JP2016133131A - ケーブルアウターと端末部材との結合構造及び結合方法並びにコントロールケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】ケーブルアウターが剛体部を備えておらず、且つケーブルアウターの外層と端末部材とが異なる種類の樹脂からなる場合においても、ケーブルアウターの内径への影響を抑えつつ、ケーブルアウターと端末部材とを良好に結合可能なケーブルアウターと端末部材との結合構造及び結合方法並びにコントロールケーブルを得る。
【解決手段】本発明に係るケーブルアウターと端末部材との結合構造では、少なくとも外層が樹脂により形成されたケーブルアウター１２の端末１２Ａが、前記外層とは異なる種類の樹脂により筒状に形成された端末部材１６の内側に挿入されている。この端末部材１６の内周部には、端末１２Ａの外層に食い込んだ凸部３４が形成されている。この凸部３４は、端末部材１６と端末１２Ａの外層とが熱により少なくとも部分的に軟化した状態で当該軟化した部位にコーキングが施されることにより形成されたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車等において操作力や駆動力を伝達するために用いられるコントロールケーブルに関する。

下記特許文献１に記載されたコントロールケーブルの端末部材組み付け構造では、樹脂により筒状に形成された端末部材の内側に、アウターケーシング（ケーブルアウター）の端末が挿入される。ケーブルアウターは、鋼線を密に螺旋状に巻いて筒状に形成したコイルを備えており、鋼線の末端がコイルの表面より外側に突出した突出部とされている。この突出部は、端末部材の内周面に形成された係合孔に係合する。これにより、ケーブルアウターと端末部材とを結合するようにしている。

特開２０１１−２７２４０号公報

ところで、コントロールケーブルのケーブルアウターには、上記のコイルのような剛体の筒状部（以下、「剛体部」と称する）を備えていないものがある。そのようなケーブルアウターと、樹脂製の端末部材とを結合する方法としては、リングカシメ、ピンコーキング、超音波溶着などの方法が挙げられるが、何れの方法にも問題がある。

すなわち、リングカシメでは、端末部材の外周に装着した金属製のリングによって端末部材をケーブルアウターの端末に加締めるが、剛体部を備えていないケーブルアウターは、加締めによる径方向の押し力に耐えられない。このため、ケーブルアウターと端末部材との引抜強度が不十分になったり、ケーブルアウターの内径が潰れてしまう等の問題が生じる。

また、ピンコーキングでは、端末部材の一部をコーキングピンにより径方向に押圧して変形させることにより、端末部材の内周部に凸部を形成し、当該凸部をケーブルアウターの外周部に食い込ませるが、剛体部を備えていないケーブルアウターは、ピンコーキングによる径方向の押し力に耐えられない。このため、リングカシメと同様の問題が生じてしまう。

また、超音波溶着では、ケーブルアウターの外層と端末部材とが同じ種類の樹脂であれば問題なく結合することができるが、両者が異なる種類の樹脂である場合、互いの樹脂が溶け合わず、両者を結合することができない。

本発明は上記事実を考慮し、ケーブルアウターが剛体部を備えておらず、且つケーブルアウターの外層と端末部材とが異なる種類の樹脂からなる場合においても、ケーブルアウターの内径への影響を抑えつつ、ケーブルアウターと端末部材とを良好に結合可能なケーブルアウターと端末部材との結合構造及び結合方法並びにコントロールケーブルを得ることを目的とする。

請求項１に記載の発明に係るケーブルアウターと端末部材との結合構造は、少なくとも外層が樹脂により形成されたケーブルアウターと、前記外層とは異なる種類の樹脂により筒状に形成され、内側に前記ケーブルアウターの端末が挿入された端末部材と、を備え、前記端末部材と前記端末の前記外層とが熱により少なくとも部分的に軟化した状態で当該軟化した部位にコーキングが施されることにより、前記外層に食い込んだ凸部が前記端末部材の内周部に形成されている。

請求項１に記載の発明では、少なくとも外層が樹脂により形成されたケーブルアウターの端末が、前記外層とは異なる種類の樹脂により筒状に形成された端末部材の内側に挿入されている。この端末部材の内周部には、上記端末の外層に食い込んだ凸部が形成されている。この凸部は、端末部材と上記端末の外層とが熱により部分的に軟化した状態で当該軟化した部位にコーキングが施されて形成されたものである。このように、熱間でコーキングが施されるため、ケーブルアウターが剛体部を備えていない場合でも、ケーブルアウターの内径への影響を抑えることができる。しかも、端末部材の凸部がケーブルアウターの端末の外層に食い込んでいるため、当該外層と端末部材とが異なる種類の樹脂からなり、両者が溶け合わない場合でも、ケーブルアウターと端末部材とを良好に結合することができる。

