(57)【要約】      （修正有）【課題】既存の工作機械に対しても、大掛かりな改造を施す必要なく、取り付けることが可能なホルダを提供する。【解決手段】一態様のホルダ３は、基体７、センサ及び無線通信部を有している。基体は、第１端３ａから第２端３ｂに向かって延びた棒形状であって、第１凹部２１及び第２凹部２３を有している。第１凹部は、第１端の側に位置しており、切刃２５を備えた切削インサート５を取り付け可能である。第２凹部は、第１凹部よりも第２端の側に位置している。センサは、基体に取り付けられ、基体の状態を測定することが可能である。無線通信部は、第２凹部に取り付けられるとともにセンサに有線接続され、センサで測定された情報を外部との間で無線通信することが可能である。【選択図】図１
2020062746.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１端から第２端に向かって延びた棒形状であって、
前記第１端の側に位置して、切刃を備えた切削インサートが取り付けられる第１凹部と、
前記第１凹部よりも前記第２端の側に位置する第２凹部と、
を有する基体と、
前記基体に取り付けられ、前記基体の状態を測定することが可能なセンサと、
前記第２凹部に取り付けられるとともに前記センサに有線接続され、前記センサで測定された情報を外部との間で無線通信することが可能な無線通信部と、
を有するホルダ。
【請求項２】
前記基体は、前記第１凹部よりも前記第２端の側に位置する第３凹部をさらに有し、
前記センサは、前記第３凹部に取り付けられている、請求項１に記載のホルダ。
【請求項３】
前記第２凹部及び前記第３凹部は、前記第２端から離れて位置している、請求項２に記載のホルダ。
【請求項４】
前記第２凹部及び前記第３凹部が一体的に形成されている、請求項２又は３に記載のホルダ。
【請求項５】
前記センサは、前記無線通信部よりも前記第１端の側に位置している、請求項１〜４のいずれか１つに記載のホルダ。
【請求項６】
前記基体が、前記第１凹部よりも前記第２端の側に位置する第４凹部を有し、
前記第４凹部に取り付けられたバッテリーをさらに有する、
請求項１〜５のいずれか１つに記載のホルダ。
【請求項７】
前記基体は、前記第１端から前記第２端に向かって延びた中心軸を有し、
前記第４凹部は、前記中心軸を基準として前記第２凹部の反対側に位置している、請求項６に記載のホルダ。
【請求項８】
前記第２凹部に充填されており、前記無線通信部を封止している樹脂部材をさらに有する、請求項１〜７のいずれか１つに記載のホルダ。
【請求項９】
前記樹脂部材の上に位置するカバー部材をさらに有する、請求項８に記載のホルダ。
【請求項１０】
前記カバー部材は、金属である、請求項９に記載のホルダ。
【請求項１１】
前記カバー部材は、少なくとも１つの開口部を有している、請求項１０に記載のホルダ。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１つに記載のホルダと、
前記第１凹部に取り付けられた切削インサートと、を有する切削工具。
【請求項１３】
被削材を回転させ、
回転している前記被削材に請求項１２に記載の切削工具を接触させ、
前記切削工具を前記被削材から離す、ことを備えた切削加工物の製造方法。
【請求項１４】
被削材を回転させ、
前記被削材に請求項１２に記載の切削工具を接触させ、
前記センサが基体の状態を測定し、
前記センサにおいて測定された情報を、前記無線通信部を介して外部との間で無線通信する、ことを備えたデータの収集方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、２０１８年１０月１日に出願された日本国特許出願２０１８−１８６７６７号の優先権を主張するものであり、この先の出願の開示全体を、ここに参照のために取り込む。
【技術分野】
【０００２】
本態様は、一般的には、被削材の切削加工において切削加工の状態を測定することが可能なホルダに関する。具体的には、測定した切削加工の状態を外部との間で通信可能なホルダに関する。
【背景技術】
【０００３】
金属などの被削材を切削加工する際に、切削加工の状態を測定することが可能な切削工具として、例えば特開２０１２−２０３５９号公報（特許文献１）に記載の切削工具が知られている。特許文献１には、本体部、切削刃、センサ部、ケーブル部材及び通信部を備え、通信部がケーブル部材に着脱可能に接続された切削工具が記載されている。
【発明の概要】
【０００４】
