WO2021206147A1

WO2021206147A1 - 工具保持構造、荷重検出構造、及び工具状態監視システム

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Publication number: WO2021206147A1
Application number: PCT/JP2021/014924
Authority: WO
Inventors: 達郎高碕
Original assignee: ミネベアミツミ株式会社
Priority date: 2020-04-10
Filing date: 2021-04-08
Publication date: 2021-10-14

Abstract

棒状工具（Ｄ）を保持し且つ該棒状工具に付加されるスラスト荷重を検出する工具保持構造（１００、６００）は、一端側の開口に前記棒状工具が挿入される筒状の本体部（１、６）と、前記本体部の前記開口に挿入された前記棒状工具を挟持する工具挟持部（ＴＨ１、ＴＨ２）と、前記筒状の本体部の前記開口よりも他端側において、前記筒状の本体部の内部に配置される起歪体（２１１、９１１）と、前記起歪体に取り付けられたひずみゲージ（２２、９２）とを備える。工具保持構造は、前記スラスト荷重を検出するために前記棒状工具を前記起歪体に当接させて保持する。

Description

工具保持構造、荷重検出構造、及び工具状態監視システム

　本発明は、工具保持構造、荷重検出構造、及び工具状態監視システムに関する。

　ドリル刃を用いた被加工物への穿孔等が広く行われている。ドリル刃を用いた被加工物の加工の際、フライス盤、マシニングセンタ、ハンドドリル等においてはドリル刃を回転させる。一方で、旋盤等においては、ドリル刃を固定工具として用い、被加工物を回転させる。

　ドリル刃を用いて被加工物の加工を行う際、切削抵抗を検知することが知られている。特許文献１は、穴開けスラストを表示するためのスラスト・インジケータ・アセンブリを含むハンドドリルを開示している。

特表２０１４－５３０１１９号

　旋盤等においてドリル刃等の棒状工具を固定工具として用いる際に、当該棒状工具に加わるスラスト荷重を検知可能な外付けの構造が求められている。特許文献１に記載のスラスト・インジケータ・アセンブリは、ドリル刃を回転工具として用いる際に適用されるアセンブリであり、構造も複雑であるため、これを転用することは適切とは言い難い。

　本発明は、ドリル刃等の棒状工具を保持する機能と当該棒状工具に加わるスラスト荷重を検出する機能とを共に備え且つ簡易な構造の工具保持構造、当該工具保持構造において用いる荷重検出構造、及び当該工具保持構造を含む工具状態監視システムを提供することを目的とする。

　本発明はまた、ドリル刃等の棒状工具を保持する機能と当該棒状工具に加わるスラスト荷重を検出する機能とを共に備え且つ保持した棒状工具に切削油を供給可能な工具保持構造、当該工具保持構造において用いる荷重検出構造、及び当該工具保持構造を含む工具状態監視システムを提供することを目的とする。

　本発明の第１の態様に従えば、
　棒状工具を保持し且つ該棒状工具に付加されるスラスト荷重を検出する工具保持構造であって、
　一端側の開口に前記棒状工具が挿入される筒状の本体部と、
　前記本体部の前記開口に挿入された前記棒状工具を挟持する工具挟持部と、
　前記筒状の本体部の前記開口よりも他端側において、前記筒状の本体部の内部に配置される起歪体と、
　前記起歪体に取り付けられたひずみゲージとを備え、
　前記スラスト荷重を検出するために前記棒状工具を前記起歪体に当接させて保持する工具保持構造が提供される。

　第１の態様の工具保持構造において、前記起歪体は平面視円形であり且つ前記筒状の本体部と同軸状に配置されていてもよく、前記棒状工具は前記筒状の本体部の軸上において前記起歪体に当接してもよい。

　第１の態様の工具保持構造において、前記工具挟持部は、前記本体部の一端に嵌入されて前記棒状工具を挟持する、前記本体部とは別体の挟持部材を含んでもよい。

　第１の態様の工具保持構造において、前記挟持部材は筒状部材であってもよく、該筒状部材は、軸方向に延びる少なくとも１つのスリットを有することにより外径及び内径が可変であり、且つ一端側から他端側に向かうにしたがって外径が大きくなるテーパ形状を有してもよい。

　第１の態様の工具保持構造において、前記起歪体が膜状の起歪部を有してもよく、該起歪部に前記ひずみゲージが取り付けられていてもよい。

　第１の態様の工具保持構造において、前記起歪体が、前記膜状の起歪部から前記本体部の前記一端側へと突出する突起部を有してもよく、前記工具保持構造は前記棒状工具を前記突起部に当接させて保持してもよい。

　第１の態様の工具保持構造は、前記筒状の本体部の前記起歪体よりも他端側において、前記筒状の本体部の内部に配置される起歪体支持部を更に有してもよく、
　前記起歪体支持部に補償用ひずみゲージが取り付けられていてもよい。

　第１の態様の工具保持構造において、前記起歪体支持部は、前記ひずみゲージと前記起歪体支持部との間に空間が画成されるように前記起歪体の周縁部を支持してもよい。

　第１の態様の工具保持構造は、前記筒状の本体部の前記起歪体よりも他端側において、前記筒状の本体部の内部に配置される棒状の位置調整部を更に備えてもよく、前記筒状の本体部の軸方向における前記起歪体の位置が、前記位置調整部により調整可能であってもよい。

　第１の態様の工具保持構造は、前記位置調整部の前記本体部の軸方向に沿った移動を規制する移動規制部を更に備えてもよく、前記スラスト荷重を検出するために、前記移動規制部が前記位置調整部を介して、前記本体部の他端側への前記起歪体の移動を規制してもよい。

　第１の態様の工具保持構造において、前記工具挟持部及び前記移動規制部の各々が、コレット及びコレットナットを含んでもよい。

　第１の態様の工具保持構造において、前記本体部、前記工具挟持部、前記移動規制部が両頭コレットホルダにより構成されていてもよく、前記両頭コレットホルダの本体部が前記本体部を構成してもよく、前記両頭コレットホルダの一方のコレット及びコレットナットが前記工具挟持部を構成してもよく、前記両頭コレットホルダの他方のコレット及びコレットナットが前記移動規制部を構成してもよい。

　本発明の第２の態様に従えば、
　棒状工具を保持し且つ該棒状工具に付加されるスラスト荷重を検出する工具保持構造であり、一端側の開口に前記棒状工具が挿入される筒状の本体部、及び前記本体部の前記開口に挿入された前記棒状工具を挟持する工具挟持部を備える工具保持構造に用いられる荷重検出構造であって、
　前記筒状の本体部の前記開口よりも他端側において、前記筒状の本体部の内部に配置され、前記棒状工具が当接される起歪体と、
　前記起歪体に取り付けられたひずみゲージと
　前記筒状の本体部の軸方向における前記起歪体の位置を調整するために、前記筒状の本体部の前記起歪体よりも他端側において前記筒状の本体部の内部に配置される棒状の位置調整部とを備える荷重検出構造が提供される。

　第２の態様の荷重検出構造において、前記起歪体は平面視円形であってもよく、且つ前記筒状の本体部と同軸状に配置されてもよく、前記棒状工具は前記筒状の本体部の軸上において前記起歪体に当接してもよい。

　第２の態様の荷重検出構造において、前記起歪体が膜状の起歪部を有してもよく、該起歪部に前記ひずみゲージが取り付けられていてもよい。

　第２の態様の荷重検出構造において、前記起歪体が、前記膜状の起歪部から前記本体部の前記一端側へと突出してもよく、且つ前記棒状工具が当接される突起部を有してもよい。

　第２の態様の荷重検出構造は、前記筒状の本体部の前記起歪体よりも他端側において、前記筒状の本体部の内部に配置される起歪体支持部を更に有してもよく、前記起歪体支持部に補償用ひずみゲージが取り付けられていてもよい。

　本発明の第３の態様に従えば、
　第１の態様の工具保持構造と、
　前記工具保持構造のひずみゲージの検出結果に基づいて棒状工具の交換要否を判定する制御部とを備える工具状態監視システムが提供される。

　本発明の第４の態様に従えば、
　棒状工具を保持し且つ該棒状工具に付加されるスラスト荷重を検出する工具保持構造であって、
　一端側の開口に前記棒状工具が挿入される筒状の本体部と、
　前記本体部の前記開口に挿入された前記棒状工具を挟持する工具挟持部と、
　前記筒状の本体部の前記開口よりも他端側において、前記筒状の本体部の内部に配置される起歪体と、
　前記起歪体に取り付けられたひずみゲージと、
　前記筒状の本体部の内部に設けられ、前記棒状工具に切削油を供給する供給路とを備え、
　前記スラスト荷重を検出するために前記棒状工具を前記起歪体に当接させて保持する工具保持構造が提供される。

　第４の態様の工具保持構造において、前記起歪体は前記筒状の本体部の軸上に配置されていてもよく、前記棒状工具は前記筒状の本体部の軸上において前記起歪体に当接してもよく、前記筒状の本体部の内周面と前記起歪体の外縁との間の空間が前記供給路の一部を構成してもよい。

　第４の態様の工具保持構造は、前記筒状の本体部の前記起歪体よりも他端側において前記起歪体を支持する起歪体支持部を更に備えてもよく、前記起歪体支持部は、前記起歪体と前記起歪体支持部との間に密閉空間が形成されるように前記起歪体の外縁を支持してもよく、前記ひずみゲージが前記密閉空間内に配置されていてもよい。

　第４の態様の工具保持構造は、長尺状の位置調整部であって、前記筒状の本体部の前記起歪体よりも他端側において、前記筒状の本体部の内部に前記筒状の本体部の軸に沿って配置されており、前記起歪体と一体として前記軸方向に移動可能である位置調整部を更に備えてもよい。

　第４の態様の工具保持構造において、前記位置調整部は前記筒状の本体部の軸上に配置されていてもよく、前記筒状の本体部の内周面と前記位置調整部の外周面との間の空間が前記供給路の一部を構成してもよい。

　第４の態様の工具保持構造において、前記位置調整部は、前記位置調整部の外周面の少なくとも一部に形成された雄ねじと、前記位置調整部の長手方向において前記雄ねじの一方側と他方側とを連通させる連通路とを有してもよく、前記位置調整部の前記雄ねじが、前記筒状の本体部の内周面に形成された雌ねじに螺合していてもよい。

　第４の態様の工具保持構造において、前記位置調整部の前記雄ねじが形成された領域における外径が、前記位置調整部の他の領域における外径よりも大きくてもよい。

　第４の態様の工具保持構造は、前記筒状の本体部の前記起歪体よりも他端側において前記起歪体を支持する起歪体支持部と、前記起歪体支持部に取り付けられた補償用ひずみゲージと、長尺状の位置調整部であって、前記筒状の本体部の前記起歪体よりも他端側において、前記筒状の本体部の内部に前記筒状の本体部の軸に沿って配置されており、前記起歪体と一体として前記軸方向に移動可能である位置調整部とを更に備えてもよく、前記起歪体支持部は、前記起歪体と前記起歪体支持部との間に密閉空間が形成されるように前記起歪体の外縁を支持してもよく、前記位置調整部は、前記起歪体支持部と前記位置調整部との間に密閉空間が形成されるように前記起歪体支持部の外縁を支持してもよく、前記ひずみゲージが前記起歪体と前記起歪体支持部との間の密閉空間内に配置されてもよく、前記補償用ひずみゲージが前記起歪体支持部と前記位置調整部との間の密閉空間内に配置されてもよい。

　第４の態様の工具保持構造は、前記本体部の他端側の開口に取り付けられ、且つ前記供給路に切削油を給油するための給油口を有する流路付ボルトを更に備えてもよく、前記位置調整部が前記流路付ボルトを貫通して前記本体部の後方に突出していてもよい。

　第４の態様の工具保持構造において、前記起歪体が膜状の起歪部を有してもよく、該起歪部に前記ひずみゲージが取り付けられていてもよい。

　第４の態様の工具保持構造において、前記起歪体が、前記膜状の起歪部から前記本体部の前記一端側へと突出する突起部を有してもよく、前記工具保持構造は前記棒状工具を前記突起部に当接させた状態で前記棒状工具を保持してもよい。

　第４の態様の工具保持構造において、前記工具挟持部は、前記本体部の一端に嵌入されて前記棒状工具を挟持する、前記本体部とは別体の挟持部材であってもよい。

　第４の態様の工具保持構造において、前記挟持部材がコレットであってもよい。

　本発明の第５の態様に従えば、
　棒状工具を保持し且つ該棒状工具に付加されるスラスト荷重を検出する工具保持構造であり、一端側の開口に前記棒状工具が挿入される筒状の本体部、及び前記本体部の前記開口に挿入された前記棒状工具を挟持する工具挟持部を備える工具保持構造に用いられる荷重検出構造であって、
　前記筒状の本体部の前記開口よりも他端側において、前記筒状の本体部の内部に配置され、前記棒状工具が当接される起歪体と、
　前記起歪体に取り付けられたひずみゲージと、
　長尺状の位置調整部であって、前記筒状の本体部の前記起歪体よりも他端側において、前記筒状の本体部の内部に、前記筒状の本体部の軸に沿って、前記起歪体と一体として前記軸方向に移動可能に配置される位置調整部とを備え、
　前記筒状の本体部の内部に配置された状態において、前記筒状の本体部の内周面と前記荷重検出構造との間に前記棒状工具に切削油を供給する供給路を構成する荷重検出構造が提供される。

