JP5012791B2 - ピストンリングのチャック装置およびチャック方法 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンを構成するシリンダブロックに対するピストンの挿入に際し、ピストンのリング溝にピストンリングをチャックする技術に関する。

エンジンの組立ライン等においては、エンジンのクランク軸に連結されるピストンがエンジンを構成するシリンダブロックに挿入される工程が行われる。ピストンには、エンジンにおける燃焼室の気密性を確保するため、ピストンリングが装着される。ピストンリングは、ピストンの外周面に形成されるリング溝に嵌め込まれた状態で、ピストンに装着される。

すなわち、シリンダブロックに挿入されるピストンは、シリンダブロックにおいてピストンが挿入される孔部を形成する内周面（以下「シリンダ壁面」という。）に対して、ピストンリングを介して接触する。そして、ピストンリングがシリンダ壁面に密着することで、燃焼室の気密性が確保される。

したがって、ピストンに装着されてシリンダ壁面に接触している状態のピストンリングは、張力（拡がろうとする力）を有する。このため、自然状態（外力が加わっていない状態）のピストンリングは、シリンダ壁面に接触している状態のピストンリングに対して径方向に拡張する。ピストンリングの張力は、一般に、ピストンリングが合口と呼ばれる切れ目部分を有することにより得られる。つまり、シリンダブロックに対するピストンの挿入に際しては、ピストンリングは、合口が閉じるように径方向に縮められることで、リング溝にチャックされる。

従来、リング溝にチャックされるピストンリングは、例えば、ピストンの組付けを自動で行うための装置等において、径方向外側から掴まれることにより、径方向に縮められた状態とされる（例えば、特許文献１参照。）。具体的には、ピストンリングは、リング溝に係合した状態で、ピストンリングを径方向外側から内側に向けて押し付ける複数の把持部を有する機構によって把持されることにより、径方向に縮められた状態とされる。これにより、ピストンリングは、リング溝に嵌め込まれた状態、つまりチャックされた状態となる。

そして、ピストンリングがチャックされた状態のピストンは、円筒状あるいはシリンダ壁面側にかけて縮径するテーパ状の内周面を案内面として有する筒状の治具が用いられることで、シリンダブロックに挿入される。すなわち、ピストンリングがチャックされた状態のピストンは、前記のような案内面がシリンダ壁面に連続するようにセットされた状態の治具に押し込まれることにより、シリンダブロックに対して位置決めされるとともに、案内面によってピストンリングがチャックされた状態が保持されながら案内され、シリンダブロックに挿入される。

このように、ピストンの挿入が行われる工程においてチャックされるピストンリングについては、リング溝に係合した状態（自然状態）で、例えば合口を形成する一方の端部等の一部がリング溝からはみ出た状態となる場合がある。こうしたリング溝からのピストンリングのはみ出しは、シリンダ壁面に対するピストンリングの密着性向上等の観点からピストンリングの自然状態での拡張量が比較的多い場合に発生しやすい。

ピストンリングのはみ出しが生じた場合、そのはみ出した部分が自重によって垂れ下がることで、前記のとおりピストンリングが把持部によって把持されることによってもリング溝にうまく嵌らず、ピストンリングが掴みにくい状態となる。つまり、ピストンリングがリング溝からはみ出して垂れ下がることで、ピストンリングの一部がピストンと把持部との間に噛み込まれた状態が発生する可能性がある。そして、ピストンリングの一部がピストンと把持部とによって噛み込まれた状態のままピストンの挿入が行われた場合、ピストンリングが折れる等の現象をともなうおそれがある。

このため、ピストンの挿入が行われる工程においては、ピストンリングのはみ出しが発生した段階（検出された段階）、あるいはピストンリングの噛み込みが発生した段階で、設備の稼動が停止されることが行われる。このような設備の稼動停止は、頻繁に発生することにより、ピストンの挿入が行われる工程における稼動率阻害の要因となる。
特開２００３−２６６２５５号公報

本発明は、以上の如き状況を鑑みてなされたものであり、リング溝からのピストンリングのはみ出しが生じた場合であっても、ピストンの挿入が行われる工程における稼動率阻害の要因となるピストンリングの噛み込みを防止することができるピストンリングのチャック装置およびチャック方法を提供するものである。

