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JP2664435B2 - コントロールケーブル - Google Patents

コントロールケーブル

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JP2664435B2
JP2664435B2 JP63231050A JP23105088A JP2664435B2 JP 2664435 B2 JP2664435 B2 JP 2664435B2 JP 63231050 A JP63231050 A JP 63231050A JP 23105088 A JP23105088 A JP 23105088A JP 2664435 B2 JP2664435 B2 JP 2664435B2
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JP
Japan
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liner
control cable
cable
resin composition
load
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貞弘 鬼丸
雅樹 田中
幹也 八木
隆 柳田
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はコントロールケーブルに関する。さらに詳し
くは、耐久性および荷重効率を顕著に向上せしめたコン
トロールケーブルに関する。
[従来の技術] 従来より伝達効率の向上のために、コントロールケー
ブルの内索外周にプラスチックコーティング(以下、こ
のコーティングをインナコートという)を施し、導管内
にプラスチックチューブ(以下、このチューブをライナ
ーという)を挿入したものを組合わせたコントロールケ
ーブルが用いられている。
たとえば特開昭60−231009号公報にはインナコートを
ポリテトラフルオロエチレン(以下、PTFEという)で形
成し、ライナーをポリオキシメチレン(以下、POMとい
う)で形成したコントロールケーブルや、インナコート
をナイロン11形成し、ライナーをポリブチレンテレフタ
レート(以下、PBTという)で形成したコントロールケ
ーブルが示されている。これらはいずれもインナコート
とライナーのプラスチック同士の摩擦係数が小さいた
め、摩耗を少なくするという効果がある。
[発明が解決しようとする課題] ところが最近は、コントロールケーブルを使用する機
械の高性能化、コンパクト化にともない負担荷重の増
大、環境温度の上昇、配索形状の曲率の減少など、その
使用条件が非常に苛酷なものになってきている。
そのため、コントロールケーブルの使用中の発熱が多
くなってインナコートやライナーの摩耗が激しくなり、
前記従来のコントロールケーブルでも耐久性や荷重効率
が充分でなくなっている。
本発明はかかる事情に鑑み、より高い耐久性と荷重効
率を有するコントロールケーブルを提供することを目的
とする。
[課題を解決しようとする手段] 本発明のコントロールケーブルは、内索と該内索を摺
動自在に案内するための導管とからなり、内索外周のイ
ンナコートがASTM D−648にしたがって曲げ応力455kPa
(4.6kgf/cm2)で測定した熱変形温度が205℃以上のポ
リアミド樹脂組成物から形成され、導管内周のライナー
がASTM D−648にしたがって曲げ応力1820kPa(18.6kgf/
cm2)で測定した熱変形温度が50〜200℃のポリブチレン
テレフタレート樹脂組成物から形成されている。
インナコートの材料であるポリアミド樹脂組成物(以
下、PA樹脂組成物という)としては、ナイロン6、ナイ
ロン66、ナイロン6・10、ナイロン6・12、ナイロン4
・6などが用いられる。PA樹脂組成物はPAだけでもよ
く、摺動性を向上させるためPAにシリコーン系オイルな
どの潤滑油を少量添加したものでもよい。
ライナーの材料であるポリブチレンテレフタレート樹
脂組成物(以下、PBT樹脂組成物という)は、PBTだけで
