(57)【要約】本発明のピストンリング装着装置は、貫通孔（１１１）を有するベース（１１０）、貫通孔内に位置付けられると共にベースに固定され，鉛直下向きに垂下されたピストンの頭部を受け入れて鉛直方向において位置決めしかつその外周面においてピストンリングを拡径状態にて案内するガイド部材（１２０）、ベースの上方に配置されると共にガイド部材の凹部（１２１ｂ）に向けて可動に支持され，ピストンの上端緑部に当接し得るべく下向きに末広がるテーパ状の内壁面（１３１）をもつピストン押圧部材（１３０）、ベース上に配置されピストン押圧部材を少なくとも鉛直方向に駆動する駆動機構（１４０）、ガイド部材上のピストンリングを上方に向けて送り出すリング送り機構（１５０）等を備えている。これにより、装着動作が迅速に行なわれ、生産性が向上する。
2005000520.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛直方向に貫通する貫通孔を有するベースと、
前記貫通孔内に位置付けられると共に前記ベースに固定され，鉛直下向きに垂下されたピストンの頭部を受け入れて鉛直方向において位置決めし，かつ，その外周面においてピストンリングを拡径状態にて案内するガイド部材と、
前記ベースの上方に配置されると共に前記ガイド部材の凹部に向けて可動に支持され，鉛直下向きに垂下されたピストンを押し下げつつ芯出し作用をなす芯出し部をもつピストン押圧部材と、
前記ベース上に配置され，前記ピストン押圧部材を少なくとも鉛直方向に駆動する駆動機構と、
前記ガイド部材に導かれたピストンリングを上方に向けて送り出すリング送り機構と、
を有する、
ことを特徴とするピストンリング装着装置。
【請求項２】
前記芯出し部は、垂下されたピストンの上端縁部に当接し得るべく下向きに末広がるテーパ状の内壁面である、
ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載のピストンリング装着装置。
【請求項３】
前記駆動機構は、前記ピストン押圧部材を前記凹部に向けて駆動する際に，斜め下向きに移動させた後に鉛直下向きに移動させるように形成されており、
前記ピストン押圧部材は、垂下されたピストンのコネクティングロッドに接触しないように形成された逃げ部を有する、
ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載のピストンリング装着装置。
【請求項４】
前記駆動機構は、
鉛直方向に駆動される鉛直可動部材と、
前記ピストン押圧部材を保持し前記鉛直可動部材に対して水平方向に可動に支持された水平可動部材と、
前記水平可動部材に設けられたフォロワにカム作用を及ぼすカム部材と、
を含む、
ことを特徴とする請求の範囲第３項に記載のピストンリング装着装置。
【請求項５】
前記ガイド部材は、所定の長さに亘って同一径の外周面をなす下側ガイド部を含み、
前記下側ガイド部には、その軸線方向の途中においてピストンリングの下側への移動を規制する環状凸部が設けられている、
ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載のピストンリング装着装置。
【請求項６】
前記ガイド部材の凹部には、ピストンの頭部に当接して鉛直方向の位置決めをする少なくとも３つの位置決めブロックが配置されている、
ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載のピストンリング装着装置。
【請求項７】
前記ベース上には、前記ガイド部材の上端から外れる直前のピストンリングを検出するリングセンサが設けられている、
ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載のピストンリング装着装置。
【請求項８】
鉛直下向きに垂下されたピストンの芯出しを行ないつつ，ピストンを押し下げて所定位置に位置付ける押し下げステップと、
