JPH1088174A - Working medium induced by electricity and its usage - Google Patents

Working medium induced by electricity and its usage

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JPH1088174A
JPH1088174A JP24841696A JP24841696A JPH1088174A JP H1088174 A JPH1088174 A JP H1088174A JP 24841696 A JP24841696 A JP 24841696A JP 24841696 A JP24841696 A JP 24841696A JP H1088174 A JPH1088174 A JP H1088174A
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electro
viscosity
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conductivity
medium
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坪 泰 文 大
Shinichi Yokota
田 眞 一 横
Kazuya Edamura
村 一 弥 枝
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a working medium induced by electricity capable of converting an electric energy into other energies such as a mechanical energy by applying DC voltage. SOLUTION: This working medium induced by electricity comprises a compound formed to have a conductivity σ and a viscosity ηpositioning in the right-angle triangle formed by connecting the point P represented by both the formula σ=4×10<-10> S/m and the formula η=1×10<0> Pa.s, the point Q represented by both the formula σ=4×10<-10> S/m and the formula η=1×10<-4> Pa.s and the point R represented by both the formula σ=5×10<-6> S/m and the formula η=1×10<-4> Pa.s and having the point R as the vertex, in the graph having horizontal axis of the conductivity σ and vertical axis of the viscosity η and showing the relation between the conductivity σ and the viscosity η at the operation temperature, or a mixture of two or more compounds formed to have the conductivities σ and the viscosities η positioning in the triangle.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の技術分野】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に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electro-sensitive working medium flowing when a direct current voltage is applied, and a method of using the same.

【0002】[0002]

【発明の技術的背景】絶縁性の液体に電界を印加するこ
とにより液体の種類によってその液体の特性が変動する
ことが知られている。例えば液晶は、固体層と液体層と
の中間にあたる液晶層の液晶化合物に電圧を印加して、
液晶化合物の配向性等を制御して光の透過性を調整して
可視画像等を形成するものである。しかしながら、液晶
化合物では電界を形成しても、配向板によって規制され
ている液晶化合物が、こうした規制から解放されて自由
に流動するようなことはない。
BACKGROUND OF THE INVENTION It is known that when an electric field is applied to an insulating liquid, the characteristics of the liquid vary depending on the type of the liquid. For example, a liquid crystal applies a voltage to a liquid crystal compound in a liquid crystal layer that is intermediate between a solid layer and a liquid layer,
A visible image or the like is formed by controlling the orientation of the liquid crystal compound and the like to adjust the light transmittance. However, even when an electric field is formed in the liquid crystal compound, the liquid crystal compound regulated by the alignment plate is not released from such regulation and does not flow freely.

【0003】また、電圧を印加することにより、液体の
粘度等の特性が変動するとの効果(電気レオロジー効果
あるいはウインズロー効果)を示す液体も知られてい
る。しかしながら、この電気レオロジー効果あるいはウ
インズロー効果は、従来は絶縁性油にシリカゲル、セル
ロース、カザイン、ポリスチレン系イオン交換樹脂等を
配合して、これらの配合成分(固体)を分散させた不均
一系であるために、保存中の安定性が低い。
[0003] In addition, there is also known a liquid which exhibits an effect (an electrorheological effect or a Winslow effect) that characteristics such as viscosity of the liquid are changed by applying a voltage. However, the electrorheological effect or the Winslow effect is a heterogeneous system in which silica gel, cellulose, kazain, a polystyrene-based ion exchange resin, etc. are blended with insulating oil, and these blended components (solids) are dispersed. Due to its low stability during storage.

【0004】また、自動車の潤滑油等として電気レオロ
ジー効果を有する潤滑剤が提案されているが、これらの
潤滑剤も実際は不均一系であり、保存時などの安定性に
問題がある。
Further, lubricants having an electrorheological effect have been proposed as lubricating oils for automobiles and the like, but these lubricants are actually heterogeneous and have a problem in stability during storage and the like.

【0005】さらに、特開平6−57274号公報およ
び同6−73390号公報には、絶縁性油に特定のフッ
素化合物を配合した電気感応性組成物の発明が開示され
ている。
Further, JP-A-6-57274 and JP-A-6-73390 disclose an invention of an electrosensitive composition in which a specific fluorine compound is blended with an insulating oil.

【0006】しかしながら、これらの公報に記載されて
いる組成物は共に、絶縁性油に特定のフッ素化合物を混
合させた混合物であり、上記のような保存時の安定性の
問題を残すと共に、昨今の世界的な動向として、フッ素
系化合物の使用が敬遠されてる。
[0006] However, the compositions described in these publications are both mixtures of insulating oil and a specific fluorine compound. As a worldwide trend, the use of fluorine compounds has been shunned.

【0007】[0007]

【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。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an electro-sensitive working medium which flows when a DC voltage is applied, and a method of using the same.

【0008】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。
More specifically, the present invention relates to an electro-sensitive device, wherein the electric energy causes a flow of a medium by applying a DC voltage, and the flow of the medium can be extracted as mechanical energy such as rotational energy. It is intended to provide a working medium and a method of using the same.

【0009】[0009]

【発明の概要】本発明の電気感応作動媒体は、図1に示
すように、横軸が導電率σであり縦軸が粘度ηであって
作動温度における流体の導電率σと粘度ηとの関係を示
すグラフにおいて、導電率σ=4×10-10S/m,粘度η
=1×100Pa・sで表される点P、導電率σ=4×10
-10S/m,粘度η=1×10-4Pa・sで表される点Q、導電率
σ=5×10-6S/m,粘度η=1×10-4Pa・sで表される
点Rを頂点とする直角三角形の内部に位置する導電率σ
および粘度ηを有する化合物、または、該三角形の内部
に位置する導電率σおよび粘度ηを有するように調製さ
れた二種類以上の化合物の混合物からなることを特徴と
している。
SUMMARY OF THE INVENTION As shown in FIG. 1, the electro-sensitive working medium of the present invention has a conductivity σ on the abscissa and a viscosity η on the ordinate, and shows the relationship between the conductivity σ and the viscosity η of the fluid at the operating temperature. In the graph showing the relationship, conductivity σ = 4 × 10 −10 S / m, viscosity η
= 1 × 10 0 Pa · s, point P, conductivity σ = 4 × 10
Point Q represented by -10 S / m, viscosity η = 1 × 10 -4 Pa · s, conductivity σ = 5 × 10 -6 S / m, viscosity η = 1 × 10 -4 Pa · s Conductivity σ located inside a right triangle having the point R as a vertex
And a compound having a viscosity η or a mixture of two or more compounds prepared so as to have a conductivity σ and a viscosity η located inside the triangle.

【0010】即ち、図1に示す媒体作動温度における導
電率σと粘度ηとの関係を示すグラフにおいて、本発明
の電気感応作動媒体は、下記の表1における点P、点
Q、点Rを頂点とする直角三角形の内部に位置する粘度
および導電率を有する化合物であるか、または、単独で
はこの直角三角形の内部に位置しないこともある化合物
を、混合して、この混合物の導電率σと粘度ηとがこの
三角形の内部に位置するように調整された混合物であ
る。
That is, in the graph showing the relationship between the electrical conductivity σ and the viscosity η at the medium operating temperature shown in FIG. 1, the electro-sensitive operating medium of the present invention is represented by the points P, Q and R in Table 1 below. A compound having a viscosity and a conductivity located inside a right triangle having a vertex, or a compound which may not be located alone inside the right triangle, is mixed, and the conductivity σ of the mixture and The mixture is adjusted so that the viscosity η is located inside the triangle.

【0011】[0011]

【表1】 [Table 1]

【0012】さらに本発明の電気感応作動媒体の使用方
法は、上記表1あるいは後述する表2によって規定され
る電気感応作動媒体を充填した容器内に、正・負極間に
電界を形成させ、電界におって規制される方向に電気感
応作動媒体の少なくとも一部を流動させることを特徴と
している。
Further, the method of using the electro-sensitive working medium of the present invention is to form an electric field between a positive electrode and a negative electrode in a container filled with the electro-sensitive working medium specified in Table 1 or Table 2 described below. In this case, at least a part of the electro-sensitive working medium is caused to flow in a direction regulated in the above.

【0013】ある種の絶縁性液体(本発明でいう「電気
感応作動媒体」)に電場を与えると、導電率と誘電率と
の不均一性に起因して流体内部に電気的な力が生ずる。
直流電場では、誘電泳動力よりも自由電荷に作用するク
ーロン力が支配的となり、このクーロン力は、流体力学
的不安定性を引き起こし、電気感応作動媒体の対流ある
いは二次流れが発生する。この現象は電気流体力学(Ele
ctrohydrodynamic)効果(EHD効果)と呼ばれてい
る。
When an electric field is applied to a certain insulating liquid (the "electrically responsive working medium" in the present invention), an electric force is generated inside the fluid due to the non-uniformity of conductivity and dielectric constant. .
In a DC electric field, a Coulomb force acting on a free charge becomes more dominant than a dielectrophoretic force, and this Coulomb force causes hydrodynamic instability and generates convection or secondary flow of an electro-sensitive working medium. This phenomenon is known as electrohydrodynamics (Ele
ctrohydrodynamic) effect (EHD effect).

【0014】本発明者は、このEHD効果を利用するこ
とにより、電気エネルギーを機械エネルギーに容易に変
換することができることを見い出すと共に、このEHD
効果を奏し得る絶縁性液体を特定することに成功した。
即ち、本発明で使用する電気感応作動媒体は本質的には
絶縁性液体であるが、電場をかけると非常にわずかでは
あるが電流が流れる。そして、このように直流電圧を印
加すると、EHD効果により電気感応作動媒体が移動
し、この電気感応作動媒体の移動によって移動流が形成
される。この移動流の強さ(あるいは量)は、印加する
直流電圧によって変動する。従って、この電気感応作動
媒体の移動を捕捉して外部に取り出すことにより電気エ
ネルギーを機械エネルギーに変換して利用することがで
きる。
The present inventor has found that by utilizing the EHD effect, electrical energy can be easily converted into mechanical energy, and the EHD effect can be easily converted.
We succeeded in specifying an insulating liquid that could produce an effect.
That is, although the electro-sensitive working medium used in the present invention is essentially an insulating liquid, a very small amount of current flows when an electric field is applied. When the DC voltage is applied as described above, the electro-sensitive working medium moves by the EHD effect, and a moving flow is formed by the movement of the electro-sensitive working medium. The strength (or amount) of this moving flow varies depending on the applied DC voltage. Therefore, by capturing the movement of the electro-sensitive working medium and taking it out, the electric energy can be converted into mechanical energy and used.

【0015】なお、本発明における電気感応作動媒体の
移動はEHD効果によるものであると本発明者は推察し
ているが、これは、本発明において生ずる現象を説明す
るのに、現在のところこの「EHD効果」が最も適当で
あると本発明者が推察しているのであって、本発明にお
いて生じている現象を「EHD効果」によるものである
と断定するものではない。
The present inventor has speculated that the movement of the electro-sensitive working medium in the present invention is due to the EHD effect. The present inventors presume that the “EHD effect” is the most appropriate, and does not conclude that the phenomenon occurring in the present invention is due to the “EHD effect”.

【0016】[0016]

【発明の具体的説明】次に本発明の電気感応作動媒体お
よびこの電気感応作動媒体を使用する方法、特にこの電
気感応作動媒体を電気エネルギーを機械エネルギーに変
換するための媒体としての使用方法について具体的に説
明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Next, the electro-sensitive working medium of the present invention and a method of using the electro-sensitive working medium, and particularly, a method of using the electro-sensitive working medium as a medium for converting electric energy into mechanical energy. This will be specifically described.

【0017】本発明者は、電極間に直流電圧を印加する
ことにより駆動するSE型ECFモータおよびRE型E
CFモータに使用可能な電気感応作動媒体について既に
出願している(特願平8-16871号明細書、特願平
8-16872号明細書、特願平8-76259号明細書
参照)。しかしながら、絶縁性液体に直流電圧を印加す
ることにより絶縁性液体が流動する機構は、ほとんど不
明であったため、所謂一般に謂う絶縁性液体を構造的に
グループ分けし、SE型ECFモータあるいはRE型E
CFモータを用いて駆動させて実際に駆動可能な化合物
群を見出しこれらの化合物群を規定した。電気感応作動
媒体として使用可能な化合物は、特定の構造を有してい
ることが必要であるが、さらに研究を重ねた結果、電気
感応作動媒体の挙動から、電気感応作動媒体としての性
能は導電率および粘度による影響が極めて大きいことが
判明した。
The present inventor has proposed an SE type ECF motor and an RE type E driven by applying a DC voltage between the electrodes.
An application for an electro-sensitive working medium usable for a CF motor has already been filed (see Japanese Patent Application Nos. 8-16871, 8-16872 and 8-76259). However, the mechanism by which the insulating liquid flows by applying a DC voltage to the insulating liquid was almost unknown, so that the so-called general insulating liquids were structurally divided into groups, and the SE-type ECF motor or the RE-type E was used.
A group of compounds that can be actually driven by driving using a CF motor was found, and these compound groups were defined. Compounds that can be used as an electro-sensitive working medium need to have a specific structure, but as a result of further studies, the performance of the electro-sensitive working medium indicates that the performance as an electro-sensitive working medium is conductive. The effect of rate and viscosity was found to be very large.

【0018】一般に、所謂絶縁性液体と称される液体に
ついて、電場強度2kVmm-1、温度25℃おける電気導電
率σと粘度ηを測定すると、これらの絶縁性液体は、図
1に示されるように分布する。
In general, when a liquid called an insulating liquid is measured for electric conductivity σ and viscosity η at an electric field strength of 2 kVmm -1 and a temperature of 25 ° C., these insulating liquids are as shown in FIG. Distributed.

【0019】そして、これらの絶縁性液体を用いて、上
記SE型ECFモータおよびRE型ECFモータの駆動
を試みると、これら絶縁性液体には、モータを駆動させ
得るものと、駆動させ得ないものとがある。図1には、
上記SE型ECFモータおよびRE型ECFモータを駆
動させ得る流体を◆で表し、駆動させ得ない流体を◇で
表している。
When the SE type ECF motor and the RE type ECF motor are driven by using these insulating liquids, the insulating liquids include those which can drive the motor and those which cannot. There is. In FIG.
A fluid that can drive the SE-type ECF motor and the RE-type ECF motor is represented by ◆, and a fluid that cannot be driven is represented by ◇.

