特許 6057938 磁気粘性流体及びこれを用いたクラッチ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6057938

(24)【登録日】2016年12月16日

(45)【発行日】2017年1月11日

(54)【発明の名称】磁気粘性流体及びこれを用いたクラッチ

(51)【国際特許分類】

   H01F 1/28 20060101AFI20161226BHJP

   F16D 35/00 20060101ALI20161226BHJP

   F16D 37/00 20060101ALI20161226BHJP

   F16D 37/02 20060101ALI20161226BHJP

   H01F 1/20 20060101ALI20161226BHJP

【ＦＩ】

   H01F1/28

   F16D35/00 621

   F16D37/00

   F16D37/02 H

   H01F1/32

【請求項の数】8

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2014-57781(P2014-57781)

(22)【出願日】2014年3月20日

(65)【公開番号】特開2015-185555(P2015-185555A)

(43)【公開日】2015年10月22日

【審査請求日】2014年5月13日

【審判番号】不服2015-20534(P2015-20534/J1)

【審判請求日】2015年11月17日

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 平成２５年９月２７日に可視化情報全国講演会（会津２０１３）講演論文集第２４１頁にて発表 平成２５年９月２７日に可視化情報全国講演会（会津２０１３）にて発表 平成２５年１１月７日に日本フルードパワーシステム学会の平成２５年秋季フルードパワーシステム講演会講演論文集第１１５〜１１７頁にて発表 平成２５年１１月８日に平成２５年秋季フルードパワーシステム講演会にて発表 平成２５年１１月１８日にＦＬＵＣＯＭＥ ２０１３講演論文集、Ｐａｐｅｒ Ｎｏ．ＯＳ５−０１−４にて発表 平成２５年１１月２１日にＦＬＵＣＯＭＥ ２０１３にて発表 平成２６年１月８日に日本フルードパワーシステム学会（ＪＦＰＳ）、機能性流体との融合化によるフルードパワーシステムの新展開に関する研究委員会、第７回研究委員会にて発表

(73)【特許権者】

【識別番号】000142595

【氏名又は名称】株式会社栗本鐵工所

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】特許業務法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】野間 淳一

(72)【発明者】

【氏名】中野 政身

【合議体】

【審判長】 酒井 朋広

【審判官】 井上 信一

【審判官】 関谷 隆一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−２２９６２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１８１５９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２６７１１７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

H01F 1/28

F16D 35/00

F16D 37/00-37/02

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

磁性粒子混合体と、
前記磁性粒子混合体を分散させる分散媒とを備え、
前記磁性粒子混合体は、第１の磁性粒子及び第２の磁性粒子を含み、
前記第１の磁性粒子は、平均粒子径が１μｍ以上、３０μｍ以下であり、
前記第２の磁性粒子は、平均粒子径が５０ｎｍ以上、２００ｎｍ以下の軟磁性体であり、
前記第２の磁性粒子の前記磁性粒子混合体に占める割合は２５質量％以上、４０質量％以下であり、
第２の磁性粒子は、長軸と短軸との長さ比が２以上の針状のものを除く、磁気粘性流体。

【請求項2】

前記第２の磁性粒子は、マグネタイト粒子、又は鉄微粒子からなる、請求項１に記載の磁気粘性流体。

【請求項3】

前記第１の磁性粒子の平均粒子径は、前記第２の磁性粒子の平均粒子径の２０倍以上、５００倍以下である、請求項１又は２に記載の磁気粘性流体。

【請求項4】

前記第１の磁性粒子は、カルボニル鉄粉からなる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の磁気粘性流体。

【請求項5】

前記第２の磁性粒子は、その表面に表面改質層を有している、請求項１〜４のいずれか１項に記載の磁気粘性流体。

【請求項6】

前記表面改質層は、前記第２の磁性粒子の表面に結合された炭化水素鎖を有する化合物からなる、請求項５に記載の磁気粘性流体。

【請求項7】

前記第１の磁性粒子は、表面改質層を有していない、請求項１〜６のいずれか１項に記載の磁気粘性流体。

【請求項8】

相対回転可能な第１の部材及び第２の部材と、
前記第１の部材と前記第２の部材との間に充填された磁気粘性流体と、
前記磁気粘性流体に磁場を加える磁場発生部とを備え、
前記磁気粘性流体は、請求項１〜７のいずれか１項に記載の磁気粘性流体である、クラッチ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は磁気粘性流体及びこれを用いたクラッチに関する。

