(57)【要約】【課題】ロータの磁極数の切り換えに起因する不具合の発生を抑える。【解決手段】アウターロータ２０の磁極数を切り換えることで、アウターロータ２０及びインナーロータ３０を同期回転モードや相反回転モードで回転可能となっている。そして、アウターロータ２０が相反回転モードを行うための磁極数に設定されているときに動作不能となった場合に、アウターロータ２０を停止させた状態で、同期回転モードを行うための磁極数に切り換える。【選択図】図１０
2019107376.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗濯物が収容される回転槽と、内部に該回転槽が配設された水槽と、該回転槽の底部に回転可能に設置されたパルセータと、該回転槽及び該パルセータを駆動するモータとを備え、給水行程及び洗い行程を少なくとも含む洗濯動作を行う洗濯機であって、
前記モータは、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ロータとを有し、
前記第１ロータ又は前記第２ロータの一方が、前記回転槽に連結され、
前記第１ロータ又は前記第２ロータの他方が、前記パルセータに連結されており、
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のロータの磁極数を切り換える切換部と、
前記切換部の切り換え動作を制御して、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と、該第１ロータ及び該第２ロータを異なる方向に回転させる相反回転モードとで、前記モータを回転動作させる制御部とを備え、
前記制御部は、給水行程の開始前に前記モータを前記同期回転モードで回転させるように制御することを特徴とする洗濯機。
【請求項２】
請求項１において、
前記制御部は、給水行程の終了後に前記モータを前記相反回転モードで回転させるように制御することを特徴とする洗濯機。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記制御部は、給水行程の終了後に、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の何れかのコイルに着磁電流を印加するように、該コイルへの通電動作を制御することを特徴とする洗濯機。
【請求項４】
請求項１又は２において、
前記制御部は、給水行程の終了後に、ｄ軸又はｑ軸の電流振幅が大きく変化するような着磁電流を、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の何れかのコイルに印加するように、該コイルへの通電動作を制御することを特徴とする洗濯機。
【請求項５】
請求項１乃至４のうち何れか１つにおいて、
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の磁石の磁束を検出する磁束センサと、
前記磁束センサの検出結果に基づいて、前記同期回転モードが行われているかを判定する判定部とを備えたことを特徴とする洗濯機。
【請求項６】
請求項１乃至４のうち何れか１つにおいて、
前記第１ロータ及び前記第２ロータの速度を検出する速度センサと、
前記速度センサの検出結果に基づいて、前記同期回転モードが行われているかを判定する判定部とを備えたことを特徴とする洗濯機。
【請求項７】
請求項１乃至６のうち何れか１つにおいて、
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、前記切換部の切り換え動作に基づいて磁極が反転する複数の切換磁石を有し、
複数の前記切換磁石の位置及び磁極を記憶する記憶部を備え、
前記制御部は、前記記憶部に記憶された前記切換磁石の位置及び磁極に基づいて、複数の該切換磁石のうち、前記同期回転モードを行うための磁極とは反対の極性を持つ該切換磁石の磁極を反転させるように、前記切換部の切り換え動作を制御することを特徴とする洗濯機。
【請求項８】
請求項７において、
前記制御部は、前記同期回転モードを行うための磁極とは反対の極性が無くなるまで、前記切換磁石の極反転を繰り返し行うように、前記切換部の切り換え動作を制御することを特徴とする洗濯機。
【請求項９】
請求項１乃至８のうち何れか１つにおいて、
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、前記切換部の切り換え動作に基づいて磁極が反転する複数の切換磁石を有し、
前記制御部は、前記ロータを一方向に回転させ、該ロータの回転中に前記切換磁石における回転方向の前側部分を増磁するように、前記切換部の切り換え動作を制御することを特徴とする洗濯機。
【請求項１０】
請求項９において、
前記制御部は、前記ロータを一方向とは逆の方向に回転させ、該ロータの回転中に該切換磁石における回転方向の前側部分を増磁するように、前記切換部の切り換え動作を制御することを特徴とする洗濯機。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のうち何れか１つにおいて、
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、前記切換部の切り換え動作に基づいて磁極が反転する複数の切換磁石を有し、
前記制御部は、前記ロータを一方向に回転させ、該ロータの回転中に前記切換磁石における回転方向の後側部分を極反転するように、前記切換部の切り換え動作を制御することを特徴とする洗濯機。
【請求項１２】
請求項１１において、
前記制御部は、前記ロータを一方向とは逆の方向に回転させ、該ロータの回転中に該切換磁石における回転方向の後側部分を極反転するように、前記切換部の切り換え動作を制御することを特徴とする洗濯機。
【請求項１３】
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のロータの磁極数を切り換える切換部と、
前記切換部の切り換え動作を制御して、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と、該第１ロータ及び該第２ロータを異なる方向に回転させる相反回転モードとで、前記モータを回転動作させる制御部とを備え、
前記制御部は、前記ロータが前記相反回転モードを行うための磁極数に設定されているときに動作不能となった場合に、該ロータを停止させた状態で、前記同期回転モードを行うための磁極数に切り換えるように、前記切換部の切り換え動作を制御することを特徴とするモータ。
【請求項１４】
請求項１３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、コイルから着磁電流が供給されることで磁極が反転する複数の切換磁石を有し、
前記制御部は、前記ロータが動作不能となった場合に、前記切換磁石の磁極を切り換えるための着磁電流を、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の前記コイルに対して少なくとも１回ずつ通電することを特徴とするモータ。
【請求項１５】
請求項１４において、
前記制御部は、前記コイルへの着磁電流の通電後に、前記ロータを前記同期回転モードで動作させる一方、該ロータが引き続き動作不能である場合に、該コイルへの通電動作を繰り返すことを特徴とするモータ。
【請求項１６】
請求項１３乃至１５のうち何れか１つにおいて、
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、コイルから着磁電流が供給されることで磁極が反転する複数の切換磁石を有し、
前記切換磁石の幅θは、電気角３０°＜θ＜１８０°であることを特徴とするモータ。