本開示の限定されない態様に基づくホルダは、基体、センサ及び無線通信部を有している。基体は、第１端から第２端に向かって延びた棒形状であって、第１凹部及び第２凹部を有している。第１凹部は、第１端の側に位置しており、切刃を備えた切削インサートを取り付け可能である。第２凹部は、第１凹部よりも第２端の側に位置している。センサは、基体に取り付けられ、基体の状態を測定することが可能である。無線通信部は、第２凹部に取り付けられるとともにセンサに有線接続され、センサで測定された情報を外部との間で無線通信することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】実施形態の切削工具を示す斜視図である。
【図２】図１に示す切削工具の分解斜視図である。
【図３】図１に示す切削工具を別の方向から見た斜視図である。
【図４】図３に示す切削工具をＡ１方向から見た側面図である。
【図５】図３に示す切削工具をＡ２方向から見た側面図である。
【図６】図４に示す切削工具のＶＩ−ＶＩ断面の断面図である。
【図７】図４に示す切削工具のＶＩＩ−ＶＩＩ断面の断面図である。
【図８】図５に示す切削工具のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面の断面図である。
【図９】実施形態の切削加工物の製造方法の一工程を示す概略図である。
【図１０】実施形態の切削加工物の製造方法の一工程を示す概略図である。
【図１１】実施形態の切削加工物の製造方法の一工程を示す概略図である。
【図１２】実施形態の切削加工の制御方法のフローを示すブロック図である。
【図１３】実施形態の切削加工の制御方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
通信部がケーブル部材に着脱可能に接続された切削工具においては、既存の工作機械をそのまま利用することが困難であり、工作機械を取り換える、或いは、工作機械に大掛かりな改造を施す必要がある。これは、例えば、マシニングセンタ又はＮＣ旋盤のような工作機械に切削工具を取り付ける際には、本体部が取り付けられるスペースに加えて、通信部が取り付けられるためのスペースを別途設ける必要があるからである。
【０００７】
以下、実施形態のホルダ３を有する切削工具１について、図面を用いて詳細に説明する。但し、以下で参照する各図は、説明の便宜上、実施形態を説明する上で必要な主要部材のみを簡略化して示したものである。したがって、切削工具１は、参照する各図に示されていない任意の構成部材を備え得る。また、各図中の部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び各部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。
【０００８】
＜切削工具＞
切削工具１としては、例えば、旋削工具、転削工具及びドリルなどが挙げられる。旋削工具としては、外径加工用工具、内径加工用工具、溝入れ工具及び突っ切り工具などが挙げられる。転削工具としては、フライス工具及びエンドミルなどが挙げられる。
【０００９】
実施形態の切削工具１は、ホルダ３及び切削インサート５（以下、単にインサート５とも言う。）を有している。図１に示す一例における切削工具１は、旋削工具である。上記のように切削工具１が、転削工具又はドリルであっても何ら問題ない。
【００１０】
実施形態のホルダ３は、基体７、センサ９及び第１無線通信部１１を有している。実施形態における基体７は、第１端３ａから第２端３ｂに向かって延びた棒形状であってもよい。一般的には、第１端３ａが先端であり、第２端３ｂが後端である。図１に示すように基体７は、四角柱形状であってもよい。第１端３ａから第２端３ｂに向かって延びた仮想直線を中心軸Ｏ１としたとき、基体７は、中心軸Ｏ１を有し、この中心軸Ｏ１に沿って延びてもよい。
【００１１】
図１に示すように、基体７は、第１側面１３、第２側面１５、第３側面１７及び第４側面１９を有していてもよい。第１側面１３、第２側面１５、第３側面１７及び第４側面１９は、それぞれ第１端３ａから第２端３ｂに向かって延びてもよい。第２側面１５は、第１側面１３の反対側に位置してもよい。
【００１２】
第３側面１７及び第４側面１９は、それぞれ第１側面１３及び第２側面１５の間に位置してもよい。第４側面１９は、第３側面１７の反対側に位置してもよい。第３側面１７及び第４側面１９は、それぞれ第１側面１３及び第２側面１５に対して直交してもよい。
【００１３】
基体７の大きさは特に限定されない。例えば、第１端３ａから第２端３ｂまでの長さは、５０〜２００ｍｍ程度に設定されてもよい。第１側面１３及び第２側面１５の間隔は、５〜３０ｍｍ程度に設定されてもよい。第３側面１７及び第４側面１９の間隔は、５〜３０ｍｍ程度に設定されてもよい。
【００１４】
