JP5241535B2

JP5241535B2 - 自動車用パーキングブレーキケーブルの耐久性評価方法

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Publication number: JP5241535B2
Application number: JP2009014702A
Authority: JP
Inventors: 美勝柘植; 善隆玉置
Original assignee: Chuo Hatsujo KK
Current assignee: Chuo Hatsujo KK
Priority date: 2009-01-26
Filing date: 2009-01-26
Publication date: 2013-07-17
Anticipated expiration: 2029-01-26
Also published as: JP2010168015A

Description

本発明は、自動車のパーキングブレーキに使用されるパーキングブレーキケーブルと、その耐久性を評価する方法に関するものである。

特許文献１は、自動車のパーキングブレーキ装置を開示している。このパーキングブレーキ装置には、手動式操作レバーや足踏み式操作ペダル等の入力装置からの操作をブレーキ側に伝達する手段としてパーキングブレーキケーブルが用いられている。パーキングブレーキケーブルは、筒状のアウタケーシングと、アウタケーシング内に往復動可能に挿通されたインナケーブルを備えている。アウタケーシングの一端は入力装置に取付けられ、アウタケーシングの他端はブレーキ装置に取付けられている。インナケーブルは、アウタケーシングに案内されて、入力装置へ入力された操作をブレーキ装置に伝達する。アウタケーシングは、その中間の少なくとも一箇所でクランプされ、車体側に保持固定されている。

特開２００４−１３８１０６号公報

上述したパーキングブレーキケーブルの耐久性を評価する方法としては、パーキングブレーキケーブルを入力装置及びブレーキ装置に実際に装着し、ブレーキ装置を上下方向に所定距離（サスペンションのストローク長）だけ往復動させる耐久試験（揺動試験）を行っていた。そして、予め設定された回数だけ往復動させても破壊しないものを合格品としていた。しかしながら、このような耐久試験で合格品とされたにもかかわらず、前記耐久試験における設定回数以下の回数しか揺動していないはずのパーキングブレーキケーブルのアウタケーシングが折損する事態が発生した。

本件発明者が原因を調査したところ、自動車の走行に伴うタイヤの上下動によってパーキングブレーキケーブルが振動し、その振動によりアウタケーシングが折損していることが明らかとなった。さらに、タイヤが周期的に上下動することで車体（いわゆる、ばね下）が共振し、その車体の共振に伴ってパーキングブレーキケーブルが共振すると、上記折損が起こりやすくなること、及び、上記折損はアウタケーシングのブレーキ装置側の端部からそのブレーキ装置側の端部に最も近いクランプ（第一クランプ）までの間で発生していることも明らかとなった。
本発明は、前記の新しい知見に基づいてなされたものであり、路面からの外力に起因する振動に対して耐久性の高いパーキングブレーキケーブルを提供すること、及びパーキングブレーキケーブルが前記振動に対する耐久性を具備するか否かを評価するための耐久性評価方法を提供することを目的とする。

本発明の自動車用パーキングブレーキケーブルは、筒状のアウタケーシングと、該アウタケーシング内に往復動可能に挿通されているインナケーブルとを備えており、前記アウタケーシングがその中間の少なくとも一箇所でクランプされている。この自動車用パーキングブレーキケーブルは、アウタケーシングのブレーキ側端部からそのブレーキ側端部に最も近いクランプまでのアウタケーシングの長さをＬとし、該クランプとブレーキ側端部の一方を固定し、他方をパーキングブレーキケーブルが装備される車体の共振周波数で加振したときのパーキングブレーキケーブルの振幅量をＡとした場合において、Ｌ／Ａ≧３．５となる。
ここで、上記の「アウタケーシングの長さＬ」とは、ブレーキ側端部からそのブレーキ側端部に最も近いクランプまでのアウタケーシングのうち、その一端を加振したときに振動する部分、すなわち、可撓性を有する部分の長さのことを言う。従って、クランプやキャップ等の保持部材により可撓性を失っている部分の長さは含まれない。
また、上記の「振幅量Ａ」とは、パーキングブレーキケーブル（インナケーブルを装着した状態）を加振した場合の前記Ｌ部分の振幅量を言う。

