JPH0764649A - Electrode - Google Patents

Electrode

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JPH0764649A
JPH0764649A JP21261393A JP21261393A JPH0764649A JP H0764649 A JPH0764649 A JP H0764649A JP 21261393 A JP21261393 A JP 21261393A JP 21261393 A JP21261393 A JP 21261393A JP H0764649 A JPH0764649 A JP H0764649A
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JP
Japan
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electrode
fluid
electrorheological fluid
solid particles
electroviscous fluid
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Pending
Application number
JP21261393A
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Japanese (ja)
Inventor
Tetsuo Miyamoto
哲夫 宮本
Makoto Kanbara
誠 神原
Motonori Oota
元規 太田
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Tonen General Sekiyu KK
Original Assignee
Tonen Corp
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Publication date
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Publication of JPH0764649A publication Critical patent/JPH0764649A/en
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  • Control Of Non-Electrical Variables (AREA)
  • Connections Effected By Soldering, Adhesion, Or Permanent Deformation (AREA)
  • Non-Insulated Conductors (AREA)

Abstract

PURPOSE:To ensure the utmost effect of electrical viscosity by roughening the surface of the electrode that is used for application of voltage to the electroviscous fluid where the solid particles are scattered and cones into contact with the electroviscous fluid. CONSTITUTION:This electrode is used to apply the voltage to the electroviscous fluid where the solid particles are scattered, and the surface of the electrode being in contact with the electroviscous fluid is roughened. This roughening degree is shown by the surface roughness, i.e., the average displacement from the average height of the electrode plane. It is desirable to set the roughening degree at a level equal to or larger than the diameter of the solid particle included in the electroviscous fluid, and it is enough to cause the slip friction to the solid particle. Meanwhile the resessing/ projecting pitches of the roughened surface are preferably set larger than the diameter of the solid particle and smaller than 100 or 50 times as much as the particle diameter. Furthermore the metallic electrode plates of copper, aluminum, etc., are used as electrodes, or a metallic electrode plate covered with an insulated layer of zirconium oxide, etc., is also used.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電圧印加により粘度を
制御しうる電気粘性流体への電圧印加用電極に関し、ク
ラッチ、バルブ、ショックアブソーバー、エンジンマウ
ント等の機械装置の電気的制御に利用できる電極に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrode for applying a voltage to an electrorheological fluid whose viscosity can be controlled by applying a voltage, and can be used for electrical control of mechanical devices such as clutches, valves, shock absorbers and engine mounts. Regarding electrodes.

【0002】[0002]

【従来の技術】電圧の印加により流体の粘度が変化する
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。例えば、Winslow は、パラ
フィンとシリカゲル粉末、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( Winsl
ow,W.M.,J.of Applied Physics,Vol.20(1949)113
7)。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、ER効果又は Winslow効果と呼ばれてい
る。
2. Description of the Related Art Electro-Rheological Fluid, Electro-Viscous Fluid whose viscosity changes with the application of voltage
scous Fluid,) has been known for a long time (Duff, AWP
hysical Review Vol, 4, No.1 (1896) 23). Initial research on electrorheological fluids focused on liquid-only systems, and the effect was inadequate, but after that, we moved to research on electrorheological fluids in solid dispersion systems, and obtained considerable electrorheological effects. Came to be. For example, Winslow proposed an electrorheological fluid that uses paraffin and silica gel powder and water to make the system slightly conductive (Winsl
ow, WM, J. of Applied Physics, Vol.20 (1949) 113
7). According to this Winslow study, the electrorheological effect of the electrorheological fluid is called the ER effect or Winslow effect.

