JPS5832197B2 - 電気粘性流体 - Google Patents
電気粘性流体Info
- Publication number
- JPS5832197B2 JPS5832197B2 JP51091566A JP9156676A JPS5832197B2 JP S5832197 B2 JPS5832197 B2 JP S5832197B2 JP 51091566 A JP51091566 A JP 51091566A JP 9156676 A JP9156676 A JP 9156676A JP S5832197 B2 JPS5832197 B2 JP S5832197B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- powder
- electrorheological
- electrorheological fluid
- fluid
- silicon dioxide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M171/00—Lubricating compositions characterised by purely physical criteria, e.g. containing as base-material, thickener or additive, ingredients which are characterised exclusively by their numerically specified physical properties, i.e. containing ingredients which are physically well-defined but for which the chemical nature is either unspecified or only very vaguely indicated
- C10M171/001—Electrorheological fluids; smart fluids
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Magnetically Actuated Valves (AREA)
- Lubricants (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は強誘電性を有する粉体と２酸化珪素系微粉体と
を電気絶縁性の大きい油中に分散せしめてなる電気粘性
流体に関するものである。
を電気絶縁性の大きい油中に分散せしめてなる電気粘性
流体に関するものである。
ここで電気粘性流体とは流体に電界を位加することによ
り、流体の見掛けの粘度が迅速且つ可逆的に変化する現
象即ち電気粘性効果を呈する流体であり、特定の性質を
具備した細かい粉体を電気絶縁性の勝れた油、即ち分散
媒中に分散させることにより構成される。
り、流体の見掛けの粘度が迅速且つ可逆的に変化する現
象即ち電気粘性効果を呈する流体であり、特定の性質を
具備した細かい粉体を電気絶縁性の勝れた油、即ち分散
媒中に分散させることにより構成される。
従来電気粘性流体としてはその構成要素の１つである粉
体として適量の水分を吸着させ、微細化させたセルロー
ス、デン粉及びシリカゲルが、他の構成要素である分散
媒としては塩化ジフェニル、セバシン酸ジブチル、トラ
ンス油、塩化ハラフィンが使用されていた。
体として適量の水分を吸着させ、微細化させたセルロー
ス、デン粉及びシリカゲルが、他の構成要素である分散
媒としては塩化ジフェニル、セバシン酸ジブチル、トラ
ンス油、塩化ハラフィンが使用されていた。
しかしながら流量制御弁、動力伝達クラッチ等に使用可
能な極めて高性能にして且つ長時間の連続使用にも充分
耐え、安定性が太き（、実用価値のある電気粘性流体は
未だ見出されていない。
能な極めて高性能にして且つ長時間の連続使用にも充分
耐え、安定性が太き（、実用価値のある電気粘性流体は
未だ見出されていない。
これは主として次の３つの理由によるものである。
先づ第１に電気粘性流体の構成物の１である粉体は予め
適量の水分を吸着させる如き方法で処理され、該粉体に
吸着された水分が電気粘性効果に大きく寄与するため電
気粘性効果における再現可能性が悪く、実用上極めて不
具合である。
