KR200181481Y1 - Wire cable for small mechanical apparatus - Google Patents
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Abstract
본 고안은 소형 기계 장치에서 동력 전달 수단으로 사용되는 와이어 케이블에 관한 것이다.The present invention relates to a wire cable used as a power transmission means in a small mechanical device.
본 고안은 종래의 7 ×7 구조로 이루어진 와이어 케이블의 연선 구조를 6 ×7 + 1 ×W(16)의 구조로 변경하여 케이블의 유연성을 증대시켰음에 기술적 특징이 있다.The present invention has a technical feature that the flexibility of the cable is increased by changing the twisted-wire structure of the wire cable made of a conventional 7 × 7 structure to the structure of 6 × 7 + 1 × W (16).
즉, 중심 스트랜드 구조를 1 ×7의 기본적인 7연선 구조로부터 16연선의 워링톤형 구조로 변경해 주므로써 유연성이 개선되어 소형의 시브나 드럼을 거쳐 굴곡되며 왕복 운동을 하는 가혹한 사용 조건에 대한 와이어 케이블의 피로 저항성을 높여 내구성을 향상시킨다.In other words, by changing the center strand structure from the basic 7 stranded structure of 1 × 7 to the 16-stranded Warrington type structure, the flexibility is improved, so that the wire cable can be bent through a small sheave or drum and reciprocate. It increases fatigue resistance and improves durability.
그리고, 본 고안 와이어 케이블은 중심 스트랜드를, 외층 스트랜드와 연선하기 전에 우선 압착하여 감경을 시킴에 본 고안의 또 다른 특징이 있다. 즉, 압착·감경 작업을 통하여 중심 스트랜드의 소선 충진율을 높였으며, 중심 스트랜드를 구성하는 소선간의 선접촉 구조를 면접촉 구조로 변경시킨 후 외층 스트랜드와 연선하여 케이블을 구성한다.In addition, the wire cable of the present invention has another feature of the present invention in that the core strand is crimped to reduce the core strand before being stranded with the outer layer strand. In other words, the wire filling rate of the center strands was increased by crimping and reducing, and the line contact structure between the element wires constituting the center strand was changed to the surface contact structure, followed by stranding with the outer layer strands to form the cable.
따라서, 중심 스트랜드에 부여되는 하중이, 소선들 간의 증가된 접촉 면적만큼 분산되어 소선들 간의 단위 면적에 대한 마찰력이 감소하게 되므로써 마찰력 집중에 의한 소선의 부분적 절손을 방지하므로써 스트랜드의 상대적인 내마모성이 향상되는 잇점이 있다.Therefore, the load applied to the center strand is distributed by the increased contact area between the element wires, so that the frictional force on the unit area between the element wires is reduced, thereby preventing the partial breakage of the element wires due to concentration of friction force, thereby improving the relative wear resistance of the strands. There is an advantage.
Description
본 고안은 소형 와이어 케이블에 관한 것으로서, 더 자세하게는 자동차 윈도우 레귤레이터(window regulator)와 같은 소형의 기계 장치에서 동력 전달을 위한 매체로 사용되는 와이어 케이블의 구조에 있어서 중심 스트랜드(strand)를 구성하는 소선들을, 비슷한 직경이 아닌 서로 다른 몇 개의 선경으로 선택하여 워링톤 형으로 연선하고, 연선된 중심 스트랜드에 적절한 압착·감경(減俓) 가공을 실시한 후, 외층 스트랜드와 연선을 하여 와이어 케이블을 제조함으로써 종래의 제품보다 반복 굴곡에 의한 피로 저항 능력을 향상시킨 소형의 자동 기계 장치용 와이어 케이블에 관한 것이다.The present invention relates to a small wire cable, and more specifically, a wire that constitutes a central strand in a structure of a wire cable used as a medium for power transmission in a small mechanical device such as an automobile window regulator. By selecting several wire diameters different from similar diameters and stranding them in a Warrington type, performing proper crimping and reducing processing on the stranded center strands, followed by stranding with outer layer strands to produce wire cables. The present invention relates to a wire cable for a compact automatic mechanical device that has improved fatigue resistance due to repeated bending over a conventional product.
