(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダブロックのシリンダボア内に、コネクティングロッドが連結され、かつ外周にピストンリングが取付けられたピストンを組込む際に、
シリンダブロックの開口部上に、シリンダボアの半径方向へスライド可能に支持された一対のピストンリング押圧部材を有する縮径手段を配置すると共に、その上にシリンダボアの半径方向へスライド可能に支持されたピストン押圧部材を有する姿勢修正手段を配置し、
正立配置したシリンダブロックのシリンダボア内にその上端開口部からコネクティングロッドを挿入し、
次にシリンダボアとの間に芯ずれを持たせつつピストンをシリンダボアの上記開口部に配置して、ピストンの下端外周を部分的にシリンダボア内に落ち込ませ、
次に、縮径手段のピストンリング押圧部材の間隔をピストンリングの外径寸法よりも大きくした状態で、姿勢修正手段のピストン押圧部材をスライドさせてピストンを押圧することにより、落ち込みによりシリンダボアに対して傾斜したピストンをシリンダボアと同軸になるよう姿勢変化させ、ピストンの下端外周をその全周でシリンダボア内に落とし込んで、シリンダブロックの上面に最下段のピストンリングを干渉させ、
次に、縮径手段の一対のピストンリング押圧部材を半径方向にスライドさせて、ピストンリングを縮径させながらピストン全体をシリンダボアの内周に押し込むことを特徴とするピストンの組込み方法。
【請求項２】
ピストンの姿勢変化を、ピストンのシリンダボア内への落ち込み部分を中心とした当該ピストンの回転運動により行う請求項１記載のピストンの組込み方法。
【請求項３】
シリンダブロックのシリンダボア内に、コネクティングロッドが連結されかつ外周にピストンリングが取付けられたピストンを組込むための装置であって、
正立配置したシリンダブロックのシリンダボア内にその上端開口部からコネクティングロッドを挿入した後、当該シリンダボアとの間に芯ずれを持たせつつピストンをシリンダボアの上記開口部に配置して、ピストンの下端外周を部分的にシリンダボア内に落ち込ませる供給手段と、
シリンダボアの半径方向へスライド可能に支持されたピストン押圧部材を有し、上記落ち込みによりシリンダボアに対して傾斜したピストンをシリンダボアと同軸になるよう姿勢変化させて、ピストンの下端外周をその全周でシリンダボア内に落とし込む姿勢修正手段と、
シリンダボアの半径方向へスライド可能に支持された一対のピストンリング押圧部材を有し、ピストン外周のピストンリングを縮径させる縮径手段と、
縮径手段でピストンリングを縮径させたピストンをシリンダボア内に押し込む押し込み手段と
を具備し、シリンダブロックの開口部上に縮径手段を配置すると共に、その上に姿勢修正手段を配置し、縮径手段のピストンリング押圧部材の間隔をピストンリングの外径寸法よりも大きくした状態で、姿勢修正手段のピストン押圧部材をスライドさせてピストンを押圧することにより、ピストンの下端外周をその全周でシリンダボア内に落とし込んで、シリンダブロックの上面に最下段のピストンリングを干渉させることを特徴とするピストンの組込み装置。
【請求項４】
姿勢修正手段が、ピストンを、そのシリンダボア内への落ち込み部分を中心として回転させるものである請求項３記載のピストンの組込み装置。
【請求項５】
姿勢修正手段のピストン押圧部材が、ピストンの外周面のうち、シリンダボア外の落ち込み部分を押圧する請求項４記載のピストンの組込み装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等のエンジンのシリンダボア内にピストンを組込むための方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンの組立工程においては、シリンダブロックのシリンダボア内にピストンを組込む工程が必要となるが、この組込みは、シリンダボア内径とピストン外径との寸法差が僅少であること、およびピストンの外周にピストンリングを取付けた状態でシリンダボア内にピストンを押し込む必要があること等の理由から、一般に煩雑な工程を経て行われる。
【０００３】
