JP2003294024A - コントロールケーブル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】内索でなく裸のまま使用するコントロールケー
ブルにおいて、簡単な構造で繰り返し曲げによるストラ
ンド同士のフレッティング防止と摩擦劣化を緩和し、特
に摺動曲げに強い、高耐久性のコントロールケーブルを
提供する。 【解決手段】２層撚り構成のケーブルにおいて、隣り合
う側ストランド間に着目し、これを所定範囲に設定した
もので、すなわち側ストランドが芯ストランドの中心か
らほぼ均等の距離に配置され、しかも隣り合う側ストラ
ンド間の隙間率ｒを、ロープ中心から隣接する側ストラ
ンド間の隙間角度を合計し３６０で除したものが０≦ｒ
≦３．０％の範囲にあるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自動車、各種産業機
械および搬送システムなどにおいて操作力や動力伝達用
部品として使用されるコントロールケーブルに関する。

【０００２】

【従来の技術】コントロールケーブルは、数多くの用
途、例えば自動車においては、窓の開閉、ボンネットや
トランクの開閉、ブレーキ操作などにおける操作力や動
力の伝達手段として使用され、また、産業機械や搬送シ
ステムなどにおいても、ハンドル操作力の伝達手段など
として汎用されている。

【０００３】こうしたコントロールケーブルの使用態様
としては、ある程度の可撓性と剛性を有する導管に挿入
して内索として使用する場合と、導管等を使用せずに裸
のまま使用する場合とがある。後者は部品として取り付
けやすく、操作性に優れることから、自動車の窓の開閉
用等に使用され、装置の簡易化とコストの低減の点から
有利であるとされている。

【０００４】しかし、その反面、コントロールケーブル
がガイドである小径のプーリや小径の固定シューに直接
接触するため、導管に挿入して使用する内索方式に比
べ、より強い繰り返し曲げを受ける。すなわち、小径の
プーリによる曲率の小さい繰り返し曲げによって曲げ疲
労とストランド相互のフレッティング疲労が生じやす
く、また、固定シューとの繰り返し摩擦による摩擦劣化
を受けやすい。

【０００５】こうしたことから、コントロールケーブル
には、強くて伸びが少なく、かつ耐久姓に優れた鋼線を
撚り合わせたものが用いられ、また、耐食性を付与する
ため、通常、亜鉛めっきが施された鋼線が用いられてい
る。具体的には、自動車用の窓開閉用のコントロールケ
ーブルとして、後部座席側に７×７構造が用いられ、使
用頻度が高く、条件的に厳しい運転席側には、１×１９
＋８×７構造、Ｗ（１９）＋８×７構造の高価なものが
多く使われている。

【０００６】しかし、このような構造としただけでは、
耐久性が十分となりにくいので、さらにストランドを構
成する素線径を小さくしたり、芯ストランドを樹脂被覆
し、芯ストランド内に潤滑油を閉じ込める等の対策が取
られていたが、自動車の窓開閉に用いられるようなケー
ブルでは、前記のように、高い張力で固定シューにより
摺動されながら小径に曲げられ、強く擦られる厳しい条
件で使用されるので、前記先行技術でも十分安定した耐
久性が得られなかった。とくに、導管に挿入される内索
でなく、裸のまま使用する場合に顕著であった。

