(57)【要約】潤滑油をろ過したメンブランパッチの色パラメータを取得し、潤滑油中に含まれる粒子の粒径を計測してＩＳＯコードを取得し、ＩＳＯコード又は下記式：【数１】2018212364.tif 000017（式中、ｆ（ａ、ｂ、ｃ）はａ、ｂ、及びｃを変数とする関数であり、ａ、ｂ、ｃはＩＳＯコードａ／ｂ／ｃで表され、ａは４μｍ以上の粒子数のコード、ｂは６μｍ以上の粒子数のコード、ｃは１４μｍ以上の粒子数のコードである）で求めた汚染度指数Ｉｃと、メンブランパッチの色パラメータと、を複合化させた潤滑油汚染形態図を作成し、潤滑油の汚染を評価する潤滑油汚染診断法。【特許請求の範囲】
【請求項１】
潤滑油をろ過したメンブランパッチの色パラメータを取得し、
潤滑油中に含まれる粒子の粒径を計測してＩＳＯコードを取得し、
ＩＳＯコードに基づいて、下記式：
【数１】
2018212364.tif 000015
（式中、ｆ（ａ、ｂ、ｃ）はａ、ｂ、及びｃを変数とする関数であり、
ａ、ｂ、ｃはＩＳＯコードａ／ｂ／ｃで表され、ａは４μｍ以上の粒子数のコード、ｂは６μｍ以上の粒子数のコード、ｃは１４μｍ以上の粒子数のコードである）で求めた汚染度指数Ｉｃと、メンブランパッチの色パラメータと、を複合化させた潤滑油汚染形態図を作成し、潤滑油の汚染を評価する潤滑油汚染診断法。
【請求項２】
汚染度指数Ｉｃが下記式：
【数２】
2018212364.tif 000016
で求められる、請求項１に記載の潤滑油汚染診断法。
【請求項３】
色パラメータは、ＲＧＢ値、最大色差、ΔＥＲＧＢ、並びに透過光及び反射光でそれぞれ測定したΔＥＲＧＢの差、から選択される少なくとも１の色パラメータである、請求項１又は２に記載の潤滑油汚染診断法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の潤滑油汚染診断法に用いる装置であって、
潤滑油をろ過したメンブランパッチの色パラメータを取得する色相判別装置、
潤滑油中に含まれる粒子の粒径を計測する粒径測定手段、及び
粒径測定手段により得られる粒子の粒径よりＩＳＯコードを取得し、ＩＳＯコードに基づいて前記汚染度指数Ｉｃを算出し、汚染度指数Ｉｃとメンブランパッチの色パラメータとを複合化させた潤滑油汚染形態図を作成する解析装置
を含む、前記装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、潤滑油汚染診断法に関し、特に、潤滑油の酸化及び機械設備の摩耗粉による汚損の複合要因による潤滑油の汚染状態を診断する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
機械設備の損傷や寿命を支配する因子は多くの場合摩耗であり（非特許文献１）、機械設備の摩耗による損傷を監視することは機械設備の長寿命化のために非常に重要である。機械設備の摩耗による損傷を検知する手法として、温度法、振動法、ＡＥ（Ａｃｏｕｓｔｉｃ  ｅｍｉｓｓｉｏｎ）法などのしゅう動面の状態を直接診断する手法や、ＳＯＡＰ（Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｉｃ  ｏｉｌ  ａｎａｌｙｓｉｓ  ｐｒｏｇｒａｍ）法、粒子計測法、フェログラフィ法などの油分析によって潤滑油中の摩耗粉を介して間接的に診断する手法がある。図１に示すように、摩耗による損傷が進行した段階では異常振動や温度上昇が発生するため、温度法、振動法、ＡＥ法などによる診断が効果的だが、摩耗による損傷を初期段階から検知するためには油分析による診断が効果的である。【０００３】
ＳＯＡＰ法は潤滑油中の摩耗粉を発光分析し、金属元素成分とその濃度から損傷個所を推定する方法であり、検出感度が非常に高い一方で油のサンプリングに注意を要する。粒子計数法は、潤滑油中の摩耗粉及び混入異物の大きさと分布を計測する方法である。近年では、オンラインでしゅう動面の状態を監視できるオンラインパーティクルカウンタが利用されており、それを用いて摩耗粉の粒径分布と摩耗形態や摩擦特性との相関性を明らかにした報告もある（非特許文献２及び３）。【０００４】
フェログラフィ法には、磁気勾配により潤滑油中の摩耗粉をある大きさごとに捕捉しその濃度を定量的に計測する定量フェログラフィと、捕捉された摩耗粉の形状を観察して摩耗形態を推定する分析フェログラフィ法がある。フェログラフィ法は潤滑異常の識別能力が高いため、有効な方法として広く活用され、その結果と有用性については多くの報告がある（非特許文献４及び５）。【０００５】
しかし、測定者によるばらつきや測定精度の問題がある。これらの手法はしゅう動面の状態を診断する際に非常に有用であるが、粒子計数法は汚染粒子の大きさと数しかわからず、それらの種類や性質は判別できない。またＳＯＡＰ法やフェログラフィ法は専門知識、大がかりな試験設備、長い試験時間を必要とし現場の作業員が診断を行うことが困難である。近年の保全方式の動向は、一定時間ごとに部品の交換などを行う時間基準保全（ＴＢＭ：Ｔｉｍｅ  ｂａｓｅｄ  ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ）から、機械の運転状態をリアルタイムで監視し、適切な時期に保全を実施する状態監視保全（ＣＢＭ：Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ  ｂａｓｅｄ  ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ）に移行しているため、現場の作業員がその場で機械の運転状態を適切に診断できる手法の開発が望まれている。そこで、現場で簡便に潤滑油の状態監視ができ、かつ潤滑油が何によって汚染されているかを判断できる状態監視法が必要となる。【０００６】
本発明者らは、光の三原色であるＲＧＢ（Ｒｅｄ−Ｇｒｅｅｎ−Ｂｌｕｅ）を用いて、油をろ過した後のメンブランフィルタ（色のついたメンブランフィルタを「メンブランパッチ」と呼称する。）の色を調べる潤滑油劣化診断法を提案しており、様々な切り口から研究を行ってきた（非特許文献６〜８）。これらの研究成果から、メンブランパッチの色と潤滑油中の汚染物質との間には一定の関係性がみられ、これを用いることで潤滑油の劣化度と劣化要因を推定できることがわかった。河川用機械設備の診断に対してこの手法を適用した研究では、油中の粒子数の増加に伴ってメンブランパッチの色が濃色化することが報告されており、メンブランパッチの色を用いた潤滑油状態監視法の可能性が示されている（非特許文献９）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第５１９０６６０号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】日本トライボロジー学会編，メンテナンストライボロジー（２００４），ｐｐ．１４７−１４９
