特開 2024-42656 インサート挿入工具及びインサート挿入工具の制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024042656

(43)【公開日】2024-03-28

(54)【発明の名称】インサート挿入工具及びインサート挿入工具の制御方法

(51)【国際特許分類】

   B25B 27/14 20060101AFI20240321BHJP

   B23P 19/06 20060101ALI20240321BHJP

【ＦＩ】

B25B27/14 C

B23P19/06 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023138148

(22)【出願日】2023-08-28

(31)【優先権主張番号】P 2022147371

(32)【優先日】2022-09-15

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】519028597

【氏名又は名称】株式会社三友精機

(74)【代理人】

【識別番号】100103850

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 秀▲てつ▼

(74)【代理人】

【識別番号】100105854

【弁理士】

【氏名又は名称】廣瀬 一

(74)【代理人】

【識別番号】100116012

【弁理士】

【氏名又は名称】宮坂 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100066980

【弁理士】

【氏名又は名称】森 哲也

(72)【発明者】

【氏名】五島 環

(72)【発明者】

【氏名】若井 誠

【テーマコード（参考）】

3C031

【Ｆターム（参考）】

3C031EE37

(57)【要約】

【課題】インサートを被加工物に挿入する際における被加工物へこすれ傷等の傷が付くことを防止し、かつ、種類の異なる多数のインサートを挿入する場合でも均質的に効率よくインサートを被加工物に挿入することができるインサート挿入工具及びインサート挿入工具の制御方法を提供する。
【解決手段】インサートを装着するマンドレル２３と、インサートを被加工物に挿入する際にマンドレル２３の回転開始の信号を入力するための入力装置１１と、マンドレル２３の回転を制御する制御装置１６と、を備え、制御装置１６は、インサートを被加工物へ挿入する際に、マンドレル２３を含む挿入部２０の一部が被加工物Ｗに接触せずにインサートを被加工物Ｗに挿入するよう制御する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

インサートを装着するマンドレルと、
前記インサートを被加工物に挿入する際に前記マンドレルの回転開始の信号を入力するための入力装置と、
前記マンドレルの回転を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記インサートを前記被加工物へ挿入する際に、前記マンドレルを含む挿入部の一部が前記被加工物に接触せずに前記インサートを前記被加工物に挿入するよう制御することを特徴とするインサート挿入工具。

【請求項2】

前記制御装置は、前記インサートを前記被加工物に挿入する際に、前記入力装置からの前記マンドレルの回転開始の信号を受信した時を挿入開始時とした場合に、前記被加工物に挿入される前記インサートの種類に応じて予め設定された前記挿入開始時からの挿入時間が経過した時に、前記インサートの前記被加工物への挿入動作を終了することを特徴とする請求項１に記載のインサート挿入工具。

【請求項3】

前記インサート挿入工具は、さらに計時装置を備え、前記制御装置は、前記計時装置が前記挿入開始時から計測を開始した前記挿入時間の経過を知らせる報知信号を基に前記マンドレルの回転を反転させるよう制御することを特徴とする請求項２に記載のインサート挿入工具。

【請求項4】

前記挿入時間は、前記インサート挿入工具の回転速度と前記被加工物に挿入される前記インサートの前記被加工物への挿入距離によって算出され、前記インサートの種類ごとに予め記憶装置に記憶されていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のインサート挿入工具。

【請求項5】

前記制御装置は、前記インサートを前記被加工物に挿入する際に、前記インサートの一端部の前記被加工物への接触位置を基準位置とした場合に、前記基準位置から前記インサートが前記被加工物に挿入される距離を検出する検出センサからの検出信号を取得し、予め設定される挿入距離に到達したと判定した場合に、前記インサートの前記被加工物への挿入動作を終了することを特徴とする請求項１に記載のインサート挿入工具。

【請求項6】

前記制御装置は、前記検出センサからの前記検出信号を基に、前記被加工物に対して前記基準位置から予め設定される前記挿入距離まで前記インサートを前記被加工物に挿入したと判定した場合、前記マンドレルの回転を反転させるように制御することを特徴とする請求項５に記載のインサート挿入工具。

【請求項7】

インサートをインサート挿入工具に装着するステップと、
装着された前記インサートを被加工物へ挿入するステップと、を有し、
前記インサートを前記被加工物へ挿入する際に、前記マンドレルを含む挿入部の一部が前記被加工物に接触せずに前記インサートを前記被加工物に挿入するよう制御することを特徴とするインサート挿入工具の制御方法。

【請求項8】

前記インサートを前記被加工物に挿入する際に、前記入力装置からの前記マンドレルの回転開始の信号を受信した時を挿入開始時とした場合に、前記被加工物に挿入される前記インサートの種類に応じて予め設定された前記挿入開始時からの挿入時間が経過した時に、前記インサートの前記被加工物への挿入を終了させることを特徴とする請求項７に記載のインサート挿入工具の制御方法。

【請求項9】

前記挿入時間の経過を確認した場合に、前記インサート挿入工具のマンドレルを反転させて前記被加工物への挿入を終了させ、前記インサート挿入工具を前記被加工物から引き上げることを特徴とする請求項８に記載のインサート挿入工具の制御方法。

【請求項10】

前記インサートを前記被加工物に挿入する際に、前記インサートの一端部の前記被加工物への接触位置を基準位置とした場合に、前記基準位置から前記インサートが前記被加工物に挿入される距離を検出する検出センサからの検出信号を取得し、予め設定される挿入距離に到達したと判定した場合に、前記インサートの前記被加工物への挿入動作を終了することを特徴とする請求項７に記載のインサート挿入工具の制御方法。

【請求項11】

前記検出センサからの前記検出信号を基に、前記被加工物に対して前記基準位置から予め設定される前記挿入距離まで前記インサートを前記被加工物に挿入したと判定された場合、前記マンドレルの回転を反転させて前記被加工物への挿入を終了させ、予め設定される前記挿入距離だけ前記インサート挿入工具を前記被加工物から引き上げることを特徴とする請求項１０に記載のインサート挿入工具の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施の形態は、インサート挿入工具及びインサート挿入工具の制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

通常、雌ネジの耐久性が要求される場合や強い締め付けが必要となる場合など、強硬な雌ネジが求められる場合には、例えばコイルインサートやネジインサートなどと呼ばれるインサートが用いられる。インサートは、ステンレスなどの線材がコイル状に巻かれて形成されており、インサート挿入工具により樹脂やアルミ合金などの被加工物のタップ穴（ネジ穴）にねじ込まれて挿入される（埋め込まれる）。

【0003】

これまでは、当該インサート挿入工具をユーザが手動で回転させてインサートをタップ穴に挿入していた。しかしながら被加工物に形成されるタップ穴が多数である場合、当然当該タップ穴にねじ込まれるインサートの数も多数となる。

【0004】

そして被加工物によってはねじ込まれるインサートの数が百を超えるような場合もあり、これらを全て作業者の手作業によってねじ込むのは非常な労力である。このような不都合を回避すべく、近年タップ穴にインサートをねじ込む取り付け工具を電動化し、作業者の労力を軽減することが行われている。

【0005】

以下に示す特許文献１には、このようにユーザによる手動ではなく、自動でネジインサートをワークの雌ネジに確実に挿入でき、しかもコンパクトなネジインサート自動挿入装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開平１１－０２８６７９号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

上記特許文献１に開示されているように、被加工物にインサートを挿入するためのインサート挿入工具を自動化した場合であっても、インサートをタップ穴に挿入した後は、タップ穴にインサートを残した状態でインサート挿入工具をタップ穴から引き上げる必要がある。

【0008】

インサート挿入工具を引き上げるタイミングについては、マンドレルの周囲に配置される、例えばカラーといわれる部材が被加工物に接触した際の駆動力のトルクの変化を検知してマンドレルの回転を反転させてインサート挿入工具を引き上げる制御が行われる。

【0009】

しかしながら、この方法はインサート挿入工具と被加工物が接触し、少なからず被加工物に傷を付けることになりかねない。当該傷はひっかき傷のようなあまり目立つような傷ではないとも考えられるが、業界によっては被加工物に一切の傷が付くことを禁止している場合もある。

【0010】

インサートを被加工物に挿入する現場では、上述したような指示を遵守するべく、例えば、作業者が目視によってインサートの被加工物への挿入具合を確認しインサート挿入工具を引き上げている。

【0011】

しかし、この方法の場合、作業者は細かくインサート挿入工具のＯＮ、ＯＦＦを行い、インサート挿入工具が被加工物の表面に接触しないように気を配る必要がある。また、細心の注意を図って作業をしても傷が付くことがあったり、作業者によって挿入具合がまちまちにならざるを得ない。そのため均質的にインサートを挿入するためには、多くの経験を必要とする。また、特に上述したように多数のインサートを被加工物に挿入しなければならない場合には、決して効率的とは言えない。

