JP7264255B2 - 回転加工工具および回転加工システム - Google Patents

Description

本開示は、回転加工工具および回転加工システムに関する。

特許文献１（特開２００３－６２７１３号公報）には、以下のような回転加工工具が開示されている。すなわち、径寸法が一定の円柱形状のストレートシャンクと加工部とを同軸上に一体的に有し、該ストレートシャンクがホルダの挿入部に軸方向から挿入されて着脱可能に保持されるとともに、その状態で軸心まわりに回転駆動されることにより、前記加工部によって所定の加工を行うストレートシャンク回転加工工具において、前記ストレートシャンクには、前記ホルダの挿入部に挿入される際に軸方向において該ホルダと係合させられ、該ホルダからの前記加工部の突出寸法を規定するストッパが設けられていることを特徴とするものである。

特開２００３－６２７１３号公報

本開示の回転加工工具は、シャフト部と、前記シャフト部の端部に設けられる刃取付部または刃部と、前記シャフト部に取り付けられる第１の加速度センサとを備え、前記第１の加速度センサは、前記シャフト部の回転軸を法線とする平面に対して傾斜し、かつ前記回転軸に対して傾斜する第１の計測方向を有する。

本開示の回転加工工具は、シャフト部と、前記シャフト部の端部に設けられる刃取付部または刃部と、前記シャフト部において第１の加速度センサを支持する支持部と備え、前記支持部は、前記第１の加速度センサの第１の計測方向が、前記シャフト部の回転軸を法線とする平面および前記回転軸の各々に対して傾斜するように前記第１の加速度センサを支持する。

本開示の回転加工システムは、回転加工工具と、管理装置とを備え、前記回転加工工具は、シャフト部と、前記シャフト部の端部に設けられる刃取付部または刃部と、前記シャフト部に取り付けられる第１の加速度センサとを含み、前記第１の加速度センサは、前記シャフト部の回転軸を法線とする平面に対して傾斜し、かつ前記回転軸に対して傾斜する第１の計測方向を有し、前記回転加工工具は、さらに、前記第１の加速度センサの計測結果を示すセンサ情報を送信する無線通信装置を含み、前記管理装置は、前記無線通信装置から送信される前記センサ情報を受信し、受信した前記センサ情報を処理する。

本開示の回転加工システムは、回転加工工具と、管理装置とを備え、前記回転加工工具は、シャフト部と、前記シャフト部の端部に設けられる刃取付部または刃部と、前記シャフト部において第１の加速度センサを支持する支持部と含み、前記支持部は、前記第１の加速度センサの第１の計測方向が、前記シャフト部の回転軸を法線とする平面および前記回転軸の各々に対して傾斜するように前記第１の加速度センサを支持し、前記回転加工工具は、さらに、前記第１の加速度センサの計測結果を示すセンサ情報を送信する無線通信装置を含み、前記管理装置は、前記無線通信装置から送信される前記センサ情報を受信し、受信した前記センサ情報を処理する。

図１は、本開示の第１の実施の形態に係る回転加工工具の構成を示す側面図である。 図２は、本開示の第１の実施の形態に係る、回転加工工具に発生する遠心加速度と加速度センサの計測方向との対応関係を模式的に示す断面図である。 図３は、本開示の第１の実施の形態に係る、回転加工工具に発生する遠心加速度と加速度センサの計測方向との対応関係を示す図である。 図４は、本開示の第１の実施の形態に係る、回転加工工具に発生する遠心加速度と回転加工工具の回転数との対応関係の一例を示す図である。 図５は、本開示の第１の実施の形態に係る回転加工工具の構成を示す矢視図である。 図６は、本開示の第１の実施の形態に係る回転加工工具における支持部の構成を模式的に示す断面図である。 図７は、本開示の第１の実施の形態に係る回転加工工具の構成を示す図である。 図８は、本開示の第１の実施の形態に係る回転加工システムの構成を示す図である。 図９は、本開示の第１の実施の形態に係る回転加工工具の構成の他の例を示す側面図である。 図１０は、本開示の第１の実施の形態に係る回転加工工具の構成の他の例を示す側面図である。 図１１は、本開示の第２の実施の形態に係る回転加工工具の構成を示す側面図である。 図１２は、本開示の第２の実施の形態に係る回転加工工具における支持部の構成を示す平面図である。 図１３は、本開示の第２の実施の形態に係る回転加工工具の変形例１を示す部分断面図である。 図１４は、本開示の第２の実施の形態に係る回転加工工具の変形例１における制御部の構成を示すブロック図である。 図１５は、本開示の第２の実施の形態の変形例１における制御部の処理の手順を定めたフローチャートである。 図１６は、本開示の第３の実施の形態に係る回転加工工具の構成を示す側面図である。 図１７は、本開示の第３の実施の形態に係る回転加工工具の構成を模式的に示す断面図である。 図１８は、本開示の第３の実施の形態に係る回転加工工具の構成を示す図である。 図１９は、本開示の第３の実施の形態に係る回転加工システムの構成を示す図である。 図２０は、本開示の第３の実施の形態に係る回転加工工具の変形例１を示す部分断面図である。 図２１は、本開示の第３の実施の形態に係る回転加工工具の変形例１を模式的に示す断面図である。 図２２は、本開示の第３の実施の形態の変形例１に係る回転加工工具の構成を示す図である。 図２３は、本開示の第３の実施の形態に係る回転加工システムの構成を示す図である。 図２４は、本開示の第４の実施の形態に係る回転加工工具の構成を示す側面図である。 図２５は、本開示の第４の実施の形態に係る回転加工工具における加速度センサの構成を示す斜視図である。 図２６は、本開示の第４の実施の形態に係る回転加工工具の構成を模式的に示す断面図である。 図２７は、本開示の第４の実施の形態に係る回転加工工具を、回転軸を通る平面において切断してＢ方向から見た断面図である。 図２８は、本開示の第４の実施の形態に係る回転加工工具の変形例１を示す部分断面図である。 図２９は、本開示の第５の実施の形態に係る回転加工工具の構成を示す側面図である。 図３０は、本開示の第５の実施の形態に係る回転加工工具の構成を模式的に示す断面図である。 図３１は、本開示の第６の実施の形態に係る回転加工工具の構成を示す側面図である。 図３２は、本開示の第６の実施の形態に係る回転加工工具の構成を模式的に示す断面図である。 図３３は、本開示の第６の実施の形態に係る回転加工工具を、回転軸を通る平面において切断してＢ方向から見た断面図である。 図３４は、本開示の第６の実施の形態に係る、回転加工工具に発生する遠心加速度と回転加工工具の回転数との対応関係の一例を示す図である。 図３５は、本開示の第６の実施の形態に係る回転加工工具の変形例１を示す部分断面図である。

従来、たとえばフライスカッターおよびドリルのような回転加工工具が開発されている。

［本開示が解決しようとする課題］
回転加工工具に加速度センサを取り付けることにより、回転によって生じる遠心加速度を計測することができる。このような遠心加速度を計測可能な優れた技術が望まれる。

本開示は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、加速度センサの計測範囲の制限を超えて、回転加工工具において生じる遠心加速度を計測することができる回転加工工具および回転加工システムを提供することである。

［本開示の効果］
本開示によれば、加速度センサの計測範囲の制限を超えて、回転加工工具において生じる遠心加速度を計測することができる。

［本願発明の実施形態の説明］
最初に、本開示の実施形態の内容を列記して説明する。

（１）本開示の実施の形態に係る回転加工工具は、シャフト部と、前記シャフト部の端部に設けられる刃取付部または刃部と、前記シャフト部に取り付けられる第１の加速度センサとを備え、前記第１の加速度センサは、前記シャフト部の回転軸を法線とする平面および前記回転軸の各々に対して傾斜する第１の計測方向の加速度を計測する。

このように、第１の加速度センサの計測方向を、シャフト部の回転によって生じる遠心加速度の方向からずらす構成により、遠心加速度に対する第１の加速度センサの計測方向における感度を低下させることができる。したがって、加速度センサの計測範囲の制限を超えて、回転加工工具において生じる遠心加速度を計測することができる。

（２）好ましくは、前記回転加工工具は、さらに、前記第１の計測方向の傾斜角度を変更する角度変更部を備える。

このような構成により、たとえばユーザが所望するシャフト部の回転数に応じて遠心加速度の計測範囲を変更することができるため、ユーザの要望に応じた計測範囲において遠心加速度をより確実に計測することができる。

（３）好ましくは、前記第１の加速度センサは、さらに、第２の計測方向の加速度および第３の計測方向の加速度を計測し、前記第１の計測方向、前記第２の計測方向および前記第３の計測方向は、３次元的に互いに直交し、前記第２の計測方向は、前記平面および前記回転軸の各々に対して傾斜し、前記第３の計測方向は、前記平面に沿った方向であって、前記第１の加速度センサと前記回転軸とを結ぶ直線に対して直交する方向に沿う。

このような構成により、３つの計測方向において加速度を計測する加速度センサをたとえば１つ用いて、遠心加速度を計測するとともに、切削に伴う振動等の加速度を計測することができ、より多様な加速度を計測することができる。また、たとえば１つの加速度センサによって広範な遠心加速度を計測することができ、加速度センサのシャフト部への取り付け数をより少なくすることができる。

（４）好ましくは、前記回転加工工具は、さらに、前記第１の計測方向の傾斜角度および前記第２の計測方向の傾斜角度を変更する角度変更部を備える。

このような構成により、たとえばユーザが所望するシャフト部の回転数に応じて遠心加速度の計測範囲を変更することができるため、ユーザの要望に応じた計測範囲において遠心加速度をより確実に計測することができる。

（５）好ましくは、前記第１の加速度センサは、一方向の加速度を計測するセンサであり、前記回転加工工具は、さらに、一方向の加速度を計測するセンサである第２の加速度センサを備え、前記第２の加速度センサは、第４の計測方向の加速度を計測し、前記第４の計測方向は、前記平面に沿った方向であって、前記第２の加速度センサと前記回転軸とを結ぶ直線に対して直交する方向に沿う。

このような構成により、第１の加速度センサにより遠心加速度を計測するとともに、第２の加速度センサにより、切削に伴う振動等の加速度を計測することができ、より多様な加速度を計測することができる。

（６）より好ましくは、前記回転加工工具は、さらに、一方向の加速度を計測するセンサである第３の加速度センサを備え、前記第３の加速度センサは、第５の計測方向の加速度を計測し、前記第５の計測方向は、前記平面に沿った方向であって、前記第１の加速度センサと前記回転軸とを結ぶ直線に対して直交する方向に沿う。

このような構成により、第１の加速度センサにより遠心加速度を計測するとともに、第３の加速度センサにより、切削に伴う振動等の加速度を計測することができ、より多様な加速度を計測することができる。

（７）好ましくは、前記第１の加速度センサは、三方向の加速度を計測するセンサであり、前記第１の加速度センサは、前記第１の計測方向の加速度、第２の計測方向の加速度および第３の計測方向の加速度を計測し、前記第１の計測方向、前記第２の計測方向および前記第３の計測方向は、３次元的に互いに直交し、前記第２の計測方向および前記第３の計測方向は、前記平面および前記回転軸の各々に対して傾斜し、前記第１の計測方向、前記第２の計測方向および前記第３の計測方向の各々が、前記平面において前記第１の加速度センサと前記回転軸とを結ぶ直線に対してなす角度のうち、少なくともいずれか２つが互いに異なる。

