(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
３相交流電圧及び６相交流電圧の一方の第１交流電圧が選択的に出力されると、第１回転磁界を発生させ、かつ、前記３相交流電圧及び前記６相交流電圧の他方の第２交流電圧が選択的に出力されると、第２回転磁界を発生させるステータと、
前記ステータ内で所定の回転軸周りに回転するロータと、
を備え、
前記ロータは、
円柱形状のコア部と、前記コア部の周面から前記ステータに向けて突出して形成された複数の突極と、を含むロータコアと、
前記コア部の周面より内側に配置された複数の磁石と、
を有し、
前記複数の突極は、前記回転軸周りに形成され、
前記複数の磁石は、前記回転軸周りに配置され、
前記第１回転磁界は、前記複数の磁石により生成される基本磁界と磁気的に結合し、前記ロータを第１トルクで回転させ、
前記第２回転磁界は、前記基本磁界が前記複数の突極により変調された変調磁界と磁気的に結合し、前記ロータを前記第１トルクと異なる第２トルクで回転させる、
モータ。
【請求項２】
前記第１回転磁界は、前記ロータを第１トルク定数で回転させることにより前記第１トルクで回転させ、
前記第２回転磁界は、前記ロータを第２トルク定数で回転させることにより前記第２トルクで回転させる、
請求項１に記載のモータ。
【請求項３】
前記ステータは、前記３相交流電圧と前記６相交流電圧とが選択的に印加されるコイル部と、前記回転軸周りに形成され、前記コイル部を収容するスロット数Ｎｓ（Ｎｓは６の倍数）のスロットと、を有し、
前記複数の突極は、極数Ｎｐ（Ｎｐは２以上の整数）を規定し、
前記複数の磁石は、極対数Ｎｍ（Ｎｍは正の整数）を規定し、
前記極対数Ｎｍは、前記スロット数Ｎｓの下で、前記第１回転磁界が前記ロータを回転させる値に設定され、
極対数（Ｎｐ−Ｎｍ）は、前記スロット数Ｎｓの下で、前記第２回転磁界が前記ロータを回転させる値に設定される、
請求項１又は２に記載のモータ。
【請求項４】
前記第１交流電圧は、前記６相交流電圧であり、
前記第２交流電圧は、前記３相交流電圧であり、
Ｎｍ＝Ｎｓ／６又は５Ｎｓ／６であり、
Ｎｐ−Ｎｍ＝Ｎｓ／３又は２Ｎｓ／３である、
請求項３に記載のモータ。
【請求項５】
前記第１交流電圧は、前記３相交流電圧であり、
前記第２交流電圧は、前記６相交流電圧であり、
Ｎｍ＝Ｎｓ／３又は２Ｎｓ／３であり、
Ｎｐ−Ｎｍ＝Ｎｓ／６又は５Ｎｓ／６である、
請求項３に記載のモータ。
【請求項６】
前記複数の突極は、前記回転軸周りに等間隔で設けられ、かつ、第１突極と、前記第１突極に隣り合う第２突極と、を含み、
前記第１突極は、前記回転軸から放射状に延びる面で規定される第１側面と、前記回転軸から放射状に延びる面で規定される、前記第１側面と反対側の第２側面とを有し、
前記第２突極は、前記回転軸から放射状に延びる面で規定される、前記第２側面に対向する第３側面を有し、
前記第１側面と前記回転軸と前記第２側面とで形成される中心角と、前記第２側面と前記回転軸と前記第３側面とで形成される中心角とは、等しい、
請求項１〜５のいずれか１項に記載のモータ。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のモータと、
前記３相交流電圧と前記６相交流電圧とを選択的に出力する駆動部と、
を備え、
前記ステータは、互いに結線された第１相コイル部と、第２相コイル部と、第３相コイル部と、第４相コイル部と、第５相コイル部と、第６相コイル部と、を含み、
前記駆動部は、前記３相交流電圧として、位相が順に１２０度ずつシフトされた３相交流電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを出力し、かつ、前記６相交流電圧として、位相が順に６０度ずつシフトされた６相交流電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ，Ｖｄ，Ｖｅ，Ｖｆを出力し、
前記第１相コイル部には、前記３相交流電圧Ｖｕと前記６相交流電圧Ｖａとが選択的に印加され、
前記第２相コイル部には、前記３相交流電圧Ｖｖと前記６相交流電圧Ｖｂとが選択的に印加され、
前記第３相コイル部には、前記３相交流電圧Ｖｗと前記６相交流電圧Ｖｃとが選択的に印加され、
前記第４相コイル部には、前記３相交流電圧Ｖｕと前記６相交流電圧Ｖｄとが選択的に印加され、
前記第５相コイル部には、前記３相交流電圧Ｖｖと前記６相交流電圧Ｖｅとが選択的に印加され、
前記第６相コイル部には、前記３相交流電圧Ｖｗと前記６相交流電圧Ｖｆとが選択的に印加される、
モータ装置。
【請求項８】
前記駆動部は、
前記第１相コイル部〜前記第６相コイル部にそれぞれ接続され、かつ、直流電源に互いに並列に接続された第１相スイッチング素子〜第６相スイッチング素子を有する６相インバータと、
前記第１相スイッチング素子〜前記第６相スイッチング素子をＰＷＭ制御して、前記３相交流電圧と前記６相交流電圧とを選択的に生成するインバータ制御部と、
を含む、
請求項７に記載のモータ装置。
【請求項９】
請求項７又は８に記載のモータ装置と、
衣類が収容される回転ドラムと、
前記衣類を洗う洗い工程と、前記衣類を濯ぐ濯ぎ工程と、前記衣類を脱水する脱水工程と、を実行する洗濯制御部と、
を備え、
前記モータ装置は、前記回転軸と一致する位置に配置され、前記ロータに接続されて前記ロータの回転を外部に伝達する伝達シャフトをさらに備え、
前記伝達シャフトは、前記回転ドラムに接続され、
前記駆動部は、前記３相交流電圧と前記６相交流電圧とを選択的に出力して、前記洗い工程及び前記濯ぎ工程では、前記第１トルク及び前記第２トルクのうち高い方のトルクで前記ロータを回転させ、前記脱水工程では、前記第１トルク及び前記第２トルクのうち低い方のトルクで前記ロータを回転させる、
洗濯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ、該モータを備えるモータ装置及び該モータ装置を備える洗濯機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、低騒音及び低振動を図りつつ、出力トルクを増大するように構成されたモータが提案されている。例えば特許文献１に記載のモータは、ステータの外側に設けられた外側ロータと、ステータの内側に設けられた内側ロータとを備える。外側ロータと内側ロータとは、同一の回転軸に接続され、一体に回転するように構成されている。このような構成により、外側ロータの駆動力と内側ロータの駆動力とが加算されて、出力トルクの増大が図られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００７／１２３１０７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一方、近年では、回転速度とトルクとの関係を表すモータのＮ−Ｔ特性として、低速高トルクと高速低トルクとの両方のＮ−Ｔ特性を実現するモータが求められている。例えば電気自動車又はハイブリッド車等の車両を駆動するモータには、車両の発進時には低速高トルクの特性が求められ、車速が上昇すると高速低トルクの特性が求められる。また、例えば洗濯機のダイレクトドライブ方式のモータには、洗い工程又は濯ぎ工程では低速高トルクの特性が求められ、脱水工程では高速低トルクの特性が求められる。
