專利名稱：永磁馬達及洗滌機的制作方法
技術領域：
本發明涉及在轉子的芯內部具備多個永久磁鐵的永磁馬達、以及具備 該永磁馬達的洗漆機。
背景技術：
在這種永磁馬達中，優選地對應于由該永磁馬達驅動的載荷(例如滾 筒式洗滌干燥機的滾筒)來適當地調節與定子線圈交鏈的永久磁鐵的磁通 量(交鏈磁通量)。
但是，在永磁馬達中具備的永久磁鐵一般由一種構成。因而，永久磁 鐵的磁通量總為一定。在此情況下，例如如果僅由頑磁力較大的永久磁鐵 構成永磁馬達，則高速旋轉時的永久磁鐵的感應電壓變得很高，有可能導 致電子部件的絕緣破壞等。另一方面，如果僅由頑磁力較小的永久磁鐵構 成永磁馬達，則低速旋轉時的輸出降低。
例如，在日本公開特許公報2006-280195號公報(現有技術文獻1)中 記載的永久磁鐵在轉子的芯內部配設有頑磁力不同的兩個種類的永久磁 鐵。該永磁馬達中的頑磁力較小的永久磁鐵的磁化狀態在電樞反作用帶來 的外部磁場(通過流到定子線圈中的電流產生的磁場)的作用下被減磁或 增磁。由此，永久磁鐵的磁通量被調節。
但是，記載在現有技術文獻1中的永磁馬達在轉子的芯內部中，在構 成1個磁極的部分中，配設有頑磁力較大的永久磁鐵和較小的永久磁鐵兩 者。即，該永磁馬達是通過多個種類永久磁鐵形成l個磁極的結構。因此， 永久磁鐵變為多個，并且需要減小各個永久磁鐵的體積，構造變得復雜。

發明內容
本發明的目的是提供一種不會導致高速旋轉時的絕緣破壞及低速旋轉 時的輸出下降等、并且能夠以簡單的結構實現對應于驅動載荷的永久磁鐵 的磁通量的調節的永磁馬達、以及具備該永磁馬達的洗滌機。子的芯內部形成多個磁極的 永久磁鐵；上述永久磁鐵具有頑磁力不同的多個種類的永久磁鐵；這些多 個種類的永久磁鐵被配置為使每1個磁極為一個種類。
根據這樣的結構，能夠防止高速旋轉時的絕緣破壞及低速旋轉時的輸 出下降等。
并且，能夠以簡單的結構實現對應于驅動的載荷的永久磁鐵的磁通量 的調節。
本發明的洗滌機具備永磁馬達、和控制該永磁馬達的驅動的控制部， 其特征在于以下的點。
上述永久磁鐵具備在轉子的芯內部中形成多個磁極的永久磁鐵；上述 永久磁鐵具有頑磁力不同的多個種類的永久磁鐵；這些永久磁鐵被配置為 使每1個磁極為一個種類。
上述控制部被構成為使其能夠切換上述永久磁鐵中頑磁力相對較小 的永久磁鐵的磁化狀態。
根據這樣的結構，能夠高效率地調節永久磁鐵的磁通量。


圖1是表示本發明的第1實施方式的圖，是概略地表示永磁馬達的整 體結構的立體圖。
圖2是概略地表示定子的結構的立體圖。
圖3是概略地表示轉子的結構的立體圖。
圖4是將轉子的一部分放大表示的局部放大圖。
圖5是表示永久磁鐵的磁通密度與磁場強度的關系的圖。
圖6是概略地表示滾筒式洗滌干燥機的內部結構的縱剖側視圖。
圖7是概略地表示滾筒式洗滌干燥機的電氣結構的框圖。
圖8是表示本發明的第2實施方式的對應于圖4的圖。
圖9是對應于圖5的圖。
圖10是表示本發明的第3實施方式的對應于圖4的圖。 圖11是表示本發明的第4實施方式的圖，是表示減磁時的永久磁鐵的 磁極化與磁場強度的關系的圖。圖12是增磁時的對應于圖11的圖。
具體實施例方式
(第1實施方式)
以下，參照圖1至圖7說明本發明的第1實施方式。圖1是概略地表 示永磁馬達1 (外轉子型無刷馬達)的整體結構的立體圖。永磁馬達1由定 子2、和設在該定子2的外周上的轉子3構成。
也如圖2所示，定子2包括定子芯4和定子線圈5。定子芯4是通過將 沖裁形成的作為軟磁性體的硅鋼板層疊多片并鉚接(斂縫)而構成的。定 子芯4具有環狀的磁軛部4a、和從該磁軛部4a的外周部以放射狀突出的多 個齒部4b。定子芯4的表面除了在與轉子3的內周面之間形成空隙的外周 面4c (各齒部4b的前端面)以外，被PET樹脂(模制樹脂)覆蓋。此外， 由該PET樹脂構成的多個安裝部6被一體地成形在定子2的內周部。在這 些安裝部6上設有多個螺紋孔6a。通過將這些安裝部6螺釘固定，將定子 2在此情況下固接在滾筒式洗滌干燥機21的水槽25 (參照圖6)的背面上。 定子線圈5由三相構成，被巻裝在各齒部4b上。
