CN1297766C - 磁性流体密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具备：两部件(10、20)位于规定的停止位置时使另一个部件表面与磁性流体(4)分离的沟槽(11)，和两部件位于上述规定的停止位置时密封间隙的密封部件(5)的磁性流体密封装置，在两部件的停止状态中，由于磁性流体位于沟槽内并与另一个部件的表面分离，所以不出现在两部件停止时，与磁性流体对向位置上的另一个部件表面的表面处理劣化的问题。另外，在该两部件的停止状态中，由于密封部件密封两部件之间的间隙，故装置可以维持良好的密封性。

Description

磁性流体密封装置

技术领域

本发明涉及一种利用磁性流体来密封互相往复运动的两部件之间的间隙的磁性流体密封装置，是适用于例如遮断照相机的变焦镜头部等的光的遮光装置或精密机械的防尘密封装置的密封装置。

背景技术

这种磁性流体密封装置，横跨必须密封的2区域且设置在相对往复运动的两部件之间。而且，磁性流体密封装置，通过使被两部件中的一个部件保持的磁性流体与另一个部件(被滑动接触部件)的表面接触，从而密封两部件之间的间隙。

在这种磁性流体密封装置中，在磁性流体接触的被滑动接触部件的表面上施行使得其与磁性流体的润湿性降低的“防润湿处理”。例如，特开2000-110948号公报中，磨光被滑动接触部件的表面后，用具有疏油性的氟类表面改性剂施行将轴表面涂层的表面处理。通过这种防润湿处理，在相对往复移动时磁性流体不会附着残留在被滑动接触部件的表面上。

然而，在上述现有技术的情况下，产生了下述问题。

一般来说，磁性流体密封装置处于两部件在规定位置上停止的停止状态的时间，比处于两部件相对往复移动的移动状态的时间还长。

此时，另一部件表面形成的氟类表面改性膜的疏油性随着与磁性流体的接触时间的增加逐渐降低。

因此，磁性流体密封装置处于停止状态时，磁性流体接触部分的氟类表面改性膜劣化，从而产生磁性流体的润湿性。

这样，若产生磁性流体的润湿性，则磁性流体密封装置变为不能发挥密封效果，从而导致寿命终了。

即，在现有的磁性流体密封装置中，停止时磁性流体接触的氟类表面改性膜的劣化成为决定磁性流体密封装置寿命的主要因素。

另外，磁性流体密封装置的应用范围广，根据其用途，也要求与两部件的高速的相对往复移动相对的磁性流体的追随性(高速响应性)。例如，在活塞装置等情况下，要求10mm/s～30mm/s大小的往复速度。但是，在现有技术那种仅仅利用氟类表面改性剂的涂层上得不到相对于如此高速的往复速度的响应性，不能确保密封性。

发明内容

本发明是用于解决上述现有技术课题的发明，其目的在于，提供一种防止表面处理的劣化且达成长寿命化的磁性流体密封装置。另外，其目的还在于，提供一种高速响应性优异的磁性流体密封装置。

本发明是一种密封以能够互相往复移动的方式组装而成的两部件之间间隙的磁性流体密封装置，其特征在于，该装置具备：

被两部件中的一个部件磁性保持，并与另一个部件表面接触且密封上述间隙的磁性流体；

设置于上述另一个部件的表面上，在两部件位于规定的停止位置时使另一个部件表面与上述磁性流体分离的沟槽；和

两部件位于规定的停止位置时密封上述间隙的密封部件。

因此，在两部件的停止状态中，由于磁性流体位于沟槽内并与另一个部件的表面分离，所以可以防止在两部件停止时与磁性流体对向位置上的另一个部件表面的表面处理劣化，另一个部件表面的表面处理的劣化不会在一部分区域上较早进行，可以达成装置的长寿命化。

另外，在该两部件的停止状态，由于密封部件密封两部件之间的间隙，故装置可以维持良好的密封性。

优选将连接上述沟槽和上述另一个部件表面的上述磁性流体接触区域的上述沟槽的边缘倒角。

由此，磁性流体从沟槽向磁性流体接触的区域移动时，可以平滑地移动，可以防止因磁性流体被挂住并残留在沟槽边缘导致的磁性流体量的减少，可以长时间保持磁性流体，达成装置的长寿命化。

