特許 7061730 ピストンリングの切出し装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-04-20

(45)【発行日】2022-04-28

(54)【発明の名称】ピストンリングの切出し装置

(51)【国際特許分類】

   B23P 19/00 20060101AFI20220421BHJP

   B23P 19/02 20060101ALI20220421BHJP

   B23P 21/00 20060101ALI20220421BHJP

   F02F 5/00 20060101ALI20220421BHJP

【ＦＩ】

B23P19/00 301B

B23P19/02 G

B23P21/00 303C

F02F5/00 N

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2021516843

(86)(22)【出願日】2021-02-12

(86)【国際出願番号】 JP2021005366

【審査請求日】2021-03-24

(73)【特許権者】

【識別番号】000215785

【氏名又は名称】ＴＰＲ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002860

【氏名又は名称】特許業務法人秀和特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 圭佑

(72)【発明者】

【氏名】宮▲崎▼ 誠二

【審査官】三宅 達

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－２８９５６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－１０５８２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－２７７９５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－０８８２３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－１１９４５２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｐ １９／００－２１／００

Ｆ０２Ｆ ５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

レール状に延在し、複数のピストンリングが軸方向に重ねられることで形成された筒状のスタック体の中空部に挿通されることで前記スタック体を保持する保持部と、
前記保持部に保持された前記スタック体から先端のピストンリングを分離し、当該先端のピストンリングを前記保持部に沿って送出する切出し部と、
前記スタック体において互いに隣接する前記ピストンリングの境目を検出する検出部と、
を備え、
前記切出し部は、押出し部と、規制部と、前記押出し部及び前記規制部を移動させる移動部と、を有し、
前記移動部は、前記検出部の検出結果に基づいて、前記スタック体における先端のピストンリングと当該先端のピストンリングに隣接するピストンリングの境目である分割箇所に前記押出し部及び前記規制部を挿入した後に、前記先端のピストンリングに隣接するピストンリングが該先端のピストンリングが送出される方向である送出方向へ移動することを前記規制部によって規制した状態で、前記押出し部を前記送出方向へ移動させることで、前記スタック体から前記先端のピストンリングを分離し、該先端のピストンリングを前記保持部に沿って送出する、
ピストンリングの切出し装置。

【請求項2】

前記保持部は、複数のピストンリングの合口が整列することで前記スタック体に該スタック体の軸方向に延びるスリットが形成されるように、前記スタック体を保持し、
前記押出し部及び前記規制部は、前記スリットから前記スタック体の前記中空部に向かう方向に沿って前記分割箇所に挿入され、
前記スタック体は、前記分割箇所に対する前記押出し部及び前記規制部の挿入方向視において、前記スリットを境に第１領域と第２領域とに区分され、
前記押出し部は、前記第１領域における前記分割箇所に挿入される第１押出し爪と、前記第２領域における前記分割箇所に挿入される第２押出し爪と、を含み、
前記規制部は、前記第１領域における前記分割箇所に挿入される第１規制爪と、前記第２領域における前記分割箇所に挿入される第２規制爪と、を含む、
請求項１に記載のピストンリングの切出し装置。

【請求項3】

前記検出部は、前記第１領域及び前記第２領域の画像を取得し、取得した画像に基づいて前記第１領域及び前記第２領域のそれぞれにおける前記分割箇所を検出する、
請求項２に記載のピストンリングの切出し装置。

【請求項4】

前記移動部は、前記押出し部及び前記規制部の前記スタック体の前記分割箇所に対する挿入方向へ移動する挿入部材を含み、
前記押出し部及び前記規制部は、前記挿入部材に対して前記スタック体における前記ピストンリングの軸方向に変位可能な状態で前記挿入部材に連結されている、
請求項１から３の何れか一項に記載のピストンリングの切出し装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内燃機関のピストンに装着されるピストンリングの切出し装置に関する。

【背景技術】

【0002】

一般的な自動車に搭載される内燃機関は、コンプレッションリング（圧力リング）とオイルリングとを含むピストンリングの組み合わせをピストンに形成されたリング溝に装着した構成を採用している。オイルリングには、一対のセグメント（サイドレールとも呼ぶ）と当該一対のセグメントを付勢するスペーサエキスパンダとにより構成される組合せオイルリングが知られている。ピストンリングを製造、加工する工程や、ピストンのリング溝に組み付ける工程では、積層された状態の複数のピストンリングから順次、先端のピストンリングが１本ずつ切り出される。例えば、特許文献１には、段重ねの状態でマガジンに保持された複数のピストンリング（セグメント）のうち最上段（先端）のピストンリングを切り出す、ピストンリングの組付け装置が開示されている。この装置は、一対の切出し爪を備え、一対の切出し爪のうち一方の切出し爪を他方の切出し爪よりも先に段重ね状態のセグメントのうちの最上端のセグメントに係合させることで、正確に、セグメントを切り出すことができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００５－１１１５９９号公報

【文献】特開平２－７５７４５号公報

【文献】特開平４－１７３６２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、従来技術では、ピストンリングの幅（軸方向における厚さ）が薄い場合には、切り出す際に隣接するピストンリング同士をうまく分離できずに１本ずつピストンリングを切出せないといった不具合が生じる虞があり、より確実にピストンリングを１本ずつ切り出すことができる技術が望まれていた。

