JPWO2012127519A1 - 機械の潤滑装置およびオイルフィルター - Google Patents
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Abstract
本発明は、内燃機関（１０）の１つ以上の供給部位にオイルを供給するように構成された潤滑装置（２６）を提供する。この潤滑装置（２６）は、オイル通路（３２）に設けられたハイドロタルサイト類化合物を含む第１部材（４８）と、前記オイル通路（３２）に設けられて前記ハイドロタルサイト類化合物から離れた金属成分を捕まえる機能を有する反応体を含む第２部材（５０）とを備える。
Description
本発明は、内燃機関などの機械の１つ以上の供給部位にオイルを供給するための潤滑装置、および、該潤滑装置に適用されることができるオイルフィルターに関する。
内燃機関は、その内部の摺動部などの供給部位にオイルを供給するように構成された潤滑装置を備える。このような潤滑装置では種々のオイルフィルターが用いられることができる。
特許文献１は、内燃機関用バイパスオイルフィルター用ろ材を開示する。特許文献１の記載によれば、このろ材は下記（１）式で表されるハイドロタルサイト類化合物を含む。
ＭｇｘＡｌ２（ＯＨ）６＋２ｘ−２ｙ（ＣＯ３）ｙ・ｍＨ２Ｏ （１）
ただし、（１）式中、ｘおよびｙは、３＜ｘ＜２０、０＜ｙ＜２を満足する整数であり、ｍは整数を示す。
ＭｇｘＡｌ２（ＯＨ）６＋２ｘ−２ｙ（ＣＯ３）ｙ・ｍＨ２Ｏ （１）
ただし、（１）式中、ｘおよびｙは、３＜ｘ＜２０、０＜ｙ＜２を満足する整数であり、ｍは整数を示す。
ところで、上記ハイドロタルサイト類化合物を含むオイルフィルターを内燃機関の潤滑装置に用いた場合、例えば、当該ハイドロタルサイト類化合物からＭｇやＡｌがオイル中に溶出する可能性がある。ＭｇおよびＡｌはオイルの劣化に寄与し得るので、何らかの対策が望まれる。
そこで、本発明はかかる点に鑑みて創案されたものであり、その目的は、内燃機関などの機械の潤滑装置にハイドロタルサイト類化合物を用いた場合に、そのハイドロタルサイト類化合物に起因するオイルの劣化を抑制することにある。
本発明の第１態様は、オイル通路に設けられたハイドロタルサイト類化合物と、前記オイル通路に設けられて前記ハイドロタルサイト類化合物から離れた金属成分を捕まえる機能を有する反応体とを備えた、機械の潤滑装置を提供する。
前記反応体は、前記金属成分としての、前記ハイドロタルサイト類化合物から離れた陽イオンを捕まえる機能を有するとよい。
好ましくは、本発明に係る機械の潤滑装置は、オイル中の金属成分の量に応じた信号を出力する出力手段と、該出力手段の出力に基づいてオイルの劣化を判定する劣化判定手段とをさらに備える。
なお、本発明に係る機械の潤滑装置は、前記オイル通路に設けられるオイルフィルターを備え、該オイルフィルターは前記ハイドロタルサイト類化合物および前記反応体を含むことができる。または、本発明に係る機械の潤滑装置は、前記オイル通路に設けられる２つのオイルフィルターを備え、該２つのオイルフィルターの一方は少なくとも前記ハイドロタルサイト類化合物を含み、該２つのオイルフィルターの他方は少なくとも前記反応体を含むことができる。
なお、上記機械は、好ましくは、内燃機関である。
本発明の第２態様は、オイル通路に設けられたハイドロタルサイト類化合物と、前記オイル通路に設けられて前記ハイドロタルサイト類化合物から離れた金属成分を捕まえる機能を有する反応体とを備えた、オイルフィルターを提供する。この場合、前記反応体は、前記金属成分としての、前記ハイドロタルサイト類化合物から離れた陽イオンを捕まえる機能を有するとよい。
本発明の前述のおよびさらなる特徴および利点は、添付図面の参照と共に、以下の例示的実施形態の説明から明らかになるであろう。
