JP7380950B1

JP7380950B1 - 旋削工具

Info

Publication number: JP7380950B1
Application number: JP2023519871A
Authority: JP
Inventors: 将孝船木; 洋樹大森
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2022-10-26
Filing date: 2022-10-26
Publication date: 2023-11-15
Anticipated expiration: 2042-10-26
Also published as: WO2024089794A1; JPWO2024089794A1; JP2024063780A

Abstract

切削工具は、回転する被加工物に接触することによって被加工物を切削する旋削工具である。この旋削工具は、棒状の形状を有し、表面に凹部が形成された金属製の本体部と、本体部に設置され、本体部の第１の物理量を検知するセンサと、センサに接続され、センサが検知した第１の物理量を含む情報を外部へと送信する通信モジュールと、を備える。通信モジュールは、凹部内に収容される。通信モジュールは、樹脂製の基板と、基板上に配置され、アンテナを含む無線通信部と、を含む。基板の厚み方向において、アンテナから凹部の開口までの距離は、アンテナから凹部の底までの距離以下である。

Description

本開示は、旋削工具に関するものである。

切削工具による加工中に、センサによって切削工具の物理量、たとえばひずみを測定することにより、切削工具の状態を把握する技術が知られている（たとえば、特開２０２０－６２７４６号公報（特許文献１）参照）

特開２０２０－６２７４６号公報

本開示に従った旋削工具は、回転する被加工物に接触することによって被加工物を切削する旋削工具である。この旋削工具は、棒状の形状を有し、表面に凹部が形成された金属製の本体部と、本体部に設置され、本体部の第１の物理量を検知するセンサと、センサに接続され、センサが検知した第１の物理量を含む情報を外部へと送信する通信モジュールと、を備える。通信モジュールは、凹部内に収容される。通信モジュールは、樹脂製の基板と、基板上に配置され、アンテナを含む無線通信部と、を含む。基板の厚み方向において、アンテナから凹部の開口までの距離は、アンテナから凹部の底までの距離以下である。

図１は、切削工具の構造を示す概略斜視図である。図２は、切削工具の構造を示す概略斜視図である。図３は、図１において蓋を取り外した状態における切削工具の構造を示す概略斜視図である。図４は、図２において蓋を取り外した状態における切削工具の構造を示す概略斜視図である。図５は、第１の端部側から見た切削工具の構造を示す概略平面図である。図６は、第２の端部側から見た切削工具の構造を示す概略平面図である。図７は、通信モジュールが第１の凹部内に収容された状態を示す概略断面図である。図８は、通信モジュールが第１の凹部内に収容された状態を示す概略平面図である。図９は、第１の蓋の構造を示す概略断面図である。図１０は、タレットの構造を示す概略斜視図である。図１１は、タレットに旋削工具が保持された状態を示す概略斜視図である。図１２は、実施の形態２における通信モジュールが第１の凹部内に収容された状態を示す概略断面図である。図１３は、実施の形態３における通信モジュールが第１の凹部内に収容された状態を示す概略断面図である。図１４は、金属板の構造を示す概略斜視図である。図１５は、実施の形態４における切削工具の構造を示す概略斜視図である。図１６は、実施の形態５における通信モジュールが第１の凹部内に収容された状態を示す概略断面図である。図１７は、実施の形態６における通信モジュールが第１の凹部内に収容された状態を示す概略断面図である。図１８は、実施の形態６における通信モジュールが第１の凹部内に収容された状態を示す概略断面図である。図１９は、実施の形態６における通信モジュールが第１の凹部内に収容された状態を示す概略平面図である。

［本開示が解決しようとする課題］
加工中における旋削工具の状態を詳細に把握する観点から、センサによって得られた情報を含む信号が、情報の欠落を抑制しつつ外部に設置された受信機において受信されることが求められている。センサによって得られた情報の欠落を抑制しつつ、当該情報を含む信号を外部に設置された受信機において受信することが容易な旋削工具を提供することが、本開示の目的の１つである。

［本開示の効果］
本開示の旋削工具によれば、センサによって得られた情報の欠落を抑制しつつ、当該情報を含む信号を外部に設置された受信機において受信することが容易な旋削工具を提供することができる。

［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。本開示の旋削工具は、回転する被加工物に接触することによって被加工物を切削する旋削工具である。この旋削工具は、棒状の形状を有し、表面に凹部が形成された金属製の本体部と、本体部に設置され、本体部の第１の物理量を検知するセンサと、センサに接続され、センサが検知した第１の物理量を含む情報を外部へと送信する通信モジュールと、を備える。通信モジュールは、凹部内に収容される。通信モジュールは、樹脂製の基板と、基板上に配置され、アンテナを含む無線通信部と、を含む。基板の厚み方向において、アンテナから凹部の開口までの距離は、アンテナから凹部の底までの距離以下である。

本開示の旋削工具では、金属製の本体部の凹部内に通信モジュールが収容される。ここで、本発明者らの検討によれば、アンテナから凹部の底までの距離を大きくすることで、外部に設置された受信機において受信される情報の欠落が減少する。また、アンテナから凹部の開口までの距離を小さくすることで、外部に設置された受信機において受信される情報の欠落が減少する。そして、本開示の旋削工具では、基板の厚み方向において、アンテナから凹部の開口までの距離は、アンテナから凹部の底までの距離以下に設定される。これにより、外部に設置された受信機において受信される情報の欠落が十分に減少する。このように、本開示の旋削工具によれば、センサによって得られた情報の欠落を抑制しつつ、当該情報を含む信号を外部に設置された受信機において受信することが容易な旋削工具を提供することができる。上記アンテナから凹部の開口までの距離は、アンテナから凹部の底までの距離よりも小さくてもよい。

