JP7621582B2 - 分割式ツールホルダユニット - Google Patents

Description

本発明は、切削加工装置等の回転加工装置の回転ツールの温度及び／又は振動をリアルタイムに検知する略筒状の分割式ツールホルダユニットの構造に関するものである。

切削加工装置等の回転加工装置において、被加工物の製品精度や製造効率、加工製品の歩留まりを考慮すると加工時の工具の状態の評価、例えば摩耗や疲労、破損、びびり等の評価することが要求される。従来、ツール評価は、装置メーカや工具メーカがその装置や工具ごとに一般化する評価基準、学術的に標準化された評価に基づいて行われていた。これに対して加工時における実際の工具についてのリアルタイム検証はできていなかった。

これに対して出願人は回転ツール（以下、「回転工具」とも称す）の加工中の温度測定し得るツールホルダユニットを開発・提供し、この測定結果に基づく異常予知技術についても開発・提供してきた（特許文献１、特許文献２参照）。また、工具の破損等の重要な要因として温度以外に振動や応力があることも知られている。出願人は、この点にも注目しており、回転工具の異常振動を前記ツールホルダでリアルタイムに検出し無線送信を介して外部ユニットで分析し得る技術を開発し、提供している（特許文献３、特許文献１等参照）。

しかしながら、従来のツールホルダの場合、回転加工装置の主軸に連結するシャンク部と回転工具を把持するチャック部とが一体型であった。この一体型ツールホルダの場合、内部に電子基板を配設するにはコレットを外した状態でチャック部の下方側から挿入・配設する必要があり、上方に向かって狭いスペースで電子基板及び電子部品等を組み付ける必要があり、組立工程が煩雑で作業時間を費やすこととなる。また、ツールホルダのシャンク部側は既定（規格）の回転加工装置の主軸に応じて決定されるものであるため、シャンク部側の径や形状を変形することはできなかった。その結果、電子基板や電子部品等の配設作業効率の向上や、電子基板等の配設スペースの確保ができなかった。

そこで、ツールホルダユニットを分割して２部品で構成する方法（分割式）についても検討されるが、分割式にすると高速回転するツールホルダユニットの場合、強度が低下したり、余分な振動が発生する可能性がある。また、ツールホルダユニットは汎用の主軸に把持するものであり、周辺機器も近接するため強度等を優先して大型化する愚を避けねばならない。さらに、単に分割式にしても電子基板等の配設スペースを確保し、作業性を向上できるとは言えない。

国際公開公報ＷＯ２０１５－０２２９６７ 国際公開公報ＷＯ２０１６－１１１３３６ 特開２０１８－５４６１１号公報

このような事情に鑑みて本発明は創作されたものであり、回転加工装置の主軸に取り付け回転ツールの温度・振動等をリアルタイム測定し得るツールホルダユニットにおいて、その構成を分割式にしながらも一般のツールホルダと同様又はそれ以下の大きさ（全長）にでき、これと同時に電子基板等の組付けの作業性が向上し、強度も保持されるものを提供することを目的とする。

分割構造及び電子基板ユニット
具体的に本発明は、
少なくとも回転加工装置による加工中の回転ツールの温度及び／又は振動をリアルタイムに検知する略筒状の分割式ツールホルダユニットであって、
該分割式ツールホルダユニットは、回転ツールを下方で把持するチャック部と、下方で該チャック部の上方に結合し上方で回転加工装置の主軸に把持されるシャンク部と、が互いに上下方向に連結し、
該チャック部は、上下方向中間位置で外周周りに突出する環状のツバ部と、該ツバ部から上方に縮径するテーパ部を形成して内部に円筒状の凹空間を有するチャック側連結部とを有し、
前記シャンク部は、内部に下方に拡径するテーパ凹部を有するシャンク側連結部を有し、該テーパ凹部内に前記チャック側連結部のテーパ部を入れ子状に嵌合挿入可能であり、
前記チャック部の凹空間に回転ツールの温度及び／又は振動を受信するチャック部から絶縁の電子基板ユニットを挿入固定する。

本発明の分割式ツールホルダユニットでは、チャック部とシャンク部との２分割で構成されているため、チャック部の上方に設けた円筒状の凹空間に上から絶縁の電子基板ユニットを挿入し固定した後に、シャンク部を連結するため従来の一体式のツールホルダユニットのように小作業スペースのチャック側から内部空間に電子基板を入れる必要がなく組立性が大幅に向上する。

また、チャック部とシャンク部とは、先細りのチャック側連結部を末広がりのテーパ凹部を有するシャンク側連結部に入れ子状に挿入（圧入）することで結合しているため、径方向に高い剛性を保持しながら電気基板ユニットを入れる上下スペースを容易に確保することができる。このことはツールホルダ全体として全長を短くすることにも寄与し、不要な振動や増幅の発生を防止することになり、温度・振動検出装置としてのツールホルダユニットを高感度・高精度にすることができる。

さらに、本分割式ツールホルダユニットでは、チャック部にシャンク部を入れ子状に被せてシャンク部の下端をチャック部のツバ部に当接させて結合するため上下方向の剛性・組立性も向上し、内部にインタークーラント流路を有していても分割による流路の位置決めも容易となる。

また、前記電子基板ユニットはそれぞれ絶縁材料である、前記チャック部の円筒状の凹空間の底部に載置固定される略円盤状の基板取り付けベースと、該基板取り付けベース上に底面が載置固定される略円板状の最下層の電子基板と、該最下層の電子基板から距離を空けて積層される１つ以上の略円板状の上層の電子基板と、を有し、
前記最下層の電子基板と上層の電子基板とのそれぞれの間に空けられた距離は、各電子基板の外周縁部に設けられた貫通孔上に起立させ、起立させた状態で外周表面が電子基板より内側にオフセットされた略円筒の導電材料のスペーサによって形成され、
前記最下層の電子基板の貫通孔から上層の電子基板の貫通孔と、それぞれの間に距離を設ける前記スペーサの内径孔と、前記基板取り付けベースに設けられたネジ孔とは、互いに覗く関係に位相を合わせられ、各電子基板は、最上層の電子基板の貫通孔からそれぞれの孔を通過して先端が前記基板取り付けベースのネジ孔に締結される導電材料の固定ビスにより該基板取り付けベース上に固定される、構成が好ましい。

本分割式ツールホルダの例では、まず電子基板の装着スペースとしてのチャック側の凹空間の底部に絶縁材料の基板取り付けベースを挿入・載置して凹空間の底部や内壁との隙間を接着剤等で固定する。本例では、後述するように電子基板を積層して金属製等の固定ビスでツールホルダと固定するため電子基板をツールホルダや固定ビスから絶縁するために凹空間の底部にその内径に近似する樹脂製等の基板取り付けベースを固定し、簡単な挿入・接着材業により、絶縁性を確保しつつ電子基板を固定ビスで締結するときの締結相手を作ることができる。また、本例では、基板取り付けベース上に複数の電子基板をスペーサを間に挟むことで絶縁性を確保しながら容易に積層させ、固定ビスで上下方向を一気に連結できるため組立が容易である。また、スペーサも、その中を通過させる固定ビスも金属製等の導電材料で形成されるため電子基板の組付けと同時に各電子基板間を電気的に接続することも可能となる（ツールホルダに対しては絶縁）。

さらに、電子基板は高温になると正常な動作が不能になるおそれがあるが、本例では樹脂製等の熱伝導性が低い基板取り付けベースを凹空間の底部に載置することで、金属で構成され熱伝導性が高いツールホルダから電子基板を保護することも可能となる。

また、本分割式ツールホルダユニットの具体例として
前記チャック部の凹空間の底部には下方から回転ツール内の熱電対と接続された温度センサユニットの上部が突出しており、該温度センサユニットはその外周にフランジ部が設けられ、
前記基板取り付けベースは、回転軸中心に温度センサユニット用貫通孔と外周縁部の径方向略対称の位置に切欠き部が設けられ、上面には下方に凹む座グリを形成し、
少なくとも前記最下層の電子基板は回転軸中心に前記温度センサユニット用貫通孔と覗く中心孔を設けられ、
凹空間の底部に載置固定されたときに
温度センサユニットは、前記フランジ部が前記チャック部に下方から固定されたときに、該温度センサユニットの上部が、前記温度センサユニット用貫通孔及び前記中心孔に挿入されて、その先端が上方に突出される。

