(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
潤滑油に含まれる金属イオンとの間でイオン交換を行うリン酸カルシウム系化合物が多孔質構造を有する基材に保持されてなる潤滑油用フィルター。
【請求項２】
前記基材における潤滑油通過領域の中央に前記リン酸カルシウム系化合物が保持されており、前記基材の外周に磁場発生手段が設けられた請求項１に記載の潤滑油用フィルター。
【請求項３】
前記リン酸カルシウム系化合物が前記基材に蒸着された請求項１又は２に記載の潤滑油用フィルター。
【請求項４】
機器に供給される潤滑油の循環経路に介装され、前記潤滑油に含まれる金属イオンとの間でイオン交換を行うリン酸カルシウム系化合物が多孔質構造を有する基材に保持されてなる潤滑油用フィルターと、
前記潤滑油用フィルターによって捕捉された金属イオンの成分量を測定する成分量測定手段と、を具備する金属成分検出装置。
【請求項５】
前記基材の外周面に向けて磁場を発生させる磁場発生手段を更に備え、
前記潤滑油用フィルターは、前記基材における潤滑油通過領域の中央に前記リン酸カルシウム系化合物が保持されたものであり、
前記成分量測定手段は、前記磁場発生手段による磁場によって前記基材の外周面に引き寄せられた磁性金属イオンの成分量、及び前記基材の中央で前記リン酸カルシウム系化合物によって捕捉された非磁性金属イオンの成分量それぞれを個別に測定する請求項４に記載の金属成分検出装置。
【請求項６】
前記成分量測定手段は、前記潤滑油用フィルターに向けて供給された電磁波又は磁場の変化量に基づいて前記金属イオンの成分量を測定する請求項４又は５に記載の金属成分検出装置。
【請求項７】
請求項４から６のいずれかに記載の金属成分検出装置と、
前記金属成分検出装置の前記成分量測定手段によって測定された成分量に基づいて前記機器の状態が異常かどうかを判定する状態判定手段と、を具備する異常診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機器に供給される潤滑油に含まれる金属イオンを捕捉するための潤滑油用フィルター、この潤滑油用フィルターを用いて潤滑油に含まれる金属イオンの量を測定する金属成分検出装置、及び前記機器の異常診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関、減速機、工作機械などの各種機器は、軸受やピストン、ギヤなどのように金属部品同士が摺動する摺動部分を多く有している。この摺動部分の摩耗を抑制するために、機器の内部に形成された潤滑流路に潤滑油を供給して、摺動摩擦を低減させ、摺動部分を低温度に維持している。しかしながら、潤滑油を前記摺動部分に供給しても、摺動部分の摩耗を完全に防止することはできず、摩擦によって生じた金属粉が潤滑油に混入する。このように潤滑油に混入した金属粉を検出する手段として、特許文献１に記載の金属粒子検出装置が公知である。この金属粒子検出装置は、吸着手段によって吸着された金属粒子によって２つの電極間が短絡したことを電気的に検出することにより、吸着された所定量の金属粒子を検出する。また、金属粉が混入した潤滑油の劣化状態を検出する手段として、特許文献２に記載の劣化検出装置が公知である。この劣化検出装置は、オイル流路を挟んで互いに対向配置された電極間に磁場を形成して、その電極間のオイル流路内における金属粉濃度を増加させることにより、潤滑油の導電率及び誘電率の測定感度を向上させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１４５１９号公報
