WO2024047703A1 - 転削工具およびセンサ装置 - Google Patents

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WO2024047703A1
WO2024047703A1 PCT/JP2022/032427 JP2022032427W WO2024047703A1 WO 2024047703 A1 WO2024047703 A1 WO 2024047703A1 JP 2022032427 W JP2022032427 W JP 2022032427W WO 2024047703 A1 WO2024047703 A1 WO 2024047703A1
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WO
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sensor
shaft
main surface
section
milling tool
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/032427
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
洋樹 大森
雄介 小池
Original Assignee
住友電気工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by 住友電気工業株式会社 filed Critical 住友電気工業株式会社
Priority to JP2022574651A priority Critical patent/JP7239080B1/ja
Priority to PCT/JP2022/032427 priority patent/WO2024047703A1/ja
Priority to JP2023031118A priority patent/JP2024032638A/ja
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23C—MILLING
    • B23C9/00—Details or accessories so far as specially adapted to milling machines or cutter
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/09—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring cutting pressure or for determining cutting-tool condition, e.g. cutting ability, load on tool

Definitions

  • the present disclosure relates to a milling tool and a sensor device.
  • Patent Document 1 U.S. Patent Application Publication No. 2015/0261207 (Patent Document 1), JP 2018-54611 (Patent Document 2), JP 2009-285804 (Patent Document 3), International Publication No. 2017/002762 (Patent Document 4), Patent No. 5988066 (Patent Document 5), Practical New patent registration No. 3170029 (Patent Document 6), Japanese Patent Application Publication No. 2015-77658 (Patent Document 7), International Publication No. 2015/056495 (Patent Document 8), European Patent Application Publication No. 3292929 (Patent Document 9), and (See European Patent Application Publication No. 3292930 (Patent Document 10)).
  • a milling tool includes a shaft portion extending from a first end to a second end along a rotation axis, a sensor portion disposed on the shaft portion, and a sensor portion extending around the rotation axis of the shaft portion.
  • a cutting tool is provided with arranged cutting edges.
  • the sensor section includes a sensor module including a battery, a first sensor that detects a first physical quantity of the shaft section, and a substrate electrically connected to the first sensor.
  • the substrate has a first main surface and a second main surface, a first portion disposed such that the first main surface faces the outer peripheral surface of the shaft portion, and a third main surface and a fourth main surface. , a second portion disposed on the outer peripheral side of the first portion in the radial direction of the shaft portion so that the third principal surface faces the shaft portion side, and electrically connected to the first portion.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view showing the structure of a milling tool.
  • FIG. 2 is a schematic perspective view showing the structure of the shaft portion.
  • FIG. 3 is a schematic perspective view showing the structure of the shaft portion seen from a different perspective from FIG. 2.
  • FIG. 4 is a schematic plan view showing the structure of the shaft section as viewed from the first end side in the direction of the rotation axis.
  • FIG. 5 is a schematic plan view showing the structure of the shaft portion as viewed from the second end side in the direction of the rotation axis.
  • FIG. 6 is a schematic plan view showing the structure of the shaft section as viewed in a direction perpendicular to the axial direction.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a cross section taken along line VII-VII in FIG.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing the structure near the sensor section.
  • FIG. 9 is a schematic perspective view showing the structure of the strain sensor component.
  • FIG. 10 is a schematic plan view showing the structure of the substrate module.
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing a cross section taken along line segment XI-XI in FIG.
  • FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing a cross section taken along line segment XII-XII in FIG.
  • FIG. 13 is a schematic plan view showing a state in which the board module is attached.
  • FIG. 14 is a schematic cross-sectional view showing a cross section taken along line segment XIV-XIV in FIG.
  • FIG. 15 is a schematic cross-sectional view showing a cross section taken along line segment XV-XV in FIG.
  • FIG. 16 is a schematic perspective view showing the structure of the case body.
  • FIG. 17 is a schematic perspective view showing the structure of the first fixing member.
  • FIG. 18 is a schematic perspective view showing the structure of the second fixing member.
  • FIG. 19 is a schematic perspective view showing the structure of the lid (bottom wall portion).
  • FIG. 20 is a schematic perspective view showing the structure of a milling tool according to the second embodiment.
  • FIG. 21 is a schematic perspective view showing the structure of a milling tool in Embodiment 3.
  • FIG. 22 is a schematic perspective view showing the structure of a milling tool in Embodiment 4.
  • FIG. 23 is a schematic perspective view showing an exploded state of the milling tool according to the fourth embodiment.
  • FIG. 24 is a schematic diagram showing the configuration of a milling tool system in Embodiment 5.
  • An object of the present disclosure is to provide a milling tool and a sensor device that can efficiently install parts for transmitting a signal containing information obtained by a sensor to a receiver installed externally. There is one.
  • the milling tool and the sensor device are capable of efficiently installing a component for transmitting a signal containing information obtained by the sensor to a receiver installed outside.
  • a sensor device can be provided.
  • the milling tool of the present disclosure includes a shaft portion extending from a first end to a second end along a rotation axis, a sensor portion disposed on the shaft portion, and a sensor portion disposed around the rotation axis of the shaft portion.
  • This is a milling tool equipped with a cutting edge.
  • the sensor section includes a sensor module including a battery, a first sensor that detects a first physical quantity of the shaft section, and a substrate electrically connected to the first sensor.
  • the substrate has a first main surface and a second main surface, a first portion disposed such that the first main surface faces the outer peripheral surface of the shaft portion, and a third main surface and a fourth main surface. , a second portion disposed on the outer peripheral side of the first portion in the radial direction of the shaft portion so that the third principal surface faces the shaft portion side, and electrically connected to the first portion.
  • the substrate included in the sensor module includes a first portion and a second portion disposed on the outer peripheral side of the first portion. This ensures a sufficient area of the board for installing a large number of components for transmitting signals including information obtained by the sensor to the outside. As a result, according to the cutting tool of the present disclosure, it is possible to efficiently install a component for transmitting a signal including information obtained by the sensor to a receiver installed outside.
  • the sensor module may further include a battery socket electrically connected to the battery and disposed on the third main surface.
  • the battery socket is an important component for supplying power from the battery to the first sensor and components installed on the board.
  • connection direction of the battery socket may be along the rotation axis.
  • the battery may be arranged between the first part and the second part in the radial direction of the shaft part.
  • first portion and the second portion may be electrically connected by a first connecting portion.
  • the first connection portion may be a flexible substrate. This configuration facilitates installation of the substrate including the first portion and the second portion.
  • the first portion, the second portion, and the first connecting portion may include an integrated flexible substrate. This configuration allows the substrate to be easily deformed. As a result, installation of the substrate including the first portion and the second portion becomes easier.
  • the sensor section may further include a case that houses the sensor module.
  • the case may include a cylindrical side wall that surrounds the shaft and extends in a direction along the rotation axis.
  • the first portion may be arranged to extend in the circumferential direction of the shaft portion along the outer peripheral surface of the shaft portion.
  • the second portion may be arranged to extend in the circumferential direction of the side wall along the inner circumferential surface of the side wall.
  • the sensor module may further include an antenna that transmits a signal including information on the first physical quantity detected by the first sensor to the outside.
  • the substrate may further include a third portion electrically connected to the first portion by a second connection portion.
  • the antenna may be located in the third portion. This configuration allows the antenna to be easily placed.
  • the third portion may be arranged between the first portion and the second portion in the radial direction of the shaft portion.
  • the sensor module may further include a power switch that switches the state of power supply from the battery.
  • the substrate may further include a fourth portion electrically connected to the second portion by a third connection portion.
  • a power switch may be located in the fourth part. With this configuration, the power switch can be easily arranged.
  • the fourth portion may be arranged between the first portion and the second portion in the radial direction of the shaft portion.
  • the sensor module may include a plurality of batteries.
  • the plurality of batteries may be arranged at equal intervals in the circumferential direction of the shaft portion.
  • the sensor module may include a plurality of batteries.
  • the plurality of batteries may be arranged symmetrically with respect to the rotation axis when viewed in the rotation axis direction.
  • the sensor module may further include an AD converter that converts an analog signal containing the first physical quantity detected by the first sensor into a digital signal.
  • the AD converter may be placed on the second main surface.
  • a sensor device includes a shaft portion extending from a first end to a second end along a rotation axis, and a sensor portion disposed on the shaft portion.
  • This sensor device can constitute a sensor section of a milling tool that cuts a workpiece by rotating around a rotation axis.
  • This sensor device includes a sensor module including a battery, a first sensor that detects a first physical quantity of the shaft portion, and a substrate electrically connected to the first sensor.
  • the substrate has a first main surface and a second main surface, a first portion disposed such that the first main surface faces the outer peripheral surface of the shaft portion, and a third main surface and a fourth main surface. , a second portion disposed on the outer peripheral side of the first portion in the radial direction of the shaft portion so that the third principal surface faces the shaft portion side, and electrically connected to the first portion.
  • a sensor device includes a shaft region extending along a rotation axis, a sensor section disposed in the shaft region, and an end portion of the shaft region in a direction along the rotation axis, and includes a cutting edge.
  • a connection part to which a processing unit having a processing unit can be connected is provided.
  • the sensor section includes a sensor module including a battery, a first sensor that detects a first physical quantity in the shaft region, and a substrate electrically connected to the first sensor.
  • the substrate has a first main surface and a second main surface, a first portion disposed such that the first main surface faces the outer peripheral surface of the shaft region, and a third main surface and a fourth main surface. , a second portion disposed on the outer peripheral side of the first portion in the radial direction of the shaft region so that the third main surface faces the shaft region side, and electrically connected to the first portion.
  • the substrate included in the sensor module includes a first portion and a second portion disposed on the outer peripheral side of the first portion. This ensures a sufficient area of the board for installing a large number of components for transmitting signals including information obtained by the sensor to the outside. As a result, according to the sensor device of the present disclosure, components for transmitting a signal including information obtained by the sensor to a receiver installed outside can be efficiently installed.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view showing the structure of a milling tool.
  • the milling tool 1 in this embodiment includes a shaft section 10 and a sensor section 20.
  • the shaft portion 10 extends along the rotation axis A from the first end 10A to the second end 10B.
  • the sensor section 20 is arranged so as to surround a portion of the shaft section 10 in the longitudinal direction.
  • a plurality (here, four) of recesses 13 are formed at equal intervals in the circumferential direction and are open at the first end 10A and the outer circumferential surface.
  • a cutting tip 91 serving as a cutting edge is attached to the wall surface defining the recess 13.
  • the cutting tip 91 is arranged around the rotation axis A of the shaft portion 10.
  • the milling tool 1 is a milling tool that cuts a workpiece by rotating around the rotation axis A of the shaft portion 10.
  • FIG. 2 is a schematic perspective view showing the structure of the shaft section viewed from the second end 10B side.
  • FIG. 3 is a schematic perspective view showing the structure of the shaft section viewed from the first end 10A side.
  • FIG. 4 is a schematic plan view showing the structure of the shaft section as viewed from the first end side in the direction of the rotation axis.
  • FIG. 5 is a schematic plan view showing the structure of the shaft portion as viewed from the second end side in the direction of the rotation axis.
  • FIG. 6 is a schematic plan view showing the structure of the shaft section as viewed in a direction perpendicular to the axial direction.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a cross section taken along line VII-VII in FIG. The structure of the shaft portion 10 will be described with reference to FIGS. 2 to 7.
  • the shaft portion 10 includes a main body portion 11 and an enlarged diameter portion 12 as a first region.
  • the main body portion 11 has a cylindrical shape.
  • the rotation axis A coincides with the central axis of the main body portion 11 .
  • the enlarged diameter portion 12 is a portion having a larger diameter than the main body portion 11.
  • the position of the expanded diameter part 12 in the longitudinal direction of the main body part 11 is not particularly limited, in this embodiment, it is arranged at the central part in the longitudinal direction of the main body part 11.
  • the enlarged diameter portion 12 is arranged in a region of the shaft portion 10 surrounded by the sensor portion 20 .
  • the cutting tip 91 is attached to the wall defining the recess 13 of the shaft portion 10, as described above.
  • the cutting tip 91 is fixed to the shaft portion 10 by inserting a screw 92 into a screw hole formed in the cutting tip 91 and tightening it.
  • the enlarged diameter portion 12 has an octagonal prism shape.
  • the enlarged diameter portion 12 has an octagonal shape when viewed in the direction along the rotation axis A. More specifically, the enlarged diameter portion 12 has an octagonal shape in a cross section perpendicular to the rotation axis A, in which four right-angled isosceles triangles of the same shape are removed from each of the four corners of a square. ing.
  • the rotation axis A passes through the center of gravity of this octagon.
  • This octagonal shape is the same in the direction along the rotation axis A.
  • the central axis of the main body portion 11 and the central axis of the enlarged diameter portion 12 coincide.
  • the central axis of the enlarged diameter portion 12 means a straight line passing through the center of gravity of the octagon.
  • the octagon when viewed in the direction along the rotation axis A, has an outer peripheral surface 12A corresponding to the long sides arranged alternately, and an outer peripheral surface 12A corresponding to the short sides shorter than the long sides. It is constituted by the surface 12B.
  • the angles ⁇ formed by the perpendicular lines L A and L B passing through the rotation axis A of the outer circumferential surfaces 12A and 12B of the enlarged diameter portion 12 corresponding to each side of the octagon that are adjacent in the circumferential direction are equal to each other. Specifically, the angle ⁇ is 45°.
  • the octagonal shape is not limited to the above shape, and the lengths of the outer circumferential surface 12A and the outer circumferential surface 12B may be the same when viewed in the direction along the rotation axis A.
  • a first recess 16 extending in a direction along the rotation axis A is formed in each outer peripheral surface 12B.
  • a bottom surface 16A defining the first recess 16 is a flat surface.
  • the first recess 16 is arranged at a position intersecting the perpendicular line LB.
  • the first recess 16 penetrates the outer peripheral surface 12B in the direction along the rotation axis A.
  • a second recess 15 extending in the circumferential direction of the enlarged diameter portion 12 is formed in the outer circumferential surfaces 12A, 12B of the enlarged diameter portion 12.
  • the second recess 15 is formed to overlap the first recess 16.
  • the second recess 15 intersects (orthogonally) with the first recess 16.
