JP2010273425A - 永久磁石モータおよび洗濯機 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、駆動する負荷に応じた永久磁石の磁束量の調整を、保磁力の異なる複数種類の永久磁石から１磁極当たり１種類となるように選択した永久磁石を用いる簡素な構成にて実現し、永久磁石の磁力の強さの相違に起因するトルクリップルの発生を防止する。
【解決手段】ロータ５のロータコア１３は、周方向に複数の磁石挿入孔１７を有し、その磁石挿入孔１７には、保磁力の異なる２種類の永久磁石１４，１５から１極当たり１種類となるように選択されて挿入され、ロータコア１３において隣接する永久磁石１４，１５間に位置する部位に、ホールＩＣＨ１〜Ｈ３が相対的に移動する軌跡２１上に位置するように磁束流通路２２が形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ロータに多数の永久磁石を備えた永久磁石モータおよび当該永久磁石モータを用いた洗濯機に関する。

洗濯機、例えば、ドラム式洗濯機に用いられる永久磁石モータにおいては、速度制御が容易なインバータ駆動方式が採用されることが多く、その駆動制御のために、磁極として永久磁石を備えたロータの磁極位置を検出する磁気センサが設けられている（例えば特許文献１参照）。

また、ドラム式洗濯機に用いられる永久磁石モータにおいては、駆動する洗濯機負荷たるドラムの低速回転時（洗い、すすぎ時）および高速回転時（脱水時）に応じて、ステータのステータコイルに鎖交する永久磁石の磁束量（誘起電圧）を適正に調整することが望まれている。

ところが、永久磁石モータのロータに備えられる永久磁石は１種類で構成されることが一般的であり、従って、永久磁石の磁束量が常に一定となる。この場合、例えば、ロータを保磁力が大きい永久磁石のみで構成すると、高速回転時（脱水時）の永久磁石による誘起電圧が極めて高くなって、電子部品の絶縁破壊などを招くおそれがある。一方、ロータを保磁力が小さい永久磁石のみで構成すると、低速回転時（洗い、すすぎ時）の出力が低下してしまう。

そこで、例えば、ロータの内部に保磁力が異なる２種類の永久磁石を配設し、そのうちの低保磁力の永久磁石の磁化状態を、外部磁界（ステータコイルに流れる電流により発生する磁界）にて減磁または増磁させることにより、永久磁石の磁束量を調整するようにした永久磁石モータが提案されている（例えば特許文献２参照）。

特開２００６−０１４５２１号公報 特開２００６−２８０１９５号公報

特許文献２に記載の永久磁石モータでは、ロータの内部において、１磁極を構成する部分に保磁力の大なる永久磁石と小なる永久磁石の双方が配設されている。すなわち、１磁極を複数種類の永久磁石により形成する構成となっているので、永久磁石数が極めて多くなり且つそれぞれの永久磁石の体積を小さくする必要があり、構造が複雑となる。
このような問題点を解決するためには、ロータに保磁力が異なる２種類の永久磁石を１磁極当たり１種類ずつ適度な割合で配置し、構造を簡素化した構成の永久磁石モータが考えられる。但し、この構成の永久磁石モータは、公知ではない。

図１０には、以上のような考えに基づく永久磁石モータが示されている。この図１０では、アウターロータ形の３相ブラシレスＤＣモータからなる永久磁石モータ１００のステータ１０１およびロータ１０２の２極分が直線状に展開して示されている。すなわち、ステータ１０１は、周方向に多数の磁極歯１０３ａ（１個のみ図示）を有するステータコア１０３に、各相のステータコイル１０４（１個のみ図示）が巻装されて構成されている。

ロータ１０２は、周方向に多数の磁石挿入孔１０５ａ（２個のみ図示）を有するロータコア１０５に、永久磁石が挿入されて構成されている。この場合、永久磁石は、保磁力の異なる２種類の永久磁石１０６ａ、１０６ｂから１磁極１種類となるように選択される。例えば、図１０において、一方（左側）の磁石納入孔１０５ａには、低保磁力の永久磁石１０６ａ（例えばステータ１０１側がＮ極）が挿入され、他方（右側）の磁石挿入孔１０５ａには、高保磁力の永久磁石１０６ｂ（例えばステータ１０１側がＳ極）が挿入されている。

