JP7231125B1

JP7231125B1 - 切削工具

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Publication number: JP7231125B1
Application number: JP2022561051A
Authority: JP
Inventors: 正展大江
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2022-06-10
Filing date: 2022-06-10
Publication date: 2023-03-01
Anticipated expiration: 2042-06-10
Also published as: WO2023238404A1; JPWO2023238404A1

Abstract

切削工具は、被加工物に接触することによって被加工物を切削する切削工具である。この切削工具は、電池を収容する収容空間を有する本体部と、収容空間を閉塞するように本体部に取り付け可能な蓋部材と、本体部に設置され、本体部の物理量を検知するセンサと、本体部に設置され、センサが検知した物理量の情報を含む信号を外部に送信する無線通信部と、を備える。蓋部材は、電池を保持する保持部を含む。本体部は、収容空間を規定する壁面に設置され、電池と電気的に接続される端子を含む。

Description

本開示は、切削工具に関するものである。

切削工具による加工中に、センサによって切削工具の物理量、たとえばひずみを測定することにより、切削工具の状態を把握する技術が知られている（たとえば、特開２０２０－６２７４６号公報（特許文献１）、欧州特許出願公開第３２９２９２９号（特許文献２）、欧州特許出願公開第３２９２９３０号（特許文献３）、特開２０１９－１６６６００号公報（特許文献４）、国際公開第２０１４／１５４５９３号（特許文献５）、特開２００７－３０１３８号公報（特許文献６）、国際公開第２００７／０８８１９７号（特許文献７）、特開平３－２９４１５０号公報（特許文献８）、特開２０１２－２０３５９号公報（特許文献９）、特開２０１９－１３０６３５号公報（特許文献１０）、特開２０１９－２０９４２０号公報（特許文献１１）、特開２０１８－５４６１２号公報（特許文献１２）、国際公開第２０１６／２０２５６９号（特許文献１３）、特開２００９－２８５８０４号公報（特許文献１４）および国際公開第２０１８／０４７８３４号（特許文献１５）参照）。

特開２０２０－６２７４６号公報欧州特許出願公開第３２９２９２９号欧州特許出願公開第３２９２９３０号特開２０１９－１６６６００号公報国際公開第２０１４／１５４５９３号特開２００７－３０１３８号公報国際公開第２００７／０８８１９７号特開平３－２９４１５０号公報特開２０１２－２０３５９号公報特開２０１９－１３０６３５号公報特開２０１９－２０９４２０号公報特開２０１８－５４６１２号公報国際公開第２０１６／２０２５６９号特開２００９－２８５８０４号公報国際公開第２０１８／０４７８３４号

本開示に従った切削工具は、被加工物に接触することによって被加工物を切削する切削工具である。この切削工具は、電池を収容する収容空間を有する本体部と、収容空間を閉塞するように本体部に取り付け可能な蓋部材と、本体部に設置され、本体部の物理量を検知するセンサと、本体部に設置され、センサが検知した物理量の情報を含む信号を外部に送信する無線通信部と、を備える。蓋部材は、電池を保持する保持部を含む。本体部は、収容空間を規定する壁面に設置され、電池と電気的に接続される端子を含む。

図１は、切削工具の構造を示す概略斜視図である。図２は、蓋を取り外した状態における切削工具の構造を示す概略斜視図である。図３は、第１の端部側から見た切削工具の構造を示す概略平面図である。図４は、第２の端部側から見た切削工具の構造を示す概略平面図である。図５は、図２の線分Ｖ－Ｖに沿う概略断面図である。図６は、図１の線分ＶＩ－ＶＩに沿う概略断面図である。図７は、電池が取り外された状態の蓋部材を示す概略斜視図である。図８は、電池が取り付けられた状態の蓋部材を示す概略斜視図である。図９は、蓋部材の構造を示す概略平面図である。図１０は、蓋部材の構造を示す概略正面図である。図１１は、蓋部材の構造を示す概略底面図である。図１２は、蓋部材の構造を示す概略側面図である。図１３は、図１２とは反対側から見た蓋部材の構造を示す概略側面図である。図１４は、図９の線分ＸＩＶ－ＸＩＶに沿う概略断面図である。図１５は、本体部の収容空間内およびその周辺の構造を示す概略平面図である。図１６は、本体部の収容空間内およびその周辺の構造を示す概略正面図である。図１７は、図１５の線分ＸＶＩＩ－ＸＶＩＩに沿う概略断面図である。図１８は、図１５の線分ＸＶＩＩＩ－ＸＶＩＩＩに沿う概略断面図である。図１９は、液密状態での固定が解除された切削工具を示す概略斜視図である。図２０は、図１９の線分ＸＸ－ＸＸに沿う概略断面図である。図２１は、図１９の線分ＸＸＩ－ＸＸＩに沿う概略断面図である。

［本開示が解決しようとする課題］
加工中における切削工具の状態を把握するためには、切削工具にセンサを設置し、センサが検知した物理量の情報を無線通信部によって外部へと送信する構造を採用することができる。この場合、無線通信部に駆動のための電力を供給する電池を切削工具に設置する必要がある。そして、電池の交換または充電は、切削工具を工作機械のチャックなどの固定装置から取り外して容易に実施することができる。しかし、切削工具は、厳密な位置合わせをして固定装置により固定されている。そのため、電池の交換または充電のたびに固定を解除して、再度位置合わせを行うことは、工作機械の稼働率の低下を招く。固定装置による切削工具の固定を解除することなく電池を取り外すためには、切削工具からの電池の取り出しを容易にする必要がある。切削工具からの電池の取り出しを容易にすることが、本開示の目的の１つである。

［本開示の効果］
本開示の切削工具によれば、切削工具からの電池の取り出しを容易にすることができる。

［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。本開示の切削工具は、被加工物に接触することによって被加工物を切削する切削工具である。この切削工具は、電池を収容する収容空間を有する本体部と、収容空間を閉塞するように本体部に取り付け可能な蓋部材と、本体部に設置され、本体部の物理量を検知するセンサと、本体部に設置され、センサが検知した物理量の情報を含む信号を外部に送信する無線通信部と、を備える。蓋部材は、電池を保持する保持部を含む。本体部は、収容空間を規定する壁面に設置され、電池と電気的に接続される端子を含む。

