KR19990064088A - 피스톤조립체의 조립방법 및 조립장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 피스톤 및 슈를 사판에 부착하는 것을 모두 자동화해서, 사판식 컴프레서의 비용절감 및 품질향상을 꾀하는 것을 목적으로 한다.

회전축(2)의 축심(O)과 직교하는 방향으로 이동가능한 슬라이드대(52)를 설치하고, 이 슬라이드대(52)상에 부착할 예정의 피스톤(4)을 평행하게 나란히 배치한다. 슬라이드대(52)를 전진시키고, 누름부재(54)로 슬라이드대(52)상의 피스톤(4)의 절결부(4a)에 배치한 슈(7)를 튀어오르게 함과 동시에, 피스톤(4)을 사판가장자리부에 끼워 맞춘다. 회전축(2)을 지지하는 한 쌍의 지지헤드(50,51)에, 회전축을 지지하는 축지지부(65)를 설치하고, 그 주위의 원주방향의 복수 개소에 피스톤을 지지하는 피스톤지지부(67)를 설치한다. 피스톤지지부(67)로 슬라이드대(52)상의 피스톤을 사판가장자리부에 부착한 상태에서 지지하고, 슬라이드대의 전진에 동기해서 각 피스톤지지부(67)를 소정 피치씩 일체로 회전시킨다.

Description

피스톤조립체의 조립방법 및 조립장치

사판식 에어컴프레서에 있어서는, 일반적으로 도 19에 나타내듯이, 축심에 대해서 소정 각도만큼 경사한 사판(3)을 갖는 사판이 부착된 회전축(2)이 사용된다. 회전축(2)의 사판가장자리부(3a)이고 또한 원주등배위치의 복수 개소, 예를 들면 5개소에는 서로 평행하게 배치된 피스톤(4)이 부착되어져 있고, 이들 회전축(2), 사판(3) 및 피스톤(4)으로 이루어진 조립체는 일반적으로 피스톤조립체(P)라고 불린다. 피스톤조립체(P)의 회전축(2)은 양 끝에 샤프트 부싱(S), 레이스(R:race), 베어링(B) 및 스러스트 레이스(S':thrust race)를 삽입한 후에, 도 20에 나타내는 대략 원통형의 실린더(5,6)의 축구멍(5a,6a)안에 삽입해서, 도 23에 나타내는 서브어셈블리(A)로 된다. 이 때, 각 피스톤(4)은 실린더(5,6)의 보스(5b,6b)안에 축방향으로 자유롭게 슬라이딩되도록 수납된다.

이 피스톤조립체(P)에 있어서, 각 피스톤(4)의 몸통부 중앙에는 사판(3)의 가장자리부(3a)를 수용하는 절결부(4a)가 형성되고, 또 각 절결부(4a)에는, 사판(3)을 축방향으로부터 끼우는 한 쌍의 슈(shoe)(7)가 설치된다. 이 슈(7)는 사판(3)과의 사이의 마찰을 감소시키기 위한 것으로, 절결부(4a)의 벽면에 접촉하는 구상면(球狀面)(7a)과, 사판(3)의 표리면에 면접촉하는 평탄면(7b)을 구비하고 있다.

이상의 구성에 있어서 회전축(2)을 회전시키면, 피스톤(4)은, 회전하는 사판(3)으로부터 압력을 받아 축방향의 어느 한 쪽 방향으로 이동한다. 이것에 의해, 각 피스톤(4)이 각각 위상차를 가져 축방향으로 왕복이동되므로, 압축공기가 연속해서 토출되게 된다.

이 피스톤조립체(P)의 조립에는, 종래, 예를 들면, 도 21에 나타내는 조립치구(10)가 사용되고 있다. 이 조립치구(10)는 사판(3)이 부착된 회전축(2)을 적재할 수 있도록 윗면에서 외경측에 걸쳐 둥글게 절결되어진 적재대(11)와, 이 적재대(11)의 상부 양측에 축(12)을 중심으로 하여 개폐가능하게 부착된 한 쌍의 지지부재(13)로 구성된다. 적재대(11)에는, 사판(3)의 가장자리부(3a)보다도 외경측으로 돌출한 피스톤(4)을 지지하고, 단면이 원호상인 유지부(11a)가 각 피스톤(4)의 위치에 대응해서 등간격으로 3개 형성되어 있다.

피스톤조립체(P)는 이 조립치구(10)를 사용하여 이하의 순서로 조립된다.

우선, 양 지지부재(13)를, 도 21중의 쇄선으로 나타내듯이 축(12)을 중심으로 해서 열리고, 3개의 유지부(11a)에 3개의 피스톤(4)을, 절결부(4a)의 저면(4a')을 회전축(2)을 향해서 배치한다.

다음에 절결부(4a)의 저면(4a')에 한 쌍의 슈(7)를 눕힌 상태로, 즉 구상면(7a)을 절결부(4a)의 저면(4a')에 접촉시킨 상태로 적재한다. 그 다음으로, 사판(3)의 가장자리부(3a)를 한 쌍의 슈(7)가 서로 이웃하는 단부(端部)사이에 접하면서 회전축(2)을 아래쪽으로 밀어 내리면, 사판(3)의 압력에 의해 양 슈(7)가 튀어 오르고, 도 19에 나타내듯이, 각 슈(7)의 평탄면(7b)이 사판(3)의 표리면에 접촉한다.

다음에, 양 지지부재(13)를 축(12)을 중심으로 해서 도 21중의 화살표 A방향으로 회전시켜 닫고, 나머지 2개의 피스톤(4)을 사판(3)에 부착한다. 양 피스톤(4)을 아래쪽으로 누르면, 절결부(4a)에 배치한 한 쌍의 슈(7)가 사판(3)에 눌려져서 튀어 오르고, 도 19에 나타내듯이, 사판(3)을 축방향의 양측에서 끼운다. 부착된 2개의 피스톤(4)은 양 지지부재(13)에 의해 측면에서 지지되고, 이것에 의해 그 탈락이 방지되고 있다. 또, 양 피스톤(4)의 부착시에는, 절결부(4a)내의 슈(7)가 자중에 의해 낙하하지 않도록 받쳐 둔다.

이렇게 해서 조립된 피스톤조립체(P)는 별도의 삽입치구에 의해 각 피스톤(4)을 보스(5b,6b)에 삽입하면서 실린더(5,6)안으로 수용된다.

그러나, 상기한 조립치구(10)를 사용한 경우에는, 사판의 윗쪽에 위치하는 피스톤의 절결부의 저면이 아래를 향하게 되므로, 상기한 피스톤의 슈가 낙하하기 쉬워진다. 그 때문에, 각 피스톤을 완전하게 부착하기 위해서는 시간과 숙련된 기술을 필요로 하게 된다.

게다가, 수작업에 의해 조립공정이 남아 있으므로, 작업시에 먼지가 사판 등에 부착되기 쉬워진다. 따라서, 피스톤조립체의 품질이 떨어질 우려가 있고, 조립라인전체의 가동율저하의 한 요인이 되고 있다.

본 발명은 이러한 사정에 감안해서 제안된 것으로, 피스톤 및 슈의 사판에의 부착을 전부 자동화하고, 또한 실린더안으로의 피스톤조립체의 삽입공정도 자동화함으로써 사판식 컴프레서의 신속한 조립을 가능하게 함과 아울러, 제품품질의 안정화를 도모하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 예를 들면 자동차의 에어컨디셔너 등에 이용되는 사판식(斜板式)컴프레서의 피스톤조립체, 또는 서브어셈블리를 조립하기 위한 장치에 관한 것이다.

도 1은 피스톤조립체의 조립장치의 전체 구조를 나타낸 사시도이다.

도 2A∼C는 피스톤조립체의 조립장치 및 조립상황을 나타낸 도면으로서, 도 2A는 조립장치의 일부 단면정면도, 도 2B는 피스톤에 슈를 나열한 상태를 나타낸 정면도, 도 2C는 도 2B의 평면도이다.

도 3은 피스톤조립체의 조립장치의 평면도이다.

도 4는 피스톤조립체의 조립장치의 측면도이다.

도 5A·B는 피스톤을 사판에 부착하는 공정을 나타낸 도면으로서, 도 5A는 조립장치의 측면도, 도 5B는 슈가 튀어오를 때의 피스톤의 정면도이다.

도 6은 피스톤조립체의 조립장치의 다른 실시예를 나타낸 평면도이다.

도 7은 도 6중에 나타낸 조립장치의 종단면도이다.

도 8은 리어측의 지지헤드의 정면도이다.

도 9는 리어측의 지지헤드의 종단면도이다.

도 10은 전개한 내측부재의 평면도이다.

도 11A·B는 전환수단을 나타내는 사시도로서, 도 11A는 전환수단의 표면측에서, 도 11B는 그 이면측에서 본 도면이다.

도 12A·B는 전환수단을 나타낸 사시도로서, 도 12A는 전환수단의 표면측에서, 도 12B는 그 이면측에서 본 도이다.

도 13A·B는 전환수단을 나타낸 사시도로서, 도 13A는 전환수단의 표면측에서, 도 13B는 그 이면측에서 본 도이다.

도 14는 프론트측의 지지헤드의 주요부를 확대한 종단면도이다.