【非特許文献２】吉長重樹，岩井善郎，本田知己，鈴木拓，潤滑油中の摩耗粉のリアルタイム形状解析としゅう動面劣化診断への適用，日本機械学会論文集（Ｃ編），Ｖｏｌ．６４，Ｎｏ．６１８（１９９８）ｐｐ．６６２−６６８
【非特許文献３】Ｉｗａｉ，Ｙ．，Ｈｏｎｄａ，Ｔ．，Ｍｉｙａｊｉｍａ，Ｔ．，Ｙｏｓｈｉｎａｇａ，Ｓ．，Ｈｉｇａｓｈｉ  ａｎｄ  Ｍ．，Ｆｕｗａ，Ｙ．，Ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ  ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｗｅａｒ  ａｍｏｕｎｔｓ  ｂｙ  ｒｅａｌ  ｔｉｍｅ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｏｆ  ｗｅａｒ  ｄｅｂｒｉｓ  ｉｎ  ｌｕｂｒｉｃａｔｉｎｇ  ｏｉｌ，Ｔｒｉｂｏｌｏｇｙ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，Ｖｏｌ．４３（２０１０）３８８−３９４．
【非特許文献４】赤垣友治，加藤康司，川端雅彦，フェログラフィーおよび発光オイル分析法によるジャーナル軸受の異常診断に関する研究，トライボロジスト，Ｖｏｌ．３９，Ｎｏ．１１（１９９４）ｐｐ．９７９−９８６，ｐｐ．２７２−２７８，ｐｐ．２７２−２７８
【非特許文献５】Ｙａｍａｇｕｔｈｉ，Ｔ．，Ｋａｗａｕｒａ，Ｓ．，Ｈｏｎｄａ，Ｔ．，Ｕｅｄａ，Ｍ．，Ｉｗａｉ，Ｙ．ａｎｄ  Ｓａｓａｋｉ，Ａ．，Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｏｉｌ  ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ  ｂｙ  ｃｏｌｏｒｉｍｅｔｒｉｃ  ａｎａｌｙｓｉｓ，Ｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｖｏｌ．５８，Ｎｏ．１（２００２）ｐｐ．１２−１７．
【非特許文献６】Ｓａｓａｋｉ，Ａ．，Ａｏｙａｍａ，Ｈ．，Ｈｏｎｄａ，Ｔ．，Ｉｗａｉ，Ｙ．ａｎｄ  Ｙｏｎｇ，Ｃ．Ｋ．，Ａ  ｓｔｕｄｙ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｃｏｌｏｒｓ  ｏｆ  ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ  ｉｎ  ｕｓｅｄ  ｏｉｌｓ，Ｔｒｉｂｏｌｏｇｙ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ，Ｖｏｌ．５７，Ｎｏ．１（２０１３）ｐｐ．１−１０．
【非特許文献７】今智彦，本田知己，佐々木徹，松本謙司，タービン用無添加鉱油の酸化過程とメンブランパッチの色との関係，トライボロジスト，Ｖｏｌ．６１，Ｎｏ．１０（２０１６）ｐｐ．７０９−７１５
【非特許文献８】平地一典，片野浩司，山口和哉，河川用機械設備におけるメンブランパッチ色相による簡易劣化診断手法，寒地土木研究所月報，Ｎｏ．７４１（２０１５）ｐｐ．３３−３７，ｐｐ．５９６−６０３
【非特許文献９】尾崎友哉，本田知己，北原瑛貴，中村由美子，高東智佳子，模擬劣化油中でのＷＪ２すべり軸受材料の摩擦摩耗特性，第１４回評価・診断に関するシンポジウム講演論文集，２１２（２０１５）ｐｐ．９８−１００
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
多くの機械設備は、河川用機械設備に使用されている潤滑油のように主要な劣化要因が摩耗粉等による汚損に限定されず、酸化と汚損が混在した環境下で使用されている。従来の方法では、酸化と汚損が混在した環境下での潤滑油汚染評価は検討されていなかった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、酸化と汚損が混在した環境下での機械設備の現場での簡易な状態監視に適用することができる潤滑油汚染診断法を提供する。本発明の潤滑油汚染診断方法は、潤滑油の色パラメータと、潤滑油中の粒子のＩＳＯコードから求めた汚染度指数Ｉｃと、を用いて、潤滑油汚染を診断することを特徴とする。汚染度指数Ｉｃとは、ＩＳＯコードａ／ｂ／ｃ（ａは４μｍ以上の粒子数のコード、ｂは６μｍ以上の粒子数のコード、ｃは１４μｍ以上の粒子数のコードである）のうち、診断対象の潤滑油を用いる機械設備の故障要因となり得る粒径の粒子数コードを主要因子とする関数により算出される数値である。具体的には、以下の態様を含む。【００１１】
［１］潤滑油をろ過したメンブランパッチの色パラメータを取得し、
潤滑油中に含まれる粒子の粒径を計測してＩＳＯコードを取得し、
ＩＳＯコードに基づいて下記式：
【数１】
2018212364.tif 000002
（式中、ｆ（ａ、ｂ、ｃ）はａ、ｂ、及びｃを変数とする関数であり、
ａ、ｂ、ｃはＩＳＯコードａ／ｂ／ｃで表され、ａは４μｍ以上の粒子数のコード、ｂは６μｍ以上の粒子数のコード、ｃは１４μｍ以上の粒子数のコードである）で求めた汚染度指数Ｉｃと、メンブランパッチの色パラメータと、を複合化させた潤滑油汚染形態図を作成し、潤滑油の汚染を評価する潤滑油汚染診断法。
［２］汚染度指数Ｉｃが下記式：
【数２】
2018212364.tif 000003
で求められる、［１］に記載の潤滑油汚染診断法。
［３］色パラメータは、ＲＧＢ値、最大色差、ΔＥＲＧＢ、並びに透過光及び反射光でそれぞれ測定したΔＥＲＧＢの差、から選択される少なくとも１の色パラメータである、前記［１］又は［２］に記載の潤滑油診断法。
［４］［１］〜［３］のいずれか１つに記載の潤滑油汚染診断法に用いる装置であって、
潤滑油をろ過したメンブランパッチの色パラメータを取得する色相判別装置、
潤滑油中に含まれる粒子の粒径を計測する粒径測定手段、及び
粒径測定手段により得られる粒子の粒径よりＩＳＯコード又は汚染度指数Ｉｃを算出し、ＩＳＯコード又は汚染度指数Ｉｃとメンブランパッチの色パラメータとを複合化させた潤滑油汚染形態図を作成する解析装置
を含む、前記装置。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の潤滑油診断法によれば、潤滑油の酸化と機械設備の摩耗粉による汚損の複合要因による潤滑油の汚染状態を診断することができる。したがって、酸化及び汚損が混在した環境下での機械設備の現場での簡易な状態監視に適用することができる。【００１３】