本開示の切削工具では、蓋部材が、電池を保持する保持部を含んでいる。そのため、蓋部材を本体部から取り外すことにより、本体部から電池を取り出すことができる。その結果、本開示の切削工具によれば、切削工具からの電池の取り出しを容易にすることができる。

上記切削工具は、蓋部材を本体部に液密状態で固定する固定部材をさらに備えていてもよい。蓋部材および本体部の少なくとも一方は、蓋部材と本体部との間の液密状態を確保する液密部材と、固定部材による液密状態での固定の解除に伴って蓋部材と本体部とを互いに離間させる方向に付勢する付勢部材と、をさらに含んでいてもよい。この構成により、固定部材による固定の解除に伴って蓋部材と本体部との間に間隔が形成されるため、蓋部材の保持が容易となる。その結果、切削工具からの電池の取り出しが一層容易となる。

上記切削工具において、固定部材は、蓋部材からの分離を阻害する分離阻害部を含んでいてもよい。この構成により、蓋部材を本体部から取り外す際に、固定部材が蓋部材から脱落することを抑制することができる。その結果、切削工具からの電池の取り出しが一層容易となる。

上記切削工具において、付勢部材は、ばねを含んでいてもよい。この構成により、付勢部材により蓋部材と本体部とを互いに離間させる構造を容易に達成することができる。

上記切削工具において、付勢部材は、ばねの伸長に伴って蓋部材と本体部とを互いに離間させる押圧部材をさらに含んでいてもよい。この構成により、付勢部材により蓋部材と本体部とを互いに離間させる構造を一層容易に達成することができる。

上記切削工具において、保持部は、電池の正極と負極とを通る正負方向に交差する方向において電池を挟むように保持してもよい。この構成により、電池の正極および負極に接触する端子と干渉しない位置に保持部を配置する構造を容易に達成することができる。

上記切削工具において、本体部は、第１端部から第１端部とは反対側の端部である第２端部まで延びる棒状の形状を有していてもよい。収容空間は、本体部の外周面において開口していてもよい。工作機械の固定装置による切削工具の固定では、棒状の形状を有する本体部の外周面の一部が露出する状態で切削工具が固定される場合が多い。そのため、この構成により、工作機械の固定装置による切削工具の固定を解除することなく電池を取り外すことが容易となる。

上記切削工具において、本体部は、蓋部材の保持部に保持される電池の正極が、電池の負極に電気的に接続されるべき負極側端子に接触することを阻害する突起部をさらに含んでいてもよい。この構成により、電池の正極が誤って負極側端子に接触することを抑制することができる。

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

（１）本体部の概略構造
図１は、切削工具の構造を示す概略斜視図である。図２は、蓋を取り外した状態における切削工具の構造を示す概略斜視図である。図３は、第１の端部側からＸ軸方向に見た切削工具の構造を示す概略平面図である。図４は、第２の端部側からＸ軸方向に見た切削工具の構造を示す概略平面図である。図５は、図２の線分Ｖ－Ｖに沿うＹ－Ｚ平面における概略断面図である。図６は、図１の線分ＶＩ－ＶＩに沿うＹ－Ｚ平面における概略断面図である。

図１～図４を参照して、本実施の形態の切削工具１は、第１の端部１０Ａから第２の端部１０Ｂまで延びる棒状の本体部１０を備えている。本開示の本体部の形状は、特に限定されるものではないが、たとえば本実施の形態における本体部１０は、直方体状の形状を有している。本願において、本体部１０の長手方向をＸ軸方向、Ｘ軸方向に直交する本体部１０の幅方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に直交する本体部の高さ方向をＺ軸方向として、以下の説明を進める。

本体部１０の表面は、第１の面１１と、第２の面１２と、第３の面１３と、第４の面１４と、第５の面１５と、第６の面１６とを含んでいる。第１の面１１は、第１領域１１Ａと、第１領域１１Ａの第１の端部１０Ａ側に配置される第３領域１１Ｃと、第１領域１１Ａと第３領域１１Ｃとを接続する段差部である第２領域１１Ｂとを含んでいる。本体部１０の第１の端部１０Ａには、切削チップ９０を保持するための凹部である保持部１９が形成されている。保持部１９は、第１の面１１の第３領域１１Ｃ、第４の面１４および第５の面１５において開口している。保持部１９には、切削チップ９０および敷板８１が配置されている。切削チップ９０は、敷板８１上に積み重ねて配置されている。第１の端部１０Ａ付近の第４の面１４上には、切削チップ９０を固定するための固定部８２が配置されている。切削チップ９０は、敷板８１と固定部８２とに挟まれることにより保持されている。切削チップ９０は、回動可能な固定部８２により着脱可能に固定されている。切削工具１は、回転する被加工物に切削チップ９０が接触することによって被加工物を切削する切削工具である。すなわち、切削工具１は、旋削加工に用いられる切削工具である。

図２を参照して、本体部１０の第１の面１１には、第１領域１１Ａ、第２領域１１Ｂおよび第３領域１１Ｃにわたって第１の凹部１１Ｅが形成されている。第２の面１２には、第２の凹部１２Ｅが形成されている。第１の面１１の第１領域１１Ａの、第１の凹部１１Ｅから見て第２の端部１０Ｂ側には、電池６１を収容するための凹部である収容空間１１Ｆが形成されている。収容空間１１Ｆ内に、電池６１が収容される。

（２）センサ部の構造
図２に示すように、第１の凹部１１Ｅ内には、第１の基板５１が配置されている。第１の基板５１は、第１領域１１Ａに位置する第１の凹部１１Ｅ内に配置されている。第２の凹部１２Ｅ内には、第２の基板５２が配置されている。第３領域１１Ｃに位置する第１の凹部１１Ｅ内に、第３の基板５３が配置されている。第１の基板５１、第２の基板５２および第３の基板５３のそれぞれは、樹脂などの絶縁体からなる基板本体と、基板本体の表面に形成される銅などの導電体製の回路パターン（図示しない）とを含む。

