JP2019110726A - モータ - Google Patents

Abstract

【課題】可変磁石の位置を正確に検出できるようにする。【解決手段】アウターロータ２０は、磁力を変更可能な複数の可変磁石２５を有する。可変磁石２５の位置は、可変磁石２５の磁束に応じて出力電圧がリニアに変化するアナログ式の２つのアウター側位置センサ４５によって検出される。２つのアウター側位置センサ４５は、電気角１２０°離れて配置されている。【選択図】図３

Description

本発明は、モータに関するものである。

従来より、ロータ側に、固定磁石と、保磁力が固定磁石よりも小さく且つ着磁量を容易に変更可能なレベルの保磁力を有する可変磁石とからなるロータマグネットを備えたモータが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１には、可変磁石の着磁量を変化させるための励磁電流を、インバータ回路を介してステータ巻線に流すことで、低速回転・高出力トルクが要求される場合には、可変磁石の着磁量を増加（増磁）させてロータマグネット全体の磁束を増加させる一方、高速回転・低出力トルクが要求される場合は、可変磁石の着磁量を減少（減磁）させてロータマグネット全体の磁束を減少させるようにした構成が開示されている。

特許第５１２１６２３号公報

ところで、可変磁石の着磁量を変化させるために、励磁電流を可変磁石に流す場合には、可変磁石の位置を正確に検出する必要がある。そこで、位置センサとして、磁力の強さに応じたＯＮ／ＯＦＦのスイッチング出力が得られるデジタル式のホールセンサを用いることが考えられる。

しかしながら、可変磁石の磁力を減磁させた場合には、ホールセンサのスイッチング出力が切り換わるエッジ位置、つまり、可変磁石が存在しているかの境界位置を正確に把握することができなくなり、可変磁石の位置の誤検出が発生してしまうおそれがある。

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、可変磁石の位置を正確に検出できるようにすることにある。

本発明は、３相のコイルを有するステータと、該ステータに対して回転可能なロータとを備えたモータを対象とし、次のような解決手段を講じた。

すなわち、第１の発明は、前記ロータは、磁力を変更可能な複数の可変磁石を有し、
前記可変磁石の磁力を増磁又は減磁させるように、前記コイルへの通電動作を制御する制御部と、
前記可変磁石の磁束に応じて出力電圧がリニアに変化するアナログ式の少なくとも２つの位置センサとを備え、
隣接する前記位置センサは、電気角１２０°又は９０°離れて配置されていることを特徴とするものである。

第１の発明では、可変磁石の位置を検出するために、アナログ式の位置センサを少なくとも２つ備えている。このように、アナログ式の位置センサを用いることで、可変磁石の磁力を減磁させた場合でも、位置センサの出力電圧が可変磁石の磁束に応じてリニアに変化する。これにより、可変磁石が存在しているかの境界位置を見失うことがなく、可変磁石の位置の誤検出を抑えることができる。

また、隣接する位置センサを、電気角１２０°又は９０°離して配置するようにしている。これにより、隣接する位置センサの少なくとも何れか一方で可変磁石の位置を検出して、可変磁石の位置検出精度を高めることができる。

第２の発明は、第１の発明において、
隣接する前記位置センサは、電気角１２０°離れて配置され、
前記制御部は、前記可変磁石の幅が電気角１２０°以上の場合に、該可変磁石の周方向の一端部から所定の範囲内において、２相通電による増磁を行うように、前記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。

第２の発明では、隣接する位置センサを、電気角１２０°離して配置するようにしている。そして、可変磁石の幅が電気角１２０°以上の場合に、可変磁石の周方向の一端部から所定の範囲内では、２相通電による増磁を行うようにしている。

これにより、可変磁石の一端部を単相で増磁した場合に生じる不具合を解消することができる。

具体的に、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のうち、Ｗ相のティースから可変磁石に向かって磁束を流すことで可変磁石の一端部を増磁する場合には、ロータ側からＵ相及びＶ相のティースに向かってそれぞれ磁束が分流する。このとき、可変磁石の幅が電気角１２０°以上であるから、可変磁石の他端部がＶ相のティースに対向している。そのため、ロータ側からＶ相のティースに向かう磁束によって、可変磁石の他端部が減磁されてしまうこととなる。