【０００７】その理由は、ケーブル製造時に発生するケ
ーブルの側ストランド或いは芯ストランドの圧痕キズが
疲労破壊の起点になることであり、一方、使用中におい
ては、摺動部で擦られ、この時、側ストランドが芯スト
ランド上で移動してしまうことにより、側ストランド同
士、或いは側ストランドと芯ストランド間で擦れ合いが
生じ、これにより素線に発生する磨耗キズが疲労の起点
になり、また、プーリー又は固定シューにケーブルが強
く押しつけられながら曲げられた時にコードが潰れるた
めである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記のような
問題を解消するためになされたもので、その目的とする
ところは、内索でなく裸のまま使用するコントロールケ
ーブルにおいて、簡単な構造で繰り返し曲げによるスト
ランド同士のフレッティング防止と摩擦劣化を緩和し、
特に摺動曲げに強い、高耐久性のコントロールケーブル
を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明は、複数本の素線を撚り合わせた芯ストランド
と、複数本の素線を撚り合わせた複数の側ストランドを
芯ストランドの周りに撚り合わせた２層撚り構成のケー
ブルにおいて、隣り合う側ストランド間に着目し、これ
を所定範囲に設定したもので、すなわち、すべての側ス
トランドが芯ストランドの中心からほぼ均等の距離に配
置され、しかも隣り合う側ストランド間の隙間率ｒ、す
なわち、ロープ中心から隣接する側ストランド間の隙間
角度を合計し３６０で除したものが０≦ｒ≦３．０％の
範囲にあることを特徴としている。

【００１０】また、本発明は、芯ストランドが周囲に非
金属の緩衝材被覆層を有し、芯ストランドと側ストラン
ド間で接触部を持たないように各側ストランドの一部が
被覆層に埋められ、かつ、すべての側ストランドが芯ス
トランドの中心からほぼ均等の距離に配置され、しかも
隣り合う側ストランド間の隙間率ｒが０≦ｒ≦７．０％
の範囲にあることを特徴としている。

【００１１】

【発明の実施の態様】以下本発明の実施の態様を、添付
図面を参照して説明する。図１と図２は本発明によるコ
ントロールケーブルの第１態様を示している。１は７×
７構造からなる本発明コントロールケーブルの全体を指
しており、１本の芯ストランド１１と、これを囲んで撚
り合わされた６本の側ストランド１２から構成されてい
る。

【００１２】芯ストランド１１と側ストランド１２を構
成する各素線は、一般に炭素量０．６０ｗｔ％以上を含
有する硬鋼線を冷間伸線加工されたもので、表面に亜鉛
めっき等の防食被覆が施されていることが好ましい。

【００１３】芯ストランド１１は、この例では１本の芯
素線１１１の周りに６本の側素線１１２を配して撚り合
わせることで構成されており、側ストランド１２は同様
に芯素線１２１の周りに６本の側素線１２２を配して撚
り合わせることで構成されている。

【００１４】そして、本発明は、こうした２層構造ロー
プの側ストランド間の隙間率ｒを次の式で表される所定
範囲０≦ｒ≦３．０％に設定している。 ｒ＝［（γ１＋γ２＋……＋γｎ）／３６０］×１００ この式の隙間率ｒは、図２に示すように、芯ストランド
１１の中心から側ストランド１２に接線を引き、隣り合
う側ストランド１２、１２の接線の開き角度γ１〜γ６
を求めたときの、それら開き角度γ１〜γ６の総和の３
６０度に対する比率を意味している。

【００１５】隙間率ｒの上限を３．０％としたのは、こ
の値を超えると、プーリおよび固定シュー部で芯ストラ
ンドと側ストランドの間で強圧接の状態で側ストランド
の移動が起き、素線同士のフレッティングによる断線が
発生するからである。隙間率ｒの下限を０としたのは、
これを下回る隙間では、隙間率がマイナスになってしま
い、全ての側ストランドが芯ストランドの中心から均等
な距離に配置できるスペースがなく、少なくとも１本の
側ストランドがはみ出して浮き上ってしまう。即ち、こ
の時点で形崩れ状態になってしまうからである。

【００１６】一般的に、芯ストランド１１に直径Ｄ１と
側ストランド１２に直径Ｄ２との関係はＤ１＞Ｄ２とし
ている。その理由は、Ｄ１＜Ｄ２では全ての側ストラン
ドが芯ストランドの中心から均等に配置されるスペース
がなく、１本以上の側ストランドが浮き上がる状態にな
るからである。また、このような浮き上がり状態では芯
ストランドと側ストランド間の隙間が大きくなり、使用
中に芯ストランドがケーブルから抜け出てくる不具合も
発生する。しかし、Ｄ１＞Ｄ２としても側ストランド間
の隙間率が高すぎると摺動と曲げを受けた場合には、側
ストランドが芯ストランド上を円周方向に移動し、この
状態では側ストランドと芯ストランド間及び側ストラン
ド同士間でフレッティングが発生して具合が悪い。上記
のような隙間率を得るためには、芯ストランド又は芯ス
トランドを構成する素線の直径を微調整してケーブルを
製作するものである。