도 15는 피스톤을 사판에 부착할 때의 공정을 나타낸 종단면도이다.

도 16은 도 15의 평면도이다.

도 17은 피스톤의 조립 직전에 있어서의 양 지지헤드의 측면도이다.

도 18은 회전축을 체크하는 체크장치에 설치된 자세유지기구의 측면도이다.

도 19는 피스톤조립체의 측면일부단면도이다.

도 20은 커버의 사시도이다.

도 21은 종래의 조립장치의 정면도이다.

도 22는 누름부재의 단면도로서, 도 22A는 도 16중의 A에서의 단면을, 도 22B는 도 16중의 B에서의 단면을 나타낸다.

도 23은 서브어셈블리의 측면일부단면도이다.

상술한 과제해결과 목적달성을 위해,

1. 본 발명에 관한 조립방법은 사판이 부착된 회전축과 사판가장자리부에 걸어 맞춘 복수의 피스톤을 구비하고, 피스톤의 몸통부 중심에 형성한 절결부에 한 쌍의 슈를 배치해서, 이 슈를 상기한 사판의 표리면에 미끄러지게 접해서 사판의 회전시에 슈를 매개로 해서 각 피스톤을 회전축의 축심방향으로 왕복이동시키는 피스톤조립체를 조립하기 위한 방법으로서, 상기한 복수의 피스톤을 소정 간격으로 평행하게 나열하는 공정과, 상기한 복수의 피스톤을 소정간격으로 유지한 채, 상기한 사판의 주위를 따라 원주방향으로 이동시키는 공정과, 상기한 이동공정에 있어서, 상기한 피스톤이 상기한 사판가장자리부에 도달할 때에 상기한 절결부를 상기한 사판가장자리부에 끼워 맞추는 공정 및, 상기한 끼워맞춤공정과 거의 같은 시기에 상기한 한 쌍의 슈를 상기한 사판의 표리 양면과 대향해서 평행하게 되도록 튀어 오르게 하는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하고 있다.

2. 또, 본 발명에서는 사판이 부착된 회전축과 사판가장자리부에 걸어 맞춘 복수의 피스톤을 구비하고, 피스톤의 몸통 중심에 형성한 절결부에 한 쌍의 슈를 배치해서, 이 슈를 상기한 사판의 표리면에 미끄러지게 접해서 사판의 회전시에 슈를 매개로 해서 각 피스톤을 회전축의 축심방향으로 왕복이동시키는 피스톤조립체를 조립하는 장치에 있어서, 상기한 복수의 피스톤을 소정 간격을 두고 평행하게 유지하는 복수의 피스톤받침부를 가지고, 또한 상기한 사판의 주위를 따라 원주방향으로 이동가능한 캐리어기구와, 상기한 피스톤의 절결부에 한 쌍의 슈를 눕힌 상태로 나란히 장전(裝塡)하는 장전수단과, 상기한 캐리어의 이동경로와 상기한 사판가장자리부와의 접촉부분의 바로 앞에 설치되고, 상기한 캐리어에 유지된 피스톤이 상기한 사판가장자리부에 도달할 때에 상기한 절결부를 상기한 사판가장자리부에 끼워 맞추게 하여, 상기한 피스톤을 안내하는 안내수단과, 상기한 캐리어의 이동경로와 상기한 사판가장자리부와의 접촉부분의 바로 앞의 위치에 설치되고, 상기한 절결부안에 눕혀진 상기한 한 쌍의 슈가 서로 이웃하는 단부를 상기한 절결부의 저면측으로 눌러서 상기한 한 쌍의 슈를 상기한 사판의 표리양면과 대향해서 평행하게 되도록 튀어 오르는 누름수단을 구비했다.

3. 상기한 2의 조립장치는, 상기한 사판의 주위에 피스톤을 이동시킬 수 있는 최소한으로 필요한 간격을 벌리고, 상기한 사판의 주위를 원주방향으로 둘러싸는 외측가이드와, 외측가이드의 원주방향의 일부에 형성된 피스톤수납용의 개구부와, 외측가이드의 양측에 있어서, 상기한 사판의 주위를 이동하는 피스톤의 양단부의 상기한 회전축측의 둘레측면을 수납하는 복수의 제1피스톤받침부를 원주방향의 소정간격으로 가지는 회전가능한 내측가이드와, 내측가이드의 회전과 동기(同期)해서 상기한 외측가이드의 개구부에 대해서 대략 접선방향으로 이동가능하고, 상기한 이동방향을 따라, 상기한 복수의 피스톤을 소정 간격을 두고 평행하게 유지하는 복수의 제2피스톤받침부를 갖는 슬라이드대로 구성되는 상기한 캐리어기구를 갖는 것으로 한다.

4. 상기한 3의 장치에서는, 제2의 피스톤받침부를, 사판의 연장선과 상기한 피스톤받침부에 유지된 피스톤의 축선이 이루는 각도가 90。에 가까운 방향으로 경사를 두어 배치하는 것이 바람직하다.

5. 상기한 4의 장치에서는, 제2의 피스톤받침부의 피스톤을 지지하는 받침면을 상기한 피스톤의 외경면보다 큰 곡율의 곡면상으로 형성하면 좋다.

6. 또, 본 발명에 관한 조립장치는, 사판이 부착된 회전축과, 사판가장자리부에 걸어 맞춘 복수의 피스톤을 구비하고, 피스톤의 몸통부 중심에 형성된 절결부에 한 쌍의 슈를 배치해서 이 슈를 상기한 사판의 표리면에 미끄러지게 접촉시켜 사판의 회전시에 슈를 매개로 해서 각 피스톤을 실린더내에서 회전축의 축심방향으로 왕복이동시키는 피스톤조립체를 조립하기 위한 장치에 있어서, 복수의 피스톤을 소정간격으로 평행하게 유지하는 복수의 피스톤받침부를 갖고, 회전축의 축심과 직교하는 방향으로 이동가능한 슬라이드대와, 슬라이드대의 이동경로와 상기한 사판가장자리부와의 접촉부분의 바로 앞에 위치하고, 슬라이드대에 유지된 피스톤이 사판가장자리부에 도달할 때에 상기한 절결부를 사판가장자리부에 끼워 맞추게 하여, 피스톤을 안내하는 안내수단과, 슬라이드대의 이동경로와 상기한 사판가장자리부와의 접촉부분의 바로 앞에 위치하고, 상기한 절결부내에 눕혀진 한 쌍의 슈가 서로 이웃하는 단부를 절결부의 저면측으로 눌리어, 이 한 쌍의 슈를 상기한 사판의 표리양면과 대향해서 평행하게 되도록 튀어오르게 하는 누름수단과, 사판이 부착된 회전축을 지지하는 축지지부와, 이 축지지부에 지지된 회전축의 사판가장자리부를 향하는 원주방향의 복수 개소에 배치되고, 플랜저에 의해 구동되어 상기한 회전축의 축방향으로 진퇴이동하는 피스톤지지부를 구비하고, 슬라이드대위의 피스톤이 회전축의 축심 바로 아래에 도달했을 때에 피스톤지지부를 돌출시켜 상기한 피스톤을 사판에 걸어 맞추면서 지지하고, 그 후의 슬라이드대의 이동에 동기해서 피스톤을 유지한 채 각 피스톤지지부를 소정 피치씩 일체적으로 회전시키는 한 쌍의 지지헤드를 구비하는 것이다.

7. 상기한 6의 장치에서는, 각 피스톤지지부를 구동하는 플랜저에 공급원에서 작동유체를 공급하는 유체공급로를 접속함과 아울러, 이 유체공급로에 상기한 공급로의 유통·폐쇄를 선택적으로 전환가능한 전환수단을 설치해 두는 것이 바람직하다.

8. 또, 상기한 7의 장치에서는, 유체공급로를 상기한 전환수단보다 상류측에서 한 개의 유로로 함과 아울러 전환수단보다 하류측에서 각 플랜저마다 독립해서 설치된 복수의 유로로 하고, 전환수단을 원통형의 외측부재와 이 외측부재의 내경부에 끼워 맞춘 동일한 원통형의 내측부재로 이루어지고, 외측부재 및 내측부재 사이에 축방향폭을 단계적으로 다르게 해서 유체공급홈을 설치하고 이 유체공급홈을 향하는 내측고정부재의 외경면 및 외측회전부재의 내경면 중, 어느 한 쪽에 상기한 유체공급로의 상류측을 개구시킴과 함께 다른 쪽에 상기한 유체공급로의 하류측을 유체공급홈의 축방향폭에 대응시켜 축방향에 어긋나게 하면서 각각 개구시키고, 또한 외측부재 및 내측부재를 피스톤지지부의 회전운동에 동기해서 상대회전시키는 것으로 하는 것이 바람직하다.

9. 상기한 6의 장치에서는, 상기한 피스톤받침부를, 사판의 연장선과 상기한 피스톤받침부에 유지된 피스톤의 축선이 이루는 각도가 90。에 가까운 방향으로 경사해서 배치하는 것이 좋다.

10. 상기한 9의 장치에서는 피스톤받침부의 피스톤을 지지하는 받침면을 상기한 피스톤의 외경면보다 큰 곡율의 곡면상으로 형성해 두는 것이 바람직하다.

