JP3606030B2

JP3606030B2 - Piston ring assembling method and assembling apparatus

Info

Publication number: JP3606030B2
Application number: JP00795098A
Authority: JP
Inventors: 等村田
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1998-01-19
Filing date: 1998-01-19
Publication date: 2005-01-05
Anticipated expiration: 2018-01-19
Also published as: JPH11197958A

Description

【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
１２Ｘ−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[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement in a piston ring assembling method and an assembling apparatus employed in an internal combustion engine or the like.
[0002]
[Prior art]
As for attaching a ring to a piston used in an internal combustion engine or the like, see JP-B-57-222695, JP-B-4-51293, JP-B-6-98543, JP-A-7-178629, etc. What is disclosed is known.
[0003]
In Japanese Patent Publication No. 57-22695, as shown in FIG. 23A, side rails 2U and 2L are inserted into the oil ring groove 1L of the piston 1 above and below the spacer 2S to assemble the assembly oil ring 2. The lower side rail is fitted to the side surface of the piston, and after inserting the spacer 2S and the upper side rail 2U into the oil ring groove 1L, the lower side rail 2L is displaced while sliding along the side surface of the piston. Insert into 1L.
[0004]
In Japanese Examined Patent Publication No. 4-51293, a plurality of piston rings are held in a downward conical cup, while a piston is engaged with the inner periphery of the conical cup, and the piston and the conical cup are displaced relative to each other in the axial direction. The position is matched with the position of the ring groove, and the ring is pushed down sequentially and assembled into the ring groove of the piston.
[0005]
In Japanese Patent Publication No. 6-98543, a plurality of rings whose inner diameters are enlarged are engaged with a pair of cylindrical supports that can be relatively displaced coaxially with an inner cylindrical portion, and a piston is connected to the cylindrical support. After engaging the inner periphery and positioning the lower end of the cylindrical support according to the ring groove of the piston ring, the outer cylinder is lowered according to the thickness of the piston ring to engage the piston ring with the ring groove. The piston rings are sequentially inserted into the ring grooves by lowering the outer cylindrical portion while raising the pair of cylindrical supports.
[0006]
Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 7-178629, an oil ring groove of a piston is assembled with an assembly oil ring for inserting a side rail above and below the spacer, and a guide member fitted to the side surface of the piston is placed at the side rail insertion position. After the movement, when the side rail is pushed out by the guide member and inserted into the ring groove, the spacer is assembled while preventing the joint of the spacer from overlapping by the inner peripheral surface of the guide member and the regulating member.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the one disclosed in the above Japanese Patent Publication No. 57-22695, when the lower side rail engaged with the side surface of the piston is lifted and inserted into the ring groove, as shown in FIG. Since the joint 2La slides on the side surface of the piston 1 in the axial direction, the side surface of the piston is damaged, and there is a problem in that the sealing performance and the lubrication performance are deteriorated. In what is disclosed in Japanese Examined Patent Publication No. 6-98543, as shown in FIG. 23B, when the side rails 2U and 2L are overlaid on the cup 91 above the spacer 2S and are sequentially inserted into the ring groove 1L. The first inserted spacer 2S may be assembled eccentrically with respect to the piston 1 due to the radial play of the ring groove 1L. Since it is set as small as possible so as not to exceed the range of elastic deformation, the spacers 2S protrudes from the cup 91 the outer periphery, there are cases insurmountable spacers 2S the lower side rail 2L is projected.
[0008]
Furthermore, in Japanese Patent Laid-Open No. 7-178629, the restriction member enables assembly of the oil ring assembly. However, since the movement of the restriction member is complicated, a complicated mechanism is required, which only increases the size of the apparatus. In addition, there is a problem that the labor required for maintenance and inspection increases, and it is difficult to assemble all the rings on multiple types of pistons with a single device. As a result, the capital investment and the manufacturing cost increase.
[0009]
Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and it is possible to securely assemble the assembly oil ring without damaging the piston side surface while simplifying the configuration of the device and suppressing the enlargement of the device. The object is to assemble a ring to a plurality of types of pistons with a single device.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
1st invention was formed in the cylindrical shape in the assembly method of the piston ring which assembles | assembles the assembly oil ring comprised by interposing a spacer between an upper side rail and a lower side rail in the oil ring groove | channel of a piston. A piston supporting process for engaging the inner periphery of the holder from the skirt side to the outer periphery of the piston and engaging the end of the holder up to the oil ring groove of the piston to support the piston on the holder side, and the coaxial facing the holder end A preparatory step in which an upper side rail, a spacer, and a lower side rail are sequentially inserted from the end of the diameter-expanding member into the outer periphery of a plurality of diameter-expanding members that can be positioned and expanded in outer diameter; Is expanded in the outer peripheral direction to expand the inner diameter of the upper and lower side rails and the spacer substantially equal to the outer diameter of the holder, and the holder and the expanded diameter portion. And the holder end and the diameter-expanding member end abut against each other, and the step of inserting the crown side of the piston into the inner diameter of the diameter-expanding member; Moving the upper side rail toward the holder by a predetermined amount and moving the lower side rail to the outer periphery of the holder, and after pulling out the piston from the inner periphery of the expanded member by a predetermined amount, the upper side rail side is directed to the holder The first insertion step in which the spacer and the upper side rail are inserted into the oil ring groove in this order, and the lower side rail engaged with the outer periphery of the holder while pulling out the piston from the inner diameter of the enlarged member is moved to the inner periphery of the oil ring groove. And a final insertion step of scraping off.
[0011]
In the second invention, the assembled oil ring configured by inserting a spacer between the upper side rail and the lower side rail is connected to the oil ring groove of the piston, and the piston ring is a ring on the crown side of the oil ring groove. In the assembling method of the piston ring to be assembled in the groove, the inner periphery of the holder formed in a cylindrical shape is engaged from the skirt side to the outer periphery of the piston, the end of the holder is engaged to the oil ring groove of the piston, and the piston is A piston support step, and a piston ring on the outer periphery of a plurality of diameter-expanding members positioned at a coaxial position facing the end of the holder and capable of expanding the outer diameter from the end side of the diameter-expanding member. A preparatory process for inserting the side rail, spacer, and lower side rail in sequence, and displacing the enlarged member in the outer circumferential direction, The inner diameter of the spacer and the spacer is increased to be approximately equal to the outer diameter of the holder, and the holder end and the end of the diameter increasing member are brought into contact with each other by relatively displacing the holder and the diameter expanding member in the axial direction. In addition, the step of inserting the crown surface side of the piston into the inner periphery of the enlarged member, and the lower side rail moved to the outer periphery of the holder by displacing the upper side rail from the proximal end side of the enlarged member toward the holder by a predetermined amount And a first insertion step in which the piston ring is displaced toward the holder after the piston is pulled out from the inner periphery of the enlarged member by a predetermined amount, and inserted into the oil ring groove in the order of the spacer and the upper side rail, Further, after the piston is pulled out from the inner periphery of the enlarged member by a predetermined amount, the piston ring is displaced toward the holder and the piston ring is inserted into the ring groove, and the piston is enlarged. While pulling the inner periphery wood, including lower side rails engaged with the holder outer periphery of the final insertion step of scraping the peripheral the oil ring groove.
