(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂製パイプで形成されたライナーを有するコンジットと、芯線、および該芯線の外周に所定の巻ピッチ角で螺巻された多数の鋼線で構成された側線からなり、前記ライナー内に摺動自在に挿入されたワイヤとを組み合わせた自動車変速機用押し引きコントロールケーブルにおいて、
前記鋼線の巻ピッチ角を１３度以上、２５度以下に設定するとともに、前記鋼線の直径を０．２ｍｍ以上、０．６ｍｍ以下にし、かつ前記側線は、前記芯線の外周に前記鋼線を一重に螺巻して構成されて５μｍ以上、２０μｍ以下の亜鉛メッキ処理が施されており、２００ニュートンの負荷で±３０ｍｍのストロークによる１００万回の繰り返し耐久試験後で、７０％以上の荷重効率を確保可能なことを特徴とする自動車変速機用押し引きコントロールケーブル。
【請求項２】
請求項１に記載の自動車変速機用押し引きコントロールケーブルにおいて、
素材粗さをＲａ表示で０．２μｍ以下としたことを特徴とする自動車変速機用押し引き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】
この発明は、車両などに用いられる自動車変速機用押し引き（プッシュプル）コントロールケーブルの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の変速機とシフトレバーとを連結するコントロールケーブルとして、樹脂製パイプからなるライナーの外周を金属細線で螺巻したストランドで覆い、該ストランドの外周をジャケットで被覆して形成したコンジットと、芯線、および該芯線の外周に所定の巻ピッチ角で螺巻された多数の鋼線で構成された側線からなり、前記ライナー内に摺動自在に挿入されたワイヤとを組み合わせた押し引きコントロールケーブルが使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の押し引きコントロールケーブルは、側線を構成する鋼線の巻ピッチ角と荷重効率との関係が配慮されておらず、主に側線の螺旋巻付けが解けることを防止する観点から、鋼線は２５度より大きく、３０度先後の巻ピッチ角で螺旋巻付けされていた。この発明者は、巻ピッチ角が大きいと側線とライナーとの接触面積が増大して摺動抵抗が増し、入力荷重に対する出力荷重の割合である荷重効率が低下することを見出した。また、この摺動抵抗は、前記接触面積が大きいと主にライナーの摺動面が磨耗することにより、接触面積が加速度的に増大するため、摺動抵抗も加速度的に増大し、荷重効率も加速度的に低下する。
【０００４】
荷重効率が低いと操作力が増大するため、感性品質が悪化するとともに、耐久性が低下し、押し引きコントロールケーブルの交換が必要であった。近年では、自動車などの耐久消費財においては、感性品質の向上と商品寿命に近い長期にわたるメンテナンスフリーとが要求されている。
この発明の目的は、荷重効率が高く、感性品質に優れるとともに、長期間のメンテナンスフリーが可能になる自動車変速機用押し引きコントロールケーブルを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明は、樹脂製パイプで形成されたライナーを有するコンジットと、芯線、および該芯線の外周に所定の巻ピッチ角で螺巻された多数の鋼線で構成された側線からなり、前記ライナー内に摺動自在に挿入されたワイヤとを組み合わせた自動車変速機用押し引きコントロールケーブルにおいて、前記鋼線の巻ピッチ角を１３度以上、２５度以下に設定するとともに、鋼線の直径を０．２ｍｍ以上、０．６ｍｍ以下にし、側線は、芯線の外周に鋼線を一重に螺巻して構成されて５μｍ以上、２０μｍ以下の亜鉛メッキ処理が施されており、２００ニュートンの負荷で±３０ｍｍのストロークによる１００万回の繰り返し耐久試験後で、７０％以上の荷重効率を確保可能なことを特徴とする。
また、本発明では、素材粗さをＲａ表示で０．２μｍ以下としたことを特徴とする。
【０００６】
【発明の作用・効果】
この発明では、ワイヤは、鋼線の巻ピッチ角を１３度以上、２５度以下に設定してあるので、側線とライナーとの接触面積が小さくなり、摺動摩擦が低減する。このため、荷重効率が高くなり操作力が低減し、感性品質および耐久性に優れる。よって、この発明の自動車変速機用押し引きコントロールケーブルを自動車の変速機とシフトレバーとを連結に使用することにより、ケーブルが実用上交換不要となり、整備にかかる手間と費用が低減できる。