上記旋削工具において、通信モジュールは、基板と凹部の底との間に配置される樹脂層をさらに含んでいてもよい。この構成により、アンテナから凹部の開口までの距離を、アンテナから凹部の底までの距離よりも小さく設定することが容易となる。

上記旋削工具において、樹脂層は、基板の凹部の底と向かい合う主面である第１主面の全域に接触してもよい。この構成により、基板を樹脂層によって安定して支持することができる。

上記旋削工具において、樹脂層は樹脂製のスペーサであってもよい。この構成により、アンテナから凹部の開口までの距離を、アンテナから凹部の底までの距離よりも小さく設定することが一層容易となる。

上記旋削工具において、スペーサは、平板状の形状を有していてもよい。この構成により、基板をスペーサによって安定して支持することができる。

上記旋削工具において、スペーサは、基板と凹部の底との間に位置する底壁部と、底壁部から立ち上がり、基板の少なくとも一部に接触することにより基板の移動を規制する側壁部と、を含んでいてもよい。この構成により、組み立て時において、基板が側壁部に接触するように基板をスペーサ上に配置することで、スペーサに対する基板の位置決めが容易となる。さらに、スペーサを凹部内において適切に位置決めすることにより、凹部内における基板の位置決めが容易となり、アンテナを適切な位置に配置することが容易となる。

上記旋削工具において、樹脂層は樹脂製の両面テープであってもよい。この構成により、アンテナから凹部の開口までの距離を、アンテナから凹部の底までの距離よりも小さく設定することを容易にするとともに、通信モジュールを本体部に対して容易に固定することができる。

上記旋削工具において、基板の厚みは、凹部の深さの１／２以上であってもよい。この構成により、アンテナから凹部の開口までの距離を、アンテナから凹部の底までの距離よりも小さく設定することが容易となる。

上記旋削工具において、凹部は、他の部分に比べて深さが大きい深部領域を含んでいてもよい。基板の厚み方向において、アンテナと深部領域とは重なっていてもよい。この構成により、アンテナから凹部の開口までの距離を、アンテナから凹部の底までの距離よりも小さく設定することが容易となる。

上記旋削工具において、本体部は、凹部の底を構成し、切欠き部を有する金属板を含んでいてもよい。切欠き部が深部領域に対応していてもよい。切欠き部を有する金属板を採用することにより、アンテナから凹部の開口までの距離を、アンテナから凹部の底までの距離よりも小さく設定することが容易となる。

上記旋削工具は、凹部の開口を閉じる蓋をさらに備えていてもよい。蓋は、基板の厚み方向に蓋を貫通する窓部を有する金属製のベース部と、窓部を密閉する樹脂製、ゴム製またはセラミック製の窓部材と、を含んでいてもよい。このように蓋を採用することにより、凹部内に収容される通信モジュールを保護することができる。そして、金属製の本体部を採用することで旋削工具の剛性向上に寄与することができる。また、非金属製の窓部を採用することにより、センサによって得られた情報の欠落を抑制しつつ、通信モジュールから発信される信号を外部へと送信することができる。

基板の厚み方向において、アンテナと窓部とは重なっていてもよい。この構成により、センサによって得られた情報の欠落を一層抑制することができる。

上記旋削工具は、凹部の開口を閉じる樹脂製、ゴム製またはセラミック製の蓋をさらに備えていてもよい。このように蓋を採用することにより、凹部内に収容される通信モジュールを保護することができる。そして、蓋の材料として非金属を採用することにより、センサによって得られた情報の欠落を抑制しつつ、通信モジュールから発信される信号を外部へと送信することができる。

上記旋削工具において、凹部が樹脂製の充填材により充填されることにより、通信モジュールが充填材により封止されていてもよい。この構成により、通信モジュールを一層確実に保護することができる。また、充填材によってアンテナの共振周波数を調整することができる。

［本願発明の実施形態の詳細］
次に、本開示にかかる旋削工具の実施の形態を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。

（実施の形態１）
（１）本体部の構造
図１は、切削工具の構造を示す概略斜視図である。図２は、図１とは異なる視点から見た切削工具の構造を示す概略斜視図である。図３は、図１において蓋を取り外した状態における切削工具の構造を示す概略斜視図である。図４は、図２において蓋を取り外した状態における切削工具の構造を示す概略斜視図である。図５は、第１の端部側から見た切削工具の構造を示す概略平面図である。図６は、第２の端部側から見た切削工具の構造を示す概略平面図である。

図１～図６を参照して、本実施の形態の旋削工具１は、第１の端部１０Ａから第２の端部１０Ｂまで延びる棒状の本体部１０を備えている。本明細書において、第１の端部１０Ａから第２の端部１０Ｂへと延びる方向、すなわち本体部１０の長手方向はＹ方向である。Ｙ方向に直交する本体部１０の幅方向はＸ方向である。Ｘ方向およびＹ方向に直交する本体部１０の高さ方向はＺ方向である。本体部１０は、金属製である。本開示の本体部の形状は、特に限定されるものではないが、たとえば本実施の形態における本体部１０は、直方体状の形状を有している。本体部１０の表面は、第１の面１１と、第２の面１２と、第３の面１３と、第４の面１４と、第５の面１５と、第６の面１６とを含んでいる。第１の面１１は、第１領域１１Ａと、第１領域１１Ａの第１の端部１０Ａ側に配置される第３領域１１Ｃと、第１領域１１Ａと第３領域１１Ｃとを接続する段差部である第２領域１１Ｂとを含んでいる。本体部１０の第１の端部１０Ａには、切削チップ９０を保持するための凹部である保持部１９が形成されている。保持部１９は、第１の面１１の第３領域１１Ｃ、第４の面１４および第５の面１５において開口している。保持部１９には、切削チップ９０および敷板８１が配置されている。切削チップ９０は、敷板８１上に積み重ねて配置されている。第１の端部１０Ａ付近の第４の面１４上には、切削チップ９０を固定するための固定部８２が配置されている。切削チップ９０は、敷板８１と固定部８２とに挟まれることにより保持されている。切削チップ９０は、回動可能な固定部８２により着脱可能に固定されている。切削チップ９０は、逃げ面９０Ａ，９０Ｂを含む。旋削工具１は、回転する被加工物に切削チップ９０が接触することによって被加工物を切削する切削工具である。すなわち、旋削工具１は、旋削加工に用いられる切削工具である。

