(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上サイドレールと下サイドレールの間にスペーサを介装して構成される組みオイルリングを、ピストンのオイルリング溝に組み付けるピストンリングの組み付け方法において、
円筒状に形成されたホルダ内周をスカート側からピストン外周に係合させるとともに、ホルダ端部をピストンのオイルリング溝まで係合させて、ピストンをホルダ側で支持するピストン支持工程と、
このホルダ端部と対向する同軸位置に位置決めされて、外径を拡大可能な複数の拡径部材の外周に、拡径部材の端部側から上サイドレール、スペーサ、下サイドレールを順次挿通させる準備工程と、
この拡径部材を外周方向へ変位させて上下サイドレール及びスペーサの内径を、前記ホルダの外径にほぼ等しく拡大する拡径工程と、
前記ホルダと拡径部材とを軸方向へ相対変位させて、ホルダ端部と拡径部材端部を当接させるとともに、拡径部材内周へピストンの冠面側を挿入する工程と、
拡径部材の基端側から上サイドレールをホルダへ向けて所定量だけ変位させて下サイドレールをホルダ外周へ移動する移動工程と、
ピストンを所定量だけ拡径部材内周から引き抜いた後に、上サイドレール側をホルダへ向けて変位させ、スペーサ、上サイドレールの順にオイルリング溝へ挿入する第１挿入工程と、
ピストンを拡径部材内周から引き抜きながら、ホルダ外周に係合した下サイドレールをオイルリング溝内周に掻き落とす最終挿入工程とを含むことを特徴とするピストンリングの組み付け方法。
【請求項２】
上サイドレールと下サイドレールの間にスペーサを介装して構成される組みオイルリングをピストンのオイルリング溝へ、ピストンリングをオイルリング溝より冠面側のリング溝に組み付けるピストンリングの組み付け方法において、
円筒状に形成されたホルダ内周をスカート側からピストン外周に係合させるとともに、ホルダ端部をピストンのオイルリング溝まで係合させて、ピストンをホルダ側で支持するピストン支持工程と、
このホルダ端部と対向する同軸位置に位置決めされて、外径を拡大可能な複数の拡径部材の外周に、拡径部材の端部側から、ピストンリング、上サイドレール、スペーサ、下サイドレールを順次挿通させる準備工程と、
この拡径部材を外周方向へ変位させてピストンリング、上下サイドレール及びスペーサの内径を、前記ホルダの外径にほぼ等しく拡大する拡径工程と、
前記ホルダと拡径部材とを軸方向へ相対変位させて、ホルダ端部と拡径部材端部を当接させるとともに、拡径部材内周へピストンの冠面側を挿入する工程と、
拡径部材の基端側から前記ピストンリングをホルダへ向けて所定量だけ変位させて下サイドレールをホルダ外周へ移動する移動工程と、
ピストンを所定量だけ拡径部材内周から引き抜いた後に、ピストンリング側をホルダへ向けて変位させ、スペーサ、上サイドレールの順にオイルリング溝へ挿入する第１挿入工程と、
さらにピストンを所定量だけ拡径部材内周から引き抜いた後に、ピストンリングを前記ホルダへ向けて変位させて、リング溝へピストンリングを挿入する第２挿入工程と、
ピストンを拡径部材内周から引き抜きながら、ホルダ外周に係合した下サイドレールをオイルリング溝内周に掻き落とす最終挿入工程とを含むことを特徴とするピストンリングの組み付け方法。
【請求項３】
前記最終挿入工程は、ホルダ外周に摺接可能な貫通孔を備えた掻き落とし部材へ、ピストンのスカート側からホルダを挿通させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のピストンリングの組み付け方法。
【請求項４】
前記貫通孔が拡径部材と対向する内周にはテーパー部が形成され、組み付けられた組みオイルリングの偏心を矯正することを特徴とする請求項３に記載のピストンリングの組み付け方法。
【請求項５】
前記ピストン支持工程及び準備工程では、組み付けるピストンの種類に応じて、ホルダ及び拡径部材を選択することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のピストンリングの組み付け方法。
【請求項６】
前記準備工程では、上サイドレール、スペーサ、下サイドレールの合口に、円周方向で所定の位相差を与えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のピストンリングの組み付け方法。
【請求項７】
上サイドレールと下サイドレールの間にスペーサを介装して構成される組みオイルリングと、
この組みリングオイルリングを収装するオイルリング溝を設けたピストンと、円筒状で形成されて、内周にスカート側からピストン外周を係合させるとともに、端部をピストンのオイルリング溝まで係合するホルダと、
このホルダとピストンとを選択的に結合する固定手段と、
前記ホルダを軸方向へ駆動する第１のアクチュエータと、
前記ホルダと対向する位置へ位置決め可能、かつ所定の平面内を変位可能なテーブルと、
このテーブルに載置されるとともに、前記ホルダと同軸上で対向可能に構成されて、外径を拡大可能な複数の拡径部材と、
拡径部材の基端側に配設されるとともに、前記拡径部材外周に向けて付勢された押し出し部材と、
この押し出し部材を前記ホルダの軸方向へ駆動する第２のアクチュエータと、
前記ホルダの軸線上に固設されて、ホルダ外周と摺接可能な貫通孔を備えた掻き落とし部材とを備えたことを特徴とするピストンリングの組み付け装置。
【請求項８】
前記掻き落とし部材の貫通孔には、拡径部材と対向する内周にテーパー部を設けたことを特徴とする請求項７に記載のピストンリングの組み付け装置。
【請求項９】
前記押し出し部材は、前記テーブルまたはホルダに対して相対的に回動可能に支持されたことを特徴とする請求項７に記載のピストンリングの組み付け装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関などに採用されるピストンのリング組み付け方法及び組み付け装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関等に使用されるピストンへ、リングを組み付けるものとしては、特公昭５７−２２２６９５号公報、特公平４−５１２９３号公報、特公平６−９８５４３号公報、特開平７−１７８６２９号公報等に開示されるものが知られている。
【０００３】
特公昭５７−２２６９５号公報では、図２３（Ａ）に示すように、ピストン１のオイルリング溝１Ｌに、スペーサ２Ｓの上下にサイドレール２Ｕ、２Ｌを挿入して組オイルリング２を組み付けるもので、下サイドレールをピストン側面に嵌合させておき、スペーサ２Ｓ、上サイドレール２Ｕをオイルリング溝１Ｌへ挿入した後、下サイドレール２Ｌをピストン側面に沿って摺接しながら変位させ、オイルリング溝１Ｌへ挿入するものである。
【０００４】
特公平４−５１２９３号公報では、下向き円錐カップに複数のピストンリングを保持させる一方、ピストンをこの円錐カップ内周に係合させて、ピストンと円錐カップを軸方向へ相対変位させて、リングの位置とリング溝の位置を合わせ、順次リングを押し下げてピストンのリング溝へ組み付けていくものである。
【０００５】
また、特公平６−９８５４３号公報では、同軸上で相対変位可能な一対の筒状支持具に内径を拡大した複数のリングを内側の筒部に係合させておき、ピストンを筒状支持具内周へ係合させて、ピストンリングのリング溝に応じて筒状支持具の下端を位置決めした後に、外側の筒部をピストンリングの厚さに応じて下降させてピストンリングをリング溝に係合させ、一対の筒状支持具を上昇させながら、外側筒部の下降によって順次ピストンリングをリング溝へ挿入するものである。
【０００６】