【0003】一方、電気粘性流体における増粘効果(E
R効果)の発現メカニズムの解明も進み、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 of the Doub
le Layer)を生じ、これが主因であるとしている( Kla
ss,D.L.,et al.,J.of Applied Physics,Vol.38,No
1(1967) 67)。これを電気二重層(electric double la
yer )から説明すると、分散質(シリカゲル等の固体粒
子)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、即ち増粘効果を
発現するようになる。
On the other hand, the thickening effect (E
Elucidation of the mechanism of expression of the R effect), such as Klass
Is a dispersoid in an electrorheological fluid.Each particle has an induced polarization of the Doubly polarization in the electric field.
le Layer), which is the main cause (Kla
ss, DL, et al., J. of Applied Physics, Vol.38, No
1 (1967) 67). This is an electric double layer
yer), the ions adsorbed around the dispersoid (solid particles such as silica gel) are uniformly arranged on the outer surface of the dispersoid when E (electric field) = 0. =
When the value is finite, the ion distribution is biased and each particle exerts an electrostatic action on each other in the electric field. In this way, each particle forms a bridge (crosslink) between the electrodes, and shear resistance against stress is exhibited, that is, a thickening effect is exhibited.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】このように、電気粘性
流体がその増粘効果を奏するのは、電極間において各粒
子がブリッジ(架橋)を形成し、その末端粒子が電極表
面と電気的に結合し、応力に対する剪断抵抗力を発現す
るものであるが、従来、銅等の金属板電極表面は平滑面
であり、電気粘性流体が剪断力を受けた時、ブリッジに
おける末端粒子と電極表面との摩擦が小さいため滑りを
生じ、その結果、応力が電極へ効率的に伝達せず、電気
粘性効果が最大限に発揮されていないことを見出した。
As described above, the electrorheological fluid exerts its thickening effect because each particle forms a bridge (crosslink) between the electrodes, and the terminal particle electrically contacts the electrode surface. Although bonded and expresses shear resistance to stress, conventionally, the metal plate electrode surface of copper or the like is a smooth surface, and when the electrorheological fluid is subjected to shear force, the end particles in the bridge and the electrode surface are It was found that the friction was low and slippage occurred, and as a result, stress was not efficiently transmitted to the electrodes and the electrorheological effect was not maximized.

【0005】本発明は、電極の改良に関するものであ
り、電気粘性効果を最大限に発揮しうる電気粘性流体適
用電極の提供を課題とする。
The present invention relates to an improvement of an electrode, and an object of the present invention is to provide an electrode for applying an electrorheological fluid that can maximize the electrorheological effect.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の電極は、固体粒
子を流体中に分散させた電気粘性流体への電圧印加に使
用される電極であって、電気粘性流体と接触する電極表
面が粗面化されたことを特徴とする。
The electrode of the present invention is an electrode used for applying a voltage to an electrorheological fluid in which solid particles are dispersed in a fluid, and the electrode surface in contact with the electrorheological fluid is rough. It is characterized by being faced.

【0007】以下、本発明の電極について説明する。電
極としては、銅、アルミニウム、金、白金、銀、鉄、亜
鉛、パラジウム、オスミウム、イリジウム、ニッケル、
鉛、タンタル等の金属電極板、又は、その少なくとも一
方の電極表面に絶縁層が被覆されたものである。
The electrode of the present invention will be described below. Electrodes include copper, aluminum, gold, platinum, silver, iron, zinc, palladium, osmium, iridium, nickel,
It is a metal electrode plate made of lead, tantalum, or the like, or at least one electrode surface of which is coated with an insulating layer.

