JPH11285927A - ピストンピン圧入装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ピストンとコンロッドを組付ける際に、かじ
りを生じさせることなくピストンピンをピン圧入孔に円
滑に圧入できるようなピストンピン圧入装置を提供す
る。 【解決手段】 ピストンピン圧入装置２０は、コンロッ
ド２を横にした姿勢で所定位置に保持するためのコンロ
ッド支持機構３２と、ピストン側面のピン挿入孔近傍部
１ａを支持する支持構体２６と、垂直方向に延びるガイ
ド部材８３と、押圧部材９０およびアクチュエータなど
を有する圧入ユニット２５を備えている。コンロッド支
持機構３２は、ばね４１によって浮上状態に支持される
フローティングパレット４２を備えている。支持構体２
６は、球面継手部７１を介して傾動可能な可動側支持体
７２を有している。可動側支持体７２にワーク受け面７
５が設けられている。押圧部材９０はガイド部材８３と
同一軸線上に位置している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車のエ
ンジンなどの組立工程において、コンロッドとピストン
とを組付ける際にピストンピンをピン圧入孔に圧入する
ためのピストンピン圧入装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図８に例示するように、エンジンの一部
を構成するピストン１とコンロッド２は、ピストンピン
３によって互いに連結されている。ピストンピン３は、
コンロッド２の一端（小端部２ａ）をピストン１に挿入
した状態で、ピストン１のピン挿入孔４に挿入され、か
つ、コンロッド２のピン圧入孔５に１０００ｋｇｆ以上
の圧入荷重をかけて圧入される。したがって圧入完了後
のピストンピン３は、ピストン１のピン挿入孔４に対し
て相対回転可能であるが、コンロッド２のピン圧入孔５
に対しては相対回転不能なタイトな締まり嵌めとなって
いる。

【０００３】従来、ピストンピン３を圧入するための装
置として、図９に示すようなピストンピン圧入装置１０
が使用されていた。この従来装置１０は、コンロッド２
を乗せる支持部材１１と、油圧シリンダ等のアクチュエ
ータを備えたクランプ機構１２と、ピストン１の側面の
比較的平坦なピン挿入孔近傍部１ａを支持するワーク受
け面１３と、ピストンピン３の上方に対向して設けた押
圧部材１４などを備えている。押圧部材１４は油圧シリ
ンダ等のアクチュエータによって上下方向に駆動され、
ピストンピン３に上方から圧入荷重を与えるようにして
いる。

【０００４】ピストンピン３を圧入する際には、コンロ
ッド２の一端（小端部２ａ）をピストン１に挿入し、ク
ランプ機構１２のアクチュエータによってコンロッド２
の他端すなわち大端部２ｂを所定位置に強固にクランプ
するとともに、ピストン側面のピン挿入孔近傍部１ａを
ワーク受け面１３によって下側から支持した状態で、押
圧部材１４によってピストンピン３の上方から圧入荷重
を与えていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のピストンピン圧
入装置１０は、コンロッド２のピン圧入孔５に対してピ
ストンピン３を真っ直ぐに圧入するために、コンロッド
２をクランプ機構１２によって所定位置に高精度に位置
決めした状態で、クランプ機構１２のアクチュエータに
よって、コンロッド２の大端部２ｂを支持部材１１上に
強固に拘束していた。

【０００６】しかしながら、ワーク受け面１３が接する
ピストン１のピン挿入孔近傍部１ａは、仕上げ加工され
ていない鋳物表面であるため平坦度が比較的粗く、ピン
挿入孔近傍部１ａが水平面に対して若干傾いていたり、
ある程度の凹凸が存在することがある。このように平坦
度の粗いピン挿入孔近傍部１ａをワーク受け面１３によ
って支持した状態で、ピストンピン３に圧入荷重Ｐをか
けると、ワーク受け面１３の傾きなどに応じてピストン
１が少し傾いてしまうことがある。

【０００７】このような傾きを生じる場合、クランプ機
構１２によってコンロッド２をいくら強固に拘束してい
ても、圧入方向に対してピン圧入孔５やピストンピン３
が例えば図９中に矢印αで示す方向に僅かに傾いてしま
う。そしてそのまま圧入が進行すると、ピストンピン３
の先端がピン挿入孔４やピン圧入孔５の内面をかじりな
がら圧入されてしまい、圧入不良を生じたり、ピン挿入
孔４やピン圧入孔５の内面が損傷するなどの問題を生じ
る原因となる。