【0012】

本発明は、インサートを被加工物に挿入する際における被加工物へこすれ傷等の傷が付くことを防止し、かつ、種類の異なる多数のインサートを挿入する場合でも均質的に効率よくインサートを被加工物に挿入することができるインサート挿入工具及びインサート挿入工具の制御方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本発明の実施の形態におけるインサート挿入工具は、インサートを装着するマンドレルと、インサートを被加工物に挿入する際にマンドレルの回転開始の信号を入力するための入力装置と、マンドレルの回転を制御する制御装置と、を備え、制御装置は、インサートを被加工物へ挿入する際に、マンドレルを含む挿入部の一部が被加工物に接触せずにインサートを被加工物に挿入するよう制御する。

【0014】

制御装置は、インサートを被加工物に挿入する際に、入力装置からのマンドレルの回転開始の信号を受信した時を挿入開始時とした場合に、被加工物に挿入されるインサートの種類に応じて予め設定された挿入開始時からの挿入時間が経過した時に、インサートの被加工物への挿入動作を終了する。

【0015】

本発明の実施の形態におけるインサート挿入工具は、さらに計時装置を備え、制御装置は、計時装置が挿入開始時から計測を開始した挿入時間の経過を知らせる報知信号を基にマンドレルの回転を反転させるよう制御する。

【0016】

本発明の実施の形態におけるインサート挿入工具において、挿入時間は、インサート挿入工具の回転速度と被加工物に挿入されるインサートの被加工物への挿入距離によって算出され、インサートの種類ごとに予め記憶装置に記憶されている。

【0017】

制御装置は、インサートを被加工物に挿入する際に、インサートの一端部の被加工物への接触位置を基準位置とした場合に、基準位置からインサートが被加工物に挿入される距離を検出する検出センサからの検出信号を取得し、予め設定される挿入距離に到達したと判定した場合に、インサートの被加工物への挿入動作を終了する。

【0018】

制御装置は、検出センサからの検出信号を基に、被加工物に対して基準位置から予め設定される挿入距離までインサートを被加工物に挿入したと判定した場合、マンドレルの回転を反転させるように制御する。

【0019】

本発明の実施の形態におけるインサート挿入工具の制御方法は、インサートをインサート挿入工具に装着するステップと、装着されたインサートを被加工物へ挿入するステップと、を有し、インサートを被加工物へ挿入する際に、マンドレルを含む挿入部の一部が被加工物に接触せずにインサートを被加工物に挿入するよう制御する。

【0020】

インサートを被加工物に挿入する際に、入力装置からのマンドレルの回転開始の信号を受信した時を挿入開始時とした場合に、被加工物に挿入されるインサートの種類に応じて予め設定された挿入開始時からの挿入時間が経過した時に、インサートの被加工物への挿入を終了させる。

【0021】

本発明の実施の形態におけるインサート挿入工具の制御方法は、挿入時間の経過を確認した場合に、インサート挿入工具のマンドレルを反転させて被加工物への挿入を終了させ、インサート挿入工具を被加工物から引き上げる。

【0022】

インサートを被加工物に挿入する際に、インサートの一端部の被加工物への接触位置を基準位置とした場合に、基準位置からインサートが被加工物に挿入される距離を検出する検出センサからの検出信号を取得し、予め設定される挿入距離に到達したと判定した場合に、インサートの被加工物への挿入動作を終了する。

【0023】

検出センサからの検出信号を基に、被加工物に対して基準位置から予め設定される挿入距離までインサートを被加工物に挿入したと判定された場合、マンドレルの回転を反転させて被加工物への挿入を終了させ、予め設定される挿入距離だけインサート挿入工具を被加工物から引き上げる。

【発明の効果】

【0024】

このような本発明の実施の形態におけるインサート挿入工具及びインサート挿入工具の制御方法であれば、インサートを被加工物に挿入する際における被加工物へこすれ傷等の傷が付くことを防止し、かつ、種類の異なる多数のインサートを挿入する場合でも均質的に効率よくインサートを被加工物に挿入することができる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本発明の第１の実施の形態に係るインサート挿入工具の全体構成を示す模式図である。

【図2】本発明の第１の実施の形態に係るインサート挿入工具の構成を示すブロック図である。

【図3】本発明の第１の実施の形態に係るインサート挿入工具を用いたインサートの被加工物への挿入の流れを示すフローチャートである。

【図4】本発明の第２の実施の形態に係るインサート挿入工具を含むインサート挿入装置の全体構成を示す模式図である。

【図5】本発明の第２の実施の形態に係るインサート挿入工具の構成を示すブロック図である。

【図6】本発明の第２の実施の形態に係るインサート挿入工具のマンドレルを含む挿入部と被加工物の一部を拡大して示す説明図である。

【図7】本発明の第２の実施の形態に係るインサート挿入工具を用いたインサートの被加工物への挿入の流れを示すフローチャートである。

【図8】本発明の第２の実施の形態におけるインサート挿入工具が設定距離の分だけインサートを被加工物（タップ穴）に挿入した状態を示す説明図である。

【図9】本発明の第２の実施の形態におけるインサート挿入工具が被加工物から離れてマンドレルの回転を停止した状態を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

（第１の実施の形態）
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

【0027】

図１は、本発明の第１の実施の形態に係るインサート挿入工具１の全体構成を示す模式図である。インサート挿入工具１は、被加工物にインサート（図１においていずれも図示せず）を挿入するために用いられる工具である。

【0028】

なお、本発明の実施の形態において使用されるインサート挿入工具１は、動力を基に駆動されるものであって、作業者が手動で被加工物にインサートを挿入するものではない。なお、動力を基に駆動されるものであれば、電動式やエンジン式等、動力源として何が用いられるかについては問わない。

【0029】

また、本発明の実施の形態におけるインサート挿入工具１においては、図１における上下方向に長い形状とされており、ユーザが手に握って使用することを前提にしている。但し、ユーザが自ら用いる場合の他、例えば、ユーザが装置に触れることなく全自動で被加工物にインサートを挿入する際に用いられるインサート挿入装置のような場合であっても良い。

【0030】

さらにインサート挿入工具１が被加工物に挿入するインサートは、上述したように、断面が菱形形状の線材（例えば、ステンレスが用いられる）がコイル状に巻かれて形成されている。インサートの外周面が外側ネジとして機能し、インサートの内周面が内側ネジとして機能する。

【0031】

また、インサートの種類としては、タング付きインサートやタングレスインサートがある。前者の一端部には、例えば、コイルの直径方向に折り曲げられたタングが形成されている。このタング付きインサートをタップ穴に挿入する場合には、ユーザがインサート挿入工具を用い、インサート挿入工具の先端部でタングを挟み、あるいは、インサート挿入工具の先端部をタングに引っかけ、タングを介してインサートを回転させてタップ穴にねじ込む。

【0032】

一方、タングレスインサートにはタングは設けられておらず、その代わりにインサートの両端部にノッチ（切欠部）が形成されている。そのため、挿入に当たっては、当該ノッチにマンドレルに設けられる爪を引っ掛かけてマンドレルにインサートを固定し、マンドレルの回転に併せてインサートを回転させることによって被加工物へ挿入させる。

【0033】

このようにインサートには大きく２つの形状を備えるインサートがあるが、本発明の実施の形態におけるインサート挿入工具１を用いて被加工物に挿入されるインサートの種類は、タング付きインサートであってもタングレスインサートであってもよい。

【0034】

そしてインサートが挿入される対象が被加工物である。被加工物には、事前にインサートが挿入されるタップ穴が形成されている。当該タップ穴は挿入されるインサートの大きさに対応して、インサートの径よりも若干小さな径となるように形成される。そしてインサート挿入工具１を用いてインサートがタップ穴にねじ込まれる。

【0035】

インサート挿入工具１は、本体部１０と挿入部２０とから構成されている。本体部１０は、インサート挿入時においては、ユーザがその表面を把持するとともに、その内部に各装置や機構を収納している。一方挿入部２０は、装着されたインサートを被加工物のタップ穴に挿入するために用いられる。

【0036】

本体部１０は概ね円筒形状に形成されており、ユーザがインサートを被加工物に挿入する際にインサート挿入工具１を把持する部分である。本体部１０がこのような形状に形成されていることによって、被加工物にインサートを挿入する際にしっかりとインサート挿入工具１を握ることができ、インサートがタップ穴に挿入される際にぐらつくことを防止することができる。

【0037】

本体部１０には、入力装置１１が設けられており、本発明の実施の形態におけるインサート挿入工具１の場合、第１の入力装置１１ａと第２の入力装置１１ｂとに分かれている。第１の入力装置１１ａは、レバー状に形成されており、本体部１０の概ね中央部に本体部１０から外側に突出するように設けられている。

