WO2021033670A1 - 分割式ツールホルダユニット - Google Patents

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WO2021033670A1
WO2021033670A1 PCT/JP2020/031025 JP2020031025W WO2021033670A1 WO 2021033670 A1 WO2021033670 A1 WO 2021033670A1 JP 2020031025 W JP2020031025 W JP 2020031025W WO 2021033670 A1 WO2021033670 A1 WO 2021033670A1
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WO
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flow path
chuck
unit
shank
tool holder
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/031025
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English (en)
French (fr)
Inventor
憲吾 山本
貴行 山内
村上　浩二
雅史 荒木
良哲 野中
松田　亮
Original Assignee
株式会社山本金属製作所
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Publication date
Application filed by 株式会社山本金属製作所 filed Critical 株式会社山本金属製作所
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    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q11/00—Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
    • B23Q11/10—Arrangements for cooling or lubricating tools or work
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
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    • B23Q5/00—Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
    • B23Q5/02—Driving main working members
    • B23Q5/04—Driving main working members rotary shafts, e.g. working-spindles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H17/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves, not provided for in the preceding groups
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K1/00—Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
    • G01K1/14—Supports; Fastening devices; Arrangements for mounting thermometers in particular locations

Definitions

  • the present invention relates to the structure of a substantially tubular split-type tool holder unit that detects the temperature and / or vibration of a rotating tool of a rotating processing device such as a cutting device in real time.
  • Patent Document 1 a tool holder unit capable of measuring the temperature during machining of a rotating tool (hereinafter, also referred to as "rotating tool"), and has also developed and provided an abnormality prediction technology based on this measurement result.
  • rotating tool a rotating tool
  • Patent Document 2 It is also known that vibration and stress other than temperature are important factors such as tool breakage.
  • Patent Document 3 Refer to Patent Document 1 etc.).
  • the shank portion connected to the spindle of the rotary processing device and the chuck portion for gripping the rotary tool are integrated.
  • this integrated tool holder in order to dispose of the electronic board inside, it is necessary to insert and dispose of it from the lower side of the chuck part with the collet removed, and the electronic board and electronic components are placed in a narrow space upward. It is necessary to assemble parts and the like, which makes the assembly process complicated and consumes work time.
  • the shank portion side of the tool holder is determined according to the spindle of the default (standard) rotary processing apparatus, the diameter and shape of the shank portion side cannot be deformed. As a result, it was not possible to improve the efficiency of arranging the electronic boards and electronic components and secure the space for arranging the electronic boards and the like.
  • a method of dividing the tool holder unit into two parts is also considered, but in the case of the tool holder unit that rotates at high speed when the split type is used, the strength is reduced and extra vibration is generated. there's a possibility that.
  • the tool holder unit is gripped on a general-purpose spindle and peripheral devices are close to each other, it is necessary to avoid the occasionalness of increasing the size by giving priority to strength and the like. Further, it cannot be said that the workability can be improved by securing the arrangement space of the electronic substrate or the like even if it is simply a split type.
  • the present invention was created in view of such circumstances, and is generally used in a tool holder unit that is attached to the spindle of a rotary processing apparatus and can measure the temperature, vibration, etc. of a rotary tool in real time, even though its configuration is divided. It is an object of the present invention to provide a tool holder having the same size (overall length) as or smaller than that of the tool holder, and at the same time, improving the workability of assembling an electronic board or the like and maintaining the strength.
  • the present invention A substantially tubular split-type tool holder unit that detects at least the temperature and / or vibration of a rotating tool during machining by a rotary processing device in real time.
  • a chuck portion that grips the rotary tool downward and a shank portion that is coupled below the chuck portion and gripped by the spindle of the rotary processing apparatus are connected in the vertical direction to each other.
  • the chuck portion includes an annular brim portion that protrudes around the outer circumference at an intermediate position in the vertical direction, and a chuck side connecting portion that forms a tapered portion whose diameter is reduced upward from the brim portion and has a cylindrical concave space inside.
  • the shank portion has a shank-side connecting portion having a tapered recess that expands in diameter downward, and the tapered portion of the chuck-side connecting portion can be fitted and inserted in a nested shape in the tapered recess.
  • An insulated electronic board unit is inserted and fixed in the concave space of the chuck portion from the chuck portion that receives the temperature and / or vibration of the rotating tool.
  • the split tool holder unit of the present invention is composed of a chuck portion and a shank portion, the insulating electronic substrate unit is inserted and fixed from above in the cylindrical concave space provided above the chuck portion. After that, since the shank portion is connected, it is not necessary to insert the electronic substrate into the internal space from the chuck side of the small work space as in the conventional integrated tool holder unit, and the assembling property is greatly improved.
  • the chuck portion and the shank portion are connected by nesting (press-fitting) the tapered chuck-side connecting portion into the shank-side connecting portion having a tapered concave portion that expands toward the end, high rigidity in the radial direction is obtained. It is possible to easily secure the upper and lower spaces for inserting the electric board unit while holding the electric board unit. This also contributes to shortening the overall length of the tool holder as a whole, preventing the occurrence of unnecessary vibration and amplification, and making the tool holder unit as a temperature / vibration detection device highly sensitive and accurate. Can be done.
  • the shank part is nested on the chuck part, and the lower end of the shank part is brought into contact with the brim part of the chuck part to be connected, so that the rigidity and assembling property in the vertical direction are improved. Even if an intercoolant flow path is provided inside, the flow path can be easily positioned by division.
  • each of the electronic board units is an insulating material, that is, a substantially disk-shaped board mounting base that is mounted and fixed on the bottom of the cylindrical concave space of the chuck portion, and a bottom surface that is mounted and fixed on the board mounting base. It has a substantially disk-shaped lowermost electronic substrate and one or more substantially disk-shaped upper layer electronic substrates laminated at a distance from the lowermost electronic substrate. The distance between the lowermost electronic substrate and the upper electronic substrate is set up on the through holes provided in the outer peripheral edge of each electronic substrate, and the outer peripheral surface is raised from the electronic substrate in that state.
  • the through hole of the lowermost electronic substrate to the through hole of the upper electronic substrate, the inner diameter hole of the spacer providing a distance between them, and the screw hole provided in the substrate mounting base are in a relationship of looking into each other.
  • the phases are matched, and each electronic board is fixed on the board mounting base by a fixing screw of a conductive material whose tip passes through the through hole of the uppermost electronic board and is fastened to the screw hole of the board mounting base.
  • the configuration is preferred.
  • the substrate mounting base of the insulating material is inserted and placed at the bottom of the concave space on the chuck side as the mounting space for the electronic board, and the gap between the bottom and inner wall of the concave space is adhesive.
  • Fix with etc. the electronic boards are laminated and fixed to the tool holder with a fixing screw made of metal or the like, so that the electronic board is approximated to the bottom of the concave space to be insulated from the tool holder and the fixing screw. It is possible to fix a substrate mounting base made of resin or the like, and to make a fastening partner when fastening an electronic board with a fixing screw while ensuring insulation by a simple insertion / adhesive industry.
  • a plurality of electronic boards are easily laminated on the board mounting base while ensuring insulation, and the vertical direction can be connected at once with the fixing screws, so that the assembly is easy.
  • the spacer and the fixing screw that passes through it are made of a conductive material such as metal, it is possible to electrically connect each electronic board at the same time as assembling the electronic board (to the tool holder). Insulation).
  • the electronic board may not operate normally at high temperatures, but in this example, it is made of metal by placing a board mounting base made of resin or the like with low thermal conductivity on the bottom of the concave space. It is also possible to protect the electronic board from the tool holder with high thermal conductivity.
  • the upper part of the temperature sensor unit connected to the thermocouple in the rotating tool protrudes from below at the bottom of the concave space of the chuck portion, and the temperature sensor unit is the temperature sensor unit.
  • a flange is provided on the outer circumference
  • the substrate mounting base is provided with a through hole for a temperature sensor unit at the center of the rotation axis and a notch at a position substantially symmetrical in the radial direction of the outer peripheral edge portion, and a counterbore recessed downward is formed on the upper surface thereof.
  • At least the lowermost electronic substrate is provided with a through hole for the temperature sensor unit and a central hole for viewing at the center of the rotation axis.
  • the upper portion of the temperature sensor unit is the through hole for the temperature sensor unit and the said. It is inserted into the central hole and its tip protrudes upward.
  • the temperature sensor unit is fixed to the chuck part from below with a screw or the like at the flange part, and the upper part is placed and fixed to the bottom part in the concave space for the temperature sensor unit at the center of the board mounting base. Connect to the electronic board through the through hole. At this time, at least the electronic substrate at the lowermost end is also provided with a through hole (center hole). It is configured so that the upper end of the temperature sensor unit can pass through.
  • the temperature sensor unit is provided on the chuck portion, it is necessary to give the temperature sensor unit an expansion / contraction function in consideration of the length of the rotary tool, the pull-in length when gripping the rotary tool, and the like.
  • the upper part of the temperature sensor unit is inserted into a through hole through which a substrate mounting base or an electronic substrate passes.
  • the counterbore is provided on the upper surface of the board mounting base, the space where the counterbore portion receives the electronic component even if it is mounted on the board mounting base with the side on which the electronic component of the lowest layer electronic board is mounted faces downward. Therefore, waste in the vertical direction can be further eliminated, and the total length of the tool holder can be shortened.
  • a pair of notches are provided symmetrically on the outer peripheral edge of the board mounting base. Each of the conductive wires connected to the electronic board can be extended downward from the notch and connected to an external antenna or the like.
  • this split type tool holder unit is A rechargeable battery unit in which electrodes formed of leaf springs are arranged on the lower surface, and A battery unit holder capable of receiving and fixing the battery unit from above to expose the electrodes downward, inserting the battery unit into the concave space of the chuck portion, and positioning the battery unit in the rotational direction with respect to the electronic substrate.
  • a battery unit holding member that is arranged in contact with the upper surface of the battery unit that is received and fixed in the battery unit holder and is pressed between the upper surface and the top surface in the tapered recess of the shank portion.
  • An example also includes a structure in which a power supply terminal that comes into contact with an electrode of the battery unit is arranged on the upper surface of the uppermost electronic substrate among the upper electronic substrates.
  • This battery unit holding member is formed of a substantially disk-shaped insulating elastic member (urethane resin, urethane rubber).
  • the uppermost electronic substrate is provided with a notch for positioning on the outer peripheral edge thereof.
  • the battery unit has a substantially disk shape and is provided with protrusions protruding in the radial direction on the outer circumference thereof.
  • the battery unit holder is formed of an insulating elastic member, and has a convex portion on the outer peripheral edge of the lower surface thereof for fitting with a notch for positioning the uppermost electronic substrate and positioning in the rotational direction.
  • a counterbore is provided, and the battery unit is inserted and received from above, and a counterbore having a through hole having a size that allows the electrodes of the battery unit to be exposed downward is formed in the center of the bottom portion, and the inner peripheral wall of the counterbore of the battery unit It is preferable that a recess for fitting the protrusion in the radial direction is provided.
  • this split type tool holder unit when power is supplied from the rechargeable battery unit to the electronic board, electrodes are provided on the bottom (bottom surface) of the battery unit.
  • the battery units are laminated on top and brought into contact with the power supply terminals provided on the surface (upper surface) of the uppermost electronic board.
  • the terminals of the battery unit are made of leaf spring type, and the battery unit holding member made of elastic material such as urethane foam is placed on the battery unit in order and the shank part is covered with the elastic force of the leaf spring and the battery unit holding member. Power can be supplied while insulating the parts.
  • the battery unit can be protected from vibration and impact by bringing the electrodes of the battery unit into contact with the power supply terminals of the uppermost electronic substrate in a state where the battery unit is received by the battery unit holder of the elastic member. Further, the battery unit, the battery unit holder, and the electronic board are fitted to each other by the protrusions of the battery unit, the protrusions, counterbore, and recesses of the battery unit holder, and the notch portion of the uppermost electronic board. It is possible to hold the battery unit in an appropriate position and posture even in a simple assembly process in which the batteries are stacked in order from the top.
  • the split type tool holder unit includes a cooling oil flow path that passes through the inside from the rotary processing apparatus to the rotary tool, and the cooling oil flow path is provided.
  • a main flow path that flows downward from the upper end of the shank along the rotation axis, A plurality of first flow paths extending substantially laterally radially outward from the lower end of the main flow path, A second flow path extending downward from the radial outer end of each first flow path to the outlet at the lower end of the thick wall of the shank side connecting portion,
  • the inlet is provided at a position fluidly continuous with the outlet of each second flow path, and the inside of the thick brim portion of the chuck portion is described.
  • a third flow path extending to a height below the chuck side connection, A fourth flow path extending substantially laterally radially inward from the lower end of each third flow path and flowing out above the rotating tool can be provided.
  • the conventional tool holder having a temperature / vibration measurement function did not have a cooling oil flow path inside due to the difficulty of securing the mounting space and the flow path space of the electronic board, but the structure of this split type tool holder. If this is the case, the shank-side connecting portion to be covered in a nested manner and the brim portion of the chuck portion supporting the bottom thereof have a thick-walled structure, and the shank portion and the chuck portion are further divided, so that a cooling oil flow path is arranged. Since the space for cooling is secured and processing from the outside is facilitated, it is possible to form the cooling oil flow path through the thick part inside. As a result, in addition to the heat-resistant structure for the electronic substrate unit, cooling with cooling oil has become possible, and it has become possible to process and transmit large volumes of data with high accuracy.
  • the first flow path is created by drilling radially inward from the outer surface of the shank portion at a height position near the lower end of the main flow path, and the radial outer end of the first flow path is sealed with a set screw. Stopped, The second flow path is created by drilling a thick portion at the lower end of the shank-side connecting portion upward, forming a counterbore recessed upward at the outlet at the lower end, and the counterbore has a second. An O-ring with a thickness that projects downward through the flow path is attached.
  • the third flow path is created by drilling a thick portion at the upper end of the brim portion of the chuck portion downward, and when the shank portion is connected to the chuck portion, the O-ring at the inflow port at the upper end is described. By looking through the outlet of the second flow path and pressing it, the outlet of the second flow path and the inflow port of the third flow path communicate with each other in a sealed state.
  • the fourth flow path is created by drilling radially inward from the outer surface of the chuck portion at a height position near the lower end of the third flow path, and the radial outer end of the fourth flow path is fastened with a set screw. Sealed with.
  • the flow path can be easily formed by drilling work from the outside, and it is sufficient to add a set screw or an O-ring to the leakable part. It is possible to achieve sealing.
