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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-06-12
(45)【発行日】2023-06-20
(54)【発明の名称】切削工具および切削システム
(51)【国際特許分類】
B23Q 17/09 20060101AFI20230613BHJP
B23B 29/12 20060101ALI20230613BHJP
【ＦＩ】
B23Q17/09 A
B23B29/12 Z
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2022525263
(86)(22)【出願日】2021-11-11
(86)【国際出願番号】 JP2021041545
(87)【国際公開番号】W WO2022113750
(87)【国際公開日】2022-06-02
【審査請求日】2022-07-21
(31)【優先権主張番号】PCT/JP2020/044421
(32)【優先日】2020-11-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】000002130
【氏名又は名称】住友電気工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000682
【氏名又は名称】弁理士法人ワンディ－ＩＰパ－トナ－ズ
(72)【発明者】
【氏名】小池 雄介
【審査官】山本 忠博
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第２０１６／００４５９９４（ＵＳ，Ａ１）
【文献】欧州特許出願公開第２０５１０４１（ＥＰ，Ａ２）
【文献】特開２０１９－２０９４２０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１９－５３４７９５（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２３Ｑ １７／０９；
Ｂ２３Ｂ ２５／０６，２９／１２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
旋削加工用の切削工具であって、切刃を有するか、または切刃を取り付け可能なシャンクと、
前記シャンクの表面に搭載された複数のセンサとを備え、
前記複数のセンサのうちの少なくともいずれか２つは、前記シャンクのせん断ひずみを測定可能なせん断ひずみセンサであり、
工具系基準方式において、前記シャンクの軸に垂直な平面内において主運動の方向に垂直な方向である第１方向における、前記センサの搭載位置における前記シャンクの中心と前記切刃の基準点との間の距離を距離ｄｘとし、工具系基準方式において、前記平面内において主運動の方向と平行な方向である第２方向における、前記搭載位置における前記シャンクの中心と前記基準点との間の距離を距離ｄｙとし、前記軸と平行な方向である第３方向における、前記搭載位置と前記基準点との間の距離をセンサ距離Ｄとし、前記第２方向における前記シャンクの長さをシャンク高さＷとし、前記距離ｄｘおよび前記距離ｄｙが互いに異なる値であり、前記距離ｄｘおよび前記距離ｄｙのうち小さい方をｍｉｎｄｘｙとしたとき、
２つの前記せん断ひずみセンサの前記センサ距離Ｄは、式（Ａ）を満たし、
Ｄ＜０．７４Ｗ＋２．０９ｍｉｎｄｘｙ ・・・ （Ａ）
前記２つのせん断ひずみセンサの一方は、前記第１方向の負荷である第１負荷、前記第２方向の負荷である第２負荷、および前記第３方向の負荷である第３負荷のうち、前記第２負荷に対して最大の感度を有し、
前記２つのせん断ひずみセンサの他方は、前記第１負荷、前記第２負荷および前記第３負荷のうち、前記第１負荷に対して最大の感度を有する、切削工具。
【請求項2】
前記複数のセンサのうちの少なくともいずれか１つは、前記シャンクの垂直ひずみを測定可能な垂直ひずみセンサである、請求項１に記載の切削工具。
【請求項3】
前記垂直ひずみセンサは、前記第１方向の負荷である第１負荷、前記第２方向の負荷である第２負荷、および前記第３方向の負荷である第３負荷のうち、前記第３負荷に対して最大の感度を有する、請求項２に記載の切削工具。
【請求項4】
旋削加工用の切削工具であって、
切刃を有するか、または切刃を取り付け可能なシャンクと、
前記シャンクの表面に搭載された複数のセンサとを備え、
前記複数のセンサのうちの少なくともいずれか２つは、前記シャンクの垂直ひずみを測定可能な第１垂直ひずみセンサ、および前記シャンクのせん断ひずみを測定可能なせん断ひずみセンサであり、
工具系基準方式において、前記シャンクの軸に垂直な平面内において主運動の方向に垂直な方向である第１方向における、前記センサの搭載位置における前記シャンクの中心と前記切刃の基準点との間の距離を距離ｄｘとし、工具系基準方式において、前記平面内において主運動の方向と平行な方向である第２方向における、前記搭載位置における前記シャンクの中心と前記基準点との間の距離を距離ｄｙとし、前記軸と平行な方向である第３方向における、前記搭載位置と前記基準点との間の距離をセンサ距離Ｄとし、前記第２方向における前記シャンクの長さをシャンク高さＷとし、前記距離ｄｘおよび前記距離ｄｙが互いに異なる値であり、前記距離ｄｘおよび前記距離ｄｙのうち小さい方をｍｉｎｄｘｙとし、前記距離ｄｘおよび前記距離ｄｙのうち大きい方をｍａｘｄｘｙとしたとき、
前記第１垂直ひずみセンサの前記センサ距離Ｄは、式（Ｂ）を満たし、
０．７４Ｗ＋２．０９ｍｉｎｄｘｙ＜Ｄ＜０．７４Ｗ＋２．０９ｍａｘｄｘｙ ・・・ （Ｂ）
前記第１垂直ひずみセンサは、前記距離ｄｘが前記距離ｄｙより大きい場合、前記第１方向の負荷である第１負荷、前記第２方向の負荷である第２負荷、および前記第３方向の負荷である第３負荷のうち、前記第１負荷に対して最大の感度を有し、
前記第１垂直ひずみセンサは、前記距離ｄｙが前記距離ｄｘより大きい場合、前記第１負荷、前記第２負荷、および前記第３負荷のうち、前記第２負荷に対して最大の感度を有し、
前記せん断ひずみセンサは、前記距離ｄｘが前記距離ｄｙより大きい場合、前記第１負荷、前記第２負荷、および前記第３負荷のうち、前記第２負荷に対して最大の感度を有し、
前記せん断ひずみセンサは、前記距離ｄｙが前記距離ｄｘより大きい場合、前記第１負荷、前記第２負荷、および前記第３負荷のうち、前記第１負荷に対して最大の感度を有する、切削工具。
【請求項5】
前記複数のセンサは、前記第１垂直ひずみセンサ、前記せん断ひずみセンサ、および前記シャンクの垂直ひずみを測定可能な第２垂直ひずみセンサであり、
前記第２垂直ひずみセンサは、前記第１負荷、前記第２負荷、および前記第３負荷のうち、前記第３負荷に対して最大の感度を有する、請求項４に記載の切削工具。
【請求項6】
前記シャンクは、前記軸を囲む４つの表面を含み、
少なくとも２つの前記せん断ひずみセンサは、異なる前記表面に搭載される、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の切削工具。
【請求項7】
前記シャンクは、前記シャンクの表面に前記センサを搭載されるための凹部が設けられており、
前記凹部の彫り込み深さをｈｄとし、前記第２方向における前記シャンクの最大長さをｈｘとしたとき、
ｈｄ／ｈｘが０．２未満である場合には、ｈｘを前記シャンク高さＷとし、
ｈｄ／ｈｘが０．２以上である場合には、（ｈｘ－ｈｄ）を前記シャンク高さＷとする、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の切削工具。
【請求項8】
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の切削工具と、処理装置とを備え、
前記処理装置は、切削加工時の前記センサの計測結果に基づいて、前記切削工具に関する異常を検知する、切削システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、切削工具および切削システムに関する。
この出願は、２０２０年１１月３０日に出願された国際出願ＰＣＴ／ＪＰ２０２０／４４４２１を基礎とする優先権を主張し、その開示のすべてをここに取り込む。
この出願は、２０２０年１１月３０日に出願された国際出願ＰＣＴ／ＪＰ２０２０／４４４２１を基礎とする優先権を主張し、その開示のすべてをここに取り込む。
【背景技術】
【0002】
特許文献１（特開２０１９－２０９４２０号公報）には、以下のような切削加工システムが開示されている。すなわち、切削加工システムは、工具固定部に固定され所定長さで延出する切削工具の端部に設けられた刃先を回転する被削物に接触させて切削加工を行う加工装置本体と、測定データ取得装置と、情報処理装置と、を備える切削加工システムであって、切削加工時の切削抵抗により前記切削工具に生じる歪を計測する複数の歪センサが、前記切削工具の長手方向に沿って並べて設けられ、前記測定データ取得装置は、歪センサの夫々の出力信号に基づくデータであるセンサデータを取得し、前記情報処理装置は、前記複数の歪センサの夫々の前記センサデータを受信し、前記複数の歪センサの夫々の前記センサデータに基づき前記切削工具の撓みを求め、前記撓みに基づき前記切削加工における加工誤差を求める。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１９－２０９４２０号公報
【文献】特開２０１２－９１２７７号公報
【文献】欧州特許出願公開第３２９２９３０号明細書
【発明の概要】
【0004】
本開示の切削工具は、旋削加工用の切削工具であって、切刃を有するか、または切刃を取り付け可能なシャンクと、前記シャンクの表面に搭載された複数のセンサとを備え、前記複数のセンサのうちの少なくともいずれか２つは、前記シャンクのせん断ひずみを測定可能なせん断ひずみセンサであり、前記シャンクのシャンク高さをＷとし、前記シャンクの底面と平行であり、かつ前記シャンクの軸に直交する方向である第１方向における、前記センサの搭載位置における前記シャンクの中心と前記切刃の基準点との間の距離を距離ｄｘとし、前記シャンクの底面に直交する方向である第２方向における、前記搭載位置における前記シャンクの中心と前記基準点との間の距離を距離ｄｙとし、前記軸と平行な方向である第３方向における、前記搭載位置と前記基準点との間の距離をセンサ距離Ｄとし、前記距離ｄｘおよび前記距離ｄｙが互いに異なる値である場合に前記距離ｄｘおよび前記距離ｄｙのうち小さい方をｍｉｎｄｘｙとしたとき、２つの前記せん断ひずみセンサの前記センサ距離Ｄは、式（Ａ）を満たし、
Ｄ＜０．７４Ｗ＋２．０９ｍｉｎｄｘｙ ・・・ （Ａ）
前記２つのせん断ひずみセンサの一方は、前記第１方向の負荷である第１負荷、前記第２方向の負荷である第２負荷、および前記第３方向の負荷である第３負荷のうち、前記第２負荷に対して最大の感度を有し、前記２つのせん断ひずみセンサの他方は、前記第１負荷、前記第２負荷および前記第３負荷のうち、前記第１負荷に対して最大の感度を有する。
Ｄ＜０．７４Ｗ＋２．０９ｍｉｎｄｘｙ ・・・ （Ａ）
前記２つのせん断ひずみセンサの一方は、前記第１方向の負荷である第１負荷、前記第２方向の負荷である第２負荷、および前記第３方向の負荷である第３負荷のうち、前記第２負荷に対して最大の感度を有し、前記２つのせん断ひずみセンサの他方は、前記第１負荷、前記第２負荷および前記第３負荷のうち、前記第１負荷に対して最大の感度を有する。
【図面の簡単な説明】
【0005】
【発明を実施するための形態】
【0006】
従来、切削工具にひずみセンサを取り付け、ひずみセンサによる切削加工時の切削工具のひずみの計測結果に基づいて、切削抵抗を算出したり、切削工具における切刃の異常を検知したりする技術が提案されている。
【0007】
［本開示が解決しようとする課題］
上述した特許文献１～３に記載の技術を超えて、ひずみセンサを用いてシャンクのひずみをより高感度で測定することが可能な技術が望まれる。
上述した特許文献１～３に記載の技術を超えて、ひずみセンサを用いてシャンクのひずみをより高感度で測定することが可能な技術が望まれる。
【0008】
本開示は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、ひずみセンサを用いてシャンクのひずみをより高感度で測定することが可能な切削工具および切削システムを提供することである。
【0009】
［本開示の効果］
本開示によれば、ひずみセンサを用いてシャンクのひずみをより高感度で測定することができる。
本開示によれば、ひずみセンサを用いてシャンクのひずみをより高感度で測定することができる。
【0010】
［本開示の実施形態の説明］
最初に、本開示の実施形態の内容を列記して説明する。
最初に、本開示の実施形態の内容を列記して説明する。
【0011】
（１）本開示の実施の形態に係る切削工具は、旋削加工用の切削工具であって、切刃を有するか、または切刃を取り付け可能なシャンクと、前記シャンクの表面に搭載された複数のセンサとを備え、前記複数のセンサのうちの少なくともいずれか２つは、前記シャンクのせん断ひずみを測定可能なせん断ひずみセンサであり、前記シャンクのシャンク高さをＷとし、前記シャンクの底面と平行であり、かつ前記シャンクの軸に直交する方向である第１方向における、前記センサの搭載位置における前記シャンクの中心と前記切刃の基準点との間の距離を距離ｄｘとし、前記シャンクの底面に直交する方向である第２方向における、前記搭載位置における前記シャンクの中心と前記基準点との間の距離を距離ｄｙとし、前記軸と平行な方向である第３方向における、前記搭載位置と前記基準点との間の距離をセンサ距離Ｄとし、前記距離ｄｘおよび前記距離ｄｙが互いに異なる値である場合に前記距離ｄｘおよび前記距離ｄｙのうち小さい方をｍｉｎｄｘｙとしたとき、２つの前記せん断ひずみセンサの前記センサ距離Ｄは、式（Ａ）を満たし、
Ｄ＜０．７４Ｗ＋２．０９ｍｉｎｄｘｙ ・・・ （Ａ）
前記２つのせん断ひずみセンサの一方は、前記第１方向の負荷である第１負荷、前記第２方向の負荷である第２負荷、および前記第３方向の負荷である第３負荷のうち、前記第２負荷に対して最大の感度を有し、前記２つのせん断ひずみセンサの他方は、前記第１負荷、前記第２負荷および前記第３負荷のうち、前記第１負荷に対して最大の感度を有する。
Ｄ＜０．７４Ｗ＋２．０９ｍｉｎｄｘｙ ・・・ （Ａ）
前記２つのせん断ひずみセンサの一方は、前記第１方向の負荷である第１負荷、前記第２方向の負荷である第２負荷、および前記第３方向の負荷である第３負荷のうち、前記第２負荷に対して最大の感度を有し、前記２つのせん断ひずみセンサの他方は、前記第１負荷、前記第２負荷および前記第３負荷のうち、前記第１負荷に対して最大の感度を有する。
【0012】
このように、せん断ひずみセンサのセンサ距離Ｄが上記式（Ａ）を満たす構成により、せん断ひずみセンサの代わりにシャンクの垂直ひずみを測定可能な垂直ひずみセンサを用いる構成と比べて、第１方向または第２方向の負荷に伴って生じるせん断ひずみをより高感度で測定することができる。したがって、ひずみセンサを用いてシャンクのひずみをより高感度で測定することができる。さらに、上記の構成により、シャンクの複数の表面におけるせん断ひずみを高感度で測定することができる。また、上記の構成により、切削加工時における２つのせん断ひずみセンサの測定結果に基づいて、切削抵抗の３分力のうちの２つを算出することができる。
【0013】
（２）前記複数のセンサのうちの少なくともいずれか１つは、前記シャンクの垂直ひずみを測定可能な垂直ひずみセンサであってもよい。
【0014】
