JP2000220610A - Fluidity control method for fluid, fluidity control device and bristled valve mechanism - Google Patents

Fluidity control method for fluid, fluidity control device and bristled valve mechanism

Info

Publication number
JP2000220610A
JP2000220610A JP2469699A JP2469699A JP2000220610A JP 2000220610 A JP2000220610 A JP 2000220610A JP 2469699 A JP2469699 A JP 2469699A JP 2469699 A JP2469699 A JP 2469699A JP 2000220610 A JP2000220610 A JP 2000220610A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fluid
electrode
fiber
electrodes
fibers
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.)
Pending
Application number
JP2469699A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasubumi Otsubo
坪 泰 文 大
Shinichi Yokota
田 眞 一 横
Kazuya Edamura
村 一 弥 枝
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SHINGIJUTSU MAN KK
SHINGIJUTSU MANAGEMENT KK
Original Assignee
SHINGIJUTSU MAN KK
SHINGIJUTSU MANAGEMENT KK
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SHINGIJUTSU MAN KK, SHINGIJUTSU MANAGEMENT KK filed Critical SHINGIJUTSU MAN KK
Priority to JP2469699A priority Critical patent/JP2000220610A/en
Publication of JP2000220610A publication Critical patent/JP2000220610A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)
  • Fluid-Damping Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To control the fluidity characteristic of a fluid in an uniform system by opposing at least a pair of electrodes to each other through an insulating fluid, and planting a fiber containing a conductive fiber having a specified specific resistance on the surface of one electrode. SOLUTION: A fiber 18 is planted on the surface of one electrode 12 of a pair of electrodes 12, 14 opposed to each other in a fluid 16, and at least part of the fiber 18 consists of a conductive fiber having a specific resistance value of 102 Ω.cm or less. According to this, the potential difference between the open tip 31 of the fiber 18 and the electrode 14 is extremely increased, and an extremely strong moving flow 33 is formed between the tip 31 and the electrode 14 when a voltage is applied between the electrodes 12, 14. While a fluid 16 is moved along the surfaces of the electrodes 12, 13, the moving flow 33 is formed substantially vertically to the flowing direction of the fluid 16 and detected as the viscosity increase of the fluid 16. As the fiber having such a specific resistance graphite, metallic fiber, carbon composite fiber and the like can be used. Thus, the fluidity characteristic of a fluid in a uniform system substantially containing no particle can be fluctuated.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の技術分野】本発明は、実質的に絶縁性を有する
流体の流動性を、電圧を印加することにより制御する方
法、この方法の実施に好適な流動制御装置およびこの方
法を利用した植毛バルブに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for controlling the fluidity of a substantially insulating fluid by applying a voltage, a flow control device suitable for carrying out the method, and a flocking using the method. For valves.

【0002】[0002]

【発明の技術的背景】電界中において、ある種の液体は
その導電率と誘電率との不均一性に起因して、内部に電
気的な力が生ずる。直流電場では誘電液体の誘電泳動力
により自由電化に作用するクーロン力が支配的となり、
このクーロン力が、流体力学的不安定性を引き起こすこ
とがある。そして、このクーロン力による流体力学的な
不安定性のために、ある種の誘電液体を電界下におくと
対流または二次流れが発生する。この現象は、電気流体
力学(Electro-hydrodynamic, [EHD]と略記されている)
効果と呼ばれている。しかしながら、EHD現象は、上
述したような電界下において誘電液体が動く現象をとら
えて総称しているのであり、EHD現象は、特定の発生
原理に基づくて液体の流動運動を示すものではない。む
しろ、EHD現象と呼ばれている電界下で液体が動く現
象について、その発生原理解明の研究は未だ充分にはな
されておらず、EHD現象の発生原因を含めその全貌は
依然として全く未知の領域である。
BACKGROUND OF THE INVENTION In an electric field, certain liquids have an internal electrical force due to the non-uniformity of their conductivity and dielectric constant. In a DC electric field, the Coulomb force acting on free electrification becomes dominant due to the dielectrophoretic force of the dielectric liquid,
This Coulomb force can cause hydrodynamic instability. Due to the hydrodynamic instability due to the Coulomb force, convection or secondary flow occurs when a certain type of dielectric liquid is placed under an electric field. This phenomenon is called electro-hydrodynamic (abbreviated as [EHD]).
Called the effect. However, the EHD phenomenon is a general term that captures the phenomenon that a dielectric liquid moves under an electric field as described above, and the EHD phenomenon does not indicate the flow movement of a liquid based on a specific generation principle. Rather, research on the principle of generation of the phenomenon of liquid movement under an electric field, called the EHD phenomenon, has not yet been sufficiently conducted, and the entire picture including the cause of the EHD phenomenon is still completely unknown. is there.

【0003】ところで、本発明者は、特定の絶縁性液体
中に一対の電極を配置し、この電極に直流電圧を印加す
ると、一方の電極から他方の電極に向かって強いジェッ
ト流が発生する電界共役流体現象を見出した。この現象
は広義には、EHD現象であるかもしれないが、これま
で知られていたEHD現象と比較して、誘電液体の化学
構造、作動条件、流動速度などが著しく相違しており、
両者が同一の発生原理により生じているとは考えにく
い。そこで、本発明者は、こうしたEHD現象とは異な
る現象である上記電界共役流体現象を示す液体を、電界
共役流体(Electro-Conjugate Fluid 以下「ECF」と
略記する)と称呼して、従来のEHD現象を生じさせる
液体と区別している。
By the way, the present inventor disposes a pair of electrodes in a specific insulating liquid, and when a DC voltage is applied to these electrodes, an electric field in which a strong jet flow is generated from one electrode toward the other electrode. The conjugate fluid phenomenon was found. In a broad sense, this phenomenon may be the EHD phenomenon, but the chemical structure, operating conditions, flow velocity, etc. of the dielectric liquid are significantly different from the EHD phenomenon known so far,
It is unlikely that both occur due to the same generation principle. Therefore, the present inventor has referred to a liquid exhibiting the electric field conjugate fluid phenomenon, which is a phenomenon different from the EHD phenomenon, as an electric field conjugate fluid (hereinafter, abbreviated as “ECF”), and is a conventional EHD. It is distinguished from the liquid that causes the phenomenon.

【0004】そして、ECFにより生ずる現象が、従来
から知られていたEHD現象とはあまりにも相違し、そ
の現象をEHD現象からは説明することができないもの
であり、ECF現象とEHD現象とは異なるものである
とする認識が定着しつつある。
The phenomenon caused by the ECF is too different from the conventionally known EHD phenomenon, and the phenomenon cannot be explained from the EHD phenomenon, and the ECF phenomenon is different from the EHD phenomenon. The perception that it is something is taking root.

【0005】こうした状況下に、本発明者は、ECFに
電圧を印加することにより、EHD現象では説明できな
い強力なジェット噴流が生ずることを利用した発明に関
して、既に多くの出願をしている(例:特願平8-16
871号、、特願平8−2482417号、特願平8−
241679号、特願平8−16872号、特願平8−
76259号、特願平9−290826号、特願平9-
25557号などの各明細書参照)。
Under such circumstances, the present inventor has already filed many applications for inventions utilizing the fact that applying a voltage to the ECF generates a strong jet jet which cannot be explained by the EHD phenomenon (eg, : Japanese Patent Application 8-16
No. 871, Japanese Patent Application No. 8-248417, Japanese Patent Application No. 8-
241679, Japanese Patent Application No. 8-16872, Japanese Patent Application No. 8-
No. 76259, Japanese Patent Application No. 9-290826, Japanese Patent Application No. 9-
25557).

【0006】これらの中で特願平9-25557号によ
り、「流体中に、非一様電界を形成し得る少なくとも一
対の電極を配置子、該電極間に電圧を印加して該電極間
に流体の移動流を形成し、該移動流により該流体の流動
性を制御する方法。」の発明について出願している。
Among these, Japanese Patent Application No. 9-25557 states that at least a pair of electrodes capable of forming a non-uniform electric field is disposed in a fluid, and a voltage is applied between the electrodes to apply a voltage between the electrodes. A method for forming a moving flow of a fluid and controlling the fluidity of the fluid by the moving flow. "

【0007】この発明は、ECF現象を示す液体でもあ
るER流体(Electro-Rheological Fluid)に、電圧を印
加することによって、この印加電圧に応じて、その粘度
などの力学的性質を可逆的に大きく高速変化させ、流体
の流動特性を制御するものである。上記出願に係る発明
では、主として、一方の電極として植毛電極を使用し
て、この植毛電極を形成する繊維の先端と他方の電極と
の間に非一様電界を形成して、流体の本来の流れ方向に
対して、略直角に新たな移動流を形成することにより、
この移動流を流体の本来の流れ方向に対する剪断応力と
して作用させて流体の流動性を発現させているのであ
る。
According to the present invention, by applying a voltage to an ER fluid (Electro-Rheological Fluid) which is also a liquid exhibiting the ECF phenomenon, the mechanical properties such as the viscosity are reversibly increased according to the applied voltage. It changes at high speed to control the flow characteristics of the fluid. In the invention according to the above-mentioned application, a flocked electrode is mainly used as one electrode, and a non-uniform electric field is formed between the tip of a fiber forming the flocked electrode and the other electrode, so that the original fluid is formed. By forming a new moving flow at a right angle to the flow direction,
This moving flow acts as a shear stress on the original flow direction of the fluid, thereby expressing the fluidity of the fluid.

【0008】従って、植毛の開放端部と他方の電極との
間の電位差が大きいほど流体の流れ方向に対して直交す
る流体の移動流を大きくすることが可能になる。
Therefore, the larger the potential difference between the open end of the flocking and the other electrode, the greater the moving flow of the fluid orthogonal to the direction of the fluid flow.

【0009】本発明は、上記のような流体の流動性をよ
り効率的に制御する方法およびこの制御に用いる改良さ
れた装置である。
The present invention is a method for more efficiently controlling the fluidity of a fluid as described above and an improved apparatus used for this control.

【0010】ところで、一般にER流体は不均一系(粒
子分散系)と均一系とに大別される。不均一系のER流
体は、シリカゲル等の微粒子を絶縁油に分散させたもの
である。こうした不均一系ER流体に電圧を印加する
と、分散している微粒子が静電力によって連結して鎖状
になり、この微粒子の鎖を利用して流体の流動性を変動
させることができる。
Generally, ER fluids are roughly classified into a heterogeneous system (particle dispersion system) and a homogeneous system. The heterogeneous ER fluid is obtained by dispersing fine particles such as silica gel in insulating oil. When a voltage is applied to such a heterogeneous ER fluid, the dispersed fine particles are linked by an electrostatic force to form a chain, and the fluidity of the fluid can be changed using the chains of the fine particles.