  • the split type tool holder unit of the present invention although it is a split type, it can be easily connected by simply covering the chuck portion with the chuck portion in a nested manner and connecting them, and the thickness around the concave space on which the electronic substrate unit or the like is placed is thick. Therefore, it is possible to shorten the overall length and increase the strength while securing a large space for mounting an electronic substrate or the like. Further, since the tool holder unit has a structure in which the concave space of the chuck portion on which the electronic board unit is placed is opened upward, the assembling work of the electronic board or the like becomes easy.
  • the shank side connecting portion and the brim portion of the chuck portion that supports the shank side can have a thick wall structure, and a space for providing a cooling oil flow path can be provided inside. It is also advantageous in that the cooling oil flow path can be created and sealed simply by drilling from the outside in a divided state.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state immediately before the split tool holder unit shown in FIG. 1 is connected. It is a perspective view which shows the state which the split type tool holder unit shown in FIG. 1 is connected, and a collet and a nut are attached to a chuck part.
  • FIG. 5 is a perspective perspective view showing a state in which the electronic substrate unit is mounted in the concave space provided in the chuck side connecting portion of the chuck portion of the split type tool holder unit shown in FIG. 1. It is a perspective view of the board mounting base.
  • FIG. 8 It is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the connecting part between the chuck part and the shank part in the state where the electronic board unit is attached. It is an assembly disassembly perspective view which shows the structure which connects and fixes the battery unit to the power-source terminal of the uppermost layer electronic board in the state which fixed the electronic board unit in the concave space of a chuck part, and was seen from above. It is a figure which looked at the assembly exploded view of FIG. 8 from the bottom. It is a perspective view which shows the structure of the antenna unit in the assembled state. It is an exploded perspective view of the antenna unit which shows the state which the outer cover member is attached. It is a partially enlarged sectional view of the split type tool holder shown in FIG.
  • FIG. 1 which shows the neighborhood of an antenna unit. It is a partially enlarged sectional view of the tool holder in the vicinity of the antenna unit. It is a perspective view of the antenna unit of FIG. 10 as seen from the inner cover member side. It is an assembly disassembled perspective view of each part of an antenna unit. It is a perspective view which shows the structure of the charging unit in an assembled state. It is a partially enlarged sectional view of the tool holder which shows the neighborhood of a charging unit. It is a perspective view of the state where the antenna unit and the charging unit are attached to the chuck part. It is sectional drawing of the split type tool holder unit with a collet, a nut and a rotation tool.
  • the vicinity of the movable substrate c in the tubular main body of the temperature sensor unit is shown, (a) is a partially transparent perspective view, and (b) is a partial cross-sectional view.
  • FIG. 1 It is a partial cross-sectional view of the vicinity of the temperature sensor unit of the split type tool holder unit, and the internal structure of the temperature sensor unit is shown in the perspective view.
  • a schematic cross-sectional view of a split type tool holder unit when a cooling oil flow path is provided inside is shown.
  • It is sectional drawing which shows the adjustment of the weight balance of the split type tool holder unit which cut the shank part in the horizontal direction at the height of a set screw.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of the split tool holder unit 10 of the present invention (hereinafter, also simply referred to as “tool holder unit 10”), and FIG. 2 is an assembled disassembled perspective view showing a state in which the tool holder unit is divided.
  • Reference numeral 3 denotes a cross-sectional view showing a state immediately before the tool holder unit is connected.
  • FIG. 4 is a perspective view showing a state in which the split tool holder unit 10 of the present invention is connected and a collet and a nut are attached to the chuck portion.
  • the split tool holder unit 10 has a chuck portion 11 for gripping a rotating tool such as a cutting tool with a collet 28 and a nut 29 (see FIG. 4 (positions of reference numerals 17 and 18 in FIG. 1)), and rotation of a machining center or the like.
  • the shank portion 12 gripped by the spindle of the processing apparatus (not shown, but located above FIG. 1) is connected in the vertical direction.
  • the chuck portion 11 has an annular brim portion 20 protruding around the outer circumference at an intermediate position in the vertical direction. Below the brim portion 20, the shank side connecting portion 19 extends with a diameter reduced from that of the brim portion 20.
  • a chuck-side connecting portion 21 that has a diameter reduced from the brim portion 13 and tapers upward extends, and the inside thereof has a cylindrical concave space 14 with an open upper portion.
  • the concave space 14 is a space in which an electronic substrate or the like, which will be described later, is inserted and fixed.
  • the shank portion 12 and the chuck portion 11 of the tool holder unit 10 are inserted by nesting the tapered recess 16 of the shank side connecting portion 19 over the tapered portion 15 of the chuck side connecting portion 21 until the lower end 19a abuts on the brim portion 13. They are connected to each other by (press fitting).
  • a nut 29 having a hollow space 17 having an upwardly reduced diameter for inserting the collet 28 for gripping the rotating tool inside the chuck portion 11 and tightening the collet 28 from the outside to fix the rotating tool is provided.
  • the nut connecting portion 24 to be mounted extends, and a brim portion 13 is provided at the base of the upper portion thereof.
  • the chuck portion 11 is provided with an antenna unit 50 and a charging unit 60, and charges the outer cover member 52 of the antenna unit 50 forming a part of the outer surface of the chuck portion 11.
  • the unit 60 and the outer cover member 62 are attached to the brim portion 25 at the base of the nut connecting portion 24, and the annular cover 26 arranged on the outer periphery of the brim portion 20 of the shank portion 12 and the nut connecting portion 24 is used from above and below. It is sandwiched and fitted and fixed.
  • the annular cover 26 is made of aluminum and is fastened to the screw hole 27a of the chuck portion 11 with a fixing screw 27.
  • FIG. 5 is a perspective perspective view showing a state in which the electronic substrate unit 30 is mounted in the concave space 14 provided in the chuck side connecting portion 21 of the chuck portion 11.
  • FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the connecting portion between the chuck portion 11 and the shank portion 12 in a state where the electronic substrate unit 30 is mounted.
  • the chuck portion 11 and the shank portion 12 are inserted into the shank side connecting portion 19 in a nested manner, and the tapered portion 15 on the outer peripheral surface of the chuck side connecting portion 21 is inserted into the shank side connecting portion 19. It is connected by press-fitting into the tapered recess 16 on the inner peripheral surface of 19.
  • the concave space 14 of the chuck-side connecting portion 21 has an opening at the top and a cylindrical recess at the bottom, and the electronic substrate unit 30 is inserted and fixed in the concave space 14.
  • FIG. 6 shows a perspective view of the board mounting base 31.
  • the substrate mounting base 31 is a disk-shaped member having a thickness made of an insulating material such as resin, and is lowered from above along the inner diameter of the concave space 14 of the chuck portion 11 in the thickness direction, and the bottom portion 31a is recessed. It is placed on the bottom 14a of the space 14. At this time, an adhesive is applied to the bottom portion 31a (or the bottom portion 14a) and fixed. Further, an adhesive is applied to the side portion 31b of the substrate mounting base 31, and the inner wall 14b of the concave space 14 is sufficiently fixed.
  • the side portion 31b is provided with a plurality of grooves in the circumferential direction to improve the adhesiveness and prevent the adhesive from leaking out.
  • the upper surface of the substrate mounting base 31 is provided with a counterbore 31f recessed downward, and an edge portion 31h is provided along the outer circumference of the counterbore 31f.
  • the counterbore 31 serves as a space for receiving electronic components of the lowermost electronic substrate 31, which will be described later.
  • a through hole 31c for the temperature sensor unit is provided so that the temperature sensor unit 35 can protrude from below.
  • a pair of notches 31d are provided on the side portion of the board mounting base 31 at positions symmetrical with each other by 180 °, and each of them provides a space through which the antenna cable and the charging cable described later pass.
  • edge portion 31h is provided with four support bases 31i for spacers (described later) fixed on the bottom layer electronic substrate 31 that has entered the spot facing portion 31f and protrudes in the radial direction at 90 ° intervals.
  • a screw hole 31e is formed in the center of the carrier 31i.
  • the counterbore 31f is provided with eight pin receiving holes 31g so that the sockets and pins for electrical connection between the electronic boards 32 to 34 (described later) do not come into contact with the total length of the electronic board unit 30. Is shortened.
  • a first electronic substrate 31 (also referred to as "lowermost electronic substrate 31") of an insulating material such as resin is laminated on the first electronic substrate 31.
  • An electronic component is mounted on the lower surface side of the first electronic substrate 31, is received by the counterbore 31f, and is adhesively fixed to the edge portion 31h.
  • the first electronic substrate 31 is also provided with a through hole 32e, a pin receiving hole 32e, and a notch 32d so as to look into the screw hole 31e, the pin receiving hole 31e, and the notch 31d of the carrier 31i.
  • upper layer electronic substrate 33 and “upper layer electronic substrate 33 lower electronic substrate” are laminated.
  • the second electronic substrate 33 and the third electronic substrate 34 (also referred to as “upper layer electronic substrate 34" and “upper electronic substrate 34 among the upper electronic substrates") of the insulating material such as resin are the first electronic substrate. They are laminated on the 32 in order and fixed by adhesion. At this time, also in the second electronic board 33 and the third electronic board 34, through holes of the second electronic board 33 and the third electronic board 34 so as to look through the screw holes 31e, the pin receiving holes 31e, and the notch 31d of the carrier base 31i. 33e and 34e, pin receiving holes 33e, and notches 33d and 34d are provided.
  • notches 32d and 33d of the other electronic boards 32 to 33 four notches 34d of the third electronic substrate 34 are provided in an arc shape along the outer circumference. Regarding this point, the battery It will be described later in the description of the unit holder 42.
  • spacers 36 having the same height are vertically arranged above the second electronic substrate 33 at positions looking through the through holes 33e, and the third electronic substrate 34 is laminated above the spacers 36.
  • substrate fixing screws 37 are arranged through the through holes 34e of the third electronic substrate 34 through the spacers 36 to through holes 33e to 36 to 33e and screwed to the screw holes 31e of the substrate mounting base 31, respectively. .. Since the spacer 36 and the substrate fixing screw 37 are made of a metal material such as SUS and have conductivity, they play a role of making electrical connections between the electronic components of the electronic substrates 32 to 34, and the electronic substrates 32 to 34 and the electrons. It has the role of securing space between parts and preventing heat conduction. It should be added that the role of preventing heat conduction is larger in the thick substrate mounting base 31.
  • power supply terminals 38 for supplying electric power to the electronic boards 32 to 34 and electronic components are arranged.
  • the power supply terminal 38 employs a leaf spring type in order to apply a reaction force upward to fix the power supply terminal 38 so that the electrode 41a of the battery unit 41, which will be described later, abuts and is electrically connected.
  • FIG. 8 to 9 show an assembled disassembled perspective showing a structure in which the battery unit 41 is connected and fixed to the power supply terminal 38 of the uppermost electronic board 34 in a state where the electronic board unit 30 is fixed in the concave space 14 of the chuck portion 11.
  • 8 is a view from above
  • FIG. 9 is a view from below.
  • the battery unit 41 is provided with a frame member 41c on the outer periphery of the disk-shaped rechargeable battery 41a, and the electrode 41b is exposed from the lower portion of the frame member 41a.
  • a protrusion 41d that protrudes outward in the radial direction is provided on the outer periphery of the frame member 41c.
  • the battery unit 41 is received by the battery unit holder 42 from above.
  • the battery unit holder 42 is made of an elastic material having an insulating property such as resin, and is provided with a counterbore 42a having an opening at the top and recessed downward, and the inner diameter of the counterbore 42a is outside the battery unit 41.
  • the battery unit 41 is received in the spot facing 42a so as to approximate the diameter.
  • a large through hole 42b is formed in the center of the spot facing 42a, and when the battery unit 41 is received, the electrode 41b of the battery 41a is exposed downward. Further, a recess 42d is provided on the inner wall around the counterbore 42a of the battery unit holder 42 on the outer side in the radial direction, and when the battery unit 41 is received, the protrusion 41d fits into the recess 42d and rotates in the rotational direction. Positioned.
  • the bottom of the battery unit holder 42 is provided with an arc-shaped convex portion 42c that projects downward around the outer peripheral edge portion.
  • the central angles of the arcs of the convex portions 42 are different from 43 °, 40 °, 48 °, and 40 °.
  • the notch portion 34d of the third electronic substrate 34 on the uppermost layer also has an arc shape, and its central angles are adjusted to 43 °, 40 °, 48 °, and 40 °.
  • the battery unit holder 42 not only protects the battery 41a, which is a rechargeable secondary battery and tends to be more vulnerable to vibration and shock than the primary battery, but also the convex portion 42c and the concave portion 42d form a third electron.
  • the notch 34d of the substrate 34 and the protrusion 41d of the battery unit 41 By positioning the notch 34d of the substrate 34 and the protrusion 41d of the battery unit 41, the electrode 41b of the battery 41a and the corresponding leaf spring type power supply terminal 38 can be assembled without mistake.
  • the counterbore 42a of the battery unit holder 42 is provided with four semi-through holes 42e at positions where the substrate fixing screw 37 of the electronic substrate unit 30 is viewed, and the electronic substrates 32 to 34 are provided via the substrate fixing screw 37. Prevents electrical interference with.
  • the battery unit holding member 43 is placed on the battery unit holder 42.
  • the battery unit holding member 43 is formed of a sponge material (insulating elastic member) such as urethane foam, and when the shank side connecting portion 19 of the shank portion 12 is placed over the chuck side connecting portion 21 of the chuck portion 11 to be connected.
  • the battery unit 41 is pressed downward while being inserted and compressed between the top surface of the tapered recess 16 of the shank portion 12 and the battery unit 41. Therefore, due to the elastic force and the insulating property of the battery unit pressing member 43, the battery unit 41 is pressed against the electronic substrates 32 to 34 while being insulated from the shank portion 12 and the chuck portion 11 to protect the battery unit 41 from vibration and impact. It is fixed in the vertical direction (the electrical connection between the electrode 41b and the power supply terminal 38 is also maintained).
  • the tool holder unit 10 has an antenna unit 50 mounted on its chuck portion 11.
  • 10 is a perspective view showing the configuration of the antenna unit 50 in an assembled state
  • FIG. 11 is an exploded perspective view of the antenna unit showing a state in which the outer cover member is attached
  • FIG. 12 shows the vicinity of the antenna unit 50.
  • FIG. 13 is an assembled disassembled perspective view of each component of the antenna unit 50
  • FIG. 14 is a perspective view of the antenna unit 50 of FIG. 10 as viewed from the inner cover member 54 side. ..
  • the antenna unit 50 is generally composed of an outer cover member 52, a substrate antenna 53, an inner cover member 54, an antenna cable 51, and a connector 55 in this order from the outside.