このような構成により、１つの加速度センサを用いて、少なくとも２つの異なる計測範囲において遠心加速度を計測することができる。これにより、たとえば１つの加速度センサによって広範な遠心加速度を計測することができ、加速度センサのシャフト部への取り付け数をより少なくすることができる。

（８）好ましくは、前記回転加工工具は、さらに、前記第１の計測方向の傾斜角度、前記第２の計測方向の傾斜角度および前記第３の計測方向の傾斜角度を変更する角度変更部を備える。

このような構成により、たとえばユーザが所望するシャフト部の回転数に応じて遠心加速度の計測範囲を変更することができるため、ユーザの要望に応じた計測範囲において遠心加速度をより確実に計測することができる。

（９）より好ましくは、前記角度変更部は、前記第１の加速度センサが計測可能な加速度の範囲、前記第１の加速度センサおよび前記シャフト部の回転軸間の距離、ならびに前記シャフト部の回転数に基づいて、前記傾斜角度を変更する。

このような構成により、加速度センサにおいて生じる、計測方向における加速度が、当該加速度センサの計測可能な範囲を超えないような傾斜角度により確実に変更することができる。

（１０）より好ましくは、前記第１の計測方向と前記平面とがなす角度θは、０°より大きくかつ９０°未満であり、かつ４５°でない。

このような構成により、３つの計測方向において加速度を計測する加速度センサをたとえば１つ用いて、２つの異なる計測範囲において遠心加速度を計測することができる。これにより、たとえば１つの加速度センサによってより広範な遠心加速度を計測することができる。

（１１）より好ましくは、前記角度θは、７０°以上かつ９０°未満である。

このような構成により、角度θが０°である場合と比べて、加速度センサは、より大きな回転数に対応する遠心加速度を計測することができる。

（１２）より好ましくは、前記角度θは、８０°以上かつ９０°未満である。

このような構成により、角度θが７０°以上かつ９０°未満である場合と比べて、加速度センサは、より大きな回転数に対応する遠心加速度を計測することができる。

（１３）前記角度変更部は、前記シャフト部に対して着脱可能である。

このような構成により、必要に応じて角度変更部を着脱することができ、ユーザの利便性を高めることができる。

（１４）本開示の実施の形態に係る回転加工工具は、シャフト部と、前記シャフト部の端部に設けられる刃取付部または刃部と、前記シャフト部において第１の加速度センサを支持する支持部と備え、前記支持部は、前記第１の加速度センサの第１の計測方向が、前記シャフト部の回転軸を法線とする平面および前記回転軸の各々に対して傾斜するように前記第１の加速度センサを支持する。

このように、第１の加速度センサの計測方向を、シャフト部の回転において生じる遠心加速度の方向からずらす構成により、遠心加速度に対する第１の加速度センサの計測方向における感度を低下させることができる。したがって、加速度センサの計測範囲の制限を超えて、回転加工工具において生じる遠心加速度を計測することができる。

（１５）本開示の実施の形態に係る回転加工システムは、前記第１の加速度センサの計測結果を示すセンサ情報を送信する無線通信装置をさらに備える上記（１）から上記（１４）のいずれか１つに記載の回転加工工具と、前記無線通信装置から送信される前記センサ情報を受信し、受信した前記センサ情報を処理する管理装置とを備える。

このように、第１の加速度センサの計測方向を、シャフト部の回転によって生じる遠心加速度の方向からずらす構成により、遠心加速度に対する第１の加速度センサの計測方向における感度を低下させることができる。したがって、加速度センサの計測範囲の制限を超えて、回転加工工具において生じる遠心加速度を計測することができる。また、第１の加速度センサの計測結果を処理する構成により、たとえば、シャフト部の角速度および回転数を算出したり、刃取付部または刃部に異常があるかどうかを判断したりすることができる。すなわち、ユーザは、回転加工工具が適正な状態にあるかどうかを把握することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。また、以下に記載する実施の形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。

＜第１の実施の形態＞
図１は、本開示の第１の実施の形態に係る回転加工工具の構成を示す側面図である。

回転加工工具１０１は、たとえば、フライス盤等において使用されるエンドミルであり、金属等からなる切削対象物を切削するために使用される。

図１を参照して、回転加工工具１０１は、シャフト部の一例であるシャンク部１１と、刃取付部１２と、図示しない刃部と、加速度センサ１４と、支持部１６とを備える。図１では、支持部１６を想像線である二点鎖線により示している。

なお、回転加工工具１０１は、刃部を備えない構成であってもよい。また、刃部は、刃取付部１２に一体に固定されてもよいし、刃取付部１２に着脱可能に取り付けられてもよい。

シャンク部１１の基材は、たとえば、切削工具用の超硬合金または金型用鋼により構成されている。

［課題］
回転加工工具に加速度センサを取り付けることにより、回転加工工具の回転によって生じる遠心加速度を計測することができる。このような遠心加速度を計測可能な優れた技術が望まれる。しかしながら、シャンク部等の回転体に加速度センサを取り付けると、当該回転体の回転によって生じる遠心加速度が、加速度センサの計測可能範囲を超えてしまい、遠心加速度を計測できないことがある。

そこで、本開示の実施の形態に係る回転加工工具では、以下のような構成により、このような課題を解決する。

図２は、本開示の第１の実施の形態に係る、回転加工工具に発生する遠心加速度と加速度センサの計測方向との対応関係を模式的に示す断面図である。詳細には、図２は、図１に示す回転加工工具１０１を、回転軸１７および加速度センサ１４を通る平面において切断し、Ｂ方向から見たときの模式的断面図である。

図２を参照して、加速度センサ１４は、シャンク部１１の回転軸１７を法線とする平面１８および回転軸１７の各々に対して傾斜する第１の計測方向１４１の加速度を計測する。すなわち、加速度センサ１４は、第１の計測方向１４１に感度を有している。図２では、平面１８および支持部１６を想像線である二点鎖線により示している。

加速度センサ１４は、一方向の加速度を計測する、いわゆる一軸の加速度センサである。加速度センサ１４は、たとえば、センサ素子２７と、センサ素子２７を支持する台座部２８と、センサ素子２７および台座部２８を収容するハウジング２９とを含む。加速度センサ１４は、上記一方向が第１の計測方向１４１に沿うように配置される。上記一方向は、たとえば、センサ素子２７が台座部２８によって支持される面に対して垂直な方向である。

図２に示す例では、半径ｒのシャンク部１１が角速度ω［ｒａｄ／ｓ］で回転しているときに、加速度センサ１４に遠心加速度ａが生じている。遠心加速度ａが生じる方向は、平面１８に沿っている。たとえば、遠心加速度ａが生じる方向は、平面１８に対して平行である。

遠心加速度ａ［ｍｍ／ｓ＾２］は、以下の式（１）で表される。

ａ＝（ｒ＋ｄ）ω＾２ ・・・（１）

ここで、ｄは、シャンク部１１の径方向における、シャンク部１１の周面から加速度センサ１４におけるセンサ素子までの距離［ｍｍ］である。つまり、（ｒ＋ｄ）は、シャンク部１１の回転軸１７および加速度センサ１４のセンサ素子間の距離［ｍｍ］である。また、演算子「＾」は、べき乗を表す。

図３は、本開示の第１の実施の形態に係る、回転加工工具に発生する遠心加速度と加速度センサの計測方向との対応関係を示す図である。

図３を参照して、第１の計測方向１４１は、平面１８に対して角度θ（以下、傾斜角度θとも称する）で傾斜する。詳細には、第１の計測方向１４１は、加速度センサ１４および回転軸１７を含む平面１５において、平面１８に対して傾斜角度θで傾斜する。ここで、θは、０°より大きく、かつ９０°より小さい値である。

第１の計測方向１４１には、遠心加速度ａの余弦に相当する大きさの遠心加速度ａ１が生じる。すなわち、第１の計測方向１４１において生じる遠心加速度ａ１［ｍｍ／ｓ＾２］は、以下の式（２）で表される。

ａ１＝（ｒ＋ｄ）ω＾２×ｃｏｓθ ・・・（２）

すなわち、遠心加速度ａ１は、第１の計測方向１４１と平面１８とがなす傾斜角度θに応じて変化する。また、θが０°より大きくかつ９０°より小さい範囲において、遠心加速度ａ１は、遠心加速度ａよりも小さい。つまり、傾斜角度θが大きくなるにつれて、遠心加速度ａ１は小さくなる。

したがって、傾斜角度θを変化させることにより、遠心加速度ａに対する加速度センサ１４の第１の計測方向１４１における感度を変化させることができる。具体的には、傾斜角度θを０°より大きくかつ９０°より小さい範囲において増加させることにより、遠心加速度ａに対する加速度センサ１４の第１の計測方向１４１における感度を低下させることができる。

図４は、本開示の第１の実施の形態に係る、回転加工工具に発生する遠心加速度と回転加工工具の回転数との対応関係の一例を示す図である。

図４において、横軸はシャンク部１１の回転数、縦軸はシャンク部１１において生じる遠心加速度を示す。また、グラフｇ１，ｇ２，ｇ３は、それぞれ、傾斜角度θが０°，４５°，６０°である場合の遠心加速度と回転数との対応関係を示す。また、グラフｇ５，ｇ６，ｇ７は、それぞれ、傾斜角度θが７０°，８０°，８９°である場合の遠心加速度と回転数との対応関係を示す。

図４に示す例では、加速度センサ１４は、遠心加速度が０Ｇ～２００Ｇの値である場合に遠心加速度を正確に計測することができる。また、加速度センサ１４は、遠心加速度が２００Ｇを超えると、遠心加速度を正確に計測することが困難となる。

図４を参照して、傾斜角度θが０°である場合、回転数が約３０００ｒｐｍまで増加した時点で遠心加速度が２００Ｇに達する（グラフｇ１）。また、角度θが３０°である場合、回転数が約３２００ｒｐｍまで増加した時点で遠心加速度が２００Ｇに達する（グラフｇ２）。

また、傾斜角度θが４５°である場合、回転数が約３５００ｒｐｍまで増加した時点で遠心加速度が２００Ｇに達する（グラフｇ３）。傾斜角度θが６０°である場合、回転数が約４０００ｒｐｍまで増加した時点で遠心加速度が２００Ｇに達する（グラフｇ４）。

また、傾斜角度θが７０°である場合、回転数が約５０００ｒｐｍまで増加した時点で遠心加速度が２００Ｇに達する（グラフｇ５）。傾斜角度θが８０°である場合、回転数が約７０００ｒｐｍまで増加した時点で遠心加速度が２００Ｇに達する（グラフｇ６）。

また、傾斜角度θが８５°である場合、回転数が約１００００ｒｐｍまで増加した時点で遠心加速度が２００Ｇに達する（グラフｇ７）。傾斜角度θが８９°である場合、回転数が約２００００ｒｐｍより大きい回転数まで増加した時点で遠心加速度が２００Ｇに達する（グラフｇ８）。

このように、傾斜角度θが大きくなるにつれて、グラフの傾きが小さくなる。つまり、傾斜角度θが大きくなるにつれて、遠心加速度ａに対する加速度センサ１４の第１の計測方向１４１におけるみかけの感度が低下し、加速度センサ１４は、より大きな回転数において遠心加速度を計測することができる。