ＩＳＯコードに基づく汚染度指数Ｉｃと、メンブランパッチの色パラメータを組み合わせた潤滑油汚染形態図を用いることにより、高精度の潤滑油汚染診断が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】機械設備の劣化曲線
【図２】ろ過装置の概略図
【図３】メンブランフィルタの表面及び断面図
【図４】色相判別装置の測定原理を示す説明図
【図５】試験片の概略図
【図６】実機潤滑油劣化状態の代表例のメンブランパッチの色パラメータをまとめた表
【図７】メンブランパッチのＳＥ画像及びＥＤＸ画像
【図８】各試料油のメンブランパッチのＳＥ画像及びＥＤＸ画像
【図９】ＷＪ２ブロック試験片表面のレーザ顕微鏡画像
【図１０】摩耗摩擦試験前後のメンブランパッチの色パラメータをまとめた表
【図１１】反射光で測定したＩＳＯコードとΔＥＲＧＢとの関係を示すグラフ
【図１２】反射光で測定したＩＳＯコードとＭＣＤとの関係を示すグラフ
【図１３】同じＩＳＯコードであるがＭＣＤが大きく異なる代表例
【図１４】同じＩＳＯコードであるがＭＣＤが異なる試料油の代表例のＳＥＭ画像及びＥＤＸ画像
【図１５】透過光で測定したＩＳＯコードとΔＥＲＧＢとの関係を示すグラフ
【図１６】透過光及び反射光で測定したΔＥＲＧＢの差とＩＳＯコードの関係を示すグラフ
【図１７】同じＩＳＯコードであるが透過光、反射光それぞれで測定したΔＥＲＧＢの差が異なる試料油の代表例
【図１８】汚染度指数ＩｃとＭＣＤとの関係を示すグラフ
【図１９】汚染度指数ＩｃとＭＣＤとの関係を示すグラフ（各エリアの表示入り）
【図２０】汚染度指数ＩｃとΔＥＲＧＢとの関係を示すグラフ
【図２１】汚染度指数ＩｃとΔＥＲＧＢとの関係を示すグラフ（各エリアの表示入り）
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照しながら実施例に基づき本発明を具体的に説明する。しかし、本発明はこれらに限定されないことに留意すべきである。
【実施例】
【００１６】
まずポンプのすべり軸受を対象として、使用環境や使用時間の異なる実機で使用した工業用潤滑油２３サンプルに対して潤滑油の劣化状態を調べた。次にそれらを参考にして模擬劣化油を作製し、模擬劣化油中で摩擦摩耗試験を行い、潤滑油の劣化と摩耗現象との関係を調べた。その後、実機油と模擬劣化油の汚染粒子数をＩＳＯ清浄度コード（以下「ＩＳＯコード」という。）で整理し、メンブランフィルタの色との関係を調べた。さらに、ＩＳＯコードとメンブランパッチの色パラメータを複合化させた潤滑油汚染形態図を考案し、これを用いた機械しゅう動面の摩耗監視・予測技術の可能性について検討した。【００１７】
［ろ過装置］
本試験に用いるろ過装置２００は防塵用蓋２０２、シリンダ２０４、フラスコ２０６、真空ポンプ２０８から構成される。ろ過装置の概略を図２に、ろ過に用いたメンブランフィルタの表面及び断面を図３に示す。シリンダ２０４とフラスコ２０６の間に外径２５ｍｍ、厚さ０．１２５ｍｍ、孔径０．８μｍのセルロスアセテート製メンブランフィルタ２１０を取り付け、試料油２５ｍｌをシリンダ２０４に注入し、真空ポンプ２０８を使用して真空引きを行うことで、試料油をメンブランフィルタでろ過した。ろ過面積は約２２７ｍｍ２であり、１ｍｌあたりのろ過面積は約９ｍｍ２／ｍｌとなる。ろ過残渣により色の付いたメンブランフィルタから石油エーテルで油分を取り除いた後、ファンネルを外し、フィルタの縁から石油エーテルを滴下した。メンブランフィルタを取り外し、５０℃に設定したホットプレートにメンブランフィルタを乗せ、石油エーテルを再度滴下後１０分間乾燥させ、メンブランフィルタに試料油が付着したメンブランパッチ２１０とした。【００１８】
メンブランパッチを用いる潤滑油の不溶性物質の色測定については、ＡＳＴＭ７８４３（ＡＳＴＭ  Ｄ７８４３−１２，“Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｏｆ  Ｌｕｂｒｉｃａｎｔ  Ｇｅｎｅｒａｔｅｄ  Ｉｎｓｏｌｕｂｌｅ  Ｃｏｌｏｒ  Ｂｏｄｉｅｓ  ｉｎ  Ｉｎ−Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｔｕｒｂｉｎｅ  Ｏｉｌｓ  ｕｓｉｎｇ  Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｐａｔｃｈ  Ｃｏｌｏｒｉｍｅｔｒｙ”，（２０１２）に、試料油をろ過する前に６０〜６５℃で２３〜２５時間加熱し、暗所にて６８〜７６時間静置し、ろ過の際に試料油と同量の石油エーテルを混合し、ろ過を行うと規定されている。しかし、本発明の方法においては、潤滑油中の不溶性成分（例えば、固形分）を溶解させる必要はないため、長い静置時間は不要であり、試料油と同量の石油エーテルを混合する必要はない。さらに、ろ過温度に影響を受けない固形粒子による汚染状態を調べるためには、油温を室温まで冷却する必要がなく、ろ過温度に制限はない。【００１９】
機械の摩耗状態を知る場合には、油の酸化劣化物に関する情報を除き、機械から発生した金属粉の情報を知ることが有効である。この場合は、潤滑油を加温するか、もしくはトルエンなどの極性有機溶剤を加えて酸化生成物を溶解させてからろ過すると良い。【００２０】
ろ過に用いるメンブランフィルタのフィルタ孔径は、対象とする汚染物に合わせて選択できる。ここで、フィルタ孔径とは、分離性能を表すために用いる名目上の膜やろ材の孔径であり、バブルポイント径、平均細孔径、公称孔径などがある。バブルポイント径とは、バブルポイント試験（ＩＳＯ４００３）（ＩＳＯ４００３−１９７７，“Ｐｅｒｍｅａｂｌｅ  ｓｉｎｔｅｒｅｄ  ｍｅｔａｌ  ｍａｔｅｒｉａｌｓ−−Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｂｕｂｂｌｅ  ｔｅｓｔ  ｐｏｒｅ  ｓｉｚｅ”）により得られた孔径を指し、本願ではこの値を用いている。【００２１】
診断の対象となっている機械の摺動面のすきまの幅や運転中の潤滑油の油膜厚さなどにより、摺動面にとってダメージとなる摩耗粉や異物の粒子径は異なる。機械設計者などが機械ごとに「これ以下の粒子径であれば、特に問題とはならない」と考える粒子の大部分を除くことができるような孔径のフィルタを使用することで、より正確に機械状態の診断をすることができる。【００２２】
［色相判別装置（ＣＰＡ：Ｃｏｌｏｒｉｍｅｔｒｉｃ  ｐａｔｃｈ  ａｎａｌｙｚｅｒ）及び色パラメータ］
メンブランパッチの色を定量的に測定するために色相判別装置（ＣＰＡ：Ｃｏｌｏｒｉｍｅｔｒｉｃ  ｐａｔｃｈ  ａｎａｌｙｚｅｒ）を用いた。ＣＰＡはメンブランパッチの表面と裏面から白色光を投射し、その反射光と透過光から色パラメータ（ＲＧＢ値、最大色差、ΔＥＲＧＢ）を測定する装置である（特許文献１）。これらのパラメータを用いて潤滑油の劣化度と劣化要因を推定する。反射光はメンブランパッチ表面に捕捉された汚染物の色情報を取得し、透過光はメンブランパッチ表面及び内部に捕捉された汚染物全体の色情報を取得することができる。【００２３】