請求項１においては、エンジンのピストンが有するリング溝に、切れ目部分である合口を有するピストンリングをチャックするためのピストンリングのチャック装置であって、所定の姿勢に支持された状態の前記ピストンの前記リング溝に係合した状態の前記ピストンリングにおける、前記リング溝から垂れ下がっていない部分を、前記ピストンリングにおける合口の位置を通る径方向の直線を基準として両側に配置されるプレチャック部材により、径方向内側に押し付けるように径方向外側から掴むことで、前記ピストンリングを前記合口が狭まるように所定の方向に縮める第一のチャック手段と、前記第一のチャック手段により前記合口が狭まる方向に縮められた状態の前記ピストンリングを径方向外側から掴むことで、前記ピストンリングを径方向に縮めて前記リング溝にチャックする第二のチャック手段とを備えるものである。

請求項２においては、前記第一のチャック手段は、
前記ピストンリングを縮める前記所定の方向を、前記ピストンリングの径方向のうち、前記合口の中心位置を通る径方向に対して略直交する径方向とする、ものである。

請求項３においては、エンジンのピストンが有するリング溝に、切れ目部分である合口を有するピストンリングをチャックするためのピストンリングのチャック方法であって、所定の姿勢に支持された状態の前記ピストンの前記リング溝に係合した状態の前記ピストンリングにおける、前記リング溝から垂れ下がっていない部分を径方向内側に押し付けるように、前記ピストンリングにおける合口の位置を通る径方向の直線を基準とした両側の径方向外側から掴むことで、前記ピストンリングを前記合口が狭まるように所定の方向に縮めた後、前記合口が狭まる方向に縮められた状態の前記ピストンリングを径方向外側から掴むことで、前記ピストンリングを径方向に縮めて前記リング溝にチャックする、ものである。

請求項４においては、前記ピストンリングを縮める前記所定の方向を、前記ピストンリングの径方向のうち、前記合口の中心位置を通る径方向に対して略直交する径方向とする、ものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
すなわち、本発明によれば、リング溝からのピストンリングのはみ出しが生じた場合であっても、ピストンの挿入が行われる工程における稼動率阻害の要因となるピストンリングの噛み込みを防止することができる。

以下に、本発明に係るピストンリングのチャック装置（以下単に「チャック装置」という。）の実施の一形態について、図面を参照して説明する。

図１に示すように、本実施形態に係るチャック装置は、例えばエンジンの組立てライン等において、エンジンのクランク軸に連結されるピストン２０がエンジンを構成するシリンダブロック１に挿入される工程（以下「ピストン挿入工程」という。）に用いられる。したがって、本実施形態に係るチャック装置は、例えば、ピストン２０の組付けを自動で行うための装置等において、ピストン挿入工程を行う装置部分を構成する。

ピストン２０は、シリンダブロック１が有するシリンダボア２に挿入される。シリンダボア２は、円筒状の内周面であるシリンダ壁面３によって形成される孔部である。ピストン２０は、シリンダボア２に挿入された状態で、コンロッド（連接棒）４を介してエンジンのクランク軸（図示略）に連結される。

具体的には、円筒状の外形を有する部材であるピストン２０における筒軸方向（図１における上下方向、以下同じ。）の一側（図１における上側）に、コンロッド４の一端部がピストンピンを介して回動可能に支持される。コンロッド４の他端部は、コンロッドキャップ等と称される部材が用いられて、クランク軸が有する偏心部分であるクランクピンに連結される。なお、以下の説明では、便宜上、ピストン２０の筒軸方向においてコンロッド４が支持される側（図１における上側）を上側とし、その反対側を下側とする。

そして、ピストン２０は、コンロッド４が連結された状態で、シリンダボア２に挿入される。このため、ピストン２０は、シリンダボア２に挿入されるに際して、コンロッド４とともに、図示せぬ支持機構によって挿入可能な所定の姿勢で支持される。例えば、図１に示すように、ピストン２０およびコンロッド４は、コンロッド４がピストン２０の挿入方向に沿うような姿勢で支持された状態で、シリンダボア２に対して、コンロッド４側から挿入される（矢印Ａ参照）。ただし、コンロッド４が連結された状態のピストン２０がシリンダボア２に対して挿入される方向は、反対方向（ピストン２０側から）であってもよい。