【請求項１７】
請求項１３乃至１６のうち何れか１つにおいて、
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、コイルから着磁電流が供給されることで磁極が反転する複数の切換磁石を有し、
前記切換磁石の幅θは、電気角６０°＜θ＜１２０°であることを特徴とするモータ。
【請求項１８】
請求項１３乃至１７のうち何れか１つにおいて、
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、前記切換部の切り換え動作に基づいて磁極が反転する複数の切換磁石を有し、
前記制御部は、前記ロータを一方向に回転させ、該ロータの回転中に前記切換磁石における回転方向の前側部分を増磁するように、前記切換部の切り換え動作を制御することを特徴とするモータ。
【請求項１９】
請求項１８において、
前記制御部は、前記ロータを一方向とは逆の方向に回転させ、該ロータの回転中に該切換磁石における回転方向の前側部分を増磁するように、前記切換部の切り換え動作を制御することを特徴とするモータ。
【請求項２０】
請求項１３乃至１９のうち何れか１つにおいて、
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、前記切換部の切り換え動作に基づいて磁極が反転する複数の切換磁石を有し、
前記制御部は、前記ロータを一方向に回転させ、該ロータの回転中に前記切換磁石における回転方向の後側部分を極反転するように、前記切換部の切り換え動作を制御することを特徴とするモータ。
【請求項２１】
請求項２０において、
前記制御部は、前記ロータを一方向とは逆の方向に回転させ、該ロータの回転中に該切換磁石における回転方向の後側部分を極反転するように、前記切換部の切り換え動作を制御することを特徴とするモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗濯機及びモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、１つのステータの内側と外側とに、インナーロータとアウターロータが配置されたモータを備え、回転槽と撹拌体を独立的に回転できるようにした洗濯機が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１には、洗い行程において撹拌体を正逆回転させることで、回転槽内の水や洗濯物を正逆方向に流動させて洗浄作用を得るとともに、脱水行程において回転槽と撹拌体を同じ方向に回転させるようにした構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２７６７７７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、本願発明者らは、着磁電流を印加することで磁極を反転させることが可能な複数の切換磁石をロータに適用することを考えた。そして、ロータの磁極数を切り換えることで、インナーロータとアウターロータを同一方向に回転させる同期回転モードと、インナーロータとアウターロータを異なる方向に回転させる相反回転モードとで、モータを回転動作できるようにした。
【０００６】
しかしながら、切換磁石に着磁電流を印加している途中で、意図せずに電源がオフになる等、切換磁石の磁極が不明な状態になってしまうことがある。このような状態で運転を再開すると、モータが動作不能となる等、不具合が発生するおそれがある。
【０００７】
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、ロータの磁極数の切り換えに起因する不具合の発生を抑えることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、洗濯物が収容される回転槽と、内部に該回転槽が配設された水槽と、該回転槽の底部に回転可能に設置されたパルセータと、該回転槽及び該パルセータを駆動するモータとを備え、給水行程及び洗い行程を少なくとも含む洗濯動作を行う洗濯機を対象とし、次のような解決手段を講じた。
【０００９】
すなわち、第１の発明は、前記モータは、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ロータとを有し、
前記第１ロータ又は前記第２ロータの一方が、前記回転槽に連結され、
前記第１ロータ又は前記第２ロータの他方が、前記パルセータに連結されており、
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のロータの磁極数を切り換える切換部と、
前記切換部の切り換え動作を制御して、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と、該第１ロータ及び該第２ロータを異なる方向に回転させる相反回転モードとで、前記モータを回転動作させる制御部とを備え、
前記制御部は、給水行程の開始前に前記モータを前記同期回転モードで回転させるように制御することを特徴とするものである。
【００１０】
第１の発明では、ロータの磁極数を切り換えることで、第１ロータ及び第２ロータを同期回転モードや相反回転モードで回転動作させるようにしている。そして、給水行程の開始前に、同期回転モードを行うための磁極数に切り換えるようにしている。
【００１１】
このように、給水行程の開始前には、必ず同期回転モードが行われることとなるので、洗濯物を傷めるおそれを軽減することができる。
【００１２】
具体的に、給水行程の開始前には、回転槽内の洗濯物をほぐすために、回転槽を回転させるようにしている。しかしながら、例えば、ロータの磁極数を切り換えている途中で、意図せずに電源がオフになる等、ロータの磁極数が不明な状態になると、運転を再開したときに、相反回転モードでモータが回転するおそれがある。そして、相反回転モードでは、回転槽とパルセータとが逆方向に回転するため、洗濯物がねじられてしまい、生地を傷めてしまうおそれがある。
【００１３】
これに対し、本発明では、給水行程の開始前に、同期回転モードを行うための磁極数に切り換えるようにしているので、洗濯物をほぐす作業は、必ず同期回転モードで行われることとなり、洗濯物を傷めないようにすることができる。
【００１４】
ここで、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。
【００１５】
第２の発明は、第１の発明において、
前記制御部は、給水行程の終了後に前記モータを前記相反回転モードで回転させるように制御することを特徴とするものである。
【００１６】
第２の発明では、給水行程の終了後に、相反回転モードを行うための磁極数に切り換えるようにしている。
【００１７】
このように、給水行程の終了後に相反回転モードに切り換えることで、相反回転モードでの洗濯時間を最大にすることができる。
【００１８】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、
前記制御部は、給水行程の終了後に、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の何れかのコイルに着磁電流を印加するように、該コイルへの通電動作を制御することを特徴とするものである。
【００１９】
第３の発明では、給水行程の終了後に、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の何れかのコイルに着磁電流を印加して、相反回転モードに切り換えるようにしている。
【００２０】
第４の発明は、第１又は第２の発明において、