【背景技術】

【0002】

磁気粘性（Magneto Rheological：ＭＲ）流体は、鉄（Ｆｅ）等の磁性粒子をオイル等の分散媒に分散させた流体である。ＭＲ流体は、磁場の作用がない場合には分散媒中に磁性粒子がランダムに浮遊している。ＭＲ流体に外部から磁場を印加すると、磁界の方向に沿って磁性粒子が多数のクラスタを形成し、降伏応力が増大する。このようにＭＲ流体は電気信号によってレオロジー特性又は力学的な性質を容易に制御できる材料であるため、種々の分野への応用が検討されている。現状では自動車向けショックアブソーバー及び建設機械向けシートダンパ等の直動型デバイスとして主に用いられている。

【0003】

磁性粒子をオイル等の分散媒に分散させた流体としてはＭＲ流体以外に、磁性流体がある。磁性流体の場合に用いられる磁性粒子の粒子径は数ｎｍ〜１０ｎｍ程度であり、熱エネルギーに起因するブラウン運動により粒子が振動する。このため、磁性流体には磁場を与えてもクラスタを形成せず、降伏応力は増大しないという点でＭＲ流体とは全く異なる。

【0004】

ＭＲ流体において一般的に用いられる磁性粒子は、平均粒子径が数μｍ〜数十μｍである。磁性流体と比べて大きな磁性粒子を用いることにより、磁場を印加した際にクラスタを形成させることができる。ＭＲ流体は、大きな磁性粒子を用いるため、放置しておくと磁性粒子の沈降によるケーキングが発生してしまうという問題がある。また、磁場の付与と解除とを繰り返すと、磁性粒子が二次凝集して、安定した分散状態を維持できなくなるという問題がある。ＭＲ流体の安定性を向上させるために、粒子径が異なる２種類の磁性粒子を混合したＭＲ流体が検討されている（例えば、特許文献１及び２を参照。）。

【0005】

例えば、特許文献１においては、大径のカルボニル鉄粒子と、小径の二酸化クロム粒子とを混合している。二酸化クロム粒子がカルボニル鉄粒子に吸着されることにより、安定したＭＲ流体を実現しようとしている。

【0006】

特許文献２においては、大径のカルボニル鉄粒子に、小径の鉄粒子を少量混合している。これにより、ＭＲ流体を安定化すると共に、高せん断時のせん断応力を低く抑えようとしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特表平０７−５０５９７８号公報

【特許文献2】ＷＯ２０１２−１２０８４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、これらは、ＭＲ流体の安定性について検討しているに過ぎずない。ＭＲ流体は、磁場を印加した際の応力の増大ができるだけ大きいことが好ましい。また、ＭＲ流体に印加する磁場はできるだけ小さくできることが好ましい。しかし、粒子径が異なる２種類の磁性粒子を混合したＭＲ流体において、磁場を印加した際の性能はほとんど検討されていない。

【0009】

本開示は、磁場を印加した際に鋭敏に応力が増大する高効率のＭＲ流体を実現できるようにすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本開示の磁気粘性流体の一態様は、磁性粒子混合体と、磁性粒子混合体を分散させる分散媒とを備え、磁性粒子混合体は、第１の磁性粒子及び第２の磁性粒子を含み、第１の磁性粒子は、平均粒子径が１μｍ以上、３０μｍ以下であり、第２の磁性粒子は、平均粒子径が５０ｎｍ以上、２００ｎｍ以下の軟磁性体であり、第２の磁性粒子の磁性粒子混合体に占める割合は２５質量％以上、４０質量％以下である。

