JP2003147382A

JP2003147382A - エンジンオイル

Info

Publication number: JP2003147382A
Application number: JP2001351807A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Saito; 斎藤敏明
Original assignee: SHIGEE YUKIKO
Current assignee: SHIGEE YUKIKO
Priority date: 2001-11-16
Filing date: 2001-11-16
Publication date: 2003-05-21

Abstract

(57)【要約】【課題】例えば5％添加するだけで、シリンダ内面に超
薄膜状にコートされてシリンダ内面の表面エネルギーを
小さくして摩擦抵抗を減らし、抜群の吹き上がりとシリ
ンダ内面及びピストンリングの耐久性を実現することが
できるエンジンオイル。【解決手段】α酸化鉄である超微粒子球状酸化鉄（α−
Fe₂O₃）の粉末を多量要素とし、酸化アルミニウム（α
−Al₂O₃）の超微粒子の粉末を少量要素としてなる混合
パウダーを減摩剤としてエンジンオイルに適当量入れて
なる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば5％添加す
るだけで、シリンダ内面に超薄膜状にコートされてシリ
ンダ内面の表面エネルギーを小さくして摩擦抵抗を減ら
し、抜群の吹き上がりとシリンダ内面及びピストンリン
グの耐久性を実現することができるエンジンオイルに関
する。又、本発明は、潤滑油組成物に減摩性、耐摩耗性
を付与しそしてそれを使用するエンジンの燃料消費量を
減少させることができるエンジンオイルに関する。

【０００２】

【従来の技術】エンジンの燃料消費効率を高める多くの
試みは、機械の設計によるものである。他の解決法は、
シリンダ内面とピストンリングとの摩擦力を減少して摩
擦力に起因するエンジンの消費エネルギーの減少をもた
らす潤滑剤の使用である。走行距離の実質的な損失はエ
ンジンの内部摩擦に直接起因する。摩擦は、運動を生じ
させるのに必要な動力を増大させ、燃料消費効率を低下
させるので、摩擦を最少限にするエンジンオイルを使用
するのが有益である。ピストンとシリンダーのクリアラ
ンスは50〜120μmがありそのクリアランスをエンジンオ
イルが密封し、潤滑し、あわせてピストンリングがピス
トンにへばりつかないように、スラッジやカーボンを取
り除く役目を果たす。又、エンジンオイルは、オーバー
ヒートを防ぐため冷却水の代わりにエンジン各部に行き
渡り、各部を冷却している。オイルやガソリンの酸化物
や発生した水分などは金属を腐食させるため、エンジン
オイルに添加する酸処理剤などで錆や腐食摩耗を防いで
いる。

