(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
潤滑油使用装置から排出された潤滑油を強制循環させて潤滑油使用装置に戻す循環経路中に設置されるオイルフィルタであって、
該オイルフィルタ内には、入油側有孔仕切板と出油側有孔仕切板とにより仕切られた鉱石粒室を設け、
該鉱石粒室には、泥岩質である緑泥片岩を砕石した鉱石粒を充填することを特徴とする劣化抑制オイルフィルタ。
【請求項２】
請求項１に記載の劣化抑制オイルフィルタにおいて、前記鉱石粒の粒径の平均寸法は、０．５ｍｍから１０ｍｍまでの間の寸法であることを特徴とする劣化抑制オイルフィルタ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の劣化抑制オイルフィルタにおいて、前記鉱石粒室に充填される鉱石粒の粒径の平均寸法は、前記入油側から出油側に向けて漸減することを特徴とする劣化抑制オイルフィルタ。
【請求項４】
請求項１から３の何れか１項に記載の劣化抑制オイルフィルタにおいて、前記鉱石粒室は２室以上であり、出油側の鉱石粒室には、入油側の鉱石粒室に充填する鉱石粒よりも粒径の平均寸法が小さい鉱石粒を充填することを特徴とする劣化抑制オイルフィルタ。
【請求項５】
請求項４に記載の劣化抑制オイルフィルタにおいて、前記複数の鉱石粒室は４室であることを特徴とする劣化抑制オイルフィルタ。
【請求項６】
請求項５に記載の劣化抑制オイルフィルタにおいて、前記４室の各鉱石粒室に充填される鉱石粒の粒径の平均寸法は、前記入油側有孔仕切板側から出油側有孔仕切板側に向けて、第１番目の鉱石粒室に充填される鉱石粒が４ｍｍから５ｍｍまでの間の寸法であり、第２番目の鉱石粒室に充填される鉱石粒が３ｍｍから４ｍｍまでの間の寸法であり、第３番目の鉱石粒室に充填される鉱石粒が２ｍｍから３ｍｍまでの間の寸法であり、第４番目の鉱石粒室に充填される鉱石粒が１ｍｍから２ｍｍまでの間の寸法であることを特徴とする劣化抑制オイルフィルタ。
【請求項７】
請求項４から６の何れか１項に記載の劣化抑制オイルフィルタにおいて、前記２室以上の鉱石粒室の内、油流方向に前後関係を有するように設けられた前記鉱石粒室の少なくとも１組の室間には、前記鉱石粒が充填されない整流室を設けたことを特徴とする劣化抑制オイルフィルタ。
【請求項８】
請求項５から７の何れか１項に記載の劣化抑制オイルフィルタにおいて、油流方向に最終番目の前記鉱石粒室には、前記緑泥片岩の鉱石粒と水晶石を砕石した鉱石粒とを混合して充填することを特徴とする劣化抑制オイルフィルタ。
【請求項９】
請求項８に記載の劣化抑制オイルフィルタにおいて、前記水晶石の鉱石粒の粒径の平均寸法は、０．８ｍｍから１．０ｍｍまでの間の寸法であることを特徴とする劣化抑制オイルフィルタ。
【請求項１０】
請求項１から９の何れか１項に記載の劣化抑制オイルフィルタにおいて、油流方向に最終番目の前記鉱石粒室の出油側には、濾紙を設置することを特徴とする劣化抑制オイルフィルタ。
【請求項１１】
請求項１０に記載の劣化抑制オイルフィルタにおいて、前記濾紙は、前記緑泥片岩を粉砕した微粉末が混入されることを特徴とする劣化抑制オイルフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関等に用いられる潤滑油中のスラッジを除去するオイルフィルタに関し、特に、酸化等による潤滑油の劣化を抑制する機能を有するオイルフィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関等に用いられる潤滑油中からスラッジ等の浮遊物を濾過により除去するオイルフィルタには、一般的に濾紙が用いられており、濾紙の隙間を潤滑油が通過する際にスラッジ等の浮遊物が濾し取られて、潤滑油の濾過（浄化）が行われる。
以下に図を用いて従来のオイルフィルタの構造及び使用される環境について説明する。
図４は、従来のオイルフィルタの断面構造を周辺装置と共に示した図である。図４の潤滑油使用装置１は、潤滑油を循環させるポンプ２、及び、潤滑油を浄化するオイルフィルタ３と、耐熱・耐油性の材料により形成された配管（又はホース等）により接続される。
潤滑油使用装置１は、例えば、ガソリンエンジン或いはディーゼルエンジン等の内燃機関１ａと、潤滑油を冷却させるオイルクーラー或いはラジエター等の冷却装置１ｂとにより構成されている。潤滑油は、内燃機関１ａ内のピストンとシリンダのような各摺動面の摺動抵抗を減らすと共に摺動面の削れを防止すると共に、内燃機関１ａの過熱を防止するための冷却媒体としても用いられる。ポンプ２は、潤滑油使用装置１から排出された潤滑油を、オイルフィルタ３を介して潤滑油使用装置１に戻すように循環させている。
【０００３】
