控制电缆的制作方法
【专利摘要】本发明以提供一种具有外壳的控制电缆为目的，该外壳轻量且耐压曲性良好，且能够抑制振动声的产生，且具备螺旋状地绞合的金属制线材。使用控制电缆，该控制电缆是具备外壳（2）和内电缆（3）的控制电缆（1），外壳（2）具备：内衬（21）；在内衬（21）的周围呈螺旋状绞合的多个线材（22）；及在外壳（2）的半径方向上的所述线材（22）的外侧形成的被覆层（23），线材（22）的材质为铝合金，线材（22）的螺距为屏蔽外径的10～35倍。
【专利说明】控制电缆
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种轻量且能够抑制振动的传递的控制电缆。
【背景技术】
[0002]作为以往的控制电缆，如图10所示，公开了一种使用了外壳100的控制电缆，该外壳100使油回火钢丝102和易挠性线材103在挠性的内管101的外周并列且紧贴而与内管101相邻，多根平缓地呈螺旋状缠绕，并在其外周形成有合成树脂的被覆层104 (参照专利文献I)。
[0003]在上述专利文献I中，在使碳素钢油回火钢丝和硬钢线交替地并列且相互紧贴而平缓地呈螺旋状缠绕于挠性的内管的外周的外壳中，挠性不充分，因此通过将硬钢线设为由软钢线或硬钢绞合构成的易挠性线材103而使其具有挠性。
[0004]在先技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本实开平2-113013号公报
【发明内容】
[0007]发明要解决的课题
[0008]具备使用了上述那种缠绕成螺旋状的两种钢线的外壳100的控制电缆的耐压曲性良好，但由于使用钢线作为线材，因此重量重。因此，在为了环境考虑而要求低燃料消耗的机动车等的用途中需要外壳的轻量化。
[0009]为了外壳的轻量化，简单而言，只要使用铝合金等轻合金的线材即可，但是在线材使用轻合金时，与线材使用钢线的情况相比，伴随于外壳轻量化，会产生由振动的传递引起的噪音的发生等问题。该振动的问题为在线材使用比重比较小的轻合金时，为了使外壳产生运动所需的能量也减小，因此外壳容易振动，由发动机等的振动引起的振动向室内传递，产生声音或振动等。即，发动机等振动源的振动传递到与振动源连接的外壳内而外壳自身振动，通过该传递的振动而使经由外壳与振动源连接的车室侧的外壳固定部等振动，由此产生振动声，或者产生外壳固定部等构件的松动。
[0010]在使用轻合金时，也考虑通过缓冲构件或消音构件等其他的部件来抑制振动的传递性，但这种情况下，除了部件个数的增加，还增加了缓冲构件或消音构件等的重量，因此无法实现作为装置整体的轻量化。
[0011]当如上述那样使外壳轻量化时，产生振动被传递的问题，为了避免振动被传递，必须使用重量重的钢线或另外使用抑制振动的传递性的缓冲构件或消音构件等其他构件，要求能满足轻量化、振动的传递性的抑制这两者的要求的外壳。因此，本发明鉴于上述情况，以提供一种具有外壳的控制电缆为目的，该外壳轻量且耐压曲性良好，且能够抑制振动的传递性，且具备螺旋状地绞合的金属制线材。
[0012]用于解决课题的手段[0013]本发明的控制电缆具备外壳和内电缆，其特征在于，所述外壳具备:内衬；在所述内衬的周围呈螺旋状绞合的多个线材；及在所述外壳的半径方向上的所述线材的外侧形成的被覆层，所述线材的材质为铝合金，所述线材的螺距为屏蔽外径的10?35倍。
[0014]另外，优选的是，所述线材的横截面为多边形形状。
[0015]另外，优选的是，所述被覆层的拉伸强度为29?50MPa。
[0016]另外，优选的是，所述铝合金为Al-Mg系合金或Al-Mg-Si系合金。
[0017]发明效果