上述密封部件优选在两部件相对往复移动时开放上述间隙。

由此，在两部件相对往复移动时，没有密封间隙时的密封部件导致的滑动阻力，可以达成两部件相对往复移动中所必需的驱动力的减小。

上述密封部件优选密封上述间隙直至上述磁性流体与上述另一个部件的表面接触。

由此，即使在两部件从停止状态向相对往复移动状态移动时，通常也可以确实地达成间隙的密封。

上述另一个部件的表面优选，隔着上述沟槽，具有：两部件处于上述规定的停止位置时上述密封部件接触的外部侧区域；两部件相对往复运动时上述磁性流体接触的内部侧区域，且上述内部侧区域被设置为比上述外部侧区域还要远离上述一个部件，以使在两部件相对往复运动时上述密封部件与上述另一个部件的表面分离。

由此，两部件相对往复移动时，密封部件仅利用两部件的相对往复移动所需的驱动力就可以容易地将间隙开放。

上述另一个部件的表面优选被施行使得其与上述磁性流体的润湿性降低的防润湿处理。

由此，可以防止在两部件停止时与磁性流体对向的位置上，另一个部件表面的防润湿处理的劣化，另一个部件表面的防润湿处理的劣化不会在一部分区域上较早进行，可以防止磁性流体的另一个部件表面中的早期润湿，可以达成装置的长寿命化。

上述另一个部件表面优选在部件表面上被覆具有疏油性的表面处理剂。

由于如此在部件表面上设置疏油性皮膜，故可以容易地使其与磁性流体的润湿性降低。

上述另一个部件的表面优选，在部件表面上形成有机薄膜后，在该有机薄膜表面上被覆具有疏油性的表面处理剂。

通过如此在部件表面和疏油性皮膜(表面处理剂的皮膜)中间设置有机薄膜，可以提高部件表面与疏油性皮膜的附着强度，防止疏油性皮膜的剥离或脱落，可以使得部件表面的疏油效果(防润湿效果)长期维持。

上述有机薄膜优选包含聚乙烯醇、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚醋酸乙烯酯、多芳基胺、聚乙烯醚或乙烯-乙烯醇共聚物，或者这些物质的混合物或共聚物。

由此，在部件表面和疏油性皮膜之间可以得到足够的附着强度，可以确实地防止疏油性皮膜的剥离或脱落。

上述表面处理剂优选包含含氟的偶合剂、具有氟链的单体或疏油剂。

由此，可以形成耐溶剂性、热稳定性优异的疏油性皮膜。

上述另一个部件的表面优选实施增大表面粗糙度的处理。

由此，部件表面上形成的疏油性皮膜的表面粗糙度也增大。而且，由于通过增大皮膜表面的表面粗糙度来增加磁性流体的高速响应性，故即使在两部件的往复速度为高速的情况下也可以维持稳定的密封性。

上述表面处理剂优选混合有微粒。

表面处理剂中的微粒以二维的排列结构分散。由于该二维排列结构在皮膜形成后也被保存，所以可以容易地制作表面粗糙度较大的皮膜。由于通过增大皮膜表面的表面粗糙度而增加磁性流体的高速响应性，故即使在两部件的往复速度为高速的情况下也可以维持稳定的密封性。另外，由于没有必要预先在部件表面进行增大表面粗糙度的处理，故可以达成制造的容易化和成本的降低。

上述微粒优选为二氧化硅或聚四氟乙烯的微粒。

这些材料的微粒，微粒之间的相互作用较小，向表面处理剂中混合时容易获得二维排列结构。

附图说明

图1是显示第1实施方案涉及的遮光装置的半剖视图。

图2是显示第2实施方案涉及的遮光装置的半剖视图。

图3是显示第3实施方案涉及的遮光装置的半剖视图。

图4是显示第4实施方案涉及的遮光装置的半剖视图。

图5是显示第5实施方案涉及的遮光装置的主要部分的剖视图。

图6是显示第6实施方案涉及的遮光装置的主要部分的剖视图。

图7是显示第7实施方案涉及的遮光装置的主要部分的剖视图。

图8是将现有技术的磁性流体密封装置作为比较例显示的半剖视图。

具体实施方式

以下参照附图，举例详细说明本发明的最佳实施方案。但是，本实施方案中记载的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等，只要没有特别地说明，并不用于限定本发明的范围。

本发明的方案，是将磁性流体密封装置作为袖珍照相机的变焦镜头部中的遮光装置使用的例子。当然，本发明在遮光装置以外还可以适用于精密机械的防尘密封装置等的具有相对往复移动的两部件且跨越两部件需要密封性的各种装置。

(第1实施方案)

利用图1对第1实施方案涉及的遮光装置在袖珍照相机中使用的构成进行说明。另外，图1是将袖珍照相机的变焦镜头部概略地放大显示的图。

图1中所示的袖珍照相机的变焦镜头部具备：设置于相机本体上的外侧镜筒20；设置于外侧镜筒20的内侧且可往复移动以使其从相机本体突出的镜筒10。这两个相连的镜筒10、20是可以相对往复移动地组装的两部件。另外，变焦镜头部还具备：配置于内侧镜筒10内部侧的镜头6和快门单元7。