　第５の態様の荷重検出構造において、前記位置調整部は、前記位置調整部の外周面の少なくとも一部に形成された雄ねじと、前記位置調整部の長手方向において前記雄ねじの一方側と他方側とを連通させる連通路とを有してもよい。

　第５の態様の荷重検出構造において、前記位置調整部の前記雄ねじが形成された領域における外径が、前記位置調整部の他の領域の外径よりも大きくてもよい。

　本発明の第６の態様に従えば、
　第４の態様の工具保持構造と、
　前記工具保持構造のひずみゲージの検出結果に基づいて棒状工具の交換要否を判定する制御部とを備える工具状態監視システムが提供される。

　本発明によれば、ドリル刃等の棒状工具を保持する機能と当該棒状工具に加わるスラスト荷重を検出する機能とを共に備え且つ簡易な構造の工具保持構造、当該工具保持構造において用いる荷重検出構造、及び当該工具保持構造を含む工具状態監視システムが提供される。

　本発明によれば、ドリル刃等の棒状工具を保持する機能と当該棒状工具に加わるスラスト荷重を検出する機能とを共に備え且つ保持した棒状工具に切削油を供給可能な工具保持構造、当該工具保持構造において用いる荷重検出構造、及び当該工具保持構造を含む工具状態監視システムが提供される。

図１は、本発明の第１実施形態に係る工具保持構造の分解斜視図である。図２は、本発明の第１実施形態に係る工具保持構造の斜視図である。図３は、図１のＩＩＩ‐ＩＩＩ線に沿った断面図である。図４は、荷重検出部の中心軸に沿った断面図である。図５は、本発明の第１実施形態に係る工具保持構造の中心軸に沿った断面図である。図６は、第1実施形態の工具保持構造が取り付けられる旋盤の構成を示す概略図である。図７は、本発明の第１実施形態の変形例に係る工具保持構造の中心軸に沿った断面図である。図８は、本発明の第２実施形態に係る工具保持構造の斜視図である。図９は、本発明の第２実施形態に係る工具保持構造の分解斜視図である。図１０（ａ）は、本体部を、本体部の中心軸を含む面に沿って切断した断面図である。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＸＢ－ＸＢ線に沿った断面図である。図１１は、給油部を、給油部の中心軸を含む面に沿って切断した断面図である。図１２（ａ）は、位置調整部を、位置調整部の中心軸を含む面に沿って切断した断面図である。図１２（ｂ）は、図１２（ａ）のＸＩＩＢ－ＸＩＩＢ線に沿った断面図である。図１３は、荷重検出部を、荷重検出部の中心軸を含む面に沿って切断した断面図である。図１４は、本発明の第２実施形態に係る工具保持構造を、工具保持構造の中心軸を含む面に沿って切断した断面図である。図１５は、第２実施形態の工具保持構造が取り付けられる旋盤の構成を示す概略図である。図１６は、工具保持構造の内部に画定された切削油用の供給流路を説明するための説明図である。図１７は、本発明の第２実施形態の変形例に係る工具保持構造を、工具保持構造の中心軸を含む面に沿って切断した断面図である。図１８は、本発明の第２実施形態の他の変形例に係る工具保持構造を、工具保持構造の中心軸を含む面に沿って切断した断面図である。

＜第１実施形態＞
　本発明の第１実施形態の工具保持構造１００及び荷重検出構造１１０について、工具保持構造１００を用いてドリル刃を旋盤に固定して、被加工物（ワーク）の旋削加工を行う場合を例として説明する。

　図１、図２に示す通り、工具保持構造１００は、筒状の本体部１と、本体部１の内部に配置される荷重検出部２及び位置調整部３と、位置調整部３を挟持してその移動を規制する移動規制部４と、ドリルＤを挟持する工具挟持部ＴＨ１とを有する。

　以下の説明においては、本体部１の中心軸Ｘ１の延びる方向を工具保持構造１００の軸方向と呼び、中心軸Ｘ１から延びる放射方向及び中心軸Ｘ１回りの方向をそれぞれ、工具保持構造１００の径方向、周方向と呼ぶ。軸方向においては、本体部１の工具挟持部ＴＨ１側、移動規制部４側をそれぞれ、前側、後側と呼ぶ。

　本体部１は、金属（一例として工具鋼（例えばＳＫ材）等）により形成されている。本体部１は、内孔１ｈを有する略円筒状であり、中央領域１Ｃ、前端領域１Ｆ、及び後端領域１Ｒを含む。

　中央領域１Ｃの外周面Ｃｏには、本体部１の径方向に直交する３つの平面ｐ１、ｐ２、ｐ３が形成されている（図３）。平面ｐ１、ｐ３の法線は互いに一致しており、平面ｐ２の法線は平面ｐ１、ｐ３の法線に直交している。平面ｐ１、ｐ３は互いに反対側を向いている。平面ｐ１、ｐ２、ｐ３はそれぞれ矩形であり、外周面Ｃｏの軸方向全域に渡って延びている。

　中央領域１Ｃにおいて内孔１ｈを画定する内周面Ｃｉの、軸方向に直交する面による断面の形状は円形である。

　中央領域１Ｃにおける本体部１の外径は軸方向の全域に渡って一定であり、一例として１０ｍｍ～４０ｍｍ程度、より好適には２０ｍｍ～３２ｍｍ程度とし得る。中央領域１Ｃにおける本体部１の内径も軸方向の全域に渡って一定であり、一例として１０ｍｍ～１６ｍｍ程度とし得る。

　中央領域１Ｃの軸方向の長さは、一例として３０ｍｍ～１２０ｍｍ程度、より好適には３３ｍｍ～１０５ｍｍ程度とし得る。

　前端領域１Ｆの外周面Ｆｏ及び後端領域１Ｒの外周面Ｒｏには、雄ねじが形成されている。前端領域１Ｆ及び後端領域１Ｒにおける本体部１の外径は軸方向の全域に渡って一定であり、その値は、一例として中央領域１Ｃの外径よりもわずかに小さい。

　前端領域１Ｆの内周面Ｆi（図５）及び後端領域１Ｒの内周面Ｒiの、軸方向に直交する面による断面の形状は、円形である。

　前端領域１Ｆにおける本体部１の内径は、後端において中央領域１Ｃの内径に等しく、前側に向かうにしたがって大きくなっている。即ち、前端領域１Ｆにおいて内孔１ｈを画定する内周面Ｆｉは、軸方向前側に向かうにしたがって広がるテーパ状に形成されている。

　後端領域１Ｒにおける本体部１の内径は、前端において中央領域１Ｃの内径に等しく、後側に向かうにしたがって大きくなっている。即ち、後端領域１Ｒにおいて内孔１ｈを画定する内周面Ｒｉは、軸方向後側に向かうにしたがって広がるテーパ状に形成されている。

　前端領域１Ｆ及び後側領域１Ｒの軸方向の長さは、一例として１０ｍｍ～３０ｍｍ程度、より好適には１６ｍｍ～２７ｍｍ程度とし得る。

　荷重検出部２は、工具保持構造１００がドリル刃Ｄを保持した状態において、ドリル刃Ｄに軸方向に加えられる荷重（スラスト荷重）を検出する、ダイヤフラム型のロードセルである。

　荷重検出部２は、図４に示す通り、起歪体２１と、起歪体２１に貼り付けられた検出用ひずみゲージ２２と、起歪体２１を支持する起歪体支持部２３と、起歪体支持部２３に貼り付けられた補償用ひずみゲージ２４とを有する。

　起歪体２１は、一例として鉄、ステンレス鋼（ＳＵＳ）やアルミニウム（アルミニウム合金）等の金属で形成されている。

　起歪体２１は、軸Ａに直交する面内に軸Ａを中心として広がる円形膜状の起歪部２１１と、起歪部２１１の中央部から軸Ａ方向の一方側に突出する突起部２１２と、起歪部２１１の外周部から突起部２１２と同じ方向に立ち上がる壁部２１３と、壁部２１３の先端から起歪部２１１の径方向の外側に突出するフランジ部２１４とを含む。起歪部２１１、突起部２１２、壁部２１３、及びフランジ部２１４は一体に形成されていてもよい。

　起歪部２１１の外径は、一例として９ｍｍ～１５ｍｍ程度、厚さは一例として０．５ｍｍ～２ｍｍ程度とし得る。起歪部２１１は膜状であるため他の部分よりも変形しやすく、突起部２１２により軸Ａの方向に押されることによって容易に変形し、ひずみを生じる（詳細後述）。

　突起部２１２は、略円錐状であり、先端ｔｐには丸みが与えられている。突起部２１２は、突起部２１２の中心軸が軸Ａに一致するように設けられている。突起部２１２の長さは限定されないが、一例として２ｍｍ～１０ｍｍ程度とし得る。突起部２１２の径は、起歪部２１１との接続部において１～４ｍｍ程度とし得る。

　壁部２１３は、起歪部２１１の周方向全域に設けられている。壁部２１３の内面２１３iは、軸Ａに対して傾いている。

　フランジ部２１４は、壁部２１３の周方向全域に設けられている。フランジ部２１４の外径は、中央領域１Ｃにおける本体部１の内径よりもわずかに小さい。

　検出用ひずみゲージ２２は、起歪部２１１の、突起部２１２が形成された面とは反対側の面に貼り付けられている。検出用ひずみゲージ２２の構造は任意であるが、一例として４つのひずみ受感素子を備えるひずみゲージを用いてよい。

　検出用ひずみゲージ２２は、本実施形態では起歪部２１１の中央部に貼り付けられている。

　起歪体支持部２３は、本実施形態では起歪体２１と同一の材料で形成されている。

　起歪体支持部２３は、軸Ａを中心軸とする略円筒状の部材であり、軸Ａ方向に並ぶ大径領域２３Ｌ及び小径領域２３Ｓを含む。大径領域２３Ｌの外径は、起歪部２１のフランジ部２１４の外径と同一であり、中央領域１Ｃにおける本体部１の内径よりもわずかに小さい。小径領域２３Ｓの外径は大径領域２３Ｌの外径よりも小さい。大径領域２３Ｌと小径領域２３Ｓとの接続部には環状の段差面ｓｓが画定されている。

　起歪体支持部２３の大径領域２３Ｌには、端面２３Ｌｓから軸Ａ方向に延びる凹部Ｒが形成されている。凹部Ｒの断面形状は円形である。

　凹部Ｒの底面と、起歪体支持部２３の小径領域２３Ｓ側の端面２３Ｓｓとの間には、軸Ａ沿いに延びる内孔２３ｈが形成されている。内孔２３ｈは、検出用ひずみゲージ２２から延びる配線Ｗ_２２（図５）を通過させるための孔であり、任意の寸法を有し得る。

　図４に示す通り、起歪体２１と起歪体支持部２３とは、起歪体２１の起歪部２１１及び壁部２１３を起歪体支持部２３の凹部Ｒに嵌入させることによる締まり嵌め結合により一体に結合されている。起歪体２１と起歪体支持部２３とが結合された状態において、起歪体２１と起歪体支持部２３とは同軸状であり、起歪体２１のフランジ部２１４に起歪体支持部２３の端面２３Ｌｓが当接している。

　凹部Ｒの深さは、起歪体２１にひずみが生じた際に、起歪部２１１及び検出用ひずみゲージ２２が起歪体支持部２３に接触しないように設計される。これにより、荷重検出部２における荷重検出の精度が保たれる。

　補償用ひずみゲージ２４は、起歪体支持部２３の小径領域２３Ｓ側の端面２３Ｓｓに貼り付けられている。補償用ひずみゲージ２４の構造は任意であるが、検出用ひずみゲージ２２と同一のひずみゲージを使用し得る。

　荷重検出部２は、図５に示す通り、軸Ａを本体部１の中心軸Ｘ１に一致させた状態で、本体部１の中央領域１Ｃにおいて、内孔１ｈに配置されている。起歪体２１のフランジ部２１４の外径及び起歪体支持部２３の大径部２３Ｌの外径が、中央領域１Ｃにおける本体部１の内径よりもわずかに小さいため、フランジ部２１４及び大径部２３Ｌの外周面は、本体部１の内周面Ｃiに当接する。即ち荷重検出部２は、内孔１ｈに、起歪部２１１と本体部１とを同軸状として、軸方向の移動及び周方向の回転が可能であり、且つ径方向の移動が規制された状態で配置されている。

　位置調整部３は、荷重検出部２に後方から当接して、荷重検出部２の軸方向の位置を調整する部材である。

　位置調整部３は、炭素鋼（一例としてＳＣ材）、ステンレス鋼等の金属で形成された、内孔３ｈを有する円筒である。位置調整部３の外径は、中央領域１Ｃにおける本体部１の内径よりもわずかに小さい。内孔３ｈは、検出用ひずみゲージ２２の配線Ｗ_２２、及び補償用ひずみゲージ２４の配線Ｗ_２４を通過させるための孔であり、任意の寸法を有し得る。

　位置調整部３は、図５に示す通り、中心軸を本体部１の中心軸Ｘ１に一致させた状態で、本体部１の中央領域１Ｃ及び後端領域１Ｒの内孔１ｈに配置されている。位置調整部３の外径が中央領域１Ｃにおける本体部１の内径よりもわずかに小さいため、位置調整部３の外周面は本体部１の内周面Ｃiに当接している。即ち位置調整部３は、内孔１ｈに、軸方向の移動及び周方向の回転が可能であり、且つ径方向の移動が規制された状態で配置されている。

