(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層して保持された最下端のピストンリングを水平方向に切り出して所定位置に位置決めすると共に，切り出し後において所定量だけ鉛直下向きに駆動された後に待機位置に戻るように駆動される切り出し機構と、
前記切り出し機構により切り出されたピストンリングを上下方向から挟持するようにして保持しつつ案内する案内路を有すると共に切り出し方向に交差する一方向において近接及び離隔するように駆動されかつその中央領域にピストンを挿入する挿入孔を画定し得るリング保持機構と、
前記リング保持機構により保持されたピストンリングをその内側面に当接して拡径させると共に前記リング保持機構により画定される案内路に対して出没自在に駆動されかつピストンリングの拡径状態を解除する際に前記案内路の一部を画定する位置に後退駆動されるリング拡径機構と、
前記挿入孔に挿入されたピストンを所定の位置に保持するピストン保持部材と、
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】
前記切り出し機構は、積層された最下端のピストンリングを押し出す押し出し部材と、前記押し出し部材を水平方向に往復駆動する水平駆動機構と、前記押し出し部材を鉛直方向に往復駆動する鉛直駆動機構と、を含む、
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】
前記押し出し部材には、その先端部の上面において、ピストンリングを受け入れる溝が形成されている、
ことを特徴とする請求の範囲第２項に記載のピストンリング装着装置。
【請求項４】
前記リング保持機構は、ピストンリングの切り出し方向に垂直な方向において対向して配置されかつ対向する端面に略半円の内縁部を画定すると共に上下方向において所定の間隔をおいて対向し前記案内路を画定する案内面をそれぞれ有する一対のガイド板と、前記一対のガイド板を一方向において近接及び離隔するように駆動する第１駆動機構と、を含む、
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５】
前記一対のガイド板はそれぞれ、前記案内路の一部をなす上側案内面及び前記挿入孔の一部をなす上側内縁部を形成する上板と、前記案内路の一部をなす下側案内面及び前記上側内縁部よりも曲率半径の大きい下側内縁部を形成する下板と、を含み、
前記リング拡径機構は、前記上板の上側案内面に当接し得ると共に前記上側内縁部と面一になって前記挿入孔の一部をなすように前記下板の下側縁部に隣接して配置され，前記一対のガイド板が近接及び離隔する方向に移動自在に支持されかつ前記下側案内面に対して出没自在に支持された一対の拡径部材と、前記一対の拡径部材を近接及び離隔する方向に駆動する第２駆動機構と、前記一対の拡径部材を前記案内面に垂直な方向に出没自在に駆動する第３駆動機構と、を含む、
ことを特徴とする請求の範囲第４項に記載のピストンリング装着装置。
【請求項６】
前記第２駆動機構は、前記第１駆動機構を兼ねる、
ことを特徴とする請求の範囲第５項に記載のピストンリング装着装置。
【請求項７】
前記一対の拡径部材は、前記上板に対して噛み合うように形成されると共にピストンリングをリング溝に向けて案内する傾斜面を画定する上端部を有する、
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８】
積層して保持された最下端のピストンリングを押し出し部材により案内路に沿って水平方向の所定位置に向けて切り出し，前記押し出し部材を待機位置に戻す際に所定量だけ予め鉛直下向きに移動させる切り出しステップと、
前記切り出しステップの後において，上下方向から挟持するようにして保持されたピストンリングを拡径部材により一方向に拡径させるリング拡径ステップと、
前記リング拡径ステップの後において，ピストンのリング溝を所定位置に位置決めするピストン位置決めステップと、
前記ピストン位置決めステップの後において，前記拡径部材を前記案内路から後退させてピストンリングの拡径状態を解除すると共に囲繞された案内路を維持しつつリング溝に挿入するリング挿入ステップと、
を有する、ことを特徴とする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水平方向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、潤滑油膜を調整するべく複数の構成部品（二つのレールリング及びエキスパンダリング）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のうち特にオイル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、複数のリング（レールリング）を鉛直方向に積層して保持するマガジン、マガジンに保持された最下端のリングを水平方向に切り出すべく，水平方向に駆動される第１スライド部材，第１スライド部材上に担持されて斜め方向に駆動される第２スライド部材，及び第２スライド部材に固定された切り出し部材からなるリング切り出し機構、切り出されたリングを水平方向の所定位置に案内すると共に放射状に同期して往復駆動される複数の平板状部材からなるリング案内部材（リングネストメンバー）、所定位置に位置決めされたリングを拡径するべく放射状に同期して往復駆動される複数の拡径フィンガからなるリング拡径部材、ピストンを所定位置に保持すると共にリング拡径部材と一体となって上下方向に往復駆動されるピストン保持部材等により構成されたものが知られている（例えば、米国特許第５，４０４，６２９号明細書）。