さらに、特開平７−１７８６２９号公報では、ピストンのオイルリング溝に、スペーサの上下にサイドレールを挿入する組オイルリングを組み付けるもので、ピストン側面に嵌合したガイド部材を、サイドレール挿入位置に移動してから、ガイド部材によってサイドレールを押し出してリング溝へ挿入する際に、ガイド部材の内周面及び規制部材によってスペーサの合口が重なるのを防止しながら組み付けるものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特公昭５７−２２６９５号公報に開示されるものでは、ピストン側面に係合した下サイドレールを上昇させてリング溝へ挿入する際に、図２４に示すように、下サイドレール２Ｌの合口２Ｌａが、ピストン１の側面を軸方向へ摺動するため、ピストン側面に傷を与えてしまい、シール性の低下や潤滑性能の低下を招くという問題があり、特公平４−５１２９３号公報や特公平６−９８５４３号公報に開示されるものでは、図２３（Ｂ）に示すように、スペーサ２Ｓの上方でサイドレール２Ｕ、２Ｌをカップ９１に重ねて、順次リング溝１Ｌへ挿入しようとすると、最初に挿入したスペーサ２Ｓは、リング溝１Ｌの径方向のがたによって、ピストン１に対して偏心して組み付けられる場合があり、カップ９１の外径はリングの弾性変形の範囲を超えないように極力小さく設定されているため、スペーサ２Ｓがカップ９１外周から突出すると、下サイドレール２Ｌが突出したスペーサ２Ｓを乗り越えられない場合があった。
【０００８】
さらに、特開平７−１７８６２９号公報では、規制部材によって、組オイルリングの組み付けを可能にしているが、規制部材の動きが複雑であるため、複雑な機構を要するため装置の大型化を招くだけでなく、保守、点検に要する労力が増大するという問題があるのに加え、単一の装置で複数種のピストンにすべてのリングを組み付けるのは難しいため、複数種のピストンを扱う場合では、装置の数が増大して設備投資並びに製造コストが上昇するという問題があった。
【０００９】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、装置の構成を簡易にして装置の大型化を抑制しながら、ピストン側面に傷を付けることなく、組オイルリングを確実に組み付けることを目的とし、さらに、単一の装置で複数種のピストンへリングを組み付けることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、上サイドレールと下サイドレールの間にスペーサを介装して構成される組みオイルリングを、ピストンのオイルリング溝に組み付けるピストンリングの組み付け方法において、円筒状に形成されたホルダ内周をスカート側からピストン外周に係合させるとともに、ホルダ端部をピストンのオイルリング溝まで係合させて、ピストンをホルダ側で支持するピストン支持工程と、このホルダ端部と対向する同軸位置に位置決めされて、外径を拡大可能な複数の拡径部材の外周に、拡径部材の端部側から上サイドレール、スペーサ、下サイドレールを順次挿通させる準備工程と、この拡径部材を外周方向へ変位させて上下サイドレール及びスペーサの内径を、前記ホルダの外径にほぼ等しく拡大する拡径工程と、前記ホルダと拡径部材とを軸方向へ相対変位させて、ホルダ端部と拡径部材端部を当接させるとともに、拡径部材内周へピストンの冠面側を挿入する工程と、拡径部材の基端側から上サイドレールをホルダへ向けて所定量だけ変位させて下サイドレールをホルダ外周へ移動する移動工程と、ピストンを所定量だけ拡径部材内周から引き抜いた後に、上サイドレール側をホルダへ向けて変位させ、スペーサ、上サイドレールの順にオイルリング溝へ挿入する第１挿入工程と、ピストンを拡径部材内周から引き抜きながら、ホルダ外周に係合した下サイドレールをオイルリング溝内周に掻き落とす最終挿入工程とを含む。
【００１１】
また、第２の発明は、上サイドレールと下サイドレールの間にスペーサを介装して構成される組みオイルリングをピストンのオイルリング溝へ、ピストンリングをオイルリング溝より冠面側のリング溝に組み付けるピストンリングの組み付け方法において、円筒状に形成されたホルダ内周をスカート側からピストン外周に係合させるとともに、ホルダ端部をピストンのオイルリング溝まで係合させて、ピストンをホルダ側で支持するピストン支持工程と、このホルダ端部と対向する同軸位置に位置決めされて、外径を拡大可能な複数の拡径部材の外周に、拡径部材の端部側から、ピストンリング、上サイドレール、スペーサ、下サイドレールを順次挿通させる準備工程と、この拡径部材を外周方向へ変位させてピストンリング、上下サイドレール及びスペーサの内径を、前記ホルダの外径にほぼ等しく拡大する拡径工程と、前記ホルダと拡径部材とを軸方向へ相対変位させて、ホルダ端部と拡径部材端部を当接させるとともに、拡径部材内周へピストンの冠面側を挿入する工程と、拡径部材の基端側から上サイドレールをホルダへ向けて所定量だけ変位させて下サイドレールをホルダ外周へ移動する移動工程と、ピストンを所定量だけ拡径部材内周から引き抜いた後に、ピストンリング側をホルダへ向けて変位させ、スペーサ、上サイドレールの順にオイルリング溝へ挿入する第１挿入工程と、さらにピストンを所定量だけ拡径部材内周から引き抜いた後に、ピストンリングを前記ホルダへ向けて変位させて、リング溝へピストンリングを挿入する第２挿入工程と、ピストンを拡径部材内周から引き抜きながら、ホルダ外周に係合した下サイドレールをオイルリング溝内周に掻き落とす最終挿入工程とを含む。
【００１２】
また、第３の発明は、前記第１または第２の発明において、前記最終挿入工程は、ホルダ外周に摺接可能な貫通孔を備えた掻き落とし部材へ、ピストンのスカート側からホルダを挿通させる。
【００１３】
また、第４の発明は、前記第３の発明において、前記貫通孔が拡径部材と対向する内周にはテーパー部が形成され、組み付けられた組みオイルリングの偏心を矯正する。
【００１４】
また、第５の発明は、前記第１または第２の発明において、前記ピストン支持工程及び準備工程では、組み付けるピストンの種類に応じて、ホルダ及び拡径部材を選択する。
【００１５】
また、第６の発明は、前記第１または第２の発明において、前記準備工程では、上サイドレール、スペーサ、下サイドレールの合口に、円周方向で所定の位相差を与える。
【００１６】
また、第７の発明は、上サイドレールと下サイドレールの間にスペーサを介装して構成される組みオイルリングと、この組みリングオイルリングを収装するオイルリング溝を設けたピストンと、円筒状で形成されて、内周にスカート側からピストン外周を係合させるとともに、端部をピストンのオイルリング溝まで係合するホルダと、このホルダとピストンとを選択的に結合する固定手段と、前記ホルダを軸方向へ駆動する第１のアクチュエータと、前記ホルダと対向する位置へ位置決め可能、かつ所定の平面内を変位可能なテーブルと、このテーブルに載置されるとともに、前記ホルダと同軸上で対向可能に構成されて、外径を拡大可能な複数の拡径部材と、拡径部材の基端側に配設されるとともに、前記拡径部材外周に向けて付勢された押し出し部材と、この押し出し部材を前記ホルダの軸方向へ駆動する第２のアクチュエータと、前記ホルダの軸線上に固設されて、ホルダ外周と摺接可能な貫通孔を備えた掻き落とし部材とを備える。
【００１７】
また、第８の発明は、前記第７の発明において、前記掻き落とし部材の貫通孔には、拡径部材と対向する内周にテーパー部を設ける。
【００１８】
また、第９の発明は、前記第７の発明において、前記押し出し部材は、前記テーブルまたはホルダに対して相対的に回動可能に支持される。
【００１９】
【発明の効果】