本分割式ツールホルダユニットでは、温度センサユニットをそのフランジ部で下方からチャック部にビス等で固定し、その上部を凹空間内の底部に載置固定した基板取り付けベースの中心の温度センサユニット用貫通孔を通して電子基板に接続する。このとき少なくとも最下端の電子基板にも貫通孔（中心孔）を設けて。温度センサユニットの上端が通過できるように構成されている。チャック部に温度センサユニットを設ける場合、回転ツールの長さや回転工具を把持する際の引き込み長さ等を考慮して温度センサユニットに伸縮機能を持たせる必要がある。このことによるツールホルダユニット全長の拡大を防止するために温度センサユニットの上部を基板取り付けベースや電子基板を通過させる貫通孔に挿入する構成とすることで達成している。また、基板取り付けベースの上面には座グリを設けているため最下層の電子基板の電子部品を装着する側を下向きにして基板取り付けベースに装着しても座グリ部が電子部品を受容するスペースとなり、上下方向の無駄をさらになくし、ツールホルダ全長を短縮化できる。なお、基板取り付けベースの外周縁部には対称方向に一対の切欠き部が設けられ。それぞれ切欠き部から電子基板に接続する電導線を下方に出して、外部のアンテナ等に接続することができる。

バッテリユニット
また、本分割式ツールホルダユニットは、
下面に板バネで形成された電極が配置される充電式のバッテリユニットと、
該バッテリユニットを上方から受容固定して電極を下方に露出させ、前記チャック部の凹空間内に挿入し前記電子基板に対して回転方向に位置決め可能なバッテリユニット保持具と、
該バッテリユニット保持具内に受容固定されたバッテリユニットの上面に当接配置され、該上面と前記シャンク部のテーパ凹部内の天面との間で押圧されるバッテリユニット押さえ部材と、を備え、
前記上層の電子基板のうち最上層の電子基板の上面には前記バッテリユニットの電極と当接される電源端子が配設される構造も例示される。

このバッテリユニット押さえ部材は、略円盤状の絶縁性の弾性部材（ウレタン樹脂、ウレタンゴム）で形成され、
前記最上層の電子基板は、その外周縁部に位置決め用の切欠部を設け、
前記バッテリユニットは、略円盤状でその外周に径方向に突出する突起が設けられ、
前記バッテリユニット保持具は、絶縁性の弾性部材で形成され、その下面の外周縁部に前記最上層の電子基板の位置決め用の切欠部と嵌合して回転方向に位置決めするための凸部が設けられ、前記バッテリユニットを上方から挿入受容し底部の中心にバッテリユニットの電極が下方に露出する大きさの貫通孔を有する座グリを形成し、該座グリの内周壁には前記バッテリユニットの突起が径方向に嵌合する凹部が配設される、ことが好ましい。

本分割式ツールホルダユニットによれば、充電式のバッテリユニットから電子基板に電力供給を行うにあたって、バッテリユニットの底部（下面）に電極を設け。バッテリユニットを上に積層させ最上層の電子基板の表面（上面）に設けた電源端子に当接させせることとしている。バッテリユニットの端子を板バネ式にし、バッテリユニットの上に発泡ウレタン等の弾性材料のバッテリユニット押さえ部材を順に載せてシャンク部を被せるだけで板バネとバッテリユニット押さえ部材の弾性力で電子基板の部品に絶縁しながら電源供給を行うことができる。また、バッテリユニットを弾性部材のバッテリユニット保持具に受容した状態でバッテリユニットの電極を最上層の電子基板の電源端子に当接させることによりバッテリユニットを振動や衝撃から守ることができる。さらに、バッテリユニットの突起と、バッテリユニット保持具の凸部や座グリ、凹部と、最上層の電子基板の切欠き部とにより、バッテリユニットとバッテリユニット保持具と電子基板とが互いに嵌合して位置決めすることができ、上から順に積層する簡単な組立工程でもバッテリユニットを適切な位置及び姿勢で保持することが可能である。

内部冷却油流路
また、上記分割式ツールホルダユニットは、回転加工装置から内部を通過して回転ツールまで流す冷却油流路を備え、該冷却油流路は、
前記シャンク部の上端から回転軸線に沿って下方に流れる主流路と、
主流路の下端から略横方向放射状外側に延びる複数の第1流路と、
各第１流路の径方向外端から前記シャンク側連結部の厚肉内をその下端の流出口まで下方に延びる第2流路と、
前記シャンク部と前記チャック部とが連結されたときに各第2流路の流出口のそれぞれと流体的に連続する位置に流入口を有し、前記チャック部のツバ部の厚肉内を前記チャック側連結部の下方の高さ位置まで延びる第3流路と、
各第3流路の下端から略横方向放射状内側に延びて回転ツールの上方に流出する第4流路と、を備えることができる。

従来の温度・振動等測定機能を有するツールホルダは、電子基板の載置スペースや流路スペース確保の難しさから内部に冷却油流路を有していなかったが、本分割式ツールホルダの構造にすれば、入れ子状に被せるシャンク側連結部とその底部を担持するチャック部のツバ部が厚肉構造となり、さらにシャンク部とチャック部とが分割されているため、冷却油流路を配設するスペースが確保され、外部からの加工も容易になったため冷却油流路を内部の厚肉部を通して形成することが可能となった。これにより元々、電子基板ユニットに対する耐熱構造である上にさらに冷却油による冷却も可能となり、高精度で大容量のデータ処理・送信ができるようになった。

具体的には、
前記第1流路は、前記主流路の下端近傍の高さ位置の前記シャンク部の外表面から径方向内側に穿孔して作成され、該第1流路の径方向外端を留めネジで封止され、
前記第2流路は、前記シャンク側連結部の下端の厚肉部を上方に穿孔して作成され、その下端の流出口には上方に凹む座グリを形成し、該座グリには第2流路を覗いて下方に突出する厚みのＯリングが装着され、
前記第3流路は、前記チャック部のツバ部の上端の厚肉部を下方に穿孔して作成され、前記シャンク部がチャック部に連結されたときにその上端の流入口のＯリングが前記第2流路の流出口を覗いて押圧されることで、前記第2流路の流出口と前記第3流路の流入口とが封止状態で連通し、
前記第4流路は、前記第3流路の下端近傍の高さ位置の前記チャック部の外表面から径方向内側に穿孔して作成され、該第4流路の径方向外端を留めネジで封止される。

この内部冷却油流路の具体例によれば、上述するように流路作成が外部からの穿孔作業で容易に形成でき、漏出可能な部分にも留めネジやＯリングを付与するだけで十分な封止を達成することが可能となっている。

本発明の分割式ツールホルダユニットによれば、分割式でありながらシャンク部をチャック部に入れ子状に被せて連結するだけ容易に連結でき、電子基板ユニット等を載置する凹空間周りを厚肉にできるため広い電子基板等載置の空間を確保しつつ全長の短縮化、高強度化を達成することができる。また、本ツールホルダユニットは電子基板ユニットを載置するチャック部の凹空間を上方に開放する構造にしているため、電子基板等の組付け作業も容易となる。

また、本分割式ツールホルダユニットでは、分割式でありながらもシャンク側連結部やこれを担持するチャック部のツバ部が厚肉構造にでき、内部に冷却油流路を設けるスペースができ、その冷却油流路も分割状態で外部から穿孔するだけで作成・封止できる点でも有利である。