適量の水分を吸着させる如き方法で処理され、該粉体に
吸着された水分が電気粘性効果に大きく寄与するため電
気粘性効果における再現可能性が悪く、実用上極めて不
具合である。
これは粉体における吸着水分量及び粉体−水分間の結合
状態を人為的に制御することが技術的に困難なためであ
る。
状態を人為的に制御することが技術的に困難なためであ
る。
又電気粘性効果は粉体に吸着された水分に依存するため
極めて大きな粘性効果を呈し得ないことも実用化を妨げ
ている。
極めて大きな粘性効果を呈し得ないことも実用化を妨げ
ている。
第２に水分を吸着した粉体な分散させた絶縁油に高電界
（０，５〜３ Ｋｖ／ｍｒｎ ）を印加すると極めて絶
縁破壊しやすくなる。
（０，５〜３ Ｋｖ／ｍｒｎ ）を印加すると極めて絶
縁破壊しやすくなる。
絶縁破壊は長時間にわたる安定した連続使用を妨げる。
耐絶縁破壊性を向上させるために該粉体の吸着水分量を
少なくすると電気粘性効果が著しく低下することになる
。
少なくすると電気粘性効果が著しく低下することになる
。
従って水分を吸着せしめた粉体を構成要素の１つとする
電気粘性流体においては電気粘性効果と耐絶縁破壊性を
同時に向上させることは技術的に難かしく、実用上の大
きな障害となっている。
電気粘性流体においては電気粘性効果と耐絶縁破壊性を
同時に向上させることは技術的に難かしく、実用上の大
きな障害となっている。
第３に電気粘性流体の構成要素の１つである粉体の比重
が従来は１．５以上であるのに対して、分散媒である絶
縁性油の比重が大体０．８〜１．５の範囲であるため、
均一で且つ安定性のよい分散状態を保持し難（、比重差
により粉体が沈降する。
が従来は１．５以上であるのに対して、分散媒である絶
縁性油の比重が大体０．８〜１．５の範囲であるため、
均一で且つ安定性のよい分散状態を保持し難（、比重差
により粉体が沈降する。
該粉体の沈降は電気粘性流体の性能の低下及びポンプ、
配管部における搬送時の不具合の原因となる。
配管部における搬送時の不具合の原因となる。
上記の様に電気粘性流体は流体の粘性が電気的に調整で
きるという注目すべき特性を有しているにも拘らず、従
来高性能で且つ長期間にわたる実用に耐える電気粘性流
体の作成は極めて困難であるとされていた。
きるという注目すべき特性を有しているにも拘らず、従
来高性能で且つ長期間にわたる実用に耐える電気粘性流
体の作成は極めて困難であるとされていた。
本発明は上記のような現状に鑑み、電気粘性流体の不備
な点を改良するために、本発明者等が鋭意研究した結果
完成させたもので、電気粘性効果が著しく大きく、耐絶
縁破壊性が良好であり、且つ絶縁性油中に安定に分散す
ることを特徴とする電気粘性流体を提供するものであり
、強誘電性を有する細かい粉体である２０〜２００μ程
度のチタン酸バリウムと該チタン酸バリウムの粒径の大
きさの数十分の−〜数巨分の−であり、かつ０．５〜３
０重量係程度の水分を吸着した２酸化珪素系微粉体、例
えば２酸化珪素（Ｓｉ０２）又は珪酸アルミン酸マグネ
シウム（Ａ１２０３・Ｍ、？０・２Ｓｉ０２・ＸＨ２０
）などを強誘電性粉体１００部に対して２酸化珪素系微
粉体１〜１０部の割合にて添加し、充分攪拌した後に電
気絶縁性の大きい油中に分散せしめてなる電気粘性流体
である。
な点を改良するために、本発明者等が鋭意研究した結果
完成させたもので、電気粘性効果が著しく大きく、耐絶
縁破壊性が良好であり、且つ絶縁性油中に安定に分散す
ることを特徴とする電気粘性流体を提供するものであり
、強誘電性を有する細かい粉体である２０〜２００μ程
度のチタン酸バリウムと該チタン酸バリウムの粒径の大
きさの数十分の−〜数巨分の−であり、かつ０．５〜３
０重量係程度の水分を吸着した２酸化珪素系微粉体、例
えば２酸化珪素（Ｓｉ０２）又は珪酸アルミン酸マグネ
シウム（Ａ１２０３・Ｍ、？０・２Ｓｉ０２・ＸＨ２０
）などを強誘電性粉体１００部に対して２酸化珪素系微
粉体１〜１０部の割合にて添加し、充分攪拌した後に電
気絶縁性の大きい油中に分散せしめてなる電気粘性流体
である。
本発明の電気粘性流体の作成時における２酸化珪素系微
粉体の含水方法は該粉体表面の水分量ができるだけ少な
くなるように緩慢な吸湿条件下で長時間をかげて吸着さ
せることが肝要である。
粉体の含水方法は該粉体表面の水分量ができるだけ少な
くなるように緩慢な吸湿条件下で長時間をかげて吸着さ
