(57)【要約】【課題】幅広いＮ−Ｔ特性を実現する。【解決手段】モータは、３相交流電圧及び６相交流電圧のうち一方の第１交流電圧に由来する第１回転磁界と、３相交流電圧及び６相交流電圧のうち他方の第２交流電圧に由来する第２回転磁界と、を発生させるステータと、モータの回転軸周りに配置された複数の磁性体を有し、ステータの内側で回転自在に支持された第１ロータと、回転軸周りに配置された複数の磁石を有し、第１ロータの内側で回転自在に支持された第２ロータと、を含む。第２回転磁界は、第２ロータを選択的に回転させる。第１ロータ及び第２ロータは、第１回転磁界と磁気的に結合する次数の結合磁界を発生させる。【選択図】図１
2016168108.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、
３相交流電圧及び６相交流電圧が重畳された重畳交流電圧を出力する出力部と、
を備え、
前記モータは、
前記３相交流電圧及び前記６相交流電圧のうち一方の第１交流電圧に由来する第１回転磁界と、前記３相交流電圧及び前記６相交流電圧のうち他方の第２交流電圧に由来する第２回転磁界と、を発生させるステータと、
前記モータの回転軸周りに配置された複数の磁性体を有し、前記ステータの内側で回転自在に支持された第１ロータと、
前記回転軸周りに配置された複数の磁石を有し、前記第１ロータの内側で回転自在に支持された第２ロータと、
を含み、
前記第２回転磁界は、前記第２ロータを選択的に回転させ、
前記第１ロータ及び前記第２ロータは、前記第１回転磁界と磁気的に結合する次数の結合磁界を発生させる、
モータ装置。
【請求項２】
前記ステータは、前記重畳交流電圧が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、
前記第１ロータは、極数Ｎｐ（Ｎｐは２以上の整数）となる前記複数の磁性体を有し、
前記第２ロータは、極対数Ｎｍ（Ｎｍは正の整数）となる前記複数の磁石を有し、
前記極対数Ｎｍ及び前記極数Ｎｐは、前記スロット数Ｎｓの下で、前記結合磁界が発生する値に設定され、
前記極対数Ｎｍは、前記スロット数Ｎｓの下で、前記第２回転磁界が前記第２ロータを選択的に回転させる値に設定される、
請求項１に記載のモータ装置。
【請求項３】
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相交流電圧である、
請求項２に記載のモータ装置。
【請求項４】
Ｎｓ／６＝Ｎｐ±Ｎｍであり、
Ｎｓ／３＝Ｎｍである、
請求項３に記載のモータ装置。
【請求項５】
前記複数の磁性体は、前記第１ロータにおいて前記回転軸周りに等間隔で配置され、かつ、第１磁性体と、前記第１磁性体に隣接する第２磁性体と、を含み、
前記第１磁性体は、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磁性体は、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１〜４のいずれか１項に記載のモータ装置。
【請求項６】
前記コイル部は、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、
前記出力部は、前記重畳交流電圧として、位相が順に１２０度ずつシフトされた３相交流電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗと、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とが重畳された電圧を出力し、
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とが重畳された電圧が印加され、
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とが重畳された電圧が印加され、
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とが重畳された電圧が印加され、
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とが重畳された電圧が印加され、
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とが重畳された電圧が印加され、
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とが重畳された電圧が印加される、
請求項１〜５のいずれか１項に記載のモータ装置。
【請求項７】
前記出力部は、
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、前記重畳交流電圧を生成させるインバータ制御部と、
を含む、
請求項６に記載のモータ装置。
【請求項８】
前記回転軸と一致する位置に配置され、前記第１ロータに接続されて前記第１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る、
請求項１〜７のいずれか１項に記載のモータ装置。
【請求項９】
請求項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、
を備え、
前記伝達シャフトは、前記回転ドラムに接続され、
前記出力部は、
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、
前記第１交流電圧の周波数を変化させて、前記洗い工程及び前記濯ぎ工程では、前記第１ロータの回転速度を第１回転速度に制御し、前記脱水工程では、前記第１ロータの回転速度を前記第１回転速度より高い第２回転速度に制御する周波数制御部と、
を含む、
洗濯機。
【請求項１０】
前記洗濯制御部は、前記回転ドラムに収容されている前記衣類の量を判定し、
前記周波数制御部は、前記判定された前記衣類の量に応じて、前記第１ロータの回転速度を調整する、
請求項９に記載の洗濯機。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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、低速高トルクから高速低トルクまで、幅広いＮ−Ｔ特性を有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、車速が上昇するにつれて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。特に、洗い工程又は濯ぎ工程では、洗濯物の量が多くなるにつれてモータのトルクを増大することが求められる。
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載のモータでは、幅広い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、幅広いＮ−Ｔ特性を実現す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】
本発明の一態様は、モータと、３相交流電圧及び６相交流電圧が重畳された重畳交流電圧を出力する出力部と、を備え、前記モータは、前記３相交流電圧及び前記６相交流電圧のうち一方の第１交流電圧に由来する第１回転磁界と、前記３相交流電圧及び前記６相交流電圧のうち他方の第２交流電圧に由来する第２回転磁界と、を発生させるステータと、前記モータの回転軸周りに配置された複数の磁性体を有し、前記ステータの内側で回転自在に支持された第１ロータと、前記回転軸周りに配置された複数の磁石を有し、前記第１ロータの内側で回転自在に支持された第２ロータと、を含み、前記第２回転磁界は、前記第２ロータを選択的に回転させ、前記第１ロータ及び前記第２ロータは、前記第１回転磁界と磁気的に結合する次数の結合磁界を発生させるものである。
