JP3157804B2 - 電気感応作動媒体およびその使用方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は難燃性乃至不燃性である均
一系の電気感応作動媒体およびその使用方法に関する。
さらに詳しくは本発明は、高圧直流電圧を印加すること
により移動流を形成する均一系の電気感応作動媒体（電
界共役流体(Electro-Conjugate Fluid = ECF)）であっ
て、高圧直流電圧を印加時の生ずることがあるスパーク
等によっても引火することがなく、安全に効率よく使用
することができる均一系電気感応作動媒体およびこの均
一系電気感応作動媒体を使用する方法に関する。

【０００２】

【発明の技術的背景】本発明者は、特定の絶縁性液体に
電圧を印加することにより、印加電圧に対応した絶縁性
液体の移動流を形成することができること(ECF効果)を
見出し、こうした特定の絶縁性液体の有する特異的効果
を利用して既に多くの出願をしている。この電気感応作
動媒体およびその用途などについては、例えば、特願平
８−７６２５９号、同８−１６８７２号、同９−２５５
５５７号、同８−２４１６７９号、同８−２４８４１７
号、同８−１６８７１号、同９−２９０８２６号、実願
平９−２２０１号等の明細書に記載されている。

【０００３】ところで、こうした電気感応作動媒体の移
動流を安定に形成しようとすると、電気感応作動媒体に
１KV程度あるいはそれ以上の高圧直流電圧を印加する必
要がある。この電気感応作動媒体は、小型化することに
よりエネルギー密度が高くなり、供給する電気エネルギ
ーを運動エネルギーに変換する際の変換効率が高くなる
との特性を有している。そして、本発明者は、こうした
特性を利用して、既に直径３mm程度の超小型ＥＣＦモー
ターを製造し、この超小型ＥＣＦモーターを高速で回転
させることに成功している。

【０００４】ところが、このように電気感応作動媒体を
用いた装置が小型化するに従って、電極間距離も狭くな
り、例えば上記超小型ＥＣＦモーターに配置されている
電極のうち最も狭い部分の電極間距離は１mmにも満たな
いことがある。このように電極を近接して設けたとして
も、装置全体が電気感応作動媒体で完全に満たされてい
れば、この電気感応作動媒体は実質的に絶縁性であるこ
とから、なんら問題なく駆動する。しかしながら、装置
が小型化するに従って、装置内の空気を電気感応作動媒
体で完全に置換することができないことがある。また、
こうした装置では、電気感応作動媒体が蒸散しないよう
に、非常に高い機密性を有しているが、例えばＥＣＦモ
ータにおいては、筐体に対してロータが回転することか
ら、この回転軸と筐体と間から電気感応作動媒体が極微
量蒸散する可能性がある。こうした装置の製造時あるい
は装置の使用過程において、装置内には微量ではあるが
空気（気泡）が形成されることがある。こうして微少な
気泡が形成された装置に例えば１KVを超すような高電圧
の直流電圧を印加すると、印加時にこの気泡部分でスパ
ークが生ずることがあり、電気感応作動媒体が可燃性で
ある場合には、このスパークによって電気感応作動媒体
が燃焼することがあることがわかった。さらに、上記の
ように電気感応作動媒体の燃焼には至らないまでも、発
生することがあるスパークによって、電気感応作動媒体
に部分的な酸化が生じ、長期的にみるとこうしたスパー
クによる電気感応作動媒体の特性の変化が懸念される。

【０００５】本発明者は、これまで電気感応作動媒体に
ついて、主としてその駆動機構、エネルギー変換効率な
どについて検討し、電気感応作動媒体として使用可能な
液体は特性の導電率と粘度との関係を見出して既にこの
電気感応作動媒体として使用可能な液体について出願し
ている。このように液体の導電率および粘度が特定の関
係を有する液体に直流電圧を印加して非一様電界を形成
すると、電極間に移動流が形成され、この移動流を例え
ば羽根車で受ければ電気エネルギーを運動エネルギーで
ある回転力として取り出すことができる。しかも、この
電気感応作動媒体を用いた装置は小型化することによ
り、より効率的に駆動する。

【０００６】しかしながら、装置が小型化することによ
り電極間距離も短くなり、こうして小型の装置内に微少
であっても気泡が存在すると、電圧を印加したときにス
パークが発生しやすくなる。

【０００７】従って、電気感応作動媒体を長期間に亘っ
て使用する場合には、電圧を印加する際に発生すること
があるスパークによって燃焼あるいは劣化しない電気感
応作動媒体を使用することが望ましい。

【０００８】本発明者は、電圧を印加することにより移
動流を形成するという電気感応作動媒体の基本的特性か
らさらに一歩進んで、電気感応作動媒体に電圧を印加し
て電気感応作動媒体を用いた装置を長期間に亘り安定に
駆動させるためには、電圧印加時に生ずることもあるス
パークによっても電気感応作動媒体が安定であることが
必要であるとの知見を得て本発明を完成するに至った。

【０００９】なお、特開平６−５７２７４号公報および
同６−７３３９０号公報には、シリコーン油のような絶
縁性液体に特定のフッ素化合物を配合して懸濁させた電
気感応性組成物の発明が開示されている。これらの公報
に開示されているフッ素化合物は、常温で固体であり、
シリコーン油等の絶縁性液体に対しては不溶または難溶
である。従って、これらの公報に開示されている電気感
応性組成物は、絶縁性液体に固体状のフッ素化合物が微
分散した不均一系である。こうした不均一系の電気感応
性組成物に電圧を印加すると、微分散しているフッ素化
合物が例えば鎖状に連接して、この電気感応性組成物の
流体特性が変動するのである。しかしながら、このよう
な不均一系の電気感応性組成物は、微分散しているフッ
素化合物が経時的に沈降しやすく、長期間に亘って液を
安定に保つことが難しい。また、シリコーン油のような
絶縁性液体は、引火点を有し、従って、スパークが生じ
た場合に、このシリコーン油等の基油に引火することが
あると共に、スパークの発生頻度が高い場合には、基油
自体が劣化するという問題がある。

【００１０】

【発明の目的】本発明は、直流電圧を印加することによ
り流動する電気感応作動媒体およびその使用方法を提供
することを目的としている。

【００１１】さらに詳しくは本発明は、直流電圧を印加
することによってこの電気エネルギーが媒体の流動を引
き起こし、さらに、この媒体の流動を、例えば回転エネ
ルギーのような機械エネルギーとして取り出しことがで
きる電気感応作動媒体およびその使用方法を提供するこ
とを目的としている。

【００１２】そして、このような直流高圧電圧を印加す
る際にスパークしたとしても、引火することがなく長期
間に亘って、安定に装置を駆動させ続けることができる
電気感応作動媒体およびこのような安定な電気感応作動
媒体を用いる方法を提供することを目的としている。

【００１３】

【発明の概要】本発明は、少なくとも３個のフッ素原子
を分子内に有する少なくとも１種類の液体状有機化合物
を含む均一系電気感応作動媒体であり、該均一系電気感
応作動媒体について作動環境温度下における導電率が４
×１０^-10〜５×１０^-6S/mの範囲内にあり、かつ作動環
境温度下における該均一系電気感応作動媒体の表面張力
が２２dyn/cm以下である電気感応作動媒体にある。

【００１４】また本発明は、少なくとも３個のフッ素原
子を分子内に有する少なくとも１種類の液体状有機化合
物を含む均一系電気感応作動媒体であり、該均一系電気
感応作動媒体について作動環境温度下における導電率が
４×１０^-10〜５×１０^-6S/mの範囲内にあり、かつ作動
環境温度下における該均一系電気感応作動媒体の表面張
力が２２dyn/cm以下であり、さらに該均一系電気感応作
動媒体が実質的に引火点を有していない難燃性乃至不燃
性の電気感応作動媒体にある。

【００１５】本発明の電気感応作動媒体の使用方法は、
少なくとも３個のフッ素原子を分子内に有する少なくと
も１種類の液体状有機化合物を含む均一系電気感応作動
媒体であり、該均一系電気感応作動媒体について作動環
境温度下における導電率が４×１０^-10〜５×１０^-6S/m
の範囲内にあり、かつ作動環境温度下における該均一系
電気感応作動媒体の表面張力が２２dyn/cm以下である均
一系電気感応作動媒体中に、少なくとも一対の電極が配
置して、該一対の電極間に１００Ｖ〜２０KVの電圧を印
加して該均一系電気感応作動媒体を一方の電極から他方
の電極方向に移動させることを特徴としている。