したがって、第１の発明は、スカート側からピストンの外周に係合する円筒状のホルダの端部を、オイルリング溝に達するよう係合させ、内径を拡大可能な拡径部材の外周に、上サイドレール、スペーサ、下サイドレールを端部側から順次積み重ねてから、拡径部材で外周に係合したリング内径を拡大し、この状態でピストンの冠面側を拡径部材内周へ挿入するとともに、ホルダの端部と拡径部材の端部とを当接させてから、拡径部材外周に係合した下サイドレールのみをホルダへ移動することによって、ピストンと拡径部材外周に係合したスペーサ及び上サイドレールの軸方向への相対変位のみによって、スペーサ、上サイドレールをオイルリング溝へ挿入した後、ピストンを拡径部材から引き抜くとともに、ホルダ７の端部外周に係合していた下サイドレールを掻き落とすことで、スペーサのスカート側のオイルリング溝へ挿入することができ、前記従来例のように、ピストンの側面に傷を付けることなく確実に組みオイルリングの組み付けを行うことが可能となって、さらに、組み付けの際には、ホルダ及びピストンと、拡径部材外周のリングとを、同軸上で相対的に変位させるだけで容易かつ確実にリングの組み付けを行うことができるため、前記従来例に示した特開平７−１７８６２９号公報のように、装置が複雑かつ大型になるのを防いで、設備投資の増大を抑制して製造コストの低減を推進することができる。
【００２０】
また、第２の発明では、ホルダ及びピストンと、拡径部材外周に係合したピストンリング及び組みオイルリングとを、同軸上で相対的に変位させるだけで、ピストン側面に傷を付けることなく、一つの工程ですべてのピストンリングの組み付けを行うことが可能となって、生産性の向上を図ることが可能となる。
【００２１】
また、第３の発明は、下サイドレールをオイルリング溝へ挿入する際には、ホルダ外周に摺接可能な貫通孔を備えた掻き落とし部材へホルダを挿通させるだけでよく、掻き落とし部材は所定の位置に固定することが可能なため、装置の構成を簡易にすることができる。
【００２２】
また、第４の発明は、掻き落とし部材の貫通孔にはテーパー部が形成されるため、組み付けられた組みオイルリングの偏心を矯正することができ、組みオイルリングが貫通孔に引っかかることがなくなって、組み付けの信頼性を向上させることが可能となる。
【００２３】
また、第５の発明は、組み付けるピストンの種類に応じて、ホルダ及び拡径部材を選択することで、一つの工程で、寸法、形状が異なる多種のピストンを扱うことができ、生産性をさらに向上させることができる。
【００２４】
また、第６の発明は、拡径部材へ上サイドレール、スペーサ、下サイドレールを挿通する際に、これらリングの合口を円周方向で所定の位相差を与えることで、リング組み付け後のピストンのシール性と潤滑性を確保することができる。
【００２５】
また、第７の発明は、スカート側からピストンの外周に係合する円筒状のホルダの端部を、オイルリング溝に達するよう係合させるとともに、ピストンとホルダを固定しておき、内径を拡大可能な拡径部材の外周には、押し出し部材上に、上サイドレール、スペーサ、下サイドレールを基端側から順次積み重ねられ、拡径部材で外周に係合したリング内径を拡大し、第１のアクチュエータを駆動してピストンの冠面側を拡径部材内周へ挿入するとともに、ホルダの端部と拡径部材の端部とを当接させてから、第２アクチュエータを駆動して、拡径部材外周に係合した下サイドレールのみをホルダへ移動することによって、第１または第２アクチュエータの駆動によるピストンと拡径部材外周に係合したスペーサ及び上サイドレールの軸方向への相対変位のみによって、スペーサ、上サイドレールをオイルリング溝へ挿入した後、ピストンを拡径部材から引き抜くとともに、ホルダ７の端部外周に係合していた下サイドレールを掻き落とすことで、スペーサのスカート側のオイルリング溝へ挿入することができ、前記従来例のように、ピストンの側面に傷を付けることなく確実に組みオイルリングの組み付けを行うことが可能となって、さらに、組み付けの際には、ホルダ及びピストンと、拡径部材外周のリングとを、同軸上で相対的に変位させるだけで容易かつ確実にリングの組み付けを行うことができるため、前記従来例に示した特開平７−１７８６２９号公報のように、装置が複雑かつ大型になるのを防いで、設備投資の増大を抑制して製造コストの低減を推進することができる。
【００２６】
また、第８の発明は、掻き落とし部材の貫通孔に設けたテーパー部が、ホルダの外周と摺接して、下サイドレールを掻き落とすとともに、組み付けられた組みオイルリングの偏心を矯正することができ、組みオイルリングが貫通孔に引っかかることがなくなって、組み付けの信頼性を向上させることが可能となる。
【００２７】
また、第９の発明は、押し出し部材をテーブルまたはホルダに対して相対的に回動可能に支持することで、拡径部材外周に上サイドレール、スペーサ、下サイドレールを挿通する際に、押し出し部材を相対的に回動させることによって、これらリングの合口が円周方向で所定の位相差を備えることができ、リング組み付け後のピストンのシール性と潤滑性を確保することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２９】
図１〜図１５は、２種類のピストン１にトップリング２５、セカンドリング２６及び組オイルリング２から構成されるピストンリングを選択的に組み付けるピストンリング組み付け装置を示す。
【００３０】
まず、装置全体について説明すると、ピストンリング組み付け装置は、図２１に示すように、冠面１Ａを下方に向けた状態で、ピストン１のリング溝１Ｔ、１Ｓ、１Ｌへトップリング２５、セカンドリング２６及び組オイルリング２を順次組み付けるもので、組みオイルリング２はピストン冠面１Ａ側から順に上サイドレール２Ｕ、スペーサ２Ｓ、下サイドレール２Ｌで構成される。なお、各リング溝は、１Ｔがトップリング溝を、１Ｓがセカンドリング溝を、１Ｌが組オイルリング溝を示す。
【００３１】
このため、ピストンリング組み付け装置は、上部ベース３Ｕと下部ベース３Ｌからなるベース３に各種装置を配置しており、まず、上部ベース３Ｕには、ピストン１を把持してリングの組み付けを行うピストンリング組み付けユニット４が、コンベア３１及びパレット３２からなる搬送装置３０に面した所定の受け取り位置Ｌから組み付け位置Ｐの間で変位可能、かつ図中Ｚ軸方向へ変位可能に配設される。
【００３２】
そして、上部ベース３Ｕには、搬送装置３０側から図１の上方へ向けて所定の間隔で、トップリングマガジン４０、４０’、セカンドリングマガジン４１、４１’、サイドレールマガジン４２、４２’及びスペーサマガジン５０、５０’がピストンリング組み付けユニット４を挟んで順次配設され、各マガジンは、上部ベース３Ｕに設けた図示しない貫通孔を介して、各リングを後述するように落下させることができる。なお、トップリングマガジン４０、セカンドリングマガジン４１、サイドレールマガジン４２及びスペーサマガジン５０は、種類Ａのピストンに対応したリングを供給する一方、トップリングマガジン４０’、セカンドリングマガジン４１’、サイドレールマガジン４２’及びスペーサマガジン５０’は種類Ｂのピストンに対応したリングをそれぞれ供給し、１つのピストンリング組み付け装置で、２種類のピストンにリングの組み付けを可能にするものである。
【００３３】
一方、下部ベース３Ｌには、図１のＸ−Ｙ平面内を変位可能なＸ−Ｙテーブル１２上に、リング拡径ユニット１３とリング押し出しユニット１６が支持されており、Ｘ−Ｙテーブル１２を、トップリングマガジン４０、セカンドリングマガジン４１、サイドレールマガジン４２、スペーサマガジン５０及びサイドレールマガジン４２の下方へ順次位置決めして、Ｘ−Ｙテーブル１２上のリング拡径ユニット１３の拡径爪１４の外周へ、後述するように、各リングを係合させてから、Ｘ−Ｙテーブル１２をリング組み付け位置Ｐへ駆動する。
【００３４】