  • the second recess 15 is formed over the entire circumference of the outer peripheral surfaces 12A, 12B of the enlarged diameter portion 12. That is, the second recess 15 is formed in an annular shape.
  • the depth d2 of the second recess 15 is greater than the depth d1 of the first recess 16.
  • a first small-diameter portion 11A having a smaller diameter than other portions is formed at the boundary between the main body portion 11 and the enlarged-diameter portion 12 on the first end 10A side.
  • a second small-diameter portion 11B having a smaller diameter than other portions is formed at the boundary between the main body portion 11 and the enlarged-diameter portion 12 on the second end 10B side.
  • the shaft portion 10 is formed with a through hole 10C that penetrates the shaft portion 10 in a direction along the rotation axis A.
  • the through hole 10C extends to include the rotation axis A.
  • sensor section 20 includes a sensor module 80 and a case 21 that accommodates sensor module 80.
  • the sensor module 80 includes a plurality of strain sensors 31 as a plurality of first sensors, a substrate 49 electrically connected to the strain sensors 31, and a wireless communication section 51 electrically connected to the substrate 49 (see FIG. 10). ).
  • the strain sensor 31 detects strain as a first physical quantity of the shaft portion 10 .
  • Wireless communication section 51 includes an antenna 51A.
  • the antenna 51A of the wireless communication unit 51 transmits a signal including information on the strain detected by the strain sensor 31 to the outside.
  • strain sensor 31 constitutes strain sensor component 30.
  • the strain sensor component 30 includes a strain sensor 31 and a wiring 32 that is connected to the strain sensor 31 and has a connector 33 at its tip.
  • the wiring 32 has a band-like shape. Strain sensor 31 is placed near one end of wiring 32 .
  • a connector 33 is arranged at the other end of the wiring 32.
  • the substrate 49 constitutes the substrate module 40.
  • the board 49 includes a board main body made of an insulator such as resin, and a circuit pattern (not shown) made of a conductive material such as copper formed on the surface of the board main body.
  • the board module 40 includes a board 49, a wireless communication section 51, an acceleration sensor 52 as a second sensor, a socket 53, an AD converter 54, a power supply circuit 55, and a battery socket 56. , a charging connector 57 , and a power switch 58 .
  • the wireless communication unit 51, the acceleration sensor 52, the socket 53, the AD converter 54, the power supply circuit 55, the battery socket 56, the charging connector 57, and the power switch 58 are arranged on the board 49, and the circuit pattern of the board 49 ) is electrically connected to the
  • the acceleration sensor 52 detects acceleration of the shaft portion 10 as a second physical quantity.
  • a plurality of acceleration sensors 52 are arranged on the substrate 49.
  • the wireless communication unit 51 is electrically connected to the acceleration sensor 52 via the board 49.
  • the antenna 51A of the wireless communication section 51 transmits a signal including information on the acceleration of the shaft section 10 detected by the acceleration sensor 52 to the outside.
  • the substrate 49 includes a first portion 410, a second portion 420, a first connection portion 430, a third portion 440, a second connection portion 450, a fourth portion 460, and a third connection portion 470. .
  • the first portion 410 and the second portion 420 each have a band-like shape.
  • the first part 410 includes a first part first area 411, a first part second area 412, a first part third area 413, and a first part fourth area 414. , a first part fifth area 415, a first part sixth area 416, a first part seventh area 417, a first part eighth area 418, and a first part ninth area 419.
  • the areas are arranged in this order.
  • a bendable portion 410A is arranged between each of these adjacent areas.
  • the first portion 410 includes a main body 49B that is a flexible substrate (a flexible substrate), and one main surface of the main body 49B (the side opposite to the side on which the circuit pattern is formed).
  • the reinforcing plate 72 has a Young's modulus larger than that of the main body portion 49B.
  • the reinforcing plate 72 has a first section 411, a second section 412, a third section 413, a fourth section 414, a fifth section 415, and a sixth section 415. They are arranged in areas corresponding to the area 416, the seventh area 417 of the first part, the eighth area 418 of the first part, and the ninth area 419 of the first part.
  • the reinforcing plate 72 is not arranged in the area corresponding to the bendable portion 410A. As a result, the bendable portion 410A is bendable.
  • each of the first section 411 and the ninth section 419 includes one or more (in this case, plural, specific) penetrating the first section 410 in the thickness direction.
  • two through holes 59 are formed.
  • the two through holes 59 are arranged side by side in a direction intersecting (orthogonal to) the longitudinal direction of the first portion 410, that is, in the width direction of the first portion 410.
  • the sockets 53 are arranged on the first section 411, the third section 413, the fifth section 415, and the seventh section 417, respectively.
  • the socket 53 is arranged at the end of the first portion 410 in the width direction.
  • Acceleration sensors 52 are arranged above the first section second section 412, the first section fourth section 414, and the first section sixth section 416, respectively.
  • An AD converter 54 is arranged on the first section fourth section 414.
  • the acceleration sensor 52 and the AD converter 54 are arranged side by side in the width direction of the first section 410.
  • the second portion 420 includes a second portion first area 421, a second portion second area 422, a second portion third area 423, and a second portion fourth area 424. , a second section fifth section 425, and a second section sixth section 426, and these sections are arranged in this order.
  • a bendable portion 420A is arranged between each of these adjacent areas.
  • the second portion 420 is installed on a main body 49B, which is a flexible substrate, and on one main surface (the main surface opposite to the side on which the circuit pattern is formed) of the main body 49B,
  • the reinforcing plate 72 has a larger Young's modulus than the main body portion 49B.
  • the reinforcing plate 72 includes a second section first section 421, a second section second section 422, a second section third section 423, a second section fourth section 424, a second section fifth section 425, and a second section sixth section. They are placed in each of the areas corresponding to the area 426.
  • the reinforcing plate 72 is not arranged in the area corresponding to the bendable portion 420A. As a result, the bendable portion 420A is bendable.
  • a through hole 59 is formed in each of the second section first section 421 and the second section sixth section 426, which penetrates the second section 420 in the thickness direction.
  • Battery sockets 56 are arranged on the second section first section 421 and the second section sixth section 426, respectively.
  • the battery socket 56 is arranged at the center of the second portion 420 in the width direction.
  • the connection direction of the battery socket 56 (the connection direction ⁇ of the connector connected to the battery socket 56) is a direction along the width direction of the second portion 420.
  • the connection direction ⁇ of the battery socket 56 becomes a direction along the rotation axis A.
  • a power supply circuit 55 is arranged on each of the second section second section 422 and the second section fifth section 425.
  • a charging connector 57 is arranged on the second section third section 423.
  • the first section sixth section 416 and the second section fourth section 424 are physically and electrically connected by a first connecting section 430 having a band-like shape.
  • the first connecting portion 430, the main body portion 49B of the first portion 410, and the main body portion 49B of the second portion 420 are constructed from an integrated flexible substrate. That is, the first portion 410 , the second portion 420 , and the first connection portion 430 include an integral flexible substrate extending over the entire first portion 410 , the second portion 420 , and the first connection portion 430 .
  • the first section eighth section 418 and the third section 440 are physically and electrically connected by a second connection section 450.
  • a wireless communication unit 51 including an antenna 51A is arranged on the third portion 440.
  • the second section third section 423 and the fourth section 460 are physically and electrically connected by a third connection section 470.
  • a power switch 58 is arranged on the fourth portion 460.
  • the board 49 is an integrated flexible board, with reinforcing plates installed in the parts where rigidity is required, and bendable in parts where the reinforcing plates are not installed.
  • the length of the first portion ninth section 419 corresponds to the outer circumferential surface 12B, which is the short side of the octagon when the enlarged diameter portion 12 is viewed in the direction along the rotation axis A.
  • the lengths of the first section second section 412, the first section fourth section 414, the first section sixth section 416, and the first section eighth section 418 in the longitudinal direction of the first section 410 are such that the enlarged diameter section 12 rotates.
  • the length corresponds to the outer circumferential surface 12A, which is the long side of the octagon when viewed in the direction along the axis A.
  • the strain sensor component 30 is arranged so that the strain sensor 31 straddles the second recess 15 and is housed in the first recess 16 (see FIGS. 2, 4, 8, etc.). That is, the strain sensor 31 is arranged to detect strain in the direction along the rotation axis A.
  • the strain sensor component 30 is installed on each of the four outer peripheral surfaces 12B. As a result, when viewed in the direction along the rotation axis A, the strain sensor 31 detects that the perpendicular lines L and B passing through the rotation axis A make a 90° angle with each other on the outer peripheral surface of the enlarged diameter portion 12 corresponding to each side of the octagon. It is arranged on the entire outer circumferential surface 12B (the outer circumferential surface corresponding to the short side) of the enlarged diameter portion 12.
  • the first portion 410 of the substrate 49 includes a first main surface 410B and a second main surface 410C located on the opposite side in the thickness direction from the first main surface 410B.
  • the first portion 410 is arranged such that the first main surface 410B faces the outer peripheral surface of the shaft portion 10.
  • a wireless communication unit 51, an acceleration sensor 52, a socket 53, an AD converter 54, and the like are mounted on the second main surface 410C.
  • the first portion 410 is wound around the enlarged diameter portion 12 such that the first main surface 410B contacts the outer circumferential surfaces 12A, 12B of the enlarged diameter portion 12.
  • the first section 411 of the first section, the third section 413 of the first section, the fifth section 415 of the first section, the seventh section 417 of the first section, and the ninth section 419 of the first section are arranged on the outer peripheral surface 12B.
  • a first section second section 412, a first section fourth section 414, a first section sixth section 416, and a first section eighth section 418 are arranged on the outer peripheral surface 12A.
  • the first portion 410 is bent at the bendable portion 410A.
  • the first section 411 of the first portion and the ninth section 419 of the first section overlap so that the through holes 59 formed therein are aligned.
  • a fixing member (not shown) is installed to pass through this through hole 59, thereby fixing the first portion 410 to the shaft portion 10.
  • the first portion 410 when viewed in the direction along the rotation axis A, the first portion 410 is arranged along the outer circumferential surfaces 12A, 12B of the enlarged diameter portion 12.
  • the socket 53 is arranged on the first portion 410 located on the outer peripheral surface 12B.
  • a connector 33 located at the end of the wiring 32 connected to the strain sensor 31 is connected to the socket 53.
  • the first portion 410 and the strain sensor 31 are electrically connected.
  • the wiring 32 straddles the first portion 410 in the width direction (direction along the rotation axis A).
  • the wiring 32 is curved in an arch shape. That is, the wiring 32 connects the strain sensor 31 and the socket 53 with some slack.
  • the acceleration sensor 52 is constructed of an enlarged diameter portion where perpendicular lines L A passing through the rotation axis A form 90° with each other, among the outer peripheral surface of the enlarged diameter portion 12 corresponding to each side of the octagon when viewed in a direction along the rotation axis A. 12 (outer peripheral surface corresponding to the long side).
  • the strain sensor 31 and the acceleration sensor 52 are arranged on the outer peripheral surfaces 12A and 12B of the enlarged diameter portion 12 corresponding to different sides of the octagon.
  • the second portion 420 of the substrate 49 includes a third main surface 420B and a fourth main surface 420C located on the opposite side in the thickness direction from the third main surface 420B.
  • the second portion 420 is arranged on the outer peripheral side of the first portion 410 in the radial direction of the shaft portion 10 so that the third main surface 420B faces the shaft portion 10 side.
  • a first connecting portion 430 that electrically connects the first portion 410 and the second portion 420 is arranged between the first portion 410 and the second portion 420 in the radial direction of the shaft portion 10.
  • the case 21 includes a cylindrical side wall portion 23 that surrounds the shaft portion 10 and extends in the direction along the rotation axis A, a bottom wall portion 22 that closes a first opening of the side wall portion 23 in the direction along the rotation axis A, and a rotational
  • the upper wall portion 24 closes the second opening of the side wall portion located on the opposite side of the first opening in the direction along the axis A.
  • the bottom wall portion 22 is made of resin.
  • the first portion 410 is arranged to extend in the circumferential direction of the shaft portion 10 along the outer circumferential surface of the shaft portion 10 .
  • the second portion 420 is arranged so as to extend in the circumferential direction of the side wall portion 23 along the inner peripheral surface of the side wall portion 23 .
  • the second portion 420 is bent at the bendable portion 420A.
  • a power supply circuit 55, a battery socket 56, a charging connector 57, and the like are arranged on the third main surface 420B of the second portion 420.
  • the connection direction ⁇ of the battery socket 56 is along the rotation axis A.
  • sensor module 80 includes a battery 99.
  • sensor module 80 includes a plurality of (specifically two) batteries 99.
  • the battery 99 is arranged between the first portion 410 and the second portion 420 in the radial direction of the shaft portion 10 .
  • the plurality of batteries 99 are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the shaft portion 10.
  • the plurality of batteries 99 are arranged symmetrically with respect to the rotation axis A when viewed in a direction along the rotation axis A.
  • the battery 99 is a rechargeable battery, that is, a secondary battery.
  • the battery 99 is connected to the wireless communication unit 51 on the first part 410 , which is connected to the second part 420 by the first connection part 430 via the battery socket 56 and the power supply circuit 55 arranged on the second part 420 . Power is supplied to the acceleration sensor 52, socket 53, AD converter 54, and the like. The battery 99 is charged via the charging connector 57 located on the second portion 420. Note that the battery 99 may be a primary battery.
  • the third portion 440 serving as a base member on which the wireless communication unit 51 including the antenna 51A is mounted is arranged between the first portion 410 and the second portion 420 in the radial direction of the shaft portion 10.
  • the installation state of the wireless communication section 51 including the antenna 51A is adjusted.
  • wireless communication unit 51 including antenna 51A is mounted on mounting surface 440A as the first surface of third portion 440.
  • the base member is a substrate.
  • the base member of the present disclosure is not limited to a substrate, and support members having various shapes having a first surface (mounting surface) on which the antenna 51A (wireless communication unit 51 including the antenna 51A) is mounted may be employed as the base member. can.
  • Antenna 51A is a chip antenna or a pattern antenna.
  • the antenna 51A transmits to the outside information on strain, which is a first physical quantity detected by the strain sensor 31 as a first sensor, and information on acceleration, which is a second physical quantity detected by an acceleration sensor 52 as a second sensor. It is a transmitting antenna that transmits data.