図２および図５を参照して、第１の凹部１１Ｅと第２の凹部１２Ｅとは、第１の貫通孔１０Ｄにより接続されている。本体部１０には、第１の面１１と第２の面１２とを接続する第１の貫通孔１０Ｄが形成されている。その結果、本体部１０の長手方向（Ｘ軸方向）において、本体部１０は、第１の面１１と第２の面１２とを含むように第１の貫通孔１０Ｄの両側を繋ぐ柱部１０Ｅを含んでいる。

図２および図５を参照して、第１の基板５１と第２の基板５２とは、フレキシブルケーブル５４により電気的に接続されている。第１の基板５１、第２の基板５２およびフレキシブルケーブル５４は、基板モジュール５０を構成する。第１の基板５１は、基板モジュール５０の第１部分である。第２の基板５２は、基板モジュール５０の第２部分である。フレキシブルケーブル５４は、基板モジュール５０の接続部である。接続部として、フレキシブルケーブル５４に代えて、フレキシブル基板を採用してもよい。フレキシブルケーブル５４は、第１の貫通孔１０Ｄを通って第１の基板５１と第２の基板５２とを電気的に接続している。また、接続部として、フレキシブルケーブルおよびフレキシブル基板以外のケーブルまたは基板が採用されてもよい。

図２を参照して、第１の面１１には、第１のひずみセンサ４２が配置されている。第１のひずみセンサ４２は、第１の面１１の第１領域１１Ａに位置する第１の凹部１１Ｅ内に配置されている。第２の面１２には、第２のひずみセンサ４５が配置されている。第２のひずみセンサ４５は、第２の面１２の第２の凹部１２Ｅ内に配置されている。第１の面１１の第３領域１１Ｃには、加速度センサ２９が配置されている。加速度センサ２９は、第３領域１１Ｃに位置する第１の凹部１１Ｅ内に配置されている。加速度センサ２９に代えて、または加速度センサ２９に加えて、温度センサが第３領域１１Ｃ（凹部１１Ｅ内の第３の基板５３上）に配置されてもよい。温度センサは、第１のひずみセンサ４２および第２のひずみセンサ４５よりも第１の端部１０Ａの近くに配置される。

第１のひずみセンサ４２には、第１配線としての配線４３が接続されている。第１のひずみセンサ４２および配線４３は、第１のひずみセンサ部品４１を構成する。第２のひずみセンサ４５には、第２配線としての配線４６が接続されている。第２のひずみセンサ４５および配線４６は、第２のひずみセンサ部品４４を構成する。

第１の基板５１上（第１の基板５１の回路パターン上）には、ＡＤコンバータ３１、無線通信部３２、コネクタ３３、コネクタ３５、コネクタ３７およびコネクタ３８が搭載されている。コネクタ３５、コネクタ３８、ＡＤコンバータ３１、無線通信部３２、コネクタ３３およびコネクタ３７は、Ｘ軸方向において第１の端部１０Ａから第２の端部１０Ｂに向かう向きにこの順で配置されている。第２の基板５２上（第２の基板５２の回路パターン上）には、コネクタ３６と、コネクタ３４とが搭載されている。コネクタ３６およびコネクタ３４は、Ｘ軸方向において第１の端部１０Ａから第２の端部１０Ｂに向かう向きにこの順で配置されている。

配線４６は、コネクタ３６に接続されている。これにより、第２のひずみセンサ４５は、第２の基板５２と電気的に接続されている。コネクタ３４とコネクタ３３とが、フレキシブルケーブル５４により接続されている。これにより、第２の基板５２と第１の基板５１とが電気的に接続されている。配線４３は、コネクタ３５に接続されている。これにより、第１のひずみセンサ４２は、第１の基板５１に電気的に接続されている。コネクタ３９とコネクタ３８とは、配線５５により接続されている。これにより、第３の基板５３と第１の基板５１とは電気的に接続されている。

コネクタ３７と収容空間１１Ｆ内の端子とは、配線６２により接続されている。これにより、収容空間１１Ｆ内に配置される電池６１は、第１の基板５１と電気的に接続される。電池６１は、ＡＤコンバータ３１、無線通信部３２、第１のひずみセンサ４２、第２のひずみセンサ４５および加速度センサ２９に電力を供給する。本体部１０の収容空間１１Ｆ付近の構造および収容空間１１Ｆを閉じ、電池６１を保持する蓋部材２００の構造の詳細については後述する。

本体部１０の表面に配置された第１～第３の基板５１，５２，５３およびこれらに搭載されたＡＤコンバータ３１、無線通信部３２およびコネクタ３３～３９、第１のひずみセンサ部品４１、第２のひずみセンサ部品４４、加速度センサ２９および配線５５は、センサ部２０を構成する。

（３）蓋の設置状態
図１および図２を参照して、切削工具１は、第１の蓋７１と、第２の蓋７２とを備えている。第１の蓋７１は、第１の凹部１１Ｅを覆っている。第２の蓋７２は、第２の凹部１２Ｅを覆っている。第１の蓋７１は、全体が樹脂、ゴムまたはセラミックス製であってもよいし、一部のみが樹脂、ゴムまたはセラミックス製であってもよい。一部のみが樹脂、ゴムまたはセラミックス製である場合、第１の蓋７１の他の部分は金属製であってもよい。第２の蓋７２は、全体が樹脂、ゴムまたはセラミックス製であってもよいし、全体が金属製であってもよい。第２の蓋７２は、一部のみが樹脂、ゴムまたはセラミックス製であり、他の部分が金属製であってもよい。

図２および図６を参照して、本体部１０は、第１の底壁１１１と、第２の底壁１１２と、を含む。第１の底壁１１１および第２の底壁１１２は、第１の凹部１１Ｅを規定する壁面を構成する。第２の底壁１１２は、第１の底壁１１１よりも第１の凹部１１Ｅの開口からの距離が小さい。第１の凹部１１Ｅを深さ方向（Ｚ軸方向）に見て、第２の底壁１１２は、第１の底壁１１１を取り囲む。第１のひずみセンサ４２および第１の基板５１は、第１の底壁１１１上に配置されている。第１の蓋７１は、第２の底壁１１２上に配置されるとともに、第１の凹部１１Ｅ内に収容されている。第１の蓋７１は、本体部１０に対して接着されていてもよい。