【0038】

第１の入力装置１１ａは、ユーザがインサート挿入工具１を用いて被加工物にインサートを挿入する際に、後述するマンドレルの回転を開始させるスイッチの役割を果たす。すなわち、ユーザがインサート挿入工具１の本体部１０を握り、第１の入力装置１１ａに指を掛けて本体部１０側へ移動させることによってスイッチが入り、マンドレルの回転が開始する。

【0039】

なお、本発明の実施の形態におけるインサート挿入工具１では、第１の入力装置１１ａは、上述したようにマンドレルの回転を開始させるスイッチである。従って、一度ユーザによって操作されれば、その後はユーザが操作し続けなくても、すなわち、第１の入力装置１１ａを握り続けなくてもマンドレルは回転し続ける。

【0040】

さらにインサート挿入工具１は、第２の入力装置１１ｂも備える。第２の入力装置１１ｂは、図１に示すように本体部１０の表面にボタン状に配置されており、ユーザが当該ボタン（第２の入力装置１１ｂ）を押すことによって、各ボタンに割り当てられた機能を選択することができる。

【0041】

なお、第１の入力装置１１ａは、ユーザの操作のしやすさを考慮して図１に示すような形状に形成されているが、同様の機能を果たすのであれば、他の形状のレバー、或いは、レバーではなく、例えばスイッチ形状であっても良く、その形状は問わない。

【0042】

また、ここでは第２の入力装置１１ｂの形状については上述したようなボタン状であるが、その形状についてはどのような形状であっても構わない。また、ボタンの数や配置位置についても求められる機能に合わせて自由に設定することができる。

【0043】

本発明の実施の形態におけるインサート挿入工具１では、第２の入力装置１１ｂの上部に報知装置１２が設けられている。報知装置１２は、例えば、第２の入力装置１１ｂによって選択された機能に関する表示や、被加工物に挿入されたインサートの数等を表示させることができる。

【0044】

また、報知装置１２には、挿入するインサートに関する情報を入力する際の情報を表示させることもできる。さらに、これらの情報だけではなく、ユーザに報知する内容等、様々な情報を表示させることができる。

【0045】

なお、報知装置１２としては、例えば、液晶ディスプレイや有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイなどを用いることが可能である。さらに、図１に示すような画面表示ではなく、例えば、ランプのような態様を採用しても良い。

【0046】

また、報知装置１２は、図１に示すようなユーザの視覚に訴えるような報知を行う装置である場合の他、音声や振動等、ユーザの五感に訴える報知を行うことができるのであれば、どのような機構を採用することも可能である。

【0047】

インサート挿入工具１の上部には、接続部１０ａが設けられており、例えば、インサート挿入工具１を駆動制御するための電源が供給されるコードが接続される。

【0048】

挿入部２０は、本体部１０の下部に配置され、被加工物のタップ穴にタング付きインサートまたはタングレスインサートを挿入する機能を果たす。挿入部２０は、例えば、駆動装置２１と、ハウジング２２と、マンドレル２３と、固定部材２４とを備えている。そして挿入部２０は、当該インサート挿入工具１の長手方向がインサートの挿入方向となるため、本体部１０の長手方向に連続するように設けられている。

【0049】

駆動装置２１は、挿入部２０の中心軸を回転中心とし、後述するマンドレルを回転させるものである。駆動装置２１は、例えば、モータや連結機構（いずれも図示せず）等を有している。また、本発明の実施の形態におけるインサート挿入工具１の場合、駆動装置２１は本体部１０にその一部が収容されるように設けられている。

【0050】

ハウジング２２は、円筒形状（管形状）に形成されており、このハウジング２２内にマンドレル２３が挿入されている。ハウジング２２の下端には緩衝部材２２ａが設けられており、例えば、樹脂を用いて環状に形成されている。

【0051】

当該緩衝部材２２ａは、インサートが被加工物のタップ穴に埋め込まれる際に、万が一挿入部２０が被加工物の表面に接触したとしても、可能な限り被加工物の表面にこすれ傷等の傷を付けないようにするために設けられている。ハウジング２２の内周面には、ハウジング２２の中央付近から上端にかけて雌ネジ（図示せず）が形成されている。

【0052】

マンドレル２３の上端側は駆動装置２１に連結されることから、マンドレル２３は、駆動装置２１からの駆動力を受けて回転する。一方その下端側には、後述するようにインサートが装着され、マンドレル２３が回転しながら被加工物のタップ穴にマンドレル２３の下端（先端）が挿入することによって、インサートがタップ穴にねじ込まれる。

【0053】

マンドレル２３は、インサートの挿入方向に延伸するように円柱形状に形成されている。このマンドレル２３の外周面には、雄ネジ２３ａがマンドレル２３の中央付近からからマンドレル２３の上端付近まで形成されている。この雄ネジ２３ａが、ハウジング２２の内周面に形成された上述の雌ネジに組み合わされ、マンドレル２３がハウジング２２内に一体に保持される。

【0054】

また、マンドレル２３の下端側（先端側）の外周面には、雄ネジ２３ｂが形成されている。この雄ネジ２３ｂに図示しないインサートが組み合わされ、インサートはマンドレル２３に装着される。一方マンドレル２３の上端部は、六角ビット（図示せず）形状に形成されており、この六角ビットの部分が本体部１０の下端部（本体部１０の先端部）に装着される。

【0055】

なお、マンドレルの下端は、装着されるインサートがタング付きインサートか、或いは、タングレスインサートであるかによってその形状が異なる。例えば挿入部２０がタングレスインサート用の挿入工具である場合には、フック部（爪）を有するパウル（図示せず）などの各種部材がマンドレル２３に設けられている。

【0056】

固定部材２４は、マンドレル２３の外周面の雄ネジ２３ａに装着可能に形成されている。つまり、固定部材２４の内周面には、雌ネジ（図示せず）が固定部材２４の下端から上端まで形成されている。この固定部材２４は、マンドレル２３の外周面の雄ネジ２３ａに組み合わされてハウジング２２の上端に当接することにより、マンドレル２３に対してハウジング２２の位置を固定するものである。固定部材２４としては、例えば、ロックナット等が用いられる。

【0057】

図２は、本発明の第１の実施の形態に係るインサート挿入工具１の構成を示すブロック図である。本体部１０には、入力装置１１と、報知装置１２と、駆動制御装置１３と、記憶装置１４と、計時装置１５と、制御装置１６と、が設けられている。

【0058】

入力装置１１は、本発明の実施の形態におけるインサート挿入工具１の場合、第１の入力装置１１ａと、第２の入力装置１１ｂとを備えており、ユーザが各種操作を入力する。入力装置１１を介して入力された入力信号は、バスＢを介して後述する制御装置１６に送信される。

【0059】

報知装置１２は、上述した、例えば、インサートを被加工物に挿入する際の制御に関する情報や挿入されたインサートの数（員数）等の各種情報を制御装置１６の制御に従って表示する。

【0060】

駆動制御装置１３は、制御装置１６からの指示に基づき、マンドレル２３に駆動力を付与し、マンドレル２３を回転させることによって、被加工物のタップ穴にインサートをねじ込む。

【0061】

記憶装置１４は、例えば、半導体や磁気ディスク等で構成されており、後述するインサート挿入工具１の制御方法に関する駆動プログラムやインサートに関する情報等が記憶されている。また、インサートの種類と種類ごとの挿入時間とが互いに紐付けられて記憶されている。

【0062】

計時装置１５は、ユーザがインサート挿入工具１を用いてインサートを被加工物に挿入する際に、マンドレル２３を回転させるのに必要な時間を計測する。

【0063】

制御装置１６は、インサート挿入工具１の各部を統合的に制御する。例えば、制御装置１６は、被加工物に挿入されるインサートの種類に応じて駆動制御装置１３を介したマンドレル２３の駆動制御を行う。

【0064】

なお、制御装置１６の内部には、図示しない、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及び、ＲＡＭが設けられている。簡単にこれらの機能を説明すると、ＣＰＵは、ＲＡＭや記憶装置１４等に記憶されたプログラム及びデータを読み出してＲＡＭにロードするとともに、ＲＡＭから読み出されたプログラムのコマンドに基づいて、例えば、次に説明するインサート挿入工具１の駆動制御を実現する処理装置である。

【0065】

すなわち、上述したようにインサートを被加工物に挿入するに当たって、インサート挿入工具１が被加工物の表面に接触して当該表面にこすれ傷等の傷を付けることは好ましくない。本発明の実施の形態におけるインサート挿入工具１においては、緩衝部材２２ａが設けられているものの、この緩衝部材２２ａが被加工物の表面に接触することすら禁忌である場合がある。

