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(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】
(24)【登録日】2024-12-02
(45)【発行日】2024-12-10
(54)【発明の名称】切削加工システム、および転削工具
(51)【国際特許分類】
B23C 9/00 20060101AFI20241203BHJP
B23Q 17/09 20060101ALI20241203BHJP
【ＦＩ】
B23C9/00 Z
B23Q17/09 Z
【請求項の数】
11
(21)【出願番号】P 2024520644
(86)(22)【出願日】2023-10-11
(86)【国際出願番号】 JP2023036863
【審査請求日】2024-04-15
【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】110000280
【氏名又は名称】弁理士法人サンクレスト国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】田中 義三
(72)【発明者】
【氏名】栗山 浩充
(72)【発明者】
【氏名】荒木 正
(72)【発明者】
【氏名】大森 洋樹
(72)【発明者】
【氏名】山岸 傑
(72)【発明者】
【氏名】桑山 一郎
(72)【発明者】
【氏名】高野 豊久
【審査官】山村 和人
(56)【参考文献】
【文献】特開２０２１－１３７９６２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２２－０６４１１７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－１８４４０４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０３－２５８４２２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－２２２７８７（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０２１／１５３０４２（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２３Ｃ ９／００
Ｂ２３Ｑ １７／０９
Ｈ０２Ｊ ５０／２０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
工作機械の加工空間に設けられ給電用の電波が放射される送電アンテナを有する給電装置と、前記加工空間に配置される転削工具と、を備え、
前記転削工具は、
前記工作機械によって回転駆動される回転シャフトと、
前記回転シャフトに設けられるセンサと、
前記回転シャフトに設けられ、前記センサを収容するケースと、
前記ケースに収容され、前記給電用の電波を受信する１または複数の受電アンテナ回路と、を備え、
前記ケースは、
前記回転シャフトと同心に配置され、前記回転シャフトの外周側を取り囲む円筒状の側壁部と、
前記側壁部の端部開口を塞ぐ環状の端壁部と、を有し、
前記１または複数の受電アンテナ回路は、前記端壁部の内面に設けられる
切削加工システム。
【請求項2】
前記端壁部は樹脂により形成されている請求項１に記載の切削加工システム。
【請求項3】
前記複数の受電アンテナ回路は、前記回転シャフトの中心軸を中心とする周方向に沿って等間隔に設けられる請求項１または請求項２に記載の切削加工システム。
【請求項4】
前記１の受電アンテナ回路は、ループ素子を含み、前記回転シャフトの中心軸は、前記ループ素子の中心を通過する
請求項１または請求項２に記載の切削加工システム。
【請求項5】
前記センサが実装され、前記センサへ電力を供給するための線路を介して前記１または複数の受電アンテナ回路が接続される回路基板をさらに備える請求項１または請求項２に記載の切削加工システム。
【請求項6】
前記回路基板に実装された１または複数の回路チップをさらに備える請求項５に記載の切削加工システム。
【請求項7】
前記回路基板は、前記センサが実装され、前記回転シャフトの外周面に巻き付けられる帯状の第１基板部と、
前記第１基板部の長辺から延びる折り曲げ可能な１または複数の帯状部と、
前記１または複数の帯状部の先端に設けられた１または複数の第２基板部と、を有し、
前記１または複数の第２基板部は、前記端壁部に対して対向配置される
請求項６に記載の切削加工システム。
【請求項8】
前記１または複数の回路チップは、通信アンテナ、および、前記通信アンテナによって前記センサの出力を送信する無線通信回路を含む回路チップを含む請求項７に記載の切削加工システム。
【請求項9】
前記１または複数の回路チップは、前記１または複数の受電アンテナ回路が受電した電力を蓄電する蓄電部を含む回路チップを含む請求項６に記載の切削加工システム。
【請求項10】
前記１または複数の回路チップは、前記複数の受電アンテナ回路が受電した電力を合成する合成回路を含む回路チップを含む請求項６に記載の切削加工システム。
【請求項11】
工作機械の加工空間に配置される転削工具であって、前記工作機械によって回転駆動される回転シャフトと、
前記回転シャフトに設けられるセンサと、
前記回転シャフトに設けられ、前記センサを収容するケースと、
前記ケースに収容され、前記加工空間に設けられる送電アンテナから放射される給電用の電波を受信する１または複数の受電アンテナ回路と、を備え、
前記ケースは、
前記回転シャフトと同心に配置され、前記回転シャフトの外周側を取り囲む円筒状の側壁部と、
前記側壁部の端部開口を塞ぐ環状の端壁部と、を有し、
前記１または複数の受電アンテナ回路は、前記端壁部の内面に設けられる
転削工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、切削加工システム、および転削工具に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、本体部と、本体部に配置されたセンサ部と、センサの出力を示す情報を外部へ送信する無線通信部と、各部に電力を供給する電池と、を備えた切削工具が開示されている。電池は、本体部に設けられた空間である電池収容部に内蔵されている。
この切削工具は、加工中の切削工具の状態をセンサによってモニタし、外部へ送信することができる。
この切削工具は、加工中の切削工具の状態をセンサによってモニタし、外部へ送信することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】国際公開第２０２２／２３０１４９号
【発明の概要】
【0004】
本開示の実施形態に係る切削加工システムは、工作機械の加工空間に設けられる送電アンテナを有する給電装置と、前記加工空間に配置される転削工具と、を備える。前記転削工具は、前記工作機械によって回転駆動される回転シャフトと、前記回転シャフトに設けられるセンサと、前記回転シャフトに設けられ、前記センサを収容するケースと、前記ケースに収容され、前記送電アンテナからの送電電力を受電する１または複数の受電アンテナ回路と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【0005】
【発明を実施するための形態】
【0006】
［本開示が解決しようとする課題］
上記従来の切削工具では、電池の電力が消費され枯渇すると、新たな電池に交換する必要がある。この場合、電池収容部内から古い電池を取り出し、新たな電池を装着しなければならず、加工中に電池を交換することは困難である。
このため、加工時間が長時間となることにより、加工中に電池の電力が枯渇すると、その後の切削工具の状態をモニタすることができなくなるおそれがある。
上記従来の切削工具は、旋削加工を行うための旋削工具であるが、転削加工を行うための転削工具においても同様の課題を有する。