【0011】しかしながら、こうした不均一系のER流
体では、粒子と媒体との比重差から、粒子の沈降あるい
は浮遊が起こるという問題がある。また、室温では同比
重であっても、低温時あるいは高温時には粒子比重と媒
体比重の温度依存性が同一ではないことから、やはり時
間の経過と共に粒子沈降あるいは浮遊といった問題が生
ずる。
However, such a heterogeneous ER fluid has a problem that the particles settle or float due to the specific gravity difference between the particles and the medium. Further, even if the specific gravity is the same at room temperature, the temperature dependence of the specific gravity of the particles and the specific gravity of the medium are not the same at a low temperature or a high temperature.

【0012】また、こうした不均一系のER流体では、
電圧を印加すると分散している粒子が鎖状構造を形成す
ることにより、その力学的な性質が変動するのである
が、こうした鎖状構造を形成することに伴い粘度の増加
だけでなく、液体に弾性も発現して固体状態に近似した
力学的応答性を示すようになる。このためこうした不均
一系ER流体は、線形制御が難しく、多くの場合、フィ
ードバック制御等複雑な制御機構を利用しなければなら
ないといった問題がある。
[0012] In such a heterogeneous ER fluid,
When a voltage is applied, the dispersed particles form a chain structure, which changes their mechanical properties.The formation of such a chain structure not only increases the viscosity but also increases the viscosity of the liquid. It also exhibits elasticity and exhibits a mechanical response similar to a solid state. Therefore, such an inhomogeneous ER fluid has a problem that linear control is difficult, and in many cases, a complicated control mechanism such as feedback control must be used.

【0013】こうした点からしてER流体は、粒子等を
含有していない均一な流体であることが好ましい。均一
系ER流体であって、しかも弾性が発現しないER流体
としては液晶が知られている。こうした均一系ER流体
では、電圧の印加によってもER流体の弾性は発現しな
いため、制御が容易であり、また均一系であることから
粒子の沈降等の問題はない。
In view of the above, it is preferable that the ER fluid is a uniform fluid containing no particles or the like. A liquid crystal is known as a homogeneous ER fluid that does not exhibit elasticity. In such a homogeneous ER fluid, the elasticity of the ER fluid does not appear even when a voltage is applied, so that control is easy, and since it is a homogeneous system, there is no problem such as sedimentation of particles.

【0014】しかしながら、液晶に代表されるように、
こうした均一系のER流体は非常に高価であることか
ら、表示装置のような非常に付加価値の高い製品にしか
利用されていないのが現状である。また、均一系のER
流体である液晶は、液晶状態を示す温度範囲でなければ
駆動させることができず、従ってER流体として使用す
る可能な温度領域は著しく狭い。例えば、ER流体の使
用温度は、約−30〜120℃であると考えられるが、
こうした広範な温度範囲において液晶を駆動させること
は不可能である。
However, as represented by a liquid crystal,
Since such homogeneous ER fluids are very expensive, they are currently used only for very high value-added products such as display devices. In addition, homogeneous ER
Liquid crystal, which is a fluid, cannot be driven unless it is in a temperature range that indicates the state of the liquid crystal, and therefore, the temperature range that can be used as an ER fluid is extremely narrow. For example, the operating temperature of the ER fluid is believed to be about -30 to 120 ° C,
It is impossible to drive the liquid crystal in such a wide temperature range.

【0015】上記のようにER流体における流動性の制
御は、特に均一系ER流体においてその有用性が高い。
As described above, the control of fluidity in an ER fluid is highly useful especially in a homogeneous ER fluid.

【0016】ところで、第8回「電磁力関連のダイナミ
ック」シンポジウム講演論文集 No.96-252第437〜438
頁には、「静電デバイスの研究(繊維を用いた新規な応
力伝達系)」についての記載がある。この静電デバイス
は、粒子を分散した不均一系ER流体に電圧を印加する
と粒子が静電電圧によって剛直な鎖状物を形成し、この
鎖状物が流体の流れ抵抗となることを応用した技術であ
り、粒子を含有するER流体を使用するかわりに、沈殿
・浮遊の虞のない布地繊維を電極に貼着固定しこの布地
繊維に電圧を印加することにより、布地繊維を電極に対
して起立させて、この起立した布地繊維による動抵抗を
発現させて流体の制御を行うものである。従って、ここ
での電圧の印加は、繊維を流れ方向に直交するように起
立させて、流体の流れ抵抗を形成するためのものであ
り、この電圧印加によって流体中にECF流体における
ような電圧印加に伴う特異的な高速ジェット流は形成さ
れていない。
By the way, Proceedings of the 8th Symposium on “Dynamics Related to Electromagnetic Force” No.96-252 Nos. 437-438
On the page, there is a description of "Research on electrostatic devices (new stress transmission system using fibers)". This electrostatic device is based on the application that when a voltage is applied to a heterogeneous ER fluid in which particles are dispersed, the particles form a rigid chain due to the electrostatic voltage, and this chain becomes a flow resistance of the fluid. Instead of using an ER fluid containing particles, instead of using an ER fluid containing particles, a fabric fiber that is not likely to settle and float is stuck and fixed to the electrode, and a voltage is applied to the fabric fiber, so that the fabric fiber is applied to the electrode. The fluid is controlled by standing up and expressing the dynamic resistance of the upstanding fabric fiber. Therefore, the voltage application here is for raising the fiber so as to be perpendicular to the flow direction to form the flow resistance of the fluid, and by this voltage application, the voltage is applied to the fluid as in the ECF fluid. No specific high-speed jet flow is formed.

【0017】また、第39回自動車制御連合講演会(1996
年10月16,17,18日)の予稿集第203〜206頁には「繊維を
用いた新規なトルク伝達系」が開示されており、円板に
布地繊維を貼着固定し、ここに電場をかけながら回転す
ることにより剪断応力が上昇することが記載されてい
る。
The 39th Automobile Control Alliance Lecture (1996)
On Oct. 16, 17, 18), a new novel torque transmission system using fibers is disclosed on pages 203-206, in which a fabric fiber is stuck to a disc and fixed. It is described that the shear stress is increased by rotating while applying an electric field.

【0018】しかしながら、これらの方法では、電圧を
印加することより布地繊維が剛直な構造をとって電場方
向に配向して剪断応力が増加すると説明されている。即
ち、ここでは、電圧を印加しない状態では流体にたなび
く布地繊維を、電圧を印加して流体と電極との相対的な
移動に抗し得るように剛直にして配向させることによ
り、電圧印加時における剪断応力の増加をはかっている
のである。
However, in these methods, it is described that when a voltage is applied, the fabric fibers take a rigid structure and are oriented in the direction of the electric field to increase the shear stress. That is, in this case, by applying a voltage and stiffening and orienting the textile fibers that flow in the fluid in a state where no voltage is applied so as to resist the relative movement between the fluid and the electrode, a voltage is applied when the voltage is applied. They are trying to increase the shear stress.

【0019】また、これらの方法では、布地繊維を電極
に貼付固定することから、導電電極が流体に露出してい
る部分はなく、電極は一様に布地繊維に被覆されてい
る。さらに移動流発現の観察報告もなく、用いた布地繊
維が無電界時には剪断速度に応じてなびいている等の説
明から、本発明者の主張するようにECFによる移動流
を発生させて、この移動流による流体の剪断応力発現と
は流動制御機構が異なる。
Further, in these methods, since the fabric fiber is stuck to the electrode, there is no portion where the conductive electrode is exposed to the fluid, and the electrode is uniformly covered with the fabric fiber. Furthermore, there is no observation report of the emergence of the moving flow, and from the explanation that the used fabric fiber flutters according to the shearing speed in the absence of an electric field, the moving flow by the ECF is generated as claimed by the present inventor. The flow control mechanism is different from the shear stress development of the fluid by the flow.

【0020】本発明において発現する剪断応力には力学
的連続性があり、固体化を示す降状応力はなく、制御容
易な性質を示すが、布地繊維貼付固定の電極にあって
は、このような特性はない。
The shear stress developed in the present invention has mechanical continuity, does not have a yield stress indicating solidification, and exhibits easily controllable properties. There are no special characteristics.

【0021】[0021]

【発明の目的】本発明は、粒子等を実質的に含有しない
均一系流体において、電圧を印加することによりその流
動特性を制御する新規な方法を提供することを目的とし
ている。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a novel method for controlling the flow characteristics of a homogeneous fluid substantially free of particles and the like by applying a voltage.

【0022】さらに本発明は、絶縁性液体を用いてその
流動性を広い温度範囲において容易に制御することので
きる新規な方法を提供することを目的としている。
It is a further object of the present invention to provide a novel method capable of easily controlling the fluidity of an insulating liquid over a wide temperature range.

【0023】また本発明は、上記のような流体の流動性
の制御を行うのに適した制御装置を提供することを目的
としている。
It is another object of the present invention to provide a control device suitable for controlling the fluidity of a fluid as described above.

【0024】さらにまた、本発明は、電圧印加により流
体の見かけ粘度を変化させて、この見かけ粘度変化を利
用したバルブを提供することを目的としている。
Still another object of the present invention is to provide a valve which changes the apparent viscosity of a fluid by applying a voltage and utilizes the apparent viscosity change.

【0025】[0025]

【発明の概要】本発明の流体の流動性制御方法は、少な
くとも一対の電極を、実質的に絶縁性の流体を介して対
峙するように配置して、該電極間に電圧を印加すること
により、該実質的に絶縁性の流体に、概略電圧印加方向
に沿った移動流を形成して、該流体の流動性を制御する
方法であって、該対峙する一対の電極のうちの一方の電
極は、表面に比抵抗値が102Ω・cm以下の導電性繊維
を含む繊維が植設された植毛電極であることを特徴とし
ている。
SUMMARY OF THE INVENTION The method of controlling fluidity of a fluid according to the present invention comprises disposing at least a pair of electrodes so as to face each other via a substantially insulating fluid, and applying a voltage between the electrodes. Forming a moving flow in the substantially insulating fluid substantially along the direction of voltage application to control the fluidity of the fluid, wherein one of the pair of opposed electrodes is Is characterized in that it is a flocked electrode in which fibers containing conductive fibers having a specific resistance of 10 2 Ω · cm or less are planted on the surface.