本発明のパーキングブレーキケーブルにおいて、Ｌ及びＡを夫々上記のように定めると、Ｌ／Ａはパーキングブレーキケーブルの振幅比率を表している。振幅比率Ｌ／Ａが大きい状態は、ケーブル長Ｌに対して振幅量Ａが小さい状態であり、パーキングブレーキケーブルに発生する振動が小さいことを意味する。本発明者が鋭意検討した結果、この振幅比率が３．５以上、即ちＬ／Ａ≧３．５が成立するようにパーキングブレーキケーブルを構成することによって、自動車の走行に伴うタイヤの上下動によってパーキングブレーキケーブルが振動したとしても、その振動が小さく抑えられ、通常必要とされる耐久期間（振動回数５００万回）内にアウタケーシングが折損してしまうことを防止することができることが判明した。本発明では、振幅比率Ｌ／Ａを評価基準として、振幅比率Ｌ／Ａが３．５以上となるようにコントロールケーブルを構成することで、振動に対する耐久性に優れたパーキングブレーキケーブルを安定して得ることができるようになる。

このパーキングブレーキケーブルでは、クランプとブレーキ側端部の間におけるパーキングブレーキケーブルの共振周波数とパーキングブレーキケーブルを装備する車体の共振周波数とを少なくとも６Ｈｚ相違させることが好ましい。

このパーキングブレーキケーブルでは、車体の共振周波数とパーキングブレーキケーブルの共振周波数（ブレーキ側端部とクランプとの間の共振周波数）とがずれている。このため、自動車の走行時のタイヤの上下動によって車体が共振したとしても、その周波数ではパーキングブレーキケーブルが共振しない。これによって、パーキングブレーキケーブルに大きな振動が発生することが抑えられ、パーキングブレーキケーブルのアウタケーシングは一層折損し難くなる。

本発明のパーキングブレーキケーブルの耐久性評価方法は、筒状のアウタケーシングと、該アウタケーシング内に往復動可能に挿通されているインナケーブルとを備えており、前記アウタケーシングが少なくとも一箇所でクランプされている自動車用パーキングブレーキケーブルの耐久性を評価する方法である。この方法では、アウタケーシングのブレーキ側端部からそのブレーキ側端部に最も近いクランプまでのアウタケーシングの長さＬを決定する工程と、該クランプとブレーキ側端部の一方を固定し、他方をパーキングブレーキケーブルが装備される車体の共振周波数で加振したときのパーキングブレーキケーブルの振幅量Ａを測定する工程とを有している。そして、測定されたＬとＡがＬ／Ａ≧３．５を満たすか否かによってパーキングブレーキケーブルの耐久性を評価する。

このパーキングブレーキケーブルの耐久性評価方法では、耐久性を評価するパーキングブレーキケーブルの上記Ｌ及びＡを夫々決定してＬ／Ａ（振幅比率）を算出し、Ｌ／Ａ≧３．５を満たすか否かによって該パーキングブレーキケーブルの振動に対する耐久性を評価する。上記のように、振幅比率Ｌ／Ａが大きければそれだけケーブルに発生する振動が小さいことを意味し、その振幅比率が３．５以上、即ちＬ／Ａ≧３．５が成立するパーキングブレーキケーブルは、通常必要とされる耐久期間（振動回数５００万回）内にアウタケーシングが折損してしまうことを防止できることが判明している。この方法では、振幅比率Ｌ／Ａを評価基準としてパーキングブレーキケーブルの振動に対する耐久性を評価することにより、振動に対する耐久性に優れたパーキングブレーキケーブルか否かを正確に評価することができる。
なお、本発明の耐久性評価方法と従来のブレーキ装置を上下方向に所定距離（サスペンションのストローク長）だけ往復動させる耐久試験（揺動試験）とを併せて行うようにしてもよい。この場合は、パーキングブレーキケーブルの耐久性を対揺動性、対振動性の二面から評価することができ、パーキングブレーキケーブルの耐久性をより正確に評価することができる。