  • the substrate antenna 53 is flexible (flexible) so that it can be arranged on the outermost circumference of the tool holder unit 10 in consideration of radio wave interference, noise generation, transmission capacity, etc. in the tool holder unit 10 which has a large environmental load and rotates at high speed.
  • a plate-shaped antenna is used.
  • the inner cover member 54 and the substrate antenna 53 are substantially arc-shaped members, and are formed with a curvature that can be attached to each other and conform to the outer cover member 52 described later.
  • the inner cover member 54 is a resin material member that is injection-molded, and as shown in FIG.
  • the entire back surface of the substrate antenna 53 is received and adhered to the surface on the outer cover member side (diameterally outside of the tool holder unit 10).
  • a recess 54a is provided so that the recess 54a can be formed.
  • a substantially cylindrical fitting boss 56 projects from the back surface of the inner cover member 54. As shown in FIGS. 14 and 12, the fitting boss 56 has a through hole 56a that penetrates the inner cover member 54 at the center thereof, and an annular groove 56b is provided on the outer peripheral wall. Has been done.
  • the antenna cable 51 is inserted into the annular groove 56b and mounted on the back surface of the substrate antenna 53.
  • the antenna cable 51 is attached to the back surface of the substrate antenna 53 by bending the tip of the antenna cable 51 at a gap between the back surface of the substrate antenna 53 and the recess 54a of the inner cover member 54. Then, an adhesive is filled inside the through hole 56a of the fitting boss 56, and the antenna cable 51 is fixed so as not to move by centrifugal force.
  • the outer cover member 52 has an arc shape whose surface forms the outer surface of the chuck portion 11, and is made of an injection-moldable radio wave transmitting material such as resin.
  • the back surface of the outer cover member 52 has a receiving surface 52a that abuts the entire surface of the inner cover member 54 on which the substrate antenna 53 is mounted on the edge portions 52c that are vertically arranged in an arc shape, and the inner cover 52a has an inner cover. The surfaces of the member 54 and the substrate antenna 53 are brought into contact with each other and fitted to the outer cover member 52 in the vertical direction.
  • the adhesive is continuously applied to the edge of the surface of the inner cover member 54 in a frame shape to prevent the intrusion of cutting oil and the like and fix the adhesive.
  • a thick portion 53a is formed on the outer cover member side, and a recess 52b is provided at a corresponding position of the outer cover member 52.
  • the recess 52b is a portion that receives the thickness of the thick portion 53a of the substrate antenna 53 and the tip of the antenna cable 51 that is bent and mounted on the back surface of the substrate antenna 53.
  • the inner cover member 54 has a protrusion 54b protruding upward along the upper edge portion thereof.
  • the upper edge portion 52c of the outer cover member 52 has a notch portion 52d at a corresponding position.
  • the outer cover member 52 and the inner cover member 54 are each made by injection molding, but both are formed in an arc shape of less than 180 °. This is because it is necessary to provide a so-called draft when extracting from the injection molding mold. This point is the same for the charging cover unit 60, and the existence of the key 70 and the positioning in the rotation direction due to the fact that the antenna unit 50 and the charging unit 60 cannot form 360 ° will be described later.
  • the fitting boss 56 of the inner cover member 54 is inserted into the antenna hole 57 (see also FIG. 5) through which the concave space 14 of the chuck portion 11 communicates with the outside.
  • An annular groove 56b is formed on the outer periphery of the fitting boss 56, and the fitting boss 56 is inserted into the antenna hole 57 with a packing such as an O-ring (not shown) attached to the annular groove 56b. It prevents cutting oil and the like from entering the concave space 14.
  • the tool holder unit 10 has a charging unit 60 mounted on its chuck portion 11.
  • 15 is an assembled and disassembled perspective view of each part of the antenna unit 50
  • FIG. 16 is a perspective view showing the configuration of the assembled charging unit 60
  • FIG. 17 is a tool holder unit 10 showing the vicinity of the charging unit 60. A partially enlarged cross-sectional view is shown.
  • the charging unit 60 is generally composed of an outer cover member 62, a charging terminal board 63, an inner cover member 64, a charging cable 61, and a connector 65 in this order from the outside.
  • the charging terminal board 63 fixes a terminal for supplying electric power from an external power source to the battery unit 41 (battery 41a) described above via a charging cable (electric cable) 61.
  • the inner cover member 64 and the outer cover member 62 are substantially arc-shaped members, and are resin material members that are injection-molded with the same curvature as the inner cover member 54 and the outer cover member 52 of the antenna unit 50, respectively. As shown in FIG.
  • the charging terminal board 63 is attached to the outer cover member 62 by a charging terminal 68 that fits and accepts the entire surface of the charging terminal board 63 on the back surface thereof and also serves as a fixing screw.
  • a recess 62b is provided.
  • Three through holes 63a and 62d are formed in the charging terminal substrate 63 and the recess 62b of the outer cover member 62 at positions where they can look into each other, and the charging terminal substrate 63 is passed through the through holes 63a and 62d. It is fixed to the recess 62b. At this time, the tip of the charging terminal 68 is exposed to the outside through the through hole 62d, and an external power plug is connected there. In this example, charging with a 3P power plug is assumed.
  • a substantially cylindrical fitting boss 66 protrudes from the back surface of the inner cover member 64.
  • the fitting boss 66 has a through hole 66a penetrating the inner cover member 64 at the center thereof, similarly to the fitting boss 56 (see FIG. 14) of the antenna unit 50 described above, and has an outer circumference.
  • An annular groove 66b is provided on the wall.
  • the charging cable 61 is inserted into the annular groove 66b and mounted on the back surface of the charging terminal board 6. To attach the charging cable 61 to the back surface of the charging terminal board 63, insert the tip of the charging cable 61 between the head 68a of the charging terminal 68 and the charging terminal board 63 when inserting and fixing the charging terminal 68 into the through hole 63a.
  • the inner cover member 62 is attached to the outer cover member 62 in a state where the charging terminal board 63 and the charging cable 61 are fixed to the outer cover member 62.
  • the outer cover member 62 has an arc shape whose surface forms the outer surface of the chuck portion 11, and is made of an injection-moldable material such as resin.
  • the back surface of the outer cover member 62 has a receiving surface 62a for abutting and adhering the entire surface of the inner cover member 64 in a state where the charging terminal substrate antenna 63 is fixed to the frame-shaped edge portion 62c surrounding the periphery.
  • the inner cover member 64 is fixed to the outer cover member 62.
  • the fitting boss 66 of the inner cover member 64 is inserted into the charging cable hole 67 (see also FIG. 5) through which the concave space 14 of the chuck portion 11 communicates with the outside.
  • An annular groove 66b is formed on the outer periphery of the fitting boss 66, and the fitting boss 66 is inserted into the charging cable hole 67 with a packing such as an O-ring (not shown) attached to the annular groove 66b. , Prevents cutting oil and the like from entering the concave space 14.
  • FIG. 18 shows a perspective view of a state in which the antenna unit 50 and the charging unit 60 are attached to the chuck portion 11.
  • the antenna unit 50 and the charging unit 60 are mounted by sandwiching the brim portion 13 of the chuck portion 11 between the edge portions 52c and 62c of the outer cover members 52 and 62.
  • the outer cover member 62 and the inner cover member 64 are formed in an arc shape of less than 180 ° for convenience of injection molding, and the antenna unit 50 and the charging unit 60 cannot form 360 ° around the outer circumference.
  • the small cover member 70 made of aluminum alloy is adopted in consideration of strength, lightness, workability and decorativeness.
  • connecting shaft members 21a are arranged on the upper surface of the brim portion 13 of the chuck portion 11.
  • the chuck portion 11 is connected to the shank portion 12 by inserting the connecting shaft member 21a into the connecting hole 19c (see FIG. 2) formed in the lower end 19a of the shank connecting portion 19 of the shank portion 12.
  • a substantially annular key 71 is fitted and inserted into a pair of connecting shaft members 21a arranged at positions rotated by approximately 90 ° from the antenna hole 57 and the charging cable hole 67 of the connecting shaft member 21a.
  • Each of the keys 71 is provided with a protrusion 71a that projects outward in the radial direction.
  • the small cover member 70 is provided with a fitting recess 70a on the inner side surface in the radial direction, and the protrusion 71a of each key 71 is fitted and positioned in the fitting recess 70a. Therefore, when the small cover member 70 is assembled between the outer cover members 52 and 62, the positioning of the outer cover members 52 and 62 in the rotation direction can be achieved by the small cover member 70, and fatigue due to repeated deceleration and acceleration during high-speed rotation can be achieved. The small cover member 70 can catch it, and fatigue failure of the resin outer cover members 52 and 62 can be prevented.
  • the corresponding connection hole 19b of the shank side connecting portion 19 is provided with a recess 19C so as to have a height different from the others.
  • the annular cover 26 is inserted around the nut connecting portion 24 from below with the outer cover members 52, 62 and the small cover member 70 assembled to the chuck portion 11.
  • Four through holes 26a and connecting holes 13a are bored at positions where the annular cover 26 and the brim portion 13 look into each other at substantially the same intervals in the rotational direction, and the through holes are formed when the annular cover 26 is attached to the brim portion 13.
  • the fixing screw 27 is inserted into the connecting hole 13a at 26a and fixed. Further, as shown in FIGS.
  • the outer peripheral edge portion 19d of the brim portion 19 of the chuck portion 11 protrudes downward (hangs down), and the outer peripheral edge portion 26b of the annular 26 protrudes upward (stands up). There is. Therefore, when the chuck portion 11 and the annular cover 26 are connected to the shank portion 12, the outer peripheral edges 19d and 26b fit into the upper and lower edge portions 52c and 62c of the outer cover members 52 and 62 (and the small cover member 70). In addition, it prevents fixing and loosening in the vertical direction.
  • FIG. 1 shows a cross-sectional view of the tool holder unit 10 in which the collet 28, the nut 29, and the rotary tool 72 are omitted, but FIG. 19 shows the collet 28, the nut 29, and the rotary tool 72 (hereinafter, also referred to as “rotary tool 72”).
  • FIG. 19 shows the collet 28, the nut 29, and the rotary tool 72 (hereinafter, also referred to as “rotary tool 72”).
  • a cross-sectional view of the tool holder unit 10 provided with (referred to as) is shown.
  • FIG. 19 is mainly referred to.
  • 20A and 20B are vertical cross-sectional views of the temperature sensor unit 35, where FIG. 20A shows a state when uncompressed and FIG. 20B shows a state when compressed.
  • FIG. 21A and 21B show the vicinity of the movable substrate 35c in the tubular main body 35b of the temperature sensor unit 35, where FIG. 21A is a partially transparent perspective view and FIG. 21B is a partial cross-sectional view.
  • FIG. 22 shows an assembled disassembled perspective view of the temperature sensor unit 35 and the tool holder unit 10 in the state where the collet 28, the nut 29, and the rotating tool 72 are not provided in (a), as viewed from below (b) and (c). ) Show transparent perspective views of the temperature sensor unit 35 viewed from diagonally above and diagonally below, respectively.
  • FIG. 23 is a partial cross-sectional view of the tool holder unit 10 in the vicinity of the temperature sensor unit 35, and for convenience of explanation, the internal structure of the temperature sensor unit 35 is a perspective view.
  • the temperature sensor unit 35 is electrically connected to a substantially hollow tubular main body 25b, a flange 35a forming an annular flange at the base thereof, and one end of the movable substrate 35c inside the tubular main body 25b.
  • a thermocouple 75 (covered with a sheath 73) whose other end is inserted and fixed at a temperature measurement point in the rotary tool 72, a screw portion 35d that protrudes downward from the flange portion 35a and has a through hole inside, and a tubular main body portion.
  • a terminal board 35e that is abutted and fixed to the top surface (upper surface) of 25b and electrically connected to the movable board 35c, a pin member 35f as a guide element that brings the movable member 35c closer to and separated from the terminal board 35d, and a pin member 35f. It is composed of a coil spring 35g which is arranged around the above and generates a reaction force while electrically connecting the movable substrate 35c and the terminal substrate 35e.
  • the tip of the thermocouple 75 extending from the temperature measurement point inside the rotary tool 72 held by the collet 28 arranged inside the nut connecting portion 24 is an electronic substrate (this). In the example, it is connected to the electronic component of the second electronic board 33), but the temperature sensor unit 35 is used to connect the thermocouple 75 and the second electronic board 33.
  • through holes 14c, 31c, 32e for the temperature sensor unit are located at the centers of the bottom portion 14a of the concave space 14 of the chuck portion 11 on which the electronic substrate unit 30 is placed and fixed, the substrate mounting base 31, and the first electronic substrate 32e, respectively.
  • the above-mentioned through hole 32e) is drilled, and the tubular main body 35b of the temperature sensor unit 35 is inserted from below the inside of the nut connecting portion 24, and the upper end is a concave space through the through holes 14c, 31c, 32e for the temperature sensor unit. It projects to the vicinity of the lower surface of the second electronic substrate 33 in 14.
  • the flange portion 35a at the base of the tubular main body portion 35b serves as an upward stopper and comes into contact with the bottom portion 14a of the concave space 14.
  • the inside of the tubular main body 35b has a cylindrical space, and the upper surface is formed as a lid member that closes the upper part of the internal space, and has a disk shape that serves as an electrical contact with the second electronic substrate 33.
  • Terminal board 35e is mounted. As shown in FIG. 22B, the terminal board 35e has a conductive portion 35h, which is an electrical contact, formed in a ring shape concentric with the center of the shaft. As a result, the temperature sensor unit 35 can be electrically connected to the second electronic substrate 33 at any angle.
  • the internal space of the tubular main body 35b is vertically connected by a pin member 35f from the bottom thereof to the terminal board 35. As shown in FIG.
  • a movable substrate 35c is slidably mounted on the pin member 35f along the pin member 35f, and a metal or the like is conductive around the pin member 35f between the movable substrate 35c and the terminal substrate 35e.
  • a coil spring 35 g of the material is arranged. Therefore, when a force for pushing up the movable substrate 35e from below is applied, the coil spring 35g is compressed (see FIG. 20B), and when the force for pushing up is eliminated (or a force for pushing up) is applied, the coil spring 35g is extended to the movable member 35e. It moves and returns to its original position (or moves to a lower position (see FIG. 20A)).
  • the vertical movement of the movable substrate 35c is performed by following the invasion of the pipe member 74.