前記押し下げステップにより所定位置に位置付けられたピストンに対して，ピストンリングを拡径させた状態で鉛直方向上向きに送り出し，ピストンのリング溝と同一高さに達した時点でピストンリングの拡径状態を解除するリング送り出しステップと、
を含む、
ことを特徴とするピストンリング装着方法。
【請求項９】
前記押し下げステップにおいて、下向きに末広がるテーパ状の内壁面を，斜め下向きに移動させた後に鉛直下向きに移動させて，垂下されたピストンの上端縁部に当接させる、
ことを特徴とする請求の範囲第８項に記載のピストンリング装着方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、内燃エンジンのピストンに対してピストンリングを装着するピストンリング装着装置及び方法に関し、特に、鉛直方向下向きに垂下して保持されたピストンに対して下方からピストンリングを供給して装着するピストンリング装着装置及び方法に関する。
【背景技術】  内燃エンジンのシリンダボア内を往復動するピストンには、複数（例えば３つ）のリング溝が設けられ、これらリング溝に対して、燃焼ガスの吹き抜けを防止するための例えば２つのコンプレッションリング（主として燃焼ガスのシールを行なうファーストリング、燃焼ガスのシール及び潤滑油膜の調整を行なうセカンドリング）と、潤滑油膜の調整をするべく複数の構成部品からなるオイルリングとが装着されている。尚、ピストンには、コネクティングロッドが揺動自在に連結される。
これらのピストンリングを装着する従来のピストンリング装着装置としては、下方から上方に向かうに連れて大径化して形成されかつ上端部にピストンの頭部を収容する凹部を有する筒状のガイド部材、ガイド部材の外周に積層して保持されたピストンリングを下方から押し上げるリング送り機構、ガイド部材の凹部に向けてピストンを載置するロボット等により構成されたものが知られている（例えば、特開平８−９０３５９号公報）。
しかしながら、この公報に開示の装置においては、ロボットにより、ピストンがガイド部材の凹部に移載されて位置決めされる際に、ピストンが僅かでも傾いた状態で凹部内に配置されると、ガイド部材の外周面により案内されてきたピストンリングがピストンのリング溝と平行にならず、装着ミスを生じる虞がある。したがって、ピストンを凹部内に位置決めする際には、水平方向の位置決め及び鉛直方向の位置決めを高精度に行なう必要があり、ロボットの制御速度を遅くすると、生産性が低下するという問題があった。
また、他のピストンリング装着装置としては、円筒状のガイド部材、ガイド部材の外周に積層して保持されたピストンリングを下方から押し上げるリング送り機構、ガイド部材の上端まで送られたピストンリングを多段階に分けて縮径させてリング溝に導くべく、同軸に配置された外側の内径拘束冶具及び上端部にピストンの頭部を収容する凹部を有する内側の内径拘束冶具等により構成されたものが知られている（例えば、特開１１−１７９６２２号公報）。
しかしながら、この公報に開示の装置においては、ピストンを凹部に位置決めする際に、手作業あるいはロボット等のハンドリング装置により行なうため、前述の装置の場合と同様に位置決め上の問題を生じ、又、多段に亘ってピストンリングを縮径させるため、装着までの時間が長くなり、生産性が低下するという問題があった。
本発明は、上記従来技術の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、複雑な制御シーケンス等を採用することなく、簡単な機械的構造にて、処理速度を高めつつピストンの位置決め精度を高めることができ、生産性の向上、低コスト化等を図れるピストンリング装着装置及び方法を提供することにある。
【発明の開示】
上記の目的を達成する本発明のピストンリング装着装置は、鉛直方向に貫通する貫通孔を有するベースと、貫通孔内に位置付けられると共にベースに固定され，鉛直下向きに垂下されたピストンの頭部を受け入れて鉛直方向において位置決めし，かつ，その外周面においてピストンリングを拡径状態にて案内するガイド部材と、ベースの上方に配置されると共にガイド部材の凹部に向けて可動に支持され，鉛直下向きに垂下されたピストンを押し下げつつ芯出し作用をなす芯出し部をもつピストン押圧部材と、ベース上に配置され，ピストン押圧部材を少なくとも鉛直方向に駆動する駆動機構と、ガイド部材に導かれたピストンリングを上方に向けて送り出すリング送り機構と、を備えている。