そして、ピストンリング組み付けユニット４のピストン持ち込みヘッド５をリング組み付け位置Ｐへ駆動した後、鉛直方向（図中Ｚ軸方向）に沿った下方へ変位させてリング拡径ユニット１３の内周へ挿入し、Ｘ−Ｙテーブル１２に配設されて、拡径爪１４に挿通されたリングを鉛直方向に沿った上方へ、順次押し出すリング押し出しユニット１６と、ピストン持ち込みヘッド５の鉛直方向での相対変位によってピストン１に各リングを順次組み付けるのである。
【００３５】
次に、ピストンリング組み付け装置の各部について説明する。
【００３６】
［１．搬送装置］
上部ベース３Ｕ上でピストン１の移動を行う搬送装置３０は、長円形のコンベア３１上に、図１において時計回りに駆動される複数のパレット３２を配置しており、このコンベア３１の周囲には、オペレータの直前で、選択的にパレット３２を係止するエスケープ３４と、ピストン受け取り位置Ｌの手前でパレット３２を選択的に係止するエスケープ３５、３６と、ピストン受け取り位置Ｌでパレット３２を選択的に係止するエスケープ３３と、組み付けが完了したピストン１を載置したパレット３２を選択的に係止するエスケープ３７が配置される。
【００３７】
オペレータの直前では、エンジン１台分のピストン個数に対応した数のパレット３２が、エスケープ３４によって係止され、オペレータは、エンジン１台分のピストン１を、冠面１Ａを下方に向けて各パレット３２に載置する。例えば、４気筒であれば、４つのパレット３２に、それぞれピストン１を載置する。
【００３８】
ここで、パレット３２は図９に示すように、上方に向けて突設した固定部材１３２によって、ピストン１の側面の２点に当接する一方、この固定部材１３２と対向する位置には、ピストン１の１点と当接するとともに、固定部材１３２へ向けてピストン１を付勢して、ピストン１をパレット３２の所定の位置に位置決めする付勢部材１３３が配設される。これら、固定部材１３２及び付勢部材１３３には、上面から内周へ向けてテーパー部１３４が形成され、冠面１Ａ側から鉛直方向に挿入または引き抜きされたピストン１の側面を円滑に狭持または解放するよう構成される。
【００３９】
次に、冠面１Ａを下方に向けたピストン１を狭持したパレット３２は、エスケープ３４を開放することで時計回りに変位して、交互に開閉するエスケープ３５、３６のうち、ピストン受け取り位置Ｌに近接したエスケープ３６に係止される。エスケープ３６の近傍にはピストン１の種類を検知するセンサが配設され、このセンサの検出値に応じてピストン１の種類Ａ、Ｂが判定されて、後述するサイドレールホルダ切替ユニット６０及びリング拡径ユニット１３が駆動され、ピストン１の種類Ａ、Ｂに応じたサイドレールホルダ７や拡径爪１４が選択される。
【００４０】
そして、エスケープ３６を開放する一方、エスケープ３５を閉鎖して、１つのパレット３２を駆動してエスケープ３３で係止し、ピストン１の軸線をピストン受け取り位置Ｌに位置決めする。
【００４１】
この後、ピストンリング組み付けユニット４によって、パレット３２上のピストン１がリング組み付け位置Ｐまで運ばれて、後述するように各リングの組み付けを終了すると、再びピストン受け取り位置Ｌで係止されたパレット３２にピストン１が載置されると、エスケープ３３を開放してパレット３２をオペレータ近傍のエスケープ３７まで搬送し、オペレータは、リング組み付けを終了したピストン１を次工程へ流すとともに、エスケープ３７を開放して空になったパレット３２を、再びエスケープ３４まで移動させて、１つのピストンへのリング組み付けを終了する。
【００４２】
なお、上記ピストン１の種類を検知する図示しないセンサは、例えば、バーコードリーダや磁気カードリーダ等で構成される。
【００４３】
［２．ピストンリング組み付けユニット］
ピストンリング組み付けユニット４は、図１〜図４に示すように、Ｙ軸方向に沿って上部ベース３Ｕ上面に固設された案内部材１００上を変位可能な台座１０１を備え、この台座１０１のコンベア３１に面した側には、鉛直方向（図中Ｚ軸方向）へ支持板１０５を変位可能に支持する案内部材１０４が配設され、支持板１０５は案内部材１０４の上部に設けたサーボモータ１０３（第１アクチュエータ）によって鉛直方向へ駆動される。
【００４４】
そして、支持板１０５の下面からは、サイドレールホルダ７を選択的に支持する筒状のシャフト６が、下部ベース３Ｌへ向けて突設される。
【００４５】
サイドレールホルダ７は、図４（Ａ）に示すように、筒状のシャフト６の内周に嵌合する上部を軸状に形成する一方、下部は円筒状部材で形成されて、この円筒状部材の内周でピストン１と同軸的に係合するとともに、外周側面で拡径した下サイドレール２Ｌと係合するもので、サイドレールホルダ７の上部外周には、シャフト６内周に収装されて、スプリング１６１によって径方向へ付勢されたボール１６０と係合するため、テーパーを備えた溝部７ａが形成され、シャフト６とサイドレールホルダ７を軸方向へ相対変位させることで、溝部７ａがボール１６０を乗り越えて、シャフト６とサイドレールホルダ７の相対的な軸方向変位によって容易に脱着することができる。
【００４６】
また、内周でピストン１のスカート側から係合するサイドレールホルダ７は、溝部７ａ、ボール１６０を介してシャフト６と結合した状態で、下端７ｃがオイルリング溝１Ｌのスカート側の周縁まで達するように延設されている。
【００４７】
支持板１０５には、サイドレールホルダ７内周に係合したピストン１の側面を選択的に把持するためのクランパ９（固定手段）が配設される。
【００４８】
クランパ９は、アーム１０、１０の端部をヒンジ結合するとともに、内部に収装した図示しないアクチュエータによって揺動方向に駆動し、これらアーム１０、１０の先端には、ピストン１の側面に接離するパッド１１ａ、１１ｂが固設される。
【００４９】
さらに、サイドレールホルダ７の側面には、選択的にピストン１を把持するパッド１１ａ、１１ｂを挿通するための貫通孔８が複数形成される。
【００５０】
ここで、パッド１１ａ、１１ｂは、一方のパッド１１ａがピストン１の円周上の２か所で当接する一方、他方のパッド１１ｂがピストン１の円周上の１か所で当接し、これらパッド１１ａ、１１ｂが当接した３か所で把持されたピストン１は、サイドレールホルダ７及びシャフト６と同軸位置で垂下され、図３に示すように、エアシリンダなどで構成されたアクチュエータ１０２を駆動して台座１０１のＹ軸方向の変位によって、ピストン１をリング組み付け位置Ｐへ位置決めした後、サーボモータ１０３を駆動して、ピストン１の冠面１Ａ側を下部ベース３Ｌに向けてＺ軸方向へ下降させると、上部ベース３Ｕのリング組み付け位置Ｐに形成した貫通孔３８を貫通して、サイドレールホルダ７及びピストン１は、対向する下部ベース３Ｌ側のＸ−Ｙテーブル１２に近接することができる。
【００５１】
そして、サーボモータ１０３を駆動して、ピストン１を貫通孔３８から上昇させた状態では、アクチュエータ１０２の駆動によって、ピストン１及びサイドレールホルダ７を、ピストン受け取り位置Ｌとリング組み付け位置Ｐの間で任意に位置決めすることができる。
【００５２】
なお、上記支持板１０５、クランパ９を、以下、ピストン持ち込みヘッド５とする。
【００５３】
ところで、図１に示したように、２種類のピストンに対応して、適宜ピストンリングを組み付けるため、扱うピストンの種類に応じて予め用意されたサイドレールホルダ７、７’は、図１、図２に示すサイドレールホルダ切替ユニット６０に支持されている。
【００５４】
サイドレールホルダ切替ユニット６０は、図１に示すように、ピストン受け取り位置Ｌとリング組み付け位置Ｐの途中で、図中Ｘ軸方向へ変位可能な支持プレート６１を主体に構成され、逆Ｌ字状の断面を備えた支持プレート６１には、Ｕ字状の切り欠き部６２、６３がＹ軸方向に所定の間隔で形成され、図４（Ａ）に示すように、サイドレールホルダ７の外周側面に形成した溝部７ｂが係合することでサイドレールホルダ７が支持プレート６１に支持される。