【0011】

磁気粘性流体の一態様において、第２の磁性粒子は、マグネタイト粒子、又はアークプラズマ法により形成した鉄微粒子とすることができる。

【0012】

磁気粘性流体の一態様において、第１の磁性粒子の平均粒子径は、第２の磁性粒子の平均粒子径の２０倍以上、５００倍以下とすることができる。

【0013】

磁気粘性流体の一態様において、第１の磁性粒子は、カルボニル鉄粉とすることができる。

【0014】

磁気粘性流体の一態様において、第２の磁性粒子は、その表面に表面改質層を有していてもよい。

【0015】

この場合において、表面改質層は、第２の磁性粒子の表面に結合された炭化水素鎖を有する化合物とすることができる。

【0016】

本開示のクラッチの一態様は、相対回転可能な第１の部材及び第２の部材と、第１の部材と第２の部材との間に充填された磁気粘性流体と、磁気粘性流体に磁場を加える磁場発生部とを備え、磁気粘性流体は、本開示の磁気粘性流体である。

【発明の効果】

【0017】

本開示の磁気粘性流体によれば、磁場を印加した際に鋭敏に応力が増大する高効率の磁気粘性流体を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】（ａ）〜（ｃ）は磁気粘性流体において形成されるクラスタ構造を示す図である。

【図2】クラッチの一例を示す断面図である。

【図3】第２の磁性粒子の製造装置の一例を示すブロック図である。

【図4】磁場を印加した場合における、第２の磁性粒子の混合比率と、せん断応力との関係を示す図である。

【図5】磁場を印加していない場合における、第２の磁性粒子の混合比率と、せん断応力との関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

一実施形態に係る磁気粘性（ＭＲ）流体は、第１の磁性粒子と第２の磁性粒子とを混合した磁性粒子混合体と、磁性粒子混合体を分散させる分散媒とを備えている。第１の磁性粒子は、一般的なＭＲ流体において用いられる平均粒子径が１μｍ〜３０μｍ程度の磁性粒子であればよい。第２の磁性粒子は、平均粒子径が５０ｎｍ〜２００ｎｍ程度の軟磁性体からなる磁性粒子であればよい。第２の磁性粒子の磁性粒子混合体に占める割合（第２の磁性粒子の混合比率）は、１０質量％〜４０質量％程度であればよい。

【0020】

第１の磁性粒子は、適した平均粒子径を有する磁性粒子であればどのようなものであってもよい。例えば、鉄、窒化鉄、炭化鉄、カルボニル鉄、二酸化クロム、低炭素鋼、ニッケル又はコバルト等を用いることができる。また、アルミニウム含有鉄合金、ケイ素含有鉄合金、コバルト含有鉄合金、ニッケル含有鉄合金、バナジウム含有鉄合金、モリブデン含有鉄合金、クロム含有鉄合金、タングステン含有鉄合金、マンガン含有鉄合金又は銅含有鉄合金等の鉄合金を用いることもできる。ガドリニウム、ガドリニウム有機誘導体からなる常磁性、超常磁性又は強磁性化合物粒子及びこれらの混合物からなる粒子等を用いることもできる。中でも、カルボニル鉄は第１の磁性粒子として適した平均粒子径のものが容易に得られるため好ましい。

【0021】

第１の磁性粒子の平均粒子径は、１μｍ以上、好ましくは３μｍ以上、より好ましくは５μｍ以上、３０μｍ以下、より好ましくは１５μｍ以下である。

【0022】

第２の磁性粒子は平均粒子径が第１の磁性粒子よりも平均粒子径が小さい粒子である。第１の磁性粒子よりも平均粒子径が小さい第２の磁性粒子を適量混合することにより、磁場を印加していない場合の基底粘度の上昇を抑えつつ、磁場を印加した場合に粘度を大きく上昇させることが可能となる。また、第２の磁性粒子を混合することにより、ＭＲ流体の安定性を向上させることもできる。

【0023】

第１の磁性粒子と、第２の磁性粒子とは、その混合比率により図１（ａ）〜（ｃ）に示すような構造を形成する。粒子径が小さい第２の磁性粒子を含まない場合には、図１（ａ）に示すように、磁場を加えた際に第１の磁性粒子は鎖状の構造を形成する。第２の磁性粒子を適量含む場合には、図１（ｂ）に示すように、第２の磁性粒子により第１の磁性粒子の形成する鎖状の構造が補強される。しかし、第２の磁性粒子の混合比率がさらに高くなり第１の磁性粒子の混合比率が低下すると、図１（ｃ）に示すように、第１の磁性粒子の間隔が拡がってしまう。

