JP5483440B2

JP5483440B2 - 車両用コントロールケーブル

Info

Publication number: JP5483440B2
Application number: JP2010200010A
Authority: JP
Inventors: 高章林田
Original assignee: Chuo Hatsujo KK
Current assignee: Chuo Hatsujo KK
Priority date: 2010-09-07
Filing date: 2010-09-07
Publication date: 2014-05-07
Anticipated expiration: 2030-09-07
Also published as: CN103080572A; US20130160599A1; WO2012032830A1; JP2012057682A

Description

本願は、車両（例えば、自動車、自動二輪車、フォークリフト等の産業車両）に用いられる車両用コントロールケーブルに関する。

車両用コントロールケーブルは、アウタケーシングと、そのアウタケーシング内に挿通されたインナケーブルとを備えている。操作者がインナケーブルを操作すると、インナケーブルがアウタケーシングに対して摺動する。インナケーブルとアウタケーシングの摺動抵抗が大きいと、コントロールケーブルの荷重効率が低下し、操作フィーリングを悪化させる。そこで、インナケーブルとアウタケーシングとの摺動抵抗を低減するために、インナケーブルとアウタケーブルとの間にグリスが配されたコントロールケーブルが開発されている（例えば、特許文献１）。

特開２００３−２１１３０号公報

車両用コントロールケーブルでは、通常、使用を開始した初期においては荷重効率が低く、使用回数が増加するのに応じて荷重効率が上昇し、定常状態となる。従来の車両用コントロールケーブルでは、荷重効率が定常状態となるまでの期間（いわゆる、初期なじみ期間）が長く、その初期なじみ期間において使用者に悪い印象を与えてしまうおそれがある。例えば、自動車のマニュアルトランスミッション用のコントロールケーブルでは、その荷重効率は使用者のシフトフィーリングに影響し、自動車を評価する際の重要なファクターとなる。自動車を購入する際には、消費者は自動車販売店で試乗車を運転し、その評価を行うことが一般的に行われている。自動車販売店で用意される試乗車は新車であルことが多く、マニュアルトランスミッションに用いられるコントロールケーブルも初期なじみ期間であることが多い。このため、試乗車を試乗する消費者は、初期なじみ期間中のコントロールケーブルを使用する可能性が高く、快適なシフトフィーリングを与えられないおそれがある。

本願は、上記の実情に鑑みてなされたものであって、従来と比較して、初期なじみ期間を短くすることができる車両用コントロールケーブルを提供することを目的とする。

本願の車両用コントロールケーブルは、アウタケーシングと、そのアウタケーシング内に摺動自在に挿通されたインナケーブルと、アウタケーシングとインナケーブルとの間に配されるグリスを有している。そして、グリスには金属酸化物が添加されていることを特徴とする。

このコントロールケーブルでは、アウタケーシングとインナケーブルとの間に配されるグリスに金属酸化物が添加されている。本願発明者が鋭意検討した結果、グリスに金属酸化物が添加されていると、コントロールケーブルの初期なじみ期間を飛躍的に短縮できることが判明した。したがって、このコントロールケーブルでは、従来のコントロールケーブルと比較して、初期なじみ期間を飛躍的に短くすることができる。

上記のコントロールケーブルでは、インナケーブルの表面に金属皮膜が形成されていてもよい。この場合には、その金属皮膜を形成する金属と、グリスに添加される金属酸化物を形成する金属とが、同一であることが好ましい。また、上記のコントロールケーブルでは、インナケーブルが１又は複数の線材を備えていてもよい。この場合には、グリスに添加される金属酸化物は、インナケーブルの線材の材料より柔らかいことが好ましい。また、グリスに添加される金属酸化物は、ＺｎＯ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＭｇＯ，ＣａＯのいずれかとすることができる。

実施形態に係るコントロールケーブルを説明する一部破断斜視図である。図１のII−II線断面である。操作回数（耐久回数）と荷重効率の関係を測定した結果を示すグラフである。金属酸化物の添加量と荷重効率の関係を測定した結果を示すグラフである。操作回数（耐久回数）と荷重効率の関係を測定した結果を示すグラフである。

本実施形態に係るコントロールケーブルを説明する。図１，２に示すように、コントロールケーブル１は、インナケーブル３と、そのインナケーブル３が摺動自在に挿通されるアウタケーシング２を備えている。