　図５に示す通り、荷重検出部２と位置調整部３とは、荷重検出部２の起歪体支持部２３の小径領域２３Ｓを位置調整部３の内孔３ｈに嵌入させることによる締まり嵌め結合により一体に結合されている。荷重検出部２と位置調整部３とが結合された状態において、荷重検出部２と位置調整部３とは同軸状であり、起歪体支持部２３の段差面ｓｓに位置調整部３の前端面３ｆｓが当接している。

　移動規制部４は、位置調整部３を挟持して位置調整部３の軸方向の移動を規制する部分である。

　移動規制部４は、本体部１の後端において内孔１ｈに嵌入されて位置調整部３を挟持するコレットＣＬと、本体部１の後端領域１Ｒの外周面Ｒｏに形成された雄ねじに螺合してコレットＣＬを位置固定するコレットナットＣＮとを含む。

　コレットＣＬは、一般的なコレット（コレットチャック）である。即ち内孔ＣＬｈを有する略円筒形であり、軸方向に延びる複数のスリットＳを有し、径方向内向きの力を受けた際に弾性変形して外径及び内径が縮小するように構成されている。内孔ＣＬｈの径（把握径）は一例として０．５ｍｍ～１３ｍｍ程度とし得る。本発明において「コレット」とは、内孔を有する円筒形又は略円筒形であり、軸方向に延びる少なくとも１つのスリットを有し、弾性変形により外径及び内径が縮小するように構成された部材を意味する。

　コレットＣＬは、軸方向の一端の近傍に外径が最も大きい大径部ＭＸを有し、大径部ＭＸから当該一端部に向かうにしたがって外径が小さくなる第１テーパ領域Ｔ１と、大径部ＭＸから他端部に向かうにしたがって外径が小さくなる第２テーパ領域Ｔ２とを有する。第２テーパ領域のテーパ角は第１テーパ領域のテーパ角よりも小さい。

　コレットナットＣＮは、一般的なコレットナットであり、円筒状の本体部ＭＰと、本体部ＭＰの一端に設けられた蓋部ＬＰとを有する。本体部ＭＰの外周面には、締結工具を係合するための複数の係合溝Ｇが、周方向に沿って等間隔に設けられている。

　本体部ＭＰの内周面は、蓋部ＬＰが設けられた端部から他端側へと向かうにしたがって内径が大きくなるテーパ領域Ｔ３（図５）と、テーパ領域Ｔ３と他端側との間の雌ねじ領域ｆｔｈとを有する。テーパ領域Ｔ３のテーパ角は、コレットＣＬの第１テーパ領域Ｔ１のテーパ角に略等しい。雌ねじ領域ｆｔｈには雌ねじが形成されている。

　蓋部ＬＰの中央部には、円形状の貫通孔ＬＰｈが形成されている。貫通孔ＬＰｈの径は、本体部ＭＰの内径より小さい。

　移動規制部４のコレットＣＬは、図５に示す通り、位置調整部３が内孔ＣＬｈを貫通した状態で、第２テーパ領域Ｔ２が本体部１の内孔１ｈにはめ込まれている。大径部ＭＸの外径が本体部１の後端における内孔１ｈの径よりも大きいため、大径部ＭＸは、軸方向において本体部１の外側に位置している。

　移動規制部４のコレットナットＣＮは、図５に示す通り、位置調整部３が蓋部ＬＰの貫通孔ＬＰｈを貫通し、コレットＣＬの第１テーパ領域Ｔ１の外周面がテーパ領域Ｔ３の内周面に当接した状態で、本体部１の後端領域１Ｒに螺合している。

　この状態において、コレットナットＣＮを締めれば、コレットＣＬが前方に押されて内孔１ｈに入り込み、コレットＣＬの内孔ＣＬｈの径は小さくなる。したがって、位置調整部３はコレットＣＬにより挟持されて、軸方向の移動が規制される。反対に、コレットナットＣＮを緩めれば、コレットＣＬが後方、即ち内孔１ｈから脱落する方向に移動可能となる。したがって、コレットＣＬの内孔ＣＬｈの径が大きくなり、位置調整部３の軸方向の移動が可能となる。

　工具挟持部ＴＨ１は、ドリルＤを挟持するための構造である。

　工具挟持部ＴＨ１は、移動規制部４と同一の構造を有する。即ち、コレットＣＬとコレットナットＣＮとにより構成されている。

　工具挟持部ＴＨ１のコレットＣＬは、図５に示す通り、ドリル刃Ｄの後端領域ＤＲを内孔ＣＬｈ内に配置した状態で、第２テーパ領域Ｔ２が本体部１の前端領域１Ｆの内孔１ｈにはめ込まれている。大径部ＭＸの外径が本体部１の前端における内孔１ｈの径よりも大きいため、大径部ＭＸは軸方向において本体部１の外側に位置している。

　工具挟持部ＴＨ１のコレットナットＣＮは、図５に示す通り、ドリル刃Ｄが蓋部ＬＰの貫通孔ＬＰｈを貫通し、コレットＣＬの第１テーパ領域Ｔ１の外周面がテーパ領域Ｔ３の内周面に当接した状態で、本体部１の前端領域１Ｆに螺合している。

　この状態において、コレットナットＣＮを締めれば、コレットＣＬが後方に押されて内孔１ｈに入り込み、コレットＣＬの内孔ＣＬｈの径は小さくなる。したがって、ドリル刃ＤはコレットＣＬにより挟持されて、工具保持構造１００に保持される。この状態において、ドリル刃Ｄの中心軸は工具保持構造１００の中心軸Ｘ１に一致する。

　即ち工具保持構造１００は、ドリル刃Ｄが工具保持構造１００の前端から前方へと中心軸Ｘ１に沿って延び、ドリル刃Ｄの先端ＴＰ（図６）が工具保持構造１００の前方に位置するように、ドリル刃Ｄを保持する。

　コレットナットＣＮを緩めれば、コレットＣＬが前方、即ち内孔１ｈから脱落する方向に移動可能となる。したがって、コレットＣＬの内孔ＣＬｈの径が大きくなり、ドリル刃Ｄの取り外しが可能となる。

　なお、上述した構造を有する工具保持構造１００のうち、荷重検出部２と位置調整部３とにより、本実施形態の荷重検出構造１１０が構成される。

　次に、本実施形態の工具保持構造１００の使用方法を説明する。

（１）ドリル刃Ｄの工具保持構造１００への取り付け
　工具保持構造１００にドリル刃Ｄを取り付ける際には、まず、移動規制部４のコレットナットＣＮを緩めて荷重検出部２及び位置調整部３を移動可能な状態とする。次いで、工具挟持部ＴＨ１のコレットナットＣＮを緩め、コレットナットＣＮの貫通孔ＬＰｈを介して、コレットＣＬの内孔ＣＬｈにドリル刃Ｄの後端領域ＤＲを挿入する。

　ドリル刃Ｄの軸方向位置を所望の位置に調整した後、工具挟持部ＴＨ１のコレットナットＣＮを締めて、コレットＣＬによりドリル刃Ｄを挟持する。荷重検出部２を移動可能な状態としてドリル刃Ｄの位置調整を行うことで、ドリル刃Ｄの位置調整を、荷重検出部２に干渉されることなく自在に行うことができる。

　ドリル刃Ｄの位置を決定した後、位置調整部３を操作して軸方向に移動させ、荷重検出部２をドリル刃Ｄに当接させる。具体的には、本体部１の中心軸Ｘ１上において、起歪体２１の突起部２１２の頂部ｔｐを、後方から、ドリル刃Ｄの後端面Ｄｂｓに当接させる。その後、移動規制部４のコレットナットＣＮを締めて位置調整部３及び荷重検出部２を位置固定する。

（２）工具保持構造１００の旋盤Ｌ１への取り付け
　次に、ドリル刃Ｄを保持した工具保持構造１００を、旋盤Ｌ１に取り付ける。

　旋盤Ｌ１は、図６に示す通り、ベース３０００、ベース３０００の一端側に設けられた主軸台４０００、主軸台４０００に回転可能に支持された主軸５０００、主軸５０００の軸５０００Ｘの方向に延びるベッド６０００、ベッド６０００に沿って移動可能な工具台７０００を主に有する。旋盤Ｌ１は更に、ベース３０００に設けられた制御部８０００及び表示部９０００を有する。

　主軸５０００は、不図示のモータにより駆動されて、軸５０００Ｘ回りに高速で回転可能である。主軸５０００には、不図示のチャックを介して被加工物（ワーク）Ｗが取り付けられる。

　工具台７０００は、下端部においてベッド６０００に摺動可能に接続されている。また、工具台７０００は、主軸５０００の軸５０００Ｘと同軸状に延びる保持孔７０００ｈを有する。

　工具保持構造１００は、旋盤Ｌ１の工具台７０００に取り付ける。具体的には、工具保持構造１００の前端が主軸５０００に対向するように、即ちドリル刃Ｄの先端ＴＰが主軸５０００に対向するように、工具保持構造１００の本体部１を工具台７０００の保持孔７０００ｈに挿入する。

　その後、保持孔７０００ｈの周壁を貫通する不図示の貫通孔に不図示の固定用ボルトを通して、工具保持構造１００を固定する。これにより、工具保持構造１００の中心軸Ｘ１、及びドリル刃Ｄの中心軸が、主軸５０００の中心軸５０００Ｘに一致し、且つドリル刃Ｄの先端ＴＰが主軸５０００に対向した状態で、工具保持構造１００が旋盤Ｌ１に取り付けられる。固定用ボルトの先端を本体部１の平面ｐ１～ｐ３のいずれかに押し当てることにより、工具保持構造１００の回転を防止できる。

　検出用ひずみゲージ２２及び補償用ひずみゲージ２４から延びる配線Ｗ_２２、Ｗ_２４は、制御部８０００に接続する。

（３）工具保持構造１００を用いた切削抵抗（スラスト荷重）の検出
　ドリル刃Ｄを用いた被加工物Ｗの加工、及び加工時にドリル刃Ｄに付加されるスラスト荷重の検出は、次のように行う。

　被加工物Ｗの加工（ここでは穿孔）は、主軸５０００を回転させながら、工具台７０００を主軸５０００側に移動させることにより行う。これにより、主軸５０００と一体に回転する被加工物Ｗに、工具保持構造１００を介して工具台７０００に保持されたドリル刃Ｄの先端ＴＰが押し込まれ、被加工物Ｗに孔が形成される。

　被加工物Ｗにドリル刃Ｄの先端ＴＰが押し込まれるとき、被加工物Ｗからの反力により、ドリル刃Ｄに軸方向の荷重（スラスト荷重）が加えられる。スラスト荷重の大きさは、工具保持構造１００により、次のようにして検出される。

　ドリル刃Ｄにスラスト荷重が加えられる時、ドリル刃Ｄを挟持する工具挟持部ＴＨ１のコレットＣＬがわずかに弾性変形する。これにより、コレットＣＬが軸方向の後方にわずかに移動し、ドリル刃Ｄも工具保持構造１００の軸方向の後方にわずかに移動する。

　工具保持構造１００の軸方向の後方に移動するドリル刃Ｄは、ドリル刃Ｄの後端面Ｄｂｓに当接する起歪体２１の突起部２１２を軸方向の後方に押圧する。したがって、突起部２１２が設けられた起歪部２１１の中心部も軸方向の後方に押圧される。これにより、変形が生じやすい膜状である起歪部２１１に、突起部２１２が起歪部２１１を押す力の大きさ、ひいてはドリル刃Ｄに加えられるスラスト荷重の大きさに応じた大きさのひずみが生じる。

　なお、荷重検出部２の後方への移動を規制する位置調整部３及び移動規制部４は、コレットＣＬの後方への移動をコレットナットＣＮにより規制しているため、後方へは移動し難い。

　起歪部２１１に貼り付けられた検出用ひずみゲージ２２は、起歪部２１１に生じたひずみの大きさに応じてひずみ受感素子の抵抗値を変化させる。配線Ｗ_２２を介して検出用ひずみゲージ２２に接続された制御部８０００は、この抵抗値の変化に基づいてドリル刃Ｄに加えられたスラスト荷重の大きさを求め、表示部９０００に表示する。

　被加工物Ｗの加工時にドリルＤに加えられるスラスト荷重の大きさは、ドリルＤの刃先に欠けや鈍りが生じるにしたがって、即ち刃先の状態が悪化するにしたがって大きくなり得る。したがって、制御部８０００は、求めたスラスト荷重を所定の閾値と比較し、スラスト荷重が所定の閾値を越えた場合には、ドリルＤの交換を促す情報を表示部９０００に表示してもよい。

　本実施形態の工具保持構造１００の製造においては、本体部１、移動規制部４、工具保持部ＴＨ１を、市販の両頭コレットホルダにより与えてもよい。両頭コレットホルダの本体部により本体部１が、両頭コレットホルダの一端側のコレット及びコレットナットにより移動規制部４が、両頭コレットホルダの他端側のコレット及びコレットナットにより工具保持部ＴＨ１が与えられる。

　この場合は、本実施形態の荷重検出構造１１０を市販の両頭コレットホルダに挿入するのみで、容易に本実施形態の工具保持構造１００を製造することができる。

　本実施形態の効果を以下にまとめる。

　本実施形態の工具保持構造１００においては、ドリル刃Ｄを保持するための工具挟持部ＴＨ１が取り付けられる本体部１の内部に、切削抵抗（スラスト荷重）を検出するための荷重検出部２が配置されている。したがって、工具保持機能とスラスト荷重検出機能とを共に備え且つ構造が簡易である。

