リンチモーター

電動バイクに搭載されたアグニ・リンチのモーター

リンチモーターは、ユニークなアキシャルギャップ型永久磁石ブラシ付きDC電動モーターです。[ 1 ] このモーターはパンケーキのような形状をしており、 1979年にセドリック・リンチによって発明され、関連する特許は1986年12月18日に出願されました。[ 2 ]

リンチモーターは、従来の銅コイル巻線ではなく、金属ストリップで挟まれたフェライトブロックで構成され、磁石のみで保持されています。このモーターは、重量3キログラム(6.6ポンド)から11キログラム(24ポンド)までの複数のサイズが用意されており、1.5キロワット(2.0馬力)から11キロワット(15馬力)の電力を80%から90%の効率範囲で供給します。

歴史と発展

1985年から1992年にかけて、リンチモーターとそのツールは、ロンドン・イノベーション・ネットワーク(LIN)のリチャード・フレッチャーとウィリアム・リードを含むプロジェクトチームからの多大な協力を得て、リンチによって徐々に改良されました。LINはリンチの名義で特許取得のための資金を提供しました。また、LINは、後のモーターに活用されるアイデアを組み込んだ、Ouroussoff Engineering社製の試作品を含むプロトタイプの製造にも資金を提供しました。

1989年以降、リンチ社は既に少量生産や個別ユニットの製造に成功していたため、モーターの製造を委託する企業を探していました。その中には、1989年にアラン伯爵夫人が電動ボートの世界速度記録に挑戦した際に使用されたモーターも含まれています。これらのモーターは、自動車事故の後、病院のベッドでアーマチュアを組み立てていたウィリアム・リード氏の協力を得て、リンチ社が組み立てました(Motorboats Monthly、1990年1月号)。

トレバー・リースが勤務していたホタックスにも打診があったが、リンチがホタックスにモーターの作り方を見せた後、彼らは興味を失った。リースは1993年1月にホタックスを退職し、リンチ・モーター・カンパニー(LIN傘下)の工場長に就任。リンチが以前開発した金型とリンチが設計した新しい金型を用いて、より大規模な生産体制を構築するのを支援した。新しい金型の一部は、地元の金型メーカー、ロジャー・コックスが製作した。

リンチとこの小さなチームは、生産標準モーターを設計し、それはリンチモーターカンパニー社によって製造され、リンチモーターと名付けられました。 1996年11月にリンチとLINおよびリンチモーターカンパニーとの間に不和が生じた後、知的財産権はリンチIPが保有し、リンチモーター社が50%の権利を保有しました。 新しい会社LEMCOが設立され、残りの50%の権利を保有しました。これは、JPハンセングループが主要株主で、リンチとリーズが小株主でした。 リンチは2002年にインドの会社Agni Motorsに加わり、そこでリンチモーターが製造され、Agniモーターとして販売されました。 さらにライセンスを受けた設計がブリッグス&ストラットンによってEtek DCモーターとして作られました。 Agniモーターの最新モデルは、2015年5月のアジリティグローバルアグニモーターズの合併後に設立されたサイエッタグループによって製造および販売されています。

説明

典型的なリンチモーターの図(72極で描画)
典型的なリンチモーターの図(72極で描画)

従来のリンチモーターの設計では、 8個の固定永久磁石からなる2列のスピンドルに挟まれた回転アーマチュアが採用されています。また、前面には8個のブラシ(マイナス4個、プラス4個)が固定されており、電源からの 電流がアーマチュアに伝達されます。

リンチモーターのアーマチュアの設計は、他のタイプのモーターと比べて大きく異なります。アーマチュアコイルは、それぞれが「U」字型(音叉のような)の絶縁銅ストリップで形成されます。一方の脚は時計回りに45度曲げられ、もう一方の脚は反時計回りに45度曲げられます。各コイル脚は、アーマチュアの外側に達する前に数回曲げられ、フェライトリングを放射状に通過して、両端が90度離れた状態で終了します。各銅ストリップの外側の端には、 90度回転したもう一方のストリップと電気的に接続するための圧着部があります。銅ストリップの内側の端は、前面のみ絶縁体が除去され、ブラシが接触する 整流子面を形成します。