【０００３】エンジンオイルの働きには、減摩機能、密
封機能、清浄機能、冷却機能、応力分散機能、清浄分散
機能、腐食防止機能など、多くの重要な機能がある。減
摩機能は焼き付き・摩耗を防止すると共に摩擦による抵
抗を減らす働きであり、密封機能はピストンリング・シ
リンダ間に油膜を形成し燃焼ガスを密封する働きであ
り、冷却機能は、局所的に高温になった部品を冷却する
働きであり、応力分散機能は、微視的に部品に加わる荷
重を油膜により分散させる働きであり、清浄分散機能
は、摩耗粉やゴミを洗い流し、粒として分散させる働き
であり、腐食防止機能は、各部品を水や酸化性ガスから
遮断し錆から守る働きである。以下、さらに詳述する。 (1)良好な始動性エンジンの始動性はバッテリーやエンジンの状態、オイ
ルの良好な流動性が関係する。エンジンが正常に始動し
回転を続けるには一定の回転数以上に達することが必要
であり、オイルの粘度が高すぎると抵抗となってエンジ
ンは最低必要回転数以上に達せず始動できない。そし
て、エンジンが始動したら、ただちに流れ始め、連続し
てベアリングや運動部分に供給されないと、エンジンは
破損する。そこで、エンジンのオイルポンプがオイルを
圧送できる最低温度が、５Ｗオイルならマイナス３５℃
というようにＳＡＥ粘度分布で規定されている。 (2)潤滑と減磨エンジンが始動すると、動作部分にエンジンオイルが送
り込まれ金属同士の接触を防止して磨耗や破損を防ぐ。
エンジンオイルはエンジン始動時には油膜が早くできる
ように低粘度であり、高温になった運転時には強力な油
膜が必要となるので高粘度であることが望ましい。 (3)摩擦抵抗の減少金属部分の間を油膜で潤滑を行う場合、オイル粘度が高
ければ摩擦抵抗は大きくなり、オーバーロード、燃費増
につながる。また温度も上昇しオイル自体の酸化劣化も
早まる。このような場合、添加剤の使用で摩擦抵抗を減
らすことが出来る。 (4)防錆と防触燃料が完全燃焼すると二酸化炭素と水が発生するが完全
燃焼は難しい。不完全燃焼により発生するススやカーボ
ンは黒煙として排出され、一部がピストンリングの隙間
からクランクケースへ洩れてオイルを劣化させる。又、
燃焼で発生した水は、蒸気としてマフラーから排出され
一部がシリンダー壁に凝結してクランクケースへ掻き落
され錆の原因となる。その他、燃焼によって硫酸、塩
酸、硝酸などの酸化物が発生し、部品を腐食させる原因
となるが、オイルに添加した添加物でこれらの酸を中和
することで防錆、防触をする。 (5)密封作用ピストンリング、リング溝、シリンダー壁の表面は顕微
鏡的に見ると凸凹しており密着していない。0.025ｍｍ
のスキマを油膜で密封して高圧の混合気や燃焼ガスなど
の圧縮洩れを防止している。 (6)冷却作用エンジンの冷却は、冷却システムがエンジン発生熱の60
％を冷却しており、エンジン内部のカムシャフト、メタ
ル、ピストン、タイミングギアなどはオイルによって直
接冷却されている。一般的に燃焼室温度は約1100〜1700
℃、バルブは540〜1100℃、ピストンは540℃位に達す
る。この熱はコンロッドを経て、メタルに伝わる。メタ
ルに使用されている錫や鉛は敏感で177℃で軟化する。
運転中のクランクケース油温は90℃以上、135℃に達す
ることもある。オイルはこの温度でメタルに供給され、
120〜150℃に上昇してクランクケースに戻ることでメタ
ルを損傷しないよう保つ。 (7)エンジン内部と部品の清浄燃焼時に発生する凝縮水、吸入空気中の塵埃、オイルの
酸化劣化物、燃料の不完全燃焼などから発生するスラッ
ジは低温運転中に発生しやすい。スラッジの構成物質は
最初きわめて小さな粒子でオイルフィルターを通過して
しまう。スラッジの構成物質はエンジン可動部分の隙間
に入り込む油膜の厚さよりも小さく、そのため部品の潤
滑面を損傷させることはないが成長して大きな粒子とな
ってオイルの流れを阻害し始める。このため、清浄分散
剤が添加されており、エンジン部品を清浄にし、スラッ
ジの堆積を防ぐ性能を持っている。 (8)燃焼室内堆積物の減少ピストンのトップリングとシリンダーを潤滑したオイル
はそのままシリンダー壁に残り、燃焼ガスに曝されて、
燃焼する。最新の高性能オイルは燃焼してもカーボンな
どの堆積物はほとんど残さない。清浄分散剤を含んだオ
イルはリング溝を清浄の保つので、シリンダー壁へのオ
イル供給量も最小限にでき（オイル上がりが少ない）オ
イル消費量を減少させ、シリンダーのカーボン堆積物を
減少させられる。

【０００４】エンジンオイルは、ベースオイル（植物
油、鉱物油、合成油、又は前記の混成油）に種々の添加
剤（減摩剤及び抗酸剤《＝酸化防止剤》、酸処理剤、粘
性維持剤《＝粘度指数向上剤》、抗泡剤《＝消泡剤》、
流動点改良剤《＝流動点降下剤》等）を混ぜて作られて
いる。添加剤の合計量は、大体は２０％以下であるが、
３０％以上含まれるものもある。又、添加剤の種類は２
５種類以上も使用されることもある。通常は、少なくと
も１０種類位使用されている。基本的には、添加剤より
もベースオイルの方が寿命が長く、「オイルが劣化し
た」と感じるのはオイルに含まれる添加剤成分が劣化す
るためである。

【０００５】エンジンオイルは、使用しているうちに、
砂埃、金属粉、スス、水分、燃料などの不燃物が混入し
たり、添加剤が消耗することなどにより、次第に機能を
低下していく。その結果、エンジン性能が低下したり、
さらに性能が低下すると、エンジンオイルとして機能し
なくなり、摩耗が進行し、エンジンの焼き付き（壊れ
る）などの重大なトラブルの原因となるので、エンジン
オイル交換は４０００ｋｍ前後が好ましい。