11. 또, 상기한 6의 장치에 있어서, 양 지지헤드를 서로 근접·이격(離隔)하는 방향으로 이동가능하게 하고, 또한 양 지지헤드의 앞면에 상기한 실린더를 지지하기 위한 실린더지지부를 설치함으로써, 실린더안에 피스톤조립체를 편입해서 이루어지는 서브어셈블리를 조립하기 위한 장치로 할 수 있다.

본 발명에 관한 조립방법 및 조립장치에 의하면, 캐리어기구에 의해 피스톤을 유지하면서 사판의 원주방향으로 이동시킬 수 있으므로 수동으로 조립하는 공정이 거의 없어지고 피스톤의 조립을 간략화할 수 있다.

특히, 안내수단에 의해 피스톤의 절결부를 사판가장자리부에 자동적으로 끼워 맞추고, 누름부재에 의해 각 슈가 사판을 따르듯이 자동적으로 튀어오르므로, 조립작업에 필요한 시간을 한층 더 단축하고, 슈나 사판 등에 먼지가 부착할 우려도 전혀 없다.

덧붙여서, 캐리어기구를 외측가이드와 내측가이드와 슬라이드대로 구성함으로써 조립공정을 한층 더 자동화할 수 있고, 피스톤조립체의 품질의 저하를 없애고, 조립라인전체의 가동율을 향상시킬 수 있다.

또, 상기한 6 내지 11에 기재된 장치에 의하면, 전체 조립공정을 자동화할 수 있으므로, 피스톤조립체(P), 또는 서브어셈블리(A)를 매우 신속하고 또한 확실하게 조립할 수 있다. 따라서 사판식 컴프레서의 생산성을 향상시켜 대폭적인 비용절감을 꾀할 수 있다. 또, 작업자의 수작업이 필요없으므로, 제품에 이물질이 부착할 우려도 적고, 품질의 향상을 달성할 수 있다.

이하, 본 발명에 관한 피스톤조립체(P)의 조립장치(1)의 제1실시예를 도 1내지 도 5A,B를 참조하면서 설명한다.

이 피스톤조립체(P)의 조립장치(1)는, 도 1에 나타내듯이, 사판이 부착된 회전축(2)을 붙이고 떼기 자유롭고 고정적으로 지지하기 위한 한 쌍의 센터 스텐드(20)가 세워서 설치된 베이스대(22)와, 이 센터 스탠드(20)에 지지된 사판이 부착왼 회전축(2)의 사판(3)의 하단까지 피스톤(4)을 반송하는 캐리어기구(25)와 반송되는 각 피스톤(4)의 절결부(4a)안에 한 쌍의 슈(7)를 장전하는 장전수단(31)과 사판(3)의 가장자리부(3a)에 피스톤(4)의 절결부(4a)가 끼워 맞도록 피스톤(4)을 안내하는 안내부재(안내수단)(35)과, 피스톤(4)의 절결부(4a)에 적재된 한 쌍의 슈(7)가 서로 이웃하는 단부를 누르는 누름부재(누름수단)(37)으로 구성된다. 조립대상인 피스톤조립체(P)는 종례예와 동일한 구성이므로, 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다. 또, 도 2에 있어서는 설명을 알기 쉽게 하기 위해, 장전수단(31) 및 안내부재(35)의 도시를 생략한다.

각 센터 스탠드(20)는, 도 2A에 나타내듯이, 사판이 부착된 회전축(2)의 좌우 양단을 회전하지 않도록 구속상태로 지지하기 위한 센터 볼트(21)를 구비하고, 베이스대(22)상에 볼트(23)에 의해 떼고 붙이기 자유롭게 고정되어 있다.

캐리어기구(25)는 도 2A 및 도 3에 나타내듯이, 센터 스탠드(20)에 부착된 사판이 부착된 회전축(2)의 사판(3)을 원주방향으로 둘러 싸듯이 베이스대(22)에 고정된 외측가이드(26)와 이 사판(3)을 끼우듯이 회전축(2)에 회전이 자유롭게 장착되는 내측가이드(27)와 외측가이드(26)를 향해서 피스톤(4)을 소정 간격으로 평행하게 유지하는 슬라이드대(28)로 구성된다.

외측가이드(26)에는 도 4에 나타내듯이, 슬라이드대(28)와 교차하는 원주방향의 일부분에 피스톤수납용의 개구부(26a)가 형성되고, 외측가이드(26)와 사판(3)과의 사이에는 사판(3)의 주위를 따라 피스톤(4)을 이동시킬 수 있는 최소한으로 필요한 간격(K)이 형성된다.

내측가이드(27)에는 도 1 및 도 4에 나타내듯이, 제1피스톤받침부(27a)가 원주방향으로 5개방사형으로 등간격으로 형성되어 있다. 이 제1피스톤받침부(27a)는 도 5A 및 도 5B에 나타내듯이, 피스톤(4)의 양단부 외주면(4b)과 같은 곡율을 가진다. 또, 외측가이드(26) 및 내측가이드(27)의 각 중심은 상기한 센터 볼트(21)의 연장선(즉 회전축(2)의 중심선)상에 위치시킨다.

슬라이드대(28)는, 도 1 및 도 3에 나타내듯이, 한 쌍의 프레임(29)을 한 쌍의 접속판(30)으로 접속해서 구성되고, 한 쌍의 프레임(29)의 사이에 형성되는 긴 구멍(28b)에 상기한 외측가이드(26)의 양측이 미끄러지게 접하고 있다. 슬라이드대(28)의 윗면에는, 피스톤(4)을 지지하는 제2피스톤받침부(28a)가 등간격으로 평행하게 5개 형성되고, 슬라이드대(28)의 아래면에는 베이스대(22)상에 슬라이딩 자유롭게 부착되어져 있다.

장전수단(31)은 슬라이드대(28)의 제2피스톤받침부(28a)에 유지된 피스톤(4)의 절결부(4a)의 저면(4a')에 한 쌍의 슈(7)를 평행하게 적재하는 것이면 좋고, 파트피더의 기술분야에 있어서의 여러 가지 공지기술을 조합해서 사용할 수 있다.

안내부재(35)는 도 3에 나타내듯이, 피스톤(4)의 일단에 맞닿는 것에 의해 피스톤(4)의 절결부(4a)를 사판(3)의 가장자리부(3a)에 끼워 맞추는 안내면(35a)을 가지고, 슬라이드대(28)의 이동경로와 사판(3)의 가장자리부(3a)와의 접촉부분의 직전 위치에 설치된다. 안내부재(35)는 반드시 베이스대(22)상에 부착하지 않아도 좋고, 외측가이드(26)에 부착해도 좋다.

누름부재(37)는 도 1 및 도 3에 나타내듯이 슬라이드대(28)의 이동경로와 사판(3)의 가장자리부(3a)와의 접촉부분의 바로 앞의 위치에 배치된다. 이 누름부재(37)는 부착된 회전축(2)의 사판(3)과 평행하게 되도록, 슬라이드대(28)의 이동방향(도 3중의 X)에 대해서 경사한 상태에서 외측가이드(26)에 고정되어 있다. 누름부재(37)의 회전축(2)측의 선단부(37a)는 도 4 및 도 5A에 나타내듯이, 개구부(26a)안에서 거의 아래쪽으로 치우쳐져 있다.

다음에, 이 피스톤조립체(P)의 조립장치(1)에 있어서의 피스톤조립체(P)의 조립공정을 설명한다.

우선, 도 2A 및 도 3에 나타내듯이 센터 볼트(21)를 조여서 센터 스탠드(20)에 사판이 부착된 회전축(2)의 좌우 양단을 고정한다. 이것에 전후해서 또는 동시에, 도 3 및 도 4에 나타내듯이 슬라이드대(28)의 제2피스톤받침부(28a)에 5개의 피스톤(4)을 절결부(4a)를 윗쪽을 향해서 소정 간격으로 나열한다.

다음에, 도 2B,C 및 도 3에 나타내듯이, 각 피스톤(4)의 절결부(4a)의 저면(4a')에 슈(7)를 한 쌍씩 인접해서 적재한다. 그 때, 각 슈(7)는, 구상면(7a)을 절결부(4a)의 저면(4a')측을 향해서 눕힌 상태로 배치한다.

계속해서, 도 3중 화살표X에 나타내듯이, 슬라이드대(28)를 베이스대(22)를 따라 외측가이드(26)의 방향으로 이동시킨다. 슬라이드대(28)상의 각 피스톤(4)은 사판(3)의 가장자리부(3a)와의 접촉부분의 바로 앞의 위치에서 안내부재(35)의 안내면(35a)에 안내되고, 제2피스톤받침부(28a)에 유지된 채 도 3중 화살표 Y방향으로 이동한다. 그 결과, 피스톤(4)의 절결부(4a)의 절결부(4a)는 사판(3)의 가장자리부(3a)에 끼워 맞게 되고, 절결부(4a)안에 누름부재(37)가 안내된다. 누름부재(37)는 선단부(37a)에 어느 정도 아래쪽으로 치우져 있으므로, 피스톤(4)이 슬라이드대(28)에 의해 개구부(26a)에서 외측가이드(26)내부로 이동함에 따라, 절결부(4a)의 저면(4a')에 눕혀져 있는 한 쌍의 슈(7)의 서로 이웃하는 단부(7b')가 저면(4a')측에 눌려진다. 피스톤(4)이 내측가이드(27)의 바로 아래에 도달할 때에는, 각 슈(7)는 누름부재(37)에 의해 구상면(7a)을 좌우방향 외측으로 해서 수직으로 튀어올려지고, 평탄면(7b)이 사판(3)의 표리 양면에 면접촉한다.

