(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転電動機の回転軸に固定される第１の継手部材と、
前記回転電動機の回転動作に関する情報を検出する検出器の回転軸に固定される第２の継手部材と、
前記第１の継手部材と前記第２の継手部材との間に介在する中間部材であって、一方の端面において前記第１の継手部材に嵌合するとともに他方の端面において前記第２の継手部材に嵌合する一対の嵌合部が互いに直交するように形成される中間部材と、を備えるオルダム継手において、
前記第１の継手部材、前記第２の継手部材及び前記中間部材は、前記回転電動機の前記回転軸の基準位置と、前記検出器の前記回転軸の基準位置とを一致させて前記回転電動機の回転動作に関する情報が前記検出器によって正確に検出されるように、回転軸線周りにおける前記第１の継手部材及び前記第２の継手部材の相対的な位置関係を確定する嵌合指示部をさらに備える、オルダム継手。
【請求項２】
前記第１の継手部材及び前記第２の継手部材の前記嵌合指示部は、前記第１の継手部材及び前記第２の継手部材の、前記中間部材の前記嵌合部に嵌合する嵌合形状によって形成され、
前記中間部材の前記嵌合指示部は、前記一対の嵌合部の嵌合形状によって形成される、請求項１に記載のオルダム継手。
【請求項３】
前記第１の継手部材及び前記第２の継手部材の前記嵌合指示部が、前記第１の継手部材及び前記第２の継手部材に形成される突起又は凹所であり、
前記中間部材の前記嵌合指示部が、前記中間部材に形成されていて前記第１の継手部材及び前記第２の継手部材の前記突起又は凹所に嵌合する凹所又は突起である、請求項１又は２に記載のオルダム継手。
【請求項４】
前記第１の継手部材、前記第２の継手部材及び前記中間部材の前記嵌合指示部は、前記第１の継手部材及び前記第２の継手部材と、前記中間部材との間に磁気的作用を発生させる磁性付与手段である、請求項１から３のいずれか１項に記載のオルダム継手。
【請求項５】
前記第１の継手部材、前記第２の継手部材及び前記中間部材の前記嵌合指示部が、前記第１の継手部材、前記第２の継手部材及び前記中間部材に形成される凹所であり、前記第１の継手部材の凹所と、前記中間部材の凹所との間、及び前記第２の継手部材の凹所と、前記中間部材の凹所の間に、結合部材が延在するようにそれぞれ嵌合される、請求項１から４のいずれか１項に記載のオルダム継手。
【請求項６】
オルダム継手の製造方法であって、
回転電動機の回転軸に固定される第１の継手部材を用意し、
前記回転電動機の回転動作に関する情報を検出する検出器の回転軸に固定される第２の継手部材を用意し、
前記第１の継手部材と前記第２の継手部材との間に介在する中間部材であって、一方の端面において前記第１の継手部材に嵌合するとともに他方の端面において前記第２の継手部材に嵌合する一対の嵌合部が互いに直交するように形成される中間部材を用意することを含んでおり、
前記第１の継手部材、前記第２の継手部材及び前記中間部材は、前記回転電動機の前記回転軸の基準位置と、前記検出器の前記回転軸の基準位置とを一致させて前記回転電動機の回転動作に関する情報が前記検出器によって正確に検出されるように、回転軸線周りにおける前記第１の継手部材及び前記第２の継手部材の相対的な位置関係を確定する嵌合指示部を備えており、
さらに、
前記第１の継手部材及び前記第２の継手部材を、前記嵌合指示部に従って前記中間部材に嵌合することを含む、オルダム継手を製造する製造方法。
【請求項７】
請求項１に記載のオルダム継手を利用して回転電動機の回転軸を検出器の回転軸に結合する結合方法であって、
前記第１の継手部材、前記第２の継手部材及び前記中間部材の前記嵌合指示部がそれぞれ視認可能な標識であり、
前記中間部材の前記嵌合指示部が、前記第１の継手部材の前記嵌合指示部と、前記第２の継手部材の前記嵌合指示部との間に配置されるように、前記第１の継手部材、前記第２の継手部材及び前記中間部材を位置決めすることを含む、結合方法。
【請求項８】
請求項１から５のいずれか１項に記載のオルダム継手を備える回転電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回転電動機において使用されるオルダム継手及びその製造方法並びにオルダム継手による軸の結合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
２つの回転体の回転軸が偏心している場合においても回転動力を効果的に伝達できる継手としてオルダム継手が知られている（特許文献１〜５参照）。オルダム継手はそれぞれ回転軸に結合される一対の継手部材を備えている。オルダム継手は、それら継手部材に摺動可能に嵌合する中間部材をさらに備えている。継手部材は、中間部材の両端面に形成される突条又は溝条の嵌合部にそれぞれ嵌合される。２つの嵌合部は互いに直交するように形成される。継手部材は中間部材に対してそれぞれ摺動可能に嵌合するので、２つの回転軸が偏心している場合であっても、中間部材が各継手部材に対して相対移動して偏心量を補償できるようになる。このような特徴により、オルダム継手は、許容できる軸の偏心量が大きいという利点を有する。
【０００３】