[0012]
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, in the final insertion step, the holder is inserted from a skirt side of the piston into a scraping member having a through hole that can slide in contact with the outer periphery of the holder. .
[0013]
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, a taper portion is formed on the inner periphery of the through hole facing the diameter-expanding member to correct the eccentricity of the assembled oil ring.
[0014]
According to a fifth invention, in the first or second invention, in the piston support step and the preparation step, a holder and a diameter-expanding member are selected according to the type of piston to be assembled.
[0015]
According to a sixth aspect, in the first or second aspect, in the preparation step, a predetermined phase difference is given in a circumferential direction to a joint of the upper side rail, the spacer, and the lower side rail.
[0016]
Further, the seventh invention is a combination oil ring configured by interposing a spacer between the upper side rail and the lower side rail, a piston provided with an oil ring groove for accommodating the combination ring oil ring, A holder that is formed in a cylindrical shape, engages the outer periphery of the piston from the skirt side to the inner periphery, and engages the end of the piston to the oil ring groove of the piston; and a fixing means that selectively couples the holder and the piston A first actuator that drives the holder in the axial direction, a table that can be positioned at a position facing the holder and that can be displaced within a predetermined plane, and is placed on the table and coaxial with the holder A plurality of diameter-expanding members that are configured to be opposed to each other and capable of expanding the outer diameter, and disposed on the base end side of the diameter-expanding member, and urged toward the outer periphery of the diameter-expanding member An extruding member, a second actuator that drives the extruding member in the axial direction of the holder, and a scraping member that is fixed on the axis of the holder and has a through-hole that is slidable in contact with the outer periphery of the holder; Is provided.
[0017]
In addition, in an eighth aspect based on the seventh aspect, the through hole of the scraping member is provided with a taper portion on the inner periphery facing the diameter increasing member.
[0018]
In a ninth aspect based on the seventh aspect, the push-out member is supported so as to be rotatable relative to the table or the holder.
[0019]
【The invention's effect】
Therefore, in the first invention, the end of the cylindrical holder that engages the outer periphery of the piston from the skirt side is engaged so as to reach the oil ring groove, After the side rails, spacers, and lower side rails are stacked in order from the end side, the inner diameter of the ring engaged with the outer periphery is expanded by the diameter expanding member, and the crown side of the piston is inserted into the inner diameter of the expanding member in this state. At the same time, after bringing the end of the holder and the end of the enlarged member into contact, only the lower side rail engaged with the outer periphery of the enlarged member is moved to the holder, thereby engaging the outer periphery of the piston and the enlarged member. After inserting the spacer and the upper side rail into the oil ring groove only by the relative displacement of the spacer and the upper side rail in the axial direction, the piston is pulled out from the enlarged member and engaged with the outer periphery of the end of the holder 7. By scraping off the lower side rail, it can be inserted into the oil ring groove on the skirt side of the spacer, and the oil ring is assembled securely without damaging the side surface of the piston as in the previous example. In addition, when assembling, the ring can be easily and reliably assembled by simply displacing the holder and the piston and the ring on the outer periphery of the enlarged diameter member on the same axis. Therefore, as in JP-A-7-178629 shown in the conventional example, it is possible to prevent the apparatus from becoming complicated and large, and to suppress the increase in capital investment and promote the reduction of the manufacturing cost. .
[0020]
Further, in the second invention, the holder and the piston, and the piston ring and the assembled oil ring engaged with the outer periphery of the diameter-expanding member are merely displaced relatively on the same axis without causing damage to the side surface of the piston. It is possible to assemble all piston rings in one process, and it is possible to improve productivity.
[0021]
In the third aspect of the invention, when the lower side rail is inserted into the oil ring groove, it is only necessary to insert the holder into a scraping member having a through-hole capable of sliding contact with the outer periphery of the holder. Since it can be fixed at a predetermined position, the configuration of the apparatus can be simplified.
[0022]
In the fourth invention, since the tapered portion is formed in the through hole of the scraping member, the eccentricity of the assembled oil ring can be corrected, and the assembled oil ring is not caught by the through hole. As a result, the reliability of the assembly can be improved.
[0023]
In addition, according to the fifth aspect of the present invention, by selecting a holder and a diameter-expanding member according to the type of piston to be assembled, it is possible to handle various types of pistons having different dimensions and shapes in one process, and further increase productivity. Can be improved.
[0024]
Further, according to a sixth aspect of the present invention, when the upper side rail, the spacer, and the lower side rail are inserted into the diameter-enlarging member, the ring joint is provided with a predetermined phase difference in the circumferential direction, whereby the piston after the ring is assembled. Sealing performance and lubricity can be ensured.
[0025]
Further, according to the seventh aspect of the invention, the end of the cylindrical holder that engages the outer periphery of the piston from the skirt side is engaged so as to reach the oil ring groove, and the piston and the holder are fixed to enlarge the inner diameter. On the outer periphery of the possible diameter expanding member, the upper side rail, the spacer, and the lower side rail are sequentially stacked on the extruded member from the base end side, and the ring inner diameter engaged with the outer periphery by the diameter expanding member is expanded, and the first The actuator is driven to insert the crown surface side of the piston into the inner diameter of the enlarged member, and the end of the holder and the end of the enlarged member are brought into contact with each other. By moving only the lower side rail engaged with the outer periphery of the diameter member to the holder, the piston engaged with the drive of the first or second actuator, the spacer engaged with the outer periphery of the expanded member, and the axial direction of the upper side rail After inserting the spacer and the upper side rail into the oil ring groove only by relative displacement, the piston is pulled out from the diameter-expanding member and the lower side rail engaged with the outer periphery of the end of the holder 7 is scraped off. Can be inserted into the oil ring groove on the skirt side, and as in the conventional example, the assembly oil ring can be securely assembled without damaging the side surface of the piston. In this case, the ring can be easily and reliably assembled by simply displacing the holder and the piston and the ring on the outer periphery of the diameter-expanding member on the same axis. As described in Japanese Patent Publication No. 7-178629, it is possible to prevent the apparatus from becoming complicated and large, and to suppress the increase in capital investment and promote the reduction of the manufacturing cost. .
[0026]
In the eighth invention, the tapered portion provided in the through hole of the scraping member is in sliding contact with the outer periphery of the holder, scrapes the lower side rail, and corrects the eccentricity of the assembled oil ring. It is possible to prevent the assembled oil ring from being caught in the through hole, and improve the reliability of the assembly.
[0027]