内侧镜筒10是利用变焦操作进行从收纳状态(停止状态)向外部侧O移动(图中所示虚线)，或返回收纳状态的相对往复移动的部件。

即，镜筒10、20在不使用袖珍照相机时为收纳状态，一般处于收纳状态的时间较长。

在该变焦镜头部中，在非磁性体的镜筒10、20之间的间隙中设有遮光装置1。遮光装置1，防止在变焦镜头部因变焦等而出入时光和灰尘的侵入。另外，遮光装置1也可以设置在镜筒10与相机本体之间的间隙中。

遮光装置1具备在径向上被极性相反地磁化并设置于镜筒20内周面的一对环形磁铁2、3(磁力发生装置)；被保持在一对环形磁铁2、3内周端部的磁性流体4；和配置于镜筒20内周面的一对环形磁铁2、3的外部侧O的密封部件5。

另外，此处的磁性回路形成装置由一对环形磁铁2，3构成。

一对环形磁铁2、3，以在径向上被互相反向地磁化的状态将相对的轴方向端面接合。而且，根据环形磁铁2、3之间的磁场分布将磁性流体4磁性地保持在一对环形磁铁2、3的内周端部上。

另外，作为一对环形磁铁2、3采用的是由填充有金属或磁粉的有机材料等构成的永久性磁铁。

另一方面，作为磁性流体4，采用的是使Fe₃O₄等的微粒在油、水、有机溶剂等中分散成胶体状的物质。

磁性流体4，其表面以基本沿着一对环形磁铁2、3所产生的空间磁场的等磁力线的形状被保持在内周端部上。

此处，如图1的实线所示，在将不进行变焦等的内侧镜筒10收纳于镜筒20内的收纳状态，在与被保持在一对环形磁铁2、3的内周端部的磁性流体4对向的镜筒10的外周面的对向位置上，设置有使镜筒10的外周面与磁性流体4分离的沟槽11。

另外，在本实施方案中，在镜筒10的外周面上，沟槽11的图示右侧区域为磁性流体4接触的区域12，沟槽11的图示左侧区域为密封部件5接触的区域13。将区域13设置成为较区域12靠近镜筒20的内周面。而且，区域13为外部侧区域，区域12为内部侧区域。

另外，在镜筒10的外周面上，连接沟槽11和磁性流体4接触的区域12的沟槽11的边缘11a，以曲率R被倒角。

密封部件5被粘接在镜筒20的内周面中的一对环形磁铁2、3的外部侧O侧，由无纺织物、毛毡等材料形成。

而且，密封部件5在收纳状态，与镜筒10的外周面的区域13接触，将镜筒10、20之间的间隙遮光及密封。

该密封部件5在变焦等的移动状态中，一旦镜筒10移动，对向位置为区域12，由于区域12被设置为比区域13还远离镜筒20的内周面，内周前端不到达区域12，因此与沟槽11同样，密封部件5不与区域12接触而被分离，所以镜筒10、20之间的间隙开放。

再有，在镜筒10的外周面上，形成有作为使得其与磁性流体4的润湿性降低的防润湿处理的氟类表面改性膜。因此，可以防止磁性流体4伴随变焦等残留在镜筒10的外周面上，可提高磁性流体4的保持性。氟类表面改性膜可以至少在镜筒10的外周面的磁性流体4接触的区域12上形成。

另外，作为防润湿处理，除形成膜以外可以是通过涂布或涂覆等方式进行的处理，另外也可以使用氟以外的防润湿剂。

这种遮光装置1，在图1的实线所示的收纳状态中，由于被环形磁铁2、3保持的磁性流体4位于沟槽11内，且与镜筒10的外周面分离，故可以防止所谓的在收纳状态中与磁性流体4对向的位置上镜筒10的外周面的氟类表面改性膜的疏油性降低的劣化问题。

因此，不会存在镜筒10的外周面的氟类表面改性膜的劣化在一部分区域内较早进行的情况，可以防止早期的磁性流体4向镜筒10的外周面润湿，可以达成遮光装置1的长寿命化。

另外，在该收纳状态中，虽然不进行磁性流体4导致的密封，但是由于密封部件5与镜筒10的外周面的表面区域13接触，密封镜筒10、20之间的间隙，故遮光装置1可以维持良好的遮光性和密封性。

因此，若从收纳状态通过变焦等向镜筒10的外部侧O移动，被环形磁铁2、3保持的磁性流体4自沟槽11与区域12对向，磁性流体4与区域12接触，将镜筒10、20之间的间隙堵塞，进行遮光和密封。