この場合、ロータコア１０５の内周面において、永久磁石１０６ａ、１０６ｂに対応する部分には、ステータ１０１側に向けて円弧状に突出する突出部（磁極部）１０５ｂが形成され、隣接する突出部１０５ｂ、１０５ｂ間には、隣接する永久磁石１０６ａ、１０６ｂ間まで延びる凹部１０７が形成されている。そして、この凹部１０７の奥部は、永久磁石１０６ａ、１０６ｂのＮ極とＳ極の境界線を結ぶ中央線１０８よりも外周側に位置するようになっている。

３相用の磁気センサたるホールＩＣＨ１、Ｈ２およびＨ３は、ロータ１０２の軸方向の一方の端面側に配置されていて、互いに電気角で１２０度の間隔を存する。そして、ホールＩＣＨ１、Ｈ２およびＨ３は、永久磁石１０６ａのＮ極とＳ極の境界線（中央線１０８）とＮ極との間の線と、永久磁石１０６ｂのＮ極とＳ極の境界線（中央線１０８）とＳ極との間の線とを結ぶ線たる軌跡１０９に対応するようになっている。なお、この図１０に示す永久磁石モータ１００は、参考例であって公知ではない。

しかして、ロータ１０２が右方向（矢印Ｘ方向）に回転すると、ホールＩＣＨ１、Ｈ２およびＨ３は、軌跡１０９上を相対的に左方向（矢印Ｘ方向と反対方向）に移動して、ロータ１０２の磁極位置に対応したハイレベルの検出信号を出力するようになり、これらの検出信号に基づいて各相のステータコイル１０４に通電されるようになり、ロータ１０２が回転する。

この場合、洗濯運転の洗いおよびすすぎ時においては、ドラムの回転速度は低く、永久磁石モータ１００としては低速回転、高トルクを必要とすることから、永久磁石１０６ａの磁束を増加させるべく、増磁が行なわれる。脱水時においては、ドラム回転速度は高く、永久磁石モータ１００としては低トルク、高速回転を必要とすることから、永久磁石１０６ａの磁束を減少させるべく、減磁が行なわれる。

以上の構成の結果、図１０に示すように、洗濯運転の脱水時には、低保磁力の永久磁石１０６ａの磁力Ｍａが高保磁力の永久磁石１０６ｂの磁力Ｍｂよりも弱い（Ｍａ＜Ｍｂ）という状態が生じる。永久磁石１０６ａ、１０６ｂの磁力Ｍａ、Ｍｂの強さが等しい通常であれば、磁力Ｍａ、Ｍｂの境界線Ｌｏは、凹部１０７の奥部の中央点Ｏとロータ１０２の中心点を結ぶ線上にある。ところが、永久磁石１０６ａの磁力Ｍａが永久磁石１０６ｂの磁力Ｍｂよりも弱い（Ｍａ＜Ｍｂ）という状態になると、凹部１０７の奥部よりステータ１０１側に位置する空間においては、飽和磁力が極めて大であるので、その境界線は、中央点Ｏを中心として弱い磁力Ｍａ側に角度Ａ（機械角）だけずれた境界線Ｌａとなる。更に、この境界線Ｌａは、ステータコイル１０４からの磁力Ｍｃの影響を受けて境界線Ｌａに対して角度Ｂ（機械角）の範囲でずれる境界線Ｌｂ、Ｌｃのように変化する。

従って、図１０に示す構成によれば、ホールＩＣＨ１、Ｈ２およびＨ３の相対的移動の軌跡１０９が上記空間を通ることから、永久磁石１０６ａ、１０６ｂの磁力Ｍａ、Ｍｂの強さの相違によって、ホールＩＣＨ１、Ｈ２およびＨ３の検出信号にずれを生じ、これらに基づいて通電されるステータコイル１０４の各相の電流波形にもずれが生じて、トルクリップルが生じることが考えられる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、駆動する負荷に応じた永久磁石の磁束量の調整を、保磁力が異なる複数種類の永久磁石から１磁極当たり１種類となるように選択した永久磁石を用いる簡素な構成にて実現するものにおいて、磁力の強さが異なることに起因するトルクリップルの発生を防止することができる永久磁石モータおよび当該永久磁石モータを備えた洗濯機を提供することにある。

本発明の永久磁石モータは、ステータコアに各相のステータコイルが巻装されて、該各相のステータコイルに対応した磁極歯が形成されたステータと、周方向に多数の磁石挿入孔が形成されたロータコアを備え、該磁石挿入孔に前記ステータの磁極歯に対応する磁極を形成する永久磁石が挿入されたロータと、このロータの磁極位置を検出する磁気センサとを備え、前記永久磁石は、保磁力の異なる複数種類の永久磁石から１極当たり１種類となるように選択されて挿入され、前記ロータコアにおいて、隣接し且つ保磁力が異なる２つの永久磁石間に位置する部位に、前記ステータ側に突出する磁束流通路が形成され、前記磁気センサは、前記ロータの回転に応じて、前記永久磁石及び磁束流通路に対応する軌跡上を相対的に移動するように構成されていることを特徴とする。

