JP2004019732A

JP2004019732A - インナーケーブルおよびそれを用いたコントロールケーブル

Info

Publication number: JP2004019732A
Application number: JP2002173257A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Sudo; 須藤　和規; Kiyonori Matsui; 松井　清典; Takashi Yanagida; 柳田　隆; Takuro Sakai; 酒井　卓朗
Original assignee: Nippon Cable System Inc
Current assignee: Nippon Cable System Inc
Priority date: 2002-06-13
Filing date: 2002-06-13
Publication date: 2004-01-22

Abstract

【課題】従来のコントロールケーブルに比して座屈強度、荷重効率、摺動抵抗、バックラッシュを悪化させることなく、小さい曲率半径で曲げることができ、しかも製造が容易なインナーケーブルを提供する。
【解決手段】芯線４と、その芯線４の回りに所定の方向に間隔を設けずに撚られた６本の側ストランド５とからなるコア２と、そのコア２を覆い、その外周に軸方向に真っ直ぐ延びる突条６が等間隔で１０本設けられている合成樹脂製の外層３とからなるインナーケーブル。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はインナーケーブルおよびそれを用いた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アウターケーシングとインナーケーブルとからなる。インナーケーブルとアウターケーシングの間にはクリアランスがあり、そのためインナーケーブルの往復操作にバックラッシュが生ずる。このようなバックラッシュを少なくするにはインナーケーブルとアウタ−ケーシングのクリアランスをできるだけ小さくすることが考えられるが、その場合は摺動抵抗が大きくなり、荷重効率が低下する。
【０００３】
このような問題を解消するために、図５ａ、ｂに示すように、特開昭６２−２２８７０８号公報は外表面に凹凸１０１を有する合成樹脂被覆を施したインナーケーブル１００、１１０を提案している。さらに、特開２０００−１３０４２７号公報は、その表面に螺旋状の凹凸が表れた合成樹脂層を設けたインナーケーブルを提案している。これらのものは表面に設けられた凹凸によりアウターケーシングとのクリアランスを減らし、しかも、その凹凸の溝の分だけクリアランスを残すため、荷重効率をそれほど低下させず、また、摺動抵抗をそれほど増大させずにバックラッシュを抑えることができる。さらに、インナーケーブルに螺旋状に伸びる突出部位や突条を設けているものとして、特開２００１−１４０８４８号公報、特開平１０−１５９８３２号公報などが知られている。
【０００４】
近年の自動車のエンジンルームの縮小化に伴い、コントロールケーブルは、さらに小さい曲率半径で曲げられ、また、荷重効率、バックラッシュ等を向上させることができるものが求められている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は従来のコントロールケーブルに比して高い荷重効率が得られ、座屈強度、摺動抵抗、バックラッシュを悪化させることなく、小さい曲率半径で曲げることができ、しかも製造が容易なコントロールケーブルを提供することを技術課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のインナーケーブルは１本または複数の素線からなるコアと、そのコアを覆い、その外周に軸方向に延びる突条が設けられている合成樹脂製の外層とからなるインナーケーブルであって、そのインナーケーブルの突条頂部の曲率半径が０．２ｍｍ以下であることを特徴としている（請求項１）。ここでいう、突条頂部の曲率半径が０．２ｍｍ以下とは、突条頂部が円弧状であるだけではなくエッジ状も含む。前記突条が等間隔で複数本設けられているものが好ましい（請求項２）。前記突条の高さが前記インナーケーブルの外径の１／１００〜１／１０であるものが好ましい（請求項３）。ここでいうインナーケーブルの外径とは、半径がコアの中心と突条の頂点とを結ぶ線である円の直径をいう。
【０００７】
本発明のコントロールケーブルは、前述のインナーケーブルと、そのインナーケーブルを摺動自在に収容し、内面に断面円形のライナーを有している円筒状のアウターケーシングとからなることを特徴としている（請求項４）。前記インナーケーブルが１１ナイロン製の外層を有しており、前記アウターケーシングがポリエチレン製のライナーを有しているものが好ましい（請求項５）。前記ライナーが高密度ポリエチレンおよび超高分子量ポリエチレンであるものが好ましい（請求項６）。
【０００８】
【作用および発明の効果】