  • the pipe member 74 is a tubular member, the tip of which is inserted and fixed from below the movable substrate 35c and protrudes upward, and the lower end of the pipe member 74 passes through a through hole in the screw portion 35d and is inserted into the rotary tool 72. It is fixed. Therefore, when the pipe member 74 connected to the rotary tool 72 is pushed upward, the movable substrate 35c interlocking with the pipe member 74 is pushed up along the pin member 35f while resisting the repulsive force of the coil spring 35g, and conversely, the pipe member 74. Is pulled down, the movable substrate 35c is pulled down along the pin member 35f.
  • thermocouple 75 (including a wire thereof) is inserted inside the pipe member 74 over the entire longitudinal direction, and both ends of the thermocouple 75 protrude from the pipe member 74.
  • the upper end of the thermocouple 75 protrudes from the pipe member 74 protruding from the movable substrate 35c, and the upper end thereof is attached to the conductive portion 35j (thin film or the like) of the movable substrate 35c by the connecting wire 35i. It is electrically connected.
  • the conductive portion 35j is electrically connected to the lower end of the coil spring 35g, and the upper end of the coil spring 35g is connected to the conductive portion 35h of the terminal board 35e.
  • thermocouple 75 the sheath 73, and the pipe member 74 are seated with the chuck portion 11.
  • the conductive portion 35h of the terminal board 35e is formed of a central circle and its concentric ring, and the conductive portion 35h is electrically connected to a connection terminal arranged on the lower surface of the third electronic board 33.
  • FIG. 24 shows a schematic cross-sectional view of the tool holder unit 10 when a flow path for cooling oil (hereinafter, also referred to as “coolant”) is provided inside.
  • the tool holder unit 10 has a structure in which coolant is discharged from the tip (lower end) of the rotary tool 72 through the internal flow paths of the shank portion 12, the chuck portion 11, and the rotary tool 71 from the spindle of the machining apparatus (arrow A). -See arrow F). First, the coolant flows into the main flow path 80 connected to the coolant flow path (not shown) of the main shaft (see arrow A).
  • the main flow path 80 is bored downward from the upper end of the shank portion 12 along the rotation axis.
  • the coolant that has passed through the main flow path 80 flows into a plurality of first flow paths 81 that extend radially from the main flow path 80 in the outer peripheral direction (see arrow B).
  • the first flow path 81 is created by drilling from the outside to the inside in the radial direction to the main flow path 80, and is sealed from the outside by a set screw 85.
  • the second flow path 82 is formed by bending downward on the radial outer side of each first flow path 81, and extends downward from the inside of the wall thickness of the shank-side connecting portion 19 of the shank portion 12 to the bottom portion 19a thereof. As shown in FIG. 2, the second flow path 82 is created by drilling the inside of the wall thickness from the bottom 19a side of the shank side connecting portion 19 to the first flow path 81.
  • the outlet 82a of the second flow path 82 forms a spot facing around it, and an O-ring 82b having a thickness that protrudes to the outside when mounted on the spot facing is mounted.
  • the coolant that has flowed through the second flow path 82 flows into the third flow path 83 that is fluidly connected to the second flow path 82.
  • the third flow path 83 extends downward in the thickness direction inside the brim portion 13 of the chuck portion 11, and is connected to the fourth flow path 84 below the brim portion 13.
  • the fourth flow path 84 is bent inward in the radial direction at the lower end of the third flow path 83, and extends in four radial directions toward the center (see arrow D).
  • the fourth flow path 84 is perforated from the outside to the inside in the radial direction, and is sealed from the outside with a set screw 86.
  • the third flow path 83 is created by drilling from above the brim portion 13 to the fourth flow path 84 in a state where the fourth flow path 84 is perforated. Then, the coolant that has flowed to the fourth flow path 84 flows into the space 88 below the plate nut (see FIG. 22A) that supports the flange portion 35a of the temperature sensor unit 35, and spirals in the rotary tool 71. It flows into the shaped flow path 72b (see arrow E) and is discharged from the lower end of the rotary tool 72 (see arrow F).
  • An annular O-ring 87 is inserted between the flange portion 35a of the temperature sensor unit 35 and the bottom portion 14a of the concave space 14. The O-ring 87 is fixed on a flat surface in consideration of workability at the time of mounting and reduction of the total length of the tool holder unit 10.
  • the partial cross-sectional view of FIG. 25 shows a structure for preventing coolant from entering the temperature sensor unit 35.
  • the thermocouple 75 (and the sheath 73, the pipe member 74) is slidably inserted into the through hole 35 m inside the screw portion 35d, and the upper end thereof is inside the tubular main body portion 35b. It is projected to. Therefore, it is necessary to prevent the coolant from entering the inside of the tubular main body 35b through the through hole 35m of the screw 35d.
  • an annular O-ring 80, a washer 81, and an O-ring 82 through which the pipe member 74 is passed are arranged in the through hole 35 m. By sandwiching the metal washer 81 between the resin O-rings 80 and 82, it is possible to prevent the pipe member 74 from sliding up and down, deforming the O-ring within the through hole 35 m, and reducing the sealing effect. There is.
  • this tool holder unit also has a set screw 96 that plays a role of weight adjustment.
  • the tool holder unit 10 rotates at a high speed, and if the weight balance in the radial direction is unbalanced, extra vibration and stress are generated, which leads to a decrease in accuracy as a measuring device.
  • a set screw 96 is used as an adjusting element for weight balance. As an example, FIG.
  • FIG. 26 shows a schematic cross-sectional view in which the shank portion 12 is cut in the horizontal direction at the height of the set screw 96 (see reference numeral 96 in FIG. 2).
  • a screw hole 95 into which a set screw 96 can be inserted / fastened is drilled on the outer periphery of the shank portion 12.
  • four screw holes 95 are provided at 90 ° intervals. This is to adjust the weight balance in the XY directions.
  • FIG. 26A shows an example in which the weight in the XY direction is unbalanced in the state where the set screw is not inserted (left figure), and the set screws 96a to 96d made of steel having different lengths are used.
  • ⁇ M5, density 7.9 g / cm2) is inserted into the screw holes 96a to 96d to adjust the weight balance in the XY directions (right figure).