【0026】また、本発明の流動性制御装置は、比抵抗
値が102Ω・cm以下の導電性繊維を含む繊維を表面に
多数植設した植毛電極を一方の電極として有する少なく
とも一対の電極を、実質的に絶縁性の流体を介して対峙
するように配置されてなり、かつ該電極間に電圧を印加
可能にされている共に、該対峙する一対の電極間を流体
が流動可能にされていることを特徴している。
Further, the fluidity control device according to the present invention comprises at least one pair of electrodes having as one electrode a flocking electrode in which a large number of fibers containing conductive fibers having a specific resistance of 10 2 Ω · cm or less are planted on the surface. Are arranged so as to face each other via a substantially insulating fluid, and a voltage can be applied between the electrodes, and the fluid can flow between the pair of electrodes facing each other. It is characterized by.

【0027】さらに本発明の植毛バルブ機構は、比抵抗
値が102Ω・cm以下の導電性繊維を含む繊維を表面に
多数植設した植毛電極を一方の電極として有する少なく
とも一対の電極を、実質的に絶縁性の流体を介して対峙
するように固定配置してなり、かつ該電極間に電圧を印
加可能にされていると共に、該対峙する一対の電極間を
流体が流動可能にされていることを特徴としている。
Further, the flocked valve mechanism of the present invention comprises at least one pair of electrodes having as one electrode a flocked electrode in which a large number of fibers containing conductive fibers having a specific resistance of 10 2 Ω · cm or less are implanted on the surface. It is fixedly arranged so as to face each other through a substantially insulating fluid, and a voltage can be applied between the electrodes, and a fluid can flow between the pair of electrodes facing each other. It is characterized by having.

【0028】本発明の流体の流動性制御方法は、実質的
に絶縁性の流体を介して、植毛電極と他方の電極とから
なる一対の電極を対峙して配置し、この電極間に電圧を
印加してこの流体に非一様電界を形成することにより、
この流体の流れ方向に対して略直交する方向に流体の移
動流(例えば循環流)を形成する。この新たに形成され
た移動流(例えば循環流)を、流体の本来の流れ方向に
対して略直交するように形成すれば、この移動流は、流
体の本来の流れに抗する力、即ち剪断応力になる。
In the method for controlling fluidity of a fluid according to the present invention, a pair of electrodes consisting of a flocked electrode and the other electrode are arranged to face each other via a substantially insulating fluid, and a voltage is applied between the electrodes. By applying this to form a non-uniform electric field in this fluid,
A moving flow (for example, a circulating flow) of the fluid is formed in a direction substantially orthogonal to the flow direction of the fluid. If this newly formed moving flow (for example, a circulating flow) is formed so as to be substantially perpendicular to the original flow direction of the fluid, the moving flow will have a force opposing the original flow of the fluid, ie, shearing. Becomes stress.

【0029】従って、本発明の方法に従って、流体に電
圧を印加すれば、流体の本来に流れに対して剪断応力を
与えることになり、この剪断応力を利用して、流体の流
動性を制御することができる。
Therefore, when a voltage is applied to the fluid in accordance with the method of the present invention, a shear stress is applied to the original flow of the fluid, and the fluidity of the fluid is controlled using the shear stress. be able to.

【0030】そして、電圧を印加した際に形成される移
動流は、電位差の最も高い電極間で形成されやすいの
で、植毛電極として、所定の比抵抗値を有する導電性繊
維を植設することにより、この導電性繊維の先端と、他
方の電極との間に非常に強力な移動流を形成することが
可能となる。
The moving flow formed when a voltage is applied is likely to be formed between the electrodes having the highest potential difference. Therefore, by implanting a conductive fiber having a predetermined specific resistance value as a flocked electrode, Thus, a very strong moving flow can be formed between the tip of the conductive fiber and the other electrode.

【0031】[0031]

【発明の具体的な説明】次に本発明の流体の流動性を制
御する方法およびこの方法に用いる装置並びに植毛バル
ブについて具体的に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Next, the method for controlling the fluidity of the fluid of the present invention, the apparatus used for the method, and the flocking valve will be described in detail.

【0032】図1に本発明の方法で使用することができ
る流動制御装置の一例を模式的に示す図であり、図2
は、植設された繊維により移動流が形成される状態を模
式的に示す図である。
FIG. 1 schematically shows an example of a flow control device that can be used in the method of the present invention.
FIG. 3 is a diagram schematically showing a state in which a moving flow is formed by implanted fibers.

【0033】本発明で用いる流体の流動性制御装置10
は、少なくとも一対の電極12,14を有している。こ
の一対の電極を形成する電極12,14は、流体16に
非一様電界を形成することができるようにされている。
即ち、表面が平滑な一対の電極を用いたのでは、流体1
6に非一様電界を形成しにくく、流体に新たな移動流を
形成することは難しい。本発明では、対峙する一対の電
極12,14のうち、一方の電極12の表面に繊維18
が植設されており、この附け番12の電極は植毛電極で
ある。そして、本発明ではこの植毛電極12を形成する
繊維18のうち、少なくともその一部は、導電性繊維で
形成されている。ここで、導電性繊維は、比抵抗値が、
102Ω・cm以下でありことが必要である。このような
比抵抗値を有する導電性繊維を電極12の表面に植設す
ることにより、この植設された導電性繊維18の開放先
端部31と、他方の電極14との間の電位差が非常に大
きくなり、電極12,14間に電圧を印加すると、この
開放先端部31と他方の電極14との間に非常に強力な
流体の移動流(ジェット流)33が形成される。流体1
6は、電極12,14の面に沿って移動するのに対し
て、移動流33は、導電性繊維18の開放端部31と電
極14との間に流体16の流れ方向に対して略垂直に形
成されることから、この移動流33は、流体16の粘度
増加として検知される。即ち、電圧を印加することによ
り、電極12,14の間にある流体には、流れ方向に抗
する流体の新たな移動流が形成され、流体の見かけの粘
度が増加する。本発明の方法によれば、電界によって流
体のレオロジー効果が顕在化する電気レオロジー(E
R)効果と同等の効果が得られる。
The fluid flow control device 10 used in the present invention
Has at least a pair of electrodes 12 and 14. The electrodes 12, 14 forming this pair of electrodes are adapted to form a non-uniform electric field in the fluid 16.
That is, if a pair of electrodes having smooth surfaces are used, the fluid 1
6, it is difficult to form a non-uniform electric field, and it is difficult to form a new moving flow in the fluid. In the present invention, the fiber 18 is provided on the surface of one of the pair of electrodes 12 and 14 facing each other.
Are implanted, and the electrode with the number 12 is a flocked electrode. In the present invention, at least a part of the fibers 18 forming the flocking electrode 12 is formed of conductive fibers. Here, the conductive fiber has a specific resistance value of
It is necessary that it be 10 2 Ω · cm or less. By implanting the conductive fiber having such a specific resistance value on the surface of the electrode 12, the potential difference between the open distal end portion 31 of the implanted conductive fiber 18 and the other electrode 14 is extremely low. When a voltage is applied between the electrodes 12 and 14, a very strong fluid flow (jet flow) 33 is formed between the open tip 31 and the other electrode 14. Fluid 1
6 moves along the plane of the electrodes 12 and 14, while the moving flow 33 is substantially perpendicular to the flow direction of the fluid 16 between the open end 31 of the conductive fiber 18 and the electrode 14. Therefore, the moving flow 33 is detected as an increase in the viscosity of the fluid 16. That is, by applying a voltage, a new moving flow of the fluid that opposes the flow direction is formed in the fluid between the electrodes 12 and 14, and the apparent viscosity of the fluid increases. According to the method of the present invention, the electric rheology (E
An effect equivalent to the (R) effect is obtained.

【0034】なお、植設繊維の開放端部31から電極1
4方向に形成されたジェット流33は、電極14の表面
に達した後は、その向きを植毛電極12方向に変え、植
毛電極12の表面で折り返した移動流は再び繊維の開放
端部31からジェット流となって送り出される。
The electrode 1 is connected from the open end 31 of the plant fiber.
After reaching the surface of the electrode 14, the jet flow 33 formed in the four directions changes its direction to the direction of the flocked electrode 12, and the moving flow turned back on the surface of the flocked electrode 12 returns from the open end 31 of the fiber. It is sent out as a jet stream.

【0035】このような電圧を印加して流体に非一様電
界を形成することにより生ずる強力なジェット流を本来
の流体の流れ方向に対して抗するように形成すれば、こ
の装置を流体に対するバルブ機構として使用することが
できる。
By applying such a voltage to form a strong jet stream generated by forming a non-uniform electric field in the fluid so as to oppose the original flow direction of the fluid, this device can be used. It can be used as a valve mechanism.

【0036】例えば図2および図3において、左(A)
から右(B)に流れる流体16は、電極12,14に電
圧を印加することにより、この電極間で、流体16の見
かけ粘度の増加し、その流速および/または流量が低下
する。この流体16の見かけ粘度の増加は、印加電圧に
依存するから、流体16の流速および/または流量を印
加する電圧によって変動させることができる、例えば図
2および図3に示す領域Aと領域Bとを流動性制御装置
50を介して連結すれば、領域Aにおける液体に加圧し
て液体を領域Bに移動させる際に、流動制御装置50に
おける印加電圧を変えることにより、液体の移動速度、
移動量などを制御することができる。
For example, in FIG. 2 and FIG.
By applying a voltage to the electrodes 12, 14, the fluid 16 flowing from the right to the right (B) increases the apparent viscosity of the fluid 16 between the electrodes, and decreases its flow rate and / or flow rate. Since the increase in the apparent viscosity of the fluid 16 depends on the applied voltage, the increase in the flow rate and / or the flow rate of the fluid 16 can be changed by the applied voltage. For example, the region A and the region B shown in FIGS. Are connected via the fluidity control device 50, when the liquid in the region A is pressurized and the liquid is moved to the region B, by changing the applied voltage in the flow control device 50, the moving speed of the liquid,
The amount of movement can be controlled.

【0037】この流動性制御装置50をバルブとして機
能させることができる。
The fluidity control device 50 can function as a valve.

【0038】このように電極12,14間に、流体の新
たな移動流を形成するためには、流体中に非一様電界を
形成する必要であり、植毛電極12の開放繊維端部33
と電極14との間の電位差が大きいほど移動流が形成さ
れやすい。
In order to form a new moving flow of the fluid between the electrodes 12 and 14 as described above, it is necessary to form a non-uniform electric field in the fluid.
The larger the potential difference between the electrode and the electrode 14, the more easily the moving flow is formed.