일반적으로 와이어 케이블은 소선을 다발로 하여 묶은 평행연 케이블과 1중연 케이블 및 다중연 케이블로 대별되며, 이들중에서 소형 기계 장치등에 널리 쓰이는 것은 다중연 케이블의 일종인 ‘단층 환 스트랜드 케이블’이다.In general, wire cables are roughly classified into parallel stranded cables, single stranded cables, and multi- stranded cables, each of which is bundled with a single strand of wire. Among them, a single-stranded strand cable is a type of multi- stranded cable.
단층 환 스트랜드 케이블을 구성하는 각 스트랜드는 기본적으로는 단면이 원형인 거의 비슷한 직경의 소선으로 구성되어지며, 심선은 1본과 3본을 기본으로 한 두 종류가 있으며, 이들중 1본의 심선을 사용한 스트랜드가 주로 쓰이며, 3본을 기본으로 한 스트랜드는 심선 3본 대신 마(麻)를 심선으로 사용한 것이 널리 사용된다.Each strand constituting a single-stranded stranded cable is basically composed of strands of approximately the same diameter with a circular cross section, and there are two types of core wires based on one and three wires. Used strands are mainly used, and strands based on three bones are widely used as hemp cores instead of three core wires.
그리고, 상기 스트랜드는 내층으로부터 외층으로 갈 수록 소선의 수는 공히 6본씩 증가(1본 심의 1차 외층은 5본 증가)한다. 즉, 스트랜드를 구성하는 소선의 수는 층의 증가에 따라 1본 심선의 경우는 1+6+12+18+24+‥…, 3본 심선의 경우는 3+9+15+21+‥…과 같이 증가한다.In addition, the number of strands increases by 6 each (the primary outer layer of one core increases by 5) from the inner layer to the outer layer. That is, the number of element wires constituting the strand is 1 + 6 + 12 + 18 + 24 +… in the case of one core wire as the number of layers increases. , 3 + 9 + 15 + 21 + ... Increases as
상기의 소선 수는 비슷한 선경의 소선을 사용한 기본적인 것이며, 실제의 각 스트랜드는 연선되는 소선들의 선경 조합에 의하여 연선되는 형태가 달라지며 그 대표적인 형태로는 워링톤(Warrington)형, 필러(filler)형 및 씰(seal)형 등이 있다.The number of wires described above is basic by using wires of similar wire diameter, and the actual strands are stranded by a combination of wire diameters of stranded wires. The representative types thereof are Warrington type and filler type. And seal types.
도 2의 (가)에는 워링톤형을, (나)에는 씰형을, (다)에는 필러형의 스트랜드 구조를 도시하였다.In Fig. 2 (a), the warrington type, (b) the seal type, and (c) the strand structure of the filler type is shown.
도시한 바와 같이, 워링톤형(21)은 비슷한 선경으로 이루어진 (1+6)의 중심(21A) 및 내층 소선(21B)에 6본씩의 대(21D)·소경(21C) 소선이 교차하며 배열되고, 씰형(22)은 1본의 중심 소선(22A)을 가는 내층 소선(22B)이 둘러 싸고, 그 위에 9본의 굵은 외층 소선(22C)이 내층 소선(22B) 간의 골을 채우는 듯이 꼬여져 있다.As shown in the figure, the Warington type 21 is arranged in the center 21A of the (1 + 6) and inner layer 21B of 6 (21+) and 21C small wires which cross | intersects the element wire of the similar line diameter, and is arrange | positioned. The seal type 22 is twisted as if the inner layer wire 22B which goes through one center element wire 22A is enclosed, and nine thick outer layer wires 22C fill the valley between the inner layer element wires 22B on it. .