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載のモータでは、低速高トルクと高速低トルクとの両方のＮ−Ｔ特性を実現するための構成については、十分に検討されていない。
【０００６】
本発明は、低速高トルクと高速低トルクとの両方のＮ−Ｔ特性を実現するモータ、該モータを備えるモータ装置及び該モータ装置を備える洗濯機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様のモータは、３相交流電圧及び６相交流電圧の一方の第１交流電圧が選択的に出力されると、第１回転磁界を発生させ、かつ、前記３相交流電圧及び前記６相交流電圧の他方の第２交流電圧が選択的に出力されると、第２回転磁界を発生させるステータと、前記ステータ内で所定の回転軸周りに回転するロータと、を備え、前記ロータは、円柱形状のコア部と、前記コア部の周面から前記ステータに向けて突出して形成された複数の突極と、を含むロータコアと、前記コア部の周面より内側に配置された複数の磁石と、を有し、前記複数の突極は、前記回転軸周りに形成され、前記複数の磁石は、前記回転軸周りに配置され、前記第１回転磁界は、前記複数の磁石により生成される基本磁界と磁気的に結合し、前記ロータを第１トルクで回転させ、前記第２回転磁界は、前記基本磁界が前記複数の突極により変調された変調磁界と磁気的に結合し、前記ロータを前記第１トルクと異なる第２トルクで回転させるものである。
【０００８】
本態様では、３相交流電圧及び６相交流電圧の一方の第１交流電圧が選択的に出力されると、ステータにおいて第１回転磁界が発生する。第１回転磁界は、複数の磁石により生成される基本磁界と磁気的に結合し、ロータを第１トルクで回転させる。３相交流電圧及び６相交流電圧の他方の第２交流電圧が選択的に出力されると、ステータにおいて第２回転磁界が発生する。第２回転磁界は、基本磁界が複数の突極により変調された変調磁界と磁気的に結合し、ロータを第１トルクと異なる第２トルクで回転させる。したがって、本態様によれば、第１トルクと第２トルクとの２種類のトルクでモータを回転させることができる。その結果、低速高トルクと高速低トルクとの両方のＮ−Ｔ特性を実現することが可能になる。
【０００９】
上記態様において、前記第１回転磁界は、前記ロータを第１トルク定数で回転させることにより前記第１トルクで回転させ、前記第２回転磁界は、前記ロータを第２トルク定数で回転させることにより前記第２トルクで回転させてもよい。
【００１０】
本態様では、第１回転磁界は、ロータを第１トルク定数で回転させることにより第１トルクで回転させる。第２回転磁界は、ロータを第２トルク定数で回転させることにより第２トルクで回転させる。したがって、本態様によれば、第１トルクと第２トルクとの２種類のトルクでモータを回転させることができる。
【００１１】
上記態様において、前記ステータは、前記３相交流電圧と前記６相交流電圧とが選択的に印加されるコイル部と、前記回転軸周りに形成され、前記コイル部を収容するスロット数Ｎｓ（Ｎｓは６の倍数）のスロットと、を有してもよい。前記複数の突極は、極数Ｎｐ（Ｎｐは２以上の整数）を規定してもよい。前記複数の磁石は、極対数Ｎｍ（Ｎｍは正の整数）を規定してもよい。前記極対数Ｎｍは、前記スロット数Ｎｓの下で、前記第１回転磁界が前記ロータを回転させる値に設定されてもよい。極対数（Ｎｐ−Ｎｍ）は、前記スロット数Ｎｓの下で、前記第２回転磁界が前記ロータを回転させる値に設定されてもよい。
【００１２】
本態様では、複数の磁石の極対数Ｎｍは、スロット数Ｎｓの下で、第１回転磁界がロータを回転させる値に設定される。複数の磁石の極対数Ｎｍ及び複数の突極の極数Ｎｐは、スロット数Ｎｓの下で、第２回転磁界がロータを回転させる値に設定される。このため、本態様によれば、第１トルクと第２トルクとの２種類のトルクで、それぞれモータを回転させることができる。
【００１３】
上記態様において、前記第１交流電圧は、前記６相交流電圧であり、前記第２交流電圧は、前記３相交流電圧であり、Ｎｍ＝Ｎｓ／６又は５Ｎｓ／６であり、Ｎｐ−Ｎｍ＝Ｎｓ／３又は２Ｎｓ／３であってもよい。
【００１４】
本態様では、第１交流電圧は、６相交流電圧である。このため、第１回転磁界は、６相交流電圧がコイル部に印加されると発生する。Ｎｍ＝Ｎｓ／６又は５Ｎｓ／６である。したがって、スロット数Ｎｓの下で、複数の磁石により生成される基本磁界は、６相交流電圧により発生する第１回転磁界と磁気的に結合する。また、第２交流電圧は、３相交流電圧である。このため、第２回転磁界は、３相交流電圧がコイル部に印加されると発生する。Ｎｐ−Ｎｍ＝Ｎｓ／３又は２Ｎｓ／３である。したがって、スロット数Ｎｓの下で、基本磁界が複数の突極により変調された変調磁界は、３相交流電圧により発生する第２回転磁界と磁気的に結合する。その結果、第１回転磁界及び第２回転磁界は、それぞれ、ロータを回転させることができる。
【００１５】
上記態様において、前記第１交流電圧は、前記３相交流電圧であり、前記第２交流電圧は、前記６相交流電圧であり、Ｎｍ＝Ｎｓ／３又は２Ｎｓ／３であり、Ｎｐ−Ｎｍ＝Ｎｓ／６又は５Ｎｓ／６であってもよい。
【００１６】
本態様では、第１交流電圧は、３相交流電圧である。このため、第１回転磁界は、３相交流電圧がコイル部に印加されると発生する。Ｎｍ＝Ｎｓ／３又は２Ｎｓ／３である。したがって、スロット数Ｎｓの下で、複数の磁石により生成される基本磁界は、３相交流電圧により発生する第１回転磁界と磁気的に結合する。また、第２交流電圧は、６相交流電圧である。このため、第２回転磁界は、６相交流電圧がコイル部に印加されると発生する。Ｎｐ−Ｎｍ＝Ｎｓ／６又は５Ｎｓ／６である。したがって、スロット数Ｎｓの下で、基本磁界が複数の突極により変調された変調磁界は、６相交流電圧により発生する第２回転磁界と磁気的に結合する。その結果、本態様によれば、第１回転磁界及び第２回転磁界は、それぞれ、ロータを回転させることができる。
【００１７】