ピストン２０には、エンジンにおける燃焼室の気密性を確保するため、ピストンリングが装着される。ピストンリングは、ピストン２０の外周面に形成されるリング溝２３に嵌め込まれた状態で、ピストン２０に装着される。本実施形態のピストン２０には、ピストンリングとして、トップリング２１およびセカンドリング２２が装着される。トップリング２１およびセカンドリング２２は、ピストン２０においてコンロッド４が支持される側と反対側（図１において下側）から、トップリング２１、セカンドリング２２の順に、所定の間隔を隔てて設けられる。なお、ピストン２０には、これら二つのピストンリングのほか、潤滑油についての調整を行いピストンの焼付きを防止するためのオイルリング（図示略）が装着される。

図２（ａ）、（ｂ）に示すように、トップリング２１およびセカンドリング２２は、互いに同様の形状・大きさを有する円環状の部材であり、それぞれリング溝２３に対して嵌め込まれた状態で、ピストン２０に装着される。なお、図２において、ピストン２０の部分の断面の位置は、同図（ａ）については、図１におけるＸ−Ｘ位置に対応し、図２（ｂ）については、図１におけるＹ−Ｙ位置に対応する。また、以下の説明において、「ピストンリング」は、トップリング２１およびセカンドリング２２を総称するものとする。

ピストンリングは、合口２４を有する。合口２４は、円環状の部材であるピストンリングにおける切れ目部分である。したがって、合口２４は、円環形状を形成する部材において円環形状に沿って互いに対向する端部（以下「リング端部」という。）２５によって形成される。つまり、合口２４は、リング端部２５・２５間の隙間である。

トップリング２１およびセカンドリング２２は、オイル漏れを防止する等の観点から、それぞれが有する合口２４が、ピストン２０の外周面において互いに反対側に位置するようにピストン２０に装着される。言い換えると、ピストン２０に装着された状態のトップリング２１およびセカンドリング２２の合口２４は、ピストン２０の筒軸方向視において、ピストン２０の外形形状に対応する円周形状の中心位置を介して互いに対向する位置（円周形状において略１８０°異なる位置）に存在する。したがって、ピストン２０の筒軸方向視に対応する図２において、同図（ａ）に示すように、トップリング２１の合口２４が、ピストン２０の外形を示す円周形状に対して左側端部に位置する場合、同図（ａ）と同方向視の断面図である同図（ｂ）に示すように、セカンドリング２２の合口２４は、同じく円周形状に対して右側端部に位置することとなる。

このように、ピストン２０に装着されるピストンリングは、ピストン２０がシリンダボア２に挿入された状態において、シリンダ壁面３に対して張力（広がろうとする力）をもって密着する。このため、ピストンリングは、シリンダ壁面３に接触している状態に対して、自然状態（外力が加わっていない状態）で径方向に拡張する。つまり、ピストン２０のシリンダボア２への挿入に際して、ピストンリングは、その外径がシリンダボア２の径（内径）よりも大きくなる自然状態から、ピストン２０がシリンダボア２に挿入可能な程度の外径となるように径方向に縮められる。

ここで、ピストンリングは、ピストン２０の外径等に対して、リング溝２３に係合可能な形状・大きさを有する。つまり、ピストンリングについては、その自然状態で、リング溝２３に嵌った状態が保持される。したがって、ピストンリングの内径は、ピストン２０の外径よりも小さく、ピストンリングは、内周側の部分がリング溝２３内に入り込んだ状態で、リング溝２３に係合する（図２参照）。

ピストンリングの径方向の収縮は、合口２４によって許容される。つまり、ピストンリングは、ピストン２０のシリンダボア２への挿入に際して、リング溝２３に係合した状態（以下「係合状態」という。）で、合口２４が閉じるように径方向に縮められた状態とされる。このように、ピストンリングは、ピストン２０がシリンダボア２に挿入可能となるように径方向に縮められることで、リング溝２３にチャックされた状態となる。

そして、ピストン２０におけるピストンリングのチャックが、ピストン２０のシリンダボア２への挿入に際して、本実施形態に係るチャック装置によって行われる。すなわち、本実施形態に係るチャック装置は、エンジンのピストン２０が有するリング溝２３に、合口２４を有するピストンリングをチャックするためのものである。

図２および図３に示すように、本実施形態に係るチャック装置は、ピストンリングをチャックする複数のチャック部材１２と、これら複数のチャック部材１２によるピストンリングのチャックに際して、ピストンリングを前もって所定の方向に縮めた状態とする複数のプレチャック部材１１とを備える。なお、本実施形態では、トップリング２１およびセカンドリング２２は、それぞれが有する合口２４との関係において同様にチャックされる。このため、図３では、図２（ａ）に対応するトップリング２１についてのみ示す。図３（ａ）は、プレチャック部材１１が作動した状態を示し、同図（ｂ）は、チャック部材１２が作動した状態を示す。

