JP2017100126A - フィルタ - Google Patents

Abstract

【課題】作動液のフィルターにおいて、貫流速度が高くとも、高い作動確実性及び高い圧力値安定性を維持でき、フィルタ素子の作動時に損傷を招きかねない電位差を生じさせない様にしたフィルタの提供。【解決手段】作動油としてのオイルをその使用中に浄化するためのフィルタ媒体１０を有し、フィルタ媒体１０が、フィルタ材料よりなる複数の構成部分を有するフィルタにおいて、フィルタ媒体１０における前記複数の構成部分が、相互に、かつ／または浄化すべきオイルに対して静電的な帯電時に異なった電位を有することにより、これらの電位が少なくとも部分的に相殺され、前記フィルタ材料が帯電時にオイルとは異なる電位を有することにより、オイルの帯電が部分的または完全に中和される前記電荷散逸性と導電性のいずれかを具備する、フィルタ。【選択図】図１

Description

本発明は、特に作動液の形態の流体を作動時に浄化するためのフィルタ媒体を有するフ
ィルタに関する。

上述の形態のフィルタは市販されており、例えば油圧設備で流体として作動油が貫流す
るシステム分岐部で広く使用される。フィルタを圧力に対して安定な構造とするために、
フィルタの内部に、有利にはプラスチック材料からなる支持管が配置される。支持管は多
孔を備え、挿入されたフィルタ媒体を流体の貫流方向に対して支持する。さらに通常は２
つの終端キャップが設けられ、これらの終端キャップの間に、フィルタ媒体、および必要
に応じてプラスチック支持管が延在している。終端キャップは、同様に、有利にはプラス
チック材料から形成されており、特にプラスチック支持管は、射出成形部品の形態で構成
されている。その他に、穿孔した金属周面から支持管を形成したフィルタ、またはフィル
タ媒体のための支持素子としての支持管を完全に省略することができるフィルタもある。

フィルタ媒体は、終端キャップに固定するために、通常は自由端の領域で終端キャップ
に接着される。この場合、しばしばエポキシ樹脂系またはポリウレタン系接着剤の形態で
使用される接着剤は、挿入したフィルタ媒体、両方の終端キャップおよび／または支持管
の間に一種の絶縁層を形成する。その絶縁効果は、フィルタ媒体に長手方向の力が作用で
きないように、支持管を本来のフィルタ媒体（メッシュパック）よりも有利には常に長く
構成することによりさらに増強される。このような力の導入が防止できない場合には、流
体のフィルタ媒体貫流時に生じた加圧によりフィルタ媒体が損傷され、十分なフィルタ能
力がもはや保証されなくなる。

フィルタ媒体、終端キャップおよび支持管の間の絶縁層による上記のような絶縁構造に
よれば、流体貫流時にフィルタ媒体に存在し得る粒子状の汚染物質によって、特にフィル
タ媒体の静電帯電が生じる。このようにして生成されたフィルタ素子内部の電位差により
、静電帯電した、特にフィルタ媒体の形態のフィルタ素子部分と、フィルタ素子を収容す
る電気伝導性の、特に通常は金属製のフィルタハウジングの形態の構成部品との間で突然
に放電が生じる場合があり、これにより、火花放電が生じ、フィルタすべき流動媒体、例
えば作動油、重油燃料、例えばディーゼル燃料などの可燃性の観点から問題がないとはい
えず、上記火花放電は、オイルおよび脆弱なフィルタ媒体材料の劣化をもたらす。静電帯
電によりオイル媒体はより急速に劣化し、この場合、保守点検時に早期に交換しなければ
ならなくなることがさらに示されている。

この欠点に対処するために、ドイツ国特許出願公開第１０２００４００５２０２号明細
書（特許文献１）で提案されている一般的なフィルタでは、特にフィルタの作動時に生じ
た静電電荷を逸散させるために、フィルタの少なくとも一方の終端キャップおよび／また
はフィルタ媒体の少なくとも一方の終端領域が接触手段を有し、および／またはそれぞれ
の終端キャップ自体または終端キャップの部分が電気伝導性に構成されている。しかしな
がら、実際問題として、発生する電位差および電化をもっぱら終端キャップを経て、特に
下側の終端キャップを経て、ハウジングにより形成される接地点に放出する既知の解決策
は、なお改善の余地があることが示されている。

ドイツ国特許出願公開第１０２００４００５２０２号明細書

このような従来技術から出発した本発明の課題は、浄化すべき流体の貫流速度が高い場
合にも高い作動確実性および高い圧力値安定性を保証する既知のフィルタ素子の利点を維
持しつつ、特にフィルタ素子の作動時に損傷を招きかねない電位差を生じさせないように
さらに改良することである。