図３および図４を参照して、本体部１０の第１の面１１の第１領域１１Ａには、第１の凹部１１Ｅが形成されている。第２の面１２には、第２の凹部１２Ｅが形成されている。第３の面１３には、第３の凹部１３Ｅが形成されている。第１の面１１の第１領域１１Ａの、第１の凹部１１Ｅから見て第２の端部１０Ｂ側には、電池６１を収容するための凹部である電池収容部１１Ｆが形成されている。電池収容部１１Ｆ内に、電池６１が収容されている。

（２）センサおよび通信モジュールの配置
図３および図４に示すように、第１の凹部１１Ｅ内には、第１の基板５１が配置されている。第２の凹部１２Ｅ内には、第２の基板５２が配置されている。第３の凹部１３Ｅ内には、第３の基板５３が配置されている。第１の基板５１、第２の基板５２および第３の基板５３のそれぞれは、樹脂などの絶縁体からなる基板本体と、基板本体の表面に形成される銅などの導電体製の回路パターン（図示しない）とを含む。

第１の基板５１上には、コネクタ３３が配置されている。第２の基板５２上には、コネクタ３４が配置されている。第１の凹部１１Ｅと第２の凹部１２Ｅとは、第１の貫通孔１０Ｄにより接続されている。コネクタ３４とコネクタ３３とが、第１の貫通孔１０Ｄを通るフレキシブルケーブル５４により接続されている。これにより、第１の基板５１と第２の基板５２とは電気的に接続されている。第２の基板５２上には、コネクタ３５が配置されている。第３の基板５３上には、コネクタ３７が配置されている。第２の凹部１２Ｅと第３の凹部１３Ｅとは、第２の貫通孔１０Ｈにより接続されている。コネクタ３５とコネクタ３７とが、第２の貫通孔１０Ｈを通るフレキシブルケーブル５５により接続されている。これにより、第２の基板５２と第３の基板５３とは電気的に接続されている。

第１の基板５１上には、無線通信部３１が配置されている。無線通信部３１は、アンテナ３２を含んでいる。アンテナ３２を含む無線通信部３１および第１の基板５１は、通信モジュール２０を構成する。通信モジュール２０は、第１の凹部１１Ｅ内に収容されている。アンテナ３２としては、たとえばチップアンテナまたはパターンアンテナを採用することができる。

第２の面１２には、第１のひずみセンサ４５が配置されている。第１のひずみセンサ４５は、本体部１０の第２の面１２における第１の物理量としてのひずみを検知する。第１のひずみセンサ４５は、第２の面１２の第２の凹部１２Ｅ内に配置されている。第１のひずみセンサ４５には、第１配線としての配線４６が接続されている。第１のひずみセンサ４５および配線４６は、第１のひずみセンサ部品４４を構成する。第２の基板５２上には、コネクタ３６が配置されている。配線４６は、コネクタ３６に接続されている。これにより、第１のひずみセンサ４５は、第２の基板５２と電気的に接続されている。

第３の面１３には、第２のひずみセンサ４８が配置されている。第２のひずみセンサ４８は、本体部１０の第３の面１３における第１の物理量としてのひずみを検知する。第２のひずみセンサ４８は、第３の面１３の第３の凹部１３Ｅ内に配置されている。第２のひずみセンサ４８には、第２配線としての配線４９が接続されている。第２のひずみセンサ４８および配線４９は、第２のひずみセンサ部品４７を構成する。第３の基板５３上には、コネクタ３８が配置されている。配線４９は、コネクタ３８に接続されている。これにより、第２のひずみセンサ４８は、第３の基板５３と電気的に接続されている。

通信モジュール２０は、第１の基板５１、第２の基板５２および第３の基板５３を介して第１のひずみセンサ４５および第２のひずみセンサ４８に電気的に接続されている。通信モジュール２０は、第１のひずみセンサ４５および第２のひずみセンサ４８が検知した本体部１０のひずみの情報を外部へと送信する。なお、第１のひずみセンサ４５および第２のひずみセンサ４８の一方または両方に代えて、加速度センサなどの他の物理量を検知するセンサが採用されてもよい。また、第１のひずみセンサ４５および第２のひずみセンサ４８に加えて、加速度センサなどの他の物理量を検知するセンサが採用されてもよい。

電池６１と第１の基板５１とは、配線（図示しない）により接続されている。電池６１は、電気的に接続された第１の基板５１、第２の基板５２および第３の基板５３を介して、アンテナ３２を含む無線通信部３１、第１のひずみセンサ４５および第２のひずみセンサ４８に、電力を供給する。なお、本実施の形態においては、電力供給源として電池が採用される場合について説明したが、本開示の切削工具における電力供給源は電池に限定されない。電力供給源は、たとえば本実施の形態のように本体部に内蔵される電池であってもよいし、切削工具とは別に準備され、切削工具に接続される電源モジュールであってもよいし、それらの両方であってもよい。また、電池６１は充電可能な二次電池であることが好ましいが、一次電池であってもよい。