本体部１０は、第３の底壁１２１と、第４の底壁１２２と、を含む。第３の底壁１２１および第４の底壁１２２は、第２の凹部１２Ｅを規定する壁面を構成する。第４の底壁１２２は、第３の底壁１２１よりも第２の凹部１２Ｅの開口からの距離が小さい。第２の凹部１２Ｅを深さ方向（Ｙ軸方向）に見て、第４の底壁１２２は、第３の底壁１２１を取り囲む。第２のひずみセンサ４５および第２の基板５２は、第３の底壁１２１上に配置されている。第２の蓋７２は、第４の底壁１２２上に配置されるとともに、第２の凹部１２Ｅ内に収容されている。第２の蓋７２は、本体部１０に対して接着されていてもよい。

（４）蓋部材の構造
図１および図２を参照して、切削工具１は、収容空間１１Ｆを閉塞するように本体部１０に取り付け可能な蓋部材２００を含んでいる。図７は、電池が取り外された状態の蓋部材を示す概略斜視図である。図８は、電池が取り付けられた状態の蓋部材を示す概略斜視図である。図９は、Ｚ軸方向に見た蓋部材の構造を示す概略平面図である。図１０は、Ｙ軸方向に見た蓋部材の構造を示す概略正面図である。図１１は、Ｚ軸方向に見た蓋部材の構造を示す概略底面図である。図１２は、Ｘ軸方向に見た蓋部材の構造を示す概略側面図である。図１３は、Ｘ軸方向において図１２とは反対側から見た蓋部材の構造を示す概略側面図である。図１４は、図９の線分ＸＩＶ－ＸＩＶに沿うＹ－Ｚ平面における概略断面図である。

図７～図１４を参照して、蓋部材２００は、ベース部２０１と、保持部２０４と、第１突起部２０７と、第２突起部２０８とを含んでいる。また、蓋部材２００には、固定部材としての固定ねじ２０２が取り付けられている。

ベース部２０１は、Ｚ軸方向に見て長方形状の形状を有する板状の部材である（図９参照）。ベース部２０１の４つの角部のそれぞれには、他の部分に比べて厚みが小さい凹部２０１Ａが形成されている。凹部２０１Ａは、ベース部２０１の厚み方向（Ｚ軸方向）において保持部２０４が配置される側とは反対側である表（おもて）面側から裏面側（保持部２０４が配置される側）に向けて凹んだ部分である。凹部２０１Ａに対応するベース部２０１の領域のそれぞれには、ベース部２０１を厚み方向に貫通する円筒状の雌ねじ部２０１Ｂが形成されている（図１４参照）。また、Ｚ軸方向に見てベース部２０１の中央部にも、ベース部２０１を厚み方向に貫通する貫通孔が形成されており、この貫通孔に圧力調整弁２０５が設置されている。圧力調整弁２０５は、蓋部材２００が本体部１０に取り付けられた状態において、収容空間１１Ｆ内と外部との圧力差が予め設定された値以上となった場合に、気体の通過を許容して、圧力差を小さくする機能を有する。

ベース部２０１の裏面には、Ｙ軸方向の中央部であってＸ軸方向において圧力調整弁２０５を挟むように、正極表示２１０Ａおよび負極表示２１０Ｂが配置されている（図１１参照）。正極表示２１０Ａおよび負極表示２１０Ｂは、蓋部材２００に保持される電池６１の向きを示す。長方形状の形状を有するベース部２０１の短辺のうち、Ｘ軸方向において正極表示２１０Ａが配置される側の短辺の中央部には、切欠き２０６が形成されている。この切欠き２０６が電池６１の正極６１Ａ側を示すため、蓋部材２００をベース部２０１の表（おもて）面側から見た場合でも、電池６１の正極６１Ａおよび負極６１Ｂの向きを把握することができる。

固定ねじ２０２は、ベース部２０１の各雌ねじ部２０１Ｂに挿入されて配置される。図１０および図１２～図１４に示すように、固定ねじ２０２は、頭部２０２Ａと、軸部２０２Ｂと、ねじ部２０２Ｃとを含む。図１４を参照して、頭部２０２Ａは、雌ねじ部２０１Ｂよりも径の大きい円盤状の形状を有している。頭部２０２Ａは、ベース部２０１の表面側に配置される。Ｚ軸方向における頭部２０２Ａの厚みは、凹部２０１Ａの深さと略同じまたはわずかに小さく設定されている。その結果、固定ねじ２０２をベース部２０１の表面側から裏面側に向けて押し込むことにより、頭部２０２Ａの頂面とベース部２０１の表面とは、面一または頭部２０２Ａの頂面がわずかに凹んだ状態となる。

軸部２０２Ｂは、頭部２０２Ａに接続され、雌ねじ部２０１Ｂを貫通する棒状の形状を有する。軸部２０２Ｂの外径は、雌ねじ部２０１Ｂの内径よりも小さい。ねじ部２０２Ｃは、軸部２０２Ｂの頭部２０２Ａに接続される側とは反対側の端部に配置される円筒状の部分である。ねじ部２０２Ｃの外周面には、らせん状のねじ山が形成されている。ねじ部２０２Ｃは、雄ねじ部である。ねじ部２０２Ｃは、雌ねじ部２０１Ｂと螺合可能となっている。そのため、ねじ部２０２Ｃと雌ねじ部２０１Ｂとを螺合させた状態で固定ねじ２０２を回転させることで固定ねじ２０２を蓋部材２００から取り外すことは可能であるものの、意図的にこのような動作を行わない限り、固定ねじ２０２は蓋部材２００から分離されない。このように、頭部２０２Ａの径が雌ねじ部２０１Ｂよりも大きく設定され、かつねじ部２０２Ｃが雌ねじ部２０１Ｂと螺合可能であることにより、固定ねじ２０２が蓋部材２００のベース部２０１から脱落することが防止されている。すなわち、固定ねじ２０２は、蓋部材２００からの分離を阻害する分離阻害部としての頭部２０２Ａおよびねじ部２０２Ｃを含んでいる。