チャック部材１２は、ピストン２０のリング溝２３にピストンリングをチャックするためのチャック機構を構成する。チャック部材１２は、シリンダボア２（図１参照）に挿入されるために所定の姿勢で支持された状態（以下「セット状態」という。）のピストン２０の周囲に位置するように設けられる。チャック部材１２は、モータ等を駆動源とする移動機構（図示略）により、セット状態のピストン２０に対して、ピストン２０の径方向に近接離間する方向（矢印Ｂ参照）に往復移動可能に設けられる。

チャック部材１２は、ピストン２０に近接する方向の移動により、係合状態のピストンリングを径方向外側から内側に向けて押し付ける。このため、チャック部材１２は、ピストンリングを押し付ける際にピストンリングに対する接触面となる押圧面１２ａを有する。

つまり、チャック部材１２が有する押圧面１２ａは、チャック部材１２によるピストンリングの押圧に際して、ピストンリングの外周面に接触する（図３（ｂ）参照）。押圧面１２ａは、平面あるいはピストンリングの外周面の形状に沿う曲面等として形成される。

本実施形態では、トップリング２１とセカンドリング２２とは、共通のチャック部材１２によってチャックされる。したがって、チャック部材１２が有する押圧面１２ａは、トップリング２１およびセカンドリング２２を同時に押し付けることができる程度の大きさ（筒軸方向の寸法）を有する。

図２に示すように、本実施形態のチャック装置は、セット状態のピストン２０の外周方向について略等間隔（略９０°間隔）に設けられる四つのチャック部材１２を備える。そして、これら四つのチャック部材１２によって構成されるチャック機構は、四つのチャック部材１２によって同様のタイミングで径方向内側にピストンリングを押し付けることにより、ピストンリングを掴んだ状態となる。つまり、四つのチャック部材１２は、互いに略直交する径方向（ピストンリングの径方向）を一対のチャック部材１２の対向方向としてピストンリングを押し付けることで、ピストンリングを掴む。これにより、ピストンリングは、径方向に縮められ、リング溝２３にチャックされる。

なお、チャック装置が備えるチャック部材１２の数や形状等は、本実施形態に限定されない。すなわち、チャック装置としては、複数のチャック部材を備え、これらのチャック部材によってピストンリングを複数の方向から均等に押し付けることで、ピストンリングがチャックされる程度に、ピストンリングを掴むことができる構成であればよい。したがって、例えば、チャック装置としては、セット状態のピストン２０を介して対向配置される二つのチャック部材を備える構成等であってもよい。

プレチャック部材１１は、四つのチャック部材１２によるピストンリングのチャックに際して、係合状態のピストンリングをあらかじめ緩やかにチャックするためのチャック機構を構成する。プレチャック部材１１は、チャック部材１２と同様に、セット状態のピストン２０の周囲に位置するように設けられる。プレチャック部材１１は、モータ等を駆動源とする移動機構（図示略）により、セット状態のピストン２０に対して、ピストン２０の径方向に近接離間する方向（矢印Ｃ参照）に往復移動可能に設けられる。なお、プレチャック部材１１は、四つのチャック部材１２との関係において、それぞれの移動範囲およびピストンリングに対する接触位置（掴む位置）について干渉しないように設けられる。

プレチャック部材１１は、ピストン２０に近接する方向の移動により、係合状態のピストンリングを径方向外側から内側に向けて押し付ける。このため、プレチャック部材１１は、ピストンリングを押し付ける際にピストンリングに対する接触面となる押圧面１１ａを有する。

つまり、プレチャック部材１１が有する押圧面１１ａは、プレチャック部材１１によるピストンリングの押圧に際して、ピストンリングの外周面に接触する（図３（ｂ）参照）。押圧面１１ａは、ピストンリングの外周面の形状に沿う曲面形状を有する。ただし、押圧面１１ａの形状は、特に限定されず、例えば平面等として形成されてもよい。

本実施形態では、トップリング２１とセカンドリング２２とは、共通のプレチャック部材１１によってチャックされる。したがって、プレチャック部材１１が有する押圧面１１ａは、トップリング２１およびセカンドリング２２を同時に押し付けることができる程度の大きさ（筒軸方向の寸法）を有する。