【0020】本発明の電気感応作動媒体である絶縁性液
体は、縦軸が粘度であり、横軸が導電率であるグラフ
(図1)において、この電気感応作動媒体が使用される
温度において、下記の点P、点Q、点Rを頂点とする直
角三角形の内部に位置する粘度および導電率を有する化
合物またはこの三角形の内部に位置する粘度および導電
率を有するように調製された二種類以上の化合物からな
る混合物である。
The graph of FIG. 1 in which the vertical axis represents viscosity and the horizontal axis represents electrical conductivity of the insulating liquid as the electro-sensitive working medium of the present invention is shown in FIG. A compound having viscosity and conductivity located inside a right triangle having the following points P, Q and R as vertices, or two or more compounds prepared so as to have viscosity and conductivity located inside this triangle Is a mixture comprising the compounds of

【0021】[0021]

【表2】 [Table 2]

【0022】上記表2において点P0、点Q0、点R
0は、本発明の電気感応作動媒体において特に好ましい
範囲を示すものである。本発明の電気感応作動媒体は、
実質的に絶縁性液体であり、こうした液体状の絶縁性液
体の導電率σは、電場強度2kVmm-1、温度25℃で測定
すると、通常は1×10-1S/m〜1×10-17S/mの範囲
内にあるが、本発明で使用可能な電気感応作動媒体は、
この導電率σが4×10-10S/m以上、5×10-6S/m以
下、好ましくは5×10-10S/m以上、2.5×10-6S/m
以下の絶縁性液体である。さらに、本発明の電気感応作
動媒体として使用される絶縁性液体は、通常は、粘度η
が1×10-4Pa・s以上、1×100Pa・s以下であり、
好ましくは2×10-4Pa・s以上、8×10-1Pa・s以下
である。
In Table 2, the points P 0 , Q 0 , R
0 indicates a particularly preferable range in the electro-sensitive working medium of the present invention. The electro-sensitive working medium of the present invention is:
Substantially insulating liquid, the conductivity σ of such liquid insulating liquid, the electric field strength 2KVmm -1, when measured at a temperature 25 ° C., usually 1 × 10 -1 S / m~1 × 10 - The electro-sensitive working medium in the range of 17 S / m but usable in the present invention is:
This conductivity σ is 4 × 10 −10 S / m or more and 5 × 10 −6 S / m or less, preferably 5 × 10 −10 S / m or more and 2.5 × 10 −6 S / m.
The following insulating liquids are used. Furthermore, the insulating liquid used as the electro-sensitive working medium of the present invention usually has a viscosity η.
Is 1 × 10 −4 Pa · s or more and 1 × 10 0 Pa · s or less,
Preferably it is 2 × 10 -4 Pa · s or more and 8 × 10 -1 Pa · s or less.

【0023】本発明の電気感応作動媒体が上記のような
導電率および粘度を有する理由は必ずしも明確ではない
が以下にように考えられる。後述するSE型ECFモー
タあるいはRE型ECFモータにおいて、回転運動を支
配する重要な因子は、液体の導電率である。直流電場で
液体中に電気電動が起こるためには自由電荷が必要であ
る。この自由電荷が発生する原因として、中性分子の解
離および電極からの電荷注入があり、導電率が上記範囲
内にある絶縁性液体は、本発明において電気感応作動媒
体として使用したときに自由電荷が発生し、直流電圧を
印加することによりこの自由電荷によって電気感応作動
媒体が流動するものと考えられる。また、電気感応作動
媒体の粘度は、媒体の移動流および移動した媒体の運動
エネルギーをロータへ伝達する際の効率に影響を及ぼす
と考えられる。
The reason why the electro-sensitive working medium of the present invention has the above-described electric conductivity and viscosity is not necessarily clear, but is considered as follows. In an SE-type ECF motor or an RE-type ECF motor to be described later, an important factor governing the rotational motion is the conductivity of the liquid. Free electric charge is required for electric motoring to occur in a liquid in a DC electric field. The cause of the generation of this free charge is the dissociation of neutral molecules and the injection of charge from the electrode, and the insulating liquid having an electric conductivity within the above range is free charge when used as an electro-sensitive working medium in the present invention. Is generated, and it is considered that the electro-sensitive working medium flows due to the free charge when a DC voltage is applied. It is also believed that the viscosity of the electro-sensitive working medium affects the efficiency of transferring the moving flow of the medium and the kinetic energy of the moved medium to the rotor.

【0024】本発明の電気感応作動媒体として、単独で
上記のような特性を有する化合物の例としては、 (1) ジブチルアジペート(DBA) (σ=3.01×10-9S/m,η=3.5×10-3Pa・s)、 (6) トリアセチン(Triacetin) (σ=3.64×10-9S/m,η=1.4×10-2Pa・s)、
Examples of the compound having the above-mentioned properties by itself as the electro-sensitive working medium of the present invention include: (1) dibutyl adipate (DBA) (σ = 3.01 × 10 −9 S / m, η) = 3.5 × 10 −3 Pa · s), (6) Triacetin (σ = 3.64 × 10 −9 S / m, η = 1.4 × 10 −2 Pa · s),

【0025】[0025]

【化1】 Embedded image

【0026】(11) ブチルセロソルブアセテート (σ=2.10×10-8S/m,η=7.0×10-4Pa・s)、 (12) ブチルカルビトールアセテート (σ=5.20×10-8S/m,η=1.7×10-3Pa・s)、 (13) 3-メトキシ-3-メチルブチルアセテート(ソル
フィットAC) (σ=8.30×10-8S/m,η=6.0×10-4Pa・s)、 (14) フマル酸ジブチル(DBF) (σ=2.65×10-9S/m,η=3.5×10-3Pa・s)、 (17) プロピレングリコールメチルエーテルアセテー
ト(PMA) (σ=1.56×10-7S/m,η=6.0×10-4Pa・s)、
(11) Butyl cellosolve acetate (σ = 2.10 × 10 −8 S / m, η = 7.0 × 10 −4 Pa · s), (12) Butyl carbitol acetate (σ = 5.20 × 10 −8 S / m, η = 1.7 × 10 −3 Pa · s), (13) 3-methoxy-3-methylbutyl acetate (Solfit AC) (σ = 8.30 × 10 −8 S / m, η = 6.0 × 10 −4 Pa · s), (14) dibutyl fumarate (DBF) (σ = 2.65 × 10 −9 S / m, η = 3.5 × 10 −3 Pa · s) s), (17) Propylene glycol methyl ether acetate (PMA) (σ = 1.56 × 10 −7 S / m, η = 6.0 × 10 −4 Pa · s),

【0027】[0027]

【化2】 Embedded image

【0028】 (18) メチルアセチルリシノレート(MAR−N) (σ=1.30×10-8S/m,η=1.3×10-2Pa・s)、(18) Methyl acetyl ricinolate (MAR-N) (σ = 1.30 × 10 −8 S / m, η = 1.3 × 10 −2 Pa · s),

【0029】[0029]

【化3】 Embedded image

【0030】(20) ジブチルイタコネート(DBI) (σ=1.46×10-8S/m,η=3.5×10-3Pa・s)、(20) dibutyl itaconate (DBI) (σ = 1.46 × 10 −8 S / m, η = 3.5 × 10 −3 Pa · s),

【0031】[0031]

【化4】 Embedded image

【0032】(23) 2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタン
ジオールジイソブチレート (商品名:キョウワノールD) (σ=6.24×10-9S/m,η=4.0×10-3Pa・s)、
(23) 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol diisobutyrate (trade name: Kyowanol D) (σ = 6.24 × 10 −9 S / m, η = 4.0) × 10 -3 Pa · s),

【0033】[0033]

【化5】 Embedded image

【0034】(26) プロピレングリコールエチルエ
ーテルアセテート (商品名;BP-エトキシプロピルアセテート) (σ=3.10×10-8S/m,η=6.0×10-4Pa・s)、
(26) Propylene glycol ethyl ether acetate (trade name: BP-ethoxypropyl acetate) (σ = 3.10 × 10 −8 S / m, η = 6.0 × 10 −4 Pa · s),

【0035】[0035]

【化6】 Embedded image

【0036】(27) 9,10-エポキシブチルステアレー
ト (商品名:サンソサイザーE-4030) (σ=5.46×10-9S/m,η=2.0×10-2Pa・s)、
(27) 9,10-Epoxybutyl stearate (trade name: Sansosizer E-4030) (σ = 5.46 × 10 −9 S / m, η = 2.0 × 10 −2 Pa · s) ),

【0037】[0037]

【化7】 Embedded image

【0038】(28) テロラヒドロフタル酸ジオクチル
エステル (商品名:サンソサイザーDOTP) (σ=6.20×10-10S/m,η=4.0×10-2Pa・s)、 (33) 1-エトキシ-2-アセトキシプロパン (σ=4.41×10-7S/m,η=4.0×10-4Pa・s)、 (35) リナリルアセテート (σ=1.82×10-9S/m,η=1.3×10-3Pa・s)
(28) Dioctyl terolahydrophthalate (trade name: Sansocizer DOTP) (σ = 6.20 × 10 −10 S / m, η = 4.0 × 10 −2 Pa · s), (33) ) 1-ethoxy-2-acetoxypropane (σ = 4.41 × 10 −7 S / m, η = 4.0 × 10 −4 Pa · s), (35) linalyl acetate (σ = 1.82 × 10 -9 S / m, η = 1.3 × 10 -3 Pa · s)

【0039】[0039]

【化8】 Embedded image

【0040】(36) デカン二酸ジブチル (σ=1.35×10-9S/m,η=7.0×10-3Pa・s)を挙
げることができる。
(36) Dibutyl decandioate (σ = 1.35 × 10 −9 S / m, η = 7.0 × 10 −3 Pa · s).

【0041】さらに、本発明の電気感応作動媒体として
複数の媒体を組み合わせて使用する場合には、組み合わ
せた結果として得られる混合物の導電率および粘度が、
図1において、点P、点Qおよび点Rで規定される三角
形の内部になるようにすればよい。
Furthermore, when a plurality of media are used in combination as the electro-sensitive working medium of the present invention, the conductivity and viscosity of the resulting mixture are:
In FIG. 1, the position may be within a triangle defined by points P, Q and R.

【0042】即ち、上記導電率と粘度との関係は、それ
ぞれの化合物の導電率および/または粘度が上記範囲内
にない化合物であっても、複数の化合物を混合して、こ
の混合物の導電率と粘度が上記範囲内になれば、本発明
における電気感応作動媒体とて使用することができる。
That is, the relationship between the electric conductivity and the viscosity is such that even if the electric conductivity and / or the viscosity of each compound is not within the above range, a plurality of compounds are mixed and the electric conductivity of this mixture is determined. When the viscosity is within the above range, the composition can be used as the electro-sensitive working medium in the present invention.

【0043】例えば、どちらも導電率および粘度が上記
範囲内にない2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタンジオール
モノイソブチレート(商品名;キョウワノールM)(σ
=6.80×10-8S/m,η=1.2×10-2Pa・s)と、2-エ
チルヘキシルパルミテート(商品名;エキセパールEH
−P)(σ=2.60×10-10S/m,η=9.5×10-3Pa・
s)とを、1:4の重量比で混合した混合物(σ=2.6
0×10-9S/m,η=9.8×10-3Pa・s)は、電気感応作動
媒体として使用することができ、またどちらも導電率お
よび粘度が上記範囲内にないDAM(Diallyl Maleate)
(σ=7.8×10-7S/m,η=2.5×10-3Pa・s)と、ブ
チルステアレート(商品名;エキセパールBS)(σ=
3.1×10-10S/m,η=8.5×10-3Pa・s)とを、1:4
の重量比で混合した混合物(σ=4.17×10-9S/m,η
=5.0×10-3Pa・s)も電気感応作動媒体として使用す
ることができる。
For example, neither 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol monoisobutyrate (trade name; Kyowanol M) (σ
= 6.80 × 10 −8 S / m, η = 1.2 × 10 −2 Pa · s) and 2-ethylhexyl palmitate (trade name: Exepearl EH)
−P) (σ = 2.60 × 10 −10 S / m, η = 9.5 × 10 −3 Pa ·
s) with a 1: 4 weight ratio (σ = 2.6).
0 × 10 −9 S / m, η = 9.8 × 10 −3 Pa · s) can be used as an electro-sensitive working medium, and DAM ( Diallyl Maleate)
(Σ = 7.8 × 10 −7 S / m, η = 2.5 × 10 −3 Pa · s) and butyl stearate (trade name: Exepearl BS) (σ =
3.1 × 10 −10 S / m, η = 8.5 × 10 −3 Pa · s) and 1: 4
(Σ = 4.17 × 10 −9 S / m, η)
= 5.0 × 10 −3 Pa · s) can also be used as the electro-sensitive working medium.

【0044】こうした混合物の例としては、 (37) 商品名;キョウワノール-M:商品名;エキセパ
ールEH-P=1:4混合物 (キョウワノール-M=2,2,4-トリメチル-1,3,-ペンタ
ンジオールモノイソブチレート エキセパールEH-P=ブチルステアレート (σ=2.60×10-9S/m,η=9.8×10-3Pa・s)、 (38) DAM:商品名;エキセパールBS=1:4混合物 DAM=ジアリルマレエート エキセパールBS=ブチルステアレート (σ=4.17×10-9S/m,η=5.0×10-3Pa・s)を挙
げることができる。
Examples of such a mixture include: (37) Trade name; Kyowanol-M: trade name; Exepearl EH-P = 1: 4 mixture (Kyouwanol-M = 2,2,4-trimethyl-1,3 , -Pentanediol monoisobutyrate Exepearl EH-P = Butyl stearate (σ = 2.60 × 10 −9 S / m, η = 9.8 × 10 −3 Pa · s), (38) DAM: Product Name: Exepearl BS = 1: 4 mixture DAM = diallyl maleate Exepar BS = butyl stearate (σ = 4.17 × 10 −9 S / m, η = 5.0 × 10 −3 Pa · s) Can be.

