JP2013096412A - フィルター配置 - Google Patents

Abstract

【課題】可能な限り設置スペースをセーブする方法で、効果的かつ永久的にフェライト粒子をオイル流から締め出すことを可能にすることを目的とする。
【解決手段】オイルまたはＡＴＦ液の濾過用のフィルター配置、特にトランスミッションオイルフィルターは、フィルター筐体内で少なくとも１つのスペーサーで離間して配置された少なくとも第１および第２濾過層であって、少なくとも１つのスペーサーは、前記第１および第２濾過層間に少なくとも１つの中間チャンバを形成する、第１および第２濾過層を有する。オイル流から鉄粒子を除外し続ける少なくとも１つの磁石または磁石配置が、第１および第２濾過層間に設けられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、オイル、特にトランスミッションオイルの濾過のためのフィルター配置に関する。

このようなフィルター配置は、例えば、特許文献により既知である。特許文献１から既知のトランスミッションオイルフィルターは、吸引フィルターとして適するように意図されている。このフィルターは、「部分流」原理と呼ばれるフィルターとして構成され、オープンな粗濾過機の形をとる第１濾過層と、タイトな微細濾過機の形をとる第２濾過層とを備える。これらの濾過層は、支持グリッドを介在により離間して配置される。トランスミッションオイルフィルターは、先ずオイルがより細かい濾過層を通過し、次いで、濾過層間に形成された中間チャンバ内に入り、最後に、第１のより粗い濾過層を介して濾過媒体から出るように攻勢され設計される。寒いときでさえ、比較的小さな圧力損失でオイルが流れることを確実にするために、流動開口または流動バイパスが、より細かい濾過層内に配置される。２つの濾過層と、その間に配置されるフレーム要素とを備える配置全体は、通常、全オイル流がフィルター配置を通過して流れるようにフィルター筐体の中に配置される。

動力車のエンジンオイル回路、特にトランスミッションオイル回路は、かなりの比率のフェライト粒子を含み、フェライト粒子は、通常、１つ以上の磁石によってオイル流から除かれている。磁石は、最大限の比率のオイルの体積流量が磁石の周りを流れるようにフィルター配置を覆うフィルター筐体内に配置される。

この既知の磁石フィルター配置は、強い流動力学の場合でも磁化可能粒子を保持することができるように磁石が比較的高い磁界強度を有する必要があるという不利な点で劣っている。このことは、冷たいトランスミッションオイルおよびそのオイルの粘度の場合に磁石が回流の領域における高いせん断力にさらされる事実によって悪化し、従って、このことにより磁石が剥ぎ取られ、フェライト粒子がオイル回路に返される結果になり得る。

適切な高保持力／磁界強度を有する磁石は、高価であり、オイルフィルター筐体内において比較的大きな空間を占める。

欧州特許２１３３１３０号明細書

従って、本発明は、フィルター配置、またはこの点において前述したタイプのエンジンオイルもしくはトランスミッションオイルを改善することを課題とする。特に、可能な限り設置スペースをセーブする方法で、効果的かつ永久的にフェライト粒子をオイル流から締め出すことを可能にすることを目的とする。

ある態様では、本発明は、オイル、特にトランスミッションオイルの濾過のためのフィルター配置に関し、共通のフィルター筐体内において少なくとも１つのスペーサーで離間して配置された少なくとも第１および第２濾過層を備え、これにより、少なくとも１つのスペーサーは第１および第２濾過層間に少なくとも１つの中間チャンバを形成する。

本発明が基づく課題は、共通のフィルター筐体内において少なくとも１つのスペーサーで離間して配置された少なくとも第１および第２濾過層を備え、これにより、少なくとも１つのスペーサーは第１および第２濾過層間に少なくとも１つの中間チャンバを形成する、特にオイルの濾過のためのフィルター配置により、特にトランスミッションオイルフィルターにより達成される。本発明によるフィルター配置は、オイル流から鉄粒子を除外するための少なくとも１つの磁石または磁石配置が第１および第２フィルター媒体の間に設けられる点において区別される。

