(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークまたは工具を保持し、モータ駆動により回転する主軸と、
前記主軸の回転軸に沿って延在し、前記主軸の回転軸に直交する平面により切断した場合に非円形断面となる側面を有し、冷媒が流通する冷媒流路が形成され、前記主軸を取り囲むように設けられるハウジング部材とを備え、
前記ハウジング部材を前記主軸の回転軸に直交する平面により切断した場合に、前記冷却流路は、前記側面に開口し、互いに間隔を隔てて配列される複数の溝断面を有し、
複数の前記溝断面は、第１溝断面と、前記側面からの深さが前記第１溝断面よりも大きい第２溝断面とを含み、さらに、
前記第１溝断面および前記第２溝断面のうち少なくとも前記第２溝断面に配置され、冷媒が流通可能な前記溝断面内の面積を小さくするブロック部材を備える、工作機械。
【請求項２】
前記第１溝断面および前記第２溝断面は、前記第１溝断面の開口と前記主軸の回転軸との間の距離が、前記第２溝断面の開口と前記主軸の回転軸との間の距離よりも小さくなるように配置される、請求項１に記載の工作機械。
【請求項３】
前記側面に取り付けられ、前記溝断面の開口を塞ぐ蓋部材をさらに備え、
前記ブロック部材は、前記蓋部材に一体に形成される、請求項１または２に記載の工作機械。
【請求項４】
冷媒が流通可能な前記第１溝断面内の面積が、冷媒が流通可能な前記第２溝断面内の面積と等しくなり、前記第１溝断面の溝底と前記主軸の回転軸との距離が、前記第２溝断面の溝底と前記主軸の回転軸との間の距離と等しくなる、請求項１から３のいずれか１項に記載の工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一般的には、工作機械に関し、より特定的には、主軸を冷却するための冷却構造を備えた工作機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の工作機械に関して、たとえば、特開２００１−１７９５７３号公報には、モータ内蔵型の主軸台のロータの発熱によって温度が上昇した主軸から、速やかに熱を補足して主軸を冷却することを目的とした主軸冷却構造が開示されている（特許文献１）。特許文献１に開示された主軸冷却構造においては、主軸台が、モータが組み込まれる内側フレームと、内側フレームの外側に嵌合される外側フレームとを有する。外側フレームと内側フレームとの間には、冷却油が流れる縦横の溝または螺旋状の溝からなる冷却油通路が形成されている。
【０００３】
また、実開平４−４７９５４号公報には、主軸頭ハウジングまたは工具主軸の熱変形を効果的に防ぐことを目的とした工作機械の主軸頭冷却装置が開示されている（特許文献２）。特許文献２に開示された主軸頭冷却装置においては、工具主軸を軸支する主軸頭ハウジングに、モータ取り付け板を介して駆動モータが固定されている。モータ取り付け板には、冷却油通路が形成されている。その冷却油通路は、矩形形状の３辺領域に設けられた複数のＵ字状通路と、残る１辺領域に設けられた冷却油供給通路および冷却油排出通路とから構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１７９５７３号公報
【特許文献２】実開平４−４７９５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
工作機械は、基本的に、回転する加工物（ワーク）に工具を接触させたり、固定されたワークに回転する工具を接触させたりしてワークの加工を行なうため、ワークや工具を保持し、これらを回転させるための主軸を備える。主軸の回転時には、モータの駆動やベアリングの回転によって発熱を伴い、この発熱が主軸周りの工作機械部品の熱変形を引き起こす。そこで、主軸を取り囲むように設けられたハウジング部材に冷媒流路を形成し、この冷媒流路に冷媒を流すことによって、主軸を強制的に冷却する構造が採用されている。
【０００６】
一方、主軸の冷却効率は、冷媒流路の断面積や、冷媒流路と主軸との位置関係などに相関する。たとえば、主軸の軸周りにおいて冷媒流路の断面積が大きい位置と小さい位置とが存在すると、各冷媒流路を流通する冷媒の流速に差が生じ、主軸の冷却効率にばらつきが生じる。この場合、工作機械部品の熱変形が意図した通りに抑制または解消されず、ワークの加工精度が低下するという懸念が生じる。
【０００７】
そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、加工精度の向上が図られる工作機械を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の１つの局面に従った工作機械は、主軸と、主軸を取り囲むように設けられるハウジング部材とを備える。主軸は、ワークまたは工具を保持し、モータ駆動により回転する。ハウジング部材は、主軸の回転軸に沿って延在し、主軸の回転軸に直交する平面により切断した場合に非円形断面となる側面を有する。ハウジング部材には、冷媒が流通する冷媒流路が形成される。ハウジング部材を主軸の回転軸に直交する平面により切断した場合に、冷却流路は、側面に開口し、互いに間隔を隔てて配列される複数の溝断面を有する。複数の溝断面は、第１溝断面と、側面からの深さが第１溝断面よりも大きい第２溝断面とを含む。工作機械は、さらにブロック部材を備える。ブロック部材は、第１溝断面および第２溝断面のうち少なくとも第２溝断面に配置され、冷媒が流通可能な溝断面内の面積を小さくする。
【０００９】
このように構成された工作機械によれば、第１溝断面および第２溝断面のうち少なくとも第２溝断面にブロック部材を配置することによって、第１溝断面の溝断面積と第２溝断面の溝断面積との差を解消もしくは縮小する。これにより、第１溝断面の溝深さと第２溝断面の溝深さとが異なることに起因して主軸の冷却効率がばらつくことを抑制できる。結果、主軸の回転に伴う工作機械部品の熱変形を適切に制御し、加工精度を向上させることができる。
【００１０】
また好ましくは、第１溝断面および第２溝断面は、第１溝断面の開口と主軸の回転軸との間の距離が、第２溝断面の開口と主軸の回転軸との間の距離よりも小さくなるように配置される。
【００１１】
このように構成された工作機械によれば、第１溝断面内を冷媒が流通する位置と、第２溝断面内を冷媒が流通する位置との差を解消もしくは縮小するために、第１溝断面の溝深さと第２溝断面の溝深さとに大小関係を設ける。さらにブロック部材の配置により、第１溝断面の溝断面積と第２溝断面の溝断面積との差を解消もしくは縮小することによって、主軸の冷却効率がばらつくことをより効果的に抑制できる。
【００１２】
また、工作機械は、側面に取り付けられ、溝断面の開口を塞ぐ蓋部材をさらに備える。好ましくは、ブロック部材は、蓋部材に一体に形成される。このように構成された工作機械によれば、簡易な構成によって加工精度の向上を図ることができる。
【００１３】