基体７の材質としては、例えば、鋼、鋳鉄などが挙げられる。基体７の靭性を高める観点から、これらの材質の中で鋼が用いられてもよい。
【００１５】
基体７は、第１端３ａの側に位置する第１凹部２１と、第２端３ｂの側に位置する第２凹部２３とを有している。図１に示すように第１凹部２１は、第１端３ａを含んで位置してもよい。この場合には、第１凹部２１は、第１端３ａにおいて開口している。また、図１に示すように第１凹部２１は、第１側面１３及び第３側面１７に対して開口してもよい。
【００１６】
第１凹部２１は、第２凹部２３と比較して第１端３ａの側に位置してもよい。そのため、第１凹部２１は必ずしも第１端３ａに位置していなくてもよい。第１凹部２１は、インサート５を取り付けることが可能な部分である。そのため、ホルダ３及びインサート５を有する切削工具１においては、インサート５は第１凹部２１に位置してもよい。一般的には、第１凹部２１はポケットと呼ばれる。
【００１７】
インサート５は切刃２５を有しており、切削加工時に被削材を切削する機能を有している。図１に示すようにインサート５は、四角板形状であって、第１面２７及び第２面２９を有してもよい。第１面２７は、すくい面と呼ばれる、切屑が流れる領域を有してもよい。第２面２９は、第１面２７に隣接している。また、第２面２９は、逃げ面と呼ばれる、被削材の加工面と対向する領域を有してもよい。切刃２５は、第１面２７及び第２面２９が交わる稜線の少なくとも一部に位置していればよい。
【００１８】
図１に示すように、インサート５の第１面２７が基体７の第３側面１７に対して概ね平行に位置してもよい。言い換えれば、インサート５の第１面２７が基体７の第１側面１３及び第２側面１５に対して概ね直交してもよい。この場合には、切削加工時において切削工具１に対して、概ね第３側面１７に直交する方向に主分力が加わり易い。
【００１９】
なお、インサート５の形状は、上記の形態に限定されない。実施形態のインサート５は、第１面２７の形状が四角形である四角板形状である。しかしながら、第１面２７の形状は、例えば三角形又は六角形であってもよい。すなわち、インサート５は、例えば三角板形状又は六角板形状であってもよい。
【００２０】
インサート５の大きさは特に限定されない。例えば、第１面２７の一辺の長さは、３〜２０ｍｍ程度に設定されてもよい。また、第１面２７に直交する方向で示されるインサート５の高さは、５〜２０ｍｍ程度に設定されてもよい。
【００２１】
インサート５の材質としては、例えば、超硬合金及びサーメットなどが挙げられる。超硬合金の組成としては、例えば、ＷＣ−Ｃｏ、ＷＣ−ＴｉＣ−Ｃｏ及びＷＣ−ＴｉＣ−ＴａＣ−Ｃｏが挙げられる。ここで、ＷＣ、ＴｉＣ、ＴａＣは硬質粒子であり、Ｃｏは結合相である。
【００２２】
また、サーメットは、セラミック成分に金属を複合させた焼結複合材料である。具体的には、サーメットとして、炭化チタン（ＴｉＣ）及び／又は窒化チタン（ＴｉＮ）を主成分としたチタン化合物が挙げられる。ただし、インサート５の材質が上記の組成に限定されないことは言うまでもない。
【００２３】
インサート５の表面は、化学蒸着（ＣＶＤ）法、又は物理蒸着（ＰＶＤ）法を用いて被膜でコーティングされていてもよい。被膜の組成としては、炭化チタン（ＴｉＣ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、炭窒化チタン（ＴｉＣＮ）及びアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）などが挙げられる。
【００２４】
第２凹部２３は、第１凹部２１と比較して第２端３ｂの側に位置していてもよい。そのため、第２凹部２３は必ずしも第２端３ｂに位置していなくてもよい。図１に示す一例における第２凹部２３は、第２端３ｂから離れて位置している。図１に示すように第２凹部２３は、第１側面１３に対して開口してもよい。
【００２５】
ホルダ３は、基体７に取り付けられたセンサ９を有してもよい。センサ９は、切削加工時における基体７の状態を測定することが可能な部材である。基体７の状態としては、例えば、温度、加速度、振動、ひずみ、内部応力及び損耗などの物理量が挙げられる。基体７の状態を測定するとは、基体７における上記に代表される物理量の少なくともいずれか１つの情報を測定することを意味する。また、測定の対象は、静的な状態での情報に限定されず、動的な状態での情報、すなわち、状態の変化であってもよい。
【００２６】
例えば、測定対象の情報を温度とする。また、切削加工前の基体７の温度が２０°であ