この課題は、請求項に記載の特徴を有するフィルタによって解決される。

一実施形態では、フィルタ媒体は、特に作動油の形態の浄化すべき流体に対して電位差
が小さい材料からなる。オイルに対して小さい電位を有するフィルタ媒体を使用すること
により、大きい電荷が生成されることがないことが確保される。適宜な材料選択によって
、作動油を貫流するフィルタ媒体とオイル自体の間の生じる電荷量および対応した電位生
成の大きさに意図的に影響を及ぼすことができる。フィルタ媒体のための様々なフィルタ
材料における既知の電圧序列に従って、２つの相互作用する構成部分の間、この場合には
オイルとフィルタ媒体との間に生成される電位を推定することができる。このような方法
では、基本的に極めて小さい電荷しか生成されず、したがって、このような電荷を従来技
術で示されるように接地点で逸散させなければならないという問題はまず全く生じない。

請求項１に記載した第１実施形態では、実施に際して比較可能な考察を行う。この実施
形態では、フィルタ媒体の部分は相互に、かつ／または浄化すべき流体に対して異なった
電位を有し、これらの電位は少なくとも部分的に相殺し合う。この解決手段では、フィル
タ媒体を構成するそれぞれの層の形態をとる２つの作用媒体間の電位差が大きいほど、両
者間により大きな電荷が生成されることを基本的に考慮することから出発している。特に
有利には、上記参考形態の場合のように浄化すべき媒体に対していずれにせよより低い電
位を有するフィルタ媒体のためのフィルタ層を使用するだけでなく、フィルタ媒体の第１
層がフィルタ処理すべき流体（オイル）に対して正の電位を有し、続いて流体が貫流する
フィルタ媒体の後続の第２個別層が負の電位を有する材料序列から選択され、その結果、
第１層はまず流体を正に帯電するが、第２層を再び負に帯電し、これにより生じた電荷は
このように部分的または完全に中和される。この補償効果は、反対の順序で浄化すべき流
体が、負の電位を有する第２層をまず貫流し、次いで正の電位を有する第１層を貫流する
場合にも生じる。

別の実施形態では、フィルタには一構成部分としてフィルタ媒体が設けられており、こ
のフィルタ媒体は、作動時に特に上述の作動液（オイル）の形態の流体を浄化する役割を
果たす。この本発明による解決手段では、規定可能な経路に沿って電荷を意図的に逸散さ
せるために、フィルタのそれぞれの構成部分に少なくとも部分的に電荷逸散性の材料を使
用する。このように、それぞれ従来技術に示されるよう導電性フィルタと非導電性フィル
タとの間の一種の妥協がなされる。したがって、この実施形態によるフィルタは、導電性
フィルタよりも時間的にゆっくりと電荷を逃し、この点では作動時に流体（オイル）が過
剰に高く帯電されることはない。同時に非導電性フィルタ素子の場合のような放電の危険
性が最小限となる。なぜなら、意図的にゆっくりと行われる電荷逸散により、高い磁界強
度がフィルタ素子に生成されることがないからである。有利には、所望のゆっくりとした
電子伝達のための電荷逸散性領域として、１０^３〜１０^９Ωｍの導電性を有する材料が使
用される。

他の実施形態では、フィルタ媒体を通る流体の貫流方向にフィルタ媒体に後置した電荷
補償層が対応配置されており、この電荷補償層は、発生した流体の電荷を、対応配置した
フィルタ媒体に少なくとも部分的に戻す。フィルタ媒体への被覆によって形成してもよい
電荷補償層は、このようにして流体およびフィルタ媒体の帯電を低減し、これにより、フ
ィルタ内における放電を防止する。

上記実施形態の４つの態様の有利な実施形態では、フィルタ媒体が、導電性の繊維また
は他の形態の導電性の構成部分を含み、これによりフィルタ材料を導電性にし、電荷をフ
ィルタハウジングに放電し、ひいては「接地点」に対して素早く放電することができる。
フィルタ媒体を安定化させるために、有利には上記構成部分またはマトリックス構造の形
態の繊維が構成される。

極めて効果的なフィルタ面を得るために、フィルタ媒体は有利にはひだ状に構成されて
おり、フィルタの２つの終端キャップの間において、少なくとも内側領域で、流体を貫流
させる支持管で支持される。

次に本発明の解決手段による変化態様を図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。図
面は、概略的であり、原寸大には示していない。

一部を破断したフィルタの長手方向斜視図である。 図１に示したフィルタ上部を部分的に破断して、挿入したフィルタ媒体の各層を広げてより明確に示す斜視図である。 流体の帯電効果および放電効果を明確化するためのグラフである。 流体の帯電効果および放電効果を明確化するための別のグラフである。 流体の帯電効果および放電効果を明確化するための別のグラフである。

まず、図１および図２に基づき、本発明による解決手段の変化態様においてどのように
して使用可能であるのか、フィルタの基本的構成を詳細に説明する。これとは無関係に、
フィルタは別の構成、特に、例えばいわゆる「スタックフィルタ」で使用されるようにフ
ィルタマットまたはフィルタプレートの形態の構成を有していてもよい。ここに紹介する
フィルタは、いわゆるフィルタ素子の形態で構成されており、フィルタ媒体１０を備えて
いる。フィルタ媒体１０は２つの終端キャップ１２，１４の間に延在し、これらの終端キ
ャップ１２，１４は、フィルタ媒体１０の終端領域１６，１８にそれぞれ結合されている
。フィルタ媒体１０は、内周面側において、流体を通過させる支持管２０で支持されてい
る。特にフィルタ媒体１０は接着層によって上記終端領域１６，１８上の終端キャップ１
２，１４に結合されている。それぞれの接着層は符号２２で示されている。

