(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
心線と、その心線の回りに螺旋状に設けた１〜３本の単ストランドからなる突条と、その突条の上から心線の回りに突条の螺旋方向と逆の撚り方向で螺旋状に巻き付けた９〜２０本の側ストランドとからなり、前記突条の螺旋のピッチが心線に巻き付ける側ストランドの螺旋のピッチの０．５〜５倍であるコントロールケーブル用のインナーケーブル。
【請求項２】
前記心線が複数本の素線を撚り合わせたものである請求項１記載のインナーケーブル。
【請求項３】
前記心線が単線である請求項１記載のインナーケーブル。
【請求項４】
外周面に１本の螺旋状の突条が一体に設けられた心線と、その突条の上から心線の回りに突条の螺旋方向と逆の撚り方向で螺旋状に巻き付けた複数本の側ストランドとからなり、
それら側ストランドが下側の突条の螺旋に沿って順番に突出することにより、その外面に山形に突出する部位が螺旋状に延びているコントロールケーブル用のインナーケーブル。
【請求項５】
複数本の素線を撚り合わせた心線と、
その心線の回りに螺旋状に設けた突条と、
その突条の上から心線の回りに突条の螺旋方向と逆の撚り方向で螺旋状に巻き付けた複数本の側ストランドとからなり、
前記心線が、１本の中心線とその周囲に撚り合わせた複数本の素線とからなり、それらの周囲の素線のうち１本が他の素線より太く、その突出している部分が前記突条となっており、
前記側ストランドが下側の突条の螺旋に沿って順番に突出することにより、その外面に山形に突出する部位が螺旋状に延びているコントロールケーブル用のインナーケーブル。
【請求項６】
請求項１、２、３、４または５記載のインナーケーブルと、そのインナーケーブルを摺動自在に案内するアウターケーシングとからなるコントロールケーブル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はコントロールケーブル用のインナーケーブル（内索）およびそれを用いたコントロールケーブルに関する。さらに詳しくは、自動車のシフトレバーとトランスミッションを連結するプッシュプルコントロールケーブルなどに用いられる、アウターケーシング（導管）とのクリアランスを少なくしてバックラッシュを低減しうるコントロールケーブル用のインナーケーブル、およびそれを用いたコントロールケーブルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的にコントロールケーブルにはアウターケーシングとインナーケーブルの間にクリアランスがあり、そのためインナーケーブルの往復操作にバックラッシュが生ずる。このようなバックラッシュを少なくするにはインナーケーブルとアウターケーシングのクリアランスをできるだけ小さくすることが考えられるが、その場合は荷重効率が低下したり、無負荷摺動抵抗が大きくなる。
【０００３】
このような問題を解消するため、特開平１０−１５９８３２号公報は、図７ａおよび図７ｂに示すように、心線１０１の回りに螺旋状に巻き付けられる側ストランド１０２、１０３のうち、１本または複数本の側ストランド１０３の外径を他の側ストランド１０２の外径よりも大きくしたプッシュプルコントロールケーブルのためのインナーケーブル１０４を提案している。このものは外径が大きいストランド１０３がアウターケーシングの内面とクリアランスなく密接し、しかも他の側ストランド１０２とアウターケーシングの内面との間にクリアランスが残っているので、荷重効率をそれほど低下させず、また負荷摺動抵抗をそれほど増大させずにバックラッシュをある程度低減させることができる。
【０００４】
しかしこのものは、１本または２〜３本の太い側ストランド１０３のみがアウターケーシングと強く摺接し、接触圧力が増加するので、負担が大きい。また太い側ストランド１０３の負担を減少させるためにその本数を増やすと、アウターケーシングとの接触面積が増加し、またクリアランスが少なくなるため、無負荷摺動抵抗値が増加する問題がある。さらに太い側ストランド１０３と細い側ストランド１０２とを組み合わせるので、材料管理や組立工程の管理が煩雑である。
【０００５】