Further, the ninth aspect of the present invention supports the extrusion member so as to be rotatable relative to the table or the holder, so that when the upper side rail, the spacer, and the lower side rail are inserted into the outer periphery of the diameter expanding member, the extrusion member is extruded. By rotating the members relatively, the joint of these rings can have a predetermined phase difference in the circumferential direction, and the sealing performance and lubricity of the piston after the ring is assembled can be ensured.
[0028]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0029]
1 to 15 show a piston ring assembling apparatus for selectively assembling a piston ring composed of a top ring 25, a second ring 26 and an assembled oil ring 2 to two types of pistons 1.
[0030]
First, the entire apparatus will be described. As shown in FIG. 21, the piston ring assembly apparatus has a top ring 25 and a second ring 26 in the ring grooves 1T, 1S and 1L of the piston 1 with the crown surface 1A facing downward. In addition, the assembled oil ring 2 is assembled in order, and the assembled oil ring 2 includes an upper side rail 2U, a spacer 2S, and a lower side rail 2L in order from the piston crown surface 1A side. In each ring groove, 1T represents a top ring groove, 1S represents a second ring groove, and 1L represents an assembled oil ring groove.
[0031]
For this reason, as for the piston ring assembling device, various devices are arranged on the base 3 composed of the upper base 3U and the lower base 3L. First, the piston ring for gripping the piston 1 and assembling the ring is mounted on the upper base 3U. The assembling unit 4 is disposed so as to be displaceable between a predetermined receiving position L facing the conveying device 30 including the conveyor 31 and the pallet 32 and the assembling position P, and displaceable in the Z-axis direction in the drawing.
[0032]
In the upper base 3U, the top ring magazines 40 and 40 ′, the second ring magazines 41 and 41 ′, the side rail magazines 42 and 42 ′, and the spacers are spaced from the transfer device 30 side upward in FIG. The magazines 50 and 50 'are sequentially arranged with the piston ring assembly unit 4 interposed therebetween, and each magazine can drop each ring through a through hole (not shown) provided in the upper base 3U as described later. The top ring magazine 40, the second ring magazine 41, the side rail magazine 42, and the spacer magazine 50 supply a ring corresponding to the type A piston, while the top ring magazine 40 ′, the second ring magazine 41 ′, and the side rail magazine. 42 'and the spacer magazine 50' supply rings corresponding to the type B pistons, respectively, so that the rings can be assembled to the two types of pistons with one piston ring assembling device.
[0033]
On the other hand, the lower base 3L supports a ring expanding unit 13 and a ring pushing unit 16 on an XY table 12 that can be displaced in the XY plane of FIG. The top ring magazine 40, the second ring magazine 41, the side rail magazine 42, the spacer magazine 50, and the side rail magazine 42 are sequentially positioned below the diameter expanding claw 14 of the ring diameter expanding unit 13 on the XY table 12. As will be described later, after each ring is engaged with the outer periphery, the XY table 12 is driven to the ring assembly position P.
[0034]
And after driving the piston carrying-in head 5 of the piston ring assembly unit 4 to the ring assembly position P, it is displaced downward along the vertical direction (Z-axis direction in the figure) and inserted into the inner periphery of the ring expansion unit 13. The ring push-out unit 16 that is disposed on the XY table 12 and sequentially pushes the ring inserted through the diameter-enlarging claw 14 upward in the vertical direction and the piston carry-in head 5 by the relative displacement in the vertical direction. Each ring is assembled to the piston 1 sequentially.
[0035]
Next, each part of the piston ring assembling apparatus will be described.
[0036]
[1. Transport device]
A transport device 30 that moves the piston 1 on the upper base 3U has a plurality of pallets 32 that are driven clockwise in FIG. The escape 34 that selectively locks the pallet 32 immediately before the operator, the escapes 35 and 36 that selectively lock the pallet 32 before the piston receiving position L, and the pallet 32 selected at the piston receiving position L An escape 33 that locks the pallet 32 on which the piston 1 that has been assembled and the pallet 32 on which the assembly has been completed is selectively locked is disposed.
[0037]
Immediately before the operator, the number of pallets 32 corresponding to the number of pistons for one engine is locked by the escape 34, and the operator places the piston 1 for one engine on each pallet with the crown surface 1A facing downward. 32. For example, in the case of four cylinders, the piston 1 is placed on each of the four pallets 32.
[0038]
Here, as shown in FIG. 9, the pallet 32 is brought into contact with two points on the side surface of the piston 1 by a fixing member 132 protruding upward, and the piston 1 is located at a position facing the fixing member 132. An urging member 133 is disposed to urge the piston 1 toward the fixed member 132 and position the piston 1 at a predetermined position on the pallet 32. The fixing member 132 and the urging member 133 are formed with a tapered portion 134 from the upper surface toward the inner periphery, so that the side surface of the piston 1 inserted or pulled out from the crown surface 1A side in the vertical direction can be smoothly sandwiched or Configured to release.
[0039]
Next, the pallet 32 holding the piston 1 with the crown surface 1A facing downward is displaced clockwise by opening the escape 34, and among the escapes 35 and 36 that alternately open and close, the piston receiving position L It is latched by the escape 36 adjacent to. A sensor for detecting the type of the piston 1 is disposed in the vicinity of the escape 36, and the types A and B of the piston 1 are determined according to the detection value of the sensor, and a side rail holder switching unit 60 and a ring expansion are described later. The diameter unit 13 is driven, and the side rail holder 7 and the diameter expansion claw 14 corresponding to the types A and B of the piston 1 are selected.
[0040]
Then, while the escape 36 is opened, the escape 35 is closed, one pallet 32 is driven and locked by the escape 33, and the axis of the piston 1 is positioned at the piston receiving position L.
[0041]
Thereafter, when the piston 1 on the pallet 32 is moved to the ring assembly position P by the piston ring assembly unit 4 and the assembly of each ring is finished as will be described later, the pallet 32 that is locked at the piston receiving position L again. When the piston 1 is mounted, the escape 33 is opened and the pallet 32 is transported to the escape 37 near the operator. The operator flows the piston 1 that has finished the ring assembly to the next process and opens the escape 37. The pallet 32 that has been emptied is moved to the escape 34 again, and the assembly of the ring to one piston is completed.
[0042]
Note that a sensor (not shown) that detects the type of the piston 1 is constituted by, for example, a bar code reader or a magnetic card reader.
[0043]
[2. Piston ring assembly unit]
As shown in FIGS. 1 to 4, the piston ring assembly unit 4 includes a pedestal 101 that can be displaced on a guide member 100 fixed on the upper surface of the upper base 3 U along the Y-axis direction. A guide member 104 that supports the support plate 105 so as to be displaceable in the vertical direction (Z-axis direction in the figure) is disposed on the side facing the support 31, and the support plate 105 is provided above the guide member 104. It is driven in the vertical direction by the (first actuator).
[0044]
A cylindrical shaft 6 that selectively supports the side rail holder 7 is projected from the lower surface of the support plate 105 toward the lower base 3L.
[0045]
As shown in FIG. 4 (A), the side rail holder 7 has an upper portion that is fitted into the inner periphery of the cylindrical shaft 6 in an axial shape, while the lower portion is formed of a cylindrical member. It engages coaxially with the piston 1 at the inner periphery of the member, and engages with the lower side rail 2L whose diameter has been expanded on the outer peripheral side surface. In order to engage with the ball 160 urged in the radial direction by the spring 161, a groove portion 7a having a taper is formed, and the shaft portion 6 and the side rail holder 7 are relatively displaced in the axial direction, thereby the groove portion 7a. Can get over the ball 160 and be easily detached by the relative axial displacement of the shaft 6 and the side rail holder 7.
[0046]
Further, the side rail holder 7 that engages from the skirt side of the piston 1 on the inner periphery is connected to the shaft 6 via the groove portion 7a and the ball 160, and the lower end 7c reaches the skirt side periphery of the oil ring groove 1L. It is so extended.