図７および図８を参照して、保持部２０４は、電池６１を保持するための部材である。保持部２０４は、電池６１の正極６１Ａと負極６１Ｂとを通る正負方向（Ｘ軸方向）に交差する方向（Ｙ軸方向）において電池６１を挟むように保持する。保持部２０４は、Ｙ軸方向に互いに離れて一対配置される。保持部２０４は、ベース部２０１に接続され、ベース部２０１の裏面からＺ軸方向に沿って互いに平行に立ち上がる一対の第１部分２０４Ａと、Ｘ軸方向に延び、一対の第１部分２０４Ａの、ベース部２０１に接続される側とは反対側の端部同士を接続する第２部分２０４Ｂとを含む。保持部２０４は、弾性を有する材料、たとえば樹脂、金属などから構成される。また、一対の保持部２０４は、Ｙ軸方向における電池６１の幅よりもわずかに狭い距離だけ離れて配置される。そして、電池６１が一対の保持部２０４の間に挿入されると、一対の保持部２０４はＹ軸方向に撓むとともに、その弾性によって電池６１を保持する。

第１突起部２０７および第２突起部２０８は、電池６１の正極６１Ａと負極６１Ｂとを通る正負方向（Ｘ軸方向）において、電池６１の正極６１Ａの突起を除く長さに対応する距離だけ離れて配置される。第１突起部２０７および第２突起部２０８は、ベース部２０１に接続され、ベース部２０１の裏面から立ち上がる。第１突起部２０７および第２突起部２０８は、板状の形状を有し、互いに向かい合うように配置されている。第１突起部２０７には、正極側切欠き２０７Ａが形成されている。第２突起部２０８には、負極側切欠き２０８Ａが形成されている。図７に示すように、Ｙ軸方向において、電池６１の正極６１Ａの幅ｗ_１は、正極側切欠き２０７Ａの幅ｗ_２より小さく、負極側切欠き２０８Ａの幅ｗ_３より大きい。そのため、保持部２０４に保持される電池６１が正しい向きとは逆に、誤って正極６１Ａが第２突起部２０８となるように保持されようとしても、正極６１Ａが負極側切欠き２０８Ａに進入することができない。すわなち、第２突起部２０８は、電池６１が正しい向きに配置されることをサポートし、蓋部材２００の保持部２０４に保持される電池６１の正極６１Ａが、電池６１の負極６１Ｂに電気的に接続されるべき負極側端子２２３に接触することを阻害する。

ベース部２０１の裏面には、Ｚ軸方向に見て、保持部２０４、第１突起部２０７および第２突起部２０８を取り囲む２つの環状突起２０９，２０９が形成されている。２つの環状突起２０９，２０９のうち、一方の環状突起２０９が他方の環状突起２０９の外周に沿って延び、他方の環状突起２０９を取り囲んでいる。２つの環状突起２０９，２０９は、互いに一定の間隔をもって延びる畝状の突起である。後述するように、２つの環状突起２０９，２０９は、本体部１０の液密部材としてのゴムパッキン１１９に押し付けられることにより、液密状態を形成する。

（５）本体部の収容空間内およびその周辺の構造
次に、本体部１０の収容空間１１Ｆ内およびその周辺の構造について説明する。図１５は、Ｚ軸方向に見た本体部１０の収容空間１１Ｆ内およびその周辺の構造を示す概略平面図である。図１６は、Ｙ軸方向に見た本体部１０の収容空間１１Ｆ内およびその周辺の構造を示す概略正面図である。図１７は、図１５の線分ＸＶＩＩ－ＸＶＩＩに沿うＸ－Ｚ平面で切断した概略断面図である。図１８は、図１５の線分ＸＶＩＩＩ－ＸＶＩＩＩに沿うＸ－Ｚ平面で切断した概略断面図である。

図１５～図１８を参照して、第１の面１１は、Ｚ軸方向に見て（図１５の視点において）、収容空間１１Ｆを取り囲むように、隣接する第１の面１１の他の領域に比べてＺ軸方向における高さが小さい第４領域１１３を含んでいる。第４領域１１３は、Ｚ軸方向に見て、長方形状の形状を有している。本体部１０は、第４領域１１３の短辺のうち第２の端部１０Ｂ側の短辺に対応する領域に、隣接する第１の面１１の他の領域と同じ高さを有する突出部１１Ｈを有している（図１５参照）。突出部１１Ｈは、蓋部材２００のベース部２０１に形成された切欠き２０６に対応する位置に対応する形状で形成されている。これにより、電池６１を保持する蓋部材２００を誤った向きに取り付けることが回避される。

図１６～図１８を参照して、本体部１０は、液密部材としてのゴムパッキン１１９を含んでいる。ゴムパッキン１１９の表面が、第４領域１１３を構成する。ゴムパッキン１１９は、Ｚ軸方向に見て、収容空間１１Ｆを取り囲む環状の形状を有する。ゴムパッキン１１９は、ゴム製のシート状部材である。

隣接する第１の面１１の他の領域と第４領域１１３との高さの差は、蓋部材２００のベース部２０１の厚みに対応する大きさとなっている。これにより、蓋部材２００を本体部１０に設置すると、蓋部材２００の表面と本体部１０の表面とが面一となる。収容空間１１Ｆは、本体部１０の外周面である第４領域１１３において開口している。

