JP5213577B2 - ケーブル式操作装置 - Google Patents

Description

本発明は、ケーブルが進退することによって可動部材を動かすケーブル式操作装置に関する。

特許文献１に、ケーブル式操作装置であるパーキングブレーキ装置が開示されている。このパーキングブレーキ装置は、バッキングプレートに対して移動可能に設けられたパーキングレバーと、パーキングレバーに連結されたパーキングケーブルを備えている。パーキングケーブルは、パーキングレバーに対して進退可能に配索されており、パーキングケーブルに加えた操作力が、パーキングレバーに伝達されるようになっている。
パーキングケーブルは、コイルバネによって案内されている。コイルバネは、パーキングレバーの動作に応じて伸縮する。

特許文献１のケーブル式操作装置には、コイルバネを支持するリテーナプレートが設けられている。リテーナプレートには、コイルバネの側方から接触するガイド面が形成されている。ガイド面は、コイルバネに接触してコイルバネを案内する。

実公昭６２−１３８９１号公報

コイルバネが伸縮すると、コイルバネは、ガイド面に対して摺動することとなる。これにより、コイルバネが磨耗する。コイルバネが磨耗すると、コイルバネの耐久性が低下する。
本発明は、前記した事情を鑑みてなされたものであり、コイルバネの耐久性を向上することができる技術を提供することを目的とする。

本発明は、ケーブルを進退させることによってケーブルに連結された可動部材を動かすケーブル式操作装置に具現化される。このケーブル式操作装置は、可動部材と、一端が可動部材に連結され、可動部材に対して進退可能に配索されたケーブルと、前記ケーブルをその配索経路上で支持する支持部材と、一端が可動部材に固定され、他端が支持部材に固定され、その内孔に前記ケーブルが挿通されているコイルバネ、を備え、前記支持部材と前記可動部材の少なくとも一方には、前記コイルバネに側方から接触するガイド面が形成されており、前記コイルバネは、少なくとも前記ガイド面が接触する範囲に、そのコイルピッチが他の部分におけるコイルピッチよりも小さい小ピッチ部を有しており、前記コイルバネが自然状態にある場合の前記小ピッチ部における素線間には、隙間が設けられており、その小ピッチ部の密着長さは、前記ガイド面よりも長く、前記コイルバネが自然状態にある場合の前記小ピッチ部における素線間の隙間は、０．７ｍｍ以下であり、前記ケーブル式操作装置にセットされた状態で前記コイルバネが取り得る最大のセット長は、１００ｍｍから１５０ｍｍであり、前記コイルバネの自然長は、前記最大のセット長より長く、その差が２０ｍｍ以下であることを特徴とする。
また、本明細書は、ケーブルを進退させることによってケーブルに連結された可動部材を動かす他のケーブル式操作装置を開示する。このケーブル式操作装置は、可動部材と、一端が可動部材に連結され、可動部材に対して進退可能に配索されたケーブルと、ケーブルをその配索経路上で支持する支持部材と、一端が可動部材に固定され、他端が支持部材に固定され、その内孔にケーブルが挿通されているコイルバネを備えている。支持部材と可動部材の少なくとも一方には、コイルバネに側方から接触するガイド面が形成されている。コイルバネは、少なくともガイド面が接触する範囲に、そのコイルピッチが他の部分におけるコイルピッチよりも小さい小ピッチ部を有している。そして、小ピッチ部の密着長さは、ガイド面よりも長い。

ケーブル式操作装置では、可動部材の動作に伴って、コイルバネが伸縮する。コイルバネの最大圧縮変形量（最大に圧縮変形できる変形量）が小さい場合、可動部材の可動範囲が、コイルバネによって制限される可能性がある。可動部材の可動範囲がコイルバネによって制限されることを防止するためには、コイルバネのコイルピッチをできるだけ大きくすればよい。しかしながら、コイルバネのコイルピッチを大きくすると、ガイド面と接触する範囲におけるコイルバネの巻き数が減少する。この結果、コイルバネの各素線がガイド面との接触によって付与される接触圧が高くなる。このため、コイルバネの磨耗の進行が早くなり、コイルバネの耐久性が低下する。また、コイルバネのコイルピッチが大きい場合、コイルバネの圧縮変形量が大きくなる。これにより、コイルバネの耐久性が低下する。

