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操作用内部线缆

2021-04-25 11:03:12

操作用内部线缆

  技术领域

  本发明涉及操作用内部线缆。更详细地说,涉及内部线缆的绞合长度是内部线缆的外径的9~18倍,且最外层的侧绞线是普通绞合的具有难自转性的操作内部线缆。

  背景技术

  当以往的紧固率小且成形率大的内部线缆、即所谓的绞合松缓的内部线缆被用在不旋转的导向装置这种、内部线缆一边滑动一边受到弯曲的部位上时,由于所述紧固率和成形率而易于引起变形,其结果,单线发生二次弯曲,即由于受到因外压将单线推压到下面的单线层而产生的局部性弯曲,所以具有弯曲疲劳耐久性低的问题。

  在日本特许第2669754号公报所记载的发明中,其目的在于提供一种提高了一边滑动一边受到弯曲时的疲劳耐久性的内部线缆,提出了以下的操作用内部线缆(以下简称为内部线缆):具有对芯绞线和多根侧绞线进行绞合而构成的复式绞合结构,该芯绞线通过绞合多根单线而形成,该多根侧绞线通过在该芯绞线的周围分别绞合多根单线而形成,其中,从所述多根单线的各单线外径的操作用内部线缆的在直径方向的总和即计算外径中减去操作用内部线缆的外接圆的直径即实测外径得到的值,除以该计算外径后得到的值用百分比表示的紧固率为4~11%,并且,拆开内部线缆时的侧绞线的弯曲线径除以内部线缆的实测外径后得到的值用百分比表示的侧绞线的成形率为65~90%。

  日本特许第2669754号公报所记载的内部线缆,通过使紧固率比以往的内部线缆大,能够牢固地绞合以防止变形,其结果,不容易引起单线的二次弯曲。并且,通过减小成形率,在绞合的内部线缆的侧绞线上产生向内部线缆的中心方向紧固的力,所以能够得到进一步防止变形、并且不容易引起单线的二次弯曲的效果,能够提高滑动部的弯曲疲劳耐久性。

  图1示出日本特许第2669754号公报记载的内部线缆的一例。图1所示的内部线缆1是所谓的19+8×7结构。这里所说的19+8×7是指,在1根芯单线3的周围绞合6根第1侧单线4,在其周围再绞合12根第2侧单线5,由此来构成1根芯绞线2,在1根芯单线7的周围绞合6根侧单线8来构成侧绞线6,在所述芯绞线2的周围绞合8根侧绞线6而形成内部线缆1。该芯绞线是所谓的交差绞合结构,第1侧单线和第2侧单线点接触。

  另外,本内部线缆1的紧固率在4~11%的范围内,其成形率在65~90%的范围内。

  这样将紧固率设为4~11%的范围是因为,如果紧固率超过11%则难以绞合,并且由于过紧在制造时具有断线或损坏单线表面的问题,相反,如果紧固率小于4%,则根据以下实施例的说明可知,一边滑动一边受到弯曲时的耐久性不充分。

  另一方面,将成形率设为65~90%的范围是基于以下理由。即,如果成形率超过90%,则用于不旋转的导向装置这种、内部线缆一边滑动一边受到弯曲的部位时,不在侧绞线上产生向内部线缆的中心方向紧固的力,容易引起单线的二次弯曲。而且,根据后述的实施例和比较例的说明可知,耐久性降低。相反,在成形率为65%以下的内部线缆中,在切断时侧绞线散开,无法使用。

  接着,图2所示的内部线缆11是日本特许第2669754号公报记载的发明的内部线缆的另一例。该内部线缆11为将芯绞线12绞合成平行绞合(也称为线接触绞合)的内部线缆。所谓平行绞合是组合外径不同的单线,并使各层的绞合节距和绞合方向相同的绞合形式。通过这样绞合,外层的单线嵌入到其内侧的层的单线之间的槽部中,所以各单线不交差,实质上为线接触。其结果,绞线的紧固性良好,不容易引起变形。并且,显示出绞线的内部损耗(由于单线彼此的摩擦)减少,也不产生基于二次弯曲的疲劳的优良特性。

  图2的内部线缆11是在平行绞合+8×7结构中、具备使用了具有瓦林顿(warrington)型绞合结构的芯绞线12的W(19)+8×7结构的内部线缆。瓦林顿(warrington)型适用于在19根平行绞合中最大单线径和最小单线径之差最小的、细径的绞线。

