JP2019110722A - モータ及びそれを備えた洗濯機並びにモータの取り付け方法 - Google Patents

Abstract

【課題】モータの着磁性を向上させる。【解決手段】モータ１２は、周方向に一定の間隔で分割配設されかつ径方向に延びる複数のティース６１を有する環状のステータ６０と、アウターロータ２０乃至インナーロータ３０とを備えている。ステータ６０は、流れる磁束に垂直な断面積形状が互いに異なる第１及び第２ティース６１ａ，６１ｂを含んでいる。そして、相対的な断面積が大きい第１ティース６１ａにより磁石の磁力の状態を変化させるように構成されている。【選択図】図５

Description

本発明は、モータ及びそれを備えた洗濯機に関するものである。

特許文献１に、ドラム式洗濯機のドラムを回転駆動するアウターロータ形のモータにおいて、ロータの鉄心に互いに保磁力の異なる磁石を交互に配置し、洗濯運転の工程に応じて保磁力の低い磁石の磁束量を可変させる技術が開示されている。

また、特許文献２に、互いに外周側先端部（ティースヘッド）の形状が互いに異なるティースを交互に円環状に配置した永久磁石形モータが開示されている。

国際公開第２００９／６０５８７号 特開平１１−１７８２９８号公報

しかしながら、特許文献１には、ローターマグネットの磁束を増磁または減磁することが記載されているのみである。すなわち、特許文献１，２には、着磁率とモータの構造的な関係について開示されていない。さらに、特許文献１は、ネオジム磁石、アルニコ磁石といった比較的高価な磁石を用いた技術である。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ロータの磁石の磁束量を変化させる場合に、磁化状態を安定的に変化させ、着磁性を高めることにある。

本発明では、次のような解決手段を講じた。

すなわち、第１発明に係るモータは、周方向に一定の間隔で分割配設されかつ径方向に延びる複数のティースを有する環状のステータと、前記ステータの内周または外周の少なくとも一方に環状に配置された磁石を有するロータとを備え、前記複数のティースは、該ティースを流れる磁束に垂直な断面積形状が互いに異なる２種類以上のティースを含み、該複数のティースのうち少なくとも相対的な断面積が大きい方のティースにより前記磁石の磁力の状態を変化させるように構成されていることを特徴とするものである。

第１発明では、相対的な断面積が大きい方のティースにより磁石の磁力の状態を変化させるようにしているので、磁石の磁力の状態を安定的に変えることができる。これにより、磁石の着磁性を向上させることができる。

第２発明は、第１発明において、前記ロータは、前記ステータの外周側に配設されたアウターロータと、前記ステータの内周側に配設されたインナーロータとを含み、前記アウターロータと前記インナーロータのうちの少なくとも一方に磁極の切り換えが可能に構成された切換磁石が配設され、前記複数のティースは、相対的にティース本体の断面積が広い複数の第１ティースと、相対的にティース本体の断面積が狭い複数の第２ティースの２種類であり、少なくとも第１ティースにより前記切換磁石の磁極を反転させるように構成されていることを特徴とするものである。

第２発明では、相対的にティース本体の断面積が広い複数の第１ティースにより切換磁石の磁極を反転させるようにしているので、切換磁石の着磁性を向上させることができる。なお、第１ティースに加えて、第２ティースが切換磁石の磁極を反転する機能を有していてもよい。

第３発明は、第２発明において、前記第１ティース及び前記第２ティースには、コイルが巻回されており、前記第１ティースは、前記第２ティースと比較してコイルの巻線数が多いことを特徴とするものである。

第３発明では、第１ティースのコイルの巻線数を多くしているので、着磁性を向上させることができる。

第４発明は、第２発明において、前記第１ティース及び前記第２ティースは、径方向に延びかつコイルが巻回されたティース本体部と、本体部の径方向外端から周方向の両側に延びる外鍔部と、本体部の径方向内端から周方向の両側に延びる内鍔部とを備え、前記第１ティースの外鍔部の幅は、前記第２ティースの外鍔部の幅よりも狭いことを特徴とするものである。

このような構成にすることにより、着磁性の向上とモータとしての性能向上とを両立させることができる。

第５発明は、第４発明において、前記第１ティースの内鍔部の幅は、前記第２ティースの内鍔部の幅よりも広いことを特徴とするものである。

このような構成にすることにより、モータの駆動時に必要なトルクを確保しながら、コギングトルクを低減することができる。

第６発明は、第２発明において、前記第１ティースと前記第２ティースが周方向に交互に配設されていることを特徴とするものである。

このような構成にすることにより、着磁性が向上するとともにモータとしての性能が向上する。さらに、コギングを低減することができる。

第７発明は、第１発明又は第４発明において、前記第１ティースのティース本体部には、前記切換磁石が配設されたロータ側の端部に、周方向に凹陥する窪み部が形成されており、前記ティース本体部に巻回されたコイルの一部は、前記窪み部に形成された窪み空間を充填するように巻回されていることを特徴とするものである。

第８発明は、第７発明において、前記窪み空間に巻回された巻線は、偶数層構造であることを特徴とするものである。

第９発明は、第７発明において、前記窪み空間に巻回された巻線は、２層構造であることを特徴とするものである。

第１０発明は、第７発明において、前記コイルの巻線は、角線または平角線であり、該角線または平角線が前記窪み空間を充填するように巻回されていることを特徴とするものである。

上記第７発明から第１０発明の構成にすることにより、第１ティースのコイルの切換磁石近傍の巻線数を増やすことができ、より着磁率を向上させることができる。

第１１発明に係るモータは、環状のステータと、前記ステータの内周または外周の少なくとも一方に環状に配置された磁石を有するロータとを備えるモータであって、前記ステータは、周方向に一定の間隔で分割配設されかつ径方向に延びる複数の第１ティースを有する環状の第１ステータと、周方向に一定の間隔で分割配設されかつ径方向に延びる複数の第２ティースを有する環状の第２ステータとを有し、前記第１ステータと前記第２ステータとは、前記第１ティースと前記第２ティースとが互いに隣り合うようにモータ軸方向に組み付けられていることを特徴とするものである。

第１１発明では、第１ティースと第２ティースとが互いに隣り合うようにモータ軸方向に組み付けられている。これにより、高占積率を確保しながら、スター結線、Δ結線、３相駆動、６相駆動を容易に構成することができ、変化する負荷に合わせて効率的に運転することが可能となる。

第１２発明は、第１１発明において、前記第１ティース及び前記第２ティースには、コイルが巻回され、前記第１ティースのコイル同士は互いに第１渡線により結線され、かつ、前記第２ティースのコイル同士は互いに第２渡線により結線され、前記第１渡線の引き出し線部と前記第２渡線の引き出し線部とは、前記第１ステータと前記第２ステータとの切り換えを可能に構成された結線切換部を介して接続されていることを特徴とするものである。

このような構成にすることにより、低い電圧での磁化が可能となる。したがって、昇圧回路を設ける必要がない。

第１３発明は、第１１発明において、前記第１ティース及び前記第２ティースは、それぞれ、当該第１ティース及び第２ティースの絶縁を取るためのインシュレータと、前記インシュレータを介して集中巻されたコイルとを含み、該コイルに通電することにより、前記ロータを回転させるための回転磁界を発生させ、かつ、少なくとも前記第２ティースよりも断面積の大きい前記第１ティースに巻回されたコイルへの通電により前記磁石の磁力の状態を変化させるように構成されていることを特徴とするものである。

第１３発明では、第１ティースに巻回されたコイルへの通電により前記磁石の磁力の状態を変化させるようにしているので、着磁性を向上させることができる。また、結線状態及び負荷に合わせた効率的な運転をすることが可能である。さらに、ノズル巻による複数ティースの同時巻がやりやすいため、生産性が向上する。

第１４発明は、第１１発明において、前記第１ステータ及び前記第２ステータにおいて、前記第１ティースの数と前記第２ティースの数とが等しく、かつ、前記第１及び第２ティースに巻回されたコイルの相の数及び種別が互いに等しいことを特徴とするものである。

第１５発明は、第１４発明において、前記第１ステータ及び前記第２ステータには、前記各相のコイル間を互いに接続するための渡線が略円弧状に架け渡されており、前記第１ステータまたは前記第２ステータの少なくとも一方の渡線は、前記第１ステータ及び前記第２ステータを軸方向に組み付けたときに、該軸方向から見て前記第１及び第２ティースと重ならない位置に配設されていることを特徴とするものである。

第１３発明及び第１４発明のような構成にすることにより、デュアルロータの構成が容易になる。

第１６発明は、第１５発明において、前記第１ステータの渡線及び前記第２ステータの渡線は、各ステータの軸方向に対して同じ側で、かつ、平面視における内外の位置をずらして架け渡されており、前記第１ステータ及び前記第２ステータのうち、前記コイルから遠くに渡線が掛け渡された一方のステータでは、前記渡線から該コイルへの結線に緩みを持たせ、前記第１ステータ及び前記第２ステータを軸方向に組み付けたときに、前記第１ステータ及び前記第２ステータのうちの他方のステータが、前記一方のステータの結線を押し付けてその緩みを矯正するように構成されていることを特徴とするものである。

第１６発明では、異なる相の渡線が接触しないように構成できるので、電気絶縁性の信頼性が向上する。

第１７発明は、第１５発明において、前記ロータは、前記ステータの外周側に配設されたアウターロータと、前記ステータの内周側に配設されたインナーロータとを含み、前記アウターロータと前記インナーロータのうちの一方に磁極の切り換えが可能に構成された切換磁石が配設され、前記第１ステータの渡線及び前記第２ステータの渡線は、前記切換磁石が配設されていないロータ側端部における上側または下側に架け渡されていることを特徴とするものである。