請求項２に記載の発明に係るケーブルアウターと端末部材との結合方法は、少なくとも外層が樹脂により形成されたケーブルアウターの端末を、前記外層とは異なる種類の樹脂により筒状に形成された端末部材の内側に挿入する挿入工程と、前記端末部材と前記端末の前記外層とを少なくとも部分的に軟化させている状態で、当該軟化させている部位に対してコーキングを施し、前記外層に食い込んだ凸部を前記端末部材の内周部に形成するコーキング工程と、を有している。

請求項２に記載の発明では、先ず挿入工程において、少なくとも外層が樹脂により形成されたケーブルアウターの端末が、前記外層とは異なる種類の樹脂により筒状に形成された端末部材の内側に挿入される。次いでコーキング工程において、端末部材と上記端末の外層とを部分的に軟化させている状態で、当該軟化させている部位に対してコーキングを施す。これにより、上記端末の外層に食い込んだ凸部を端末部材の内周部に形成する。このように、熱間でコーキングが施されるため、ケーブルアウターが剛体部を備えていない場合でも、ケーブルアウターの内径への影響を抑えることができる。しかも、端末部材の凸部がケーブルアウターの端末の外層に食い込むため、当該外層と端末部材とが異なる種類の樹脂からなり、両者が溶け合わない場合でも、ケーブルアウターと端末部材とを良好に結合することができる。

請求項３に記載の発明に係るコントロールケーブルは、請求項１に記載のケーブルアウター及び端末部材と、前記ケーブルアウター内に挿入されたインナーケーブルと、を備えている。

請求項３に記載の発明では、インナーケーブルが挿入されたケーブルアウターの端末に端末部材が結合されている。これらのケーブルアウター及び端末部材は、請求項１に記載されたものであるため、前述した効果を奏する。

以上説明したように、本発明に係るケーブルアウターと端末部材との結合構造及び結合方法並びにコントロールケーブルでは、ケーブルアウターが剛体部を備えておらず、且つケーブルアウターの外層と端末部材とが異なる樹脂からなる場合においても、ケーブルアウターの内径への影響を抑えつつ、ケーブルアウターと端末部材とを良好に結合可能である。

本発明の実施形態に係るコントロールケーブルの端末周辺の構成を示す断面図である。 本発明の実施形態に係るコントロールケーブルが備えるケーブルアウター（ＴＰＲアウター）の斜視図である。 第１比較例に係るコントロールケーブルの端末周辺の構成を示す断面図である。 第２比較例に係るコントロールケーブルの端末周辺の構成を示す断面図である。

以下、図１〜図４を用いて、本発明の実施形態に係るケーブルアウターと端末部材との結合構造及び結合方法並びにコントロールケーブルについて説明する。

（コントロールケーブルの構成）
図１には、本実施形態に係るコントロールケーブル１０の部分的な構成が断面図にて示されている。このコントロールケーブル１０は、例えば自動車等おいて操作力又は駆動力の伝達用に適用される。このコントロールケーブル１０の適用例としては、サンルーフ開閉ケーブル、シートケーブル、ウインドウ開閉ケーブル、パーキングブレーキケーブル、トランクオープンケーブル、燃料オープンケーブル、ボンネットケーブル、キーロックケーブル、ヒータ調整ケーブル、オートマ変則ケーブル、スロットルケーブル、アクセルケーブルなどが挙げられる。

このコントロールケーブル１０は、図１に示されるように、ケーブルアウター（アウターケーシング）１２と、ケーブルアウター１２の端末１２Ａに結合（固定）された端末部材１６と、ケーブルアウター１２内に摺動自在に挿入（挿通）されたインナーケーブル１４とによって構成されている。

本実施形態に係るケーブルアウター１２は、ＴＰＲアウターと称されるものであり、図１及び図２に示されるように、内層（内側樹脂層）であるライナー１８と、ライナー１８の外周を被覆する外層（外側樹脂層）であるアウターコート２０と、アウターコート２０内に埋設された複数の金属線材２２とによって構成されている。なお、図示は省略するが、アウターコート２０の外周がプロテクターと称される保護用の樹脂等によって更に被覆された構成にしてもよい。