って、切削加工時に基体７の温度が８０°に上昇したとする。このとき、切削加工前の基体７の温度である２０°が、温度に関する静的な状態での情報である。また、２０°から８０°への基体７の温度の上昇が、温度に関する動的な状態での情報である。これらの情報のいずれか一方が測定されてもよく、また、両方が測定されてもよい。
【００２７】
例えば、ホルダ３がセンサ９として熱電対を有している場合には、基体７の温度を測定することが可能である。ホルダ３がピエゾ素子を用いた圧電センサを有している場合にも、加速度、振動、ひずみ及び内部応力などを測定することが可能である。また、ホルダ３がセンサ９として機能する配線回路を有していてもよい。具体的には、基体７の損耗に伴って配線回路が損耗し、この回路の抵抗値が変化した場合に、この抵抗値の変化によって基体７の損耗状態を測定してもよい。
【００２８】
なお、センサ９で測定され得る基体７の状態は上記の物性値に限定されない。また、センサ９は上記の具体例に限定されず、上に例示した基体７の物性値を測定できるものであれば、特に記載していない他の素子を用いてもよい。例えば、カメラ及びマイクが挙げられる。
【００２９】
ホルダ３は、ホルダ３における第２凹部２３に取り付けられた第１無線通信部１１を有してもよい。第１無線通信部１１は、センサ９に有線接続されており、センサ９で測定された基体７の情報が第１無線通信部１１に伝達される。第１無線通信部１１に伝達された基体７の情報は、第１無線通信部１１において外部との間で無線通信され得る。
【００３０】
図２に示すようにホルダ３は、センサ９及び第１無線通信部１１を有線接続する第１接続部３１を有してもよい。第１接続部３１としては、例えば、導体を用いた配線及び回路が挙げられる。なお、センサ９から第１無線通信部１１への情報の伝達は、上記に限定されず、例えば、光配線を用いて行われてもよい。
【００３１】
第１無線通信部１１と無線通信を行う外部の部材が第２無線通信部３３である場合においては、センサ９で測定された基体７の情報が第１無線通信部１１から送信され、第２無線通信部３３が受信してもよい。第２無線通信部３３が受信した基体７の情報は、評価部３５へ伝達されてもよい。評価部３５において基体７の状態が評価されてもよい。
【００３２】
評価結果に基づいて、例えば、送り量、被削材の回転速度、及び、冷却液（クーラント）の噴射量などの加工条件が変更されてもよい。また、場合によっては切削加工が停止されてもよい。なお、実施形態の切削工具１は旋削工具であるが、切削工具１が転削工具又はドリルである場合には、変更され得る加工条件として切削工具１の回転速度も挙げられる。
【００３３】
なお、上記における無線通信とは、第１無線通信部１１から第２無線通信部３３への情報の送信に限定されず、第２無線通信部３３から第１無線通信部１１への情報の送信を含む概念である。また、上記における無線通信とは、第１無線通信部１１及び第２無線通信部３３の双方向での情報の送受信であってもよい。
【００３４】
第１無線通信部１１が第２凹部２３に取り付けられてもよい。この場合には、基体７のみによって構成される従前のホルダ３と比較して、第１無線通信部１１が基体７の外表面よりも外部に突出することが避けられ易い。すなわち、ホルダ３が取り付けられる工作機械において、第１無線通信部１１が取り付けられるためのスペースを別途設ける必要がない。
【００３５】
そのため、基体７のみによって構成される従前のホルダ３が装着される既存の工作機械
に対しても、大掛かりな改造を施す必要なく、実施形態のホルダ３を取り付けることが可能である。このように、既存の工作機械をそのまま利用し易いため、切削加工物の製造コストが抑制される。
【００３６】
基体７は、図２に示す一例のように第１凹部２１及び第２凹部２３に加えて第３凹部３７をさらに有してもよい。第３凹部３７は、図２に示す一例のように、第１凹部２１よりも第２端３ｂの側に位置してもよい。図２に示すように第３凹部３７は、第１側面１３に対して開口してもよい。図２に示す一例のホルダ３においては、基体７が第３凹部３７を有しており、この第３凹部３７にセンサ９が取り付けられている。
【００３７】
センサ９が第１無線通信部１１と同等の厚みを有している場合などにおいて、第３凹部３７にセンサ９が取り付けられてもよい。この場合には、ホルダ３が取り付けられる工作機械において、センサ９が取り付けられるためのスペースを別途設ける必要がない。
【００３８】
そのため、基体７のみによって構成される従前のホルダ３が装着される既存の工作機械に対しても、大掛かりな改造を施す必要なく、実施形態のホルダ３を取り付けることが可能である。従って、切削加工物の製造コストが抑制される。
【００３９】
第２凹部２３及び第３凹部３７は、第１凹部２１よりも第２端３ｂの側に位置してもよい。このとき、第２凹部２３及び第３凹部３７は、第２端３ｂに位置してもよく、また、図２に示す一例のように、第２端３ｂから離れて位置してもよい。