上記態様において、前記複数の突極は、前記回転軸周りに等間隔で設けられ、かつ、第１突極と、前記第１突極に隣り合う第２突極と、を含んでもよい。前記第１突極は、前記回転軸から放射状に延びる面で規定される第１側面と、前記回転軸から放射状に延びる面で規定される、前記第１側面と反対側の第２側面とを有してもよい。前記第２突極は、前記回転軸から放射状に延びる面で規定される、前記第２側面に対向する第３側面を有してもよい。前記第１側面と前記回転軸と前記第２側面とで形成される中心角と、前記第２側面と前記回転軸と前記第３側面とで形成される中心角とは、等しいとしてもよい。
【００１８】
本態様では、第１側面と回転軸と第２側面とで形成される中心角と、第２側面と回転軸と第３側面とで形成される中心角とは、等しい。このため、本態様によれば、突極を通る磁束分布は、回転軸周りに等間隔となる。したがって、変調磁界を点対称とすることができる。その結果、第２回転磁界によりロータを滑らかに回転させることが可能になる。
【００１９】
本発明の他の態様のモータ装置は、上記態様のいずれかのモータと、前記３相交流電圧と前記６相交流電圧とを選択的に出力する駆動部と、を備え、前記ステータは、互いに結線された第１相コイル部と、第２相コイル部と、第３相コイル部と、第４相コイル部と、第５相コイル部と、第６相コイル部と、を含み、前記駆動部は、前記３相交流電圧として、位相が順に１２０度ずつシフトされた３相交流電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを出力し、かつ、前記６相交流電圧として、位相が順に６０度ずつシフトされた６相交流電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ，Ｖｄ，Ｖｅ，Ｖｆを出力し、前記第１相コイル部には、前記３相交流電圧Ｖｕと前記６相交流電圧Ｖａとが選択的に印加され、前記第２相コイル部には、前記３相交流電圧Ｖｖと前記６相交流電圧Ｖｂとが選択的に印加され、前記第３相コイル部には、前記３相交流電圧Ｖｗと前記６相交流電圧Ｖｃとが選択的に印加され、前記第４相コイル部には、前記３相交流電圧Ｖｕと前記６相交流電圧Ｖｄとが選択的に印加され、前記第５相コイル部には、前記３相交流電圧Ｖｖと前記６相交流電圧Ｖｅとが選択的に印加され、前記第６相コイル部には、前記３相交流電圧Ｖｗと前記６相交流電圧Ｖｆとが選択的に印加されるものである。
【００２０】
本態様では、第１相コイル部〜第６相コイル部に、３相交流電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ，Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗと、６相交流電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ，Ｖｄ，Ｖｅ，Ｖｆとが、それぞれ、選択的に印加される。したがって、本態様によれば、６相交流電圧と３相交流電圧とが選択的に出力されると、ステータにおいて、第１回転磁界と第２回転磁界とを選択的に発生させることができる。
【００２１】
上記他の態様において、前記駆動部は、前記第１相コイル部〜前記第６相コイル部にそれぞれ接続され、かつ、直流電源に互いに並列に接続された第１相スイッチング素子〜第６相スイッチング素子を有する６相インバータと、前記第１相スイッチング素子〜前記第６相スイッチング素子をＰＷＭ制御して、前記３相交流電圧と前記６相交流電圧とを選択的に生成するインバータ制御部と、を含むとしてもよい。
【００２２】
本態様では、６相インバータの第１相スイッチング素子〜第６相スイッチング素子がインバータ制御部によりＰＷＭ制御されて、３相交流電圧と６相交流電圧とが選択的に生成される。６相インバータの第１相スイッチング素子〜第６相スイッチング素子は、第１相コイル部〜第６相コイル部にそれぞれ接続され、かつ、直流電源に互いに並列に接続されている。したがって、本態様によれば、好適に、３相交流電圧と６相交流電圧とを第１相コイル部〜第６相コイル部に選択的に印加することができる。
【００２３】
本発明のさらに他の態様の洗濯機は、上記他の態様のいずれかのモータ装置と、衣類が収容される回転ドラムと、前記衣類を洗う洗い工程と、前記衣類を濯ぐ濯ぎ工程と、前記衣類を脱水する脱水工程と、を実行する洗濯制御部と、を備え、前記モータ装置は、前記回転軸と一致する位置に配置され、前記ロータに接続されて前記ロータの回転を外部に伝達する伝達シャフトをさらに備え、前記伝達シャフトは、前記回転ドラムに接続され、前記駆動部は、前記３相交流電圧と前記６相交流電圧とを選択的に出力して、前記洗い工程及び前記濯ぎ工程では、前記第１トルク及び前記第２トルクのうち高い方のトルクで前記ロータを回転させ、前記脱水工程では、前記第１トルク及び前記第２トルクのうち低い方のトルクで前記ロータを回転させるものである。
【００２４】
本態様では、３相交流電圧と６相交流電圧とが選択的に出力されて、洗い工程及び濯ぎ工程では、第１トルク及び第２トルクのうち高い方のトルクでロータが回転され、脱水工程では、第１トルク及び第２トルクのうち低い方のトルクでロータが回転される。したがって、本態様によれば、伝達シャフトが回転ドラムに接続されたダイレクトドライブ方式でありながら、洗い工程及び濯ぎ工程と、脱水工程とに、それぞれ適切なトルク及び回転速度で、回転ドラムを回転させることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、低速高トルクと高速低トルクとの両方のＮ−Ｔ特性を実現することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第１実施形態のモータの構成を概略的に示す図である。
【図２】図１に示されるモータを駆動する駆動部の構成を概略的に示す図である。
【図３】３相交流電圧の一例を概略的に示す図である。
【図４】６相交流電圧の一例を概略的に示す図である。
【図５】図１に示されるモータのロータを強制的に回転させたときにコイルに誘起される誘起電圧を有限要素法で解析した結果を概略的に示す図である。
【図６】図５に示される結果を高速フーリエ変換により解析した結果を概略的に示す図である。
【図７】コイルに、３相交流電圧と６相交流電圧とを選択的に印加したときのロータのトルクを概略的に示す図である。
【図８】第２実施形態の洗濯機の構成を概略的に示すブロック図である。
【図９】洗濯機の概略的な斜視図である。
【図１０】洗濯機の概略的な断面図である。
【図１１】洗濯機の動作を概略的に示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、各図面において、同じ構成要素については同じ符号が用いられている。
【００２８】
（第１実施形態）
（構成）