前記制御部は、給水行程の終了後に、ｄ軸又はｑ軸の電流振幅が大きく変化するような着磁電流を、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の何れかのコイルに印加するように、該コイルへの通電動作を制御することを特徴とするものである。
【００２１】
第４の発明では、給水行程の終了後に、ｄ軸又はｑ軸の電流振幅が大きく変化するような着磁電流を、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の何れかのコイルに印加して、相反回転モードに切り換えるようにしている。
【００２２】
具体的に、着磁電流をＵ相のコイルに流すと、それに応じてモータ制御のｑｄ軸電流が大きく変化する。モータの通常駆動時の電流振幅０．５Ａ〜１０Ａ程度であるが、着磁に必要な電流は、磁石のスペックにもよるが、電流振幅１５Ａ〜３０Ａ程度である。
【００２３】
第５の発明は、第１乃至第４の発明のうち何れか１つにおいて、
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の磁石の磁束を検出する磁束センサと、
前記磁束センサの検出結果に基づいて、前記同期回転モードが行われているかを判定する判定部とを備えたことを特徴とするものである。
【００２４】
第５の発明では、磁束センサによってロータの磁極数を検出して、同期回転モードが行われているかを判定することができる。
【００２５】
第６の発明は、第１乃至第４の発明のうち何れか１つにおいて、
前記第１ロータ及び前記第２ロータの速度を検出する速度センサと、
前記速度センサの検出結果に基づいて、前記同期回転モードが行われているかを判定する判定部とを備えたことを特徴とするものである。
【００２６】
第６の発明では、速度センサによって、第１ロータ及び第２ロータの速度差を検出することで、同期回転モードが行われているかを判定することができる。
【００２７】
第７の発明は、第１乃至第６の発明のうち何れか１つにおいて、
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、前記切換部の切り換え動作に基づいて磁極が反転する複数の切換磁石を有し、
複数の前記切換磁石の位置及び磁極を記憶する記憶部を備え、
前記制御部は、前記記憶部に記憶された前記切換磁石の位置及び磁極に基づいて、複数の該切換磁石のうち、前記同期回転モードを行うための磁極とは反対の極性を持つ該切換磁石の磁極を反転させるように、前記切換部の切り換え動作を制御することを特徴とするものである。
【００２８】
第７の発明では、複数の切換磁石の位置及び磁極を記憶しておき、同期回転モードを行うための磁極とは反対の極性を持つ切換磁石に対して、極反転を行うようにしている。これにより、切換磁石の極反転を効率良く行うことができる。
【００２９】
第８の発明は、第７の発明において、
前記制御部は、前記同期回転モードを行うための磁極とは反対の極性が無くなるまで、前記切換磁石の極反転を繰り返し行うように、前記切換部の切り換え動作を制御することを特徴とするものである。
【００３０】
第８の発明では、同期回転モードを行うための磁極とは反対の極性が無くなるまで、切換磁石の極反転を繰り返すようにしている。これにより、同期回転モードを確実に行うことができる。
【００３１】
第９の発明は、第１乃至第８の発明のうち何れか１つにおいて、
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、前記切換部の切り換え動作に基づいて磁極が反転する複数の切換磁石を有し、
前記制御部は、前記ロータを一方向に回転させ、該ロータの回転中に前記切換磁石における回転方向の前側部分を増磁するように、前記切換部の切り換え動作を制御することを特徴とするものである。
【００３２】
第９の発明では、ロータの回転中に、切換磁石における回転方向の前側部分を増磁するようにしている。これにより、ロータの回転を加速する方向に切換磁石を吸引させて着磁音を低減することができる。
【００３３】
具体的に、ロータの切換磁石がＳ極の場合には、切換磁石の内部を流れる磁束と同じ方向、つまり、ティースから切換磁石に向かう方向に磁束を流すことで、切換磁石の回転方向の前側部分を増磁する。
【００３４】
一方、ロータの切換磁石がＮ極の場合には、切換磁石の内部を流れる磁束と同じ方向、つまり、切換磁石からティースに向かう方向に磁束を流すことで、切換磁石の回転方向の前側部分を増磁する。
【００３５】
これにより、切換磁石を増磁する際に、切換磁石の回転方向の前側部分とティースとの間に吸引力が働き、ロータが回転方向に加速されるので、着磁音を低減することができる。
【００３６】
第１０の発明は、第９の発明において、
前記制御部は、前記ロータを一方向とは逆の方向に回転させ、該ロータの回転中に該切換磁石における回転方向の前側部分を増磁するように、前記切換部の切り換え動作を制御することを特徴とするものである。
【００３７】
第１０の発明では、ロータの逆回転中に、切換磁石における回転方向の前側部分を増磁するようにしている。つまり、ロータを一方向に回転させて切換磁石の前側部分を増磁した後、残りの後側部分については、ロータを逆回転させて同様に増磁するようにしている。これにより、切換磁石の全体を増磁する際に、ロータの回転を加速する方向に切換磁石を吸引させて着磁音を低減することができる。
【００３８】
第１１の発明は、第１乃至第１０の発明のうち何れか１つにおいて、
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、前記切換部の切り換え動作に基づいて磁極が反転する複数の切換磁石を有し、
前記制御部は、前記ロータを一方向に回転させ、該ロータの回転中に前記切換磁石における回転方向の後側部分を極反転するように、前記切換部の切り換え動作を制御することを特徴とするものである。
【００３９】
第１１の発明では、ロータの回転中に、切換磁石における回転方向の後側部分を極反転するようにしている。これにより、ロータの回転を加速する方向に切換磁石を吸引させて着磁音を低減することができる。
【００４０】
具体的に、ロータの切換磁石がＳ極の場合には、切換磁石の内部を流れる磁束と逆方向、つまり、切換磁石からティースに向かう方向に磁束を流すことで、切換磁石の回転方向の後側部分を極反転する。
【００４１】
一方、ロータの切換磁石がＮ極の場合には、切換磁石の内部を流れる磁束と逆の方向、つまり、ティースから切換磁石に向かう方向に磁束を流すことで、切換磁石の回転方向の後側部分を極反転する。
【００４２】
これにより、切換磁石を極反転する際に、切換磁石の回転方向の後側部分とティースとの間に反発力が働き、ロータが回転方向に加速されるので、着磁音を低減することができる。
【００４３】
第１２の発明は、第１１の発明において、
前記制御部は、前記ロータを一方向とは逆の方向に回転させ、該ロータの回転中に該切換磁石における回転方向の後側部分を極反転するように、前記切換部の切り換え動作を制御することを特徴とするものである。
【００４４】
第１２の発明では、ロータの逆回転中に、切換磁石における回転方向の後側部分を極反転するようにしている。つまり、ロータを一方向に回転させて切換磁石の後側部分を極反転した後、残りの前側部分については、ロータを逆回転させて同様に極反転するようにしている。これにより、切換磁石の全体を極反転する際に、ロータの回転を加速する方向に切換磁石を反発させて着磁音を低減することができる。
【００４５】
第１３の発明は、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のロータの磁極数を切り換える切換部と、
前記切換部の切り換え動作を制御して、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と、該第１ロータ及び該第２ロータを異なる方向に回転させる相反回転モードとで、前記モータを回転動作させる制御部とを備え、