[0018]根据本发明，通过使用铝合金作为外壳所使用的线材的材质而实现轻量化，将螺距设为屏蔽外径的10?35倍(更优选设为15?25倍)进行绞合，由此能够抑制振动的传递性。
[0019]另外，通过将线材的横截面形成为多边形形状，耐压曲性特别优异。
[0020]另外，通过将由涂层材料形成的被覆层的拉伸强度设为29?50MPa，耐压曲性特别优异。
[0021]另外，在使用Al-Mg系合金或Al-Mg-Si系合金作为铝合金时，线材的细径化及绞合容易，且耐压曲性良好，因此优选。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是表示本发明的控制电缆的一实施方式的局部剖切概略立体图。
[0023]图2是表示本发明的控制电缆的一实施方式的横向剖视图。
[0024]图3是表示本发明的控制电缆的一实施方式的控制电缆的纵向的剖视图。
[0025]图4是表示本发明的控制电缆的另一实施方式的横向剖视图。
[0026]图5是在实施例及比较例中，测定振动衰减特性的装置的概略图。
[0027]图6是在实施例及比较例中，测定振动衰减特性的装置的局部放大图。
[0028]图7是在实施例及比较例中，测定振动衰减特性的装置的局部放大图。
[0029]图8是在实施例及比较例中，测定抗压强度的装置的概略图。
[0030]图9是表示实施例及比较例中的频率与惯性值的关系的坐标图。
[0031]图10是表示以往的控制电缆的局部剖切概略立体图。
【具体实施方式】
[0032]以下，参照附图，详细说明本发明的控制电缆。
[0033]如图1所示，本发明的控制电缆I具备:具有挠性的管状的外壳2 ;以及滑动自如地收容在该外壳2内的内电缆3。
[0034]内电缆3优选采用将钢线、不锈钢线等原线绞合的结构，但内电缆3的直径、原线的根数、绞合方法等在本发明中没有特别限定。而且，内电缆3可以使用推挽控制电缆用内电缆、拉拽控制电缆用内电缆中的任一者。
[0035]如图1所示，外壳2具备:在外壳2的最内层形成为管状，内电缆3在其内侧滑动的内衬21 ;在内衬21的周围呈螺旋状地绞合的多个线材22 ;以及在外壳2的半径方向上的线材22的外侧形成的被覆层23。需要说明的是，在本说明书中，“在内衬的周围呈螺旋状地绞合的多个线材”是指包括在内衬21的周围直接绞合有线材22的结构、在内衬21的周围夹设有其他的层而间接地绞合有线材22的结构的任一者的意思，线材22的绞合的方法只要在内衬21的周围绞合即可，可以是相邻的线材22彼此几乎无间隙地紧密绞合，也可以是线材22彼此隔开间隔绞合。
[0036]另外，“被覆层”是具有保护线材22并提高外壳2的强度的功能的层，只要在线材22的外壳2的径向外侧形成被覆层23即可。因此，也可以在线材22与被覆层23之间、或被覆层23的外侧另外设置具有保护线材22并提高外壳2的强度的功能以外的功能的其他的层。
[0037]在图1中，外壳2以内衬21、线材22、被覆层23这三层结构进行图示，但本发明并未限定为图1所示的结构，在内衬21与线材22之间、线材22与被覆层23之间、内衬21的内侧、或被覆层23的外侧的任一者还设有其他层的结构当然也包含于本发明。
[0038]以下，说明在本发明中使用的线材22。如图1所示，线材22在内衬21的周围呈螺旋状绞合，形成确保外壳2的耐压曲性的屏蔽层22S。在本发明中，线材22为了实现外壳2的轻量化而采用铝合金。通过采用铝合金，与以往的使用钢材的外壳相比，重量减轻20?50%左右，能够有助于配线有控制电缆I的机动车等的轻量化。