図１は、第１実施形態のモータの構成を概略的に示す図である。図２は、図１に示されるモータを駆動する駆動部の構成を概略的に示す図である。
【００２９】
図１に示されるように、第１実施形態のモータ１は、ステータ１０と、ロータ２０と、を備える。
【００３０】
ステータ１０は、モータ１の回転軸Ｐ０を中心とする円筒状に形成されている。ステータ１０は、コイル部と、複数のスロット１１とを含む。複数のスロット１１は、コイル部を収容し、ステータ１０の内周面に形成されている。第１実施形態では、スロット数Ｎｓは、図１に示されるように、１８になっている。
【００３１】
スロット１１には、コイル部として、図１中、反時計回りに順に、集中巻方式で巻き回されたコイルＡ１〜Ｆ１，Ａ２〜Ｆ２，Ａ３〜Ｆ３が収容されている。図２に示されるように、コイルＡ１〜Ａ３、コイルＢ１〜Ｂ３、コイルＣ１〜Ｃ３、コイルＤ１〜Ｄ３、コイルＥ１〜Ｅ３、コイルＦ１〜Ｆ３は、それぞれ直列接続されている。以下では、コイルＡ１〜Ａ３はコイルＡと総称され、コイルＢ１〜Ｂ３はコイルＢと総称され、コイルＣ１〜Ｃ３はコイルＣと総称され、コイルＤ１〜Ｄ３はコイルＤと総称され、コイルＥ１〜Ｅ３はコイルＥと総称され、コイルＦ１〜Ｆ３はコイルＦと総称される。
【００３２】
図２に示されるように、コイルＡ（第１相コイル部の一例）と、コイルＢ（第２相コイル部の一例）と、コイルＣ（第３相コイル部の一例）と、コイルＤ（第４相コイル部の一例）と、コイルＥ（第５相コイル部の一例）と、コイルＦ（第６相コイル部の一例）とは、互いにスター状に結線されて、６相コイルを構成している。なお、コイルＡ〜Ｆの結線方式は、スター状に限定されず、他の結線方式でもよい。
【００３３】
図１に示されるように、ステータ１０の内側に、所定の空隙を介してロータ２０が配置されている。ロータ２０は、ステータ１０に対して、モータ１の回転軸Ｐ０周りに回転自在に支持されている。
【００３４】
ロータ２０は、ロータコア２０ａと、複数の永久磁石２３とを有する。ロータコア２０ａは、磁性体からなり、コア部２１と、複数の突極２２と、を含む。コア部２１は、モータ１の回転軸Ｐ０を中心とする円柱状に形成されている。
【００３５】
複数の突極２２は、コア部２１の周面に、ステータ１０に向けて突出して形成されている。図１に示されるように、ロータ２０の突極２２の極数Ｎｐは、１５になっている。すなわち、第１実施形態では、ロータ２０は、１５個の突極２２を有する。
【００３６】
複数の突極２２は、モータ１の回転軸Ｐ０周りに等間隔で形成されている。なお、「等間隔」は、数学的な意味での等間隔に限定されない。複数の突極２２が、外観上、等間隔で形成されていればよい。
【００３７】
複数の突極２２のうちの１つの突極２２ａと、突極２２ａに隣り合う突極２２ｂとを用いて、複数の突極２２の位置関係が説明される。
【００３８】
突極２２ａは、側面２４と、側面２４と反対側の側面２５とを有する。側面２４は、モータ１の回転軸Ｐ０から放射状に延びる面２４ａに含まれ、側面２５は、モータ１の回転軸Ｐ０から放射状に延びる面２５ａに含まれる。突極２２ｂは、側面２４に対向する側面２６を有する。側面２６は、モータ１の回転軸Ｐ０から放射状に延びる面２６ａに含まれる。
【００３９】
面２４ａ（側面２４）と回転軸Ｐ０と面２５ａ（側面２５）とで形成される中心角θ１と、面２５ａ（側面２５）と回転軸Ｐ０と面２６ａ（側面２６）とで形成される中心角θ２とは、等しい値になっている。すなわち、突極２２と突極２２との間の空隙と、突極２２とは、形状及び大きさにおいて、一致する。なお、「等しい値」は、数学的な意味での等しい値に限定されない。中心角θ１と中心角θ２とが、外観上、等しい値であればよい。
【００４０】
図１では、コア部２１と複数の突極２２とが、磁性体で一体的に形成されている。代替的に、磁性体で形成されたコア部２１と、磁性体で形成された複数の突極２２とが、別々に形成され、複数の突極２２がコア部２１に接着剤等により固定されていてもよい。
【００４１】
複数の永久磁石２３は、ロータコア２１の、複数の突極２２より回転軸Ｐ０に近い位置に、モータ１の回転軸Ｐ０周りに略等間隔で配置されている。図１に示されるように、永久磁石２３の極対数Ｎｍは、３になっている。すなわち、永久磁石２３の極数は、６極になっている。なお、ロータ２０は、図１に示される構造では、永久磁石２３がロータコア２１の内部に埋め込まれた埋め込み型永久磁石になっている。代替的に、永久磁石２３がロータコア２１の表面に付着された表面付着型永久磁石でもよい。要は、複数の突極２２を基準として、ステータ１０と反対側に永久磁石２３が配置されていればよい。
【００４２】
図２に示されるように、駆動部４０は、直流電源４１と、６相インバータ４２と、モータ制御部４３とを備える。直流電源４１は、例えば電池を含み、所定の直流電圧を正ラインＬｐと負ラインＬｎとの間に出力する。
【００４３】
６相インバータ４２は、それぞれ正ラインＬｐと負ラインＬｎとの間に接続された、スイッチング素子Ｑａｕ，Ｑａｌ（第１相スイッチング素子の一例）と、スイッチング素子Ｑｂｕ，Ｑｂｌ（第２相スイッチング素子の一例）と、スイッチング素子Ｑｃｕ，Ｑｃｌ（第３相スイッチング素子の一例）と、スイッチング素子Ｑｄｕ，Ｑｄｌ（第４相スイッチング素子の一例）と、スイッチング素子Ｑｅｕ，Ｑｅｌ（第５相スイッチング素子の一例）と、スイッチング素子Ｑｆｕ，Ｑｆｌ（第６相スイッチング素子の一例）とを備える。各スイッチング素子として、本実施形態では、例えば金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）が用いられる。各スイッチング素子として、ＭＯＳＦＥＴに限られず、例えば絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）が用いられてもよい。
【００４４】
スイッチング素子Ｑａｕとスイッチング素子Ｑａｌとの接続点Ｋ１は、コイルＡに接続されている。スイッチング素子Ｑｂｕとスイッチング素子Ｑｂｌとの接続点Ｋ２は、コイルＢに接続されている。スイッチング素子Ｑｃｕとスイッチング素子Ｑｃｌとの接続点Ｋ３は、コイルＣに接続されている。
【００４５】
スイッチング素子Ｑｄｕとスイッチング素子Ｑｄｌとの接続点Ｋ４は、コイルＤに接続されている。スイッチング素子Ｑｅｕとスイッチング素子Ｑｅｌとの接続点Ｋ５は、コイルＥに接続されている。スイッチング素子Ｑｆｕとスイッチング素子Ｑｆｌとの接続点Ｋ６は、コイルＦに接続されている。
【００４６】
モータ制御部４３は、６相インバータ４２の各スイッチング素子をＰＷＭ制御して、６相インバータ４２からコイルＡ〜Ｆに、３相交流電圧と６相交流電圧とを選択的に印加させる。
【００４７】