また、ワイヤは、側線に５μｍ以上、２０μｍ以下の亜鉛メッキ処理を施したことから、摺動摩擦が低減するため、荷重効率を高め操作力を低減するのに寄与する。すなわち、２００ニュートンの負荷で±３０ｍｍのストロークによる１００万回の繰り返し耐久試験後で、７０％以上の荷重効率を確保可能にしている。
【０００７】
なお、鋼線は、直径が０．２ｍｍ以上、０．６ｍｍ以下であると、剛性と耐久性とを満足させ、かつ曲げ配索の自由度を確保できる等の利点がある。また、側線は、鋼線を芯線の外周に一重に螺巻して形成することにより、剛性を確保しながらコストダウンを可能にする観点から有利となる。
なお、コンジットは、通常は樹脂製パイプからなるライナーの外周を金属細線で螺巻したストランドで覆い、該ストランドの外周をジャケットで被覆して形成されている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の自動車変速機用押し引きコントロールケーブル１（以後、単に押し引きコントロールケーブルと称す）を示し、自動車の変速機とシフトレバー（いずれも図示せず）とを連結している。押し引きコントロールケーブル１は、ポリブチレンテレフタレート製パイプからなるライナー２１を有するコンジット２と、芯線３１の外周に多数の径小の鋼線３２を一重に螺巻して形成した側線３３とからなる。ワイヤ３は、所定の隙間を有してライナー２１内に摺動自在に挿入されている。
【０００９】
コンジット２は、ライナー２１の外周に直径０．８３ｍｍの鋼線群を螺巻してなるストランド２２と、ストランド２２の外周を被覆する防水性ジャケット２３とを備える。ライナー２１は、フッ素樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリエーテル系樹脂も使用可能である。ストランド２２を構成する鋼線群の鋼線は直径が０．６ｍｍから１．０ｍｍのものが使用できる。
【００１０】
ワイヤ３は、芯線３１に直径１．４ｍｍの鋼線が使用され、側線３３を構成する鋼線３２は直径が０．２ｍｍ以上、０．６ｍｍ以下であり、芯線３１の外周に所定の巻ピッチ角αで一重に螺巻されている。鋼線３２の直径は、剛性を確保し、かつ耐久性を満足させるため０．２ｍｍ以上であることが望ましく、曲げ配索性を確保するために０．６ｍｍ以下であることが実用的である。
【００１１】
芯線３１は直径が１．２ｍから１．６ｍｍの鋼線を使用することが、押し引きの剛性を得ると共にワイヤサイズを所定の径に収めるための観点から実用的である。なお、側線３３は、剛性を確保およびコストダウンの観点からは鋼線３２の単層（一重）巻であることが望ましいが、多層（多重）巻であってもよい。
【００１２】
鋼線３２は、地金に亜鉛メッキが施され、各鋼線３２はメッキ層により被覆されている。メッキ層の表面粗さは、Ｒａ：０．０６μｍとなっている。地金とライナー２１とは静摩擦係数が０．３２であるのに対し、亜鉛メッキ層とライナー２１とは静摩擦係数が０．２６である。すなわち、メッキ層は、鋼線３２の表面を滑らかにして、ライナー２１内をワイヤ３が長手方向に摺動する際に、側線３３とライナー２１との摺動摩擦を低減する作用を有する。なお、メッキ層の表面粗さは、Ｒａ：０．２μｍ以下であれば実用上許容される。
【００１３】
かかるメッキ層３５は、鋼線３２の表面を滑らかにして、ライナー２１内をワイヤ３が長手方向に摺動する際に、側線３３とライナー２１との摺動摩擦を低減する作用を有する。このため、メッキ層３５は、芯線３１に巻設される前に鋼線３２の全表面に施してもよく、図２に示す如く、芯線３１に巻設されたのち、ワイヤ３の外側に面する部分のみに施してもよい。
【００１４】
メッキ層３５の厚さの下限は、つぎのようにして決定された。図３に示す実験装置により、長さ５０ｃｍの押し引きコントロールケーブル１と、２００ニュートンの負荷で±３０ｍｍのストロークの往復動を１００万回（自動車の変速機では約１０年間の使用に相当する）繰り返す耐久試験を行った結果を図４に示す。なお、耐久試験品は、メッキ層３５の厚さｔが４．５μｍ以下の７品と、６．０μｍ以上の７品を使用している。いずれも、メッキ層３５の表面粗さは、Ｒａ：０．０６μｍである。
【００１５】
図４および図５に示す如く、メッキ層３５の厚さｔと荷重効率との関係は、本発明の如く厚さｔが５μｍ以上であると、１００万回の繰り返し試験の後においても実用上問題のない約７０％以上の荷重効率が確保できる。このため、１００万回の繰り返し操作後においても、押し引きコントロールケーブル１の交換は不要である。
【００１６】
