(57)【要約】潤滑油そのものの酸化をできる限り抑制しつつ、内燃機関内の摩擦損失をより少なくして燃料消費量を下げることが可能な潤滑油の改質方法および潤滑油を提供する。４本の高圧絶縁碍子（３）によって対地絶縁された架台（４）に潤滑油（５）が入った容器（６）を安定させ、静電気発生装置（７）から３０〜５０ボルトの静電気を通電することによりマイナスの電子を潤滑油（５）へチャージする。これにより潤滑油（５）の不飽和炭化水素（１ａ）および芳香族炭化水素（２ａ）が、飽和炭化水素（１ｂ），（２ｂ）およびナフテン族炭化水素（２ｃ）へ変化し、極めて粘性が低くなる。したがって、この潤滑油（５）を使用する内燃機関内の摩擦抵抗は低くなり、内燃機関の燃料消費量を下げることができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対地絶縁した容器内に潤滑油を入れ、同潤滑油に対し電極を通じて電子を印加することを特徴とする潤滑油の改質方法。
【請求項２】
前記電極への通電は、３０ボルト以上の電圧で１００時間以上行うことを特徴とする請求の範囲第１項記載の潤滑油の改質方法。
【請求項３】
前記電子を印加した潤滑油に、電子を印加していない潤滑油を混合することを特徴とする請求の範囲第１項記載の潤滑油の改質方法。
【請求項４】
前記電子を印加した潤滑油に、電子を印加していない潤滑油を混合することを特徴とする請求の範囲第２項記載の潤滑油の改質方法。
【請求項５】
前記電子を印加した潤滑油と前記電子を印加していない潤滑油との混合比を１８：８２〜５０：５０とする請求の範囲第３項記載の潤滑油の改質方法。
【請求項６】
前記電子を印加した潤滑油と前記電子を印加していない潤滑油との混合比を１８：８２〜５０：５０とする請求の範囲第４項記載の潤滑油の改質方法。
【請求項７】
飽和炭化水素についての核磁気共鳴法によるＨの面積強度が３％以上である潤滑油。
【発明の詳細な説明】
技術分野
この発明は、摺動部位を有する機関に用いられる潤滑油の改質方法および潤滑油であり、特に、内燃機関に用いられる潤滑油に好適な潤滑油の改質方法および潤滑油に関する。
背景技術
近来のエネルギー問題は、今後の人類社会の構成や地球環境的に非常に大切な課題である。特に、ガソリンを始めとする石油加工燃料の消費量を低減することは、環境保護やエネルギー保存に大いに貢献し、企業、個人のコスト削減にも繋がることである。しかし、自動車、船舶や航空機等の移動機械の動力源である内燃機関自体の機械的構造を改善し、その効率を上げるためには、莫大な設備投資や研究開発期間を要する。
また、既に運用されているこれらの移動機械の内燃機関の構造を改善することは難しいことから、この内燃機関の摺動部位の摩擦損失を少なくして燃料消費率を改善することが行われている。内燃機関の摩擦損失を少なくするには、その摺動部位の潤滑に用いられる潤滑油を、より高度な品質に改善するのが一般的である。例えば、潤滑油の改善には、基油そのものの粘性を調整する方法や、潤滑油に添加剤を混入する方法などがある。
ところで、内燃機関内の潤滑油は、ある程度の期間の経過や内燃機関の運転量で劣化、つまり酸化していく。酸化が進行すると潤滑油の粘性が上がり、摺動抵抗が増加する。そのため、内燃機関の燃焼室内で不完全燃焼が起こりやすくなり、燃焼室内に不完全燃焼によるカーボンをはじめとする不純物が蓄積するようになる。また、潤滑油の粘性が上がることによって潤滑油そのものの消費も加速していく。
このような問題は、上記従来の方法により改善を施した潤滑油であっても起こり得ることであり、上記従来の方法は、潤滑油の酸化の進行を防止するものではない。したがって、従来の潤滑油では早いサイクルで交換する必要があり、上記のような改善を施した高級な潤滑油を使用する場合、かなりのランニングコストが必要となる。
そこで、本発明では、潤滑油そのものの酸化をできる限り抑制しつつ、内燃機関内の摩擦損失をより少なくして燃料消費量を下げることが可能な潤滑油の改質方法および潤滑油を提供する。
発明の開示
本発明の潤滑油の改質方法は、対地絶縁した容器内に潤滑油を入れ、この潤滑油に対し電極を通じて電子を印加することを特徴とする。本発明によれば、印加した電子を地中へ漏電させることなく、効率よく潤滑油にチャージすることができる。電極への通電は、３０ボルト以上の電圧で１００時間以上、より好ましくは４００時間以上の長時間行う。さらに好ましくは５０ボルト以上の電圧で７２０時間以上行うのがよい。
３０ボルト以上の電圧で１００時間以上通電すれば、飽和炭化水素についての核磁気共鳴法によるＨの面積強度が３％以上の潤滑油が得られる。Ｈの面積強度が３％以上の潤滑油では、不飽和炭化水素が極めて少なくなるため、その粘性が低くなる。すなわち、不飽和炭化水素を減らすことで、摩擦抵抗を極めて低くすることができる。
