JP2018027008A - モータ - Google Patents

Abstract

【課題】回転方向の切り替えができるデュアルロータモータを実現する。【解決手段】駆動運転用のモータ１２である。１つのステータ６０の内外に独立して回転可能に配置されたインナーロータ３０及びアウターロータ２０と、これらの回転駆動及び磁化処理を制御する制御部１５とを備える。駆動運転の途中に、制御部１５が、アウターロータ２０に対して、磁化処理による磁極の切り替えを行うことにより、インナーロータ３０及びアウターロータ２０が、互いに同一方向に回転する同期回転モードと、互いに逆方向に回転する相反回転モードとに切り替えができる。【選択図】図３１

Description

開示する技術は、モータに関するものである。

２つのロータと１つのステータを三層構造で同一の軸上に構成するとともに、２つのロータに対して別々の回転磁場を発生させる共通のコイルがステータに形成された回転電機（デュアルロータモータ）が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１では、ステータに形成された共通のコイルに、各ロータに対応する電流を加え合わせた複合電流を流すことで、各ロータを独立して駆動するようにしている。

特許第３４８０３００号公報

しかしながら、従来の発明では、複合電流を流すためのインバータの規模が大きく、複雑になり高価という問題がある。また、複合電流の一方の電流を他方のトルクへ影響させないようにするために、トルクの釣り合いを利用しているため、効率が低いという問題がある。

また、このようなデュアルロータモータを洗濯機の駆動運転に用いる場合には、各ロータの回転方向を切り替えることが必要になるが、そのような切り替えができるデュアルロータモータは、これまでのところ存在していない。

開示する技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単な構成で、複合電流を供給することなく、１つのインバータで２つのロータを独立して駆動できるようにすることにある。

また、その目的は、回転方向の切り替えができるデュアルロータモータを実現することにある。

開示する技術は、駆動運転用のモータに関する。

前記モータは、１つのステータ、並びに、当該ステータの内外に独立して回転可能に配置されたインナーロータ及びアウターロータと、前記インナーロータ及び前記アウターロータの回転駆動及び磁化処理を制御する制御部と、を備える。駆動運転の途中に、前記制御部が、前記インナーロータ及び前記アウターロータの少なくとも一方の磁化に対応した磁化対応ロータに対して、磁化処理による磁極の切り替えを行うことにより、前記インナーロータ及び前記アウターロータが、互いに同一方向に回転する同期回転モードと、互いに逆方向に回転する相反回転モードとに切り替え可能となっている。

すなわち、このモータは、いわゆるデュアルロータモータである。駆動運転の途中に、インナーロータ及びアウターロータの少なくとも一方に対し、磁化処理による磁極の切り替えを行う。そうすることにより、互いに同一方向に回転する同期回転モードと、互いに逆方向に回転する相反回転モードとに切り替え可能となっている。

従って、このデュアルロータモータによれば、回転方向の切り替えが実現できるので、洗濯機の駆動運転に用いることができる。

具体的には、前記磁化対応ロータは、磁化電流の供給により磁極の反転が可能な複数の切替磁石を有し、前記ステータが所定のタイミングで前記切替磁石に前記磁化電流を供給することにより、前記同期回転モードと前記相反回転モードとの間での切り替えが行われ、前記同期回転モードから前記相反回転モードへの切り替えが、前記磁化対応ロータが連れ回り回転している状態で、前記切替磁石に磁極を反転させる反磁化電流を供給する反磁化処理が複数回実行されることによって行われるようにすればよい。

ここで、磁化対応ロータが連れ回り回転している状態とは、磁化に対応していない他方のロータ（非磁化対応ロータ）が、所定の駆動電流の供給によって回転駆動されている時に、その駆動電流の作用で磁化対応ロータが回転している状態をいう。同期回転モードであれば、磁化対応ロータは、非磁化対応ロータと同期して同じ方向に回転するが、磁極の反転が進むに連れて、次第に逆方向に回転しようとするため、連れ回り回転している状態で反磁化処理を行うと、磁化対応ロータは、回転数が低下し、回転が不安定になる。

そのため、同期回転モードから相反回転モードへ切り替えることは難しいが、反磁化処理を複数回に分けて段階的に行うことで、磁化対応ロータの連れ回り回転を比較的安定した状態に維持できる。従って、切り替えが困難な同期回転モードから相反回転モードへの切り替えであっても、短時間で、精度高く回転方向の切り替えができる。切り替え後には、高い誘起電圧が確保できるので、切り替え後の相反回転モードにおいて高トルクで安定した回転駆動が行える。

前記ステータは、径方向において前記磁化対応ロータと対向すると共に、前記切替磁石に駆動電流及び前記磁化電流を供給する複数の磁化対応ティースを有し、前記切替磁石の周方向の長さが、前記磁化対応ティースのピッチよりも大きい、としてもよい。

この場合、相反回転モードにおいて高トルクが安価に実現できる。

前記切替磁石の異なる部位に前記反磁化電流を供給する部分反磁化処理を複数回繰り返すことにより、前記反磁化処理が行われる、としてもよい。

個々の切換磁石を、部分的かつ段階的に反転した磁極に磁化させていくので、連れ回り回転を不安定にさせることなく、切換磁石の広い領域に対して反磁化処理できる。

前記切替磁石の周方向における一方の端部から前記部分反磁化処理が行われる、としてもよく、また、前記磁化対応ロータの連れ回り回転を加速しながら前記部分反磁化処理が行われる、としてもよい。

連れ回り回転を不安定にさせることなく、円滑に部分反磁化処理が行える。連れ回り回転を長時間維持できるので、複数の部分反磁化処理であっても、安定して行える。

前記部分反磁化処理は、前記反磁化電流の供給時間が長い長磁化処理と、前記反磁化電流の供給時間が短い短磁化処理と、を含み、前記長磁化処理が、前記短磁化処理よりも、前記切替磁石の周方向における中間部側で行われる、としてもよい。

この場合、切換磁石の他の部位に悪影響を与えることなく、部分反磁化処理の回数を減らすことができる。

前記制御部が、前記磁化対応ロータの連れ回り回転が所定回転数以下と判断した場合に、前記長磁化処理を行って前記反磁化処理を終了する、とよい。

そうすれば、磁化対応ロータの連れ回り回転が停止した後に、比較的高いトルクが得られるので、磁化対応ロータを回転駆動させることが容易になる。

前記部分反磁化処理は、前記反磁化電流が大きい強磁化処理と、前記反磁化電流が小さい弱磁化処理と、を含み、前記弱磁化処理が、前記強磁化処理よりも、前記切替磁石の周方向における端部側で行われる、としてもよい。

この場合、切換磁石の他の部位に悪影響を与えることなく、磁化を反転させた後の切換磁石の磁力を強化できる。

このモータであれば、洗濯機の撹拌部材と脱水槽の駆動運転に好適に用いられる。

また、開示する技術は、環状のステータと、該ステータに対してそれぞれ独立に回転可能な第１ロータ及び第２ロータとを備えたモータに関する。前記第１ロータ及び前記第２ロータのうち少なくとも一方は、磁化電流が供給されたときに磁極が反転する複数の切換磁石を有し、磁化電流を供給することで、前記切換磁石を有するロータの磁極を反転させて磁極数を切り換えるための磁化動作を行う磁極数切換部と、前記磁極数切換部の磁化動作を制御して、前記第１ロータ及び前記第２ロータを複数の回転モードで回転動作させる制御部とを備え、前記制御部は、前記切換磁石を有するロータの磁極数を切り換える場合に、該ロータと前記磁極数切換部との相対位置を変化させながら、複数回に分けて前記磁化動作を行うことを特徴とする。

この構成では、切換磁石を有するロータと磁極数切換部との相対位置を変化させながら、複数回に分けて磁化動作を行うようにしている。例えば、磁化動作を１回のみ行っただけでは、切換磁石の一部に前の極が残る場合があるが、複数回に分けて磁化動作を行うことにより、切換磁石全体の磁極を完全に反転させることが可能となる。これにより、着磁切り換えを安定して行うことができる。

ここで、複数の回転モードとは、第１ロータ及び第２ロータが、同一方向に同一速度で
回転する同期回転モードや、互いに異なる方向に回転する相反回転モードを含む。その他にも、同一方向又は異なる方向に異なる速度で回転させることで、任意の回転比率で回転したり、異なるトルクで回転する回転モードも含む。

また、独立に回転とは、第１ロータと第２ロータが機械的に固定されることなく、複数の回転モードを実現できるように構成されていることを意味している。

また、第１ロータ、第２ロータ、及びステータは、ラジアルギャップ型構成であっても、アキシャルギャップ型構成であっても良い。

また、環状のステータは、一部を磁気的に切り欠いた、実質的に環状（例えば、Ｃ型形状）でも良い。

前記制御部は、複数回に分けて行う前記磁化動作の全てを、前記切換磁石を有するロータの回転中に行う、としてもよい。

この構成では、切換磁石を有するロータの回転中に、全ての磁化動作を行うようにしている。このように、回転制御により回転の変動を把握しながら、全ての磁化工程を回転中に行うようにすれば、慣性モーメント効果も利用できるため、最も有効である。

前記制御部は、前記切換磁石を有するロータの回転停止中、又は該ロータの回転数が所定の回転数よりも低い低速回転中に、前記磁化動作を行う、としてもよい。

この構成では、切換磁石を有するロータの回転停止中又は低速回転中に、磁化動作を行うようにしている。これにより、着磁切り換えを安定して行うことができる。

ここで、低速回転中であれば、停止状態に比べて、切換磁石を有するロータの回転中の慣性モーメント効果を利用することができ、位置信号を使うことにより、着磁が本来の着磁になる前の過程でも、着磁の位置をより正確に判断できるため、磁極の切り換えが精度良く、容易に可能となる。

前記制御部は、前記磁化動作を開始する前の前記切換磁石を有するロータの回転停止中に、少なくとも１回以上、該磁化動作を行った後で、該ロータと前記磁極数切換部との相対位置を変化させながら、残りの回数分、該磁化動作を行う、としてもよい。

この構成では、磁化動作を開始する前のロータの回転停止中に、少なくとも１回以上、磁化動作を行うことで、着磁切り換えを安定して行うことができる。

前記制御部は、前記第１ロータ及び前記第２ロータを同一方向に回転させる同期回転モード中に、前記磁化動作を行う、としてもよい。

この構成では、同期回転モード中に磁化動作を行うことで、着磁切り換えを安定して行うことができる。

前記制御部は、前記切換磁石を有するロータの回転中に、該ロータの移動に合わせて通電位相を切り換えながら、前記磁化動作を行う、としてもよい。

この構成では、切換磁石を有するロータの回転中に通電位相を切り換えながら磁化動作を行うことで、切換磁石を適正に逆の磁極に切り換えることができ、着磁切り換えを安定して行うことができる。

前記制御部は、前記切換磁石を有するロータの初期位相を初期値とし、磁石移動量を加算することで、該ロータの移動に合わせて通電位相を切り換えながら、前記磁化動作を行う、としてもよい。