本発明のケーブル式操作装置のコイルバネは、ガイド面と接触する範囲において、そのコイルピッチが他の部分よりも小さい小ピッチ部とされている。この構成では、ガイド面と接触する範囲のコイルピッチが他の部分のコイルピッチと同一に形成されているコイルバネと比較して、ガイド面と接触する範囲におけるコイルバネの巻き数が多くなる。これにより、ガイド面からコイルバネの各素線に付与される接触圧が低減される。ガイド面と接触しない範囲では、コイルピッチを比較的に大きくすることによって、コイルバネの最大圧縮変形量を大きくすることができる。これにより、コイルバネによって、可動部材の可動範囲が制限されることを防止することができる。
このケーブル式操作装置では、小ピッチ部の密着長さ（小ピッチ部が圧縮されて、密着巻きとなった状態での長さ）が、ガイド面よりも長くなっている。即ち、可動部材が動作して、コイルバネが最大に圧縮された状態であっても、コイルバネは小ピッチ部のみにおいてガイド面と接触し、コイルピッチが大きい他の部分において接触することがない。この結果、コイルバネが圧縮された場合においても、ガイド面に接触する範囲におけるコイルバネの巻き数を比較的に多くすることができる。これにより、コイルバネの素線に付与される接触圧が低減される。また、小ピッチ部では、コイルバネの圧縮変形量が小さくなる。以上のことから、このケーブル式操作装置によれば、コイルバネの耐久性を向上することができる。

このケーブル式操作装置では、コイルバネが自然状態にある場合の小ピッチ部における素線間の隙間は、０．７ｍｍ以下であることが好ましい。
素線間の間隔は、コイルピッチからコイル線径を差し引いた値である。コイルバネの自然状態とは、コイルバネに意図的に外力が負荷されていない状態をいう。ガイド面との接触圧を考慮すると、素線間の隙間をできるだけ小さくすることが好ましい。本発明者らは、素線間の隙間が、０．７ｍｍ以下である場合に、コイルバネの耐久性が飛躍的に向上することを見出した。

上記したケーブル式操作装置では、コイルバネがケーブル式操作装置にセットされた状態で取り得る最大のセット長が、１００ｍｍから１５０ｍｍであることが好ましい。そして、コイルバネの自然長は、最大のセット長より長く、その差が２０ｍｍ以下であることが好ましい。
コイルバネの自然長が、セット長よりも長くなり過ぎると、可動部材の動作によってコイルバネが圧縮された場合に、コイルバネが大きく湾曲してしまう。この結果、コイルバネに不要な力が負荷され、コイルバネが折損する虞がある。そこで、コイルバネの最大のセット長さを１００ｍｍから１５０ｍｍとした場合に、コイルバネの自然長を最大のセット長さから２０ｍｍ以下だけ長くすることによって、コイルバネの湾曲が抑制され、コイルバネの耐久性を向上させることができる。

本発明によると、コイルバネの耐久性が向上する。これにより、ケーブル式操作装置の耐久性を向上させることができる。

本発明の技術的特徴を列記する。
（特徴１） 本発明のケーブル式操作装置は、自動車のパーキングブレーキ装置に好適に用いられる。しかしながら、パーキングブレーキ装置以外でも、ケーブルを進退させることによってケーブルに連結された可動部材を動かすケーブル式操作装置に適用することができる。この結果、コイルバネの耐久性を向上させることができる。これにより、ケーブル式操作装置の耐久性を向上させることができる。
（特徴２） 支持部材は、１つでもよく、複数設けられていてもよい。また、各支持部材に、ガイド面が形成されていてもよい。また、支持部材と可動部材の両者にガイド面が形成されていてもよい。この場合、コイルバネは、ガイド面に接触する範囲の全てに、小ピッチ部を有している。
（特徴３） コイルバネには、ガイド面に接触しない範囲にも、小ピッチ部が設けられていてもよい。例えば、コイルバネの一端に小ピッチ部を設けた場合、コイルバネの他端にも同様の小ピッチ部を設けておくとよい。これにより、コイルバネをケーブル式操作装置にセットする際に、コイルバネの向きを確認する必要がなく、コイルバネの組付性が向上する。このように、コイルバネを反転させた場合でも、コイルバネの形状が相違しないように、小ピッチ部を対称に設けておくとよい。