さらに、転削工具は加工時に回転するため、充電ケーブル等を加工中の転削工具に接続することが困難である。このため、仮に、工具に内蔵される電池を２次電池とし外部から充電可能な構成にしたとしても、加工中に電池の電力が枯渇するおそれがある。
上記従来の切削工具では、電池の電力が消費され枯渇すると、新たな電池に交換する必要がある。この場合、電池収容部内から古い電池を取り出し、新たな電池を装着しなければならず、加工中に電池を交換することは困難である。
このため、加工時間が長時間となることにより、加工中に電池の電力が枯渇すると、その後の切削工具の状態をモニタすることができなくなるおそれがある。
上記従来の切削工具は、旋削加工を行うための旋削工具であるが、転削加工を行うための転削工具においても同様の課題を有する。
さらに、転削工具は加工時に回転するため、充電ケーブル等を加工中の転削工具に接続することが困難である。このため、仮に、工具に内蔵される電池を２次電池とし外部から充電可能な構成にしたとしても、加工中に電池の電力が枯渇するおそれがある。
【0007】
［本開示の効果］
本開示によれば、加工中の転削工具の状態を適切にモニタすることができる。
本開示によれば、加工中の転削工具の状態を適切にモニタすることができる。
【0008】
最初に実施形態の内容を列記して説明する。
［実施形態の概要］
（１）本開示の実施形態に係る切削加工システムは、工作機械の加工空間に設けられる送電アンテナを有する給電装置と、前記加工空間に配置される転削工具と、を備える。前記転削工具は、前記工作機械によって回転駆動される回転シャフトと、前記回転シャフトに設けられるセンサと、前記回転シャフトに設けられ、前記センサを収容するケースと、前記ケースに収容され、前記送電アンテナからの送電電力を受電する１または複数の受電アンテナ回路と、を備える。
［実施形態の概要］
（１）本開示の実施形態に係る切削加工システムは、工作機械の加工空間に設けられる送電アンテナを有する給電装置と、前記加工空間に配置される転削工具と、を備える。前記転削工具は、前記工作機械によって回転駆動される回転シャフトと、前記回転シャフトに設けられるセンサと、前記回転シャフトに設けられ、前記センサを収容するケースと、前記ケースに収容され、前記送電アンテナからの送電電力を受電する１または複数の受電アンテナ回路と、を備える。
【0009】
上記構成によれば、給電装置が加工空間内に送電アンテナを有し、転削工具が１または複数の受電アンテナ回路を有するので、加工空間内で転削工具への無線給電が可能となる。よって、加工中の転削工具に対して給電が可能となり、加工時間が長時間になったとしても連続してセンサへ電力を与えることができ、センサの駆動が可能となる。この結果、加工中の転削工具の状態を適切にモニタすることができる。
【0010】
（２）上記（１）の切削加工システムにおいて、前記ケースが、前記回転シャフトと同心に配置され、前記回転シャフトの外周側を取り囲む円筒状の側壁部と、前記側壁部の端部開口を塞ぐ環状の端壁部と、を有する場合、前記１または複数の受電アンテナ回路は、前記端壁部の内面に設けられていてもよい。
この場合、回転シャフトの端部から軸方向に離れた位置に送電アンテナを配置すれば、回転シャフトが回転したときの、送電アンテナと受電アンテナ回路との距離の変化が大きくなるのを抑制でき、送電アンテナからの送電電力を安定して受電することができる。
この場合、回転シャフトの端部から軸方向に離れた位置に送電アンテナを配置すれば、回転シャフトが回転したときの、送電アンテナと受電アンテナ回路との距離の変化が大きくなるのを抑制でき、送電アンテナからの送電電力を安定して受電することができる。
【0011】
（３）上記（２）の切削加工システムにおいて、前記端壁部は樹脂により形成されていることがある。
この場合、端壁部によって送電電力の受信が阻害されるのを抑制することができる。
この場合、端壁部によって送電電力の受信が阻害されるのを抑制することができる。
【0012】
（４）上記（２）または（３）の切削加工システムにおいて、前記複数の受電アンテナ回路は、前記回転シャフトの中心軸を中心とする周方向に沿って等間隔に設けられていてもよい。
この場合、回転シャフトが回転したときに、複数の受電アンテナ回路のそれぞれが、均等に送電アンテナからの送電電力を受信することができる。この結果、複数の受電アンテナ回路は、安定して送電電力を受信することができる。また、複数の受電アンテナ回路を周方向に沿って等間隔に設けることで、転削工具全体の質量の不釣り合いを抑制することができる。
この場合、回転シャフトが回転したときに、複数の受電アンテナ回路のそれぞれが、均等に送電アンテナからの送電電力を受信することができる。この結果、複数の受電アンテナ回路は、安定して送電電力を受信することができる。また、複数の受電アンテナ回路を周方向に沿って等間隔に設けることで、転削工具全体の質量の不釣り合いを抑制することができる。
【0013】
（５）上記（２）または（３）の切削加工システムにおいて、前記１の受電アンテナ回路が、ループ素子を含む場合、前記回転シャフトの中心軸は、前記ループ素子の中心を通過することがある。
この場合、回転シャフトが回転した場合においても、送電アンテナに対するアンテナ素子の相対的な位置の変化が抑制され、送電アンテナからの送電電力を安定して受電することができる。また、回転シャフトの中心軸が、ループ素子の中心を通過することで、転削工具全体の質量の不釣り合いを抑制することができる。
この場合、回転シャフトが回転した場合においても、送電アンテナに対するアンテナ素子の相対的な位置の変化が抑制され、送電アンテナからの送電電力を安定して受電することができる。また、回転シャフトの中心軸が、ループ素子の中心を通過することで、転削工具全体の質量の不釣り合いを抑制することができる。
【0014】
（６）上記（２）から（５）のいずれか１つの切削加工システムにおいて、前記センサが実装され、前記センサへ電力を供給するための線路を介して前記１または複数の受電アンテナ回路が接続される回路基板をさらに備えていてもよい。
この場合、回路基板を、例えば、回転シャフトの回収面等の端壁部の内面以外の部分に設けることができ、内面における受電アンテナ回路の配置スペースを大きく確保することができる。
この場合、回路基板を、例えば、回転シャフトの回収面等の端壁部の内面以外の部分に設けることができ、内面における受電アンテナ回路の配置スペースを大きく確保することができる。
【0015】
（７）上記（６）の切削加工システムにおいて、前記回路基板に実装された１または複数の回路チップをさらに備えることがある。
この場合、１または複数の回路チップと、センサと、を回路基板に実装することができる。
この場合、１または複数の回路チップと、センサと、を回路基板に実装することができる。
【0016】
（８）上記（７）の切削加工システムにおいて、前記回路基板は、前記センサが実装され、前記回転シャフトの外周面に設けられる第１基板部と、前記１または複数の回路チップが実装され、前記第１基板部に対して折り曲げ可能な帯状部によって接続された１または複数の第２基板部と、を有し、前記１または複数の第２基板部は、前記端壁部に対して対向配置されてもよい。
この場合、１または複数の回路チップが実装される第２基板部の実装面が、回転シャフトの回転によって生じる遠心力の方向に沿っているので、前記遠心力が１または複数の回路チップと第２基板部とを離間する方向に作用するのを抑制することができる。
この場合、１または複数の回路チップが実装される第２基板部の実装面が、回転シャフトの回転によって生じる遠心力の方向に沿っているので、前記遠心力が１または複数の回路チップと第２基板部とを離間する方向に作用するのを抑制することができる。
【0017】
（９）上記（８）の切削加工システムにおいて、前記１または複数の回路チップは、通信アンテナ、および、前記通信アンテナによって前記センサの出力を送信する無線通信回路を含む回路チップを含むことがある。
この場合、通信アンテナを端壁部に近接して配置することができる。よって、センサの出力を通信アンテナによって送信する際、端壁部以外の構成がセンサの出力の送信を阻害するのを防止でき、適切にセンサの出力の送信を行うことができる。