이렇게 해서 피스톤(4)은 슬라이드대(28)의 제2피스톤받침부(28a)를 떼어내고, 피스톤(4)의 양단부 외주면(4b)은 내측가이드(27)의 제1피스톤받침부(27a)에 지지된다.

이 때, 외측가이드(26)는, 사판(3)의 주위를 원주방향으로 둘러 싸고 있으므로, 내측가이드(27)의 제1피스톤받침부(27a)로부터 피스톤(4)이 탈락하는 일은 없다. 그리고, 피스톤(4)은, 절결부(4a)의 저면(4a')을 회전축(2)을 향한 상태를 유지하면서 사판(3)의 표리 양면에 슈(7)를 미끄러지게 접하면서 사판(3)의 원주방향(도 5A중 화살표 Z방향)으로 내측가이드(27)와 함께 이동한다.

슬라이드대(28)의 제2피스톤받침부(28a)에 유지된 후속의 피스톤(4)도 이상의 공정을 따름으로써, 사판(3)의 주위를 따라 내측가이드(27)의 제1피스톤받침부(27a)와 외측가이드(26)내주면과의 사이에 원주방향으로 등간격으로 지지된다.

5개의 피스톤(4)을 모두 사판(3)에 부착하면, 긴 측의 회전축(2)을 지지하고 있는 센터 스탠드(20)를 베이스대(22)로부터 떼어낸다.

계속해서, 회전축(2)의 긴 측에 장착되어 있는 내측가이드(27)를 떼고, 커버(5)의 축구멍(5a)에 긴 측의 회전축(2)을 삽입하고, 그 각 보스(5b)에 각 피스톤(4)을 삽입한다.

이 상태에서, 피스톤조립체(P)를 외측가이드(26)로부터 긴 측의 회전축(2)의 방향으로 빼내고, 짧은 측의 회전축(2)으로 부터 다른 쪽의 내측가이드(27)를 떼어낸다.

그리고, 짧은 측의 회전축(2)을 커버(6)의 축구멍(6a)에 삽입하고, 그 각 보스(6b)에 각 피스톤(4)을 삽입함으로써 도 23에 나타내는 서브어셈블리(A)가 얻어진다.

또, 상술한 제1의 실시예에서는, 사판이 부착된 회전축(2)을 회전시키지 않고, 피스톤(4)을 내측가이드(27)에 유지시키면서 사판(3)을 따라 윗쪽으로 슬라이딩시키는 구성으로 했지만 반드시 이것에 한정되는 것은 아니고, 피스톤(4)을 소정 간격을 두고 평행하게 유지한 채 사판(3)의 주위를 따라 원주방향으로 이동가능한 구성을 구비하면, 다른 캐리어기구를 이용할 수도 있다. 예를 들면, 피스톤(4)을 소정 간격으로 유지하면서 사판(3)의 둘레에 감아 붙이기 가능하게 하므로, 베이스대를 가요성(可撓性)있는 구조(컨베이어 등)로 해도 좋다.

이상 설명한 바와 같이, 제1의 실시예에 의하면 절결부(4a)에 슈(7)를 설치한 피스톤(4)을 슬라이드대(28)에 적재하고, 베이스대(22)에 고정한 사판이 부착된 회전축(2)을 향해서 슬라이드대(28)를 이동시키는 것만으로, 피스톤조립체(P)를 매우 신속하고 확실하게 조립할 수 있다. 즉, 사판(3)의 가장자리부(3a)와 피스톤(4)의 절결부(4a)는 안내부재(35)에 의해 자동적으로 끼워 맞춰지고, 절결부(4a)의 저면(4a')에 적재된 한 쌍의 슈(7)는 누름부재(37)에 의해 자동적으로 사판(3)의 표리 양면에 대향해서 평행하게 튀어올려진다. 그리고, 슈(7)를 사판(3)과의 사이에 끼운 상태로 각 피스톤(4)을 회전축(2)의 축선과 평행하게 사판(3)의 가장자리부(3a)에 방사상으로 재빠르게 부착해 갈 수 있다. 그 결과, 작업자가 손가락 등으로 피스톤(4)이나 슈(7)를 유지할 필요가 없어지고, 조립경험이 없는 자라도 복수개의 피스톤(4)을 사판이 부착된 회전축(2)에 쉽고 확실하게 부착할 수 있다. 구체적으로는, 본 실시예의 장치를 사용함으로써, 동일한 작업자가 피스톤조립체(P)를 조립하는 데 필요한 시간은, 수작업의 경우와 비교해서 대략 반정도이하로 된다.

다음에, 본 발명의 제2의 실시예를 도 6 내지 도 23을 참조하면서 설명한다. 이 장치는, 제1의 실시예의 조립장치를 기본개념으로 하면서, 다시 발전시킨 것이다.

도 6 및 도 7에 나타내듯이, 이 조립장치는, 사판(3)이 부착된 회전축(2:이하, 간단하게 「회전축」이라고 칭함)을 지지하는 지지헤드(50,51)와, 복수의 피스톤(4)을 정렬상태로 유지하는 슬라이드대(52)와, 각 피스톤(4)의 절결부에 적재된 슈가 튀어오르면서 각 피스톤(4)을 소정 방향으로 안내하는 누름부재(54)와, 슬라이드대(52)상의 각 피스톤(4)을 누름부재(53)에 안내하는 한 쌍의 피스톤 가이드(53)를 구비한다. 이하, 이들 구성요소에 대해서 상세하게 서술한다.

지지헤드(50,51)는, 회전축(2)의 리어측의 축단을 지지하는 리어측 헤드(50)와, 프론트측의 축단을 지지하는 프론트측 헤드(51)를 서로 대향 배치한 것이다. 양 헤드(50,51)는 도 9에 나타내듯이, 레일(56)상에 차륜(도면에 표시는 생략)을 매개로 해서 배치되고, 각각의 하부에 설치된 에어실린더(57)에 의해 서로 근접·이격하는 방향으로 이동가능하다.

지지헤드(50,51)는, 공통의 회전축심(O)을 중심으로 해서 회전가능한 회전대와셔(59)를 각각 구비한다. 이 회전대와셔(59)는 헤드(50)의 프레임(62)에 대해서, 베어링(63)을 매개로 해서 회전가능하게 지지된 대략 원통형의 것으로, 그 축방향에는 센터핀(60) 및 복수의 클램프핀(61)이 각각 삽입되어 있다. 단, 도 9에서는 복수의 클램프핀(61) 중 1개만을 도시해서 다른 클램프핀의 도시는 생략하고 있다. 또 회전대와셔(59)에는 에어실린더(58)가 연결되어 있고, 회전대와셔(59)는 이 에어실린더(58)에 의해 회전축심(O)방향으로 왕복구동된다.

센터핀(60)은 축심을 회전축심(O)과 일치시켜 배치되고, 그 선단에는 회전축(2)의 리어측의 축단에 설치된 지지구멍(64)과 걸어 맞추기 가능한 원추형의 축지지부(65)가 설치되어 있다. 센터핀(60)과 회전대와셔(59)와의 사이에는, 도면에 나타내지 않은 베어링이 매개로 해서 설치되고, 또, 센터핀(60)의 기단부는 거는 부재(66)를 매개로 해서 프레임(62)에 고정되어 있다. 그 때문에, 센터핀(60)은 회전대와셔(59)의 회전시에도 이것에 추종해서 회전하지 않고 정지하고 있다.

클램프핀(61)은 도 8에 나타내듯이, 센터핀(60)의 주위의 원주등배위치의 복수개소, 구체적으로는 편입예정의 피스톤(4)과 동일한 수의 개소(본 실시예에서는 5개소)에 설치되어 있다(61a∼61e). 각 클램프핀(61)의 선단부에는 도 9에 나타내듯이 원추형의 피스톤지지부(67)가 설치되어 있고, 피스톤을 사판(3)에 편입시킬 때에는 이 피스톤지지부(67)를 피스톤의 양단면에 설치된 걸어 맞춤 구멍(도면에 표시하지 않음)에 걸어 맞추어서 피스톤(4)을 클램프한다.

각 클램프핀(61)의 기단부측에는, 상기한 핀(61)을 작동유체, 예를 들면 압축공기에 의해 축방향으로 왕복구동시키는 플랜저(70)가 설치된다. 이 플랜저(70)는, 외통(外筒)(71)과, 외통(71)의 내경부에 삽입되고, 클램프핀(61)의 기단부에 일체로 형성된 피스톤(72)으로 이루어지고, 피스톤(72)의 축방향 양측에 2개의 공기공급구(73,74)를 가지는 이른바 복동(復動)타입의 것이다. 핀기단측의 공급구(73)에 공기를 공급하면, 피스톤(72)이 도면의 왼쪽으로 눌려지고, 클램프핀(61)이 진출해서 부착할 예정의 피스톤(4)이 클램프된다. 그 반대로 핀선단측의 공급구(74)에 공기를 공급하면, 클램프핀(61)이 언클램프된다.