このような構成にすることにより、渡線の構成を単純化することができ、第１及び第２ステータの組み付けをしやすくすることができる。

第１８発明は、第１５発明において、前記ロータは、前記ステータの外周側に配設されたアウターロータと、前記ステータの内周側に配設されたインナーロータとを含み、前記アウターロータと前記インナーロータのうちの一方に磁極の切り換えが可能に構成された切換磁石が配設され、前記第１ティース及び前記第２ティースにおいて、前記コイルの巻始及び巻終を、切換磁石が配設されているロータ側に設けていることを特徴とするものである。

このような構成にすることにより、巻線の引き出し処理がやりやすくなり、製造性が向上する。

第１９発明は、第１５発明において、前記第１ステータの渡線及び前記第２ステータの渡線は、前記ステータを取り付けるための取付け部側に配設されていることを特徴とするものである。

このような構成にすることにより、コイルエンド部分の高さを有効に活用することができ、モータの小型化及び薄型化を実現することができる。

第２０発明は、第１３発明において、前記第１ステータにおいて、互いに隣接する前記第１ティースの径方向外端間には、前記コイルを巻線するための巻線用空間が設けられ、前記第２ステータにおいて、互いに隣接する前記第２ティースの径方向外端間には、前記コイルを巻線するための巻線用空間が設けられていることを特徴とするものである。

第２１発明は、第２０発明において、前記第１ステータ及び前記第２ステータは、隣接する前記挿入空間が周方向に等ピッチで形成されるように構成されていることを特徴とするものである。

第２０発明及び第２１発明のような構成にすることにより、渡利線の処理が短くてすみ、生産性を向上させることができる。

第２２発明は、第１５発明において、前記第１ステータ及び前記第２ステータには、前記渡線を円弧状に架け渡すための円弧状の壁部が形成され、前記渡線を前記壁部の内壁面及び外壁面に沿わせて架け渡していることを特徴とするものである。

第２２発明では、異なる相の渡線が接触しないように構成できるため、電気絶縁性の信頼性が向上する。

第２３発明は、第１３発明において、前記第１ステータの渡線は、前記第１ティースの内端より内側に配設され、前記第１ステータを構成する前記インシュレータの渡線よりも外側の部分に、貫通孔が軸方向に向かってコア面まで貫通形成されていることを特徴とするものである。

第２４発明は、第１３発明において、前記第２ステータの渡線は、前記第２ティースの内端より内側に配設され、前記第２ステータを構成する前記インシュレータの渡線よりも外側の部分に、貫通孔が軸方向に向かってコア面まで貫通形成されていることを特徴とするものである。

第２３発明及び第２４発明のような構成にすることにより、コイルの巻線時に、インシュレータを確実にチャックすることができ、安定して巻線をすることが可能となる。

第２５発明は、第２３発明または第２４発明において、前記渡線と前記コイルの巻線との間を接続する引き出し線は、平面視で前記貫通孔と重ならない位置に設けられていることを特徴とするものである。

第２５発明では、巻線時のチャックと干渉することなく、引き出し線の位置を確実に決めることができるので、生産性を向上させることができ、品質を高めることができる。

第２６発明は、第１３発明において、前記第１ティース及び前記第２ティースにおいて、前記インシュレータは、径方向に延びる本体部と、本体部の径方向外端から周方向の両側に延びる外鍔部と、本体部の径方向内端から周方向の両側に延びる内鍔部とを備え、前記第１ステータ及び前記第２ステータを軸方向に組み付けたときに、隣接する前記第１ティース及び前記第２ティースの、前記外鍔部及び前記内鍔部のうちの連結側に位置する鍔部同士の第１中間点と、前記外鍔部及び前記内鍔部のうちのスロットオープン側に位置する鍔部同士の第２中間点とを結ぶ直線が前記第１ステータ及び前記第２ステータの中心を通らないことを特徴とするものである。

第２６発明のような構成にすることにより、第１ティースに対する巻線数を確保することができ、着磁の安定性を向上させることができる。

第２７発明は、第１３発明において、前記第１ティース及び前記第２ティースにおいて、前記インシュレータは、径方向に延びる本体部と、本体部の径方向外端から周方向の両側に延びる外鍔部と、本体部の径方向内端から周方向の両側に延びる内鍔部とを備え、前記第１ティースのインシュレータの外鍔部の幅は、前記第２ティースのインシュレータの外鍔部の幅よりも広いことを特徴とするものである。

このような構成にすることにより、第１ティースに対する巻線数を確保することができ、着磁の安定性を向上させることができる。

第２８発明は、第１３発明において、前記第１ティースのコイルの前記ロータ側端の位置は、前記第２ティースのコイルの前記ロータ側端の位置よりも、前記ロータに近いことを特徴とするものである。

このような構成にすることにより、着磁の安定性を向上させることができる。

第２９発明は、第１３発明において、前記第１ティースのコイルのコイルエンドは、前記第１ティースの外鍔部よりも周方向の外側に位置することを特徴とするものである。

このような構成にすることにより、第１ティースに対する巻線数を確保することができ、着磁の安定性を向上させることができる。

第３０発明は、第１３発明において、前記第１ティース及び前記第２ティースにおいて、前記インシュレータは、径方向に延びる本体部と、本体部の径方向外端から周方向の両側に延びる外鍔部と、本体部の径方向内端から周方向の両側に延びる内鍔部とを備え、隣接する前記インシュレータの外鍔部同士及び内鍔部同士の少なくとも一方が互いに固定されていることを特徴とするものである。

このような構成にすることにより、第１ティース及び第２ティースの先端部並びに組み立て後のステータの剛性を上げることができ、振動低減及び騒音低減を図ることができる。

第３１発明は、第３０発明において、隣接する前記インシュレータの前記外鍔部同士及び前記内鍔部同士の少なくとも一方の相互間は、樹脂の融着により固定されていることを特徴とするものである。

このような構成にすることにより、固定構造を簡単な構成で実現することができる。すなわち、固定構造を採用するにあたり、安価でかつ生産性がよい。

第３２発明は、第１３発明において、前記第１ステータは、互いに隣接する前記第１ティース間を連結する第１連結部を有し、前記第２ステータは、互いに隣接する前記第２ティース間を連結する第２連結部を有し、前記第１連結部及び前記第２連結部は、それぞれ、一体成形により構成されていることを特徴とするものである。

このような構成にすることにより、複数のインシュレータを取り付ける必要がなくなるため、生産性が非常に高い。

第３３発明は、第３２発明において、前記第１連結部及び前記第２連結部は、前記インシュレータよりも剛性が高いことを特徴とするものである。

このような構成にすることにより、巻線時等における作業性を向上させることができる。

第３４発明は、第１１発明において、前記第１ステータ及び前記第２ステータにおいて、内周側端部及び外周側端部の少なくとも一部が露出し、渡線部側に熱硬化樹脂で構成された前記ステータの取付部が設けられ、前記第１ステータ及び前記第２ステータは一体的に構成されていることを特徴とするものである。

このような構成にすることにより、第１ステータと第２ステータとを精度よく一体化することが可能でありかつ剛性も高めることができる。さらに、取付け部周辺の空間を利用して渡線処理が可能となるため、モータの薄形化及び小形化が可能になる。また、電気接続部分の信頼性が向上する。

第３５発明は、第２発明または第１１発明において、前記第１ティースよりも相対的にティース本体の断面積が狭い前記第２ティースに近い位置に、前記ロータの回転位置を検出する位置センサを備えていることを特徴とする。

第３６発明に係るモータの取り付け方法は、環状のステータと、前記ステータの内周側に配置されたインナーロータと、前記ステータの外周側に配置されたアウターロータとを備えるモータの取り付け方法であって、前記ステータは、周方向に一定の間隔で分割配設されかつ径方向に延びる複数の第１ティースを有する環状の第１ステータと、周方向に一定の間隔で分割配設されかつ径方向に延び、前記第１ティースとは異なる形状の第２ティースを有する環状の第２ステータとによって構成され、前記第１ステータと前記第２ステータとを軸方向から組み付ける第１工程と、前記第１工程の後に、前記インナーロータと前記アウターロータとを同じ側から挿入して取り付ける第２工程とを備えていることを特徴とするものである。

第３６発明では、ステータを基準にして、インナーロータ及びアウターロータを取付けることができるので、取り付け作業が容易になる。もしくは、インナーロータまたはアウターロータを基準にしてステータを取り付けることがやりやすいので、精度の良く取り付け作業をすることが可能である。

第３７発明に係る洗濯機は、第１２発明に記載のモータを備え、前記結線切換部は、洗濯運転時、濯ぎ運転時及び脱水運転時のうちの少なくとも２つの運転時において、前記第１ステータと前記第２ステータとの間の結線状態を異ならせることを特徴とするものである。

このような構成にすることにより、スター結線及びΔ結線の選択ができる。また、コイルの巻数選択および相数選択ができる。これにより、負荷に合せて効率向上を図ることが可能となる。

第３８発明は、前記第１ステータ及び前記第２ステータの少なくとも一方は、前記コイルの内端より内側または前記コイルの外端より外側において樹脂で形成された樹脂部を有し、該樹脂部には軸方向に延びる溝部、または面取り部が設けられていることを特徴とするものである。

