JP2014091382A - 自転車用ケーブルおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】自転車の中空部材内に配置されるケーブルにおいて、ケーブルが中空部材の内面に接触することによる異音の発生を抑制する。
【解決手段】自転車の中空部材内に挿通される自転車用ケーブルであって、
ケーブル本体２を２枚の熱融着層を有するプラスチックテープ３，３で挟み込み、熱融着によりそれらの２枚のプラスチックテープ３，３同士を貼り合わせることにより、ケーブル本体２の両側に長さ方向に延びる１対の羽状部４，４を設ける。
【選択図】図１
【解決手段】自転車の中空部材内に挿通される自転車用ケーブルであって、
ケーブル本体２を２枚の熱融着層を有するプラスチックテープ３，３で挟み込み、熱融着によりそれらの２枚のプラスチックテープ３，３同士を貼り合わせることにより、ケーブル本体２の両側に長さ方向に延びる１対の羽状部４，４を設ける。
【選択図】図１
Description
本発明は、自転車用ケーブルおよびその製造方法に関する。
従来、機械式の自転車用ブレーキ装置やハンドル装置は、ハンドルに取り付けられたブレーキ操作装置や変速操作装置とプッシュ−プル式のコントロールケーブルを介して動作可能に接続されている。
さらには、自転車の変速動作をコンピュータにより制御する電動変速システムが実用化されている。このシステムでは、変速の指示をハンドルの操作部から後輪の変速装置に電気信号で伝えるとともに、変速装置に電流を送り操作するためのケーブルが使用される。このように、自転車には、近年、電気信号または電流を伝達するための種々のケーブルが使用されている。
従来、これらのケーブルは、自転車のフレームやハンドルバー等の中空部材の外側に沿って取り付けられることが一般的であったが、最近は、外観やケーブルの保護などを目的として、それらの内部に挿通させることが増えてきている（例えば、特許文献１参照。）。
しかしながら、この場合、ケーブルは中空部材内に固定されずに配設されるため、自転車走行時の振動に伴い、ケーブルが中空部材の内面に接触して不快な異音（打撃音など）を発生するという問題があった。このため、中空部材内に配置しても異音の発生しない自転車用ケーブルが要望されている。
本発明はこのような従来技術の課題を解決するためになされたもので、フレームやハンドル等の自転車の中空部材内に配置されるケーブルにおいて、ケーブルが中空部材の内面に接触することによる異音の発生を抑制することができる自転車用ケーブル、およびそのような自転車用ケーブルを製造する方法を提供することを目的とする。
本発明の第１の態様である自転車用ケーブルは、自転車の中空部材内に挿通される自転車用ケーブルであって、ケーブル本体を２枚の熱融着層を有するプラスチックテープで挟み込み、熱融着によりそれらの２枚のプラスチックテープ同士を貼り合わせることにより、前記ケーブル本体の両側に長さ方向に延びる１対の羽状部を設けたものである。
本発明の第２の態様は、第１の態様である自転車用ケーブルにおいて、前記中空部材は、自転車のフレームおよび／またはハンドルバーである。
本発明の第３の態様は、第１の態様または第２の態様である自転車用ケーブルにおいて、前記１対の羽状部の各幅は前記ケーブル本体の外径より大きいものである。
本発明の第４の態様は、第１の態様または第２の態様である自転車用ケーブルにおいて、前記１対の羽状部の各幅は前記ケーブル本体の外径の１．４倍以上７．０倍以下であるものである。
本発明の第５の態様は、第１の態様乃至第４の態様のいずれかの態様である自転車用ケーブルにおいて、前記１対の羽状部の厚みが２５μｍ以上であるものである。