この構成では、切換磁石を有するロータの初期位相に磁石移動量を加算して、通電位相を切り換えながら磁化動作を行うことで、着磁切り換えを安定して行うことができる。

前記切換磁石を有するロータは、磁化電流が供給されたときに磁極が反転しない複数の固定磁石を有し、
前記切換磁石と前記固定磁石とを判別する磁石判別部を備えた、としてもよい。

この構成では、磁石判別部によって切換磁石と固定磁石とを判別できるので、着磁切り換えがやり易くなるとともに、着磁切り換えを安定して行うことができる。

前記磁石判別部は、前記切換磁石に対向して配設された位置センサで構成され、前記切換磁石は、前記位置センサに対向する部分が、前記固定磁石とは異なる状態に配設されている、としてもよい。

この構成では、位置センサによって切換磁石を判別できるので、着磁切り換えがやり易くなるとともに、着磁切り換えを安定して行うことができる。

前記制御部は、前記切換磁石を一時的に減磁するように前記磁化動作を行い、前記磁石判別部は、減磁された磁石を検出することで、該切換磁石と前記固定磁石とを判別するように構成されている、としてもよい。

この構成では、減磁された切換磁石を磁石判別部で判別できるので、着磁切り換えがやり易くなるとともに、着磁切り換えを安定して行うことができる。

前記磁石判別部は、前記切換磁石に対向して配設された磁気センサで構成され、前記切換磁石は、前記磁気センサに対向する部分の形状が、前記固定磁石とは異なっている、としてもよい。

この構成では、磁気センサによって切換磁石を判別できるので、着磁切り換えがやり易くなるとともに、着磁切り換えを安定して行うことができる。

前記磁石判別部は、前記切換磁石に対向して配設された磁気センサで構成され、前記切換磁石は、前記磁気センサに対向する部分の着磁状態が、前記固定磁石とは異なっている、としてもよい。

この構成では、磁気センサによって切換磁石を判別できるので、着磁切り換えがやり易くなるとともに、着磁切り換えを安定して行うことができる。

前記第１ロータ及び前記第２ロータのうち少なくとも一方は、磁化電流が供給されたときに磁極が反転しない複数の固定磁石を有し、前記制御部は、前記固定磁石の位置に基づいて、前記第１ロータ及び前記第２ロータの回転動作を制御する、としてもよい。

この構成では、固定磁石の位置に基づいて第１ロータ及び前記第２ロータの回転動作を制御することで、着磁切り換えがやり易くなるとともに、着磁切り換えを安定して行うことができる。

前記磁極数切換部は、前記ステータのティースであり、前記ティースに巻回されたコイルは、前記切換磁石を有するロータ側の方が、他方のロータ側よりも巻数が多くなっている、としてもよい。

この構成では、ティースのコイルの巻数を、切換磁石を有するロータ側の方が多くなるようにすることで、切換磁石側の磁束を、反対側よりも集中させることができ、磁束密度を上げて着磁切り換えがやり易くなるとともに、着磁切り換えを安定して行うことができる。

前記磁極数切換部は、前記ステータのティースであり、前記ティースには、前記切換磁石を有するロータ側の該ティースの幅が、他方のロータ側の該ティースの幅よりも細くなるように幅細部が設けられている、としてもよい。

この構成では、ティースに幅細部を設け、切換磁石を有するロータ側のティースの幅を細くすることで、磁束密度を上げることができる。つまり、コイルに流した電流により発生する磁化磁束を、切換磁石に向かって集中して流すことができ、切換磁石の磁極反転を、少ない電流で安定して行うことができる。

なお、切換磁石を有するロータ側のティースの幅が、他方のロータ側のティースの幅よりも細くなっていればよいので、幅細部の形状は特に限定されない。例えば、ティースの幅が、切換磁石を有するロータ側に向かって先細な形状であってもよいし、ティースの切換磁石を有するロータ側のティース幅を細くした段差形状であってもよい。

前記磁極数切換部は、前記ステータのティースであり、前記ティースの先端部の角度幅、又は断面積は、前記切換磁石を有するロータ側の方が、他方のロータ側よりも小さくなっている、としてもよい。

この構成では、ティースの先端部の角度幅、又は断面積を、切換磁石を有するロータ側の方が小さくなるようにしているので、磁束密度を上げて着磁切り換えがやり易くなるとともに、着磁切り換えを安定して行うことができる。

開示する技術によれば、簡単な構成で、第１ロータ及び第２ロータを複数の回転モードで回転動作させることができる。回転方向の切り替えができるデュアルモータを実現でききる。

本実施形態で開示する洗濯機の概略斜視図である。 図１のＸ−Ｘ線における概略断面図である。 モータの組み付け構造を示す概略縦断面図である。 インバータの構成を示す回路図である。 モータの構成を示す平面断面図であり、アウターロータの磁極数が３２極の状態を示す。 同期回転モード（アウターロータの磁極数が３２極）でのモータの駆動運転を説明する図である。 相反回転モード（アウターロータの磁極数が１６極）でのモータの駆動運転を説明する図である。 相反回転モード（ａ）及び同期回転モード（ｂ）におけるパルセータ及び脱水槽の回転方向を示す図である。 同期回転モードから相反回転モードへの磁化処理を説明するための図である。 同期回転モードでの磁束の移動経路を示す平面断面図である。 相反回転モードから同期回転モードへの磁化処理を説明するための図である。 相反回転モードでの磁束の移動経路を示す平面断面図である。 固定磁石と切換磁石に保磁力が異なる磁石を使った場合のＢ−Ｈ曲線を示す図である。 変形例１のモータの構成を示す平面断面図であり、アウターロータの磁極数が３２極の状態を示す。 変形例１のモータの構成を示す平面断面図であり、アウターロータの磁極数が１６極の状態を示す。 変形例１のモータでの磁化処理の手順を説明するための図である。 変形例１のモータでの磁化処理の手順を説明するための図である。 変形例１のモータでの磁化処理の手順を説明するための図である。 変形例１のモータでの磁化処理の手順を説明するための図である。 変形例１のモータでの磁化処理の手順を説明するための図である。 変形例１のモータでの磁化処理の手順を説明するための図である。 通電位相を切り換えないときの切換磁石とティースとの位置関係を説明する図である。 通電位相を切り換えるときの切換磁石とティースとの位置関係を説明する図である。 切換磁石及び固定磁石に対する磁気センサの配置を説明する図である。 磁気センサで切換磁石を検出したときの図である。 切換磁石及び固定磁石に対する磁気センサの配置を説明する図である。 磁気センサで固定磁石の異極部分を検出したときの図である。 モータの変形例２を示す要部の部分拡大図である。 変形例２のモータを用いた洗濯機の基本的な運転例を示すフロー図である。 第１磁化処理を説明するための図である。（Ａ）〜（Ｄ）は、第１磁化処理の一連の流れを示している。 第１磁化処理のフロー図である。 第２磁化処理のフロー図である。 部分反磁化処理の応用例１を説明するための図である。（Ａ）、（Ｂ）は、その一連の流れを示している。 部分反磁化処理の応用例２を説明するための図である。（Ａ）、（Ｂ）は、その一連の流れを示している。 部分反磁化処理の応用例２を説明するための図である。 反磁化処理の応用例を説明するための図である。（Ａ）〜（Ｃ）は、その一連の流れを示している。 変形例３のモータの構成を示す平面断面図である。 変形例４のモータの構成を示す平面断面図である。 変形例５のモータの構成を示す平面断面図である。 ティースの先端部に溝部が形成された状態の平面断面図である。

以下、開示する技術の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

＜洗濯機の構成＞
図１に、本実施形態のモータを適用した洗濯機１を示す。この洗濯機１は、洗いから濯ぎ、脱水の各処理が自動制御によって行うことができる全自動式の洗濯機である。洗濯機１は、縦長な矩形箱状の筐体２を有し、その上部に、蓋３で開閉する投入口４が形成されている。洗濯物の出し入れは、この投入口４を通じて行われる（いわゆる縦型の洗濯機）。投入口４の後方には、ユーザーが操作する各種スイッチや表示部が設けられている。

図２に示すように、筐体２の内部には、洗濯槽１０、脱水槽１１、モータ１２、パルセータ１３（撹拌部材の一例）、バランサ１４、制御装置１５などが設置されている。特にこの洗濯機１では、駆動運転用のモータ１２に、開示する技術が適用されていて、コンパクトなサイズで、洗濯機１の各処理に応じた適切な性能を発揮できるようになっている。

洗濯槽１０は、貯水可能な有底円筒状の容器であり、開口を上方の投入口４に向けた状態で、複数の吊し部材１６によって筐体２の内部に懸架されている。洗濯槽１０の内部には、不図示の注水機構を通じて注水可能となっている。洗濯槽１０の下部には、バルブで開閉制御される排水管１７が連結されており、不要な水は、この排水管１７を通じて洗濯機１の外部に排水される。

脱水槽１１は、洗濯槽１０よりもひとまわり小さい、洗濯物を受け入れる有底円筒状の容器である。脱水槽１１は、その開口を投入口４に向けて、鉛直方向に延びる縦軸Ｊまわりに回転可能な状態で洗濯槽１０に収容されている。洗濯物の処理は、全てこの脱水槽１１の内部で実行される。脱水槽１１の円筒形状をした周壁には、多数の水抜孔１１ａが全面にわたって形成されている（図では一部のみ図示）。

脱水槽１１の開口部には、バランサ１４が設置されている。バランサ１４は、内部に複数のボールや粘性流体を収容した円環状の部材であり、脱水槽１１の回転時に洗濯物の偏りによって生じる重量バランスの不均衡を調整する。脱水槽１１の底部には、上面に撹拌羽根を有する円板状のパルセータ１３が回転可能に設置されている。

制御装置１５（制御部を構成）は、ＣＰＵやＲＯＭなどのハードウエアと、制御プログラムなどのソフトウエアとで構成されており、洗濯機１で行われる各処理を総合的に制御する。制御装置１５は、各種スイッチやモータ１２などと電気的に接続されており、ユーザーの指示に従って、制御プログラムが洗いや濯ぎ、脱水の各行程を実行する。

制御装置１５は、モータ１２の駆動運転を制御する。例えば、洗い行程では、モータ１２が、パルセータ１３と脱水槽１１を一定周期で反転させながら回転駆動し、水や洗剤と共に洗濯物を撹拌する。脱水行程では、モータ１２が、パルセータ１３と脱水槽１１を同期して一定方向に高速で回転駆動し、遠心力の作用で洗濯物を周壁に押し付けて脱水する。

更に、制御装置１５は、モータ１２の磁化処理も制御する。すなわち、制御装置１５は、モータ１２に設けられているマグネットの磁極（Ｓ極、Ｎ極）を切り替えたり、その磁力を増磁、減磁したりする処理を制御する（詳細は後述）。

（モータ）
モータ１２は、直径が洗濯槽１０よりも小さい扁平な円柱状の外観を有し、縦軸Ｊがその中心を通るように、洗濯槽１０の下側に組み付けられている。

図３に示すように、モータ１２は、アウターロータ２０（第２ロータ）、インナーロータ３０（第１ロータ）、インナーシャフト４０、アウターシャフト５０、ステータ６０などで構成されている。すなわち、このモータ１２は、１つのステータ６０の径方向外方及び内方にアウターロータ２０及びインナーロータ３０を備えた、いわゆるデュアルロータモータである。