また、３０ボルト以上の電圧で４００時間以上通電すれば、前記Ｈの面積強度が極めて安定し、長期間に渡って粘性の低い状態を保つことができる。さらに、５０ボルト以上の電圧で７２０時間以上通電を行えば、前記Ｈの面積強度が５〜７％に増加し、粘性の低い状態が安定するようになる。
本発明の改質方法によってマイナスの電子がチャージされた潤滑油は、粘性が下がることを本発明者は実験により確認しており、これを使用した内燃機関内の摩擦抵抗をより少なくすることが可能である。これにより、内燃機関の燃料消費量を下げることができる。また、上記のように対地絶縁した容器とこの容器内に入れた潤滑油に電子を印加する電極から構成される簡単な装置により、従来の廉価な潤滑油を処理して本発明の潤滑油を得ることができるため、潤滑油の改質コストを低く抑えることができる。
また、内燃機関から排出される排気ガスは、プラスイオンの塊であると言われているが、本発明により得られた潤滑油は、マイナスの電子が多く含まれるものとなるため、排出される排気ガスに含まれるプラスイオンが減少する。このように、マイナスの電子がチャージされた潤滑油を内燃機関の潤滑に用いると、燃焼室内の酸素がマイナスイオン化されるため、燃焼室内における不完全燃焼を防止することができる。すなわち、完全燃焼が行われるようになるため、潤滑油の酸化を抑制することができる。また、潤滑油の成分である不飽和炭化水素がほとんどなくなり、飽和炭化水素へと変化するため、潤滑油自体を極めて酸化しにくいものとすることができる。
ここで、図１（ａ）に示すように、通常の潤滑油（処理前）は、鎖状で二重結合を有した不飽和炭化水素１ａおよびベンゼン環を有した芳香族炭化水素２ａの混合物である。このような潤滑油に対して電子を印加すると、同図（ｂ）に示すように、不飽和炭化水素１ａの二重結合が切れ、飽和炭化水素１ｂへと変化する。また、芳香族炭化水素２ａのベンゼン環にアルキル基（Ｒ）が結合し、飽和炭化水素２ｂへと変化する。あるいは、芳香族炭化水素２ａのベンゼン環がナフテン環となって、ナフテン族炭化水素２ｃへと変化する。
このように潤滑油に対して電子を印加することで、芳香族炭化水素２ａの割合が減少する。芳香族炭化水素２ａの粘性は高いが、本発明によればこの芳香族炭化水素２ａの割合を減少することができるため、潤滑油の粘性を下げることができるものと考えられる。また、潤滑油の酸化は、原子核の周りを浮遊する電子が離脱することで進んでいくが、本発明ではマイナスの電子を長時間チャージして、不飽和炭化水素１ａをほとんどなくすため、得られた潤滑油は極めて酸化しにくいものとなる。
ところで、上記のように電子を印加した潤滑油のみでは、粘性が下がるとともに油性も下がる傾向にある。油性は摩擦面における吸着の度合いを示すものであり、内燃機関であれば燃焼室内の壁面を皮膜する潤滑油の付着度を示す。電子を印加した潤滑油のみを自動車の内燃機関の潤滑に用いても、高速走行時以外の坂道や凹凸などの道路変化の著しい状況下では従来の潤滑油よりも燃費を向上させることはできるが、この燃費向上の効果を長期間に渡って持続させるために、この電子を印加した潤滑油に電子を印加していない潤滑油を混合するのが望ましい。これにより、油性を下げずに潤滑油の粘性を下げた潤滑油が得られる。
この潤滑油を自動車の内燃機関の潤滑に用いると、粘性が下がったことによって潤滑油の摩擦抵抗が極めて低くなるとともに、油性が下がらないことによって燃焼室内の壁面には潤滑油の皮膜が付着した状態が持続する。すなわち、従来の潤滑油の油性を下げずに粘性を下げて摩擦抵抗を極めて低くすることができ、高速走行時を含めて坂道や凹凸などの道路変化の著しい状況下でも燃費を向上させることができる。
ここで、電子を印加した潤滑油と電子を印加していない潤滑油との混合比は、１８：８２〜５０：５０の範囲とするのが望ましい。この範囲の混合比であれば、本発明の潤滑油の改質効果が充分に得られる。また、この混合比を２０：８０〜２５：７５とすれば、最適な潤滑油の改質効果が得られる。
発明を実施するための最良の形態
図２は本発明の実施の形態における潤滑油の改質装置の概略図である。
図２に示すように、本実施形態における潤滑油の改質装置は、４本の高圧絶縁碍子３によって対地絶縁した架台４と、架台４に固定され、改質を施す潤滑油５を入れる容器６と、３０〜５０ボルトの静電気を発生する静電気発生装置７とを備える。