【0005】

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ピストンリングの切出しにおいて、ピストンリングを１本ずつ確実に切り出すことができる技術を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、本発明は、以下の手段を採用した。即ち、本発明は、ピストンリングの切出し装置であって、レール状に延在し、複数のピストンリングが軸方向に重ねられることで形成された筒状のスタック体の中空部に挿通されることで前記スタック体を保持する保持部と、前記保持部に保持された前記スタック体から先端のピストンリングを分離し、当該先端のピストンリングを前記保持部に沿って送出する切出し部と、前記スタック体において互いに隣接する前記ピストンリングの境目を検出する検出部と、を備え、前記切出し部は、押出し部と、規制部と、前記押出し部及び前記規制部を移動させる移動部と、を有し、前記移動部は、前記検出部の検出結果に基づいて、前記スタック体における先端のピストンリングと当該先端のピストンリングに隣接するピストンリングの境目である分割箇所に前記押出し部及び前記規制部を挿入した後に、前記先端のピストンリングに隣接するピストンリングが該先端のピストンリングが送出される方向である送出方向へ移動することを前記規制部によって規制した状態で、前記押出し部を前記送出方向へ移動させることで、前記スタック体から前記先端のピストンリングを分離し、該先端のピストンリングを前記保持部に沿って送出する、切出し装置である。

【0007】

本発明に係る切出し装置によると、検出部により互いに隣接するピストンリングの境目を検出することで、ピストンリングの合口に段差（ピストンリングの軸方向における合口の両端部の位置ずれ）が生じていても押出し部及び規制部を分割箇所に挿入することができる。更に、押出し部及び規制部を分割箇所に挿入した後に、スタック体の先端のピストンリングに隣接するピストンリングの送出方向への移動を規制部により規制した状態で、押出し部により先端のピストンリングを送出方向へ移動させることで、該先端のピストンリングをスタック体から確実に分離することができる。これによれば、スタック体からピストンリングを確実に１本ずつ切り出すことができる。

【0008】

また、本発明において、前記保持部は、複数のピストンリングの合口が整列することで前記スタック体に該スタック体の軸方向に延びるスリットが形成されるように、前記複数のピストンリングを保持し、前記押出し部及び前記規制部は、前記スリットから前記スタック体の前記中空部に向かう方向に沿って前記分割箇所に挿入され、前記スタック体は、前記分割箇所に対する前記押出し部及び前記規制部の挿入方向視において、前記スリットを境に第１領域と第２領域とに区分され、前記押出し部は、前記第１領域における前記分割箇所に挿入される第１押出し爪と、前記第２領域における前記分割箇所に挿入される第２押出し爪と、を含み、前記規制部は、前記第１領域における前記分割箇所に挿入される第１規制爪と、前記第２領域における前記分割箇所に挿入される第２規制爪と、を含んでもよい。

【0009】

つまり、本発明に係る切出し装置は、スリットを挟む領域である第１領域と第２領域のそれぞれの分割箇所に押出し部及び規制部が挿入されるように構成されてもよい。ピストンリングの合口の両端部の位置が互いに軸方向にずれている場合、スタック体において隣接するピストンリングが合口付近で絡み易くなる傾向がある。これに対して、本発明は、合口（スリット）の両側に押出し部及び規制部を挿入し、合口の両側でピストンリングの分離動作を行うことで、先端のピストンリングをスタック体から確実に分離することができる。これにより、より確実にスタック体からピストンリングを１本ずつ切り出すことができる。

【0010】

更に、本発明において、前記検出部は、前記第１領域及び前記第２領域の画像を取得し、取得した画像に基づいて前記第１領域及び前記第２領域のそれぞれにおける前記分割箇所を検出してもよい。

【0011】

本発明によると、第１領域及び第２領域のそれぞれにおける分割箇所を検出することで、第１領域と第２領域のそれぞれの分割箇所に、押出し部及び規制部を確実に挿入することができる。

【0012】

また、本発明において、前記移動部は、前記押出し部及び前記規制部の前記スタック体の前記分割箇所に対する挿入方向へ移動する挿入部材を含み、前記押出し部及び前記規制部は、前記挿入部材に対して前記スタック体における前記ピストンリングの軸方向に変位可能な状態で前記挿入部材に連結されてもよい。

【0013】

このような本発明によると、押出し部及び規制部を分割箇所に挿入する際に送出方向において押出し部及び規制部と分割箇所の位置がずれた場合のずれや、押出し部及び規制部が挿入方向に対して傾いた場合の偏角を吸収することができ、押出し部及び規制部を分割箇所に挿入し易くできる。これにより、押出し部及び規制部を確実に分割箇所に挿入することができる。

【0014】

本発明は、ピストンリングの切出しに適用することができる。本発明における切出し対象であるピストンリングとしては、セグメントとスペーサエキスパンダからなる組合せオイルリングに用いられる該セグメントや、コンプレッションリング等が挙げられる。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、ピストンリングの切出しにおいて、ピストンリングを１本ずつ確実に切り出すことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】実施形態に係る切出し装置の側面図である。

