CN1096066A

CN1096066A - 机械控制绳

Info

Publication number: CN1096066A
Application number: CN 93107324
Authority: CN
Inventors: 古川浩昭; 鬼丸贞弘; 成田幸郎
Original assignee: Nippon Cable System Inc
Current assignee: Nippon Cable System Inc
Priority date: 1993-05-20
Filing date: 1993-05-20
Publication date: 1994-12-07
Anticipated expiration: 2013-05-20
Also published as: CN1033401C

Abstract

一种由线3、4、5、7、8绞成的股线2、6组成的机械控制绳，其特征是绷紧百分率是在4—11％的范围内，而预成型百分率是在65—90％的范围内，因而其滑动弯曲的寿命显著提高。

Description

本发明涉及一种机械控制绳（以下叫做绳），更特别涉及一种滑动弯曲寿命被显著提高的绳，该绳最好适用于很多技术领域例如用在汽车窗调节器上。

为了提高绳弯曲疲劳寿命，通常线的直径制造得小些，而同时增加线的数目。

日本未审查的实用新型公开第64796/1987号中公开了一种采用了提高弯曲疲劳寿命的措施的绳。许多边股线被安排围绕着一根直径比边股线大些的芯股线，而每一股线包括许多绞合在一起的线。

另外，传统绳已经以这样一种方式被捻合，即绷紧百分率是大约在0-2%的范围内，以便防止捻合股时线损坏。研究现有的机械控制绳发现，每根绳的绷紧百分率精确地落在那个范围内，那就是说，每个绷紧百分率是很小的。

此外，说明书中所用的绷紧百分率按下面方法得到;

绷紧百分率＝ (绳的计算直径-绳的测量直径)/(绳的计算直径) ×100

这里的计算直径是每根线的外直径的和，测量直径是通过测量绳的外接圆直径而取得的一个值。

而且，已经有人提出：当对边股线进行预成型时改进了弯曲疲劳寿命。预成型百分率可以大约在95-100%的范围内，该预成型百分率是在绳松开时，测量直径除以波直径而得到的（由Hakua Shobo 1967年10月15日出版的、线绳手册编委会编辑的“线绳手册”第185页）。

如上所述，具有绞合结构的绳、例如捻合多股的传统绳通常被捻成绷紧百分率是在0-2%的范围内，而预成型百分率是在95-100%的范围内。

引外，对于具有如图1所示的19+8×7结构的绳，绷紧百分率可通过下面公式（1）取得：

绷紧百分率＝ (［（a+2b1+2b2)+2(c+2d)］- D)/((a+2b1+2b2)+2(c+2d)) ×100 ……（1）

a：芯股的芯线3的外直径，

b₁：芯股的第一边线4的外直径，

b₂：芯股的第二边线5的外直径，

c：边股的芯线7的外直径，

d：边股的边线8的外直径，

D：绳1的测量外直径。

另外，对于如图2所示的具有W（19）+8×7结构的其芯股被绞成Warrington型平行层股的绳来说，绷紧百分率通过公式（2）取得：

绷紧百分率＝ (［（a+2b₁+2b₂)+2(c+2d)］- D)/((a+2b₁+2b₂)+2(c+2d)) ×100 ……（2）

这里;

a：芯股的芯线13的外直径，

b₁：芯股的第一边线14的外直径，

b₂：芯股的第二边线16的外直径，

c：边股的芯线18的外直径，

d：边股的边线19的外直径，及

D：绳11的测量外直径。

另一方面，具有如图3所示的7×7结构的绳的绷紧百分率可以通过下面公式取得;

绷紧百分率＝ (a+2b+2c+4d-D)/(a+2b+2c+4d) ×100 ……（3）

这里;

a：芯股的芯线23的外直径，

b：芯股的边线24的外直径，

c：边股的芯线26的外直径，

d：边股的边线27的外直径，及

D：绳21的测量外直径。

预成型百分率φ通过下面公式（4）得到;

φ＝ (T)/(D) ×100（%） ……（4）

这里;

D：如图10（A）所示的绳的测量外直径，及

T：如图10（B）所示的当绳松开时的波直径。

然而，绷紧百分率小而预成型百分率大的传统绳是捻得不那么紧的绳。当这种绳使用在既弯曲同时又滑动的场合时，例如在一个不能转动的导件里时，绳在半径方向上发生变形。由于线受到第二次弯曲，即一个外部压力使线发生局部弯曲，将线压靠在内侧的线层上，因此存在这样一种弯曲疲劳寿命低的问题。

本发明的目的是提供一种绳，当绳被弯曲着滑动时，特定的绷紧百分率和预成型百分率，使弯曲疲劳寿命显著提高。

按照本发明，提供一种由若干股组成的机械控制绳，每一股均由很多绞合线组成。所述绳的特征在于绷紧百分率是在4-11%的范围内，而预成型百分率是在65-90%的范围内。