インナケーブル３は、芯線４と、芯線４の回りに螺旋状に巻かれた複数本〔図２では合計５本（五角撚り）〕の主側線５と、隣接する主側線５の間に介在し同じく芯線４の回りに巻かれた複数本〔図２では合計５本（五角撚り）〕の副側線６とで構成することができる。芯線４は１本の鋼素線である。芯線４の素材には、例えば、硬鋼線、ステンレス線、オイルテンパー線（ＳＷＯ−Ａ，ＳＷＯ−Ｂ，ＳＷＯＳＣ−Ｖ等）、ブルーイング線等を使用することができる。芯線４の表面には、種々の表面処理層を形成することができる。例えば、防錆等を目的として、芯線４の表面に亜鉛メッキ処理を施すことができる。また、摺動性向上を目的として、芯線４の表面にフッ素処理を施すことができる。主側線５と副側線６の本数は、５本以外にも任意の本数（例えば７本）とすることができる。荷重効率を上げる観点からは、主側線５と副側線６の本数を奇数とすることが好ましい。主側線５と副側線６についても、芯線４と同様の材料を用いることができる。また、主側線５と副側線６の表面にも、芯線４と同様の表面処理（例えば、亜鉛メッキ処理）を実施することができる。

なお、インナケーブルには、上述した構成以外にも、公知の種々の構成を採用することができ、押し引きを伝達するプッシュプル型のインナケーブル以外にも、引きのみを伝達するプル型のインナケーブルとしてもよい。例えば、１本の鋼線から構成される単線構造や、芯線のない撚線構造（例えば、複数本の鋼線を撚り合わせた撚線）を採用することができる。

アウタケーシング２は、三層構造を有することができ、最内層は樹脂製のライナ２ａ、中間層は多数の鋼線からなるストランド２ｂ、最外層はアウタコート２ｃで構成することができる。ライナ２ａは、後で詳述する樹脂組成物によってチューブ状に形成される。ストランド２ｂは、多数の鋼素線を相互に隙間なくライナ２ａの周りに螺旋状に撚り合わせて構成することができる。ストランド２ｂには、断面が円形状の鋼素線の他、断面が長方形状の平鋼線を用いることができる。ストランド２ｂの外周を被覆するアウタコート２ｃは、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアミド等によって形成することができる。

ライナ２ａを形成する樹脂組成物は、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）と、ポリエチレン（ＰＥ）と、アクリロニトリル・スチレン（ＡＳ）を含有することができる。ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）は、テレフタル酸（ＴＰＡ）またはテレフタル酸ジメチル（ＤＭＴ）と１，４−ブタンジオールを重縮合して合成される。ポリエチレン（ＰＥ）は、エチレンが重合した構造を持つ高分子である。ライナ２ａの材料としては、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷ−ＰＥ）等を用いることができる。アクリロニトリル・スチレン（ＡＳ）は、スチレンとアクリロニトリルとの共重合体である。なお、ライナ２ａを形成する樹脂組成物を生成する際には、ポリエチレン（ＰＥ）とアクリロニトリル・スチレン（ＡＳ）が予め共重合された材料を用いることができる。

なお、ライナ２ａを形成する樹脂組成物は、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）とポリエチレン（ＰＥ）とアクリロニトリル・スチレン（ＡＳ）の全てを含んでいなくてもよい。また、ライナ２ａは、ポリエチレン（ＰＥ）又はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）又はポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）又はポリアセタール（ＰＯＭ）のいずれか、又は、これらを組合せた樹脂によって形成されていてもよい。また、ライナ２ａを形成する樹脂組成物には、酸化防止剤、熱安定剤、滑剤、結晶核剤、紫外線防止剤、着色剤、難燃剤等の通常の添加剤や、少量の他のポリマーを添加することができる。また、上述した樹脂組成物は、公知の方法でチューブ状のライナ２ａとすることができる。

アウタケーシング２とインナケーブル３との間の空間７には、図示しないグリスが配される。グリスは、潤滑基油と増ちょう剤（増稠度）を含有することができる。潤滑基油としては、シリコン系潤滑油、フッ素系潤滑油、鉱物系潤滑油および炭化水素系潤滑油のいずれか１種、又は、これらの混合物を用いることができる。潤滑基油としてシリコン系潤滑油やフッ素系潤滑油を用いると、良好な高温特性を得ることができるため好ましい。増ちょう剤としては、一般的に用いられている有機系、無機系、ウレア系などの各種の増ちょう剤を用いることができる。例えば、ＮａセッケンやＬｉセッケンを用いることができる。

ここで、本実施形態のグリスは、金属酸化物を添加剤としてさらに含有している。グリスに金属酸化物を添加することで、コントロールケーブル１の初期なじみ期間を飛躍的に短縮することができる。金属酸化物を添加する量は、グリス（すなわち、潤滑基油＋増ちょう剤）に対して１〜２０重量％とすることが好ましい。添加量が１重量％未満であると、初期なじみ期間を短縮する効果が小さいためである。逆に、添加量が２０重量％を超えると、グリスの粘度が大きくなり過ぎるためである。また、金属酸化物の粒径としては、平均粒径が０．１〜１０μｍであることが好ましい。平均粒径が０．１μｍ未満であると、分子間エネルギー等により凝集して均一に分散しないためである。逆に、平均粒径が１０μｍを超えると、インナケーブル３が摺動する時の抵抗が上がるためである。