【図2】図１の点線部分の前面図である。

【図3】保持部に保持されたスタック体の上面図である。

【図4】切出し装置によるピストンリングの切出し方法のフローチャートである。

【図5】画像取得工程を説明するための切出し装置の側面図である。

【図6】カメラによって取得される画像の一例を示す図である。

【図7】挿入工程を説明するための切出し装置の側面図（１）である。

【図8】挿入工程における押出し部及び規制部とスタック体との位置関係を示す上面図である。

【図9】挿入工程を説明するための切出し装置の側面図（２）である。

【図10】挿入工程における切出し装置の分割箇所における断面拡大図である。

【図11】分離工程を説明するための切出し装置の側面図（１）である。

【図12】分離工程を説明するための切出し装置の側面図（２）である。

【図13】分離工程における押出し部及び規制部とスタック体との位置関係を示す上面図である。

【図14】受け渡し工程を説明するための切出し装置の側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明に係るピストンリングの切出し装置（以下、単に切出し装置とも呼ぶ）の実施形態について説明する。以下に説明する切出し装置１００は、組合せオイルリングに用いられるセグメントの切り出しに本発明を適用したものである。セグメントは本発明の切出し対象であるピストンリングの一例であり、本発明はセグメント以外にもコンプレッションリングの切出し装置にも適用できる。また、以下の実施形態に記載されている構成は特に記載がない限りは発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

【0018】

図１は、実施形態に係る切出し装置１００の側面図である。また、図２は、図１の点線部分の前面図である。切出し装置１００は、ピストンリングの製造工程において、セグメント２００の供給ラインを構成する。セグメント２００は、組合せオイルリングの構成部材である。組合せオイルリングは、一対のセグメント２００，２００と当該一対のセグメント２００，２００を付勢するスペーサエキスパンダとにより構成され、内燃機関においてピストンの外周面に形成されたリング溝に装着されることで、シリンダとピストンリングとの潤滑を制御する。切出し装置１００は、複数のセグメント２００が筒状に重ねられたスタック体３００からセグメント２００を１本ずつ順次切り出し、次工程のラインに供給する。以下、切出し装置１００の構成について説明する。

【0019】

［装置構成］
図１及び図２に示すように、切出し装置１００は、保持部１０、切出し部２０、カメラ３０、プッシャ４０、ストッパ５０、レール移動部６０、及び制御装置７０を備える。

【0020】

図１及び図２に示すように、保持部１０は、水平に設置され前後方向に延びるレール状の部材であり、セグメント２００に挿通されることでセグメント２００を吊り下げるようにして保持する。保持部１０に保持された複数のセグメント２００が前後方向（保持部１０の延在方向）に重ねられることで、筒状のスタック体３００が形成されている。スタック体３００の中心軸Ａ１は、保持部１０の延在方向と平行となっている。つまり、複数のセグメント２００は、該セグメント２００の軸方向に重ねられている。スタック体３００において、複数のセグメント２００は、ほぼ隙間なく並んだ状態となっている。図２に示すように、スタック体３００の中空部Ｈ１に保持部１０が挿通された状態となっている。

【0021】

また、図２に示すように、保持部１０は、前後方向に延びる断面視略矩形状の延在部１０１と、延在部１０１の上面に起立して設けられ、前後方向に延びる起立部１０２と、を有する。延在部１０１がセグメント２００の内周面に係合し、起立部１０２がセグメント２００の合口Ｇ１に差し込まれることで、セグメント２００は合口Ｇ１を上にして吊り下げられた状態で保持される。起立部１０２がセグメント２００の合口Ｇ１に差し込まれることで、セグメント２００及びスタック体３００の軸回りの回動が規制されている。セグメント２００は、合口Ｇ１が延在部１０１に案内されながら保持部１０に沿ってスライド移動が可能となっている。

【0022】

また、図１に示すように、保持部１０は、前後に分割されている。前後に分割された保持部１０のうち後側の部分を第１レール１０Ａとし、前側の部分を第２レール１０Ｂとする。スタック体３００は、第１レール１０Ａに保持されている。詳細については後述するが、保持部１０は、第２レール１０Ｂがレール移動部６０の前後移動に伴って前後方向に移動することで、第１レール１０Ａと第２レール１０Ｂとが繋がった状態と、第１レール１０Ａが第２レール１０Ｂとが分離した状態になることができる。

【0023】

図３は、保持部１０に保持されたスタック体３００の上面図である。図３に示すように、第２押出し爪１２によってセグメント２００の軸回りの回動が規制されることで、複数のセグメント２００の合口Ｇ１が軸方向に整列した状態となっている。軸方向に並んだ複数の合口Ｇ１が連なることで、スタック体３００には、符号Ｓ１で示す軸方向に延びるスリットが形成されている。また、図３に示すように、スタック体３００は、上面視において、スリットＳ１を境に第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２とに区分されている。以下、スタック体３００を構成する複数のセグメント２００のうち、先端（前端）のセグメント２００を第１セグメント２０１とし、第１セグメント２０１に隣接するセグメント２００、つまり先端から２番目のセグメント２００を第２セグメント２０２とする。また、スタック体３００において、第１セグメント２０１と第２セグメント２０２の境目を、分割箇所Ｐ１とする。分割箇所Ｐ１は、第１セグメント２０１と第２セグメント２０２との当接箇所又は隙間であり、第１セグメント２０１をスタック体３００から切り出すためにスタック体３００が分割される箇所である。