オイルフィルタ３は、濾紙９を有孔仕切板７にて保持しており、循環される潤滑油が濾紙９と共に有孔仕切板７を通過するように構成される。有孔仕切板７は、例えば、パンチングにより多数の穴を開けた鋼板、或いは、金網等である。
また、オイルフィルタ３は、潤滑油の循環経路と脱着が可能な構成である。例えば、濾紙９に潤滑油中の汚濁物質を飽和点まで吸着すると共にスラッジ等の浮遊物を多量に濾紙９上に付着した場合等のように濾紙９の濾過能力が劣化した場合には、出油管５の出油管口５ａにねじ込まれたオイルフィルタ３の接続部３ａを、ネジを取り外す方向に回して取り外し、新しいオイルフィルタ３と取り替えることができる。新しいオイルフィルタ３は、有孔仕切板７の中央に設けられた開口７ａに入油管４の入油管口４ａを合わせて、入油管口４ａがオイルフィルタ３の最奥部３ｂの近辺に到達するようにオイルフィルタ３を押し込んでから、オイルフィルタ３の接続部３ａを出油管５の出油管口５ａにねじ込んで取り付ける。
なお、煩雑にならないように図示は省略しているが、接続部分からの油漏れを防止するため、接続部３ａと出油管口５ａとの間、入油管４と有孔仕切板７の中央に設けられた入油管孔７ａとの間等には高分子材料等のパッキンを有している。
【０００４】
図４に示したように、従来のオイルフィルタ３は、濾紙９を用いて、潤滑油中に浮遊するスラッジ等の浮遊物を濾過して取り除くこと、及び、濾紙９に汚濁物質を吸着することにより、潤滑油を浄化していた。
一方、図４のオイルフィルタ３のような濾紙９を用いる方法に代えて、セラミック粒、花崗岩であるトルマリン或いは麦飯石等を用いて潤滑油を浄化するオイルフィルタも研究されている。例えば、セラミック粒或いは麦飯石粒等を用いたオイルフィルタにおいては、その多孔質構造の各孔に汚濁物質を吸着すると共に、その多孔質構造を利用して潤滑油中で棲息可能な微生物を自然発生（自然定着）させてコロニーを形成し、微生物により潤滑油中の有機物質等を分解させることにより潤滑油を浄化している。また、例えば、トルマリン粒のような磁気効果或いは電気効果を有する花崗岩の鉱石粒を触媒として用いたオイルフィルタでは、酸化された潤滑油を還元することにより劣化を防止（遅延）している。
上記の潤滑油中に自然発生する微生物は、具体的には、例えば、次の５種類の如き微生物である。
（１）キャンディダ  リポリティカ、
（２）キサムトモナス  キャンペストリス、
（３）バチルス  リケニアフォーシス、
（４）シュードモナス  アエルキノーサ、
（５）シュードモナス  フルオレソセンス
上記した微生物は、潤滑油中の多孔質構造の鉱石粒の各孔に自然発生的にコロニーを形成して住みつき、潤滑油中の有機物質等を養分として摂取することから、結果的に有機物質等を分解することが知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の各々のオイルフィルタは、各々潤滑油の濾過作用、潤滑油中の有機物質等の分解作用（浄化作用）、或いは、酸化された潤滑油の還元作用（劣化防止作用）等を有しているものの、潤滑油に対して長期間に渡り上記した各々の作用を維持することはできなかった。
例えば、上記の濾紙を用いたオイルフィルタでは、汚濁物質を飽和するまで吸着した後は、濾紙が目詰まりするまで浮遊物質を堰き止めているだけであり、濾紙中に潤滑油中で棲息可能な微生物が自然定着する可能性は有るが、濾紙の表面積が小さく、即ち、潤滑油と微生物のコロニーとの接触面積が小さいことから、実効レベルといえる有機物質等の分解作用は期待できず、さらに、当然ながら磁気効果或いは電気効果は有していないので還元作用を望むことはできなかった。
また、セラミック粒或いは麦飯石粒等を用いたオイルフィルタでは、取り替え後の初期にあたる多孔質構造に汚濁物質の吸着量が少ない時期には、微生物のコロニーが有効に作用して有機物質等を分解するが、汚濁物質の吸着量が飽和点に近づき浮遊物質が増加すると多孔質構造の各孔が目詰まりし、微生物が窒息してコロニーが崩壊することから、有機物質等の分解作用を維持することができなかった。
また、トルマリン粒等を用いたオイルフィルタでも、取り替え後の初期にあたるトルマリン粒の表面に汚濁物質の吸着（付着）量が少ない時期には、そのトルマリン粒の表面において酸化された潤滑油が還元されるが、汚濁物質のトルマリン粒表面への付着量が増加すると潤滑油とトルマリン粒との距離が増大し、トルマリン粒から潤滑油への磁気効果或いは電気効果が弱くなることから、酸化した潤滑油の還元作用を維持することができなかった。