【0008】このような絶縁層は、酸化ジルコニウム、
酸化イットリウム、酸化ジルコニウム/酸化イットリウ
ム、酸化ベリリウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウ
ム、二酸化珪素、シランカップリング剤、アルミナ、チ
タニア、酸化トリウム等の酸化物、炭化珪素、炭化チタ
ン、炭化タングステン、炭化硼素(B4C)、炭化ジルコニ
ウム、炭化バナジウム、炭化タンタル等の炭化物、窒化
珪素等の窒化物、その他ダイアモンド、i-C(a−Diam
ond )等をCVD( Chemical Vapor Deposition )法、
プラズマCVD法、イオンビームCVD法等により積層
して形成することができる。また、有機絶縁層であって
もよく、この場合、電気粘性流体に対する耐油性を有す
る絶縁性ポリマーであって、また150℃での高温状態
での作動される場合もあるので、耐熱性が要求される。
このような有機絶縁層形成材料としては、例えばポリア
ミド、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、
ポリエチレンテレフタレート、強化型ポリエチレンテレ
フタレート等の熱可塑性エンジニアリングプラスティッ
ク、ポリエーテルサルホン、ポリフェニレンサルファイ
ド、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテル
イミド、ポリエーテルエーテルケトン等の非架橋型熱可
塑性エンジニアリングプラスティック、ポリイミド、ポ
リアリレート、フッ素樹脂等の非架橋型圧縮成形エンジ
ニアリングプラスティック、更にポリアミノビスマレイ
ミド、ポリトリアジン、架橋ポリアミドイミド、ポリビ
ニルフェノール/エポキシ、フリーデルクラフト樹脂/
エポキシ、耐熱エポキシ等の架橋型エンジニアリングプ
ラスティック、またこれらプラスティックのブレンド体
(例えばポリマーアロイ、また共重合体)、更にグラス
ファイバーや無機物質のウィスカー(例えばカーボンフ
ァイバー)で強化したものを形成材料として使用するこ
とができる。これらの絶縁層を、電極上に積層するに
は、無機絶縁層同様にCVD法、PVD法、蒸着法、ス
プレー法、塗布法等により形成することができる。ま
た、乾性油をコーティングして焼き付けて形成される、
所謂エナメル被覆やポリビニルホルマールをコーティン
グして焼き付けたホルマール被覆等の絶縁層としてもよ
く、この場合もその形成方法としてスプレー法、塗布
法、浸漬法等がある。無機絶縁層、有機絶縁層共に電極
上に積層される膜厚は、0.01μm〜1000μmと
するとよく、好ましくは0.01μm〜50μm、更に
好ましくは0.1μm〜20μmの膜厚とするとよい。
Such an insulating layer is made of zirconium oxide,
Oxides of yttrium oxide, zirconium oxide / yttrium oxide, beryllium oxide, magnesium oxide, calcium oxide, silicon dioxide, silane coupling agents, alumina, titania, thorium oxide, silicon carbide, titanium carbide, tungsten carbide, boron carbide (B 4 C), carbide such as zirconium carbide, vanadium carbide, tantalum carbide, nitride such as silicon nitride, diamond, i-C (a-Diam)
ond) and the like by the CVD (Chemical Vapor Deposition) method,
It can be formed by stacking by a plasma CVD method, an ion beam CVD method, or the like. Further, it may be an organic insulating layer, and in this case, it is an insulating polymer having oil resistance to an electrorheological fluid and may be operated at a high temperature of 150 ° C., so that heat resistance is required. To be done.
As such an organic insulating layer forming material, for example, polyamide, polyacetal, polybutylene terephthalate,
Thermoplastic engineering plastics such as polyethylene terephthalate and reinforced polyethylene terephthalate, non-crosslinked thermoplastic engineering plastics such as polyether sulfone, polyphenylene sulfide, polyarylate, polyamide imide, polyether imide and polyether ether ketone, polyimide, polyarylate , Non-crosslinking type compression molding engineering plastics such as fluororesin, polyamino bismaleimide, polytriazine, crosslinked polyamideimide, polyvinylphenol / epoxy, Friedel craft resin /
Cross-linking engineering plastics such as epoxy and heat-resistant epoxy, blends of these plastics (eg polymer alloys or copolymers), and those reinforced with glass fibers and whiskers of inorganic substances (eg carbon fibers) are used as forming materials. can do. In order to stack these insulating layers on the electrodes, they can be formed by a CVD method, a PVD method, a vapor deposition method, a spray method, a coating method or the like similarly to the inorganic insulating layer. In addition, it is formed by coating drying oil and baking it.
An insulating layer such as a so-called enamel coating or a formal coating coated with polyvinyl formal and baked may be used, and in this case as well, a spraying method, a coating method, a dipping method and the like may be used as the forming method. The thickness of both the inorganic insulating layer and the organic insulating layer laminated on the electrode may be 0.01 μm to 1000 μm, preferably 0.01 μm to 50 μm, and more preferably 0.1 μm to 20 μm.

【0009】本発明の電極においては、その表面が粗面
化されており、かつ電気粘性流体に含有される固体粒子
に対して滑り摩擦を生じさせるものであればよい。電極
表面の粗面化の程度は、電極平面の平均の高さからの平
均変位である表面粗さにより示されるが、好ましくは、
その表面粗さが、後述する電気粘性流体中の固体粒子の
粒子径と同等またはそれ以上とするとよい。例えば、1
0nm〜400μmとするとよい。粒子径には、分布が
あり、表面粗さはその最小粒子径より大きく、好ましく
は平均粒子径(xav)よりも大きく、最も好ましくは最
大粒子径よりも大きいものとするとよい。また、粗面に
おける凹凸ピッチは、固体粒子の粒子径以上で100倍
以内、好ましくは50倍以内、更に好ましくは10倍以
内とするとよい。
In the electrode of the present invention, the surface may be roughened, and it is sufficient if it causes sliding friction with respect to the solid particles contained in the electrorheological fluid. The degree of roughening of the electrode surface is indicated by the surface roughness which is the average displacement from the average height of the electrode plane, but preferably,
The surface roughness may be equal to or larger than the particle diameter of solid particles in the electrorheological fluid described later. For example, 1
It is preferable that the thickness is 0 nm to 400 μm. The particle diameter has a distribution, and the surface roughness is preferably larger than the minimum particle diameter, preferably larger than the average particle diameter (x av ), and most preferably larger than the maximum particle diameter. The uneven pitch on the rough surface is 100 times or less, preferably 50 times or less, and more preferably 10 times or less as large as or larger than the particle diameter of the solid particles.