図２に示すように、本実施形態のチャック装置は、セット状態のピストン２０を所定の径方向（図２において上下方向）に挟む位置に設けられる一対のプレチャック部材１１を備える。そして、一対のプレチャック部材１１によって構成されるチャック機構は、二つのプレチャック部材１１によって同様のタイミングで径方向内側にピストンリングを押し付けることにより、ピストンリングを掴んだ状態となる。これにより、ピストンリングは、所定の径方向に縮められる。

一対のプレチャック部材１１は、係合状態のピストンリングを径方向外側から掴むことで、ピストンリングを合口２４が狭まるように所定の方向に縮める。つまり、係合状態のピストンリングは、一対のプレチャック部材１１によって所定の方向から掴まれることにより、合口２４を形成する部分であるリング端部２５同士が近付くように変形する（縮まる）。

したがって、係合状態のピストンリングに対する一対のプレチャック部材１１の配置としては、一方のプレチャック部材１１が、一方のリング端部２５側（図２において上半分側）のいずれかの部分を押し付ける位置に設けられ、他方のプレチャック部材１１が、他方のリング端部２５側（図２において下半分側）のいずれかの部分を押し付ける位置に設けられる。言い換えると、一対のプレチャック部材１１については、ピストンリングにおいて合口２４の位置を通る径方向の直線（図２符号Ｌ参照）を基準として両側（図２において上下両側）に一つずつ配置される。

プレチャック部材１１は、チャック部材１２との関係において、比較的緩やかに移動する。つまり、一対のプレチャック部材１１は、四つのチャック部材１２と比べて、ピストンリングを緩やかに掴む。ただし、プレチャック部材１１とチャック部材１２との移動速度の関係は、特に限定されない。つまり、プレチャック部材１１の移動速度は、チャック部材１２の移動速度に対して同等であったり速かったりしてもよい。

なお、チャック装置が備えるプレチャック部材１１の数や形状等は、本実施形態に限定されない。すなわち、チャック装置としては、複数のプレチャック部材を備え、これらのプレチャック部材によってピストンリングを複数の方向から押し付けることで、チャック部材１２によるチャックの前段階で合口２４が狭まる程度に、ピストンリングを掴むことができる構成であればよい。したがって、複数のプレチャック部材は、ピストンリングを押し付ける方向に、ピストンリングの径方向に対向する方向を含まない構成であってもよい。

一対のプレチャック部材１１は、ピストンリングを所定の方向に縮めることで、係合状態のピストンリングの自重による垂れ下がりを規制する。すなわち、係合状態のピストンリングについては、その一部がリング溝２３からはみ出た状態となる場合がある。リング溝２３からはみ出たピストンリングの一部は、そのはみ出し量により、リング溝２３に対応する位置（筒軸方向の位置、以下同じ）からずれて垂れ下がる。

具体的には、ピストンリングの垂れ下がりは、例えば、図４において符号Ｄで示す部分のように、ピストンリングにおいて合口２４を形成する部分であるリング端部２５の一方について生じる。このように、係合状態のピストンリングについて生じる垂れ下がり、すなわちリング溝２３に対応する位置からの部分的な位置ずれは、ピストンリングの一部がピストン２０（の外周面）とチャック部材１２（の押圧面１２ａ）との間に噛み込まれた状態が発生する原因となる。

つまり、ピストンリングについてリング溝２３から位置ずれした部分（垂れ下がった部分）が存在することで、四つのチャック部材１２によって掴まれることによっても、ピストンリングがリング溝２３に対してうまく嵌った状態とならず、ピストンリングの一部がピストン２０とチャック部材１２との間に噛み込まれる。

そこで、一対のプレチャック部材１１は、チャック部材１２によるピストンリングのチャックに先立って、係合状態のピストンリングを合口２４が狭まるように所定の方向に縮めることで、係合状態のピストンリングがリング溝２３から垂れ下がることを規制する。すなわち、ピストンリングの垂れ下がりは、図４に示すようにリング端部２５について生じやすい。このため、係合状態のピストンリングについては、リング端部２５について垂れ下がりが生じている場合において、垂れ下がっていない部分（リング溝２３に嵌っている部分、以下同じ。）が径方向内側に押し付けられることにより、垂れ下がりが直った状態となる。