この発明の別の局面に従った工作機械は、主軸と、主軸を取り囲むように設けられるハウジング部材とを備える。主軸は、ワークまたは工具を保持し、モータ駆動により回転する。ハウジング部材は、主軸の回転軸に沿って延在し、主軸の回転軸に直交する平面により切断した場合に非円形断面となる側面を有する。ハウジング部材には、冷媒が流通する冷媒流路が形成される。ハウジング部材を主軸の回転軸に直交する平面により切断した場合に、冷却流路は、側面に開口し、互いに間隔を隔てて配列される複数の溝断面を有する。複数の溝断面は、第１溝断面と、側面からの深さが第１溝断面よりも大きい第２溝断面とを含む。第１溝断面および第２溝断面は、第１溝断面の開口と主軸の回転軸との間の距離が、第２溝断面の開口と主軸の回転軸との間の距離よりも小さくなるように配置される。第２溝断面の溝幅は、第１溝断面の溝幅よりも小さい。
【００１４】
このように構成された工作機械によれば、溝断面の開口と主軸の回転軸との間の距離が相対的に小さい第１溝断面において、溝深さを小さく設定し、溝断面の開口と主軸の回転軸との間の距離が相対的に大きい第２溝断面において、溝深さを大きく設定する。これにより、第１溝断面内を冷媒が流通する位置と、第２溝断面内を冷媒が流通する位置との差を解消もしくは縮小し、主軸の冷却効率がばらつくことを抑制できる。また、溝深さが相対的に小さい第１溝断面の溝幅を大きく設定し、溝深さが相対的に大きい第２溝断面の溝幅を小さく設定する。これにより、第１溝断面の溝断面積と第２溝断面の溝断面積との差を解消もしくは縮小し、主軸の冷却効率がばらつくことをさらに抑制できる。結果、主軸の回転に伴う工作機械部品の熱変形を適切に制御し、加工精度を向上させることができる。
【００１５】
また好ましくは、冷媒が流通可能な第１溝断面内の面積が、冷媒が流通可能な第２溝断面内の面積と等しくなり、第１溝断面の溝底と主軸の回転軸との距離が、第２溝断面の溝底と主軸の回転軸との間の距離と等しくなる。このように構成された工作機械によれば、主軸の冷却効率がばらつくことをより確実に抑制できる。
【発明の効果】
【００１６】
以上に説明したように、この発明に従えば、加工精度の向上が図られる工作機械を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明の実施の形態１における工作機械を示す斜視図である。
【図２】図１中の主軸台を示す断面図である。
【図３】図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線上に沿った主軸台を示す断面図である。
【図４】図３中の主軸筒に形成されたオイル流路を模式的に表わす斜視図である。
【図５】図１中に示す主軸台の冷却構造を模式的に表わす図である。
【図６】オイル流量の調整機構を示すブロック図である。
【図７】図６中のオイル流量の調整機構によって実行される処理のフローチャート図である。
【図８】Ｚ軸方向から見た場合のワークと工具との関係を示す図である。
【図９】図３中の主軸台の変形例を示す図である。
【図１０】図４中の主軸筒の第１変形例を示す斜視図である。
【図１１】図４中の主軸筒の第２変形例を示す斜視図である。
【図１２】この発明の実施の形態３における工作機械を示す断面図である。
【図１３】図１２中の工作機械に設けられる側蓋を示す斜視図である。
【図１４】図１２中の主軸筒の第１変形例を示す斜視図である。
【図１５】図１２中の主軸筒の第２変形例を示す斜視図である。
【図１６】図１５中の主軸筒に取り付けられる側蓋を示す斜視図である。
【図１７】この発明の実施の形態５における工作機械を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。
【００１９】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１における工作機械を示す斜視図である。図１を参照して、まず、本実施の形態における工作機械１０の全体構造について説明する。工作機械１０は、ワークを回転させ、そのワークに工具を接触させることによって加工を行なう旋盤である。
【００２０】
工作機械１０は、その主要な構成として、ベッド１６０と、主軸台１１０と、刃物台１２０と、横送り台１３０と、サドル１４０と、心押台１５０とを有する。工作機械１０は、２タレットタイプの旋盤であり、２つの刃物台１２０（１２０Ａ，１２０Ｂ）を有する。
【００２１】
ベッド１６０は、主要な構成として上記に挙げた他の部品を支持する基礎部分であり、工場などの据付け面に設置される。ベッド１６０は、他の部品が取り付けられる面である取り付け面１６２を有する。ベッド１６０は、取り付け面１６２の延在方向が鉛直方向に対して傾斜する方向となるように形成されている。ベッド１６０は、取り付け面１６２が加工時の作業者側に向くように形成されている。ベッド１６０は、鋳鉄などの金属から形成されている。
【００２２】
ベッド１６０には、ワークを回転させるための主軸台１１０が取り付けられている。主軸台１１０は、ベッド１６０の取り付け面１６２から上方に立ち上がるように設けられている。主軸台１１０は、後述のＺ軸方向における取り付け面１６２の一方端に配置されている。主軸台１１０は、主軸２１を有する。主軸２１は、ワークを保持し、図１中に仮想線として示された回転軸１０１を中心に回転する。回転軸１０１は、矢印２０２に示す軸方向（Ｚ軸方向）に延びる。
【００２３】
ベッド１６０には、さらに心押台１５０が取り付けられている。心押台１５０は、Ｚ軸方向における取り付け面１６２の他方端に配置されている。心押台１５０は、回転軸１０１の延長線上に配置されている。すなわち、主軸台１１０と心押台１５０とは、回転軸１０１の軸線上において互いに対向して配置されている。心押台１５０は、主軸台１１０に長尺のワークが装着された場合に、そのワークの端部を支持する機能を有する。
【００２４】
ベッド１６０には、さらにサドル１４０が取り付けられている。サドル１４０は、ベッド１６０に対して、矢印２０２に示す軸方向（Ｚ軸方向）にスライド移動可能に設けられている。サドル１４０は、横送り台１３０をスライド移動させるための案内面１４１を有し、ベッド１６０の案内面１６１によってスライド移動する部品である。サドル１４０は、刃物台１２０に装着された後述の工具１２２をＺ軸方向に沿って運動させる機能を有する。
【００２５】
サドル１４０には、横送り台１３０が取り付けられている。横送り台１３０は、サドル１４０に対して、矢印２０１に示す軸方向（Ｘ軸方向）にスライド移動可能に設けられている。横送り台１３０は、刃物台１２０に装着された後述の工具１２２をＸ軸方向に沿って運動させる機能を有する。サドル１４０および横送り台１３０によって、工具１２２に送り運動をさせるための往復台が構成されている。
【００２６】
横送り台１３０には、刃物台１２０が取り付けられている。工具１２２は、工具ホルダ１２１を介して刃物台１２０に取り付けられている。刃物台１２０は、工具１２２を保持、固定する機能を有する。刃物台１２０は、タレット形であり、複数の工具１２２を放射状に取り付け、旋回割り出しを行なう面板から形成されている。
【００２７】
本実施の形態では、刃物台１２０Ａおよび刃物台１２０Ｂの各刃物台に対して、サドル１４０および横送り台１３０が設けられている。刃物台１２０Ａと刃物台１２０Ｂとは、Ｘ軸方向に互いに間隔を隔てて配置されている。刃物台１２０Ａと刃物台１２０Ｂとは、Ｘ軸方向において両者の間に主軸台１１０が位置するように配置されている。