（３）通信モジュールの構造の詳細
図７は、通信モジュールが第１の凹部内に収容された状態を示す概略断面図である。図８は、通信モジュールが第１の凹部内に収容された状態を示す概略平面図である。図７は、図８の線分ＶＩＩ－ＶＩＩに沿う断面図である。図３、図７および図８を参照して、本体部１０は、第１の凹部１１Ｅの底である第１の下壁１１１と、第１の下壁１１１よりも第１の凹部１１Ｅの開口からの距離が小さい第２の下壁１１２とを含んでいる。第１の下壁１１１および第２の下壁１１２は、第１の凹部１１Ｅを規定する壁面を構成する。第１の凹部１１Ｅを深さ方向に見て、第２の下壁１１２は、第１の下壁１１１を取り囲む。

第１の下壁１１１上に、樹脂層としての樹脂製のスペーサ２１が配置されている。スペーサ２１は、通信モジュール２０を構成する。スペーサ２１は、平板状の形状を有している。スペーサ２１上に、第１の基板５１が配置される。第１の基板５１は、第１主面５１Ａと、厚み方向において第１主面５１Ａと反対に位置する第２主面５２Ｂとを含んでいる。第１の基板５１は、第１主面５１Ａにおいてスペーサ２１と接触している。スペーサ２１は、第１の基板５１の第１の下壁１１１と向かい合う主面である第１主面５１Ａの全域に接触している。スペーサ２１は、第１の基板５１と第１の凹部１１Ｅの底である第１の下壁１１１との間に配置される樹脂層である。第１の基板５１の第２主面５１Ｂ上に、アンテナ３２を含む無線通信部３１が配置されている。なお、上記説明においては、樹脂層として樹脂製のスペーサ２１が採用される場合について説明したが、樹脂製のスペーサ２１に代えて樹脂製の両面テープ２１が採用されてもよい。

図７を参照して、第１の基板５１の厚み方向（Ｚ方向）において、アンテナ３２から第１の凹部１１Ｅの開口までの距離ｄ_１は、アンテナ３２から第１の凹部１１Ｅの底である第１の下壁１１１までの距離ｄ_２以下である。本実施の形態では、距離ｄ_１は距離ｄ_２よりも小さい。

（４）蓋の設置状態および蓋の構造
図１～図４を参照して、旋削工具１は、第１の蓋７１と、第２の蓋７２と、第３の蓋７３と、第４の蓋７４を備えている。第１の蓋７１は、第１の凹部１１Ｅを覆っている。第２の蓋７２は、電池収容部１１Ｆを覆っている。第３の蓋７３は、第２の凹部１２Ｅを覆っている。第４の蓋７４は、第３の凹部１３Ｅを覆っている。すなわち、第１の蓋７１、第２の蓋７２、第３の蓋７３および第４の蓋７４は、それぞれ第１の凹部１１Ｅ、電池収容部１１Ｆ、第２の凹部１２Ｅおよび第３の凹部１３Ｅの開口を閉じている。

図９は、第１の蓋の構造を示す概略断面図である。図９は、第１の蓋７１を厚み方向に切断した状態を示す（Ｙ－Ｚ平面における断面を示す）断面図である。図１および図９を参照して、第１の蓋７１は、第１の基板５１の厚み方向（Ｚ方向）に第１の蓋７１を貫通する窓部７１Ｃを有する金属製のベース部７１Ａと、窓部７１Ｃを密閉する樹脂製の窓部材７１Ｂとを含んでいる。Ｚ方向において、アンテナ３２と窓部７１Ｃとは重なる。第１の蓋７１は、第２の下壁１１２上に配置されるとともに、第１の凹部１１Ｅ内に収容されている。窓部７１Ｃを構成する材料は、樹脂に代えて、ゴムまたはセラミックが採用されてもよい。

図１～図４を参照して、本体部１０は、電池収容部１１Ｆを深さ方向（Ｚ方向）に平面的に見て、電池収容部１１Ｆの外縁に沿う環状の段差部１１３を含む。第２の蓋７２は、段差部１１３上に配置されるとともに、電池収容部１１Ｆ内に収容されている。第２の蓋７２は、本体部１０に対して、たとえばねじにより固定されていてもよい。

さらに、本体部１０は、第２の凹部１２Ｅの底である第１の下壁１２１と、第１の下壁１２１よりも第２の凹部１２Ｅの開口からの距離が小さい第２の下壁１２２とを含んでいる。第１の下壁１２１および第２の下壁１２２は、第２の凹部１２Ｅを規定する壁面を構成する。第２の凹部１２Ｅを深さ方向に見て、第２の下壁１２２は、第１の下壁１２１を取り囲む。第３の蓋７３は、第２の下壁１２２上に配置されるとともに、第２の凹部１２Ｅ内に収容されている。

さらに、図２および図４を参照して、本体部１０は、第３の凹部１３Ｅの底である第１の下壁１３１と、第１の下壁１３１よりも第３の凹部１３Ｅの開口からの距離が小さい第２の下壁１３２とを含んでいる。第１の下壁１３１および第２の下壁１３２は、第３の凹部１３Ｅを規定する壁面を構成する。第３の凹部１３Ｅを深さ方向に見て、第２の下壁１３２は、第１の下壁１３１を取り囲む。第４の蓋７４は、第２の下壁１３２上に配置されるとともに、第３の凹部１３Ｅ内に収容されている。第１の蓋７１、第３の蓋７３および第４の蓋７４は、本体部１０に対して接着されていてもよい。