これに対し、メッキ層３５の厚さｔが５μｍより小さいと、摺動磨耗の激しい曲率の小さい湾曲部において部分的にメッキ層３５が消滅し地金３４が露出する。このため、荷重効率は６０％以下に低下し、押し引きコントロールケーブル１の交換が必要となる。なお、メッキ層３５の厚さｔの上限を２０μｍ以下としたのは、２０μｍより厚いメッキ層３５は実用上不要であるとともにコストの増大を招くという理由による。
【００１７】
亜鉛メッキの方法は、電気亜鉛メッキ、溶融亜鉛メッキのいずれであってもよく、メッキ層３５は、Ｆｅ−Ｚｎ合金メッキ、Ｓｎ−Ｚｎ合金メッキであってもよい。なお、側線３３とライナー２１との摺動面にグリースを介在させると荷重効率が向上することは勿論である。
【００１８】
側線３３を構成する鋼線３２は、直径が１．５ｍｍ〜２ｍｍの母線に、２５μｍ〜６０μｍの亜鉛メッキをむらなく均一に施し、このメッキ付き母線を線引きして伸長させて上記寸法に製造する。この場合は、伸長加工により組織を硬化できるとともにメッキ層の表面を滑らかにできる利点があり、伸線後の亜鉛メッキ層が均一となり磨耗に対して耐久性が向上するなどの効果を奏する。
線引き加工の際のダイス引き抜き条件は以下の通りである。
パス数：１９枚（１８〜２２枚の範囲が望ましい。）
ダイス角度：１７度（１５〜２０度の範囲なら可能。）
【００１９】
この実施例では、図６に示す如く、鋼線３２は１５度の巻ピッチ角αで螺巻されている。図７は、巻ピッチ角αと荷重効率との関係を示すグラフであり、図８は、鋼線３２の巻ピッチ角αと、側線３３とライナー２１との接触面積との関係を示すグラフである。巻ピッチ角αは、１３度より小さいと鋼線３２が芯線３１から剥離してばらける不具合が発生する。また、巻ピッチ角αが大きくなるに伴って、側線３３とライナー２１との接触面積が増大し、荷重効率が低下することが判明する。よって、１３度≦巻ピッチ角α≦２５度であることが必要であり、望ましくは１５度≦巻ピッチ角α≦２０度である。
【００２０】
図３に示す試験装置により、長さ５０ｃｍの押し引きコントロールケーブル１を、２００ニュートンの負荷で±３０ｍｍのストロークの往復動を１００万回（自動車の変速機では約１０年間の使用に相当する）繰り返す耐久試験を行った結果を図７に一点鎖線で示す。なお、耐久試験品は、鋼線３２の巻ピッチ角αが２７度、２９度、３１度の３つの比較品と、１３度、１５度、１７度、１９度、２１度、２３度、２５度の７つの本発明品を使用している。
【００２１】
図７に示す如く、鋼線３２の巻ピッチ角αと荷重効率との関係は、本発明の如く巻ピッチ角αが２５度以下であると、１００万回の繰り返し試験の後においても実用上問題のない約７０％以上の荷重効率が確保できる。このため、１００万回の繰り返し操作後においても、押し引きコントロールケーブル１の交換は不要である。
【００２２】
これに対し、巻ピッチ角αが２５度より大きいと、摺動磨耗の激しい曲率の小さい湾曲部においてライナー２１が磨耗し、荷重効率は６０％以下に低下し、押し引きコントロールケーブル１の交換が必要となる。なお、鋼線３２の巻ピッチ角αは小さいほど良いが、１３度より小さくすると鋼線３２が芯線３１に巻設された状態を維持できずに芯線３１から側線３３がばらけるため、１３度≦巻ピッチ角αに限定した。
【００２３】
このように、鋼線３２に亜鉛メッキなどによる表面処理を施した上に、巻ピッチ角αを１３度以上で２５度以下に設定すると、相乗的効果により摺動抵抗が大幅に低減して荷重効率が飛躍的に改善される。
【図面の簡単な説明】
【図１】自動車変速機用押し引きコントロールケーブルの斜視図である。
【図２】ワイヤの拡大横断面図である。
【図３】耐久試験装置の側面図である。
【図４】耐久試験前の荷重効率を示すグラフである。
【図５】耐久試験後の荷重効率を示すグラフである。
【図６】ワイヤの拡大側面図である。
【図７】巻ピッチ角αと荷重効率との関係を示すグラフである。
【図８】巻ピッチ角αと接触面積との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１    自動車変速機用押し引きコントロールケーブル
２    コンジット
３    ワイヤ
２１  ライナー
３１  芯線
３２  鋼線
３３  側線
３５  メッキ層
α    巻ピッチ角
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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