前記制御部は、前記ロータが前記相反回転モードを行うための磁極数に設定されているときに動作不能となった場合に、該ロータを停止させた状態で、前記同期回転モードを行うための磁極数に切り換えるように、前記切換部の切り換え動作を制御することを特徴とするものである。
【００４６】
第１３の発明では、ロータの磁極数を切り換えることで、第１ロータ及び第２ロータを同期回転モードや相反回転モードで回転動作させるようにしている。そして、相反回転モード中に、意図せずに電源がオフになり、モータの運転再開後もロータが動作不能となった場合に、ロータを停止させた状態で、同期回転モードを行うための磁極数に切り換えるようにしている。
【００４７】
具体的に、相反回転モード中の減磁等の異常が発生してトルク不足となった場合には、ロータが完全に起動できなくなってしまうおそれがある。そこで、本発明では、ロータの停止中に磁極数の切り換えを行って同期回転モードに戻すことで、トルク不足を解消し、ロータを動作可能な状態にしている。
【００４８】
第１４の発明は、第１３の発明において、
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、コイルから着磁電流が供給されることで磁極が反転する複数の切換磁石を有し、
前記制御部は、前記ロータが動作不能となった場合に、前記切換磁石の磁極を切り換えるための着磁電流を、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の前記コイルに対して少なくとも１回ずつ通電することを特徴とするものである。
【００４９】
第１４の発明では、ロータが動作不能となった場合に、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のコイルに対して少なくとも１回ずつ通電することで、切換磁石の極反転を行い、同期回転モードに戻すようにしている。これにより、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の何れかに対向している切換磁石を極反転して、トルク不足を解消し、ロータを動作可能な状態にすることができる。
【００５０】
第１５の発明は、第１４の発明において、
前記制御部は、前記コイルへの着磁電流の通電後に、前記ロータを前記同期回転モードで動作させる一方、該ロータが引き続き動作不能である場合に、該コイルへの通電動作を繰り返すことを特徴とするものである。
【００５１】
第１５の発明では、コイルへの着磁電流の通電後に、ロータを同期回転モードで動作させるように試行しても、引き続きロータが動作不能である場合には、コイルへの通電動作を繰り返すようにしている。
【００５２】
第１６の発明は、第１３乃至第１５の発明のうち何れか１つにおいて、
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、コイルから着磁電流が供給されることで磁極が反転する複数の切換磁石を有し、
前記切換磁石の幅θは、電気角３０°＜θ＜１８０°であることを特徴とするものである。
【００５３】
第１６の発明では、切換磁石の幅を３０°＜θ＜１８０°に設定することで、ロータの停止時に、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の何れかのコイルに切換磁石が対向することとなるので、切換磁石の極反転を確実に行うことができる。
【００５４】
第１７の発明は、第１３乃至第１６の発明のうち何れか１つにおいて、
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、コイルから着磁電流が供給されることで磁極が反転する複数の切換磁石を有し、
前記切換磁石の幅θは、電気角６０°＜θ＜１２０°であることを特徴とするものである。
【００５５】
第１７の発明では、切換磁石の幅を６０°＜θ＜１２０°に設定することで、ロータの停止時に、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の何れかのコイルに切換磁石が対向することとなるので、切換磁石の極反転を確実に行うことができる。
【００５６】
第１８の発明は、第１３乃至第１７の発明のうち何れか１つにおいて、
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、前記切換部の切り換え動作に基づいて磁極が反転する複数の切換磁石を有し、
前記制御部は、前記ロータを一方向に回転させ、該ロータの回転中に前記切換磁石における回転方向の前側部分を増磁するように、前記切換部の切り換え動作を制御することを特徴とするものである。
【００５７】
第１８の発明では、ロータの回転中に、切換磁石における回転方向の前側部分を増磁するようにしている。これにより、切換磁石を増磁する際に、切換磁石の回転方向の前側部分とティースとの間に吸引力が働き、ロータが回転方向に加速されるので、着磁音を低減することができる。
【００５８】
第１９の発明は、第１８の発明において、
前記制御部は、前記ロータを一方向とは逆の方向に回転させ、該ロータの回転中に該切換磁石における回転方向の前側部分を増磁するように、前記切換部の切り換え動作を制御することを特徴とするものである。
【００５９】
第１９の発明では、ロータの逆回転中に、切換磁石における回転方向の前側部分を増磁するようにしている。つまり、ロータを一方向に回転させて切換磁石の前側部分を増磁した後、残りの後側部分については、ロータを逆回転させて同様に増磁するようにしている。
【００６０】
第２０の発明は、第１３乃至第１９の発明のうち何れか１つにおいて、
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、前記切換部の切り換え動作に基づいて磁極が反転する複数の切換磁石を有し、
前記制御部は、前記ロータを一方向に回転させ、該ロータの回転中に前記切換磁石における回転方向の後側部分を極反転するように、前記切換部の切り換え動作を制御することを特徴とするものである。
【００６１】
第２０の発明では、ロータの回転中に、切換磁石における回転方向の後側部分を極反転するようにしている。これにより、切換磁石を極反転する際に、切換磁石の回転方向の後側部分とティースとの間に反発力が働き、ロータが回転方向に加速されるので、着磁音を低減することができる。
【００６２】
第２１の発明は、第２０の発明において、
前記制御部は、前記ロータを一方向とは逆の方向に回転させ、該ロータの回転中に該切換磁石における回転方向の後側部分を極反転するように、前記切換部の切り換え動作を制御することを特徴とするものである。
【００６３】
第２１の発明では、ロータの逆回転中に、切換磁石における回転方向の後側部分を極反転するようにしている。つまり、ロータを一方向に回転させて切換磁石の後側部分を極反転した後、残りの前側部分については、ロータを逆回転させて同様に極反転するようにしている。
【発明の効果】
【００６４】
本発明によれば、ロータの磁極数の切り換えに起因する不具合の発生を抑える。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本実施形態に係る洗濯機の構成を示す側面断面図である。
【図２】モータの全体構成を示す平面図である。
【図３】モータの要部を示す平面図であり、アウターロータの磁極数が３２極の状態を示す。
【図４】磁束の移動経路を示す平面断面図である。
【図５】モータの要部を示す平面図であり、アウターロータの磁極数が１６極の状態を示す。
【図６】磁束の移動経路を示す平面断面図である。