【0024】

ここで、一般に、ピストンリングは、成形時の変形により、ばね座金のように両端部が軸方向にずれた形状で製造される場合がある。この変形は、セグメントのように軸方向の幅（厚さ）が薄くなるほど、大きくなる傾向がある。本実施形態では、セグメント２００の成形時の変形により、図３に示すように、合口Ｇ１を形成する両端部２００ａ，２００ｂがセグメント２００の軸方向において段差を形成している。つまり、セグメント２００の合口Ｇ１の両端部２００ａ，２００ｂの位置が互いに軸方向にずれている。そのため、スリットＳ１を挟んだ第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２とで分割箇所Ｐ１の前後方向における位置が異なっている。なお、本例では、第１領域Ｒ１における分割箇所Ｐ１の方が第２領域Ｒ２における分割箇所Ｐ１よりも前側に位置しているが、本発明はこれに限定されない。第１領域Ｒ１における分割箇所Ｐ１の方が第２領域Ｒ２における分割箇所Ｐ１よりも後側に位置するように、セグメント２００の合口Ｇ１の両端部２００ａ，２００ｂの位置が互いに軸方向にずれていても差し支えない。

【0025】

切出し部２０は、スタック体３００から第１セグメント２０１を切り出し、保持部１０に沿って前方に送出する。図１に示すように、切出し部２０は、押出し部１、規制部２、及び移動部３を備える。

【0026】

押出し部１は、スタック体３００の分割箇所Ｐ１に挿入されてから前方（第１セグメント２０１の送出方向）に移動することで、第１セグメント２０１を前方に押し進める部材である。規制部２は、押出し部１と共にスタック体３００の分割箇所Ｐ１に挿入され、第２セグメント２０２が前方に移動することを規制することで第１セグメント２０１と第２セグメント２０２とを分離する部材である。図２に示すように、押出し部１及び規制部２は、スタック体３００の上方からスタック体３００に挿入される。押出し部１及び規制部２のスタック体３００に対する挿入方向は、スリットＳ１（合口Ｇ１）からスタック体３００の中空部Ｈ１（より詳細には、スタック体の中心軸Ａ１）に向かう方向と一致する。

【0027】

また、図２に示すように、押出し部１は一対の押出し爪１１，１２からなり、規制部２は一対の規制爪２１，２２からなる。一対の押出し爪１１，１２及び一対の規制爪２１，２２は、上下方向に延在し下端の傾斜した切出し刃であり、分割箇所Ｐ１に挿入できるように、スタック体３００におけるセグメント２００の軸方向と直交するように設けられている。一対の押出し爪１１，１２の一方である第１押出し爪１１は、第１領域Ｒ１における分割箇所Ｐ１に挿入され、他方である第２押出し爪１２は、第２領域Ｒ２における分割箇所Ｐ１に挿入される。また、一対の規制爪２１，２２の一方である第１規制爪２１は、第１領域Ｒ１における分割箇所Ｐ１に挿入され、他方である第２規制爪２２は、第２領域Ｒ２における分割箇所Ｐ１に挿入される。ここで、図２に示すように、一対の規制爪２１，２２は、一対の押出し爪１１，１２の外側に配置されている。そのため、一対の押出し爪１１，１２の方が一対の規制爪２１，２２よりもスリットＳ１（合口Ｇ１）に近い位置に挿入される。なお、本実施形態では、押出し爪１１，１２の方が規制爪２１，２２よりもスリットＳ１（合口Ｇ１）に近い位置としているが、規制爪２１，２２の方が押出し爪１１，１２よりもスリットＳ１（合口Ｇ１）に近い位置としてもよい。また、押出し爪と規制爪は２つずつ（一対）でなくてもよい。押出し爪と規制爪は、１つずつであってもよいし、３つ以上の複数での組み合わせあってもよい。また、押出し爪と規制爪は同数でなくてもよい。

【0028】

移動部３は、第１セグメント２０１を切出すように押出し部１及び規制部２を移動させる。図２に示すように、移動部３は、一対の押出し爪１１，１２及び一対の規制爪２１，２２の夫々に対応する移動機構４を有している。以下、第１押出し爪１１を移動させるための移動機構４を移動機構４Ａ、第２押出し爪１２を移動させるための移動機構４を移動機構４Ｂ、第１規制爪２１を移動させるための移動機構４を移動機構４Ｃ、第２規制爪２２を移動させるための移動機構４を移動機構４Ｄと称し、これらを区別しないで説明するときには単に移動機構４と称する。移動機構４Ａ、移動機構４Ｂ、移動機構４Ｃ、及び移動機構４Ｄは、それぞれ独立して制御装置７０により制御される。図１に示すように、移動機構４は、第１リニアアクチュエータ４１、第１移動体４２、第２移動体４３、第２リニアアクチュエータ４４、連結部材４５、アーム４６、及びリニアガイド４７を含む。