そこで、本発明では、可変磁石の周方向の一端部から所定の範囲内では、２相通電による増磁を行うようにしている。具体的には、Ｗ相のティースから可変磁石の一端部に向かって流れた磁束が、ロータ側からＵ相のティースに向かって流れるように制御する。つまり、可変磁石の他端部とＶ相のティースとの間で磁束の流れが生じていないため、可変磁石の一端部を増磁する際に、他端部が減磁されることはない。

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、前記ロータを一方向に回転させ、該ロータの回転中に該可変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。

第３の発明では、ロータの回転中に、可変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可変磁石を吸引させて着磁音を低減することができる。

具体的に、ロータの可変磁石がＳ極の場合には、可変磁石の内部を流れる磁束と同じ方向、つまり、ティースから可変磁石に向かう方向に磁束を流すことで、可変磁石の回転方向の前側部分を増磁する。

一方、ロータの可変磁石がＮ極の場合には、可変磁石の内部を流れる磁束と同じ方向、つまり、可変磁石からティースに向かう方向に磁束を流すことで、可変磁石の回転方向の前側部分を増磁する。

これにより、可変磁石を増磁する際に、可変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。

第４の発明は、第３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可変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。

第４の発明では、ロータの逆回転中に、可変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可変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、可変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可変磁石を吸引させて着磁音を低減することができる。

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該可変磁石における回転方向の後側部分を減磁するように、前記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。

第５の発明では、ロータの回転中に、可変磁石における回転方向の後側部分を減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可変磁石を吸引させて着磁音を低減することができる。

具体的に、ロータの可変磁石がＳ極の場合には、可変磁石の内部を流れる磁束と逆方向、つまり、可変磁石からティースに向かう方向に磁束を流すことで、可変磁石の回転方向の後側部分を減磁する。

一方、ロータの可変磁石がＮ極の場合には、可変磁石の内部を流れる磁束と逆の方向、つまり、ティースから可変磁石に向かう方向に磁束を流すことで、可変磁石の回転方向の後側部分を減磁する。

これにより、可変磁石を減磁する際に、可変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。

第６の発明は、第５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可変磁石における回転方向の後側部分を減磁するように、前記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。

第６の発明では、ロータの逆回転中に、可変磁石における回転方向の後側部分を減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可変磁石の後側部分を減磁した後、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減磁するようにしている。これにより、可変磁石の全体を減磁する際に、ロータの回転を加速する方向に可変磁石を反発させて着磁音を低減することができる。

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、
前記制御部は、複数の前記可変磁石の間における磁力のばらつきが所定の基準値よりも大きい場合に、前記可変磁石の磁力を略均一にするように、前記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。

第７の発明では、複数の可変磁石の間における磁力のばらつきが所定の基準値よりも大きい場合に、可変磁石の磁力が略均一になるように磁力を変更している。これにより、可変磁石の磁力のアンバランスに起因した騒音を抑えることができる。

第８の発明は、第７の発明において、
前記制御部は、前記可変磁石の磁力を大きくする場合には、所定値よりも磁力が小さい該可変磁石を増磁する一方、該可変磁石の磁力を小さくする場合には、所定値よりも磁力が大きい該可変磁石を減磁するように、前記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。

第８の発明では、磁力が小さい可変磁石を増磁することで全体として磁力を大きくする一方、磁力が大きい可変磁石を減磁することで全体として磁力を小さくしている。これにより、複数の可変磁石の磁力の均一化を効率良く行うことができる。

本発明によれば、可変磁石の位置を正確に検出することができる。

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。 モータの全体構成を示す平面図である。 モータの要部を示す平面図である。 アナログ式とデジタル式の位置センサの出力の違いを説明する図である。 ３相通電時の磁束の流れを説明する図である。 ２相通電時の磁束の流れを説明する図である。 Ｓ極の可変磁石を増磁するタイミングを説明する図である。 Ｎ極の可変磁石を増磁するタイミングを説明する図である。 Ｓ極の可変磁石を減磁するタイミングを説明する図である。 Ｎ極の可変磁石を減磁するタイミングを説明する図である。 複数の可変磁石の磁力がばらついているときの、誘起電圧の波形を示す図である。 複数の可変磁石の磁力がばらついているときの、周波数とノイズレベルとの関係を示すグラフ図である。 複数の可変磁石の磁力を均一化したときの、誘起電圧の波形を示す図である。 複数の可変磁石の磁力を均一化したときの、周波数とノイズレベルとの関係を示すグラフ図である。

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。

〈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、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。