　本実施形態の工具保持構造１００においては、工具挟持部ＴＨ１がコレットＣＬによりドリル刃Ｄを挟持している。したがって、ドリル刃Ｄの中心軸が工具保持構造１００の中心軸に一致した好適な状態でのドリル刃Ｄの保持を、容易に実現することができる。同様に、移動規制部４がコレットＣＬにより位置調整部３を挟持しているため、位置調整部３の中心軸が工具保持構造１００の中心軸に一致した好適な状態での位置調整部３の位置固定を、容易に実現することができる。

　また、ドリル刃Ｄ及び位置調整部３の中心軸と、工具保持構造１００の中心軸との位置合わせが容易であるということは、ドリル刃Ｄと荷重検出部２との位置合わせが容易であることを意味する。即ち、本実施形態の工具保持構造１００は、移動規制部４及び工具保持部ＴＨ１がコレットＣＬを備えるため、荷重検出部２の起歪体２１とドリル刃Ｄとの位置合わせが容易であり、高精度の荷重検出を容易に実現できる。

　本実施形態の工具保持構造１００及び荷重検出構造１１０は、荷重検出部２が軸方向に移動可能であり、位置調整部３と移動規制部４とにより荷重検出部２の軸方向位置を調整するように構成されている。したがって、ドリル刃Ｄの長さに応じて荷重検出部２の位置を変更することで、様々な寸法のドリル刃Ｄを、スラスト荷重の検出が可能な状態で保持することができる。

　本実施形態の工具保持構造１００及び荷重検出構造１１０の荷重検出部２は、膜状の起歪部２１１を備えており、加えられるスラスト荷重に応じた起歪部２１１の変形量が比較的大きい。したがって、スラスト荷重が小さい場合でも、検出用ひずみゲージ２２を用いた荷重検出を高い精度で行うことができる。

　本実施形態の工具保持構造１００及び荷重検出構造１１０においては、荷重検出部２の起歪体２１が、起歪部２１１の中心部から延びる突起部２１２を有しており、起歪体２１は、突起部２１２においてドリル刃Ｄと当接している。このように、膜状の起歪部２１１とドリル刃Ｄとを直接当接させるのではなく、起歪部２１１から軸方向に延びる略棒状の突起部２１２をドリル刃Ｄに当接させることで、起歪体２１を、様々な形状のドリル刃Ｄに、好適に当接させることができる。

　具体的には例えば、ドリル刃Ｄが短く、ドリル刃Ｄの後端面Ｄｂｓが工具挟持部ＴＨ１のコレットＣＬの後端よりも前方に位置する場合でも、突起部２１２をコレットＣＬの内孔ＣＬｈに挿入してドリル刃Ｄの後端面Ｄｂｓに当接させることができる。更に、ドリル刃Ｄの径が小さく、これを挟持するコレットＣＬの内孔ＣＬｈも小さい場合でも、突起部２１２をコレットＣＬの内孔ＣＬｈに挿入してドリル刃Ｄの後端面Ｄｂｓに当接させることができる。

　本実施形態の工具保持構造１００及び荷重検出構造１１０は、荷重検出部２が補償用ひずみゲージ２４を有しているため、荷重計測の精度が高い。即ち、ドリル刃Ｄからの荷重によっては変形せず、周囲の温度変化に応じた膨張／収縮のみを生じる起歪体支持部２３に貼り付けられた補償用ひずみゲージの出力を参照することで、荷重検出時に温度誤差を抑制することができる。

　本実施形態の工具保持構造１００の製造においては、市販の両頭コレットホルダを活用して、製造コストの削減及び製造期間の短縮を実現することができる。

＜変形例＞
　第１実施形態の工具センサ１００において、次の変形態様を用いることもできる。

　第１実施形態の工具保持構造１００及び荷重検出構造１１０においては、荷重検出部２の起歪体２１は突起部２１２を有さなくてもよい。この場合は例えば、ドリル刃Ｄの後端面Ｄｂｓを起歪部２１１に直接当接させてもよい。なお、本発明において「起歪体が棒状工具に当接する」とは、起歪体と棒状工具とが直接接触する場合のみではなく、起歪体と棒状工具との間に、なんらかの介在物（荷重を伝達する部材）が存在する場合も含むものとする。

　第１実施形態の工具保持構造１００及び荷重検出構造１１０において、膜状の起歪部２１１を有する起歪体２１に代えて、コラム（円柱）型の起歪体２５を用いてもよい（図７）。この場合は例えば、起歪体２５の中心軸を本体部１の中心軸に一致させた状態で、起歪体２５の一端面を凹部Ｒの底面に当接させ、他端面をドリル刃Ｄの後端面Ｄｂｓに当接させる。ひずみゲージ２２（図７では不図示）は、起歪体２５の外周面に取り付けられる。ひずみゲージ２２から延びる配線Ｗ_２２は例えば、凹部Ｒの底面及び内周面に形成された溝を介して内孔２３ｈに導かれ得る。この態様においても、起歪体２５は本体部１の中心軸Ｘ１上においてドリル刃Ｄに当接する。なお、本発明において、起歪体とドリル刃（棒状工具）とが軸上で当接するという場合は、起歪体と棒状工具とが実際に軸上で当接する態様のほか、起歪体と棒状工具とが、棒状工具から起歪体へと加えられる荷重の重心が軸上に位置するように当接する態様も含むものとする。

　第１実施形態の工具保持構造１００及び荷重検出構造１１０においては、荷重検出部２の起歪体２１と起歪体支持部２３とを同一の材料で形成しているが、これには限られない。起歪体支持部２３は、起歪体２１を形成する材料と線膨張係数が等しい又は類似する任意の材料により形成することができる。起歪体２１を形成する材料と起歪体支持部２３を形成する材料との間で線膨張係数が一致又は類似していれば、起歪体支持部２３に貼り付けられた補償用ひずみゲージ２４は、温度誤差補償機能を果たすことができる。

　第１実施形態の工具保持構造１００及び荷重検出構造１１０において、荷重検出部２の起歪体保持部２３及び補償用ひずみゲージ２４を省略してもよい。この場合は例えば、位置調整部３を起歪体２１に当接させてもよい。

　第１実施形態の工具保持構造１００及び荷重検出構造１１０において、検出用ひずみゲージ２２から延びる配線Ｗ_２２、及び／又は補償用ひずみゲージ２４から延びる配線Ｗ_２４を省略し、検出信号を無線により送信する構成としてもよい。また、この場合は、荷重検出部２の起歪体支持部２３の内孔２３ｈを省略してもよく、位置調整部３は内孔３ｈを有さない丸棒とし得る。

　第１実施形態の工具保持構造１００及び荷重検出構造１１０において、位置調整部３の外周面に雄ねじを形成してもよい。この場合は、本体部１の内周面に雌ねじを形成して位置調整部３の雄ねじを螺合させ、位置調整部３の回転に応じた軸方向の移動により荷重検出部２の位置調整を行う。この態様においては、移動規制部４は省略し得る。

　第１実施形態の工具保持構造１００において、荷重検出部２は、本体部１の内部において位置固定されていてもよい。この場合は、位置調整部３及び移動規制部４は省略し得る。

　第１実施形態の工具保持構造１００においては、工具挟持部ＴＨ１はコレットナットＣＮとテーパ形状を有するコレットＣＬとを有していたが、これには限られない。工具挟持部ＴＨ１は、ドリル刃Ｄを、周方向については旋削時に回転が生じない強さで固定し、且つ軸方向については微小な移動を許容する強さで固定する任意の態様でドリル刃Ｄを挟持し得る。

　具体的には例えば、コレットＣＬはテーパ形状を有さなくてもよい。このようなコレットであっても、本体部１の前端領域１Ｒのテーパ状の内周面により、内径が縮小され、ドリル刃Ｄを挟持できる。

　コレットＣＬ及びコレットナットＣＮに代えて、２つ以上のくさび型の挟持具によりドリル刃Ｄの後端領域ＤＲを挟持し、当該くさび型の挟持具とドリル刃Ｄの後端領域ＤＲとを、本体部１の前端領域１Ｒに嵌入してもよい。

　工具挟持部５の全部又は一部は、必ずしも本体部１と別体の部材である必要はない。例えば、本体部１の前端領域１Ｒに軸方向に延びる１つ以上のスリットを形成するとともに、前端領域１Ｒの内径は軸方向において一定とする。その上で、外周面Ｆｏにテーパ雌ねじが形成されたナットを螺合させると、当該ナットの締め付けにより前端領域１Ｒの内径が縮小し、ドリル刃Ｄを挟持し得る（テーパねじ式のコレット一体型ホルダ）。

　その他、単に本体部１の前端側にドリル刃Ｄの後端近傍を嵌入し、締まり嵌めによりドリル刃Ｄを保持してもよい。この場合は、ドリル刃Ｄの周方向の回転を防止するための、キー及びキー溝を、本体部１及びドリル刃Ｄに設けてもよい。また、ドリル刃Ｄにキー又はキー溝を与えるための取付具をドリル刃Ｄの後端領域ＤＲに取り付けてもよい。　

　第１実施形態においては、旋盤Ｌ１にドリル刃Ｄを固定する場合を例として説明したがこれには限られない。工具保持構造１００は、工作機械において、任意の棒状工具を静止工具として使用する際に、これを保持することができる。棒状工具は、ドリル刃の他には例えば、タップやリーマを含む。

　第１実施形態及び上記変形態様の工具保持構造の製造において、両頭コレットホルダに代えて、筒状の本体部の一端側にのみコレット及びコレットナットが取り付けられたコレットホルダを用いてもよい。

　第１実施形態及び上記変形態様の工具保持構造と、旋盤Ｌ１が備える制御部８０００とにより、工具状態監視システムを構成してもよい。この工具状態監視システムは例えば、検出用ひずみゲージ２２の出力に基づいてドリル刃Ｄに加えられた切削抵抗（スラスト荷重）を求め、求めた切削抵抗と所定の閾値との比較に基づいてドリル刃Ｄの交換の要否を判定する。具体的には例えば、求めた切削抵抗が所定の閾値を越えた場合に、ドリル刃Ｄの交換が必要であると判定する。判定結果は、任意の表示部に表示されてもよい。

＜第２実施形態＞
　本発明の第２実施形態の工具保持構造６００及び荷重検出構造６１０について、工具保持構造６００を用いてドリル刃を旋盤に固定して、被加工物（ワーク）の旋削加工を行う場合を例として説明する。

　図８、図９に示す通り、工具保持構造６００は中心軸Ｘ６を有する長尺形状であり、筒状の本体部６と、本体部６の一端側に取り付けられた給油部７と、本体部６の内部に配置された位置調整部８及び荷重検出部９と、本体部６の他端側でドリルＤを挟持する工具挟持部ＴＨ２とを有する。

　以下の説明においては、中心軸Ｘ６の延びる方向を工具保持構造６００の軸方向と呼び、中心軸Ｘ６から延びる放射方向及び中心軸Ｘ６回りの方向をそれぞれ、工具保持構造６００の径方向、周方向と呼ぶ。軸方向においては、本体部６の工具挟持部ＴＨ２側、給油部７側をそれぞれ、前側、後側と呼ぶ。

　本体部６は、金属（一例として工具鋼（例えばＳＫ材）等）により形成されている。本体部６は、軸（中心軸）Ａ６を有する円筒状であり、軸Ａ６に沿って延びる内孔６ｈを有する（図９、図１０）。本体部６の軸Ａ６は工具保持構造６００の中心軸Ｘ６に等しい。

　本体部６は、軸方向の後側から順番に、被保持領域６１と、前端領域６２とを含む。

　被保持領域６１における本体部６の外周面ＯＳ６には、本体部６の径方向に直交する３つの平面ｐｐ１、ｐｐ２、ｐｐ３が形成されている（図１０（ｂ））。平面ｐｐ１、ｐｐ３の法線は互いに一致しており、平面ｐｐ２の法線は平面ｐｐ１、ｐｐ３の法線に直交している。平面ｐｐ１、ｐｐ３は互いに反対側を向いている。平面ｐｐ１、ｐｐ２、ｐｐ３はそれぞれ平面視矩形であり、被保持領域６１の軸方向略全域に渡って延びている。被保持領域６１における本体部６の外径は軸方向の略全域に渡って一定であり、一例として１０ｍｍ～４０ｍｍ程度、より好適には２０ｍｍ～３２ｍｍ程度とし得る。なお、外周面ＯＳ６には平面ｐｐ１～ｐｐ３の少なくとも１つが形成されているのみでもよく、平面ｐｐ１～ｐｐ３が形成されていなくてもよい。

　被保持領域６１においては、内孔６ｈを画定する内周面ＩＳ６の断面形状（軸方向に直交する面による断面の形状）は、軸方向の全域において円形である。

　被保持領域６１において、内周面ＩＳ６は、軸方向の後側から順に、後側大径領域ＩＳ６ａ、小径領域ＩＳ６ｂ、前側大径領域ＩＳ６ｃを含む。後側大径領域ＩＳ６ａと小径領域ＩＳ６ｂ、小径領域ＩＳ６ｂと前側大径領域ＩＳ６ｃはそれぞれ、テーパ状に接続されている。

　後側大径領域ＩＳ６ａにより画定される内孔６ｈの径は、一例として１０ｍｍ～１５ｍｍ程度とし得る。後側大径領域ＩＳ６ａの後端近傍の領域には雌ねじＦＳが形成されている。

　小径領域ＩＳ６ｂにより画定される内孔６ｈの径は、後側大径領域ＩＳ６ａにより画定される内孔６ｈの径よりも小さく、一例として８ｍｍ～１３ｍｍ程度とし得る。小径領域ＩＳ６ｂには、軸方向の全域において雌ねじＦＳが形成されている。