本発明は、上述した如き従来の問題を解決するためになされたものであって、長期間に渡って潤滑油中の汚濁物質および浮遊物質等を浄化すると共に、潤滑油の還元作用も維持するオイルフィルタを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、請求項１に記載した本発明の劣化抑制オイルフィルタは、潤滑油使用装置から排出された潤滑油を強制循環させて潤滑油使用装置に戻す循環経路中に設置されるオイルフィルタであって、該オイルフィルタ内には、入油側有孔仕切板と出油側有孔仕切板とにより仕切られた鉱石粒室を設け、該鉱石粒室には、泥岩質である緑泥片岩を砕石した鉱石粒を充填することを特徴とし、緑泥片岩の鉱石粒を用いて長期間に渡って潤滑油中の汚濁物質および浮遊物質等を浄化するだけでなく、潤滑油に対して還元作用を行う。
請求項２の本発明は、請求項１に記載の劣化抑制オイルフィルタにおいて、前記鉱石粒の粒径の平均寸法は、０．５ｍｍから１０ｍｍまでの間の寸法であることを特徴とし、０．５ｍｍから１０ｍｍまでの間の平均寸法の鉱石粒を用いて潤滑油中の汚濁物質および浮遊物質等を浄化すると共に酸化された潤滑油を還元する。
請求項３の本発明は、請求項１または２に記載の劣化抑制オイルフィルタにおいて、前記鉱石粒室に充填される鉱石粒の粒径の平均寸法は、前記入油側から出油側に向けて漸減することを特徴とし、鉱石粒の粒径の平均寸法を入油側から出流側に向けて漸減させて流路の負荷抵抗の増大を抑える。
請求項４の本発明は、請求項１から３の何れか１項に記載の劣化抑制オイルフィルタにおいて、前記鉱石粒室は２室以上であり、出油側の鉱石粒室には、入油側の鉱石粒室に充填する鉱石粒よりも粒径の平均寸法が小さい鉱石粒を充填することを特徴とし、入油側の鉱石粒室の鉱石粒の平均粒径を出油側の鉱石粒室の鉱石粒の平均粒径よりも大きくすることにより、緑泥片岩の作用効果を発揮させながら、流路の負荷抵抗の増大を抑える。
請求項５の本発明は、請求項４に記載の劣化抑制オイルフィルタにおいて、前記複数の鉱石粒室は４室であることを特徴とし、鉱石粒室を４室とすることにより緑泥片岩の各作用効果を発揮させやすくする。
請求項６の本発明は、請求項５に記載の劣化抑制オイルフィルタにおいて、前記４室の各鉱石粒室に充填される鉱石粒の粒径の平均寸法は、前記入油側有孔仕切板側から出油側有孔仕切板側に向けて、第１番目の鉱石粒室に充填される鉱石粒が４ｍｍから５ｍｍまでの間の寸法であり、第２番目の鉱石粒室に充填される鉱石粒が３ｍｍから４ｍｍまでの間の寸法であり、第３番目の鉱石粒室に充填される鉱石粒が２ｍｍから３ｍｍまでの間の寸法であり、第４番目の鉱石粒室に充填される鉱石粒が１ｍｍから２ｍｍまでの間の寸法であることを特徴とし、鉱石粒の粒径の平均寸法を入油側の鉱石粒室内のものから出流側の鉱石粒室内のものに向けて漸減させて流路の負荷抵抗の増大を抑えながら、緑泥片岩の各作用効果を発揮させる。
【０００７】
請求項７の本発明は、請求項４から６の何れか１項に記載の劣化抑制オイルフィルタにおいて、前記２室以上の鉱石粒室の内、油流方向に前後関係を有するように設けられた前記鉱石粒室の少なくとも１組の室間には、前記鉱石粒が充填されない整流室を設けたことを特徴とし、整流室を設けて鉱石粒室内の流路に偏りが発生することを抑制する。
請求項８の本発明は、請求項５から７の何れか１項に記載の劣化抑制オイルフィルタにおいて、油流方向に最終番目の前記鉱石粒室には、前記緑泥片岩の鉱石粒と水晶石を砕石した鉱石粒とを混合して充填することを特徴とし、水晶石を混合することにより、マイナスイオンを発生しやすくする。
請求項９の本発明は、請求項８に記載の劣化抑制オイルフィルタにおいて、前記水晶石の鉱石粒の粒径の平均寸法は、０．８ｍｍから１．０ｍｍまでの間の寸法であることを特徴とし、水晶石の鉱石粒の平均粒径を定めることにより、よりマイナスイオンを発生しやすくする。
請求項１０の本発明は、請求項１から９の何れか１項に記載の劣化抑制オイルフィルタにおいて、油流方向に最終番目の前記鉱石粒室の出油側には、濾紙を設置することを特徴とし、濾紙により鉱石粒室にて除去しきれないスラッジ等が発生しても除去できるようにする。
請求項１１の本発明は、請求項１０に記載の劣化抑制オイルフィルタにおいて、前記濾紙は、前記緑泥片岩を粉砕した微粉末が混入されることを特徴とし、緑泥片岩の微粉末により、さらにマイナスイオンを発生しやすくし、潤滑油の配管経路中のスラッジの着床を妨げる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示した実施形態に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態のオイルフィルタの構成を示す断面図である。
尚、図１及び図２において、図４に示した従来のオイルフィルタと同じ機能の部分については同じ符号を付し、重複する説明を省略する。