【0029】

第１リニアアクチュエータ４１は、制御装置７０により制御されるサーボモータ、サーボモータの駆動により回転するボールねじ、該ボールねじの回転に伴って前後に往復移動する走行体、該走行体の前後移動を案内するリニアガイド等を含んで構成されている。第１移動体４２は、第１リニアアクチュエータ４１に連結され、第１リニアアクチュエータ４１の駆動に応じて前後方向に移動するプレート状の部材である。第２移動体４３は、リニアガイド４７を介して第１移動体４２に連結されたプレート状の部材である。第２リニアアクチュエータ４４は、制御装置７０により制御されるリニアアクチュエータである。第２リニアアクチュエータ４４は、上下に往復移動するロッド４４１を有する。連結部材４５は、第２移動体４３とロッド４４１とを連結する部材である。第２移動体４３とロッド４４１とが連結されることで、第２リニアアクチュエータ４４の駆動に応じて第２移動体４３が上下方向に移動する。本実施形態では、球面接触を利用したフローティングジョイントを連結部材４５として使用している。リニアガイド４７は、第２移動体４３の上下移動を案内する部材である。本実施形態では、ボールの転がりを利用するＬＭガイド（登録商標）をリニアガイド４７として使用している。アーム４６は、第２移動体４３と押出し部１及び規制部２とを連結する部材である。アーム４６は、第２移動体４３から前方に延び、アーム４６の先端の下面には、押出し部１及び規制部２の上端が接続されている。第１リニアアクチュエータ４１の駆動に応じて第１移動体４２が前後方向に移動することで、押出し部１及び規制部２が前後方向に移動する。また、第２リニアアクチュエータ４４の駆動に応じて第２移動体４３が上下方向に移動することで、押出し部１及び規制部２が上下方向に移動する。

【0030】

カメラ３０は、照明装置（不図示）と共に保持部１０の上方に設置され、制御装置７０の制御に応じてスタック体３００を撮像し、画像を取得する撮像装置である。図２に示すように、切出し装置１００は、２台のカメラ３０Ａ，３０Ｂを備え、カメラ３０Ａはスタック体３００の第１領域Ｒ１の画像を取得し、カメラ３０Ｂは第２領域Ｒ２の画像を取得する。

【0031】

プッシャ４０及びストッパ５０は、制御装置７０の制御に応じて前後方向に移動し、セグメント２００やスタック体３００に当接することでセグメント２００やスタック体３００を位置決めする部材である。プッシャ４０はスタック体３００の後方に配置され、ストッパ５０はスタック体３００の前方に配置される。

【0032】

レール移動部６０は、第２レール１０Ｂを支持し、制御装置７０の制御に応じて前後方向に移動することで第２レール１０Ｂを前後方向に移動させる部材である。レール移動部６０は、サーボモータ、ボールねじ、走行体、及びリニアガイド等を含んで構成されている。

【0033】

制御装置７０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサ、入出力インターフェース等を含み、所定のプログラムを実行することによって、切出し部２０、カメラ３０、プッシャ４０、ストッパ５０、及びレール移動部６０を制御する。制御装置７０は、処理部として、制御部７０１と検出部７０２とを有する。制御部７０１は、切出し部２０、プッシャ４０、ストッパ５０、及びレール移動部６０の制御を行う。検出部７０２は、カメラ３０が取得した画像に基づいてスタック体３００において互いに隣接するセグメント２００の境目を検出する。検出部７０２が実行する処理の詳細は後述する。

【0034】

［ピストンリングの切出し方法］
以下、切出し装置１００を用いてスタック体３００から先端の第１セグメント２０１を切り出す方法（ピストンリングの切出し方法）について説明する。図４は、切出し装置１００によるピストンリングの切出し方法のフローチャートである。まず、ステップＳ１０の画像取得工程において、カメラ３０によって、スタック体３００の第１領域Ｒ１及び第２領域Ｒ２の画像を取得する。図５は、画像取得工程を説明するための切出し装置１００の側面図である。画像取得工程では、まず、スタック体３００をカメラ３０の視野内の所定の撮像位置に位置決めする。スタック体３００の位置決めは、プッシャ４０及びストッパ５０によってなされる。具体的には、制御装置７０の制御部７０１の制御によりプッシャ４０を前進させることでスタック体３００を前方に押し進め、所定位置に待機させておいたストッパ５０にスタック体３００を当接させる。これにより、図５に示すように、スタック体３００の前端（第１セグメント２０１）にストッパ５０が当接し、スタック体３００の後端にプッシャ４０が当接した状態となり、スタック体３００が撮像位置に位置決めされる。スタック体３００が撮像位置に位置決めされた状態で、カメラ３０Ａによって第１領域Ｒ１を撮像し、カメラ３０Ｂによって第２領域Ｒ２を撮像することで、第１領域Ｒ１及び第２領域Ｒ２の画像を取得する。図６は、カメラ３０によって取得される画像の一例を示す図である。図６では、一例として、カメラ３０Ａが取得した第１領域Ｒ１の画像が図示されている。図６に示すように、カメラ３０は、少なくとも第１セグメント２０１と第２セグメント２０２との境目Ｂ１が含まれる画像を取得する。