この場合、通信アンテナを端壁部に近接して配置することができる。よって、センサの出力を通信アンテナによって送信する際、端壁部以外の構成がセンサの出力の送信を阻害するのを防止でき、適切にセンサの出力の送信を行うことができる。
【0018】
（１０）上記（７）から（９）のいずれか１つの切削加工システムにおいて、前記１または複数の回路チップは、前記１または複数の受電アンテナ回路が受電した電力を蓄電する蓄電部を含む回路チップを含むことがある。
この場合、１または複数の受電アンテナ回路が送電電力を受電しない場合においても、蓄電部に蓄電された電力をセンサへ与えることができる。
この場合、１または複数の受電アンテナ回路が送電電力を受電しない場合においても、蓄電部に蓄電された電力をセンサへ与えることができる。
【0019】
（１１）上記（７）から（１０）のいずれか１つの切削加工システムにおいて、前記１または複数の回路チップは、前記複数の受電アンテナ回路が受電した電力を合成する合成回路を含む回路チップを含むことがある。
合成回路によって、複数の受電アンテナ回路から出力される電力を合成することができる。
合成回路によって、複数の受電アンテナ回路から出力される電力を合成することができる。
【0020】
（１２）また、他の観点からみた実施形態は、工作機械の加工空間に配置される転削工具である。この転削工具は、前記工作機械によって回転駆動される回転シャフトと、前記回転シャフトに設けられるセンサと、前記回転シャフトに設けられ、前記センサを収容するケースと、前記ケースに収容され、前記加工空間に設けられる送電アンテナによって送電される給電装置からの送電電力を受電する１または複数の受電アンテナ回路と、を備える。
【0021】
［実施形態の詳細］
以下、好ましい実施形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、以下に記載する各実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
〔全体構成について〕
図１は、実施形態に係る切削加工システムの全体構成を示す図である。図１中、切削加工システム１は、工作機械２と、転削工具４と、給電装置６と、外部装置７と、を備える。
以下、好ましい実施形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、以下に記載する各実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
〔全体構成について〕
図１は、実施形態に係る切削加工システムの全体構成を示す図である。図１中、切削加工システム１は、工作機械２と、転削工具４と、給電装置６と、外部装置７と、を備える。
【0022】
工作機械２は、例えば、ＮＣフライス盤である。工作機械２は、コラム８と、主軸１０と、を有する。コラム８は、主軸１０をテーブル（図示省略）の上方で支持する。主軸１０は、転削工具４をチャック等で把持する。主軸１０は、モータによって上下方向に沿う回転軸回りに回転する。
【0023】
工作機械２は、主軸１０を回転させることで、転削工具４を回転駆動する。転削工具４の下側の端部には、切削チップが固定されている。テーブルに固定されたワークは、テーブルの移動によって、加工位置に配置され、転削工具４によって切削加工される。
切削加工は、工作機械２の加工空間Ｓ内で行われる。転削工具４や、コラム８、主軸１０、テーブル等は、加工空間Ｓ内に配置される。
加工空間Ｓは、金属や樹脂等からなるカバーによって画定される。つまり、加工空間Ｓは、前記カバーによって閉鎖された空間である。切削加工時には、切削油（クーラント）が供給される。この切削油の飛散を防止するため、切削加工は、閉鎖された加工空間Ｓ内で行われる。
切削加工は、工作機械２の加工空間Ｓ内で行われる。転削工具４や、コラム８、主軸１０、テーブル等は、加工空間Ｓ内に配置される。
加工空間Ｓは、金属や樹脂等からなるカバーによって画定される。つまり、加工空間Ｓは、前記カバーによって閉鎖された空間である。切削加工時には、切削油（クーラント）が供給される。この切削油の飛散を防止するため、切削加工は、閉鎖された加工空間Ｓ内で行われる。
【0024】
転削工具４は、ワークに対して切削加工を行うための工具である。より具体的に、転削工具４は、切削加工のうちの転削加工を行うための工具である。転削加工とは、固定されたワークに対して工具を回転させつつ押し当てて行われる加工である。
【0025】
本実施形態の転削工具４はセンサを有する。センサは転削工具４の状態をモニタする機能を有する。転削工具４はさらにセンサの出力を示す出力情報を外部へ送信する機能を有する。転削工具４の構成については、後に詳述する。
【0026】
給電装置６は、加工空間Ｓ内の転削工具４へ無線給電する機能を有する。給電装置６は、送電アンテナ６ａと、送電部６ｂと、を備える。送電部６ｂは、電源１００から供給される電力に基づいて給電用の信号を生成し、送電アンテナ６ａへ与える。送電アンテナ６ａは、加工空間Ｓ内における転削工具４へ無線給電可能な位置に固定されている。送電アンテナ６ａは、給電用の信号を給電用の電波として転削工具４へ送信する。
給電装置６から転削工具４へ送電される電力は、転削工具４のセンサの動作電力や出力情報を送信するための電力として用いられる。
給電装置６から転削工具４へ送電される電力は、転削工具４のセンサの動作電力や出力情報を送信するための電力として用いられる。
【0027】
本実施形態の給電装置６は、５．７ＧＨｚを含む周波数帯域の信号を生成し送信する。つまり、送電アンテナ６ａからは、５．７ＧＨｚを含む周波数帯域の電波が放射される。
なお、給電装置６が放射する電波の周波数帯域は、特に限定されるわけではないが、規制等の観点から、２．４ＧＨｚや９２０ＭＨｚを含む周波数帯域であってもよい。
なお、給電装置６が放射する電波の周波数帯域は、特に限定されるわけではないが、規制等の観点から、２．４ＧＨｚや９２０ＭＨｚを含む周波数帯域であってもよい。
【0028】
外部装置７は、工作機械２（の加工空間Ｓ）の外部に配置される装置である。外部装置７は、転削工具４との間で無線通信を行う機能を有する。外部装置７は、無線通信によって、転削工具４が送信する出力情報を受信する。
外部装置７は、コンピュータ等により構成される。外部装置７は、処理部や、記憶部、入出力部等を備える。
外部装置７は、コンピュータ等により構成される。外部装置７は、処理部や、記憶部、入出力部等を備える。
【0029】
外部装置７は、さらに通信部を備える。通信部は、転削工具４との間で無線通信を行う機能を有する。通信部は、例えば、ブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ：登録商標）によって転削工具４と無線通信を行う。よって、通信部は、２．４ＧＨｚを含む周波数帯域を用いて無線通信する。
【0030】
外部装置７は、転削工具４から送信される出力情報を通信部によって受信し、出力情報に関する処理を行う機能を有する。外部装置７は、出力情報からセンサによるモニタ結果を示す情報を取り出し、記憶部に記憶したり、入出力部を介してモニタ結果を外部へ出力したりする。
【0031】
〔第１実施形態に係る転削工具について〕
図２は、第１実施形態に係る転削工具４の外観図である。
図２に示すように、転削工具４は、回転シャフト１４と、ケース１６と、を備える。
回転シャフト１４は、機械構造用鋼や工具項等の鋼材によって形成された部材である。
回転シャフト１４は、チップ側端部１４ａと、主軸側端部１４ｂと、を有する。チップ側端部１４ａには、切削チップが設けられる。主軸側端部１４ｂは、工作機械２の主軸１０に把持される。回転シャフト１４の中心軸Ｃは、主軸１０の回転軸と一致している。よって、回転シャフト１４は、中心軸Ｃ回りに回転駆動される。
図２は、第１実施形態に係る転削工具４の外観図である。
図２に示すように、転削工具４は、回転シャフト１４と、ケース１６と、を備える。
回転シャフト１４は、機械構造用鋼や工具項等の鋼材によって形成された部材である。