たとえば、図４に示す例では、傾斜角度θが７０°である場合、傾斜角度θが０°である場合と比べて、加速度センサ１４は、２倍近い回転数まで遠心加速度を計測することができる。また、傾斜角度θが８０°である場合、傾斜角度θが０°である場合と比べて、加速度センサ１４は、３倍近い回転数まで遠心加速度を計測することができる。

また、傾斜角度θが８５°である場合、傾斜角度θが０°である場合と比べて、４倍近い回転数まで遠心加速度を計測することができる。また、傾斜角度θが８９°である場合、傾斜角度θが０°である場合と比べて、８倍以上の回転数まで遠心加速度を計測することができる。

遠心加速度、回転数および傾斜角度θ間のこのような関係から、傾斜角度θは、好ましくは７０°以上かつ９０°未満であり、さらに好ましくは８０°以上かつ９０°未満である。

すなわち、傾斜角度θが７０°以上かつ９０°未満である場合、傾斜角度θが０°である場合と比べて、加速度センサ１４は、２倍近い回転数以上の遠心加速度を計測することができる。また、傾斜角度θが８０°以上かつ９０°未満である場合、傾斜角度θが０°である場合と比べて、加速度センサ１４は、３倍近い回転数以上の遠心加速度を計測することができる。

図５は、本開示の第１の実施の形態に係る回転加工工具の構成を示す矢視図である。詳細には、図５は、図１におけるＡ方向から見た矢視図である。図５では、支持部１６を想像線である二点鎖線により示している。

図５を参照して、加速度センサ１４は、シャンク部１１の周面または周面付近に１つ設けられている。加速度センサ１４は、シャンク部１１の周面と接する位置に設けられてもよいし、シャンク部１１の周面から離間した位置に設けられてもよい。

図５に示す例では、支持部１６は、加速度センサ１４を支持する筒状体である。詳細には、支持部１６は、合成樹脂製の筒状体である。支持部１６は、たとえば円筒状に形成されている。加速度センサ１４は、支持部１６に埋め込まれた状態で支持される。

また、支持部１６は、２つに分割可能に構成されている。具体的には、支持部１６は、本体１６１と、図示しない連結機構とを含む。

本体１６１は、筒状に形成されている。また、本体１６１は、シャンク部１１が挿通するようにシャンク部１１の周面に取り付け可能であり、かつシャンク部１１の直径よりも大きい外径を有する。加速度センサ１４は、本体１６１に埋め込まれている。

本体１６１は、平面１８において複数の部分に分割可能に構成されている。図５に示す例では、本体１６１は、２つの部分、すなわちＡ方向から見て略半円状をなす２つの弧状部１６１ａ，１６１ｂに分割可能に構成されている。

弧状部１６１ａおよび弧状部１６１ｂは、図示しない連結機構により互いに連結される。具体的には、たとえば、弧状部１６１ａおよび弧状部１６１ｂは、ボルトおよびナットにより連結される。弧状部１６１ａおよび弧状部１６１ｂは、互いに連結された状態においてシャンク部１１の周面に密着して固定されるような寸法を有する。

連結機構により弧状部１６１ａおよび弧状部１６１ｂを連結することにより、支持部１６および加速度センサ１４をシャンク部１１に取り付けることができる。また、連結機構による弧状部１６１ａおよび弧状部１６１ｂの連結を解除することにより、支持部１６および加速度センサ１４をシャンク部１１から取り外すことができる。

図６は、本開示の第１の実施の形態に係る回転加工工具における支持部の構成を模式的に示す断面図である。詳細には、図６は、図１におけるＢ方向の部分断面図である。

図６を参照して、支持部１６は、シャンク部１１において加速度センサ１４を支持する。具体的には、支持部１６は、加速度センサ１４の第１の計測方向１４１が、平面１８および回転軸１７に対して傾斜するように加速度センサ１４を支持する。

具体的には、加速度センサ１４は、第１の計測方向１４１が平面１８に対して傾斜角度θで傾斜するように、支持部１６に支持される。

また、図６に示す例では、支持部１６は、合成樹脂により構成される。支持部１６は、たとえば、図示しない金型内に加速度センサ１４が配置された状態で、当該金型内に液状の合成樹脂が射出され、射出された合成樹脂が硬化し、当該金型が取り外されることにより構成される。加速度センサ１４が上記金型内に配置されることにより、第１の計測方向１４１が平面１８に対して傾斜角度θで傾斜する。

図７は、本開示の第１の実施の形態に係る回転加工工具の構成を示す図である。詳細には、図７は、回転加工工具が、図１に示す構成要素に加えて、さらに、電池、無線通信装置およびハウジングを備えた状態を示す図である。なお、図７においては、電池、無線通信装置およびハウジングを想像線である二点鎖線により示している。

図７を参照して、回転加工工具１０１は、図１に示す構成に加えて、さらに、電池２２と、無線通信装置２３と、ハウジング２４とを備える。

電池２２は、図示しない電力線を介して、加速度センサ１４および無線通信装置２３と接続されている。電池２２は、電力線を介して、加速度センサ１４および無線通信装置２３へ電力を供給する。電力線には、電力供給のオンおよびオフを切り替えるスイッチが設けられている。

無線通信装置２３は、図示しない信号線を介して、加速度センサ１４と接続されている。加速度センサ１４は、加速度センサ１４において生じる遠心加速度を示す計測信号を信号線経由で無線通信装置２３へ出力する。

無線通信装置２３は、加速度センサ１４から計測信号を受けると、受けた計測信号の示す計測結果を無線信号に含めて外部のパーソナルコンピュータ等の管理装置へ送信する。管理装置は、たとえば、受信した計測結果を蓄積し、蓄積した計測結果を解析する。なお、管理装置は、計測結果の解析に限らず、他の種類の処理を行ってもよい。

ハウジング２４は、底板部２５と、側壁部２６とを含む。ハウジング２４は、たとえば、支持部１６の下面に固定される。ハウジング２４は、支持部１６、電池２２、無線通信装置２３、電力線および信号線を収容した状態、具体的には、支持部１６および電池２２等をこれらの下方および側方から覆った状態において、電池２２および無線通信装置２３を保持する。

底板部２５は、たとえば、円板状に形成されている。底板部２５には、支持部１６に対応する位置に、図示しない複数のネジ穴が形成されている。また、支持部１６の下面にも複数のネジ穴が形成されている。

底板部２５のネジ穴と支持部１６のネジ穴とを位置合わせした状態で、底板部２５および支持部１６の各ネジ穴にネジを螺合することにより、底板部２５を支持部１６に固定することができる。

側壁部２６は、たとえば、円筒状に形成されている。側壁部２６の下端部には、底板部２５の周縁部に対応する位置に、図示しない複数のネジ穴が形成されている。また、底板部２５の周縁部にも複数のネジ穴が形成されている。

底板部２５のネジ穴と側壁部２６のネジ穴とを位置合わせした状態で、底板部２５および側壁部２６の各ネジ穴にネジを螺合することにより、側壁部２６を底板部２５に固定することができる。

図８は、本開示の第１の実施の形態に係る回転加工システムの構成を示す図である。

図８を参照して、回転加工システム２０１は、フライス盤等の回転加工装置２０２と、管理装置３０１とを備える。

回転加工装置２０２は、回転加工工具１０１と、駆動部と、駆動部を制御する制御部とを備える。駆動部は、回転加工工具１０１を駆動するモータ等である。制御部は、駆動部の回転数等を制御する。

回転加工工具１０１は、加速度センサ１４の計測結果を示すセンサ情報を含む無線信号を送信する。

管理装置３０１は、回転加工工具１０１からセンサ情報を含む無線信号を受信し、受信したセンサ情報が示す計測結果を処理する。

具体的には、管理装置３０１は、無線通信部３１と、制御部３２と、記憶部３５と、操作入力部３６と、表示部３３とを含む。

無線通信部３１は、回転加工工具１０１の無線通信装置２３と無線による通信を行う。具体的には、無線通信部３１は、回転加工工具１０１の無線通信装置２３から、センサ情報を含む無線信号を受信して、当該無線信号に含まれるセンサ情報の示す計測結果を記憶部３５に保存する。

操作入力部３６は、キーボードおよびマウス等のユーザインタフェースを含む。操作入力部３６は、ユーザからの指示およびデータ入力を受け付ける。

記憶部３５は、たとえば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等の記憶装置を含む。また、たとえば、記憶部３５は、ＣＤ－ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＤＶＤ－ＲＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）またはＢＤ－ＲＯＭ（Ｂｌｕ－ｒａｙ（登録商標） Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の補助記憶装置を含む。また、たとえば、記憶部３５は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）およびＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の半導体メモリを含む。

記憶部３５には、制御部３２を動作させるためのプログラムおよびデータ、無線通信部３１が回転加工工具１０１から受信した計測結果、ならびに制御部３２の算出結果等が保存される。

制御部３２は、たとえば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を含む。制御部３２は、記憶部３５に蓄積された加速度センサ１４の計測結果を解析し、解析結果を記憶部３５に保存する。また、制御部３２は、管理装置３０１における各ユニットの制御を行う。

表示部３３は、たとえば、ディスプレイである。表示部３３は、記憶部３５に蓄積された制御部３２の算出結果を表示する。なお、表示部３３は、管理装置３０１の外部に設けられてもよい。

また、回転加工システム２０１は、回転加工装置２０２および管理装置３０１間の距離が長い等の理由により、両者の間において無線信号の送受信を直接行うことが困難である場合には、両者の間に中継装置を備えてもよい。この場合、回転加工装置２０２は、無線信号を中継装置経由で管理装置３０１へ送信する。

［使用方法］
図８を参照して、回転加工工具１０１の使用方法について説明する。

まず、回転加工工具１０１のシャンク部１１を、たとえば、回転加工装置２０２における、シャンク部１１を保持する保持部に固定する。

次に、電力線に設けられたスイッチをオフからオンへ切り替えることにより、電池２２から加速度センサ１４および無線通信装置２３へ電力を供給する。

次に、回転加工工具１０１を回転駆動することにより、シャンク部１１に遠心加速度が生じる。

加速度センサ１４は、シャンク部１１に生じた遠心加速度を示す計測信号を無線通信装置２３へ出力する。

次に、無線通信装置２３は、加速度センサ１４から受けた計測信号を示すセンサ情報を無線信号に含めて外部の管理装置３０１へ送信する。

管理装置３０１において、無線通信部３１は、無線通信装置２３から受信した無線信号に含まれるセンサ情報の示す計測結果を記憶部３５に保存する。記憶部３５は、無線通信部３１が回転加工工具１０１から受信した計測結果を蓄積する。制御部３２は、ユーザから操作入力部３６を介して入力された指示に応じて、記憶部３５に蓄積された計測結果を解析する。

具体的には、たとえば、制御部３２は、無線通信部３１経由で無線通信装置２３から受信した加速度センサ１４の計測結果、第１の計測方向１４１の傾斜角度θ、ならびに加速度センサ１４におけるセンサ素子および回転軸１７間の距離（ｒ＋ｄ）に基づいて、シャンク部１１の角速度ωおよび回転数ｎを算出する。なお、制御部３２は、角速度ωおよび回転数ｎのいずれか一方を算出する構成であってもよい。また、制御部３２は、計測結果の解析に限らず、他の種類の処理を行ってもよい。