【特許文献２】特開２０１１−８０８１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前掲の特許文献１の装置は潤滑油に含まれる金属粒子を検出するものであり、また、特許文献２の装置は潤滑油に含まれる金属粉などの異物の濃度によって潤滑油の劣化を判定するものである。一般に、前記内燃機関などの機器においては、前記摺動部分の摩擦によってその摺動部分から金属粉が生じた段階で、当該摺動部分に異常が見込まれる。このため、前掲の各特許文献に記載の方法により潤滑油に含まれる金属粉の量を測定し、その測定結果に基づいて、前記機器の状態が正常か異常かを診断することが可能である。しかしながら、前記摺動部分に異常が生じて金属粉が発生するよりも前に、当該摺動部分を構成する金属がイオン化して潤滑油に溶解することによって、潤滑油における金属イオンの溶解量が増加することが知られている。したがって、潤滑油中の金属粉を測定するよりも、潤滑油中の金属イオンの成分量を測定することができれば、前記機器の異常を早期に診断することができる。
【０００５】
そこで、本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、潤滑油に含まれる金属イオンを捕捉することが可能な潤滑油用フィルターを提供することであり、他の目的は、潤滑油に含まれる金属イオンの量を正確に検出することが可能な金属成分検出装置、及び機器における異常を早期に診断することが可能な異常診断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
(1)  本発明は、潤滑油に含まれる金属イオンとの間でイオン交換を行うリン酸カルシウム系化合物が多孔質構造を有する基材に保持されてなる潤滑油用フィルターである。
このように構成された潤滑油用フィルターを潤滑油の循環経路に介装させると、潤滑油は基材の孔を通って潤滑油用フィルターを通過するが、金属イオンは、リン酸カルシウム系化合物との間でイオン交換が行われることにより、リン酸カルシウム系化合物に吸着される。詳細には、前記金属イオンが前記リン酸カルシウム系化合物のカルシウムイオンと置換される。
これにより、潤滑油に溶けこんでいるアルミニウムイオンなどの金属イオンを確実に捕捉することができる。
【０００７】
(2)  前記基材における潤滑油通過領域の中央に前記リン酸カルシウム系化合物が保持されており、前記基材の外周に磁場発生手段が設けられている。
このように構成されているため、鉄イオンなどの磁性を有する磁性金属イオンが磁場発生手段によって前記基材の外周面側へ集まり、一方、アルミニウムイオンなどの磁性を有しない非磁性金属イオンが前記基材の中央に捕捉される。このため、本発明の潤滑油用フィルター磁性によれば、磁性金属イオンと非磁性金属イオンとを別々の領域に集めることができる。
【０００８】
(3)  前記リン酸カルシウム系化合物が前記基材に蒸着されている。前記基材としては、織布、不織布、網状体または多孔質体などの多孔質構造のものが考えられる。
【０００９】
(4)  また、本発明は、潤滑油用フィルターと、成分量測定手段と、を具備する金属成分検出装置である。前記潤滑油用フィルターは、機器に供給される潤滑油の循環経路に介装されている。この潤滑油用フィルターは、前記潤滑油に含まれる金属イオンとの間でイオン交換を行うリン酸カルシウム系化合物が多孔質構造を有する基材に保持された構成となっている。前記成分量測定手段は、前記潤滑油用フィルターによって捕捉された金属イオンの成分量を測定するものである。
このように構成されているため、潤滑油に金属粉が混入するよりも前に潤滑油に溶解した金属イオンを検出して、その成分量を測定することができる。
【００１０】
(5)  本発明の金属成分検出装置は、前記基材の外周面に向けて磁場を発生させる磁場発生手段を更に備えている。この場合、前記潤滑油用フィルターは、前記基材における潤滑油通過領域の中央に前記リン酸カルシウム系化合物が保持されたものである。また、前記成分量測定手段は、前記磁場発生手段による磁場によって前記基材の外周面に引き寄せられた磁性金属イオンの成分量、及び前記基材の中央で前記リン酸カルシウム系化合物によって捕捉された非磁性金属イオンの成分量それぞれを個別に測定する。
これにより、一つの金属成分検出装置で２種類の金属イオンの成分量を測定することができる。
【００１１】