[0047]
The support plate 105 is provided with a clamper 9 (fixing means) for selectively gripping the side surface of the piston 1 engaged with the inner periphery of the side rail holder 7.
[0048]
The clamper 9 is hinged at the ends of the arms 10 and 10 and is driven in a swinging direction by an actuator (not shown) housed inside. The ends of the arms 10 and 10 are in contact with and separated from the side surface of the piston 1. Pads 11a and 11b to be fixed are fixed.
[0049]
Further, a plurality of through-holes 8 for inserting pads 11a and 11b that selectively hold the piston 1 are formed on the side surface of the side rail holder 7.
[0050]
Here, the pads 11a and 11b contact one of the pads 11a at two locations on the circumference of the piston 1, while the other pad 11b contacts at one location on the circumference of the piston 1. The piston 1 gripped at the three positions where 11a and 11b are in contact is suspended at the same position as the side rail holder 7 and the shaft 6 and drives an actuator 102 composed of an air cylinder or the like as shown in FIG. Then, after positioning the piston 1 to the ring assembly position P by the displacement of the pedestal 101 in the Y-axis direction, the servo motor 103 is driven, and the crown surface 1A side of the piston 1 is directed to the lower base 3L in the Z-axis direction. When lowered, the side rail holder 7 and the piston 1 pass through the through-hole 38 formed in the ring assembly position P of the upper base 3U, and the lower base 3L side which faces the lower base 3L It can be near an X-Y table 12.
[0051]
When the servo motor 103 is driven and the piston 1 is lifted from the through hole 38, the actuator 102 is driven so that the piston 1 and the side rail holder 7 are moved between the piston receiving position L and the ring assembly position P. It can be positioned arbitrarily.
[0052]
The support plate 105 and the clamper 9 are hereinafter referred to as a piston carry-in head 5.
[0053]
Incidentally, as shown in FIG. 1, the side rail holders 7 and 7 ′ prepared in advance according to the types of pistons handled in order to properly assemble the piston rings corresponding to the two types of pistons are shown in FIGS. 2 is supported by the side rail holder switching unit 60 shown in FIG.
[0054]
As shown in FIG. 1, the side rail holder switching unit 60 is mainly composed of a support plate 61 that can be displaced in the X-axis direction in the drawing in the middle of the piston receiving position L and the ring assembly position P, and has an inverted L shape. A U-shaped notch 62, 63 is formed at a predetermined interval in the Y-axis direction on the support plate 61 having the cross section of FIG. 4A. As shown in FIG. The side rail holder 7 is supported by the support plate 61 by engaging the groove portion 7 b formed in the above.
[0055]
As shown in FIG. 1, the notch 62 that holds the side rail holder 7 corresponding to the type A piston 1 is placed on the type B piston 1 at a position facing the ring assembly position P in the Y-axis direction. A notch 63 that holds the corresponding side rail holder 7 ′ is disposed between the piston receiving position L and the ring assembly position P.
[0056]
As shown in FIG. 1, when the piston carrying head 5 switches the side rail holder 7 corresponding to the type A to one corresponding to the type B, the support plate is opened with the arms 10 and 10 of the clamper 9 opened. 61 is driven to the piston carrying head 5 side, and the groove 7b of the side rail holder 7 is engaged. Then, when the servo motor 103 is driven to raise the piston carry-in head 5, the groove 7 a formed in the upper part of the side rail holder 7 gets over the ball 160 on the inner periphery of the shaft 6 and only the shaft 6 and the clamper 9 are raised. Then, the side rail 7 corresponding to the type A is removed and supported by the notch 62 of the support plate 61.
[0057]
Then, with the shaft 6 and the clamper 9 raised, the piston carrying head 5 is displaced to the position just above the side rail holder 7 ′ supported by the notch 63 of the support plate 61 by the extension drive of the actuator 102. Then, when the piston carry-in head 5 is lowered by the servo motor 103, the upper part of the side rail holder 7 'is coupled to the inner periphery of the shaft 6. Thereafter, when the support plate 61 is retracted to the right side in FIG. 1, the switching from the side rail holder 7 to 7 ′ is completed.
[0058]
[3. Ring expansion unit]
As shown in FIGS. 2 and 5 to 7, the ring diameter expanding unit 13 is mainly composed of a 4-jaw air chuck 131, and on the upper surface of the air chuck 131 standing on the XY table 12, Four diameter-enlarging claws 14 that can be displaced in the outer circumferential direction of the ring are disposed.
[0059]
An engaging portion 14a having an arc corresponding to the inner diameter of the piston ring that is formed of a thin member and engages is formed on the upper portion of the diameter-enlarging claw 14, and the piston ring engaged with the outer periphery of the engaging portion 14a is The piston 1 inserted into the engagement portion 14a from the upper side in the figure is sequentially inserted into the ring grooves 1L, 1S, and 1T by a ring push-out unit 16 described later.
[0060]
When each ring is engaged with the diameter-enlarging claw 14, the XY table 12 is sequentially positioned in each ring magazine with the outer diameter of the engaging portion 14a being minimized, and the rings are sequentially inserted. The ring inserted into the engaging portion 14a can be inserted into the groove portion of the piston 1 inserted into the inner periphery of the engaging portion 14a by driving the air chuck 131 and displacing the enlarged diameter claw 14 toward the outer periphery. Enlarge to the inside diameter. The outer diameter of the engaging portion 14a during the diameter expansion is set to be approximately equal to the outer diameter of the side rail holder 7.
[0061]
The ring expanding unit 13 also has air chucks 131 and 131 ′ corresponding to the types A and B of the piston 1 arranged on the XY table 12 in the Y-axis direction. After moving in the vertical direction, the air chuck 131, 131 ′ corresponding to the types A and B of the piston 1 detected by the conveying device 30 is selected by moving in the Y-axis direction and then moving down in the Z-axis direction. The controller (not shown) drives the XY table 12 after offsetting a predetermined position such as the ring assembly position P in the Y-axis direction according to the selected air chuck 131, 131 ′.
[0062]
[4. Ring extrusion unit]
As shown in FIGS. 2 and 5 to 7, the ring extrusion unit 16 is supported on a pedestal 130 that can be displaced in the Y-axis direction on the XY table 12. A pair of guide members 17, 17 that are opposed to each other in the X-axis direction at a predetermined interval across the ring expansion unit 13, and a plate that is guided by the guide members 17, 17 and can be moved up and down in the Z-axis direction. 19 is provided with a ball nut 18 a that is screwed with a screw 180 driven by a servo motor 18 (second actuator) fixed on the pedestal 130, and the plate 19 is moved up and down by the drive of the servo motor 18. .
[0063]
As shown in FIGS. 6 and 7, a circular through hole 38 is formed in the central portion of the plate 19, and an annular member disposed on the upper surface side of the plate 19 is formed on the inner periphery of the through hole 38. The formed inner peripheral convex portion of the rotating plate 190 is engaged, and the rotating plate 190 is supported on the plate 19 so as to be rotatable.
[0064]
A tooth surface that meshes with the pinion 192 of the servo motor 191 supported on the lower surface of the plate 19 is formed on the outer periphery of the rotation plate 190, and the rotation plate 190 is rotated to an arbitrary position by driving the servo motor 191. Can do.
[0065]
A through-hole 190a is formed on the inner periphery of the rotating plate 190, and the diameter-enlarging claw 14 protruding upward from the rotating plate 190 is formed around the through-hole 190a. Four push-out plates 20 that can respectively come into contact with the engaging portions 14a are arranged so as to be displaceable in the radial direction.
[0066]
The extrusion plate 20 protrudes from the space between the stopper 193 fixed facing the inner periphery of the rotating plate 190 and the inner periphery of the rotating plate 190 toward the engaging claw 14, and is locked to the stopper 193 on the proximal end side. The protruding portion 20a is formed, and the base end side is urged by the spring 21, and the distal end of the extrusion plate 20 is the engaging portion of the engaging claw 14 until the protruding portion 20a is locked to the stopper 193. 14a abuts.