表示部３３は、制御部３２の算出結果を表示する。表示部３３により表示された角速度ωおよび回転数ｎは、たとえば、回転加工工具１０１が適正な状態にあるかどうかをユーザが把握するために活用される。

図９および図１０は、それぞれ、本開示の第１の実施の形態に係る回転加工工具の構成の他の例を示す側面図である。

図１に示す例は、加速度センサ１４が転削工具の一種であるエンドミルに取り付けられる構成であるが、これに限定されるものではない。たとえば、図９を参照して、加速度センサ１４は、転削工具の一種であるドリル１０２におけるシャフト部の一例であるボディ部１１８に取り付けられてもよい。

また、図１０を参照して、加速度センサ１４は、転削工具の一種であるフライスカッター１０３におけるシャフト部の一例であるボス部１１９に取り付けられてもよい。

図１０に示す例では、ボス部１１９における刃取付部１２とは反対側の端部に、シャンク部１１３が連結されている。なお、フライスカッター１０３において、シャンク部１１３が設けられなくてもよい。

ところで、回転加工工具に加速度センサを取り付けることにより、回転によって生じる遠心加速度を計測することができる。このような遠心加速度を計測可能な優れた技術が望まれる。

これに対して、本開示の第１の実施の形態に係る回転加工工具１０１は、シャンク部１１と、シャンク部１１の端部に設けられる刃取付部１２または刃部と、シャンク部１１に取り付けられる加速度センサ１４とを備える。加速度センサ１４は、シャンク部１１の回転軸１７を法線とする平面１８および回転軸１７の各々に対して傾斜する第１の計測方向１４１の加速度を計測する。

このように、加速度センサ１４の第１の計測方向１４１を、シャンク部１１の回転において生じる遠心加速度の方向からずらす構成により、遠心加速度に対する加速度センサ１４の第１の計測方向１４１における感度を低下させることができる。

したがって、本開示の第１の実施の形態に係る回転加工工具１０１では、加速度センサ１４の計測範囲の制限を超えて、回転加工工具１０１において生じる遠心加速度を計測することができる。

また、本開示の第１の実施の形態に係る回転加工工具１０１は、シャンク部１１と、シャンク部１１の端部に設けられる刃取付部１２または刃部と、シャンク部１１において加速度センサ１４を支持する支持部１６と備える。支持部１６は、加速度センサ１４の第１の計測方向１４１が、シャンク部１１の回転軸１７を法線とする平面１８および回転軸１７の各々に対して傾斜するように加速度センサ１４を支持する。

このように、本開示の第１の実施の形態に係る回転加工工具１０１では、加速度センサ１４の第１の計測方向１４１を、シャンク部１１の回転において生じる遠心加速度の方向からずらす構成により、遠心加速度に対する加速度センサ１４の第１の計測方向１４１における感度を低下させることができる。

したがって、本開示の第１の実施の形態に係る回転加工工具１０１では、加速度センサ１４の計測範囲の制限を超えて、回転加工工具１０１において生じる遠心加速度を計測することができる。

また、本開示の第１の実施の形態に係る回転加工システム２０１は、加速度センサ１４の計測結果を示すセンサ情報を送信する無線通信装置２３をさらに備える回転加工工具１０１と、無線通信装置２３から送信されるセンサ情報を受信し、受信したセンサ情報を処理する管理装置３０１とを備える。

このように、加速度センサ１４の第１の計測方向１４１を、シャンク部１１の回転において生じる遠心加速度の方向からずらす構成により、遠心加速度に対する加速度センサ１４の第１の計測方向１４１における感度を低下させることができる。

したがって、本開示の第１の実施の形態に係る回転加工システム２０１では、加速度センサ１４の計測範囲の制限を超えて、回転加工工具１０１において生じる遠心加速度を計測することができる。

また、加速度センサ１４の計測結果を処理する構成により、たとえば、シャンク部１１の角速度ωおよび回転数ｎを算出することができる。

すなわち、本開示の第１の実施の形態に係る回転加工システム２０１では、ユーザは、回転加工工具１０１が適正な状態にあるかどうかを把握することができる。

その他の構成は、上述した回転加工工具１０１と同様であるため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。

次に、本発明の他の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

＜第２の実施の形態＞
本実施の形態は、第１の実施の形態に係る回転加工工具１０１と比べて、支持部の形態が異なる回転加工工具に関する。以下で説明する内容以外は第１の実施の形態に係る回転加工工具１０１と同様である。

図１１は、本開示の第２の実施の形態に係る回転加工工具の構成を示す側面図である。

図１１を参照して、回転加工工具１０４は、図１に示す回転加工工具１０１と比べて、支持部１６の代わりに支持部１６２を備える。

支持部１６２は、加速度センサ１４を支持する機能に加えて、加速度センサ１４の計測方向の傾斜角度を変更する機能を有する。すなわち、支持部１６２は、角度変更部としても機能する。

加速度センサ１４は、一方向の加速度を計測する、いわゆる一軸の加速度センサである。加速度センサ１４は、たとえば、図２に示すセンサ素子２７と、センサ素子２７を支持する台座部２８と、センサ素子２７および台座部２８を収容するハウジング２９とを含む。上記一方向は、たとえば、センサ素子２７が台座部２８によって支持される面に対して垂直な方向である。加速度センサ１４は、上記一方向が第１の計測方向１４１に沿うように、支持部１６２に支持される。

図１２は、本開示の第２の実施の形態に係る回転加工工具における支持部の構成を示す平面図である。詳細には、図１２は、図１１における支持部をＡ方向から見た矢視図である。

図１２を参照して、支持部１６２は、加速度センサ１４を支持する筒状体である。具体的には、支持部１６２は、合成樹脂製または金属製の筒状体である。支持部１６２は、たとえば、異形の八角筒状に形成される。支持部１６２には、シャンク部１１が挿通する貫通孔１６３が形成されている。

具体的には、支持部１６２は、８つの側面１６２１～１６２８を有する。各側面は平面である。側面１６２１および側面１６２５は、貫通孔１６３を介して互いに反対側に位置する。側面１６２２および側面１６２６は、貫通孔１６３を介して互いに反対側に位置する。側面１６２３および側面１６２７は、貫通孔１６３を介して互いに反対側に位置する。側面１６２４および側面１６２８は、貫通孔１６３を介して互いに反対側に位置する。

側面１６２１および側面１６２５は、平面１８に対してなす角度が同じである。当該角度は、たとえば９０°である。側面１６２２および側面１６２６は、平面１８に対してなす角度が同じである。当該角度は、たとえば８５°である。側面１６２３および側面１６２７は、平面１８に対してなす角度が同じである。当該角度は、たとえば８０°である。側面１６２４および側面１６２８は、平面１８に対してなす角度が同じである。当該角度は、たとえば７０°である。

支持部１６２は、２つに分割可能に構成されている。具体的には、支持部１６２は、本体１６４と、図示しない連結機構とを含む。

本体１６４は、筒状に形成されている。具体的には、本体１６４には、貫通孔１６３が形成されている。また、本体１６４は、シャンク部１１が貫通孔１６３を挿通するようにシャンク部１１の周面に取り付け可能であり、かつシャンク部１１の直径よりも大きい外径を有する。

本体１６４は、平面１８において複数の部分に分割可能に構成されている。図１２に示す例では、本体１６４は、２つの部分、すなわちＡ方向から見て略半円状をなす２つの弧状部１６４ａ，１６４ｂに分割可能に構成されている。

弧状部１６４ａおよび弧状部１６４ｂは、図示しない連結機構により互いに連結される。弧状部１６４ａおよび弧状部１６４ｂが連結されることにより、貫通孔１６３が形成される。具体的には、たとえば、弧状部１６４ａおよび弧状部１６４ｂは、ボルトおよびナットにより連結される。弧状部１６４ａおよび弧状部１６４ｂは、互いに連結された状態においてシャンク部１１の周面に密着して固定されるような寸法を有する。

連結機構により弧状部１６４ａおよび弧状部１６４ｂを連結することにより、支持部１６２および加速度センサ１４をシャンク部１１に取り付けることができる。また、連結機構による弧状部１６４ａおよび弧状部１６４ｂの連結を解除することにより、支持部１６２および加速度センサ１４をシャンク部１１から取り外すことができる。

また、ユーザは、加速度センサ１４を支持部１６２に取り付ける場合、取り付ける対象となる側面を８つの側面１６２１～１６２８から選択することができる。

具体的には、ユーザは、加速度センサ１４の第１の計測方向１４１が平面１８に対して目標となる傾斜角度θで傾斜するような側面を選択し、選択した側面に加速度センサ１４を取り付ける。これにより、加速度センサ１４の第１の計測方向１４１が平面１８に対してなす傾斜角度θを変更することができる。

また、本開示の第２の実施の形態に係る回転加工工具１０４では、角度変更機能を有する支持部１６２は、シャンク部１１に対して着脱可能である。

このような構成により、本開示の第２の実施の形態に係る回転加工工具１０４では、必要に応じて支持部１６２を着脱することができ、ユーザの利便性を高めることができる。

なお、支持部１６２は、シャンク部１１から取り外すことができない構成であってもよい。

［変形例１］
図１３は、本開示の第２の実施の形態に係る回転加工工具の変形例１を示す部分断面図である。

図１３を参照して、変形例１に係る回転加工工具１０５は、支持部１６の代わりに、支持部１６５を備える。

支持部１６５は、加速度センサ１４を支持する機能に加えて、加速度センサ１４の第１の計測方向１４１の傾斜角度θを変更する機能を有する。すなわち、支持部１６５は、角度変更部としても機能する。

加速度センサ１４は、一方向の加速度を計測する、いわゆる一軸の加速度センサである。加速度センサ１４は、たとえば、図２に示すセンサ素子２７と、センサ素子２７を支持する台座部２８と、センサ素子２７および台座部２８を収容するハウジング２９とを含む。上記一方向は、たとえば、センサ素子２７が台座部２８によって支持される面である設置面に対して垂直な方向である。加速度センサ１４は、上記一方向が第１の計測方向１４１に沿うように、支持部１６５に支持される。

図１３に示す例では、加速度センサ１４は、上記一方向が平面１８に対して傾斜角度θで傾斜するように、支持部１６５に支持される。詳細には、たとえば、加速度センサ１４の上記設置面をシャンク部１１の回転軸１７に対して角度θで傾けることにより、上記一方向は、平面１８に対して傾斜角度θで傾斜する。

支持部１６５は、台座部１６６と、角度変更部１６７とを含む。台座部１６６は、加速度センサ１４を支持する。加速度センサ１４は、たとえば、ボルトおよびナット等の固定部材により、台座部１６６に取り付けられる。

図１４は、本開示の第２の実施の形態に係る回転加工工具の変形例１における制御部の構成を示すブロック図である。

図１３および図１４を参照して、角度変更部１６７は、台座部１６６の姿勢を変更する。詳細には、角度変更部１６７は、たとえば、制御部１６８と、モータ等のアクチュエータと、図示しない動力変換機構とを含む。動力変換機構は、アクチュエータの運動を、図１３に示すシャンク部１１に対する台座部１６６の傾斜角度θａの変更動作に変換する。アクチュエータは、圧電素子等、モータ以外の種類のアクチュエータであってもよい。