【0045】さらに、本発明の電気感応作動媒体は、こ
の電気感応作動媒体が使用される条件において、上記の
導電率および粘度を有していればよく、例えば、化合物
番号(15)の2-エチルヘキシルベンジルフタレート(商品
名;プラサイザーB-8)は、25℃において測定され
る導電率および粘度は、導電率σが1.10×10-8S/mで
あり、粘度ηが7.8×10-2Pa・sであり、25℃におい
て6kVの直流電流を印加しても、SE型ECFモータあ
るいはRE型ECFモータを駆動させることはできな
い。ところが、化合物番号(15)の2-エチルヘキシルベン
ジルフタレートを100℃に加熱した加熱体(39)である
100℃の2-エチルヘキシルベンジルフタレートの誘電
率σは、9.90×10-9S/mであり、粘度ηは、3.5×1
0-2Pa・sであり、100℃においては、加熱体(39)に6
kVの直流電流を印加するとSE型ECFモータあるいは
RE型ECFモータを駆動させることができる。
Further, the electro-sensitive working medium of the present invention only needs to have the above-described conductivity and viscosity under the conditions in which the electro-sensitive working medium is used. Ethylhexylbenzyl phthalate (trade name; Plasizer B-8) has a conductivity and a viscosity measured at 25 ° C. of 1.10 × 10 −8 S / m and a viscosity η of 7.8 ×. It is 10 -2 Pa · s, and even when a DC current of 6 kV is applied at 25 ° C., the SE-type ECF motor or the RE-type ECF motor cannot be driven. However, the dielectric constant σ of 2-ethylhexylbenzyl phthalate at 100 ° C., which is a heating body (39) obtained by heating 2-ethylhexylbenzyl phthalate of compound number (15) to 100 ° C., is 9.90 × 10 −9 S / m And the viscosity η is 3.5 × 1
0 -2 Pa · s. At 100 ° C, 6
When a DC current of kV is applied, the SE-type ECF motor or the RE-type ECF motor can be driven.

【0046】また、上記導電率および粘度は、室温にて
測定されたものであるが、それぞれの物性値は、温度に
よって異なることが知られている。上記導電率と粘度の
範囲の関係は温度には左右されない。即ち、室温におい
ては、上記範囲内にはない化合物でも、使用温度が高温
時または低温時の場合、その使用温度における電気感応
作動媒体の導電率および粘度が、上記範囲内にあれば、
電気感応作動媒体として使用することができる。例え
ば、上記の2-エチルヘキシルベンジルフタレート(商品
名;プライザーB-8)は室温においては、σ=1.10
×10-8S/m,η=7.8×10-2Pa・sであり、上記範囲内に
はないが、100℃においては、σ=9.90×10-9S/
m,η=3.5×10-2Pa・sとなり、この2-エチルヘキシル
ベンジルフタレート(商品名;プライザーB-8)は、
室温では電気感応作動媒体としては使用できないが、少
なくとも100℃においては、電気感応作動媒体として
使用することができる。
The above-mentioned electric conductivity and viscosity are measured at room temperature, and it is known that the respective physical property values differ depending on the temperature. The relationship between the above conductivity and the range of the viscosity does not depend on the temperature. That is, at room temperature, even if the compound is not within the above range, when the use temperature is high or low temperature, if the conductivity and viscosity of the electro-sensitive working medium at the use temperature are within the above range,
It can be used as an electro-sensitive working medium. For example, the above-mentioned 2-ethylhexylbenzyl phthalate (trade name; Plyser B-8) has a σ = 1.10 at room temperature.
× 10 −8 S / m, η = 7.8 × 10 −2 Pa · s, which is not within the above range, but at 100 ° C., σ = 9.90 × 10 −9 S / m
m, η = 3.5 × 10 -2 Pa · s, and this 2-ethylhexylbenzyl phthalate (trade name; Plyzer B-8)
At room temperature, it cannot be used as an electro-sensitive working medium, but at least at 100 ° C., it can be used as an electro-sensitive working medium.

【0047】これに対して以下に記載する化合物は、室
温(25℃)におけるそれぞれの粘度ηと導電率σとが
図1において点P、点Qおよび点Rで表される三角形内
にないので、25℃において、これらの化合物は、単独
ではSE型ECFモータあるいはRE型ECFモータを
駆動させることはできない。
On the other hand, the compounds described below have their respective viscosities η and conductivity σ at room temperature (25 ° C.) which are not within the triangles represented by points P, Q and R in FIG. At 25 ° C., these compounds alone cannot drive SE-type or RE-type ECF motors.

【0048】(2) トリブチルシトレート(TBC) (σ=5.71×10-7S/m,η=2.0×10-2Pa・s) (3) モノブチルマレエート(MBM) (σ=2.60×10-5S/m,η=2.0×10-2Pa・s) (4) ジアリルマレエート(DAM) (σ=7.80×10-7S/m,η=2.5×10-3Pa・s) (5) ジメチルフタレート(DMP) (σ=3.90×10-7S/m,η=1.2×10-2Pa・s) (7) エチルセルソルブアセテート (σ=7.30×10-5S/m,η=9.0×10-4Pa・s) (8) 酢酸-2-(2-エトキシエトキシ)エチル (σ=6.24×10-7S/m,η=1.4×10-2Pa・s) (9) 1,2-ジアセトキシエタン (σ=2.00×10-6S/m,η=1.5×10-3Pa・s) (10) トリエチレングリコールジアセテート (σ=5.20×10-7S/m,η=8.1×10-3Pa・s) (15) 2-エチルヘキシルベンジルフタレート (商品名;プラサイザーB-8) (σ=1.10×10-8S/m,η=7.8×10-2Pa・s) (19) 2-エチルヘキシルパルミテート (商品名;エキセパールEH-P) (σ=2.60×10-10S/m,η=9.5×10-3Pa・s) (21) ポリエチレングリコールモノオレエート (商品名;エマノーン4110) (σ=3.75×10-7S/m,η=8.0×10-2Pa・s) (22) ブチルステアレート (商品名;エキセパールBS) (σ=3.10×10-10S/m,η=8.5×10-3Pa・s) (24) 2,2-トリメチル-1,3-ペンタンジオールモノイソ
ブチレート (商品名;キョウワノールM) (σ=6.80×10-8S/m,η=1.2×10-2Pa・s) (25) プロピレングリコールモノエチルエーテル (σ=6.24×10-5S/m,η=8.0×10-4Pa・s) (29) トリブチルホスフェート(TBP) (σ=2.20×10-6S/m,η=2.2×10-3Pa・s) (30) トリブトキシエチルホスフェート(TBXP) (σ=1.10×10-5S/m,η=9.0×10-3Pa・s) (31) トリス(クロロエチル)ホスフェート(CLP) (σ=7.80×10-6S/m,η=3.0×10-2Pa・s) (32) 2-メチルアセト酢酸エチル (σ=1.00×10-4S/m,η=5.0×10-4Pa・s) (34) 2-(2,2-ジクロロビニル)-3,3-ジメチルシクロプ
ロパンカルボキシ リックアシッドメチルエステル(DCM−40) (σ=2.60×10-5S/m,η=5.5×10-3Pa・s)
(2) Tributyl citrate (TBC) (σ = 5.71 × 10 −7 S / m, η = 2.0 × 10 −2 Pa · s) (3) Monobutyl maleate (MBM) ( σ = 2.60 × 10 −5 S / m, η = 2.0 × 10 −2 Pa · s) (4) Diallyl maleate (DAM) (σ = 7.80 × 10 −7 S / m, η) = 2.5 × 10 −3 Pa · s) (5) Dimethyl phthalate (DMP) (σ = 3.90 × 10 −7 S / m, η = 1.2 × 10 −2 Pa · s) (7) Ethyl cellosolve acetate (σ = 7.30 × 10 −5 S / m, η = 9.0 × 10 −4 Pa · s) (8) Ethyl-2- (2-ethoxyethoxy) ethyl acetate (σ = 6. 24 × 10 −7 S / m, η = 1.4 × 10 −2 Pa · s) (9) 1,2-diacetoxyethane (σ = 2.00 × 10 −6 S / m, η = 1. (5 × 10 −3 Pa · s) (10) Triethylene glycol diacetate (σ = 5.20 × 10 −7 S / m, η = 8.1 × 10 −3 Pa · s) (15) 2-ethylhexyl Benzyl phthalate (trade name; Plasizer B-8) σ = 1.10 × 10 -8 S / m, η = 7.8 × 10 -2 Pa · s) (19) 2- ethylhexyl palmitate (trade name: Exceparl EH-P) (σ = 2.60 × 10 −10 S / m, η = 9.5 × 10 −3 Pa · s) (21) Polyethylene glycol monooleate (trade name: Emanone 4110) (σ = 3.75 × 10 −7 S / m, η) = 8.0 × 10 -2 Pa · s) (22) Butyl stearate (trade name: Exepearl BS) (σ = 3.10 × 10 −10 S / m, η = 8.5 × 10 −3 Pa · s) s) (24) 2,2-trimethyl-1,3-pentanediol monoisobutyrate (trade name; Kyowanol M) (σ = 6.80 × 10 −8 S / m, η = 1.2 × 10 -2 Pa · s) (25) Propylene glycol monoethyl ether (σ = 6.24 × 10 −5 S / m, η = 8.0 × 10 −4 Pa · s) (29) Tributyl phosphate (TBP) ( σ = 2.20 × 10 -6 S / m, η = 2.2 × 10 -3 Pa · s) (30) tributoxyethyl phosphate TBXP) (σ = 1.10 × 10 -5 S / m, η = 9.0 × 10 -3 Pa · s) (31) tris (chloroethyl) phosphate (CLP) (σ = 7.80 × 10 -6 S / m, η = 3.0 × 10 -2 Pa · s) (32) 2- methylacetoacetate ethyl acetate (σ = 1.00 × 10 -4 S / m, η = 5.0 × 10 -4 Pa · s) (34) 2- (2,2-dichlorovinyl) -3,3-dimethylcyclopropanecarboxylic acid methyl ester (DCM-40) (σ = 2.60 × 10 −5 S / m, η = 5) .5 × 10 -3 Pa · s)

【0049】[0049]

【化9】 Embedded image

【0050】本発明の電気感応作動媒体は、直流電圧を
印加することにより、この印加された直流電圧に対応し
た電気感応作動媒体の流れを形成する。例えば、図1に
おいて、点P、点Qおよび点Rを結ぶ三角形に内部にあ
る本発明の電気感応作動媒体を、図7に示すように電極
が設けられた容器にいれて、直流電圧を印加すると、電
気感応作動媒体には、例えば図7に示すような移動流が
発生する。従って、この容器内に翼ロータを配置する
と、この電気感応作動媒体の対流が翼ロータの翼体に衝
突して翼ロータが回転するのである。
The electro-sensitive working medium of the present invention forms a flow of the electro-sensitive working medium corresponding to the applied DC voltage by applying a DC voltage. For example, in FIG. 1, the electro-sensitive working medium of the present invention inside the triangle connecting the points P, Q and R is placed in a container provided with electrodes as shown in FIG. Then, a moving flow as shown in FIG. 7 is generated in the electro-sensitive working medium, for example. Therefore, when the blade rotor is disposed in the container, the convection of the electro-sensitive working medium collides with the blade body of the blade rotor, and the blade rotor rotates.

【0051】即ち、本発明の電気感応作動媒体に直流電
圧の印加として導入した電気エネルギーは、媒体流の形
成という液体の流動エネルギーに変換され、この液体の
流動エネルギーを例えば翼ローターで捕捉して翼ロータ
ーの回転エネルギーとして取り出すことにより、電気感
応作動媒体を介して、電気エネルギーを機械エネルギー
に変換することができる。
That is, the electric energy introduced into the electro-sensitive working medium of the present invention as the application of a DC voltage is converted into the flow energy of a liquid, which is the formation of a medium flow, and the flow energy of the liquid is captured by, for example, a blade rotor. By extracting it as rotational energy of the wing rotor, electric energy can be converted to mechanical energy via the electro-sensitive working medium.

【0052】即ち、上記のような電気感応作動媒体を上
記図2に示す翼ロータを有するSE型ECFモータの媒
体収容部に充填して上記と同様にして電極に直流電圧を
印加することにより、SE型ECFモータの翼板がこの
上記の移動流を捕捉して翼ロータが回転する。また、筒
状ロータを有するRE型ECFモータにおいても、筒状
ロータに配置された電極間で同様の移動流が形成される
と考えられ、この移動流が筒状ロータの回転推進力にな
る。
That is, by filling the above-described electro-sensitive working medium into the medium accommodating portion of the SE-type ECF motor having the blade rotor shown in FIG. 2 and applying a DC voltage to the electrodes in the same manner as described above, The blade of the SE type ECF motor captures the moving flow and the blade rotor rotates. Also, in an RE-type ECF motor having a cylindrical rotor, it is considered that a similar moving flow is formed between the electrodes arranged on the cylindrical rotor, and this moving flow becomes the rotational driving force of the cylindrical rotor.

【0053】図2および図3に本発明の電気感応作動媒
体を用いて電気エネルギーを機械エネルギーに変える装
置の例を示す。また、図4に図2の装置における電極の
配置の一例を、図5に図3の装置における電極の配置を
示す。
FIGS. 2 and 3 show an example of an apparatus for converting electric energy into mechanical energy using the electro-sensitive working medium of the present invention. FIG. 4 shows an example of the arrangement of the electrodes in the apparatus of FIG. 2, and FIG. 5 shows the arrangement of the electrodes in the apparatus of FIG.

【0054】図2は、電気感応作動媒体に直流電圧を印
加して電気感応作動媒体を移動させて、この移動エネル
ギーを回転エネルギーに変換して取り出す装置を模式的
に示す図である。この装置は一種のアクチュエータであ
り、以下のような構成を有している。
FIG. 2 is a view schematically showing a device for applying a DC voltage to the electro-sensitive working medium to move the electro-sensitive working medium, converting the moving energy into rotational energy, and extracting the rotational energy. This device is a kind of actuator and has the following configuration.