【０００８】
本態様では、３相交流電圧及び６相交流電圧のうち一方の第１交流電圧に由来する第１回転磁界と、３相交流電圧及び６相交流電圧のうち他方の第２交流電圧に由来する第２回転磁界とが、ステータに発生する。第２回転磁界は、第２ロータを選択的に回転させる。このため、第２回転磁界によって、第２ロータのみが回転する。第１ロータ及び第２ロータは、第１回転磁界と磁気的に結合する次数の結合磁界を発生させる。このため、第１回転磁界の周波数、つまり第１交流電圧の周波数が変化すると、結合磁界の回転速度が変化する。その結果、第１ロータの回転速度に対する第２ロータの回転速度の比率、つまり磁気的なギア比が変化する。
【０００９】
したがって、本態様によれば、第１交流電圧の周波数を変化させることにより、第２ロータの回転速度に対して、任意の磁気的なギア比の回転速度で第１ロータを回転させることができる。その結果、低速高トルクから高速低トルクまで幅広いＮ−Ｔ特性を実現することが可能になる。
【００１０】
上記態様において、前記ステータは、前記重畳交流電圧が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。前記第１ロータは、極数Ｎｐ（Ｎｐは２以上の整数）となる前記複数の磁性体を有してもよい。前記第２ロータは、極対数Ｎｍ（Ｎｍは正の整数）となる前記複数の磁石を有してもよい。前記極対数Ｎｍ及び前記極数Ｎｐは、前記スロット数Ｎｓの下で、前記結合磁界が発生する値に設定されてもよい。前記極対数Ｎｍは、前記スロット数Ｎｓの下で、前記第２回転磁界が前記第２ロータを選択的に回転させる値に設定されてもよい。
【００１１】
本態様では、極対数Ｎｍ及び極数Ｎｐは、スロット数Ｎｓの下で、結合磁界が発生する値に設定される。極対数Ｎｍは、スロット数Ｎｓの下で、第２回転磁界が第２ロータを選択的に回転させる値に設定される。このため、本態様によれば、低速高トルクから高速低トルクまで幅広いＮ−Ｔ特性を実現することが可能になる。
【００１２】
上記態様において、前記第１交流電圧は、前記６相交流電圧であるとしてもよい。前記第２交流電圧は、前記３相交流電圧であるとしてもよい。
【００１３】
一般に、６相交流電圧より３相交流電圧の方が、モータの回転に寄与する磁束の利用率が高い。本態様では、３相交流電圧により発生する第２回転磁界によって第２ロータが回転する。したがって、本態様によれば、モータの出力を容易に増大することができる。
【００１４】
上記態様において、Ｎｓ／６＝Ｎｐ±Ｎｍであるとしてもよい。Ｎｓ／３＝Ｎｍであるとしてもよい。
【００１５】
本態様によれば、Ｎｓ／６＝Ｎｐ±Ｎｍであるため、６相交流電圧により発生する第１回転磁界と、第１ロータ及び第２ロータにより発生される次数の結合磁界とが、好適に磁気的に結合することとなる。また、Ｎｓ／３＝Ｎｍであるため、３相交流電圧により発生する第２回転磁界によって、好適に第２ロータを選択的に回転させることができる。
【００１６】
上記態様において、前記複数の磁性体は、前記第１ロータにおいて前記回転軸周りに等間隔で配置され、かつ、第１磁性体と、前記第１磁性体に隣接する第２磁性体と、を含んでもよい。前記第１磁性体は、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磁性体は、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。
【００１７】
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、磁性体を通る磁束分布は、回転軸周りに等間隔となる。したがって、第１ロータ及び第２ロータにより発生される次数の結合磁界を、点対称とすることができる。その結果、第１ロータを滑らかに回転させることが可能になる。
【００１８】
上記態様において、前記コイル部は、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、を含んでもよい。前記出力部は、前記重畳交流電圧として、位相が順に１２０度ずつシフトされた３相交流電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗと、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とが重畳された電圧を出力してもよい。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とが重畳された電圧が印加されてもよい。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とが重畳された電圧が印加されてもよい。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とが重畳された電圧が印加されてもよい。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とが重畳された電圧が印加されてもよい。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とが重畳された電圧が印加されてもよい。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とが重畳された電圧が印加されてもよい。
【００１９】
上記態様において、前記出力部は、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、前記重畳交流電圧を生成させるインバータ制御部と、を含んでもよい。
【００２０】
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相交流電圧及び６相交流電圧が重畳された重畳交流電圧が生成される。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、重畳交流電圧を第１相コイル部〜第６相コイル部に好適に印加することができる。
【００２１】
上記態様において、前記回転軸と一致する位置に配置され、前記第１ロータに接続されて前記第１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てもよい。
【００２２】
本態様では、伝達シャフトによって、第１ロータの回転が外部に伝達される。したがって、本態様によれば、第２ロータの回転速度に対して、任意の磁気的なギア比の回転速度で回転する第１ロータの回転を、外部に伝達することができる。
【００２３】
本発明の他の態様は、上記態様のモータ装置と、衣類が収容される回転ドラムと、を備え、前記伝達シャフトは、前記回転ドラムに接続され、前記出力部は、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、前記第１交流電圧の周波数を変化させて、前記洗い工程及び前記濯ぎ工程では、前記第１ロータの回転速度を第１回転速度に制御し、前記脱水工程では、前記第１ロータの回転速度を前記第１回転速度より高い第２回転速度に制御する周波数制御部と、を含むものである。
【００２４】
本態様では、周波数制御部により第１交流電圧の周波数が変化されて、洗い工程及び濯ぎ工程では、第１ロータの回転速度が第１回転速度に制御され、脱水工程では、第１ロータの回転速度が第１回転速度より高い第２回転速度に制御される。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。
【００２５】
上記態様において、前記洗濯制御部は、前記回転ドラムに収容されている前記衣類の量を判定してもよい。前記周波数制御部は、前記判定された前記衣類の量に応じて、前記第１ロータの回転速度を調整してもよい。