【0010】また、粒径分布と電極表面における粗さと
の関係は、固体粒子の体積分率での粒径分布において、
その平均粒子径(xav)の2倍以上の粒子径を持つ粒子
の割合が30%をこえると増粘効果が低下するので、好
ましくはその平均粒子径(xav)の2倍以上の粒子径を
持つ粒子の割合を30%以下、好ましくは10%以下の
ものとすることにより、電極表面における粗さを固体粒
子の平均粒子径(xav)の大きさと同程度に仕上げた場
合に相当する増粘効果が得られることが見出された。
The relationship between the particle size distribution and the roughness on the electrode surface is as follows:
If the proportion of particles having a particle diameter of 2 times or more of the average particle diameter (x av ) exceeds 30%, the thickening effect decreases, so particles having a particle diameter of 2 times or more of the average particle diameter (x av ) are preferable. By setting the proportion of particles having a diameter of 30% or less, preferably 10% or less, the case where the roughness on the electrode surface is finished to the same level as the average particle diameter (x av ) of solid particles It has been found that a thickening effect can be obtained.

【0011】電極表面を粗面化するには、電極表面の研
磨をコントロールして行なうとよく、また、エッチング
手段、機械加工手段によってもよく、更に、電極を焼結
金属の如く表面に凹凸を有する素材を使用してもよい。
なお、粗面の状態が溝状の電極を使用する場合には、そ
の溝の方向が流体の動きまたは電極の動きに対して直交
する方向となるようにして取り付ける必要がある。
In order to roughen the surface of the electrode, it is advisable to control the polishing of the surface of the electrode, and it is also possible to use an etching means or a machining means. You may use the material which has.
When using an electrode having a groove-like rough surface, it is necessary to mount the electrode so that the direction of the groove is orthogonal to the movement of the fluid or the movement of the electrode.

【0012】また、粗面の状態は、表面粗さ計(例え
ば、小坂研究所(株)製、SEF−30D)により計測
することができ、固体粒子における粒径分布は(株)島
津製作所製、SALD−1100等を使用して容易に計
測することができる。
The state of the rough surface can be measured by a surface roughness meter (for example, SEF-30D manufactured by Kosaka Laboratory Ltd.), and the particle size distribution of solid particles is manufactured by Shimadzu Corporation. , SALD-1100 etc. can be used for easy measurement.

【0013】電気粘性流体は、流体、固体粒子、分散
剤、多価アルコール成分、及び必要に応じて酸、塩、又
は塩基成分、更に各種添加剤からなる。流体としては、
電気絶縁性流体が挙げられ、特に限定はされないが例え
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。
The electrorheological fluid comprises a fluid, solid particles, a dispersant, a polyhydric alcohol component, and, if necessary, an acid, salt or base component, and various additives. As a fluid,
Examples of the electrically insulating fluid include, but are not limited to, mineral oils and synthetic lubricating oils, and specifically, paraffinic mineral oils, naphthenic mineral oils, poly-α-olefins, polyalkylene glycols, silicones, diesters, polyol esters. , Phosphoric acid ester, silicon compound, fluorine compound,
Examples include oils such as polyphenyl ether and synthetic hydrocarbons. The viscosity range of these electrically insulating fluids can be 5 to 300 cSt at 40 ° C.

【0014】また、分散質としての固体粒子は慣用のも
のが使用され、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できる。これら固体粒
子は、通常粒径10nm〜200μmのものが、0.1
重量%〜50重量%の割合で使用される。0.1重量%
より少ないとER効果が少なく、また50重量%を越え
ると分散性が悪くなるので好ましくない。
Conventional solid particles are used as the dispersoid, and for example, silica gel, hydrous resin, diatomaceous earth, alumina, silica-alumina, zeolite, ion exchange resin, cellulose and the like can be used. These solid particles usually have a particle size of 10 nm to 200 μm and are 0.1
It is used in a proportion of 50% by weight to 50% by weight. 0.1% by weight
If the amount is less than 50%, the ER effect is small, and if it exceeds 50% by weight, the dispersibility is deteriorated.