지지헤드(50,51)의 앞면(50a,51a:상대측의 지지헤드와 대향하는 면을 말함)에는, 실린더(5,6)를 지지하기 위한 실린더지지부(69)가 설치된다. 본 실시예에서는 이 실린더지지부(69)를 각 클램프핀(61)중, 회전축심(O)보다 아래 쪽이고 또한 동일 수평면상에 위치하는 2개의 클램프핀(60b,61e:도 8참조)의 외통(71)에 설치하고 있다. 즉, 이들 외통(71)의 회전대와셔(59)에서 상대헤드측에 돌출하는 부분은, 실린더(5,6)의 보스(5b,6b)내경부에 매끄럽게 삽입할 수 있고, 또한 삽입후에 실린더(5,6)가 흔들리지 않을 정도의 끼워맞춤을 갖는 외경치수로 형성된다. 따라서, 시린더지지부(69)와 보스(5b,6b)를 끼워맞추면, 양 실린더(5,6)를 정지위치로 유지하는 것이 가능하게 된다. 또, 도면에서는 실린더지지부(69)를 외통(71)에 일체로 설치한 경우를 예시하고 있지만, 외통(71)과 별체로 설치해도 상관없다.

각 플랜저(70)에는 도면에 나타내지 않은 압축공기의 공급원과 접속한 2계통의 유체공급로(75,76)가 접속된다. 이 가운데 한 쪽은 각 플랜저(70)에 클램프용 공기를 공급하는 제1의 유체공급로(75)이고, 다른 쪽은 플랜저(70)에 언클램프용 공기를 공급하는 제2의 유체공급로(76)이다. 양 유체공급로(75,76)는 각각 상류측에서는 하나의 유로(75a,76a)로 되어 있지만 하류측에서는 각 플랜저(70)마다 분기한 복수의 유로(75b,76b)로 되어 있다. 양 유체공급로(75,76) 중, 그 상류측(75a,76a)은 도시하지 않은 전환밸브를 매개로 해서 공통의 공급원에 접속되고, 하류측(75b,76b)는 제1의 유체공급로(75b)가 플랜저(70)의 클램프측의 공기공급구(73)에 제2의 유체공급로(76b)가 언클램프측의 공기공급구(74)에 각각 접속되어 있다.

센터핀(60)의 기단부의 근방에는, 전환수단(77)이 설치된다. 이 전환수단(77)은, 단일의 급기원(도시하지 않음)로부터 공급된 압축공기를 각 클램프핀(61)마다 설치된 플랜저(70)에 선택적으로 분배공급하는 것이다.

이 전환수단(77)은 회전대와셔(59)와 동심배치한 원통형의 외측부재(80)와, 외측부재(80)의 내경부에 삽입된 동일한 원통형의 내측부재(81)로 구성된다. 이 중, 외측부재(80)에는, 각 외통(71)의 기단부가 삽입되어 있고, 회전대와셔(59)의 회전시에는, 외측부재(80)는 각 외통(71)으로부터 토오크를 받아 회전대와셔(59)와 일체로 되어 동기회전한다. 이것에 대해서, 내측부재(81)는 센터핀(60)의 기단부에 일체로 형성되어 있고, 센터핀(60)과 똑같이 회전하지 않고 정지하고 있다.

내측부재(81)의 외경면에는, 도 10(전개한 내측부재의 평면도이다)에 나타내듯이, 3종류의 홈(82∼84)가 형성된다. 이 3종류의 홈(82∼84)는 센터핀(60)의 선단측(도면 좌측)에서 순서대로, 제1의 유체공급홈(82), 배기홈(83), 및 제2의 유체공급홈(84)이다. 이 중의 제1의 유체공급홈(82) 및 배기홈(83)은, 둘레방향의 제1개소가 축방향으로 연장하는 경계부(85)에 의해 나눠지고, 제2의 유체공급홈(84)은 내측부재(81)의 전체 둘레에 걸쳐 환상으로 형성되어 있다.

제1의 유체공급홈(82)은 경계부(85)에서 외측부재(80)의 회전방향(도 10중에 화살표로 나타냄)을 향해서 단계적으로 축방향폭을 좁게 한 계단형으로 형성된다. 즉, 이 제1의 유체공급홈(82)은 둘레방향의 양단중에서 일단측(외측부재(80)의 회전방향으로 선행하는 단부)의 축방향면(A1∼A5)을 이단면(異段面)으로 했기 때문에, 이 축방향면(A1∼A5)의 수는, 편입예정의 피스톤(4)(본 실시예에서는 5개)과 같은 수로 된다.

상기한 배기홈(83)은 각 플랜저(70)에 충전된 압축공기가 다른 클랜저(70)에 돌아 들어가지 않도록 배기하기 위한 것으로, 제1의 유체공급홈(82)과는 대칭의 형상으로 형성된다. 즉, 배기홈(83)은 외측부재(80)의 회전방향을 향해서 단계적으로 축방향폭을 넓게 한 계단형으로 형성되고, 그 둘레방향 양단중에서 타단측(외측부재(80)의 회전방향과 반대측)의 축방향면이 5단의 이단면으로 되어 있다.

내측부재(81)의 외경면으로서, 3개의 홈(82∼84)을 축방향 양측에서 끼우는 위치에는 외측부재(80)의 내경면과 기밀하게 미끄러지게 접하는 밀봉링(86,87:점을 찍어놓은모양으로 나타냄)이 설치되어 있다.

이 전환수단(77)에 있어서, 제1의 유체공급홈(82)의 저면에는, 상기한 제1의 유체공급로(75)의 상류측(75a)이 개구하고 있고, 또 제2의 유체공급홈(84)의 저면에는, 제2의 유체공급로(76)의 상류측(76a)이 각각 개구하고 있다. 똑같이 배기홈(83)에는, 대기중에 개방시킨 배기로(88)가 개구하고 있다.

외측부재(80)의 내경면에서 제1의 유체공급홈(82)을 향한 위치에는, 제1의 유체공급로(75)의 5개의 하류측유로(75b)의 상류단(a1∼a5)이 각각 개구하고 있다. 이 상류단(a1∼a5)은, 둘레방향의 원주등배위치에 축방향으로 소정피치씩 어긋나고, 또한 외측부재(80)의 회전시에 각 상류단(a1∼a5)이 각가 상기한 이단축방향면(A1∼A5)상을 통과할 수 있는 위치에 배치하다. 즉, 외측부재(80)의 회전시에는 상류단(a1)이 축방향면(A1)상을, 하류단(a2)이 축방향면(A2)상을, …상류단(an)이 축방향면(An)상을 통과한다.

또, 외측부재(80)의 내경면에서 제2의 유체공급홈(84)을 향한 위치에는, 제2의 유체공급로(76)의 하류측류로(76b)의 상류단(b1…b5)이 등간격으로 개구하고 있다.

이하, 전환수단(77)의 작용을 도 11A,도 11B∼도 13A,도 13B에 근거해서 설명한다. 또, 각 도면에 있어서 (a)도와 (b)도는 내측부재(81)를 각각 반대측에서 본 도면이다. 또 어떤 도면이라도 간략화를 위해 배기홈(83)의 도시를 생략하고 있다.

우선, 상기한 전환밸브를 클램프측에 전환하여 이 상태에서 외측부재(80)를 회전시켜, 도 11A, 도 11B에 나타내듯이, 제1의 유체공급로(75)의 하류측(75b)의 상류단(a1∼a5)중, 가장 핀선단측에 위치하는 상류단(a1)을 제1의 유체공급홈(82)에 대향시킨다. 그러면, 제1의 유체공급로(75)의 상류측(75a)에서 제1의 유체공급홈(82)에 공급된 압축공기가, 이 상류단(a1)을 통해 이것에 연통하는 하류측 유로(75b)에 유입하고, 클램프측의 공급구(73)에서 플랜저(70)내에 공급되어 최초의 클램프핀(61a:도 8참조)을 돌출시킨다. 이 때, 다른 상류단(a1∼a5)은, 내측부재(81)의 외경면으로 폐쇄되어 있으므로, 이들 공급로에 압축공기가 유입하는 일은 없고, 따라서 다른 클램프핀(61b∼61e)은 퇴입상태를 유지한다. 외측부재(80)와 내측부재(81)사이의 클리어런스에서 리이크한 공기는, 제1의 유체공급홈(82)에 인접하는 배기홈(83)을 통해 대기중으로 배기되므로, 다른 상류단(a2∼a5)에 리이크공기가 유입하는 일은 없다.

다음에, 외측부재(80)를 파선화살표로 나타내는 방향으로 소정피치(본 실시예에서는 72°)만큼 회전시키면, 도 12A,도 12B에 나타내듯이 다음 단의 상류단(a2)이 제1의 유체공급홈(82)에 대향하므로, 이 상류단(a2)에 접속된 다음 단의 클램프핀(61b)이 돌출한다(이 때, 최초의 클램프핀(61a)은 돌출한 채이고, 다른 클램프핀(61c∼61e)은 퇴입상태인 채이다).