【0035】

次に、ステップＳ２０の分割箇所検出工程において、制御装置７０の検出部７０２が、第１領域Ｒ１及び第２領域Ｒ２の画像をカメラ３０から取得し、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２の夫々における分割箇所Ｐ１を検出する。ここで、図６に示すように、スタック体３００には、互いに隣接するセグメント２００の境目が複数存在する。複数の境目のうち、スタック体３００の先端側（前端側）からｎ番目（ｎは整数）の境目を、境目Ｂｎとする。検出部７０２が行う画像処理では、取得された画像に対してエッジ検出を施すことで、スタック体３００におけるセグメント２００の境目を検出する。そして、検出部７０２は、検出された複数の境目の中から、スタック体３００の先端に最も近い境目を分割箇所Ｐ１として特定する。これにより、第１セグメント２０１と第２セグメント２０２との境目Ｂ１が分割箇所Ｐ１として特定される。

【0036】

次に、ステップＳ３０の挿入工程において、分割箇所Ｐ１に押出し部１及び規制部２を挿入する。図７は、挿入工程を説明するための切出し装置１００の側面図である。図８は、挿入工程における押出し部１及び規制部２とスタック体３００との位置関係を示す上面図である。図９は、挿入工程を説明するための切出し装置１００の側面図である。図１０は、挿入工程における切出し装置１００の分割箇所における断面拡大図である。

【0037】

挿入工程では、先ず、図７に示すように、押出し部１及び規制部２を前後方向に移動させることで、押出し部１及び規制部２の前後方向における位置を分割箇所Ｐ１の前後方向における位置に一致させる。より具体的には、制御装置７０の制御部７０１が、分割箇所検出工程での検出部７０２の検出結果に基づいて移動機構４の第１リニアアクチュエータ４１を駆動し、第１移動体４２を前後方向に移動させることで、押出し部１及び規制部２を分割箇所Ｐ１の直上に配置する。上述のように、スタック体３００では、セグメント２００の合口Ｇ１に段差（軸方向における両端部２００ａ，２００ｂの位置ずれ）が生じることにより第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２で分割箇所Ｐ１の前後方向における位置が異なっている。そのため、制御部７０１は、移動機構４Ａの第１リニアアクチュエータ４１、移動機構４Ｂの第１リニアアクチュエータ４１、移動機構４Ｃの第１リニアアクチュエータ４１、及び移動機構４Ｂの第１リニアアクチュエータ４１を独立に制御することで、第１押出し爪１１、第２押出し爪１２、第１規制爪２１、及び第２規制爪２２を、それぞれに対応するＰ１の直上に配置する。これにより、図８に示すように、第１押出し爪１１と第１規制爪２１が第１領域Ｒ１における分割箇所Ｐ１の直上に配置され、第２押出し爪１２と第２規制爪２２が第２領域Ｒ２における分割箇所Ｐ１の直上に配置される。スタック体３００におけるセグメント２００の軸方向において、第１押出し爪１１と第１規制爪２１は、互いに同一の位置に配置され、第２押出し爪１２と第２規制爪２２は、互いに同一の位置であって、第１押出し爪１１及び第１規制爪２１よりもスタック体３００の後端側の位置に配置される。

【0038】

挿入工程では、次に、図９に示すように、押出し部１及び規制部２を下方（挿入方向）に移動させることで、押出し部１及び規制部２を分割箇所Ｐ１に挿入する。より具体的には、制御部７０１が、移動機構４の第２リニアアクチュエータ４４を駆動し、第２移動体４３を下降させることで、押出し部１及び規制部２を分割箇所Ｐ１に挿入する。これにより、図１０に示すように、第１押出し爪１１と第１規制爪２１が第１領域Ｒ１における分割箇所Ｐ１に挿入され、第２押出し爪１２と第２規制爪２２が第２領域Ｒ２における分割箇所Ｐ１に挿入される。これにより、第１セグメント２０１と第２セグメント２０２との間に押出し部１及び規制部２が介在した状態となる。ここで、上述のように、第２リニアアクチュエータ４４のロッド４４１と第２移動体４３とを連結する連結部材４５がフローティングジョイントである。そのため、アーム４６及び連結部材４５を介してロッド４４１に連結されている押出し部１及び規制部２が、セグメント２００の軸方向（つまり、前後方向）において、ロッド４４１に対して微小な範囲で変位可能となっている。これにより、押出し部１及び規制部２と分割箇所Ｐ１との前後方向における位置がずれた場合のずれや押出し部１及び規制部２が上下方向に対して傾いた場合の偏角が吸収され、押出し部１及び規制部２が分割箇所Ｐ１に挿入され易くなっている。