一般的なオルダム継手において、２つの継手部材は、前述したように互いに直交して延びる中間部材の嵌合部に嵌合されるため、回転軸線周りにおける各継手部材の相対的な位置関係は予め制限される。このことは、例えば電動機の回転軸の基準位置と、検出器の回転軸の基準位置との間の相対的な位置関係を確定する必要がある同期電動機の用途において有利である。電動機と検出器とを結合するためにオルダム継手を利用すると、回転軸に対して一方の継手部材の着脱工程を他方の継手部材の着脱工程から独立して行えるので、取付工程及び交換工程が容易になるという利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−２８９３２４号公報
【特許文献２】特開平３−７９８１４号公報
【特許文献３】特許第３６０２４０４号明細書
【特許文献４】特開２００７−２８５３５６号公報
【特許文献５】特許第４１６１３６５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、オルダム継手の構造上の特徴ゆえに同期電動機の用途に適さない場合も考えられる。オルダム継手の中間部材の嵌合部は、中間部材の中心を通る長尺の形状を有するのが一般的である。このような嵌合部は、平面視において中間部材の中心を通る任意の直線に対して対称な形状を有する。そのため、各継手部材と中間部材との間には、相対的に１８０度回転する毎に機械的に嵌合可能な位置関係が存在する。ところで、同期電動機においては、適切な位相の電流を巻線に付与するために回転電動機の回転角度位置を正確に検出する必要がある。そのため、電動機の基準位置と検出器の基準位置とが合致するように互いの回転軸線周りにおける相対的な位置関係を決定する必要がある。しかしながら、オルダム継手においては、前述したように、２つの継手部材のいずれか一方が、基準位置から１８０度回転した状態でも取付けが可能である。この場合には、電動機の構成によっては回転角度位置が正しい位置から１８０度ずれて検出され、誤った位相の電流が巻線に付与される場合がある。このような問題を回避するために、同期電動機においてオルダム継手を使用する場合には電動機と検出器との間において位相の確認及び調整を行う追加の工程が必要であった。
【０００６】
本発明は、継手部材間の相対的な位置関係を一様に確定する手段を提供することによって、継手部材を所望の位置関係において結合できるオルダム継手を提供することを目的とする。また、本発明は、そのようなオルダム継手の製造方法を提供することを目的とする。さらに、本発明は、そのようなオルダム継手を利用して、電動機の回転軸と検出器の回転軸とを結合する結合方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願に係る１番目の発明によれば、回転電動機の回転軸に固定される第１の継手部材と、前記回転電動機の回転動作に関する情報を検出する検出器の回転軸に固定される第２の継手部材と、前記第１の継手部材と前記第２の継手部材との間に介在する中間部材であって、一方の端面において前記第１の継手部材に嵌合するとともに他方の端面において前記第２の継手部材に嵌合する一対の嵌合部が互いに直交するように形成される中間部材と、を備えるオルダム継手において、前記第１の継手部材、前記第２の継手部材及び前記中間部材は、前記回転電動機の前記回転軸の基準位置と、前記検出器の前記回転軸の基準位置とを一致させて前記回転電動機の回転動作に関する情報が前記検出器によって正確に検出されるように、回転軸線周りにおける前記第１の継手部材及び前記第２の継手部材の相対的な位置関係を確定する嵌合指示部をさらに備える、オルダム継手が提供される。
【０００８】
本願に係る２番目の発明によれば、１番目の発明において、前記第１の継手部材及び前記第２の継手部材の前記嵌合指示部は、前記第１の継手部材及び前記第２の継手部材の、前記中間部材の前記嵌合部に嵌合する嵌合形状によって形成され、前記中間部材の前記嵌合指示部は、前記一対の嵌合部の嵌合形状によって形成される、オルダム継手が提供される。
【０００９】
本願に係る３番目の発明によれば、１番目又は２番目の発明において、前記第１の継手部材及び前記第２の継手部材の前記嵌合指示部が、前記第１の継手部材及び前記第２の継手部材に形成される突起又は凹所であり、前記中間部材の前記嵌合指示部が、前記中間部材に形成されていて前記第１の継手部材及び前記第２の継手部材の前記突起又は凹所に嵌合する凹所又は突起である、オルダム継手が提供される。
【００１０】
本願に係る４番目の発明によれば、１番目から３番目の発明のいずれかにおいて、前記第１の継手部材、前記第２の継手部材及び前記中間部材の前記嵌合指示部は、前記第１の継手部材及び前記第２の継手部材と、前記中間部材との間に磁気的作用を発生させる磁性付与手段である、オルダム継手が提供される。
【００１１】
本願に係る５番目の発明によれば、１番目から４番目の発明のいずれかにおいて、前記第１の継手部材、前記第２の継手部材及び前記中間部材の前記嵌合指示部が、前記第１の継手部材、前記第２の継手部材及び前記中間部材に形成される凹所であり、前記第１の継手部材の凹所と、前記中間部材の凹所との間、及び前記第２の継手部材の凹所と、前記中間部材の凹所の間に、結合部材が延在するようにそれぞれ嵌合される、オルダム継手が提供される。
【００１２】