（４）旋削工具の動作
図１～図４を参照して、旋削工具１の動作時においては、旋削工具１は、回転する被加工物に切削チップ９０にて接触することにより、被加工物を加工する。このとき、本体部１０のひずみが、第１のひずみセンサ４５および第２のひずみセンサ４８により検知される。第１のひずみセンサ４５および第２のひずみセンサ４８が検知するひずみの情報を含む信号は、アナログ信号である。アナログ信号であるひずみの情報は、ＡＤコンバータ（図示しない）においてデジタル信号に変換された後、無線通信部３１へと送信され、アンテナ３２から外部へと送信される。ここで、窓部材７１Ｂがはめ込まれた窓部７１Ｃを有する第１の蓋７１が採用されることにより、窓部７１Ｃを介して信号が送信される。この信号は、外部において受信され、分析されることにより、本体部１０の状態が把握される。

旋削工具１は、種々の方法で工作機械に対して固定されて使用することができる。旋削工具１は、たとえば工作機械の保持機構に以下のような態様で固定される。図１０は、タレットの構造を示す概略斜視図である。図１１は、タレットに旋削工具が保持された状態を示す概略斜視図である。なお、旋削工具１は、第１の蓋７１、第２の蓋７２および第３の蓋７３が取り付けられた状態でタレットに保持されるが、説明を容易にする観点から、図１１においては第１の蓋７１、第２の蓋７２および第３の蓋７３が取り外された状態が示されている。図１０を参照して、工作機械（図示しない）に含まれる保持機構としてのタレット１４０には、旋削工具１を保持するための溝１４１が形成されている。溝１４１は、底壁１４２と、底壁１４２から立ち上がる一対の側壁１４３とにより規定される。底壁１４２には、ねじ孔１４５Ａ，１４５Ｃが形成されている。本実施の形態においては、複数の（２つの）ねじ孔１４５Ａ，１４５Ｃが形成されている。ねじ孔１４５Ａおよびねじ孔１４５Ｃは、溝１４１の延びる方向に沿って並べて配置されている。旋削工具１は、第１の固定部材１５０、第２の固定部材１６０およびねじ１６９Ａ，１６９Ｃを用いてタレット１４０の溝１４１内に固定される。

具体的には、第１の固定部材１５０は、台形形状を有する一対の端面１５５と、それぞれ長方形形状を有し、一対の端面１５５を繋ぐように一対の端面１５５に垂直に配置される上面１５１、底面１５２、第１の側面１５３および第２の側面１５４を含む形状を有している。台形形状を有する端面１５５の互いに平行な辺のうち、上面１５１に接続されている辺は、底面１５２に接続されている辺よりも短い。第２の固定部材１６０は、台形形状を有する一対の端面１６５と、それぞれ長方形形状を有し、一対の端面１６５を繋ぐように一対の端面１６５に垂直に配置される上面１６１、底面１６２、第１の側面１６３および第２の側面１６４を含む形状を有している。台形形状を有する端面１６５の互いに平行な辺のうち、上面１６１に接続されている辺は、底面１６２に接続されている辺よりも長い。第２の固定部材１６０には、上面１６１から底面１６２まで貫通するねじ孔１６５Ａ，１６５Ｂ，１６５Ｃが形成されている。ねじ孔１６５Ａおよびねじ孔１６５Ｃは、ねじ孔１４５Ａおよびねじ孔１４５Ｃに対応するように並べて配置されている。

図１０および図１１を参照して、第１の固定部材１５０は、底面１５２がタレット１４０の底壁１４２と接触し、かつ第１の側面１５３がタレット１４０の側壁１４３に接触するように配置される。旋削工具１は、第３の面１３がタレット１４０の底壁１４２と接触し、かつ第２の面１２がタレット１４０の側壁１４３に接触するように配置される。第２の固定部材１６０は、第１の側面１６３が第１の固定部材１５０の第２の側面１５４と接触し、かつ第２の側面１６４が旋削工具１の第４の面１４と接触するように配置される。第２の固定部材１６０は、底面１６２がタレット１４０の底壁１４２に向かい合うように配置される。そして、ねじ１６９Ａおよびねじ１６９Ｃが、それぞれ第２の固定部材１６０のねじ孔１６５Ａおよびねじ孔１６５Ｃを貫通し、タレット１４０のねじ孔１４５Ａおよびねじ孔１４５Ｃに挿入されるように配置される。ねじ１６９Ｂは、第２の固定部材１６０のねじ孔１６５Ｂに挿入される。ねじ１６９Ａおよびねじ１６９Ｃが締め付けられることにより、第２の固定部材１６０の底面１６２とタレット１４０の底壁１４２との距離が小さくなる。このようにして第２の固定部材１６０がシムとして機能し、旋削工具１がタレット１４０に対して強固に固定される。一方、旋削工具１をタレット１４０から取り外す際には、ねじ１６９Ｂがねじ孔１６５Ｂへとねじ込まれる。ねじ１６９Ｂは、ねじ孔１６５Ｂを貫通し、その先端が底壁１４２に接触する。ねじ１６９Ｂをさらにねじ込むと、底面１６２と底壁１４２との距離が大きくなるように第２の固定部材１６０がタレット１４０に対して相対的に移動する。これにより、第２の固定部材１６０を容易に取り外すことができる。第２の固定部材１６０が取り外されると、タレット１４０に対する旋削工具１の固定が解除され、旋削工具１をタレット１４０から容易に取り外すことができる。

ここで、図１１を参照して、長手方向に垂直な断面が四角形状である本体部１０を有する旋削工具１は、四角形の４つの辺に対応する本体部１０の外周面のうち切削チップ９０の横逃げ面９０Ａに対応する第１の面１１以外の３つの面（第２の面１２、第３の面１３および第４の面１４）においてタレット１４０または第２の固定部材１６０と接触する態様で保持される。そのため、切削チップ９０の横逃げ面９０Ａに対応する面である第１の面１１に形成された第１の凹部１１Ｅ内に通信モジュール２０を配置することにより、通信モジュール２０から発信される信号がタレット１４０および第２の固定部材１６０によって遮られることなく外部へと送信される。