【図７】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。
【図８】給水行程の開始前に、同期回転モードを行うための磁極数に切り換える初期化制御の手順を示すフローチャート図である。
【図９】異極を除去するために着磁電流を印加している状態を示す図である。
【図１０】モータが動作不能状態となった場合の復帰手順を示すフローチャート図である。
【図１１】切換磁石の幅と電気角との関係を説明する図である。
【図１２】Ｓ極の切換磁石を増磁するタイミングを説明する図である。
【図１３】Ｎ極の切換磁石を増磁するタイミングを説明する図である。
【図１４】Ｓ極の切換磁石を極反転するタイミングを説明する図である。
【図１５】Ｎ極の切換磁石を極反転するタイミングを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００６６】
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。
【００６７】
〈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。
【００６８】
洗濯機１は、矩形箱状の筐体２を有し、その前面に、扉３で開閉される円形の投入口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。
【００６９】
筐体２の前面上部には、スイッチ等が配置された操作部５が設置されており、その後方にコントローラ６（制御部）が内蔵されている。筐体２の内部には、水槽１０、ドラム１１（回転槽）、モータ１６、パルセータ１２などが配設されている。
【００７０】
水槽１０は、一端に内径よりも小径の開口１０ａを有する有底円筒状の容器であり、その開口１０ａを投入口４に向け、その中心線が前後の略水平方向に延びるように横置きにした状態で、筐体２の内部に設置されている。水槽１０の上部には、給水部７が設けられており、洗い時や濯ぎ時には、給水部７から供給された洗浄水や濯ぎ水が、水槽１０の下部に貯留される。水槽１０の下部には、バルブで開閉制御される排水管８が連結されており、不要な水は、排水管８を通じて洗濯機１の外部に排水される。
【００７１】
ドラム１１は、一端に開口部１１ａを有し、他端に底部を有する有底円筒状の容器であり、その開口部１１ａを前方に向けた状態で水槽１０に収容されている。ドラム１１は、前後方向に延びる回転軸Ｊを中心に回転可能となっており、ドラム１１に洗濯物が収容された状態で、洗い、濯ぎ、脱水等の各行程が実行される。
【００７２】
ドラム１１の周壁部には、内外に貫通する多数の通水孔１１ｂが形成されており、水槽１０に溜められた洗浄水は、これら通水孔１１ｂを通じてドラム１１の内部に流入する。
【００７３】
パルセータ１２は、ドラム１１の底部に配置されている。パルセータ１２は、ドラム１１と独立して回転軸Ｊを中心に回転可能となっている。
【００７４】
インナーシャフト１３及びアウターシャフト１４からなる二重シャフト１５が、回転軸Ｊを中心に水槽１０の底面を貫通した状態で設置されている。アウターシャフト１４は、インナーシャフト１３よりも軸長が短い円筒状のシャフトである。
【００７５】
インナーシャフト１３は、アウターシャフト１４の内部に回転自在に軸支されており、その先端部にパルセータ１２が連結されて支持されている。アウターシャフト１４は、水槽１０に回転自在に軸支されており、その先端部にドラム１１が連結されて支持されている。これらアウターシャフト１４及びインナーシャフト１３の基端部は、水槽１０の後側に配置されたモータ１６に連結されている。
【００７６】
モータ１６は、直径が水槽１０よりも小さい扁平な円柱状の外観を有し、水槽１０の後側に組み付けられている。モータ１６は、アウターシャフト１４及びインナーシャフト１３の各々を独立して駆動する。
【００７７】
コントローラ６は、ＣＰＵやメモリ等のハードウエアと、制御プログラム等のソフトウエアとで構成されている。コントローラ６は、洗濯機１を総合的に制御しており、操作部５で入力される指示に従って、給水、洗い、濯ぎ、脱水等の各行程を自動的に運転する。コントローラ６には、記憶部６ａや判定部６ｂが設けられている。なお、記憶部６ａや判定部６ｂについては後述する。
【００７８】
〈モータ〉
図２に示すように、モータ１６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）、ステータ４０などで構成されている。すなわち、このモータ１６は、１つのステータ４０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。
【００７９】
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１２やドラム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。
【００８０】
アウターロータ２０及びインナーロータ３０は、ステータ４０のコイル４３を共用しており、コイル４３に電流を供給することにより、このモータ１６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。
【００８１】
アウターロータ２０は、扁平な有底円筒状の部材であり、底部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。
【００８２】
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、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、詳しくは後述するが、アウターマグネット２４は、コイル４３への通電動作を制御することで、磁力を増磁させたり磁極を反転させることが可能な切換磁石２５で構成されている。
【００８３】
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、底部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。
【００８４】
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、３２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ている。
【００８５】
ステータ４０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４０は、複数のティース４１やコイル４３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４０には、２４個のＩ型のティース４１及びコイル４３が備えられている。
【００８６】
ティース４１は、縦断面がＩ形状を有する薄板状の鉄部材であり、各々が等間隔で放射状に並ぶようにしてステータ４０の全周に配置されている。ティース４１の内周側及び外周側の側端部は、その両隅から周方向に鍔状に張り出している。
【００８７】
ティース４１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、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４１毎にコイル４３が形成されている。コイル４３が形成された一群のティース４１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。
【００８８】