【００１６】また、本発明の電気感応作動媒体の使用方
法は、少なくとも３個のフッ素原子を分子内に有する少
なくとも１種類の液体状有機化合物を含む均一系電気感
応作動媒体であり、該均一系電気感応作動媒体について
作動環境温度下における導電率が４×１０^-10〜５×１
０^-6S/mの範囲内にあり、かつ作動環境温度下における
該均一系電気感応作動媒体の表面張力が２２dyn/cm以下
である均一系電気感応作動媒体を、少なくとも一対の電
極が配置された筐体に充填し、該一対の電極間に１００
Ｖ〜２０KVの電圧を印加して該均一系電気感応作動媒体
の移動流を形成し、該移動流により該筐体に回動自在に
配置されたロータを回転させることを特徴としている
（例えば、ＳＥ型ＥＣＦモータとしての使用方法）。

【００１７】さらに、本発明の電気感応作動媒体の使用
方法は、少なくとも３個のフッ素原子を分子内に有する
少なくとも１種類の液体状有機化合物を含む均一系電気
感応作動媒体であり、該均一系電気感応作動媒体につい
て作動環境温度下における導電率が４×１０^-10〜５×
１０^-6S/mの範囲内にあり、かつ作動環境温度下におけ
る該均一系電気感応作動媒体の表面張力が２２dyn/cm以
下である均一系電気感応作動媒体を、筐体に充填し、該
筐体に回動自在に配置されたロータに少なくとも一対の
電極を敷設し、該電極間に間に１００Ｖ〜２０KVの電圧
を印加して該均一系電気感応作動媒体の移動流を形成
し、該移動流の反作用により該ロータを回転させること
を特徴としている（例えば、ＲＥ型ＥＣＦモータとして
の使用方法）。

【００１８】またさらに本発明の電気感応作動媒体の使
用方法は、少なくとも３個のフッ素原子を分子内に有す
る少なくとも１種類の液体状有機化合物を含む均一系電
気感応作動媒体であり、該均一系電気感応作動媒体につ
いて作動環境温度下における導電率が４×１０^-10〜５
×１０^-6S/mの範囲内にあり、かつ作動環境温度下にお
ける該均一系電気感応作動媒体の表面張力が２２dyn/cm
以下である均一系電気感応作動媒体を、少なくとも一対
の電極を有する容器内に充填すると共に、洗浄対象物を
配置して、該一対の電極間に１００Ｖ〜２０KVの電圧を
印加して該均一系電気感応作動媒体の移動流を形成さ
せ、該均一系電気感応作動媒体の移動流を該洗浄対象物
に接触させて該洗浄対象物を洗浄することを特徴として
いる（例えば、洗浄装置としての使用方法）。

【００１９】さらに、本発明の電気感応作動媒体の使用
方法は、少なくとも３個のフッ素原子を分子内に有する
少なくとも１種類の液体状有機化合物を含む均一系電気
感応作動媒体であり、該均一系電気感応作動媒体につい
て作動環境温度下における導電率が４×１０^-10〜５×
１０^-6S/mの範囲内にあり、かつ作動環境温度下におけ
る該均一系電気感応作動媒体の表面張力が２２dyn/cm以
下である均一系電気感応作動媒体を、少なくとも一対の
電極を有する容器内に充填し、該一対の電極間に１００
Ｖ〜２０KVの電圧を印加して該均一系電気感応作動媒体
の移動流を形成させ、該均一系電気感応作動媒体を所定
の位置に移動させることを特徴としている（例えば、ポ
ンプとしての使用方法）。

【００２０】上記記均一系電気感応作動媒体は、実質的
に引火点を有していない難燃性乃至不燃性の電気感応作
動媒体であることが好ましい。

【００２１】本発明の電気感応作動媒体は、１分子中に
少なくとも３個のフッ素原子を有する液体状有機化合物
を含有するものであり、この電気感応作動媒体は実質的
に引火点を有しない難燃性乃至不燃性液体である。この
均一系電気感応作動媒体について作動環境温度下におけ
る導電率は４×１０^-10〜５×１０^-6S/mの範囲内にあ
り、この媒体は実質的に絶縁性液体である。そして、こ
のように１分子内に少なくとも３個のフッ素原子を有す
る液体状有機化合物を含有する均一系電気感応作動媒体
の作動環境下について表面張力が２２dyn/cm以下であ
る。そして、電圧を印加したときの電気感応作動媒体に
よって形成される移動流は、この表面張力が低いほど良
好に形成されることが判明した。そこで、種々の液体に
ついてこの表面張力を測定してみたところ、通常の炭化
水素系化合物は２２dyn/cmを遙かに超えるものが多い。
そして、電気感応作動媒体として特性と表面張力との関
係から見ると、表面張力２２dyn/cm以下の表面張力を有
する液体に電圧を印加したときに、非常に良好に移動流
が形成されることが判明した。そして、一般に、１分子
内において、炭素に結合している水素原子をハロゲン原
子で置換した化学構造とすると、表面張力は低下する。
この効果は電気陰性度の大きなハロゲン原子ほど大き
く、フッ素原子の場合に最大となる。このようにフッ素
原子で炭素に結合していた水素原子を少なくとも３個以
上置換した有機液体は低表面張力値を有する。また、表
面張力が２２dyn/cm以下を示すほど低表面張力値を有す
る液体が含フッ素化合物である場合には、この化合物は
実質的に引火点を示さず、難燃性乃至不燃性となり、電
気感応作動媒体として非常に好適な特性および物性を有
するようになる。

【００２２】

【発明の具体的説明】次に本発明の難燃性乃至不燃性の
電気感応作動媒体およびその使用方法について具体的に
説明する。

【００２３】本発明の電気感応作動媒体は、実質的に粒
子等を含まない均一系の液体であり、この電気感応作動
媒体を構成する液体状有機化合物は、１分子内に少なく
とも３個、好ましくは６〜３０個のフッ素原子を有する
有機化合物である。また、本発明の電気感応作動媒体は
使用する状態において単独で液体である。本発明の電気
感応作動媒体である液状有機化合物は、１分子中に少な
くとも３個、好ましくは少なくとも６個のフッ素原子を
有している。そして、通常は、１分子中に存在するフッ
素原子で置換可能な水素原子の個数の３０〜１００％、
好ましくは３５〜１００％がハロゲン原子、特にフッ素
原子で置換された構造を有している。このように水素原
子をフッ素原子で置換することにより、本発明の電気感
応作動媒体を難燃性乃至不燃性にすることができる。殊
に、置換可能な水素原子の６０％以上をフッ素原子で置
換した構造の化合物は不燃性になる。さらに、このよう
にフッ素原子の数を３個以上有する有機化合物の表面張
力は低くなる。即ち、本発明の電気感応作動媒体の表面
張力は、その使用温度において２２dyn/cm以下であるこ
とが必要であり、さらに、この表面張力が１０〜２０dy
n/cmの範囲内にあることが好ましい。また、ここでの表
面張力は、該電気感応作動媒体が使用される駆動温度と
同じ温度で測定された値である。また、本発明ではこの
表面張力は、JIS-3362に記載されている方法により測定
した値を示しているが、市販の他の表面張力測定器を用
いて測定することもできることは勿論である。このよう
な化合物の表面張力は、１分子中に含まれるフッ素原子
の数（水素原子がフッ素原子によって置換されている割
合）によってある程度制御することが可能であり、本発
明の電気感応作動媒体のようにフッ素原子を３個以上有
する化合物は、対応するフッ素原子を有しない化合物よ
りも低い表面張力を示す。

【００２４】このようにフッ素原子を有することによ
り、本発明の電気感応作動媒体は、難燃性乃至不燃性に
なり、本発明の電気感応作動媒体は、実質的に引火点を
有していない。

【００２５】さらに、このようにフッ素原子を有するこ
とにより、難燃性乃至不燃性になると共に、化合物の安
定性が高くなり、例えばスパーク等によってこの有機化
合物が燃焼分解することがなくなる。

【００２６】本発明の電気感応作動媒体は、実質的に均
一な絶縁性物質であり、電場強度２KV/mmでの導電率σ
は、４×１０^-10〜５×１０^-6S/mの範囲内にあることが
必要であり、さらに、この導電率σが、５×１０^-10〜
２.５×１０^-6S/mの範囲内にあることが好ましい。ま
た、この導電率は、該電気感応作動媒体が使用される駆
動温度（作動環境）と同一温度で測定された値である。