　前側大径領域ＩＳ６ｃにより画定される内孔６ｈの径は、小径領域ＩＳ６ｂにより画定される内孔６ｈの径よりも大きく、一例として、後側大径領域ＩＳ６ａにより画定される内孔６ｈの径と同一とし得る。

　前端領域６２における本体部６の外周面ＯＳ６には雄ねじＭＳが形成されている。

　前端領域６２においては、内孔６ｈを画定する内周面ＩＳ６の断面形状（軸方向に直交する面による断面の形状）は、軸方向の全域において円形である。前端領域６２における本体部６の内周面ＩＳ６は、軸方向前側に向かうにしたがって広がるテーパ状に形成されている。即ち、前端領域６２においては、内孔６ｈの径は、後端において最も小さく、前側に向かうにしたがって次第に大きくなる。

　図９、図１０（ａ）に示すように、本実施形態では、本体部６の外周面ＯＳ６に、被保持領域６１と前端領域６２とにまたがるフランジＦが形成されている。

　給油部７は、本体部６の内孔６ｈに切削油を供給するための給油口を与える部分である。

　図８、９に示す通り、給油部７は、本体部６の後端部に取り付けられた流路付ボルト７１と、流路付ボルト７１に取り付けられたホースジョイント７２とを含む。

　図１１に示す通り、流路付ボルト７１は軸（中心軸）Ａ７を有するボルトであり、頭部７１Ｈと、頭部７１Ｈから軸Ａ７に沿って前方に延びる軸部７１Ａとを含む。

　頭部７１Ｈは六角柱状である。頭部７１Ｈには、軸Ａ７に沿って延びる内孔７１ｈ１、７１ｈ２と、頭部７１Ｈの外周面に凹設されたねじ孔ｔｈと、径方向に延びて内孔７１ｈ２とねじ孔ｔｈとを繋ぐ連結孔ｃｈとが形成されている。なお、頭部７１Ｈは本実施形態では六角柱状であるが、これには限定されず、円筒形状等の任意の形状とし得る。

　内孔７１ｈ２は内孔７１ｈ１よりも前方に位置しており、内孔７１ｈ１よりも径が大きい。内孔７１ｈ１の径は一例として４ｍｍ～８ｍｍ程度、内孔７１ｈ２の径は一例として６ｍｍ～１０ｍｍ程度とし得る。内孔７１ｈ１と内孔７１ｈ２とは互いに連通して、頭部７１Ｈを軸方向に貫通する貫通孔を構成している。内孔７１ｈ１を画定する周面には、周方向の全域に渡って溝Ｇ_７１が形成されている。

　連通孔ｃｈは、内孔７１ｈ１と内孔７１ｈ２との接続部の近傍において、内孔７１ｈ２に連通している。

　軸部７１Ａは円筒状である。軸部７１Ａの外周面には雄ねじＭＳが形成されている。軸部７１Ａの中心部には、軸Ａ７に沿って延びる内孔７１ｈ３が形成されている。内孔７１ｈ３は頭部７１Ｈの内孔７１ｈ２に連通している。内孔７１ｈ２の径と内孔７１ｈ３の径は同一とし得る。

　ホースジョイント７２（図８、図９）は、貫通孔７２ｈを有する筒状であり、軸方向に沿ってホース接続部７２１、六角部７２２、雄ねじ部７２３を有する。ホースジョイント７２としては例えば、市販のタケノコ継手や、一般的なホール／管用のインレットを使用し得る。

　ホースジョイント７２は、雄ねじ部７２３を流路ボルト７１の頭部７１Ｈのねじ孔ｔｈに螺合することにより、流路付ボルト７１に接続されている。

　給油部７は、図１４に示すように、流路付ボルト７１の軸部７１Ａの雄ねじＭＳを、本体部６の内周面ＩＳ６の後側小径領域ＩＳ６ａに形成された雌ねじＦＳに螺合させて、本体部６の後端に取り付けられている。この状態において、流路付ボルト７１の軸Ａ７は、本体部６の軸Ａ６に一致している。また、本体部６の後端面と、流路付ボルト７１の頭部７１Ｈの前面との間には、これらの面に密着した状態で環状のガスケットＧＫが挟まれている。これにより、工具保持構造６００の内部に切削油が流される際（詳細後述）に、切削油の漏れが防止される。

　位置調整部８（図１２）は、荷重検出部９（詳細後述）を後方から支持するとともに、荷重検出部９と一体に軸方向に移動して荷重検出部９の軸方向の位置を調整する部材である。

　位置調整部８は、炭素鋼（一例としてＳＣ材）、ステンレス鋼等の金属で形成された略円筒状の部材であり、軸（中心軸）Ａ８に沿って延びる内孔８ｈを有する。位置調整部８は、軸方向の後端側から順番に、後端領域８１、延在領域８２、大径領域８３、支持領域８４を含む。

　図８、図９に示す通り、後端領域８１にはＤカット部ＤＣが形成されており、Ｄカット面ＤＣｓが軸Ａ８に平行な面内に延びている（図８）。なお、Ｄカット部ＤＣにＤカット面ＤＣｓと平行な他のＤカット面を更に設けてもよい。この場合、２つのＤカット面をスパナ等で挟んで位置調整部８を回転させることができる。

　延在領域８２における位置調整部８の外径は、後端領域８１における位置調整部８の外径よりも大きく、一例として４ｍｍ～８ｍｍ程度とし得る。

　大径領域８３における位置調整部８の外径は、延在領域８２における位置調整部８の外径よりも大きく、一例として８ｍｍ～１３ｍｍ程度とし得る。大径領域８３の後端近傍は、テーパ状に径が小さくなって延在領域８２に接続している。大径領域８３の前端近傍も同様に、テーパ状に径が小さくなって支持領域８４に接続している。

　大径領域８３においては、位置調整部８の外周面ＯＳ８に雄ねじＭＳが形成されている。また、大径領域８３においては、外周面ＯＳ８の周方向３か所に、軸方向に延びる溝（連通路）Ｇ_８３が形成されている。溝Ｇ_８３はそれぞれ、軸方向において大径領域８３の全域に渡って延びており、大径領域８３の前側及び後側に開口している。なお、本実施形態では３つの溝Ｇ_８３が周方向に等間隔に設けられているがこれには限られない。溝Ｇ_８３の数、及び配置は適宜変更し得る。

　支持領域８４における位置調整部８の外径は、大径領域８３における位置調整部８の外径よりも小さく、一例として６ｍｍ～１２ｍｍ程度とし得る。支持領域８４の前端近傍の領域には凹部Ｒ８が形成されている。凹部Ｒ８は、位置調整部８の前端面８ｆｓの中央部に形成された断面円形の凹孔であり、その深さは、本実施形態では、支持領域８４の軸方向の長さの約１／２程度である。凹部Ｒ８の底面には内孔８ｈの前端が開口している。

　内孔８ｈは、荷重検出部９から延びる配線Ｗ_９２、Ｗ_９４（図１４）を通すための通路であり、任意の径を有し得る。

　図１４に示す通り、位置調整部８は、本体部６の内孔６ｈに、本体部６と同軸状に挿入されている。この状態においては、大径領域８３における外周面ＯＳ８の雄ねじＭＳが、本体部６の内周面ＩＳ６の小径領域ＩＳ６ｂの雌ねじＦＳに螺合している。また、延在領域８２が、給油部７の流路付ボルト７１の内孔７１ｈ１～７１ｈ３を貫通しており、後端領域８１は本体部６及び給油部７の後方に突出している。

　流路付ボルト７１の内孔７１ｈ１に設けられた溝Ｇ_７１にはＯリングＯＲが配置されている。ＯリングＯＲは、内孔７１ｈ１を貫通する位置調整部の延在部８２の外周面ＯＳ８に密接している。これにより、工具保持構造６００の内部に切削油が流される際（詳細後述）に、切削油の漏れが防止される。

　荷重検出部９は、工具保持構造６００がドリル刃Ｄを保持した状態において、ドリル刃Ｄに軸方向に加えられる荷重（スラスト荷重）を検出する、ダイヤフラム型のロードセルである。

　荷重検出部９は、図１３に示す通り、起歪体９１と、起歪体９１に貼り付けられた検出用ひずみゲージ９２と、起歪体９１を支持する起歪体支持部９３と、起歪体支持部９３に貼り付けられた補償用ひずみゲージ９４とを有する。

　起歪体９１は、一例として鉄、ステンレス鋼（ＳＵＳ）やアルミニウム（アルミニウム合金）等の金属で形成されている。

　起歪体９１は、軸Ａ９に直交する面内に軸Ａ９を中心として広がる円形膜状の起歪部９１１と、起歪部９１１の中央部から軸Ａ９方向の一方側に突出する突起部９１２と、起歪部９１１の外周部から突起部９１２と同じ方向に立ち上がる壁部９１３と、壁部９１３の先端から起歪部９１１の径方向の外側に突出するフランジ部９１４とを含む。起歪部９１１、突起部９１２、壁部９１３、及びフランジ部９１４は一体に形成されていてもよい。

　起歪部９１１の外径は、一例として６ｍｍ～１２ｍｍ程度、厚さは一例として０．５ｍｍ～２ｍｍ程度とし得る。起歪部９１１は膜状であるため他の部分よりも変形しやすく、突起部９１２により軸Ａ９の方向に押されることによって容易に変形し、ひずみを生じる（詳細後述）。

　突起部９１２は、略円錐状であり、先端ｔｐには丸みが与えられている。突起部９１２は、突起部９１２の中心軸が軸Ａ９に一致するように設けられている。突起部９１２の長さは限定されないが、一例として２ｍｍ～１０ｍｍ程度とし得る。突起部９１２の径は、起歪部９１１との接続部において１～４ｍｍ程度とし得る。

　壁部９１３は、起歪部９１１の周方向全域に設けられている。壁部９１３の内面９１３ｉは、軸Ａ９に対して傾いている。

　フランジ部９１４は、壁部９１３の周方向全域に設けられている。

　検出用ひずみゲージ９２は、起歪部９１１の、突起部９１２が形成された面とは反対側の面に貼り付けられている。検出用ひずみゲージ９２の構造は任意であるが、一例として４つのひずみ受感素子を備えるひずみゲージを用いてよい。

　検出用ひずみゲージ９２は、本実施形態では起歪部９１１の中央部に貼り付けられている。

　起歪体支持部９３は、本実施形態では起歪体９１と同一の材料で形成されている。

　起歪体支持部９３は、軸Ａ９を中心軸とする略円筒状の部材であり、軸Ａ９方向に並ぶ大径領域９３Ｌ及び小径領域９３Ｓを含む。大径領域９３Ｌの外径は、起歪部９１のフランジ部９１４の外径と同一であり、位置調整部８の支持領域８４における外径に等しい。小径領域９３Ｓの外径は大径領域９３Ｌの外径よりも小さい。大径領域９３Ｌと小径領域９３Ｓとの接続部には環状の段差面ｓｓが画定されている。

　起歪体支持部９３の大径領域９３Ｌには、端面９３Ｌｓから軸Ａ９方向に延びる凹部Ｒ９が形成されている。凹部Ｒ９の断面形状は円形である。

　凹部Ｒ９の底面と、起歪体支持部９３の小径領域９３Ｓ側の端面９３Ｓｓとの間には、軸Ａ９沿いに延びる内孔９３ｈが形成されている。内孔９３ｈは、検出用ひずみゲージ９２から延びる配線Ｗ_９２（図１４）を通過させるための孔であり、任意の寸法を有し得る。

　図１３に示す通り、起歪体９１と起歪体支持部９３とは、起歪体９１の起歪部９１１及び壁部９１３を起歪体支持部９３の凹部Ｒ９に嵌入させることによる締まり嵌め結合により一体に結合されている。起歪体９１と起歪体支持部９３とが結合された状態において、起歪体９１と起歪体支持部９３とは同軸状であり、起歪体９１のフランジ部９１４に起歪体支持部９３の端面９３Ｌｓが当接している。

　起歪体９１と起歪体支持部９３とが結合された状態において、凹部Ｒ９の内部に、起歪体９１と起歪体支持部９３とに囲まれた密閉空間が画定され、検出用ひずみゲージ９２は当該空間内に配置される。凹部Ｒ９の深さは、起歪体９１にひずみが生じた際に、起歪部９１１及び検出用ひずみゲージ９２が起歪体支持部９３に接触しないように設計される。これにより、荷重検出部９における荷重検出の精度が保たれる。

　補償用ひずみゲージ９４は、起歪体支持部９３の小径領域９３Ｓ側の端面９３Ｓｓに貼り付けられている。補償用ひずみゲージ９４の構造は任意であるが、検出用ひずみゲージ９２と同一のひずみゲージを使用し得る。

　図１４に示す通り、荷重検出部９は、起歪体支持部９３の小径領域９３Ｓを、位置調整部８の支持部８４の凹部Ｒ８に嵌入させることによる締まり嵌め結合により位置調整部８に結合されている。この状態において荷重検出部９は、軸Ａ９を本体部６の軸Ａ６に一致させた状態で、本体部６の内孔６ｈの内部に配置されている。

　検出用ひずみゲージ９２から延びる配線Ｗ_９２は、起歪体支持部９３の内孔９３ｈ及び位置調整部８の内孔８ｈを介して、工具保持構造６００の後端側へと延びている。補償用ひずみゲージ９４から延びる配線Ｗ_９４は、位置調整部８の内孔８ｈを介して、工具保持構造６００の後端側へと延びている。