【００５５】
そして、図１に示すように、種類Ａのピストン１に対応するサイドレールホルダ７を保持する切り欠き部６２が、リング組み付け位置ＰとＹ軸方向で対向する位置に、種類Ｂのピストン１に対応するサイドレールホルダ７’を保持する切り欠き部６３が、ピストン受け取り位置Ｌとリング組み付け位置Ｐとの間に配設される。
【００５６】
いま、図１に示すように、ピストン持ち込みヘッド５が種類Ａに対応したサイドレールホルダ７を、種類Ｂに対応したものへ切り替える場合、クランパ９のアーム１０、１０を開いた状態で、支持プレート６１をピストン持ち込みヘッド５側へ駆動して、サイドレールホルダ７の溝部７ｂを係合させる。そして、サーボモータ１０３を駆動してピストン持ち込みヘッド５を上昇させると、サイドレールホルダ７の上部に形成した溝部７ａが、シャフト６内周のボール１６０を乗り越えてシャフト６とクランパ９のみが上昇して、種類Ａに対応したサイドレール７が取り外されるとともに、支持プレート６１の切り欠き部６２に支持される。
【００５７】
そして、シャフト６とクランパ９を上昇させた状態で、アクチュエータ１０２の伸長駆動によって、支持プレート６１の切り欠き部６３に支持されたサイドレールホルダ７’の真上までピストン持ち込みヘッド５を変位させてから、サーボモータ１０３によって、ピストン持ち込みヘッド５を下降させると、サイドレールホルダ７’の上部がシャフト６の内周に結合される。この後、支持プレート６１を、図１の右側へ待避させれば、サイドレールホルダ７から７’への切替が終了する。
【００５８】
［３．リング拡径ユニット］
図２、図５〜図７に示すように、リング拡径ユニット１３は、４爪のエアチャック１３１を主体に構成され、Ｘ−Ｙテーブル１２上に立設されたエアチャック１３１の上面には、リングの外周方向へ変位可能な４つの拡径爪１４が配設される。
【００５９】
拡径爪１４の上部には、薄肉部材で構成されて係合するピストンリングの内径に応じた弧を備えた係合部１４ａが形成され、係合部１４ａの外周に係合したピストンリングは、図中上方から係合部１４ａ内周へ挿入されたピストン１へ、後述するリング押し出しユニット１６によって、順次リング溝１Ｌ、１Ｓ、１Ｔへ挿入される。
【００６０】
なお、拡径爪１４へ各リングを係合させる場合は、係合部１４ａの外径を最小にした状態で、Ｘ−Ｙテーブル１２を各リングマガジンへ順次位置決めして順次リングを挿通した後に、エアチャック１３１を駆動して拡径爪１４を外周に向けて変位させることで、係合部１４ａに挿通したリングを、係合部１４ａ内周に挿入されたピストン１の溝部へ挿入可能な内径となるよう拡大する。この拡径時の係合部１４ａの外径は、サイドレールホルダ７の外径にほぼ等しく設定される。
【００６１】
なお、このリング拡径ユニット１３も、ピストン１の種類Ａ、Ｂに対応したエアチャック１３１、１３１’がＸ−Ｙテーブル１２上で、Ｙ軸方向に配置され、後述するリング押し出しユニット１６は、鉛直方向へ上昇した後、Ｙ軸方向へ変位してからＺ軸方向で下降することで、上記搬送装置３０が検出したピストン１の種類Ａ、Ｂに応じたエアチャック１３１、１３１’を選択し、図示しない、コントローラは、選択したエアチャック１３１、１３１’に応じて、リング組み付け位置Ｐ等の所定の位置をＹ軸方向へオフセットしてからＸ−Ｙテーブル１２の駆動を行う。
【００６２】
［４．リング押し出しユニット］
図２、図５〜図７に示すように、リング押し出しユニット１６は、Ｘ−Ｙテーブル１２上で、Ｙ軸方向へ変位可能な台座１３０上に支持されており、この台座１３０上には、リング拡径ユニット１３を挟んでＸ軸方向に所定の間隔で対向配置された一対のガイド部材１７、１７が立設され、このガイド部材１７、１７に案内されてＺ軸方向へ昇降可能なプレート１９には、台座１３０上に固設されたサーボモータ１８（第２アクチュエータ）に駆動されるスクリュー１８０と螺合するボールナット１８ａが配設されて、サーボモータ１８の駆動によってプレート１９が昇降する。
【００６３】
このプレート１９の中央部には、図６、図７に示すように、円形の貫通孔３８が形成され、この貫通孔３８の内周にはプレート１９の上面側に配置された円環状部材で形成された回転プレート１９０の内周凸部が係合し、この回転プレート１９０は、プレート１９上で回動自在に支持される。
【００６４】
回転プレート１９０の外周には、プレート１９の下面に支持したサーボモータ１９１のピニオン１９２と歯合する歯面が形成されて、回転プレート１９０はサーボモータ１９１の駆動によって任意の位置へ回動することができる。
【００６５】
回転プレート１９０の内周には、リング拡径ユニット１３の拡径爪１４を挿通する貫通孔１９０ａが形成され、この貫通孔１９０ａの周囲には、回転プレート１９０から上方へ突出した拡径爪１４の係合部１４ａとそれぞれ当接可能な４つの押し出しプレート２０が径方向へ変位可能に配置される。
【００６６】
押し出しプレート２０は、回転プレート１９０の内周に面して固設されたストッパ１９３と回転プレート１９０の間から係合爪１４へ向けた内周へ突出し、基端側にはストッパ１９３に係止される凸部２０ａが形成されるとともに、この基端側がスプリング２１によって付勢され、凸部２０ａがストッパ１９３に係止される位置まで、押し出しプレート２０先端部が係合爪１４の係合部１４ａに当接する。
【００６７】
したがって、エアチャック１３１を駆動して、拡径爪１４の係合部１４ａの外径を最小にしてから、Ｘ−Ｙテーブル１２を駆動して、トップリングマガジン４０、セカンドリングマガジン４１、サイドレールマガジン４２、スペーサマガジン５０、そして再びサイドレールマガジン４２の直下に位置決めするとともに、各マガジン間では、サーボモータ１９１の駆動によって回転プレート１９０を所定の角度ずつ、例えば、１８０度または９０度ずつ回動させておき、各マガジンから落下してきたリングを順次挿通する。
【００６８】
そして、Ｘ−Ｙテーブル１２を所定の原点であるリング組み付け位置Ｐへ復帰させると、回転プレート１９０の上面から上方へ突出した係合部１４ａの外周では、押し出しプレート２０の上面に、トップリング２５、セカンドリング２６、上サイドレール２Ｕ、スペーサ２Ｓ、下サイドレール２Ｌが積み重ねられ、これらリングの合口は、回転プレート１９０を回動した所定の角度（１８０度または９０度）づつ位相がずらされているため、図１５に示すように、トップリング２５の合口２５ａとセカンドリング２６の合口２６ａは周方向に１８０度の位相差を備え、上サイドレール２Ｕの合口２Ｕａと、下サイドレール２Ｌの合口２Ｌａも周方向に１８０度の位相差を備え、さらに、トップリング２５の合口２５ａと上サイドレール２Ｕの合口２Ｕａが９０度の位相差を備えることで、上下方向で各リングの合口が重なるのを防いで、ピストン１へ組み付けたときのシール性及び潤滑性能を確保できる。
【００６９】
こうして、係合部１４ａに当接した押し出しプレート２０の上面には、図７のように、ピストン１個分のリングが順次積み重ねられて、上記リング拡径ユニット１３を駆動して、拡径爪１４を外周方向へ変位すると、係合部１４ａは、スプリング２１に抗して押し出しプレート２０を外周へ向けて変位させながら、各リングの内径を拡大することができる。
【００７０】