この構成によれば、駆動機構によりピストン押圧部材が下向きに駆動されて、その芯出し部が鉛直下向きに垂下されたピストンを下方に押し下げると、芯出し（調心）作用すなわち水平方向の位置決めがなされつつ、ピストンはガイド部材の凹部に収容されて鉛直方向に位置決めされる。そして、リング送り機構により、ガイド部材に導かれたピストンリングが上方に送られてガイド部材の上端部から離脱し、ピストン（のリング溝）に装着される。
このように、駆動機構及びピストン押圧部材とガイド部材とがベースを基準にして設けられており、又、ピストン押圧部材が芯出し作用をなすため、簡単な構造でしかも容易に、ピストンとピストンリングとを水平方向及び鉛直方向において高精度に位置決めすることができる。これにより、生産性が向上し、生産コストも低減される。
上記構成の装置において、芯出し部は、垂下されたピストンの上端縁部に当接し得るべく下向きに末広がるテーパ状の内壁面である、構成を採用できる。
この構成によれば、駆動機構によりピストン押圧部材が下向きに駆動されて、その内壁面が鉛直下向きに垂下されたピストンの上端縁部に当接しつつピストンを下方に押し下げるだけで、芯出し（調心）作用すなわち水平方向の位置決めがなされる。このように、ピストン押圧部材の内壁面を芯出し部として用いることで、構造を簡素化することができる。
上記構成の装置において、駆動機構は、ピストン押圧部材を凹部に向けて駆動する際に、斜め下向きに移動させた後に鉛直下向きに移動させるように形成されており、ピストン押圧部材は、垂下されたピストンのコネクティングロッドに接触しないように形成された逃げ部を有する、構成を採用できる。
この構成によれば、コネクティングロッドを保持して鉛直下向きに垂下されたピストンに対して、ピストン押圧部材は、その逃げ部がコネクティングロッドに臨むように先ず上方から斜め下向きにピストンに近づき、その後鉛直下向きに移動してピストンを押し下げるため、ピストンを傾斜させることなく水平状態に維持しつつ高精度に水平方向の位置決めを行なうことができる。
上記構成の装置において、駆動機構は、鉛直方向に駆動される鉛直可動部材と、ピストン押圧部材を保持し鉛直可動部材に対して水平方向に可動に支持された水平可動部材と、水平可動部材に設けられたフォロワにカム作用を及ぼすカム部材と、を含む、構成を採用できる。
この構成によれば、鉛直可動部材が下向きに駆動されると、ピストン押圧部材を保持した水平可動部材は、そのフォロワがカム部材のカム作用を受けて先ず斜め下向きに移動した後に、鉛直下向きに移動する。したがって、駆動源としては、鉛直可動部材を駆動する単一の駆動源だけでよく、構造が簡略化される。
上記構成の装置において、ガイド部材は、所定の長さに亘って同一径の外周面をなす下側ガイド部を含み、下側ガイド部には、その軸線方向の途中においてピストンリングの下側への移動を規制する環状凸部が設けられている、構成を採用できる。
この構成によれば、リング送り機構により、積層された状態で下方から送られてきた複数のピストンリングは、その最下端のピストンリングが環状凸部を乗り越えて上方に送られると、リング送り機構の送り作用又は保持作用が働かなくても、ピストンリングは脱落することなくガイド部材の外周面に保持される。したがって、ピストンリングを保持した複数のマガジン等を用いて、ピストンリングをガイド部材に供給する場合に、リング送り機構の後退動作及びマガジンの入れ替え動作を所望のタイミングで容易に行なうことができる。
上記構成の装置において、ガイド部材の凹部には、ピストンの頭部に当接して鉛直方向の位置決めをする少なくとも３つの位置決めブロックが配置されている、構成を採用できる。
