JPH0525489A - 電気粘性流体 - Google Patents
電気粘性流体Info
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- JPH0525489A JPH0525489A JP3184496A JP18449691A JPH0525489A JP H0525489 A JPH0525489 A JP H0525489A JP 3184496 A JP3184496 A JP 3184496A JP 18449691 A JP18449691 A JP 18449691A JP H0525489 A JPH0525489 A JP H0525489A
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Abstract
有する電気絶縁性流体を分散媒とし、固体粒子を分散質
とすることを特徴とする。 【効果】 本発明の電気粘性流体は、低温での条件下で
の増粘効果に優れるものである。
Description
制御しうる電気粘性流体に関し、可変減衰ダンパ、エン
ジンマウント、軸受ダンパ、クラッチ、バルブ、ショッ
クアブソーバー、表示素子等の電気的制御に利用できる
電気粘性流体に関し、特に低温下での使用に耐えうる電
気粘性流体に関する。
電気粘性流体( Electro-RheologicalFluid、Electrovi
scous Fluid、)は古くから知られている(Duff,A.W.P
hysical Review Vol ,4 ,No.1(1896)23)。電気粘性
流体に関する当初の研究は、液体のみの系に注目したも
のであり、効果も不充分なものであるが、その後固体分
散系の電気粘性流体の研究に移り、かなりの電気粘性効
果が得られるようになった。
果)の発現メカニズムとしては、例えば Klassは、電気
粘性流体中の分散質である各粒子は電場内で二層構造の
誘電分極(Induced Polarization ofthe Double Laye
r)を生じ、これが主因であるとしている( Klass,D.
L.,et al.,J.of Applied Physics,Vol.38,No1(196
7)67)。これを電気二重層(electric double layer )
から説明すると、分散質(シリカゲル等)の周囲に吸着
したイオンは、E(電場)=0の時は分散質の外表面に
均一に配置しているが、E(電場)=有限値の時はイオ
ン分布に片寄りが生じ、各粒子は電場内で相互に静電気
作用を及ぼし合うようになる。このようにして電極間に
おいて各粒子がブリッジ(架橋)を形成し、応力に対し
て剪断抵抗力を発現、即ちER効果を発現するようにな
る。
末、それに系を僅かに電導性にするために水を使用した
電気粘性流体を提案した( Winslow,W.M.,J.of Appli
ed Physics,Vol.20(1949)1137)。この Winslowの研究
により電気粘性流体のもつ電気粘性効果は Winslow効果
と呼ばれている。
性流体としては、通常、鉱油、合成油等が使用されてい
るが、この種の流体は例えば−20℃といった低温では
粘度が増加し、電気粘性効果が低下するという問題を有
している。
の電気粘性効果を維持しうる電気粘性流体の提供を課題
とする。
は、液晶又は液晶を含有する電気絶縁性流体を分散媒と
し、固体粒子を分散質とすることを特徴とする。
媒は、液晶又は液晶を含有する電気絶縁性流体である。
ック液晶、コレステリック液晶、スメクチック液晶のい
ずれでもよく、分散媒を液晶のみから構成してもよく、
また液晶を電気絶縁性流体中に1重量%〜99重量%含
有させて分散媒としてもよい。
ないが例えば鉱油、合成潤滑油があり、具体的にはパラ
フィン系鉱油、ナフテン系鉱油、ポリ- α- オレフィ
ン、ポリアルキレングリコール、シリコーン、ジエステ
ル、ポリオールエステル、燐酸エステル、珪素化合物、
弗素化合物、ポリフェニルエーテル、合成炭化水素等の
オイルがあげられる。これらの電気絶縁性流体の粘度範
囲は40℃において5 〜300cStのものが使用できる。
れ、多孔質固体粒子、例えばシリカゲル、含水性樹脂、