끝으로, 필러형(23)은 6본의 가는 필러 선(23B)을 제외하면 거의 같은 직경의 19본 소선(23A)으로 되어 있다. 6본의 필러 선(23B)은 외층선의 위치를 원형으로 안정화 시키기 위하여 내층과 외층 간의 틈새를 채우는 스페이서(spacer)의 역활을 담당하는 것이다.Finally, the pillar shape 23 is made of 19 element wires 23A having almost the same diameter except for six thin filler wires 23B. The six filler wires 23B play a role of a spacer filling a gap between the inner layer and the outer layer in order to stabilize the position of the outer layer line circularly.
상기의 설명을 근거로하여 현재 일반적으로 사용되고 있는 종래의 자동차 윈도우 레귤레이터용 와이어 케이블을 살펴보면, 도1의 (가)와 (나)에 도시한 바와 같이 8 ×7 + 1 ×19 및 7 ×7의 두 가지 구조를 하고 있다. 여기서, 처음 앞의 수는 스트랜드의 수를, 뒤의 수는 각 스트랜드의 소선 수를, 그리고 ‘+ ’다음에 오는 숫자 1은 중심 스트랜드의 수를, 19는 중심 스트랜드의 소선 수를 뜻한다.On the basis of the above description, a wire cable for a conventional automotive window regulator which is currently generally used, as shown in (a) and (b) of FIG. 1, has a size of 8x7 + 1x19 and 7x7. It has two structures. Here, the number before the first is the number of strands, the number after the strand is the number of strands of each strand, the number 1 after the '+' is the number of the strands at the center, and 19 is the number of strands at the center strand.
상기의 두 가지 구조 중에서 전자는(11) 주로 승용차에 사용되며, 후자(12)는 상용차, 승합차 등의 일반 차량에 사용되고 있다.Of the two structures described above, the former (11) is mainly used in passenger cars, the latter 12 is used in general vehicles such as commercial vehicles, vans.
그런데, 7 ×7 구조는 비슷한 선경의 소선으로 스트랜드를 구성하고, 동일 구조의 스트랜드로서 케이블을 구성하므로써, 내마모성이 양호하여 마모 조건이 가혹한 곳에서 유용하게 사용될 수 있으며 구조가 간단하여 형태파괴를 일으키기 어렵다는 장점이 있다.However, the 7 × 7 structure is composed of strands of similar wire diameters, and the cable of the same structure as the strand, the wear resistance is good, can be useful in places where the wear conditions are severe, and the structure is simple to cause form breakage It has the advantage of being difficult.
그러나, 자동차 윈도우 레귤레이터에 부착되어 회전하는 시브(sheave)나 드럼(drum)과 같이 직경이 작은 회전체에 감겨 왕복 운동을 하면서 동력을 전달할 경우에는 케이블의 유연성이 떨어지기 때문에 케이블이 시브나 드럼에서 이탈되기 쉽고, 부족한 유연성때문에 피로 저항성이 낮아 단선 횟수가 증가하는 문제점이 있다.However, when the power is transmitted while reciprocating by winding around a small diameter rotor such as a rotating sheave or drum attached to an automobile window regulator, the cable is less flexible, so the cable It is easy to be separated, and due to insufficient flexibility, there is a problem in that the number of disconnections is low because of low fatigue resistance.
그리고, 상기 8 ×7 + 1 ×19 구조의 케이블(11)은 외층 스트랜드를 구성하는 소선보다 선경이 작은 소선을 사용하여 중심 스트랜드를 1 ×7 구조에서 1 ×19 구조로 변경 적용하므로써 7 ×7 구조의 케이블 보다 우수한 유연성과 피로 저항성을 갖는다.The cable 11 of the 8 × 7 + 1 × 19 structure is changed to 7 × 7 by applying the center strand from the 1 × 7 structure to the 1 × 19 structure using an element wire having a smaller wire diameter than the element wire constituting the outer layer strand. Better flexibility and fatigue resistance than cable of construction.