本発明の第６の態様は、自転車の中空部材内に挿通される自転車用ケーブルの製造方法であって、ケーブル本体の両側に２枚の熱融着層を有するプラスチックテープを添わせつつ、加熱ローラに挿通させて、前記プラスチックテープ同士を一体に熱融着させて、前記ケーブル本体の両側に長さ方向に延びる１対の羽状部を設けるものである。
本発明によれば、フレームやハンドル等の自転車の中空部材内に配置されるケーブルにおいて、ケーブルが中空部材の内面に接触することによる異音の発生を抑制することができる自転車用ケーブルが提供される。
また、本発明によれば、そのような消音効果に優れた自転車用ケーブルを安定して製造することができる。
また、本発明によれば、そのような消音効果に優れた自転車用ケーブルを安定して製造することができる。
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、説明は図面に基づいて行うが、図面は単に図解のために提供されるものであって、本発明は図面により何ら限定されるものではない。
図１および図２は、それぞれ本発明の一実施形態に係る自転車用ケーブルを示す斜視図および横断面図であり、また、図３は、本発明の一実施形態の自転車用ケーブルの配線例を示す図である。
本実施形態の自転車用ケーブル１は、自転車のフレームやハンドルなどの中空部材に挿通されて配線されるケーブルであり、図１および図２に示すように、ケーブル本体２と、ケーブル本体２を挟み込むように配置された２枚のプラスチックテープ３，３からなる。２枚のプラスチックテープ３は、その幅方向の中心にケーブル本体２が位置するように重ね合わされ、その重ね合わせ部が熱融着により一体に接合されている。その結果、ケーブル本体２の両側には長さ方向に延びる１対の羽状部４，４が形成されている。
１対の羽状部４は、自転車用ケーブル１を自転車の中空部材に挿通させた際に、ケーブル本体２が羽状部４によって中空部材内に、その内面にぶつかることなく支持される幅Ｗを有していることが好ましい。具体的には、例えば、ケーブル最大幅Ｍが、この自転車用ケーブル１が配線される中空部材の内径の０．８倍以上となる幅Ｗを有していることが好ましい。ケーブル最大幅Ｍが中空部材の内径の０．８倍未満となる幅では、ケーブルが中空部材の内面にぶつかって発する異音を十分に抑制することができないおそれがある。ここで、「中空部材の内径」とは、中空部の断面形状が円形の場合にはその直径、中空部の断面形状が矩形乃至多角形の場合にはその内接円の直径、また、中空部の断面形状が楕円形の場合にはその短軸の長さをいう。また、中空部材の内部が複数の空間に分割され、その分割された空間にケーブルが挿通される場合には、「中空部材の内径」は、そのような分割空間の内径をいう。
また、１対の羽状部４の各幅Ｗはケーブル本体の外径Ｄより大きいことが、異音の発生を抑制する観点から好ましく、ケーブル本体の外径Ｄの１．４倍以上７．０倍以下であることがより好ましい。ここで、「ケーブル本体の外径」とは、ケーブル本体の断面形状が円形の場合にはその直径、ケーブル本体の断面形状が矩形の場合には、羽状部４の平行な面で切断したときの最大幅をいう。
さらに、１対の羽状部４は、厚みＴが２５μｍ以上であることが好ましい。厚みＴが２５μｍ未満では、ケーブル本体２を中空部材内に十分に支持することができず、ケーブル本体２が中空部材の内面にぶつかって異音を発生するおそれがある。但し、あまり羽状部４の厚みＴが大きいと、羽状部４の剛性が大きくなり過ぎて、自転車用ケーブル１を中空部材の内部に挿通させる際の作業性が低下することから、羽状部４の厚みＴは２５０μｍ以下であることが好ましい。異音の発生をより抑制し、かつ配線の作業性をより高める観点からは、羽状部４の厚みＴは、５０μｍ以上１５０μｍ以下であることがより好ましい。
