WO2013021862A1

WO2013021862A1 - ケーブル及び操作力伝達装置

Info

Publication number: WO2013021862A1
Application number: PCT/JP2012/069448
Authority: WO
Inventors: 雅史田浦; 一樹土谷; 柘植　美勝
Original assignee: 中央発條株式会社
Priority date: 2011-08-10
Filing date: 2012-07-31
Publication date: 2013-02-14
Also published as: JP2013036577A; US20140157940A1

Abstract

　ケーブル２０は、ケーブル本体２４ａと、ケーブル本体の少なくとも一方の端部に固定された金具２２ａと、ケーブル本体の表面のうち金具に覆われていない部分を少なくとも被覆する被覆コート３２ａを備えている。ケーブル本体２４ａは、金具が固定された側の端部に、ケーブル軸線に対して直交する方向に膨出する膨出部３０ａを有している。金具２２ａは、ケーブル本体の膨出部の周囲を取囲んでいる。金具が固定された側の被覆コートの先端は、金具内に位置している。ケーブル本体の膨出部と前記の被覆コートの先端の間には間隔ａが形成されている。

Description

ケーブル及び操作力伝達装置

　本明細書に開示の技術は、ケーブルに関する。

　特公昭５１－８８１９号公報は、従来技術に係るケーブルを開示する。このケーブルは、ケーブル本体と、ケーブル本体の端部に固定された金具と、ケーブル本体の表面を被覆する被覆コートを備えている。ケーブル本体の端部には、ケーブル軸線に対して直交する方向に膨出する膨出部が形成されている。被覆コートは、ケーブル本体の膨出部の根元までを被覆している。金具は、被覆コートの先端とケーブル本体の膨出部の周囲を取囲むように、ケーブル本体に固着されている。

　この種のケーブルは、一般的に、入力装置（例えば、操作レバー等）に入力される操作力を出力装置（例えば、ブレーキ装置等）に伝達するために用いられる。このため、ケーブルには操作毎に応力が繰返し発生し、ケーブルには所望の耐久性（すなわち、ケーブルを所望の回数だけ操作しても破壊しないこと）が求められる。ケーブルの耐久性は、通常、ケーブル本体の径と、ケーブル本体の材質等によって決まる。このため、ケーブルを設計する際は、まず、ケーブルに求められる耐久性と、ケーブルに発生する応力とを考慮して、ケーブルの諸元を仮決定する。次いで、実際にケーブルを試作し、試作したケーブルの耐久性を実験によって確認するようにしている。

　しかしながら、特公昭５１－８８１９号公報に示される従来構造のケーブルでは、特定の用途（例えば、自動車のパーキングブレーキ装置等）に用いられる場合、ケーブルに作用する応力が低いと考えられるときであっても、所望の回数よりも少ない回数でケーブルが破壊してしまうことがあった。このような場合、所望の耐久性が得られるまでケーブル諸元の見直しが行われ、比較的に径の大きなケーブルが用いられることとなる。径の大きなケーブルは、その分だけ材料量が多くなり、重量やコストの増加等の問題が生じる。

　本明細書は、ケーブル径を大きくすることなく耐久性を高めることができるケーブルを提供することを目的とする。

　本願発明者らが、ケーブルの破壊原因を探求した結果、下記のことが分かった。すなわち、（１）ケーブルは、ケーブル本体の膨出部の根元（すなわち、被覆コートの先端）で破壊していること、（２）ケーブルが早期に破壊した特定の用途では、ケーブルの操作中に、ケーブル本体の軸線が取付け側の部材（すなわち、金具）に対して傾いた状態やねじれた状態となることが分かった。これらの知見から、ケーブル本体が取付け側の部材に対して傾斜した状態やねじれた状態でケーブルに操作力が作用することで、ケーブル本体にはこじり力が作用し、このことが、ケーブル本体が早期に破壊する原因であると考えられた。上記の考察に基づいて、本明細書に開示のケーブルは創作された。