浄化のために、流体は外側から内側へフィルタを通過し、ひいてはフィルタ媒体１０を
通過する。簡略化のために、フィルタ媒体１０は図１では円筒状のフィルタマット部分と
して、もちろん実施可能な一実施形態として示されている。しかしながら、好ましくは、
フィルタ媒体１０は、図２の部分図に示すようにひだ状に形成されている。すなわち、フ
ィルタ媒体１０は、フィルタプリーツの形態で支持管２０の周囲に延在している。さらに
図２に示すように、フィルタ媒体１０は多層状に構成されている。特に多層構造は、特に
ネットまたはメッシュの形態で他の層構造を安定させる役割を果たす外側支持層２４を有
している。これと同等の機能を有する内側支持層２６を設けてもよい。さらに予備フィル
タ層２８および主フィルタ層３０が設けられている。外側支持層２４と予備フィルタ層２
８との間および主フィルタ層３０と内側支持層２６との間には、フィルタ層を機械的に保
護するための上流側の不織材（図示しない）、または対応して構成した下流側の不織材（
同じく図示しない）を挿入してもよい。このためにフィルタ媒体の４層状またはその他の
多層状の構成が従来技術で汎用であり、これについてはここでさらに詳細に説明しない。
重量およびリサイクルのために、現在のフィルタの多くはプラスチック材料から構成され
ているので、これに基本的に伴う増大する静電負荷の問題が生じ、上述の不都合ないわゆ
る「摩擦電気効果」が生じる場合がある。

図１に示したフィルタをさらに説明すると、それぞれの終端キャップ１２，１４には内
側および外側に向けてそれぞれ突出したリング面３２が設けられており、リング面３２に
は対応配置可能な接着板２２が組み込まれている。終端キャップ１４，１６および支持管
２０は、プラスチック射出成形部品として作成されることが好ましい。

支持管２０の内部には、流体通路を制限する円形部分に沿って分離部分３４が懸吊され
ているか、または結合部３６に対応して嵌め込まれており、このような分離部分３４の個
々の分離壁３８は、上方から見ると三つ叉状の星の形態で構成されており、特に浄化され
た流体がフィルタを離れる下側の終端キャンプ１４の領域で貫流部４０の方向にフィルタ
の内部の流体案内を最適化する。分離部分３４は、図１の視線方向で見て上方向の延在部
に圧縮ばね４２によって負荷されたプレート状の閉鎖体４４を有し、閉鎖体４４はバイパ
ス機能を果たし、フィルタ媒体１０が取り付けられた場合に、浄化されていない流体が上
側の終端領域１２の直径方向に向かい合った流入部４６を介してフィルタの内部に流入し
、フィルタ内部を貫流し、下側の貫流部４０の方向に流出する。バイパス機能は、その作
動特性に応じて圧縮ばね４２の規定可能なばね力によって調整することができる。

本発明による解決手段では、純粋なプラスチック素子またはほぼプラスチック材料から
構成されたフィルタにおける静電負荷の問題に確実に対処することができ、圧力安定値、
ＢＥＴＡ値、フィルタ処理能力などが制限を受けるほどには変更されない。これについて
は以下の実施形態でさらに適宜明らかにする。

以下に作動油の形態の流体を用いた解決手段の様々な変化形態を詳細に説明する。図１
および図２に示すフィルタは作動油フィルタとして実施されているが、このようなフィル
タは、当然ながら汚染粒子物質のガスを含む他の流体を浄化することもできる。上記機能
のための前提は、流体自体は導電性ではないが、フィルタを通過する場合に静電的に帯電
させ得ることである。このような帯電は後続の流体回路に上述のような不都合な効果をも
たらす場合があり、例えばオイルを早期に劣化させる放電を伴うか、またはフィルタを破
壊しかねない放電を生じさせる。以下に説明する解決手段の変化態様は、それぞれ単独で
静電的な改善をもたらすか、または１つ以上の他の変化態様との複合形態で流体システム
の静電特性を共に改善する。

最初の２つの解決手段の変化態様では、オイルに対して異なった電位を有する材料組み
合わせが使用される。したがって、一方では高い電荷を発生させることができないように
オイルに対して低い電位を有するフィルタ材料を使用することができ、他方では、オイル
に対して異なった電位を有する複数のフィルタ材料を使用することが可能であり、これに
より、オイルの電荷を部分的または完全に中和することができる。フィルタ材料について
述べる場合、フィルタ材料はフィルタ媒体１０の全体を構成することができる。しかしな
がら、個別の層、例えば予備フィルタ層２８または主フィルタ層３０のみにこのようなフ
ィルタ材料を装着するか、または個別の層をこのようなフィルタ材料によって完全に構成
することも可能である。