也如圖3所示，轉子3是通過未圖示的模制樹脂將框架7、轉子芯8 和多個永久磁鐵9 一體化的結構。框架7是通過將作為磁性體的例如鐵板 沖壓加工而形成為扁平的有底圓筒狀的結構。框架7具有圓形的主板部7a、 和從該主板部7a的外周部經由階部7b豎立的環狀的周側壁7c。在主板部 7a的中心部，設有用來安裝旋轉軸26 (參照圖6)的軸安裝部IO。在該軸 安裝部10與階部7b之間，以軸安裝部10為中心放射狀形成有多個通風孔 ll及肋板12。
轉子芯8是通過將沖裁形成為大致環狀的作為軟磁性體的硅鋼板層疊 多片且鉚接而構成的。轉子芯8配置在框架7的周側壁7c的內周部。該轉 子芯8的內周面(與定子2的外周面(定子芯4的外周面4c)對置而在與 該定子2之間形成空隙的面)形成為具有朝向內側以圓弧狀突出的多個凸 部8a的凹凸狀。
也如圖4所示，在這些多個凸部8a的內部，形成有沿軸向(硅鋼板的 層疊方向)貫通轉子芯8的矩形狀的插入孔13。這些多個插入孔13為以環狀配置在轉子芯8上的結構。此外，這些多個插入孔13由短邊的長度不同 的兩個種類插入孔13a、 13b構成。在此情況下，插入孔13a的短邊的長度 為2.1mm，插入孔13b的短邊的長度為4.1mm。這些插入孔13a、 13b沿著 轉子芯8的周向一個個交替地配置。
永久磁鐵9由插入在插入孔13a中的矩形狀的釹磁鐵9a (Neodymium magnet)、和插入在插入孔13b中的矩形狀的釤鈷磁鐵9b (釤-鈷磁鐵 -samarium-cobalt magnet)構成。即，永久磁鐵9a由作為稀土類磁鐵的釹 磁鐵構成，永久磁鐵9b由作為稀土類磁鐵的釤鈷磁鐵構成。在此情況下， 釹磁鐵9a的頑磁力是900kA/m，釤鈷磁鐵9b的頑磁力為約200 500 kA/m， 頑磁力相差1.8 4.5倍左右。即，永久磁鐵9由頑磁力不同的兩個種類永 久磁鐵9a、 9b構成。這些永久磁鐵9a、 9b在轉子芯8內部中以大致環狀 并且一個個交替地配置著。
此外，這些兩個種類的永久磁鐵9a、 9b分別由一個種類形成1個磁極， 配設為，使其磁化方向沿著永磁馬達1的徑向(從永磁馬達1的外周部朝 向定子2與轉子3之間的空隙的方向)。通過這樣將兩個種類的永久磁鐵9a、 9b交替地且使其磁化方向沿著徑向而配置，由此彼此相鄰配置的永久磁鐵 9a、 9b成為相互在相反方向上具有磁極的狀態(一個的N極為內側、另一 個的N極為外側的狀態)。由此，在這些釹磁鐵9a與釤鈷磁鐵9b之間沿例 如箭頭B (參照圖4)所示的方向產生磁路徑(磁通)。另外，在圖4中， 由上方的虛線表示的箭頭是經由轉子芯8的磁通。通過這樣的結構，形成 通過頑磁力較大的釹磁鐵9a和頑磁力較小的釤鈷磁鐵9b兩者的磁路徑。
接著，參照圖5說明衫鈷磁鐵9b的磁特性。圖5是表示永久磁鐵的磁 通密度與磁場強度的關系的圖，磁通密度>0、磁場強度0的區域是第2象 限，磁通密度<0、磁場強度0的區域是第3象限。此外，在圖5中，虛線 P表示釹磁鐵9a的磁特性，實線Q表示釤鈷磁鐵9b的磁特性。
釤鈷磁鐵9b的磁特性(磁通密度與磁場強度的關系)被設定為使其 在使用的溫度范圍(是對應于使用的馬達的溫度范圍，在此情況下例如是0 °C 4(TC)中轉折點q存在于第2象限中。此外，該轉折點q的磁場強度 Hb的絕對值是500kA/m (圖5中用標號H表示)以下。
如果轉折點在第2象限中，則該轉折點的磁場強度Hb和永久磁鐵的頑磁力Hcb為大致相同。頑磁力Hcb與產生的永久磁鐵的磁場強度成比例。 因此，頑磁力Hcb的絕對值(|Hcb|)優選為較大。此外，轉折點的磁場強 度Hb與為了使永久磁鐵的強度(磁通)變更(增磁或減磁)而需要的外部 磁場的強度成比例。這里，在磁通的變更中需要的外部磁場的強度與磁通 變更時的線圈電流(流過定子線圈5的電流)成比例。因此，為了使磁通 的變更所需要的外部磁場的強度盡量變小，轉折點的磁場強度Hb的絕對值
(|Hb|)優選為較小。
使頑磁力Hcb的絕對值(|Hcb|)變大的特性與使轉折點的磁場強度Hb 的絕對值(|Hb|)變小的特性處于相反關系。如果將這樣的處于相反關系的 兩個特性綜合，則頑磁力Hcb與轉折點的磁場強度Hb的比的絕對值