ライナー１８は、熱可塑性樹脂が押出し成形されることにより管状に形成されており、内側にインナーケーブル１４が摺動自在に挿入されている。このライナー１８を構成する樹脂を例示すると、６６ナイロン、６ナイロン、ポリブチレンテレフタレート、ポリオキシメチレン、ポリメチルペンテン、ポリプロピレン、高密度ポリエチレンなどが挙げられる。

アウターコート２０は、ライナー１８とは異なる種類の熱可塑性樹脂がライナー１８の外周に押出し成形されることにより管状に形成されている。このアウターコート２０を構成する樹脂を例示すると、軟質塩化ビニル、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリオキシメチレン、熱可塑性エラストマーとしてスチレン系熱可塑性エラストマー、ウレタン系熱可塑性エラストマー、エステル系熱可塑性エラストマー、ポリエチレン系熱可塑性エラストマー、ＥＰＤＭやエチレン−プロピレン共重合体が分散されたオレフィン系熱可塑性エラストマーなどが挙げられる。

複数の金属線材２２は、アウターコート２０内に軸線方向に沿って埋設されている。これらの金属線材２２としては、硬鋼線、軟鋼線、ステンレス線などが挙げられる。これらの金属線材２２は、例えば、予め成形しておいたライナー１８とともに押出し成形機のダイス内に挿入される。そして、ダイスからライナー１８と複数の金属線材２２を送り出しながらライナー１８の外周に樹脂を押出すことにより、複数の金属線材２２が埋設されたアウターコート２０を成形する。なお、図２では、金属線材２２が２本の例を示しているが、金属線材２２の数は２本に限定されるものではなく、例えば３本であってもよい。

端末部材１６は、例えば射出成形により形成されたものであり、アウターコート２０とは異なる種類の熱可塑性樹脂により筒状に形成されている。この端末部材１６を構成する樹脂としては、例えばポリアミド、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレートなどが挙げられる。この端末部材１６は、軸線方向一端側（基端側）がケーブルアウター１２を固定するアウター固定部２３とされている。端末部材１６の軸線方向中間部には、車体側のブラケットに形成されたＵ溝などに端末部材１６を係止するための環状溝２４が形成されている。端末部材１６の軸線方向他端側（先端側）には、端末部材１６の先端に向かって小径となるテーパ面２６が形成されている。

端末部材１６の内周部は、軸線方向一端側が大径部２８とされ、軸線方向他端側が小径部３０とされており、大径部２８と小径部３０との間には段部３２が形成されている。大径部２８の内径は、アウターコート２０の外径と同等に設定されている。この大径部２８には、ケーブルアウター１２の端末１２Ａが挿入されており、ケーブルアウター１２の端面が段部３２に当接している。小径部３０の内径は、ライナー１８の内径よりも若干大きく形成されており、ライナー１８内に挿入されたインナーケーブル１４を挿通可能とされている。大径部２８内に挿入されたケーブルアウター１２の端末１２Ａは、以下の結合構造によって端末部材１６に結合されている。

（ケーブルアウターと端末部材との結合構造）
端末部材１６の大径部２８の内周部には、端末部材１６の中心軸線側へ突出した凸部３４が形成されている。この凸部３４は、大径部２８内に挿入された端末１２Ａのアウターコート２０に食い込んでいる。これにより、ケーブルアウター１２が端末部材１６に結合されており、ケーブルアウター１２と端末部材１６との軸線方向及び周方向の相対移動が規制されている。

上記の凸部３４は、端末１２Ａのアウターコート２０と端末部材１６とが熱により部分的に軟化（可塑化）した状態で、当該軟化した部位にピンコーキング（ピンカシメ）が施されて形成されたものである。つまり、ケーブルアウター１２と端末部材１６とは、熱間ピンコーキングによって結合（固定）されている。このため、端末部材１６は、凸部３４及びその周辺部位のうち少なくとも一部が、上記の熱によって溶融した後に固化した構成になっている。同様に、アウターコート２０は、凸部３４が食い込んだ凹部及びその周辺部位のうち少なくとも一部が、上記の熱によって溶融した後に固化した構成になっている。また、端末部材１６には、図１に示されるように、コーキングピンによって押圧されて変形した部位に孔（凹部）３６が形成されている。つまり、本実施形態では、端末部材１６には、コーキングが施された跡（凹部）が存在し、端末部材１６とアウターコート２０との接触部位には、コーキング時に溶融しその後に固化した部位が存在する。以下、ケーブルアウター１２と端末部材１６との結合方法について説明する。