図４は、この種のピストン組込み装置の従来例を示す。この装置は、シリンダブロック１を倒立状態（クランクシャフトの収容部２を上にした状態）でシリンダボア３内にピストンを挿入するもので、倒立状態のシリンダブロック１のシリンダボア開口部４に、ピストンガイド６およびピストンホルダ７を並設すると共に、シリンダボア３内に収容部２側からコンロッドガイド８を挿入することにより構成される。
【０００４】
ピストン１０は、ピストンピン１１を介してコネクテイングロッド１２を連結すると共に、ピストン外周にピストンリング１３を装着した状態で、矢印Ｐで示すように、ピストンホルダ７内からシリンダボア３に向かって押し込まれる。この際、押し込み中のコネクティングロッド１２の姿勢が不安定化するのを防止するため、コネクティングロッド１２の先端は、コンロッドガイド８に設けたテーパ状のガイド８ａによってボア中心側に案内される。ピストン１０の押し込みが進行してピストン１０がピストンガイド６に達すると、ピストンリング１３がピストンガイド６の内周に形成されたテーパ面６ａに案内され、ピストン外周と略同径となるまで縮径する。このため、ピストンリング１３をシリンダボア３の開口部４と干渉させることなく、ピストン１０をシリンダボア３内に押し込むことが可能となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来装置では、倒立状態のコネクティングロッドを垂直姿勢に保持するためのコンロッドガイド８が必要となる。また、ピストンの円滑な押し込みを可能にするために、シリンダボア３、ピストンガイド６、およびピストンホルダ７相互間で芯出しを行うための芯出し機構が必要となる。このように従来装置では、多数のガイドや治具類、およびこれらの芯出し機構が必要とされ、構造が複雑化していると共に、正確な芯出しが必要とされることから、芯出し作業分だけサイクルタイムが長期化する点が問題となっていた。さらに、車種変更等によりピストンサイズやシリンダボアサイズが変わる場合には、ピストンガイド６やピストンホルダ７、およびコンロッドガイド８等の治具を対応品に交換する必要があり、その取付け・調整作業に多大な手間を要する点が問題となっていた。
【０００６】
そこで、本発明は、簡単な構造で確実にシリンダボア内にピストンを組込むことができ、車種変更等に対する対応も容易で、しかもサイクルタイムを短縮化することのできるピストン組込み方法および組込み装置の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題の解決手段として、本発明では、シリンダブロックのシリンダボア内に、コネクティングロッドが連結され、かつ外周にピストンリングが取付けられたピストンを組込む際に、シリンダブロックの開口部上に、シリンダボアの半径方向へスライド可能に支持された一対のピストンリング押圧部材を有する縮径手段を配置すると共に、その上にシリンダボアの半径方向へスライド可能に支持されたピストン押圧部材を有する姿勢修正手段を配置し、正立配置したシリンダブロックのシリンダボア内にその上端開口部からコネクティングロッドを挿入し、次にシリンダボアとの間に芯ずれを持たせつつピストンをシリンダボアの上記開口部に配置して、ピストンの下端外周を部分的にシリンダボア内に落ち込ませ、次に、縮径手段のピストンリング押圧部材の間隔をピストンリングの外径寸法よりも大きくした状態で、姿勢修正手段のピストン押圧部材をスライドさせてピストンを押圧することにより、落ち込みによりシリンダボアに対して傾斜したピストンをシリンダボアと同軸になるよう姿勢変化させ、ピストンの下端外周をその全周でシリンダボア内に落とし込んで、シリンダブロックの上面に最下段のピストンリングを干渉させ、次に、縮径手段の一対のピストンリング押圧部材を半径方向にスライドさせて、ピストンリングを縮径させながらピストン全体をシリンダボアの内周に押し込むこととした。
【０００８】
このようにシリンダブロックを正立配置し、シリンダボア内にその上端開口部からコネクティングロッドを挿入する場合、コネクティングロッドは、ピストンに懸垂支持された状態となる。そのため、従来装置のようにコネクティングロッドの姿勢が不安定化することはなく、姿勢保持用のコンロッドガイドが不要となる。また、治具類の正確な芯出しも不要であるから、芯出し機構および芯出し作業も省略可能となる。