[0039]铝合金的种类只要具有作为控制电缆的外壳发挥功能的挠性、耐压曲性即可，并未特别限定，但从强度、加工性的观点出发，在添加有Mg的JIS H4000优选采用作为5000系材料而规定的Al-Mg系合金(以下，简称为“5000系材料”)或作为6000系材料而规定的Al-Mg-Si系合金(以下，简称为“6000系材料”)。在5000系材料及6000系材料中，从耐压曲性的观点出发，更优选使用具有350?600MPa的拉伸强度(由JIS Z2241规定的拉伸破裂强度)的材料。虽然也受到被覆层23的拉伸强度的影响，但是作为线材22的材料的铝合金的拉伸强度小于350MPa时，外壳2容易压曲或变形，当超过600MPa时，外壳2的挠性及疲劳性稍受损。
[0040]另外，如图2所示，线材22以横截面形状为圆形的线材22覆盖内衬21的周围的方式绞合，但线材22的横截面形状没有特别限定，也可以使用例如图4所示的横截面形状为梯形的线材22等那样横截面形状为多边形的线材22。在图4中，在线材22的横截面上以梯形的斜边彼此相接的方式相互并行绞合，通过多个线材22形成环状的屏蔽层22S，由此提升抗压强度，并提高耐压曲性。除了横截面形状为梯形的线材22之外，横截面形状也可以形成为正方形、长方形的四边形、三角形、五边形等多边形。而且，这种情况下，可以使用多根横截面形状为相同形状的线材22，也可以组合使用不同的横截面形状的线材22。而且，也可以将上述那样的横截面形状为多边形的线材22以外的横截面形状为椭圆形的线材22相互并行绞合。
[0041]线材22的根数和通过线材22形成的屏蔽层22S的厚度(线材22的横截面形状为圆形时，为线材22的直径)并未特别限定，只要满足后述的线材22的螺距与屏蔽外径的关系即可，只要是与作为公知的控制电缆而使用的线材的根数或屏蔽层的厚度同等的根数、厚度就能够直接适用。从该观点出发，例如，屏蔽层22S的厚度可以在0.4?1.1mm的范围内选择，在内衬21的周围绞合的线材22的根数并未特别限定，可以在18?24根的范围内选择。
[0042]接下来，说明线材22的螺距与屏蔽外径的关系。如图3所示，线材22的螺距P为I根线材22绕内衬21的周围一周时的控制电缆I的纵向的长度(控制电缆I的长度方向的长度)，如图2及图4所示，屏蔽外径D为通过在内衬21的周围绞合多个线材22而形成屏蔽层22S后的状态的控制电缆I的纵截面中的屏蔽层22S的外径。
[0043]在本发明中，通过使线材22的螺距P为屏蔽外径D的10?35倍(以下，将螺距P相对于屏蔽外径D的比(螺距P/屏蔽外径D)称为“螺距倍率”)并呈螺旋状绞合，能够实现外壳2的轻量化，并且也能够抑制作为由轻量化引起的弊病的振动的传递性。
[0044]本发明通过将线材22的螺距倍率设为10?35的范围内这样的迄今为止未进行的研究来解消因线材22的轻量化而产生的振动声的问题，作为振动的传递的对策，也无需另外设置缓冲构件、消音构件等其他的构件。
[0045]在本发明中，通过将线材22的螺距倍率设为10?35的范围内，对于从振动源产生的各种频率的振动，能够在较宽的频带稳定地使振动衰减。例如当线材22的螺距倍率比10小时，来自振动源的振动难以衰减，振动在外壳2内容易传递。另一方面，当线材22的螺距倍率超过35时，能够衰减的频带的宽度窄，尤其是在频率高的区域(例如，频率高于4000Hz的范围)中，难以使振动衰减。而且，当将线材22的螺距倍率设为15?25的范围内时，振动衰减能更稳定，振动的传递性的抑制效果提高，因此优选。
[0046]接下来，说明线材22以外的结构。内衬21可以使用一直以来使用的公知的内衬，只要使内电缆3穿过且内电缆3能够在其内侧滑动即可，其材料或尺寸没有特别限定。