【００２８】
なお、ベッド１６０、サドル１４０および横送り台１３０には、Ｘ軸やＺ軸方向に沿った各部品のスライド移動を可能とするための送り機構や案内機構、サーボモータなどが適宜、設けられている。
【００２９】
サドル１４０の移動軸であるＺ軸は、水平方向に延びる。サドル１４０の移動軸であるＺ軸と、横送り台１３０の移動軸であるＸ軸とは、直交する。すなわち、本実施の形態における工作機械１０においては、サドル１４０の直線運動と横送り台１３０の直線運動とが組み合わさることにより、刃物台１２０に装着された工具１２２によるワークの加工位置がＸ−Ｚ平面において自在に移動する。
【００３０】
図１中には、さらに、矢印２０３に示す軸方向（Ｙ軸）が示されている。Ｙ軸は、サドル１４０の移動軸であるＺ軸および横送り台１３０の移動軸であるＸ軸と直交する。
【００３１】
なお、本発明における工作機械は、上記形態に限定されることなく、さらに上記のＹ軸方向成分にスライド移動可能な構造体を有して構成されてもよい。この場合、刃物台１２０に装着された工具１２２によるワークの加工位置は、３次元的に移動する。
【００３２】
図２は、図１中の主軸台を示す断面図である。図１および図２を参照して、主軸台１１０の構造について詳細に説明すると、主軸台１１０は、主軸２１に加えて、ハウジング部材としての主軸筒４１と、支持部材として支持脚６１とをさらに有する。
【００３３】
主軸２１は、回転軸１０１を中心に回転する回転体として設けられており、主軸本体２２およびロータ２３を含む複数の部品が組み合わさって構成されている。主軸本体２２は、回転軸１０１の軸方向に沿って筒状に延びる形状を有する。主軸本体２２は、ベアリング２６およびベアリング２７によって回転自在に支持されている。主軸本体２２には、ワークを把持するためのチャック１１１（図１を参照のこと）が装着される。チャック１１１は、回転軸１０１の軸方向における主軸本体２２の端部に配置されている。ロータ２３は、筒形状を有し、主軸本体２２の外周上に嵌め合わされている。
【００３４】
ベアリング２６は、チャック１１１が装着される主軸２１の前方端側に配置され、ベアリング２７は、チャック１１１が装着される側とは反対側の主軸２１の後方端側に配置されている。回転軸１０１の軸方向において、チャック１１１とロータ２３との間にベアリング２６が配置されている。回転軸１０１の軸方向において、ベアリング２７は、ロータ２３に対してベアリング２６とは反対側に配置されている。
【００３５】
主軸筒４１は、主軸２１をその外周上から取り囲むように設けられている。主軸筒４１は、主軸２１の外周上に配置された状態で、回転軸１０１の軸方向に延びる筒形状を有する。主軸筒４１の内周には、ステータ４６が固定されている。ステータ４６は、ロータ２３の外周上に配置されている。ステータ４６とロータ２３との間には、回転軸１０１を中心にその周方向に延在する微小な隙間が設けられている。ロータ２３とステータ４６とが組み合わさって、主軸２１を回転させるためのモータが構成されている。
【００３６】
なお、本実施の形態では、主軸台１１０が、モータが主軸筒４１の内側に内蔵されるビルトインタイプである場合を説明したが、本発明はこれに限られず、主軸台１１０は、主軸筒４１に対してモータが外付けされ、モータの出力がギヤを介して主軸２１に伝達されるタイプであってもよい。
【００３７】
支持脚６１は、主軸筒４１をベッド１６０上に支持するために設けられている。主軸筒４１は、支持脚６１を介してベッド１６０に取り付けられている。より具体的には、支持脚６１は、ベッド１６０の取り付け面１６２上に固定されている。支持脚６１は、その取り付け面１６２から上方に延伸する柱形状を有する。その延伸する支持脚６１の先端に、主軸筒４１が固定されている。主軸筒４１および支持脚６１は、鋳鉄などの金属から形成されている。
【００３８】
図３は、図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線上に沿った主軸台を示す断面図である。図１から図３を参照して、主軸筒４１は、側面４２を有する。側面４２は、回転軸１０１に沿って延在する。側面４２は、回転軸１０１に対して平行な方向に延在する。側面４２は、回転軸１０１と直交しない平面である。主軸筒４１を回転軸１０１に直交する平面により切断した場合に、側面４２は非円形断面となる。本実施の形態では、主軸筒４１を回転軸１０１に直交する平面により切断した場合に、側面４２は略矩形断面となる。
【００３９】
このような構成を備える主軸筒４１において、側面４２は、複数の側面４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄから構成されている。側面４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄは、挙げた順に、回転軸１０１の軸周りの周方向に並んで配置されている。側面４２Ａ〜４２Ｄは、互いに隣り合う側面同士が直交するように形成されている。側面４２Ａ〜４２Ｄは、側面４２が有する略矩形断面の四面を構成している。回転軸１０１の軸周りに領域１１１Ａ，１１１Ｂ，１１１Ｃ，１１１Ｄを規定した場合に、側面４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄは、それぞれ、領域１１１Ａ，１１１Ｂ，１１１Ｃ，１１１Ｄに配置されている。
【００４０】
図４は、図３中の主軸筒に形成されたオイル流路を模式的に表わす斜視図である。図２から図４を参照して、主軸筒４１には、冷却油を流通させるためのオイル流路３１が形成されている。
【００４１】
本実施の形態における工作機械１０においては、オイル流路３１が、オイル流路３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄから構成されている。オイル流路３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄは、それぞれ、領域１１１Ａ，１１１Ｂ，１１１Ｃ，１１１Ｄに位置して形成されている。オイル流路３１Ａ〜３１Ｄは、互いに独立して延びている。言い換えれば、オイル流路３１Ａ〜３１Ｄは、主軸筒４１において互いに繋がって形成されていない。
【００４２】
オイル流路３１は、主軸２１の外周上に形成されている。オイル流路３１は、回転軸１０１の軸方向において、ロータ２３、ステータ４６およびベアリング２６と重なる位置に形成されている（図２を参照のこと）。
【００４３】
オイル流路３１は、線状に延びるとともに、側面４２上の平面的に広がる範囲に形成されている。オイル流路３１は、側面４２において、線状に延びる方向を一定区画ごとに変えるように形成されている。オイル流路３１は、ジグザグ状に延びて形成されている。オイル流路３１は、回転軸１０１の軸方向に沿って延びる第１流路部分としての流路部分３３と、流路部分３３に直交する方向に沿って延びる第２流路部分としての流路部分３４とを有する。オイル流路３１は、流路部分３３と流路部分３４とが交互に並ぶように蛇行しながら延びている。本実施の形態では、オイル流路３１Ａ〜３１Ｄの各流路が、側面４２Ａ〜４２Ｄの各側面において流路部分３３の総長さが流路部分３４の総長さよりも大きくなるように形成されている。