　本明細書に開示のケーブルは、ケーブル本体と、ケーブル本体の少なくとも一方の端部に固定された金具と、ケーブル本体の表面のうち金具に覆われていない部分を少なくとも被覆する被覆コートと、を備えている。ケーブル本体は、金具が固定された側の端部に、ケーブル軸線に対して直交する方向に膨出する膨出部を有している。金具は、ケーブル本体の膨出部の周囲を取囲んでいる。金具が固定された側の被覆コートの先端は、金具内に位置している。そして、ケーブル本体の膨出部と前記の被覆コートの先端の間には間隔が形成されている。なお、上記の被覆コートは、ケーブル本体の表面のうち金具に覆われていない部分を少なくとも被覆するものであればよく、ケーブル本体の表面のうち金具に覆われる部分が被覆コートで被覆されていてもよい。

　このケーブルでは、ケーブル本体の膨出部と被覆コートの先端の間に間隔が形成されている。このため、ケーブルに作用する引張力は、ケーブル本体の膨出部の根元で大きくなる一方、ケーブル本体に作用するこじり力は、膨出部の根元ではなく、被覆コートの先端の位置で大きくなる。その結果、ケーブル本体の膨出部の根元に発生する応力が抑制され、ケーブルの耐久性を向上することができる。また、このケーブルでは、膨出部と被覆コート先端の間に間隔を形成するだけでよいので、ケーブルの径が大型化することを抑制することができる。

　上記のケーブルでは、ケーブル本体の膨出部と被覆コートの先端との間の間隔が１ｍｍ以上であることが好ましい。本願発明者らが行った実験によると、膨出部と被覆コートの先端との間隔を１ｍｍ以上とすることで、充分な耐久性を得ることができた。

　上記のケーブルは、例えば、操作力伝達装置に好適に用いることができる。すなわち、本明細書に開示する操作力伝達装置は、プレート部材と、一端がプレート部材に接続される一方で他端が入力装置に接続される第１ケーブルと、一端がプレート部材に接続される一方で他端が第１出力装置に接続される第２ケーブルと、一端がプレート部材に接続される一方で他端が第２出力装置に接続される第３ケーブルと、を備えている。入力装置に入力された操作力は、プレート部材と第１、第２及び第３ケーブルを介して第１出力装置と第２出力装置に伝達される。第１ケーブルと第２ケーブルと第３ケーブルの少なくとも一つに、上記のケーブルが用いられている。

　この操作力伝達装置では、入力装置に入力された操作力が第１ケーブルを介してプレート部材に伝達される。プレート部材に伝達された操作力は、第２ケーブルを介して第１出力装置に伝達されると共に、第３ケーブルを介して第２出力装置に伝達される。入力装置への１つの入力を２つの出力装置に分配するため、第１、第２及び第３ケーブルの軸線はプレート部材に対して傾斜した状態やねじれた状態となることがある。このため、第１、第２及び第３ケーブルのいずれかを上記のケーブルとすることで、その耐久性を好適に向上することができる。

実施例に係る操作力伝達装置の概略構成を説明するための図。ケーブル端部の断面図（側方から見た図）。ケーブル端部の断面図（上方から見た図）。耐久回数と直線部の長さ（膨出部と被覆コート先端との距離）の関係を示すグラフ。

　本実施例に係る操作力伝達装置１０を説明する。操作力伝達装置１０は、自動車等の車両のパーキングブレーキ装置に用いられる。図１に示すように、操作力伝達装置１０は、イコライザ（請求項でいうプレート部材の一例に相当）１２と、イコライザ１２に一端が取付けられた第１～３ケーブル２０ａ，２０ｂ，２０ｃを備えている。

　イコライザ１２は、平面視すると略矩形状のプレート部材であり、その長手方向が車体の幅方向と一致するように配置される。イコライザ１２には取付孔１４ａ～１４ｃが形成されている。取付孔１４ａは、イコライザ１２の長手方向の略中央で、かつ、車体の前方側となる位置に配置されている。取付孔１４ｂ，１４ｃは、イコライザ１２の長手方向の両端部に配置されている。取付孔１４ｂ，１４ｃは、第１ケーブル２０ａの軸線に対して互いに対称の位置に配置され、また、取付孔１４ａよりも車体の後方側となる位置に配置されている。