制御部１６８は、たとえば、受信装置、送信装置、ＣＰＵ、およびＨＤＤ等の記憶装置を含む。また、制御部１６８は、たとえば、ＣＤ－ＲＯＭ等の補助記憶装置、ならびにＲＡＭおよびＲＯＭ等の半導体メモリを含む。

制御部１６８は、たとえば、加速度センサ１４が計測可能な遠心加速度の範囲、加速度センサ１４およびシャンク部１１の回転軸１７間の距離、ならびにシャンク部１１の回転数に基づいて傾斜角度θａを変更し、これにより傾斜角度θを変更する。

なお、制御部１６８は、加速度センサ１４が計測可能な遠心加速度の範囲、加速度センサ１４およびシャンク部１１の回転軸１７間の距離、ならびにシャンク部１１の回転数以外のパラメータに基づいて傾斜角度θａを変更し、これにより傾斜角度θを変更する構成であってもよい。

制御部１６８は、取得部１６９と、処理部１７０と、記憶部１７１と、通信部１７２とを含む。

取得部１６９は、たとえば、受信装置を含む。取得部１６９は、操作入力部を介してユーザにより入力された情報、具体的には、ユーザが所望するシャンク部１１の回転数を取得して記憶部１７１に保存する。

記憶部１７１は、たとえば、ＨＤＤ等の記憶装置を含む。また、たとえば、記憶部１７１は、ＣＤ－ＲＯＭ等の補助記憶装置を含む。また、たとえば、記憶部１７１は、ＲＡＭおよびＲＯＭ等の半導体メモリを含む。

記憶部１７１には、処理部１７０を動作させるためのプログラムおよびデータ、取得部１６９が操作入力部から取得した情報および処理部１７０の算出結果等が保存される。

記憶部１７１には、たとえば、加速度センサ１４が計測可能な遠心加速度の範囲と、加速度センサ１４およびシャンク部１１の回転軸１７間の距離とが保存される。当該距離は、たとえば加速度センサ１４におけるセンサ素子および回転軸１７間の距離である。

たとえば、再び図２を参照して、記憶部１７１には、加速度センサ１４におけるセンサ素子およびシャンク部１１の回転軸１７間の距離（ｒ＋ｄ）が保存されている。

また、再び図４を参照して、記憶部１７１には、加速度センサ１４が計測可能な遠心加速度の上限値である２００Ｇが保存されているとともに、加速度センサ１４に発生する遠心加速度、シャンク部１１の回転数および傾斜角度θの対応関係が保存されている。

再び図１４を参照して、処理部１７０は、たとえば、ＣＰＵを含む。処理部１７０は、記憶部１７１から取得した情報に基づいて、傾斜角度θを求める。具体的には、処理部１７０は、加速度センサ１４が計測可能な遠心加速度の上限値と上記対応関係とに基づいて、傾斜角度θを求めて記憶部１７１に保存する。

通信部１７２は、たとえば、送信装置を含む。通信部１７２は、処理部１７０が求めて記憶部１７１に保存した傾斜角度θを示す角度情報をアクチュエータへ送信する。

［動作の流れ］
回転加工工具１０５は、記憶部１７１の一部または全部を含むコンピュータを備え、当該コンピュータにおけるＣＰＵ等の演算処理部は、以下のシーケンス図またはフローチャートの各ステップの一部または全部を含むプログラムを記憶部１７１等のメモリから読み出して実行する。この装置のプログラムは、外部からインストールすることができる。この装置のプログラムは、記録媒体に格納された状態で流通する。

図１５は、本開示の第２の実施の形態の変形例１における制御部の処理の手順を定めたフローチャートである。

図１５を参照して、まず、処理部１７０は、記憶部１７１からシャンク部１１の所望の回転数を取得する。また、処理部１７０は、記憶部１７１から距離（ｒ＋ｄ）および遠心加速度の上限値を取得する（ステップＳ１０１）。

次に、処理部１７０は、記憶部１７１から取得した情報に基づいて、傾斜角度θを求める。具体的には、再び図４を参照して、たとえば、ユーザが所望するシャンク部１１の回転数が１００００ｒｐｍである場合、傾斜角度θが８５°（グラフｇ７）であれば、遠心加速度が２００Ｇを超えないことから、傾斜角度θとして８５°を求める（ステップＳ１０３）。

再び図１５を参照して、次に、処理部１７０は、傾斜角度θおよび傾斜角度θａの相関関係、ならびに傾斜角度θが８５°であることに基づいて、傾斜角度θａを算出する。そして、処理部１７０は、アクチュエータのパラメータ、たとえばモータの回転角度を、算出した傾斜角度θａに基づいて算出する（ステップＳ１０５）。

次に、処理部１７０は、算出した回転角度を含む制御信号を通信部１７２へ出力する（ステップＳ１０７）。

次に、通信部１７２は、処理部１７０から受けた制御信号をアクチュエータへ送信する（ステップＳ１０９）。

アクチュエータは、通信部１７２から受信した制御信号に基づいて動作し、台座部１６６の姿勢を変更する。

なお、角度変更部１６７は、たとえば、ユーザによるボタン操作により台座部１６６の姿勢を変更する構成であってもよい。具体的には、たとえば、台座部１６６の姿勢すなわち傾斜角度θａ、または傾斜角度θを指定するボタンを回転加工工具１０１に設ける構成であってもよい。この場合、ユーザは、ボタン操作により傾斜角度θａまたは傾斜角度θを指定して、指定した傾斜角度にθａまたはθを変更する。

その他の構成は、上述した回転加工工具１０１と同様であるため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。

本開示の第２の実施の形態に係る回転加工工具の変形例１では、回転加工工具１０５は、第１の計測方向１４１の傾斜角度θを変更する角度変更部１６７を備える。

このような構成により、たとえばユーザが所望するシャンク部１１の回転数に応じて遠心加速度の計測範囲を変更することができるため、ユーザの要望に応じた計測範囲において遠心加速度をより確実に計測することができる。

また、本開示の第２の実施の形態に係る回転加工工具の変形例１では、角度変更部１６７は、加速度センサ１４が計測可能な加速度の範囲、加速度センサ１４およびシャンク部１１の回転軸１７間の距離（ｒ＋ｄ）、ならびにシャンク部１１の回転数ｎに基づいて、傾斜角度θを変更する。

このような構成により、加速度センサ１４において生じる、第１の計測方向１４１における加速度が、加速度センサ１４の計測可能な範囲を超えないような傾斜角度θにより確実に変更することができる。

次に、本発明の他の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

＜第３の実施の形態＞
本開示の実施の形態は、第１の実施の形態に係る回転加工工具１０１と比べて、加速度センサが追加された回転加工工具に関する。以下で説明する内容以外は第１の実施の形態に係る回転加工工具１０１と同様である。

図１６は、本開示の第３の実施の形態に係る回転加工工具の構成を示す側面図である。

図１６を参照して、回転加工工具１０６は、図１に示す回転加工工具１０１と比べて、さらに、加速度センサ１４２を備える。

図１７は、本開示の第３の実施の形態に係る回転加工工具の構成を模式的に示す断面図である。詳細には、図１７は、図１６における回転加工工具１０６を平面１８において切断してＣ方向から見た断面図である。

図１７を参照して、回転加工工具１０６は、回転加工工具１０１と比べて、さらに、加速度センサ１４２を備える。加速度センサ１４２は、第４の計測方向１４３の加速度を計測する。第４の計測方向１４３は、平面１８に沿った方向であって、加速度センサ１４２と回転軸１７とを結ぶ直線１４４に対して直交する方向に沿う。

加速度センサ１４２は、一方向の加速度を計測する、いわゆる一軸の加速度センサである。加速度センサ１４２は、たとえば、図２に示す加速度センサ１４と同様の構造を有する。すなわち、加速度センサ１４２は、たとえば、図２に示すセンサ素子２７と、センサ素子２７を支持する台座部２８と、センサ素子２７および台座部２８を収容するハウジング２９とを含む。上記一方向は、たとえば、センサ素子２７が台座部２８によって支持される面である設置面に対して垂直な方向である。

加速度センサ１４２は、上記一方向が第４の計測方向１４３に沿うように、図１６に示す支持部１６、具体的には、たとえば、図６に示す支持部１６により支持される。なお、加速度センサ１４２は、図１１に示す支持部１６２、または図１３に示す支持部１６５に支持されてもよい。

第４の計測方向１４３は、回転加工工具１０６による切削に伴う振動が発生する方向である。また、第４の計測方向１４３は、遠心加速度が生じない方向である。したがって、加速度センサ１４２は、第４の計測方向１４３の加速度を計測することにより、遠心加速度ではなく、切削に伴う振動の加速度を計測することができる。

また、第４の計測方向１４３は、刃取付部１２または刃部に損傷がある場合に、当該損傷に起因する振動が発生する方向である。

したがって、加速度センサ１４２は、刃取付部１２または刃部に損傷がある場合に、第４の計測方向１４３の加速度を計測することにより、遠心加速度ではなく、切削に伴う振動の加速度と、刃取付部１２または刃部に生じた損傷に起因する振動による加速度との合成分を計測することができる。

図１８は、本開示の第３の実施の形態に係る回転加工工具の構成を示す図である。詳細には、図１８は、回転加工工具が、図１６に示す構成要素に加えて、さらに、電池、無線通信装置およびハウジングを備えた状態を示す図である。なお、図１８においては、電池、無線通信装置およびハウジングを想像線である二点鎖線により示している。

図１８を参照して、回転加工工具１０６は、図１６に示す構成に加えて、さらに、電池２２と、無線通信装置２３と、ハウジング２４とを備える。

無線通信装置２３は、図示しない信号線を介して、加速度センサ１４および加速度センサ１４２と接続されている。加速度センサ１４は、加速度センサ１４において生じる遠心加速度を示す計測信号を信号線経由で無線通信装置２３へ出力する。また、加速度センサ１４２は、加速度センサ１４２において生じる加速度を示す計測信号を信号線経由で無線通信装置２３へ出力する。

無線通信装置２３は、加速度センサ１４および加速度センサ１４２から計測信号を受けると、受けた各計測信号の示す計測結果を無線信号に含めて外部のパーソナルコンピュータ等の管理装置へ送信する。管理装置は、たとえば、受信した各計測結果を蓄積し、蓄積した各計測結果を処理する。

図１９は、本開示の第３の実施の形態に係る回転加工システムの構成を示す図である。

図１９を参照して、回転加工システム２０３は、フライス盤等の回転加工装置２０４と、管理装置３０２とを備える。

回転加工装置２０４は、回転加工工具１０６と、駆動部と、駆動部を制御する制御部とを備える。駆動部は、回転加工工具１０６を駆動するモータ等である。制御部は、駆動部の回転数等を制御する。

管理装置３０２は、第１の実施の形態に係る回転加工工具１０１における管理装置３０１と比べて、さらに、判断部３４を含む。

無線通信部３１は、回転加工工具１０６の無線通信装置２３と無線による通信を行う。

記憶部３５には、制御部３２および判断部３４を動作させるためのプログラムおよびデータ、無線通信部３１が回転加工工具１０６から受信した計測結果、制御部３２の算出結果、ならびに判断部３４の判断結果等が保存される。