【００４４】
主軸筒４１を回転軸１０１に直交する平面により切断した場合に、オイル流路３１は、複数の溝断面３６を有する（図３を参照のこと）。複数の溝断面３６は、側面４２に開口し、互いに間隔を隔てて配列されている。オイル流路３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄは、それぞれ、側面４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄに開口する溝断面３６により形成されている。複数の溝断面３６は、オイル流路３１の流路部分３３における断面である。
【００４５】
工作機械１０は、蓋部材としての側蓋５２をさらに有する。側蓋５２は、平板形状を有する。側蓋５２は、溝断面３６の開口を塞ぐように主軸筒４１に取り付けられている。オイル流路３１からの油漏れを防ぐため、側蓋５２と側面４２との間には図示しないシール部材が介挿されている。
【００４６】
なお、本実施の形態では、主軸筒４１を回転軸１０１に直交する平面により切断した場合に、側面４２が略矩形断面となる場合を説明したが、側面４２は、三角形断面や、これら以外の多角形断面などを有してもよい。
【００４７】
図５は、図１中に示す主軸台の冷却構造を模式的に表わす図である。図５を参照して、本実施の形態における工作機械１０は、オイルを冷却するためのオイルクーラ６６と、オイルを貯留するためのオイルタンク６７と、オイル供給用流路７３Ａ，７３Ｂ，７３Ｃ，７３Ｄと、オイル排出用流路７５と、流量調整バルブ７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｃ，７１Ｄと、温度センサ５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄとをさらに有する。
【００４８】
主軸筒４１に形成されたオイル流路３１と、オイルクーラ６６およびオイルタンク６７とが、オイル供給用流路７３Ａ〜７３Ｄおよびオイル排出用流路７５によって互いに接続されている。オイルクーラ６６は、主軸台１１０の冷却によって温度上昇したオイルを冷却する機能を有する。
【００４９】
より具体的には、側面４２Ａ上においてジグザグ状に延びるオイル流路３１Ａの一方端と、オイルクーラ６６との間が、オイル供給用流路７３Ａによって接続されている。側面４２Ａ上においてジグザグ状に延びるオイル流路３１Ａの他方端と、オイルタンク６７との間が、オイル排出用流路７５によって接続されている。同様に、オイル流路３１Ｂの一方端とオイルクーラ６６との間が、オイル供給用流路７３Ｂによって接続され、オイル流路３１Ｂの他方端とオイルタンク６７との間が、オイル排出用流路７５によって接続されている。オイル流路３１Ｃの一方端とオイルクーラ６６との間が、オイル供給用流路７３Ｃによって接続され、オイル流路３１Ｃの他方端とオイルタンク６７との間が、オイル排出用流路７５によって接続されている。オイル流路３１Ｄの一方端とオイルクーラ６６との間が、オイル供給用流路７３Ｄによって接続され、オイル流路３１Ｄの他方端とオイルタンク６７との間が、オイル排出用流路７５によって接続されている。
【００５０】
このような構成により、オイル供給用流路７３Ａ，７３Ｂ，７３Ｃ，７３Ｄをそれぞれ通じてオイル流路３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄに供給されたオイルは、各流路を流れる間、主軸筒４１と熱交換を行なうことによって主軸台１１０を冷却する。熱交換によって温度上昇したオイルは、オイル排出用流路７５を通じてオイルタンク６７に回収される。オイルは、図示しないポンプによって汲み上げられ、オイルクーラ６６によって冷却された後、再び、オイル流路３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄへと供給される。
【００５１】
オイルは、オイル流路３１を流通する間に徐々に温度上昇するため、オイル流路３１Ａ〜３１Ｄの各流路の上流側と下流側との間ではオイルの温度に差が生じる。これに対して、本実施の形態では、図４中に示すように、側面４２Ａ〜４２Ｄの各側面における流路部分３３の総長さが流路部分３３の総長さよりも大きくなるようにジグザグ状に形成されている。このような構成によれば、オイル流路３１は、主軸２１の回転軸１０１の軸方向において何度も往復するため、オイル流路３１の上流側と下流側との間で生じるオイルの温度差が回転軸１０１の軸方向における主軸２１の熱変形に与える影響を小さく抑えることができる。これにより、主軸２１がその回転軸１０１の軸方向において反るように変形することを抑制できる。
【００５２】
工作機械１０に設けられる主軸台１１０の冷却構造は、最終的にワークの加工精度を向上させるという目的を達成するために、オイル流路３１Ａ〜３１Ｄに供給するオイル流量を流路ごとに調整する機構を備える。以下、そのオイル流量の調整機構について説明する。
【００５３】
オイル供給用流路７３Ａ，７３Ｂ，７３Ｃ，７３Ｄの各流路の経路上には、それぞれ、調整部としての流量調整バルブ７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｃ，７１Ｄがそれぞれ設けられている。流量調整バルブ７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｃ，７１Ｄは、それぞれ、オイル流路３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄを流れるオイルの流量を調整可能な流量可変バルブとして設けられている。
【００５４】
温度センサ５１Ａ〜５１Ｄは、主軸筒４１の複数個所に位置して設けられている。温度センサ５１Ａ〜５１Ｄは、主軸筒４１を形成する金属に埋設されている。本実施の形態では、温度センサ５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄは、それぞれ、側面４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄと主軸２１との間に位置する主軸筒４１の４箇所に埋設されている。温度センサ５１Ａ〜５１Ｄは、各センサが設けられた位置の主軸筒４１の温度を検出する機能を有する。
【００５５】
なお、温度センサ５１Ａ〜５１Ｄを設ける位置は、上記箇所に限定されない。たとえば、温度センサ５１Ａ〜５１Ｄは、主軸筒４１の表面に接合されてもよい。温度センサ５１Ａ〜５１Ｄは、互いに隣り合うオイル流路間の位置（たとえば、オイル流路３１Ａとオイル流路３１Ｂとの間の主軸筒４１の角部）に設けられてもよい。また、本実施の形態では、オイル流路３１の数と温度センサの数とが一致するが、必ずしも一致しなくてもよい。
【００５６】
図６は、オイル流量の調整機構を示すブロック図である。図７は、図６中のオイル流量の調整機構によって実行される処理のフローチャート図である。
【００５７】