  • FIG. 26B the same steel retaining screws 96a to 96c as in FIG. 26A having different lengths were inserted into the screw holes 96a to 96c, and the weight balance could be adjusted in the Y direction.
  • Charging cable hole 68 Charging terminal 68a ... Head 70 ... Small cover member 70a ... Fitting recess 71 ... Key (key member) 71a ... Protrusion 72 ... Rotating tool (rotating tool) 72a ... Through hole (semi-through hole) 72b ... Flow path (fourth flow path) 73 ... Sheath 74 ... Pipe member (tubular member) 75 ... Thermocouple (including its wire) 76 ... Plate nut 80 ... Main flow path 81 ... First flow path 82 ... Second flow path 82a ... Outlet 82b ... O-ring 83 ... Third flow path 84 ... Fourth flow path 85 ... Fastening screw 86 ...

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Abstract

【課題】　少なくとも回転加工装置による加工中の回転ツールの温度及び／又は振動をリアルタイムに検知する略筒状の分割式ツールホルダユニットを提供することを目的とする。 【解決手段】　本分割式ツールホルダユニットは、回転ツールを下方で把持するチャック部と、下方で該チャック部分の上方に結合し上方で回転加工装置の主軸に把持されるシャンク部と、が互いに上下方向に連結し、チャック部は、上下方向中間位置で外周周りに突出する環状のツバ部と、該ツバ部から上方に縮径するテーパ部を形成して内部に円筒状の凹空間を有するチャック側連結部とを有し、記シャンク部は、内部に下方に拡径するテーパ凹部を有するシャンク側連結部を有し、該テーパ凹部内に前記チャック側連結部のテーパ部を入れ子状に嵌合挿入可能であり、チャック部の凹空間に回転ツールの温度及び／又は振動を受信するチャック部から絶縁の電子基板ユニットを挿入固定する。

Description

分割式ツールホルダユニット
　本発明は、切削加工装置等の回転加工装置の回転ツールの温度及び／又は振動をリアルタイムに検知する略筒状の分割式ツールホルダユニットの構造に関するものである。
　切削加工装置等の回転加工装置において、被加工物の製品精度や製造効率、加工製品の歩留まりを考慮すると加工時の工具の状態の評価、例えば摩耗や疲労、破損、びびり等の評価することが要求される。従来、ツール評価は、装置メーカや工具メーカがその装置や工具ごとに一般化する評価基準、学術的に標準化された評価に基づいて行われていた。これに対して加工時における実際の工具についてのリアルタイム検証はできていなかった。
　これに対して出願人は回転ツール（以下、「回転工具」とも称す）の加工中の温度測定し得るツールホルダユニットを開発・提供し、この測定結果に基づく異常予知技術についても開発・提供してきた（特許文献１、特許文献２参照）。また、工具の破損等の重要な要因として温度以外に振動や応力があることも知られている。出願人は、この点にも注目しており、回転工具の異常振動を前記ツールホルダでリアルタイムに検出し無線送信を介して外部ユニットで分析し得る技術を開発し、提供している（特許文献３、特許文献１等参照）。
　しかしながら、従来のツールホルダの場合、回転加工装置の主軸に連結するシャンク部と回転工具を把持するチャック部とが一体型であった。この一体型ツールホルダの場合、内部に電子基板を配設するにはコレットを外した状態でチャック部の下方側から挿入・配設する必要があり、上方に向かって狭いスペースで電子基板及び電子部品等を組み付ける必要があり、組立工程が煩雑で作業時間を費やすこととなる。また、ツールホルダのシャンク部側は既定（規格）の回転加工装置の主軸に応じて決定されるものであるため、シャンク部側の径や形状を変形することはできなかった。その結果、電子基板や電子部品等の配設作業効率の向上や、電子基板等の配設スペースの確保ができなかった。
　そこで、ツールホルダユニットを分割して２部品で構成する方法（分割式）についても検討されるが、分割式にすると高速回転するツールホルダユニットの場合、強度が低下したり、余分な振動が発生する可能性がある。また、ツールホルダユニットは汎用の主軸に把持するものであり、周辺機器も近接するため強度等を優先して大型化する愚を避けねばならない。さらに、単に分割式にしても電子基板等の配設スペースを確保し、作業性を向上できるとは言えない。
国際公開公報ＷＯ２０１５－０２２９６７ 国際公開公報ＷＯ２０１６－１１１３３６ 特開２０１８－５４６１１号公報
　このような事情に鑑みて本発明は創作されたものであり、回転加工装置の主軸に取り付け回転ツールの温度・振動等をリアルタイム測定し得るツールホルダユニットにおいて、その構成を分割式にしながらも一般のツールホルダと同様又はそれ以下の大きさ（全長）にでき、これと同時に電子基板等の組付けの作業性が向上し、強度も保持されるものを提供することを目的とする。
分割構造及び電子基板ユニット
　具体的に本発明は、
　少なくとも回転加工装置による加工中の回転ツールの温度及び／又は振動をリアルタイムに検知する略筒状の分割式ツールホルダユニットであって、
　該分割式ツールホルダユニットは、回転ツールを下方で把持するチャック部と、下方で該チャック部分の上方に結合し上方で回転加工装置の主軸に把持されるシャンク部と、が互いに上下方向に連結し、
　該チャック部は、上下方向中間位置で外周周りに突出する環状のツバ部と、該ツバ部から上方に縮径するテーパ部を形成して内部に円筒状の凹空間を有するチャック側連結部とを有し、
　前記シャンク部は、内部に下方に拡径するテーパ凹部を有するシャンク側連結部を有し、該テーパ凹部内に前記チャック側連結部のテーパ部を入れ子状に嵌合挿入可能であり、
　前記チャック部の凹空間に回転ツールの温度及び／又は振動を受信するチャック部から絶縁の電子基板ユニットを挿入固定する。
　本発明の分割式ツールホルダユニットでは、チャック部とシャンク部との２分割で構成されているため、チャック部の上方に設けた円筒状の凹空間に上から絶縁の電子基板ユニットを挿入し固定した後に、シャンク部を連結するため従来の一体式のツールホルダユニットのように小作業スペースのチャック側から内部空間に電子基板を入れる必要がなく組立性が大幅に向上する。
　また、チャック部とシャンク部とは、先細りのチャック側連結部を末広がりのテーパ凹部を有するシャンク側連結部に入れ子状に挿入（圧入）することで結合しているため、径方向に高い剛性を保持しながら電気基板ユニットを入れる上下スペースを容易に確保することができる。このことはツールホルダ全体として全長を短くすることにも寄与し、不要な振動や増幅の発生を防止することになり、温度・振動検出装置としてのツールホルダユニットを高感度・高精度にすることができる。
　さらに、本分割式ツールホルダユニットでは、チャック部にシャンク部を入れ子状に被せてシャンク部の下端をチャック部のツバ部に当接させて結合するため上下方向の剛性・組立性も向上し、内部にインタークーラント流路を有していても分割による流路の位置決めも容易となる。
　また、前記電子基板ユニットはそれぞれ絶縁材料である、前記チャック部の円筒状の凹空間の底部に載置固定される略円盤状の基板取り付けベースと、該基板取り付けベース上に底面が載置固定される略円板状の最下層の電子基板と、該最下層の電子基板から距離を空けて積層される１つ以上の略円板状の上層の電子基板と、を有し、
　前記最下層の電子基板と上層の電子基板とのそれぞれの間に空けられた距離は、各電子基板の外周縁部に設けられた貫通孔上に起立させ、その状態で外周表面が電子基板より内側にオフセットされた略円筒の導電材料のスペーサによって形成され、
　前記最下層の電子基板の貫通孔から上層の電子基板の貫通孔と、それぞれの間に距離を設ける前記スペーサの内径孔と、前記基板取り付けベースに設けられたネジ孔とは、互いに覗く関係に位相を合わせられ、各電子基板は、最上層の電子基板の貫通孔からそれぞれの孔を通過して先端が基板取り付けベースのネジ孔に締結される導電材料の固定ビスにより基板取り付けベース上に固定される、構成が好ましい。
　本分割式ツールホルダの例では、まず電子基板の装着スペースとしてのチャック側の凹空間の底部に絶縁材料の基板取り付けベースを挿入・載置して凹空間の底部や内壁との隙間を接着剤等で固定する。本例では、後述するように電子基板を積層して金属製等の固定ビスでツールホルダと固定するため電子基板をツールホルダや固定ビスから絶縁するために凹空間の底部にその内径に近似する樹脂製等の基板取り付けベースを固定し、簡単な挿入・接着材業により、絶縁性を確保しつつ電子基板を固定ビスで締結するときの締結相手を作ることができる。また、本例では、基板取り付けベース上に複数の電子基板をスペーサを間に挟むことで絶縁性を確保しながら容易に積層させ、固定ビスで上下方向を一気に連結できるため組立が容易である。また、スペーサも、その中を通過させる固定ビスも金属製等の導電材料で形成されるため電子基板の組付けと同時に各電子基板間を電気的に接続することも可能となる（ツールホルダに対しては絶縁）。
　さらに、電子基板は高温になると正常な動作が不能になるおそれがあるが、本例では樹脂製等の熱伝導性が低い基板取り付けベースを凹空間の底部に載置することで、金属で構成され熱伝導性が高いツールホルダから電子基板を保護することも可能となる。
　また、本分割式ツールホルダユニットの具体例として
　前記チャック部の凹空間の底部には下方から回転ツール内の熱電対と接続された温度センサユニットの上部が突出しており、該温度センサユニットはその外周にフランジ部が設けられ、
　前記基板取り付けベースは、回転軸中心に温度センサユニット用貫通孔と外周縁部の径方向略対称の位置に切欠き部が設けられ、上面には下方に凹む座グリを形成し、
　少なくとも前記最下層の電子基板は回転軸中心に前記温度センサユニット用貫通孔と覗く中心孔を設けられ、
　凹空間の底部に載置固定されたときに
　温度センサユニットは、前記フランジ部が前記チャック部に下方から固定されたときに、該温度センサユニットの上部が、前記温度センサユニット用貫通孔及び前記中心孔に挿入されて、その先端が上方に突出される。
　本分割式ツールホルダユニットでは、温度センサユニットをそのフランジ部で下方からチャック部にビス等で固定し、その上部を凹空間内の底部に載置固定した基板取り付けベースの中心の温度センサユニット用貫通孔を通して電子基板に接続する。このとき少なくとも最下端の電子基板にも貫通孔（中心孔）を設けて。温度センサユニットの上端が通過できるように構成されている。チャック部に温度センサユニットを設ける場合、回転ツールの長さや回転工具を把持する際の引き込み長さ等を考慮して温度センサユニットに伸縮機能を持たせる必要がある。このことによるツールホルダユニット全長の拡大を防止するために温度センサユニットの上部を基板取り付けベースや電子基板を通過させる貫通孔に挿入する構成とすることで達成している。また、基板取り付けベースの上面には座グリを設けているため最下層の電子基板の電子部品を装着する側を下向きにして基板取り付けベースに装着しても座グリ部が電子部品を受容するスペースとなり、上下方向の無駄をさらになくし、ツールホルダ全長を短縮化できる。なお、基板取り付けベースの外周縁部には対称方向に一対の切欠き部が設けられ。それぞれ切欠き部から電子基板に接続する電導線を下方に出して、外部のアンテナ等に接続することができる。
バッテリユニット
　また、本分割式ツールホルダユニットは、
　下面に板バネで形成された電極が配置される充電式のバッテリユニットと、
　該バッテリユニットを上方から受容固定して電極を下方に露出させ、前記チャック部の凹空間内に挿入し前記電子基板に対して回転方向に位置決め可能なバッテリユニット保持具と、
　該バッテリユニット保持具内に受容固定されたバッテリユニットの上面に当接配置され、該上面と前記シャンク部のテーパ凹部内の天面との間で押圧されるバッテリユニット押さえ部材と、を備え、
　前記上層の電子基板のうち最上層の電子基板の上面には前記バッテリユニットの電極と当接される電源端子が配設される構造も例示される。
　このバッテリユニット押さえ部材は、略円盤状の絶縁性の弾性部材（ウレタン樹脂、ウレタンゴム）で形成され、
　前記最上層の電子基板は、その外周縁部に位置決め用の切欠部を設け、
　前記バッテリユニットは、略円盤状でその外周に径方向に突出する突起が設けられ、
　前記バッテリユニット保持具は、絶縁性の弾性部材で形成され、その下面の外周縁部に前記最上層の電子基板の位置決め用の切欠部と嵌合して回転方向に位置決めするための凸部が設けられ、前記バッテリユニットを上方から挿入受容し底部の中心にバッテリユニットの電極が下方に露出する大きさの貫通孔を有する座グリを形成し、該座グリの内周壁には前記バッテリユニットの突起が径方向に嵌合する凹部が配設される、ことが好ましい。
　本分割式ツールホルダユニットによれば、充電式のバッテリユニットから電子基板に電力供給を行うにあたって、バッテリユニットの底部（下面）に電極を設け。バッテリユニットを上に積層させ最上層の電子基板の表面（上面）に設けた電源端子に当接させせることとしている。バッテリユニットの端子を板バネ式にし、バッテリユニットの上に発泡ウレタン等の弾性材料のバッテリユニット押さえ部材を順に載せてシャンク部を被せるだけで板バネとバッテリユニット押さえ部材の弾性力で電子基板の部品に絶縁しながら電源供給を行うことができる。また、バッテリユニットを弾性部材のバッテリユニット保持具に受容した状態でバッテリユニットの電極を最上層の電子基板の電源端子に当接させることによりバッテリユニットを振動や衝撃から守ることができる。さらに、バッテリユニットの突起と、バッテリユニット保持具の凸部や座グリ、凹部と、最上層の電子基板の切欠き部とにより、バッテリユニットとバッテリユニット保持具と電子基板とが互いに嵌合して位置決めすることができ、上から順に積層する簡単な組立工程でもバッテリユニットを適切な位置及び姿勢で保持することが可能である。
内部冷却油流路
　また、上記分割式ツールホルダユニットは、回転加工装置から内部を通過して回転ツールまで流す冷却油流路を備え、該冷却油流路は、
　前記シャンク部の上端から回転軸線に沿って下方に流れる主流路と、
　主流路の下端から略横方向放射状外側に延びる複数の第1流路と、
　各第１流路の径方向外端から前記シャンク側連結部の厚肉内をその下端の流出口まで下方に延びる第2流路と、
　前記シャンク部と前記チャック部とが連結されたときに各第2流路の流出口のそれぞれと流体的に連続する位置に流入口を有し、前記チャック部のツバ部の厚肉内を前記チャック側連結部の下方の高さ位置まで延びる第3流路と、
　各第3流路の下端から略横方向放射状内側に延びて回転ツールの上方に流出する第4流路と、を備えることができる。
　従来の温度・振動等測定機能を有するツールホルダは、電子基板の載置スペースや流路スペース確保の難しさから内部に冷却油流路を有していなかったが、本分割式ツールホルダの構造にすれば、入れ子状に被せるシャンク側連結部とその底部を担持するチャック部のツバ部が厚肉構造となり、さらにシャンク部とチャック部とが分割されているため、冷却油流路を配設するスペースが確保され、外部からの加工も容易になったため冷却油流路を内部の厚肉部を通して形成することが可能となった。これにより元々、電子基板ユニットに対する耐熱構造である上にさらに冷却油による冷却も可能となり、高精度で大容量のデータ処理・送信ができるようになった。