  具体而言,在1根芯单线13的周围配置6根比芯单线13的径细一些的第1侧单线14,在第1侧单线14彼此之间配置6根与芯单线13的径相同的第3侧单线15,沿着第1侧单线14在其上层配置6根比第1侧单线14的径更细的第2侧单线16,通过同时以同一节距、向同一方向绞合这些侧单线14、15、16,形成芯绞线12。另外,芯绞线的各单线径不限于上述情况。总之,在以同一节距、向同一方向绞合各单线时,适当选择单线径以使各单线彼此线接触即可。

  并且,8根侧绞线17是在芯单线18的周围绞合6根侧单线19的结构。另外,该内部线缆11也是紧固率为4~11%,并且成形率为65~90%。

  图3示出日本特许第2669754号公报记载的内部线缆的又一例。

  该内部线缆21也是其紧固率为4~11%,并且成形率为65~90%,具有7×7结构。即,其芯绞线22为在1根芯单线23的周围绞合6根侧单线24的结构。而且,在芯绞线22的周围绞合的侧绞线25与芯绞线22同样,为在1根芯单线26的周围绞合6根侧单线27的结构。

  日本特许第2669754号公报记载的内部线缆的紧固率为4~11%,并且成形率为65~90%,所以即使将其用于导向装置这种滑动的部位上时,也不会降低弯曲疲劳耐久性。因此,日本特许第2669754号公报记载的内部线缆例如利用于机动车的窗户调节器用的控制线缆等。

  但是,在将日本特许第2669754号公报记载的内部线缆应用于机动车的窗户调节器用的控制线缆时,具有伴随线缆导向装置和内部线缆之间的摩擦而产生异常声音的问题。

  本发明者研究该异常声音产生的原因之后,得到以下结果:在使用过程中,在线缆导向装置上转印有内部线缆的绞合线痕迹,形成绞合线状的凹凸,其结果,内部线缆和线缆导向装置滑动时,在绞合线状的凹凸滑动时,在内部线缆上产生旋转力,由此内部线缆被扭转,该内部线缆的扭转被打开,拍打线缆导向装置表面,产生异常声音。

  在貝商工会議所製鋼活性化研究会編「ワイヤ一ロ一プのすベて(下)」貝商工会議所、平成7年7月25日、p.45~59中记载有,将以内部线缆轴为中心旋转的性质称为内部线缆的自转,在内部线缆的自转中有基于张力的自转、基于接触的自转、基于弯曲的自转,其中,在基于接触的自转中,为了绞合,内部线缆表面的绞线之间的槽成为螺旋状,所以,内部线缆与滑轮等接触时,在螺旋方向上移动并旋转。

  并且,图4示出内部线缆的绞合角和绞合长度(内部线缆节距)之间的关系,用以下的式(1)来表示。

  tanα=dr·π/Pi    (1)

  这里,α为内部线缆的绞合角,Pi为绞合长度(节距),dr为内部线缆的层心直径。

  并且,根据貝商工会議所製鋼活性化研究会編「ワイヤ一ロ一プのすベて(下)」貝商工会議所、平成7年7月25日、p.45~59,一般将如下的内部线缆称为长节距内部线缆或难自转性内部线缆,该内部线缆在普通绞合的6绞线内部线缆的结构中,与自转性的6绞线的内部线缆相比,绞线的绞合长度变长,由此与自转性内部线缆相比,提高了绞线的退捻扭矩的抵消关系,提高了非自转性能。

  日本特开平9-228277号公报发明的目的在于提供如下的难自转性的多层绞合内部线缆,该内部线缆利用交替配置钢芯的普通绞合结构和顺捻结构的双内层绞线构成,提高负荷时钢芯的解捻阻力和外层绞线的卡止力等,有效降低钢芯和内部线缆整体的自转和变形等,并且,钢芯可兼用于普通绞合结构和顺捻结构的双内部线缆,提高了难自转性、耐变形性能和耐久性等,节约了成本。多层绞合内部线缆在绞合了多根内层绞线的钢芯上绞合多根外层绞线,在该多层绞合内部线缆中,交替配置形成为Z的内层绞线和形成为S的内层绞线,并在同方向上绞合,钢芯具有交替配置的普通绞合结构的内层绞线和顺捻结构的内层绞线,在该钢芯上,将多根外层绞线在同方向上绞合为普通绞合结构或顺捻结构,通过所述交替配置的普通绞合结构和顺捻结构的双内层绞线,提高负荷时钢芯的解捻阻力和外层绞线的卡止力等,有效降低钢芯和内部线缆整体的自转和变形等,钢芯可兼用于普通绞合结构和顺捻结构的双内部线缆,提高了难自转性、耐变形性能和耐久性等,能够节约成本。