ティース４１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４１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４０、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。
【００８９】
隣接するティース４１の間におけるインナーロータ３０寄りの位置には、デジタル式の磁束センサ４４や、速度センサ４６が配設されている。磁束センサ４４は、インナーロータ３０のインナーマグネット３４の位置を把握するためのものである。また、速度センサ４６は、インナーロータ３０の回転速度を検出するためのものである。
【００９０】
また、隣接するティース４１の間におけるアウターロータ２０寄りの位置には、アナログ式の磁束センサ４５や、速度センサ４７が配設されている。磁束センサ４５は、例えばホールセンサで構成され、アウターロータ２０のアウターマグネット２４の位置を把握するためのものである。また、速度センサ４７は、アウターロータ２０の回転速度を検出するためのものである。
【００９１】
本実施形態に係るモータ１６では、ステータ４０のコイル４３に通電されたとき、ティース４１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。
【００９２】
このように、ステータ４０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。
【００９３】
〈磁極数の切り換え動作〉
図３は、モータの要部を示す平面図であり、機械角９０°分の状態を示している。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、切換部としてのコイル４３に着磁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４３に着磁電流を供給しても、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。
【００９４】
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。
【００９５】
本実施形態では、ステータ４０の極数Ｓｔが２４極、インナーロータ３０の極数が３２極、アウターロータ２０の最多の極数が３２極となるように構成され、その比率は、Ｓｔ：ｍ＝３：４となっている。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、３２極又は１６極に切り換え可能となっている。
【００９６】
図３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４１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３２極となる（図４参照）。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４１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。
【００９７】
図４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４１を介してインナーロータ３０側を通り、異なるティース４１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。
【００９８】
ここで、アウターロータ２０の磁極数が３２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４１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３２極とするのがよい。
【００９９】
一方、コイル４３に着磁電流を供給して、アウターマグネット２４の一部の磁極を反転させ、図５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１６極となる。
【０１００】
図６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４１を介してインナーロータ３０側を通り、異なるティース４１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。
【０１０１】
ここで、アウターロータ２０の磁極数が１６極の場合には、Ｎ極のアウターマグネット２４とティース４１との隙間であるエアギャップが、３２極の場合に比べて小さいため、誘起電圧が大きくなる。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１６極とするのがよい。
【０１０２】
次に、図３を用いて、アウターマグネット２４の磁極を３２極から１６極へ切り換える方法について説明する。図３は３２極であるが、下から２番目の磁石の磁極をＳ極からＮ極に切り換えることにより１６極にすることができる。下から２番目のティース４１と下から３番目のティース４１に図３の矢印で示す方向に磁界が流れるように、コイル４３に着磁電流を流す。それにより、下から２番目のアウターマグネット２４の磁極をＳ極からＮ極へ反転させることができる。
【０１０３】
次に、図５を用いて、アウターマグネット２４の磁極を１６極から３２極へ切り換える方法について説明する。図５は１６極であるが、下から２番目の磁石の磁極をＮ極からＳ極に切り換えることにより３２極にすることができる。下から２番目のティース４１と下から３番目のティース４１に図５の矢印で示す方向に磁界が流れるように、コイル４３に着磁電流を流す。それにより、下から２番目のアウターマグネット２４の磁極をＮ極からＳ極へ反転させることができる。
【０１０４】
なお、図５に示すアウターマグネット２４の配置の場合、下から２番目のアウターマグネット２４の一部に前の極が残る場合があるが、必要な場合には、アウターロータ２０の角度、コイル４３に流す着磁電流の相を適宜合わせ、複数回の磁化を行うことにより完全に磁化を反転することは可能である。
【０１０５】
ここで、磁化されるティース４１間においてアウターマグネット２４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、インナーマグネット３４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。
【０１０６】
これにより、着磁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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
図７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４３に着磁電流を流すことで、＋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。
【０１１０】
ところで、切換磁石２５を磁化するのにあたって、コイル４３に印加する電圧は、着磁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の効率が良い。
【０１１１】
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。
【０１１２】
〈回転モードについて〉
ここで、コイル４３に着磁電流を供給して切換磁石２５の磁極を反転させる磁極数の切り換え動作は、コントローラ６によって制御される。つまり、制御部６の制御指令に基づいて、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駆動させるようにしている。
【０１１３】