【0039】本発明では、植毛電極を形成する導電性繊
維として、比抵抗値が102Ω・cm以下、好ましくは、
10-5〜100Ω・cmの範囲内にある繊維を使用する。
比抵抗値が102Ω・cmを超える繊維を用いたのでは、
他の繊維との比較において、この導電性繊維を用いた優
位性が顕在化しない。但し、比抵抗値が10-5Ω・cmよ
り低い繊維は完全な導電体であり、比較的低い電圧で破
壊電圧に至ることがあり、有効な移動流を形成すること
ができないことがある。また、比抵抗値が10 0Ω・cm
よりも著しく高い場合には、繊維が電極として機能しな
いことがあり、こうした場合にはやはり有効な移動流を
形成されないこともあり得る。
In the present invention, the conductive fiber forming the flocking electrode
As a fiber, the specific resistance value is 10TwoΩcm or less, preferably
10-Five-100Use a fiber within the range of Ω · cm.
Specific resistance value is 10TwoIf you use fibers that exceed Ωcm,
In comparison with other fibers, the superiority of this conductive fiber
Position does not become apparent. However, when the specific resistance value is 10-FiveΩcm
Low fibers are perfect conductors and break at relatively low voltages.
May form an effective moving flow that may lead to a breakdown voltage
May not be possible. Further, when the specific resistance value is 10 0Ωcm
If the fibers are significantly higher than
In such a case, an effective moving flow
It may not be formed.

【0040】一般に植毛に使用されているレーヨン繊
維、アクリル繊維等の合成繊維(通常繊維)の比抵抗値
は、102Ω・cmを大きく超え、通常の場合1010Ω・c
m程度である。従って、本発明で電極12に植設する導
電性繊維の比抵抗値は、通常繊維の比抵抗値よりも著し
く低く、通常繊維と導電性繊維とを混合して植設するこ
とにより、通常繊維からなる繊維の先端の群の中に、非
常に電圧の高い部分が点在するような状態になり、流体
には移動流を形成するのに好適な非一様電界が形成され
ることになる。
The specific resistance of synthetic fibers (ordinary fibers) such as rayon fibers and acrylic fibers generally used for flocking greatly exceeds 10 2 Ω · cm, and usually 10 10 Ω · c.
m. Therefore, the specific resistance value of the conductive fiber implanted in the electrode 12 in the present invention is significantly lower than the specific resistance value of the normal fiber, and the normal fiber and the conductive fiber are mixed and implanted to form the normal fiber. In the group of fiber tips consisting of, very high voltage parts are scattered, and a non-uniform electric field suitable for forming a moving flow is formed in the fluid .

【0041】このような図2に示すように、植毛電極1
2と他方の電極とを固定し、電極間に電圧を印加しなが
らこの電極間に流体を流して、移動流が形成されること
による見かけ粘度の変化を測定すればよいが、図1に示
すように、粘度を測定しようとする液体中に植毛電極1
2が回転し、他方の電極14が固定された装置を浸漬
し、電極12,14間に電圧を印加しながら、植毛電極
12を回転させて、植毛電極12に対して液体16を相
対的に移動(電極に対して流動)させて、このときに回
転する植毛電極12にかかるストレスを測定することに
より電圧印加による見かけ粘度の変化を測定することが
できる。
As shown in FIG. 2, as shown in FIG.
2 and the other electrode are fixed, a fluid is caused to flow between the electrodes while applying a voltage between the electrodes, and the change in apparent viscosity caused by the formation of the moving flow may be measured, as shown in FIG. As shown in FIG.
2 rotates, immerses the device in which the other electrode 14 is fixed, rotates the flocking electrode 12 while applying a voltage between the electrodes 12, 14, and makes the liquid 16 relatively to the flocking electrode 12. By moving (flowing with respect to the electrode) and measuring the stress applied to the rotating flocking electrode 12 at this time, it is possible to measure the change in apparent viscosity due to voltage application.

【0042】図1には、直径35mmの一対の円板12,
14を有し、上部円板12の下部円板に対面する面に通
常繊維と導電性繊維とが植設された電極を用いた電極の
例が示されている。そして、この上部円板12は、下部
円板14に対して回動自在に配置されている。付番22
は、この上部電極12を回転させるためのモータであ
る。上部円板12と下部円板14とは、1.5mmの間隙
を形成して配置されており、植毛繊維18の長さは1mm
であるから、植設された繊維18の先端と下部円板14
との間に0.5mmの間隙が形成されるように配置されて
いる。このような上部円板12と下部円板14とは電気
的に絶縁されている。図1において、モータ22の回転
軸26には、回転接点が設けられており、上部円板12
と下部円板14との間に電圧を印加することができるよ
うにされている。印加電圧は、コントローラー24によ
って制御される。
FIG. 1 shows a pair of disks 12 having a diameter of 35 mm.
14 shows an example of an electrode using an electrode in which normal fibers and conductive fibers are implanted on the surface of the upper disk 12 facing the lower disk. The upper disk 12 is rotatably arranged with respect to the lower disk 14. Number 22
Is a motor for rotating the upper electrode 12. The upper disc 12 and the lower disc 14 are arranged with a gap of 1.5 mm, and the length of the flocking fiber 18 is 1 mm.
Therefore, the tip of the implanted fiber 18 and the lower disk 14
Are arranged such that a gap of 0.5 mm is formed between them. The upper disk 12 and the lower disk 14 are electrically insulated. In FIG. 1, a rotating contact is provided on a rotating shaft 26 of the motor 22 so that the upper disk 12
A voltage can be applied between the lower disk and the lower disk. The applied voltage is controlled by the controller 24.

【0043】また、上部円板12は、駆動装置であるモ
ータ22に回転軸26により連結されており、この回転
軸26には、回転の際の剪断応力を測定するための測定
装置(図示なし)が備えられている。
The upper disk 12 is connected to a motor 22, which is a driving device, by a rotating shaft 26. The rotating shaft 26 has a measuring device (not shown) for measuring a shearing stress during rotation. ) Is provided.

【0044】本発明において、植毛電極12は、金属基
板表面に通常繊維および導電性繊維が植設された電極で
ある。
In the present invention, the flocking electrode 12 is an electrode in which ordinary fibers and conductive fibers are planted on the surface of a metal substrate.

【0045】本発明において、導電性繊維としては、上
述のような比抵抗値を有する繊維あるいは糸類、これら
の紡織、織布類、パンチング加工した不織布類が使用さ
れる。このような比抵抗値を有する繊維の例としては、
グラファイト、導電性処理された繊維、金属繊維、金属
細線、金属メッキ繊維、金属蒸着繊維、炭素複合繊維、
導電性を有するこれらの繊維を混紡あるいは交織して導
電性を付与した繊維を挙げることができる。ここで、繊
維の導電性処理とは、繊維を導電性物質で被覆する処
理、硫酸銅等の繊維に導電性を付与する物質と繊維とを
化学的に結合させる処理、繊維に金属等の導電性物質を
メッキする処理、繊維に金属等の導電性物質を蒸着する
処理、導電性を有するこれらの繊維の混紡あるいは交織
処理などであって、かつこの処理により繊維の比抵抗値
を102Ω・cm以下にする処理をいう。
In the present invention, as the conductive fibers, fibers or yarns having the above-mentioned specific resistance, textiles, woven fabrics, and nonwoven fabrics obtained by punching are used. Examples of fibers having such a specific resistance value include:
Graphite, conductive treated fiber, metal fiber, metal wire, metal plating fiber, metal deposition fiber, carbon composite fiber,
Fibers which have been rendered conductive by blending or weaving these conductive fibers can be mentioned. Here, the conductive treatment of the fiber is a treatment of coating the fiber with a conductive substance, a treatment of chemically bonding the fiber with a substance that imparts conductivity to the fiber such as copper sulfate, or a conductive treatment of a metal or the like on the fiber. process of plating the sexual substances, a process for depositing a conductive material such as metal fibers, and the like blended or union processing of these fibers having a conductivity, and 10 2 Omega a specific resistance value of the fibers by the process -It refers to processing to make the size of cm or less.

【0046】上記のような導電性繊維は、通常はこの導
電性繊維よりも比抵抗値の高い繊維(通常の合成繊維な
ど、本発明では導電性繊維以外の繊維を「通常繊維」と
記載することもある)と共に平板状の電極12の表面に
植設される。
The conductive fibers as described above are usually fibers having a higher specific resistance than the conductive fibers (fibers other than the conductive fibers such as ordinary synthetic fibers are referred to as “normal fibers” in the present invention). May be implanted on the surface of the flat electrode 12.

【0047】ここで導電性繊維と共に植設される通常繊
維の例としては、有機繊維、無機繊維または絶縁性金属
繊維を挙げることができる。具体的には、有機繊維とし
ては、ポリアミド繊維(ナイロン繊維)、ポリエステル
繊維、アクリル繊維、レーヨン繊維、アセテート繊維、
ビニロン繊維、ポリプロピレン繊維およびポリ塩化ビニ
ル繊維等の化学繊維;綿、麻および羊毛等の天然繊維;
有機物質のウイスカー等を挙げることができる。また、
無機繊維としては、ガラス繊維、アスベスト繊維、無機
物のウイスカー等を挙げることができる。さらに絶縁性
金属繊維としては、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化
物などの金属化合物および絶縁性金属誘導体等のウイス
カーを挙げることができる。
Here, examples of the ordinary fibers implanted together with the conductive fibers include organic fibers, inorganic fibers and insulating metal fibers. Specifically, as organic fibers, polyamide fibers (nylon fibers), polyester fibers, acrylic fibers, rayon fibers, acetate fibers,
Chemical fibers such as vinylon fiber, polypropylene fiber and polyvinyl chloride fiber; natural fibers such as cotton, hemp and wool;
Organic material whiskers can be used. Also,
Examples of the inorganic fibers include glass fibers, asbestos fibers, and inorganic whiskers. Examples of the insulating metal fibers include metal compounds such as metal oxides, metal nitrides, and metal carbides, and whiskers such as insulating metal derivatives.

【0048】特に本発明では、導電性繊維と共に植設さ
れる通常繊維としては、有機繊維を使用することが好ま
しい。
Particularly, in the present invention, it is preferable to use organic fibers as the ordinary fibers implanted together with the conductive fibers.