(|Hcb/Hb|)優選為較大。另外，在此情況下，頑磁力Hcb與轉折點的磁場 強度Hb是負值。
在如釹磁鐵9a那樣轉折點p處于第3象限的情況下(圖5中參照虛線 P)為lHcbWHbl，所以上述比的絕對值IHcb/Hbl為不到1。另一方面，在如 釤鈷磁鐵9b那樣轉折點p處于第2象限的情況下(圖5中參照實線Q)為 |Hcb|》|Hb|，所以上述比的絕對值IHcb/Hbl為1以上。因而，與轉折點處于 第3象限中的情況相比，轉折點處于第2象限中的情況更優選。在表示磁 特性的曲線中，比轉折點靠左側的傾斜接近于垂直。因此，在第2象限中 具有轉折點q的釤鈷磁鐵9b中，上述比的絕對值IHcb/Hbl不大幅地變化。
此外，在如滾筒式洗滌干燥機21那樣的家電產品中，能夠在家庭用的 電源系統中使用的電流一般是每1個系統15A左右。因此，如果考慮這樣 的電源情況，則馬達驅動類元件及控制類電路元件的額定值以15A為上限 在經濟上是優選的。這些元件的短時間額定值是上述15A的大致成倍的 30A。在對馬達施加該電流的情況下，根據永久磁鐵的磁通的變更所需要的 電流反算的轉折點的磁場強度大致是500kA/m。因此，轉折點的磁場強度 優選地如釤鈷磁鐵9b那樣為該值(500kA/m)以下。
此外，如果如釤鈷磁鐵9b那樣轉折點q處于第2象限中，則磁通量的 變更幅度較大，并且能夠使磁通量的變更幅度與磁通量的變更所需要的線 圈電流的比最小化。
接著，對具備上述那樣構成的永磁馬達1的滾筒式洗滌干燥機21的結構進行說明。圖6是概略地表示滾筒式洗滌干燥機21的內部結構的縱剖側 視圖。
形成滾筒式洗漆干燥機21的外殼的外箱22在前面具有以圓形狀開口 的洗滌物出入口 23。該洗滌物出入口 23通過門24被開閉。在外箱22的內 部，配置有背面被封閉的有底圓筒狀的水槽25。上述永磁馬達l (定子2) 通過螺釘固定而固定在該水槽25的背面中央部。該永磁馬達1的旋轉軸26 的后端部(在圖6中是右側的端部)被固定在永磁馬達l (轉子3)的軸安 裝部10上，前端部(在圖6中是左側的端部)突出到水槽25內。在旋轉 軸26的前端部上固定著背面被封閉的有底圓筒狀的滾筒27，以使其相對于 水槽25為同軸狀。該滾筒27通過永磁馬達1的驅動而與轉子3及旋轉軸 26—體地旋轉。另外，在滾筒27上，設有能夠使空氣及水流通的多個流通 孔28、和用來進行滾筒27內的洗滌物的撈起及揉搓的多個擋板29。
在水槽25上連接著供水閥30，如果將該供水閥30開放，則對水槽25 內供水。此外，在水槽25上連接著具有排水閥31的排水軟管32，如果將 該排水閥31開放，則水槽25內的水被排出。
在水槽25的下方，設有向前后方向延伸的通風管道33。該通風管道 33的前端部經由前部管道34連接到水槽25內。通風管道33的后端部經由 后部管道35連接到水槽25內。在通風管道33的后端部上設有送風風扇36。 通過該送風風扇36的送風作用，水槽25內的空氣如箭頭0f示，被從前部 管道34送到通風管道33內、通過后部管道35回到水槽25內。
在通風管道33內部的前端側配置有蒸發器37，在通風管道33內部的 后端側配置有凝結器38。這些蒸發器37及凝結器38與壓縮機39及節流閥 (未圖示) 一起構成熱泵40。熱泵40將在通風管道33內流動的空氣通過 蒸發器37除濕、通過凝結器38加熱，使其在水槽25內循環。
在外箱22的前面，位于門24的上方而設有操作面板41。在該操作面 板41上，設有用來設定運轉流程等的多個操作開關(未圖示)。操作面板 41被連接在控制電路部42 (對應于控制部)上。控制電路部42以微型計 算機為主體構成，控制滾筒式洗滌干燥機21的整個運轉。該控制電路部42 按照經由操作面板41設定的內容， 一邊控制永磁馬達l、供水閥30、排水 閥31、壓縮機39、節流閥等的驅動一邊執行各種運轉流程。此外，在永磁馬達l中，在對置于永久磁鐵9的部分上，配置有檢測 該永久磁鐵9的磁的磁傳感器43 (參照圖7)。該磁傳感器43組裝在安裝 于定子2側的電路基板(未圖示)上。如圖7所示，控制電路部42基于來 自該磁傳感器43的檢測信號運算轉子3的旋轉位置。并且，通過對應于該 運算結果的門極驅動信號G，驅動將6個IGBT44a (在圖7中僅圖示了兩 個)三相橋接而成的倒相電路44。由此，控制電路部42—邊控制定子線圈 5的通電一邊使轉子3旋轉。