　第１ケーブル２０ａは、その一端がイコライザ１２の取付孔１４ａに取付けられ、その他端が図示しないブレーキレバーに接続される。第２ケーブル２０ｂは、その一端がイコライザ１２の取付孔１４ｂに取付けられ、その他端が図示しないブレーキ装置（すなわち、左後輪側のブレーキ装置）に接続される。第３ケーブル２０ｃは、その一端がイコライザ１２の取付孔１４ｃに取付けられ、その他端が図示しないブレーキ装置（すなわち、右後輪側のブレーキ装置）に接続される。各ケーブル２０ａ，２０ｂ，２０ｃに付与する張力をそれぞれ調整することで、イコライザ１２がブレーキレバーと左右のブレーキ装置の間に保持される。

　次に、第１ケーブル２０ａ，第２ケーブル２０ｂ，第３ケーブル２０ｃを説明する。なお、第１ケーブル２０ａと第２ケーブル２０ｂと第３ケーブル２０ｃは全て同一構成であるため、ここでは、第１ケーブル２０ａのみを説明する。図２，３に示すように、第１ケーブル２０ａは、ケーブル本体２４ａと、ケーブル本体２４ａの表面を被覆する被覆コート３２ａと、ケーブル本体２４ａの端部に設けられた金具２２ａを有している。

　ケーブル本体２４ａは、例えば、芯線と、芯線の回りに螺旋状に巻かれた複数本の側線とで構成することができる。芯線と側線には、複数本の鋼線を撚り合わせた撚線を用いることができる。鋼線の素材には、例えば、硬鋼線、ステンレス線、オイルテンパー線（例えば、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。芯線と側線の表面には、防錆等を目的として亜鉛メッキを施すことができる。なお、ケーブル本体２４ａ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る。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。ケーブル本体２４ａの径ｘは、ケーブル本体２４ａに作用する操作力に応じて適宜決定することができ、例えば、φ１．０～４．０ｍｍとすることができる。

　ケーブル本体２４ａの両端には、ケーブル軸線に対して直交する方向に膨出する膨出部３０ａが形成されている。なお、図２では、ケーブル本体２４ａのイコライザ１２側の端部のみが図示されているが、ケーブル本体２４ａのブレーキレバー側の端部もイコライザ１２側の端部と同様の構成となっている。以下の説明では、イコライザ１２側の端部について説明する。膨出部３０ａは、ケーブル本体２４ａの一部（すなわち、ケーブル本体２４ａの端から所定の長さの部分）をケーブル軸方向に圧縮してケーブル軸に対して直交する方向に塑性変形させることで形成することができる。膨出部３０ａのケーブル軸線方向の寸法（図２のｃ）は、ケーブル本体２４ａの径ｘ（膨出部３０ａ以外の部分の径）の０．５～２．０倍とすることが好ましい。また、膨出部３０ａのケーブル軸に対して直交する方向の寸法（図２のｅ）は、ケーブル本体２４ａの径ｘ（膨出部３０ａ以外の部分の径）の１．５～３．０倍とすることが好ましい。膨出部３０ａを上記のような寸法とすることで、ケーブル本体２４ａと金具２２ａとを強固に結合することがでる。これによって、ケーブル本体２４ａに比較的に大きな引張力が作用しても、ケーブル本体２４ａと金具２２ａとが分離してしまうことを防止することができる。

　被覆コート３２ａは、ケーブル本体２４ａの両端部を除いた中央部２６ａの表面に形成されている。被覆コート３２ａは、シール目的の樹脂（例えば、ＰＡ６６，ＰＡ１１，ＰＥ等）によって形成されている。被覆コート３２ａの先端は、金具２２ａ内に位置する。すなわち、被覆コート３２ａとケーブル本体２４ａとの隙間が、金具２２ａによって閉じられている。これによって、被覆コート３２ａとケーブル本体２４ａとの隙間に水分が浸入することが防止されている。被覆コート３２ａが金具２２ａ内に位置する寸法ｂ（ケーブル軸方向の長さ）は、０．５ｍｍ以上とすることが好ましい。寸法ｂを０．５ｍｍ以上とすることで、被覆コート３２ａとケーブル本体２４ａとの隙間に水分が浸入することを好適に防止することができる。一方、金具２２ａの大型化を防止する観点から、寸法ｂは２．０ｍｍ以下とすることが好ましい。