適宜な材料選択によって、発生する電荷量の大きさおよびオイルが貫流するフィルタ媒
体１０とオイルとの間の電位構成に意図的に影響を及ぼすことができる。以下の表に示す
電気化学系列に従って、２つの材料、この場合にはオイルとフィルタ媒体との間の電位を
推定することができる。２つの異なった材料を接触させた場合、両材料間に電位が生成さ
れる。例えば、摩擦電気的な化学系列で正極性の最上位に位置するエラストマーシリコー
ン材料を、この電気化学系列で負極性の最下位に位置するポリテトラフルオロエチレンに
接触させた場合、両者の間の電位は最大となり、負のポリテトラフルオロエチレンから正
のエラストマーシリコーン材料に電子が流れ始め、所望の電荷補償が得られる。

要約すると２つの材料の間の電位差が大きいほど、すなわち、２つの材料が上記表にお
いて大きく離れて位置しているほど、両者間における発生電荷は高いことがわかる。した
がって、この電気化学系列は、処理流体（オイル）およびフィルタ媒体１０の材料自体に
ついてもいえる。フィルタ素子１０または個々のフィルタ層については、フィルタ材料と
オイルとの間の電位差ができるだけ小さくなるように、すなわち、オイルとフィルタ材料
とが表においてできるだけ近くに隣接して位置しているように、使用フィルタ材料を選択
すべきである。このようにして、接地点で放電する必要のない程度の著しく小さい電荷し
か基本的に発生しない。静電的に最適なフィルタを得るためには、それぞれのフィルタ層
２８，３０として、オイルを過度に帯電させることができないガラス繊維材料を使用する
と特に有利であることがわかった。

このような関係性が図３に例示的に示されており、異なったガラス繊維材料を貫流した
後のオイルにおけるこのような電圧生成が平均的な孔径に関係して示されている。使用す
るガラス繊維-フィルタ材料に応じて電圧はゼロに近づく。

さらなるステップで、いずれにせよ、発生した電荷を付加的に中和することができる程
度の小さい電位をオイルに対して有しているフィルタ層を相互に組み合わせることが可能
である。したがって、例えばオイルが最初に貫流する第１層、すなわち予備フィルタ層２
８は、オイルに対して正電位を有し、上記の表ではオイルの上位に位置しており、これに
対して続いてオイルが貫流する第２層、すなわち主フィルタ層３０は負電位を有し、した
がって表ではオイルの下位に位置している。第１層２８はオイルを正に帯電し、第２層３
０は再び負に帯電する。これにより生成された電荷をこのように部分的または完全に中和
することができ、有害な効果は完全に防止される。図４には予備フィルタ層２８としての
ガラスフィルタ層を貫流した後のオイルにおける温度に対する電圧が示されており、この
場合の電圧は正である。次の図５には主フィルタ層３０としてのプラスチックフィルタ層
（ポリエステル）を貫流した後のオイルにおける温度に対する電圧が示されており、この
場合の電圧は負である。このような補償効果は、層の材料を相互に交換した場合またはオ
イルが反対の貫流方向をとった場合にももちろん生じる。したがって、図４および図５か
らわかるように、２つの異なる材料においてオイルは逆極性に帯電される。これら２つの
層を上述のように相互に組み合わせ、前後に配置するか、または順次にオイルを貫流させ
る（スタックフィルタ配置）ことにより、発生した電荷は部分的または完全に中和される
。所望の摩擦電気効果が得られるように、それぞれの個別層の繊維をマトリックスの形態
で、例えば異なる種類の繊維の混合物として組み合わせることも可能である。

オイルに対して異なった電位に基づいて（異なった層として、または上記マトリックス
の形態で）相互に組み合わせることができる他の材料は、例えばガラス繊維、合成材料（
例えば、メルトブローン、スパンレース、スパンボンド、不織布；材料種類：ポリエステ
ル、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリカーボネート）、金属メッシュ、焼結金属、金属
フリース、炭素繊維、セルロースなどである。有利な組み合わせの種類は、例えば：
ガラス−合成繊維、
ガラス−セルロース、
ガラス−金属、
合成繊維−セルロース、
合成繊維−金属、
セルロース−金属、
ガラス−合成繊維−セルロース、
ガラス−合成繊維−金属、
ガラス−セルロース−金属、
合成繊維−セルロース−金属、
である。貫流方向における異なった材料の順序は、既に述べたように重要ではない。

解決方法の別の変化態様は、システム全体における所定の電荷逸散性に基づいている。
すなわち、この思想は、フィルタ媒体１０からフィルタハウジング（図示しない）本体へ
の電荷の所定の放電である。この場合、所定の電荷逸散とは、電荷が適度な速度でフィル
タから「逃れる」ことができるようにするフィルタにおける材料の平均的な導電性が選択
されることを意味する。

