JPH0588761A - 電気粘性流体適用電極 - Google Patents
電気粘性流体適用電極Info
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- JPH0588761A JPH0588761A JP40565090A JP40565090A JPH0588761A JP H0588761 A JPH0588761 A JP H0588761A JP 40565090 A JP40565090 A JP 40565090A JP 40565090 A JP40565090 A JP 40565090A JP H0588761 A JPH0588761 A JP H0588761A
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- Japan
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- electrode
- electrorheological fluid
- acid
- voltage
- effect
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Abstract
(57)【要約】
〔目的〕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気粘性流体適用電極の
提供を目的とする。 〔構成〕本発明の電気粘性流体適用電極は、電気粘性流
体への電圧印加に使用される電極であって、その少なく
とも一方の電極が、連通した孔状態を有する多孔質又は
マイクロクラックを有する絶縁層で被覆されて形成され
ることにより、ＥＲ効果を維持しつつ、耐久性の向上し
た電極となしえるものである。
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気粘性流体適用電極の
提供を目的とする。 〔構成〕本発明の電気粘性流体適用電極は、電気粘性流
体への電圧印加に使用される電極であって、その少なく
とも一方の電極が、連通した孔状態を有する多孔質又は
マイクロクラックを有する絶縁層で被覆されて形成され
ることにより、ＥＲ効果を維持しつつ、耐久性の向上し
た電極となしえるものである。
Description
【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気粘性流
体適用電極に関する。
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気粘性流
体適用電極に関する。
【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。
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。
【０００３】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（Winslow，W.M.，J.of
Applied Physics，Vol.20(1949)1137）。この Winslow
の研究により電気粘性流体のもつ電気粘性効果は、ＥＲ
効果又は Winslow効果と呼ばれている。
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（Winslow，W.M.，J.of
Applied Physics，Vol.20(1949)1137）。この Winslow
の研究により電気粘性流体のもつ電気粘性効果は、ＥＲ
効果又は Winslow効果と呼ばれている。
【０００４】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.ofApplied Physics，Vol.38，No1
(1967) 67）。これを電気二重層（electric double lay
er ）から説明すると、分散質（シリカゲル等）の周囲
に吸着したイオンは、Ｅ（電場）＝０の時は分散質の外
表面に均一に配置しているが、Ｅ（電場）＝有限値の時
はイオン分布に片寄りが生じ、各粒子は電場内で相互に
静電気作用を及ぼし合うようになる。このようにして電
極間において各粒子がブリッジ（架橋）を形成し、応力
に対して剪断抵抗力を発現、即ちＥＲ効果を発現するよ
うになる。
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.ofApplied Physics，Vol.38，No1
(1967) 67）。これを電気二重層（electric double lay
er ）から説明すると、分散質（シリカゲル等）の周囲
に吸着したイオンは、Ｅ（電場）＝０の時は分散質の外
表面に均一に配置しているが、Ｅ（電場）＝有限値の時
はイオン分布に片寄りが生じ、各粒子は電場内で相互に
静電気作用を及ぼし合うようになる。このようにして電
極間において各粒子がブリッジ（架橋）を形成し、応力
に対して剪断抵抗力を発現、即ちＥＲ効果を発現するよ
うになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来、電気粘性流体へ
の電圧印加用電極としては銅等の金属板電極が使用され
ているが、電気粘性流体に電圧を印加すると、電気粘性
流体は電気絶縁性流体からなるとしても、分散質粒子の
双極子形成に伴うブリッジ形成等により一定の電流が流
れ電気化学反応が必然的に生じる。そのため、従来の電
気粘性流体電極を使用しつづけると 分極促進剤として使用されている水、多価アルコー
ル等の電気化学的消耗等により、電気粘性流体が電気化
学的劣化を受けて増粘効果が減少する、 電気化学反応等により金属電極の溶出、また腐蝕が
生じ、電気粘性流体装置の耐久性を悪くする 等、耐久性に大きな問題があり、電気粘性流体装置への
銅等の金属板電極の使用には大きな制約となっている。
の電圧印加用電極としては銅等の金属板電極が使用され
ているが、電気粘性流体に電圧を印加すると、電気粘性
流体は電気絶縁性流体からなるとしても、分散質粒子の
双極子形成に伴うブリッジ形成等により一定の電流が流
れ電気化学反応が必然的に生じる。そのため、従来の電
気粘性流体電極を使用しつづけると 分極促進剤として使用されている水、多価アルコー
ル等の電気化学的消耗等により、電気粘性流体が電気化
学的劣化を受けて増粘効果が減少する、 電気化学反応等により金属電極の溶出、また腐蝕が
生じ、電気粘性流体装置の耐久性を悪くする 等、耐久性に大きな問題があり、電気粘性流体装置への
銅等の金属板電極の使用には大きな制約となっている。
【０００６】本発明者は先にこの種電気粘性流体用電極
として、電気粘性流体との接触面を絶縁層で被覆した電
気粘性流体用電極を出願したが、その電圧印加方法とし
て直流電源を使用すると、絶縁層による電圧ドロップに
より電気粘性流体への印加電圧が低下して一定電圧では
ＥＲ効果の減少という問題が生じるという課題を有して
いる。そのため、この問題を避けようとすると、絶縁層
を設けない場合に比して高電圧を印加する必要がある
し、また絶縁層の膜厚を薄くして電圧ドロップの低下を
図るにしても絶縁破壊等の問題が生じる。
として、電気粘性流体との接触面を絶縁層で被覆した電
気粘性流体用電極を出願したが、その電圧印加方法とし
て直流電源を使用すると、絶縁層による電圧ドロップに
より電気粘性流体への印加電圧が低下して一定電圧では
ＥＲ効果の減少という問題が生じるという課題を有して
いる。そのため、この問題を避けようとすると、絶縁層
を設けない場合に比して高電圧を印加する必要がある
し、また絶縁層の膜厚を薄くして電圧ドロップの低下を
図るにしても絶縁破壊等の問題が生じる。
【０００７】本発明は、絶縁層で被覆された電極を使用
する電気粘性流体適用電極の改良に関するものであり、
高温領域までＥＲ効果を安定して維持し、耐久性を向上
させることができると共に低電圧でも充分にＥＲ効果を
発揮しうる電気粘性流体適用電極の提供を課題とする。
する電気粘性流体適用電極の改良に関するものであり、
高温領域までＥＲ効果を安定して維持し、耐久性を向上
させることができると共に低電圧でも充分にＥＲ効果を
発揮しうる電気粘性流体適用電極の提供を課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の電気粘性流体適
用電極は、電気粘性流体への電圧印加に使用される電極
であって、その少なくとも一方の電極が、連通した孔状
態及び／又はマイクロクラックを有する絶縁層で被覆さ
れたことを特徴とする。
用電極は、電気粘性流体への電圧印加に使用される電極
であって、その少なくとも一方の電極が、連通した孔状
態及び／又はマイクロクラックを有する絶縁層で被覆さ
れたことを特徴とする。
【０００９】以下、本発明の電気粘性流体適用電極につ
いて説明する。
いて説明する。
【００１０】まず、電気粘性流体適用電極としては、
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
等の金属電極を使用することができる。
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
等の金属電極を使用することができる。
【００１１】次に、本発明の電気粘性流体適用電極は、
その少なくとも一方の電極が、連通した孔状態を有する
多孔質又はマイクロクラックを有する絶縁層で被覆され
ることを特徴とする。
その少なくとも一方の電極が、連通した孔状態を有する
多孔質又はマイクロクラックを有する絶縁層で被覆され
ることを特徴とする。
【００１２】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 ）等が、連通した孔状態を有する多孔質又はマイク
ロクラックを有する状態で電極上に積層されたものであ
り、これら無機絶縁層は、ＣＶＤ（ Chemical Vapor De
position )法、プラズマＣＶＤ法、イオンビームＣＶＤ
法等により積層されることにより連通した孔状態を有す
る多孔質又はマイクロクラックを有する状態で形成する
ことができる。
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 ）等が、連通した孔状態を有する多孔質又はマイク