　また、被覆コート３２ａの先端と膨出部３０ａの間には間隔が空けられている。これによって、ケーブル本体２４ａは、金具２２ａ内に位置すると共に、被覆コート３２ａに覆われておらず、かつ、径が一定となる直線部２８ａを有する。すなわち、ケーブル本体２４ａは、被覆コート３２ａと膨出部３０ａの間に位置し、かつ、金具２２ａ内に位置している直線部２８ａを有する。直線部２８ａのケーブル軸方向の寸法ａは、１．０ｍｍ以上とすることが好ましい。直線部２８ａの寸法ａを１．０ｍｍ以上とすることで、後述する実験で示されるように、第１ケーブル２０ａの耐久性を飛躍的に向上することができる。また、直線部２８ａの寸法ａを１．０ｍｍ以上とすることで、ケーブル本体２４ａと金具２２ａを強固に結合することができる。なお、直線部２８ａの寸法ａは、金具２２ａの大型化を防止する観点から、３．０ｍｍ以下とすることが好ましい。

　金具２２ａは、イコライザ１２の第１取付孔１４ａに倣った外形形状（すなわち、円筒形状）に形成されている。金具２２ａを第１取付孔１４ａに嵌合させることで、第１ケーブル２０ａがイコライザ１２に取付けられる。金具２２ａは、ケーブル本体２４ａの膨出部３０ａ及び直線部２８ａと被覆コート３２ａの先端を取り囲むように、ケーブル本体２４ａに固着されている。金具２２ａは、インサート成形によって、ケーブル本体２４ａと一体に成形することができる。金具２２ａには、例えば、ケーブル本体２４ａとの密着性のよい亜鉛（ダイカスト）のような金属を用いることができる。なお、金具２２ａの外径（図２のｄ）は、ケーブル本体２４ａの径ｘ（膨出部３０ａ以外の部分の径）の２．５～５．０倍とすることが好ましい。

　なお、上述した第１ケーブル２０ａは、図示しないアウタケーシングによって案内され、イコライザ１２とブレーキレバーの間を配索されている。ただし、第１ケーブル２０ａがアウタケーシング無しで配索できる場合は、アウタケーシングを不要とすることができる。

　上述した操作力伝達装置１０では、操作者がブレーキレバーを操作すると、その操作力が第１ケーブル２０ａを介してイコライザ１２に伝達される。イコライザ１２に伝達された操作力は、第２ケーブル２０ｂを介してブレーキ装置（左後輪側）に伝達されると共に、第３ケーブル２０ｃを介してブレーキ装置（右後輪側）に伝達される。これによって、左右の後輪にブレーキ力が付与される。

　上述したように、イコライザ１２は、各ケーブル２０ａ，２０ｂ，２０ｃに作用する張力によって、ブレーキレバーと左右のブレーキ装置の間に保持されている。各ケーブル２０ａ，２０ｂ，２０ｃの配索経路が異なること等によって、例えば、イコライザ１２が水平状態から傾いた状態（図１の左右両側の高さ方向の位置が異なる状態）となったり、図１の左右両端部が車体の前後方向にずれた状態となったりする。これによって、ケーブル２０ａ，２０ｂ，２０ｃでは、ケーブル本体の軸線が金具に対して傾斜した状態（例えば、図２の傾斜角αが０°ではない状態や、図３の傾斜角βが０°ではない状態）や、ねじれた状態となる。このため、各ケーブル２０ａ，２０ｂ，２０ｃには、引張力に加えてこじり力が作用する。

　ここで、各ケーブル２０ａ，２０ｂ，２０ｃでは、ケーブル本体（２４ａ）の膨出部（３０ａ）と被覆コート（３２ａ）の先端の間には間隔が形成されている。すなわち、ケーブル本体（２４ａ）は、膨出部（３０ａ）と被覆コート（３２ａ）の間に直線部（２８ａ）を有している。このため、各ケーブル２０ａ，２０ｂ，２０ｃに作用する引張力は、ケーブル本体（２４ａ）の膨出部（３０ａ）の根元で大きくなる一方、ケーブル本体（２４ａ）に作用するこじり力は、膨出部（３０ａ）の根元ではなく、被覆コート（３２ａ）の先端の位置（図２，３のＡ点）で大きくなる。その結果、ケーブル本体（２４ａ）の膨出部（３０ａ）の根元に発生する応力が抑えられ、各ケーブル２０ａ，２０ｂ，２０ｃの耐久性を向上することができる。また、各ケーブル２０ａ，２０ｂ，２０ｃでは、膨出部（３０ａ）と被覆コート先端の間に間隔を形成するだけでよいので、各ケーブル２０ａ，２０ｂ，２０ｃの径が大型化することもない。