そして、アウターロータ２０及びインナーロータ３０が、クラッチや加減速機などを介在することなくパルセータ１３や脱水槽１１に連結されていて、これらを直接駆動するように構成されている。

アウターロータ２０及びインナーロータ３０は、ステータ６０のコイル６３を共用しており、コイル６３に駆動電流を供給することにより、このモータ１２は、アウターロータ２０及びインナーロータ３０の各々を独立して回転駆動できるようになっている。ステータ６０は、洗濯槽１０の底面に設けられた軸受ブラケット７０に取り付けられている。

アウターロータ２０は、扁平な有底円筒状の部材であり、中心部分が開口した底壁部２１と、底壁部２１の周縁に立設されたロータヨーク２２と、円弧形状の永久磁石からなる複数のアウターマグネット２４とを有している。底壁部２１及びロータヨーク２２は、バックヨークとして機能するように、鉄板をプレス加工して形成されている。

本実施形態では、アウターロータ２０は、コンシクエント型のロータである。アウターロータ２０には、１６個のアウターマグネット２４が、周方向に一定の間隔をあけて並ぶように配置され、ロータヨーク２２の内面に固定されている。

アウターマグネット２４は、磁化処理により、磁極を反転（Ｓ極からＮ極、又はＮ極からＳ極に反転）させることが可能である（後述する切換磁石）。また、アウターマグネット２４は、磁力を強めたり弱めたりすることも可能である（増磁、減磁）。すなわち、本実施形態では、アウターロータ２０は、その磁化処理に対応したロータとなっており、１６極と３２極との間で磁極数の切り換えが可能となっている（磁化対応ロータ、詳細は後述）。

インナーロータ３０は、アウターロータ２０よりも外径が小さい扁平な有底円筒状の部材であり、中心部分が開口した内側底壁部３１と、内側底壁部３１の周囲に立設された内側周壁部３２と、矩形板状の永久磁石（後述する固定磁石）からなる複数のインナーマグネット３４とを有している。

本実施形態では、インナーロータ３０は、スポーク型のロータである。インナーロータ３０には、３２個のインナーマグネット３４が、周方向に一定の間隔をあけて放射状に並ぶように配置され、内側周壁部３２に固定されている。インナーマグネット３４の間にはロータコア３３が周方向に配置されている。

インナーシャフト４０は、円柱状の軸部材であり、インナー軸受７３、アウターシャフト５０、及びボールベアリング７１，７２を介して軸受ブラケット７０に回転自在に支持されている。インナーシャフト４０の下端部は、アウターロータ２０に連結されている。インナーシャフト４０の上端部は、パルセータ１３に連結されている。

アウターシャフト５０は、インナーシャフト４０よりも短く、インナーシャフト４０の外径よりも大きな内径を有する円筒状の軸部材であり、上下のインナー軸受７３，７３、インナーシャフト４０、及びボールベアリング７１，７２を介して軸受ブラケット７０に回転自在に支持されている。アウターシャフト５０の下端部は、インナーロータ３０に連結されている。アウターシャフト５０の上端部は、脱水槽１１に連結されている。

ステータ６０は、アウターロータ２０の内径よりも外径が小さくてインナーロータ３０の外径よりも内径が大きい円環状の部材で形成されている。ステータ６０には、図５に示すように、複数のティース６１やコイル６３などが、樹脂に埋設された状態で備えられている。本実施形態のステータ６０には、２４個のＩ型のティース６１及びコイル６３が備えられている。

ティース６１は、縦軸Ｊが延びる方向の断面がＩ形状を有する鉄部材である。各ティース６１は、スロットを介して、等間隔で放射状に並ぶようにしてステータ６０の全周に配置されている。ティース６１の径方向における内側及び外側の側端部は、その両隅から周方向に鍔状に張り出している。

ティース６１は、その内側の側端部に内側鍔部６１ａを有し、その外側の側端部に外側鍔部６１ｂを有している。本実施形態では、外側鍔部６１ｂを含む、これらティース６１におけるアウターロータ２０が位置する外側の部分は、磁化対応ティースを構成している。

隣接する２つのティース６１の外側鍔部６１ｂ，６１ｂの間の隙間（スロットの外側開口）は、隣接する２つのティース６１の内側鍔部６１ａ，６１ａの間の隙間（スロットの内側開口）よりも大きくなっている。このように、スロットの外側開口を大きくすることで、アウターロータ２０の磁化処理がやり易くなる。

各ティース６１には、絶縁材を介して絶縁材で被覆された３本のワイヤを、スロットを通して所定の順序及び構成で連続して巻回することにより、コイル６３が形成されている（いわゆる集中巻）。コイル６３が形成された各ティース６１は、内側鍔部６１ａ及び外側鍔部６１ｂの各端面だけを露出させ、絶縁された状態でモールド成形によって熱硬化性樹脂に埋設されている。

内側鍔部６１ａは、ロータコア３３と僅かな隙間を隔てて対向し、外側鍔部６１ｂは、アウターマグネット２４と僅かな隙間を隔てて対向するように、ステータ６０、インナーロータ３０、アウターロータ２０が組み付けられている。

隣接するティース６１の間には、位置センサ６４が配設されている。位置センサ６４は、インナーロータ３０の側に配設されており、インナーロータ３０の位置を把握するためのものである。

図４に示すように、モータ１２には、３相のインバータ１８が接続されている。制御装置１５がインバータ１８を制御することにより、このモータ１２では、ステータ６０の各コイル６３に、３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の駆動電流が、所定のタイミングで通電される。そうすることにより、ティース６１のアウター側とインナー側には、同時に、相異なる磁極が発生し、回転磁界に伴って、アウターロータ２０とインナーロータ３０がそれぞれ独立して回転する。

モータ１２では、駆動制御の基準を設定するために、アウターロータ２０及びインナーロータ３０の一方のロータがメインロータとされ、他方のロータがをサブロータとされる。駆動電流の制御は、メインロータを基準に行われ、このモータ１２では、インナーロータ３０がメインロータとなっている。

また、このモータ１２では、制御装置１５がインバータ１８を制御することにより、ステータ６０の所定のコイル６３に、駆動電流よりも十分に大きな磁化電流が、所定のタイミングで通電される。そうすることにより、アウターロータ２０の所定のアウターマグネット２４が磁化処理される。

＜回転モード＞
モータ１２は、磁化処理によるアウターロータ２０の磁極数の切り替えにより、複数の回転モードで駆動運転できるようになっている。モータ１２は、洗濯機１のモータであることから、主な回転モードは、アウターロータ２０及びインナーロータ３０を同期して互いに同一方向に回転させるモード（同期回転モード）と、アウターロータ２０及びインナーロータ３０を互いに逆方向に回転させるモード（相反回転モード）である。

図６及び図７は、モータ１２の回転中の電気角３６０°の間のステータ６０、アウターロータ２０、及びインナーロータ３０の位置を、６つのステップに分けて図示したものである。アウターロータ２０及びインナーロータ３０が、同期回転モード及び相反回転モードで、回転する原理を模式的に示している。なお、駆動電流の制御は、位置センサ６４でインナーロータ３０の位置を検知し、その位置に基づいて、アウターロータ２０及びインナーロータ３０の位置を特定することによって行われる。

（同期回転モード）
同期回転モードでは、アウターロータ２０の磁極数は、インナーロータ３０と同じ３２極である。図６では、その機械角４５°分を示している。Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相のコイル６３に駆動電流を流すと、ティース６１に磁極が発生する。その磁極は、ティース６１のインナーロータ３０側とアウターロータ２０側とで反対の極となる。なお、以下の説明では、ティース６１のインナーロータ３０側の極についてのみ述べる。

第１のステップ（１）は、Ｕ相、Ｖ相のティース６１のインナーロータ３０側がＮ極、Ｗ相のティース６１のインナーロータ３０側がＳ極となっている状態を表している。そのため、Ｕ相、Ｖ相のティース６１のアウターロータ２０側がＳ極、Ｗ相のティース６１のアウターロータ２０側がＮ極となっている。

第１のステップ（１）の状態では、アウターロータ２０とインナーロータ３０は、電気角１８０°ずれた状態で、図６の右方向に回転する力をトルクとして受けることになる。

第２のステップ（２）の状態では、Ｖ相のティース６１の磁極を反転させる。これにより、インナーロータ３０側のＵ相のティース６１がＮ極のままで、Ｖ相のティース６１がＳ極となり、Ｗ相のティース６１がＳ極のままで、アウターロータ２０及びインナーロータ３０が右方向へ移動する。

第３のステップ（３）の状態では、Ｗ相のティース６１の磁極を反転させる。これにより、インナーロータ３０側のＵ相のティース６１がＮ極、Ｖ相のティース６１がＳ極のままで、Ｗ相のティース６１がＮ極となり、アウターロータ２０及びインナーロータ３０が右方向へ移動する。

第４のステップ（４）の状態では、Ｕ相のティース６１の磁極を反転させる。これにより、インナーロータ３０側のＵ相のティース６１がＳ極となり、Ｖ相のティース６１がＳ極、Ｗ相のティース６１がＮ極のままで、アウターロータ２０及びインナーロータ３０が右方向へ移動する。

第５のステップ（５）の状態では、Ｖ相のティース６１の磁極を反転させる。これにより、インナーロータ３０側のＵ相のティース６１がＳ極のままで、Ｖ相のティース６１がＮ極となり、Ｗ相のティース６１がＮ極のままで、アウターロータ２０及びインナーロータ３０が右方向へ移動する。

第６のステップ（６）の状態では、Ｗ相のティース６１の磁極を反転させる。これにより、インナーロータ３０側のＵ相のティース６１がＳ極、Ｖ相のティース６１がＮ極のままで、Ｗ相のティース６１がＳ極となり、アウターロータ２０及びインナーロータ３０が右方向へ移動する。

このように、アウターロータ２０及びインナーロータ３０は、同一方向に同一速度で回転することとなる（同期回転モード）。負荷や負荷変動によりアウターロータ２０及びインナーロータ３０の位相が多少ずれることはあるが、この例示では、位相のずれは無いものとして説明している。

またこの例示では、位置センサ６４を使用して駆動電流を制御しているが、それに限定するものではない。例えば、位置センサ６４の代わりに、インナーロータ３０側又はアウターロータ２０側の磁石を検出する磁気センサを使用してもよい。また、誘起電圧を利用したり、検出電流を利用する等、いわゆるセンサレスの方式を採用してもよい。また、エンコーダなど、その他の方法を用いて駆動電流を制御してもよい。

（相反回転モード）
図７に示すように、相反回転モードでは、アウターロータ２０の磁極数は、１６極である。

第１のステップ（１）は、Ｕ相、Ｖ相のティース６１のインナーロータ３０側がＮ極、Ｗ相のティース６１のインナーロータ３０側がＳ極となっている状態を表している。そのため、Ｕ相、Ｖ相のティース６１のアウターロータ２０側がＳ極、Ｗ相のティース６１のアウターロータ２０側がＮ極となっている。