【0055】この装置(SE型ECFモータ)1は、電
気感応作動媒体22を充填する有底円筒状の媒体収容部
2と、この媒体収容部2の蓋体4と、この媒体収容部2
の内部の電気感応作動媒体22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6で感知して回転する
翼ロータ18とを有している。ここで有底円筒状の媒体
収容部2には、電極3a・・・3hを配置するためのスリ
ット13が媒体収容部2の上縁部から切り込まれて形成
されている。また、この媒体収容部2の内部には、上記
スリット13から挿入された電極3a・・・3hを媒体収
容部の内周壁面に固定する固定部材14、15が形成さ
れている。
This device (SE-type ECF motor) 1 comprises a cylindrical medium storage section 2 having a bottom filled with an electro-sensitive operating medium 22, a lid 4 of the medium storage section 2, and a medium storage section 2.
And a blade rotor 18 which rotates by sensing the movement of the working medium 22 when the working medium 22 moves by application of a voltage. Here, a slit 13 for arranging the electrodes 3a... 3h is cut from the upper edge of the medium housing section 2 in the bottomed cylindrical medium housing section 2. Further, fixing members 14 and 15 for fixing the electrodes 3a... 3h inserted from the slits 13 to the inner peripheral wall surface of the medium accommodation portion are formed inside the medium accommodation portion 2.

【0056】そして、蓋体4の中心部には翼ロータ18
の回転軸が嵌装される貫通孔19が形成されている。翼
ロータ18は、媒体収容部2内の底部中央に設けられた
軸受け23と貫通孔19によって回転自在に軸止された
回転軸と接合された複数の翼板6とからなる。
The wing rotor 18 is located at the center of the lid 4.
A through hole 19 into which the rotating shaft is fitted is formed. The blade rotor 18 includes a bearing 23 provided at the center of the bottom of the medium storage unit 2 and a plurality of blade plates 6 joined to a rotation shaft rotatably fixed by a through hole 19.

【0057】この媒体収容部2、蓋体4、翼ロータ18
は、通常は絶縁性物質であるプラスチック等で形成され
ている。また翼ロータ18の回転を視覚的に確認するた
めには、媒体収容部2および蓋体4は透明性を有するプ
ラスチックで形成されていることが好ましく、さらに翼
ロータ18の複数の翼板6の色は、回転数の確認のため
には、互いに異なる色であることが好ましい。
The medium storage unit 2, the lid 4, and the blade rotor 18
Is usually formed of plastic or the like which is an insulating material. In order to visually confirm the rotation of the wing rotor 18, it is preferable that the medium accommodating portion 2 and the lid 4 are formed of a plastic having transparency. The colors are preferably different from each other for confirmation of the rotation speed.

【0058】電極3a・・・3hは、スリット13から媒
体収容部2内部に導入され、翼ロータ18の回転を妨げ
ないように媒体収容部2の内壁面に沿って媒体収容部2
の底方向に延伸されている。この電極3a・・・3hは、
互いに絶縁されている。
The electrodes 3a... 3h are introduced from the slit 13 into the inside of the medium accommodating section 2 and are arranged along the inner wall of the medium accommodating section 2 so as not to hinder the rotation of the blade rotor 18.
Stretched in the bottom direction. These electrodes 3a ... 3h
Insulated from each other.

【0059】なお、上記の装置1は、電気感応作動媒体
22の動きを翼ロータ18の回転によって確認すること
を主目的に作成したものであり、この点および加工性か
らプラスチックで作成したが、こうした回転装置では、
電極3a・・・3hの相互間で絶縁状態を確保できればよ
く、陶器、ガラス、木材、セラミックス、絶縁性処理を
施した金属など種々の絶縁性材料で形成できる他、さら
に、電極3a・・・3hが相互に導通しないように絶縁性
材料を介してまたは絶縁性処理を施した媒体収容部2に
装着するのであれば、媒体収容部2、蓋体4および翼ロ
ータ18等は導電性を有する金属等で形成することもで
きる。
The above-mentioned apparatus 1 is made mainly for confirming the movement of the electro-sensitive working medium 22 by the rotation of the wing rotor 18, and is made of plastic from this point and workability. In such a rotating device,
It is sufficient that an insulating state can be secured between the electrodes 3a to 3h, and the electrodes 3a to 3h can be formed of various insulating materials such as pottery, glass, wood, ceramics, and metal subjected to insulating treatment. If 3h is mounted via an insulating material so as not to be electrically connected to each other, or into the medium container 2 which has been subjected to the insulation treatment, the medium container 2, the lid 4, the blade rotor 18 and the like have conductivity. It can also be formed of metal or the like.

【0060】電気感応作動媒体22を上記の媒体収容部
2にスリット13から媒体が流出せず、かつ翼板6の大
部分が媒体に埋没する程度に入れ、電極3a・・・3hに
直流電圧を印加する。ここで、正電極と負電極との配置
によって翼ロータ18の回転方向を制御することができ
る。例えば電極3a,3c,3e,3gを正電極にして、
電極3b,3d,3f,3hを負電極にすれば、正電極と
負電極とが交互に配置されたことになり、翼ロータ18
の回転方向に系統的な統一性はなく、この場合には、翼
ロータ18の回転方向を制御することはできない。しか
しながら、例えば電極3a,3eを正電極にして、電極
3b,3fを負電極とし、電極3c,3d,3g,3hをダ
ミー電極とすれば、電極3aから電極3b方向、電極3
eから電極3f方向への流れが優勢になり、従って、翼
ロータ18の回転方向を図2において矢印で示すように
時計回りに制御することができる。
The electro-sensitive operating medium 22 is inserted into the medium accommodating section 2 to such an extent that the medium does not flow out of the slit 13 and most of the wing plate 6 is buried in the medium. Is applied. Here, the rotation direction of the blade rotor 18 can be controlled by the arrangement of the positive electrode and the negative electrode. For example, the electrodes 3a, 3c, 3e, 3g are used as positive electrodes,
If the electrodes 3b, 3d, 3f, 3h are negative electrodes, the positive and negative electrodes are alternately arranged, and the blade rotor 18
There is no systematic uniformity in the rotation directions of the blades, and in this case, the rotation direction of the blade rotor 18 cannot be controlled. However, for example, if the electrodes 3a and 3e are positive electrodes, the electrodes 3b and 3f are negative electrodes, and the electrodes 3c, 3d, 3g and 3h are dummy electrodes, the direction from the electrode 3a to the electrode 3b,
The flow from e to the electrode 3f becomes dominant, so that the rotation direction of the blade rotor 18 can be controlled clockwise as shown by the arrow in FIG.

【0061】また、電圧印加方法として、前述の特定の
位置にある電極に電圧を印加する固定印加法の他に、3
a〜3hの8個の電極[1〜nまでのn個の電極(nは
整数)]に対して電圧と電極とを順次経時的に切り替え
て印加する変動印加法がある。即ち、例えば、正電圧を
電極3a,3eに印加し、負電圧を電極3b,3fに印加
し、3c,3d,3g,3hの番号を賦した電極はダミー
電極とする。こうして電圧を印加した後、1秒後に正電
圧を電極3b,3fに印加し、負電圧を電極3c,3gに
印加し、3d,3e,3h,3aの番号を賦した電極はダ
ミー電極とするといった例で示されるように、正電圧と
負電圧とを敷設電極間で順次切り替えて印加する方法
(変動印加法)がある。この場合、正・負・無電圧を一
度に切り替える他に、それぞれの印加切り替えに一定の
遅延条件を付与することも効果的である。このような変
動印加法の利点は、印加電圧を低くすることができ、高
い印加電圧を使用することができない場合あるいは装置
が大型の場合に特に有用性が高い。
As a voltage application method, in addition to the above-described fixed application method in which a voltage is applied to an electrode at a specific position, 3
There is a fluctuation application method in which a voltage and an electrode are sequentially switched with time and applied to eight electrodes a to 3h [n electrodes from 1 to n (n is an integer)]. That is, for example, a positive voltage is applied to the electrodes 3a and 3e, a negative voltage is applied to the electrodes 3b and 3f, and the electrodes with numbers 3c, 3d, 3g, and 3h are dummy electrodes. After applying the voltage in this manner, one second later, a positive voltage is applied to the electrodes 3b and 3f, a negative voltage is applied to the electrodes 3c and 3g, and the electrodes numbered 3d, 3e, 3h, and 3a are dummy electrodes. As shown in the above example, there is a method (fluctuation applying method) of sequentially switching and applying a positive voltage and a negative voltage between the laid electrodes. In this case, in addition to switching positive / negative / no-voltage at once, it is also effective to add a constant delay condition to each application switching. The advantage of such a fluctuation application method is that the applied voltage can be reduced, and the utility is particularly high when a high applied voltage cannot be used or when the apparatus is large.

【0062】また翼ロータ18の回転速度は、初動回転
電圧以上で定速回転に至るまでは印加電圧に比例して増
加減少する。本発明において、上記のように電極3a・・
・3hが、媒体収容部2の内周壁面に固定されたアクチ
ュエータをSE型ECFモータ(Stator-electrode type
electro-conjugate fluid motor)と記載する。
The rotation speed of the blade rotor 18 increases and decreases in proportion to the applied voltage until the rotation speed becomes equal to or higher than the initial rotation voltage and reaches a constant speed. In the present invention, as described above, the electrodes 3a.
3h uses an SE-type ECF motor (Stator-electrode type
electro-conjugate fluid motor).

【0063】図2に示すSE型ECFモータにおいて、
例えば、円筒状の媒体収容部2の内部に、8枚の翼板6
を有する翼ロータ18を配置し、この媒体収容部2内に
電気感応作動媒体を満たしてたSE型ECFモータを作
成し、図4に示すように電極3a・・・3hを配置してこの
電極間に直流電圧を印加すると、翼ロータ18が回転し
始める。このとき翼板6の枚数が増加すると回転速度も
高くなる傾向があり、また、電極間隔が狭いほど、さら
に電極対の数が多いほど回転速度は高くなる傾向があ
る。
In the SE type ECF motor shown in FIG.
For example, eight wing plates 6 are provided inside the cylindrical medium storage unit 2.
A SE-type ECF motor in which an electro-sensitive working medium is filled in the medium accommodating section 2 is prepared, and electrodes 3a to 3h are arranged as shown in FIG. When a DC voltage is applied during that time, the blade rotor 18 starts rotating. At this time, the rotation speed tends to increase as the number of blades 6 increases, and the rotation speed tends to increase as the electrode interval is smaller and the number of electrode pairs is larger.

【0064】本発明の電気感応作動媒体は、上記のよう
なSE型ECFモータ以外にも、以下に記載するRE型
ECFモータを用いても電気エネルギーを機械エネルギ
ーに変換することができる。
The electro-sensitive working medium of the present invention can convert electric energy into mechanical energy by using an RE-type ECF motor described below in addition to the above-mentioned SE-type ECF motor.

【0065】図3は、電気感応作動媒体用の回転体の他
の例(RE型ECFモータ)を模式的に示す斜視図であ
る。図3において、電気感応作動媒体用回転体(RE型
ECFモータ)40は、電気感応作動媒体22を収容す
る有底状の媒体収容部41と、この媒体収容部41の上
部解放部に嵌合して媒体収容部41を密閉する蓋体44
とを有しており、この蓋体44を媒体収容部41の上部
の開口部に嵌合することにより、蓋体44と媒体収容部
41で密閉された筐体を形成する。
FIG. 3 is a perspective view schematically showing another example (RE type ECF motor) of a rotating body for an electro-sensitive working medium. In FIG. 3, a rotating body (RE-type ECF motor) 40 for an electro-sensitive operation medium fits into a bottomed medium storage part 41 that stores an electro-sensitive operation medium 22 and an upper release part of the medium storage part 41. To close the medium storage portion 41
The lid 44 is fitted into the opening at the upper part of the medium accommodating portion 41 to form a housing sealed by the lid 44 and the medium accommodating portion 41.

【0066】この筐体を形成する媒体収容部41は有底
状であり、通常は充填される電気感応作動媒体に浸食さ
れない合成樹脂(例:テフロン、ポリカーボネート、ア
クリル等)、セラミックス、木材、金属、ガラス等で形
成されている。また、この媒体収容部41は、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、電極間の絶縁性が損なわれる場合には、電気絶縁性
処理を施すかあるいは電気絶縁性物質で形成することが
好ましい。
The medium accommodating portion 41 forming the housing has a bottomed shape, and is usually made of a synthetic resin (eg, Teflon, polycarbonate, acrylic, etc.) which does not corrode the charged electro-sensitive working medium, ceramics, wood, metal, or the like. , Glass and the like. Further, the medium accommodating portion 41 may be formed of a conductive material such as a metal such as stainless steel. However, if the insulating property between the electrodes is impaired, the medium containing portion 41 may be subjected to an electrical insulating process or an electrical insulating process. It is preferably formed of a substance.

【0067】媒体収容部41の底部49の中央部には軸
受け部48が設けられている。この軸受け部48によっ
て回転軸部45の下端部が支持されると共に、第2の外
部端子52と第2の電極42とを電気的に接続する回転
型接点60を有する。回転型接点60からは、媒体収容
部41の内周壁に沿って導線が導出されており、筐体か
ら導き出された導線は第2の外部端子52を形成する。
また、この回転型接点60の回転軸の下端部を支持する
ための軸受け部48には回転軸部45との摩擦係数を低
減するためにベアリング機構などを組み込むことができ
る。
A bearing 48 is provided at the center of the bottom 49 of the medium storage section 41. The bearing 48 supports the lower end of the rotating shaft 45, and has a rotating contact 60 for electrically connecting the second external terminal 52 and the second electrode 42. A conductor is led from the rotary contact 60 along the inner peripheral wall of the medium accommodating portion 41, and the conductor led out of the housing forms a second external terminal 52.
In addition, a bearing mechanism or the like can be incorporated in the bearing 48 for supporting the lower end of the rotating shaft of the rotary contact 60 in order to reduce the coefficient of friction with the rotating shaft 45.

【0068】上記媒体収容部41の上部は電気感応作動
媒体22を充填するために解放されている。蓋体44
は、上記媒体収容部41に電気感応作動媒体22を充填
した後、解放された媒体収容部41の上部にはめ込まれ
ることにより密閉された筐体を形成する。この蓋体44
は、上記媒体収容部41と同様の素材で形成することが
できる。
The upper part of the medium container 41 is opened to fill the electro-sensitive working medium 22. Lid 44
Forms a hermetically closed housing by filling the medium containing portion 41 with the electro-sensitive operating medium 22 and then fitting the medium into the upper portion of the opened medium containing portion 41. This lid 44
Can be formed of the same material as that of the medium storage section 41.

