(57)【要約】  本発明のピストン供給装置はコンロッドが組み付けられたピストンをシリンダボアに挿入するために前記ピストンを把持するピストン把持部と、前記ピストン把持部に前記ピストンを供給するピストン供給部とを備える。前記ピストン供給部が、ピストン頂部が下向きの状態で準備領域に配置された前記ピストンの、前記コンロッドを把持するコンロッド把持手段と、前記ピストンのスカート部に当接され、前記ピストンの軸線方向を予め定めた規定方向に一致させるガイド部材と、前記準備領域から、前記ピストンを前記ピストン把持部に供給する空中の供給位置へ、前記コンロッドを把持した前記コンロッド把持手段を移動する移動手段と、前記下向き状態の前記ピストンを前記ピストン頂部が上向きの上向き状態となるように前記コンロッド把持手段を回動する回動手段と、を備える。前記ピストン供給装置は、更に、前記上向き状態に回動された前記ピストンのピストン頂部を、前記ガイド部材に向かって押圧する押圧手段を備える。
2012143969.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンロッドが組み付けられたピストンをシリンダボアに挿入するために前記ピストンを把持するピストン把持部と、前記ピストン把持部に前記ピストンを供給するピストン供給部とを備えたピストン供給装置であって、
前記ピストン供給部が、
ピストン頂部が下向きの状態で準備領域に配置された前記ピストンの、前記コンロッドを把持するコンロッド把持手段と、
前記ピストンのスカート部に当接され、前記ピストンの軸線方向を予め定めた規定方向に一致させるガイド部材と、
前記準備領域から、前記ピストンを前記ピストン把持部に供給する空中の供給位置へ、前記コンロッドを把持した前記コンロッド把持手段を移動する移動手段と、
前記下向き状態の前記ピストンを前記ピストン頂部が上向きの上向き状態となるように前記コンロッド把持手段を回動する回動手段と、
を備え、
前記ピストン供給装置は、更に、前記上向き状態に回動された前記ピストンのピストン頂部を、前記ガイド部材に向かって押圧する押圧手段を備えたことを特徴とするピストン供給装置。
【請求項２】
前記コンロッド把持手段が、前記コンロッドを挟持する一対の把持部材を備え、前記把持部材が、前記コンロッドと前記ピストンとを連結するピストンピンの軸方向に開閉することを特徴とする請求項１に記載のピストン供給装置。
【請求項３】
前記コンロッド把持手段が、前記コンロッドを挟持する一対の把持部材を備え、
前記ガイド部材を前記一対の把持部材に設けたことを特徴とする請求項１に記載のピストン供給装置。
【請求項４】
前記ピストン把持部が、前記ピストンをその径方向に挟む把持機構を有し、
前記押圧手段は、前記把持機構の把持中心を通る上下線上を移動し、前記ピストンのピストン頂部を前記ガイド部材に向かって押圧する押圧部を備えたことを特徴とする請求項１に記載のピストン供給装置。
【請求項５】
前記コンロッド把持手段に前記押圧手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載のピストン供給装置。
【請求項６】
コンロッドが組み付けられたピストンをシリンダボアに挿入するために前記ピストンを把持するピストン把持部に、前記ピストンを供給するピストン供給方法であって、
前記ピストンがその頂部を下向きとした下向き状態で準備されたピストン準備領域で、前記コンロッドを把持する把持工程と、
前記コンロッドを把持した位置から、前記ピストンを前記ピストン把持部に供給する空中の供給位置へ、前記コンロッドを把持した状態で移動する移動工程と、
前記コンロッドを把持した状態で前記ピストンを移動する間に、前記下向き状態の前記ピストンが前記頂部を上向きとした上向き状態となるように、前記コンロッドを把持した状態で回動する回動工程と、
前記回動工程により前記ピストンを前記上向き状態とした後、前記頂部を、ピストンのスカート部の下端近くに配置される水平ガイド部に向かって押圧し、スカート部の下端を水平ガイド部に当接させ、前記ピストンの軸線方向が予め定めた規定方向に一致するように前記ピストンを案内する案内工程と、
を備えたことを特徴とするピストン供給方法。
【請求項７】
前記移動工程中に、前記回動工程を並行して行うことを特徴とする請求項６に記載のピストン供給方法。
【請求項８】
前記移動工程中に、前記回動工程及び前記案内工程を並行して行うことを特徴とする請求項６に記載のピストン供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンのシリンダブロックにピストンを組み付ける際、ピストンを供給する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリンダブロックに形成されたシリンダボアに対するピストンの挿入作業は、ピストンリングを縮径した状態で行う必要がある。そこで、ピストンリングを縮径した状態で専用のガイド筒にピストンを一旦挿入し、ピストンをガイド筒から押し出してシリンダボアに挿入する方法が提案されている（特許文献１）。【０００３】