【０００６】エンジンオイルの良し悪しは、以下の項目
のチェックにより人の感性でも判断できる。 (1)エンジンの音が静かになったかどうか (2)アクセルが軽く、よく回るように感じられるかどう
か (3)エンジンの馬力が増したように感じられるかどうか (4)燃費がのびたかどうか (5)オイルの消耗が少なくなったかどうか (6)上記の感じがいつもより長続きしているかどうか

【０００７】エンジンオイルを構成しているベースオイ
ルの中、植物油は、現在ではレース用車に使用されてお
り、フリクションロスが少なく、油膜強度は合成油より
優れ、潤滑性能が高いが、酸化が早く、一般用として長
期使用には向かない。そのため、原油から精製して取れ
る鉱物油が一般的に使用されている。原油は、植物由来
の物であるけれどもエンジンオイル用としては安定して
いる。しかしながら、イオウ分、不純ロウ分などオイル
として有害な成分が多く、原産地によってもかなり品質
の差がある。そこでオイル用として専用に造られたのが
合成油である。合成油は、コストが高くつくので、一般
的には鉱物油と合成油をブレンドして半化学合成油とし
たり、鉱物油に手を加えて部分的に合成している部分合
成油などが主流に使用されている。なお、合成油は、PA
O（ホ゜リアルファオレフィン）、高度水素化分解油VHVI（Very High
Viscosity Index)、エステルの３種に代表されるが、
主流はエステルである。なお、合成油AN（アルキルナフタレン）
がある。

【０００８】添加剤をいっさい加えていない場合は100
％合成油のPAOは、普通イオウ分を含む鉱物油より摩擦
係数が高くなり、PAO＞鉱物ニュートラル油＞エステルとなる。油
性向上剤、すなわち潤滑部の金属表面に付着し、境界潤
滑の時に油膜が破壊されないような高い付着力を加える
減摩剤の優劣は、シリンダ内面の表面エネルギーを小さ
くして摩擦抵抗を減らし、抜群の吹き上がりとシリンダ
内面及びピストンリングの耐久性を実現することがで
き、エンジンの燃料消費量を減少させることができるの
で重要である。シリンダー内面には油膜を保持するため
クロスハッチと呼ばれる非常に細かい傷が斜めに入れら
れていて、この傷に油性向上剤が保持されて油膜を形成
する。金属同士の潤滑には流体潤滑、境界潤滑、極圧潤
滑、固体潤滑などがあり、この中でもっとも摩擦が小さ
く摩耗が少ないのは流体潤滑であるが、より大きな摩擦
荷重に耐えられるのは、固体潤滑であり、中でも、粉体
潤滑は摩擦が小さい。

【０００９】減摩剤として代表的なものに、シ゛アルキルシチオリ
ン酸亜鉛（ZDTP）があり、減摩作用と抗酸作用をする。Z
DTPに含まれるアルキル系物質の内容によって196℃に高
温側は耐えられるが、これぐらいの高温特性では燐化亜
鉛系物質を急速に劣化させてしまうので、定期的にオイ
ル交換して取り除きが必要になる。又、燐化亜鉛系の添
加剤は有機金属で物体間の摩擦点にフィルムを作るが、
ファンテ゛ルワールスの結合の法則に従い、簡単に剥離、変動し、
安定性に欠ける（砂の塊を強く握ると砂の粒に砕けてし
まうぐらいのくっつき方）。他にアンチモンやモリブデ
ンを使った減摩剤がある。コーティング系オイル添加剤
として、テフロン（登録商標）系添加剤（フッ素樹脂）
は、元来、撥油性であり油膜保持に悪影響を及ぼすこと
はあっても、摩擦特性にプラスに働くことはあり得ず、
特に高荷重時の潤滑にテフロン膜が定着することがな
く、効果は不良である。そして、クロスハッチの傷に埋
まるテフロンの被膜は含油性がなくオイルを全く保持で
きないので油膜切れを起こす。ボロンパウダーやチタン
パウダーも同様である。