ケイソウ土、アルミナ、シリカ- アルミナ、ゼオライ
ト、イオン交換樹脂、セルロース等を使用することがで
きる。また分散質として液晶ポリマーを使用してもよ
い。これら固体粒子は、通常粒径10nm〜200μm のもの
が、0.1 〜50wt%の割合で使用される。0.1wt %未満で
はER効果が少なく、また 50wt%を越えると分散性が
悪くなるので好ましくない。
かつ安定して分散させるために、分散剤を添加してもよ
い。分散剤は慣用のものが使用されるが、例えばスルホ
ネート類、フェネート類、ホスホネート類、コハク酸イ
ミド類、アミン類、非イオン系分散剤等が使用され、具
体的にはマグネシウムスルホネート、カルシウムスルホ
ネート、カルシウムホスホネート、ポリブテニルコハク
酸イミド、ソルビタンモノオレート、ソルビタンセスキ
オレート等がある。これらは通常、0.1 〜10 wt%が使
用されるが、固体粒子の分散性がよい場合には使用しな
くてもよい。
物質は電界の存在下で分極作用を有するが、必要に応じ
て多価アルコールを添加してもよい。多価アルコールと
しては二価アルコール、三価アルコールが有効であり、
エチレングリコール、トリエチレングリコール、グリセ
リン、プロパンジオール、ブタンジオール、ヘキサンジ
オール等を使用するとよい。
してもよい。酸成分としては硫酸、塩酸、硝酸、過塩素
酸、クロム酸、リン酸、ホウ酸等の無機酸、或は酢酸、
ギ酸、プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、吉草酸、シュウ
酸、マロン酸等の有機酸が使用される。
4 + 、N2 H5 + 等)と酸基からなる化合物であり、こ
れらはいずれでも使用することができる。なかでも多価
アルコール、または多価アルコールと水に溶解して解離
するもの、例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属の
ハロゲン化物などの典型的なイオン結晶を形成するも
の、あるいは有機酸のアルカリ金属塩などが好ましい。
この種の塩として、LiCl,NaCl,KCl,Mg
Cl2 ,CaCl2 ,BaCl2 ,LiBr,NaB
r,KBr,MgBr2 ,LiI,NaI,KI,Ag
NO3 ,Ca( NO3 )2 ,NaNO2 ,NH4 N
O3 ,K2 SO4 ,Na2 SO4, NaHSO4 ,(N
H4 )2 SO4 あるいはギ酸、酢酸、シュウ酸、コハク
酸などのアルカリ酸金属塩がある。
類金属の水酸化物、アルカリ金属の炭酸塩、アミン類な
どであり、多価アルコール、あるいは多価アルコールと
水の系に溶解して解離するものが好ましい。この種の塩
基として、NaOH,KOH,Ca(OH)2 ,Na2
CO3 ,NaHCO3 ,K3 PO4 ,Na3 PO4 ,ア
ニリン、アルキルアミン、エタノールアミンなどがあ
る。なお、前記した塩と塩基を併用することができる。
ことができるものであるが、多価アルコール及び/又は
多価アルコール部分誘導体と組合せ使用することによ
り、より分極効果を増大させることができるものであ
り、電気粘性流体全体で0.01wt%〜5wt%の割合で使用
するとよい。0.01wt%未満であるとER効果が少なく、
また5wt %を越えると通電しやすくなり、消費電力が増
大するので好ましくない。又、本発明の電気粘性流体に
は、酸、塩、又は塩基成分を添加するする場合には、多
価アルコールの部分エステル化物が加水分解しないもの
であることが必要である。
他の添加剤として酸化防止剤、腐食防止剤、摩耗防止
剤、極圧剤、消泡剤等を添加される。
ル系、アミン系酸化防止剤を使用することができ、具体
的にはフェノール系としては2・6−ジ−t−ブチルパ
ラクレゾール、4・4’−メチレンビス(2・6−ジ−
t−ブチルフェノール)、2・6−ジ−t−ブチルフェ
ノール等、またアミン系としてはジオクチルジフェニル
アミン、フェニル−α−ナフチルアミン、アルキルジフ
ェニルアミン、N−ニトロソジフェニルアミン等を使用
することができ、電気粘性流体全体に対して0.01〜10wt
%、好ましくは 0.1〜2.0wt %使用することができ、0.