この構成によれば、ガイド部材の凹部に、鉛直方向の位置決めを行なう専用の位置決めブロックを設けたことにより、例えば等角度の間隔でピストンの頭部を支持することができ、傾きを防止しつつ鉛直方向におけるピストンの位置決めをより高精度に行なうことができる。
上記構成の装置において、ベース上には、ガイド部材の上端から外れる直前のピストンリングを検出するリングセンサが設けられている、構成を採用できる。
この構成によれば、リングセンサの検出信号に基づいて、リング送り機構の駆動制御を行なうことができ、ピストンリングを確実に一つずつ送り出すことができる。
上記の目的を達成する本発明のピストンリング装着方法は、鉛直下向きに垂下されたピストンの芯出しを行ないつつ，ピストンを押し下げて所定位置に位置付ける押し下げステップと、押し下げステップにより所定位置に位置付けられたピストンに対して，ピストンリングを拡径させた状態で鉛直方向上向きに送り出し，ピストンのリング溝と同一高さに達した時点でピストンリングの拡径状態を解除するリング送り出しステップと、を含んでいる。
この構成によれば、押し下げステップにより、ピストンの芯出し（調心）動作すなわち水平方向の位置決めがなされつつ所定位置に保持されて鉛直方向の位置決めがなされ、リング送り出しステップにより、拡径されたピストンリングが送り出されてピストン（のリング溝）に装着される。
このように、芯出し作用を含めた簡単な押し下げ動作により、容易にしかも迅速に、ピストンとピストンリングとを水平方向及び鉛直方向において高精度に位置決めすることができる。これにより、生産性が向上し、生産コストも低減される。
上記構成の方法において、押し下げステップにおいて、下向きに末広がるテーパ状の内壁面を，斜め下向きに移動させた後に鉛直下向きに移動させて，垂下されたピストンの上端縁部に当接させる、構成を採用できる。
この構成によれば、コネクティングロッドを保持して鉛直下向きに垂下されたピストンに対して、ピストンから離れた位置にある内壁面が斜め下向きに接近し、鉛直下向きに移動した段階でピストンに当接するため、ピストンを傾斜させることなく水平状態に維持しつつ高精度に水平方向の位置決めを行なうことができる。
【図面の簡単な説明】  図１は、本発明に係るピストンリング装着装置の外観斜視図である。
図２は、本発明に係るピストンリング装着装置の平面図である。
図３は、本発明に係る装置の一部を示す部分斜視図である。
図４は、本発明に係る装置の一部をなすベース、ガイド部材、リングセンサの関係を示す部分斜視図である。
図５は、ガイド部材の凹部に位置決めされたピストンとガイド部材の外周面に保持されたピストンリングとの関係を示す側面図である。
図６は、ガイド部材の凹部に位置決めされたピストンとガイド部材の外周面に保持されたピストンリングとの関係を示す側面図である。
図７は、ピストンがガイド部材の凹部に位置決めされた状態を示す拡大断面図である。
図８は、本発明に係る装置の一部をなすピストン押圧部材とピストン及びコネクティングロッドの関係を示す部分斜視図である。
図９Ａは、ピストン押圧部材を示す平面図、図９Ｂは、図９Ａ中のＥ１−Ｅ１における断面図、図９Ｃは、図９Ａ中のＥ２−Ｅ２における断面図である。
図１０Ａ及び図１０Ｂは、本発明に係る装置の一部をなすリングセンサとピストンリングとの関係を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、本発明の最良の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
ピストンリング装着装置は、図１ないし図３に示すように、フレーム１０、フレーム１０の上方において水平方向に伸長するように設けられたガイドレール１１、ガイドレール１１に沿って案内されるコンベア１２、コンベア１２の下方領域に配置されたピストンリング装着ユニット１００等を備えている。