在进行该移动时，即，与磁性流体4的对向位置从沟槽11向区域12移动时，磁性流体4虽然通过沟槽的边缘11a，但由于其边缘为R，故可防止磁性流体4挂住并残留在沟槽11的边缘11a导致的磁性流体量的减少。因此，可以长时间保持磁性流体4，可以达成遮光装置1的长寿命化。

另外，在变焦等的镜筒10的移动状态中，由于磁性流体4与镜筒10的外周面(区域12)接触，密封部件5与镜筒10的外周面分离，故没有密封部件5的接触导致的较大的滑动阻力，由于只存在磁性流体4的接触所导致的微小的滑动阻力，故可以达成使镜筒10移动时所必需的驱动力的减少。

因此，由于密封部件5离开镜筒10的外周面后只供给小的驱动力就足够了，因此可以实现使袖珍照相机的变焦镜头变焦等的驱动装置的消耗电量的降低。

进而，由于在变焦等的镜筒10的移动状态中使密封部件5与镜筒10的外周面分离的构成，是简单地以将镜筒10的外周面的内部侧I的区域12设置成较外部侧O的区域13还远离镜筒20的内周面，密封部件5的内周端部不能与内部侧I的区域12接触的结构来实现的，故不需要将密封部件5从镜筒10的外周面分离的特殊机构，密封部件5可以容易地开放镜筒10、20之间的间隙。

另外，本实施方案的磁性回路形成装置，由于为一对环形磁铁2、3被互相反向地被磁化而接合的构成，因此构成容易且制造性能、组装性能优越。

(第2实施方案)

图2显示的是第2实施方案涉及的遮光装置。第2实施方案是对磁性回路形成装置的构成进行了变更的方案。其他的构成与第1实施方案相同。

磁性回路形成装置由沿轴向被磁化的环形磁铁(磁力发生元件)31；和被固定在环形磁铁轴向两端的磁性体构成的一对磁极片32、33构成的。

并且，一对磁极片32、33的内周端部之间保持有磁性流体4。

这样，磁性回路形成装置的构成可以对应于用途或设置空间进行变更。

(第3实施方案)

图3显示的是第3实施方案涉及的遮光装置。这里，对第3实施方案涉及的遮光装置1的特征部分进行说明，其他与第1实施方案相同的结构，附加相同的符号并省略说明。

在第3实施方案中，密封部件8设置于镜筒20的内周面的一对环形磁铁2、3的外部侧，由橡胶等弹性体材料形成为环状，其内周前端做成向外部侧弯曲的形状。另外，密封部件8的内周前端未到达镜筒10的外周面的表面(区域15)。密封部件8的其他作用与第1实施方案的密封部件5相同。

而且，密封部件8在收纳状态中，使向外部侧O弯曲的内周前端与镜筒10的外周面上形成的朝向内部侧I的垂直截面14触接，将镜筒10、20之间的间隙遮光并密封。

另外，密封部件8由于其内周前端与镜筒10的外周面的表面(区域15)分离，故即使在变焦等的移动开始之后和终了之前也不与镜筒10的外周面接触。因此，没有密封部件8的接触所导致的较大的滑动阻力，可以实现更进一步减少镜筒10移动所必需的驱动力。另外，驱动镜筒10时以恒定的驱动力就足够了。

再有，在镜筒10的外周面上，连接沟槽11和磁性流体4接触的区域12的沟槽11的边缘11a，被倒角为锥状。如此，沟槽11的边缘11a的倒角形状可以进行变更。

另外，将密封部件8的内周前端作成向外部侧O弯曲的形状，并使其弹性变形的同时压接镜筒10的垂直截面14，由此即使在从镜筒10开始移动直至磁性流体处于密封状态的期间，由于密封部件8在弹性复原变形的同时维持其与垂直截面14的触接状态，故可以总是确保密封性。

另外，在本实施方案中，虽然设置为使密封部件8的内周前端与镜筒10的外周面分离，但是也可以构成为使密封部件8的内周前端与镜筒10的外周面的表面(区域15)接触。

(第4实施方案)

图4显示的是第4实施方案涉及的遮光装置。这里，对第4实施方案涉及的遮光装置1的特征部分进行说明，其他与第1实施方案相同的结构，附加相同的符号并省略说明。

在第4实施方案中，密封部件9设置于镜筒20的内周面的一对环形磁铁2、3的外部侧O上，由橡胶等弹性体材料形成为环状。密封部件9的作用与第1实施方案的密封部件5相同。

而且，在收纳状态、变焦等的移动开始之后以及终了之前，将与密封部件9接触的镜筒10的外周面的表面形成为外部侧O靠近镜筒20内周面的锥状的斜面16。

因此，在接近收纳状态时，由于密封部件9如图所示地与斜面16紧密接触，故在收纳状态中可以进行良好的遮蔽和密封。

(第5实施方案)

