特許 7132031 ピストンピンおよびスナップリングの組み付け装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-08-29

(45)【発行日】2022-09-06

(54)【発明の名称】ピストンピンおよびスナップリングの組み付け装置

(51)【国際特許分類】

   B23P 19/02 20060101AFI20220830BHJP

   B23P 21/00 20060101ALI20220830BHJP

【ＦＩ】

B23P19/02 D

B23P21/00 303C

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2018155326

(22)【出願日】2018-08-22

(65)【公開番号】P2020028940

(43)【公開日】2020-02-27

【審査請求日】2021-06-10

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】510088240

【氏名又は名称】日野メカニカル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100087480

【弁理士】

【氏名又は名称】片山 修平

(72)【発明者】

【氏名】大野 克仁

(72)【発明者】

【氏名】三好 卓也

(72)【発明者】

【氏名】玉木 茂

(72)【発明者】

【氏名】久留島 剛

【審査官】八板 直人

(56)【参考文献】

【文献】実開昭６１－００１３２７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】米国特許第０６５０７９８５（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｐ ５／００－２５／００

Ｆ１６Ｊ １／１６；７／００

Ｆ０４Ｂ ３９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

組み付け部と、
前記組み付け部の内側に位置する第１ツールと、
前記組み付け部の内側に位置し、前記第１ツールと軸線上に集約され多重構造を形成する第２ツールと、
前記軸線上において前記第１ツールおよび前記第２ツールと対向し、先端にピストンピンを保持する第３ツールと、を具備し、
前記第１ツールは前記軸線方向に移動することでピストンに前記ピストンピンを組み付け、
前記組み付け部は第１スナップリングの外周面に接触し、
前記第２ツールは、前記第１スナップリングの内周面、および前記軸線方向を向く面に接触し、
前記第２ツールが前記軸線方向に移動することで、前記ピストンに前記第１スナップリングを組み付け、
前記第３ツールが前記軸線方向に移動することで、前記ピストンに第２スナップリングを組み付けるピストンピンおよびスナップリングの組み付け装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はピストンピンおよびスナップリングの組み付け装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ピストンとコンロッドとを連結するピストンピンをピストンに組み付ける装置が知られている（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平１０－１５６６４７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ピストンピンをピストンに組み付けた後、ピストンピンの脱落を防止するスナップリングをピストンに組み付ける。しかしピストンピンの組み付け装置およびスナップリングの組み付け装置を配置すると、これらの装置が大きなスペースを占有してしまう。そこで、省スペース化が可能なピストンピンおよびスナップリングの組み付け装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記目的は、組み付け部と、前記組み付け部の内側に位置する第１ツールと、前記組み付け部の内側に位置し、前記第１ツールと軸線上に集約され多重構造を形成する第２ツールと、前記軸線上において前記第１ツールおよび前記第２ツールと対向し、先端にピストンピンを保持する第３ツールと、を具備し、前記第１ツールは前記軸線方向に移動することでピストンに前記ピストンピンを組み付け、前記組み付け部は第１スナップリングの外周面に接触し、前記第２ツールは、前記第１スナップリングの内周面、および前記軸線方向を向く面に接触し、前記第２ツールが前記軸線方向に移動することで、前記ピストンに前記第１スナップリングを組み付け、前記第３ツールが前記軸線方向に移動することで、前記ピストンに第２スナップリングを組み付けるピストンピンおよびスナップリングの組み付け装置によって達成できる。

【発明の効果】

【0006】

省スペース化が可能なピストンピンおよびスナップリングの組み付け装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１（ａ）および図１（ｂ）は組み付け装置を例示する模式図である。

【図2】図２（ａ）および図２（ｂ）は組み付け装置を例示する模式図である。

【図3】図３（ａ）および図３（ｂ）は組み付け装置を例示する模式図である。

【図4】図４（ａ）および図４（ｂ）は組み付け装置を例示する模式図である。

【図5】図５（ａ）および図５（ｂ）は組み付け装置を例示する模式図である。

【図6】図６（ａ）および図６（ｂ）は組み付け装置を例示する模式図である。

【図7】図７（ａ）は搬送部を拡大した平面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）の線Ａ－Ａに沿った断面図である。

【図8】図８はピストンピンおよびスナップリング付近を拡大した図である。

【図9】図９はピストンピンおよびスナップリング付近を拡大した図である。

【図10】図１０はピストンピンおよびスナップリング付近を拡大した図である。

【図11】図１１はピストンピンおよびスナップリング付近を拡大した図である。

【図12】図１２はピストンピンおよびスナップリング付近を拡大した図である。

【図13】図１３はピストンピンおよびスナップリング付近を拡大した図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、図面を参照して本実施形態のピストンピンおよびスナップリングの組み付け装置１００について説明する。図１（ａ）から図６（ｂ）は組み付け装置１００を例示する模式図である。Ｚ軸は上下方向を表す。

【0009】

図１（ａ）から図６（ｂ）に示すように、組み付け装置１００は、ツール１０および１８、搬送部２０および３０、ベース２１および３１、アーム２２および３２、供給部２４および３４、組み付け部２６および３６、支柱２５を有する。