第１のステップ（１）の状態では、インナーロータ３０は、図７の右方向に回転する力をトルクとして受ける。一方、アウターロータ２０は、図７の左方向に回転する力をトルクとして受ける。

第２のステップ（２）の状態では、Ｖ相のティース６１の磁極を反転させる。これにより、インナーロータ３０側のＵ相のティース６１がＮ極のままで、Ｖ相のティース６１がＳ極となり、Ｗ相のティース６１がＳ極のままで、インナーロータ３０が右方向へ移動し、アウターロータ２０が左方向へ移動する。

第３のステップ（３）の状態では、Ｗ相のティース６１の磁極を反転させる。これにより、インナーロータ３０側のＵ相のティース６１はＮ極、Ｖ相のティース６１がＳ極のままで、Ｗ相のティース６１がＮ極となり、インナーロータ３０が右方向へ移動し、アウターロータ２０が左方向へ移動する。

第４のステップ（４）の状態では、Ｕ相のティース６１の磁極を反転させる。これにより、インナーロータ３０側のＵ相のティース６１がＳ極となり、Ｖ相のティース６１がＳ極、Ｗ相のティース６１がＮ極のままとなり、インナーロータ３０が右方向へ移動し、アウターロータ２０が左方向へ移動する。

第５のステップ（５）の状態では、Ｖ相のティース６１の磁極を反転させる。これにより、インナーロータ３０側のＵ相のティース６１がＳ極のままで、Ｖ相のティース６１がＮ極となり、Ｗ相のティース６１がＮ極のままで、インナーロータ３０が右方向へ移動し、アウターロータ２０が左方向へ移動する。

第６のステップ（６）の状態では、Ｗ相のティース６１の磁極を反転させる。これにより、インナーロータ３０側のＵ相のティース６１がＳ極、Ｖ相のティース６１がＮ極のままで、Ｗ相のティース６１がＳ極となり、インナーロータ３０が右方向へ移動し、アウターロータ２０が左方向へ移動する。このとき、アウターロータ２０の移動量はインナーロータ３０の２倍となっている。

このように、アウターロータ２０及びインナーロータ３０は、互いに異なる方向に異なる速度で回転することとなる（相反回転モード）。

なお、同期回転モードや相反回転モードは、これら以外の磁極数の組合せや、異なる回転比率でも構成することができる。すなわち、同期回転モードや相反回転モードは、任意の回転比率で回転したり、異なるトルクで回転したりする場合も含む。

このように、１つのインバータ１８により、１つのステータ６０を共用するアウターロータ２０とインナーロータ３０とを独立して回転駆動させることができる。その結果、制御装置１５がモータ１２の駆動運転を、同期回転モードと相反回転モードとの間で切り替えることにより、この洗濯機１では、パルセータ１３と脱水槽１１を同一方向及び相反方向に回転させることができるようになっている。

すなわち、図８の（ａ）に示すように、相反回転モードに切り替えることより、パルセータ１３と脱水槽１１は、互いに逆方向に回転する。図８の（ｂ）に示すように、同期回転モードに切り替えることより、パルセータ１３と脱水槽１１は、互いに同一方向に回転する。

（モータの磁化処理）
この洗濯機１では、同期回転モードと相反回転モードとの間で運転モードを切り替えるために、駆動運転の途中、換言すれば洗濯処理の実行中に、制御装置１５が、アウターロータ２０に対して磁化処理を行うことにより、磁極数の切り替えを行う。

図９は、モータの要部を示す平面断面図であり、機械角４５°分の状態を示している。前述したように、アウターマグネット２４は、全て切換磁石２５で構成されている。インナーマグネット３４は、全て固定磁石３５で構成されている。

切換磁石２５とは、磁極数切換部としてのコイル６３に磁化電流を供給したときに、その磁石の極性が反転する磁石である。固定磁石３５とは、コイル６３に磁化電流を供給しても、その磁石の極性が反転しない磁石である。後述する保磁力の大きさや磁石の種類などに依存する必要はない。反転する、反転しないとは、磁石全体の極性を示し、一部に逆極があってもトータルの磁束で判別すればよい。

ステータ６０の極数Ｓｔは２４極、インナーロータ３０の極数Ｍｉは３２極、アウターロータ２０の極数Ｍｏは３２極又は１６極に切り換え可能に構成されている。磁極の比率は、Ｓｔ：Ｍｉ：Ｍｏ＝３：４：４又は２となっている。

図９は、同期回転モードの状態を示している。切換磁石２５は、全てＳ極となっている。そうすることで、図１０に示すように、隣接する切換磁石２５の間におけるアウターロータ２０のロータヨーク２２はＮ極となる。従って、アウターロータ２０の磁極数は、３２極となる。

ロータヨーク２２のＮ極の部分は突極構造を持たないため、ロータヨーク２２とティース６１の間の磁気抵抗は略同一となる。このような突極構造のないコンシクエント型のロータを用いることにより、振動や騒音を抑えた構成とすることができる。

図１０に二点鎖線で示すように、ロータヨーク２２のＮ極の部分から出た磁束は、ティース６１に入り、異なるティース６１から切換磁石２５（Ｓ極）へ入る。

この場合、ロータヨーク２２（Ｎ極）とティース６１との隙間（エアギャップ）が大きいため、誘起電圧が小さくなる。これは、高速且つ低トルクが必要とされる脱水処理に有利である。

一方、図１１は、相反回転モードの状態を示している。切換磁石２５は、Ｎ極とＳ極とが交互に並ぶように構成されている。切換磁石２５をこのような構成とすることで、図１２に示すように、各切換磁石２５の間におけるアウターロータ２０のロータヨーク２２は磁極を構成しない。従って、アウターロータ２０の磁極数は、１６極となる。

図１２に二点鎖線で示すように、切換磁石２５（Ｎ極）から出た磁束は、ティース６１に入り、異なるティース６１から切換磁石２５（Ｓ極）へ入る。

この場合、切換磁石２５（Ｎ極）とティース６１との隙間（エアギャップ）が、３２極の場合に比べて小さいため、誘起電圧が大きくなる。これは、低速且つ高トルクが必要とされる洗い処理に有利である。

（磁極数の切り替え）
図９を用いて、アウターロータ２０の磁極数を３２極から１６極へ切り換える場合を示す（同期回転モードから相反回転モードへの切り替え）。下から１番目のティース６１と下から２番目のティース６１に、図９に矢印で示す磁力線が形成されるように、コイル６３に磁化電流を流して磁界を発生させる。それにより、下から１番目の切換磁石２５の磁極をＳ極からＮ極へ反転させることができる。

図１１を用いて、アウターロータ２０の磁極数を１６極から３２極へ切り換える場合を示す（相反回転モードから同期回転モードへの切り替え）。下から１番目のティース６１と下から２番目のティース６１に、図１１に矢印で示す磁力線が形成されるように、コイル６３に磁化電流を流して磁界を発生させる。それにより、下から１番目の切換磁石２５の磁極をＮ極からＳ極へ反転させることができる。

なお、磁極の切り替えの際、磁極を反転させた切換磁石２５の一部に前の極が残り、磁極の切り替えが未完了となる場合がある。その場合、アウターロータ２０の角度、コイル６３に流す磁化電流の相を適宜合わせ、複数回の磁化処理を行うことにより、磁化の切り替えを完了させることは可能である。このような複数回の磁化処理を行う手順については、別途後述する。

ここで、磁化されるティース６１間において切換磁石２５を通る磁束の経路の磁気抵抗は、インナーロータ３０のエアギャップ近傍を通る磁束の経路の磁気抵抗よりも大きくなっている。つまり、インナーロータ３０では、固定磁石３５を通る磁束の一部が、エアギャップ近傍を通るように分岐することとなる。

これにより、磁化電流を供給したときに、切換磁石２５には、固定磁石３５よりも多くの磁束が流れることとなり、切換磁石２５部の磁化力は、固定磁石３５部の磁化力よりも大きくなる。

このように、着磁のための磁束の磁路を適切に設定することで、例えば、切換磁石２５と固定磁石３５とを、保磁力が同じフェライト磁石で構成した場合でも、切換磁石２５のみの磁極切り換えを安定して行うことができる。

なお、切換磁石２５と固定磁石３５とを、保磁力が異なる２種類以上の磁石で構成してもよい。例えば、固定磁石３５の保磁力を、切換磁石２５の保磁力よりも大きくすることにより、より安定した磁化を得ることができる。また、インナーロータ３０の固定磁石３５に、希土類磁石を用いることにより、インナーロータ３０とアウターロータ２０とのトルクバランスを、より容易に取ることができる。

図１３は、固定磁石３５と切換磁石２５に保磁力が異なる磁石を使った場合のＢ−Ｈ曲線（磁気ヒステリシス曲線）を示す図である。ここで、コイル６３に磁化電流を流すことで、＋Ａ以上、−Ａ以下、及び固定磁石３５の保磁力を超えない磁界を発生させると、図から分かるように、切換磁石２５の磁極を反転させることが可能である。磁化する電流はパルス電流でよく、数十ｍｓｅｃ程度の時間で磁化が可能である。

ところで、切換磁石２５を磁化するのにあたって、コイル６３に印加する電圧は、磁化電流を大きくするために、できる限り高い方が有利である。また、脱水行程のような低トルクで高速回転を行う場合にも、電圧が高い方がやり易い。しかしながら、洗い行程や濯ぎ行程などのような、高トルクで低速回転を行う場合は、高すぎない方が一般的にインバータ１８の効率がよい。

そこで、このモータ１２では、低トルクで高速回転を行う場合には、磁化処理と同じ電圧をインバータ１８へ供給する一方、高トルクで低速回転を行う場合には、磁化の電圧より低い電圧をインバータ１８へ供給するようにしている。これにより、消費電力を低減することができる。

このモータ１２によれば、複合電流を供給しないで、アウターロータ２０及びインナーロータ３０を複数の回転モードで回転動作させることができる。従って、従来のように、複合電流を供給するための複数のインバータ１８が不要となり、インバータ１８の規模を小さくして製品のコンパクト化やコスト低減を図ることができる。

更にこのモータ１２は、複合電流の分離電流処理が必要無いので、高調波電流の影響を受けにくく、高調波歪みによる振動や音が発生することがない。

また、コイル６３に磁化電流を供給して、飽和着磁領域を用いた切換磁石２５の磁極の切り換えを行っているから、磁束量が安定しており、磁束量のバラツキに起因する音や振動が発生し難くなる。

＜モータの変形例１＞
図１４に、モータ１２の変形例１（モータ１２Ａ）を示す。以下、前述した実施形態と同じ部分については同じ符号を付してその説明は省略し、相違点についてのみ説明する（以下の変形例も同様）。

アウターロータ２０は、ＳＰＭ型のロータであり、３２個のアウターマグネット２４が、周方向にＳ極とＮ極とが交互に並ぶように配置され、ロータヨーク２２の内面に固定されている。