【００２７】本発明の電気感応作動媒体は、有機液体状
化合物の中では比較的低い表面張力を示す。後述の比較
例に使用しているジブチルアジペートは、ＳＥ型ＥＣＦ
モータを回転駆動させることはできるが、表面張力が３
３dyn/cmと本発明の電気感応作動媒体と比較して高く、
モータ筐体への媒体を充填するときあるいは駆動中に小
さな気泡が発生することがある。こうしたＥＣＦモータ
の駆動には比較的高電圧を用いるため、媒体中への気泡
の混入により一時的に電極間に気泡が連なりスパークが
発生することがある、スパークにより一時的に電極間に
大電流が流れると電源装置屋制御装置へ悪影響を与え、
故障の原因となるばかりか駆動能力も不安定になる。ま
た、スパークにより、媒体の劣化が起こるばかりか、媒
体が可燃性の場合にはスパークにより引火して炎上する
こともあり、大変危険である。

【００２８】実験の結果、駆動中の気泡発生によるスパ
ーク発生頻度は、媒体の表面張力が２２dyn/cm以下にし
たときには少なく、殊に３０dyn/cm以上の媒体では多い
ことがわかった。気泡発生の主要因が、媒体と筐体壁と
の接触面や駆動中に巻き込まれる空気であると考える
と、表面張力が高いと、発生した気泡は媒体中では安定
化すると推察している。

【００２９】上記説明は、媒体の有する高い表面張力
が、媒体が駆動する際に発生する気泡を安定化し気泡を
安定に媒体中に包含させれしまうことが、気泡発生およ
びスパーク発生に頻度を高くする要因と考えに基づくも
のであり、これは本発明の理解を助けるために現時点で
考えられる最も合理的な推論であって、本発明がこの推
論によって限定的に解釈されるべきではないことは勿論
である。

【００３０】本発明の電気感応作動媒体は、上記のよう
に少なくとも３個のフッ素原子を有する液状の有機化合
物単体から形成されていてもよいし、また、複数の化合
物の均一な混合物であってもよい。本発明の電気感応作
動媒体が混合物である場合において、上記表面張力およ
び導電率は、その混合物の表面張力および導電率であ
り、また、その混合物全体として実質的に引火点を有し
ておらず、不燃性乃至難燃性であることが必要である。

【００３１】本発明の電気感応作動媒体を用いることに
より、装置が小型化して電極間距離が小さくなり、微量
の空気の存在によってスパークが生じたとしても、電気
感応作動媒体は燃焼することがなく、また、スパークに
よる分解も生じにくい。

【００３２】また、本発明の電気感応作動媒体は、上述
のように液状の有機化合物を有する均一系であって、不
溶性成分が分散、浮遊していることがないので、沈殿あ
るいは分離等が生ずることがなく、長期間に亘って安定
している。

【００３３】このような特性を有する電気感応作動媒体
を形成する含フッ素液状有機化合物の例としては、 (1) エチルパーフルオロブチルエーテル（C₄F₉-O-C₂H₅） [導電率=1.0×10^-9S^/m,表面張力=14 dyn/cm] (2) エチルパーフルオロイソブチルエーテル（iso-C₄F₉-O-C₂H₅） [導電率=1.0×10^-9S^/m,表面張力=14 dyn/cm] (3) メチルパーフルオロブチルエーテル（C₄F₉-O-CH₃） [導電率=1.1×10^-9S^/m,表面張力=14 dyn/cm] (4) メチルパーフルオロイソブチルエーテル（C₄F₉-O-C₂H₅） [導電率=1.1×10^-9S^/m,表面張力=14 dyn/cm] (5) C₉F₁₈ (CF₃-CF=CF₂の３量体であり、下記化合物の混合物) (CF₃)₂CFCF=C(CF₃)CF(CF₃)₂ …52重量% (CF₃)₂CFCF₂-C(CF₃)=C(CF₃)₂ …48重量% [導電率=3.5×10^-9S^/m,表面張力=16 dyn/cm] (6) C₆F₁₂ (CF₃-CF=CF₂の２量体であり、下記化合物の混合物) (CF₃)₂CFCF=CFCF₃ …93重量% (CF₃)₂C＝CFCF₂CF₃ …７重量% [導電率=6.0×10^-10 S/m,表面張力=13 dyn/cm] (7) ベンゾトリフルオライド（CF₃-C₆H₅） [導電率=5.0×10^-8S^/m,表面張力=21 dyn/cm] (8) p-クロロベンゾトリフルオライド（p-Cl-C₆H₄-CF₃） [導電率=2.0×10^-8S^/m,表面張力=19 dyn/cm] (9) フッ素系熱媒体；商品名：ガルデンＨＴ−２００、アウジモント（株）製 [導電率=5.2×10^-10 S/m,表面張力=12 dyn/cm] (10)エチルパーフルオロブチルエーテル５０重量％と フッ素系不活性液体５０重量％との混合物（２５℃） [導電率=7.8×10^-10 S/m,表面張力=14 dyn/cm,(25℃)] エチルパーフルオロブチルエーテル（C₄F₉-O-C₂H₅） [導電率=1.0×10^-9S^/m,表面張力=14 dyn/cm,(25℃)] フッ素系不活性液体（商品名:フロリナートFC-43,住友3M(株)製） [導電率=7.0×10^-13 S/m,表面張力=12 dyn/cm,(25℃)] (11)フッ素系不活性液体(商品名:フロリナートFC-43,住友3M(株)製)(80℃) [導電率=4.2×10^-10 S/m,表面張力=10.5 dyn/cm,(80℃)] を挙げることができる。これらの含フッ素有機化合物
は、少なくとも使用温度においてすべて液状である。

【００３４】本発明の電気感応作動媒体は、導電率およ
び表面張力が本発明で規定する範囲にある液状の含フッ
素有機化合物を単独で使用することもできるし、また、
含フッ素化合物を２種類以上混合して、得られた混合物
の導電率および表面張力を本発明で規定する範囲に調整
した液状の含フッ素有機化合物の混合物を使用すること
もできる。また、これらの含フッ素化合物は、多くの場
合相互に良好な相溶性を示し、上記複数の含フッ素化合
物を混合しても、均一な混合物となる。

【００３５】さらに、上記のような含フッ素化合物は、
例えばJIS-3362に規定されているような一般的な引火点
測定法によって引火点を測定しようとしても、引火点を
示さない。従って、こうした含フッ素有機化合物は、少
なくとも難燃性であり、ほとんどの化合物あるいは混合
物は不燃性であり、燃焼することはない。また、こうし
た含フッ素有機化合物あるいは混合物は、化学的に非常
に安定であり、スパーク等の環境の急激な変化に対して
も分解することはほとんどない。

【００３６】さらに、本発明の電気感応作動媒体に電圧
を印加して、この媒体の移動流を効率よく形成するため
には、この電気感応作動媒体の粘度は低いことが好まし
く、通常は、この電気感応作動媒体の使用温度における
粘度が１×１０⁰Pa・s以下であり、さらに粘度ηが＝１
×１０^-4Pa・s〜１×１０⁰Pa・sの範囲にあることが好ま
しく、２×１０^-4Pa・ｓ〜８×１０^-1Pa・ｓの範囲内にあ
る電気感応作動媒体が特に好ましい。

【００３７】なお、本発明の均一系電気感応作動媒体
は、本質的には上記のような含フッ素系有機化合物から
なるが、本発明の均一系電気感応作動媒体の特性を損な
わない範囲内において、他の成分を含有していてもよ
い。本発明の均一系電気感応作動媒体に配合することが
できる成分の例としては、粘度調整剤、色材、安定剤、
相溶化剤など、本発明の電気感応作動媒体の特性および
均一性を損なわない成分を挙げることができる。

【００３８】このような均一系電気感応作動媒体に、少
なくとも１対の電極を配置して、電圧を印加することに
より、この電気感応作動媒体の移動流が形成される。即
ち、この均一系電気感応作動媒体を用いることにより、
電気エネルギーを電気感応作動媒体の移動流という運動
エネルギーに変換することができる。さらに、この電気
感応作動媒体の移動流によって、ローターを回転させれ
ば、電気エネルギーを回転力として利用することができ
る。

