Ｓ）が回転軸（２）の軸線（Ｏ）と平行であると、組み込みに際してシュー（７）と斜板（３）とが干渉し、円滑な組み立てに支障を来す。これに対して、上述のように傾斜角度αを設けておけば、シュー（７）の平坦面（7b）と斜板（３）の表裏面とがより平行に近くなるため、両者の干渉を回避して円滑に組み立て可能となる。なお、傾斜角αを過度に大きくすると、ピストン（４）のクランプが円滑に行なえなくなるため、傾斜角αは適度な角度（例えば１．２°程度）に設定する。

ところで、ピストン（４）の斜板（３）への組み付け後には、ピストン（４）の軸芯（Ｓ）と回転軸芯（Ｏ）とが平行になるため、上述のように傾斜角αがある場合には、当初は回転軸芯（Ｏ）に対して傾いていたピストン（４）が傾斜角αを０にすべく、水平面上でわずかに旋回して位置補正を行なう。この場合、仮にピストン受け部（91）のピストン（４）を支持する受け面（91ａ）とピストン（４）の外径面とが同曲率で互いに密着している場合にはピストン（４）と受け面（91ａ）とが干渉するため、ピストン（４）の位置補正を許容することができない。従って、この場合には、図10に示すように、ピストン受け部（91）の受け面（91ａ）を、ピストン（４）の外径面よりも大きい曲率の曲面としてピストン（４）の姿勢変化を許容できる構造とするのがよい。

上記スライド台（52）は、図２に示すように、走行基台（92）上に配置される。走行基台（92）にはボールねじナット（93）が固定されており、このボールねじナット（93）には、サーボモータ（94）で駆動されるボールねじ（95）が挿入されている。以上の構成から、サーボモータ（94）の正逆駆動により、スライド台（52）が回転軸芯（Ｏ）と直交する方向に往復移動可能となる。

前記サーボモータ（94）は、支持ヘッド（50）（51）の回転台座（59）を回転駆動させる際の駆動源としても機能する。すなわち、走行基台（92）の下方の固定位置には、走行基台（92）下面のラック（92ａ）と噛合するピニオンギヤ（96）が配置されており、このピニオンギヤ（96）の回転は、歯付きベルト等の伝動手段（97）を介して支持ヘッド（50）（51）の側方に配置した伝動ギヤ（98）に伝達される。支持ヘッド（50）（51）の回転台座（59）には、図４に示すように、駆動ギヤ（99）が装着されており、この駆動ギヤ（99）に伝動ギヤ（98）が噛合している。以上の構成から、サーボモータ（94）を起動してスライド台（52）を所定ピッチだけ水平移動させれば、これに同期して両支持ヘッド（50）（51）の回転台座（59）を所定ピッチだけ回転させることが可能となる。

スライド台（52）の移動経路と斜板（３）の周縁部との出会部分の直前位置には、押圧部材（54）が配設される。この押圧部材（54）は、図11に示すように、水平面上でＶ字状に屈曲させた角柱に近似する形状に形成される。屈曲部よりも回転軸（２）側の部分（54ａ：以下、「先頭部」と称する）は、組み付け姿勢に保持された斜板（３）の延長線（Ｑ）と平行に形成され、その端部は図10に示すように、斜板（３）周縁部の傾斜方向に添うようにして斜板（３）の直下に入り込んでいる。また、回転軸（２）から離隔する側の部分（54ｂ：以下、「基部」と称する）は、スライド台（52）の移動方向と平行に形成される。基部（54ｂ）の下面は、回転軸（２）側ほど下方に傾けた傾斜面とされる。

図17（ｂ）に示すように、押圧部材（54）の下面のうち、先頭部（54ａ）側の下面（54ｃ）は、斜板（３）と略同幅の矩形状に形成される。一方、同図（ａ）に示すように、基部（54ｂ）側の下面（54ｃ）は、回転軸（２）から離隔する側の端部を頂点とする三角形状に形成され、当該下面（54ｃ）の端部は、鋭角的な尖端部（54ｄ）となっている。押圧部材（54）は、この尖端部（54ｄ）がスライド台（52）によって搬送されたピストン（４）の切欠き部（4a）上にある一対のシュー（７）の間を通過するような位置に配置される。尖端部（54ｄ）がシュー（７）の間に入り込んだ後、さらにスライド台（52）を前進させると、シュー（７）の隣り合う端部が基部（54ｂ）の両側面（54e1）によって切欠き部（4a）の底面側に押圧され、その結果、シュー（７）が徐々に立ち上がる。シュー（７）が押圧部材（54）の屈曲部を通過して先頭部（54ａ）に到達すると、先頭部（54ａ）の両側面（54e2）からシュー（７）を介して押圧力を受けたピストン（４）が図11の右方に移動し、その結果、シュー（７）が組み付け姿勢に保持された斜板（３）の周縁部に整合される。