アウターマグネット２４は、切換磁石２５と固定磁石３５とで構成されている。具体的には、図１４に示す５個のアウターマグネット２４のうち、下から１番目、２番目、５番目の磁石は、切換磁石２５で構成されている。そして、下から３番目、４番目の磁石は、固定磁石３５で構成されている。つまり、隣接する２個の磁石が同一機能の磁石で構成されている。

そして、コイル６３に磁化電流を供給して、全ての切換磁石２５の磁極を反転させると、図１５に示すように、下から１番目、５番目の切換磁石２５がＳ極からＮ極に反転し、下から２番目の切換磁石２５がＮ極からＳ極に反転する。このように、隣接する２つのＳ極の磁石の組と、隣接する２つのＮ極の組とが、周方向に交互に並ぶように切り換わることで、アウターロータ２０の磁極数が１６極となる。

ここで、アウターロータ２０の磁極数が３２極の場合に、コイル６３に駆動電流を供給すると、図１４に矢印で示すように、アウターロータ２０及びインナーロータ３０は、両方とも、時計回り方向に回転する。つまり、同期回転モードで回転駆動させることができる。

一方、アウターロータ２０が１６極の場合に、コイル６３に駆動電流を供給すると、図１５に矢印で示すように、アウターロータ２０が反時計回り方向に回転し、インナーロータ３０が時計回り方向に回転する。つまり、相反回転モードで回転駆動させることができる。

（磁極数の切り替え）
変形例１のモータ１２Ａでは、切換磁石２５を複数回に分けて磁化することにより、磁極数の切り替えを行う。ここでは、アウターロータ２０の磁極数を３２極から１６極へ切り換える場合（同期回転モードから相反回転モードへの切り替え）を、図１６〜図２１を用いて説明する。アウターロータ２０の磁極を１６極から３２極へ切り換える場合（相反回転モードから同期回転モードへの切り替え）は、以下の手順を同様な考え方で逆に行えばよいため、その説明は省略する。

図１６に示すように、アウターロータ２０の位置決めを行う。具体的には、下から１番目のティース６１（Ｕ相）と下から２番目のティース６１（Ｗ相）に、図１６に矢印で示す磁力線が形成されるように、コイル６３に電流を流して磁界を発生させる。

ここでは、アウターロータ２０を図１６の位置に固定する程度の磁界が発生するように、５Ａ程度の電流（位置決め電流）を流すようにする。これにより、ティース６１に対向するアウターロータ２０及びインナーロータ３０の磁極がバランスを保ち、図１６に示す位置で停止する。

次に、図１７に示すように、アウターロータ２０が停止した位置で、下から１番目のティース６１と下から２番目のティース６１に図１７に矢印で示す磁力線が形成されるように、コイル６３に電流を流して磁界を発生させる。ここでは、アウターロータ２０の位置決めを行ったときよりも大きい、例えば３０Ａ程度の着磁用の電流（磁化電流）を流すようにする。これにより、下から１番目と２番目の切換磁石２５では、図１７に示すように、磁極が部分的に反転する。

次に、図１８に示すように、下から１番目（Ｕ相）、２番目（Ｗ相）、３番目（Ｖ相）のティース６１に、図１８に矢印で示す磁力線が形成されるように、コイル６３に位置決め電流を流して磁界を発生させる。これにより、アウターロータ２０及びインナーロータ３０の磁極がバランスを保ち、図１８に示す位置で停止する。

次に、図１９に示すように、アウターロータ２０が停止した位置で、下から１番目のティース６１と下から２番目のティース６１に、図１９に矢印で示す磁力線が形成されるように、コイル６３に磁化電流を流して磁界を発生させる。このとき、下から２番目の切換磁石２５は、ティース６１と対向する領域が広がっているため、Ｎ極からＳ極への磁極の反転が完了する。

次に、図２０に示すように、下から１番目、２番目、３番目のティース６１に、図２０に矢印で示す磁力線が形成されるように、コイル６３に位置決め電流を流して磁界を発生させる。これにより、ティース６１に対向するアウターロータ２０及びインナーロータ３０の磁極がバランスを保ち、図２０に示す位置で停止する。

次に、図２１に示すように、アウターロータ２０が停止した位置で、下から１番目のティース６１と下から２番目のティース６１に、図２１に矢印で示す磁力線が形成されるように、コイル６３に磁化電流を流して磁界を発生させる。このとき、下から１番目の切換磁石２５は、ティース６１と対向する領域が広がっているため、Ｓ極からＮ極への磁極の反転が完了する。

（応用の可能性）
この変形例１のモータ１２Ａでは、アウターロータ２０の回転停止中に磁化処理を行うようにしたが、アウターロータ２０の低速回転中に磁化処理を行うようにしてもよい。その場合、磁化処理の開始前（回転停止中）に、少なくとも１回以上、磁化処理を行い、その後、アウターロータ２０を低速回転させてティース６１との相対位置を変化させながら、残りの回数分、磁化処理を行うようにすればよい。つまり、低速回転中のアウターロータ２０が、磁化すべき位置にきたタイミングで、磁化電流を流すようにすればよい。この場合、同期回転モード中に、磁化処理を行うのが好ましい。

なお、アウターロータ２０の位置決めには、センサレス方式の位置信号を使用してもよいし、位置センサ６４によるインナーロータ３０側のインナーマグネット３４の位置信号を使用してもよい。また、インナーロータ３０側とアウターロータ２０側の平均化など、位置信号処理をした位置信号を用いてもよい。

また、アウターロータ２０の低速回転中であれば、アウターロータ２０の慣性モーメントが利用できるので、位置信号を使うことにより、磁化処理が未完了の状態でも、切換磁石２５の位置を正確に判断できる。また、制御装置１５による回転制御により、アウターロータ２０の回転の変動を把握しながら、全ての磁化処理を、アウターロータ２０の回転中に行えば、慣性モーメントが利用できるので、有効である。

ところで、アウターロータ２０の回転中に磁化処理を行う場合、アウターロータ２０の移動に合わせて通電位相を切り換えることが好ましい。

すなわち、Ｕ相のティース６１のみで磁化する場合、磁化電流の通電時間に比較して、アウターロータ２０の回転が速いと、図２２に示すように、そのティース６１の切換磁石２５に対する位置がずれてしまい、適正な磁化処理ができないことがある。アウターロータ２０の回転速度を遅くすることも考えられるが、アウターロータ２０の慣性モーメントの効果が低下して、位置精度や着磁変動が増加してしまうため好ましくない。

そこで、そのような場合、図２３に示すように、アウターロータ２０の回転の移動量に合わせて、Ｕ相からＶ相へ、磁化処理を行うティース６１を切り換えるとよい。そうすれば、対象とする切換磁石２５を適正に磁化処理できる。

このとき、着磁中の通電位相は、アウターロータ２０の初期位相を初期値とし、切換磁石２５の移動量を加算することにより行う。

初期位相の初期値とは、磁化電流を印加したときの電流位相のことをいう。例えば、Ｕ相で着磁する場合の初期値は０°＋オフセット量、Ｗ相で着磁する場合の初期値は−１２０°＋オフセット量、Ｖ相で着磁する場合の初期値は１２０°＋オフセット量となる。なお、オフセット量とは、切換磁石２５が狙いの位置にきたときに磁化電流のピークになるように調整するパラメータである。

ところで、切換磁石２５の磁極を反転させて磁極数を切り換えるためには、切換磁石２５と固定磁石３５との位置を判別する必要がある。そこで、変形例１のモータ１２Ａでは、磁石判別部として位置センサや磁気センサ６５を用いるようにしている。

図２４に示すように、アウターロータ２０には、隣接する２つの切換磁石２５の組と、隣接する２つの固定磁石３５の組とが、周方向に交互に並ぶように配設されている。切換磁石２５の下端部は、固定磁石３５の下端部よりも下方に突出して延びている。つまり、切換磁石２５の方が、固定磁石３５よりも長さが長くなっている。

そして、切換磁石２５における固定磁石３５よりも長くなった部分に対向して、磁気センサ６５が配設されている。磁気センサ６５は、例えば、ステータ６０や他の構造体などに固定されている。

図２４に示すアウターロータ２０の位置では、磁気センサ６５が固定磁石３５の下方に位置している。ここで、アウターロータ２０が回転すると、図２５に示すように、磁気センサ６５が切換磁石２５に対向して、図２４に示す状態とは異なる信号を受けることとなる。この異なる信号に基づいて、磁気センサ６５によって切換磁石２５と固定磁石３５とを判別することができる。そして、制御装置１５は、固定磁石３５の位置に基づいて、アウターロータ２０及びインナーロータ３０の回転動作を制御する。

なお、磁気センサ６５は、アウターロータ２０よりも外側及び内側のどちらに配置してもよいし、端面部に配置しても同様の機能を得ることが可能である。また、インナーロータ３０側に切換磁石２５を有する構成であっても、磁気センサ６５を同様に配置することで、磁石の判別が可能となる。

なお、図２４に示す例では、切換磁石２５と固定磁石３５との長さを変えることで、磁気センサ６５で判別可能としたが、この形態に限定するものではない。例えば、切換磁石２５を一時的に減磁するように磁化動作を行い、その変化に基づいて切換磁石２５の位置を判別した後で、元の状態に戻すようにしてもよい。

また、磁気センサ６５に対向する部分の着磁量や着磁形状などの着磁状態を変えることによって磁石を判別することも可能である。具体的に、図２６に示すように、固定磁石３５の一部に異極を構成して、この異極部分に対向するように磁気センサ６５を配設すればよい。ここで、アウターロータ２０が回転すると、図２７に示すように、磁気センサ６５が固定磁石３５の異極部分に対向するので、固定磁石３５の位置を特定して、磁気センサ６５によって切換磁石２５と固定磁石３５とを判別することができる。

また、アウターマグネット２４を切換磁石２５と固定磁石３５とで構成しているが、全て切換磁石２５で構成しても構わない。この場合には、任意の半分の切換磁石２５の磁極のみを反転させることで、磁極数を切り換えることができる。このようにすれば、切換磁石２５と固定磁石３５とを区別することなく、着磁切り換えを行うことができる。

＜モータの変形例２＞
図２８に、モータ１２の変形例２（モータ１２Ｂ）を示す。変形例２のモータ１２Ｂのアウターロータ２０は、前述した実施形態と同じコンシクエント型のロータである。ステータ６０、インナーロータ３０、及びアウターロータ２０の各極数も同じである（磁極の比率は、Ｓｔ：Ｍｉ：Ｍｏ＝３：４：４又は２）。

従って、アウターマグネット２４（全てが切換磁石２５）は、ロータヨーク２２の内面に、周方向に一定の間隔を隔てて１６個配置されている。ただし、このモータ１２Ｂでは、切換磁石２５の周方向の長さが大きく形成されている。

具体的には、切換磁石２５の周方向の長さＬ１が、隣接する２つの切換磁石２５の間の長さＬ２より大きく、その比率Ｌ１：Ｌ２が略２：１となっている。そして、切換磁石２５の周方向の長さＬ１はまた、これら切換磁石２５と対向する隣接する２つのティース６１，６１の外側鍔部６１ｂの部分のピッチＰよりも大きく形成されている。

