特許 5988066 発信器内蔵締結具と発信器内蔵締結具による環状刃具の保持装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】5988066

(24)【登録日】2016年8月19日

(45)【発行日】2016年9月7日

(54)【発明の名称】発信器内蔵締結具と発信器内蔵締結具による環状刃具の保持装置

(51)【国際特許分類】

   B24B 45/00 20060101AFI20160825BHJP

   B24B 49/14 20060101ALI20160825BHJP

   B23Q 17/09 20060101ALI20160825BHJP

【ＦＩ】

   B24B45/00 Z

   B24B49/14

   B23Q17/09 Z

【請求項の数】9

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2015-123287(P2015-123287)

(22)【出願日】2015年6月2日

【審査請求日】2016年3月15日

【権利譲渡・実施許諾】特許権者において、権利譲渡・実施許諾の用意がある。

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】509153364

【氏名又は名称】伊藤 幸男

(72)【発明者】

【氏名】八尾 泰弘

(72)【発明者】

【氏名】松原 光作

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 幸男

(72)【発明者】

【氏名】福原 義也

【審査官】 大山 健

(56)【参考文献】

【文献】 登録実用新案第３１７００２９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０６−２２１３１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１１４４４１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２４Ｂ ４５／００

Ｂ２３Ｑ １７／００−１７／２４

Ｂ２４Ｂ ４９／００−４９／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

主軸の連結穴に挿着部を着脱可能とし、上記挿着部の先端取付部に環状刃具を締結具により着脱可能に取り付け、上記環状刃具の中心孔部には外周縁に向けて温度、圧力、振動の検出手段を内蔵させた環状刃具の保持装置において、上記締結具内には、上記環状刃具の中心孔部に挿着するフランジ部内に設置した検出手段からの温度、圧力、振動の信号を受けてデジタル化するＡ／Ｄ変換器とトランスミッタとバッテリとを内蔵し、上記締結具を上記先端取付部に締結時に検出手段とＡ／Ｄ変換器とが接続され、上記トランスミッタから無線で外部制御部に情報を伝播することを特徴する発信器内蔵締結具による環状刃具の保持装置。

【請求項2】

上記環状刃具とキャップ状とした上記締結具の締結両側面には、上記環状刃具内に設けた検出手段の出力端となる環状刃具側接続端子と上記締結具のキャップ内に設けたＡ／Ｄ変換器の入力端となるキャップ側接続端子とを設け、上記先端取付部に締結具で環状刃具を締結時に接続されることを特徴する請求項１記載の発信器内蔵締結具による環状刃具の保持装置。

【請求項3】

上記締結具は、上記挿着部の先端取付部のナット孔に対してボルトを締結させる鍔付ボルトからなり、上記鍔付ボルトの鍔内にＡ／Ｄ変換器とトランスミッタとバッテリとを内蔵し、上記環状刃具と上記鍔付ボルトの鍔との締結両側面には、上記環状刃具内に設けた検出手段の出力端となる砥石側接続端子と上記鍔付ボルトの鍔内に設けたＡ／Ｄ変換器の入力端となるキャップ側接続端子とを設け、上記先端取付部に鍔付ボルトで環状刃具を締結時に接続されることを特徴する請求項１記載の発信器内蔵締結具による環状刃具の保持装置。

【請求項4】

上記締結具は、上記挿着部の先端取付部の雄ネジに対して雌ネジを締結させるナット体からなり、上記ナット体内にＡ／Ｄ変換器とトランスミッタとバッテリとを内蔵し、上記環状刃具と上記ナット体との締結両側面には、上記環状刃具内に設けた検出手段の出力端となる砥石側接続端子と上記ナット体内に設けたＡ／Ｄ変換器の入力端となるキャップ側接続端子とを設け、上記先端取付部にナット体で環状刃具を締結時に接続されることを特徴とする請求項１記載の発信器内蔵締結具による環状刃具の保持装置。

【請求項5】

上記締結具は、上記挿着部の先端取付部に上記環状刃具のフランジ部内に嵌入されるカラー体の内孔を嵌合するとともに先端取付部の雌ネジに雄螺子を螺合締結させ、上記カラー体内にＡ／Ｄ変換器とトランスミッタとバッテリとを内蔵し、上記環状刃具と上記カラー体との締結両側面には、上記環状刃具内に設けた検出手段の出力端となる砥石側接続端子と上記カラー体内に設けたＡ／Ｄ変換器の入力端となるキャップ側接続端子とを設け、上記先端取付部に環状刃具を締結時に接続されることを特徴する請求項１記載の発信器内蔵締結具による環状刃具の保持装置。

【請求項6】

上記環状刃具は、円盤の外周に切削用の刃片を配列させたものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の発信器内蔵締結具による環状刃具の保持装置。

【請求項7】

上記環状刃具は、円盤状の研削砥石としたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の発信器内蔵締結具による環状刃具の保持装置。