第４領域１１３には、複数の（具体的には４つの）円筒状の凹部２２２が形成されている。凹部２２２は、蓋部材２００に設置された固定ねじ２０２の配置に対応する位置に配置されている。凹部２２２の内壁面には、固定ねじ２０２のねじ部２０２Ｃの外周面に形成されたねじ山に対応するねじ溝が形成されている。凹部２２２は、ねじ部２０２Ｃと螺合可能な雌ねじ部を含んでいる。蓋部材２００を本体部１０の第４領域１１３上に載置し、固定ねじ２０２のねじ部２０２Ｃと凹部２２２の雌ねじ部とを螺合させることにより、蓋部材２００と本体部１０の第４領域１１３に位置する液密部材としてのゴムパッキン１１９とが接触する。このとき、蓋部材２００の２つの環状突起２０９，２０９がゴムパッキン１１９に押し付けられ、ゴムパッキン１１９が弾性変形するとともに２つの環状突起２０９，２０９がゴムパッキン１１９に押し込まれる。これにより、蓋部材２００と本体部１０とが液密状態で接触する。その結果、外部から収容空間１１Ｆへの液体（たとえば切削液）の侵入が阻害される。固定ねじ２０２は、蓋部材２００を本体部１０に液密状態で固定する固定部材である。ゴムパッキン１１９は、蓋部材２００と本体部１０との間の液密状態を確保する液密部材である。なお、本実施の形態においては、液密部材としてのゴムパッキン１１９が本体部１０に含まれる場合について説明したが、液密部材は、これに代えて、またはこれに加えて、蓋部材２００に配置されてもよい。

図１７および図１８を参照して、本体部１０は、収容空間１１Ｆを規定する内壁カバー２２５を含んでいる。内壁カバー２２５は、たとえば樹脂などの絶縁体から構成される。内壁カバー２２５は、収容空間１１Ｆの底壁を規定する底壁部２２５Ａと、底壁部２２５Ａの外周から立ち上がり、収容空間１１Ｆの側壁を規定する側壁部２２５Ｂとを含む。本体部１０は、収容空間１１Ｆを規定する壁面に設置され、電池６１の正極６１Ａおよび負極６１Ｂとそれぞれ電気的に接続される正極側端子２２４および負極側端子２２３を含んでいる。正極側端子２２４と負極側端子２２３とは、内壁カバー２２５の側壁部２２５Ｂに保持され、配線６２（図２参照）と電気的に接続されている。正極側端子２２４および負極側端子２２３は、Ｘ軸方向において互いに向かい合う内壁カバー２２５に設置されている。

図１５を参照して、Ｚ軸方向に見て、本体部１０は、収容空間１１Ｆを挟んで向かい合う一対の付勢部材２２１をＹ軸方向に並べて複数組（ここでは２組）含んでいる。本実施の形態では、本体部１０は、４つの付勢部材２２１を含んでいる。図１８に示すように、付勢部材２２１は、内壁カバー２２５の側壁部２２５Ｂにより保持されている。付勢部材２２１は、軸方向がＺ方向に沿うように配置されたばね（つるまきばね）２２７と、押圧部材としてのピン２２６とを含んでいる。ピン２２６は、他の部分に比べて径が大きい拡径部２２６Ａを含んでいる。ばね２２７のＺ方向先端（内壁カバー２２５の底壁部２２５Ａとは反対側の端部）と拡径部２２６Ａとが連結されている。その結果、ピン２２６は、ばね２２７の軸方向における伸縮に伴ってＺ軸方向において往復可能となっている。また、ばね２２７が自然長の状態において、ピン２２６のばね２２７とは反対側の先端は、Ｚ軸方向において本体部１０の第４領域１１３よりもばね２２７とは反対側に突出してる。一方、蓋部材２００が本体部１０に設置され、蓋部材２００と本体部１０との間の液密状態が確保されている状態では、ばね２２７が圧縮され、ピン２２６の先端と蓋部材２００のベース部２０１の裏面とが接触した状態となる。

（６）切削工具の動作
図１および図２を参照して、切削工具１の動作時においては、切削工具１は、回転する被加工物に切削チップ９０にて接触することにより、被加工物を加工する。このとき、本体部１０のひずみが、第１のひずみセンサ４２および第２のひずみセンサ４５により検知される。また、本体部１０の加速度が、加速度センサ２９により検知される。ひずみセンサ４２，４５および加速度センサ２９が検知するひずみおよび加速度の情報を含む信号は、アナログ信号である。アナログ信号であるひずみおよび加速度の情報は、ＡＤコンバータ３１においてデジタル信号に変換された後、無線通信部３２により外部へと送信される。ここで、第１の蓋７１の全体または一部が樹脂、ゴムまたはセラミックス製であるため、無線通信部３２は、第１の蓋７１を通して外部へと信号を送信することができる。この信号は、外部において受信され、分析されることにより、本体部１０の状態が把握される。

（７）電池の着脱および本実施の形態の効果
次に、電池６１の着脱および本実施の形態の効果について説明する。電池６１は、乾電池であってもよいし、充電可能な二次電池であってもよい。上記（６）の切削工具１の動作において、電池６１がＡＤコンバータ３１および無線通信部３２に電力を供給し、交換または充電が必要になると、電池６１を収容空間１１Ｆから取り出す必要が生じる。

図１９は、液密状態での固定が解除された切削工具を示す概略斜視図である。図２０は、図１９の線分ＸＸ－ＸＸに沿う概略断面図である。図２１は、図１９の線分ＸＸＩ－ＸＸＩに沿う概略断面図である。図１および図１９を参照して、電池６１を収容空間１１Ｆから取り出す際には、図１のように、蓋部材２００が本体部１０に設置され、蓋部材２００と本体部１０との間の液密状態が確保されている状態から、締め付けられた固定ねじ２０２が緩められ、蓋部材２００と本体部１０との固定ねじ２０２による液密状態での固定が解除される。そうすると、圧縮されていたばね２２７が自然長へと戻ることに伴って（図１８参照）、ピン２２６が蓋部材２００のベース部２０１を押圧する。これにより、図１９に示すように、蓋部材２００のベース部２０１と本体部１０の第４領域１１３とが離れる。付勢部材２２１は、固定ねじ２０２による液密状態での固定の解除に伴って蓋部材２００と本体部１０とを互いに離間させる方向に付勢する。ピン２２６は、ばね２２７の伸長に伴って蓋部材２００と本体部１０とを互いに離間させる押圧部材である。これにより、蓋部材２００と本体部１０との間に間隔が形成されるため、作業者は蓋部材２００を本体部１０から容易に取り外すことができる。さらに、蓋部材２００には、電池６１が保持されているため、電池６１の交換や充電も容易である。