しかしながら、上記従来の装置においては、リング切り出し機構の切り出し部材がリングを切り出すときに生じる反力は、第２スライド部材の摺動方向に対して斜め方向に、すなわち、相対向する平行な摺動面同士を平行状態から逸脱させるように作用するため、機能上の信頼性を低下させる虞がある。また、最下端のリングへの切り出し部材の位置合わせは、第２スライド部材を斜め方向に駆動することにより行われるため、又、上記反力の作用による経時変化の影響等もあって、高精度に位置決めできなくなる虞がある。
また、上記従来の装置においては、リング案内部材及びリング拡径部材が放射状に往復動するため、構造が複雑であると共に装置の大型化を招く。
さらに、リングＲをピストンＰのリング溝Ｇに装着する際には、図１Ａ〜図１Ｃに示すように、リング案内部材１により水平方向の所定位置に案内されたリングＲをリング拡径フィンガ２により拡径して、ピストンＰを保持部材３に載置した後、保持部材３及び拡径フィンガ２を一緒に所定量だけ下降させることにより、リングＲが弾性復帰してリング溝Ｇに入り込むように縮径することになる。
この際、リング案内部材１とピストンＰとの間の上方空間は、拘束されず自由空間となっているため、リングＲが波打っている場合は、図１Ｃに示すようにリング溝Ｇから外れて、リングＲが確実に装着されない虞がある。
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、装置の構造を簡略化して、小型化を図りつつ、ピストンリングを確実にピストンのリング溝に装着でき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、積層して保持された最下端のピストンリングを水平方向に切り出して所定位置に位置決めすると共に，切り出し後において所定量だけ鉛直下向きに駆動された後に待機位置に戻るように駆動される切り出し機構と、切り出し機構により切り出されたピストンリングを上下方向から挟持するようにして保持しつつ案内する案内路を有すると共に切り出し方向に交差する一方向において近接及び離隔するように駆動されかつその中央領域にピストンを挿入する挿入孔を画定し得るリング保持機構と、リング保持機構により保持されたピストンリングをその内側面に当接して拡径させると共にリング保持機構により画定される案内路に対して出没自在に駆動されかつピストンリングの拡径状態を解除する際に案内路の一部を画定する位置に後退駆動されるリング拡径機構と、挿入孔に挿入されたピストンを所定の位置に保持するピストン保持部材と、を有する。
この構成によれば、切り出し機構が最下端のピストンリングを切り出した後、待機位置に戻る際に予め鉛直下向きに駆動されるため、マガジンの最下端において次の処理を待つピストンリングとの接触を避けることができ、マガジンに保持されたピストンリングのずれ等を防止できる。また、切り出し機構は水平方向と鉛直方向に駆動されるため、斜め方向に駆動される場合に比べて、構造を簡単化でき、又、ピストンリングに対する切り出し機構の高さ位置を、容易に微調整でき、高精度に位置決めすることができる。また、リング保持機構は一方向においてのみ往復駆動されるため、構造が簡略化され、装置を小型化できる。さらに、リング拡径機構は、リング保持機構により形成される案内路に対して出没自在になっているため、従来のように案内路とピストンとの間の自由空間（案内路が途切れてピストンとの間に形成された自由空間）に配置される場合に比べて、常にピストンリングの案内路が維持（確保）され、ピストンリングは、ずれることなく確実にリング溝に装着される。
上記構成の装置において、切り出し機構は、積層された最下端のピストンリングを押し出す押し出し部材と、押し出し部材を水平方向に往復駆動する水平駆動機構と、押し出し部材を鉛直方向に往復駆動する鉛直駆動機構と、を含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、押し出し部材は、水平駆動機構により駆動されて最下端のピストンリングを押し出した後、鉛直駆動機構により所定量だけ鉛直下向きに駆動され、その後、水平駆動機構により後退させられ再び鉛直駆動機構により所定の高さ位置（待機位置）に戻される。このように、制御シーケンス及び構造を簡素化できる。
上記構成をなす装置において、押し出し部材には、その先端部の上面において、ピストンリングを受け入れる溝が形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、押し出し部材は、その先端部の上面に形成された溝に、最下端のピストンリングを入り込ませた状態で押し出す（切り出す）ため、ピストンリングは外れることなく確実に押し出される（切り出される）。