【００２６】
本態様では、回転ドラムに収容されている衣類の量が判定され、判定された衣類の量に応じて、第１ロータの回転速度が調整される。したがって、本態様によれば、衣類の量に適切な回転速度で回転ドラムを回転することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、低速高トルクから高速低トルクまで幅広い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】
【００２８】
【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】磁気ＣＶＴモータのモータとしての動作を説明する図である。
【図４】磁気ＣＶＴモータの磁気ＣＶＴとしての動作を説明する図である。
【図５】磁気ＣＶＴモータの磁気ＣＶＴとしての動作を説明する図である。
【図６】磁気的に安定な初期位置における磁気ＣＶＴモータの磁束密度分布を概略的に示す図である。
【図７】コイルの誘起電圧を示す図である。
【図８】ＰＭロータを強制的に回転させ、コイルに６相交流電流を供給したときのＰＰロータの動作を解析によって求めた結果を概略的に示す図である。
【図９】ＰＭロータをベクトル制御によって回転させたときのＰＭロータ及びＰＰロータの動作を解析によって求めた結果を概略的に示す図である。
【図１０】ＰＭロータを強制回転させたときのＰＰロータの動作を解析によって求めた結果を概略的に示す図である。
【図１１Ａ】図１０の解析を行う際のコイルの接続状態を示す図である。
【図１１Ｂ】図１０の解析を行う際のコイルの別の接続状態を示す図である。
【図１２】６相交流電圧の周波数を変化させて求めたＰＭロータ及びＰＰロータの無負荷回転速度の解析結果を概略的に示す図である。
【図１３】図１２の解析結果から求めたＰＭロータとＰＰロータとの回転速度比（ギア比）と、理論的ギア比とを示す図である。
【図１４】図１２の解析結果を得るのに用いた制御構成を概略的に示すブロック図である。
【図１５】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１６】洗濯機の概略的な斜視図である。
【図１７】洗濯機の概略的な断面図である。
【図１８】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】
【００２９】
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。
【００３０】
（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。第１実施形態のモータは、非接触で動力を伝達する磁気無段変速機構（磁気ＣＶＴ）と、永久磁石同期モータとを一体化させた磁気ＣＶＴモータである。
【００３１】
図１に示されるように、第１実施形態の磁気ＣＶＴモータ１は、ステータ１０と、このステータ１０の内周面に対向する磁極片（Ｐｏｌｅ  Ｐｉｅｃｅ）ロータ（以下、「ＰＰロータ」と称される）２０と、そのＰＰロータ２０の内周面に対向する永久磁石（Ｐａｒｍａｎｅｎｔ  Ｍａｇｎｅｔ）ロータ（以下、「ＰＭロータ」と称される）３０と、伝達シャフトＰ０とを備える。伝達シャフトＰ０は、磁気ＣＶＴモータ１の回転軸と一致する位置に配置されている。
【００３２】
ステータ１０は、磁気ＣＶＴモータ１の回転軸（伝達シャフトＰ０）を中心とする円筒状に形成されている。ステータ１０の内周面には、コイル部を収容する複数のスロット１１が形成されている。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、Ｎｓ＝１８になっている。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
図１に示されるように、ステータ１０の内周面に対向して、所定の空隙を介してＰＰロータ２０（第１ロータの一例）が配置されている。ＰＰロータ２０は、磁気ＣＶＴモータ１の回転軸（伝達シャフトＰ０）を中心とする円筒状に形成されている。ＰＰロータ２０は、ステータ１０に対して、磁気ＣＶＴモータ１の回転軸周りに回転自在に支持されている。ＰＰロータ２０は、伝達シャフトＰ０に接続されている。この構成により、ＰＰロータ２０の回転が伝達シャフトＰ０を介して外部に伝達される。
【００３６】
ＰＰロータ２０は、複数の磁性体２１を有する。複数の磁性体２１は、磁気ＣＶＴモータ１の回転軸（伝達シャフト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、ＰＰロータ２０の磁性体２１の極数Ｎｐは、Ｎｐ＝９になっている。すなわち、第１実施形態では、ＰＰロータ２０は、９個の磁性体２１を有する。
【００３７】
複数の磁性体２１のうちの１つの磁性体２１ａ（第１磁性体の一例）と、磁性体２１ａに隣接して配置された磁性体２１ｂ（第２磁性体の一例）とを用いて、複数の磁性体２１の配置が説明される。
【００３８】
磁性体２１ａは、側面２２（第１側面の一例）と、側面２２と反対側の側面２３（第２側面の一例）とを有する。側面２２は、磁気ＣＶＴモータ１の回転軸（伝達シャフトＰ０）から放射状に延びる面２２ａに含まれ、側面２３は、磁気ＣＶＴモータ１の回転軸（伝達シャフトＰ０）から放射状に延びる面２３ａに含まれる。磁性体２１ｂは、側面２３に対向する側面２４（第３側面の一例）を有する。側面２４は、磁気ＣＶＴモータ１の回転軸（伝達シャフトＰ０）から放射状に延びる面２４ａに含まれる。面２２ａ（側面２２）と伝達シャフトＰ０と面２３ａ（側面２３）とで形成される中心角θ１と、面２３ａ（側面２３）と伝達シャフトＰ０と面２４ａ（側面２４）とで形成される中心角θ２とは、略等しい値になっている。すなわち、磁性体２１と磁性体２１との間の空隙と、磁性体２１とは、形状及び大きさにおいて、ほぼ一致する。
【００３９】
ＰＰロータ２０の内周面に対向して、所定の空隙を介してＰＭロータ３０（第２ロータの一例）が配置されている。ＰＭロータ３０は、磁気ＣＶＴモータ１の回転軸（伝達シャフトＰ０）を中心とする円柱状に形成されている。ＰＭロータ３０は、ステータ１０に対して磁気ＣＶＴモータ１の回転軸（伝達シャフトＰ０）周りに回転自在に支持されている。ＰＭロータ３０は、外周面の近傍に周方向に並んで配置された永久磁石３１を有する。
【００４０】
図１に示されるように、ＰＭロータ３０の極対数Ｎｍは、Ｎｍ＝６になっている。すなわち、ＰＭロータ３０の極数は、１２極になっている。なお、ＰＭロータ３０は、図１に示される構造では、表面付着型永久磁石になっているが、埋め込み型永久磁石でもよい。
【００４１】
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。
【００４２】
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と、スイッチング素子Ｑｂｕ，Ｑｂｌと、スイッチング素子Ｑｃｕ，Ｑｃｌと、スイッチング素子Ｑｄｕ，Ｑｄｌと、スイッチング素子Ｑｅｕ，Ｑｅｌと、スイッチング素子Ｑｆｕ，Ｑｆｌ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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
モータ制御部４３（インバータ制御部の一例）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相交流電圧とが重畳された重畳交流電圧を印加させる。
【００４６】
具体的には、６相インバータ４２は、コイルＡに、３相交流電圧Ｖｕと６相交流電圧Ｖａとが重畳された重畳交流電圧（Ｖｕ＋Ｖａ）を印加する。６相インバータ４２は、コイルＢに、３相交流電圧Ｖｖと６相交流電圧Ｖｂとが重畳された重畳交流電圧（Ｖｖ＋Ｖｂ）を印加する。６相インバータ４２は、コイルＣに、３相交流電圧Ｖｗと６相交流電圧Ｖｃとが重畳された重畳交流電圧（Ｖｗ＋Ｖｃ）を印加する。