【請求項8】

上記円盤状の研削砥石は、中心側の粒状密度を低くし、外周側の粒状密度を高くしたことを特徴とする請求項７に記載の発信器内蔵締結具による環状刃具の保持装置。

【請求項9】

上記温度、圧力、振動の検出手段は、熱電対、赤外線温度素子、放射温度素子、サーミスタ、感熱素子、光ファイバーからなる温度感知素子であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の発信器内蔵締結具による環状刃具の保持装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、発信器内蔵締結具とこれを使用した研削砥石や切削刃具等の環状刃具の保持装置（工具ホルダ叉はアーバー）に係わり、特に、環状刃具（切削刃具や研削砥石等）の加工点の温度を的確に検出すべく、回転工具の刃先や研削砥石の外周縁に温度、圧力、振動等センサの先端を内蔵して刃先や研削砥石の外周面及びワークの加工点の温度，圧力，振動等を直接検出可能とした発信器内蔵締結具に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、例えば、航空機による国際的な物流増大に対応する事と、対地球環境向上を図るための低燃費性の要求が高まり、航空機のジェットエンジンの軽量化と燃費改善が図られている。その具体的方策として、ジェットエンジンの２基化や小型化、更には、タービンブレードの薄肉化等で対応している。特に、タービンブレードの薄肉化には、高精度な研削技術が必須になっている。この従来の切削工具や研削砥石表面に冷却水を噴射して表面の水冷と切粉・塵埃除去をするとともに、加工点及びその周辺の温度状況を検知しながら加工する技術が提供されている。

【0003】

更に、金属素材の切削加工や研削加工時において、加工温度の異常上昇による素材の変質を防止するため、また、摩擦係数の異なる材料層を備えた基板を研磨するに際し、研磨温度変化を検出し、該研磨温度が所定温度に達した時点で研磨を自動的に停止するために、被加工素材や切削工具や研削砥石の温度上昇を検出する温度、圧力、振動等の検出手段を備えた切削装置や研削盤等が提供されている。

【0004】

その具体的な技術は、研磨の終点を高精度に検出し得る研磨の終点検出方法及びその研磨装置であり、摩擦係数の異なる材料層を備えた基板を研磨するに際し、研磨温度変化を検出し、該研磨温度が所定温度に達した時点で研磨を自動的に停止する。その具体的構成は、研磨手段を表面に配置した回転支持体と、上記研磨手段上に載置される被研磨部材を回転保持する被研磨部材回転保持手段を有する研磨装置において、上記被研磨部材の少なくとも一部またはその近傍に研磨温度等の検出手段を設けると共に該研磨温度等の検出手段で検出された研磨温度が所定温度に達した時点で研磨を停止する制御手段を設けている。そして、上記研磨温度、圧力、振動等の検出手段は、熱電対又は赤外線温度検出器であるとするものである（例えば、特許文献１参照。）。

【0005】

更に、砥石等の回転工具の熱影響等による軸変位を正確に検出して、加工精度の向上を図る工作機械の状態検出装置がある。その構成は、研削盤のスピンドル軸の先端に取付けられた砥石軸の外径面に近接して、砥石軸の外径の変位を検出する非接触変位センサを設ける。演算手段によって、変位センサの検出信号から砥石軸の軸方向の伸びを演算する。砥石軸の材質は、スピンドルよりも熱伝達率の大きな材質としたものである（例えば、特許文献２参照。）。

【0006】

更に、工作物温度を適切に測定しながらの研削装置において、熱電対を構成する各熱電対線の一端部を離間して研削中の工作物Ｗの表面に接触させることにより、工作物温度を測定する温度等の検出手段が設けられている。該温度等の検出手段で測定した工作物温度が、正常研削時に於ける工作物温度に対する第１許容温度であるかどうかを判断して研削砥石のドレス必要性の有無を検出する判定手段が設けられたものである（例えば、特許文献３参照。）。

【0007】

更に、上定盤に保持された被研磨物と、下定盤上に装着された研磨パッドとを接触加圧した状態で、供給ノズルからスラリー供給しながら、被研磨物Ｗと研磨パッドとを相対的に摺動させて行なう研磨の状況をモニタするシステムであって、研磨パッドの径方向互いに異なる位置に配置された複数の温度センサの検出出力に基づいて、研磨パッドの温度の均一性を算出し、この温度の均一性と研磨の均一性との間の相関関係から研磨の均一性をモニタするようにしているものである（例えば、特許文献４参照。）。

【0008】

更に、発信器内蔵工具ホルダ叉はアーバーは、主軸の連結穴に挿着部を着脱可能とし、先端取付部に環状刃具叉は研削砥石を着脱可能に取り付けた工具ホルダにおいて、上記環状刃具叉は研削砥石の中心孔部から外周縁に向けて温度、圧力、振動等の検出手段を内蔵させ、上記環状刃具内叉は研削砥石内の中心孔部に挿着するフランジ部内に温度、圧力、振動等の検出手段からの信号をデジタル化するＡ／Ｄ変換器とトランスミッタとバッテリとを内蔵するか、叉は、工具ホルダ内にデジタル化するＡ／Ｄ変換器とトランスミッタとバッテリとを内蔵させ、上記トランスミッタから無線で外部制御部に情報を伝播するものである（例えば、特許文献５参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】 特開平８−７８３６９号公報