【0015】電気粘性流体においては、電気絶縁性流体
中に固体粒子を均一かつ安定して分散させるために分散
剤を使用してもよい。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、変性シリコーン類、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、アミ
ノ変性シリコーン、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重量
%〜30重量%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。
In the electrorheological fluid, a dispersant may be used in order to uniformly and stably disperse solid particles in the electrically insulating fluid. Conventional dispersants are used, for example, sulfonates, phenates, phosphonates, succinimides, modified silicones, amines, nonionic dispersants, and the like, and specifically magnesium sulfonate. , Calcium sulfonate, calcium phosphonate, polybutenyl succinimide, amino-modified silicone, sorbitan monooleate, sorbitan sesquioleate and the like. These are usually used in an amount of 0.1% by weight to 30% by weight, but they may not be used if the dispersibility of solid particles is good.

【0016】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、トリプロピレングリコール、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。
The polyhydric alcohol is a dihydric alcohol,
Trihydric alcohols are effective, and ethylene glycol, triethylene glycol, tripropylene glycol, glycerin, propanediol, butanediol, hexanediol and the like may be used.

【0017】また、必要に応じて酸、塩基、塩類を添加
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。
If desired, acids, bases and salts may be added. As the acid component, inorganic acids such as sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, perchloric acid, chromic acid, phosphoric acid and boric acid, or acetic acid,
Organic acids such as formic acid, propionic acid, butyric acid, isobutyric acid, valeric acid, oxalic acid and malonic acid are used.

【0018】また塩としては金属または塩基性基(NH
4 + 、N2 5 + 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,MgCl2 ,CaCl2 ,BaCl
2 ,LiBr,NaBr,KBr,MgBr2,Li
I,NaI,KI,AgNO3 ,Ca( NO3 )2 ,N
aNO2 ,NH4NO3 ,K2 SO4 ,Na2 SO4,
NaHSO4 ,(NH4 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。
The salt may be a metal or a basic group (NH
4 + , N 2 H 5 +, etc.) and an acid group, and any of these can be used. Of these, those which are dissolved in a polyhydric alcohol to dissociate, for example, those which form typical ionic crystals such as halides of alkali metals and alkaline earth metals, and alkali metal salts of organic acids are preferable. As this kind of salt, LiCl,
NaCl, KCl, MgCl 2 , CaCl 2 , BaCl
2 , LiBr, NaBr, KBr, MgBr 2 , Li
I, NaI, KI, AgNO 3 , Ca (NO 3) 2, N
aNO 2 , NH 4 NO 3 , K 2 SO 4 , Na 2 SO 4,
There are NaHSO 4 , (NH 4 ) 2 SO 4 or alkali acid metal salts such as formic acid, acetic acid, oxalic acid and succinic acid.

【0019】塩基は、アルカリ金属あるいはアルカリ土
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。
The base is a hydroxide of an alkali metal or an alkaline earth metal, a carbonate of an alkali metal, an amine, etc., and a base which is dissolved in a polyhydric alcohol or a system of a polyhydric alcohol and water to dissociate. preferable. As this kind of base, NaOH, KOH, Ca (OH) 2 , Na 2
CO 3, NaHCO 3, K 3 PO 4, Na 3 PO 4, aniline, alkyl amines, such as ethanol amine. The above-mentioned salt and base can be used in combination.

【0020】酸、塩、塩基類は、通常電気粘性流体全体
に対して、5重量%以下の割合で使用するとよい。5重
量%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。
Acids, salts and bases are usually used in a proportion of 5% by weight or less with respect to the entire electrorheological fluid. If it exceeds 5% by weight, it becomes undesirably easy to energize and power consumption increases.

【0021】尚、多価アルコール成分、酸、塩、又は塩
基成分を添加する場合には、絶縁層としては耐アルコー
ル性、耐酸性を有するものを使用するとよい。多価アル
コール成分と酸、塩、又は塩基成分は、それぞれ単独に
使用してもER効果を改善することができるが、多価ア
ルコール成分は高温領域でのER効果を向上させること
ができ、また酸成分は分極効果を増大させることできる
ものである。またこの二成分を併用することができ、高
温領域でのER効果と共に、分極効果を増大させるとい
う相乗効果を奏するものである。
When a polyhydric alcohol component, an acid, a salt, or a base component is added, it is preferable to use an insulating layer having alcohol resistance and acid resistance. The polyhydric alcohol component and the acid, salt, or base component can improve the ER effect even when used alone, but the polyhydric alcohol component can improve the ER effect in a high temperature range, and The acid component is capable of increasing the polarization effect. Further, these two components can be used in combination, and a synergistic effect of increasing the polarization effect as well as the ER effect in the high temperature region is exhibited.

