JPH0649477A

JPH0649477A - 電気粘性流体保持多孔質体及び電気粘性流体応用装置

Info

Publication number: JPH0649477A
Application number: JP20562092A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Osaki; 俊行大崎; Yuichi Ishino; 裕一石野; Tasuku Saito; 翼斎藤
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1992-07-31
Filing date: 1992-07-31
Publication date: 1994-02-22

Abstract

(57)【要約】【目的】性能を損なうことなく、非沈降性で長期間に
わたって安定な電気粘性流体特性を有する電気粘性流体
保持多孔質体及びこれを備えた応用装置を提供する。【構成】炭素質粉体のような分散相粉体と絶縁オイル
からなる電気粘性流体を含浸させた、特定の孔径で、可
とう性を有する、膜なしウレタンフォームのような連通
型多孔質体からなることを特徴とする電気粘性流体保持
多孔質体又はこの多孔質体を備えることを特徴とする電
気粘性流体応用装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電気粘性流体に係るもの
で、詳しくは、性能を損なうことなく、非沈降性で、長
期間にわたって安定な電気粘性流体特性を有する電気粘
性流体保持多孔質体及びこれを備えた応用装置、例えば
防振装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電気粘性流体が実用上注目され、
広い分野に用いられてきている。電気粘性流体は一般に
分散相粉体と分散用絶縁オイルとからなる。電気粘性流
体の要求特性としては、（１）無電場時の粘度、（２）
電場印加時の粘度及び（３）電流密度の３つの性能が重
要であり、この性能に関してはかなり満足すべき電気粘
性流体が得られるようになってきた。しかし、電気粘性
流体の分散相粉体の比重と分散用絶縁オイルのそれが異
なり、一般には分散相粉体の比重が大きいため、分散相
粉体が沈降するという大きな問題に直面している。

【０００３】このことは電気粘性流体の保存（貯蔵）中
あるいは電気粘性流体を備えた各種応用装置において、
分散相粉体が沈降する問題に帰結することになり、電気
粘性流体の応用面での展開に、実用上、大きな妨げとな
っている。従来この沈降を防止するため、次の方法が一
般的に知られているが、種々の問題がある。すなわち、
（１）分散相粉体の粒径を下げる方法及び（２）分散用
絶縁オイルの粘度を大きくする方法がある。しかし、こ
れらの方法はいずれも非沈降性の面である程度改善させ
るが、無電場時の粘度が大きくなり、好ましくない。次
に（３）分散相粉体と分散用絶縁オイルの比重を同じに
する方法がある。この方法の一つとしては、低比重の分
散用絶縁オイルに新たに高比重の分散用絶縁オイルをブ
レンドして、オイルを分散相粉体の比重に合わせる方法
がある。この方法では、高比重のオイルとして一般的に
はハロゲン化オイルを用いるが、得られた電気粘性流体
は前記の３つの要求特性が満足すべきものではなく、コ
スト高を招き、さらに毒性の問題がある。また他の方法
としては、分散相粉体を中空化して、これを分散用絶縁
オイルの比重に合致させる方法がある。この方法は適用
できる分散相粉体が限定されるばかりでなく、粉体の中
空化法が難しく実用的ではない。また、これらの比重を
同じにする方法では、ある温度における分散相粉体と分
散用絶縁オイルの比重を仮に同一にできた場合にも、温
度変化によるオイルの比重変化が大きいため、広い温度
範囲で分散相粉体の分離固化を防ぐことは難しい。さら
に（４）前記３つの方法を組み合わせた方法及び（５）
界面活性剤、チクソトロピー付与剤（例えばアエロジ
ル、スメクタイト等）を用いる方法がある。これらの方
法は電気粘性流体の３つの要求性能及び非沈降性のいず
れも満足できる水準ではない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、電気粘
性流体における分散相粉体の沈降を防止する試みがなさ
れているが、未だ十分なレベルに到達できていないのが
現状で、この沈降防止の技術開発が強く要請されてい
た。