図６および図７を参照して、工作機械１０は、さらに制御部７６を有する。制御部７６は、温度データの入出力や、バルブ開度に関する指令の入出力が可能なように、温度センサ５１Ａ〜５１Ｄおよび流量調整バルブ７１Ａ〜７１Ｄと電気的に接続されている。
【００５８】
オイル流量を調整する処理流れについて説明すると、まず、温度センサ５１Ａ〜５１Ｄは、各センサが設けられた位置の主軸筒４１の温度（ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４）を検出する（Ｓ１０１）。温度センサ５１Ａ〜５１Ｄは、検出した主軸筒４１の温度データを制御部７６に対して出力する。
【００５９】
制御部７６は、温度センサ５１Ａ〜５１Ｄから受け取った温度データに基づき、オイル流路３１Ａ〜３１Ｄの各流路に流通させるオイル流量（Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４）を決定する（Ｓ１０２）。この際、主軸２１の回転時の発熱に伴う熱変形に起因して、主軸２１の回転中心が変化しないようにオイル流量（Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４）を決定する。このようなオイル流量の決定を可能とするため、主軸筒４１の温度（ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４）を変数として含む計算式「Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４＝ｆ（ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４）」を制御部７６に予め与えておく。この計算式は、主軸筒４１の温度（ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４）およびオイル流量（Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４）を種々に変化させながら主軸２１の回転中心の位置を実測定し、主軸２１の回転中心の位置が変化しない主軸筒４１の温度とオイル流量との組み合わせをサンプリングすることによって得られる。制御部７６は、決定されたオイル流量を実現するためのバルブ開度を算出し、これを流量調整バルブ７１Ａ〜７１Ｄの各バルブに対して出力する。
【００６０】
流量調整バルブ７１Ａ〜７１Ｄの各バルブは、入力されたバルブ開度に応じて作動する（Ｓ１０３）。これにより、オイル流路３１Ａ〜３１Ｄの各流路に所定量のオイルが流通する。
【００６１】
上記のように加工中に主軸２１の回転中心を一定の位置に留めておこうとすると、主軸台１１０の形状の歪さなどから、オイル流路３１Ａ〜３１Ｄの各流路に要求されるオイル流量は互いに異なってくる。また、主軸筒４１の側面４２Ａ，４２Ｃ，４２Ｄの三方が周囲環境に面しているのに対して、側面４２Ｂは、支持脚６１を介してベッド１６０に接続されているため、主軸台１１０は、側面４２Ａ，４２Ｃ，４２Ｄの三方に向けて低く、側面４２ｂの一方に向けて高くなる放熱性を備える。この点も、オイル流路３１Ａ〜３１Ｄの各流路に要求されるオイル流量が互いに異なることとなる原因となる。
【００６２】
これに対して、本実施の形態における工作機械１０においては、側面４２Ａ〜４２Ｄの各側面に、互いに独立したオイル流路３１Ａ〜３１Ｄが形成され、さらにこれらのオイル流路３１Ａ〜３１Ｄに供給するオイル流量を個別に可変とする流量調整バルブ７１Ａ〜７１Ｄが設けられている。
【００６３】
なお、本実施の形態では、主軸筒４１を領域１１１Ａ〜１１１Ｄの領域ごとに適正に冷却する手段としてオイル流量の調整を用いたが、本発明はこれに限られない。たとえば、オイル流路３１Ａ〜３１Ｄに供給するオイルの温度に差を設けることによって、領域１１１Ａ〜１１１Ｄの各領域における主軸筒４１の冷却効率を可変としてもよい。この場合に、図５中のオイルクーラ６６によって冷却されたオイルに、オイルタンク６７に回収されたオイルを適当な割合で混合することにより、オイル流路３１Ａ〜３１Ｄに供給するオイルの温度を調整してもよい。
【００６４】
一方、主軸２１の回転時における発熱の状態によっては、主軸２１の回転中心を一定の位置に保持することが困難な場合がある。この場合には、図７中のＳ１０２に示すフローにおいて、制御部７６は、主軸２１の回転中心がＹ軸方向に沿って変位するようにオイル流量（Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４）を決定する。以下、その理由について説明する。
【００６５】
図８は、Ｚ軸方向から見た場合のワークと工具との関係を示す図である。図８を参照して、図中には、回転軸１０１を中心に回転する円柱状のワーク１２３と、このワーク１２３を切削する工具１２２（一例として、図１中の刃物台１２０Ｂに装着されたもの）とが示されている。
【００６６】
加工時、工具１２２は、矢印２０１に示すＸ軸方向に沿って移動し、ワーク１２３の外周面に接触する。この場合に、たとえば、主軸２１の回転時の発熱に伴う熱変形によって回転軸１０１が矢印２１１に示すＸ軸に平行な方向に変位したとすると、ワーク１２３と工具１２２とが接触する加工位置８１は、矢印２１３に示すように工具１２２の切り込み方向に変位する。このため、回転軸１０１の変位がワーク１２３の加工精度に与える影響が大きくなる。これに対して、主軸２１の回転時の発熱に伴う熱変形によって回転軸１０１が矢印２１２に示すＹ軸に平行な方向に変位すると、ワーク１２３と工具１２２とが接触する加工位置８１は、矢印２１４に示すワーク１２３の外周面の接線方向に変位する。この場合、切り込み方向への変位は小さくなり、回転軸１０１の変位がワーク１２３の加工精度に与える影響は小さくなる。結果、主軸２１の回転に伴う熱変形に起因して主軸２１の回転中心が変位する場合であっても、加工精度の低下を極力小さく抑えることができる。
【００６７】
図９は、図３中の主軸台の変形例を示す図である。図９を参照して、本変形例では、支持脚６１が、脚部６２および脚部６３を有する。脚部６２および脚部６３は、ベッド１６０と主軸筒４１との間で柱状に延びている。脚部６２および脚部６３は、主軸筒４１側から枝分かれし、ベッド１６０の互いに異なる位置に接続されている。脚部６２は、ベッド１６０と主軸筒４１との間の長さである脚長さＨ１を有し、脚部６３は、Ｈ１よりも大きい脚長さＨ２を有する。
【００６８】
本変形例では、主軸筒４１に、図３中の温度センサ５１Ａ〜５１Ｄに替えて温度センサ５１Ｅ，５１Ｆが設けられている。温度センサ５１Ｅは、オイル流路３１Ａとオイル流路３１Ｂとの間（側面４２Ａと側面４２Ｂとの間の角部）に配置され、温度センサ５１Ｆは、オイル流路３１Ｂとオイル流路３１Ｃとの間（側面４２Ｂと側面４２Ｃとの間の角部）に配置されている。
【００６９】