羽状部４を形成するプラスチックテープ３，３として、本実施形態では熱融着層を有するプラスチックテープが使用される。熱融着層を有するプラスチックテープは、接着剤を使用せずに熱融着で貼り合わせることができるため、貼り合わせに際して、ケーブル本体２に外形変形などの悪影響を及ぼすおそれが少なく、また、適度な剛性を有するため、ケーブル本体２を中空部材内に、その内面と接触させずに支持することができ、ケーブル本体２が中空部材の内面にぶつかることによる異音の発生を効果的に抑制することができる。さらに、剛性が適度であるため、中空部材内への配線作業も効率良く行うことができる。
なお、本実施形態では、ケーブル本体２はプラスチックテープ３の幅方向の中心に位置しており、これにより、一対の羽状部４は同じ幅で形成されるが、必ずしもこの構成に限定されるものではなく、ケーブル本体２はプラスチックテープ３の幅方向の中心より一方の側にずれて配置されていてもよい。この場合、一対の羽状部４は異なる幅に形成される。しかし、ケーブルが中空部材の内面にぶつかって発する異音を抑制する観点からは、一対の羽状部４が同幅または略同幅になるように、ケーブル本体２はプラスチックテープ３の幅方向の中心または略中心に配置させることが好ましい。
次に、ケーブル本体２について説明する。本実施形態において使用されるケーブル本体２は、特に限定されるものではなく、従来から知られる各種自転車用ケーブルを使用することができる。
図示した例では、ケーブル本体２は、１対の絶縁心線、すなわち複数の軟銅線からなる撚線導体２１ａ上に第１の色、例えば赤色に着色された絶縁体２２ａが被覆された第１の絶縁心線２３ａと、複数の軟銅線からなる撚線導体２１ｂ上に第２の色、例えば黒色に着色された絶縁体２２ｂが被覆された第２の絶縁心線２３ｂとを撚り合わせてなる対撚コア２４と、この対撚コア２４上に充実に設けられたポリ塩化ビニル樹脂からなる第１の被覆（内側外被）２５と、この第１の被覆２５上に設けられたポリウレタン樹脂からなる第２の被覆（外側外被）２６とを備えている。
撚線導体２１ａ，２１ｂを構成する軟銅線の直径は、例えば０．０６ｍｍ以上０．１０ｍｍ以下であり、また、撚線導体２１ａ，２１ｂの外径は、例えば０．４ｍｍ以上０．６ｍｍ以下の範囲である。軟銅線は、すずや銀などのめっきが施されていてもよい。図示した例では、撚線導体２１ａ，２１ｂは、例えば、３０本の直径０．０８ｍｍの錫めっき軟銅線を１０．２ｍｍ以下のピッチで右撚りに集合撚りして構成され、その外径は、０．５１ｍｍである。
撚線導体２１ａ，２１ｂ上に被覆された絶縁体２２ａ，２２ｂは、いずれも高密度ポリエチレン、好ましくはＪＩＳ Ｋ ７１１２による密度が０．９５０ｇ／ｃｍ３以上０．９６０ｇ／ｃｍ３以下の高密度ポリエチレンからなる。一方の絶縁体２２ａを構成する高密度ポリエチレンには、例えば赤色に着色するための着色剤が配合されており、他方の絶縁体２２ｂを構成する高密度ポリエチレンには、例えば黒色に着色するための着色剤が配合されている。これらの高密度ポリエチレンは架橋されており、その度合いは、ゲル分率で通常３０％以上８０％以下の範囲である。このゲル分率は、ＪＩＳ Ｃ ３００５に規定の架橋度試験方法に基づき測定される。なお、高密度ポリエチレンには、上述した着色剤の他、酸化防止剤、熱老化防止剤、充填剤、加工助剤などの添加剤が配合されていてもよい。
絶縁体２２ａ，２２ｂの厚さは、例えば０．１０ｍｍ以上０．２０ｍｍ以下である。図示した例では、電子線照射により架橋された高密度ポリエチレンからなる絶縁体２２ａ，２２ｂが、例えば０．１７ｍｍの厚さに形成されている。そして、これらの第１の絶縁心線２３ａと第２の絶縁心線２３ｂは、例えば２０ｍｍピッチで右撚りに撚り合わされて対撚コア２４が形成されている。
第１の被覆２５は、着色剤を含有するポリ塩化ビニル樹脂で構成されている。ポリ塩化ビニル樹脂には、着色剤のほか、必要に応じて、酸化防止剤、紫外線吸収剤、熱老化防止剤、充填剤、加工助剤、滑剤などの添加剤が配合されていてもよい。ポリ塩化ビニル樹脂のベース樹脂として好適な市販品としては、例えば、ＪＩＳ Ｋ ６７２３による耐寒性が−３５℃、ＪＩＳ Ｋ ６７２３による引張強さが２２．６ＭＰａ、同伸びが３４０％、同１００％モジュラスが１１．２ＭＰａのポリ塩化ビニル樹脂などが挙げられる。