以下に、図面を参照して、本発明に係る実施形態を説明する。ただし、以下では、本発明を内燃機関に適用した実施形態を説明するが、本発明は内燃機関以外の他の機械にも適用可能である。まず、第１実施形態が説明される。
図１は、第１実施形態が適用された内燃機関（以下、エンジンという。）１０の概念図を示す。ここでは、エンジン１０は車両に搭載されている。エンジン１０は、直列４気筒形式のエンジンであるが、本発明が適用されるエンジンは、その気筒数や気筒配列形式ばかりか、火花点火式機関であるか圧縮着火式機関であるかさえも問わない。
エンジン１０はクランクケースを一体的に備えたシリンダブロック１２と、シリンダヘッド１４と、シリンダヘッド１４を上方から覆うヘッドカバー１６と、オイルパン１８とを備える。吸気通路２０のスロットルバルブ２２を介して取り込まれた空気と燃料噴射弁から噴射された燃料との混合気は燃焼室で燃焼され、排気は排気通路２４を介して排出される。
エンジン１０の潤滑装置２６は、エンジン１０における１つ以上の供給部位にオイルを供給するように構成されている。１つ以上の供給部位は、ここでは、エンジン１０内の複数の摺動部を含む複数の供給部位を含む。潤滑装置２６の一部が図１に模式的に表されているが、潤滑装置２６の一部が図２にさらに模式的に表される。以下、図１および図２を参照して、エンジン１０および潤滑装置２６が説明される。
潤滑装置２６は、図示しないストレーナおよびオイルポンプ２８を備え、オイル貯留部であるオイルパン１８内に貯留されるオイルはストレーナを通じてオイルポンプ２８によって汲み上げられる（吸引される）。ただし、ポンプ２８はエンジン１０の作動に伴ってカムシャフトまたはクランクシャフトから動力を受け取って機械的に駆動するように構成されていて、高い油圧の際にはオイルパン１８側にオイルを逃がすためのリリーフバルブ２９が設けられている。
オイルポンプ２８によって上記のように汲み上げられたオイルはオイルフィルター３０を介して、エンジン１０に形成された（各供給部位に対応した複数の油路を含む）オイル通路３２を通じて、エンジン１０内の複数の部位３４ａ、３４ｂなどに供給される。部位３４ａ、３４ｂなどは、例えばカムシャフトジャーナル、クランクジャーナル、コンロッド、ピストンなどである。そして、こうして複数の部位に供給された潤滑油つまりオイルは自らの自重により最終的にはオイルパン１８に戻る。このように潤滑装置２６ではオイルは循環される。なお、オイルがこのようにエンジン１０内で流通可能な空間をここでは「オイル通路」と称している。
シリンダブロック１２とシリンダヘッド１４には、ヘッドカバー１６内またはシリンダヘッド１４内とクランクケース内つまりオイルパン１８内とを連通するようにオイル戻し通路３６が形成されている。オイル戻し通路３６は、例えば動弁系の潤滑を終えたオイルをシリンダヘッド１４からオイルパン１８内へ向けて戻す（落とす）ための通路である。また、クランクケース内つまりオイルパン１８内とヘッドカバー１６内またはシリンダヘッド１４内とをつなぐ空気通路３８が形成されている。空気通路３８は、クランクケース内のブローバイガスをヘッドカバー１６内に向けて上昇移動させる役目も担う。ただし、オイル戻し通路３６および空気通路３８は、それぞれオイル通路として機能することもできると共に空気通路として機能することもできる。なお、オイル戻し通路３６の数および空気通路３８の数はそれぞれ幾つであってもよい。
ここで、ブローバイガスとは、ピストンのピストンリングと、シリンダブロック１２のシリンダボアとの隙間からクランクケース内へ漏れ出るガスのことである。このブローバイガスは多量の炭化水素や水分を含む。このため、ブローバイガスがあまりに多いとそれはエンジンオイルの早期劣化やエンジン内部の錆の原因になる。また、ブローバイガスには炭化水素が含まれているため、それをこのまま大気に解放することは環境上好ましくない。そのため、エンジン１０は、図示しない既知のブローバイガス環流装置を備えている。ブローバイガスは、ヘッドカバー１６内に導入された後、吸気負圧を利用して強制的に吸気系統へ戻され、燃焼室に供給される。