이후, 동일한 작업을 반복하면, 나머지 클램프핀(61c∼61e)이 순서대로 하나씩 돌출하고, 최종적으로는 도 13A,도 13B에 나타내듯이 모든 상류단(a1∼a5)이 제1의 유체공급홈(82)에 대향하고, 모든 클램프핀(61a∼61e)이 돌출한다.

이 상태에서 전환밸브를 클램프측에서 언클램프측으로 전환하면, 급기원으로부터 공급된 압축공기가 제2의 유체공급로(76)의 상류측 유로(76a), 제2의 유체공급홈(84) 및 상류단(b1∼b5)을 거쳐 상류측 유로(76b)에 동시에 공급된다. 이 압축공기는, 각 플랜저(70)의 언클램프측의 공급구(74)에 공급되므로, 모든 클램프핀(61)이 동시에 퇴입하고, 클램프되어 있던 각 피스톤(4)이 일제히 언클램프된다.

또, 이상의 설명은, 리어측의 지지헤드(50)에 있어서의 것이지만, 동일한 동작은, 프론트측의 지지헤드(51)에 있어서도 동시에 이루어진다. 프론트측에서는, 3개의 홈(82∼84)을 리어측과 대칭의 형상으로 한다.

본 실시예에서는, 3종류의 홈(82∼84)을 내측부재(81)의 외경면에 설치하고 있지만, 외측부재(80)의 내경면에 설치해도 좋다. 또, 외측부재(80)와 내측부재(81)중 어떤 것을 회전시킬 지는 임의대로이고, 상기한 설명과는 반대로 외측부재(80)를 고정해서 내측부재(81)를 회전시켜도 좋다.

도 14에 나타내듯이, 프론트측의 지지헤드(51)의 센터핀(60)의 주변부에는 셀레이션구멍(89)이 설치된다. 이 셀레이션구멍(89)은, 회전축(2)의 프론트측 단부에 설치된 셀레이션(2a)와 끼워맞추기 가능하게 형성되어 있고, 부착작업중에는, 이 셀레이션 끼워맞춤에 의해, 회전축(2)이 회전하는 일은 없고 소정의 부착자세인 상태로 위치결정 고정된다.

슬라이드대(52)는, 도 15 및 도 16에 나타내듯이, 피스톤(4)을 유지하기 위한 피스톤받침부(91)를 윗면에 가진다. 이 피스톤받침부(91)는, 단면이 원호형을 이루고, 부착예정의 피스톤(4)과 동일한 수(5개)만큼 설치되어 있다. 피스톤받침부(91)는 유지한 피스톤(4)의 축선(S)과 사판(3)의 연장선(Q)과의 사이의 각도가 90°에 가깝도록, 회전축심(O)과 평행한 선(R)에 대해서 조금 각도(α)만큼 기울어져 배치되어 있다. 이것은 슈(7)가 튀어오를 때에 슈(7)의 평탄면(7b)과 사판(3)을 가능한 한 평행에 가깝게 해서 피스톤(4)의 사판(3)으로의 부착성을 개선하기 위한 것이다. 즉, 슈(7)의 평탄면(7b)과 사판(3)과의 사이의 편입극간은 근소하므로, 피스톤(4)의 축선(S)이 회전축(2)의 축선(O)과 평행하면, 편입시에 슈(7)와 사판(3)이 간섭하고, 원활한 조립에 지장을 준다. 이것에 대해서, 상술한 바와 같이 경사각도(α)를 설치해 두면, 슈(7)의 평탄면(7b)과 사판(3)의 표리면이 보다 평행에 가깝게 되므로, 양자의 간섭을 회피해서 원활하게 조립할 수 있게 된다. 또, 경사각(α)을 과도하게 크게 하면, 피스톤(4)의 클램프가 원활하게 행해질 수 없게 되므로, 경사각(α)은 적당한 각도(예를 들면 1.2°정도)로 설정한다.

그런데, 피스톤(4)을 사판(3)에 부착한 후에는, 피스톤(4)의 축심(S)과 회전축심(O)이 평행하게 되므로, 상술한 것과 같이 경사각(α)이 있을 경우에는, 처음에는 회전축심(O)에 대해서 경사하고 있던 피스톤(4)이 경사각(α)을 0으로 하고, 수평면상에서 약간 선회해서 위치보정을 행한다. 이 경우, 만약 피스톤받침부(91)의 피스톤(4)을 지지하는 받침면(91a)과 피스톤(4)의 외경면이 동일한 곡율로 서로 밀착하고 있는 경우에는 피스톤(4)과 받침면(91a)이 간섭하므로, 피스톤(4)의 위치보정을 허용할 수 없다. 따라서, 이 경우에는, 도 15에 나타내듯이, 피스톤받침부(91)의 받침면(91a)을 피스톤(4)의 외경면보다도 큰 곡율의 곡면으로 해서 피스톤(4)의 자세변화를 허용할 수 있는 구조로 하는 것이 좋다.

상기한 슬라이드대(52)는, 도 7에 나타내듯이 주행기대(走行基臺)상에 배치된다. 주행기대(92)에는 보올나사너트(93)가 고정되어 있고, 이 보올나사너트(93)에는 서보모우터(94)로 구동되는 보올나사(95)가 삽입되어 있다. 이상의 구성에서, 서보모우터(94)의 정(正)구동과 역(逆)구동에 의해, 슬라이드대(52)가 회전축심(O)과 직교하는 방향으로 왕복이동가능하게 된다.

상기한 서보모우터(94)는, 지지헤드(50,51)의 회전대와셔(59)를 회전구동시킬 때의 구동원으로서도 기능한다. 즉, 주행기대(92)의 아래 쪽의 고정위치에는, 주행기대(92)아랫 면의 랙(92a)과 맞물리는 피니온기어(96)가 배치되어 있고, 이 피니온기어(96)의 회전은, 이(齒)가 부착된 벨트 등의 전동수단(97)을 매개로 해서 지지헤드(50,51)의 측쪽에 배치한 전동기어(98)에 전달된다. 지지헤드(50,51)의 회전대와셔(59)에는, 도 9에 나타내듯이, 구동기어(99)가 장착되어 있고, 이 구동기어(99)에 전동기어(98)가 맞물리고 있다. 이상의 구성에서, 서보모우터(94)를 기동해서 슬라이드대(52)를 소정 피치만큼 수평이동시키면, 이것에 동기해서 양 지지헤드(50,51)의 회전대시이트(59)를 소정피치만큼 회전시키는 것이 가능하게 된다.

슬라이드대(52)의 이동경로와 사판(3)의 가장자리부와의 접촉부분의 바로 앞의 위치에는, 누름부재(54)가 설치된다. 이 누름부재(54)는, 도 16에 나타내듯이, 수평면사에서 V자형으로 굴곡시킨 뿔기둥에 근사한 형상으로 형성된다. 굴곡부에서 회전축(2)측의 부분(54a:이하, 「선두부(先頭部)」라고 부름)은, 부착자세로 유지된 사판(3)의 연장선(Q)과 평행하게 형성되고, 그 단부는 도 15에 나타내듯이, 사판(3)가장자리부의 경사방향을 따르도록 해서 사판(3)의 바로 아래에 들어가고 있다. 또, 회전축(2)으로부터 이격(離隔)하는 측의 부분(54b:이하,「기부(基部)」로 부름)은, 슬라이드대(52)의 이동방향과 평행하게 형성된다. 기부(54b)의 아래 면은, 회전축(2)측만큼 아래 쪽으로 경사한 경사면이 된다.

도 22B에 나타내듯이, 누름부재(54)의 아래 면중에서, 선두부(54a)측의 아래 면(54c)은 사판(3)과 대략 같은 폭의 사각형으로 형성된다. 한편, 도 22A에 나타내듯이, 기부(54b)측의 아래 면(54c)는 회전축(2)으로부터 이격하는 측의 단부를 정점으로 하는 삼각형으로 형성되고, 상기한 하면(54c)의 단부는, 예각적인 첨단(尖端)부(54d)로 되어 있다. 누름부재(54)는 이 첨단부(54d)가 슬라이드대(52)에 의해 반송된 피스톤(4)의 절결부(4a)상에 어느 한 쌍의 슈(7)사이를 통과하는 위치에 배치된다. 첨단부(54d)이 슈(7)사이에 들어간 후, 다시 슬라이드대(52)를 전진시키면, 슈(7)의 이웃하는 단부가 기부(54b)의 양측면(54e1)에 의해 절결부(4a)의 저면측에 눌려지고, 그 결과, 슈(7)가 서서히 튀어 오른다. 슈(7)가 누름부재(54)의 굴곡부를 통과해서 선두부(54a)에 도달하면, 선두부(54a)의 양측면(54e2)에서 슈(7)를 매개로 해서 압력을 받은 피스톤(4)이 도 16의 오른 쪽으로 이동하고, 그 결과, 슈(7)가 부착자세로 유지된 사판(3)의 가장자리부에 끼워 맞춰진다.

이렇게, 누름부재(54)의 측면(54e1,54e2)은, 한 쌍의 슈(7)를 사판(3)의 가장자리부에 끼워 맞춤시키고, 피스톤(4)을 안내하는 안내수단으로서의 기능과, 절결부(4a)상에 눕혀진 상태로 적재된 슈(7)를 튀어오르게 하는 누름수단으로서의 기능을 겸해서 갖추는 것이다. 상세하게는, 누름부재(54)의 양측면(54e1,54e2)중에서, 선두부(54a)의 측면(54e2)이 안내수단이 되고, 기부(54b)측의 측면(54e1)이 누름수단이 된다.