【特許文献2】 特開平１０−１１８９２５号公報

【特許文献3】 特開平６−２４６６３２号公報

【特許文献4】 特開２００８−９３７４２号公報

【特許文献5】 実用新案登録第３１７００２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

上記特開平８−７８３６９号公報の研磨装置は、上記研磨温度等の検出手段では、回転定盤に貼られた研磨布に接して研磨される被研磨部材（研磨基板）の裏面となる回転する基板保持具内に熱電対を備えたから、研磨布に接して研磨される被研磨部材（研磨基板）の表面温度を直接検出できず熱伝導の悪い被研磨部材（研磨基板）であると、正確な温度検出に時間遅れを生じるばかりか、被研磨部材（研磨基板）よりも遥かに熱容量の大きな基板保持具内に備えた熱電対では、基板保持具が被研磨部材（研磨基板）からの熱伝導エネルギーを激しく吸収するから被研磨部材（研磨基板）の表面側の正確な温度検出が不可能という問題が解決されていない。

【0011】

また、上記特開平１０−１１８９２５号公報の工作機械の状熊検出装置は、研削盤のスピンドル軸の先端に取付けられた砥石軸の外径面に近接して、砥石軸の外径の変位を検出する非接触変位センサを設ける。演算手段によって、変位センサの検出信号から砥石軸の軸方向の伸びを演算するものであり、研削砥石の外周温度を検出することが出来ない。特開平６−２４６６３２号公報の工作物温度を適切に測定しながらの研削装置は、熱電対を構成する各熱電対線の一端部を離間して研削中の工作物Ｗの表面に接触させることにより、工作物温度を測定するものであり、切削工具の刃先や研削砥石の外周温度を直接検出できない。特開２００８−９３７４２号公報の研磨の状況をモニタするシステムは、上定盤に保持された被研磨物と、下定盤上に装着された研磨パッドとを接触加圧した状態で、供給ノズルからスラリーを供給しながら、被研磨物と研磨パッドとを相対的に摺動させて行なうものであり、温度センサを研磨パッドの裏面側となる下定盤上に装着したから、研磨パッドを介して被研磨物の表面温度を検出する方式であり、熱伝導率の悪い研磨パッドを介して被研磨物の表面温度を検出することとなり正確な温度検出が期待できない。

【0012】

更に、実用新案登録第３１７００２９号公報のセンサ内蔵工具ホルダは、環状刃具内叉は研削砥石内の中心孔部に挿着するフランジ部内に温度、圧力、振動等の検出手段からの信号をデジタル化するＡ／Ｄ変換器とトランスミッタとバッテリとを内蔵するか、叉は、工具ホルダ内にデジタル化するＡ／Ｄ変換器とトランスミッタとバッテリとを分離して内蔵させ、上記トランスミッタから無線で外部制御部に情報を伝播している。この為に、環状刃具叉は研削砥石をコストアップさせるばかりか、長時間の使用に際してバッテリ充電が必須で環状刃具叉は研削砥石を工具ホルダから取り外しての充電作業が強いられる。更に、工具ホルダ内にＡ／Ｄ変換器とトランスミッタとバッテリとを分離して内蔵させたものでは、環状刃具叉は研削砥石のコストアップ要因が低減されるものの工具ホルダをコストアップさせるほか、工具ホルダ内のバッテリの充電作業を煩雑にする問題点がある。

【0013】

本発明は、上記各公知文献における各問題点に鑑みてなされたもので、特に、環状刃具又は研削砥石のコストアップ要因を最小限に止めるとともに、工具ホルダ又はアーバーのコストアップ要因を解消させるべく、環状刃具又は研削砥石を工具ホルダの先端取付部に締結する締結具内にＡ／Ｄ変換器とトランスミッタとバッテリとを分離設置させた。この分離設置した発信器内蔵締結具による環状刃具の保持装置を開発した。
これにより、環状刃具又は研削砥石を保持する工具ホルダ又はアーバーにおいて、環状刃具又は研削砥石のコストアップ要因を最小限に止めるとともに、工具ホルダ又はアーバーのコストアップ要因も解消させ、更に工具ホルダ又はアーバーとの環状刃具又は研削砥石の着脱を支配する締結具内に納めたバッテリによりバッテリ充電の簡易化、切削及び研削の高精度稼働性を飛躍的に向上させる事に成功した発信器内蔵締結具と発信器内蔵締結具による環状刃具の保持装置を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0017】