ＲＧＢ値はＲ、Ｇ、Ｂがそれぞれ０から２５５までの２５６階調に表され、白が（２５５、２５５、２５５）、黒が（０、０、０）である。
最大色差（ＭＣＤ：Ｍａｘｉｍｕｍ  ｃｏｌｏｒ  ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）はＲＧＢ値の２色間の色差の最大値であり、主に潤滑油の劣化要因と関係が深いことが分かっている（非特許文献５）。ΔＥＲＧＢはＲ、Ｇ、Ｂ及びシアン、マゼンタ、黄、黒、白の３次元立体における白からの距離であり、式（１）で表される。ΔＥＲＧＢは潤滑油の劣化度の判定に用いられる。
【数３】
2018212364.tif 000004
【００２４】
図４を用いて色相判別装置を説明する。色相判別装置１００は、ケーシング本体１３０内に、中央に空胴部１１４を有しメンブランパッチ２１０をセットするための設置部１１０と、メンブランパッチ２１０の第１面２１２（上面側）に第１光（白色光）を線対称位置に所定入射角度で入射させる第１光源１２０及び１２２と、メンブランパッチ２１０の第２面２１４（下面側）に第２光（白色光）を線対称位置に所定入射角度で入射させる第２光源１２４及び１２６と、メンブランパッチ２１０の上面側から入射した第１光が透過した第１透過光及びメンブランパッチ２１０の下面側から入射した第２光が反射した第２反射光を検出する第１カラーセンサ１０４と、メンブランパッチ２１０の下面側から入射した第２光が透過した第２透過光及びメンブランパッチ２１０の上面側から入射した第１光が反射した第１反射光を検出する第２カラーセンサ１０８と、を備える。第１光源１２０と第２光源１２６並びに第１光源１２２と第２光源１２４とは、メンブランパッチ２１０の厚み分だけずれた位置に第１光及び第２光がそれぞれ入射する位置に、対向するように設けられている。第１カラーセンサ１０４及び第２カラーセンサ１０８は、メンブランパッチ２１０に対して線対称となる位置に対向して設けられている。設置部１１０に設けられている空洞部１１４によって、第１光源１２０及び１２２からの第１光に基づく第１透過光は、第１カラーセンサ１０４側に遮断されずに到達することができ、第２光源１２４及び１２６からの第２光は、フィルタパッチ２１０の第２面２１４に到達し、さらに第２カラーセンサ１０８側に遮断されずに到達することができる。メンブランパッチ２１０は、試料油すなわち汚染物を捕捉した領域が空洞部１１４に合致するようにセットする。このような構成とすることによって、メンブランパッチ２１０の第１面２１２から第２面２１４の側に透過する第１透過光と、これとは逆に、第２面２１４から第１面２１２の側に透過する第２透過光とを、それぞれ、同一の条件（同一の状態）で、第１カラーセンサ１０４および第２カラーセンサ１０８で検出することができる。また、第１反射光および第２反射光についても、それぞれ、同一の条件（同一の状態）で、第１カラーセンサ１０４および第２カラーセンサ１０８で検出することができる。第１カラーセンサ１０４および第２カラーセンサ１０８は、ＲＧＢカラーセンサによって構成され、波長が３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの範囲の可視光線領域を、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色成分（色信号）に分けて検出する。測色時には、ケーシング本体１３０の内部は、外部から光（外界光）の侵入が遮断された状態、すなわち、暗室状態となる。【００２５】
次に、色相判別装置１００を用いた潤滑油汚染診断方法の手順について説明する。
まず、機械または設備で使用された油を、メンブランフィルタでろ過し、メンブランパッチ２１０を調製し、色相判別装置１００にセットする。次いで、第１光源１２０及び１２２を発光させ、メンブランパッチ２１０の第１面２１２からの第１透過光を第１カラーセンサ１０４で測色して透過光による赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の色情報を取得し、次に第１面２１２からの第１反射光を第２カラーセンサ１０８で測色して反射光による赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の色情報を取得する。同様に、第２光源１２４及び１２６を発光させ、メンブランパッチ２１０の第２面２１４からの第２透過光を第２カラーセンサ１０８で測色して透過光による赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の色情報を取得し、次に第２面２１４からの第２反射光を第１カラーセンサ１０４で測色して反射光による赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の色情報を取得する。なお、第１光源及び第２光源とも、透過光による色情報及び反射光による色情報の取得は同時でなければよく、順序は問わない。
第１カラーセンサ１０４及び第２カラーセンサ１０８によって検出された第１透過光、第２透過光、第１反射光及び第２反射光の各色情報に基づいて最大色差及びΔＥＲＧＢを演算する。【００２６】
［摩擦摩耗試験機］
摩擦摩耗試験には、ブロックオンリング型摩擦摩耗試験機を用いた。試験条件を表１に示す。
【表１】
2018212364.tif 000005
【００２７】
摩擦力はブロック試験片を固定した回転円板にトルクレバーを取り付け、それを介してロードセルに伝えられた。ロードセルの出力電圧より摩擦力を算出し、それを試験荷重で除すことで摩擦係数を求めた。供試材料として、すべり軸受を想定し、ブロック試験片にはＷＪ２、リング試験片にはＳＵＳ４２０Ｊ１Ｑを用いた。試験片の概略を図５に、材料特性を表２に示す。
【表２】
2018212364.tif 000006
【００２８】
［オフラインパーティクルカウンタおよびＩＳＯコード］
実機油及び模擬劣化油に含まれる粒子の粒径分布は、オフラインパーティクルカウンタ（ＨＩＡＣ／ＲＯＹＣＯ  Ｍｏｄｅｌ  ８０００Ａ）を用いて、潤滑油１０ｍＬ中に含まれる粒子の粒径を計測した。粒径の測定区分は、４μｍ以上、６μｍ以上、１４μｍ以上、２１μｍ以上、３８μｍ以上、７０μｍ以上とした。【００２９】