このように、押圧部材（54）の側面（54e1）（54e2）は、一対のシュー（７）を斜板（３）の周縁部に整合させるべく、ピストン（４）を案内する案内手段としての機能と、切欠き部（4a）上に寝た状態で載置されたシュー（７）を立ち上げる押圧手段としての機能を併せ持つものである。詳細には、押圧部材（54）の両側面（54e1）（54e2）のうち、先頭部（54ａ）の側面（54e2）が案内手段となり、基部（54ｂ）側の側面（54e1）が押圧手段となる。

押圧部材（54）よりもスライド台（52）側には、一対のピストンガイド（53）が対向配置される。このピストンガイド（53）は、スライド台（52）の前進時に、押圧部材（54）の尖端部（54ｄ）が一対のシュー（７）の間に確実に入り込めるようにピストン（４）を案内するもので、ピストン（４）が押圧部材（54）の屈曲部の直前位置に達するまでピストン（４）の両端面と接触する。

以下、この組立装置における組立工程を説明する。

先ず、図１に示すように、パレット（101 ）上に回転軸（２）、ピストン（４）、リヤ側及びフロント側のシリンダ（５）（６）を載置し、このパレット（101 ）をコンベヤ（102 ）で搬送して規定位置で停止させる。この時、ピストン（４）の切欠き部上には、予め一対のシューを寝かせた状態で載置しておく。

次に、２つのシリンダ（５）（６）を図示しないチャック装置で把持し、これを両支持ヘッド（50）（51）間に搬送した上で、両支持ヘッド（50）（51）の前面に設けられたシリンダ支持部（69）でそれぞれ支持する。具体的には、図３中の２つのクランプピン（61ｂ）（61ｅ）の外筒（71）にシリンダ（５）（６）のボス（5b）（6b）を挿入する。その結果、外筒（71）とボス（5b）（6b）とが密嵌し、衝合面（5c、6c：図15参照）を互いに対向させた状態でシリンダ（５）（６）が支持される。この時、残りのボス（5b、6b）には、他のクランプピン（61ａ）（61ｃ）（61ｄ）が挿入される。

次に、パレット（101 ）上の回転軸（２）を図示しないチャック装置で把持し、両支持ヘッド（50）（51）間に搬送する。次いで両支持ヘッド（50）（51）のエアシリンダ（57：図４参照）を起動して両支持ヘッド（50）（51）を接近させ、図12に示すように、両ヘッド（50）（51）の軸支持部（65）を両軸端に挿入して回転軸（２）を支持する。フロント側の軸支持部（65：図面左側）を軸端に挿入する際には、図９に示すように、センターピン（60）の基端部に配置した位置合わせ用のサーボモータ（104 ）を起動し、セレーション穴（89）を僅かに回転させて軸端のセレーション（2a）と支持ヘッド（51）側のセレーション穴（89）の位置合わせを行ない、両者をスムーズに嵌合させる。両者が嵌合すると、回転軸（２）の回転が規制されるので、以後、回転軸（２）はこの姿勢に保持され、ピストン（４）の組み付けがなされる。

なお、チャック装置による回転軸（２）の搬送中は、図13に示す姿勢保持機構（105 ）により回転軸（２）が勝手に回転しないようにその姿勢を保持する。この姿勢保持機構（105 ）は、チャック装置のチャック爪（106 ）に取り付けた当接棒（107 ）、当接棒（107 ）と当接する当接部（109 ）を有するカム（110 ）、斜板（３）と紙面垂直方向の２箇所で接触する規制部材（111 ）を具備する。実線で示すように、チャック爪（106 ）で回転軸（２）をクランプしている時には、当接棒（107 ）が当接部（109 ）に対して離れているため、カム（110 ）が図示しないバネによって矢印１方向に付勢され、その結果、規制部材（111 ）が斜板（３）に押しつけられて、斜板（３）の回転が規制される。従って、回転軸（２）が所定姿勢に保持される。一方、アンクランプ時には、二点鎖線で示すように、当接棒（107 ）がカム（110 ）の当接部（109 ）を押圧してカム（110
）を矢印１と反対方向に回転させるため、図示しないバネによって矢印２方向に付勢された規制部材（111 ）が斜板（３）から離れ、その結果、回転軸（２）がフリーとなる。この姿勢保持機構（105 ）による回転軸（２）の姿勢保持は、上述のセレーション（2a）とセレーション穴（89）の嵌合が完了し、回転軸（２）が所定の組み付け姿勢に固定されるまで行なう。

シリンダ（５）（６）、及び回転軸（２）の搬送と前後して、パレット（101 ）上のピストン（４）を図示しないチャック装置で把持し、これをスライド台（52）上に移送してそれぞれピストン受け部（91）に載置する。この移送中には、各ピストン（４）の切欠き部（4a）上に配置したシュー（７）が落下しないように適当な手段でシュー（７）を保持しておく。