上記目的を達成する請求項１記載の発信器内蔵締結具による環状刃具の保持装置は、主軸の連結穴に挿着部を着脱可能とし、上記挿着部の先端取付部に環状刃具を締結具により着脱可能に取り付け、上記環状刃具の中心孔部には外周縁に向けて温度、圧力、振動等の検出手段を内蔵させた環状刃具の保持装置において、上記締結具内には、上記環状刃具の中心孔部に挿着するフランジ部内に設置した検出手段からの温度、圧力、振動の信号を受けてデジタル化するＡ／Ｄ変換器とトランスミッタとバッテリとを内蔵し、上記締結具を上記先端取付部に締結時に検出手段とＡ／Ｄ変換器とが接続され、上記トランスミッタから無線で外部制御部に情報を伝播することを特徴する。

【0018】

請求項２記載の発信器内蔵締結具による環状刃具の保持装置は、請求項１記載の発信器内蔵締結具による環状刃具の保持装置において、上記環状刃具とキャップ状とした上記締結具の締結両側面には、上記環状刃具内に設けた検出手段の出力端となる環状刃具側接続端子と上記締結具のキャップ内に設けたＡ／Ｄ変換器の入力端となるキャップ側接続端子とを設け、上記先端取付部に締結具で環状刃具を締結時に接続されることを特徴する。

【0019】

請求項３記載の発信器蔵締結具による環状刃具の保持装置は、請求項１記載の発信器内蔵締結具による環状刃具の保持装置において、上記締結具は、上記挿着部の先端取付部のナット孔に対してボルトを締結させる鍔付ボルトからなり、上記鍔付ボルトの鍔内にＡ／Ｄ変換器とトランスミッタとバッテリとを内蔵し、上記環状刃具と上記鍔付ボルトの鍔との締結両側面には、上記環状刃具内に設けた検出手段の出力端となる砥石側接続端子と上記鍔付ボルトの鍔内に設けたＡ／Ｄ変換器の入力端となるキャップ側接続端子とを設け、上記先端取付部に鍔付ボルトで環状刃具を締結時に接続されることを特徴する。

【0020】

請求項４記載の発信器内蔵締結具による環状刃具の保持装置は、請求項１記載の発信器内蔵締結具による環状刃具の保持装置において、上記締結具は、上記挿着部の先端取付部の雄ネジに対して雌ネジを締結させるナット体からなり、上記ナット体内にＡ／Ｄ変換器とトランスミッタとバッテリとを内蔵し、上記環状刃具と上記ナット体との締結両側面には、上記環状刃具内に設けた検出手段の出力端となる砥石側接続端子と上記ナット体内に設けたＡ／Ｄ変換器の入力端となるキャップ側接続端子とを設け、上記先端取付部にナット体で環状刃具を締結時に接続されることを特徴する。

【0021】

請求項５記載の発信器内蔵締結具による環状刃具の保持装置は、請求項１記載の発信器内蔵締結具による環状刃具の保持装置において、上記締結具は、上記挿着部の先端取付部に上記環状刃具のフランジ部内に嵌入されるカラー体の内孔を嵌合するとともに先端取付部の雌ネジに雄螺子を螺合締結させ、上記カラー体内にＡ／Ｄ変換器とトランスミッタとバッテリとを内蔵し、上記環状刃具と上記カラー体との締結両側面には、上記環状刃具内に設けた検出手段の出力端となる砥石側接続端子と上記カラー体内に設けたＡ／Ｄ変換器の入力端となるキャップ側接続端子とを設け、上記先端取付部に環状刃具を締結時に接続されることを特徴する。

【0022】

請求項６記載の発信器内蔵締結具による環状刃具の保持装置は、請求項１〜５のいずれか一つに記載の発信器内蔵締結具による環状刃具の保持装置において、上記環状刃具は、円盤の外周に切削用の刃片を配列させたものであることを特徴とする。

【0023】

請求項７記載の発信器内蔵締結具による環状刃具の保持装置は、請求項１〜５のいずれか一つに記載の発信器内蔵締結具による環状刃具の保持装置において、上記環状刃具は、円盤状の研削砥石としたことを特徴とする。

【0024】

請求項８記載の発信器内蔵締結具による環状刃具の保持装置は、請求項７記載の発信器内蔵締結具による環状刃具の保持装置において、上記円盤状の研削砥石は、中心側の粒状密度を低くし、外周側の粒状密度を高くしたことを特徴とする。

【0025】

請求項９記載の発信器内蔵締結具による環状刃具の保持装置は、請求項１〜５のいずれか一つに記載の発信器内蔵締結具による環状刃具の保持装置において、上記温度、圧力、振動の検出手段は、熱電対、赤外線温度素子、放射温度素子、サーミスタ、感熱素子、光ファイバー等からなる温度感知素子であることを特徴とする。

【発明の効果】

【0027】

本発明の請求項１〜７、９記載の発信器内蔵締結具による環状刃具の保持装置（アーバーも含む）によると、環状刃具の中心孔部から外周縁に向けて温度、圧力、振動等の検出手段を内蔵し、上記環状刃具を工具ホルダの先端に取り付ける締結具内に、上記検出手段からの信号をデジタル化するＡ／Ｄ変換器とトランスミッタとバッテリとを内蔵したから、ワークの加工点及びこれに接する環状刃先の温度、圧力、振動及び温度、圧力、振動の微動を俊敏に検出した情報は、締結具内のトランスミッタから瞬間的に無線で外部制御部に伝播されて的確な加工点の温度制御ができ、工具寿命やワークの高品質加工が実現できる。