コンベア１２は、コネクティングロッドＲが連結されたピストンＰを、上流側の処理工程からこの装着工程に搬入し、装着終了後に下流側の処理工程に向けて連続的に搬出するものである。コンベア１２は、図１ないし図３に示すように、コネクティングロッドＲのフランジ部Ｒｆを位置決めして保持するべく、所定の間隔をおいて複数配置された一対の保持アーム１３を備えている。
一対の保持アーム１３は、図１ないし図３に示すように、コネクティングロッドＲのフランジ部Ｒｆを外側下方から支持し、ピストンＰを鉛直方向（Ｚ方向）下向きに垂下させた状態に（ピストンＰの頭部が下向きとなるように）保持する。また、一対の保持アーム１３は、コンベア１２に対して鉛直方向（Ｚ方向）に往復動自在に支持された可動プレート１４に固定されており、可動プレート１４は、スプリング等により上向きに付勢されて、ピストンＰを保持した状態で上方の移動端に停止するようになっている。
ピストンリング装着ユニット１００は、図１ないし図３に示すように、鉛直方向に貫通する貫通孔１１１を有するベース１１０、貫通孔１１１内に（同軸に）位置付けられてベース１１０に固定されたガイド部材１２０、ピストンＰを押し下げるピストン押圧部材１３０、ベース１１０上に配置されピストン押圧部材１３０を駆動する駆動機構１４０、ベース１１０の下方に配置されたリング送り機構１５０、ピストンリングを供給するマガジン機構１６０、リングセンサ１７０等を備えている。
ベース１１０は、フレーム１０に固定されており、その上方から垂下されたピストンＰを導き、その下方から貫通孔１１１を通して導いたピストンリングＰＲをピストンＰのリング溝Ｐｇに装着する際に、ピストンＰとピストンリングＰＲとの位置合わせを行なうための基準となるものである。
ガイド部材１２０は、図４ないし図６に示すように、ベース１１０の貫通孔１１１内において同軸に鉛直方向に伸長するように配置されており、貫通孔１１１の近傍に位置する上側ガイド部１２１、上側ガイド部１２１の下端に連結された中間ガイド部１２２、中間ガイド部１２２の下端に連結された下側ガイド部１２３等により形成されている。
上側ガイド部１２１は、図４ないし図７に示すように、下側から上側に向かうに連れて拡径された領域を有しピストンリングＰＲを所定量だけ拡径させた状態にして案内する外周面１２１ａ、上端部に形成されピストンＰの頭部Ｐｓを受け入れる凹部１２１ｂ、凹部１２１ｂの底面に固定された３つの位置決めブロック１２１ｃ等により形成されている。
凹部１２１ｂは、ピストンＰの外径よりも若干大きく形成されており、３つの位置決めブロック１２１ｃは、凹部１２１ｂの底面に対して１２０度間隔で配置されてボルト等により締結されている。
そして、上側ガイド部１２１においては、図４ないし図７に示すように、ピストン押圧部材１３０によりピストンＰが押し下げられて、その頭部Ｐｓが凹部１２１ｂ内に入り込んで３つの位置決めブロック１２１ｃに当接すると、この３つの位置決めブロック１２１ｃは、頭部Ｐｓ（端面）を支持して水平に保持すると共に鉛直方向（Ｚ方向）の所定位置に、ピストンＰ（リング溝Ｐｇ）を位置決めするようになっている。
中間ガイド部１２２は、図５及び図６に示すように、外周面１２１ａの最下端の外径と同一径にて所定の長さに亘って形成された外周面１２２ａ、外周面１２２ａの一部から径方向外側に突出すると共にピストンリングＰＲの合口隙間よりも狭い板厚で鉛直方向に伸長するように形成された領域１２２ｂ′をもつ連結部１２２ｂ等により形成されている。
そして、中間ガイド部１２２は、図６に示すように、その連結部１２２ｂがボルト１２４等によりベース１１０に固定されており、その上端部において上側ガイド部１２１を固定し、その下端部において下側ガイド部１２３を固定して両者を一体的に保持している。
下側ガイド部１２３は、図５及び図６に示すように、外周面１２２ａと同一径にて所定の長さに亘って形成された外周面１２３ａ、外周面１２３ａの略中間領域において径方向外側に向けて環状に突出する環状凸部１２３、その下端部において後述するマガジン１６１の上端部１６１ａを受け入れるべく形成された凹部１２３ｃ等により形成されている。
環状凸部１２３ｂは、ピストンリングＰＲを拡径させる作用をなし、この上方に押し上げられたピストンリングＰＲが下方に脱落するのを防止する。