本発明によると、振動に対して耐久性の高いパーキングブレーキケーブルを提供することができる。

本発明のパーキングブレーキケーブルのブレーキ装置側の端部近傍の一例を示す図。振動試験結果（振幅比率と耐久性の関係）を表すグラフ。振動試験結果（共振周波数と耐久性の関係）を表すグラフ。車体の振動を周波数解析した結果を示すグラフ。本発明のパーキングブレーキケーブルのブレーキ装置側の端部付近の他の一例を示す図。

以下に説明する本実施例の技術的特徴を列挙する。
（形態１）アウタケーシングには、平鋼ケーブル型のアウタケーシングが用いられる。アウタケーシングの外径は、例えばφ８ｍｍ〜１０ｍｍを用いることができる。
（形態２）アウタケーシングの長さＬはＬ≦５００ｍｍを満たしている。
（形態３）パーキングブレーキケーブルは、パーキングブレーキケーブルの共振周波数（上記Ｌに相当する部分）を調整するための調整手段を備えている。
（形態４）調整手段は、パーキングブレーキケーブルの共振周波数（上記Ｌに相当する部分）が、該パーキングブレーキケーブルを実装する車体（ばね下）の共振周波数と少なくとも６Ｈｚ相違するように調整する。
（形態５）調整手段としては、ガイドパイプ等の調整部材を用いることができる。ガイドパイプを用いる場合、ガイドパイプはパーキングブレーキケーブルの端部に備え付けることができる。
（形態６）パーキングブレーキケーブルの耐久性を評価する際には、クランプ側を固定して、ブレーキ側の端部を振動させて、振幅量Ａを測定する。

（第１実施例）本発明の自動車用パーキングブレーキケーブルの第１実施例について以下に説明する。図１は、自動車用のパーキングブレーキケーブル１のブレーキ装置２側の端部近傍を示す図である。パーキングブレーキケーブル１は、図１に示すように筒状のアウタケーシング３内に、インナケーブル４が往復動可能に挿通されてなる。パーキングブレーキケーブル１は、アウタケーシング３の一端が支持キャップ５を介して車体のブレーキ装置２に、他端が図示しない手動式操作レバーや足踏み式操作ペダル等の入力装置に夫々取付けられている。パーキングブレーキケーブル１は可撓性を有している。このため、パーキングブレーキケーブル１の両端間に複数のクランプが設けられ、これらクランプによりパーキングブレーキケーブル１を車体に固定することで、その配索経路を変更できるようになっている。図１には、パーキングブレーキケーブル１のブレーキ側端部の近傍がクランプ６で車体に保持されている状態が示されている。自動車のパーキングブレーキ装置では、入力装置からの操作に伴ってアウタケーシング３内をインナケーブル４が前後動することにより、入力装置の操作がブレーキ側に伝達されるようになっている。パーキングブレーキケーブル１を構成するアウタケーシング３とインナケーブル４には、従来公知のものを用いることができる。例えば、アウタケーシング３には、直径φ８ｍｍ〜１０ｍｍの平鋼ケーブル型のアウタケーシングを用いることができる。また、インナケーブル４には、複数のワイヤを撚り合わせたプルケーブル（直径φ２〜４ｍｍ）を用いることができる。

支持キャップ５は、図１に示すような略筒状部材であって、亜鉛ダイカストやアルミダイカスト等によって形成されている。支持キャップ５の一端にはブレーキ装置２が固定されており、その他端にはアウタケーシング３の一端が挿入されて保持されている。支持キャップ５で保持したアウタケーシング３の端部からはインナケーブル４が引出され、支持キャップ５内を通ってブレーキ装置２内部へと導かれている。

図１に示すクランプ６は、アウタケーシング３のブレーキ側端部を保持する支持キャップ５から最も近いクランプ（以下「第一クランプ６」とする。）である。アウタケーシング３は、この第一クランプ６を含めた一又は二以上のクランプで中間部を車体に固定されている。