また、電池６１を収容する空間である電池収容部１１Ｆは、第１の面１１において開口している。これにより、旋削工具１をタレット１４０に固定した状態で電池６１を交換することが容易となっている。

（５）本実施の形態の効果
本実施の形態の旋削工具では、金属製の本体部１０の第１の凹部１１Ｅ内に通信モジュール２０が収容される。そして、第１の基板５１の厚み方向（Ｚ方向）において、アンテナ３２から第１の凹部１１Ｅの開口までの距離ｄ_１は、アンテナ３２から第１の凹部１１Ｅの底（第１の下壁１１１）までの距離ｄ_２よりも小さく設定される。これにより、外部に設置された受信機において受信される情報の欠落が十分に減少する。その結果、本開示の旋削工具１は、第１のひずみセンサ４５および第２のひずみセンサ４８によって得られた情報の欠落を抑制しつつ、当該情報を含む信号を外部に設置された受信機において受信することが容易な旋削工具となっている。また、第１の基板５１と第１の凹部１１Ｅの第１の下壁１１１との間に樹脂層としての樹脂製のスペーサ２１または両面テープ２１を配置することにより、上記距離ｄ_１を距離ｄ_２よりも小さく設定することが容易となっている。

（実施の形態２）
次に、他の実施の形態である実施の形態２について説明する。図１２は、実施の形態２における通信モジュールが第１凹部内に収容された状態を示す概略断面図である。図１２は、実施の形態１の図７に対応する図である。実施の形態２における旋削工具１は、基本的には実施の形態１の旋削工具１と同じの構造を有し、同じの効果を奏する。しかし、図１２および図７を参照して、実施の形態２の旋削工具１は、通信モジュールの構造において、実施の形態１の旋削工具１とは異なっている。

具体的には、実施の形態２の旋削工具１の通信モジュール２０においては、樹脂層としてのスペーサ２１（または両面テープ２１）が省略されている。そして、実施の形態２においては、第１の基板５１の厚みｔ_１は、第１の凹部１１Ｅの深さの１／２以上となっている。このような構成により、本実施の形態の旋削工具１は、部品点数を減らしつつ、アンテナ３２から第１の凹部１１Ｅの開口までの距離ｄ_１を、アンテナ３２から第１の凹部１１Ｅの底（第１の下壁１１１）までの距離ｄ_２よりも小さく設定することが容易となっている。

（実施の形態３）
次に、さらに他の実施の形態である実施の形態３について説明する。図１３は、実施の形態３における通信モジュールが第１凹部内に収容された状態を示す概略断面図である。図１３は、実施の形態１の図７に対応する図である。図１４は、実施の形態３において採用される金属板の構造を示す概略斜視図である。実施の形態３における旋削工具１は、基本的には実施の形態１の旋削工具１と同じの構造を有し、同じの効果を奏する。しかし、図１３および図７を参照して、実施の形態３の旋削工具１は、第１の凹部１１Ｅの構造において、実施の形態１の旋削工具１とは異なっている。

実施の形態３の旋削工具１の本体部１０は、図１３および図１４を参照して、第１の凹部１１Ｅの底を構成し、切欠き部１８Ｃを有する金属板１８を含んでいる。金属板１８は、厚み方向において互いに反対に位置する第１主面１８Ａおよび第２主面１８Ｂを有している。金属板１８は、厚み方向（Ｚ方向）に見た平面形状が、Ｚ方向に見た第１の凹部１１Ｅの平面形状に対応する四角形状の形状を有している。そして、金属板１８には、四角形の一の角部が除去されるように、切欠き部１８Ｃが形成されている。金属板１８の第２主面１８Ｂが第１の凹部１１Ｅの開口とは反対側となるように金属板１８が第１の凹部１１Ｅ内に配置されている。その結果、金属板１８の第１主面１８Ａが第１の凹部１１Ｅの底である第１の下壁１１１を構成するとともに、切欠き部１８Ｃに対応する領域が深部領域１１Ｇとなる。

このような構成により、実施の形態３の第１の凹部１１Ｅは、開口からの距離ｄ_３１を有する他の領域に比べて深さが大きい（開口からの距離ｄ_３２を有する）深部領域１１Ｇを含んでいる。そして、第１の基板５１の厚み方向（Ｚ方向）において、アンテナ３２と深部領域１１Ｇとは重なっている。この構成により、実施の形態３の旋削工具１は、本体部１０の剛性を高く維持しつつ、アンテナ３２から第１の凹部１１Ｅの開口までの距離ｄ_１を、アンテナ３２から第１の凹部１１Ｅの底までの距離ｄ_２よりも小さく設定することが容易となっている。

（実施の形態４）
次に、さらに他の実施の形態である実施の形態４について説明する。図１５は、実施の形態４における切削工具の構造を示す概略斜視図である。図１５は、実施の形態１の図１に対応する図である。実施の形態４における旋削工具１は、基本的には実施の形態１の旋削工具１と同じの構造を有し、同じの効果を奏する。しかし、図１５および図１を参照して、実施の形態４の旋削工具１は、第１の蓋７１の構造において、実施の形態１の旋削工具１とは異なっている。