上記構成をなす装置において、リング保持機構は、ピストンリングの切り出し方向に垂直な方向において対向して配置されかつ対向する端面に略半円の内縁部を画定すると共に上下方向において所定の間隔をおいて対向し案内路を画定する案内面をそれぞれ有する一対のガイド板と、一対のガイド板を一方向において近接及び離隔するように駆動する第１駆動機構と、を含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、一対のガイド板は、上下の案内面でピストンリングを保持及び案内してそのずれを防止し、拡径及びその解除の際に、第１駆動機構によりお互いに離れる方向及びお互いに近づく方向に駆動される。このように、リング保持機構が一方向においてのみ駆動される一対のガイド板を含むため、構造を簡略化、装置を小型化できる。
上記構成の装置において、一対のガイド板はそれぞれ、案内路の一部をなす上側案内面及び挿入孔の一部をなす上側内縁部を形成する上板と、案内路の一部をなす下側案内面及び上側内縁部よりも曲率半径の大きい下側内縁部を形成する下板と、を含み、リング拡径機構は、上板の上側案内面に当接し得ると共に上側内縁部と面一になって挿入孔の一部をなすように下板の下側縁部に隣接して配置され，一対のガイド板が近接及び離隔する方向に移動自在に支持されかつ下側案内面に対して出没自在に支持された一対の拡径部材と、一対の拡径部材を近接及び離隔するように駆動する第２駆動機構と、一対の拡径部材を案内面に垂直な方向に出没自在に駆動する第３駆動機構と、を含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、ピストンリングは、一対のガイド板にそれぞれ形成された上側案内面と下側案内面との間を摺動しつつ所定位置に保持された後、第３駆動機構が一対の拡径部材を上昇させてその上端部を上側案内面に当接させ、その後、第２駆動機構が一対のガイド板と同期させて一対の拡径部材を一方向に離隔するように駆動すると、ピストンリングが拡径される。そして、ピストン保持部材にピストンが保持された後、第３駆動機構が一対の拡径部材を下側案内面から後退あるいは案内路を空けるように後退させると、上側案内面と拡径部材の上端部とにより囲繞された案内路が維持されつつ、ピストンリングは弾性復帰してリング溝に入り込む。このように、一対の拡径部材は、一方向においてのみ駆動されるため、構造を簡略化でき、装置を小型化できる。
上記構成の装置において、第２駆動機構は、第１駆動機構を兼ねる、構成を採用することができる。
この構成によれば、第２駆動機構により、一対の拡径部材と一対のガイド板とが同時に近接及び離隔するように駆動させられるため、別々の駆動機構により駆動される場合に比べて、構造を簡略化、装置を小型化できると共に、拡径部材とガイド板とを確実に同期させて駆動することができる。
上記構成の装置において、一対の拡径部材は、上板に対して噛み合うように形成されると共にピストンリングをリング溝に向けて案内する傾斜面を画定する上端部を有する、構成を採用することができる。
この構成によれば、案内路とピストンリングとの間に若干の隙間があるような場合でも、上端部の傾斜面が、ピストンリングをリング溝に高精度に案内するため、ピストンリングはリング溝に確実に装着される。
また、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、積層して保持された最下端のピストンリングを押し出し部材により案内路に沿って水平方向の所定位置に向けて切り出し，押し出し部材を待機位置に戻す際に所定量だけ予め鉛直下向きに移動させる切り出しステップと、切り出しステップの後において，上下方向から挟持するようにして保持されたピストンリングを拡径部材により一方向に拡径させるリング拡径ステップと、リング拡径ステップの後において，ピストンのリング溝を所定位置に位置決めするピストン位置決めステップと、ピストン位置決めステップの後において，拡径部材を案内路から後退させてピストンリングの拡径状態を解除すると共に囲繞された案内路を維持しつつリング溝に挿入するリング挿入ステップと、を有する。
この構成によれば、切り出しステップにおいて最下端のピストンリングを切り出した後、押し出し部材は待機位置に戻る際に予め鉛直下向きに駆動されるため、マガジンの最下端において次の処理を待つピストンリングとの接触を避けることができ、マガジンに保持されたピストンリングのずれ等を防止できる。また、切り出しステップが水平方向への駆動と鉛直方向への駆動であるため、斜め方向に駆動される場合に比べて、ピストンリングに対する押し出し部材の高さ位置を、容易に微調整でき、高精度に位置決めすることができる。また、リング拡径ステップでは拡径部材を一方向にのみ駆動することで拡径動作が行われるため、動作を制御するシーケンスを簡素化できる。リング挿入ステップにおいては、拡径部材が案内路から後退しても、囲繞された案内路が常に維持された状態となるため、ピストンリングは、ずれることなく確実にリング溝に装着される。