判断部３４は、加速度センサ１４２の計測結果に基づいて、刃取付部１２または刃部に異常があるか否かを判断する。

具体的には、判断部３４は、たとえば、ＣＰＵを含む。判断部３４は、加速度センサ１４２の計測結果が所定の閾値以上である場合、刃取付部１２または刃部に異常があると判断する。また、判断部３４は、加速度センサ１４２の計測結果が当該閾値未満である場合、刃取付部１２または刃部は正常であると判断し、判断結果を記憶部３５に保存する。表示部３３は、記憶部３５に蓄積された判断部３４の判断結果を表示する。

本開示の第３の実施の形態に係る回転加工工具１０６では、加速度センサ１４は、一方向の加速度を計測するセンサである。回転加工工具１０６は、回転加工工具１０１の構成に加えて、さらに、一方向の加速度を計測するセンサである加速度センサ１４２を備える。加速度センサ１４２は、第４の計測方向１４３の加速度を計測する。第４の計測方向１４３は、平面１８に沿った方向であって、加速度センサ１４２と回転軸１７とを結ぶ直線１４４に対して直交する方向に沿う。

このような構成により、加速度センサ１４により遠心加速度を計測するとともに、加速度センサ１４２により、切削に伴う振動等の加速度を計測することができ、より多様な加速度を計測することができる。

また、本開示の第３の実施の形態に係る回転加工システム２０３は、加速度センサ１４の計測結果を示すセンサ情報を送信する無線通信装置２３をさらに備える回転加工工具１０６と、無線通信装置２３から送信されるセンサ情報を受信し、受信したセンサ情報を処理する管理装置３０２とを備える。

このように、加速度センサ１４の第１の計測方向１４１を、シャンク部１１の回転において生じる遠心加速度の方向からずらす構成により、遠心加速度に対する加速度センサ１４の第１の計測方向１４１における感度を低下させることができる。

したがって、本開示の第３の実施の形態に係る回転加工システム２０３では、加速度センサ１４の計測範囲の制限を超えて、回転加工工具１０６において生じる遠心加速度を計測することができる。

また、加速度センサ１４の計測結果を処理する構成により、たとえば、刃取付部１２または刃部に異常があるか否かを判断することができる。

すなわち、ユーザは、回転加工工具１０６が適正な状態にあるかどうかを把握することができる。

［変形例１］
図２０は、本開示の第３の実施の形態に係る回転加工工具の変形例１を示す部分断面図である。

図２０を参照して、変形例１に係る回転加工工具１０７は、さらに、加速度センサ１４５を備える。

加速度センサ１４５は、一方向の加速度を計測する、いわゆる一軸の加速度センサである。加速度センサ１４５は、たとえば、図２に示す加速度センサ１４と同様の構造を有する。すなわち、加速度センサ１４５は、たとえば、図２に示すセンサ素子２７と、センサ素子２７を支持する台座部２８と、センサ素子２７および台座部２８を収容するハウジング２９とを含む。上記一方向は、たとえば、センサ素子２７が台座部２８によって支持される面に対して垂直な方向である。

図２１は、本開示の第３の実施の形態に係る回転加工工具の変形例１を模式的に示す断面図である。詳細には、図２１は、図２０における回転加工工具１０７を平面１８において切断してＣ方向から見た断面図である。

図２１を参照して、加速度センサ１４５は、第５の計測方向１４６の加速度を計測する。第５の計測方向１４６は、平面１８に沿った方向であって、加速度センサ１４５と回転軸１７とを結ぶ直線１４７に対して直交する方向に沿う。

加速度センサ１４５は、上記一方向が第５の計測方向１４６に沿うように、図２０に示す支持部１６、具体的には、たとえば、図６に示す支持部１６により支持される。なお、加速度センサ１４５は、図１１に示す支持部１６２、または図１３に示す支持部１６５に支持されてもよい。

第５の計測方向１４６は、回転加工工具１０７による切削に伴う振動が発生する方向である。また、第５の計測方向１４６は、遠心加速度が生じない方向である。したがって、加速度センサ１４５は、第５の計測方向１４６の加速度を計測することにより、遠心加速度ではなく、切削に伴う振動の加速度を計測することができる。

また、第５の計測方向１４６は、刃取付部１２または刃部に損傷がある場合に、当該損傷に起因する振動が発生する方向である。

したがって、加速度センサ１４５は、刃取付部１２または刃部に損傷がある場合に、第５の計測方向１４６の加速度を計測することにより、遠心加速度ではなく、切削に伴う振動の加速度と、刃取付部１２または刃部に生じた損傷に起因する振動による加速度との合成分を計測することができる。

また、加速度センサ１４２および加速度センサ１４５により、互いに異なる方向において生じる加速度を計測することで、第３の実施の形態に係る回転加工工具１０６と比べて、刃取付部１２または刃部の異常をより正確に検出することができる。

具体的には、互いに異なる方向において生じる加速度を計測することで、異常が生じている刃取付部１２または刃部の位置をより正確に検出することができる。

また、互いに異なる方向において生じる加速度を計測することで、各計測結果に基づいて、シャンク部１１において生じるねじり応力を算出することができる。

図２２は、本開示の第３の実施の形態の変形例１に係る回転加工工具の構成を示す図である。詳細には、図２２は、回転加工工具が、図２０に示す構成要素に加えて、さらに、電池、無線通信装置およびハウジングを備えた状態を示す図である。なお、図２２においては、電池、無線通信装置およびハウジングを想像線である二点鎖線により示している。

図２２を参照して、回転加工工具１０６は、図２０に示す構成に加えて、さらに、電池２２と、無線通信装置２３と、ハウジング２４とを備える。

無線通信装置２３は、図示しない信号線を介して、加速度センサ１４、加速度センサ１４２および加速度センサ１４５と接続されている。加速度センサ１４は、加速度センサ１４において生じる加速度を示す計測信号を信号線経由で無線通信装置２３へ出力する。加速度センサ１４２は、加速度センサ１４２において生じる加速度を示す計測信号を信号線経由で無線通信装置２３へ出力する。加速度センサ１４５は、加速度センサ１４５において生じる加速度を示す計測信号を信号線経由で無線通信装置２３へ出力する。

無線通信装置２３は、加速度センサ１４、加速度センサ１４２および加速度センサ１４５から計測信号を受けると、受けた計測信号の示す計測結果を無線信号に含めて外部のパーソナルコンピュータ等の管理装置へ送信する。管理装置は、たとえば、受信した計測結果を蓄積し、蓄積した計測結果を処理する。

図２３は、本開示の第３の実施の形態に係る回転加工システムの構成を示す図である。

図２３を参照して、回転加工システム２０５は、フライス盤等の回転加工装置２０６と、管理装置３０３とを備える。

回転加工装置２０６は、回転加工工具１０７と、駆動部と、駆動部を制御する制御部とを備える。駆動部は、回転加工工具１０７を駆動するモータ等である。制御部は、駆動部の回転数等を制御する。

管理装置３０３は、第１の実施の形態に係る回転加工工具における管理装置３０１と比べて、さらに、判断部３４１を含む。

無線通信部３１は、回転加工工具１０７の無線通信装置２３と無線による通信を行う。

記憶部３５には、制御部３２および判断部３４１を動作させるためのプログラムおよびデータ、無線通信部３１が回転加工工具１０７から受信した計測結果、制御部３２の算出結果、ならびに判断部３４１の判断結果等が保存される。

判断部３４１は、加速度センサ１４２および加速度センサ１４５の計測結果に基づいて、刃取付部１２または刃部に異常があるか否かを判断する。

具体的には、判断部３４１は、たとえば、ＣＰＵを含む。判断部３４１は、加速度センサ１４２および加速度センサ１４５の少なくともいずれか一方の計測結果が所定の閾値以上である場合、刃取付部１２または刃部に異常があると判断する。また、判断部３４１は、加速度センサ１４２および加速度センサ１４５の計測結果が当該閾値未満である場合、刃取付部１２または刃部は正常であると判断し、判断結果を記憶部３５に保存する。表示部３３は、記憶部３５に蓄積された判断部３４１の判断結果を表示する。

本開示の第３の実施の形態に係る回転加工工具の変形例１では、回転加工工具１０７は、図１６に示す回転加工工具１０６の構成に加えて、さらに、一方向の加速度を計測するセンサである加速度センサ１４５を備える。加速度センサ１４５は、第５の計測方向１４６の加速度を計測する。第５の計測方向１４６は、平面１８に沿った方向であって、加速度センサ１４５と回転軸１７とを結ぶ直線１４７に対して直交する方向に沿う。

このような構成により、加速度センサ１４により遠心加速度を計測するとともに、加速度センサ１４２および加速度センサ１４５により、切削に伴う振動等の加速度を計測することができ、より多様な加速度を計測することができる。

次に、本発明の他の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

＜第４の実施の形態＞
本実施の形態は、第１の実施の形態に係る回転加工工具１０１と比べて、加速度センサが有する計測方向の数が異なる回転加工工具に関する。以下で説明する内容以外は第１の実施の形態に係る回転加工工具１０１と同様である。

図２４は、本開示の第４の実施の形態に係る回転加工工具の構成を示す側面図である。

図２４を参照して、回転加工工具１０８は、図１に示す回転加工工具１０１と比べて、加速度センサ１４の代わりに加速度センサ１４８を備える。

図２５は、本開示の第４の実施の形態に係る回転加工工具における加速度センサの構成を示す斜視図である。なお、図２５では、ハウジング２９１を想像線である二点鎖線により示している。図２６は、本開示の第４の実施の形態に係る回転加工工具の構成を模式的に示す断面図である。具体的には、図２６は、回転加工工具を、回転軸を法線とする平面において切断して図２４に示すＤ方向から見た断面図である。図２７は、本開示の第４の実施の形態に係る回転加工工具を、回転軸を通る平面において切断して図２４に示すＢ方向から見た断面図である。

図２５を参照して、加速度センサ１４８は、三方向の加速度を計測する、いわゆる三軸の加速度センサである。

加速度センサ１４８は、たとえば、センサ素子２７１と、センサ素子２７１を支持する台座部２８１と、センサ素子２７１および台座部２８１を収容するハウジング２９１とを含む。上記三方向、具体的には、図２５に示す第１の方向Ｘ１、第２の方向Ｙ１および第３の方向Ｚ１は、３次元的に互いに直交する、すなわち３次元の直交軸を構成する。

第１の方向Ｘ１は、センサ素子２７１が台座部２８１によって支持される面である設置面に対して垂直な方向である。第２の方向Ｙ１および第３の方向Ｚ１は、上記設置面に対して平行な平面上にある。

加速度センサ１４８は、図２６に示す支持部１６、具体的には、たとえば、図６に示す支持部１６により支持される。なお、加速度センサ１４８は、図１１に示す支持部１６２、または図１３に示す支持部１６５に支持されてもよい。

加速度センサ１４８は、図２６に示す支持部１６により所定の姿勢が保たれた状態において、三方向の加速度を計測する。

具体的には、加速度センサ１４８は、上記三方向、すなわち第１の方向Ｘ１、第２の方向Ｙ１および第３の方向Ｚ１が、それぞれ、図２６および図２７に示す第１の計測方向１４１０、第２の計測方向１４９および第３の計測方向１５０に沿うように姿勢が調整された状態において、第１の計測方向１４１０の加速度、第２の計測方向１４９の加速度および第３の方向の加速度を計測する。第１の計測方向１４１０、第２の計測方向１４９および第３の計測方向１５０は、３次元的に互いに直交する、すなわち３次元の直交軸を構成する。