本発明の洗濯機は、請求項１ないし３のいずれかに記載の永久磁石モータにより洗濯機負荷を回転駆動するようにしたことを特徴とする。

本発明の永久磁石モータによれば、保磁力が異なる複数種類の永久磁石（磁力が異なる永久磁石）に起因するトルクリップルの発生を防止することができる。
本発明の洗濯機によれば、洗いおよびすすぎ時や脱水時のような運転状態に応じて永久磁石の磁束量を効率よく調整することができる。

本発明の第１の実施例の永久磁石モータの主要部を拡大し直線状に展開して示す作用説明図 永久磁石モータの斜視図 永久磁石モータの左半部の拡大断面図 要部の拡大斜視図 一部を直線状に展開して示す作用説明図 作用説明用の波形図 ドラム式洗濯機の概略的構成を示し、（ａ）は縦断側面図、（ｂ）は縦断背面図 本発明の第２の実施例を示す図１相当図 図８相当図 参考例を示す図１相当図

（第１の実施例）
以下、本発明をドラム式洗濯機に適用した第１の実施例につき、図１ないし図７を参照して説明する。
まず、図７において、ドラム式洗濯機の外箱１内には、水槽２が配設されている。水槽２は、一端部である後面部２ａ（図７（ａ）の右端面部）が閉塞された略円筒状をなし、軸方向を略水平にした状態で図示しないダンパ機構により弾性的に支持されている。水槽２内には、回転槽を構成するドラム３が回転自在に配設されている。このドラム３も、一端部である後面部３ａ（図７（ａ）の右端面部）が閉塞された略円筒状をなし、軸方向を略水平にした状態で配設されている。ドラム３の周壁には、多数の孔（図示せず）が形成されている。なお、図示はしないが、外箱１の前面部１ａには洗濯物出入口を開閉する扉が設けられ、また、水槽２およびドラム３の前面側に開口部が形成されていて、洗濯物が洗濯物出入口を通してドラム３に対して出し入れされるようになっている。

水槽２の後面部２ａの背面には、ドラム３を回転駆動する永久磁石モータ（以下、単にモータと称する）４が配設されている。モータ４は、この場合、アウターロータ形の３相のブラシレスＤＣモータからなり、ロータ５に連結された軸６が、ドラム３の後部に連結されている。従って、本実施例は、モータ４によりドラム３を直接回転駆動するダイレクトドライブ方式となっている。そして、ドラム３が、モータ４により回転駆動される洗濯機負荷（負荷）に相当する。

モータ４について、図１ないし図５を参照して説明する。
モータ４のステータ７は、外周部に多数個例えば３６個の磁極歯８を有するステータコア９と、各磁極歯８に巻回された各相のステータコイル１０と、合成樹脂製の取付部１１を備えた構成となっていて、その取付部１１を介して前記水槽２の後面部２ａに固定状態に取り付けられる。この場合、ステータコア９は、図５に示すように、６等分された如き分割コア９Ａを６個、一方の端部に形成された係合凸部９ａを他方の端部に形成された係合凹部９ｂに互いに挿入係合することにより連結されて構成されている。従って、１つの分割コア９Ａは、６個の磁極歯８を有し、隣接する３つの磁極歯８は３相のＵ、ＶおよびＷ相に対応する。

ロータ５は、外周部に環状壁１２ａを有する浅底容器状の磁性体製のフレーム１２と、その環状壁１２ａの内周部に配置された円筒状をなすロータコア１３と、このロータコア１３に形成された多数個の磁石挿入孔１７に挿入された保磁力の異なる複数種類の永久磁石例えば２種類の永久磁石１４および１５とを備えた構成となっていて、フレーム１２の中央部に設けられた軸取付部１６に前記軸６が連結される。この場合、ロータコア１３は、珪素鋼板からなる円環状の多数の鉄心材を積層して構成されている。また、低（小）保磁力の永久磁石１４は、保磁力が低いとされる例えばアルニコ（アルミニウム・ニッケル・コバルト）磁石（アルニコ磁石の保磁力は、３５０ｋＡ／ｍ以下））により構成されている。なお、永久磁石１４は、アルニコ磁石の代わりに（サマコバ（サマリウム・コバルト）磁石で構成してもよい。高（大）保磁力の永久磁石１５は、保磁力が高いとされる例えばネオジム磁石（ネオジム磁石の保磁力は、７００ｋＡ／ｍ以上）により構成されている。