  • the first direction ⁇ which is a direction perpendicular to the mounting surface 440A, is inclined with respect to the plane ⁇ perpendicular to the rotation axis A and the rotation axis A.
  • the angle between the plane ⁇ perpendicular to the rotation axis A and the first direction ⁇ is preferably 5° or more and 85° or less, 15° or more and 75° or less, and more preferably 20° or more and 70° or less.
  • the angle between the plane ⁇ perpendicular to the rotation axis A and the first direction ⁇ can be, for example, 30° or more and 45° or less.
  • the fourth portion 460 on which the power switch 58 is mounted is arranged between the first portion 410 and the second portion 420 in the radial direction of the shaft portion 10. By bending the third connecting portion 470, the installation state of the power switch 58 can be adjusted.
  • the power supply switch 58 can switch the power supply state (on or off) from the battery 99.
  • case 21 includes a case body 61, a first fixing member 63, a second fixing member 65, and a lid 22.
  • the case body 61 includes a disk-shaped upper wall portion 24 having a through hole 61A in the center, and a side wall portion 23 that rises from the outer peripheral surface of the upper wall portion 24 and has a cylindrical shape.
  • a plurality of screw holes 62 are formed at equal intervals in the circumferential direction, passing through the upper wall portion 24 in the thickness direction.
  • the material constituting the case body 61 is, for example, metal. Examples of metals that can be used include aluminum alloys and iron alloys (steel such as stainless steel).
  • the first fixing member 63 has an annular flat plate shape divided into two parts.
  • the first fixing member 63 has a plurality of screw holes 64 in the circumferential direction so as to correspond to the screw holes 62 in the upper wall portion 24 of the case body 61 (here, the first fixing member 63 is divided into two parts). 8 in total) are formed at equal intervals.
  • the inner circumferential surface 63A of the first fixing member 63 has a shape corresponding to the second small diameter portion 11B of the shaft portion 10. When the two first fixing members 63 are combined to form an annular shape, the diameter of the inner circumferential surface 63A is the same as or slightly larger than the diameter of the first small diameter portion 11A.
  • the material constituting the first fixing member 63 is, for example, metal. Examples of metals that can be used include aluminum alloys and iron alloys (steel such as stainless steel).
  • the second fixing member 65 is a part having a flat circular arc shape.
  • case 21 includes two second fixing members 65.
  • the inner peripheral surface 65A of each second fixing member 65 has a shape corresponding to a part of the planar shape of the outer peripheral surface of the enlarged diameter portion 12, that is, a shape corresponding to a part of an octagon.
  • the second fixing member 65 has a plurality of screw holes 66 (in this case, each second fixing member (two for each member 65).
  • the material constituting the second fixing member 65 is, for example, resin.
  • the lid (bottom wall portion) 22 has a disc-like shape with a through hole 22A in the center.
  • the material constituting the lid 22 is, for example, resin.
  • the case body 61 is arranged so that the body portion 11 of the shaft portion 10 passes through the through hole 61A of the upper wall portion 24 of the case body 61.
  • the first fixing member 63 is fitted into the second small diameter portion 11B so that the inner circumferential surface 63A contacts the wall surface of the second small diameter portion 11B of the main body portion 11 while being disposed in contact with the upper wall portion 24. It will be done.
  • the second fixing member 65 is placed in contact with the first fixing member 63 and is placed such that its inner circumferential surface 65A contacts the outer circumferential surfaces 12A and 12B of the enlarged diameter portion 12.
  • the case body 61, the first fixing member 63 and The second fixing members 65 are fixed to each other.
  • the inner diameter of the first fixing member 63 corresponds to the outer diameter of the second small diameter portion 11B
  • the central axis of the case body 61 and the rotation axis A coincide.
  • the inner peripheral surface 65A of the second fixing member 65 has a shape corresponding to a part of the planar shape of the outer peripheral surface of the enlarged diameter portion 12 (a shape corresponding to a part of the octagon)
  • the case body 61 is prevented from rotating in the circumferential direction relative to the shaft portion 10.
  • the lid (bottom wall portion) 22 is fixed to the enlarged diameter portion 12 by, for example, screws, while being in contact with the end surface of the side wall portion 23 and the end surface of the enlarged diameter portion 12 .
  • the case 21 is fixed to the shaft portion 10 with the sensor module 80 housed therein.
  • the milling tool 1 rotates around the rotation axis A.
  • the workpiece is then machined by the cutting tip 91 coming into contact with the workpiece.
  • the strain and acceleration of the shaft portion 10 are detected by the strain sensor 31 and the acceleration sensor 52, respectively.
  • the strain and acceleration information which are analog signals, are converted into digital signals by the AD converter 54 and then transmitted to the outside by the antenna 51A of the wireless communication unit 51.
  • the wireless communication unit 51 and the AD converter 54 operate with power supplied from the battery 99 via the battery socket 56 and the power supply circuit 55. Since the lid (bottom wall portion) 22 of the case 21 is made of resin, the wireless communication unit 51 can transmit signals to the outside through the lid (bottom wall portion) 22. This signal is received and analyzed by a receiver installed externally, so that the state of the shaft portion 10 can be grasped.
  • the first direction ⁇ which is a direction perpendicular to the mounting surface 440A of the third portion 440 on which the wireless communication unit 51 including the antenna 51A, which is a transmitting antenna, is mounted is the rotation axis. It is inclined with respect to both the plane ⁇ perpendicular to A and the axis of rotation A. Thereby, it is possible to avoid the occurrence of a timing when the electric field strength of polarized waves in a direction that is easy to receive by the receiving antenna becomes extremely weak. As a result, the milling tool 1 of the present embodiment suppresses the loss of information obtained by the strain sensor 31 and the like, while making it easy to receive a signal containing the information in an externally installed receiver. It is a turning tool.
  • the milling tool 1 of this embodiment employs a bottom wall portion 22 made of resin.
  • the signal from the antenna can be easily transmitted to the outside while suppressing a decrease in the rigidity of the case 21.
  • the top wall portion 24 may be made of resin, or only a portion of the bottom wall portion 22 and the top wall portion 24 may be made of resin.
  • the battery socket 56 which is a component disposed on the second portion 420 disposed on the outer peripheral side of the first portion 410, has a main body facing toward the shaft portion 10. It is arranged on the third main surface 420B which is a surface. As a result, the battery socket 56 is prevented from falling off due to centrifugal force. Furthermore, the power supply circuit and the charging connector 57, which are components arranged on the second portion 420, are also arranged on the third main surface 420B, thereby preventing them from falling off due to centrifugal force.
  • the battery 99 is arranged between the first portion 410 and the second portion 420 in the radial direction of the shaft portion 10. In this way, by bringing the battery with a large mass as close to the rotation axis A as possible, the centrifugal force that the battery 99 receives is suppressed.
  • the first connecting portion 430 is a flexible substrate. In this way, by connecting the first portion 410 and the second portion 420 with a flexible substrate, it is easy to properly install the first portion 410 and the second portion 420.
  • the first portion 410, the second portion 420, and the first connecting portion 430 include an integrated flexible substrate. More specifically, the first connecting portion 430, the main body portion 49B of the first portion 410, and the main body portion 49B of the second portion 420 are configured from an integrated flexible substrate.
  • a reinforcing plate 72 is installed in a portion of the integrated flexible substrate that requires rigidity, and the portion where the reinforcing plate 72 is not installed can be bent. As a result, a high degree of freedom in designing the board module 40 is ensured.
  • connection direction ⁇ of the battery socket 56 is a direction along the rotation axis A. This prevents the connector from falling off from the battery socket 56 due to the centrifugal force accompanying the rotation of the milling tool 1.
  • the first portion 410 is arranged so as to extend in the circumferential direction of the shaft portion 10 along the outer circumferential surface of the shaft portion 10.
  • the second portion 420 is arranged to extend in the circumferential direction of the side wall 23 along the inner peripheral surface of the side wall 23 . This makes it easy to fix the first portion 410 and the second portion 420.
  • the wireless communication unit 51 including the antenna 51A is arranged in the third part 440 that is electrically connected to the first part 410 and the second connecting part 450. This increases the degree of freedom in installing the wireless communication section 51 including the antenna 51A.
  • the third portion 440 is arranged between the first portion 410 and the second portion 420 in the radial direction of the shaft portion 10. This further increases the degree of freedom in installing the wireless communication section 51 including the antenna 51A.
  • the power switch 58 is arranged in the fourth portion 460 that is electrically connected to the second portion 420 by the third connecting portion 470. This increases the degree of freedom in installing the power switch 58.
  • the fourth portion 460 is arranged between the first portion 410 and the second portion 420 in the radial direction of the shaft portion 10. This further increases the degree of freedom in installing the power switch 58.
  • the plurality of batteries 99 are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the shaft portion 10. By arranging the batteries 99 having a large mass in this manner, stable rotation of the milling tool 1 can be achieved.
  • the plurality of batteries 99 are arranged symmetrically with respect to the rotation axis A when viewed in the direction of the rotation axis A.
  • the AD converter 54 is arranged on the second main surface 410C.
  • the AD converter 54 which has a relatively large mass, on the second main surface 410C close to the rotation axis A, it is possible to suppress the AD converter 54 from falling off due to centrifugal force.
  • the strain sensor 31 and the acceleration sensor 52 are employed as the first sensor and the second sensor, respectively.
  • the acceleration sensor 52 as the second sensor may be omitted.
  • the strain sensor 31 may be omitted and only the acceleration sensor 52 may be employed.
  • the first sensor may be an acceleration sensor.
  • a sensor that detects a physical quantity other than strain and acceleration for example, a temperature sensor may be employed instead of one or both of the strain sensor 31 and the acceleration sensor 52, or may be employed in addition to these. good.
  • an end mill was described as an example of the milling tool of the present disclosure, but the milling tool of the present disclosure is not limited to this.
  • the milling tool of the present disclosure may be, for example, a drill, milling cutter, boring, reamer, tap, etc.
  • the planar shape of the enlarged diameter portion may be a 4n-gon (n is a natural number of 2 or more), and may be, for example, a dodecagon, a hexagon, or an icosagon.
  • the strain sensor 31 is configured to operate on an enlarged diameter portion whose perpendicular lines passing through the rotation axis A make an angle of 90° to each other among the outer circumferential surfaces 12A and 12B of the enlarged diameter portion 12 corresponding to each side of the octagon.
  • the strain sensors are arranged on all (four surfaces) of the twelve outer circumferential surfaces 12B, it is sufficient that the strain sensors are arranged on at least two surfaces.
  • the rotation axis is determined by the relationship between the first outer circumferential surface and the first outer circumferential surface of each surface of the outer circumferential surface of the first region (expanded diameter portion) corresponding to each side of the 4n-gon.
  • a total of three outer circumferential surfaces constitute a set of outer circumferential surfaces, and a strain sensor is arranged on each of the set of outer circumferential surfaces.
  • strain sensors By installing strain sensors on the first outer circumferential surface and the second outer circumferential surface where perpendicular lines passing through the rotation axis make an angle of 90 degrees to each other, information regarding the magnitude and direction of the load acting in a plane perpendicular to the rotation axis can be obtained. Obtainable. Furthermore, by installing a strain sensor on the third outer peripheral surface, the influence of loads parallel to the rotation axis can be removed, and information regarding the magnitude and direction of loads acting in a plane perpendicular to the rotation axis can be obtained. can be obtained accurately. There may be a plurality of the above-mentioned set of outer circumferential surfaces.
  • strain sensors are arranged on each set of outer circumferential surfaces including two outer circumferential surfaces or three outer circumferential surfaces. That is, strain sensors are arranged on a maximum of six outer peripheral surfaces. There is no limit to the angle between the two sets of outer peripheral surfaces.
  • first fixing member 63 and the second fixing member 65 are separate bodies.
  • first fixing member 63 and the second fixing member 65 may be integrated.
  • first fixing member 63 and the second fixing member 65 may be an integral metal member.
  • the method of attaching the sensor section 20 is not limited to this.
  • the sensor portion 20 may be attached to the shaft portion 10 by other methods, such as shrink fitting.
  • FIG. 20 is a schematic perspective view showing the structure of a milling tool according to the second embodiment.
  • a milling tool 1 according to the present embodiment basically has the same structure as the milling tool 1 according to the first embodiment described based on FIGS. It works as well as produces similar effects.
  • the milling tool 1 of the second embodiment differs from that of the first embodiment mainly in the structure of the shaft portion 10.
  • the shaft portion 10 of this embodiment has a radial direction (direction perpendicular to the rotation axis A) in a region closer to the second end 10B than the sensor portion 20. It includes a first annular protrusion 10D and a second annular protrusion 10E.
  • the second protrusion 10E is arranged on the second end 10B side when viewed from the first protrusion 10D.
  • a region between the first protrusion 10D and the second protrusion 10E of the shaft portion 10 is a groove 10G.
  • the region opposite to the first protrusion 10D when viewed from the second protrusion 10E is a tapered portion 10F whose diameter decreases as it approaches the second end. That is, the shaft portion 10 of this embodiment includes a tapered portion 10F having a truncated conical shape.
  • the tapered portion 10F is inserted into the recess formed in the main shaft of the machine tool, so that the milling tool 1 is held on the main shaft of the machine tool.
  • the shapes of the tapered portion 10F, the first protruding portion 10D, and the second protruding portion 10E can be appropriately selected according to the tool holding mechanism provided in the main shaft of the machine tool.
  • FIG. 21 is a schematic perspective view showing the structure of a milling tool in Embodiment 3.
  • a milling tool 1 according to the present embodiment basically has the same structure as the milling tool 1 according to the first embodiment described based on FIGS. It works as well as produces similar effects.
  • the milling tool 1 of the third embodiment is different from the first embodiment in that the portion including the sensor section 20 as the sensor device of the present disclosure and the portion including the first end portion 10A are separable. The case is different.
  • a tip region 10I as a machining unit including the first end portion 10A is smaller than the region surrounded by the sensor portion 20. It is possible to separate the portion near the end 10A.
  • the portion of the shaft portion 10 other than the distal end region 10I is a proximal end region 10H as a shaft region of the sensor device.