【0022】また、添加剤として酸化防止剤を添加して
もよい。酸化防止剤は電気絶縁性液体の酸化防止と共
に、分極剤である多価アルコールの酸化を防止すること
を目的とするものである。
An antioxidant may be added as an additive. The antioxidant is intended to prevent the oxidation of the polyhydric alcohol, which is a polarizing agent, as well as the oxidation of the electrically insulating liquid.

【0023】酸化防止剤としては、分極剤、固体粒子に
不活性なものを使用するとよく、慣用されるフェノール
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
ることができる。
As the antioxidant, it is preferable to use a polarizing agent or one which is inactive to the solid particles, and a commonly used phenol type or amine type antioxidant can be used. 2,6-di-t-butylparacresol, 4,4'-methylenebis (2.6-di-t
-Butylphenol), 2,6-di-t-butylphenol and the like, and as the amine type, dioctyldiphenylamine, phenyl-α-naphthylamine, alkyldiphenylamine, N-nitrosodiphenylamine and the like can be used.

【0024】尚、電気粘性流体系においてER効果を阻
害しない程度に水を使用してもよいことは勿論である。
Of course, water may be used to the extent that it does not hinder the ER effect in the electrorheological fluid system.

【0025】[0025]

【作用及び発明の効果】電気粘性流体適用装置において
は、例えば、2枚の電極間に固体粒子を含む電気粘性流
体が入れられており、両電極間に電圧を印加すると、電
極間に固体粒子による鎖が形成され、この状態で、一方
の電極をずらして電気粘性流体に歪みを与えると、応力
が電気粘性流体を通してもう一方の電極に伝達されるも
のであるが、この際、電極表面に接している粒子が応力
の伝達を最終的に行なっているものと考えら、電極表面
に対する固体粒子の摩擦力を大きくしておけば、固体粒
子が電極表面を滑ることなく固体粒子により伝達される
全ての力がもう一方の電極に伝達されることとなる。
In the electrorheological fluid application device, for example, an electrorheological fluid containing solid particles is put between two electrodes, and when a voltage is applied between both electrodes, the solid particles are applied between the electrodes. Chain is formed, and in this state, when one electrode is displaced to give a strain to the electrorheological fluid, the stress is transmitted through the electrorheological fluid to the other electrode. It is considered that the particles in contact finally transmit stress, and if the frictional force of the solid particles against the electrode surface is increased, the solid particles are transferred by the solid particles without sliding on the electrode surface. All forces will be transmitted to the other electrode.

【0026】本発明は、このような知見に基づいてなさ
れたものであり、電気粘性流体適用電極における表面が
電気粘性流体に含有される固体粒子に対して滑り摩擦を
生じさせる程度に粗面化されていることが必要である。
即ち、表面が固体粒子の平均粒子径より大きく粗面化さ
れているか、又、粒径分布と電極の表面粗さとの関係
は、電気粘性流体における固体粒子の体積分率での粒径
分布において、その平均粒子径(xav)の2倍以上の粒
子径を持つ粒子の割合が30%以下の場合に、電極表面
における粗さを固体粒子の平均粒子径(xav)の大きさ
と同程度に仕上げた場合に相当する増粘効果を得ること
ができる。
The present invention has been made based on such knowledge, and the surface of the electrode for applying an electrorheological fluid is roughened to the extent that it causes sliding friction with respect to the solid particles contained in the electrorheological fluid. Must have been done.
That is, whether the surface is roughened to be larger than the average particle size of the solid particles, or the relationship between the particle size distribution and the surface roughness of the electrode depends on the particle size distribution at the volume fraction of the solid particles in the electrorheological fluid. , And when the ratio of particles having a particle size that is at least twice the average particle size (x av ) is 30% or less, the roughness on the electrode surface is about the same as the average particle size (x av ) of solid particles. A thickening effect corresponding to the case of finishing can be obtained.

【0027】以下、本発明を実施例に基づいて説明する
が、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
The present invention will be described below based on examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0028】[0028]

【実施例1】電気粘性流体の組成を示す。Example 1 The composition of an electrorheological fluid is shown.