本発明の分割式ツールホルダユニットの断面図である。 図１に示す分割式ツールホルダユニットが分割された状態を示す組立分解斜視図である。 図１に示す分割式ツールホルダユニットが連結される直前の状態を示す断面図である。 図１に示す分割式ツールホルダユニットが連結され、チャック部にコレット及びナットが装着された状態を示す斜視図である。 図１に示す分割式ツールホルダユニットのチャック部のチャック側連結部に設けられた凹空間に電子基板ユニットが装着された様子を示す透視斜視図である。 基板取り付けベースの斜視図である。 電子基板ユニットが装着された状態のチャック部とシャンク部との連結部近傍の拡大断面図である。 チャック部の凹空間内に電子基板ユニットを固定した状態で最上層の電子基板の電源端子にバッテリユニットを接続・固定する構造を示す上方から見た組立分解斜視図である。 図８の組立分解図を下方から見た図である。 組み立てられた状態のアンテナユニットの構成を示す斜視図である。 外側カバー部材が装着される状態を示すアンテナユニットの分解斜視図である。 アンテナユニットの近傍を示す図１に示す分割式ツールホルダの部分拡大断面図である。 アンテナユニットの近傍をツールホルダの部分拡大断面図である。 図１０のアンテナユニットを内側カバー部材側から見た斜視図である。 アンテナユニットの各部品の組立分解斜視図である。 組み立てられた状態の充電ユニットの構成を示す斜視図である。 充電ユニットの近傍を示すツールホルダの部分拡大断面図である。 チャック部にアンテナユニットと充電ユニットとを取り付けた状態の斜視図である。 コレット、ナット及び回転ツールを備えた状態の分割式ツールホルダユニットの断面図である。 温度センサユニットの縦断面図であり、（ａ）は非圧縮時、（ｂ）は圧縮時の様子を示している 温度センサユニットの筒状本体部内の可動基板ｃ近傍を示しており、（ａ）は部分透明斜視図、（ｂ）は部分断面図を示している。 （ａ）にコレット、ナット及び回転ツールがない状態の温度センサユニットと分割式ツールホルダユニットとの下方から見た組立分解斜視図を示し、（ｂ）（ｃ）にそれぞれ温度センサユニットを斜め上方、斜め下方から見た透明斜視図を示している。 分割式ツールホルダユニットの温度センサユニット近傍の部分断面図であり、温度センサユニットの内部構造については斜視図で示している。 内部に冷却油流路を設ける場合の分割式ツールホルダユニットの略断面図を示している。 温度センサユニットへのクーラント侵入防止構造を示す分割式ツールホルダユニットの部分断面図である。 シャンク部を留めネジの高さで水平方向に切った分割式ツールホルダユニットの重量バランスの調整を示す断面模式図である。

≪分割式ツ―ルホルダユニットの基本構造≫
図１には本発明の分割式ツールホルダユニット１０（以下、単に「ツールホルダユニット１０」とも称する）の断面図、図２にはツールホルダユニットが分割された状態を示す組立分解斜視図、図３にはツールホルダユニットが連結される直前の状態を示す断面図が示されている。図４には、本発明の分割式ツールホルダユニット１０が連結され、チャック部にコレット及びナットが装着された状態を示す斜視図が示されている。

分割式ツールホルダユニット１０は、切削工具等の回転ツールを下方のコレット２８及びナット２９（図４参照（図１の符号１７、１８の位置））で把持するチャック部１１と、マシニングセンタ等の回転加工装置の主軸（図示しないが図１の上方に位置する）によって把持されるシャンク部１２とが上下方向に連結して構成されている。チャック部１１は、上下方向中間位置で外周周りに環状のツバ部２０が突出している。ツバ部２０の下方にはツバ部２０より縮径してシャンク側連結部１９が延びている。シャンク部１２の内部にはシャンク側連結部１９の下端１９ａから上方に縮径する円筒のテーパ凹部１６を有する。

チャック部１１の上方には、そのツバ部１３より縮径して上方に向かって先細りするチャック側連結部２１が延びており、その内部は上部が開放された円筒状の凹空間１４を有している。この凹空間１４は、後述する電子基板等が挿入固定されるスペースとなる。ツールホルダユニット１０のシャンク部１２とチャック部１１は、シャンク側連結部１９のテーパ凹部１６を下端１９ａがツバ部１３に当接するまでチャック側連結部２１のテーパ部１５に入れ子状に被せて挿入（圧入）することで互いに連結する。また、チャック部１１の下方に、内部に回転ツールを把持するコレット２８を挿入するための上方に縮径する中空空間１７を有して外部からコレット２８を締め付けて回転ツールを固定するナット２９を装着するナット連結部２４が延びており、その上部根元にはツバ部１３が設けられている。

また、各部品の詳細は後述するが、チャック部１１にはアンテナユニット５０と充電ユニット６０とが設けられ、チャック部１１の外表面の一部を形成するアンテナユニット５０の外側カバー部材５２と充電ユニット６０と外側カバー部材６２とがナット連結部２４の根元のツバ部２５に装着されて、シャンク部１２のツバ部２０とナット連結部２４の外周に配設される環状カバー２６で上下方向から挟み込まれ、嵌合固定されている。なお、環状カバー２６はアルミ製であり、固定ビス２７でチャック部１１のビス孔２７ａに締結される。

≪電子基板ユニットの構造・配設≫
図５には、チャック部１１のチャック側連結部２１に設けられた凹空間１４に電子基板ユニット３０が装着された様子を示す透視斜視図である。また、図７は、電子基板ユニット３０が装着された状態のチャック部１１とシャンク部１２との連結部近傍の拡大断面図である。上述するようにチャック部１１とシャンク部１２とは、チャック側連結部２１をシャンク側連結部１９内に入れ子状に挿入し、チャック側連結部２１の外周表面のテーパ部１５をシャンク側連結部１９の内周表面のテーパ凹部１６に圧入することで連結される。このチャック側連結部２１の凹空間１４は、上方に開口を有して下方に円筒状の凹部を形成しており、その中に電子基板ユニット３０が挿入・固定されている。

まず、最初に凹空間１４の底部１４ａ（図１参照）に、基板取り付けベース３１を載置・固定する。図６には基板取り付けベース３１の斜視図が示されている。基板取り付けベース３１は樹脂製等の絶縁材料で構成された厚みを有する円盤状の部材であり、上方からチャック部１１の凹空間１４の内径に沿って厚み方向に降下させ、その底部３１ａを凹空間１４の底部１４ａ上に載置する。このとき底部３１ａ（又は底部１４ａ）に接着剤を塗布しておき固定する。さらに、基板取り付けベース３１の側部３１ｂに接着剤を塗布しておき、凹空間１４の内壁１４ｂとも十分に固定する。なお、側部３１ｂには周方向に複数の溝を設けており、接着性の向上及び接着剤の漏れ出しを防止している。

また、基板取り付けベース３１の上面は、下方に凹む座グリ３１ｆが設けられ、座グリ３１ｆの外周に沿って縁部３１ｈが設けられている。この座グリ３１が後述する最下層の電子基板３１の電子部品が受容されるスペースとなる。座グリ３１ｆの中心には温度センサユニット３５が下方から突出可能な温度センサユニット用貫通孔３１ｃが設けられている。また、基板取り付けベース３１の側部には180°対称な位置に一対の切欠き部３１ｄが設けられており、それぞれ後述するアンテナケーブルと充電用ケーブルとが通過するスペースとなっている。また、縁部３１ｈには座グリ部３１ｆに入り込んで径方向に突出した最下層の電子基板３１やその上に固定されるスペーサ（後述）用の担持台３１ｉが９０°ごとに４つ設けられ、担持台３１ｉの中心にはネジ孔３１ｅが穿けられている。さらに、座グリ３１ｆには８つのピン受け孔３１ｇが穿けられており、電子基板３２～３４（後述）の間の電気接続のためのソケットやピンが当たらないようにして電子基板ユニット３０の全長を短縮している。

基板取り付けベース３１が凹空間１４の底部１４ａに載置固定されると、その上に樹脂等絶縁材料の第1電子基板３１（「最下層の電子基板３１」とも称する）が積層される。第1電子基板３１にはその下面側に電子部品が装着され、前述の座グリ３１ｆに受容されて縁部３１ｈに接着固定される。このとき担持台３１ｉのネジ孔３１ｅやピン受け孔３１ｅ、切欠き部３１ｄを覗くように第1電子基板３１にも貫通孔３２ｅ、ピン受け孔３２ｅ、切欠き部３２ｄが設けられている。また、第1電子基板３２の上方には貫通孔３２ｅを覗く位置に同じ高さの円筒状のスペーサ３６がそれぞれ４つ起立配設されており、これらのスペーサ３６の上方に第2電子基板３３（「上層の電子基板３３」、「上層の電子基板のうち下方の電子基板３３」とも称する）が積層される。