【０００５】本発明はこのような現状を考慮し、性能を
損なうことなく、非沈降性で、長期間にわたって安定な
電気粘性流体特性を有する電気粘性流体保持多孔質体を
提供することが第一の目的である。また、この電気粘性
流体保持多孔質体を備えた応用装置、例えば防振装置を
提供することが第二の目的である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の電気粘性
流体保持多孔質体は、電気粘性流体を含浸させた連通型
多孔質体からなることを特徴とする。

【０００７】請求項２記載の電気粘性流体保持多孔質体
は、請求項１において、前記連通型多孔質体が可とう性
を有するものであることを特徴とする。

【０００８】請求項３記載の電気粘性流体保持多孔質体
は、請求項１において、前記連通型多孔質体の孔径が
０．５〜２０mmであることを特徴とする。

【０００９】請求項４記載の電気粘性流体応用装置は、
電気粘性流体を含浸させた連通型多孔質体を備えること
を特徴とする。

【００１０】本発明者らは、電気粘性流体の分散相粉体
の沈降性防止の対策過程において得られた事実、すなわ
ち、試験容器の径が小さくなるに従って、沈降性が抑制
される知見に着目し、鋭意検討を行った結果、電気粘性
流体を含浸させた連通型多孔質体を用いることにより、
目的が達成できることを見出し、本発明を完成するに至
った。

【００１１】従来の方法のように、分散相粉体及び分散
用絶縁オイルを変更することなく、また各種添加剤を加
えることもなく、電気粘性流体を含浸させた連通型多孔
質体を用いることによって、また、電気粘性流体応用装
置にあっては、これを備えることによって、問題を解決
できた点は注目すべきことである。

【００１２】本発明において用いられる連通型多孔質体
としては、有機材料、無機材料及び／又は両者の混合
（又は複合）材料を用いて得られる、実質的に連続した
孔を有する各々有機多孔質体、無機多孔質体及び／又は
混合（又は複合）多孔質体を使用することができる。

【００１３】この有機多孔質体としては、例えば天然ゴ
ム（ＮＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリロニト
リル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）等のゴム製多孔質体、
軟質ポリウレタン（ＰＵ）フォーム等の軟質ポリウレタ
ン多孔質体、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル（ＰＶ
Ｃ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（Ｐ
Ｐ）、エチレン−酢酸ビニルコポリマー（ＥＶＡ）等の
熱可塑性プラスチック、ポリウレタン、フェノール樹
脂、ユリヤ樹脂、エポキシ等の熱硬化性プラスチック等
のプラスチック製多孔質体、海綿、天然及び合成繊維の
不織布、カーボンファイバーの不織布等を挙げることが
できる。また、無機多孔質体としては、ガラス繊維、石
綿、セラミックファイバー等の不織布等を例示すること
ができる。混合（又は複合）多孔質体としては、前記有
機多孔質体及び前記無機多孔質体を混合（又は複合）し
て得られる多孔質体である。この連通型多孔質体の中
で、可とう性を有する多孔質体、例えばゴム製多孔質
体、軟質ポリウレタン多孔質体等が好ましく用いられ
る。これは電気粘性流体を含浸させた連通型多孔質体を
備えた電気粘性流体応用装置において、装置の機能を十
分に発揮させるのに有効であることが多いためである。
ここで多孔質体を連通型とするのは電気粘性流体の含
浸、流れ及び回収を容易にするためである。

【００１４】本発明における連通型多孔質体の孔径は
０．５〜２０mmである。この孔径が０．５mm未満になる
と、分散相粉体の沈降防止効果は十分であるが、電気粘
性流体の含浸、回収に時間がかかったり、連通型多孔質
体に含浸された電気粘性流体の流れが円滑に行われず、
これを備えた応用装置の作動が十分でなかったりする等
のため好ましくない。