【０００９】
ピストンの姿勢変化を、ピストンのシリンダボア内への落ち込み部分を中心とした当該ピストンの回転運動により行えば、ピストンの芯出しを行うことなく、ピストンとシリンダボアの同軸状態が実現され、ピストン下端の全外周がスムーズにシリンダボア内に落ち込むようになる。
【００１０】
上述したピストンの組込みは、正立配置したシリンダブロックのシリンダボア内にその上端開口部からコネクティングロッドを挿入した後、当該シリンダボアとの間に芯ずれを持たせつつピストンをシリンダボアの上記開口部に配置して、ピストンの下端外周を部分的にシリンダボア内に落ち込ませる供給手段と、シリンダボアの半径方向へスライド可能に支持されたピストン押圧部材を有し、上記落ち込みによりシリンダボアに対して傾斜したピストンをシリンダボアと同軸になるよう姿勢変化させて、ピストンの下端外周をその全周でシリンダボア内に落とし込む姿勢修正手段と、シリンダボアの半径方向へスライド可能に支持された一対のピストンリング押圧部材を有し、ピストン外周のピストンリングを縮径させる縮径手段と、縮径手段でピストンリングを縮径させたピストンをシリンダボア内に押し込む押し込み手段とを具備し、シリンダブロックの開口部上に縮径手段を配置すると共に、その上に姿勢修正手段を配置し、縮径手段のピストンリング押圧部材の間隔をピストンリングの外径寸法よりも大きくした状態で、姿勢修正手段のピストン押圧部材をスライドさせてピストンを押圧することにより、ピストンの下端外周をその全周でシリンダボア内に落とし込んで、シリンダブロックの上面に最下段のピストンリングを干渉させる組込み装置により行うことができる。
【００１１】
姿勢修正手段としては、ピストンを、そのシリンダボア内への落ち込み部分を中心として回転させるものが考えられる。この場合の姿勢修正手段としては、例えばピストンの外周面のうち、シリンダボア外の落ち込み部分を押圧するピストン押圧部材を有するものが望ましい。
【００１２】
縮径手段としては、ピストンの外径寸法と同径もしくはそれ以下まで縮径可能のピストン嵌め込み穴を有するものが考えられる。このピストン嵌め込み穴をピストンリングの外周に配置し、その後、当該穴の内径を縮径させることにより、簡単かつ確実にピストンリングを縮径させることが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図３を参照しながら、本発明の一実施形態を説明する。
【００１４】
図１および図２に基づいて本発明に係るピストンの組込み方法を工程順に説明する。
【００１５】
先ず、図１（Ａ）に示すように、シリンダブロック２１を正立状態（クランクシャフトの収容部が下に位置する状態）に位置決め固定し、このシリンダブロック２１のシリンダボア２３上にピストン３０を搬入する。この時、ピストン３０は、ピストンピン３２を介してコネクテイングロッド３２を揺動自在に懸垂支持すると共に、外周面の一または複数箇所（本実施形態では３つ）にピストンリング３３を取付けた状態で搬入される。
【００１６】
次に同図（Ｂ）に示すように、ピストン３０を降下させ、ピストン３０の下方に揺動自在に支持されたコネクティングロッド３２を上端開口部２４からシリンダボア２３内に挿入する。この際、ピストン３０とシリンダボア２３との間には、同図（Ｃ）に示すように僅かな芯ずれφを生じさせる。この芯ずれ状態のまま、ピストン３０をシリンダボア２３の開口部２４上に配置すると、同図（Ｄ）に示すように、ピストン３０下端の外周部分、具体的には円筒状のスカート３５の下端が部分的にシリンダボア２３内に落ち込み、ピストン３０が傾斜状態となる。この場合、落ち込み側ではピストン３０（スカート３５）の外周がシリンダボア２３の開口部２４の角部に当接し、その１８０°反対側ではスカート３５の下端がシリンダブロック２１の上面から僅かに浮上した状態となる。
【００１７】
上記芯ずれφは、ピストン３０の降下運動中（Ｂ図→Ｃ図）に生じさせる他、（Ａ）図に示す搬入時点で予め生じさせておいてもよい。あるいは（Ｃ）図に示すように、シリンダ３０をシリンダボア２３の開口部２４に載置した後でピストン３０をシリンダボア２３の半径方向にスライドさせて芯ずれφを生じさせてもよい。