本発明のインナーケーブル（請求項１）は、コアを覆い、その外周に軸方向に延びる突条が設けられているため、その突条の高さだけ、インナーケーブルとアウターケーシングのクリアランスを縮めることができる。また、突条頂部の曲率半径が０．２ｍｍ以下であるため、インナーケーブルとアウターケーシングが接触するとき、それらの接触面積はより小さく、さらに接触している部分が移動方向に伸びているので摺動抵抗を小さくすることができる。これにより、往復操作によるバックラッシュの値を従来の値より悪化させることなく、摺動抵抗を小さくすることができる。さらに、外層はコアを直接外部と触れることを防ぐため保護層としての効果もある。さらに、外径が同じである従来公知のインナーケーブルより、突条によってできる凹凸の空間の部分だけ、軽量化ができ、材料費の削減ができる。
【０００９】
前記突条が等間隔に３本以上設けられている（請求項２）場合は、インナーケーブルは、インナーケーブルをどの方向に曲げても、アウターケーシングと突条以外の部分で接触することなく摺動することができる。
【００１０】
前記インナーケーブルの突条の高さが、インナーケーブルの外径の１／１００〜１／１０の範囲である（請求項３）場合は、インナーケーブルの剛性が著しく高くなることもなく可撓性が保たれる。また、１／１０以上の場合、インナーケーブルを操作することによって突条が著しく変形する恐れがある。
【００１１】
本発明のコントロールケーブル（請求項４）は、前記いずれかのインナーケーブルを用いているので、小さい曲率半径で曲げることができ、荷重効率が高く、摺動抵抗が少なく、バックラッシュが少ない。
【００１２】
前記外層が１１ナイロン（ＰＡ１１）であるインナーケーブルと、ポリエチレン製のライナーを有するアウターケーシングとからなる場合（請求項５）、両合成樹脂間の動摩擦係数が小さいため、摩耗による劣化が小さい。つまり、荷重効率、摺動抵抗および耐久性に優れたコントロールケーブルを実現することができる。
【００１３】
さらに、前記ライナーが高密度ポリエチレン製（ＨＤＰＥ）および高分子量ポリエチレン製（ＵＨＭＷＰＥ）である（請求項６）場合は、分子量が大きいために、さらに摩耗による劣化が小さく、前述した効果を備えたコントロールケーブルを実現することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明のインナーケーブルの実施形態を示す斜視図であり、図２ａは図１の断面図であり、図２ｂは図２ａの要所部分拡大図であり、図３ａ、図３ｂは本発明のインナーケーブルの他の実施形態を示す断面図であり、図４は本発明のコントロールケーブルの構成要素であるアウターケーシングの実施形態を示す断面図であり、図５ａ、図５ｂには比較例として従来公知のインナーケーブルを示す断面図であり、図６ａ、図６ｂは本発明のインナーケーブルおよび比較例のインナーケーブルを用いたコントロールケーブルの耐久試験の説明図である。
【００１５】
図１および図２にインナーケーブルの実施形態を示す。インナーケーブル１は、コア２と、そのコア２の外周面に被覆された外層３とからなる。
【００１６】
コア２は、７本の金属素線からなり、１本の芯線４と、その芯線４の回りに所定の方向に間隔を設けずに撚られた前記芯線４と同径または前記芯線４より減径された６本の側ストランド５とからなる。金属素線は従来のものと同じように、ＪＩＳ　Ｇ　３５６０のＳＷＯ−ＡまたはＳＷＯ−Ｂ炭素鋼オイルテンパー線を用いるのが好ましい。その径はたとえば、０．３〜４．０ｍｍ程度であるものが好ましい。また芯線４は側ストランドと同径あるいは０．０４〜０．５ｍｍ増径されたものが好ましい。このようなコア２を用いることで、充分な剛性を保ちつつ、小さい曲率半径で曲げることができ、かつ、繰り返し曲げに対する耐久性が高いインナーケーブルを製造することができる。さらに、すべて同種同径の金属素線を用いる場合、コアに用いる金属素線を統一することができ生産過程を簡素化することができる。
【００１７】
外層３は、コア２を覆い、その外周に軸方向に真っ直ぐ延びる突条６が等間隔で１０本設けられている。突条６の断面形状の頂部は、図２ｂに示すように曲率半径Ｒである円弧であり、突条全体として略三角形状である。この突条６の突条頂部の曲率半径Ｒは０．２ｍｍ以下であり、特に０．１ｍｍ以下であるものが好ましい。これにより、インナーケーブルとアウターケーシングが接触するとき、それらの接触面積は小さく、さらに接触している部分が移動方向に伸びているので摺動抵抗を小さくすることができる。本実施形態では、この突条の断面形状は頂部が円弧であるが、エッジ形状であってもよい。その高さは０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍ程度であるものが好ましく、外径の１／１００〜１／５０であるものが好ましい。この図１では突条の数は１０本で表されているがその本数は限定されず、３本以上とする。これにより、インナーケーブルを小さい曲率半径で曲げて操作しても、エッジとエッジの間の溝がアウターケーシングに接する事によって摺動抵抗が大きくなることもない。また、突条の断面形状も特に限定されず、略長方形状、略正方形状、略多角形状略等にしても構わないが、特に略三角形状、略円弧状であるものが好ましい。これにより、インナーケーブルとアウターケーシングの接触面積は小さく押さえることができ、摺動抵抗を大きくしたりすることもなく、摩耗等による影響も小さく押さえることができる。
【００１８】