  • a male threaded portion 19A is formed at the end of the tip region 10I on the second end 10B side.
  • the male threaded portion 19A is a cylindrical protrusion that protrudes along the rotation axis A toward the second end 10B.
  • a spiral thread is formed on the outer peripheral surface of the male threaded portion 19A.
  • a female threaded portion 19B serving as a connecting portion is formed at the end of the base end region 10H on the first end 10A side.
  • the female screw portion 19B is a cylindrical recess that is recessed along the rotation axis A toward the second end 10B.
  • the female threaded portion 19B is a recessed portion having a shape corresponding to the shape of the male threaded portion 19A.
  • a spiral thread groove corresponding to the thread of the male threaded portion 19A is formed on the inner circumferential surface defining the female threaded portion 19B.
  • the distal end region 10I and the proximal end region 10H are integrated. Thereby, a milling tool 1 similar to that of the first embodiment is obtained. By releasing the coupling between the male threaded portion 19A and the female threaded portion 19B, the distal end region 10I and the proximal end region 10H can be separated.
  • male threaded portion 19A is formed in the distal region 10I and the female threaded portion 19B is formed in the proximal region 10H.
  • a male threaded portion 19A may be formed in the end region 10H.
  • the boundary between the distal end region 10I and the proximal end region 10H is located closer to the first end portion 10A than the sensor section 20 in the direction along the rotation axis A.
  • the boundary between the distal end region 10I and the proximal end region 10H may exist closer to the second end portion 10B than the sensor section 20.
  • FIG. 22 is a schematic perspective view showing the structure of a milling tool in Embodiment 4.
  • FIG. 23 is a schematic perspective view showing a disassembled state of the milling tool according to the fourth embodiment.
  • a milling tool 1 according to the present embodiment basically has the same structure as the milling tool 1 according to the first embodiment described based on FIGS. 1 to 19. However, it operates in the same way and produces the same effects.
  • the portion corresponding to the sensor device of the present disclosure including the sensor section 20, the portion including the first end 10A, and the portion including the second end 10B are respectively This is different from the first embodiment in that it is separable.
  • shaft portion 10 of milling tool 1 in Embodiment 4 includes tip region 10J as a processing unit including first end 10A, and second end 10B.
  • the base end region 10L is separable from the intermediate region 10K, which is the shaft region of the sensor device and includes the region surrounded by the sensor section 20.
  • a recess 19C is formed at the end of the tip region 10J on the second end 10B side.
  • the recess 19C is a region recessed in the direction along the rotation axis A toward the first end 10A.
  • a convex portion 19D serving as a connecting portion is formed at the end of the intermediate region 10K on the first end 10A side.
  • the convex portion 19D is a region that protrudes in the direction along the rotation axis A toward the first end 10A side.
  • the concave portion 19C is a concave portion having a shape corresponding to the shape of the convex portion 19D.
  • the concave portion 19C and the convex portion 19D are configured to be able to engage with each other.
  • a recess 19E is formed at the end of the intermediate region 10K on the second end 10B side.
  • the recess 19E is a region recessed in the direction along the rotation axis A toward the first end 10A.
  • a protrusion 19F is formed at the end of the base region 10L on the first end 10A side.
  • the convex portion 19F is a region that protrudes in the direction along the rotation axis A toward the first end 10A side.
  • the concave portion 19E is a concave portion having a shape corresponding to the shape of the convex portion 19F.
  • the concave portion 19E and the convex portion 19F are configured to be able to engage with each other.
  • the tip region 10J and the intermediate region 10K are integrated. Further, by engaging the concave portion 19E and the convex portion 19F, the intermediate region 10K and the base end region 10L are integrated. As a result, a milling tool 1 similar to that of the first embodiment is obtained. By disengaging the concave portion 19C and the convex portion 19D, the tip region 10J and the intermediate region 10K can be separated. By releasing the engagement between the concave portion 19E and the convex portion 19F, the intermediate region 10K and the base end region 10L can be separated.
  • the shaft portion may be an integral member that cannot be separated as in the first embodiment, or may be separable as in the third and fourth embodiments. good.
  • the sensor device of the present disclosure may include a sensor section that is separable from the shaft section as in the first embodiment, or a sensor section that is part of the shaft section as in the third and fourth embodiments.
  • the integral shaft portion may be configured by connecting a portion of the shaft portion and another portion of the shaft portion.
  • FIG. 24 is a schematic diagram showing the configuration of a milling tool system in Embodiment 5.
  • FIG. 24 is a diagram showing a state in which the milling tool and receiver included in the milling tool system are installed in an operable state.
  • the XY plane corresponds to the horizontal plane
  • the Z direction corresponds to the vertical direction.
  • a milling tool system 200 includes the milling tool 1 according to the first embodiment and a receiver 100.
  • Receiver 100 includes a main body 101 and a linear antenna 102 installed on main body 101.
  • the linear antenna 102 is a receiving antenna that receives a signal S including strain and acceleration information transmitted from the antenna (transmission antenna) of the milling tool 1 .
  • the linear antenna 102 is, for example, a monopole antenna or a dipole antenna.
  • the milling tool 1 is installed so that the rotation axis A is along the Z-axis direction, which is a vertical direction, in consideration of ease of installation and operation.
  • the receiver 100 is installed, for example, on a side wall surface in a room where the milling tool 1 is installed.
  • the linear antenna 102 of the receiver 100 is installed along the Z-axis direction, which is a vertical direction, in order to avoid interference with other equipment.
  • the third portion 440 is equipped with the wireless communication section 51 including the antenna 51A which is a transmitting antenna.
  • the first direction ⁇ which is a direction perpendicular to the mounting surface 440A, is inclined with respect to both the plane ⁇ (XY plane) perpendicular to the rotation axis A and the rotation axis A (Z-axis direction). That is, the first direction ⁇ is non-parallel to all of the X-axis, Y-axis, and Z-axis.