第１の被覆２５の厚さは、例えば０．１００ｍｍ以上０．２００ｍｍ以下である。図示した例では、第１の被覆２５は、厚さが０．１２５ｍｍになるように形成されている。なお、この第１の被覆２５の厚さ（ｔ）は、第１の被覆２５の最小厚さをいい、次式で求めることができる。
ｔ＝［Ｄ１−（ｄ１＋ｄ２）］／２
上記式中、Ｄ１は第１の被覆２５の外径、ｄ１およびｄ２はそれぞれ第１の絶縁心線２３ａと第２の絶縁心線２３ｂの外径である。
ｔ＝［Ｄ１−（ｄ１＋ｄ２）］／２
上記式中、Ｄ１は第１の被覆２５の外径、ｄ１およびｄ２はそれぞれ第１の絶縁心線２３ａと第２の絶縁心線２３ｂの外径である。
第２の被覆２６は、着色剤を含有するポリウレタン樹脂で構成されている。ポリウレタン樹脂には、着色剤のほか、必要に応じて、酸化防止剤、紫外線吸収剤、熱老化防止剤、充填剤、加工助剤、滑剤などの添加剤が配合されていてもよい。ポリウレタン樹脂のベース樹脂として好適な市販品としては、例えば、ＪＩＳ Ｋ ７３１１による引張強さが３１ＭＰａ、同伸びが４４０％、同１００％モジュラスが４．０ＭＰａのポリウレタン樹脂などが挙げられる。
第２の被覆２６の厚さは、例えば０．３０ｍｍ以上０．５０ｍｍ以下である。図示した例では、第２の被覆２６は、０．３５ｍｍの厚さに形成されている。
このように構成される自転車用ケーブル１においては、ケーブル本体２の両側に長さ方向に延びる１対の羽状部４が形成されており、この自転車用ケーブル１が自転車のフレームやハンドルバーなどの中空部材に挿通されて配線された際、これらの１対の羽状部４が緩衝材（衝撃吸収材）として作用するため、従来のようなケーブルが中空部材の内面に接触して打撃音などの異音を発するのを抑制することができる。
図３は、本実施形態の自転車用ケーブルが配線された自転車を示している。図３に示すように、この自転車は、フレーム体３１ａとフロントフォーク３１ｂとを有するフレーム３１、ハンドルバーを有するハンドル部３２、第１および第２の変速機３３，３４、第１および第２の変速機３３，３４を操作するための操作部３５、前輪３６および後輪３７、サドル３８などを備えている。
フレーム３１のフレーム体３１ａは、Ｖ字型のメインフレーム４１と、このメインフレーム４１の屈曲部から、後輪３７の第１の変速機３３近傍にまで延びるアーム４２を備えている。メインフレーム４１とアーム４２は、アルミニウム合金などの金属またはカーボンからなる円筒状のパイプで形成されており、メインフレーム４１とアーム４２とは、メインフレーム４１の屈曲部で中空部が連通した構造となっている。
本実施形態の自転車用ケーブル１は、第１の変速機３３と操作部３５、第２の変速機３４とメインフレーム４１の外周に装着されたバッテリー装置４３とを接続するケーブルとして、上記メインフレーム４１およびアーム４２内に挿通されている。メインフレーム４１およびアーム４２には、自転車用ケーブル１を外部から挿入したり、外部に引き出したりするためのケーブル挿通孔４４が開口しており、各自転車用ケーブル１は、これらのケーブル挿通孔４４から外部に引き出され、各装置、すなわち、第１の変速機３３、第２の変速機３４、操作部３５、バッテリー装置４３に接続されている。図３中、４５は自転車用ケーブル１を接続するための接続装置、また、４６はコネクタを示している。
なお、自転車用ケーブル１のケーブル挿通孔４４から外部に引き出される部分は、羽状部４が除去されている。