本発明コンセプトは、１つ以上の磁石が、フィルター筐体内に配置される効果であると要約され得、１つ以上の磁石は、フィルター筐体の比較的低流動速度かつ比較的弱い流動力が生じる領域内に位置し、これにより、流動力による波、荒れ、または他の影響に起因する１つ以上の磁石の剥がれが容易に起こり得ない。このような環境が理由で、磁石または磁石配置は、比較的低保持力または比較的低磁界強度を有することができる。対応する磁石は、かなり少ない設置スペースを必要とし、従って、フィルター配置全体が比較的コンパクトな構造を有することができる。

本発明における特に好ましいフィルター配置の変形では、それ自体から離間して複数の濾過層を維持するスペーサーが、永久磁石または磁化可能材料から成ることが実現され、これにより、別の磁石体が設けられる必要がない。このことが、本発明のよるフィルター配置の統合性を大きく高める。

本発明によるフィルター配置の有利な変形では、流動方向における第１濾過層が、フィルターのバイパスとして少なくとも１つの流動孔を有し、かつ、磁石が流動孔の下流の不流動領域に配置されることが実現される。このような配置は、特に、高粘度の場合、または冷たいオイルの低流動性の場合に有利である。これにより、粘性のある、冷たいオイル流が磁石に付着している物質を剥がすことができないことを確実にする。

設けられたスペーサーが、第１および第２濾過層間に配置された少なくとも１つのフレーム要素である場合に特に都合が良い。フレーム要素は、完全にまたは部分的に永久磁石または磁化可能材料から成り得る。または、例えば、複数のピラー状またはポスト状のスペーサーそれぞれが永久磁石または磁化可能材料から成り、少なくとも１つの濾過層に一体的に、かつ／または形状を合わせる方式で結合され得る。または、１以上の永久磁石または磁化可能要素が、中間チャンバを画定するフレーム要素内に配置される。

好都合には、フレーム要素は、複数の中間チャンバを形成し、流動方向における第１濾過層は、中間チャンバそれぞれに流動孔を有する。

フィルター要素の好ましい変形では、フレーム要素は、完全に永久磁石または磁化可能材料から形成される。例として、フレーム要素は、支持グリッドの形をとることができる。第１濾過層の流動孔は、次いで、グリッドウィンドウまたはグリッドセルに対して略中央に配向されるように好都合に配置され、これにより、磁化されたまたは磁石のグリッド構造が、孔に対して不流動領域に位置する。

本発明によるフィルター要素の特に有利な変形では、フレーム要素が、プラスチック結合された磁石の形をとることが実現される。これは、例えば、射出成形による強磁性プラスチックから得られても良い。

スペーサーまたはフレーム要素は、形状を合わせる方式で濾過層に結合され得る。例えば、スペーサーまたはフレーム要素は、濾過層上に成形されてもよい。

好都合には、流動方向における第１濾過層はフィルター不織物の形をとり、一方第２濾過層は金属スクリーンフィルターの形をとる。特に、このようなスクリーンフィルターは、射出成形によってスペーサー、例えば支持グリッドで容易に包まれ得る。または、完全にプラスチックで形成されたスクリーンフィルターが、第２濾過層として設けられ得る。また、スペーサーは、例えばこのようなスクリーンフィルター上に成形され得る。

また、本発明が基づく目的は、オイルまたはＡＴＦ液の濾過のためのフィルター配置、特にトランスミッションオイルフィルターによって達成される。トランスミッションオイルフィルターは、フィルター筐体の注入口から排出口に案内されるオイルの全容積流量が、好ましくはフィルター筐体を通過して流れるように、フィルター筐体内に配置された少なくとも１つの濾過層を有する。フィルター配置は、少なくとも１つの流動孔を有する少なくとも１つの制限器が、オイルの流れの方向において濾過層の上流に配置される点において区別される。これにより、少なくとも１つの中間チャンバが、濾過層と制限器との間に形成され、オイル流動から鉄粒子を磁石で除外し続ける手段が、第１濾過層に向けて面する側面上に設けられる。