交換または充電後の電池６１の本体部１０への取り付けも、上記取り外しとは逆の手順にて容易に実施することができる。本実施の形態においては、交換または充電後の電池６１が保持された状態の蓋部材２００を本体部１０の第４領域１１３上に載置し、固定ねじ２０２を容易に締め付けることができる。図２０を参照して、凹部２２２は、雌ねじ部２２２Ａと、雌ねじ部２２２Ａよりも凹部２２２の開口に近い側（凹部２２２の深さ方向において雌ねじ部２２２Ａよりも浅い側）に配置された拡径部２２２Ｂとを含む。雌ねじ部２２２Ａは、空間としての凹部２２２を取り囲む内壁に、固定ねじ２０２のねじ部２０２Ｃと螺合可能なねじ溝が形成された領域である。拡径部２２２Ｂは、固定ねじ２０２のねじ部２０２Ｃの外径よりも大きい内径を有する領域である。

図２０および図２１を参照して、蓋部材２００を本体部１０の第４領域１１３上に載置し、固定ねじ２０２が凹部２２２に進入すると、蓋部材２００のベース部２０１と付勢部材２２１のピン２２６とが接触し、蓋部材２００が付勢部材２２１によって支持された状態となる。この状態において、固定ねじ２０２のねじ部２０２Ｃが凹部２２２の雌ねじ部２２２Ａに届くように、固定ねじ２０２の長さが設定されている。そのため、作業者は、蓋部材２００を付勢部材２２１のばね２２７の弾性に抗して押し下げることなく、固定ねじ２０２を締め付ける方向に回転させることで、固定ねじ２０２のねじ部２０２Ｃと凹部２２２の雌ねじ部２２２Ａとが螺合する。その結果、固定ねじ２０２を締め付ける方向にさらに回転させることにより、蓋部材２００と本体部１０とが近づき、接触する。一方、固定ねじ２０２を緩める方向に回転させると、ばね２２７の弾性により蓋部材２００がピン２２６によって押し上げられる。そして、固定ねじ２０２を緩める方向にさらに回転させると、固定ねじ２０２のねじ部２０２Ｃと凹部２２２の雌ねじ部２２２Ａとの螺合が解除され、ねじ部２０２Ｃが拡径部２２２Ｂに到達する。これにより、蓋部材２００の取り外しが可能となる。なお、本実施の形態においては、付勢部材２２１が本体部１０に含まれる場合について説明したが、これに代えて、またはこれに加えて、付勢部材２２１が蓋部材２００に設置されてもよい。

このように、本実施の形態の切削工具１では、蓋部材２００が、電池６１を保持する保持部２０４を含んでいる。そのため、蓋部材２００を本体部１０から取り外すことにより、本体部１０から電池６１を取り出すことができる。その結果、切削工具１からの電池６１の取り出しが容易となっている。

また、切削工具１は、蓋部材２００を本体部１０に液密状態で固定する固定ねじ２０２を含んでいる。本体部１０は、蓋部材２００と本体部１０との間の液密状態を確保するゴムパッキン１１９と、固定ねじ２０２による液密状態での固定の解除に伴って蓋部材２００と本体部１０とを互いに離間させる方向に付勢する付勢部材２２１とを含んでいる。その結果、固定ねじ２０２による固定の解除に伴って蓋部材２００と本体部１０との間に間隔が形成されるため、蓋部材２００の作業者による保持が容易となっている。

さらに、固定ねじ２０２は、蓋部材２００からの分離を阻害する分離阻害部としての頭部２０２Ａおよびねじ部２０２Ｃを含んでいる。これにより、蓋部材２００を本体部１０から取り外す際に、固定ねじ２０２が蓋部材２００から脱落することを抑制されている。

また、付勢部材２２１としてばね２２７と、ばね２２７の伸長に伴って蓋部材２００と本体部１０とを互いに離間させるピン２２６と、を含む構造体を採用することにより、蓋部材２００と本体部１０とを互いに離間させる構造が容易に達成されている。

さらに、保持部２０４は、電池６１の正極６１Ａと負極６１Ｂとを通る正負方向（Ｘ軸方向）に交差する方向（Ｙ軸方向）において電池６１を挟むように保持する。これにより、電池６１の正極６１Ａおよび負極６１Ｂに接触する端子（正極側端子２２４および負極側端子２２３）と干渉しない位置に保持部２０４を配置する構造が容易に達成されている。

また、収容空間１１Ｆは、本体部１０の外周面において開口している。工作機械の固定装置による切削工具１の固定では、棒状の形状を有する本体部１０の外周面の一部が露出する状態で固定される場合が多い。そのため、この構成により、工作機械の固定装置による切削工具１の固定を解除することなく電池６１を取り外すことが容易となっている。

さらに、本体部１０は、蓋部材２００の保持部２０４に保持される電池６１の正極６１Ａが、電池６１の負極６１Ｂに電気的に接続されるべき負極側端子２２３に接触することを阻害する第３突起部２２５Ｃを含んでいる。第３突起部２２５Ｃは、内壁カバー２２５の側壁部２２５ＢにおいてＸ軸方向（本体部１０の長手方向）に沿って突出する部分である。これにより、電池６１の正極６１Ａが誤って負極側端子２２３に接触することを抑制することが可能となっている。

（変形例）
上記実施の形態では、加速度センサ２９が第１の面１１上に配置される場合について説明した。しかし、加速度センサ２９は、第１の面１１のほか、第２の面１２、第３の面１３および第４の面１４のうち１つ以上の面に配置されていてもよく、全ての面に配置されていてもよい。上記実施の形態では、ひずみセンサが第１の面１１および第２の面１２に設置される場合について説明した。しかし、ひずみセンサは、第１～第４の面のうち、任意の１以上の面に配置されていればよく、全ての面に配置されていてもよい。また、基板モジュールを構成する基板（第１部分等）も、第１～第４の面のうち、任意の１以上の面に配置されていればよく、全ての面に配置されていてもよい。また、上記実施の形態においては、基板モジュールが第１～第４の面のうち２つの面に配置される場合について説明したが、基板モジュールが第１～第４の面のうち１の面のみに配置されていてもよい。これらのセンサの配置と基板モジュールの構成とは、任意に組み合わせることができる。たとえば、基板モジュールを構成する基板（第１部分等）およびひずみセンサが１つずつ、第１～第４の面のうち３つの面に配置されていてもよいし、４つの面（全ての面）に配置されていてもよい。また、本体部１０の表面に形成された第１の凹部１１Ｅ、第２の凹部１２Ｅなどの凹部は、充填材（たとえば樹脂製の充填材）によって埋められていてもよい。

