JPH0599217A - コントロ−ルケ−ブル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 軽量かつ耐久性・操作性に優れたコントロ−
ルケ−ブルを提供する。 【構成】 内索は、０．８０〜０．９６重量％の炭素を
含む素線抗張力が２８０〜４００ kgf／mm² の複数の鋼
線を撚合して形成され、さらに、内索のめっきが、所定
成分の亜鉛合金浴に前記内索を浸漬することにより形成
され、４〜６重量％のアルミニウムを含むＺｎ−Ａｌ合
金層を主体とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、各種の車両および産
業用機械に用いられるコントロ−ルケ−ブルに関する。

【０００２】

【従来の技術】コントロ−ルケ−ブルは、操作性、応答
性等の性能に優れるとともに、取り付けやすく、使用中
には断線し難く、かつ、長期間にわたり安全に使用でき
る耐久性が要求される。このような要求を満たすため
に、内索（駆動力伝達用コ−ド）には強くて伸びが少な
く、かつ耐疲労特性に優れた鋼線を用い、導管には摺動
性、耐食性、並びにある程度の可撓性と剛性を有する素
材を用いる。

【０００３】実公平２−１０３３１号公報および特開平
２−２１２６１５号公報に開示されているように、近
時、主としてコントロ−ルケ−ブルの耐食性及び摺動性
の向上を図るために、内索を亜鉛または亜鉛系合金でめ
っき処理することがなされている。

【０００４】また、特開昭６２−４４５６３号公報に
は、亜鉛よりも耐食性に優れる亜鉛−アルミニウム合金
をめっきするために、鋼線を亜鉛浴とアルミニウム浴と
に順次浸漬する二浴法が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
コントロ−ルケ−ブルの内索には、引張強さが１７０〜
２５０ kgf／mm² の強度レベルのＪＩＳＧ３５０６ＳＷ
ＲＨ６２Ａ（炭素含有量０．５９〜０．６６重量％）な
どの鋼線を用いているため、設計上必要な破断荷重を得
るには、コ−ド有効断面積が増大し、ケ−ブルが太径と
なる。このため、従来のケ−ブルは重量物で占有スペ−
スが大きくなり、駆動力伝達や制御用として車体下部に
取り付けにくいものとなる。とくに、近時、乗用車の分
野においては車体の軽量化の要請が強く、ケ−ブルの単
位長さあたりの重量を低減する必要がある。

【０００６】また、従来の二浴法による亜鉛−アルミニ
ウム合金めっきコ−ドは、めっき表面性状のコントロ−
ルが難しく、長手方向に円滑なめっき表面を安定的に得
ることが困難であった。

【０００７】さらに、従来の二浴法によるコ−ドでは、
めっき厚さが不均一になりやすく、めっきの薄い部分に
錆を生じ、耐食性・耐久性に劣る。

【０００８】さらに、従来の二浴法によるコ−ドでは、
素地とめっきとの界面に脆い金属間化合物層が生成され
るため、ワイヤ又はワイヤ撚り線の繰り返し曲げや振動
により界面近傍の金属間化合物層に疲労亀裂が生じ、短
時間で断線する。

【０００９】さらに、従来の二浴法によるコ−ドでは、
導管とコ−ドとの間に凝着がおこり、スティックスリッ
プ（きしみ）が発生し、操作フィ−リングが悪化する。

【００１０】この発明は、上記課題を解決するためにな
されたものであり、軽量で耐久性・操作性に優れたコン
トロ−ルケ−ブルを提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段および作用】この発明に係
るコントロ−ルケ−ブルは、めっき処理した内索を導管
内に挿通し操作するコントロ−ルケ−ブルにおいて、前
記内索は、０．８０〜０．９６重量％の炭素を含み、素
線抗張力が２８０〜４００ kgf／mm² の複数の鋼線を撚
合して形成されていることを特徴とする。

【００１２】この場合に、さらに、内索のめっきが、所
定成分の亜鉛合金浴に前記内索又は内索を構成する素線
を浸漬することにより形成され、４〜６重量％のアルミ
ニウムを含むＺｎ−Ａｌ合金層を主体とすることが好ま
しい。

【００１３】内索の材質を上記の組成範囲に選ぶ理由
は、高抗張力化を図る目的で、内索の素線の強度を２８
０〜４００ kgf／mm² 程度のレベルに向上させるには、
少なくとも０．８０重量％以上の炭素を鋼線に含ませる
必要があるからである。一方、炭素の含有量を高くし過
ぎると、ケ−ブルの耐疲労特性が低下するので、めっき
処理等による影響をも考慮して、炭素含有量の上限値を
０．９６重量％とした。さらに、任意にクロムを添加し
て鋼線を強化する場合は、同様の理由により、クロム含
有量の上限値を０．４重量％とした。

【００１４】また、Ｚｎ−Ａｌ合金めっきのアルミニウ
ム含有量の下限値を４重量％とした理由は、この値を下
回るアルミニウム含有量では所望の耐食性を得ることが
できなくなるからである。