本発明の第２の例示的実施形態によるこのフィルター配置は、１つ以上の磁石がフィルター筐体の比較的低流速かつ比較的弱い流動力が生じる領域に位置するように配置する原理を同様に利用しており、これにより、流動力による波、荒れ、または流動力の影響に起因する１つ以上の磁石の剥がれが容易に起こり得ない。

本発明の第１の例示的実施形態とは対照的に、本発明の第２の例示的実施形態では、穿孔したプレートまたはグリッドの形をとる制限器が、第１炉過層の代わりに流動方向に設けられる。機能的な意味において第１炉過層における流動孔に相当する複数の流動孔は、穿孔プレートの形をとる制限器に好適に配置される。または、制限器はオイルの付随的な流動に対して不浸透性であるため、制限器の流動孔は濾過層の場合より大きく構成することが好適である。

制限器は、少なくとも部分的に永久磁石または磁化可能材料から成り得る。

または、制限器自体は、濾過層用の支持グリッドの形をとることができる。さらなる変形では、濾過層のスペーサーを有する穿孔プレート、すなわち、磁石または磁化可能材料で作られた支持グリッドまたはフレーム要素が制限器と濾過層との間に設けられるように、制限器を設けることを実現できた。

スペーサー、すなわち、例えば支持グリッド、フレーム要素、または他の個別の柱状要素は、少なくとも部分的に磁石または磁化可能材料から成り得る。

本発明の第１の例示的実施形態に関連して上述したように、制限器および／またはスペーサーはプラスチック接合された磁石の形をとることができる。

本発明は、以下の図に示される例示的な実施形態を参照して以下に説明される。

本発明によるトランスミッションオイルフィルターの断面図である。 本発明による濾過層の配置の斜視図である。 図２の濾過層の配置の正面図である。 濾過層の配置の断面図である。

先ず図１を参照すると、本発明のトランスミッションオイルフィルター１の断面図が示される。簡易化のためにオイルの流入およびオイルの流出は示されていない。

トランスミッションオイルフィルター１は、２つのシェル、上部フィルターシェル２ａおよび下部フィルターシェル２ｂを有するフィルター筐体２を備える。フィルターのサンドイッチを形成する、第１濾過層３、支持グリッド４および第２濾過層５から作られる配置は、略、フィルター筐体２の分割面内に延在する。

オイルまたは別のトランスミッション液（ＡＴＦ）の流動方向における第１濾過層３はオイル流に向かって面する濾過層、または上流濾過層である。第２濾過層５は流体が表面に出てくる濾過層である。

第１濾過層３は、例えば、超精細濾過媒体として不織のフィルターの形をとり得る。第２濾過層５は、折られた、または平面の織物フィルターの形をとり得る。

オイルの流入、または流体の注入は、図１に矢印で示される全オイル流入が第１濾過層３側からフィルター配置を通って流れるようなやり方で、下部フィルターシェル２ｂ内で実現される。従って、オイルの流出は、上部フィルターシェル２ａ内で実現される。

冒頭で既に述べたように、本発明のトランスミッションオイルフィルター１は、「部分流」原理に従って設計される。このため、０．１ｍｍ〜３ｍｍの直径を有する円形の掘削孔として形成された多数の流動孔６は、第１濾過層３内に設けられる。流動方向に対して第１濾過層３の下流に配置され、１つまたは多数の中間チャンバ７を画定する支持グリッド４によって、全フィルターエリアは、流動孔６が中央にそれぞれ配置される、多数のフィールド８に分割される。

支持グリッド４および第２濾過層５は、上部フィルターシェル２ａと下部フィルターシェル２ｂとの間の縁部にクランプされる共通マウント９の縁部に設けられる。

既に上述したように、全支持グリッド４は、プラスチック接合された磁石、すなわち、母材としてそこに組み込まれた永久磁石粒子を有する熱可塑性材料から成る磁石の形をとる。