　具体的には、
　前記第1流路は、前記主流路の下端近傍の高さ位置の前記シャンク部の外表面から径方向内側に穿孔して作成され、該第1流路の径方向外端を留めネジで封止され、
　前記第2流路は、前記シャンク側連結部の下端の厚肉部を上方に穿孔して作成され、その下端の流出口には上方に凹む座グリを形成し、該座グリには第2流路を覗いて下方に突出する厚みのＯリングが装着され、
　前記第3流路は、前記チャック部のツバ部の上端の厚肉部を下方に穿孔して作成され、前記シャンク部がチャック部に連結されたときにその上端の流入口のＯリングが前記第2流路の流出口を覗いて押圧されることで、前記第2流路の流出口と前記第3流路の流入口とが封止状態で連通し、
　前記第4流路は、前記第3流路の下端近傍の高さ位置の前記チャック部の外表面から径方向内側に穿孔して作成され、該第4流路の径方向外端を留めネジで封止される。
　この内部冷却油流路の具体例によれば、上述するように流路作成が外部からの穿孔作業で容易に形成でき、漏出可能な部分にも留めネジやＯリングを付与するだけで十分な封止を達成することが可能となっている。
　本発明の分割式ツールホルダユニットによれば、分割式でありながらシャンク部をチャック部に入れ子状に被せて連結するだけ容易に連結でき、電子基板ユニット等を載置する凹空間周りを厚肉にできるため広い電子基板等載置の空間を確保しつつ全長の短縮化、高強度化を達成することができる。また、本ツールホルダユニットは電子基板ユニットを載置するチャック部の凹空間を上方に開放する構造にしているため、電子基板等の組付け作業も容易となる。
　また、本分割式ツールホルダユニットでは、分割式でありながらもシャンク側連結部やこれを担持するチャック部のツバ部が厚肉構造にでき、内部に冷却油流路を設けるスペースができ、その冷却油流路も分割状態で外部から穿孔するだけで作成・封止できる点でも有利である。
本発明の分割式ツールホルダユニットの断面図である。 図１に示す分割式ツールホルダユニットが分割された状態を示す組立分解斜視図である。 図１に示す分割式ツールホルダユニットが連結される直前の状態を示す断面図である。 図１に示す分割式ツールホルダユニットが連結され、チャック部にコレット及びナットが装着された状態を示す斜視図である。 図１に示す分割式ツールホルダユニットのチャック部のチャック側連結部に設けられた凹空間に電子基板ユニットが装着された様子を示す透視斜視図である。 基板取り付けベースの斜視図である。 電子基板ユニットが装着された状態のチャック部とシャンク部との連結部近傍の拡大断面図である。 チャック部の凹空間内に電子基板ユニットを固定した状態で最上層の電子基板の電源端子にバッテリユニットを接続・固定する構造を示す上方から見た組立分解斜視図である。 図８の組立分解図を下方から見た図である。 組み立てられた状態のアンテナユニットの構成を示す斜視図である。 外側カバー部材が装着される状態を示すアンテナユニットの分解斜視図である。 アンテナユニットの近傍を示す図１に示す分割式ツールホルダの部分拡大断面図である。 アンテナユニットの近傍をツールホルダの部分拡大断面図である。 図１０のアンテナユニットを内側カバー部材側から見た斜視図である。 アンテナユニットの各部品の組立分解斜視図である。 組み立てられた状態の充電ユニットの構成を示す斜視図である。 充電ユニットの近傍を示すツールホルダの部分拡大断面図である。 チャック部にアンテナユニットと充電ユニットとを取り付けた状態の斜視図である。 コレット、ナット及び回転ツールを備えた状態の分割式ツールホルダユニットの断面図である。 温度センサユニットの縦断面図であり、（ａ）は非圧縮時、（ｂ）は圧縮時の様子を示している 温度センサユニットの筒状本体部内の可動基板ｃ近傍を示しており、（ａ）は部分透明斜視図、（ｂ）は部分断面図を示している。 （ａ）にコレット、ナット及び回転ツールがない状態の温度センサユニットと分割式ツールホルダユニットとの下方から見た組立分解斜視図を示し、（ｂ）（ｃ）にそれぞれ温度センサユニットを斜め上方、斜め下方から見た透明斜視図を示している。 分割式ツールホルダユニットの温度センサユニット近傍の部分断面図であり、温度センサユニットの内部構造については斜視図で示している。 内部に冷却油流路を設ける場合の分割式ツールホルダユニットの略断面図を示している。 温度センサユニットへのクーラント侵入防止構造を示す分割式ツールホルダユニットの部分断面図である。 シャンク部を留めネジの高さで水平方向に切った分割式ツールホルダユニットの重量バランスの調整を示す断面模式図である。
≪分割式ツ―ルホルダユニットの基本構造≫
　図１には本発明の分割式ツールホルダユニット１０（以下、単に「ツールホルダユニット１０」とも称する）の断面図、図２にはツールホルダユニットが分割された状態を示す組立分解斜視図、図３にはツールホルダユニットが連結される直前の状態を示す断面図が示されている。図４には、本発明の分割式ツールホルダユニット１０が連結され、チャック部にコレット及びナットが装着された状態を示す斜視図が示されている。
　分割式ツールホルダユニット１０は、切削工具等の回転ツールを下方のコレット２８及びナット２９（図４参照（図１の符号１７、１８の位置））で把持するチャック部１１と、マシニングセンタ等の回転加工装置の主軸（図示しないが図１の上方に位置する）によって把持されるシャンク部１２とが上下方向に連結して構成されている。チャック部１１は、上下方向中間位置で外周周りに環状のツバ部２０が突出している。ツバ部２０の下方にはツバ部２０より縮径してシャンク側連結部１９が延びている。シャンク部１２の内部にはシャンク側連結部１９の下端１９ａから上方に縮径する円筒のテーパ凹部１６を有する。
　チャック部１１の上方には、そのツバ部１３より縮径して上方に向かって先細りするチャック側連結部２１が延びており、その内部は上部が開放された円筒状の凹空間１４を有している。この凹空間１４は、後述する電子基板等が挿入固定されるスペースとなる。ツールホルダユニット１０のシャンク部１２とチャック部１１は、シャンク側連結部１９のテーパ凹部１６を下端１９ａがツバ部１３に当接するまでチャック側連結部２１のテーパ部１５に入れ子状に被せて挿入（圧入）することで互いに連結する。また、チャック部１１の下方に、内部に回転ツールを把持するコレット２８を挿入するための上方に縮径する中空空間１７を有して外部からコレット２８を締め付けて回転ツールを固定するナット２９を装着するナット連結部２４が延びており、その上部根元にはツバ部１３が設けられている。
　また、各部品の詳細は後述するが、チャック部１１にはアンテナユニット５０と充電ユニット６０とが設けられ、チャック部１１の外表面の一部を形成するアンテナユニット５０の外側カバー部材５２と充電ユニット６０と外側カバー部材６２とがナット連結部２４の根元のツバ部２５に装着されて、シャンク部１２のツバ部２０とナット連結部２４の外周に配設される環状カバー２６で上下方向から挟み込まれ、嵌合固定されている。なお、環状カバー２６はアルミ製であり、固定ビス２７でチャック部１１のビス孔２７ａに締結される。
≪電子基板ユニットの構造・配設≫
　図５には、チャック部１１のチャック側連結部２１に設けられた凹空間１４に電子基板ユニット３０が装着された様子を示す透視斜視図である。また、図７は、電子基板ユニット３０が装着された状態のチャック部１１とシャンク部１２との連結部近傍の拡大断面図である。上述するようにチャック部１１とシャンク部１２とは、チャック側連結部２１をシャンク側連結部１９内に入れ子状に挿入し、チャック側連結部２１の外周表面のテーパ部１５をシャンク側連結部１９の内周表面のテーパ凹部１６に圧入することで連結される。このチャック側連結部２１の凹空間１４は、上方に開口を有して下方に円筒状の凹部を形成しており、その中に電子基板ユニット３０が挿入・固定されている。
　まず、最初に凹空間１４の底部１４ａ（図１参照）に、基板取り付けベース３１を載置・固定する。図６には基板取り付けベース３１の斜視図が示されている。基板取り付けベース３１は樹脂製等の絶縁材料で構成された厚みを有する円盤状の部材であり、上方からチャック部１１の凹空間１４の内径に沿って厚み方向に降下させ、その底部３１ａを凹空間１４の底部１４ａ上に載置する。このとき底部３１ａ（又は底部１４ａ）に接着剤を塗布しておき固定する。さらに、基板取り付けベース３１の側部３１ｂに接着剤を塗布しておき、凹空間１４の内壁１４ｂとも十分に固定する。なお、側部３１ｂには周方向に複数の溝を設けており、接着性の向上及び接着剤の漏れ出しを防止している。
　また、基板取り付けベース３１の上面は、下方に凹む座グリ３１ｆが設けられ、座グリ３１ｆの外周に沿って縁部３１ｈが設けられている。この座グリ３１が後述する最下層の電子基板３１の電子部品が受容されるスペースとなる。座グリ３１ｆの中心には温度センサユニット３５が下方から突出可能な温度センサユニット用貫通孔３１ｃが設けられている。また、基板取り付けベース３１の側部には180°対称な位置に一対の切欠き部３１ｄが設けられており、それぞれ後述するアンテナケーブルと充電用ケーブルとが通過するスペースとなっている。また、縁部３１ｈには座グリ部３１ｆに入り込んで径方向に突出した最下層の電子基板３１やその上に固定されるスペーサ（後述）用の担持台３１ｉが９０°ごとに４つ設けられ、担持台３１ｉの中心にはネジ孔３１ｅが穿けられている。さらに、座グリ３１ｆには８つのピン受け孔３１ｇが穿けられており、電子基板３２～３４（後述）の間の電気接続のためのソケットやピンが当たらないようにして電子基板ユニット３０の全長を短縮している。
　基板取り付けベース３１が凹空間１４の底部１４ａに載置固定されると、その上に樹脂等絶縁材料の第1電子基板３１（「最下層の電子基板３１」とも称する）が積層される。第1電子基板３１にはその下面側に電子部品が装着され、前述の座グリ３１ｆに受容されて縁部３１ｈに接着固定される。このとき担持台３１ｉのネジ孔３１ｅやピン受け孔３１ｅ、切欠き部３１ｄを覗くように第1電子基板３１にも貫通孔３２ｅ、ピン受け孔３２ｅ、切欠き部３２ｄが設けられている。また、第1電子基板３２の上方には貫通孔３２ｅを覗く位置に同じ高さの円筒状のスペーサ３６がそれぞれ４つ起立配設されており、これらのスペーサ３６の上方に第2電子基板３３（「上層の電子基板３３」、「上層の電子基板のうち下方の電子基板３３」とも称する）が積層される。
　同様に、樹脂等絶縁材料の第2電子基板３３及び第3電子基板３４（「上層の電子基板３４」、「上層の電子基板のうち上方の電子基板３４」とも称する）が、第1電子基板３２の上にそれぞれ順に積層され接着固定される。このとき第2電子基板３３及び第3電子基板３４においても担持台３１ｉのネジ孔３１ｅやピン受け孔３１ｅ、切欠き部３１ｄを覗くように第2電子基板３３及び第3電子基板３４の貫通孔３３ｅ、３４ｅ、ピン受け孔３３ｅ、切欠き部３３ｄ、３４ｄが設けられている。なお、第3電子基板３４の切欠き部３４ｄは、他の電子基板３２～３３の切欠き部３２ｄ、３３ｄと異なり、外周に沿って弧状に４つ設けられているが、この点についてはバッテリユニット保持具４２の説明のところで後述する。
　また、第2電子基板３３の上方に貫通孔３３ｅを覗く位置に同じ高さの円筒状のスペーサ３６がそれぞれ４つ起立配設されており、スペーサ３６の上方に第3電子基板３４が積層される。そして、第3電子基板３４の貫通孔３４ｅからスペーサ３６～貫通孔３３ｅ～スペーサ３６～３３ｅを通してそれぞれ基板取り付けベース３１のネジ孔３１ｅにネジ締結される４つの基板固定用ビス３７が配設される。スペーサ３６及び基板固定用ビス３７はＳＵＳ等の金属材料で形成され、導電性を有するため各電子基板３２～３４の電子部品間の電気接続を行う役割と、各各電子基板３２～３４や電子部品間のスペース確保や熱伝導防止の役割を有する。なお、熱伝導防止の役割は厚みが大きい基板取り付けベース３１の方が大きいことを付言する。
　また、最上層の第3電子基板３４の上部には、各電子基板３２～３４及び電子部品に電力を供給するための電源端子３８が配設されている。この電源端子３８は後述するバッテリーユニット４１の電極４１ａが当接して電気的接続するために上方に反力を付与して固定するために板バネ式を採用している。
≪バッテリユニットの構造・配設≫
　次に前述する電子基板ユニット３０の上方に載置するバッテリユニット等の電力供給構造について説明する。図８～図９は、チャック部１１の凹空間１４内に電子基板ユニット３０を固定した状態で最上層の電子基板３４の電源端子３８にバッテリユニット４１を接続・固定する構造を示す組立分解斜視図であり、それぞれ図８は上方から、図９は下方から見たものである。
　バッテリユニット４１は、円盤状の充電式バッテリ４１ａの外周に枠部材４１ｃを設けて、枠部材４１ａの下部から電極４１ｂが露出している。枠部材４１ｃの外周には径方向外側に突出する突起４１ｄが設けられている。このバッテリユニット４１は、バッテリユニット保持具４２に上方から受容される。バッテリユニット保持具４２は、樹脂等の絶縁性を有する弾性材料で形成されており、上方に開口を有した下方に凹む座グリ４２ａが設けられ、この座グリ４２ａの内径がバッテリユニット４１の外径に近似してバッテリユニット４１を座グリ４２ａ内に受容する。座グリ４２ａの中心には大きく貫通孔４２ｂが穿けられており、バッテリユニット４１が受容されたときに下方にバッテリ４１ａの電極４１ｂが露出する。また、バッテリユニット保持具４２の座グリ４２ａの周囲の内壁には径方向外側に凹部４２ｄが設けられ、バッテリユニット４１が受容された際にその突起４１ｄが凹部４２ｄに嵌合して回転方向に位置決めされる。
　また、バッテリユニット保持具４２の底部には外周縁部周りに下方に突出する弧状の凸部４２ｃを設けている。本例ではこの凸部４２それぞれの弧の中心角を４３°、４０°、４８°、４０°と異なるものとしている。同様に最上層の第3電子基板３４の切欠き部３４ｄも弧形状であり、その中心角を４３°、４０°、４８°、４０°に合わせている。これにより、バッテリユニット保持具４２を凹空間１４内に挿入し、第3電子基板３４上に積層し位置決めするときにバッテリユニット保持具４２の各凸部４２ｄそれぞれに対応する第3電子基板３４の切欠き部３４ｄしか嵌合することができないため回転方向の角度を間違えて組み付ける愚を排除することができる。
　したがって、バッテリユニット保持具４２は、充電式の二次電池であり一次電池より振動や衝撃に弱い傾向にあるバッテリ４１ａを保護するだけでなく、その凸部４２ｃと凹部４２ｄとが、第3電子基板３４の切欠き部３４ｄとバッテリユニット４１の突起４１ｄとに位置決めさせることでバッテリ４１ａの電極４１ｂと対応する板バネ式の電源端子３８とを間違えずに組み付けることができる。さらに、バッテリユニット保持具４２の座グリ４２ａは電子基板ユニット３０の基板固定用ビス３７を覗く位置に４つの半貫通孔４２ｅを設けており、基板固定用ビス３７を介して電子基板３２～３４との電気的干渉を防止している。
　さらに、バッテリユニット保持具４２の上にはバッテリユニット押さえ部材４３が載置される。バッテリユニット押さえ部材４３は、発泡ウレタン等のスポンジ素材（絶縁性弾性部材）で形成され、 シャンク部１２のシャンク側連結部１９をチャック部１１のチャック側連結部２１に被せて連結する際に、シャンク部１２のテーパ凹部１６の天面とバッテリユニット４１との間に介挿されて圧縮されながらバッテリユニット４１を下方に押さえつける。したがって、バッテリユニット押さえ部材４３の弾性力と絶縁性とによって、バッテリユニット４１をシャンク部１２とチャック部１１とから絶縁しながら電子基板３２～３４側に押さえつけて振動、衝撃からバッテリユニット４１を保護し上下方向に固定する（電極４１ｂと電源端子３８との電気的接続状態も維持される）。
≪アンテナユニットの構造・配設≫