図１に示す様に、本実施形態のオイルフィルタ１０は、オイルフィルタ筐体１１の中に、入油側有孔仕切板１３、出油側有孔仕切板１４、及び、オイルフィルタ筐体１１の周面１１ｃとにより仕切られた鉱石粒室１５を有している。鉱石粒室１５には、緑泥片岩の鉱石粒８０が充填されて劣化抑制濾過層１７が形成される。入油側有孔仕切板１３および出油側有孔仕切板１４は、例えば、潤滑油を通過させることができると共に緑泥片岩の鉱石粒８０を鉱石粒室１５から流出しないように寸法を決定した貫通孔が設けられた鋼板、或いは、前記貫通孔と同様に潤滑油を通過させることと鉱石粒８０が流出しないことを両立するように寸法が決定された網目を有する金網等である。なお、前記の貫通孔或いは網目の数は任意であって、例えば、潤滑油を通過させる際の負荷抵抗を減少させるために仕切板の全面に多数の貫通孔を設けても良いし、鉱石粒８０を閉じこめることを優先する場合には必要最小限の数の貫通孔であるように、例えば、２個あるいは３個としても良い。
【０００９】
また、オイルフィルタ１０は、図４に示した従来のオイルフィルタ３と同様に潤滑油の循環経路である入油管４及び出油管５と脱着が可能な構成である。例えば、オイルフィルタ１０の劣化抑制／濾過能力が長期に渡る使用により劣化した場合には、出油管５の出油管口５ａにねじ込まれたオイルフィルタ１０の筐体１１の接続部１１ａを、ネジを取り外す方向に回して取り外すこと等により、新しいオイルフィルタ１０と取り替えることができる。新しいオイルフィルタ１０は、出油側有孔仕切板１４の中央に設けられた出油側有孔１４ａに入油管４の入油管口４ａを合わせて、入油管口４ａが入油側有孔仕切板１３の入油側有孔１３ｂを突き抜け、オイルフィルタ１０の筐体１１の最奥部１１ｂの近辺に到達するようにオイルフィルタ１０を押し込んでから、オイルフィルタ１０の筐体１１の接続部１１ａを出油管５の出油管口５ａにねじ込んで取り付ける。
また、接続部分からの油漏れを防止するため、従来のオイルフィルタ３と同様に接続部１１ａと出油管口５ａとの間、入油管４と出油側有孔仕切板１４の中央に設けられた出油管孔１４ａとの間、入油管４と入油側有孔仕切板１３の中央に設けられた入油管孔１３ａとの間等には、不図示の高分子材料等のパッキン等を有している。
また、本実施形態の動作は以下のようになる。
入油管４中を図１の矢印方向に流れてきた潤滑油は、入油管口４ａからオイルフィルタ筐体１１の最奥部１１ｂに向けて放出される。潤滑油は、入油圧調整室１２にて油圧が調整されて、入油側有孔仕切板１３の入油面１３ａを均等に圧し、入油側有孔仕切板１３に設けられた貫通孔または網目等を通過する。入油側有孔仕切板１３を通過した潤滑油は、鉱石粒室１５に入り劣化抑制濾過層１７を構成する鉱石粒８０の隙間を通過する。劣化抑制濾過層１７を通過した潤滑油は、出油側有孔仕切板１４に設けられた貫通孔または網目等を通過して出油圧調整室１６に入り、出油管５から排出される。
【００１０】
ここで、本発明の各実施形態に用いられる鉱石粒について説明する。
本発明の各実施形態に用いられる鉱石粒８０等は、緑泥片岩を破砕した鉱石粒である。
緑泥片岩は、岩質が泥岩質であり、例えば、三波変成岩に含まれている。三波変成岩は、鉱物学上では炭素系天然石に分類され、属種は石墨片岩あるいは絹雲母岩とされており、１つの岩石に異質の岩石である緑泥片岩がサンドイッチ状に挟まれそれに石墨が微妙に化合した構成である。また、三波変成岩は、日本で最も古いと言われる古生層の地層から算出される断層粘土の集合体からなる鉱石である。三波変成岩の如き変成岩とは、既存の岩石が地殻の内部にて熱、圧力、火成岩の貫入等による作用を受けて別の岩石となったものであり、その生成された過程により、接触変成岩（熱変成岩）と広域変成岩とに分類される。主に熱の影響により生成されたものが接触変成岩であり、広範囲に渡り主に圧力或いは圧力と熱の影響により生成されたものが広域変成岩と呼ばれる。三波変成岩は広域変成岩に分類される。広域変成岩では、地殻の偏圧下にて変成作用が行われて鉱物組成の異なる薄層が片状に形成される。地殻の偏圧下にて広域変成岩の片状の薄層には無数に発達した劈開が生成され、その劈開に沿って再結晶作用が行われる。結晶の成長方向は、劈開に平行方向であるか、地殻の偏圧方向である。
緑泥片岩は、一般的に上記のように泥岩質であることから水あるいは潤滑油の如き液体に溶けやすい（軟質である）という性質を有している。このため、従来は水に溶けやすい緑泥片岩をそのまま水質浄化等に用いることは非常識と考えられており、水に溶けにくい焼結体であるセラミック粒、花崗岩である麦飯石粒、あるいは、花崗岩であるトルマリン粒等を水質浄化等に用いる研究が行われていた。緑泥片岩あるいは三波変成岩の従来の研究内容としては、例えば、一旦微粉化してからバインダーを用いて何らかの形に成形するか、微粉化してから焼結（焼成）させて成形した成形物による水質浄化あるいは脱臭等が研究されていた。
【００１１】