外層３は、１１ナイロンからなり、コア２の周囲に押出し成形することによって被覆される。外層３の厚さは０．２〜０．４ｍｍ程度である。インナーケーブル１の外径は１．０〜４．０ｍｍ程度であるものが好ましい。外層３の材料として、１１ナイロン（ＰＡ１１）以外にポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、１１ナイロン以外のポリアミド（ＰＡ）、フッ素樹脂またはそれらのエラストマーなどを用いることができる。
【００１９】
図３ａ、図３ｂにインナーケーブルの他の実施形態を示す。インナーケーブル１０は、７本の金属素線からなるコア１１と、外層１２とからなり、外層１２にはその外周を真っ直ぐにつなぐ突条１５が均一間隔で１０個設けられている。その突条１５は二等辺三角形を描き、それらは、そのふもとでつながっている。頂点がエッジ状であるので、さらに、接触面積を小さくすることができる。その高さは０．０３ｍｍ〜０．２ｍｍであるものが好ましく、インナーケーブルの外径の１／１００以上であるように構成されている。他の構成は図２のインナーケーブル１と同様であり、前述した作用効果を奏することができる。
【００２０】
図４にアウターケーシングの実施形態を示す。アウターケーシング２０は、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）または超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）からなるライナー２１と、そのライナー２１の外周面に所定の方向に間隔を設けずに撚られた２０本の金属素線２２からなるシールド層２３と、そのシールド層２３を覆い、その外形形状が円形である保護層２４とからなる。また、ライナー２１として、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリアミド（ＰＡ）、フッ素樹脂またはそれらのエラストマーなど使用できる。なおここでいう高密度ポリエチレンとは、重量平均分子量が１０万〜５０万であり、その密度が０．９４〜０．９７であるものをいい、超高分子量ポリエチレンとは、重量平均分子量１５０万〜３００万であるものをいう。
【００２１】
金属素線２２は従来のものと同じように、ＪＩＳ　Ｇ　３５６０のＳＷＯ−ＡまたはＳＷＯ−Ｂ炭素鋼オイルテンパー線を用いるのが好ましい。その径はたとえば、０．６〜０．９ｍｍ程度である。そのときアウターケーシングのライナーの内径はインナーケーブル外径に対し、０．１〜０．２ｍｍ程度大きくしているものが好ましい。保護層２４はポリプロピレンからなる。ただし、保護層２４としてエンジンルーム内で他の器具との接触による劣化を防ぐことができるものであれば、その材料は限定されない。アウターケーシングの外径は７．０〜１０．０ｍｍ程度であるものが好ましい。
【００２２】
上述したインナーケーブルのコアの形態は、小さい曲率半径で用いるとき好ましい形態であり、特に限定されるものではない。コアが複数の素線を撚りあわせてなるインナーケーブルであれば、その構成は特に限定されない。
【００２３】
次に実施例および比較例をあげて本発明のコントロールケーブルの効果を説明する。
【００２４】
［実施例１（インナーケーブル）］実施例１のインナーケーブルのコアには直径１．４ｍｍである１本の芯線（材質：ＳＷＯ−Ａ）と、その芯線の周りに所定の方向へ間隔を開けずに撚られた１４本の直径０．４ｍｍの側ストランド（材質：ＳＷＲＨ６２Ａ）を用い、また外層には１１ナイロンを用いた。また、インナーケーブルの大きさは外径が３．１５ｍｍ、突条の本数が等間隔で１０本、突条の高さ０．１５ｍｍ、突条の頂部の曲率半径が０．１ｍｍとなるように押し出し成形により形成した。
【００２５】
［比較例１（インナーケーブル）］比較例１のインナーケーブルは、インナーケーブルの大きさは外径が３．１８ｍｍとなるように、突条の本数が等間隔で１０本、突条の高さが０．３ｍｍ、突条の頂部の曲率半径が０．３ｍｍとなるように押し出し成形により形成した。他の部分は実施例１のインナーケーブルと同じである。
【００２６】
次に、実施例１および比較例１のインナーケーブルにシリコーン系のグリースを塗布したものものと、図４と同様の形態で、材質がポリエチレン、内径が３．４ｍｍのライナーを有するアウターケーシングを用いて、荷重効率、バックラッシュ、ストロークロス、および無負荷摺動抵抗の測定を行った。また、測定は図６ａのような配索で、半径２００ｍｍ・総曲げ角４５０°の状態に設置して行った。荷重効率の測定は、インナーケーブルの一端にそれぞれ７０および２１６Ｎの押し引きの負荷荷重（Ｗ）を与え、他端を押引力測定器によってストローク距離２５ｍｍの押し引き操作をして、押し操作力Ｆ１と引張操作力Ｆ２とを測定した。荷重効率の式は：負荷荷重（Ｗ）／操作力（Ｆ）×１００（％）で示す。ストロークロスは、インナーケーブルの一端を固定し、それぞれ７０Ｎと２１６Ｎと異なる大きさの負荷荷重を与え、それぞれの移動量の差を測定することにより測定した。バックラッシュは、インナーケーブルの一端を固定し、それぞれ、２０Ｎおよび７０Ｎの押し引の負荷荷重（Ｗ）を与え、そのときのインナーケーブルの移動量を測定することにより測定した。その結果を表１に示す。
【００２７】
【表１】