このような構成により、せん断ひずみセンサでは測定することが困難である、軸方向の負荷に伴って生じる垂直ひずみを測定することができる。
【0015】
（３）前記垂直ひずみセンサは、前記第１方向の負荷である第１負荷、前記第２方向の負荷である第２負荷、および前記第３方向の負荷である第３負荷のうち、前記第３負荷に対して最大の感度を有してもよい。
【0016】
このような構成により、切削加工時における垂直ひずみの測定結果に基づいて、切削抵抗の３分力のうちの軸方向の分力を算出することができる。
【0017】
（４）前記垂直ひずみセンサの前記センサ距離Ｄは、式（Ｂ）を満たし、
０．７４Ｗ＋２．０９ｍｉｎｄｘｙ＜Ｄ＜０．７４Ｗ＋２．０９ｍａｘｄｘｙ ・・・ （Ｂ）
前記垂直ひずみセンサは、前記距離ｄｘが前記距離ｄｙより大きい場合、前記第１方向の負荷である第１負荷、前記第２方向の負荷である第２負荷、および前記第３方向の負荷である第３負荷のうち、前記第１負荷に対して最大の感度を有し、前記垂直ひずみセンサは、前記距離ｄｙが前記距離ｄｘより大きい場合、前記第１負荷、前記第２負荷、および前記第３負荷のうち、前記第２負荷に対して最大の感度を有してもよい。
０．７４Ｗ＋２．０９ｍｉｎｄｘｙ＜Ｄ＜０．７４Ｗ＋２．０９ｍａｘｄｘｙ ・・・ （Ｂ）
前記垂直ひずみセンサは、前記距離ｄｘが前記距離ｄｙより大きい場合、前記第１方向の負荷である第１負荷、前記第２方向の負荷である第２負荷、および前記第３方向の負荷である第３負荷のうち、前記第１負荷に対して最大の感度を有し、前記垂直ひずみセンサは、前記距離ｄｙが前記距離ｄｘより大きい場合、前記第１負荷、前記第２負荷、および前記第３負荷のうち、前記第２負荷に対して最大の感度を有してもよい。
【0018】
このような構成により、垂直ひずみセンサを用いて、第１負荷または第２負荷に伴って生じるひずみをより高感度で測定することができる。
【0019】
（５）本開示の実施の形態に係る切削システムは、前記切削工具と、処理装置とを備え、前記処理装置は、切削加工時の前記センサの計測結果に基づいて、前記切削工具に関する異常を検知する。
【0020】
このような構成により、切削工具に関する異常をより正確に検知することができる。
【0021】
以下、本開示の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。また、以下に記載する実施の形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
【0022】
＜第１の実施の形態＞
［切削システム］
図１は、本開示の第１の実施の形態に係る切削システムの構成を示す図である。図１を参照して、切削システム３０１は、旋削加工用の切削工具１０１と、処理装置２０１とを備える。切削工具１０１は、たとえば、金属等からなる切削対象物の旋削加工に用いられる。切削工具１０１は、シャンク１０と、１または複数のひずみセンサ２０とを備える。ひずみセンサ２０は、シャンク１０の表面に搭載される。たとえば、ひずみセンサ２０は、接着剤または粘着剤を介してシャンク１０の表面に取り付けられる。たとえば、ひずみセンサ２０は、シャンク１０に取り付けられた状態で樹脂材料等に埋め込まれることにより固定されてもよい。処理装置２０１は、切削加工時のひずみセンサ２０の計測結果に基づいて、切削工具１０１に関する異常を検知する。
［切削システム］
図１は、本開示の第１の実施の形態に係る切削システムの構成を示す図である。図１を参照して、切削システム３０１は、旋削加工用の切削工具１０１と、処理装置２０１とを備える。切削工具１０１は、たとえば、金属等からなる切削対象物の旋削加工に用いられる。切削工具１０１は、シャンク１０と、１または複数のひずみセンサ２０とを備える。ひずみセンサ２０は、シャンク１０の表面に搭載される。たとえば、ひずみセンサ２０は、接着剤または粘着剤を介してシャンク１０の表面に取り付けられる。たとえば、ひずみセンサ２０は、シャンク１０に取り付けられた状態で樹脂材料等に埋め込まれることにより固定されてもよい。処理装置２０１は、切削加工時のひずみセンサ２０の計測結果に基づいて、切削工具１０１に関する異常を検知する。
【0023】
［切削工具］
シャンク１０の形状は、たとえば正四角柱形状である。より詳細には、シャンク１０は、シャンク１０の断面における幅方向ＷＤの長さを幅ｂとし、シャンク１０の断面における高さ方向ＨＤの長さを高さｈとしたとき、幅ｂと高さｈとが等しく、かつ断面形状が正四角形の角シャンクである。ここで、高さ方向ＨＤとは、工具系基準方式において、シャンク１０の長手方向に垂直な平面内において主運動の方向と平行な方向であり、幅方向ＷＤとは、当該平面内において主運動の方向に垂直な方向である。なお、シャンク１０は、高さｈが幅ｂよりも大きく、かつ断面形状が四角形である角シャンクであってもよい。また、シャンク１０は、幅ｂと高さｈとが等しく、かつ断面形状が正四角形ではない丸シャンクであってもよい。また、シャンク１０は、幅ｂが高さｈよりも大きく、かつ断面形状が正四角形ではない丸シャンクであってもよい。角シャンクの形状および寸法は、ＪＩＳ（Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ） Ｂ ４１２６（２０１６年１１月２１日制定）、およびＩＳＯ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ） ５６１０（２０１４年８月２１日制定）により規定されている。丸シャンクの形状および寸法は、ＪＩＳ Ｂ ４１２９（２０２０年１月２０日制定）、およびＩＳＯ ５６０９（２０１２年１２月１３日制定）により規定されている。以下、ひずみセンサ２０の搭載位置におけるシャンク１０の高さ方向ＨＤの最大長さを高さｈｓｅｎとし、ひずみセンサ２０の搭載位置におけるシャンク１０の幅方向ＷＤの最大長さを幅ｂｓｅｎとする。また、高さｈｓｅｎをシャンク高さＷとも称する。
シャンク１０の形状は、たとえば正四角柱形状である。より詳細には、シャンク１０は、シャンク１０の断面における幅方向ＷＤの長さを幅ｂとし、シャンク１０の断面における高さ方向ＨＤの長さを高さｈとしたとき、幅ｂと高さｈとが等しく、かつ断面形状が正四角形の角シャンクである。ここで、高さ方向ＨＤとは、工具系基準方式において、シャンク１０の長手方向に垂直な平面内において主運動の方向と平行な方向であり、幅方向ＷＤとは、当該平面内において主運動の方向に垂直な方向である。なお、シャンク１０は、高さｈが幅ｂよりも大きく、かつ断面形状が四角形である角シャンクであってもよい。また、シャンク１０は、幅ｂと高さｈとが等しく、かつ断面形状が正四角形ではない丸シャンクであってもよい。また、シャンク１０は、幅ｂが高さｈよりも大きく、かつ断面形状が正四角形ではない丸シャンクであってもよい。角シャンクの形状および寸法は、ＪＩＳ（Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ） Ｂ ４１２６（２０１６年１１月２１日制定）、およびＩＳＯ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ） ５６１０（２０１４年８月２１日制定）により規定されている。丸シャンクの形状および寸法は、ＪＩＳ Ｂ ４１２９（２０２０年１月２０日制定）、およびＩＳＯ ５６０９（２０１２年１２月１３日制定）により規定されている。以下、ひずみセンサ２０の搭載位置におけるシャンク１０の高さ方向ＨＤの最大長さを高さｈｓｅｎとし、ひずみセンサ２０の搭載位置におけるシャンク１０の幅方向ＷＤの最大長さを幅ｂｓｅｎとする。また、高さｈｓｅｎをシャンク高さＷとも称する。
【0024】
丸シャンクであるシャンク１０の外周面におけるフラットすなわち平面の数は、ゼロ、１つ、２つ、３つおよび４つのいずれであってもよい。すなわち、丸シャンクであるシャンク１０の、ＪＩＳ Ｂ ４１２９－１において定義される断面形状記号は、「１０」、「１１」、「１２」、「１３」、「１４」、「２１」、「２２」、「３１」、「３２」、「３３」、「３４」、および「４１」のいずれであってもよい。当該断面形状記号が「１３」、「１４」または「２２」であるシャンク１０の幅方向ＷＤは、直径φｄの方向と平行な方向である。すなわち、当該断面形状記号が「１３」、「１４」または「２２」であるシャンク１０の断面における幅方向ＷＤの長さは、シャンク１０の直径φｄと等しい。また、当該断面形状記号が「１１」、「１２」または「２１」であるシャンク１０の高さ方向ＨＤは、直径φｄの方向と平行な方向である。すなわち、当該断面形状記号が「１１」、「１２」または「２１」であるシャンク１０の断面における高さ方向ＨＤの長さは、シャンク１０の直径φｄと等しい。
【0025】
たとえば、シャンク１０は、切刃を取り付け可能である。より詳細には、シャンク１０は、仮想的な軸１７の方向における第１端に切刃を有するチップ１を取り付け可能である。すなわち、切削工具１０１は、刃先交換式のバイトすなわちスローアウェイバイトである。チップ１は、たとえば、上面視で三角形、正方形、ひし形、および五角形等の多角形状である。チップ１は、たとえば、上面の中央において貫通孔が形成され、固定用部材３Ａ，３Ｂによりシャンク１０に固定される。なお、シャンク１０は、切刃を取り付け可能である代わりに切刃を有する構成であってもよい。より詳細には、シャンク１０は、軸１７の方向における第１端に切刃を有する。すなわち、切削工具１０１は、たとえばむくバイトまたはろう付けバイト等の、スローアウェイバイト以外のバイトであってもよい。ここで、軸１７は、シャンク１０を曲げた時に伸びも縮みもしない中立軸である。中立軸である軸１７は、シャンク１０が単一材料により形成されている場合、シャンク１０の断面における重心と一致する。
【0026】
チップ１は、基準点１Ｋを有する。基準点１Ｋは、たとえばチップ１の先端部分である。より詳細には、切込み角が９０°以下のチップ１における基準点１Ｋは、想定作業面と、切れ刃面と、すくい面との交点である。また、切込み角が９０°より大きいチップ１における基準点１Ｋは、想定作業面と、想定作業面に垂直でありチップ１のコーナ半径に接する面と、すくい面との交点である。また、円形チップが付いた切刃の形状記号Ｄすなわち「ひし形頂角５５°」に対しての基準点１Ｋは、チップ１の中心軸を通る想定作業面と、想定作業面に垂直であり切れ刃に接する面と、すくい面との交点である。また、円形チップが付いた切刃の形状記号Ｓすなわち「正方形」に対しての基準点１Ｋは、チップ１の中心軸を通る想定作業面と、想定作業面に垂直であり切れ刃に接する面と、すくい面との交点である。なお、切刃の形状記号Ｓの場合、直交する二つの主送り方向によって、想定作業面が２面存在するので、基準点１Ｋも２つ存在する。たとえば、基準点１Ｋは、ＪＩＳ Ｂ ４１２６－１により定義されている。
【0027】
図２は、本開示の第１の実施の形態に係る切削工具を工作機械に取り付けた状態を示す図である。図２を参照して、切削工具１０１は、旋盤等の工作機械における刃物台５０Ａ，５０Ｂにより上下から挟まれて固定される。より詳細には、切削工具１０１は、刃物台５０Ａの上に載置され、刃物台５０Ｂにより上から挟まれて固定される。切削工具１０１は、刃物台５０Ａ，５０Ｂにより固定された状態で切削加工を行う。
【0028】
図３は、本開示の第１の実施の形態に係る切削工具の構成を示す断面図である。図３は、図２におけるＩＩＩ－ＩＩＩ線矢視断面図である。図３を参照して、シャンク１０は、仮想的な軸１７を囲む４つの表面を含む。より詳細には、シャンク１０は、刃物台５０Ａに載置される面である底面Ｓ１と、底面Ｓ１と対向する面である上面Ｓ２と、チップ１側から見て上面Ｓ２と時計回り方向に隣接する面である側面Ｓ３と、側面Ｓ３と対向する面である側面Ｓ４とを含む。以下では、説明のため、底面Ｓ１と平行であり、かつ軸１７に直交する方向をＸ方向とし、底面Ｓ１に直交する方向をＹ方向とし、軸１７と平行な方向をＺ方向とする。Ｘ方向は、上述の幅方向ＷＤと平行な方向であり、第１方向の一例である。Ｙ方向は、上述の高さ方向ＨＤと平行な方向であり、第２方向の一例である。Ｚ方向は、第３方向の一例である。図３では、軸１７を通り、かつＸ方向と平行な仮想線ＶＬ１と、軸１７を通り、かつＹ方向と平行な仮想線ＶＬ２と、軸１７、上面Ｓ２および側面Ｓ４の境界部ならびに底面Ｓ１および側面Ｓ３の境界部を通る仮想線ＶＬ３と、軸１７、上面Ｓ２および側面Ｓ３の境界部ならびに底面Ｓ１および側面Ｓ４の境界部を通る仮想線ＶＬ４とを破線で示している。
【0029】
以下では、説明のため、Ｘ方向とＹ方向とを含むＸＹ平面において、軸１７よりも側面Ｓ４側の領域であって、仮想線ＶＬ１と仮想線ＶＬ３との間の領域を第１象限Ｑ１と称する。また、ＸＹ平面において、軸１７よりも上面Ｓ２側の領域であって、仮想線ＶＬ３と仮想線ＶＬ２との間の領域を第２象限Ｑ２と称し、軸１７よりも上面Ｓ２側の領域であって、仮想線ＶＬ２と仮想線ＶＬ４との間の領域を第３象限Ｑ３と称し、軸１７よりも側面Ｓ３側の領域であって、仮想線ＶＬ４と仮想線ＶＬ１との間の領域を第４象限Ｑ４と称し、軸１７よりも側面Ｓ３側の領域であって、仮想線ＶＬ１と仮想線ＶＬ３との間の領域を第５象限Ｑ５と称し、軸１７よりも底面Ｓ１側の領域であって、仮想線ＶＬ３と仮想線ＶＬ２との間の領域を第６象限Ｑ６と称し、軸１７よりも底面Ｓ１側の領域であって、仮想線ＶＬ２と仮想線ＶＬ４との間の領域を第７象限Ｑ７と称し、軸１７よりも側面Ｓ４側の領域であって、仮想線ＶＬ４と仮想線ＶＬ１との間の領域を第８象限Ｑ８と称する。
【0030】
切削工具１０１において、基準点１Ｋは任意の位置に存在する。たとえば、ＸＹ平面における基準点１Ｋの位置は、第１象限Ｑ１、第２象限Ｑ２、第３象限Ｑ３、第４象限Ｑ４、第５象限Ｑ５、第６象限Ｑ６、第７象限Ｑ７および第８象限Ｑ８のうちのいずれの領域内であってもよい。具体的には、ＸＹ平面における基準点１Ｋの位置は、図３に示す位置ＰＫ１～ＰＫ８のいずれであってもよい。また、ＸＹ平面における基準点１Ｋの位置は、第２象限Ｑ２と第３象限Ｑ３との境界付近の位置ＰＫ９であってもよいし、第６象限Ｑ６と第７象限Ｑ７との境界付近の位置ＰＫ１０であってもよいし、第８象限Ｑ８と第１象限Ｑ１との境界付近の位置ＰＫ１１であってもよいし、第４象限Ｑ４と第５象限Ｑ５との境界付近の位置ＰＫ１２であってもよい。
【0031】
再び図２を参照して、ひずみセンサ２０は、切削加工時のシャンク１０のひずみを測定し、たとえば当該ひずみに応じたレベルのアナログ信号を図示しない信号線経由で図示しない無線通信装置へ送信する。無線通信装置は、たとえば通信用ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）等の通信回路を含む。ひずみセンサ２０および無線通信装置は、図示しない電力線を介して、図示しない電池から電力の供給を受ける。無線通信装置は、ひずみセンサ２０から受信したアナログ信号を所定のサンプリング周期でＡＤ（Ａｎａｌｏｇ Ｄｉｇｉｔａｌ）変換し、変換後のデジタル値であるセンサ計測値を生成する。より詳細には、無線通信装置は、ひずみセンサ２０から受けるアナログ信号をＡＤ変換することによりセンサ計測値ｓを生成する。無線通信装置は、生成したセンサ計測値ｓにサンプリングタイミングを示すタイムスタンプを付与し、タイムスタンプが付与されたセンサ計測値ｓを図示しない記憶部に保存する。再び図１を参照して、無線通信装置は、たとえば所定周期で、当該記憶部から１または複数のセンサ計測値ｓを取得し、取得したセンサ計測値ｓを含む無線信号を生成し、生成した無線信号を処理装置２０１へ送信する。
【0032】
［処理装置］