  • the milling tool system 200 of the present embodiment is capable of suppressing the omission of information obtained by the strain sensor 31 and the like while receiving the signal S including the information at the receiver 100 installed outside. This is an easy milling tool system.

Landscapes

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Abstract

転削工具は、回転軸に沿って第１の端部から第２の端部まで延びるシャフト部と、シャフト部に配置されるセンサ部と、シャフト部の上記回転軸周りに配置された切れ刃と、を備える転削工具である。センサ部は、電池と、シャフト部の第１の物理量を検知する第１センサと、第１センサに電気的に接続される基板と、を含むセンサモジュールを含む。基板は、第１主面および第２主面を有し、シャフト部の外周面に第１主面が向かい合うように配置される第１部分と、第３主面および第４主面を有し、第３主面がシャフト部側を向くように、シャフト部の径方向において第１部分の外周側に配置され、第１部分に電気的に接続される第２部分と、を含む。

Description

転削工具およびセンサ装置
　本開示は、転削工具およびセンサ装置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、米国特許出願公開第２０１５／０２６１２０７号（特許文献１）、特開２０１８－５４６１１号公報（特許文献２）、特開２００９－２８５８０４号公報（特許文献３）、国際公開第２０１７／００２７６２号（特許文献４）、特許第５９８８０６６号（特許文献５）、実用新案登録第３１７００２９号（特許文献６）、特開２０１５－７７６５８号公報（特許文献７）、国際公開第２０１５／０５６４９５号（特許文献８）、欧州特許出願公開第３２９２９２９号（特許文献９）および欧州特許出願公開第３２９２９３０号（特許文献１０）参照）。
米国特許出願公開第２０１５／０２６１２０７号 特開２０１８－５４６１１号公報 特開２００９－２８５８０４号公報 国際公開第２０１７／００２７６２号 特開２０１６－２２１６６５号公報 実用新案登録第３１７００２９号 特開２０１５－７７６５８号公報 国際公開第２０１５／０５６４９５号 欧州特許出願公開第３２９２９２９号 欧州特許出願公開第３２９２９３０号
　本開示に従った転削工具は、回転軸に沿って第１の端部から第２の端部まで延びるシャフト部と、シャフト部に配置されるセンサ部と、シャフト部の上記回転軸周りに配置された切れ刃と、を備える転削工具である。センサ部は、電池と、シャフト部の第１の物理量を検知する第１センサと、第１センサに電気的に接続される基板と、含むセンサモジュールを含む。基板は、第１主面および第２主面を有し、シャフト部の外周面に第１主面が向かい合うように配置される第１部分と、第３主面および第４主面を有し、第３主面がシャフト部側を向くように、シャフト部の径方向において第１部分の外周側に配置され、第１部分に電気的に接続される第２部分と、を含む。
図１は、転削工具の構造を示す概略斜視図である。 図２は、シャフト部の構造を示す概略斜視図である。 図３は、図２とは異なる視点から見たシャフト部の構造を示す概略斜視図である。 図４は、第１の端部側から回転軸方向に見たシャフト部の構造を示す概略平面図である。 図５は、第２の端部側から回転軸方向に見たシャフト部の構造を示す概略平面図である。 図６は、軸方向に垂直な方向に見たシャフト部の構造を示す概略平面図である。 図７は、図５の線分ＶＩＩ－ＶＩＩに沿う断面を示す概略断面図である。 図８は、センサ部付近の構造を示す概略断面図である。 図９は、ひずみセンサ部品の構造を示す概略斜視図である。 図１０は、基板モジュールの構造を示す概略平面図である。 図１１は、図１０の線分ＸＩ－ＸＩに沿う断面を示す概略断面図である。 図１２は、図１０の線分ＸＩＩ－ＸＩＩに沿う断面を示す概略断面図である。 図１３は、基板モジュールが取り付けられた状態を示す概略平面図である。 図１４は、図１３の線分ＸＩＶ－ＸＩＶに沿う断面を示す概略断面図である。 図１５は、図１３の線分ＸＶ－ＸＶに沿う断面を示す概略断面図である。 図１６は、ケース本体の構造を示す概略斜視図である。 図１７は、第１固定部材の構造を示す概略斜視図である。 図１８は、第２固定部材の構造を示す概略斜視図である。 図１９は、蓋（底壁部）の構造を示す概略斜視図である。 図２０は、実施の形態２における転削工具の構造を示す概略斜視図である。 図２１は、実施の形態３における転削工具の構造を示す概略斜視図である。 図２２は、実施の形態４における転削工具の構造を示す概略斜視図である。 図２３は、実施の形態４における転削工具が分解された状態を示す概略斜視図である。 図２４は、実施の形態５における転削工具システムの構成を示す概略図である。
　［本開示が解決しようとする課題］
　センサによって得られた情報を含む信号を外部に設置された受信機へと送信するためには、多数の部品が、センサモジュールに含まれる基板に設置される必要がある。センサによって得られた情報を含む信号を外部に設置された受信機へと送信するための部品を効率よく設置することが可能な転削工具およびセンサ装置を提供することが、本開示の目的の１つである。
　［本開示の効果］
　本開示の転削工具およびセンサ装置によれば、センサによって得られた情報を含む信号を外部に設置された受信機へと送信するための部品を効率よく設置することが可能な転削工具およびセンサ装置を提供することができる。
　［本開示の実施形態の説明］
　最初に本開示の実施態様を列記して説明する。本開示の転削工具は、回転軸に沿って第１の端部から第２の端部まで延びるシャフト部と、シャフト部に配置されるセンサ部と、シャフト部の上記回転軸周りに配置された切れ刃と、を備える転削工具である。センサ部は、電池と、シャフト部の第１の物理量を検知する第１センサと、第１センサに電気的に接続される基板と、含むセンサモジュールを含む。基板は、第１主面および第２主面を有し、シャフト部の外周面に第１主面が向かい合うように配置される第１部分と、第３主面および第４主面を有し、第３主面がシャフト部側を向くように、シャフト部の径方向において第１部分の外周側に配置され、第１部分に電気的に接続される第２部分と、を含む。
　センサによって得られた情報を含む信号を外部に設置された受信機へと送信するためには、多数の部品が、センサモジュールに含まれる基板に設置される必要がある。本開示の切削工具においては、センサモジュールに含まれる基板が、第１部分と、第１部分の外周側に配置される第２部分とを含んでいる。これにより、センサによって得られた情報を含む信号を外部へと送信するための多数の部品を設置するための基板の領域が十分に確保される。その結果、本開示の切削工具によれば、センサによって得られた情報を含む信号を外部に設置された受信機へと送信するための部品を効率よく設置することができる。
　上記切削工具において、センサモジュールは、電池と電気的に接続され、第３主面上に配置される電池用ソケットをさらに含んでいてもよい。電池用ソケットは、電池からの電力を、第１センサ、および基板上に設置される部品へと供給するための重要な部品である。この電池ソケットがシャフト部に向かい合う第２部分の第３主面上に配置されることにより、転削工具が回転軸周りに回転した場合に、電池ソケットには、第２部分の第３主面に押し付けられる向きの遠心力が作用する。その結果、遠心力によって電池ソケットが第２部分（基板）から脱落することが抑制される。電池ソケットが基板から脱落することが抑制されることで、センサによって得られた情報を含む信号を外部に設置された受信機へと安定して送信することができる。
　上記切削工具において、電池用ソケットの接続方向は回転軸に沿う方向であってもよい。この構成により、転削工具の回転に伴う遠心力によって、電池用ソケットから、電池用ソケットに接続されるコネクタが外れることを抑制することができる。
　上記切削工具において、電池は、シャフト部の径方向において、第１部分と第２部分との間に配置されてもよい。この構成により、体積の大きい電池を基板の第１部分と第２部分との間に効率よく収容することができる。
　上記切削工具において、第１部分と第２部分とは、第１接続部により電気的に接続されていてもよい。第１接続部はフレキシブル基板であってもよい。この構成により、第１部分および第２部分を含む基板の設置が容易となる。
　上記切削工具において、第１部分、第２部分および第１接続部は、一体のフレキシブル基板を含んでいてもよい。この構成により、基板の変形が容易となる。その結果、第１部分および第２部分を含む基板の設置が一層容易となる。
　上記切削工具において、センサ部は、センサモジュールを収容するケースをさらに含んでいてもよい。ケースは、シャフト部を取り囲み、回転軸に沿う方向に延びる筒状の側壁部を含んでいてもよい。第１部分はシャフト部の外周面に沿ってシャフト部の周方向に延びるように配置されてもよい。第２部分は、側壁部の内周面に沿って側壁部の周方向に延びるように配置されてもよい。第１部分および第２部分をこのように配置することにより、基板をケース内に安定して収容することが容易となる。
　上記切削工具において、センサモジュールは、第１センサが検知した第１の物理量の情報を含む信号を外部へと送信するアンテナをさらに含んでいてもよい。基板は、第１部分と第２接続部により電気的に接続された第３部分をさらに含んでいてもよい。アンテナは、第３部分に配置されてもよい。この構成により、アンテナを容易に配置することができる。
　上記切削工具において、第３部分は、シャフト部の径方向において第１部分と第２部分との間に配置されてもよい。アンテナが配置される第３部分を第１部分と第２部分との間に配置することにより、アンテナを第１部分と第２部分との間に効率よく収容することができる。
　上記切削工具において、センサモジュールは、電池からの電力の供給状態を切り替える電源スイッチをさらに含んでいてもよい。基板は、第２部分と第３接続部により電気的に接続された第４部分をさらに含んでいてもよい。電源スイッチは、第４部分に配置されてもよい。この構成により、電源スイッチを容易に配置することができる。
　上記切削工具において、第４部分は、シャフト部の径方向において第１部分と第２部分との間に配置されてもよい。電源スイッチが配置される第４部分を第１部分と第２部分との間に配置することにより、電源スイッチを第１部分と第２部分との間に効率よく収容することができる。
　上記切削工具において、センサモジュールは、複数の電池を含んでいてもよい。複数の電池は、シャフト部の周方向において等間隔に配置されていてもよい。質量の大きい電池をこのように配置することにより、電池が切削工具の回転のバランスに与える影響を抑制することができる。
　上記切削工具において、センサモジュールは、複数の電池を含んでいてもよい。複数の電池は、回転軸方向に見て、回転軸に対して対称に配置されていてもよい。質量の大きい電池をこのように配置することにより、電池が切削工具の回転のバランスに与える影響を抑制することができる。
　上記切削工具において、センサモジュールは、第１センサにおいて検知された第１の物理量を含むアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤコンバータをさらに備えていてもよい。ＡＤコンバータは第２主面上に配置されてもよい。比較的質量の大きいＡＤコンバータを回転軸に近い第２主面上に配置することにより、遠心力によるＡＤコンバータの脱落を抑制することができる。
　本開示の第１の局面におけるセンサ装置は、回転軸に沿って第１の端部から第２の端部まで延びるシャフト部と、シャフト部に配置されるセンサ部と、を備え、シャフト部の回転軸周りに回転することによって、被加工物を切削する転削工具の、センサ部を構成可能なセンサ装置である。このセンサ装置は、電池と、シャフト部の第１の物理量を検知する第１センサと、第１センサに電気的に接続される基板と、含むセンサモジュールを備える。基板は、第１主面および第２主面を有し、シャフト部の外周面に第１主面が向かい合うように配置される第１部分と、第３主面および第４主面を有し、第３主面がシャフト部側を向くように、シャフト部の径方向において第１部分の外周側に配置され、第１部分に電気的に接続される第２部分と、を含む。
　本開示の第２の局面におけるセンサ装置は、回転軸に沿って延びるシャフト領域と、シャフト領域に配置されるセンサ部と、シャフト領域の回転軸に沿う方向における端部に形成され、切れ刃を有する加工ユニットが接続可能な接続部と、を備えるセンサ装置である。センサ部は、電池と、シャフト領域の第１の物理量を検知する第１センサと、第１センサに電気的に接続される基板と、を含むセンサモジュールを備える。基板は、第１主面および第２主面を有し、シャフト領域の外周面に第１主面が向かい合うように配置される第１部分と、第３主面および第４主面を有し、第３主面がシャフト領域側を向くように、シャフト領域の径方向において第１部分の外周側に配置され、第１部分に電気的に接続される第２部分と、を含む。
　本開示のセンサ装置では、センサモジュールに含まれる基板が、第１部分と、第１部分の外周側に配置される第２部分とを含んでいる。これにより、センサによって得られた情報を含む信号を外部へと送信するための多数の部品を設置するための基板の領域が十分に確保される。その結果、本開示のセンサ装置によれば、センサによって得られた情報を含む信号を外部に設置された受信機へと送信するための部品を効率よく設置することができる。
　［本願発明の実施形態の詳細］
　次に、本開示にかかる転削工具の実施の形態を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。
　（実施の形態１）
　（転削工具の構造の概要）
　図１は、転削工具の構造を示す概略斜視図である。まず、図１を参照して、転削工具の構造の概略を説明する。本実施の形態における転削工具１は、シャフト部１０と、センサ部２０とを備える。シャフト部１０は、回転軸Ａに沿って第１の端部１０Ａから第２の端部１０Ｂまで延びている。センサ部２０は、シャフト部１０の長手方向の一部を取り囲むように配置されている。シャフト部１０には、第１の端部１０Ａおよび外周面において開口する凹部１３が周方向に等間隔に複数（ここでは４つ）形成されている。凹部１３を規定する壁面には、切れ刃としての切削チップ９１が取り付けられている。切削チップ９１は、シャフト部１０の回転軸Ａ周りに配置されている。回転軸Ａ周りに転削工具１を回転させ、切削チップ９１を被加工物（図示しない）に接触させることにより、被加工物を加工することができる。すなわち、転削工具１は、シャフト部１０の回転軸Ａまわりに回転することによって、被加工物を切削する転削工具である。
　（シャフト部の構造）
　次に、転削工具の各部分の詳細を説明する。図２は、第２の端部１０Ｂ側から見たシャフト部の構造を示す概略斜視図である。図３は、第１の端部１０Ａ側から見たシャフト部の構造を示す概略斜視図である。図４は、第１の端部側から回転軸方向に見たシャフト部の構造を示す概略平面図である。図５は、第２の端部側から回転軸方向に見たシャフト部の構造を示す概略平面図である。図６は、軸方向に垂直な方向に見たシャフト部の構造を示す概略平面図である。図７は、図５の線分ＶＩＩ－ＶＩＩに沿う断面を示す概略断面図である。図２～図７を参照して、シャフト部１０の構造について説明する。
　図２および図３を参照して、シャフト部１０は、本体部１１と、第１領域としての拡径部１２とを含む。本体部１１は、円筒状の形状を有する。回転軸Ａは、本体部１１の中心軸に一致する。拡径部１２は、本体部１１よりも径が大きい部分である。本体部１１の長手方向における拡径部１２の位置は特に限定されるものではないが、本実施の形態においては、本体部１１の長手方向において中央部分に配置される。拡径部１２は、シャフト部１０の、センサ部２０に取り囲まれる領域に配置される。
　図２～図４を参照して、上記の通り、シャフト部１０の凹部１３を規定する壁面には、切削チップ９１が取り付けられている。切削チップ９１は、切削チップ９１に形成されたねじ孔にねじ９２が挿入され、締め付けられることでシャフト部１０に対して固定されている。