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、モータ１６、パルセータ１２などが配設されている。

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。洗い時や濯ぎ時には、水槽１０の下部に洗浄水や濯ぎ水が貯留される。

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。

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。

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。

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。

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。

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。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、洗い、濯ぎ、脱水等の各行程を自動的に運転する。

〈モータ〉
図２に示すように、モータ１６は、アウターロータ２０、インナーロータ３０、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。

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。

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。

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。

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極とＮ極とが交互に並ぶように配置され、ロータヨーク２２の内面に固定されている。なお、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、磁力を増磁又は減磁させることが可能な可変磁石２５で構成されている。

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、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。

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。

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。

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。

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。

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。

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、デジタル式のインナー側位置センサ４４が配設されている。インナー側位置センサ４４は、インナーロータ３０の位置を把握するためのものである。

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、アナログ式のアウター側位置センサ４５が配設されている。アウター側位置センサ４５は、例えばホールセンサで構成され、インナーロータ３０の位置を把握するためのものである。

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。

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。

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、全て可変磁石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、可変磁石２５とは、コイル４３に着磁電流を供給したときに、磁力を変更可能な磁石である。また、固定磁石３５とは、コイル４３に着磁電流を供給しても、磁力が変化しない磁石である。

コントローラ６は、コイル４３への通電動作を制御して、可変磁石２５に磁束を流すことで、可変磁石２５の磁力を増磁又は減磁するようにしている。ここで、可変磁石２５に磁束を流すためには、可変磁石２５の位置を正確に検出する必要がある。そこで、アウターロータ２０の可変磁石２５の位置を検出するために、アウター側位置センサ４５を２つ設けるようにしている。

具体的に、２つのアウター側位置センサ４５は、電気角１２０°離れて配置されている。アウター側位置センサ４５は、可変磁石２５の磁束に応じて出力電圧がリニアに変化するアナログ式のホールセンサで構成されている。

このように、アナログ式のアウター側位置センサ４５を用いることで、可変磁石２５の磁力を減磁させた場合でも、アウター側位置センサ４５の出力電圧が可変磁石２５の磁束に応じてリニアに変化する（図４参照）。これにより、可変磁石２５が存在しているかの境界位置を見失うことがなく、可変磁石２５の位置の誤検出を抑えることができる。

また、２つのアウター側位置センサ４５を、電気角１２０°離して配置するようにしたから、２つのアウター側位置センサ４５の少なくとも何れか一方で可変磁石２５の位置を検出して、可変磁石２５の位置検出精度を高めることができる。

また、インナーマグネット３４の位置を検出するための２つのインナー側位置センサ４４は、電気角１２０°離れて配置されている。インナー側位置センサ４４は、磁力の強さに応じたＯＮ／ＯＦＦのスイッチング出力が得られるデジタル式のホールセンサで構成されている。

〈２相通電について〉
図５に示すように、可変磁石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。そのため、可変磁石２５の磁力を増磁する際には、ティース４１に対向する可変磁石２５がＳ極の場合、可変磁石２５の内部を流れる磁束と同じ方向、つまり、ティース４１から可変磁石２５に向かって磁束が流れるようにコイル４３への通電動作を制御すればよい。

一方、ティース４１に対向する可変磁石２５がＮ極の場合、可変磁石２５の内部を流れる磁束と同じ方向、つまり、可変磁石２５からティース４１に向かって磁束が流れるようにコイル４３への通電動作を制御すればよい。

ところで、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のうち、Ｗ相のティース４１からＳ極の可変磁石２５に向かって磁束を流すことでＳ極の可変磁石２５の一端部（図５で右端部）を増磁する場合には、アウターロータ２０側からＵ相及びＶ相のティース４１に向かってそれぞれ磁束が分流する。このとき、可変磁石２５の幅が電気角１２０°であるから、可変磁石２５の他端部（図５で左端部）がＶ相のティース４１に対向している。そのため、アウターロータ２０側からＶ相のティース４１に向かう磁束によって、可変磁石２５の他端部（図５で左端部）が減磁されてしまうこととなる。

そこで、本実施形態では、可変磁石２５の幅が電気角１２０°以上の場合に、可変磁石２５の周方向の一端部から所定の範囲内では、２相通電による増磁を行うようにしている。

具体的には、Ｖ相のコイル４３への通電を停止して、図６に示すように、Ｗ相のティース４１からＳ極の可変磁石２５の一端部（図６で右端部）に向かって流れた磁束が、Ｎ極の可変磁石２５を通ってＵ相のティース４１に向かって流れるように制御する。このとき、Ｎ極の可変磁石２５についても増磁される。