ピストンをシリンダボアに挿入する際、シリンダボアとコンロッドとが干渉することを防止するため、通常は、シリンダボアが上下方向を向くようにシリンダブロックをセットし、また、コンロッドが上下方向を向くようにピストンをガイド筒にセットしている。このため、ピストンをガイド筒に挿入するピストン把持ロボットは、ピストンの頂部が上向きとなった上向き状態でピストン周面を把持し、ガイド筒に挿入する。【０００４】
一方、自動組付システムの構成によっては、シリンダブロックに挿入する前のコンロッド付きのピストンは、ピストン及びコンロッドの一連の組み立て作業の手順次第で、その頂部が下を向いた下向き状態でパレット等に搭載されて準備される場合がある。ピストン及びコンロッドの組み立て作業からシリンダボアへの挿入作業までの一連の作業を自動化する場合には、ピストンの姿勢を下向き状態から上向き状態に反転して、ピストンをピストン把持ロボットに渡す必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２６６２５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ピストンの姿勢を反転してピストン把持ロボットに渡す際の手順としては、パレット等から姿勢反転ロボットがピストンを取り上げる、姿勢反転ロボットがピストンの姿勢を反転する、姿勢反転ロボットがパレット等にピストンを搭載する、ピストン把持ロボットがピストンを取り上げる、という手順が考えられる。しかし、この手順では、パレット等にピストンを搭載する点でタクトタイムがかかる。そこで、ピストンの姿勢を反転した後、そのまま空中で姿勢反転ロボットからピストン把持ロボットへピストンを受け渡すようにすることができればタクトタイムを短縮できる。【０００７】
しかし、ピストン把持ロボットがピストン周面を把持する必要上、姿勢反転ロボットはコンロッドを把持してピストンの姿勢を反転させることになる。すると、反転の際の遠心力で姿勢反転ロボットの把持位置がずれ、コンロッドに対してピストンの姿勢がぶれた状態となる場合がある。この状態で空中でピストン把持ロボットにピストンを渡すようにすると、ピストン把持の際の精度が出なくなる。【０００８】
本発明の目的は、ピストン反転時の姿勢ブレを補正し、空中でのピストンの受け渡しをより精度よく行うことにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、コンロッドが組み付けられたピストンをシリンダボアに挿入するために前記ピストンを把持するピストン把持部と、前記ピストン把持部に前記ピストンを供給するピストン供給部とを備えたピストン供給装置であって、前記ピストン供給部が、ピストン頂部が下向きの状態で準備領域に配置された前記ピストンの、前記コンロッドを把持するコンロッド把持手段と、前記ピストンのスカート部に当接され、前記ピストンの軸線方向を予め定めた規定方向に一致させるガイド部材と、前記準備領域から、前記ピストンを前記ピストン把持部に供給する空中の供給位置へ、前記コンロッドを把持した前記コンロッド把持手段を移動する移動手段と、前記下向き状態の前記ピストンを前記ピストン頂部が上向きの上向き状態となるように前記コンロッド把持手段を回動する回動手段と、
を備え、前記ピストン供給装置は、更に、前記上向き状態に回動された前記ピストンのピストン頂部を、前記ガイド部材に向かって押圧する押圧手段を備えたことを特徴とするピストン供給装置が提供される。【００１０】
また、本発明によれば、コンロッドが組み付けられたピストンをシリンダボアに挿入するために前記ピストンを把持するピストン把持部に、前記ピストンを供給するピストン供給方法であって、前記ピストンがその頂部を下向きとした下向き状態で準備されたピストン準備領域で、前記コンロッドを把持する把持工程と、前記コンロッドを把持した位置から、前記ピストンを前記ピストン把持部に供給する空中の供給位置へ、前記コンロッドを把持した状態で移動する移動工程と、前記コンロッドを把持した状態で前記ピストンを移動する間に、前記下向き状態の前記ピストンが前記頂部を上向きとした上向き状態となるように、前記コンロッドを把持した状態で回動する回動工程と、前記回動工程により前記ピストンを前記上向き状態とした後、前記頂部を、ピストンのスカート部の下端近くに配置される水平ガイド部に向かって押圧し、スカート部の下端を水平ガイド部に当接させ、前記ピストンの軸線方向が予め定めた規定方向に一致するように前記ピストンを案内する案内工程と、を備えたことを特徴とするピストン供給方法が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ピストン反転時の姿勢ブレを補正し、空中でのピストンの受け渡しをより精度よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係るピストン組付けシステムＡの説明図。
【図２】ピストン把持ユニット１１１をその下面側から見た図。