詳細には、プレチャック部材１１によって、係合状態のピストンリングにおいて垂れ下がっていない部分が押し付けられることにより、ピストンリングがその押し付けられた部分からリング溝２３に入り込む。このようにピストンリングがその一部からリング溝２３に入り込むことにともなって、ピストンリングが有する剛性（弾性）により、垂れ下がっている部分がリング溝２３に沿って持ち上げられる。したがって、一対のプレチャック部材１１は、ピストンリングについてリング溝２３から垂れ下がった部分がリング溝２３に対応する位置、あるいはチャック機構によって掴まれることでピストンリングがリング溝２３に嵌りやすくなる位置まで持ち上がるように、ピストンリングを縮めることができるように構成される。

つまり、一対のプレチャック部材１１については、一対のプレチャック部材１１によってピストンリングを掴むことで、ピストンリングの垂れ下がった部分をリング溝２３に対応する位置等まで持ち上げることができるように、ピストンリングに対する接触位置や接触範囲、あるいはピストンリングの押付けに際しての移動速度等が設定される。例えば、プレチャック部材１１の移動速度については、ピストンリングの垂れ下がっている部分がリング溝２３に対応する位置等まで持ち上がる程度に緩やかにピストンリングを掴むように設定される。

このように、本実施形態のチャック装置においては、一対のプレチャック部材１１によって構成されるチャック機構が、セット状態のピストン２０に対して、係合状態のピストンリングを径方向外側から掴むことで、ピストンリングを合口２４が狭まるように所定の方向に縮める第一のチャック手段として機能する。

そして、本実施形態のチャック装置においては、四つのチャック部材１２によって構成されるチャック機構が、一対のプレチャック部材１１により合口２４が狭まる方向に縮められた状態（以下「プレチャック状態」という。）のピストンリングを径方向外側から掴むことで、ピストンリングを径方向に縮めてリング溝２３にチャックする第二のチャック手段として機能する。

なお、プレチャック部材１１は、トップリング２１およびセカンドリング２２に対して、共通の構成として設けられても、各リングについて別々の（専用の）構成として設けられてもよい。また、プレチャック部材１１について、ピストンリングを押し付ける位置（縮める方向）や、ピストンリングを押し付ける位置の箇所数は、特に限定されない。

ただし、一対のプレチャック部材１１によるピストンリングを縮める方向については、一対のプレチャック部材１１は、ピストンリングを縮める所定の方向を、ピストンリングの径方向のうち、合口２４の中心位置を通る径方向に対して略直交する径方向とすることが好ましい。すなわち、本実施形態では、図２に示すように、一対のプレチャック部材１１は、合口２４の中心位置（ピストンリングの周方向における中心位置）を通る径方向（ピストンリングの径方向、以下同じ。）を示す直線（以下「中心線」という。）Ｌに対して、略直交する径方向（図２における上下方向）に対向配置される。

これにより、係合状態のピストンリングは、一対のプレチャック部材１１によって、中心線Ｌに略直交する径方向に押し付けられることで掴まれた状態となる。このように、係合状態のピストンリングが一対のプレチャック部材１１によって押し付けられる方向が、ピストンリングを縮める方向となる。そして、本実施形態では、一対のプレチャック部材１１によるピストンリングを縮める方向が、中心線Ｌに対して略直交する径方向となっている。

ここで、トップリング２１およびセカンドリング２２は、前述したようにそれぞれが有する合口２４がピストン２０の外周面において互いに反対側に位置するようにピストン２０に装着されることから、中心線Ｌについては、トップリング２１とセカンドリング２２とで共通する。つまり、中心線Ｌは、トップリング２１およびセカンドリング２２それぞれについて、合口２４の中心位置を通る径方向を示す直線となる。

このように中心線Ｌに対して略直交する径方向に対向配置される一対のプレチャック部材１１に対して、前述したように略９０°間隔に設けられる四つのチャック部材１２は、
二組の対向するチャック部材１２の対向する方向が、中心線Ｌに対して略４５°をなす径方向となるように配置される。言い換えると、ピストン２０の外周方向について略等間隔に設けられる四つのチャック部材１２が、中心線Ｌを基準に略線対称となるように配置される。このようにして、本実施形態では、一対のプレチャック部材１１と四つのチャック部材１２とが、それぞれの移動範囲等について干渉しないように設けられる。

そして、一対のプレチャック部材１１によるピストンリングを縮める方向が、中心線Ｌに対して略直交する径方向であることにより、プレチャック部材１１の配置についての簡略化が図られる。すなわち、本実施形態では、ピストン２０に装着されるトップリング２１およびセカンドリング２２それぞれの合口２４は、ピストン２０の外周面において互いに反対側に位置する。