回転シャフト１４は、チップ側端部１４ａと、主軸側端部１４ｂと、を有する。チップ側端部１４ａには、切削チップが設けられる。主軸側端部１４ｂは、工作機械２の主軸１０に把持される。回転シャフト１４の中心軸Ｃは、主軸１０の回転軸と一致している。よって、回転シャフト１４は、中心軸Ｃ回りに回転駆動される。
【0032】
ケース１６は、環状の部材である。ケース１６は、回転シャフト１４の外周側の一部を覆う。ケース１６の内部には、センサや、外部装置７と通信を行うための回路や、給電装置６からの送信電力を受電するためのレクテナ等が収容されている。
ケース１６は、回転シャフト１４に固定されている。よって、回転シャフト１４が回転駆動されると、ケース１６は、回転シャフト１４と一体に回転する。
ケース１６は、回転シャフト１４に固定されている。よって、回転シャフト１４が回転駆動されると、ケース１６は、回転シャフト１４と一体に回転する。
【0033】
回転シャフト１４の上方には、主軸１０およびコラム８が位置している。よって、給電装置６の送電アンテナ６ａは、主軸１０およびコラム８を避けつつ、図２に示すように、回転シャフト１４の斜め上方に配置される。つまり、送電アンテナ６ａは、回転シャフト１４の主軸側端部１４ｂから軸方向および径方向に離れた位置に配置されている。
【0034】
図３は、転削工具４の構成例を示すブロック図である。
図３に示すように、転削工具４は、上述の回転シャフト１４およびケース１６の他、複数（図例では４つ）のセンサ２０と、無線通信回路２２と、充電制御回路２４と、蓄電部２６と、合成回路２８と、複数（図例では４つ）のレクテナ３０と、をさらに備える。
４つのセンサ２０、無線通信回路２２、充電制御回路２４、蓄電部２６、合成回路２８、および４つのレクテナ３０は、ケース１６の内部に収容される。
図３に示すように、転削工具４は、上述の回転シャフト１４およびケース１６の他、複数（図例では４つ）のセンサ２０と、無線通信回路２２と、充電制御回路２４と、蓄電部２６と、合成回路２８と、複数（図例では４つ）のレクテナ３０と、をさらに備える。
４つのセンサ２０、無線通信回路２２、充電制御回路２４、蓄電部２６、合成回路２８、および４つのレクテナ３０は、ケース１６の内部に収容される。
【0035】
４つのレクテナ３０は、給電装置６の送電アンテナ６ａからの送電電力を受電する。
４つのレクテナ３０は、それぞれ、受電アンテナ３０ａと、整流回路３０ｂと、を有する。受電アンテナ３０ａは、給電装置６からの給電用の電波を受信する。受電アンテナ３０ａは、受信した電波による電気信号を整流回路３０ｂへ与える。整流回路３０ｂは、受電アンテナ３０ａから与えられる電気信号を整流し直流電力に変換して出力する。
つまり、レクテナ３０は、送電アンテナ６ａからの送電電力を受電する受電アンテナ３０ａを有する受電アンテナ回路を構成する。
整流回路３０ｂが出力する直流電力は、合成回路２８へ与えられる。
合成回路２８は、４つのレクテナ３０が出力する直流電力を合成する。合成された直流電力は、充電制御回路２４へ与えられる。
４つのレクテナ３０は、それぞれ、受電アンテナ３０ａと、整流回路３０ｂと、を有する。受電アンテナ３０ａは、給電装置６からの給電用の電波を受信する。受電アンテナ３０ａは、受信した電波による電気信号を整流回路３０ｂへ与える。整流回路３０ｂは、受電アンテナ３０ａから与えられる電気信号を整流し直流電力に変換して出力する。
つまり、レクテナ３０は、送電アンテナ６ａからの送電電力を受電する受電アンテナ３０ａを有する受電アンテナ回路を構成する。
整流回路３０ｂが出力する直流電力は、合成回路２８へ与えられる。
合成回路２８は、４つのレクテナ３０が出力する直流電力を合成する。合成された直流電力は、充電制御回路２４へ与えられる。
【0036】
充電制御回路２４は、合成回路２８（レクテナ３０）から与えられる直流電力を所定電圧に変換したり、蓄電部２６の充放電を制御したり、合成回路２８からの直流電力および蓄電部２６からの直流電力を４つのセンサ２０および無線通信回路２２へ与えたりする機能を有する。
また、充電制御回路２４は、合成回路２８から直流電力が与えられると、蓄電部２６のみへ直流電力を与えることもできる。
さらに、充電制御回路２４は、合成回路２８から直流電力が与えられない場合、蓄電部２６に蓄電された直流電力を４つのセンサ２０、および無線通信回路２２へ与えることができる。
また、充電制御回路２４は、合成回路２８から直流電力が与えられると、蓄電部２６のみへ直流電力を与えることもできる。
さらに、充電制御回路２４は、合成回路２８から直流電力が与えられない場合、蓄電部２６に蓄電された直流電力を４つのセンサ２０、および無線通信回路２２へ与えることができる。
【0037】
蓄電部２６は、例えば、バッテリや、キャパシタを含む。蓄電部２６は、充電制御回路２４を介して与えられる直流電力を蓄電する。また、蓄電部２６は、充電制御回路２４の制御に基づいて、蓄電した電力を放電する。
【0038】
４つのセンサ２０は、回転シャフト１４の状態をモニタするためのセンサである。より具体的に、４つのセンサ２０は、ひずみセンサや、温度センサ、加速度センサ等を含む。４つのセンサ２０は、回転シャフト１４の状態であるひずみや、温度、加速度（振動）をモニタする機能を有する。４つのセンサ２０は、充電制御回路２４から直流電力が与えられると、回転シャフト１４の状態をモニタした結果を示す出力を無線通信回路２２へ与える。
【0039】
無線通信回路２２には、通信アンテナ２３が設けられている。無線通信回路２２は、通信アンテナ２３によって、外部装置７との間で無線通信を行う機能を有する。
無線通信回路２２は、４つのセンサ２０から与えられる出力を出力情報として無線送信する。無線通信回路２２は、充電制御回路２４から直流電力が与えられると、外部装置７との間で通信接続を行い、出力情報の無線送信を開始する。
無線通信回路２２は、４つのセンサ２０から与えられる出力を出力情報として無線送信する。無線通信回路２２は、充電制御回路２４から直流電力が与えられると、外部装置７との間で通信接続を行い、出力情報の無線送信を開始する。
【0040】
上記切削加工システム１によって切削加工を行う場合、まず、システム１のオペレータは、転削工具４を主軸１０に取り付ける。さらに、オペレータは、工作機械２のテーブルにワークを取り付ける。その後、オペレータは、工作機械２のカバーを閉じることで、加工空間Ｓを閉鎖する。
次いで、オペレータは、給電装置６による転削工具４への無線給電を開始させる。
これにより、転削工具４は、給電装置６からの送電電力を受電する。給電装置６から電力が与えられることで、転削工具４の４つのセンサ２０は回転シャフト１４の状態のモニタおよびモニタ結果の出力を開始する。さらに、無線通信回路２２は外部装置７との間で通信接続を行い、出力情報の無線送信を開始する。
その後、オペレータは、工作機械２を動作させて、切削加工を開始させる。
次いで、オペレータは、給電装置６による転削工具４への無線給電を開始させる。
これにより、転削工具４は、給電装置６からの送電電力を受電する。給電装置６から電力が与えられることで、転削工具４の４つのセンサ２０は回転シャフト１４の状態のモニタおよびモニタ結果の出力を開始する。さらに、無線通信回路２２は外部装置７との間で通信接続を行い、出力情報の無線送信を開始する。
その後、オペレータは、工作機械２を動作させて、切削加工を開始させる。
【0041】
このとき、転削工具４の４つのセンサ２０は、転削工具４の状態をモニタした結果を示す出力を無線通信回路２２へ与える。無線通信回路２２は、４つのセンサ２０から与えられる出力を出力情報として無線送信する。
無線通信回路２２が送信した出力情報は、外部装置７によって受信される。
出力情報を受信した外部装置７は、出力情報から回転シャフト１４の状態を示す情報を取得する。外部装置７は、取得した回転シャフト１４の状態を示す情報を出力する。これにより、外部装置７は、切削加工時の加工状態（転削工具４の状態）をオペレータへ出力することができる。オペレータは、外部装置７の出力によって切削加工時の加工状態をモニタすることができる。