このように、切換磁石２５の周方向の長さＬ１を大きくすることで、相反回転モードでアウターロータ２０を回転駆動する時のトルクを、前述した実施形態のモータ１２に比べて大きくできる。その結果、洗い処理での撹拌力が向上し、洗浄性能がアップできるようになっている。

ところが、このように切換磁石２５の周方向の長さＬ１を大きくすると、１回の磁化処理では、切換磁石２５の全体の磁極を切り替えることができなくなる。従って、この場合、変形例１のモータ１２Ａと同様に、複数回の磁化処理を行う必要がある。

しかし、変形例１のモータ１２Ａのように、アウターロータ２０の回転を停止しながら磁化処理を行うと、磁極数の切り替えに多くの時間を要する。駆動運転中に行うことは、実用上困難である。そこで、この変形例２のモータ１２Ｂでは、短時間で磁極数が切り替えられるように、前述した変形例１のモータ１２Ａの応用の可能性に基づいて、アウターロータ２０がインナーロータ３０の回転駆動に連れ回り回転している状態で、複数回の着磁処理を行う。

（洗濯機の運転例）
図２９に、このモータ１２Ｂを用いた洗濯機１の基本的な運転例を示す。洗濯機１の運転に先だって、ユーザーは、脱水槽１１に洗剤と共に洗濯物を投入する。蓋３は、閉じられるとロックされる。そうして、ユーザーの操作によって洗濯コースが指示されると、洗濯機１は運転を開始する。

洗濯機１の運転が開始すると、所定の水量（通常は、洗濯物が水に浸かる程度）に達するまで、洗濯槽１０及び脱水槽１１に水が供給される（ステップＳ１）。その後、制御装置１５は、モータ１２Ｂを制御し、第１磁化処理（同期回転モードから相反回転モードへ切り替える処理）を実行する（ステップＳ２）。第１磁化処理の後、増磁する処理が行われる場合もある。

第１磁化処理によって相反回転モードに切り替わると、洗い行程が行われる（ステップＳ３）。具体的には、所定の駆動電流によってモータ１２Ｂが駆動運転されることにより、脱水槽１１とパルセータ１３とが、所定時間互いに逆回転し、洗濯物が撹拌される。

洗い行程が終わると、排水し、制御装置１５は、モータ１２Ｂを制御し、第２磁化処理（相反回転モードから同期回転モードへ切り替える処理）を実行する（ステップＳ４）。第２磁化処理の後、増磁する処理が行われる場合もある。

第２磁化処理によって同期回転モードに切り替わると、濯ぎ行程が行われる(ステップＳ５）。濯ぎ行程では、洗い行程と同様に、洗濯槽１０及び脱水槽１１に水が供給され、所定量の水が貯まると、モータ１２Ｂが所定の駆動電流によって駆動運転されることにより、脱水槽１１とパルセータ１３とが、所定時間、同一方向に低速で回転し、洗濯物が撹拌される。濯ぎ行程は複数回行われる場合もある。

そうして、濯ぎ行程が終わると、脱水行程が行われる（ステップＳ６）。脱水行程では、脱水槽１１及びパルセータ１３が、所定時間、濯ぎ行程よりも高速で回転される。それにより、遠心力の作用で、洗濯物に含まれる水が脱水され、排水管１７を通じて排水される。脱水行程が終了すると、ブザー等で運転の停止がユーザーに報知されるとともに、蓋３のロックが解除されて、洗濯機１の運転が終了する。

（第１磁化処理）
第１磁化処理は、前述したように、同期回転モードから相反回転モードへ切り替える処理であり、短時間で安定して切り替えられるように工夫されている。

具体的には、第１磁化処理では、同期回転モードでモータ１２Ｂを駆動し、アウターロータ２０が連れ回り回転している状態で、切換磁石２５に磁極を反転させる磁化電流（反磁化電流）を供給する処理（反磁化処理）が、複数回実行される。

ここで、アウターロータ２０が連れ回り回転している状態とは、インナーロータ３０（非磁化対応ロータ）が、所定の駆動電流の供給によって回転駆動されている時に、その駆動電流の作用でアウターロータ２０が回転している状態をいう。

第１磁化処理は、洗濯機１の運転の途中、換言すれば、モータ１２Ｂが駆動運転されている期間に行われる。そのため、第１磁化処理の際には、脱水槽１１の中には洗濯物が有り、水が貯まっている。アウターロータ２０が連結されているパルセータ１３には、これらの荷重が作用した状態となっている。インナーロータ３０が連結されている脱水槽１１も同様である。

従って、アウターロータ２０には、大きな慣性モーメントが作用するため、連れ回り回転であっても、比較的安定して長時間回転させることができる。その長い時間を利用して反着磁処理が行えるので、その回数が複数であっても安定して行える。

その一方で、アウターロータ２０を回転駆動するには、大きなトルクが必要になる。

同期回転モードから相反回転モードへ切り替える場合、相反回転モードから同期回転モードへ切り替える場合と異なり、安定して切り替えるのは非常に難しい。すなわち、１回の反磁化処理で全ての切換磁石２５の磁極を適正な状態に切り替えることができれば、問題は無いが、前述したように、このモータ１２Ｂの場合、複数回の反磁化処理を行う必要がある。

反磁化処理の途中では、切換磁石２５の一部は磁極が反転した中途半端な状態となる。その状態では、磁力が相殺されるので、切換磁石２５の磁力が弱まる。切換磁石２５の磁力が弱まると、駆動電流を流してアウターロータ２０を回転駆動しようとしても、弱いトルクしか得られない。従って、そのような状態でアウターロータ２０の回転が停止してしまうと、アウターロータ２０を回転駆動できなくなるおそれがある。そのため、メインロータであるインナーロータ３０を低速で回転駆動しながら反磁化処理を行い、サブロータであるアウターロータ２０が連れ回り回転できなくなるまでに、切換磁石２５の磁力を強める必要がある。

切替磁石２５の着磁が、弱い相反運転モードの状態であれば、同期運転モードの状態であっても、アウターロータ２０を連れ回り回転させることができる。そこで、このモータ１２Ｂでは、相反運転モードの状態が次第に強くなっていくように、磁化処理を複数回に分け、連れ回り回転している間に、段階的に磁極を反転させていく。

このモータ１２Ｂの場合、切換磁石２５の異なる部位に反磁化電流を供給する処理（部分反磁化処理）を複数回繰り返すことで、反磁化処理を行う。そうすることで、相反運転モードに切り替わったときの切替磁石２５を、より適正な磁化状態にし、誘起電圧を大幅に増加させることができる。

図３０及び図３１を参照しながら、第１磁化処理について具体的に説明する。図３１に示すように、第１磁化処理が開始されると、制御装置１５は、モータ１２Ｂに駆動電流を供給し、同期回転モードでモータ１２Ｂを駆動する(ステップＳ１０）。制御装置１５は、メインロータであるインナーロータ３０の回転数が所定の低回転数ｒ１（例えば５０ｒｐｍ）で回転するように、モータ１２Ｂに制御された駆動電流を供給する。それにより、サブロータであるアウターロータ２０も、インナーロータ３０とほぼ同じ回転数で同一方向に連れ回り回転する。

その後、制御装置１５は、アウターロータ２０の位置、具体的には切り替えの対象となる切換磁石２５の位置を検知する（ステップＳ１１）。この位置の検知には、前述した位置センサ６４や磁気センサ６５、モータ１２Ｂに付属のホールＩＣ、モータ１２Ｂの電流波形からの磁束推定など、様々な手段が利用できる。

そうして、制御装置１５は、連れ回り回転中に、磁化を行うティース６１に対して所定の磁化位置にアウターロータ２０が位置するタイミングを特定する(ステップＳ１２）。

制御装置１５は、連れ回り回転中、アウターロータ２０の回転数が所定の回転数ｒ２（例えば５ｒｐｍ）以下か否かを判断している（ステップＳ１３）。アウターロータ２０の回転数が所定の回転数ｒ２以下でなければ、制御装置１５は、特定したタイミングで、所定のティース６１にパルス状の反磁化電流を供給し、部分的な反磁化処理（部分反磁化処理）を行う(ステップＳ１４）。

図３０の（Ａ）は、ある切換磁石２５に対して、最初に部分反磁化処理が行われるタイミングでの状態を示している。図３０の細矢印は、アウターロータ２０の回転を表している。部分反磁化処理では、切替磁石２５の周方向における一方の端部（回転方向の後側の端部）から順に、他方の端部に向かって行われる。複数の切換磁石２５で、これと同様の部分反磁化処理が、同時又はタイミングをずらして行われる。

連れ回り回転するアウターロータ２０が、図３０の（ａ）の位置となるタイミングで、制御装置１５は、所定のティース６１に反磁化電流（図例では、Ｎ極からＳ極に反転させる電流）を、例えば約３秒間、供給する。そうすることで、図３０の（ｂ）のように、切替磁石２５の端部が磁化されて磁極が反転する。

部分反磁化処理を切替磁石２５の端部から行えば、その回転方向の後側には切換磁石２５が存在していないので、連れ回り回転を減速させる強い磁力が生じない。そのため、その時にティース６１から供給される反磁化電流によって形成される磁界を利用して、連れ回り回転を加速できる。従って、連れ回り回転をより長く維持できる。それに対し、部分反磁化処理を切替磁石２５の中間部から行えば、その回転方向の後側には切換磁石２５が存在しているので、連れ回り回転を減速させる強い磁力が生じ得る。従って、連れ回り回転を長く維持できない。

部分反磁化処理によって切替磁石２５の着磁状態が変化すると、アウターロータ２０の位置が精度高く検知できなくなる。そのため、部分反磁化処理が終わると、再度、ステップＳ１１の前に戻り、アウターロータ２０の位置を再度検知する。

そうして、制御装置１５は、その次に磁化を行う、切替磁石２５の磁極が反転した端部に隣接した部位に、所定のティース６１が位置するタイミングを特定する。続いて、制御装置１５は、そのタイミングで、その所定のティース６１に反磁化電流を供給する。それにより、図３０の（Ｃ）に示すように、切替磁石２５の磁極が反転した端部の隣の部位の磁極が反転する。

制御装置１５は、アウターロータ２０が連れ回り回転している間に、このような部分反磁化処理を繰り返し行う（ステップＳ１１〜Ｓ１４）。例えば、アウターロータ２０連れ回り回転中に、部分反磁化処理を１０回〜３０回行う。そうすることで、図３０の（Ｄ）に示すように、各切替磁石２５の広い領域に対して部分反磁化処理を行って反磁化処理を終了する（ステップＳ１５）。

段階的に切替磁石２５の磁極を反転させていくので、脱調するリスクを回避しながら、不安定な連れ回り回転を長時間維持できる。アウターロータ２０を回転しながら連続して部分反磁化処理が行われるので、反磁化処理を短時間で完了できる。洗濯に要する時間が過度に長くならないので、利便性を損なうこともない。