【００３９】本発明の均一系電気感応作動媒体を用いた
モータについて説明する。

【００４０】本発明の均一系電気感応作動媒体を用いた
モータには、筐体に電極を配置して、この電極に電圧を
印加することにより電気感応作動媒体の移動流を形成
し、この移動流を、翼ロータの翼体に衝突させて翼ロー
タを回転させるＳＥ型ＥＣＦモーター(Stator-electrod
e type electro-conjugate fluid motor)と、電極をロ
ータに配置してこの電極に電圧を印加することにより電
気感応作動媒体の移動流を形成し、この移動流の反作用
によりロータを回転させるＲＥ型ＥＣＦモータ(Rotor-e
lectrode type electro-conjugate fluid motor)と、こ
れらの複合型モータとがある。

【００４１】このＳＥ型ＥＣＦモータは、図１および図
２に示すように、筐体１０と、この筐体１０に対して回
転軸２０によって回動可能に軸止されたロータ３０と、
筐体１０の内周壁面に充填された均一系電気感応作動媒
体５０に電圧を印加するための少なくとも一対の電極４
０を有する。そして、筐体１０内には均一系電気感応作
動媒体５５が充填されている。

【００４２】筐体１０は、均一系電気感応作動媒体５０
を収容する有底円筒状の媒体収容部１１と、この媒体収
容部１１の上部開放部を封鎖するための上部蓋体１２と
を有している。媒体収容部１１は、側壁を形成する円筒
部材１２と底を形成する底部材１３とで支持されてい
る。底部材１３の中心部には、回転軸２０の底端部を回
動自在に軸止する凹状軸受け部１４が形成されている。
この凹状軸受け部１４には、回転軸２０との摩擦を低減
するようにベアリング機構１６が設けられていることが
好ましい。また、上部蓋体１２は、媒体収容部１１の上
部の開放部を封鎖するように設けられている。この上部
蓋体１２の中心部には、回転軸２０の上部を回転自在に
軸止する上部軸受け部１５が形成されている。この上部
軸受け部１５には、やはり、ベアリング機構１６が設け
られていることが好ましい。

【００４３】この筐体１０内には、ロータ３０が配置さ
れている。このロータ３０は回転軸２０によって筐体１
０に対して回転するように配置されている。ロータ３０
は、筐体１０内に充填されている均一系電気感応作動媒
体５０に生ずる移動流によって回転する。

【００４４】本発明において、均一系電気感応作動媒体
（好適には含フッ素系有機化合物）と接触する部材は、
この均一系電気感応作動媒体（即ち、含ハロゲン有機化
合物あるいは含フッ素有機化合物）に浸食されない合成
樹脂（例：ポリエチレンおよびポリプロピレンのような
ポリオレフィン、テフロン、ポリカーボネート、アクリ
ル樹脂、その他エンジニアリングプラスチック等）、セ
ラミックス、木材、金属、ガラス等で形成することがで
きる。また、これらをステンレスのような金属等の導電
性物質で形成することもできるが、こうした導電性物質
で形成する場合には、電極間の絶縁性が損なわれないよ
うにする。なお、こうした本発明の均一系電気感応作動
媒体を使用する際に用いられる装置を形成する素材は、
共通して、上記のような均一系電気感応作動媒体に浸食
されない素材で形成される。

【００４５】電極４０は、筐体１０の内周壁面あるいは
ロータ３０の電気感応作動媒体接触面に、回転軸２０と
ほぼ平行に複数配置されている。この複数の電極４０
は、正電極と負電極とからなっている。この配置された
電極の極性は種々に設定することができ、例えば、正電
極と負電極とが交互に位置するように配置することがで
きる。この電極４０は、マイクロモータの外部から電気
を供給するために筐体１０外部の導線と導通している。

【００４６】このＳＥ型ＥＣＦモータにおいて、好適に
配置されるベアリング機構１６としては、ニードルベア
リング機構、ローターベアリング機構、ボールベアリン
グ機構およびスリープベアリング機構のいずれかを採用
することができる。このベアリング機構１６は、軸受け
部が複数存在する場合、同一であっても異なっていても
よい。

【００４７】図１および２に模式的に示すＳＥ型ＥＣＦ
モータは、均一系電気感応作動媒体５０を充填する有底
円筒状の媒体収容部１１と、この媒体収容部１１の上部
蓋体１２と、この媒体収容部１１の内部の電気感応作動
媒体５０が電圧の印加によって移動する際の作動媒体の
動きを翼板３１で感知して回転する翼ロータ３０とを有
している。ここで有底円筒状の媒体収容部１１の底部材
１３には、電極４０ａ・・・４０ｈを配置するための電極
挿入穴４１が形成されている。また、この上部蓋体１２
には、電極挿入穴４１から挿入された電極４０ａ・・・４
０ｈを筐体１０の内周壁面に固定するための電極固定穴
４２が形成されている。

【００４８】上部蓋体１２の中心部には翼ロータ３０の
回転軸２０が嵌装される上部軸受け部１５が形成されて
いる。

【００４９】翼ロータ３０は、回転軸２０から放射状に
配置された複数の翼板３１を有しており、この翼ロータ
３０は、媒体収容部１１内の底部材１３の中央に設けら
れた凹軸受け１４と上部軸受け部１５によって回転自在
に軸止された回転軸２０によって筐体１０に対して回動
自在に軸止されている。この翼板３１は、通常は板状で
あるが、板状の他に、電気感応作動媒体の動きを効率的
に利用できるような形態、例えば、流れ方向に湾曲した
形態あるいはラチェット形など種々の形態にすることが
できる。また、このロータを扁平な円盤状にし、その表
面（および／または裏面）に均一系電気感応作動媒体の
移動流を受ける抵抗体を形成することにより、本発明の
ＳＥ型ＥＣＦモータを扁平にすることができる。

【００５０】電極４０ａ・・・４０ｈは、電極挿入穴４１
から媒体収容部１１内部に導入され、翼ロータ３０の回
転を妨げないように媒体収容部１１の内壁面に沿って上
方に延伸され、その先端は、電極固定穴４２に挿入され
て固定されている。また、この電極４０ａ・・・４０ｈ
は、メッキ技術を利用して、媒体収容部１１の壁面に形
成することもできる。こうした電極４０ａ・・・４０ｈに
電圧を印加するが、必ずしもすべての電極に電圧を印加
する必要はなく、均一系電気感応作動媒体５０の移動流
が形成しやすいように任意の電極に電圧を印加すればよ
い。従って、電極４０ａ・・・４０ｈの内、均一系電気感
応作動媒体５０の移動流を形成するために必要な電極
は、少なくとも１対あればよく、他の電極が電圧を印加
されないダミー電極であってもよい。

【００５１】本発明では、均一系電気感応作動媒体５０
は上記の媒体収容部１１にできるだけ空気が残らないよ
うに充填される。

【００５２】こうして均一系電気感応作動媒体５０を充
填した後、電極に電圧を印加して均一系電気感応作動媒
体５０に非一様電界を形成することにより、媒体の移動
流が形成され、この移動流を受けてロータが回転する。

【００５３】図３および４は、ＲＥ型ＥＣＦモータの構
造の例を模式的に示す断面図である。

【００５４】ＲＥ型ＥＣＦモータは、図３および図４に
示すように、電気感応作動媒体５０を収容する有底状の
媒体収容部１１と、この媒体収容部１１の上部解放部に
嵌合して媒体収容部１１を密閉する蓋体１２とからなる
筐体１０を有しており、この蓋体１２は、媒体収容部１
１の上部の開口部に嵌合することにより、蓋体１２と媒
体収容部１１で密閉された筐体１０を形成する。

【００５５】媒体収容部１１の底部の中央部には凹状軸
受け部１４が設けられている。この軸受け部１４によっ
て回転軸２０の下端部が支持される。この凹状軸受け部
１４には、外部端子４８と電極４０ａ、４０ｃ、４０
ｅ、４０ｇとを電気的に接続する回転型接点４６が形成
されている。回転型接点４６は、下部回転軸２２と接触
している。回転型接点４６中には水銀４７が封入されて
おり、この水銀４７が下部回転軸２２と接触している。
また、凹状軸受け部１４には、好適にはベアリング機構
１６が形成されており、凹状軸受け部１４と下部回転軸
２２との摩擦係数を低減できるようにされている。

【００５６】上記媒体収容部１１の上部は電気感応作動
媒体５０を充填するために解放されている。

【００５７】上部蓋体１２は、上記媒体収容部１１に電
気感応作動媒体５０を充填した後、解放された媒体収容
部１１の上部にはめ込まれることにより密閉された筐体
１０を形成する。