ロータコア１３は、図５に示すように、隣接する１対の分割コア１３Ａ、１３Ｂを３対組合せて構成されている。分割コア１３Ａ、１３Ｂは、それぞれ交互にＮ極とＳ極の磁極が形成されるように、各８個の磁石挿入孔１７に８個の永久磁石１４或いは１５が挿入配置されて構成される。そのうちの、一方の分割コア１３Ａでは、ステータコア９における分割コア９Ａの一方側（左側）からのＵ、Ｖ、Ｗ、Ｕ、ＶおよびＷ相の磁極歯８の配列に対して、低保磁力の永久磁石１４（「小 Ｎ」）、高保磁力の永久磁石１５（「大 Ｓ」）、高保磁力の永久磁石１５（「大 Ｎ」）、高保磁力の永久磁石１５（「大 Ｓ」）、高保磁力の永久磁石１５（「大 Ｎ」、高保磁力の永久磁石１５（「大 Ｓ」）、高保磁力の永久磁石１５（「大 Ｎ」）および高保磁力の永久磁石１５（「大 Ｓ」）が応じるように配置されている。

他方の分割コア１３Ｂでは、分割コア９Ａの一方側（左側）からのＵ、Ｖ、Ｗ、Ｕ、ＶおよびＷ相の配列に対して、高保磁力の永久磁石１５（「大 Ｎ」、高保磁力の永久磁石１５（「大 Ｓ」）、低保磁力の永久磁石１４（「小 Ｎ」））、高保磁力の永久磁石１５（「大 Ｓ」）、高保磁力の永久磁石１５（「大 Ｎ」、高保磁力の永久磁石１５（「大 Ｓ」）、高保磁力の永久磁石１５（「大 Ｎ」）および高保磁力の永久磁石１５（「大 Ｓ」）が応じるように配置されている。

以上のように、１対の分割コア１３Ａ、１３Ｂは、１個の低保磁力の永久磁石１４と７個の高保磁力の永久磁石１５を備えていて、総磁束量は略等しいのである。但し、１対の分割コア１３Ａ、１３Ｂおいては、一方の分割コア１３Ａでは、低保磁力の永久磁石１４は、左側の１番目に位置するのに対し、他方の分割コア１３Ｂでは、低保磁力の永久磁石１４は、左側から３番目に位置するように、永久磁石１４、１５の配置順が異なるように設定されている。

一方、図２および図３に示すように、１対の分割コア１３Ａ、１３Ｂにおいて、一方の分割コア１３Ａの両端部には、係合部としての矩形状の係合凸部１３ａが形成され、他方の分割コア１３Ｂの両端部には、被係合部としての矩形状の係合凹部１３ｂが形成されている。従って、分割コア１３Ａ、１３Ｂにおいて、対をなす分割コア１３Ａ、１３Ｂであれば、一方の分割コア１３Ａの係合部としての係合凸部１３ａは、他方の分割コア１３Ｂの被係合部としての係合凹部１３ｂに係合することが可能である。

しかしながら、対をなさない分割コア１３Ａ、１３Ａを組合せようとすると、一方の分割コア１３Ａの係合部としての係合凸部１３ａは、他方の分割コア１３Ａの被係合部としての係合凸部１３ａに係合することが不可能である。同様に、対をなさない分割コア１３Ｂ、１３Ｂを組合せようとすると、一方の分割コア１３Ｂの係合部としての係合凹部１３ｂは、他方の分割コア１３Ｂの被係合部としての係合凹部１３ｂに係合することが不可能である。

上記モータ４において、ロータコア１３の１２個の磁極歯８に巻回される１２個のＵ相のステータコイル１０は直列に接続され、１２個の磁極歯８に巻回される１２個のＶ相のステータコイル１０は直列に接続され、１２個の磁極歯８に巻回される１２個のＷ相のステータコイル１０は直列に接続された上で、これらの直列回路はスター結線されるようになっている。そして、モータ４は、図示はしないが、制御手段としてのマイクロコンピュータを含む制御装置により、インバータ回路を介して制御されるようになっている。制御装置は、後述する磁気センサたるホールＩＣＨ１、Ｈ２およびＨ３の検出信号に基づき洗い行程、すすぎ行程および脱水行程からなる洗濯運転の制御を行なう機能を有している。