【図面の簡単な説明】  図１Ａ〜図１Ｃは、従来のピストンリング装着装置における装着動作を示す動作図である。
図２は、本発明に係るピストンリング装着装置が組み込まれるエンジン組立てラインの一部を示す外観斜視図である。
図３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４は、本発明に係る装置の一部をなす切り出し機構を示す斜視図である。
図５は、本発明に係る装置の一部をなす切り出し機構を示す側面図である。
図６は、本発明に係る装置の一部をなす切り出し機構を示す斜視図である。
図７は、本発明に係る装置の一部をなすリング保持機構、リング拡径機構、ピストン保持部材を示す斜視図である。
図８は、リング拡径機構の一部をなす一対の拡径部材を示す斜視図である。
図９は、ピストンをリング保持機構に挿入して保持した状態を示す斜視図である。
図１０Ａはピストンをリング保持機構に挿入して保持した状態を示す平面図、図１０Ｂはピストンをリング保持機構に挿入して保持した状態を示す正面図である。
図１１は、ピストンをリング保持機構に挿入して保持した状態を示す側面図である。
図１２Ａ〜図１２Ｃは、拡径部材による拡径状態が解除されてリング溝にピストンリングが挿入される動作を示す動作図である。
図１３Ａ〜図１３Ｃは、他の実施形態において、拡径部材による拡径状態が解除されてリング溝にピストンリングが挿入される動作を示す動作図である。
図１４Ａ〜図１４Ｄは、ピストンリングのリング溝にピストンリングを装着する動作を示す動作図である。
図１５Ａ〜図１５Ｄは、ピストンリングのリング溝にピストンリングを装着する動作を示す動作図である。
図１６Ａ〜図１６Ｃは、さらに他の実施形態において、拡径部材による拡径状態が解除されてリング溝にピストンリングが挿入される動作を示す動作図である。
図１７は、拡径部材の他の実施形態を示す斜視図である。
図１８は、拡径部材のさらに他の実施形態を示す斜視図である。
【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システムは、図２に示すように、フレーム１０、フレーム１０に対し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てピストンを装着位置に位置決めするべく昇降させる昇降機構５０が一体的に設けられたピストンリング装着装置１００等により構成されている。
尚、ここでは、ピストンリングとして、２つのレールリング及びエキスパンダリングにより構成されるオイルリングのうち、レールリングを装着対象とした場合を示す。
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２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２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の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。
昇降機構５０は、図３に示すように、ピストンＰの上端縁部に当接して押し下げるピストン押圧部材５１、ピストン押圧部材５１を斜め上方からピストンＰに近づけその後鉛直下向きに移動させるように作用するカム部材５２、アクチュエータ等を含む駆動機構５３等により構成されている。
ピストンリング装着装置１００は、図３に示すように、鉛直方向Ｚに積層された複数のピストンリングのうち最下端のピストンリングを水平方向Ｘに切り出して所定位置に位置決めする切り出し機構１１０、切り出されたピストンリングを案内しつつ保持するリング保持機構１２０、リング保持機構１２０により保持されたピストンリングを拡径するリング拡径機構１３０、装着に際しピストンを所定位置に保持するピストン保持部材１４０等により構成されている。
切り出し機構１１０は、図３ないし図６に示すように、ベース１１１、ベース１１１上に固定され鉛直方向Ｚに伸長するマガジン１１２、マガジン１１２に積層されたピストンリングＲのうち最下端のピストンリングＲを水平方向（切り出し方向Ｘ）に押し出す押し出し部材１１３、押し出し部材１１３に連結された連結部材１１４、連結部材１１４（及び押し出し部材１１３）を水平方向（切り出し方向Ｘ）にガイドするガイド板１１５、連結部材１１４（及び押し出し部材１１３）を水平方向Ｘに往復駆動する水平駆動機構１１６、連結部材１１４（及び押し出し部材１１３）並びにガイド板１１５をベース１１１に対して鉛直方向Ｚに往復駆動する鉛直駆動機構１１７等により構成されている。
ベース１１１には、図４ないし図６に示すように、押し出し部材１１３が往復動するための通路１１１ａが形成され、通路１１１ａの上方には、耐磨耗性に優れピストンリングＲを円滑に案内する４つのガイドプレート１１１ｂが埋設され、ガイドプレート１１１ｂの上面には、両側部が溝状に形成されて切り出されたピストンリングＲを案内する案内路１１１ｃが形成されている。