これまでに２種類のフィルタまたはフィルタ素子が市販されている。すなわち、導電性
フィルタおよび非導電性フィルタである。導電性フィルタでは、フィルタにおいてフィル
タ媒体とオイルとの間に発生した電荷は、相互に電気的に接触している金属製のフィルタ
素子構成部品、例えばワイヤメッシュ、支持管または終端キャップを介してハウジングへ
と逸散する。このような解決方法は、例えば特許文献１に記載されている。このような解
決方法の欠点は、オイルに対して最大の帯電が生じることである。なぜなら、オイルから
取り出された電荷はフィルタ媒体を介して常にハウジングへと逸散され、その結果、フィ
ルタにおいて均衡または飽和状態を得ることができないからである。オイルは新たな電荷
をフィルタ媒体に常に供給し、したがってオイルは高い帯電状態でフィルタを離れ、この
ことが急速なオイル劣化をもたらしかねない。しかしながら、フィルタ内では帯電が増大
することもない。というのも、電荷はフィルタの導電性構成素子を介して逸散するからで
ある。その結果、フィルタ材料を破壊しかねないフィルタにおける放電に関しては、ほぼ
除外される。

他の既知の解決手段の実施形態では、フィルタは導電性に構成されていない。すなわち
、それぞれのフィルタ材料とオイルとの間に生成されたフィルタ内の電荷はフィルタ内で
フィルタハウジングに向けて逸散しない。この場合、対応した大きさの電荷量でフィルタ
内に電位が生成され、最終的にはフィルタと、接地点、例えば対応配置したフィルタハウ
ジングとの間で放電が生じる。さらに、フィルタ内部の異なった電位を有する箇所の間で
放電が生じる場合があり、これによりフィルタ媒体が損傷し、効果的なフィルタ処理がも
はや保証されなくなる。特にフィルタが帯電され、臨界電界強度に到達する危険性が生じ
る。これは飽和点が臨界電界強度を上回る場合である。この場合、フィルタ内における、
またはフィルタから接地点（例えばフィルタハウジングなど）へのフラッシュオーバが生
じる。

これに対して、本発明による解決手段ではフィルタに電荷が残されており、逃れること
がなく、フィルタが所定値まで帯電された均衡状態となることが有利である。この値が、
放電が生じる上記の臨界電界強度を下回る場合、オイルはさらに帯電されることがない。
すなわち、非導電性フィルタを離れるオイル内の電荷は、導電性のフィルタ素子を離れる
オイル内の電荷よりも小さい。したがって、本発明による解決手段の変化態様では、導電
性フィルタ素子と非導電性フィルタ素子との間の妥協が求められ、導電性フィルタよりも
ゆっくりと電荷を逃し、これにより、オイルが過剰に高く帯電されないようにする。同時
に非導電性フィルタの場合のような放電の危険性が最小限となる。なぜなら、ゆっくりと
した電荷逸散により、フィルタ素子に高い電界強度が生成されることがないからである。
この要求に対応したフィルタ材料を「電荷逸散性である」という。この場合、次の関係が
成り立ち、
非導電性領域 ＞１０^９Ωｍ 電子伝達不能
電荷逸散性領域 １０^３〜１０^９Ωｍ 遅い電子伝達
導電性領域 ＜１０^３Ωｍ 速い電子伝達
となる。

この思想の実際の実施形態が、図１および図２に示す素子構成に根拠づけられている。
所望の電荷逸散性を保証するためには、図示のフィルタの少なくとも一部に、例えば、Ｏ
リング（図示しない）を設けた終端キャップ１４，１６、その他の電荷逸散性のシールリ
ング（図示しない）、支持管２０自体または支持管の一部ならびにひだ状のフィルタ媒体
１９の形態のメッシュパック装置またはメッシュパックの１つ以上の層２８，３０などに
電荷逸散性が備わっている必要がある。従って電荷逸散性部分を通って電荷が移動できる
所定の経路が設けられる。この経路は、フィルタ媒体１０からフィルタを取り付けたハウ
ジングまでに及ぶことが望ましい。この電荷逸散性材料からなる経路は、導電性の構成部
分によって貫通されていてもよい。なぜなら、速度を決定する材料は最小限に導電性だか
らである。すなわち、この経路は基本的に非導電性の材料によって遮断されるべきではな
い。好ましい伝送経路は、例えばフィルタ媒体１０をから始まって支持管２０および終端
キャップ１２，１４，１６を経由し、詳述しないフィルタハウジングまで形成される。

別の解決手段の実施形態では、オイルを帯電するフィルタ層２８および／または３０の
下流側にいわゆる「電荷補償層」を設ける。図１および図２にさらに図示しない電荷補償
層は、電荷をオイルからそれぞれ上流側に配置されたフィルタ層２８，３０に戻す。電荷
補償層は、このようにしてオイルおよびフィルタの帯電を低減し、素子構成における放電
を防止する。

上述のように、フィルタ層を貫流するオイルは帯電される。この場合、オイルは正また
は負に帯電され、それぞれのフィルタ層またはフィルタ全体はオイルとは逆極性に帯電さ
れる。導電性または電荷逸散性の補償層を、貫流されるフィルタ層の下流側に設け、補償
層をフィルタ層と電気接触させた場合、オイル電荷はそれぞれのフィルタ層２８，３０を
離れるときに完全に、または部分的に補償層に移動する。補償層は、層を逆極性に帯電さ
れたフィルタ層３０あるいは２８に再び戻す。このようにして、オイル電荷および素子帯
電は減少または消滅する。このようにして静電気放電を確実に防止することができる。