그러나, 중심 스트랜드를 구성하는 소선 수가 많아 그 제조가 까다롭고, 제품의 원가가 상승되는 단점이 있다.However, the number of wires constituting the central strand is difficult to manufacture, and the cost of the product increases.
따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 외층 스트랜드 모두와 접촉하고 있는 중심 스트랜드의 구조를 바꿔줌으로써 중심 스트랜드의 유연성을 높여 피로 저항성을 향상시키고, 중심 스트랜드의 연 구조를 평행연이 아닌 접촉연 상태로 하여 중심 소선에 부여되는 외부 하중과 그에 따른 소선 간의 마찰력을 분산시킴으로써 제품의 수명을 연장하면서도 제품 원가 상승을 최소화 할수 있는 와이어 케이블의 제공에 본 고안의 목적이 있다.Therefore, in order to solve the above problems, by changing the structure of the center strand in contact with all the outer layer strands, the flexibility of the center strand is increased to improve the fatigue resistance, and the lead structure of the center strand is in the contact edge state instead of parallel. It is an object of the present invention to provide a wire cable that can minimize the rise in product cost while extending the life of the product by dispersing the external load applied to the center element and the friction force between the elements.
도 1의 (가)와 (나)는 종래의 자동차 윈도우 레귤레이터용 와이어 케이블의 단면도로서,1 (a) and (b) are cross-sectional views of a wire cable for a conventional vehicle window regulator,
(가)는 8 ×7 + 1 ×19 구조이고,(A) is 8 × 7 + 1 × 19 structure,
(나)는 7 ×7 구조다.(B) is 7 × 7 structure.
도 2의 (가) 내지 (다)는 대표적인 1 ×19 구조의 단면도로서,2 (a) to 2 (c) are cross-sectional views of a representative 1 × 19 structure.
(가)는 워링톤형이고,(A) is Warrington type,
(나)는 씰형이며,(B) is seal type,
(다)는 필러형이다.(C) is filler type.
도 3의 (가)와 (나)는 본 고안의 일실시예에 따른 와이어 케이블에 대한 것으로서,3 (a) and (b) is for a wire cable according to an embodiment of the present invention,
(가)는 사시도이고,(A) is a perspective view,
(나)는 단면도이다.(B) is sectional drawing.
((도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명))((Explanation of symbols for main part of drawing))
21. 워링톤형 스트랜드 22.씰형 스트랜드21. Warrington strand 22. Sealed strand
23. 필러형 스트랜드23. Filler Strand
본 고안의 상기 목적은 (1 ×7)구조의 중심 스트랜드와 중심 스트랜드와 동일한 6본의 외층 스트랜드로 구성되는 종래의 와이어 케이블(12)에 있어서 중심 스트랜드의 구조(12A)를 워링톤형(21)과 거의 비슷한 형태이면서, 중심 소선의 상대적인 선경을 작게하여 전체적인 소선의 수가 기본적인 19연선 구조보다 적은 16연선 구조로 변경·적용하고, 상기와 같이 변경된 중심 스트랜드을 다소간 압착·감경하므로써 달성된다.The above object of the present invention is to provide the structure of the core strand 12A in the conventional wire cable 12 composed of the center strand of the (1 × 7) structure and the six outer layer strands identical to the center strand. It is achieved by modifying and applying a 16 stranded wire structure in which the relative number of the elemental wires is smaller than that of the basic 19 stranded wire structure by reducing the relative wire diameter of the center wire, which is almost similar to, and compressing and reducing the changed center strands as described above.