　工具挟持部ＴＨ２（図８、図９）は、ドリルＤを挟持するための構造である。

　工具挟持部ＴＨ２は、本体部６の前端において内孔６ｈに嵌入されてドリルＤを挟持するコレットＣＬと、本体部６の前端領域６２の外周面ＯＳ６に形成された雄ねじＭＳに螺合してコレットＣＬを位置固定するコレットナットＣＮとを含む。

　コレットＣＬは、一般的なコレット（コレットチャック）である。即ち内孔ＣＬｈを有する略円筒形であり、軸方向に延びる複数のスリットＳを有し、径方向内向きの力を受けた際に弾性変形して外径及び内径が縮小するように構成されている。内孔ＣＬｈの径（把握径）は一例として０．５ｍｍ～１３ｍｍ程度とし得る。

　コレットＣＬは、軸方向の一端の近傍に外径が最も大きい大径部ＭＸを有し、大径部ＭＸから当該一端部に向かうにしたがって外径が小さくなる第１テーパ領域Ｔ１と、大径部ＭＸから他端部に向かうにしたがって外径が小さくなる第２テーパ領域Ｔ２とを有する。第２テーパ領域Ｔ２のテーパ角は第１テーパ領域Ｔ１のテーパ角よりも小さい。

　コレットナットＣＮは、一般的なコレットナットであり、円筒状の本体部ＭＰと、本体部ＭＰの一端に設けられた蓋部ＬＰ（図１４）とを有する。本体部ＭＰの外周面には、締結工具を係合するための複数の係合溝ＥＧ（図８、図９）が、周方向に沿って等間隔に設けられている。

　本体部ＭＰの内周面は、蓋部ＬＰが設けられた端部から他端側へと向かうにしたがって内径が大きくなるテーパ領域Ｔ３（図１４）と、テーパ領域Ｔ３と他端側との間のねじ領域Ｓ１とを有する。テーパ領域Ｔ３のテーパ角は、コレットＣＬの第１テーパ領域Ｔ１のテーパ角に略等しい。ねじ領域Ｓ１には雌ねじＦＳが形成されている。

　蓋部ＬＰの中央部には、円形状の貫通孔ＬＰｈ（図１４）が形成されている。貫通孔ＬＰｈの径は、一例として０．５ｍｍ～１３ｍｍ程度とし得る。後述する通り、切削油は貫通孔ＬＰｈを介してドリルＤに噴出するため、貫通孔ＬＰｈを小さくするほど、より高速度で噴出する。

　工具挟持部ＴＨ２のコレットＣＬは、図１４に示す通り、ドリル刃Ｄの後端領域ＤＲを内孔ＣＬｈ内に配置した状態で、第２テーパ領域Ｔ２が本体部１の前端領域６２の内孔６ｈにはめ込まれている。大径部ＭＸの外径が本体部６の前端における内孔６ｈの径よりも大きいため、大径部ＭＸは軸方向において本体部６の外側に位置している。

　工具挟持部ＴＨ２のコレットナットＣＮの雌ねじＦＳは、図１４に示す通り、ドリル刃Ｄが蓋部ＬＰの貫通孔ＬＰｈを貫通し、コレットＣＬの第１テーパ領域Ｔ１の外周面がテーパ領域Ｔ３の内周面に当接した状態で、本体部６の前端領域６２の雄ねじＭＳに螺合している。

　この状態において、コレットナットＣＮを締めれば、コレットＣＬが後方に押されて内孔６ｈに入り込み、コレットＣＬの内孔ＣＬｈの径は小さくなる。したがって、ドリル刃ＤはコレットＣＬにより挟持されて、工具保持構造６００に保持される。この状態において、ドリル刃Ｄの中心軸は工具保持構造６００の中心軸Ｘ６に一致する。

　即ち工具保持構造６００は、ドリル刃Ｄが工具保持構造６００の前端から前方へと中心軸Ｘ６に沿って延び、ドリル刃Ｄの先端ＴＰ（図１５）が工具保持構造６００の前方に位置するように、ドリル刃Ｄを保持する。

　コレットナットＣＮを緩めれば、コレットＣＬが前方、即ち内孔６ｈから脱落する方向に移動可能となる。したがって、コレットＣＬの内孔ＣＬｈの径が大きくなり、ドリル刃Ｄの取り外しが可能となる。

　上述した構造を有する工具保持構造６００の内部には、ホースジョイント７２の貫通孔７２ｈ、流路付ボルト７１の接続孔ｃｈ、流路付ボルト７１の内孔７１ｈ２、７１ｈ３を画定する周面と位置調整部８の外周面ＯＳ８との間の空間、本体部６の内周面ＩＳ６と位置調整部８の外周面ＯＳ８との間の空間（小径領域ＩＳ６ｂの雌ねじＦＳと大径領域８３の雄ねじＭＳが螺合している領域においては溝Ｇ_８３）、本体部６の内周面ＩＳ６と荷重検出部９の外縁との間の空間、及びコレットＣＬのスリットＳにより、切削油のための供給流路が構成されている。

　なお、上述した構造を有する工具保持構造６００のうち、荷重検出部９と位置調整部８とにより、本実施形態の荷重検出構造６１０（図９）が構成される。

　次に、第２実施形態の工具保持構造６００の使用方法を説明する。

（１）ドリル刃Ｄの工具保持構造６００への取り付け
　工具保持構造６００にドリル刃Ｄを取り付ける際には、まず、位置調整部８を回転させて位置調整部８及び荷重検出部９を後方に移動させる。具体的には、位置調整部８の後端領域８１のＤカット部ＤＣに工具を係合させて位置調整部８を軸Ａ８回りに回転させる。これにより、大径部８３の雄ねじＭＳが本体部６の内周面ＩＳ６の雌ねじＦＳに螺合している位置調整部８は、本体部６に対して軸方向に移動する。

　次いで、工具挟持部ＴＨ２のコレットナットＣＮを緩め、コレットナットＣＮの貫通孔ＬＰｈを介して、コレットＣＬの内孔ＣＬｈにドリル刃Ｄの後端領域ＤＲを挿入する。

　ドリル刃Ｄの軸方向位置を所望の位置に調整した後、工具挟持部ＴＨ２のコレットナットＣＮを締めて、コレットＣＬによりドリル刃Ｄを挟持する。荷重検出部９を後方に退避させた状態でドリル刃Ｄの位置調整を行うことで、ドリル刃Ｄの位置調整を、荷重検出部９に干渉されることなく自在に行うことができる。

　ドリル刃Ｄの位置を決定した後、位置調整部８を回転させて軸方向に移動させ、荷重検出部９をドリル刃Ｄに当接させる。具体的には、本体部６の軸Ａ６上において、起歪体９１の突起部９１２の頂部ｔｐを、後方から、ドリル刃Ｄの後端面Ｄｂｓに当接させる（図１４）。

（２）工具保持構造６００の旋盤Ｌ２への取り付け
　次に、ドリル刃Ｄを保持した工具保持構造１００を、旋盤Ｌ２に取り付ける。

　旋盤Ｌ２は、図１５に示す通り、ベース３０００、ベース３０００の一端側に設けられた主軸台４０００、主軸台４０００に回転可能に支持された主軸５０００、主軸５０００の軸５０００Ｘの方向に延びるベッド６０００、ベッド６０００に沿って移動可能な工具台７０００を主に有する。旋盤Ｌ２は更に、ベース３０００に設けられた制御部８０００、切削油タンク８１００、及び表示部９０００を有する。

　工具保持構造６００は、旋盤Ｌ２の工具台７０００に取り付ける。具体的には、工具保持構造６００の前端が主軸５０００に対向するように、即ちドリル刃Ｄの先端ＴＰが主軸５０００に対向するように、工具保持構造６００の本体部６の被保持領域６１を工具台７０００の保持孔７０００ｈに挿入する。

　その後、保持孔７０００ｈの周壁を貫通する不図示の貫通孔に不図示の固定用ボルトを通して、工具保持構造６００を固定する。これにより、工具保持構造６００の中心軸Ｘ６、及びドリル刃Ｄの中心軸が、主軸５０００の中心軸５０００Ｘに一致し、且つドリル刃Ｄの先端ＴＰが主軸５０００に対向した状態で、工具保持構造６００が旋盤Ｌ２に取り付けられる。固定用ボルトの先端を本体部６の平面ｐｐ１～ｐｐ３のいずれかに押し当てることにより、工具保持構造６００の回転を防止できる。

　検出用ひずみゲージ９２及び補償用ひずみゲージ９４から延びる配線Ｗ_９２、Ｗ_９４は、制御部８０００に接続する。また、切削油タンク８１００から延びる給油ホース（不図示）を給油部７のホースジョイント７２に接続する。

（３）切削油の供給　
　ドリル刃Ｄを用いた被加工物Ｗの加工中は、次の様にして、切削油タンク８１００の切削油が、工具保持構造６００の切削油用の供給路を介して、ドリル刃Ｄと被加工物Ｗとの接触箇所に供給される。

　切削油タンク８１００内に貯蔵された切削油は、給油ホース（不図示）の経路上に配置されたポンプ（不図示）により、給油ホースを介して、給油部７に送られる。給油部７に送られた切削油は、工具保持構造６００の内部に構成された切削油用の供給路を流れて、ドリル刃Ｄと被加工物Ｗとの接触箇所に吹き付けられる。

　切削油用の供給路においては、切削油は、次のように流れる（図１６）。

　切削油は、ホースジョイント７２の貫通孔７２ｈ、流路付ボルト７１の連結孔ｃｈを通って、流路付ボルト７１の内孔７１ｈ２、７１ｈ３へと流される。

　流路付ボルト７１の内孔７１ｈ２、７１ｈ３においては、切削油は、内孔７１ｈ２を画定する内周面と位置調整部８の延在領域８２における外周面ＯＳ８との間の筒状の空間ＳＰ１を、軸方向の前側に向かって流れる。内孔７１ｈ３においては、切削油は、内孔７１ｈ３を画定する内周面と位置調整部８の延在領域８２における外周面ＯＳ８との間の筒状の空間ＳＰ２を、軸方向の前側に向かって流れる。

　その後、切削油は、本体部６の内周面ＩＳ６の後側大径領域ＩＳ６ａと位置調整部８の延在領域８２における外周面ＯＳ８との間の筒状の空間ＳＰ３、及び本体部６の内周面ＩＳ６の小径領域ＩＳ６ｂと位置調整部８の延在領域８２における外周面ＯＳ８との間の筒状の空間ＳＰ４を、この順番で、軸方向の前側に向けて流れる。位置調整部８の大径領域８３の雄ねじＭＳが、本体部６の内周面ＩＳ６の小径領域ＩＳ６ｂの雌ねじＦＳに螺合する領域においては、切削油は、位置調整部８の大径領域８３に形成された３つの溝Ｇ_８３を通り、大径領域８３の前側へと流れる。

　溝Ｇ_８３を抜けた切削油は、その後、本体部６の内周面ＩＳ６の前側大径領域ＩＳ６ｃと位置調整部８の支持領域８４における外周面ＯＳ８との間の筒状の空間ＳＰ５、及び本体部６の内周面ＩＳ６の前側大径領域ＩＳ６ｃと荷重検出部９との間の筒状の空間ＳＰ６を流れて、荷重検出部９の前側へと至る。そして、コレットＣＬのスリットＳを通って前方へ流れ、コレットナットＣＮの蓋部ＬＰの貫通孔ＬＰｈを介して、ドリル刃Ｄと被加工物Ｗとの接触箇所に向けて噴出する。

　即ち切削油は、給油部７の内孔７１ｈ２、７１ｈ３の内部、及び本体部６の内孔６ｈの内部において、位置調整部８と荷重検出部９とを含む荷重検出構造６１０の周囲に形成される空間を、軸方向の前側に向かって流れる。

　ここで、検出用ゲージ９２は起歪体９１と起歪体保持部９３とにより囲まれた密閉空間に、補償用ゲージ９４は起歪体保持部９３と位置調整部８とにより囲まれた密閉空間にそれぞれ配置されているため、検出用ゲージ９２、補償用ゲージ９４が切削油に接触することはない。なお、「密閉空間」とは、切削油の流入が防止されるように密閉されている空間を意味する。そのため、切削油の存在しない外部空間に開放されている空間も「密閉空間」に含まれる。

　ドリル刃Ｄと被加工物Ｗとの接触箇所に吹き付けられた切削油をドレンタンク（不図示）に回収した後、フィルタでろ過し、切削油タンク８１００に戻してもよい。

（４）工具保持構造６００を用いた切削抵抗（スラスト荷重）の検出
　ドリル刃Ｄを用いた被加工物Ｗの加工、及び加工時にドリル刃Ｄに付加されるスラスト荷重の検出は、次のように行う。

　被加工物Ｗの加工（ここでは穿孔）は、主軸５０００を回転させながら、工具台７０００を主軸５０００側に移動させることにより行う。これにより、主軸５０００と一体に回転する被加工物Ｗに、工具保持構造６００を介して工具台７０００に保持されたドリル刃Ｄの先端ＴＰが押し込まれ、被加工物Ｗに孔が形成される。

　被加工物Ｗにドリル刃Ｄの先端ＴＰが押し込まれるとき、被加工物Ｗからの反力により、ドリル刃Ｄに軸方向の荷重（スラスト荷重）が加えられる。スラスト荷重の大きさは、工具保持構造６００により、次のようにして検出される。