ところで、そのようなブローバイガス中には、例えばＮＯｘ、ＳＯｘおよび水分が含まれている。そして、例えば、ヘッドカバー１６がエンジンからの熱を伝達されづらくかつその外面が外気に晒されて冷却風等によって冷却されるので、ヘッドカバー１６の内面には結露等による凝縮水が生じやすい。よって、特にヘッドカバー１６内では、それらの反応により、酸性物質、例えば硝酸、硫酸ができやすい。これら酸性物質は、潤滑油つまりエンジンオイルに混ざり得、エンジン内部におけるスラッジプリカーサおよびスラッジの発生、付着、堆積を促し得る。このようなスラッジはオイルの劣化により生じ得、また、さらにオイルの劣化をもたらし得るので、スラッジプリカーサおよびスラッジの生成等を抑制することはオイルの劣化を抑制することをもたらす。
そこで、エンジン１０の潤滑装置２６に適用されたオイル劣化抑制装置４０は、エンジンオイルからそのような酸性物質つまり酸性成分を除去するべく、オイルフィルター４２を有する。ろ過部材としてのオイルフィルター４２はオイル通路３２のうちの主オイル通路４４から別れてオイルパン１８内に連通するバイパス通路４６に設けられている。バイパス通路４６はオイル通路３２に含まれ、エンジン１０の上記供給部位３４ａ、３４ｂなどにオイルを供給するための主オイル通路４４に対して副オイル通路と称されることができる。
ただし、図１では、オイルフィルター４２を含むオイル劣化抑制装置４０のその主要部を誇張して表すべく、そのオイルフィルター４２およびバイパス通路４６の一部がエンジン本体１０´の外側に描かれている。しかし、オイルフィルター４２等の設置位置は図１に表された位置に限定されるものではなく、種々の箇所に変更可能であり、例えばエンジン本体１０´の各部の外側に接する部分に、同外側から離れた部分に、またはエンジン本体１０´の各部の内側に定められることが可能である。ただし、本実施形態では、オイルフィルター４２は交換可能に設けられている。この場合、オイルフィルター４２は交換容易な位置に位置づけられると好ましい。なお、オイルフィルター４２は適宜の時期に交換可能である。
オイルフィルター４２内には、第１部材４８と、第２部材５０とが上流側から順に直列的に配置されている。ここでは、オイルが、オイルポンプ２８による圧力のみならずその自重をも利用してオイルフィルター４２内を流れることができるようにオイル劣化抑制装置４０は構成されていて、第１部材４８は第２部材５０に対して鉛直方向上方に位置づけられている。したがって、オイルフィルター４２に入ったオイルは第１部材４８に至り、該第１部材４８を通過したオイルは第２部材５０に至り、その後、第２部材５０を通過したオイルはオイルパン１８内にその自重により流れることができる。
オイルフィルター４２の第１部材４８は、オイル中の所定の酸性成分を吸着するように構成されている。具体的には、第１部材４８は、支持部材と、そこに支持されたまたは収容された多数の（複数の）ハイドロタルサイト粒とを備える。ここでの第１部材４８では、ハイドロタルサイト粒が、支持部材の一部としてのろ紙部材間にサンドイッチされるようにして支持されて、さらに同支持部材の一部としてのケース部材に収容されている。なお、第１部材４８のケース部材等の支持部材はそれをオイルが適切に通過できるように構成されている。