【0066】

そこで、ユーザが本発明の実施の形態におけるインサート挿入工具１を使用する場合には、制御装置１６は、インサートを被加工物へ挿入するに当たって、緩衝部材２２ａが被加工物の表面に接触しないようにマンドレル２３の回転を制御する。但し、挿入されるインサートの大きさや巻き数はまちまちであり、インサートの種類によって、或いは、マンドレル２３の回転速度によって挿入に掛かる時間も異なる。

【0067】

そこで、これらインサートの種類ごとに挿入時間を予め設定して記憶装置１４に記憶させておき、選択されたインサートの種類によって最適な挿入時間を用いてインサートを被加工物に挿入する。このような制御を行うことによって、インサートは確実に被加工物に挿入される一方で、緩衝部材２２ａは被加工物の表面に接触しないので、その表面をこすれ傷等の傷をつけることがない。

【0068】

具体的には、上述したように事前に記憶装置１４にインサートの種類ごとの挿入時間が記憶される。インサートについては、様々な種類があるが、それぞれ被加工物のタップ穴に挿入する際に必要とされる時間（以下、適宜「挿入時間」と表す）は異なる。そのためインサートの種類ごとに挿入時間を算出し、算出された挿入時間の情報を記憶装置１４に記憶させる。

【0069】

ここで、挿入時間については、制御装置１６が入力装置１１からのマンドレル２３の回転開始の信号を受信した時を挿入開始時とするが、インサートがタップ穴の所望の深さまで挿入されるまでの時間である。すなわち、挿入時間に従って挿入すれば、被加工物に対してインサートが挿入不良となることがない。ここで「挿入不良」とはインサートがタップ穴に完全に埋め込まれない場合の他、必要以上に深くタップ穴に挿入されてしまうような場合も含む。

【0070】

そして挿入時間は、インサート挿入工具１の回転速度と被加工物に挿入されるインサートの被加工物への挿入距離によって算出される。或いは、実際に挿入した際の時間を計測して挿入時間を算出しても良い。

【0071】

なお、このようにインサートの種類ごとに挿入時間が算出され挿入時間に関する情報が記憶装置１４に記憶されるが、インサート挿入工具１には、例えば、インサート挿入工具１を製造する際に予め挿入時間に関する情報が記憶された記憶装置が取り付けられる。

【0072】

或いは、第２の入力装置１１ｂを用いてユーザが記憶装置１４にインサートの種類ごとの挿入時間を入力することによって記憶装置１４にインサートの種類ごとの挿入時間に関する情報を記憶させても良い。

【0073】

次に、インサートをタップ穴に挿入するに当たって、まずインサートがユーザによってインサート挿入工具１のマンドレル２３に装着される。例えば、ユーザは本体部１０を把持し、本体部１０に連結された挿入部２０のマンドレル２３の雄ネジ３２ｂにインサートを回し入れ、インサート挿入工具１の先端部にインサートを装着する。

【0074】

そしてユーザは第２の入力装置１１ｂを用いて、インサート挿入工具１に装着されたインサートの種類に応じた挿入時間を選択する。ここでは、挿入の対象となる、インサート挿入工具１に装着されたインサートの種類を選択することによって選択されたインサートの種類に関する情報が入力装置１１から制御装置１６へと送られ、当該情報を基に制御装置１６が記憶装置１４にアクセスして該当するインサートの挿入時間に関する情報を取得する。

【0075】

その上で、インサート挿入工具１の本体部１０を把持するユーザは、マンドレル２３の先端部に装着したインサートが被加工物のタップ穴の縁に接触するような位置にインサート挿入工具１を位置付ける。この状態で、ユーザが第１の入力装置１１ａを握ると、入力信号が制御装置１６に送信され、制御装置１６から駆動制御装置１３へとマンドレル２３の回転開始の信号が送られる。

【0076】

挿入部２０は、駆動装置２１により自動で回転し、併せてマンドレル２３の先端部に装着されているインサートも回転する。そしてインサートは、回転しながら徐々にタップ穴の中にねじ込まれて挿入される（埋め込まれる）。

【0077】

制御装置１６は、インサートを被加工物に接触させながら第１の入力装置１１ａがユーザによって握られることによってマンドレル２３が回転を開始した時を挿入開始時とする。そして当該挿入開始時をトリガとして、制御装置１６は計時装置１５に対して事前に記憶装置１４から取得したインサートの挿入時間を計測する指示を出す。

【0078】

次いで、計時装置１５は被加工物に挿入されるインサートの種類に応じて予め設定された挿入開始時からの挿入時間を測定し、当該測定時間が経過するとその旨の報知信号を制御装置１６に送信する。制御装置１６では、計時装置１５からの挿入時間経過の情報を受信すると、駆動制御装置１３に対してマンドレル２３の回転を停止させる信号を送信し、インサートの被加工物への挿入動作を終了する。

【0079】

［動作］
次に、本発明の実施の形態におけるインサート挿入工具１を用いたインサートの挿入時における制御の流れについて、図３を用いて説明する。図３は、本発明の第１の実施の形態に係るインサート挿入工具１を用いたインサートの被加工物への挿入の流れを示すフローチャートである。

【0080】

まず被加工物のタップ穴に挿入されるインサートである、インサート挿入工具１に装着されるインサートの種類が選択される（ＳＴ１）。ユーザは、例えば、報知装置１２を見ながら第２の入力装置１１ｂを操作して該当するインサートを選択する。選択されたインサートに関する情報は、入力装置１１から制御装置１６へとバスＢを介して送信される。

【0081】

制御装置１６では、受信したインサートの種類に関する情報を基に記憶装置１４にアクセスして該当するインサートに関する挿入時間を取得する（ＳＴ２）。ユーザはインサート挿入工具１にインサートを装着する（ＳＴ３）。

【0082】

なお、当該ステップＳＴ３の処理は、インサート挿入工具１の処理ではなく、ユーザが行う処理であることから、図３に示すフローチャートでは破線で囲んで示している。また、このようなユーザが行う処理もインサート挿入工具１の処理を併せて示したのは、被加工物へのインサートの挿入の流れ、すなわち、インサート挿入工具１の制御の流れが分かりやすいからである。従って、ユーザの動作とインサート挿入工具１における制御の流れとを区別することなく一連の流れとして処理の順番を示すステップの番号を連番で示している。

【0083】

また、ここではインサートの種類の選択及び挿入時間の設定と、インサート挿入工具１へのインサートの装着の順序を上述した順番で説明したが、インサートの装着が完了してからインサートの種類の選択等の処理が実行されても良い。

【0084】

制御装置１６では、挿入開始の信号を受信したか否かを判定する（ＳＴ４）。当該判定は、ユーザによって第１の入力装置１１ａが握られて、マンドレル２３の回転を開始させる信号が制御装置１６において受信されたか否かで行われる。

【0085】

マンドレル２３が回転を開始しない場合は被加工物へのインサートの挿入が開始されていないことを示しており、制御装置１６では引き続き待機状態となる（ＳＴ４のＮＯ）。一方、ユーザが被加工物にインサートを接触させてマンドレル２３の回転を開始したと制御装置１６が判定した場合には（ＳＴ４のＹＥＳ）、制御装置１６から計時装置１５へ挿入時間の計測の指示が出され、計時装置１５は制御装置１６が取得したインサートの挿入時間の計測を開始する（ＳＴ５）。

【0086】

ユーザは、インサートを回転させながら被加工物のタップ穴に挿入する（ＳＴ６）。インサートはタップ穴の被加工物の表面側から奥側に向けて徐々にねじ込まれる。

【0087】

制御装置１６では、挿入時間が経過したか否かを判定する（ＳＴ７）。具体的には、計時装置１５から挿入時間が経過した旨の報知信号を受信したか否かを確認する。そして、計時装置１５からの信号を受信しない間は継続してマンドレル２３に対して駆動制御装置１３を介して駆動力を付加しマンドレル２３を回転させ、インサートをタップ穴に挿入させる（ＳＴ７のＮＯ）。

【0088】

一方、計時装置１５から挿入時間が経過した旨の報知信号を受信した場合には（ＳＴ７のＹＥＳ）、制御装置１６は駆動制御装置１３から駆動装置２１に回転を反転させる信号を送り、マンドレル２３を反転させる（ＳＴ８）。

【0089】

すなわち、挿入時間が経過することによって、インサートはタップ穴に所望の深さだけ挿入されたことになり、これ以上の挿入は不要である。そこで、挿入時間が経過したことをもってマンドレル２３の回転を反転させる。