01wt%より少ないと酸化防止効果がなく、また10wt%を
越えると色相悪化、濁りの発生、スラッジの発生、粘調
性の増大等の問題がある。
的には窒素化合物ではベンゾトリアゾールおよびその誘
導体、イミダゾリン、ピリミジン誘導体等、イオウ及び
窒素を含む化合物では、1.3.4-チアジアゾールポリスル
フィド、1.3.4-チアジアゾリル-2.5- ビスジアルキルジ
チオカルバメート、2-( アルキルジチオ) ベンゾイミダ
ゾール等、その他、β-(o−カルボキシベンジルチオ)
プロピオンニトリルまたはプロピオン酸等を使用するこ
とができ、電気粘性流体全体に対して 0.001〜10wt%好
ましくは0.01〜1.0wt %使用するとよい。0.001wt %よ
り少ないと腐食防止効果がなく、また10wt%を越えると
色相悪化、濁りの発生、スラッジの発生、粘調性の増大
等の問題がある。
りながら結晶性を有している。一般に、液晶は電場の存
在下でその双極子モーメントのために一定方向に配向
し、その粒子の並びのためにレオロジー的変化を生じて
見かけの粘度が増加することが知られているが、その電
気粘性効果は小さく、作動流体への適用については検討
されていなかった。
晶を含有する電気絶縁性流体を分散媒とし、固体粒子を
分散質とすると通常の電気絶縁性流体に固体粒子を分散
させて形成される電気粘性流体に比して増粘効果の大き
な電気粘性流体となしえることを見出した。その機構に
ついての詳細は不明であるが、固体粒子に形成される電
気2重層に基づく電気粘性効果に液晶自身の配向に基づ
く電気粘性効果が加成され、より強められるのではない
かと推測している。特に、液晶を使用しない通常の電気
絶縁性流体を使用した電気粘性流体は、常温以下の低温
において、その電気粘性効果が著しく低下するが、液晶
の使用により、低温でも電気粘性効果が維持されるため
に、極めて使用温度範囲の広い電気粘性流体とすること
ができる。
る。
1(粘度42cSt (40℃))とした。
2(粘度46cSt (40℃))とした。
(40℃)〕を調整し、比較油1とした。
1cSt (40℃))単独を比較油2とした。
1、2について、0℃と40℃で、電圧の印加が可能な
回転粘度計を用いて、以下の項目について測定し、電気
粘性流体としての評価を行った。
交流電場を2.0 ×106 (V/m) とした時の粘度の倍率で評
価。
体は、低温において増粘効果に優れたものである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項1】 液晶又は液晶を含有する電気絶縁性流体
を分散媒とし、固体粒子を分散質とする電気粘性流体。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3184496A JPH0525489A (ja) | 1991-07-24 | 1991-07-24 | 電気粘性流体 |
EP92916174A EP0567649B1 (en) | 1991-07-24 | 1992-07-24 | Electroviscous fluid |
PCT/JP1992/000944 WO1993002166A1 (fr) | 1991-07-24 | 1992-07-24 | Fluide electrovisqueux |
DE69220478T DE69220478T2 (de) | 1991-07-24 | 1992-07-24 | Elektroviskose Flüssigkeit |
US08/030,022 US5387370A (en) | 1991-07-24 | 1992-07-24 | Electroviscous fluid |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3184496A JPH0525489A (ja) | 1991-07-24 | 1991-07-24 | 電気粘性流体 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0525489A true JPH0525489A (ja) | 1993-02-02 |
Family
ID=16154204
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3184496A Pending JPH0525489A (ja) | 1991-07-24 | 1991-07-24 | 電気粘性流体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0525489A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08245976A (ja) * | 1995-03-13 | 1996-09-24 | Nitta Ind Corp | アクチュエータ用作動流体 |
-
1991
- 1991-07-24 JP JP3184496A patent/JPH0525489A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08245976A (ja) * | 1995-03-13 | 1996-09-24 | Nitta Ind Corp | アクチュエータ用作動流体 |
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