本願に係る６番目の発明によれば、オルダム継手の製造方法であって、回転電動機の回転軸に固定される第１の継手部材を用意し、前記回転電動機の回転動作に関する情報を検出する検出器の回転軸に固定される第２の継手部材を用意し、前記第１の継手部材と前記第２の継手部材との間に介在する中間部材であって、一方の端面において前記第１の継手部材に嵌合するとともに他方の端面において前記第２の継手部材に嵌合する一対の嵌合部が互いに直交するように形成される中間部材を用意することを含んでおり、前記第１の継手部材、前記第２の継手部材及び前記中間部材は、前記回転電動機の前記回転軸の基準位置と、前記検出器の前記回転軸の基準位置とを一致させて前記回転電動機の回転動作に関する情報が前記検出器によって正確に検出されるように、回転軸線周りにおける前記第１の継手部材及び前記第２の継手部材の相対的な位置関係を確定する嵌合指示部を備えており、さらに、前記第１の継手部材及び前記第２の継手部材を、前記嵌合指示部に従って前記中間部材に嵌合することを含む、オルダム継手を製造する製造方法が提供される。
【００１３】
本願に係る７番目の発明によれば、１番目の発明に係るオルダム継手を利用して回転電動機の回転軸を検出器の回転軸に結合する結合方法であって、前記第１の継手部材、前記第２の継手部材及び前記中間部材の前記嵌合指示部がそれぞれ視認可能な標識であり、前記中間部材の前記嵌合指示部が、前記第１の継手部材の前記嵌合指示部と、前記第２の継手部材の前記嵌合指示部との間に配置されるように、前記第１の継手部材、前記第２の継手部材及び前記中間部材を位置決めすることを含む、結合方法が提供される。
【００１４】
本願に係る８番目の発明によれば、１番目から５番目の発明のいずれかに係るオルダム継手を備える電動機が提供される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のオルダム継手によれば、第１の継手部材及び第２の継手部材が中間部材を介して結合される際に、嵌合指示部の作用によって、前記回転電動機の前記回転軸の基準位置と、前記検出器の前記回転軸の基準位置とを一致させて前記回転電動機の回転動作に関する情報が前記検出器によって正確に検出されるように、回転軸線周りにおける第１の継手部材及び第２の継手部材の相対的な位置関係が確定される。したがって、電動機の回転軸と検出器の回転軸とが、相対的に１８０度位相がずれた状態で結合されることを防止できる。これにより、例えば奇数の磁極対を有する同期電動機にもオルダム継手を採用できるようになり、オルダム継手の汎用性が向上する。
【００１６】
また、本発明のオルダム継手の製造方法によれば、嵌合指示部の作用によって、前記回転電動機の前記回転軸の基準位置と、前記検出器の前記回転軸の基準位置とを一致させて前記回転電動機の回転動作に関する情報が前記検出器によって正確に検出されるように、回転軸線周りにおける第１の継手部材及び第２の継手部材の相対的な位置関係が確定される。したがって、回転軸の基準位置と検出器の基準位置とを合致させるための追加の調整工程の必要性が完全に排除され、より効率的にオルダム継手を形成できるようになる。
【００１７】
オルダム継手を利用した本発明の結合方法によれば、電動機と検出器とを結合する際に、嵌合指示部の作用によって、前記回転電動機の前記回転軸の基準位置と、前記検出器の前記回転軸の基準位置とを一致させて前記回転電動機の回転動作に関する情報が前記検出器によって正確に検出されるように、回転軸線周りにおける第１の継手部材及び第２の継手部材の相対的な位置関係が確定される。したがって、電動機の基準位置と検出器の基準位置とを合致させるための追加の調整工程の必要性が完全に排除され、より効率的に軸の結合工程が行われるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係るオルダム継手を示す斜視図である。
【図２】図１のオルダム継手を示す分解斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る嵌合指示部の作用を説明するための図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る中間部材を説明するための図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る中間部材を説明するための図である。
【図６】本発明の別の実施形態に係るオルダム継手を示す分解斜視図である。
【図７】図６のオルダム継手における中間部材を示す平面図、側面図及び底面図である。
【図８】図６のオルダム継手における継手部材を示す平面図及び側面図である。
【図９】本発明の別の実施形態に係る継手部材を示す斜視図である。
【図１０】図９の継手部材の側面図及び平面図を示す図である。
【図１１】図９及び図１０の継手部材とともに使用される中間部材を示す斜視図である。
【図１２】図１１の中間部材の平面図、側面図及び底面図を示す図である。
【図１３】本発明の別の実施形態に係るオルダム継手を示す分解斜視図である。
【図１４】図１３のオルダム継手における継手部材を示す断面図及び平面図である。
【図１５】図１３のオルダム継手における中間部材を示す平面図、側面図及び底面図である。
【図１６】本発明の別の実施形態に係るオルダム継手における継手部材、中間部材及び結合部材を示す分解斜視図である。