【００１５】本発明に用いられる電気粘性流体は、微細
な分散相粉体が分散用絶縁オイルに分散している懸濁液
で、十分に強い電場の作用の下で速やかに、しかも可逆
的に粘度が増加する液体であればよく、一般に知られて
いるものは全て含まれる。

【００１６】分散相粉体は含水系粉体と非水系粉体に大
別される。含水系粉体としては例えばシリカ系、セラミ
ック系、ゼオライト系、アルミニウム−ケイ素系、層間
化合物系、シリコーン樹脂系、有機重合体系、キレート
樹脂系等を挙げることができ、また非水系粉体として
は、メソフェース系炭素質粉末、炭素ミクロ複合型、層
間化合物／炭素複合型等の炭素質系、ポリアニリン系等
を例示することができる。中でも、非水系粉体が好まし
い。また、分散用絶縁オイルとしてはシリコーン油、変
性シリコーン油、炭化水素油、エステル系油、芳香族系
油等を例示することができる。しかし、分散相粉体及び
分散用絶縁オイル共に、これらに限定されるものではな
い。

【００１７】本発明において、前記電気粘性流体を含浸
させた連通型多孔質体を備えた電気粘性流体応用装置と
しては通常、電気粘性流体を利用した全ての応用装置が
含まれるが、例えば電気粘性流体を封入した装置つま
り、エンジンマウント等の防振装置、クラッチ、ショッ
クアブソーバー、バルブ、バイブレーター、制振材、ワ
ークピースを正常な位置に保持するシステムを制御する
ための電気−機械のインターフェイス等を挙げることが
できる。

【００１８】本発明の電気粘性流体応用装置の中で、防
振装置について説明すれば、振動発生部と振動受部との
間に一部が弾性体で形成された充填室を設けて、電気粘
性流体を含浸させた連通型多孔質体を充填し、この充填
室を複数の小充填室に区画すると共に、これら小充填室
を絞り通路で連通し、この絞り通路内に設けた電極へ通
電することにより、絞り通路内における電気粘性流体の
粘性を変化させる構造を採用することにより、電気粘性
流体の分散相粉体の沈降もなく、また電気粘性流体の性
能や流れも損なうことなく、優れた防振機能を有する防
振装置が得られる。

【００１９】また、電気粘性流体を連通型多孔質体に含
浸させる方法を用いれば、電気粘性流体を保持、保存、
貯蔵する方法として極めて有用である。

【００２０】

【作用】電気粘性流体に限らず、分散相粉体と分散媒
（電気粘性流体の場合は分散用絶縁オイル）からなる懸
濁液において、分散相粉体の濃度が高い（一般に１０重
量％以上）場合、分散相粉体は単独に沈降するのではな
く、相互に接触してブリッジを形成し、それが時間の経
過と共に切断したり、あるいは徐々に押しつぶされるよ
うな形で沈降するものと考えられている。従って、前記
懸濁液の保持容積が大きい（径が大きい）とブリッジが
長くなり、途中に多くの欠陥を含む可能性が高く、ま
た、押しつぶされ易く、その結果分散相粉体が沈降し易
くなる。これに対し、保持容積が小さく（径が小さく）
なるにつれて、ブリッジに含まれる欠陥数も減少し、押
しつぶされにくくなり沈降しにくくなると考えられる。
本発明において、電気粘性流体の分散相粉体の非沈降性
効果は、用いられる多孔質体が前記保持容積が小さい場
合に相当するために発現するものと推察される。

【００２１】さらに本発明において、限られた容器中
に、電気粘性流体を含浸させた連通型多孔質体（小さな
孔が蛇行して連通している）を配置した場合、この小管
径化効果と同時に沈降路の延長効果が生じ、その結果、
電気粘性流体の沈降防止効果が一層顕著になったものと
考えられる。

【００２２】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に
説明するが、本発明の主旨を越えないかぎり本実施例に
限定されるものではない。電気粘性流体の作製・分散相粉体：コールタールピッチを不活性ガス雰囲気
中で４５０℃で熱処理して得られた熱処理物を、タール
中油を使用し、抽出ろ過した。この抽出ろ過残留物を温
度４８５℃、窒素気流中で加熱処理した後、粉砕分級し
て製造した平均粒径３．７μｍの炭素質粉末。