次に、スライド台（52）を組み付け姿勢に保持された回転軸（２）側に前進させる。スライド台（52）上にある先頭のピストン（４）は、ピストンガイド（53）に案内された後、押圧部材（54）の下方に達する。このピストン（４）が基部（54ｂ）を通過すると、その側面（押圧手段）（54e1）によって押圧された一対のシュー（７）が球状面（7a）を外側にして垂直に立ち上がる。次いで、ピストン（４）が先頭部（54ａ）を通過すると、その側面（案内手段）（54e2）に案内されたピストン（４）がピストン受け部（91）上を滑ってスライド台（52）の移動方向と直交する方向に移動する。これにより、当該ピストン（４）の切欠き部（4a）が斜板（３）の周縁部に整合され、一対のシュー（７）の平坦面（7b）が斜板（３）の表裏両面に面接触する。

その後、先頭のピストン（４）が回転軸（２）の軸芯（Ｏ）直下に達すると、切り替え手段（77）において第１の供給路（75）の下流側流路（75ｂ）と上流側流路（75ａ）とが図６（ａ）（ｂ）に示す位置関係となり、図３中の最下方にあるクランプピン（61ａ）が突出してピストン支持部（67）でピストン（４）を両側から支持する。

さらにスライド台（52）が前進すると、回転台座（59）がスライド台（52）のスライド運動に同期して所定ピッチ（72°）だけ回転し、その結果、前段の工程でクランプされたピストン（４）が斜板（３）上を滑りながら周方向に移動して図10の２の位置に達する。これと同時に切り替え手段（77）が図７（ａ）（ｂ）に示す状態となり、次段のピストン（４）が回転軸（２）の軸芯（Ｏ）直下で次段のクランプピン（61ｂ：図３参照）のピストン支持部（67）によってクランプされる。

以後、同様の作業を繰り返し、斜板（３）の周縁部の等配位置に順番に５つのピストン（４）を組み付ける。この時、各ピストン（４）は軸方向の位相差をもった状態でそれぞれ組み付けられる。全てのピストン（４）の組み付けが完了すると、エアシリンダ（58：図４参照）を起動して両支持ヘッド（50）（51）の回転台座（59）同士を接近させ、各ピストン（４）をシリンダ（５）（６）のボス（5b）（6b）に挿入しつつ両シリンダ（５）（６）同士を衝合する。次いで、前記切り替え弁をアンクランプ側に切り替えて全てのクランプピン（61）を退入させ、図示しない搬出用チャック装置で完成したサブアセンブリ（Ａ：図18参照）をクランプする。次に、両支持ヘッド（50）（51）を離隔方向に後退させてセンターピン（60）の軸支持部（65）を回転軸（２）の両端から脱出させ、その後、チャック装置を移動させてサブアセンブリ（Ａ）を図１中の二点鎖線で示す位置にあるパレット（101 ）上に載置する。

このように、本発明によれば、ピストン組立体（Ｐ）、さらにはサブアセンブリ（Ａ）をきわめて迅速かつ確実に自動組立することができるので、生産性を向上させて製造コストを低減することができる。また、作業者の手作業に頼ることもないので、異物が付着するおそれも少なく、品質向上が達成される。

なお、以上の説明では、スライド台（52）と回転台座（59）を同期駆動する手段ととして、ラック（92ａ）、ピニオンギヤ（96）及びベルト（97）等を使用しているが、この他にもリンク機構を用いて両者を機械的に同期させてもよく、また、両者の駆動源として独立のサーボモータを使用し、両サーボモータを電気的に制御して両者を同期させてもよい。

本発明にかかるピストン組立体の組立装置の平面図である。 上記組立装置の縦断面図である。 リヤ側の支持ヘッドの正面図である。 リヤ側の支持ヘッドの縦断面図である。 展開した内側部材の平面図である。 切り替え手段の斜視図であり、（ａ）図は表側から、（ｂ）図はその反対側から見た図である。 切り替え手段の斜視図であり、（ａ）図は表側から、（ｂ）図はその反対側から見た図である。 切り替え手段の斜視図であり、（ａ）図は表側から、（ｂ）図はその反対側から見た図である。 フロント側の支持ヘッドの要部拡大断面図である。 ピストンの斜板への組み付け状況を示す縦断面図である。 ピストンの斜板への組み付け状況を示す平面図である。 ピストンの組み付け直前における両支持ヘッドの側面図である。 回転軸のチャック装置に設けられた姿勢保持機構の側面図である。 ピストン組立体の側面一部断面図である。 カバーの斜視図である。 従来の組立装置の正面図である。 押圧部材の断面図であり、（ａ）図は図11中のＡでの断面を、（ｂ）図は同図中のＢでの断面を示す。 サブアセンブリの側面一部断面図である。