【０００８】また従来は、コンロッド２をクランプ機構
１２によって所定位置に強固にかつ高精度に拘束するこ
とを前提としているため、油圧シリンダ等のアクチュエ
ータによってクランプ機構１２に大きな荷重を与えてコ
ンロッド２を拘束していた。このためアクチュエータの
数が増え、油圧回路が複雑化したり、圧入のサイクルタ
イムが長くなるなどの問題もあった。

【０００９】従って本発明の目的は、ピストンとコンロ
ッドを組付ける際に、ピストンピンの圧入不良を回避で
き、サイクルタイムも短縮できるようなピストンピン圧
入装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記の目的を果たすため
の本発明のピストンピン圧入装置は、請求項１に記載し
たように、ピストンピンの圧入に先立ち、支持構体のワ
ーク受け面の上方にピストン側面のピン挿入孔近傍部が
対向するように置かれ、ピストンがコンロッドと一体に
コンロッド支持機構によって支持される。そののちピス
トンに仮組みされたピストンピンの上方から油圧シリン
ダ等のアクチュエータによって押圧部材が降下すること
により、ピストンピンがピン圧入孔に向って押圧され
る。

【００１１】この押圧の際に、コンロッドはフローティ
ング機能を有するフローティングパレットによって往動
することができる状態で保持されているから、ピストン
ピンが上から押されると、ピストンとコンロッドがフロ
ーティングパレットと一体となって下がる。そしてピス
トン側部のピン挿入孔近傍部が支持構体のワーク受け面
に当接する位置まで下がった時点で、ピストンがワーク
受け面によって支持されることになる。

【００１２】前記押圧部材がさらに降下することによっ
てピストンピンに圧入荷重が加わるようになると、支持
構体のワーク受け面と接しているピストン側部のピン挿
入孔近傍部の傾き等に応じて、支持構体の継手部が移動
しながらワーク受け面がピン挿入孔近傍部にならうよう
に傾動することにより、ワーク受け面によって圧入荷重
が安定した状態で支持される。

【００１３】このためピン挿入孔近傍部の位置および面
精度などにかかわらず、ピストンピンとピン圧入孔が圧
入方向に揃うようになり、圧入の際にピストンピンがピ
ン圧入孔の内面をかじる原因となるピストンピンの傾き
が回避され、ピストンピンがピン圧入孔に真っ直ぐに圧
入される。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に、添付図面（図１〜図８）
を参照しながら本発明の一実施形態のピストンピン圧入
装置２０について説明する。図１に示す実施形態のピス
トンピン圧入装置２０は、各種フレーム材２１等によっ
て構築された剛性の高い支持構造物としての装置本体２
２を有している。装置本体２２の上部に圧入ユニット２
５が設けられている。装置本体２２の下方には圧入荷重
を受けるための支持構体２６が設けられている。

【００１５】支持構体２６の図示左側に、ピストン１を
装置本体２２の圧入ステージＳ１まで搬送するためのピ
ストン搬送機構２７が配置されている。支持構体２６の
図示右側には、コンロッド２を装置本体２２の圧入ステ
ージＳ１まで搬送するためのコンロッド搬送機構として
機能するコンベア２８が配置されている。

【００１６】コンベア２８には、チェーン３１によって
移動するコンロッド支持機構３２が設けられている。コ
ンロッド支持機構３２はストッパ機構３３によって、装
置本体２２の圧入ステージＳ１に停止させられるように
なっている。

【００１７】図３から図５に示すようにコンロッド支持
機構３２は、チェーン３１と一体に移動する取付け台４
０と、取付け台４０にばね４１によって浮上状態に設け
たフローティングパレット４２を備えている。フローテ
ィングパレット４２は、上下方向に伸縮するガイド部材
４３に沿って円滑に昇降できるようにしている。

【００１８】フローティングパレット４２は、ばね４１
によって浮き上がる方向に付勢されているとともに、そ
の上昇端がストッパ４４によって規制され、かつ、水平
な姿勢に保たれるようになっている。ばね４１とフロー
ティングパレット４２は、この発明でいうフローティン
グ手段を構成する。

【００１９】フローティングパレット４２は、コンロッ
ド２を横に倒した姿勢で所定位置に保持できるようにす
るために、コンロッド２の軸受孔２ｃが嵌合する凸部５
０と、コンロッド２の長手方向中間部２ｄが嵌合する係
止部５１と、コンロッド２の大端部２ｂを両側から保持
する一対のクランプ部材５２（図４に示す）などを備え
ている。