【0024】

図１（ｂ）のような、第１の磁性粒子が形成する鎖状のクラスタが第２の磁性粒子により補強された構造を形成させることにより、降伏応力及び高せん断域におけるせん断応力を増大させることができる。また、第２の粒子を大量に添加すると粘度が増大してしまうが、少量の添加であれば、磁場を与えていない場合の基底粘度は第１の磁性粒子単独の場合と比べて大きく上昇しない。

【0025】

一方、図１（ｃ）のような構造が形成されている場合には、第２の磁性粒子による補強の効果がある程度生じ、降伏応力及び高せん断領域におけるせん断応力の増大が期待できる。しかし、第２の磁性粒子による構造粘性が現れるため、基底粘度が第１の磁性粒子単独の場合と比べて大きく上昇する。

【0026】

第２の磁性粒子による十分な補強効果を得るという観点から、第２の磁性粒子の混合比率は、１０質量％以上、好ましくは１５質量％以上、より好ましくは２０質量％以上、４０質量％以下、好ましくは３５質量％以下、より好ましくは３０質量％以下とすることができる。特に好ましい第２の磁性粒子の混合比率は２５質量％である。基底粘度の上昇を抑えるという観点からもこの範囲とすることができる。

【0027】

第２の磁性粒子は、第１の磁性粒子よりも小さく、磁場を印加した際に、第１の磁性粒子が形成するクラスタの間に侵入してクラスタを形成し、第１の磁性粒子のクラスタを補強できればよい。磁場を印加した際にクラスタを形成し、ＭＲ流体としての機能に寄与させるという観点から、第２の磁性粒子の平均粒子径は５０ｎｍ以上、好ましくは６０ｎｍ以上、より好ましくは７０ｎｍ以上である。一方、第２の磁性粒子の平均粒子径は２００ｎｍ以下、好ましくは１５０ｎｍ以下である。従って、第２の磁性粒子は、平均粒子径が５０ｎｍ〜２００ｎｍ程度であればよく、５０ｎｍ〜１５０ｎｍ程度であることが好ましい。このような粒子径の第２の磁性粒子を混合することにより、ＭＲ流体が沈降しにくくなり安定性が向上するという利点も得られる。

【0028】

第２の磁性粒子による補強効果を得るためには、第１の磁性粒子と第２の磁性粒子との粒子径の比が大きいことが好ましい。具体的には、第１の磁性粒子の平均粒子径は、第２の磁性粒子の平均粒子径の２０倍以上であることが好ましく、３０倍以上であることがより好ましく、５０倍以上であることがさらに好ましい。また、５００倍以下であることが好ましく、３００倍以下であることがより好ましく、１００倍以下であることがさらに好ましい。

【0029】

第２の磁性粒子は、軟磁性体の粒子であることが好ましい。軟磁性体の粒子とは、保磁力が１００Ｏｅ〜２００Ｏｅ程度で、磁場が印加されていない状態では磁石とならない粒子である。例えば、アークプラズマ法により形成した鉄粒子は、第２の磁性粒子として適した平均粒子径のものが容易に得られるため好ましい。また、二価の鉄と三価の鉄を含む複合酸化物であるマグネタイトも、第２の磁性粒子として適した平均粒子径のものが容易に得られるため好ましい。

【0030】

分散媒は、磁性粒子混合体を分散させることができる液体であればどのようなものであってもよい。例えば、シリコンオイル、フッ素オイル、ポリアルファオレフィン、パラフィン、エーテル油、エステル油、鉱物油、植物性油又は動物性油等を用いることができる。また、トルエン、キシレン及びヘキサン等に代表される有機溶媒又はエチルメチルイミダゾリウム塩、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム塩及び１−メチルピラゾリウム塩等に代表されるイオン性液体（常温溶融塩）類等を用いることもできる。これは、単独で用いることも２種類以上を組み合わせて用いることもできる。

【0031】

磁性粒子混合体の分散媒に対する濃度は、ＭＲ流体としての機能を発揮させる観点から、５vol％以上とすることが好ましく、１０vol％以上とすることがより好ましい。基底粘度の上昇を押さえる観点から、５０vol％以下とすることが好ましく、３０vol％以下とすることがより好ましい。