【0029】 アルキルベンゼン(40℃、17cSt) 83重量% シリカゲル(平均粒子径1.4μm、体積分率での粒径分布における、粒径が2 .8μm以上の粒子の割合が10%のもの) 7重量% トリエチレングリコール 2重量% ポリブテニルコハク酸イミド 8重量% 得られる電気粘性流体の粘度は、40℃で30cStで
ある。電極材料としては、SUS(番号304、表面粗
さ=0.1μm)を使用し、その表面を機械加工によ
り、平均粗さが20μmのものを使用し、電極の大きさ
を巾20mm×長さ50mmとし、表面が同一処理の電
極を2枚、電極間隔を1mmとして対向させて電気粘性
流体適用装置とした。
Alkylbenzene (40 ° C., 17 cSt) 83% by weight Silica gel (average particle size 1.4 μm, 10% of particles having a particle size of 2.8 μm or more in the particle size distribution in volume fraction) 7 Wt% triethylene glycol 2 wt% polybutenyl succinimide 8 wt% The viscosity of the resulting electrorheological fluid is 30 cSt at 40 ° C. As the electrode material, SUS (No. 304, surface roughness = 0.1 μm) is used, and the surface is machined to have an average roughness of 20 μm. The size of the electrode is 20 mm wide × length The electro-rheological fluid application device was 50 mm in length, and two electrodes having the same surface treatment were opposed to each other with an electrode interval of 1 mm.

【0030】この装置において、両電極間に一定流量
(90ml/min.)の電気粘性流体を流しつつ、2
KV/mm(交流AC60HZ)の電場を印加し、電気
粘性流体の流量を上記の値に保持するために必要な電気
粘性流体への差圧(Kg/cm2 )を測定した。その結
果を下記表1に示す。
In this device, a constant flow rate (90 ml / min.) Of electrorheological fluid is flown between both electrodes while
An electric field of KV / mm (AC 60 HZ AC) was applied, and the differential pressure (Kg / cm 2 ) to the electrorheological fluid required to maintain the flow rate of the electrorheological fluid at the above value was measured. The results are shown in Table 1 below.

【0031】[0031]

【実施例2】実施例1における電気粘性流体適用装置と
して、電極表面の表面粗さが1.5μmのものを使用し
た以外は、同様にして一定流量の電気粘性流体を流すた
めに必要な流体圧を測定した。同様に、その結果を下記
表1に示す。
[Embodiment 2] A fluid necessary for flowing a constant flow rate of electrorheological fluid, except that the electrorheological fluid applying apparatus in Example 1 having a surface roughness of the electrode surface of 1.5 μm was used. The pressure was measured. Similarly, the results are shown in Table 1 below.

【0032】[0032]

【実施例3】実施例1における電気粘性流体適用装置と
して、電極表面の表面粗さが1.0μmのものを使用し
た以外は、同様にして一定流量の電気粘性流体を流すた
めに必要な流体圧を測定した。同様に、その結果を下記
表1に示す。
[Embodiment 3] In the same manner as in Embodiment 1, except that an electrorheological fluid applying device having a surface roughness of the electrode surface of 1.0 μm was used, a fluid necessary for flowing a constant flow rate of electrorheological fluid. The pressure was measured. Similarly, the results are shown in Table 1 below.

【0033】[0033]

【実施例4】実施例2における電気粘性流体として、下
記の組成とした以外は、同様にして電気粘性流体を調製
し、実施例2同様に一定流量の電気粘性流体を流すため
に必要な流体圧を測定した。同様に、その結果を下記表
1に示す。
Example 4 A fluid necessary for preparing an electrorheological fluid in the same manner as in Example 2 except that the electrorheological fluid in Example 2 has the following composition and flowing a constant flow rate of the electrorheological fluid. The pressure was measured. Similarly, the results are shown in Table 1 below.

【0034】 アルキルベンゼン(40℃、17cSt) 83重量% シリカゲル(平均粒子径1.4μm、体積分率での粒径分布における、粒径が2 .8μm以上の粒子の割合が20%のもの) 7重量% トリエチレングリコール 2重量% ポリブテニルコハク酸イミド 8重量% 得られる電気粘性流体の粘度は、40℃で30cStで
ある。
Alkylbenzene (40 ° C., 17 cSt) 83% by weight Silica gel (average particle size 1.4 μm, 20% of particles having a particle size of 2.8 μm or more in the particle size distribution in volume fraction) 7 Wt% triethylene glycol 2 wt% polybutenyl succinimide 8 wt% The viscosity of the resulting electrorheological fluid is 30 cSt at 40 ° C.