【図１７】図１６の中間部材を示す平面図、側面図及び底面図である。
【図１８】図１７（ａ）の線ＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩに沿って見た断面図である。
【図１９】本発明の別の実施形態に係るオルダム継手を示す斜視図である。
【図２０】図１９のオルダム継手を示す分解斜視図である。
【図２１】同期電動機に使用される回転子の構成例を示す概念図である。
【図２２】５つの磁極対を有する回転子における機械角と電気角との間の関係を表すグラフを示す図である。
【図２３】４つの磁極対を有する回転子における機械角と電気角との間の関係を表すグラフを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図示される実施形態の各構成要素は、本発明の理解を助けるためにその縮尺が実用的な縮尺とは異なるように記載される場合があることに留意されたい。
【００２０】
図１は、本発明の一実施形態に係るオルダム継手１０を示す斜視図である。図２は、図１のオルダム継手１０を示す分解斜視図である。オルダム継手１０は、回転電動機（図示せず）の回転軸に固定される第１の継手部材１２と、検出器（図示せず）の回転軸に固定される第２の継手部材１４と、第１の継手部材１２と第２の継手部材１４との間に介在する中間部材１６と、を備えている。検出器は、回転電動機の回転動作に関する情報、例えば回転角度位置、回転速度及び回転加速度のうちの少なくとも１つを検出するためのロータリエンコーダである。
【００２１】
本実施形態において第１の継手部材１２は円柱状の形状を概ね有している。第１の継手部材１２の、中間部材１６に対向する端面１２ａには、該端面１２ａから中間部材１６に向かって突出する長尺の突片１８が形成されている。突片１８は、第１の継手部材１２の中心を通って直径方向に概ね延在する。突片１８の一方の端面１８ａには、より詳細に後述する嵌合指示部として作用する標識２０が形成されている。第１の継手部材１２の、端面１２ａとは反対側の端面１２ｂには、円形有底の凹所２２が形成されている。凹所２２は第１の継手部材１２と概ね同心であるとともに、構造的強度が損なわれない程度に第１の継手部材１２自体の直径よりも小さい直径を有している。凹所２２は、図示されない電動機の回転軸を直接的又は間接的に受容するように形成される。したがって、凹所２２の具体的な形状は、電動機の回転軸側の形状に応じて定まる。
【００２２】
第２の継手部材１４は第１の継手部材１２と同様に円柱状の形状を概ね有している。第２の継手部材１４の、中間部材１６に対向する端面１４ａには、該端面１４ａから中間部材１６に向かって突出する長尺の突片２４が形成されている。突片２４は、第２の継手部材１４の中心を通って直径方向に概ね延在している。突片２４の一方の端面２４ａには、より詳細に後述する嵌合指示部として作用する標識２６が形成されている。第２の継手部材１４の、端面１４ａとは反対側の端面１４ｂには、図示されない円形有底の凹所が形成されている。この凹所は第２の継手部材１４と概ね同心であるとともに、構造的強度が損なわれない程度に第２の継手部材１４自体の直径よりも小さい直径を有している。この凹所は、図示されない検出器の回転軸を直接的又は間接的に受容するように形成される。したがって、この凹所の具体的な形状は、検出器の回転軸側の形状に応じて定まる。なお、第２の継手部材１４を第１の継手部材１２と同様に形成することは必須ではなく、互いに異なる形状に形成してもよい。
【００２３】
本実施形態において円柱状の形状を有する中間部材１６の一方の端面１６ａには長尺の溝２８が形成される。また、中間部材１６の他方の端面１６ｂには長尺の溝３０が形成される。これら溝２８，３０はそれぞれ中間部材１６の中心を通って直径方向に、かつ互いに直交する方向に延在している。各溝２８，３０の一方の端部の近傍であって、中間部材１６の外周面にはより詳細に後述する嵌合指示部である標識３２，３４が形成されている。
【００２４】
第１の継手部材１２に対向する端面１６ａに形成された溝２８は、第１の継手部材１２の突片１８と摺動可能に嵌合する嵌合部である。また、第２の継手部材１４に対向する端面１６ｂに形成された溝３０は、第２の継手部材１４の突片２４と摺動可能に嵌合する嵌合部である。溝２８，３０の長手方向に対して直交する方向の幅は、突片１８，２４が溝２８，３０において摺動できるように設定される。両者の嵌合として、すきま嵌め、中間嵌め、しまり嵌めが選択可能であるが、ガタのない嵌合状態が得られる中間嵌めないししまり嵌めが好適である。ガタのない嵌合状態と低摩擦とを両立させるために、各継手部材１２，１４又は中間部材１６にプラスティック等の弾性体を用いることが可能である。電動機と検出器とをオルダム継手によって結合する場合には、大きなトルクや力が付与されることは少ないので、プラスティック等でも強度上の問題がないことが多い。プラスティックを使用する場合、標識２０，２６，３２，３４を一体成形できる利点もある。このような構成により、電動機の回転軸が検出器の回転軸に対して偏心している場合でも、中間部材１６の相対移動によって偏心量が補償されるようになる。
【００２５】