本発明を具現化した実施例にかかるケーブル式操作装置を図面に基づいて説明する。実施例では、自動車のパーキングブレーキ装置に用いられるケーブル式操作装置について説明する。図１は、自動車の後輪に配置されているドラム式のブレーキ装置１０の一部抜粋図である。ブレーキ装置１０は、バックプレート１２とブレーキシューアッセンブリ１４とケーブル式操作装置５０等を備えている。
バックプレート１２は円板形状の基部１２ａと、基部１２ａの外周端に沿った円筒形状の外周部１２ｂを有している。ドラム（図示省略）は、外周部１２ｂに沿って配置される。
ブレーキシューアッセンブリ１４は、ブレーキシュー１６，１８とシリンダ２０と間隔調整装置２１とコイルバネ２８，３２とアンカー部材３０を備えている。ブレーキシュー１６，１８は、バックプレート１２の基部１２ａにそれぞれ支持されている。ブレーキシュー１６，１８は、左右対称に配置されている。ブレーキシュー１６は、ライニング１６ａとリブ１６ｂとウェブ１６ｃを備えている。ウェブ１６ｃは平板形状を有している。ウェブ１６ｃはバックプレート１２に略平行に配置されている。ウェブ１６ｃは、シュー支持部材１６ｄによって、基部１２ａに弾性的に支持されている。ウェブ１６ｃの外側端（図１の左側の端）は円弧状に形成されている。リブ１６ｂは、ウェブ１６ｃの外側端に略垂直に固定されている略平板形状である。リブ１６ｂの外側面には、ライニング１６ａが貼付されている。
ブレーキシュー１８は、ブレーキシュー１６と同様に、ライニング１８ａとリブ１８ｂとウェブ１８ｃを備えている。ウェブ１８ｃは、シュー支持部材１８ｄによって、基部１２ａに弾性的に支持されている。ブレーキシュー１８は、ブレーキシュー１６と略同一の構成であるため、ブレーキシュー１６の説明と重複する部分については説明を省略する。ブレーキシュー１８は、ブレーキシュー１６と左右対称に配置されている。

ウェブ１６ｃ，１８ｃの上端は、シリンダ２０内のピストン（図示省略）にそれぞれ係合している。シリンダ２０は、基部１２ａに固定されている。シリンダ２０の下方には、コイルバネ２８が配置されている。コイルバネ２８は、その左端がウェブ１６ｃに係合しており、その右端がウェブ１８ｃに係合している。コイルバネ２８は、ブレーキシュー１６，１８の間隔を小さくする方向に付勢している。また、ウェブ１６ｃの下端側には、コイルバネ３２が配置されている。コイルバネ３２は、その左端がウェブ１６ｃの下端に係合しており、その右端がウェブ１８ｃの下端に係合している。コイルバネ３２は、ブレーキシュー１６，１８の間隔を小さくする方向に付勢している。コイルバネ３２の上方にはアンカー部材３０が配置されている。アンカー部材３０はウェブ１６ｃ，１８ｃの下端をそれぞれ支持している。

間隔調整装置２１は、ストラット２２とレバー２４とコイルバネ２６を備えている。ストラット２２は、コイルバネ２８の内孔に挿通されている。ストラット２２の右端は、ウェブ１８ｃに係合している。ストラット２２の左端は、後述するブレーキレバー５２に係合している。ストラット２２は、ストラット２２の長手方向（図１の左右方向）の長さを調整するダイアル２２ａを備えている。ダイアル２２ａは、レバー２４の一端に当接可能に配置されている。レバー２４は、ストラット２２の右端に回動可能に支持されている。レバー２４は、コイルバネ２６によって反時計回りに付勢されている。コイルバネ２６の一端は、ウェブ１８ｃに係合している。間隔調整装置２１は、必要に応じて、コイルバネ２６によってレバー２４が回動され、ダイアル２２ａを回動させてストラット２２の長さを調整する。これにより、ブレーキシュー１６，１８の間隔が調整される。