架台４は、碍子３によって対地絶縁されたステンレス鋼製であって、静電気発生装置７によって発生された静電気が通電される。碍子３は、例えば、日本碍子社製ＳＰ３０（衝撃耐電圧２００ＫＶ，注入耐電圧８５ＫＶ／１分間）を用いることができるが、絶縁の状態を良くするためにその大きさや数を適宜増やすことができる。また、靜電気発生装置７についても対地絶縁し、地中への漏電を防いで架台４へ効率よく通電されるようにしている。
また、容器６もステンレス鋼製であり、架台４と電気的に導通されている。このような容器６では、靜電気発生装置７から架台４への通電によって容器６に電子が印加される。なお、本実施形態においては、容器６への通電がより良好に働くようにするため、架台４をステンレス鋼製としているが、通電が確保できればその他の材質でもよい。
また、容器６内には、電子が潤滑油５に浸透しやすくするため、活性炭にて形成した電極（図示せず）を設置している。このような活性炭電極によれば、容器６内の潤滑油５に含まれる不純物を吸着するため、潤滑油５への電子のチャージがより効率よく行われるようになる。なお、この活性炭電極は、吸着した不純物を除去するために、一定の時間と処理量で交換する。
このような改質装置では、対地絶縁された架台４に潤滑油５が入った容器６を安定させ、静電気発生装置７から３０〜５０ボルトの静電気を通電する。このとき、最低１００〜４００時間、好ましくは７２０時間の通電時間を置くようにする。また、この所定時間の通電後、数日間放置し、さらに所定時間の通電を行い、これを数度繰り返す。このように間を置いて通電を反復することで、潤滑油５の性質を向上できるだけでなく、熟成して安定することができる。
こうして得られた潤滑油５は、図１（ａ），（ｂ）に示すように不飽和炭化水素１ａおよび芳香族炭化水素２ａが、飽和炭化水素１ｂ，２ｂおよびナフテン族炭化水素２ｃへ変化することで極めて粘性が低くなる。したがって、これを使用する内燃機関内の摩擦抵抗を低くすることができ、内燃機関の燃料消費量を下げることができる。また、靜電気発生装置７は、一般に５０〜２６０万円程度のものであるため、本実施形態における潤滑油５を得るためのコストは極めて安く、従来の高級な潤滑油と比較するとランニングコストを低くすることができる。
また、マイナスの電子がチャージされた潤滑油５によって燃焼室内の酸素がマイナスイオン化されることによって、不完全燃焼を防止し、完全燃焼が行われるようになるため、潤滑油５の酸化を抑制することができる。また、図１（ａ），（ｂ）に示すように、潤滑油５の成分である不飽和炭化水素１ａがほとんどなくなり、飽和炭化水素１ｂへと変化することから、この潤滑油５自体は極めて酸化しにくいものとなる。
本発明の潤滑油の改質装置によって得られた潤滑油を自動車のエンジンに実際に用いて燃費を測定した。なお、従来品として廉価な潤滑油（従来例１）を用い、発明品として同じ潤滑油を元に上記処理を施したもの（実施例１）を用いた。この測定結果を表１に示す。
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表１に示すように、実施例１の潤滑油を使用した場合、従来例１の潤滑油を使用した場合と比較して燃費が２０〜４５％程度向上している。すなわち、廉価な潤滑油であっても本発明の方法により処理を施すことによって、その潤滑油の粘性を低くすることができ、摩擦抵抗を少なくして燃費を向上することができる。また、エンジンのアイドリング時の回転数についても４０％近く下がることを確認しており、静粛性を向上し、さらにアイドリング時の燃料消費量を抑えることもできた。
また、実施例１の潤滑油では、従来例１の潤滑油と比較して極めて酸化しにくく汚れも少ないため、交換サイクルを従来品よりも１０〜３０％長くすることができた。
次に、実施例１の潤滑油に、従来例１の潤滑油を混合したもの（実施例２）について検証した。混合比は、実施例１：従来例１＝２０：８０とした。この検証結果を表２に示す。
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実施例１、実施例２および従来例１の潤滑油をそれぞれ透明容器に入れ、ひっくり返したとき、実施例１の潤滑油は、従来例１の潤滑油と比較してさらさらしており、容器壁面への付着も少なくすぐに流れ落ちる。これは、従来例１の潤滑油に比べて粘性とともに油性も低いことを表している。
これに対して実施例２の潤滑油は、実施例１の潤滑油と同様、従来例１の潤滑油と比較してさらさらしているが、容器壁面への付着があり、壁面を伝ってだらだらと時間を掛けて流れ落ちる。これは、従来例１の潤滑油に比べて粘性は低いが、油性はあまり変わらないことを表している。
すなわち、実施例２の潤滑油では、従来の潤滑油の油性を下げずに粘性を下げることができた。