【0069】この蓋体44にはさらにその中心部に回転
軸部45が貫通する軸孔47を有している。この軸孔4
7には回転軸部45を介して第2の電極43への電気を
供給する回転型接点50が備えられている。回転軸部4
5と軸孔47との摩擦係数を低減するためにベアリング
機構などを組み込むことができる。この回転型接点50
から導電が導出されて第1の外部端子53を形成する。
これらの回転型接点50,60中に、導電体として水銀
を用いることもできる。
The cover 44 further has a shaft hole 47 at the center thereof through which the rotating shaft 45 penetrates. This shaft hole 4
7 is provided with a rotary contact 50 that supplies electricity to the second electrode 43 via the rotary shaft 45. Rotating shaft 4
In order to reduce the coefficient of friction between the shaft 5 and the shaft hole 47, a bearing mechanism or the like can be incorporated. This rotary contact 50
And the first conductive terminal 53 is formed to form the first external terminal 53.
In these rotary contacts 50, 60, mercury can be used as a conductor.

【0070】なお、図3において上記蓋体44は媒体収
容部41に嵌合するように形成されているが、筐体の密
閉性をより高くするために、媒体収容部41と蓋体44
とが螺合するようにされていてもよく、また、媒体収容
部41と蓋体44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。
In FIG. 3, the lid 44 is formed so as to fit into the medium storage portion 41. However, in order to further enhance the hermeticity of the housing, the medium storage portion 41 and the lid 44 are formed.
May be screwed together, and the sealing property can be further improved by interposing a packing or the like between the medium storage portion 41 and the lid 44.

【0071】回転軸45は、媒体収容部41内に設けら
れた筒状ロータ46によって上部と下部とに分割されて
おり、上部回転軸45aと下部回転軸45bとは電気的
に絶縁されている。上部回転軸45aは、上記蓋体44
に設けられた軸孔47を貫通して回動自在に軸支され、
他方、下部回転軸45bの下端部は、上記の媒体収容部
41の底部49の中央部に設けられている軸受け部48
によって回動自在に支持されている。この上部回転軸4
5aと下部回転軸45bとの間には、媒体収容部41内
部で回転軸45と共に回転する筒状ロータ46が配置さ
れている。この筒状ロータ46は、回転軸45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4
1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41の内直径とこの筒状ロータ4
6の直径との比(媒体収容部41の内直径/ロータ46
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。さらに、例え
ば、媒体収容部41の内直径を30mm以下にして、媒体
収容部41の内直径/筒状ロータ46の直径の比を1.
5〜3.0の範囲内にして回転体を小型化することによ
り、同一回転速度における回転トルクが増大する。即
ち、この回転体(RE型ECFモータ)は、小型化にす
ることにより、よりその性能が向上するという特性を有
している。
The rotating shaft 45 is divided into an upper portion and a lower portion by a cylindrical rotor 46 provided in the medium accommodating portion 41, and the upper rotating shaft 45a and the lower rotating shaft 45b are electrically insulated. . The upper rotation shaft 45a is
Is rotatably supported through a shaft hole 47 provided in
On the other hand, the lower end of the lower rotating shaft 45b is connected to a bearing 48 provided at the center of the bottom 49 of the medium housing 41.
It is rotatably supported by. This upper rotating shaft 4
A cylindrical rotor 46 that rotates together with the rotation shaft 45 inside the medium accommodating portion 41 is disposed between the lower rotation shaft 5b and the lower rotation shaft 45b. The cylindrical rotor 46 has a cylindrical shape with the rotation shaft 45 as the center axis of rotation.
A gap is formed so as not to come into contact with the inner peripheral wall surface of No. 1. The inner diameter of the medium storage portion 41 and the cylindrical rotor 4
6 (the inner diameter of the medium container 41 / the rotor 46).
Is usually 1.01 or more, especially 1.05 to
It is preferably in the range of 10.0. Further, for example, the inner diameter of the medium storage section 41 is set to 30 mm or less, and the ratio of the inner diameter of the medium storage section 41 to the diameter of the cylindrical rotor 46 is set to 1.
By reducing the size of the rotating body within the range of 5 to 3.0, the rotational torque at the same rotational speed increases. That is, this rotating body (RE-type ECF motor) has a characteristic that its performance is further improved by miniaturization.

【0072】また筒状ロータ46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46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46の重さを調整することによっ
て、電気感応作動媒体中での筒状ロータ46の比重を調
整でき、筒状ロータ46の運動性あるいはバランスを調
整することができる。
Further, the cylindrical rotor 46 is not limited to a cylindrical shape, but may be a rectangular parallelepiped shape, a rotor having a large number of projections on its surface, or a star-shaped cross section depending on the purpose of use. Further, the cylindrical rotor 46 can be made hollow,
In the case of a hollow shape, the hollow portion can be filled with vacuum, air, gas, liquid, solid, or the like, and its weight can be variously adjusted. By adjusting the weight of the cylindrical rotor 46, the specific gravity of the cylindrical rotor 46 in the electro-sensitive working medium can be adjusted, and the mobility or balance of the cylindrical rotor 46 can be adjusted.

【0073】上記のような円筒状の筒状ロータ46の表
面には第1の電極43と第2の電極42とが形成されて
いる。第1の電極43は、上部回転軸45aを介して回
転型接点50により外部端子53と接続している。また
第2の電極42は、下部回転軸45bを介して回転型接
点60により外部端子52に接続している。なお、第1
の電極43と第2の電極42とは電気的に絶縁されてい
る。
A first electrode 43 and a second electrode 42 are formed on the surface of the cylindrical rotor 46 as described above. The first electrode 43 is connected to an external terminal 53 by a rotary contact 50 via an upper rotary shaft 45a. The second electrode 42 is connected to an external terminal 52 by a rotary contact 60 via a lower rotary shaft 45b. The first
The electrode 43 and the second electrode 42 are electrically insulated.

【0074】第1の電極43および第2の電極42は、
筒状ロータ46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。第1の電極43と第2の電極4
2との配置位置は適宜設定することができる。図5は、
筒状ロータ46を上方向から見た電極の配置図である。
第1の電極43と第2の電極42とのなす電極間角度θ
を、通常は1.0゜〜180゜、好ましくは3.0゜〜9
0.0゜に設定して第1の電極43と第2の電極42と
を張設する。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、第1の電極43と第2の電極42
とは、それぞれ1〜60本張設することができる。な
お、図5において46は筒状ロータであり、53aは第
1の電極43から導出される導線であり上部回転軸45
aに組み込まれるか、上部回転軸45a自体を導電体を
使用してこの導線と上部回転軸45aとを一体化するこ
ともできる。
The first electrode 43 and the second electrode 42
It can be formed by extending a conducting wire on the cylindrical surface of the cylindrical rotor 46. First electrode 43 and second electrode 4
2 can be set as appropriate. FIG.
FIG. 6 is a layout view of electrodes when the cylindrical rotor 46 is viewed from above.
Angle θ between electrodes formed by first electrode 43 and second electrode 42
Is usually 1.0 ° to 180 °, preferably 3.0 ° to 9 °.
The first electrode 43 and the second electrode 42 are stretched at 0.0 °. Since the inter-electrode angle θ varies depending on the number of electrodes to be stretched, the first electrode 43 and the second electrode 42 are used to set the inter-electrode angle θ to the above value.
And 1 to 60 can be installed respectively. In FIG. 5, reference numeral 46 denotes a cylindrical rotor, and 53a denotes a lead derived from the first electrode 43, and an upper rotating shaft 45.
a, or the conductor can be integrated with the upper rotating shaft 45a by using a conductor for the upper rotating shaft 45a itself.

【0075】また、52aは第2の電極42から導出さ
れる導線であり下部回転軸45bに組み込まれるか、下
部回転軸45a自体を導電体を使用してこの導線と下部
回転軸45bとを一体化することもできる。
Reference numeral 52a denotes a lead derived from the second electrode 42 and is incorporated in the lower rotary shaft 45b, or the lower rotary shaft 45a itself is made of a conductor to integrate this lead with the lower rotary shaft 45b. It can also be converted.

【0076】上記のような構成を有する媒体収容部41
には、電気感応作動媒体22が充填される。このように
筒状ロータ46の表面に電極を配置したアクチュエータ
を、本発明ではRE型ECFモータ(Rotor-electrode t
ype electro-conjugate fluid motor)と記載する。図3
および図5には、媒体収容部41の内部に、管状部材で
形成された筒状ロータ46を配置してRE型ECFモー
タを製造した例が示されている。この筒状ロータ46の
上部には、例えば金属丸棒などで形成された回転軸45
aが備えられている。ロータ電極への電力の供給は水銀
を用いた回転接点を介して行うことができる。出力軸の
軸受けにボールベアリングを用いることにより摩擦トル
クの低減を図ることができる。
The medium accommodating section 41 having the above configuration
Is filled with the electro-sensitive working medium 22. In the present invention, an actuator having electrodes disposed on the surface of the cylindrical rotor 46 is referred to as a RE-type ECF motor (Rotor-electrode t).
ype electro-conjugate fluid motor). FIG.
FIG. 5 shows an example in which a cylindrical rotor 46 formed of a tubular member is disposed inside the medium accommodating portion 41 to manufacture an RE-type ECF motor. A rotating shaft 45 formed of, for example, a metal round bar is provided on an upper portion of the cylindrical rotor 46.
a is provided. Electric power can be supplied to the rotor electrode via a rotating contact using mercury. By using a ball bearing for the bearing of the output shaft, the friction torque can be reduced.

【0077】上記のような構成を有するSE型ECFモ
ータあるいはRE型ECFモータに本発明の電気感応作
動媒体を充填して直流電圧を印加することによりこのS
E型ECFモータあるいはRE型ECFモータを駆動さ
せることができる。
The SE-type ECF motor or the RE-type ECF motor having the above configuration is filled with the electro-sensitive working medium of the present invention and a DC voltage is applied to the SE-type ECF motor or the RE-type ECF motor.
An E-type ECF motor or an RE-type ECF motor can be driven.

【0078】SE型ECFモータを例にして本発明の電
気感応作動媒体を用いてこのSE型ECFモータを駆動
させる方法を説明する。この例は、プラスチック製の8
枚翼板を有する翼ロータと、同じくプラスチックからな
る外径が10mm、内径8mm、高さ20mmの媒体収容部と
を有し、この溶媒収容部の内周面に直径0.3μmの銅
線からなる4対の電極を配置した製造し、このSE型E
CFモータに本発明の電気感応作動媒体を充填したとき
の駆動方法の例である。なお、こうしたSE型ECFモ
ータの回転数、印加電圧、電流は、例えば、図6(a)に
示すように、SE型ECFモータの回転軸にプラスチッ
ク円盤を取り付け、このプラスチック円盤の回転をフォ
トインタラプタで感知することによりこのSE型ECF
モータの回転数を測定することができる。また、このと
きに流れる電流は、図6(b)に示すように、SE型EC
Fモータとグランドとの間に1MΩの抵抗を直列に挿入
し、この抵抗による電位差から測定することができる。
また、電圧は、ツェナーダイオードを抵抗と並列に接続
して入力インピーダンスの充分高いOPアンプを用いた
ボルテージフォロアを介して測定することができる。
A method of driving the SE-type ECF motor using the electro-sensitive working medium of the present invention will be described by taking the SE-type ECF motor as an example. This example shows a plastic 8
It has a blade rotor having a plurality of blades, and a medium housing portion also made of plastic having an outer diameter of 10 mm, an inner diameter of 8 mm, and a height of 20 mm, and a 0.3 μm diameter copper wire is formed on the inner peripheral surface of the solvent housing portion. Manufactured by disposing four pairs of electrodes.
It is an example of a driving method when a CF motor is filled with the electro-sensitive working medium of the present invention. The rotation speed, applied voltage, and current of the SE-type ECF motor can be determined, for example, by attaching a plastic disk to the rotation axis of the SE-type ECF motor as shown in FIG. This SE type ECF
The number of rotations of the motor can be measured. The current flowing at this time is, as shown in FIG.
A resistance of 1 MΩ is inserted in series between the F motor and the ground, and measurement can be made from a potential difference caused by this resistance.
The voltage can be measured via a voltage follower using an OP amplifier having a sufficiently high input impedance by connecting a zener diode in parallel with a resistor.

【0079】例えば上記のような装置に充填された本発
明の電気感応作動媒体には、通常は0.1V〜10kV、好
適には10V〜7.0kVの直流電圧が印加される。このと
きに流れる電流は、通常は0.001〜100μA、好
適には0.05〜10.0μAである。従って、このSE
型ECFモータ(即ち電極間)に供給される電力は1×
10-10〜1.0W、好適には5×10-7〜7×10-2
である。
For example, a DC voltage of 0.1 V to 10 kV, preferably 10 V to 7.0 kV is applied to the electro-sensitive working medium of the present invention filled in the above-described apparatus. The current flowing at this time is usually 0.001 to 100 μA, preferably 0.05 to 10.0 μA. Therefore, this SE
The power supplied to the type ECF motor (that is, between the electrodes) is 1 ×
10 -10 to 1.0 W, preferably 5 × 10 -7 to 7 × 10 -2 W
It is.

【0080】この印加電圧は、装置の規模、本発明の電
気感応作動媒体の種類、装置の構成などによって適宜変
動させることができるが、同一の装置および媒体を用い
て条件が同一であれば、印加電圧の変動に比例して回転
速度も変動する。
The applied voltage can be appropriately varied depending on the scale of the device, the type of the electro-sensitive working medium of the present invention, the configuration of the device, etc., but if the same device and medium are used and the conditions are the same, The rotation speed also changes in proportion to the change in the applied voltage.

【0081】図8に印加電圧と回転速度との関係および
印加電圧と流れる電流の関係を示す。即ち、図8は上記
のSE型ECFモータに6kVまでの電圧を印加して、印
加電圧と回転速度および流れる電流と回転速度との関係
を示しており、印加電圧と回転速度、印加電圧と電流と
の間に一定の比例関係が成立する。
FIG. 8 shows the relationship between the applied voltage and the rotation speed and the relationship between the applied voltage and the flowing current. That is, FIG. 8 shows the relationship between the applied voltage and the rotation speed and the flowing current and the rotation speed when a voltage up to 6 kV is applied to the SE type ECF motor. And a certain proportional relationship is established.