また、ピストン１の種類Ａ、Ｂに対応したエアチャック１３１、１３１’の切替は、サーボモータ１８によって、プレート１９を上昇駆動してエアチャック１３１の係合爪１４から押し出しプレート２０を抜いた後、図示しないアクチュエータを駆動して台座１３０をＹ軸方向へ駆動することでプレート１９の中心をエアチャック１３１’の軸線上に位置決めしてから、サーボモータ１８を駆動してプレート１９を下降させ、押し出しプレート２０をエアチャック１３１’の係合爪１４に係合させる。この間、スプリング２１に付勢された押し出しプレート２０は、ストッパ１９３によって最大突出位置で係止されるため、プレート１９の下降時に、係合爪１４の上端に引っかかるのを防ぐことができる。
【００７１】
さらに、リング押し出しユニット１６とともに、組みオイルリング２の組み付けを行うストッパプレート２００（掻き落とし部材）が、図２及び図７〜図８に示すように、上部ベース３Ｕの下面に固設され、ストッパプレート２００に形成した貫通孔２００Ｂの内周は、リング組み付け位置Ｐと同軸上に配置されて、図８（Ｂ）のように、上部ベース３Ｕの内周に突出する。
【００７２】
貫通孔２００Ｂの内径は、ピストン持ち込みヘッド５に支持されたサイドレールホルダ７の外周と摺接可能に設定され、図２１に示すように、リングの組み付けがほぼ終了したピストン１を、上部ベース３Ｕの貫通孔３８から引き抜いて常勝させる際に、サイドレールホルダ７に係合した下サイドレール２Ｌを、リング溝１Ｌへ掻き落とすとともに、貫通孔２００Ｂ下面の周縁に形成したテーパー部２００Ａによって、組みオイルリング２の芯ずれを矯正するもので、組みオイルリング２の偏心による貫通孔２００Ｂへの引っかかりを防止できる。
【００７３】
また、貫通孔２００Ｂからピストン持ち込みヘッド５を下降させる際には、ピストン１の側面を把持するクランパ９のアーム１０、１０及びパッド１１ａ、１１ｂがストッパプレート２００に係止されるのを防ぐため、図８（Ａ）のように、アーム１０、１０の通過位置に応じて切り欠き部２０１、２０１が形成される。
【００７４】
［５．リングマガジン］
トップリング２５、セカンドリング２６及び上下サイドレール２Ｕ、２Ｌをリング拡径ユニット１３へ供給する、トップリングマガジン４０、セカンドリングマガジン４１、サイドレールマガジン４２は同様に構成され、図１０に示すように、Ｚ軸方向に立設されて、リングを積み重ねてストックする保持シャフト４３と、保持シャフト４３の下端に結合されて、径方向に所定量だけオフセットした供給シャフト４４と、保持シャフト４３と供給シャフト４４の段部４５に位置する最下段のリングを供給シャフト４４外周へ移動するとともに、落下させるスライス部材４６及び伸縮可能なアクチュエータ４７を主体に構成される。
【００７５】
以下、トップリング２５をリング拡径ユニット１３の拡径爪１４外周へ供給するトップリングマガジン４０について説明し、セカンドリングマガジン４１、サイドレールマガジン４２についての説明は省略する。
【００７６】
保持シャフト４３は上部ベース３Ｕに立設される一方、供給シャフト４４の下端は、上部ベース３Ｕに形成された図示しない貫通孔を介して、Ｘ−Ｙテーブル１２上のリング拡径ユニット１３の拡径爪１４の係合部１４ａに近接可能な位置まで突出する。
【００７７】
図１０（Ａ）、（Ｂ）に示すように、保持シャフト４３と供給シャフト４４を接続する段部４５は、保持シャフト４３の下端と供給シャフト４４の上端のＺ軸方向の間隔が、トップリング２５の厚さ以上となるよう設定され、また、これらシャフトの外径は、トップリング２５が嵌合せずに、シャフト外周に沿って自由落下可能な値に設定される。
【００７８】
そして、保持シャフト４３の上端から供給シャフト４４の下端にかけては、トップリング２５の合口２５ａを所定の位置に揃えるため、板状の合口位置決め部材４８が設けられ、さらに、この合口位置決め部材４８を介して保持シャフト４３、供給シャフト４４が上部ベース３Ｕ上に立設される。
【００７９】
保持シャフト４３の上端から係合されるトップリング２５は、合口２５ａを合口位置決め部材４８に挿通して段部４５及び合口位置決め部材４８の側方に突設されたストッパ４８’まで落下し、供給シャフト４４の上端（段部４５）に順次積み重ねられる。
【００８０】
この段部４５に載置されたトップリング２５と対向する位置には、アクチュエータ４７によって水平方向へ伸縮駆動されて、保持シャフト４３に挿通されている最下段のトップリング２５を、一つずつ順次供給シャフト４４へ移動させるとともに、落下させるスライス部材４６が配設される。
【００８１】
スライス部材４６は、段部４５及びストッパ４８’に指示された最下段のトップリング２５の側面を水平方向へ変位させて、トップリング２５の内周を供給シャフト４４に挿通させるよう設定される。
【００８２】
したがって、Ｘ−Ｙテーブル１２によって、供給シャフト４４の直下へリング拡径ユニット１３の係合爪１４を同軸位置に位置決めすると、アクチュエータ４７が伸長駆動して、スライス部材４６が最下段のトップリング２５を、供給シャフト４４側へ変位させ、内周を供給シャフト４４に挿通されたトップリング２５は落下して、係合部１４ａの外周に挿通されるとともに、押し出しプレート２０の上面に積み重ねられる。
【００８３】
セカンドリングマガジン４１及びサイドレールマガジン４２も同様に構成される。
【００８４】
［６．スペーサマガジン］
組みオイルリング２のスペーサ２Ｓをリング拡径ユニット１３へ供給するスペーサマガジン５０は、図１１〜図１４に示すように、上部ベース３Ｕに立設された供給シャフト５１の下端にはテーパー部５２が形成されて、このテーパー部５２の下端が上部ベース３Ｕに形成した図示しない貫通孔を介して、Ｘ−Ｙテーブル１２上に支持されたリング拡径ユニット１３の拡径爪１４の係合部１４ａに近接可能な位置まで突出する。
【００８５】
図１３に示すように、スペーサ２Ｓは凸部と凹部を交互に重ね合わせて、供給シャフト５１に挿通されており、上下のスペーサ２Ｓの凹凸部が重複するのを防止するため、凹部と凸部の間隙に挿通されてスペーサ２Ｓの回動を防ぐ棒状または板状の位置決め部材５３、５３が配設される。
【００８６】
位置決め部材５３は、供給シャフト５１の上端面でヒンジ結合され、上端の軸５４を介して回動可能であり、スペーサ２Ｓを供給シャフト５１へ挿入する場合には、ロックピン５５を解除して位置決め部材５３を鉛直方向まで回動させた状態で行う。
【００８７】
一方、供給シャフト５１に挿通されたスペーサ２Ｓの落下、供給は、供給シャフト５１の下端部に配設されて、周方向へ所定の角度だけ揺動可能な制御ピン５８によって行われる。
【００８８】
制御ピン５８は、図１３に示すように、最下段のスペーサ２Ｓの凸部を選択的に係止しており、凸部と凹部の間隔に応じた所定の角度、例えば、５°だけ周方向へ揺動させると、最下段のスペーサ２Ｓは下端を規制されなくなるため、供給シャフト５１に沿って落下可能となる一方、揺動後の５８’では次に最下段となるスペーサ２Ｓの凸部を係止することで、スペーサ２Ｓを一つずつ供給することができる。
【００８９】
ここで、スペーサ２Ｓは、供給シャフト５１の外周へ弾性的に嵌合されており、また、位置決め部材５３によって凹部と凸部の間を挟まれているため、下端を支持する制御ピン５８から解放されただけでは落下しないため、積み重ねた最上段のスペーサ２Ｓを下方へ向けて付勢する付勢部材５９が配設される。
【００９０】
制御ピン５８は、供給シャフト５１を取り囲むように形成されるとともに、回動可能な環状のリング５７の内周に突設されて、先端で最下段のスペーサ２Ｓを係止しており、環状のリング５７の外周は伸縮可能なアクチュエータ１５０に連結されて、所定の角度範囲で揺動する。
【００９１】
なお、付勢部材５９は、図示しないアクチュエータや弾性部材などで下方に付勢される。
【００９２】
また、位置決め部材５３は、スペーサ２Ｓの合口２Ｓａが、図１５に示すように、上下サイドレールの合口２Ｕａ、２Ｌａやトップリング、セカンドリングの合口２５ａ、２６ａと重ならないように配設される。
【００９３】
［７．ピストンリング組み付け方法］
