JP2014091383A

JP2014091383A - 自転車用ケーブル

Info

Publication number: JP2014091383A
Application number: JP2012242234A
Authority: JP
Inventors: Yoko Sugii; 陽子杉井; Yoshihisa Kobayashi; 敬久小林; Takashi Sakamoto; 喬坂本; Satoru Sasaki; 知佐々木; Yuichi Morishita; 裕一森下; Nobuaki Kochi; 伸明光地; Naoya Kato; 直也加藤
Original assignee: Shimano Inc; SWCC Showa Cable Systems Co Ltd
Current assignee: Shimano Inc; SWCC Corp
Priority date: 2012-11-01
Filing date: 2012-11-01
Publication date: 2014-05-19
Also published as: TWM476096U; DE202013104823U1; CN203706686U

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において、ケーブル外被２６上に、発泡樹脂からなる被覆２を有し、被覆２の外表面には周方向に間隔をおいて２個以上１０個以下、例えば４個のフィン３が一体に設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、自転車用ケーブルに関する。

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。

特開２００５−５３３６３号公報

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、自転車の振動に伴い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、ケーブル外被上に、発泡樹脂からなる被覆を有し、前記被覆の外表面には周方向に間隔をおいて２個以上１０個以下のフィンが一体に設けられているものである。

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、前記発泡樹脂からなる被覆の外表面に、４個以上８個以下のフィンが設けられているものである。

本発明の第４の態様は、第１の態様乃至第３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、前記発泡樹脂からなる被覆の外表面に前記フィンが周方向に等配されて設けられているものである。

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、前記各フィンは同じ方向に湾曲しているものである。

本発明の第６の態様は、第１の態様乃至第５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、前記各フィンの幅が０．３ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であって、基部より先端部まで略同じ幅に形成されているものである。

本発明の第７の態様は、第１の態様乃至第６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、ケーブル外径が、前記ケーブル外被外径の１．５倍以上４．０倍以下であるものである。

本発明の第８の態様は、第１の態様乃至第７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、前記ケーブル外被の表面にタルクが塗布され、このタルク塗布層上に前記発泡樹脂からなる被覆が設けられているものである。

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、自転車の振動に伴い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。

本発明の自転車用ケーブルの一実施形態を示す横断面図である。本発明の自転車用ケーブルの一実施形態の変型例を示す横断面図である。本発明の一実施形態の自転車用ケーブルを配線した自転車の一例を示す概略側面図である。本発明の実施例で得られた自転車用ケーブルの評価方法を説明する斜視図である。

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は、本発明の一実施形態に係る自転車用ケーブルを示す横断面図であり、図２は、その変形例を示す横断面図である。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１０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に示すように、ケーブル本体１と、ケーブル本体１の外周に設けられた発泡樹脂層２とから構成されている。

本実施形態において、発泡樹脂層２は発泡ポリウレタンからなり、外表面には、複数のフィン３が一体に設けられている。発泡樹脂層２は、例えば、発泡剤を含有するポリウレタン樹脂をケーブル本体１の外周に押出被覆するとともに発泡させることによって形成することができる。発泡ポリウレタンの発泡率は、２０％以上８０％以下の範囲が好ましい。発泡率が２０％未満であると、発泡ポリウレタンが硬くなって、中空部材の内面にケーブル１０がぶつかった際に十分に弾性変形せず、その衝撃を緩和することができない結果、自転車の振動に伴う異音の発生を十分に防止できないおそれがある。また、発泡率が８０％を超えると、押出被覆の際、フィン３が安定して成形できなくなる。発泡率は、３０％以上６０％以下であることがより好ましい。

本実施形態では、発泡樹脂層２の外周に設けられるフィン３の数は２個以上１０個以下であり、図１に示す自転車用ケーブル１０では、フィン３は４個、図２に示す自転車用ケーブル２０では、フィン３は８個設けられている。フィン３の数が２個未満であるか、逆に、１０個を超えた場合には、中空部材の内面にケーブル１０がぶつかった際の衝撃を十分に緩和することができず、自転車の振動に伴う異音の発生を防止できないおそれがある。フィン３の数は、４個以上８個以下が好ましく、なかでも４個が特に好ましい。

自転車の振動に伴う異音の発生を防止する観点からは、フィン３は、発泡樹脂層２の外表面に周方向に等配、すなわち略等しい間隔をおいて設けられていることが好ましく、また、同じ方向にやや湾曲した形状に設けられていることが好ましい。

さらに、その高さおよび厚み（Ｂ）についても、主として自転車の振動に伴う異音の発生を防止する観点から、高さは、ケーブル外径（Ａ）がケーブル本体外径（Ｄ）の１．５倍以上４．０倍以下となる範囲が好ましく、２．３倍以上３．４倍以下となる範囲がより好ましい。また厚み（Ｂ）は、０．３ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であることが好ましく、０．５ｍｍ以上０．９ｍｍ以下であることがより好ましい。さらに、この場合、厚み（Ｂ）はフィン３の基部から先端部まで略同じ厚みであることが好ましく、フィン３の部分を除く発泡樹脂層２の層厚は、０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ未満であることが好ましい。