【００１０】エンジンオイルのメーカーが、高級オイル
に使っている減摩剤は、高価なモリブデン系である。モ
リブデンというと、通常は二硫化モリブデンを指す。二
硫化モリブデンは、不活性、不溶性であり、エンジンオ
イルが攪拌されるとエンジンオイルの中で浮遊できるが
沈殿する物質である。添加剤として、エンジンオイルに
最初から入っているのは有機モリブデンである。潤滑剤
として、1958年にイオウを含んだモリブデンキサンテー
トが報告されている。最初は、アメリカで潤滑油用とし
て1965年に研究され始め、化合物として多くの特許が出
されている。有機モリブデンは、エンジンオイルに溶け
る性質があり、熱化学反応を起こす。有機モリブデン
は、200℃で脱アルキル化によりオレフィンを生成し、
次いで、295℃前後で残っている配位子が分解し二硫化
モリブデンを生成するが、分子レベルで800〜1000℃に
なって初めて効果を発揮する。潤滑の仕組みは解明され
ていないが、反応によって二硫化モリブデンを生成して
極圧剤として作用すると思われる。具体的には、硫化ジ
アルキルジチオカルバミン酸モリブデンや硫化オキシモ
リブデン・ジアルキルジチオリン酸塩は、エンジンオイ
ル中のZnDTPと協力関係にあり、単独の効果よりも摩擦
係数を下げる。これは、ZnDTP が燐酸鉄を作り、その上
にMoS被膜を作るからといわれる。そのほか、酸性リン
酸エステル及びその金属塩は、エステル系複合滑剤とし
て用いられている。

【００１１】エンジンオイルに減摩性、酸化防止性及び
耐摩耗性を付与しエネルギー効率の向上をもたらす点で
有用であることが知られたモリブデン化合物としては、
米国特許第4,164,473号に教示される脂肪アルキルアミ
ンと硫黄ドナーとのある種のモリブデン錯体、及び米国
特許第4,889,647号に開示される脂肪油とジエタノール
アミンとのモリブデン錯体、特開平05-247075号に開示
される有機モリブデン錯体、特開平08-285311号に開示
される潤滑油組成物、特公表平10-508884号に開示され
る潤滑剤の添加剤組成物、特開平11-246581号に開示さ
れる潤滑剤組成物、特開平07-145187号に開示されるモ
リブデン含有摩擦低減用添加剤、特開平05-17793号に開
示される潤滑性組成物が挙げられる。

【００１２】

【本願発明が解決しようとする課題】上記のように、有
機モリブデンは、熱により反応し二硫化モリブデンを生
成してさらに反応してシリンダ面に燐酸鉄の被膜とMoS
被膜を二重に形成して極圧剤として固体潤滑作用をす
る。しかしながら、二硫化モリブデンは、400℃前後か
ら酸化されて三硫化モリブデンとなる。この三硫化モリ
ブデンは、潤滑作用を示さなくなる。又、有機モリブデ
ンは、固体の二硫化モリブデンに変わるので劣化成分で
あり、3000〜5000Kmで摩擦低減効果を消失する。二硫化
モリブデンは、エンジンオイルの中で沈殿しゴミ扱いに
なるので多量に入れるとかえって潤滑機能を阻害する。

【００１３】そこで、本願発明者は、別の潤滑理論、特
に粉体潤滑に関心を向けた。ダイヤモンドライクカーボ
ンの被膜は、表面エネルギーを極めて小さいので摩擦係
数が小さいとされるが、エンジンオイルへ材料を添加し
て形成されるものではなく、又、唯一熱に弱い。黒鉛を
含んだ鋳物は黒鉛が潤滑剤の役目を果たしている。粉体
潤滑は、表面エネルギーを小さいので摩擦係数が小さ
く、しかも、含油状態のパウダー被膜を形成することに
より流体潤滑よりも大きな摩擦荷重に耐えられる被膜を
形成できるのではないかと考えた。

【００１４】

【本願発明が解決しようとする課題】本願発明は、上述
した点に鑑み、表面エネルギーを小さい粉体潤滑は表面
エネルギーを小さいので摩擦係数が小さく、しかも、含
油状態のパウダー被膜を形成することにより流体潤滑よ
りも大きな摩擦荷重に耐えられる被膜を形成できるので
はないかという予見に基づいて実験を重ねた結果案出し
たもので、例えば5％添加するだけで、シリンダー内面
の油膜を保持するためクロスハッチと呼ばれる傷を含油
状態の柔らかいパウダー被膜として埋めるとともにクロ
スハッチ以外のシリンダ内面に含油パウダーを供給して
表面エネルギーが小さいしかも極めて大きな摩擦荷重に
も油膜切れを起こさない超薄膜層を形成してシリンダ内
面の摩擦抵抗を減らし、結果的に、潤滑油組成物に減摩
性、耐摩耗性を付与しそしてそれを使用するエンジンの
燃料消費量を減少させることができ、抜群の吹き上がり
とシリンダ内面及びピストンリングの耐久性を実現する
ことができるエンジンオイルを提供することを目的とし
ている。