図１、図３および図４を参照して更に説明する。
図１および図４に示すように、ロータコア１３の内周面において、永久磁石１４、１５に対応する部分には、ステータ７側に向けて円弧状に突出する突出部（磁極部）１８が形成され、隣接する突出部１８、１８間には、隣接する永久磁石１４、１５間まで延びる凹部１９が形成されている。そして、この凹部１９の奥部は、永久磁石１４、１５のＮ極とＳ極の境界線を結ぶ中央線２０上に位置する。なお、隣接する永久磁石１５，１５に対応する突出部１８、１８およびこれらの間の凹部１９についても同様である。

図１および図３に示すように、３相用の磁気センサたるホールＩＣＨ１、Ｈ２およびＨ３は、ロータ５の軸方向の一方の端面側に配置されていて、互いに電気角で１２０度の間隔を存する。そして、ホールＩＣＨ１、Ｈ２およびＨ３は、永久磁石１４のＮ極とＳ極の境界線（中央線２０）とＳ極（ステータ７と反対側）との間の線と、永久磁石１５のＮ極とＳ極の境界線（中央線２０）とＮ極（ステータ７と反対側）との間の線とを結ぶ線たる軌跡２１に対応するようになっている。しかして、ロータ５が図１において右方向（矢印Ｘ方向）に回転すると、ホールＩＣＨ１、Ｈ２およびＨ３は、軌跡２１上を相対的に左方向（矢印Ｘ方向と反対方向）に移動して、ロータ５の磁極位置に対応したハイレベルの検出信号を出力するようになり、これらの検出信号に基づいて各相のステータコイル１０に通電されるようになり、ロータ５が回転する。

本実施例の作用を説明する。
制御装置は、洗濯運転を開始すると、まず、洗い行程を行なう。洗い行程では、洗濯機負荷たる給水弁（図示せず）を開放して水を水槽２内ひいてはドラム３内に供給して貯留する給水を行なう。次に、水槽２内に洗剤を投入した状態で、ドラム３をモータ４により例えば５０〜６０ｒｐｍの低い回転速度で正逆回転させる。これにより、ドラム３内に収容された洗濯物が洗浄される洗いを行なう。洗いを所定時間行なった後、ドラム３を停止させた状態で、水槽２の排出口に接続された洗濯機負荷たる排水弁（図示せず）を開放することにより、水槽２内（ドラム３内）の水を機外へ排出する排水を行なう。

次に、制御装置は、洗い行程の中間脱水を行なう。この中間脱水では、ドラム３をモータ４により一方向に例えば１５００ｒｐｍの高速回転で回転させる。これにより、ドラム３内の洗濯物が遠心脱水される。洗濯物から排出された水分は、排出口から機外へ排出される。

制御装置は、中間脱水が完了したら、すすぎ行程に移行する。すすぎ行程では、まず、ドラム３の回転を停止させた状態で、再び給水を行ない、水槽２内ひいてはドラム３内に水を供給して貯留する。次に、すすぎを行なう。すすぎでは、洗剤を使用しないこと以外は洗いと同様な制御を行なう。すなわち、ドラム３をモータ４により例えば５０〜６０ｒｐｍの低い回転速度で正逆回転させることにより、ドラム３内の洗濯物をすすぐすすぎを所定時間行なった後、前述と同様な排水を行なう。以下、同様の給水、すすぎ、排水を複数回繰り返し、すすぎ行程を終了する。

制御装置は、次に、脱水行程を行なう。脱水行程では、ドラム３をモータ４により一方向に例えば１０００ｒｐｍの高速回転で回転させる。これにより、ドラム３内の洗濯物が遠心脱水される。洗濯物から排出された水分は、排出口から機外へ排出される。以上の脱水が所定時間行なわれると、脱水行程が完了し、洗濯運転が終了する。

ここで、上記した洗い行程の洗いにおいては、ドラム３（モータ４）の回転速度は低く（５０〜６０ｒｐｍ）、モータ４としては低速回転、高トルクを必要とすることから、洗い行程の洗いの前の給水において、制御装置は、モータ４の永久磁石１４の磁束を増加させるべく、増磁を行なう。