【0049】このように上部円板12に植設される導電
性繊維および通常繊維18の長さは、電極間距離により
適宜設定することができるが、導電性繊維および通常繊
維の長さは、通常は、電極板間距離の1/100〜95
/100程度、好ましくは1/100〜80/100程
度に設定される。例えば図1に示す装置10において上
部円板12と下部円板14との円板間距離は1.5mmで
あり、この例では、植設されている導電性繊維および通
常繊維18の長さは、1.0mmである。また、この導電
性繊維および通常繊維18の太さは、通常は0.5〜1
5デニール、好ましくは1.0〜5.0デニールの範囲内
にある。導電性繊維および通常繊維の太さが上記範囲を
大きく逸脱すると電極面への繊維の均一な植設が困難と
なり、得られる植毛電極が示す剪断応力にバラツキが発
生する。
The lengths of the conductive fibers and the ordinary fibers 18 implanted on the upper disk 12 can be appropriately set according to the distance between the electrodes. Usually, 1/100 to 95 of the distance between electrode plates
/ 100, preferably about 1/100 to 80/100. For example, in the apparatus 10 shown in FIG. 1, the distance between the upper disk 12 and the lower disk 14 is 1.5 mm, and in this example, the lengths of the conductive fibers and the normal fibers 18 implanted are: 1.0 mm. The thickness of the conductive fiber and the normal fiber 18 is usually 0.5 to 1
It is in the range of 5 denier, preferably 1.0 to 5.0 denier. When the thickness of the conductive fiber and the normal fiber greatly deviates from the above range, it becomes difficult to uniformly implant the fiber on the electrode surface, and the shear stress exhibited by the obtained flocking electrode varies.

【0050】本発明において、導電性繊維の植設面積と
通常繊維の植設面積とは、流体の特性および導電性繊維
の特性を考慮して適宜設定することができるが、導電性
繊維の植設面積と通常繊維との植設面積との比が1:9
9〜50:50の範囲内にあることが好ましく、さら
に、3:97〜35:65の範囲内にあることが特に好
ましい。
In the present invention, the planting area of the conductive fibers and the planting area of the ordinary fibers can be appropriately set in consideration of the characteristics of the fluid and the characteristics of the conductive fibers. The ratio of the installation area to the planting area of ordinary fibers is 1: 9
It is preferably in the range of 9 to 50:50, and particularly preferably in the range of 3:97 to 35:65.

【0051】こうした繊維の植設密度は、制御しようと
する流体の流動性を考慮して適宜設定することができる
が、通常は1000〜50000本/cm2、好ましくは
3000〜30000本/cm2の範囲内にあり、導電性
繊維及び通常繊維の断面積は、被植設電極面積の通常は
2〜75%であり、好ましくは5〜35%である。本発
明の方法において流体の移動流は、主として植設された
導電性繊維18の先端(導電性植毛電極の先端)と、他
方の電極14との間に形成されるため、繊維の植設密度
が低いと形成される流体の移動流の規模が小さく、従っ
て、繊維の植設密度が低いと電圧印加により形成される
移動流が少なくなり充分な流体流動制御ができないこと
があり、また上記範囲を超える本数の植毛は工業的には
実質的にできない。また、導電性繊維と通常繊維とを上
述した割合で混紡あるいは交織して得られる導電性繊維
あるいは糸類等を植毛することもできる。
The planting density of such fibers can be appropriately set in consideration of the fluidity of the fluid to be controlled, but is usually 1,000 to 50,000 fibers / cm 2 , preferably 3,000 to 30,000 fibers / cm 2. And the cross-sectional area of the conductive fiber and the normal fiber is usually 2 to 75%, preferably 5 to 35% of the area of the implanted electrode. In the method of the present invention, since the moving flow of the fluid is mainly formed between the tip of the implanted conductive fiber 18 (tip of the conductive flocking electrode) and the other electrode 14, the planting density of the fiber is If the flow rate is low, the size of the moving flow of the formed fluid is small. Therefore, if the planting density of the fibers is low, the moving flow formed by applying the voltage is small, and the fluid flow may not be sufficiently controlled. More than the number of flocking can not be practically done industrially. In addition, it is also possible to implant a conductive fiber or a thread obtained by blending or interweaving the conductive fiber and the ordinary fiber in the ratio described above.

【0052】上記のような繊維を電極に植設する方法に
特に制限はないが、例えば電極である金属などの表面に
形成された導電性接着剤(植毛糊)層28により電極と
繊維の端部とを接着する方法あるいは接着剤を用いるこ
となく繊維端部を電極材表面に融着する方法など挙げる
ことができる。また、繊維が金属あるいは無機材料など
である場合には電極表面に繊維状に金属あるいは無機材
料を成長させてもよい。
Although there is no particular limitation on the method of implanting the fiber into the electrode as described above, for example, a conductive adhesive (flocked glue) layer 28 formed on the surface of a metal or the like serving as an electrode forms an end between the electrode and the fiber. And a method of fusing the fiber end to the surface of the electrode material without using an adhesive. When the fiber is a metal or an inorganic material, the metal or the inorganic material may be grown in a fibrous form on the electrode surface.

【0053】上記のように繊維18が植設された植毛電
極に対峙する他方の電極14は、電極間に電圧を印加す
ることができるものであればよく、種々の材料で形成す
ることができる。例えばこの他方の電極14は、金属、
グラファイト等の炭素材料、導電性の金属酸化物、導電
層を形成する塗材の塗布膜あるいは導電性フィルム等で
形成することができる。また、これらの電極形成材料の
表面が布等で表面被覆されていてもよい。図1、図2、
図3において、他方の電極14は金属で形成してある。
The other electrode 14 facing the flocking electrode on which the fibers 18 are implanted as described above may be formed of various materials as long as a voltage can be applied between the electrodes. . For example, the other electrode 14 is made of metal,
It can be formed of a carbon material such as graphite, a conductive metal oxide, a coating film of a coating material for forming a conductive layer, a conductive film, or the like. The surface of these electrode forming materials may be covered with a cloth or the like. 1 and 2,
In FIG. 3, the other electrode 14 is formed of metal.

【0054】上記のような植毛電極12と他方の電極1
4の間には、その使用温度において実質的に絶縁性の流
体16が挟持されている。図1において、植毛電極12
と他方の電極14とは、流体を充填した容器30内に浸
漬された態様が示されており、上記のような植毛電極1
2と他方の電極14とを流体16が充填された容器30
内に浸漬することにより、植毛電極12と他方の電極1
4との間隙に流体16が供給される。
The flocking electrode 12 and the other electrode 1 as described above
Between them, a substantially insulating fluid 16 is sandwiched at the service temperature. In FIG.
And the other electrode 14 are shown as being immersed in a container 30 filled with a fluid.
2 and the other electrode 14 are connected to a container 30 filled with the fluid 16.
By immersing in the inside, the flocking electrode 12 and the other electrode 1
The fluid 16 is supplied to the gap with the fluid 4.

【0055】上記のようにして植毛電極12と他方の電
極間14との間に供給される流体16は、その使用温度
において流動性を示す液体であればよい。本発明におい
てはこの流体16として、その使用温度において実質的
に絶縁性を有する流体を使用する。本発明において「流
体が実質的に絶縁性である」とは、この流体の導電率
(σ)が通常5×10-6S・m-1以下、好ましくは2.5×
10-6S・m-1以下であることを意味する。このような流
体の例としては、シリコーン油、油圧作動油、機械作動
油、トランス油、潤滑油、鉱油、切削油、軸受油、EC
Fを挙げることができる。
The fluid 16 supplied between the flocking electrode 12 and the other electrode 14 as described above may be any liquid that exhibits fluidity at the operating temperature. In the present invention, a fluid having substantially insulating properties at the operating temperature is used as the fluid 16. In the present invention, "the fluid is substantially insulating" means that the fluid has a conductivity (σ) of usually 5 × 10 −6 S · m −1 or less, preferably 2.5 × 10 −6 S · m −1.
It means that it is 10 −6 S · m −1 or less. Examples of such fluids include silicone oil, hydraulic oil, mechanical oil, transformer oil, lubricating oil, mineral oil, cutting oil, bearing oil, EC
F.

【0056】上記のような実質的に絶縁性の流体16を
挟持する植毛電極12と他方の電極14間に電圧を印加
する。ここで印加電圧は、例えば、矩形波、パルス波、
連続波などの状態で印加することができる。印加電圧
は、通常は10V〜10KV、好ましくは50V〜6KVで
ある。こうした電圧が印加される流体が実質的に絶縁性
を示す流体であっても、上記のようにして電圧を印加す
ると非常に微量ではあるけれども電流が流れる。このと
きに流れる電流量は、流体の種類、植毛電極の種類、電
極間距離などによって異なるが、通常は0.001〜1
00μA/cm2、多くの場合0.05〜20μA/cm2
範囲内にある。
A voltage is applied between the flocked electrode 12 holding the substantially insulating fluid 16 as described above and the other electrode 14. Here, the applied voltage is, for example, a rectangular wave, a pulse wave,
It can be applied in a state such as a continuous wave. The applied voltage is usually 10 V to 10 KV, preferably 50 V to 6 KV. Even if the fluid to which such a voltage is applied is a fluid having a substantially insulating property, a current flows though a very small amount when the voltage is applied as described above. The amount of current flowing at this time varies depending on the type of fluid, the type of flocked electrode, the distance between the electrodes, and the like.
00μA / cm 2, are within the scope of the often 0.05~20μA / cm 2.

【0057】上記のようにして電極間に電圧を印加する
と、植毛電極12の導電性繊維18の先端31と他方の
電極14との間に選択的に流体の移動流が形成される。
すなわち、植毛電極を用いることにより、電極間に挟持
されている流体16に非一様電界が形成され、この非一
様電界により流体に新たな移動流が形成される。この移
動流は、例えば植毛電極を用いた場合には、ほぼそれぞ
れの導電性繊維の先端と他方の電極との間に形成され、
多くの場合流体の循環流となる。例えば図1および図2
においては、植毛電極12の導電性繊維の先端から他方
の電極14の間に縦方向に複数の循環流が形成される。
この循環流は、電極間を横方向に流れる流体の移動に対
してほぼ直角の方向に形成されることから、電極間を横
方向に移動する流体に対して剪断応力として機能する。
そして、この循環流の量(あるいは流れの強さ)は、植
毛電極と他方の電極間に印加される電圧の強さによって
制御することができるので、図1および図2においては
横方向に移動する流体の流動性を、植毛電極12と他方
の電極間14に印加される電圧を変えることにより制御
することができる。
When a voltage is applied between the electrodes as described above, a moving flow of the fluid is selectively formed between the tip 31 of the conductive fiber 18 of the flocking electrode 12 and the other electrode 14.
That is, by using the flocking electrode, a non-uniform electric field is formed in the fluid 16 held between the electrodes, and a new moving flow is formed in the fluid by the non-uniform electric field. This moving flow is formed between the tip of each conductive fiber and the other electrode substantially when, for example, a flocking electrode is used,
In many cases, it is a circulating flow of fluid. For example, FIGS. 1 and 2
In the above, a plurality of circulating flows are formed in the vertical direction between the tip of the conductive fiber of the flocking electrode 12 and the other electrode 14.
Since this circulating flow is formed in a direction substantially perpendicular to the movement of the fluid flowing laterally between the electrodes, it functions as a shear stress for the fluid moving laterally between the electrodes.
The amount of the circulating flow (or the strength of the flow) can be controlled by the strength of the voltage applied between the flocked electrode and the other electrode. The fluidity of the flowing fluid can be controlled by changing the voltage applied between the flocked electrode 12 and the other electrode 14.