누름부재(54)로부터 슬라이드대(52)측에는 한 쌍의 피스톤가이드(53)가 대향 배치된다. 이 피스톤가이드(53)는, 슬라이드대(52)의 전진시에 누름부재(54)의 첨단부(54d)가 한 쌍의 슈(7)사이에 확실하게 들어가도록 피스톤(4)을 안내하는 것으로, 피스톤(4)이 누름부재(54)의 굴곡부의 바로 앞의 위치에 도달할 때까지 피스톤(4)의 양단면과 접촉한다.

이하, 이 조립장치에 있어서의 조립공정을 설명한다.

우선, 도 6에 나타내듯이, 파레트(101)상에 회전축(2), 피스톤(4),리어측 및 프론트측의 실린더(5,6)를 적재하고, 이 파레트(101)를 컨베이어(102)로 반송해서 규정위치에서 정지시킨다. 이 때, 피스톤(4)의 절결부상에는, 미리 한 쌍의 슈를 눕힌 상태로 적재해 둔다.

다음에, 2개의 실린더(5,6)를 도시하지 않은 체크장치로 잡고, 이것을 양 지지헤드(50,51)사이에 반송한 후에, 양 지지헤드(50,51)의 앞면에 설치된 실린더지지부(69)로 각각 지지한다. 구체적으로는, 도 8중의 2개의 클램프핀(61b,61e)의 외통(71)에 실린더(5,6)의 보스(5b,6b)를 삽입한다. 그 결과, 외통(71)과 보스(5b,6b)가 밀접하게 끼워지고, 충합면(5c,6c:도 20참조)을 서로 대향시킨 상태로 실린더(5,6)가 지지된다. 이 때, 나머지의 보스(5b,6b)에는, 다른 클램프핀(61a,61c,61d)가 삽입된다.

다음에, 파레트(101)상의 회전축(2)을 도시하지 않은 체크장치로 잡고, 양 지지헤드(50,51)사이에 반송한다. 이어서 양 지지헤드(50,51)의 공기실린더(57:도 9참조)를 기동해서 양 지지헤드(50,51)를 근접시키고, 도 17에 나타내듯이, 양 헤드(50,51)의 축지지부(65)를 양 축단에 삽입해서 회전축(2)을 지지한다. 프론트측의 축지지부(65:도면의 좌측)를 축단에 삽입할 때에는, 도 14에 나타내듯이, 센터핀(60)의 기단부에 배치한 위치맞춤용 서보모우터(104)를 기동하고, 셀레이션구멍(89)을 조금 회전시켜 축단의 셀레이션(2a)과 지지헤드(51)측의 셀레이션구멍(89)의 위치맞춤을 행하고, 양자를 매끄럽게 끼워 맞춘다. 양자가 끼워맞춰지면 회전축(2)의 회전이 규제되므로, 이후, 회전축(2)은 이 자세로 유지되고, 피스톤(4)의 부착이 이루어진다.

또, 체크장치에 의한 회전축(2)의 반송중에는, 도 18에 나타내는 자세유지기구(105)에 의해 회전축(2)이 제멋대로 회전하지 않도록 그 자세를 유지한다. 이 자세유지기구(105)는 체크장치의 체크폴(106)에 부착한 당접막대(107), 당접막대(107)와 맞닿는 당접부(109)를 갖는 캠(110), 사판(3)과 저면수직방향의 2개소에서 접촉하는 규제부재(111)를 구비한다. 실선으로 나타내듯이, 체크폴(106)로 회전축(2)을 클램프하고 있을 때에는, 당접막대(107)가 당접부(109)에 대해서 떨어져 있으므로, 캠(110)이 도시하지 않은 스프링에 의해 화살표 ①방향으로 힘이 가해지고, 그 결과, 규제부재(111)가 사판(3)에 눌려붙여져 사판(3)의 회전이 규제된다. 따라서, 회전축(2)이 소정자세로 유지된다. 한편, 언클램프시에는, 2점쇄선으로 나타내듯이, 당접막대(107)가 캠(11)의 당접부(109)를 눌러 캠(110)을 화살표 ①과 반대방향으로 회전시키므로, 도시하지 않은 스프링에 의해 화살표 ②방향으로 힘이 가해진 규제부재(111)가 사판(3)으로부터 떨어지고, 그 결과, 회전툭(2)이 자유롭게 된다. 이 자세유지기구(105)에 의한 회전축(2)의 자세유지는 상술한 셀레이션(2a)과 셀레이션구멍(89)의 끼워 맞춤이 완료되고, 회전축(2)이 소정의 부착자세로 고정될 때가지 행한다.

실린더(5,6), 및 회전축(2)의 반송과 전후해서, 파레트(101)상의 피스톤(4)을 도시하지 않은 체크장치로 잡고, 이것을 슬라이드대(52)상에 이송해서 각각 피스톤받침부(91)에 적재한다. 이 이송중에는, 각 피스톤(4)의 절결부(4a)상에 배치한 슈(7)가 낙하하지 않도록 적절한 수단으로 슈(7)를 유지해 둔다.

다음에, 슬라이드대(52)를 부착자세로 유지된 회전축(2)측에 전진시킨다. 슬라이드대(52)상에 있는 선두의 피스톤(4)은 피스톤가이드(53)에 안내된 후, 누름부재(54)의 아래 쪽에 도달한다. 이 피스톤(4)이 기부(54b)를 통과하면 그 측면(누름수단)(54e1)에 의해 눌려진 한 쌍의 슈(7)가 구상면(7a)을 외측으로 해서 수직으로 튀어오른다. 이어서, 피스톤(4)이 선두부(54e)를 통과하면, 그 측면(안내수단)(54e2)에 안내된 피스톤(4)이 피스톤받침부(91)상을 미끄러져 슬라이드대(52)의 이동방향과 직교하는 방향으로 이동한다. 이것에 의해, 상기한 피스톤(4)의 절결부(4a)가 사판(3)의 가장자리부에 맞춰지고 한 쌍의 슈(7)의 평탄면(7b)이 사판(3)의 표리양면에 면접촉한다.

그후, 선두의 피스톤(4)이 도 15에 나타내듯이, 회전축(2)의 축심(O)바로 아래에 도달하면, 전환수단(77)에 있어서 제1의 공급로(75)의 하류측 유로(75b)와 상류측 유로(75a)가 도 11A,도 11B에 나타내는 위치관계로 되고, 도 8중에서 가장 아래 쪽에 있는 클램프핀(61a)이 돌출해서 피스톤지지부(67)로 피스톤(4)을 양측에서 지지한다.

또 슬라이드대(52)가 전진하면, 회전대와셔(59)가 슬라이드대(52)의 슬라이드운동에 동기해서 소정피치(72°)만큼 회전하고, 그 결과, 앞단의 공정으로 클램프된 피스톤(4)이 사판(3)위를 미끄러지면서 둘레방향으로 이동해서 도 15의 ②의 위치에 도달한다. 이것과 동시에 전환수단(77)이 도 12A, 도 12B에 나타내는 상태로 되고, 다음 단의 피스톤(4)이 회전축(2)의 축심(O)바로 아래에서 다음 단의 클램프핀(61b:도 8참조)의 피스톤지지부(67)에 의해 클램프된다.

이후, 동일한 작업을 반복하여, 사판(3)의 가장자리부의 등배위치에 순서대로 5개의 피스톤(4)을 부착한다. 이 때, 각 피스톤(4)은 축방향의 위상차를 가진 상태에서 각각 부착된다. 모든 피스톤(4)의 부착이 완료하면, 공기실린더(58:도 9참조)를 기동해서 양 지지헤드(50,51)의 회전대와셔(59)끼리를 근접시켜, 각 피스톤(4)을 실린더(5,6)의 보스(5b,6b)에 삽입하면서 양 실린더(5,6)끼리를 맞붙인다. 이어서, 상기한 전환밸브를 언클램프측에 전환해서 모든 클램프핀(61)을 퇴입시키고 도시하지 않은 반출용 체크장치에서 완성한 서브어셈블리(A:도 23참조)를 클램프한다. 다음에, 양 지지헤드(50,51)를 이격방향으로 후퇴시켜 센터핀(60)의 축지지부(65)를 회전축(2)의 양끝에서 탈출시키고, 그후, 체크장치를 이동시켜 서브어셈블리(A)를 도 6중의 2점쇄선으로 나타낸 위치에 있는 파레트(101)상에 적재한다.

이렇게, 본 발명에 의하면, 피스톤조립체(P), 또는 서브어셈블리(A)를 매우 신속하고 확실하게 자동조립할 수 있으므로, 생산성을 향상시켜 제조비용을 절감할 수 있다. 또, 작업자의 수작업에 의지하지 않아도 되므로, 이물질이 부착할 우려도 적고, 품질향상이 달성된다.

또, 이상의 설명에서는, 슬라이드대(52)와 회전대와셔(59)를 동기구동하는 수단으로서, 랙(92a), 피니온기어(96) 및 벨트(97) 등을 사용하고 있지만, 이밖에도 링크기구를 이용해서 양자를 기계적으로 동기시켜도 좋고, 또, 양자의 구동원으로서 독립의 서보모우터를 사용하여, 양 서보모우터를 전기적으로 제어해서 양자를 동기시켜도 좋다.