もよく、微細な繊維状あるいは粒状のフィラーを配合し
て用いてもよい。そのようなフィラーを配合することに
よって熱変形温度を高め、耐久性をさらに向上させるこ
とができる。とくに好ましいフィラーはチタン酸カリウ
ムウイスカーである。チタン酸カリウムウイスカーの配
合割合は1%未満でも耐久性向上の効果が認められる
が、1〜30重量%であると耐久性向上の効果が顕著であ
るので、最も好ましい。30重量%を超えるばあいには、
さらなる熱変形温度の向上が認められず、可撓性が著し
く低下する。そのため曲げて配索とすると導管が折れや
すいので好ましくない。
なお前記チタン酸カリウムウイスカーのような無機系
フィラーのかわりにアラミド繊維などの有機系フィラー
を配合してもよい。そのばあいの配合割合も1〜30重量
%が好ましい。
インナコート材およびライナー材の「熱変形温度」
は、アメリカ材料試験協会(American Society of Test
ing Materials)制定のASTM規格D−648「Standard Tes
t Method for DEFLECTION TEMPERATURE OF PLASTICS UN
DER FLEXURAL LOAD」により測定したものであり、前記
「曲げ応力」はASTM D−648に規定されているところの
試験片に加える曲げ応力を意味している。
なお、インナコート材の熱変形温度を曲げ応力455kPa
で測定しているのは、インナコートが表面硬度の高い銅
線などからなる内索を被覆結束するものであり、柔軟性
が要求されるものであるため曲げ応力1820kPaを加える
と高荷重すぎるためである。
インナコート材の熱変形温度は205℃以上でなければ
ならず、180℃以下であれば耐久性が低いため採用でき
ない。
ライナー材の熱変形温度は50〜200℃でなければなら
ず、50℃未満であれば、耐久性が著しく低下し、200℃
以上では可撓性が著しく低下し、いずれも採用できな
い。
なお、PBTに、PBTを形成するテレフタル酸およびブタ
ンジオール以外の第3成分を共重合すると一般に、熱変
形温度が低下するが熱変形温度が50℃未満となったPBT
系共重合体は、ライナー材としては耐久性が著しく低い
ので採用できない。
[作 用] 本発明のコントロールケーブルは、従来のコントロー
ルケーブルに比べて格段に高い耐久性と良好な荷重効率
を有している。
かかる性能は、インナコートとライナーに特定の条件
を備える特定の材料を組合せることで達成された。すな
わち本発明者らが鋭意研究した結果、インナコートにPA
樹脂組成物を、ライナーにPBT樹脂組成物を用い、前記
材料を熱変形温度を条件として特定の範囲(前者は205
℃以上、後者は50〜200℃)に限定すれば、驚くべきこ
とに従来のいかなるコントロールケーブルもはるかに及
ばない高性能の耐久力を達成するに至ったのである。
その理由としては熱変形温度205℃以上のPA樹脂組成
物が高度な柔軟性と耐摩耗性を有し、熱変形温度50〜20
0℃のPBT樹脂組成物が高度な耐摩耗性を有し、それらを
インナーコートおよびライナーとして組合せたときのそ
れぞれの物性がライナー内でインナコートを摺動させた
ときの摩耗を著しく減少するような相互作用を発揮する
ことによるものと思われる。
なお本発明の高い耐久性は、単に特定の素材を組合わ
せただけでえられるものではなく、熱変形温度という条
件を用いて前記範囲に限定した結果はじめてえられるの
であり、このことは以下の実施例の説明において明らか
にされている。
[実施例] つぎに実施例に基づき本発明のコントロールを説明す
る。
第1図は本発明のコントロールケーブルの実施例を示
す一部切欠斜視図、第2図は本発明のコントロールケー
ブルの性能を測定するための測定装置の説明図、第3図
は荷重効率試験および耐久性試験で加える負荷を示すグ
ラフ、第4図は耐久性および荷重効率の測定結果を示す
グラフである。
本発明は内索(1)外周にインナコート(3)を形成
し、導管(2)内周にライナー(4)を形成したもので
あれば、どのようなコントロールケーブルにも適用する
ことができる。
つぎに実施例をあげて説明する。