【００１７】図３と図４は本発明によるコントロールケ
ーブルの第２態様を示している。１は本発明コントロー
ルケーブルの全体を指しており、１本の芯ストランド１
１と、これの外周に施された非金属製の比較的軟質な被
覆層１３と、これを囲む６本の側ストランド１２から構
成されており、各側ストランド１２は被覆層１３に一部
が埋め込まれた状態に構成されている。

【００１８】被覆層１３の材質は、ナイロン、ポリエチ
レン、塩化ビニール、ポリエステル等硬鋼線に比べ軟質
の高分子化合物類が好適である。被覆層１３の厚さｔ
は、０．０２〜０．１０ｍｍ程度が適当である。０．１
０ｍｍ程度より厚すぎるとケーブルの直径が太くなり、
単位断面積強度が低下するので好ましくない。０．０２
程度よりも薄いと側ストランド１２，１２の撚り合わせ
工程で側ストランド１２が被覆層中に押し込まれた際
に、芯ストランド１１と接触してしまうので好ましくな
い。

【００１９】被覆層１３の厚さｔを適度な大きさにすれ
ば、側ストランド１２が芯ストランド１１に接触するこ
となく被覆層１３に一部が埋め込まれ、側ストランド１
２，１２の位置が拘束され、プーリおよび固定シュー部
において芯ストランド１１と側ストランド１２の間で強
圧接の状態が生まれても、側ストランド１２の移動が起
きにくくなる。

【００２０】さらに、隣接する側ストランド１２，１２
間の隙間の隙間率ｒは７．０％以下が好適である。隙間
率ｒが７％を超えると側ストランドが被覆層に拘束され
ているとは言え、被覆層は軟質であるから、プーリおよ
び固定シュー部で芯ストランド１１と側ストランド１２
の間で強圧接の状態では側ストランド１２の移動が起き
易く、隣り合う側ストランド間で素線同士のフレッティ
ングによる断線が発生するからである。その他の構成は
第１態様と同様であるから、同じ部分に同じ符号を付
し、説明は援用する。

【００２１】図５は本発明によるコントロールケーブル
の第３態様を示している。この態様においても、芯スト
ランド１１の周りに側ストランド１２を配して撚合し、
側ストランド間の隙間率ｒを０≦ｒ≦３．０％に設定し
ている。この第３態様においては、ケーブルの構造を、
１×１９＋８×７としている。すなわち、芯ストランド
１１は、素線１１３，１１４を１×７に撚り合せた第１
層１１ａの周りに１２本の素線１１５を撚り合わせて第
２層１１ｂとし、この芯ストランド１１の周りに、素線
１２３，１２４を１×７に撚り合せたの側ストランド１
２を８本配して撚り合わせてなる。この態様において
も、芯ストランド１１の直径は側ストランド１２の直径
よりも大きいのは、もとよりである。

【００２２】図６は本発明によるコントロールケーブル
の第４態様を示している。この態様においても、芯スト
ランド１１の周りに非金属製の比較的軟質な被覆層１３
を設けと、これを囲んで、８本の側ストランド１２を配
して撚合しており、各側ストランド１２は被覆層１３に
一部が埋め込まれた状態に構成され、かつ、側ストラン
ド間の隙間率ｒを０≦ｒ≦７．０％に設定している。被
覆層１３など他の構成は第２態様と同様であるから、説
明は援用する。なお、前記ロープ構成はあくまでも実施
態様であり、これに限定されるものではない。