マガジン１１２は、図３ないし図６に示すように、円柱状に形成されると共にその外周面において鉛直方向Ｚに伸長する突状部１１２ａを有する。そして、マガジン１１２は、突状部１１２ａに割口を噛み合わせて位置決めした状態で複数のピストンリングＲを鉛直方向Ｚに積層して保持するようになっている。
押し出し部材１１３は、図５及び図６に示すように、水平方向Ｘに伸長するようにかつ通路１１１ａを通過できるように形成されており、その先端部の上面には、ピストンリングＲを入り込ませるだけの深さをなす溝１１３ａが形成されている。
連結部材１１４は、押し出し部材１１３に連結されており、ガイド板１１５により水平方向Ｘに摺動自在に案内され、又、その一部が水平駆動機構１１６に連結されている。
水平駆動機構１１６は、水平方向Ｘに伸縮するロッドを有する空気圧式又は油圧式のシリンダあるいはその他のアクチュエータ等により構成されている。そして、水平駆動機構１１６が作動することで、ベース１１１及びガイド板１１５に対して、押し出し部材１１３及び連結部材１１４が一体となって水平方向Ｘに往復駆動されるようになっている。
鉛直駆動機構１１７は、図５及び図６に示すように、鉛直方向Ｚに伸縮するロッドを有する空気圧式又は油圧式のシリンダあるいはその他のアクチュエータ等により構成されている。そして、鉛直駆動機構１１７が作動することで、ベース１１１に対して、押し出し部材１１３，連結部材１１４，及びガイド板１１５が一体となって鉛直方向Ｚに往復駆動されるようになっている。
上記構成をなす切り出し機構１１０においては、押し出し部材１１３が後退した後上昇して、その溝１１３ａに最下端のピストンリングＲが入り込んだ状態が待機位置になる。この待機位置から、水平駆動機構１１６が作動して、押し出し部材１１３が水平方向Ｘに前進して最下端のピストンリングＲを切り出し、リング保持機構１２０内の所定位置に位置決めすると、その後、鉛直駆動機構１１７が作動して、押し出し部材１１３が所定量だけ鉛直方向Ｚに降下する。続いて、水平駆動機構１１６が作動して、押し出し部材１１３は次に処理される最下端のピストンリングＲの直下まで水平方向Ｘに後退し、その後、鉛直駆動機構１１７が作動して、押し出し部材１１３は所定量だけ鉛直方向Ｚに上昇して待機位置（次のピストンリングＲが溝１１３ａに入り込んだ状態）に戻る。
このように、押し出し部材１１３が最下端のピストンリングを切り出した後に再び待機位置に戻る際に、予め鉛直下向きに駆動されるため、後退動作時において、マガジン１１２の最下端で次の処理を待つピストンリングＲとの接触を避けることができる。これにより、マガジン１１２に保持されたピストンリングＲのずれ等を防止できる。また、切り出し機構１１０（押し出し部材１１３）は水平方向Ｘと鉛直方向Ｚに駆動されるため、斜め方向に駆動される場合等に比べて、構造を簡略化でき、又、ピストンリングＲに対する押し出し部材１１３の高さ位置を、容易に微調整でき、高精度に位置決めすることができる。
リング保持機構１２０は、図３、図７ないし図１１に示すように、ベース１１１上に固定されるベース１２１、ピストンリングＲの切り出し方向Ｘに交差する一方向（すなわち、切り出し方向に垂直な方向Ｙ）において近接及び離隔するように対向して配置された一対のガイド板１２２，１２３、一対のガイド板１２２，１２３をそれぞれ担持固定してＹ方向に近接及び離隔するように駆動される一対の可動ベース１２４，１２５、一対の可動ベース１２４，１２５（一対のガイド板１２２，１２３）をＹ方向において近接及び離隔するように駆動する第１駆動機構としての水平駆動機構１２６等により構成されている。尚、水平駆動機構１２６は、図１０Ａに示すように、Ｙ方向に伸縮するロッドを有する空気圧式又は油圧式のシリンダあるいはその他のアクチュエータ等により構成されている。
ベース１２１には、図７、図９ないし図１１に示すように、一対の可動ベース１２４，１２５をＹ方向において近接及び離隔するように案内する２つの突状ガイド１２１ａ、一対のガイド板１２２，１２３を近接した所定の閉じ位置に位置決めするストッパ１２１ｂ、鉛直下方に伸長する２本のガイドロッド１２１ｃ、ガイドロッド１２１ｃに外嵌されたスプリング１２１ｄ、ガイドロッド１２１ｃの下方において上下方向に可動に連結されたレール１２１ｅ、レール１２１ｅを鉛直方向Ｚに駆動する鉛直駆動機構１２８等が設けられている。尚、鉛直駆動機構１２８は、図１０Ｂに示すように、鉛直方向Ｚに伸縮するロッドを有する空気圧式又は油圧式のシリンダあるいはその他のアクチュエータ等により構成されている。
また、ベース１２１には、図７に示すように、ピストンＰを所定の装着位置に保持して位置決めするピストン保持部材１４０が固定されている。ピストン保持部材１４０は、ピストンＰのヘッドを受け入れる凹部１４１、凹部１４１から突出する受け部１４２等を備えている。
一対のガイド板１２２，１２３は、図７、図９ないし図１２Ｃに示すように、それぞれ略半円状の上側内縁部１２２ａ´，１２３ａ´及び平坦な上側案内面１２２ａ´´，１２３ａ´´を形成する上板１２２ａ，１２３ａ、上側内縁部１２２ａ´，１２３ａ´よりも曲率半径の大きい略半円状の下側内縁部１２２ｂ´，１２３ｂ´及び平坦な下側案内面１２２ｂ´´，１２３ｂ´´を形成する下板１２２ｂ，１２３ｂにより構成されている。