图5示意性地显示第5实施方案涉及的遮光装置的主要部分。这里对镜筒10的表面处理的一个实施方案进行说明。由于其他结构与第1实施方案相同，故附加相同的符号并省略说明。

在作为相对往复移动的两部件的镜筒10、20中，在作为磁性流体4滑动接触侧的部件的镜筒10的外周面上，实施有使其与磁性流体4的润湿性降低的防润湿处理。

在本实施方案中，在镜筒10的表面40上制造有机薄膜41后，通过用具有疏油性的表面处理剂将该有机薄膜41的表面被覆从而形成疏油性皮膜42，来进行镜筒10的滑动接触面的疏油处理。

作为有机薄膜41的材料，一般使用的是在橡胶、树脂材料制作中作为粘合剂使用的PVA(聚乙烯醇)等的高分子。另外，除聚乙烯醇以外，也可以使用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚醋酸乙烯酯、多芳基胺、聚乙烯醚或乙烯-乙烯醇共聚物等的高分子，或者这些物质的混合物或共聚物。由此，在镜筒10的表面40与疏油性皮膜42之间可以得到足够的附着强度。

在制作有机薄膜41时，首先在可以溶解上述高分子材料的溶剂例如水、己烷、甲苯、乙酸乙酯等中以0.5重量％～10.0重量％的浓度，使高分子材料溶解。

利用浸渍法(dipping)、喷镀法(spraying)或刷涂等已有的方法将该高分子溶液涂覆在镜筒10的表面40上。例如，利用浸渍法时，是将镜筒10浸渍于高分子溶液中后，通过以0.1mm/s～2.0mm/s的恒定速度拉起而进行涂覆的。

涂覆后，通过干燥除去溶剂得到有机薄膜41。有机薄膜41的膜厚优选为0.2μm～1.0μm。这些是可以根据溶液浓度、拉起速度、喷镀的液滴的大小或喷镀的时间等来调节。

在该有机薄膜41上涂覆表面处理剂，形成疏油性的皮膜。这里作为表面处理剂，虽然使用的是含氟的偶合剂、具有容易高分子量化的含氟链的单体，但除此以外也可以使用一般市面上销售的疏油剂。由此，可以容易地形成具有耐溶剂性、热稳定性的疏油性皮膜。

作为表面处理剂的涂覆方法，可以使用与以上所述的有机薄膜制作中涂覆高分子溶液的方法相同的方法。另外，对于膜厚，根据溶液浓度、拉起速度、喷镀的液滴的大小或喷镀的时间进行调节，以使其在接下来的加热操作后成为0.1μm～2.0μm。

涂覆后，通过加热等方式达成表面处理剂的高分子量化，以形成疏油性皮膜42。作为加热条件，可以在120℃～200℃的温度下进行0.5～2小时左右。更优选将最佳的加热条件决定为在镜筒10的材质和有机薄膜41的耐热温度或以下，且使疏油性皮膜42相对于有机薄膜41的附着强度达到最大。

另外，作为形成疏油性皮膜的部件的材质，虽然一般使用的是强磁性体等金属，但也可以使用不是强磁性体的金属、树脂等。这是因为表面处理剂具有氟链而保持较低的表面张力，因此相对于任意材质的表面显示润湿，并可在其表面制作皮膜。因此，不限于金属，对于各种材质的部件来说，其外周面上都可以容易地进行皮膜制作。

通过这样在磁性流体4滑动接触的镜筒10的外周面40上实施疏油处理(防润湿处理)，即使在镜筒10往复移动的情况下，由于镜筒10的滑动接触面的疏油性，可防止磁性流体4附着残留在滑动接触面上，因此可以有效地防止磁性流体量的减少以及密封性的降低。

另外，由于在镜筒10的表面40和疏油性皮膜42中间设置有机薄膜41，故可以提高镜筒10的表面40和疏油性皮膜42的附着强度，防止疏油性皮膜42的剥离或部分脱落，可以使得镜筒10的滑动接触面的疏油效果(防润湿效果)更长期地维持。

(第6实施方案)

图6示意性地显示第6实施方案涉及的遮光装置的主要部分。这里对镜筒10的表面处理的一个实施方案进行说明。由于其他结构与第1实施方案相同，故附加相同的符号并省略说明。

如上所述，根据磁性流体装置的用途，被要求具备相对于两部件的高速相对往复移动的磁性流体的高速响应性。上述各实施方案的袖珍照相机的变焦镜头部也是如此。不过，在仅由氟类表面改性剂产生的皮膜上，存在很难提高高速响应性，且不能确保磁性流体的密封性的问题。