【００４０】
第２凹部２３及び第３凹部３７が第２端３ｂから離れて位置する場合には、ホルダ３を工作機械に取り付ける際に、第２凹部２３及び第３凹部３７と第２端３ｂとの間でホルダ３を把持することが可能である。そのため、第１無線通信部１１及び外部の間で安定して無線通信を行いつつ、ホルダ３を安定して把持することが可能である。
【００４１】
第２凹部２３及び第３凹部３７は、互いに独立して位置している、すなわち、互いに離れて位置してもよい。また、第２凹部２３及び第３凹部３７は、繋がって一つの凹部を形成している、すなわち、一体的に形成されてもよい。第２凹部２３及び第３凹部３７が一体的に形成されている場合には、第２凹部２３及び第３凹部３７をホルダ３に形成する製造プロセスを簡素化することができる。
【００４２】
また、第２凹部２３及び第３凹部３７が一体的に形成されている場合には、ホルダ３が第１接続部３１を有する際に、この第１接続部３１を第２凹部２３及び第３凹部３７によって構成される凹部内に位置させることができる。これにより、切削加工時において、例えば切屑が第１接続部３１に接触しにくいことから、第１接続部３１が傷つきにくい。従って、ホルダ３の耐久性が高い。
【００４３】
センサ９は、図２に示すように第１無線通信部１１より第１端３ａの側に位置してもよい。言い換えれば、センサ９は、第１無線通信部１１より第１凹部２１の近くに位置してもよい。センサ９が相対的に第１凹部２１の近くに位置する場合には、より高い精度で基体７の状態を測定することが可能である。
【００４４】
また、第１無線通信部１１が相対的に第１凹部２１から離れて位置する場合には、切削加工時において生じる熱及び振動の第１無線通信部１１への影響が抑えられる。そのため、第１無線通信部１１及び外部の間での無線通信を安定して行うことができる。
【００４５】
基体７は、図３に示す一例のように第１凹部２１及び第２凹部２３に加えて第４凹部３９をさらに有してもよい。第４凹部３９は、図３に示す一例のように、第１凹部２１より
も第２端３ｂの側に位置してもよい。図３に示すように第４凹部３９は、第２側面１５に対して開口してもよい。図４に示す一例のホルダ３においては、基体７が第４凹部３９を有しており、この第４凹部３９にバッテリー４１が取り付けられている。
【００４６】
第１無線通信部１１に対しては、外部の電源から電力が供給されてもよく、また、上記のバッテリー４１から電力が供給されてもよい。バッテリー４１から第１無線通信部１１に電力が供給されている場合には、上記の電源及び第１無線通信部１１を電気的に接続する配線を工作機械に設ける必要がない。そのため、既存の工作機械が用いられ易い。
【００４７】
さらに、バッテリー４１が第４凹部３９に位置している場合には、ホルダ３が取り付けられる工作機械において、バッテリー４１が取り付けられるためのスペースを別途設ける必要がない。そのため、既存の工作機械が用いられ易い。
【００４８】
図４に示す一例におけるホルダ３は、バッテリー４１及び第１無線通信部１１を有線接続する第２接続部４３を有している。第２接続部４３としては、例えば、第１接続部３１と同様に、導体を用いた配線及び回路が挙げられる。
【００４９】
第２凹部２３及び第４凹部３９は、互いに独立して位置する、すなわち、互いに離れて位置してもよい。また、第２凹部２３及び第４凹部３９は、繋がって一つの凹部を形成する、すなわち、一体的に形成されてもよい。図４に示すように基体７は、第２凹部２３及び第４凹部３９においてそれぞれ開口する貫通孔４５を有してもよい。この貫通孔４５を介して第２凹部２３及び第４凹部３９が繋がってもよい。
【００５０】
第２凹部２３及び第４凹部３９が一体的に形成されている場合には、ホルダ３が第２接続部４３を有する際に、この第２接続部４３を第２凹部２３及び第４凹部３９によって構成される凹部内に位置させることができる。例えば図４に示す一例のように基体７が貫通孔４５を有している場合には、第２接続部４３を貫通孔４５内に位置させることができる。そのため、切削加工時に第２接続部４３が傷つきにくい。従って、ホルダ３の耐久性が高い。
【００５１】
第４凹部３９は、中心軸Ｏ１を基準として第２凹部２３の反対側に位置してもよい。具体的には、基体７を第１端３ａに向かって平面透視した場合に、第４凹部３９が中心軸Ｏ１を基準として第２凹部２３の反対側に位置してもよい。なお、ここで反対側に位置しているとは、基体７を第１端３ａに向かって平面透視した場合に、第２凹部２３の一部と、第４凹部３９の一部と、中心軸Ｏ１とが一直線上に位置することを意味する。
【００５２】