ケーブル式操作装置５０は、ケーブル５４とブレーキレバー５２とコイルバネ５６と支持部材５８を備えている。ブレーキレバー５２は、ウェブ１６ｃと基部１２ａとの間に配置されている。ブレーキレバー５２は、ブレーキ装置１０の上下方向に伸びる平板形状である。ブレーキレバー５２の上端部は、ウェブ１６ｃの上部に貫通して固定されているピン６０に回動可能に支持されている。ブレーキレバー５２のピン６０よりも下方には、ストラット２２の左端が係合している。ブレーキレバー５２の下端には、ケーブル支持部５２ａが形成されている。ケーブル支持部５２ａは、断面がＵ溝形状である。ケーブル支持部５２ａは、ケーブル５４の一端を支持している。ケーブル５４は、全長に亘ってその表面に樹脂が被覆されている。ケーブル５４は、コイルバネ５６の内孔に挿通されている。ケーブル５４の一端には、コイルバネ５６の端部のコイル径よりも径の大きい円柱形状のケーブルエンド５４ａが固定されている。ケーブルエンド５４ａは、例えば、四角柱形状、六角柱形状等の多角形の柱状であってもよい。ケーブルエンド５４ａは、ケーブル支持部５２ａの左端と当接している。これにより、ケーブル５４がブレーキレバー５２に固定されている。ケーブル５４の他端には、パーキングブレーキレバー（図示省略）が接続されている。

コイルバネ５６の右端は、支持部材５８に支持されている。ケーブル５４は、支持部材５８の貫通孔５８ａを通ってブレーキ装置１０内に配索されている。図２は、図１のII−II断面を示す断面図である。図２は、パーキングブレーキが解除され、ブレーキレバー５２の下端と支持部材５８とが最も離間した位置にある場合を示す。即ち、コイルバネ５６がケーブル式操作装置５０にセットされた状態で、コイルバネ５６の長さが最大（最大のセット長）となる場合を示す。図２に示すように、ケーブル５４は、貫通孔５８ａを通過することによって、支持部材５８に支持されている。支持部材５８には、ガイド面５８ｂが形成されている。

図３は、コイルバネ５６が自然状態のときのコイルバネ５６の側面図である。コイルバネ５６は、その線径が一定である鋼線で作製されている。コイルバネ５６の線径は、例えば、０．８ｍｍから１．４ｍｍである。また、コイルバネ５６の内径は、一定である。コイルバネ５６の内径は、例えば、５ｍｍから８ｍｍである。コイルバネ５６の自然長は、Ｌｍｍとする。コイルバネ５６は、小ピッチ部５６ａと大ピッチ部５６ｂを有している。小ピッチ部５６ａは、コイルバネ５６の両端に形成されている。両端に形成された小ピッチ部５６ａの長さは、互いに等しい。大ピッチ部５６ｂは、両端の小ピッチ部５６ａの間に形成されている。小ピッチ部５６ａは、大ピッチ部５６ｂよりもそのコイルピッチが小さい。小ピッチ部５６ａの線間の隙間は一定であり、その隙間は、０．１ｍｍから０．７ｍｍである。大ピッチ部５６ｂの線間の隙間は一定であり、その隙間は、１．８ｍｍから３．８ｍｍである。

図２に示すように、コイルバネ５６は、ケーブル式操作装置５０にセットされた状態で、支持部材５８のガイド面５８ｂに接触して湾曲している。この状態でのコイルバネ５６の長さをＡｍｍ（１００ｍｍから１５０ｍｍ）とすると、Ｌ（コイルバネ５６の自然長）はＡ（コイルバネ５６の最大のセット長）よりも大きく、Ｌ−Ａは、２０ｍｍ以下である。