図３は、３相交流電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗの一例を概略的に示す図である。図４は、６相交流電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ，Ｖｄ，Ｖｅ，Ｖｆの一例を概略的に示す図である。
【００４８】
３相交流電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗは、図３に示されるように、順に位相が１２０度ずつシフトされた正弦波電圧である。６相インバータ４２は、３相交流電圧を印加する場合には、コイルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆに、それぞれ３相交流電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ，Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを印加する。
【００４９】
６相交流電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ，Ｖｄ，Ｖｅ，Ｖｆは、図４に示されるように、順に位相が６０度ずつシフトされた正弦波電圧である。６相インバータ４２は、６相交流電圧を印加する場合には、コイルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆに、それぞれ６相交流電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ，Ｖｄ，Ｖｅ，Ｖｆを印加する。本実施形態において、モータ１及び駆動部４０は、モータ装置の一例を構成する。
【００５０】
（動作原理）
図１及び図２を参照して、第１実施形態のモータ１の動作原理が説明される。第１実施形態のモータ１のロータ２０は、上述のように、複数の突極２２と、複数の永久磁石２３とを有する。
【００５１】
ステータ１０は、コイルＡ〜Ｆに６相交流電圧Ｖａ〜Ｖｆが印加されると、回転磁界Ｍｆ６を発生させる。一方、複数の永久磁石２３によって、ステータ１０とロータ２０との間の空隙には、磁界が生成される。以下、永久磁石２３によって直接的に生成される磁界は「基本磁界」と称される。上述のように、永久磁石２３の極対数Ｎｍが３であり、スロット数Ｎｓが１８であり、６極１８スロットのモータが構成される。したがって、回転磁界Ｍｆ６（第１回転磁界の一例）は、基本磁界と磁気的に結合し、ロータ２０を回転させる。
【００５２】
ステータ１０は、コイルＡ〜Ｆに、３相交流電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ，Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗがそれぞれ印加されると、回転磁界Ｍｆ３を発生させる。一方、複数の永久磁石２３により生成される基本磁界は、複数の突極２２により変調される。その結果、ステータ１０とロータ２０との間の空隙には変調磁界が生成される。つまり、変調磁界を生成する磁石が仮想的に配置されたのと同じになる。この仮想磁石の極対数Ｎｈは、式（１）を満たす。
Ｎｈ＝（Ｎｐ±Ｎｍ）      （１）
永久磁石２３の極対数Ｎｍが３であり、突極２２の極数Ｎｐが１５であるので、仮想磁石の極対数Ｎｈは、１８又は１２となる。
【００５３】
スロット数Ｎｓが１８の下で、極対数が１８の磁石により生成される磁界は、回転磁界Ｍｆ３と磁気的に結合しない。これに対して、スロット数Ｎｓが１８の下で、極対数が１２の磁石により生成される磁界は、回転磁界Ｍｆ３と磁気的に結合する。したがって、回転磁界Ｍｆ３（第２回転磁界の一例）は、変調磁界と磁気的に結合し、ロータ２０を回転させる。
【００５４】
（制約条件）
上述のモータ１の動作原理を成立させるための制約条件が説明される。第１実施形態では、ステータ１０のコイルＡ〜Ｆに対して、３相交流電圧と６相交流電圧とが選択的に印加される。このため、ステータ１０のスロット数Ｎｓは、６の倍数であるという制約条件を満たす必要がある。
【００５５】
また、第１実施形態のモータ１では、６相交流電圧（第１交流電圧の一例）により生成される回転磁界Ｍｆ６と、ロータ２０の永久磁石２３により生成される基本磁界とが、磁気的に結合している。これによって、６相交流電圧により生成される回転磁界Ｍｆ６がロータ２０を回転させることとなる。
【００５６】
したがって、式（２）を満たす必要がある。
Ｎｍ＝Ｎｓ／６又は５Ｎｓ／６    （２）
式（２）は、スロット数Ｎｓの下で、永久磁石２３により生成される基本磁界と、回転磁界Ｍｆ６（第１回転磁界の一例）とが、磁気的に結合するという、永久磁石２３の極対数Ｎｍの制約条件を表す。
【００５７】
また、第１実施形態のモータ１では、３相交流電圧（第２交流電圧の一例）により生成される回転磁界Ｍｆ３と、基本磁界がロータ２０の突極２２により変調された変調磁界とが、磁気的に結合している。
【００５８】
したがって、式（３）を満たす必要がある。
Ｎｐ−Ｎｍ＝Ｎｓ／３又は２Ｎｓ／３    （３）
式（３）は、スロット数Ｎｓの下で、基本磁界が突極２２により変調された変調磁界と、回転磁界Ｍｆ３（第２回転磁界の一例）とが、磁気的に結合する値に設定されるという、突極２２の極数Ｎｐ及び永久磁石２３の極対数Ｎｍの制約条件を表す。この制約条件は、言い換えると、仮想的な磁石の極対数（Ｎｐ−Ｎｍ）は、スロット数Ｎｓの下で、仮想的な磁石により生成される基本磁界と、回転磁界Ｍｆ３とが、磁気的に結合する値に設定されるという条件になる。
【００５９】
（動作原理の検証）
図１に示されるモータ１の動作原理の妥当性を調べるために、有限要素法によって解析した結果が説明される。
【００６０】
図５は、図１に示されるモータ１のロータ２０を強制的に回転させたときにコイルＡ〜Ｆに誘起される誘起電圧を有限要素法で解析した結果を概略的に示す図である。図５の縦軸は誘起電圧を表し、横軸はロータ２０の回転角度を表す。図６は、図５に示される結果を高速フーリエ変換（ＦＦＴ）により解析した結果を概略的に示す図である。図６の縦軸はＦＦＴされた誘起電圧を表し、横軸は算出された磁界の次数を表す。
【００６１】
図５では、ロータ２０が強制的に回転させられているため、モータ１は、発電機として動作している。図５に示されるように、コイルＡ〜Ｆには、複雑な波形の誘起電圧が誘起されている。
【００６２】
図５の波形をＦＦＴにより解析した結果、図６に示されるように、３次の磁界と１２次の磁界とが主成分として表れている。
【００６３】
３次の磁界は、極対数Ｎｍが３の永久磁石２３による基本磁界に相当する。この３次の磁界，つまり基本磁界は、６相交流電圧による回転磁界Ｍｆ６（図１）と磁気的に結合する。