次に、ケーブル本体１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１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１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ＪＩＳＫ７１１２による密度が０．９５０ｇ／ｃｍ^３以上０．９６０ｇ／ｃｍ^３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、ＪＩＳＣ３００５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、ＪＩＳＫ６７２３による耐寒性が−３５℃、ＪＩＳＫ６７２３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０．１０ｍｍ以上０．２０ｍｍ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＝［Ｄ_１−（ｄ_１＋ｄ_２）］／２
上記式中、Ｄ_１は第１の被覆２５の外径、ｄ_１およびｄ_２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、ＪＩＳＫ７３１１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１０、２０においては、ケーブル本体１の外周に、外表面に周方向に間隔をおいて２個以上１０個以下のフィン３が一体に設けられた発泡樹脂層２が設けられており、これらの自転車用ケーブル１０、２０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、発泡樹脂層２、特にフィン３部分が緩衝材（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、本実施形態の一例の自転車用ケーブル１０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１０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１０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１０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１０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１０のケーブル挿通孔４４から外部に引き出される部分は発泡樹脂層が除去されている。

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１０、すなわち、ケーブル本体の外周に、外表面に周方向に間隔をおいて２個以上１０個以下のフィンが一体に設けられた発泡樹脂層を備えたケーブルが使用されているので、フィン部分が緩衝材となり、従来のような自転車走行時の振動に伴って、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。

以上、本発明の一実施形態の自転車用ケーブル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１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１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ピッチで右撚りして、外径約０．５０ｍｍ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ＪＩＳＫ７１１２による密度が０．９５１ｇ／ｃｍ^３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、上記自転車用ケーブル本体の外周に、発泡剤を配合したポリウレタン樹脂を押出被覆するとともに、発泡率約３０％で発泡させて、図１に示すような、外周に４個のフィン（厚み約０．８５ｍｍ）を有する発泡ポリウレタンからなる被覆を設け、外径約８．０ｍｍの自転車用ケーブルを製造した。なお、発泡剤とポリウレタン樹脂との質量混合比は、１：２５とした。

また、上記自転車用ケーブル本体の外周に発泡ポリウレタンを被覆する前に適量のタルクを塗布することにより、自転車用ケーブル本体から発泡ポリウレタンを除去する場合における作業性の向上を図ることができる。

（実施例２〜６、比較例１）
発泡ポリウレタンからなる被覆に設けるフィンの数やその大きさを表１に示すように変えた以外は実施例１と同様にして、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から切り出した長さ６０ｃｍの試料ケーブルについて、発泡ポリウレタン被覆のケーブル本体からの除去性、および自転車のフレームに配線した際の異音防止性を評価した。

被覆除去性は、試料ケーブル両端の発泡ポリウレタン被覆を各１５ｃｍずつ剥ぎ取り、評価した。

また、異音防止性は、図４に示すように、自転車のフレームを模した内径２５ｍｍ、４０ｃｍ間隔で２つの開口（直径６ｃｍ）５１ａを設けたアルミニウム合金製の円筒状の金属管５１に、両端の発泡ポリウレタン被覆を各１５ｃｍずつ剥ぎ取った後の上記試料ケーブル５２を、その両端を開口５１ａから引き出して挿通させ、金属管５１に振動を加えて発生する異音の程度をＡ（異音全く発生せず）からＥ（発泡ポリウレタン被覆を設け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）で発生した異音の程度）の５段階で評価した。

これらの評価結果を、表１に併せ示す。なお、表１中、比較例２は、発泡ポリウレタン被覆を設け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）の例である。

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、被覆除去性および異音防止性のいずれについても良好な結果が得られ、発泡ポリウレタン被覆に４個のフィンを設けたもの（実施例１）では、より良好な結果が得られた。

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…ケーブル本体、２…発泡樹脂層、３…フィン、１０、２０…自転車用ケーブル、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。

Claims

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、
ケーブル外被上に、発泡樹脂からなる被覆を有し、前記被覆の外表面には周方向に間隔をおいて２個以上１０個以下のフィンが一体に設けられている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。
前記発泡樹脂からなる被覆の外表面に、４個以上８個以下のフィンが設けられてい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。
前記発泡樹脂からなる被覆の外表面に前記フィンが周方向に等配されて設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の自転車用ケーブル。
前記各フィンは同じ方向に湾曲してい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。
前記各フィンの厚みは０．３ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であって、基部より先端部まで略同じ幅に形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の自転車用ケーブル。
ケーブル外径が、前記ケーブル外被外径の１．５倍以上４．０倍以下であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載の自転車用ケーブル。
前記ケーブル外被の表面にタルクが塗布され、このタルク塗布層上に前記発泡樹脂からなる被覆が設けられていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項記載の自転車用ケーブル。