このような構成にすることにより、巻線時において、巻線部を溝部に対して安定して固定させることができる。

第３９発明は、第３８発明において、前記溝部の断面形状は、Ｖ字状または軸方向に対してテーパー状の面を有することを特徴とするものである。

このような構成にすることにより、ワークチャックが容易になる。

第４０発明は、第３８発明において、前記溝部は、前記第１ステータ及び／または前記第２ステータに沿うように延びていることを特徴とするものである。

このような構成にすることにより、コイルの巻線時に、ワークの回転が必要になった場合に、容易に回転ができる。

第４１発明は、第３８発明において、前記樹脂部は、前記インシュレータの一部であることを特徴とするものである。

ワークチャック時の安定性が増す。また、一体に溝部を構成することができるので安価である。

本発明によれば、ロータの磁石の磁束量を変化させる場合に、磁化状態を安定的に変化させ、着磁性を高めることができる。

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４０極の状態を示す。 磁束の移動経路を示す平面断面図である。 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２０極の状態を示す。 磁束の移動経路を示す平面断面図である。 各相と第１及び第２ステータとの対応関係を示す図である。 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。 洗い運転におけるコギングトルクの解析結果を示す図である。 磁束の流れを解析した結果を示す図である。 着磁後の磁石表面の磁束密度を解析した結果を示す図である。 ２分割ステータの構成例を示す分解斜視図である。 ２分割ステータの組み立て後の構成例を示す斜視図である。 コイルの巻線構造について説明するための図である。 コイルの巻線構造及び巻線方法について説明するための図である。 図３においてステータ部分及びロータ部分を拡大した概略縦断面図である。 ステータ部分及びロータ部分の変形例を示す概略縦断面図である。 ２分割ステータの渡線の構成を示す部分拡大斜視図である。 ２分割ステータの渡線の構成を示す部分拡大斜視図である。 ２分割ステータの渡線の構成を示す部分拡大斜視図である。 図２０ＣのＸＸｄ−ＸＸｄ線断面図である。 ワークの固定方法について説明するための側面図である。 図２０Ｅの破線内を拡大した部分拡大斜視図である。 連結部の構成を説明するための部分拡大斜視図である。 各相と、第１及び第２ステータ並びに第１及び第２ステータを組み合わせた状態との対応関係を示す図である。 端子台を２分割ステータに取り付けた状態を示す斜視図である。 アウターロータの磁極数が４０極のときの回転モードを説明する図である。 アウターロータの磁極数が２０極のときの回転モードを説明する図である。 着磁方法の原理について説明するための図である。 着磁方法の原理について説明するための図である。 複数回に分けて磁化動作を行う手順を説明する平面断面図である。 複数回に分けて磁化動作を行う手順を説明する平面断面図である。 複数回に分けて磁化動作を行う手順を説明する平面断面図である。 複数回に分けて磁化動作を行う手順を説明する平面断面図である。 複数回に分けて磁化動作を行う手順を説明する平面断面図である。 複数回に分けて磁化動作を行う手順を説明する平面断面図である。 コイルの巻線構造について説明するための図である。

以下、本発明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。

＜実施形態１＞
−洗濯機の全体構成−
図１に、本実施形態の洗濯機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５が形成されている。洗濯物の出し入れは、この投入口５を通じて行われる（いわゆる縦型の洗濯機）。投入口５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、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、モータ１２が工夫されていて、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ため、モータ１２については別途詳細に説明する。

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５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５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、ユーザの指示に従って、制御プログラムが洗濯や濯ぎ、脱水の処理を実行する。例えば、洗いや濯ぎの処理では、モータ１２が、パルセータ１３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。脱水処理では、モータ１２が、脱水槽１１を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。

図３に示すように、モータ１２は、環状のステータ６０と、該ステータ６０に対してそれぞれ独立に回転可能なアウターロータ２０及びインナーロータ３０とを備えている。なお、本実施形態に係るモータの具体的な構成例については、後述する「モータの構成」において詳細に説明するものとする。

−モータの回転原理（１ステータ−２ロータ）−
まず、モータ１２の回転原理について説明する。

図２３は、３相モータの回転中の電気角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り、アウターロータ２０及びインナーロータ３０が回転する原理を模式的に示している。なお、本実施形態において、ティース６１は、互いに形状の異なる第１ティース６１ａ（図５参照）及び第２ティース６１ｂ（図５参照）を含んでいるが、ここでは、説明の理解を容易にするために、ティース６１の形状の違いについて区別せずに図示及び説明を行う。同様に、ティース６１に巻回されるコイル６３についても、第１ティース６１ａに巻回された第１コイル６３ａ（図５参照）と第２ティース６１ｂに巻回された第２コイル６３ｂ（図５参照）とを区別せずにコイル６３として図示及び説明を行う。

図２３において、アウターロータ２０及びインナーロータ３０は、同極数の４０極であり、その機械角１８°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。

図２３（ａ）に示す第１のステップでは、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。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。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２３（ａ）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。

図２３（ｂ）に示す第２のステップでは、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。

図２３（ｃ）に示す第３のステップでは、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。

図２３（ｄ）に示す第４のステップでは、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。

図２３（ｅ）に示す第５のステップでは、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。

図２３（ｆ）に示す第６のステップでは、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。本実施形態では、この回転モードを同期回転モードと呼ぶ。なお、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、図２３に示す例では、位相のずれは無いものとして説明している。

次に、アウターロータ２０の磁極数を切り換えた場合の回転モードについて、図２４を用いて説明する。図２４に示すように、アウターロータ２０は、２０極であり、インナーロータ３０は、４０極である。なお、以下の説明では、アウターロータ２０を２０極としている例について説明しているが、インナーロータ３０側を２０極としてもよい。

図２４（ａ）に示す第１のステップでは、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。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のステップでは、インナーロータ３０は、図２４（ａ）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２４（ａ）の左方向に回転する力をトルクとして受ける。

図２４（ｂ）に示す第２のステップでは、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。

図２４（ｃ）に示す第３のステップでは、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。

図２４（ｄ）に示す第４のステップでは、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。

図２４（ｅ）に示す第５のステップでは、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。

図２４（ｆ）に示す第６のステップでは、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。本実施形態では、この回転モードを相反回転モードと呼ぶ。

なお、回転モードとしては、本実施形態以外に磁極数の組合せにより同期回転モード、相反回転モードの異なる回転比率や同じ回転比率を構成することができる。このように、同期回転モードや相反回転モードは、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。

ここで、図２４には、３相電流を流すための位置センサーについて示していないが、例えば、センサレス方式、位置センサ、エンコーダ、などの方法により、適宜、アウターロータ２０、インナーロータ３０、及びステータ６０の位置関係の情報を得るようにしてもよい。

なお、本実施形態では、図２３及び図２４に示す６つのステップの状態に基づいて、アウターロータ２０及びインナーロータ３０が同期回転モードや相反回転モードで回転駆動する原理について説明したが、これに限定するものではない。例えば、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。

−着磁方法の原理−
次に、着磁方法の原理について、図２５〜図３２を参照しつつ説明する。なお、ここでは、説明の理解を容易にするために、ティース６１の形状の違いについて区別せずに図示及び説明を行っている。また、図２５〜図３２では、ＳＰＭ型のアウターロータ２０を例示して説明している。ただし、後述するコンシクエント構造においても着磁方法の原理としては同様である。

具体的に、図２５〜図３２では、４０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。

ここで、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、図２５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。

インナーロータ３０は、スポーク型のロータであり、４０個のインナーマグネット３４が、周方向に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に取り付け固定されている。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、対向するマグネットの磁極が同極になるように構成されている。

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２６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２０極となる。

ここで、アウターロータ２０の磁極数が４０極の場合に、コイル６３に駆動電流を供給すると、図２５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２０極の場合に、コイル６３に駆動電流を供給すると、図２６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。

なお、インナーマグネット３４及びアウターマグネット２４の数は、一例であり、特にこの形態に限定するものではない。

以下、切換磁石２５を複数回に分けて磁化する手順について、図２７〜図３２を用いて説明する。以下では、アウターロータ２０の磁極数を４０極から２０極に変化させる場合について説明する。なお、アウターロータ２０の磁極数を２０極から４０極に変化させる場合については、以下の手順を同様な考え方の方法で逆に行えばよいため、説明を省略する。

図２７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２７の矢印で示す方向に磁界が流れるように、コイル６３に電流を流す。ここでは、アウターロータ２０を図２７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２７に示す位置で停止する。

次に、図２８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２８の矢印で示す方向に磁界が流れるように、コイル６３に磁化電流を流す。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程度の着磁のための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には、図２８に示すように、逆の磁極が部分的に着磁される。

次に、図２９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２９の矢印で示す方向に磁界が流れるように、コイル６３に電流を流す。ここでは、アウターロータ２０を図２９の位置に固定する程度の磁界が発生するように、５Ａ程度の電流を流すようにする。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２９に示す位置で停止する。

次に、図３０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３０の矢印で示す方向に磁界が流れるように、コイル６３に磁化電流を流す。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程度の着磁のための電流を流すようにする。このとき、下から２番目の切換磁石２５は、ティース６１との対向面積部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３１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３１の矢印で示す方向に磁界が流れるように、コイル６３に電流を流す。ここでは、アウターロータ２０を図３１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３１に示す位置で停止する。

次に、図３２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３２の矢印で示す方向に磁界が流れるように、コイル６３に磁化電流を流す。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程度の着磁のための電流を流すようにする。このとき、下から１番目の切換磁石２５は、ティース６１との対向面積部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。

なお、本実施形態では、アウターロータ２０の回転停止中に磁化動作を行うようにしたが、例えば、低速回転中に磁化動作を行うようにしてもよい。この場合には、磁化動作を開始する前のアウターロータ２０の回転停止中に、少なくとも１回以上、磁化動作を行った後で、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、磁化動作を行うようにするのがより好ましい。つまり、低速回転中のアウターロータ２０が、図２７等の位置にきたときに、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、磁化動作を行うのが好ましい。なお、相反回転モードにおいても、位置センサ（図示省略）等を用いて切換磁石２５の位置を把握することにより、磁化動作を行うことが可能である。