このような自転車においては、メインフレーム４１およびアーム４２内に挿通させるケーブルとして、本実施形態の自転車用ケーブル１、すなわち、ケーブル本体の両側に長さ方向に延びる１対の羽状部が形成されたケーブルが使用されているので、羽状部は緩衝材となって、従来のような自転車走行時の振動によって、ケーブルがメインフレーム４１やアーム４２の内面に接触して異音を発するのを抑制することができる。これにより、ライダーは快適に自転車を走行させることができる。
次に、本実施形態の自転車用ケーブル１の製造方法について記載する。
図４は、本実施形態の自転車用ケーブルの製造に使用される装置の一例を概略的に示す図である。この製造装置は、回転軸を互いに平行にして略上下に配置された１対の常温加圧ローラ５１と、回転軸を互いに平行にして上下に配置された１対の加熱加圧ローラ５２とを備え、これらの常温加圧ローラ５１と加熱加圧ローラ５２の間には複数のガイドローラ５３ａ〜５３ｄが配置されている。
送り出し装置（図示せず）から送り出されたケーブル本体２は、常温加圧ローラ５１により、その下側にまず１枚の熱融着層を有するポリエステルテープ（下側ポリエステルテープ３Ａ）が沿わされ、次いで、ガイドローラ５３ａ〜５３ｃに案内されつつ、加熱加圧ローラ５２に送られ、その上側にもう１枚の熱融着層を有するポリエステルテープ（上側ポリエステルテープ３Ｂ）が沿わされるとともに、下側ポリエステルテープ３Ａおよび上側ポリエステルテープ３Ｂが一体に熱融着される。これにより、図１、２に示すような、自転車用ケーブル１が得られる。
なお、加熱加圧ローラ５２の温度が低過ぎるか、または加熱時間（下側ポリエステルテープ３Ａおよび上側ポリエステルテープ３Ｂが加熱加圧ローラ５２と接触している時間）が短過ぎると、下側ポリエステルテープ３Ａおよび上側ポリエステルテープ３Ｂ間の融着強度が不十分になる。また、逆に加熱加圧ローラ５２の温度が高過ぎるか、または加熱時間が長過ぎると、下側ポリエステルテープ３Ａおよび上側ポリエステルテープ３Ｂとケーブル本体２の表面が融着し、その結果、冷却後、下側ポリエステルテープ３Ａおよび上側ポリエステルテープ３Ｂが大きく収縮して、ケーブル本体にうねりを生じたり、ケーブル本体内の絶縁心線の突き出しが生じたりするおそれがある。したがって、このような不都合が生ずるのを防止するため、加熱加圧ローラ５２の温度や、ケーブル本体２の送り出し速度などを適宜調節することが好ましい。
以上、本発明の一実施形態の自転車用ケーブル、およびその製造方法について説明したが、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成することができる。
例えば、上記実施形態では、ケーブル本体２は、電動変速システムに用いられる電気ケーブルであったが、本発明はこれに限定されない。ケーブル本体２は、機械式の自転車用ブレーキ装置や変速装置に用いられるプッシュ−プル式のコントロールケーブルであってもよい。
次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
（実施例１）
直径０．０８ｍｍの錫めっき軟銅線３０本を約１０ｍｍピッチで右撚りに集合撚りして、外径約０．５ｍｍの撚線導体を得た。
直径０．０８ｍｍの錫めっき軟銅線３０本を約１０ｍｍピッチで右撚りに集合撚りして、外径約０．５ｍｍの撚線導体を得た。
このようにして得られた撚線導体を２条用意し、その一方に、赤色マスターバッチを配合したＪＩＳ Ｋ ７１１２による密度が０．９５１ｇ／ｃｍ３の高密度ポリエチレンを押出被覆した後、電子線を照射して、厚さ０．１７ｍｍ、ゲル分率４０％の赤色絶縁体を形成し、第１の絶縁心線とした。また、他方に、黒色マスターバッチを配合した同高密度ポリエチレンを押出被覆した後、電子線を照射して、厚さ０．１７ｍｍ、ゲル分率４０％の絶縁体を形成し、第２の絶縁心線とした。なお、各マスターバッチと高密度ポリエチレンとの質量混合比は、いずれも１：３０とした。
