(57)【要約】【課題】  構成がシンプルであり、放射線暴露環境においても放射線による劣化を防止ないし軽減することができる転がり軸受を提供する。【解決手段】  内輪２、外輪３と、前記内輪２及び外輪３との間に配置される複数の転動体６と、前記内輪２及び外輪３との間を軸方向両端で塞ぐ密封部材１１を有する転がり軸受である。前記密封部材１１は、硫酸バリウム含有ゴムなどを包含する放射線遮断材で構成された放射線遮断部材１２が設けられ内部に侵入する放射線を遮断する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪、外輪と、前記内輪及び外輪との間に配置される複数の転動体と、前記内輪及び外輪との間を軸方向両端で塞ぐ密封部材を有する転がり軸受であって、
前記密封部材は、放射線遮断部材を備えることを特徴とする、転がり軸受。
【請求項２】
前記放射線遮断部材は、前記密封部材の表面に貼着されていることを特徴とする、請求項１に記載の転がり軸受。
【請求項３】
前記密封部材は、前記外輪の内周面に固定され、先端に前記内輪の外周面に近接するリップ部を有し、前記リップ部は、耐放射線性材料で構成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の転がり軸受。
【請求項４】
前記リップ部は、放射線遮断ゴム材料で構成されていることを特徴とする、請求項３に記載の転がり軸受。
【請求項５】
前記内輪と外輪との間の軸受空間内には流体潤滑剤が封入されていることを特徴とする、請求項１から４のいずれか１つに記載の転がり軸受。
【請求項６】
前記内輪及び外輪の軌道面及び転動体の表面の少なくとも１箇所に固体潤滑被膜が施されていることを特徴とする、請求項１から５のいずれか１つに記載の転がり軸受。
【請求項７】
前記転動体はセラミック材料で構成されていることを特徴とする、請求項１から６のいずれか１つ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、本発明は宇宙空間などの放射線暴露環境で使用される転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
人工衛星等の宇宙飛行体に搭載される転がり軸受は、放射線暴露環境での使用により、放射線により構成部材が劣化するおそれがある。特に、高分子材料で構成されている潤滑剤は、放射線によって分子鎖の架橋又は切断を生じる場合があるため、材料劣化が顕著である。つまり、放射線暴露環境に長期間晒されることにより、転がり軸受の特性、特に潤滑特性が劣化する。
【０００３】
宇宙空間における放射線による潤滑性能の劣化防止を施した軸受装置については、特許文献１（特開平６−３０７４５８号公報）に開示されている。この軸受装置は、回転軸を軸支する軸受部とこの軸受部に潤滑剤を送り込むための潤滑剤供給装置とから構成されており、当該、潤滑剤供給装置を放射線吸収材料で保護するものである。この装置によれば、適宜なタイミングで放射線吸収材料により劣化抑制された潤滑剤を軸受部に供給することができ、装置の寿命を延ばすことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０６−３０７４５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、宇宙空間で使用される装置は、メンテナンスが困難であることから、長寿命化が求められている。しかし、特許文献１に開示されている装置では、潤滑剤供給装置に貯留されている潤滑剤の劣化を防止することはできるが、軸受自体の性能劣化を防止することができないという問題があった。
【０００６】
そこで、この発明は、構成がシンプルであり、放射線暴露環境においても放射線による劣化を防止ないし軽減することができる転がり軸受を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、この発明の転がり軸受においては、内輪、外輪と、前記内輪及び外輪との間に配置される複数の転動体と、前記内輪及び外輪との間を軸方向両端で塞ぐ密封部材を有する転がり軸受であって、前記密封部材は、放射線遮断部材を備えることを特徴とする。放射線遮断部材は、好ましくは、前記密封部材の表面に貼着される。
【０００８】
また、前記密封部材は、前記外輪の内周面に固定され、先端に前記内輪の外周面に近接するリップ部を有し、前記リップ部は、耐放射線性材料で構成されていることが好ましい。また、リップ部は、放射線遮断ゴム材料で構成されていてもよい。