본 고안 와이어 케이블의 중심 스트랜드는 종래의 기본적인 와이어 구조와 달리 16연선이나 6본의 외층 스트랜드는 종래와 같이 7연선으로 구성되며, 중심 스트랜드는 중심 소선의 선경을 가능한 작게 선정하므로써 내층 소선 수와 구조를 단순화 하였다.Unlike the conventional basic wire structure, the center strand of the wire cable of the present invention has 16 stranded strands or 6 outer strands composed of 7 stranded strands as in the prior art, and the center strand has the number and structure of inner layer wires by selecting as small as possible the diameter of the center strand. To simplify.
본 고안의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용 효과에 대한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조한 아래의 상세한 설명에 의해서 명확히 이해될 것이다.Details of the above object and technical configuration of the present invention and the effects thereof according to the present invention will be clearly understood by the following detailed description with reference to the drawings showing preferred embodiments of the present invention.
먼저, 도3의 (가)와 (나)는 본 고안의 바람직한 실시예인 와이어 케이블의 사시도와 단면도로서, 중심 스트랜드(30)는 가장 작은 선경의 중심 소선(31)을 5본의 내층 소선(32)이 그 외주면을 둘러 싸고 있으며 내층 소선(32)의 주위를 두 가지 선경의 소선들(33)(34)이 교대로 에워 싸고 있는 구조이다. 이때, 각 소선 선경의 대소는 중심 소선(31), 소 외층 소선(34), 내층 소선(32), 대 외층 소선(33)의 순서로 커진다.First, Figure 3 (a) and (b) is a perspective view and a cross-sectional view of a wire cable which is a preferred embodiment of the present invention, the center strand 30 is a five-layer inner wire 32 of the center wire 31 of the smallest wire diameter ) Surrounds the outer circumferential surface, and the wires 33 and 34 of two wire diameters are alternately enclosed around the inner layer wire 32. At this time, the size of each element wire diameter becomes large in order of the center element wire 31, the small outer layer element wire 34, the inner layer element wire 32, and the outer layer element wire 33.
그리고, 외층 스트랜드(35)를 구성하는 소선(36)은 중심 소선(36A)의 직경이 외층 소선(36B)보다 다소 크며, 이 외층 소선(36B)은 중심 스트랜드(30)의 외층을 이루고 있는 대 외층 소선(33)과 거의 같은 선경을 갖는다.In addition, the element wire 36 constituting the outer layer strands 35 has a diameter of the center element wire 36A somewhat larger than that of the outer layer element wire 36B, and the outer layer element wire 36B forms the outer layer of the center strand 30. It has almost the same wire diameter as the outer layer wire 33.
본 고안 와이어 케이블(38)의 상기 중심 스트랜드(30)를 개선한 사항 외의 또다른 특징은 케이블의 중심 스트랜드(30)를 1∼5% 정도 감경되도록 압착하여 소선들 간의 연 구조를 평행연 구조에서 접촉연 구조를 갖도록 한 후에 외층 스트랜드와 연선하여 케이블을 만든다는 것이다.Another feature other than the improvement of the center strand 30 of the wire cable 38 of the present invention is that the center strand 30 of the cable is compressed to reduce 1 to 5% of the strand structure between the strands in the parallel strand structure. After having the contact lead structure, the cable is stranded with the outer layer strands.
여기서, 압착율을 1∼5%로 하는 것은 1% 보다 압착율이 작으면 중심 스트랜드의 소선들 간 접촉 면적 증대에 의한 하중 및 마찰력의 분산 효과가 미미하게 되고, 5%를 초과하면 소선들 간의 접촉 면적이 너무 크게 되어 서로 간의 움직임을 억제하므로써 오히려 스트랜드의 유연성이 떨어지게 된다.Here, the compression rate of 1 to 5% is less than 1% if the compression rate is less than 1%, the effect of dispersing the load and friction force due to the increase of the contact area between the wires of the center strand is negligible, if it exceeds 5% between the wires The contact area becomes so large that the movement of each other is suppressed, which leads to the inflexibility of the strands.