具体的に、図３に示すように、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ていると、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３２極となる。このとき、アウターロータ２０及びインナーロータ３０は、同一方向（図３で時計回り方向）に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。
【０１１４】
一方、コイル４３に着磁電流を供給して、アウターマグネット２４の一部の磁極を反転させ、図５に示すように、アウターマグネット２４が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１６極となる。このとき、アウターロータ２０は、図５で反時計回り方向に回転する一方、インナーロータ３０は、図５で時計回り方向に回転する。つまり、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。
【０１１５】
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、同一速度又は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。
【０１１６】
なお、本実施形態では、磁束センサ４４，４５によってインナーロータ３０やアウターロータ２０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、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。
【０１１７】
〈給水行程の開始前の制御について〉
ところで、給水行程の開始前には、ドラム１１内の洗濯物をほぐすために、ドラム１１を回転させるようにしている。しかしながら、例えば、アウターロータ２０の磁極数を切り換えている途中で、意図せずに電源がオフになる等、アウターロータ２０の磁極数が不明な状態になると、運転を再開したときに、相反回転モードでモータ１６が回転するおそれがある。そして、相反回転モードでは、ドラム１１とパルセータ１２とが逆方向に回転するため、洗濯物がねじられてしまい、生地を傷めてしまうおそれがある。
【０１１８】
そこで、本実施形態では、給水行程の開始前には、アウターロータ２０の磁極数を、同期回転モードを行うための磁極数に切り換える一方、給水行程の終了後には、相反回転モードを行うための磁極数に切り換えるようにしている。
【０１１９】
具体的に、着磁電流をＵ相のコイル４３に流すと、それに応じてモータ制御のｑｄ軸電流が大きく変化する。モータ１６の通常駆動時の電流振幅０．５Ａ〜１０Ａ程度であるが、着磁に必要な電流は、磁石のスペックにもよるが、電流振幅１５Ａ〜３０Ａ程度である。
【０１２０】
これにより、給水行程の開始前の洗濯物をほぐす作業は、必ず同期回転モードで行われることとなるので、洗濯物を傷めるおそれを軽減することができる。
【０１２１】
そして、モータ１６が同期回転モードで行われているかは、磁束センサ４５や速度センサ４６，４７の検出結果に基づいて判定される。具体的に、アウターロータ２０側に配置された磁束センサ４５では、複数の切換磁石２５の位置及び磁極が検出される。速度センサ４６では、インナーロータ３０の回転速度が検出され、速度センサ４７では、アウターロータ２０の回転速度が検出される。
【０１２２】
磁束センサ４５及び速度センサ４６，４７の検出結果は、コントローラ６に送信されて記憶部６ａに記憶される。コントローラ６の判定部６ｂでは、磁束センサ４５の検出結果からアウターロータ２０の磁極数を確認して、同期回転モードを行うための磁極数に切り換わっているかが判定される。
【０１２３】
また、判定部６ｂでは、速度センサ４６，４７の検出結果からアウターロータ２０とインナーロータ３０との速度差を検出することで、同期回転モードが行われているかを判定することもできる。
【０１２４】
そして、給水行程の終了後には、アウターロータ２０の磁極数を切り換えることで、モータ１６を相反回転モードで回転させるように制御すればよい。これにより、洗い行程では、ドラム１１とパルセータ１２とを逆回転させることで、洗浄効果を高めることができる。
【０１２５】
〈初期化制御について〉
以下、給水行程の開始前に、同期回転モードを行うための磁極数に切り換える初期化制御の手順について、図８のフローチャート図を用いて説明する。
【０１２６】
図８に示すように、ステップＳ１０１では、モータ１６を起動させ、ステップＳ１０２に進む。
【０１２７】
ステップＳ１０２では、複数の切換磁石２５のうち、同期回転モードを行うための磁極とは反対の極性を持つ切換磁石２５が無いか、つまり、異極の有無を判定する判定する。図９に示すように、異極の有無は、磁束センサ４５の出力から判定することができる。つまり、磁束センサ４５によって周期的に得られる出力信号の中で、プラス方向に突出している部分が、切換磁石２５の磁極がＮ極であると判定することができる。ステップＳ１０２での判定が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ１０３に分岐する。ステップＳ１０２での判定が「ＮＯ」の場合には、処理を終了する。
【０１２８】
ステップＳ１０３では、異極位置を記憶部６ａに記憶して、次回の着磁位置へフィードバックさせ、ステップＳ１０４に進む。
【０１２９】
ステップＳ１０４では、異極の切換磁石２５に対して着磁を行い、ステップＳ１０２に戻る。図９に示すように、Ｎ極の切換磁石２５に対して着磁電流を印加することで、極反転を行うようにしている。
【０１３０】
そして、同期回転モードを行うための磁極とは反対の極性が無くなるまで、ステップＳ１０２からステップＳ１０４までを繰り返し、切換磁石２５の極反転を行う。これにより、同期回転モードを確実に行うことができる。
【０１３１】
〈ロータの動作不能時の制御について〉
本実施形態では、アウターロータ２０の磁極数を切り換えることで、アウターロータ２０及びインナーロータ３０を同期回転モードや相反回転モードで回転動作させるようにしている。
【０１３２】
しかしながら、相反回転モード中に、意図せずに電源がオフになった場合に、モータ１６の運転を再開しようとしても、相反回転モード中の減磁等の異常が発生してトルク不足となっていると、ロータが完全に起動できなくなってしまうおそれがある。
【０１３３】
そこで、本実施形態では、アウターロータ２０の停止中に磁極数の切り換えを行って同期回転モードに戻すことで、トルク不足を解消し、アウターロータ２０を動作可能な状態にしている。以下、モータ１６が動作不能状態となった場合の復帰手順について、図１０のフローチャート図を用いて説明する。
【０１３４】
図１０に示すように、ステップ２０１では、モータ１６が動作不能となったことが検出され、ステップＳ２０２に進む。
【０１３５】
ステップＳ２０２では、Ｕ相のコイル４３に通電を行い、ステップＳ２０３に進む。
【０１３６】
ステップＳ２０３では、Ｖ相のコイル４３に通電を行い、ステップＳ２０４に進む。
【０１３７】
ステップＳ２０４では、Ｗ相のコイル４３に通電を行い、ステップＳ２０５に進む。
【０１３８】
ステップＳ２０５では、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のコイル４３への着磁電流の通電後に、アウターロータ２０及びインナーロータ３０を同期回転モードで動作させるようにモータ１６を起動して、ステップＳ２０６に進む。
【０１３９】
