(57)【要約】      （修正有）【課題】ラッピングスリーブ内において傾斜受け面と傾斜押え面との間に装着されるピストンリングの傷付きや変形が防止でき、ラッピングスリーブ内へのピストンリングの装着を簡単に行うことができ、また装着されるピストンリングの本数が所定の本数に限定されないピストンリングの外周曲面加工装置を提供する。【解決手段】ピストンリング２の外周曲面加工装置１は、受け板２２と押え板３２とを備える。押え板と対向する受け板の対向面は、傾斜受け面と第１平坦面とを備え、受け板と対向する押え板の対向面は、傾斜押え面と第２平坦面とを備える。第１平坦面と第２平坦面とは、ラッピングスリーブ１０の直径方向の互いに反対側に位置する。傾斜受け面と傾斜押え面とはラッピングスリーブの直径方向に対して平行に傾斜し、両者間に複数のピストンリングが支持される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンリングの合口が閉じる方向に縮径された状態で、該ピストンリングの外周面が接触する円筒形内周面を有するラッピングスリーブと、
該ラッピングスリーブ内に配置可能で少なくとも１個のピストンリングの一方の軸端面を支持する受部と、
該ラッピングスリーブ内に配置可能で少なくとも１個のピストンリングの他方の軸端面を支持する押え部とを有し、
該受部と該押え部は、該ラッピングスリーブの直径方向に対して傾斜すると共に互いに平行に対向する傾斜受面と傾斜押え面をそれぞれ備えて、該傾斜受面と傾斜押え面との間で該ピストンリングを該ラッピングスリーブ内で傾斜して保持し、
該ラッピングスリーブと該受部や該押え部とは互いに該ラッピングスリーブの軸心を中心として相対回転することにより、該ピストンリングの自己張力性と相まって該ピストンリングの外周をバレル形状化するピストンリングの外周曲面加工装置において、
該受部の該押え部に対向する面には、該傾斜受面に続き該軸心に直交する第１平坦面が形成され、
該押え部の該受部に対向する面には、該斜面押え面に続き該軸心に直交する第２平坦面が形成され、該第１平坦面と該第２平坦面は該ラッピングスリーブの直径方向の互いに反対側に位置し、該傾斜受け面と該第１平坦面との境界線及び該傾斜押え面と該第２平坦面との境界線は稜線をなすことを特徴とするピストンリングの外周曲面加工装置。
【請求項２】
該受部及び該押え部は断面が円形をなし、該受部の該第１平坦面と該押え部の該第２平坦面とはそれぞれ円弧形状をなし、該受部の半径方向、該押え部の半径方向における該第１平坦面、該第２平坦面の長さの最大値は、それぞれ該押え部の直径、該受け部の直径の１／１５以上且つ１／２以下であることを特徴とする請求項１記載のピストンリングの外周曲面加工装置。
【請求項３】
該押え部は該ラッピングスリーブの軸心方向に移動可能に構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のピストンリングの外周曲面加工装置。
【請求項４】
該受部は該ラッピングスリーブの軸心方向に移動可能に構成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一記載のピストンリングの外周曲面加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はピストンリングの外周曲面加工装置に関し、特に、ピストンリングの外周をバレル形状に曲面加工するためのピストンリングの外周曲面加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ピストンリングの外周をバレル形状に曲面加工することが行われている。外周がバレル形状のピストンリングとは、ピストンリングの軸方向の中央の位置において外径が最大値を採り、軸方向における両端の位置において外径が最小値を採るように、外周がバレル形状の曲面となっているピストンリングをいう。
【０００３】