按照本发明，由于绳的绷紧百分率有所提高，绳比传统绳更牢固地被捻合。因此，径向上的变形可以防止，绳线的二次弯曲不易发生。另外，由于预成型百分率小，捻合的绳的边股受到朝向绳中心的力，因此，径向的变形可以被防止，并且绳线的二次弯曲不易发生。

所以本发明的绳的弯曲寿命得到了改进。

图1是说明绳绷紧百分率的解释图和本发明绳实施例的截面图;

图2是说明绳绷紧百分率的解释图和本发明绳的另一实施例的截面图;

图3是说明绳绷紧百分率的解释图和本发明绳的再一实施例的截面图;

图4是测量绳弯曲疲劳寿命设备的示意图，在该设备中使用了滑轮;

图5是图4设备中所用滑轮的示意图;

图6是图4设备中所用滑轮的示意图;

图7是测量绳弯曲寿命设备的示意图，该设备在绳处在滑动运动状态下并且弯曲时使用了固定导件;

图8是图7设备中所用固定导件的示意图;

图9是图7设备中所用固定导件的解释图;及

图10是绳预成型百分率的解释图。

在本发明中，一个绳具有如图1-图3中所示截面的形状，本发明并不限于上述的形状。

图1中所示的绳，具有所谓的19+8×7结构，即，芯股2由围绕单根芯线3安置的6根绞合的第一层边线4和围绕着第一层安置的12根绞合的第二层边线5组成。边股6由围绕着单根芯线7安置的6根绞合的边线8组成。绳1具有多股结构，通过捻合8根围绕着芯股2安置的边股6取得。

另外，绳1的绷紧百分率是在4-11%的范围内，绳1的预成型百分率是在65-90%的范围内。

为什么绷紧百分率是在4-11%的范围内的原因如下：即当绷紧百分率大于11%时，捻合绳困难。在生产绳时，过度捻合会引起断裂或有时损坏线的表面。而如果绷紧百分率小于4%时，当绳随着滑动变弯曲时耐久性不足，从下文所叙述的实例中可清楚这点。

另一方面，为什么预成型百分率是在65-90%范围内的原因是;如果预成型百分率大于90%，当绳被用在滑动弯曲的区段时，例如在一个固定导件上，绳中会发生线的第二次弯曲，此时朝向绳中心方向施加到边股上的捻合力不足。因此，正如下文的实施例和对照实例中清楚显示的那样，耐久性降低。

相反，相对于绳在预成型百分率小于65%时，边股在绳被切断时变松，因此，绳不能使用。

再者，在图2中所示的绳11是本发明绳的另一实施例。该绳11具有19+8×7的结构，而芯股12具有平行层结构。换句话说，芯股12以这样一种方式绞合，即该芯股的每根线与其它线线性接触。平行层股线也是一种绞合型式，各线具有不同的外直径。按照平行层股，股线12的每一层具有相同的绞合间距和相同的绞合方向。当线按上述方式被绞合时，第二层（外层）的每根线啮入由第一层（内层）相邻线所限定的缝中，一根线与其它线大体上成线接触而不彼此横越。结果，股线牢固绞合，在径向上不易发生变形。由于线之间摩擦引起的股线的内磨损是低的，而且不产生由线的二次弯曲引起的疲劳，因此图2所示的绳具有优良性能。

图2所示的绳11具有（平行层股线）+8×7的结构，平行层股作为芯股12，具有Warrington型式的股线结构。换句话说，绳11具有W（19）+8×7结构。对于Warrington股，芯股中线的最大直径与最小直径之间的差是各种由19根线组成的平行层股线结构中最小的。由此原因，股线12适用于小直径的绳。

具体来说，6根第一层边线14被安置围绕着一根芯线13，第一层边线14的直径比芯线13的直径稍小些。6根第三边线15的每一根具有与芯线13相同的直径，它们被安置在由相邻的第一层边线14所限定的缝中。并且6根第二边线16的每一根都被沿着第一边线14围绕着第一层安置。第二边线16的直径比第一边线14的直径还小点。另外，上述边线14、15、16在同时、以同样方式被绞合，以便以同样间距、同样方向围绕着芯线13，从而制成芯股12。此外，每根线的直径不限于上述的直径，总之，每根线的直径可以适当选择使得当每根线以同样间距和同一方向被绞合时，每根线可以彼此线性接触。

另外，8根边股17是6根边线19围绕一根芯线18绞合而取得。

此外，在绳11中，绷紧百分率是在4-11%的范围内，预成型百分率在65-90%范围内。

还有，在图3所示的本发明绳的再一个实施例中，绳21的绷紧百分率范围为4-11%、预成型百分率范围为65-90%，绳21具有7×7的结构。

即，芯股22由绞合的六根边线24制成，该边线24围绕着芯线23排列。边股25由6根绞合的边线27组成，该边线27围绕着芯线26排列。多股绳由围绕着芯股22排列的六根边股25捻合而成。