各銅コイル脚の間には、フェライト リングを構成する細分化され絶縁された鉄フェライト コアの断片が配置されています。フェライト リングは、銅ストリップ (電流を運ぶ) を使用せずに、固定された永久磁石の間に磁束を運びます。アーマチュアが回転すると、電流が 1 つのブラシから整流子に流れ込み、鉄フェライト コアの断片の間に挟まれた 1 つの銅コイル脚に沿って外側に流れます。電流が外縁にある接続クリンプに達すると、アーマチュアの後ろ側にある新しい脚に伝わり、中央に戻ります。ここでも、前のフェライトとは位相が 45 度異なるフェライトに挟まれます。次に、電流は 90 度後に中央に戻り、反対側に向きを変えて前面に戻り、最初のブラシから 135 度離れた (電気極性が反対の) 対応するブラシに到達します。

リンチモーターのアーマチュアの設計では、鉄板は個々の薄い長方形のピースをスロット状に組み合わせて完全な円形のリングを形成しています。磁束は鉄板を一軸方向にのみ横方向に通過するため、大型変圧器で一般的に使用される方向性材料を使用できます。この材料は、結晶配向に沿った磁気特性ははるかに優れていますが、他の方向では特性が劣ります。従来のラジアルギャップ型電動モーターでは、磁界方向と整合させることが容易ではありませんが、リンチモーターのようなアキシャルギャップ型電動モーターでは、高い効率につながります。

生産

1988年に電気自動車改造会社ロンドンイノベーション社[ 3 ]と共同で小規模生産され、後にリンチエレクトリックモーターカンパニー(LEMCO)と共同で生産されました。1989年には、このモーター4基を搭載したボート「アン・ストラダグ」がアラン伯爵夫人によって操縦され、時速80キロメートル(50マイル)を超える電動ボートの世界最高速度を樹立しました。[ 4 ]このモーターはスイスのASMO社によって電動ゴーカート駆動システム用に採用されました。[ 5 ]このモーターの効率性により電池寿命が延び、電動カートコースの運営コストを削減します。

リンチ モーターの製造に関する特許とライセンス権はリンチ IP 社が保有しており、同社は ETEK モーターの製造ライセンスをブリッグス アンド ストラットン社に販売しています。

LEMCOはモーターの製造を続け、現在はLMC(リンチ・モーター・カンパニー)という名前で取引を行っています。同社は現在リンチIP社を所有しており、モーターに関するすべての権利と特許を保有しています。[ 6 ]

2009年、セドリック・リンチはLMCを離れ、同様のモーターを製造しているアグニ・モーターズで働いている。[ 5 ] [ 7 ]

リンチモーターは、空気より軽い船を描いたドキュメンタリー『ホワイトダイヤモンド』の中で、ユニークな製品として言及されています。「これは実に興味深いモーターです。イギリスのリンチという人物が設計したものです。彼は大学にも通っておらず、数学なども全く知りませんでしたが、独学で電気工学を学びました。そして、彼が作ったモーターは、出力と質量の点で世界トップクラスのモーターの一つであることが判明しました。リンチは独自の代数学を開発してこれを実現しましたが、他の学者には彼のやっていることを理解できませんでした。しかし、彼は電気工学部の多くの学者よりも多くのことを知っているようです。なぜなら、このモーターは非常に優れた性能を示し、私が知る限り最高のモーターだからです。」[ 8 ]

リンチモーターズは、パスカル・クレティエン氏が設計・操縦した世界初の有人電動ヘリコプターに動力を提供しました。このユニークなヘリコプターは、2011年8月12日にギネス世界記録を樹立し、2012年にはIDTechExの電気自動車陸海空部門賞を受賞しました。

最近のプロジェクト

特許

  • US 4823039、リンチ、セドリック、「電気機械」、公開日1989年4月18日 
  • EP 0736232、リンチ、セドリック、「電気機械」、1996 年 10 月 9 日公開、London Innovation Ltd. に譲渡。 
  • EP 0884826、リンチ、セドリック、「電気機械」、1998 年 12 月 16 日公開、リンチ モーター株式会社に譲渡。 
  • US 6040645、Lynch、Cedric M.、「電気機械」、2000 年 3 月 21 日公開、London Innovation Ltd. に譲渡。 
  • US 6459179、リンチ、セドリック、「電気機械」、2002年10月1日公開 
  • ドイツ番号 69419528.6
  • イギリス番号 0884826
  • 日本番号3120083
  • ヨーロッパ番号 98114008.0 (CH、DE、FR、GB、LI、IT)

参考文献