　図２～図６を参照して、拡径部１２は、八角柱状の形状を有する。図４および図５を参照して、拡径部１２は、回転軸Ａに沿う方向に見て、八角形状の形状を有する。より具体的には、拡径部１２は、回転軸Ａに垂直な断面において、正方形の４つの角部のそれぞれから同一の形状の４つの直角二等辺三角形を除去した八角形の形状を有している。この八角形の重心を回転軸Ａが通過している。この八角形の形状は、回転軸Ａに沿う方向において同一である。本体部１１の中心軸と拡径部１２の中心軸とは一致する。ここで、拡径部１２の中心軸とは、上記八角形の重心を通る直線を意味する。
　図４および図５を参照して、回転軸Ａに沿う方向に見て、上記八角形は、交互に配置される長辺に対応する外周面１２Ａと長辺よりも短い短辺に対応する外周面１２Ｂとによって構成されている。周方向において隣り合う上記八角形の各辺に対応する拡径部１２の外周面１２Ａ，１２Ｂの各面の、回転軸Ａを通る垂線ＬＡ，ＬＢ同士がなす角θは互いに等しい。具体的には、角θは４５°である。なお、上記八角形の形状は上記形状に限定されるものではなく、回転軸Ａに沿う方向に見て、外周面１２Ａおよび外周面１２Ｂの長さは同じであってもよい。
　図２～図６を参照して、各外周面１２Ｂには、回転軸Ａに沿う方向に延びる第１凹部１６が形成されている。第１凹部１６を規定する底面１６Ａは平面である。第１凹部１６は、垂線ＬＢと交差する位置に配置される。第１凹部１６は、外周面１２Ｂを回転軸Ａに沿う方向に貫通している。拡径部１２の外周面１２Ａ，１２Ｂには、拡径部１２の周方向に延びる第２凹部１５が形成されている。第２凹部１５は、第１凹部１６に重なるように形成されている。第２凹部１５は、第１凹部１６と交差（直交）する。第２凹部１５は、拡径部１２の外周面１２Ａ，１２Ｂの全周にわたって形成されている。すなわち、第２凹部１５は環状に形成されている。
　図６および図７を参照して、第２凹部１５の深さｄ２は、第１凹部１６の深さｄ１よりも大きい。本体部１１の第１の端部１０Ａ側の拡径部１２との境界部には、他の部分に比べて径の小さい第１小径部１１Ａが形成されている。本体部１１の第２の端部１０Ｂ側の拡径部１２との境界部には、他の部分に比べて径の小さい第２小径部１１Ｂが形成されている。シャフト部１０には、シャフト部１０を回転軸Ａに沿う方向に貫通する貫通孔１０Ｃが形成されている。貫通孔１０Ｃは、回転軸Ａを含むように延びる。
　（センサ部の構造）
　次に、図８～図１９を参照して、センサ部２０の構造について説明する。このセンサ部２０は、本開示のセンサ装置の一実施の形態に対応する。図８および図１０を参照して、センサ部２０は、センサモジュール８０と、センサモジュール８０を収容するケース２１とを含んでいる。センサモジュール８０は、複数の第１センサとしての複数のひずみセンサ３１と、ひずみセンサ３１に電気的に接続される基板４９と、基板４９に電気的に接続された無線通信部５１（図１０参照）とを含む。ひずみセンサ３１は、シャフト部１０の第１の物理量としてのひずみを検知する。無線通信部５１は、アンテナ５１Ａを含む。無線通信部５１のアンテナ５１Ａは、ひずみセンサ３１が検知したひずみの情報を含む信号を外部へと送信する。
　図９を参照して、ひずみセンサ３１は、ひずみセンサ部品３０を構成する。ひずみセンサ部品３０は、ひずみセンサ３１と、ひずみセンサ３１に接続され、先端にコネクタ３３を有する配線３２とを含んでいる。配線３２は、帯状の形状を有している。ひずみセンサ３１は、配線３２の一方の端部近傍に配置されている。配線３２の他方の端部に、コネクタ３３が配置されている。
　図１０～図１２を参照して、基板４９は、基板モジュール４０を構成する。基板４９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１０を参照して、基板モジュール４０は、基板４９と、無線通信部５１と、第２センサとしての加速度センサ５２と、ソケット５３と、ＡＤコンバータ５４と、電源回路５５と、電池用ソケット５６と、充電用コネクタ５７と、電源スイッチ５８とを含んでいる。無線通信部５１、加速度センサ５２、ソケット５３、ＡＤコンバータ５４、電源回路５５、電池用ソケット５６、充電用コネクタ５７および電源スイッチ５８は、基板４９上に配置され、基板４９（基板４９の回路パターン）と電気的に接続されている。加速度センサ５２は、シャフト部１０の第２の物理量としての加速度を検知する。加速度センサ５２は、基板４９上に複数配置されている。無線通信部５１は、基板４９を介して加速度センサ５２に電気的に接続されている。無線通信部５１のアンテナ５１Ａは、加速度センサ５２が検知したシャフト部１０の加速度の情報を含む信号を外部へと送信する。
　基板４９は、第１部分４１０と、第２部分４２０と、第１接続部４３０と、第３部分４４０と、第２接続部４５０と、第４部分４６０と、第３接続部４７０とを含む。第１部分４１０および第２部分４２０は、それぞれ帯状の形状を有している。図１０および図１１を参照して、第１部分４１０は、第１部分第１区域４１１と、第１部分第２区域４１２と、第１部分第３区域４１３と、第１部分第４区域４１４と、第１部分第５区域４１５と、第１部分第６区域４１６と、第１部分第７区域４１７と、第１部分第８区域４１８と、第１部分第９区域４１９とを含み、これらの区域はこの順に並んでいる。隣り合うこれらの区域のそれぞれの間には、屈曲可能部４１０Ａが配置されている。
　図１１を参照して、第１部分４１０は、可撓性を有する基板（フレキシブル基板）である本体部４９Ｂと、本体部４９Ｂの一方の主面（回路パターンが形成された側とは反対側の主面）に設置され、本体部４９Ｂよりもヤング率の大きい補強板７２とを含んでいる。補強板７２は、第１部分第１区域４１１、第１部分第２区域４１２、第１部分第３区域４１３、第１部分第４区域４１４、第１部分第５区域４１５、第１部分第６区域４１６、第１部分第７区域４１７、第１部分第８区域４１８および第１部分第９区域４１９に対応する領域のそれぞれに配置されている。屈曲可能部４１０Ａに対応する領域には補強板７２が配置されていない。その結果、屈曲可能部４１０Ａは屈曲可能となっている。
　図１０および図１１を参照して、第１部分第１区域４１１および第１部分第９区域４１９のそれぞれには、第１部分４１０を厚み方向に貫通する１つ以上の（ここでは複数、具体的には２つの）貫通孔５９が形成されている。２つの貫通孔５９は、第１部分４１０の長手方向に交差（直交）する方向、すなわち第１部分４１０の幅方向に並べて配置されている。第１部分第１区域４１１上、第１部分第３区域４１３上、第１部分第５区域４１５上および第１部分第７区域４１７上のそれぞれには、ソケット５３が配置されている。ソケット５３は、第１部分４１０の幅方向の端部に配置されている。第１部分第２区域４１２上、第１部分第４区域４１４上および第１部分第６区域４１６上のそれぞれには、加速度センサ５２が配置されている。第１部分第４区域４１４上には、ＡＤコンバータ５４が配置されている。第１部分第４区域４１４上において、加速度センサ５２とＡＤコンバータ５４とは、第１部分４１０の幅方向に並べて配置されている。
　図１０および図１２を参照して、第２部分４２０は、第２部分第１区域４２１と、第２部分第２区域４２２と、第２部分第３区域４２３と、第２部分第４区域４２４と、第２部分第５区域４２５と、第２部分第６区域４２６とを含み、これらの区域はこの順に並んでいる。隣り合うこれらの区域のそれぞれの間には、屈曲可能部４２０Ａが配置されている。
　図１２を参照して、第２部分４２０は、フレキシブル基板である本体部４９Ｂと、本体部４９Ｂの一方の主面（回路パターンが形成された側とは反対側の主面）に設置され、本体部４９Ｂよりもヤング率の大きい補強板７２とを含んでいる。補強板７２は、第２部分第１区域４２１、第２部分第２区域４２２、第２部分第３区域４２３、第２部分第４区域４２４、第２部分第５区域４２５および第２部分第６区域４２６に対応する領域のそれぞれに配置されている。屈曲可能部４２０Ａに対応する領域には補強板７２が配置されていない。その結果、屈曲可能部４２０Ａは屈曲可能となっている。
　図１０および図１２を参照して、第２部分第１区域４２１および第２部分第６区域４２６のそれぞれには、第２部分４２０を厚み方向に貫通する貫通孔５９が形成されている。第２部分第１区域４２１上および第２部分第６区域４２６上のそれぞれには、電池用ソケット５６が配置されている。電池用ソケット５６は、第２部分４２０の幅方向の中央部に配置されている。電池用ソケット５６の接続方向（電池用ソケット５６に接続されるコネクタの接続方向γ）は、第２部分４２０の幅方向に沿う方向である。後述のように、基板モジュール４０がケース２１内に収容されると、電池用ソケット５６の接続方向γは回転軸Ａに沿う方向となる。第２部分第２区域４２２上および第２部分第５区域４２５上のそれぞれには、電源回路５５が配置されている。第２部分第３区域４２３上には、充電用コネクタ５７が配置されている。
　第１部分第６区域４１６と第２部分第４区域４２４とは、帯状の形状を有する第１接続部４３０により物理的かつ電気的に接続されている。第１接続部４３０、第１部分４１０の本体部４９Ｂおよび第２部分４２０の本体部４９Ｂは、一体のフレキシブル基板から構成されている。すなわち、第１部分４１０、第２部分４２０および第１接続部４３０は、第１部分４１０、第２部分４２０および第１接続部４３０の全体に広がる一体のフレキシブル基板を含んでいる。第１部分第８区域４１８と第３部分４４０とは、第２接続部４５０により物理的かつ電気的に接続されている。第３部分４４０上には、アンテナ５１Ａを含む無線通信部５１が配置されている。第２部分第３区域４２３と第４部分４６０とは、第３接続部４７０により物理的かつ電気的に接続されている。第４部分４６０上には、電源スイッチ５８が配置されている。基板４９は、一体のフレキシブル基板のうち、剛性が必要な部分に補強板を設置し、補強板が設置されない部分において屈曲可能となっている。
　図１０および図５を参照して、第１部分４１０の長手方向における第１部分第１区域４１１、第１部分第３区域４１３、第１部分第５区域４１５、第１部分第７区域４１７および第１部分第９区域４１９の長さは、拡径部１２を回転軸Ａに沿う方向に見た上記八角形の短辺である外周面１２Ｂに対応する長さとなっている。第１部分４１０の長手方向における第１部分第２区域４１２、第１部分第４区域４１４、第１部分第６区域４１６および第１部分第８区域４１８の長さは、拡径部１２を回転軸Ａに沿う方向に見た上記八角形の長辺である外周面１２Ａに対応する長さとなっている。
　次に、シャフト部１０に対するひずみセンサ部品３０および基板モジュール４０の設置について説明する。ひずみセンサ部品３０は、ひずみセンサ３１が第２凹部１５を跨ぎ、かつひずみセンサ３１が第１凹部１６内に収容されるように配置される（図２、図４、図８等参照）。すなわち、ひずみセンサ３１は、回転軸Ａに沿う方向におけるひずみを検知するように配置される。ひずみセンサ部品３０は、４つの外周面１２Ｂのそれぞれに設置される。その結果、回転軸Ａに沿う方向に見て、ひずみセンサ３１が、八角形の各辺に対応する拡径部１２の外周面のうち、回転軸Ａを通る垂線ＬＢが互いに９０°をなす拡径部１２の外周面１２Ｂ（短辺に対応する外周面）の全てに配置される。
　図１３～図１５を参照して、基板４９の第１部分４１０は、第１主面４１０Ｂと、第１主面４１０Ｂとは厚み方向において反対側に位置する第２主面４１０Ｃとを含む。第１部分４１０は、シャフト部１０の外周面に第１主面４１０Ｂが向かい合うように配置される。第２主面４１０Ｃ上に、無線通信部５１、加速度センサ５２、ソケット５３およびＡＤコンバータ５４等が搭載される。第１部分４１０は、第１主面４１０Ｂが拡径部１２の外周面１２Ａ，１２Ｂに接触するように、拡径部１２に巻き付けられる。このとき、第１部分第１区域４１１、第１部分第３区域４１３、第１部分第５区域４１５、第１部分第７区域４１７および第１部分第９区域４１９が外周面１２Ｂ上に配置され、第１部分第２区域４１２、第１部分第４区域４１４、第１部分第６区域４１６および第１部分第８区域４１８が外周面１２Ａ上に配置される。第１部分４１０は、屈曲可能部４１０Ａにおいて屈曲する。第１部分第１区域４１１と第１部分第９区域４１９とは、それぞれに形成された貫通孔５９が一致するように重なる。この貫通孔５９を貫通するように固定部材（図示しない）が設置されることにより、第１部分４１０はシャフト部１０に対して固定される。
　その結果、回転軸Ａに沿う方向に見て、第１部分４１０は、拡径部１２の外周面１２Ａ，１２Ｂに沿うように配置される。ソケット５３は、外周面１２Ｂ上に位置する第１部分４１０上に配置される。そして、ひずみセンサ３１に接続された配線３２の端部に位置するコネクタ３３が、ソケット５３に接続される。これにより、第１部分４１０とひずみセンサ３１とが電気的に接続される。図８に示すように、配線３２は、第１部分４１０を幅方向（回転軸Ａに沿う方向）に跨ぐ。配線３２は、アーチ状に反った状態となっている。すなわち、配線３２は、ひずみセンサ３１とソケット５３とを、たるみをもって接続する。加速度センサ５２は、回転軸Ａに沿う方向に見て、八角形の各辺に対応する拡径部１２の外周面のうち、回転軸Ａを通る垂線ＬＡが互いに９０°をなす拡径部１２の外周面１２Ａ（長辺に対応する外周面）に配置される。ひずみセンサ３１と加速度センサ５２とは、八角形の異なる辺に対応する拡径部１２の外周面１２Ａ，１２Ｂに配置される。
　図１４および図１５を参照して、基板４９の第２部分４２０は、第３主面４２０Ｂと、第３主面４２０Ｂとは厚み方向において反対側に位置する第４主面４２０Ｃとを含む。第２部分４２０は、第３主面４２０Ｂがシャフト部１０側を向くように、シャフト部１０の径方向において第１部分４１０の外周側に配置される。第１部分４１０と第２部分４２０とを電気的に接続する第１接続部４３０は、シャフト部１０の径方向において第１部分４１０と第２部分４２０との間に配置される。
　ケース２１は、シャフト部１０を取り囲み、回転軸Ａに沿う方向に延びる筒状の側壁部２３と、回転軸Ａに沿う方向における側壁部２３の第１の開口を閉じる底壁部２２と、回転軸Ａに沿う方向において第１の開口とは反対側に位置する側壁部の第２の開口を閉じる上壁部２４とを含む。底壁部２２は樹脂製である。第１部分４１０は、シャフト部１０の外周面に沿ってシャフト部１０の周方向に延びるように配置される。第２部分４２０は、側壁部２３の内周面に沿って側壁部２３の周方向に延びるように配置される。第２部分４２０は、屈曲可能部４２０Ａにおいて屈曲する。第２部分４２０の第３主面４２０Ｂ上に、電源回路５５、電池用ソケット５６、充電用コネクタ５７などが配置される。このとき、電池用ソケット５６の接続方向γは回転軸Ａに沿う方向となる。
　図１３および図１５を参照して、センサモジュール８０は、電池９９を含む。本実施の形態において、センサモジュール８０は、複数の（具体的には２つの）電池９９を含む。電池９９は、シャフト部１０の径方向において、第１部分４１０と第２部分４２０との間に配置される。上記複数の電池９９は、シャフト部１０の周方向において等間隔に配置される。上記複数の電池９９は、回転軸Ａに沿う方向に見て、回転軸Ａに対して対称に配置される。電池９９は、充電可能な電池、すなわち二次電池である。電池９９は、第２部分４２０上に配置された電池用ソケット５６および電源回路５５を介して、第２部分４２０に第１接続部４３０により接続された第１部分４１０上の無線通信部５１、加速度センサ５２、ソケット５３およびＡＤコンバータ５４等に電力を供給する。電池９９は、第２部分４２０上に配置された充電用コネクタ５７を介して充電される。なお、電池９９は、一次電池であってもよい。