【０００９】
また、前記内輪と外輪との間の軸受空間内には流体潤滑剤が封入されていることが好ましい。流体潤滑剤しては、一例として耐放射線グリースが好適に使用できる。
【００１０】
また、転がり軸受の潤滑性能を向上させるために、前記内輪及び外輪の軌道面及び転動体の表面の少なくとも１箇所に固体潤滑被膜が施されていてもよい。
【００１１】
さらに、前記転動体をセラミック材料で構成することにより、潤滑性能が劣化しても、内輪と外輪との間の金属凝着を防止することができる。
ことができる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明は、内輪と外輪の間の空間に、放射線遮断部材を設けた密封部材を配置することにより、軸受内部への放射線の侵入を抑制することができる。また、密封部材は、軸受内部に潤滑剤を密封するために用いられており、これに放射線遮断部材を保持する部材として利用することで軸受の構造をシンプルにすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる転がり軸受の構成を示す断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態にかかる転がり軸受の構成を示す断面図である。
【図３】本発明の第３実施形態にかかる転がり軸受の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第１実施形態）
以下、この発明の第１実施形態に係る転がり軸受を添付図面に基づいて説明する。本実施形態にかかる転がり軸受は、宇宙空間などの放射線暴露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。
【００１５】
この転がり軸受１は、図１に示すように、外周面に軌道４を有する内輪２と、内周面に軌道５を有する外輪３と、内輪２の軌道４と外輪３の軌道５の間に介在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、内輪２および外輪３の軸受空間の軸方向両端部に装着され、内輪２および外輪３の間を塞ぐ密封部材であるシールド板１１とから構成された、密封型ラジアル深溝玉軸受である。
【００１６】
保持器７には、硫酸バリウム含有ゴム、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ），ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ），ポリイミド（ＰＩ），ポリエチレン（ＰＥ）などの耐放射線性材料が好適に用いられる。
【００１７】
シールド板１１により、内輪２と外輪３との間の軸受空間内には流体潤滑剤としての耐放射線グリース１０が封入されており、軸受の回転を潤滑させる。なお、玉６を構成する材料としては本実施形態では金属材料やセラミック材料を用いることができる。特にセラミック材料は、潤滑性能が劣化した場合でも、内輪２と外輪３との間の金属凝着を防止することができる。
【００１８】
外輪３の軌道５の両側方には、シールド板１１の固定溝８が周方向に形成され、この両固定溝８に対向する内輪２の軌道４の両側方にシール溝９が形成されている。シールド板１１は、円環状の金属板から形成され、外周縁部が外輪３の固定溝８に嵌合固定されている。その内周縁部は、内輪２のシール溝９の溝壁面に対して所要のラビリンス隙間Ｓをもって配置されている。
【００１９】
シールド板１１の内側表面には、放射線遮断シート１２が貼着されており、シールド板１１を透過して軸受内部に侵入する放射線を遮断又は減少させる。これにより軸受の内部構成部材への放射線の影響を緩和することができる。
【００２０】
放射線遮断シート１２としては、鉛ガラスや鉛アクリル、硫酸バリウム含有ゴムなどを使用することができ、これらの材料をシート状に成型して、シールド板１１の表面に積層するように貼着する。なお、図1では、シールド板１１の外側突出するように構成された凹状部分１１ａに、軸方向内側から放射線遮断シート１２を配置しているが、貼り付け位置はこれに限定されるものではなく、放射線遮断シート１２の厚みや放射線遮断性能などを考慮して任意の位置に設計することが可能である。例えば、シールド板１１の両面に積層配置してもよいし、シールド板１１の形状に合わせて径方向位置で異なる面に配置してもよい。