(6)  前記成分量測定手段は、前記潤滑油用フィルターに向けて供給された電磁波又は磁場の変化量に基づいて前記金属イオンの成分量を測定する。前記電磁波は、例えば、電波や赤外線、可視光線、紫外線、Ｘ線、ガンマ線などが該当する。前記磁場は、例えば、永久磁石や電磁石によって供給される。前記電磁波が供給された状態で、前記潤滑油用フィルターにおける前記金属イオンの成分量が変化すると前記電磁波が減衰する。前記成分量測定手段は、その減衰量に基づいて前記金属イオンの成分量を測定する。また、前記磁場が供給された状態で、前記潤滑油用フィルターにおける前記金属イオンの成分量が変化すると、磁場の強さが変化する。前記成分量測定手段は、その変化量に基づいて前記金属イオンの成分量を測定する。
【００１２】
(7)  また、本発明は、上述の金属成分検出装置と、この金属成分検出装置の前記成分量測定手段によって測定された成分量に基づいて前記機器の状態が異常かどうかを判定する状態判定手段と、を具備する異常診断装置として構成されている。
これにより、潤滑油に溶解した金属イオンの成分量に基づいて、機器の異常を早期に診断することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、潤滑油に含まれる金属イオンを捕捉することが可能である。また、潤滑油に含まれる金属イオンの成分量を高精度に検出することが可能である。また、機器の異常を早期に診断することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係るオイルフィルター１０の概略構成を示す模式図である。
【図２】本発明の実施形態に係る異常診断装置２０の概略構成を示す模式図である。
【図３】異常診断装置２０の制御部５０によって実行される金属成分測定処理及び状態判定処理の手順の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、適宜図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るオイルフィルター１０の構成について説明する。なお、以下に説明される実施形態は、本発明を具体化した単なる一例であり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００１６】
図１は、オイルフィルター１０の構成を示す図であり、図１（Ａ）はオイルフィルター１０の正面図、図１（Ｂ）はオイルフィルター１０の中央断面構成を示す切断線ＩＢ−ＩＢの断面図である。オイルフィルター１０は、本発明の潤滑油用フィルターの一例であって、船舶が備えるディーゼルエンジンなどの内燃機関に用いられるものであり、具体的には、内燃機関に循環される潤滑油のオイル配管３１（図２参照）に介装されて用いられる。なお、以下の説明では、内燃機関の潤滑油用のオイルフィルター１０を例示するが、潤滑油の循環が必要とされる減速機や工作機械などの各種機器にも、本発明のオイルフィルター１０は適用可能である。
【００１７】
オイルフィルター１０は、主に、オイル配管３１を流れる潤滑油に含まれる金属イオンを捕捉するものである。一般に、内燃機関のシリンダやクランク軸、コネクティングロッドなどの構成要素は、炭素鋼や合金鋼などのように鉄を主成分とする鉄系合金（鋼）で構成されている。また、ピストンリングやメインメタル（エンジンフレームとクランク軸との間に装着されるメタル）、クランクピンメタル、ピストンピンメタルなどの摺動部分は、ジュラルミンなどのようにアルミニウムを主成分とするアルミ系合金（アルミニウム合金）によって構成されている。前記摺動部分において金属部材同士が摺動すると、摺動部分を構成する鉄系合金から微量の鉄イオンが潤滑油に溶解し、また、アルミ系合金から微量のアルミニウムイオンが潤滑油に溶解する。例えば、ピストンに設けられたピストンリングは、ピストンがシリンダ内でストローク運動される度にシリンダライナーに対して摺動される。このような摺動部分に潤滑油が循環されることによって、アルミ系合金のピストンリングからアルミニウムイオンが潤滑油に溶解し、鉄系合金のシリンダライナーからは鉄イオンが潤滑油に溶解する。特に、前記摺動部分に異常が生じている場合は、摩耗によって金属粉が発生し始めるよりも前に、鉄イオンやアルミニウムイオンなどの金属イオンが潤滑油に溶け出す量が増加する傾向にある。このように潤滑油に溶解した金属イオンがオイルフィルター１０によって捕捉される。