ロクラックを有する状態で電極上に積層されたものであ
り、これら無機絶縁層は、ＣＶＤ（ Chemical Vapor De
position )法、プラズマＣＶＤ法、イオンビームＣＶＤ
法等により積層されることにより連通した孔状態を有す
る多孔質又はマイクロクラックを有する状態で形成する
ことができる。
【００１３】又、有機絶縁層を採用してもよく、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。
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。
【００１４】これらの絶縁層を、連通した孔状態を有す
る多孔質又はマイクロクラックを有する状態で電極上に
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。
る多孔質又はマイクロクラックを有する状態で電極上に
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。
【００１５】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、浸漬法等を採用し、溶媒を揮発させて
連通した孔状態を有する多孔質又はマイクロクラックを
有する状態で電極上に積層することができる。
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、浸漬法等を採用し、溶媒を揮発させて
連通した孔状態を有する多孔質又はマイクロクラックを
有する状態で電極上に積層することができる。
【００１６】これら絶縁層における多孔質又はマイクロ
クラックの孔径は、孔径面積の合計と電極面積との比を
１：１より小さいものとするとよく、孔径が大きいと絶
縁効果が減少する。
クラックの孔径は、孔径面積の合計と電極面積との比を
１：１より小さいものとするとよく、孔径が大きいと絶
縁効果が減少する。
【００１７】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。
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。
【００１８】電気粘性流体は電気絶縁性流体、多孔質固
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。
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。
【００１９】電気絶縁性流体としては、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。
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。
【００２０】また、分散質としての多孔質固体粒子は慣
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
ら多孔質固体粒子は、通常粒径10nm〜200μm のもの
が、0.1 〜50wt％の割合で使用される。0.1wt ％未満で
はＥＲ効果が少なく、また 50 wt％を越えると分散性が
悪くなるので好ましくない。
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
ら多孔質固体粒子は、通常粒径10nm〜200μm のもの
が、0.1 〜50wt％の割合で使用される。0.1wt ％未満で
はＥＲ効果が少なく、また 50 wt％を越えると分散性が
悪くなるので好ましくない。
【００２１】電気粘性流体においては、電気絶縁性流体
中に多孔質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、アミン類、非イオン系
分散剤等が使用され、具体的にはマグネシウムスルホネ
ート、カルシウムスルホネート、カルシウムホスホネー
ト、ポリブテニルコハク酸イミド、ソルビタンモノオレ
ート、ソルビタンセスキオレート等がある。これらは通
常、0.1 〜10 wt％が使用されるが、多孔質固体粒子の
分散性がよい場合には使用しなくてもよい。
中に多孔質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、アミン類、非イオン系
分散剤等が使用され、具体的にはマグネシウムスルホネ
ート、カルシウムスルホネート、カルシウムホスホネー
ト、ポリブテニルコハク酸イミド、ソルビタンモノオレ
ート、ソルビタンセスキオレート等がある。これらは通
常、0.1 〜10 wt％が使用されるが、多孔質固体粒子の
分散性がよい場合には使用しなくてもよい。
【００２２】多価アルコールとしては二価アルコール、
三価アルコールが有効であり、エチレングリコール、ト
リエチレングリコール、グリセリン、プロパンジオー
ル、ブタンジオール、ヘキサンジオール等を使用すると
よい。
三価アルコールが有効であり、エチレングリコール、ト
リエチレングリコール、グリセリン、プロパンジオー