図４に示す一例における基体７は、上記の通り、第１側面１３及び第２側面１５を有する。そして、第１側面１３に第２凹部２３が位置しており、第２側面１５に第４凹部３９が位置する。
【００５３】
第２凹部２３及び第４凹部３９が上記のように互いに反対側に位置する場合には、第２凹部２３及び第４凹部３９のスペースが広く確保され易い。そのため、例えば、第２凹部２３に位置する第１無線通信部１１を大きくすることができ、第１無線通信部１１及び外部の間で安定して無線通信を行うことが可能である。また、例えば、第４凹部３９に位置するバッテリー４１の容量を大きくすることも可能である。
【００５４】
また、第２凹部２３及び第４凹部３９が上記のように第３側面１７及び第４側面１９に位置していない場合には、基体７の耐久性が高い。上記の通り、切削加工時において概ね第３側面１７に直交する方向に主分力が加わり易い。ここで、第２凹部２３及び第４凹部３９が上記のように位置する場合には、第３側面１７及び第４側面１９の間での基体７の
厚みの大きい部分が広く確保され易い。そのため、基体７の耐久性が高い。また、第２凹部２３及び第４凹部３９が上記のように位置する場合には、ホルダ３を工作機械に取り付ける際に、第３側面１７及び第４側面１９においてホルダ３が工作機械に把持され易い。
【００５５】
ホルダ３は、樹脂部材４７をさらに有してもよい。樹脂部材４７は、図８に示すように第２凹部２３に充填されており、第１無線通信部１１を封止してもよい。このような樹脂部材４７をホルダ３が有する場合には、切削加工時に第１無線通信部１１が傷つきにくい。
【００５６】
樹脂部材４７は、第２凹部２３のみに充填されている必要はなく、基体７が第３凹部３７及び／又は第４凹部３９を有する場合において、第３凹部３７及び／又は第４凹部３９に充填されてもよい。例えば、樹脂部材４７が、第３凹部３７に充填されており、センサ９を封止してもよい。この場合には、切削加工時にセンサ９が傷つきにくい。
【００５７】
また、樹脂部材４７が、第４凹部３９に充填されており、バッテリー４１を封止してもよい。この場合には、切削加工時にバッテリー４１が傷つきにくい。逆に、バッテリー４１の交換を容易にする観点からは、樹脂部材４７が、第４凹部３９には充填されていなくてもよい。
【００５８】
なお、第２凹部２３に充填される樹脂部材４７を第１樹脂部材４７ａ、第３凹部３７に充填される樹脂部材４７を第２樹脂部材４７ｂ、第４凹部３９に充填される樹脂部材４７を第３樹脂部材４７ｃとしたとき、これら第１樹脂部材４７ａ、第２樹脂部材４７ｂ及び第３樹脂部材４７ｃは、同じ材料であってもよく、また、互いに異なる材料であってもよい。これらの樹脂部材４７が同じ材料である場合には、ホルダ３を製造する際に、１種の樹脂を準備すれば足りるため、ホルダ３を製造するコストが抑えられる。
【００５９】
また、これらの樹脂部材４７が互いに異なる材料である場合には、ホルダ３の性能を向上させることができる。例えば、第２凹部２３には第１無線通信部１１が位置することから、第１樹脂部材４７ａとして、第２樹脂部材４７ｂ及び第３樹脂部材４７ｃよりも電波の透過性が良好な材料を用いてもよい。第４凹部３９にはバッテリー４１が位置していることから、第３樹脂部材４７ｃとして、第１樹脂部材４７ａ及び第２樹脂部材４７ｂよりも熱伝導性が良好な材料を用いてもよい。
【００６０】
また、センサ９が、ＭＥＭＳセンサ及び圧力センサのように、基体７の加速度、振動、ひずみ及び応力などを測定する部材である場合には、測定の精度を向上させるため、第２樹脂部材４７ｂとして、第１樹脂部材４７ａ及び第３樹脂部材４７ｃよりも弾性変形しにくい材料を用いてもよい。第１樹脂部材４７ａ、第２樹脂部材４７ｂ及び第３樹脂部材４７ｃのいずれが弾性変形し易いかは、例えば、ナノインデンテーション法を用いて評価してもよい。
【００６１】
ホルダ３は、第１カバー部材４９を有してもよい。図１に示す一例においては、第１カバー部材４９が第２凹部２３の開口部に位置している。なお、第１カバー部材４９が第１無線通信部１１の上に位置している、と言い換えてもよい。このような第１カバー部材４９をホルダ３が有している場合には、切削加工時に第１無線通信部１１が傷つきにくい。
【００６２】
図８に示すように、第２凹部２３に第１樹脂部材４７ａが充填され、この第１樹脂部材４７ａの上に第１カバー部材４９が位置してもよい。このように、ホルダ３が、第１樹脂部材４７ａ及び第１カバー部材４９を有する場合には、第１樹脂部材４７ａ及び第１カバー部材４９によって第１無線通信部１１が保護される。そのため、第１無線通信部１１がさらに傷つきにくい。
【００６３】