【００２８】
表１の結果より、突条頂部の曲率半径０．１ｍｍである実施例１を用いると、突条頂部の曲率半径０．３ｍｍである比較例１よりも、高い荷重効率が得られ、大きく無負荷摺動抵抗を抑えられることがわかる。また、ストロークロスの値はほとんど変化がみられず。バックラッシュの値は悪化しているが、これは、実施例１と比較例１のインナーケーブルの外径が異なるからであると考えられる。バックラッシュは、インナーケーブルの外径に依存するものであり、これらを考慮すると、バックラッシュの値も変化がないものと考えられる。
【００２９】
［実施例２（コントロールケーブル）］　実施例２のコントロールケーブルは図１に示すインナーケーブル１と、図４に示すアウターケーシング２０とからなる。インナーケーブル１のコア２の金属素線には０．８０ｍｍの径のＳＷＯ−Ａを用い、外層３には１１ナイロンを用いた。また、インナーケーブル１の大きさは突起の頂点同士を結んだ円の径が２．８５ｍｍとなるように押し出し成形により形成し、突起の高さを０．１ｍｍとなるようにした。アウターケーシング２０のライナー２１には、重量平均分子量２１２，０００であり、密度が０．９５５である高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を用い、その内径は３．０５ｍｍとした。シールド層２３の金属素線２２にはＳＷＲＨ６２Ａを用いた。最外層２４にはポリプロピレン系樹脂を用い、その外径を８．２ｍｍとした。このアウターケーシング２０の内部へ実施例１のインナーケーブルを、その周囲にシリコーン系のグリースを塗布して、挿入した。
【００３０】
［実施例３（コントロールケーブル）］　実施例３のコントロールケーブルは実施例２と同じ構造である。アウターケーシングのライナーにはポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）を用い、他の構成は実施例２と同様である。
【００３１】
上記のコントロールケーブルを用いて耐久性の測定を行った。耐久測定は５０万回の押引操作を行うことで測定した。耐久測定後のインナーケーブルの突条部摩耗量は実施例２および実施例３ともに０．０１〜０．０２ｍｍであった。そのときの荷重効率、バックラッシュの測定を上記と同様に行い、その結果を表２に示す。また、図６ｂのようにここでは曲げ角２７０°、曲げ半径８０ｍｍの状態に設置し、測定を行った。
【００３２】
【表２】

