JP5035535B2 - サークリップ取付け用工具 - Google Patents

Description

本発明は、ピストンピンの抜け外れを阻止するサークリップを取り付けるためのサークリップ取付け用工具に関する。

ピストンとコネクティングロッドはピストンピンを介して連結され、ピストンの往復動がクランクシャフトの回転動とされる。ピストンとして、ピストンピンがピストンに対して回転自在に支持され、ピストンピンに対してコネクティングロッドが回転自在に支持されたフルフローティング型のものが知られている。

フルフローティング型のピストンは、耐焼き付性、潤滑性に優れ、摩擦に対しても有利な構成となっており、高出型の内燃機関に多く使用されている。フルフローティング型のピストンでは、ピストンピンの抜け外れを防ぐため、両端部に抜け止め用のサークリップが配置されている。サークリップは、合い口を有する輪形のばね鋼で形成され、一般的に整備現場では樹脂製のへら等を用いて作業員が手作業でピストンピン穴両端の溝部に取り付けていた。

作業員の手作業による取り付けは力の加減や要領に経験が必要であるため、作業員の熟練度合いにより、サークリップを塑性変形させて抜け止めとしての機能を低下させたり、サークリップによりピストン側の部品に損傷を与える虞があった。また、ばね鋼の小さな部品であるため、取り扱いの熟練度合いにより作業員が受傷する虞もあった。

このため、ピストンピンの抜け外れを防ぐサークリップを嵌め込むための装置が従来から種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。従来のサークリップを嵌め込むための装置は、サークリップを取り付け溝に対して適正な姿勢に保持し、適正な姿勢を保持した状態でサークリップを取り付け溝に押し込む構成とされている。このため、作業員の熟練度合いに拘わらずサークリップを適切に装着することが可能になる。

従来のサークリップを嵌め込むための装置は、サークリップを保持するために、サークリップを引っ掛ける機能、サークリップを適正な姿勢に保ちながら保持部位にセットする機能、サークリップの姿勢を保った状態で取り付け穴に押し込む機能等を有する構成部材を備えている。このため、装置が大掛かりで複雑になり、装置コストが嵩むものであった。従って、熟練度合いによらずサークリップを適切に嵌め込むことができるにも拘わらず、整備の現場等に導入し難い状況となっていた。

特許第３９６７２７３号公報

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、作業員の熟練度合いに拘わらずサークリップを適正・容易に装着することができ、しかも、極めて簡単な構造で安価なサークリップ取付け用工具を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための請求項１に係る本発明のサークリップ取付け用工具は、ピストンのピストンピン取り付け穴の端部寄りに形成されたサークリップ溝内にサークリップを取り付けるサークリップ取付け用工具であって、前記サークリップを縮径した状態で保持する保持部と、前記サークリップの合い口が前記サークリップ溝内に位置合わせされた状態で前記サークリップが前記端部側に押圧されることで前記端部と平行姿勢になるように前記サークリップの周囲を案内する案内部とからなり、前記保持部及び前記案内部は、前記サークリップが縮径した状態で摺動自在に保持され両端が開放される筒穴を備えた本体部からなり、前記本体部の一方側の開放口には径方向の一部が軸方向に短くされた切欠部が前記筒穴の中心に対して対称位置に２箇所形成されると共に、前記一方側の開放口内端縁には面取り加工が施された面取り部が設けられ、前記筒穴の前記一方側の開放口から前記サークリップを挿入して前記合い口が前記筒穴の一方側の開放口から突出した状態で前記サークリップを前記本体部の前記筒穴に保持させ、前記合い口が前記サークリップ溝内に位置合わせされる状態で前記ピストンに対して前記本体部を配した後に、前記筒穴の他方側の開放口から前記筒穴内の前記サークリップを前記ピストンピン取り付け穴側に押圧することで前記サークリップを前記サークリップ溝内に取り付けるようにし、前記本体部が配されるピストンは、ランド部とサイドウォール形成部を備え、前記サイドウォール形成部に前記ピストンピン取り付け穴及び前記サークリップ溝が形成されると共に、前記ランド部と前記サイドウォール形成部との境界部分にはピストンピン取り付け穴と同一曲率半径の加工曲率面が形成され、前記加工曲率面の部位に対応する前記筒穴の一方側の前記開放口に前記ランド部を回避する切欠部が形成され、前記本体部が配された際に前記加工曲率面と前記筒穴の面が連続状態にされることを特徴とする。