図４は、本開示の第１の実施の形態に係る切削システムにおける処理装置の構成を示す図である。図４を参照して、処理装置２０１は、無線通信部１１０と、処理部１２０と、記憶部１３０とを備える。無線通信部１１０は、たとえば通信用ＩＣ等の通信回路により実現される。処理部１２０は、たとえば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）およびＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等のプロセッサによって実現される。記憶部１３０は、たとえば不揮発性メモリである。無線通信部１１０は、切削工具１０１における無線通信装置と無線による通信を行う。当該無線通信装置および無線通信部１１０は、たとえば、ＩＥＥＥ ８０２．１５．４に準拠したＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、ＩＥＥＥ ８０２．１５．１に準拠したＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）およびＩＥＥＥ８０２．１５．３ａに準拠したＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ Ｗｉｄｅ Ｂａｎｄ）等の通信プロトコルを用いた無線による通信を行う。なお、当該無線通信装置と無線通信部１１０との間において、上記以外の通信プロトコルが用いられてもよい。無線通信部１１０は、切削工具１０１における無線通信装置から受信した無線信号からセンサ計測値ｓを取得し、取得したセンサ計測値ｓを記憶部１３０に保存する。処理部１２０は、無線通信部１１０により記憶部１３０に保存されたセンサ計測値ｓを解析することにより、切削工具１０１に関する異常を検知する。
図４は、本開示の第１の実施の形態に係る切削システムにおける処理装置の構成を示す図である。図４を参照して、処理装置２０１は、無線通信部１１０と、処理部１２０と、記憶部１３０とを備える。無線通信部１１０は、たとえば通信用ＩＣ等の通信回路により実現される。処理部１２０は、たとえば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）およびＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等のプロセッサによって実現される。記憶部１３０は、たとえば不揮発性メモリである。無線通信部１１０は、切削工具１０１における無線通信装置と無線による通信を行う。当該無線通信装置および無線通信部１１０は、たとえば、ＩＥＥＥ ８０２．１５．４に準拠したＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、ＩＥＥＥ ８０２．１５．１に準拠したＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）およびＩＥＥＥ８０２．１５．３ａに準拠したＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ Ｗｉｄｅ Ｂａｎｄ）等の通信プロトコルを用いた無線による通信を行う。なお、当該無線通信装置と無線通信部１１０との間において、上記以外の通信プロトコルが用いられてもよい。無線通信部１１０は、切削工具１０１における無線通信装置から受信した無線信号からセンサ計測値ｓを取得し、取得したセンサ計測値ｓを記憶部１３０に保存する。処理部１２０は、無線通信部１１０により記憶部１３０に保存されたセンサ計測値ｓを解析することにより、切削工具１０１に関する異常を検知する。
【0033】
［ひずみセンサ］
図５は、本開示の第１の実施の形態に係る切削工具の構成の一例を示す図である。第１の実施の形態に係るチップ１は、基準点１Ｋである基準点１Ｋ１を有する。基準点１Ｋ１の位置は、図３に示す位置ＰＫ１の一例である。図５を参照して、切削工具１０１は、ひずみセンサ２０として、ひずみセンサ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃを備える。たとえば、ひずみセンサ２０Ａ，２０Ｃは、シャンク１０の側面Ｓ４に搭載される。また、たとえば、ひずみセンサ２０Ｂは、シャンク１０の上面Ｓ２に搭載される。
図５は、本開示の第１の実施の形態に係る切削工具の構成の一例を示す図である。第１の実施の形態に係るチップ１は、基準点１Ｋである基準点１Ｋ１を有する。基準点１Ｋ１の位置は、図３に示す位置ＰＫ１の一例である。図５を参照して、切削工具１０１は、ひずみセンサ２０として、ひずみセンサ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃを備える。たとえば、ひずみセンサ２０Ａ，２０Ｃは、シャンク１０の側面Ｓ４に搭載される。また、たとえば、ひずみセンサ２０Ｂは、シャンク１０の上面Ｓ２に搭載される。
【0034】
たとえば、ひずみセンサ２０のうちの少なくともいずれか２つは、シャンク１０のせん断ひずみを測定可能なせん断ひずみセンサである。また、たとえば、ひずみセンサ２０のうちの少なくともいずれか１つは、シャンク１０の垂直ひずみを測定可能な垂直ひずみセンサである。このように、ひずみセンサ２０のうちの少なくともいずれか１つが垂直ひずみセンサである構成により、せん断ひずみセンサでは測定することが困難である、Ｚ方向の負荷に伴って生じる垂直ひずみを測定することができる。一例として、ひずみセンサ２０Ａ，２０Ｂは、せん断ひずみセンサである。また、一例として、ひずみセンサ２０Ｃは、垂直ひずみセンサである。
【0035】
ひずみセンサ２０Ａは、ひずみセンサ２０Ａの搭載位置におけるシャンク１０のせん断ひずみεｙｚを測定する。より詳細には、ひずみセンサ２０Ａは、たとえば、シャンク１０の側面Ｓ４と平行であり、かつ軸１７との間のなす角度が４５°である測定軸ａ１と、シャンク１０の側面Ｓ４と平行であり、かつ測定軸ａ１に直交する測定軸ａ２とを有する。ひずみセンサ２０Ａは、測定軸ａ１の方向におけるひずみｓａ１と、測定軸ａ２の方向におけるひずみｓａ２とを測定し、ひずみｓａ１に応じたレベルのアナログ信号ＡＳａ１とひずみｓａ２に応じたレベルのアナログ信号ＡＳａ２との差分を、せん断ひずみεｙｚに対応するアナログ信号ＡＳｙｚとして上述した無線通信装置へ出力する。なお、ひずみセンサ２０Ａは、アナログ信号ＡＳｙｚの代わりに、アナログ信号ＡＳａ１およびアナログ信号ＡＳａ２を当該無線通信装置へそれぞれ出力する構成であってもよい。
【0036】
ひずみセンサ２０Ｂは、ひずみセンサ２０Ｂの搭載位置におけるシャンク１０のせん断ひずみεｘｚを測定する。より詳細には、ひずみセンサ２０Ｂは、たとえば、シャンク１０の上面Ｓ２と平行であり、かつ軸１７との間のなす角度が４５°である測定軸ｂ１と、シャンク１０の上面Ｓ２と平行であり、かつ測定軸ｂ１に直交する測定軸ｂ２とを有する。ひずみセンサ２０Ｂは、測定軸ｂ１の方向におけるひずみｓｂ１と、測定軸ｂ２の方向におけるひずみｓｂ２とを測定し、ひずみｓｂ１に応じたレベルのアナログ信号ＡＳｂ１とひずみｓｂ２に応じたレベルのアナログ信号ＡＳｂ２との差分を、せん断ひずみεｘｚに対応するアナログ信号ＡＳｘｚとして上述した無線通信装置へ出力する。なお、ひずみセンサ２０Ｂは、アナログ信号ＡＳｘｚの代わりに、アナログ信号ＡＳｂ１およびアナログ信号ＡＳｂ２を当該無線通信装置へそれぞれ出力する構成であってもよい。
【0037】
ひずみセンサ２０Ｃは、ひずみセンサ２０Ｃの搭載位置におけるシャンク１０の垂直ひずみεｚｚを測定する。より詳細には、ひずみセンサ２０Ｃは、たとえば、軸１７と平行な測定軸ｃ１を有する。ひずみセンサ２０Ｃは、測定軸ｃ１の方向におけるひずみｓｃ１を測定し、ひずみｓｃ１に応じたレベルのアナログ信号ＡＳｃ１を垂直ひずみεｚｚに対応するアナログ信号ＡＳｚｚとして上述した無線通信装置へ出力する。
【0038】
以下では、シャンク１０に加わるＸ方向の負荷を荷重Ｆｘとも称し、シャンク１０に加わるＹ方向の負荷を荷重Ｆｙとも称し、シャンク１０に加わるＺ方向の負荷を荷重Ｆｚとも称する。荷重Ｆｘは、第１負荷の一例であり、荷重Ｆｙは、第２負荷の一例であり、荷重Ｆｚは、第３負荷の一例である。
【0039】
たとえば、ひずみセンサ２０Ａ，２０Ｂの一方は、荷重Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚのうち、荷重Ｆｘに対して最大の感度を有し、ひずみセンサ２０Ａ，２０Ｂの他方は、荷重Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚのうち、荷重Ｆｙに対して最大の感度を有する。このような構成により、切削加工時におけるひずみセンサ２０Ａ，２０Ｂの測定結果に基づいて、切削抵抗の３分力のうちの２つを算出することができる。また、たとえば、ひずみセンサ２０Ｃは、荷重Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚのうち、荷重Ｆｚに対して最大の感度を有する。このような構成により、切削加工時におけるひずみセンサ２０Ｃの測定結果に基づいて、切削抵抗の３分力のうちのＺ方向の分力を算出することができる。
【0040】
一例として、ひずみセンサ２０Ａは、荷重Ｆｙに対して最大の感度を有する。より詳細には、ある大きさの荷重Ｆｙをシャンク１０に加えたときにひずみセンサ２０Ａから出力されるアナログ信号ＡＳｙｚの大きさは、荷重Ｆｙと同じ大きさの荷重Ｆｘをシャンク１０に加えたときにひずみセンサ２０Ａから出力されるアナログ信号ＡＳｙｚの大きさ、および荷重Ｆｙと同じ大きさの荷重Ｆｚをシャンク１０に加えたときにひずみセンサ２０Ａから出力されるアナログ信号ＡＳｙｚの大きさよりも大きい。
【0041】
また、一例として、ひずみセンサ２０Ｂは、荷重Ｆｘに対して最大の感度を有する。より詳細には、ある大きさの荷重Ｆｘをシャンク１０に加えたときにひずみセンサ２０Ｂから出力されるアナログ信号ＡＳｘｚの大きさは、荷重Ｆｘと同じ大きさの荷重Ｆｙをシャンク１０に加えたときにひずみセンサ２０Ｂから出力されるアナログ信号ＡＳｘｚの大きさ、および荷重Ｆｘと同じ大きさの荷重Ｆｚをシャンク１０に加えたときにひずみセンサ２０Ｂから出力されるアナログ信号ＡＳｘｚの大きさよりも大きい。
【0042】
また、上述したように、ひずみセンサ２０Ｃは、荷重Ｆｚに対して最大の感度を有する。より詳細には、ある大きさの荷重Ｆｚをシャンク１０に加えたときにひずみセンサ２０Ｃから出力されるアナログ信号ＡＳｚｚの大きさは、荷重Ｆｚと同じ大きさの荷重Ｆｘをシャンク１０に加えたときにひずみセンサ２０Ｃから出力されるアナログ信号ＡＳｚｚの大きさ、および荷重Ｆｚと同じ大きさの荷重Ｆｙをシャンク１０に加えたときにひずみセンサ２０Ｃから出力されるアナログ信号ＡＳｚｚの大きさよりも大きい。
【0043】
したがって、大きさおよび方向が既知の荷重をシャンク１０に加えたときにひずみセンサ２０から出力されるアナログ信号を確認することにより、当該ひずみセンサ２０がいずれの荷重に対して最大の感度を有するかを確認することができる。また、ひずみセンサ２０が取り付けられた位置における荷重と垂直ひずみおよびせん断ひずみとの関係をシミュレーションし、既知の荷重をシャンク１０に加えたときにひずみセンサ２０から出力されるアナログ信号とシミュレーション結果とに基づいて、当該ひずみセンサ２０が垂直ひずみセンサおよびせん断ひずみセンサのいずれであるかを確認することができる。
【0044】
（軸方向におけるひずみセンサ２０Ａの搭載位置）
図６は、本開示の第１の実施の形態に係る切削工具の構成を示す断面図である。図６は、図５におけるＶＩ－ＶＩ線矢視断面図である。図６では、基準点１Ｋ１をＺ方向に沿ってＶＩ－ＶＩ線矢視断面へ平行移動させたときのチップ１の位置および基準点１Ｋ１の位置を破線および黒丸でそれぞれ示している。図６を参照して、ＶＩ－ＶＩ線矢視断面におけるシャンク１０のシャンク高さをＷａとする。たとえば、Ｗａは、上述のシャンク高さＷと等しい。以下、後述の変形例においても同様に、Ｗａはシャンク高さＷと等しいものとする。また、Ｘ方向における、ひずみセンサ２０Ａの搭載位置におけるシャンク１０の中心と、チップ１における切刃の基準点１Ｋとの間の距離を距離ｄｘａとする。また、Ｙ方向における、ひずみセンサ２０Ａの搭載位置におけるシャンク１０の中心と、基準点１Ｋとの間の距離を距離ｄｙａとする。なお、ひずみセンサ２０の搭載位置とは、たとえば、ひずみセンサ２０におけるシャンク１０との接触面の中心を意味するものとする。
図６は、本開示の第１の実施の形態に係る切削工具の構成を示す断面図である。図６は、図５におけるＶＩ－ＶＩ線矢視断面図である。図６では、基準点１Ｋ１をＺ方向に沿ってＶＩ－ＶＩ線矢視断面へ平行移動させたときのチップ１の位置および基準点１Ｋ１の位置を破線および黒丸でそれぞれ示している。図６を参照して、ＶＩ－ＶＩ線矢視断面におけるシャンク１０のシャンク高さをＷａとする。たとえば、Ｗａは、上述のシャンク高さＷと等しい。以下、後述の変形例においても同様に、Ｗａはシャンク高さＷと等しいものとする。また、Ｘ方向における、ひずみセンサ２０Ａの搭載位置におけるシャンク１０の中心と、チップ１における切刃の基準点１Ｋとの間の距離を距離ｄｘａとする。また、Ｙ方向における、ひずみセンサ２０Ａの搭載位置におけるシャンク１０の中心と、基準点１Ｋとの間の距離を距離ｄｙａとする。なお、ひずみセンサ２０の搭載位置とは、たとえば、ひずみセンサ２０におけるシャンク１０との接触面の中心を意味するものとする。
【0045】
また、距離ｄｘａおよび距離ｄｙａが互いに異なる値である場合、距離ｄｘａおよび距離ｄｙａのうちの大きい方をｍａｘｄｘｙａとし、小さい方をｍｉｎｄｘｙａとする。なお、距離ｄｘａおよび距離ｄｙａが等しい値である場合、距離ｄｘａおよび距離ｄｙａをｍａｘｄｘｙａとする。図６に示す例では、距離ｄｘａおよび距離ｄｙａが互いに異なる値であり、かつ距離ｄｘａは距離ｄｙａよりも大きい。したがって、距離ｄｘａをｍａｘｄｘｙａとし、距離ｄｙａをｍｉｎｄｘｙａとする。再び図５を参照して、このとき、Ｚ方向における、ひずみセンサ２０Ａの搭載位置と基準点１Ｋとの間の距離をセンサ距離Ｄａとすると、センサ距離Ｄａは、下記式（１）を満たす。
Ｄａ＜０．７４Ｗ＋２．０９ｍａｘｄｘｙａ ・・・ （１）
Ｄａ＜０．７４Ｗ＋２．０９ｍａｘｄｘｙａ ・・・ （１）
【0046】
このように、せん断ひずみセンサであるひずみセンサ２０Ａのセンサ距離Ｄａが式（１）を満たす構成により、ひずみセンサ２０Ａの代わりに垂直ひずみセンサを用いる構成と比べて、荷重Ｆｘまたは荷重Ｆｙが加わることに伴って生じるせん断ひずみをより高感度で測定することができる。したがって、ひずみセンサを用いてシャンクのひずみをより高感度で測定することができる。
【0047】
センサ距離Ｄａは、下記式（２）を満たす。
Ｄａ＜０．７４Ｗ＋２．０９ｍｉｎｄｘｙａ ・・・ （２）
Ｄａ＜０．７４Ｗ＋２．０９ｍｉｎｄｘｙａ ・・・ （２）
【0048】
センサ距離Ｄａが式（２）を満たす構成により、ひずみセンサ２０Ａの代わりに垂直ひずみセンサを用いる構成と比べて、荷重Ｆｘまたは荷重Ｆｙが加わることに伴って生じるせん断ひずみをより一層高感度で測定することができる。
【0049】
（軸方向におけるひずみセンサ２０Ｂの搭載位置）
図７は、本開示の第１の実施の形態に係る切削工具の構成を示す断面図である。図７は、図５におけるＶＩＩ－ＶＩＩ線矢視断面図である。図７では、基準点１Ｋ１をＺ方向に沿ってＶＩＩ－ＶＩＩ線矢視断面へ平行移動させたときのチップ１の位置および基準点１Ｋ１の位置を破線および黒丸でそれぞれ示している。図７を参照して、ＶＩＩ－ＶＩＩ線矢視断面におけるシャンク１０のシャンク高さをＷｂとする。たとえば、Ｗｂは、上述のシャンク高さＷと等しい。以下、後述の変形例においても同様に、Ｗｂはシャンク高さＷと等しいものとする。また、Ｘ方向における、ひずみセンサ２０Ｂの搭載位置におけるシャンク１０の中心と、基準点１Ｋとの間の距離を距離ｄｘｂとする。また、Ｙ方向における、ひずみセンサ２０Ａの搭載位置におけるシャンク１０の中心と、基準点１Ｋとの間の距離を距離ｄｙｂとする。