具体的には、ステータコイル１０に例えば＋５００Ｖの電圧を印加することで、永久磁石１４の磁束を最大まで上げ、電圧の印加を解除しても、その磁束が保持されようにする。これにより、ステータ７に対して作用するロータ５全体としての磁束が増加するようになる。この状態で、モータ４によりドラム３を低速度で回転駆動させて洗い行程の洗いを実行することで、モータ４としては高トルクを発揮できる。この洗い行程の際には、ステータコイル１０への通常の運転電圧は約±２００Ｖの範囲であるので、低保磁力の永久磁石１４でも磁束が変化してしまうことはない。

次に、洗い行程の中間脱水行程においては、ドラム３（モータ４）の回転速度は高く（１５００ｒｐｍ）、モータ４としては低トルク、高速回転を必要とすることから、中間脱水の前の排水において、制御装置は、永久磁石１４の磁束を減少させるべく、減磁を行なう。

具体的には、ステータコイル１０に例えば−５００Ｖよりやや高い電圧を印加することで、永久磁石１４の磁束を０（零）近くまで下げ、電圧の印加を解除しても、その磁束が保持されるようにする。これにより、ステータ７に対して作用するロータ５全体としての磁束が減少するようになる。この状態で、モータ４によりドラム３を高速度で回転駆動させて中間脱水を実行することで、モータ４としては低トルク、高速回転に適したものとなる。この中間脱水の際にも、ステータコイル１０への通常の運転電圧は約±２００Ｖの範囲であるので、低保磁力の永久磁石１４でも磁束が変化してしまうことはない。

次に、すすぎ行程のすすぎにおいては、洗い行程の洗いと同様に、ドラム３（モータ４）の回転速度は低く（５０〜６０ｒｐｍ）、モータ４としては低速回転、高トルクを必要とすることから、すすぎの前の給水において、永久磁石１４の磁束を増加させるべく、前述と同様な増磁を行なう。このように増磁した状態で、すすぎを行なう。

そして、脱水行程においては、洗い行程の中間脱水行程と同様に、ドラム３（モータ４）の回転速度は高く（１０００ｒｐｍ）、モータ４としては低トルク、高速回転を必要とすることから、最終脱水行程の前のすすぎ行程の排水において、永久磁石１４の磁束を減少させるべく、前述と同様な減磁を行なう。このように減磁した状態で、脱水行程を行なう。

上記場合において、図１に示すように、隣接する永久磁石１４、１５に対応する突出部（磁極部）１８、１８間の凹部１９は、その奥部が中央線２０上に位置するように形成されていて、ロータコア１３の永久磁石１４、１５間に位置する部位に、ステータ７側に突出する磁束流通路２２が形成されている。従って、ホールＩＣＨ１、Ｈ２およびＨ３が相対的に移動する軌跡２１は、この磁束流通路２２上を通るようになる。なお、本実施例では、製作上、隣接する永久磁石１５、１５に対応する突出部１８、１８の凹部１９についても同様に形成される。

そして、前述したように、洗濯運転の脱水時には、低保磁力の永久磁石１４の磁力Ｍａが高保磁力の永久磁石１５の磁力Ｍｂよりも弱い（Ｍａ＜Ｍｂ）という状態が生じる。永久磁石１４、１５の磁力Ｍａ、Ｍｂの強さが等しい通常であれば、磁力Ｍａ、Ｍｂの境界線Ｌｏは、凹部１９の奥部の中央点Ｏとロータ５の中心点を結ぶ線上にある。ところが、永久磁石１４の磁力Ｍａが永久磁石１５磁力Ｍｂよりも弱い（Ｍａ＜Ｍｂ）という状態になると、凹部１９の奥部よりステータ７側に位置する空間においては、飽和磁力が極めて大であるので、その境界線は、中央点Ｏを中心として磁力の弱いＭａ側に角度Ａ（機械角）だけずれた境界線Ｌａとなる。更に、この境界線Ｌａは、ステータコイル１０からの磁力Ｍｃの影響を受けて境界線Ｌａに対して角度Ｂ（機械角）の範囲でずれる境界線Ｌｂ、Ｌｃのように変化する。

本実施例においては、ホールＩＣＨ１、Ｈ２およびＨ３の相対的移動の軌跡２１は、上記空間を通ることなく、凹部１９の奥部よりもステータ７と反対側に位置する磁束流通路２２上を通るようになる。磁束流通路２２は、ロータコア１３の一部であるので、透磁率が高くて飽和磁力が小さいので、磁気飽和し、磁力Ｍａ、Ｍｂの強さの相違に関係なく一定となる。すなわち、本実施例では、ホールＩＣＨ１、Ｈ２およびＨ３は、境界線Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃの影響は受けない。