せることが肝要である。
本発明の電気粘性流体の特徴とするところは次の通りで
ある。
ある。
先ず第１には電気粘性効果がセルロース、シリカゲルな
どの粉体を使用した従来の電気粘性流体よりも大きいこ
とである。
どの粉体を使用した従来の電気粘性流体よりも大きいこ
とである。
一般に電気粘性効果における粘性増加の機構は粉体の持
つ誘電的性質に起因する電界印加時の電極間の粉体によ
る架橋に基くものであり、詳しくは誘電性粉体を絶縁性
油中に分散させ、電界を印加すれば誘電性粉体が誘起分
極を起し、粉体の誘電率が分散媒のそれよりも犬なると
きは電界に垂直で且つ電界強度の犬なる方向へ向ふ力を
受ける。
つ誘電的性質に起因する電界印加時の電極間の粉体によ
る架橋に基くものであり、詳しくは誘電性粉体を絶縁性
油中に分散させ、電界を印加すれば誘電性粉体が誘起分
極を起し、粉体の誘電率が分散媒のそれよりも犬なると
きは電界に垂直で且つ電界強度の犬なる方向へ向ふ力を
受ける。
その結果、電極間の電界強度が大きい場所に粒子が移動
し、その場所が益々電界強度が大になるため幾何級数的
に粒子が集まる。
し、その場所が益々電界強度が大になるため幾何級数的
に粒子が集まる。
このため粉体相互の静電作用が関係し、電極間に帯状の
架橋が形成される。
架橋が形成される。
この粉体による架橋は電極面で所謂ヤンソン、ラーベッ
ク効果と称する引力を発生し、電極面に平行な流れに対
しては抵抗となり、又電極面のずれに対しては剪断力と
なる。
ク効果と称する引力を発生し、電極面に平行な流れに対
しては抵抗となり、又電極面のずれに対しては剪断力と
なる。
本発明の電気粘性流体の電気粘性効果が従来のセルロー
ス、シリカゲル等を使用した電気粘性流体よりも優れて
いる点の１つはセルロース、シリカゲル等では水分を吸
着することにより誘電体としての性質を持つようになる
ため水の誘電的性質よりも大きくなることはないが、本
発明において使用される粉体は強誘電性物質であるため
、その誘電的性質は水分を吸着したセルロース、シリカ
ゲルよりも著しく犬となり、その結果電気粘性効果も大
きくなることである。
ス、シリカゲル等を使用した電気粘性流体よりも優れて
いる点の１つはセルロース、シリカゲル等では水分を吸
着することにより誘電体としての性質を持つようになる
ため水の誘電的性質よりも大きくなることはないが、本
発明において使用される粉体は強誘電性物質であるため
、その誘電的性質は水分を吸着したセルロース、シリカ
ゲルよりも著しく犬となり、その結果電気粘性効果も大
きくなることである。
他の１つは本発明による電気粘性流体の構成要素である
粉体は強誘電性粉体と強誘電性粉体の大きさの数十分の
−〜数６分の−の微粉体の混合物であるため、粉体によ
る架橋形成時に比較的大きな粉体（強誘電性粉体に相当
）同志の接触個所の周囲に、より微細な粉体（２酸化珪
素系粉体）が集合し、大きな粉体の接触部の空隙を微細
な粉体が埋めるようになり、極めて密に充填された架橋
構造が形成され、その結果として生ずる電極間の引力が
大きくなり、電気粘性効果が大きくなることである。
粉体は強誘電性粉体と強誘電性粉体の大きさの数十分の
−〜数６分の−の微粉体の混合物であるため、粉体によ
る架橋形成時に比較的大きな粉体（強誘電性粉体に相当
）同志の接触個所の周囲に、より微細な粉体（２酸化珪
素系粉体）が集合し、大きな粉体の接触部の空隙を微細
な粉体が埋めるようになり、極めて密に充填された架橋
構造が形成され、その結果として生ずる電極間の引力が
大きくなり、電気粘性効果が大きくなることである。
又本発明による電気粘性流体における含水粉体は少量の
水分を吸着した２酸化珪素系微粉体のみであり、該流体
におけるその重量分布が小さいため、２酸化珪素系微粉
体における吸着水量及び含水状態が多少変化しても電気
粘性効果の性能に与える影響は少なく、該流体の性能の
再現可能性が良好なこともその特徴の一つである。
水分を吸着した２酸化珪素系微粉体のみであり、該流体
におけるその重量分布が小さいため、２酸化珪素系微粉
体における吸着水量及び含水状態が多少変化しても電気
粘性効果の性能に与える影響は少なく、該流体の性能の
再現可能性が良好なこともその特徴の一つである。
第２の特徴は従来の電気粘性流体に比較して耐絶縁破壊
性が極めて良好なことである。
性が極めて良好なことである。