上記のように、上側ガイド部１２１、中間ガイド部１２２、下側ガイド部１２３により構成されたガイド部材１２０は、鉛直下向きに垂下されたピストンＰの頭部Ｐｓを凹部１２１ｂに受け入れて、３つの位置決めブロック１２１ｃで鉛直方向の所定位置に位置決めし、かつ、その外周面１２３ａ，１２２ａ，１２１ａにおいてピストンリングＰＲを上方に向けて案内すると共に拡径状態にして、ピストンＰのリング溝Ｐｇに導くようになっている。
ピストン押圧部材１３０は、図１、図５、図６に示すように、ベース１１０の上方に配置され、後述する水平可動部材１４４に支持されて、駆動機構１４０により、ガイド部材１２０の凹部１２１ｂに向けて斜め下向きに移動させられた後に鉛直下向きに移動させられるようになっている。
このピストン押圧部材１３０は、図５、図６、図８、図９Ａ〜図９Ｃに示すように、下向きに開口した円筒のキャップの一部を切り欠いた形状に形成されており、下向きに末広がるテーパ状の内壁面１３１、切り欠かれた側壁及び上壁に連続して形成された略矩形の逃げ部１３２等により形成されている。
内壁面１３１は、図５、図６、図８に示すように、鉛直下向きに垂下されたピストンＰの上端縁部Ｐｅに当接し、下向きの移動に伴なってピストンＰの芯出し（調心）作用を行ない、ピストンＰの軸心をガイド部材１２０（上側ガイド部１２１）の凹部１２１ｂの軸心に一致させるべく、水平方向の位置決めを行なうようになっている。
逃げ部１３２は、図５、図６、図８に示すように、斜め下向きに移動しかつ鉛直下向きに移動する全行程において、垂下されたピストンＰのコネクティングロッドＲに接触しないように形成されている。
すなわち、ピストン押圧部材１３０は、逃げ部１３２がコネクティングロッドＲに臨むように先ず上方から斜め下向きにピストンＰに近づき、その後鉛直下向きに移動し、内壁面１３１が上端縁部Ｐｅに当接してピストンＰを押し下げるため、ピストンＰを傾斜させることなく水平状態を維持しつつ、その芯出し（調心）作用により高精度に水平方向の位置決めを行なうことができる。
駆動機構１４０は、図１、図３、図８に示すように、ベース１１０上に固定されて鉛直方向に伸長するフレーム１４１、フレーム１４１の上端に固定された駆動源としてのアクチュエータ１４２、アクチュエータ１４２により鉛直方向（Ｚ方向）に往復動自在に駆動される鉛直可動部材１４３、鉛直可動部材１４３に対して水平方向に往復動自在に支持され端部にピストン押圧部材１３０を保持する水平可動部材１４４、水平可動部材１４４に設けられた円柱状のフォロワ１４４ａにカム作用を及ぼすべくカム溝１４５ａが形成されフレーム１４１に固定されたカム部材１４５等により形成されている。
カム部材１４５のカム溝１４５ａは、ピストン押圧部材１３０を、ピストンＰの斜め上方に位置する待機位置からベース１１０の直上（ガイド部材１２０の凹部１２１ｂの直上）に位置する押し下げ位置に移動させるにあたり、図８の矢印Ｓで示すように、先ず斜め下向きに移動させてピストンＰの略真上に位置付けた後、鉛直下向きに移動させてピストンＰを押し下げるように、フォロワ１４４ａを案内する。
このように、駆動源として鉛直方向に駆動する一つのアクチュエータ１４２を用いるだけで、カム部材１４５によるカム作用を利用しつつピストンＰの芯出し（水平方向の位置決め）を行なえるため、多関節のロボット等により位置決めする場合に比べて、機械的機構によるが故に、位置決め動作が迅速にかつ確実に行なわれ、構造の簡略化を図りつつ生産性を向上させることができる。
リング送り機構１５０は、ガイド部材１２０に導かれたピストンリングＰＲを上方に向けて送り出すものであり、図１、図５、図６に示すように、ベースＢ上に固定されたフレーム１５１、フレーム１５１に固定されたモータ１５２、モータ１５２により鉛直方向に往復動自在にかつマガジン１６１の外周面に対して近接し又離隔するように駆動される一対の押し上げ片１５３等により形成されている。