なお、第１部材４８の支持部材は、網目状袋体、３次元網目状構造体、多孔質構造体、筒状構造体等であり得、それらの内部および隙間の少なくとも一方に複数のハイドロタルサイト粒が閉じ込められたり保持されたりすることができる。また、そのような支持部材に支持される１つ以上のハイドロタルサイトは少なくとも使用前段階において一体的に固められた単一のまたは複数のブロック体であることができる。または、そのような支持部材に支持される１つ以上のハイドロタルサイトは粒以外の形状であることができる。
第１部材４６が備える第１反応体としてのまたはそれに含まれるハイドロタルサイトは、層状構造を有し、金属成分を主成分として構成されている骨格部分の層の間に陰イオンつまりアニオンを取り込む性質を有する。このようなハイドロタルサイトは、新たな陰イオンを取り込みつまり吸着し、それに代えてそれまで層間に有していた陰イオンを放出する機能を有することができる。したがってハイドロタルサイトはイオン交換体（イオン交換材料）である、またはイオン交換体の働きをする。このようなハイドロタルサイトは、オイル中で、所定のイオンつまりイオン成分、特にオイル中の（硝酸イオンなどの）酸性成分を吸着する機能を有する。具体的には、ブローバイガス中のＮＯｘと水とにより生じ得る硝酸イオン（ＮＯ３ −）、ブローバイガス中のＳＯｘと水とにより生じ得る硫酸イオン（ＳＯ４ ２−）をオイル中から除去するべくハイドロタルサイトは用いられる。なお、ハイドロタルサイトによってオイル中から除去されることが望まれる酸性成分は、硝酸イオン（ＮＯ３−）、硫酸イオン（ＳＯ４ ２−）ばかりでなく、例えば、ブローバイガスに基づいて生じ得る酢酸イオン（ＣＨ３ＣＯＯ−）、同様にブローバイガスに基づいて生じ得るギ酸イオン（ＨＣＯＯ−）がある。第１部材４８のハイドロタルサイトは、これらを含む群またはこれらからなる群から選択された少なくとも１つの成分を吸着するつまり捕まえる機能を有することができる。
第１部材４８には、上記したような層状構造を有する種々のハイドロタルサイトつまりハイドロタルサイト類化合物が含まれることができる。例えば、ハイドロタルサイトとして、和光純薬工業株式会社製の「Ｍｇ６Ａｌ２（ＯＨ）（ＣＯ３）１６」（以下、「ＨＴ」と称される。）が用いられ得る。このハイドロタルサイトつまりＨＴは、ＡｌとＭｇとを主成分として構成された骨格部分の層と、該層の間にサンドイッチ状に挟まれた陰イオンとを含む層状化合物である。
これに対して、オイルフィルター４２の第２部材５０は、オイル中の所定成分を捕まえるように構成されている。具体的には、第２部材５０は、支持部材と、そこに支持されたまたは収容された多数の（複数の）陽イオン交換樹脂粒とを備える。ここでの第２部材５０では支持部材としてのケース部材内に多数の（複数の）陽イオン交換樹脂粒が収用されている。なお、第２部材５０のケース部材はそれをオイルが適切に通過できるように構成されている。
なお、第２部材５０の支持部材は、網目状袋体、３次元網目状構造体、多孔質構造体、筒状構造体等であり得、それらの内部および隙間の少なくとも一方に複数の陽イオン交換樹脂が閉じ込められたり保持されたりすることができる。また、そのような支持部材に支持される１つ以上の陽イオン交換樹脂は単一のまたは複数のブロック体とされてもよく、または粒以外の種々の形状であることができる。
第２部材５０が備える第２反応体としてのまたはそれに含まれる陽イオン交換樹脂は、イオン交換体（イオン交換材料）である。ここで用いられる陽イオン交換樹脂は所定の陽イオン（イオン成分）を捕まえるつまり吸着する機能を有する。具体的には、その陽イオン交換樹脂はＡｌイオン（Ａｌ３＋）およびＭｇイオン（Ｍｇ２＋）などの陽イオンを捕捉する機能を有する。なお、第２部材５０で用いることができるイオン交換樹脂としては、例えば、三菱化学社製ダイヤイオン（登録商標）シリーズのイオン交換樹脂（例えばＷＫ１０、１１）がある。