他方、実開昭６３−１８０７１６号公報には、図７ｃに示すように、アウターケーシング１０５のライナー１０６の内面を四角形などの非円形断面とし、そのアウターケーシング１０５に通常のインナーケーブル１０７を挿入したコントロールケーブル１０８が開示されている。このものもインナーケーブル１０７とアウターケーシング１０５の間で部分的に密接させてクリアランスを少なくし、部分的に隙間を設けることにより、バックラッシュを少なくしうる利点がある。しかしライナー１０６の内面を非円形に精度よく加工することが困難で、寸法誤差が生ずる。また熱変形により摺動抵抗が大きくなる問題がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は従来品に比して荷重効率および無負荷摺動抵抗を悪化させることなく、バックラッシュを減少させることができ、しかも耐久性が高く、製造が容易なインナーケーブルおよびコントロールケーブルを提供することを技術課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のコントロールケーブル用のインナーケーブルは、心線と、その心線の回りに螺
旋状に設けた１〜３本の単ストランドからなる突条と、その突条の上から心線の回りに突条の螺旋方向と逆の撚り方向で螺旋状に巻き付けた９〜２０本の側ストランドとからなり、前記突条の螺旋のピッチが心線に巻き付ける側ストランドの螺旋のピッチの０．５〜５倍であることを特徴としている。
そのようなインナーケーブルでは、前記心線が複数本の素線を撚り合わせたものとすることができる。また、前記心線を単線とすることができる。
本発明のコントロールケーブル用のインナーケーブルの第２の態様は、外周面に１本の螺旋状の突条が一体に設けられた心線と、その突条の上から心線の回りに突条の螺旋方向と逆の撚り方向で螺旋状に巻き付けた複数本の側ストランドとからなり、それら側ストランドが下側の突条の螺旋に沿って順番に突出することにより、その外面に山形に突出する部位が螺旋状に延びていることを特徴としている。
本発明のコントロールケーブル用のインナーケーブルの第３の態様は、複数本の素線を撚り合わせた心線と、その心線の回りに螺旋状に設けた突条と、その突条の上から心線の回りに突条の螺旋方向と逆の撚り方向で螺旋状に巻き付けた複数本の側ストランドとからなり、前記心線が、１本の中心線とその周囲に撚り合わせた複数本の素線とからなり、それらの周囲の素線のうち１本が他の素線より太く、その突出している部分が前記突条となっており、前記側ストランドが下側の突条の螺旋に沿って順番に突出することにより、その外面に山形に突出する部位が螺旋状に延びていることを特徴としている。
【０００８】
本発明のコントロールケーブルは、前述のインナーケーブルと、そのインナーケーブルを摺動自在に案内するアウターケーシングとからなることを特徴としている。
【０００９】
【作用および発明の効果】
特定の側ストランドに着目すると、その下側の突条と重なる部位では突出し、他の部位では心線の表面に密着している。そして長さ方向の複数の部位で突条と重なり、それらの部位で突出している。またその側ストランドと隣接する側ストランドでは、単ストランドの螺旋が延びている向きにずれた部位で突条と重なり、その部位で緩やかな山形に突出する。したがって複数本の側ストランドの全体では、突条の螺旋に沿って順番に突出するので、インナーケーブル全体で、緩やかな山形に突出する部位が螺旋状に延びる突条が形成される。
【００１０】
そのため、そのインナーケーブルをアウターケーシング内に摺動自在に収容したとき、すべての側ストランドが部分的にアウターケーシングの内面と密接し、あるいは小さいクリアランスで摺接し、他の部分である程度のクリアランスが残ることになる。それにより荷重効率および無負荷摺動抵抗摺動抵抗がそれほど悪化せず、しかもバックラッシュが少なくなる。さらに複数本の側ストランドでアウターケーシングの内面と摺接するので、各側ストランドまたはアウターケーシングのライナー内面の負担が少ない。さらに側ストランドはすべて同じものを使用するので、材料管理および製造工程管理が容易である。またアウターケーシングは通常のものを使用しうる。
【００１１】