そして、上側内縁部１２２ａ´，１２３ａ´により、一対のガイド板１２２，１２３の中央領域にピストンＰを挿入する挿入孔が画定される。また、上側案内面１２２ａ´´，１２３ａ´´及び下側案内面１２２ｂ´´，１２３ｂ´´により、切り出されたピストンリングＲを保持しつつ案内する案内路が画定される。
一対の可動ベース１２４，１２５の下方には、それぞれＹ方向において一体的に移動するように連結された連結部材１２４ａ，１２５ａが設けられている。
連結部材１２４ａ，１２５ａは、後述する一対の拡径部材１３１，１３２をそれぞれ鉛直方向Ｚに移動自在に案内すると同時に、Ｙ方向（水平方向）においてそれぞれの可動ベース１２４，１２５と一体的に移動させる役割をなす。
また、ベース１２１の下方には、図１０Ｂ及び図１１に示すように、一対のガイド板１２２，１２３を閉じた位置（ピストンリングＲをリング溝Ｇに装着する状態）に保持するべく、連結部材１２４ａ，１２５ａを所定位置に拘束する２つのストッパ１２９ａ、２つのストッパ１２９ａを回転駆動する回転駆動機構１２９ｂが設けられている。
上記構成においては、水平駆動機構１２６が作動することで、ベース１２１に対して、一対のガイド板１２２，１２３（及び一対の可動ベース１２４，１２５）が、Ｙ方向において近接及び離隔するように往復駆動される。
また、鉛直駆動機構１２８が作動することで、スプリング１２１ｄの付勢力に抗してレール１２１ｅが上昇し、一方その作動を停止させることで、スプリング１２１ｄの付勢力によりレール１２１ｅが下降するようになっている。
さらに、ピストンリングＲの装着時においては、回転駆動機構１２９ｂが一方向に作動することで、ストッパ１２９ａが連結部材１２４ａ，１２５ａに掛止して一対のガイド板１２２，１２３が離れるのを規制し、装着後においては、回転駆動機構１２９ｂが他方向に作動することで、ストッパ１２９ａによる規制が解除されて、一対のガイド板１２２，１２３が離隔するのを許容するようになっている。
リング拡径機構１３０は、図８ないし図１２Ｃに示すように、一対の拡径部材１３１，１３２をＹ方向において近接及び離隔するように駆動する第２駆動機構としての前述の水平駆動機構１２６、一対の拡径部材１３１，１３２を案内面１２２ａ´´，１２３ａ´´（１２２ｂ´´，１２３ｂ´´）に垂直な鉛直方向Ｚにおいて案内路に出没自在に駆動する第３駆動機構としての前述の鉛直駆動機構１２８等により構成されている。
すなわち、一対の拡径部材１３１，１３２を近接及び離隔するように駆動する駆動機構（第２駆動機構）として、一対のガイド板１２２，１２３を近接及び離隔するように駆動する水平駆動機構１２６（第１駆動機構）が兼用されているため、別々に駆動機構を設ける場合に比べて、構造が簡略化され、装置が小型化される。また、一対の拡径部材１３１，１３２と一対のガイド板１２２，１２３との水平方向Ｙの動作（近接及び離隔動作）を確実に同期して行わせることができる。
一対の拡径部材１３１，１３２は、図７、図８、図１０Ｂに示すように、略半円弧状でその一部が上方に突出するように形成された弧状部材１３１ａ，１３２ａ、弧状部材１３１ａ，１３２ａを支持すると共に連結部材１２４ａ，１２５ａにそれぞれ摺動自在に挿入されるロッド１３１ｂ，１３２ｂ、ロッド１３１ｂ，１３２ｂの下端にそれぞれ連結されてレール１２４ｅ上を水平方向Ｙに摺動する可動バー１３１ｃ，１３２ｃ、ロッド１３１ｂ，１３２ｂに外嵌されると共に連結部材１２４ａ，１２５ａと可動バー１３１ｃ，１３２ｃとの間に圧縮した状態で配置されるスプリング１３３等を備えている。
弧状部材１３１ａ，１３２ａは、図８、図１２Ａないし図１２Ｃに示すように、上板１２２ａ，１２３ａの上側案内面１２２ａ´´，１２３ａ´´に当接し得る上端部１３１ａ´，１３２ａ´、上板１２２ａ，１２３ａの上側内縁部１２２ａ´，１２３ａ´と面一になってピストンＰの挿入孔を画定する円弧面状の内壁面１３１ａ´´，１３２ａ´´、ピストンリングＲの内側面に当接し得る外壁面１３１ａ´´´，１３２ａ´´´を有する。
そして、一対の拡径部材１３１，１３２は、その外壁面１３１ａ´´´，１３２ａ´´´が下板１２２ｂ，１２３ｂの下側縁部１２２ｂ´，１２３ｂ´に隣接して配置された状態で、一対のガイド板１２２，１２３に対して鉛直方向Ｚに移動自在、すなわち、その上端部１３１ａ´，１３２ａ´が案内路内に出没自在に支持されている。
上記のリング拡径機構１３０において、待機状態ではスプリング１２１ｄ，１３３の付勢力が作用して、一対の拡径部材１３１，１３２は、図１２Ｂ，図１２Ｃに示すように、一対のガイド板１２２，１２３の案内路から後退した位置（下側案内面１２２ｂ´´，１２３ｂ´´と面一となる位置）に位置付けられおり、鉛直駆動機構１２８が作動すると、スプリング１２１ｄ，１３３の付勢力に抗して、一対の拡径部材１３１，１３２は上昇（前進）して、その上端部１３１ａ´，１３２ａ´が上側案内面１２２ａ´´，１２３ａ´´に当接し、ピストンリングＲの内側面を拘束できる状態となる。