[0047]被覆层23将多个线材22覆盖，作为材料没有特别限制，优选采用例如聚丙烯、聚酯系热塑性弹性体、聚酰胺系树脂等与以往的合成树脂制的被覆层同样的涂层材料，被覆层23的层的厚度等尺寸不受限定。被覆层23的强度将内衬21或线材22的强度加入考虑而设计，其强度并不特别限定，但是使用拉伸强度(由ASTM D638规定的拉伸破裂强度)为29?50MPa的材料时，能够进一步提高外壳2的耐压曲性。虽然也受线材22的铝合金、内衬21的材料的拉伸强度的影响，但是存在下述倾向:当被覆层23的材料的拉伸强度小于29MPa时，外壳2容易压曲，当拉伸强度超过50MPa时，外壳2的挠性稍受损。
[0048]实施例
[0049]接下来，列举实施例及比较例而具体说明本发明，但本发明并不仅限定为这些实施例。
[0050]首先，说明在实施例及比较例中测定的外壳2的振动衰减能、抗压强度、及轻量化指数。
[0051](振动衰减特性)
[0052]如图5 (a)及(b)所不,将振动施加的一侧即外壳2的一端2a侧固定于金属制的终端固定用具4，在对来自施振侧的振动的传递进行计测的一侧即外壳2的另一端2b侧通过粘结剂而固定理音(株)制的加速度传感器5，以实际装备于车辆的方式进行配线。需要说明的是，图5 (a)及(b)中，由参照标号A表不的朝向为车辆的高度方向，由参照标号B表不的朝向为车辆的前后方向，由参照标号C表不的朝向为车辆的宽度方向。图6是振动施加的外壳2的一端2a与终端固定用具4的连结部的放大图，参照标号X、Y、Z分别表示车辆上下方向X、车辆前后方向Y、车辆左右方向Z。图7是图5 (b)中的加速度传感器5与外壳2的另一端2b的连接部的放大图，通过加速度传感器5，在图7中，以检测由参照标号D表示的上下方向的振动的方式配置。在加速度传感器5上连接有未图示的(株)小野测器制的放大器及(株)小野测器制的FFT分析器。以车辆上下方向X、车辆前后方向Y、车辆左右方向Z的朝向，通过击打锤(未图示)对安装有与上述的实车相当地配线的外壳2的一端2a的终端固定用具4施振，利用加速度传感器5来检测此时产生的响应波，由加速度传感器5检测到的响应波作为电信号向放大器及FFT分析器传递，由FFT分析器进行频率解析，由此测定振动的衰减特性作为惯性值(dB/N)。加速度测定分别进行四次车辆上下方向X、车辆前后方向Y、车辆左右方向Z的施振，取得它们的惯性值的平均。分析频率范围设为5000Hz为止。
[0053]评价基准与频带为500~5000Hz为止期间的平均惯性值一起，从实用面出发，将惯性值在-11~+25 (单位:dB/N)的范围内推移的情况评价为◎，将未收敛于-11~+25(dB/N)的范围而在-15~+30的范围内推移的情况评价为〇，将除此以外评价为X。
[0054](抗压强度)
[0055]如图8所示，将长度250mm的外壳2的一端2c固定于固定台6,将另一端2d固定于管接头7，在该管接头7上固定长度550mm、外径为2.5mm的内电缆3的一端，穿过外壳2内的基础上，将内电缆3的另一端在常温下，沿着图8中参照标号E所示的方向，以20mm/min的速度拉伸，测定外壳2压曲时的载荷(N)。
[0056]评价基准将耐受1.5kN以上的载荷的情况设为◎，将耐受1.0~1.5kN的载荷的情况设为〇，将其以下设为X。
[0057](轻量化指数)
[0058]以比较例2的使用了钢线的外壳的重量为100，进行指数评价。
[0059]实施例1
[0060]在厚度0.5mm、外径为4.2mm的聚乙烯制的内衬21,将21根横截面形状为圆形(直径0.7mm)的Al-Mg系合金(5056)`制的线材22呈螺旋状绞合。绞合以屏蔽外径D为4.90mm且螺距P为50mm的方式进行(螺距倍率10.2)。然后，利用拉伸强度为20MPa的聚丙烯(三菱化学(株)制的zelas (注册商标):由ASTM D790规定的弯曲弹性率630MPa)将屏蔽层22S覆盖而形成被覆层23，制作了外径为7mm的图1 (及图2)所示的类型的控制电缆I的外壳2。