【0028】

更に、上記発信器内蔵締結具となるキャップやボルトやナットやカラーやフランジ等の内部に、上記検出手段からの信号をデジタル化するＡ／Ｄ変換器とトランスミッタとバッテリとを内蔵したから、発信器内蔵締結具による環状刃具の保持装置（工具ホルダ叉はアーバー）において、環状刃具となるカッターや研削砥石のコストアップ要因を最小限に止めるとともに、工具ホルダ叉はアーバーのコストアップ要因も解消でき、更に締結具となるキャップやボルトやナットやカラー等の内部に納めたバッテリの充電作業の簡易化と、切削及び研削の高精度稼働性を飛躍的に向上できる。

【0029】

また、請求項８記載の円盤状の研削砥石は、中心側の粒状密度を低くし、外周側の粒状密度を高くしたから、砥石内を浸透して外周面にクーラント液を放射状に放出する放射効率が高められ、ワークの加工点及びこれに接する砥粒の温度上昇を抑制でき、工具寿命やワークの高品質加工が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】 本発明の第１実施の形態を示し、発信器内蔵締結具と周辺機器の断面図である。

【図2】 本発明の第２実施の形態を示し、発信器内蔵締結具と周辺機器の断面図である。

【図3】 本発明の第３実施の形態を示し、発信器内蔵締結具を採用した環状刃具の保持装置の断面図である。

【図4】 各発信器内蔵締結具と環状刃具の保持装置の断面図である。

【図5】各発信器内蔵締結具と環状刃具側接続端子及び締結具側接続端子の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0031】

以下、図１乃至図５を参照して本発明の各実施の形態を順次に説明する。

【実施例】

【0032】

本発明の第１，２実施の形態を、図１と図２に示す発信器内蔵締結具と周辺機器のブロック図により説明する。その概要は、ボルト１２Ａ，ナット１２Ｂ，キャップ１２Ｃ，カラー１２Ｄ，フランジ等の締結具２００内に、温度，圧力，振動等の検出手段ＴＳからの各種検出信号ｅを受信してデジタル化の情報ＥとするＡ／Ｄ変換器５０と、外部受信器７１に発信するトランスミッタ６０とバッテリＢとを内蔵する。しかして、上記各種検出信号ｅの情報Ｅを、外部受信器７１となる各種の制御機器部材７２に中継送信する構成となっている。また、必要に応じて、図２に示すように、発信器内蔵締結具３００内には、各種検出信号ｅの情報Ｅを演算処理する演算部ＣＰＵや検出手段ＴＳを付加した発信器内蔵締結具３００としても良い。

【0033】

上記発信器内蔵締結具２００は、Ａ／Ｄ変換器５０とトランスミッタ６０とバッテリＢとをワンチップ化したＩＣチップで構成されているから、小さなボルト１２Ａ、ナット１２Ｂ、キャップ１２Ｃ、カラー１２Ｄ、フランジ等の締結具２００内にも無理なくコンパクトに収められると共に、耐熱性、耐震性、防水性、外乱ノイズ対策が高められている。更に、発信器内蔵締結具３００によると各種検出信号ｅの情報Ｅを演算処理する演算部ＣＰＵや温度、圧力、振動等の検出手段ＴＳを付加したから、検知機能とコンピュータ機能が発揮され、外部受信器７１となる各種の制御機器部材７２に対して適正制御が１つだけでダイレクトに行える。

【0034】

尚、上記検出手段ＴＳと外部受信器（各種の制御機器部材）７１は、その使用制限を受けない。例えば、図２に示すように、検出手段ＴＳには、環状刃具１０，２０の中心孔部１０Ａ，２０Ａから外周縁に向けて、温度センサ、圧力センサ、振動センサ等からなる検出手段ＴＳを内蔵した物、タイヤ４内に空気圧センサや熱電対温度センサからなる検出手段ＴＳを備えた物、ボイラタンク５に熱電対温度センサからなる検出手段ＴＳを備えた物、その他各種機器の装置・ユニット６がその対象物となる。また、外部受信器（各種の制御機器部材）７１についても、環状刃具１０，２０やタイヤ４やボイラタンク５や各種機器の装置・ユニット６等を適宜に制御する物となる。即ち、検出手段ＴＳや外部受信器（各種の制御機器部材）７１は、その用途や物品の種類や形状等の制限を受けず、発信器内蔵締結具２００，３００を装着可能なあらゆる機器や装置、ユニットに対して適応できる。