図７は、本開示の第１の実施の形態に係る切削工具の構成を示す断面図である。図７は、図５におけるＶＩＩ－ＶＩＩ線矢視断面図である。図７では、基準点１Ｋ１をＺ方向に沿ってＶＩＩ－ＶＩＩ線矢視断面へ平行移動させたときのチップ１の位置および基準点１Ｋ１の位置を破線および黒丸でそれぞれ示している。図７を参照して、ＶＩＩ－ＶＩＩ線矢視断面におけるシャンク１０のシャンク高さをＷｂとする。たとえば、Ｗｂは、上述のシャンク高さＷと等しい。以下、後述の変形例においても同様に、Ｗｂはシャンク高さＷと等しいものとする。また、Ｘ方向における、ひずみセンサ２０Ｂの搭載位置におけるシャンク１０の中心と、基準点１Ｋとの間の距離を距離ｄｘｂとする。また、Ｙ方向における、ひずみセンサ２０Ａの搭載位置におけるシャンク１０の中心と、基準点１Ｋとの間の距離を距離ｄｙｂとする。
【0050】
また、距離ｄｘｂおよび距離ｄｙｂが互いに異なる値である場合、距離ｄｘｂおよび距離ｄｙｂのうちの大きい方をｍａｘｄｘｙｂとし、小さい方をｍｉｎｄｘｙｂとする。なお、距離ｄｘｂおよび距離ｄｙｂが等しい値である場合、距離ｄｘｂおよび距離ｄｙｂをｍａｘｄｘｙｂとする。図７に示す例では、距離ｄｘｂおよび距離ｄｙｂが互いに異なる値であり、かつ距離ｄｘｂは距離ｄｙｂよりも大きい。したがって、距離ｄｘｂをｍａｘｄｘｙｂとし、距離ｄｙｂをｍｉｎｄｘｙｂとする。再び図５を参照して、このとき、たとえば、Ｚ方向における、ひずみセンサ２０Ｂの搭載位置と基準点１Ｋとの間の距離をセンサ距離Ｄｂとすると、センサ距離Ｄｂは、下記式（３）を満たす。
Ｄｂ＜０．７４Ｗ＋２．０９ｍｉｎｄｘｙｂ ・・・ （３）
Ｄｂ＜０．７４Ｗ＋２．０９ｍｉｎｄｘｙｂ ・・・ （３）
【0051】
このように、せん断ひずみセンサであるひずみセンサ２０Ｂのセンサ距離Ｄｂが式（３）を満たす構成により、ひずみセンサ２０Ｂの代わりに垂直ひずみセンサを用いる構成と比べて、荷重Ｆｘまたは荷重Ｆｙが加わることに伴って生じるせん断ひずみをより高感度で測定することができる。なお、センサ距離Ｄａとセンサ距離Ｄｂとは、異なってもよいし、同じであってもよい。
【0052】
［変形例１］
図８は、本開示の第１の実施の形態の変形例１に係る切削工具の構成の一例を示す図である。変形例１に係るチップ１は、基準点１Ｋである基準点１Ｋ２を有する。基準点１Ｋ２のＸＹ平面における位置は、図３に示す第２象限Ｑ２の領域内であるものとする。基準点１Ｋ２の位置は、図３に示す位置ＰＫ２の一例である。図８を参照して、切削工具１０１Ａは、ひずみセンサ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃを備える。たとえば、ひずみセンサ２０Ａ，２０Ｃは、シャンク１０の側面Ｓ４に搭載される。また、たとえば、ひずみセンサ２０Ｂは、シャンク１０の上面Ｓ２に搭載される。
図８は、本開示の第１の実施の形態の変形例１に係る切削工具の構成の一例を示す図である。変形例１に係るチップ１は、基準点１Ｋである基準点１Ｋ２を有する。基準点１Ｋ２のＸＹ平面における位置は、図３に示す第２象限Ｑ２の領域内であるものとする。基準点１Ｋ２の位置は、図３に示す位置ＰＫ２の一例である。図８を参照して、切削工具１０１Ａは、ひずみセンサ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃを備える。たとえば、ひずみセンサ２０Ａ，２０Ｃは、シャンク１０の側面Ｓ４に搭載される。また、たとえば、ひずみセンサ２０Ｂは、シャンク１０の上面Ｓ２に搭載される。
【0053】
（軸方向におけるひずみセンサ２０Ｂの搭載位置）
図９は、本開示の第１の実施の形態の変形例１に係る切削工具の構成を示す断面図である。図９は、図８におけるＩＸ－ＩＸ線矢視断面図である。図９では、基準点１Ｋ２をＺ方向に沿ってＩＸ－ＩＸ線矢視断面へ平行移動させたときのチップ１の位置および基準点１Ｋ２の位置を破線および黒丸でそれぞれ示している。図９を参照して、距離ｄｘｂおよび距離ｄｙｂが互いに異なる値であり、かつ距離ｄｙｂは距離ｄｘｂよりも大きいので、距離ｄｙｂをｍａｘｄｘｙｂとし、距離ｄｘｂをｍｉｎｄｘｙｂとする。再び図８を参照して、このとき、センサ距離Ｄｂは、下記式（４）を満たす。
Ｄｂ＜０．７４Ｗ＋２．０９ｍａｘｄｘｙｂ ・・・ （４）
図９は、本開示の第１の実施の形態の変形例１に係る切削工具の構成を示す断面図である。図９は、図８におけるＩＸ－ＩＸ線矢視断面図である。図９では、基準点１Ｋ２をＺ方向に沿ってＩＸ－ＩＸ線矢視断面へ平行移動させたときのチップ１の位置および基準点１Ｋ２の位置を破線および黒丸でそれぞれ示している。図９を参照して、距離ｄｘｂおよび距離ｄｙｂが互いに異なる値であり、かつ距離ｄｙｂは距離ｄｘｂよりも大きいので、距離ｄｙｂをｍａｘｄｘｙｂとし、距離ｄｘｂをｍｉｎｄｘｙｂとする。再び図８を参照して、このとき、センサ距離Ｄｂは、下記式（４）を満たす。
Ｄｂ＜０．７４Ｗ＋２．０９ｍａｘｄｘｙｂ ・・・ （４）
【0054】
このように、せん断ひずみセンサであるひずみセンサ２０Ｂのセンサ距離Ｄｂが式（４）を満たす構成により、ひずみセンサ２０Ｂの代わりに垂直ひずみセンサを用いる構成と比べて、荷重Ｆｘまたは荷重Ｆｙが加わることに伴って生じるせん断ひずみをより高感度で測定することができる。したがって、ひずみセンサを用いてシャンクのひずみをより高感度で測定することができる。
【0055】
好ましくは、センサ距離Ｄｂは、上述の式（３）を満たす。センサ距離Ｄｂが式（４）に加えてさらに式（３）を満たす構成により、せん断ひずみセンサの代わりに垂直ひずみセンサを用いる構成と比べて、荷重Ｆｘまたは荷重Ｆｙが加わることに伴って生じるせん断ひずみをより一層高感度で測定することができる。
【0056】
（軸方向におけるひずみセンサ２０Ａの搭載位置）
図１０は、本開示の第１の実施の形態の変形例１に係る切削工具の構成を示す断面図である。図１０は、図８におけるＸ－Ｘ線矢視断面図である。図１０では、基準点１Ｋ２をＺ方向に沿ってＸ－Ｘ線矢視断面へ平行移動させたときのチップ１の位置および基準点１Ｋ２の位置を破線および黒丸でそれぞれ示している。図１０を参照して、距離ｄｘａおよび距離ｄｙａが互いに異なる値であり、かつ距離ｄｙａは距離ｄｘａよりも大きいので、距離ｄｙａをｍａｘｄｘｙａとし、距離ｄｘａをｍｉｎｄｘｙａとする。再び図８を参照して、このとき、たとえば、センサ距離Ｄａは、上述の式（２）を満たす。
図１０は、本開示の第１の実施の形態の変形例１に係る切削工具の構成を示す断面図である。図１０は、図８におけるＸ－Ｘ線矢視断面図である。図１０では、基準点１Ｋ２をＺ方向に沿ってＸ－Ｘ線矢視断面へ平行移動させたときのチップ１の位置および基準点１Ｋ２の位置を破線および黒丸でそれぞれ示している。図１０を参照して、距離ｄｘａおよび距離ｄｙａが互いに異なる値であり、かつ距離ｄｙａは距離ｄｘａよりも大きいので、距離ｄｙａをｍａｘｄｘｙａとし、距離ｄｘａをｍｉｎｄｘｙａとする。再び図８を参照して、このとき、たとえば、センサ距離Ｄａは、上述の式（２）を満たす。
【0057】
このように、せん断ひずみセンサであるひずみセンサ２０Ａのセンサ距離Ｄａが式（２）を満たす構成により、ひずみセンサ２０Ａの代わりに垂直ひずみセンサを用いる構成と比べて、荷重Ｆｘまたは荷重Ｆｙが加わることに伴って生じるせん断ひずみをより高感度で測定することができる。
【0058】
［変形例２］
図１１は、本開示の第１の実施の形態の変形例２に係る切削工具の構成の一例を示す図である。図１１では、シャンク１０の側面Ｓ３に搭載されるひずみセンサ２０Ａ，２０Ｃを破線で示している。変形例２に係るチップ１は、基準点１Ｋである基準点１Ｋ３を有する。基準点１Ｋ３のＸＹ平面における位置は、図３に示す第４象限Ｑ４の領域内であるものとする。基準点１Ｋ３の位置は、図３に示す位置ＰＫ４の一例である。図１１を参照して、切削工具１０１Ｂは、ひずみセンサ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃを備える。たとえば、ひずみセンサ２０Ａ，２０Ｃは、シャンク１０の側面Ｓ３に搭載される。また、たとえば、ひずみセンサ２０Ｂは、シャンク１０の上面Ｓ２に搭載される。
図１１は、本開示の第１の実施の形態の変形例２に係る切削工具の構成の一例を示す図である。図１１では、シャンク１０の側面Ｓ３に搭載されるひずみセンサ２０Ａ，２０Ｃを破線で示している。変形例２に係るチップ１は、基準点１Ｋである基準点１Ｋ３を有する。基準点１Ｋ３のＸＹ平面における位置は、図３に示す第４象限Ｑ４の領域内であるものとする。基準点１Ｋ３の位置は、図３に示す位置ＰＫ４の一例である。図１１を参照して、切削工具１０１Ｂは、ひずみセンサ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃを備える。たとえば、ひずみセンサ２０Ａ，２０Ｃは、シャンク１０の側面Ｓ３に搭載される。また、たとえば、ひずみセンサ２０Ｂは、シャンク１０の上面Ｓ２に搭載される。
【0059】
（軸方向におけるひずみセンサ２０Ａの搭載位置）
図１２は、本開示の第１の実施の形態の変形例２に係る切削工具の構成を示す断面図である。図１２は、図１１におけるＸＩＩ－ＸＩＩ線矢視断面図である。図１２では、基準点１Ｋ３をＺ方向に沿ってＸＩＩ－ＸＩＩ線矢視断面へ平行移動させたときの基準点１Ｋ３の位置を黒丸で示している。ここで、距離ｄｘａ、距離ｄｙａ、ｍａｘｄｘｙａ、ｍｉｎｄｘｙａ、およびセンサ距離Ｄａの関係は、上述の第１の実施の形態と同様である。すなわち、図１２を参照して、距離ｄｘａおよび距離ｄｙａが互いに異なる値であり、かつ距離ｄｘａは距離ｄｙａよりも大きいので、距離ｄｘａをｍａｘｄｘｙａとし、距離ｄｙｂをｍｉｎｄｘｙａとする。このとき、再び図１１を参照して、たとえば、センサ距離Ｄａは、上述の式（１）を満たす。また、たとえば、センサ距離Ｄａは、上述の式（２）を満たす。
図１２は、本開示の第１の実施の形態の変形例２に係る切削工具の構成を示す断面図である。図１２は、図１１におけるＸＩＩ－ＸＩＩ線矢視断面図である。図１２では、基準点１Ｋ３をＺ方向に沿ってＸＩＩ－ＸＩＩ線矢視断面へ平行移動させたときの基準点１Ｋ３の位置を黒丸で示している。ここで、距離ｄｘａ、距離ｄｙａ、ｍａｘｄｘｙａ、ｍｉｎｄｘｙａ、およびセンサ距離Ｄａの関係は、上述の第１の実施の形態と同様である。すなわち、図１２を参照して、距離ｄｘａおよび距離ｄｙａが互いに異なる値であり、かつ距離ｄｘａは距離ｄｙａよりも大きいので、距離ｄｘａをｍａｘｄｘｙａとし、距離ｄｙｂをｍｉｎｄｘｙａとする。このとき、再び図１１を参照して、たとえば、センサ距離Ｄａは、上述の式（１）を満たす。また、たとえば、センサ距離Ｄａは、上述の式（２）を満たす。
【0060】
（軸方向におけるひずみセンサ２０Ｂの搭載位置）
図１３は、本開示の第１の実施の形態の変形例２に係る切削工具の構成を示す断面図である。図１３は、図１１におけるＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ線矢視断面図である。図１３では、基準点１Ｋ３をＺ方向に沿ってＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ線矢視断面へ平行移動させたときの基準点１Ｋ３の位置を黒丸で示している。ここで、距離ｄｘｂ、距離ｄｙｂ、ｍａｘｄｘｙｂ、ｍｉｎｄｘｙｂ、およびセンサ距離Ｄｂの関係は、上述の第１の実施の形態と同様である。すなわち、図１３を参照して、距離ｄｘｂおよび距離ｄｙｂが互いに異なる値であり、かつ距離ｄｘｂは距離ｄｙｂよりも大きいので、距離ｄｘｂをｍａｘｄｘｙｂとし、距離ｄｙｂをｍｉｎｄｘｙｂとする。このとき、再び図１１を参照して、たとえば、センサ距離Ｄｂは、上述の式（３）を満たす。
図１３は、本開示の第１の実施の形態の変形例２に係る切削工具の構成を示す断面図である。図１３は、図１１におけるＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ線矢視断面図である。図１３では、基準点１Ｋ３をＺ方向に沿ってＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ線矢視断面へ平行移動させたときの基準点１Ｋ３の位置を黒丸で示している。ここで、距離ｄｘｂ、距離ｄｙｂ、ｍａｘｄｘｙｂ、ｍｉｎｄｘｙｂ、およびセンサ距離Ｄｂの関係は、上述の第１の実施の形態と同様である。すなわち、図１３を参照して、距離ｄｘｂおよび距離ｄｙｂが互いに異なる値であり、かつ距離ｄｘｂは距離ｄｙｂよりも大きいので、距離ｄｘｂをｍａｘｄｘｙｂとし、距離ｄｙｂをｍｉｎｄｘｙｂとする。このとき、再び図１１を参照して、たとえば、センサ距離Ｄｂは、上述の式（３）を満たす。
【0061】
［変形例３］
図１４は、本開示の第１の実施の形態の変形例３に係る切削工具の構成の一例を示す図である。図１４では、シャンク１０の側面Ｓ３に搭載されるひずみセンサ２０Ａ，２０Ｃを破線で示している。変形例３に係るチップ１は、基準点１Ｋである基準点１Ｋ４を有する。基準点１Ｋ４のＸＹ平面における位置は、図３に示す第３象限Ｑ３の領域内であるものとする。基準点１Ｋ４の位置は、図３に示す位置ＰＫ３の一例である。図１４を参照して、切削工具１０１Ｃは、ひずみセンサ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃを備える。たとえば、ひずみセンサ２０Ａ，２０Ｃは、シャンク１０の側面Ｓ３に搭載される。また、たとえば、ひずみセンサ２０Ｂは、シャンク１０の上面Ｓ２に搭載される。
図１４は、本開示の第１の実施の形態の変形例３に係る切削工具の構成の一例を示す図である。図１４では、シャンク１０の側面Ｓ３に搭載されるひずみセンサ２０Ａ，２０Ｃを破線で示している。変形例３に係るチップ１は、基準点１Ｋである基準点１Ｋ４を有する。基準点１Ｋ４のＸＹ平面における位置は、図３に示す第３象限Ｑ３の領域内であるものとする。基準点１Ｋ４の位置は、図３に示す位置ＰＫ３の一例である。図１４を参照して、切削工具１０１Ｃは、ひずみセンサ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃを備える。たとえば、ひずみセンサ２０Ａ，２０Ｃは、シャンク１０の側面Ｓ３に搭載される。また、たとえば、ひずみセンサ２０Ｂは、シャンク１０の上面Ｓ２に搭載される。
【0062】
（軸方向におけるひずみセンサ２０Ｂの搭載位置）
図１５は、本開示の第１の実施の形態の変形例３に係る切削工具の構成を示す断面図である。図１５は、図１４におけるＸＶ－ＸＶ線矢視断面図である。図１５では、基準点１Ｋ４をＺ方向に沿ってＸＶ－ＸＶ線矢視断面へ平行移動させたときの基準点１Ｋ４の位置を黒丸で示している。ここで、距離ｄｘｂ、距離ｄｙｂ、ｍａｘｄｘｙｂ、ｍｉｎｄｘｙｂ、およびセンサ距離Ｄｂの関係は、上述の変形例１と同様である。すなわち、図１５を参照して、距離ｄｘｂおよび距離ｄｙｂが互いに異なる値であり、かつ距離ｄｙｂは距離ｄｘｂよりも大きいので、距離ｄｙｂをｍａｘｄｘｙｂとし、距離ｄｘｂをｍｉｎｄｘｙｂとする。このとき、再び図１４を参照して、たとえば、センサ距離Ｄｂは、上述の式（４）を満たす。また、たとえば、センサ距離Ｄｂは、上述の式（３）を満たす。