なお、アウターロータ２０の位置を決めるためには、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（図示省略）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、低速回転中であれば、停止状態に比べて、アウターロータ２０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。また、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。

なお、停止状態での着磁を最初の１回目のみとして説明したが、１回目、２回目の着磁を停止状態、それ以降を回転しながら着磁して磁極を切り換えていく等も可能である。また、すべての着磁を回転中に行うようにしてもよい。回転中に着磁を行う方法は前述の記載と同様であり、ここではその詳細説明を省略する。また、着磁回数はこれに限定するものではなく、さらに磁極切換の磁化を行い、より精度が上がるように繰り返し磁化することもできる。ここで、磁化に係る動作時間は、一般的に１回あたり１０ｍｓｅｃ程度で実施できるので、繰り返し行っても商品性を損なうことはない。

−モータの構成−
次に、モータ１２の構成について、図３を参照しつつ具体的に説明する。

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。

モータ１２は、アウターロータ２０、インナーロータ３０、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り、２０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。前述のとおり、アウターマグネット２４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、２０極と４０極との間で切り換え可能となっている。

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、中心部分に空間を有する内側底壁部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り、４０個のインナーマグネット３４が、周方向に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に取り付け固定されている。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、対向するマグネットの磁極が同極になるように構成されている。

なお、本実施形態では、インナーロータ３０はスポーク型、アウターロータ２０はコンシクエント型としているが、これに限られるものではなく、ＳＰＭ型、ＩＰＭ型などを組合せて構成することも可能である。

インナーシャフト４０は、円柱状の軸部材であり、上側のインナー軸受７３ａ、アウターシャフト５０、ボールベアリング７１，７２及び下側のインナー軸受７３ｂ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７３ａ，７３ｂ、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、かつ、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は、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、３０個のＩ型のティース６１及びコイル６３が設けられている。

ティース６１には、絶縁材を介して絶縁材で被覆された３本の巻線を、所定の順序及び構成で連続して巻回することにより、ティース６１毎にコイル６３が形成されている。コイル６３が形成された一群のティース６１は、各径側端面だけを露出させた状態で、モールド成形によって熱硬化性樹脂に埋設されており、絶縁された状態で一定の配置に固定されている。この様なモータ１２を洗濯機に組み込む場合、製造性及びサービス性の観点から、最初にステータ６０をタブに取付け、その後インナーロータ３０を挿入取付けし、その後、アウターロータ２０を装着するのが好ましい。すなわち、磁石を有するアウターロータ２０及びインナーロータ３０がない状態でステータ６０の取付けができるため、組み付け時の位置決めなどがしやすい。

ティース６１のインナーロータ３０側の端部は、ロータコア３３と僅かな隙間を隔てて対向し、ティース６１のアウターロータ２０側の端部は、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。

第２ティース６１の近傍には、インナーロータ３０の位置を把握するための位置センサ（図示省略）が配設されている。

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。このモータ１２では、ステータ６０のコイル６３に通電されたとき、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。

このように、ステータ６０をアウターロータ２０とインナーロータ３０とで共用して、１つのインバータ１８によって、アウターロータ２０とインナーロータ３０を複数の回転モードで回転駆動させることができる。

−ティースの構成−
次に、ティース６１の構成について説明する。図５は、モータの要部を示す平面断面図であり、機械角８１°分の状態を示している。

図５に示すように、ティース６１は、互いに形状の異なる２種類以上のティースからなり、本実施形態ではティース６１が互いに形状の異なる２種類のティース（第１ティース６１ａ及び第２ティース６１ｂ）で構成されている例を示している。

そして、第１ティース６１ａ及び第２ティース６１ｂの各々が交互にかつ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。また、第１ティース６１ａ及び第２ティース６１ｂには、それぞれ、インシュレータ６９ａ，６９ｂを介してコイル６３が巻回されている。なお、以下の説明において、第１ティース６１ａと第２ティース６１ｂとの共通部分に関する説明等、両者を分けて説明する必要がない部分について、単にティース６１と呼んで説明する場合がある。同様にして、第１ティース６１ａ及び第２ティース６１ｂの構成要素についても、共通部分に関する説明等、両者を分けて説明する必要がない部分について、両者を総括する符号（ａ，ｂを外した符号）を付して説明する場合がある。さらに、インシュレータ６９ａ，６９ｂについても、共通部分に関する説明等、両者を分けて説明する必要がない部分について、両者をまとめてインシュレータ６９として説明する場合がある。

ティース６１（６１ａ，６１ｂ）は、縦断面がＩ形状を有する薄板を積み重ねた鉄部材である。具体的に、図１６に示すように、ティース６１（６１ａ，６１ｂ）は、ティース本体部６１１（６１１ａ，６１１ｂ）と、ティース本体部６１１のアウターロータ２０側の端部（以下、単に外端部という）の両隅から周方向に鍔状に張り出した外鍔部６１２（６１２ａ，６１２ｂ）と、ティース本体部６１１のインナーロータ３０側の端部（以下、単に内端部という）の両隅から周方向に鍔状に張り出した内鍔部６１３（６１３ａ，６１３ｂ）とを備えている。

また、ティース本体部６１１（６１１ａ，６１１ｂ）には、インシュレータ６９（６９ａ，６９ｂ）を介してコイル６３（６３ａ，６３ｂ）を構成する巻線が巻回されている。

コイル６３（６３ａ，６３ｂ）の巻線は、３相構成であり、コイル６３の周方向に沿って、U相、V相及びW相の繰り返しになるように巻回されている。この巻線は、一般的な方法を適用することができ、例えば、ノズル巻やフライヤー巻で整列に巻くことができる。なお、詳細なコイルの構成や巻き方については、後述する「２分割ステータの構成」において説明する。

図１６に示すように、インシュレータ６９（６９ａ，６９ｂ）は、コイル６３（６３ａ，６３ｂ）が巻回される本体部６９１（６９１ａ，６９１ｂ）と、本体部６９１の外端部の両隅から周方向に鍔状に張り出した外鍔部６９２（６９２ａ，６９２ｂ）と、本体部６９１の内端部の両隅から周方向に鍔状に張り出した内鍔部６９３（６９３ａ，６９３ｂ）とを備えている。

第１ティース６１ａと第２ティース６１ｂとは、縦断面におけるティース本体部６１１ａ，６１１ｂ、外鍔部６１２ａ，６１２ｂ及び内鍔部６１３ａ，６１３ｂの幅が互いに異なるように形成されている。具体的に、縦断面における第１ティース６１ａのティース本体部６１１ａの幅（以下、第１本体幅Ｗ１ａという）は、第２ティース６１ｂのティース本体部６１１ｂの幅（以下、第２本体幅Ｗ１ｂという）よりも広くなっている。また、第１ティース６１ａの外鍔部６１２ａの幅（以下、第１外鍔幅Ｗ２ａという）は、第２ティース６１ｂの外鍔部６１２ｂの幅以下、第２外鍔幅Ｗ２ｂという）よりも狭くなっている。また、第１ティース６１ａの内鍔部６１３ａの幅（以下、第１内鍔幅Ｗ３ａという）は、第２ティース６１ｂの内鍔部６１３ｂの幅（以下、第２内鍔幅Ｗ３ｂという）よりも広くなっている。

図９は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各相と、対応するティース６１（第１ティース６１ａ及び第２ティース６１ｂ）との配置関係を示している。図９では、第１ティース６１ａのことを「大」と記載し、第２ティース６１ｂのことを「小」と記載している。図９に示すように、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相は、それぞれ同数の第１ティース６１ａ及び第２ティース６１ｂを持って配置される。

−磁極数の切り換え−
次に、磁極数の切り換えについて説明する。

図５において、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。ここで、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。また、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。

ここで、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良い。

本実施形態では、ステータ６０の極数Ｓｔが３０極、インナーロータ３０の極数数ｍが４０極、アウターロータ２０の最多の極数数ｍが４０極となるように構成され、その比率は、Ｓｔ：ｍ＝３：４（条件１）となっている。そして、この「条件１」を満たし、かつ「隣接する磁極が同極となる場合に極数が低く、隣接する磁極がそれぞれ全てにわたって異極となる場合」（条件２）に、磁極数を最も大きくできる。ここで、アウターロータ２０は、着磁によって極数を切り換えることにより、４０極又は２０極に切り換え可能となっている。

具体的に、図５に示す状態では、アウターマグネット２４は、周方向に間隔をあけてティース６１側のアウターマグネット２４の表面がＳ極となるように配置されている。アウターマグネット２４をこのような配置とすることで、隣接するＳ極のアウターマグネット２４の間におけるアウターロータ２０のロータヨーク２２がＮ極となり、アウターロータ２０の磁極数が４０極となる。ここで、ロータヨーク２２のＮ極の部分に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６に示すように、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を介してインナーロータ３０側を通り、異なるティース６１を介してアウターマグネット２４のＳ極へ入り、ロータヨーク２２を通ってロータヨーク２２のＮ極へ戻る。

ここで、アウターロータ２０の磁極数が４０極の場合には、アウターロータ２０のＮ極のロータヨーク２２とティース６１との隙間であるエアギャップが大きいため、誘起電圧が小さくなる。そのため、高速且つ低トルクが必要とされる脱水時には、アウターロータ２０の磁極数を４０極とするのがよい。

一方、コイル６３に磁化電流を供給して、アウターマグネット２４の一部の磁極を反転させ、図７に示すように、周方向に間隔をあけてＮ極とＳ極とが交互に並ぶように切り換えると、アウターロータ２０の磁極数が２０極となる。

