超高真空対応の低摩擦・低摩耗液体潤滑剤の開発
1.概要及び問題点
摩耗率, ×10-10 mm2
2.目的
宇宙用液体潤滑剤に対する真空中での
宇宙機器の多くは10^-5Pa以下に曝されることから、
ステンレス鋼の摩擦、摩耗
6
0.4
本研究では、このような超高真空においても低摩擦、
低摩耗を維持できる液体潤滑剤の開発に関する調
0.3
査研究を実施する。
4
0.2
2
0.1
0
0
MAC
MAC
+添加剤
(<10-3Pa)
PFPE
低真空では添加剤 超高真空では摩擦、
により良好。しかし、 摩耗が大きい
超高真空では添加
剤が蒸発
宇宙用減速歯車へのMACグリース塗布例
超高真空で低摩擦・低摩耗の潤滑剤がない
摩擦係数
宇宙用の潤滑剤は、長寿命で安定した低摩擦を実現するため、固体潤滑剤から液体潤滑剤(油ま
たはグリース)への移行が進んでいる。液体潤滑剤としては、フッ素系合成油(PFPE)、または、近
年開発された炭化水素系合成油(MAC)のいずれかが利用されている状況にある。しかし、PFPE
は添加剤を溶融できないために耐摩耗性が悪く、MACは添加剤が蒸発しない10^-3Pa台(高度
150km相当)まででなければ、良好な耐摩耗性を維持できない。
熱輸送デバイスの要素技術の開発
通信衛星
地球観測衛星
衛星システムの高機能化・高性能化
機器の高密度実装・高発熱化
高発熱機器・高密度実装の熱拡散・熱輸送 熱設計要求
現状ヒートパイプの
適用
高発熱機器
寸法・形状・実装性
に課題あり
発熱機器の高実装化
非放熱面への発熱機器の搭載
平板型ヒートパイプの採用
高発熱機器の集中搭載が可能
→ 機器の動作安定性を実現
→ 衛星の小型/高密度化を実現
極薄の隙間からの排熱輸送
局所的な発熱の放熱面への拡散
高発熱機器
各衛星の熱的成立性の実現
各種ユーザ側ミッションの成立
「宇宙用超小型逆止弁」の位置付け ・要求事項
・重要性:低熱輸送時の動作安定性確保には不可欠
例)21GHz帯高度放送衛星搭載機器
平板型ヒートパイプ(JAXA試作)
直径1mm配管
・要求仕様:直径1mm程度、耐圧性(~数MPa)
・加工技術:微細加工・組立技術が必要
・宇宙での使用に必須な高寿命・高信頼性
図1-1 逆止弁概要
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技術テーマ (案) イメージ図