【0010】

支柱２５はＺ軸に沿って延伸する。ツール１０、ベース２１、および組み付け部２６は支柱２５のうち上側（＋Ｚ側）に設けられ、ツール１８、ベース３１および組み付け部３６は下側（－Ｚ側）に設けられている。

【0011】

搬送部２０、アーム２２および供給部２４はベース２１に設けられている。供給部２４には、図１（ａ）では不図示の複数のスナップリングが合口をそろえた状態で積層されている。組み付け部２６はベース２１に連結され、ツール１０は組み付け部２６に取り付けられている。レール２３はベース２１から組み付け部２６にかけて延伸する。

【0012】

ツール１０はＺ軸に沿って延伸し、同一の軸線上に位置するツール１２、１４および１６を集約した多重構造のツールである。ツール１２はピストンピン５４の組み付けツール（第１ツール）として機能し、ツール１４および１６はスナップリング５６の組み付けツール（第２ツール）として機能する。

【0013】

ツール１２は柱状の部材であり、先端が下に凸の曲面である。ツール１４および１６は例えば筒状である。ツール１２はツール１４の内側に収容され、ツール１４はツール１６の内側に収容される。モータ２９が駆動することで、ツール１２、１４および１６はＺ軸に沿って、一体としてまたは互いに独立に上下動することができる。また、モータ２９の駆動により、組み付け部２６はツール１０とともに上下動することが可能である。なおモータ２９を１つのものとして図示したが、複数のモータを設けてもよい。

【0014】

搬送部３０、アーム３２および供給部３４はベース３１に設けられている。供給部３４には複数のスナップリングが積層されている。組み付け部３６はベース３１に設けられている。ベース３１にはレール３３が設けられている。

【0015】

ツール１８はスナップリング５６の組み付けツールとして機能し、先細りの先端部１８ａを有し、Ｚ軸に沿って延伸する部材である。モータ３９が駆動することでツール１８はＺ軸に沿って上下動することができる。

【0016】

ベース３１には冶具４０、４２および４４が設けられている。ピストン５０およびコンロッド５２は互いに取り付けられた状態で、冶具４０、４２および４４に固定される。

【0017】

ピストン５０には穴５０ａ、溝５０ｂおよび５０ｃが設けられている。穴５０ａはＺ軸方向に延伸する。溝５０ｂは、ピストン５０の穴５０ａの内壁であって、ピストンピン５４より上側に設けられている。溝５０ｃは穴５０ａの内壁であって、ピストンピン５４より下側に設けられている。溝５０ｂおよび５０ｃは、Ｚ軸回りに穴５０ａの内壁を一周する。

【0018】

ピストン５０の穴５０ａにピストンピン５４が挿入されることで、ピストン５０とコンロッド５２とが連結される。スナップリング５６（図１（ａ）～図６（ｂ）では不図示）が溝５０ｂおよび５０ｃに取り付けられることで、ピストンピン５４の脱落が抑制される。ピストンピン５４は円筒形状を有する。図１（ａ）においては、ピストンピン５４およびスナップリング５６はピストン５０に組み付けられていない。

【0019】

ツール１０とツール１８とは同一の軸線上に配置され、Ｚ軸方向に沿って対向する。ツール１０とツール１８との間にはピストン５０およびピストンピン５４が配置され、穴５０ａがツール１０および１８と同軸上に位置する。図１（ａ）において、ツール１８は穴５０ａを貫通し、ツール１８の先端部１８ａにはピストンピン５４が取り付けられている。

【0020】

測定部３８は例えば接触式または非接触式で長さを測定するものであり、レーザを用いたものでもよいし、画像処理を用いたものでもよい。測定部３８は、組み付け後の寸法のチェックを行う。

【0021】

次に図１（ａ）から図１３を参照して、ピストン５０へのピストンピン５４およびスナップリング５６の組み付けについて説明する。図７（ａ）は搬送部２０を拡大した平面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）の線Ａ－Ａに沿った断面図である。図８から図１３はピストンピン５４およびスナップリング５６付近を拡大した図である。

【0022】

図１（ａ）において、１つのスナップリング５６が供給部２４から搬送部２０に落下し、搬送部２０に搭載される。図７（ａ）および図７（ｂ）に示すように、スナップリング５６は合口５６ａを有するリングであり、搬送部２０の穴２０ａに収納される。穴２０ａの直径Ｄ１はスナップリング５６の自然径よりもわずかに大きいため、スナップリング５６は自然径で保持される。これによりスナップリング５６は穴２０ａ内に固定される。また、１つのスナップリング５６が供給部３４から搬送部３０に落下し、図７（ａ）および図７（ｂ）と同様の仕組みにより搬送部３０に搭載される。

【0023】

図１（ｂ）に示すように、モータ２７が駆動することでアーム２２が搬送部２０を押し出す。搬送部２０はレール２３に沿って移動し、ツール１０の下で停止する。ツール１２はスナップリング５６の自然径よりも幅の小さい溝を有する。スナップリング５６は、移動方向（縦長）に縮小して保持される。