このため、一対のプレチャック部材１１によって押し付けられる位置について、合口２４に対する相対的な位置が、トップリング２１とセカンドリング２２とで略同じとなる。一対のプレチャック部材１１によって縮められる方向が、合口２４との関係において、トップリング２１とセカンドリング２２とで略同じとなる。したがって、トップリング２１およびセカンドリング２２について、一対のプレチャック部材１１という共通の構成によって、同様に垂れ下がりが規制される。結果として、プレチャック部材１１により構成されるチャック機構がトップリング２１とセカンドリング２２とで共用され、構造の簡略化が図られる。

以上の構成を備えるチャック装置が用いられてピストン挿入工程において行われる、本実施形態に係るピストンリングのチャック方法（以下単に「チャック方法」という。）について説明する。本実施形態に係るチャック方法は、ピストン２０が有するリング溝２３に、合口２４を有するピストンリングをチャックするための方法であり、プレチャック部材１１が用いられて行われる工程（以下「プレチャック工程」という。）と、チャック部材１２が用いられて行われる工程（以下「チャック工程」という。）とを含む。

つまり、本実施形態のチャック方法では、プレチャック工程によってピストンリングが所定の方向に縮められた後、チャック工程によってピストンリングがチャックされるという、二段階の把持動作によるピストンリングのチャックが行われる。

プレチャック工程は、セット状態のピストン２０に対して、係合状態のピストンリングを径方向外側から掴むことで、ピストンリングを合口２４が狭まるように所定の方向に縮める工程である。

すなわち、ピストン挿入工程において、ピストン２０がシリンダボア２に挿入されるに際してセット状態とされた後、一対のプレチャック部材１１によって構成されるチャック機構により、係合状態のピストンリングが、合口２４が狭まるように所定の方向に縮められる。本実施形態においては、係合状態のピストンリングが、一対のプレチャック部材１１により、中心線に対して略直交する径方向に縮められる（図３（ａ）参照）。

これにより、係合状態のピストンリングについてリング溝２３からの垂れ下がりが生じた場合であっても、一対のプレチャック部材１１によって掴まれて縮められることによって、ピストンリングの垂れ下がった部分がリング溝２３に対応する位置等まで持ち上げられる。言い換えると、一対のプレチャック部材１１によって係合状態のピストンリングが掴まれて縮められることにより、係合状態のピストンリングの自重による垂れ下がりが規制される。

チャック工程は、プレチャック工程の後、合口２４が狭まる方向に縮められた状態のピストンリングを径方向外側から掴むことで、ピストンリングを径方向に縮めてリング溝２３にチャックする工程である。

すなわち、プレチャック工程によって所定の方向に縮められることで、ピストンリングにおいて垂れ下がる部分がリング溝２３に対応する位置等まで持ち上げられている姿勢が保持されている状態で、複数のチャック部材１２によって構成されるチャック機構により、ピストンリングのチャックが行われる。本実施形態では、ピストンリングは、セット状態のピストン２０の外周方向について略等間隔に設けられる四つのチャック部材１２によって押し付けられることにより、径方向に縮められ、チャックされた状態となる（図３（ｂ）参照）。

以上のように、本実施形態のチャック方法によってピストンリングがチャックされた状態で、シリンダボア２へのピストン２０の挿入が行われる（図１参照）。具体的には、ピストンリングがチャックされた状態のピストン２０は、円筒状あるいはシリンダ壁面３側にかけて縮径するテーパ状の内周面を案内面として有する筒状の治具が用いられることで、シリンダボア２に挿入される。すなわち、ピストンリングがチャックされた状態のピストン２０は、前記のような案内面がシリンダ壁面３に連続するようにセットされた状態の治具に押し込まれることにより、シリンダブロック１に対して位置決めされるとともに、案内面によってピストンリングがチャックされた状態が保持されながら案内され、シリンダボア２に挿入される。

以上の本実施形態のチャック装置およびチャック方法によれば、リング溝２３からのピストンリングのはみ出しが生じた場合であっても、ピストン挿入工程における稼動率阻害の原因となるピストンリングの噛み込みを防止することができる。