このような構成を備える主軸台１１０において、制御部７６が、主軸２１の回転中心がＹ軸方向に沿って変位するようにオイル流量を決定する場合を想定する。本変形例では、脚部６２が脚長さＨ１を有し、脚部６３がＨ１よりも大きい脚長さＨ２を有するため、脚部６２および脚部６３が主軸筒４１からの熱伝達によって同じ温度まで温度上昇すると、脚部６３の伸び量は、熱変形後の脚部６２の伸び量よりも大きくなってしまう。このため、たとえば、温度センサ５１Ｅにて８℃が検出され、温度センサ５１Ｆにて１０℃が検出された場合には、オイル流路３１Ａに供給するオイル流量を減少させ、オイル流路３１Ｃに供給するオイル流量を増大させる。これにより、温度センサ５１Ｅにおける温度を１０℃とし、温度センサ５１Ｆにおける温度を８℃とし、脚部６２および脚部６３の脚長さに起因する熱変形量の差をキャンセルする。
【００７０】
以上に説明した、この発明の実施の形態１における工作機械１０の構造についてまとめて説明すると、本実施の形態における工作機械１０は、主軸２１と、ハウジング部材としての主軸筒４１とを備える。主軸２１は、ワークまたは工具としてのワークを保持し、モータ駆動により回転する。主軸筒４１は、主軸２１を取り囲むように設けられる。主軸筒４１には、冷媒としてのオイルが流通する複数の冷媒流路としてのオイル流路３１Ａ〜３１Ｄが形成される。オイル流路３１Ａ〜３１Ｄは、それぞれ、主軸２１の回転軸１０１を中心にその周方向に並ぶ複数の領域１１１Ａ〜１１１Ｄに配置され、互いに独立して形成される。
【００７１】
このように構成された、この発明の実施の形態１における工作機械１０によれば、主軸筒４１が有する側面４２Ａ〜４２Ｄの各側面に、互いに独立したオイル流路３１Ａ〜３１Ｄが形成される。これにより、オイルを流通させる条件をオイル流路ごとに設定することが可能となり、主軸２１の回転時の発熱に伴う主軸台１１０の熱変形を適切に制御することができる。結果、加工精度を向上させることができる。
【００７２】
なお、本実施の形態では、本発明における工作機械が旋盤である場合を説明したが、本発明をマシニングセンタに適用することもできる。また、本発明を、工具主軸を備えた旋盤や回転テーブルを備えたマシニングセンタなどの複合加工機に適用することもできる。
【００７３】
（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１における工作機械１０が備える主軸筒４１の各種変形例について説明を行なう。
【００７４】
図１０は、図４中の主軸筒の第１変形例を示す斜視図である。図１０を参照して、オイル流路３１は、回転軸１０１の軸方向に沿って延びる流路部分３３と、流路部分３３に直交する方向に沿って延びる流路部分３４とを有し、流路部分３３と流路部分３４とが交互に並ぶように蛇行しながら延びている。本変形例では、オイル流路３１Ａ〜３１Ｄの各流路が、側面４２Ａ〜４２Ｄの各側面において流路部分３４の総長さが流路部分３３の総長さよりも大きくなるように形成されている。
【００７５】
このような構成を備える工作機械において、好ましくは、オイル流路３１に対してオイルを主軸前方から供給し、主軸後方から排出する。この場合、温度の低いオイルが主軸前方に流通するため、その主軸前方に配置されたベアリング２６（図２を参照のこと）の焼き付きをより確実に防ぐことができる。
【００７６】
図１１は、図４中の主軸筒の第２変形例を示す斜視図である。図１１を参照して、本変形例では、オイル流路３１が、周方向に並ぶ図３中の領域１１１Ａ〜１１１Ｄに加えて、回転軸１０１の軸方向に並ぶ領域８６，８７，８８に分割されて形成されている。すなわち、オイル流路３１は、互いに独立して形成される１２個のオイル流路から構成されている。このような構成によれば、オイル流路３１にオイルを供給する条件をさらに、回転軸１０１の軸方向に並ぶ領域８６〜８８ごとに設定する。これにより、主軸２１がその回転軸１０１の軸方向において反るように変形することを防止できる。結果、加工精度を向上させることができる。
【００７７】
このように構成された、この発明の実施の形態２における工作機械によれば、実施の形態１に記載の効果を同様に得ることができる。
【００７８】
（実施の形態３）
図１２は、この発明の実施の形態３における工作機械を示す断面図である。本実施の形態における工作機械は、実施の形態１における工作機械１０と比較して、基本的に同様の構造を備える。以下、重複する構造についてはその説明を繰り返さない。
【００７９】
図１２を参照して、主軸筒４１を回転軸１０１に直交する平面により切断した場合に、オイル流路３１は、複数の溝断面３６を有する。複数の溝断面３６は、図４中の流路部分３３におけるオイル流路３１の断面である。複数の溝断面３６は、互いに間隔を隔てて配列されている。図中には、主軸筒４１の側面４２Ａに開口する複数の溝断面３６が示されている。複数の溝断面３６は、側面４２Ａ〜４２Ｄにおいて同様の構造を有するため、以下、代表的に側面４２Ａに開口する複数の溝断面３６の構造について説明する。
【００８０】
複数の溝断面３６は、２つの溝断面３６ｐと、２つの溝断面３６ｑと、２つの溝断面３６ｒとから構成されている。２つの溝断面３６ｐは、互いに隣り合って配置されている。２つの溝断面３６ｑは、溝断面３６ｐの両側にそれぞれ配置され、さらに２つの溝断面３６ｒは、溝断面３６ｑの両側に配置されている。溝断面３６ｐ、溝断面３６ｑおよび溝断面３６ｒは、挙げた順に、側面４２Ａの中心部から端部に向けて並ぶように配置されている。
【００８１】
既に説明した通り、本実施の形態では、主軸筒４１を回転軸１０１に直交する平面により切断した場合に、側面４２は略矩形断面となる。このため、側面４２Ａと回転軸１０１との間の距離は、側面４２Ａの中心部から端部に向かうほど大きくなる。側面４２Ａにおける溝断面３６ｑの開口と回転軸１０１との間の長さＬ２は、溝断面３６ｐの開口と回転軸１０１との間の長さＬ１よりも大きくなる。側面４２Ａにおける溝断面３６ｒの開口と回転軸１０１との間の長さＬ３は、溝断面３６ｑの開口と回転軸１０１との間の長さＬ２よりも大きくなる。
【００８２】
側面４２Ａと溝断面３６の溝底までの長さを溝深さという場合に、溝断面３６ｐは、溝深さＨ１を有する。溝断面３６ｑは、溝深さＨ１よりも大きい溝深さＨ２を有する。溝断面３６ｒは、さらに溝深さＨ２よりも大きい溝深さＨ３を有する。溝断面３６ｐの溝底と回転軸１０１との間の長さＬ４と、溝断面３６ｑの溝底と回転軸１０１との間の長さＬ５と、溝断面３６ｒの溝底と回転軸１０１との間の長さＬ６とが互いに等しい。すなわち、溝断面３６ｐ，３６ｑ，３６ｒは、各溝断面の溝底が回転軸１０１を中心とする周方向に並ぶように形成されている。
【００８３】
図１２中に示す断面において溝深さ方向に直交する方向の溝断面３６の長さを溝幅という場合に、溝断面３６ｐ，３６ｑ，３６ｒの各溝断面は、一定の溝幅を有する。溝断面３６ｐ，３６ｑ，３６ｒは、互いに等しい溝幅を有する。
【００８４】
図１３は、図１２中の工作機械に設けられる側蓋を示す斜視図である。図１２および図１３を参照して、本実施の形態における工作機械９０は、ブロック部材としての溝内ブロック５６を有する。溝内ブロック５６は、溝断面３６ｐよりも大きい溝深さを有する溝断面３６ｑおよび溝断面３６ｒに配置されている。本実施の形態では、溝断面３６ｐに溝内ブロック５６は配置されていない。溝断面３６ｑに配置された溝内ブロック５６を溝内ブロック５６Ｑといい、溝断面３６ｒに配置された溝内ブロック５６を溝内ブロック５６Ｒという場合に、溝内ブロック５６Ｑは、溝断面３６ｑ内のオイルが流通可能な面積（以下、オイル流路面積ともいう）を小さくするように配置され、溝内ブロック５６Ｒは、溝断面３６ｒ内のオイル流路面積を小さくするように配置されている。