【0032】

第１の磁性粒子及び第２の磁性粒子と分散媒とは、最初にへら等を用いて混合した後、自転・公転型の攪拌機等を用いて十分に高せん断混合することが好ましい。但し、第１の磁性粒子を先に分散媒中に分散させた後、第２の磁性粒子を分散媒中に分散させてもよい。また、第２の磁性粒子を先に分散媒中に分散させた後、第１の磁性粒子を分散媒中に分散させてもよい。攪拌機に代えて、ホモジナイザー又は遊星混合機等を用いて磁性粒子の分散を行ってもよい。また、分散剤等を添加して磁性粒子を分散させてもよい。

【0033】

第２の磁性粒子は、ＭＲ流体の基底粘度を低く抑えるため及び安定性を向上させるために、その表面に表面改質層を設けることができる。表面改質層を形成しその表面の疎水性（親油性）を高くすることにより、基底粘度を低く抑え、分散媒への分散を容易とすることができる。

【0034】

表面改質層は、例えばシランカップリング剤により形成することができる。表面改質層の形成に用いるシランカップリング剤は、金属粒子の表面に形成した水酸基と反応するメトキシ基又はエトキシ基等の加水分解基を有していればどのようなものであってもよい。また、水酸基と反応させることができればシランカップリング剤に限らず他のカップリング剤であってもよい。表面改質層により、第２の磁性粒子の表面を疎水性とする場合には、メチルトリエトキシシラン又はメチルトリメトキシシラン等の炭化水素鎖のみを有するカップリング剤が好ましい。但し、反応性の官能基を有するシランカップリング剤を結合した後、反応性の官能基を用いて疎水性の化合物を固定してもよい。さらに、分散媒の種類に応じて分散媒と親和性が高い官能基を導入してもよい。カップリング反応は、気相にて行う方が液相にて行う場合よりも第２の磁性粒子の凝集を抑制することができるので好ましい。表面改質層は、第２の磁性粒子の表面に均一に設けられていることが好ましいが、第２の磁性粒子の表面の少なくとも一部に形成されていてもよい。分散をさらに容易とするために、第２の磁性粒子だけでなく、第１の磁性粒子にも同様の表面改質層を形成してもよい。表面改質層を親水性とすれば、水等を分散媒とすることも可能である。

【0035】

表面改質層を形成する場合には、磁性粒子の解砕を行うことが好ましい。解砕は、粉砕機（例えばボールミル）を用いた既知の方法により行えばよい。解砕機を用いて解砕することにより、第２の磁性粒子の平均粒子径を、所定の大きさ以下に正確に制御することが可能になる。なお、第２の磁性粒子の解砕工程は省略することも可能である。

【0036】

本実施形態のＭＲ流体は、例えば図２に示すようなクラッチに用いることができる。クラッチは、入力軸１０１と、出力軸１０２と、これらの周囲を囲むように配置された磁場発生部である電磁石１０３とを有している。入力軸１０１の端部には外筒１１１が固定され、出力軸１０２の端部にはローター１２１が固定されている。外筒１１１はローター１２１を囲んでおり、外筒１１１とローター１２１とは相対回転可能に配置されている。外筒１１１の内側の空間を密閉するようにオイルシール１０４が設けられている。外筒１１１とローター１２１との間には間隙が設けられており、回転時には遠心力によりこの間隙にはＭＲ流体１０５が満たされる。電磁石１０３により磁場を発生させると、ＭＲ流体中の磁性粒子が磁束の方向にクラスタを形成し、クラスタを介して外筒１１１とローター１２１との間にトルクが伝達される。

【0037】

クラッチ以外にも、ブレーキ等のトルク制御デバイスに用いることができる。特に、高いせん断速度が加わる用途に利用することができる。

【0038】

以下に、実施例を用いてＭＲ流体の特性についてさらに詳細に説明する。

【0039】

＜第１の磁性粒子＞
第１の磁性粒子には、平均粒子径が６．６μｍのカルボニル鉄粉（ＢＡＳＦ社製：Carbonyl Iron Powder CS）を用いた。

【0040】

＜第２の磁性粒子＞
第２の磁性粒子には以下のようなアークプラズマ法を用いて形成した平均粒子径が０．１μｍのＦｅナノ粒子を用いた。なお、平均粒子径はＢＥＴ（Brunauer-Emmett-Teller）法により求めた。