【0082】この電圧の制御による回転数の制御は、S
E型ECFモータに限らず同様の電気感応作動媒体を使
用するRE型ECFモータでも同様に行うことができ
る。本発明の電気感応作動媒体を用いてSE型ECFモ
ータあるいはRE型ECFモータが駆動するメカニズム
については必ずしも明らかではない。しかし、現象とし
て電気感応作動媒体に電圧を印加すると前掲の図7に示
すような移動流が生ずることが確認され、こうした移動
流がモータの回転推進力になっていること考えられる。
The control of the number of rotations by controlling the voltage is performed by S
Not only the E-type ECF motor but also an RE-type ECF motor using a similar electro-sensitive working medium can be similarly operated. The mechanism of driving the SE-type ECF motor or the RE-type ECF motor using the electro-sensitive working medium of the present invention is not always clear. However, it has been confirmed that when a voltage is applied to the electro-sensitive working medium as a phenomenon, a moving flow as shown in FIG. 7 described above is generated, and it is considered that such a moving flow is a rotational driving force of the motor.

【0083】過去に誘電液体(絶縁性液体)を用いて高
電場で駆動させるモータに対して、一部の科学者の興味
を引き、時々断片的な発表がある。例えば40年以上前
にも、平行平板電極に誘電液体を挟み、10kV程度の電
圧を印加すると、その中に置かれた直径数mmのガラス棒
が数千rpmで回転するという報告がある。この現象は、
ガラス棒表面に発生した電荷が反対符号の電極に向かっ
て引きつけられることによりガラス棒がわずかに回転す
るとその瞬間に分極が消滅し、この繰り返しで定常的な
回転が起こると説明されている。この考えでは液体の導
電性はガラス棒の回転運動とは直接的な関係を有してい
ない。そして、上記の現象を利用したモータは数mm程度
のものであり、SE型ECFモータあるいはRE型EC
Fモータのように大きなモータを回転させたという報告
は見当たらない。
In the past, motors driven by a high electric field using a dielectric liquid (insulating liquid) have attracted the interest of some scientists and have occasionally been fragmented. For example, more than 40 years ago, it has been reported that when a voltage of about 10 kV is applied between a parallel plate electrode and a dielectric liquid, a glass rod having a diameter of several mm placed therein rotates at several thousand rpm. This phenomenon is
It is described that when the charge generated on the surface of the glass rod is attracted toward the electrode of the opposite sign, the glass rod rotates slightly, and the polarization disappears at that moment, and the repetition causes a steady rotation. In this view, the conductivity of the liquid has no direct relation to the rotational movement of the glass rod. A motor utilizing the above phenomenon is of the order of several mm, and is an SE type ECF motor or a RE type ECF motor.
There is no report that a large motor such as the F motor was rotated.

【0084】本発明の電気感応作動媒体を用いて、SE
型ECFモータあるいはRE型ECFモータを介して電
気エネルギーを機械エネルギーに変換するメカニズム
は、本発明では電気感応作動媒体の導電率および粘度が
モータ駆動の重要な要因であることなどからして、上記
の理論では説明がつかない。
Using the electro-sensitive working medium of the present invention, SE
The mechanism of converting electric energy into mechanical energy through a type ECF motor or an RE type ECF motor is based on the fact that the conductivity and viscosity of the electro-sensitive working medium are important factors for driving the motor in the present invention. The theory cannot explain.

【0085】そこで、本発明のSE型ECFモータある
いはRE型ECFモータを介した電気エネルギーの機械
エネルギーへの変換メカニズムについて現在確認された
事項に基づいて考察する。
Therefore, the mechanism of converting electric energy into mechanical energy via the SE-type ECF motor or the RE-type ECF motor of the present invention will be discussed based on the currently confirmed items.

【0086】粘度が数mPa・sの液体中に存在するイオン
の移動は10-8m2V-1S-1オーダーであると報告されてい
る。イオンの流体力学的半径が0.5〜1.2nmの範囲内
にあると仮定すると、Stokes-Einsteinの式より0.5kV
mm-1(10mmの電極間隔に5kV)の電場ではイオンは、およ
そ5×10-3m/s移動することになる。もし、イオンの
移動が媒体液体にdrag流動を引き起こし、その力によっ
てモーターが回転すると考えると、回転速度はもっと遅
いはずである。SE型ECFモータおよびRE型ECF
モータは、それよりも約二桁高速で回転することから、
イオンの移動がローターの直接的回転運動を起こしてい
るとは考えにくい。前述のように誘電液体に高電圧を印
加すると、対流あるいはカオスなど液体中に二次流れが
発生することがある。この Electrohydrodynamic 対流
(EHD対流)に関するコンピューターシュミレーショ
ン(EHDは、連続の式、運動方程式、Maxwell方程
式、電荷輸送方程式によって支配される非線形現象)に
よると、重力の作用が無視できるコンディション(micro
gravity conditions)の場合、電気的レイリー数が60
00(クーロン力が粘度より遥かに大きい条件)で二次流
れの速度は約0.02m/sと推定される。しかし、この数
値も本発明の電気感応作動媒体を用いた際に観察される
流速よりもやや小さくて、EHD対流だけではローター
の高速回転を完全に説明することはできない。
The migration of ions existing in a liquid having a viscosity of several mPa · s is reported to be of the order of 10 −8 m 2 V −1 S −1 . Assuming that the hydrodynamic radius of the ions is in the range of 0.5-1.2 nm, the Stokes-Einstein equation gives 0.5 kV.
In an electric field of mm -1 (5 kV for 10 mm electrode spacing), the ions will move about 5 × 10 -3 m / s. If the movement of ions causes drag flow in the medium liquid, and the force causes the motor to rotate, the rotation speed should be much slower. SE type ECF motor and RE type ECF
Since the motor rotates about two orders of magnitude faster than that,
It is unlikely that the movement of the ions causes a direct rotational movement of the rotor. As described above, when a high voltage is applied to the dielectric liquid, a secondary flow such as convection or chaos may occur in the liquid. According to a computer simulation of this electrohydrodynamic convection (EHD convection) (EHD is a nonlinear phenomenon governed by continuity equations, equations of motion, Maxwell equations, and charge transport equations), a condition (micron) where the action of gravity is negligible
gravity conditions), the electrical Rayleigh number is 60
At 00 (the condition that the Coulomb force is much greater than the viscosity), the velocity of the secondary flow is estimated to be about 0.02 m / s. However, this numerical value is also slightly smaller than the flow velocity observed when the electro-sensitive working medium of the present invention is used, and the high-speed rotation of the rotor cannot be completely explained by EHD convection alone.

【0087】ところで、Yabe および Maki は、リング
状の電極をわずかな間隙をおいて平板電極と平行に配置
し、リングに10kVの高電圧を印加すると、リングの中
心付近で平板電極から吹き出すようにジェット流が生ず
ることを見いだして報告している(Int.J.Heat Mass Tra
nsfer,31,407(1988)参照)。この現象は、リング周辺か
ら引き寄せられた流体がリングと平板電極の間隙を通過
した後、高速ジェットとなって飛び出す現象であり、こ
のときの流速は1m/sを超えることもあると報告されて
いる。このジェット流の発生機構は不明であるが、ジェ
ット流の速度は、本発明におけるローターの周速度に匹
敵するものである。この現象は、流体の速度の点におい
て、本発明の電気感応作動媒体に直流電圧を印加した場
合の流体の移動速度と共通するものがあることから、本
発明者は、両者の発生機構の間に何らかの関連性がある
可能性があることを示唆するものであると考えている。
By the way, Yabe and Maki disclose that a ring-shaped electrode is arranged in parallel with a plate electrode with a slight gap therebetween, and when a high voltage of 10 kV is applied to the ring, the electrode is blown out from the plate electrode near the center of the ring. (Int. J. Heat Mass Tra
nsfer, 31, 407 (1988)). This phenomenon is a phenomenon in which the fluid drawn from around the ring passes through the gap between the ring and the plate electrode, and then jumps out as a high-speed jet. At this time, it has been reported that the flow velocity may exceed 1 m / s. I have. Although the mechanism of generation of this jet flow is unknown, the speed of the jet flow is comparable to the peripheral speed of the rotor in the present invention. This phenomenon is common in terms of the speed of the fluid with the moving speed of the fluid when a DC voltage is applied to the electro-sensitive working medium of the present invention. We believe it may indicate that there is some possibility that

【0088】上記本発明に関するメカニズムの機構につ
いての記載は、本発明者が確認した事実に基づいて、本
発明の理解を助けるための推論であって、本発明がこの
推論によって限定的に解釈されるべきでないことは勿論
である。
The above description of the mechanism of the mechanism relating to the present invention is an inference for assisting the understanding of the present invention based on the facts confirmed by the inventor, and the present invention is limitedly interpreted by this inference. Of course, it should not.

【0089】本発明の電気感応作動媒体は、直流電圧を
印加することにより、流動し、そして、この電気感応作
動媒体の流動を、例えば回転エネルギーのような機械エ
ネルギーに変換して取り出すことができる。しかも、本
発明の電気感応作動媒体を用いて印加電圧を変えて供給
する電気エネルギーを変動させることにより、この印加
電圧によって供給される電気エネルギーの量に比例させ
て、この電気エネルギーを他のエネルギーに無段階に制
御しながら変換することができる。従って、上記のよう
な直流電圧を印加した電極間を電気感応作動媒体が移動
することを利用した用途、あるいは、この電気感応作動
媒体に直流電圧を印加することにより作動媒体に移動流
運動を形成し、この移動流運動を回転エネルギーとして
装置外部に取り出して使用する用途など極めて広汎な他
分野で利用されることができる。この代表的な例がSE
型ECFモータおよびRE型ECFモータである。特に
本発明のエネルギーの制御変換方法を利用したSE型E
CFモータおよびRE型ECFモータは、小型化するこ
とによりその特性が向上すると共に、構造が簡単である
ので、故障の少ない安価なマイクロモータとして有望で
ある。
The electro-sensitive working medium of the present invention flows by applying a DC voltage, and the flow of the electro-sensitive working medium can be converted into mechanical energy such as rotational energy and taken out. . In addition, by changing the applied voltage by using the electro-sensitive working medium of the present invention to vary the supplied electric energy, the electric energy is supplied to another energy in proportion to the amount of electric energy supplied by the applied voltage. It can be converted while controlling steplessly. Therefore, an application utilizing the movement of the electro-sensitive working medium between the electrodes to which the DC voltage is applied as described above, or a moving flow motion is formed in the working medium by applying a DC voltage to the electro-sensitive working medium. However, it can be used in a very wide range of other fields, such as applications in which this moving flow motion is taken out of the apparatus as rotational energy and used. A typical example is SE
Type ECF motor and RE type ECF motor. In particular, SE type E using the energy control conversion method of the present invention
CF motors and RE-type ECF motors have improved characteristics due to miniaturization, and have simple structures. Therefore, they are promising as inexpensive micromotors with few failures.

【0090】また、本発明の電気感応作動媒体を使用
し、ロータ部に電極を敷設して自走回転する回転機構の
他に、電気感応作動媒体中に電極を敷設した小片を浮遊
させ、外部から電極に直流電圧を供給・調整することに
より、電極間に発生する該媒体流動を推進力として、該
媒体中を自由に泳ぎ回る魚状小片なるものを作製するこ
とができる。
Further, in addition to the rotating mechanism that uses the electro-sensitive working medium of the present invention to lay electrodes on the rotor portion and that rotates by itself, a small piece with the electrodes laid in the electro-sensitive working medium is floated, By supplying and adjusting the DC voltage to the electrodes from above, it is possible to produce a fish-like piece that freely swims around the medium using the medium flow generated between the electrodes as a driving force.

【0091】さらに、本発明の電気感応作動媒体上に船
上小片を浮かべ、その底部に電極を敷設することによ
り、直流電圧印加により生じる流動を推進力として、自
由にこの媒体上を疾走する船上小片を作製することもで
きる。
Further, by floating a small piece on a ship on the electro-sensitive working medium of the present invention and laying an electrode on the bottom thereof, the small piece on the ship freely running on the medium using the flow generated by the application of the DC voltage as a driving force. Can also be prepared.

【0092】直流電圧を外部電源からではなく、太陽電
池パネルや、光圧電素子であり光照射により高電圧を発
生させることができるPLZT素子を用いて行うことも
できる。この場合、太陽電池パネルあるいはPLZT素
子を電極とともに駆動部分に敷設し、外部からの電圧供
給の代わりに光照射をすることにより、外部電源からの
電線が不要となる。このことにより、上記魚状小片や船
状小片の運動に大きな自由度が与えられるとともに、透
明容器にて密閉された中の魚状小片や船状小片の運動を
自由に制御できることとなる。これは、人間が立ち入る
ことのできない原子力発電所内の内部作業等にとって、
防護硝子越しに光照射操作することにより、駆動・制御
できる内部作業装置に利用が可能であり、有用である。
The DC voltage can be applied not from an external power supply but using a solar cell panel or a PLZT element which is a photopiezoelectric element and can generate a high voltage by light irradiation. In this case, the solar cell panel or the PLZT element is laid on the driving portion together with the electrodes, and light is applied instead of supplying the voltage from the outside, so that an electric wire from an external power supply is unnecessary. As a result, a large degree of freedom is given to the movement of the fish-like small pieces and the boat-like small pieces, and the movement of the fish-like small pieces and the boat-like small pieces sealed in the transparent container can be freely controlled. This is for internal work in nuclear power plants where humans cannot access,
By operating the light irradiation through the protective glass, it can be used and useful for an internal working device that can be driven and controlled.

【0093】また、円筒型の媒体収容部の代わりに、直
方体型の媒体収容部を用い、電極を収容部内壁に敷設し
て、リニア型に移動流を発生させて用いるリニアモータ
として使用することができる。また、これとは別の機構
として、上記電極を敷設した魚状小片を用いるリニアモ
ータを形成することもできる。
Further, a rectangular parallelepiped medium storage section may be used instead of the cylindrical medium storage section, electrodes may be laid on the inner wall of the storage section, and the linear motor may be used as a linear motor for generating a moving flow. Can be. Further, as another mechanism, a linear motor using a fish-like piece on which the above-mentioned electrode is laid can be formed.