【0035】

上記発信器内蔵締結具２００，３００によると、ボルト、ナット、キャップ、カラー、フランジ等の締結具内に、検出手段からの各種検出信号を受信してデジタル化するＡ／Ｄ変換器と外部受信器に発信するトランスミッタとバッテリとを内蔵し、上記各種検出信号を他の制御部材に中継送信するから、タイヤ、砥石、カッター、各種機器、他あらゆる部品、物品に対して当該発信器内蔵締結具を取付ければ、あらゆる部品から発信する正常・不正常の各種検出信号を受信し、この各種検出信号をデジタル化するＡ／Ｄ変換器により外部受信器に発信する中継機器としの機能を発揮する。更に、締結具内に検出手段ＴＳや演算部を付加すれば、各種検出信号の検出とこれを演算処理して外部受信器に発信するから、検出と情報処理能力を持ち、外部受信器に対する的確な情報伝達と外部受信器の簡易化、コストダウン効果が得られる。

【0036】

本発明の第３実施の形態は、発信器内蔵締結具２００を使用した環状刃具１０，２０の保持装置（工具ホルダ叉はアーバー）１００について、図３にその断面を示す。環状刃具１０，２０の保持装置（工具ホルダ叉はアーバー）１００は、主軸Ｓの連結穴Ｓ１に挿着部１を着脱可能とし、中腹部２に繋がる先端取付部３に環状刃具（切削用の刃片Ｃを備える）１０及び環状刃具（研削砥石）２０を着脱可能に取り付ける。その取付手段は、上記環状刃具１０，２０の中心孔部１０Ａ，２０Ａに嵌るフランジ部１１，２１を先端取付部３に嵌合させ、締結具１２の雄ネジ１２Ｎを先端取付部３の雌ネジ３Ａに螺着して固定する。上記環状刃具１０，２０の中心孔部１０Ａ，２０Ａから外周縁に向けて、熱電対温度センサ、圧力センサ、振動センサ等からなる検出手段ＴＳを内蔵している。上記環状刃具１０，２０の中心孔部１０Ａ，２０Ａの内径に挿着するフランジ部１１，２１の内部には、上記検出手段（熱電対ＳＳやサーミスタ、感熱素子、感温体、光ファイバー等を採用）ＴＳからの検出信号ｅの出力端となる環状刃具側接続端子Ｐ１，Ｐ２を備えている。

【0037】

上記環状刃具１０，２０を先端取付部３に嵌合させて締付ける締結具１２は、図４と図５に示すように、各種の実施形態がある。先ず、鍔付ボルト１２Ａに交換し他実施例では、この内部に検出信号ｅをデジタル化するＡ／Ｄ変換器５０とトランスミッタ６０とバッテリＢとを内蔵する。上記鍔付ボルト１２Ａの側面には、この内部に備えたＡ／Ｄ変換器５０に検出信号ｅを導入する入力端となるキャップ側接続端子Ｐ３，Ｐ４を設け、上記先端取付部３に環状刃具１０，２０を締結時に両端子Ｐ１，Ｐ２とＰ３，Ｐ４とが接続される。上記両端子Ｐ１，Ｐ２とＰ３，Ｐ４の関係構成を、図５（ａ）で説明する。環状刃具１０，２０の環状刃具側接続端子Ｐ１，Ｐ２は、フランジ部１１，２１の側面にその中心Ｏからの半径ｒ１，ｒ２を異ならせ、この半径ｒ１，ｒ２の外径位置に対応する鍔付ボルト１２Ａの外径位置にリング状（スリップリング機能を持つ）のキャップ側接続端子Ｐ３，Ｐ４を設けた関係構成とした。これにより、上記鍔付ボルト１２を先端取付部３の雌ネジ３Ａにねじ込むと、鍔付ボルト１２Ａの回転位置に関係なく両端子Ｐ１とＰ３，Ｐ２とＰ４とが確実に接続される。勿論、各端子Ｐ１，Ｐ２とＰ３，Ｐ４をピン端子としても良い。

【0038】

しかして、上記鍔付ボルト１２Ａ内のトランスミッタ６０からは、無線で外部制御部７０に検出信号ｅが情報Ｅに処理されて伝播される。そして、上記外部制御部７０からＮＣ制御装置８０に情報Ｅが送り込まれ、主軸Ｓの回転速度やワークＷの被研削面・切削加工面に対する切り込み・送り速度等を適応制御する関係構成となっている。

【0039】

尚、上記温度、圧力、振動等の検出手段ＴＳは、上記環状刃具１０，２０の中心孔部１０Ａ，２０Ａから外径方向に開けた小孔ｈ内に挿入してその接合先端となる熱電対等センサＳＳを外周面に面一に内蔵させている。これにより、環状刃具１０，２０の外周面やワークの加工点の温度、圧力、振動等を直接感知でき、この情報ＥをＡ／Ｄ変換器５０に出力する。そして、刃片Ｃや砥石外周面の摩耗と共に、熱電対等センサＳＳは摩耗し、常に刃片Ｃや砥石外周面と面一の状態を維持することができる。上記環状刃具１０は、円盤の外周に切削用の刃片Ｃを配列させたものである。上記円盤状の研削砥石２０は、図示しないが、中心側の粒状密度を低くし、外周側の粒状密度を高くしたものであり、砥石内を浸透して外周面にクーラント液を放射状に放出する放射効率を高めて、ワークの加工点及びこれに接する環状刃先の温度上昇を抑制させ、工具寿命やワークの高品質加工が実現できるように配慮されている。