これは本発明の電気粘性流体における水分は少量添加す
る２酸化珪素系粉体に０．５〜３重量φ程度吸着された
もののみであるので、従来の電気粘性流体における水分
保持量のほぼ６分の一以下になり、このため電気絶縁性
は著しく向上する。
る２酸化珪素系粉体に０．５〜３重量φ程度吸着された
もののみであるので、従来の電気粘性流体における水分
保持量のほぼ６分の一以下になり、このため電気絶縁性
は著しく向上する。
第３の特徴は絶縁油中に粉体が極めて安定に分散し、粉
体の沈降、凝集などの不具合を解消できることである。
体の沈降、凝集などの不具合を解消できることである。
２酸化珪素系微粉体を絶縁性油に充分攪拌混合すると粘
稠なグリース状構造となり、比重差があるにも拘らず強
誘電性粉体を長期間にわたり安定に分散させることにな
る。
稠なグリース状構造となり、比重差があるにも拘らず強
誘電性粉体を長期間にわたり安定に分散させることにな
る。
次に本発明を実施例によって詳細説明する。
実施例 １
本発明による強誘電性粉体として強誘電体Ａ及びＢ、２
酸化珪素系粉体として珪酸アルミン酸マグネシウム、絶
縁性油としてフタル酸ジブチルを配合せしめた電気粘性
流体を次に示す。
酸化珪素系粉体として珪酸アルミン酸マグネシウム、絶
縁性油としてフタル酸ジブチルを配合せしめた電気粘性
流体を次に示す。
構成要素である粉体の性状は次の通りである。
強誘電体Ａ 主成分 チタン酸バリウム約９０係含有
密 度 ５〜６９／ｃｒｉ
誘電率１２００
平均粒径 はぼ２０〜２００μ
強誘電体Ｂ 主成分 チタン酸バリウム約９０係含有
密 度 ５〜６ ｇ／ ｃｎｌ
誘電率２０００
平均粒径 はぼ２０〜２００μ
珪酸アルミン酸マグネシウム
密 度 ２．２９７ｃｒｉ
平均粒径 はぼ２μ
粉体と分散媒との配合比を次に示す、
次に本発明の電気粘性流体と従来の電気粘性流体の性能
の比較を第１表に示す。
の比較を第１表に示す。
従来の電気粘性流体としては既に公知の適量の水分を吸
着させたセルロース粉体をセバシン酸ジブチルに分散さ
せ作成した。
着させたセルロース粉体をセバシン酸ジブチルに分散さ
せ作成した。
配合比は次の通りである。
従来の電気粘性流体 セルロース ５０部（含水
率５．０重量％） セバシン酸ジブチルｉｏｏ部 電気粘性効果の測定は共軸二重円筒型回転粘度計を使用
し、内外円筒間に電界を印加したときの同一剪断速度（
１６０ｓｅｃ １）における剪断応力（ｇＷ／ｃｒ？ｔ
）の増加量にて示した。
率５．０重量％） セバシン酸ジブチルｉｏｏ部 電気粘性効果の測定は共軸二重円筒型回転粘度計を使用
し、内外円筒間に電界を印加したときの同一剪断速度（
１６０ｓｅｃ １）における剪断応力（ｇＷ／ｃｒ？ｔ
）の増加量にて示した。
第１表より明かな様に本発明の電気粘性流体は従来の電
気粘性流体よりも優秀であることが分る。
気粘性流体よりも優秀であることが分る。
実施例 ２
実施例１と同様にして２酸化珪素系微粉体として５ｉ０
２を使用した場合を次に示す。
２を使用した場合を次に示す。
配合例 ３ 強誘電体（Ｂ） １５部強誘
電体（Ｃ） ３５部 ２酸化珪素 ４部 （含水率的１．０重量係） セバシン酸ジブチル ５０部 粉体の性状は次の通りである。
電体（Ｃ） ３５部 ２酸化珪素 ４部 （含水率的１．０重量係） セバシン酸ジブチル ５０部 粉体の性状は次の通りである。
強誘電体Ｃ主成分 チタン酸バリウム
（約９０係含有）
密 度 ５〜６ ｇ／ｃｎｉ
誘電率ｓｏｏ。
平均粒径 ２０〜２００μ
２酸化珪素 密度的 ２．２ｊｉｌｃｒｄ平均粒径 １
．５μ 本流体の電気粘性効果〔剪断応力の増加量ｇＷ／ＣＴＬ
）〕を第２表に示す。
．５μ 本流体の電気粘性効果〔剪断応力の増加量ｇＷ／ＣＴＬ
）〕を第２表に示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 粒径２０〜２００μ程度のチタン酸バリウムと該チ
タン酸バリウムの粒径の数工Ｏ分の−〜数百分の−であ
り、かつ０．５〜３゜０重量係程度の水分を吸着した２
酸化珪素系微粉体を絶縁油中に分散せしめてなる電気粘
性流体。 ２ チタン散バリウム粉体１００部に対して２酸化珪素
系微粉体１〜１０部の割合で使用する特許請求の範囲第
１項記載の電気粘性流体。 ３２酸化珪素系微粉体として２酸化珪素（ＳｉＯｚ）又
は珪酸アルミン酸マグネシウム（Ａ１２０３・犯０・２
