オイルフィルタとは
オイルフィルタ (英語：oil filter) とは、エンジンオイル・油圧機器オイルなどのスラッジ・摩耗粉・ごみなどを取り除くフィルタです。
自動車用はオイルエレメントと呼ぶこともあり、自動車や産業機械などで使用されることが多いです。オイルは機械が作動すると、徐々に酸化して汚れていきます。汚れたオイルを使用し続けると機械の故障を招くことがあるため、オイルフィルタでオイルをろ過しなければなりません。ろ過をすると汚れがフィルタに溜まるので、定期的な交換が必要です。
オイルフィルタの使用用途
オイルフィルタは、各種エンジンをはじめ、産業機械に広く使われます。具体的には、自動車のエンジン・オートマチックトランスミッション・船舶のエンジン・発電機のエンジン・ガスタービンなどです。
また、真空ポンプ・草刈り機や散布機などの農業機械・油圧機器の作動オイル・各種機械の潤滑オイル・工作機械の切削オイルなどにも使用されます。
オイルの汚れは、下記の3つが原因として挙げられます。
- 初めから、オイル回路に入っているもの
- 外から侵入するもの
- 機械作動中に発生するもの
1,2に関しては、機械の構造や取り扱い方法で防ぐことができます。しかし、3に関しては主に酸化などによりに発生する汚れであり、防ぐことができません。そのため、オイルフィルタを使用し、オイルを綺麗な状態に保つことが大切です。
オイルフィルタの原理
一般的にオイルフィルタは、多孔性のろ材にオイルを通過させて汚れを除きます。その他のフィルタリングとして、マグネットによる吸着や流速を早めて遠心力を利用する方法が挙げられます。汚れを除くにはろ材の孔が汚れよりも小さいこと、もしくはろ材の壁に汚れを付着させられることが必要です。
フィルタ式のオイルフィルタは下記の3タイプに分けられます。
1. フルフロータイプ
全てのオイルをフィルタでろ過させます。バイパスバルブが内蔵されているのが一般的で、現在の乗用車用エンジンはこのタイプが多く使われています。
2. フルフロー＋バイパス併用型
オイルの流路をフルフローフィルタが設置された流路とバイバスフィルタが設置された流路に分けてろ過します。バイパスフィルタは通常よりも小さな汚れを除去できます。このタイプのフィルタは主にディーゼルエンジンに使われます。
3. コンビネーション型
フルフローフィルタとバイパスフィルタを一つにまとめたものです。流路を流れるオイルは、これら2つのフィルターに分けられます。大型のディーゼルエンジンなどに使われます。
オイルフィルタの種類
オイルフィルタの種類は、主に下記の3つです。
1. スクリーン式オイルフィルタ
オイルパン内のオイル吸入口に非常に目の細かい金属製のメッシュを取り付けてろ過を行います。現在のエンジンは、ほとんどがろ紙式オイルフィルタとスクリーン式フィルタとを併用しています。
2. 内蔵式オイルフィルタ
ろ紙で作られたオイルフィルタをエンジン内部やオイルパン内部のオイルストレーナー付近に内蔵する方式です。比較的旧式の設計のオートバイなどで使用されています。また、自動車用オートマチックトランスミッションや無段変速機には、ストレーナの部分に交換式ATFフィルターが内蔵されています。
3. カートリッジ式とスピンオン式
カートリッジ式は、着脱可能なカートリッジをエンジン外部に取り付ける方式です。カートリッジは何度も再利用を行いつつ、中のフィルタのみを定期交換します。内蔵式に比べてオイルパンなどを開ける必要がないために整備性が向上します。
スピンオン式は、1950年代に登場したもので、ケーシングの中に、ろ紙製オイルフィルターと各種バルブ類を全て内蔵しているタイプです。エンジン側のオイル通路上に直接回転させて取り付けられ、オイルフィルタを交換する度にろ材はケーシング毎廃棄します。交換作業が効率化できるため、現在のほとんどの自動車に採用されています。
オイルフィルタのその他情報
オイルフィルタの交換
オイルフィルタに汚れが溜まると、フィルタが目詰まりを起こし、オイルの循環量が減少します。 この場合、バイパスバルブが開き、オイルの循環は辛うじて行われますが、バイパスバルブを通るオイルは、フィルタでろ過されないため、オイルの劣化が進行します。
オイルの劣化とオイルフィルタの目詰まりが進行すると、機器の損傷が発生するため、オイルとオイルフィルタの定期交換が必要です。交換時期はメーカーの取り扱い説明書に明示されています。
自動車エンジンの場合、汚れたエンジンオイルの使用は、エンジンの損傷・燃費の悪化・パワーの低下などを引き起こすため、エンジンオイルとオイルフィルタの交換は適切に行う必要があります。多くのメーカーは、オイルの交換時期を明示し、オイルの交換2回ごとに、オイルフィルタの交換を推奨しています。
参考文献
https://www.nitto-kogyo.co.jp/oilfilter.html
https://www.jstage.jst.go.jp/article/sicejl1954/8/4/8_4_271/_pdf/-char/ja
https://www.nitto-kogyo.co.jp/oilfilter.html