【0024】

図２（ａ）に示すように、ツール１０がＺ軸方向に沿って下降し、スナップリング５６を捕獲する。図８に示すように、ツール１０は組み付け部２６の穴２６ａ内に挿入される。スナップリング５６はツール１６の下端面、ツール１４の側面および穴２６ａの内壁に囲まれる。穴２６ａの直径はスナップリング５６の直径より小さいため、スナップリング５６には外に広がる方向に復元力が作用し、穴２６ａの内壁に接触し、固定される。

【0025】

図２（ｂ）に示すように、搬送部２０はツール１０の下から退避し、元の位置に戻る。ツール１０はさらに下降する。図９に示すように、組み付け部２６には穴２６ａより下側に穴２６ａと連通する穴２６ｂを有する。穴２６ｂは、下側に向けて細くなるテーパ形状を有する。ツール１０はスナップリング５６とともに穴２６ｂを通り下側に移動する。これによりスナップリング５６は縮小される。

【0026】

図３（ａ）に示すように、ツール１０および組み付け部２６が支柱２５に沿って下方向に移動する。図３（ａ）および図１０に示すように、ツール１２は、Ｚ軸方向に沿ってツール１４および１６とは独立に下降し、ピストンピン５４に接触する。

【0027】

図３（ｂ）および図１１に示すように、ツール１２が下降し、ピストンピン５４を穴５０ａ内に押し込む。これによりピストンピン５４がピストン５０に組み付けられる。

【0028】

図４（ａ）および図１２に示すように、ツール１４および１６がスナップリング５６とともに下降することで、スナップリング５６は溝５０ｂに組み付けられる。測定部３８はスナップリング５６の上面からピストンピン５４の上面までの長さＬ１を測定し、所定の範囲内であることを確認する。

【0029】

図４（ｂ）に示すように、ツール１８がＺ軸方向に沿って下降し、ピストンピン５４およびベース３１から離間する。図５（ａ）に示すように、アーム３２が搬送部３０を押し出す。搬送部３０はレール３３に沿って移動し、ツール１８の上で停止する。図５（ｂ）に示すように、ツール１８が上昇し、搬送部３０で搬送されたスナップリング５６を捕捉する。

【0030】

図６（ａ）および図１３に示すように、ツール１８はさらに上昇し、組み付け部３６のテーパ型の穴３６ｂを通る。図１３に示すように、スナップリング５６は、ツール１８の傾斜部１８ｂに搭載され、ツール１８とともに穴３６ｂを通ることで縮小される。スナップリング５６は、ピストン５０の溝５０ｃに組み付けられる。その後、測定部３８は２つのスナップリング５６間の長さＬ２を測定し、所定の範囲内であることを確認する。

【0031】

図６（ｂ）に示すように、ツール１０および組み付け部２６が支柱２５に沿って上昇し、ピストン５０から離間する。また、ツール１８が下降しピストン５０から離間する。以上で、ピストンピン５４およびスナップリングの組み付けが完了する。例えば作業者またはロボットなどがピストン５０およびコンロッド５２を配置し、ピストンピン５４をツール１８に取り付けた後、上記と同様の工程を行う。

【0032】

以上のように、本実施形態によれば、ツール１２、１４および１６が同軸上に集約され、多重構造のツール１０を形成する。ツール１２がＺ軸に沿って移動することでピストンピン５４を組み付け、ツール１４および１６がスナップリング５６を組み付ける。すなわち組み付け装置１００によりピストンピン５４およびスナップリング５６の組み付けが可能であり、複数の装置を用いなくてよい。したがって省スペース化が可能である。

【0033】

また、ツール１８がＺ軸に沿って移動することで下側のスナップリング５６を組み付ける。したがってツール１０および１８によりピストンピン５４および２つのスナップリング５６の組み付けが可能であり、省スペース化が可能である。

【0034】

ピストン５０およびコンロッド５２は冶具４０、４２および４４に固定されており、移動させなくてよい。このため、組み付け工程が簡略化され、時間が短縮される。また、ピストン５０およびコンロッド５２を搬送する設備を設けなくてよいため、組み付け装置１００が小型化される。複数の組み付け装置１００を並べることで、占有スペースが小さく、かつ複数のピストン５０に組み付けの工程を実施する設備を構築することができる。

【0035】

以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

【符号の説明】

【0036】

１０、１２、１４、１６、１８ ツール
１８ａ 先端部
１８ｂ 傾斜部
２０、３０ 搬送部
２０ａ、２６ａ、２６ｂ、３６ｂ、５０ａ 穴
２１、３１ ベース
２２、３２ アーム
２３、３３ レール
２４、３４ 供給部
２５ 支柱
２６、３６ 組み付け部
２７、２９、３７、３９ モータ
３８ 測定部
４０、４２、４４ 冶具
５０ ピストン
５０ｂ 溝
５２ コンロッド
５４ ピストンピン
５６ スナップリング
５６ａ 合口
１００ 組み付け装置

【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】