【0090】

これによりマンドレル２３はタップ穴の内部にインサートを残したまま、インサート挿入工具とともに被加工物から離れるように上方へと移動することになり、インサート挿入工具１による被加工物へのインサートの挿入処理は終了する。

【0091】

以上説明したようなインサート挿入工具及びインサート挿入工具の制御方法であれば、インサートを被加工物に挿入する際における被加工物へこすれ傷等の傷が付くことを防止し、かつ、種類の異なる多数のインサートを挿入する場合でも均質的に効率よくインサートを被加工物に挿入することができる。

【0092】

特にインサートのタップ穴への挿入について、インサートの種類に応じた挿入時間が設定され、当該挿入時間に基づいてマンドレルの回転が制御されることによって、インサートが被加工物の表面に接触してこすれ傷等の傷を付けることを防止することができる。

【0093】

なお、以上の本発明の第１の実施の形態における説明において、マンドレル２３に対する回転開始の信号のトリガは、ユーザが手で第１の入力装置１１ａを握ることによって発出されていることを前提にしたが、例えば、フットスイッチ等の他の入力装置を用いることによっても良い。

【0094】

同様に、本発明の実施の形態におけるインサート挿入工具１では、制御装置１６をその内部に配置することを前提としたが、制御装置をインサート挿入工具とは別の装置とすることも可能である。この場合には、例えば、制御装置の中にインサートの種類に応じた挿入時間に関する情報が記憶されており、ユーザが制御装置においてインサートの種類を選択することで、制御装置からインサート挿入工具に対して接続部を介して制御信号が送信され、制御される。

【0095】

また、インサートをユーザが手でインサート挿入工具に装着するのではなく、インサート整列装置等を用いてインサートをインサート挿入工具に装着させることも可能である。この場合、インサートの被加工物のタップ穴への挿入開始時間は、インサート挿入工具の動きに応じて設定されても良い。

【0096】

すなわち、例えば、インサート整列装置において整列されたインサートを装着し、一旦上昇して被加工物まで移動した後、タップ穴近傍まで降下し、降下時間として設定された時間が終了した時間をインサートのタップ穴への挿入開始時間とすることができる。

【0097】

（第２の実施の形態）
次に本発明における第２の実施の形態について説明する。なお、第２の実施の形態において、上述の第１の実施の形態において説明した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、同一の構成要素の説明は重複するので省略する。

【0098】

上述した第１の実施の形態においては、インサート挿入工具１を用いて被加工物にインサートを挿入する際に、その挿入時間を管理することで、被加工物へこすれ傷等の傷が付くことを防止した。これに対して、第２の実施の形態におけるインサート挿入工具の制御方法では、インサートを被加工物へ挿入する際に、マンドレル２３を含む挿入部２０の一部が被加工物に接触せずにインサートを被加工物に挿入する方法として、インサートの被加工物への挿入距離を管理する方法を採用する。

【0099】

ここで、図４は、本発明の第２の実施の形態に係るインサート挿入工具１Ａを含むインサート挿入装置３０の全体構成を示す模式図である。インサート挿入装置３０は、インサート挿入工具１Ａを用いて被加工物Ｗにインサートを自動で挿入することが可能な装置として構成されている。

【0100】

なお図４では、インサート挿入装置３０、被加工物Ｗが載置されている平面をＸ方向、Ｙ方向で示されるＸ－Ｙ平面であるとする。そして、当該Ｘ－Ｙ平面と直交する方向である高さ方向をＺ方向とする。

【0101】

図４に示すインサート挿入装置３０は、例えば、机や作業台等の上に載置されている。ここでは、インサート挿入装置３０が載置されている平面は、Ｘ－Ｙ平面であり、同じ平面上に被加工物Ｗも載置されている。但し、インサート挿入装置３０の載置面と被加工物Ｗの載置面とは、必ずしも同一平面上に載置されていなくても良い。

【0102】

インサート挿入装置３０は、インサート挿入工具１Ａと当該インサート挿入工具１ＡをＸ、Ｙ、Ｚの３方向に移動させるための移動機構Ｍとを備えている。さらに、インサート挿入工具１ＡのＺ方向の移動距離を検出する検出センサＳも設けられている。

【0103】

インサート挿入工具１Ａは、固定装置Ｈを介して移動機構Ｍに取り付けられている。移動機構Ｍは、当該固定装置Ｈと連結される、Ｚ方向移動部Ｍ１と、Ｚ方向移動部Ｍ１と連結され、Ｙ方向にインサート挿入工具１Ａを移動させるＹ方向移動部Ｍ２と、当該Ｙ方向移動部Ｍ２と連結され、Ｘ方向にインサート挿入工具１Ａを移動させるＸ方向移動部Ｍ３とを備えている。

【0104】

そしてインサート挿入装置３０における移動機構Ｍでは、Ｚ方向上から下に向けて、Ｚ方向移動部Ｍ１と、Ｙ方向移動部Ｍ２と、Ｘ方向移動部Ｍ３とが配置され、Ｘ方向移動部Ｍ３は、インサート挿入装置３０が載置されるＸ－Ｙ平面に接している。

【0105】

従って、移動機構Ｍの各部を移動させることで、固定装置Ｈを介して当該移動機構Ｍに固定されるインサート挿入工具１ＡをＸ、Ｙ、Ｚの３方向のいずれの方向にも移動させることが可能である。

【0106】

そして、当該インサート挿入工具１Ａの移動に当たっては、上述したＸ、Ｙ、Ｚの３方向の移動位置が座標として予め設定されている。そのため、例えばインサートを被加工物Ｗに挿入する際のタップ穴の位置が座標で設定されている。また、インサート整列装置が用いられる場合は、インサート挿入工具１Ａにインサートを装着するためにインサートが整列されている各整列穴の位置が座標で設定されていても良い。

【0107】

なお、移動機構Ｍにおけるインサート挿入工具１Ａを各方向に移動させる方法（構造）については、例えば、ラックアンドピニオン等、どのようなものであっても良い。また、Ｚ方向移動部Ｍ１等の各部は上述した位置に配置されるが、必ずしもこのようは配置位置に限定されない。

【0108】

例えば、Ｙ方向移動部Ｍ２とＸ方向移動部Ｍ３の配置位置については、Ｘ方向移動部Ｍ３の方がＹ方向移動部Ｍ２よりもＺ方向上部に配置されていても良い。また、移動機構Ｍの全体構造についても、各部の配置位置に適した構造とされていれば足りる。

【0109】

インサート挿入工具１Ａの構造は、上述した第１の実施の形態におけるインサート挿入工具１と概ね同じである。但し、上述した移動機構Ｍや検出センサＳを備えるインサート挿入装置３０の全体を制御することから、本体部１０Ａの構成が上述した第１の実施の形態における本体部１０とは異なる。

【0110】

図５は、本発明の第２の実施の形態に係るインサート挿入工具１Ａの構成のうち、特に本体部１０Ａの内部を示すブロック図である。本体部１０Ａに、入力装置１１と、報知装置１２と、駆動制御装置１３と、記憶装置１４と、計時装置１５と、制御装置１６と、が設けられている。これらは第１の実施の形態におけるインサート挿入工具１の本体部１０と同じ内部構成であり、各部の機能についてはこれまで説明した通りである。

【0111】

本体部１０Ａでは、さらに、取得装置１７と、移動機構制御装置１８とが設けられている。取得装置１７は、検出センサＳが検出した距離に関する情報を取得する。なお、ここで「距離に関する情報」とは、インサートが被加工物Ｗに挿入される際のＺ方向下向きに向けての移動距離のことである。

【0112】

上述したように、インサートを被加工物に挿入する際には、インサート挿入工具１Ａの先端にインサートを装着し、当該インサートの一端部を被加工物Ｗに形成されているタップ穴にねじ込む。従って、挿入に当たっては、まずインサートの一端部がタップ穴が形成されている被加工物Ｗの表面Ｗ１に接触する。

【0113】

ここで図６は、本発明の第２の実施の形態に係るインサート挿入工具１Ａのマンドレル２３を含む挿入部２０と被加工物Ｗの一部を拡大して示す説明図である。図６では、マンドレル２３に装着されたインサートＩの一端部Ｉ１が、被加工物Ｗの表面Ｗ１に開口して形成されているタップ穴Ｗ２に接している状態が示されている。

【0114】

このように、インサートＩの一端部Ｉ１が被加工物Ｗ（タップ穴Ｗ２）に接触する位置が、インサートＩが被加工物Ｗに挿入される際に管理される距離の起点となる位置に該当する。そこでこの位置を、以下適宜「基準位置Ｐ」と表す。

【0115】

なお上述したように、インサート挿入工具１Ａの移動に当たって、インサートＩが挿入される被加工物Ｗ（タップ穴Ｗ２）の位置は、事前にＸ、Ｙ、Ｚの各座標として設定されている。従って、この「基準位置Ｐ」については、インサートＩが装着されたインサート挿入工具１Ａが移動する位置が予め座標として設定されたものといえる。