【0094】さらに、本発明の電気感応作動媒体は、こ
の電気感応作動媒体が用いられる温度における導電率と
粘度とによって特定されるのであって、本発明の電気感
応作動媒体は、有機化合物であるか無機化合物であるか
を問わない。従って、本発明の電気感応作動媒体には、
例えば火山から流出する溶岩流(無機物の高温流体)の
ように所定の導電率と粘度とを有する無機物の高温流体
をも包含される。溶岩流のような無機物の高温流体が、
その流動温度において本発明で規定する粘度および導電
率を有していれば、上記詳述した本発明の有機化合物系
の電気感応作動媒体と同等の挙動を示す。従って、例え
ば、本発明の電気感応作動媒体としての条件を満たす溶
岩流に、巨大な電極を挿入し、この電極に直流電圧を印
加すれば、溶岩流は印加した直流電圧によってその流路
(溶岩流れ方向)をコントロールすることも不可能では
ない。
Further, the electro-sensitive working medium of the present invention is specified by the electric conductivity and the viscosity at the temperature at which the electro-sensitive working medium is used, and the electro-sensitive working medium of the present invention is an organic compound. Or an inorganic compound. Therefore, the electro-sensitive working medium of the present invention includes:
For example, an inorganic high-temperature fluid having a predetermined conductivity and viscosity such as a lava flow (inorganic high-temperature fluid) flowing out of a volcano is also included. Inorganic high temperature fluid such as lava flow,
If it has the viscosity and electric conductivity specified by the present invention at the flow temperature, it exhibits the same behavior as the organic compound-based electro-sensitive working medium of the present invention described in detail above. Therefore, for example, if a giant electrode is inserted into a lava flow that satisfies the conditions as the electro-sensitive working medium of the present invention, and a DC voltage is applied to this electrode, the lava flow will flow through its flow path (the lava) by the applied DC voltage. It is not impossible to control the flow direction).

【0095】さらに、本発明の電気感応作動媒体は、使
用する温度における粘度および導電率によって特定する
ことができるので、従来のモーターでは使用することが
困難であった非常に高温の環境においても、その温度環
境における流体の粘度および導電率が本発明で規定する
範囲内にあれば、直流電圧を印加することにより駆動可
能である。
Further, since the electro-sensitive working medium of the present invention can be specified by the viscosity and the electric conductivity at the temperature used, even in a very high temperature environment which is difficult to use with a conventional motor, If the viscosity and conductivity of the fluid in the temperature environment are within the ranges specified in the present invention, the fluid can be driven by applying a DC voltage.

【0096】[0096]

【発明の効果】本発明により、電気感応作動媒体として
必要な物性と、その範囲が特定された。即ち、本発明に
おいて電気感応作動媒体として使用するために必要な特
性は、その電気感応作動媒体を使用する温度条件におけ
る粘度および導電率であり、その他の物性が関与してい
ることを示唆する現象もなく、また、温度は、この電気
感応作動媒体を使用する際に満たしたいなければならな
い導電率および粘度を特定するための要件にすぎない。
According to the present invention, the physical properties required for the electro-sensitive working medium and the range thereof have been specified. That is, the properties required for use as the electro-sensitive working medium in the present invention are the viscosity and the electrical conductivity under the temperature conditions at which the electro-sensitive working medium is used, and a phenomenon suggesting that other physical properties are involved. Nonetheless, temperature is only a requirement to specify the conductivity and viscosity that must be met when using this electro-sensitive working medium.

【0097】従って、本発明の電気感応作動媒体は、有
機化合物、無機化合物に拘わらず、その電気感応作動媒
体が用いられる温度における導電率および粘度が本発明
で規定する粘度及び導電率の条件を満たしていればよ
く、従来、電気感応作動媒体は有機化合物であるとの既
成概念から、さらに進んで、無機化合物の領域にも電気
感応作動媒体としての使用可能性を広げるものである。
Therefore, the electro-sensitive working medium of the present invention is not limited to an organic compound or an inorganic compound, and the conductivity and viscosity at the temperature at which the electro-sensitive working medium is used satisfy the viscosity and conductivity conditions specified in the present invention. Conventionally, the electro-sensitive working medium is an organic compound, so that it can be used as an electro-sensitive working medium in the area of inorganic compounds.

【0098】さらに、本発明の電気感応作動媒体は、電
界を形成することで流動させることができるので、上記
のような用途で使用することができる。
Further, since the electro-sensitive working medium of the present invention can be made to flow by forming an electric field, it can be used in the above applications.

【0099】[0099]

【実施例】次に本発明の実施例を示して本発明をさらに
詳しく説明するが、本発明はこれらによって限定的に解
釈されるべきではない。
EXAMPLES Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples of the present invention, but the present invention should not be construed as being limited thereto.

【0100】[0100]

【実施例1】以下に記載する(1)〜(36)の化合物につい
て、25℃における粘度および電気抵抗値(導電率)を
測定した。ここで粘度および電気抵抗値は、レオノメー
タ(HAAKE社製、Rheo-Stress RS100)を用いて測定し
た。即ち、直径3.5cmの2枚の円盤間に化合物を挟
み、直流2kVを印加して導電率(2kV/mm印加時のS/m
値)を測定した。同様にして、片方の円盤を回転させて
化合物の粘度を測定した。なお、本発明において導電率
および粘度は上記の方法により測定したものである。
Example 1 The compounds (1) to (36) described below were measured for viscosity and electric resistance (conductivity) at 25 ° C. Here, the viscosity and the electric resistance were measured using a rheometer (manufactured by HAAKE, Rheo-Stress RS100). That is, the compound is sandwiched between two disks having a diameter of 3.5 cm, and a direct current of 2 kV is applied to conduct the conductivity (S / m when 2 kV / mm is applied).
Value) was measured. Similarly, one of the disks was rotated to measure the viscosity of the compound. In the present invention, the electric conductivity and the viscosity are measured by the above methods.

【0101】次に、この化合物を図2および図4に示す
ような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が回転するか
否か、および回転した場合には回転数を測定した。
Next, this compound was charged into an SE type ECF motor as shown in FIG. 2 and FIG.
Whether or not the blade rotor was rotated when a DC voltage of 6 kV was applied, and the number of rotations was measured when the blade rotor was rotated.

【0102】ここで使用したSE型ECFモータは、有
底円筒状の容器の内径が20mmであり、翼ロータの翼板
の枚数は8枚であり、翼板の高さは35mmであり、幅は
17mmであり、この容器に媒体を12ml充填すると、翼
板は媒体に完全に埋没する。
In the SE type ECF motor used here, the inner diameter of the bottomed cylindrical container was 20 mm, the number of blades of the blade rotor was 8, the height of the blade was 35 mm, and the width was Is 17 mm, and when this container is filled with 12 ml of the medium, the blades are completely immersed in the medium.

【0103】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、一番目と三番目の電極を負極と
し、二番目と四番目の電極を正極とした。この一番目と
三番目の電極のなす角度、および、二番目と四番目の電
極のなす角度が、それぞれ180゜であり、一番目の電
極と二番目の電極とのなす角、および、三番目の電極と
4番目の電極とのなす角度が、それぞれ45゜になるよ
うに各電極が配置されている。
Further, this SE type ECF motor was provided with four electrodes, the first and third electrodes being negative electrodes, and the second and fourth electrodes being positive electrodes. The angle between the first and third electrodes and the angle between the second and fourth electrodes are 180 °, respectively, and the angle between the first electrode and the second electrode, and the third angle. Each electrode is arranged such that the angle between the first electrode and the fourth electrode is 45 °.

【0104】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
加してこのSE型ECFモータが駆動するか否か、およ
び駆動した場合の回転数を測定した。
12 ml of a medium is put into the SE-type ECF motor having the above-described structure, and a DC voltage of 6 kV is applied between the electrodes to determine whether or not the SE-type ECF motor is driven. Was measured.

【0105】使用した絶縁性液体の導電率および粘度、
さらに、電気感応性の結果を以下に示す。
The conductivity and viscosity of the used insulating liquid,
Further, the results of the electric sensitivity are shown below.

【0106】[0106]

【表3】 [Table 3]

【0107】上記表3に示した導電率および粘度の関係
を図1に示す。さらに、図1において、駆動した媒体の
導電率および粘度は「◆」で表されており、駆動しなか
った媒体の導電率および粘度は「◇」で表されている。
FIG. 1 shows the relationship between the conductivity and the viscosity shown in Table 3 above. Further, in FIG. 1, the conductivity and the viscosity of the driven medium are represented by “◆”, and the conductivity and the viscosity of the non-driven medium are represented by “◇”.

【0108】[0108]

【実施例2】実施例1で説明したSE型ECFモータ
に、化合物番号(24)である2,2-トリメチル-1,3-ペンタ
ンジオールモノイソブチレート(商品名:キョウワノー
ルM)を充填して6kVの直流電圧を印加したが、上記表
3および4に示すように、25℃において、化合物番号
(24)の2,2-トリメチル-1,3-ペンタンジオールモノイソ
ブチレートである商品名:キョウワノールMの導電率σ
=6.80×10-8S/mであり、粘度η=1.2×10-2Pa・s
であり、このSE型ECFモータは駆動しなかった。
Example 2 The SE-type ECF motor described in Example 1 was filled with 2,2-trimethyl-1,3-pentanediol monoisobutyrate (trade name: Kyowanol M) which is compound number (24). Then, a DC voltage of 6 kV was applied. As shown in Tables 3 and 4, at 25 ° C.,
Trade name of 2,24-trimethyl-1,3-pentanediol monoisobutyrate of (24): Conductivity σ of Kyowanol M
= 6.80 × 10 −8 S / m and viscosity η = 1.2 × 10 −2 Pa · s
The SE ECF motor was not driven.

【0109】これとは別に、上記のSE型ECFモータ
に 化合物番号(19)である 2-エチルヘキシルパルミテー
ト(商品名;エキセパールEH-P)を充填した6kVの
直流電圧を印加したが、上記表3および4に示すよう
に、25℃において、この化合物番号(19)の2-エチルヘ
キシルパルミテートである商品名:エキセパールEH-P
の導電率は、σ=2.60×10-10S/mであり、粘度は、
η=9.5×10-3Pa・sあり、このSE型ECFモータは
駆動しなかった。
Separately from this, a DC voltage of 6 kV filled with 2-ethylhexyl palmitate (trade name: Exepearl EH-P) having the compound number (19) was applied to the SE-type ECF motor. As shown in 3 and 4, at 25 ° C., trade name: Exepearl EH-P which is 2-ethylhexyl palmitate of this compound number (19)
Has a conductivity of σ = 2.60 × 10 −10 S / m and a viscosity of
η = 9.5 × 10 −3 Pa · s, and this SE type ECF motor was not driven.

【0110】次に、化合物番号(24)の 2,2-トリメチル-
1,3-ペンタンジオールモノイソブチレートである商品
名:キョウワノールMと、化合物番号(19)である2-エチ
ルヘキシルパルミテートである商品名:エキセパールE
H-Pとを、1 :4の重量比で混合して均一な混合物(3
7)を製造した。
Next, the compound number (24) of 2,2-trimethyl-
Trade name: 1,3-pentanediol monoisobutyrate: Kyowanol M, and trade name: 2-ethylhexyl palmitate, compound number (19): Exepearl E
And HP at a weight ratio of 1: 4 to obtain a homogeneous mixture (3
7) was manufactured.

【0111】この混合物(37)について、実施例1と同様
にして測定した25℃における導電率σ=2.60×10
-9S/mであり、粘度η=9.8×10-3Pa・sであった。こ
の混合物(37)を上記SE型ECFモータに充填して25
℃において同様にして6kVの直流電圧を印加したとこ
ろ、38rpmの回転速度で駆動した。
This mixture (37) was measured in the same manner as in Example 1 and had a conductivity σ at 25 ° C. of 2.60 × 10 6
-9 S / m and viscosity η = 9.8 × 10 −3 Pa · s. This mixture (37) was charged into the SE type ECF motor and
When a DC voltage of 6 kV was applied in the same manner at ° C, the device was driven at a rotation speed of 38 rpm.

【0112】結果を表4に示す。Table 4 shows the results.

【0113】[0113]

【実施例3】実施例1で説明したSE型ECFモータ
に、化合物番号(4)であるジアリルマレエート(DA
M)を充填して6kVの直流電圧を印加したが、上記表3
および4に示すように、25℃において、化合物(4)の
ジアリルマレエート(DAM)の誘電率σ=7.80×1
0-7S/mであり、粘度η=2.5×10-3Pa・sであり、この
SE型ECFモータは駆動しなかった。
Example 3 The SE type ECF motor described in Example 1 was added to diallyl maleate (DA
M), and a DC voltage of 6 kV was applied.
As shown in FIGS. 4 and 4, at 25 ° C., the dielectric constant σ of the diallyl maleate (DAM) of the compound (4) = 7.80 × 1
0 -7 S / m, viscosity η = 2.5 × 10 −3 Pa · s, and this SE type ECF motor was not driven.

【0114】これとは別に、上記のSE型ECFモータ
に 化合物番号(22)であるブチルステアレート(商品
名;エキセパールBS)を充填した6kVの直流電圧を印
加したが、上記表3および4に示すように、25℃にお
いて、この化合物番号(4)のブチルステアレート(商品
名;エキセパールBS)の導電率は、σ=3.10×10-
10S/mであり、粘度は、η=8.5×10-3Pa・sであり、
このSE型ECFモータは駆動しなかった。
Separately, a DC voltage of 6 kV filled with butyl stearate (trade name: Exepearl BS), which is compound number (22), was applied to the SE-type ECF motor. As shown, at 25 ° C., the conductivity of butyl stearate of this compound number (4) (trade name: Exepearl BS) was σ = 3.10 × 10 −.
10 S / m, and the viscosity is η = 8.5 × 10 −3 Pa · s,
This SE type ECF motor was not driven.