この実施例２の潤滑油を用いた車両では、アクセルレスポンスが高く、トルク感も向上しており、坂道でも粘り強く走り、高いギアでシフトダウンすることなくスムーズに走行することができた。また、アイドリングも実施例１の潤滑油を用いた場合の７００ｒｐｍから２００〜４００ｒｐｍへと下がったが、基準外の不完全燃焼はなく、エンジンストールすることもなかった。
また、潤滑油への電子の印加時間については、１００時間以上の通電で充分に効果が確認できたが、４００時間以上の通電であれば、上記実施例２を理想的な混合比とした場合に、１００００ｋｍ以上走行しても上記の効果を持続することができた。従来例１の潤滑油では４０００ｋｍ程度の走行で燃費も落ちることからして、２．５倍以上の寿命を実現することができた。
産業上の利用可能性
以上のように、本発明は、摺動部位を有する機関に用いられる潤滑油に有用であり、特に自動車のエンジンなどの内燃機関に用いられる潤滑油に適している。
【図面の簡単な説明】
図１は、潤滑油の分子の結合状態を示す図であって、（ａ）は処理前の状態を示す図、（ｂ）は処理後の状態を示す図であり、図２は、本実施形態における潤滑油の改質装置の概略図である。
【図１】
2003044142.tif 000005
【図２】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年11月10日(2003.11.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対地絶縁した容器内に潤滑油を入れ、同潤滑油に対し電極を通じて電子を印加し、この電子を印加した潤滑油に電子を印加していない潤滑油を混合することを特徴とする摺動部位を有する機関の潤滑に用いられる潤滑油の改質方法。
【請求項２】
前記電極への通電は、３０ボルト以上の電圧で１００時間以上行うことを特徴とする請求の範囲第１項記載の摺動部位を有する機関の潤滑に用いられる潤滑油の改質方法。
【請求項３】
削除
【請求項４】
削除
【請求項５】
前記電子を印加した潤滑油と前記電子を印加していない潤滑油との混合比を１８：８２〜５０：５０とする請求の範囲第１項記載の摺動部位を有する機関の潤滑に用いられる潤滑油の改質方法。
【請求項６】
前記電子を印加した潤滑油と前記電子を印加していない潤滑油との混合比を１８：８２〜５０：５０とする請求の範囲第２項記載の摺動部位を有する機関の潤滑に用いられる潤滑油の改質方法。
【請求項７】
対地絶縁した容器内に潤滑油を入れ、同潤滑油に対し電極を通じて３０ボルト以上の電圧で１００時間以上の通電を行うことにより電子を印加し、飽和炭化水素についての核磁気共鳴法によるＨの面積強度を３％以上とした潤滑油に、電子を印加していない潤滑油を混合した摺動部位を有する機関の潤滑に用いられる潤滑油。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
明  細  書
摺動部位を有する機関の潤滑に用いられる潤滑油の改質方法
技術分野
この発明は、摺動部位を有する機関に用いられる潤滑油の改質方法および潤滑油であり、特に、内燃機関に用いられる潤滑油に好適な潤滑油の改質方法および潤滑油に関する。
背景技術
近来のエネルギー問題は、今後の人類社会の構成や地球環境的に非常に大切な課題である。特に、ガソリンを始めとする石油加工燃料の消費量を低減することは、環境保護やエネルギー保存に大いに黄献し、企業、個人のコスト削減にも繋がることである。しかし、自動車、船舶や航空機等の移動機械の動力源である内燃機関自体の機械的構造を改善し、その効率を上げるためには、莫大な設備投資や研究開発期間を要する。
また、既に運用されているこれらの移動機械の内燃機関の構造を改善することは難しいことから、この内燃機関の摺動部位の摩擦損失を少なくして燃料消費率を改善することが行われている。内燃機関の摩擦損失を少なくするには、その摺動部位の潤滑に用いられる潤滑油を、より高度な品質に改善するのが一般的である。例えば、潤滑油の改善には、基油そのものの粘性を調整する方法や、潤滑油に添加剤を混入する方法などがある。
ところで、内燃機関内の潤滑油は、ある程度の期間の経過や内燃機関の運転量で劣化、つまり酸化していく。酸化が進行すると潤滑油の粘性が上がり、摺動抵抗が増加する。そのため、内燃機関の燃焼室内で不完全燃焼が起こりやすくなり、燃焼室内に不完全燃焼によるカーボンをはじめとする不純物が蓄積するようになる。ま




【国際調査報告】
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