  并且,日本特开2001-295187号公报所记载的发明的课题在于,与以往的绞线内部线缆相比,显著减少单线的损伤,并抑制基于摩擦的单线间的声音的产生,为了解决该课题,绞线内部线缆绞合多根单线来形成芯绞线,并在该芯绞线的周围绞合多根通过绞合多根单线而形成的侧绞线,在该绞线内部线缆中,构成芯绞线的单线中通过绞合而描绘螺旋的单线、以及构成侧绞线的单线中通过绞合而描绘螺旋的单线都形成为等长。

  日本特开2001-295187号公报记载的发明发现了该单线长度的差异会影响耐磨损性和在各单线之间产生的声音,通过使单线的长度为等长,能够缓和作用于各单线的应力的集中,由此,能够提高耐磨损性,抑制在各单线之间产生的声音的产生。

  关于图1的内部线缆1,内部线缆1的自转系数k为0.105255,内部线缆的绞合长度为11.7,侧绞线6的绞合长度为5.2。图2的内部线缆11的自转系数k为0.100665,内部线缆11的绞合长度为12.7,侧绞线17的绞合长度为5.2。图3的内部线缆21的自转系数k为0.089439,内部线缆21的绞合长度为11.3,侧绞线25的绞合长度为5.5。

  这里,根据所述貝商工会議所製鋼活性化研究会編「ワイヤ一ロ一プ のすベて(下)」貝商工会議所、平成7年7月25日、p.45~59,自转性内部线缆的扭矩系数k满足k>0.08的关系,难自转性内部线缆的自转系数k满足0.065>k>0.045的关系,非自转性内部线缆的自转系数k满足0.03>k的关系,所以,引用文献1的图1、2和3的内部线缆的扭矩系数k都满足k>0.08的关系,可知其具有自转性。

  发明内容

  本发明的目的在于,关于图1~3的内部线缆,提供一种维持规定的耐久性并具有难自转性的内部线缆。

  本发明第一方式的内部线缆是通过绞合芯绞线和多根侧绞线而构成的复式绞合结构的操作用内部线缆,该芯绞线通过绞合多根单线而形成,该多根侧绞线通过在该芯绞线的周围分别绞合多根单线而形成,其特征在于,从所述多根单线的各单线外径的操作用内部线缆的在直径方向的总和即计算外径中减去操作用内部线缆的外接圆的直径即实测外径后的值,除以该计算外径后得到的值用百分比表示的紧固率为4~11%,并且,拆开内部线缆时的侧绞线的弯曲线径除以内部线缆的实测外径后的值用百分比表示的侧绞线的成形率为65~90%,并且,该操作用内部线缆的绞合长度是该操作用内部线缆的外径的9~18倍,并且,构成展现在最外层的侧绞线的单线相对于内部线缆的轴线所成的角度为-3度~3度。

  并且,所述绞合结构可以是19+8×7结构。

  并且,所述芯绞线或侧绞线可以被绞合成平行绞合。

  并且,所述绞合结构可以为平行绞合+8×7结构。

  本发明第二方式是具有所述操作用内部线缆的窗户调节器。

  附图说明

  图1是表示本发明的内部线缆的一个实施方式的剖面说明图。

  图2是表示本发明的内部线缆的另一个实施方式的剖面说明图。

  图3是表示本发明的内部线缆的又一个实施方式的剖面说明图。

  图4是表示内部线缆的绞合角和绞合长度(内部线缆节距)之间的关系的说明图。

  图5是表示本发明的内部线缆的绞合方向的说明图。

  图6是应用了本发明的内部线缆的窗户调节器的说明图。

  具体实施方式

  根据所述貝商工会議所製鋼活性化研究会編「ワイヤ一ロ一プのすベて(下)」貝商工会議所、平成7年7月25日、p.45~59,内部线缆的自转系数k通过以下的式(2)得到。即,

  k=TR/(P×D)    (2)

  这里,TR为内部线缆的自转扭矩(N·m),P为作用于内部线缆的张力(N),D为内部线缆外径(mm)。

  并且,内部线缆的自转扭矩TR能够通过TR=Tr-∑Ts·cosα求出。这里,Tr为内部线缆上产生的退捻扭矩,∑Ts为侧绞线的自转扭矩,∑Ts·cosα为成为内部线缆时的侧绞线的自转扭矩,α为内部线缆的绞合角(参照图4)。

  并且,内部线缆扭矩(即内部线缆上产生的退捻扭矩)Tr能够通过Tr=(P·tanα)·(dr/2)求出。这里,P为作用于内部线缆的张力,dr为内部线缆的层心直径,α为内部线缆的绞合角。