【0039】

次に、ステップＳ４０の分離工程において、第１セグメント２０１をスタック体３００から分離し、保持部１０に沿って前方へ送出する。図１１及び図１２は、分離工程を説明するための切出し装置１００の側面図である。図１３は、分離工程における押出し部１及び規制部２とスタック体３００との位置関係を示す上面図である。図１１及び図１２に示すように、分離工程は、第１レール１０Ａと第２レール１０Ｂとが当接して繋がった状態で行われ、第１レール１０Ａに保持されている第１セグメント２０１が第２レール１０Ｂの所定の受け渡し位置まで送出される。分離工程では、まず、図１１に示すように、第１セグメント２０１に当接していたストッパ５０を前進させることで、第１セグメント２０１を受け渡し位置まで移動可能な状態とする。次に、図１２に示すように、規制部２を残した状態で押出し部１のみを前進させることで第１セグメント２０１をスタック体３００から分離する。具体的には、制御部７０１は、第１押出し爪１１に対応する移動機構４Ａの第１リニアアクチュエータ４１と第２押出し爪１２に対応する移動機構４Ｂの第１リニアアクチュエータ４１を駆動し、移動機構４Ａの第１移動体４２と移動機構４Ｂの第１移動体４２を前進させることで、第１押出し爪１１及び第２押出し爪１２を前進させる。一方で、制御部７０１は、第１規制爪２１に対応する移動機構４Ｃの第１リニアアクチュエータ４１と第２規制爪２２に対応する移動機構４Ｄの第１リニアアクチュエータ４１は動かさず、第１規制爪２１及び第２規制爪２２の位置を変化させない。これにより、図１２に示すように、規制部２を残して押出し部１のみが前進する。つまり、押出し部１が規制部２に対して前方に相対移動し、押出し部１と規制部２とが前後方向に離間する。押出し部１が前進することで、第１セグメント２０１が前方に押し進められる。一方で、規制部２が第２セグメント２０２に当接することで、第２セグメント２０２が第１セグメント２０１に追従して前方に移動することが規制される。これにより、第１セグメント２０１と第２セグメント２０２とが分離する。その結果、第１セグメント２０１がスタック体３００から分離され、前方に送出される。押出し部１は、第１セグメント２０１がストッパ５０に当接する位置まで前進する。これにより、第１セグメント２０１が第２レール１０Ｂの受け渡し位置に至る。

【0040】

次に、ステップＳ５０の受け渡し工程において、第１セグメント２０１を組付けラインに受け渡す。図１４は、受け渡し工程を説明するための切出し装置１００の側面図である。図１３に示すように、受け渡し工程では、制御部７０１が、レール移動部６０を駆動し、第２レール１０Ｂを前進させることで、第１レール１０Ａと第２レール１０Ｂとを分離する。これにより、第１セグメント２０１から保持部１０が抜き出され、第１セグメント２０１を取り出し可能となる。第１セグメント２０１は、取り出し装置（不図示）により切出し装置１００から取り出され、次工程のラインに送られる。

【0041】

以上、ステップＳ１０～ステップＳ５０の工程により、スタック体３００から先端の第１セグメント２０１が切り出される。ステップＳ１０～ステップＳ５０の工程を繰り返し行うことで、スタック体３００からセグメント２００が一本ずつ切り出される。

【0042】

［作用・効果］
以上のように、本実施形態に係る切出し装置１００は、レール状に延在し、複数のセグメント２００が軸方向に重ねられることで筒状に形成されたスタック体３００の中空部Ｈ１に挿通されることで、スタック体３００を保持する保持部１０と、保持部１０に保持されたスタック体３００から先端の第１セグメント２０１を分離し、第１セグメント２０１を保持部１０に沿って送出する切出し部２０と、スタック体３００において互いに隣接するセグメント２００の境目を検出する検出部７０２と、を備えている。そして、移動部３は、検出部７０２の検出結果に基づいて、第１セグメント２０１と第１セグメント２０１に隣接する第２セグメント２０２との境目である分割箇所Ｐ１に押出し部１及び規制部２を挿入した後に、送出方向（前方）への第２セグメント２０２の移動を規制部２によって規制した状態で、押出し部１を送出方向へ移動させることで、スタック体３００から第１セグメント２０１を分離し、第１セグメント２０１を保持部１０に沿って送出する。

【0043】

このような切出し装置１００によると、検出部７０２により互いに隣接するセグメント２００の境目を検出することで、セグメント２００の合口Ｇ１に段差が生じていても押出し部１及び規制部２を分割箇所Ｐ１に挿入することができる。更に、押出し部１及び規制部２を分割箇所Ｐ１に挿入した後に、規制部２により第２セグメント２０２の送出方向への移動を規制した状態で押出し部１により第１セグメント２０１を送出方向へ移動させることで、第１セグメント２０１と第２セグメント２０２とを確実に分離することができ、第１セグメント２０１に追従して第２セグメント２０２が送出方向へ移動することを抑制できる。これによれば、スタック体３００からセグメント２００を確実に１本ずつ切り出すことができる。その結果、切出し不良を低減することができる。特に、セグメントのように幅（軸方向における厚さ）が薄いピストンリングの切出しにおいても、ピストンリングを確実に１本ずつ切り出すことが可能となる。