ＩＳＯコードは潤滑油１ｍｌ中の粒子の個数に応じて番号を割り当て、その番号から潤滑油の汚染度を判定する規格である（ＪＩＳ  ９９３３，２０００）。ＩＳＯコードの増加は油中に含まれる粒子数の増加を意味し、摩耗の促進につながるとされているため、潤滑油の汚染度管理基準として重要視されている。ＩＳＯコードの基準粒子径として、４μｍ、６μｍ、１４μｍが使用され、それぞれの粒子径以上の粒子の数から番号を割り当てる。例えば、４μｍ以上の粒子数が２９２８１、６μｍ以上の粒子数が１７２４９、１４μｍ以上の粒子数が１１４２の場合、ＩＳＯコードは２２／２１／１７と表記される。ＩＳＯコードは４μｍ以上、６μｍ以上、１４μｍ以上の粒子数からそれぞれ番号を割り当てるため、ＮＡＳ等級と比較して各粒子径が全体に占める割合を把握しやすい特徴がある。【００３０】
［実機油の分析］
実機における潤滑油の劣化状態を把握するため、実機（ポンプ）で使用済みの工業用潤滑油２３サンプルに対して、一般的な油分析、ろ過試験及びオフラインパーティクルカウンタによる粒子計測を行った。試料油はすべて同一銘柄の商業用の鉱物油である。その代表例のメンブランパッチの色パラメータとＥＤＸ分析の結果をそれぞれ図６と図７に示す。【００３１】
Ｎｏ．１のメンブランパッチでは透過光によるΔＥＲＧＢが最大値に近い値であり、油の劣化度が極めて高いことがわかる。ΔＥＲＧＢが最大値に近い値をとる場合、ＭＣＤは必ず低い値となってしまうため、ＭＣＤによる劣化要因の判別は難しい。しかし、反射光によるＭＣＤが低いこと、パッチ表面に捕捉されている物質のＥＤＸ分析においてＣｕ、Ｆｅ、Ｓｎといった金属元素のピークが検出されたことから、捕捉物は摩耗粉であり、劣化要因は汚損であると推察される。また、捕捉物からはＯのピークも検出されており、摩耗粉は酸化した状態で存在していることがわかる。捕捉物のないパッチ表面部からはＣとＯのピークが検出されているが、これはメンブランフィルタの構成成分である。【００３２】
Ｎｏ．２のメンブランパッチでは透過光、反射光どちらによる測定でもΔＥＲＧＢ、ＭＣＤともに中程度の値であった。パッチ表面の捕捉物のＥＤＸ分析では、Ｃ、Ｏ、Ｃｕ、Ｆｅのピークが検出され、金属元素と酸化生成物が混在している。したがって、劣化要因は酸化と汚損の両方であると考えられる。【００３３】
Ｎｏ．３のメンブランパッチではΔＥＲＧＢ、ＭＣＤともに高い値であった。透過光によるＭＣＤではＮｏ．２のパッチと同程度の値であるが、前述のようにΔＥＲＧＢが高い値をとる場合ＭＣＤは低くなる傾向にあるため、相対的に高い値であるといえる。ＥＤＸ分析では、パッチ表面の球状の物質からＣとＯのピークのみが検出されており、この物質は酸化生成物であり、劣化要因は酸化であると考えられる。【００３４】
以上の分析結果から、実機における潤滑油の劣化状態は、酸化、摩耗粉による汚損、酸化と汚損が混在した状態の３つに大きく分けられることがわかった。【００３５】
オフラインパーティクルカウンタを用いて実機油の粒子計測を行い、最も汚染度の高かった３つの試料油の粒径分布を表３に示す。表中には、汚染粒子の評価等級であるＮＡＳ  等級における最高汚染度ＮＡＳ１２等級を併せて示した。表から、実機で最も汚染度の高い試料油はＮＡＳ１２等級以上であり、ＩＳＯコードでは２２／２２／２０相当の汚染度であった。
【表３】
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【００３６】
［模擬劣化油を用いた摩擦摩耗試験］
実機油の分析結果から、実機における潤滑油の劣化は酸化と摩耗粉による汚損が混在したものであり、実機油で最も劣化した油に含まれる粒子数がＩＳＯコードで２２／２２／２０相当であったことから、模擬劣化油の粒子数はＩＳＯコードで２２／２２／２０を参考にして作製した。作製した模擬劣化油は、酸化が進行した「酸化油」、摩耗粉のみ混入させた「ＩＳＯ２３油」、摩耗粉と硬質粒子を混入させた「ＩＳＯ２３ＳｉＣ油」、酸化が進行した油に摩耗粉を混入させた「酸化＋ＩＳＯ２３油」の４種類である。比較のために、酸化生成物及び摩耗粉が全く混入していない「新油」も用いた。【００３７】
「酸化油」は、新油を回転圧力容器酸化安定度試験（ＲＰＶＯＴ：Ｒｏｔａｔｉｎｇ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｖｅｓｓｅｌ  ｏｘｉｄａｔｉｏｎ  ｔｅｓｔ）（ＡＳＴＭ  Ｄ２２７２，２０１４）を用いて最大圧力から１５ＰＳＩ（１０３ｋＰａ）圧力低下するまで加熱して作製した。通常、ＲＰＶＯＴでは触媒として銅コイルを使用するが、本実験では銅コイルを使用せずに新油を酸化させた。【００３８】
「ＩＳＯ２３油」は、ダイヤモンド研磨プレート（ＴＲＵＳＣＯ製、チップストーン＃１２００）を用いて削られたＷＪ２の摩耗粉を新油に混入することで作製した。摩耗粉混入量は油量１００ｍｌあたり２２ｍｇである。【００３９】
「ＩＳＯ２３ＳｉＣ油」は、ダイヤモンド研磨プレートで作製した摩耗粉とエメリー紙  （リファインテック株式会社製、カーボンマックペーパー＃１２００）で作製した摩耗粉の両方を新油に混入することで作製した。エメリー紙で摩耗粉を削る場合、エメリー紙表面のＳｉＣが剥がれ落ち、ＷＪ２の摩耗粉の中にＳｉＣが混入することがわかっている。油量１００ｍｌあたりの摩耗粉混入量は、ダイヤモンド研磨プレートで作製したものが１６．５ｍｇ、エメリー紙で作製したものが５ｍｇである。【００４０】
「酸化＋ＩＳＯ２３油」は、「酸化油」と同様にＲＰＶＯＴを用いて、圧力低下量１５ＰＳＩまで酸化させた油にＩＳＯ２３の摩耗粉を混入して作製された。
また、「酸化油」、「酸化＋ＩＳＯ２３油」では、摩擦試験を行う前に試料油をスターラーで撹拌しながら６０〜６５℃で２４時間加温し、その後、光が入らない状態で室温にて２４時間静置した。【００４１】
摩擦摩耗試験前の５種類の油に対してオフラインパーティクルカウンタによる粒子計測を行った。新油及び各劣化油の結果を表４に示す。
【表４】
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【００４２】
「酸化＋ＩＳＯ２３油」の粒子数は、「酸化油」の粒子数と「ＩＳＯ２３油」の粒子数の和になると考えられた。しかし、４μｍや６μｍなどの小さな粒径の粒子数に注目すると、「酸化＋ＩＳＯ２３油」の粒子数は、「酸化油」と「ＩＳＯ２３油」の粒子数の和よりも小さいことがわかる。一方、２１μｍや３８μｍの大きな粒径の粒子数に注目すると、その大小関係は逆転している。これらのことから、「酸化＋ＩＳＯ２３油」においては、酸化生成物と摩耗粉が凝集することで、小さな粒径の粒子数が減少し、大きな粒径の粒子数が増加したと考えられる。作製した模擬劣化油をろ過してメンブランパッチを作製し、ＳＥＭ−ＥＤＸにて表面観察を行った結果を図８に示す。「酸化油」では酸化生成物、「ＩＳＯ２３油」では摩耗粉、「ＩＳＯ２３ＳｉＣ油」では摩耗粉及びＳｉＣ粒子が観察された。「酸化＋ＩＳＯ２３油」では、前述のパーティクルカウンタによる粒子計測の結果と対応するように、凝集した摩耗粉が観察された。【００４３】