[0067]
Therefore, after driving the air chuck 131 and minimizing the outer diameter of the engaging portion 14a of the diameter-enlarging claw 14, the XY table 12 is driven, and the top ring magazine 40, the second ring magazine 41, the side rails are driven. The magazine 42, the spacer magazine 50, and the side rail magazine 42 are positioned immediately below, and the rotation plate 190 is rotated by a predetermined angle, for example, 180 degrees or 90 degrees between the magazines by driving the servo motor 191. Let the ring that has fallen from each magazine pass in sequence.
[0068]
When the XY table 12 is returned to the ring assembly position P, which is a predetermined origin, the top ring 25 is formed on the upper surface of the extrusion plate 20 at the outer periphery of the engaging portion 14a protruding upward from the upper surface of the rotating plate 190. The second ring 26, the upper side rail 2U, the spacer 2S, and the lower side rail 2L are stacked, and the abutment of these rings is shifted in phase by a predetermined angle (180 degrees or 90 degrees) when the rotating plate 190 is rotated. Therefore, as shown in FIG. 15, the joint 25a of the top ring 25 and the joint 26a of the second ring 26 have a phase difference of 180 degrees in the circumferential direction, and the joint 2Ua of the upper side rail 2U and the joint of the lower side rail 2L. 2La also has a phase difference of 180 degrees in the circumferential direction. Further, the joint 25a of the top ring 25 and the upper side rail 2U By mouth 2Ua comprises a phase difference of 90 degrees, thereby preventing the abutment of the ring overlap in the vertical direction, the sealing property and lubricating performance can be secured when assembled to the piston 1.
[0069]
Thus, on the upper surface of the extrusion plate 20 in contact with the engaging portion 14a, as shown in FIG. 7, a ring for one piston is sequentially stacked, and the ring expansion unit 13 is driven to expand the expansion claw. When 14 is displaced in the outer circumferential direction, the engaging portion 14a can expand the inner diameter of each ring while displacing the pushing plate 20 toward the outer circumference against the spring 21.
[0070]
The air chucks 131 and 131 ′ corresponding to the types A and B of the piston 1 are switched after the plate 19 is lifted by the servo motor 18 and the push-out plate 20 is removed from the engaging claw 14 of the air chuck 131. Then, an actuator (not shown) is driven to drive the pedestal 130 in the Y-axis direction so that the center of the plate 19 is positioned on the axis of the air chuck 131 ′, and then the servo motor 18 is driven to lower the plate 19; The extrusion plate 20 is engaged with the engagement claw 14 of the air chuck 131 ′. During this time, the pushing plate 20 urged by the spring 21 is locked at the maximum projecting position by the stopper 193, so that it can be prevented from being caught by the upper end of the engaging claw 14 when the plate 19 is lowered.
[0071]
Further, a stopper plate 200 (scraping member) for assembling the assembled oil ring 2 together with the ring extrusion unit 16 is fixed to the lower surface of the upper base 3U as shown in FIGS. The inner periphery of the through hole 200B formed in the plate 200 is arranged coaxially with the ring assembly position P and protrudes to the inner periphery of the upper base 3U as shown in FIG. 8B.
[0072]
The inner diameter of the through hole 200B is set so as to be slidable in contact with the outer periphery of the side rail holder 7 supported by the piston carrying head 5, and as shown in FIG. When pulling out from the through hole 38 and making a regular victory, the lower side rail 2L engaged with the side rail holder 7 is scraped off into the ring groove 1L, and the assembled oil is formed by the tapered portion 200A formed at the peripheral edge of the lower surface of the through hole 200B. This corrects misalignment of the ring 2 and can prevent the assembled oil ring 2 from being caught in the through hole 200B due to the eccentricity.
[0073]
In order to prevent the arms 10 and 10 and the pads 11a and 11b of the clamper 9 holding the side surface of the piston 1 from being locked to the stopper plate 200 when the piston carrying head 5 is lowered from the through hole 200B, As shown in FIG. 8A, notches 201 and 201 are formed according to the passing positions of the arms 10 and 10.
[0074]
[5. Ring magazine]
The top ring magazine 40, the second ring magazine 41, and the side rail magazine 42 that supply the top ring 25, the second ring 26, and the upper and lower side rails 2U and 2L to the ring diameter increasing unit 13 are configured similarly, as shown in FIG. The holding shaft 43 standing in the Z-axis direction and stacking and stocking the rings, the supply shaft 44 coupled to the lower end of the holding shaft 43 and offset by a predetermined amount in the radial direction, the holding shaft 43 and the supply shaft The lowermost ring located at the stepped portion 45 of 44 is moved to the outer periphery of the supply shaft 44, and is composed mainly of a slicing member 46 and a retractable actuator 47 that are dropped.
[0075]
Hereinafter, the top ring magazine 40 that supplies the top ring 25 to the outer periphery of the diameter expansion claw 14 of the ring expansion unit 13 will be described, and descriptions of the second ring magazine 41 and the side rail magazine 42 will be omitted.
[0076]
The holding shaft 43 is erected on the upper base 3U, while the lower end of the supply shaft 44 is expanded through the through hole (not shown) formed in the upper base 3U. It protrudes to a position where it can approach the engaging portion 14a of the diameter claw 14.
[0077]
As shown in FIGS. 10A and 10B, the step 45 connecting the holding shaft 43 and the supply shaft 44 is such that the distance between the lower end of the holding shaft 43 and the upper end of the supply shaft 44 in the Z-axis direction is the top ring. The outer diameters of these shafts are set to values that allow free fall along the outer periphery of the shaft without fitting the top ring 25.
[0078]
A plate-shaped joint positioning member 48 is provided from the upper end of the holding shaft 43 to the lower end of the supply shaft 44 in order to align the joint 25a of the top ring 25 at a predetermined position. Thus, the holding shaft 43 and the supply shaft 44 are erected on the upper base 3U.
[0079]
The top ring 25 engaged from the upper end of the holding shaft 43 passes through the joint 25a through the joint positioning member 48 and drops to a step 48 and a stopper 48 'protruding from the side of the joint positioning member 48 for supply. The shaft 44 is sequentially stacked on the upper end (step 45).
[0080]
At the position facing the top ring 25 placed on the stepped portion 45, the lowermost top ring 25 inserted in the holding shaft 43 is driven by the actuator 47 in a horizontal direction and is sequentially moved one by one. A slice member 46 that is moved to the supply shaft 44 and dropped is disposed.
[0081]
The slicing member 46 is set such that the inner surface of the top ring 25 is inserted into the supply shaft 44 by horizontally displacing the side surface of the lowermost top ring 25 indicated by the step 45 and the stopper 48 ′.
[0082]
Therefore, when the engagement claw 14 of the ring expanding unit 13 is positioned at the coaxial position directly below the supply shaft 44 by the XY table 12, the actuator 47 is driven to extend, and the slice member 46 is moved to the top ring 25 at the lowermost stage. The top ring 25 having the inner periphery inserted through the supply shaft 44 falls and is inserted into the outer periphery of the engaging portion 14a and stacked on the upper surface of the extrusion plate 20.
[0083]
The second ring magazine 41 and the side rail magazine 42 are similarly configured.
[0084]
[6. Spacer magazine]
As shown in FIGS. 11 to 14, the spacer magazine 50 for supplying the spacer 2S of the assembled oil ring 2 to the ring expanding unit 13 has a tapered portion 52 at the lower end of the supply shaft 51 erected on the upper base 3U. The engaging portion 14a of the diameter expansion claw 14 of the ring diameter expansion unit 13 that is formed and supported on the XY table 12 through a through hole (not shown) formed at the lower end of the tapered portion 52 in the upper base 3U. It protrudes to a position where it can approach.
[0085]
As shown in FIG. 13, the spacer 2 S is alternately inserted into the supply shaft 51 by overlapping the convex portions and the concave portions, and in order to prevent the concave and convex portions of the upper and lower spacers 2 S from overlapping, Rod-like or plate-like positioning members 53, 53 that are inserted into the gaps to prevent the spacer 2S from rotating are disposed.
[0086]