図１５を参照して、実施の形態４の旋削工具１の第１の蓋７１は、樹脂製、ゴム製またはセラミック製である。そして、実施の形態４の旋削工具１の第１の蓋７１においては、窓部材７１Ｂが省略されている。このように、第１の蓋７１の材料として非金属を採用することにより、本実施の形態の旋削工具１は、窓部材７１Ｂを省略するとともに、第１のひずみセンサ４５および第２のひずみセンサ４８によって得られた情報の欠落を抑制しつつ、通信モジュール２０から発信される信号を外部へと送信することが可能となっている。

（実施の形態５）
次に、さらに他の実施の形態である実施の形態５について説明する。図１６は、実施の形態５における通信モジュールが第１凹部内に収容された状態を示す概略断面図である。図１６は、実施の形態１の図７に対応する図である。実施の形態５における旋削工具１は、基本的には実施の形態１の旋削工具１と同じの構造を有し、同じの効果を奏する。しかし、図１６および図７を参照して、実施の形態５の旋削工具１は、第１の凹部１１Ｅの内部の構造において、実施の形態１の旋削工具１とは異なっている。

具体的には、実施の形態５の旋削工具１の第１の凹部１１Ｅは樹脂製の充填材２６により充填されることにより、通信モジュール２０が充填材２６により封止されている。これにより、本実施の形態においては、通信モジュール２０を一層確実に保護することができる。また、充填材２６によってアンテナ３２の共振周波数を調整することも可能となっている。

（実施の形態６）
次に、さらに他の実施の形態である実施の形態６について説明する。図１７は、実施の形態６における通信モジュールが第１凹部内に収容された状態を示す概略断面図である。図１８は、実施の形態６における通信モジュールが第１凹部内に収容された状態を、図１７とは異なる断面にて示す概略断面図である。図１９は、実施の形態６における通信モジュールが第１の凹部内に収容された状態を示す概略平面図である。図１７および図１９は、それぞれ実施の形態１の図７および図８に対応する図である。実施の形態６における旋削工具１は、基本的には実施の形態１の旋削工具１と同じの構造を有し、同じの効果を奏する。しかし、図１７～図１９および図７～図８を参照して、実施の形態６の旋削工具１は、スペーサ２１の構造において、実施の形態１の旋削工具１とは異なっている。

図１７～図１９を参照して、実施の形態６の旋削工具１のスペーサ２１は、第１の基板５１と第１の凹部１１Ｅの底である第１の下壁１１１との間に位置する底壁部２１１と、底壁部２１１から立ち上がり、第１の基板５１の外周面に接触することにより第１の基板５１の移動を規制する側壁部２１２とを含んでいる。側壁部２１２は、底壁部２１１上の空間である第１の空間２１Ａを取り囲むように形成されている。Ｚ方向において、側壁部２１２の底壁部２１１からの高さは、第１の基板５１の厚みよりも大きい。別の観点で説明すると、第１の基板５１から第１の凹部１１Ｅの開口までの距離に比べて、側壁部２１２から第１の凹部１１Ｅの開口までの距離は小さい。

図１９を参照して、第１の凹部１１Ｅの第１の下壁１１１は、Ｚ方向に見て四角形状（長方形状）の形状、より具体的には隣り合う辺が角部において円弧状の曲線で接続された四角形状（長方形状）の形状を有している。スペーサ２１は、Ｚ方向に見て、第１の下壁１１１に対応する（第１の下壁１１１よりもわずかに小さい）四角形状（長方形状）の形状、より具体的には隣り合う辺が角部において円弧状の曲線で接続された四角形状（長方形状）の形状を有している。スペーサ２１は、外周面に対応する４つの辺が、第１の凹部１１Ｅを取り囲む本体部１０の４つの側壁（長方形状の第１の下壁１１１の４つ辺に対応する側壁）に接触するように配置されている。スペーサ２１は、第１の凹部１１Ｅにはめ込まれている。

第１の空間２１Ａは、Ｚ方向に見て四角形状（長方形状）の形状を有している。第１の基板５１は、Ｚ方向に見て、第１の空間２１Ａに対応する（第１の空間２１Ａよりもわずかに小さい）四角形状（長方形状）の形状を有している。第１の基板５１は、第１の空間２１Ａにはめ込まれている。第１の基板５１は、第１の空間２１Ａを取り囲む側壁部２１２に接触することにより、移動が規制されている。第１の基板５１は、スペーサ２１によって位置決めされている。側壁部２１２は、他の領域に比べてＺ方向における高さが小さい切欠き部２１３を含んでいる。切欠き部２１３は、第１の貫通孔１０Ｄに対応する位置に形成されている。コネクタ３３に接続されたフレキシブルケーブル５４は、切欠き部２１３を通って第１の貫通孔１０Ｄへと進入している。