同様に、樹脂等絶縁材料の第2電子基板３３及び第3電子基板３４（「上層の電子基板３４」、「上層の電子基板のうち上方の電子基板３４」とも称する）が、第1電子基板３２の上にそれぞれ順に積層され接着固定される。このとき第2電子基板３３及び第3電子基板３４においても担持台３１ｉのネジ孔３１ｅやピン受け孔３１ｅ、切欠き部３１ｄを覗くように第2電子基板３３及び第3電子基板３４の貫通孔３３ｅ、３４ｅ、ピン受け孔３３ｅ、切欠き部３３ｄ、３４ｄが設けられている。なお、第3電子基板３４の切欠き部３４ｄは、他の電子基板３２～３３の切欠き部３２ｄ、３３ｄと異なり、外周に沿って弧状に４つ設けられているが、この点についてはバッテリユニット保持具４２の説明のところで後述する。

また、第2電子基板３３の上方に貫通孔３３ｅを覗く位置に同じ高さの円筒状のスペーサ３６がそれぞれ４つ起立配設されており、スペーサ３６の上方に第3電子基板３４が積層される。そして、第3電子基板３４の貫通孔３４ｅからスペーサ３６～貫通孔３３ｅ～スペーサ３６～３３ｅを通してそれぞれ基板取り付けベース３１のネジ孔３１ｅにネジ締結される４つの基板固定用ビス３７が配設される。スペーサ３６及び基板固定用ビス３７はＳＵＳ等の金属材料で形成され、導電性を有するため各電子基板３２～３４の電子部品間の電気接続を行う役割と、各各電子基板３２～３４や電子部品間のスペース確保や熱伝導防止の役割を有する。なお、熱伝導防止の役割は厚みが大きい基板取り付けベース３１の方が大きいことを付言する。

また、最上層の第3電子基板３４の上部には、各電子基板３２～３４及び電子部品に電力を供給するための電源端子３８が配設されている。この電源端子３８は後述するバッテリーユニット４１の電極４１ａが当接して電気的接続するために上方に反力を付与して固定するために板バネ式を採用している。

≪バッテリユニットの構造・配設≫
次に前述する電子基板ユニット３０の上方に載置するバッテリユニット等の電力供給構造について説明する。図８～図９は、チャック部１１の凹空間１４内に電子基板ユニット３０を固定した状態で最上層の電子基板３４の電源端子３８にバッテリユニット４１を接続・固定する構造を示す組立分解斜視図であり、それぞれ図８は上方から、図９は下方から見たものである。

バッテリユニット４１は、円盤状の充電式バッテリ４１ａの外周に枠部材４１ｃを設けて、枠部材４１ａの下部から電極４１ｂが露出している。枠部材４１ｃの外周には径方向外側に突出する突起４１ｄが設けられている。このバッテリユニット４１は、バッテリユニット保持具４２に上方から受容される。バッテリユニット保持具４２は、樹脂等の絶縁性を有する弾性材料で形成されており、上方に開口を有した下方に凹む座グリ４２ａが設けられ、この座グリ４２ａの内径がバッテリユニット４１の外径に近似してバッテリユニット４１を座グリ４２ａ内に受容する。座グリ４２ａの中心には大きく貫通孔４２ｂが穿けられており、バッテリユニット４１が受容されたときに下方にバッテリ４１ａの電極４１ｂが露出する。また、バッテリユニット保持具４２の座グリ４２ａの周囲の内壁には径方向外側に凹部４２ｄが設けられ、バッテリユニット４１が受容された際にその突起４１ｄが凹部４２ｄに嵌合して回転方向に位置決めされる。

また、バッテリユニット保持具４２の底部には外周縁部周りに下方に突出する弧状の凸部４２ｃを設けている。本例ではこの凸部４２それぞれの弧の中心角を４３°、４０°、４８°、４０°と異なるものとしている。同様に最上層の第3電子基板３４の切欠き部３４ｄも弧形状であり、その中心角を４３°、４０°、４８°、４０°に合わせている。これにより、バッテリユニット保持具４２を凹空間１４内に挿入し、第3電子基板３４上に積層し位置決めするときにバッテリユニット保持具４２の各凸部４２ｄそれぞれに対応する第3電子基板３４の切欠き部３４ｄしか嵌合することができないため回転方向の角度を間違えて組み付ける愚を排除することができる。

したがって、バッテリユニット保持具４２は、充電式の二次電池であり一次電池より振動や衝撃に弱い傾向にあるバッテリ４１ａを保護するだけでなく、その凸部４２ｃと凹部４２ｄとが、第3電子基板３４の切欠き部３４ｄとバッテリユニット４１の突起４１ｄとに位置決めさせることでバッテリ４１ａの電極４１ｂと対応する板バネ式の電源端子３８とを間違えずに組み付けることができる。さらに、バッテリユニット保持具４２の座グリ４２ａは電子基板ユニット３０の基板固定用ビス３７を覗く位置に４つの半貫通孔４２ｅを設けており、基板固定用ビス３７を介して電子基板３２～３４との電気的干渉を防止している。

さらに、バッテリユニット保持具４２の上にはバッテリユニット押さえ部材４３が載置される。バッテリユニット押さえ部材４３は、発泡ウレタン等のスポンジ素材（絶縁性弾性部材）で形成され、 シャンク部１２のシャンク側連結部１９をチャック部１１のチャック側連結部２１に被せて連結する際に、シャンク部１２のテーパ凹部１６の天面とバッテリユニット４１との間に介挿されて圧縮されながらバッテリユニット４１を下方に押さえつける。したがって、バッテリユニット押さえ部材４３の弾性力と絶縁性とによって、バッテリユニット４１をシャンク部１２とチャック部１１とから絶縁しながら電子基板３２～３４側に押さえつけて振動、衝撃からバッテリユニット４１を保護し上下方向に固定する（電極４１ｂと電源端子３８との電気的接続状態も維持される）。

≪アンテナユニットの構造・配設≫
次にツールホルダユニット１０は、そのチャック部１１にアンテナユニット５０を装着している。図１０には組み立てられた状態のアンテナユニット５０の構成を示す斜視図、図１１は外側カバー部材が装着される状態を示すアンテナユニットの分解斜視図、図１２は、アンテナユニット５０の近傍を示すツールホルダ１０の部分拡大断面図、図１３は、アンテナユニット５０の各部品の組立分解斜視図、図１４は、図１０のアンテナユニット５０を内側カバー部材５４側から見た斜視図を示している。

アンテナユニット５０は、概ね外部から順に外側カバー部材５２と、基板アンテナ５３と、内側カバー部材５４と、アンテナケーブル５１及びコネクタ５５と、で構成される。基板アンテナ５３は、環境負荷が大きく高速回転するツールホルダユニット１０において電波干渉やノイズ発生、送信容量等を考慮してツールホルダユニット１０の最外周に配設できるようフレキシブルな（可撓性を有する）板状のアンテナを採用している。内側カバー部材５４と基板アンテナ５３とは概ね弧状の部材であり、それぞれ互いに装着して後述する外側カバー部材５２に適合し得る曲率で形成される。内側カバー部材５４は、射出成形される樹脂材料部材であり、図１３に示すように外側カバー部材側（ツールホルダユニット１０の径方向外側）の表面に基板アンテナ５３の裏面全体を受容し、接着し得るように凹部５４ａを設けている。また、内側カバー部材５４の裏面には略円筒状の嵌合用ボス５６が突出している。嵌合用ボス５６は、図１４及び図１２にも示すように嵌合用ボス５６は、その中心に内側カバー部材５４を貫通する貫通孔５６ａか穿けられており、外周壁には環状溝５６ｂが設けられている。この環状溝５６ｂ内にアンテナケーブル５１を挿入し、基板アンテナ５３の裏面に装着する。基板アンテナ５３の裏面へのアンテナケーブル５１の装着は、その先端を基板アンテナ５３の裏面と内側カバー部材５４の凹部５４ａとの隙間で折り曲げて装着する。そして、嵌合用ボス５６の貫通孔５６ａの内部に接着剤を充填し、遠心力でアンテナケーブル５１が移動しないように固定する。