【００６４】
１２次の磁界は、極対数Ｎｈが１２の仮想磁石による変調磁界に相当する。この１２次の磁界、つまり変調磁界は、３相交流電圧による回転磁界Ｍｆ３（図１）と磁気的に結合する。
【００６５】
したがって、図１に示されるロータ２０は、ステータ１０のコイルＡ〜Ｆに、３相交流電圧と６相交流電圧とが選択的に印加されると、それぞれ回転することが分かる。図５及び図６の解析結果によって、上述の動作原理が妥当であることが示された。
【００６６】
（動作例）
図７は、コイルＡ〜Ｆに、３相交流電圧と６相交流電圧とを選択的に印加したときのロータ２０のトルクを概略的に示す図である。図７の縦軸はトルクを表し、横軸はロータ２０の回転角度を表す。図７では、実効値が２０［Ａ］の電流がコイルＡ〜Ｆに供給されている。
【００６７】
図７には、コイルＡ〜Ｆに３相交流電圧が印加された場合のトルクＴ３と、コイルＡ〜Ｆに６相交流電圧が印加された場合のトルクＴ６とが，合わせて示されている。図７から分かるように、トルクＴ６よりトルクＴ３の方が大きい値になっている。本実施形態において、トルクＴ６は第１トルクの一例に相当し、トルクＴ３は第２トルクの一例に相当する。また、トルクＴ６は第１トルク及び第２トルクのうち低い方のトルクの一例に相当し、トルクＴ３は第１トルク及び第２トルクのうち高い方のトルクの一例に相当する。
【００６８】
図７では、コイルＡ〜Ｆに３相交流電圧が印加された場合のトルク定数は、０．６４［Ｎｍ／Ａ］である。コイルＡ〜Ｆに６相交流電圧が印加された場合のトルク定数は、０．０９９［Ｎｍ／Ａ］であり、３相交流電圧が印加された場合のトルク定数より低いトルク定数になっている。本実施形態において、３相交流電圧が印加された場合のトルク定数は、第２トルク定数の一例であり、６相交流電圧が印加された場合のトルク定数は、第１トルク定数の一例である。
【００６９】
トルク（トルク定数）は、突極２２の高さ、永久磁石２３の厚さ、突極２２の厚さ、３相交流電圧の振幅、及び６相交流電圧の振幅等を調整することにより、変更することができる。したがって、上記調整を行うことにより、第１トルク及び第２トルクとして、所望のトルクを得ることができる。
【００７０】
（作用効果）
以上説明されたように、第１実施形態のモータ１では、コイルＡ〜Ｆに３相交流電圧が印加される場合と、コイルＡ〜Ｆに６相交流電圧が印加される場合とで、異なるトルク（トルク定数）を得ることができる。このため、低速高トルクと高速低トルクとの２種類のＮ−Ｔ特性を有するモータを実現することができる。
【００７１】
（第２実施形態）
上記第１実施形態のモータ１は、種々の装置に適用可能である。第２実施形態では、上記第１実施形態のモータ１が適用された装置の一例として、洗濯機が説明される。
【００７２】
図８は、第２実施形態の洗濯機の構成を概略的に示すブロック図である。第２実施形態の洗濯機１００は、第１実施形態のモータ１を備える。図８を参照して、洗濯機１００が説明される。尚、図８に示される実線矢印は、水の流れを表す。図８に示される一点鎖線矢印は、制御信号の伝達経路を表す。
【００７３】
洗濯機１００は、主筐体２００と、制御部３００と、給水機構４００と、洗濯機構５００と、循環機構６００と、を備える。主筐体２００は、制御部３００と、給水機構４００と、洗濯機構５００と、循環機構６００と、を収容する。制御部３００は、洗濯制御部３１０と、第１実施形態で説明された駆動部４０と、を含む。
【００７４】
洗濯機構５００は、衣類が収容される収容槽５１０と、第１実施形態で説明されたモータ１と、を備える。モータ１は、洗濯制御部３１０及びモータ制御部４３の制御下で、収容槽５１０を駆動する。洗い工程において、収容槽５１０は、洗剤を含む液体中で、衣類を攪拌する。この結果、衣類は、適切に洗浄される。洗い工程が終了すると排水され濯ぎ工程に移行するが、洗い工程と濯ぎ工程との間に脱水工程を行ってもよい。
【００７５】
濯ぎ工程において、収容槽５１０は、洗い工程よりも低い洗剤濃度を有する水中で衣類を攪拌する。また、濯ぎ工程において、収容槽５１０への給水及び収容槽５１０からの排水が繰り返される。この結果、洗剤は、衣類から適切に取り除かれる。
【００７６】
濯ぎ工程終了後の脱水工程において、収容槽５１０は、遠心力を利用して、衣類から脱水する。この結果、衣類の乾燥が促進される。脱水工程が終了した後、再度、濯ぎ工程を行ってもよい。すなわち、濯ぎ工程及び脱水工程を複数回繰り返してもよい。また、洗い工程と濯ぎ工程との間に行う脱水工程と、濯ぎ工程を複数回繰り返す場合の中間の脱水工程と、最後の濯ぎ工程終了後の最後の脱水工程とにおいて、各脱水工程の継続時間は同じ値であっても異なる値であってもよい。
【００７７】
給水機構４００は、上述の洗い工程及び濯ぎ工程において、収容槽５１０に水を供給する。給水機構４００は、蛇口に接続される給水口４１０と、切替弁４２０と、洗剤が収容される洗剤収容部４３０と、を備える。給水口４１０に供給された水は、切替弁４２０に至る。切替弁４２０は、収容槽５１０に水が直接的に向かう第１給水経路４２１と、洗剤収容部４３０を通じて収容槽５１０に水が供給される第２給水経路４２２と、の間で、給水経路を切り替える。
【００７８】
第１給水経路４２１は、例えば、濯ぎ工程において用いられてもよい。この結果、水道水が収容槽５１０に直接的に供給される。第２給水経路４２２は、例えば、洗い工程に用いられてもよい。切替弁４２０が第２給水経路４２２を開くと、水は、洗剤収容部４３０に流入する。洗剤収容部４３０内において、水及び洗剤が混合される。この結果、洗剤を含有する水が、収容槽５１０に流入する。
【００７９】
循環機構６００は、循環ポンプ６１０を備える。循環機構６００は、上述の洗い工程及び濯ぎ工程において、循環ポンプ６１０と収容槽５１０との間で水を循環させてもよい。本実施形態において、循環機構６００は、循環ポンプ６１０と収容槽５１０との間での水の循環のために、循環経路６２０を備える。
【００８０】
図９は、洗濯機１００の概略的な斜視図である。図８及び図９を参照して、洗濯機１００が更に説明される。
【００８１】
主筐体２００は、前壁２１０と、前壁２１０とは反対側の後壁２２０と、前壁２１０と後壁２２０との間で立設された左壁２３０と、左壁２３０とは反対側の右壁２４０と、前壁２１０、後壁２２０、左壁２３０及び右壁２４０の上縁に囲まれた天壁２５０と、天壁２５０とは反対側の底壁２６０と、を含む。図８を参照して説明された給水口４１０は、天壁２５０上で露出している。使用者は、例えば、ホースを用いて、給水口４１０と蛇口（図示省略）とを接続することができる。
【００８２】