【００１８】
上述の（Ａ）図〜（Ｄ）図に示す工程、すなわちコネクティングロッド３２をシリンダボア２３内に挿入し、シリンダボア２３との間に芯ずれφを持たつつピストン３０をシリンダボア２３の開口部２４に載せてピストン３０の下端外周を部分的にシリンダボア２３内に落ち込ませる工程は、図示しない供給手段によって行われる。以上の工程を確実に行い得る限り、供給手段の構造は任意に選択することができる。
【００１９】
次に、図１（Ｄ）に示す状態下で、ピストン３０がその傾斜状態を解消する方向に回転するよう（図示例では反時計回り）ピストン３０に力Ｆを作用させ、図２（Ｅ）に示すように、ピストン３０をシリンダボア２３と同軸の直立姿勢に姿勢変化させる。この姿勢変化は、例えば図１（Ｄ）に示すように、シリンダボア２３外にあるピストン３０外周面の落ち込み側をほぼ水平方向に力Ｆで押し込むことによって行われ、この力Ｆの作用によりピストン３０は、シリンダボア２３内の落ち込み部分を中心として回転し、姿勢修正を行う。この押圧力Ｆは、例えば後述する姿勢修正手段５０（図３参照）により付与することができる。
【００２０】
姿勢修正によりピストン３０がシリンダボア２３と同軸になると、スカート３５下端の全周がシリンダボア２３に落ち込み、その後、図２（Ｆ）に示すように、ピストン３０が自重で降下して、ピストンリング３３のうちで最下段のものがシリンダブロック２１の上面と干渉したところで降下運動を停止する。
【００２１】
次いで、図２（Ｇ）に示すように、ピストン３０の外周に縮径手段６０を配置し、この縮径手段６０で各ピストンリング３３をピストン３０の外周と同径あるいはそれ以下となるまで縮径させる。その後、この縮径状態を保持したまま押し込み手段７０でピストン３０をシリンダボア２３内に押し込むことにより（図２（Ｈ）参照）、ピストン３０のシリンダブロック２１への組込みが完了する。
【００２２】
このように上記組込み方法によれば、シリンダブロック２１を正立配置し、シリンダボア２３内にその上端開口部２４からコネクティングロッド３２を挿入しており、コネクティングロッド３２は、ピストン３２に懸垂支持された状態となるため、従来装置のようにコネクティングロッドの姿勢が不安定化することはなく、姿勢保持用のコンロッドガイド等が不要となる。また、ピストン３０をシリンダボア２３に対して芯ずれφを待たせた状態でシリンダボア２３の開口部２４に配置し、その後、傾斜したピストン３０の姿勢修正を行うことにより、ピストン３０の全周をシリンダボア２３内に落とし込むようにしているので、従来装置のような多数のガイド類が不要で、これらの芯出し作業も不要となる。従って、構造を簡素化することができ、また芯出し作業分だけサイクルタイムを短縮化することができる。芯ずれ量φはラフな設定で足り、芯出し作業と比べればその管理も容易であるので、構造の簡素化やサイクルタイムの短縮化を図る上で好都合である。
【００２３】
また、ピストン３０やシリンダボア２３のサイズ変更に際しても、縮径手段６０を除いてほぼそのまま転用することができるので、多くの治具類の交換を要する従来装置に比べて車種変更等に伴う段替え作業を能率よく行うことができる。縮径手段６０をその内径寸法を調整し得る可変構造とすることもでき、この場合、縮径手段６０もそのまま転用可能となるので、段替え作業のさらなる能率向上が図られる。
【００２４】
図３（Ａ）（Ｂ）、は上記姿勢修正手段５０および縮径手段６０の一実施形態を示すもので、この実施形態では、姿勢修正手段５０および縮径手段６０を一つにユニット化した場合を例示している。
【００２５】
図示例の姿勢修正手段５０は、ピストン３０の外径寸法（ピストンリング３３の取付け部分以外の外径寸法）と略同径の内径寸法を持つ半円形の切欠き５１ａ，５１ｂを、それぞれの突き合わせ端に開口させた二個一組のスライド可能なピストン押圧部材５２ａ，５２ｂで構成される。このピストン押圧部材５２ａ，５２ｂは、その両側方の支持フレーム５３の内壁面に設けられた案内溝（図示せず)に、その端縁部分を填め込むことにより、シリンダボア２３の半径方向へスライド可能に支持されている。ピストン押圧部材５２ａ，５２ｂの前端同士を突き合わせ状態にしたとき、半円形の切欠き５１ａ，５１ｂによって両押圧部材５２ａ，５２ｂ間にピストン３０の外径と略同径のピストン嵌め込み穴５５が形成される。ピストン押圧部材５２ａ，５２ｂにはそれぞれ流体シリンダ等からなる駆動手段（図示せず）が連結されており、この駆動手段によって両ピストン押圧部材５２ａ、５２ｂは独立してスライド駆動される。