図１５は、本開示の第１の実施の形態の変形例３に係る切削工具の構成を示す断面図である。図１５は、図１４におけるＸＶ－ＸＶ線矢視断面図である。図１５では、基準点１Ｋ４をＺ方向に沿ってＸＶ－ＸＶ線矢視断面へ平行移動させたときの基準点１Ｋ４の位置を黒丸で示している。ここで、距離ｄｘｂ、距離ｄｙｂ、ｍａｘｄｘｙｂ、ｍｉｎｄｘｙｂ、およびセンサ距離Ｄｂの関係は、上述の変形例１と同様である。すなわち、図１５を参照して、距離ｄｘｂおよび距離ｄｙｂが互いに異なる値であり、かつ距離ｄｙｂは距離ｄｘｂよりも大きいので、距離ｄｙｂをｍａｘｄｘｙｂとし、距離ｄｘｂをｍｉｎｄｘｙｂとする。このとき、再び図１４を参照して、たとえば、センサ距離Ｄｂは、上述の式（４）を満たす。また、たとえば、センサ距離Ｄｂは、上述の式（３）を満たす。
【0063】
（軸方向におけるひずみセンサ２０Ａの搭載位置）
図１６は、本開示の第１の実施の形態の変形例３に係る切削工具の構成を示す断面図である。図１６は、図１４におけるＸＶＩ－ＸＶＩ線矢視断面図である。図１６では、基準点１Ｋ４をＺ方向に沿ってＸＶＩ－ＸＶＩ線矢視断面へ平行移動させたときの基準点１Ｋ４の位置を黒丸で示している。ここで、距離ｄｘａ、距離ｄｙａ、ｍａｘｄｘｙａ、ｍｉｎｄｘｙａ、およびセンサ距離Ｄａの関係は、上述の変形例１と同様である。すなわち、図１６を参照して、距離ｄｘａおよび距離ｄｙａが互いに異なる値であり、かつ距離ｄｙａは距離ｄｘａよりも大きいので、距離ｄｙａをｍａｘｄｘｙａとし、距離ｄｘａをｍｉｎｄｘｙａとする。このとき、再び図１４を参照して、たとえば、センサ距離Ｄａは、上述の式（２）を満たす。
図１６は、本開示の第１の実施の形態の変形例３に係る切削工具の構成を示す断面図である。図１６は、図１４におけるＸＶＩ－ＸＶＩ線矢視断面図である。図１６では、基準点１Ｋ４をＺ方向に沿ってＸＶＩ－ＸＶＩ線矢視断面へ平行移動させたときの基準点１Ｋ４の位置を黒丸で示している。ここで、距離ｄｘａ、距離ｄｙａ、ｍａｘｄｘｙａ、ｍｉｎｄｘｙａ、およびセンサ距離Ｄａの関係は、上述の変形例１と同様である。すなわち、図１６を参照して、距離ｄｘａおよび距離ｄｙａが互いに異なる値であり、かつ距離ｄｙａは距離ｄｘａよりも大きいので、距離ｄｙａをｍａｘｄｘｙａとし、距離ｄｘａをｍｉｎｄｘｙａとする。このとき、再び図１４を参照して、たとえば、センサ距離Ｄａは、上述の式（２）を満たす。
【0064】
［変形例４］
図１７は、本開示の第１の実施の形態の変形例４に係る切削工具の構成の一例を示す図である。変形例４に係るチップ１は、基準点１Ｋである基準点１Ｋ５を有する。基準点１Ｋ５のＸＹ平面における位置は、図３に示す第８象限Ｑ８の領域内であるものとする。基準点１Ｋ５の位置は、図３に示す位置ＰＫ８の一例である。図１７を参照して、切削工具１０１Ｄは、ひずみセンサ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃを備える。たとえば、ひずみセンサ２０Ａ，２０Ｃは、シャンク１０の側面Ｓ４に搭載される。また、たとえば、ひずみセンサ２０Ｂは、シャンク１０の底面Ｓ１に搭載される。
図１７は、本開示の第１の実施の形態の変形例４に係る切削工具の構成の一例を示す図である。変形例４に係るチップ１は、基準点１Ｋである基準点１Ｋ５を有する。基準点１Ｋ５のＸＹ平面における位置は、図３に示す第８象限Ｑ８の領域内であるものとする。基準点１Ｋ５の位置は、図３に示す位置ＰＫ８の一例である。図１７を参照して、切削工具１０１Ｄは、ひずみセンサ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃを備える。たとえば、ひずみセンサ２０Ａ，２０Ｃは、シャンク１０の側面Ｓ４に搭載される。また、たとえば、ひずみセンサ２０Ｂは、シャンク１０の底面Ｓ１に搭載される。
【0065】
（軸方向におけるひずみセンサ２０Ａの搭載位置）
距離ｄｘａ、距離ｄｙａ、ｍａｘｄｘｙａ、ｍｉｎｄｘｙａ、およびセンサ距離Ｄａの関係は、上述の第１の実施の形態と同様である。よって、たとえば、センサ距離Ｄａは、上述の式（１）を満たす。また、たとえば、センサ距離Ｄａは、上述の式（２）を満たす。
距離ｄｘａ、距離ｄｙａ、ｍａｘｄｘｙａ、ｍｉｎｄｘｙａ、およびセンサ距離Ｄａの関係は、上述の第１の実施の形態と同様である。よって、たとえば、センサ距離Ｄａは、上述の式（１）を満たす。また、たとえば、センサ距離Ｄａは、上述の式（２）を満たす。
【0066】
（軸方向におけるひずみセンサ２０Ｂの搭載位置）
距離ｄｘｂ、距離ｄｙｂ、ｍａｘｄｘｙｂ、ｍｉｎｄｘｙｂ、およびセンサ距離Ｄｂの関係は、上述の第１の実施の形態と同様である。よって、たとえば、センサ距離Ｄｂは、上述の式（３）を満たす。
距離ｄｘｂ、距離ｄｙｂ、ｍａｘｄｘｙｂ、ｍｉｎｄｘｙｂ、およびセンサ距離Ｄｂの関係は、上述の第１の実施の形態と同様である。よって、たとえば、センサ距離Ｄｂは、上述の式（３）を満たす。
【0067】
［変形例５］
図１８は、本開示の第１の実施の形態の変形例５に係る切削工具の構成の一例を示す図である。変形例５に係るチップ１は、基準点１Ｋである基準点１Ｋ６を有する。基準点１Ｋ６のＸＹ平面における位置は、図３に示す第７象限Ｑ７の領域内であるものとする。基準点１Ｋ６の位置は、図３に示す位置ＰＫ７の一例である。図１８を参照して、切削工具１０１Ｅは、ひずみセンサ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃを備える。たとえば、ひずみセンサ２０Ａ，２０Ｃは、シャンク１０の側面Ｓ４に搭載される。また、たとえば、ひずみセンサ２０Ｂは、シャンク１０の底面Ｓ１に搭載される。
図１８は、本開示の第１の実施の形態の変形例５に係る切削工具の構成の一例を示す図である。変形例５に係るチップ１は、基準点１Ｋである基準点１Ｋ６を有する。基準点１Ｋ６のＸＹ平面における位置は、図３に示す第７象限Ｑ７の領域内であるものとする。基準点１Ｋ６の位置は、図３に示す位置ＰＫ７の一例である。図１８を参照して、切削工具１０１Ｅは、ひずみセンサ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃを備える。たとえば、ひずみセンサ２０Ａ，２０Ｃは、シャンク１０の側面Ｓ４に搭載される。また、たとえば、ひずみセンサ２０Ｂは、シャンク１０の底面Ｓ１に搭載される。
【0068】
（軸方向におけるひずみセンサ２０Ｂの搭載位置）
距離ｄｘｂ、距離ｄｙｂ、ｍａｘｄｘｙｂ、ｍｉｎｄｘｙｂ、およびセンサ距離Ｄｂの関係は、上述の変形例１と同様である。よって、たとえば、センサ距離Ｄｂは、上述の式（４）を満たす。また、たとえば、センサ距離Ｄｂは、上述の式（３）を満たす。
距離ｄｘｂ、距離ｄｙｂ、ｍａｘｄｘｙｂ、ｍｉｎｄｘｙｂ、およびセンサ距離Ｄｂの関係は、上述の変形例１と同様である。よって、たとえば、センサ距離Ｄｂは、上述の式（４）を満たす。また、たとえば、センサ距離Ｄｂは、上述の式（３）を満たす。
【0069】
（軸方向におけるひずみセンサ２０Ａの搭載位置）
距離ｄｘａ、距離ｄｙａ、ｍａｘｄｘｙａ、ｍｉｎｄｘｙａ、およびセンサ距離Ｄａの関係は、上述の変形例１と同様である。よって、たとえば、センサ距離Ｄａは、上述の式（２）を満たす。
距離ｄｘａ、距離ｄｙａ、ｍａｘｄｘｙａ、ｍｉｎｄｘｙａ、およびセンサ距離Ｄａの関係は、上述の変形例１と同様である。よって、たとえば、センサ距離Ｄａは、上述の式（２）を満たす。
【0070】
［変形例６］
図１９は、本開示の第１の実施の形態の変形例６に係る切削工具の構成の一例を示す図である。図１９では、シャンク１０の側面Ｓ３に搭載されるひずみセンサ２０Ａ，２０Ｃを破線で示している。変形例６に係るチップ１は、基準点１Ｋである基準点１Ｋ７を有する。基準点１Ｋ７のＸＹ平面における位置は、図３に示す第５象限Ｑ５の領域内であるものとする。基準点１Ｋ７の位置は、図３に示す位置ＰＫ５の一例である。図１９を参照して、切削工具１０１Ｆは、ひずみセンサ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃを備える。たとえば、ひずみセンサ２０Ａ，２０Ｃは、シャンク１０の側面Ｓ３に搭載される。また、たとえば、ひずみセンサ２０Ｂは、シャンク１０の底面Ｓ１に搭載される。
図１９は、本開示の第１の実施の形態の変形例６に係る切削工具の構成の一例を示す図である。図１９では、シャンク１０の側面Ｓ３に搭載されるひずみセンサ２０Ａ，２０Ｃを破線で示している。変形例６に係るチップ１は、基準点１Ｋである基準点１Ｋ７を有する。基準点１Ｋ７のＸＹ平面における位置は、図３に示す第５象限Ｑ５の領域内であるものとする。基準点１Ｋ７の位置は、図３に示す位置ＰＫ５の一例である。図１９を参照して、切削工具１０１Ｆは、ひずみセンサ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃを備える。たとえば、ひずみセンサ２０Ａ，２０Ｃは、シャンク１０の側面Ｓ３に搭載される。また、たとえば、ひずみセンサ２０Ｂは、シャンク１０の底面Ｓ１に搭載される。
【0071】
（軸方向におけるひずみセンサ２０Ａの搭載位置）
距離ｄｘａ、距離ｄｙａ、ｍａｘｄｘｙａ、ｍｉｎｄｘｙａ、およびセンサ距離Ｄａの関係は、上述の第１の実施の形態と同様である。よって、たとえば、センサ距離Ｄａは、上述の式（１）を満たす。また、たとえば、センサ距離Ｄａは、上述の式（２）を満たす。
距離ｄｘａ、距離ｄｙａ、ｍａｘｄｘｙａ、ｍｉｎｄｘｙａ、およびセンサ距離Ｄａの関係は、上述の第１の実施の形態と同様である。よって、たとえば、センサ距離Ｄａは、上述の式（１）を満たす。また、たとえば、センサ距離Ｄａは、上述の式（２）を満たす。
【0072】
（軸方向におけるひずみセンサ２０Ｂの搭載位置）
距離ｄｘｂ、距離ｄｙｂ、ｍａｘｄｘｙｂ、ｍｉｎｄｘｙｂ、およびセンサ距離Ｄｂの関係は、上述の第１の実施の形態と同様である。よって、たとえば、センサ距離Ｄｂは、上述の式（３）を満たす。
距離ｄｘｂ、距離ｄｙｂ、ｍａｘｄｘｙｂ、ｍｉｎｄｘｙｂ、およびセンサ距離Ｄｂの関係は、上述の第１の実施の形態と同様である。よって、たとえば、センサ距離Ｄｂは、上述の式（３）を満たす。
【0073】
［変形例７］
図２０は、本開示の第１の実施の形態の変形例７に係る切削工具の構成の一例を示す図である。図２０では、シャンク１０の側面Ｓ３に搭載されるひずみセンサ２０Ａ，２０Ｃを破線で示している。変形例７に係るチップ１は、基準点１Ｋである基準点１Ｋ８を有する。基準点１Ｋ８のＸＹ平面における位置は、図３に示す第６象限Ｑ６の領域内であるものとする。基準点１Ｋ８の位置は、図３に示す位置ＰＫ６の一例である。図２０を参照して、切削工具１０１Ｇは、ひずみセンサ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃを備える。たとえば、ひずみセンサ２０Ａ，２０Ｃは、シャンク１０の側面Ｓ３に搭載される。また、たとえば、ひずみセンサ２０Ｂは、シャンク１０の底面Ｓ１に搭載される。
図２０は、本開示の第１の実施の形態の変形例７に係る切削工具の構成の一例を示す図である。図２０では、シャンク１０の側面Ｓ３に搭載されるひずみセンサ２０Ａ，２０Ｃを破線で示している。変形例７に係るチップ１は、基準点１Ｋである基準点１Ｋ８を有する。基準点１Ｋ８のＸＹ平面における位置は、図３に示す第６象限Ｑ６の領域内であるものとする。基準点１Ｋ８の位置は、図３に示す位置ＰＫ６の一例である。図２０を参照して、切削工具１０１Ｇは、ひずみセンサ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃを備える。たとえば、ひずみセンサ２０Ａ，２０Ｃは、シャンク１０の側面Ｓ３に搭載される。また、たとえば、ひずみセンサ２０Ｂは、シャンク１０の底面Ｓ１に搭載される。
【0074】
（軸方向におけるひずみセンサ２０Ｂの搭載位置）
距離ｄｘｂ、距離ｄｙｂ、ｍａｘｄｘｙｂ、ｍｉｎｄｘｙｂ、およびセンサ距離Ｄｂの関係は、上述の変形例１と同様である。よって、たとえば、センサ距離Ｄｂは、上述の式（４）を満たす。また、たとえば、センサ距離Ｄｂは、上述の式（３）を満たす。
距離ｄｘｂ、距離ｄｙｂ、ｍａｘｄｘｙｂ、ｍｉｎｄｘｙｂ、およびセンサ距離Ｄｂの関係は、上述の変形例１と同様である。よって、たとえば、センサ距離Ｄｂは、上述の式（４）を満たす。また、たとえば、センサ距離Ｄｂは、上述の式（３）を満たす。
【0075】
（軸方向におけるひずみセンサ２０Ａの搭載位置）
距離ｄｘａ、距離ｄｙａ、ｍａｘｄｘｙａ、ｍｉｎｄｘｙａ、およびセンサ距離Ｄａの関係は、上述の変形例１と同様である。よって、たとえば、センサ距離Ｄａは、上述の式（２）を満たす。
距離ｄｘａ、距離ｄｙａ、ｍａｘｄｘｙａ、ｍｉｎｄｘｙａ、およびセンサ距離Ｄａの関係は、上述の変形例１と同様である。よって、たとえば、センサ距離Ｄａは、上述の式（２）を満たす。
【0076】
上述した第１の実施の形態および変形例２，４，６において、ひずみセンサ２０Ａは、第１のせん断ひずみセンサの一例であり、ひずみセンサ２０Ｂは、第２のせん断ひずみセンサの一例であり、ひずみセンサ２０Ｃは、第１の垂直ひずみセンサの一例である。また、上述した変形例１，３，５，７において、ひずみセンサ２０Ａは、第２のせん断ひずみセンサの一例であり、ひずみセンサ２０Ｂは、第１のせん断ひずみセンサの一例であり、ひずみセンサ２０Ｃは、第１の垂直ひずみセンサの一例である。
【0077】
なお、図中に示す基準点１Ｋ１～１Ｋ８の位置は一例である。切削工具１０１，１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃ，１０１Ｄ，１０１Ｅ，１０１Ｆ，１０１Ｇにおいて、基準点１Ｋの位置が対応する象限内にある限りにおいて、ひずみセンサ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃは、上述した搭載位置に搭載される。
【0078】
［ひずみセンサの搭載位置についての検証］
本願発明者は、切刃に切削抵抗が加わったときのシャンク１０における応力分布をシミュレーションし、シミュレーション結果に基づいて、切削加工時にシャンク１０において生じるひずみをより高感度で計測するための、ひずみセンサ２０の好ましい搭載位置を検証した。まず、本願発明者は、シャンク１０における応力分布のシミュレーション結果に基づいて、シャンク１０の表面上の複数の対象位置における垂直ひずみおよびせん断ひずみを計算した。具体的には、本願発明者は、シャンク１０における応力分布のシミュレーション結果から複数の対象位置における応力テンソルを取得し、取得した応力テンソルと、応力－ひずみ変換式とを用いてひずみテンソルを計算し、当該ひずみテンソルから各対象位置における垂直ひずみおよびせん断ひずみの計算結果を取り出した。
本願発明者は、切刃に切削抵抗が加わったときのシャンク１０における応力分布をシミュレーションし、シミュレーション結果に基づいて、切削加工時にシャンク１０において生じるひずみをより高感度で計測するための、ひずみセンサ２０の好ましい搭載位置を検証した。まず、本願発明者は、シャンク１０における応力分布のシミュレーション結果に基づいて、シャンク１０の表面上の複数の対象位置における垂直ひずみおよびせん断ひずみを計算した。具体的には、本願発明者は、シャンク１０における応力分布のシミュレーション結果から複数の対象位置における応力テンソルを取得し、取得した応力テンソルと、応力－ひずみ変換式とを用いてひずみテンソルを計算し、当該ひずみテンソルから各対象位置における垂直ひずみおよびせん断ひずみの計算結果を取り出した。
【0079】
（外径バイトを用いたシミュレーション結果）
図２１は、本開示の第１の実施の形態に係る切削工具の一例である外径バイトの構成を示す図である。図２２は、本開示の第１の実施の形態に係る切削工具の一例である外径バイトの構成を示す断面図である。図２２は、図２１におけるＸＸＩＩ－ＸＸＩＩ線矢視断面図である。図２２では、基準点１ＫをＺ方向に沿ってＸＸＩＩ－ＸＸＩＩ線矢視断面へ平行移動させたときの基準点１Ｋの位置を黒丸で示している。