作製した模擬劣化油中で摩擦摩耗試験を行った。試験は実機の潤滑状態を想定して混合潤滑下で行った。各試験後のＷＪ２ブロック試験片の摩耗面をレーザ顕微鏡によって観察した結果を図９に、摩擦摩耗試験の前後においてろ過試験を行い、メンブランパッチの色パラメータを測定した結果を図１０に示す。【００４４】
図９より、「新油」及び「ＩＳＯ２３油」においては不明瞭な摩耗痕が確認されたが、「酸化油」及び「酸化＋ＩＳＯ２３油」においては摩耗痕を確認できなかった。これは、酸化生成物がしゅう動二面間に低せん断層を形成し、摩耗を抑制したためであると考えられる。「ＩＳＯ２３ＳｉＣ油」においては、他の条件ではみられなかった明瞭な摩耗痕が多数みられた。したがって、硬質粒子の混入によって摩耗が促進されることがわかる。これらの摩耗形態の違いはブロックとリングの接触二面間の電気抵抗の結果からも裏付けられている（非特許文献９）。図１０より試験前後を比較すると、「新油」及び「酸化油」では摩擦摩耗試験の前後でメンブランパッチの色パラメータに大きな変化は見られなかった。「ＩＳＯ２３油」及び「酸化＋ＩＳＯ２３油」では試験後にΔＥＲＧＢが減少したが、この原因は試験時にオイルバスに沈殿した摩耗粉を回収しきれないことであると考えられる。これは粒子が大きく、より沈殿しやすい「酸化＋ＩＳＯ２３油」においてΔＥＲＧＢの減少が顕著であることからも明らかである。このような問題を含みながらも、「ＩＳＯ２３ＳｉＣ油」では試験後にΔＥＲＧＢが増加しており、試験時の摩耗により油中の摩耗粉が増加したことがわかる。したがって、ＭＣＤだけでは判別できない硬質粒子の混入も、継続的なΔＥＲＧＢの監視を行うことで判別できることがわかる。【００４５】
［ＩＳＯ清浄度コードと反射光で測定した色パラメータとの関係］
図１１に反射光で測定した実機劣化油及び模擬劣化油のΔＥＲＧＢとＩＳＯコードとの関係を示す。図中のプロットの色はメンブランパッチ表面の色を表している。４μｍ及び６μｍのＩＳＯコードの場合、ＩＳＯコードの増加に伴いメンブランパッチの色は濃色化し、劣化度を示すΔＥＲＧＢが増加する傾向を示した。また、１４μｍでは、ＩＳＯコードが１７以上を示す場合、メンブランパッチ表面の色は黒に近い色を示し、ΔＥＲＧＢが高い試料油が多く存在した。これは１４μｍ以上の粒子の混入がメンブランパッチ表面の色に与える影響が大きいことを示している。４μｍのＩＳＯコードの増加に伴い、ΔＥＲＧＢが増加する傾向を示したことから、油中の総粒子数とΔＥＲＧＢには一定の関係性が見られることがわかった。しかし、同じＩＳＯコードでもΔＥＲＧＢが異なる試料油が数多く存在した。この原因として、粒子の種類や粒径が影響を与えたと考えられる。【００４６】
図１２に、反射光で測定した最大色差とＩＳＯコードとの関係を示す。４μｍ及び６μｍのＩＳＯコードの場合、ＩＳＯコードが増加すると２１以上ではメンブランパッチの色が黒く濃色化し、最大色差が小さい傾向を示した。また、１４μｍでは、ＩＳＯコードが１７以上では、メンブランパッチの色が黒に近い色を示し、ＭＣＤ（最大色差）が小さい傾向を示した。このことから、これらの試料油の劣化要因は汚損であり、１４μｍ以上の粒子は摩耗粉や外部粒子などの混入が支配的であると考えられる。また、同じＩＳＯコードでもメンブランパッチが茶系色を示す場合には最大色差が大きい値を示したことから、ＩＳＯコードが同じ場合でも最大色差を併用することで劣化要因を酸化と汚損に区別できることがわかる。【００４７】
図１１及び１２から同じＩＳＯコードを示し、ΔＥＲＧＢとＭＣＤが異なる試料油の代表例３点を抽出して図１３に示し、これらの試料油のＳＥＭ−ＥＤＸによる表面観察の結果を図１４に示す。図１３の模擬劣化油は劣化要因が酸化に限定されている「酸化油」であり、図１４において金属成分が検出されていない。図１３の「実機劣化油」は、最大色差が低く、図１４から金属元素（Ｃｕ、Ｆｅ）が検出されていることから、劣化要因は摩耗粉などの固形粒子による汚損であると考えられる。模擬劣化油中での摩擦摩耗試験の結果から、劣化要因が酸化に限定された油では摩耗が生じなかったことから、「酸化油」は摩耗を促進させることはないことがわかる。【００４８】
図１１及び１２には、全体の傾向から外れる特異的な試料油、すなわち、ＩＳＯコードが「模擬劣化油」及び「実機劣化油」より７小さく、粒子の数は１／１００以下にもかかわらず、油の汚染度を表すΔＥＲＧＢは「実機劣化油」と同程度であり、さらにメンブランパッチの色も茶系色を示している特異な試料油が観察される。この「特異な試料油」は、酸化生成物が多く補足されていると言える。つまり、ＩＳＯコードによる汚染度判定では油が摩耗を促進する状態にあるか否か、油が何で汚染されているかは判断できない。機械設備の摩耗を監視するためには単に潤滑油中の粒子数を測定するだけでは不十分であり、粒子数の増加が酸化か汚損のどちらに起因するかを判断することが必要である。同様に、潤滑油の汚染状態を監視する場合も、汚染原因を知るためには粒子数の測定だけでは不十分であることがわかる。【００４９】
［ＩＳＯ清浄度コードと透過光で測定した色パラメータとの関係］
図１５に透過光で測定したΔＥＲＧＢとＩＳＯコードとの関係を示す。図中のプロットは透過光で測定した色パラメータを示しているが、プロットの色はメンブランパッチ表面の色を表しているため、透過光で測定した色を直接表していないことに注意が必要である。（ａ）４μｍ以上、（ｂ）６μｍ以上のＩＳＯコードの場合、ＩＳＯコードの増加に伴って透過光で測定したΔＥＲＧＢが増加する傾向を示した。（ａ）１４μｍ以上では、反射光の場合と同様にＩＳＯコードが１７以上でΔＥＲＧＢが増加する傾向を示した。しかし、透過光の場合では、４μｍ、６μｍ、１４μｍのＩＳＯコードが低いにも拘わらず、ΔＥＲＧＢが高い値を示す試料油が多く存在した。これらの試料油の多くはメンブランパッチ表面の色が比較的薄く、反射光で測定したΔＥＲＧＢが低い値を示したものである。透過光を用いることでメンブランパッチ表面及び内部に捕捉された汚染粒子の色情報が得られることから、これらの試料油中の汚染粒子は、４μｍ以上を測定対象とするＩＳＯコードでは判別できないメンブランパッチ内部に捕捉される０．８μｍ未満の粒子が支配的であると推察される。【００５０】
本実験で分析した試料油において、透過光、反射光それぞれで測定したΔＥＲＧＢの値が大きく異なるものが存在し、これらはＩＳＯコードでは測定できないサイズの汚染粒子が影響を与えたと考えられる。そこで、透過光と反射光それぞれで測定したΔＥＲＧＢの差が、汚染粒子がメンブランパッチ内部もしくは表面どちらでの捕捉が支配的かを表すと考えた。図１６に透過光、反射光それぞれで測定したΔＥＲＧＢの値の差とＩＳＯコードとの関係を示す。【００５１】