また、グリスに添加する金属酸化物としては、インナケーブル３の芯線４および／または側線（５，６）の材料よりも柔らかい金属の酸化物であることが好ましい。したがって、芯線４および／または側線（５，６）に硬鋼線を用いた場合は、硬鋼線（Ｆｅ）より柔らかい金属の酸化物を用いることが好ましい。具体的には、ＺｎＯ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＭｇＯ，ＣａＯのいずれかを添加剤として用いることができる。このような金属の酸化物を添加剤として用いることで、インナケーブル３の摺動抵抗を低減することができ、荷重効率の向上に繋がる。また、インナケーブル３の芯線４および／または側線（５，６）の表面に金属皮膜が形成されている場合は、グリスに添加される金属酸化物を形成する金属と、前記金属皮膜を形成する金属とが同一となることが好ましい。例えば、芯線４および／または側線（５，６）の表面に亜鉛メッキ処理が施されている場合、金属酸化物としては酸化亜鉛（ＺｎＯ）が用いられることが好ましい。金属皮膜を形成する金属と同一の金属の酸化物を添加剤として添加することで、グリスとインナケーブルのなじみ性が向上し、初期なじみ期間を効果的に短縮することができる。

なお、グリスには、上記した金属酸化物に加えて、他の添加剤を添加することができる。すなわち、酸化防止剤、防錆剤、極圧剤、摩耗防止剤、腐食防止剤、増粘剤、固体潤滑剤などの公知の添加剤を添加することができる。例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を摺動添加剤として用いることができる。ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）は、耐熱・酸化安定性に優れ、かつ、耐薬品性にも優れた固体潤滑剤として機能する。また、グリスをアウタケーシング２とインナケーブル３との間の空間７に配する方法としては、種々の方法を採用することができる。例えば、グリスをインナライナ２ａの内表面に塗布することで、空間７内にグリスを配することができる。あるいは、グリスをインナケーブル３の外表面に塗布することで、空間７内にグリスを配することができる。

実施例１として、自動車のトランスミッション用のコントロールケーブルを製作した。インナケーブル３は、図１，２に示すように、芯線４と、５本の主側線５と、５本の副側線６とで製作した。芯線４と主側線５と副側線６には鋼素線を用い、その表面に亜鉛メッキ処理を施した。アウタケーシング２は、ライナ２ａとストランド２ｂとアウタコート２ｃによって構成した。ライナ２ａは、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）によって形成した。ストランド２ｂには、断面が円形状の鋼素線を用いた。アウタコート２ｃは、ポリプロピレンによって形成した。グリスは、潤滑基油としてシリコン系潤滑油を用いると共に、増ちょう剤としてＮａセッケンを用い、添加剤としてポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）および酸化亜鉛（ＺｎＯ）を添加した。ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）は、潤滑基油と増ちょう剤を混合したものに対して重量比で２０重量％を添加した。添加剤（酸化亜鉛（ＺｎＯ））は、潤滑基油と増ちょう剤とＰＴＦＥを混合したものに対して重量比で１重量％、５重量％、１０重量％を添加し、３種類のコントロールケーブルを製作した。なお、比較例１として、添加剤（酸化亜鉛（ＺｎＯ））を添加しないコントロールケーブルを製作した。比較例１のコントロールケーブルのその他の構成は、実施例１のコントロールケーブルと同一とした。

実施例２として、ライナ２ａの材質を変えたものを製作した。すなわち、実施例２のライナ２ａは、ポリエチレン（ＰＥ）とアクリロニトリル・スチレン（ＡＳ）を重量比５０／５０で共重合した共重合体をポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）に５重量％添加して精製した樹脂組成物により形成した。その他の構成は、実施例１のコントロールケーブルと同一とした。ただし、グリスに添加する添加剤（酸化亜鉛（ＺｎＯ））の量は５重量％のみの１種類とした。また、比較例２として、実施例２のコントロールケーブルと同一構成であって、グリスに添加剤（酸化亜鉛（ＺｎＯ））を添加しないコントロールケーブルを製作した。また、実施例３として、グリスに摺動添加剤（ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ））を含有しないコントロールケーブルを製作した。その他の構成は、実施例２のコントロールケーブルと同様とした。各コントロールケーブルの諸元を表１にまとめて示す。