（ケーブルアウターと端末部材との結合方法）
ケーブルアウター１２と端末部材１６とを結合する際には、先ず挿入工程において、端末部材１６の大径部２８の内側に、ケーブルアウター１２の端末１２Ａを挿入する。次いで、コーキング工程において、端末部材１６と端末１２Ａのアウターコート２０とを、図示しない超音波溶着機により部分的に軟化させている状態で、当該軟化させている部位に対して上記超音波溶着機のホーン３８（図１に一部のみ図示）によりピンコーキングを施す。これにより、端末１２Ａのアウターコート２０に食い込んだ凸部３４を端末部材１６の内周部に形成する。

つまり、本実施形態では、超音波溶着機のホーン３８がコーキングピンとしての機能を兼ね備えており、当該ホーン３８から超音波を発振しながらピンコーキングを行う。具体的には、ケーブルアウター１２の端末１２Ａが挿入された端末部材１６の外周にホーン３８の先端（下端）を接触させ、ホーン３８から超音波を発振する。この超音波による振動で、端末部材１６とアウターコート２０との各接触面に摩擦熱を発生させ、端末部材１６とアウターコート２０との硬度を部分的に柔らかくする。この状態で、柔らかくなった部位をホーン３８により端末部材１６の中心軸線側へ押圧し、端末部材１６の内周部から上記の凸部３４を突出させ、当該凸部３４を端末１２Ａのアウターコート２０に食い込ませる。これにより、ケーブルアウター１２と端末部材１６とを結合（固定）する。

（作用及び効果）
次に、本発明の作用及び効果について説明する。
本実施形態では、アウターコート２０が樹脂により形成されたケーブルアウター１２の端末１２Ａが、アウターコート２０とは異なる種類の樹脂により筒状に形成された端末部材１６の内側に挿入されている。この端末部材１６の内周部には、アウターコート２０に食い込んだ凸部３４が形成されている。この凸部３４は、端末部材１６とアウターコート２０とが熱により部分的に軟化した状態で、当該軟化した部位にピンコーキングが施されて形成されたものである。このように、熱間でピンコーキングが施されるため、ケーブルアウター１２がコイル（金属巻線）などの剛体部を備えていない場合でも、ケーブルアウター１２の内径への影響を最小限に抑える（内径が変形しないようにする）ことができる。

上記の効果について、図３に示される第１比較例に係るコントロールケーブル４０及び図４に示される第２比較例に係るコントロールケーブル５０を用いて補足する。なお、図３及び図４では、本実施形態と同様の構成に同符号を付している。第１比較例に係るコントロールケーブル４０では、ケーブルアウター４２が所謂巻線アウターとされている。このケーブルアウター４２では、ライナー１８とアウターコート２０との間に金属巻線４４が介在されており、端末部材１６が金属リング４６のカシメによってケーブルアウター４２の端末４２Ａに固定されている。このコントロールケーブル４０では、金属巻線４４が剛体となり、金属リング４６の加締めによる径方向の押し力によって、ライナー１８の内径に潰れは生じない。しかしながら、このコントロールケーブル４０では、ケーブルアウター４２が金属巻線４４を備えているため、質量が大きい等の問題がある。

一方、第２比較例に係るコントロールケーブル５０では、本実施形態と同様に、ケーブルアウター１２が金属巻線４４等の剛体部を備えていない構成になっているが、冷間でのピンコーキングによって端末部材１６とケーブルアウター１２とが結合された構成になっている。冷間でのピンコーキング時には、コーキングピンに掛かる応力が高くなるため、ライナー１８の一部にも塑性変形が生じてしまい、ライナー１８の内径が狭くなってしまう。つまり、図４に示されるように、ライナー１８の内周部に突出部５２が形成され、当該突出部５２がインナーケーブル１４と干渉するため、コントロールケーブルとしての機能に支障をきたす可能性がある。