　次にツールホルダユニット１０は、そのチャック部１１にアンテナユニット５０を装着している。図１０には組み立てられた状態のアンテナユニット５０の構成を示す斜視図、図１１は外側カバー部材が装着される状態を示すアンテナユニットの分解斜視図、図１２は、アンテナユニット５０の近傍を示すツールホルダ１０の部分拡大断面図、図１３は、アンテナユニット５０の各部品の組立分解斜視図、図１４は、図１０のアンテナユニット５０を内側カバー部材５４側から見た斜視図を示している。
　アンテナユニット５０は、概ね外部から順に外側カバー部材５２と、基板アンテナ５３と、内側カバー部材５４と、アンテナケーブル５１及びコネクタ５５と、で構成される。基板アンテナ５３は、環境負荷が大きく高速回転するツールホルダユニット１０において電波干渉やノイズ発生、送信容量等を考慮してツールホルダユニット１０の最外周に配設できるようフレキシブルな（可撓性を有する）板状のアンテナを採用している。内側カバー部材５４と基板アンテナ５３とは概ね弧状の部材であり、それぞれ互いに装着して後述する外側カバー部材５２に適合し得る曲率で形成される。内側カバー部材５４は、射出成形される樹脂材料部材であり、図１３に示すように外側カバー部材側（ツールホルダユニット１０の径方向外側）の表面に基板アンテナ５３の裏面全体を受容し、接着し得るように凹部５４ａを設けている。また、内側カバー部材５４の裏面には略円筒状の嵌合用ボス５６が突出している。嵌合用ボス５６は、図１４及び図１２にも示すように嵌合用ボス５６は、その中心に内側カバー部材５４を貫通する貫通孔５６ａか穿けられており、外周壁には環状溝５６ｂが設けられている。この環状溝５６ｂ内にアンテナケーブル５１を挿入し、基板アンテナ５３の裏面に装着する。基板アンテナ５３の裏面へのアンテナケーブル５１の装着は、その先端を基板アンテナ５３の裏面と内側カバー部材５４の凹部５４ａとの隙間で折り曲げて装着する。そして、嵌合用ボス５６の貫通孔５６ａの内部に接着剤を充填し、遠心力でアンテナケーブル５１が移動しないように固定する。
　内側カバー部材５４に基板アンテナ５３とアンテナケーブル５１とが固着されると、その状態で図１１に示すように外側カバー部材５２に装着する。外側カバー部材５２は、図４にも示すようにその表面がチャック部１１の外表面を形成する弧形状であり、樹脂等の射出成型可能な電波透過材料で構成される。外側カバー部材５２の裏面には、上下に弧状に並列する縁部５２ｃに基板アンテナ５３を装着させた内側カバー部材５４の表面全体を当接させる受容面５２ａを有し、受容面５２ａに内側カバー部材５４及び基板アンテナ５３の表面を当接させて外側カバー部材５２と上下方向に嵌合する。受容面５２ａに当接させるときに内側カバー部材５４の表面の縁部を枠状に切れ目なく接着剤を塗布しおき、切削油等の侵入を防止しつつ固着する。また、基板アンテナ５３の表面には外側カバー部材側に厚肉部５３ａが形成され、外側カバー部材５２の対応する位置に凹部５２ｂを有する。この凹部５２ｂは、基板アンテナ５３の厚肉部５３ａと基板アンテナ５３の裏面で折り曲げて装着されたアンテナケーブル５１の先端との厚みを受容する部分となる。
　また、内側カバー部材５４はその上縁部に沿って上方に突出する突起５４ｂを有している。そして、外側カバー部材５２の上方の縁部５２ｃには対応する位置に切欠き部５２ｄを有している。これにより内側カバー部材５４と外側カバー部材５２とを回転方向の相対的角度を位置合わせすることができる。なお、外側カバー部材５２と内側カバー部材５４とはそれぞれ射出成形で作成するが両者は共に180°未満の弧形状で形成されている。射出成形の型から抜き出す際の所謂抜き勾配をつける必要があるためである。この点は充電カバーユニット６０も同様であり、アンテナユニット５０と充電ユニット６０とで３６０°を構成できないことを理由とするキー７０の存在と回転方向の位置決めについては後述する。
　さらに、図１２に示すように内側カバー部材５４の嵌合用ボス５６は、チャック部１１の凹空間１４が外部に連通するアンテナ用孔５７（図５も参照）に挿入される。嵌合用ボス５６の外周には環状溝５６ｂが形成されており、この環状溝５６ｂにＯリング（図示せず）等のパッキンを装着した状態で嵌合用ボス５６をアンテナ用孔５７に挿入し、凹空間１４内への切削油等の侵入を防止している。
≪充電ユニットの構造・配設≫
　次にツールホルダユニット１０は、そのチャック部１１に充電ユニット６０を装着している。図１５にはアンテナユニット５０の各部品の組立分解斜視図、図１６には組み立てられた状態の充電ユニット６０の構成を示す斜視図、図１７は充電ユニット６０の近傍を示すツールホルダユニット１０の部分拡大断面図、を示している。
　充電ユニット６０は、概ね外部から順に外側カバー部材６２と、充電端子用基板６３と、内側カバー部材６４と、充電ケーブル６１及びコネクタ６５と、で構成される。充電端子用基板６３は、外部電源から充電ケーブル（電気ケーブル）６１を介して前述したバッテリユニット４１（バッテリ４１ａ）に電力供給するための端子を固定するものである。内側カバー部材６４と外側カバー部材６２とは概ね弧状の部材であり、それぞれアンテナユニット５０の内側カバー部材５４と外側カバー部材５２と同様の曲率で射出成形される樹脂材料部材である。図１５に示すように外側カバー部材６２には、その裏面に充電端子用基板６３の表面全体を嵌合受容し、固定用ビスの役割を兼務する充電端子６８により充電端子用基板６３が取り付けられる凹部６２ｂを設けている。充電端子用基板６３と外側カバー部材６２の凹部６２ｂとには、互いに覗く位置に３つの貫通孔６３ａ、６２ｄが穿けられており、貫通孔６３ａ、６２ｄに充電端子６８を通して充電端子用基板６３を凹部６２ｂに固定する。このとき充電端子６８の先端は、貫通孔６２ｄから外部に露出し、そこに外部の電源プラグが接続される。本例では３Ｐ電源プラグによる充電を想定している。
　また、内側カバー部材６４の裏面には略円筒状の嵌合用ボス６６が突出している。図１７に示すように嵌合用ボス６６は、前述のアンテナユニット５０の嵌合用ボス５６（図１４参照）と同様、その中心に内側カバー部材６４を貫通する貫通孔６６ａか穿けられており、外周壁には環状溝６６ｂが設けられている。この環状溝６６ｂ内に充電ケーブル６１を挿入し、充電端子用基板６の裏面に装着する。充電端子用基板６３の裏面への充電ケーブル６１の装着は、その先端を充電端子６８を貫通孔６３ａに挿入固定する際に充電端子６８のヘッド６８ａと充電端子用基板６３との間に挟み込んで固定（電気的に接続）し、充電端子用基板６３の裏面と内側カバー部材６４の前面との隙間で折り曲げられて固定される。そして、嵌合用ボス６６の貫通孔６６ａの内部に接着剤を充填し、切削油等の侵入と遠心力からの嵌合用ボス６６の緩みとを防止している。
　そして、外側カバー部材６２に充電端子用基板６３と充電ケーブル６１とが固着された状態で内側カバー部材６２を外側カバー部材６２に装着する。外側カバー部材６２は、図４にも示すようにその表面がチャック部１１の外表面を形成する弧形状であり、樹脂等の射出成型可能な材料で構成される。外側カバー部材６２の裏面には、周囲を囲む枠状の縁部６２ｃに充電端子用基板アンテナ６３を固定させた状態で内側カバー部材６４の表面全体を当接・接着させる受容面６２ａを有し、内側カバー部材６４を外側カバー部材６２に対して固定する。
　また、図１７に示すように内側カバー部材６４の嵌合用ボス６６は、チャック部１１の凹空間１４が外部に連通する充電ケーブル用孔６７（図５も参照）に挿入される。嵌合用ボス６６の外周には環状溝６６ｂが形成されており、この環状溝６６ｂにＯリング（図示せず）等のパッキンを装着した状態で嵌合用ボス６６を充電ケーブル用孔６７に挿入し、凹空間１４内への切削油等の侵入を防止している。
≪アルミ合金カバー部材による位置決め及び強度補助≫
　図１８には、チャック部１１にアンテナユニット５０と充電ユニット６０とを取り付けた状態の斜視図が示されている。図１８、図１及び図３から理解されるようにアンテナユニット５０及び充電ユニット６０は、その外側カバー部材５２，６２の縁部５２ｃ、６２ｃでチャック部１１のツバ部１３を挟んで装着する。このとき上述した通り、外側カバー部材６２と内側カバー部材６４とが射出成形の便宜上、180°未満の弧形状で形成され、アンテナユニット５０と充電ユニット６０とで３６０°を構成できず外周周りに隙間ができてしまうため、その隙間を埋めて外側カバー部材５２及び外側カバー部材６２全体で360°の環状部材を形成すべく、両者の端部の間に２つの小カバー部材７０を組み付けて外周を完全に覆っている。本例では強度、軽さ、加工性及び装飾性を考慮してアルミ合金製の小カバー部材７０を採用している。
　ここでチャック部１１のツバ部１３の上面には連結用軸部材２１ａが６つ配設されている。この連結用軸部材２１ａがシャンク部１２のシャンク用連結部１９の下端１９ａに穿けられた連結用孔１９ｃ（図２参照）に挿入されることでチャック部１１がシャンク部１２と連結される。この連結用軸部材２１ａのうちアンテナ用孔５７と充電ケーブル用孔６７と略９０°回転した位置に配設される一対の連結用軸部材２１ａに、略環状のキー７１が嵌合挿入されている。キー７１はそれぞれ、径方向外側に突出する突起７１ａが設けられている。また、小カバー部材７０には径方向内側面に嵌合用凹部７０ａが設けられており、この嵌合用凹部７０ａにそれぞれのキー７１の突起７１ａが嵌合され位置決めされる。したがって、外側カバー部材５２、６２の間に小カバー部材７０を組み付けると外側カバー部材５２、６２の回転方向の位置決めが小カバー部材７０によって達成でき、高速回転時の減速・加速の繰り返しによる疲労を小カバー部材７０が受け止めることができ、樹脂製の外側カバー部材５２、６２の疲労破壊を防止することができる。なお、キー７１の厚みを考慮して対応するシャンク側連結部１９の連結用孔１９ｂには他と異なる高さになるように凹部１９Ｃが設けられている。
　また、図２及び図４の斜視図に示すようにチャック部１１に外側カバー部材５２、６２及び小カバー部材７０が組付けられた状態で下方から環状カバー２６がナット連結部２４周りに挿入される。環状カバー２６とツバ部１３とは互いに覗く位置に４つの貫通孔２６ａ、連結用孔１３ａが回転方向に略同じ間隔で穿けられており、環状カバー２６をツバ部１３に装着するときに貫通孔２６ａ、連結用孔１３ａに固定ビス２７を挿入して固定する。さらに、図２及び図３に示すようにチャック部１１のツバ部１９の外周縁部１９ｄは下方に突出（垂下）しており、環状２６の外周縁部２６ｂは上方に突出（起立）している。したがって、チャック部１１及び環状カバー２６がシャンク部１２に連結する際に、外周縁部１９ｄと２６ｂとが外側カバー部材５２、６２（及び小カバー部材７０）の上下の縁部５２ｃ、６２ｃに嵌合して上下方向の固定・緩みを防止している。
≪温度センサユニットの構造≫
　次に、温度センサユニット３５について説明する。
　図１では、コレット２８、ナット２９及び回転ツール７２を省略したツールホルダユニット１０の断面図を示しているが、図１９ではコレット２８、ナット２９及び回転ツール７２（以下、「回転工具７２」とも称す）を備えた状態のツールホルダユニット１０の断面図を示している。温度センサユニット３５の説明の便宜上、図１９を主として参照する。また図２０は、温度センサユニット３５の縦断面図であり、（ａ）は非圧縮時、（ｂ）は圧縮時の様子を示している。図２１は、温度センサユニット３５の筒状本体部３５ｂ内の可動基板３５ｃ近傍を示しており、（ａ）は部分透明斜視図、（ｂ）は部分断面図である。さらに、図２２は、（ａ）にコレット２８、ナット２９及び回転ツール７２がない状態の温度センサユニット３５とツールホルダユニット１０との下方から見た組立分解斜視図を示し、（ｂ）（ｃ）にそれぞれ温度センサユニット３５を斜め上方、斜め下方から見た透明斜視図を示している。さらに、図２３はツールホルダユニット１０の温度センサユニット３５近傍の部分断面図であり、説明の便宜上、温度センサユニット３５の内部構造については斜視図としている。
　温度センサユニット３５は、概ね中空の筒状本体部２５ｂと、その根元の環状のツバを形成するフランジ部３５ａと、一端が筒状本体部２５ｂの内部の可動基板３５ｃに電気的に接続し、他端が回転工具７２内の温度計測箇所に挿入固定された熱電対７５（シース７３で被覆）と、フランジ部３５ａから下方に突出して内部に貫通孔を有するネジ部３５ｄと、筒状本体部２５ｂの天面（上面）に当接固定して可動基板３５ｃと電気的に接続する端子基板３５ｅと、可動部材３５ｃを端子基板３５ｄまで接近離間させる案内要素としてのピン部材３５ｆと、ピン部材３５ｆの周囲に配設されて可動基板３５ｃと端子基板３５ｅとを電気的に接続しながら互いに反力を発生させるコイルスプリング３５ｇと、で構成される。
　図１９に示すようにツールホルダユニット１０は、ナット連結部２４の内部に配設されたコレット２８に把持された回転工具７２の内部の温度測定箇所から延びる熱電対７５の先端を電子基板（本例では第2電子基板３３）の電子部品に接続しているが、熱電対７５と第2電子基板３３の接続に温度センサユニット３５を介している。
　まず、電子基板ユニット３０を載置固定するチャック部１１の凹空間１４の底部１４ａと基板取り付けベース３１と第1電子基板３２ｅとの中心にはそれぞれ温度センサユニット用貫通孔１４ｃ、３１ｃ、３２ｅ（前述の貫通孔３２ｅ）が穿けられており、ナット連結部２４の内部下方から温度センサユニット３５の筒状本体部３５ｂを挿入し、温度センサユニット用貫通孔１４ｃ、３１ｃ、３２ｅを通して上端が凹空間１４内の第2電子基板３３の下面近傍まで突出する。このとき筒状本体部３５ｂの根元のフランジ部３５ａが上方向のストッパとなって凹空間１４の底部１４ａに当接する。
　図２０、図２１に示すように筒状本体部３５ｂの内部は円筒空間を有し、上面は内部空間の上部を閉鎖する蓋部材と形成しつつ第2電子基板３３と電気接点となる円盤状の端子基板３５ｅが装着されている。端子基板３５ｅは、図２２（ｂ）にも示すように電気接点となる導電部３５ｈが軸中心とそれと同心のリング状に形成されている。これによりどのような角度で温度センサユニット３５を配設しても第2電子基板３３に電気接続することができる。筒状本体部３５ｂの内部空間は、その底部から端子基板３５に亘って上下方向にピン部材３５ｆで連結されている。図２１に示すようにピン部材３５ｆには、これに沿って可動基板３５ｃが上下に滑動可能に装着されており、可動基板３５ｃと端子基板３５ｅとの間でピン部材３５ｆ周りに金属等の導電材料のコイルスプリング３５ｇが配設されている。したがって、可動基板３５ｅを下方から押し上げる力を加えるとコイルスプリング３５ｇが圧縮され（図２０（ｂ）参照）、押し上げる力をなくす（又は押し上げる力）を加えるとコイルスプリング３５ｇが伸びて可動部材３５ｅに移動し元の位置に戻る（又は下方の位置に移動する（図２０（ａ）参照））。
　可動基板３５ｃの上下移動は、パイプ部材７４の侵退に追従することで行われる。パイプ部材７４は管状部材であり、先端が可動基板３５ｃの下方から挿入固着されて上方に突出しており、下方に向かってネジ部３５ｄ内の貫通孔を通過して下端が回転工具７２内に挿入固着される。したがって、回転工具７２と連結するパイプ部材７４が上方に押し上げられると、これと連動する可動基板３５ｃがコイルスプリング３５ｇの反発力に抗しながらピン部材３５ｆに沿って押し上げられ、逆にパイプ部材７４が下方に引き下げられると可動基板３５ｃがピン部材３５ｆに沿って引き下げられる。
　また、パイプ部材７４の内部には長手方向全体に亘って熱電対７５（その素線を含む）が挿入され熱電対７５の両端がパイプ部材７４から突出している。図１９～図２０に示すように熱電対７５の上端は可動基板３５ｃから突出するパイプ部材７４から突出しており、この上端は連結用素線３５ｉにより可動基板３５ｃの導電部３５ｊ（薄膜等）に電気接続している。そして、導電部３５ｊはコイルスプリング３５ｇの下端に電気接続し、コイルスプリング３５ｇの上端は、端子基板３５ｅの導電部３５ｈに接続している。これにより、ナット２９及びコレット２８の締め付け具合（図１０の矢印参照）などによる回転工具７２の上下移動が生じても、チャック部１１との間で熱電対７５やシース７３、パイプ部材７４が座屈することがない。
　上述するように端子基板３５ｅの導電部３５ｈは中心円とその同心リングとで形成されており、この導電部３５ｈに第3電子基板３３の下面に配設された接続端子に電気接続する。