このようにして、切替磁石２５のほとんどの磁極が反転すれば、相反回転モードによる駆動運転で、強いトルクが得られる。従って、駆動電流を供給することで、アウターロータ２０を脱調させずに回転駆動させることができる。アウターロータ２０が、相反回転モードで安定して回転駆動できれば、必要に応じて、未処理な部分の磁極の部分反磁化処理も容易に行えるし、切替磁石２５の増磁も容易に行える。

部分反磁化処理を行っている途中で、アウターロータ２０の回転数が回転数ｒ２以下になると、反磁化処理が完了する前に、アウターロータ２０の連れ回り回転が停止するおそれがある。切替磁石２５の着磁状態が相反回転モードの中途半端な状態で、アウターロータ２０の連れ回り回転が停止してしまうと、駆動電流を供給しても必要なトルクが得られずに、アウターロータ２を回転駆動できなくなるおそれがある。

そのため、制御装置１５は、部分反磁化処理を行っている途中で、アウターロータ２０の回転数が回転数ｒ２以下となった場合には（ステップＳ１３でＹｅｓ）、反磁化処理をいったん強制的に終了させる。

その時、最後の部分反磁化処理として、通常の部分反磁化処理よりも長時間の磁化電流を供給し、切替磁石２５の広い範囲の磁極を反転させる（ステップＳ１６）。そうすることで、アウターロータ２０を相反回転モードで回転駆動したときに、比較的強いトルクを得ることができ、アウターロータ２０を脱調させずに回転駆動させることができる。

従って、この場合、アウターロータ２０の連れ回り回転の停止後に、アウターロータ２０を相反回転モードで回転駆動しながら、磁化が未完了な部分の部分反磁化処理を行う。必要に応じて増磁処理も行い、各切替磁石２５の着磁状態が相反回転モードに適合するように、追加の磁化処理を行う。

（第２磁化処理）
第２磁化処理は、前述したように、相反回転モードから同期回転モードへ切り替える処理である。第２磁化処理は、第１磁化処理と異なり、容易に磁化できる。すなわち、各切替磁石２５は、同期回転モードでの駆動で回転する方向に磁極が切り替えられていくので、磁極が切り替わるほど、相反回転モードの磁化状態が弱くなる（同期回転モードの磁化状態が強くなる）。そのため、その状態でアウターロータ２０が停止しても、同期運転モードで駆動すれば、容易にアウターロータ２０を回転駆動できる。

図３２を参照しながら、第２磁化処理について具体的に説明する。第２磁化処理の主なステップは、第１磁化処理と同じである。制御装置１５は、アウターロータ２０が連れ回り回転している間に、相反回転モードから同期回転モードへ切り替える部分反磁化処理を繰り返し行う。従って、同じステップについては同じ符号を用いてその説明は省略し、異なるステップについて説明する。

第１磁化処理では、アウターロータ２０の回転数が回転数ｒ２以下となった場合には、反磁化処理をいったん強制的に終了させたが、第２磁化処理では、アウターロータ２０が途中で停止しても、容易にアウターロータ２０を回転駆動できるので、その必要がない。

従って、制御装置１５は、部分反磁化処理を行っている途中で、アウターロータ２０の回転数が回転数ｒ２以下になると、ステップＳ１０の前に戻り、再度、駆動電流を供給して、回転数を増加させる（ステップＳ１３でＹｅｓ）、そうして、部分反磁化処理を再開すればよい。

相反回転モードから同期回転モードへの切り替えは、同期回転モードから相反回転モードのようなトルク低下や脱調等の不具合がない。そのため、第２磁化処理は、比較的自由に行える。従って、第２磁化処理では、部分反磁化処理を行う部位や部分反磁化処理を行う順序等は、仕様に応じて適宜変更できる。

（部分反磁化処理の応用例１）
図３３に、変形例２のモータ１２Ｂの部分反磁化処理の応用例１を示す。

前述した部分反磁化処理では、個々の部分反磁化処理で供給する反磁化電流の長さは、略一定であったのに対し、応用例１では、反磁化電流の供給時間が長い反磁化処理（長磁化処理）と、反磁化電流の供給時間が短い反磁化処理（短磁化処理）を含み、長磁化処理が、短磁化処理よりも切替磁石２５の周方向における中間部側で行われる。

図３３の（Ａ)に示すように、応用例１の部分反磁化処理においても、１回目の部分反磁化処理は、前述した部分反磁化処理と同様に、切替磁石２５の周方向における端部側で行われる（短磁化処理に相当）。そして、２回目以降の、切替磁石２５の周方向における中間部側では、図３３の（Ｂ)に示すように、反磁化電流の供給時間が長くされ、切替磁石２５の相対的に広い領域の磁極が反転される（長磁化処理に相当）。

短磁化処理では、ピークを有する三角形状の電流波形を有する反磁化電流（三角波反磁化電流）が供給され、長磁化処理では、ピークが延びた台形状の電流波形を有する反磁化電流（台形波反磁化電流）が供給される。電流の最大値は双方ともに同じである。制御装置１５は、前述した部分反磁化処理では、複数の三角波反磁化電流で部分反磁化処理を行うのに対し、応用例１の部分反磁化処理では、複数の三角波反磁化電流と１つ以上の台形波反磁化電流を組み合わせて部分反磁化処理を行う。

切替磁石２５の周方向における中間部側では、このように部分反磁化処理する領域を広くしても、対象とする切替磁石２５を確実に部分反磁化処理できるので、部分反磁化処理の回数を減少させることができる。

特に、この応用例１の部分反磁化処理は、前述したように、同期回転モードから相反回転モードへの切り替え時での部分反磁化処理で、アウターロータ２０の連れ回り回転が停止するおそれがある場合に効果的に利用できる。

（部分反磁化処理の応用例２）
図３４に、変形例２のモータ１２Ｂの部分反磁化処理の応用例２を示す。

前述した部分反磁化処理では、個々の部分反磁化処理で供給する反磁化電流の強さは、略一定であったのに対し、応用例２では、反磁化電流が大きい反磁化処理（強磁化処理）と、反磁化電流が小さい反磁化処理（弱磁化処理）とを含み、弱磁化処理が、強磁化処理よりも切替磁石２５の周方向における端部側で行われる。

弱磁化処理及び強磁化処理のいずれにおいても、ピークを有する三角形状の電流波形を有する反磁化電流（三角波反磁化電流）が供給される。電流の供給時間は双方ともに同じであり、強磁化処理のピークが弱磁化処理のピークよりも高い（大きい）点で、両者は異なる。

前述したように、変形例２のモータ１２Ｂでは、切替磁石２５の周方向における長さが大きくなっているので、磁化処理を行うティース６１がその切替磁石２５の一方の端部を反磁化処理する時、図３５に示すように、そのティース６１に隣接するティース６１が、その切替磁石２５の他方の端部の近傍に位置することになる。

そして、切替磁石２５の一方の端部を反磁化処理するため、例えばＮ極をＳ極に切り替える反磁化電流がティース６１に供給されると、その反磁化電流の作用により、切替磁石２５の他方の端部が、Ｎ極側に磁化される傾向がある。従って、切替磁石２５の他方の端部がＮ極であれば増磁されることになり、問題ないが、切替磁石２５の他方の端部がＳ極であれば減磁されることになり、不利になる。

そこで、図３４の（Ａ)に示すように、応用例２の部分反磁化処理においても、１回目の部分反磁化処理は、前述した部分反磁化処理と同様に、切替磁石２５の周方向における端部側で行われる（弱磁化処理に相当）。そして、２回目以降の、切替磁石２５の周方向における中間部側では、図３４の（Ｂ)に示すように、反磁化電流が大きくされ、切替磁石２５の中間部の領域の磁極を、強く反転させる（強磁化処理に相当）。

切替磁石２５の周方向における中間部側では、このように部分反磁化処理を強化しても、他の部位に悪影響を与えることが無い。切換磁石２５の磁力が大きくなるので、誘起電圧が高まって高トルクが得られるようになるので、アウターロータ２０を安定して回転駆動できる。

（反磁化処理の応用例）
前述した変形例２のモータ１２Ｂでは、切換磁石２５を部分的に反磁化処理する例を示したが、連れ回り回転している間に、切換磁石２５の１つ１つを、段階的に反磁化処理してもよい。

具体的には、図３６の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の各ステップに示すように、一回の反磁化処理で、対象とする１つの切換磁石２５の全体の磁極を反転させる。その処理を、連れ回り回転中に複数回行うことで、磁極数を切り替える。

＜モータの変形例３＞
図３７は、変形例３のモータ１２Ｃの構成を示す平面断面図である。インナーロータ３０は、埋込式のＳＰＭ型のロータであり、３２個のインナーマグネット３４が、周方向にＳ極とＮ極とが交互に並ぶように配置され、内側周壁部３２に埋め込まれている。インナーマグネット３４は、全て固定磁石３５で構成されている。

アウターロータ２０は、ＳＰＭ型のロータであり、３２個のアウターマグネット２４が、周方向にＳ極とＮ極とが交互に並ぶように配置され、ロータヨーク２２の内面に固定されている。なお、アウターマグネット２４は、切換磁石２５と固定磁石３５とで構成されているが、その配置は、変形例１のモータ１２Ａと同様であるため、説明を省略する。

＜モータの変形例４＞
図３８は、変形例４のモータ１２Ｄの構成を示す平面断面図である。インナーロータ３０は、埋込式のＳＰＭ型のロータであり、３２個のインナーマグネット３４が、周方向にＳ極とＮ極とが交互に並ぶように配置され、内側周壁部３２に埋め込まれている。インナーマグネット３４は、全て固定磁石３５で構成されている。

アウターロータ２０は、コンシクエント型のロータであり、１６個のアウターマグネット２４が、周方向に間隔をあけてＳ極が並ぶように配置され、ロータヨーク２２の内面に固定されている。アウターマグネット２４は、全て切換磁石２５で構成されており、切換磁石２５の磁極を反転させることで、アウターロータ２０の磁極数を、１６極と３２極との間で切り換え可能となっている。なお、切換磁石２５の磁極の反転動作については、実施形態のモータ１２と同様であるため、説明を省略する。

＜モータの変形例５＞
図３９は、変形例５のモータ１２Ｅの構成を示す平面断面図である。ティース６１には、切換磁石２５を有するアウターロータ２０側のティース６１の幅が、インナーロータ３０側のティース６１の幅よりも細くなるように幅細部６７が設けられている。幅細部６７は、ティース６１の幅が、アウターロータ２０側に向かって先細となるように形成されている。

このように、ティース６１に幅細部６７を設け、アウターロータ２０側のティース６１の幅を細くすることで、磁束密度を上げることができる。つまり、コイル６３に流した電流により発生する磁化磁束を、切換磁石２５に向かって集中して流すことができ、切換磁石２５の磁極反転を、少ない電流で安定して行うことができる。なお、幅細部６７の形状は、特に限定するものではなく、例えば、ティース６１のアウターロータ２０側のティース幅を細くした段差形状であってもよい。

また、ティース６１に巻回されたコイル６３は、切換磁石２５を有するアウターロータ２０側の方が、インナーロータ３０側よりも巻数が多くなっている。これにより、切換磁石２５側の磁束を、反対側よりも集中させることができる。