【0116】

インサートＩがこの状態からＺ方向下向きにタップ穴Ｗ２にねじ込まれることによって、インサートＩが被加工物Ｗに挿入されることになる。但し、挿入に当たっては、インサートＩがタップ穴Ｗ２の内部において適切な位置にねじ込まれる（配置される）ことが求められる。

【0117】

すなわち、インサートＩが被加工物Ｗに挿入された際に、タップ穴Ｗ２に必要以上に深くねじ込まれる状態が発生すると、インサート挿入工具１Ａの、例えば、緩衝部材２２ａが被加工物Ｗの表面Ｗ１に接触する可能性が生ずる。一方で、インサートＩのタップ穴Ｗ２への挿入距離が設定よりも短いと、インサートＩの他端部Ｉ２が被加工物Ｗの表面Ｗ１よりもＺ方向上側に突出することになる。このような状態となると、そもそもインサートＩとしての機能が果たされない等、種々の不都合が生じうる。従って、これらのような状況が発生することを回避する必要がある。

【0118】

そこで本発明の第２の実施の形態においては、マンドレル２３を含む挿入部２０の一部が被加工物Ｗに接触せずにインサートＩを被加工物Ｗに挿入する方法の１つとして、インサートＩが被加工物Ｗのタップ穴Ｗ２に挿入される際の距離を基に、挿入を管理する方法を採用する。

【0119】

そのためには、インサートＩがどのくらいの距離タップ穴Ｗ２に挿入されたかを把握する必要がある。そのための基準となる位置として、インサートＩの一端部Ｉ１が被加工物Ｗへ接触する位置、すなわち、インサート挿入工具１Ａの移動先の座標として設定されている位置を、上述したように基準位置Ｐと設定している。この基準位置Ｐの位置を「ゼロ」として、インサートＩをタップ穴Ｗ２に挿入する距離として予め設定される設定距離Ｄ分インサートＩを挿入するように制御すれば、被加工物Ｗの所望の位置までインサートＩを挿入することができる。

【0120】

但し、インサートＩは被加工物Ｗに埋設されて用いられるものであることから、埋め込まれるインサートＩの挿入距離を直接検出することは難しい。そこで、本発明の第２の実施の形態におけるインサート挿入工具１Ａの制御方法においては、インサートＩが被加工物Ｗに挿入される距離を検出するのではなく、インサートＩを被加工物Ｗに挿入する際のインサート挿入工具１Ａの移動距離をインサートＩの挿入距離と取り扱う。

【0121】

なお、以下においては、インサートＩを被加工物Ｗに埋め込むために予め設定される距離を「設定距離Ｄ」と表す。一方で、上述したインサートＩを被加工物Ｗに挿入する際のインサート挿入工具１Ａの移動距離、すなわち、インサートＩがタップ穴Ｗ２に挿入される距離を「挿入距離ｄ」と表す。そのため、挿入距離ｄは最終的に設定距離Ｄと等しい値となる。また挿入距離ｄは、インサートＩがタップ穴Ｗ２にねじ込まれる際にＺ方向下向きに移動する距離に該当することからインサート挿入工具１Ａの移動に伴って変化する値である。

【0122】

またここで、最終的にインサートＩが挿入される距離として設定される設定距離Ｄは、タップ穴Ｗ２が形成された際の、被加工物Ｗの表面Ｗ１からの深さと必ずしも一致しない。これは例えば、タング付きインサートを用いた場合に、当該タングを折り取る際のスペースを確保する必要があるからである。

【0123】

そしてこの挿入距離ｄを検出するために、検出センサＳが設けられている。検出センサＳは、図４に示すように、被加工物Ｗに対するインサートＩの挿入距離ｄに代替するインサート挿入工具１ＡのＺ方向下向きの移動距離を検出する検出装置Ｓ１と当該検出装置Ｓ１を動作させる作用装置Ｓ２とを備えている。

【0124】

検出センサＳは、Ｘ、Ｙ方向のいずれの位置においてもインサート挿入工具１ＡのＺ方向下向きの移動距離を検出することができるように、インサート挿入工具１Ａの移動に追随可能に設けられている。そのため、本発明の第２の実施の形態では、検出装置Ｓ１がＺ方向移動部Ｍ１と並立する位置に配置されている。

【0125】

また、作用装置Ｓ２は、インサート挿入工具１Ａと移動機構Ｍとを連結する固定装置Ｈに固定されている。検出センサＳは、インサート挿入工具１ＡのＺ方向の移動に合わせて適宜作用装置Ｓ２が検出装置Ｓ１の先端に接触する。この作用装置Ｓ２が検出装置Ｓ１の先端に接触した位置が基準位置Ｐに該当する。

【0126】

換言すれば、上述したようにインサートＩの挿入が開始される位置は、インサート挿入工具１Ａが移動する先の位置として予めその座標が設定されている。そしてこの座標が基準位置Ｐに該当することから、インサート挿入工具１Ａが基準位置Ｐに到達した際に、作用装置Ｓ２が検出装置Ｓ１の先端に接触するように検出センサＳの配置位置が設定される。

【0127】

そしてインサートＩの一端部Ｉ１がタップ穴Ｗ２に接触後、インサート挿入工具１ＡがさらにＺ方向下向きに移動すると、インサートＩはタップ穴Ｗ２にねじ込まれるとともに、作用装置Ｓ２によって検出装置Ｓ１の先端もＺ方向下向きに押し込まれる。上述したように、当該「基準位置Ｐ」が距離ゼロと設定されていることから、この位置を基準にインサートが被加工物Ｗに挿入される距離（挿入距離ｄ）が検出される。

【0128】

なお、タップ穴Ｗ２はインサートＩが挿入される穴であるが、当該タップ穴Ｗ２は、予め被加工物Ｗに形成されている。但し、例えば複数のタップ穴Ｗ２が形成されている場合に、特に被加工物Ｗの表面Ｗ１近傍において切られるネジ穴の向きは様々である。一方、インサートＩについてもマンドレル２３に装着される際に装着開始の位置が定められているわけではなく、マンドレル２３に装着されたインサートＩの一端部Ｉ１の向きも統一されていない。

【0129】

そのため、タップ穴Ｗ２にインサートＩをねじ込むに当たってインサートＩの一端部Ｉ１がタップ穴Ｗ２に接触した際における、タップ穴Ｗ２に切られるネジ穴の向きは、挿入されるインサートＩの一端部Ｉ１の向きと必ずしも一致しない。そのため、インサートＩの一端部Ｉ１がタップ穴Ｗ２に接触してから実際にタップ穴Ｗ２にねじ込まれるまでの時間については、個々のインサートＩごとに異なることが考えられる。

【0130】

但し、上述したように、作用装置Ｓ２が検出装置Ｓ１をＺ方向下向きに押し込んでインサートＩが被加工物Ｗに挿入される際の挿入距離ｄを検出するのは、実際にインサートＩがタップ穴Ｗ２に挿入を開始してからである。すなわち、検出センサＳがインサートＩの挿入距離ｄを検出するのは、タップ穴Ｗ２のネジ穴の向きとインサートＩの一端部Ｉ１の向きとが一致して当該一端部Ｉ１がタップ穴Ｗ２に進入を開始してからである。

【0131】

そのため、実際にインサートＩの一端部Ｉ１がタップ穴Ｗ２に進入するまでは挿入距離ｄはゼロのままである。従って、インサートＩの挿入距離ｄは、どのようなタップ穴Ｗ２とインサートＩとの組み合わせであっても検出センサＳによって正確に検出される。

【0132】

検出装置Ｓ１の先端が押し込まれた距離がインサート挿入工具１ＡのＺ方向下向きの移動距離であり、インサートＩが被加工物Ｗに挿入された挿入距離ｄに該当する。そして検出センサＳで検出されたインサートＩの被加工物Ｗに対する挿入距離ｄ（インサート挿入工具１Ａの移動距離）に関する情報は、取得装置１７において取得される。

【0133】

具体的には、取得装置１７は、基準位置Ｐの位置からインサートＩが被加工物Ｗに挿入される挿入距離ｄを検出した検出センサＳからの検出信号を挿入距離ｄに関する情報として取得する。そして当該インサートＩの被加工物Ｗへの挿入距離ｄが設定距離Ｄの分だけ挿入されたか否かを当該挿入距離ｄと設定距離Ｄとを比較することで判定する。

【0134】

なお、取得装置１７は、検出センサＳからの挿入距離ｄの情報を、予め設定された間隔で取得する。従って、例えば、検出センサＳの検出装置Ｓ１の移動をリアルタイムで取得することも可能であり、或いは、所定の間隔ごとに取得するように設定することも可能である。