請求項１に係る本発明では、サークリップを縮径した状態で取付け用工具の保持部に保持させ、合い口をピストンピン取り付け穴の端部に位置合わせした状態でサークリップを押圧することで、取付け用工具の案内部によりサークリップがピストンピン取り付け穴の端部と平行姿勢になるように案内され、サークリップが平行姿勢を保った状態でサークリップ溝（円周溝）内に装着される。このため、作業員の熟練度合いに拘わらずサークリップを適正・容易に装着することができる。しかも、サークリップの押圧は、ピストンピンを圧入する既存の工具等を用いることができるので、極めて簡単な構造で安価なサークリップ取付け用工具となる。
そして、筒穴を備えた本体部により保持部及び案内部が構成されるので、筒状の部材により工具を構成することができ、構造が極めて簡単になりコストを大幅に低減することができる。また、切欠部が対称位置に２箇所形成されているので、ランド部とサイドウォール形成部を備えたピストンに取付け工具を適用した場合に、使用する方向性の制限をなくすことができると共に、ランド部と反対側の切欠部からサークリップの状況を視認することができる。
また、ランド部とサイドウォール形成部を備えたピストン用のサークリップを取り付ける場合でも、切欠部により開放口がランド部を回避した状態で取付け工具が配される。そして、筒穴の面に案内されたサークリップが加工曲率面に連続してスムーズに案内され、サークリップがピストンピン取り付け穴の端部と平行姿勢になるように案内されて平行姿勢を保った状態でサークリップ溝内に装着される。

本発明のサークリップ取付け用工具は、作業員の熟練度合いに拘わらずサークリップを適正・容易に装着することができ、しかも、極めて簡単な構造で安価なサークリップ取付け用工具とすることができる。

図１〜図４には本発明の一実施形態例に係るサークリップ取付け用工具を示してあり、図１は外観図、図２は側面図、図３は正面図、図４は図２中のＩＶ−ＩＶ線断面図である。また、図５には本発明の一実施形態例に係るサークリップ取付け用工具にサークリップを保持した状態の斜視状況、図６にはサークリップをピストンに位置合わせした状態、図７にはサークリップがピストンに押し込まれた状態を示してあり、図６（ａ）、図７（ａ）は斜視図、図６（ｂ）、図７（ｂ）は断面図である。更に、図８にはサークリップが装着された状態のピストンの側面、図９には図８中の断面を示してある。

図８、図９に基づいて本発明のサークリップ取付け用工具が適用されるピストンの構成を説明する。

図に示すように、ピストン１は、シリンダ内を摺動する円筒状のランド部２及び側壁部が形成されるサイドウォール形成部３が備えられ、サイドウォール形成部３のピンボス部にピストンピン取り付け穴としてのピン穴４が形成され、ピン穴４にピストンピン５が挿入されている。サイドウォール形成部３の側壁間の幅はピストンピン５の軸方向でランド部２よりも短い長さに形成され、サイドウォール形成部３は、側壁部に連続してランド部２と同一径とされた部分がスカート６とされている。ランド部２のサイドウォール形成部３側の面（ランド部２とサイドウォール形成部３との境界部分）には、ピン穴４と同一曲率半径の加工曲率面９が形成されている。ピン穴４の位置は、図中上下方向でランド部２に重なるようになっており、加工曲率面９は、ピン穴４を加工する際に形成されるものである。

ピン穴４の開口両側の周縁には周溝（サークリップ溝）７がそれぞれ形成され、周溝７には輪形のサークリップ１１が縮径した状態で嵌め込まれている。サークリップ１１は合い口１２を有する鋼製のばね部材であり、径方向に弾性変形するものである。ピストンピン５の両端がサークリップ１１に規制されてピン穴４に挿入されることで、ピストンピン５は、ピン穴４に対して回転自在、且つ、抜け外れが防止された状態で支持されている。そして、ピストンピン５にはコネクティングロッド８の小端部が回転自在に支持されている。

上述したピストン１のサークリップ１１は、本発明のサークリップ取付け用工具を用いて装着される。図１〜図４に基づいてサークリップ取付け用工具を説明する。

図に示すように、サークリップ取付け用工具２１は、筒状の本体部２２を備え、本体部２２には両端が開放される筒穴２３が形成されている。筒穴２３にはサークリップ１１（図８、図９参照）が縮径した状態で摺動自在に保持される。本体部２２の筒穴２３の径は、ピン穴４（図８、図９参照）の径よりも小さく、且つ、筒穴２３の軸方向に直交する面内にサークリップ１１（図８、図９参照）が保持された際に、即ち、後述する装着時に周溝７（図８、図９参照）と平行な状態に保持された際に、サークリップ１１（図８、図９参照）が塑性変形しないか、あるいは、塑性変形したとしても若干程度（サークリップ１１としての抜け止め機能が損なわれない程度）となるような径に設定されている。

本体部２２の一方側（図１等の上側）の開放口には径方向の一部が軸方向に短くされた切欠部２４が形成され、切欠部２４は筒穴２３の軸心を中心にして対称位置に２箇所形成されている。サークリップ１１（図８、図９参照）の取り付け時に本体部２２を所定の位置に配した際、切欠部２４により開放口がランド部２（図８、図９参照）を回避した状態で配されるようになっている。