【００２３】

【実施例】次に本発明の実施例を説明する。 （実施例１）図１および図２に示すコントロールケーブ
ルを得た。芯ストランド１１は、亜鉛めっきした直径
０．１９７ｍｍの素線１１１の周りに０．１８８ｍｍの
素線１１２を６本撚り合わせた。

【００２４】側ストランド１２は、亜鉛めっきした直径
０．１８０ｍｍの素線１２１の周りに、直径０．１７３
ｍｍの素線１２２を６本撚り合わせた。この側ストラン
ド６本を芯ストランドの周りに撚り合わせ、公称直径
１．５ｍｍのコントロールケーブルを制作した。

【００２５】（実施例２）芯ストランドに使用する素線
の直径を、素線１１１が０．２００ｍｍ，素線，１１２
が０．１９０ｍｍとし、側ストランドに使用する素線の
直径を、素線１２１が０．１８０ｍｍ，素線１２２が
０．１７０ｍｍとした以外は実施例１と同様にした。

【００２６】（実施例３）素線１１１の直径を０．２０
０ｍｍ，素線１１２の直径を０．１９１ｍｍ，素線１２
１の直径を０．１７８ｍｍ，素線１２２の直径を０．１
７０ｍｍとした以外は実施例１と同様にした。

【００２７】（実施例４）図５に示すコントロールケー
ブルを得た。芯ストランドは、亜鉛めっきした直径０．
１６５ｍｍの素線１１３の周りに、亜鉛めっきした直径
０．１５０ｍｍの素線１１４を６本撚り合わせ、さらに
亜鉛めっきした直径０．１５０ｍｍの素線１１５を１２
本撚り合わせて得た。

【００２８】側ストランドは、亜鉛めっきした直径０．
１４３ｍｍの素線１２３の周りに亜鉛めっきした直径
０．１３７ｍｍの素線１２４を６本撚り合わせて得た。
そして、前記芯ストランドの周りに８本の側ストランド
を撚り合わせ、公称直径１．５５ｍｍのコントロールケ
ーブルを得た。

【００２９】（実施例５）素線１１３の直径を０．１７
３ｍｍ，素線１１４の直径を０．１４３ｍｍ，素線１１
５の直径を０．１４３ｍｍ，素線１２３の直径を０．１
４３ｍｍ，素線１２４の直径を０．１４３ｍｍとした以
外は実施例４と同様にした。

【００３０】（比較例１）素線１１１の直径を０．２０
０ｍｍ，素線１１２の直径を０．１９１ｍｍ．素線１２
１の直径を０．１８０ｍｍ，素線１２２の直径を０．１
７１ｍｍにした以外は実施例１と同様にした。

【００３１】（比較例２）素線１１３の直径を０．１６
３ｍｍ，素線１１４の直径を０．１５２ｍｍ，素線１１
５の直径を０．１５２ｍｍ，素線１２３の直径を０．１
４３ｍｍ，素線１２４の直径を０．１３３ｍｍにした以
外は実施例４と同様にした。

【００３２】上記の実施例１〜５と比較例１，２の隙間
率ｒと耐久性試験結果を示すと、表１のとおりである。

【００３３】

【表１】

【００３４】隙間率ｒは、ケーブルサンプルを合成樹脂
中に埋め込み、ケーブルの長手方向と直角面を研磨し、
この研磨面を撮影して側ストランド間の隙間を実測して
算出した。耐久性は、図７に示す試験機を用い、固定シ
ューによって曲げ摺動を受けたケーブルが破断するまで
の回数を測定することで行った。試験機は回転ドラム６
１、遊び車６２、ウエート６３、回転プーリ６４、固定
シュー６５から構成されている。回転ドラム６１、遊び
車６２の夫々の直径は４００ｍｍ、ウエート６３は試料
の切断荷重の１０％荷重、回転プーリ６４、固定シュー
６５の夫々の直径は２５ｍｍである。