【００１５】

【課題を解決する手段】本願発明の課題は、［請求項
１］に記載の発明、すなわち、α酸化鉄である超微粒子
球状酸化鉄（α−Fe₂O₃）の粉末を多量要素とし、酸化
アルミニウム（α−Al₂O₃）の超微粒子の粉末を少量要
素としてなる混合パウダーを減摩剤としてエンジンオイ
ルに適当量入れてなることを特徴とするエンジンオイル
によって達成され、又、［請求項２］に記載の発明、す
なわち、α酸化鉄である超微粒子球状酸化鉄（α−Fe₂O
₃）の粉末を減摩剤としてエンジンオイルに適当量入れ
てなることを特徴とするエンジンオイルによって達成さ
れる。

【００１６】

【発明の実施の形態】［請求項１］に記載の発明のエン
ジンオイルは、α酸化鉄である超微粒子球状酸化鉄（α
−Fe₂O₃）の粉末を多量要素とし、酸化アルミニウム
（α−Al₂O₃）の超微粒子の粉末を少量要素としてなる
混合パウダーを減摩剤としてエンジンオイルに適当量入
れてなる。又、［請求項２］に記載の発明のエンジンオ
イルは、α酸化鉄である超微粒子球状酸化鉄（α−Fe₂O
₃）の粉末を減摩剤としてエンジンオイルに適当量入れ
てなる。

【００１７】本願発明のエンジンオイルは、ベースオイ
ル（植物油、鉱物油、合成油、又は前記の混成油）に種
々の添加剤（減摩剤及び抗酸剤、酸処理剤、粘性維持
剤、抗泡剤、流動点改良剤等）を混ぜて作られるもので
あり、特に、減摩剤としてα酸化鉄である超微粒子球状
酸化鉄（α−Fe₂O₃）の粉末を多量要素（例えば80重量
％）とし、酸化アルミニウム（α−Al₂O₃）の超微粒子
の粉末を少量要素（例えば20重量％）としてなる混合パ
ウダーがベースオイルに対して４％〜10％添加されオイ
ル中に分散している状態である。［請求項１］又［請求
項２］に記載の発明のエンジンオイルは、いずれもエン
ジンオイルメーカーから市販されているエンジンオイル
に、α酸化鉄である超微粒子球状酸化鉄（α−Fe₂O₃）
の粉末を多量要素とし、酸化アルミニウム（α−Al
₂O₃）の超微粒子の粉末を少量要素としてなる混合パウ
ダーを減摩剤として適当量入れてなるもの、又は、α酸
化鉄である超微粒子球状酸化鉄（α−Fe₂O₃）の粉末を
減摩剤として適当量入れてなるものを含む。すなわち、
減摩剤として機能する有機モリブデンが含まれているエ
ンジンオイルに、前記の混合パウダーを減摩剤として数
％添加したものであっても良い。

【００１８】超微粒子球状酸化鉄（α−Fe₂O₃）の粉末
は、堺化学工業株式会社製の物が好ましい。同粉末は、
結晶化度が高く、不純物が少なく、他のベンガラに比べ
て易分散性である。品番FRO-3のα−Fe₂O₃は、Fe₂O₃含
有量が＞97％であり平均粒子径が0.03μm、強熱減量が
1.20％である。品番FRO-6のα−Fe₂O₃は、Fe₂O₃含有量
が＞98％であり、平均粒子径が0.06μm、強熱減量が0.8
0％である。酸化鉄Fe₂O₃の超微粒子の粉末は、Fe(OH)₃
にような強烈な酸化作用を有していない。

【００１９】酸化アルミニウム（α−Al₂O₃）の超微粒
子の粉末（アルミナ粉末）は、アルミニウムイオンと酸
素イオンが２対３の割合で結合している。酸化アルミニ
ウム（α−Al₂O₃）は、熱に極めて安定していて、融点
は2015℃の無色の固体であり、親油性であり、酸やアル
カリに殆ど溶けない。酸化アルミニウムの中、格子欠陥
のあるスピネル型構造の酸化アルミニウムは、化学反応
性が高く、水に溶けて両性を示すので、これを含まない
ようにする。アルマイト処理したときの表面のビッカー
ス硬度は400位である。酸化アルミニウムを溶射して形
成したセラミックのロックウエル硬度は５５〜６３であ
り、この値は、酸化チタンが４５〜５５、又、酸化ジル
コニウムが４５〜５５に比べて大きく、タングステンカ
ーバイドのマトリックス金属、アーマコアのマトリック
ス金属に次いで硬い。ちなみに、サファイアは酸化アル
ミニウムを原料にして、これに微量の他の成分が含まれ
て結晶化してもので、硬度はダイアモンドに次いで９で
ある。アルミナ粉末は、バイヤー法により製造した粉末
を湿式ビーズミル法により微粉砕する。粉砕されたアル
ミナ粒子の表面は凹凸が激しく、アニール処理すると、
格子内歪は解放され、比表面積が減少し粒子形状が球形
に近づく。アルミナ粉末は、アルミナ触媒としてNO_Xに
対して選択還元反応に関与する。

