JPH07238384A - ピストンマスク自動拡径操作装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ピストンのマスキングおよびその除去を短時
間でかつ容易に行なうことのできるピストンマスク自動
拡径操作装置を提供する。 【構成】 フレーム１１に鉛直方向の軸線まわりの仮想
円に沿って等間隔環状配置され、その中心部側に形成さ
れるピストンマスク装着・離脱部１４に対して接近・離
間自在に支持された複数の把持装置１２と、これら複数
の把持装置１２を前記接近・離間動作させる把持装置駆
動機構１３とを備えてなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、酸化処理を施すピスト
ンに対して、ピストンマスクの装着・離脱を行なうため
にピストンマスクの開口部を拡径操作する装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】自動車用エンジンのピストンにあって
は、近年アルミニウム製のものが広く用いられている。
このアルミニウム製のピストンは、鉄製のものに比べて
耐摩耗性が劣るため、その一部に耐摩耗性の向上を目的
として酸化被膜を形成することがある。

【０００３】すなわち、ピストンには、通常、ピストン
ヘッド側の外周面に３つのピストンリングが装着され、
これらピストンリングは、ピストンの外周面に形成され
た溝に嵌着される。これらピストンリングは、ピストン
ヘッドに近接するピストンリングがシリンダ内面との間
の封止部材として機能し、他のピストンリングがオイル
の掻き取り部材として機能する。

【０００４】これらのピストンリングのうち、特にシリ
ンダ内面との間の封止を行なうものは、シリンダ内面に
対して摺動することにより、ピストンの溝内で微動を繰
り返す。このため、ピストン素材の耐摩耗性が低い場合
には、前記ピストンリングの微動によって前記溝内面が
摩耗し、封止性能の低下を招来するという問題を生じ
る。

【０００５】したがって、アルミニウム製のピストンに
は、封止用のピストンリングの嵌着されるピストンリン
グ装着溝を含むピストンヘッド側の端部に耐摩耗性の向
上を目的として酸化被膜を形成することが有効である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記酸化被
膜の形成方法には、マスキング膜の形成・除去に時間や
手間がかかり、ピストンの製造能率の低下やコスト上昇
の原因になるといった問題があった。そこで、例えば、
図５に示すようにゴム等で形成された有底円筒状のピス
トンマスク２をピストン１に装着して酸化被膜を形成し
ない領域全体を覆うことにより、マスキングを行なう方
法が考えられる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記ピ
ストンマスク２を用いるマスキング方法にあっては、マ
スキング膜の形成・除去作業を省くことができるもの
の、ピストンマスク２をピストン１に着脱する作業に手
間がかかり、その作業能率の改善が充分ではないといっ
た問題があった。すなわち、ピストンマスク２の装着作
業においては、ピストン１に装着したピストンマスク２
の開口部９におけるシール性能を維持するために、該開
口部９近傍の内壁面をピストン１外周面に圧接させる必
要があり、作業に手間がかかる。一方、ピストンマスク
２の離脱作業においては、酸化被膜形成時に付着した電
解液が飛散して作業環境を汚染する等の可能性があり、
作業性が悪い。また、ピストン１から離脱したピストン
マスク２を再利用するには十分に洗浄する必要があるの
で、コストを低減するには工数が増加して一層の作業能
率の低下を招くといった問題がある。したがって、ピス
トンへのピストンマスクの装着およびその離脱を短時間
で行なう手段の開発が望まれていた。

【０００８】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
ので、ピストンのマスキングおよびその除去を短時間で
かつ容易に行なうことのできるピストンマスク自動拡径
操作装置を提供することを目的とするものである。