本実施例では、アウタケーシング３の端部から第一クランプ６までのアウタケーシング３の長さＬが５００ｍｍ以下とされている（すなわち、Ｌ≦５００ｍｍ）。長さＬを５００ｍｍ以下とするのは、配索経路を確保するためである。ここで、長さＬは、アウタケーシング３のうち、自動車の走行によりタイヤが上下動したときに、これに伴うブレーキ装置２の上下動を受けて振動する可撓部分の長さのことを言う。本実施例の場合は、アウタケーシング３と支持キャップ５の開口端部との境界部分（図１中Ｘ点）からアウタケーシング３中の第一クランプ６のブレーキ装置２側の端部との境界部分（図１中Ｙ点）までの長さがＬとなる。

また、図１に示すＡは、第一クランプ６を固定したままブレーキ装置２側を、パーキングブレーキケーブル１が装備される車体の共振周波数で振動させた場合（図中白抜き矢印参照）のパーキングブレーキケーブル１の振幅量である。なお、パーキングブレーキケーブル１を加振する加振力は、自動車の車体に作用すると予測される最大の加振力よりも大きな力とされる。本実施例では加振力１０Ｇ（＝９８ｍ／ｓ^２）としている。なお、ブレーキ装置２側を加振したときに振動するのは、パーキングブレーキケーブル１中、上記Ｌの長さに当たる部分である。このＡは、実際に振動試験を行ったり、振動シミュレーションを行ったりすることによって測定することができる。

本実施例のパーキングブレーキケーブル１は、前記のように定めたＬ、Ａが、Ｌ／Ａ≧３．５となるように構成されている。このＬ／Ａはパーキングブレーキケーブル１の振幅比率を表す数値であり、パーキングブレーキケーブル１の振動に対する耐久性を評価するための評価基準の一つである。上述したＬとＡの説明から明らかなように、振幅比率Ｌ／Ａが大きい状態は、ケーブル長Ｌに対して振幅量Ａが小さい状態であり、パーキングブレーキケーブル１に発生する振動が小さいことを意味する。

図２は本件発明者が行ったパーキングブレーキケーブルの振動試験の試験結果を示すグラフである。この振動試験は、パーキングブレーキケーブルの第一クランプ６の部分を固定した状態で、ブレーキ装置２側をパーキングブレーキケーブルが装備される車体の共振周波数で振動させてアウタケーシング３に折損が生じたか否かを観察する試験である。本試験では、ブレーキ装置２側を、車体の共振周波数である１０Ｈｚ、加振力１０Ｇ（＝９８ｍ／ｓ^２）で振動させた。また、与える振動の最大回数を５００万回とした。振動の最大回数を５００万回としたのは、パーキングブレーキケーブルに通常必要とされる耐久期間内での最大振動回数が５００万回程度であると考えられるためである。また、アウタケーシングには、直径φ１０ｍｍの平鋼ケーブル型のアウタケーシングを用い、インナケーブルには、直径φ３ｍｍのプルケーブルを用いた。かかる条件の下で、上記アウタケーシングの長さＬを変化させながら、パーキングブレーキケーブルの振幅量を測定し、また、アウタケーシングが折損するまでの回数を測定した。図２中の縦軸は試験を行ったパーキングブレーキケーブルの振幅比率、横軸は試験を行ったパーキングブレーキケーブルが折損したときの振動回数をそれぞれ示す。横軸の値が５００万回の場合、パーキングブレーキケーブルが折損することなく本振動試験の最大振動回数である５００万回に達したことを示している。図２に示すように、振幅比率が３．５を下回るパーキングブレーキケーブルでは、いずれも５００万回以下の振動でアウタケーシングに折損が生じた。一方、振幅比率が３．５以上のパーキングブレーキケーブル（本実施例のパーキングブレーキケーブル）では、いずれも５００万回の振動によっては折損しなかった。