図６は、各部の波形図を示すもので、同図（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、ホールＩＣＨ１、Ｈ２およびＨ３の検出信号である。ステータコイル１０の各Ｕ相、Ｖ相およびＷ相には、ホールＩＣＨ１、Ｈ２およびＨ３の検出信号のそれぞれのハイレベルの期間に電圧が印加されて電流が流れるようになっており（１８０度通電方式）、例えば、ステータコイル１０のＵ相には、図６（ｄ）のように電流が流れる。

本実施例では、ホールＩＣＨ１、Ｈ２およびＨ３は、磁力Ｍａ、Ｍｂの強さの相違に起因する境界線Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃの影響を受けないので、ホールＩＣＨ１、Ｈ２およびＨ３の検出信号は、図６（ａ）、（ｂ）および（ｃ）に実線で示すように、互いに電気角で１２０度ずれた状態で１８０度の期間ハイレベルになる。従って、例えば、ステータコイル１０のＵ相には、図６（ｄ）に実線で示すように、電気角で０度から１８０度の期間、正（＋）の半波の正弦波電流が流れる。

これに対して、図１０に示す参考例では、ホールＩＣＨ１、Ｈ２およびＨ３は、境界線Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃの影響を受けるので、例えば、ステータコイル１０４のＵ相用のホールＩＣＨ１では、図６（ａ）に破線で示すように、検出信号のハイレベルからロウレベルへの立下がりは、角度Ａ（機械角）に対応して角度Ｃ（電気角）分ずれ、更に角度Ｂ（機械角）に対応して角度Ｄ（電気角）分ずれるようになる。従って、ステータコイル１０４のＵ相に流れる電流は、図６（ｄ）に破線で示すように、電気角１８０度で０（零）とはならず、正（＋）のままずれるようになる。このことが、参考例の永久磁石モータ１００のトルクリップルの発生原因となっている。

上記した第１の実施例によれば、次のような作用効果を得ることができる。
ロータ５における分割コア１３Ａ、１３Ｂは、変化させることが容易な低保磁力の永久磁石１４と、この永久磁石１４より保磁力が高い永久磁石１５とを有する構成とし、洗いおよびすすぎ時には、ステータ７に対して作用するロータ５の磁束が増加するように永久磁石１４を磁化し、脱水時（洗い行程の中間脱水時も同じ）では、ステータ７に対して作用するロータ５の磁束が前記洗いおよびすすぎ時よりも減少するように前記永久磁石１４を磁化する構成とした。これにより、洗いおよびすすぎ時では、ステータ７に対して作用するロータ５の磁束を多くできて、洗濯機負荷（ドラム３）を駆動するモータ４としては、洗いおよびすすぎに必要な低速回転、高トルクを得ることができる。脱水時では、ステータ７に対して作用するロータ５の磁束を、洗いおよびすすぎ時よりも減らすことで、負荷（ドラム３）を駆動するモータ４としては、脱水に必要な低トルク、高速回転に適した性能を発揮できるようになる。

そして、ロータコア１３における隣接する永久磁石１４、１５間に位置する部位には、ステータ７側に突出する磁束流通路２２が形成され、ホールＩＣＨ１、Ｈ２およびＨ３が相対的に移動する軌跡２１が、この磁束流通路２２上を通るようにした。磁束流通路２２は、ロータコア１３の一部であり、透磁率が高くて飽和磁力が小さいので、磁気飽和し、磁力Ｍａ、Ｍｂの強さの相違に関係なく一定になるので、ホールＩＣＨ１、Ｈ２およびＨ３は、境界線Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃの影響は受けることなく、正常な検出信号を出力するようになり、従って、モータ４が磁力Ｍａ、Ｍｂの強さの相違に起因してトルクリップルを発生することを防止することができる。

更に、ホールＩＣＨ１、Ｈ２およびＨ３は、永久磁石１４のＮ極とＳ極の境界線（中央線２０）とＳ極（ステータ７と反対側）との間の線と、永久磁石１５のＮ極とＳ極の境界線（中央線２０）とＮ極（ステータ７と反対側）との間の線とを結ぶ線たる軌跡２１に対応して相対的に移動するので、換言すれば、永久磁石１４、１５のステータ７側とは反対側の位置を通るので、ステータ７のステータコイル１０からの磁力Ｍｃの影響を受けることはない。