【００５８】この上部蓋体１２は、さらにその中心部に
上部回転軸２１が貫通する上部軸受け部１５を有してい
る。この上部軸受け部１５には上部回転軸２２を介して
電極４０ｂ、４０ｄ、４０ｆ、４０ｈへ電気を供給する
回転型接点４５が備えられている。上部回転軸２１に
は、上部軸受け軸孔１５との摩擦係数を低減するために
好適にはベアリング機構１６が組み込まれている。この
回転型接点４５から導線が導出されて外部端子４８を形
成する。これらの回転型接点４５にも、導電体として水
銀４７が充填されている。

【００５９】なお、図３において上記上部蓋体１２は媒
体収容部１１に嵌合するように形成されているが、筐体
１０の密閉性をより高くするために、媒体収容部１１と
上部蓋体１２とが螺合するようにされていてもよく、ま
た、媒体収容部１１と上部蓋体１２との間にパッキンな
どを介在させることによりさらに密閉性を高めることも
できる。

【００６０】回転軸２０は、媒体収容部１１内に設けら
れた筒状ロータ３０によって上部と下部とに分割されて
おり、上部回転軸２１と下部回転軸２２とは絶縁部材２
３で電気的に絶縁されている。上部回転軸２１は、上記
上部蓋体１２に設けられた上部軸受け部１５を貫通して
回動自在に軸支され、他方、下部回転軸２２の下端部
は、上記の媒体収容部１１の底部の中央部に設けられて
いる凹状軸受け部１４によって回動自在に支持されてい
る。この上部回転軸２１と下部回転軸２２との間には、
媒体収容部１１内部で回転軸２０と共に回転する筒状ロ
ータ３０が配置されている。この筒状ロータ３０は、回
転軸２０を回転の中心軸とした円筒状の形態を有してお
り、媒体収容部１１の内周壁面と接触しないように間隙
を形成して配置されている。媒体収容部１１の内直径と
この筒状ロータ３０の直径との比（媒体収容部１１の内
直径／ロータ３０の直径）は、通常は１.０１以上であ
り、特に１.０５〜１０.０の範囲内にあることが好まし
い。

【００６１】なお、筒状ロータ３０は、円筒形に限らず
使用目的により、直方体状や、表面に多数の突起部分を
有するものや、断面が星状のように種々のものを用いる
ことができる。また筒状ロータ３０は、中空状にもで
き、中空状とした場合その中空部を真空、空気、気体、
液体または固体等を充填することができ、その重さを種
々調整できる。筒状ロータ３０の重さを調整することに
よって、電気感応作動媒体５０中での筒状ロータ３０の
比重を調整でき、筒状ロータ３０の運動性あるいはバラ
ンスを調整することができる。また、この筒状ロータ３
０を扁平な円盤状にし、この円板の上面および下面に電
極を調節することにより、扁平なＲＥ型ＥＣＦモータと
することができる。

【００６２】上記のような円筒状の筒状ロータ３０の表
面には上部回転軸２１と接続した電極４０ａ、４０ｃ、
４０ｅ、４０ｇおよび下部回転軸２２と接続した電極４
０ｂ、４０ｄ、４０ｆ、４０ｈが敷設されている。電極
４０ａ、４０ｃ、４０ｅ、４０ｇおよび電極４０ａ、４
０ｃ、４０ｅ、４０ｇは、筒状ロータ３０の円柱表面に
導線を張設することにより形成することができる。電極
４０ａ、４０ｃ、４０ｅ、４０ｇと電極４０ａ、４０
ｃ、４０ｅ、４０ｇとの配置位置は適宜設定することが
できる。図３は、筒状ロータ３０が配置されたＲＥ型Ｅ
ＣＦモータを上方向から見た電極の配置の例が示してあ
る。電極４０ａ、４０ｃ、４０ｅ、４０ｇと電極４０
ｂ、４０ｄ、４０ｆ、４０ｈとのなす電極間角度θを、
通常は１.０゜〜１８０゜、好ましくは３.０゜〜９０.
０゜に設定してされる。この電極間角度θは、張設する
電極の数によっても変動するので、上記の電極間角度θ
を上記のような値にするために、電極４０ａ・・・４０ｈ
は、２〜１２０本張設することができる。

【００６３】なお、図３および４において、電極は、電
極固定穴４４から筒状ロータ３０表面に延出され、その
先端部は電極固定穴４３に挿入されて、筒状ロータ３０
表面に張設されている。この電極は、メッキ技術を利用
して形成することもできる。

【００６４】上記のような構成を有する筐体１０内部に
は、均一系電気感応作動媒体５０が充填される。

【００６５】図３および４には、筐体１０の内部に、管
状部材で形成された筒状ロータ３０を備えたＲＥ型ＥＣ
Ｆモータの例が示されている。この筒状ロータ３０に
は、例えば金属丸棒などで形成された回転軸２０が備え
られている。

【００６６】上記のようなＲＥ型ＥＣＦモータの電極４
０ａ、４０ｃ、４０ｅ、４０ｇと電極４０ｂ、４０ｄ、
４０ｆ、４０ｈとの間に直流電圧を印加できるように直
流電源のプラス端子とマイナス端子をそれぞれ外部端子
４８、４８とに接続する。この場合、電極４０ａ、４０
ｃ、４０ｅ、４０ｇおよび電極４０ｂ、４０ｄ、４０
ｆ、４０ｈのいずれか一方を正電極とし他方を負電極と
するのであるが、いずれを正電極にしてもよい。直流電
圧を印加することにより均一系電気感応作動媒体５０の
移動流が形成され、この移動流の反作用によって筒状ロ
ータ３０が回転を開始する。

【００６７】なお、本発明の難燃性乃至不燃性の均一系
電気感応作動媒体を使用する装置は、上記のＳＥ型ＥＣ
ＦモータとＲＥ型モータとの複合型であってもよい。即
ち、筐体の内壁面に少なくとも一対の電極を形成すると
共に、ロータにも少なくとも１対の電極を形成し、筐体
内壁面の電極によって形成される均一性電気感応作動媒
体の移動流をロータで受けながら、ロータに形成された
電極によって形成される移動流によってロータが自転す
るようにしてもよい。なお、この複合型ＥＣＦモータの
詳細は実用新案登録第３０４１９２８号の登録公報に詳
細に開示されている。

【００６８】また、本発明の難燃性乃至不燃性の均一系
電気感応作動媒体に電圧を印加することにより形成され
る移動流を利用して、例えば機械部品あるいは電子部品
などを精密洗浄することができる。

【００６９】図７にこの方法を利用することができる洗
浄装置の例を模式的に示す。

【００７０】図７に示すように、本発明の難燃性乃至不
燃性の均一系電気感応作動媒体５０中に電極７１および
電極７２を配置し、この電極７１,７２間に均一系電気
感応作動媒体５０の移動流８１を形成し、一方の電極７
１の上に載置した洗浄対象物８２とこの移動流８１とを
接触させることにより洗浄対象物８２を洗浄することが
できる。このように電極７２から洗浄対象物８２が載置
されている電極７１方向に選択的に進む均一系電気感応
作動媒体５０の移動流８１を形成するためには、電極７
２の表面に繊維７３を植設した植毛電極を使用すること
が好ましい。即ち、この洗浄装置は、少なくとも一対の
電極７１,７２を有している。この一対の電極を形成す
る電極７２は、均一系電気感応作動媒体５０に非一様電
界を形成することができるように、表面に繊維７３を植
設した植毛電極を用いることが好ましい。そして、本発
明ではこの植毛電極を形成する繊維７３のうち、少なく
ともその一部に導電性繊維を使用することが好ましい。
ここで、導電性繊維は、比抵抗値が、１０²Ω・cm以下
の繊維である。このような比抵抗値を有する導電性繊維
を電極７２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７３の先端部と他方の電極７１との間の電
位差が非常に大きくなり、電圧印加により、電極７２の
繊維の先端から電極７１に向かう移動流（ジェット流）
が形成される。しかも、このように植毛電極を用いるこ
とにより、容器６０内に充填されている均一系電気感応
作動媒体に非一様電界が形成され、この非一様電界によ
って非常に強力なジェット流が形成される。さらに、本
発明で均一系電気感応作動媒体として使用される含フッ
素系有機化合物は、良好な洗浄溶媒でもあるので、洗浄
対象物８２に強固に付着した汚れを溶解洗浄することが
でき、あるいは汚れをジェット流の流速で物理的に剥離
して除去することができる。このジェット流の強さは、
コントローラ９０で印加電圧を変えることにより適宜調
整することができる。