次に、上記構成を備えるエンジン１０の潤滑装置２６におけるオイル劣化抑制装置４０の作用効果を説明する。
エンジン１０の作動に伴って作動されるポンプ２８によってオイルフィルター４２に供給されたオイルが第１部材４８を通過するとき、それのハイドロタルサイトで硝酸イオン等の所定成分が捕捉されてオイルから除去されることができる。これにより、スラッジプリカーサおよびスラッジの生成等を抑制することが可能になる。
加えて、そのようなハイドロタルサイトは、上記したように金属成分を主成分として構成された骨格部分の層を有するが、例えばそれら骨格部分の層におけるＡｌやＭｇのような金属成分がオイル中に溶出し易いという特性を有する。特に、用いられるハイドロタルサイトが約５〜３０μｍの径の粒状体であるとき、ＡｌやＭｇのような金属成分のオイル中への溶出は生じ易い。ハイドロタルサイトから離れたＡｌおよびＭｇなどの金属成分は、オイル添加剤やオイルそのものに影響し、オイル劣化を促進する助触媒作用を発揮し得る。それ故、これらハイドロタルサイトに由来する所定成分であるＡｌおよびＭｇなどの金属成分はオイル中からまたはオイル通路３２から除去されることが望まれる。
このようなＡｌやＭｇなどの金属成分は概して陽イオンとしてオイル中に存在することができる。これに対して、上記したように設けた第２部材５０のイオン交換樹脂は陽イオンを捕まえるつまり吸着する機能を有する。それ故、第２部材５０の陽イオン交換樹脂により、第１部材４８のハイドロタルサイトから離れた該ハイドロタルサイト由来のＡｌおよびＭｇは捕捉されることができる。したがって、ハイドロタルサイト使用に基づくオイル劣化を抑制することができ、結果としてハイドロタルサイトによるオイル劣化抑制効果を高めることができる。
上記したようなオイルフィルター４２をエンジン１０の潤滑装置２６におけるオイル通路３２に設けたときの効果を実験により調べたので、その結果が図３を参照して説明される。図３の横軸はエンジン１０を搭載した車両の走行距離（ｋｍ）を示し、その縦軸は潤滑装置２６のオイル中の金属量（ｍｏｌ）を示す。なお、実験では、ハイドロタルサイトとして上記ＨＴを用い、陽イオン交換樹脂として三菱化学社製ダイヤイオン（登録商標）シリーズのイオン交換樹脂を用いた。
図３の線Ｌ１はオイルフィルター４２を設けなかった場合の、つまり、ハイドロタルサイトおよび陽イオン交換樹脂を設けなかった場合の走行距離と金属量との関係を示す。図３の線Ｌ２は第２部材５０を除いたオイルフィルター４２を設けた場合の、つまり、ハイドロタルサイトのみをオイル通路に設けた場合の走行距離と金属量との関係を示す。さらに、図３の線Ｌ３はオイルフィルター４２を設けた場合の、つまり、ハイドロタルサイトおよび陽イオン交換樹脂を共にオイル通路に設けた場合の走行距離と金属量との関係を示す。
線Ｌ２から明らかなように、ハイドロタルサイトをオイル通路に配置することで、オイル中の金属量が増加した。これは、ハイドロタルサイトからＡｌ、Ｍｇのような金属成分がオイル中に溶出したためであろう。
これに対して、ハイドロタルサイトに加えて陽イオン交換樹脂をオイル通路に配置することで、オイル中の金属量の増加が大幅に抑制され、特にハイドロタルサイトおよび陽イオン交換樹脂を共に設けない場合の金属量の増加よりも低く抑えられた。これは、陽イオン交換樹脂が、ハイドロタルサイトから溶出したＡｌ、Ｍｇを捕まえると共に、さらにエンジン１０の摺動部等での摩耗等により生じた金属成分をも捕まえたためであろう。
このように、ハイドロタルサイトをオイル通路に設けるとき、陽イオン交換樹脂のようなハイドロタルサイトから離れた所定金属成分を捕まえる機能を有する反応体を併せてオイル通路に設けることで、ハイドロタルサイトに起因したオイル劣化を十分に防ぐまたは抑制することができる。