上記試験結果が示すように、振幅比率（Ｌ／Ａ）が３．５以上となるように構成されたケーブルでは、５００万回の振動を与えた場合であってもアウタケーシング３の折損が生じず、振動に対する耐久性を十分に備えるものと認められる。従って、振幅比率（Ｌ／Ａ）を評価基準とし、Ｌ／Ａ≧３．５を満たすようにパーキングブレーキケーブルを構成することで、自動車の走行に伴うタイヤの上下動等、路面からの外力に起因する車両の振動に対して十分な耐久性を備えたパーキングブレーキケーブルとすることができる。

また、図３は、上記の振動試験の試験結果を、パーキングブレーキケーブル１の共振周波数を評価基準として評価したものである。図３中の縦軸はパーキングブレーキケーブル１の共振周波数、横軸は試験を行ったパーキングブレーキケーブルが折損することなく耐久した振動回数を夫々示している。図３に示すように、パーキングブレーキケーブル１の共振周波数が１６Ｈｚを下回るパーキングブレーキケーブル１では、５００万回以下の振動でアウタケーシング３に折損が生じた。一方共振周波数が１６Ｈｚ以上のパーキングブレーキケーブル１では、いずれも５００万回の振動試験を耐久することができた。

上記試験結果が示すように、パーキングブレーキケーブル１の共振周波数が１６Ｈｚ以上のパーキングブレーキケーブル１では、５００万回の振動試験ではアウタケーシング３が折損せず、振動に対する耐久性を十分に備えるものと認められる。すなわち、パーキングブレーキケーブル１の共振周波数を、パーキングブレーキケーブル１を装備する車体の共振周波数から６Ｈｚ以上ずらすことで、パーキングブレーキケーブル１の振動を十分に低減することができ、パーキングブレーキケーブル１の折損を防止することができるものと認められる。従って、パーキングブレーキケーブル１の共振周波数を評価基準とし、その共振周波数を車体の共振周波数から６Ｈｚ以上ずらすことで、自動車の走行に伴う車両の振動に対して十分な耐久性を備えたパーキングブレーキケーブルとすることができる。

なお、パーキングブレーキケーブル１の共振周波数とパーキングブレーキケーブル１を装備する車体の共振周波数との差は、６Ｈｚ以上であればよく、任意の値を採ることができる。具体的には、図４に示すように、車体の共振周波数ｆ_０のときの加速度の絶対値の最大値をＡ_０とし、その加速度の絶対値の最大値Ａ_１が加速度の絶対値の最大値Ａ_０の１／６となる周波数をｆ_１、ｆ_２とすると、パーキングブレーキケーブル１の共振周波数ｆをｆ_１より小さくするか、ｆ_２より大きくすればよい。このようにすることで、パーキングブレーキケーブル１の振動を十分に低減することができ、自動車の走行に伴う車両の振動に対して十分な耐久性を備えたパーキングブレーキケーブルとすることができる。

（第２実施例）本発明のパーキングブレーキケーブルの他の実施例について以下に説明する。本実施例のパーキングブレーキケーブルも、その基本的構成は第１実施例に記載のものと共通する。ただし、本実施例では、図５に示すように、支持キャップ５とアウタケーシング３の接続部にガイドパイプ７を取り付けている点で異なる。

ガイドパイプ７は、図５に示すように、支持キャップ５とアウタケーシング３の一部に外側から嵌められている。ガイドパイプ７は、金属製（例えば、ＳＴＫＭ）であって、下端部付近をラッパ状に広径に形成した略筒状部材である。ガイドパイプ７は、パーキングブレーキケーブル１に対して剛性が高く、可撓性は極めて小さい。このため、支持キャップ５とアウタケーシング３の接続部にガイドパイプ７を外嵌することにより、パーキングブレーキケーブル１のガイドパイプ７が嵌められた部位が振動することが規制される。すなわち、本実施例のパーキングブレーキケーブル１では、アウタケーシング３の長さＬは、アウタケーシング３とガイドパイプ７の開口端部の内側面との境界部分（図５中Ｚ点）からアウタケーシング３中の第一クランプ６のブレーキ装置２側の端部との境界部分（図５中Ｙ点）までの長さがＬとなる。したがって、車体の振動を受けて振動する可撓部分の長さＬが実施例１記載のものより短くなるため、パーキングブレーキケーブル１の共振周波数は実施例１記載のものよりも高くなる。このようにガイドパイプ７を取付けることにより、本実施例のパーキングブレーキケーブル１の共振周波数は、パーキングブレーキケーブル１を装備する車体の共振周波数から少なくとも６Ｈｚ相違するように調整されている。このため、自動車の走行時のタイヤの上下動によって車体が共振したとしても、その周波数ではパーキングブレーキケーブル１が共振せず（即ちパーキングブレーキケーブルに大きな振動が発生することがなくなり）、パーキングブレーキケーブル１のアウタケーシング３は一層折損し難くすることができる。