また、ティース６１の先端部の角度幅は、切換磁石２５を有するアウターロータ２０側の角度幅Ｂの方が、インナーロータ３０側の角度幅Ａよりも小さくなっている（Ｂ＜Ａ）。これにより、切換磁石２５側の磁束を、反対側よりも集中させることができる。

また、ティース６１の先端部の角度幅がアウターロータ２０側とインナーロータ３０側とで同じであっても、ティース６１の先端部の断面積を、切換磁石２５を有するアウターロータ２０側の方が、インナーロータ３０側よりも小さくすることで、同様の機能を得ることができる。

具体的に、図４０に示すように、ティース６１の先端部におけるアウターロータ２０に対向する面には、軸方向に延びる溝部６８が形成されている。溝部６８は、周方向に間隔をあけて２つ形成されている。このように、ティース６１の先端部において溝部６８を除いた実質的にアウターマグネット２４と対向するエアギャップ面積を、インナーロータ３０側のエアギャップ面積よりも小さくすることで、切換磁石２５側の磁束を、反対側よりも集中させることができる。

＜その他＞
開示した実施形態では、磁極数切換部としてステータ６０のコイル６３を利用して、コイル６３に磁化電流を供給することで切換磁石２５の磁極を反転させる構成について説明したが、例えば、ステータ６０のコイル６３とは別に、切換磁石２５に磁化電流を供給して磁極を反転させるための磁化コイルを設けてもよい。

また、コイル６３に磁化電流を供給する制御装置１５にモータ用のインバータを用いたが、例えば別の専用の制御装置を用いてもよい。

アウターロータ２０及びインナーロータ３０の回転駆動方式は、矩形波通電方式、正弦波駆動、ベクトル制御など、任意に選択することが可能である。

ステータ６０、アウターロータ２０、及びインナーロータ３０の極数は、モータの仕様に応じて適宜設定可能である。例えば、インナーロータ３０側の磁極数を２Ｎ（Ｎは２以上の自然数）としたとき、アウターロータ２０側の磁極を２ＮとＮの間で切り換えるようにしてもよい。

高速回転側のインナーロータ３０を脱水槽１１に連結し、低速回転側のアウターロータ２０をパルセータ１３に連結した構成について説明したが、インナーロータ３０を脱水槽１１に連結し、アウターロータ２０をその他の機能を有する回転軸に連結することで、脱水性能や洗い性能等の商品性を向上させることができる。

アウターロータ２０に切換磁石２５を設けることで、アウターロータ２０の磁極数を切り換え可能としたが、インナーロータ３０に切換磁石２５を設けることで、インナーロータ３０の磁極数を切り換え可能としてもよい。

洗濯機は縦型に限らず、ドラム型であってもよい。その場合、例えば、脱水槽１１はバスケットに相当し、パルセータ１３は、バスケットの内部に配置される撹拌翼に相当する。

１２ モータ
１５ 制御装置（制御部）
２０ アウターロータ（第２ロータ）
２５ 切換磁石
３０ インナーロータ（第１ロータ）
３５ 固定磁石
６０ ステータ
６１ ティース（磁極数切換部）
６３ コイル（磁極数切換部）
６４ 位置センサ（磁石判別部）
６５ 磁気センサ（磁石判別部）

Claims (26)

1. 駆動運転用のモータであって、
   １つのステータ、並びに、当該ステータの内外に独立して回転可能に配置されたインナーロータ及びアウターロータと、
   前記インナーロータ及び前記アウターロータの回転駆動及び磁化処理を制御する制御部と、を備え、
   駆動運転の途中に、前記制御部が、前記インナーロータ及び前記アウターロータの少なくとも一方の磁化に対応した磁化対応ロータに対して、磁化処理による磁極の切り替えを行うことにより、前記インナーロータ及び前記アウターロータが、互いに同一方向に回転する同期回転モードと、互いに逆方向に回転する相反回転モードとに切り替え可能なモータ。
2. 請求項１に記載のモータにおいて、
   前記磁化対応ロータは、磁化電流の供給により磁極の反転が可能な複数の切替磁石を有し、
   前記ステータが所定のタイミングで前記切替磁石に前記磁化電流を供給することにより、前記同期回転モードと前記相反回転モードとの間での切り替えが行われ、
   前記同期回転モードから前記相反回転モードへの切り替えが、前記磁化対応ロータが連れ回り回転している状態で、前記切替磁石に磁極を反転させる反磁化電流を供給する反磁化処理が複数回実行されることによって行われるモータ。
3. 請求項２に記載のモータにおいて、
   前記ステータは、径方向において前記磁化対応ロータと対向すると共に、前記切替磁石に駆動電流及び前記磁化電流を供給する複数の磁化対応ティースを有し、
   前記切替磁石の周方向の長さが、前記磁化対応ティースのピッチよりも大きいモータ。
4. 請求項３に記載のモータにおいて、
   前記切替磁石の異なる部位に前記反磁化電流を供給する部分反磁化処理を複数回繰り返すことにより、前記反磁化処理が行われるモータ。
5. 請求項４に記載のモータにおいて、
   前記切替磁石の周方向における一方の端部から前記部分反磁化処理が行われるモータ。
6. 請求項４又は請求項５に記載のモータにおいて、
   前記磁化対応ロータの連れ回り回転を加速しながら前記部分反磁化処理が行われるモータ。
7. 請求項４又は請求項５に記載のモータにおいて、
   前記部分反磁化処理は、前記反磁化電流の供給時間が長い長磁化処理と、前記反磁化電流の供給時間が短い短磁化処理と、を含み、
   前記長磁化処理が、前記短磁化処理よりも、前記切替磁石の周方向における中間部側で行われるモータ。
8. 請求項７に記載のモータにおいて、
   前記制御部が、前記磁化対応ロータの連れ回り回転が所定回転数以下と判断した場合に、前記長磁化処理を行って前記反磁化処理を終了するモータ。
9. 請求項４〜８の何れか１つに記載のモータにおいて、
   前記部分反磁化処理は、前記反磁化電流が大きい強磁化処理と、前記反磁化電流が小さい弱磁化処理と、を含み、
   前記弱磁化処理が、前記強磁化処理よりも、前記切替磁石の周方向における端部側で行われるモータ。
10. 請求項１〜請求項９のいずれか一つに記載のモータにおいて、
    洗濯機の撹拌部材と脱水槽の駆動運転に用いられる洗濯機用のモータ。
11. 環状のステータと、該ステータに対してそれぞれ独立に回転可能な第１ロータ及び第２ロータとを備えたモータであって、
    前記第１ロータ及び前記第２ロータのうち少なくとも一方は、磁化電流が供給されたときに磁極が反転する複数の切換磁石を有し、
    磁化電流を供給することで、前記切換磁石を有するロータの磁極を反転させて磁極数を切り換えるための磁化動作を行う磁極数切換部と、
    前記磁極数切換部の磁化動作を制御して、前記第１ロータ及び前記第２ロータを複数の回転モードで回転動作させる制御部と、を備え、
    前記制御部は、前記切換磁石を有するロータの磁極数を切り換える場合に、該ロータと前記磁極数切換部との相対位置を変化させながら、複数回に分けて前記磁化動作を行うモータ。
12. 請求項１１に記載のモータにおいて、
    前記制御部は、複数回に分けて行う前記磁化動作の全てを、前記切換磁石を有するロータの回転中に行うモータ。
13. 請求項１１に記載のモータにおいて、
    前記制御部は、前記切換磁石を有するロータの回転停止中、又は該ロータの回転数が所定の回転数よりも低い低速回転中に、前記磁化動作を行うモータ。
14. 請求項１３に記載のモータにおいて、
    前記制御部は、前記磁化動作を開始する前の前記切換磁石を有するロータの回転停止中に、少なくとも１回以上、該磁化動作を行った後で、該ロータと前記磁極数切換部との相対位置を変化させながら、残りの回数分、該磁化動作を行うモータ。
15. 請求項１１〜１４の何れか１つに記載のモータにおいて、
    前記制御部は、前記第１ロータ及び前記第２ロータを同一方向に回転させる同期回転モード中に、前記磁化動作を行うモータ。
16. 請求項１１〜１５の何れか１つに記載のモータにおいて、
    前記制御部は、前記切換磁石を有するロータの回転中に、該ロータの移動に合わせて通電位相を切り換えながら、前記磁化動作を行うモータ。
17. 請求項１６に記載のモータにおいて、
    前記制御部は、前記切換磁石を有するロータの初期位相を初期値とし、磁石移動量を加算することで、該ロータの移動に合わせて通電位相を切り換えながら、前記磁化動作を行うモータ。
18. 請求項１１〜１７の何れか１つに記載のモータにおいて、
    前記切換磁石を有するロータは、磁化電流が供給されたときに磁極が反転しない複数の固定磁石を有し、
    前記切換磁石と前記固定磁石とを判別する磁石判別部を備えたモータ。
19. 請求項１８に記載のモータにおいて、
    前記磁石判別部は、前記切換磁石に対向して配設された位置センサで構成され、
    前記切換磁石は、前記位置センサに対向する部分が、前記固定磁石とは異なる状態に配設されているモータ。
20. 請求項１８に記載のモータにおいて、
    前記制御部は、前記切換磁石を一時的に減磁するように前記磁化動作を行い、
    前記磁石判別部は、減磁された磁石を検出することで、該切換磁石と前記固定磁石とを判別するように構成されているモータ。
21. 請求項１８に記載のモータにおいて、
    前記磁石判別部は、前記切換磁石に対向して配設された磁気センサで構成され、
    前記切換磁石は、前記磁気センサに対向する部分の形状が、前記固定磁石とは異なっているモータ。
22. 請求項１８に記載のモータにおいて、
    前記磁石判別部は、前記切換磁石に対向して配設された磁気センサで構成され、
    前記切換磁石は、前記磁気センサに対向する部分の着磁状態が、前記固定磁石とは異なっているモータ。
23. 請求項１１〜２２の何れか１つに記載のモータにおいて、
    前記第１ロータ及び前記第２ロータのうち少なくとも一方は、磁化電流が供給されたときに磁極が反転しない複数の固定磁石を有し、
    前記制御部は、前記固定磁石の位置に基づいて、前記第１ロータ及び前記第２ロータの回転動作を制御するモータ。
24. 請求項１１〜２３の何れか１つに記載のモータにおいて、
    前記磁極数切換部は、前記ステータのティースであり、
    前記ティースに巻回されたコイルは、前記切換磁石を有するロータ側の方が、他方のロータ側よりも巻数が多くなっているモータ。
25. 請求項１１〜２４の何れか１つに記載のモータにおいて、
    前記磁極数切換部は、前記ステータのティースであり、
    前記ティースには、前記切換磁石を有するロータ側の該ティースの幅が、他方のロータ側の該ティースの幅よりも細くなるように幅細部が設けられているモータ。
26. 請求項１１〜２５の何れか１つに記載のモータにおいて、
    前記磁極数切換部は、前記ステータのティースであり、
    前記ティースの先端部の角度幅、又は断面積は、前記切換磁石を有するロータ側の方が、他方のロータ側よりも小さくなっているモータ。

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