【０００９】

【問題を解決するための手段】請求項１記載のピストン
マスク自動拡径操作装置では、酸化処理を施すピストン
に対して、ピストンマスクの装着・離脱を行なうために
ピストンマスクの開口部を拡径操作する装置であって、
フレームに鉛直方向の軸線まわりの仮想円に沿って等間
隔環状配置され、その中心部側に形成されるピストンマ
スク装着・離脱部に対して接近・離間自在に支持された
複数の把持装置と、これら複数の把持装置を前記接近・
離間動作方向に駆動する保持装置駆動機構とを備えてな
り、前記把持機構は、前記フレームに前記接近・離間す
る方向に移動自在に支持された基台と、この基台にそれ
ぞれ前記ピストンマスク装着・離脱部方向に向く先端部
が鉛直面内において開閉自在に支持された一対の把持爪
と、該基台に搭載され、前記一対の把持爪を開閉動作さ
せる把持爪駆動機構とを具備してなることを前記課題の
解決手段とした。

【００１０】請求項２記載のピストンマスク自動拡径操
作装置では、前記把持装置駆動機構は、前記軸線を中心
として回動自在に支持され、その外周面にギア部が形成
された環状体と、この環状体を前記軸線を中心として回
転駆動する駆動源と、前記基台に前記接近・離間方向に
向けて固定されたラック部材と、前記フレームに回転自
在に支持され、前記ラック部材に噛み合って前記環状体
が回動したときに前記基台を移動させるギアとを備えて
なることを前記課題の解決手段とした。

【００１１】請求項３記載のピストンマスク自動拡径操
作装置では、水平方向に互いに平行に配置されるととも
に前記基台に回動自在に支持され、前記一対の把持爪が
固定された第１・第２の軸体と、前記基台に搭載された
駆動シリンダと、この駆動シリンダのピストンヘッドに
固定されたラックと、定位置に回転自在に支持され、前
記ラックに従動して前記第１・第２の軸体を回転させる
ピニオンとを備えてなることを前記課題の解決手段とし
た。

【００１２】

【作用】請求項１記載のピストンマスク自動拡径操作装
置によれば、把持装置をピストンマスクに接近させて把
持爪でピストンマスクの開口部を把持し、この状態で把
持装置をピストンマスクから離間させることによりピス
トンマスクの開口部の拡径を行なう。

【００１３】請求項２記載のピストンマスク自動拡径操
作装置によれば、環状体を回転駆動することによりギア
が回転され、このギアを介して環状体の駆動力がラック
に伝達されて把持装置のピストンマスク装着・離脱部に
対する接近・離間が各把持装置において同時になされ
る。

【００１４】請求項３記載のピストンマスク自動拡径操
作装置によれば、駆動シリンダの伸縮によって第１・第
２の軸体とともに対をなす把持爪がそれぞれ回動され、
前記把持爪間の開閉動作がなされる。

【００１５】

【実施例】以下本発明の一実施例を、図１ないし図５を
参照して説明する。ここで説明する実施例において、酸
化処理を施すピストンには、酸化処理を施す部分を除い
てピストンマスクが装着され、このピストンマスクの装
着されたピストンを酸化処理槽に浸漬して酸化処理を行
ない、その後ピストンからマスクを離脱させることによ
り、製品を得る。図５において、１はピストンであり、
２はピストンに装着されるピストンマスクである。ピス
トン１はそのピストンヘッド３側の周面にピストンリン
グ装着用の溝４ａ・４ｂ・４ｃを有する。このピストン
において、ピストンヘッド３側の溝４ａを含む端部が酸
化処理を施す処理端部５であり、この処理端部５を除く
被覆部分６にピストンマスク２が装着される。ピストン
マスク２は、ゴムなどの弾性材料から一体成形された有
底円筒状のもので、底壁部７と筒状部８と、この筒状部
８の開口部９近傍の外面に形成されたフランジ部１０と
からなっており、開口部９近傍の筒状部８外周面には、
弾性材料からなるＯリング１Ａが装着されている。

【００１６】図１は、ここで説明する実施例のピストン
マスク自動拡径操作装置の全体構成を示す図であり、図
において１１はフレーム、１２は把持装置、１３は把持
装置駆動機構である。