【００７１】なお、植設繊維の端部から電極７１方向に
形成されたジェット流８１は、電極７１の表面あるいは
表面に載置された洗浄対象物８２に到達した後、その向
きを植毛電極７２方向に変え、植毛電極の表面で折り返
した移動流は再び繊維の端部からジェット流となって送
り出される。

【００７２】このような本発明の均一系電気感応作動媒
体を洗浄液として使用する場合、洗浄対象物８２の表面
に気泡が付着していることがあり、電気感応作動媒体と
して本発明で規定する含フッ素有機化合物を使用するこ
とにより、こうした気泡に起因してスパークが発生した
としても電気感応作動媒体が燃焼することがなく、ま
た、スパークによる電気感応作動媒体の劣化も少ない。

【００７３】次に本発明の均一系電気感応作動媒体を用
いたポンプについて説明する。

【００７４】本発明の電気感応作動媒体を用いたポンプ
は、均一系電気感応作動媒体に電圧を印加することによ
り、媒体の移動流を形成し、均一系電気感応作動媒体を
ある場所から多の場所に移動させる装置である。

【００７５】即ち、上記均一系電気感応作動媒体に少な
くとも一対の電極を配置して、この電極に電圧を印加す
ることにより、上記均一系電気感応作動媒体の移動流を
形成して媒体を移動させるものである。

【００７６】図８に本発明の電気感応作動媒体を用いた
ポンプの一例を具体的に示す。

【００７７】図８に示すように、本発明の電気感応作動
媒体を用いたポンプは、上述の均一系電気感応作動媒体
５０中に少なくとも一対の電極４０a,４０bが配置され
ており、この少なくとも一対の電極はコントローラ９０
で均一系電気感応作動媒体５０に１００V〜２０KV、好
ましくは２００V〜１５KVの電圧を印加できるようにさ
れている。

【００７８】図８には、第１の容器９１と第２の容器９
２とを有し、この第１の容器９１と第２の容器９２と
は、第１の流路９３と第２の流路９４で連接されてい
る。このポンプ内には、上記均一系電気感応作動媒体５
０が充填されている。ここで、一対の電極４０a,４０b
に直流電圧を印加して、均一系電気感応作動媒体５０に
非一様電界を形成すると、一方の電極４０aから他方の
電極４０bに向かう電気感応作動媒体の移動流が形成さ
れ、容器９１中の電気感応作動媒体５０は、容器９２に
移動する。。容器９１と容器９２とが水平に位置してい
れば、こうした電気感応作動媒体５０の移動流により容
器９２内の液位が上がり、必然的に容器９２内に流れ込
んだ量に対応する量の電気感応作動媒体は、流路９４を
通って容器９１に流れ込む。即ち、電極４０a,４０bに
電圧を印加し続ければ、上記のような電気感応作動媒体
５０の移動流が連続的に形成され、電極４０a,４０b
は、容器９１および９２に充填されている電気感応作動
媒体５０を一方の容器から他方の容器に移動させるポン
プとして機能する。

【００７９】そして、例えば容器９２に近接して発熱部
材（図示なし）を配置し、容器９１を発熱部材よりも温
度の低い部分に配置することにより、容器９２において
は電気感応作動媒体が発熱部材からの熱によって暖めら
れ（即ち、吸熱し）、この暖められた電気感応作動媒体
５０が容器９１に移動することにより、電気感応作動媒
体５０中の熱が放熱する。従って、この電気感応作動媒
体を用いたポンプにより、容器９２近傍にある発熱部材
（図示なし）を電気感応作動媒体５０によって冷却する
ことができる。

【００８０】図８には、電気感応作動媒体が空気と接触
する開放系の例が示されているが、本発明の電気感応作
動媒体は、このように空気と電気感応作動媒体とが常に
接触する場合であってもスパークによる引火のおそれが
ない。なお、本発明の電気感応作動媒体の使用方法で
は、電気感応作動媒体が原則的に空気と接触しないよう
に密閉系で実施することができることは勿論である。ま
た、本発明の方法によれば、電気感応作動媒体は、少な
くとも一対の電極に電圧を印加して電気感応作動媒体の
移動流を形成することにより流動するので、例えば図８
に示すような容器９１および容器９２が同一レベルにあ
る必要はなく、容器９１および容器９２に高低差あるい
はレベルの差があってもよい。

【００８１】また、図８では、電極は一対の棒状電極が
使用されているが、これらの電極の形状は、針状電極と
筒状電極との組み合わせなど、電気感応作動媒体に非一
様電界を形成し得るものであればよい。

【００８２】本発明の電気感応作動媒体の使用方法は、
例えば上述したＳＥ型ＥＣＦモータ、ＲＥ型ＥＣＦモー
タ、複合型ＥＣＦモータ、洗浄装置、ポンプなどに、少
なくとも３個のハロゲン原子、特にフッ素原子を分子内
に有する少なくとも１種類の液体状有機化合物を含む均
一系電気感応作動媒体であり、該均一系電気感応作動媒
体について作動環境温度下における導電率が４×１０
^-10〜５×１０^-6S/mの範囲内にあり、作動環境温度下に
おける該均一系電気感応作動媒体の表面張力が２２dyn/
cm以下であり、好適には実質的に引火点を有しない難燃
性乃至不燃性電気感応作動媒体を充填し、この電気感応
作動媒体中に少なくとも一対の電極を配置して、この電
極間に１００Ｖ〜２０KV、好ましくは２００V〜１５KV
の電圧を印加する。ここで印加する電圧は、通常は直流
電圧であるが、矩形波、パルス波などの種々の形態の電
圧を印加することが可能である。このように電気感応作
動媒体に電圧を印加することにより、電気感応作動媒体
中に非一様電界が形成される。このようにして電圧を印
加することにより、本発明の均一系電気感応作動媒体中
を流れる電流は通常は０.００１〜１００μＡ、好適に
は０.０５〜１０.０μＡ程度である。従って、本発明の
電気感応作動媒体に供給される電力は１×１０ ^-10〜１.
０Ｗ、好適には５×１０^-7〜７×１０^-2Ｗ程度である。

【００８３】そして、電気感応作動媒体中に形成された
非一様電界によって電気感応作動媒体の移動流が形成さ
れる。この移動流は、回転力として取り出してモータと
して利用することができ、また、この移動流を洗浄対象
物と接触させることにより、移動流を洗浄液流として利
用することができる。

【００８４】本発明の電気感応作動媒体は、１分子内に
少なくとも３個のフッ素原子を有する液状の有機化合物
を少なくとも１種類含んでおり、この電気感応作動媒体
について一般的な引火点の測定方法に従って引火点を測
定しようとしても、明確な引火点は存在しない。従っ
て、本発明の電気感応作動媒体は、難燃性乃至不燃性で
あり、多くの場合不燃性である。

【００８５】電気感応作動媒体に非一様電界を形成する
ために高電圧を印加すると、例えば空気が存在すると、
電極間にスパークが生ずることがあり、電気感応作動媒
体が可燃性であると、スパークが繰り返して発生すると
電気感応作動媒体に引火することがあり、電気感応作動
媒体を繰り返し使用する際の信頼性が充分ではないが、
本発明の含フッ素有機化合物を含む電気感応作動媒体
は、引火の危険性がなく、また酸化劣化もしにくい。

【００８６】しかも、本発明で規定する含ハロゲン有機
化合物、特に含フッ素有機化合物を含む均一系電気感応
作動媒体の作動環境下における導電率は、４×１０^-10
〜５×１０^-6S/mの範囲内、好ましくは５×１０^-10〜
２.５×１０^-6S/mの範囲内にあり、電圧を印加すること
により電気感応作動媒体の移動流が形成されると共に、
この電気感応作動媒体は表面張力が低く、電圧を印加す
ることにより流速の高い移動流を容易に形成することが
できる。また、この含フッ素有機化合物を含む本発明の
電気感応作動媒体は、表面張力が含ハロゲン有機化合
物、特に含フッ素有機化合物に由来して低く、特にこの
電気感応作動媒体を超小型の装置（例：直径５mm程度の
ＳＥ型ＥＣＦモータ、厚さ２mm程度のＲＥ型ＥＣＦモー
タなど）で使用する場合に、移動流の形成に抗する電気
感応作動媒体の表面張力が小さいので、より効率的に電
気感応作動媒体の移動流を形成することができる。