【００２０】各クランプ部材５２は、水平方向に延びる
軸５３を中心に回動可能であり、その上方に突き出るク
ランプアーム５４と、横方向に延びる解除レバー５５を
有している。一対のクランプアーム５４は、ばね５６に
よって互いに閉じる方向、すなわちコンロッド２の大端
部２ｂを両側から保持する方向に付勢されている。

【００２１】またこのクランプ部材５２は、各解除レバ
ー５５をアンクランプ部材５７（図４に一部のみ示す）
によって上方から矢印Ｆ方向に押すことにより、各クラ
ンプアーム５４が互いに開く方向すなわちコンロッド２
を解放する方向（アンクランプ方向）に移動できるよう
に構成されている。

【００２２】図１に示すピストン搬送機構２７は、ピス
トン１をその軸線を横に倒した姿勢で１個ずつ順送りす
るピストンコンベア６０と、ピストンコンベア６０の上
方に位置するピストン移載機構６１を備えている。ピス
トン移載機構６１は、ピストン１を把持するチャック部
６２と、チャック部６２を昇降駆動させる昇降機構６３
と、チャック部６２を水平方向に駆動する横送り機構６
４を含んでいる。

【００２３】ピストンコンベア６０によって移送される
ピストン１は、ピストンピン３がピン挿入孔４の上方か
ら途中まで差し込まれた状態で、ピストン受け渡しステ
ージＳ２まで搬送されてくる。チャック部６２はピスト
ン受け渡しステージＳ２においてピストン１とピストン
ピン３を同時に把持したのち、圧入ステージＳ１（圧入
ユニット２５の真下の位置）までピストン１とピストン
ピン３を一体に移送するようになっている。

【００２４】ピストンピン３から伝達される圧入荷重を
受けるための支持構体２６は、図２および図６に示すよ
うに構成されている。この支持構体２６は、装置本体２
２に固定される固定側支持体７０と、固定側支持体７０
の上面側に球面継手部７１を介して回動可能に設けた可
動側支持体７２などを備えている。すなわちこの可動側
支持体７２は、垂直方向の軸線Ｘに対し、中立位置を基
準として全方向に数度（degree）の角度範囲で傾動可能
な自在継手部を構成している。

【００２５】可動側支持体７２の上端は、ピストン１の
側面のピン挿入孔近傍部１ａと対面する平坦な形状のワ
ーク受け面７５となっており、ピン挿入孔近傍部１ａに
対して面接触することを可能ならしめている。このワー
ク受け面７５は、可動側支持体７２が前記中立位置にあ
るときに、水平方向に沿う面となっている。固定側支持
体７０と可動側支持体７２には上下方向に貫通するセン
タ孔７６が形成されている。

【００２６】支持構体２６の下方近傍にガイド機構８０
が設けられている。ガイド機構８０は、垂直方向の軸線
Ｘ上に位置するセンタガイド軸８１と、センタガイド軸
８１の外周側に同心状に設けたガイドパイプ８２を有す
る上下方向に延びるガイド部材８３と、このガイド部材
８３を昇降駆動するための油圧シリンダ等のアクチュエ
ータ８４（図１に示す）などを備えている。センタガイ
ド軸８１は、ガイドパイプ８２に対して軸線Ｘ方向（上
下方向）に相対移動可能であり、ばね８５によって上方
に付勢されている。

【００２７】ガイド部材８３は、アクチュエータ８４に
よって上昇端まで移動したときに、図５に示すようにセ
ンタガイド軸８１がピストンピン３の内側に入り込むと
ともに、ガイドパイプ８２がコンロッド２のピン圧入孔
５に入り込んで上方に突出する位置まで上昇するように
なっている。ガイドパイプ８２の上端部８２ａは、上端
側の外径が小さくなるようなテーパ形状をなし、この上
端部８２ａがピストンピン３の下端開口部に嵌合した時
にピストンピン３とガイドパイプ８２とのセンタリング
（すなわちピストンピン３とガイド部材８３との芯合わ
せ）がなされるようにしている。

【００２８】図１等に示すように、前記ガイド機構８０
の上方に圧入ユニット２５が設けられている。圧入ユニ
ット２５は、ガイド部材８３の軸線（上下方向の軸線
Ｘ）の延長線上に位置する押圧部材９０と、押圧部材９
０を上下方向に昇降駆動するための油圧シリンダ等のア
クチュエータ９１と、押圧部材９０の昇降動作を案内す
るリニアベアリング９２と、押圧部材９０の上下方向の
位置を検出するセンサ９３などを備えている。