これに対し、本実施形態では、前述したように熱間でピンコーキングを行うため、コーキング時にコーキングピン（ここではホーン３８）に掛かる応力が低減する。その結果、ライナー１８の内径への影響を最小限に抑えつつ、ケーブルアウター１２と端末部材１６とを結合することができる。しかも、端末部材１６の凸部３４が端末１２Ａのアウターコート２０に食い込んでいるため、アウターコート２０と端末部材１６とが異なる樹脂からなり、両者が溶け合わない構成であっても、ケーブルアウター１２と端末部材１６とを良好に結合することができる。つまり、本実施形態によれば、超音波溶着では結合することができない、異材の樹脂部品同士を結合することが可能である。

また、本実施形態では、ケーブルアウター１２が、アウターコート２０とライナー１８との２層構造を有する。このため、例えばアウターコート２０の材料として軟らかい樹脂を用いた場合でも、ライナー１８によって寸法精度を確保できる。これにより、ケーブルアウター１２内に挿入されるインナーケーブル１４の摺動性と、ケーブルアウター１２の配策性との両立が可能になる。

（実施形態の補足説明）
なお、上記実施形態では、端末部材１６の一箇所にコーキングが施される構成にしたが、請求項１〜請求項３に係る発明はこれに限るものではない。例えば、端末部材１６において、周方向に並んだ複数箇所、軸線方向に並んだ複数箇所、又は周方向及び軸線方向に対して傾斜した方向に並んだ複数箇所にコーキングが施される構成にしてもよい。

また、コーキングピンとして用いられるホーン３８の断面形状は、丸形状に限らず、適宜変更可能である。例えば、ホーン３８の断面形状が、楕円形状又は多角形形状に設定された構成にしてもよい。また、ホーン３８において端末部材１６と接する部位の形状は、ピン形状に限らず、適宜変更可能である。例えば、ホーン３８において端末部材１６と接する部位が、端末部材１６の周方向に延びるリング形状又は円弧形状に設定された構成にしてもよい。

また、上記実施形態では、ケーブルアウター１２が所謂ＴＰＲアウターである場合について説明したが、請求項１〜請求項３に係る発明はこれに限らず、ケーブルアウターは、少なくとも外層が樹脂により形成されたものであればよい。例えば、単層の樹脂層からなる管状体に複数の金属線材が軸線方向に沿って埋設された構成の鋼筋アウターや、管状のライナーの外周に多数の金属線材が緩いピッチで螺旋状に巻き付けられてシールド線層が形成されると共に当該シールド線層が外側樹脂層（外層）によって被覆された構成のシールドアウター、或いは、短繊維等によって補強された樹脂の管状体からなる樹脂アウター等に対して、本発明を適用することができる。また、前述した巻線アウター（図３参照）に対して本発明を適用してもよい。それにより、金属リング４６を省略することができる。

さらに、上記実施形態では、超音波溶着機のホーン３８を用いてコーキングを行う場合について説明したが、請求項１に係る発明はこれに限るものではない。すなわち、例えば、恒温器内でケーブルアウターの外層及び端末部材を軟化させている状態で、当該恒温器内に設置した小型のプレス機により上記軟化させている部位に対してコーキングを施すようにしてもよい。

その他、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲が上記実施形態に限定されないことは勿論である。

１０ コントロールケーブル
１２ ケーブルアウター
１２Ａ 端末
１４ インナーケーブル
１６ 端末部材
１８ ライナー
２０ アウターコート（外層）
３４ 凸部
３８ ホーン

Claims (3)

1. 少なくとも外層が樹脂により形成されたケーブルアウターと、
   前記外層とは異なる種類の樹脂により筒状に形成され、内側に前記ケーブルアウターの端末が挿入された端末部材と、
   を備え、
   前記端末部材と前記端末の前記外層とが熱により少なくとも部分的に軟化した状態で当該軟化した部位にコーキングが施されることにより、前記外層に食い込んだ凸部が前記端末部材の内周部に形成されたケーブルアウターと端末部材との結合構造。
2. 少なくとも外層が樹脂により形成されたケーブルアウターの端末を、前記外層とは異なる種類の樹脂により筒状に形成された端末部材の内側に挿入する挿入工程と、
   前記端末部材と前記端末の前記外層とを少なくとも部分的に軟化させている状態で、当該軟化させている部位に対してコーキングを施し、前記外層に食い込んだ凸部を前記端末部材の内周部に形成するコーキング工程と、
   を有するケーブルアウターと端末部材との結合方法。
3. 請求項１に記載のケーブルアウター及び端末部材と、
   前記ケーブルアウター内に挿入されたインナーケーブルと、
   を備えたコントロールケーブル。