また、本発明に用いる緑泥片岩は、成分として炭素、磁鉄鉱、硫磁鉄鉱等と共に、２価鉄と３価鉄とを約３：１の非率にて含んでおり、炭素を媒介として酸化作用と還元作用を反復することができる。また、３価鉄のイオンはマイナス電荷を得て２価鉄のイオンになり、その際には７７１ｍＶのエネルギーを発生し、逆に、２価鉄のイオンはエネルギーを得て３価鉄のイオンになり、その際にマイナス電荷（マイナスイオン）を放出する作用が知られている。マイナス電荷の動きは電流であることから磁力線を発生する。一般的に取石地から掘り出されたばかりの緑泥片岩中の２価鉄及び３価鉄は、酸化が進んでいない不安定な状態であり、掘り出されて周囲の空気（酸素）と触れることにより徐々に周りの酸素を取り込んで安定な酸化鉄になると考えられる。一般的に鉄の酸化は、２価鉄と酸素が結合してＦｅＯとなり、３価鉄が酸素と結合してＦｅ2Ｏ3なるわけであるが、例えば、２価鉄が酸化される際には、まず、２価鉄が酸化され、その２価鉄の酸化物に対してさらに酸化が進むと、３価鉄の酸化物が生成されると考えられる。その２価鉄酸化物から３価鉄酸化物が生成される際には、上記したように、２価鉄のイオンが３価鉄のイオンになる際にマイナス電荷（マイナスイオン）を放出する作用を行っていると考えられる。また、上記の鉄の酸化が行われる際には、周囲から酸素を取り込むので、周囲の物質（酸素を含む空気、液体または固体等）を還元していると考えられる。
また、本発明に用いる緑泥片岩は、上記したように磁気（磁力線）等を発生することから、水の分子のクラスタ規模を大きくすることができ、その結果、油分と水分間の結合を弱くするので、水分と結合して容器等の壁面に付着した油分を壁面から乖離させたり、油分と水分が混合して乳化した液体を再び油分と水分に分離させる（分離度を高める）という性質を有している。
また、本発明に用いる緑泥片岩は、上記した再結晶作用等により、貫通孔の連続多孔質形状を有しており、０．７μｍ〜４０μｍ程度の微粉末にしても多孔質形状を失わないという特質を有している。従って、貫通孔であることから浮遊物等により孔が目詰まりしづらく、有機物質を分解する微生物のコロニーを作りやすい。また、単位容積当たりの表面積が広く１ｃｃ中に２７００平方メートル〜３５００平方メートルを有している。そのため、浄化等を行う際の吸着面積が広い。
さらに、本発明に用いる緑泥片岩の粉末を水中に添加した場合には、上記した緑泥片岩のマイナスイオン、磁気効果等により、導水管中に付着したスケール等を除去できる効果を有していることが知られている。
【００１２】
なお、上記した如き緑泥片岩を水の浄化に用いた場合の性質については、本発明の発明者による特願平10−266880号（グリーストラップに緑泥片岩を利用して雑排水から油脂成分を除去する発明）中にさらに詳しい説明を行っている。
本発明では、緑泥片岩を潤滑油の浄化に用いており、特願平10−266880号に対しては浄化する対象が水中の油脂成分から潤滑油中のスラッジ等に変わると共に、潤滑油特有の酸化による劣化を抑制する点が異なっている。浄化対象が変わることについては、水中の緑泥片岩のコロニーに棲息する微生物と、潤滑油中のコロニーに棲息する微生物では、緑泥片岩に自然発生（定着）する微生物の種類が異なることにより、各々の浄化対象に対応している。潤滑油の酸化については、上記したように緑泥片岩中の鉄分が酸化することにより、酸化した潤滑油を還元することから、潤滑油の酸化を抑制することができると考えられる。
ところで、上記した本発明の第１の実施形態の場合には、入油側有孔仕切板１３に設けられた貫通孔または網目等を通過した潤滑油は、鉱石粒室１５に入り劣化抑制濾過層１７を構成する鉱石粒８０の隙間を通過するが、その際に、流体としての潤滑油の一般的な特性から、隙間が大きく抵抗が少ない経路に多くの潤滑油が流れて隙間の大きい流路９０を形成し、隙間が小さく抵抗の大きい経路にはあまり潤滑油が流れなくなるという特性を有している。即ち、潤滑油のような流体は、特定の流れやすい部分（隙間の大きい部分）に流れる量は増加するが、その他の流れにくい部分に流れる量は減少する傾向があり、流れやすい部分は流体が流れることにより周囲の物質を巻き込む（浸食）ことからさらに隙間が拡大されて流路９０が形成されやすい。その場合には、流体の負荷が減少するので劣化抑制濾過層１７を透過する潤滑油の透過速度が上がるが、逆に、潤滑油が鉱石粒８０と接触する接触面積は減少するので、上記した緑泥片岩による浄化及び還元の効果は弱くなる。
また、上記したように、緑泥片岩の効果をより多く得るには鉱石粒８０と潤滑油との接触面積を増加させる必要があり、鉱石粒８０と潤滑油との接触面積を増加させようとすると、鉱石粒８０による流体（潤滑油）の負荷が増大するという関係がある。鉱石粒８０と潤滑油との接触面積を増加させる一つの方法としては、鉱石粒８０の粒径の平均寸法を小さくして、鉱石粒室１５内の鉱石粒８０の充填密度を高める方法が考えられ、別の方法としては、鉱石粒８０の粒径の平均寸法は変えずに鉱石粒室１５の寸法を大きくし、鉱石粒室１５内部に充填する鉱石粒８０の量を増加させる方法が考えられる。何れの方法を用いても潤滑油が流れる際の負荷は増大する。