【００１７】把持装置１２は、フレーム１１に鉛直方向
の軸線まわりの仮想円に沿って等間隔環状配置され、そ
の中心部側に形成されるピストンマスク装着・離脱部１
４に対して接近・離間自在に支持されたものである。す
なわち、図２および図３に示すように、フレーム１１の
上面には、前記仮想円の半径方向に向けてレール１５が
固定されている。このレール１５上には、前記仮想円の
半径方向に向けて移動自在に基台１６が取り付けられて
いる。この基台１６は、ベースプレート１７と、このベ
ースプレート１７の下面に固定され、前記レール１５上
を移動自在に嵌合された移動部材１８と、ベースプレー
ト１７の上面側から上方に延びる一対の支持プレート１
９とを有してなるものである。また、図３に示すよう
に、この基台１６の側方には、前記仮想円の半径方向に
沿って後述するラック部材３０が取り付けられている。

【００１８】図２に示すように、支持プレート１９・１
９の間には、第１・第２の軸体２０・２１が回動自在に
支持されており、これら第１・第２の軸体２０・２１に
はその先端部が前記ピストンマスク装着・離脱部１４方
向に向けて第１・第２の把持爪２２・２３が固定されて
おり、これら第１・第２の把持爪２２・２３は鉛直面内
において開閉自在になっている。前記第１・第２の軸体
２０・２１は、第１・第２の把持爪２２・２３を駆動す
るための把持爪駆動機構Ａの１部を構成するものであ
り、以下は、この把持爪駆動機構Ａの構成を説明する。

【００１９】第１・第２の軸体２０・２１には、歯車２
４・２５がそれぞれ固定されており、これらは互いに噛
み合っている。第２の軸体２０は、支持プレート１９の
側方に突出しており、側方に突出する第２の軸体２０に
は、図３に示すように、ピニオン２６が固定されてい
る。一方、ベースプレート１７の上面には、駆動シリン
ダ２７が設けられており、この駆動シリンダ２７のピス
トンロッド２８の先端には前記ピニオン２６に噛み合う
ラック２９が固定されている。前記第１・第２の把持爪
２２・２３は、図２に示すように、その先端部において
ピストンマスク２のフランジ部９を把持出来る形状に形
成されている。

【００２０】次に、前記把持装置駆動機構１３について
説明する。図１および図４に示すように、前記フレーム
１１の下面側には、軸線を前記仮想円に合致させて周面
にギア部３５が形成された環状体３１が回動自在に支持
されている。この環状体３１の側方には取り付け部材３
２を介して駆動モーター３３が取り付けられており、こ
の駆動モーター３３の出力軸にはギア３４が取り付けら
れており、このギア３４は前記環状体３１のギア部３５
に噛み合わされている。

【００２１】一方、図３に示すように、前記フレーム１
１の前記各把持装置１２・…の近傍には、軸体３６が軸
受け３７を介して回動自在に支持されている。この軸体
３６の下端には下部ギア部３８が設けられており、この
下部ギア部３８は前記環状体３１のギア部３５に噛み合
わされている。一方、軸体３６の上端部には上部ギア３
９が固定されており、この上部ギア３９は前記基台１６
のラック部材３０に噛み合わされている。

【００２２】この構成のもとに、駆動モーター３３を駆
動したときには、ギア３４を介して環状体３１が回転す
る。一方、環状体３１が回転した場合には、上部ギア３
８．３９および前記ラック部材３０を介してその駆動力
が各把持装置１２・…に伝達され、各把持装置１２・…
が前記仮想円の半径方向、すなわち前記ピストンマスク
装着・離脱部１４に対して接近・離間する方向に移動す
る。一方、ピストンマスク装着・離脱部１４には、ピス
トンマスク２が図示しないピストンマスク移動機構によ
り開口部９を上方に向けた状態で搬送されるようになっ
ている。また、ピストンマスク装着・離脱部１４の上方
には図示しないピストン移動機構が設けられており、ピ
ストン待機位置に置かれたピストンが前記ピストンマス
ク装着・離脱部１４の直上方に移送され、該直上方から
下方に向けてピストンマスク２内に挿入されるようにな
っている。