ここで、図中のＴΔＥＲＧＢは透過光で測定したΔＥＲＧＢ、ＲΔＥＲＧＢは反射光で測定したΔＥＲＧＢを表している。どの基準粒子径でも、ΔＥＲＧＢの差が約１５０を閾値（図中点線で示す）として２つのグループに分かれていることがわがる。ΔＥＲＧＢの差が１５０よりも大きなグループはメンブランパッチ表面の色が薄い灰色を示していることから、このグループの汚染粒子はメンブランパッチの孔径より小さい粒子が支配的であると考えられる。一方、ΔＥＲＧＢの差が１５０以下のグループはメンブランパッチ表面の色が濃くΔＥＲＧＢの差が比較的小さいことから、表面に捕捉された汚染粒子の割合が多い試料油と言える。このことから、孔径０．８μｍのメンブランパッチを用いた場合、ΔＥＲＧＢの差が１５０以下のグループはメンブランパッチの孔径より大きい汚染粒子が支配的であることが示唆される。同じＩＳＯコードにもかかわらず、透過光、反射光それぞれで測定したΔＥＲＧＢの差が異なる試料油の代表例を図１７に示す。図１７中の番号は、図１６中の番号に対応する。【００５２】
図１７にはメンブランパッチの外観、ＩＳＯコードと併せて、ＣＰＡで測定されたＲＧＢ値に基づいて再現された色も示す。Ｒｃｏｌｏｒは反射光を用いて測定された色、Ｔｃｏｌｏｒは透過光を用いて測定された色である。フィルタ内部を直接観察することはできないが、透過光がメンブランパッチ内部の粒子を捉えていることがわかる。【００５３】
以上の結果から、透過光、反射光それぞれで測定したΔＥＲＧＢの差を用いることで、潤滑油中の汚染粒子がメンブランパッチ内部もしくは表面どちらでの捕捉が支配的かをおおまかに分けることができ、ＩＳＯコードでは判別できない粒径サブマイクロメートルの微細粒子の存在割合も簡便に知ることができると言える。さらに、監視対象としたい微細粒子径にメンブランフィルタの孔径を合わせることで、パーティクルカウンタを用いることなく所望の粒子径以下の汚染物粒子の状態監視に活用できる可能性が示唆された。【００５４】
［新しい評価パラメータの提案と潤滑油汚染形態図］
これまでの知見をもとに、新しい評価パラメータを考案し、それらを用いた潤滑油汚染形態図の作成を試みた。以下に、新しく定義した汚染度指数Ｉｃを求める式（２）を示す。
【数４】
2018212364.tif 000009
【００５５】
ここで、ｆ（ａ、ｂ、ｃ）はａ、ｂ、及びｃを変数とする関数であり、ａ、ｂ、ｃはＩＳＯコード（ａ／ｂ／ｃ）に対応し、４μｍ以上の粒子数のコードをａ、６μｍ以上の粒子数のコードをｂ、１４μｍ以上の粒子数のコードをｃとする。【００５６】
式（２）で表される汚染度指数Ｉｃの具体的な例としては、以下の式（３）〜（２０）で表されるものが挙げられる。
【数５】
2018212364.tif 000010
【数６】
2018212364.tif 000011
【数７】
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【数８】
2018212364.tif 000014
【００５７】
式（３）は、Ｉｃが増加するほど、摩耗粉の総数又は大きな摩耗粒子が占める割合が増加することを示唆する。式（４）は、式（３）よりもさらに大きな粒子の存在を示唆する。式（５）は、６μｍ以上の大きさの粒子に焦点を絞って、その汚染度を示唆する。式（６）は、式（５）よりもさらに大きな粒子の存在を示唆する。式（７）は、１４μｍ以上の大きさの粒子に焦点を絞って、その汚染度を示唆する。式（８）は、式（７）よりもさらに大きな粒子の存在を示唆する。【００５８】
式（１２）はＩｃが減少するほど、摩耗粉又は大きな摩耗粒子が占める割合が増加することを示唆する。式（１３）は、式（１２）よりもさらに大きな粒子の存在を示唆する。式（１４）は、６μｍ以上の大きさの粒子に焦点を絞って、その汚染度を示唆する。式（１５）は、式（１４）よりもさらに大きな粒子の存在を示唆する。式（１６）は、１４μｍ以上の大きさの粒子に焦点を絞って、その汚染度を示唆する。式（１７）は、式（１６）よりもさらに大きな粒子の存在を示唆する。【００５９】
式（９）〜（１１）及び（１８）〜（２０）は、いずれもＩｃが１に近づくほど大きな粒子の存在を示唆するが、汚染度は判別できない。【００６０】
潤滑油汚染の状況を評価する際、問題となる粒子径に応じて式（３）〜（８）及びこれらの変形例である式（９）〜（２０）を使い分ける。例えば、４μｍ以上６μｍ未満の粒子径が監視対象となる機械故障の重要な因子であれば、式（３）、（４）、（９）、（１２）、（１３）、又は（１８）を使用する。また、６μｍ以上１４μｍ未満の粒子径が監視対象となる機械故障の重要な因子であれば、式（５）、（６）、（１０）、（１４）、（１５）、又は（１９）を使用し、１４μｍ以上の粒子径が監視対象となる機械故障の重要であれば、式（７）、（８）、（１１）、（１６）、（１７）、又は（２０）を使用する。【００６１】
例えば、４μｍ以上６μｍ未満の粒子径が監視対象となる機械故障の重要な因子である場合、測定されたＩＳＯコードが（２２／２１／１７）ならば、Ｉｃは式（３）より４８となる。式（３）〜（８）からわかるように、全体の粒子数が多いほど、また４μｍ、６μｍ、１４μｍそれぞれの粒子径以上の粒子の数の差が小さいほどＩｃの値は大きくなる。つまり、しゅう動面の摩耗状態監視の観点からは、Ｉｃの増加は摩耗粉の総数の増加、大きな摩耗粒子が占める割合の増加を意味する。また、汚染粒子の混入という観点からは、Ｉｃの増加は汚染粒子の総数の増加、大きな汚染粒子が占める割合の増加を意味し、いずれにしても、機械故障の危険度を示す指標となり得る。【００６２】
図１８は、孔径０．８μｍのメンブランパッチを反射光で測定した最大色差ＭＣＤと汚染度指数Ｉｃとの関係を示す。Ｉｃとしては式（３）で表されるものを用いている。図中のプロットの色はメンブランパッチ表面の色を表している。ＩＳＯ清浄度コードで示される数字の羅列では異なる試料油間の区別と汚染要因の判別が難しかったが、ＩｃとＭＣＤ（最大色差）を用いることで油の汚染度と汚染要因を簡便に判別できるようになった。例えば、この潤滑油汚染形態図を用いて、Ｉｃと最大色差にそれぞれに所望の閾値を設けることで、対象とする機械設備に応じた適切な潤滑油管理を行うことができ、この技術をさらに高度化することで油潤滑表面の摩耗予測につながる。【００６３】