【図３】コンロッド把持ユニット１２１の説明図。
【図４】ピストン１の反転時の問題点の説明図。
【図５】好ましい把持方向の説明図。
【図６】ピストン組付けシステムＡの動作説明図。
【図７】ピストン組付けシステムＡの動作説明図。
【図８】ピストン組付けシステムＡの動作説明図。
【図９】ピストン組付けシステムＡの動作説明図。
【図１０】ピストン組付けシステムＡの動作説明図。
【図１１】ピストン組付けシステムＡの動作説明図。
【図１２】ガイド部材１２３の他の配置例を示す図。
【図１３】コンロッド把持ユニット１２１に押圧ユニット１１２を設けた例を示す図。
【図１４】コンロッド把持ユニット１２１の他の説明図。
【図１５】コンロッド把持ユニット１２１の他の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜第１実施形態＞
図１は本発明の一実施形態に係るピストン組付けシステムＡの説明図である。図１及び他の図において、Ｚは上下方向、Ｘ、Ｙは互いに直交する水平方向を示す。ピストン組付けシステムＡは、コンロッド２が組みつけられたピストン１をシリンダブロック４に形成されたシリンダボアＣＢに挿入する装置である。シリンダブロック４としては、直列多気筒エンジンを想定するが、気筒配置や気筒数が異なる他のエンジンにも適用可能である。また、本実施形態の場合は、１回の動作で一つのピストン１を対応するシリンダボアＣＢに挿入することを想定しているが、複数のピストン１を同時に、対応する複数のシリンダボアＣＢに挿入する構成であってもよい。
【００１４】
ピストン組付けシステムＡはフレームＦを備え、フレームＦに各構成要素が支持されている。図中、フレームＦは簡易な方式で図示されている。ピストン組付けシステムＡは、ピストン供給装置１００と、ピストン挿入装置２００と、を備える。
【００１５】
＜ピストン供給装置＞
ピストン供給装置１００は、ピストン１を把持してピストン挿入装置２００に供給するピストン把持部１１０と、ピストン把持部１１０にピストンを供給するピストン供給部１２０と、を備える。まず、ピストン把持部１１０の構成について説明する。
【００１６】
＜ピストン把持部１１０＞
ピストン把持部１１０は、ピストン１をその径方向に挟む把持機構であるピストン把持ユニット１１１を備える。ピストン把持ユニット１１１は、その本体部の外形が略円筒状をなしており、その下部にピストン１の周面を挟持する４本の把持部材１１１ａを備えると共に、これらの把持部材１１１ａを開閉する駆動機構（不図示）を備えている。図２はピストン把持ユニット１１１をその下面側から見た図である。把持部材１１１ａは、Ｚ方向に延設されると共に、Ｚ軸回りに９０度間隔で設けられており、そのうちの２本が互いに対向してＸ方向に開閉し、残りの２本が互いに対向してＹ方向に開閉する。図２において、状態２Ａは４本の把持部材１１１ａが開放した状態を示し、状態２Ｂは４本の把持部材１１１ａが閉じた状態を示す。本実施形態では、把持部材１１１ａを４本としたが、２本や３本でもよい。
【００１７】
図１及び図２を参照して、ピストン把持ユニット１１１には、ピストン１の頂部を下方に押圧する押圧ユニット１１２を備える。本実施形態の場合、押圧ユニット１１２は電動又は流体シリンダであって、そのロッド部１１２ａはピストン把持ユニット１１１の中央開口部を挿通して下方に延設され、その下端部には円盤状の押圧部１１２ｂが設けられている。なお、押圧ユニット１１２としては、ピストン１の頂部を押圧可能なものであればシリンダ以外のものであってもよい。
【００１８】
図２の状態２Ｂに示すように、押圧部１１２ｂはピストン把持ユニット１１１の把持中心ＣＰを通る上下線（Ｚ方向の線）上を移動する。本実施形態では、後述するように押圧ユニット１１２によりピストン１の頂部を押圧した後に、ピストン把持ユニット１１１がピストン１を把持することになるが、押圧部１１２ｂが把持中心ＣＰを通る上下線上を移動する構成としたことで、ピストン１の頂部の押圧とピストン１の把持とを連続的に行うことができ、タクトタイムの短縮化を図れる。
【００１９】
図１を参照して、ピストン把持部１１０は、ピストン把持ユニット１１１を支持するＬ字型の支持部材１１３を備える。支持部材１１３は昇降ユニット１１４に昇降自在に支持されている。昇降ユニット１１４は支持部材１１３を介してピストン把持ユニット１１１を昇降する駆動機構（不図示）を有する。
【００２０】
昇降ユニット１１４は移動ユニット１１５に支持されている。移動ユニット１１５はフレームＦに支持され、Ｘ方向に延設されたレール部材１１６に案内されてＸ方向に移動自在となっている。移動ユニット１１５は昇降ユニット１１４及び支持部材１１３を介してピストン把持ユニット１１１をＸ方向に移動する駆動機構（不図示）を有する。
【００２１】
＜ピストン供給部１２０＞