　図４は、上述したケーブル２０ａ，２０ｂ，２０ｃを実際に製作して耐久試験を行った結果を示すグラフである。耐久試験に用いたケーブルでは、ケーブル本体の径ｘをφ３．０ｍｍとし（ただし、被覆コートにより被覆された部分ではφ３．６ｍｍ）、膨出部３０ａのケーブル軸線方向の寸法（図２のｃ）を４．０ｍｍとし、膨出部３０ａのケーブル軸に対して直交する方向の寸法（図２のｅ）を６．０ｍｍとし、被覆コート３２ａが金具２２ａ内に位置する長さｂを０．５ｍｍとし、金具２２ａの外径ｄを１０．０ｍｍとした。そして、ケーブル本体の直線部の長さａを変えたケーブルをそれぞれ試作し、それら試作された複数本のケーブルについて耐久性を実験した。具体的には、ケーブルに対して予め定められた荷重（１１００Ｎ）を繰り返し作用させ、ケーブルが破壊するまでの回数を測定した。なお、荷重を繰り返し作用させる回数の上限は２０万回とした。また、ケーブル軸線の傾斜角度（図２のα）は、０°，１０°，２５°とした。

　図４に示すように、ケーブル軸線の傾斜角αが０°のときは、直線部が０ｍｍのケーブルでも耐久回数が２０万回となった。すなわち、応力を２０万回作用させてもケーブルは破壊しなかった。ただし、ケーブル軸線の傾斜角αを１０°，２５°とすると、直線部が０ｍｍのケーブルは５万回程度で破壊した。また、ケーブル軸線の傾斜角αを１０°，２５°としても、直線部を有するケーブル（直線部の長さが０ｍｍでないケーブル）は、直線部を有しないケーブル（直線部の長さが０ｍｍのケーブル）と比較して、耐久性が高くなった。特に、直線部が１ｍｍ以上となるケーブルでは、ケーブル軸線の傾斜角αを１０°，２５°としても、耐久回数は２０万回となった。したがって、直線部を１．０ｍｍ以上に設定することで、ケーブルの耐久性を飛躍的に向上することができることが確認できた。

　以上、本明細書に開示の技術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、上述した実施例は、自動車のパーキング装置に関するものであったが、本明細書に開示のケーブルはその他の種々の用途に用いることができる。例えば、パワースライドドアや、シートケーブルや、ドアロックケーブルに用いることができる。

　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。

Claims

　ケーブル本体と、
　ケーブル本体の少なくとも一方の端部に固定された金具と、
　ケーブル本体の表面のうち金具に覆われていない部分を少なくとも被覆する被覆コートと、を備えており、
　ケーブル本体は、金具が固定された側の端部に、ケーブル軸線に対して直交する方向に膨出する膨出部を有しており、
　金具は、ケーブル本体の膨出部の周囲を取囲んでおり、
　金具が固定された側の被覆コートの先端は、金具内に位置しており、
　ケーブル本体の膨出部と前記の被覆コートの先端の間には間隔が形成されていることを特徴とするケーブル。
　ケーブル本体の膨出部と被覆コートの先端との間の間隔が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。
　プレート部材と、
　一端がプレート部材に接続される一方で他端が入力装置に接続される第１ケーブルと、
　一端がプレート部材に接続される一方で他端が第１出力装置に接続される第２ケーブルと、
　一端がプレート部材に接続される一方で他端が第２出力装置に接続される第３ケーブルと、を備えており、
　入力装置に入力された操作力は、プレート部材と第１、第２及び第３ケーブルを介して第１出力装置と第２出力装置に伝達され、
　第１ケーブルと第２ケーブルと第３ケーブルの少なくとも一つが請求項１又は２に記載のケーブルであることを特徴とする操作力伝達装置。