本実施の形態の旋削工具１の組み立て時においては、第１の基板５１がスペーサ２１の第１の空間２１Ａにはめ込まれ、側壁部２１２により移動が規制される。これにより、スペーサ２１に対する第１の基板５１の位置決めが達成される。さらに、スペーサ２１が第１の凹部１１Ｅにはめ込まれることにより、本体部１０の第１の凹部１１Ｅに対するスペーサ２１の位置決めが達成される。その結果、本実施の形態においては、第１の基板５１上に配置される無線通信部３１に含まれるアンテナ３２を適切な位置に配置することが容易となっている。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、どのような面からも制限的なものではないと理解されるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、請求の範囲によって規定され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１旋削工具、１０本体部、１０Ａ第１の端部、１０Ｂ第２の端部、１０Ｄ第１の貫通孔、１０Ｈ第２の貫通孔、１１第１の面、１１Ａ第１領域、１１Ｂ第２領域、１１Ｃ第３領域、１１Ｅ第１の凹部、１１Ｆ電池収容部、１１Ｇ深部領域、１２第２の面、１２Ｅ第２の凹部、１３第３の面、１３Ｅ第３の凹部、１４第４の面、１５第５の面、１６第６の面、１８金属板、１８Ａ第１主面、１８Ｂ第２主面、１８Ｃ切欠き部、１９保持部、２０通信モジュール、２１スペーサ（両面テープ）、２１Ａ第１の空間、２６充填材、３１無線通信部、３２アンテナ、３３～３８コネクタ、４４第１のひずみセンサ部品、４５第１のひずみセンサ、４６配線、４７第２のひずみセンサ部品、４８第２のひずみセンサ、４９配線、５１第１の基板、５１Ａ第１主面、５１Ｂ第２主面、５２第２の基板、５２Ｂ第２主面、５３第３の基板、５４，５５フレキシブルケーブル、６１電池、７１第１の蓋、７１Ａベース部、７１Ｂ窓部材、７１Ｃ窓部、７２第２の蓋、７３第３の蓋、７４第４の蓋、８１敷板、８２固定部、９０切削チップ、９０Ａ，９０Ｂ逃げ面、１１１第１の下壁、１１２第２の下壁、１１３段差部、１２１第１の下壁、１２２第２の下壁、１３１第１の下壁、１３２第２の下壁、１４０タレット、１４１溝、１４２底壁、１４３側壁、１４５Ａ，１４５Ｃねじ孔、１５０第１の固定部材、１５１上面、１５２底面、１５３第１の側面、１５４第２の側面、１５５端面、１６０第２の固定部材、１６１上面、１６２底面、１６３第１の側面、１６４第２の側面、１６５端面、１６５Ａ，１６５Ｂ，１６５Ｃねじ孔、１６９Ａ，１６９Ｂ，１６９Ｃねじ、２１１底壁部、２１２側壁部、２１３切欠き部、ｄ_１，ｄ_２，ｄ_３１，ｄ_３２距離、ｔ_１厚み。

Claims

回転する被加工物に接触することによって前記被加工物を切削する旋削工具であって、
棒状の形状を有し、表面に凹部が形成された金属製の本体部と、
前記本体部に設置され、前記本体部の第１の物理量を検知するセンサと、
前記センサに接続され、前記センサが検知した前記第１の物理量を含む情報を外部へと送信する通信モジュールと、を備え、
前記通信モジュールは、前記凹部内に収容され、
前記通信モジュールは、
樹脂製の基板と、
前記基板上に配置され、アンテナを含む無線通信部と、を含み、
前記基板の厚み方向において、前記アンテナから前記凹部の開口までの距離は、前記アンテナから前記凹部の底までの距離以下であり、
前記通信モジュールは、前記基板と前記凹部の底との間に配置される樹脂層をさらに含み、
前記樹脂層は樹脂製のスペーサであり、
前記スペーサは、
前記基板と前記凹部の底との間に位置する底壁部と、
前記底壁部から立ち上がり、前記基板の少なくとも一部に接触することにより前記基板の移動を規制する側壁部と、を含む、旋削工具。
前記樹脂層は、前記基板の前記凹部の底と向かい合う主面である第１主面の全域に接触する、請求項１に記載の旋削工具。
前記樹脂層は樹脂製の両面テープである、請求項１に記載の旋削工具。
回転する被加工物に接触することによって前記被加工物を切削する旋削工具であって、
棒状の形状を有し、表面に凹部が形成された金属製の本体部と、
前記本体部に設置され、前記本体部の第１の物理量を検知するセンサと、
前記センサに接続され、前記センサが検知した前記第１の物理量を含む情報を外部へと送信する通信モジュールと、を備え、
前記通信モジュールは、前記凹部内に収容され、
前記通信モジュールは、
樹脂製の基板と、
前記基板上に配置され、アンテナを含む無線通信部と、を含み、
前記基板の厚み方向において、前記アンテナから前記凹部の開口までの距離は、前記アンテナから前記凹部の底までの距離以下であり、
前記基板の厚みは、前記凹部の深さの１／２以上である、旋削工具。
回転する被加工物に接触することによって前記被加工物を切削する旋削工具であって、
棒状の形状を有し、表面に凹部が形成された金属製の本体部と、
前記本体部に設置され、前記本体部の第１の物理量を検知するセンサと、
前記センサに接続され、前記センサが検知した前記第１の物理量を含む情報を外部へと送信する通信モジュールと、を備え、
前記通信モジュールは、前記凹部内に収容され、
前記通信モジュールは、
樹脂製の基板と、
前記基板上に配置され、アンテナを含む無線通信部と、を含み、
前記基板の厚み方向において、前記アンテナから前記凹部の開口までの距離は、前記アンテナから前記凹部の底までの距離以下であり、
前記凹部は、他の部分に比べて深さが大きい深部領域を含み、
前記基板の厚み方向において、前記アンテナと前記深部領域とは重なる、旋削工具。
前記本体部は、前記凹部の底を構成し、切欠き部を有する金属板を含み、
前記切欠き部が前記深部領域に対応する、請求項５に記載の旋削工具。
前記旋削工具は、前記凹部の開口を閉じる蓋をさらに備え、
前記蓋は、前記基板の厚み方向に前記蓋を貫通する窓部を有する金属製のベース部と、
前記窓部を密閉する樹脂製の窓部材と、を含む、請求項１、４または５に記載の旋削工具。
前記基板の厚み方向において、前記アンテナと前記窓部とは重なる、請求項７に記載の旋削工具。
前記旋削工具は、前記凹部の開口を閉じる樹脂製、ゴム製またはセラミック製の蓋をさらに備える、請求項１、４または５に記載の旋削工具。
前記凹部が樹脂製の充填材により充填されることにより、前記通信モジュールが前記充填材により封止されている、請求項１、４または５に記載の旋削工具。