図２１は、本開示の第１の実施の形態に係る切削工具の一例である外径バイトの構成を示す図である。図２２は、本開示の第１の実施の形態に係る切削工具の一例である外径バイトの構成を示す断面図である。図２２は、図２１におけるＸＸＩＩ－ＸＸＩＩ線矢視断面図である。図２２では、基準点１ＫをＺ方向に沿ってＸＸＩＩ－ＸＸＩＩ線矢視断面へ平行移動させたときの基準点１Ｋの位置を黒丸で示している。
【0080】
図２１および図２２を参照して、本願発明者は、シャンク高さＷが２５ｍｍである外径バイト１０１ＤＢの表面上の位置であって、Ｚ方向において基準点１Ｋから距離Ｄｓ離れた２０箇所の対象位置Ｐｓにおける垂直ひずみおよびせん断ひずみをそれぞれ計算した。より詳細には、本願発明者は、底面Ｓ１上の５箇所の対象位置Ｐｓ、上面Ｓ２上の５箇所の対象位置Ｐｓ、側面Ｓ３上の５箇所の対象位置Ｐｓ、および側面Ｓ４上の５箇所の対象位置Ｐｓにおける垂直ひずみおよびせん断ひずみをそれぞれ計算した。対象位置Ｐｓは、シャンク１０の各面を５つの領域に等分したときの各領域の中点である。すなわち、たとえば底面Ｓ１における５つの対象位置Ｐｓと、底面Ｓ１の端部との間の距離は、それぞれ、２．５ｍｍ、７．５ｍｍ、１２．５ｍｍ、１７．５ｍｍおよび２２．５ｍｍである。
【0081】
図２３～図２５は、本開示の第１の実施の形態に係る切削工具の一例である外径バイトにおける垂直ひずみの計算結果を示す図である。図２３は、距離Ｄｓが２０ｍｍである各対象位置Ｐｓにおける垂直ひずみを示している。図２４は、距離Ｄｓが４０ｍｍである各対象位置Ｐｓにおける垂直ひずみを示している。図２５は、距離Ｄｓが６０ｍｍである各対象位置Ｐｓにおける垂直ひずみを示している。図２３～図２５において、丸プロットは、外径バイト１０１ＤＢに荷重Ｆｘが加わることに伴って対象位置Ｐｓにおいて生じる垂直ひずみｓｎｘを示しており、三角プロットは、外径バイト１０１ＤＢに荷重Ｆｙが加わることに伴って対象位置Ｐｓにおいて生じる垂直ひずみｓｎｙを示しており、四角プロットは、外径バイト１０１ＤＢに荷重Ｆｚが加わることに伴って対象位置Ｐｓにおいて生じる垂直ひずみｓｎｚを示している。また、図２３～図２５において、縦軸は垂直ひずみ［με］を示しており、横軸は、上面Ｓ２と側面Ｓ４との境界位置を始点とする、周方向に沿った対象位置Ｐｓの距離［ｍｍ］を示している。
【0082】
図２６～図２８は、本開示の第１の実施の形態に係る切削工具の一例である外径バイトにおけるせん断ひずみの計算結果を示す図である。図２６は、距離Ｄｓが２０ｍｍである各対象位置Ｐｓにおけるせん断ひずみを示している。図２７は、距離Ｄｓが４０ｍｍである各対象位置Ｐｓにおけるせん断ひずみを示している。図２８は、距離Ｄｓが６０ｍｍである各対象位置Ｐｓにおけるせん断ひずみを示している。図２６～図２８において、丸プロットは、外径バイト１０１ＤＢに荷重Ｆｘが加わることに伴って対象位置Ｐｓにおいて生じるせん断ひずみｓｓｘを示しており、三角プロットは、外径バイト１０１ＤＢに荷重Ｆｙが加わることに伴って対象位置Ｐｓにおいて生じるせん断ひずみｓｓｙを示しており、四角プロットは、外径バイト１０１ＤＢに荷重Ｆｚが加わることに伴って対象位置Ｐｓにおいて生じるせん断ひずみｓｓｚを示している。また、図２６～図２８において、縦軸はせん断ひずみ［με］を示しており、横軸は、上面Ｓ２と側面Ｓ４との境界位置を始点とする、周方向に沿った対象位置Ｐｓの距離［ｍｍ］を示している。
【0083】
図２３～図２５を参照して、垂直ひずみｓｎｘの絶対値は、側面Ｓ３および側面Ｓ４において最大値となる。また、垂直ひずみｓｎｙの絶対値は、底面Ｓ１および上面Ｓ２において最大値となる。また、垂直ひずみｓｎｙの絶対値は、上面Ｓ２と側面Ｓ４との境界部分の近傍および底面Ｓ１と側面Ｓ３との境界部分の近傍において極大値となり、上面Ｓ２と側面Ｓ４との境界部分の近傍において最大値となる。また、垂直ひずみｓｎｘ，ｓｎｙの絶対値は、距離Ｄｓが長くなるほど大きくなる一方で、垂直ひずみｓｎｚの絶対値は、距離Ｄｓに関わらず一定である。
【0084】
図２６～図２８を参照して、各対象位置Ｐｓにおけるせん断ひずみｓｓｚは、距離Ｄｓに関わらず常にゼロである。また、各対象位置Ｐｓにおけるせん断ひずみｓｓｘ，ｓｓｙの絶対値は、距離Ｄｓに関わらず一定である。また、せん断ひずみｓｓｘの絶対値は、４つの表面の周方向における中央部分において極大値となり、上面Ｓ２の周方向における中央部分において最大値となる。また、せん断ひずみｓｓｙの絶対値は、４つの表面の周方向における中央部分において極大値となり、側面Ｓ４の周方向における中央部分において最大値となる。
【0085】
（垂直ひずみおよびせん断ひずみの大小比較）
図２９は、本開示の第１の実施の形態に係る切削工具の一例である外径バイトにおける基準点からの距離と垂直ひずみおよびせん断ひずみとの関係を示す図である。図２９において、丸プロットは、外径バイト１０１ＤＢに荷重Ｆｘが加わることに伴って２０箇所の対象位置Ｐｓにおいて生じる垂直ひずみｓｎｘの絶対値の最大値である最大垂直ひずみＭｓｎｘを示しており、三角プロットは、外径バイト１０１ＤＢに荷重Ｆｘが加わることに伴って２０箇所の対象位置Ｐｓにおいて生じるせん断ひずみｓｓｘの絶対値の最大値である最大せん断ひずみＭｓｓｘを示している。また、図２９において、横軸は距離Ｄｓ［ｍｍ］を示しており、縦軸はひずみの絶対値［με］を示している。
図２９は、本開示の第１の実施の形態に係る切削工具の一例である外径バイトにおける基準点からの距離と垂直ひずみおよびせん断ひずみとの関係を示す図である。図２９において、丸プロットは、外径バイト１０１ＤＢに荷重Ｆｘが加わることに伴って２０箇所の対象位置Ｐｓにおいて生じる垂直ひずみｓｎｘの絶対値の最大値である最大垂直ひずみＭｓｎｘを示しており、三角プロットは、外径バイト１０１ＤＢに荷重Ｆｘが加わることに伴って２０箇所の対象位置Ｐｓにおいて生じるせん断ひずみｓｓｘの絶対値の最大値である最大せん断ひずみＭｓｓｘを示している。また、図２９において、横軸は距離Ｄｓ［ｍｍ］を示しており、縦軸はひずみの絶対値［με］を示している。
【0086】
図２９を参照して、最大垂直ひずみＭｓｎｘは距離Ｄｓに比例する一方で、最大せん断ひずみＭｓｓｘは距離Ｄｓに関わらず一定である。以下、最大垂直ひずみＭｓｎｘと最大せん断ひずみＭｓｓｘとが等しくなるときの距離Ｄｓを等ひずみ距離Ｌｅｑｘとも称する。シャンク１０の表面上の位置であって、Ｚ方向における基準点１Ｋとの間の距離が等ひずみ距離Ｌｅｑｘより大きい位置では、最大せん断ひずみＭｓｓｘよりも最大垂直ひずみＭｓｎｘの方が大きい。したがって、シャンク１０の表面上の位置であって、Ｚ方向における基準点１Ｋとの間の距離が等ひずみ距離Ｌｅｑｘより大きい位置にひずみセンサ２０を搭載する場合、垂直ひずみセンサを搭載することにより、せん断ひずみセンサを搭載する場合と比べて、荷重Ｆｘが加わることに伴って生じるひずみをより高感度で測定することができる。一方、シャンク１０の表面上の位置であって、Ｚ方向における基準点１Ｋとの間の距離が等ひずみ距離Ｌｅｑｘより小さい位置では、最大垂直ひずみＭｓｎｘよりも最大せん断ひずみＭｓｓｘの方が大きい。したがって、シャンク１０の表面上の位置であって、Ｚ方向における基準点１Ｋとの間の距離が等ひずみ距離Ｌｅｑｘより小さい位置にひずみセンサ２０を搭載する場合、せん断ひずみセンサを搭載することにより、垂直ひずみセンサを搭載する場合と比べて、荷重Ｆｘが加わることに伴って生じるひずみをより高感度で測定することができる。
【0087】
図３０は、本開示の第１の実施の形態に係る切削工具の一例である外径バイトにおける基準点からの距離と垂直ひずみおよびせん断ひずみとの関係を示す図である。図３０において、丸プロットは、外径バイト１０１ＤＢに荷重Ｆｙが加わることに伴って２０箇所の対象位置Ｐｓにおいて生じる垂直ひずみｓｎｙの絶対値の最大値である最大垂直ひずみＭｓｎｙを示しており、三角プロットは、外径バイト１０１ＤＢに荷重Ｆｙが加わることに伴って２０箇所の対象位置Ｐｓにおいて生じるせん断ひずみｓｓｙの絶対値の最大値である最大せん断ひずみＭｓｓｙを示している。また、図３０において、横軸は距離Ｄｓ［ｍｍ］を示しており、縦軸はひずみの絶対値［με］を示している。
【0088】
図３０を参照して、最大垂直ひずみＭｓｎｙは距離Ｄｓに比例する一方で、最大せん断ひずみＭｓｓｙは距離Ｄｓに関わらず一定である。以下、最大垂直ひずみＭｓｎｙと最大せん断ひずみＭｓｓｙとが等しくなるときの距離Ｄｓを等ひずみ距離Ｌｅｑｙとも称する。シャンク１０の表面上の位置であって、Ｚ方向における基準点１Ｋとの間の距離が等ひずみ距離Ｌｅｑｙより大きい位置では、最大せん断ひずみＭｓｓｙよりも最大垂直ひずみＭｓｎｙの方が大きい。したがって、シャンク１０の表面上の位置であって、Ｚ方向における基準点１Ｋとの間の距離が等ひずみ距離Ｌｅｑｙより大きい位置にひずみセンサ２０を搭載する場合、垂直ひずみセンサを搭載することにより、せん断ひずみセンサを搭載する場合と比べて、荷重Ｆｙが加わることに伴って生じるひずみをより高感度で測定することができる。一方、シャンク１０の表面上の位置であって、Ｚ方向における基準点１Ｋとの間の距離が等ひずみ距離Ｌｅｑｙより小さい位置では、最大垂直ひずみＭｓｎｘよりも最大せん断ひずみＭｓｓｙの方が大きい。したがって、シャンク１０の表面上の位置であって、Ｚ方向における基準点１Ｋとの間の距離が等ひずみ距離Ｌｅｑｙより小さい位置にひずみセンサ２０を搭載する場合、せん断ひずみセンサを搭載することにより、垂直ひずみセンサを搭載する場合と比べて、荷重Ｆｙが加わることに伴って生じるひずみをより高感度で測定することができる。
【0089】
（ひずみセンサの選択基準に関する検証）
本願発明者らは、同様に、シャンク高さＷが２５ｍｍである剣バイト１０１ＳＢに関するシミュレーション結果を用いて、等ひずみ距離Ｌｅｑｘ，Ｌｅｑｙを算出した。また、本願発明者らは、シャンク高さＷが８ｍｍである外径バイト１０１ＤＢおよび剣バイト１０１ＳＢ、シャンク高さＷが１６ｍｍである外径バイト１０１ＤＢおよび剣バイト１０１ＳＢ、シャンク高さＷが４０ｍｍである外径バイト１０１ＤＢおよび剣バイト１０１ＳＢ、ならびにシャンク高さＷが５０ｍｍである外径バイト１０１ＤＢおよび剣バイト１０１ＳＢについての応力分布のシミュレーション結果を用いて、同様に、等ひずみ距離Ｌｅｑｘ，Ｌｅｑｙを算出した。
本願発明者らは、同様に、シャンク高さＷが２５ｍｍである剣バイト１０１ＳＢに関するシミュレーション結果を用いて、等ひずみ距離Ｌｅｑｘ，Ｌｅｑｙを算出した。また、本願発明者らは、シャンク高さＷが８ｍｍである外径バイト１０１ＤＢおよび剣バイト１０１ＳＢ、シャンク高さＷが１６ｍｍである外径バイト１０１ＤＢおよび剣バイト１０１ＳＢ、シャンク高さＷが４０ｍｍである外径バイト１０１ＤＢおよび剣バイト１０１ＳＢ、ならびにシャンク高さＷが５０ｍｍである外径バイト１０１ＤＢおよび剣バイト１０１ＳＢについての応力分布のシミュレーション結果を用いて、同様に、等ひずみ距離Ｌｅｑｘ，Ｌｅｑｙを算出した。
【0090】
ここで、シャンク高さＷが８ｍｍである外径バイト１０１ＤＢは、距離ｄｘが６ｍｍであり、距離ｄｙが４ｍｍである。シャンク高さＷが１６ｍｍである外径バイト１０１ＤＢは、距離ｄｘが１２ｍｍであり、距離ｄｙが８ｍｍである。シャンク高さＷが２５ｍｍである外径バイト１０１ＤＢは、距離ｄｘが１９．５ｍｍであり、距離ｄｙが１２．５ｍｍである。シャンク高さＷが４０ｍｍである外径バイト１０１ＤＢは、距離ｄｘが３０ｍｍであり、距離ｄｙが２０ｍｍである。シャンク高さＷが５０ｍｍである外径バイト１０１ＤＢは、距離ｄｘが３８ｍｍであり、距離ｄｙが２５ｍｍである。外径バイト１０１ＤＢにおける上記距離ｄｘ，ｄｙは、ＩＳＯに準拠した値である。また、シャンク高さＷが８ｍｍである剣バイト１０１ＳＢは、距離ｄｘが０ｍｍであり、距離ｄｙが４ｍｍである。シャンク高さＷが１６ｍｍである剣バイト１０１ＳＢは、距離ｄｘが０ｍｍであり、距離ｄｙが８ｍｍである。シャンク高さＷが２５ｍｍである剣バイト１０１ＳＢは、距離ｄｘが０ｍｍであり、距離ｄｙが１２．５ｍｍである。シャンク高さＷが４０ｍｍである剣バイト１０１ＳＢは、距離ｄｘが０ｍｍであり、距離ｄｙが２０ｍｍである。シャンク高さＷが５０ｍｍである剣バイト１０１ＳＢは、距離ｄｘが０ｍｍであり、距離ｄｙが２５ｍｍである。剣バイト１０１ＳＢにおける上記距離ｄｘ，ｄｙは、ＩＳＯに準拠した値である。
【0091】
図３１は、本開示の第１の実施の形態に係る切削工具の一例である外径バイトにおけるシャンク高さと等ひずみ距離との関係を示す図である。図３１において、丸プロットは、外径バイト１０１ＤＢにおける等ひずみ距離Ｌｅｑｘを示しており、三角プロットは、外径バイト１０１ＤＢにおける等ひずみ距離Ｌｅｑｙを示している。また、図３１において、横軸はシャンク高さＷ［ｍｍ］を示し、縦軸は等ひずみ距離［ｍｍ］を示している。
【0092】
図３２は、本開示の第１の実施の形態に係る切削工具の一例である剣バイトにおけるシャンク高さと等ひずみ距離との関係を示す図である。図３２において、丸プロットは、剣バイト１０１ＳＢにおける等ひずみ距離Ｌｅｑｘを示し、三角プロットは、剣バイト１０１ＳＢにおける等ひずみ距離Ｌｅｑｙを示している。また、図３２において、横軸はシャンク高さＷ［ｍｍ］を示し、縦軸は等ひずみ距離［ｍｍ］を示している。
【0093】
図３１および図３２を参照して、外径バイト１０１ＤＢおよび剣バイト１０１ＳＢにおいて、等ひずみ距離Ｌｅｑｘ，Ｌｅｑｙはシャンク高さＷに比例する。また、外径バイト１０１ＤＢにおける等ひずみ距離Ｌｅｑｙと、剣バイト１０１ＳＢにおける等ひずみ距離Ｌｅｑｙとは、互いに異なる。一方、シャンク高さＷが互いに等しい外径バイト１０１ＤＢおよび剣バイト１０１ＳＢにおいて、等ひずみ距離Ｌｅｑｘは互いに等しい。これは、外径バイト１０１ＤＢにおける基準点１Ｋの位置および剣バイト１０１ＳＢにおける基準点１Ｋの位置に起因する。
【0094】
より詳細には、上述したように剣バイト１０１ＳＢでは距離ｄｘがゼロであるので、シャンク１０に荷重Ｆｙが加わった場合であっても軸１７周りのモーメントすなわちトルクが発生しない一方で、外径バイト１０１ＤＢでは距離ｄｘがゼロではないので、シャンク１０に荷重Ｆｙが加わることによりトルクが発生する。したがって、外径バイト１０１ＤＢのシャンク１０に荷重Ｆｙが加わることに伴って生じるせん断ひずみｓｓｙおよび最大せん断ひずみＭｓｓｙは、当該トルクの影響により、剣バイト１０１ＳＢのシャンク１０に荷重Ｆｙが加わることに伴って生じるせん断ひずみｓｓｙおよび最大せん断ひずみＭｓｓｙよりも大きい。そして、外径バイト１０１ＤＢにおける最大せん断ひずみＭｓｓｙが、剣バイト１０１ＳＢにおける最大せん断ひずみＭｓｓｙよりも大きいことから、あるシャンク高さＷの外径バイト１０１ＤＢにおける等ひずみ距離Ｌｅｑｙは、同じシャンク高さＷの剣バイト１０１ＳＢにおける等ひずみ距離Ｌｅｑｙよりも大きい。一方、上述したように外径バイト１０１ＤＢおよび剣バイト１０１ＳＢでは距離ｄｙが互いに等しいので、シャンク１０に荷重Ｆｘが加わることにより発生するトルクの影響が等しく、荷重Ｆｘが加わることに伴って生じるせん断ひずみｓｓｘおよび最大せん断ひずみＭｓｓｘが互いに等しい。したがって、シャンク高さＷが互いに等しい外径バイト１０１ＤＢおよび剣バイト１０１ＳＢにおいて、等ひずみ距離Ｌｅｑｘは互いに等しい。
【0095】
ここで、外径バイト１０１ＤＢにおけるシャンク高さＷと等ひずみ距離Ｌｅｑｙとの関係および距離ｄｘ、ならびに剣バイト１０１ＤＢにおけるシャンク高さＷと等ひずみ距離Ｌｅｑｙとの関係および距離ｄｘに基づいて、等ひずみ距離Ｌｅｑｙは、下記式（５）により表される。