無線通信回路２２が送信した出力情報は、外部装置７によって受信される。
出力情報を受信した外部装置７は、出力情報から回転シャフト１４の状態を示す情報を取得する。外部装置７は、取得した回転シャフト１４の状態を示す情報を出力する。これにより、外部装置７は、切削加工時の加工状態（転削工具４の状態）をオペレータへ出力することができる。オペレータは、外部装置７の出力によって切削加工時の加工状態をモニタすることができる。
【0042】
図３中、４つのセンサ２０、無線通信回路２２、充電制御回路２４、蓄電部２６、および、合成回路２８は、回路基板３６に実装されている。
回路基板３６、並びに、回路基板３６に実装されている４つのセンサ２０および各回路２２、２４、２６、２８は、回路モジュール４０を構成している。４つのレクテナ３０は、回路モジュール４０に接続されている。
回路基板３６、並びに、回路基板３６に実装されている４つのセンサ２０および各回路２２、２４、２６、２８は、回路モジュール４０を構成している。４つのレクテナ３０は、回路モジュール４０に接続されている。
【0043】
回路モジュール４０は、さらに、４つのコネクタ３８を有する。４つのコネクタ３８には、４つのレクテナ３０から延びる４つの線路３９が接続されている。つまり、４つのレクテナ３０は、４つの線路３９を介して回路モジュール４０（回路基板３６）に接続されている。
４つのレクテナ３０が出力する電力は、４つの線路３９および４つのコネクタ３８を介して回路モジュール４０の合成回路２８へ与えられる。
回路モジュール４０（回路基板３６）は、回転シャフト１４の外周面に設けられる。
４つのレクテナ３０は、ケース１６の内面に設けられる。
４つのレクテナ３０が出力する電力は、４つの線路３９および４つのコネクタ３８を介して回路モジュール４０の合成回路２８へ与えられる。
回路モジュール４０（回路基板３６）は、回転シャフト１４の外周面に設けられる。
４つのレクテナ３０は、ケース１６の内面に設けられる。
【0044】
図４は、転削工具４の断面図である。図４では、中心軸Ｃを含む軸方向の平面に沿った断面を示している。図４では、ケース１６およびレクテナ３０については断面を示し、回転シャフト１４および回路モジュール４０については外観を示している。
なお、図４では、ケース１６の内部を判り易く図示するため、ケース１６を誇張して示している。以下の説明においても同様である。
なお、図４では、ケース１６の内部を判り易く図示するため、ケース１６を誇張して示している。以下の説明においても同様である。
【0045】
図４中、回転シャフト１４は、大径部４４と、第１小径部４６ａと、第２小径部４６ｂと、を有する。小径部４６ａ、４６ｂは、大径部４４の両端面から軸方向に沿って延びている。第１小径部４６ａの先端は、チップ側端部１４ａである。第２小径部４６ｂの先端は、主軸側端部１４ｂである。よって、第１小径部４６ａの先端には、切削チップが設けられる。また、第２小径部４６ｂの先端は、工作機械２の主軸１０に把持される。
【0046】
ケース１６は、ケース本体４８と、第１端壁部５０と、を有する。
ケース本体４８は、鋼板等を用いて形成された環状の部材である。ケース本体４８は、側壁部５２と、第２端壁部５４と、を有する。
側壁部５２は、大径部４４の外周側を取り囲む円筒形状を有する。側壁部５２は、回転シャフト１４と同心に配置されている。つまり、側壁部５２の軸方向の中心は、中心軸Ｃと一致する。
ケース本体４８は、鋼板等を用いて形成された環状の部材である。ケース本体４８は、側壁部５２と、第２端壁部５４と、を有する。
側壁部５２は、大径部４４の外周側を取り囲む円筒形状を有する。側壁部５２は、回転シャフト１４と同心に配置されている。つまり、側壁部５２の軸方向の中心は、中心軸Ｃと一致する。
【0047】
第２端壁部５４は、平板環状の部材である。第２端壁部５４の外周端は、端部５２ａに繋がっている。端部５２ａは、側壁部５２における第２小径部４６ｂ側の端部である。第２端壁部５４の中心孔５４ａには、第２小径部４６ｂが挿入されている。また、第２端壁部５４の内面５４ｂは、環状端面４４ｂに当接している。環状端面４４ｂは、大径部４４における第２小径部４６ｂ側の端面であり、大径部４４の外周面４４ａと、第２小径部４６ｂの外周面４６ｂ１とを繋ぐ面である。ケース本体４８は、第２小径部４６ｂおよび環状端面４４ｂによって、回転シャフト１４に対して位置決めされる。
【0048】
第１端壁部５０は、樹脂を用いて形成された平板環状の部材である。第１端壁部５０の中心孔５０ａには、第１小径部４６ａが挿入されている。また、第１端壁部５０の外周端５０ｂは側壁部５２に当接している。よって、第１端壁部５０は、側壁部５２の端部５２ｂの開口５２ｃを塞いでいる。端部５２ｂは、側壁部５２における第１小径部４６ａ側の端部である。
つまり、第１端壁部５０は、ケース本体４８の開口を塞ぐ蓋である。
つまり、第１端壁部５０は、ケース本体４８の開口を塞ぐ蓋である。
【0049】
また、第１端壁部５０の内面５０ｃは、環状端面４４ｃに当接している。環状端面４４ｃは、大径部４４における第１小径部４６ａ側の端面であり、大径部４４の外周面４４ａと、第１小径部４６ａの外周面４６ａ１とを繋ぐ面である。第１端壁部５０は、第１小径部４６ａおよび環状端面４４ｃによって、回転シャフト１４に対して位置決めされる。
【0050】
ケース本体４８は、ねじ等（図示省略）によって、回転シャフト１４に一体に固定される。また、第１端壁部５０は、ねじ等（図示省略）によって、回転シャフト１４およびケース本体４８に一体に固定される。これにより、ケース１６は、回転シャフト１４に一体に固定される。
【0051】
第２端壁部５４の中心孔５４ａと、第２小径部４６ｂと、の間は、密封されている。また、第１端壁部５０の中心孔５０ａと、第１小径部４６ａと、との間は、密封されている。さらに、第１端壁部５０の外周端５０ｂと、側壁部５２と、の間は、密封されている。これにより、ケース１６の内部への切削油の侵入が防止される。
【0052】
回路モジュール４０は、大径部４４の外周面４４ａに設けられている。回路モジュール４０に含まれる回路基板３６は、矩形帯状のＦＰＣ（フレキシブル基板：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔｓ）である。よって、回路モジュール４０は、変形可能である。回路モジュール４０は、外周面４４ａに沿って変形した状態で巻き付けられている。
４つのレクテナ３０は、第１端壁部５０の内面５０ｃに設けられている。
４つのレクテナ３０は、第１端壁部５０の内面５０ｃに設けられている。
【0053】
図５は、図４中のＶ－Ｖ線矢視断面図である。図５は、中心軸Ｃに直交する平面に沿った転削工具４の径方向断面を示している。
図４および図５に示すように、４つのレクテナ３０は、それぞれ、アンテナ基板５８を有する。アンテナ基板５８は、矩形板状である。
アンテナ基板５８の第１面５８ａには、レクテナ３０に含まれる受電アンテナ３０ａが実装される。アンテナ基板５８の第２面５８ｂは、内面５０ｃに当接している。第１面５８ａは、アンテナ基板５８における第２小径部４６ｂ側の面である。第２面５８ｂは、アンテナ基板５８における第１小径部４６ａ側の面である。
図４および図５に示すように、４つのレクテナ３０は、それぞれ、アンテナ基板５８を有する。アンテナ基板５８は、矩形板状である。
アンテナ基板５８の第１面５８ａには、レクテナ３０に含まれる受電アンテナ３０ａが実装される。アンテナ基板５８の第２面５８ｂは、内面５０ｃに当接している。第１面５８ａは、アンテナ基板５８における第２小径部４６ｂ側の面である。第２面５８ｂは、アンテナ基板５８における第１小径部４６ａ側の面である。
【0054】
４つのアンテナ基板５８は、内面５０ｃに固定されている。図５に示すように、４つのアンテナ基板５８は、回転シャフト１４を取り囲むように周方向に等間隔（９０度間隔）で配置されている。また、複数のアンテナ基板５８の長手方向は、中心軸Ｃを通過する径方向の直線に直交する。
このように、複数のレクテナ３０（複数のアンテナ基板５８）は、中心軸Ｃを中心とする周方向に沿って等間隔に設けられる。