【００１５】一方、Ｚｎ−Ａｌ合金めっきのアルミニウ
ム含有量の上限値を６重量％とした理由は、この値を上
回るアルミニウム含有量では所望の耐疲労特性を得るこ
とができなくなるからである。

【００１６】さらに、合金中のＡｌ含有量を４〜６重量
％とすることにより、浴中における溶融金属の流動性が
良好になるので、めっき表面が美麗になること、Ｚｎ−
Ａｌ合金の融点が低くなるので、強度部材としての鋼線
のめっきに適すること、浸漬のための設備工具の浴中で
の浸食を抑制することができること、ドロスの発生が少
なくなること、などの利点がある。

【００１７】Ｚｎ−Ａｌ合金めっきを単一の溶融金属浴
に内索又は内索を構成する素線を浸漬通過させる所謂
「一浴法」で形成する理由は、第１に素線母材とめっき
層との境界に脆い金属間化合物層が成長発達することを
防ぐため、第２にめっきの表面特性を良好にするためで
ある。第１の理由は、素線母材とめっき層との境界の金
属間化合物は硬くて脆い性質を有するので、この金属間
化合物層が無視できない程の厚さに成長発達すると、こ
れが疲労亀裂の起点となってケ−ブルの耐疲労特性が著
しく低下することによる。また、第２の理由は、一浴法
により形成しためっきは、偏肉が少なく、滑らかな表面
を有するので、操作性に優れるとともに、耐食性および
耐疲労特性が向上することによる。

【００１８】めっき直後の冷却条件を所望の速度・温度
に制御することにより、めっき層を、α相またはβ相の
樹枝状晶組織の間隙に粒状化の進行したパ−ライト相が
存在する混合組織とすることができる。このような樹枝
状晶／パ−ライト相の混合組織は、耐疲労特性にとくに
優れており、ケ−ブルの耐久性向上に大きく寄与する。

【００１９】これに対して、α相とβ相の薄板状の層が
交互に配列されたパ−ライト組織では、疲労クラックが
結晶粒界に沿って伝わりやすく、耐疲労特性に劣る。と
くに、結晶粒界が表面から素地に直接つながるシャ−プ
なパ−ライト組織では、疲労クラックが薄板状組織の結
晶粒界に沿って表面まで伝播し、短時間で疲労破断に至
る。

【００２０】

【実施例】以下、添付の図面を参照しながら本発明の実
施例について説明する。

【００２１】［鋼線の熱処理］炭素含有量がそれぞれ
０．８６重量％，０．９２重量％，０．９６重量％の過
共析鋼にクロムを０．２０重量％添加した１．４２mm径
の三種類の線材を、オ−ステナイト領域に加熱後、最高
加熱温度からＡ₁ 変態点を通過するまでの時間が０．８
秒以下になるような速度で加速冷却し、各線材の組織を
オ−ステナイトからパ−ライトに変態させる。

【００２２】［鋼線のめっき処理］図３を参照して鋼線
のめっき処理について説明する。上記のように熱処理し
た鋼線１１ａを、図示しない溶融鉛浴（約４００℃）に
浸漬通過させ、さらに水冷槽、塩酸槽、水洗槽（いずれ
も図示せず）に浸漬通過させ、表面を脱脂洗浄する。脱
脂洗浄処理後、フラックス槽２にて鋼線１１ａに所定量
のフラックスを付着させ、熱風乾燥炉３にてこれを乾燥
する。

【００２３】乾燥後、鋼線１１ａをめっき浴４に浸漬通
過させる。めっき浴４には溶融状態のＺｎ−Ａｌ合金が
容れられている。溶融Ｚｎ−Ａｌ合金は、アルミニウム
含有量を５±１重量％の範囲に調整されている。

【００２４】浴中ロ−ル５により鋼線１１ａの移送方向
が水平から垂直に変換され、浴４から鋼線１１ａが引き
上げられるところにシ−ルボックス６が設けられてい
る。シ−ルボックス６中には非酸化性ガス７が導入さ
れ、鋼線１１ａに付着した過剰のＺｎ−Ａｌ合金を非酸
化性雰囲気下で絞り落とし、めっき層を適正な厚さに調
整する。さらに、水冷ノズル８により鋼線１１ａに水を
噴射し、鋼線１１ａを水冷する。冷却水を４５±２℃に
温度調節し、鋼線１１ａを所望の冷却速度で冷却する。

【００２５】このように、めっき直後の冷却条件を制御
することにより、α相またはβ相の樹枝状（デンドライ
ト）の初晶を晶出させ、その間隙を粒状化の進行したパ
−ライト組織で埋められためっき層組織とした。このよ
うな樹枝状晶／パ−ライト相の混合組織は、耐疲労特性
および耐食性にとくに優れており、ケ−ブルの耐久性向
上に大きく寄与する。