接著，對上述那樣具備永磁馬達1的滾筒式洗漆干燥機21的作用進行 說明。
如果控制電路部42經由倒相電路44對定子線圈5通電，則電樞反作 用帶來的外部磁場(通過流過定子線圈5的電流產生的磁場)作用在轉子3 的永久磁鐵9a、 9b上。并且，這些永久磁鐵9a、 9b中的頑磁力較小的釤 鈷磁鐵9b的磁化狀態在該電樞反作用帶來的外部磁場的作用下被減磁或增 磁。由此，能夠增減與定子線圈5交鏈的磁通量(交鏈磁通量)。所以，在 本實施方式中，控制電路部42通過控制定子線圈5的通電，將釤鈷磁鐵9b 的磁化狀態按照運轉行程(洗滌行程、脫水行程、干燥行程)切換而執行。 這里，對各運轉行程中的動作內容依次說明。
首先，在洗滌進程中，控制電路部42將供水閥30開放而對水槽25內 進行供水，接著使滾筒27旋轉而進行洗滌。在該洗滌行程中，為了將含有 水的洗滌物撈起而需要使滾筒27以高轉矩旋轉，但旋轉速度可以是低速。 所以，控制電路部42控制倒相電路44對定子線圈5的通電，以使釤鈷磁 鐵9b的磁化狀態被增磁。由此，作用在定子線圈5上的磁通量變多(磁力 變強)，所以能夠使滾筒27以高轉矩低速度旋轉。
接著，在脫水進程中，控制電路部42將排水閥31開放而將水槽25內 的水排出，接著通過使滾筒27高速旋轉而將在洗漆物中含有的水分脫水。 在該脫水行程中，為了提高脫水效率而需要使滾筒27以高速旋轉，但轉矩 也可以較小。所以，控制電路部42控制倒相電路44對定子線圈5的通電， 以使釤鈷磁鐵9b的磁化狀態被減磁。由此，作用在定子線圈5上的磁通量 變少(磁力變弱)，所以能夠使滾筒27以低轉矩高速度旋轉。
最后，在干燥進程中，控制電路部42通過驅動送風風扇36及熱泵40并使滾筒27旋轉，進行洗滌物的干燥。在該干燥行程中，控制電路部42 為下次的洗滌行程準備，控制倒相電路44對定子線圈5的通電，以使釤鈷 磁鐵9b的磁化狀態被增磁。由此，能夠成為作用在定子線圈5上的磁通量 變多的狀態。因而，在下次的洗滌行程中，能夠容易地使滾筒27以高轉矩 低速度旋轉。
如以上說明，根據本實施方式的永磁馬達1,能夠將元貞磁力不同的兩個 種類永久磁鐵9a、 9b中的頑磁力較小的釤鈷磁鐵9b的磁化狀態通過電樞 反作用帶來的外部磁場減磁或增磁。由此，能夠進行對應于驅動的載荷(在 本實施方式中是滾筒式洗滌干燥機21的滾筒27)的永久磁鐵9的磁通量的 調節。由此，永久磁鐵9的磁通量不總為一定，能夠防止高速旋轉時的絕 緣破壞及低速旋轉時的輸出下降等。
并且，將頑磁力不同的兩個種類永久磁鐵9a、 9b配置為使其為每1個 磁極一個種類且成為大致環狀的結構是簡單的。通過這樣的簡單的結構， 能夠實現對應于驅動的載荷(滾筒27)的永久磁鐵9的磁通量的調節。
此外，通過兩個種類永久磁鐵9a、 9b形成的磁路徑都通過頑磁力較大 的釹磁鐵9a和頑磁力較小的釤鈷磁鐵9b的兩者。由此，能夠使所有的磁 路徑的磁通量大致相同，能夠通過穩定的磁通量驅動滾筒27。
此外，根據本實施方式的滾筒式洗滌干燥機21，能夠對應于運轉行程 高效率地調節永久磁鐵9的磁通量。 (第2實施方式)
接著，參照圖8及圖9說明本發明的第2實施方式。另外，對于與上 述第1實施方式相同部分省略說明，僅對不同的部分進行說明。本實施方 式代替在第1實施方式中表示的釤鈷磁鐵9b而使用釹磁鐵9c這一點不同。 即，永久磁鐵9a、 9c分別由作為稀土類磁鐵的釹磁鐵構成。
如圖8所示，永久磁鐵9由插入在插入孔13a中的矩形狀的釹磁鐵9a、 和插入在插入孔13b中的矩形狀的釹磁鐵9c構成。在此情況下，釹磁鐵9a 的頑磁力為約900kA/m，釹磁鐵9c的頑磁力為約200kA/m，頑磁力相差4.5 倍左右。即，永久磁鐵9由頑磁力不同的兩個種類永久磁鐵9a、 9c構成。 這些永久磁鐵9a、9c在轉子芯8內部中以大致環狀并且一個個交替地配置。
此外，這兩個種類永久磁鐵9a、 9c分別由一個種類形成l個磁極，配設為，使其磁化方向沿著永磁馬達1的徑向(從永磁馬達1的外周部朝向