このように、複数のレクテナ３０（複数のアンテナ基板５８）は、中心軸Ｃを中心とする周方向に沿って等間隔に設けられる。
【0055】
図５に示すように、アンテナ基板５８の第１面５８ａには、受電アンテナ３０ａの他、回路チップ６０が実装されている。
受電アンテナ３０ａは、一対のアンテナ素子３０ａ１と、一対の線路３０ａ２と、を含む。一対のアンテナ素子３０ａ１および一対の線路３０ａ２は、第１面５８ａ上にパターン形成された銅箔等の金属箔である。
一対のアンテナ素子３０ａ１は、アンテナ基板５８の長手方向に沿った線状を有する。一対のアンテナ素子３０ａ１は、アンテナ基板５８の長手方向に沿って一列に設けられている。一対のアンテナ素子３０ａ１を有する受電アンテナ３０ａは、ダイポールアンテナを構成する。
受電アンテナ３０ａは、一対のアンテナ素子３０ａ１と、一対の線路３０ａ２と、を含む。一対のアンテナ素子３０ａ１および一対の線路３０ａ２は、第１面５８ａ上にパターン形成された銅箔等の金属箔である。
一対のアンテナ素子３０ａ１は、アンテナ基板５８の長手方向に沿った線状を有する。一対のアンテナ素子３０ａ１は、アンテナ基板５８の長手方向に沿って一列に設けられている。一対のアンテナ素子３０ａ１を有する受電アンテナ３０ａは、ダイポールアンテナを構成する。
【0056】
一対の線路３０ａ２は、一対のアンテナ素子３０ａ１の端部と、回路チップ６０と、を接続する。
回路チップ６０は、整流回路３０ｂを含む回路チップである。また、回路チップ６０には、線路３９が接続される。線路３９は、上述のように、回路モジュール４０のコネクタ３８に繋がる線路である。
回路チップ６０は、整流回路３０ｂを含む回路チップである。また、回路チップ６０には、線路３９が接続される。線路３９は、上述のように、回路モジュール４０のコネクタ３８に繋がる線路である。
【0057】
図６は、回路モジュール４０を平面上に延ばしたときの図である。
回路モジュール４０（回路基板３６）は、矩形帯状である。回路モジュール４０は、第１端部４０ａと、第２端部４０ｂと、を有する。回路モジュール４０の長手方向の長さは、大径部４４の外周よりも僅かに短い。よって、回路モジュール４０が大径部４４に巻き付けられたときに、第１端部４０ａと、第２端部４０ｂと、の間に僅かな隙間が設けられる（図４および図５参照）。
回路モジュール４０（回路基板３６）は、矩形帯状である。回路モジュール４０は、第１端部４０ａと、第２端部４０ｂと、を有する。回路モジュール４０の長手方向の長さは、大径部４４の外周よりも僅かに短い。よって、回路モジュール４０が大径部４４に巻き付けられたときに、第１端部４０ａと、第２端部４０ｂと、の間に僅かな隙間が設けられる（図４および図５参照）。
【0058】
上述のように、回路モジュール４０の回路基板３６には、４つのセンサ２０と、４つのコネクタ３８とが実装されている。
さらに、回路基板３６には、第１回路チップ６２と、第２回路チップ６４と、第３回路チップ６６と、が実装されている。
さらに、回路基板３６には、第１回路チップ６２と、第２回路チップ６４と、第３回路チップ６６と、が実装されている。
【0059】
４つのコネクタ３８、および回路チップ６２、６４、６６は、回路基板３６の外面３６ａに実装されている。４つのセンサ２０は、回路基板３６の内面３６ｂに実装されている。外面３６ａは、回路モジュール４０が大径部４４に巻き付けられたときに、外側に向く面である。内面３６ｂは、外面３６ａの反対面であり、回路モジュール４０が大径部４４に巻き付けられたときに、内側に向く面である。
【0060】
４つのセンサ２０は、回路モジュール４０の長手方向に沿って並べて設けられている。４つのセンサ２０は、回路モジュール４０が大径部４４に巻き付けられたときに、周方向に沿って等間隔で配置されるように設けられている。
【0061】
４つのコネクタ３８は、４つのセンサ２０の位置に対応して回路モジュール４０の長手方向に沿って設けられている。よって、４つのコネクタ３８も、回路モジュール４０が大径部４４に巻き付けられたときに、周方向に沿って等間隔で配置されるように設けられている。
４つのコネクタ３８は、４つのセンサ２０よりも第１長辺３６ｃ寄りに設けられている。第１長辺３６ｃは、第１小径部４６ａ側に位置する回路基板３６の長辺である。
４つのコネクタ３８は、４つのセンサ２０よりも第１長辺３６ｃ寄りに設けられている。第１長辺３６ｃは、第１小径部４６ａ側に位置する回路基板３６の長辺である。
【0062】
回路チップ６２、６４、６６は、回路モジュール４０の長手方向に沿って並べて設けられている。
回路チップ６２、６４、６６は、４つのセンサ２０よりも第２長辺３６ｄ寄りに設けられている。第２長辺３６ｄは、第２小径部４６ｂ側に位置する回路基板３６の長辺である。
回路チップ６２、６４、６６は、４つのセンサ２０よりも第２長辺３６ｄ寄りに設けられている。第２長辺３６ｄは、第２小径部４６ｂ側に位置する回路基板３６の長辺である。
【0063】
第１回路チップ６２は、チップ本体６２ａと、通信アンテナ２３と、を有する。通信アンテナ２３は、チップ本体６２ａの外面６２ａ１に設けられている。チップ本体６２ａは、無線通信回路２２を含む回路チップである。
回路モジュール４０の長手方向における第１回路チップ６２の位置は、４つのセンサ２０のうちの第１端部４０ａに最も近いセンサ２０の位置に対応している。
回路モジュール４０の長手方向における第１回路チップ６２の位置は、４つのセンサ２０のうちの第１端部４０ａに最も近いセンサ２０の位置に対応している。
【0064】
第２回路チップ６４は、充電制御回路２４と、蓄電部２６と、を含む回路チップである。
回路モジュール４０の長手方向における第２回路チップ６４の位置は、４つのセンサ２０のうちの中央に配置された一対のセンサ２０の中間位置である。
回路モジュール４０の長手方向における第２回路チップ６４の位置は、４つのセンサ２０のうちの中央に配置された一対のセンサ２０の中間位置である。
【0065】
第３回路チップ６６は、合成回路２８を含む回路チップである。
回路モジュール４０の長手方向における第３回路チップ６６の位置は、４つのセンサ２０のうちの第２端部４０ｂに最も近いセンサ２０と、このセンサ２０に隣り合うセンサ２０と、の中間位置である。
回路モジュール４０の長手方向における第３回路チップ６６の位置は、４つのセンサ２０のうちの第２端部４０ｂに最も近いセンサ２０と、このセンサ２０に隣り合うセンサ２０と、の中間位置である。
【0066】
回路モジュール４０が大径部４４に巻き付けられたとき、４つのセンサ２０は、大径部４４の外周面４４ａに当接する。これにより、４つのセンサ２０は、回転シャフト１４の状態をモニタすることができる。
４つのセンサ２０が外周面４４ａに接触することで、外周面４４ａと、回路基板３６の内面３６ｂと、の間に隙間が生じることがある。この隙間には、樹脂等が充填される。これによって、回路モジュール４０は、外周面４４ａに密着固定される。
なお、センサ２０は、リード線等によって回路基板３６に接続されることで、回路基板３６に実装されていてもよい。
４つのセンサ２０が外周面４４ａに接触することで、外周面４４ａと、回路基板３６の内面３６ｂと、の間に隙間が生じることがある。この隙間には、樹脂等が充填される。これによって、回路モジュール４０は、外周面４４ａに密着固定される。
なお、センサ２０は、リード線等によって回路基板３６に接続されることで、回路基板３６に実装されていてもよい。
【0067】
上記構成によれば、給電装置６が加工空間Ｓ内に送電アンテナ６ａを有し、転削工具４が複数のレクテナ３０（受電アンテナ回路）を有するので、加工空間Ｓ内で転削工具４への無線給電が可能となる。よって、加工中の転削工具４に対して給電が可能となり、加工時間が長時間になったとしても連続してセンサ２０へ電力を与えることができ、センサ２０によるモニタが可能となる。この結果、加工中の転削工具４の状態を適切にモニタすることができる。
【0068】