  关于图1~3的内部线缆1、11、21,当设定内部线缆外径、侧绞线层心直径ds、内部线缆层心直径dr与引用文献1的内部线缆1相同,侧绞线6、17、25的绞合长度也与引用文献1的内部线缆大致相同,仅内部线缆的绞合长度比引用文献1长(即内部线缆1、11、21的外径的9~18倍)时,扭矩系数k满足0.065>k>0.045的关系。

  进而,构成展现在最外层的侧绞线的单线相对于内部线缆的轴线所成的角度为-3度~3度(即图5的(a)、(b)所示的普通绞合)时,内部线缆的伸长率提高(难以伸长),内部线缆的断裂荷重提高(断裂荷重变高),而且作为控制线缆的荷重效率提高。

  另外,本实施方式的内部线缆1、11、21当然也与引用文献1的内部线缆同样,从多根单线的各单线外径的内部线缆的在直径方向的总和即计算外径中减去内部线缆的外接圆的直径即实测外径得到的值,除以该计算外径后得到的值用百分比表示的紧固率为4~11%,并且,拆开内部线缆时的侧绞线的弯曲线径除以内部线缆的实测外径后得到的值用百分比表示的侧绞线的成形率为65~90%。

  实施例1

  在图2的内部线缆11中,设外径为1.5mm,侧绞线17的层心直径ds为0.29mm,内部线缆的层心直径dr为1.18mm,设侧绞线17的节距Ps为4.14,内部线缆的节距Pi为16.9,内部线缆的绞合角α为12.3721度,作用于内部线缆的张力P为100N(参照表1)。

  使用所述式计算的结果是,内部线缆扭矩Tr为12.94187×10-3N·m,侧绞线的自转扭矩∑Ts为2.800516×10-3N·m,成为内部线缆时的侧绞线的自转扭矩∑Ts·cosα为2.735479×10-3N·m,内部线缆的自转扭矩TR为10.2064×10-3N·m,自转系数k为0.068043。另外,展现在最外层的单线相对于轴线所成的角度为-0.03878度(参照表1)。

  [表1]

  

  

  因此,可知实施例1的内部线缆为难自转性。

  接着,将实施例1的内部线缆应用于图6所示的窗户调节器30,初始时,对窗户调节器30施加14.5V电源电压,在窗户调节器30的接缝侧约束托架,在80℃的空气温度下放置120小时后(蠕变试验后),进行工作声音和振动的测量。

  关于工作声音,使用(株)小野測器制的噪音计(LA-5111),在隔音室中,在39.5dB(隔音室的dB)的环境下,在铅直方向距离接缝160mm的部位设置麦克风,在窗户调节器的电源电压为5V、9V的状态下,测量A特性(Fast)的测量特性。

  其结果,在以5V电源电压进行初始测量时,托架上升时的声压级为43.7dB,托架下降时的声压级为44.3dB,在以5V电源电压进行蠕变试验后,托架上升时的声压级为44.1dB,托架下降时的声压级为44dB。并且,在以9V电源电压进行初始测量时,托架上升时的声压级为48.7dB,托架下降时的声压级为49.8dB,在以9V电源电压进行蠕变试验后,托架上升时的声压级为48.8dB,托架下降时的声压级为49.9dB(参照表2)。

  [表2]

  

  关于振动,使用(株)小野測器制的FFT分析仪、リオン公司制的拾音传感器和(株)小野測器制的振动解析装置,通过粘接剂在窗户调节器的接缝部安装拾音传感器,以9V电源电压进行测量。

  其结果,在初始测量时为-40.88dBGr,在蠕变试验后为-19.92dB。

  进而,进行基于听觉的试验的结果,在初始测量时,在托架上升时和托架下降时没有感觉到异常声音的产生。并且,在蠕变试验后,在托架上升时和托架下降时没有感觉到异常声音的产生。

  比较例1

  在图2的内部线缆11中,与实施例1同样,设外径为1.5mm,侧绞线17的层心直径ds为0.29mm,内部线缆的层心直径dr为1.18mm(参照表1)。

  而且,设侧绞线17的节距Ps为5.2,内部线缆的节距Pi为12.7,内部线缆的绞合角α为16.27231度,作用于内部线缆的张力P为100N。

  使用所述式计算的结果是,内部线缆扭矩Tr为17.22186×10-3N·m,侧绞线的自转扭矩∑Ts为2.210707×10-3N·m,成为内部线缆时的侧绞线的自转扭矩∑Ts·cosα为2.122148×10-3N·m,内部线缆的自转扭矩TR为15.09972×10-3N·m,自转系数k为0.100665。另外,展现在最外层的单线相对于轴线所成的角度为6.334717度(参照表1)。

