(57)【要約】【課題】  転がり軸受１の内部に侵入し、内輪２または外輪３の軌道面４、５に付着した異物を、保持器７の回転運動を利用して内輪２または外輪３の軌道面４、５から排出することを課題とする。【解決手段】  保持器７の内径面又は外径面の少なくとも一方の面に、内輪２または外輪３の軌道面４、５に接触する長さの繊維を植毛した異物排出用植毛部９を設けることにより、保持器７の回転運動によって異物排出用植毛部９が、内輪２または外輪３の軌道面４、５上を摺動するので、軸受内部に侵入し、内輪２または外輪３の軌道面４、５に付着した異物を、軌道面４、５の外側に排出することが可能となる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に軌道面が形成された内輪と、内周面に軌道面が形成された外輪と、前記内輪と外輪の軌道面との間に組み込まれる複数の転動体と、この複数の転動体を周方向に間隔をおいて収容保持するポケットを有する保持器とを備える転がり軸受において、前記保持器の内径面又は外径面の少なくとも一方の面に、内輪の軌道面または外輪の軌道面に接触する長さの繊維を植毛した異物排出用植毛部を設けたことを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
前記内輪の軌道面、外輪の軌道面、もしくは保持器のポケットの内面の少なくとも一つの面に、固体潤滑層が形成されている請求項1記載の転がり軸受。
【請求項３】
前記繊維が合成樹脂繊維であり、前記異物排出用植毛部が静電植毛により形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の転がり軸受。
【請求項４】
前記異物排出用植毛部が、前記保持器の回転方向に対して傾斜する角度を有する請求項1〜３のいずれかに記載の転がり軸受。
【請求項５】
宇宙空間用として使用される請求項１〜４のいずれかに記載の転がり軸受。
【請求項６】
アンギュラ玉軸受である請求項１〜５のいずれかに記載の転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、宇宙空間などの極低温環境下での使用に適した転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
内輪の外周面と外輪の内周面とにそれぞれ形成された軌道面の間に、玉やころなどの転動体を組み込み、各転動体相互の間の間隔を保つ保持器を備えた転がり軸受の潤滑方式は、軸受の用途や目的に応じて適宜好適なものが採用されている。例えば、宇宙空間など極低温真空環境での使用を目的とする場合には、固体潤滑方式が採用されることが多い（特許文献１）。
【０００３】
固体潤滑方式の転がり軸受は、潤滑剤を供給する機能を有した保持器から転動体を介して潤滑剤を内・外輪軌道面に供給する構成を採用している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平２−２０８５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、惑星や衛星上には、硬質粒子（異物）の存在が想定される。
【０００６】
このような異物が転がり軸受の内部に侵入して内輪または外輪の軌道面に付着すると、異物が内輪または外輪の軌道面に噛みこんで、軌道面が剥離したり、固体潤滑膜の破断による潤滑不良が生じたりするおそれがある。
【０００７】
そこで、この発明は、転がり軸受の内部に侵入し、内輪または外輪の軌道面に付着した異物を、保持器の回転運動を利用して内輪または外輪の軌道面から排出しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、この発明は、外周面に軌道面が形成された内輪と、内周面に軌道面が形成された外輪と、前記内輪と外輪の軌道面との間に組み込まれる複数の転動体と、この複数の転動体を周方向に間隔をおいて収容保持するポケットを有する保持器とを備える転がり軸受において、前記保持器の内径面又は外径面の少なくとも一方の面に、内輪の軌道面または外輪の軌道面に接触する長さの繊維を植毛した異物排出用植毛部を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、保持器の内径面又は外径面の少なくとも一方の面に、内輪の軌道面または外輪の軌道面に接触する長さの繊維を植毛した異物排出用植毛部を設けているので、保持器の回転運動を利用して、異物排出用植毛部が、内輪の軌道面、あるいは外輪の軌道面上を摺動するので、軸受内部に侵入し、内輪の軌道面、あるいは外輪の軌道面に付着した異物を、軌道面の外側に排出することが可能となる。    
【００１０】
これにより、軸受内部へ侵入し、軌道面に付着した異物を噛み込むことによるはく離や、固体潤滑膜によって潤滑が行われる軸受の場合には、固体潤滑膜の破断による潤滑不良を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態の転がり軸受の断面図である。