【0040】

続いて、締結具１２の各実施形態を順次説明する。先ず、図４（ｂ）は、締結具１２をナット１２Ｂとしたのもで、上記で説明したように、上記環状刃具１０，２０を先端取付部３に嵌合させて締付けるナット１２Ｂ内に、デジタル化するＡ／Ｄ変換器５０とトランスミッタ６０とバッテリＢとを内蔵したものである。上記先端取付部３をボルト３Ｂとし、これにナット１２Ｂで環状刃具１０，２０を締結時に両端子Ｐ１とＰ３，Ｐ２とＰ４とが接続する関係は、鍔付ボルト１２Ａと逆の関係で同一であるから説明を省略する。図５（ｂ）に詳細を図示する。

【0041】

また、図４（ｃ）は、締結具１２をキャップ１２Ｃとしたもので、上記で説明したように、上記環状刃具１０，２０を先端取付部３に嵌合させて締付ける締結具１２に被着して使用される。上記キャップ１２Ｃ内には、検出信号ｅをデジタル化するＡ／Ｄ変換器５０とトランスミッタ６０とバッテリＢとを内蔵したものである。上記先端取付部３に締結した締結具１２にキャップ１２Ｃを適宜な公知手段（例えば、ピンとＬ型のスリットとで旋回係合させる）により嵌めると、両端子Ｐ１とＰ３，Ｐ２とＰ４とが接続される。この接続構成は、鍔付ボルト１２Ａと同一であるから説明を省略する。図５（ｃ）に詳細を図示する。

【0042】

また、図４（ｄ）は、締結具１２をカラー体１２Ｄ（勿論、同等構成からなるフランジとしても良い）としたもので、上記で説明したように、上記締結具１２は、図５（ａ）に示す上記環状刃具１０，２０において、端子Ｐ１とＰ２が先端取付部３に向けて反転させ、このフランジ部１１，２１内にカラー体１２Ｄを先端取付部３側から嵌入し、このカラー体の内孔を上記挿着部の先端取付部３に嵌合させるとともに、両端子Ｐ１とＰ３，Ｐ２とＰ４とを合わせて一体固定する。尚、カラー体の端子Ｐ３とＰ４は、点線で図示するように、カラー体の小径側に設けられている。そして、先端取付部３の雌ネジ３Ａに雄螺子１２Ｎを螺合締結して上記環状刃具１０，２０を先端取付部３に固定する構成になっている。上記カラー体内には、Ａ／Ｄ変換器５０とトランスミッタ６０とバッテリＢとを内蔵しており、上記環状刃具１０，２０と上記カラー体１２Ｄとの締結両側面には、上記環状刃具内に設けた検出手段ＳＴの出力端となる砥石側接続端子Ｐ１，Ｐ２と上記カラー体内に設けたＡ／Ｄ変換器の入力端となるキャップ側接続端子Ｐ３，Ｐ４とが設けられているから、上記先端取付部に環状刃具を締結時に接続される。
尚、両端子Ｐ１とＰ３，Ｐ２とＰ４との接続構成は、ナット体１２Ｂと同一である。しかして、上記カラー体１２Ｄ内には、検出信号ｅを情報Ｅにデジタル化するＡ／Ｄ変換器５０とトランスミッタ６０とバッテリＢとを内蔵しているから、上記トランスミッタから無線で外部制御部７０に情報Ｅを伝播する。

【0043】

上記第３実施の形態となる発信器内蔵締結具による工具の保持装置１００は、以上のように構成されており、下記のように作用する。環状刃具１０，２０の中心孔部から外周縁に向けて温度、圧力、振動等の検出手段ＴＳを内蔵させ、上記環状刃具の中心孔部に挿着するフランジ部１１，２１内に、温度、圧力、振動等の検出手段ＴＳからの検出信号ｅがこの出力端となる環状刃具側接続端子Ｐ１，Ｐ２に出力される。ここで、締結具１２を鍔付ボルト１２Ａ叉はナット１２Ｂ叉はキャップ１２Ｃ叉はカラー体１２Ｄ、フランジ等の接続端子Ｐ３，Ｐ４からの検出信号ｅをデジタル化するＡ／Ｄ変換器５０で情報Ｅとし、トランスミッタ６０から無線で外部制御部７０に情報Ｅを伝播する。

【0044】

これにより、環状刃具１０，２０の外周縁にセンサの先端を内蔵して刃先Ｃや研削砥石の外周面及びワークＷの加工点の温度、圧力、振動等が直接検出可能となるから、ワークの加工点及びこれに接する環状刃先の温度、圧力、振動等及び温度、圧力、振動等の微動が俊敏に検出される。そして、瞬間的にトランスミッタ６０から無線で外部制御部７０に情報Ｅが伝播されて的確な加工点の温度制御が実行される。即ち、上記外部制御部７０からＮＣ制御装置８０に情報Ｅが送り込まれ、主軸Ｓの回転速度やワークＷの被研削面・切削加工面に対する切り込み・送り速度等を適応制御する。この結果として、工具寿命やワークの高品質加工が実現される。