また、本実施形態では、複数のレクテナ３０がケース１６の第１端壁部５０の内面５０ｃに設けられ、送電アンテナ６ａが、回転シャフト１４の主軸側端部１４ｂから軸方向に離れた位置に配置されているので、回転シャフト１４が回転したときの、送電アンテナ６ａとレクテナ３０との距離の変化が大きくなるのを抑制でき、送電アンテナ６ａからの送電電力を安定して受電することができる。
【0069】
また、本実施形態では、第１端壁部５０が樹脂により形成されているので、送電アンテナ６ａからの送電電力が第１端壁部５０を容易に透過でき、第１端壁部５０によって送電電力の受信が阻害されるのを抑制することができる。
【0070】
また、本実施形態では、４つのレクテナ３０が、回転シャフト１４の中心軸Ｃを中心とする周方向に沿って等間隔に設けられているので、回転シャフト１４が回転したときに、複数のレクテナ３０のそれぞれが、均等に送電アンテナ６ａからの送電電力を受信することができる。この結果、複数のレクテナ３０は、安定して送電電力を受信することができる。
また、４つのレクテナ３０を周方向に沿って等間隔に設けることで、転削工具４全体の質量の不釣り合いを抑制することができる。
また、４つのレクテナ３０を周方向に沿って等間隔に設けることで、転削工具４全体の質量の不釣り合いを抑制することができる。
【0071】
また、本実施形態では、４つのセンサ２０が実装され、４つのセンサ２０へ電力を供給するための４つの線路３９を介して４つのレクテナ３０が接続される回路基板３６を備えるので、回路基板３６（回路モジュール４０）を、回転シャフトの外周面といった第１端壁部５０の内面５０ｃ以外の部分に設けることができる。
これにより、内面５０ｃにおけるレクテナ３０を配置するためのスペースを大きく確保することができる。
これにより、内面５０ｃにおけるレクテナ３０を配置するためのスペースを大きく確保することができる。
【0072】
〔第１実施形態の変形例について〕
図７は、第１実施形態の変形例に係る転削工具４の径方向の断面図である。
本変形例の転削工具４は、１つのレクテナ３０を有しており、このレクテナ３０のアンテナ素子３０ａ１がループ素子である点において、上記実施形態と相違する。
図７は、第１実施形態の変形例に係る転削工具４の径方向の断面図である。
本変形例の転削工具４は、１つのレクテナ３０を有しており、このレクテナ３０のアンテナ素子３０ａ１がループ素子である点において、上記実施形態と相違する。
【0073】
本実施形態のレクテナ３０のアンテナ基板５８は、平板環状である。アンテナ基板５８は、アンテナ基板５８の中心と、中心軸Ｃと、が一致するように、内面５０ｃに固定される。
アンテナ基板５８の第１面５８ａに実装される受電アンテナ３０ａのアンテナ素子３０ａ１は、Ｃ形のループ状を有する。よって、本実施形態の受電アンテナ３０ａは、ループアンテナを構成する。
一対の線路３０ａ２は、アンテナ素子３０ａ１の両端と、回路チップ６０と、を接続する。回路チップ６０は、線路３９を介して回路モジュール４０のコネクタ３８に接続される。
アンテナ基板５８の第１面５８ａに実装される受電アンテナ３０ａのアンテナ素子３０ａ１は、Ｃ形のループ状を有する。よって、本実施形態の受電アンテナ３０ａは、ループアンテナを構成する。
一対の線路３０ａ２は、アンテナ素子３０ａ１の両端と、回路チップ６０と、を接続する。回路チップ６０は、線路３９を介して回路モジュール４０のコネクタ３８に接続される。
【0074】
ループ素子であるアンテナ素子３０ａ１は、中心軸Ｃがアンテナ素子３０ａ１の中心Ｐを通過するように、第１面５８ａに設けられている。
このため、回転シャフト１４が回転した場合においても、送電アンテナ６ａに対するアンテナ素子３０ａ１の相対的な位置の変化が抑制され、送電アンテナ６ａからの送電電力を安定して受電することができる。
また、中心軸Ｃが、アンテナ素子３０ａ１の中心Ｐを通過することで、転削工具４全体の質量の不釣り合いを抑制することができる。
このため、回転シャフト１４が回転した場合においても、送電アンテナ６ａに対するアンテナ素子３０ａ１の相対的な位置の変化が抑制され、送電アンテナ６ａからの送電電力を安定して受電することができる。
また、中心軸Ｃが、アンテナ素子３０ａ１の中心Ｐを通過することで、転削工具４全体の質量の不釣り合いを抑制することができる。
【0075】
図８は、第１実施形態の他の変形例に係る転削工具４の軸方向の平面に沿った断面図である。
本変形例では、ケース１６の第１端壁部５０が主軸１０側の第２小径部４６ｂに外嵌固定されており、第１端壁部５０が回路モジュール４０および大径部４４に対して主軸１０側に設けられている点において上記実施形態と相違する。
本変形例では、ケース１６の第１端壁部５０が主軸１０側の第２小径部４６ｂに外嵌固定されており、第１端壁部５０が回路モジュール４０および大径部４４に対して主軸１０側に設けられている点において上記実施形態と相違する。
【0076】
本変形例においても、複数のレクテナ３０がケース１６の端壁部の内面に設けられ、送電アンテナ６ａが、回転シャフト１４の主軸側端部１４ｂから軸方向に離れた位置に配置されているので、回転シャフト１４が回転したときの、送電アンテナ６ａとレクテナ３０との距離の変化が大きくなるのを抑制でき、送電アンテナ６ａからの送電電力を安定して受電することができる。
【0077】
また、本実施形態では、第１端壁部５０が回路モジュール４０および大径部４４に対して主軸１０側に設けられており、送電アンテナ６ａが、回転シャフト１４の主軸側端部１４ｂから軸方向に離れた位置に配置されているので、ケース本体４８等、送電アンテナ６ａと、複数のレクテナ３０と、の間に配置される障害物を少なくすることができる。この結果、送電アンテナ６ａからの送電電力をより安定して受電することができる。
【0078】
〔第２実施形態に係る転削工具について〕
図９は、第２実施形態に係る転削工具４が有する回路モジュール４０を示す図である。
本実施形態では、回路モジュール４０の回路基板３６が、第１基板部７０と、複数（図例では３つ）の第２基板部７２と、を有している点において第１実施形態と相違する。
図９は、第２実施形態に係る転削工具４が有する回路モジュール４０を示す図である。
本実施形態では、回路モジュール４０の回路基板３６が、第１基板部７０と、複数（図例では３つ）の第２基板部７２と、を有している点において第１実施形態と相違する。
【0079】
第１基板部７０は、矩形帯状である。第１基板部７０は、回転シャフト１４の大径部４４の外周面４４ａに沿って変形した状態で巻き付けられる。第１基板部７０の外面７０ａには、４つのコネクタ３８が実装されている。第１基板部７０の内面７０ｂには、４つのセンサ２０が実装されている。外面７０ａは、第１基板部７０が大径部４４に巻き付けられたときに、外側に向く面である。内面７０ｂは、第１基板部７０が大径部４４に巻き付けられたときに、内側に向く面である。
４つのコネクタ３８および４つのセンサ２０は、第１実施形態と同様、回路モジュール４０の長手方向に沿って並べて設けられている。
４つのコネクタ３８および４つのセンサ２０は、第１実施形態と同様、回路モジュール４０の長手方向に沿って並べて設けられている。
【0080】
図９に示すように、３つの第２基板部７２は、長辺７０ｃに接続されている。長辺７０ｃは、第１小径部４６ａ側に位置する第１基板部７０の長辺である。
３つの第２基板部７２は、それぞれ、矩形状を有する。第２基板部７２は、折り曲げ可能な帯状部７４を介して長辺７０ｃに接続されている。
回路モジュール４０の長手方向における３つの第２基板部７２の位置は、４つのコネクタ３８のうち互いに隣り合う一対のコネクタ３８の中間位置である。
３つの第２基板部７２のうち、第１端部４０ａ側の第２基板部７２には、第１回路チップ６２が実装されている。
３つの第２基板部７２のうち、第２端部４０ｂ側の第２基板部７２には、第３回路チップ６６が実装されている。
３つの第２基板部７２のうち、中央の第２基板部７２には、第２回路チップ６４が実装されている。
３つの第２基板部７２は、それぞれ、矩形状を有する。第２基板部７２は、折り曲げ可能な帯状部７４を介して長辺７０ｃに接続されている。