図８に示すように、アウターマグネット２４のＮ極から出た磁束は、ティース６１を介してインナーロータ３０側を通り、異なるティース６１を介してアウターマグネットのＳ極へ入り、ロータヨーク２２を通ってアウターマグネット２４のＮ極へ戻る。

ここで、アウターロータ２０の磁極数が２０極の場合には、Ｎ極のアウターマグネット２４とティース６１との隙間であるエアギャップが、４０極の場合に比べて小さいため、誘起電圧が大きくなる。そのため、低速且つ高トルクが必要とされる洗濯時には、アウターロータ２０の磁極数を２０極とするのがよい。

図１０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、脱水時のような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、洗いや濯ぎなどの洗濯時のような低速回転で高トルクの場合は、高すぎない方が一般的にインバータ１８の効率が良い。

そこで、本実施形態では、磁化時及び脱水時には、磁化と同じ電圧をインバータ１８へ供給する一方、洗濯時には、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。

−本実施形態に係る分割コアの作用効果−
次に、本実施形態に係る分割コアの着磁率の向上について、換言すると、着磁の安定化について具体的に説明する。

図１１は、本実施形態に係るモータを洗濯機に搭載し、洗い運転モード（相反転モード）でコギングトルクのリップルの大きさを確認した結果を示している。図１１（ａ）は、ティース形状がすべて同じ分割コアを有するモータを適用した洗濯機の結果であり、図１１（ｂ）は、本実施形態に係る分割コアを有するモータを適用した洗濯機の結果である。図１１に示すように、本実施形態に係るモータ１２は、インナーロータ３０側とアウターロータ２０側のそれぞれのコギングトルクのリップルを小さくしながら、インナーロータ３０側とアウターロータ２０側のコギングの位相を略反転することが可能となり、コギングの低減を図ることができる。

図１２は、第１ティース６１ａ及びアウターロータ２０（切換磁石２５含む）に対する磁束の流れの解析結果を模式的に示した図である。図１２（ａ）は従来技術に係る構成（以下、単に従来構成という）を適用した場合の解析結果であり、図１２（ｂ）が本実施形態に係る構成（以下、単に本願構成例という）を適用した場合の結果である。

従来構成では、すべてのティース９１を同じ形状にしている。具体的に、ティース９１の外鍔部９１ａの幅は、ティース本体部９１ｂの幅よりも大きく広げてある。これは、アウターロータ９０の切換磁石９５と対向する外鍔部９１ａの表面積を確保し、モータとして必要なトルクを得るという観点に基づいている。その結果、図１２（ａ）に示すように、ティース本体部９１ｂ及び外鍔部９１ａの切換磁石９５に近い部分では、磁界を集中させることができている。しかしながら、着磁をする際には、外鍔部９１ａへの漏れ磁束が発生し、十分な着磁率を得ることができない場合がある。

これに対し、本願構成例では、第１ティース６１ａにおける磁気飽和が少なくなるようにティース本体部６１１ａの磁路断面積を確保している。また、磁化時の磁束漏れが最少となるようにする観点から、外鍔部６１２ａの断面積を従来構成よりも小さく設定している。一方で、第２ティース６１ｂのティース本体部６１１ｂの磁路断面積は、第１ティース６１ａのティース本体部６１１ａの磁路断面積より小さく設定している。第２ティース６１ｂは磁化には使用しないため、第１ティース６１ａの磁路断面積より小さくすることが可能で、モータ１２の必要なトルクに合わせて設定できるためである。これにより、図１２（ｂ）に示すように切換磁石２５に対向する第１ティース６１ａにできる限り大きな磁界を発生させることができ、また第１ティース６１ａ側のコイル６３ａの巻線数を増加することができ、切換磁石２５の着磁率を向上させることができる。また、磁化が十分な場合は、第２ティース６１ｂ側のコイル６３ｂの巻線数を増加し、モータ１２のトルクを増加することも可能である。

図１３は、本願構成例（図１３では実線）と従来構成（図１３では破線）とにおいて、切換磁石２５の表面の磁束密度を解析した結果を示している。図１３に示すように、本願構成例を適用することにより、従来構成と比較して着磁率が大幅に向上している。なお、第１ティース６１ａの外鍔部外鍔部６１２ａを小さくしたことにより、従来構成と比較して切換磁石２５との対向面積が減ることを補うために、本願構成例において周方向の位置をずらしながら複数回着磁するようにしてもよい。

さらに、本実施形態では、切換磁石２５と対向しない第２ティース６１ｂの外鍔部６１２ｂの幅を広くしている。また、第２ティース６１ｂのティース本体部６１１ｂの幅を、相対的に狭くしているので、第２ティース６１ｂに巻回された第２コイル６３ｂに必要な巻線数を確保することができる。これにより、モータの駆動時に必要なトルクを確保することができる。

−２分割ステータの構成−
（全体構成）
次に、図９に示した３相の巻線と、第１ティース６１ａ及び第２ティース６１ｂとの配置の関係を、実際のステータ６０の２分割ステータに適用して具体的に説明する。図１４は２分割ステータの構成例、図１５は２分割ステータの組み立て後の構成例を示している。

図１４に示すように、ステータ（２分割ステータ）６０は、図面上側に記載された環状の第１ステータ６０ａと、図面下側に記載された環状の第２ステータ６０ｂによって構成されている。第１ステータ６０ａには、周方向に一定の間隔で分割して配設され、かつ、径方向に延びる複数の第１ティース６１ａが取り付けられている。同様に、第２ステータ６０ｂには、周方向に一定の間隔で分割して配設され、かつ、径方向に延びる複数の第２ティース６１ｂが取り付けられている。

そして、図１５に示すように、第１ステータ６０ａと第２ステータ６０ｂとがモータ軸方向に組み付けられている。具体的に、第１ステータ６０ａを軸方向の下側、第２ステータ６０ｂを軸方向上側に向かって嵌合させることにより、容易に組み合わせることができる。ここで、第１ステータ６０ａの渡線８３は、第２ステータ６０ｂの渡線の外側に配している（図２０Ｃ参照）。

第１ティース６１ａ及び第２ティース６１ｂは、図１５の組立状態において、第１ティース６１ａと第２ティース６１ｂとが互いに隣り合うように、すなわち、第１ティース６１ａと第２ティース６１ｂとが周方向に交互に並ぶように構成されている。したがって、上記一定の間隔とは、隣り合うティース６１間（例えば、第１ティース６１ａ−６１ａ間）に、組立相手側のティース６１（例えば、第２ティース６１ｂ）が挿入できるように形成された間隔である。このティース間隔（例えば、第１ティース６１ａ−６１ａ間隔）は、相手方のティース６１の幅（例えば、第２ティース６１ｂ）に対して少し余裕を持たせてもよいし、ティース６１の幅（例えば、第２ティース６１ｂ）よりも少し狭くして、図１５の組立状態において、互いに圧接されるように構成してもよい。

そして、後述する結線を施すことにより、３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）を順番に構成することができる。これにより、各相１０個のコア巻線を持ち、合計３０個の第１ティース６１ａ用巻線及び第２ティース６１ｂ用巻線を持った３相のステータ６０を構成することができる。

以上のように、本実施形態の構成では、ステータ６０において、隣接するティース形状（第１ティース６１ａ及び第２ティース６１ｂ）を互いに異ならせる場合においても、ステータ６０を第１ステータ６０ａと第２ステータ６０ｂとに分け、それぞれを分離して巻線することができる。これにより、巻線時のノズルのためのスペースや、ノズルの軌跡の制約を受けることなく、整列性、占積率を向上することができる。また、異なるティース形状（第１ティース６１ａ及び第２ティース６１ｂ）を有するステータ６０でありながら、複数ノズルの同時巻が可能であり、巻線容易性が高く、生産性に富んでいる。

なお、振動低減、騒音低減の観点から、図１５の組立状態において、隣接して配設された、第１ティース６１ａを構成するインシュレータ６９ａの外鍔部６９２ａと、第２ティース６１ｂを構成するインシュレータ６９ｂの外鍔部６９２ｂとが、互いに固定されていることが好ましい。ここで、固定とは、実質的な固定を含む概念である。例えば、生産性やコストパフォーマンスの観点から、樹脂の融着等によって固定された状態を含む。また、組立時に隣接する外鍔部６９２ａ，６９２ｂ同士が圧接するように構成し、相互間が実質的に固定されている状態を含む。

第１ステータ６０ａは、同形状の第１ティース６１ａが周方向に等ピッチ（機械角２４°ピッチ)で配設されている。そして、第１ティース６１ａを覆うインシュレータ６９ａに規定巻数の巻線を施して第１コイル６３ａを形成している。巻線の巻回は、ノズル巻やフライヤー巻で行うことができる。第１ステータ６０ａは第１ティース６１ａのみで構成されているので、３連巻などの複数同時巻が可能である。同相（Ｕ相同士、Ｖ相同士、Ｗ相同士）を繋ぐ渡線８３は、円環状に配した第１ティース６１ａの内側同士を連結する円環状の連結部８０に配設する。本実施形態では、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相ともに、それぞれ５個の巻線からなり第１ステータ６０ａは１５個の大コア巻線を持つことになる。

第２ステータ６０ｂは、同形状の第２ティース６１ｂが周方向に等ピッチ（機械角２４°ピッチ)で配設されている。そして、第２ティース６１ｂを覆うインシュレータ６９ｂに規定巻数の巻線を施して第２コイル６３ｂを形成している。巻線の巻回はノズル巻やフライヤー巻で行うことができる。第２ステータ６０ｂは第２ティース６１ｂのみで構成されているので、３連巻などの複数同時巻が可能である。同相（Ｕ相同士、Ｖ相同士、Ｗ相同士）を繋ぐ渡線は、円環状に配した第１ティース６１ａの内側同士を連結する円環状の連結部８０に配設する。本実施形態では、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相ともに、それぞれ５個の巻線からなり第１ステータ６０ａは１５個の大コア巻線を持つことになる。