【００１８】
図１に示されるように、オイルフィルター１０は、短尺な円柱形状に形成されており、フィルタ部１１と、永久磁石１２（本発明の磁場発生手段の一例）とにより構成されている。フィルタ部１１は、オイル配管３１の内部に配置されて、オイル配管３１を流れる潤滑油を供給方向の上流側から下流側へ通過させる部分である。フィルタ部１１は、潤滑油を通過可能なように、多孔質構造を有する基材の一例であるフィルタエレメントにより構成されている。このフィルタエレメントとしては、例えば、織布、不織布、網状体または多孔質体などの多孔質構造のものであればどのような材質のものでも適用可能である。図１（Ａ）に示されるように、フィルタ部１１は、中心部分に形成された内側フィルタ１４と、その外周部分に形成された外側フィルタ１５とを有する。
【００１９】
内側フィルタ１４は、潤滑油に含まれているアルミニウムイオンを捕捉する部分である。具体的には、内側フィルタ１４は、潤滑油に含まれるアルミニウムイオンとの間でイオン交換を行うハイドロキシアパタイト（水酸燐灰石：Ca5(PO4)3(OH)）が前記フィルタエレメントに保持された構成を有する。ここで、ハイドロキシアパタイトは、本発明のリン酸カルシウム系化合物の一例である。本実施形態では、前記フィルタエレメントにハイドロキシアパタイトの粉末を蒸着させることによって、ハイドロキシアパタイトを前記フィルタエレメントに保持させている。なお、内側フィルタ１４として、ハイドロキシアパタイトの粉末を焼結させて多孔質構造の焼結体を採用することも可能である。
【００２０】
一般に、ハイドロキシアパタイトなどのリン酸カルシウム系化合物は、イオン交換により多様な異種イオンを結晶内部に取り込むことができる性質を有することで知られている。特に、アルミニウムイオンＡｌ３＋（半径０．０５１ｎｍ）は他の金属イオンよりも小さく、且つ、カルシウムイオンＣａ２＋（半径０．１００ｎｍ）よりも十分に小さいことから、アルミニウムイオンＡｌ３＋は、リン酸カルシウム系化合物の結晶構造中に入り込み易い。そのため、リン酸カルシウム系化合物は、アルミニウムイオンＡｌ３＋とイオン交換し易い性質を有している。とりわけ、ハイドロキシアパタイトは、他のリン酸カルシウム系化合物と比べて、アルミニウムイオンＡｌ３＋とカルシウムイオンＣａ２＋との間で高いイオン交換性を有している。つまり、ハイドロキシアパタイトは、潤滑油に含まれるアルミニウムイオンに対して高い吸着能力（イオン交換能力）を有する。なお、内燃機関の潤滑油中に含まれる主たる金属イオンは、アルミ系合金から溶解したアルミニウムイオンと、鉄系合金から溶解した鉄イオンの２つである。しかし、鉄イオンＦｅ３＋の半径は０．０６４ｎｍであり、鉄イオンＦｅ２＋の半径は０．０７６ｎｍであり、いずれもアルミニウムイオンの半径よりも大きいため、潤滑油中にアルミニウムイオンと鉄イオンとが共存していても、鉄イオンがイオン交換されることはないため、ハイドロキシアパタイトに鉄イオンが吸着されることはなく、仮に吸着されたとしても微量である。
【００２１】
外側フィルタ１５は、前記フィルタエレメントそのものである。したがって、外側フィルタ１５にアルミニウムイオンが吸着されるされることはなく、この部分に流入した潤滑油は、そのまま下流側へ通り抜ける。ただし、オイルフィルター１０には永久磁石１２が設けられているため、後述するように、鉄イオンが磁力によって外側フィルタ１５に引き寄せられる。このため、アルミニウムイオンは相対的に内側フィルタ１４へ集められて、内側フィルタ１４で捕捉される。なお、磁場発生手段の一例として、永久磁石１２に代えて、電磁石を適用することも可能である。