ピストンリング組み付け装置は、上記のように構成され、次に、ピストンリングの組み付け方法について、図１６のフローチャートを参照しながら説明する。
【００９４】
まず、ステップＳ１では、検出されたピストン１の種類ＡまたはＢに応じて、サイドレールホルダ７、７’及びエアチャック１３１、１３１’の切替を上記したように行ってから、リング拡径ユニット１３の拡径爪１４を外径が最小となる位置にエアチャック１３１を駆動して、原点であるリング組付け位置ＰからＸ−Ｙテーブル１２を各リングマガジンへ順次駆動して、上記したように、リングの合口が重ならないように、回転プレート１９０を所定の角度ずつ回動させながら、拡径爪１４外周に各リングを順次積み重ねる。
【００９５】
ピストン１の種類がＡの場合、Ｘ−Ｙテーブル１２の駆動順序は、トップリングマガジン４０、セカンドリングマガジン４１、サイドレールマガジン４２（上サイドレール２Ｕ）、スペーサマガジン５０、サイドレールマガジン４２（下サイドレール２Ｌ）となり、リング拡径ユニット１３に供給された各リングは、図１７に示すように、拡径爪１４の外周で押し出しプレート２０の上面側に積み重ねられ、押し出しプレート２０の上面側から順に、トップリング２５、セカンドリング２６、上サイドレール２Ｕ、スペーサ２Ｓ、下サイドレール２Ｌが、図１５に示したように、上下のリングの合口の位相を周方向へずらした状態で積み重ねられる。この状態で、Ｘ−Ｙテーブル１２をリング組付け位置Ｐへ復帰させる。
【００９６】
ステップＳ２では、サイドレールホルダ７をピストン持ち込みヘッド５のシャフト６に嵌合してから、アクチュエータ１０１を伸長させてピストン持ち込みヘッド５をピストン受け取り位置Ｌへ駆動し、パレット３２上のピストン１をクランパ９で把持した後に、アクチュエータ１０１を収縮駆動してピストン持ち込みヘッド５をリング組み付け位置Ｐへ位置決めする。
【００９７】
次に、ステップＳ３では、リング拡径ユニット１３のエアチャック１３１を駆動して、拡径爪１４を外周方向へ変位させ、係合部１４ａの外周に係合した各リングの内径を所定量だけ拡大する。
【００９８】
ステップＳ４では、ピストン持ち込みヘッド５のサーボモータ１０３を駆動して、サイドレールホルダ７及びピストン１を貫通孔３８及びストッパプレート２００から下降させ、拡径した拡径爪１４の係合部１４ａ内周へ、ピストン１を冠面１Ａ側から挿入するとともに、図１８（Ａ）のように、サイドレールホルダ７の下端７ｃを、拡径爪１４の係合部１４ａ上端に当接させる。
【００９９】
次に、ステップＳ５では、図１８（Ｂ）のように、リング押し出しユニット１６のサーボモータ１８を駆動して、回転プレート１９０に支持された押し出しプレート２０を、ピストン持ち込みヘッド５側へ向けて所定量だけ上昇させ、係合部１４ａ外周の最上段に載置されていた下サイドレール２Ｌを、サイドレールホルダ７の外周下端部へ移動させておく。
【０１００】
ステップＳ６では、図１８（Ｃ）のように、ピストン持ち込みヘッド５のサーボモータ１０３を駆動してサイドレールホルダ７と係合部１４ａの間隙が、リング溝１Ｌの幅（Ｚ軸方向、以下同様）に等しくなるよう、ピストン１及びサイドレールホルダ７を上昇させた後、図１９（Ａ）のように、リング押し出しユニット１６のサーボモータ１８を駆動して、押し出しプレート２０をスペーサ２Ｓの厚さに応じた量だけ上昇させ、係合部１４ａの最上段となったスペーサ２Ｓを、リング溝１Ｌへ挿入する。
【０１０１】
さらに、ステップＳ７では、図１９（Ｂ）のように、リング押し出しユニット１６のサーボモータ１８をさらに駆動し、押し出しプレート２０を上サイドレール２Ｕの板厚に応じた量だけ上昇させて、係合部１４ａの最上段となった上サイドレール２Ｕを、スペーサ２Ｓの冠面１Ａ側のリング溝１Ｌへ挿入する。
【０１０２】
次に、ステップＳ８では、図１９（Ｃ）のように、ピストン持ち込みヘッド５のサーボモータ１０３を駆動して、ピストン１のリング溝１Ｓの冠面１Ａ側の内壁が、係合部１４ａの上端に一致するよう、ピストン１及びサイドレールホルダ７を上昇させた後、図２０（Ａ）のように、リング押し出しユニット１６のサーボモータ１８を駆動して、押し出しプレート２０をセカンドリング２６の板厚に応じた量だけ上昇させて、係合部１４ａの最上段となったセカンドリング２６Ｓを、リング溝１Ｓへ挿入する。
【０１０３】
ステップＳ９では、図２０（Ｂ）のように、ピストン持ち込みヘッド５のサーボモータ１０３を駆動してピストン１のリング溝１Ｔの冠面１Ａ側の内壁が、係合部１４ａの上端に一致するよう、ピストン１及びサイドレールホルダ７を上昇させた後、リング押し出しユニット１６のサーボモータ１８を駆動して、押し出しプレート２０をトップリング２５の板厚に応じた量だけ上昇させて、係合部１４ａの最上段となったトップリング２５を、リング溝１Ｔへ挿入する。
【０１０４】
そして、ステップＳ１０では、図２０（Ｃ）のように、サイドレールホルダ７の下端７ｃ側に下サイドレール２Ｌを係合させたまま、サーボモータ１０３を駆動してピストン持ち込みヘッド５を上昇させて、係合爪１４の係合部１４ａ内周からピストン１を引き抜く。
【０１０５】
さらに、ステップＳ１１では、サーボモータ１０３の駆動を継続して、ピストン１及びサイドレールホルダ７をストッパープレート２００の内周２００Ｂから上方へ引き抜く。
【０１０６】
このとき、図２０（Ｃ）のように、サイドレールホルダ７の下端外周に係合していた下サイドレール２Ｌは、ストッパプレート２００の下面に係止される一方、サイドレールホルダ７及びピストン１は上昇を続けるため、図２１のように、サイドレールホルダ７の下端外周に係合していた下サイドレール２Ｌは、スペーサ２Ｓより図中上方（ピストン１のスカート側）のリング溝１Ｌに掻き落とされて挿入される。
【０１０７】
そして、ピストン１を上部ベース３Ｕの上面へ上昇させる際には、ピストン１に組み付けられた、組みオイルリング２、セカンドリング２６、トップリング２５は、順次ストッパプレート２００のテーパー部２００Ａによって、偏心を強制されてから、ストッパプレート２００の内周２００Ｂから抜けて上部ベース３Ｕの上面から所定の高さまで上昇する。
【０１０８】
こうして、リングの組み付けを終えたピストン１は、ステップＳ１２で、ピストン持ち込みヘッド５をパレット３２まで駆動するとともに、下降させることで再びパレット３２へ載置されて組み付け工程を終了する。
【０１０９】
そして、ステップＳ１３では、各サーボモータ１０３、１８を所定の原点位置へ復帰させるとともに、エアチャック１３１を拡径爪１４の縮径方向へ駆動して、次のリング組み付けに備えてから一工程を終了する。
【０１１０】
なお、搬送装置３０の図示しない検知手段が、ピストン１の種類をＢと判定した場合、上記ステップＳ１で行われる拡径爪１４への各リングのセットは、トップリングマガジン４０’、セカンドリングマガジン４１’、サイドレールマガジン４２’（上サイドレール２Ｕ）、スペーサマガジン５０’、サイドレールマガジン４２’（下サイドレール２Ｌ）の順にＸ−Ｙテーブル１２を駆動すればよい。
【０１１１】
こうして、スカート側からピストン１の外周に係合する円筒状のサイドレールホルダ７の下端７ｃを、オイルリング溝１Ｌのスカート側の周縁まで達するように形成する一方、内径を拡大可能な拡径爪１４の係合部１４ａの外周に当接可能な押し出しプレート２０上にトップリング２５、セカンドリング２６、上サイドレール２Ｕ、スペーサ２Ｓ、下サイドレール２Ｌを積み重ねてから、拡径爪１４の外周に係合したリング内径を拡大し、この状態でピストン１の冠面１Ａを係合部１４ａ内周に挿入するとともに、サイドレールホルダ７の下端７ｃを係合部１４ａの上端に当接させて、押し出しプレート２０を上昇駆動し、組みオイルリング２の下サイドレール２Ｌのみをピストン１側のサイドレールホルダ７へ移動することによって、以降ピストン１側と押し出しプレート２０のＺ軸方向への相対変位のみによって、トップリング２５から上サイドレール２Ｕ、スペーサ２Ｓまで、各リング溝へ順次挿入できる。