【００２９】押圧部材９０は、その下端に圧入ヘッド９
５を備えている。圧入ヘッド９５はその中心部に先端が
尖った形状のセンタリング部材９６を備えている。図２
等に示すようにセンタリング部材９６は、ばね９７によ
って圧入ヘッド９５から下方に突き出る方向に付勢され
ており、ピストンピン３の上端開口部に嵌合することに
よってピストンピン３と押圧部材９０との互いのセンタ
リング（芯合わせ）がなされるようにしている。

【００３０】この押圧部材９０は、アクチュエータ９１
によって下降端まで移動したとき、圧入ヘッド９５がピ
ストンピン３をコンロッド２のピン圧入孔５に対して所
定の圧入位置まで圧入するように、作動ストローク等が
設定されている。

【００３１】次に、このピストンピン圧入装置２０の作
用等について説明する。コンベア２８によってコンロッ
ド２が装置本体２２の圧入ステージＳ１まで搬送されて
くる。このコンロッド２は、コンロッド支持機構３２に
よって所定位置に水平に倒れた姿勢で保持されている。
コンロッド支持機構３２の取付け台４０がストッパ機構
３３（図１に示す）によって停止させられるとともに、
コンロッド２の位置決めがなされる。

【００３２】そののち、コンロッド支持機構３２の上方
からアンクランプ部材５７（図４に一部のみ示す）が解
除レバー５５に向って降下し、解除レバー５５を矢印Ｆ
方向に押す。これにより、クランプアーム５４がコンロ
ッド２を解放する方向に移動するため、コンロッド２は
ある程度自由に移動できる状態となる。

【００３３】一方、図１に示すピストンコンベア２８に
よって、ピストン１がピストン受け渡しステージＳ２ま
で搬送されてくる。このピストン１はピストン移載機構
６１のチャック部６２によってピストンピン３とともに
把持され、昇降機構６３および横送り機構６４が図１中
の矢印Ａ，Ｂ方向に作動することによって、ピストン１
が横向きの姿勢のまま圧入ステージＳ１に搬入されると
ともに、この横向きのピストン１は、コンロッド２の小
端部２ａに水平方向から嵌合させられる。このとき、図
２に示すようにピストン１のピン挿入孔近傍部１ａがワ
ーク受け面７５の真上に離間対向することになる。

【００３４】そして支持構体２６の下側からガイド部材
８３がアクチュエータ８４によって上昇することによ
り、図５に示すようにセンタガイド軸８１がピストンピ
ン３に挿入されるとともに、ガイドパイプ８２がピスト
ン１の下側のピン挿入孔４とコンロッド２のピン圧入孔
５に挿入される。こうすることにより、ピン挿入孔４と
ピストンピン３とガイドパイプ８２の芯が合う。そのの
ちアンクランプ部材５７が上昇し、コンロッド２がクラ
ンプアーム５４によってクランプされる。

【００３５】この状態でアクチュエータ９１によって押
圧部材９０が降下させられ、圧入ヘッド９５のセンタリ
ング部材９６がピストンピン３の上端開口部に嵌合する
ことにより、ピストンピン３と押圧部材９０との芯が合
う。こうして圧入ヘッド９５がピストンピン３の上端に
当接した状態で圧入ヘッド９５がさらに降下すると、ピ
ストン１およびコンロッド２と一体にフローティングパ
レット４２がばね４１の反力に抗して降下する。

【００３６】このため、ワーク受け面７５にピストン１
のピン挿入孔近傍部１ａが当接するようになり、ピスト
ン１がワーク受け面７５によって支持される。この場
合、ピストン１の上下方向の寸法に応じた高さまでピス
トン１およびコンロッド２とフローティングパレット４
２が一体となって降下するため、ピストン１の寸法のば
らつきを吸収することができるとともに、コンロッド２
を保持しているコンロッド支持機構３２やコンロッド２
に曲げなどの無理な荷重が加わらない。

【００３７】ワーク受け面７５は平坦に仕上げられてい
るが、ピストン１のピン挿入孔近傍部１ａはいわゆる鋳
物表面となっていて平坦度が良くないから、ワーク受け
面７５の上方からピン挿入孔近傍部１ａが押付けられる
と、ピン挿入孔近傍部１ａの凹凸や傾きなどに応じて球
面継手部７１が変位（傾動）することにより、最終的に
可動側支持体７２が安定する姿勢に落ち着く。