なお、上記第１実施形態では、ハイドロタルサイトと陽イオン交換樹脂である反応体とは異なる部材にそれぞれ支持されて分離された。しかし、本発明は、それらが結合されてまたは混ぜられて用いられることを許容する。
また、上記実施形態のオイルフィルター４２では、第２部材５０の鉛直方向上方に第１部材４８が配置された。しかし、オイルフィルター４２は内筒と外筒とを備える筒状構造体として構成され、それら内筒および外筒のうちの一方にハイドロタルサイトが収容され、それらの他方に陽イオン交換樹脂のような反応体が収容されることができる。なお、ハイドロタルサイトが収容される一方の部材は、陽イオン交換樹脂のような反応体が収容される他方の部材の上流側に位置付けられるとよいが、該他方の部材の下流側に位置付けられてもよい。
また、上記実施形態では、単一のオイルフィルターにハイドロタルサイトとイオン交換樹脂である反応体とは組み込まれたが、それらはそれぞれ別のろ過部材に収容されてもよい。つまり、オイル通路に設けられる２つのオイルフィルターが用いられ、該２つのオイルフィルターの一方は少なくともハイドロタルサイト類化合物を含み、該２つのオイルフィルターの他方は反応体つまり第２反応体を含むことができる。そして、ハイドロタルサイトと第２反応体とは互いに隣接して配置されることができるが、遠く離れた位置に例えば異なるオイル戻し通路に配置されることができる。
また、上記実施形態では、オイルポンプ２８により循環供給されるオイルはフルフローフィルターであるオイルフィルター３０と、バイパスフィルターであるオイルフィルター４２とへ分流された。しかし、ハイドロタルサイトとイオン交換樹脂とを含むオイルフィルター４２はフルフローフィルターとしてオイル通路３２に設けられることができる。例えばオイルフィルター４２はオイルフィルター３０に隣接して設けられることができ、またはオイルフィルター３０に一体的に組み込まれることができる。ハイドロタルサイトとイオン交換樹脂とがそれぞれ別のろ過部材に収容されて２つのオイルフィルターが形成される場合、それら２つのオイルフィルターの両方または一方がフルフローフィルターとしてまたはバイパスフィルターとして用いられてもよい。
なお、上記実施形態では、第２部材５０に第２反応体として陽イオン交換樹脂が備えられたが、用いられる第２反応体はイオン交換樹脂に限定されず、種々のイオン交換体が第２反応体として用いられることができる。例えば、種々の無機陽イオン交換体がその第２反応体として用いられることができる。無機陽イオン交換体としては、ゼオライト、結晶性アンチモン酸、含水５酸化アンチモン、リン酸チタン、リン酸ジルコニウム、水酸化チタンおよび水酸化ジルコニウムなどがある。
次に、本発明に係る第２実施形態が説明される。第２実施形態が適用されたエンジン１００は、上記エンジン１０と概ね同じ構成を備えるが、さらにオイル劣化検出装置を備える。以下では、そのオイル劣化検出装置に関して主として説明する。なお、以下では、第２実施形態が適用されたエンジンは図４および図２を参照して説明され、既に説明した構成要素に対応する構成要素に既に説明した構成要素に付された符号を同様に付して、それらの重複する説明は省略され得る。なお、上記第１実施形態に対する上記変形例等は、本第２実施形態にも同様に適用されることができる。