次に、製作した各コントロールケーブルを屈曲した状態で配索し、その荷重効率を測定した。測定では、インナケーブルの一端にウェイトを取付け、インナケーブルの他端をストローク１００ｍｍ、速度３０回／分で進退動させ、インナケーブルの他端を操作するのに必要な荷重を測定した。測定した荷重とインナケーブルの一端に取付けられたウェイトに基づいて、荷重効率（すなわち、ウェイト／測定荷重）を算出した。

図３は、実施例１のコントロールケーブルのうちグリスに添加剤（ＺｎＯ）を５重量％添加したコントロールケーブルの測定結果と、比較例１のコントロールケーブルの測定結果を示している。図３に示すように、実施例１のコントロールケーブルでは、初期なじみ期間がおよそ１０回となるのに対して、比較例１のコントロールケーブルでは、初期なじみ期間がおよそ１００回となった。すなわち、実施例１のコントロールケーブルでは、初期なじみ期間が、比較例（従来技術）のおよそ１／１０となった。また、実施例１のコントロールケーブルは、比較例１のコントロールケーブルと同様、操作回数が１００万回となっても良好な荷重効率を示した。

図４は、実施例１の３種類のコントロールケーブルの測定結果と、比較例１のコントロールケーブルの測定結果を示している。図中、点線は操作回数が１回のときの荷重効率を示し、実線は操作回数が１０回のときの荷重効率を示し、一点鎖線は操作回数が１００回のときの荷重効率を示している。図４に示すように、添加剤（ＺｎＯ）の添加量が５重量％と１０重量％のコントロールケーブルでは、操作回数が１０回のときの荷重効率と操作回数が１００回のときの荷重効率とは略同一の値となった（すなわち、初期なじみ回数が１０回となった）。一方、添加剤（ＺｎＯ）の添加量が１重量％のコントロールケーブルでは、操作回数が１０回のときの荷重効率が、操作回数が１００回のときの荷重効率よりわずかに低くなった（すなわち、初期なじみ回数が１０回より大きくなった）。ただし、操作回数が１０回のときの荷重効率と操作回数が１００回のときの荷重効率の差は小さく、明らかに比較例１（添加剤（ＺｎＯ）が添加されていない）よりも初期なじみ回数は少なくなった。

図５は、実施例２のコントロールケーブルの測定結果と、比較例２のコントロールケーブルの測定結果を示している。図５より明らかなように、実施例２のコントロールケーブルは、操作回数が１回目から高い荷重効率を有しており、初期なじみ期間の荷重効率と定常状態の荷重効率との差が極めて小さくなった。一方、比較例２のコントロールケーブルでは、比較例１と同様、初期なじみ期間が１００回程度となった。

表２は、実施例２と実施例３と比較例２のコントロールケーブルの測定結果（荷重効率）を示している。実施例２と実施例３の比較から分かるように、グリスに摺動添加剤（ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ））が添加されていないコントロールケーブルは、グリスに摺動添加剤（ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ））が添加されている場合と比較して、荷重効率が低下した。ただし、初期なじみ期間については、グリスに摺動添加剤（ＰＴＦＥ）が添加されているか否かに関係なく、良好な結果が得られた。

以上、詳述したように、実施例１〜３のコントロールケーブルでは、グリスに酸化亜鉛（ＺｎＯ）を添加することで、初期なじみ期間を飛躍的に短くすることができた。また、グリスに酸化亜鉛（ＺｎＯ）を添加しても、従来と同様に、荷重効率を長期にわたって高く維持することができた。

なお、上述した実施例では、自動車のトランスミッション用のコントロールケーブルに関するものであったが、本願のコントロールケーブルは、その他の用途（例えば、パーキングケーブルやオープナーケーブル等のプルケーブル）にも用いることができる。

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み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わ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コントロールケーブル
２アウタケーシング
２ａ：ライナ
２ｂ：ストランド
２ｃ：アウタコート
３：インナケーブル
４：芯線
５：主側線
６：副側線

Claims

アウタケーシングと、
そのアウタケーシング内に摺動自在に挿通されたインナケーブルと、
アウタケーシングとインナケーブルとの間に配されているグリスと、を有し、
グリスには、金属酸化物が添加されていることを特徴とする車両用コントロールケーブル。
インナケーブルの表面には、金属皮膜が形成されており、
その金属皮膜を形成する金属と、グリスに添加される金属酸化物を形成する金属とが、同一であることを特徴とする請求項１に記載の車両用コントロールケーブル。
インナケーブルは、１又は複数の線材を備えており、
グリスに添加される金属酸化物は、インナケーブルの線材の材料より柔らかいことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用コントロールケーブル。
グリスに添加される金属酸化物は、ＺｎＯ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＭｇＯ，ＣａＯのいずれかであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両用コントロールケーブル。