ピストン供給部１２０は、コンロッド把持ユニット１２１を備える。図３はコンロッド把持ユニット１２１の説明図である。本実施形態の場合、コンロッド把持ユニット１２１は、コンロッド２を挟持する一対の把持部材１２１１、１２１１とこれらをＹ方向に開閉する把持機構を備えた本体部１２１２と、を備える。図３において、図３Ａは初期状態のコンロッド把持ユニット１２１の側面視図、図３Ｂ及び図３Ｃは初期状態のコンロッド把持ユニット１２１を下側から見た図である。また、図３Ｂは一対の把持部材１２１１、１２１１を閉じた状態、図３Ｃは開放した状態を示す。
【００２２】
把持部材１２１１は、コンロッド２を挟持する凹部１２１１ａを有する。ガイド部材１２３は、図３Ａに示すように、ピストン１のスカート部の下端に当接され、ピストン１の軸線方向を予め定めた規定方向に一致させる当接面１２３ａを形成する。本実施形態の場合、ガイド部材１２３は把持部材１２１１に一体的に設けられている。本実施形態の場合、規定方向はＺ方向であり、このため、ガイド部材１２３の当接面１２３ａは水平面を形成している。
【００２３】
コンロッド２は、通常、ピストン１側の端部（小端部）で相対的に幅が小さく、反対側の端部（大端部）で相対的に幅が大きくなっている。本実施形態の場合、把持部材１２１１が閉じた状態での凹部１２１１ａのＸ方向の幅Ｗｈ（図３Ｂ）は、ピストン１のスカート部の下端がガイド部材１２３の当接面１２３ａに当接した状態での凹部１２１１ａ端部におけるコンロッド２の幅Ｗｃ（図３Ａ）よりも僅かに広くなっている。これは、一対の把持部材１２１１によりコンロッド２を挟持する際の、把持位置の許容誤差に余裕を持たせたものであるが、同時に、コンロッド２が凹部１２１１ａに対してＺ方向、Ｘ方向に僅かに移動することを許容した構成となっている。
【００２４】
図１に戻り、ピストン供給部１２０は、コンロッド把持ユニット１２１の移動及び回動を行う垂直多関節ロボット１２２を備える。コンロッド把持ユニット１２１は、垂直多関節ロボット１２２の端部に設けられた回動部１２２ａに取り付けられて回動されると共に、垂直多関節ロボット１２２の各アーム部の回動によりＺ方向及びＸ方向に移動される。
【００２５】
＜ピストン挿入装置＞
次に、図１を参照してピストン挿入装置２００について説明する。ピストン挿入装置２００は、ピストン保持ユニット２１０と、押圧ユニット２２０と、シリンダブロック４を昇降する昇降ユニット２４０と、を備える。
【００２６】
ピストン保持ユニット２１０は、ピストン１を収容してピストン１をシリンダボア内に案内するガイド筒部２１１を備える。ガイド筒部２１１には、ピストン把持部１１０からピストン１が供給される。ピストン把持部１１０のピストン把持ユニット１１１はピストン１のピストンリングを縮径した状態でピストン１を把持し、ガイド筒部２１１の筒内にピストンリングを縮径したままでピストン１を挿入する。このため、ガイド筒部２１１には、各把持部材１１１ａとの干渉を回避するための切り欠き２１１ａが形成されている。
【００２７】
ピストン保持ユニット２１０は、ガイド筒部２１１を支持する支持部材２１２を備える。支持部材２１２にはレール部材２１２ａが設けられており、フレームＦに支持されたスライダ２１３にレール部材２１２ａが案内されることで支持部材２１２はＺ方向に昇降自在となっている。昇降ユニット２１４は支持部材２１２を昇降させる駆動機構であり、例えば、シリンダである。
【００２８】
次に、押圧ユニット２２０は、Ｚ方向に延びる押圧ロッド２２１と、押圧ロッド２２１を支持するスライダ２２２と、スライダ２２２と係合すると共にスライダ２２２のＺ方向の移動を案内する、Ｚ方向に延びるガイド部材２２３と、を備える。押圧ロッド２２１の下端部にはシリンダボアＣＢに挿入するピストン１の上面に当接してこれを押圧するための押圧部２２１ａが設けられている。押圧ユニット２２０はスライダ２２２をＺ方向に移動させる不図示の駆動装置を備える。この駆動装置により、スライダ２２２及び押圧ロッド２２１は一体的に、上方の退避位置と、下方の挿入位置（ピストン１をシリンダボアに挿入する位置）と、の間を移動する。この駆動装置としては、例えば、モータを駆動源としたラック−ピニオン機構を採用できる。
【００２９】
次に、昇降ユニット２４０はテーブル２４１を昇降させる装置であり、例えばシリンダである。パレット５上に搭載されたシリンダブロック４は、シリンダヘッド（不図示）が装着される上面を上にして一対のローラコンベア２３０、２３０によりＹ方向に搬送される。昇降ユニット２４０は一対のローラコンベア２３０、２３０間において、ガイド筒部２１１の下方に配置されている。そして、組付け対象のシリンダブロック４を搭載したパレット５が搬送され、テーブル２４１上で位置決めされると、昇降ユニット２４０がテーブル２４１を上昇させてパレット５からシリンダブロック４を切り離して持ち上げ、組付け作業を行う位置に位置させる。
【００３０】
＜動作例＞
次に、ピストン組付けシステムＡの動作例について図１、図６乃至図１１を参照して説明する。ピストン組付けシステムＡは不図示の制御装置の制御の下、ピストン１のシリンダボアＣＢへの挿入作業を自動的に行う。図１に示すように、ピストン１はピストン準備領域ＰＲに配置される。ピストン１はパレット３に支持されてローラコンベア１３１、１３１により前工程から搬送されてくる。ピストン１はその頂部が下向きの状態で、かつ、コンロッド２の長手方向がＺ方向を向いた状態でパレット３に支持されている。