図１９は、図１８に潤滑油の汚染形態を割り当てたものである。図１９において、正常エリア（０≦Ｉｃ≦４０、０≦ＭＣＤ≦２０）は、潤滑油の酸化及び機械設備の摩耗のいずれもが進んでおらず、正常な状態である。酸化エリア（０≦Ｉｃ≦４０、２０≦ＭＣＤ≦５０）は、潤滑油の酸化が進んでいるものの、機械設備の摩耗が進んでいない状態である。前駆体エリア（０≦Ｉｃ≦４０、５０≦ＭＣＤ）は、潤滑油の酸化がかなり進んでいて前駆体が形成されているものの、機械設備の摩耗が進んでいない状態である。摩耗エリア（４０≦Ｉｃ≦１００、０≦ＭＣＤ≦２０）は、潤滑油の酸化は進んでいないものの、機械設備の摩耗が進んでいる状態である。複合劣化エリア（４０≦Ｉｃ、２０≦ＭＣＤ≦５０）は、潤滑油の酸化が進んでおり、また、４０≦Ｉｃ≦１００においては機械設備の摩耗が進んでおり、１００≦Ｉｃにおいては機械設備の過大な摩耗が進んでいる状態である。バーニッシュエリア（４０≦Ｉｃ≦１００、５０≦ＭＣＤ）は、潤滑油の酸化がかなり進んでおり、機械設備の摩耗も進んでいて、バーニッシュが形成されている状態である。過大摩耗エリア（１００≦Ｉｃ、０≦ＭＣＤ≦２０）は、潤滑油の酸化は進んでいないものの、機械設備の過大な摩耗が進んでいる状態である。スラッジエリア（１００≦Ｉｃ、５０≦ＭＣＤ）は、潤滑油の酸化がかなり進んでおり、機械設備の過大な摩耗も進んでいて、スラッジが形成されている状態である。汚染形態は、（１）安全、（２）監視、（３）要油交換の３エリアに分けることができる。潤滑油が用いられる機械の設計によって、（１）安全、（２）監視、（３）要油交換のエリアに該当するかは異なる。例えば、高温で運転するポンプにおいては、潤滑油の劣化が起こりやすいため、（１）安全：正常、摩耗エリア、（２）監視：酸化、前駆体、摩耗、複合劣化エリア、（３）要油交換：バーニッシュ、過大摩耗、スラッジエリアに分類される。一方、高温で運転しないポンプにおいては、潤滑油の酸化が起こりにくいため、（１）安全：酸化、前駆体、摩耗、複合劣化エリア、（２）監視：バーニッシュエリア、（３）要油交換：過大摩耗、スラッジエリアに分類される。【００６４】
孔径０．８μｍのメンブランパッチを透過光、反射光それぞれで測定したΔＥＲＧＢの差と汚染度指数Ｉｃの関係を図２０に示す。Ｉｃとしては式（３）で表されるものを用いている。同じ程度のＩｃでもΔＥＲＧＢの差が大きいものが多数ある。仮に、Ｉｃが小さい場合でもΔＥＲＧＢの差が大きい油には１μｍ未満の微細な粒子が多く含まれていることを意味しており、潤滑油の交換など適切な処置の必要性を提示している。【００６５】
図２１は、図２０に潤滑油の汚染形態を割り当てたものである。図２１において、正常エリア（０≦Ｉｃ≦４０、０≦ＴΔＥＲＧＢ−ＲΔＥＲＧＢ≦１５０）は、潤滑油の酸化及び機械設備の摩耗のいずれもが進んでおらず、正常な状態である。前駆体／極微摩耗エリア（０≦Ｉｃ≦４０、１５０≦ＴΔＥＲＧＢ−ＲΔＥＲＧＢ）は、潤滑油の酸化がかなり進んでいて前駆体が形成されている、及び／又は機械設備の極微な摩耗が進んでいる状態である。摩耗／バーニッシュエリア（４０≦Ｉｃ≦１００、０≦ＴΔＥＲＧＢ−ＲΔＥＲＧＢ≦１５０）は、潤滑油の酸化がかなり進んでいてバーニッシュが形成されている、及び／又は機械設備の摩耗が進んでいる状態である。微細摩耗エリア（４０≦Ｉｃ≦１００、１５０≦ＴΔＥＲＧＢ−ＲΔＥＲＧＢ）は、機械設備の微細な摩耗が進んでいる状態である。過大摩耗／スラッジエリア（１００≦Ｉｃ、０≦ＴΔＥＲＧＢ−ＲΔＥＲＧＢ≦１５０）は、潤滑油の酸化がかなり進んでいてスラッジが形成されている、及び／又は機械設備の過大な摩耗が進んでいる状態である。過大摩耗／多大・微細摩耗エリア（１００≦Ｉｃ、１５０≦ＴΔＥＲＧＢ−ＲΔＥＲＧＢ）は、機械設備の過大な摩耗が進んでいる、及び／又は多大かつ微細な摩耗が進んでいる状態である。汚染形態は、（１）安全、（２）監視、（３）詳細分析、機械状態確認の３エリアに分けることができる。潤滑油が用いられる機械の設計によって、（１）安全、（２）監視、（３）詳細分析、機械状態確認のエリアに該当するかは異なる。例えば、摺動部における隙間が大きいポンプにおいては、細かい摩耗粉が摺動部に影響しないため、（１）安全：正常、前駆体、極微摩耗エリア、（２）監視：摩耗／バーニッシュ、微細摩耗エリア、（３）詳細分析、機械状態確認：過大摩耗／スラッジ、過大摩耗／多大・微細摩耗エリアに分類される。一方、摺動部における隙間が小さいポンプにおいては、細かい摩耗粉が入り込み摺動面がダメージを受けやすいため、（１）安全：正常、前駆体エリア、（２）監視：極微摩耗、摩耗／バーニッシュ、微細摩耗エリア、（３）詳細分析、機械状態確認：過大摩耗／スラッジ、過大摩耗／多大・微細摩耗エリアに分類される。【００６６】
上記においては、式（３）を用いてＩｃを算出して潤滑油汚染形態図を作成したが、式（４）を用いてＩｃを算出して潤滑油汚染形態図を作成することもできる。【００６７】
［まとめ］
（１）ポンプのすべり軸受を対象として、使用環境や使用時間の異なる実機で使用した同一銘柄の工業用潤滑油２３サンプルの劣化状態を調べた結果、酸化、摩耗粉による汚損、酸化と汚損が混在した状態の３つに大きく分けられることがわかった。
（２）模擬劣化油を用いた摩擦摩耗試験の結果から、劣化要因が酸化に限定された潤滑油は摩耗を促進させることはなく、硬質粒子が混入した場合は摩耗を促進させることがわかった。そのため、油中の粒子数のみではなく、汚染粒子の種類が摩耗に影響を及ぼすことがわかった。また、ＩＳＯ２３ＳｉＣ油の摩擦摩耗試験において、激しい摩耗が生じた場合に試験前後でΔＥＲＧＢが増加したことから、継続的なΔＥＲＧＢの監視によってＭＣＤだけでは判別できない硬質粒子の混入を判別できる可能性が示唆された。
（３）ＩＳＯコードとメンブランパッチの色パラメータとの関係を調べた結果、ＩＳＯコードによる汚染度判定では油が摩耗を促進する状態にあるか否か、油が何で汚染されているかを判別できないことが明らかになった。また、ＩＳＯコードの増加に伴い、メンブランパッチの色パラメータであるΔＥＲＧＢが増加する傾向を示したことから、ΔＥＲＧＢの監視によって油中の粒子数の変化を監視できる可能性が示唆された。さらに、透過光、反射光それぞれで測定したΔＥＲＧＢの差から、ＩＳＯコードでは判定できない粒径サブマイクロメートルの微細粒子の存在割合を簡便に知ることができる可能性が示唆された。
（４）以上をもとに、ＩＳＯコードを用いた新しい評価パラメータである汚染度指数Ｉｃを考案し、Ｉｃとメンブランパッチの色パラメータを組み合わせた潤滑油汚染形態図を提案する。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
以上の通り、ＩＳＯコードとメンブランパッチの色パラメータの複合化は、潤滑油汚染診断の高精度化に有用である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【国際調査報告】
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