【0135】

取得装置１７が、インサートＩの挿入距離ｄが設定距離Ｄに到達したと判定した場合には、インサートＩの被加工物Ｗへの挿入動作を終了するよう、駆動制御装置１３や移動機構制御装置１８に指示する。これにより、設定距離Ｄ以上にインサートＩが被加工物Ｗに挿入されることはない。同様に、設定距離Ｄだけ確実にインサートを被加工物Ｗに挿入することができる。

【0136】

移動機構制御装置１８は、制御装置１６の指示に基づき、挿入対象となるタップ穴Ｗ２にインサートＩが設定距離Ｄの分だけ挿入されるよう、移動機構Ｍを制御してインサート挿入工具１Ａを移動させる。

【0137】

［動作］
次に、本発明の第２の実施の形態におけるインサート挿入工具１を用いたインサートＩの挿入時における制御の流れについて、図７等を用いて説明する。図７は、本発明の第２の実施の形態に係るインサート挿入工具１Ａを用いたインサートの被加工物Ｗへの挿入の流れを示すフローチャートである。

【0138】

まず被加工物Ｗのタップ穴Ｗ２にインサートＩを挿入するに当たって、インサートＩの設定距離Ｄを設定する（ＳＴ３１）。これは、インサートの種類とは関係なく、任意に設定することができる数値である。ユーザは、例えば、報知装置１２を見ながら第２の入力装置１１ｂを操作して該当する設定距離Ｄを入力、或いは、選択する。入力等された設定距離Ｄに関する情報は、入力装置１１から制御装置１６へとバスＢを介して送信される。

【0139】

ユーザはインサート挿入工具１にインサートＩを装着する（ＳＴ３２）。なお、当該ステップＳＴ３２の処理は、インサート挿入工具１Ａの処理ではなく、ユーザが行う処理であることから、図７に示すフローチャートでは破線で囲んで示している。但し、インサート整列装置を用いてインサート挿入工具１Ａに自動でインサートＩを装着することも可能であることは、上述した通りである。

【0140】

また、このようなユーザが行う処理もインサート挿入工具１の処理を併せて示したのは、被加工物ＷへのインサートＩの挿入の流れ、すなわち、インサート挿入工具１Ａの制御の流れが分かりやすいからである。従って、ユーザの動作とインサート挿入工具１Ａにおける制御の流れとを区別することなく一連の流れとして処理の順番を示すステップの番号を連番で示している。

【0141】

ユーザがマンドレル２３にインサートＩを装着した後、インサート挿入工具１Ａは挿入の対象となるタップ穴Ｗ２の上部まで移動する（ＳＴ３３）。インサート挿入工具１Ａの移動は、制御装置１６の指示に基づいて、予め設定されている座標の位置（基準位置Ｐ）まで移動機構制御装置１８が移動機構Ｍを駆動制御することによって実行される。

【0142】

制御装置１６は、挿入するインサートＩを所望のタップ穴Ｗ２の上部に配置させた後、インサート挿入工具１Ａを被加工物Ｗに向けて降下させる（ＳＴ３４）。インサート挿入工具１ＡがＺ方向下向きに移動することによって、作用装置Ｓ２も同じく降下する。

【0143】

なお、基準位置Ｐの座標は予め設定されていることから、このようにまずインサートＩをタップ穴Ｗ２の上部に配置させた後、インサート挿入工具１Ａを降下させるといった流れでインサート挿入工具１Ａを移動させずとも良い。すなわち、Ｘ方向、Ｙ方向、及び、Ｚ方向へのインサート挿入工具１Ａの移動が同時に行われても良い。但しここでは説明の都合上、インサート挿入工具１Ａは、上述したステップＳＴ３３、及び、ステップＳＴ３４に示す移動を行うこととする。

【0144】

例えば、インサート挿入工具１Ａの降下開始直後は、マンドレル２３に装着されたインサートＩも被加工物Ｗの表面Ｗ１の位置まで到達していない。そのため、降下する作用装置Ｓ２は未だ検出装置Ｓ１の先端に接触していない。従って、検出装置Ｓ１ではインサートＩの挿入距離ｄを検出することはない。

【0145】

なおここでは、このようにインサートＩが被加工物Ｗに挿入されず挿入距離ｄが検出されない状態を、挿入距離ｄ＝基準位置Ｐの状態であると把握する。すなわち、インサートＩは予め設定されている座標位置まで移動していないことから、インサートＩの挿入距離ｄ（インサート挿入工具１Ａの移動距離）はゼロのままである。

【0146】

取得装置１７では、検出装置Ｓ１からの挿入距離ｄに関する情報を受信する。但し、上述したように、インサート挿入工具１Ａが基準位置Ｐまで移動していない状態、すなわち、作用装置Ｓ２が検出装置Ｓ１に接触するまでは、挿入距離ｄはゼロのままであり、挿入距離ｄに変化はない。従って、取得装置１７は検出センサＳから取得する挿入距離ｄについて変化があるか否かを判定する（ＳＴ３５）。

【0147】

そして、インサート挿入工具１Ａが基準位置Ｐに到達し、作用装置Ｓ２が検出装置Ｓ１に接触して検出装置Ｓ１が押し込まれて挿入距離ｄに変化が生じるまでは（ＳＴ３５のＮＯ）、ステップＳＴ３４に戻って、引き続きインサート挿入工具１ＡをＺ方向下向きに移動させる。

【0148】

インサート挿入工具１Ａが引き続きＺ方向下向きに降下すると、図６の矢印に示すように、ある位置で作用装置Ｓ２が検出装置Ｓ１の先端に接触する。この「ある位置」とは、マンドレル２３に装着されたインサートの一端部が被加工物Ｗの表面Ｗ１に接触した位置であり、上述した「基準位置Ｐ」である。

【0149】

この状態から、さらにインサート挿入工具１ＡがＺ方向下向きに移動すると、作用装置Ｓ２によって検出装置Ｓ１が押し込まれる。すなわち、インサート挿入工具１ＡがＺ方向下向きに移動することで、インサートＩの一端部Ｉ１とタップ穴Ｗ２との位置関係、すなわち、基準位置Ｐからの挿入距離ｄに変化が生ずる（ＳＴ３５のＹＥＳ）。そしてこの動きに連動して検出装置Ｓ１が作用装置Ｓ２によってＺ方向下向きに押し込まれる。

【0150】

この状態は、タップ穴Ｗ２へインサートＩの挿入が開始されたことを示し（ＳＴ３６）、検出センサＳはインサート挿入工具１Ａの移動距離を検出する（ＳＴ３７）。取得装置１７では、検出センサＳから挿入距離ｄの情報を取得し、検出センサＳによって検出されたインサート挿入工具１Ａの移動距離（挿入距離ｄ）と予め設定されている設定距離Ｄとの比較を行う（ＳＴ３８）。

【0151】

その結果、インサート挿入工具１Ａの移動距離（挿入距離ｄ）が設定距離Ｄに満たない場合には（ＳＴ３８のＮＯ）、引き続きインサート挿入工具１Ａを降下させてタップ穴Ｗ２にインサートＩを挿入する。

【0152】

一方、検出センサＳから取得したインサート挿入工具１Ａの移動距離（挿入距離ｄ）が設定距離Ｄと等しいと判定された場合には（ＳＴ３８のＹＥＳ）、取得装置１７は判定結果を制御装置１６に送信する。

【0153】

この状態を示したのが図８である。図８は、本発明の第２の実施の形態におけるインサート挿入工具１Ａが設定距離Ｄの分だけインサートＩを被加工物Ｗ（タップ穴Ｗ２）に挿入した状態を示す説明図である。

【0154】

インサート挿入工具１Ａが図８に示す矢印の方向に移動し、インサートＩがタップ穴Ｗ２へ設定距離Ｄの分だけ挿入されると、設定距離Ｄと挿入距離ｄとは等しい値となる。そして、このように挿入距離を基にインサート挿入工具１Ａの挿入の制御を行うことによって、図８に示すように、緩衝部材２２ａは被加工物Ｗの表面Ｗ１には接触せず、表面Ｗ１にこすれ傷等の傷を付けることを防止することができる。

【0155】

取得装置１７からの指示を受けた制御装置１６では、駆動制御装置１３に対して駆動装置２１に回転を反転させる信号を送るよう指示を出す。駆動装置２１は、駆動制御装置１３からの指示に基づき、モータを停止させ、さらに逆転させる。これによって、マンドレル２３の回転を逆転させる（ＳＴ３９）。

