JP5913154B2 - 磁気粘性流体及びこれを用いたクラッチ - Google Patents
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Description
第1の磁性粒子本体として、表面に酸化膜を有する市販のカルボニル鉄粒子(ニューメタルス エンド ケミカルスコーポレーション製:UN3189、平均粒子径6μm)を用いた。用いたカルボニル鉄粒子は酸化膜を有しているため、酸化膜形成工程及び水酸基導入工程は行わなかった。カルボニル鉄粒子20gと、シランカップリング剤0.07gとを圧力容器内に入れ、圧力容器を密閉した。シランカップリング剤には、メチルトリメトキシシラン(信越化学工業株式会社:KBM−13)を用いた。シランカップリング剤はビーカー等の開口容器に入れ、カルボニル鉄粒子とシランカップリング剤とが直接混合されないようにした。カルボニル鉄粒子及びシランカップリング剤を入れた圧力容器を80℃の乾燥炉内に2時間放置し、シランカップリング剤を圧力容器内で気化させた。気化したシランカップリング剤が、カルボニル鉄粒子表面の水酸基と反応することにより、表面に疎水性の表面改質層を有する第1の磁性粒子が得られた。
第2の磁性粒子本体は、以下のようにして、アークプラズマ法により形成した。まず、図2に示す装置10の容器13内に、水素及びアルゴンの混合気体を満たして大気圧とした。水素及びアルゴンの分圧はそれぞれ、0.5atmとした。直流電源14により、タングステンからなるプラズマトーチ11(陰極)と、水冷銅ハース12の上に載置した金属材料21(陽極)との間に40Vの電圧で150Aの電流を供給することにより、アークプラズマ18を発生させた。金属材料21として、純鉄(純度99.98%:アルドリッチ社製)を用いた。鉄ナノ粒子の生成速度は0.8g/min程度であった。
表面改質層を有する第1の磁性粒子及び表面改質層を有する第2の磁性粒子を分散媒に分散させ、MR流体を得た。第1の磁性粒子と第2の磁性粒子とを合わせた磁性粒子混合体の分散媒に対する濃度は25vol%とした。磁性粒子混合体に対する第1の磁性粒子の
質量分率(濃度)は99.5wt%とし、第2の磁性粒子の質量分率(濃度)は0.5wt%とした。分散媒には、シリコーンオイル(信越化学社製:KF−96−50cs)を用いた。
磁性粒子混合体に対する第1の磁性粒子の質量分率を99.0wt%とし、第2の磁性粒子の質量分率を1wt%とした以外は、参考例1と同様にした。
磁性粒子混合体に対する第1の磁性粒子の質量分率を98.5wt%とし、第2の磁性粒子の質量分率を1.5wt%とした以外は、参考例1と同様にした。
磁性粒子混合体に対する第1の磁性粒子の質量分率を98.0wt%とし、第2の磁性粒子の質量分率を2wt%とした以外は、参考例1と同様にした。
磁性粒子混合体に代えて、第1の磁性粒子を単独で用いた以外は、実施例1と同様にした。
磁性粒子混合体に対する第1の磁性粒子の質量分率を95.0wt%とし、第2の磁性粒子の質量分率を5wt%とした以外は、実施例1と同様にした。
11 プラズマトーチ
12 水冷銅ハース
13 容器
14 直流電源
15 ガス循環ポンプ
16 粒子捕集器
18 アークプラズマ
21 金属材料
101 入力軸
102 出力軸
103 電磁石
104 オイルシール
105 MR流体
111 外筒
121 ローター
Claims (8)
- 磁性粒子混合体と、
前記磁性粒子混合体を分散させる分散媒とを備え、
前記磁性粒子混合体は、第1の磁性粒子及び第2の磁性粒子を含み、
前記第1の磁性粒子は、第1の磁性粒子本体と、該第1の磁性粒子本体の表面に設けられた第1の表面改質層とを有し、
前記第2の磁性粒子は、第2の磁性粒子本体と、該第2の磁性粒子本体の表面に設けられた第2の表面改質層とを有し、
前記第1の表面改質層の表面は、前記第1の磁性粒子本体の表面よりも前記分散媒に対する親和性が高く、
前記第2の表面改質層の表面は、前記第2の磁性粒子本体の表面よりも前記分散媒に対する親和性が高く、
前記第1の磁性粒子の平均粒子径は、1μm以上且つ50μm以下であり、
前記第2の磁性粒子の平均粒子径は、50nm以上且つ200nm以下であり、
前記第2の磁性粒子の前記磁性粒子混合体に対する質量分率は0.75wt%以上且つ1.8wt%以下である、磁気粘性流体。 - 前記第1の表面改質層の表面は、前記第1の磁性粒子本体の表面よりも疎水性であり、
前記第2の表面改質層の表面は、前記第2の磁性粒子本体の表面よりも疎水性である、請求項1に記載の磁気粘性流体。 - 前記第1の表面改質層及び前記第2の表面改質層は、炭化水素鎖を有する化合物からなる、請求項2に記載の磁気粘性流体。
- 前記第1の表面改質層の表面は、前記第1の磁性粒子本体の表面よりも親水性であり、
前記第2の表面改質層の表面は、前記第2の磁性粒子本体の表面よりも親水性である、請求項1に記載の磁気粘性流体。 - 前記第1の磁性粒子本体は、カルボニル鉄粒子からなる、請求項1〜4のいずれか1項に記載の磁気粘性流体。
- 前記第2の磁性粒子本体は、表面に厚さが2nm以上、10nm以下の酸化膜を有する鉄ナノ粒子からなる、請求項1〜5のいずれか1項に記載の磁気粘性流体。
- 前記第2の磁性粒子本体は、マグネタイト粒子からなる、請求項1〜5のいずれか1項に記載の磁気粘性流体。
- 相対回転可能な第1の部材及び第2の部材と、
前記第1の部材と前記第2の部材との間に充填された磁気粘性流体と、
前記磁気粘性流体に磁場を加える磁場発生部とを備え、
前記磁気粘性流体は、請求項1〜7のいずれか1項に記載の磁気粘性流体である、クラッチ。
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