【００３５】試験方法は、回転ドラム６１に試料を巻回
し、回転プーリ６４と固定シュー６５及び遊び車６２を
経由させ、ウエート６３で張力を付加させる。この状態
でクランク機構になっている回転ドラムを時計周りに回
転させて試料がＡ点及びＢ点を一定長さ通過後に回転を
反転し、回転ドラムを反時計周りに回転させて試料の一
定長さだけＢ点及びＡ点を通過させる。この時計周り、
反時計周りを１回の動作として、繰り返し速度を毎分１
２０回とし、コントロールケーブルが断線する迄の回数
をカウントした。耐久性の評価は、比較例のケーブルが
断線するまでの繰り返し動作回数をカウントしその合計
を１００としたときの指数として表わした。

【００３６】（実施例６）図３および図４に示すコント
ロールケーブルを得た。実施例１と同一の芯ストランド
を用い、この芯ストランドの周囲にエクスツリューダで
ナイロン樹脂を押し出し、厚さ約０．０６ｍｍで被覆し
た。

【００３７】側ストランドは実施例１と同一の側ストラ
ンドを用いた。この側ストランド６本を、ナイロン被覆
した芯ストランドの周りに撚り合わせて公称直径１．５
ｍｍのコントロールケーブル２とした。

【００３８】（実施例７）実施例２と同一芯ストランド
及び同一側ストランドを用い、ナイロン樹脂被覆の厚さ
を約０．０８ｍｍにした以外は実施例６と同様にしてコ
ントロールケーブルをえた。

【００３９】（実施例８）芯ストランド及び側ストラン
ドは実施例２と同じものを用い、被覆材料をポリエチレ
ン樹脂とし、被覆の厚さを約０．０２ｍｍにした以外は
実施例６と同様にしてコントロールケーブルを得た。

【００４０】（実施例９）芯ストランド及び側ストラン
ドに比較例１と同じものを用い、ポリエチレン樹脂被覆
の厚さを約０．１０ｍｍにした以外は実施例６と同様に
してコントロールケーブルを得た。

【００４１】（実施例１０）図６に示すコントロールケ
ーブルを得た。芯ストランド及び側ストランドは実施例
２と同じものを用いた。この芯ストランドの外周にエク
スツリューダでナイロン樹脂を押し出して、厚さ約０．
０７ｍｍの厚さで被覆した。

【００４２】芯ストランドの周りに８本の側ストランド
を撚り合わせ、公称直径１．５ｍｍのコントロールケー
ブルを得た。

【００４３】（実施例１１）芯ストランド及び側ストラ
ンドに比較例２と同じストランドを用い、ナイロン樹脂
被覆の厚さを約０．０８ｍｍにした以外は実施例１０と
同様にした。

【００４４】（比較例３）芯ストランド及び側ストラン
ドに比較例１と同じものを用い、ナイロン樹脂被覆の厚
さを０．１２ｍｍにした以外は実施例６と同様にした。

【００４５】（比較例４）芯ストランド及び側ストラン
ドを比較例２と同じものを用い、ポリエチレン樹脂被覆
の厚さを０．１２ｍｍにした以外は実施例６と同様にし
た

【００４６】上記実施例６〜１０と比較例３〜５の隙間
率ｒと耐久性の測定結果を表２に示す。

【００４７】

【表２】

【００４８】表１から、７×７構成においては、実施例
１〜３のように隙間率ｒが３％以下であれば、比較例１
の１．５倍〜２．５倍の耐久性能向上が得られ、１×１
９＋８×７構成においては、実施例４、５に示すよう
に、隙間率ｒが３％以下であれば、比較例２の１．５倍
〜２．０倍程度の耐久性能向上が見られ、実用性が確保
されることがわかる。

【００４９】芯ストランドを樹脂被覆したコントロール
ケーブルの試験結果である表２によれば、７×７構成に
おいては、実施例６〜９のように隙間率ｒが７％以下で
あれば比較例３の２．０倍〜３．０倍の耐久性能向上が
図られ、１×１９＋８×７構成においては、実施例１
０、１１のように、隙間率ｒが７％以下であれば比較例
４の２．０倍〜３．０倍程度の耐久性能向上が見られ、
実用性が確保される。なお、被覆層を設けた場合と設け
ない場合の耐久性を比較したところ、実施例６は実施例
２に比べて約１．４倍、実施例１０は実施例５に比べて
約１．７倍であり、被覆層を設けることにより、耐久性
は一段と向上することが確認された。