本体部２２の切欠部２４が形成された開放口内端縁は、Ｒ状に面取り加工が施された面取り部２５が設けられ、開放口の鋭角分が面取り処理されている。切欠部２４が形成された開放口から合い口１２（５参照）が開放口側を向くようにサークリップ１１（図８、図９参照）が挿入され、サークリップ１１（図８、図９参照）が縮径した状態で摺動自在に筒穴２３に保持される。つまり、本体部２２の筒穴２３がサークリップ１１（図８、図９参照）を縮径した状態で保持する保持部と、サークリップ１１（図８、図９参照）の周囲を案内する案内部とされている。

上記実施形態例では、円筒状の本体部２２の筒穴２３により保持部及び案内部を構成したので、極めて簡単な構成によりサークリップ１１（図８、図９参照）を装着するための工具とすることが可能であり、加工コスト及び部品コストを大幅に低減することができる。尚、円筒状の本体部２２の筒穴２３により保持部及び案内部を構成したが、円環状の保持部と案内円弧面を有する案内部とからなる形状の工具とすることも可能である。また、円筒状の筒穴２３に代えて、多角形状の穴、楕円形状の穴等により保持部及び案内部を構成した工具とすることも可能である。

図５〜図７に基づいて上述したサークリップ取付け用工具２１を用いたサークリップの装着手順を説明する。

図５に示すように、切欠部２４が形成された開放口から合い口１２を開放口側に向けた状態でサークリップ１１を筒穴２３に挿入する。これにより、サークリップ１１は適度に圧縮されて縮径して筒穴２３に保持される。切欠部２４が形成された開放口には面取り部２５が設けられているので、サークリップ１１に傷が付くことがない。

図６に示すように、本体部２２の開放口をピストン１のピン穴４に位置合わせしてサークリップ１１の合い口１２を周溝７に合わせて嵌め込む。この時、切欠部２４により開放口がランド部２を回避した状態で配され、また、ランド部２と反対側の切欠部２４から合い口１２が周溝７に嵌っていることが確認できる。

サークリップ１１の合い口１２を周溝７に嵌め込んだ後、図７に示すように、本体部２２の開放口からプッシュロッド３１のガイドロッド３２を挿入してサークリップ１１の合い口１２と反対側（サークリップ１１内側の中心部を介して合い口１２と対向する側）を周溝７側に押し込む。プッシュロッド３１は、例えば、ピストンピンを圧入する等に用いられる既存の工具であり、径の異なるガイドロッド３２を交換自在に備えたものである。

即ち、本体部２２の逆側の開放口からプッシュロッド３１のガイドロッド３２を挿入し、合い口１２と反対側のサークリップ１１を周溝７側に押し込むことにより、周溝７と平行姿勢になるようにサークリップ１１が縮径されながらサークリップ１１の周囲が筒穴２３の筒面に案内される（図７（ｂ）中点線から実線の状態）。

この時、切欠部２４により筒穴２３の筒面が途切れた状態になっているが、図７（ｂ）に示すように、切欠部２４に対応する部位では、ピストン１のランド部２に形成された加工曲率面９が筒穴２３の筒面と連続状態になっているので、サークリップ１１の周囲が筒穴２３の筒面から加工曲率面９にわたり連続的に案内される。

合い口１２と反対側のサークリップ１１をプッシュロッド３１のガイドロッド３２で周溝７側に押し込むことにより、サークリップ１１の周囲が筒穴２３の筒面及び加工曲率面９にわたり連続的に案内されてサークリップ１１が周溝７に装着され、サークリップ１１が周溝７の内部で拡径側に付勢されて周溝７に嵌合される。

尚、サークリップ取付け用工具２１として、ランド部２とランド部２よりも短いサイドウォール形成部３を備えたピストン１に適用するため、本体部２２の開放口に切欠部２４が形成された構成のものを例に挙げて説明したが、ピン穴４がランド部２に重複しない形状のピストンに適用する場合、本体部２２の開放口に切欠部２４が存在しないサークリップ取付け用工具とし、サークリップ１１の周囲を筒穴２３の筒面全体で案内することも可能である。この場合、サークリップ１１の合い口１２が周溝７に嵌っていることの確認は、本体部２２の逆側の開放口からプッシュロッド３１を挿入する前に行うことができる。

上述したサークリップ取付け用工具２１を用いることにより、筒穴２３にサークリップ１１を保持させることで適度な力で縮径した状態で保持させることができ、合い口１２を周溝７に位置合わせした状態でサークリップ１１を押圧することで筒穴２３の筒面によりサークリップ１１が周溝７と平行姿勢になるように案内され、サークリップ１１が平行姿勢を保った状態で装着される。

