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ダイラタント流体を用いた複合材料 UPDATE コモンズ 新技術説明会

国内特許コード P160013139
整理番号 N16010
掲載日 2016年7月26日
出願番号 特願2016-117741
公開番号 特開2017-222222
出願日 平成28年6月14日(2016.6.14)
公開日 平成29年12月21日(2017.12.21)
発明者
  • 小林 俊一
  • 金田 望
  • 杉山 皓亮
出願人
  • 国立大学法人信州大学
発明の名称 ダイラタント流体を用いた複合材料 UPDATE コモンズ 新技術説明会
発明の概要 【課題】揺動速度に応じて剛性が可変となることにより、種々用途に利用することを可能にするダイラタント流体を用いた複合材料を提供する。
【解決手段】ダイラタント流体14を用いた複合材料は、ダイラタント流体と、該ダイラタント流体と接触して相互作用することにより、ダイラタント流体との間でせん断作用を生じさせる作用材料とからなる複合材料であって、作用材料は、柔軟性と、ダイラタント流体との親和性とを有することを特徴とする。作用材料がダイラタント流体と親和性を有することにより、ダイラタント流体と作用材料との間でせん断作用が効果的に作用し、揺動速度に応じて剛性を可変とすることができる。
【選択図】図2
従来技術、競合技術の概要


ダイラタント流体とは、shear thickeningとかダイラタンシーと呼ばれる、粘度がせん断速度によって増加する特性をもつ流体、すなわち、せん断速度が大きいときに粘度が大きくなり、せん断速度が小さいときには粘度が小さくなる材料である。良く知られているダイラタント流体にウーブレック(片栗粉の懸濁液,コーンスターチの懸濁液)がある。
ダイラタンシーを備える素材はしなやかな衝撃吸収性を備えることから、自動車のヘッドレスト等の衝撃吸収剤として利用されている(特許文献1等)。



ダイラタント流体の利用例として、水中の推進機構であるフィンへの適用が考えられる。
フィンは小型船舶,水中探査艇,水中ロボット,スキューバダイビング等の推進に応用されているが、水中における推進には速度・環境・運動タスクなどによって最適なフィンの剛性が変化する。また、うちわのような揺動による冷却用フィン,飛翔のための揺動フィンにおいても同様に最適な弾性がある。
しかしながら、動作中に剛性が異なるフィンに交換することは現実的でないことから、可変剛性機構を備えるフィンが開発された(特許文献2、非特許文献1)。この可変剛性機構を備えるフィンは,フィンの内部にモータを設置し,板バネの有効長さを変化させたり,弾性板のねじりを変化させたりして剛性を変化させるものである。

産業上の利用分野


本発明はダイラタント流体を用いた複合材料に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
ダイラタント流体と、
該ダイラタント流体と接触して相互作用することにより、ダイラタント流体との間でせん断作用を生じさせる作用材料とからなる複合材料であって、
前記作用材料は、柔軟性と、前記ダイラタント流体との親和性とを有することを特徴とするダイラタント流体を用いた複合材料。

【請求項2】
前記ダイラタント流体と前記作用材料とが、変形可能な収容体に封入されていることを特徴とする請求項1記載のダイラタント流体を用いた複合材料。

【請求項3】
前記収容体は、フィン形状に形成されていることを特徴とする請求項1または2記載のダイラタント流体を用いた複合材料。

【請求項4】
前記作用材料は、多数本の柔軟な繊維をランダムにまたは繊維方向を揃えて積層して形成されたものであることを特徴とする請求項2または3記載のダイラタント流体を用いた複合材料。

【請求項5】
前記作用材料は、多数本の柔軟な繊維を束状に揃えて、前記収容体の一端側と他端側とを繋ぐように配置されたものであることを特徴とする請求項4記載のダイラタント流体を用いた複合材料。

【請求項6】
前記作用材料は、多数枚の柔軟なフィルム材をランダムにまたはフィルムの配列方向を揃えて積層して形成されたものであることを特徴とする請求項2または3記載のダイラタント流体を用いた複合材料。

【請求項7】
前記ダイラタント流体がウーブレックであり、前記作用材料が親水性のものであることを特徴とする請求項1~6のいずれか一項記載のダイラタント流体を用いた複合材料。



国際特許分類(IPC)
画像

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JP2016117741thum.jpg
出願権利状態 公開
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