第１の計測方向１４１０は、平面１８および回転軸１７の各々に対して傾斜する。第２の計測方向１４９は、平面１８および回転軸１７の各々に対して傾斜する。第３の計測方向１５０は、平面１８に沿った方向であって、加速度センサ１４８と回転軸１７とを結ぶ直線１５１に対して直交する方向に沿う。

すなわち、たとえば、第１の計測方向１４１０は、図２６の紙面に沿って紙面の右斜め上へ向かう方向である。第２の計測方向１４９は、図２６の紙面に沿って紙面の右斜め下へ向かう方向である。第３の計測方向１５０は、図２６の紙面に対して垂直な方向で、かつ紙面の表側から裏側へ向かう方向である。

第１の計測方向１４１０は、平面１８に対して傾斜角度θで傾斜する。具体的には、第１の計測方向１４１０は、加速度センサ１４を通り、かつ回転軸１７を含む平面１５において、平面１８に対して傾斜角度θで傾斜する。ここで、傾斜角度θは、０°より大きく、かつ９０°より小さい値である。また、傾斜角度θは、４５°であってもよいし、４５°でなくてもよい。

第２の計測方向１４９は、平面１８に対して第１の計測方向１４１０とは反対側へ傾斜角度（９０°－θ）で傾斜する。具体的には、第２の計測方向１４９は、平面１５において、平面１８に対して第１の計測方向１４１０とは反対側へ傾斜角度（９０°－θ）で傾斜する。ここで、傾斜角度θは、０°より大きく、かつ９０°より小さい値である。

したがって、傾斜角度θを変化させることにより、遠心加速度ａに対する加速度センサ１４の第１の計測方向１４１０における感度を変化させることができるとともに、遠心加速度ａに対する加速度センサ１４８の第２の計測方向１４９における感度を変化させることができる。

たとえば、図４に示す例では、傾斜角度θが８５°である場合（グラフｇ７）、角度（９０°－θ）は５°であり、傾斜角度θが８０°である場合（グラフｇ６）、傾斜角度（９０°－θ）は１０°であり、傾斜角度θが７０°である場合（グラフｇ５）、傾斜角度（９０°－θ）は２０°であり、傾斜角度θが６０°である場合（グラフｇ４）、傾斜角度（９０°－θ）は３０°である。

図４に示す例では、加速度センサ１４８は、０Ｇ～２００Ｇの範囲において、遠心加速度を計測することが可能である。つまり、加速度センサ１４８は、たとえば、傾斜角度θが８５°である場合（グラフｇ７）、第１の計測方向１４１０において０ｒｐｍ～約４０００ｒｐｍの計測を行うことが可能であり、第２の計測方向１４９において０ｒｐｍ～約１４０００ｒｐｍの計測を行うことが可能である。そして、０ｒｐｍ～約４０００ｒｐｍの範囲において、加速度センサ１４８は高い分解能を発揮することができる。

したがって、加速度センサ１４８において、たとえば、０ｒｐｍ～約４０００ｒｐｍの低速回転域における遠心加速度の計測を第１の計測方向１４１０に担わせ、約４０００ｒｐｍ～約１４０００ｒｐｍの高速回転域における遠心加速度の計測を第２の計測方向１４９に主に担わせて、２つの計測方向により広範な回転数において遠心加速度を計測することができる。また、低速回転域では、高い分解能で計測を行うことができる。

本開示の第４の実施の形態に係る回転加工工具１０８では、加速度センサ１４８は、第１の計測方向１４１０の加速度、第２の計測方向１４９の加速度および第３の計測方向１５０の加速度を計測する。第１の計測方向１４１０、第２の計測方向１４９および第３の計測方向１５０は、３次元的に互いに直交する、すなわち３次元の直交軸を構成する。第２の計測方向１４９は、平面１８および回転軸１７の各々に対して傾斜する。第３の計測方向１５０は、平面１８に沿った方向であって、加速度センサ１４８と回転軸１７とを結ぶ直線１５１に対して直交する方向に沿う。

このような構成により、３つの計測方向において加速度を計測する加速度センサ１４８をたとえば１つ用いて、遠心加速度を計測するとともに、切削に伴う振動等の加速度を計測することができ、より多様な加速度を計測することができる。また、加速度センサのシャンク部１１への取り付け数をより少なくすることができる。

また、本開示の第４の実施の形態に係る回転加工工具１０８では、第１の計測方向１４１０と平面１８とがなす傾斜角度θは、０°より大きくかつ９０°未満であり、かつ４５°でない。

このような構成により、３つの計測方向において加速度を計測する加速度センサ１４８をたとえば１つ用いて、２つの異なる計測範囲において遠心加速度を計測することができる。これにより、たとえば１つの加速度センサ１４８によってより広範な遠心加速度を計測することができる。

また、本開示の第４の実施の形態に係る回転加工工具１０８では、傾斜角度θは、７０°以上かつ９０°未満である。

このような構成により、傾斜角度θが０°である場合と比べて、加速度センサ１４８は、より大きな回転数に対応する遠心加速度を計測することができる。

また、本開示の第４の実施の形態に係る回転加工工具１０８では、傾斜角度θは、８０°以上かつ９０°未満である。

このような構成により、傾斜角度θが７０°以上かつ９０°未満である場合と比べて、加速度センサ１４８は、より大きな回転数に対応する遠心加速度を計測することができる。

［変形例１］
図２８は、本開示の第４の実施の形態に係る回転加工工具の変形例１を示す部分断面図である。

図２８を参照して、変形例１に係る回転加工工具１０９は、支持部１６の代わりに、図１３に示すような角度変更機能を有する支持部１６５を備える。回転加工工具１０９は、支持部１６５の角度変更機能により、傾斜角度θａを変更し、傾斜角度θを変更することができる。

本開示の第４の実施の形態に係る回転加工工具の変形例１では、回転加工工具１０９は、回転加工工具１０８の構成に加えて、さらに、第１の計測方向１４１０の傾斜角度θおよび第２の計測方向１４９の傾斜角度（９０°－θ）を変更する支持部１６５を備える。

このような構成により、たとえばユーザが所望するシャンク部１１の回転数に応じて遠心加速度の計測範囲を変更することができるため、ユーザの要望に応じた計測範囲において遠心加速度をより確実に計測することができる。

次に、本発明の他の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

＜第５の実施の形態＞
本実施の形態は、第４の実施の形態に係る回転加工工具１０８と比べて、加速度センサが追加された回転加工工具に関する。以下で説明する内容以外は第４の実施の形態に係る回転加工工具１０８と同様である。

図２９は、本開示の第５の実施の形態に係る回転加工工具の構成を示す側面図である。

図２９を参照して、回転加工工具１１０は、図２４に示す回転加工工具１０８と比べて、さらに、加速度センサ１４２を備える。

図３０は、本開示の第５の実施の形態に係る回転加工工具の構成を模式的に示す断面図である。具体的には、図３０は、図２９における回転加工工具１１０を平面１８において切断してＣ方向から見た断面図である。

図３０を参照して、加速度センサ１４２は、第４の計測方向１４３の加速度を計測する。第４の計測方向１４３は、平面１８に沿った方向であって、加速度センサ１４２と回転軸１７とを結ぶ直線１４４に対して直交する方向に沿う。

加速度センサ１４２は、一方向の加速度を計測する、いわゆる一軸の加速度センサである。加速度センサ１４２は、たとえば、図２に示す加速度センサ１４と同様の構造を有する。すなわち、加速度センサ１４２は、たとえば、図２に示すセンサ素子２７と、センサ素子２７を支持する台座部２８と、センサ素子２７および台座部２８を収容するハウジング２９とを含む。上記一方向は、たとえば、センサ素子２７が台座部２８によって支持される面である設置面に対して垂直な方向である。

加速度センサ１４２は、上記一方向が第４の計測方向１４３に沿うように、図１６に示す支持部１６、具体的には、たとえば、図６に示す支持部１６により支持される。なお、加速度センサ１４２は、図１１に示す支持部１６２、または図１３に示す支持部１６５に支持されてもよい。

第４の計測方向１４３は、回転加工工具１１０による切削に伴う振動が発生する方向である。また、第４の計測方向１４３は、遠心加速度が生じない方向である。したがって、加速度センサ１４２は、第４の計測方向１４３の加速度を計測することにより、遠心加速度ではなく、切削に伴う振動の加速度を計測することができる。

また、第４の計測方向１４３は、刃取付部１２または刃部に損傷がある場合に、当該損傷に起因する振動が発生する方向である。

したがって、加速度センサ１４２は、刃取付部１２または刃部に損傷がある場合に、第４の計測方向１４３の加速度を計測することにより、遠心加速度ではなく、切削に伴う振動の加速度と、刃取付部１２または刃部に生じた損傷に起因する振動による加速度との合成分を計測することができる。

次に、本発明の他の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

＜第６の実施の形態＞
本実施の形態は、第４の実施の形態に係る回転加工工具１０８と比べて、第３の計測方向が異なる回転加工工具に関する。以下で説明する内容以外は第４の実施の形態に係る回転加工工具１０８と同様である。

図３１は、本開示の第６の実施の形態に係る回転加工工具の構成を示す側面図である。

図３１を参照して、回転加工工具１１１は、第４の実施の形態に係る回転加工工具１０８における加速度センサ１４８の代わりに、加速度センサ１５２を備える。

図３２は、本開示の第６の実施の形態に係る回転加工工具の構成を模式的に示す断面図である。具体的には、図３２は、回転加工工具を、回転軸を法線とする平面において切断してＤ方向から見た断面図である。図３３は、本開示の第６の実施の形態に係る回転加工工具を、回転軸を通る平面において切断してＢ方向から見た断面図である。

図３２および図３３を参照して、加速度センサ１５２は、三方向の加速度を計測する、いわゆる三軸の加速度センサである。加速度センサ１５２は、たとえば、図２５に示す加速度センサ１４８と同じ構造を有する。

加速度センサ１５２は、図３２に示す支持部１６、具体的には、たとえば、図６に示す支持部１６により支持される。なお、加速度センサ１５２は、図１１に示す支持部１６２、または図１３に示す支持部１６５に支持されてもよい。

加速度センサ１５２は、支持部１６により所定の姿勢が保たれた状態において、三方向の加速度を計測する。

具体的には、加速度センサ１５２は、上記三方向が、それぞれ、第１の計測方向１４１１、第２の計測方向１４９０および第３の計測方向１５００に沿うように姿勢が調整された状態において、第１の計測方向１４１１の加速度、第２の計測方向１４９０の加速度および第３の計測方向１５００の加速度を計測する。第１の計測方向１４１１、第２の計測方向１４９０および第３の計測方向１５００は、３次元的に互いに直交する、すなわち３次元の直交軸を構成する。

第１の計測方向１４１１、第２の計測方向１４９０および第３の計測方向１５００は、平面１８および回転軸１７の各々に対して傾斜する。

すなわち、たとえば、第１の計測方向１４１１、第２の計測方向１４９０および第３の計測方向１５００は、図３２の紙面に対して交差し、かつ図３３の紙面に対して交差する方向である。また、第１の計測方向１４１１は、図３２の紙面の右斜め上へ向かう方向である。第２の計測方向１４９０および第３の計測方向１５００は、図３２の紙面の右斜め下へ向かう方向である。