内側カバー部材５４に基板アンテナ５３とアンテナケーブル５１とが固着されると、その状態で図１１に示すように外側カバー部材５２に装着する。外側カバー部材５２は、図４にも示すようにその表面がチャック部１１の外表面を形成する弧形状であり、樹脂等の射出成型可能な電波透過材料で構成される。外側カバー部材５２の裏面には、上下に弧状に並列する縁部５２ｃに基板アンテナ５３を装着させた内側カバー部材５４の表面全体を当接させる受容面５２ａを有し、受容面５２ａに内側カバー部材５４及び基板アンテナ５３の表面を当接させて外側カバー部材５２と上下方向に嵌合する。受容面５２ａに当接させるときに内側カバー部材５４の表面の縁部を枠状に切れ目なく接着剤を塗布しおき、切削油等の侵入を防止しつつ固着する。また、基板アンテナ５３の表面には外側カバー部材側に厚肉部５３ａが形成され、外側カバー部材５２の対応する位置に凹部５２ｂを有する。この凹部５２ｂは、基板アンテナ５３の厚肉部５３ａと基板アンテナ５３の裏面で折り曲げて装着されたアンテナケーブル５１の先端との厚みを受容する部分となる。

また、内側カバー部材５４はその上縁部に沿って上方に突出する突起５４ｂを有している。そして、外側カバー部材５２の上方の縁部５２ｃには対応する位置に切欠き部５２ｄを有している。これにより内側カバー部材５４と外側カバー部材５２とを回転方向の相対的角度を位置合わせすることができる。なお、外側カバー部材５２と内側カバー部材５４とはそれぞれ射出成形で作成するが両者は共に180°未満の弧形状で形成されている。射出成形の型から抜き出す際の所謂抜き勾配をつける必要があるためである。この点は充電カバーユニット６０も同様であり、アンテナユニット５０と充電ユニット６０とで３６０°を構成できないことを理由とするキー７０の存在と回転方向の位置決めについては後述する。

さらに、図１２に示すように内側カバー部材５４の嵌合用ボス５６は、チャック部１１の凹空間１４が外部に連通するアンテナ用孔５７（図５も参照）に挿入される。嵌合用ボス５６の外周には環状溝５６ｂが形成されており、この環状溝５６ｂにＯリング（図示せず）等のパッキンを装着した状態で嵌合用ボス５６をアンテナ用孔５７に挿入し、凹空間１４内への切削油等の侵入を防止している。

≪充電ユニットの構造・配設≫
次にツールホルダユニット１０は、そのチャック部１１に充電ユニット６０を装着している。図１５にはアンテナユニット５０の各部品の組立分解斜視図、図１６には組み立てられた状態の充電ユニット６０の構成を示す斜視図、図１７は充電ユニット６０の近傍を示すツールホルダユニット１０の部分拡大断面図、を示している。

充電ユニット６０は、概ね外部から順に外側カバー部材６２と、充電端子用基板６３と、内側カバー部材６４と、充電ケーブル６１及びコネクタ６５と、で構成される。充電端子用基板６３は、外部電源から充電ケーブル（電気ケーブル）６１を介して前述したバッテリユニット４１（バッテリ４１ａ）に電力供給するための端子を固定するものである。内側カバー部材６４と外側カバー部材６２とは概ね弧状の部材であり、それぞれアンテナユニット５０の内側カバー部材５４と外側カバー部材５２と同様の曲率で射出成形される樹脂材料部材である。図１５に示すように外側カバー部材６２には、その裏面に充電端子用基板６３の表面全体を嵌合受容し、固定用ビスの役割を兼務する充電端子６８により充電端子用基板６３が取り付けられる凹部６２ｂを設けている。充電端子用基板６３と外側カバー部材６２の凹部６２ｂとには、互いに覗く位置に３つの貫通孔６３ａ、６２ｄが穿けられており、貫通孔６３ａ、６２ｄに充電端子６８を通して充電端子用基板６３を凹部６２ｂに固定する。このとき充電端子６８の先端は、貫通孔６２ｄから外部に露出し、そこに外部の電源プラグが接続される。本例では３Ｐ電源プラグによる充電を想定している。

また、内側カバー部材６４の裏面には略円筒状の嵌合用ボス６６が突出している。図１７に示すように嵌合用ボス６６は、前述のアンテナユニット５０の嵌合用ボス５６（図１４参照）と同様、その中心に内側カバー部材６４を貫通する貫通孔６６ａか穿けられており、外周壁には環状溝６６ｂが設けられている。この環状溝６６ｂ内に充電ケーブル６１を挿入し、充電端子用基板６の裏面に装着する。充電端子用基板６３の裏面への充電ケーブル６１の装着は、その先端を充電端子６８を貫通孔６３ａに挿入固定する際に充電端子６８のヘッド６８ａと充電端子用基板６３との間に挟み込んで固定（電気的に接続）し、充電端子用基板６３の裏面と内側カバー部材６４の前面との隙間で折り曲げられて固定される。そして、嵌合用ボス６６の貫通孔６６ａの内部に接着剤を充填し、切削油等の侵入と遠心力からの嵌合用ボス６６の緩みとを防止している。

そして、外側カバー部材６２に充電端子用基板６３と充電ケーブル６１とが固着された状態で内側カバー部材６２を外側カバー部材６２に装着する。外側カバー部材６２は、図４にも示すようにその表面がチャック部１１の外表面を形成する弧形状であり、樹脂等の射出成型可能な材料で構成される。外側カバー部材６２の裏面には、周囲を囲む枠状の縁部６２ｃに充電端子用基板アンテナ６３を固定させた状態で内側カバー部材６４の表面全体を当接・接着させる受容面６２ａを有し、内側カバー部材６４を外側カバー部材６２に対して固定する。

また、図１７に示すように内側カバー部材６４の嵌合用ボス６６は、チャック部１１の凹空間１４が外部に連通する充電ケーブル用孔６７（図５も参照）に挿入される。嵌合用ボス６６の外周には環状溝６６ｂが形成されており、この環状溝６６ｂにＯリング（図示せず）等のパッキンを装着した状態で嵌合用ボス６６を充電ケーブル用孔６７に挿入し、凹空間１４内への切削油等の侵入を防止している。

≪アルミ合金カバー部材による位置決め及び強度補助≫
図１８には、チャック部１１にアンテナユニット５０と充電ユニット６０とを取り付けた状態の斜視図が示されている。図１８、図１及び図３から理解されるようにアンテナユニット５０及び充電ユニット６０は、その外側カバー部材５２，６２の縁部５２ｃ、６２ｃでチャック部１１のツバ部１３を挟んで装着する。このとき上述した通り、外側カバー部材６２と内側カバー部材６４とが射出成形の便宜上、180°未満の弧形状で形成され、アンテナユニット５０と充電ユニット６０とで３６０°を構成できず外周周りに隙間ができてしまうため、その隙間を埋めて外側カバー部材５２及び外側カバー部材６２全体で360°の環状部材を形成すべく、両者の端部の間に２つの小カバー部材７０を組み付けて外周を完全に覆っている。本例では強度、軽さ、加工性及び装飾性を考慮してアルミ合金製の小カバー部材７０を採用している。

ここでチャック部１１のツバ部１３の上面には連結用軸部材２１ａが６つ配設されている。この連結用軸部材２１ａがシャンク部１２のシャンク用連結部１９の下端１９ａに穿けられた連結用孔１９ｃ（図２参照）に挿入されることでチャック部１１がシャンク部１２と連結される。この連結用軸部材２１ａのうちアンテナ用孔５７と充電ケーブル用孔６７と略９０°回転した位置に配設される一対の連結用軸部材２１ａに、略環状のキー７１が嵌合挿入されている。キー７１はそれぞれ、径方向外側に突出する突起７１ａが設けられている。また、小カバー部材７０には径方向内側面に嵌合用凹部７０ａが設けられており、この嵌合用凹部７０ａにそれぞれのキー７１の突起７１ａが嵌合され位置決めされる。したがって、外側カバー部材５２、６２の間に小カバー部材７０を組み付けると外側カバー部材５２、６２の回転方向の位置決めが小カバー部材７０によって達成でき、高速回転時の減速・加速の繰り返しによる疲労を小カバー部材７０が受け止めることができ、樹脂製の外側カバー部材５２、６２の疲労破壊を防止することができる。なお、キー７１の厚みを考慮して対応するシャンク側連結部１９の連結用孔１９ｂには他と異なる高さになるように凹部１９Ｃが設けられている。