Ｓｉ０２・ＸＨ２０）を使用する特許請求の範囲第１項
又は第２項記載の電気粘性流体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51091566A JPS5832197B2 (ja) | 1976-07-31 | 1976-07-31 | 電気粘性流体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51091566A JPS5832197B2 (ja) | 1976-07-31 | 1976-07-31 | 電気粘性流体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5317585A JPS5317585A (en) | 1978-02-17 |
| JPS5832197B2 true JPS5832197B2 (ja) | 1983-07-11 |
Family
ID=14030054
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51091566A Expired JPS5832197B2 (ja) | 1976-07-31 | 1976-07-31 | 電気粘性流体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5832197B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6181599A (ja) * | 1984-09-28 | 1986-04-25 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 動翼可変式軸流フアン |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4924931A (ja) * | 1972-06-27 | 1974-03-05 | ||
| JPS4930332A (ja) * | 1972-07-12 | 1974-03-18 | ||
| JPS4936641A (ja) * | 1972-08-10 | 1974-04-05 | ||
| DE3536934A1 (de) * | 1985-10-17 | 1987-04-23 | Bayer Ag | Elektroviskose fluessigkeiten |
| US4744914A (en) * | 1986-10-22 | 1988-05-17 | Board Of Regents Of The University Of Michigan | Electric field dependent fluids |
| JP2631717B2 (ja) * | 1988-09-28 | 1997-07-16 | 東燃株式会社 | 非水系電気粘性流体 |
| JPH05168908A (ja) * | 1991-12-17 | 1993-07-02 | Mitsubishi Kasei Corp | 電気粘性流体 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4936704A (ja) * | 1972-08-10 | 1974-04-05 |
-
1976
- 1976-07-31 JP JP51091566A patent/JPS5832197B2/ja not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4936704A (ja) * | 1972-08-10 | 1974-04-05 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6181599A (ja) * | 1984-09-28 | 1986-04-25 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 動翼可変式軸流フアン |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5317585A (en) | 1978-02-17 |
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