【００２２】
本実施形態では、フィルタ部１１は、潤滑油が通過する際の流量抵抗が均一となるように構成されている。具体的には、ハイドロキシアパタイトが蒸着された内側フィルタ１４に対して、外側フィルタ１５のフィルタエレメントが密に構成されている。これにより、フィルタ部１１のどの部分でも潤滑油は概ね同じ流速で流れる。もちろん、必要に応じて、フィルタ部１１全域の流量抵抗を不均一にしてもよい。例えば、潤滑油が内側フィルタ１４を通り易いようにしてもよく、逆に、外側フィルタ１５を通り易いようにしてもよい。
【００２３】
永久磁石１２は、フィルタ部１１の内部に磁場を形成するものであり、フィルタ部１１の外周面に沿うように配列されている。本実施形態では、８つの永久磁石１２がフィルタ部１１の外周面に等間隔で配列されている。８つ永久磁石１２それぞれは、同じ磁極がフィルタ部１１側に向くように設けられている。これらの永久磁石１２は、フィルタ部１１の外周面を覆う図示しない枠体にネジなどの締結具によって固定されている。本実施形態では、フィルタ部１１がオイル配管３１の内部に配置されるのに対して、図１（Ｂ）に示されるように、永久磁石１２は、オイル配管３１の外側に配置される。なお、オイルフィルター１０をオイル配管３１に取り付ける手法は、例えば、オイル配管３１の継ぎ目にあるフランジの間に固定する手法など、周知の取り付け機構を採用することができる。
【００２４】
このように永久磁石１２が設けられているため、潤滑油中に含まれる鉄イオン（磁性金属イオン）が永久磁石１２による磁場によってフィルタ部１１の外側へ引き寄せられる。これにより、外側フィルタ１５における鉄イオン（磁性金属イオン）の濃度が上がる。なお、電磁石などによってフィルタ部１１の内部に強力な磁場を形成するようにすれば、外側フィルタ１５に鉄イオンを引き寄せるだけでなく、強い磁力によって、外側フィルタ１５に鉄イオンを留まらせることも可能である。
【００２５】
このように本実施形態に係るオイルフィルター１０が構成されているため、潤滑油に溶けこんでいるアルミニウムイオンを内側フィルタ１４で確実に捕捉することができる。また、内側フィルタ１４と外側フィルタ１５とが設けられているため、磁性を有する鉄イオンが永久磁石１２によってフィルタ部１１の外周面側へ集まる。一方、磁性を有しないアルミニウムイオンは、相対的にフィルタ部１１の内側フィルタ１４へ集められて、フィルタ部１１の中央で捕捉される。その結果、オイルフィルター１０によれば、磁性を有する鉄イオンと磁性を有しないアルミニウムイオンとを別々の領域に集めることができる。
【００２６】
なお、潤滑油に含まれるカーボンや微小ゴミなどの異物がオイルフィルター１０に捉えられると、アルミニウムイオンの捕捉量が低下し、又は鉄イオンの集まりが悪くなり、また、後述する金属イオンの成分量の測定精度が低下するため、上記異物を除去するためのフィルターがオイルフィルター１０よりも上流側に設けられていることが好ましい。
【００２７】
次に、図２を参照して、本発明の実施形態に係る異常診断装置２０（本発明の異常診断装置の一例）の構成について説明する。
【００２８】
異常診断装置２０は、内燃機関の状態が異常であるかどうかを診断する装置であって、上述したオイルフィルター１０と、制御部５０と、第１センサー６１と、第２センサー６２とを備えている。
【００２９】
第１センサー６１は、電磁波光線を出射する光源６１Ａと、光源６１Ａから出射された電磁波光線を受光する受光器６１Ｂとにより構成されている。光源６１Ａは、電波、赤外線、可視光線、紫外線、Ｘ線、ガンマ線などの光線を出射するものであり、図２に示されるように、オイルフィルター１０よりも上流側のオイル配管３１に取り付けられている。本実施形態では、光源６１Ａは、オイルフィルター１０の中央にある内側フィルタ１４に対して電磁波光線が垂直に入射する位置に取り付けられている。受光器６１Ｂは、オイルフィルター１０よりも下流側のオイル配管３１に取り付けられている。