【００３１】
図６に示すように、まず、ピストン供給部１２０のコンロッド把持ユニット１２１がパレット３に支持されたピストン１のコンロッド２を把持する（把持工程）。このときの具体的な動作は以下の通りである。まず、コンロッド把持ユニット１２１の一対の把持部材１２１１を開放状態とし、ガイド部材１２３の当接面１２３ａが水平で、把持部材１２１１の下側に位置するようにコンロッド把持ユニット１２１を回動部１２２ａにより回動する。次に、一対の把持部材１２１１の間にコンロッド２が位置するところまで垂直多関節ロボット１２２によりコンロッド把持ユニット１２１を移動する。
【００３２】
次に、ガイド部材１２３の当接面１２３ａがピストン１のスカート部の下端に当接するようにコンロッド把持ユニット１２１をＺ方向に降下させ、ピストン１の位置決めを行う。これによりピストン１はその軸線方向がＺ方向を向くことになる。次に一対の把持部材１２１１を閉じ（図３Ｂ参照）、コンロッド２を把持する。図４の状態４Ａはコンロッド２の把持が完了したときの状態を示している。
【００３３】
コンロッド２の把持が完了すると、図７に示すように、垂直多関節ロボット１２２によりコンロッド把持ユニット１２１を移動し、パレット３からピストン１及びコンロッド２を取り出す。ここで、把持部材１２１１とコンロッド２との把持位置において、Ｘ方向の誤差（隙間）があったとしても、この取り出し時に、ピストン１が自重により僅かに下がってチャックの把持位置が変化し、コンロッド２のより幅広な部分（より大端部側の部分）が把持部材１２１１の凹部１２１１ａに引っ掛かり、把持されるようになる。これによって、Ｘ方向の誤差（隙間）は解消される。
【００３４】
次に、図８に示すように下向き状態のピストン１がその頂部を上向きとした上向き状態となるように、コンロッド２を把持したコンロッド把持ユニット１２１を回動部１２２ａにより１８０度回動し、ピストン１の姿勢を反転させる（回動工程）。反転後、垂直多関節ロボット１２２により図９に示すように、ピストン把持部１１０にピストン１を供給する空中の供給位置へコンロッド把持ユニット１２１を移動する（移動工程）。供給位置は、ピストン１がピストン把持部１１０のピストン把持ユニット１１１の把持中心ＣＰ（図２の状態２Ｂ参照）と同軸上に位置し、かつ、開放状態にあるピストン把持ユニット１１１がピストン１を把持可能な位置である。なお、上記の回動工程は、移動工程中に並行して行ってもよい。これによりタクトタイムの短縮化を図れる。
【００３５】
ここで、回動工程においては、遠心力によって姿勢がブレる場合がある。図４はその説明図である。図４の状態４Ａは反転前であり、状態４Ｂはピストン１を姿勢のブレなく反転できた場合を示す。図４の状態４Ｃは反転によりピストン１の姿勢ブレが生じた場合を示している。
【００３６】
図３を参照して説明したとおり、本実施形態では、一対の把持部材１２１１によりコンロッド２を挟持する際の、把持位置の許容誤差に余裕を持たせる一方、コンロッド２が凹部１２１１ａに対してＺ方向、Ｘ方向に僅かに移動することを許容した構成となっている。このため、ピストン１の反転の際に、遠心力によりピストン１及びコンロッド２が一対の把持部材１２１１から抜け出るように変位し、状態４Ｃに示すようにピストン１が傾き、そのスカート部の下端がガイド部材１２３の当接面１２３ａから部分的に離間した状態となる場合がある。
【００３７】
ピストン１が傾いたままであると、空中の供給位置においてピストン１がピストン把持部１１０のピストン把持ユニット１１１に対して位置ずれを生じた状態となる。よって、このままピストン把持ユニット１１１がピストン１の把持動作を行うと、ピストン１を精度よく把持できないと共に、ピストン把持ユニット１１１に必要以上の負荷がかかるおそれがある。
【００３８】
そこで、図９に示すように空中の供給位置にピストン１が移動した後、ピストン把持ユニット１１１を開放状態のまま、押圧ユニット１１２を作動し、押圧部１１２ｂを降下させる。ピストン１の頂部が押圧部１１２ｂに押圧され、ピストン１はそのスカート部の下端近くに配置されているガイド部材１２３の水平な当接面１２３ａ（水平ガイド部）に向かって押圧されることになる（案内工程）。この結果、ピストン１の頂部の姿勢が図４の状態４Ｃに示した傾いた状態から、状態４Ｂに示す適切な水平姿勢に補正される。
【００３９】
次に、ピストン把持ユニット１１１を閉じ、４つの把持部材１１１ａでピストン１を把持する。ピストン１の姿勢は既に適切な姿勢に補正されているので、空中でのピストン１の受け渡しを精度よく、より確実に行うことができる。
【００４０】
ここで、供給位置は上記の通り、ピストン１がピストン把持部１１０のピストン把持ユニット１１１の把持中心ＣＰと同軸上の位置であるが、空中の位置であるため、水平方向の誤差が生じやすい。この誤差は、コンロッド把持ユニット１２１の一対の把持部材１２１１の開閉方向によって吸収することが可能である。図５の図５Ａはその説明図である。