【００８７】

【発明の効果】本発明の電気感応作動媒体は、１分子内
に少なくとも３個のフッ素原子を有する液状の有機化合
物を含有する電気感応作動媒体であり、この電気感応作
動媒体は、難燃性乃至不燃性である。従って、電圧を印
加することにより仮にスパークが生じたとしても、この
電気感応作動媒体が燃焼することがなく、さらに部分酸
化等の分解反応も生じにくい。さらに、本発明の電気感
応作動媒体は、所定の導電率を有する均一な液体であ
り、長期間に亘って安定に使用することができる。さら
に本発明の電気感応作動媒体は、作動環境温度下におけ
る導電率が４×１０^-10〜５×１０^-6S/mの範囲内にある
と共に、表面張力が、２２dyn/cm以下と非常に低く、電
圧を印加することにより良好に電気感応作動媒体の移動
流を形成することができる。

【００８８】また、本発明の電気感応作動媒体を形成す
る含フッ素有機化合物は、良好な洗浄性を有しており、
この電気感応作動媒体の移動流を洗浄対象物と接触させ
ることにより、洗浄対象物を効率よく洗浄することがで
きる。

【００８９】

【実施例】次に本発明の実施例を示して本発明を説明す
るが本発明はこれに限定されるものではない。

【００９０】

【実施例１〜１１】表１に記載する化合物および混合物
（電気感応作動媒体）について、２５℃において導電率
（電気抵抗値）を測定した。導電率は、直径３.５cmの
２枚の金属性円板電極板間に化合物をはさみ、直流電圧
２KVを印加したときの電気抵抗値である。また、これら
の化合物および混合物（電気感応作動媒体）についてJI
S−３３６２に規定されている方法に従って表面張力を
測定した。また、これらの化合物および混合物につい
て、一般に使用されている引火点の測定装置（例えばク
リーブランド開放式）を用いて引火点を測定したが、い
ずれの化合物および混合物も引火点を有しておらず、こ
れらの化合物および混合物はいずれも不燃性である。

【００９１】上記電気感応作動媒体を図５および６に示
すＳＥ型ＥＣＦモータに充填して２５℃において６KVの
直流電圧を印加したときに翼ロータの回転数を測定し
た。

【００９２】ここで使用したＳＥ型ＥＣＦモータは、有
底円筒状の容器の内周が２０mmであり、翼ロータの翼板
の枚数が８枚であり、翼板の高さが３５mmであり幅が１
７mmであり、この容器に媒体を１２ml充填すると翼板が
完全に埋没する。

【００９３】また、このＳＥ型ＥＣＦモータには４本の
電極が備えられており、１番目と３番目の電極を負電極
とし、２番目と４番目の電極を正電極とした。この１番
目と３番目の電極のなす角度および２番目と４番目の電
極のなす角度が、それぞれ１８０゜になり、１番目と２
番目の電極のなす角度および３番目と４番目の電極のな
す角度が、それぞれ４５゜になるように電極を配置し
た。

【００９４】このような構成を有するＳＥ型ＥＣＦモー
タに１２mlの媒体を入れ、電極間に６KVの直流電圧を印
加して、ロータの回転数を測定した。結果を表２に示
す。なお、このときの電流値は、それぞれ５μＡであっ
た。

【００９５】また、気泡の発生について、上記と同様の
構造を有するが、有底筒状容器の直径が３mmであり、高
さが５mm、翼ロータの翼板枚数が６枚で、高さ３mm、幅
２.５mmのＳＥ型ＥＣＦモータに、媒体を０.０３ ml充
填して、上記と同様にして駆動させた。この回転駆動時
のＳＥ型ＥＣＦモータ内媒体中に気泡発生状況を、倍率
１７５倍のデジタルマイクロスコープを用いて観察し
た。結果を表２に示す。

【００９６】なお、気泡の発生「少」とは、ほとんど気
泡発生は認められなかったことを意味し、「中」とは、
媒体は白濁しないが気泡の発生が認識できることを意味
し、「多」は気泡発生により媒体が白濁している状態を
意味する。

【００９７】

【表１】

【００９８】 註）*1)C₉F₁₈ (CF₃-CF=CF₂の３量体)の組成 (CF₃)₂CFCF=C(CF₃)CF(CF₃)₂ …52重量% (CF₃)₂CFCF₂-C(CF₃)=C(CF₃)₂ …48重量% *2)C₆F₁₂ (CF₃-CF=CF₂の２量体)の組成 (CF₃)₂CFCF=CFCF₃ …93重量% (CF₃)₂C＝CFCF₂CF₃ …７重量% *3)フッ素系熱媒体 商品名：ガルデンＨＴ−２００、アウジモント（株）製（パーフルオロポリエーテル）

【化１】 *4)商品名:フロリナートFC-43,住友3M(株)製（完全フッ素化物（主成分の炭素数は１２）CAS.No.865
08-42-1 含有率１００％）

【００９９】

【表２】

【０１００】なお、繰り返し実験の結果、上記電気感応
作動媒体を充填後、電圧を印加した瞬間に、電極間でス
パークが発生することがあったが、電気感応作動媒体に
引火することはなかった。

【０１０１】

【比較例１】実施例１において、電気感応作動媒体とし
てジブチルアジペートを使用した以外は同様にしてＳＥ
型ＥＣＦモータを駆動させた。

【０１０２】このジブチルアジペートは、C₄H₉-OCO-(CH
₂)₄-COO-C₄H₉の構造を有し、実施例１と同様にして測定
した導電率は１.０×１０^-8S/mであり、表面張力は３３
dyn/cmであり、クリーブランド開放式により測定した引
火点は１６０℃であった。

【０１０３】このジブチルアジペートを、実施例１で使
用した気泡発生確認用の小型ＳＥ型ＥＣＦモータに充填
して気泡の発生状態を確認したところ、気泡の発生状況
は「多」であり、多数の気泡が発生してジブチルアジペ
ートが白濁していた。

【０１０４】電気感応作動媒体としてジブチルアジペー
トを用いたＳＥ型ＥＣＦモータは、６KVの直流電圧を印
加することにより、６９rpmの回転数で駆動したが、電
圧のオン、オフを繰り返してモータの駆動実験を行って
いる間に、電極間のスパークによりジブチルアジペート
に引火し、この時点で実験を中止せざるを得なかった。
また、気泡発生確認用の小型ＳＥ型ＥＣＦモータでは、
電圧のオン、オフを繰り返して気泡発生状態の測定中
に、頻繁にスパークの発生が観察され、終いには異臭と
共に白煙がモータから生じたため、危険と判断して、こ
の時点で実験を中止せざるを得なかった。

【０１０５】

【比較例２】実施例１１において、使用したフッ素系不
活性液体の温度を２５℃にした以外は同様にしてＳＥ型
ＥＣＦモータを駆動させようと試みた。

【０１０６】このフッ素系不活性液体の２５℃における
導電率は７.０×１０^-13S/mであり、２５℃における表
面張力は１２dyn/cmである。

【０１０７】しかしながら、このフッ素系不活性液体の
２５℃における導電率が低すぎるために、２５℃のフッ
素系不活性液体を充填したＳＥ型ＥＣＦモータは回転し
なかった。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の電気感応作動媒体を用いたＳ
Ｅ型ＥＣＦモータの例を示す図である。

【図２】図２は、本発明の電気感応作動媒体を用いたＳ
Ｅ型ＥＣＦモータの横断面図である。

【図３】図３は、本発明の電気感応作動媒体を用いたＲ
Ｅ型ＥＣＦモータの例を示す図である。

【図４】図４は、本発明の電気感応作動媒体を用いたＲ
Ｅ型ＥＣＦモータの横断面図である。

【図５】図５は、本発明の電気感応作動媒体を用いた洗
浄装置の例を示す図である。

【図６】図６は、実施例で使用したＳＥ型ＥＣＦモータ
を示す斜視図である。

【図７】図７は、実施例で使用したＳＥ型ＥＣＦモータ
の横断面図である。

【図８】図８は、本発明の電気感応作動媒体を用いたポ
ンプの例を模式的に示す図である。

【符号の説明】

１０…筐体 １１…媒体収容部 １２…上部蓋体 １３…底部材 １４…凹状軸受け部 １５…上部軸受け部 １６…ベアリング機構 ２０…回転軸 ３０…ロータ（翼ロータ、筒状ロータ） ４０…電極 ４１…電極挿入孔 ４２…電極固定孔 ４６…回転型接点 ４７…水銀 ４８…外部端子 ５０…均一系電気感応作動媒体 ６０…容器 ７１…電極 ７２…電極 ７３…繊維 ８１…移動流 ８２…洗浄対象物 ９０…コントローラ ９１,９２…容器 ９３,９４…流路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｃ１０Ｎ 40:14 (56)参考文献 特開 平５−78685（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−7398（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−313179（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−73390（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C10M 105/50 - 105/54 C09K 5/10 C11D 7/28 - 7/30 C10N 40:14 ＷＰＩ（ＤＩＡＬＯＧ)