Claims (11)

1. 사판이 부착된 회전축과 사판가장자리부에 걸어 맞춘 복수의 피스톤을 구비하고, 피스톤의 몸통부 중심에 형성한 절결부에 한 쌍의 슈를 배치해서, 이 슈를 상기한 사판의 표리면에 미끄러지게 접해서, 사판의 회전시에 슈를 매개로 해서 각 피스톤을 회전축의 축심방향으로 왕복이동시키는 피스톤조립체를 조립하기 위한 방법에 있어서,

   상기한 복수의 피스톤을 소정 간격으로 평행하게 나열하는 공정,

   상기한 복수의 피스톤을 소정간격으로 유지한 채, 상기한 사판의 주위를 따라 원주방향으로 이동시키는 공정,

   상기한 이동공정에 있어서, 상기한 피스톤이 상기한 사판가장자리부에 도달할 때에 상기한 절결부를 상기한 사판가장자리부에 끼워 맞추는 공정, 및

   상기한 끼워맞춤공정과 거의 같은 시기에 상기한 한 쌍의 슈를 상기한 사판의 표리 양면과 대향해서 평행하게 되도록 튀어 오르게 하는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 피스톤조립체의 조립방법.
2. 사판이 부착된 회전축과 사판가장자리부에 걸어 맞춘 복수의 피스톤을 구비하고, 피스톤의 몸통부 중심에 형성한 절결부에 한 쌍의 슈를 배치해서, 이 슈를 상기한 사판의 표리면에 미끄러지게 접해서, 사판의 회전시에 슈를 매개로 해서 각 피스톤을 회전축의 축심방향으로 왕복이동시키는 피스톤조립체를 조립하는 장치에 있어서,

   상기한 복수의 피스톤을 소정 간격을 두고 평행하게 유지하는 복수의 피스톤받침부를 가지고, 또한 상기한 사판의 주위를 따라 원주방향으로 이동가능한 캐리어기구와,

   상기한 피스톤의 절결부에 한 쌍의 슈를 눕힌 상태로 나란히 장전(裝塡)하는 장전수단과,

   상기한 캐리어의 이동경로와 상기한 사판가장자리부와의 접촉부분의 바로 앞의 위치에 설치되고, 상기한 캐리어에 유지된 피스톤이 상기한 사판가장자리부에 도달할 때에 상기한 절결부를 상기한 사판가장자리부에 끼워 맞춤시키고, 상기한 피스톤을 안내하는 안내수단과,

   상기한 캐리어의 이동경로와 상기한 사판가장자리부와의 접촉부분의 바로 앞의 위치에 설치되고, 상기한 절결부안에 눕혀진 상기한 한 쌍의 슈가 서로 이웃하는 단부를 상기한 절결부의 저면측으로 눌러서 상기한 한 쌍의 슈를 상기한 사판의 표리양면과 대향해서 평행하게 되도록 튀어 오르는 누름수단을 구비한 것을 특징으로 하는 피스톤조립체의 조립장치.
3. 제2항에 있어서, 상기한 사판의 주위에 피스톤을 이동시킬 수 있는 최소한으로 필요한 간격을 벌리고, 상기한 사판의 주위를 원주방향으로 둘러싸는 외측가이드와,

   외측가이드의 원주방향의 일부에 형성된 피스톤수납용의 개구부와,

   외측가이드의 양측에 있어서, 상기한 사판의 주위를 이동하는 피스톤의 양단부의 상기한 회전축측의 둘레측면을 수납하는 복수의 제1피스톤받침부를 원주방향의 소정간격으로 가지는 회전가능한 내측가이드와,

   내측가이드의 회전과 동기해서 상기한 외측가이드의 개구부에 대해서 대략 접선방향으로 이동가능하고, 상기한 이동방향을 따라, 상기한 복수의 피스톤을 소정 간격을 두고 평행하게 유지하는 복수의 제2피스톤받침부를 갖는 슬라이드대로 구성되는 상기한 캐리어기구를 갖는 것을 특징으로 하는 피스톤조립체의 조립장치.
4. 제3항에있어서, 제2의 피스톤받침부를, 사판의 연장선과 상기한 피스톤받침부에 유지된 피스톤의 축선이 이루는 각도가 90。에 가가운 방향으로 경사해서 배치한 것을 특징으로 하는 피스톤조립체의 조립장치.
5. 제4항에 있어서, 제2의 피스톤받침부의 피스톤을 유지하는 받침면을 상기한 피스톤의 외경면보다 큰 곡율의 곡면상으로 형성한 것을 특징으로 하는 피스톤조립체의 조립장치.
6. 사판이 부착된 회전축과, 사판가장자리부에 걸어 맞춘 복수의 피스톤을 구비하고, 피스톤의 몸통부 중심에 형성한 절결부에 한 쌍의 슈를 배치해서 이 슈를 상기한 사판의 표리면에 접촉시켜 사판의 회전시에 슈를 매개로 해서 각 피스톤을 실린더내에서 회전축의 축심방향으로 왕복이동시키는 피스톤조립체를 조립하기 위한 장치에 있어서,

   복수의 피스톤을 소정간격으로 평행하게 유지하는 복수의 피스톤받침부를 가지고, 회전축의 축심과 직교하는 방향으로 이동가능한 슬라이드대와,

   슬라이드대의 이동경로와 상기한 사판가장자리부와 접촉부분의 바로 앞에 위치하고, 슬라이드대에 유지된 피스톤이 사판가장자리부에 도달할 때에 상기한 절결부를 사판가장자리부에 끼워 맞추어, 피스톤을 안내하는 안내수단과,

   슬라이드대의 이동경로와 상기한 사판가장자리부와의 접촉부분의 바로 앞의 위치에 위치하고, 상기한 절결부내에 눕혀진 한 쌍의 슈가 서로 인접하는 단부를 절결부의 저면측으로 눌러, 이 한 쌍의 슈를 상기한 사판의 표리양면과 대향해서 평행하게 되도록 튀어오르는 누름수단과, 사판이 부착된 회전축을 지지하는 축지지부와 이 축지지부에 지지된 회전축의 사판가장자리부를 향하는 원주방향의 복수 개소에 배치되고, 플랜저에 의해 구동되어 상기한 회전축의 축방향으로 진퇴이동하는 피스톤지지부를 구비하고, 슬라이드대위의 피스톤이 회전축의 축심 바로 아래에 도달했을 때에 피스톤지지부를 돌출시켜 상기한 피스톤을 사판에 결합시키면서 지지하고, 그 후의 슬라이드대의 이동과 동기해서 피스톤을 유지한 채 각 피스톤지지부를 소정 피치씩 일체적으로 회전시키는 한 쌍의 지지헤드를 구비한 것을 특징으로 하는 피스톤조립체의 조립장치.
7. 제6항에 있어서, 각 피스톤지지부를 구동하는 플랜저에, 공급원에서 작동유체를 공급하는 유체공급로를 접속함과 아울러, 이 유체공급로에 상기한 공급로의 유통·폐쇄를 선택적으로 전환가능한 전환수단을 설치한 것을 특징으로 하는 피스톤조립체의 조립장치.
8. 제7항에 있어서, 유체공급로가, 상기한 전환수단보다 상류측에서 한 개의 유로로 됨과 아울러 전환수단보다 하류측에서 각 플랜저마다 독립해서 설치된 복수의 유로로 되고,

   전환수단이, 원통형의 외측부재와 이 외측부재의 내경부에 끼워 맞춘 동일한 원통형의 내측부재로 이루어지고, 외측부재 및 내측부재 사이에 축방향폭을 단계적으로 다르게 해서 유체공급홈을 설치하고, 이 유체공급홈을 향하는 내측고정부재의 외경면 및 외측회전부재의 내경면 중, 어느 한 쪽에 상기한 유체공급로의 상류측을 개구시킴과 함께 다른 쪽에 상기한 유체공급로의 하류측을 유체공급홈의 축방향폭에 대응시켜 축방향으로 어긋나게 하면서 각각 개구시키고, 또한 외측부재 및 내측부재를 피스톤지지부의 회전운동에 동기해서 상대회전시키는 것을 특징으로 하는 피스톤조립체의 조립장치.
9. 제6항에 있어서, 피스톤받침부를, 사판의 연장선과 상기한 피스톤받침부에 유지된 피스톤의 축선이 이루는 각도가 90。에 가까운 방향으로 경사해서 배치한 것을 특징으로 하는 피스톤조립체의 조립장치.
10. 제9항에 있어서, 피스톤받침부의 피스톤을 지지하는 받침면을 상기한 피스톤의 외경면보다 큰 곡율의 곡면상으로 형성한 것을 특징으로 하는 피스톤조립체의 조립장치.
11. 양 지지헤드를 서로 근접·이격(離隔)하는 방향으로 이동가능하게 하고, 또한 양 지지헤드의 앞면에 상기한 실린더를 지지하기 위한 실린더지지부를 설치한 것을 특징으로 하는 제6항에 기재된 피스톤조립장치를 이용한 서브어셈블리의 조립장치.