次に、ケーブル式操作装置５０の動作について説明する。自動車の運転手がパーキングブレーキレバーを操作し、ケーブル５４が図１の右側に引っ張られると、ブレーキレバー５２がピン６０を支点にして反時計回りに回動する。これにより、ストラット２２を介してブレーキシュー１８がアンカー部材３０を支点にしてブレーキシュー１６と離間する方向に移動される。それに伴って、ブレーキシュー１６もアンカー部材３０を支点にしてブレーキシュー１８と離間する方向に移動される。その結果、ブレーキシュー１６，１８は、ドラムの内周面と接触する。これにより、パーキングブレーキが有効となる。このとき、コイルバネ５６は、ブレーキレバー５２と支持部材５８によって圧縮方向の力が付与される。自動車の運転手がパーキングブレーキレバーを操作し、ケーブル５４の引張力が緩められると、ブレーキレバー５２は、コイルバネ５６の付勢力によって、ピン６０を支点にして時計回りに回動する。これにより、ブレーキシュー１６，１８が接近する方向に移動され、パーキングブレーキが解除される。

ケーブル５４が図１の右側に引っ張られると、ブレーキレバー５２の下端と支持部材５８の間隔が狭くなり、コイルバネ５６が圧縮される。図４は、ブレーキレバー５２の下端が支持部材５８と最も近づいた状態における支持部材５８の近傍を示す断面図である。図４の状態では、コイルバネ５６の長さが最小（最小のセット長）となっている。この状態では、支持部材５８側の小ピッチ部５６ａは、隣接する素線同士が接触する、いわゆる密巻き状態となっている。
小ピッチ部５６ａが密巻き状態となったときの長さ、（密着長さ）は、ガイド面５８ｂのコイルバネ５６の軸方向における長さよりも長くなっている。詳細には、小ピッチ部５６ａの密着長さは、ガイド面５８ｂの長さと比較して、コイルバネ５６の線径以上に長くなっている。この結果、ケーブル式操作装置５０において、コイルバネ５６が最も圧縮された場合、小ピッチ部５６ａの大ピッチ部５６ｂ側の端は、ガイド面５８ｂと接触しない。

ケーブル式操作装置５０では、コイルバネ５６は、支持部材５８のガイド面５８ｂに接触する範囲に、小ピッチ部５６ａを有している。この構成により、コイルバネ５６がガイド面５８ｂと接触することによって、コイルバネ５６の素線に負荷される接触圧を低減させることができる。これにより、コイルバネ５６の耐久性が低下することを防止することができる。
また、コイルバネ５６は、ケーブル式操作装置５０にセットされた状態で最も圧縮された場合でも、小ピッチ部５６ａの長さは、ガイド面５８ｂの長さよりも長くなっている。そのため、コイルバネ５６が最も圧縮された場合でも、小ピッチ部５６ａがガイド面５８ｂに接触することとなる。この結果、ガイド面５８ｂに接触する範囲におけるコイルバネ５６の巻き数を比較的に多くすることができる。これにより、コイルバネ５６の素線に付与される接触圧を低減することができる。
また、小ピッチ部５６ａでは、全長に亘って大ピッチ部５６ｂと同じコイルピッチで作製されたコイルバネと比較して、その圧縮変形量が小さくなる。これにより、コイルバネ５６の耐久性を向上させることができる。
また、コイルバネ５６では、全長に亘って大ピッチ部５６ｂと同じコイルピッチで作製されたコイルバネと比較して、ガイド面５８ｂに沿って湾曲された部分の素線に付与される捻り応力が小さくなる。これにより、コイルバネ５６の耐久性を向上させることができる。

図５は、小ピッチ部５６ａの線間の隙間とコイルバネ５６の耐久性との関係を検証した実験結果である。図５の横軸は、パーキングブレーキレバーを操作した回数を示す（対数軸）。図５の縦軸は、小ピッチ部５６ａの線間の隙間を示す。図５の各点１００は、コイルバネ５６が折損したときのパーキングブレーキレバーの操作回数を示す。図５の各点１０２は、実験を実施した結果、パーキングブレーキレバーの操作回数が規定回数（本実験では１０万回）を大きく越えても、コイルバネ５６が折損しなかった場合の線間の隙間を示す。この実験結果から、小ピッチ部５６ａの線間の隙間が０．７ｍｍ以下の場合に、コイルバネ５６の耐久性が飛躍的に向上している。
また、小ピッチ部５６ａの線間の隙間を０．１ｍｍ以上とすることによって、小ピッチ部５６ａの各線の表面に確実にメッキを施すことができる。これにより、コイルバネ５６の耐食性を向上することができる。