【００３３】
表２より、ライナーとして高密度ポリエチレンを用いた実施例２の方が、高い荷重効率がえられ、無負荷摺動抵抗は小さく、バックラッシュも低く抑えられていることがわかる。さらに、耐久測定後の荷重効率の変化量は、初期の値の１０パーセント以内に抑えることができ、無負荷摺動抵抗、バックラッシュの変化量も比較的小さく抑えることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインナーケーブルの実施形態を示す斜視図である。
【図２】図２ａは図１に示すインナーケーブルの断面図であり、図２ｂは要所部分拡大図である。
【図３】図３ａ、図３ｂは本発明のインナーケーブルの他の実施形態を示す断面図である。
【図４】本発明のコントロールケーブルの構成要素であるアウターケーシングの実施形態を示す断面図である。
【図５】図５ａ、図５ｂは従来公知のインナーケーブルを示す断面図である。
【図６】図６ａ、図６ｂは本発明のインナーケーブルおよび比較例のインナーケーブルを用いたコントロールケーブルの耐久試験の説明図である。
【符号の説明】
１　インナーケーブル
２　コア
３　外層
４　芯線
５　側ストランド
６　突条
１０　インナーケーブル
１１　コア
１２　外層
１３　芯線
１４　側ストランド
１５　突条
２０　アウターケーシング
２１　ライナー
２２　金属素線
２３　シールド層
２４　保護層
１００　インナーケーブル
１０１　凹凸
１１０　インナーケーブル
Ｒ　曲率半径
Ｆ１　操作力
Ｆ２　操作力
Ｗ１　負荷荷重
Ｗ２　負荷荷重

Claims

１本または複数の素線からなるコアと、
そのコアを覆い、その外周に軸方向に延びる突条が設けられている合成樹脂製の外層とからなるインナーケーブルであって、
そのインナーケーブルの突条頂部の曲率半径が０．２ｍｍ以下であるインナーケーブル。
前記突条が等間隔で３本以上設けられている請求項１記載のインナーケーブル。
前記突条の高さが前記インナーケーブルの外径の１／１００〜１／１０である請求項１または２記載のインナーケーブル。
請求項１、２または３記載のインナーケーブルと、そのインナーケーブルを摺動自在に収容し、内面に断面円形のライナーを有している円筒状のアウターケーシングとからなるコントロールケーブル。
前記インナーケーブルが１１ナイロン製の外層を有しており、前記アウターケーシングがポリエチレン製のライナーを有している請求項４記載のコントロールケーブル。
前記ライナーが高密度ポリエチレンまたは超高分子量ポリエチレンである請求項４記載のコントロールケーブル。