【００２３】・分散用絶縁オイル：シリコーンオイル
（東芝シリコーン（株）製、ＴＳＦ４５１−１０）。

【００２４】・前記分散粒子１００ｇを前記分散用絶縁
オイル１９０ｇに分散して電気粘性流体を作製した。電気粘性流体の分散相粉体の沈降性評価法内径９９mmの円筒状ガラス製容器に、同内径で１００mm
以上の高さの円筒状連通型多孔質体を入れ、これに電気
粘性流体を加え、該多孔質体の１００mm高さまで含浸さ
せる。高さの異なる部分の電気粘性流体をスポイトでサ
ンプリングした後、電気粘性流体（Ｗ１）を加圧ろ過器
に仕込み、アセトン洗浄、真空乾燥を行い、粉体の重量
（Ｗ２）を測定する。そして、分散相粉体の濃度をＷ２
／Ｗ１より求める。高さの異なる部分の電気粘性流体の
分散相粉体濃度の比較（仕込み値から計算した分散相粉
体の濃度からのずれ）をもって沈降性評価の尺度とす
る。エンジンマウントの特性評価法初期荷重１４０Kg、加振振幅±１mm、加振周波数１０Hz
で、無電場時と３ＫＶ／mm印加時のエンジンマウントの
動バネ定数を測定した。

【００２５】〔実施例１〕連通型多孔質体として、平均
孔径約２mmのウレタン製スコットフォーム（（株）ブリ
ヂストン製）を用い、これを直径９９mmの円筒状に切断
し、内径９９mmのガラス製容器に挿入した後、前記のよ
うに作製した電気粘性流体を加え、スコットフォームの
１００mmの高さまで含浸させ、電気粘性流体保持多孔質
体を得た。

【００２６】ガラス製容器に挿入された電気粘性流体保
持多孔質体を２５℃の恒温槽に１年間静置した。前記の
沈降性評価法に従って、各高さにおける分散槽粉体の濃
度を測定した結果を表１に示した。分散相粉体が沈降し
た場合に生ずる界面も認められず、また表１からわかる
通り、電気粘性流体を含浸させた連通型多孔質体を用い
ることにより、電気粘性流体の分散相粉体の沈降を防止
できることが明らかになった。

【００２７】〔実施例２〕平均孔径約７mmのウレタン製
スコットフォーム（（株）ブリヂストン製）を用いた以
外は、実施例１と同様に行った。電気粘性流体の分散相
粉体の沈降性評価の結果は実施例１と全く同様であっ
た。分散相粉体の濃度の測定結果を表１に示す。

【００２８】〔比較例１〕連通型多孔質体を用いなかっ
た以外は、実施例１と同様に行い、電気粘性流体の分散
相粉体の沈降性の評価を実施した結果を表１に示した。
これは電気粘性流体のみ使用した場合を意味する例で、
分散相粉体が沈降して生じた界面がはっきりと認めら
れ、また表１に示すように、電気粘性流体の分散相粉体
の沈降が明確に認められた。

【００２９】

【表１】

【００３０】〔実施例３〕電気粘性流体を含浸させた連
通型多孔質体を備えた電気粘性流体応用装置のうち、防
振装置の一例として、エンジンマウント（図１）につい
て以下実施結果を示す。

【００３１】前記電気粘性流体を含浸させた連通型多孔
質体（平均孔径約４mmのウレタン製スコットフォーム
（（株）ブリヂストン製）を図１のエンジンマウント３
０に適用した。このエンジンマウント３０では、車体又
はエンジンの一方へ底板３２が固定ボルト１５を介して
固着される。この底板３２へ連結された筒体３４と頂板
３６との間にはエンジンマウント用ゴム１６（厚さ４〜
８mm）が掛け渡され、頂板３６には固定ボルト１４で車
体又はエンジンの他方が連結支持されている。