【００４７】
６相インバータ４２は、コイルＤに、３相交流電圧Ｖｕと６相交流電圧Ｖｄとが重畳された重畳交流電圧（Ｖｕ＋Ｖｄ）を印加する。６相インバータ４２は、コイルＥに、３相交流電圧Ｖｖと６相交流電圧Ｖｅとが重畳された重畳交流電圧（Ｖｖ＋Ｖｅ）を印加する。６相インバータ４２は、コイルＦに、３相交流電圧Ｖｗと６相交流電圧Ｖｆとが重畳された重畳交流電圧（Ｖｗ＋Ｖｆ）を印加する。
【００４８】
３相交流電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗは、順に位相が１２０度ずつシフトされた正弦波電圧である。６相交流電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ，Ｖｄ，Ｖｅ，Ｖｆは、順に位相が６０度ずつシフトされた正弦波電圧である。本実施形態において、駆動部４０は、出力部の一例に含まれる。
【００４９】
（動作原理）
ここで、磁気ＣＶＴモータ１の動作原理が説明される。第１実施形態の磁気ＣＶＴモータ１は、モータとしての動作原理を成立させるための３相交流電圧と、磁気ＣＶＴとしての動作原理を成立させるための６相交流電圧とが、コイルＡ〜Ｆに同時に印加されることによって動作する。３相交流電圧と６相交流電圧との同時印加は、上述のように、６相インバータ４２によって、３相交流電圧と６相交流電圧とを重畳した重畳交流電圧を生成することによって、実現される。
【００５０】
図３は、磁気ＣＶＴモータ１のモータとしての動作を説明する図である。図３では、磁気ＣＶＴモータ１の１／３のみが概略的に示されている。図１〜図３を用いて、磁気ＣＶＴモータ１のモータとしての動作原理が説明される。
【００５１】
図２に示されるように、６相インバータ４２は、コイルＡ，Ｄには、Ｕ相として、同じ３相交流電圧Ｖｕを印加し、コイルＢ，Ｅには、Ｖ相として、同じ３相交流電圧Ｖｖを印加し、コイルＣ，Ｆには、Ｗ相として、同じ３相交流電圧Ｖｗを印加する。
【００５２】
すると、ステータ１０と、ＰＭロータ３０との関係は、通常の１２極１８スロットのモータと同じになる。このため、コイルＡ〜Ｆへの３相交流電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗの印加により、ＰＭロータ３０は、図３中、矢印で示されるように、回転する。このように、３相交流電圧Ｖｕ，Ｖｖ，ＶｗのコイルＡ〜Ｆへの印加によって発生する磁束は、ＰＭロータ３０をモータとして回転させるためのトルクを生成する。
【００５３】
一方、３相交流電圧によって生成される回転磁界と、ＰＰロータ２０の極数Ｎｐ（第１実施形態では、Ｎｐ＝９）とは適合しない。このため、コイルＡ〜Ｆに印加される３相交流電圧が、ＰＰロータ２０を直接回転させることはない。
【００５４】
図４、図５は、磁気ＣＶＴモータ１の磁気ＣＶＴとしての動作を説明する図である。図４、図５では、磁気ＣＶＴモータ１の１／３のみが概略的に示されている。図１〜図５を用いて、磁気ＣＶＴモータ１の磁気ＣＶＴとしての動作原理が説明される。
【００５５】
ステータ１０とＰＰロータ２０との間の空隙に生じる磁束について考える。ＰＭロータ３０の永久磁石３１の起磁力Ｆ(θ，α)が、正弦波状に分布していると仮定すると、起磁力Ｆ(θ，α)は、式（１）で表される。
Ｆ(θ，α)＝Ａ・ｓｉｎ{Ｎｍ(θ−α)}・・・（１）
ここで、Ａは起磁力の振幅、ＮｍはＰＭロータ３０の極対数、αはＰＭロータ３０の回転角度である。
【００５６】
次に、ＰＰロータ２０の影響を考慮した場合の、ステータ１０とＰＰロータ２０との間の空隙のパーミアンス分布Ｐ(θ，β)は、式（２）で表される。
Ｐ(θ，β)＝Ｐｖ＋Ｐｐ・ｓｉｎ{Ｎｐ(θ−β)}・・・（２）
ここで、Ｐｖはパーミアンスの平均値、Ｐａはパーミアンスの振幅、ＮｐはＰＰロータ２０の極数、βはＰＰロータ２０の回転角度である。
【００５７】
ステータ１０とＰＰロータ２０との間の空隙に生じる磁束φ(θ，α，β)は、式（１）と式（２）との積であり、式（３）で表される。
【００５８】
φ(θ，α，β)
＝Ｆ(θ，α)・Ｐ(θ，β)
＝Ａ・Ｐｖ・ｓｉｎ{Ｎｍ(θ−α)}
＋Ａ・Ｐａ・ｃｏｓ[(Ｎｐ−Ｎｍ){θ−(Ｎｐ・β−Ｎｍ・α)／(Ｎｐ−Ｎｍ)}]
−Ａ・Ｐａ・ｃｏｓ[(Ｎｐ＋Ｎｍ){θ−(Ｎｐ・β＋Ｎｍ・α)／(Ｎｐ＋Ｎｍ)}]
・・・（３）
式（３）の第２項及び第３項は、ステータ１０とＰＰロータ２０との間の空隙に生じる高調波の磁束である。
【００５９】
この高調波の次数は、（Ｎｐ±Ｎｍ）で表される。第１実施形態では、上述のように、ＰＰロータ２０の極数Ｎｐは９であり、ＰＭロータ３０の極対数Ｎｍは６である。したがって、ステータ１０とＰＰロータ２０との間の空隙には、具体的には３次と１５次との高調波の磁束が発生する。図４には、３次の高調波の磁束Ｍｈ３が概略的に示されている。
【００６０】
高調波の磁束Ｍｈ３の回転角度は、ＰＭロータ３０の磁石３１とＰＰロータ２０の磁性体２１との相対的な位置関係、すなわち、ＰＭロータ３０の回転角度とＰＰロータ２０の回転角度とによって決まる。言い換えると、高調波の磁束Ｍｈ３の回転角度が変化すると、ＰＭロータ３０とＰＰロータ２０との回転角度比も変化する。
【００６１】
仮に、式（３）の第２項に示される３次の高調波の磁束の回転角度が、式（４）で表されるように０で一定である場合を考える。
(Ｎｐ・β−Ｎｍ・α)／(Ｎｐ−Ｎｍ)＝０・・・（４）
この場合には、ＰＭロータ３０とＰＰロータ２０との回転角度比Ｇｒｂは、式（５）で表される。
Ｇｒｂ＝α／β＝Ｎｐ／Ｎｍ・・・（５）
式（５）は、モータとして回転するＰＭロータ３０の出力が、ギア比Ｇｒｂで減速されてＰＰロータ２０から出力されることを意味している。以下では、式（５）に示される高調波の回転速度が０のときのギア比Ｇｒｂは、基本ギア比と称される。
【００６２】
図２に示されるように、６相インバータ４２は、６相交流電圧ＶａをコイルＡに印加し、６相交流電圧ＶｂをコイルＢに印加し、６相交流電圧ＶｃをコイルＣに印加し、６相交流電圧ＶｄをコイルＤに印加し、６相交流電圧ＶｅをコイルＥに印加し、６相交流電圧ＶｆをコイルＦに印加する。
【００６３】
このように、ステータ１０のコイルＡ〜Ｆに６相交流電圧Ｖａ〜Ｖｆをそれぞれ印加すると、図５に示されるように、３次の回転磁界Ｍｒ３が発生する。この３次の回転磁界Ｍｒ３と、３次の高調波の磁束Ｍｈ３とが磁気的に結合する。このため、３次の高調波の磁束の回転速度は、６相交流電圧の周波数によって制御できる。
【００６４】
３次の高調波の磁束の回転角度を、式（６）で表されるようにγとすると、ＰＭロータ３０とＰＰロータ２０との回転角度比Ｇｒｄは、式（７）で表される。
(Ｎｐ・β−Ｎｍ・α)／(Ｎｐ−Ｎｍ)＝γ・・・（６）
Ｇｒｄ＝α／β＝α・Ｇｒｂ／{α＋(Ｇｒｂ−１)・γ}・・・（７）
式（７）より、ＰＭロータ３０の回転速度に応じて６相交流電圧の周波数を制御することにより、ＰＭロータ３０とＰＰロータ２０との任意の回転角度比、すなわちＰＭロータ３０とＰＰロータ２０との任意のギア比を得ることができることが分かる。
【００６５】
ＰＰロータ２０及びＰＭロータ３０により発生する３次の高調波の磁束Ｍｈ３と結合している、６相交流電圧Ｖａ〜ＶｆのコイルＡ〜Ｆへの印加によって発生する磁束は、ＰＰロータ２０を直接回転させるトルクを生成しているわけではなく、ＰＰロータ２０をＰＭロータ３０に対する減速機として動作させるためのトルクを生成している。
【００６６】
（制約条件）
上述の磁気ＣＶＴ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相交流電圧及び６相交流電圧が印加される。このため、ステータ１０のスロット数Ｎｓは、６の倍数であることが必要になる。