　ドリル刃Ｄにスラスト荷重が加えられる時、ドリル刃Ｄを挟持する工具挟持部ＴＨ２のコレットＣＬがわずかに弾性変形する。これにより、コレットＣＬが軸方向の後方にわずかに移動し、ドリル刃Ｄも工具保持構造６００の軸方向の後方にわずかに移動する。

　工具保持構造６００の軸方向の後方に移動するドリル刃Ｄは、ドリル刃Ｄの後端面Ｄｂｓに当接する起歪体９１の突起部９１２を軸方向の後方に押圧する。したがって、突起部９１２が設けられた起歪部９１１の中心部も軸方向の後方に押圧される。これにより、変形が生じやすい膜状である起歪部９１１に、突起部９１２が起歪部９１１を押す力の大きさ、ひいてはドリル刃Ｄに加えられるスラスト荷重の大きさに応じた大きさのひずみが生じる。

　起歪部９１１に貼り付けられた検出用ひずみゲージ９２は、起歪部９１１に生じたひずみの大きさに応じてひずみ受感素子の抵抗値を変化させる。配線Ｗ_９２を介して検出用ひずみゲージ９２に接続された制御部８０００は、この抵抗値の変化に基づいてドリル刃Ｄに加えられたスラスト荷重の大きさを求め、表示部９０００に表示する。

　本実施形態の工具保持構造６００の製造においては、本体部６及び工具挟持部ＴＨ２を、市販のコレットホルダにより与えてもよい。コレットホルダの本体部により本体部６が、コレットホルダのコレット及びコレットナットにより工具挟持部ＴＨ２が与えられる。

　この場合は、市販のコレットホルダにわずかな追加工を施して、本実施形態の荷重検出構造６１０を挿入することにより、容易に本実施形態の工具保持構造６００を製造することができる。

　本実施形態の効果を以下にまとめる。

　本実施形態の工具保持構造６００においては、本体部６の内部に、ドリルＤ等の工具に切削油を供給する供給路が設けられている。したがって、工具保持構造６００によって保持されている工具に対して、容易且つ好適に切削油を供給することができる。

　本実施形態の工具保持構造６００においては、ドリル刃Ｄを保持するための工具挟持部ＴＨ２が取り付けられる本体部６の内部に、切削抵抗（スラスト荷重）を検出するための荷重検出部９が配置されている。したがって、工具保持機能とスラスト荷重検出機能とを共に備え且つ構造が簡易である。

　本実施形態の工具保持構造６００においては、荷重検出部９の起歪体９１を本体部６の中心軸上に配置し、その周囲に切削油用の供給路を設けている。したがって、切削油用の供給路を有しつつも、ドリル刃Ｄのスラスト荷重を本体部６の中心軸上で起歪体９１に付与して高い計測精度を保つことができる。

　本実施形態の工具保持構造６００においては、工具挟持部ＴＨ２がコレットＣＬによりドリル刃Ｄを挟持している。したがって、ドリル刃Ｄの中心軸が工具保持構造６００の中心軸に一致した好適な状態でのドリル刃Ｄの保持を、容易に実現することができる。

　本実施形態の工具保持構造６００及び荷重検出構造６１０は、荷重検出部９が軸方向に移動可能であり、位置調整部８により荷重検出部９の軸方向位置を調整するように構成されている。したがって、ドリル刃Ｄの長さに応じて荷重検出部９の位置を変更することで、様々な寸法のドリル刃Ｄを、給油可能且つスラスト荷重の検出が可能な状態で保持することができる。

　本実施形態の工具保持構造６００及び荷重検出構造６１０の荷重検出部９は、膜状の起歪部９１１を備えており、加えられるスラスト荷重に応じた起歪部９１１の変形量が比較的大きい。したがって、スラスト荷重が小さい場合でも、検出用ひずみゲージ９２を用いた荷重検出を高い精度で行うことができる。

　本実施形態の工具保持構造６００及び荷重検出構造６１０においては、荷重検出部９の起歪体９１が、起歪部９１１の中心部から延びる突起部９１２を有しており、起歪体９１は、突起部９１２においてドリル刃Ｄと当接している。このように、膜状の起歪部９１１とドリル刃Ｄとを直接当接させるのではなく、起歪部９１１から軸方向に延びる略棒状の突起部９１２をドリル刃Ｄに当接させることで、起歪体９１を、様々な形状のドリル刃Ｄに、好適に当接させることができる。

　具体的には例えば、ドリル刃Ｄが短く、ドリル刃Ｄの後端面Ｄｂｓが工具挟持部ＴＨ２のコレットＣＬの後端よりも前方に位置する場合でも、突起部９１２をコレットＣＬの内孔ＣＬｈに挿入してドリル刃Ｄの後端面Ｄｂｓに当接させることができる。更に、ドリル刃Ｄの径が小さく、これを挟持するコレットＣＬの内孔ＣＬｈも小さい場合でも、突起部９１２をコレットＣＬの内孔ＣＬｈに挿入してドリル刃Ｄの後端面Ｄｂｓに当接させることができる。

　本実施形態の工具保持構造６００及び荷重検出構造６１０は、荷重検出部９が補償用ひずみゲージ９４を有しているため、荷重計測の精度が高い。即ち、ドリル刃Ｄからの荷重によっては変形せず、周囲の温度変化に応じた膨張／収縮のみを生じる起歪体支持部９３に貼り付けられた補償用ひずみゲージ９４の出力を参照することで、荷重検出時に温度誤差を抑制することができる。

　本実施形態の工具保持構造６００の製造においては、市販のコレットホルダを活用して、製造コストの削減及び製造期間の短縮を実現することができる。

＜変形例＞
　第２実施形態の工具保持構造６００において、次の変形態様を用いることもできる。

　第２実施形態の工具保持構造６００においては、本体部６の後端に給油部７を取り付けて、本体部６の後端側で切削油を給油している。しかしながら、これには限られない。

　具体的には例えば、図１７に示す変形例の工具保持構造６００’のように、本体部６’の前端側で切削油を給油してもよい。変形例の工具保持構造６００’の、第２実施形態の工具保持構造６００に対する相違点は、次の通りである。

　図１７に示す変形例の工具保持構造６００’は、本体部６’の内周面ＩＳ６’が、後側大径領域ＩＳ６ａ、小径領域ＩＳ６ｂ、前側大径領域ＩＳ６ｃに分かれていない。即ち、内周面ＩＳ６’により画定される内孔６ｈ’の径は軸方向全域において一定である。一方で本体部６’の被保持領域６１’の前端に本体部６’を径方向に貫通するねじ孔ｔｈ’が設けられており、ねじ孔ｔｈ’にホースジョイント７２’が螺合されている。

　変形例の工具保持構造６００’においては、流路付ボルト７１’はねじ穴ｔｈ及び連通孔ｃｈを有さず、ホースジョイント７２も接続されていない。流路付ボルト７１’は、主に内孔７１ｈ１’により位置調整部８’の径方向の位置を固定する機能を果たす。

　変形例の工具保持構造６００’においては、位置調整部８’の大径領域８３’と支持領域８４’は略同一の外径を有する。また、大径領域８３’には雄ねじＭＳが切られているが、溝Ｇ_８３は形成されていない。大径領域８３’の雄ねじＭＳは、本体部６’の内周面ＩＳ６’に形成された雌ねじＦＳに螺合しており、位置調整部８’を回転させることで、位置調整部８’を軸方向に移動することができる。

　変形例の工具保持構造６００’においては、位置調整部８’の支持領域８４’における外径、及び荷重検出部９’の起歪体９１’のフランジ部９１４’の外径、起歪体支持部９３’の大径領域９３Ｌ’の外径が、本体部６’の内径に略等しい。そのため位置調整部８’の支持領域８４’、及び荷重検出部９’は、本体部６’の内周面ＩＳ６’に摺動可能な程度に密接している。

　変形例の工具保持構造６００’において、ホースジョイント７２’を介して供給された切削油は、内孔６ｈ’内の、荷重検出部９の起歪部９１１’よりも前側の空間のみを流れて、コレットＣＬのスリットＳを介して、ドリルＤに向けて噴出する。また、位置調整部８や荷重検出部９の外周面と本体部６の内周面ＩＳ６’との間を通って切削油が後方にもれたとしても、流路付ボルト７１’の内孔７１ｈ１’の溝Ｇ_７１に設けられたＯリングＯＲにより、工具保持構造６００’の外側への切削油の漏出が防止される。

　なお、上述した構造を有する変形例の工具保持構造６００’のうち、荷重検出部９’と位置調整部８’とにより、変形例の荷重検出構造６１０’が構成される。

　その他の変形態様として、上記実施形態の工具保持構造６００において、給油部７を上記変形例の流路付ボルト７１’に置き換えて、上記変形例のホースジョイント７２’を、本体部６の任意の位置において本体部６を径方向に貫通するねじ孔に螺合してもよい。ねじ孔の位置を内周面ＩＳ６の小径領域ＩＳ６ｂよりも前方とする場合は、位置調整部８の大径領域８３の溝Ｇ_８３は省略し得る。

　第２実施形態の工具保持構造６００においては、本体部６の内周面ＩＳ６の小径領域ＩＳ６ｂの雌ねじＦＳと、位置調整部８の大径部８３の雄ねじＭＳとが螺合する領域においては、大径部８３に設けた溝Ｇ_８３を介して切削油を流通させているが、これには限られない。

　具体的には例えば、大径部８３の内部に、大径部８３を貫通して大径部８３の前側と後側とを連通させる流路（連通路）を設け、当該流路を介して切削油を流してもよい。又は内周面ＩＳ６の小径領域ＩＳ６ｂに、軸方向に延びて小径領域ＩＳ６ｂの前側及び後側に開口する溝を設け、当該溝を介して切削油を流してもよい。

　第２実施形態の工具保持構造６００及び荷重検出構造６１０においては、荷重検出部９の起歪体９１は突起部９１２を有さなくてもよい。この場合は例えば、ドリル刃Ｄの後端面Ｄｂｓを起歪部９１１に直接当接させてもよい。

　第２実施形態の工具保持構造６００及び荷重検出構造６１０において、膜状の起歪部９１１を有する起歪体９１に代えて、コラム（円柱）型の起歪体９５を用いてもよい（図１８）。この場合は例えば、起歪体９５の中心軸を本体部６の中心軸に一致させた状態で、起歪体９５の一端面を凹部Ｒ９の底面に当接させ、他端面をドリル刃Ｄの後端面Ｄｂｓに当接させる。ひずみゲージ９２（図１８では不図示）は、起歪体９５の外周面に取り付けられ、必要に応じて耐油性を有するフィルム等により覆うことにより保護される。ひずみゲージ９２から延びる配線Ｗ_９２は例えば、凹部Ｒ９の底面及び内周面に形成された溝を介して内孔９３ｈに導かれ得る。この態様においても、起歪体９５は本体部６の軸Ａ６上においてドリル刃Ｄに当接する。

　第２実施形態の工具保持構造６００及び荷重検出構造６１０においては、荷重検出部９の起歪体９１と起歪体支持部９３とを同一の材料で形成しているが、これには限られない。起歪体支持部９３は、起歪体９１を形成する材料と線膨張係数が等しい又は類似する任意の材料により形成することができる。起歪体９１を形成する材料と起歪体支持部９３を形成する材料との間で線膨張係数が一致又は類似していれば、起歪体支持部９３に貼り付けられた補償用ひずみゲージ９４は、温度誤差補償機能を果たすことができる。

　第２実施形態の工具保持構造６００及び荷重検出構造６１０において、起歪体保持部９３を省略して、位置調整部８により起歪体９１を保持してもよい。

　第２実施形態の工具保持構造６００及び荷重検出構造６１０において、荷重検出部９の起歪体保持部９３及び補償用ひずみゲージ９４を省略してもよい。この場合は例えば、位置調整部８を起歪体９１に当接させてもよい。

　第２実施形態の工具保持構造６００及び荷重検出構造６１０において、検出用ひずみゲージ９２は荷重検出機能を果たし得る任意の位置に取り付けてよく、補償用ひずみゲージ９４は補償機能を果たし得る任意の位置に取り付けてよい。取付位置において切削油と接触する場合は、必要に応じて耐油フィルム等で覆って保護してもよい。

　第２実施形態の工具保持構造６００及び荷重検出構造６１０において、検出用ひずみゲージ９２から延びる配線Ｗ_９２、及び／又は補償用ひずみゲージ９４から延びる配線Ｗ_９４を省略し、検出信号を無線により送信する構成としてもよい。また、この場合は、位置調整部８の内孔８ｈ、及び荷重検出部９の起歪体支持部９３の内孔９３ｈを省略してもよい。

　第２実施形態の工具保持構造６００において、荷重検出部９は、本体部６の内部において位置固定されていてもよい。この場合は、位置調整部８は省略し得る。

　第２実施形態の工具保持構造６００においては、工具挟持部ＴＨ２はコレットナットＣＮとテーパ形状を有するコレットＣＬとを有していたが、これには限られない。工具挟持部ＴＨ２は、ドリル刃Ｄを、周方向については旋削時に回転が生じない強さで固定し、且つ軸方向については微小な移動を許容する強さで固定する任意の態様でドリル刃Ｄを挟持し得る。

　具体的には例えば、コレットＣＬはテーパ形状を有さなくてもよい。このようなコレットであっても、本体部６の前端領域６２のテーパ状の内周面により、内径が縮小され、ドリル刃Ｄを挟持できる。

