[发明专利]空气动压轴承及其光偏转器

说明书

技术领域

本发明涉及具有耐久性的空气动压轴承以及将该空气动压轴承作为轴承装入的光偏转器。

背景技术

回转多面镜型的光偏转器有时用动压轴承作为其回转多面镜的轴承。作为动压轴承，通常使用液体动压轴承，这种轴承利用由油等液体润滑材料产生的动压，在特开平11-294458公报中公开了这种形式的油动压轴承。

该公报公开的油动压轴承具有圆筒状的轴承本体和以回转自如的状态支承于其中的回转轴，轴承本体由烧结金属形成，并在其轴承本体的内周面上，向轴承轴线方向形成ㄑ字状的动压发生槽。

然而，这种液体动压轴承与空气动压轴承相比，因注入轴承的液体润滑剂密度高，尤其会使高速回转时的回转阻力增大，会增大譬如回转驱动源的电机耗电力等。又由于润滑油在使用过程中会劣化，因此，通常在约30,000rpm的连续回转时，轴承寿命只能保证3,000小时左右。

为此，虽然也可以利用空气润滑剂来取代液体润滑剂而形成空气动压轴承，但在传统液体动压轴承原有的构造下利用空气来取代液体润滑剂时，存在着以下的问题。

即，动压轴承在回转轴的转速超过所定转速时，会因润滑剂产生的动压而形成上浮回转状态(非接触回转状态)，而在此之前，回转轴是在与轴承本体接触的状态下回转。因此，未注入油等液体润滑剂的空气动压轴承会因接触回转而导致磨损量增大，使轴承寿命大大缩短。

为消除这一弊病，重要的是以高精度形成空气动压轴承的动压发生槽，以低回转状态产生所需的动压，并缩短接触回转状态的时间。然而，传统的动压发生槽通常是沿着轴承轴线方向在轴承本体的内周面上倾斜成ㄑ字状。因此，即使用金属模形成槽，因下部切除而不能从金属模中拔出，因此如上述的公报所示，要靠坯料的热膨胀系数差异和回弹效果进行脱模。但这种方法工序复杂，生产效率低，成本又高。

又，无论是加热或冷却后利用热膨胀系数的差异进行脱模，还是利用回弹进行脱模，若轴承的直径小，上述效果就不明显，有时还不能进行脱模。因此，这种方法不能用于小型、小径的空气动压轴承的生产。

发明内容

本发明鉴于上述问题，目的在于提供一种可实现长寿命化的空气动压轴承。

本发明的另一目的在于，提供一种可简单而又高精度形成动压发生槽的空气动压轴承。

本发明的又一目的在于，提供一种具有上述新的空气动压轴承的回转多面镜型的光偏转器。

为实现上述目的，本发明的空气动压轴承包括：轴构件、可相对回转地支承该轴构件的轴承构件、以及在该轴构件与轴承构件的对置面间形成的由空气产生动压作用的动压发生槽，其特征在于，所述轴承构件由烧结合金形成，在所述轴构件和所述轴承构件中至少一方的所述对置面上配置有固体润滑材料。

其中，所述轴承构件可由以铜或铁为主要成分的烧结合金形成。

又，可将所述固体润滑材料做成由树脂构成的润滑膜形态，所述树脂中混合有从氟、碳、二硫化钼中选择的至少1种。

或者，也可将所述固体润滑材料做成电沉积涂膜的形态，所述电沉积涂膜由混合有下列(a)～(d)中1种共聚物和双顺丁烯二酰亚胺树脂的含氟树脂电沉积涂料构成。

(a)丙烯酸或甲基丙烯酸的氟化烷基酯

(b)丙烯酸或甲基丙烯酸的氨基衍生物

(c)丙烯酸或甲基丙烯酸的羟基衍生物

(d)苯乙烯、丙烯酸或甲基丙烯酸的酯

也可不用以上形态，而是将所述固体润滑材料做成混入所述烧结合金用的金属粉末后烧结成的固体润滑粉末。

并且，所述固体润滑粉末可使用从碳石墨、二硫化钼和氮化硼中选择的至少1种，所述固体润滑材料可以是将混合有该固体润滑粉末的树脂混入所述金属粉末后烧结而成。

本发明的空气动压轴承的又一特征在于，所述动压发生槽向轴承轴线方向延伸。

另一方面，本发明的光偏转器包括：回转多面镜和回转自如地支承该回转多面镜的空气动压轴承，其特征在于，所述空气动压轴承采用上述结构。

在将所述回转多面镜安装在所述空气动压轴承的所述轴构件侧时，该轴构件最好采用在轴中心具有中空部的结构。

又，此时最好是通过将金属板塑性变形，使所述轴构件形成所述中空部。

附图的简单说明

图1为采用本发明的回转多面镜型光偏转器的半剖视图。

图2表示电沉积涂膜的膜厚与发生烧结前的转速之间的关系。

图3表示图1的光偏转器的空气动压轴承上的动压发生槽，其中，(a)为轴承构件的端面图，(b)为立体图。