洗濯機１００は、前壁２１０に取り付けられた扉体１０１を更に備える。扉体１０１は、前壁２１０に沿う閉位置と、前壁２１０から突出した開位置と、の間で回動する。尚、図９に示される扉体１０１は、開位置に存する。扉体１０１が開位置に存するとき、収容槽５１０が規定する投入口５１１が露出する。使用者は、扉体１０１を開位置へ回動し、投入口５１１を通じて、衣類を収容槽５１０に投入することができ、衣類を収容槽５１０から取り出すことができる。
【００８３】
図１０は、洗濯機１００の概略的な断面図である。図８及び図１０を参照して、洗濯機１００が更に説明される。
【００８４】
収容槽５１０は、衣類が収容される回転ドラム５３０と、回転ドラム５３０が収容される水槽５４０と、を含む。回転ドラム５３０は、投入口５１１を規定する内環壁５３１と、内環壁５３１とは反対側の内底壁５３２と、内環壁５３１と内底壁５３２との間の円柱状の内周壁５３３と、を含む。水槽５４０は、前壁２１０と内環壁５３１との間に配置される外環壁５４１と、後壁２２０と内底壁５３２との間に配置される外底壁５４２と、外環壁５４１と外底壁５４２との間で内周壁５３３を取り囲む外周壁５４３と、を含む。
【００８５】
筐体１００の底壁２６０には、例えば中空円柱形状の案内棒５５０が立設されている。案内棒５５０には、例えば円柱形状の支持棒５５１が嵌入されている。支持棒５５１は、案内棒５５０の内部で、例えば、ばね（図示省略）を介して底壁２６０に支持されている。支持棒５５１の上端は、水槽５４０に接しており、支持棒５５１は、水槽５４０を支持する。収容槽５１０に投入される衣類の量が多くなるほど、ばねに印加される重力が大きくなるため、支持棒５５１の上端の位置が低くなる。
【００８６】
モータ１の伝達シャフト２は、外底壁５４２を貫通し、内底壁５３２に接続される。この伝達シャフト２を介して、モータ１の駆動力は、回転ドラム５３０に伝達される。伝達シャフト２は、モータ１の回転軸Ｐ０（図１）と一致する位置に配置されている。
【００８７】
循環機構６００は、循環ポンプ６１０に加えて、排水弁６９０と、水槽５４０から循環ポンプ６１０へ流れる水の経路を規定する上流循環管６４０と、外環壁５４１に接続されて循環ポンプ６１０から水槽５４０へ戻る水の経路を規定する下流循環管６５０と、主筐体２００外への排水経路を規定する排水管６６０と、を備える。
【００８８】
排水弁６９０は、排水管６６０に取り付けられる。洗濯制御部３１０（図８を参照）は、排水弁６９０を制御する。収容槽５１０と循環ポンプ６１０との間で水が循環されている間、洗濯制御部３１０は、排水弁６９０を閉じる。洗濯制御部３１０は、不要となった水を排出するために排水弁６９０を開く。
【００８９】
下流循環管６５０は、循環ポンプ６１０が吐出した水が流入し、図８を参照して説明された循環経路６１２を規定する。
【００９０】
図８に戻って、駆動部４０の直流電源４１は、第２実施形態では、例えば、ＡＣ１００Ｖの商用電源からＤＣ１２Ｖの直流電圧を生成する。
【００９１】
駆動部４０のモータ制御部４３は、洗い工程を実行する旨の指示信号及び濯ぎ工程を実行する旨の指示信号が洗濯制御部３１０から入力されると、３相交流電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを６相インバータ４２に印加する。これによって、図７を参照して説明されたように、高いトルク定数（つまり低速高トルク）でモータ１を回転させる。
【００９２】
モータ制御部４３は、脱水工程を実行する旨の指示信号が洗濯制御部３１０から入力されると、６相交流電圧Ｖａ〜Ｖｆを６相インバータ４２に印加する。これによって、図７を参照して説明されたように、低いトルク定数（つまり高速低トルク）でモータ１を回転させる。
【００９３】
なお、洗濯制御部３１０とモータ制御部４３とは、例えば１つのマイクロコンピュータで構成されてもよく、別々のマイクロコンピュータで構成されてもよい。
【００９４】
図１１は、制御部３００により制御される洗濯機１００の動作を概略的に示すフローチャートである。図２、図８〜図１１を参照して、洗濯機１００の動作が説明される。
【００９５】
使用者により、洗濯動作の開始が指示されると、図１１の動作が開始される。まず、ステップＳ１１０において、洗濯制御部３１０は、洗い工程を実行する。洗い工程では、洗濯制御部３１０は、給水機構４００を制御し、給水口４１０を開く。また、洗濯制御部３１０は、切替弁４２０を制御して、洗剤収容部４３０への第２給水経路４２２を開く。この結果、水は、洗剤収容部４３０に流入する。洗剤収容部４３０内の洗剤は、水に溶け込む。その後、洗剤を含有する水は、収容槽５１０に流入する。所定量の水が、洗剤収容部４３０を通じて、収容槽５１０に供給されると、洗濯制御部３１０は、循環ポンプ６１０を制御して、循環ポンプ６１０と収容槽５１０との間で水を循環させる。循環ポンプ６１０と収容槽５１０との間での水の循環の結果、給水機構４００から送られた水の中の洗剤濃度が均一化される。また、洗濯制御部３１０は、回転ドラム５３０の回転を指示する指示信号をモータ制御部４３に出力する。
【００９６】
モータ制御部４３は、洗濯制御部３１０からの指示信号に応じて、６相インバータ４２を制御し、６相インバータ４２からコイルＡ〜Ｆに３相交流電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを印加させる。これによって、高いトルク定数でモータ１（ロータ２０）を回転駆動して、回転ドラム５３０を回転させる。この結果、衣類は、回転ドラム５３０内で攪拌される。したがって、洗剤を含んだ水は、収容槽５１０内の衣類全体に均一に接触することとなる。
【００９７】
所定の洗い終了条件が満たされると、洗濯制御部３１０は、洗い工程を終了し、続くステップＳ１４０において、洗濯制御部３１０は、濯ぎ工程を実行する。洗い工程が終了すると排水され濯ぎ工程に移行することになるが、洗い工程と濯ぎ工程との間に脱水工程を行ってもよい。
【００９８】
濯ぎ工程では、洗濯制御部３１０は、切替弁４２０を制御して、収容槽５１０への第１給水経路４２１を開く。この結果、水は、洗剤収容部４３０に流入することなく、直接、収容槽５１０に流入する。また、洗濯制御部３１０は、回転ドラム５３０の回転を指示する指示信号をモータ制御部４３に出力する。
【００９９】
モータ制御部４３は、濯ぎ工程では、洗濯制御部３１０からの指示信号に応じて、洗い工程（ステップＳ１３０）と同様に、６相インバータ４２からコイルＡ〜Ｆに３相交流電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを印加させる。これによって、高いトルク定数でモータ１（ロータ２０）を回転駆動して、回転ドラム５３０を回転させる。この結果、衣類は、回転ドラム５３０内で攪拌される。したがって、洗剤を含まない水は、収容槽５１０内の衣類全体に均一に接触することとなる。これによって、衣類から洗剤が適切に取り除かれる。