【００５０】

【発明の効果】以上説明した本発明の請求項１によれ
ば、側ストランド１２の隙間率ｒを一定の範囲に抑える
ことで、ケーブルを裸のまま使用しても、プーリや固定
シューでケーブルが摺動曲げされた時に、ストランドが
移動しにくく、繰り返し曲げによるストランド同士のフ
レッティング防止と摩擦劣化が緩和され、高耐久性を実
現できるというすぐれた効果が得られる。

【００５１】請求項２によれば、芯ストランド１１の周
囲に非金属の緩衝材の被覆層１３を設け、これに側スト
ランド１２を撚り合わせることにより、芯ストランド１
１と側ストランド１２は直接接触しないので、プーリや
固定シューでの曲げによる芯ストランドと側ストランド
の強擦が緩和され、素線疲労性が向上する。また、芯ス
トランドの緩衝層１３に側ストランド１２の一部が埋め
込まれているためストランド位置が固定され、しかも隙
間率ｒを７％以下としているので、固定シューの表面で
擦られても側ストランド１２の移動が抑制され、隣接す
る側ストランド間での強圧接が緩和されるので、素線に
対するダメージが少なく、耐久性を著しく向上すること
ができるというすぐれた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるコントロールケーブルの第１態様
の拡大側面図である。

【図２】（ａ）は図１のＸ−Ｘ線に沿う拡大断面図、
（ｂ）は芯ストランドの拡大図、（ｃ）は側ストランド
の拡大図である。

【図３】本発明によるコントロールケーブルの第２態様
の拡大側面図である。

【図４】（ａ）は図３のＹ−Ｙ線に沿う拡大断面図、
（ｂ）は芯ストランドの拡大図、（ｃ）は側ストランド
の拡大図である。

【図５】本発明によるコントロールケーブルの第３態様
の拡大断面図である。

【図６】本発明によるコントロールケーブルの第４態様
の拡大断面図である。

【図７】耐久試験の概要を模式的に示す説明図である。

【符号の説明】

１ コントロールケーブル １１ 芯ストランド １２ 側ストランド １３ 被覆層 ｒ 隙間率

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数本の素線を撚り合わせた芯ストランド
   と、複数本の素線を撚り合わせた複数の側ストランドを
   芯ストランドの周りに撚り合わせた２層撚り構成のケー
   ブルであって、すべての側ストランドが芯ストランドの
   中心からほぼ均等の距離に配置され、しかも隣り合う側
   ストランド間の隙間率ｒが０≦ｒ≦３．０％の範囲内に
   あることを特徴とするコントロールケーブル。但し、隙
   間率ｒは次の式で表される。 ｒ＝［（γ１＋γ２＋……＋γｎ）／３６０］×１００ ｎ＝側ストランド本数 γ＝ロープ中心からの側ストランド間の隙間角度
2. 【請求項２】複数本の素線を撚り合わせた芯ストランド
   と、複数本の素線を撚り合わせた複数の側ストランドを
   芯ストランドの周りに撚り合わせた２層撚り構成のケー
   ブルであって、芯ストランドが周囲に非金属の緩衝材被
   覆層を有し、芯ストランドと側ストランド間で接触部を
   持たないように各側ストランドの一部が被覆層に埋めら
   れ、すべての側ストランドが芯ストランドの中心からほ
   ぼ均等の距離に配置され、かつ、隣り合う側ストランド
   間の隙間率ｒが０≦ｒ≦７．０％の範囲にあることを特
   徴とするコントロールケーブル。但し、隙間率ｒは次の
   式で表される。 ｒ＝［（γ１＋γ２＋……＋γｎ）／３６０］×１００ ｎ＝側ストランド本数 γ＝ロープ中心からの側ストランド間の隙間角度