（第２の実施例）
図８および図９は、本発明の第２の実施例であり、上記第１の実施例（図１）と同一部分には同一符号を付して示す。
ロータコア１３は、第１の実施例で述べたように、多数の鉄心材を積層して構成されるようになっており、今、１枚目の鉄心材１３１からｎ枚目の鉄心材１３ｎまでのｎ（例えば、ｎ＝３９）枚の鉄心材を用いて、ロータ５を構成するものとする。

この第２の実施例では、ロータコア１３の軸方向両端部のうちの一方の端面側に位置する１枚目の鉄心材１３１および軸方向両端部のうちの他方の端面側に位置するｎ枚目の鉄心材１３ｎには、図８および図９に示すように、隣接する永久磁石１４、１５間に位置して凹部１９および磁束流通路２２が形成され、２枚目の鉄心材１３２からｎ−１枚目の鉄心材１３ｎ−１には、図９に示すように、図１０に示す参考例のロータコア１０５の凹部１０７と同様の凹部２３が形成されている。すなわち、凹部２３は、その奥部がホールＩＣＨ１、Ｈ２およびＨ３の軌跡２１よりも外周側に位置するように形成されており、従って、磁束流通路２２は形成されていない。

この第２の実施例によっても第１の実施例と同様の作用効果が得られる。
磁束流通路２２に流れる磁束は、ステータ７のステータコイル１０には作用しない漏洩磁束となるが、この第２の実施例では、ロータコア１３の軸方向両端部のうちの一方の端面側に位置する１枚目の鉄心材１３１および軸方向両端部のうちの他方の端面側に位置するｎ枚目の鉄心材１３ｎに磁束流通路２２を設けるようにしているので、磁束流通路２２による漏洩磁束を極力少なくなし得る利点がある。

なお、本発明は、上記し且つ図面に示す実施例に限定されるものではなく、次のような変形、拡張が可能である。
上記実施例では、ロータコア１３の隣接する高保磁力の永久磁石１５、１５にも凹部１９を設けるようにしたが、代わりに、これらの間に、第２の実施例に示したような凹部２３を設けるようにしてもよい。

上記第２の実施例では、ロータコア１３の軸方向の両端部側の１枚目の鉄心材１３１とｎ枚目の鉄心材１３ｎに凹部１９を設けるようにしたが、軸方向の両端部にそれぞれ位置する複数枚の鉄心材に凹部１９を設けるようにしてもよい。
ロータコアを分割コアの組合せで構成したが、これは必要に応じて行えばよい。
ドラム式洗濯機に限らず、洗濯機全般に適用することができる。

図面中、１はドラム式洗濯機（洗濯機）、３はドラム（洗濯機負荷）、４は永久磁石モータ、５はロータ、７はステータ、８は磁極歯、９はステータコア、９Ａは分割コア、１０はステータコイル、１３はロータコア、１３Ａおよび１３Ｂは分割コア、１３１〜１３ｎは鉄心材、１４は低保磁力の永久磁石、１５は高保磁力の永久磁石、１７は磁石挿入孔、１８は突出部（磁極部）、１９は凹部、２１は軌跡、２２は磁束流通路、２３は凹部、Ｈ１〜Ｈ３はホールＩＣ（磁気センサ）を示す。

Claims (4)

1. ステータコアに各相のステータコイルが巻装されて、該各相のステータコイルに対応した磁極歯が形成されたステータと、
   周方向に多数の磁石挿入孔が形成されたロータコアを備え、該磁石挿入孔に前記ステータの磁極歯に対応する磁極を形成する永久磁石が挿入されたロータと、
   このロータの磁極位置を検出する磁気センサとを備え、
   前記永久磁石は、保磁力の異なる複数種類の永久磁石から１極当たり１種類となるように選択されて挿入され、
   前記ロータコアにおいて、隣接し且つ保磁力が異なる２つの永久磁石間に位置する部位に、前記ステータ側に突出する磁束流通路が形成され、
   前記磁気センサは、前記ロータの回転に応じて、前記永久磁石及び磁束流通路に対応する軌跡上を相対的に移動するように構成されていることを特徴とする永久磁石モータ。
2. ロータコアは、複数の鉄心材を積層して構成され、
   磁束流通路は、軸方向両端部の鉄心材に形成されていることを特徴とする請求項１記載の永久磁石モータ。
3. 磁気センサが移動する軌跡は、永久磁石のステータ側とは反対側の位置を通ることを特徴とする請求項１または２記載の永久磁石モータ。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の永久磁石モータにより洗濯機負荷を回転駆動するようにしたことを特徴とする洗濯機。

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