本発明のトランスミッションオイルフィルター１の運転モードは下記の通りである。

流体が低粘度を有する場合、または、オイルが低粘度を有する場合、流圧は、オープンなフィルター媒体の形をとる第１濾過層３を通過して中間チャンバ７内に実質的に損失なく直接伝達されるだろう。中間チャンバ７内の圧力は、流動孔６に起因する動圧の猛烈なジェットによって決まる。この状態では、動圧は、中間チャンバ７内の負圧を決定的に確定する。孔が小さいほど、動圧をより大きくし、かつ、中間チャンバ７内の負圧をより高くする。中間チャンバ７内のこの負圧は、適切な比率の流体が、よりタイトなフィルター媒体を通過して流れることを確実にする。

流体またはオイルが高粘性である場合、圧力は、第１濾過層３を通過して中間チャンバ７内に比較的小さな損失で伝達されるだろう。中間チャンバ７内の圧力は、流動孔６からの猛烈な噴射と、チャンバにおける圧力損失とによって決定される。流動孔６の直径は、中間チャンバ７内の負圧を決定的に確定する。流動孔６が小さいほど、かつ、中間チャンバ７がより平坦なほど、フィルターの全圧力損失は大きくなる。この状態では、よりタイトなフィルター媒体の形をとる第１濾過層３は、実質的に完全にバイパスされるだろう。

流体の粘度状態に関係なく、速度プロファイルは、猛烈な噴射の縁部で、また支持グリッドのマウント領域において比較的低流速度が主流であるが、流動孔６の中央では比較的高流速度が主流であることを特徴とする、流動孔６を通過する猛烈な噴射の断面の上に確立される。これにより、支持グリッド４は、流動孔６を通過する猛烈な噴射に関連するフィールド８の中央の流動孔６の配置のおかげで不流動領域に配置される。この領域には、流体内に移送された比較的重い粒子が堆積する。このような重い粒子は、例えば、そこで磁石の支持グリッド４に付着できる金属粒子を含む。

このことは、以下の利点をもたらす。磁石のための追加的な設置スペースが不必要である。代わりに、支持グリッド４に占められる設置スペースが最適に利用される。第１濾過層３と第２濾過層５との間の流動状態が、支持グリッド４の縁部での最適な粒子の堆積をもたらす。一方で保持されないだろう、より小さなフェライト磁石粒子は、精細ファイルター媒体で保持される。

比較的高い粘度の場合、縁部の粒子は、精細フィルター媒体がバイパスされ、実質的に流動速度がそこに生じないため、縁部で剥がされない。

また、例えば、波および乱れによるトランスミッション液の直接的な影響を受けなくなる。また、このことは、上部フィルターシェル２ａがトランスミッションオイルフィルター１の設置位置の上部に配置され、下部フィルターシェル２ｂがトランスミッションオイルフィルター１の設置位置の下部に配置されるが、乱れる動きが設置位置の下部では全く起こらないという事実の結果に基づいている。

追加的な部材は必要ない。追加的な磁石は必要ないため、本発明のトランスミッションオイルフィルター１の重量は大幅に削減される。アセンブリの追加的な費用は必要ない。追加的に適合されない、かつ／または設けられない磁石は移送中に損傷し得ない。市販の入手可能な永久磁石はプレスまたは焼結されており、従って壊れ易い。

符号１０は、第１濾過層３のずれを防ぐ、上部フィルターシェル２ａ内の支持リブを示す。

流動方向における第１濾過層３は比較的オープンなフィルター媒体を備え、流動方向における第２濾過層５は第１濾過層３に対してよりタイトでより精細なフィルター媒体を備えることを特徴とする、離間して配置された２つの濾過層３および５を有するフィルター配置での例示的な実施形態を参照に本発明を上記説明してきた。

冒頭で既に説明したように、流動孔を有する穿孔した板が、流動方向における第１濾過層３の代わりの制限器として設けられることも可能であり、このとき中間チャンバは、穿孔した板と第２濾過層５との間に形成される。そのほかでは、穿孔した板は、幾何学的な表現において第１濾過層３と略一致し得る。このとき、穿孔した板の流動孔は、第１濾過層３の流動孔より大きい。そのほかでは、上述の例示的な実施形態に係る支持グリッドに相当する性質の支持グリッドは、穿孔した板と第２濾過層との間に配置され得る。第２の例示的な実施形態も本発明の原理およびその利点を採用するものであることは当業者に明らかである。