図１から明らかに分かるように、第１の継手部材１２が中間部材１６に結合された状態において、第１の継手部材１２の突片１８に形成される標識２０と、中間部材１６の溝２８近傍の外周面に形成される標識３２とは、互いに隣接するように配置される。同様に、第２の継手部材１４が中間部材１６に結合された状態において、第２の継手部材１４の突片２４に形成される標識２６と、中間部材１６の溝３０近傍の外周面に形成される標識３４とは、互いに隣接するように配置される。標識２０，２６，３２，３４がこのような位置関係になるようにオルダム継手１０が形成されるとき、回転軸線周りにおける第１の継手部材１２及び第２の継手部材１４の相対的な位置関係が適切であることを表している。
【００２６】
図３は、本発明の一実施形態に係る嵌合指示部の作用を説明するための図である。図３は、第２の継手部材１４が図１に示される位置から回転軸線回りに１８０度回転して中間部材１６に結合された状態を示している。図１と対比すると、標識２６の代わりに反対側の端面２４ｂが視認される。このように、本実施形態に係るオルダム継手１０によれば、第１の継手部材１２及び第２の継手部材１４が中間部材１６に対して適切な位置関係と異なる位置関係において結合されようとするときに、そのことを直ちに発見できる。また、第１の継手部材１２又は第２の継手部材１４が所定の位置関係から誤って１８０度回転した状態で中間部材１６にいったん結合された後であっても、そのことを事後的に容易に発見できる。このような構成によれば、回転軸線周りにおける第１の継手部材１２及び第２の継手部材１４の相対的な位置関係を一様に確定できる。
【００２７】
図１及び図２に示される状態から、中間部材１６を回転軸線方向において反転させた場合、すなわち中間部材１６の端面１６ａが第２の継手部材１４に対向し、かつ端面１６ｂが第１の継手部材１２に対向するように中間部材１６の向きを変えた場合を考える。このような場合でも、本実施形態のオルダム継手１０は嵌合指示部の作用効果を維持できる。図４及び図５は、本発明の一実施形態に係る中間部材１６を説明するための図である。図４及び図５を参照すると、中間部材１６に数字「１」及び「２」が概念的に描かれている。これら数字「１」及び「２」は、前述した標識３２及び標識３４にそれぞれ対応しているものの、ここでは説明のために黒丸の代わりに数字が使用されている。図４及び図５を対比すると、中間部材１６を反転させても標識３２と標識３４との間の相対的な位置関係が変化しないことが分かる。このように、本実施形態に係る中間部材１６においては、継手部材１２，１４に対する向きが反対になっても標識３２，３４が嵌合指示部として有効に作用する。したがって、溝２８，３０の深さ及び幅などが概ね同一であるようにしておけば、中間部材１６は使用時の向きとは無関係に使用できる。
【００２８】
本実施形態において嵌合指示部として作用する標識２０，２６，３２，３４は、それらが作業者の肉眼又はイメージセンサその他の検出手段によって認識可能であれば任意の態様により形成され得る。例えば各部材の表面を部分的に僅かに切削したり、印字したりすることによって形成される識別可能な任意の文字又は図形が使用され得る。
【００２９】
本発明は、磁極対の数が奇数である同期電動機において特に有効である。図２１及び図２２を参照して、５つの磁極対を有する同期電動機の例を説明する。図２１は、同期電動機に使用される回転子１００の構成例を示す概念図である。図２２は、５つの磁極対を有する回転子における機械角と電気角との間の関係を表すグラフを示す図である。
【００３０】
同期電動機用の回転子１００は、例えば鋼板を積層して形成される円筒形の鉄心である回転子本体１０２と、該回転子本体１０２の円周方向に所定間隔に配置される１０個の永久磁石１０４と、備えている。永久磁石１０４は、円周方向に沿ってＳ極とＮ極とが交互に配置されるように繰返しパターンを形成するように磁化されている。永久磁石１０４の近傍に図示される「Ｎ」及び「Ｓ」の文字はそれぞれ磁極の方向を概念的に表している。回転子１００は、巻線を備えた固定子（図示せず）と協働して回転駆動力を発生させる。
【００３１】
各磁極対は、固定子の巻線に流れる正弦波電流の１周期分、すなわち電気角０度〜３６０度に対応するように関連付けられる。すなわち、図２２に示されるように、１つの磁極対に対応する物理的な角度、すなわち機械角７２度毎に電気角０度〜３６０度が繰返されるようになる。電動機の回転軸の基準位置と、検出器の回転軸の基準位置とが一致している場合は、電気角及び機械角が図２２に示される対応関係にある場合でも回転電動機の回転動作を正確に制御できる。例えば基準位置における電動機の回転軸及び検出器の回転軸の機械角がそれぞれ０度である場合は、検出器の検出値と実際の電動機の回転角度位置との間に齟齬が生じない。したがって、この場合は、検出される情報に従って巻線に流れる電流を制御すればよい。
【００３２】
一方、第１の継手部材及び第２の継手部材のいずれか一方が他方に対して回転軸線回りに１８０度回転した状態でも結合が可能な構造を有するオルダム継手においては、検出器によって検出される角度が実際の回転角度位置から１８０度ずれる場合が起こり得る。例えば図２２から明らかなように、機械角０度に対応する電気角の値と、機械角１８０度に対応する電気角の値とは互いに合致していない。したがって、１８０度位相がずれた検出値に基づいて巻線電流を付与すると、電動機を指令通りに制御できなくなる。この問題は図示される５つの磁極対を有する同期電動機に限られず、奇数の磁極対を有する他の同期電動機においても同様に発生する。