ステップＳ２０６では、モータ１６が起動できたかを判定する。ステップＳ２０６での判定が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ２０７に分岐する。ステップＳ２０６での判定が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ２０２に分岐する。
【０１４０】
ステップＳ２０７では、同期回転モードを行うために切換磁石２５の増磁を行い、処理を終了する。これにより、トルク不足を解消し、アウターロータ２０を動作可能な状態にすることができる。
【０１４１】
一方、アウターロータ２０が引き続き動作不能である場合には、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のコイル４３への通電動作を繰り返す（ステップＳ２０２からステップＳ２０６）。
【０１４２】
〈切換磁石の幅について〉
ところで、アウターロータ２０が動作不能となった場合に、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のコイル４３に対して少なくとも１回ずつ通電することで、切換磁石２５を極反転するためには、アウターロータ２０の停止時に、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の何れかのティース４１に切換磁石２５が対向している必要がある。
【０１４３】
具体的に、図１１に示すように、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のティース４１は、電気角１２０°ずつ離れて配置されている。そのため、切換磁石２５の幅θを、最小磁石幅を電気角６０°、最大磁石幅を電気角１２０°とし、６０°＜θ＜１２０°の範囲内で設定すれば、アウターロータ２０の停止時に、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の何れかのティース４１に切換磁石２５が対向することとなるので、切換磁石２５の極反転を確実に行うことができる。
【０１４４】
〈増磁又は極反転のタイミングについて〉
切換磁石２５の内部では、磁束がＳ極からＮ極に向かって流れている。そして、切換磁石２５の内部を流れる磁束と同じ方向に磁束を流すことで、切換磁石２５の磁力を増磁できるようになっている。また、切換磁石２５の内部を流れる磁束と反対の方向に磁束を流すことで、切換磁石２５の極反転を行うことができるようになっている。
【０１４５】
図１２〜図１５に示すように、本実施形態では、切換磁石２５の磁力を増磁又は極反転する際に、アウターロータ２０の回転方向及び切換磁石２５の位置を考慮するようにしている。
【０１４６】
まず、図１２に示すように、アウターロータ２０が一方向（図１２で左方向）に回転しており、ティース４１に対向するＳ極の切換磁石２５を増磁する場合について検討する。
【０１４７】
この場合には、アウターロータ２０の回転中に、ティース４１から切換磁石２５における回転方向の前側部分（図１２で左側部分）に向かって磁束を流すことで、切換磁石２５の左側部分を増磁する。これにより、切換磁石２５を増磁する際に、切換磁石２５の左側部分とティース４１との間に吸引力が働き、アウターロータ２０が回転方向に加速されるので、着磁音を低減することができる。
【０１４８】
なお、切換磁石２５の左側部分を増磁した後の、残りの右側部分（図１２で回転方向の後側部分）については、アウターロータ２０を逆回転させて、同様に増磁するようにしている。
【０１４９】
つまり、アウターロータ２０の逆回転中に、ティース４１から切換磁石２５における逆回転方向に前側部分（図１２で右側部分）に向かって磁束を流すことで、切換磁石２５の右側部分を増磁する。これにより、切換磁石２５を増磁する際に、切換磁石２５の右側部分とティース４１との間に吸引力が働き、アウターロータ２０が逆回転方向に加速されるので、着磁音を低減することができる。
【０１５０】
図１３では、アウターロータ２０が一方向（図１３で左方向）に回転しており、ティース４１に対向するＮ極の切換磁石２５を増磁する場合の磁束の流れについて示している。
【０１５１】
図１３に示すように、アウターロータ２０の回転中に、切換磁石２５における回転方向の前側部分（図１３で左側部分）からティース４１に向かって磁束を流すことで、切換磁石２５の左側部分を増磁する。これにより、切換磁石２５を増磁する際に、切換磁石２５の左側部分とティース４１との間に吸引力が働き、アウターロータ２０が回転方向に加速されるので、着磁音を低減することができる。
【０１５２】
なお、切換磁石２５の左側部分を増磁した後の、残りの右側部分（図１３で回転方向の後側部分）については、アウターロータ２０を逆回転させて、同様に増磁すればよい。
【０１５３】
次に、図１４に示すように、アウターロータ２０が一方向（図１４で左方向）に回転しており、ティース４１に対向するＳ極の切換磁石２５を極反転する場合について検討する。
【０１５４】
この場合には、アウターロータ２０の回転中に、切換磁石２５における回転方向の後側部分（図１４で右側部分）からティース４１に向かって磁束を流すことで、切換磁石２５の右側部分を極反転する。これにより、切換磁石２５を極反転する際に、切換磁石２５の右側部分とティース４１との間に反発力が働き、アウターロータ２０が回転方向に加速されるので、着磁音を低減することができる。
【０１５５】
なお、切換磁石２５の右側部分を極反転した後の、残りの左側部分（図１４で回転方向の前側部分）については、アウターロータ２０を逆回転させて、同様に極反転すればよい。
【０１５６】
図１５では、アウターロータ２０が一方向（図１５で左方向）に回転しており、ティース４１に対向するＮ極の切換磁石２５を極反転する場合の磁束の流れについて示している。
【０１５７】
図１５に示すように、アウターロータ２０の回転中に、ティース４１から切換磁石２５における回転方向の後側部分（図１５で右側部分）に向かって磁束を流すことで、切換磁石２５の右側部分を極反転する。これにより、切換磁石２５を極反転する際に、切換磁石２５の右側部分とティース４１との間に反発力が働き、アウターロータ２０が回転方向に加速されるので、着磁音を低減することができる。
【０１５８】
なお、切換磁石２５の右側部分を極反転した後の、残りの左側部分（図１５で回転方向の前側部分）については、アウターロータ２０を逆回転させて、同様に極反転すればよい。
【０１５９】
《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。
【０１６０】
本実施形態では、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の極数を切り換え可能としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１６１】
以上説明したように、本発明は、ロータの磁極数の切り換えに起因する不具合の発生を抑えることができ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。
【符号の説明】
【０１６２】
１    洗濯機
６    コントローラ（制御部）
６ａ  記憶部
６ｂ  判定部
１０    水槽
１１    ドラム（回転槽）
１２    パルセータ
１６    モータ
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）
４０    ステータ
４３    コイル（切換部）
４５    磁束センサ
４６    速度センサ
４７    速度センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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