Claims (14)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも３個のフッ素原子を分子内に
   有する少なくとも１種類の液体状有機化合物を含む均一
   系電気感応作動媒体であり、該均一系電気感応作動媒体
   について作動環境温度下における導電率が４×１０^-10
   〜５×１０^-6S/mの範囲内にあり、かつ作動環境温度下
   における該均一系電気感応作動媒体の表面張力が２２dy
   n/cm以下である電気感応作動媒体。
2. 【請求項２】 少なくとも３個のフッ素原子を分子内に
   有する少なくとも１種類の液体状有機化合物を含む均一
   系電気感応作動媒体であり、該均一系電気感応作動媒体
   について作動環境温度下における導電率が４×１０^-10
   〜５×１０^-6S/mの範囲内にあり、かつ作動環境温度下
   における該均一系電気感応作動媒体の表面張力が２２dy
   n/cm以下であり、さらに該均一系電気感応作動媒体が実
   質的に引火点を有していない難燃性乃至不燃性の電気感
   応作動媒体。
3. 【請求項３】 少なくとも３個のフッ素原子を分子内に
   有する少なくとも１種類の液体状有機化合物を含む均一
   系電気感応作動媒体であり、該均一系電気感応作動媒体
   について作動環境温度下における導電率が４×１０^-10
   〜５×１０^-6S/mの範囲内にあり、かつ作動環境温度下
   における該均一系電気感応作動媒体の表面張力が２２dy
   n/cm以下である均一系電気感応作動媒体中に、少なくと
   も一対の電極が配置して、該一対の電極間に１００Ｖ〜
   ２０KVの電圧を印加して該均一系電気感応作動媒体を一
   方の電極から他方の電極方向に移動させることを特徴と
   する電気感応作動媒体の使用方法。
4. 【請求項４】 上記均一系電気感応作動媒体が少なく
   とも３個のフッ素原子を分子内に有する少なくとも１種
   類の液状有機化合物を含む均一系電気感応作動媒体であ
   り、該均一系電気感応作動媒体が実質的に引火点を有し
   ていない難燃性乃至不燃性の均一系電気感応作動媒体で
   あることを特徴とする請求項第３項記載の電気感応作動
   媒体の使用方法。
5. 【請求項５】 少なくとも３個のフッ素原子を分子内に
   有する少なくとも１種類の液体状有機化合物を含む均一
   系電気感応作動媒体であり、該均一系電気感応作動媒体
   について作動環境温度下における導電率が４×１０^-10
   〜５×１０^-6S/mの範囲内にあり、かつ作動環境温度下
   における該均一系電気感応作動媒体の表面張力が２２dy
   n/cm以下である均一系電気感応作動媒体を、少なくとも
   一対の電極は配置された筐体に充填し、該一対の電極間
   に１００Ｖ〜２０KVの電圧を印加して該均一系電気感応
   作動媒体の移動流を形成し、該移動流により該筐体に回
   動自在に配置されたロータを回転させることを特徴とす
   る電気感応作動媒体の使用方法。
6. 【請求項６】 上記均一系電気感応作動媒体が少なく
   とも３個のフッ素原子を分子内に有する少なくとも１種
   類の液状有機化合物を含む均一系電気感応作動媒体であ
   り、該均一系電気感応作動媒体が実質的に引火点を有し
   ていない難燃性乃至不燃性の均一系電気感応作動媒体で
   あることを特徴とする請求項第５項記載の電気感応作動
   媒体の使用方法。
7. 【請求項７】 少なくとも３個のフッ素原子を分子内に
   有する少なくとも１種類の液体状有機化合物を含む均一
   系電気感応作動媒体であり、該均一系電気感応作動媒体
   について作動環境温度下における導電率が４×１０^-10
   〜５×１０^-6S/mの範囲内にあり、かつ作動環境温度下
   における該均一系電気感応作動媒体の表面張力が２２dy
   n/cm以下である均一系電気感応作動媒体を、筐体に充填
   し、該筐体に回動自在に配置されたロータに少なくとも
   一対の電極を敷設し、該電極間に間に１００Ｖ〜２０KV
   の電圧を印加して該均一系電気感応作動媒体の移動流を
   形成し、該移動流の反作用により該ロータを回転させる
   ことを特徴とする電気感応作動媒体の使用方法。
8. 【請求項８】 上記均一系電気感応作動媒体が少なく
   とも３個のフッ素原子を分子内に有する少なくとも１種
   類の液状有機化合物を含む均一系電気感応作動媒体であ
   り、該均一系電気感応作動媒体が実質的に引火点を有し
   ていない難燃性乃至不燃性の均一系電気感応作動媒体で
   あることを特徴とする請求項第７項記載の電気感応作動
   媒体の使用方法。
9. 【請求項９】 少なくとも３個のフッ素原子を分子内に
   有する少なくとも１種類の液体状有機化合物を含む均一
   系電気感応作動媒体であり、該均一系電気感応作動媒体
   について作動環境温度下における導電率が４×１０^-10
   〜５×１０^-6S/mの範囲内にあり、かつ作動環境温度下
   における該均一系電気感応作動媒体の表面張力が２２dy
   n/cm以下である均一系電気感応作動媒体を、少なくとも
   一対の電極を有する容器内に充填し、洗浄対象物を配置
   して、該一対の電極間に１００Ｖ〜２０KVの電圧を印加
   して該均一系電気感応作動媒体の移動流を形成させ、該
   均一系電気感応作動媒体の移動流を該洗浄対象物に接触
   させて該洗浄対象物を洗浄することを特徴とする電気感
   応作動媒体の使用方法。
10. 【請求項１０】 上記均一系電気感応作動媒体が少な
    くとも３個のフッ素原子を分子内に有する少なくとも１
    種類の液状有機化合物を含む均一系電気感応作動媒体で
    あり、該均一系電気感応作動媒体が実質的に引火点を有
    していない難燃性乃至不燃性の均一系電気感応作動媒体
    であることを特徴とする請求項第９項記載の電気感応作
    動媒体の使用方法。
11. 【請求項１１】 少なくとも３個のフッ素原子を分子内
    に有する少なくとも１種類の液体状有機化合物を含む均
    一系電気感応作動媒体であり、該均一系電気感応作動媒
    体について作動環境温度下における導電率が４×１０
    ^-10〜５×１０^-6S/mの範囲内にあり、かつ作動環境温度
    下における該均一系電気感応作動媒体の表面張力が２２
    dyn/cm以下である均一系電気感応作動媒体を、少なくと
    も一対の電極を有する容器内に充填し、該一対の電極間
    に１００Ｖ〜２０KVの電圧を印加して該均一系電気感応
    作動媒体の移動流を形成させ、該均一系電気感応作動媒
    体を所定の位置に移動させることを特徴とする電気感応
    作動媒体の使用方法。
12. 【請求項１２】 上記均一系電気感応作動媒体が少なく
    とも３個のフッ素原子を分子内に有する少なくとも１種
    類の液状有機化合物を含む均一系電気感応作動媒体であ
    り、該均一系電気感応作動媒体が実質的に引火点を有し
    ていない難燃性乃至不燃性の均一系電気感応作動媒体で
    あることを特徴とする請求項第１１項記載の電気感応作
    動媒体の使用方法。
13. 【請求項１３】 上記均一系電気感応作動媒体に電圧を
    印加して移動流を形成し、該移動流により、高温部位に
    熱エネルギーを低温部位に搬送することを特徴とする請
    求項第１１項または第１２項記載の電気感応作動媒体の
    使用方法。
14. 【請求項１４】 上記均一系電気感応作動媒体が少なく
    とも３個のフッ素原子を分子内に有する少なくとも１種
    類の液状有機化合物を含む均一系電気感応作動媒体であ
    り、該均一系電気感応作動媒体を、閉鎖循環系に充填し
    て該閉鎖循環系中に充填された均一系電気感応作動媒体
    に電圧を印加して移動流を形成し、該均一系電気感応作
    動媒体を閉鎖循環系内で循環して熱エネルギー移動を行
    うことを特徴とする請求項第１３項記載の電気感応作動
    媒体の使用方法。