【0058】図5に植毛電極の導電性繊維の先端33と
他方の電極14との間を0.5mmにし、この間隙に一般
的な作動油であるISO粘度グレード32の油圧作動油
(出光興産(株)製、商品名:ダフニースーパーハイド
ロウリックフルイド32)を挟持させて印加電圧1KVの
直流電圧を印加して、上部円板を回転したときの作動油
の粘度変化を示す。比較のために電圧を印加しないとき
の作動油の粘度も併記する。
In FIG. 5, the distance between the tip 33 of the conductive fiber of the flocking electrode and the other electrode 14 is set to 0.5 mm, and a hydraulic oil of ISO viscosity grade 32 (Idemitsu Kosan Co., Ltd.) which is a general hydraulic oil is provided in this gap. This shows the change in viscosity of the working oil when the upper disk is rotated by applying a DC voltage of 1 KV with a product name: Daphne Super Hydrourik Fluid 32 manufactured by K.K. For comparison, the viscosity of the hydraulic oil when no voltage is applied is also shown.

【0059】一般に流体に電圧を印加した時に流体が粘
度変化することは電気レオロジー効果として知られてい
るが、これは流体が電界によって状態変化することに起
因している。すなわち、例えば粒子分散系電気レオロジ
ー流体は電界によって粒子が誘電分極して電極間に鎖状
構造を形成することにより剪断応力が増加し、流体粘度
が増加するものと理解されている。また、均一電気レオ
ロジー流体である液晶は、電界により電極間の液晶物質
が一方方向に配向し、剪断応力が増加し、流体粘度が増
加するものと理解されている。
In general, a change in viscosity of a fluid when a voltage is applied to the fluid is known as an electrorheological effect. This is due to a state change of the fluid by an electric field. That is, it is understood that, for example, in a particle-dispersed electrorheological fluid, the particles undergo dielectric polarization by an electric field to form a chain structure between the electrodes, thereby increasing the shear stress and increasing the fluid viscosity. Further, it is understood that the liquid crystal, which is a uniform electrorheological fluid, is one in which the liquid crystal material between the electrodes is oriented in one direction by an electric field, the shear stress increases, and the fluid viscosity increases.

【0060】しかしながら、本発明の制御方法の例で用
いた油圧油は、電気的に安定であり、上記のような粒子
分散系流体あるいは液晶のような配向性は有していな
い。従って、粒子が不均一系流体のように鎖状構造を形
成することはあり得ず、また、液晶のように配向するこ
ともあり得ない。油圧油は、電界において安定な物質状
態を示すことが知られており、それが故に、現在優れた
電気絶縁性流体として広く使用されているのである。
However, the hydraulic oil used in the example of the control method of the present invention is electrically stable, and does not have the orientation property of the above-mentioned liquid dispersion or liquid crystal. Therefore, the particles cannot form a chain structure like a heterogeneous fluid, nor can they be oriented like liquid crystals. Hydraulic oils are known to exhibit a stable state of matter in electric fields, and are therefore widely used today as excellent electrical insulating fluids.

【0061】このような電気的に安定な物質である油圧
油を用いても、本発明で規定するように植毛電極と他方
の電極との間に電圧を印加すれば、植毛電極である繊維
の先端と他方の電極間との間に流体の移動流、多くの場
合循環流が観察され、この移動流の形成によって油圧油
の本来に流れ方向に対する剪断応力が増加し、油圧油の
見かけ粘度が上昇することにより流動性が変化する。こ
の油圧油の流動性は、電極間に印加される電圧によって
制御することができる。上記のような流体の挙動は、油
圧油に限られるものではなく、通常の作動油なども同様
の挙動を示す。
Even when such an electrically stable substance, such as hydraulic oil, is used, if a voltage is applied between the flocking electrode and the other electrode as defined in the present invention, the fiber which is the flocking electrode can be used. A moving flow of the fluid, often a circulating flow, is observed between the tip and the other electrode, and the formation of this moving flow increases the shear stress of the hydraulic oil in the flow direction, thereby reducing the apparent viscosity of the hydraulic oil. The rise causes a change in liquidity. The fluidity of the hydraulic oil can be controlled by the voltage applied between the electrodes. The behavior of the fluid as described above is not limited to hydraulic oil, and ordinary hydraulic oil and the like also exhibit similar behavior.

【0062】従って、本発明によれば、流体の流動性を
電極に電圧を印加することによって容易に制御すること
ができる。しかも、本発明による制御は、電極間に印加
する電圧を調整することによって極めて精度良く制御す
ることができる。
Therefore, according to the present invention, the fluidity of the fluid can be easily controlled by applying a voltage to the electrodes. Moreover, the control according to the present invention can be controlled with extremely high precision by adjusting the voltage applied between the electrodes.

【0063】そして、本発明の方法では、流体に粒子な
どを配合することなく、通常使用されている絶縁性液体
をそのまま使用して、既存の装置に電極を配置すること
により流体の制御を行うことができるので、設備の大規
模な変更を必要としない。さらに、図1に示すように、
電極を移動することもできるし、図2および図3に示す
ように、電極を固定して、この固定電極間に流体を流動
させ、固定電極に電圧を印加してこの固定電極間を通過
する流体の流動性を制御することができる。即ち、本発
明の方法では、電極に対する流体の相対的な流動特性を
制御することができる。
In the method of the present invention, the fluid is controlled by disposing electrodes in an existing device, using a generally used insulating liquid without mixing particles or the like into the fluid. It does not require extensive changes in equipment. Further, as shown in FIG.
The electrodes can be moved, or as shown in FIGS. 2 and 3, the electrodes are fixed, a fluid flows between the fixed electrodes, a voltage is applied to the fixed electrodes, and the electrodes pass between the fixed electrodes. The fluidity of the fluid can be controlled. That is, the method of the present invention can control the flow characteristics of the fluid relative to the electrode.

【0064】特に、図2および図3に示すように、植毛
電極12と他の電極14を固定し、この間を流体を移動
させる際に、植毛電極間に電圧を印加して流体の見かけ
粘度を変えることにより、この植毛電極12と他の電極
14との間を通過する流体の量、速度等を制御すること
ができる。そして、このように相互に位置が固定された
電極間を電圧を制御して印加しながら流体を通過させる
ことにより、この電極間を通過する流体の量及び速度を
制御することができる。このような電極は、流動する流
体に対する弁体に相当し、機械的に弁体を開放・閉鎖す
る代わりに、電極間に印加する電圧を変動することによ
り、流体の流量および流速を制御することができる。
In particular, as shown in FIGS. 2 and 3, the implanted electrode 12 and the other electrode 14 are fixed, and when the fluid is moved between them, a voltage is applied between the implanted electrodes to reduce the apparent viscosity of the fluid. By changing, the amount, speed, and the like of the fluid passing between the flocking electrode 12 and the other electrode 14 can be controlled. Then, by passing a fluid while controlling and applying a voltage between the electrodes whose positions are fixed to each other as described above, the amount and speed of the fluid passing between the electrodes can be controlled. Such an electrode corresponds to a valve body for flowing fluid, and instead of mechanically opening and closing the valve body, controlling the flow rate and flow rate of the fluid by changing the voltage applied between the electrodes. Can be.

【0065】本発明の制御方法および制御装置は、広く
産業応用が可能であり、図3に示すように、通常の油圧
油を用いる油圧機構において摺動部がなく電圧により制
御可能な油圧バルブとして利用することができる。さら
に、本発明の方法は、クラッチ、ショックアブゾーバー
のような自動車部品、産業機械部品、制振機構等として
応用することができる。
The control method and control device of the present invention can be applied to a wide range of industrial applications. As shown in FIG. 3, a hydraulic mechanism using a normal hydraulic oil has no sliding portion and can be controlled by voltage as a hydraulic valve. Can be used. Further, the method of the present invention can be applied to automobile parts such as clutches and shock absorbers, industrial machine parts, vibration damping mechanisms and the like.

【0066】本発明の流体の流動性の制御方法は、上記
詳述したように植毛電極を用いて、絶縁性流体に電圧を
印加して流体の流動特性を制御するものであるが、本発
明はさらに種々に改変することが可能である。
The method for controlling the fluidity of a fluid according to the present invention is to control the fluidity characteristics of a fluid by applying a voltage to an insulating fluid using a flocking electrode as described in detail above. Can be further variously modified.

【0067】例えば、本発明で用いられる流体には、特
に他の成分を配合する必要はないが、例えば酸化防止
剤、安定剤、着色剤、防錆剤、粘度調整剤、防腐剤、防
黴剤、各種溶剤、流動性調整剤、界面活性剤等の添加剤
を配合することもできる。
For example, the fluid used in the present invention does not need to be particularly blended with any other component. Examples thereof include an antioxidant, a stabilizer, a coloring agent, a rust inhibitor, a viscosity modifier, a preservative, and a fungicide. Additives such as agents, various solvents, fluidity modifiers, and surfactants can also be blended.

【0068】また、上記記載では導電性繊維と通常繊維
とは個別独立に植設した態様を示したが、導電性繊維と
通常繊維とを混合紡糸して、一本の繊維中に導電性部と
絶縁性部とを有する複合繊維を植設することによって
も、流体に非一様電界を形成することができ、上記と同
等の作用効果を示す。
In the above description, the conductive fiber and the normal fiber are individually and individually planted. However, the conductive fiber and the normal fiber are mixed and spun to form the conductive portion in one fiber. The non-uniform electric field can be formed in the fluid also by implanting the composite fiber having the insulating portion and the insulating fiber, and the same operation and effect as described above can be obtained.

【0069】また、流体として、難燃性乃至不燃性の流
体を使用することにより、印加電圧が通常よりも高い場
合であっても、この流体が引火したり、熱分解を起こす
ことが少なくすることができる。
Further, by using a flame-retardant or non-flammable fluid as the fluid, even if the applied voltage is higher than usual, the fluid is less likely to ignite or to cause thermal decomposition. be able to.