第２実施形態が適用されたエンジン１００は、エンジン１００における各種制御装置（制御手段）および各種検出装置（検出手段）としての機能を実質的に担う電子制御ユニット（ＥＣＵ）６０を備えている。ＥＣＵ６０は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭを含む記憶装置、Ａ／Ｄ変換器、入力インタフェース、出力インタフェース等を含むマイクロコンピュータで構成されている。入力インタフェースには、エンジン回転速度を検出するためのエンジン回転速度センサ６２、エンジン負荷を検出するためのエンジン負荷センサ６４、車速センサ６６等を含む各種センサ類が電気的に接続されている。エンジン回転速度センサ６２としては、例えば、クランク角センサを用いることができる。また、エンジン負荷センサ６４としてはエアフローメータ、アクセル開度センサ等を用いることができる。これら各種センサ類からの出力（検出信号）に基づき、予め設定されたプログラムにしたがって円滑なエンジン１０の運転ないし作動がなされるように、ＥＣＵ６０は出力インタフェースから電気的に燃料噴射弁、スロットルバルブ２２用のアクチュエータ等に作動信号（駆動信号）を出力する。
なお、このような電子制御システムは、例えば、ＥＣＵ６０、並びに、エンジン回転速度センサ６２、エンジン負荷センサ６４および車速センサ６６等を含む各種センサ類は、第１実施形態の説明では省かれたが、上記エンジン１０にも同様に備えられている。
そして、第２実施形態のエンジン１００は、さらに、上記オイル劣化検出装置７０を備えている。上記したようにオイルフィルター４２を含むオイル劣化抑制装置４０を潤滑装置２６に適用することで、潤滑装置２６におけるオイルの劣化を抑制できる。しかし、オイルフィルター４２は使用により徐々にその性能が低下するので、オイルフィルター４２は適宜の時期に交換されるとよい。その適宜の時期を、オイル劣化検出装置７０を用いて好適に判断することができる。
オイル劣化検出装置７０は、オイル中の金属成分の量に応じた信号を出力する出力手段としての誘電率センサ７２と、誘電率センサ７２の出力に基づいてオイルの劣化を判定する劣化判定手段とを含む。誘電率センサ７２は、ここではオイル通路３２のうちのオイルパン１８に設けられているが、オイル通路３２の他の箇所に設けられてもよい。なお、誘電率センサ７２としては、種々のセンサを用いることができ、例えばＢＯＳＣＨ社の製品、Ｄｅｌｐｈｉ社の製品、および、ＫＩｔｔｉｗａｋｅ社の製品などを用いることができる。なお、オイル中の金属成分の量に応じた信号を出力する出力手段として、誘電率センサ以外のセンサが用いられてもよい。
オイル中のＡｌ、Ｍｇ、Ｆｅなどの金属成分の量は、オイルの誘電率と比例関係にある。したがって、誘電率センサ７２からの出力は、オイル中の金属成分の量、例えば金属濃度と相関関係にある。したがって、誘電率センサ７２からの出力に基づいてオイルの劣化を判定することができる。
誘電率センサ７２からの出力信号は、誘電率センサ７２が電気的に接続されたＥＣＵ６０によって後述するように処理される。ＥＣＵ６０は誘電率センサ７２からの出力信号に基づいてオイルの劣化を判定する上記劣化判定手段としての機能を担う。そして、ＥＣＵ６０はオイルが劣化したと判定したとき運転者にオイルの劣化を知らせてオイルフィルター４２の交換を促すように、警告ランプ７４を点灯させることができる。警告ランプ７４は運転席のフロントパネル等に設けられることができる。
以下、オイルの劣化判定が図５および図６を参照して説明される。図５は、オイルの劣化判定の流れを表したフローである。図６はオイルフィルター４２を備えたエンジン１００を搭載した車両の走行距離（ｋｍ）とエンジン１００の潤滑装置２６のオイル中の金属成分の量つまり金属量（ｍｏｌ）との関係を調べるために行った実験結果を概念的に示すグラフである。
ステップＳ５０１では、金属量に相当する値が検出される。具体的には、誘電率センサ７２からの出力信号に基づいて、ここでは誘電率が検出される。なお、誘電率に基づいてさらに金属成分の量つまり金属量が算出されてもよい。なお、金属量に相当する値は、このように誘電率、金属量であってもよく、または他の値であってもよい。例えば、電圧値、電流値などの値が金属量に相当する値としてそのまま用いられることができる。なお、金属量に相当する値を検出するためのデータまたは演算式などが記憶装置に予め記憶されている。