ホルダ３は、第２カバー部材５１及び／又は第３カバー部材を有してもよい。図８に示すように、第２カバー部材５１が第３凹部３７の開口部に位置してもよい。なお、第２カバー部材５１がセンサ９の上に位置している、と言い換えてもよい。このような第２カバー部材５１をホルダ３が有する場合には、切削加工時にセンサ９が傷つきにくい。
【００６４】
図１に示すように、第３凹部３７に第２樹脂部材４７ｂが充填され、この第２樹脂部材４７ｂの上に第２カバー部材５１が位置してもよい。このように、ホルダ３が、第２樹脂部材４７ｂ及び第２カバー部材５１を有する場合には、第２樹脂部材４７ｂ及び第２カバー部材５１によってセンサ９が保護される。そのため、センサ９がさらに傷つきにくい。
【００６５】
第３カバー部材が第４凹部３９の開口部に位置してもよい。言い換えれば、第３カバー部材がバッテリー４１の上に位置してもよい。このような第３カバー部材をホルダ３が有する場合には、切削加工時にバッテリー４１が傷つきにくい。
【００６６】
第４凹部３９に第３樹脂部材４７ｃが充填され、この第３樹脂部材４７ｃの上に第３カバー部材が位置してもよい。このように、ホルダ３が、第３樹脂部材４７ｃ及び第３カバー部材を有する場合には、第３樹脂部材４７ｃ及び第３カバー部材によってバッテリー４１が保護される。そのため、バッテリー４１がさらに傷つきにくい。
【００６７】
第１カバー部材４９、第２カバー部材５１及び第３カバー部材は、特定の材質に限定されない。例えば、プラスチックなどの有機材料、ガラスなどの無機材料、又は、ステンレスなどの金属であってもよい。基体７への取り付けの容易性の観点から、これらのカバー部材は金属であってもよい。
【００６８】
第１カバー部材４９は、少なくとも１つの開口部４９ａを有してもよい。図１に示すように、第１カバー部材４９が、複数の開口部４９ａを有してもよい。上記の通り、第２凹部２３には第１無線通信部１１が位置してもよい。第１カバー部材４９が、少なくとも１つの開口部４９ａを有する場合には、上記の開口部４９ａにおいて第１無線通信部１１及び外部の間での無線通信の信号が通過し易い。なお、第１カバー部材４９によって第１無線通信部１１が保護される利点を高める観点からは、第１カバー部材４９が開口部４９ａを有していなくてもよい。
【００６９】
第２カバー部材５１及び第３カバー部材は、第１カバー部材４９とは異なり、開口部を有していなくてもよい。第３凹部３７にはセンサ９が位置しており、第４凹部３９にはバッテリー４１が位置しているからである。センサ９及びバッテリー４１は外部との間で無線通信を行う必要がないため、第２カバー部材５１及び第３カバー部材は、それぞれ開口部を有していなくてもよい。
【００７０】
＜切削加工物の製造方法＞
次に、実施形態の切削加工物の製造方法について図面を用いて説明する。
【００７１】
切削加工物１０３は、被削材１０１を切削加工することによって作製される。実施形態における切削加工物１０３の製造方法は、以下の工程を備えている。すなわち、
（１）被削材１０１を回転させる工程と、
（２）回転している被削材１０１に上記の実施形態に代表される切削工具１を接触させる工程と、
（３）切削工具１を被削材１０１から離す工程と、
を備えている。
【００７２】
より具体的には、まず、図９に示すように、被削材１０１を軸Ｏ２の周りで回転させるとともに、被削材１０１に切削工具１を相対的に近付ける。次に、図１０に示すように、切削工具１における切刃を被削材１０１に接触させて、被削材１０１を切削する。そして、図１１に示すように、切削工具１を被削材１０１から相対的に遠ざける。
【００７３】
実施形態においては、軸Ｏ２を固定するとともに被削材１０１を回転させた状態で切削工具１をＹ１方向に移動させることによって被削材１０１に近づけている。また、図１０においては、回転している被削材１０１にインサート５における切刃を接触させることによって被削材１０１を切削している。また、図１１においては、被削材１０１を回転させた状態で切削工具１をＹ２方向に移動させることによって遠ざけている。
【００７４】
なお、実施形態の製造方法における切削加工では、それぞれの工程において、切削工具１を動かすことによって、切削工具１を被削材１０１に接触させる、あるいは、切削工具１を被削材１０１から離しているが、当然ながらこのような形態に限定されない。
【００７５】
例えば、（１）の工程において、被削材１０１を切削工具１に近づけてもよい。同様に、（３）の工程において、被削材１０１を切削工具１から遠ざけてもよい。切削加工を継続する場合には、被削材１０１を回転させた状態を維持して、被削材１０１の異なる箇所にインサート５における切刃を接触させる工程を繰り返してもよい。
【００７６】