このため、作業員の熟練度合いに拘わらず、誰でも、サークリップ１１を容易に且つ確実に装着することができ、しかも、サークリップ１１の抜け止めとしての機能を損なう虞がなく、周辺部品を傷付けることなく短時間に装着することができる。また、サークリップ１１の押圧は、ピストンピンを圧入する既存のプッシュロッド３１を用いることができるので、極めて簡単な構造で安価なサークリップ取付け用工具２１となる。この結果、極めて簡単な構成の工具であるにも拘らず、作業工数を減らして整備品質を向上させることができ、信頼性が向上して顧客の満足を向上させる、といった多くの効果を得ることが可能になる。

また、筒穴２３を備えた本体部２２により保持部及び案内部が構成されるので、筒状の簡素な部材によりサークリップ取付け用工具２１を構成することができ、構造が極めて簡単になりコストを大幅に低減することができる。

また、ランド部２とサイドウォール形成部３を備えたピストン１に用いた場合でも、切欠部２４により開放口がランド部２を回避した状態で配され、筒穴２３の筒面に案内されたサークリップ１１が加工曲率面９に連続して案内されてサークリップ１１がピン穴４と平行姿勢を保った状態で装着される。また、切欠部２４は筒穴２３の軸心を中心にして対称位置に２箇所形成されているので、使用する方向性の制限をなくすことができると共に、ランド部２と反対側の切欠部２４からサークリップ１１の合い口１２の位置合わせの状況を視認することができる。

本発明は、ピストンピンの抜け外れを阻止するサークリップを取り付けるためのサークリップ取付け用工具の産業分野で利用することができる。

本発明の一実施形態例に係るサークリップ取付け用工具の外観図である。 本発明の一実施形態例に係るサークリップ取付け用工具の側面図である。 本発明の一実施形態例に係るサークリップ取付け用工具の正面図である。 図２中のＩＶ−ＩＶ線断面図である。 本発明の一実施形態例に係るサークリップ取付け用工具にサークリップを保持した状態の斜視図である。 サークリップを位置合わせした状態の説明図である。 サークリップが押し込まれた状態の説明図である。 サークリップが装着された状態のピストンの外観図である。 サークリップが装着された状態のピストンの断面図である。

符号の説明

１ ピストン
２ ランド部
３ サイドウォール形成部
４ ピン穴
５ ピストンピン
６ スカート
７ 周溝
８ コネクティングロッド
１１ サークリップ
１２ 合い口
２１ サークリップ取付け用工具
２２ 本体部
２３ 筒穴
２４ 切欠部
２５ 面取り部
３１ プッシュロッド
３２ ガイドロッド

Claims (1)

1. ピストンのピストンピン取り付け穴の端部寄りに形成されたサークリップ溝内にサークリップを取り付けるサークリップ取付け用工具であって、
   前記サークリップを縮径した状態で保持する保持部と、
   前記サークリップの合い口が前記サークリップ溝内に位置合わせされた状態で前記サークリップが前記端部側に押圧されることで前記端部と平行姿勢になるように前記サークリップの周囲を案内する案内部と
   からなり、
   前記保持部及び前記案内部は、
   前記サークリップが縮径した状態で摺動自在に保持され両端が開放される筒穴を備えた本体部からなり、
   前記本体部の一方側の開放口には径方向の一部が軸方向に短くされた切欠部が前記筒穴の中心に対して対称位置に２箇所形成されると共に、前記一方側の開放口内端縁には面取り加工が施された面取り部が設けられ、
   前記筒穴の前記一方側の開放口から前記サークリップを挿入して前記合い口が前記筒穴の一方側の開放口から突出した状態で前記サークリップを前記本体部の前記筒穴に保持させ、前記合い口が前記サークリップ溝内に位置合わせされる状態で前記ピストンに対して前記本体部を配した後に、前記筒穴の他方側の開放口から前記筒穴内の前記サークリップを前記ピストンピン取り付け穴側に押圧することで前記サークリップを前記サークリップ溝内に取り付けるようにし、
   前記本体部が配されるピストンは、ランド部とサイドウォール形成部を備え、前記サイドウォール形成部に前記ピストンピン取り付け穴及び前記サークリップ溝が形成されると共に、前記ランド部と前記サイドウォール形成部との境界部分にはピストンピン取り付け穴と同一曲率半径の加工曲率面が形成され、
   前記切欠部は前記加工曲率面の部位に対応する前記筒穴の一方側の前記開放口に前記ランド部を回避するよう形成され、前記本体部が配された際に前記加工曲率面と前記筒穴の面が連続状態にされる
   ことを特徴とするサークリップ取付け用工具。

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