定子2與轉子3之間的空隙的方向)。通過這樣將兩個種類永久磁鐵9a、 9c 交替地且使其磁化方向沿著徑向而配置，彼此相鄰配置的^C久磁鐵9a、 9c 成為相互在相反方向上具有磁極的狀態(一個的N極為內偵iJ、另一個的N 極為外側的狀態)。由此，在這些釹磁鐵9a與釹磁鐵9c之間沿例如箭頭B (參照圖8)所示的方向產生磁路徑(磁通)。另外，在圖8中，由上方的 虛線表示的箭頭是經由轉子芯8的磁通。通過這樣的結構，形成通過頑磁 力較大的釹磁鐵9a和頑磁力較小的釹磁鐵9c兩者的磁路徑。
接著，參照圖9說明釹磁鐵9c的磁特性。在圖9中，虛線P表示釹磁 鐵9a的磁特性，實線R表示釹磁鐵9c的磁特性。
釹磁鐵9c的磁特性(磁通密度與磁場強度的關系)被設定為，使其在 使用的溫度范圍(是對應于使用的馬達的溫度范圍，在此情況下例如是0 °C 40°C)中轉折點q存在于第2象限(磁通密度〉0、磁場強度O的區域) 中。此夕卜，該轉折點q的磁場強度Hb的絕對值是500kA/m (圖9中用標號 H表示)以下。
如果轉折點在第2象限中，則該轉折點的磁場強度Hb和永久磁鐵的頑 磁力Hcb為大致相同。頑磁力Hcb與產生的永久磁鐵的磁場強度成比例。 因此，頑磁力Hcb的絕對值(|Hcb|)優選為較大。此外，轉折點的磁場強 度Hb與為了使永久磁鐵的強度(磁通)變更(增磁或減磁)而需要的外部 磁場的強度成比例。這里，在磁通的變更中需要的外部磁場的強度與磁通 變更時的線圈電流(流過定子線圈5的電流)成比例。因此，為了使磁通 的變更所需要的外部磁場的強度盡量變小，轉折點的磁場強度Hb的絕對值
(IHb卩優選為較小。
使頑磁力Hcb的絕對值(|Hcb|)變大的特性與使轉折點的磁場強度Hb 的絕對值(|Hb|)變小的特性處于相反關系。如果將這樣的處于相反關系的 兩個特性綜合，則頑磁力Hcb與轉折點的磁場強度Hb的比的絕對值
(IHcb/Hb卩優選為較大。另外，在此情況下，頑磁力Hcb與轉折點的磁場 強度Hb是負值。
在如釹磁鐵9a那樣轉折點p處于第3象限(磁通密度<0、磁場強度<0 的區域)的情況下(圖9中參照虛線P)為IHcbHHb卜所以上述比的絕對值IHcb/Hbl為不到1。另一方面，在如釹磁鐵9c那樣轉折點q處于第2象 限的情況下(圖9中參照實線R)為IHcbl^lHbl，所以上述比的絕對值 IHcb/Hbl為1以上。因而，與轉折點處于第3象限中的情況相比，轉折點處 于第2象限中的情況更優選。在表示磁特性的曲線中，比轉折點靠左側的 傾斜接近于垂直。因此，在第2象限中具有轉折點q的釹磁鐵9c中，上述 比的絕對值IHcb/Hbl不大幅地變化。
此外，在如滾筒式洗滌干燥機21那樣的家電產品中，能夠在家庭用的 電源系統中使用的電流一般是每1個系統15A左右。因^:，如果考慮這樣 的電源情況，貝lj馬達驅動類元件及控制類電路元件的額定值以15A為上限 在經濟上是優選的。這些元件的短時間額定值是上述15A的大致成倍的 30A。在對馬達施加該電流的情況下，根據永久磁鐵的磁通的變更所需要的 電流反算的轉折點的磁場強度大致是500kA/m。因此，轉折點的磁場強度 優選地如釹磁鐵9c那樣為該值(500kA/m)以下。
此外，如果如釹磁鐵9c那樣轉折點q處于第2象限中，則磁通量的變 更幅度較大，并且能夠使磁通量的變更幅度與磁通量的變更所需要的線圈 電流的比最小化。
(第3實施方式)
接著，參照圖10說明本發明的第3實施方式。另外，對于與上述第l 實施方式相同部分省略說明，僅對不同的部分進行說明。本實施方式代替 在第1實施方式中表示的釤鈷磁鐵9b而使用鋁鎳鈷磁鐵9d (鋁-鎳-鈷磁鐵 -aluminium, nickel and cobalt)這一點不同。
如圖10所示，永久磁鐵9由插入在插入孔13a中的矩形狀的釹磁鐵9a、 和插入在插入孔13b中的矩形狀的鋁鎳鈷磁鐵9d構成。在此情況下，釹磁 鐵9a的頑磁力為約900kA/m，鋁鎳鈷磁鐵9d的頑磁力為約100kA/m，頑 磁力相差9倍左右。即，永久磁鐵9由頑磁力不同的兩個種類永久磁鐵9a、 9d構成。這些永久磁鐵9a、 9d在轉子芯8內部中以大致環狀并且一個個交 替地配置。