【００６７】
また、第１実施形態の磁気ＣＶＴモータ１では、６相交流電圧により生成される回転磁界（第１回転磁界の一例）と、ＰＭロータ３０の磁石３１とＰＰロータ２０の磁性体２１とにより生成される次数の磁束とが、磁気的に結合する必要がある。
【００６８】
したがって、スロット数Ｎｓ、ＰＰロータ２０の極数Ｎｐ、及びＰＭロータ３０の極対数Ｎｍは、式（８）に示される制約条件を満たす必要がある。
Ｎｓ／６＝Ｎｐ±Ｎｍ・・・（８）
なお、スロット数Ｎｓは６の倍数であるため、式（８）の左辺Ｎｓ／６は整数となる。
【００６９】
また、第１実施形態の磁気ＣＶＴモータ１では、３相交流電圧により生成される回転磁界（第２回転磁界の一例）と、ＰＭロータ３０の磁石３１により生成される磁束とが、磁気的に結合する必要がある。これによって、３相交流電圧により生成される回転磁界がＰＭロータ３０を回転させることとなる。
【００７０】
したがって、スロット数Ｎｓ、及びＰＭロータ３０の極対数Ｎｍは、式（９）に示される制約条件を満たす必要がある。
Ｎｓ／３＝Ｎｍ・・・（９）
なお、スロット数Ｎｓは６の倍数であるため、式（９）の左辺Ｎｓ／３は整数となる。
【００７１】
（動作原理の検証）
上述の磁気ＣＶＴモータ１の動作原理の妥当性を２次元有限要素解析によって検証した結果が説明される。
【００７２】
（ａ．誘起電圧の検証）
図６は、磁気的に安定な初期位置における磁気ＣＶＴモータ１の磁束密度分布を概略的に示す図である。図７は、図６に示される初期位置から、ＰＭロータ３０を６０ｒ／ｍｉｎで、ＰＰロータ２０を基本ギア比１．５の４０ｒ／ｍｉｎで、それぞれ同期して強制的に回転させたときのコイルＡ〜Ｆの誘起電圧を示す図である。図７の縦軸は誘起電圧を表し、横軸はＰＭロータ３０の回転角度を表す。
【００７３】
図７に示されるように、例えばコイルＡ及びコイルＤのように、３相モータとしては同相であるコイルにおいて、誘起電圧の波形が異なる現象が確認された。この現象は、例えば図１に示されるように、コイルＡ１がＰＰロータ２０の磁性体２１に対向している時点では、コイルＤ１がＰＰロータ２０の磁性体２１と磁性体２１との間の空隙に対向していることが原因で生じている。
【００７４】
磁気ＣＶＴモータ１の制約条件である式（８）、（９）を整理すると、スロット数ＮｓとＰＰロータ２０の極数Ｎｐとの間の関係式として、式（１０）が得られる。
Ｎｐ＝Ｎｓ／２，Ｎｓ／６・・・（１０）
式（１０）から、第１実施形態の磁気ＣＶＴモータ１では、制約条件のために、３相モータとしては同相であるコイルの誘起電圧に差が生じることが分かる。
【００７５】
（ｂ．磁気ＣＶＴとしての検証）
図８は、ＰＭロータ３０を３０ｒ／ｍｉｎで強制的に回転させ、コイルに振幅５０Ａ、周波数１．５Ｈｚの６相交流電流を供給したときのＰＰロータ２０の動作を解析によって求めた結果を概略的に示す図である。図８の縦軸はＰＭロータ３０及びＰＰロータ２０の回転角度を表し、横軸は時間を表す。
【００７６】
図８には、ＰＭロータ３０の回転角度変化Ｌ１３０と、ＰＰロータ２０の回転角度変化Ｌ１２０と、ＰＰロータ２０の理論的な回転角度変化Ｌｐとが表されている。図８に表されている回転角度変化の傾きが回転速度に相当する。
【００７７】
式（７）から求められるＰＰロータ２０の理論的な回転速度Ｌｐは、図８に示されるように、１０ｒ／ｍｉｎである。図８に示されるように、解析により得られたＰＰロータ２０の回転角度変化Ｌ１２０の傾きは、速度変動が大きいものの、おおよそ理論値に一致していることが確認できる。このことから、上述の磁気ＣＶＴとしての動作原理は妥当であると言えることが分かる。
【００７８】
なお、速度変動が大きい原因は、式（１０）で示されるように、ステータ１０のスロット数ＮｓがＰＰロータ２０の極数Ｎｐの整数倍になるため、トルクのリップルが大きくなることが原因であると考えられる。
【００７９】
（ｃ．モータとしての検証）
図９は、ＰＭロータ３０をベクトル制御によって回転させたときのＰＭロータ３０及びＰＰロータ２０の動作を解析によって求めた結果を概略的に示す図である。図９の縦軸は回転速度を表し、横軸は時間を表す。図９の解析では、電源電圧を１２Ｖとし、ｄ軸電流の目標値を０としている。
【００８０】
図９には、ＰＭロータ３０の回転速度Ｌ２３０と、ＰＰロータ２０の回転速度Ｌ２２０とが表されている。
【００８１】
上述の動作原理によれば、６相交流電圧を印加しない場合には、磁気ＣＶＴは成り立たないため、ＰＭロータ３０のみが回転し、ＰＰロータ２０は回転しない筈である。しかしながら、図９の解析結果では、ＰＰロータ２０は、ＰＭロータ３０に対する基本ギア比１．５で回転している。
【００８２】
この原因を明らかにするために、電気的な入力を与えずに、ＰＭロータ３０を強制回転させたときのＰＰロータ２０の動作を解析した。
【００８３】
図１０は、ＰＭロータ３０を強制回転させたときのＰＰロータ２０の動作を解析によって求めた結果を概略的に示す図である。図１０の縦軸は回転速度を表し、横軸は時間を表す。図１１Ａ、図１１Ｂは、図１０の解析を行う際のコイルＡ〜Ｆの接続状態を示す図である。
【００８４】
第１実施形態では、図１１Ａに示されるように、全てのコイルＡ〜Ｆを互いに独立させた開放状態と、図１１Ｂに示されるように、３相交流において同相となるコイル（例えばコイルＡとコイルＤ）を接続させた接続状態とで、図１０の解析が行われている。
【００８５】
図１０には、ＰＭロータ３０の回転速度Ｌ３３０と、図１１Ａに示される開放状態でのＰＰロータ２０の回転速度Ｌ３２０と、図１１Ｂに示される接続状態でのＰＰロータ２０の回転速度Ｌ３２１とが表されている。
【００８６】
図１０に示されるように、コイルＡ〜Ｆが開放状態（図１１Ａ）では、ＰＰロータ２０は回転していない。これは、上述の動作原理の通り、６相交流電圧をコイルＡ〜Ｆに印加しない場合には、磁気ＣＶＴの原理が成立しないためである。
【００８７】
一方、３相交流において同相となるコイルが接続された接続状態（図１１Ｂ）では、ＰＰロータ２０は、図９の場合と同様に、ＰＭロータ３０に対する基本ギア比１．５で回転している。このことから、同相のコイルに同じ電圧を印加しても、図７を用いて説明されたように誘起電圧に差が生じるため、電流が流れて磁界が発生し、その結果、６相交流電圧によって生成される回転磁界による現象と同様の現象が生じていると考えられる。
【００８８】
以上より、第１実施形態の磁気ＣＶＴモータ１のＰＭロータ３０は、通常のモータと同様の原理で回転する。また、６相交流電圧を印加しない場合においても、誘起電圧の差から生じる電流によって、磁力で動力を伝達する磁気歯車の原理が成立し、ＰＰロータ２０が回転する。
【００８９】
（ｄ．磁気ＣＶＴモータとしての検証）
図１２は、６相交流電圧の周波数を変化させて求めたＰＭロータ３０及びＰＰロータ２０の無負荷回転速度の解析結果を概略的に示す図である。図１２の縦軸は無負荷回転速度を表し、横軸は６相交流電圧の回転磁界の周波数を表す。図１３は、図１２の解析結果から求めたＰＭロータ３０とＰＰロータ２０との回転速度比（ギア比）と、理論的ギア比とを示す図である。図１２の縦軸はギア比を表し、横軸は６相交流電圧の回転磁界の周波数を表す。図１４は、図１２の解析結果を得るのに用いた制御構成を概略的に示すブロック図である。
【００９０】
図１２の解析では、モータ駆動用（つまり３相交流電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ）の電圧を１２Ｖとし、磁気ＣＶＴ用（つまり６相交流電圧Ｖａ〜Ｖｆ）の電圧を１２Ｖとして、合計の電源電圧を２４Ｖとしている。
【００９１】