特許文献１には、ピストンリングの外周をバレル形状に曲面加工するためのピストンリングの外周曲面加工装置が記載されている。図６に示されるように、外周曲面加工装置１０１は、ラッピングスリーブ１１０と、軸部材１２５と、受け板１２０と、押え板１３０とを備えており、軸部材１２５は、円筒状をしたラッピングスリーブ１１０内にその軸方向に延設される。受け板１２０は円盤状をなし、軸部材１２５に同軸的に固定され、軸部材１２５と共にラッピングスリーブ１１０内に配置される。受け板１２０には、ラッピングスリーブ１１０の直径方向に対して傾斜する傾斜受け面１２２を備えている。
【０００４】
押え板１３０は円盤状をなし、締付けナット１３５によりラッピングスリーブ１１０内において軸部材１２５に同軸的に着脱可能に設けられ、傾斜受け面１２２に対向して、傾斜受け面１２２と平行な傾斜押え面１３２を有する。そして、複数のピストンリング１０２が、その軸方向に軸端面が重なる状態で、ラッピングスリーブ１１０内に装着され、受け板１２０の傾斜受け面１２２と押え板１３０の傾斜押え面１３２との間に傾斜して挟持される。ここでピストンリング１０２は、その合口１０２ａが閉じる方向に縮径された状態でラッピングスリーブ１１０内に装着されるので、ピストンリング１０２の自己拡張力により、ピストンリング１０２の外周面の一部がラッピングスリーブ１１０の円筒内周面に常時接触している。
【０００５】
この状態で、ラッピングスリーブ１１０の軸心を中心に、ラッピングスリーブ１１０と軸部材１２５とを相対回転させると、例えば、ラッピングスリーブ１１０に対して軸部材１２５をその軸心を中心に回転させると、傾斜受け面１２２と傾斜押え面１３２との間に傾斜して挟持されているピストンリング１０２が、あたかもジャイロスコープにおける歳差運動に似た回転運動をして、ラッピングスリーブ１１０の円筒形内周面に対して摺動して、ピストンリング１０２の自己拡張力とあいまってピストンリング１０２の外周がバレル形状に加工される。
【特許文献１】特公昭４３−６３９９号公報（１〜２頁、図１〜図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来のピストンリングの外周曲面加工装置１０１では、傾斜受け面１２２と、傾斜押え面１３２との間に複数のピストンリング１０２が狭持されるものであり、軸方向において押え板１３０に最も近い位置にある受け板１２０の傾斜受け面１２２の外縁部Ｅ１と、軸方向において受け板１２０に最も近い位置にある押え板１３０の傾斜押え面１３２の外縁部Ｅ２とが鋭角部をなし、ピストンリング１０２をラッピングスリーブ１１０内に挿入してセットするときと、外周加工後にラッピングスリーブ１１０内からピストンリング１０２を取り出すときとにおいて、鋭角部Ｅ１、Ｅ２がピストンリング１０２に当たり、ピストンリング１０２に傷を付けたり、変形を与えてしまうという問題が生じていた。
【０００７】
また従来のピストンリングの外周曲面加工装置１０１では、ラッピングスリーブ１１０内において、傾斜受け面１２２と傾斜押え面１３２との間に複数のピストンリングを装着するためには、一端ナット１３５を軸部材１２５から離脱させて押え板１３０を取り除き、受け板１２０上に所定数のピストンリングを載置してから、押え板１３０をピストンリングに載置してナット１３５を軸部材１２５に螺合させるという手間を要した。またナット１３５により押え板１３０が軸部材１２５に取り付けられた状態では、傾斜受け面１２２と傾斜押え面１３２との距離は常に一定であるため、外周面加工をするピストンリングの本数は常に一定数であることが必要である。よって、所望の本数のピストンリングにのみ外周曲面加工をするという要求に応えることができなかった。
【０００８】