【００８５】
相対的に小さい溝深さを有する溝断面３６ｑに配置される溝内ブロック５６Ｑは、高さｈ２を有し、相対的に大きい溝深さを有する溝断面３６ｒに配置される溝内ブロック５６Ｒは、高さｈ２よりも大きい高さｈ３を有する。溝断面３６ｑおよび溝断面３６ｒにそれぞれ溝内ブロック５６Ｑおよび溝内ブロック５６Ｒが配置されることによって、溝断面３６ｐのオイル流路面積Ｓ１と、溝断面３６ｑのオイル流路面積Ｓ２と、溝断面３６ｒのオイル流路面積Ｓ３とが、互いに等しくなる。すなわち、溝断面３６ｐを流れるオイルの流速と、溝断面３６ｑを流れるオイルの流速と、溝断面３６ｒを流れるオイルの流速とが、互いに等しくなる。
【００８６】
このような構成によれば、溝断面３６に溝内ブロック５６を配置することによって、均等なオイル流路面積を有する溝断面３６ｐ，３６ｑ，３６ｒが、回転軸１０１を中心に円断面を有する主軸２１に対して均等な位置関係で、主軸２１の周囲に形成される。これにより、主軸筒４１の冷却効率が、複数の溝断面３６間におけるオイル流路面積の差や、主軸２１と各溝断面３６との位置関係の差に起因して、回転軸１０１を中心とする周方向においてばらつくことを防止できる。
【００８７】
たとえば、複数の溝断面３６の全てが溝深さＨ１を有する場合を想定すると、この場合、溝断面３６ｒが形成される位置において主軸２１とオイル流路３１との距離が大きくなる。このため、主軸２１側から外周方向に向かう熱が溝断面３６ｒを流通するオイルと直ちに熱交換することができず、図３中の隣接する領域１１１Ａ〜１１１Ｄの境界位置で熱干渉が生じる。このような熱干渉の発生は、現象として定まらない事項であり、主軸台１１０の熱変形の制御を複雑にする要因となる。一方、本実施の形態における工作機械９０では、領域１１１Ａ〜１１１Ｄの各領域において主軸台１１０を回転軸１０１を中心とする周方向において均等に冷却することができる。これにより、オイル流路３１Ａ〜３１Ｄに供給するオイル流量の設定を通じて、主軸台１１０の熱変形を容易かつ適切に制御することができる。
【００８８】
また、本実施の形態では、オイル流路３６が側面４２に開口する溝形状により形成されている。このような構成により、主軸筒４１を鋳造する際に溝形状を同時に成形するなどしてオイル流路３６を容易に形成することができる。これにより、主軸筒４１の製造工程を簡略化し、その生産性を向上させることができる。
【００８９】
さらに、本実施の形態では、溝内ブロック５６が側蓋５２と一体に形成されている。このような構成によれば、主軸台１１０に必要となる部品点数を削減することができる。また、側蓋５２の取り付けと同時に溝内ブロック５６が溝断面３６に配置されるため、主軸台１１０の組み立て時の作業性を向上させることができる。
【００９０】
以上に説明した、この発明の実施の形態３における工作機械９０の構造についてまとめて説明すると、本実施の形態における工作機械９０は、主軸２１と、主軸２１を取り囲むように設けられるハウジング部材として主軸筒４１とを備える。主軸２１は、ワークまたは工具としてのワークを保持し、モータ駆動により回転する。主軸筒４１は、主軸２１の回転軸１０１に沿って延在し、主軸２１の回転軸１０１に直交する平面により切断した場合に非円形断面となる側面４２を有する。主軸筒４１には、冷媒としてのオイルが流通するオイル流路３１が形成される。主軸筒４１を主軸２１の回転軸１０１に直交する平面により切断した場合に、オイル流路３１は、側面４２に開口し、互いに間隔を隔てて配列される複数の溝断面３６（３６ｐ，３６ｑ，３６ｒ）を有する。
【００９１】
複数の溝断面３６は、第１溝断面としての溝断面３６ｐと、側面４２からの深さが溝断面３６ｐよりも大きい第２溝断面としての溝断面３６ｑとを含む。工作機械９０は、さらにブロック部材としての溝内ブロック５６を備える。溝内ブロック５６は、第１溝断面および第２溝断面のうち少なくとも第２溝断面としての溝断面３６ｑに配置され、オイルが流通可能な溝断面３６内の面積を小さくする。
【００９２】
または、複数の溝断面３６は、第１溝断面としての溝断面３６ｑと、側面４２からの深さが溝断面３６ｑよりも大きい第２溝断面としての溝断面３６ｒとを含む。工作機械９０は、さらにブロック部材としての溝内ブロック５６を備える。溝内ブロック５６は、第１溝断面および第２溝断面のうち少なくとも第２溝断面としての溝断面３６ｑおよび溝断面３６ｒに配置され、冷媒が流通可能な溝断面３６内の面積を小さくする。
【００９３】
このように構成された、この発明の実施の形態３における工作機械９０によれば、領域１１１Ａ〜１１１Ｄの各領域において主軸台１１０を回転軸１０１を中心とする周方向において均等に冷却することにより、主軸台１１０の熱変形を容易かつ適切に制御することができる。結果、加工精度を向上させることができる。
【００９４】
なお、本実施の形態では、主軸筒４１の各側面に互いに独立したオイル流路３１Ａ〜３１Ｄが形成された工作機械９０について説明したが、本発明においては、互いに独立して形成されるオイル流路は必須の構成ではない。すなわち、オイル流路３１Ａ〜３１Ｄが互いに連通して形成されてもよい。
【００９５】
（実施の形態４）
図４中に示すように、オイル流路３１は、回転軸１０１の軸方向に沿って延びる流路部分３３と、流路部分３３に直交する方向に沿って延びる流路部分３４とから構成されている。本実施の形態では、流路部分３４において流路部分３３と同一のオイル流路面積を得るための構造について説明する。なお、実施の形態３における工作機械９０と重複する構造については、その説明を繰り返さない。
【００９６】
図１４は、図１２中の主軸筒の第１変形例を示す斜視図である。図１４および後述の図１５中には、代表的に、流路部分３３の溝断面３６ｑと溝断面３６ｒとを接続する流路部分３４が示されている。
【００９７】
図１４を参照して、本変形例では、流路部分３３が溝幅Ｂ１を有し、流路部分３４がＢ１よりも小さい溝幅Ｂ２を有する。図１４中の主軸筒４１に図１３中の側蓋５２が取り付けられた状態において、流路部分３３における溝断面３６ｐ〜３６ｒのオイル流路面積と、流路部分３４におけるオイル流路面積とが、互いに等しくなる。すなわち、流路部分３３の溝断面３６ｐ〜３６ｒを流れるオイルの流速と、流路部分３４を流れるオイルの流速とが、互いに等しくなる。
【００９８】
図１５は、図１２中の主軸筒の第２変形例を示す斜視図である。図１６は、図１５中の主軸筒に取り付けられる側蓋を示す斜視図である。
【００９９】
図１５および図１６を参照して、流路部分３４の溝底は、相対的に大きい溝深さを有する溝断面３６ｒの溝底と、相対的に小さい溝深さを有する溝断面３６ｑの溝底とを互いに繋ぐように、傾斜して形成されている。本変形例では、流路部分３４に溝内ブロック５７がさらに配置される。溝内ブロック５７は、流路部分３４に配置された状態で、溝内ブロック５６Ｑと溝内ブロック５６Ｒとの間で流路部分３４の溝底と同じ角度で傾斜するように形成されている。
【０１００】