第１の計測方向１４１１、第２の計測方向１４９０および第３の計測方向１５００の各々が、平面１８において加速度センサ１５２と回転軸１７とを結ぶ直線１５３に対してなす傾斜角度θのうち、少なくともいずれか２つが互いに異なる。

具体的には、たとえば、第１の計測方向１４１１および直線１５３がなす傾斜角度θ１、第２の計測方向１４９０および直線１５３がなす傾斜角度θ２、ならびに第３の計測方向１５００および直線１５３がなす傾斜角度θ３は、互いに異なる。

なお、傾斜角度θ１、傾斜角度θ２および傾斜角度θ３は、いずれか２つが互いに同じであってもよい。

図３４は、本開示の第６の実施の形態に係る、回転加工工具に発生する遠心加速度と回転加工工具の回転数との対応関係の一例を示す図である。

図３４において、横軸はシャンク部１１の回転数、縦軸はシャンク部１１において生じる遠心加速度を示す。また、グラフｇ９，ｇ１０，ｇ１１は、それぞれ、傾斜角度θが、θ１、θ２、θ３である場合の遠心加速度と回転数との対応関係を示す。図３４に示す例では、θ１、θ２およびθ３の関係は、「θ１＜θ２＜θ３」である。

ここでは、加速度センサ１５２は、遠心加速度が０Ｇ～２００Ｇの値である場合に遠心加速度を正確に計測することができ、遠心加速度が２００Ｇを超えると、遠心加速度を正確に計測することが困難になるものとする。

図３４を参照して、傾斜角度θがθ１である場合、回転数が約３０００ｒｐｍまで増加した時点で遠心加速度が２００Ｇに達する（グラフｇ９）。また、傾斜角度θがθ２である場合、回転数が約１０５００ｒｐｍまで増加した時点で遠心加速度が２００Ｇに達する（グラフｇ１０）。また、傾斜角度θがθ３である場合、回転数が約１７０００ｒｐｍまで増加した時点で遠心加速度が２００Ｇに達する（グラフｇ１１）。

このように、傾斜角度θが大きくなるにつれて、グラフの傾きが小さくなる。つまり、傾斜角度θが大きくなるにつれて、遠心加速度ａに対する加速度センサ１５２の第１の計測方向１４１１、第２の計測方向１４９０および第３の計測方向１５００におけるみかけの感度が低下し、加速度センサ１５２は、より大きな回転数において遠心加速度を計測することができる。

たとえば、図３４に示す例では、加速度センサ１５２は、傾斜角度θがθ２である場合、傾斜角度θがθ１である場合と比べて２倍以上の回転数まで遠心加速度を計測することができる。また、加速度センサ１５２は、傾斜角度θがθ３である場合、傾斜角度θがθ１である場合と比べて３倍近い回転数まで遠心加速度を計測することができる。

遠心加速度、回転数および傾斜角度θ間のこのような関係に着目して、三方向の加速度を計測する加速度センサ１５２の３つの計測方向をすべて遠心加速度の計測に用い、かつ傾斜角度θ１、傾斜角度θ２および傾斜角度θ３をすべて異なる値とすることにより、本来は同じ性能である３つの軸を、それぞれ、異なる計測範囲Ｒ１～Ｒ３および異なる分解能の加速度センサとして用いることができる。

なお、傾斜角度θ１、傾斜角度θ２および傾斜角度θ３は、互いに同じであってもよい。

［変形例１］
図３５は、本開示の第６の実施の形態に係る回転加工工具の変形例１を示す部分断面図である。

図３５を参照して、変形例１に係る回転加工工具１１２は、支持部１６の代わりに、図１３に示すような角度変更機能を有する支持部１６５を備える。回転加工工具１１２は、支持部１６５の角度変更機能により、傾斜角度θａを変更し、傾斜角度θ１～θ３を変更することができる。

本開示の第６の実施の形態に係る回転加工工具の変形例１では、回転加工工具１１２は、本開示の第６の実施の形態に係る回転加工工具１１１の構成に加えて、さらに、第１の計測方向１４１１の傾斜角度θ１、第２の計測方向１４９０の傾斜角度θ２および第３の計測方向１５００の傾斜角度θ３を変更する角度変更部１６７を備える。

このような構成により、たとえばユーザが所望するシャンク部１１の回転数に応じて遠心加速度の計測範囲を変更することができるため、ユーザの要望に応じた計測範囲において遠心加速度をより確実に計測することができる。

上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく請求の範囲によって示され、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。

以上の説明は、以下に付記する特徴を含む。
［付記１］
回転加工装置であって、
回転加工工具と、
管理装置とを備え、
前記回転加工工具は、
シャフト部と、
前記シャフト部の端部に設けられる刃取付部または刃部と、
前記シャフト部に取り付けられる第１の加速度センサとを含み、
前記第１の加速度センサは、前記シャフト部の回転軸を法線とする平面および前記回転軸の各々に対して傾斜する第１の計測方向の加速度を計測し、
前記管理装置は、
前記加速度センサの計測結果、前記第１の計測方向の傾斜角度、ならびに前記第１の加速度センサおよび前記回転軸間の距離に基づいて、前記シャフト部の角速度および回転数の少なくともいずれか一方を算出する制御部と、
前記制御部の算出結果を表示する表示部とを含む、回転加工装置。

１１ シャンク部
１２ 刃取付部
１３ 遠心加速度
１４，１４２，１４５，１４８，１５２ 加速度センサ
１５ 平面
１６，１６２，１６５ 支持部
１７ 回転軸
１８ 平面
２２ 電池
２３ 無線通信装置
２４ ハウジング
２５ 底板部
２６ 側壁部
２７，２７１ センサ素子
２８，２８１ 台座部
２９，２９１ ハウジング
３１ 無線通信部
３２ 制御部
３３ 表示部
３４，３４１ 判断部
１０１～１１２ 回転加工工具
１１８ ボディ部
１１９ ボス部
１４１，１４１０，１４１１ 第１の計測方向
１４３ 第４の計測方向
１４６ 第５の計測方向
１４９，１４９０ 第２の計測方向
１５０，１５００ 第３の計測方向
１６６ 台座部
１６７ 角度変更部
１６８ 制御部
２０１，２０３，２０５ 回転加工システム
２０２，２０４，２０６ 回転加工工具
３０１～３０２ 管理装置
Ｘ１ 第１の方向
Ｙ１ 第２の方向
Ｚ１ 第３の方向

Claims (15)

1. 回転加工工具であって、
   シャフト部と、
   前記シャフト部の端部に設けられる刃取付部または刃部と、
   前記シャフト部に取り付けられる第１の加速度センサとを備え、
   前記第１の加速度センサは、前記シャフト部の回転軸を法線とする平面および前記回転軸の各々に対して傾斜する第１の計測方向の加速度を計測し、
   前記回転加工工具は、さらに、
   前記第１の加速度センサを支持する支持部を備え、
   前記支持部は、前記第１の加速度センサを取り付け可能な、前記平面に対してなす角度が互いに異なる複数の取付面を有する、回転加工工具。
2. 前記回転加工工具は、さらに、
   前記第１の計測方向の傾斜角度を変更する角度変更部を備える、請求項１に記載の回転加工工具。
3. 前記第１の加速度センサは、さらに、第２の計測方向の加速度および第３の計測方向の加速度を計測し、
   前記第１の計測方向、前記第２の計測方向および前記第３の計測方向は、３次元的に互いに直交し、
   前記第２の計測方向は、前記平面および前記回転軸の各々に対して傾斜し、
   前記第３の計測方向は、前記平面に沿った方向であって、前記第１の加速度センサと前記回転軸とを結ぶ直線に対して直交する方向に沿う、請求項１に記載の回転加工工具。
4. 前記回転加工工具は、さらに、
   前記第１の計測方向の傾斜角度および前記第２の計測方向の傾斜角度を変更する角度変更部を備える、請求項３に記載の回転加工工具。
5. 前記第１の加速度センサは、一方向の加速度を計測するセンサであり、
   前記回転加工工具は、さらに、一方向の加速度を計測するセンサである第２の加速度センサを備え、
   前記第２の加速度センサは、第４の計測方向の加速度を計測し、
   前記第４の計測方向は、前記平面に沿った方向であって、前記第２の加速度センサと前記回転軸とを結ぶ直線に対して直交する方向に沿う、請求項１または請求項２に記載の回転加工工具。
6. 前記回転加工工具は、さらに、一方向の加速度を計測するセンサである第３の加速度センサを備え、
   前記第３の加速度センサは、第５の計測方向の加速度を計測し、
   前記第５の計測方向は、前記平面に沿った方向であって、前記第１の加速度センサと前記回転軸とを結ぶ直線に対して直交する方向に沿う、請求項３または請求項５に記載の回転加工工具。
7. 前記第１の加速度センサは、三方向の加速度を計測するセンサであり、
   前記第１の加速度センサは、前記第１の計測方向の加速度、第２の計測方向の加速度および第３の計測方向の加速度を計測し、
   前記第１の計測方向、前記第２の計測方向および前記第３の計測方向は、３次元的に互いに直交し、
   前記第２の計測方向および前記第３の計測方向は、前記平面および前記回転軸の各々に対して傾斜し、
   前記第１の計測方向、前記第２の計測方向および前記第３の計測方向の各々が、前記平面において前記第１の加速度センサと前記回転軸とを結ぶ直線に対してなす角度のうち、少なくともいずれか２つが互いに異なる、請求項１に記載の回転加工工具。
8. 前記回転加工工具は、さらに、
   前記第１の計測方向の傾斜角度、前記第２の計測方向の傾斜角度および前記第３の計測方向の傾斜角度を変更する角度変更部を備える、請求項７に記載の回転加工工具。
9. 前記角度変更部は、前記第１の加速度センサが計測可能な加速度の範囲、前記第１の加速度センサおよび前記シャフト部の回転軸間の距離、ならびに前記シャフト部の回転数に基づいて、前記傾斜角度を変更する、請求項２、請求項４および請求項８のいずれか１項に記載の回転加工工具。
10. 前記第１の計測方向と前記平面とがなす角度θは、０°より大きくかつ９０°未満であり、かつ４５°でない、請求項３に記載の回転加工工具。
11. 前記角度θは、７０°以上かつ９０°未満である、請求項１０に記載の回転加工工具。
12. 前記角度θは、８０°以上かつ９０°未満である、請求項１１に記載の回転加工工具。
13. 前記角度変更部は、前記シャフト部に対して着脱可能である、請求項２、請求項４および請求項８のいずれか１項に記載の回転加工工具。
14. シャフト部と、
    前記シャフト部の端部に設けられる刃取付部または刃部と、
    前記シャフト部において第１の加速度センサを支持する支持部と備え、
    前記支持部は、前記第１の加速度センサの第１の計測方向が、前記シャフト部の回転軸を法線とする平面および前記回転軸の各々に対して傾斜するように前記第１の加速度センサを支持し、
    前記支持部は、前記第１の加速度センサを取り付け可能な、前記平面に対してなす角度が互いに異なる複数の取付面を有する、回転加工工具。
15. 前記第１の加速度センサの計測結果を示すセンサ情報を送信する無線通信装置をさらに備える請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の回転加工工具と、
    前記無線通信装置から送信される前記センサ情報を受信し、受信した前記センサ情報を処理する管理装置とを備える、回転加工システム。

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