【００２１】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態にかかる転がり軸受の構成を示す断面図を図２に示す。第２実施明帯にかかる転がり軸受１ｂは、前述した第１実施形態の転がり軸受１とシールド板の構成において異なる。本実施形態にかかる転がり軸受１ｂに用いられているシールド板１４は、内周側端部にシール溝９溝壁面に接触するリップ部材１３を設け、シールド板１４の内周縁部とシール溝９の溝壁面との間をシールすることで、シール溝９の溝壁面との間のラビリンス隙間が生じないように構成され、当該位置からの放射線の侵入を抑制する。
【００２２】
ここでリップ部材１３は、鉛ガラスや鉛アクリル、硫酸バリウム含有ゴムなどの放射線遮断性能を有する材料や、上記に例示した耐放射線性材料が好適に用いられる。また、これらの材料に摺動性を上げるため、二硫化モリブデン（ＭｏＳ2）を配合してもよい。
【００２３】
また、本実施形態にかかる転がり軸受１ｂでは、軸受潤滑剤として、内輪２と外輪３との間の軸受空間内にグリース１０を封入する代わりに、内輪２及び外輪３の軌道面４，５及び玉６の表面に固体潤滑被膜４ａ，５ａ，６ａを設け、保持器７に固体潤滑剤を配合することで保持器７から潤滑剤を供給する潤滑機構が採用される。ここで、放射線性の影響を受け難い固体潤滑剤として例えばＭｏＳ2スパッタ膜が挙げられる。また、この場合、保持器７には、耐放射線マトリクス材（ＥＴＦＥ，ＰＥＥＫ，ＰＩ，ＰＥなど）にＭｏＳ2を配合したものが好適に使用される。
【００２４】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態にかかる転がり軸受の構成を示す断面図を図３に示す。第２実施明帯にかかる転がり軸受１ｃは、前述した第１実施形態の転がり軸受１とシールド板の構成において異なり、シールド板１１に替えてシール板１５が設けられている。
【００２５】
シール板１５は、鉛ガラスや鉛アクリル、硫酸バリウム含有ゴムなどの放射線遮断性能を有する材料又は耐放射線性のある樹脂材料で構成された被覆部材１７で芯金１６を被覆した構成であり、外周縁部が外輪３の固定溝８に嵌合固定されている。被覆部材１７としては、上記の各実施形態と同様の材料を用いることができる。
【００２６】
被覆部材１７は、内周側端部にシール溝９溝壁面に接触するリップ部１８を備えており、シール溝９の溝壁面との間をシールすることで、当該位置からの放射線の侵入を抑制する。被覆部材１７としては、耐放射線性のある樹脂材料が好ましく、硫酸バリウム含有ゴム、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ），ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ），ポリイミド（ＰＩ），ポリエチレン（ＰＥ）などが好適に用いられる。また、これらの材料に摺動性を上げるため、二硫化モリブデン（ＭｏＳ2）を配合してもよい。
【００２７】
また、リップ部１８からの放射線の侵入を抑制するため、放射線遮断シート１６は、リップ部１８まで伸びるように設けられていることが好ましい。
【００２８】
以上、本実施形態にかかる転がり軸受によれば、上記対策を取ることで、密封部材に放射線遮断部材を設けるという簡単な構造で、放射線暴露環境下でも軸受内部への放射線の侵入を遮断（抑制）することができ、軸受潤滑特性の劣化を防止又は軽減することができる。
【００２９】
転がり軸受の例として、密封型ラジアル深溝玉軸受を示したが、本発明は、この転がり軸受に限定されるものではない。例えば、アンギュラ玉軸受、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。
【００３０】
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】
【００３１】
１，１ｂ，１ｃ  ：転がり軸受
２        ：内輪
３        ：外輪
４        ：内輪軌道
５        ：外輪軌道
６        ：玉
７        ：保持器
８        ：固定溝
９        ：シール溝
１０      ：グリース
１１，１４，１５：シールド板
１２      ：放射線遮断シート
１３      ：リップ部材
１６      ：芯金
１７      ：被覆部材
【図１】
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【図２】
2016169826.tif 000004
【図３】
2016169826.tif 000005