すなわち、上記のリング保持機構１２０及びリング拡径機構１３０においては、図１２Ａに示すように、ピストンＰ（ここでは、２つのピストンリング（一方のレールリングＲ１及びエキスパンダリングＲ２）が既に装着された状態を示す）が挿入孔に挿入されてピストン保持部材１４０上に位置決めされ、かつ、ピストンリング（他方のレールリング）Ｒが拡径された状態から、図１２Ｂに示すように、一対の拡径部材１３１，１３２が下降して案内路から後退すると、ピストンリングＲの拡径状態が解除される。このとき、上側案内面１２２ａ´´，１２３ａ´´と下側案内面１２２ｂ´´，１２３ｂ´´及び上端部１３１ａ´，１３２ａ´により、ピストンリングＲの案内路は常に囲繞された状態に形成される。したがって、図１２Ｃに示すように、ピストンリングＲは、ずれることなく案内路に沿って確実にリング溝Ｇに導かれて、自動的にしかも高精度に装着される。
尚、上記実施形態においては、ピストンＰのリング溝Ｇ及びエキスパンダリングＲ２の縁部が面取りされていない場合を示したが、図１３Ａないし図１３Ｃに示すように、ピストンＰ´のリング溝Ｇ´とエキスパンダリングＲ２´が面取りされている場合も、同様に本発明を適用することで、より高精度にかつ容易にピストンリングＲをリング溝Ｇ´に装着することができる。
次に、上記ピストンリング装着装置における全体の動作について、図１４Ａないし図１５Ｄに基づいて説明する。尚、ここでは、ピストンＰに対して、ファーストリング及びセカンドリングと、オイルリングのうち一方のレールリングＲ１及びエキスパンダリングＲ２が既に装着された状態について説明する。
先ず、待機状態において、一対のガイド板１２２，１２３は全開した位置にあり、一対の拡径部材１３１，１３２は案内路から後退（下降）した位置にある。
この状態で、水平駆動機構１２６が作動し一対のガイド板１２２，１２３が近接した所定位置に位置決めされると、図１４Ａに示すように、ピストンリングＲの受け入れ準備が完了する。
続いて、切り出し機構１１０（押し出し部材１１３）が作動して、最下端のピストンリングＲが切り出され、図１４Ｂに示すように、一対のガイド板１２２，１２３により画定される案内路内の所定位置に位置付けられ、押し出し部材１１３は所定量だけ予め鉛直方向Ｚの下向き移動させられた後、水平方向Ｘに後退し、再び上昇させられて待機位置に戻る（切り出しステップ）。
その後、鉛直駆動機構１２８が作動して、一対の拡径部材１３１，１３２が上昇し、続いて、水平駆動機構１２６が作動して、図１４Ｃに示すように、一対のガイド板１２２，１２３と一緒に一対の拡径部材１３１，１３２が離隔して、ピストンＰの挿入孔を画定すると同時にピストンリングＲを拡径する（リング拡径ステップ）。
続いて、昇降機構５０が作動して、コンベア１２により搬送されてきたピストンＰを下降させて、図１４Ｄに示すように、ピストン保持部材１４０上に載置すると同時に、水平駆動機構１２６が作動して、一対のガイド板１２２，１２３及び一対の拡径部材１３１，１３２が若干近づき、回転駆動機構１２９ｂが作動してストッパ１２９ａがその状態を拘束し、ピストンＰを確実に固定する（ピストン位置決めステップ）。
続いて、鉛直駆動機構１２８の駆動力が解放されて、図１５Ａに示すように、一対の拡径部材１３１，１３２はスプリング１２１ｄ，１３３の付勢力により所定量だけ下降して案内路から後退する。すると、拡径状態が解除されて、ピストンリングＲはその弾性復帰力によりリング溝Ｇに向かって移動する。このとき、前述の図１２Ｂに示すように、上側案内面１２２ａ´´，１２３ａ´´と下側案内面１２２ｂ´´，１２３ｂ´´及び上端部１３１ａ´，１３２ａ´により、ピストンリングＲの案内路は常に囲繞された状態に維持されるため、ピストンリングＲは、ずれることなく案内路に沿って導かれて、確実にリング溝Ｇに入り込み、装着が完了する（リング挿入ステップ）。
そして、回転駆動機構１２９ｂが作動してストッパ１２９ａによる拘束状態が解除されると共に、水平駆動機構１２６が作動して、一対のガイド板１２２，１２３及び一対の拡径部材１３１，１３２は、図１５Ｂに示すように所定量だけ離隔して、ピストンＰを解放する。続いて、昇降機構５０が作動して、図１５Ｃに示すように、ピストンＰは搬送される高さまで上昇させられ、装置は最初の待機状態に戻る。
その後、図１５Ｄに示すように、再び水平駆動機構１２６が作動して、一対のガイド板１２２，１２３及び一対の拡径部材１３１，１３２が所定位置まで近づき、次の切り出し動作に備える。この装置においては、上記の動作が連続的に行われる。
図１６Ａないし図１７は、本発明に係る装置の他の実施形態を示すものであり、前述の実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
すなわち、この実施形態において、一対のガイド板２２２，２２３は、図１６Ａないし図１６Ｃに示すように、それぞれ略半円状の上側内縁部２２２ａ´，２２３ａ´及び平坦な上側案内面２２２ａ´´，２２３ａ´´．傾斜して切り欠かれた溝状の凹部２２２ａ´´´，２２３ａ´´´を形成する上板２２２ａ，２２３ａ、上側内縁部２２２ａ´，２２３ａ´よりも曲率半径の大きい略半円状の下側内縁部２２２ｂ´，２２３ｂ´及び平坦な下側案内面２２２ｂ´´，２２３ｂ´´を形成する下板２２２ｂ，２２３ｂにより構成されている。