すなわち、本実施形態においては、チャック部材１２により構成されるチャック機構によるピストンリングのチャックに際して、係合状態のピストンリングが、一対のプレチャック部材１１によって掴まれることで、リング溝２３から垂れ下がらないように持ち上げられた状態とされる。これにより、係合状態のピストンリングについて、一対のプレチャック部材１１による把持動作がない場合にリング溝２３からはみ出すことで垂れ下がる部分であっても、リング溝２３に対応する位置等に保持される。

したがって、ピストンリングについて一対のプレチャック部材１１によって垂れ下がりが規制された状態で四つのチャック部材１２によってチャックされることにより、例えば合口２４を形成するリング端部２５等の垂れ下がりやすい部分も含め、係合状態のピストンリングがスムーズに全周（全部）にわたってリング溝２３に嵌め込まれる。つまり、ピストンリングを確実にチャックすることができ、ピストン２０とチャック部材１２との間におけるピストンリングの噛み込みが防止される。

また、本実施形態のチャック装置およびチャック方法においては、一対のプレチャック部材１１によるピストンリングを縮める方向が、中心線Ｌに対して略直交する径方向とされる。このため、プレチャック部材１１の配置についての簡略化を図ることができる。

なお、本実施形態のチャック装置においては、一対のプレチャック部材１１と四つのチャック部材１２とが、リンク機構等によって連動するように構成されることが好ましい。すなわち、ピストン２０の径方向に近接離間する方向に往復移動可能に設けられるプレチャック部材１１およびチャック部材１２は、好ましくは、共通の駆動源からの駆動力がリンク機構等を介して伝達されることで、プレチャック部材１１、チャック部材１２の順に所定のタイミングでピストンリングを掴むように連動して往復移動するように構成される。これにより、プレチャック部材１１およびチャック部材１２を動作させるためのモータ等の駆動源やリング機構を構成するアクチュエータ等について、簡略化を図ることができる。

シリンダブロックに挿入されるピストンを示す図。 本発明の一実施形態に係るチャック装置の構成を示す図。 本発明の一実施形態に係るチャック方法の説明図。 ピストンの拡大図。

１１ プレチャック部材（第一のチャック手段）
１２ チャック部材（第二のチャック手段）
２０ ピストン
２１ トップリング（ピストンリング）
２２ セカンドリング（ピストンリング）
２３ リング溝
２４ 合口
２５ リング端部

Claims (4)

1. エンジンのピストンが有するリング溝に、切れ目部分である合口を有するピストンリングをチャックするためのピストンリングのチャック装置であって、
   所定の姿勢に支持された状態の前記ピストンの前記リング溝に係合した状態の前記ピストンリングにおける、前記リング溝から垂れ下がっていない部分を、前記ピストンリングにおける合口の位置を通る径方向の直線を基準として両側に配置されるプレチャック部材により、径方向内側に押し付けるように径方向外側から掴むことで、前記ピストンリングを前記合口が狭まるように所定の方向に縮める第一のチャック手段と、
   前記第一のチャック手段により前記合口が狭まる方向に縮められた状態の前記ピストンリングを径方向外側から掴むことで、前記ピストンリングを径方向に縮めて前記リング溝にチャックする第二のチャック手段とを備える、
   ことを特徴とする、ピストンリングのチャック装置。
2. 前記第一のチャック手段は、
   前記ピストンリングを縮める前記所定の方向を、前記ピストンリングの径方向のうち、前記合口の中心位置を通る径方向に対して略直交する径方向とする、
   ことを特徴とする、請求項１に記載のピストンリングのチャック装置。
3. エンジンのピストンが有するリング溝に、切れ目部分である合口を有するピストンリングをチャックするためのピストンリングのチャック方法であって、
   所定の姿勢に支持された状態の前記ピストンの前記リング溝に係合した状態の前記ピストンリングにおける、前記リング溝から垂れ下がっていない部分を径方向内側に押し付けるように、前記ピストンリングにおける合口の位置を通る径方向の直線を基準とした両側の径方向外側から掴むことで、前記ピストンリングを前記合口が狭まるように所定の方向に縮めた後、
   前記合口が狭まる方向に縮められた状態の前記ピストンリングを径方向外側から掴むことで、前記ピストンリングを径方向に縮めて前記リング溝にチャックする、
   ことを特徴とする、ピストンリングのチャック方法。
4. 前記ピストンリングを縮める前記所定の方向を、前記ピストンリングの径方向のうち、前記合口の中心位置を通る径方向に対して略直交する径方向とする、
   ことを特徴とする、請求項３に記載のピストンリングのチャック方法。

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