　アンテナ５１Ａを含む無線通信部５１が搭載される土台部材としての第３部分４４０は、シャフト部１０の径方向において第１部分４１０と第２部分４２０との間に配置される。ここで、第２接続部４５０が屈曲することにより、アンテナ５１Ａを含む無線通信部５１の設置状態が調整される。具体的には、図１４を参照して、アンテナ５１Ａを含む無線通信部５１は、第３部分４４０の第１表面としての搭載面４４０Ａに搭載されている。すなわち、本実施の形態において、土台部材は基板である。本開示の土台部材は基板に限られず、アンテナ５１Ａ（アンテナ５１Ａを含む無線通信部５１）が搭載される第１表面（搭載面）を有する種々の形状の支持部材を土台部材として採用することができる。アンテナ５１Ａは、チップアンテナまたはパターンアンテナである。アンテナ５１Ａは、第１センサとしてのひずみセンサ３１が検知した第１の物理量であるひずみの情報、および第２センサとしての加速度センサ５２が検知した第２の物理量である加速度の情報を外部へと送信する送信アンテナである。回転軸Ａを含む断面（図１４に示す断面）において、搭載面４４０Ａに垂直な方向である第１方向αは、回転軸Ａに垂直な平面βおよび回転軸Ａに対して傾斜している。回転軸Ａに垂直な平面βと第１方向αとのなす角は、５°以上８５°以下、１５°以上７５°以下、さらには２０°以上７０°以下であることが好ましい。回転軸Ａに垂直な平面βと第１方向αとのなす角は、たとえば３０°以上４５°以下とすることができる。
　電源スイッチ５８が搭載される第４部分４６０は、シャフト部１０の径方向において第１部分４１０と第２部分４２０との間に配置される。第３接続部４７０が屈曲することにより、電源スイッチ５８の設置状態の調整が可能となっている。電源スイッチ５８により、電池９９からの電力の供給状態（オンまたはオフ）を切り替えることができる。
　次に、シャフト部１０に対するケース２１の設置について説明する。図８および図１３～図１９を参照して、ケース２１は、ケース本体６１と、第１固定部材６３と、第２固定部材６５と、蓋２２とを含む。ケース本体６１は、図１６に示すように、中央に貫通孔６１Ａを有する円盤状の上壁部２４と、上壁部２４の外周面から立ち上がり、円筒状の形状を有する側壁部２３とを含む。上壁部２４には、上壁部２４を厚み方向に貫通するねじ孔６２が周方向に複数個（ここでは８個）等間隔に形成されている。ケース本体６１を構成する材料は、たとえば金属である。採用可能な金属としては、アルミニウム合金、鉄合金（ステンレス鋼などの鋼）などを挙げることができる。
　図１７を参照して、第１固定部材６３は、２つに分割された円環平板状の形状を有する。第１固定部材６３には、上記ケース本体６１の上壁部２４のねじ孔６２に対応するように、ねじ孔６４が周方向に複数個（ここでは２つに分割された第１固定部材６３において合計８個）等間隔に形成されている。第１固定部材６３の内周面６３Ａは、シャフト部１０の第２小径部１１Ｂに対応する形状を有する。２つの第１固定部材６３を組み合わせて環状にした状態で、内周面６３Ａの直径は、第１小径部１１Ａの直径と同一またはわずかに大きい。第１固定部材６３を構成する材料は、たとえば金属である。採用可能な金属としては、アルミニウム合金、鉄合金（ステンレス鋼などの鋼）などを挙げることができる。
　図１８を参照して、第２固定部材６５は、平板円弧状の形状を有する部品である。本実施の形態においては、ケース２１は、２つの第２固定部材６５を含む。各第２固定部材６５の内周面６５Ａは、拡径部１２の外周面の平面形状の一部に対応する形状、すなわち八角形の一部に対応する形状を有している。第２固定部材６５には、上記ケース本体６１の上壁部２４のねじ孔６２および第１固定部材６３のねじ孔６４に対応するように、ねじ孔６６が複数個（ここでは各第２固定部材６５について２つずつ）形成されている。第２固定部材６５を構成する材料は、たとえば樹脂である。
　図１９を参照して、蓋（底壁部）２２は、中央に貫通孔２２Ａを有する円盤状の形状を有する。蓋２２を構成する材料は、たとえば樹脂である。
　図８を参照して、ケース本体６１の上壁部２４の貫通孔６１Ａをシャフト部１０の本体部１１が貫通するように、ケース本体６１が配置される。第１固定部材６３は、上壁部２４に接触して配置された状態で、内周面６３Ａが本体部１１の第２小径部１１Ｂの壁面に接触するように、第２小径部１１Ｂにはめ込まれる。第２固定部材６５は、第１固定部材６３に接触して配置された状態で、内周面６５Ａが拡径部１２の外周面１２Ａ，１２Ｂに接触するように配置される。
　そして、第２固定部材６５のねじ孔６４、第１固定部材６３のねじ孔６４を貫通し、上壁部２４のねじ孔６２にまで到達するねじによって、ケース本体６１、第１固定部材６３および第２固定部材６５が互いに固定される。このとき、第１固定部材６３の内径が第２小径部１１Ｂの外径に対応しているため、ケース本体６１の中心軸と回転軸Ａとが一致する。また、第２固定部材６５の内周面６５Ａが拡径部１２の外周面の平面形状の一部に対応する形状（八角形の一部に対応する形状）を有しているため、ケース本体６１がシャフト部１０に対して相対的に周方向に回転することが阻害される。蓋（底壁部）２２は、側壁部２３の端面および拡径部１２の端面に接触する状態で、たとえばねじなどによって拡径部１２に対して固定される。このようにして、ケース２１は、センサモジュール８０を内部に収容した状態で、シャフト部１０に対して固定される。
　（転削工具の動作）
　転削工具１の動作時においては、転削工具１は、回転軸Ａまわりに回転する。そして、被加工物に切削チップ９１が接触することにより、被加工物が加工される。このとき、シャフト部１０のひずみおよび加速度が、それぞれひずみセンサ３１および加速度センサ５２により検知される。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５４においてデジタル信号に変換された後、無線通信部５１のアンテナ５１Ａにより外部へと送信される。無線通信部５１およびＡＤコンバータ５４は、電池９９から電池用ソケット５６および電源回路５５を介して供給される電力により動作する。ケース２１の蓋（底壁部）２２が樹脂製であるため、無線通信部５１は、蓋（底壁部）２２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、外部に設置された受信機において受信され、分析されることにより、シャフト部１０の状態が把握される。
　（本実施の形態の効果）
　本実施の形態の転削工具１においては、送信アンテナであるアンテナ５１Ａを含む無線通信部５１が搭載される第３部分４４０の搭載面４４０Ａに垂直な方向である第１方向αが、回転軸Ａに垂直な平面βおよび回転軸Ａの両方に対して傾斜している。これにより、受信アンテナが受信しやすい方向の偏波の電界強度が極端に弱くなるタイミングの発生を回避することができる。その結果、本実施の形態の転削工具１は、ひずみセンサ３１等によって得られた情報の欠落を抑制しつつ、当該情報を含む信号を外部に設置された受信機において受信することが容易な転削工具となっている。
　また、本実施の形態の転削工具１では、樹脂製の底壁部２２が採用されている。その結果、ケース２１の剛性の低下を抑制しつつ、アンテナからの信号の外部への発信が容易となっている。なお、上壁部２４が樹脂製であってもよいし、底壁部２２および上壁部２４の一部のみが樹脂製であってもよい。
　また、本実施の形態の転削工具１においては、第１部分４１０の外周側に配置される第２部分４２０上に配置される部品である電池用ソケット５６が、シャフト部１０側を向く主面である第３主面４２０Ｂ上に配置される。その結果、電池用ソケット５６が遠心力によって脱落することが抑制されている。さらに、第２部分４２０上に配置される部品である電源回路、充電用コネクタ５７も第３主面４２０Ｂ上に配置されることにより、これらが遠心力によって脱落することが抑制されている。
　また、本実施の形態の転削工具１においては、電池９９は、シャフト部１０の径方向において、第１部分４１０と第２部分４２０との間に配置される。このように、質量の大きい電池を極力回転軸Ａに近付けることにより、電池９９が受ける遠心力が抑制されている。
　また、本実施の形態の転削工具１においては、第１接続部４３０はフレキシブル基板である。このように、第１部分４１０と第２部分４２０とを可撓性を有するフレキシブル基板で接続することにより、第１部分４１０および第２部分４２０の適切な設置が容易となっている。
　また、本実施の形態の転削工具１において、第１部分４１０、第２部分４２０および第１接続部４３０は、一体のフレキシブル基板を含んでいる。より具体的には、第１接続部４３０、第１部分４１０の本体部４９Ｂおよび第２部分４２０の本体部４９Ｂは、一体のフレキシブル基板から構成されている。そして、一体のフレキシブル基板のうち、剛性が必要な部分に補強板７２を設置し、補強板７２が設置されない部分において屈曲可能となっている。その結果、基板モジュール４０について、高い設計の自由度が確保されている。
　また、本実施の形態の転削工具１において、電池用ソケット５６の接続方向γは回転軸Ａに沿う方向である。これにより、転削工具１の回転に伴う遠心力によって電池用ソケット５６からコネクタが脱落することが抑制されている。
　また、本実施の形態の転削工具１において、第１部分４１０はシャフト部１０の外周面に沿ってシャフト部１０の周方向に延びるように配置されている。第２部分４２０は、側壁部２３の内周面に沿って側壁部２３の周方向に延びるように配置されている。これにより、第１部分４１０および第２部分４２０の固定が容易となっている。
　また、本実施の形態の転削工具１において、アンテナ５１Ａを含む無線通信部５１は、第１部分４１０と第２接続部４５０により電気的に接続された第３部分４４０に配置される。これにより、アンテナ５１Ａを含む無線通信部５１の設置の自由度が高くなっている。
　また、本実施の形態の転削工具１において、第３部分４４０は、シャフト部１０の径方向において第１部分４１０と第２部分４２０との間に配置される。これにより、アンテナ５１Ａを含む無線通信部５１の設置の自由度がさらに高くなっている。
　また、本実施の形態の転削工具１において、電源スイッチ５８は、第２部分４２０と第３接続部４７０により電気的に接続された第４部分４６０に配置されている。これにより、電源スイッチ５８の設置の自由度が高くなっている。
　また、本実施の形態の転削工具１において、第４部分４６０は、シャフト部１０の径方向において第１部分４１０と第２部分４２０との間に配置される。これにより、電源スイッチ５８の設置の自由度がさらに高くなっている。
　また、本実施の形態の転削工具１において、複数の電池９９は、シャフト部１０の周方向において等間隔に配置される。質量の大きい電池９９をこのように配置することにより、転削工具１の安定した回転を達成することが可能となっている。
　また、本実施の形態の転削工具１において、複数の電池９９は、回転軸Ａの方向に見て、回転軸Ａに対して対称に配置される。質量の大きい電池９９をこのように配置することにより、転削工具１の安定した回転を達成することが可能となっている。
　また、本実施の形態の転削工具１において、ＡＤコンバータ５４は、第２主面４１０Ｃ上に配置される。このように、比較的質量の大きいＡＤコンバータ５４を回転軸Ａに近い第２主面４１０Ｃ上に配置することにより、遠心力によるＡＤコンバータ５４の脱落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、ひずみセンサ３１および加速度センサ５２の２種類のセンサが、それぞれ第１センサおよび第２センサとして採用される場合を説明した。しかし、たとえば第２センサとしての加速度センサ５２が省略されてもよい。またひずみセンサ３１が省略され、加速度センサ５２のみが採用されてもよい。すなわち、第１センサは加速度センサであってもよい。さらに、ひずみおよび加速度以外の他の物理量を検出するセンサ（たとえば温度センサ）が、ひずみセンサ３１および加速度センサ５２の一方または両方に代えて採用されてもよいし、これらに加えて採用されてもよい。
　上記実施の形態では、本開示の転削工具の一例としてエンドミルについて説明したが、本開示の転削工具はこれに限られない。本開示の転削工具は、たとえばドリル、フライスカッター、ボーリング、リーマ、タップ等であってもよい。
　上記実施の形態では、シャフト部１０の、センサ部２０に取り囲まれる領域に配置される拡径部１２が、回転軸Ａに沿う方向に見て八角形である場合について説明した。しかし、拡径部の平面形状は４ｎ角形（ｎは２以上の自然数）であればよく、たとえば十二角形、十六角形、二十角形であってもよい。
　上記実施の形態では、ひずみセンサ３１が、八角形の各辺に対応する拡径部１２の外周面１２Ａ，１２Ｂの各面のうち、回転軸Ａを通る垂線が互いに９０°をなす拡径部１２の外周面１２Ｂの全て（４面）上に配置される場合について説明したが、ひずみセンサは、少なくとも２面上に配置されればよい。より一般化して説明すると、４ｎ角形の各辺に対応する第１領域（拡径部）の外周面の各面のうち、第１の外周面と、第１の外周面との関係で回転軸を通る垂線が互いに９０°をなす第２の外周面の合計２つの外周面、またはこれに加えて第１の外周面との関係で回転軸を通る垂線が１８０°をなす第３の外周面の合計３つの外周面を一組の外周面として、当該一組の外周面のそれぞれにひずみセンサは配置される。回転軸を通る垂線が互いに９０°をなす第１の外周面および第２の外周面にひずみセンサを設置することにより、回転軸に垂直な平面内に作用する荷重の大きさと方向とに関する情報を得ることができる。さらに、第３の外周面にもひずみセンサを設置することにより、回転軸に平行な荷重の影響を除去し、回転軸に垂直な平面内に作用する荷重の大きさと方向とに関する情報を、より正確に得ることができる。上記一組の外周面は、複数存在していてもよい。たとえば、上記一組の外周面が２つ存在する場合、２つの外周面または３つの外周面を含む各一組の外周面のそれぞれにひずみセンサは配置される。すなわち、最大６つの外周面にひずみセンサは配置される。２つの一組の外周面の間には、角度の制限はない。
　上記実施の形態では、第１固定部材６３と第２固定部材６５とが別体である場合について説明した。しかし、第１固定部材６３と第２固定部材６５とは一体であってもよい。この場合、第１固定部材６３と第２固定部材６５とは一体の金属製の部材であってもよい。
　上記実施の形態では、第１固定部材６３および第２固定部材６５を用いてセンサ部２０がシャフト部１０に取り付けられる場合について説明したが、センサ部２０の取り付け方法はこれに限られない。センサ部２０は、たとえば焼き嵌めなど、他の方法によりシャフト部１０に取り付けられてもよい。
　（実施の形態２）
　次に、本開示の他の実施の形態である実施の形態２について説明する。図２０は、実施の形態２における転削工具の構造を示す概略斜視図である。図２０を参照して、本実施の形態の転削工具１は、基本的には図１～図１９に基づいて説明した実施の形態１の転削工具１と同様の構造を有し、同様に動作するとともに、同様の効果を奏する。しかし、実施の形態２の転削工具１は、主にシャフト部１０の構造において実施の形態１の場合とは異なっている。
　具体的には、図２０を参照して、本実施の形態のシャフト部１０は、センサ部２０よりも第２の端部１０Ｂ側の領域に、径方向（回転軸Ａに垂直な方向）に突出する円環状の第１突出部１０Ｄおよび第２突出部１０Ｅを含んでいる。第２突出部１０Ｅは、第１突出部１０Ｄから見て第２の端部１０Ｂ側に配置されている。回転軸Ａに沿う方向において、シャフト部１０の第１突出部１０Ｄと第２突出部１０Ｅとの間の領域は、溝部１０Ｇとなっている。第２突出部１０Ｅから見て第１突出部１０Ｄとは反対側の領域は、第２の端部に近付くにしたがって直径が小さくなるテーパ部１０Ｆとなっている。すなわち、本実施の形態のシャフト部１０は、円錐台状の形状を有するテーパ部１０Ｆを含んでいる。
　本実施の形態の転削工具１の使用状態においては、テーパ部１０Ｆが工作機械の主軸に形成された凹部に挿入されることにより、転削工具１が工作機械の主軸に保持される。テーパ部１０Ｆ、第１突出部１０Ｄおよび第２突出部１０Ｅの形状は、工作機械の主軸が備える工具の保持機構に合わせて適宜選択することができる。
　（実施の形態３）
　次に、本開示のさらに他の実施の形態である実施の形態３について説明する。図２１は、実施の形態３における転削工具の構造を示す概略斜視図である。図２１を参照して、本実施の形態の転削工具１は、基本的には図１～図１９に基づいて説明した実施の形態１の転削工具１と同様の構造を有し、同様に動作するとともに、同様の効果を奏する。しかし、実施の形態３の転削工具１は、本開示のセンサ装置としてのセンサ部２０を含む部分と第１の端部１０Ａを含む部分とが分離可能である点において、実施の形態１の場合とは異なっている。
　図２１を参照して、実施の形態３における転削工具１のシャフト部１０は、第１の端部１０Ａを含む加工ユニットとしての先端領域１０Ｉが、センサ部２０に取り囲まれる領域よりも第１の端部１０Ａに近い部分において、分離可能となっている。シャフト部１０の先端領域１０Ｉ以外の部分は、センサ装置のシャフト領域としての基端領域１０Ｈである。