　コレットＣＬ及びコレットナットＣＮに代えて、２つ以上のくさび型の挟持具によりドリル刃Ｄの後端領域ＤＲを挟持し、当該くさび型の挟持具とドリル刃Ｄの後端領域ＤＲとを、本体部６の前端領域６２に嵌入してもよい。

　工具挟持部ＴＨ２の全部又は一部は、必ずしも本体部６と別体の部材である必要はない。例えば、単に本体部６の前端側にドリル刃Ｄの後端近傍を嵌入し、締まり嵌めによりドリル刃Ｄを保持してもよい。この場合は、ドリル刃Ｄの周方向の回転を防止するための、キー及びキー溝を、本体部６及びドリル刃Ｄに設けてもよい。また、ドリル刃Ｄにキー又はキー溝を与えるための取付具をドリル刃Ｄの後端領域ＤＲに取り付けてもよい。この場合は例えば、ドリル刃Ｄの内部に切削油用の供給路を設けてもよい。

　第２実施形態においては、旋盤Ｌ２にドリル刃Ｄを固定する場合を例として説明したがこれには限られない。工具保持構造６００は、工作機械において、任意の棒状工具を静止工具として使用する際に、これを保持することができる。棒状工具は、ドリル刃の他には例えば、タップやリーマを含む。

　第２実施形態及び変形態様の工具保持構造と、旋盤Ｌ２が備える制御部８０００とにより、工具状態監視システムを構成してもよい。この工具状態監視システムは例えば、検出用ひずみゲージ９２の出力に基づいてドリル刃Ｄに加えられた切削抵抗（スラスト荷重）を求め、求めた切削抵抗と所定の閾値との比較に基づいてドリル刃Ｄの交換の要否を判定する。具体的には例えば、求めた切削抵抗が所定の閾値を越えた場合に、ドリル刃Ｄの交換が必要であると判定する。判定結果は、任意の表示部に表示されてもよい。

　上記の各変形例は、互いに矛盾が生じない限り、組み合わせて適用し得る。

　本発明及び本明細書において、「切削油」とは、油性の切削油、水溶性の切削油（切削剤）など、切削加工において用いられ得る様々な種類を含む。

　本発明の特徴を維持する限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。

１、６　本体部；　２、９　荷重検出部；　３、８　位置調整部；　４　移動規制部；　７　給油部；　２１、９１　起歪体；　２１１、９１１　起歪部；　２１２、９１２　突起部；　２２、９２　検出用ひずみゲージ；　２３、９３　起歪体保持部；　ＣＬ　コレット；　ＣＮ　コレットナット；　
Ｄ　ドリル刃；　Ｌ１、Ｌ２　旋盤；　ＴＨ１、ＴＨ２　工具挟持部

Claims

　棒状工具を保持し且つ該棒状工具に付加されるスラスト荷重を検出する工具保持構造であって、
　一端側の開口に前記棒状工具が挿入される筒状の本体部と、
　前記本体部の前記開口に挿入された前記棒状工具を挟持する工具挟持部と、
　前記筒状の本体部の前記開口よりも他端側において、前記筒状の本体部の内部に配置される起歪体と、
　前記起歪体に取り付けられたひずみゲージとを備え、
　前記スラスト荷重を検出するために前記棒状工具を前記起歪体に当接させて保持する工具保持構造。
　前記起歪体は平面視円形であり且つ前記筒状の本体部と同軸状に配置されており、前記棒状工具は前記筒状の本体部の軸上において前記起歪体に当接する請求項１に記載の工具保持構造。
　前記工具挟持部は、前記本体部の一端に嵌入されて前記棒状工具を挟持する、前記本体部とは別体の挟持部材を含む請求項１又は２に記載の工具保持構造。
　前記挟持部材は筒状部材であり、
　該筒状部材は、軸方向に延びる少なくとも１つのスリットを有することにより外径及び内径が可変であり、且つ一端側から他端側に向かうにしたがって外径が大きくなるテーパ形状を有する請求項３に記載の工具保持構造。
　前記起歪体が膜状の起歪部を有し、該起歪部に前記ひずみゲージが取り付けられている請求項１～４のいずれか一項に記載の工具保持構造。
　前記起歪体が、前記膜状の起歪部から前記本体部の前記一端側へと突出する突起部を有し、
　前記工具保持構造は前記棒状工具を前記突起部に当接させて保持する請求項５に記載の工具保持構造。
　前記筒状の本体部の前記起歪体よりも他端側において、前記筒状の本体部の内部に配置される起歪体支持部を更に有し、
　前記起歪体支持部に補償用ひずみゲージが取り付けられている請求項１～６のいずれか一項に記載の工具保持構造。
　前記起歪体支持部は、前記ひずみゲージと前記起歪体支持部との間に空間が画成されるように前記起歪体の周縁部を支持する請求項７に記載の工具保持構造。
　前記筒状の本体部の前記起歪体よりも他端側において、前記筒状の本体部の内部に配置される棒状の位置調整部を更に備え、
　前記筒状の本体部の軸方向における前記起歪体の位置が、前記位置調整部により調整可能である請求項１～８のいずれか一項に記載の工具保持構造。
　前記位置調整部の前記本体部の軸方向に沿った移動を規制する移動規制部を更に備え、
　前記スラスト荷重を検出するために、前記移動規制部が前記位置調整部を介して、前記本体部の他端側への前記起歪体の移動を規制する請求項９に記載の工具保持構造。
　前記工具挟持部及び前記移動規制部の各々が、コレット及びコレットナットを含む請求項１０に記載の工具保持構造。
　前記本体部、前記工具挟持部、前記移動規制部が両頭コレットホルダにより構成されており、
　前記両頭コレットホルダの本体部が前記本体部を構成し、
　前記両頭コレットホルダの一方のコレット及びコレットナットが前記工具挟持部を構成し、
　前記両頭コレットホルダの他方のコレット及びコレットナットが前記移動規制部を構成する請求項１０に記載の工具保持構造。
　棒状工具を保持し且つ該棒状工具に付加されるスラスト荷重を検出する工具保持構造であり、一端側の開口に前記棒状工具が挿入される筒状の本体部、及び前記本体部の前記開口に挿入された前記棒状工具を挟持する工具挟持部を備える工具保持構造に用いられる荷重検出構造であって、
　前記筒状の本体部の前記開口よりも他端側において、前記筒状の本体部の内部に配置され、前記棒状工具が当接される起歪体と、
　前記起歪体に取り付けられたひずみゲージと、
　前記筒状の本体部の軸方向における前記起歪体の位置を調整するために、前記筒状の本体部の前記起歪体よりも他端側において前記筒状の本体部の内部に配置される棒状の位置調整部とを備える荷重検出構造。
　前記起歪体は平面視円形であり、且つ前記筒状の本体部と同軸状に配置され、前記棒状工具は前記筒状の本体部の軸上において前記起歪体に当接する請求項１３に記載の荷重検出構造。
　前記起歪体が膜状の起歪部を有し、該起歪部に前記ひずみゲージが取り付けられている請求項１３又は１４に記載の荷重検出構造。
　前記起歪体が、前記膜状の起歪部から前記本体部の前記一端側へと突出し、且つ前記棒状工具が当接される突起部を有する請求項１５に記載の荷重検出構造。
　前記筒状の本体部の前記起歪体よりも他端側において、前記筒状の本体部の内部に配置される起歪体支持部を更に有し、
　前記起歪体支持部に補償用ひずみゲージが取り付けられている請求項１３～１６のいずれか一項に記載の荷重検出構造。
　請求項１～１２のいずれか一項に記載の工具保持構造と、
　前記工具保持構造のひずみゲージの検出結果に基づいて棒状工具の交換要否を判定する制御部とを備える工具状態監視システム。
　棒状工具を保持し且つ該棒状工具に付加されるスラスト荷重を検出する工具保持構造であって、
　一端側の開口に前記棒状工具が挿入される筒状の本体部と、
　前記本体部の前記開口に挿入された前記棒状工具を挟持する工具挟持部と、
　前記筒状の本体部の前記開口よりも他端側において、前記筒状の本体部の内部に配置される起歪体と、
　前記起歪体に取り付けられたひずみゲージと、
　前記筒状の本体部の内部に設けられ、前記棒状工具に切削油を供給する供給路とを備え、
　前記スラスト荷重を検出するために前記棒状工具を前記起歪体に当接させて保持する工具保持構造。
　前記起歪体は前記筒状の本体部の軸上に配置されており、
　前記棒状工具は前記筒状の本体部の軸上において前記起歪体に当接し、
　前記筒状の本体部の内周面と前記起歪体の外縁との間の空間が前記供給路の一部を構成する請求項１９に記載の工具保持構造。
　前記筒状の本体部の前記起歪体よりも他端側において前記起歪体を支持する起歪体支持部を更に備え、
　前記起歪体支持部は、前記起歪体と前記起歪体支持部との間に密閉空間が形成されるように前記起歪体の外縁を支持し、
　前記ひずみゲージが前記密閉空間内に配置されている請求項１９又は２０に記載の工具保持構造。
　長尺状の位置調整部であって、前記筒状の本体部の前記起歪体よりも他端側において、前記筒状の本体部の内部に前記筒状の本体部の軸に沿って配置されており、前記起歪体と一体として前記軸方向に移動可能である位置調整部を更に備える請求項１９～２１のいずれか一項に記載の工具保持構造。
　前記位置調整部は前記筒状の本体部の軸上に配置されており、
　前記筒状の本体部の内周面と前記位置調整部の外周面との間の空間が前記供給路の一部を構成する請求項２２に記載の工具保持構造。
　前記位置調整部は、前記位置調整部の外周面の少なくとも一部に形成された雄ねじと、前記位置調整部の長手方向において前記雄ねじの一方側と他方側とを連通させる連通路とを有し、
　前記位置調整部の前記雄ねじが、前記筒状の本体部の内周面に形成された雌ねじに螺合している請求項２２又は２３に記載の工具保持構造。
　前記位置調整部の前記雄ねじが形成された領域における外径が、前記位置調整部の他の領域における外径よりも大きい請求項２４に記載の工具保持構造。
　前記筒状の本体部の前記起歪体よりも他端側において前記起歪体を支持する起歪体支持部と、
　前記起歪体支持部に取り付けられた補償用ひずみゲージと、
　長尺状の位置調整部であって、前記筒状の本体部の前記起歪体よりも他端側において、前記筒状の本体部の内部に前記筒状の本体部の軸に沿って配置されており、前記起歪体と一体として前記軸方向に移動可能である位置調整部とを更に備え、
　前記起歪体支持部は、前記起歪体と前記起歪体支持部との間に密閉空間が形成されるように前記起歪体の外縁を支持し、
　前記位置調整部は、前記起歪体支持部と前記位置調整部との間に密閉空間が形成されるように前記起歪体支持部の外縁を支持し、
　前記ひずみゲージが前記起歪体と前記起歪体支持部との間の密閉空間内に配置され、前記補償用ひずみゲージが前記起歪体支持部と前記位置調整部との間の密閉空間内に配置された請求項１９又は２０に記載の工具保持構造。
　前記本体部の他端側の開口に取り付けられ、且つ前記供給路に切削油を給油するための給油口を有する流路付ボルトを更に備え、
　前記位置調整部が前記流路付ボルトを貫通して前記本体部の後方に突出している請求項２２～２６のいずれか一項に記載の工具保持構造。
　前記起歪体が膜状の起歪部を有し、該起歪部に前記ひずみゲージが取り付けられている請求項１９～２７のいずれか一項に記載の工具保持構造。
　前記起歪体が、前記膜状の起歪部から前記本体部の前記一端側へと突出する突起部を有し、
　前記工具保持構造は前記棒状工具を前記突起部に当接させた状態で前記棒状工具を保持する請求項２８に記載の工具保持構造。
　前記工具挟持部は、前記本体部の一端に嵌入されて前記棒状工具を挟持する、前記本体部とは別体の挟持部材である請求項１９～２９のいずれか一項に記載の工具保持構造。
　前記挟持部材がコレットである請求項３０に記載の工具保持構造。
　棒状工具を保持し且つ該棒状工具に付加されるスラスト荷重を検出する工具保持構造であり、一端側の開口に前記棒状工具が挿入される筒状の本体部、及び前記本体部の前記開口に挿入された前記棒状工具を挟持する工具挟持部を備える工具保持構造に用いられる荷重検出構造であって、
　前記筒状の本体部の前記開口よりも他端側において、前記筒状の本体部の内部に配置され、前記棒状工具が当接される起歪体と、
　前記起歪体に取り付けられたひずみゲージと、
　長尺状の位置調整部であって、前記筒状の本体部の前記起歪体よりも他端側において、前記筒状の本体部の内部に、前記筒状の本体部の軸に沿って、前記起歪体と一体として前記軸方向に移動可能に配置される位置調整部とを備え、
　前記筒状の本体部の内部に配置された状態において、前記筒状の本体部の内周面と前記荷重検出構造との間に前記棒状工具に切削油を供給する供給路を構成する荷重検出構造。
　前記位置調整部は、前記位置調整部の外周面の少なくとも一部に形成された雄ねじと、前記位置調整部の長手方向において前記雄ねじの一方側と他方側とを連通させる連通路とを有する請求項３２に記載の荷重検出構造。
　前記位置調整部の前記雄ねじが形成された領域における外径が、前記位置調整部の他の領域の外径よりも大きい請求項３３に記載の荷重検出構造。
　請求項１９～３１のいずれか一項に記載の工具保持構造と、
　前記工具保持構造のひずみゲージの検出結果に基づいて棒状工具の交換要否を判定する制御部とを備える工具状態監視システム。