此外，這兩個種類永久磁鐵9a、 9d分別由一個種類形成l個磁極，配 設為，使其磁化方向沿著永磁馬達1的徑向(從永磁馬達1的外周部朝向 定子2與轉子3之間的空隙的方向)。通過這樣將兩個種類永久磁鐵9a、 9d交替地且使其磁化方向沿著徑向而配置，由此彼此相鄰配置的永久磁鐵9a、 9d成為相互在相反方向上具有磁極的狀態(一個的N極為內側、另一個的 N極為外側的狀態)。由此，在這些釹磁鐵9a與鋁鎳鈷磁鐵9d之間沿例如 箭頭B (參照圖10)所示的方向產生磁路徑(磁通)。另外，在圖10中， 由上方的虛線表示的箭頭是經由轉子芯8的磁通。通過這樣的結構，形成 通過頑磁力較大的釹磁鐵9a和頑磁力較小的鋁鎳鈷磁鐵9d兩者的磁路徑。 鋁鎳鈷磁鐵9d具有與上述釤鈷磁鐵9b、釹磁鐵9c近似的磁特性(參 照圖5的實線Q、圖9的實線R)。因而，與使用這些釤鈷磁鐵9b、釹磁鐵 9c的情況同樣，通過本實施方式的結構，也能夠使磁通量的變更幅度變大， 并且能夠使磁通量的變更幅度與磁通量的變更所需要的線圈電流的比最小 化。
(第4實施方式)
接著，參照圖ll及圖12說明本發明的第4實施方式。另外，在本實 施方式中，對于與上述第2實施方式同樣的結構(代替釤l古磁鐵9b而使用 釹磁鐵9c的結構)，不是參照釹磁鐵9c的磁通密度與磁場強度的關系(參 照圖9)、而是參照釹磁鐵9c的磁極化與磁場強度的關系進行說明。
首先，參照圖11對將釹磁鐵9c減磁的情況的磁特性進行說明。圖11 是表示釹磁鐵9c的磁極化與磁場強度的關系的圖。在圖11中，實線J是 從釹磁鐵9c的飽和磁極化(Js)到反極的飽和磁極化(-Js)的磁滯曲線(基 準曲線)。在圖11中，實線jl是從在基準曲線J中存在于第2象限的點Rl 經由增磁側(在圖11中是右側)的點Tl到在基準曲線J中存在于第1象 限的點S1的磁滯曲線(輔助曲線)。在本實施方式中，在將釹磁鐵9c減磁 的情況下，該釹磁鐵9c的動作點沿著輔助曲線jl在第1象限及第2象限的 區域內變位。
這里，點R1在從主曲線J上的點Js (磁場強度=0，磁極化-Js)到點 Hl (磁場強度--Hcj (釹磁鐵9c的保持力)，磁極化=0)的區域、即第2象 限中的主曲線J上能夠設定任意的點。點T1設定為，使其磁場強度成為與 主曲線J的第4象限中的磁化率的拐點Al的磁場強度大致相同的大小。點 Sl是在第1象限中輔助曲線jl漸近于主曲線J的點。
并且，在輔助曲線jl中從點R1到點T1的區域中，釹磁鐵9c具有即使作用增磁磁場、磁極化也不增加的特性、即磁化率大致為0的磁特性。 此外，釹磁鐵9c具有如果超過點Tl的增磁磁場作用、磁化率大幅地增加 而在點Sl處漸近于主曲線J的磁特性。
對于具有這樣的磁特性的釹磁鐵9c，控制電路部42對定子線圈5通電， 以使其產生與該釹磁鐵9c的磁化方向反方向的外部磁場(減磁磁場)。于 是，通過該減磁磁場的作用，釹磁鐵9c的動作點在主曲線J上向減磁側(在 圖11中參照箭頭A)變位。
接著，在釹磁鐵9c的動作點到達點Rl時，停止控制電路部42向定子 線圈5的通電，停止外部磁場的產生(將外部磁場去除)。于是，釹磁鐵9c 的動作點在比釹磁鐵9c頑磁力大的釹磁鐵9a的磁場的作用下，在輔助曲 線jl上向增磁側(在圖ll中是右側)變位(在圖11中參照箭頭B)。
此時，如果釹磁鐵9a的增磁磁場絕對值比點Tl的磁場強度小，貝嫩 磁鐵9c的動作點在輔助曲線jl上的點Rl到點Tl的區域中停止。在此情 況下，釹磁鐵9c的動作點停止的點，是在該釹磁鐵9c自身中產生的減磁 磁場(在與釹磁鐵9c的磁化方向相反的方向上產生的磁場)與釹磁鐵9a 的增磁磁場均衡的點。由此，能夠維持釹磁鐵9c的磁極化與點Rl的磁極 化的大小大致相同的狀態(釹磁鐵9c被減磁的狀態)。因而，能夠穩定地 得到通過減磁而磁通量變少的永久磁鐵9c。
但是，如果釹磁鐵9a的增磁磁場比點Tl的磁場強度絕對值大，貝嫩 磁鐵9c的動作點在增磁側脫離輔助曲線jl，經由點Sl而達到主曲線J上 (在圖11中參照箭頭C)。在此情況下，釹磁鐵9c的磁極化變得比點Rl 的磁極化(減磁后的磁極化)大。即，減磁后的釹磁鐵9c的磁通量回到減 磁前的磁通量(使減磁磁場作用之前的磁通量)。因而，不再能夠穩定地得 到因減磁而磁通量變少的釹磁鐵9c。