受光器６１Ｂは、光源６１Ａから出射されて内側フィルタ１４を通り抜けた電磁波光線を受けて、受光した電磁波光線の強度に応じた信号を制御部５０に出力する。内側フィルタ１４に捕捉されたアルミニウムイオンの量に応じて電磁波光線の強度が減衰されると、その減衰後の強度に応じた信号が受光器６１Ｂから制御部５０に出力される。制御部５０は、受光器６１Ｂからの信号に基づいて、前回算定した強度からの減衰量を算定し、その減衰量から内側フィルタ１４で捕捉されたアルミニウムイオンの量を算定する。具体的には、実験などによって、前記減衰量とアルミニウムイオンの増加量との対応関係を示すテーブルデータを予め作成しておき、そのテールブルデータから前記減衰量に対応する前記増加量が抽出される。
【００３０】
第２センサー６２は、第１センサ６１と同様に構成されており、電磁波光線を出射する光源６２Ａと、光源６２Ａから出射された電磁波光線を受光する受光器６２Ｂとにより構成されている。光源６２Ａは、図２に示されるように、オイルフィルター１０よりも上流側のオイル配管３１に取り付けられている。本実施形態では、光源６２Ａは、オイルフィルター１０の外周側にある外側フィルタ１５に対して電磁波光線が垂直に入射する位置に取り付けられている。受光器６２Ｂは、オイルフィルター１０よりも下流側のオイル配管３１に取り付けられている。受光器６２Ｂは、光源６２Ａから出射されて外側フィルタ１５を通り抜けた電磁波光線を受けて、受光した電磁波光線の強度に応じた信号を制御部５０に出力する。外側フィルタ１５における鉄イオンの成分量に応じて電磁波光線の強度が減衰されると、その減衰後の強度に応じた信号が受光器６２Ｂから制御部５０に出力される。制御部５０は、受光器６２Ｂからの信号に基づいて、潤滑油が正常時の基準強度からの減衰量を算定し、その減衰量から外側フィルタ１５に存在する鉄イオンの成分量を算定する。具体的には、実験などによって、前記減衰量と鉄イオンの成分量との対応関係を示すテーブルデータを予め作成しておき、そのテールブルデータから前記減衰量に対応する成分量が抽出される。
【００３１】
制御部５０は、異常診断装置２０を統括的に制御するものであり、ＣＰＵやメモリ、Ａ／Ｄ変換器などの電子デバイスを有しており、これらが内部バスなどによって信号の送受信可能なように接続されて構成されている。また、制御部５０には、第１センサー６１、第２センサー６２、及び液晶パネルなどの表示器６３が接続されており、これらが制御部５０によって制御される。制御部５０は、オイルフィルター１０によって捕捉された金属イオンの成分量やオイルフィルター１０を通過する金属イオンの成分量を測定する金属成分測定処理を実行するものであり、本発明の成分量測定手段の一例である。また、制御部５０は、前記金属成分測定処理によって測定された金属成分の測定値に基づいて内燃機関の状態が正常であるか異常であるかを判定する状態判定処理を実行するものであり、状態判定手段の一例である。
【００３２】
前記メモリに、前記金属成分測定処理及び前記状態判定処理を実現するためのプログラムが格納されている。制御部５０では、前記メモリに格納されたプログラムが前記ＣＰＵによって読み出されて実行されることにより、前記金属成分測定処理及び前記状態判定処理が行われる。前記金属成分測定処理が制御部５０によって実行されることによって、本発明の金属成分測定手段が実現される。また、前記状態判定処理が制御部５０によって実行されることによって、本発明の状態判定手段が実現される。前記金属成分測定処理及び前記状態判定処理の詳細については後述する。
【００３３】
また、前記メモリに、前記金属成分測定処理及び前記状態判定処理における判定に用いられる基準値（閾値）や、テーブルデータなどの各種データが格納されている。具体的には、各センサー６１，６２からの信号に基づき得られた前記減衰量を算定するための基準値や、前記減衰量と金属イオンの成分量との対応関係を示す上述のテーブルデータが前記メモリに格納されている。
【００３４】