前記突条を心線の回りに螺旋状に巻いた単ストランドとする場合は、通常の心線を用いることができるので、製造が容易である。その場合、心線を太い単線とする場合は、押し引き両方向の力をスムーズに伝達することができる。また撚り線と異なり、心線の表面が滑らかであるので、単ストランドと複数本の側ストランドとからなる螺旋状の突条が均一な断面形状で構成される。そのため単ストランドとアウターケーシングの内面との密接を一層確実にしうる。
【００１２】
本発明のコントロールケーブルは、上記のインナーケーブルを用いているので、荷重効率が高く、無負荷摺動抵抗が少なく、バックラッシュが少なく、しかも製造が容易である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
つぎに図面を参照して本発明のインナーケーブルおよびコントロールケーブルの実施形態を説明する。図１ａは本発明のインナーケーブルの一実施形態を示す一部切り欠き斜視図、図１ｂは図１ａのII-II 線断面図、図１ｃは図１ａのIII-III 線断面図、図２ａおよび図２ｂはそれぞれ本発明のインナーケーブルの他の実施形態を示す断面図、図２ｃは本発明のコントロールケーブルの一実施形態を示す断面図、図３ａおよび図３ｂはそれぞれ本発明のインナーケーブルの他の実施形態を示す斜視図、図４は本発明のコントロールケーブルの効果を測定する方法を示す説明図、図５および図６はその測定結果を示すグラフである。
【００１４】
図１ａのインナーケーブル１０は、心線１１と、その心線の周囲にピッチ間の間隔をあけてＺ撚りに螺旋巻きした１本の単ストランド１２と、その単ストランドを覆うように心線１１回りにＳ撚りで螺旋巻きした複数本の側ストランド１３とから構成されている。隣接する側ストランド１３同士は、間隔を設けずにほぼ密接している。この実施形態では、側ストランド１３の本数は１５本である（図１ｂ参照）。なお単ストランドをＳ撚りとし、側ストランドをＺ撚りとしてもよい。
【００１５】
心線１１は従来のものと同じように、ＪＩＳＧ３５６０のＳＷＯ−ＡまたはＳＷＯ−Ｂの炭素鋼オイルテンパー線が好適に用いられる。直径はたとえば０．８〜３．５ｍｍ程度、とくに０．８〜２．６ｍｍ程度である。側ストランド１３については、従来と同様にＪＩＳ  Ｇ３５２１の硬鋼線が用いられる。側ストランド１３の本数はたとえば９〜２０本程度であり、撚りのピッチは８〜２２ｍｍ程度である。側ストランド１３の直径は心線１１の周囲に螺旋巻きする本数によって異なるが、通常は０．３〜１．０ｍｍ程度、とくに０．３〜０．６ｍｍ程度である。たとえば心線１１が１．６ｍｍで側ストランド１３の本数が１５本の場合、側ストランド１３の径は０．３５ｍｍ程度である。
【００１６】
前記単ストランド１２はたとえば  亜鉛めっき鋼線などが用いられ、直径は側ストランドの１／５〜１／２程度、とくに１／４〜１／３程度で、たとえば０．０９〜０．１２ｍｍ程度である。単ストランド１２の直径が大きすぎると側ストランド１３の突出が大きくなりすぎ、摩擦抵抗が大きくなり、単ストランドの直径が小さすぎるとバックラッシュの低減効果が少なくなるためである。また単ストランド１２の本数は通常は１本である。ただし後述するように２本あるいはそれ以上用いてもよい。
【００１７】
心線１１に単ストランド１２を巻き付ける方法は、側ストランド撚線機の先頭に単独の巻線機をレイアウトするなどの方法が採用される。巻き付ける条件は側ストランドピッチの等倍〜５倍程度のピッチで巻き付ける。その上に複数本の側ストランド１３を巻き付ける場合は、従来と同様にチューブラー型巻き付け機などが用いられ、従来と同程度の巻き付け張力などの条件下で巻き付ける。
【００１８】
上記のように構成されるインナーケーブル１０は、図１ｃに示すように、側ストランド１２の単ストランド１２を乗り越える部位１４が緩やかな山形に突出している。そして各隣接する側ストランド１３の突出する部位１４は、その下の単ストランド１２に沿って心線１１回りに螺旋状に延び、多数の山形に突出する部位が集まっていわば螺旋状の突条１５を形成している。したがって全体の形状で見れば、前述の特開平１０−１５９８３２号公報の従来のインナーケーブルと類似している。しかしその従来のケーブルでは１本の太い側ストランドによって螺旋状の突条が形成されるのに対し、図１ａのインナーケーブル１０では多くの側ストランド１３が集まって突条１５を形成している。