The positioning member 53 is hinged at the upper end surface of the supply shaft 51 and can be rotated via the shaft 54 at the upper end. When the spacer 2S is inserted into the supply shaft 51, the lock pin 55 is released and the positioning member 53 is positioned. This is performed with the member 53 rotated in the vertical direction.
[0087]
On the other hand, the spacer 2S inserted through the supply shaft 51 is dropped and supplied by a control pin 58 that is disposed at the lower end of the supply shaft 51 and can swing by a predetermined angle in the circumferential direction.
[0088]
As shown in FIG. 13, the control pin 58 selectively locks the convex portion of the lowermost spacer 2S, and circumferentially by a predetermined angle corresponding to the interval between the convex portion and the concave portion, for example, 5 °. , The lowermost spacer 2S is not restricted at the lower end, and can be dropped along the supply shaft 51. On the other hand, at 58 ′ after the oscillating, the convex portion of the next lowest spacer 2S is formed. By locking, the spacers 2S can be supplied one by one.
[0089]
Here, since the spacer 2S is elastically fitted to the outer periphery of the supply shaft 51 and is sandwiched between the concave portion and the convex portion by the positioning member 53, it is released from the control pin 58 that supports the lower end. Since it is not dropped only by being applied, an urging member 59 that urges the stacked uppermost spacer 2S downward is provided.
[0090]
The control pin 58 is formed so as to surround the supply shaft 51, and protrudes from the inner periphery of the rotatable annular ring 57 to lock the lowermost spacer 2 S at the tip. The outer periphery of the ring 57 is connected to an extendable actuator 150 and swings within a predetermined angle range.
[0091]
The urging member 59 is urged downward by an actuator or an elastic member (not shown).
[0092]
Further, the positioning member 53 is disposed so that the joint 2Sa of the spacer 2S does not overlap with the joints 2Ua and 2La of the upper and lower side rails and the joints 25a and 26a of the top ring and the second ring as shown in FIG.
[0093]
[7. Piston ring assembly method]
The piston ring assembling apparatus is configured as described above. Next, a piston ring assembling method will be described with reference to the flowchart of FIG.
[0094]
First, in step S1, the side rail holders 7 and 7 ′ and the air chucks 131 and 131 ′ are switched as described above according to the detected type A or B of the piston 1, and then the ring diameter increasing unit 13 is changed. As shown above, the air chuck 131 is driven to the position where the outer diameter of the diameter-enlarging claw 14 is the smallest, and the XY table 12 is sequentially driven from the ring assembly position P, which is the origin, to each ring magazine. The rings are sequentially stacked on the outer periphery of the diameter-enlarging claw 14 while rotating the rotating plate 190 by a predetermined angle so that the ring joints do not overlap.
[0095]
When the type of piston 1 is A, the driving order of the XY table 12 is as follows: top ring magazine 40, second ring magazine 41, side rail magazine 42 (upper side rail 2U), spacer magazine 50, side rail magazine 42 (lower As shown in FIG. 17, each ring that becomes the side rail 2 L and is supplied to the ring expansion unit 13 is stacked on the upper surface side of the extrusion plate 20 on the outer periphery of the expansion claw 14, and from the upper surface side of the extrusion plate 20. The top ring 25, the second ring 26, the upper side rail 2U, the spacer 2S, and the lower side rail 2L are sequentially stacked in a state where the phases of the upper and lower rings are shifted in the circumferential direction as shown in FIG. In this state, the XY table 12 is returned to the ring assembly position P.
[0096]
In step S2, after the side rail holder 7 is fitted to the shaft 6 of the piston carrying head 5, the actuator 101 is extended to drive the piston carrying head 5 to the piston receiving position L, and the piston 1 on the pallet 32 is moved to the clamper. After gripping at 9, the actuator 101 is driven to contract and the piston carry-in head 5 is positioned to the ring assembly position P.
[0097]
Next, in step S3, the air chuck 131 of the ring expansion unit 13 is driven to displace the expansion claw 14 in the outer peripheral direction, and the inner diameter of each ring engaged with the outer periphery of the engaging portion 14a is a predetermined amount. Expanding.
[0098]
In step S4, the servo motor 103 of the piston carry-in head 5 is driven, the side rail holder 7 and the piston 1 are lowered from the through hole 38 and the stopper plate 200, and the inner diameter of the engaging portion 14a of the expanded diameter claw 14 is expanded. The piston 1 is inserted from the crown surface 1A side, and the lower end 7c of the side rail holder 7 is brought into contact with the upper end of the engaging portion 14a of the diameter expanding claw 14 as shown in FIG.
[0099]
Next, in step S5, as shown in FIG. 18B, the servo motor 18 of the ring pushing unit 16 is driven so that the pushing plate 20 supported by the rotating plate 190 faces the piston carrying head 5 side. The lower side rail 2 L placed on the uppermost stage of the outer periphery of the engaging portion 14 a is moved to the lower end of the outer periphery of the side rail holder 7.
[0100]
In step S6, as shown in FIG. 18C, the servo motor 103 of the piston carry-in head 5 is driven so that the gap between the side rail holder 7 and the engaging portion 14a is the width of the ring groove 1L (Z-axis direction, and so on). ), The piston 1 and the side rail holder 7 are raised, and then the servo motor 18 of the ring extrusion unit 16 is driven as shown in FIG. The spacer 2S that is the uppermost stage of the engaging portion 14a is inserted into the ring groove 1L.
[0101]
Further, in step S7, as shown in FIG. 19B, the servo motor 18 of the ring push-out unit 16 is further driven to raise the push plate 20 by an amount corresponding to the plate thickness of the upper side rail 2U for engagement. The upper side rail 2U which is the uppermost stage of the portion 14a is inserted into the ring groove 1L on the crown surface 1A side of the spacer 2S.
[0102]
Next, in step S8, as shown in FIG. 19C, the servo motor 103 of the piston carry-in head 5 is driven, and the inner wall of the ring groove 1S side of the piston 1 on the crown surface 1A side is the upper end of the engaging portion 14a. After the piston 1 and the side rail holder 7 are raised so as to coincide with each other, the servo motor 18 of the ring push-out unit 16 is driven as shown in FIG. The second ring 26S that is the uppermost stage of the engaging portion 14a is inserted into the ring groove 1S.
[0103]
In step S9, as shown in FIG. 20B, the servo motor 103 of the piston carry-in head 5 is driven so that the inner wall on the crown surface 1A side of the ring groove 1T of the piston 1 coincides with the upper end of the engaging portion 14a. After the piston 1 and the side rail holder 7 are raised, the servo motor 18 of the ring push-out unit 16 is driven to raise the push-out plate 20 by an amount corresponding to the plate thickness of the top ring 25, and the engaging portion 14a. Is inserted into the ring groove 1T.
[0104]
In step S10, as shown in FIG. 20C, while the lower side rail 2L is engaged with the lower end 7c of the side rail holder 7, the servo motor 103 is driven to raise the piston carry-in head 5. Then, the piston 1 is pulled out from the inner periphery of the engaging portion 14 a of the engaging claw 14.
[0105]
Further, in step S 11, the servo motor 103 is continuously driven, and the piston 1 and the side rail holder 7 are pulled upward from the inner periphery 200 B of the stopper plate 200.
[0106]
At this time, as shown in FIG. 20C, the lower side rail 2L engaged with the outer periphery of the lower end of the side rail holder 7 is locked to the lower surface of the stopper plate 200, while the side rail holder 7 and the piston 1 are engaged. As shown in FIG. 21, the lower side rail 2L engaged with the outer periphery of the lower end of the side rail holder 7 is scraped into the ring groove 1L above the spacer 2S in the figure (on the skirt side of the piston 1). It is dropped and inserted.
[0107]
When the piston 1 is raised to the upper surface of the upper base 3U, the assembled oil ring 2, the second ring 26, and the top ring 25 assembled to the piston 1 are sequentially decentered by the tapered portion 200A of the stopper plate 200. After being forced, it comes out of the inner periphery 200B of the stopper plate 200 and rises from the upper surface of the upper base 3U to a predetermined height.
[0108]
Thus, the piston 1 having finished the assembly of the ring drives the piston carry-in head 5 to the pallet 32 in step S12 and is lowered to be placed on the pallet 32 to complete the assembly process.
[0109]