次に、図３のフローチャートを参照して、制御部５０によって実行される前記金属成分測定処理及び前記状態判定処理の手順の一例について説明する。図中のＳ１１、Ｓ１２、…は処理手順（ステップ）の番号を表している。各ステップにおける処理は、制御部５０によって、より詳細には制御部５０の前記ＣＰＵが前記メモリ内のプログラムを実行することによって行われる。
【００３５】
まず、制御部５０は、ステップＳ１１において、前回の減衰量算定時から所定時間Ｔが経過したかどうかを判定する。この所定時間Ｔは、内側フィルタ１４におけるアルミニウムイオンの捕捉量の測定精度を向上させるために予め設定された時間である。前記所定時間Ｔが経過したと判定されると、制御部５０は、前記所定時間Ｔが経過する前に第１センサー６１の受光器６１Ｂから得られた電磁波光線の強度と、前記所定時間Ｔが経過したときに受光器６１Ｂから得られた電磁波光線の強度との差を求めて、電磁波光線の減衰量（以下「第１減衰量」という。）を算定する（Ｓ１２）。そして、制御部５０は、次のステップＳ１３において、前記第１減衰量に基づいて、内側フィルタ１４で捕捉されたアルミニウムイオンの増加量を測定する。具体的には、前記第１減衰量と前記増加量との対応関係を示す前記メモリ内のテーブルデータを参照して、ステップＳ１２で算定された前記第１減衰量に対応する増加量を抽出する。
【００３６】
次に、制御部５０は、ステップＳ１４において、前記増加量が予め定められた基準値Ｋ１以上であるかどうかを判定する。ここで、基準値Ｋ１は、ステップＳ１４の判定処理に用いられる閾値であって、前記メモリに格納されている情報である。この基準値Ｋ１は、前記増加量が異常であるかどうかを決定するための閾値である。本実施形態では、ステップＳ１４において前記増加量が前記基準値Ｋ１以上であると判定された場合に、制御部５０は、潤滑油中におけるアルミニウムイオンの濃度が異常であると認定する。一方、ステップＳ１４において前記増加量が前記基準値Ｋ１未満であると判定された場合に、制御部５０は、潤滑油におけるアルミニウムイオンの濃度が正常であると認定する。したがって、前記増加量が前記基準値Ｋ１以上であると判定された場合は、制御部５０は、次のステップＳ１５において、表示器６３に異常メッセージを出力し、また、図示しない警報灯を点灯させる。具体的には、制御部５０は、前記異常メッセージとして、アルミニウムイオンの濃度が異常レベルまで増加したことを示す警報メッセージ、及び、アルミニウム系合金からなるピストンリングやメインメタルなどが異常状態であることを示す警報メッセージを表示器６３に出力する。ステップＳ１４において前記増加量が前記基準値Ｋ１未満であると判定された場合は、次のステップＳ１６に進む。
【００３７】
次のステップＳ１６では、制御部５０は、第２センサー６２の受光器６２Ｂから得られた電磁波光線の強度と、潤滑油が正常である状態のときに受光器６２Ｂから得られた基準強度との差、つまり電磁波光線の減衰量（以下「第２減衰量」という。）を算定する。そして、制御部５０は、次のステップＳ１７において、前記第２減衰量に基づいて、外側フィルタ１５における鉄イオンの成分量を測定する。具体的には、前記第２減衰量と前記鉄イオンの成分量との対応関係を示す前記メモリ内のテーブルデータを参照して、ステップＳ１６で算定された前記第２減衰量に対応する鉄イオンの成分量を抽出する。
【００３８】
次に、制御部５０は、ステップＳ１８において、前記鉄イオンの成分量が予め定められた基準値Ｋ２以上であるかどうかを判定する。ここで、基準値Ｋ２は、ステップＳ１８の判定処理に用いられる閾値であって、前記メモリに格納されている情報である。この基準値Ｋ２は、鉄イオンの成分量が異常であるかどうかを決定するための閾値である。本実施形態では、ステップＳ１８において鉄イオンの成分量が前記基準値Ｋ２以上であると判定された場合に、制御部５０は、潤滑油中における鉄イオンの濃度が異常であると認定する。一方、ステップＳ１８において前記鉄イオンの成分量が前記基準値Ｋ２未満であると判定された場合に、制御部５０は、潤滑油中における鉄イオンの濃度が正常であると認定する。