図１４において、モータ部５０は、３相交流電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを生成し、磁気ＣＶＴモータ１のＰＭロータ３０の回転を制御する。磁気ＣＶＴ部６０は、６相交流電圧Ｖａ〜Ｖｆを生成し、磁気ＣＶＴモータ１のＰＭロータ３０に対するＰＰロータ２０のギア比を制御する。
【００９２】
モータ部５０は、目標Ｉｄ生成部５１、目標Ｉｑ生成部５２、比例積分（ＰＩ）制御部５３、逆ｄ−ｑ変換部５４、ｄ−ｑ変換部５５、検出部５６を備える。目標Ｉｄ生成部５１は、ｄ軸電流Ｉｄの目標値Ｉｔｄを生成する。目標Ｉｄ生成部５１は、生成した目標値ＩｔｄをＰＩ制御部５３に出力する。目標Ｉｑ生成部５２は、ｑ軸電流Ｉｑの目標値Ｉｔｑを生成する。目標Ｉｑ生成部５２は、生成した目標値ＩｔｑをＰＩ制御部５３に出力する。目標Ｉｄ生成部５１及び目標Ｉｑ生成部５２は、それぞれ、予め定められた目標値Ｉｔｄ，Ｉｔｑを予め保持しておいてもよい。
【００９３】
ｄ軸及びｑ軸は、同期回転座標（ｄ，ｑ）を構成する。ｄ軸は、永久磁石同期モータにおけるロータの永久磁石の軸方向を表す。ｑ軸は、ｄ軸に直交する方向を表す。
【００９４】
ｄ−ｑ変換部５５は、各コイルＡ〜Ｆに流れている相電流Ｉａ〜Ｉｆに対して、（ｄ，ｑ）座標への座標変換を行って、ｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑを求める。ｄ−ｑ変換部５５は、求めたｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流ＩｑをＰＩ制御部５３にフィードバックする。
【００９５】
検出部５６は、例えばＰＭロータ３０の回転軸に取り付けられたエンコーダを含み、ＰＭロータ３０の回転速度Ｒｖと、ＰＭロータ３０の回転角度Ｒａとを検出する。検出部５６は、検出したＰＭロータ３０の回転速度ＲｖをＰＩ制御部５３に出力する。検出部５６は、検出したＰＭロータ３０の回転角度Ｒａを逆ｄ−ｑ変換部５４に出力する。
【００９６】
ＰＩ制御部５３は、ｄ軸電流Ｉｄ、目標値Ｉｔｄ、及び回転速度Ｒｖから、ＰＩ制御を用いて、ｄ軸電圧Ｖｄを生成する。ＰＩ制御部５３は、生成したｄ軸電圧Ｖｄを逆ｄ−ｑ変換部５４に出力する。ＰＩ制御部５３は、ｑ軸電流Ｉｑ、目標値Ｉｔｑ、及び回転速度Ｒｖから、ＰＩ制御を用いて、ｑ軸電圧Ｖｑを生成する。ＰＩ制御部５３は、生成したｑ軸電圧Ｖｑを逆ｄ−ｑ変換部５４に出力する。
【００９７】
逆ｄ−ｑ変換部５４は、ＰＭロータ３０の回転角度Ｒａを用いて、ｄ軸電圧Ｖｄとｑ軸電圧Ｖｑとに対して、（ｄ，ｑ）座標からの逆座標変換を行って、３相交流電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを生成する。
【００９８】
磁気ＣＶＴ部６０は、振幅生成部６１、周波数生成部６２、６相交流電圧生成部６３を備える。振幅生成部６１は、６相交流電圧Ｖａ〜Ｖｆの振幅Ａｐを生成する。振幅生成部６１は、生成した振幅Ａｐを６相交流電圧生成部６３に出力する。周波数生成部６２は、６相交流電圧Ｖａ〜Ｖｆの周波数Ｆｑを生成する。周波数生成部６２は、生成した周波数Ｆｑを６相交流電圧生成部６３に出力する。６相交流電圧生成部６３は、振幅Ａｐ及び周波数Ｆｑを用いて、正弦波６相交流電圧Ｖａ〜Ｖｆを生成する。
【００９９】
逆ｄ−ｑ変換部５４により生成された３相交流電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗと、６相交流電圧生成部６３により生成された正弦波６相交流電圧Ｖａ〜Ｖｆとは、重畳されて、磁気ＣＶＴモータ１のコイルＡ〜Ｆ（図２）に印加される。
【０１００】
図１２には、周波数生成部６２により生成される周波数Ｆｑを変化させたときの、ＰＭロータ３０の無負荷回転速度Ｌ４３０と、ＰＰロータ２０の無負荷回転速度Ｌ４２０とが表されている。
【０１０１】
図１３には、ＰＭロータ３０の無負荷回転速度Ｌ４３０と、６相交流電圧Ｖａ〜Ｖｆの周波数Ｆｑとから算出される理論的ギア比Ｇｔｒが表されている。なお、図１３には、図１２の解析結果から求めたＰＭロータ３０とＰＰロータ２０との回転速度比も表されているが、理論的ギア比Ｇｔｒと一致しているため、理論的ギア比Ｇｔｒに隠れて見えなくなっている。
【０１０２】
このように、ＰＭロータ３０とＰＰロータ２０との回転速度比と、理論的ギア比Ｇｔｒとが良好に一致していることから、上述の磁気ＣＶＴモータの動作原理が妥当であることが示されたと言える。
【０１０３】
なお、図１２、図１３において、横軸の６相交流電圧の回転磁界の周波数が０は、６相交流電圧を印加していないことを表す。６相交流電圧の回転磁界の周波数が０の場合、図１２、図１３に示されるように、ＰＰロータ２０は、ＰＭロータ３０に対する基本ギア比１．５で回転している。この点は、図９、図１０を参照して説明されたのと同様である。
【０１０４】
また、ＰＰロータ２０のトルクは、６相交流電圧Ｖａ〜Ｖｆの振幅又は磁性体２１の厚さを変えることによって、変えることができる。すなわち、６相交流電圧Ｖａ〜Ｖｆの振幅を増大すると、ＰＰロータ２０のトルクを増大することができる。また、ＰＰロータ２０の磁性体２１の厚さを増大すると、ＰＰロータ２０のトルクを増大することができる。
【０１０５】
（作用効果）
以上説明されたように、第１実施形態の磁気ＣＶＴモータ１では、３相交流電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗと、６相交流電圧Ｖａ〜Ｖｆとを重畳させた重畳交流電圧が、ステータ１０のコイルＡ〜Ｆに印加されている。この重畳交流電圧のうち、３相交流電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗの印加によって、ＰＭロータ３０を通常の永久磁石同期モータと同じ原理で回転させることができる。また、６相交流電圧Ｖａ〜Ｖｆの印加によって、磁気ＣＶＴの原理が成立する。その結果、ＰＭロータ３０の回転速度Ｌ４３０と、６相交流電圧の周波数Ｆｑによって制御される理論的ギア比Ｇｔｒとで決まる回転速度で、ＰＰロータ２０を回転させることができる。
【０１０６】
（その他）
（１）上記第１実施形態は、３相交流電圧によりＰＭロータ３０が駆動されるように構成されている。代替的に、６相交流電圧によりＰＭロータ３０が駆動されるように構成されてもよい。この場合、スロット数Ｎｓを１８のままとし、ＰＭロータ３０の永久磁石３１の極対数Ｎｍは３とし、ＰＰロータ２０の磁性体２１の極数Ｎｐは９とする構成を採用してもよい。
【０１０７】
この構成では、ＰＭロータ３０は、６極１８スロットのモータとして、６相交流電圧Ｖａ〜Ｖｆにより回転駆動される。
【０１０８】
ステータ１０とＰＰロータ２０との間の空隙に生じる高調波の磁束の次数は、上述のように、（Ｎｐ±Ｎｍ）である。このため、この構成では、６次と１２次との高調波の磁束が発生する。
【０１０９】
一方、ステータ１０のコイルＡ〜Ｃ，Ｄ〜Ｆに、３相交流電圧Ｖｕ〜Ｖｗ，Ｖｕ〜Ｖｗをそれぞれ印加すると、６次の回転磁界が発生する。この６次の回転磁界と、上記６次の高調波の磁束とが、磁気的に結合される。その結果、ＰＰロータ２０の回転速度は、３相交流電圧の周波数によって制御される。
【０１１０】
なお、一般に、６相交流電圧より３相交流電圧の方が、モータの回転に寄与する磁束の利用率が高い。このため、３相交流電圧により形成される回転磁界によってＰＭロータ３０を回転する方が、モータの出力を容易に増大することができる。したがって、３相交流電圧により形成される回転磁界によってＰＭロータ３０を回転する上記第１実施形態の方が好ましい。
【０１１１】
（２）上記第１実施形態では、図１２に示されるように、ＰＰロータ２０の回転速度Ｌ４２０と、ＰＭロータ３０の回転速度Ｌ４３０との関係は、Ｌ４３０≧Ｌ４２０になっている。すなわち、図１３に示されるように、ギア比Ｇｔｒは、Ｇｔｒ≧１であり、減速機が構成されている。
【０１１２】