【００４１】
同図の例では、一対の把持部材１２１１の開閉方向と、コンロッド２とピストン１とを連結するピストンピン１ａの軸方向（線Ｌ１。Ｙ方向。）とを一致させている。コンロッド２は通常、ピストンピン１ａ上をその軸方向に僅かに移動できるようにされている。したがって、Ｙ方向の誤差は、コンロッド２とピストン１とが相対的にピストンピン１ａの軸方向に移動することで吸収できる。
【００４２】
Ｘ方向については、コンロッド２と一対の把持部材１２１１との相対変位により誤差を吸収できる。これは、上記の通り、本実施形態では、コンロッド２が凹部１２１１ａに対してＸ方向に僅かに移動することを許容した構成となっているためである。
【００４３】
こうして本実施形態では、供給位置において、ピストン１がピストン把持部１１０のピストン把持ユニット１１１の把持中心ＣＰから若干ずれていたとしても、ピストン１が水平方向にある程度移動可能であることから、ピストン把持ユニット１１１にストレスを与えないようにすることができる。
【００４４】
なお、上記の誤差の吸収が円滑に行われるよう、図５の図５Ｂに示すように、ピストン把持ユニット１１１の把持部材１１１ａの開閉方向は、一方の組についてはピストンピン１ａの軸方向である線Ｌ１方向（Ｙ方向）とし、他方の組については線Ｌ１と直交する線Ｌ２方向（Ｘ方向）と、することが好ましい。
【００４５】
次に、ピストン把持ユニット１１１によるピストン１の把持が完了すると、コンロッド把持ユニット１２１を退避させた後、図１０に示すように移動ユニット１１５を作動してピストン把持ユニット１１１をガイド筒部２１１上に移動し、昇降ユニット１１４を作動してピストン把持ユニット１１１を降下する。これによりガイド筒部２１１にピストン１が挿入される。その後、ピストン把持ユニット１１１を退避させてシリンダボアＣＢへのピストン１の挿入作業に移行する。
【００４６】
シリンダボアＣＢへのピストン１の挿入作業は、図１１に示すように、昇降ユニット２４０によりシリンダブロック４を作業位置に上昇する。また、昇降ユニット２１４によりガイド筒部２１１を作業位置まで降下させ、シリンダボアＣＢとガイド筒部２１１とが同軸上に位置した状態でシリンダブロック４の上面にガイド筒部２１１を当接させる。そして、押圧ロッド２２１を退避位置から挿入位置へ降下させる。押圧ロッド２２１の押圧部２２１ａがピストン１を下方に押圧することでピストン１がシリンダボアＣＢに挿入される。こうしてシリンダボアＣＢへのピストン１の挿入が完了する。以上の各工程を繰り返すことで、連続的に複数のピストン１を対応するシリンダボアＣＢに順次挿入することができる。
【００４７】
＜第２実施形態＞
上記実施形態では、ガイド部材１２３を把持部材１２１１に一体的に設けたが別体としてもよく、また、把持部材１２１１以外の部位に設けてもよい。図１２はガイド部材１２３の他の配置例を示しており、同図の例では本体部１２１２で支持している。
【００４８】
＜第３実施形態＞
上記実施形態では、押圧ユニット１１２をピストン把持ユニット１１１に設けたが、他の場所に配置してもよく、例えば、ピストン供給部１２０によるピストン１の移動経路の途中の部位に独立して配置してもよい。また、コンロッド把持ユニット１２１に押圧ユニット１１２を設けてもよい。図１３はコンロッド把持ユニット１２１に押圧ユニット１１２を設けた例を示す。
【００４９】
図１３の例では、支持部材１２１３を介して押圧ユニット１１２が本体部１２１２に支持されている。状態１３Ａは押圧ユニット１１２の非作動時を示しており、押圧部１１２ｂがピストン１の頂部から離間した位置にある。状態１３Ｂは押圧ユニット１１２の作動時を示しており、押圧部１１２ｂがピストン１の頂部を押圧してガイド部材１２３にピストン１を押圧している状態である。
【００５０】
図１３の例のように、コンロッド把持ユニット１２１に押圧ユニット１１２を設けた場合、ピストン１を空中の供給位置に移動する上記の移動工程中に、上記の回動工程及び案内工程を並行して行える。よって、タクトタイムの短縮化を図れる。
【００５１】
＜第４実施形態＞
上記実施形態では、コンロッド把持ユニット１２１がコンロッド２を把持する把持工程において、ガイド部材１２３の当接面１２３ａがピストン１のスカート部の下端に当接するようにコンロッド把持ユニット１２１をＺ方向に降下させ、ピストン１の位置決めを行ったが、この位置決めを省略してもよい。また、把持部材１２１１の凹部１２１１ａの側面をコンロッド２の幅の変化に合わせて傾斜させてもよい。以下、本実施形態について図１４及び図１５を参照して説明する。
【００５２】
図１４の図１４Ａは本実施形態のコンロッド把持ユニット１２１の側面視図である。本実施形態では上記第１実施形態の凹部１２１１ａに相当する凹部１２１１’の、Ｘ方向に互いに対向する側面Ｗ、Ｗが傾斜している。同図の例では、側面Ｗと側面Ｗとの幅が当接面１２３ａ側で幅狭で、反対側で幅広となっており、側面Ｗ、Ｗはコンロッド２の幅の変化に合わせて傾斜している。