因此，发明人等进行专心研究的结果，发现了下述事实。即，通过使皮膜表面成为比表面积非常大的状态，即成为表面粗糙度较大的状态下，磁性流体的高速响应性将大幅度提高。

在本实施方案中，在镜筒10的表面40上形成疏油性皮膜43之前，在镜筒10的表面40上施行增大表面粗糙度的处理。具体的讲，利用电解蚀刻或喷丸处理对镜筒10的表面40进行加工。

所谓的“电解蚀刻”，是利用与电镀相反现象的方法。即，与电镀是从电解液中向部件表面的金属析出相对，电解蚀刻是从部件表面向电解液中的金属溶出。由此，根据电解蚀刻时的电流、电解液的种类和浓度，可以控制表面粗糙度的程度。

另一方面，所谓的“喷丸处理”，是相对于部件表面吹粒径较小的颗粒，从而使表面粗糙度增大的方法。

在利用上述任意一种方法而使得表面粗糙度增大的表面40上涂覆表面处理剂，形成疏油性皮膜。表面处理剂的材料或形成方法等可以使用与上述第5实施方案相同的材料及形成方法。

此时，由于疏油性皮膜43以大致均匀的膜厚形成，疏油性皮膜43的表面状态反映镜筒10的表面40的凹凸状态，结果是疏油性皮膜43的表面粗糙度也呈较大的状态。

因此，由于磁性流体4的高速响应性增强，所以即使在镜筒10的往复移动速度为高速的情况下，也可以维持稳定的密封性。

(第7实施方案)

图7示意性地显示第7实施方案涉及的遮光装置的主要部分。这里对镜筒10的表面处理的一个实施方案进行说明。由于其他结构与上述实施方案相同，故附加相同的符号并省略说明。

在上述第6实施方案中，显示了预先在镜筒10的表面40上施行增大表面粗糙度的处理的方法。然而，电解蚀刻或喷丸处理的加工方法，并不是可以适用于任意材质的表面处理。

首先，可以利用电解蚀刻进行表面处理的材质，通常限定于具有通电性，即金属等的具有导电性的材质。对于树脂材料等不具有导电性的材质来说，虽然也考虑到在电解蚀刻前预先通过化学电镀等形成具有导电性的物质层，但是由于制造工序繁杂，成本变高，故不是优选的。

另外，利用喷丸处理进行的表面处理，虽然对于金属或陶瓷等硬度较大的材质来说有效，但是对于树脂材料等硬度较小的材质或涂覆表面来说，存在不能适用的缺点。

本实施方案所提出的方法是，不需要对部件表面(镜筒10的表面40)进行增大表面粗糙度的处理的方法，是可以适用于任意材质的部件的方法。以下对其进行具体的阐述。

在作为相对往复移动的两部件的镜筒10、20中，在作为与磁性流体4滑动接触侧的部件的镜筒10的外周面上，施行使得其与磁性流体4的润湿性减低的防润湿处理。

在本实施方案中，利用混合并分散有二氧化硅(SiO₂)、PTFE(聚四氟乙烯)等微粒的表面处理剂，被覆镜筒10的表面40，形成疏油性皮膜44。此时，微粒在某个规定的粒径、浓度及分散条件下，具有在镜筒10的表面40上二维排列的性质。因此，通过将疏油性皮膜44形成于二维排列的微粒上，具有较大的比表面积(较大的表面粗糙度)。其结果，得到目的的高速响应性。

作为表面处理剂，虽然使用的是含氟的偶合剂、容易高分子量化的具有氟链的单体，但除此以外也可以使用一般市面上销售的疏油剂。由此，可以较容易地形成具有耐溶剂性、热稳定性的疏油性皮膜。

另外，作为表面处理剂中混合的微粒，使用平均粒径为0.1μm～100μm，优选为0.5μm～50μm的微粒。

另外，作为微粒的材质，只要是可分散于表面处理剂中，可使用任何材质。

这里所谓的“分散”，指的是在将微粒混合到表面处理剂中时，不会形成微粒之间牢固凝集的结构，即微粒之间的相互作用较小。

存在牢固凝集的结构的情况下，得不到微粒的二维排列。因此，作为微粒的材质，优选微粒之间相互作用较小，容易形成二维排列的二氧化硅(SiO₂)、PTFE(聚四氟乙烯)等微粒。

另外，混合微粒时的微粒浓度，相对于表面处理剂为0.5％～5.0％的重量。但是，最佳的微粒浓度由于受微粒的粒径及粒径分布、微粒向表面40的附着性的影响，很难严密地计算出来。因此，优选预先实验性地调查最佳的微粒浓度。