【００２０】本願第一の発明のエンジンオイルは、親油
性を有するナノメーターサイズを有するα酸化鉄のパウ
ダーと親油性を有する酸化物セラミックスであるアルミ
ナ（α−Al₂O₃）のパウダーとをベースオイル中に分散
させてシリンダ壁面に高熱・高圧のアイロン作用により
シリンダ壁面等に親油性を有するα酸化鉄の比較的柔ら
かい超薄膜の被膜とこの被膜中にアルミナ被膜を混在さ
せて形成し該シリンダ壁面の耐磨耗性・潤滑性を高める
ものである。又、本願第二の発明のエンジンオイルは、
親油性を有するナノメーターサイズを有するα酸化鉄の
パウダーをベースオイル中に分散させてシリンダ壁面に
高熱・高圧のアイロン作用によりシリンダ壁面等の潤滑
面に親油性を有するα酸化鉄の比較的柔らかい超薄膜の
被膜を形成して該シリンダ壁面の耐磨耗性・潤滑性を高
めるものである。酸化鉄Fe₂O₃の超微粒子の粉末の一部
は、知られているように高温・高圧下でオイル中の有機
燐酸塩と反応してシリンダ壁面に高熱・高圧のアイロン
作用により潤滑性を有する燐酸鉄の被膜を形成するもの
と考えられる。しかしながら、反応性が小さいものと考
えられる。本願発明では、燐酸鉄の被膜の形成に潤滑性
を依存するものではない。α酸化鉄のパウダーが比較的
柔らかな含油被膜を形成して高負荷をかけても全くオイ
ル切れをしない潤滑性を発揮したことを実験によって確
認している。シリンダ壁面で高熱に晒された酸化鉄の一
部は還元されて燃焼して排ガス中に含まれて消失するこ
とがあると考えられる。同様に、酸化アルミニウムの一
部も離れて排ガス中に含まれて消失することがあると考
えられる。しかし、これらは公害への関与が殆どないと
考えられる。又、酸化アルミニウム（α−Al₂O₃）の一
部は、高熱・高圧下でエンジン燃料に含まれるイオウと
反応して潤滑性を有する硫化アルミニウムの被膜を形成
する可能性がある。

【００２１】本願発明のエンジンオイルは、エンジンオ
イルメーカーから市販されているエンジンオイルにα酸
化鉄の粉末と酸化アルミニウムの粉末とからなる混合パ
ウダーを減摩剤として適当量入れてなるものを含むの
で、この場合には、当然の事ながら、有機モリブデンが
添加されていることの効果として、燐酸鉄の被膜とMoS
の被膜を二重に形成して極圧剤として固体潤滑作用を併
有することになる。

【００２２】

【実施例】図１に示すテスト装置でエンジンオイルの潤
滑性能テストを行なった。先ず、テスト装置について説
明する。基盤１上に、モータ２と該モータ２に連結され
た減速機３とが設置され、減速機出力軸３aに厚さ１５
ｍｍ、直径５０ｍｍの回転円板４が固定されていて、ス
イッチを入れると、該回転円板４が150r.p.mで回転する
ようになっている。減速機ケースに固定され張り出して
いる二つのピボット軸５，６があり、一方のピボット軸
５に第一レバー７の中途が脱着自在に枢支されている。
該第一レバー７には凹部７aが形成され、さらに、凹部
側面に直径１０ｍｍの円形凹部７bが形成されており、
長さ２０ｍｍ、直径１０ｍｍの円筒体テストピース８の
一端を円形凹部７bに嵌入し、他端面をボルト９で締付
けて、円筒体テストピース８を取外し可能に固着してお
り、該円筒体テストピース８を前記回転円板４の周面に
乗って密着するようになっている。円筒体テストピース
８は、ピストンリングと同一の金属を加工したものでピ
ストンリングと同一の硬さと耐磨耗性を備えている。回
転円板４は、硬度が大きい鋼製の円板の周面にダイヤモ
ンドの被膜を形成してある。減速機ケースの正面に潤滑
油を貯留する容器１０が磁石による吸引力で取付けられ
ている。該容器１０は、潤滑油を貯留して回転円板４の
下側三分の二を覆うようになっている。減速機ケースに
固定され張り出している他方のピボット軸６に第二レバ
ー１１の中途が脱着自在に枢支されている。該第二レバ
ー１１は、前記第一レバー７の張出端の下面を持上げる
ようにセットされる。該第二レバー１１には、他端に角
孔１１aが設けられていて、該角孔１１aにトルクを計測
してダイヤルゲージに値を指示するトルクレンチ１２の
トルク入力を行なう角軸が嵌入されている。トルクレン
チ１２の柄部分に外力Ｆを加えると、第二レバー１１が
第一レバー７の張出端を持上げ、該第一レバー７に固着
した円筒体テストピース８が回転円板４に押し付けられ
る。押し付け反力は、トルクレンチ１２の角軸に伝わ
る。トルクレンチ１２の柄部分に外力Ｆを大きくする
と、第二レバー１１と第一レバー７に揺動の変化はない
がトルクレンチ１２の角軸へ伝える反力が大きくなる。
そこで、角軸が捩れる。この捩れ角は、円筒体テストピ
ース８を回転円板４に押し付ける力に等しくなるように
設定されている。従って、トルクレンチ１２の柄部分に
加える外力Ｆを大きくしていき、ダイヤルゲージに値を
監視していれば、円筒体テストピース８を回転円板４に
押し付ける力を読み取ることが出来るようになってい
る。