【００１３】
上記の流路９０の形成による不都合と、負荷の増大による不都合を最小限にするために、本発明者は、図２及び図３に示すオイルフィルタを発明した。
図２は、本発明の第２の実施形態のオイルフィルタの構成を示す断面図である。
図２に示す様に、本実施形態のオイルフィルタ３０には、オイルフィルタ筐体３１の中に、油流方向に直列に第１鉱石粒室３５、第２鉱石粒室４５、第３鉱石粒室５５、及び、第４鉱石粒室６５が設けられると共に、油流方向に前後して隣り合う各鉱石粒室３５、４５、５５、６５の間に、各々、第１整流室、第２整流室、第３整流室が設けられている。また、第４鉱石粒室の出油側には、更に濾紙用仕切板７３との間に第４整流室６９が設けられている。
各鉱石粒室３５、４５、５５、６５には、粒径の平均寸法が異なる緑泥片岩鉱石粒が充填される。第１番目の鉱石粒室である第１鉱石粒室３５に充填される鉱石粒は４ｍｍから５ｍｍまでの間の寸法であり、第２番目の鉱石粒室である第２鉱石粒室４５に充填される鉱石粒は３ｍｍから４ｍｍまでの間の寸法であり、第３番目の鉱石粒室である第３鉱石粒室５５に充填される鉱石粒は２ｍｍから３ｍｍまでの間の寸法であり、第４番目の鉱石粒室である第４鉱石粒室６５に充填される鉱石粒は１ｍｍから２ｍｍまでの間の寸法である。即ち、本実施形態では、各鉱石粒室に充填される鉱石粒の粒径の平均寸法は、出油側の鉱石粒室よりも入油側の鉱石粒室に充填する鉱石粒を小さくした。即ち、入油側から出油側に向けて各鉱石粒室の鉱石粒の粒径の平均寸法が漸減するようにした。なお、本実施形態の各鉱石粒室に充填される鉱石粒の粒径の平均寸法は、鉱石粒の隙間を潤滑油が通過可能な０．５ｍｍ程度よりも大きく、鉱石粒の隙間が大きくなり過ぎて緑泥片岩の作用・効果があまり期待できなくなる１０ｍｍ程度よりも小さい寸法までの任意の寸法を、上記の入油側から出油側に向けて漸減させる条件の下に使用することができるが、発明者の実験では、上記した第１から第４の各鉱石粒室に充填した各鉱石粒の寸法の場合に、潤滑油の浄化と酸化抑制について最も良い結果が得られた。
第１鉱石粒室３５は、入油側有孔仕切板３３、出油側有孔仕切板３４、及び、オイルフィルタ筐体３１の周面３１ｃとにより仕切られ、４ｍｍから５ｍｍまでの間の平均寸法の緑泥片岩の鉱石粒８１が充填されて浮遊物抑止層３７を形成する。浮遊物抑止層３７は、鉱石粒８１の平均粒径が４ｍｍから５ｍｍまでの間に定義されている点を除けば第１の実施形態の劣化抑制濾過層１７と構成上の差はないが、本実施形態ではオイルフィルタ全体として４層構造を採用し、各層に充填される鉱石粒の粒径に違いを持たせたことから、各層毎に特徴的な作用・効果が発現しており、本層では潤滑油中の大きなスラッジ等の浮遊物等を抑止する浮遊物抑止効果が最も顕著であるため、本層を浮遊物抑止層とした。入油側有孔仕切板３３および出油側有孔仕切板３４は、潤滑油を通過させることができると共に平均粒径が４ｍｍから５ｍｍまでの間の鉱石粒８１を第１鉱石粒室３５から流出しないように寸法を決定した貫通孔が設けられた鋼板、或いは、金網等である。
【００１４】
第２鉱石粒室４５は、入油側有孔仕切板４３、出油側有孔仕切板４４、及び、オイルフィルタ筐体３１の周面３１ｄとにより仕切られ、３ｍｍから４ｍｍまでの間の平均寸法の緑泥片岩の鉱石粒８２が充填されて生分解層４７を形成する。生分解層４７も、鉱石粒８２の平均粒径が３ｍｍから４ｍｍまでの間に定義されている点を除けば第１の実施形態の劣化抑制濾過層１７あるいは上記した浮遊物抑止層３７と構成上の差はないが、上記した４層構造と鉱石粒８２の粒径の違いから、潤滑油中に自然発生する微生物が鉱石粒８２中の孔（貫通孔）に定着してコロニーを作りやすく、生分解作用が最も顕著であるため生分解層とした。また、第２鉱石粒室４５の入油側有孔仕切板４３および出油側有孔仕切板４４に設けられる貫通孔も、鉱石粒８２の３ｍｍから４ｍｍまでの平均粒径に合わせて寸法が決定される。
また、第１鉱石粒室３５の出油側有孔仕切板３４と、第２鉱石粒室４５の入油側有孔仕切板４３との間には、緑泥片岩の鉱石粒が充填されない第１整流室３９が設けられる。第１整流室は、浮遊物抑止層３７中の鉱石粒８１の隙間に自然に形成された流路９１を通過してきた潤滑油を一旦広い第１整流室３９に開放することにより、第２鉱石粒室４５の入油側有孔仕切板４３側の入油面４３ａ全面に潤滑油の圧力が均等にかかるようにしている。これにより、浮遊物抑止層３７中の流路９１を流れてきた潤滑油が、そのまま生分解層３７に入油することによって潤滑油の流路が偏る作用を防止している。