また、図２及び図４の斜視図に示すようにチャック部１１に外側カバー部材５２、６２及び小カバー部材７０が組付けられた状態で下方から環状カバー２６がナット連結部２４周りに挿入される。環状カバー２６とツバ部１３とは互いに覗く位置に４つの貫通孔２６ａ、連結用孔１３ａが回転方向に略同じ間隔で穿けられており、環状カバー２６をツバ部１３に装着するときに貫通孔２６ａ、連結用孔１３ａに固定ビス２７を挿入して固定する。さらに、図２及び図３に示すようにチャック部１１のツバ部１９の外周縁部１９ｄは下方に突出（垂下）しており、環状２６の外周縁部２６ｂは上方に突出（起立）している。したがって、チャック部１１及び環状カバー２６がシャンク部１２に連結する際に、外周縁部１９ｄと２６ｂとが外側カバー部材５２、６２（及び小カバー部材７０）の上下の縁部５２ｃ、６２ｃに嵌合して上下方向の固定・緩みを防止している。

≪温度センサユニットの構造≫
次に、温度センサユニット３５について説明する。
図１では、コレット２８、ナット２９及び回転ツール７２を省略したツールホルダユニット１０の断面図を示しているが、図１９ではコレット２８、ナット２９及び回転ツール７２（以下、「回転工具７２」とも称す）を備えた状態のツールホルダユニット１０の断面図を示している。温度センサユニット３５の説明の便宜上、図１９を主として参照する。また図２０は、温度センサユニット３５の縦断面図であり、（ａ）は非圧縮時、（ｂ）は圧縮時の様子を示している。図２１は、温度センサユニット３５の筒状本体部３５ｂ内の可動基板３５ｃ近傍を示しており、（ａ）は部分透明斜視図、（ｂ）は部分断面図である。さらに、図２２は、（ａ）にコレット２８、ナット２９及び回転ツール７２がない状態の温度センサユニット３５とツールホルダユニット１０との下方から見た組立分解斜視図を示し、（ｂ）（ｃ）にそれぞれ温度センサユニット３５を斜め上方、斜め下方から見た透明斜視図を示している。さらに、図２３はツールホルダユニット１０の温度センサユニット３５近傍の部分断面図であり、説明の便宜上、温度センサユニット３５の内部構造については斜視図としている。

温度センサユニット３５は、概ね中空の筒状本体部２５ｂと、その根元の環状のツバを形成するフランジ部３５ａと、一端が筒状本体部２５ｂの内部の可動基板３５ｃに電気的に接続し、他端が回転工具７２内の温度計測箇所に挿入固定された熱電対７５（シース７３で被覆）と、フランジ部３５ａから下方に突出して内部に貫通孔を有するネジ部３５ｄと、筒状本体部２５ｂの天面（上面）に当接固定して可動基板３５ｃと電気的に接続する端子基板３５ｅと、可動部材３５ｃを端子基板３５ｄまで接近離間させる案内要素としてのピン部材３５ｆと、ピン部材３５ｆの周囲に配設されて可動基板３５ｃと端子基板３５ｅとを電気的に接続しながら互いに反力を発生させるコイルスプリング３５ｇと、で構成される。

図１９に示すようにツールホルダユニット１０は、ナット連結部２４の内部に配設されたコレット２８に把持された回転工具７２の内部の温度測定箇所から延びる熱電対７５の先端を電子基板（本例では第2電子基板３３）の電子部品に接続しているが、熱電対７５と第2電子基板３３の接続に温度センサユニット３５を介している。

まず、電子基板ユニット３０を載置固定するチャック部１１の凹空間１４の底部１４ａと基板取り付けベース３１と第1電子基板３２ｅとの中心にはそれぞれ温度センサユニット用貫通孔１４ｃ、３１ｃ、３２ｅ（前述の貫通孔３２ｅ）が穿けられており、ナット連結部２４の内部下方から温度センサユニット３５の筒状本体部３５ｂを挿入し、温度センサユニット用貫通孔１４ｃ、３１ｃ、３２ｅを通して上端が凹空間１４内の第2電子基板３３の下面近傍まで突出する。このとき筒状本体部３５ｂの根元のフランジ部３５ａが上方向のストッパとなって凹空間１４の底部１４ａに当接する。

図２０、図２１に示すように筒状本体部３５ｂの内部は円筒空間を有し、上面は内部空間の上部を閉鎖する蓋部材と形成しつつ第2電子基板３３と電気接点となる円盤状の端子基板３５ｅが装着されている。端子基板３５ｅは、図２２（ｂ）にも示すように電気接点となる導電部３５ｈが軸中心とそれと同心のリング状に形成されている。これによりどのような角度で温度センサユニット３５を配設しても第2電子基板３３に電気接続することができる。筒状本体部３５ｂの内部空間は、その底部から端子基板３５に亘って上下方向にピン部材３５ｆで連結されている。図２１に示すようにピン部材３５ｆには、これに沿って可動基板３５ｃが上下に滑動可能に装着されており、可動基板３５ｃと端子基板３５ｅとの間でピン部材３５ｆ周りに金属等の導電材料のコイルスプリング３５ｇが配設されている。したがって、可動基板３５ｅを下方から押し上げる力を加えるとコイルスプリング３５ｇが圧縮され（図２０（ｂ）参照）、押し上げる力をなくす（又は押し上げる力）を加えるとコイルスプリング３５ｇが伸びて可動部材３５ｅに移動し元の位置に戻る（又は下方の位置に移動する（図２０（ａ）参照））。

可動基板３５ｃの上下移動は、パイプ部材７４の侵退に追従することで行われる。パイプ部材７４は管状部材であり、先端が可動基板３５ｃの下方から挿入固着されて上方に突出しており、下方に向かってネジ部３５ｄ内の貫通孔を通過して下端が回転工具７２内に挿入固着される。したがって、回転工具７２と連結するパイプ部材７４が上方に押し上げられると、これと連動する可動基板３５ｃがコイルスプリング３５ｇの反発力に抗しながらピン部材３５ｆに沿って押し上げられ、逆にパイプ部材７４が下方に引き下げられると可動基板３５ｃがピン部材３５ｆに沿って引き下げられる。

また、パイプ部材７４の内部には長手方向全体に亘って熱電対７５（その素線を含む）が挿入され熱電対７５の両端がパイプ部材７４から突出している。図１９～図２０に示すように熱電対７５の上端は可動基板３５ｃから突出するパイプ部材７４から突出しており、この上端は連結用素線３５ｉにより可動基板３５ｃの導電部３５ｊ（薄膜等）に電気接続している。そして、導電部３５ｊはコイルスプリング３５ｇの下端に電気接続し、コイルスプリング３５ｇの上端は、端子基板３５ｅの導電部３５ｈに接続している。これにより、ナット２９及びコレット２８の締め付け具合（図１０の矢印参照）などによる回転工具７２の上下移動が生じても、チャック部１１との間で熱電対７５やシース７３、パイプ部材７４が座屈することがない。

上述するように端子基板３５ｅの導電部３５ｈは中心円とその同心リングとで形成されており、この導電部３５ｈに第3電子基板３３の下面に配設された接続端子に電気接続する。

≪内部給油の流路及び漏出・侵入防止構造≫
図２４は、内部に冷却油（以下、「クーラント」とも称す）の流路を設ける場合のツールホルダユニット１０の略断面図を示している。このツールホルダユニット１０では、クーラントが加工装置の主軸からシャンク部１２、チャック部１１、回転工具７１の内部流路を通って回転工具７２の先端（下端）から放出される構造を有する（矢印Ａ～矢印Ｆ参照）。まず、クーラントは主軸のクーラント流路（図示せず）に接続する主流路８０に流入する（矢印Ａ参照）。主流路８０は、シャンク部１２の上端から回転軸線に沿って下方に穿けられている。主流路８０を通過したクーラントは、主流路８０から外周方向放射状に４本延びる複数の第1流路８１に流入する（矢印Ｂ参照）。第1流路８１は外側から径方向内側に主流路８０まで穿孔して作成し、外部とは留めネジ８５により封止される。

