JP6030532B2 - ピストンリング組付装置 - Google Patents

Description

本発明は、ピストン側面の溝にピストンリングを組み付けるピストンリング組付装置の技術に関する。

ピストンリングは、レシプロエンジン、圧縮機又は油圧機器等のピストン側面の溝にはめられる円環状部材として良く知られている。ピストンリングは、シリンダ内壁とピストン側面とのすべり軸受の機能を有している。ピストンリング組付装置は、ピストン側面の溝にピストンリングを組み付ける装置である（例えば、特許文献１）。

特許文献１に開示される従来のピストンリング組付装置では、ピストンリングを切り出す前に、ピストンリングを拡径した状態でマガジンで保持している。このようなピストンリングをマガジンにより拡径状態で保持する構成では、ピストンリングの合口部分がマガジンに引っ掛かってピストンリングが歪み、ピストンリングを適切に切り出すことができなかった。

特開２０１１−２５５４２７号公報

本発明の解決しようとする課題は、ピストンリングを拡径しない状態（非拡径状態）で保持することができるピストンリング組付装置を提供することである。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、ピストン側面の溝にピストンリングを組み付けるピストンリング組付装置であって、前記ピストンリングを非拡径状態で保持するマガジンと、前記ピストンが押し付けられることによって、軸方向の一側に押し出される第一押出部と、前記第一押出部と連動して径方向外向きに押し出される第二押出部と、前記第二押出部の外縁に形成され、前記マガジンに保持されたピストンリングを拡径して切り出すツメ部と、前記ツメ部によって切り出されたピストンリングを拡径したまま前記ピストンの溝まで案内するガイドと、前記ガイドに対して相対的に軸方向へ摺動可能に構成され、前記ガイドに案内されるピストンリングを前記ピストンの溝まで送り出すシャッタと、前記マガジン、前記第一押出部、前記第二押出部、前記ツメ部及び前記ガイドを一体として軸方向にスライド可能に支持するスライド部と、を具備するものである。

本発明のピストンリング組付装置であれば、ピストンリングを非拡径状態で保持することができる。

ピストンリング組付装置の構成を示す模式図。 ピストンリング組付装置の作用を示す模式図。 ピストンリング組付装置の作用を示す模式図。

図１を用いて、ピストンリング組付装置１００の構成について説明する。
なお、図１では、ピストンリング組付装置１００の構成を側面視にて模式的に表している。また、以下では、図１に記載される軸方向、径方向及び周方向に従って説明する。

ピストンリング組付装置１００は、本発明のピストンリング組付装置に係る実施形態である。ピストンリング組付装置１００は、ピストンＰの側面の周方向に形成される溝ＭにピストンリングＲを組み付ける装置である。

ピストンリング組付装置１００は、第一押出部１０と、第二押出部２０と、ツメ部３０と、マガジン４０と、ベース５０と、ガイド６０と、シャッタ７０と、スライド部８０と、を具備している。

ベース５０は、略円盤形状に構成されている。また、ベース５０は、略円盤形状の外周縁部から下方へ延出する延出部を備えている。ベース５０の軸心部には、上下方向に貫通する貫通穴５０Ａが形成されている。ベース５０は、支持部５１によって支持されている。

ガイド６０は、ツメ部３０によって切り出されたピストンリングＲを拡径したままピストンＰの溝Ｍまで案内するものである。ガイド６０は、内径がピストンＰの外径よりも若干大きい円筒形状に構成されている。ガイド６０の上端は、内側に断面視Ｌ字形状に折り曲げられている。ガイド６０は、ベース５０に固設されている。

第一押出部１０は、ピストンＰが軸方向に押し付けられることによって、軸方向の上向きに押し出されるものである。第一押出部１０は、本体１１と、支持部１２と、から構成されている。本体１１と支持部１２とは、一体的に形成されている。

本体１１は、上方へ向かうにつれて縮径する略円錐形状に構成され、上面１１Ａと、傾斜部１１Ｂと、底面１１Ｃと、が形成されている。支持部１２は、本体１１の軸方向の上向きに延設されている。支持部１２は、摺動部１２Ａと、ストッパ１２Ｂと、から形成されている。

摺動部１２Ａはベース５０の貫通穴５０Ａを貫通し、ストッパ１２Ｂはベース５０の上面に掛止可能に構成されている。第一押出部１０は、ストッパ１２Ｂがベース５０の上面に掛止されることによって、ベース５０に支持されている。