Ｌｅｑｙ＝０．７４Ｗ＋２．０９ｄｘ ・・・（５）
Ｌｅｑｙ＝０．７４Ｗ＋２．０９ｄｘ ・・・（５）
【0096】
また、基準点１Ｋの位置が、図２２に示す基準点１Ｋの位置から軸１７を中心として反時計回りに９０°回転させた位置である場合についても同様に考えると、等ひずみ距離Ｌｅｑｘは、下記式（６）により表される。
Ｌｅｑｘ＝０．７４Ｗ＋２．０９ｄｙ ・・・（６）
Ｌｅｑｘ＝０．７４Ｗ＋２．０９ｄｙ ・・・（６）
【0097】
すなわち、シャンク１０の表面上の位置であって、Ｚ方向における基準点１Ｋとの間の距離が上記式（５）により表される等ひずみ距離Ｌｅｑｙより小さい位置では、せん断ひずみセンサを搭載することにより、垂直ひずみセンサを搭載する場合と比べて、荷重Ｆｙが加わることに伴って生じるひずみをより高感度で測定することができる。一方、シャンク１０の表面上の位置であって、Ｚ方向における基準点１Ｋとの間の距離が上記式（５）により表される等ひずみ距離Ｌｅｑｙより大きい位置では、垂直ひずみセンサを搭載することにより、せん断ひずみセンサを搭載する場合と比べて、荷重Ｆｙが加わることに伴って生じるひずみをより高感度で測定することができる。また、シャンク１０の表面上の位置であって、Ｚ方向における基準点１Ｋとの間の距離が上記式（６）により表される等ひずみ距離Ｌｅｑｘより小さい位置では、せん断ひずみセンサを搭載することにより、垂直ひずみセンサを搭載する場合と比べて、荷重Ｆｘが加わることに伴って生じるひずみをより高感度で測定することができる。一方、シャンク１０の表面上の位置であって、Ｚ方向における基準点１Ｋとの間の距離が上記式（６）により表される等ひずみ距離Ｌｅｑｘより大きい位置では、垂直ひずみセンサを搭載することにより、せん断ひずみセンサを搭載する場合と比べて、荷重Ｆｘが加わることに伴って生じるひずみをより高感度で測定することができる。
【0098】
また、図２６～図２８を参照して説明したように、各対象位置Ｐｓにおけるせん断ひずみｓｓｚは、距離Ｄｓに関わらず常にゼロであることから、荷重Ｆｚが加わることに伴って生じるひずみをせん断ひずみセンサを用いて測定することは困難である。
【0099】
以上より、３つのひずみセンサを用いて、荷重Ｆｘが加わることに伴って生じるひずみ、荷重Ｆｙが加わることに伴って生じるひずみ、および荷重Ｆｚが加わることに伴って生じるひずみを測定する場合、３つのひずみセンサの種別を以下の通り選択することが好ましい。すなわち、シャンク１０が正四角柱であり、距離ｄｙよりも距離ｄｘの方が大きい場合、Ｚ方向における基準点１Ｋからの距離が（０．７４Ｗ＋２．０９ｄｘ）以上である位置に、荷重Ｆｘに対して最大感度を有する垂直ひずみセンサ、荷重Ｆｙに対して最大感度を有する垂直ひずみセンサ、および荷重Ｆｚに対して最大感度を有する垂直ひずみセンサを搭載する。あるいは、Ｚ方向における基準点１Ｋからの距離が（０．７４Ｗ＋２．０９ｄｙ）より大きく（０．７４Ｗ＋２．０９ｄｘ）未満である位置に、荷重Ｆｘに対して最大感度を有する垂直ひずみセンサ、荷重Ｆｙに対して最大感度を有するせん断ひずみセンサ、および荷重Ｆｚに対して最大感度を有する垂直ひずみセンサを搭載する。あるいは、Ｚ方向における基準点１Ｋからの距離が（０．７４Ｗ＋２．０９ｄｙ）以下である位置に、荷重Ｆｘに対して最大感度を有するせん断ひずみセンサ、荷重Ｆｙに対して最大感度を有するせん断ひずみセンサ、および荷重Ｆｚに対して最大感度を有する垂直ひずみセンサを搭載する。
【0100】
また、シャンク１０が正四角柱であり、距離ｄｘよりも距離ｄｙの方が大きい場合、Ｚ方向における基準点１Ｋからの距離が（０．７４Ｗ＋２．０９ｄｙ）以上である位置に、荷重Ｆｘに対して最大感度を有する垂直ひずみセンサ、荷重Ｆｙに対して最大感度を有する垂直ひずみセンサ、および荷重Ｆｚに対して最大感度を有する垂直ひずみセンサを搭載する。あるいは、Ｚ方向における基準点１Ｋからの距離が（０．７４Ｗ＋２．０９ｄｘ）より大きく（０．７４Ｗ＋２．０９ｄｙ）未満である位置に、荷重Ｆｘに対して最大感度を有するせん断ひずみセンサ、荷重Ｆｙに対して最大感度を有する垂直ひずみセンサ、および荷重Ｆｚに対して最大感度を有する垂直ひずみセンサを搭載する。あるいは、Ｚ方向における基準点１Ｋからの距離が（０．７４Ｗ＋２．０９ｄｘ）以下である位置に、荷重Ｆｘに対して最大感度を有するせん断ひずみセンサ、荷重Ｆｙに対して最大感度を有するせん断ひずみセンサ、および荷重Ｆｚに対して最大感度を有する垂直ひずみセンサを搭載する。
【0101】
なお、シャンク１０が、幅ｂと高さｈとが等しい丸シャンクである場合、３つのひずみセンサの搭載位置ごとの種別を、シャンク１０が正四角柱である場合と同様に選択することが好ましい。また、シャンク１０が、高さｈが幅ｂよりも大きい角シャンクである場合、または幅ｂが高さｈよりも大きい丸シャンクである場合、シャンク１０に荷重Ｆｙが加わったときに発生するモーメントに対して重要な要素である高さｈをシャンク高さＷに当てはめて、ひずみセンサの選択基準をシャンク１０が正四角柱である場合と同様に扱うことができるので、３つのひずみセンサの搭載位置ごとの種別を、シャンク１０が正四角柱である場合と同様に選択することが好ましい。
【0102】
（軸方向におけるせん断ひずみセンサの搭載位置）
以上より、荷重Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚのうちの荷重Ｆｙに対して最大の感度を有するせん断ひずみセンサであるひずみセンサ２０Ａをシャンク１０に搭載する場合、ひずみセンサ２０Ａのセンサ距離Ｄａは、下記式（７）を満たすことが好ましい。
Ｄａ＜０．７４Ｗ＋２．０９ｄｘａ ・・・ （７）
以上より、荷重Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚのうちの荷重Ｆｙに対して最大の感度を有するせん断ひずみセンサであるひずみセンサ２０Ａをシャンク１０に搭載する場合、ひずみセンサ２０Ａのセンサ距離Ｄａは、下記式（７）を満たすことが好ましい。
Ｄａ＜０．７４Ｗ＋２．０９ｄｘａ ・・・ （７）
【0103】
また、荷重Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚのうちの荷重Ｆｘに対して最大の感度を有するせん断ひずみセンサであるひずみセンサ２０Ｂをシャンク１０に搭載する場合、ひずみセンサ２０Ｂのセンサ距離Ｄｂは、下記式（８）を満たすことが好ましい。
Ｄｂ＜０．７４Ｗ＋２．０９ｄｙｂ ・・・ （８）
Ｄｂ＜０．７４Ｗ＋２．０９ｄｙｂ ・・・ （８）
【0104】
すなわち、荷重Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚのうちの荷重Ｆｘまたは荷重Ｆｙに対して最大の感度を有するせん断ひずみセンサをシャンク１０に搭載する場合、せん断ひずみセンサのセンサ距離Ｄは、下記式（９）を満たすことが好ましい。
Ｄ＜０．７４Ｗ＋２．０９ｍａｘｄｘｙ ・・・ （９）
Ｄ＜０．７４Ｗ＋２．０９ｍａｘｄｘｙ ・・・ （９）
【0105】
また、荷重Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚのうちの荷重Ｆｘまたは荷重Ｆｙに対して最大の感度を有する他のせん断ひずみセンサをシャンク１０にさらに搭載する場合、２つのせん断ひずみセンサのセンサ距離Ｄは、下記式（１０）を満たすことが好ましい。
Ｄ＜０．７４Ｗ＋２．０９ｍｉｎｄｘｙ ・・・ （１０）
Ｄ＜０．７４Ｗ＋２．０９ｍｉｎｄｘｙ ・・・ （１０）
【0106】
ここで、ｄｘは、Ｘ方向における、せん断ひずみセンサの搭載位置におけるシャンク１０の中心と基準点１Ｋとの間の距離である。ｄｙは、Ｙ方向における、せん断ひずみセンサの搭載位置におけるシャンク１０の中心と基準点１Ｋとの間の距離である。ｍａｘｄｘｙは、ｄｘおよびｄｙが互いに異なる値である場合、ｄｘおよびｄｙのうちの大きい方である。なお、ｄｘおよびｄｙが等しい値である場合、ｄｘおよびｄｙをｍａｘｄｘｙとする。ｍｉｎｄｘｙは、ｄｘおよびｄｙのうちの小さい方である。
【0107】
次に、本開示の他の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【0108】
＜第２の実施の形態＞
本実施の形態は、第１の実施の形態に係る切削工具１０１と比べて、ひずみセンサ２０Ｂの代わりにひずみセンサ２０Ｄを備える切削工具１０２に関する。以下で説明する内容以外は第１の実施の形態に係る切削工具１０１と同様である。第２の実施の形態では、ＸＹ平面における基準点１Ｋの位置は、図３に示す第１象限Ｑ１の領域内であるものとする。第２の実施の形態における基準点１Ｋの位置は、図３に示す位置ＰＫ１の一例である。
本実施の形態は、第１の実施の形態に係る切削工具１０１と比べて、ひずみセンサ２０Ｂの代わりにひずみセンサ２０Ｄを備える切削工具１０２に関する。以下で説明する内容以外は第１の実施の形態に係る切削工具１０１と同様である。第２の実施の形態では、ＸＹ平面における基準点１Ｋの位置は、図３に示す第１象限Ｑ１の領域内であるものとする。第２の実施の形態における基準点１Ｋの位置は、図３に示す位置ＰＫ１の一例である。
【0109】
図３３は、本開示の第２の実施の形態に係る切削工具の構成の一例を示す図である。図３３を参照して、切削工具１０２は、ひずみセンサ２０として、ひずみセンサ２０Ａ，２０Ｃ，２０Ｄを備える。たとえば、ひずみセンサ２０Ａ，２０Ｃ，２０Ｄは、シャンク１０の側面Ｓ４に搭載される。ひずみセンサ２０Ａ，２０Ｃの搭載位置は、第１の実施の形態と同じである。
【0110】
たとえば、ひずみセンサ２０Ｄは、シャンク１０の垂直ひずみを測定可能な垂直ひずみセンサである。ひずみセンサ２０Ｄは、第２の垂直ひずみセンサの一例である。ひずみセンサ２０Ｄは、ひずみセンサ２０Ｄの搭載位置におけるシャンク１０の垂直ひずみεｚｚを測定する。より詳細には、ひずみセンサ２０Ｄは、たとえば、軸１７と平行な測定軸ｄ１を有する。ひずみセンサ２０Ｄは、測定軸ｄ１の方向におけるひずみｓｄ１を測定し、ひずみｓｄ１に応じたレベルのアナログ信号ＡＳｄ１を垂直ひずみεｚｚに対応するアナログ信号ＡＳｚｚとして上述した無線通信装置へ出力する。たとえば、ひずみセンサ２０Ｄは、荷重Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚのうち、荷重Ｆｘに対して最大の感度を有する。
【0111】
（軸方向におけるひずみセンサ２０Ｄの搭載位置）
図３４は、本開示の第２の実施の形態に係る切削工具の構成を示す断面図である。図３４は、図３３におけるＸＸＸＩＶ－ＸＸＸＩＶ線矢視断面図である。図３４では、基準点１ＫをＺ方向に沿ってＸＸＸＩＶ－ＸＸＸＩＶ線矢視断面へ平行移動させたときの基準点１Ｋの位置を黒丸で示している。図３４を参照して、ひずみセンサ２０Ｄの搭載位置におけるシャンク１０のシャンク高さをＷｄとする。また、Ｘ方向における、ひずみセンサ２０Ｄの搭載位置におけるシャンク１０の中心と、チップ１における切刃の基準点１Ｋとの間の距離を距離ｄｘｄとする。また、Ｙ方向における、ひずみセンサ２０Ｄの搭載位置におけるシャンク１０の中心と、基準点１Ｋとの間の距離を距離ｄｙｄとする。
図３４は、本開示の第２の実施の形態に係る切削工具の構成を示す断面図である。図３４は、図３３におけるＸＸＸＩＶ－ＸＸＸＩＶ線矢視断面図である。図３４では、基準点１ＫをＺ方向に沿ってＸＸＸＩＶ－ＸＸＸＩＶ線矢視断面へ平行移動させたときの基準点１Ｋの位置を黒丸で示している。図３４を参照して、ひずみセンサ２０Ｄの搭載位置におけるシャンク１０のシャンク高さをＷｄとする。また、Ｘ方向における、ひずみセンサ２０Ｄの搭載位置におけるシャンク１０の中心と、チップ１における切刃の基準点１Ｋとの間の距離を距離ｄｘｄとする。また、Ｙ方向における、ひずみセンサ２０Ｄの搭載位置におけるシャンク１０の中心と、基準点１Ｋとの間の距離を距離ｄｙｄとする。
【0112】
また、距離ｄｘｄおよび距離ｄｙｄが互いに異なる値である場合、距離ｄｘｄおよび距離ｄｙｄのうちの大きい方をｍａｘｄｘｙｄとし、小さい方をｍｉｎｄｘｙｄとする。なお、距離ｄｘｄおよび距離ｄｙｄが等しい値である場合、距離ｄｘｄおよび距離ｄｙｄをｍａｘｄｘｙｄとする。図３４に示す例では、距離ｄｘｄおよび距離ｄｙｄが互いに異なる値であり、かつ距離ｄｘｄは距離ｄｙｄよりも大きい。したがって、距離ｄｘｄをｍａｘｄｘｙｄとし、距離ｄｙｄをｍｉｎｄｘｙｄとする。再び図３３を参照して、このとき、Ｚ方向における、ひずみセンサ２０Ｄの搭載位置と基準点１Ｋとの間の距離をセンサ距離Ｄｄとすると、センサ距離Ｄｄは、下記式（１１）を満たす。
０．７４Ｗｄ＋２．０９ｍｉｎｄｘｙｄ＜Ｄｄ＜０．７４Ｗｄ＋２．０９ｍａｘｄｘｙｄ ・・・ （１１）
０．７４Ｗｄ＋２．０９ｍｉｎｄｘｙｄ＜Ｄｄ＜０．７４Ｗｄ＋２．０９ｍａｘｄｘｙｄ ・・・ （１１）
【0113】
このような構成により、ひずみセンサ２０Ｄを用いて、荷重Ｆｘに伴って生じるひずみをより高感度で測定することができる。
【0114】
（周方向におけるひずみセンサ２０Ｄの搭載位置）
ひずみセンサ２０Ｄは、シャンク１０の４つの表面のうちの底面Ｓ１に隣接する側面Ｓ４における任意の位置に搭載される。なお、ひずみセンサ２０Ｄは、側面Ｓ３における任意の位置に搭載されてもよい。側面Ｓ３は、第１側面の一例であり、側面Ｓ４は、第２側面の一例である。本実施の形態の切削工具１０２によれば、切削加工時における３つのひずみセンサ２０Ａ，２０Ｃ，２０Ｄの測定結果に基づいて、切削抵抗の３分力を算出することができる。
ひずみセンサ２０Ｄは、シャンク１０の４つの表面のうちの底面Ｓ１に隣接する側面Ｓ４における任意の位置に搭載される。なお、ひずみセンサ２０Ｄは、側面Ｓ３における任意の位置に搭載されてもよい。側面Ｓ３は、第１側面の一例であり、側面Ｓ４は、第２側面の一例である。本実施の形態の切削工具１０２によれば、切削加工時における３つのひずみセンサ２０Ａ，２０Ｃ，２０Ｄの測定結果に基づいて、切削抵抗の３分力を算出することができる。
【0115】
切削工具１０２にひずみセンサ２０を搭載する際の搭載方法は、以下の通りである。すなわち、まず、切削工具１０２のユーザは、シャンク１０と、ひずみセンサ２０Ａ，２０Ｃ，２０Ｄとを準備する。次に、ユーザは、シャンク１０の表面にひずみセンサ２０Ａ，２０Ｃ，２０Ｄを搭載する。より詳細には、ひずみセンサ２０Ａ，２０Ｃ，２０Ｄを、上述した搭載位置に搭載する。
【0116】
［変形例］
なお、切削工具１０２において、ＸＹ平面における基準点１Ｋの位置は、図３に示す第１象限Ｑ１以外の領域内であってもよい。ひずみセンサ２０Ａ，２０Ｃは、ＸＹ平面における基準点１Ｋの位置が第１象限Ｑ１以外の領域内である場合、第１の実施の形態の変形例１～７で説明した搭載位置に搭載される。ひずみセンサ２０Ｄは、基準点１Ｋの位置に関わらず、上述したように、側面Ｓ４における任意の位置または側面Ｓ３における任意の位置に搭載される。
なお、切削工具１０２において、ＸＹ平面における基準点１Ｋの位置は、図３に示す第１象限Ｑ１以外の領域内であってもよい。ひずみセンサ２０Ａ，２０Ｃは、ＸＹ平面における基準点１Ｋの位置が第１象限Ｑ１以外の領域内である場合、第１の実施の形態の変形例１～７で説明した搭載位置に搭載される。ひずみセンサ２０Ｄは、基準点１Ｋの位置に関わらず、上述したように、側面Ｓ４における任意の位置または側面Ｓ３における任意の位置に搭載される。
【0117】
＜第３の実施の形態＞
本実施の形態は、第１の実施の形態に係る切削工具１０１と比べて、ひずみセンサ２０Ａの代わりにひずみセンサ２０Ｅを備える切削工具１０２Ａに関する。以下で説明する内容以外は第１の実施の形態に係る切削工具１０１と同様である。第３の実施の形態では、ＸＹ平面における基準点１Ｋの位置は、図３に示す第２象限Ｑ２の領域内であるものとする。第３の実施の形態における基準点１Ｋの位置は、図３に示す位置ＰＫ２の一例である。