【００２３】次に、ピストンマスク自動拡径操作装置の
ピストンマスク２拡径動作について説明する。まず、ピ
ストン移送機構がピストン１を保持して、該ピストンマ
スク２の上方に位置する。この状態において、駆動モー
ター３３が駆動されて、環状体３１が回動し、これによ
り把持装置１２がピストンマスク装着・離脱部１４に接
近する。この接近動作は、各把持装置１２・…において
同期してなされる。この接近動作とともに駆動シリンダ
２７が駆動しピニオン２６が回転されて第１・第２の軸
体２０・２１が回転され、これにより第１・第２の把持
爪２２・２３の先端部における開放がなされる。ここ
で、把持装置１２は、待機位置に位置する。次いで、ピ
ストンマスク移送機構によりピストンマスクが開口部９
を上方に向けた状態でピストンマスク装着・離脱部１４
に移送される。そして、把持機構１２…の第１・第２の
把持爪２２・２３の先端部間に前記ピストンマスク２の
フランジ部１０が把持可能に位置する。この状態で駆動
シリンダ２７が伸長することにより、第１・第２の把持
爪２２・２３の先端部間が閉じられてフランジ部１０が
把持される。

【００２４】フランジ部１０の把持が完了したら、この
把持を保持したまま前記駆動モーター３３が逆の方向に
駆動され、今度は把持装置１２がピストンマスク２から
一足寸法離間する方向に移動させることにより、ピスト
ンマスク２の開口部９の拡径がなされる。この状態にお
いて、前記ピストン移動装置がピストンマスク装着・離
脱部１４の上方からピストンマスク２の開口部９にピス
トン１を挿入する。この挿入を終えた時点で各把持装置
１２・…は、ピストンマスク２の方向へ移動し、駆動シ
リンダ２７を収縮して第１・第２の把持爪２２・２３を
開放してフランジ部１０の把持を解除することにより、
ピストンマスク２のピストン１への装着がなされる。

【００２５】かくしてピストンマスク２が装着されたピ
ストン１は、次の酸化処理工程により、酸化処理槽内で
電解液中に浸漬されることによりピストンマスク２に覆
われていない露出部分の酸化処理がなされる。

【００２６】以下、本実施例の効果を説明する。前記の
ピストンマスク自動拡径操作装置によれば、ピストンマ
スク２の開口部９を自動的に開口および開口の解除する
ことができるので、ピストン１にピストンマスク２を能
率的に装着することができる。この場合、把持装置１２
のフランジ部１０に対する接近・離間が環状体３１およ
びラック部材３０により同期してなされるので、ピスト
ンマスク２のフランジ部１０が均等に拡径されるので、
開口部９が変形して拡径されることがなく、ピストン１
を開口部９内に確実に挿入することができる。

【００２７】また、第１・第２の把持爪２２・２３の駆
動を駆動シリンダ２７およびピニオン２６によって行な
うため、ピストンマスク２の保持を確実に行なうことが
できる。

【００２８】なお、本実施例においては、ピストン１に
ピストンマスク２を装着する場合について説明したが、
ピストン１に装着されたピストンマスク２を離脱する場
合にも用いることが出来る。この場合、ピストンマスク
２の装着されたピストン１を図１に示すピストンマスク
装着・離脱部１４（この場合は離脱位置となる）におい
て、装着の場合と同様にピストンマスク２のフランジ部
１０を把持装置１２で把持し、開口部９を拡径すること
によりピストン１よりピストンマスク２の離脱を自動的
に行なうことができる。