符号の説明

２ 回転軸
３ 斜板
４ ピストン
4a 切欠き部
５ シリンダ（リヤ側）
６ シリンダ（フロント側）
７ シュー
50 支持ヘッド（リヤ側）
51 支持ヘッド（フロント側）
52 スライド台
53 案内部材
54 押圧部材
54e1 側面（押圧手段）
54e2 側面（案内手段）
65 軸支持部
67 ピストン支持部
69 シリンダ支持部
70 プランジャ
75 第１の流体供給路
75ａ 第１の流体供給路の上流側
75ｂ 第１の流体供給路の下流側
76 第２の流体供給路
76ａ 第２の流体供給路の上流側
76ｂ 第２の流体供給路の下流側
77 切り替え手段
80 外側部材
81 内側部材
82 第１の流体供給溝
83 排気溝
84 第２の流外供給溝
91 ピストン受け部
91ａ 受け面
Ａ サブアセンブリ
Ｏ 回転軸芯
Ｐ ピストン組立体
Ｑ 斜板の延長線
Ｓ ピストンの軸芯

Claims (5)

1. 斜板付きの回転軸と、斜板の周縁部に係合させた複数のピストンとを具備し、ピストンの胴部に形成した切欠き部に一対のシューを配置して、このシューを前記斜板の表裏面に摺接させ、斜板の回転時にシューを介して各ピストンをシリンダ内で回転軸の軸芯方向に往復移動させるピストン組立体を組み立てるための装置であって、
   前記回転軸を、その回転を規制した状態で支持する軸支持部と、
   前記回転軸の斜板周縁部を臨む円周方向の複数箇所で、かつ斜板を挟んだ軸方向両側に対向配置され、プランジャの駆動により前記回転軸の軸方向に進退移動する、一体回転可能のピストン支持部とを備え、
   ピストンの切欠き部内で一対のシューを立ち上げて順次斜板の周縁部に整合させると共に、斜板周縁部にシューが整合する度に対向するピストン支持部を順次突出させて、そのピストンをピストン支持部で軸方向両側から支持し、各ピストン支持部を一体に回転させて、ピストン支持部で支持したピストンを斜板の周方向に移動させ、
   互いに接近離隔可能に配置した一対の支持ヘッドの前面に、前記軸支持部、前記ピストン支持部、および前記シリンダを支持するためのシリンダ支持部を設けたことを特徴とするピストン組立体の組立装置。
2. さらに、複数のピストンを所定間隔で平行に保持する複数のピストン受け部を有し、回転軸の軸芯と直交する方向に移動可能なスライド台と、
   スライド台の移動経路と前記斜板の周縁部との出会い部分の直前に位置し、前記切欠き部内に寝かせられた一対のシューの互いに隣り合う端部を切欠き部の底面側に押圧して、この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ち上げる押圧手段と
   を備えた請求項１記載のピストン組立体の組立装置。
3. さらにスライド台の移動経路と前記斜板の周縁部との出会い部分の直前に位置し、スライド台に保持されたピストンが斜板の周縁部に到達するときに前記切欠き部を斜板の周縁部に整合させるべく、ピストンを案内する案内手段を備えた請求項２記載のピストン組立体の組立装置。
4. スライド台のピストン受け部に保持されたピストンが、回転軸の軸方向に移動可能である請求項３記載のピストン組立体の組立装置。
5. 斜板付きの回転軸と、斜板の周縁部に係合させた複数のピストンとを具備し、ピストンの胴部中央に形成した切欠き部に一対のシューを配置して、このシューを前記斜板の表裏面に摺接させ、斜板の回転時にシューを介して各ピストンをシリンダ内で回転軸の軸芯方向に往復移動させるピストン組立体を組み立てるための方法であって、
   前面同士を対向させた一対の支持ヘッドの間に、前記回転軸をその回転を規制した状態で支持すると共に、両支持ヘッドの各前面にシリンダを支持し、
   ピストンの切欠き部内で立ち上げた一対のシューを順次斜板の周縁部に整合させ、
   斜板周縁部にシューが整合する度に、回転軸の斜板周縁部を臨む円周方向の複数箇所で、かつ斜板を挟んだ軸方向両側に対向配置したピストン支持部を、プランジャの駆動により前記回転軸の軸方向に順次突出させてそのピストンをピストン支持部で軸方向両側から支持し、
   各ピストン支持部を一体に回転させて、ピストン支持部で支持したピストンを斜板の周方向に移動させ、
   その後、両支持ヘッドを接近させて、斜板周縁部に係合させた各ピストンをシリンダのボスに挿入しつつ両シリンダ同士を衝合することを特徴とするピストン組立体の組立方法。

Images