（巻線構成）
次に、巻線部分の詳細について説明する。図１６はインシュレータ６９ａ，６９ｂを含めた第１ティース６１ａ及び第２ティース６１ｂの断面図である。なお、図１６では、整列巻をした場合における、第１ティース６１ａの巻線部としての第１コイル６３ａの片側部分（図面右半分）及び第２ティース６１ｂの巻線部としての第２コイル６３ｂの片側（図面左半分）の断面を示している。

図１６に示すように、第１ティース６１ａ側のインシュレータ６９ａの外鍔部６９２ａの、外鍔部６１２ａ端部からの飛び出し量Ｗ４ａは、第２ティース６１ｂ側のインシュレータ６９ｂの飛び出し量Ｗ４ｂより大きくなるようにしている。これにより、外鍔部６１２ａの近傍に多くの巻線をすることができ、着磁率を上げることができる。また、ステータ６０の中心から第１コイル６３ａの外側端までの距離よりも、ステータ６０の中心から第２コイル６３ｂの外側端までの距離を小さくし、第１コイル６３ａの巻線をより外側に多く巻くことができるようにしている。これにより、さらに着磁率を向上させることができる。

具体的に、第１コイル６３ａの巻線は、切換磁石２５に近い外周側に近づけて巻線をするようにしている。また、第１ティース６１ａの第１外鍔幅Ｗ２ａより周方向外側に飛び出させて多層に巻線をするようにしている。このように、外周側に近い位置でかつ多くの巻数を有する巻線とすることができるので、第１コイル６３ａは、第１ティース６１（第１コイル６３ａ含む）による切換磁石の着磁率を向上させることができる。一方で、第２コイル６３ｂの巻線は、第２ティース６１ｂの第２外鍔幅Ｗ２ｂより周方向内側に外側の端部がくるように、少ない層で必要な巻線数の巻線を行うようにしている。すなわち、第２コイル６３ｂの巻線数を少なくする一方で、第１コイル６３ａの巻線数を第２コイル６３ｂよりも多くしている。これにより、より着磁性を向上させることができる。

さらに、前述のとおり、第１ステータ６０ａと第２ステータ６０ｂとは、別々に巻線をすることができるので、隣接するインシュレータ６９ａ，６９ｂを構成する際に、外鍔部６９２ａ，６９２ｂ同士が互いに接触する位置まで相互間の間隔を狭くすることができる。さらに、対向する第１コイル６３ａと第２コイル６３ｂとの最外殻層間の間隔Ｗ１１も
製造のばらつきを考慮して決められる最小の隙間まで近づけることができる。

なお、コイル６３ａの構成を図１７（図３３）のようにしてもよい。図１７（ａ），（ｂ）では、コイル６３ａの外周側の端部の巻線数をより多くした例を示している。また、図１７（ｃ）は角型巻線を使用した例を示している。

具体的に、図１７（ａ），（ｂ）では、第１ティース６１ａのティース本体部６１１ａの外側の端部を細くし、周方向に窪んだ窪み部を形成している。そして、この窪み部に２層の巻線を施すようにしている。図１７（ａ）の例では、図面上側の端部（窪み部）において合計８ターン分の巻線を施している例を示している。このように、先端部により多くの巻線を施すことにより、切換磁石２５を磁化する場合に、より磁化力を上げることができ、磁化を安定化させるとともに、着磁率を向上させることができる。なお、図１７（ｂ）は、図１７（ａ）の破線領域内の拡大図を示しており、矢印で巻線の順序を示している。このような順序で巻線を施すことにより、整列性を損なうことなく巻線が可能となる。また、図１７（ｃ）に示すように、角線または平角線を使用することで、窪み部（２層構造部分）の巻線性をより容易にすることができる。図１７のような構成は、図３３に示すように、隣接する第１ティース６１ａの内鍔部６１３ａと第２ティース６１ｂの内鍔部６１３ｂの間の中間点（連結側の第１中間点）と、隣接する第１ティース６１ａの外鍔部６１２ａと第２ティース６１ｂの外鍔部６１２ｂの間の中間点（スロットオープン側の第１中間点に相当）とを結ぶ直線（図３４の破線参照）が、モータの回転軸Ｊを通らないようになっている。

また、図１７（ａ）には、コイル６３の巻始部及び巻終部の位置を例示している。切換磁石を安定化させ、着磁率を上げるためには、前述のとおり切換磁石２５側（外鍔部６１２側）に磁化力を集中させるのが好ましい。そこで、コイル６３の巻線はできる限り切換磁石２５に近く、かつ、巻数を多くするのが好ましい。そこで、図１８に示すように、ティース６１の内鍔部６１３の上側近傍で渡線の処理をするようにしている。また、コイル６３の巻始部及び巻終部を外鍔部６１２の近傍に配置することにより、より多くの巻線を行うことが容易になるとともに、コイルの巻始め、巻終りの端末処理が容易になり、製造性も向上する。なお、具体的な渡線の配置については、以下において詳細に説明する。

（渡線の配置）
次に、２分割ステータの渡線の配置について具体的に説明する。図１８，１９は、第１ステータ６０ａ及び第２ステータ６０ｂの渡線の配置例を示している。

図１８では、第１ステータ６０ａの渡線８３（８３ｕ，８３ｖ，８３ｗ）をステータ６０の図面上側に配設し、第２ステータ６０ｂの渡線８４（８４ｕ，８４ｖ，８４ｗ）は図面下部に配設している。これにより、渡線８３，８４の構成を単純化でき、第１ステータ６０ａと第２ステータ６０ｂとを組み付けしやすくすることができる。また、第２ステータ６０ｂの渡線処理部の位置が、第２ティース６１ｂの内周端と外周端の間に配設するようにしているので、アウターロータ２０及びインナーロータ３０を後から組み付けることもできるようになっている。図１８のような構成にすることにより、渡線処理部のスペース及び強度が確保でき、信頼性及び製造性が向上する。

図１９では、第１ステータ６０ａの渡線８３（８３ｕ，８３ｖ，８３ｗ）と、第２ステータ６０ｂの渡線８４（８４ｕ，８４ｖ，８４ｗ）とを略同一平面内かつそれぞれのティース６１の内周端よりも内側に配置している。さらに、熱硬化樹脂材で構成されたステータ６０（６０ａ，６０ｂ）の取付け部周辺（図面右上側）に配置するようにしている。これにより、図面上方向の厚さを損なうことなく、図面下方向の厚さを薄くすることができる。したがって、デュアルロータモータでありながら、薄形化が可能である。また、渡線８３，８４を短く構成することができる。さらに第１ステータ６０ａ及び第２ステータ６０ｂにおいて、外側から巻線を巻くアウター巻線方式を採用することにより、容易に渡線の処置をすることができる。

図２０は、渡線の要部を示した図面である。

ここで、渡線８３，８４の異相間は、信頼性を向上する観点から、直接クロス（接触）しないことが望ましい。このため、３相の渡線８３ｕ，８３ｖ，８３ｗ及び８４ｕ，８４ｖ，８４ｗを、円弧状の壁部８１ａ，８１ｂの軸方向に対して３本を略平行に並べるとともに、その壁面８１１ａ，８１２ａ，８１１ｂ，８１２ｂに沿わせるように配置している。さらに、各第１ティース６１ａ及び第２ティース６１ｂに巻く巻線の巻始、巻終は、異相と直接クロスしないようにする観点から、上記円弧状の壁部において、異相と反対側の壁面を沿わせるように配線している（図２０Ａ〜２０Ｃ参照）。

図２０Ｂに示すように、第２ステータ６０ｂの巻線の巻始め及び巻終りは、任意の長さの弛みを設けている（図面中央の渡線８４ｕ参照）。これにより、図２０Ｃのように、第１ステータ６０ａと、第２ステータ６０ｂとを組み付けた際に、渡線８４に張力をかけることなく、渡線構成部分の高さを抑えながら、異相との直接クロスを避けることができる。

なお、図１８から図２０では、円環状のステータ６０がその内側で取り付けられ、ステータ６０の内側部分に渡線８３，８４を配置するものとして説明したが、これに限られるものではない。例えば、ステータ６０の取付位置及び渡線８３，８４の配置位置を円環状のステータ６０の外側部分に配置することも可能である。

（ワーク固定１）
次にワークの固定方法について、図２０Ａ〜図２０Ｆを参照しつつ、具体的に説明する。

コイル６３の巻線時に、線材に一定のテンションをかけて巻線するため、整列性を上げる観点から、巻線時には、確実に巻線部を固定する必要がある。本実施形態では、ステータ６０は、コイル６３（巻線部）毎に分割された分割ティース構成となっており、その連結部８０は樹脂（インシュレータ）で構成されているが、樹脂での固定だけでは強度が足りない場合がある。

そこで、確実にティース６１を固定する観点から、巻線を行うティース６１（６１ａ，６１ｂ）の内周部において、インシュレータ６９（６９ａ，６９ｂ）の中央近傍に、軸方向に貫通するワーク固定用の貫通孔８５（８５ａ，８５ｂ）を設けている。これにより、巻線時にワーク固定チャック８６を挿入して、コイル６３の巻回を実施することができる。なお、コイル６３の巻線の巻始、巻終は、この貫通孔８５（８５ａ，８５ｂ）の両サイド付近に配するのが好ましい。