進行方向への圧力及び回転による遠心力で第1流路８１を径方向外側（留めネジ８５近傍）まで流れたクーラントは、第1流路８１と連通する第2流路８２に流入する（矢印Ｃ参照）。第2流路８２は各第1流路８１の径方向外側で下方に折れ曲がって形成され、シャンク部１２のシャンク側連結部１９の肉厚内部をその底部１９ａまで下方に延びている。第2流路８２は図２に示すように、シャンク側連結部１９の底部１９ａ側から肉厚内部を第１流路８１まで穿孔して作成される。底部１９ａで第2流路８２の流出口８２ａはその周りに座グリを形成し、座グリに装着した際に外部に突出する厚みのＯリング８２ｂを装着する。これによりシャンク部１２がチャック部１１に連結された際にチャック側連結部２１の上面に押圧して当接させるだけで第3流路８３の流入口との間のクーラント漏出を防止できる。

第2流路８２を流れたクーラントは、第2流路８２に流体的に接続する第3流路８３に流入する。第3流路８３は、チャック部１１のツバ部１３の内部を厚み方向下向きに延びており、ツバ部１３の下方で第4流路８４に接続する。第4流路８４は第3流路８３の下端で径方向内側に折れ曲がっており、中心に向かって放射状に４本延びている（矢印Ｄ参照）。第4流路８４は外側から径方向内側に穿孔し、留めネジ８６で外部から封止している。また、第3流路８３は第4流路８４が穿孔された状態でツバ部１３の上方から第4流路８４まで穿孔して作成する。そして、第4流路８４まで流れたクーラントは、温度センサユニット３５のフランジ部３５ａを担持する板ナット（図２２（ａ）参照）の下方の空間８８内に流入し、回転工具７１内の螺旋状の流路７２ｂに流入し（矢印Ｅ参照）、回転工具７２の下端から放出される（矢印Ｆ参照）。なお、温度センサユニット３５のフランジ部３５ａと凹空間１４の底部１４ａとの間には、環状のＯリング８７が介挿される。このＯリング８７は取付時の作業性やツールホルダユニット１０の全長縮減化を考慮し、平面固定可能なものを採用している。

さらに、図２５の部分断面図では温度センサユニット３５へのクーラント侵入防止構造が示されている。上述するように温度センサユニット３５は、熱電対７５（及びシース７３、パイプ部材７４）をネジ部３５ｄの内部の貫通孔３５ｍに滑動可能に挿入して、その上端を筒状本体部３５ｂの内部に突出させている。したがって、ネジ部３５ｄの貫通孔３５ｍから筒状本体部３５ｂの内部にクーラントが侵入することを防止する必要がある。本温度センサユニット３５では、貫通孔３５ｍ内にパイプ部材７４を通す環状のＯリング８０、ワッシャ８１、Ｏリング８２を配設している。樹脂製のＯリング８０、８２で金属製のワッシャ８１を挟み込むことにより、パイプ部材７４が上下に滑動し、貫通孔３５ｍ内でＯリングが変形し、封止効果が低減することを防止している。

≪重量バランス調整構造≫
また、上述するクーラントの流路８０～８４の説明において、内部クーラントの漏出防止のための第1流路８１及び第4流路８４の径方向端部に配設する留めネジ８５、８６について言及したが、本ツールホルダユニットでは留めネジ８５、８６以外に重量調節の役割の留めネジ９６も有している。ツールホルダユニット１０は高速回転するものであり、径方向の重量バランスが偏重すると余分な振動や応力の発生を招くこととなり、測定装置としての精度低下につながる。本ツールホルダユニット１０では、重量バランスの調整要素として留めネジ９６を活用している。図２６は一例としてシャンク部１２を留めネジ９６（図２符号９６参照）の高さで水平方向に切った断面模式図が示されている。図２６（及び図２）に示すようにシャンク部１２の外周には留めネジ９６を挿入・締結可能なネジ孔９５が穿けられている。本例ではネジ孔９５が９０°間隔で４つ設けられている。ＸＹ方向に重量バランスの調整を行うためである。

図２６（ａ）では、留めネジが挿入されていない状態でＸＹ方向の重量がアンバランスになっている例（左図）であり、これに長さの違う鋼製の留めネジ９６ａ～９６ｄ（Φ＝Ｍ５、密度７．９ｇ／ｃｍ２）をネジ孔９６ａ～９６ｄに挿入してＸＹ方向の重量バランスを調整している（右図）。また、図２６（ｂ）では、長さの違う図２６（ａ）と同じ鋼製の留めネジ９６ａ～９６ｃをネジ孔９６ａ～９６ｃに挿入し、Ｙ方向には重量バランスの調整ができたが、いまだ左側が右側より重く留めネジ９６だけではＸ方向の重量バランスが調整できない例が示されている（左図）。このような場合には、右図に示すように軽い右側の留めネジ９６ｂを一旦、外して留めネジ９６ｂより重い超硬合金製の留めネジ９７（Φ＝Ｍ５、密度１４．５ｇ／ｃｍ２）を挿入してＸ方向の重量バランスを調整している。また、留めネジ９６ｂを外さなくても、元々留めネジ９６を中空構造にしておけば、その中に超硬合金の丸棒を挿入することで密度を大きくし、重量を大きくすることで調整することも可能である。

以上、本発明の分割式ツールホルダユニットの構成例（構成部品例）を説明してきたが本発明の技術思想を用いた種々の変形例や改良例が存在することは当業者に明らかである。

１０…分割式ツールホルダユニット
１１…チャック部
１２…シャンク部
１３…ツバ部
１３ａ…連結用孔
１４…凹空間
１４ａ…底部
１４ｂ…内壁
１４ｃ…温度センサユニット用貫通孔
１５…テーパ部
１６…テーパ凹部
１７…中空空間
１９…シャンク側連結部
１９ａ…下端
１９ｂ…連結用孔
１９ｃ…凹部
１９ｄ…外周縁部
２０…ツバ部
２１…チャック側連結部
２１ａ…連結用軸部材
２４…ナット連結部
２５…ツバ部
２６…環状カバー
２６ａ…連結用孔
２６ｂ…外周縁部
２７…固定ビス
２７ａ…ビス孔
２８…コレット
２９…ナット
３０…電子基板ユニット
３１…基板取り付けベース
３１ａ…底部
３１ｂ…側部
３１ｃ…温度センサユニット用貫通孔
３１ｄ…切欠き部
３１ｅ…ネジ孔
３１ｆ…座グリ
３１ｇ…ピン受け孔
３１ｈ…縁部
３１ｉ…担持台
３２…第1電子基板（最下層の電子基板）
３２ｄ…切欠き部
３２ｅ…貫通孔
３２ｇ…ピン受け孔
３３…第2電子基板（上層の電子基板の下側）
３３ｄ…切欠き部
３３ｅ…貫通孔
３３ｇ…ピン受け孔
３４…第3電子基板（上層の電子基板の上側）
３４ｄ…切欠き部
３４ｅ…貫通孔
３５…温度センサユニット
３５ａ…フランジ部
３５ｂ…筒状本体部
３５ｃ…可動基板
３５ｄ…ネジ部
３５ｅ…端子基板
３５ｆ…ピン部材
３５ｇ…コイルスプリング
３５ｈ…導電部
３５ｉ…連結用素線
３５ｊ…導電部
３５ｍ…貫通孔
３６…スペーサ
３７…基板固定用ビス
３８…電源端子
４１…バッテリユニット
４１ａ…バッテリ
４１ｂ…電極
４１ｃ…枠部材
４１ｄ…突起
４２…バッテリユニット保持具
４２ａ…座グリ
４２ｂ…貫通孔
４２ｃ…凸部
４２ｄ…凹部
４２ｅ…半貫通孔
４３…バッテリユニット押さえ部材
５０…アンテナユニット
５１…アンテナケーブル
５２…外側カバー部材
５２ａ…受容面
５２ｂ…凹部
５２ｃ…縁部
５２ｄ…切欠き部
５３…基板アンテナ
５３ａ…厚肉部
５４…内側カバー部材
５４ａ…凹部
５４ｂ…突起
５５…コネクタ
５６…嵌合用ボス
５６ａ…貫通孔
５６ｂ…環状溝
５７…アンテナ用孔
６０…充電ユニット
６１…充電ケーブル
６２…外側カバー部材
６２ａ…受容面
６２ｂ…凹部
６２ｃ…縁部
６２ｄ…貫通孔
６３…充電端子用基板
６３ａ…貫通孔
６４…内側カバー部材
６５…コネクタ
６６…嵌合用ボス
６６ａ…貫通孔
６６ｂ…環状溝
６７…充電ケーブル用孔
６８…充電端子
６８ａ…ヘッド
７０…小カバー部材
７０ａ…嵌合用凹部
７１…キー(キー部材）
７１ａ…突起
７２…回転ツール（回転工具）
７２ａ…貫通孔（半貫通孔）
７２ｂ…流路（第4流路）
７３…シース
７４…パイプ部材（管状部材）
７５…熱電対（その素線を含む）
７６…板ナット
８０…主流路
８１…第１流路
８２…第２流路
８２ａ…流出口
８２ｂ…Ｏリング
８３…第３流路
８４…第４流路
８５…留めネジ
８６…留めネジ
８７…Ｏリング
８８…空間
９０…Ｏリング
９１…ワッシャ
９２…Ｏリング
９５（９５ａ～９５ｄ）…ネジ孔
９６（９６ａ～９６ｄ）…留めネジ
９７…丸棒入り留めネジ（留めネジ）