実施例1 第1図において、(1)は内索、(2)は導管、
(3)はインナコート、(4)はライナーである。内索
(1)は銅素線7本を撚り合わせて1本のストランドを
作り、そのストランドを7本撚り合わせて作った7×7
構造のワイヤロープであり、外径が2.5mmである。導管
(2)は1本の断面四角形(厚さ1.00mm、幅2.33mm)の
銅条片の螺旋状に密接して巻いた管状(外径6.9mm、内
径4.82mm)に形成した鎧層(5)とその外周に厚さ0.55
mmで被覆した合成樹脂(ポリプロピレン)の保護層
(6)とから構成されている。インナコート(3)は第
1表に示す材料であって第2表に示す熱変形温度のもの
を用い、厚さ0.3mmで内索(1)外周に被覆されてい
る。ライナー(4)は第1表に示す材料であって第2表
に示す熱変形温度のものを用い、導管(2)の内周に内
径3.7mm外径4.6mmに形成されている。
インナコート(3)の外周(3.1mm)とライナー
(4)の内周(3.7mm)の間には直径で0.6mmの隙間があ
る。インナコート(3)の外周面にはシリコーン系グリ
ースの潤滑剤(7)が1g/mの割合で塗布されている。
実施例2〜3 インナコート(3)およびライナー(4)を第1表に
示す材料であって第2表に示す熱変形温度のものにした
他は実施例1と同様のコントロールケーブルを作製し
た。
比較例1〜4 インナコート(3)およびライナー(4)を第1表に
示す材料であって第2表に示す熱変形温度のものにした
他は実施例1と同様のコントロールケーブルを作製し
た。なお比較例1および比較例2は従来例である特開昭
60−231009号公報に記載された材料を用いて作製したも
のであり、比較例3、4は材料を本発明と同様で熱変形
温度の条件範囲を外したものである。
実施例1〜3、比較例1〜4および参考例のインナー
コート(3)およびライナー(4)の材料を第1表に、
前記各材料の熱変形温度を第2表に示す。
前記実施例および比較例について荷重効率試験および
耐久試験を実施した。
第2図に基づきその試験装置を説明する。恒温箱(1
1)の中に内索(1)の曲げ半径が50mm、曲げ角度が180
度になるように半円状に湾曲された供試体のコントロー
ルケーブルを取りつけた。内索(1)の入力側端部には
レバー(12)が取りつけられ、負荷側端部には負荷をか
けるためのスプリング(13)が取りつけられている。ま
た内索(1)の入力側の途中にはロードセル(14)が、
負荷側の途中はロードセル(15)が取りつけられてい
る。レバー(12)は矢印(A)で示すように揺動させ、
1往復を1回とし毎分60回の速度で往復動させた。スプ
リング(13)は2種類のものを組合せて1往復での負荷
が第3図に示すようにした。すなわち、ストロークが0
〜19mmまでは急勾配で直線的に増加し、ストローク19mm
で54.5kgfの負荷がかかり、ストローク19〜36.5mmまで
は緩勾配で直線的に増加しストローク36.5mmで65kgfの
負荷がかかるようにした。恒温箱(11)内の温度は80℃
を保つようにした。
荷重効率は負荷側出力が60kgfの時のW/F×100で表わ
している。ただし(F)は入力側ロードセル(14)の計
測値、(W)は負荷側ロードセル(15)の計測値であ
る。耐用回数はインナコート(3)およびライナー
(4)が摩耗して内索(1)の素線および導管(2)の
鎧層(5)が表面に見えるようになるまでのレバー(1
2)の揺動回数で表わしている。
荷重効率および耐用回数の測定結果を第4図に示す。
図から明らかなように、比較例1は磨耗が速く耐久性
が著しく劣り、荷重効率も早期に低下する。また比較例
2〜4は耐用回数が約160〜200万回前後であり、さほど
耐久性が高くなく、また荷重効率もやや低い。
これに対し本発明の実施例1、2では耐用回数が300
万回を越えており、実施例3も約250万回を達成してい
る。したがって、比較例1、2に比べて格段に高い数値
を示している。また荷重効率も耐用回数がくるまでほぼ
92〜93%の高い効率を維持している。したがって本発明
のコントロールケーブルは耐久性および荷重効率におい
て従来例に比べ格段に高い性能を有していることが判