【0035】[0035]

【実施例5】実施例4の電気粘性流体におけるシリカゲ
ルとして、平均粒子径1.4μm、体積分率での粒径分
布における、粒径が2.8μm以上の粒子の割合が30
%のものを同量使用した以外は同様にして電気粘性流体
を調製し、実施例4同様に一定流量の電気粘性流体を流
すために必要な流体圧を測定した。同様に、その結果を
下記表1に示す。
Example 5 As silica gel in the electrorheological fluid of Example 4, the average particle size is 1.4 μm, and the ratio of particles having a particle size of 2.8 μm or more in the particle size distribution in volume fraction is 30.
An electrorheological fluid was prepared in the same manner except that the same amount of 0.1% was used, and the fluid pressure required to flow a constant flow rate of the electrorheological fluid was measured as in Example 4. Similarly, the results are shown in Table 1 below.

【0036】[0036]

【実施例6】実施例4の電気粘性流体におけるシリカゲ
ルとして、平均粒子径1.4μm、体積分率での粒径分
布における、粒径が2.8μm以上の粒子の割合が40
%のものを同量使用した以外は同様にして電気粘性流体
を調製し、実施例4同様に一定流量の電気粘性流体を流
すために必要な流体圧を測定した。同様に、その結果を
下記表1に示す。
Example 6 As silica gel in the electrorheological fluid of Example 4, the average particle size was 1.4 μm, and the ratio of particles having a particle size of 2.8 μm or more in the particle size distribution in volume fraction was 40.
An electrorheological fluid was prepared in the same manner except that the same amount of 0.1% was used, and the fluid pressure required to flow a constant flow rate of the electrorheological fluid was measured as in Example 4. Similarly, the results are shown in Table 1 below.

【0037】[0037]

【実施例7】実施例4の電気粘性流体におけるシリカゲ
ルとして、平均粒子径1.4μm、体積分率での粒径分
布における、粒径が2.8μm以上の粒子の割合が50
%のものを同量使用した以外は同様にして電気粘性流体
を調製し、実施例4同様に一定流量の電気粘性流体を流
すために必要な流体圧を測定した。同様に、その結果を
下記表1に示す。
Example 7 As silica gel in the electrorheological fluid of Example 4, the average particle size was 1.4 μm, and the ratio of particles having a particle size of 2.8 μm or more in the particle size distribution in volume fraction was 50.
An electrorheological fluid was prepared in the same manner except that the same amount of 0.1% was used, and the fluid pressure required to flow a constant flow rate of the electrorheological fluid was measured as in Example 4. Similarly, the results are shown in Table 1 below.

【0038】[0038]

【比較例1】実施例1における電気粘性流体適用装置に
おいて、表面未処理のまま電極として使用し、実施例1
同様にして一定流量の電気粘性流体を流すために必要な
流体圧を測定した。同様に、その結果を下記表1に示
す。
Comparative Example 1 In the electrorheological fluid application device of Example 1, the surface was untreated and used as an electrode.
Similarly, the fluid pressure required to flow a constant flow rate of the electrorheological fluid was measured. Similarly, the results are shown in Table 1 below.

【0039】[0039]

【表1】 [Table 1]

【0040】表1からわかるように、電極表面の粗面化
により増粘効果が増大することが認められる。
As can be seen from Table 1, it is recognized that the thickening effect is increased by roughening the electrode surface.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 固体粒子を流体中に分散させた電気粘性
流体への電圧印加に使用される電極であって、電気粘性
流体と接触する電極表面が粗面化されたことを特徴とす
る電極。
1. An electrode used for applying a voltage to an electrorheological fluid in which solid particles are dispersed in a fluid, wherein the electrode surface in contact with the electrorheological fluid is roughened. .
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008300168A (en) * 2007-05-31 2008-12-11 Daihen Corp Resin bushing
JP2019070447A (en) * 2015-12-04 2019-05-09 旭化成株式会社 Electroviscous fluid and electric device

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JP2019070447A (en) * 2015-12-04 2019-05-09 旭化成株式会社 Electroviscous fluid and electric device
US10961482B2 (en) 2015-12-04 2021-03-30 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Electrorheological fluid and electric device

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