【０１００】
所定の濯ぎ終了条件が満たされると、洗濯制御部３１０は、濯ぎ工程を終了し、続くステップＳ１５０において、洗濯制御部３１０は、脱水工程を実行する。脱水工程では、洗濯制御部３１０は、切替弁４２０を制御して、収容槽５１０への第１給水経路４２１を閉じる。この結果、水は、収容槽５１０に流入しなくなる。また、洗濯制御部３１０は、回転ドラム５３０の回転を指示する指示信号をモータ制御部４３に出力する。
【０１０１】
モータ制御部４３は、洗濯制御部３１０からの指示信号に応じて、６相インバータ４２を制御し、６相インバータ４２からコイルＡ〜Ｆに６相交流電圧Ｖａ〜Ｖｆを印加させる。これによって、低いトルク定数でモータ１（ロータ２０）を回転駆動して、回転ドラム５３０を回転させる。この結果、衣類に含まれる水は、遠心力を利用して、衣類から適切に取り除かれて、衣類の乾燥が促進される。
【０１０２】
所定の脱水終了条件が満たされると、洗濯制御部３１０は、脱水工程を終了する。また、洗濯制御部３１０は、回転ドラム５３０の停止を指示する指示信号をモータ制御部４３に出力する。モータ制御部４３は、洗濯制御部３１０からの指示信号に応じて、モータ１（ロータ２０）の回転を停止する。これによって、図１１の動作が終了する。なお、脱水工程の終了後に、再度、濯ぎ工程を行ってもよい。すなわち、濯ぎ工程及び脱水工程を複数回繰り返してもよい。
【０１０３】
この第２実施形態では、第１実施形態のモータ１を用いて、回転ドラム５３０を回転させている。したがって、洗い工程及び濯ぎ工程で回転ドラム５３０を回転させる場合と、脱水工程で回転ドラム５３０を回転させる場合とにおいて、それぞれ適切な回転速度およびトルクで回転ドラム５３０を回転させることが可能になっている。
【０１０４】
（その他）
（１）上記第１実施形態では、スロット数Ｎｓ、突極２２の極数Ｎｐ、永久磁石２３の極対数Ｎｍは、図１に示されるように、Ｎｓ＝１８、Ｎｐ＝１５、Ｎｍ＝３となっているが、これに限られない。要は、上記制約条件、すなわちスロット数Ｎｓが６の倍数であって、式（２）、（３）が満たされればよい。
【０１０５】
例えば、Ｎｓ＝１８、Ｎｐ＝９、Ｎｍ＝３でもよい。この場合には、Ｎｐ−Ｎｍ＝９−３＝６となる。したがって、極対数が６（極数が１２）で１８スロットの仮想磁石により生成される変調磁界が、３相交流電圧により生成される回転磁界Ｍｆ３と、磁気的に結合することとなる。なお、永久磁石２３の極対数Ｎｍは、Ｎｍ＝３で上記第１実施形態と同じである。したがって、上記第１実施形態と同様に、極対数が３（極数が６）で１８スロットの永久磁石２３により生成される基本磁界が、６相交流電圧により生成される回転磁界Ｍｆ６と、磁気的に結合する。
【０１０６】
（２）上記第１実施形態では、６相交流電圧により生成される回転磁界Ｍｆ６と、ロータ２０の永久磁石２３により生成される基本磁界とが、磁気的に結合し、３相交流電圧により生成される回転磁界Ｍｆ３と、基本磁界がロータ２０の突極２２により変調された変調磁界とが、磁気的に結合している。しかし、これに限られず、逆でもよい。
【０１０７】
すなわち、３相交流電圧（第１交流電圧の一例）により生成される回転磁界Ｍｆ３と、ロータ２０の永久磁石２３により生成される基本磁界とが、磁気的に結合し、６相交流電圧（第２交流電圧の一例）により生成される回転磁界Ｍｆ６と、基本磁界がロータ２０の突極２２により変調された変調磁界とが、磁気的に結合してもよい。
【０１０８】
この場合には、式（４）を満たす必要がある。
Ｎｍ＝Ｎｓ／３又は２Ｎｓ／３      （４）
式（４）は、スロット数Ｎｓの下で、永久磁石２３により生成される基本磁界と、回転磁界Ｍｆ３（第１回転磁界の一例）とが、磁気的に結合するという、永久磁石２３の極対数Ｎｍの制約条件を表す。
【０１０９】
また、式（５）を満たす必要がある。
Ｎｐ−Ｎｍ＝Ｎｓ／６又は５Ｎｓ／６    （５）
式（５）は、スロット数Ｎｓの下で、基本磁界が突極２２により変調された変調磁界と、回転磁界Ｍｆ６（第２回転磁界の一例）とが、磁気的に結合する値に設定されるという、突極２２の極数Ｎｐ及び永久磁石２３の極対数Ｎｍの制約条件を表す。
【０１１０】
例えば、スロット数Ｎｓを１８のままとし、突極２２の極数Ｎｐを９とし、永久磁石２３の極対数Ｎｍを６としてもよい。この場合には、永久磁石２３により生成される基本磁界は、１２極１８スロットとなる。この基本磁界は、３相交流電圧により生成される回転磁界Ｍｆ３（第１回転磁界の一例）と磁気的に結合する。これによって、３相交流電圧により生成される回転磁界Ｍｆ３は、ロータ２０を回転させる。
【０１１１】
また、Ｎｐ−Ｎｍ＝９−６＝３となる。このため、極対数が３（極数が６）で１８スロットの仮想磁石により生成される基本磁界が、６相交流電圧により生成される回転磁界Ｍｆ６（第２回転磁界の一例）と、磁気的に結合する。これによって、６相交流電圧により生成される回転磁界Ｍｆ６は、ロータ２０を回転させる。
【０１１２】
（３）上記第２実施形態の洗濯機１００は、乾燥機構を備えていない。代替的に、洗濯機１００は、乾燥機構を備えるものであってもよい。また、図２０では回転ドラム５３０の回転軸が傾斜している洗濯機を示しているが、回転ドラム５３０の回転軸は水平であってもよいし、いわゆる縦型洗濯機のように回転ドラム５３０の回転軸が垂直であってもよい。
【０１１３】
（４）上記第２実施形態では、第１実施形態のモータ１を備える洗濯機１００が例示されている。代替的に、モータ１を備える電車、又は電気自動車、又はハイブリッド車であってもよい。このような車両を駆動するモータでは、車両の発進時には低速高トルクの特性が必要とされ、車速が上昇すると高速低トルクの特性が必要とされる。第１実施形態のモータ１を備えることにより、上述のような必要とされる特性を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１４】
本開示のモータは、低速高トルクと高速低トルクとの両方のＮ−Ｔ特性を有するモータが必要な装置にとって有用である。
【符号の説明】
【０１１５】
１  モータ
２  伝達シャフト
１０  ステータ
１１  スロット
２０  ロータ
２０ａ  ロータコア
２１  コア部
２２  突極
２３  永久磁石
４１  直流電源
４２  ６相インバータ
４３  モータ制御部
１００  洗濯機
３００  制御部
３１０  洗濯制御部
５３０  回転ドラム
【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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