【０１１２】
そして、ピストン１を係合部１４ａから引き抜くとともに、ストッパプレート２００の内周２００Ｂによってサイドレールホルダ７の下端７ｃ外周に係合していた下サイドレール２Ｌを、スペーサ２Ｓのスカート側のオイルリング溝１Ｌへ挿入することができ、前記従来例のように、ピストン１の側面に傷を付けることなく確実に組みオイルリング２の組み付けを行うとともに、一つの工程ですべてのリングを組み付けることが可能となるのである。
【０１１３】
また、下サイドレール２Ｌをリング溝へ挿入する際には、所定の位置に固設されたストッパープレート２００の下面で、サイドレールホルダ７の外周に係合した下サイドレール２Ｌをオイルリング溝１Ｌへ掻き落とすとともに、ストッパープレート２００の下面にテーパ部２００Ａを設けたため、内周２００Ｂを通過する組みオイルリング２の上下サイドレール２Ｕ、２Ｌやスペーサ２Ｓが、テーパー部２００Ａに摺接しながら通過するため、オイルリング溝１Ｌへの挿入時に偏心していても、ピストン１の同軸位置に矯正され、組みオイルリング２が内周２００Ｂを通過する際に、ストッパプレート２００に引っかかるのを確実に防止して、組み付けの信頼性を向上させることが可能となる。
【０１１４】
そして、組み付けの際には、サイドレールホルダ７及びピストン１と、係合爪１４の外周に付勢された押し出しプレート２０とを、同軸上で相対的に変位させるだけで容易かつ確実にリングの組み付けを行うことができるため、前記従来例に示した特開平７−１７８６２９号公報のように、装置が複雑かつ大型になるのを防いで、設備投資の増大を抑制して製造コストの低減を推進することができるのである。
【０１１５】
また、サイドレールホルダ７、７’とエアチャック１３１、１３１’を、ピストン１の種類に応じて切り替えることができるため、寸法や形状の異なるピストン１へのリングの組み付けを、同一の組み付け装置で行うことが可能となり、前記従来例に比して、設備投資を大幅に低減するとともに、装置の汎用性を高めることが可能となって、生産性の向上及び製造コストの低減をさらに推進できる。
【０１１６】
なお、上記実施形態においては、図５〜図７に示すように、押し出しプレート２０をＸ−Ｙテーブル１２及び拡径爪１４に対して相対回転自在に支持したが、単一のエアチャック１３１及び拡径爪１４のみで対応可能な場合には、図２２に示すように、Ｘ−Ｙテーブル１２に対して相対回転自在な台座１３０Ａ上にエアチャック１３１、リング押し出しユニット１６を固設して、押し出しプレート２０及び拡径爪１４をサイドレールホルダ７に対して相対回転自在に支持すればよく、この場合では、図６、図７に示す、回転プレート１９０を廃止して、押し出しプレート２０をプレート１９に設け、図示しないアクチュエータによって、台座１３０Ａを所定の角度ずつ回動させることで、供給されるリングの合口の位相をずらすことができる。
【０１１７】
また、上記実施形態において、ピストン持ち込みユニット４の台座１０１をＹ軸方向へ変位可能としたが、この台座１０１をＸ−Ｙ平面内で変位可能としてもよく、この場合、サイドレールホルダ切替ユニット６０を上部ベース３Ｕに固定することができる。
【０１１８】
また、上記実施形態において、図１６のステップＳ１の後にステップＳ２を実行するような手順について述べたが、組オイルリングの拡径爪１４への供給と、ピストン１の把持は、同時に行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すピストンリング組み付け装置の概略平面図。
【図２】同じく正面図。
【図３】同じく上部ベース側の側面図。
【図４】クランパ及びサイドレールホルダを示し、（Ａ）は要部断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ矢示断面図。
【図５】リング拡径ユニット及びリング押し出しユニットの概略側面図。
【図６】同じく平面図。
【図７】リング押し出しユニットの要部断面図。
【図８】ストッパプレートを示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は要部断面図。
【図９】パレットを示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図。
【図１０】リングマガジンを示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図。
【図１１】スペーサマガジンを示す側面図。
【図１２】同じく、スペーサマガジンの供給シャフトを示す側面図。
【図１３】スペーサマガジンを示す平面図。
【図１４】同じく、供給シャフトに支持されたスペーサの側面図。
【図１５】拡径爪へ挿通された各リングの合口の位置を示す平面図。
【図１６】組み付け方法を示すフローチャート。
【図１７】ホルダ及びピストンと拡径ユニット及び押し出しユニットの関係を示す要部断面図で、組み付け開始の状態を示す。
【図１８】同じく、ホルダ及びピストンと拡径ユニット及び押し出しユニットの関係を示す要部断面図で、（Ａ）は当接状態、（Ｂ）は下サイドレールの移動中を、（Ｃ）ピストンの引き抜き中を示す。
【図１９】同じく、ホルダ及びピストンと拡径ユニット及び押し出しユニットの関係を示す要部断面図で、（Ａ）はスペーサの挿入状態、（Ｂ）は上サイドレールの挿入状態を、（Ｃ）はピストンの引き抜き中を示す。
【図２０】同じく、ホルダ及びピストンと拡径ユニット及び押し出しユニットの関係を示す要部断面図で、（Ａ）はセカンドリングの挿入状態、（Ｂ）はトップリングの挿入状態を、（Ｃ）は下サイドレールの掻き落とし開始を示す。
【図２１】同じく、ホルダ及びピストンと拡径ユニット及び押し出しユニットの関係を示す要部断面図で、リングの組み付け終了状態を示す。
【図２２】他の実施形態を示すリング拡径ユニット及びリング押し出しユニットの概略側面図。
【図２３】組みオイルリングを示す要部断面図で、（Ａ）はピストンへの組み付け状態、（Ｂ）は従来例を適用した挿入状態を示す。
【図２４】従来例を示し、下サイドレールの組み付け途中の平面図。
【符号の説明】
１  ピストン
１Ａ  冠面
１Ｔ、１Ｓ、１Ｌ  リング溝
２  組オイルリング
２Ｓ  スペーサ
２Ｕ、２Ｌ  上サイドレール、下サイドレール
４  ピストンリング組み付けユニット
５  ピストン持ち込みヘッド
６  シャフト
７  サイドレールホルダ
９  クランプ
１２  Ｘ−Ｙテーブル
１３  リング拡径ユニット
１４  拡径爪
１４ａ  係合部
１６  リング押し出しユニット
１８  サーボモータ
１９  プレート
２０  押し出しプレート
２５  トップリング
２６  セカンドリング
３０  搬送装置
４０  トップリングマガジン
４１  セカンドリングマガジン
４２  サイドレールマガジン
５０  スペーサマガジン
６０  サイドレールホルダ切替ユニット
１０３  サーボモータ
１０４  案内部材
１３１  エアチャック
１３２  固定部材
１３３  付勢部材
１９０  回転プレート
１９０ａ  貫通孔
１９１  サーボモータ
１９２  ピニオン
１９３  ストッパ
２００  ストッパープレート
２００Ａ  テーパー部
２００Ｂ  内周
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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