【0044】

また、本実施形態に係る切出し装置１００では、保持部１０は、複数のセグメント２００の合口Ｇ１が整列することでスタック体３００に軸方向に延びるスリットＳ１が形成されるように、複数のセグメント２００を保持している。また、押出し部１及び規制部２は、スリットＳ１からスタック体の中空部Ｈ１に向かう方向に沿って分割箇所Ｐ１に挿入される。また、スタック体３００は、分割箇所Ｐ１に対する押出し部１及び規制部２の挿入方向視において、スリットＳ１を境に第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２とに区分される。そして、押出し部１は、第１領域Ｒ１における分割箇所Ｐ１に挿入される第１押出し爪１１と、第２領域Ｒ２における分割箇所Ｐ１に挿入される第２押出し爪１２と、を含み、規制部２は、第１領域Ｒ１における分割箇所Ｐ１に挿入される第１規制爪２１と、第２領域Ｒ２における分割箇所Ｐ１に挿入される第２規制爪２２と、を含んでいる。

【0045】

つまり、切出し装置１００は、スリットＳ１を挟む領域である第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２のそれぞれの分割箇所Ｐ１に押出し部１及び規制部２が挿入されるように構成されている。ピストンリングの合口Ｇ１の両端部２００ａ，２００ｂの位置が互いに軸方向にずれている場合、スタック体において隣接するピストンリングが合口付近で絡み易くなる傾向がある。これに対して、切出し装置１００は、合口Ｇ１（スリットＳ１）の両側に押出し部１及び規制部２を挿入し、合口Ｇ１の両側で第１セグメント２０１と第２セグメント２０２との分離動作を行うことで、第１セグメント２０１と第２セグメント２０２とを確実に分離することができる。これにより、より確実にスタック体３００からセグメント２００を１本ずつ切り出すことができる。

【0046】

スタック体では、ピストンリングの成形時の変形により、第１領域と第２領域でピストンリングの軸方向（つまり、送出方向）における分割箇所の位置が異なってくる場合がある。これに対して、本実施形態では、押出し部１及び規制部２が前記分割箇所に挿入される際には、スタック体３００におけるセグメント２００の軸方向において、第１押出し爪１１と第１規制爪２１は、互いに同一の位置に配置され、第２押出し爪１２と第２規制爪２２は、互いに同一の位置であって、第１押出し爪１１及び第１規制爪２１とずれた位置に配置される。これにより、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２のそれぞれの分割箇所Ｐ１に押出し部１及び規制部２を挿入できる。

【0047】

更に、本実施形態では、検出部７０２は、第１領域Ｒ１及び第２領域Ｒ２の画像を取得し、取得した画像に基づいて第１領域Ｒ１及び第２領域Ｒ２のそれぞれにおける分割箇所Ｐ１を検出する。上述のように、第１領域と第２領域でピストンリングの軸方向における分割箇所の位置が異なってくる場合があるが、本実施形態に係る切出し装置１００は、第１領域Ｒ１及び第２領域Ｒ２のそれぞれにおける分割箇所Ｐ１を検出することで、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２のそれぞれの分割箇所Ｐ１に押出し部１及び規制部２を確実に挿入することができる。

【0048】

更に、移動部３は、押出し部１及び規制部２の分割箇所Ｐ１に対する挿入方向へ移動する第２リニアアクチュエータ４４のロッド４４１を含んでおり、押出し部１及び規制部２は、ロッド４４１に対してスタック体３００におけるセグメント２００の軸方向に変位可能な状態となるように、フローティングジョイントである連結部材４５を介してロッド４４１に連結されている。これによると、押出し部１及び規制部２を分割箇所Ｐ１に挿入する際にセグメント２００の軸方向において押出し部１及び規制部２と分割箇所Ｐ１の位置がずれた場合のずれや、押出し部１及び規制部２が挿入方向に対して傾いた場合の偏角を吸収することができ、押出し部１及び規制部２を分割箇所Ｐ１に挿入し易くできる。これにより、押出し部１及び規制部２を確実に分割箇所Ｐ１に挿入することができる。なお、ロッド４４１は、本発明に係る「挿入部」の一例である。

【0049】

＜その他＞
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、実施形態に係る切出し装置は種々の変更、改良、組み合わせ等が可能である。例えば、上述の実施形態では保持部が水平に設けられているが、本発明はこれに限定されない。

【符号の説明】

【0050】

１００ ：切出し装置
１０ ：保持部
２０ ：切出し部
３０ ：カメラ
１ ：押出し部
１１ ：第１押出し爪
１２ ：第２押出し爪
２ ：規制部
２１ ：第１規制爪
２２ ：第２規制爪
３ ：移動部
４ ：移動機構

【要約】

ピストンリングが軸方向に重ねられたスタック体を保持する保持部と、スタック体から先端のピストンリングを送出する切出し部と、スタック体において互いに隣接するピストンリングの境目を検出する検出部と、を備え、切出し部は、押出し部及び規制部を移動させる移動部を有し、移動部は、スタック体における先端のピストンリングと当該先端のピストンリングに隣接するピストンリングの境目である分割箇所に押出し部及び規制部を挿入した後に、先端のピストンリングに隣接するピストンリングが該先端のピストンリングが送出される方向である送出方向へ移動することを規制部によって規制した状態で、押出し部を送出方向へ移動させることで、スタック体から先端のピストンリングを分離し、該先端のピストンリングを保持部に沿って送出する。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】