そして、一対の押し上げ片１５３が、マガジン１６１の外周面に近接した状態で上方に向けて駆動されると、マガジン１６１に保持された最下端のピストンリングＰＲ、あるいは、ガイド部材１２０に保持された最下端のピストンリングＰＲを押し上げることで、ガイド部材１２０の最上端に位置するピストンリングＰＲをリング溝Ｐｇに装着させるように、積層されたピストンリングＰＲを順次に送り出す。
マガジン機構１６０は、図１及び図２に示すように、ピストンリングＰＲを積層させた状態で保持する筒状の複数のマガジン１６１、マガジン１６１を支持しベースＢに対して回動自在に支持された割出盤１６２、割出盤１６２を駆動すると共にマガジン１６１を上下動させる駆動機構１６３等により形成されている。
リングセンサ１７０は、図４に示すように、ベース１１０上に固定されて、投光器１７１及び受光器１７２を備える透過型の光センサである。このリングセンサ１７０は、図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、ガイド部材１２０（上側ガイド部１２１）の上端から外れる直前のピストンリングＰＲを検出するようになっている。すなわち、このリングセンサ１７０は、図１０Ａに示すように、リング送り機構１５０により送り出される最上段のピストンリングＰＲが、ガイド部材１２０（上側ガイド部１２１）の外周面１２１ａから外れる寸前の位置に達したとき、投光器１７１から受光器１７２に向かう光が遮断されて、ピストンリングＰＲを検出し、リング送り機構１５０を停止させるための信号を発する。一方、図１０Ｂに示すように、ピストンリングＰＲが外周面１２１ａから外れてピストンＰのリング溝Ｐｇに入り込むと、投光器１７１から発せられた光が受光器１７２により受光されることで、ピストンリングＰＲの装着が完了したことを間接的に検出するようになっている。
このように、リングセンサ１７０は、ピストンリングＰＲが装着される直前の状態を検出するため、リング送り機構１５０を所望のタイミングで確実に停止させることができ、ピストンリングＰＲの二重送り出し等を防止できる。
次に、このピストンリング装着装置の全体の動作について説明する。
先ず、コンベア１２により搬送されてきたピストンＰがベース１１０の貫通孔１１１の略直上に達すると、コンベア１２が停止する。
続いて、駆動機構１４０が作動して、ピストン押圧部材１３０を下方に移動させ、ピストンＰを押し下げる。すなわち、アクチュエータ１４２が作動して、鉛直可動部材１４３を下方に移動させると、水平可動部材１４４及びピストン押圧部材１３０が、カム部材１４５のカム作用により、先ず斜め下向きに移動して逃げ部１３２にコネクティングロッドＲが入り込むようにしてピストンＰの略直上に至り、続けて鉛直下向きに移動して、その内壁面１３１が上端縁部Ｐｅに当接して、ピストンＰを押し下げ始める。
このとき、内壁面１３１によりピストンＰの芯出し（調心）作用がなされて、ピストンＰが水平方向において（ピストンＰの軸心がガイド部材１２０の軸心と同軸になるように）位置決めされつつ、ピストンＰの頭部Ｐｓがガイド部材１２０（上側ガイド部１２１）の凹部１２１ｂ内に入り込み、３つの位置決めブロック１２１ｃに当接して鉛直方向において位置決めされると、駆動機構１４０が停止する（押し下げステップ）。
続いて、一つのマガジン１６１がガイド部材１２０（下側ガイド部１２３）の下端に連結された状態にあるときは、リング送り機構１５０が駆動されて、一対の押し上げ片１５３がマガジン１６１の最下端にあるピストンリングＰＲを押し上げると、ガイド部材１２０上の最上段にあるピストンリングＰＲが外周面１２１ａから離脱する直前まで押し上げられた時点で、リングセンサ１７０が検出信号を発し、リング送り機構１５０が停止する（リング送り出しステップ）。
と同時に、最上段のピストンリングＰＲはその惰性力により外周面１２１ａから外れてピストンＰのリング溝Ｐｇに入り込み、リングセンサ１７０が装着の完了を検出する。