【００１９】
なお上記の実施形態では心線１１を１本の鋼線で構成しているが、図２ａに示すように、複数本の金属素線１６を撚り合わせたものを心線１１として採用することもできる。また複数本の金属素線１７を撚り合わせたものを側ストランド１３として採用することができる。さらに複数本の金属素線を寄り合わせたり束ねたりしたものを単ストランド１２とすることもできる。
【００２０】
前述の実施形態では単ストランド１２は１本であるが、図２ｂのように心線１１の周囲に等間隔で配列した３本の単ストランド１２を用いることもできる。また、２本あるいは４本以上の単ストランドを用いることもできる。ただし側ストランド１３の心線１１への密着範囲が少なくならないように、単ストランド１２同士の間隔は、無負荷摺動抵抗と荷重効率のバランスを考え、側ストランド１２ピッチの０．５〜５倍程度にするのが好ましい。
【００２１】
上記のインナーケーブル１０は図２ｃに示すように、アウターケーシング（導管）２０内に収容することによりコントロールケーブル３０となる。このアウターケーシング２０は合成樹脂製のチューブ状のライナー２１と、その周囲に螺旋巻きした複数本の金属素線２２ａからなるシールド層２２と、その周囲を覆う合成樹脂製の被覆層２３とからなる。なお繊維強化樹脂線でシールド層を形成したり、合成樹脂シールド層２２に代えて、断面角形の１本の金属線をチューブ状に密に螺旋巻きした鎧層を用いるなど、従来公知の他の形態のアウターケーシングを採用することができる。
【００２２】
上記のように構成されるコントロールケーブル３０は、側ストランド１３のうち、単ストランド１２の上に乗って山形に突出している部位３１およびその反対側の部位３２では、側ストランド１３とライナー２１の内面のクリアランスが少なく、それらから離れた側ストランド１３とライナー２１の内面の間では適度なクリアランスが残っている。そしてそのクリアランスが少ない部位は、心線１１に対して螺旋状に延びている。したがってインナーケーブル１０のアウターケーシング２０内の横方向のガタが少なく、そのためバックラッシュが少ない。また、上記の部位以外では適度なクリアランスが保たれているので、アウターケーシング２０とインナーケーブル１０の間の摩擦抵抗は少ない。したがって負荷をかけながら摺動させる場合の摩擦抵抗の指標となる荷重効率が高く、無負荷の場合の摩擦の程度を示す無負荷摺動抵抗が低い。
【００２３】
前記実施形態では、心線１１の周囲に単ストランドを螺旋状に巻き付けた場合を示しているが、図３ａに示すように、螺旋状の突条３５を一体に設けた心線３６を用いることもできる。このような心線３６は引き抜き加工により製造しうる。また図３ｂに示すように、複数本の金属素線１６を撚り合わせて心線１０を構成する場合に、その周囲の１本の素線１６ａを太いものとし、それにより螺旋状の突条を構成してもよい。これらのインナーケーブル１０についても、周囲の側ストランド１３に突条３５や太い素線１６ａに沿ってインナーケーブル表面の突条が形成され、前述の場合と同様の作用効果を奏する。
【００２４】
【実施例】
つぎに具体的な実施例および比較例をあげて本発明の効果を説明する。
［実施例１］心線として直径１．６ｍｍの炭素鋼オイルテンパー線を用い、その周囲に直径０．１ｍｍの亜鉛めっき鋼線からなる単ストランドをピッチ３６ｍｍでＺ撚りに螺旋巻きし、その周囲に直径０．３５ｍｍの亜鉛めっき鋼線製の側ストランドを１５本、ピッチ１２ｍｍでＳ撚りに螺旋巻きしたものを実施例１のインナーケーブルとして製造した。
【００２５】
［実施例２］単ストランドのピッチを２４ｍｍとしたほかは実施例１のインナーケーブルと同じもので実施例２のインナーケーブルとして製造した。
【００２６】
［比較例１］心線として直径１．６ｍｍの炭素鋼オイルテンパー線を用い、その周囲に直径０．３５ｍｍの亜鉛めっき鋼線製の側ストランドを１５本、ピッチ１２ｍｍでＳ撚りに螺旋巻きした現行品のインナーケーブルを比較例１として使用した。
【００２７】
［比較例２］側ストランドのうち１本の直径を０．４５ｍｍと太くした以外は比較例１と同様にして比較例２のインナーケーブルを製造した（図７ａ、図７ｂ参照）。
【００２８】