본 고안의 바람직한 실시예와 종래의 와이어 케이블에 대한 기계적 특성치는 다음과 같다.Mechanical properties of the preferred embodiment of the present invention and the conventional wire cable are as follows.
* 파단 강도 측정에 적용된 인장 하중은 2600 N/mm2이다.* The tensile load applied to the fracture strength measurement is 2600 N / mm 2 .
상기 표1에서 알 수 있듯이 연선 구조의 변화와 감경에 의해서 파단 강도는 15% 이상, 충진율은 10% 이상 개선됨을 알 수 있다.As can be seen from Table 1, it can be seen that the breaking strength is improved by 15% or more and the filling rate is increased by 10% or more due to the change and reduction of the strand structure.
그리고, 파단 강도와 충진율이 향상되므로써 와이어 케이블이 실제의 반복 작동 상황에서 가져야 할 적절한 피로 저항성에 어느 정도의 개선 효과를 갖는지 조사한 것이 아래의 피로 시험 결과 표이다.In addition, the fatigue test result table shows how the improvement in breaking strength and filling rate has a significant effect on the proper fatigue resistance that the wire cable should have in actual repeated operation.
상기 피로 시험 조건은 시험 대상 케이블을 70 N의 하중이 부여된 상태에서 7회/분 씩 200mm의 거리를 왕복 운동시켰으며, 왕복 운동 시 직경 30mm 드럼 2개와 직경 19mm 볼베어링 2개를 이용하여 케이블에 굴곡 변화를 주었다.In the fatigue test conditions, the cable to be tested was reciprocated at a distance of 200 mm at 7 times / min with a load of 70 N. The reciprocating motion was performed using two 30 mm diameter drums and two 19 mm diameter ball bearings. Gave a change in flexion.
상기 표2에서 알 수 있듯이 피로 저항성도 본 고안의 와이어 케이블이 종래의 케이블보다 30% 이상 향상되었음을 알 수 있다.As can be seen in Table 2, the fatigue resistance can be seen that the wire cable of the present invention is improved by 30% or more than the conventional cable.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 소형 기계 장치용 와이어 케이블은 중심 스트랜드를 이루는 소선의 선경이 감소하고 그 수가 7본에서 16본으로 증가함에 따라 중심 스트랜드 자체의 유연성이 증가하여 소형 시브나 드럼에 의한 굴곡 왕복 운동시 그 내구성이 향상되는 효과가 있다.As described above, the wire cable for a small mechanical device of the present invention increases the flexibility of the center strand itself as the wire diameter of the strands forming the center strand decreases and the number thereof increases from 7 to 16, thus providing a compact sheave or drum. Due to the bending reciprocating motion there is an effect that the durability is improved.
또한, 와이어 케이블로 최종 연선 전에 중심 스트랜드를 압착하여 감경시키므로써 소선들 간의 접촉 면적이 증대되어 면압이 감소하므로써 마찰력의 분산이 이루어져 마찰에 의한 소선의 단선 발생율을 줄여 주는 잇점이 있다.In addition, by compressing and reducing the center strand prior to the final twisted wire with a wire cable, the contact area between the wires is increased to reduce the surface pressure, thereby reducing the frictional force, thereby reducing the disconnection rate of the wire due to friction.
그리고, 중심 스트랜드의 구조가 종래의 제품과는 다르기 때문에 최종 사용시 중심 스트랜드만 살펴보면 제품의 출처를 쉽게 파악할 수 있는 잇점도 있는 바, 본 고안의 와이어 케이블은 특히 유연성과 내마모성이 중요한 소형 기계 장치에 유용하게 활용될 수 있을 것이다.In addition, since the structure of the center strand is different from the conventional product, there is an advantage that the source of the product can be easily identified by looking only at the center strand in the end use, and the wire cable of the present invention is particularly useful for small machines where flexibility and wear resistance are important. Can be utilized.
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Legal Events
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