そこで本発明は、ラッピングスリーブ内において傾斜受け面と傾斜押え面との間に装着されるピストンリングの傷付きや変形が防止でき、また、ラッピングスリーブ内へのピストンリングの装着を簡単に行うことができ、装着されるピストンリングの本数が所定の本数に限定されないピストンリングの外周曲面加工装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は、ピストンリングの合口が閉じる方向に縮径された状態で、該ピストンリングの外周面が接触する円筒形内周面を有するラッピングスリーブと、該ラッピングスリーブ内に配置可能で少なくとも１個のピストンリングの一方の軸端面を支持する受部と、該ラッピングスリーブ内に配置可能で少なくとも１個のピストンリングの他方の軸端面を支持する押え部とを有し、該受部と該押え部は、該ラッピングスリーブの直径方向に対して傾斜すると共に互いに平行に対向する傾斜受面と傾斜押え面をそれぞれ備えて、該傾斜受面と傾斜押え面との間で該ピストンリングを該ラッピングスリーブ内で傾斜して保持し、該ラッピングスリーブと該受部や該押え部とは互いに該ラッピングスリーブの軸心を中心として相対回転することにより、該ピストンリングの自己張力性と相まって該ピストンリングの外周をバレル形状化するピストンリングの外周曲面加工装置において、該受部の該押え部に対向する面には、該傾斜受面に続き該軸心に直交する第１平坦面が形成され、該押え部の該受部に対向する面には、該斜面押え面に続き該軸心に直交する第２平坦面が形成され、該第１平坦面と該第２平坦面は該ラッピングスリーブの直径方向の互いに反対側に位置し、該傾斜受け面と該第１平坦面との境界線及び該傾斜押え面と該第２平坦面との境界線は稜線をなすピストンリングの外周曲面加工装置を提供している。
【００１０】
ここで、該受部及び該押え部は断面が円形をなし、該受部の該第１平坦面と該押え部の該第２平坦面とはそれぞれ円弧形状をなし、該受部の半径方向、該押え部の半径方向における該第１平坦面、該第２平坦面の長さの最大値は、それぞれ該押え部の直径、該受け部の直径の１／１５以上且つ１／２以下であることが好ましい。
【００１１】
また、該押え部は該ラッピングスリーブの軸心方向に移動可能に構成されているのが好ましい。更に、該受部も該ラッピングスリーブの軸心方向に移動可能に構成されているのが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載のピストンリングの外周曲面加工装置によれば、受部の押え部に対向する面には、傾斜受面に続きラッピングスリーブの軸心に直交する第１平坦面が形成され、押え部の受部に対向する面には、斜面押え面に続き該軸心に直交する第２平坦面が形成され、第１平坦面と第２平坦面はラッピングスリーブの直径方向の互いに反対側に位置し、傾斜受け面と第１平坦面との境界線及び傾斜押え面と第２平坦面との境界線は稜線をなす構造であるので、受け部や押え部に従来のような鋭角部が形成されず、ピストンリングをラッピングスリーブ内に挿入してセットするときと、外周加工後にラッピングスリーブ内からピストンリングを取り出すときとにおいて、ピストンリングの傷付きや変形を確実に防止できる。
【００１３】
請求項２記載のピストンリングの外周曲面加工装置によれば、受部及び押え部は断面が円形をなし、受部の第１平坦面と押え部の第２平坦面とはそれぞれ円弧形状をなし、受部の半径方向、押え部の半径方向における第１平坦面、第２平坦面の長さの最大値は、それぞれ押え部の直径、受け部の直径の１／１５以上であるので、第１平坦面や第２平坦面の必要面積が確保できて鋭角部の発生を確実に防止でき、また、当該最大値は、それぞれ押え部の直径、受け部の直径の１／２以下であるので、第１平坦面や第２平坦面が形成されていても、外周面曲面加工の際にはピストンリングは確実に傾斜受け面と傾斜押え面との間に挟持され、ピストンリングはラッピングスリーブ内で所望の傾斜角度を維持することができる。
【００１４】
請求項３記載のピストンリングの外周曲面加工装置によれば、該押え部は該ラッピングスリーブの軸心方向に移動可能に構成されているので、ラッピングスリーブに装着される前であって縮径されてラッピングスリーブ内に挿入可能な状態となっているピストンリングを、押え部によってピストンリングの軸端面が受け部に当接するまでラッピングスリーブ内に押圧挿入することができる。よって、従来装置のような押え板の取り外し取付操作が不要となり、ピストンリングのラッピングスリーブ内への装着が簡単に実行できる。