下边，本发明的绳在具体实施例的基础上更特别地加以说明。

实施例1（参照图1）

外径为0.93毫米的线棒通过钢丝（材料：JISG 3506 SWRH 62A）镀锌而取得。

接着，线棒被拉制使生产出来的芯股的芯线3有0.17毫米的外径，芯股的第一边线4具有0.15毫米的外径，芯股的第二边线5具有0.15毫米的外径，边股的芯线7具有0.15毫米的外径，边股的芯线7具有0.15毫米的外径，边股的边线8具有0.14毫米的外径。

线按表1所示方向被绞合后，可以得到具有19+8×7结构的绳。此外，如实施例1所示，被测量的绳的外径D为1.55毫米。

绳的计算外径为1.63毫米，因此，绳的绷紧百分率为4.91%;松绳之后测量边股的波直径，该直径为1.25毫米，因此预成型百分率为80.6%。

此外，如果在生产步骤中不对施加到绳上的压力、拉力和预成型度进行调节，就不能获得具有上述绷紧百分率和预成型百分率的绳。

实施例2

实施例2的绳用与实施例1同样的方法来制得，只是绳的测量外径和绷紧百分率及股的波直径和预成型百分率不同，如表1所示。

实施例3

实施例3的绳用与实施例1相同的方法制得，只是绳的测量外径和绷紧百分率及股的波直径和预成型百分率不同，如表1所示。

实施例4

实施例4的绳用与实施例1相同的方法制得，只是绳的测量外径和绷紧百分率及股的波直径和预成型百分率不同如表1所示。

实施例5

除了边股线的线棒外，实施例5用与实施例1相同的方法制得，该线棒具有0.93毫米的外径，其中钢丝（材料：JISG 3506 SWRH 62A）镀有锌-铝合金。

此外，线棒通过浸入到热的含4%重量铝的锌镀槽中，镀上锌-铝镀层。

实施例6（参照图2）

钢丝（材料：JISG3506SWRH62A）镀锌可以获得0.93毫米外径的线棒。

接着，线棒被拉制，生产出来的芯股的芯线13具有0.17毫米的外径、芯股的第一边线14具有0.16毫米的外径，芯股的第三边线15具有0.17毫米的外径及芯股的第二边线16具有0.13毫米的外径，这些线是构成芯股12的线。

通过钢丝（材料;JISG3506SWRH62A）镀锌-铝合金，可以获得0.93毫米外径的线棒。另外线棒被拉制使得生产出来的边股芯线18具有0.15毫米的外径，边股的边线19具有0.14毫米的外径，这些线都是组成边股17的线。

上述线按表1所示方向绞合，芯股12被成形为如图2所示的Warrington型股，然后捻合芯股12和一些边股17使获得实施例6的绳11具有W（19）+8×7的结构和具有1.5毫米的测量直径。

比较实施例1

比较实施例1的绳用与实施例1相同的方法获得，只是绳的测量外径和绷紧百分率以及边股的预成型百分率不同，如表1所示。

比较实施例2

除如表1所示的边股的波直径和预成型百分率外，比较实施例2的绳用与实施例1相同的方法获得。

比较实施例3

除如表1所示的边股的波直径和预成型百分率外，比较实施例3的绳用与实施例5相同的方法获得。

此外，实施例1至5和比较实施例1至3的每根绳的绷紧百分率通过公式（1）获得，实施例6的绳绷紧百分率通过公式（2）获得。

另外，实施例1至6及比较例1至3的预成型百分率通过公式（4）获得。

对上述实施例1至6和比较实施例1至3的绳用滑轮作弯曲疲劳实验和用固定导件作弯曲疲劳实验。

弯曲疲劳实验的方法如下所述;

（使用一对滑轮的实验方法）

如图4所示，绳1、11（下文的数1代表绳）全长为1000毫米，在一头带有一10公斤的重物31，而绳1被安排以便被一滑轮32b转90度，然后被另一滑轮32a转180度，另外，绳1的另一头与一汽缸33的活塞棒相连接。

当汽缸33按箭头E和箭头F方向往复时，滑轮32a按箭头G和箭头H方向转动。滑轮32b按箭头J和箭头K方向转动。此外，汽缸首先按箭头E方向移动，而重物31向上提升并靠着停止器34。汽缸产生0.5秒的失速力35公斤力。随后汽缸按F方向移动，而且绳的行程是100毫米，变换速度为20周/分钟。另外，在与绳1接触的滑轮32a、32b上涂上足够量的烯族滑脂。