ル、ブタンジオール、ヘキサンジオール等を使用すると
よい。
【００２３】また、必要に応じて酸、塩基、塩類を添加
してもよい。
してもよい。
【００２４】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。
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。
【００２５】また塩としては金属または塩基性基（ＮＨ
4 + 、Ｎ2 Ｈ5 + 等）と酸基からなる化合物であり、こ
れらはいずれでも使用することができる。なかでも多価
アルコール、または多価アルコールと水に溶解して解離
するもの、例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属の
ハロゲン化物などの典型的なイオン結晶を形成するも
の、あるいは有機酸のアルカリ金属塩などが好ましい。
この種の塩として、ＬｉＣｌ，ＮａＣｌ，ＫＣｌ，Ｍｇ
Ｃｌ2 ，ＣａＣｌ2 ，ＢａＣｌ2 ，ＬｉＢｒ，ＮａＢ
ｒ，ＫＢｒ，ＭｇＢｒ2 ，ＬｉＩ，ＮａＩ，ＫＩ，Ａｇ
ＮＯ3 ，Ｃａ( ＮＯ3 )2 ，ＮａＮＯ2 ，ＮＨ4 Ｎ
Ｏ3 ，Ｋ2 ＳＯ4 ，Ｎａ2 ＳＯ4, ＮａＨＳＯ4 ，（Ｎ
Ｈ4 ）2 ＳＯ4 あるいはギ酸、酢酸、シュウ酸、コハク
酸などのアルカリ酸金属塩がある。
4 + 、Ｎ2 Ｈ5 + 等）と酸基からなる化合物であり、こ
れらはいずれでも使用することができる。なかでも多価
アルコール、または多価アルコールと水に溶解して解離
するもの、例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属の
ハロゲン化物などの典型的なイオン結晶を形成するも
の、あるいは有機酸のアルカリ金属塩などが好ましい。
この種の塩として、ＬｉＣｌ，ＮａＣｌ，ＫＣｌ，Ｍｇ
Ｃｌ2 ，ＣａＣｌ2 ，ＢａＣｌ2 ，ＬｉＢｒ，ＮａＢ
ｒ，ＫＢｒ，ＭｇＢｒ2 ，ＬｉＩ，ＮａＩ，ＫＩ，Ａｇ
ＮＯ3 ，Ｃａ( ＮＯ3 )2 ，ＮａＮＯ2 ，ＮＨ4 Ｎ
Ｏ3 ，Ｋ2 ＳＯ4 ，Ｎａ2 ＳＯ4, ＮａＨＳＯ4 ，（Ｎ
Ｈ4 ）2 ＳＯ4 あるいはギ酸、酢酸、シュウ酸、コハク
酸などのアルカリ酸金属塩がある。
【００２６】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。
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。
【００２７】酸、塩、塩基類は、通常電気粘性流体全体
に対して0.01〜5wt％の割合で使用するとよい。0.01wt
％未満であるとＥＲ効果が少なく、また5wt ％を越える
と通電しやすくなり、消費電力が増大するので好ましく
ない。
に対して0.01〜5wt％の割合で使用するとよい。0.01wt
％未満であるとＥＲ効果が少なく、また5wt ％を越える
と通電しやすくなり、消費電力が増大するので好ましく
ない。
【００２８】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。
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。
【００２９】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。
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。
【００３０】酸化防止剤としては、分極剤、多孔質固体
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。
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。
【００３１】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。
害しない程度に水を使用してもよいことは勿論である。
【００３２】
【作用及び発明の効果】本発明の電気粘性流体適用電極
は、電気粘性流体への電圧印加に使用される電極であっ
て、その少なくとも一方の電極が、連通した孔状態を有
する多孔質又はマイクロクラックを有する絶縁層で被覆
されることにより、電圧ドロップによるＥＲ効果の低下
を抑えると共に、耐久性に優れた電気粘性流体適用電極
となしえるものである。
は、電気粘性流体への電圧印加に使用される電極であっ
て、その少なくとも一方の電極が、連通した孔状態を有
する多孔質又はマイクロクラックを有する絶縁層で被覆
されることにより、電圧ドロップによるＥＲ効果の低下
を抑えると共に、耐久性に優れた電気粘性流体適用電極
となしえるものである。
【００３３】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。
が、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００３４】
【実施例】まず、電気粘性流体の組成を示す。
【００３５】 鉱油 ８９．５重量％ シリカゲル ６重量％ トリエチレングリコール ０．５重量％ コハク酸イミド ４重量％ 尚、これらのサンプルは４０℃で全て８０cSt となるよ