In step S13, each servo motor 103, 18 is returned to a predetermined origin position, and the air chuck 131 is driven in the diameter reducing direction of the diameter expanding claw 14 to prepare for the next ring assembly. finish.
[0110]
When a detection unit (not shown) of the conveying device 30 determines that the type of the piston 1 is B, each ring is set on the diameter-enlarging claw 14 performed in the above step S1 is a top ring magazine 40 ′, a second ring magazine. The XY table 12 may be driven in the order of 41 ′, side rail magazine 42 ′ (upper side rail 2U), spacer magazine 50 ′, side rail magazine 42 ′ (lower side rail 2L).
[0111]
In this way, the lower end 7c of the cylindrical side rail holder 7 that engages with the outer periphery of the piston 1 from the skirt side is formed so as to reach the peripheral edge on the skirt side of the oil ring groove 1L, while the diameter-enlarging claw capable of expanding the inner diameter. The top ring 25, the second ring 26, the upper side rail 2U, the spacer 2S, and the lower side rail 2L are stacked on the extrusion plate 20 that can come into contact with the outer periphery of the 14 engaging portions 14a. Enlarge the engaged ring inner diameter, and in this state, insert the crown surface 1A of the piston 1 into the inner periphery of the engaging portion 14a, and bring the lower end 7c of the side rail holder 7 into contact with the upper end of the engaging portion 14a, Thereafter, the push-out plate 20 is driven upward, and only the lower side rail 2L of the assembled oil ring 2 is moved to the side rail holder 7 on the piston 1 side. Only by the relative displacement in the Z-axis direction of the piston 1 side and the extrusion plate 20, the top ring 25 on the side rails 2U, until spacer 2S, can be sequentially inserted into the ring groove.
[0112]
Then, the piston 1 is pulled out of the engaging portion 14a, and the lower side rail 2L engaged with the outer periphery of the lower end 7c of the side rail holder 7 by the inner periphery 200B of the stopper plate 200 is replaced with the oil ring groove on the skirt side of the spacer 2S. It can be inserted into 1L, and the assembly oil ring 2 can be assembled securely without damaging the side surface of the piston 1 as in the conventional example, and all the rings can be assembled in one process. It becomes.
[0113]
Further, when the lower side rail 2L is inserted into the ring groove, the lower side rail 2L engaged with the outer periphery of the side rail holder 7 on the lower surface of the stopper plate 200 fixed at a predetermined position is inserted into the oil ring groove 1L. Since the tapered portion 200A is provided on the lower surface of the stopper plate 200, the upper and lower side rails 2U, 2L of the assembled oil ring 2 and the spacer 2S passing through the inner periphery 200B pass while sliding on the tapered portion 200A. Even if it is eccentric when inserted into the oil ring groove 1L, it is corrected to the coaxial position of the piston 1, and when the assembled oil ring 2 passes the inner circumference 200B, it is reliably prevented from being caught by the stopper plate 200, It becomes possible to improve the reliability of assembly.
[0114]
When assembling, the side rail holder 7 and the piston 1 and the pushing plate 20 urged to the outer periphery of the engaging claw 14 can be easily and reliably displaced by simply displacing them coaxially. Since the assembly can be performed, as in JP-A-7-178629 shown in the above-mentioned conventional example, the apparatus is prevented from becoming complicated and large, and the increase in capital investment is suppressed, thereby reducing the manufacturing cost. It can be promoted.
[0115]
Further, since the side rail holders 7 and 7 'and the air chucks 131 and 131' can be switched according to the type of the piston 1, the ring can be assembled to the piston 1 having different dimensions and shapes with the same assembling apparatus. Compared to the conventional example, the facility investment can be greatly reduced, and the versatility of the apparatus can be enhanced, thereby further improving the productivity and reducing the manufacturing cost.
[0116]
In the above embodiment, as shown in FIGS. 5 to 7, the extrusion plate 20 is supported so as to be relatively rotatable with respect to the XY table 12 and the diameter-enlarging claw 14, but a single air chuck 131 and When only the diameter-enlarging claw 14 is applicable, as shown in FIG. 22, the air chuck 131 and the ring extrusion unit 16 are fixed on a base 130 A that is rotatable relative to the XY table 12. The extrusion plate 20 and the diameter-enlarging claw 14 may be supported so as to be rotatable relative to the side rail holder 7. In this case, the rotation plate 190 shown in FIGS. The phase of the abutment of the supplied ring can be shifted by rotating the pedestal 130A by a predetermined angle by an actuator (not shown) provided in FIG.
[0117]
In the above embodiment, the pedestal 101 of the piston carry-in unit 4 is displaceable in the Y-axis direction. However, the pedestal 101 may be displaceable in the XY plane. In this case, the side rail holder switching unit 60 is used. Can be fixed to the upper base 3U.
[0118]
In the above embodiment, the procedure for executing step S2 after step S1 in FIG. 16 has been described. However, the supply of the assembled oil ring to the diameter-enlarging claw 14 and the gripping of the piston 1 may be performed simultaneously. Good.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic plan view of a piston ring assembling apparatus showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view of the same.
FIG. 3 is a side view of the upper base side.
4A and 4B show a clamper and a side rail holder, where FIG. 4A is a cross-sectional view of the main part, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 5 is a schematic side view of a ring expanding unit and a ring pushing unit.
FIG. 6 is a plan view of the same.
FIG. 7 is a cross-sectional view of a main part of the ring extrusion unit.
8A and 8B show a stopper plate, in which FIG. 8A is a plan view, and FIG.
FIG. 9 shows a pallet, (A) is a plan view, and (B) is a side view.
10A and 10B show a ring magazine, where FIG. 10A is a plan view and FIG. 10B is a side view.
FIG. 11 is a side view showing a spacer magazine.
FIG. 12 is a side view showing the supply shaft of the spacer magazine in the same manner.
FIG. 13 is a plan view showing a spacer magazine.
14 is a side view of the spacer supported on the supply shaft. FIG.
FIG. 15 is a plan view showing the position of the joint of each ring inserted into the diameter-enlarging claw.
FIG. 16 is a flowchart showing an assembling method.
FIG. 17 is a cross-sectional view of the main part showing the relationship between the holder and the piston, the diameter expanding unit, and the pushing unit, and shows a state of assembling.
18 is a cross-sectional view of the main part showing the relationship between the holder and the piston, the diameter expanding unit, and the pushing unit, and FIG. Shown during pulling out.
FIG. 19 is a cross-sectional view of the main part showing the relationship between the holder and the piston, the diameter expanding unit, and the pushing unit; FIG. 19 (A) shows the inserted state of the spacer, FIG. Indicates that the piston is being pulled out.
20 is a cross-sectional view of the main part showing the relationship between the holder and the piston, the diameter expanding unit, and the pushing unit; FIG. 20A shows the inserted state of the second ring, FIG. Indicates the start of scraping of the lower side rail.
FIG. 21 is a cross-sectional view of the principal part showing the relationship between the holder and the piston, the diameter expanding unit, and the pushing unit, and shows the ring assembled state.
FIG. 22 is a schematic side view of a ring expanding unit and a ring pushing unit according to another embodiment.
FIGS. 23A and 23B are cross-sectional views of a principal part showing an assembled oil ring, where FIG. 23A shows an assembled state to a piston, and FIG.
FIG. 24 is a plan view in the middle of assembling the lower side rail, showing a conventional example.
[Explanation of symbols]
1 piston
1A crown surface
1T, 1S, 1L ring groove
2 sets of oil ring
2S spacer
2U, 2L Upper side rail, Lower side rail
4 Piston ring assembly unit
5 Piston carrying head
6 Shaft
7 Side rail holder
9 Clamp
12 XY table
13 Ring expansion unit
14 Expanded nails
14a Engagement part
16 Ring extrusion unit
18 Servo motor
19 plates
20 Extrusion plate
25 Top ring
26 Second Ring
30 Transport device
40 Top Ring Magazine
41 Second Ring Magazine
42 Side rail magazine
50 Spacer magazine
60 Side rail holder switching unit
103 Servo motor
104 Guide member
131 Air chuck
132 Fixing member
133 Biasing member
190 Rotating plate
190a Through hole
191 Servo motor
192 Pinion
193 Stopper
200 Stopper plate
200A taper part
200B inner circumference