【００２３】そこで、上記のテスト装置を用いて、以下
の三種類のエンジンオイルについてジョン勝つテストを
行なった。エンジンオイルＡ：トヨタＳＪ１０Ｗ−３０（トヨタ自
動車株式会社の販売にかかるエンジンオイル）エンジンオイルＢ：本願第一発明に係るエンジンオイル
（堺化学工業株式会社製の品番FRO-3のα酸化鉄のパウ
ダーと酸化アルミニウムとを８対２の割合で前記のトヨ
タＳＪ１０Ｗ−３０のエンジンオイルに５％添加して十
分に攪拌したもの）エンジンオイルＣ：本願第二発明に係るエンジンオイル
（堺化学工業株式会社製の品番FRO-3のα酸化鉄のパウ
ダーを前記のトヨタＳＪ１０Ｗ−３０のエンジンオイル
に５％添加して十分に攪拌したもの）

【００２４】(1)エンジンオイルＡについてのテスト結
果容器１０にエンジンオイルＡを入れて、モーター２を駆
動し回転円板４に潤滑油を行き渡らせてから、トルクレ
ンチ１２の柄部分に外力Ｆ＝１５０Kg（＝ダイヤルゲー
ジの指針値＝円筒体テストピース８を回転円板４に押し
付ける力）に保ったところ、１０秒間経過後にエンジン
オイルの焼けたことを示す煙が生じた。第一レバー７を
取外して天地逆にして円筒体テストピース８の摩擦部分
の温度を測定したところ、４８.３℃であった。円筒体
テストピース８の摩擦部分は、大きく磨耗していた。回
転円板４の周面に被膜の形成は見られなかった。 (2)エンジンオイルＢについてのテスト結果容器１０を取外し回転円板４の周面のオイルを脱脂綿で
拭き取り、又、ボルト９を弛めて前記円筒体テストピー
ス８の摩擦部分をずらしてボルト９を再び締付け、該第
一レバー７をピボット軸５に枢支させ、容器１０にエン
ジンオイルＢを入れ該容器１０を再び取付け、モーター
２を駆動し回転円板４の周面にエンジンオイルＢを行き
渡らせてから、トルクレンチ１２の柄部分に外力Ｆ＝１
５０Kg（＝ダイヤルゲージの指針値＝円筒体テストピー
ス８を回転円板４に押し付ける力）に保ったところ、１
０経過経過してもエンジンオイルは焼けなかった。１０
秒経過時の円筒体テストピース８の摩擦部分の温度は、
３２.２℃であった。回転円板４の周面に柔らかい被膜
の形成が観察された。円筒体テストピース８の摩擦部分
は全く磨耗していなかった。次に、テスト時間を１０分
にしたところ、エンジンオイルは焼けなかった。１０分
経過時の円筒体テストピース８の摩擦部分の温度は、３
４.４℃であった。円筒体テストピース８の摩擦部分は
全く磨耗していなかった。続いて、トルクレンチ１２の
柄部分に外力Ｆ＝５００Kg（＝ダイヤルゲージの指針値
＝円筒体テストピース８を回転円板４に押し付ける力）
に１０秒間保ったところ、エンジンオイルは焼けなかっ
た。第一レバー７を取外して天地逆にして円筒体テスト
ピース８の摩擦部分を観察したところ、確認し難い僅か
な磨耗が見られた。回転円板４の周面に柔らかい被膜の
形成が観察された除去し難かった。 (3)エンジンオイルＣについてのテスト結果容器１０を取外し回転円板４の周面のオイルを脱脂綿で
拭き取り、又、ボルト９を弛めて前記円筒体テストピー
ス８の摩擦部分を再びずらしてボルト９を再び締付け、
該第一レバー７をピボット軸５に枢支させ、容器１０に
エンジンオイルＣを入れ該容器１０を再び取付け、モー
ター２を駆動し回転円板４の周面にエンジンオイルＣを
行き渡らせてから、トルクレンチ１２の柄部分に外力Ｆ
＝１５０Kgに保ったところ、１０経過経過してもエンジ
ンオイルは焼けなかった。１０秒経過時の円筒体テスト
ピース８の摩擦部分の温度は、３２.２℃でエンジンオ
イルＢのときと変わらなかった。回転円板４の周面に柔
らかい被膜の形成が観察された。円筒体テストピース８
の摩擦部分は全く磨耗していなかった。次に、テスト時
間を１０分にしたところ、エンジンオイルは焼けなかっ
た。トルクレンチ１２の柄部分に外力Ｆ＝５００Kgに１
０秒間保ったところ、エンジンオイルは焼けなかった。
回転円板４の周面に柔らかい被膜の形成が観察された除
去し難かった。状況はエンジンオイルＢのときと変わら
なかった。