うに、鉱油の粘度を調整した。
うに、鉱油の粘度を調整した。
【００３６】次に、電極の形成方法により説明する。
【００３７】（電極形成例）銅電極上に、酸化アルミニ
ウムを蒸発源とし、１０-4Torr、１０KvのＥＢ gun（電
子銃）で６０mA、成膜速度１０nm/secの条件下でＰＶＤ
法により、１μｍの膜厚に多孔質アルミナ層を積層し
た。この多孔質アルミナ層における孔径をＳＥＭ（走査
型電子顕微鏡）により観察したところ、孔径は平均０．
６μｍであり、また、５％塩化ナトリウム水溶液に１cm
間隔で浸漬した時の導電率を測定し、電極層まで連通し
ていることを確認した。
ウムを蒸発源とし、１０-4Torr、１０KvのＥＢ gun（電
子銃）で６０mA、成膜速度１０nm/secの条件下でＰＶＤ
法により、１μｍの膜厚に多孔質アルミナ層を積層し
た。この多孔質アルミナ層における孔径をＳＥＭ（走査
型電子顕微鏡）により観察したところ、孔径は平均０．
６μｍであり、また、５％塩化ナトリウム水溶液に１cm
間隔で浸漬した時の導電率を測定し、電極層まで連通し
ていることを確認した。
【００３８】（比較例）銅電極上に、スパッタ法でＡｒ
分圧１０mTorr 、Ｏ2 分圧２０mTorr 、成膜速度１０nm
/minの条件下で、１μｍの膜厚にアルミナ層を積層し
た。このアルミナ層は電極層まで連通していない、緻密
な層が積層されていることを確認した。
分圧１０mTorr 、Ｏ2 分圧２０mTorr 、成膜速度１０nm
/minの条件下で、１μｍの膜厚にアルミナ層を積層し
た。このアルミナ層は電極層まで連通していない、緻密
な層が積層されていることを確認した。
【００３９】（操作条件と電気粘性流体の評価項目）電
気粘性流体を４０℃と９０℃で、電圧の印加が可能で、
上記各形成例で形成した電極を有する回転粘度計を用い
て、以下の各項目について評価した。
気粘性流体を４０℃と９０℃で、電圧の印加が可能で、
上記各形成例で形成した電極を有する回転粘度計を用い
て、以下の各項目について評価した。
【００４０】・応答性−直流電場を０から2.0 ×106(V/
m)に変化させた時に、何秒で粘度が安定するかにより評
価。
m)に変化させた時に、何秒で粘度が安定するかにより評
価。
【００４１】・再現性−直流電場を０→2.0 ×106(V/m)
→０のサイクルを繰り返した時、電場2.0 ×106(V/m)の
時の粘度の変動割合により評価。
→０のサイクルを繰り返した時、電場2.0 ×106(V/m)の
時の粘度の変動割合により評価。
【００４２】・耐久性−直流電場を2.0 ×106(V/m)で一
定させた時、経時的な粘度の変化量（％）（測定時間 5
0 時間）で評価。
定させた時、経時的な粘度の変化量（％）（測定時間 5
0 時間）で評価。
【００４３】・増粘効果−電場０(V/m)時と比較して、
直流電場を2.0 ×106(V/m)とした時の粘度の倍率で評
価。
直流電場を2.0 ×106(V/m)とした時の粘度の倍率で評
価。
【００４４】（結果）結果を下表に示す。
【００４５】
【表１】
【００４６】このように、本発明の電気粘性流体適用電
極は、ＥＲ効果を維持しつつ、耐久性が向上することが
わかる。
極は、ＥＲ効果を維持しつつ、耐久性が向上することが
わかる。
【００４７】
Claims (1)
- 【請求項１】 電気粘性流体への電圧印加に使用される
電極であって、その少なくとも一方の電極が、連通した
孔状態及び／又はマイクロクラックを有する絶縁層で被
覆されたことを特徴とする電気粘性流体適用電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40565090A JPH0588761A (ja) | 1990-12-25 | 1990-12-25 | 電気粘性流体適用電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40565090A JPH0588761A (ja) | 1990-12-25 | 1990-12-25 | 電気粘性流体適用電極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0588761A true JPH0588761A (ja) | 1993-04-09 |
Family
ID=18515262
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP40565090A Pending JPH0588761A (ja) | 1990-12-25 | 1990-12-25 | 電気粘性流体適用電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0588761A (ja) |
-
1990
- 1990-12-25 JP JP40565090A patent/JPH0588761A/ja active Pending
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