【0041】

まず、図３に示す装置Ａの容器１３内に、水素及びアルゴンの混合気体を満たして大気圧とした。水素及びアルゴンの分圧はそれぞれ、０．５ａｔｍとした。直流電源１４により、タングステンからなるプラズマトーチ１１（陰極）と、水冷銅ハース１２の上に載置した金属材料２１（陽極）との間に４０Ｖで１５０Ａの電流を供給することにより、アークプラズマ１８を発生させた。金属材料２１として、純鉄（純度９９．９８％：アルドリッチ社製）を用いた。鉄粒子の生成速度は０．８ｇ／ｍｉｎ程度であった。

【0042】

鉄粒子を生成した後、容器１３及び粒子捕集器１６内をアルゴンを５％含むドライエア（窒素８０％、酸素２０％）雰囲気として、３時間放置した。これにより、鉄粒子の表面に厚さが２ｎｍ〜１０ｎｍ程度の酸化膜が形成された。なお、酸化膜の形成は透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）により観察した。放置時間が３時間を超えても酸化膜の膜厚はほとんど変化しなかった。

【0043】

酸化膜が形成された鉄粒子を、装置Ａから取り出し、大気中に常温で１時間放置することにより、鉄粒子の表面に水酸基を導入した。水酸基を導入した鉄粒子と、シランカップリング剤とを圧力容器内に入れ、圧力容器を密閉した。シランカップリング剤には、メチルトリメトキシシラン（信越化学工業株式会社：ＫＢＭ−１３）を用いた。シランカップリング剤はビーカー等の開口容器に入れ、鉄粒子とシランカップリング剤とが直接混合されないようにした。シランカップリング剤は、鉄粒子１０ｇに対し０．３８ｇの比率となるようにした。鉄粒子及びシランカップリング剤を入れた圧力容器を８０℃の乾燥炉内に２時間放置し、シランカップリング剤を圧力容器内で気化させた。気化したシランカップリング剤が、鉄粒子表面の水酸基と反応することにより、表面に表面改質層を有する第２の磁性粒子が得られた。

【0044】

表面改質層を形成した後、第２の磁性粒子をトルエン中に分散させ、ボールミルによる解砕を６時間行った。ボールミルのポッドには容量が１リットルのジルコニアポッドを用い、ボールには直径１ｍｍのジルコニアボールを用いた。

【0045】

得られた第２の磁性粒子の保磁力は１７５Ｏｅであった。なお、保磁力の測定には、試料振動型磁力計（Vibrating Sample Magnetometer：ＶＳＭ）を用いた。

【0046】

＜ＭＲ流体の調製＞
第１の磁性粒子及び第２の磁性粒子を所定の比率で分散媒中に分散させることによりＭＲ流体を得た。分散媒にはシリコンオイル（信越化学社製：ＫＦ−９６−５０ｃｓ）を用いた。所定量の第１の磁性粒子、第２の磁性粒子及び分散媒を容器中にてへらを用いて手で混合した後、自転・公転型の攪拌機（倉敷紡績社製：マゼルスター）を用いて高せん断混合することにより磁性粒子を分散媒中に分散させた。第１の磁性粒子及び第２の磁性粒子を混合した磁性粒子混合体の分散媒に対する濃度は１０vol％とした。

【0047】

＜評価＞
せん断応力の測定には、磁場印加装置（英弘精機製：ＭＲ−１０１Ｎ）を組み込んだ高精度レオメータ（ＨＡＡＫＥ社製：レオストレス６０００）を用いた。平板の間隔は２５０μｍとした。

【0048】

（参考例１）
第２の磁性粒子の混合比率を、１５質量％とした。磁場を０．３テスラ（Ｔ）とし、せん断速度を１００ｓ^-1とした場合におけるせん断応力は１１．２ｋＰａであった。

【0049】

（実施例１）
第２の磁性粒子の混合比率を、２５質量％とした。磁場を０．３Ｔとし、せん断速度を１００ｓ^-1とした場合におけるせん断応力は１１．５ｋＰａであった。磁場を印加せず、せん断速度を１００ｓ^-1とした場合におけるせん断応力は、０．０１２ｋＰａであった。