本実施の形態は、第１の実施の形態に係る切削工具１０１と比べて、ひずみセンサ２０Ａの代わりにひずみセンサ２０Ｅを備える切削工具１０２Ａに関する。以下で説明する内容以外は第１の実施の形態に係る切削工具１０１と同様である。第３の実施の形態では、ＸＹ平面における基準点１Ｋの位置は、図３に示す第２象限Ｑ２の領域内であるものとする。第３の実施の形態における基準点１Ｋの位置は、図３に示す位置ＰＫ２の一例である。
【0118】
図３５は、本開示の第３の実施の形態に係る切削工具の構成の一例を示す図である。図３５を参照して、切削工具１０２Ａは、ひずみセンサ２０として、ひずみセンサ２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｅを備える。たとえば、ひずみセンサ２０Ｂ，２０Ｅは、シャンク１０の上面Ｓ２に搭載される。また、たとえば、ひずみセンサ２０Ｃは、シャンク１０の側面Ｓ４に搭載される。ひずみセンサ２０Ｂ，２０Ｃの搭載位置は、第１の実施の形態の変形例１と同じである。
【0119】
たとえば、ひずみセンサ２０Ｅは、シャンク１０の垂直ひずみを測定可能な垂直ひずみセンサである。ひずみセンサ２０Ｅは、第３の垂直ひずみセンサの一例である。ひずみセンサ２０Ｅは、ひずみセンサ２０Ｅの搭載位置におけるシャンク１０の垂直ひずみεｚｚを測定する。より詳細には、ひずみセンサ２０Ｅは、たとえば、軸１７と平行な測定軸ｅ１を有する。ひずみセンサ２０Ｅは、測定軸ｅ１の方向におけるひずみｓｅ１を測定し、ひずみｓｅ１に応じたレベルのアナログ信号ＡＳｅ１を垂直ひずみεｚｚに対応するアナログ信号ＡＳｚｚとして上述した無線通信装置へ出力する。たとえば、ひずみセンサ２０Ｅは、荷重Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚのうち、荷重Ｆｙに対して最大の感度を有する。
【0120】
（軸方向におけるひずみセンサ２０Ｅの搭載位置）
図３６は、本開示の第３の実施の形態に係る切削工具の構成を示す断面図である。図３６は、図３５におけるＸＸＸＶＩ－ＸＸＸＶＩ線矢視断面図である。図３６では、基準点１ＫをＺ方向に沿ってＸＸＸＶＩ－ＸＸＸＶＩ線矢視断面へ平行移動させたときの基準点１Ｋの位置を黒丸で示している。図３６を参照して、ひずみセンサ２０Ｅの搭載位置におけるシャンク１０のシャンク高さをＷｅとする。また、Ｘ方向における、ひずみセンサ２０Ｅの搭載位置におけるシャンク１０の中心と、チップ１における切刃の基準点１Ｋとの間の距離を距離ｄｘｅとする。また、Ｙ方向における、ひずみセンサ２０Ｅの搭載位置におけるシャンク１０の中心と、基準点１Ｋとの間の距離を距離ｄｙｅとする。
図３６は、本開示の第３の実施の形態に係る切削工具の構成を示す断面図である。図３６は、図３５におけるＸＸＸＶＩ－ＸＸＸＶＩ線矢視断面図である。図３６では、基準点１ＫをＺ方向に沿ってＸＸＸＶＩ－ＸＸＸＶＩ線矢視断面へ平行移動させたときの基準点１Ｋの位置を黒丸で示している。図３６を参照して、ひずみセンサ２０Ｅの搭載位置におけるシャンク１０のシャンク高さをＷｅとする。また、Ｘ方向における、ひずみセンサ２０Ｅの搭載位置におけるシャンク１０の中心と、チップ１における切刃の基準点１Ｋとの間の距離を距離ｄｘｅとする。また、Ｙ方向における、ひずみセンサ２０Ｅの搭載位置におけるシャンク１０の中心と、基準点１Ｋとの間の距離を距離ｄｙｅとする。
【0121】
また、距離ｄｘｅおよび距離ｄｙｅが互いに異なる値である場合、距離ｄｘｅおよび距離ｄｙｅのうちの大きい方をｍａｘｄｘｙｅとし、小さい方をｍｉｎｄｘｙｅとする。なお、距離ｄｘｅおよび距離ｄｙｅが等しい値である場合、距離ｄｘｅおよび距離ｄｙｅをｍａｘｄｘｙｅとする。図３６に示す例では、距離ｄｘｅおよび距離ｄｙｅが互いに異なる値であり、かつ距離ｄｙｅは距離ｄｘｅよりも大きい。したがって、距離ｄｘｅをｍａｘｄｘｙｅとし、距離ｄｙｅをｍｉｎｄｘｙｅとする。再び図３５を参照して、このとき、Ｚ方向における、ひずみセンサ２０Ｅの搭載位置と基準点１Ｋとの間の距離をセンサ距離Ｄｅとすると、センサ距離Ｄｅは、下記式（１２）を満たす。
０．７４Ｗｅ＋２．０９ｍｉｎｄｘｙｅ＜Ｄｅ＜０．７４Ｗｅ＋２．０９ｍａｘｄｘｙｅ ・・・ （１２）
０．７４Ｗｅ＋２．０９ｍｉｎｄｘｙｅ＜Ｄｅ＜０．７４Ｗｅ＋２．０９ｍａｘｄｘｙｅ ・・・ （１２）
【0122】
このような構成により、ひずみセンサ２０Ｅを用いて、荷重Ｆｙに伴って生じるひずみをより高感度で測定することができる。
【0123】
（周方向におけるひずみセンサ２０Ｅの搭載位置）
ひずみセンサ２０Ｅは、シャンク１０の４つの表面のうちの上面Ｓ２における任意の位置に搭載される。なお、ひずみセンサ２０Ｅは、底面Ｓ１における任意の位置に搭載されてもよい。本実施の形態の切削工具１０２Ａによれば、切削加工時における３つのひずみセンサ２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｅの測定結果に基づいて、切削抵抗の３分力を算出することができる。
ひずみセンサ２０Ｅは、シャンク１０の４つの表面のうちの上面Ｓ２における任意の位置に搭載される。なお、ひずみセンサ２０Ｅは、底面Ｓ１における任意の位置に搭載されてもよい。本実施の形態の切削工具１０２Ａによれば、切削加工時における３つのひずみセンサ２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｅの測定結果に基づいて、切削抵抗の３分力を算出することができる。
【0124】
切削工具１０２Ａにひずみセンサ２０を搭載する際の搭載方法は、以下の通りである。すなわち、まず、切削工具１０２Ａのユーザは、シャンク１０と、ひずみセンサ２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｅとを準備する。次に、ユーザは、シャンク１０の表面にひずみセンサ２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｅを搭載する。より詳細には、ひずみセンサ２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｅを、上述した搭載位置に搭載する。
【0125】
［変形例］
なお、切削工具１０２Ａにおいて、ＸＹ平面における基準点１Ｋの位置は、図３に示す第２象限Ｑ２以外の領域内であってもよい。ひずみセンサ２０Ｂ，２０Ｃは、ＸＹ平面における基準点１Ｋの位置が第２象限Ｑ２以外の領域内である場合、第１の実施の形態、および第１の実施の形態の変形例２～７で説明した搭載位置に搭載される。ひずみセンサ２０Ｅは、基準点１Ｋの位置に関わらず、上述したように、上面Ｓ２における任意の位置または底面Ｓ１における任意の位置に搭載される。
なお、切削工具１０２Ａにおいて、ＸＹ平面における基準点１Ｋの位置は、図３に示す第２象限Ｑ２以外の領域内であってもよい。ひずみセンサ２０Ｂ，２０Ｃは、ＸＹ平面における基準点１Ｋの位置が第２象限Ｑ２以外の領域内である場合、第１の実施の形態、および第１の実施の形態の変形例２～７で説明した搭載位置に搭載される。ひずみセンサ２０Ｅは、基準点１Ｋの位置に関わらず、上述したように、上面Ｓ２における任意の位置または底面Ｓ１における任意の位置に搭載される。
【0126】
＜第４の実施の形態＞
本実施の形態は、第１の実施の形態に係る切削工具１０１と比べて、ひずみセンサ２０Ａの代わりにひずみセンサ２０Ｅを備え、かつひずみセンサ２０Ｂの代わりにひずみセンサ２０Ｄを備える切削工具１０２Ｂに関する。以下で説明する内容以外は第１の実施の形態に係る切削工具１０１と同様である。第４の実施の形態では、ＸＹ平面における基準点１Ｋの位置は、図３に示す第１象限Ｑ１の領域内であるものとする。第４の実施の形態における基準点１Ｋの位置は、図３に示す位置ＰＫ１の一例である。
本実施の形態は、第１の実施の形態に係る切削工具１０１と比べて、ひずみセンサ２０Ａの代わりにひずみセンサ２０Ｅを備え、かつひずみセンサ２０Ｂの代わりにひずみセンサ２０Ｄを備える切削工具１０２Ｂに関する。以下で説明する内容以外は第１の実施の形態に係る切削工具１０１と同様である。第４の実施の形態では、ＸＹ平面における基準点１Ｋの位置は、図３に示す第１象限Ｑ１の領域内であるものとする。第４の実施の形態における基準点１Ｋの位置は、図３に示す位置ＰＫ１の一例である。
【0127】
図３７は、本開示の第４の実施の形態に係る切削工具の構成の一例を示す図である。図３７を参照して、切削工具１０２Ｂは、ひずみセンサ２０として、ひずみセンサ２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅを備える。たとえば、ひずみセンサ２０Ｅは、シャンク１０の上面Ｓ２に搭載される。また、たとえば、ひずみセンサ２０Ｃ，２０Ｄは、シャンク１０の側面Ｓ４に搭載される。ひずみセンサ２０Ｃの搭載位置は、第１の実施の形態と同じである。
【0128】
（ひずみセンサ２０Ｄ，２０Ｅの搭載位置）
Ｚ方向におけるセンサ距離Ｄｄは、下記式（１３）を満たす。また、Ｚ方向におけるセンサ距離Ｄｅは、下記式（１４）を満たす。
０．７４Ｗｄ＋２．０９ｍａｘｄｘｙｄ＜Ｄｄ ・・・ （１３）
０．７４Ｗｅ＋２．０９ｍａｘｄｘｙｅ＜Ｄｅ ・・・ （１４）
Ｚ方向におけるセンサ距離Ｄｄは、下記式（１３）を満たす。また、Ｚ方向におけるセンサ距離Ｄｅは、下記式（１４）を満たす。
０．７４Ｗｄ＋２．０９ｍａｘｄｘｙｄ＜Ｄｄ ・・・ （１３）
０．７４Ｗｅ＋２．０９ｍａｘｄｘｙｅ＜Ｄｅ ・・・ （１４）
【0129】
周方向におけるひずみセンサ２０Ｄの搭載位置は、第２の実施の形態で説明した搭載位置と同じである。周方向におけるひずみセンサ２０Ｅの搭載位置は、第３の実施の形態で説明した搭載位置と同じである。本実施の形態の切削工具１０２Ｂによれば、切削加工時における３つのひずみセンサ２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅの測定結果に基づいて、切削抵抗の３分力を算出することができる。
【0130】
切削工具１０２Ｂにひずみセンサ２０を搭載する際の搭載方法は、以下の通りである。すなわち、まず、切削工具１０２Ｂのユーザは、シャンク１０と、ひずみセンサ２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅとを準備する。次に、ユーザは、シャンク１０の表面にひずみセンサ２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅを搭載する。より詳細には、ひずみセンサ２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅを、上述した搭載位置に搭載する。
【0131】
［変形例］
なお、切削工具１０２Ｂにおいて、ＸＹ平面における基準点１Ｋの位置は、図３に示す第１象限Ｑ１以外の領域内であってもよい。ひずみセンサ２０Ｃは、ＸＹ平面における基準点１Ｋの位置が第１象限Ｑ１以外の領域内である場合、第１の実施の形態の変形例１～７で説明した搭載位置に搭載される。
なお、切削工具１０２Ｂにおいて、ＸＹ平面における基準点１Ｋの位置は、図３に示す第１象限Ｑ１以外の領域内であってもよい。ひずみセンサ２０Ｃは、ＸＹ平面における基準点１Ｋの位置が第１象限Ｑ１以外の領域内である場合、第１の実施の形態の変形例１～７で説明した搭載位置に搭載される。
【0132】
［ひずみセンサの取り付け位置の変形例］
図３８および図３９は、本開示の第１～第４の実施の形態に係る切削工具におけるひずみセンサの搭載位置の他の例を示す図である。図３８は、角シャンクであるシャンク１０の長手方向に垂直な方向における断面を示している。図３９は、丸シャンクであるシャンク１０の長手方向に垂直な方向における断面を示している。図３８および図３９を参照して、たとえば、シャンク１０は、高さ方向ＨＤにおける彫り込み深さがｈｄである凹部２２Ａを有する。ひずみセンサ２０は、当該凹部２２Ａの内部におけるシャンク１０の表面に取り付けられる。この場合、図３８および図３９に示すシャンク１０の高さｈｓｅｎは以下の通り定義するものとする。すなわち、シャンク１０に凹部２２Ａが設けられていないと仮定した場合の高さｈｓｅｎをｈｘとしたとき、ｈｄ／ｈｘが０．２未満である場合、ｈｘを高さｈｓｅｎとし、ｈｄ／ｈｘが０．２以上である場合、（ｈｘ－ｈｄ）を高さｈｓｅｎとする。また、たとえば、ひずみセンサ２０は、シャンク１０の幅方向ＷＤにおける彫り込み深さがｂｄである凹部の内部における、シャンク１０の表面に取り付けられてもよい。この場合、シャンク１０の幅ｂｓｅｎは、高さｈｓｅｎと同様に、以下の通り定義するものとする。すなわち、シャンク１０に凹部が設けられていないと仮定した場合の幅ｂｓｅｎをｂｘとしたとき、ｂｄ／ｂｘが０．２未満である場合、ｂｘを幅ｂｓｅｎとし、ｂｄ／ｂｘが０．２以上である場合、（ｂｘ－ｂｄ）を幅ｂｓｅｎとする。
図３８および図３９は、本開示の第１～第４の実施の形態に係る切削工具におけるひずみセンサの搭載位置の他の例を示す図である。図３８は、角シャンクであるシャンク１０の長手方向に垂直な方向における断面を示している。図３９は、丸シャンクであるシャンク１０の長手方向に垂直な方向における断面を示している。図３８および図３９を参照して、たとえば、シャンク１０は、高さ方向ＨＤにおける彫り込み深さがｈｄである凹部２２Ａを有する。ひずみセンサ２０は、当該凹部２２Ａの内部におけるシャンク１０の表面に取り付けられる。この場合、図３８および図３９に示すシャンク１０の高さｈｓｅｎは以下の通り定義するものとする。すなわち、シャンク１０に凹部２２Ａが設けられていないと仮定した場合の高さｈｓｅｎをｈｘとしたとき、ｈｄ／ｈｘが０．２未満である場合、ｈｘを高さｈｓｅｎとし、ｈｄ／ｈｘが０．２以上である場合、（ｈｘ－ｈｄ）を高さｈｓｅｎとする。また、たとえば、ひずみセンサ２０は、シャンク１０の幅方向ＷＤにおける彫り込み深さがｂｄである凹部の内部における、シャンク１０の表面に取り付けられてもよい。この場合、シャンク１０の幅ｂｓｅｎは、高さｈｓｅｎと同様に、以下の通り定義するものとする。すなわち、シャンク１０に凹部が設けられていないと仮定した場合の幅ｂｓｅｎをｂｘとしたとき、ｂｄ／ｂｘが０．２未満である場合、ｂｘを幅ｂｓｅｎとし、ｂｄ／ｂｘが０．２以上である場合、（ｂｘ－ｂｄ）を幅ｂｓｅｎとする。
【0133】
上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【0134】
１ チップ
１Ｋ 基準点
１０ シャンク
１７ 軸
２０ ひずみセンサ
２２Ａ 凹部
３Ａ，３Ｂ 固定用部材
５０Ａ，５０Ｂ 刃物台
１０１，１０１Ａ～１０１Ｇ 切削工具
１０２，１０２Ａ，１０２Ｂ 切削工具
１０１ＤＢ 外径バイト
１１０ 無線通信部
１２０ 処理部
１３０ 記憶部
２０１ 処理装置
３０１ 切削システム
Ｓ１ 底面
Ｓ２ 上面
Ｓ３ 側面
Ｓ４ 側面
１Ｋ 基準点
１０ シャンク
１７ 軸
２０ ひずみセンサ
２２Ａ 凹部
３Ａ，３Ｂ 固定用部材
５０Ａ，５０Ｂ 刃物台
１０１，１０１Ａ～１０１Ｇ 切削工具
１０２，１０２Ａ，１０２Ｂ 切削工具
１０１ＤＢ 外径バイト
１１０ 無線通信部
１２０ 処理部
１３０ 記憶部
２０１ 処理装置
３０１ 切削システム
Ｓ１ 底面
Ｓ２ 上面
Ｓ３ 側面
Ｓ４ 側面
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】
【図38】
【図39】