【００２９】以上説明したように、請求項１記載のピス
トンマスク自動拡径操作装置によれば、ピストンマスク
の開口部を自動的に開口および開口の解除することがで
きるので、ピストンに対するピストンマスクの装着・離
脱を短時間でしかも確実に行なうことができる。

【００３０】請求項２記載のピストンマスク自動拡径操
作装置によれば、把持装置のピストンマスク装着・離脱
部に対する接近・離間が環状体およびラック部材により
同期してなされてピストンマスクの開口部が均等に拡径
されるので、該開口部が変形して拡径されることがな
く、ピストンをピストンマスクに対して確実に挿入・抜
出することができる。

【００３１】請求項３記載のピストンマスク自動拡径操
作装置によれば、一対の把持爪の駆動を駆動シリンダお
よび駆動シリンダのピストンロッドに固定されたラック
および該ラックに噛み合うピニオンとによって行なうた
め、ピストンマスクの把持・把持解除を確実に行なうこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のピストンマスク自動拡径装置の一実施
例を示す平面図である。

【図２】本発明のピストンマスク自動拡径操作装置の把
持装置を示す側面部分拡大断面図である。

【図３】本発明のピストンマスク自動拡径操作装置の把
持装置を示す正面部分拡大断面図である。

【図４】本発明のピストンマスク自動拡径操作装置の把
持装置駆動機構の環状体を駆動する駆動モーター近傍を
示す拡大側面図である。

【図５】ピストンマスクが装着されたピストンを示す側
面部分拡大断面図である。

【符号の説明】

１１ フレーム １２ 把持装置 １３ 把持装置駆動機構 １４ ピストンマスク装着・離脱部 １６ 基台 ２０ 第１の軸体 ２１ 第２の軸体 ２２ 第１の把持爪 ２３ 第２の把持爪 ２７ 駆動シリンダ ２８ ピストンロッド ２９ ラック ３１ 環状体 ３３ 駆動モーター（駆動源） ３５ ギア部 ３８ 下部ギア

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 酸化処理を施すピストンに対して、ピス
   トンマスクの装着・離脱を行なうためにピストンマスク
   の開口部を拡径操作する装置であって、フレームに鉛直
   方向の軸線まわりの仮想円に沿って等間隔環状配置さ
   れ、その中心部側に形成されるピストンマスク装着・離
   脱部に対して接近・離間自在に支持された複数の把持装
   置と、これら複数の把持装置を前記接近・離間動作方向
   に駆動する把持装置駆動機構とを備えてなり、 前記把持機構は、前記フレームに前記接近・離間する方
   向に移動自在に支持された基台と、この基台にそれぞれ
   前記ピストンマスク装着・離脱部方向に向く先端部が鉛
   直面内において開閉自在に支持された一対の把持爪と、
   該基台に搭載され、前記一対の把持爪を開閉動作させる
   把持爪駆動機構とを具備してなることを特徴とするピス
   トンマスク自動拡径操作装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のピストンマスク自動拡径
   操作装置において、前記把持装置駆動機構は、前記軸線
   を中心として回動自在に支持され、その外周面にギア部
   が形成された環状体と、この環状体を前記軸線を中心と
   して回転駆動する駆動源と、前記基台に前記接近・離間
   方向に向けて固定されたラック部材と、前記フレームに
   回転自在に支持され、前記ラック部材に噛み合って前記
   環状体が回動したときに前記基台を移動させるギアとを
   備えてなることを特徴とするピストンマスク自動拡径操
   作装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載のピストンマスク
   自動拡径操作装置において、水平方向に互いに平行に配
   置されるとともに前記基台に回動自在に支持され、前記
   一対の把持爪が固定された第１・第２の軸体と、前記基
   台に搭載された駆動シリンダと、この駆動シリンダのピ
   ストンヘッドに固定されたラックと、定位置に回転自在
   に支持され、前記ラックに従動して前記第１・第２の軸
   体を回転させるピニオンとを備えてなることを特徴とす
   るピストンマスク自動拡径操作装置。