１ トランスミッションオイルフィルター
２ フィルター筐体
２ａ 上部フィルターシェル
２ｂ 下部フィルターシェル
３ 第１濾過層
４ 支持グリッド
５ 第２濾過層
６ 流動孔
７ 中間チャンバ
８ フィールド
９ マウント
１０ 支持リブ

Claims (16)

1. オイルまたはＡＴＦ液の濾過用のフィルター配置、特にトランスミッションオイルフィルターであって、
   フィルター筐体内で少なくとも１つのスペーサーで離間して配置された少なくとも第１および第２濾過層であって、前記少なくとも１つのスペーサーは、前記第１および第２濾過層間に少なくとも１つの中間チャンバを形成する、第１および第２濾過層と、
   前記第１および第２濾過層間にもたらされるオイル流から鉄粒子を除外し続ける少なくとも１つの磁石と、
   を備えることを特徴とするフィルター配置。
2. 前記スペーサーは、少なくとも部分的に永久磁石または磁化可能な材料から成ることを特徴とする請求項１に記載のフィルター配置。
3. 流動方向における前記第１濾過層は、フィルターのバイパスとして少なくとも１つの流動孔を有し、
   前記磁石は、前記流動孔の下流の不流動領域に配置されることを特徴とする請求項１に記載のフィルター配置。
4. 設けられた前記スペーサーは、前記第１および第２濾過層間に配置される、少なくとも１つのフレーム要素であることを特徴とする請求項１に記載のフィルター配置。
5. 前記フレーム要素は、複数の中間チャンバを形成し、
   流動方向における前記第１濾過層は、前記中間チャンバそれぞれに流動孔を有することを特徴とする請求項４に記載のフィルター配置。
6. 前記フレーム要素は、完全に永久磁石または磁化可能な材料から成ることを特徴とする請求項５に記載のフィルター配置。
7. 前記フレーム要素は、支持グリッドの形をとることを特徴とする請求項５に記載のフィルター配置。
8. 前記前記フレーム要素は、プラスチック接合された磁石の形をとることを特徴とする請求項５に記載のフィルター配置。
9. 前記スペーサーは、形状合わせ方式において濾過層に連結されることを特徴とする請求項１に記載のフィルター配置。
10. 少なくとも１つの前記スペーサーは、濾過層上に形成されたプラスチック接合された磁石の形をとることを特徴とする請求項１に記載のフィルター配置。
11. 少なくとも１つの濾過層であって、オイルの全体積流量が、フィルター筐体内のオイル注入口からオイル排出口へ案内され、好ましくは前記濾過層を通るように前記フィルター筐体内に配置される濾過層と、
    オイル流動方向における前記濾過層の上流に配置された少なくとも１つの流動孔を有す少なくとも１つの制限器であって、前記濾過層と前記制限器との間に少なくとも１つの中間チャンバを形成する、制限器と、
    少なくとも前記制限器の前記濾過層に向けて面する側に設けられたオイル流から鉄粒子を除外するための磁石と、
    を備えることを特徴とするトランスミッションオイルフィルター。
12. 前記制限器は、少なくとも部分的に永久磁石または磁化可能な材料から成ることを特徴とする請求項１１に記載のトランスミッションオイルフィルター。
13. 前記制限器は、前記濾過層の支持グリットの形をとることを特徴とする請求項１１に記載のトランスミッションオイルフィルター。
14. 前記制限器には、前記濾過層のスペーサーが設けられることを特徴とする請求項１１に記載のトランスミッションオイルフィルター。
15. 前記スペーサーは、少なくとも部分的に永久磁石または磁化可能な材料から成ることを特徴とする請求項１４に記載のトランスミッションオイルフィルター。
16. 少なくともいくつかの前記制限器およびスペーサーは、少なくとも部分的にプラスチック接合された磁石の形をとることを特徴とする請求項１１に記載のトランスミッションオイルフィルター。