【００５３】
図１４の図１４Ｂは、本実施形態のコンロッド把持ユニット１２１が、図６に示したようにパレット３に支持されたピストン１のコンロッド２を把持する状態を示している。
【００５４】
本実施形態の場合、ピストン１のスカート部の下端が当接面１２３ａが距離Ｇだけ離間した位置でコンロッド把持ユニット１２１がコンロッド２を把持している。上記の位置決めを行わないことで、タクトタイムを短縮化できると共に、ガイド部材１２３の当接面１２３ａをピストン１のスカート部の下端に当接させるための制御及び制御に必要なセンサ等が不要となる。なお、この状態では、側面Ｗ、Ｗとコンロッド２との間に僅かな隙間がある。
【００５５】
図１４の図１４Ｃは、コンロッド把持ユニット１２１が、図７に示したようにパレット３からピストン１を取り出した状態を示している。このとき、ピストン１及びコンロッド２の自重によりこれらが下がり、側面Ｗ、Ｗとコンロッド２との間の隙間がなくなる位置までこれらが下がる。この結果、ピストン１のスカート部の下端と当接面１２３ａとの距離がＧ’（＞Ｇ）に広がる。
【００５６】
この状態から図８に示したように、コンロッド把持ユニット１２１を回動部１２２ａにより１８０度回動し、ピストン１の姿勢を反転させる。その結果、図１５の図１５Ａに示すようにピストン１の姿勢ブレが生じる。しかし、この後、図９に示したように押圧ユニット１１２による案内工程によって、図１５の図１５Ｂに示すように、ピストン１の頂部の姿勢が適切な水平姿勢に補正される。
【００５７】
図１５Ｂの状態では、面Ｗ、Ｗとコンロッド２との間に再び僅かな隙間が生じており、コンロッド２が凹部１２１１ａ’に対してＸ方向に僅かに移動することを許容する状態となっている。したがって、ピストン把持ユニット１１１がピストン１を把持する際、Ｘ方向の位置ずれは凹部１２１１ａ’に対するコンロッド２の移動により吸収される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年10月27日(2011.10.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンロッドが組み付けられたピストンをシリンダボアに挿入するために前記ピストンを把持するピストン把持部と、前記ピストン把持部に前記ピストンを供給するピストン供給部とを備えたピストン供給装置であって、
前記ピストン供給部が、
ピストン頂部が下向きの状態で準備領域に配置された前記ピストンの、前記コンロッドを把持するコンロッド把持手段と、
前記ピストンのスカート部の、前記ピストン頂部と反対側の端部に当接され、前記ピストンの軸線方向を予め定めた規定方向に一致させるガイド部材と、
前記準備領域から、前記ピストンを前記ピストン把持部に供給する空中の供給位置へ、前記コンロッドを把持した前記コンロッド把持手段を移動する移動手段と、
前記下向き状態の前記ピストンを前記ピストン頂部が上向きの上向き状態となるように前記コンロッド把持手段を回動する回動手段と、
を備え、
前記ピストン供給装置は、更に、前記ピストン把持部が前記ピストンを把持する前に、前記上向き状態に回動された前記ピストンのピストン頂部を、前記ガイド部材に向かって押圧する押圧手段を備えたことを特徴とするピストン供給装置。
【請求項２】
前記コンロッド把持手段が、前記コンロッドを挟持する一対の把持部材を備え、前記把持部材が、前記コンロッドと前記ピストンとを連結するピストンピンの軸方向に開閉することを特徴とする請求項１に記載のピストン供給装置。
【請求項３】
前記コンロッド把持手段が、前記コンロッドを挟持する一対の把持部材を備え、
前記ガイド部材を前記一対の把持部材に設けたことを特徴とする請求項１に記載のピストン供給装置。
【請求項４】
前記ピストン把持部が、前記ピストンをその径方向に挟む把持機構を有し、
前記押圧手段は、前記把持機構の把持中心を通る上下線上を移動し、前記ピストンのピストン頂部を前記ガイド部材に向かって押圧する押圧部を備えたことを特徴とする請求項１に記載のピストン供給装置。
【請求項５】
前記コンロッド把持手段に前記押圧手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載のピストン供給装置。
【請求項６】
コンロッドが組み付けられたピストンをシリンダボアに挿入するために前記ピストンを把持するピストン把持部に、前記ピストンを供給するピストン供給方法であって、
前記ピストンがその頂部を下向きとした下向き状態で準備されたピストン準備領域で、前記コンロッドを把持する把持工程と、
前記コンロッドを把持した位置から、前記ピストンを前記ピストン把持部に供給する空中の供給位置へ、前記コンロッドを把持した状態で移動する移動工程と、
前記コンロッドを把持した状態で前記ピストンを移動する間に、前記下向き状態の前記ピストンが前記頂部を上向きとした上向き状態となるように、前記コンロッドを把持した状態で回動する回動工程と、