（ワーク固定２）
次にワーク固定方法について、図２０Ｅ，２０Ｆを参照しつつ、別の実施例を説明する。図２０Ｆは、図２０Ｅの要部（破線領域内）の拡大図である。図２０Ｅでは、インシュレータ６９の下部にＶ溝６７を設けている。そして、コイル６３の巻線時に、ワーク固定チャックによりこのＶ溝６７を挟み込むことにより、確実に巻線部（インシュレータ６９）を固定することが可能になる。これにより、安定した整列巻を行うことが可能となる。なお、ワーク固定部の形状は、Ｖ溝６７のように、Ｖ字状の溝に限定されるものではないが、Ｖ溝６７のように、軸方向に対してテーパー形状の面を有するのが好ましい。そうすることで、冶具を挿入し易くかつチャック後の安定性を向上させることができる。また、図示しないが、Ｖ溝６７と同様な溝、面取り部を、インシュレータ６９の上下両側又は上下の一方に設けることにより、より安定性が高まる。このとき、Ｖ溝６７の溝の形状は、直線状であってもよいし、ティース６１の環状に沿って円弧状に設けるようにしてもよい。円弧状にすることにより、よりチャックし易く、安定性が向上する。さらに、巻線時に必要に応じてワークを回転させ易くなる。

（連結部の構成）
図２０Ｇに示すように、第１ステータ６０ａ及び第２ステータ６０ｂのインシュレータ（連結部８０ａ，８０ｂ）は、それぞれ、１５個のティース６１ａ，６１ｂを樹脂の一体成形で構成する。

ここで、図示しないインシュレータカバーで構成することも可能であるが、そうすると、上側インシュレータ（連結部８０ａ）と下側インシュレータ（連結部８０ｂ）とは、互いの形状が異なる。また、下側インシュレータは、１５個の部品が必要となるため生産性が低い。そこで、本実施形態では、図２０Ｇに示すように、上側インシュレータ及び下側インシュレータをインサート成形により、樹脂での一体成形で構成するようにしている。これにより、部品点数も少なく、生産性に富んでいる。

また、図２０Ｇ内に斜線で示したティース６１間の連結部分８１２ａの剛性を高めてもよい。具体的に、例えば、２色成形等により剛性の高い樹脂を用いたり、別部品のインサート成形等を実施することにより、上記連結部分８１２ａの剛性を上げることができる。これにより、工程での取り扱い性が向上し、信頼性が向上、巻線が容易になる。

（結線の切換）
次にコイル６３の結線、切換について説明する。

図２１は、第１ステータ６０ａ（図面上段）、第２ステータ６０ｂ（図面中段）及びそれらを組合せた場合（図面下段）の巻線の状態を示す。巻線の巻始は、図面内「Teeth No.」のＮｏ．１〜Ｎｏ．６とし、巻終はＮｏ．２５〜Ｎｏ．３０になるようにしている。図面では、該当部分にドットハッチを付している。

図２２は、端子台４１をステータ６０に取り付けた状態を示している。上記コイル６３のそれぞれの巻始、巻終は、端子台４１に溶接、カシメ、半田付けなどにより接続されている。なお、図示しないが、端子台は、インサート成形された導電材により必要な配線がなされている。また、端子台４１には、外部と電気接続する外部接続端子４２を設けている。ここで、図２２の外部端子４２は３端子の例を示しているが、外部接続端子４２の端子数はこれに限定されない。例えば、外部端子４２を、巻始、巻終と同じ１２端子にし、ステータ６０の 外部で結線切換部（図示省略）に接続するようにしてもよい。そして、この結線切換部の接続を切り換えるようにすれば、３相のＹ接続、Δ接続、６相結線に巻線変更の結線をすることができる。例えば、結線切換部は、洗濯運転時、濯ぎ運転時及び脱水運転時のうちの少なくとも２つの運転時において、結線状態を異ならせるようにしてもよい。例えば、低速・高トルクに優位な結線、高速・低トルクに優位な結線、磁化に優位な結線、などに合わせて選択する。

《その他の実施形態》
前記実施形態については、以下のような構成としてもよい。

なお、本実施形態では、第２ティース６１の近傍に設けた位置センサ（図示省略）によってインナーロータ３０の位置を把握して３相電流を流すようにしているが、この形態に限定するものではない。例えば、上記位置センサの代わりに、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良い。また、エンコーダなど、その他の方法を用いて３相電流を流すようにしてもよい。

また、図示しないが、例えば、位置検出手段を設けて、一方のロータ（インナーロータまたはアウターロータ）の位置に従って３相のコイル電流を流すと、他方のロータはその電流の変化に同調しながら回転する。そこで、負荷増や大きな負荷変動などで脱調しないようにするために、電流、トルク、位相などで制御するようにしてもよい。これにより、両ロータを安定して回転させるができる。

また、本実施形態では、実施例はステータが３０スロット（３０ティース）、ロータが４０極と２０極の極数切換えで説明したが、これ以外の組合せでも同様な回転モード、回転数の異なるモードを構成することは可能である。即ち、インナーロータ側の磁極数を２Nとした時、アウターロータ側の磁極を２NとNの間で切り換えることは実現可能である。

以上説明したように、本発明は、モータの着磁性を向上させるという実用性の高い効果が得られることから、きわめて有用で産業上の利用可能性は高い。

１ 洗濯機
１２ モータ
２０ アウターロータ
２５ 切換磁石
３０ インナーロータ
６０ ステータ
６１ ティース
６１ａ 第１ティース
６１ｂ 第２ティース
６３ コイル

Claims (41)