ステップＳ５０１で検出された値つまり検出値が閾値つまり所定値ａ以上か否かがステップＳ５０３で判定される。閾値は予め定められて記憶装置に記憶されている。検出値が閾値ａ以上でない場合、ステップＳ５０３で否定判定される。
ここで、図６を見ると、図６にはオイル中の金属量の変化が表されている。オイルフィルター４２が十分にその機能を発揮しているとき、図３を参照して既に説明されたように、オイル中の金属は第２部材５０の陽イオン交換樹脂によって捕捉されるので、金属量の増加は非常に緩やかに生じ得る。
しかし、車両の走行距離がｂ１に達して、オイルフィルター４２がその機能を十分に発揮できなくなると、つまり、オイルフィルター４２の寿命が来ると、オイル中の金属量の増加速度は速くなる。そして、車両の走行距離がｂ２に達して、オイルフィルター４２のそのような劣化寿命を考慮して定められている閾値ａにステップＳ５０１で検出された誘電率が達すると、つまり、オイルフィルター４２のそのような劣化寿命を考慮して定められている閾値ａに相当する金属量ｃ（図６を見よ）にオイル中の金属量が達すると、ステップＳ５０３で肯定判定される。この結果、ステップＳ５０５で上記警告ランプ７４が点灯させられる。したがって運転者等はオイルフィルター４２の劣化を適切な時期に知って、それを新しいオイルフィルターに交換することができる。
オイルフィルター４２が新たなものになると、図６における走行距離がｂ２を越えている部分に基づいて理解され得るように、オイルフィルター４２の機能が発揮される結果、オイル中の金属量は急速にある程度まで低下し、その後非常に緩やかに増加する。
本発明の実施形態は前述の実施形態のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本発明に含まれる。従って本発明は、限定的に解釈されるべきではなく、本発明の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。
Claims (8)
- オイル通路に設けられたハイドロタルサイト類化合物と、
前記オイル通路に設けられて前記ハイドロタルサイト類化合物から離れた金属成分を捕まえる機能を有する反応体と
を備えた、機械の潤滑装置。 - 前記反応体は、前記金属成分としての、前記ハイドロタルサイト類化合物から離れた陽イオンを捕まえる機能を有する、請求項１に記載の機械の潤滑装置。
- オイル中の金属成分の量に応じた信号を出力する出力手段と、
該出力手段の出力に基づいてオイルの劣化を判定する劣化判定手段と
をさらに備える、請求項１または２に記載の機械の潤滑装置。 - 前記オイル通路に設けられるオイルフィルターを備え、該オイルフィルターは前記ハイドロタルサイト類化合物および前記反応体を含む、請求項１から３のいずれかに記載の機械の潤滑装置。
- 前記オイル通路に設けられる２つのオイルフィルターを備え、該２つのオイルフィルターの一方は少なくとも前記ハイドロタルサイト類化合物を含み、該２つのオイルフィルターの他方は少なくとも前記反応体を含む、請求項１から３のいずれかに記載の機械の潤滑装置。
- 前記機械は内燃機関である、請求項１から５のいずれかに記載の機械の潤滑装置。
- オイル通路に設けられたハイドロタルサイト類化合物と、
前記オイル通路に設けられて前記ハイドロタルサイト類化合物から離れた金属成分を捕まえる機能を有する反応体と
を備えた、オイルフィルター。 - 前記反応体は、前記金属成分としての、前記ハイドロタルサイト類化合物から離れた陽イオンを捕まえる機能を有する、請求項７に記載のオイルフィルター。
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