因此，在輔助曲線jl中從點R1到點T1的區域(磁化率大致為0的區 域)越大越優選。因而，點T1的磁場強度可以設定為如上所述在主曲線J 中存在于第4象限的磁化率的拐點Al的磁場強度大致相同的大小、或者比 拐點A1的磁場強度大。
接著，參照圖12說明將釹磁鐵9c增磁的情況的磁特性。圖12是表示 釹磁鐵9c的磁極化與磁場強度的關系的圖。在圖12中，實線J與圖11中所示的磁滯曲線J相同。在圖12中，實線J2是從在主曲線J中存在于第1 象限的點R2經由減磁側(在圖12中是左側)的點T2達到在主曲線J中存 在于第2象限的點S2的磁滯曲線(輔助曲線)。在本實施方式中，在將釹 磁鐵9c增磁的情況下，該釹磁鐵9c的動作點沿著輔助曲線j2在第1象限 及第2象限的區域內變位。
這里，點R2在主曲線J上的點H2 (磁場強度-Hcj (釹磁鐵9c的保持 力)，磁極化-O)到點Js (磁場強度=0，磁極化-Js)的區域、即在第1象 限中的主曲線J上可以設定任意的點。點T2設定為，使其磁場強度為與主 曲線J的第2象限中的磁化率的拐點A2的磁場強度大致相同的大小。點 S2是在第2象限中輔助曲線j2漸近于主曲線J的點。
并且，在輔助曲線J2上從點R2到點T2的區域中，釹磁鐵9c具有即 使作用減磁磁場、磁極化也不減少的特性、即磁化率大致為0的磁特性。 此外，釹磁鐵9c具有如果超過點T2的減磁磁場作用、磁化率大幅地減少 而在點S2處漸近于主曲線J的磁特性。
對于具有這樣的磁特性的釹磁鐵9c，控制電路部42對定子線圈5通電， 以使其產生與該釹磁鐵9c的磁化方向相同方向的外部磁場(增磁磁場)。 于是，通過該增磁磁場的作用，釹磁鐵9c的動作點在主曲線J上向增磁側 (在圖12中參照箭頭D)變位。
接著，在釹磁鐵9c的動作點到達點R2時，如果停止控制電路部42向 定子線圈5的通電，停止外部磁場的產生(將外部磁場去除)，則釹磁鐵9c 的動作點在該釹磁鐵9c自身中產生的減磁磁場(在與釹磁鐵9c的磁化方 向相反方向產生的磁場)的作用下，在輔助曲線j2上向減磁側(在圖12 中是左側)變位(在圖12中參照箭頭E)。
此時，如果在釹磁鐵9c自身中產生的減磁磁場絕對值比點T2的磁場 強度小，則釹磁鐵9c的動作點在輔助曲線j2上的點R2到點T2的區域中 停止。在此情況下，釹磁鐵9c的動作點停止的點，是在該釹磁鐵9c自身 中產生的減磁磁場與釹磁鐵9a的增磁磁場均衡的點。由此，能夠維持釹磁 鐵9c的磁極化與點R2的磁極化的大小大致相同的狀態(釹磁鐵9c被增磁 的狀態)。因而，能夠穩定地得到通過增磁而磁通量變多的永久磁鐵9c。
但是，如果在釹磁鐵9c自身中產生的減磁磁場比點T2的磁場強度絕對值大，則釹磁鐵9c的動作點向減磁側脫離輔助曲線j2，經由點S2而達 到主曲線J上(在圖12中參照箭頭F)。在此情況下，釹磁鐵9c的磁極化 變得比點R2的磁極化(增磁后的磁極化)小。gp，增磁后的釹磁鐵9c的 磁通量回到增磁前的磁通量(使增磁磁場作用之前的磁通量)。因而，不再 能夠穩定地得到因增磁而磁通量變多的永久磁鐵9c。
因此，在輔助曲線j2中從點R2到點T2的區域(磁化率大致為0的區 域)越大越優選。因而，點T2的磁場強度可以設定為如上所述在主曲線J 中存在于第2象限的磁化率的拐點A2的磁場強度大致相同的大小、或者比 拐點A2的磁場強度小(絕對值大)。
如以上說明，根據本實施方式，能夠將減磁或增磁后的釹磁鐵9c的磁 化狀態在該狀態下維持。由此，能夠穩定地調節永久磁鐵9的磁化狀態， 能夠使該永久磁鐵9的磁通量的調節范圍變大。
此外，根據使用這樣的永久磁鐵9的永磁馬達1，能夠高效率地調節永 久磁鐵9的磁通量，能夠抑制為了驅動永磁馬達1而消耗的電力。 (其他實施方式)
本發明并不限于上述各實施方式，可以如以下這樣變形或擴展。
作為頑磁力不同的兩個種類永久磁鐵9，并不限于釹磁鐵9a與釤鈷磁 鐵9b的組合、釹磁鐵9a與釹磁鐵9c的組合、以及釹磁鐵9a與鋁鎳鈷磁 鐵9d的組合，也可以使用其他種類的永久磁鐵。另外，這兩個種類永久磁 鐵9的頑磁力優選為相差大致2倍以上。