【００１５】
またこのとき、縮径された状態のピストンリングは、押え部の第２平坦面により押圧されるので、ピストンリングのラッピングスリーブ内への挿入中は、ピストンリングはラッピングスリーブの軸心に対して略直角な姿勢を保つことができ、挿入中にピストンリングの姿勢が極度に崩れてラッピングスリーブ内で停滞して、挿入動作が停止することが防止できる。換言すれば、仮に押え部に第２平坦面がなく傾斜押し面のみであると、その外縁の鋭角部がポイント状にピストンリングを押圧してラッピングスリーブ内に挿入することになるが、すると、ピストンリングの姿勢が崩れ過度に傾斜して、ラッピングスリーブの円筒内周面に引っかかり、それ以上の挿入が不可能となる。第２平坦面を設けたことにより、ピストンリングは円滑にラッピングスリーブ内に挿入できる。
【００１６】
請求項４記載のピストンリングの外周曲面加工装置によれば、受部はラッピングスリーブの軸心方向に移動可能に構成されているので、外周曲面加工が終了したとき、受け部を移動させて、ピストンリングをラッピングスリーブから容易に取り出すことができる。このとき、受け部の第１平坦面がピストンリングを押圧するので、ピストンリングは、ラッピングスリーブの軸心に対して略直角な姿勢を保ったまま移動でき、取り出しが容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の実施の形態によるピストンリングの外周曲面加工装置について図１乃至図５に基づき説明する。図１に示されるように、ピストンリングの外周曲面加工装置１は、ラッピングスリーブ１０と、受け部２０と、押え部３０と、リング縮径部４０とを備える。ラッピングスリーブ１０はその外周面側に筒状の治具１１が固定して設けられ、治具１１は回転テーブル１２に固定される。回転テーブル１２は図示せぬ回転駆動装置に接続される。よってラッピングスリーブ１０は、その軸心１０ａを中心に回転駆動される。ラッピングスリーブ１０は円筒形状の内周面１０ｂを有する。
【００１８】
受け部２０は、軸部２１と、軸部２１に図示せぬボルトにより固定された断面円形の受け板２２とを有する。軸部２１は図示せぬ油圧シリンダに接続されてラッピングスリーブ１０の軸心方向に移動可能に設けられる。よって受け板２２は、ラッピングスリーブ１０内においてその軸方向に移動可能である。図１に示されるように、受け板２２の一方の面は、押え部３０と対向する対向面をなし、図２に示されるように、対向面は、傾斜受け面２２Ａと第１平坦面２２Ｂとを備える。傾斜受け面２２Ａはラッピングスリーブ１０の直径方向に対して傾斜しており、第１平坦面２２Ｂは、ラッピングスリーブ１０の軸方向に直角、即ちラッピングスリーブ１０の直径方向に延びている。そして傾斜受け面２２Ａと第１平坦面２２Ｂとの境界線２２Ｃは、図２に示されるように稜線をなしている。
【００１９】
押え部３０は、軸部３１と、軸部３１に図示せぬボルトにより固定され受け部２０の受け板２２に対向する断面円形の押え板３２とを有する。軸部３１は図示せぬ油圧シリンダに接続されてラッピングスリーブ１０の軸心方向に移動可能に設けられ、押え板３２は、ラッピングスリーブ１０内に挿入可能かつラッピングスリーブ１０から退避可能である。
図１に示されるように、押え板３２の一方の面は、受け板２２と対向する対向面をなし、図３に示されるように、対向面は、傾斜押え面３２Ａと第２平坦面３２Ｂとを備える。傾斜押え面３２Ａはラッピングスリーブ１０の直径方向に対して傾斜しており、傾斜受け面２２Ａと平行をなす。第２平坦面３２Ｂは、ラッピングスリーブ１０の軸方向に直角、即ちラッピングスリーブ１０の直径方向に延びている。そして傾斜押え面３２Ａと第２平坦面３２Ｂとの境界線３２Ｃは、図３に示されるように稜線をなしている。そして受け板２１の第１平坦面２２Ｂと、押え板３２の第２平坦面３２Ｂとは、図１に示されるように、ラッピングスリーブ１０の直径方向の互いに反対側に位置している。
【００２０】