回路モジュール４０の長手方向における３つの第２基板部７２の位置は、４つのコネクタ３８のうち互いに隣り合う一対のコネクタ３８の中間位置である。
３つの第２基板部７２のうち、第１端部４０ａ側の第２基板部７２には、第１回路チップ６２が実装されている。
３つの第２基板部７２のうち、第２端部４０ｂ側の第２基板部７２には、第３回路チップ６６が実装されている。
３つの第２基板部７２のうち、中央の第２基板部７２には、第２回路チップ６４が実装されている。
【0081】
図１０は、第２実施形態に係る転削工具４の径方向の断面図である。
図１０に示すように、回路基板３６の第１基板部７０は、大径部４４の外周面４４ａに巻き付けられる。第１基板部７０は、第１実施形態と同様の方法で外周面４４ａに固定される。
図１０に示すように、回路基板３６の第１基板部７０は、大径部４４の外周面４４ａに巻き付けられる。第１基板部７０は、第１実施形態と同様の方法で外周面４４ａに固定される。
【0082】
３つの第２基板部７２それぞれの実装面７２ａは、第２小径部４６ｂ側を向く。実装面７２ａとは、第２基板部７２において回路チップが実装されている面である。
また、実装面７２ａの反対面は、内面５０ｃに当接し、内面５０ｃに固定されている。
これにより、３つの第２基板部７２は、それぞれ、第１端壁部５０の内面５０ｃに対して対向配置される。
また、３つの第２基板部７２は、４つのレクテナ３０と同様に、周方向に沿って等間隔に設けられている。
これにより、３つの第２基板部７２が転削工具４全体の動バランスを乱すのを抑制でき、転削工具４全体の質量の不釣り合いを抑制することができる。
また、実装面７２ａの反対面は、内面５０ｃに当接し、内面５０ｃに固定されている。
これにより、３つの第２基板部７２は、それぞれ、第１端壁部５０の内面５０ｃに対して対向配置される。
また、３つの第２基板部７２は、４つのレクテナ３０と同様に、周方向に沿って等間隔に設けられている。
これにより、３つの第２基板部７２が転削工具４全体の動バランスを乱すのを抑制でき、転削工具４全体の質量の不釣り合いを抑制することができる。
【0083】
この場合、実装面７２ａが、回転シャフト１４の回転によって生じる遠心力の方向に沿っているので、前記遠心力が回路チップ６２、６４、６６と第２基板部７２とを離間する方向に作用するのを抑制することができる。
【0084】
また、本実施形態では、通信アンテナ２３によってセンサ２０の出力を送信する無線通信回路２２（チップ本体６２ａ）を含む第１回路チップ６２が第２基板部７２に実装されているので、通信アンテナ２３を第１端壁部５０に近接して配置することができる。よって、センサ２０の出力を通信アンテナ２３によって送信する際、第１端壁部５０以外の構成がセンサ２０の出力の送信を阻害するのを防止でき、適切にセンサ２０の出力の送信を行うことができる。
【0085】
〔その他〕
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。
上記各実施形態では、レクテナ３０を第１端壁部５０の内面５０ｃに設けた場合を例示したが、レクテナ３０は、ケース１６内に収容されていればよく、側壁部５２の内面や、第２端壁部５４の内面に設けられていてもよい。
また、上記実施形態では、ケース１６が円環状を有する場合を例示したが、ケース１６の外形は、例えば、６角形、８角形といったように正多角形を有していてもよい。
また、上記各実施形態では、受電アンテナ３０ａがダイポールアンテナを構成する場合と、ループアンテナを構成する場合を例示した。しかし、受電アンテナ３０ａは、１または複数のパッチ素子を有するパッチアンテナを構成するものであってもよい。
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。
上記各実施形態では、レクテナ３０を第１端壁部５０の内面５０ｃに設けた場合を例示したが、レクテナ３０は、ケース１６内に収容されていればよく、側壁部５２の内面や、第２端壁部５４の内面に設けられていてもよい。
また、上記実施形態では、ケース１６が円環状を有する場合を例示したが、ケース１６の外形は、例えば、６角形、８角形といったように正多角形を有していてもよい。
また、上記各実施形態では、受電アンテナ３０ａがダイポールアンテナを構成する場合と、ループアンテナを構成する場合を例示した。しかし、受電アンテナ３０ａは、１または複数のパッチ素子を有するパッチアンテナを構成するものであってもよい。
【0086】
本発明の範囲は、上記した意味ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味、及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】
【0087】
１ 切削加工システム
２ 工作機械
４ 転削工具
６ 給電装置
６ａ 送電アンテナ
６ｂ 送電部
７ 外部装置
８ コラム
１０ 主軸
１４ 回転シャフト
１４ａ チップ側端部
１４ｂ 主軸側端部
１６ ケース
２０ センサ
２２ 無線通信回路
２３ 通信アンテナ
２４ 充電制御回路
２６ 蓄電部
２８ 合成回路
３０ レクテナ
３０ａ 受電アンテナ
３０ａ１ アンテナ素子
３０ａ２ 線路
３０ｂ 整流回路
３６ 回路基板
３６ａ 外面
３６ｂ 内面
３６ｃ 第１長辺
３６ｄ 第２長辺
３８ コネクタ
３９ 線路
４０ 回路モジュール
４０ａ 第１端部
４０ｂ 第２端部
４４ 大径部
４４ａ 外周面
４４ｂ 環状端面
４４ｃ 環状端面
４６ａ 小径部
４６ａ１ 外周面
４６ｂ 小径部
４６ｂ１ 外周面
４８ ケース本体
５０ 第１端壁部
５０ａ 中心孔
５０ｂ 外周端
５０ｃ 内面
５２ 側壁部
５２ａ 端部
５２ｂ 端部
５２ｃ 開口
５４ 第２端壁部
５４ａ 中心孔
５４ｂ 内面
５８ アンテナ基板
５８ａ 第１面
５８ｂ 第２面
６０ 回路チップ
６２ 第１回路チップ
６２ａ チップ本体
６２ａ１ 外面
６４ 第２回路チップ
６６ 第３回路チップ
７０ 第１基板部
７０ａ 外面
７０ｂ 内面
７０ｃ 長辺
７２ 第２基板部
７２ａ 実装面
７４ 帯状部
１００ 電源
Ｃ 中心軸
Ｐ 中心
Ｓ 加工空間
２ 工作機械
４ 転削工具
６ 給電装置
６ａ 送電アンテナ
６ｂ 送電部
７ 外部装置
８ コラム
１０ 主軸
１４ 回転シャフト
１４ａ チップ側端部
１４ｂ 主軸側端部
１６ ケース
２０ センサ
２２ 無線通信回路
２３ 通信アンテナ
２４ 充電制御回路
２６ 蓄電部
２８ 合成回路
３０ レクテナ
３０ａ 受電アンテナ
３０ａ１ アンテナ素子
３０ａ２ 線路
３０ｂ 整流回路
３６ 回路基板
３６ａ 外面
３６ｂ 内面
３６ｃ 第１長辺
３６ｄ 第２長辺
３８ コネクタ
３９ 線路
４０ 回路モジュール
４０ａ 第１端部
４０ｂ 第２端部
４４ 大径部
４４ａ 外周面
４４ｂ 環状端面
４４ｃ 環状端面
４６ａ 小径部
４６ａ１ 外周面
４６ｂ 小径部
４６ｂ１ 外周面
４８ ケース本体
５０ 第１端壁部
５０ａ 中心孔
５０ｂ 外周端
５０ｃ 内面
５２ 側壁部
５２ａ 端部
５２ｂ 端部
５２ｃ 開口
５４ 第２端壁部
５４ａ 中心孔
５４ｂ 内面
５８ アンテナ基板
５８ａ 第１面
５８ｂ 第２面
６０ 回路チップ
６２ 第１回路チップ
６２ａ チップ本体
６２ａ１ 外面
６４ 第２回路チップ
６６ 第３回路チップ
７０ 第１基板部
７０ａ 外面
７０ｂ 内面
７０ｃ 長辺
７２ 第２基板部
７２ａ 実装面
７４ 帯状部
１００ 電源
Ｃ 中心軸
Ｐ 中心
Ｓ 加工空間
【要約】
本開示の実施形態に係る切削加工システムは、工作機械の加工空間に設けられる送電アンテナを有する給電装置と、前記加工空間に配置される転削工具と、を備え、前記転削工具は、前記工作機械によって回転駆動される回転シャフトと、前記回転シャフトに設けられるセンサと、前記回転シャフトに設けられ、前記センサを収容するケースと、前記ケースに収容され、前記送電アンテナからの送電電力を受電する１または複数の受電アンテナ回路と、を備える。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】