此外，永久磁鐵9并不限于兩個種類，也可以由頑磁力為大、中、小 的3種永久磁鐵構成，也可以由4種或5種等的多個種類永久磁鐵構成。 在此情況下，控制電路部42可以按照運轉行程切換這些永久磁鐵中的頑磁 力相對較小的永久磁鐵的磁化狀態。
作為調節永久磁鐵9的磁通量的手段，并不限于通過倒相電路44控制 定子線圈5的結構，例如也可以做成設置與定子線圈5另外設置的線圈、 控制該線圈的通電的結構。
本發明的永磁馬達1不僅在上述滾筒式洗滌干燥劑21中、在不具有干 燥功能的洗滌機、旋轉槽的軸向是縱向的縱軸型的洗滌機中也能夠使用。 此外，本發明不僅在上述那樣的外轉子型永磁馬達1中、在將轉子設在定子的內周上的內轉子型馬達中也能夠使用。進而，本發明的永磁馬達1在 搭載于空調等中的壓縮機驅動用的馬達等各種馬達中能夠使用。
權利要求
1、一種永磁馬達，其特征在于，具備在轉子的芯內部形成多個磁極的永久磁鐵；上述永久磁鐵具有頑磁力不同的多個種類的永久磁鐵；這些多個種類的永久磁鐵被配置為使每1個磁極為一個種類。
2、 如權利要求1所述的永磁馬達，其特征在于， 上述永久磁鐵被配置為大致環狀。
3、 如權利要求1所述的永磁馬達，其特征在于， 上述永久磁鐵具有頑磁力不同的兩個種類的永久磁鐵； 這些永久磁鐵以每1個磁極為一個種類而交替地配置。
4、 如權利要求3所述的永磁馬達，其特征在于， 上述兩個種類的永久磁鐵的頑磁力相差2倍以上。
5、 如權利要求1所述的永磁馬達，其特征在于，上述永久磁鐵中的頑磁力相對較小的永久磁鐵的磁通密度與磁場強度 的關系被設定為使得在使用的溫度范圍內轉折點存在于第2象限中。
6、 如權利要求5所述的永磁馬達，其特征在于， 上述轉折點的磁場強度是500kA/m以下。
7、 如權利要求5所述的永磁馬達，其特征在于， 上述永久磁鐵由稀土類磁鐵構成。
8、 如權利要求1所述的永磁馬達，其特征在于， 上述永久磁鐵中的頑磁力相對較小的永久磁鐵具有以下的磁特性-如果從在表示磁極化與磁場強度的關系的磁滯曲線中存在于第2象限的點作用增磁磁場、則到該增磁時的磁化率的拐點為止磁化率大致為0，并 且如果向增磁側超過上述增磁時的磁化率的拐點、則在第1象限中進入到 漸近于上述磁滯曲線的曲線的磁特性；如果從在上述磁滯曲線中存在于第1象限的點作用減磁磁場、則到該 減磁時的磁化率的拐點為止磁化率大致為0，并且如果向減磁側超過上述減 磁時的磁化率的拐點、則在第2象限中進入到漸近于上述磁滯曲線的曲線 的磁特性。
9、 如權利要求8所述的永磁馬達，其特征在于，上述增磁時的磁化率的拐點被設定為存在于第l象限。
10、 如權利要求8所述的永磁馬達，其特征在于，上述增磁時的磁化率的拐點的磁場強度被設定為與在上述磁滯曲線 中存在于第4象限的磁化率的拐點的磁場強度大致相同或較大；上述減磁時的磁化率的拐點的磁場強度被設定為與在上述磁滯曲線 中存在于第2象限的磁化率的拐點的磁場強度大致相同或較小。
11、 一種洗漆機，具備 永磁馬達；以及控制部，控制該永磁馬達的驅動； 其特征在于，上述永磁馬達具備在轉子的芯內部形成多個磁極的永久磁鐵；上述永 久磁鐵包括頑磁力不同的多個種類的永久磁鐵；這些永久磁鐵被配置為 使每1個磁極為一個種類；上述控制部被構成為使其能切換上述永久磁鐵中頑磁力相對較小的 永久磁鐵的磁化狀態。
12、 如權利要求11所述的洗滌機，其特征在于，上述控制部被構成為 使其能夠按照每個運轉行程切換上述永久磁鐵中頑磁力相對較小的永久磁 鐵的磁化狀態。
13、 如權利要求12所述的洗滌機，其特征在于，上述運轉行程是洗滌、 脫水或干燥的任一個。
全文摘要
本發明的永磁馬達(1)具備在轉子(3)的轉子芯(8)內部形成多個磁極的永久磁鐵(9)，上述永久磁鐵(9)由頑磁力不同的多個種類永久磁鐵(9a、9b)構成，這些多個種類的永久磁鐵(9a、9b)被配置為使每1個磁極為一個種類。
文檔編號H02K1/27GK101431264SQ20081017444
公開日2009年5月13日 申請日期2008年11月5日 優先權日2007年11月5日
發明者新田勇 申請人:株式會社東芝