1. 周方向に一定の間隔で分割配設されかつ径方向に延びる複数のティースを有する環状のステータと、
   前記ステータの内周または外周の少なくとも一方に環状に配置された磁石を有するロータとを備え、
   前記複数のティースは、該ティースを流れる磁束に垂直な断面積形状が互いに異なる２種類以上のティースを含み、
   該複数のティースのうち少なくとも相対的な断面積が大きい方のティースにより前記磁石の磁力の状態を変化させるように構成されている
   ことを特徴とするモータ。
2. 請求項１記載のモータにおいて、
   前記ロータは、前記ステータの外周側に配設されたアウターロータと、前記ステータの内周側に配設されたインナーロータとを含み、
   前記アウターロータと前記インナーロータのうちの少なくとも一方に磁極の切り換えが可能に構成された切換磁石が配設され、
   前記複数のティースは、相対的にティース本体の断面積が広い複数の第１ティースと、相対的にティース本体の断面積が狭い複数の第２ティースの２種類であり、
   少なくとも第１ティースにより前記切換磁石の磁極を反転させるように構成されている
   ことを特徴とするモータ。
3. 請求項２記載のモータにおいて、
   前記第１ティース及び前記第２ティースには、コイルが巻回されており、
   前記第１ティースは、前記第２ティースと比較してコイルの巻線数が多い
   ことを特徴とするモータ。
4. 請求項２記載のモータにおいて、
   前記第１ティース及び前記第２ティースは、径方向に延びかつコイルが巻回されたティース本体部と、本体部の径方向外端から周方向の両側に延びる外鍔部と、本体部の径方向内端から周方向の両側に延びる内鍔部とを備え、
   前記第１ティースの外鍔部の幅は、前記第２ティースの外鍔部の幅よりも狭い
   ことを特徴とするモータ。
5. 請求項４記載のモータにおいて、
   前記第１ティースの内鍔部の幅は、前記第２ティースの内鍔部の幅よりも広い
   ことを特徴とするモータ。
6. 請求項２記載のモータにおいて、
   前記第１ティースと前記第２ティースが周方向に交互に配設されている
   ことを特徴とするモータ。
7. 請求項４記載のモータにおいて、
   前記第１ティースのティース本体部には、前記切換磁石が配設されたロータ側の端部に、周方向に凹陥する窪み部が形成されており、
   前記ティース本体部に巻回されたコイルの一部は、前記窪み部に形成された窪み空間を充填するように巻回されている
   ことを特徴とするモータ。
8. 請求項７のモータにおいて、
   前記窪み空間に巻回された巻線は、偶数層構造である
   ことを特徴とするモータ。
9. 請求項７のモータにおいて、
   前記窪み空間に巻回された巻線は、２層構造である
   ことを特徴とするモータ。
10. 請求項７のモータにおいて、
    前記コイルの巻線は、角線または平角線であり、該角線または平角線が前記窪み空間を充填するように巻回されている
    ことを特徴とするモータ。
11. 環状のステータと、前記ステータの内周または外周の少なくとも一方に環状に配置された磁石を有するロータとを備えるモータであって、
    前記ステータは、周方向に一定の間隔で分割配設されかつ径方向に延びる複数の第１ティースを有する環状の第１ステータと、周方向に一定の間隔で分割配設されかつ径方向に延びる複数の第２ティースを有する環状の第２ステータとを有し、
    前記第１ステータと前記第２ステータとは、前記第１ティースと前記第２ティースとが互いに隣り合うようにモータ軸方向に組み付けられている
    ことを特徴とするモータ。
12. 請求項１１記載のモータにおいて、
    前記第１ティース及び前記第２ティースには、コイルが巻回され、
    前記第１ティースのコイル同士は互いに第１渡線により結線され、かつ、前記第２ティースのコイル同士は互いに第２渡線により結線され、
    前記第１渡線の引き出し線部と前記第２渡線の引き出し線部とは、前記第１ステータと前記第２ステータとの切り換えを可能に構成された結線切換部を介して接続されている
    ことを特徴とするモータ。
13. 請求項１１記載のモータにおいて、
    前記第１ティース及び前記第２ティースは、それぞれ、当該第１ティース及び第２ティースの絶縁を取るためのインシュレータと、前記インシュレータを介して集中巻されたコイルとを含み、
    該コイルに通電することにより、前記ロータを回転させるための回転磁界を発生させ、かつ、少なくとも前記第２ティースよりも断面積の大きい前記第１ティースに巻回されたコイルへの通電により前記磁石の磁力の状態を変化させるように構成されている
    ことを特徴とするモータ。
14. 請求項１１記載のモータにおいて、
    前記第１ステータ及び前記第２ステータにおいて、前記第１ティースの数と前記第２ティースの数とが等しく、かつ、前記第１及び第２ティースに巻回されたコイルの相の数及び種別が互いに等しい
    ことを特徴とするモータ。
15. 請求項１４記載のモータにおいて、
    前記第１ステータ及び前記第２ステータには、前記各相のコイル間を互いに接続するための渡線が略円弧状に架け渡されており、
    前記第１ステータまたは前記第２ステータの少なくとも一方の渡線は、前記第１ステータ及び前記第２ステータを軸方向に組み付けたときに、該軸方向から見て前記第１及び第２ティースと重ならない位置に配設されている
    ことを特徴とするモータ。
16. 請求項１５記載のモータにおいて、
    前記第１ステータの渡線及び前記第２ステータの渡線は、各ステータの軸方向に対して同じ側で、かつ、平面視における内外の位置をずらして架け渡されており、
    前記第１ステータ及び前記第２ステータのうち、前記コイルから遠くに渡線が掛け渡された一方のステータでは、前記渡線から該コイルへの結線に緩みを持たせ、
    前記第１ステータ及び前記第２ステータを軸方向に組み付けたときに、前記第１ステータ及び前記第２ステータのうちの他方のステータが、前記一方のステータの結線を押し付けてその緩みを矯正するように構成されている
    ことを特徴とするモータ。
17. 請求項１５記載のモータにおいて、
    前記ロータは、前記ステータの外周側に配設されたアウターロータと、前記ステータの内周側に配設されたインナーロータとを含み、
    前記アウターロータと前記インナーロータのうちの一方に磁極の切り換えが可能に構成された切換磁石が配設され、
    前記第１ステータの渡線及び前記第２ステータの渡線は、前記切換磁石が配設されていないロータ側端部における上側または下側に架け渡されている
    ことを特徴とするモータ。
18. 請求項１５記載のモータにおいて、
    前記ロータは、前記ステータの外周側に配設されたアウターロータと、前記ステータの内周側に配設されたインナーロータとを含み、
    前記アウターロータと前記インナーロータのうちの一方に磁極の切り換えが可能に構成された切換磁石が配設され、
    前記第１ティース及び前記第２ティースにおいて、前記コイルの巻始及び巻終を、切換磁石が配設されているロータ側に設けている
    ことを特徴とするモータ。
19. 請求項１５記載のモータにおいて、
    前記第１ステータの渡線及び前記第２ステータの渡線は、前記ステータを取り付けるための取付け部側に配設されている
    ことを特徴とするモータ。
20. 請求項１３記載のモータにおいて、
    前記第１ステータにおいて、互いに隣接する前記第１ティースの径方向外端間には、前記コイルを巻線するための巻線用空間が設けられ、
    前記第２ステータにおいて、互いに隣接する前記第２ティースの径方向外端間には、前記コイルを巻線するための巻線用空間が設けられている
    ことを特徴とするモータ。
21. 請求項２０記載のモータにおいて、
    前記第１ステータ及び前記第２ステータは、隣接する前記巻線用空間が周方向に等ピッチで形成されるように構成されている
    ことを特徴とするモータ。
22. 請求項１５記載のモータにおいて、
    前記第１ステータ及び前記第２ステータには、前記渡線を円弧状に架け渡すための円弧状の壁部が形成され、前記渡線を前記壁部の内壁面及び外壁面に沿わせて架け渡している
    ことを特徴とするモータ。
23. 請求項１３記載のモータにおいて、
    前記第１ステータの渡線は、前記第１ティースの内端より内側に配設され、
    前記第１ステータを構成する前記インシュレータの渡線よりも外側の部分に、貫通孔が軸方向に向かってコア面まで貫通形成されている
    ことを特徴とするモータ。
24. 請求項１３記載のモータにおいて、
    前記第２ステータの渡線は、前記第２ティースの内端より内側に配設され、
    前記第２ステータを構成する前記インシュレータの渡線よりも外側の部分に、貫通孔が軸方向に向かってコア面まで貫通形成されている
    ことを特徴とするモータ。
25. 請求項２３または２４記載のモータにおいて、
    前記渡線と前記コイルの巻線との間を接続する引き出し線は、平面視で前記貫通孔と重ならない位置に設けられている
    ことを特徴とするモータ。
26. 請求項１３記載のモータにおいて、
    前記第１ティース及び前記第２ティースにおいて、前記インシュレータは、径方向に延びる本体部と、本体部の径方向外端から周方向の両側に延びる外鍔部と、本体部の径方向内端から周方向の両側に延びる内鍔部とを備え、
    前記第１ステータ及び前記第２ステータを軸方向に組み付けたときに、隣接する前記第１ティース及び前記第２ティースの、前記外鍔部及び前記内鍔部のうちの連結側に位置する鍔部同士の第１中間点と、前記外鍔部及び前記内鍔部のうちのスロットオープン側に位置する鍔部同士の第２中間点とを結ぶ直線が前記第１ステータ及び前記第２ステータの中心を通らない
    ことを特徴とするモータ。
27. 請求項１３記載のモータにおいて、
    前記第１ティース及び前記第２ティースにおいて、前記インシュレータは、径方向に延びる本体部と、本体部の径方向外端から周方向の両側に延びる外鍔部と、本体部の径方向内端から周方向の両側に延びる内鍔部とを備え、
    前記第１ティースのインシュレータの外鍔部の幅は、前記第２ティースのインシュレータの外鍔部の幅よりも広い
    ことを特徴とするモータ。
28. 請求項１３記載のモータにおいて、
    前記第１ティースのコイルの前記ロータ側端の位置は、前記第２ティースのコイルの前記ロータ側端の位置よりも、前記ロータに近い
    ことを特徴とするモータ。
29. 請求項１３記載のモータにおいて、
    前記第１ティースのコイルのコイルエンドは、前記第１ティースの外鍔部よりも周方向の外側に位置する
    ことを特徴とするモータ。
30. 請求項１３記載のモータにおいて、
    前記第１ティース及び前記第２ティースにおいて、前記インシュレータは、径方向に延びる本体部と、本体部の径方向外端から周方向の両側に延びる外鍔部と、本体部の径方向内端から周方向の両側に延びる内鍔部とを備え、
    隣接する前記インシュレータの外鍔部同士及び内鍔部同士の少なくとも一方が互いに固定されている
    ことを特徴とするモータ。
31. 請求項３０記載のモータにおいて、
    隣接する前記インシュレータの前記外鍔部同士及び前記内鍔部同士の少なくとも一方の相互間は、樹脂の融着により固定されている
    ことを特徴とするモータ。
32. 請求項１３記載のモータにおいて、
    前記第１ステータは、互いに隣接する前記第１ティース間を連結する第１連結部を有し、
    前記第２ステータは、互いに隣接する前記第２ティース間を連結する第２連結部を有し、
    前記第１連結部及び前記第２連結部は、それぞれ、一体成形により構成されている
    ことを特徴とするモータ。
33. 請求項３２記載のモータにおいて、
    前記第１連結部及び前記第２連結部は、前記インシュレータよりも剛性が高い
    ことを特徴とするモータ。
34. 請求項１１記載のモータにおいて、
    前記第１ステータ及び前記第２ステータにおいて、内周側端部及び外周側端部の少なくとも一部が露出し、渡線部側に熱硬化樹脂で構成された前記ステータの取付部が設けられ、前記第１ステータ及び前記第２ステータは一体的に構成されている
    ことを特徴とするモータ。
35. 請求項２または１１記載のモータにおいて、
    前記第１ティースよりも相対的にティース本体の断面積が狭い前記第２ティースに近い位置に、前記ロータの回転位置を検出する位置センサを備えている
    ことを特徴とするモータ。
36. 環状のステータと、前記ステータの内周側に配置されたインナーロータと、前記ステータの外周側に配置されたアウターロータとを備えるモータの取り付け方法であって、
    前記ステータは、周方向に一定の間隔で分割配設されかつ径方向に延びる複数の第１ティースを有する環状の第１ステータと、周方向に一定の間隔で分割配設されかつ径方向に延び、前記第１ティースとは異なる形状の第２ティースを有する環状の第２ステータとによって構成され、
    前記第１ステータと前記第２ステータとを軸方向から組み付ける第１工程と、
    前記第１工程の後に、前記インナーロータと前記アウターロータとを同じ側から挿入して取り付ける第２工程とを備えている
    モータの取り付け方法。
37. 請求項１２記載のモータを備え、
    前記結線切換部は、洗濯運転時、濯ぎ運転時及び脱水運転時のうちの少なくとも２つの運転時において、前記第１ステータと前記第２ステータとの間の結線状態を異ならせる
    ことを特徴とする洗濯機。
38. 請求項１３記載のモータにおいて、
    前記第１ステータ及び前記第２ステータの少なくとも一方は、前記コイルの内端より内側または前記コイルの外端より外側において樹脂で形成された樹脂部を有し、該樹脂部には軸方向に延びる溝部、または面取り部が設けられている
    ことを特徴とするモータ。
39. 請求項３８記載のモータにおいて、
    前記溝部の断面形状は、Ｖ字状または軸方向に対してテーパー状の面を有する
    ことを特徴とするモータ。
40. 請求項３８記載のモータにおいて、
    前記溝部は、前記第１ステータ及び／または前記第２ステータに沿うように延びている
    ことを特徴とするモータ。
41. 請求項３８記載のモータにおいて、
    前記樹脂部は、前記インシュレータの一部である
    ことを特徴とするモータ。