上記の実施例１〜３および比較例１〜２のインナーケーブルを長さ１０００ｍｍに切断して試料を得た。さらにそれらを、内径２．５ｍｍ、外径４．２ｍｍで、材質ポリテトラフルオロエチレンのチューブ状のライナーと、その周囲に螺旋巻きした１７本の直径０．８８４ｍｍの硬鋼線からなるシールド層と、その周囲に設けたポリプロピレン製の外径８．５ｍｍの被覆層とからなるアウターケーシング（長さ９４０ｍｍ）に収容して、コントロールケーブルを製造した。なおインナーケーブルとアウターケーシングの間には、シリコン系のグリースを通常の用法で充填した。
【００２９】
上記のコントロールケーブルを図４に示す実車配索状態に相当する形態で配索し、無負荷摺動抵抗、荷重効率およびバックラッシュを測定した。なお無負荷摺動抵抗はインナーケーブル１０の一端（図４の符号４１の側）をフリーにし、他端をロッド４２を介してモータ駆動のクランク機構からなるプッシュプルゲージで押し引き操作し、そのときの抵抗を測定したものである。荷重効率ηw はインナーケーブルの一端に引き方向の負荷Ｗ（１４７Ｎ）あるいは押し方向の負荷Ｗ（１４７Ｎ）を与え、その負荷を、他端で押し引き操作するに要する操作力Ｆを分母とする百分率で表したものである。すなわち荷重効率ηw ＝Ｗ／Ｆ×１００（％）である。またバックラッシュはインナーケーブルの一端（符号４１の側）をストロークの中心位置で固定し、他端に押し・引き２０Ｎの荷重を与えたときの移動量により測定した。なお、各実施例１〜２および比較例１〜２について、コントロールケーブルの初期性能を測定し、それらの試料も１０万回操作を繰り返すごとに同様の測定を行う耐久性能測定を行った。耐久性能試験では、バックラッシュは押し・引き２０Ｎで測定した。
【００３０】
上記の測定の結果を表１〜３および図５〜６のグラフに示す。
【表１】
0004621322.tif 000002
【表２】
0004621322.tif 000003
【表３】
0004621322.tif 000004
【００３１】
表１〜３および図５〜６のグラフによれば、実施例１〜２のインナーケーブルではいずれも無負荷摺動抵抗は比較例１、２とほぼ同じで、荷重効率は若干よい。またバックラッシュについては、比較例１の１／３（２０Ｎの場合）と大きく向上している。さらに比較例２に比しても、約２／５（２０Ｎの場合）と低減している。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１ａは本発明のインナーケーブルの一実施形態を示す一部切り欠き斜視図、図１ｂは図１ａのII-II 線断面図、図１ｃは図１ａのIII-III 線断面図である。
【図２】  図２ａおよび図２ｂはそれぞれ本発明のインナーケーブルの他の実施形態を示す断面図、図２ｃは本発明のコントロールケーブルの一実施形態を示す断面図である。
【図３】  図３ａおよび図３ｂはそれぞれ本発明のインナーケーブルのさらに他の実施形態を示す斜視図である。
【図４】  本発明のコントロールケーブルの効果を測定する装置を示す説明図である。
【図５】  その測定結果を示すグラフである。
【図６】  その測定結果を示すグラフである。
【図７】  図７ａは従来のインナーケーブルの一例を示す一部切り欠き斜視図、図７ｂはそのV-V 線断面図、図７ｃは従来のコントロールケーブルの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１０  インナーケーブル
１１  心線
１２  単ストランド
１３  側ストランド
１４  乗り越える部位
１５  突条
１８  突条
１９  素線
１９ａ  太い素線
２０  アウターケーシング
２１  ライナー
２２  シールド層
２２ａ  金属素線
２３  被覆層
３１  山形に突出する部位
３２  反対側の部位
４１  インナーケーブルの一端側
４２  インナーケーブルの他端側のロッド
【図１】
0004621322.tif 000005
【図２】
0004621322.tif 000006
【図３】
0004621322.tif 000007
【図４】
0004621322.tif 000008
【図５】
0004621322.tif 000009
【図６】
0004621322.tif 000010
【図７】
0004621322.tif 000011