图5表示滑轮32a、32b的正视图（图5（A））和侧视图（图5（B）），滑轮32a、32b的导槽直径L为30毫米，材料是尼龙6。

图6是一个局部放大的剖面图。

导槽的内半径R1为1.0毫米及槽的内侧表面形成的角θ为30度，实验绳往复20，000周。

（使用一对固定导件的实验方法）

如图7所示，绳1全长是1000毫米，在一头带有一10公斤的重物35，而绳1被安排以便被一固定导件36b弯转90度，然后被另一固定导件36a弯转180度。另外绳1的另一头与一汽缸37的活塞棒相连接。

当汽缸37按箭头M和箭头N方向往复时，绳1按箭头P和箭头Q方向在固定导件上滑动。此外，汽缸37首先按箭头M方向移动，然后重物35向上提升并靠着一停止器38。汽缸产生0.5秒的失速力35公斤力。随后汽缸37按N方向移动，而且绳的行程是100毫米，变换速度为20周/分钟。另外，在与绳1接触的固定导件36a、36b上涂以足够量的烯族滑脂。

图8表示固定导件36a、36b的正视图（图8（A））和侧视图（图8（B）），固定导件36a、36b的导槽直径S是30毫米，它的材料是尼龙6。

图9是局部放大剖面图。导槽的内半径R2是1.0毫米，而角r是30度，实验绳1被往复20，000周。另外，绳的断裂实验要进行到绳1断开时为止，然后记录断裂时的周数。

实施例1至6和比较例1至3的弯曲疲劳实验结果如表2所示;

表2

使用一对滑轮的使用一对固定导件的

弯曲疲劳实验弯曲疲劳实验

周数断线数周数断线数绳断时的周数

实例1 20,000 0 20,000 0 72,000

实例2 20,000 0 20,000 0 69,000

实例3 20,000 0 20,000 0 132,000

实例4 20,000 0 20,000 0 127,000

实例5 20,000 0 20,000 0 70,000

实例6 20,000 0 20,000 0 186,000

比较例1 20,000 0 20,000 63 25,000

比较例2 20,000 0 20,000 18 31,000

比较例3 20,000 0 20,000 17 31,000

按照图2所示实验结果，使用一对滑轮的弯曲疲劳实验在进行到20，000周时，在实施例1至6和比较实施例1至3中没有发现任何断裂。然而，在采用一对固定导件的实验中，当进行到20，000周时，在比较实施例1中断了63根线，在对比实施例2中，断了18根线，在对比实施例3中断了17根线。相反，在20，000周的弯曲疲劳实验之后，实施例1至6中没发现任何断裂线。

接着，重复弯曲疲劳实验直至绳断开为止，结果，比较实施例1在25，000周时绳断开，比较实施例2及3在31，000周时绳断开。相反，发现实施例1，2及5的寿命大于比较实施例1至3寿命的2倍，实施例3和4的寿命大于比较实施例1至3寿命的4倍，而实施例6的寿命大于比较实施例1至3寿命的6倍。

在使用一对滑轮的弯曲疲劳实验中，换言之在绳仅仅承受弯曲的情况下，实施例1于6和比较实施例1至3没有这样大的差别。然而，当绳被弯曲同时绳在导轨上滑动时，在寿命上会有显著差别。

因此，当绳被捻合成绷紧百分率在4-11%范围内、预成型百分率在65-90%范围内时，其寿命上是优良的。

另一方面，比较实施例1与实施例5，即使边股线镀锌-铝合金来代替镀锌，寿命没改善（即应用标准锌镀层和优良耐腐蚀镀层的边股线之间，寿命没有差别）。

此外，具有19+8×7结构或W（19）+8×7结构的实施例1至6具有同样特性。当然，使用大直径线的例如7×7结构、7×9结构或7×W（19）结构的绳也具有同样效果。

在本发明的绳中，其中绷紧百分率是在4-11%范围内，预成型百分率是在65-90%范围内，即使绳被用在例如一导件的区域内，在这里绳是弯的并在导件上滑动，绳的弯曲疲劳寿命也不降低。因此，该绳最好用作例如汽车窗调节器的控制缆。

虽然上面叙述了本发明的一些实施例，但应清楚，本发明并不限于上述实施例，在本发明中可以进行各种变化和改进而不超出其实质和范围。

Claims

1、一种机械控制绳包括若干股线，其特征在于绷紧百分率是在4-11%的范围内，预成型百分率是在65-90%的范围内。

2、按照权利要求1的机械控制绳，其特征在于股线被捻成19+8×7的结构。

3、按照权利要求1的机械控制绳，其特征在于芯股的线被绞合成平行层结构。

4、按照权利要求3的机械控制绳，其特征在于各股被捻成（平行层股）+8×7的结构。

5、按照权利要求1的机械控制绳，其特征在于优良的耐腐蚀钢丝被用作边股线。

6、按照权利要求1的机械控制绳，其特征在于镀锌-铝合金的线用作边股线。