[0061]关于制作的外壳2，研究了振动衰减特性、抗压强度及轻量化指数。结果如表1所
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[0062]实施例2~15
[0063]除了线材22的种类、横截面形状、尺寸及根数、以及被覆层23的材料如表1所示那样变更之外，与实施例1同样地，制作了具有表1所示的外径、屏蔽外径D、螺距P及螺距倍率的外壳2，与实施例1同样地，研究了振动衰减特性、抗压强度及轻量化指数。结果如表I所示。
[0064]需要说明的是，表1记载的材料为如下的材料。
[0065](招合金)
[0066]5056 JIS H4040中规定的拉伸强度439MPa的Al-Mg系合金
[0067]6063 JIS H4040中规定的拉伸强度380MPa的Al-Mg-Si系合金
[0068](被覆层)
[0069]PP:三菱化学(株)制的zelas (注册商标):拉伸强度20MPa、弯曲弹性率630MPa
[0070]TPEE (I):东洋纺织(株)制的聚酯弹性体(商品名pelprene (注册商标):拉伸强度30MPa、弯曲弹性率300MPa)
[0071]TPEE (2):东丽杜邦(株)制的聚酯弹性体(商品名Hytrel (注册商标):拉伸强度46MPa、弯曲弹性率570MPa)
[0072]TPEE (3):东洋纺织(株)制的聚酯弹性体(商品名pelprene (注册商标):拉伸强度37MPa、弯曲弹性率490MPa)
[0073] PBT:三菱工程塑料(株)制的聚对苯二甲酸丁二醇酯(商品名novaduran (注册商标):拉伸强度29MPa、弯曲弹性率740MPa)
[0074]聚酰胺:杜邦(株)制的聚酰胺(商品名Zytel (注册商标):拉伸强度50MPa、弯曲弹性率 520MPa)
[0075]比较例I~3
[0076]使用镀锌硬钢线作为线材，除了按照表1所示的规格之外，与实施例1同样地，制作了具有表1所示的外径、屏蔽外径、螺距及螺距倍率的外壳，与实施例1同样地，研究了振动衰减特性、抗压强度及轻量化指数。结果如表1所示。
[0077]比较例4~8
[0078]除了按照表1所示的规格之外，与实施例1同样地，制作了具有表1所示的外径、屏蔽外径、螺距及偏离了本发明的比率的螺距倍率的比较用的外壳，与实施例1同样地，研究了振动衰减特性、抗压强度及轻量化指数。结果如表1所示。
[0079][表 I]
【权利要求】
1.一种控制电缆，具备外壳和内电缆，其中， 所述外壳具备:内衬；在所述内衬的周围呈螺旋状绞合的多个线材；及在所述外壳的半径方向上的所述线材的外侧形成的被覆层， 所述线材的材质为铝合金， 所述线材的螺距为屏蔽外径的10?35倍。
2.根据权利要求1所述的控制电缆，其中， 所述线材的横截面为多边形形状。
3.根据权利要求1或2所述的控制电缆，其中， 所述被覆层的拉伸强度为29?50MPa。
4.根据权利要求1?3中任一项所述的控制电缆，其中， 所述招合金为Al-Mg系合金或Al-Mg-Si系合金。
【文档编号】F16C1/26GK103492731SQ201280019758
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2012年4月23日 优先权日:2011年4月22日
【发明者】津田烈, 坂口知 申请人:株式会社海莱客思