【００２６】
縮径手段６０は、図３（Ｂ）に示すように、姿勢修正手段５０の直下に配置され、姿勢修正手段５０と同様に半円形の切欠き６１ａ，６１ｂを有する二個一組のピストンリング押圧部材６２ａ，６２ｂで構成される。このピストンリング押圧部材６２ａ，６２ｂも、上記ピストン押圧部材５２ａ，５２ｂと同様に支持フレーム５３によってシリンダボア２３の半径方向へスライド可能に支持されている。ピストンリング押圧部材６２ａ，６２ｂの前端同士を突き合わせ状態にしたとき、切欠き６１ａ，６１ｂによってピストン３０の外径と略同径のピストン嵌め込み穴６５が形成される。ピストンリング押圧部材６２ａ，６２ｂにはそれぞれ流体シリンダ等からなる駆動手段（図示せず）が連結されており、この駆動手段によって両部材６２ａ、６２ｂが独立してスライド駆動される。なお、このスライド駆動は、上記ピストン押圧部材５２ａ，５２ｂのスライド駆動に対しても独立して行われる。
【００２７】
このユニット化された姿勢修正手段５０および縮径手段６０は、シリンダボア２３の開口部２４上に縮径手段６０を下にして配置される。その後、ピストン押圧部材５２ａ，５２ｂ間の間隔およびピストンリング押圧部材６２ａ，６２ｂ間の間隔を図３（Ａ）（Ｂ）よりも拡大させた状態でピストン３０をピストン嵌め込み穴５５，６５の内周に挿入する。図１（Ｄ）に示す状態となったところで、姿勢修正手段５０の一方のピストン押圧部材（例えば５２ａ）を相手部材（例えば５２ｂ）との接近方向に水平スライドさせることにより、ピストン３０の落ち込み側に押し込み力Ｆを作用させてその姿勢修正を行うことができる（図２（Ｅ）参照）。
【００２８】
その後、図２（Ｇ）の工程で、縮径手段６０のピストンリング押圧部材６２ａ，６２ｂを相対的に接近させて図３（Ａ）（Ｂ）に示す突合せ状態にすることにより、ピストンリング３３をピストン３０の外径寸法以下まで縮径させることができる。この場合、縮径手段６０の作動と同時に、姿勢修正手段５０のピストン押圧部材５２ａ，５２ｂを接近させ、このピストン押圧部材５２ａ，５２ｂでピストンリング３３を縮径させることにより、姿勢修正手段５０を縮径手段として利用することもできる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、従来装置のような多数の治具類が不要で、これらの芯出し作業も不要となるので、構造を簡素化することができ、また芯出し作業分だけサイクルタイムを短縮化することができる。芯ずれ量はラフな設定で足り、従来の芯出し作業と比べればその管理も容易であるので、構造の簡素化やサイクルタイムの短縮化を図る上で好都合である。また、ピストンやシリンダボアのサイズ変更に際しても、治具類の交換作業を最小限に抑えることができ、車種変更等に伴う段替え作業を能率よく簡単に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】シリンダブロックへのピストンの挿入動作を時系列的に示す断面図である。
【図２】シリンダブロックへのピストンの挿入動作を時系列的に示す断面図である。
【図３】（Ａ）図は姿勢修正手段および縮径手段の具体例を示す平面図、（Ｂ）図はその断面図である。
【図４】従来のピストン組込み装置を示す断面図である。
【符号の説明】
２１    シリンダブロック
２３    シリンダボア
２４    開口部
３０    ピストン
３２    コネクティングロッド
３３    ピストンリング
５０    姿勢修正手段
５２ａ  ピストン押圧部材
５２ｂ  ピストン押圧部材
６０    縮径手段
６５    ピストン嵌め込み穴
７０    押し込み手段
【図１】
0004255604.tif 000002
【図２】
0004255604.tif 000003
【図３】
0004255604.tif 000004
【図４】
0004255604.tif 000005