好ましい実施形態では、このような解決手段の変化形態で予備フィルタ層２８および主
フィルタ層３０の双方をガラス繊維材料によって構成している。この場合、導電性の、ま
たは電荷逸散性の補償層は主フィルタ層３０の下流側に位置するか、または全ての他の層
の下流側に位置していてもよい（なぜならそれぞれの層はオイルを帯電できるからである
）。材料は導電性または電荷逸散性の不織材、メッシュ、ネットまたはそのほかの編物で
あってもよい。材料は、主要構成部分として例えばポリエステルなどのプラスチック、ガ
ラスまたはセルロースから構成されていてもよい。この場合、主要構成部分は被覆されて
導電性または電荷逸散性となっているか、またはそれ自体が固有導電性または電荷逸散性
を有している。補償層を別の層に蒸着するか、または別の方法（スキージ処理）で被覆す
ることも可能である。蒸着した層は、例えばアルミニウム材料からなっていてもよい。補
償層は、終端キャップ１４，１６または支持管２０と電気接触していなくてもよい。補償
層は、もちろんこのような電気接触によっても機能する。

特に導電性、または好ましくは電荷逸散性の補償層を使用する解決手段の変化態様は、
導電性のフィルタ材料からなるマトリックスを構成することで、さらに改善することがで
きる。基本思想は、使用するフィルタ材料を導電性の繊維または他の形態の導電性の構成
部分と組み合わせ、これにより、フィルタ材料を導電性にし、電荷をフィルタハウジング
に、ひいては接地点に対して素早く電荷を逃すことを可能とすることである。しかしなが
ら、このような解決方法は、フィルタが絶縁性である場合にも使用することができる。導
電性のマトリックスを有するフィルタ材料は、例えばプラスチック（ポリエステル）、ガ
ラス繊維、セルロースなどの従来のフィルタ材料と、例えば炭素または高級鋼などの導電
性の添加剤との混合物であってもよい。予備フィルタ層２８をガラス繊維材料から構成し
、主フィルタ層３０をガラス繊維マトリックスと結合した炭素から構成すると特に有利で
ある。

上述した何れの実施形態においても、静電的に最適化されたフィルタ素子を得ることが
でき、急速なオイル劣化を防止し、不都合な帯電効果に抗して流体回路系を緩和すること
ができる。

浄化のために、流体は外側から内側へフィルタを通過し、ひいてはフィルタ媒体１０を通過する。簡略化のために、フィルタ媒体１０は図１では円筒状のフィルタマット部分として、もちろん実施可能な一実施形態として示されている。しかしながら、好ましくは、フィルタ媒体１０は、図２の部分図に示すようにひだ状に形成されている。すなわち、フィルタ媒体１０は、フィルタプリーツの形態で支持管２０の周囲に延在している。さらに図２に示すように、フィルタ媒体１０は多層状に構成されている。特に多層構造は、特にネットまたはメッシュの形態で他の層構造を安定させる役割を果たす外側支持層２４を有している。これと同等の機能を有する内側支持層２６を設けてもよい。さらに予備フィルタ層２８および主用フィルタ層３０が設けられている。外側支持層２４と予備フィルタ層２８との間および主用フィルタ層３０と内側支持層２６との間には、フィルタ層を機械的に保護するための上流側の不織材（図示しない）、または対応して構成した下流側の不織材（同じく図示しない）を挿入してもよい。このためにフィルタ媒体の４層状またはその他の多層状の構成が従来技術で汎用であり、これについてはここでさらに詳細に説明しない。重量およびリサイクルのために、現在のフィルタの多くはプラスチック材料から構成されているので、これに基本的に伴う増大する静電負荷の問題が生じ、上述の不都合ないわゆる「摩擦電気効果」が生じる場合がある。

図１に示したフィルタをさらに説明すると、それぞれの終端キャップ１２，１４には内側および外側に向けてそれぞれ突出したリング面３２が設けられており、リング面３２には対応配置可能な接着板２２が組み込まれている。終端キャップ１２，１４および支持管２０は、プラスチック射出成形部品として作成されることが好ましい。

支持管２０の内部には、流体通路を制限する円形部分に沿って分離部分３４が懸吊されているか、または結合部３６に対応して嵌め込まれており、このような分離部分３４の個々の分離壁３８は、上方から見ると三つ叉状の星の形態で構成されており、特に浄化された流体がフィルタを離れる下側の終端キャップ１４の領域で貫流部４０の方向にフィルタの内部の流体案内を最適化する。分離部分３４は、図１の視線方向で見て上方向の延在部に圧縮ばね４２によって負荷されたプレート状の閉鎖体４４を有し、閉鎖体４４はバイパス機能を果たし、フィルタ媒体１０が取り付けられた場合に、浄化されていない流体が上側の終端領域１６の直径方向に向かい合った流入部４６を介してフィルタの内部に流入し、フィルタ内部を貫流し、下側の貫流部４０の方向に流出する。バイパス機能は、その作動特性に応じて圧縮ばね４２の規定可能なばね力によって調整することができる。