第３鉱石粒室５５は、入油側有孔仕切板５３、出油側有孔仕切板５４、及び、オイルフィルタ筐体３１の周面３１ｅとにより仕切られ、２ｍｍから３ｍｍまでの間の平均寸法の緑泥片岩の鉱石粒８３が充填されて酸化還元層５７を形成する。酸化還元層５７も、鉱石粒８３の平均粒径が２ｍｍから３ｍｍまでの間に定義されている点を除けば上記浮遊物抑止層３７あるいは生分解層４７と構成上の差はないが、上記した４層構造と鉱石粒８３の粒径の違いから、鉱石粒８３が酸化・還元作用が最も顕著であるため酸化還元層とした。また、第３鉱石粒室５５の入油側有孔仕切板５３および出油側有孔仕切板５４に設けられる貫通孔も、鉱石粒８３の２ｍｍから３ｍｍまでの平均粒径に合わせて寸法が決定される。
また、第２鉱石粒室４５の出油側有孔仕切板４４と、第３鉱石粒室５５の入油側有孔仕切板５３との間にも、潤滑油の流路が偏る作用を防止するため緑泥片岩の鉱石粒が充填されない第２整流室４９が設けられ、流路９２を通過してきた潤滑油を一旦広い第２整流室４９に開放することにより、第３鉱石粒室５５の入油側有孔仕切板５３側の入油面５３ａ全面に潤滑油の圧力が均等にかかるようにしている。
【００１５】
第４鉱石粒室６５は、入油側有孔仕切板６３、出油側有孔仕切板６４、及び、オイルフィルタ筐体３１の周面３１ｆとにより仕切られ、１ｍｍから２ｍｍまでの間の平均寸法の緑泥片岩の鉱石粒８４が充填されて負電荷発生層６７を形成するが、その際に、粒径の平均寸法が０．８ｍｍから１．０ｍｍまでの間の水晶石を砕石した鉱石粒が混合される。負電荷発生層６７も、鉱石粒８４の平均粒径が１ｍｍから２ｍｍまでの間に定義されて、水晶石の鉱石粒が混合されている点を除けば上記浮遊物抑止層３７、生分解層４７、あるいは、酸化還元層５７と構成上の差はないが、上記した４層構造、鉱石粒８４の粒径の違い、及び、水晶石の混入により、マイナスイオン（負電荷）を発生させる作用が最も顕著であるため負電荷発生層とした。また、第４鉱石粒室６５の入油側有孔仕切板６３および出油側有孔仕切板６４に設けられる貫通孔も、鉱石粒８４の１ｍｍから２ｍｍまでの平均粒径、及び、水晶石の鉱石粒の０．８ｍｍから１．０ｍｍまでの平均粒径に合わせて寸法が決定される。
また、第３鉱石粒室５５の出油側有孔仕切板５４と、第４鉱石粒室６５の入油側有孔仕切板６３との間にも、潤滑油の流路が偏る作用を防止するため緑泥片岩の鉱石粒が充填されない第３整流室５９が設けられ、流路９３を通過してきた潤滑油を一旦広い第３整流室５９に開放することにより、第４鉱石粒室６５の入油側有孔仕切板６３側の入油面６３ａ全面に潤滑油の圧力が均等にかかるようにしている。
【００１６】
また、本実施形態では、油流方向に最終番目となる第４鉱石粒室６５の出油側には、濾紙７４及びその濾紙７４を支持する濾紙用有孔仕切板７３を設置し、第４鉱石粒室６５の出油側有孔仕切板６４と濾紙７４との間にも、潤滑油の流路が偏る作用を防止するため緑泥片岩の鉱石粒が充填されない第４整流室６９が設けられ、流路９４を通過してきた潤滑油を一旦広い第４整流室６９に開放することにより、濾紙７４全面に潤滑油の圧力が均等にかかるようにしている。また、本実施形態では、濾紙７４にも緑泥片岩を粉砕した微粉末を混入し、上記した緑泥片岩の各作用・効果を得るようにした。なお、濾紙７４は、例えば、一般的な自動車エンジンのオイルフィルタに用いられる濾紙である。
また、オイルフィルタ３０も、図１に示した第１の実施形態のオイルフィルタ１０と同様に潤滑油の循環経路である入油管４及び出油管５と脱着が可能な構成であり、接続部分からの油漏れを防止するため、不図示の高分子材料等のパッキン等を有している。
図３は、図２に示したオイルフィルタ３０の各作用と各層毎の効果を一覧できるように示した図であり、油流方向に向かって、浮遊物抑止層３７、生分解層４７、酸化還元層５７、負電荷発生層６７が配置されており、潤滑油が各層を通過するに従って鉱石粒の粒径寸法が漸減し、それと共に潤滑油中の浮遊物の寸法が漸減するが、一方、油流の負荷抵抗及び鉱石粒の密度は漸増しているので濾過作用も漸増する。また、鉱石粒の密度が漸増すると、当然ながら、鉱石粒の表面積も漸増する。すると、吸着作用、負電荷放出作用及び鉱石粉融出作用も漸増する。また、緑泥片岩は、鉱石粒の粒径寸法に係わらず、貫通孔中に自然発生した潤滑油中でも棲息可能な微生物によるスラッジ等の分解作用、および、潤滑油と緑泥片岩との接触表面にて行われる酸化・還元作用を有している。
【００１７】
また、本実施形態の動作は以下のようになる。
入油管４中を図２の矢印方向に流れてきた潤滑油は、入油管口４ａからオイルフィルタ筐体３０の筐体３１の最奥部３１ｂに向けて放出される。潤滑油は、入油圧調整室３２にて油圧が調整されて、第１鉱石粒室３５の入油側有孔仕切板３３の入油面３３ａを均等に圧し、入油側有孔仕切板３３に設けられた貫通孔または網目等を通過する。入油側有孔仕切板３３を通過した潤滑油は、第１鉱石粒室３５に入り浮遊物抑止層３７を構成する鉱石粒８１の隙間を通過する。浮遊物抑止３７を通過した潤滑油は、出油側有孔仕切板３４に設けられた貫通孔または網目等を通過して第１整流室３９に入る。第１整流室３９に入った潤滑油は、第１整流室３９にて油圧が調整されて、第２鉱石粒室４５の入油側有孔仕切板４３の入油面４３ａを均等に圧し、入油側有孔仕切板４３に設けられた貫通孔または網目等を通過する。この後、潤滑油は上記した第１鉱石粒室３５を通過して第２鉱石粒室４５に入油するのと同様に、第２鉱石粒室４５〜第４鉱石粒室６５を通過して第４整流室６９に入り、さらに濾紙７４にて濾過されて出油圧調整室７５に入り、出油管５から排出される。