【0115】次に、番号(4)であるジアリルマレエート
(DAM)と、化合物番号(22)であるブチルステアレー
ト(商品名;エキセパールBS)を、1 :4の重量比で
混合して均一な混合物(38)を製造した。
Next, diallyl maleate (DAM) having the number (4) and butyl stearate (trade name: Exepar BS) having the compound number (22) were mixed at a weight ratio of 1: 4 to obtain a uniform mixture. A mixture (38) was prepared.

【0116】この混合物(38)について、実施例1と同様
にして測定した25℃における導電率σ=4.17×10
-9S/mであり、粘度η=5.0×10-3Pa・sであった。こ
の混合物(38)を上記SE型ECFモータに充填して25
℃において同様にして6kVの直流電圧を印加したとこ
ろ、140rpmの回転速度で駆動した。
This mixture (38) was measured in the same manner as in Example 1 and had a conductivity σ of 4.17 × 10 at 25 ° C.
-9 S / m, and the viscosity η was 5.0 × 10 −3 Pa · s. This mixture (38) was charged into the SE type ECF motor and
When a DC voltage of 6 kV was applied in the same manner at ° C, the device was driven at a rotation speed of 140 rpm.

【0117】結果を表4に示す。Table 4 shows the results.

【0118】[0118]

【表4】 [Table 4]

【0119】上記表4に示した導電率および粘度の関係
を図1に併せて記載する。さらに、図1において、駆動
した媒体の導電率および粘度は「◆」で表されており、
駆動しなかった媒体の導電率および粘度は「◇」で表さ
れている。
The relationship between the conductivity and the viscosity shown in Table 4 is also shown in FIG. Further, in FIG. 1, the electric conductivity and the viscosity of the driven medium are represented by “◆”,
The conductivity and viscosity of the undriven medium are represented by "◇".

【0120】[0120]

【実施例3】実施例1で説明したSE型ECFモータ
に、化合物番号(15)である2-エチルヘキシルベンジルフ
タレート(商品名;プラサイザーB-8)を充填して、
この化合物番号(15)である2-エチルヘキシルベンジルフ
タレート(商品名;プラサイザーB-8)の温度を25
℃に維持して、6kVの直流電圧を印加したが、上記表3
および5に示すように、25℃において、化合物番号(1
5)の2-エチルヘキシルベンジルフタレート(商品名;プ
ラサイザーB-8)の誘電率σ=1.10×10-8S/mであ
り、粘度η=7.8×10-2Pa・sであり、このSE型EC
Fモータは駆動しなかった。
Example 3 The SE-type ECF motor described in Example 1 was filled with 2-ethylhexylbenzyl phthalate (trade name; Plasizer B-8), which is compound number (15).
The temperature of the compound number (15), 2-ethylhexylbenzyl phthalate (trade name; Plasizer B-8) was 25
C., and a DC voltage of 6 kV was applied.
At 25 ° C., as shown in FIGS.
5) 2-ethylhexylbenzyl phthalate (trade name; Plasizer B-8) has a dielectric constant σ = 1.10 × 10 −8 S / m and a viscosity η = 7.8 × 10 −2 Pa · s. , This SE type EC
The F motor did not drive.

【0121】次に、この化合物番号(15)である2-エチル
ヘキシルベンジルフタレート(商品名;プラサイザーB
-8)の温度を100℃にし、加熱体(39)を得た。この
加熱体(39)の100℃における導電率および粘度を測定
したところ、100℃における導電率は、σ=9.90
×10-9S/mであり、粘度は、η=3.5×10-3Pa・sであ
った。
Next, 2-ethylhexylbenzyl phthalate which is the compound number (15) (trade name; Plasizer B)
The temperature in -8) was adjusted to 100 ° C. to obtain a heating body (39). When the electric conductivity and the viscosity at 100 ° C. of the heating body (39) were measured, the electric conductivity at 100 ° C. was σ = 9.90
× 10 −9 S / m, and the viscosity was η = 3.5 × 10 −3 Pa · s.

【0122】この加熱体(39)を上記SE型ECFモータ
に充填して,2-エチルヘキシルベンジルフタレートの温
度を100℃に維持した以外は実施例1と同様にして6
kVの直流電圧を印加したところ、このSE型ECFモー
タは21rpmの回転速度で駆動した。
This heating element (39) was filled in the SE-type ECF motor, and the same procedure as in Example 1 was repeated except that the temperature of 2-ethylhexylbenzyl phthalate was maintained at 100 ° C.
When a DC voltage of kV was applied, the SE-type ECF motor was driven at a rotation speed of 21 rpm.

【0123】結果を表5に示す。Table 5 shows the results.

【0124】[0124]

【表5】 [Table 5]

【0125】上記表5に示した導電率および粘度の関係
を図1に併せて記載する。さらに、図1において、駆動
した媒体の導電率および粘度は「◆」で表されており、
駆動しなかった媒体の導電率および粘度は「◇」で表さ
れている。
The relationship between the conductivity and the viscosity shown in Table 5 is also shown in FIG. Further, in FIG. 1, the electric conductivity and the viscosity of the driven medium are represented by “◆”,
The conductivity and viscosity of the undriven medium are represented by "◇".

【0126】[0126]

【実施例4】図2および図4に示すSE型ECFモータ
において、アクリル樹脂からなる媒体の収容部の外径が
10mm、内径が8mm、高さが20mmであり、アクリル樹
脂からなる翼板を8枚備えた翼ロータを有するSE型E
CFモータを製造した。このSE型ECFモータは、直
径0.3mmの銅線からなる電極を4対有している。この
電極間隔を22.5゜(1.5mm)に設定した.また翼ロ
ータの回転軸は1mmの銅線である。なお、軸受けには玉
軸受けを用いて摩擦トルクの低減を図っている。また、
この回転軸には図6に示すようにプラスチック製の円盤
を取り付けこの円盤の回転をフォトインタラプタで検知
して回転周速を測定した。また、図6に示すように、S
E型ECFモータとグランドとの間に1MΩの抵抗を直
列に挿入してこの抵抗での電位差から電流を求めた。さ
らに測定器の保護のためにツェナーダイオードを抵抗と
並行に接続して入力インピーダンスの充分高いOPアン
プを用いたボルテージフォロアを介して電圧を測定し
た。
Embodiment 4 In the SE-type ECF motor shown in FIGS. 2 and 4, the outer diameter of the accommodating portion made of acrylic resin is 10 mm, the inner diameter is 8 mm, the height is 20 mm, and the wing plate made of acrylic resin is used. SE type E having eight blade rotors
A CF motor was manufactured. This SE type ECF motor has four pairs of electrodes made of a copper wire having a diameter of 0.3 mm. The distance between the electrodes was set to 22.5 ° (1.5 mm), and the rotation axis of the blade rotor was a 1 mm copper wire. In addition, the friction torque is reduced by using a ball bearing for the bearing. Also,
As shown in FIG. 6, a plastic disk was attached to the rotating shaft, and the rotation of the disk was detected by a photointerrupter to measure the rotational peripheral speed. Further, as shown in FIG.
A 1 MΩ resistor was inserted in series between the E-type ECF motor and the ground, and the current was determined from the potential difference at this resistor. Further, to protect the measuring instrument, a Zener diode was connected in parallel with the resistor, and the voltage was measured via a voltage follower using an OP amplifier having a sufficiently high input impedance.

【0127】上記のようなSE型ECFモータにデカン
二酸ジブチルを入れ、印加電圧を0〜6kVまで1kVおき
に変化させたときの回転数と電流を測定した。このSE
型ECFモータは、印加電圧2kVから回転し始め、その
回転速度は印加電圧に比例して増加した。
Dibutyl decandioate was put into the SE type ECF motor as described above, and the number of rotations and the current were measured when the applied voltage was changed every 0 kV from 0 to 6 kV. This SE
The type ECF motor started rotating from an applied voltage of 2 kV, and its rotation speed increased in proportion to the applied voltage.

【0128】このSE型ECFモータにおける印加電圧
と、回転速度および電流との関係を図8に示す。図8か
ら明らかなように、回転速度は、印加電圧に比例してい
ることがわかる。
FIG. 8 shows the relationship between the applied voltage, the rotation speed, and the current in this SE ECF motor. As is clear from FIG. 8, it can be seen that the rotation speed is proportional to the applied voltage.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は、絶縁性液体(電気感応作動媒体)の粘
度と導電率との関係を示すグラフである。
FIG. 1 is a graph showing the relationship between the viscosity and the electrical conductivity of an insulating liquid (electrically responsive working medium).

【図2】図2は、電気感応作動媒体を用いたSE型EC
Fモータの一例を模式的に示す図である。
FIG. 2 shows an SE-type EC using an electro-sensitive working medium.
It is a figure which shows an example of an F motor typically.

【図3】図3は、電気感応作動媒体を用いたRE型EC
Fモータの一例を模式的に示す図である。
FIG. 3 is a RE-type EC using an electro-sensitive working medium.
It is a figure which shows an example of an F motor typically.

【図4】図4は、図2に示すSE型ECFモータの電極
の配置の例を模式的に示す図である。
FIG. 4 is a diagram schematically illustrating an example of an electrode arrangement of the SE-type ECF motor illustrated in FIG. 2;

【図5】図5は、図3に示すRE型ECFモータの電極
の配置の例を模式的に示す図である。
FIG. 5 is a diagram schematically showing an example of an arrangement of electrodes of the RE-type ECF motor shown in FIG. 3;

【図6】図6は、実施例4において、SE型ECFモー
タおよびRE型ECFモータの出力トルクを測定するた
めの装置を模式的に示す図である。
FIG. 6 is a diagram schematically showing an apparatus for measuring output torques of an SE-type ECF motor and an RE-type ECF motor in a fourth embodiment.

【図7】図7は、媒体収容部に収容された電気感応作動
媒体に直流電圧を印加したときの電気感応作動媒体の挙
動の例を示す図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a behavior of the electro-sensitive operating medium when a DC voltage is applied to the electro-sensitive operating medium stored in the medium storage unit.

【図8】図8は、SE型ECFモータにおける印加電圧
に対する回転速度の変化および印加電圧に対する電流の
変化の例を示すグラフである。
FIG. 8 is a graph showing an example of a change in rotation speed with respect to an applied voltage and a change in current with respect to an applied voltage in an SE-type ECF motor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・SE型ECFモータ 2・・・媒体収容部 4・・・蓋体 3a,3b,3c,3b,3e,3f,3g,3h・・・電極 6・・・翼板 18・・・翼ロータ 22・・・電気感応作動媒体 40・・・RE型ECFモータ 41・・・媒体収容部 42・・・第2の電極 43・・・第1の電極 44・・・蓋体 45・・・回転軸部 46・・・筒状ロータ 47・・・軸孔 48・・・軸受け部 49・・・底部 50、60・・・回転型接点 52,53・・・外部端子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... SE type ECF motor 2 ... Medium accommodating part 4 ... Lid 3a, 3b, 3c, 3b, 3e, 3f, 3g, 3h ... Electrode 6 ... Wing plate 18 ... Blade rotor 22 ... Electrically sensitive working medium 40 ... RE-type ECF motor 41 ... Medium accommodating part 42 ... Second electrode 43 ... First electrode 44 ... Lid 45 ...・ Rotating shaft part 46 ・ ・ ・ Cylinder rotor 47 ・ ・ ・ Shaft hole 48 ・ ・ ・ Bearing part 49 ・ ・ ・ Bottom part 50,60 ・ ・ ・ Rotary contact 52,53 ・ ・ ・ External terminal

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 横軸が導電率σであり縦軸が粘度ηであ
って作動温度における流体の導電率σと粘度ηとの関係
を示すグラフにおいて、導電率σ=4×10 -10S/m,粘
度η=1×100Pa・sで表される点P、導電率σ=4×
10-10S/m,粘度η=1×10-4Pa・sで表される点Q、導
電率σ=5×10-6S/m,粘度η=1×10-4Pa・sで表さ
れる点Rを頂点とする直角三角形の内部に位置する導電
率σおよび粘度ηを有する化合物、または、該三角形の
内部に位置する導電率σおよび粘度ηを有するように調
製された二種類以上の化合物の混合物からなることを特
徴とする電気感応作動媒体。
1. The horizontal axis represents conductivity σ and the vertical axis represents viscosity η.
Between fluid conductivity σ and viscosity η at operating temperature
In the graph showing, the conductivity σ = 4 × 10 -TenS / m, viscosity
Degree η = 1 × 100Point P expressed by Pa · s, conductivity σ = 4 ×
10-TenS / m, viscosity η = 1 × 10-FourPoint Q expressed in Pa · s, derived
Electric power σ = 5 × 10-6S / m, viscosity η = 1 × 10-FourExpressed in Pa · s
Is located inside the right triangle with the point R as the vertex
A compound having a ratio σ and a viscosity η, or
Adjusted to have conductivity σ and viscosity η located inside
It consists of a mixture of two or more compounds
The electro-sensitive working medium to be characterized.
【請求項2】 点Pが、導電率σ=5×10-10S/m,粘
度η=8×10-1Pa・sであり、点Qが、導電率σ=5×
10-10S/m,粘度η=2×10-4Pa・sであり、そして、
点Rが、導電率σ=2.5×10-6S/m,粘度η=2×10
-4Pa・sであることを特徴とする請求項1記載の電気感応
作動媒体。
2. A point P has a conductivity σ = 5 × 10 -10 S / m, a viscosity η = 8 × 10 -1 Pa · s, and a point Q has a conductivity σ = 5 ×
10 −10 S / m, viscosity η = 2 × 10 −4 Pa · s, and
The point R has a conductivity σ = 2.5 × 10 −6 S / m and a viscosity η = 2 × 10
The electro-sensitive working medium according to claim 1, wherein the pressure is -4 Pa · s.
【請求項3】 請求項1または請求項2に記載の電気感
応作動媒体を充填した容器内に、正・負極間に電界を形
成させ、電界によって規制される方向に電気感応作動媒
体の少なくとも一部を流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。
3. An electric field is formed between a positive electrode and a negative electrode in a container filled with the electro-sensitive operating medium according to claim 1 or 2, and at least one of the electro-sensitive operating medium is controlled in a direction regulated by the electric field. A method for using an electro-sensitive working medium characterized by flowing a part.
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JP2009121288A (en) * 2007-11-13 2009-06-04 Kazuyuki Mitsui Rotary pump using ehd phenomenon and cooling device

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