代替的に、６相交流電圧の周波数をさらに増大することによって、Ｌ４３０＜Ｌ４２０とすることもできる。すなわち、ギア比ＧｔｒがＧｔｒ＜１となる増速機を構成することもできる。
【０１１３】
（３）上記第１実施形態では、図１に示されるように、スロット数Ｎｓ、ＰＰロータ２０の極数Ｎｐ、ＰＭロータ３０の極対数Ｎｍは、Ｎｓ＝１８、Ｎｐ＝９、Ｎｍ＝６となっているが、これに限られない。Ｎｓが６の倍数であって、式（８）、（９）の制約条件が満たされていればよい。
【０１１４】
（第２実施形態）
図１５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実施形態の磁気ＣＶＴモータ１を備える。図１５を参照して、洗濯機１００が説明される。尚、図１５に示される実線矢印は、水の流れを表す。図１５に示される点線矢印は、空気の流れを表す。図１５に示される一点鎖線矢印は、制御信号の伝達経路を表す。
【０１１５】
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、乾燥機構７００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、乾燥機構７００と、を収容する。制御部３００（出力部の一例）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。
【０１１６】
洗濯機構５００は、衣類が収容される収容槽５１０と、位置センサ５２０（後述）と、収容槽５１０を駆動する磁気ＣＶＴモータ１と、を備える。磁気ＣＶＴ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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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、乾燥工程に移行する前に、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。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。
【０１１９】
乾燥工程において、収容槽５１０に乾燥空気が供給される。乾燥空気の湿度は低く、且つ、温度は高いので、衣類は収容槽５１０内で適切に乾燥される。乾燥空気が供給されている間、収容槽５１０は、衣類を攪拌する。この結果、衣類は、適切に乾燥されることとなる。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
乾燥機構７００は、収容槽５１０から送り出された空気を受けるエアフィルタ７１０と、エアフィルタ７１０を通過した空気と熱を交換する熱交換部７２０と、熱交換部７２０を通過した空気を送り出す送風ファン７３０と、を備える。エアフィルタ７１０は、収容槽５１０から送り出された空気からリントを除去する。したがって、清浄化された空気が、熱交換部７２０に流入する。
【０１２４】
乾燥工程において、洗濯制御部３１０は、熱交換部７２０を起動させてもよい。熱交換部７２０は、空気を除湿並びに加熱する。この結果、衣類を乾燥させるのに適した乾燥空気が生成される。洗濯制御部３１０は、洗い工程から脱水工程の間、熱交換部７２０を停止させてもよい。この結果、熱交換部７２０は、電力を不必要に消費しない。代替的に、洗濯制御部３１０は、洗い工程において、熱交換部７２０を起動させてもよい。この結果、熱交換部７２０から空気に受け渡された熱を利用して、洗剤が活性化されてもよい。
【０１２５】
洗濯制御部３１０は、乾燥工程において、送風ファン７３０を動作させる。この結果、上述の乾燥空気は、送風ファン７３０から送風経路７４０を通って、収容槽５１０に流入し、衣類を乾燥する。乾燥空気は、その後、収容槽５１０とエアフィルタ７１０との間で規定される戻り経路７４１を通じて、エアフィルタ７１０に流入する。
【０１２６】
図１６は、洗濯機１００の概略的な斜視図である。図１５及び図１６を参照して、洗濯機１００が更に説明される。
【０１２７】
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１５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。
【０１２８】
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１６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。
【０１２９】
図１７は、洗濯機１００の概略的な断面図である。図１５及び図１７を参照して、洗濯機１００が更に説明される。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
位置センサ５２０（図１５を参照）は、支持棒５５１の上端の位置を検出する。位置センサ５２０は、検出した支持棒５５１の上端の位置を制御部３００の洗濯制御部３１０に出力する。洗濯制御部３１０は、位置センサ５２０により検出された支持棒５５１の上端の位置に基づき、収容槽５１０に投入されている衣類の量を判定する。
【０１３３】
磁気ＣＶＴモータ１の伝達シャフトＰ０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Ｐ０を介して、磁気ＣＶＴモータ１の駆動力は、回転ドラム５３０に伝達される。
【０１３４】
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。
【０１３５】
排水弁６９０は、排水管６６０に取り付けられる。洗濯制御部３１０（図１５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。
【０１３６】
下流循環管６５０は、循環ポンプ６１０が吐出した水が流入し、図１５を参照して説明された循環経路６１２を規定する。
【０１３７】
乾燥機構７００は、エアフィルタ７１０と熱交換部７２０と送風ファン７３０とに加えて、収容槽５１０から送風ファン７３０への空気の流動経路を規定する吸気管７５０と、送風ファン７３０から送り出される空気の流れを規定する送気管７６０と、を備える。エアフィルタ７１０及び熱交換部７２０は、吸気管７５０内に配置される。送風ファン７３０は、吸気管７５０と送気管７６０との接続部に配置される。送風ファン７３０が回転すると、吸気管７５０内において負圧環境が作り出される一方で、送気管７６０内において正圧環境が作り出される。
【０１３８】
送気管７６０は、図１５を参照して説明された送風経路７４０を規定する。吸気管７５０は、図１５を参照して説明された戻り経路７４１を規定する。
【０１３９】
図１５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ＤＣ２４Ｖの直流電源を生成する。
【０１４０】
駆動部４０のモータ制御部４３（周波数制御部の一例）は、磁気ＣＶＴモータ１（ＰＰロータ２０）を回転駆動するギア比として、予め定められた、洗い工程及び濯ぎ工程における第１ギア比と、脱水工程における第２ギア比と、乾燥工程における第３ギア比と、を予め保持する。
【０１４１】
洗い工程及び濯ぎ工程における第１ギア比は、第２実施形態では、例えば３．４の低速高トルクに、予め定められている。脱水工程における第２ギア比は、第２実施形態では、例えば１の高速低トルクに、予め定められている。乾燥工程における第３ギア比は、第２実施形態では、例えば２の中速中トルクに、予め定められている。
【０１４２】
第１ギア比で決まるＰＰロータ２０の回転速度より、第２ギア比で決まるＰＰロータ２０の回転速度の方が、高い値に定められている。第１ギア比で決まるＰＰロータ２０の回転速度は、第１回転速度の一例である。第２ギア比で決まるＰＰロータ２０の回転速度は、第２回転速度の一例である。