主軸筒４１に側蓋５２が取り付けられた状態において、流路部分３３における溝断面３６ｐ〜３６ｒのオイル流路面積と、流路部分３４におけるオイル流路面積とが、互いに等しくなる。すなわち、流路部分３３の溝断面３６ｐ〜３６ｒを流れるオイルの流速と、流路部分３４を流れるオイルの流速とが、互いに等しくなる。
【０１０１】
これらの変形例によれば、流路部分３３における溝断面３６ｐ〜３６ｒのオイル流路面積と、流路部分３４におけるオイル流路面積とを等しくすることによって、冷却効率のばらつきをさらに効果的に抑制することができる。
【０１０２】
このように構成された、この発明の実施の形態４における工作機械によれば、実施の形態３に記載の効果を同様に得ることができる。
【０１０３】
（実施の形態５）
図１７は、この発明の実施の形態５における工作機械を示す断面図である。本実施の形態における工作機械は、実施の形態３における工作機械９０と比較して、基本的に同様の構造を備える。以下、重複する構造についてはその説明を繰り返さない。
【０１０４】
図１７を参照して、本実施の形態における工作機械９５において、実施の形態３における工作機械９０と同様に、側面４２Ａにおける溝断面３６ｑの開口と回転軸１０１との間の長さＬ２は、溝断面３６ｐの開口と回転軸１０１との間の長さＬ１よりも大きくなる。側面４２Ａにおける溝断面３６ｒの開口と回転軸１０１との間の長さＬ３は、溝断面３６ｑの開口と回転軸１０１との間の長さＬ２よりも大きくなる。また、溝断面３６ｐは、溝深さＨ１を有する。溝断面３６ｑは、溝深さＨ１よりも大きい溝深さＨ２を有する。溝断面３６ｒは、さらに溝深さＨ２よりも大きい溝深さＨ３を有する。また、溝断面３６ｐの溝底と回転軸１０１との間の長さＬ４と、溝断面３６ｑの溝底と回転軸１０１との間の長さＬ５と、溝断面３６ｒの溝底と回転軸１０１との間の長さＬ６とが互いに等しい。
【０１０５】
一方、溝断面３６ｐ、溝断面３６ｑおよび溝断面３６ｒは、互いに異なる溝幅を有する。より具体的には、溝断面３６ｐは、溝幅Ｂ１を有する。溝断面３６ｑは、溝幅Ｂ１よりも大きい溝幅Ｂ２を有する。溝断面３６ｒは、さらに溝幅Ｂ２よりも大きい溝幅Ｂ３を有する。溝断面３６ｐのオイル流路面積Ｓ１と、溝断面３６ｑのオイル流路面積Ｓ２と、溝断面３６ｒのオイル流路面積Ｓ３とが、互いに等しくなる。すなわち、溝断面３６ｐを流れるオイルの流速と、溝断面３６ｑを流れるオイルの流速と、溝断面３６ｒを流れるオイルの流速とが、互いに等しくなる。
【０１０６】
このような構成により、均等なオイル流路面積を有する溝断面３６ｐ，３６ｑ，３６ｒが、回転軸１０１から等距離に位置して主軸２１の周囲に形成される。これにより、主軸筒４１の冷却効率が、複数の溝断面３６間におけるオイル流路面積の差や、回転軸１０１からの距離の差に起因して、回転軸１０１を中心とする周方向においてばらつくことを防止できる。
【０１０７】
以上に説明した、この発明の実施の形態５における工作機械９５の構造についてまとめて説明すると、本実施の形態における工作機械９５は、主軸２１と、主軸２１を取り囲むように設けられるハウジング部材としての主軸筒４１とを備える。主軸２１は、ワークまたは工具としてのワークを保持し、モータ駆動により回転する。主軸筒４１は、主軸２１の回転軸１０１に沿って延在し、主軸２１の回転軸１０１に直交する平面により切断した場合に非円形断面となる側面４２を有する。主軸筒４１には、冷媒としてのオイルが流通する冷媒流路としてのオイル流路３１が形成される。主軸筒４１を主軸２１の回転軸１０１に直交する平面により切断した場合に、オイル流路３１は、側面４２に開口し、互いに間隔を隔てて配列される複数の溝断面３６（３６ｐ，３６ｑ，３６ｒ）を有する。
【０１０８】
複数の溝断面３６は、第１溝断面としての溝断面３６ｐと、側面４２からの深さが溝断面３６ｐよりも大きい溝断面３６ｑとを含む。溝断面３６ｐおよび溝断面３６ｑは、溝断面３６ｐの開口と主軸２１の回転軸１０１との間の距離Ｌ１が、溝断面３６ｑの開口と主軸２１の回転軸１０１との間の距離Ｌ２よりも小さくなるように配置される。溝断面３６ｑの溝幅Ｂ２は、溝断面３６ｐの溝幅Ｂ１よりも小さい。
【０１０９】
または、複数の溝断面３６は、第１溝断面としての溝断面３６ｑと、側面４２からの深さが溝断面３６ｑよりも大きい溝断面３６ｒとを含む。溝断面３６ｑおよび溝断面３６ｒは、溝断面３６ｑの開口と主軸２１の回転軸１０１との間の距離Ｌ２が、溝断面３６ｒの開口と主軸２１の回転軸１０１との間の距離Ｌ３よりも小さくなるように配置される。溝断面３６ｒの溝幅Ｂ３は、溝断面３６ｑの溝幅Ｂ２よりも小さい。
【０１１０】
このように構成された、この発明の実施の形態５における工作機械９５によれば、実施の形態３に記載の効果を同様に得ることができる。
【０１１１】
なお、以上に説明した実施の形態１〜５における工作機械の各種構造を適宜組み合わせて、新たな工作機械を構成してもよい。
【０１１２】
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。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許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。
【産業上の利用可能性】
【０１１３】
この発明は、主に、旋盤やマシニングセンタなどの工作機械に適用される。
【符号の説明】
【０１１４】
１０，９０，９５  工作機械、２１  主軸、２２  主軸本体、２３  ロータ、２６，２７  ベアリング、３１，３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ  オイル流路、３３，３４  流路部分、３６，３６ｐ，３６ｑ，３６ｒ  溝断面、４１  主軸筒、４２，４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄ  側面、４６  ステータ、５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄ，５１Ｅ，５１Ｆ  温度センサ、５２  側蓋、５６，５６Ｑ，５６Ｒ，５７  溝内ブロック、６１  支持脚、６２，６３  脚部、６６  オイルクーラ、６７  オイルタンク、７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｃ，７１Ｄ  流量調整バルブ、７３Ａ，７３Ｂ，７３Ｃ，７３Ｄ  オイル供給用流路、７５  オイル排出用流路、７６  制御部、８１  加工位置、８６，８７，８８，１１１Ａ，１１１Ｂ，１１１Ｃ，１１１Ｄ  領域、１０１  回転軸、１１０  主軸台、１１５  チャック、１２０，１２０Ａ，１２０Ｂ  刃物台、１２１  工具ホルダ、１２２  工具、１２３  ワーク、１３０  横送り台、１４０  サドル、１４１  案内面、１５０  心押台、１６０  ベッド、１６１  案内面、１６２  取り付け面。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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