最初の２つの解決手段の変化態様では、オイルに対して異なった電位を有する材料組み合わせが使用される。したがって、一方では高い電荷を発生させることができないようにオイルに対して低い電位を有するフィルタ材料を使用することができ、他方では、オイルに対して異なった電位を有する複数のフィルタ材料を使用することが可能であり、これにより、オイルの電荷を部分的または完全に中和することができる。フィルタ材料について述べる場合、フィルタ材料はフィルタ媒体１０の全体を構成することができる。しかしながら、個別の層、例えば予備フィルタ層２８または主用フィルタ層３０のみにこのようなフィルタ材料を装着するか、または個別の層をこのようなフィルタ材料によって完全に構成することも可能である。

さらなるステップで、いずれにせよ、発生した電荷を付加的に中和することができる程度の小さい電位をオイルに対して有しているフィルタ層を相互に組み合わせることが可能である。したがって、例えばオイルが最初に貫流する第１層、すなわち予備フィルタ層２８は、オイルに対して正電位を有し、上記の表ではオイルの上位に位置しており、これに対して続いてオイルが貫流する第２層、すなわち主用フィルタ層３０は負電位を有し、したがって表ではオイルの下位に位置している。第１層（予備フィルタ層）２８はオイルを正に帯電し、第２層３０（主用フィルタ層）は再び負に帯電する。これにより生成された電荷をこのように部分的または完全に中和することができ、有害な効果は完全に防止される。図４には予備フィルタ層２８としてのガラスフィルタ層を貫流した後のオイルにおける温度に対する電圧が示されており、この場合の電圧は正である。次の図５には主用フィルタ層３０としてのプラスチックフィルタ層（ポリエステル）を貫流した後のオイルにおける温度に対する電圧が示されており、この場合の電圧は負である。このような補償効果は、層の材料を相互に交換した場合またはオイルが反対の貫流方向をとった場合にももちろん生じる。したがって、図４および図５からわかるように、２つの異なる材料においてオイルは逆極性に帯電される。これら２つの層を上述のように相互に組み合わせ、前後に配置するか、または順次にオイルを貫流させる（スタックフィルタ配置）ことにより、発生した電荷は部分的または完全に中和される。所望の摩擦電気効果が得られるように、それぞれの個別層の繊維をマトリックスの形態で、例えば異なる種類の繊維の混合物として組み合わせることも可能である。

この思想の実際の実施形態が、図１および図２に示す素子構成に根拠づけられている。所望の電荷逸散性を保証するためには、図示のフィルタの少なくとも一部に、例えば、Ｏリング（図示しない）を設けた終端キャップ１２，１４、その他の電荷逸散性のシールリング（図示しない）、支持管２０自体または支持管の一部ならびにひだ状のフィルタ媒体１０の形態のメッシュパック装置またはメッシュパックの１つ以上の層２８，３０などに電荷逸散性が備わっている必要がある。従って電荷逸散性部分を通って電荷が移動できる所定の経路が設けられる。この経路は、フィルタ媒体１０からフィルタを取り付けたハウジングまでに及ぶことが望ましい。この電荷逸散性材料からなる経路は、導電性の構成部分によって貫通されていてもよい。なぜなら、速度を決定する材料は最小限に導電性だからである。すなわち、この経路は基本的に非導電性の材料によって遮断されるべきではない。好ましい伝送経路は、例えばフィルタ媒体１０から始まって支持管２０および終端キャップ１２，１４を経由し、詳述しないフィルタハウジングまで形成される。

好ましい実施形態では、このような解決手段の変化形態で予備フィルタ層２８および主用フィルタ層３０の双方をガラス繊維材料によって構成している。この場合、導電性の、または電荷逸散性の補償層は主用フィルタ層３０の下流側に位置するか、または全ての他の層の下流側に位置していてもよい（なぜならそれぞれの層はオイルを帯電できるからである）。材料は導電性または電荷逸散性の不織材、メッシュ、ネットまたはそのほかの編物であってもよい。材料は、主要構成部分として例えばポリエステルなどのプラスチック、ガラスまたはセルロースから構成されていてもよい。この場合、主要構成部分は被覆されて導電性または電荷逸散性となっているか、またはそれ自体が固有導電性または電荷逸散性を有している。補償層を別の層に蒸着するか、または別の方法（スキージ処理）で被覆することも可能である。蒸着した層は、例えばアルミニウム材料からなっていてもよい。補償層は、終端キャップ１２，１４または支持管２０と電気接触していなくてもよい。補償層は、もちろんこのような電気接触によっても機能する。