なお、本実施例では、ガイドパイプ７によってパーキングブレーキケーブル１の共振周波数を調整したが、パーキングブレーキケーブル１の共振周波数を調整する方法はこのような例に限られない。例えば、ガイドパイプの取付け位置や数、サイズ、形状、素材等を変更することで、共振周波数を調整することができる。また、アウタケーシングの素材を変更（即ち、アウタケーシングの剛性を変更）することで共振周波数を調整することができ、また、アウタケーシングの形状を変更して周波数を調整することもできる。

最後に、本発明を具現化した一実施例に係るパーキングブレーキケーブルの耐久性評価方法について説明する。本実施例の耐久性評価方法では、まず、パーキングブレーキケーブル１の長さＬを決定する。すなわち、パーキングブレーキケーブル１を装備する車両に合わせて第一クランプ６の位置を決定する。これによって、長さＬが特定される。
なお、長さＬは、アウタケーシング３のうち、車体の振動を受けて振動する可撓部分の長さのことを言う。従って、図１に示す例ではＸＹ間の長さがＬとなり、ガイドパイプ７を備えた図５に示す例ではＺＹ間の長さがＬとなる。

第二に、第一クランプ６を固定したまま、パーキングブレーキケーブル１のブレーキ装置２側を、パーキングブレーキケーブル１を装備する車体の共振周波数で振動させ、その時のパーキングブレーキケーブル１の振幅量Ａを測定する。パーキングブレーキケーブル１を加振する加振力は、車体に作用すると予測される最大の加振力よりも大きな力とされる。振幅量Ａは、加振装置等を用いた振動試験によって測定することができる。本実施例では、振幅量Ａの測定が完了すると、振動試験を終了することができる。

第三に、測定したＬ、Ａを基にＬ／Ａ（振幅比率）≧３．５が成立するか否かを判定する。Ｌ／Ａ≧３．５を満たす場合を耐久性あり、Ｌ／Ａ≧３．５を満たさない場合を耐久性なしと評価することができる。

本実施例においては、長さＬを決定し、振幅量Ａを測定し、振幅比率Ｌ／Ａを評価基準としてパーキングブレーキケーブル１の耐久性を評価するため、５００万回の耐久試験を実施する場合と比較して、短時間で耐久性を評価することができる。これによって、耐久性を満足する長さＬを効率的に決定することができる。

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。
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。

１パーキングブレーキケーブル
２ブレーキ装置
３アウタケーシング
４インナケーブル
５支持キャップ
６第一クランプ
７ガイドパイプ

Claims

筒状のアウタケーシングと、該アウタケーシング内に往復動可能に挿通されているインナケーブルとを備えており、前記アウタケーシングがその少なくとも一箇所で、車体に固定されたクランプによって固定されている自動車用パーキングブレーキケーブルの耐久性を評価する方法であって、
アウタケーシングのブレーキ側端部からそのブレーキ側端部に最も近いクランプまでのアウタケーシングの長さＬを決定する工程と、
該クランプとブレーキ側端部の一方を固定し、他方をパーキングブレーキケーブルが装備される車体のばね下の共振周波数で加振したときのパーキングブレーキケーブルの振幅量Ａを測定する工程と、を有しており、
測定されたＬとＡがＬ／Ａ≧３．５を満たすか否かによってパーキングブレーキケーブルの耐久性を評価する自動車用パーキングブレーキケーブルの耐久性評価方法。