【0045】

上記第３実施の形態となる発信器内蔵締結具による工具の保持装置１００は、特に、環状刃具１０，２０と締結及び分離できる締結具１２を鍔付ボルト１２Ａ叉はナット１２Ｂ叉はキャップ１２Ｃ叉はカラー体１２Ｄ叉はフランジとし、この内部に接続端子Ｐ３，Ｐ４から環状刃具１０，２０におけるワークの加工点及びこれに接する環状刃先の温度、圧力、振動等の検出信号ｅを入力し、内部に備えるデジタル化するＡ／Ｄ変換器５０で情報Ｅとし、トランスミッタ６０から無線で外部制御部７０に情報Ｅを伝播するから、外部制御部７０からＮＣ制御装置８０に情報Ｅが送り込まれ、主軸Ｓの回転速度やワークＷの被研削面・切削加工面に対する切り込み・送り速度等を適応制御して、工具寿命やワークの高品質加工が実現できる。

【0046】

更に、上記締結具となるキャップやボルトやナットやカラー、フランジ等の内部に、上記検出手段からの信号をデジタル化するＡ／Ｄ変換器とトランスミッタとバッテリとを内蔵したから、センサ内蔵工具ホルダ叉はアーバーにおいて、環状刃具となるカッターや研削砥石のコストアップ要因を最小限に止めるとともに、工具ホルダ叉はアーバーの改良や特殊仕様も不要である。更に締結具となるキャップやボルトやナットやカラーやフランジ等の内部に納めたバッテリの充電作業の簡易化とメンテナンスも容易となり、その結果として切削及び研削の高精度稼働性を飛躍的に向上できる。

【産業上の利用可能性】

【0047】

本発明は、発信器内蔵のカッターや研削砥石において、工具ホルダを対象として説明したが、工具を取り付けるアーバーもこの対象物として把握出来る。更に、環状刃具となる円板の外周に刃片を備えた加工工具や円板状の研削砥石を対象の実施例で説明したものであるが、様々な加工工具を対象としての適用が可能である。更に、締結具１２を鍔付ボルト１２Ａ叉はナット１２Ｂ叉はキャップ１２Ｃ叉はカラー体１２Ｄ、フランジ等への設計変更例にとどまらず、各種の形態が可能であるし、両接続端子Ｐ１とＰ３，Ｐ２とＰ４の関係構成も設計変更が可能である。更に、環状刃具１０，２０に明けた小孔ｈから切削液や研削液をセンタースルー方式他で噴出させても良い。

【符号の説明】

【0048】

１ 挿着部
２ 中腹部
３ 先端取付部
３Ａ 雌ネジ
３Ｂ 雄螺子
４ タイヤ
５ ボイラタンク
６ 各種機器の装置・ユニット
１０ 環状刃具
２０ 研削砥石
１０Ａ，２０Ａ 中心孔部
１２ 締結具（締付ボルト）
１２Ａ ボルト
１２Ｂ ナット
１２Ｃ キャップ
１２Ｄ カラー体（フランジ）
１２Ｎ 雄ネジ
１１ フランジ部
５０ Ａ／Ｄ変換器
６０ トランスミッタ
７０ 外部制御部
７１ 外部受信器
７２ 各種の制御機器部材
８０ ＮＣ制御装置
１００ 発信器内蔵の保持装置（工具ホルダ）
２００，３００ 発信器内蔵締結具
Ｂ バッテリ
Ｃ 刃片
ＣＰＵ 演算部
ｅ，Ｅ 信号・情報
Ｍ 主軸回転モータ
Ｎ 接続具
Ｓ 主軸
ＳＳ 熱電対等センサ
ＴＳ 温度、圧力、振動等の検出手段（温度センサ）
Ｗ ワーク

【要約】

【課題】 加工工具（切削刃具や研削砥石等）の加工点の温度を的確に検出すべく、回転工具の刃先や研削砥石の外周縁に温度、圧力、振動等センサの先端を内蔵して刃先や研削砥石の外周面及びワークの加工点の温度、圧力、振動等を直接検出可能とした発信器内蔵締結具の改良に関する。
【解決手段】
主軸Ｓの連結穴Ｓ１に挿着部１を着脱可能とし、先端取付部３に環状刃具１０，２０を締結具２１により着脱可能に取り付けた工具の保持装置１００において、上記環状刃具の中心孔部に外周縁に向けて温度、圧力、振動等の検出手段ＴＳを内蔵させ、上記締結具内に上記検出手段からの信号をデジタル化するＡ／Ｄ変換器５０とトランスミッタ６０とバッテリＢとを分離内蔵し、上記トランスミッタから無線で外部制御部７０に情報を伝播する。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】