　先端領域１０Ｉの第２の端部１０Ｂ側の端部には、雄ねじ部１９Ａが形成されている。雄ねじ部１９Ａは、第２の端部１０Ｂ側に向けて回転軸Ａに沿って突出する円筒状の突起部である。雄ねじ部１９Ａの外周面には、らせん状のねじ山が形成されている。基端領域１０Ｈの第１の端部１０Ａ側の端部には、接続部としての雌ねじ部１９Ｂが形成されている。雌ねじ部１９Ｂは、第２の端部１０Ｂ側に向けて回転軸Ａに沿って凹む円筒状の凹部である。雌ねじ部１９Ｂは、雄ねじ部１９Ａの形状に対応する形状を有する凹部である。雌ねじ部１９Ｂを規定する内周面には、雄ねじ部１９Ａのねじ山に対応するらせん状のねじ溝が形成されている。
　雄ねじ部１９Ａを雌ねじ部１９Ｂにねじ込んで雄ねじ部１９Ａと雌ねじ部１９Ｂとを結合させることにより、先端領域１０Ｉと基端領域１０Ｈとが一体となる。これにより、実施の形態１と同様の転削工具１が得られる。雄ねじ部１９Ａと雌ねじ部１９Ｂとの結合を解除することにより、先端領域１０Ｉと基端領域１０Ｈとを分離することができる。
　なお、上記実施の形態においては、先端領域１０Ｉに雄ねじ部１９Ａが形成され、基端領域１０Ｈに雌ねじ部１９Ｂが形成される場合について説明したが、先端領域１０Ｉに雌ねじ部１９Ｂが形成され、基端領域１０Ｈに雄ねじ部１９Ａが形成されてもよい。
　また、上記実施の形態においては、回転軸Ａに沿う方向において、先端領域１０Ｉと基端領域１０Ｈとの境界がセンサ部２０よりも第１の端部１０Ａ側に存在する場合について説明したが、先端領域１０Ｉと基端領域１０Ｈとの境界がセンサ部２０よりも第２の端部１０Ｂ側に存在してもよい。
　（実施の形態４）
　次に、本開示のさらに他の実施の形態である実施の形態４について説明する。図２２は、実施の形態４における転削工具の構造を示す概略斜視図である。図２３は、実施の形態４における転削工具が分解された状態を示す概略斜視図である。図２２および図２３を参照して、本実施の形態の転削工具１は、基本的には図１～図１９に基づいて説明した実施の形態１の転削工具１と同様の構造を有し、同様に動作するとともに、同様の効果を奏する。しかし、実施の形態４の転削工具１は、センサ部２０を含む本開示のセンサ装置に対応する部分、第１の端部１０Ａを含む部分および第２の端部１０Ｂを含む部分が、それぞれ分離可能である点において、実施の形態１の場合とは異なっている。
　図２２および図２３を参照して、実施の形態４における転削工具１のシャフト部１０は、第１の端部１０Ａを含む加工ユニットとしての先端領域１０Ｊと、第２の端部１０Ｂを含む基端領域１０Ｌとが、センサ部２０により取り囲まれる領域を含むセンサ装置のシャフト領域としての中間領域１０Ｋから分離可能となっている。
　先端領域１０Ｊの第２の端部１０Ｂ側の端部には、凹部１９Ｃが形成されている。凹部１９Ｃは、第１の端部１０Ａ側に向けて回転軸Ａに沿う方向に凹む領域である。中間領域１０Ｋの第１の端部１０Ａ側の端部には、接続部としての凸部１９Ｄが形成されている。凸部１９Ｄは、第１の端部１０Ａ側に向けて回転軸Ａに沿う方向に突出する領域である。凹部１９Ｃは、凸部１９Ｄの形状に対応する形状を有する凹部である。凹部１９Ｃと凸部１９Ｄとは、互いに係合可能に構成されている。
　中間領域１０Ｋの第２の端部１０Ｂ側の端部には、凹部１９Ｅが形成されている。凹部１９Ｅは、第１の端部１０Ａ側に向けて回転軸Ａに沿う方向に凹む領域である。基端領域１０Ｌの第１の端部１０Ａ側の端部には、凸部１９Ｆが形成されている。凸部１９Ｆは、第１の端部１０Ａ側に向けて回転軸Ａに沿う方向に突出する領域である。凹部１９Ｅは、凸部１９Ｆの形状に対応する形状を有する凹部である。凹部１９Ｅと凸部１９Ｆとは、互いに係合可能に構成されている。
　凹部１９Ｃと凸部１９Ｄとを係合させることにより、先端領域１０Ｊと中間領域１０Ｋとが一体となる。さらに、凹部１９Ｅと凸部１９Ｆとを係合させることにより、中間領域１０Ｋと基端領域１０Ｌとが一体となる。これにより、実施の形態１と同様の転削工具１が得られる。凹部１９Ｃと凸部１９Ｄとの係合を解除することにより、先端領域１０Ｊと中間領域１０Ｋとを分離することができる。凹部１９Ｅと凸部１９Ｆとの係合を解除することにより、中間領域１０Ｋと基端領域１０Ｌとを分離することができる。
　本開示の転削工具においては、実施の形態１のようにシャフト部が分離不能な一体の部材であってもよいし、実施の形態３および４のようにシャフト部が分離可能であってもよい。また、本開示のセンサ装置は、実施の形態１のようにシャフト部と分離可能なセンサ部を構成するものであってもよいし、実施の形態３および４のように、シャフト部の一部と一体であり、当該シャフト部の一部とシャフト部の他の部分とが連結されることで一体のシャフト部が構成されるものであってもよい。
　（実施の形態５）
　次に、本開示の転削工具システムの一例である実施の形態５について説明する。図２４は、実施の形態５における転削工具システムの構成を示す概略図である。図２４は、転削工具システムに含まれる転削工具および受信機が運転可能な状態に設置された状態を示す図である。図２４において、Ｘ－Ｙ平面が水平面に対応し、Ｚ方向が鉛直方向に対応する。
　図２４を参照して、本実施の形態の転削工具システム２００は、上記実施の形態１の転削工具１と、受信機１００とを含んでいる。受信機１００は、本体１０１と、本体１０１に設置された線状アンテナ１０２とを含んでいる。線状アンテナ１０２は、転削工具１のアンテナ（送信アンテナ）から送信されたひずみおよび加速度の情報を含む信号Ｓを受信する受信アンテナである。線状アンテナ１０２は、たとえばモノポールアンテナまたはダイポールアンテナである。
　本実施の形態において、転削工具１は、設置および操作の容易性等を考慮して、回転軸Ａが鉛直方向であるＺ軸方向に沿うように設置されている。一方、受信機１００は、たとえば転削工具１が設置される室内の側壁面に設置されている。このとき、受信機１００の線状アンテナ１０２は、他の設備との干渉を避ける等の観点から、鉛直方向であるＺ軸方向に沿うように設置されている。ここで、上記実施の形態１において図１４参照して説明した通り、本実施の形態の転削工具１においては、送信アンテナであるアンテナ５１Ａを含む無線通信部５１が搭載される第３部分４４０の搭載面４４０Ａに垂直な方向である第１方向αが、回転軸Ａに垂直な平面β（Ｘ－Ｙ平面）および回転軸Ａ（Ｚ軸方向）の両方に対して傾斜している。すなわち、第１方向αは、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の全てに対して非平行となっている。
　これにより、転削工具１が回転軸Ａ周りに回転しつつ信号Ｓを送信する際、信号Ｓにおいて受信アンテナである線状アンテナ１０２が受信しやすい方向の偏波の電界強度が極端に弱くなるタイミングの発生を回避することができる。その結果、本実施の形態の転削工具システム２００は、ひずみセンサ３１等によって得られた情報の欠落を抑制しつつ、当該情報を含む信号Ｓを外部に設置された受信機１００において受信することが容易な転削工具システムとなっている。
　今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、どのような面からも制限的なものではないと理解されるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、請求の範囲によって規定され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
　１　転削工具、１０　シャフト部、１０Ａ　第１の端部、１０Ｂ　第２の端部、１０Ｃ　貫通孔、１０Ｄ　第１突出部、１０Ｅ　第２突出部、１０Ｆ　テーパ部、１０Ｇ　溝部、１０Ｈ　基端領域、１０Ｉ　先端領域、１０Ｊ　先端領域、１０Ｋ　中間領域、１０Ｌ　基端領域、１１　本体部、１１Ａ　第１小径部、１１Ｂ　第２小径部、１２　拡径部、１２Ａ　外周面、１２Ｂ　外周面、１３　凹部、１５　第２凹部、１６　第１凹部、１６Ａ　底面、１９Ａ　雄ねじ部、１９Ｂ　雌ねじ部、１９Ｃ　凹部、１９Ｄ　凸部、１９Ｅ　凹部、１９Ｆ　凸部、２０　センサ部、２１　ケース、２２　底壁部（蓋）２２Ａ　貫通孔、２３　側壁部、２４　上壁部、３０　センサ部品、３１　ひずみセンサ、３２　配線、３３　コネクタ、４０　基板モジュール、４９　基板、４９Ｂ　本体部、５１　無線通信部、５１Ａ　アンテナ、５２　加速度センサ、５３　ソケット、５４　ＡＤコンバータ、５５　電源回路、５６　電池用ソケット、５７　充電用コネクタ、５８　電源スイッチ、５９　貫通孔、６１　ケース本体、６１Ａ　貫通孔、６２　ねじ孔、６３　第１固定部材、６３Ａ　内周面、６４　ねじ孔、６５　第２固定部材、６５Ａ　内周面、６６　ねじ孔、７２　補強板、８０　センサモジュール、９１　切削チップ、９２　ねじ、９９　電池、１００　受信機、１０１　本体、１０２　線状アンテナ、２００　転削工具システム、４１０　第１部分、４１０Ａ　屈曲可能部、４１０Ｂ　第１主面、４１０Ｃ　第２主面、４１１　第１部分第１区域、４１２　第１部分第２区域、４１３　第１部分第３区域、４１４　第１部分第４区域、４１５　第１部分第５区域、４１６　第１部分第６区域、４１７　第１部分第７区域、４１８　第１部分第８区域、４１９　第１部分第９区域、４２０　第２部分、４２０Ａ　屈曲可能部、４２０Ｂ　第３主面、４２０Ｃ　第４主面、４２１　第２部分第１区域、４２２　第２部分第２区域、４２３　第２部分第３区域、４２４　　第２部分第４区域、４２５　第２部分第５区域、４２６　第２部分第６区域、４３０　　第１接続部、４４０　第３部分、４４０Ａ　搭載面、４５０　第２接続部、４６０　第４部分、４７０　第３接続部、Ａ　回転軸、ＬＡ　垂線、ＬＢ　垂線、ｄ１　深さ、ｄ２　深さ、α　第１方向、β　平面、γ　接続方向、θ　角。
 

Claims (16)

  1. 　回転軸に沿って第１の端部から第２の端部まで延びるシャフト部と、
    　前記シャフト部に配置されるセンサ部と、
    　前記シャフト部の前記回転軸周りに配置された切れ刃と、を備える転削工具であって、
    　前記センサ部は、電池と、前記シャフト部の第１の物理量を検知する第１センサと、前記第１センサに電気的に接続される基板と、を含むセンサモジュールを含み、
    　前記基板は、
    　第１主面および第２主面を有し、前記シャフト部の外周面に前記第１主面が向かい合うように配置される第１部分と、
    　第３主面および第４主面を有し、前記第３主面が前記シャフト部側を向くように、前記シャフト部の径方向において前記第１部分の外周側に配置され、前記第１部分に電気的に接続される第２部分と、を含む、転削工具。
  2. 　前記センサモジュールは、前記電池と電気的に接続され、前記第３主面上に配置される電池用ソケットをさらに含む、請求項１に記載の転削工具。
  3. 　前記電池用ソケットの接続方向は前記回転軸に沿う方向である、請求項２に記載の転削工具。
  4. 　前記電池は、前記シャフト部の径方向において、前記第１部分と前記第２部分との間に配置される、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の転削工具。
  5. 　前記第１部分と前記第２部分とは、第１接続部により電気的に接続されており、
    　前記第１接続部はフレキシブル基板である、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の転削工具。
  6. 　前記第１部分、前記第２部分および前記第１接続部は、前記第１部分、前記第２部分および前記第１接続部の全体に広がる一体のフレキシブル基板を含んでいる、請求項５に記載の転削工具。
  7. 　前記センサ部は、前記センサモジュールを収容するケースをさらに含み、
    　前記ケースは、前記シャフト部を取り囲み、前記回転軸に沿う方向に延びる筒状の側壁部を含み、
    　前記第１部分は前記シャフト部の外周面に沿って前記シャフト部の周方向に延びるように配置され、
    　前記第２部分は、前記側壁部の内周面に沿って前記側壁部の周方向に延びるように配置される、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の転削工具。
  8. 　前記センサモジュールは、前記第１センサが検知した前記第１の物理量の情報を含む信号を外部へと送信するアンテナをさらに含み、
    　前記基板は、前記第１部分と第２接続部により電気的に接続された第３部分をさらに含み、
    　前記アンテナは、前記第３部分に配置される、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の転削工具。
  9. 　前記第３部分は、前記シャフト部の径方向において前記第１部分と前記第２部分との間に配置される、請求項８に記載の転削工具。
  10. 　前記センサモジュールは、前記電池からの電力の供給状態を切り替える電源スイッチをさらに含み、
    　前記基板は、前記第２部分と第３接続部により電気的に接続された第４部分をさらに含み、
    　前記電源スイッチは、前記第４部分に配置される、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の転削工具。
  11. 　前記第４部分は、前記シャフト部の径方向において前記第１部分と前記第２部分との間に配置される、請求項１０に記載の転削工具。
  12. 　前記センサモジュールは、複数の前記電池を含み、
    　前記複数の電池は、前記シャフト部の周方向において等間隔に配置される、請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の転削工具。
  13. 　前記センサモジュールは、複数の前記電池を含み、
    　前記複数の電池は、前記回転軸方向に見て、前記回転軸に対して対称に配置される、請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の転削工具。
  14. 　前記センサモジュールは、前記第１センサにおいて検知された前記第１の物理量を含むアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤコンバータをさらに備え、
    　前記ＡＤコンバータは前記第２主面上に配置される、請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の転削工具。
  15. 　回転軸に沿って第１の端部から第２の端部まで延びるシャフト部と、前記シャフト部に配置されるセンサ部と、を備え、前記シャフト部の前記回転軸周りに回転することによって、被加工物を切削する転削工具の、前記センサ部を構成可能なセンサ装置であって、
    　電池と、前記シャフト部の第１の物理量を検知する第１センサと、前記第１センサに電気的に接続される基板と、を含むセンサモジュールを備え、
    　前記基板は、
    　第１主面および第２主面を有し、前記シャフト部の外周面に前記第１主面が向かい合うように配置される第１部分と、
    　第３主面および第４主面を有し、前記第３主面が前記シャフト部側を向くように、前記シャフト部の径方向において前記第１部分の外周側に配置され、前記第１部分に電気的に接続される第２部分と、を含む、センサ装置。
  16. 　回転軸に沿って延びるシャフト領域と、前記シャフト領域に配置されるセンサ部と、前記シャフト領域の前記回転軸に沿う方向における端部に形成され、切れ刃を有する加工ユニットが接続可能な接続部と、を備えるセンサ装置であって、
    　前記センサ部は、電池と、前記シャフト領域の第１の物理量を検知する第１センサと、前記第１センサに電気的に接続される基板と、を含むセンサモジュールを備え、
    　前記基板は、
    　第１主面および第２主面を有し、前記シャフト領域の外周面に前記第１主面が向かい合うように配置される第１部分と、
    　第３主面および第４主面を有し、前記第３主面が前記シャフト領域側を向くように、前記シャフト領域の径方向において前記第１部分の外周側に配置され、前記第１部分に電気的に接続される第２部分と、を含む、センサ装置。
     
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