Claims

In the assembly method of the piston ring in which the assembled oil ring configured by interposing a spacer between the upper side rail and the lower side rail is assembled in the oil ring groove of the piston,
A piston supporting step of engaging the inner periphery of the holder formed in a cylindrical shape from the skirt side to the outer periphery of the piston and engaging the holder end to the oil ring groove of the piston to support the piston on the holder side;
The upper side rail, the spacer, and the lower side rail are sequentially inserted from the end of the diameter-expanding member into the outer periphery of a plurality of diameter-expanding members that are positioned at a coaxial position facing the holder end, and whose outer diameter can be increased. A preparation process;
A diameter expanding step of displacing the diameter increasing member in the outer peripheral direction to increase the inner diameter of the upper and lower side rails and the spacer substantially equal to the outer diameter of the holder;
A step of relatively displacing the holder and the diameter-expanding member in the axial direction to bring the holder end and the diameter-expanded member end into contact with each other, and inserting the crown side of the piston into the inner diameter of the diameter-expanded member;
A moving step of moving the upper side rail toward the holder by a predetermined amount from the base end side of the diameter expanding member and moving the lower side rail to the outer periphery of the holder;
A first insertion step in which the piston is pulled out from the inner periphery of the enlarged member by a predetermined amount, and then the upper side rail side is displaced toward the holder and inserted into the oil ring groove in the order of the spacer and the upper side rail;
And a final insertion step of scraping the lower side rail engaged with the outer periphery of the holder into the inner periphery of the oil ring groove while pulling out the piston from the inner periphery of the expanded member.

Assembling the piston ring by assembling the assembled oil ring configured with a spacer between the upper side rail and the lower side rail into the oil ring groove of the piston and the piston ring into the ring groove on the crown side of the oil ring groove In
A piston supporting step of engaging the inner periphery of the holder formed in a cylindrical shape from the skirt side to the outer periphery of the piston and engaging the holder end to the oil ring groove of the piston to support the piston on the holder side;
A piston ring, an upper side rail, a spacer, and a lower side rail are positioned on the outer periphery of a plurality of diameter-expanding members that can be positioned at a coaxial position facing the holder end and can expand the outer diameter from the end side of the diameter-expanding member A preparation process for sequentially inserting
A diameter expansion step of displacing the diameter expansion member in the outer peripheral direction to expand the inner diameter of the piston ring, the upper and lower side rails, and the spacer substantially equal to the outer diameter of the holder;
A step of relatively displacing the holder and the diameter-expanding member in the axial direction to bring the holder end and the diameter-expanded member end into contact with each other, and inserting the crown side of the piston into the inner diameter of the diameter-expanded member;
A moving step of moving the lower side rail to the outer periphery of the holder by displacing the piston ring from the proximal end side of the diameter-expanding member toward the holder by a predetermined amount;
A first insertion step in which the piston ring is displaced toward the holder after the piston is pulled out from the inner diameter of the diameter-enlarged member by a predetermined amount, and inserted into the oil ring groove in the order of the spacer and the upper side rail;
A second insertion step of inserting the piston ring into the ring groove by displacing the piston ring toward the holder after the piston is further pulled out from the inner periphery of the diameter-enlarged member by a predetermined amount;
And a final insertion step of scraping the lower side rail engaged with the outer periphery of the holder into the inner periphery of the oil ring groove while pulling out the piston from the inner periphery of the expanded member.

3. The piston ring according to claim 1, wherein in the final insertion step, the holder is inserted from a skirt side of the piston into a scraping member having a through-hole capable of sliding contact with the outer periphery of the holder. Assembly method.

4. The piston ring assembling method according to claim 3, wherein a taper portion is formed on an inner periphery of the through hole facing the diameter-expanding member to correct eccentricity of the assembled oil ring.

The method of assembling a piston ring according to claim 1 or 2, wherein, in the piston support step and the preparation step, a holder and a diameter-expanding member are selected according to the type of piston to be assembled.

3. The piston ring assembling method according to claim 1, wherein, in the preparation step, a predetermined phase difference is given in a circumferential direction to a joint of the upper side rail, the spacer, and the lower side rail.

An assembly oil ring configured by interposing a spacer between the upper side rail and the lower side rail;
The piston is provided with an oil ring groove to accommodate the assembled ring oil ring, and is formed in a cylindrical shape. The outer periphery of the piston is engaged from the skirt side to the inner periphery, and the end is engaged to the oil ring groove of the piston. A holder to
Fixing means for selectively coupling the holder and the piston;
A first actuator for driving the holder in the axial direction;
A table that can be positioned at a position facing the holder and can be displaced within a predetermined plane;
A plurality of diameter-expanding members that are placed on this table and configured to be coaxially opposed to the holder and capable of expanding the outer diameter;
An extrusion member disposed on the proximal end side of the diameter expansion member and biased toward the outer periphery of the diameter expansion member;
A second actuator for driving the pushing member in the axial direction of the holder;
A piston ring assembling apparatus comprising: a scraping member fixed on the axis of the holder and provided with a through-hole capable of sliding contact with the outer periphery of the holder.

8. The piston ring assembling apparatus according to claim 7, wherein the through hole of the scraping member is provided with a tapered portion on an inner periphery facing the diameter-expanding member.

8. The piston ring assembling apparatus according to claim 7, wherein the push-out member is rotatably supported relative to the table or the holder.