Characteristic Evaluation and Application of Magnetic Elastomer

磁性エラストマーの基礎特性とその工学的応用
磁性エラストマーとは
0.2
0.1
M [MA/m]
シリコンに強磁性微粒子を混合した後，
型に入れて加熱硬化させ成形
シリコン
0
形状の自由度が高い，軽量，優れた応答性
鉄粉など
-0.1
強磁性微粒子を含むため，磁場に反応して変形
能動的な形状及び剛性制御が可能
流量制御
振動発電
ダンパー
免震装置
人工筋肉
磁性エラストマー
-0.2
-1
0
0.5
1
H [MA/m]
0.2
などへの工業的応用
0.1
・軟質磁性材料は
ヒステリシス損を持たない
・磁性体の密度が低下するため，
磁性エラストマーの磁化は
磁性体のみの場合よりも減少
粘性
弾性を併せ持つ
磁性
-0.5
強磁性微粒子の磁化曲線
M [MA/m]
強磁性微粒子
0
-0.1
-0.2
-1
-0.5
0
H [MA/m]
0.5
1
磁性エラストマーの磁化曲線
流量制御への応用
流量制御機構の絞り機構部に予め穴を開けた磁性エラストマーを流路に設置
磁場による外部からの開口断面積の制御，構造の簡易化，騒音の低減
・磁場印加によって開口
断面積が連続的に変化
・印加磁場の強さにより
調節が可能
無
負
荷
時
絞り機構部 0[MA/m]
流量制御部モデル図
絞り機構部 0.141[MA/m]
開弁時
絞り機構部 0.282[MA/m]
閉弁時
作
動
流
体
流
動
時
・流体流動時にも開口
断面積が連続的に変化
・それに伴って流量及び
圧力差の調節が可能
強磁性微粒子 Carbonyl･SQ
振動発電への応用
外部磁場を印加した状態で，磁性エラストマーに振動が加わると，電磁誘導により検出コイルに電流が流れる
再生可能エネルギーである振動エネルギーの有効利用，エナジーハーベスト，地産地消の発電
ファラデーの電磁誘導の法則

V  n   0 H  1  q M fg dS
t S
人が歩く際に発生する振動を
利用することを想定して，
低周波での発電量の測定を行った
アスペクト比による発電量の差
発電量計測装置
振動周波数に対する発電量
・理論値と実験値の傾向が一致
・最大で1.6Hzの時6.64μWの発電量を得
た
・磁性エラストマーのアスペクト比が
小さいほど発電量は大きくなる

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