【００３３】
図２３は、４つの磁極対を有する回転子における機械角と電気角との間の関係を表すグラフを示す図である。この場合、９０度の機械角毎に電気角の１周期０度〜３６０度を繰返していることが分かる。したがって、５つの磁極対を有する前述した例とは異なり、この場合には、機械角が１８０度ずれて検出された場合であっても、結果的に適切な位相の電流を巻線に付与できる。したがって、偶数の磁極対を有する同期電動機においては、オルダム継手の前述した問題点は回避できる。
【００３４】
本発明によれば、嵌合指示部によって、第１の継手部材と第２の継手部材とが、中間部材を介して互いに結合される際に、回転軸線回りにおける各部材の相対的な位置関係が明確に指示される。したがって、各継手部材が相対的に１８０度ねじれた関係で結合されることを確実に防止できる。これにより、制御電流に位相ずれが生じる従来の問題が解決され、磁極対の数とは無関係にオルダム継手を同期電動機に採用できるようになる。結果として、オルダム継手の汎用性が向上する。
【００３５】
続いて、前述した実施形態とは異なる本発明の他の実施形態について説明する。以下の説明において、既に述べた内容と重複する事項については説明を適宜省略する。また、同一又は対応する構成要素には同一の参照符号が使用される。
【００３６】
図６は、本発明の別の実施形態に係るオルダム継手４０を示す分解斜視図である。図７は、図６のオルダム継手４０における中間部材４２を示す平面図（ａ）、側面図（ｂ）及び底面図（ｃ）である。図８は、図６のオルダム継手４０における継手部材４４，４６を示す平面図（ａ）及び側面図（ｂ）である。本実施形態では、継手部材４４及び継手部材４６は同一の形状を有するので、別個に図示されずに図８に共通して示されている。
【００３７】
本実施形態において、中間部材４２に形成される長尺の溝５２は、幅狭部５２ａ及び幅広部５２ｂによって形成される段付き幅を有している。幅狭部５２ａと幅広部５２ｂとの間の境界は概ね中間部材４２の中心近傍に位置している。すなわち、本実施形態において、溝５２は、中間部材４２の中心近傍において幅が拡大するように形成される。各継手部材４４，４６には、中間部材４２に対向する端面から突出する一対の長尺の突片４８，５０がそれぞれ形成されている。突片４８は、長尺方向に対して直交する方向において、突片５０よりも大きい幅を有している。また、突片４８の幅は、溝５２の幅狭部５２ａに対しては弾性変形しても嵌合できない程度に設定されており、幅広部５２ｂに対しては摺動可能に設定されている。両者の嵌合は、すきま嵌め、中間嵌め、しまり嵌めが選択可能であるが、ガタのない嵌合状態が得られる中間嵌めないししまり嵌めが好適である。ガタのない嵌合状態と低摩擦とを両立させるために、各継手部材４４，４６又は中間部材４２にプラスティック等の弾性体を用いることが可能である。突片５０は、溝５２の幅狭部５２ａに対して摺動可能に設定されている。両者の嵌合は、すきま嵌め、中間嵌め、しまり嵌めが選択可能であるが、ガタのない嵌合状態が得られる中間嵌めないししまり嵌めが好適である。ガタのない嵌合状態と低摩擦とを両立させるために、各継手部材４４，４６又は中間部材４２にプラスティック等の弾性体を用いることが可能である。本実施形態では、第１の継手部材４４及び第２の継手部材４６と、中間部材４２との間の嵌合が、各継手部材４４，４６の一対の突片４８，５０と、中間部材４２の溝５２とによってもたらされる。
【００３８】
本実施形態において、継手部材４４，４６の突片４８はその幅の大きさゆえに幅狭部５２ａとは嵌合できず、幅広部５２ｂのみに嵌合され得る。すなわち、第１の継手部材４４及び第２の継手部材４６は、中間部材４２に対して所定の位置関係に在る場合のみ嵌合できるようになっている。したがって、この構成によれば、前述した実施形態と同様に、回転軸線周りにおける第１の継手部材４４及び第２の継手部材４６の相対的な位置関係を一様に確定できる。この結果、電動機の基準位置と検出器の基準位置とを常に合致させられる。
【００３９】
図６〜図８を参照して述べたように、第１の継手部材４４及び第２の継手部材４６の嵌合指示部は、中間部材４２の溝５２に嵌合する嵌合形状である突片４８，５０の形状自体によって形成され得る。また、この場合、中間部材４２の嵌合指示部は、第１の継手部材４４及び第２の継手部材４６に嵌合する嵌合部である溝５２の嵌合形状自体によって形成され得る。
【００４０】
図９〜図１２を参照して、本発明の別の実施形態に係るオルダム継手を説明する。図９は、本実施形態における継手部材５４を示す斜視図である。図１０は、図９の継手部材５４の側面図（ａ）及び平面図（ｂ）を示す図である。図１１は、図９及び図１０の継手部材５４とともに使用される中間部材５６を示す斜視図である。図１２は、図１１の中間部材５６の平面図（ａ）、側面図（ｂ）及び底面図（ｃ）を示す図である。オルダム継手を形成する一対の継手部材５４は互いに同一の形状を有するので、一方の継手部材５４のみが図示されていて、以下の説明においても一方の継手部材５４のみを説明する。
【００４１】