然后，利用与上述实施方案相同的方法，将这样得到的含有微粒的表面处理剂涂覆在镜筒10的表面40上。

涂覆后，利用加热等方法达成表面处理剂的高分子量化，形成疏油性皮膜44。作为加热条件，可以在120℃～200℃的温度下进行0.5～2小时左右。更优选最佳的加热条件决定为在镜筒10的材质的耐热温度或以下，且使疏油性皮膜44向镜筒10的表面40的附着强度达到最大。

表面处理剂中的微粒，在涂覆时如上所述在镜筒10的表面40上形成二维排列结构。而且，由于即使在加热形成疏油性皮膜44时，该二维的微粒排列结构也被保存，故可以得到比表面积较大的皮膜。

另外，作为形成疏油性皮膜的部件的材质，虽然一般使用的是强磁性体等金属，但也可以使用不是强磁性体的金属、树脂等。这是因为表面处理剂具有氟链而保持较低的表面张力，因此相对于任意材质的表面显示润湿，可在其表面制作皮膜。因此，并不限定于金属，对于各种材质的部件来说，在其外周面上可以容易地进行皮膜制作。

根据这样的本实施方案，仅仅通过在表面处理剂中混合微粒，就可以对任意材质的表面容易地形成表面粗糙度较大的疏油性皮膜。而且，由于通过增大皮膜表面的表面粗糙度，从而磁性流体4的高速响应性增加，所以即使在镜筒10的往复移动速度为高速的情况下也可以维持稳定的密封性。

(比较例)

第8图是对将现有技术的磁性流体密封装置适用于与上述实施方案相同的遮光装置101的示例进行说明。

该比较例的遮光装置101具备：设置于镜筒20内周面的一对环形磁铁2、3；被保持在一对环形磁铁2、3内周端部的磁性流体4。并且，磁性流体4通常与镜筒10的外周面接触。

因此，若长时间处于收纳状态中，在收纳状态中与磁性流体4接触的镜筒10的外周面的氟类表面改性膜的疏油性降低，该部分的氟类表面改性膜的劣化决定了遮光装置101的寿命。

关于这一点，根据上述各实施方案的构成，由于在收纳状态中磁性流体4与镜筒10的外周面保持非接触状态，所以氟类表面改性膜的劣化不会产生，可以达成遮光装置1的长寿命化。

工业可利用性

如上所述，本发明具备：两部件位于规定的停止位置时使另一个部件表面与上述磁性流体分离的沟槽；和两部件位于上述规定的停止位置时密封上述间隙的密封部件，在两部件的停止状态中，由于磁性流体位于沟槽内并与另一个部件的表面分离，所以可以防止在两部件停止时，与磁性流体对向位置上的另一个部件表面的表面处理发生劣化，另一个部件表面的表面处理的劣化不会在一部分区域上较早进行，可以达成装置的长寿命化。

另外，在该两部件的停止状态中，由于密封部件密封两部件之间的间隙，故装置可以维持良好的密封性。

通过将连接沟槽和另一个部件表面的上述磁性流体接触的区域的上述沟槽的边缘倒角，磁性流体从沟槽向磁性流体接触的区域移动时，可以平滑地移动，可以防止因磁性流体被挂住且残留在沟槽边缘导致的磁性流体量的减少，可以长时间保持磁性流体，达成装置的长寿命化。

由于密封部件在两部件相对往复移动时开放上述间隙，故两部件相对往复移动时，没有密封间隙时密封部件产生的滑动阻力，可以达成两部件相对往复移动中所必需的驱动力的减小。

由于直至磁性流体与另一个部件的表面接触为止的期间，密封部件密封上述间隙，故即使在两部件从停止状态向相对往复移动状态移动时，通常也可以确实地达成间隙的密封。

由于另一个部件的表面，隔着上述沟槽，具有：两部件处于规定的停止位置时密封部件接触的外部侧区域；两部件相对往复运动时磁性流体接触的内部侧区域，且内部侧区域设置为，比外部侧区域还要远离上述一个部件，以使在两部件相对往复运动时密封部件与另一个部件的表面分离，因此两部件相对往复移动时，仅用两部件的相对往复移动所需的驱动力，密封部件就可以容易地将间隙开放。

另一个部件的表面通过施行使得其与上述磁性流体的润湿性降低的防润湿处理，可以防止在两部件停止时，与磁性流体对向的位置上，另一个部件表面的防润湿处理的劣化，另一个部件表面的表面处理的劣化不会在一部分区域上较早进行，可以防止磁性流体在另一个部件表面中的早期润湿，可以达成装置的长寿命化。