このように、可変磁石２５の他端部（図６で左端部）とＶ相のティース４１との間では、磁束の流れが生じていないため、可変磁石２５の一端部（図６で右端部）を増磁する際に、Ｖ相のティース４１に対向する可変磁石２５の他端部（図６で左端部）が減磁されることはない。これにより、可変磁石２５全体を増磁させることができる。

〈増磁又は減磁のタイミングについて〉
図７〜図１０に示すように、本実施形態では、可変磁石２５の磁力を増磁又は減磁する際に、アウターロータ２０の回転方向及び可変磁石２５の位置を考慮するようにしている。

まず、図７に示すように、アウターロータ２０が一方向（図７で左方向）に回転しており、ティース４１に対向するＳ極の可変磁石２５を増磁する場合について検討する。

この場合には、アウターロータ２０の回転中に、ティース４１から可変磁石２５における回転方向の前側部分（図７で左側部分）に向かって磁束を流すことで、可変磁石２５の左側部分を増磁する。これにより、可変磁石２５を増磁する際に、可変磁石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。

なお、可変磁石２５の左側部分を増磁した後の、残りの右側部分（図７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。

つまり、アウターロータ２０の逆回転中に、ティース４１から可変磁石２５における逆回転方向に前側部分（図７で右側部分）に向かって磁束を流すことで、可変磁石２５の右側部分を増磁する。これにより、可変磁石２５を増磁する際に、可変磁石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。

図８では、アウターロータ２０が一方向（図８で左方向）に回転しており、ティース４１に対向するＮ極の可変磁石２５を増磁する場合の磁束の流れについて示している。

図８に示すように、アウターロータ２０の回転中に、可変磁石２５における回転方向の前側部分（図８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、可変磁石２５の左側部分を増磁する。これにより、可変磁石２５を増磁する際に、可変磁石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。

なお、可変磁石２５の左側部分を増磁した後の、残りの右側部分（図８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。

次に、図９に示すように、アウターロータ２０が一方向（図９で左方向）に回転しており、ティース４１に対向するＳ極の可変磁石２５を減磁する場合について検討する。

この場合には、アウターロータ２０の回転中に、可変磁石２５における回転方向の後側部分（図９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、可変磁石２５の右側部分を減磁する。これにより、可変磁石２５を減磁する際に、可変磁石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。

なお、可変磁石２５の右側部分を減磁した後の、残りの左側部分（図９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、同様に減磁すればよい。

図１０では、アウターロータ２０が一方向（図１０で左方向）に回転しており、ティース４１に対向するＮ極の可変磁石２５を減磁する場合の磁束の流れについて示している。

図１０に示すように、アウターロータ２０の回転中に、ティース４１から可変磁石２５における回転方向の後側部分（図１０で右側部分）に向かって磁束を流すことで、可変磁石２５の右側部分を減磁する。これにより、可変磁石２５を減磁する際に、可変磁石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。

なお、可変磁石２５の右側部分を減磁した後の、残りの左側部分（図１０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、同様に減磁すればよい。

〈可変磁石の磁力の均一化について〉
複数の可変磁石２５の間では、磁力のアンバランスが生じることがある。そして、可変磁石２５の磁力がばらついた状態でアウターロータ２０を高速回転させると、アウターロータ２０の高速回転に伴う振動が大きくなり、騒音が発生してしまう。

そこで、本実施形態では、複数の可変磁石２５の磁力が略均一になるように、コイル４３への通電動作を制御するようにしている。

図１１に示すように、可変磁石２５の磁力は、アウターロータ２０を回転させたときに生じる誘起電圧を計測することで判断することができる。図１１では、アウター側位置センサ４５の出力信号をフィードバックすることにより、誘起電圧を正弦波に整形している。

図１１の誘起電圧の波形を見ると、誘起電圧の振幅は、振幅Ａよりも振幅Ｂの方が大きくなっている。これは、誘起電圧の振幅が大きければ可変磁石２５の磁力が大きく、誘起電圧の振幅が小さければ可変磁石２５の磁力が小さいことを示している。

そして、可変磁石２５の磁力がばらついた状態でアウターロータ２０を回転させると、図１２に示すように、モータ１６の回転数の１．５倍の周波数（１．５ｆ成分）において、ノイズレベルが大きくなっていることが分かる。