継手部材５４は、図１及び図２を参照して説明した第１の継手部材１２又は第２の継手部材１４に類似する形状を有している。しかしながら、本実施形態に係る継手部材５４の突片１８には、図９及び図１０に示されるように突片１８の表面から突出する概ね円柱形の突起５８が形成されている。突起５８は、継手部材５４の中心から離間していて突片１８の一方の端面１８ａの近傍に配置されている。一方、中間部材５６の各端面５６ａ，５６ｂに形成される溝２８，３０には、図１１及び図１２に示されるように凹所６０が形成されている。凹所６０は、中間部材５６の中心から離間していて溝２８，３０の一端の近傍に形成されている。凹所６０は、継手部材５４の突起５８を受容できるように突起５８に対応する位置に形成される。凹所６０の直径は、突起５８の直径よりも大きくなっていて、突起５８が凹所６０において移動可能になっている。したがって、突起５８が凹所６０に受容された状態で、継手部材５４及び中間部材５６は、互いに対して相対的に摺動可能に結合される。
【００４２】
本実施形態において、継手部材１２の突片１８から突出する突起５８によって継手部材５４の嵌合指示部が形成される。また、中間部材５６の溝２８，３０に形成される凹所６０によって中間部材５６の嵌合指示部が形成される。或いは本実施形態の図示されない変形例として、継手部材５４の突片１８に凹所を形成するとともに、中間部材５６の溝２８，３０に突起を形成してもよい。これらのような構成によれば、前述した実施形態と同様にオルダム継手としての機能を維持しながら、回転軸線周りにおける継手部材５４と中間部材５６との間、ひいては２つの継手部材の相対的な位置関係を一様に確定できる。
【００４３】
図１３は、本発明の別の実施形態に係るオルダム継手６２を示す分解斜視図である。図１４は、図１３のオルダム継手６２における継手部材６４を示す断面図（ａ）及び平面図（ｂ）である。図１５は、図１３のオルダム継手６２における中間部材６６を示す平面図（ａ）、側面図（ｂ）及び底面図（ｃ）である。本実施形態に係る継手部材６４は、図１及び図２を参照して説明した第１の継手部材１２又は第２の継手部材１４に類似する形状を有している。また、本実施形態に係る中間部材６６は、図１及び図２を参照して説明した中間部材１６に類似する形状を有している。
【００４４】
本実施形態において、継手部材６４の突片１８の表面には、概ね矩形であって有底の一対の凹所６８が形成されている。また、中間部材６６の溝２８，３０にも同様の凹所７０が形成されている。これら凹所６８，７０は継手部材６４及び中間部材６６の中心から互いに反対方向に離間してそれぞれ配置される。凹所６８，７０には、図１３に示されるように永久磁石７２が例えば接着剤によって固定される。凹所６８，７０は永久磁石７２の外形よりも僅かに大きく寸法決めされる。凹所６８，７０の四隅には円形の孔が形成されていて、これら孔にも接着剤が塗布される。各孔は、例えばエンドミルなどの加工具を使用した結果として形成されるものである。永久磁石７２を凹所６８，７０に取付ける際、接着剤を凹所６８，７０の周壁及び四隅の孔に予め塗布しておく。このようにして、永久磁石７２が凹所６８，７０において確実に接着される。
【００４５】
本実施形態に係るオルダム継手６２において、継手部材６４には２つの永久磁石７２が組付けられるとともに、中間部材６６には各端面６６ａ，６６ｂにおいて、２つの永久磁石７２が、すなわち合計４つの永久磁石７２が組付けられる。各継手部材６４に組付けられる２つの永久磁石７２は、中間部材６６に対向する表面において互いに反対向きの磁極を形成するように磁化されている。すなわち継手部材６４に並置される永久磁石７２は、中間部材６６に向かって一方がＮ極を形成し、他方がＳ極を形成する。同様に、中間部材６６に組付けられる永久磁石７２も磁化方向が互いに反対向きになるように磁化される。このような構成によれば、継手部材６４の永久磁石７２と、中間部材６６の永久磁石７２との間に磁気的相互作用が発生する。この磁気的相互作用によって、継手部材６４と中間部材６６との間の相対的な位置関係に応じて永久磁石７２間に反発力又は吸引力が発生する。そして、継手部材６４と中間部材６６との間の相対的な位置関係が適切である状態において、永久磁石７２が吸引力を発生するように磁化方向を定める。このようにして、本実施形態に係るオルダム継手６２においても、各継手部材６４と中間部材６６との間の相対的な位置関係、ひいては継手部材６４の間の相対的な位置関係を一様に確定できる。使用される永久磁石７２の配置及び個数など具体的な構成は、図示された実施形態に限られない。
【００４６】
図１６は、本発明の別の実施形態に係るオルダム継手における継手部材７４、中間部材７６及び結合部材７８を示す分解斜視図である。図１７は、図１６の中間部材７６を示す平面図（ａ）、側面図（ｂ）及び底面図（ｃ）である。図１８は、図１７（ａ）の線ＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩに沿って見た断面図である。図１６において、オルダム継手の構成要素である一対の継手部材７４のうち一方のみが示されている。他方の継手部材は、必須ではないものの図示される継手部材７４と同一の形状のものを使用できる。継手部材７４及び中間部材７６は、図１及び図２を参照して説明した継手部材１２及び中間部材１６に類似する形状を有している。
【００４７】