【図２】図１の転がり軸受に用いられる保持器の構成を示す斜視図である。
【図３】異物排出用植毛部の形状を保持器外径面から見た部分平面図である。
【図４】異物排出用植毛部の別な形状を保持器外径面から見た部分平面図である。
【図５】異物排出用植毛部の別な形状を保持器外径面から見た部分平面図である。
【図６】静電植毛方法の概略を説明するための図である。
【図７】（ａ）は静電植毛方法によって形成された植毛部の断面図、（ｂ）は静電吹付け植毛方法によって形成された植毛部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、この発明の実施の形態を説明する。
【００１３】
この発明にかかる転がり軸受は、宇宙空間などの極低温環境下での使用に適用した転がり軸受であり、例えば、人工衛星などに用いられる。
【００１４】
この転がり軸受１は、図１に示すように、外周面に軌道面４を有する内輪２と、内周面に軌道面５を有する外輪３と、内輪２の軌道面４と外輪３の軌道面５の間に配置された複数の転動体である玉６と、この複数の玉６を周方向に間隔をおいて保持する保持器７とを備えるアンギュラ玉軸受である。
【００１５】
内輪２、外輪３、及び玉６は、通常の軸受材料を使用することができ、例えば、マルテンサイト系ステンレス鋼を用いることができる。なお、玉６としては、セラミックスボールであってもよい。セラミックスを使用する場合、窒化珪素（Ｓｉ3Ｎ4）、炭化珪素（ＳＩＣ）、アルミナ（ＡＩ2Ｏ3）、ジルコニア（ＺｒＯ2）、サイアロン等が挙げられる。
【００１６】
保持器７は、金属又は合成樹脂で構成され、図２に示すように、玉６が１つずつ収容される複数のポケット８を有し、図示例では２０個のポケット８が円周方向等間隔に設けられる。玉６は、各ポケット８のポケット面８ａで接触支持されて、ポケット８内に保持される。図示を省略しているが、この転がり軸受１の潤滑は、固体潤滑方式であり、保持器７のポケット面８ａに固体潤滑剤又はこれを含んだ複合体による固体潤滑層が設けられる。
【００１７】
また、固体潤滑層を、内輪２の軌道面４、あるいは外輪３の軌道面５に設けるようにしてもよい。
【００１８】
固体潤滑層を形成する固体潤滑剤は、二硫化モリブデンやグラファイト等の焼成膜や、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のスパッタリング膜等、固体潤滑剤の使用可能温度領域に関係する軸受使用温度や、固体潤滑剤の破断強度に関係する軸受負荷荷重が許容される範囲内であれば、いずれの固体潤滑剤でもよい。
【００１９】
さらに、固体潤滑層は、例えば、ガラス繊維にＰＴＦＥ（ポリテトラフロオロエチレン）を含侵させ、表層のガラス繊維を溶かしてＰＴＦＥ層を表面に露出させるようにしてもよい。母体表面にのみ設けた潤滑被膜は摩耗すると潤滑性能が消失するが、この場合、表層が摩耗しても順次潤滑層が現れるので潤滑性能は維持される。  また、保持器７のポケット面８ａに固体潤滑層を設けると、運転時において、ポケット面８ａに接触する玉６を介して内輪２及び外輪３の軌道面４、５に適量の潤滑剤が供給される。
【００２０】
また、保持器７の形式は、もみ抜き保持器や波型保持器、冠型保持器等いずれの保持器形式でもよい。また、保持器７の材質は、繊維を植毛するのに必要な接着剤層を設けられる材質であれば、金属製、樹脂製等、いずれの材質でもよい。
【００２１】
前記保持器７の内径面と外径面には、図２に示すように、周方向に１８０°の間隔をあけて、内輪２の軌道面４、外輪３の軌道面５に接触する長さの繊維を植毛した異物排出用植毛部９を設けている。
【００２２】
図１及び図２に示す実施形態では、保持器７の内径面と外径面の両方に異物排出用植毛部９を設けているが、一方の面だけに設けるようにしてもよい。
【００２３】
前記保持器７の内径面、あるいは外径面に、内輪２の軌道面４、外輪３の軌道面５に接触する長さの繊維を植毛した異物排出用植毛部９を設けると、保持器７の回転運動を利用して、異物排出用植毛部９が、内輪２の軌道面４、あるいは外輪３の軌道面５を摺動するので、軸受内部に侵入し、内輪２の軌道面４、あるいは外輪３の軌道面５に付着した異物を、軌道面４、５の外側に排出することが可能となる。それにより、軸受内部へ侵入し、軌道面４、５に付着した異物を噛み込むことによるはく離や、固体潤滑膜によって潤滑が行われる軸受の場合には、固体潤滑膜の破断による潤滑不良を防止することができる。
【００２４】
異物排出用植毛部９は、繊維を植毛して形成される。植毛方法としては、吹き付けや静電植毛を採用できる。静電植毛は、曲面部においても、多量の繊維を短時間で密に、各面に垂直に植毛できる。
【００２５】
異物排出用植毛部９は、図３に示すように、保持器７の回転方向に対して直交するように、あるいは、図４に示すように、保持器７の回転方向に対して斜めに、あるいは、図５に示すように、保持器７の回転方向に対してＶ字型に形成することができる。なお、図３〜図５において、白抜き矢印は、保持器７の回転方向を示している。
【００２６】