【００２５】

【発明の効果】上述してきたように、本願発明は、例え
ばエンジンオイルに5％添加するだけで、シリンダー内
面の油膜を保持するためクロスハッチと呼ばれる傷を含
油状態の柔らかいパウダー被膜として埋めるとともにク
ロスハッチ以外のシリンダ内面に含油パウダーを供給し
て表面エネルギーが小さいしかも極めて大きな摩擦荷重
にも油膜切れを起こさない超薄膜層を形成してシリンダ
内面の摩擦抵抗を減らし、結果的に、潤滑油組成物に減
摩性、耐摩耗性を付与しそしてそれを使用するエンジン
の燃料消費量を減少させることができ、抜群の吹き上が
りとシリンダ内面及びピストンリングの耐久性を実現す
ることができるエンジンオイルを提供することが出来
る。本願発明のエンジンオイルは、エンジンパワーアッ
プ、燃費の向上、エンジン始動時の初期磨耗の抑制、摩
擦抵抗の抑制、有害排気の削減、極圧性の向上、オイル
の酸化防止の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明のエンジンオイルのテスト装置の正面
図

【符号の説明】

１・・・基盤、２・・・モータ、３・・・減速機、３a・・・減速機
出力軸、４・・・回転円板、５，６・・・ピボット軸、７・・・
第一レバー、７a・・・凹部、７b・・・円形凹部、８・・・円筒
体テストピース、９・・・ボルト、１０・・・容器、１１・・・
第二レバー、１１a・・・角孔、１２a・・・ダイヤルゲージ、
１２・・・トルクレンチ、

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１３年１１月３０日（２００１．１１．
３０）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２３】そこで、上記のテスト装置を用いて、以下
の三種類のエンジンオイルについて潤滑テストを行なっ
た。エンジンオイルＡ：トヨタＳＪ１０Ｗ−３０（トヨタ自
動車株式会社の販売にかかるエンジンオイル）エンジンオイルＢ：本願第一発明に係るエンジンオイル
（堺化学工業株式会社製の品番FRO-3のα酸化鉄のパウ
ダーと酸化アルミニウムとを８対２の割合で前記のトヨ
タＳＪ１０Ｗ−３０のエンジンオイルに５％添加して十
分に攪拌したもの）エンジンオイルＣ：本願第二発明に係るエンジンオイル
（堺化学工業株式会社製の品番FRO-3のα酸化鉄のパウ
ダーを前記のトヨタＳＪ１０Ｗ−３０のエンジンオイル
に５％添加して十分に攪拌したもの）

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ１０Ｎ 30:06 Ｃ１０Ｎ 30:06 40:25 40:25

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】α酸化鉄である超微粒子球状酸化鉄（α−
Fe₂O₃）の粉末を多量要素とし、酸化アルミニウム（α
−Al₂O₃）の超微粒子の粉末を少量要素としてなる混合
パウダーを減摩剤としてエンジンオイルに適当量入れて
なることを特徴とするエンジンオイル。
【請求項２】α酸化鉄である超微粒子球状酸化鉄（α−
Fe₂O₃）の粉末を減摩剤としてエンジンオイルに適当量
入れてなることを特徴とするエンジンオイル。