ここでは、上側案内面２２２ａ´´，２２３ａ´´及び下側案内面２２２ｂ´´，２２３ｂ´´により画定される案内路の高さが、ピストンリングＲの厚さよりも若干大きく形成されている。
一方、一対の拡径部材２３１，２３２は、図１６Ａないし図１７に示すように、略半円弧状でその一部が上方に突出するように形成された弧状部材２３１ａ，２３２ａ、弧状部材２３１ａ，２３２ａを支持すると共に連結部材１２４ａ，１２５ａにそれぞれ摺動自在に挿入されるロッド２３１ｂ，２３２ｂ、ロッド２３１ｂ，２３２ｂの下端にそれぞれ連結されてレール１２４ｅ上を水平方向Ｙに摺動する可動バー２３１ｃ，２３２ｃ、前述のスプリング１３３等を備えている。
弧状部材２３１ａ，２３２ａは、上板２２２ａ，２２３ａの上側案内面２２２ａ´´，２２３ａ´´に形成された凹部２２２ａ´´´，２２３ａ´´´に入り込む傾斜面をもつ上端部２３１ａ´，２３２ａ´、上板２２２ａ，２２３ａの上側内縁部２２２ａ´，２２３ａ´と面一になってピストンＰの挿入孔を画定する円弧面状の内壁面２３１ａ´´，２３２ａ´´、ピストンリングＲの内側面に当接し得る外壁面２３１ａ´´´，２３２ａ´´´を有する。
すなわち、一対の拡径部材２３１，２３２が案内路内に突出した状態で、図１６Ａに示すように、その上端部２３１ａ´，２３２ａ´が上板２２２ａ，２２３ａと噛み合うようになっている。そして、一対の拡径部材２３１，２３２が所定量だけ下降すると、図１６Ｂに示すように、上端部２３１ａ´，２３２ａ´の傾斜面がピストンリングＲをリング溝Ｇに向けて案内する。
これにより、拡径状態が解除されたピストンリングＲは、図１６Ｃに示すように、上端部２３１ａ´，２３２ａ´に沿ってリング溝Ｇに案内され、確実に装着される。
図１８は、本発明に係る装置のさらに他の実施形態を示すものである。すなわち、この実施形態において、一対の拡径部材３３１，３３２は、図１８に示すように、それぞれ二分割されその一部が上方に突出するように形成された弧状部材３３１ａ，３３２ａ、弧状部材３３１ａ，３３２ａを支持すると共に連結部材１２４ａ，１２５ａにそれぞれ摺動自在に挿入されるロッド３３１ｂ，３３２ｂ、ロッド３３１ｂ，３３２ｂの下端にそれぞれ連結されてレール１２４ｅ上を水平方向Ｙに摺動する可動バー３３１ｃ，３３２ｃ、前述のスプリング１３３等を備えている。
弧状部材３３１ａ，３３２ａは、上板２２２ａ，２２３ａの上側案内面２２２ａ´´，２２３ａ´´に当接し得る上端部３３１ａ´，３３２ａ´、上板２２２ａ，２２３ａの上側内縁部２２２ａ´，２２３ａ´と面一になってピストンＰの挿入孔を画定する円弧面状の内壁面３３１ａ´´，３３２ａ´´、ピストンリングＲの内側面に当接し得る外壁面３３１ａ´´´，３３２ａ´´´を有する。
この構成をなす一対の拡径部材３３１，３３２を用いた場合でも、図１２Ａないし図１２Ｃに示すように、ピストンリングＲの拡径動作及び拡径状態の解除動作を確実に行って、ピストンリングＲをリング溝Ｇに確実に装着することができる。
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、押し出し部材１１３は最下端のピストンリングを切り出して待機位置に戻る際に、予め鉛直下向きに駆動されるため、マガジン１１２の最下端において次の処理を待つピストンリングＲとの接触を避けることができ、マガジン１１２に保持されたピストンリングＲのずれ等を防止できる。
また、切り出し機構１１０は水平方向Ｘと鉛直方向Ｚに駆動されるため、斜め方向に駆動される場合等に比べて、構造を簡略化でき、又、ピストンリングＲに対する押し出し部材１１３の高さ位置を容易に微調整でき、高精度に位置決めすることができる。
さらに、一対のガイド板１２２，１２３、２２２，２２３は一方向においてのみ往復駆動されるため、構造が簡略化され、装置を小型化できる。さらに、リング拡径機構１３０は、一対のガイド板１２２，１２３、２２２，２２３により形成される案内路に対して出没自在になっているため、常にピストンリングＲの案内路が維持（確保）される。これにより、ピストンリングＲを、ずれることなく確実にリング溝Ｇに装着できる。
【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。
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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１１】
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【図１７】
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【図１８】
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