植毛に用いる繊維としては、植毛用繊維として使用可能であれば特に限定されず、例えば、（１）ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂、ナイロンなどのポリアミド樹脂、芳香族ポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンテフタレートなどのポリエステル樹脂、アクリル樹脂、塩化ビニル、ビニロンなどの合成樹脂繊維、（２）カーボン繊維、グラスファイバーなどの無機繊維、（３）レーヨン、アセテートなどの再生繊維や、綿、絹、麻、羊毛などの天然繊維が挙げられる。これらは単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。膨潤や溶解などが生じにくく化学的に安定であり、均質な繊維を多量に生産することができ、安価に入手することができるため、上記の中でも合成樹脂繊維を用いることが好ましい。
【００２７】
繊維の形状としては、植毛部の形成箇所において、軸受機能に悪影響を与えるような他部材との干渉がない形状であれば特に限定されない。具体的な形状としては、例えば、長さ０．５〜２．０ｍｍ、太さ０．５〜５０デシテックスのものが好ましく、植毛部の繊維の密度としては、植毛した面積あたりに繊維の占める割合が１０〜３０％が好ましい。繊維の形状としてストレートやベンド（先端部が曲がった形状）があり、断面形状は円形や多角形状がある。
【００２８】
異物排出用植毛部９を保持器７に接着する接着剤としては、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂などを主成分とする接着剤が挙げられる。例えば、ウレタン樹脂溶剤系接着剤、エポキシ樹脂溶剤系接着剤、酢酸ビニル樹脂溶剤系接着剤、アクリル樹脂系エマルジョン接着剤、アクリル酸エステル−酢酸ビニル共重合体系エマルジョン接着剤、酢酸ビニル系エマルジョン接着剤、ウレタン樹脂系エマルジョン接着剤、エポキシ樹脂系エマルジョン接着剤、ポリエステル系エマルジョン接着剤、エチレン−酢酸ビニル共重合体系接着剤などが挙げられる。これらは単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００２９】
なお、静電植毛を行うには、図６に示すように、まず、植毛対象物９７の表面に接着剤９８を塗布し、付着させたい短繊維９５を電極板９６上に置く。そして、植毛対象物９７と電極板９６に印加すると、高電圧により上下間に電界が発生し、短繊維９５に分極が起こる。その結果、短繊維９５のマイナス電荷が植毛対象物９７に引きつけられ、短繊維９５が植毛対象物９７上の接着剤９８に付着する。その後、乾燥工程や仕上げ工程などを経て、短繊維９５が植毛対象物９７の表面に固定され、繊維植毛部（柔軟性構造体）が形成される。なお、静電植毛方法において、短繊維を植毛対象物へ飛翔させる方向はいずれの方向であってもよい。例えば、アップ式（短繊維を下方から上方へ飛翔させる方式）、ダウン式（短繊維を上方から下方へ飛翔させる方式）、サイド式（短繊維を横方向に飛翔させる方式）、アップダウン式（アップ式とダウン式とを組み合せて同時に行う方式）などがあるが、いずれの方式を採用してもよい。
【００３０】
図７において、（ａ）に示すのは、静電植毛方法によって形成された繊維植毛部の断面図であり、（ｂ）に示すのは、静電吹付け植毛方法によって形成された繊維植毛部の断面図である。静電吹付け植毛方法は、（吹付けしない）静電植毛方法とほぼ同じ原理であるが、植毛対象物９７の表面に対して短繊維９５が垂直に植毛される静電植毛方法｛図７（ａ）｝とは異なり、静電的な吸引力にて短繊維９５が植毛対象物９７の表面接着剤層に突き刺さってから、エアの作用により植毛対象物９７の表面に対して傾き、一定の角度で固定される特徴がある｛図７（ｂ）｝。このため、静電吹付け植毛方法によれば、静電植毛方法と比べて少ない短繊維量で（低密度で）広い面積を覆うことができ、特に量産の場合に、短繊維量の削減と時間短縮によるコスト低減が期待できる。
【００３１】
以上の実施形態は、アンギュラ玉軸受について述べたが、本発明は、アンギュラ玉軸受に限定されるものではなく、例えば、深溝玉軸受、４点接触玉軸受、自動調心玉軸受、円筒ころ軸受、円錐ころ軸受、自動調心ころ軸受など、密封型の種々の転がり軸受に適用可能である。
【００３２】
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１        ：転がり軸受
２        ：内輪
３        ：外輪
４        ：内輪軌道面
５        ：外輪軌道面
６        ：玉
７        ：保持器
８        ：保持器ポケット
８ａ      ：保持器ポケット面
９        ：異物排出用植毛部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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