【００３８】このため、ピン挿入孔近傍部１ａの面精度
が悪くてもピストン１が一定の姿勢（ピストンの軸線が
水平方向を向いた姿勢）に保たれ、ピン挿入孔４やピン
圧入孔５の垂直度が保たれる。しかも、ワーク受け面７
５とピン挿入孔近傍部１ａとが均等に面接触することに
なる。そしてガイド部材８３と同一軸線上に押圧部材９
０が位置することになる。これらの理由から、圧入時の
ピストンピン３の傾きが回避され、押圧部材９０による
圧入荷重を、ピストンピン３の軸線（垂直な軸線Ｘ）に
沿って真っ直ぐにかけることができる。

【００３９】こうして圧入が進行し、圧入用アクチュエ
ータ９１が下降端まで作動することにより、ピストンピ
ン３がピン圧入孔５の所定位置まで圧入される。圧入が
完了すると、センサ９３によってアクチュエータ９１の
被検出部９４が検出され、アクチュエータ９１が停止す
ることにより押圧部材９０も停止する。

【００４０】そののち、アクチュエータ９１が上昇側に
作動して押圧部材９０が上昇するとともに、前記圧入終
了後のピストン１がコンベア２８によって次工程に搬出
されて圧入工程が１サイクル終了となる。そして新たな
ピストン１とピストンピン３およびコンロッド２が圧入
ステージＳ１に搬入され、前述の圧入工程が繰返され
る。

【００４１】

【発明の効果】請求項１に記載した本発明のピストンピ
ン圧入装置によれば、ピストンピンを圧入する際に、ワ
ーク受け面に当接するピストン側面のピン挿入孔近傍部
が鋳物表面のように平坦度がよくなくても、圧入時にピ
ストンピンが傾いてしまうことを防止できる。このた
め、ピン圧入孔などに対するピストンピンのかじりなど
の圧入不良を防止でき、所定の圧入荷重によってピスト
ンピンを円滑に圧入することができる。

【００４２】また、本発明に採用されているコンロッド
支持機構は、従来のクランプ機構のようにコンロッドを
所定位置に強固に拘束するのではなく、フローティング
パレットによってコンロッドを変位可能に保持するか
ら、従来のクランプ機構のような油圧シリンダ等のアク
チュエータが不要であり、したがってサイクルタイムを
短縮できるとともに、油圧系統などの簡略化も図れる。
また、圧入時に種々のピストンの寸法に応じた高さまで
降下するフローティングパレットの採用により、ピスト
ンの寸法ばらつきなども容易に吸収することができる。

【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ピン圧入
装置を一部断面で示す側面図。

【図２】 図１に示されたピストンピン圧入装置の一部
を拡大して示す断面図。

【図３】 図１に示されたピストンピン圧入装置のコン
ロッド支持機構の平面図。

【図４】 図３に示されたコンロッド支持機構の正面
図。

【図５】 図３中のＶ−Ｖ線に沿う断面図。

【図６】 図２中のVI−VIに沿う断面図。

【図７】 図１に示されたピストンピン圧入装置のピス
トンピン圧入後の断面図。

【図８】 ピストンとコンロッドおよびピストンピンを
示す斜視図。

【図９】 従来のピストンピン圧入装置を示す断面図。

【符号の説明】

１…ピストン １ａ…ピン挿入孔近傍部 ２…コンロッド ３…ピストンピン ５…ピン圧入孔 ２０…ピストンピン圧入装置 ２５…圧入ユニット ２６…支持構体 ３２…コンロッド支持機構 ４２…フローティングパレット ７１…継手部 ７５…ワーク受け面 ８０…ガイド機構 ９０…押圧部材 ９１…アクチュエータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コンロッドとピストンとを嵌合させかつピ
   ストンピンを圧入することによりコンロッドとピストン
   とを組付けるためのピストンピン圧入装置であって、 前記コンロッドを横にした姿勢で支持し、該コンロッド
   をフローティング可能に支持するフローティングパレッ
   トを有するコンロッド支持機構と、 前記ピストンに設けられた前記ピストンピンの挿入孔近
   傍部を下側から支持するワーク受け面を有しかつ前記ピ
   ストンピンの挿入方向に沿う軸線に対して傾動可能な継
   手部を有する支持構体と、 前記支持構体を挿通しかつ前記ピストンに挿入されたコ
   ンロッド端部のピン圧入孔に挿入可能なガイド部材と、 前記ガイド部材の上方に設置され前記ピストンに挿入さ
   れたピストンピンの端面と対向する昇降可能な押圧部材
   と、 前記ピストンピンを前記押圧部材によって押圧すること
   により前記ピン圧入孔に圧入するアクチュエータと、 を具備したことを特徴とするピストンピン圧入装置。