受け板２２の第１平坦面２２Ｂ、押え板３２の第２平坦面３２Ｂは、図４に示されるようにそれぞれ円弧形状をなし、受け板２２の半径方向、押え板３２の半径方向における第１平坦面２２Ｂ、第２平坦面３２Ｂの長さの最大値Ｌは、それぞれ押え板３２の直径、受け板２１の直径の１／１５以上且つ１／２以下である。
【００２１】
リング縮径部４０は、ラッピングスリーブ１０の上方に位置しており、半割円筒形状の固定割筒４１と、ラッピングスリーブ１０の半径方向に移動可能で固定割筒４１に対して近接、離間する半割円筒形状の可動割筒４２とにより構成される。固定割筒４１内には複数のピストンリング２（本実施の形態では圧力リング）が互いの軸端面が重なる状態で積層配置される。そして可動割筒４２が固定割筒４１に当接したときは、リング縮径部４０は、ピストンリング２はその合い口２ａが閉じる方向に縮径され、ピストンリング２の外周面がラッピングスリーブの円筒内周面１０ｂ内に挿入可能な状態となるように構成される。  
【００２２】
次に、本発明の実施の形態によるピストンリングの外周曲面加工装置１の動作について説明する。初期状態では、互いに軸端面が当接するように積み重ねられた複数のピストンリング２が、ラッピングスリーブ１０の上方に配置されたリング縮径部４０の固定割筒４１側に配置され、押え部３０の押し板３２は、最上位のピストンリングの上方に位置している。また、受け板２２は、ラッピングスリーブ１０内下方位置であるピストン受け位置に待機している。この状態で、可動割筒４２を固定割筒４１に当接する方向に移動させ、可動割筒４２と固定割筒４１との間で断面真円の円筒空間を提供すると、ピストンリング２の合い口２ａが閉じる方向にピストンリング２が縮径され、ラッピングスリーブ１０の円筒内周面１０ｂ内に挿入可能な外径になる。
【００２３】
この状態で、図示せぬ油圧シリンダを作動させて押え部３０を下降させ、押し板３２を介してピストンリング２をラッピングスリーブ１０内に挿入する。この挿入動作では、押し板３２の第２平坦面３２Ｂがピストンリングの軸端面を押圧するので、ピストンリング２はラッピングスリーブ１０の直径方向に略平行な姿勢を保持したまま、ラッピングスリーブ１０内に挿入できるので、ピストンリング２が過度に傾斜してラッピングスリーブ１０に引っかかり、挿入動作を停止させることがない。また上述したように、押え板３２の半径方向における第２平坦面３２Ｂの長さの最大値Ｌは、押え板３２の直径の１／１５以上あるので、第２平坦面３２Ｂの十分な面積が確保でき、第２平坦面３２Ｂはピストンリング２の軸端面に面当接できる。
【００２４】
最上位のピストンリング２がラッピングスリーブ１０内に挿入された後に、可動割筒４２を固定割筒４１から離間させ、押え部３０をラッピングスリーブ１０内の所定位置に停止させる。この状態では、最下位のピストンリングＰの一端面が受け板２２の傾斜受け面２２Ａで支持され、最上位のピストンリングＰの端面（挿入されたリングが１本の場合はピストンリングの他端面）が押え板３２の傾斜押え面３２Ａで支持されており、最下位のピストンリングから最上位のピストンリングまで、ラッピングスリーブの直径方向に対して同一方向に傾斜した状態で受け部２０と押え部３０間に挟持される。このとき、受け板２２や押え板３２には第１平坦面２２や第２平坦面３２Ｂが形成されているので、受け板２２や押え板３２の外縁において鋭角部が存在せず、ピストンリングに傷や変形を生じさせることがない。
【００２５】
また上述したように、押え板３２や受け板２２の半径方向における第２平坦面３２Ｂや第１平坦面２２Ｂの長さの最大値Ｌは、押え板３２や受け板２２の直径の１／２以下であるので、傾斜受け面２２Ａや傾斜押え面３２Ａはピストンリングの端面を支持するのに十分な面積を有する。またこの寸法関係により、ラッピングスリーブ１０内へのピストンリング挿入中に、第２平坦面３２Ｂに当接していたピストンリング２は、最下位のピストンリングが受け部２０に到達した直後、傾斜受け面２２Ａの傾斜による隙間分だけ押え部３０が下降すると、第１平坦面２２Ｂ、第２平坦面３２Ｂに当接していたピストンリングは、傾斜受け面２２Ａ、傾斜押え面３２Ｂに容易に乗り移ることができる。