第二押出部２０は、第一押出部１０が軸方向に押し出される動きと連動して径方向外向きに押し出されるものである。第二押出部２０は複数設けられており（本実施形態では４つ）、各第二押出部２０は周方向に等間隔に配置されている。また、各第二押出部２０は、平面視にて、ベース５０の軸心側から径方向外側へ向けて放射状に延出している（図２（Ｂ）参照）。

第二押出部２０の径方向内側には、上方に向かうにつれて径方向内側へ傾斜する傾斜部２０Ｂが形成されている。傾斜部２０Ｂは、上述した第一押出部１０の傾斜部１１Ｂと当接している。第二押出部２０の外周面とベース５０の前記延出部との間には、バネ２１が介されている。バネ２１は、第二押出部２０をベース５０に対し径方向内側に付勢している。

ツメ部３０は、マガジン４０に保持されたピストンリングＲ・・・を拡径して切り出すものである。ツメ部３０は、第二押出部２０の下端かつ外縁に形成されている。第二押出部２０及びツメ部３０は、ベース５０とガイド６０との間に径方向に摺動可能に収納されている。

マガジン４０は、ピストンリングＲ・・・を拡径しないで（非拡径状態で）保持するものである。マガジン４０には、複数のピストンリングＲ・・・が軸方向に積層されて保持されている。マガジン４０は、軸方向に立設される複数の支柱を、ピストンリングＲ・・・の内周面に沿って周方向に配置することにより構成されている。マガジン４０を構成する各支柱の下部の内周面は、ベース５０に固設されている。

マガジン４０に積層保持されているピストンリングＲ・・・の上端面には、ピストンリングＲ・・・を下方に付勢する錘部材（図示略）が載置されている。最下層のピストンリングＲは、ガイド６０の上端面に当接している。

シャッタ７０は、ガイド６０に案内されるピストンリングＲをピストンＰの溝Ｍまで送り出すものである。シャッタ７０は、略円筒形状に構成され、支柱８１に支持されている。シャッタ７０の内径は、マガジン４０に保持されたピストンリングＲ・・・の外径及びガイド６０の外径と略同一となるように構成されている。シャッタ７０は、ガイド６０に対して、相対的に軸方向へ摺動可能に構成されている。

スライド部８０は、第一押出部１０、第二押出部２０、ツメ部３０、マガジン４０、ベース５０及びガイド６０を一体として軸方向にスライド可能に支持するものである。スライド部８０は、支柱８１に設けられている。スライド部８０は、ベース５０の支持部５１を支持している。

図２及び図３を用いて、ピストンリング組付装置１００の作用について説明する。
なお、図２及び図３は、ピストンリング組付装置１００の作用について順を追って側面視にて模式的に表している。なお、図２（Ｂ）のみ側面視及び断面視にて模式的に表している。

図２（Ａ）に示すように、作業者又は産業用ロボットは、ピストンＰをピストンリング組付装置１００に対して軸方向上向きに押し付ける。このとき、ピストンＰの上面が第一押出部１０の底面１１Ｃに当接するように、ピストンＰがピストンリング組付装置１００に対して軸方向上向きに押し付けられる（図２（Ａ）における矢印Ａ１）。

図２（Ｂ）に示すように、ピストンＰが第一押出部１０に当接した後、ピストンＰがピストンリング組付装置１００に対して軸方向上向きにさらに押し付けられる。これにより、第一押出部１０が軸方向上向きに押し出され、第一押出部１０の傾斜部１１Ｂが第二押出部２０の傾斜部２０Ｂに対して摺動する（図２（Ｂ）における矢印Ａ２）。

第一押出部１０が上向きに押し出されて、傾斜部１１Ｂが傾斜部２０Ｂに対して摺動すると、第二押出部２０は、傾斜部１１Ｂにより径方向外側に押し出される（図２（Ｂ）における矢印Ｂ１）。このとき、第二押出部２０及びツメ部３０がガイド６０の上面を径方向外向きに摺動する。ツメ部３０がガイド６０の上面を径方向外向きに摺動することによって、マガジン４０に積層されたピストンリングＲ・・・のうち最下部のピストンリングＲが拡径して、他のピストンリングＲ・・・から切り出される。

図３（Ｃ）に示すように、ピストンＰがピストンリング組付装置１００に対して軸方向上向きにさらに押し付けられて、第一押出部１０が軸方向上向きに押し出される。そして、軸方向上向きに押し出される第一押出部１０の上面１１Ａがベース５０の底面に当接し、第一押出部１０、第二押出部２０、ツメ部３０、マガジン４０、ベース５０及びガイド６０が一体となってピストンＰによって軸方向上向きに押し出される（図３（Ｃ）における矢印Ａ３）。