る。
比較例3はインナコート(3)およびライナー(4)
の主材は本発明と同じであるがインナコート(3)の熱
変形温度が本発明の条件である205℃よりも低いもので
ある。この比較例3は耐用回数が200万回に達していな
い。比較例4はインナコート(3)およびライナー
(4)の主材は本発明と同じであるがライナー(4)の
熱変形温度が本発明の条件である50℃に達していないも
のである。この比較例4は耐用回数が160万回前後にす
ぎない。以上のことからインナコート(3)およびライ
ナー(4)の主材が同じでも熱変形温度の条件が外れれ
ば、高い耐久性を達成することができないことが判る。
本発明において、コントロールケーブルのサイズ、内
索(1)や導管(2)の素材についてはとくに限定され
るものではない。ただし疲労による内索の切損を考慮す
ると、配索の曲げ半径および試験条件における負荷によ
り σ/(σ+σ)>2〜3 の条件を満たすのが好ましい。ただし、 σ:内索の素線平均抗張力(kgf/mm2) σb:内索の素線平均曲げ応力(kgf/mm2) σt:内索の素線平均引張応力(kgf/mm2) 本発明のコントロールケーブルは特許請求の範囲に規
定した条件を満足するかぎり、前記耐久性を発揮するこ
とができるがさらにインナコート(3)やライナー
(4)に黒鉛、PTFE、潤滑油などの潤滑剤を添加したば
あいは、さらに荷重効率が向上することはいうまでもな
い。
本発明におけるインナーコートの厚さ、ライナーの厚
さは厚い方が耐久性の向上に好ましいのであるが、第3
図に示した試験装置での配索形状に関する限りは実施例
1〜4の厚さがほぼ限界である。このインナーコートの
厚さおよびライナーの厚さについてはコントロールケー
ブルの各サイズ毎に最適値が存するので、それは設計計
算により、また実験的に求めるとよい。
[発明の効果] 本発明のコントロールケーブルは従来のものに比べ耐
久性が格段に向上しており、荷重効率も高い。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のコントロールケーブルの一実施例を示
す一部切欠斜視図、第2図は本発明のコントロールケー
ブルの性能を測定するための測定装置の説明図、第3図
は荷重効率試験および耐久性試験で加える負荷を示すグ
ラフ、第4図は耐久性および荷重効率の測定結果を示す
グラフである。 (図面の主要符号) (1):内索 (2):導管 (3):インナコート (4):ライナー
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−25007(JP,A) 特開 昭60−231009(JP,A) 特開 昭58−171438(JP,A) 特開 昭62−57458(JP,A) 特開 昭62−241966(JP,A)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】内索と該内索を摺動自在に案内するための
    導管とからなり、内索外周のインナコートがASTM D−46
    8にしたがって曲げ応力455kPa(4.6kgf/cm2)で測定し
    た熱変形温度が205℃以上のポリアミド樹脂組成物から
    形成され、導管内周のライナーがASTM D−648にしたが
    って曲げ応力1820kPa(18.6kgf/cm2)で測定した熱変形
    温度が50〜200℃のポリブチレンテレフタレート樹脂組
    成物から形成されてなるコントロールケーブル。
  2. 【請求項2】前記インナコートが、ASTM D−468にした
    がって曲げ応力455kPa(4.6kgf/cm2)で測定した熱変形
    温度が205℃以上のポリヘキサメチレンアジパミド樹脂
    組成物である請求項1記載のコントロールケーブル。
  3. 【請求項3】前記ライナーが、チタン酸カリウムウイス
    カーを1〜30重量%含むポリブチレンテレフタレート樹
    脂組成物から形成されてなる請求項1記載のコントロー
    ルケーブル。
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