また、ケーブル式操作装置５０では、コイルバネ５６の最大セット長が１００ｍｍから１５０ｍｍであり、Ｌ（コイルバネ５６の自然長）−Ａ（コイルバネ５６の最大のセット長）≦２０ｍｍとされている。図６は、Ｌ−Ａの値とコイルバネ５６の耐久性との関係を検証した実験結果である。図６の横軸は、パーキングブレーキレバーを操作した回数を示す（対数軸）。図６の縦軸は、Ｌ−Ａの値を示す。図６の各点２００は、コイルバネ５６が折損したときのパーキングブレーキレバーの操作回数を示す。図６の各点２０２は、実験を実施した結果、パーキングブレーキレバーの操作回数が規定回数（本実験では１０万回）を大きく越えても、コイルバネ５６が折損しなかった場合のＬ−Ａの値を示す。この実験結果から、Ｌ−Ａの値が２０ｍｍ以下の場合に、コイルバネ５６の耐久性が飛躍的に向上している。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
例えば、コイルバネ５６の小ピッチ部５６ａは、コイルバネ５６の両端部に設けられている。しかしながら、小ピッチ部５６ａは、ガイド面５８ｂに接触する範囲にのみ設けられていてもよい。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は、複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

実施例に係るブレーキ装置の平面図。 図１のII−II断面を示す断面図。 コイルバネ５６の側面図。 ブレーキレバーの下端が支持部材と最も近づいた状態における支持部材の近傍を示す断面図。 小ピッチ部の線間の隙間とコイルバネの耐久性との関係を検証した実験結果を示すグラフ。 Ｌ−Ａの値とコイルバネの耐久性との関係を検証した実験結果を示すグラフ。

符号の説明

１０：ブレーキ装置
１２：バックプレート
１４：ブレーキシューアッセンブリ
１６，１８：ブレーキシュー
５０：ケーブル式操作装置
５２：ブレーキレバー
５２ａ：ケーブル支持部
５４：ケーブル
５６：コイルバネ
５６ａ：小ピッチ部
５６ｂ：大ピッチ部
５８：支持部材
５８ｂ：ガイド面

Claims (3)

1. ケーブルを進退させることによってケーブルに連結された可動部材を動かすケーブル式操作装置であって、
   可動部材と、
   一端が可動部材に連結され、可動部材に対して進退可能に配索されたケーブルと、
   前記ケーブルをその配索経路上で支持する支持部材と、
   一端が可動部材に固定され、他端が支持部材に固定され、その内孔に前記ケーブルが挿通されているコイルバネ、
   を備え、
   前記支持部材と前記可動部材の少なくとも一方には、前記コイルバネに側方から接触するガイド面が形成されており、
   前記コイルバネは、少なくとも前記ガイド面が接触する範囲に、そのコイルピッチが他の部分におけるコイルピッチよりも小さい小ピッチ部を有しており、
   前記コイルバネが自然状態にある場合の前記小ピッチ部における素線間には、隙間が設けられており、
   その小ピッチ部の密着長さは、前記ガイド面よりも長く、
   前記コイルバネが自然状態にある場合の前記小ピッチ部における素線間の隙間は、０．７ｍｍ以下であり、
   前記ケーブル式操作装置にセットされた状態で前記コイルバネが取り得る最大のセット長は、１００ｍｍから１５０ｍｍであり、
   前記コイルバネの自然長は、前記最大のセット長より長く、その差が２０ｍｍ以下であることを特徴とするケーブル式操作装置。
2. 前記コイルバネが自然状態にある場合の前記小ピッチ部における素線間の隙間は、０．１ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載のケーブル式操作装置。
3. 前記小ピッチ部は、前記コイルバネの両端に形成されており、
   前記コイルバネの一方の端に形成されている前記小ピッチ部の長さは、前記コイルバネの他方の端に形成されている前記小ピッチ部の長さと等しいことを特徴とする請求項１又は２に記載のケーブル式操作装置。

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