なお、被削材１０１の材質の代表例としては、炭素鋼、合金鋼、ステンレス、鋳鉄、又は非鉄金属などが挙げられる。
【００７７】
＜切削加工の制御方法＞
次に、実施形態の切削加工の制御方法について図面を用いて説明する。
【００７８】
上記した（２）の工程において被削材１０１を切削することにより、基体７の状態が変化する。例えば、切削加工時に切削工具１に対して切削負荷が加わるため、基体７が振動し、また、基体７にひずみ及び内部応力が生じる。また、切削加工を行うことによって基体７の温度が上昇し、また、切刃２５が損耗することによって基体７の振動モードが変化する。
【００７９】
例えば、センサ９が熱電対である場合には、基体７の温度を測定できる。また、センサ９が圧電センサである場合には、基体７の振動、ひずみ及び内部応力を測定できる。このように、センサ９が基体７の状態を測定する測定手段を有する。
【００８０】
センサ９において測定された情報は、センサ９から第１無線通信部１１へと伝達される。すなわち、センサ９は、図１２に示すように、測定された情報を第１無線通信部１１へと伝達する第１伝達手段Ｃ１を有する。センサ９から伝達された情報は、第１無線通信部１１から外部へと送信される。すなわち、第１無線通信部１１は、センサ９から伝達された情報を外部との間で無線通信する第２伝達手段Ｃ２を有する。
【００８１】
第１無線通信部１１から外部へと送信された情報は、例えば、上記した第２無線通信部３３において受信され、評価部３５へと伝達される。評価部３５へ伝達された情報が、予め測定された結果に基づく情報と比較され、基体７の状態が評価される。すなわち、評価部３５は、基体７の状態を評価する第１評価手段を有する。
【００８２】
上記により評価された基体７の状態が所定の条件を満たした場合に、送り量、被削材１０１の回転速度、及び、冷却液（クーラント）の噴射量などの加工条件を変更してもよい。変更された加工条件が工作機械における制御部へ伝達される。すなわち、評価部３５が
、第１評価手段によって評価された結果に基づいて加工条件を評価する第２評価手段と、第２評価手段によって評価された変更後の加工条件を第２無線通信部３３へと伝達する第３伝達手段Ｃ３を有する。
【００８３】
第２無線通信部３３は、工作機械における制御部へと情報を伝達する第４伝達手段Ｃ４を有する。この第４伝達手段Ｃ４によって、上記した変更後の加工条件が制御部へと伝達される。そして、図１３に示すように、変更後の加工条件によって切削加工が継続される、或いは、切削加工が停止される。以上のプロセスにより、適切な加工条件で切削加工を行うことができる。
【００８４】
また、評価部３５は、切削工具１が被削材１０１から離されたか否かを評価する第３評価手段を有してもよい。上記した（３）の工程において、切削工具１が被削材１０１から離される。そのため、基体７の振動、ひずみ及び／又は内部応力がほぼ０になる。例えば、振動、ひずみ及び内部応力などに関する情報が一定時間、所定の強度を下回ったことによって、切削工具１が被削材１０１から離されたと第３評価手段によって評価されてもよい。
【００８５】
切削工具１が被削材１０１から離されたと第３評価手段によって評価部３５において評価された場合には、バッテリー４１の電力消費を抑えるため、第１無線通信部１１及び外部の間での無線通信が一時的に停止されてもよい。例えば、第２無線通信部３３から制御部へと無線通信を一時的に停止する信号が送信されることによって、第１無線通信部１１及び外部の間での無線通信が一時的に停止されてもよい。
【符号の説明】
【００８６】
１・・・切削工具
３・・・ホルダ
３ａ・・第１端
３ｂ・・第２端
５・・・切削インサート（インサート）
７・・・基体
９・・・センサ
１１・・・第１無線通信部
１３・・・第１側面
１５・・・第２側面
１７・・・第３側面
１９・・・第４側面
２１・・・第１凹部
２３・・・第２凹部
２５・・・切刃
２７・・・第１面
２９・・・第２面
３１・・・第１接続部
３３・・・第２無線通信部
３５・・・評価部
３７・・・第３凹部
３９・・・第４凹部
４１・・・バッテリー
４３・・・第２接続部
４５・・・貫通孔
４７・・・樹脂部材
４７ａ・・第１樹脂部材
４７ｂ・・第２樹脂部材
４７ｃ・・第３樹脂部材
４９・・・第１カバー部材
４９ａ・・開口部
５１・・・第２カバー部材
１０１・・・被削材
１０３・・・切削加工物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2020062746.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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