【００２６】
更に、押え部３０の移動によって、ピストンリング２を押圧しながら所定の位置にセットする構成なので、押え部３０の移動ストロークを適宜設定すれば、受け板２２と押え板３２間に挟持されるピストンリングの本数は特に限定を受けず、所望数のピストンリングを曲面加工の対象にすることができる。
【００２７】
複数のピストンリング２が所定位置にセットされた状態では、ピストンリングの自己張力により、ピストンリング２の外周面の一部は、ラッピングスリーブ１０の内周面１０ｂに圧接している。この状態で、ラッピングスリーブ１０内に、油とラッピング砥粒を入れ、ラッピングスリーブ１０を軸心１０ａを中心にして回転させる。このことにより、ピストンリング２の外周面とラッピングスリーブ１０の内周面１０ｂとの間に相対的な回転摺動関係が生じ、図５の破線で示されるような当初断面矩形のピストンリング２は、その外周面が図５の実線で示すようなバレル形状に曲面加工される。
【００２８】
曲面加工が終了すると、まず押え部３０を上方に移動させ、次に受け部２０を上方に移動させることにより、受け板２２上の複数のピストンリング２がラッピングスリーブ１０の外部に排出される。受け部２０を上方に移動するとき、受け部２０には第１平坦部２２Ａが形成されているので、ピストンリング２が過度に傾斜してラッピングスリーブ内で詰まることを防止できる。
【００２９】
本発明によるピストンリングの外周曲面加工装置は上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。例えば本実施の形態では、曲面加工時には、受け部２０や押え部３０を静止させ、ラッピングスリーブ１０を回転させているが、相対回転を生じさせることができれば、かかる構成に限定されない。また、ピストンリングのセット位置への装着性についての欠点は残るものの、特公昭４３−６３９９号に記載される構成において、受け板と押え板に対応する部材にそれぞれ、本実施の形態における第１平坦面と第２平坦面を形成することにより、ピストンリングへの傷つきの問題を解決することができる。
【００３０】
又、受け板２２と押え板３２との間で狭持されるピストンリングは圧力リングであったが、オイルリングでもよく、また、コイルエキスパンダーを備えるオイルリングであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、ピストンリングの外周曲面加工装置の分野であって、特に、ピストンリングの外周をバレル形状に曲面加工する分野において極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施の形態によるピストンリングの外周曲面加工装置を示す概略断面図。
【図２】本発明の実施の形態によるピストンリングの外周曲面加工装置の押え板を示す側面図。
【図３】本発明の実施の形態によるピストンリングの外周曲面加工装置の受け板を示す側面図。
【図４】本発明の実施の形態によるピストンリングの外周曲面加工装置の受け板又は押え板を示す平面図。
【図５】外周曲面加工を受けたピストンリングの形状を示す断面図。
【図６】従来のピストンリングの外周曲面加工装置を示す概略断面図。
【符号の説明】
【００３３】
１    ピストンリングの外周曲面加工装置
２    ピストンリング
１０  ラッピングスリーブ
２０  受け部
２２  受け板
２２Ａ  傾斜受け面
２２Ｂ  第１平坦面
２２Ｃ、３２Ｃ  境界線
３０  押え部
３２  押え板
３２Ａ  傾斜押え面
３２Ｂ  第２平坦面
【図１】
2005271139.tif 000003
【図２】
2005271139.tif 000004
【図３】
2005271139.tif 000005
【図４】
2005271139.tif 000006
【図５】
2005271139.tif 000007
【図６】
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