上記のように鉱石粒室を４室設けて、各室毎に鉱石粒の平均粒径を流路方向に向かって漸減させるように変更すると、緑泥片岩の各作用・効果を充分に引出ながら、流路の負荷抵抗の増大を最小限に抑えることができ、マイナスイオンを発生させ、潤滑油中に融出した緑泥片岩の微粉末が添加剤として働くことから潤滑油の配管経路中に着床するスラッジを除去することができる。
【００１８】
本発明の発明者は、本実施形態の効果を確認するために、上記４層の鉱石粒室を有するオイルフィルタを試作して内燃機関の潤滑油経路中に配置し、内燃機関を１８０００時間（７５０日＝２年と２０日）連続運転させて、オイル劣化を確認する実験を行った。次の表１は、その実験結果である。
【表１】
0004332600.tif 000002
上記実験結果から、動粘度、色、ベンタン不溶分の値においては、１８０００時間経過後もほとんど変化が無い。水分と全酸化度の値については、若干増加しているが、一般的な交換基準値のレベルには達していない。例えば、一般的な自動車用の内燃機関では、３ヶ月（２１５０時間）毎にオイル交換が奨励され、オイルフィルタも６ヶ月（４３００時間）毎に交換することが奨励されている。即ち、一般的な内燃機関に使用されるオイルは、３ヶ月程度で酸化等の劣化が進み、交換する必要があるわけであるが、本実験結果では、２年以上経過しても交換する必要が無いことになる。
なお、本実施形態では、鉱石粒室を４室として各室に充填される鉱石粒の平均粒径を流路方向に向けて漸減するようにしたが、鉱石粒室を２室、３室、あるいは、５室以上の鉱石粒室として、各室に充填される鉱石粒の平均粒径を流路方向に向けて漸減するようにしても本発明と同様な効果を得ることができる。また、本実施形態にて記載した鉱石粒の平均粒径寸法は一例であり、他の平均粒径寸法の鉱石粒を用いても本発明の効果を得ることができる。また、本実施形態では、各鉱石粒室の作用を最大限に発揮させるために各鉱石粒室間に整流室を設けたが、一部あるいは全ての整流室を除去しても本発明の効果を得ることができる。従って、例えば、鉱石粒室を１室にして、鉱石粒室内に充填される鉱石粒の平均粒径を流路方向に向けて漸減するようにしても本実施形態に示した潤滑油の浄化／劣化抑制効果を得ることができることは言うまでもない。
上記のように、本実施形態のオイルフィルタは、長期間に渡って潤滑油中の汚濁物質および浮遊物質等を浄化すると共に、潤滑油の還元作用も維持することができる。
【００１９】
【発明の効果】
上記のように本発明は、潤滑油の濾過作用、潤滑油中の有機物質等の分解作用（浄化作用）、及び、酸化された潤滑油の還元作用（劣化防止作用）を長期間に渡り維持することができるオイルフィルタを提供することができる。また、本発明のオイルフィルタは、マイナスイオンを発生させ、潤滑油中に融出した緑泥片岩の微粉末が添加剤として働くことから潤滑油の配管経路中に着床するスラッジを除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態のオイルフィルタの構成を示す断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態のオイルフィルタの構成を示す断面図である。
【図３】図２に示したオイルフィルタの各作用と各層毎の効果を一覧できるように示した図である。
【図４】従来のオイルフィルタの断面構造を周辺装置と共に示した図である。
【符号の説明】
１・・・潤滑油使用装置、１ａ・・・内燃機関、１ｂ・・・冷却装置、２・・・ポンプ、３・・・オイルフィルタ、３ａ、１１ａ・・・接続部、３ｂ、１１ｂ・・・最奥部、４・・・入油管、４ａ・・・入油管口、５・・・出油管、５ａ・・・出油管口（接続部）、６、１２・・・入油圧調整室、７・・・有孔仕切板、８、１６・・・出油圧調整室、９・・・濾紙、１０・・・劣化抑制フィルタ、１１・・・筐体、１３・・・入油側有孔仕切板、１３ａ・・・入油面、１３ｂ、１４ａ・・・貫通孔、１４・・・出油側有孔仕切板、１５・・・鉱石粒室、１７・・・劣化抑制濾過層、８０・・・鉱石粒、９０・・・流路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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