そこで、複数の可変磁石２５の間における磁力のばらつきが所定の基準値よりも大きい場合には、可変磁石２５の磁力を略均一にするように、可変磁石２５の磁力を増磁又は減磁させるようにしている。

具体的に、可変磁石２５全体として磁力を小さくする場合には、所定値よりも磁力が大きい可変磁石２５を減磁するようにしている。つまり、図１１に示す例では、誘起電圧の振幅Ｂの可変磁石２５を減磁することで、振幅Ａに近づくように磁力を変更する。これにより、図１３に示すように、誘起電圧が振幅Ａに略均一化され、複数の可変磁石２５の磁力を略均一にすることができる。

ここで、図１４に示すように、複数の可変磁石２５の磁力を略均一にすれば、モータ１６の回転数の１．５倍の周波数（１．５ｆ成分）において、ノイズレベルが小さくなっていることが分かる。

なお、可変磁石２５全体として磁力を大きくする場合には、所定値よりも小さい可変磁石２５を増磁するようにすればよい。つまり、図１１に示す例では、誘起電圧の振幅Ａの可変磁石２５を増磁することで、振幅Ｂに近づくように磁力を変更すればよい。

《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。

本実施形態では、アウターロータ２０に可変磁石２５を設けることで、アウターロータ２０の磁力を変更可能としたが、インナーロータ３０に可変磁石２５を設けることで、インナーロータ３０の磁力を変更可能としてもよい。

また、本実施形態では、アウター側位置センサ４５を２つ設けた構成について説明したが、２つ以上設けても構わない。また、隣接するアウター側位置センサ４５を、電気角１２０°離して配置するようにしたが、例えば、隣接するアウター側位置センサ４５を、電気角９０°離して配置するようにしてもよい。

また、本実施形態では、誘起電圧の振幅に基づいて、可変磁石２５の磁力の大小を検出するようにしたが、例えば、磁束センサを設けることで、可変磁石２５の磁力を検出するようにしてもよい。

以上説明したように、本発明は、可変磁石の位置を正確に検出す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。

６ コントローラ（制御部）
１６ モータ
２０ アウターロータ（ロータ）
２５ 可変磁石
４０ ステータ
４３ コイル
４５ アウター側位置センサ（位置センサ）

Claims (8)

1. ３相のコイルを有するステータと、該ステータに対して回転可能なロータとを備えたモータであって、
   前記ロータは、磁力を変更可能な複数の可変磁石を有し、
   前記可変磁石の磁力を増磁又は減磁させるように、前記コイルへの通電動作を制御する制御部と、
   前記可変磁石の磁束に応じて出力電圧がリニアに変化するアナログ式の少なくとも２つの位置センサとを備え、
   隣接する前記位置センサは、電気角１２０°又は９０°離れて配置されていることを特徴とするモータ。
2. 請求項１において、
   隣接する前記位置センサは、電気角１２０°離れて配置され、
   前記制御部は、前記可変磁石の幅が電気角１２０°以上の場合に、該可変磁石の周方向の一端部から所定の範囲内において、２相通電による増磁を行うように、前記コイルへの通電動作を制御することを特徴とするモータ。
3. 請求項１又は２において、
   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該可変磁石における回転方向の前側部分を増磁するように、前記コイルへの通電動作を制御することを特徴とするモータ。
4. 請求項３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可変磁石における回転方向の前側部分を増磁するように、前記コイルへの通電動作を制御することを特徴とするモータ。
5. 請求項１乃至４のうち何れか１つにおいて、
   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該可変磁石における回転方向の後側部分を減磁するように、前記コイルへの通電動作を制御することを特徴とするモータ。
6. 請求項５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可変磁石における回転方向の後側部分を減磁するように、前記コイルへの通電動作を制御することを特徴とするモータ。
7. 請求項１乃至６のうち何れか１つにおいて、
   前記制御部は、複数の前記可変磁石の間における磁力のばらつきが所定の基準値よりも大きい場合に、前記可変磁石の磁力を略均一にするように、前記コイルへの通電動作を制御することを特徴とするモータ。
8. 請求項７において、
   前記制御部は、前記可変磁石の磁力を大きくする場合には、所定値よりも磁力が小さい該可変磁石を増磁する一方、該可変磁石の磁力を小さくする場合には、所定値よりも磁力が大きい該可変磁石を減磁するように、前記コイルへの通電動作を制御することを特徴とするモータ。

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