【００３２】底板３２と筒体３４との間には可とう膜２
０の周囲が挟持され、この可とう膜２０とゴム１６との
間に配置される充填室１７Ａ、１７Ｂへ先ず充填室空間
と同形状に裁断した前記スコットフォームを装着後、電
気粘性流体を含浸、充填されている。この充填室は周囲
が底板３２へ支持される隔壁１８によって、上充填室１
７Ａと下充填室１７Ｂとに区画され、隔壁１８に形成し
た絞り通路１９を介して連通されている。このため、頂
板３６又は底板３２に加わる加振力は絞り通路１９を通
過する場合に減衰吸収される。

【００３３】この絞り通路１９には電極１９Ａ、１９Ｂ
が対向配置され、電圧印加によって絞り通路１９内の電
気粘性流体の粘性を変化させ、吸振特性を変化できるよ
うになっている。

【００３４】このエンジンマウントにおいて、電気粘性
流体注入直後及び室温で６ヶ月静置後の、エンジンマウ
ントの無電場時及び３ＫＶ／mm印加時の動バネ定数を測
定した結果を表２に示す。表２において、次に示す比較
例と対比すればわかるように、電気粘性流体を含浸させ
た連通型多孔質体（スコットフォーム）を用いたエンジ
ンマウントの動バネ定数は全く経時変化がなく、優れた
特性を有することがわかる。これは電気粘性流体含浸の
連通型多孔質体の使用によって、電気粘性流体の沈降が
ないことに起因するものであることは明白である。さら
に説明すれば電気粘性流体の沈降が生じると、エンジン
マウントの絞り通路を流れる電気粘性流体の分散相粉体
の濃度が低下する。その結果、電気粘性流体の無電場時
及び３ＫＶ／mm印加時の粘度が低下し、これが無電場時
及び３ＫＶ／mm印加時の動バネ定数を低下させることに
なる。

【００３５】〔比較例２〕エンジンマウントにおいて、
スコットフォームを使用しないこと以外は、実施例３と
同様に行い、動バネ定数を測定した結果を表２に示す。
これは電気粘性流体のみを使用した場合の例を意味して
いる。この結果はこのエンジンマウントの動バネ定数の
経時変化が大きく、実用上問題があることを示してい
る。実施例３で説明したように、電気粘性流体の沈降と
動バネ定数の関係から、この結果は電気粘性流体の沈降
が起こったことによるものであることは明らかである。

【００３６】

【表２】

【００３７】

【発明の効果】本発明の電気粘性流体保持多孔質体及び
これを備えた応用装置は、上記構成としたので、性能を
損なうことなく、非沈降性で、長期間にわたって安定な
電気粘性流体特性を有し、また、この特性が活かされ
て、良好な該装置特性を有するという優れた効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】エンジンマウントの概要を示す。

【符号の説明】

１４、１５固定ボルト１６エンジンマウント用ゴム１７Ａ上充填室（電気粘性流体含浸スコ
ットフォーム充填）１７Ｂ下充填室（電気粘性流体含浸スコ
ットフォーム充填）１８隔壁１９絞り通路１９Ａ、Ｂ電極２０可とう膜３０エンジンマウント３２底板３４筒体３６頂板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ１０Ｍ 125:02）Ｃ１０Ｎ 30:00 Ｚ 8217−4Ｈ 40:06 40:14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電気粘性流体を含浸させた連通型多孔質
体からなることを特徴とする電気粘性流体保持多孔質
体。
【請求項２】前記連通型多孔質体が可とう性を有する
ものであることを特徴とする請求項１記載の電気粘性流
体保持多孔質体。
【請求項３】前記連通型多孔質体の孔径が０．５〜２
０mmであることを特徴とする請求項１記載の電気粘性流
体保持多孔質体。
【請求項４】電気粘性流体を含浸させた連通型多孔質
体を備えることを特徴とする電気粘性流体応用装置。