同時に、第二押出部２０が径方向にさらに押し出される（図３（Ｃ）における矢印Ｂ２）。このとき、ツメ部３０によって切り出された最下部のピストンリングＲは、その内周面がガイド６０の外周面に達するまで径方向外側に拡径される。（図３（Ｃ）における矢印Ｂ２）。

図３（Ｄ）に示すように、ピストンＰがピストンリング組付装置１００に対して軸方向にさらに押し付けられる。これにより、第一押出部１０、第二押出部２０、ツメ部３０、マガジン４０、ベース５０及びガイド６０が軸方向上向きにさらに押し出される（図３（Ｄ）における矢印Ａ４）。

この場合、シャッタ７０は上下方向に移動することなく静止しているため、シャッタ７０が相対的にガイド６０に対して軸方向下向きに移動する（図３（Ｄ）における破線矢印）。これにより、ガイド６０の外周面まで拡径されているピストンリングＲが、シャッタ７０によって、ガイド６０に対して相対的に軸方向下向きに押し出されて、ガイド６０に嵌合される。

図３（Ｅ）に示すように、ピストンＰがピストンリング組付装置１００に対して軸方向にさらに押し付けられる。このとき、第一押出部１０、第二押出部２０、ツメ部３０、マガジン４０、ベース５０及びガイド６０が軸方向上向きにさらに押し出される（図３（Ｅ）における矢印Ａ５）。

これにより、シャッタ７０は、ガイド６０に対して相対的に軸方向下向きにさらに移動する（図３（Ｅ）における破線矢印）。このとき、ガイド６０に嵌合された状態のピストンリングＲは、シャッタ７０によってガイド６０に沿って軸方向下向きに押し出される。軸方向下向きに押し出されたピストンリングＲは、ガイド６０の下端に到達した後、ガイド６０から外れて、ピストンリングＲの復元力によってピストンＰの側面の溝Ｍに嵌合される。

ピストンリング組付装置１００の効果について説明する。
ピストンリング組付装置１００によれば、ピストンリングＲを拡径しない状態で保持することができる。

また、ピストンリング組付装置１００によれば、ピストンリングＲが拡径される時間は、ガイド６０を軸方向下方に摺動する時間だけなので、ピストンリングＲが塑性変形することを防止でき、ピストンＰの品質を向上できる。

さらに、ピストンリング組付装置１００によれば、動力を必要としないで、ピストンＰの軸方向の動作だけでピストンリングＲの切り出し、拡径、嵌合までの組み付けができるので、装置を簡易な構成とすることができる。

また、ピストンリング組付装置１００によれば、ピストンリングＲを補給する際には、マガジン４０の上方からピストンリングＲを拡径せずに補給することができるので、組み付け作業効率を向上できる。

なお、本実施形態においては、マガジン４０に積層保持されるピストンリングＲ・・・を錘部材により下方に付勢するとともに、ピストンＰをピストンリング組付装置１００に対して上方へ押し付けるように構成しているが、ピストンリング組付装置１００の構成を上下反対とすることも可能である。

ピストンリング組付装置１００を上下反対の構成とする場合は、ピストンリングＲ・・・を下方付勢する錘部材の代わりに、ピストンリングＲ・・・を上方付勢する付勢部材を用いるとともに、ピストンＰをピストンリング組付装置１００に対して下方へ押し付けるように構成すればよい。

１０ 第一押出部
２０ 第二押出部
３０ ツメ部
４０ マガジン
５０ ベース
６０ ガイド
７０ シャッタ
８０ スライド部
１００ ピストンリング組付装置
Ｍ 溝
Ｐ ピストン
Ｒ ピストンリング

Claims (1)

1. ピストン側面の溝にピストンリングを組み付けるピストンリング組付装置であって、
   前記ピストンリングを非拡径状態で保持するマガジンと、
   前記ピストンが押し付けられることによって、軸方向の一側に押し出される第一押出部と、
   前記第一押出部と連動して径方向外向きに押し出される第二押出部と、
   前記第二押出部の外縁に形成され、前記マガジンに保持されたピストンリングを拡径して切り出すツメ部と、
   前記ツメ部によって切り出されたピストンリングを拡径したまま前記ピストンの溝まで案内するガイドと、
   前記ガイドに対して相対的に軸方向へ摺動可能に構成され、前記ガイドに案内されるピストンリングを前記ピストンの溝まで送り出すシャッタと、
   前記マガジン、前記第一押出部、前記第二押出部、前記ツメ部及び前記ガイドを一体として軸方向にスライド可能に支持するスライド部と、
   を具備する、
   ピストンリング組付装置。

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