Claims (6)

1. 少なくとも回転加工装置による加工中の回転ツールの温度及び／又は振動をリアルタイムに検知する略筒状の分割式ツールホルダユニットであって、
   該分割式ツールホルダユニットは、回転ツールを下方で把持するチャック部と、下方で該チャック部の上方に結合し上方で回転加工装置の主軸に把持されるシャンク部と、が互いに上下方向に連結し、
   該チャック部は、上下方向中間位置で外周周りに突出する環状のツバ部と、該ツバ部から上方に縮径するテーパ部を形成して内部に円筒状の凹空間を有するチャック側連結部とを有し、
   前記シャンク部は、内部に下方に拡径するテーパ凹部を有するシャンク側連結部を有し、該テーパ凹部内に前記チャック側連結部のテーパ部を入れ子状に嵌合挿入可能であり、
   前記チャック部の凹空間に回転ツールの温度及び／又は振動を受信するチャック部から絶縁の電子基板ユニットを挿入固定し、
   前記電子基板ユニットはそれぞれ絶縁材料である、前記チャック部の円筒状の凹空間の底部に載置固定される略円盤状の基板取り付けベースと、該基板取り付けベース上に底面が載置固定される略円板状の最下層の電子基板と、該最下層の電子基板から距離を空けて積層される１つ以上の略円板状の上層の電子基板と、を有し、
   前記最下層の電子基板と上層の電子基板とのそれぞれの間に空けられた距離は、各電子基板の外周縁部に設けられた貫通孔上に起立させた状態で外周表面が電子基板より内側にオフセットされた略円筒の導電材料のスペーサによって形成され、
   前記最下層の電子基板の貫通孔から上層の電子基板の貫通孔と、それぞれの間に距離を設ける前記スペーサの内径孔と、前記基板取り付けベースに設けられたネジ孔とは、互いに覗く関係に位相を合わせられ、各電子基板は、最上層の電子基板の貫通孔からそれぞれの孔を通過して先端が前記基板取り付けベースのネジ孔に締結される導電材料の固定ビスにより該基板取り付けベース上に固定される、分割式ツールホルダ。
2. 前記チャック部の凹空間の底部には下方から回転ツール内の熱電対と接続された温度センサユニットの上部が突出しており、該温度センサユニットはその外周にフランジ部が設けられ、
   前記基板取り付けベースは、回転軸中心に温度センサユニット用貫通孔と外周縁部の径方向略対称の位置に切欠き部が設けられ、上面には下方に凹む座グリを形成し、
   少なくとも前記最下層の電子基板は回転軸中心に前記温度センサユニット用貫通孔と覗く中心孔を設けられ、
   凹空間の底部に載置固定されたときに
   温度センサユニットは、前記フランジ部が前記チャック部に下方から固定されたときに、該温度センサユニットの上部が、前記温度センサユニット用貫通孔及び前記中心孔に挿入されて、その先端が上方に突出される、請求項１に記載の分割式ツールホルダ。
3. 下面に板バネで形成された電極が配置される充電式のバッテリユニットと、
   該バッテリユニットを上方から受容固定して電極を下方に露出させ、前記チャック部の凹空間内に挿入し前記電子基板に対して回転方向に位置決め可能なバッテリユニット保持具と、
   該バッテリユニット保持具内に受容固定されたバッテリユニットの上面に当接配置され、該上面と前記シャンク部のテーパ凹部内の天面との間で押圧されるバッテリユニット押さえ部材と、を備え、
   前記上層の電子基板のうち最上層の電子基板の上面には前記バッテリユニットの電極と当接される電源端子が配設される、請求項１に記載の分割式ツールホルダ。
4. 前記バッテリユニット押さえ部材は、略円盤状の絶縁性の弾性部材で形成され、
   前記最上層の電子基板は、その外周縁部に位置決め用の切欠部を設け、
   前記バッテリユニットは、略円盤状でその外周に径方向に突出する突起が設けられ、
   前記バッテリユニット保持具は、絶縁性の弾性部材で形成され、その下面の外周縁部に前記最上層の電子基板の位置決め用の切欠部と嵌合して回転方向に位置決めするための凸部が設けられ、前記バッテリユニットを上方から挿入受容し底部の中心にバッテリユニットの電極が下方に露出する大きさの貫通孔を有する座グリを形成し、該座グリの内周壁には前記バッテリユニットの突起が径方向に嵌合する凹部が配設される、請求項３に記載の分割式ツールホルダ。
5. 請求項１～４のいずれか１項に記載の分割式ツールホルダユニットは、回転加工装置から内部を通過して回転ツールまで流す冷却油流路を備え、該冷却油流路は、
   前記シャンク部の上端から回転軸線に沿って下方に流れる主流路と、
   主流路の下端から略横方向放射状外側に延びる複数の第1流路と、
   各第１流路の径方向外端から前記シャンク側連結部の厚肉内をその下端の流出口まで下方に延びる第2流路と、
   前記シャンク部と前記チャック部とが連結されたときに各第2流路の流出口のそれぞれと流体的に連続する位置に流入口を有し、前記チャック部のツバ部の厚肉内を前記チャック側連結部の下方の高さ位置まで延びる第3流路と、
   各第3流路の下端から略横方向放射状内側に延びて回転ツールの上方に流出する第4流路と、を備える分割式ツールホルダユニット。
6. 前記第1流路は、前記主流路の下端近傍の高さ位置の前記シャンク部の外表面から径方向内側に穿孔して作成され、該第1流路の径方向外端を留めネジで封止され、
   前記第2流路は、前記シャンク側連結部の下端の厚肉部を上方に穿孔して作成され、その下端の流出口には上方に凹む座グリを形成し、該座グリには第2流路を覗いて下方に突出する厚みのＯリングが装着され、
   前記第3流路は、前記チャック部のツバ部の上端の厚肉部を下方に穿孔して作成され、前記シャンク部がチャック部に連結されたときにその上端の流入口のＯリングが前記第2流路の流出口を覗いて押圧されることで、前記第2流路の流出口と前記第3流路の流入口とが封止状態で連通し、
   前記第4流路は、前記第3流路の下端近傍の高さ位置の前記チャック部の外表面から径方向内側に穿孔して作成され、該第4流路の径方向外端を留めネジで封止される、請求項５に記載の分割式ツールホルダユニット。