すると、駆動機構１４０が逆向きに駆動されてピストン押圧部材１３０が上方に移動し、ピストンＰは押し下げ力から解放されて、可動プレート１４により上方の位置に持ち上げられる。その後、コンベア１２が送られて、ピストンリングＰＲを装着したピストンＰが搬出されると同時に、未装着のピストンＰが搬入される。以下、同様のシーケンスが繰り返される。
ここで、リング送り機構１５０の動作についてさらに説明すると、マガジン１６１に保持されたピストンリングＰＲが全て送り出されて、一対の押し上げ片１５３がガイド部材１２０上に保持されたピストンリングＰＲを押し上げる場合において、最下端のピストンリングＰＲが下側ガイド部１２３の環状凸部１２３ｂを乗り越えた時点で、空になったマガジン１６１はガイド部材１２０の下端から後退させられる。そして、ピストンリングＰＲを保持した別のマガジン１６１が、ガイド部材１２０の下端に連結され、その後、リング送り機構１５０が待機位置に後退させられて、再び前述同様の送り出し動作が行なわれる。
このマガジン１６１の入れ替えの際に、リング送り機構１５０（一対の押し上げ片１５３）が後退すると、その送り作用又は保持作用は働かなくなるが、最下端のピストンリングＰＲが環状凸部１２３ｂにより保持されて、脱落することなくガイド部材１２０の外周面１２３ａ，１２２ａ，１２１ａに保持される。
したがって、ピストンリングＰＲを保持した複数のマガジン１６１を用いて、ピストンリングＰＲをガイド部材１２０に供給する場合に、リング送り機構１５０の後退動作及びマガジン１６１の入れ替え動作を所望のタイミングで容易に行なうことができる。
上記実施形態においては、ガイド部材１２０を上側ガイド部１２１、中間ガイド部１２２、下側ガイド部１２３により構成したが、全てを一体的に形成してもよく、又、ベース１１０に固定する部分を中間ガイド部１２２に設けたが、これに限定されるものではなく、領域１２２ｂ′と同様の領域を下側ガイド部１２３等にも形成し、鉛直方向のより広範囲においてガイド部材１２０をベース１１０に固定するようにしてもよい。
上記実施形態においては、ガイド部材１２０（下側ガイド部１２３）に設けた環状凸部１２３ｂとして、周方向において連続的に形成されたものを示したが、これに限定されるものではなく、周方向において分割して形成された複数の凸部も、環状凸部の概念に含まれるものである。
上記実施形態においては、ピストン押圧部材１３０として、キャップ状に形成されたものを示したが、これに限定されるものではなく、芯出し（調心）作用が得られる形状であれば、その他の構成を採用してもよい。
以上述べたように、本発明のピストンリング装着装置及び方法によれば、カム作用をなす駆動機構により駆動されて芯出し作用をなすピストン押圧部材、上端部にてピストンの頭部を受け入れて鉛直方向の位置決めを行なうと共に外周面にてピストンリングを拡径状態で導くガイド部材等を採用したことにより、簡単な構造でしかも容易に、ピストンとピストンリングとを水平方向及び鉛直方向において高精度に位置決めすることができ、それ故に、生産性が向上し、生産コストも低減される。
【産業上の利用可能性】  以上述べたように、本発明のピストンリング装着装置及び方法は、内燃エンジンのピストンにピストンリングを装着するにあたって、高速で自動的にかつ高精度に装着することができるため、内燃エンジンの自動組み付けライン等において有用である。
【図１】
2005000520.tif 000003
【図２】
2005000520.tif 000004
【図３】
2005000520.tif 000005
【図４】
2005000520.tif 000006
【図５】
2005000520.tif 000007
【図６】
2005000520.tif 000008
【図７】
2005000520.tif 000009
【図８】
2005000520.tif 000010
2005000520.tif 000011
2005000520.tif 000012
【国際調査報告】
2005000520.tif 000013
2005000520.tif 000014
2005000520.tif 000015
2005000520.tif 000016