【0156】

駆動装置２１によってモータが逆転すると、徐々にインサートＩを被加工物Ｗ（タップ穴Ｗ２）の中に残したままインサート挿入工具１ＡがＺ方向上向きに移動する。インサート挿入工具１ＡがＺ方向上向きに移動するに伴って、作用装置Ｓ２が検出装置Ｓ１から離れる。従って、当該検出センサＳが検出するインサート挿入工具１Ａの移動距離（挿入距離ｄ）の値も変化する。

【0157】

取得装置１７では、検出センサＳから取得するインサート挿入工具１Ａの移動距離（挿入距離ｄ）と設定距離Ｄとを比較する（ＳＴ４０）。具体的には、設定距離Ｄから移動距離（挿入距離ｄ）を減算する。

【0158】

もし移動距離（挿入距離ｄ）が設定距離Ｄよりも短い場合には（ＳＴ４０のＮＯ）、未だインサート挿入工具１ＡはインサートＩをねじ込んだタップ穴Ｗ２から外に出ていないことになる。この場合には、引き続きインサート挿入工具１ＡをＺ方向上向きに移動させる。また、検出センサＳも引き続きインサート挿入工具１Ａの移動距離を検出する。

【0159】

これに対して、取得装置１７がインサート挿入工具１Ａの移動距離と挿入距離の差がゼロであると判定した場合には（ＳＴ４０のＹＥＳ）、取得装置１７は計時装置１５に対して計時を開始するよう指示する（ＳＴ４１）。ここで計時装置１５が計時を開始するのは、インサート挿入工具１Ａをタップ穴Ｗ２から引き上げた後、所定の時間経過後にマンドレル２３の回転を停止させるためである。

【0160】

当該所定の時間は、予め設定されており、例えば、記憶装置１４に記憶されている。計時装置１５は、取得装置１７から移動距離と挿入距離との差がゼロとなったとの指示を受けたことをトリガとして、所定の時間を計時する。そして当該所定の時間経過すると、駆動制御装置１３に対してマンドレル２３の回転を停止させるよう指示する（ＳＴ４２）。以上によりインサート挿入工具１Ａによる被加工物Ｗへのインサートの挿入処理は終了する。

【0161】

図９は、本発明の第２の実施の形態におけるインサート挿入工具１Ａが被加工物Ｗから離れてマンドレル２３の回転を停止した状態を示す説明図である。図９では、被加工物Ｗのタップ穴Ｗ２にインサートＩが挿入された状態が示されている。また、インサート挿入工具１Ａは、上向きの矢印に示される向きに移動した結果、被加工物Ｗの上方に位置しており、マンドレル２３は被加工物Ｗの表面Ｗ１から十分に離れた位置にある。

【0162】

被加工物ＷへインサートＩが挿入された後は、別のタップ穴Ｗ２へのインサートＩの挿入処理が続く。そこで、被加工物ＷへのインサートＩの挿入後、当該インサートＩからマンドレル２３が十分離れた時にその回転を停止する。これにより、マンドレル２３に新たなインサートＩを装着することができる。

【0163】

なお、計時装置１５による計時の時間については、例えば、０．５秒ないし１秒といった任意の時間を所定の時間として設定することができる。

【0164】

以上説明したようなインサート挿入工具及びインサート挿入工具の制御方法であれば、インサートを被加工物に挿入する際における被加工物へこすれ傷等の傷が付くことを防止し、かつ、種類の異なる多数のインサートを挿入する場合でも均質的に効率よくインサートを被加工物に挿入することができる。

【0165】

特にインサートのタップ穴への挿入について、インサートの挿入距離が予め設定されており（設定距離）、当該設定距離に基づいてインサートのタップ穴への挿入距離を検出しながら挿入処理が実行、制御されることによって、インサートが被加工物の表面に接触してこすれ傷等の傷を付けることを防止することができる。

【0166】

なお、この発明は、上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、本発明の一例を示したものである。実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化でき、また、上記実施の形態には種々の変更又は改良を加えることが可能である。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより種々の発明を形成できる。

【0167】

例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよく、その様な変更又は改良を加えた形態も本発明に含まれ得る。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【0168】

本発明の第２の実施の形態におけるインサート挿入工具１Ａでは、制御装置１６や取得装置１７、移動機構制御装置１８をその内部に配置することを前提としたが、インサート挿入工具とは別に制御装置を設けて、当該制御装置においてこれらの機能を担わせることも可能である。

【0169】

また、本発明の第２の実施の形態におけるインサートの挿入距離によるインサート挿入工具の制御において、これまではインサートの種類とは関係なく挿入距離を設定することができることを前提にしていた。但し、インサートの種類と挿入距離とを紐付けて、例えば、インサートの種類を選択することで、インサートの挿入距離を選択し、当該選択された挿入距離をもって被加工物Ｗにインサートを挿入する制御を行っても良い。

【0170】

なお、検出センサＳとしては、上述したように、作用装置Ｓ２が検出装置Ｓ１に接触して検出装置Ｓ１が移動する距離を検出する形式のセンサを採用している。しかしこのような形式の検出センサＳに限られず、他の方法でインサートの挿入距離を検出することができるセンサも採用することができる。

【0171】

例えば、インサートの被加工物への挿入距離の検出に当たって、非接触の検出センサを用いて基準位置となる被加工物に対するインサートの一端部の接触位置を検出することもできる。その上で、さらに当該非接触の検出センサを用いてインサート挿入工具の移動距離を検出する。

【0172】

なお、作業者が、例えば、図１に示すようなインサート挿入工具を用いて手動で被加工物に対してインサートを挿入する場合には、作業者が第１の入力装置を握り、当該第１の入力装置からのマンドレルの回転開始の信号を受信した時を挿入開始時とする。或いは、被加工物へのインサートの挿入を挿入距離を用いて制御する場合も同様に、作業者が第１の入力装置を握り、当該第１の入力装置からのマンドレルの回転開始の信号を受信した場所が基準位置であるとして挿入距離の検出を行う。

【0173】

また、これまでインサート挿入工具に装着したインサートを被加工物に挿入する際の制御に関して、挿入時間、或いは、挿入距離を管理することによって、インサート挿入工具が被加工物の表面に接触して当該表面に傷を付けることを回避している。但し、当該制御はインサート挿入工具にインサートが装着された後、被加工物にスムーズに挿入されることが前提である。

【0174】

インサートを被加工物に挿入する際には、上述したように被加工物に設けられるタップ穴は挿入されるインサートの外径よりも若干小さな径をもって形成される。従って、インサートが当該タップ穴に挿入される際には、インサートがタップ穴の内側を切削しながら挿入されることになる。

【0175】

従って、例えば、挿入時の切削くず等がタングレスインサートのノッチの部分に嵌まるマンドレルの爪の可動部分に入り込むと、タップ穴への当該タングレスインサートの挿入時に爪がノッチから外れてしまうことも考えられる。また、被加工物へのインサートの挿入に当たってインサートがスムーズに挿入されないと、特に挿入時間を基に挿入の制御を行う場合、同じインサートでも挿入にバラツキが出かねない。

【0176】

そこで、インサート挿入工具にインサートを装着した後、当該インサートの外側からインサートの外周に向けて、液体を噴霧する。このことにより、インサートを被加工物に挿入する際の滑りをよくして挿入の抵抗を低減するとともに、切削くず等がマンドレルの爪に侵入しにくく、侵入したとしても取れやすくなる。

【0177】

このようにインサートの外周に向けて液体を噴霧することによって、より被加工物への挿入をスムーズに運ぶことができるようになるため、より確実な挿入時間、或いは、挿入距離の管理に基づくインサートを被加工物に挿入する際の制御を実行することができる。

【0178】

なお、ここでインサートに噴霧する液体としては、例えば、アルコールを挙げることができる。また、挿入後に蒸発して被加工物に残らないものであれば、アルコール以外の液体であっても良く、例えば、粘度等についても自由に設定することができる。

【符号の説明】

【0179】

１・・・インサート挿入工具
１０・・・本体部
１０ａ・・・接続部
１１・・・入力装置
１１ａ・・・第１の入力装置
１１ｂ・・・第２の入力装置
１２・・・報知装置
１３・・・駆動制御装置
１４・・・記憶装置
１５・・・計時装置
１６・・・制御装置
１７・・・取得装置
１８・・・移動機構制御装置
２０・・・挿入部
２１・・・駆動装置
２２・・・ハウジング
２２ａ・・・緩衝部材
２３・・・マンドレル
２４・・・固定部材
Ｈ・・・固定装置
Ｍ・・・移動機構
Ｍ１・・・Ｚ方向移動部
Ｍ２・・・Ｘ方向移動部
Ｍ３・・・Ｙ方向移動部
Ｓ・・・検出センサ
Ｓ１・・・検出装置
Ｓ２・・・作用装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】