【０１４３】
モータ制御部４３は、洗濯制御部３１０により判定された衣類の量に応じて、第１ギア比と、第２ギア比と、第３ギア比と、を調整する。モータ制御部４３は、第２実施形態では、例えば衣類の量が多くなるにつれて、トルクが増大するように、つまりギア比が増大するように、第１ギア比と、第２ギア比と、第３ギア比と、を調整する。
【０１４４】
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。
【０１４５】
図１８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１５〜図１８を参照して、洗濯機１００の動作が説明される。
【０１４６】
使用者により、洗濯動作の開始が指示されると、図１８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、位置センサ５２０から、検出された支持棒５５１の上端の位置を取得する。洗濯制御部３１０は、取得した支持棒５５１の上端の位置に基づき、収容槽５１０に投入されている衣類の量を判定する。
【０１４７】
続くステップＳ１２０において、制御部３００のモータ制御部４３は、ステップＳ１１０で判定された衣類の量に応じて、各工程におけるギア比を決定する。すなわち、モータ制御部４３は、洗い工程及び濯ぎ工程における第１ギア比と、脱水工程における第２ギア比と、乾燥工程における第３ギア比と、を衣類の量に応じて調整して、各ギア比を決定する。
【０１４８】
続くステップＳ１３０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。
【０１４９】
また、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、磁気ＣＶＴモータ１を制御し、ステップＳ１２０で決定された低速高トルクのギア比で磁気ＣＶＴモータ１（ＰＰ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。
【０１５０】
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。
【０１５１】
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。
【０１５２】
濯ぎ工程では、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、洗い工程（ステップＳ１３０）と同一のギア比で磁気ＣＶＴモータ１（ＰＰ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。
【０１５３】
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。
【０１５４】
また、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、磁気ＣＶＴモータ１を制御し、ステップＳ１２０で決定された高速低トルクのギア比で磁気ＣＶＴモータ１（ＰＰ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。
【０１５５】
所定の脱水終了条件が満たされると、洗濯制御部３１０は、脱水工程を終了し、続くステップＳ１６０において、洗濯制御部３１０は、乾燥工程を実行する。乾燥工程では、洗濯制御部３１０は、送風ファン７３０及び熱交幹部７２０を制御して、収容槽５１０に乾燥空気を供給する。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。
【０１５６】
また、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、磁気ＣＶＴモータ１を制御し、ステップＳ１２０で決定された中速中トルクのギア比で磁気ＣＶＴモータ１（ＰＰ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、乾燥空気は、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、衣類が適切に乾燥される。
【０１５７】
所定の乾燥終了条件が満たされると、洗濯制御部３１０は、乾燥工程を終了する。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、磁気ＣＶＴモータ１（ＰＰロータ２０）の回転を停止する。これによって、図１８の動作が終了する。なお、脱水工程の終了後、乾燥工程に移行する前に、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。
【０１５８】
この第２実施形態では、回転ドラム５３０を回転させるモータとして、第１実施形態の磁気ＣＶＴモータ１を用いている。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、乾燥行程で回転ドラム５３０を回転させる場合において、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。
【０１５９】
（その他）
（１）上記第２実施形態の洗濯機１００は、乾燥機構７００を備えている。代替的に、洗濯機１００は、乾燥機構を備えていないものであってもよい。また、図１７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。
【０１６０】
（２）上記第２実施形態では、第１実施形態の磁気ＣＶＴモータ１を備える洗濯機１００が例示されている。代替的に、磁気ＣＶＴ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、車速が上昇するにつれて高速低トルクの特性が必要とされる。第１実施形態の磁気ＣＶＴ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】
【０１６１】
本開示のモータ装置は、低速高トルクから高速低トルクまで幅広い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】
【０１６２】
１  磁気ＣＶＴモータ
１０  ステータ
１１  スロット
２０  ＰＰロータ
２１  磁性体
３０  ＰＭロータ
３１  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
５２０  位置センサ
５３０  回転ドラム
【図１】
2016168108.tif 000003
【図２】
2016168108.tif 000004
【図３】
2016168108.tif 000005
【図４】
2016168108.tif 000006
【図５】
2016168108.tif 000007
【図６】
2016168108.tif 000008
【図７】
2016168108.tif 000009
【図８】
2016168108.tif 000010
【図９】
2016168108.tif 000011
【図１０】
2016168108.tif 000012
【図１１Ａ】
2016168108.tif 000013
【図１１Ｂ】
2016168108.tif 000014
【図１２】
2016168108.tif 000015
【図１３】
2016168108.tif 000016
【図１４】
2016168108.tif 000017
【図１５】
2016168108.tif 000018
【図１６】
2016168108.tif 000019
【図１８】
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【図１７】
2016168108.tif 000021