特に導電性、または好ましくは電荷逸散性の補償層を使用する解決手段の変化態様は、導電性のフィルタ材料からなるマトリックスを構成することで、さらに改善することができる。基本思想は、使用するフィルタ材料を導電性の繊維または他の形態の導電性の構成部分と組み合わせ、これにより、フィルタ材料を導電性にし、電荷をフィルタハウジングに、ひいては接地点に対して素早く電荷を逃すことを可能とすることである。しかしながら、このような解決方法は、フィルタが絶縁性である場合にも使用することができる。導電性のマトリックスを有するフィルタ材料は、例えばプラスチック（ポリエステル）、ガラス繊維、セルロースなどの従来のフィルタ材料と、例えば炭素または高級鋼などの導電性の添加剤との混合物であってもよい。予備フィルタ層２８をガラス繊維材料から構成し、主用フィルタ層３０をガラス繊維マトリックスと結合した炭素から構成すると特に有利である。

Claims (17)

1. 作動油としてのオイル浄化用のフィルタであって、
   浄化すべきオイルを含有するハウジングと、
   前記ハウジング内にフィルタ媒体を具備するフィルタ素子とを含み、
   前記フィルタ媒体は、複数のフィルタ材料が配された、少なくとも第１の層および第２
   の層を含む複数層を備え、前記オイルは順に前記第１の層を貫流し、次いで前記第２の層
   を貫流し、
   前記フィルタ材料は、前記オイルの帯電を少なくとも部分的に中和するために、相互に
   、かつ、静電帯電により浄化すべきオイルに対して異なった電位を有し、前記オイルの特
   性に基づき選択され、
   前記フィルタ媒体を通る前記オイルの貫流方向に、前記フィルタ媒体に後置した電荷補
   償層が設けられており、該電荷補償層が、発生した前記オイルの電荷を少なくとも部分的
   に、対応配置した前記フィルタ媒体に戻す、フィルタ。
2. 前記フィルタ材料よりなる前記複数層は、互いに異なる電位を有する、請求項１に記載
   のフィルタ。
3. 前記フィルタ素子は、終端領域および支持管の構成部分を含み、該構成部分は規定可能
   な経路に沿った電荷を意図的に逸散させるために、少なくとも部分的に電化逸散性の材料
   である、請求項１に記載のフィルタ。
4. 前記電荷逸散性の材料が、１０^３〜１０^９Ωｍの範囲内の導電性を有している、請求項
   ３に記載のフィルタ。
5. 前記規定可能な経路が、電荷を逸散させるための速度設定が生じるように、少なくとも
   異なった電荷逸散性および異なった導電性のいずれかを具備する個々の経路距離を含む、
   請求項３または４に記載のフィルタ。
6. 前記フィルタ媒体が、導電性の繊維と組み合わされる、請求項１に記載のフィルタ。
7. 前記導電性の繊維が導電性のマトリックスを構成する、請求項６に記載のフィルタ。
8. 前記フィルタ媒体よりなる前記複数層が、予備フィルタおよび主用フィルタを構成する
   、請求項１に記載のフィルタ。
9. 前記フィルタ媒体が、少なくとも前記複数層を機械的に保護するための層および前記フ
   ィルタ媒体の層構造を安定化させるための支持層のいずれかを含む、請求項８に記載のフ
   ィルタ。
10. 前記フィルタ媒体は、前記オイルを貫流させる支持管を囲むひだ状のフィルタマット
    を含み、前記フィルタマットの長手方向の終端キャップを有する、請求項９に記載のフィ
    ルタ。
11. 前記第１の層は、前記オイルに対して正の電位を有し、
    前記第２の層は、前記オイルに対して負の電位を有する、請求項１に記載のフィルタ。
12. 前記第１の層および前記第２の層は、前記オイルに対して反対の電位を有する、請求項
    １に記載のフィルタ。
13. 前記複数層は、摩擦電気の電圧序列内の位置を有して、前記オイル内での静電荷の生成
    を抑制する、請求項１に記載のフィルタ。
14. 作動油としてのオイル浄化用のフィルタであって、
    浄化すべきオイルを含有するハウジングと、
    前記ハウジング内にフィルタ媒体を具備するフィルタ素子とを含み、
    前記フィルタ媒体は、複数のフィルタ材料が配された、少なくとも第１の層および第２
    の層を含む複数層を備え、前記オイルは順に前記第１の層を貫流し、次いで前記第２の層
    を貫流し、
    前記フィルタ材料は、前記オイルの帯電を少なくとも部分的に中和するために、相互に
    、かつ、静電帯電により浄化すべきオイルに対して異なった電位を有し、前記オイルの特
    性に基づき選択され、
    前記フィルタ媒体が、導電性の繊維と組み合わされる、フィルタ。
15. 前記導電性の繊維が導電性のマトリックスを構成する、請求項１４に記載のフィルタ。
16. 作動油の清浄に用いられるフィルタ媒体であって、
    摩擦電気の電圧序列内の位置を有する少なくとも一つのフィルタ処理層を含み、前記作
    動油が貫流するときに、前記作動油および前記フィルタ媒体の少なくともいずれかにおい
    ての静電荷の生成を抑制する、フィルタ媒体。
17. 前記静電荷の生成抑制は、前記作動油においてである、請求項１６に記載のフィルタ媒
    体。

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