  因此,可知比较例1的内部线缆为自转性。

  接着,在与实施例1相同的条件下,进行工作声音和振动的测量。

  其结果,在以5V电源电压进行初始测量时,托架上升时的声压级为45.1dB,托架下降时的声压级为45.8dB,在以5V电源电压进行蠕变试验后,托架上升时的声压级为48.8dB,托架下降时的声压级为48.8dB。并且,在以9V电源电压进行初始测量时,托架上升时的声压级为49.1dB,托架下降时的声压级为52.4dB,在以9V电源电压进行蠕变试验后,托架上升时的声压级为52.2dB,托架下降时的声压级为55.8dB。在实施例1中,在蠕变试验后声压级也为相同级,而在比较例1中,声压级上升了3.1~3.7dB。

  关于振动,也在与实施例1相同的条件下进行测量。

  其结果,在初始测量时为-38.96dBGr,在蠕变试验后为-6.36dBGr。在实施例1中,在蠕变试验后仅上升了20.96dBGr,而在比较例1中,上升了32.6dBGr。

  进而,进行基于听觉的试验的结果,在初始测量时,在托架上升时和托架下降时没有感觉到异常声音的产生,而在蠕变试验后,在托架上升时和托架下降时感觉到异常声音的产生。

  实施例2

  在图2的内部线缆11中,与实施例1同样,设外径为1.5mm,侧绞线17的层心直径ds为0.29mm,内部线缆的层心直径dr为1.18mm(参照表1)。

  而且,设侧绞线17的节距Ps为4.7,内部线缆的节距Pi为20.7,内部线缆的绞合角α为10.15324度,作用于内部线缆的张力P为100N。

  使用所述式计算的结果是,内部线缆扭矩Tr为10.56607×10-3N·m,侧绞线的自转扭矩∑Ts为2.454036×10-3N·m,成为内部线缆时的侧绞线的自转扭矩∑Ts·cosα为2.415606×10-3N·m,内部线缆的自转扭矩TR为8.150466×10-3N·m,自转系数k为0.054336。另外,展现在最外层的单线相对于轴线所成的角度为-0.81709度(参照表1)。

  因此,可知实施例2的内部线缆为难自转性。

  实施例3

  在图2的内部线缆11中,与实施例1、2同样,设外径为1.5mm,侧绞线17的层心直径ds为0.29mm,内部线缆的层心直径dr为1.18mm(参照表1)。

  而且,设侧绞线17的节距Ps为5.2,内部线缆的节距Pi为21.2,内部线缆的绞合角α为9.918586度,作用于内部线缆的张力P为100N。

  使用所述式计算的结果是,内部线缆扭矩Tr为10.31687×10-3N·m,侧绞线的自转扭矩∑Ts为2.210707×10-3N·m,成为内部线缆时的侧绞线的自转扭矩∑Ts·cosα为2.177664×10-3N·m,内部线缆的自转扭矩TR为8.139207×10-3N·m,自转系数k为0.054261。另外,展现在最外层的单线相对于轴线所成的角度为-0.01901度(参照表1)。

  因此,可知实施例3的内部线缆为难自转性。

  实施例4

  在图2的内部线缆11中,与实施例1~3同样,设外径为1.5mm,侧绞线17的层心直径ds为0.29mm,内部线缆的层心直径dr为1.18mm(参照表1)。

  而且,设侧绞线17的节距Ps为6,内部线缆的节距Pi为27.5,内部线缆的绞合角α为7.677356度,作用于内部线缆的张力P为100N。

  使用所述式计算的结果是,内部线缆扭矩Tr为7.95337×10-3N·m,侧绞线的自转扭矩∑Ts为1.908832×10-3N·m,成为内部线缆时的侧绞线的自转扭矩∑Ts·cosα为1.891721×10-3N·m,内部线缆的自转扭矩TR为6.061649×10-3N·m,自转系数k为0.040411。另外,展现在最外层的单线相对于轴线所成的角度为-0.95669度(参照表1)。

  因此,可知实施例4的内部线缆为难自转性。

  另外,本申请实施例1~4为W(19)+8×7结构,但是,例如在7×7、(19)+8×7、W(19)+7×7、W(19)+8×7或W(19)+9×7等结构中,当然也能够获得同样的效果。

  产业上的可利用性

  根据本发明,能够提供一种维持以往的内部线缆的耐久性并具有难自转性的操作用内部线缆、和具有该操作用内部线缆的窗户调节器。

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