通过在另一个部件表面上被覆具有疏油性的表面处理剂。可以容易地使其与磁性流体的润湿性降低。

通过在部件表面和疏油性皮膜(表面处理剂的皮膜)中间设置有机薄膜，可以提高部件表面和疏油性皮膜的附着强度，防止疏油性皮膜的剥离或脱落，可以使得部件表面的疏油效果(防润湿效果)长期维持。

作为有机薄膜，通过使用聚乙烯醇、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚醋酸乙烯酯、多芳基胺、聚乙烯醚或乙烯-乙烯醇共聚物，或者这些物质的混合物或共聚物，在部件表面和疏油性皮膜之间可以得到足够的附着强度，可以确实地防止疏油性皮膜的剥离或脱落。

作为表面处理剂，通过使用包含含氟的偶合剂、具有氟链的单体或疏油剂的表面处理剂，可以形成耐溶剂性、热稳定性优良的疏油性皮膜。

通过在另一个部件的表面上实施增大表面粗糙度的处理，也可增加部件表面上形成的疏油性皮膜的表面粗糙度。而且，由于通过增大皮膜表面的表面粗糙度来增加磁性流体的高速响应性，故即使在两部件的往复速度为高速的情况下也可以维持稳定的密封性。

若在表面处理剂中混合微粒，表面处理剂中的微粒以二维的排列结构分散。由于该二维排列结构在皮膜形成后也被保存，所以可以容易地制作表面粗糙度较大的皮膜。由于通过增大皮膜表面的表面粗糙度而增加磁性流体的高速响应性，故即使在两部件的往复速度为高速的情况下也可以维持稳定的密封性。另外，由于没有必要预先在部件表面进行增大表面粗糙度处理，故可以达成制造的容易化和成本的降低。

作为微粒，若使用二氧化硅或聚四氟乙烯的微粒，由于微粒之间的相互作用较小，向表面处理剂中混合时容易形成二维排列结构。

Claims (13)

1、一种密封以能够互相往复移动的方式组装而成的两部件之间的间隙的磁性流体密封装置，其特征在于，该装置具备：

被两部件中的一个部件磁性保持，与另一个部件表面接触并密封上述间隙的磁性流体；

设置于上述另一个部件的表面上，在两部件位于规定的停止位置时使另一个部件表面与上述磁性流体分离的沟槽；和

两部件位于规定的停止位置时密封上述间隙的密封部件。

2、如权利要求1中所述的磁性流体密封装置，其特征在于，将连接上述沟槽和上述另一个部件表面的上述磁性流体接触区域的上述沟槽的边缘倒角。

3、如权利要求1或2中所述的磁性流体密封装置，其特征在于，上述密封部件在两部件相对往复移动时开放上述间隙。

4、如权利要求1所述的磁性流体密封装置，其特征在于，直至上述磁性流体与上述另一个部件的表面接触为止的期间，上述密封部件密封上述间隙。

5、如权利要求1所述的磁性流体密封装置，其特征在于，上述另一个部件的表面，隔着上述沟槽，具有：两部件处于上述规定的停止位置时上述密封部件接触的外部侧区域；两部件相对往复运动时上述磁性流体接触的内部侧区域，

且上述内部侧区域设置为，比上述外部侧区域还要远离上述一个部件，以使在两部件相对往复运动时上述密封部件与上述另一个部件的表面分离。

6、如权利要求1所述的磁性流体密封装置，其特征在于，上述另一个部件的表面上施行使得其与上述磁性流体的润湿性降低的防润湿处理。

7、如权利要求6中所述的磁性流体密封装置，其特征在于，上述另一个部件表面，在部件表面上被覆具有疏油性的表面处理剂。

8、如权利要求6中所述的磁性流体密封装置，其特征在于，上述另一个部件的表面，在部件表面上形成有机薄膜后，在该有机薄膜表面上被覆具有疏油性的表面处理剂。

9、如权利要求8中所述的磁性流体密封装置，其特征在于，上述有机薄膜包含聚乙烯醇、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚醋酸乙烯酯、多芳基胺、聚乙烯醚、或乙烯-乙烯醇共聚物，或者这些物质的混合物或共聚物。

10、如权利要求7、8或9中所述的磁性流体密封装置，其特征在于，上述表面处理剂包含含氟的偶合剂、具有氟链的单体或疏油剂。

11、如权利要求7所述的磁性流体密封装置，其特征在于，上述另一个部件的表面实施增大表面粗糙度的处理。

12、如权利要求7所述的磁性流体密封装置，其特征在于，上述表面处理剂中混合有微粒。

13、如权利要求12中所述的磁性流体密封装置，其特征在于，上述微粒为二氧化硅或聚四氟乙烯的微粒。

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