【0070】[0070]

【発明の効果】本発明によれば、導電性の繊維を植設す
ることにより、この導電性繊維の開放端部において、流
体に略直行する方向に流体の新たな移動流が形成され、
この移動流によって、流体の見かけの粘度が上昇する。
従って、本発明の方法では、電極間に電圧を印加するこ
とにより、流体の流動特性を変動させることができる。
殊に本発明の流動制御方法では、粒子などが実質的に含
有されない均一系においてECFを用いることにより、
電極間に電圧を印加することにより、植毛電極に植設さ
れた導電性繊維に非常に強いジェット流が形成され、こ
のジェット流によって、流体の見かけ粘度が変わること
から、流体のでレオロジー特性を電圧の印加によって容
易に制御することができる。
According to the present invention, by implanting conductive fibers, a new moving flow of the fluid is formed at the open end of the conductive fibers in a direction substantially perpendicular to the fluid.
This moving flow increases the apparent viscosity of the fluid.
Therefore, in the method of the present invention, the flow characteristics of the fluid can be changed by applying a voltage between the electrodes.
In particular, in the flow control method of the present invention, by using ECF in a homogeneous system substantially free of particles and the like,
By applying a voltage between the electrodes, a very strong jet stream is formed on the conductive fibers implanted in the flocked electrode, and this jet stream changes the apparent viscosity of the fluid. Can easily be controlled.

【0071】また、この方法で使用する植毛電極を用い
た装置は、基板に導電性繊維と通常繊維とを植設した電
極を有するものであり、この導電性繊維部分では他の部
分よりも強いジェット流が形成され、非常に優れたER
効果を示す。
An apparatus using a flocking electrode used in this method has an electrode in which conductive fibers and ordinary fibers are planted on a substrate, and the conductive fiber portion is stronger than other portions. Very good ER with jet flow formed
Show the effect.

【0072】また、流体として、不熱性化合物あるいは
組成物を使用することにより、印加電圧は高いけれども
流体に引火の心配がなく、非常に長期間安定に使用する
ことができる。
By using a non-heat-resistant compound or composition as the fluid, the fluid can be used stably for a very long time without fear of ignition of the fluid although the applied voltage is high.

【0073】しかも、本発明によれば発現する剪断応力
には力学的連続性があり、固体化を示す降状応力はなく
制御容易な性質を示し、制御装置等が簡素化される。
Further, according to the present invention, the generated shear stress has mechanical continuity, has no yield stress indicating solidification, exhibits easy controllability, and simplifies the control device and the like.

【0074】[0074]

【実施例】次に本発明の実施例を示してさらに詳細に説
明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
EXAMPLES Next, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.

【0075】[0075]

【実施例1】図1に示すように直径1.0mm、太さ3デ
ニールのレーヨン繊維(大和紡(株)製、商品名:コロ
ナ)85重量部と、長さ1.0mm、太さ3デニール、比
抵抗値が3.2×10-2Ω・cmの導電性処理を行ったア
クリル繊維(日本蚕毛染色(株)製、商品名:サンダー
ロン)15重量部をよく混合して植毛繊維とした。
Example 1 As shown in FIG. 1, 85 parts by weight of rayon fiber having a diameter of 1.0 mm and a thickness of 3 deniers (trade name: Corona, manufactured by Daiwabo Co., Ltd.), a length of 1.0 mm and a thickness of 3 Denier, 15 parts by weight of acrylic fiber (trade name: Sandalon, manufactured by Nippon Silk Wool Dyeing Co., Ltd.) which has been subjected to a conductive treatment with a specific resistance of 3.2 × 10 −2 Ω · cm, are thoroughly planted. Fiber.

【0076】直径35mmの円形金属平板上に植毛糊を
0.1mmの厚さに塗布した後、30000Vの電界下で静
電植毛法にて繊維を植毛して植毛電極を製造した。この
ときの植毛密度は8300本/cm2であった。そのう
ち、導電性繊維の植設面積は、1.4cm2であり、レーヨ
ン繊維の植設面積は、8.2cm2であり、両者の植設面積
比は15:85であった。
[0076] Flocked glue was applied to a thickness of 0.1 mm on a circular metal flat plate having a diameter of 35 mm, and then fibers were transplanted by electrostatic flocking under an electric field of 30,000 V to produce a flocking electrode. The flocking density at this time was 8,300 fibers / cm 2 . The conductive fiber planting area was 1.4 cm 2 , the rayon fiber planting area was 8.2 cm 2 , and the planting area ratio between the two was 15:85.

【0077】このようにして得られた植毛電極を平行平
板型測定センサーの上部の円板として配置した。
The flocking electrode thus obtained was arranged as a disk above the parallel plate type measurement sensor.

【0078】この植毛電極板の下方には、植設された繊
維の先端から0.5mmの間隙を形成して下部電極が配置
されている。この容器内に、ISO粘度グレード32の
油圧作動油(出光興産(株)製、商品名ダフニースーパ
ーハイドロウリックフルイド32)を充填した。
Below the flocking electrode plate, a lower electrode is arranged with a gap of 0.5 mm from the tip of the planted fibers. This container was filled with a hydraulic fluid of ISO viscosity grade 32 (trade name: Daphne Super Hydrolick Fluid 32, manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.).

【0079】上記電極(植毛電極)を回転させること
で、油圧作動油に剪断速度を与え、上部電極を正極と
し、下部電極を負極として、1.0KVの電圧を印加し各
剪断速度における粘度を測定した。
By rotating the above-mentioned electrode (flocked electrode), a shear rate is given to the hydraulic oil, the upper electrode is used as a positive electrode, the lower electrode is used as a negative electrode, and a voltage of 1.0 KV is applied to adjust the viscosity at each shear rate. It was measured.

【0080】結果を図4に示す。また、電圧印加時の電
流値は各剪断速度において0.3μA/cm2であった。
FIG. 4 shows the results. The current value at the time of voltage application was 0.3 μA / cm 2 at each shear rate.

【0081】[0081]

【実施例2】実施例1において用いたレーヨン繊維95
重量部と、実施例1で用いた導電性処理を施したアクリ
ル繊維5重量部とをよく混合して、植毛繊維とした以外
は同様にして植毛電極を製造し、各剪断速度における粘
度を測定した。このときの植毛密度は8300本/cm2
であった。そのうち、導電性繊維の植設面積は、0.5c
m2であり、レーヨン繊維の植設面積は、9.1cm2であ
り、両者の植設面積比は5:95であった。
Example 2 Rayon fiber 95 used in Example 1
5 parts by weight of the conductive fiber used in Example 1 and 5 parts by weight of the acrylic fiber used in Example 1 were mixed well to produce a flocking electrode, except that the flocking fiber was manufactured, and the viscosity at each shear rate was measured. did. The flocking density at this time was 8300 fibers / cm 2
Met. Among them, the planting area of conductive fiber is 0.5c
m 2 , the planting area of rayon fibers was 9.1 cm 2 , and the planting area ratio between the two was 5:95.

【0082】結果を図5に示す。FIG. 5 shows the results.

【0083】このときの電流値も、各剪断速度におい
て、0.3μA/cm2であった。
The current value at this time was 0.3 μA / cm 2 at each shear rate.

【0084】[0084]

【実施例3】実施例1において用いたレーヨン繊維70
重量部と、実施例1において用いた導電性処理を施した
アクリル繊維30重量部とをよく混合して、植毛用繊維
とした以外は実施例1と同様にして植毛電極を製造し
た。このときの植毛密度は8300本/cm2であった。
そのうち、導電性繊維の植設面積は、2.9cm2であり、
レーヨン繊維の植設面積は、6.2cm2であり、両者の植
設面積比は30:70であった。
Example 3 Rayon fiber 70 used in Example 1
A flocking electrode was manufactured in the same manner as in Example 1 except that 30 parts by weight of the conductive fiber used in Example 1 was mixed well with 30 parts by weight of the acrylic fiber used in Example 1 to obtain a fiber for flocking. The flocking density at this time was 8,300 fibers / cm 2 .
Among them, the planting area of conductive fiber is 2.9cm 2 ,
The planting area of the rayon fiber was 6.2 cm 2 , and the planting area ratio between the two was 30:70.

【0085】実施例1と同様に上部電極(植毛電極)を
回転させ、油圧作動油に剪断速度102/sを与えたと
きの粘度を測定したところ4.8×10-2Pa・sを示
し、上部電極を正極として下部電極を負極として500
Vの直流電圧を印加した時の粘度は3.1×10-1Pa・s
を示し、そのときの電流値は15μA/cm2を示した。
When the upper electrode (flocked electrode) was rotated in the same manner as in Example 1, and the viscosity was measured when the shearing rate of 10 2 / s was applied to the hydraulic oil, the viscosity was 4.8 × 10 -2 Pa · s. 500, with the upper electrode as the positive electrode and the lower electrode as the negative electrode.
The viscosity when a DC voltage of V is applied is 3.1 × 10 -1 Pa · s
And the current value at that time was 15 μA / cm 2 .

【0086】[0086]

【実施例4】実施例1において用いて導電性処理したア
クリル繊維の代わりに長さ1.0mm、繊維直径7μm、
比抵抗値1.5×10-3Ω・cmのグラファイト繊維(東
邦レーヨン(株)製、商品名:ベスファイト)を用いた
以外は同様にして植毛電極を製造した。このときの植毛
密度は8300本/cm2であった。そのうち、導電性繊
維の植設面積は、1.2cm2であり、レーヨン繊維の植設
面積は、8.4cm2であり、両者の植設面積比は13:8
7であった。
Example 4 Instead of the acrylic fiber subjected to the conductive treatment used in Example 1, the length was 1.0 mm, the fiber diameter was 7 μm,
Flocked electrodes were manufactured in the same manner except that graphite fibers having a specific resistance of 1.5 × 10 −3 Ω · cm (trade name: Vesfite, manufactured by Toho Rayon Co., Ltd.) were used. The flocking density at this time was 8,300 fibers / cm 2 . Among them, the planting area of the conductive fiber was 1.2 cm 2 , the planting area of the rayon fiber was 8.4 cm 2 , and the planting area ratio of both was 13: 8.
It was 7.

【0087】実施例1と同様に、上部電極(植毛電極)
を回転させ、油圧作動油に剪断速度102/sを与えたと
きの粘度を測定したところ、500Vの直流電圧を印加
したときの粘度は4.3×10-1Pa・sを示し、そのとき
の電流値は57μA/cm2を示した。
As in Example 1, the upper electrode (flocked electrode)
Was rotated, and the viscosity when a shear rate of 10 2 / s was applied to the hydraulic oil was measured. The viscosity when a DC voltage of 500 V was applied was 4.3 × 10 −1 Pa · s. The current value at this time was 57 μA / cm 2 .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は、本発明で好適に使用される制御装置の
例を模式的に示す模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram schematically showing an example of a control device suitably used in the present invention.