（付記）
上記本開示の切削工具において、上記ばねの弾性に抗して作業者が上記蓋部材を押し下げることなく、蓋部材を本体部に液密状態で固定可能なように固定部材、蓋部材および付勢部材は構成されていてもよい。

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

１切削工具、１０本体部、１０Ａ第１の端部、１０Ｂ第２の端部、１０Ｄ第１の貫通孔、１０Ｅ柱部、１１第１の面、１１Ａ第１領域、１１Ｂ第２領域、１１Ｃ第３領域、１１Ｅ第１の凹部、１１Ｆ収容空間、１１Ｈ突出部、１２第２の面、１２Ｅ第２の凹部、１３第３の面、１４第４の面、１５第５の面、１６第６の面、１９保持部、２０センサ部、２９加速度センサ、３１ＡＤコンバータ、３２無線通信部、３３～３９コネクタ、４１第１のひずみセンサ部品、４２第１のひずみセンサ、４３配線、４４第２のひずみセンサ部品、４５第２のひずみセンサ、４６配線、５０基板モジュール、５１第１の基板、５２第２の基板、５３第３の基板、５４フレキシブルケーブル、５５配線、６１電池、６１Ａ正極、６１Ｂ負極、６２配線、７１第１の蓋、７２第２の蓋、８１敷板、８２固定部、９０切削チップ、１１１第１の底壁、１１２第２の底壁、１１３第４領域、１１９ゴムパッキン、１２１第３の底壁、１２２第４の底壁、２００蓋部材、２０１ベース部、２０１Ａ凹部、２０１Ｂ雌ねじ部、２０２固定ねじ、２０２Ａ頭部、２０２Ｂ軸部、２０２Ｃねじ部、２０４保持部、２０４Ａ第１部分、２０４Ｂ第２部分、２０５圧力調整弁、２０６切欠き、２０７第１突起部、２０７Ａ正極側切欠き、２０８第２突起部、２０８Ａ負極側切欠き、２０９環状突起、２１０Ａ正極表示、２１０Ｂ負極表示、２２１付勢部材、２２２凹部、２２２Ａ雌ねじ部、２２２Ｂ拡径部、２２３負極側端子、２２４正極側端子、２２５内壁カバー、２２５Ａ底壁部、２２５Ｂ側壁部、２２５Ｃ第３突起部、２２６ピン、２２６Ａ拡径部、２２７ばね。

Claims

被加工物に接触することによって前記被加工物を切削する切削工具であって、
電池を収容する収容空間を有する本体部と、
前記収容空間を閉塞するように前記本体部に取り付け可能な蓋部材と、
前記本体部に設置され、前記本体部の物理量を検知するセンサと、
前記本体部に設置され、前記センサが検知した物理量の情報を含む信号を外部に送信する無線通信部と、を備え、
前記蓋部材は、
前記電池を保持する保持部を含み、
前記本体部は、
前記収容空間を規定する壁面に設置され、前記電池と電気的に接続される端子を含み、
前記蓋部材を前記本体部から取り外すことにより、前記蓋部材の前記保持部に保持された状態で前記電池が前記本体部から取り出され、
前記本体部は、第１端部から前記第１端部とは反対側の端部である第２端部まで延びる棒状の形状を有し、
前記本体部の表面は、前記第１端部と前記第２端部とを繋ぐように延びる面である外周面を含み、
前記収容空間は、前記本体部の前記外周面において開口する、切削工具。
前記本体部は、前記外周面において前記収容空間が開口する領域が露出するように工作機械に固定される、請求項１に記載の切削工具。
被加工物に接触することによって前記被加工物を切削する切削工具であって、
電池を収容する収容空間を有する本体部と、
前記収容空間を閉塞するように前記本体部に取り付け可能な蓋部材と、
前記本体部に設置され、前記本体部の物理量を検知するセンサと、
前記本体部に設置され、前記センサが検知した物理量の情報を含む信号を外部に送信する無線通信部と、を備え、
前記蓋部材は、
前記電池を保持する保持部を含み、
前記本体部は、
前記収容空間を規定する壁面に設置され、前記電池と電気的に接続される端子を含み、
前記蓋部材を前記本体部から取り外すことにより、前記蓋部材の前記保持部に保持された状態で前記電池が前記本体部から取り出され、
前記切削工具は、
前記蓋部材を前記本体部に液密状態で固定する固定部材をさらに備え、
前記蓋部材および前記本体部の少なくとも一方は、
前記蓋部材と前記本体部との間の液密状態を確保する液密部材と、
前記固定部材による液密状態での固定の解除に伴って前記蓋部材と前記本体部とを互いに離間させる方向に付勢する付勢部材と、をさらに含む、切削工具。
前記固定部材は、前記蓋部材からの分離を阻害する分離阻害部を含む、請求項３に記載の切削工具。
前記付勢部材は、ばねを含む、請求項３または請求項４に記載の切削工具。
前記付勢部材は、前記ばねの伸長に伴って前記蓋部材と前記本体部とを互いに離間させる押圧部材をさらに含む、請求項５に記載の切削工具。
前記保持部は、前記電池の正極と負極とを通る正負方向に交差する方向において前記電池を挟むように保持する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の切削工具。
前記本体部は、前記蓋部材の前記保持部に保持される前記電池の正極が、前記電池の負極に電気的に接続されるべき負極側端子に接触することを阻害する突起部をさらに含む、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の切削工具。