したがって、前記鉄イオンの成分量が前記基準値Ｋ２以上であると判定された場合は、制御部５０は、次のステップＳ１９において、表示器６３に異常メッセージを出力し、また、図示しない警報灯を点灯させる。具体的には、制御部５０は、前記異常メッセージとして、鉄イオンの濃度が異常レベルまで増加したことを示す警報メッセージ、及び、鉄系合金からなるクランク軸やシリンダライナーなどが異常状態であることを示す警報メッセージを表示器６３に出力する。その後、一連の処理が終了する。一方、ステップＳ１８において前記鉄イオンの成分量が前記基準値Ｋ２未満であると判定された場合は、再びステップＳ１１に戻り、ステップＳ１１以降の処理を繰り返し実行する。
【００３９】
上述したように本実施形態に係る異常診断装置２０が構成されているため、異常診断装置２０は、鉄粉やアルミ粉などの金属粉を検出するのではなく潤滑油に溶けこんでいる金属イオン（アルミニウムイオンや鉄イオン）を検出することが可能であり、また、潤滑油中におけるアルミニウムイオン及び鉄イオンの成分量を高精度に検出することができる。また、一つの異常診断装置２０によって、外側フィルタ１５に集められた鉄イオンの成分量の測定と、内側フィルタ１４で捕捉されたアルミニウムイオンの成分量の測定とを実現することができる。また、測定された２種類の金属イオンの成分量によって内燃機関の構成要素が異常であるかどうかを早期に診断することも可能となる。
【００４０】
なお、上述の実施形態では、内側フィルタ１４と外側フィルタ１５とを有するオイルフィルター１０を例示したが、外側フィルタ１５を設けずに、フィルタ全域にハイドロキシアパタイトを保持させたオイルフィルターとしてもかまわない。また、異常診断装置２０がアルミニウムイオンの成分量だけを測定するものであってもよい。もちろん、鉄イオンやアルミニウムイオン以外の金属イオンを検出する用途にも本発明は適用可能である。
【００４１】
また、上述の実施形態では、オイルフィルター１０を透過した電磁波光線の減衰量に基づいて成分量を検出する例について説明したが、オイルフィルター１０に照射されて、その照射面で反射した電磁波光線の減衰量に基づいて金属イオンの成分量を検出するようにしてもよい。また、第１センサー６１や第２センサー６２による検出方法に代えて、オイルフィルター１０に向けて供給された磁場の変化量に基づいて金属イオンの成分量を検出する方法を採用することも可能である。具体的には、中央に配置された検知コイルと、その両側に配置された磁気コイルとによって構成された従来周知の磁気バランス式電磁誘導法による検出方法が採用可能である。
【００４２】
また、上述の実施形態では、前記金属成分測定処理及び前記状態判定処理を行う内燃機関の異常診断装置２０を例示したが、前記金属成分測定処理だけを行う金属成分検出装置として本発明が実現されてもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１０：オイルフィルター
１１：フィルタ部
１２：永久磁石
１４：内側フィルタ
１５：外側フィルタ
２０：異常診断装置
５０：制御部
【要約】
【課題】潤滑油に含まれる金属イオンを捕捉可能な潤滑油用フィルター、潤滑油に含まれる金属イオンの量を正確に検出可能な金属成分検出装置、機器の異常を早期に診断可能な異常診断装置を提供する。
【解決手段】オイルフィルター１０のフィルタ部１１は、ハイドロキシアパタイトが蒸着された中央部に位置する内側フィルタ１４と、オイルエレメントのみからなる外側フィルタ１５とにより構成されている。フィルタ部１１の外周面には、周方向に沿って永久磁石１２が配列されている。オイル配管３１にオイルフィルター１０が装着されることにより、内側フィルタ１４では、イオン交換によってアルミニウムイオンが捕捉される。また、外側フィルタ１５では、永久磁石の磁力によって鉄イオンが寄せ集められる。
【選択図】図１【図１】
0005476458.tif 000002
【図２】
0005476458.tif 000003
【図３】
0005476458.tif 000004