【図2】図2は、植毛電極における移動流を模式的に示
す図である。
FIG. 2 is a diagram schematically showing a moving flow in a flocked electrode.

【図3】図3は、植毛バルブの一例を模式的に示す図で
ある。
FIG. 3 is a diagram schematically illustrating an example of a flocked valve.

【図4】図4は、実施例1で測定した、各剪断速度にお
ける流体の粘度を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing the viscosity of a fluid at each shear rate measured in Example 1.

【図5】図5は、実施例2で測定した、各剪断速度にお
ける流体の粘度を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing the viscosity of a fluid at each shear rate measured in Example 2.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…流動性制御装置 12,14…電極(円板) 16…流体 18…繊維 22…モータ 26…回転軸 28…導電性接着剤 30…容器 31…開放繊維端部 50…流動制御装置(植毛バルブ) DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Flow control apparatus 12, 14 ... Electrode (disc) 16 ... Fluid 18 ... Fiber 22 ... Motor 26 ... Rotation axis 28 ... Conductive adhesive 30 ... Container 31 ... Open fiber end 50 ... Flow control apparatus (flocked) valve)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3H082 AA23 CC02 CC05 DB01 EE13 3J048 AC04 BE04 3J069 BB10 DD25  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 3H082 AA23 CC02 CC05 DB01 EE13 3J048 AC04 BE04 3J069 BB10 DD25

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも一対の電極を、実質的に絶縁
性の流体を介して対峙するように配置して、該電極間に
電圧を印加することにより、該実質的に絶縁性の流体
に、概略電圧印加方向に沿った移動流を形成して、該流
体の流動性を制御する方法であって、該対峙する一対の
電極のうちの一方の電極は、表面に比抵抗値が102Ω
・cm以下の導電性繊維を含む繊維が植設された植毛電極
であることを特徴とする流体の流動性制御方法。
At least one pair of electrodes are arranged so as to face each other via a substantially insulating fluid, and by applying a voltage between the electrodes, the substantially insulating fluid is A method of controlling a fluidity of a fluid by forming a moving flow substantially along a voltage application direction, wherein one of the pair of opposed electrodes has a specific resistance value of 10 2 Ω on the surface.
A method for controlling fluidity of a fluid, characterized in that the electrode is a flocked electrode in which fibers containing conductive fibers of not more than cm are implanted.
【請求項2】 前記導電性繊維の植設面積と他の繊維と
の植設面積との比が1:99〜50:50の範囲内にあ
ることを特徴とする請求項第1項記載の流体の流動性制
御方法。
2. The method according to claim 1, wherein the ratio of the planting area of the conductive fibers to the planting area of other fibers is in the range of 1:99 to 50:50. Fluid flow control method.
【請求項3】 前記導電性繊維が、導電性処理を施した
繊維、グラファイトおよび金属繊維よりなる群から選ば
れる少なくとも一種類の導電性物質で形成されているこ
とを特徴とする請求項第1項記載の流体の流動性制御方
法。
3. The conductive fiber according to claim 1, wherein the conductive fiber is made of at least one kind of conductive material selected from the group consisting of a fiber subjected to a conductive treatment, graphite, and a metal fiber. The method for controlling fluidity of a fluid according to the above item.
【請求項4】 前記電圧を、実質的に絶縁性の流体の流
れ方向に対して概略直交する方向に印加することことを
特徴とする請求項第1項に記載の流体の流動性制御方
法。
4. The method according to claim 1, wherein the voltage is applied in a direction substantially perpendicular to a flow direction of the substantially insulating fluid.
【請求項5】 前記植毛電極を形成する繊維の平均長さ
が10mm〜50μmの範囲内にあり、該繊維の太さが
0.1〜10デニールの範囲内にあり、かつ該繊維が1c
m2あたり1000〜50000本植設されていることを
特徴とする請求項第1項記載の流体の流動性制御方法。
5. An average length of a fiber forming the flocking electrode is in a range of 10 mm to 50 μm, a thickness of the fiber is in a range of 0.1 to 10 denier, and the fiber is 1 c
2. The method according to claim 1, wherein 1,000 to 50,000 plants are planted per m < 2 >.
【請求項6】 前記一対の電極間に10V〜10KVの直
流電圧または10V〜10KVのパルス状電圧を印加する
ことを特徴とする請求項第1項記載の流体の流動性制御
方法。
6. The method according to claim 1, wherein a DC voltage of 10 V to 10 KV or a pulse voltage of 10 V to 10 KV is applied between the pair of electrodes.
【請求項7】 前記流体の使用温度における導電率が、
5×10-6S・m-1以下であることを特徴とする請求項
第1項記載の流体の流動制御方法。
7. The fluid has a conductivity at a use temperature,
2. The method according to claim 1, wherein the flow rate is 5 × 10 −6 S · m −1 or less.
【請求項8】 比抵抗値が102Ω・cm以下の導電性繊
維を含む繊維を表面に多数植設した植毛電極を一方の電
極として有する少なくとも一対の電極を、実質的に絶縁
性の流体を介して対峙するように配置してなり、かつ該
電極間に電圧を印加可能にされている共に、該対峙する
一対の電極間を流体が流動可能にされていることを特徴
とする流体の流動性制御装置。
8. A method according to claim 1, wherein at least one pair of electrodes each having at least one flocked electrode in which a large number of fibers including conductive fibers having a specific resistance value of not more than 10 2 Ω · cm are implanted on the surface thereof. Are arranged so as to face each other, and a voltage can be applied between the electrodes, and the fluid is allowed to flow between the pair of electrodes facing each other. Fluidity control device.
【請求項9】 前記植毛電極と他の電極との相対的位置
が固定されており、該一対の電極間を流体が流動するこ
とを特徴とする請求項第8項記載の流体の流動性制御装
置。
9. The fluidity control of a fluid according to claim 8, wherein a relative position between the flocking electrode and another electrode is fixed, and the fluid flows between the pair of electrodes. apparatus.
【請求項10】 比抵抗値が102Ω・cm以下の導電性
繊維を含む繊維を表面に多数植設した植毛電極を一方の
電極として有する少なくとも一対の電極を、実質的に絶
縁性の流体を介して対峙するように固定配置してなり、
かつ該電極間に電圧を印加可能にされていると共に、該
対峙する一対の電極間を流体が流動可能にされているこ
とを特徴とする植毛バルブ機構。
10. A substantially insulating fluid comprising at least one pair of electrodes having, as one electrode, a flocked electrode in which a large number of fibers containing conductive fibers having a specific resistance of 10 2 Ω · cm or less are implanted on the surface. And fixedly arranged to face each other,
And a voltage can be applied between the electrodes, and a fluid can flow between the pair of electrodes facing each other.
JP2469699A 1999-02-02 1999-02-02 Fluidity control method for fluid, fluidity control device and bristled valve mechanism Pending JP2000220610A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2469699A JP2000220610A (en) 1999-02-02 1999-02-02 Fluidity control method for fluid, fluidity control device and bristled valve mechanism

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2469699A JP2000220610A (en) 1999-02-02 1999-02-02 Fluidity control method for fluid, fluidity control device and bristled valve mechanism

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000220610A true JP2000220610A (en) 2000-08-08

Family

ID=12145347

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2469699A Pending JP2000220610A (en) 1999-02-02 1999-02-02 Fluidity control method for fluid, fluidity control device and bristled valve mechanism

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000220610A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005143177A (en) * 2003-11-05 2005-06-02 Tokyo Denki Univ Actuator utilizing ehd phenomenon
KR101407489B1 (en) 2012-11-29 2014-06-13 서울대학교산학협력단 Apparatus for energy converting using liquid

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005143177A (en) * 2003-11-05 2005-06-02 Tokyo Denki Univ Actuator utilizing ehd phenomenon
JP4531375B2 (en) * 2003-11-05 2010-08-25 学校法人東京電機大学 Actuator using EHD phenomenon
KR101407489B1 (en) 2012-11-29 2014-06-13 서울대학교산학협력단 Apparatus for energy converting using liquid

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sprecher et al. Electrorheology at small strains and strain rates of suspensions of silica particles in silicone oil
US5354488A (en) Fluid responsive to a magnetic field
US5032307A (en) Surfactant-based electrorheological materials
Kuramoto et al. Electrorheological property of a polyaniline-coated silica suspension
JP2000220610A (en) Fluidity control method for fluid, fluidity control device and bristled valve mechanism
Otsubo Electrorheological properties of barium titanate suspensions under oscillatory shear
US5620071A (en) Electrically controlled force transmitting method and electrically controlled force transmitting apparatus
JP3263346B2 (en) Method for controlling fluidity of liquid and fluid flow control device used in this method
Yatsuzuka et al. Observation of the electrorheological effect of silicone oil/polymer particles suspension
Nava et al. Response time and viscosity of electrorheological fluids
Kontopoulou et al. Electrorheological properties of PDMS/carbon black suspensions under shear flow
Seed et al. Tribotronic and electrochemical properties of platinum–nanofluid interfaces formed by aqueous suspensions of 5 and 40 nm tio2 nanoparticles
Wang et al. Influence of Kinematic Viscosity of Base Oil on Magnetorheological Grease
Espin et al. Effect of additives and measurement procedure on the electrorheology of hematite/silicone oil suspensions
Knutson et al. Shuttling of charge by a metallic sphere in viscous oil
Arguelles et al. A theoretical model for steady electroviscous flow between parallel plates
Rejon et al. Rheological behavior of electrorheological fluids: effect of the dielectric properties of liquid phase
US5149454A (en) Electrorheological compositions including am5-11 O8-17
Kollias et al. Properties of zeolite-and cornstarch-based electrorheological fluids at high shear strain rates
Rhee et al. A study on the relation between flow characteristics and cluster formation of electrorheological fluid using visualization
Zhang et al. Dust effects on various lubricated sliding contacts
US5130039A (en) Anhydrous electrorheological compositions including Liy Si1-x Ax O4
Huimin et al. Effect of different volume fraction magnetorheological fluids on its shear properties
Eyrik et al. Investigation of electrorheological properties and creep behavior of poly (oxymethylene)/polythiophene composites
Ahmari et al. Electrorheological response of SnO 2 and Y 2 O 3 nanoparticles in silicon oil