前記回動工程により前記ピストンを前記上向き状態とした後、前記頂部を、ピストンのスカート部の下端近くに配置される水平ガイド部に向かって押圧し、スカート部の下端を水平ガイド部に当接させ、前記ピストンの軸線方向が予め定めた規定方向に一致するように前記ピストンを案内する案内工程と、
を備えたことを特徴とするピストン供給方法。
【請求項７】
前記移動工程中に、前記回動工程を並行して行うことを特徴とする請求項６に記載のピストン供給方法。
【請求項８】
前記移動工程中に、前記回動工程及び前記案内工程を並行して行うことを特徴とする請求項６に記載のピストン供給方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
発明の概要
発明が解決しようとする課題
［０００６］
ピストンの姿勢を反転してピストン把持ロボットに渡す際の手順としては、パレット等から姿勢反転ロボットがピストンを取り上げる、姿勢反転ロボットがピストンの姿勢を反転する、姿勢反転ロボットがパレット等にピストンを搭載する、ピストン把持ロボットがピストンを取り上げる、という手順が考えられる。しかし、この手順では、パレット等にピストンを搭載する点でタクトタイムがかかる。そこで、ピストンの姿勢を反転した後、そのまま空中で姿勢反転ロボットからピストン把持ロボットへピストンを受け渡すようにすることができればタクトタイムを短縮できる。
［０００７］
しかし、ピストン把持ロボットがピストン周面を把持する必要上、姿勢反転ロボットはコンロッドを把持してピストンの姿勢を反転させることになる。すると、反転の際の遠心力で姿勢反転ロボットの把持位置がずれ、コンロッドに対してピストンの姿勢がぶれた状態となる場合がある。この状態で空中でピストン把持ロボットにピストンを渡すようにすると、ピストン把持の際の精度が出なくなる。
［０００８］
本発明の目的は、ピストン反転時の姿勢ブレを補正し、空中でのピストンの受け渡しをより精度よく行うことにある。
課題を解決するための手段
［０００９］
本発明によれば、コンロッドが組み付けられたピストンをシリンダボアに挿入するために前記ピストンを把持するピストン把持部と、前記ピストン把持部に前記ピストンを供給するピストン供給部とを備えたピストン供給装置であって、前記ピストン供給部が、ピストン頂部が下向きの状態で
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
準備領域に配置された前記ピストンの、前記コンロッドを把持するコンロッド把持手段と、前記ピストンのスカート部の、前記ピストン頂部と反対側の端部に当接され、前記ピストンの軸線方向を予め定めた規定方向に一致させるガイド部材と、前記準備領域から、前記ピストンを前記ピストン把持部に供給する空中の供給位置へ、前記コンロッドを把持した前記ロンロッド把持手段を移動する移動手段と、前記下向き状態の前記ピストンを前記ピストン頂部が上向きの上向き状態となるように前記コンロッド把持手段を回動する回動手段と、
を備え、前記ピストン供給装置は、更に、前記ピストン把持部が前記ピストンを把持する前に、前記上向き状態に回動された前記ピストンのピストン頂部を、前記ガイド部材に向かって押圧する押圧手段を備えたことを特徴とするピストン供給装置が提供される。
［００１０］
また、本発明によれば、コンロッドが組み付けられたピストンをシリンダボアに挿入するために前記ピストンを把持するピストン把持部に、前記ピストンを供給するピストン供給方法であって、前記ピストンがその頂部を下向きとした下向き状態で準備されたピストン準備領域で、前記コンロッドを把持する把持工程と、前記コンロッドを把持した位置から、前記ピストンを前記ピストン把持部に供給する空中の供給位置へ、前記コンロッドを把持した状態で移動する移動工程と、前記コンロッドを把持した状態で前記ピストンを移動する間に、前記下向き状態の前記ピストンが前記頂部を上向きとした上向き状態となるように、前記コンロッドを把持した状態で回動する回動工程と、前記回動工程により前記ピストンを前記上向き状態とした後、前記頂部を、ピストンのスカート部の下端近くに配置される水平ガイド部に向かって押圧し、スカート部の下端を水平ガイド部に当接させ、前記ピストンの軸線方向が予め定めた規定方向に一致するように前記ピストンを案内する案内工程と、を備えたことを特徴とするピストン供給方法が提供される。
発明の効果
［００１１］
本発明によれば、ピストン反転時の姿勢ブレを補正し、空中でのピストンの受け渡しをより精度よく行うことができる。
図面の簡単な説明
［００１２］
［図１］本発明の一実施形態に係るピストン組付けシステムＡの説明図。
［図２］ピストン把持ユニット１１１をその下面側から見た図。
［図３］コンロッド把持ユニット１２１の説明図。
［図４］ピストン１の反転時の問題点の説明図。
［図５］好ましい把持方向の説明図。
【国際調査報告】
2012143969.tif 000018
2012143969.tif 000019
2012143969.tif 000020
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