【0050】

（実施例２）
第２の磁性粒子の混合比率を、３５質量％とした。磁場を０．３Ｔとし、せん断速度を１００ｓ^-1とした場合におけるせん断応力は１０．８ｋＰａであった。

【0051】

（比較例１）
第２の磁性粒子の混合比率を、０質量％とし、第１の磁性粒子単独とした。磁場を０．３Ｔとし、せん断速度を１００ｓ^-1とした場合におけるせん断応力は９．２ｋＰａであった。磁場を印加せず、せん断速度を１００ｓ^-1とした場合におけるせん断応力は０．００９５ｋＰａであった。

【0052】

（比較例２）
第２の磁性粒子の混合比率を、５０質量％とした。磁場を０．３Ｔとし、せん断速度を１００ｓ^-1とした場合におけるせん断応力は９．５ｋＰａであった。磁場を印加せず、せん断速度を１００ｓ^-1とした場合におけるせん断応力は０．０２１ｋＰａであった。

【0053】

（比較例３）
第２の磁性粒子の混合比率を、７５質量％とした。磁場を０．３Ｔとし、せん断速度を１００ｓ^-1とした場合におけるせん断応力は６．２ｋＰａであった。

【0054】

（比較例４）
第２の磁性粒子の混合比率を、１００質量％とし、第２の磁性粒子単独とした。磁場を０．３Ｔとし、せん断速度を１００ｓ^-1とした場合におけるせん断応力は５．２ｋＰａであった。磁場を印加せず、せん断速度を１００ｓ^-1とした場合におけるせん断応力は０．０２５ｋＰａであった。

【0055】

（比較例５）
第２の磁性粒子として平均粒子径が１μｍのカルボニル鉄粒子（ＩＳＰ Ｔｅｃｈ社製：Ｓ−３７００）とし、第２の磁性粒子の混合比率を、２５質量％とした。磁場を０．３Ｔとし、せん断速度を１００ｓ^-1とした場合におけるせん断応力は９．４ｋＰａであった。

【0056】

【表1】

【0057】

各実施例及び比較例を表１にまとめて示す。また、０．３Ｔの磁場を印加した場合における第２の磁性粒子の混合比率とせん断応力との関係を図４に示す。平均粒子径が０．１μｍの第２の磁性粒子を用いた場合には、混合比率が１０質量％〜４０質量％の間において、せん断応力が１０ｋＰａを超えており、第２の磁性粒子を混合していない比較例１の場合と比べて、せん断応力を大きくすることができた。また、図４において△印で示したように、第２の磁性粒子の粒子径が大きく、第１の磁性粒子の平均粒子径と第２の磁性粒子の平均粒子径との比率が１０倍以下である比較例５においては、第２の磁性粒子の混合比率を２５質量％としても、せん断応力の向上は認められなかった。

【0058】

図５には、磁場を印加していない場合における第２の磁性粒子の混合比率とせん断応力との関係を示す。第２の磁性粒子の混合比率が２５質量％である実施例２においては、第２の磁性粒子を混合していない比較例１の場合とほぼ同じせん断応力を示し、基底粘度の上昇が抑えられていた。第２の磁性粒子の混合比率が５０質量％である比較例２においては、第２の磁性粒子を混合していない場合の２倍以上のせん断応力となった。このように、第２の磁性粒子の混合比率が４０質量％以下の場合には、磁場を印加していない場合のせん断応力の値は小さく、基底粘度の上昇を抑えることができた。

【産業上の利用可能性】

【0059】

本開示の磁気粘性流体は、磁場を印加した際に鋭敏に応力が増大し、磁気粘性流体として有用である。

【符号の説明】

【0060】

１１ プラズマトーチ
１２ 水冷銅ハース
１３ 容器
１４ 直流電源
１５ ガス循環ポンプ
１６ 粒子捕集器
１８ アークプラズマ
２１ 金属材料
１０１ 入力軸
１０２ 出力軸
１０３ 電磁石
１０４ オイルシール
１０５ ＭＲ流体
１１１ 外筒
１２１ ローター

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】