≪内部給油の流路及び漏出・侵入防止構造≫
　図２４は、内部に冷却油（以下、「クーラント」とも称す）の流路を設ける場合のツールホルダユニット１０の略断面図を示している。このツールホルダユニット１０では、クーラントが加工装置の主軸からシャンク部１２、チャック部１１、回転工具７１の内部流路を通って回転工具７２の先端（下端）から放出される構造を有する（矢印Ａ～矢印Ｆ参照）。まず、クーラントは主軸のクーラント流路（図示せず）に接続する主流路８０に流入する（矢印Ａ参照）。主流路８０は、シャンク部１２の上端から回転軸線に沿って下方に穿けられている。主流路８０を通過したクーラントは、主流路８０から外周方向放射状に４本延びる複数の第1流路８１に流入する（矢印Ｂ参照）。第1流路８１は外側から径方向内側に主流路８０まで穿孔して作成し、外部とは留めネジ８５により封止される。
　進行方向への圧力及び回転による遠心力で第1流路８１を径方向外側（留めネジ８５近傍）まで流れたクーラントは、第1流路８１と連通する第2流路８２に流入する（矢印Ｃ参照）。第2流路８２は各第1流路８１の径方向外側で下方に折れ曲がって形成され、シャンク部１２のシャンク側連結部１９の肉厚内部をその底部１９ａまで下方に延びている。第2流路８２は図２に示すように、シャンク側連結部１９の底部１９ａ側から肉厚内部を第１流路８１まで穿孔して作成される。底部１９ａで第2流路８２の流出口８２ａはその周りに座グリを形成し、座グリに装着した際に外部に突出する厚みのＯリング８２ｂを装着する。これによりシャンク部１２がチャック部１１に連結された際にチャック側連結部２１の上面に押圧して当接させるだけで第3流路８３の流入口との間のクーラント漏出を防止できる。
　第2流路８２を流れたクーラントは、第2流路８２に流体的に接続する第3流路８３に流入する。第3流路８３は、チャック部１１のツバ部１３の内部を厚み方向下向きに延びており、ツバ部１３の下方で第4流路８４に接続する。第4流路８４は第3流路８３の下端で径方向内側に折れ曲がっており、中心に向かって放射状に４本延びている（矢印Ｄ参照）。第4流路８４は外側から径方向内側に穿孔し、留めネジ８６で外部から封止している。また、第3流路８３は第4流路８４が穿孔された状態でツバ部１３の上方から第4流路８４まで穿孔して作成する。そして、第4流路８４まで流れたクーラントは、温度センサユニット３５のフランジ部３５ａを担持する板ナット（図２２（ａ）参照）の下方の空間８８内に流入し、回転工具７１内の螺旋状の流路７２ｂに流入し（矢印Ｅ参照）、回転工具７２の下端から放出される（矢印Ｆ参照）。なお、温度センサユニット３５のフランジ部３５ａと凹空間１４の底部１４ａとの間には、環状のＯリング８７が介挿される。このＯリング８７は取付時の作業性やツールホルダユニット１０の全長縮減化を考慮し、平面固定可能なものを採用している。
　さらに、図２５の部分断面図では温度センサユニット３５へのクーラント侵入防止構造が示されている。上述するように温度センサユニット３５は、熱電対７５（及びシース７３、パイプ部材７４）をネジ部３５ｄの内部の貫通孔３５ｍに滑動可能に挿入して、その上端を筒状本体部３５ｂの内部に突出させている。したがって、ネジ部３５ｄの貫通孔３５ｍから筒状本体部３５ｂの内部にクーラントが侵入することを防止する必要がある。本温度センサユニット３５では、貫通孔３５ｍ内にパイプ部材７４を通す環状のＯリング８０、ワッシャ８１、Ｏリング８２を配設している。樹脂製のＯリング８０、８２で金属製のワッシャ８１を挟み込むことにより、パイプ部材７４が上下に滑動し、貫通孔３５ｍ内でＯリングが変形し、封止効果が低減することを防止している。
≪重量バランス調整構造≫
　また、上述するクーラントの流路８０～８４の説明において、内部クーラントの漏出防止のための第1流路８１及び第4流路８４の径方向端部に配設する留めネジ８５、８６について言及したが、本ツールホルダユニットでは留めネジ８５、８６以外に重量調節の役割の留めネジ９６も有している。ツールホルダユニット１０は高速回転するものであり、径方向の重量バランスが偏重すると余分な振動や応力の発生を招くこととなり、測定装置としての精度低下につながる。本ツールホルダユニット１０では、重量バランスの調整要素として留めネジ９６を活用している。図２６は一例としてシャンク部１２を留めネジ９６（図２符号９６参照）の高さで水平方向に切った断面模式図が示されている。図２６（及び図２）に示すようにシャンク部１２の外周には留めネジ９６を挿入・締結可能なネジ孔９５が穿けられている。本例ではネジ孔９５が９０°間隔で４つ設けられている。ＸＹ方向に重量バランスの調整を行うためである。
　図２６（ａ）では、留めネジが挿入されていない状態でＸＹ方向の重量がアンバランスになっている例（左図）であり、これに長さの違う鋼製の留めネジ９６ａ～９６ｄ（Φ＝Ｍ５、密度７．９ｇ／ｃｍ２）をネジ孔９６ａ～９６ｄに挿入してＸＹ方向の重量バランスを調整している（右図）。また、図２６（ｂ）では、長さの違う図２６（ａ）と同じ鋼製の留めネジ９６ａ～９６ｃをネジ孔９６ａ～９６ｃに挿入し、Ｙ方向には重量バランスの調整ができたが、いまだ左側が右側より重く留めネジ９６だけではＸ方向の重量バランスが調整できない例が示されている（左図）。このような場合には、右図に示すように軽い右側の留めネジ９６ｂを一旦、外して留めネジ９６ｂより重い超硬合金製の留めネジ９７（Φ＝Ｍ５、密度１４．５ｇ／ｃｍ２）を挿入してＸ方向の重量バランスを調整している。また、留めネジ９６ｂを外さなくても、元々留めネジ９６を中空構造にしておけば、その中に超硬合金の丸棒を挿入することで密度を大きくし、重量を大きくすることで調整することも可能である。
　以上、本発明の分割式ツールホルダユニットの構成例（構成部品例）を説明してきたが本発明の技術思想を用いた種々の変形例や改良例が存在することは当業者に明らかである。
１０…分割式ツールホルダユニット
１１…チャック部
１２…シャンク部
１３…ツバ部
１３ａ…連結用孔
１４…凹空間
１４ａ…底部
１４ｂ…内壁
１４ｃ…温度センサユニット用貫通孔
１５…テーパ部
１６…テーパ凹部
１７…中空空間
１９…シャンク側連結部
１９ａ…下端
１９ｂ…連結用孔
１９ｃ…凹部
１９ｄ…外周縁部
２０…ツバ部
２１…チャック側連結部
２１ａ…連結用軸部材
２４…ナット連結部
２５…ツバ部
２６…環状カバー
２６ａ…連結用孔
２６ｂ…外周縁部
２７…固定ビス
２７ａ…ビス孔
２８…コレット
２９…ナット
３０…電子基板ユニット
３１…基板取り付けベース
３１ａ…底部
３１ｂ…側部
３１ｃ…温度センサユニット用貫通孔
３１ｄ…切欠き部
３１ｅ…ネジ孔
３１ｆ…座グリ
３１ｇ…ピン受け孔
３１ｈ…縁部
３１ｉ…担持台
３２…第1電子基板（最下層の電子基板）
３２ｄ…切欠き部
３２ｅ…貫通孔
３２ｇ…ピン受け孔
３３…第2電子基板（上層の電子基板の下側）
３３ｄ…切欠き部
３３ｅ…貫通孔
３３ｇ…ピン受け孔
３４…第3電子基板（上層の電子基板の上側）
３４ｄ…切欠き部
３４ｅ…貫通孔
３５…温度センサユニット
３５ａ…フランジ部
３５ｂ…筒状本体部
３５ｃ…可動基板
３５ｄ…ネジ部
３５ｅ…端子基板
３５ｆ…ピン部材
３５ｇ…コイルスプリング
３５ｈ…導電部
３５ｉ…連結用素線
３５ｊ…導電部
３５ｍ…貫通孔
３６…スペーサ
３７…基板固定用ビス
３８…電源端子
４１…バッテリユニット
４１ａ…バッテリ
４１ｂ…電極
４１ｃ…枠部材
４１ｄ…突起
４２…バッテリユニット保持具
４２ａ…座グリ
４２ｂ…貫通孔
４２ｃ…凸部
４２ｄ…凹部
４２ｅ…半貫通孔
４３…バッテリユニット押さえ部材
５０…アンテナユニット
５１…アンテナケーブル
５２…外側カバー部材
５２ａ…受容面
５２ｂ…凹部
５２ｃ…縁部
５２ｄ…切欠き部
５３…基板アンテナ
５３ａ…厚肉部
５４…内側カバー部材
５４ａ…凹部
５４ｂ…突起
５５…コネクタ
５６…嵌合用ボス
５６ａ…貫通孔
５６ｂ…環状溝
５７…アンテナ用孔
６０…充電ユニット
６１…充電ケーブル
６２…外側カバー部材
６２ａ…受容面
６２ｂ…凹部
６２ｃ…縁部
６２ｄ…貫通孔
６３…充電端子用基板
６３ａ…貫通孔
６４…内側カバー部材
６５…コネクタ
６６…嵌合用ボス
６６ａ…貫通孔
６６ｂ…環状溝
６７…充電ケーブル用孔
６８…充電端子
６８ａ…ヘッド
７０…小カバー部材
７０ａ…嵌合用凹部
７１…キー(キー部材）
７１ａ…突起
７２…回転ツール（回転工具）
７２ａ…貫通孔（半貫通孔）
７２ｂ…流路（第4流路）
７３…シース
７４…パイプ部材（管状部材）
７５…熱電対（その素線を含む）
７６…板ナット
８０…主流路
８１…第１流路
８２…第２流路
８２ａ…流出口
８２ｂ…Ｏリング
８３…第３流路
８４…第４流路
８５…留めネジ
８６…留めネジ
８７…Ｏリング
８８…空間
９０…Ｏリング
９１…ワッシャ
９２…Ｏリング
９５（９５ａ～９５ｄ）…ネジ孔
９６（９６ａ～９６ｄ）…留めネジ
９７…丸棒入り留めネジ（留めネジ）

Claims (7)

  1. 　少なくとも回転加工装置による加工中の回転ツールの温度及び／又は振動をリアルタイムに検知する略筒状の分割式ツールホルダユニットであって、
    　該分割式ツールホルダユニットは、回転ツールを下方で把持するチャック部と、下方で該チャック部分の上方に結合し上方で回転加工装置の主軸に把持されるシャンク部と、が互いに上下方向に連結し、
    　該チャック部は、上下方向中間位置で外周周りに突出する環状のツバ部と、該ツバ部から上方に縮径するテーパ部を形成して内部に円筒状の凹空間を有するチャック側連結部とを有し、
    　前記シャンク部は、内部に下方に拡径するテーパ凹部を有するシャンク側連結部を有し、該テーパ凹部内に前記チャック側連結部のテーパ部を入れ子状に嵌合挿入可能であり、
    　前記チャック部の凹空間に回転ツールの温度及び／又は振動を受信するチャック部から絶縁の電子基板ユニットを挿入固定する、分割式ツールホルダユニット。
  2. 　前記電子基板ユニットはそれぞれ絶縁材料である、前記チャック部の円筒状の凹空間の底部に載置固定される略円盤状の基板取り付けベースと、該基板取り付けベース上に底面が載置固定される略円板状の最下層の電子基板と、該最下層の電子基板から距離を空けて積層される１つ以上の略円板状の上層の電子基板と、を有し、
    　前記最下層の電子基板と上層の電子基板とのそれぞれの間に空けられた距離は、各電子基板の外周縁部に設けられた貫通孔上に起立させ、その状態で外周表面が電子基板より内側にオフセットされた略円筒の導電材料のスペーサによって形成され、
    　前記最下層の電子基板の貫通孔から上層の電子基板の貫通孔と、それぞれの間に距離を設ける前記スペーサの内径孔と、前記基板取り付けベースに設けられたネジ孔とは、互いに覗く関係に位相を合わせられ、各電子基板は、最上層の電子基板の貫通孔からそれぞれの孔を通過して先端が基板取り付けベースのネジ孔に締結される導電材料の固定ビスにより基板取り付けベース上に固定される、請求項１に記載の分割式ツールホルダ。
  3. 　前記チャック部の凹空間の底部には下方から回転ツール内の熱電対と接続された温度センサユニットの上部が突出しており、該温度センサユニットはその外周にフランジ部が設けられ、
    　前記基板取り付けベースは、回転軸中心に温度センサユニット用貫通孔と外周縁部の径方向略対称の位置に切欠き部が設けられ、上面には下方に凹む座グリを形成し、
    　少なくとも前記最下層の電子基板は回転軸中心に前記温度センサユニット用貫通孔と覗く中心孔を設けられ、
    　凹空間の底部に載置固定されたときに
    　温度センサユニットは、前記フランジ部が前記チャック部に下方から固定されたときに、該温度センサユニットの上部が、前記温度センサユニット用貫通孔及び前記中心孔に挿入されて、その先端が上方に突出される、請求項１又は２に記載の分割式ツールホルダ。
  4. 　下面に板バネで形成された電極が配置される充電式のバッテリユニットと、
    　該バッテリユニットを上方から受容固定して電極を下方に露出させ、前記チャック部の凹空間内に挿入し前記電子基板に対して回転方向に位置決め可能なバッテリユニット保持具と、
    　該バッテリユニット保持具内に受容固定されたバッテリユニットの上面に当接配置され、該上面と前記シャンク部のテーパ凹部内の天面との間で押圧されるバッテリユニット押さえ部材と、を備え、
    　前記上層の電子基板のうち最上層の電子基板の上面には前記バッテリユニットの電極と当接される電源端子が配設される、請求項１～３のいずれか１項に記載の分割式ツールホルダ。
  5. 　前記バッテリユニット押さえ部材は、略円盤状の絶縁性の弾性部材（ウレタン樹脂、ウレタンゴム）で形成され、
    　前記最上層の電子基板は、その外周縁部に位置決め用の切欠部を設け、
    　前記バッテリユニットは、略円盤状でその外周に径方向に突出する突起が設けられ、
    　前記バッテリユニット保持具は、絶縁性の弾性部材で形成され、その下面の外周縁部に前記最上層の電子基板の位置決め用の切欠部と嵌合して回転方向に位置決めするための凸部が設けられ、前記バッテリユニットを上方から挿入受容し底部の中心にバッテリユニットの電極が下方に露出する大きさの貫通孔を有する座グリを形成し、該座グリの内周壁には前記バッテリユニットの突起が径方向に嵌合する凹部が配設される、請求項４のいずれか１項に記載の分割式ツールホルダ。
  6. 　請求項１～５のいずれか１項に記載の分割式ツールホルダユニットは、回転加工装置から内部を通過して回転ツールまで流す冷却油流路を備え、該冷却油流路は、
    　前記シャンク部の上端から回転軸線に沿って下方に流れる主流路と、
    　主流路の下端から略横方向放射状外側に延びる複数の第1流路と、
    　各第１流路の径方向外端から前記シャンク側連結部の厚肉内をその下端の流出口まで下方に延びる第2流路と、
    　前記シャンク部と前記チャック部とが連結されたときに各第2流路の流出口のそれぞれと流体的に連続する位置に流入口を有し、前記チャック部のツバ部の厚肉内を前記チャック側連結部の下方の高さ位置まで延びる第3流路と、
    　各第3流路の下端から略横方向放射状内側に延びて回転ツールの上方に流出する第4流路と、を備える分割式ツールホルダユニット。
    効果：従来の温度・振動等測定機能を有するツールホルダは、電子基板の載置スペースや流路スペース確保の難しさから内部に冷却油流路を有していなかったが、本分割式ツールホルダの構造にすれば、入れ子状に被せるシャンク側連結部とその底部を担持するチャック部のツバ部が厚肉構造となり、さらにシャンク部とチャック部とが分割されているため、冷却油流路を配設するスペースが確保され、外部からの加工も容易になったため冷却油流路を内部の厚肉部を通して形成することが可能となった。これにより元々、電子基板ユニットに対する耐熱構造である上にさらに冷却油による冷却も可能となり、高精度で大容量のデータ処理・送信ができるようになった。
  7. 　前記第1流路は、前記主流路の下端近傍の高さ位置の前記シャンク部の外表面から径方向内側に穿孔して作成され、該第1流路の径方向外端を留めネジで封止され、
    　前記第2流路は、前記シャンク側連結部の下端の厚肉部を上方に穿孔して作成され、その下端の流出口には上方に凹む座グリを形成し、該座グリには第2流路を覗いて下方に突出する厚みのＯリングが装着され、
    　前記第3流路は、前記チャック部のツバ部の上端の厚肉部を下方に穿孔して作成され、前記シャンク部がチャック部に連結されたときにその上端の流入口のＯリングが前記第2流路の流出口を覗いて押圧されることで、前記第2流路の流出口と前記第3流路の流入口とが封止状態で連通し、
    　前記第4流路は、前記第3流路の下端近傍の高さ位置の前記チャック部の外表面から径方向内側に穿孔して作成され、該第4流路の径方向外端を留めネジで封止される、請求項６に記載の分割式ツールホルダユニット。
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