次いで、これらの第１の絶縁心線および第２の絶縁心線を約２０ｍｍピッチで右撚りに撚り合わせて対撚コアを形成しつつ、その上に、充実に、ポリ塩化ビニル樹脂を外径が１．９５ｍｍとなるように押出被覆し、さらに、その上に、ポリウレタン樹脂を押出被覆して、外径２．６５ｍｍの自転車用ケーブル本体を製造した。
次いで、図４に示した製造装置により、下記の条件で、上記自転車用ケーブル本体を２枚の幅５０ｍｍ、厚み５０μｍの熱融着層を有するポリエステルテープで挟み込み、加熱加圧ローラに通過させて、ポリエステルテープ同士を熱融着させ、両側に１対の羽状部を有するケーブル最大幅Ｍが約２５ｍｍの自転車用ケーブルを製造した。
線速：０．８ｍ／ｓｅｃ
加熱ローラ温度：１７５℃
ポリエステルテープ張力：５Ｎ
線速：０．８ｍ／ｓｅｃ
加熱ローラ温度：１７５℃
ポリエステルテープ張力：５Ｎ
（実施例２〜４）
使用するポリエステルテープを表１に示す幅、厚みを有するものに変えた以外は実施例１と同様にして、両側に一対の羽状部を有する自転車用ケーブルを製造した。
使用するポリエステルテープを表１に示す幅、厚みを有するものに変えた以外は実施例１と同様にして、両側に一対の羽状部を有する自転車用ケーブルを製造した。
上記各実施例で得られた自転車用ケーブルを目視にて観察し、ポリエステルテープ間の気泡の有無、ケーブル本体とポリエステルテープとの融着の有無、ケーブル本体のうねりの有無、絶縁心線の突き出しの有無を調べた。また、得られた自転車用ケーブルを自転車のフレーム内に配線し、その作業性を評価するとともに、自転車を走行させて異音の発生状況を調べた。これらの評価結果を、表１に併せ示す。なお、表１には、本発明との比較のために、ポリエステルテープを貼り合わせる前の自転車用ケーブル本体（従来構造の自転車用ケーブル）について同様に評価した結果を併せ示した。
表１から明らかなように、実施例に係る自転車用ケーブルは、前述した特性がいずれも良好であった。
本発明の自転車用ケーブルは、フレーム、ハンドルバーなどの自転車の中空部材内部に配設した際の異音の発生が抑制されることから、そのような自転車の中空部材内部に配設するケーブルとして好適である。
１…自転車用ケーブル、２…ケーブル本体、３…プラスチックテープ、３Ａ…下側ポリエステルテープ、３Ｂ…上側ポリエステルテープ、４…羽状部、３１…フレーム、３２…ハンドル部、４１…メインフレーム、４２…アーム、４４…ケーブル挿通孔、５２…加熱加圧ローラ。
Claims (6)
- 自転車の中空部材内に挿通される自転車用ケーブルであって、
ケーブル本体を２枚の熱融着層を有するプラスチックテープで挟み込み、熱融着によりそれらの２枚のプラスチックテープ同士を貼り合わせることにより、前記ケーブル本体の両側に長さ方向に延びる１対の羽状部を設けたことを特徴とする自転車用ケーブル。 - 前記中空部材は、自転車のフレームおよび／またはハンドルバーであることを特徴とする請求項１記載の自転車用ケーブル。
- 前記１対の羽状部の各幅は前記ケーブル本体の外径より大きいことを特徴とする請求項１または２記載の自転車用ケーブル。
- 前記１対の羽状部の各幅は前記ケーブル本体の外径の１．４倍以上７．０倍以下であることを特徴とする請求項１または２記載の自転車用ケーブル。
- 前記１対の羽状部の厚みは、２５μｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の自転車用ケーブル。
- 自転車の中空部材内に挿通される自転車用ケーブルの製造方法であって、
ケーブル本体の両側に２枚の熱融着層を有するプラスチックテープを添わせつつ、加熱ローラに挿通させて、前記プラスチックテープ同士を一体に熱融着させて、前記ケーブル本体の両側に長さ方向に延びる１対の羽状部を設けることを特徴とする自転車用ケーブルの製造方法。
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