本実施形態において、継手部材７４の突片１８の表面には円形有底の凹所８０が形成されている。この凹所８０は継手部材７４の中心から離間した位置に形成されている。中間部材７６の溝２８，３０にも同様に円形有底の凹所８２が形成されている。この凹所８２は中間部材７６の中心から離間した位置に形成されている。必須ではないものの、継手部材７４の凹所８０は、中間部材７６の凹所８２と同一の形状を有している。本実施形態においては、結合部材７８が図１６に示されるように継手部材７４の凹所８０及び中間部材７６の凹所８２に嵌合される。結合部材７８は、例えば円柱状のピンであり、少なくとも継手部材７４の凹所８０及び中間部材７６の凹所８２の両方に少なくとも部分的に延在するような長さを有している。結合部材７８は、継手部材７４の凹所８０及び中間部材７６の凹所８２よりも小さい寸法を有しており、それにより結合部材７８がこれら凹所８０，８２に嵌合された状態においても継手部材７４及び中間部材７６が互いに対して相対移動できるようになっている。
【００４８】
本実施形態において、継手部材７４及び中間部材７６の中心から離間した位置に凹所８０，８２が形成されているので、継手部材７４及び中間部材７６のいずれか一方が回転軸線回りに１８０度回転した状態では互いに結合できない構成になっている。本実施形態においては、継手部材７４の凹所８０、中間部材７６の凹所８２及び結合部材７８が協働することにより、嵌合指示部が形成される。したがって、本実施形態においても、前述した実施形態と同様に嵌合指示部によって、継手部材７４と中間部材７６との間の相対的な位置関係、ひいては２つの継手部材７４，７６の間の相対的な位置関係を一様に確定できる。
【００４９】
図１９は、本発明の別の実施形態に係るオルダム継手８４を示す斜視図である。図２０は、図１９のオルダム継手８４を示す分解斜視図である。本実施形態においてオルダム継手８４を形成する一対の継手部材８６及び中間部材８８は、図１及び図２を参照して説明した継手部材１２，１４及び中間部材１６と概ね同一の形状を有しているものの、このことは必須ではない。特に継手部材８６は、図１及び図２に係る継手部材１２，１４と全く同一の形状を有していてもよい。
【００５０】
本実施形態においては、図１及び図２に係る実施形態と同様に、継手部材８６及び中間部材８８の視認可能な外面には、嵌合指示部として作用する標識９０，９２，９４がそれぞれ形成されている。中間部材８８に形成される標識９４は、前述した実施形態において２箇所に設けられていたのに対し、本実施形態においては１箇所にのみ設けられている。中間部材８８の標識９４は、中間部材８８の両端面８８ａ，８８ｂに形成されていて互いに直交して延びる溝２８，３０の間において中間部材８８の外周面に形成されている。本実施形態では、図１９に示されるように、一方の継手部材８６の標識９０と、他方の継手部材８６の標識９２との間に中間部材８８の標識９４が配置されるように位置決めされる。このような構成によれば、継手部材８６又は中間部材８８のいずれか一方が回転軸線回りに１８０度回転されていて互いの位相がずれた状態で結合されようとすると、これら標識９０，９２，９４の位置関係によってそのことが直ちに認識できる。したがって、このような嵌合指示部の作用によって、本実施形態においても２つの継手部材８６，８６の間の相対的な位置関係を一様に確定できる。
【００５１】
図示された各実施形態において、継手部材に突片（凸部）が形成され、中間部材に溝（凹部）が形成されており、これら突片と溝が嵌合するオルダム継手を例示して説明した。しかしながら、本発明に係るオルダム継手の構成は、これらの具体例に限定されない。例えば継手部材に溝を形成し、中間部材に突片を形成してもよい。また、一方の継手部材に突片を形成し、他方の継手部材に溝を形成してもよい。この場合は、中間部材の一方の端面に溝が形成され、他方の端面に突片が形成される。
【００５２】
以上、本発明の種々の実施形態を説明したが、本明細書において明示的又は暗示的に開示される実施形態の特徴を任意に組合せることによっても本発明を実施できることは当業者に自明である。
【符号の説明】
【００５３】
１０    オルダム継手
１２    第１の継手部材
１４    第２の継手部材
１６    中間部材
１８    突片
２０    標識（嵌合指示部）
２４    突片
２６    標識（嵌合指示部）
２８    溝（嵌合部）
３０    溝（嵌合部）
３２    標識（嵌合指示部）
３４    標識（嵌合指示部）
４０    オルダム継手
４２    中間部材
４４    第１の継手部材
４６    第２の継手部材
４８    突片
５０    突片
５２    溝（嵌合部）
５４    継手部材
５６    中間部材
５８    突起
６０    凹所
６２    オルダム継手
６４    継手部材
６６    中間部材
７２    永久磁石
７４    継手部材
７６    中間部材
７８    結合部材
８０    凹所
８２    凹所
８４    オルダム継手
８６    継手部材
８８    中間部材
９０    標識（嵌合指示部）
９２    標識（嵌合指示部）
９４    標識（嵌合指示部）
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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