【００２６】［伸線］めっき処理後、鋼線１１ａを減面
率９６．５％で伸線加工した。このとき、所望の強度を
得るための加工度を確保する目的から、伸線加工中に発
生するワイヤの表面引張残留応力を小さくする必要があ
る。すなわち、伸線途中において、複数の小径ロ−ラを
千鳥状に配列した所謂ならしロ−ルに鋼線１１ａを通
し、これに小さな曲げ歪みを与え、撚回値を向上させ
る。

【００２７】この実施例のように、一浴法により形成し
ためっきの表面性状は良好であるので、伸線加工が耐疲
労特性に及ぼす影響は認められない。これに対して、従
来の二浴法により形成しためっきの表面性状は不良であ
るので、伸線時に凹凸状のめっき組織が鉄素地に食い込
み、耐疲労特性が大幅に低下する。

【００２８】［内索の製造］めっき付着量が１ｍ² あた
り３５０グラム程度の鋼線１１ａを撚合し、内索１１を
製造する場合について説明する。

【００２９】筒形撚り線機の７つのボビンから鋼線１１
ａをそれぞれボイスに向かって供給しながら、ロ−タを
回転させ、７本撚りのストランドを製造する。

【００３０】さらに、７本撚りストランドを筒形撚り線
機の各ボビンに巻き付け、ボイスに向かって７本の７本
撚りストランドを供給しながら、ロ−タを回転させ、図
２に示すような断面を有する７本×７本の内索１１を製
造した。このときの撚りピッチは２８〜３０mmとした。

【００３１】なお、このようにして製造した内索１１の
平均直径は４．０mmである。

【００３２】［導管の製造］図１を参照しながら導管１
２の製造について説明する。

【００３３】導管１２の内面側にはライナ−１３が設け
られ、内索１１との円滑な摺動が確保されるようになっ
ている。このライナ−１３は、表面性状が良好で耐摩耗
性に優れた軟質の合成樹脂でつくられている。

【００３４】ライナ−１３の外周に鋼線ストランド１４
を巻き付ける。鋼線ストランド１４は、所定の線径の鋼
線を７本撚り合わせてつくられ、導管１２の剛性を確保
し、コントロ−ルケ−ブルの応答性を高める役割を有す
る。また、ある程度の可撓性を確保する必要から、鋼線
ストランド１４は内索１１に対する強度バランスが考慮
されている。

【００３５】さらに、剛性部材としての鋼線ストランド
１４の外面はジャケット１５で被覆されている。ジャケ
ット１５は、硬質の合成樹脂でつくられている。

【００３６】このようにしてつくられたコントロ−ルケ
−ブル１０は、平均直径が１２mmで長さ１ｍあたりの平
均重量が０．３kgである。

【００３７】次に、図４を参照しながら内索１１の疲労
試験について説明する。

【００３８】疲労試験機２０の台座２１上に３本のポス
ト２２が立設され、内索１１がポスト２２のロ−ラ２３
により支持されている。内索１１の一端はポスト２４に
固定され、他端はスプリング２６で付勢されたチャック
２５に把持されている。このスプリング２６を介して重
り２７の重量が内索１１にテンションとして作用するよ
うになっている。

【００３９】中央のポスト２２は、往復クランク機構の
ア−ム２９に連結されている。円盤２８を回転させる
と、中央ポスト２２が上下動し、内索１１に規則的に振
動が付与されるようになっている。

【００４０】図５は、横軸にめっきのアルミニウム含有
量をとり、縦軸に耐疲労性指数をとって、両者の相関に
ついて調べた結果を示すグラフ図である。振幅を±１０
mmとして約８万回の往復振動を内索１１に与える試験条
件とした。ここで、耐疲労性指数とは、めっき無しの状
態の７×７の内索の結果を１００とした場合に、これに
対する指数である。耐疲労性指数が８０を上回るものを
合格とする。図から明らかなように、めっき中のアルミ
ニウム含有量が６重量％以下の場合は、指数が８０を上
回る結果となった。

【００４１】図６は、横軸にアルミニウム含有量をと
り、縦軸に塩水噴霧試験による赤錆発生時間をとって、
両者の相関について調べた結果を示すグラフ図である。
赤錆発生時間が２００時間を超えるものを合格とする。
図から明らかなように、めっき中のアルミニウム含有量
が４重量％以上の場合は、赤錆発生時間が２００時間を
超える結果となった。

【００４２】表１には、実施例１〜４、並びに比較例１
〜９のように種々条件を変えて、各種デ−タを比較した
結果を示す。軽量率については、比較例１を基準とし
た。表１から明らかなように、実施例１〜４はいずれも
耐疲労特性およびスティックスリップ特性を損なうこと
なく、従来に比べて４２〜６０％と大幅な軽量化を図る
ことができた。

【００４３】なお、内索の冷間引き抜き（伸線）加工及
びめっき処理の工程は、両者が入れ代わってもよい。す
なわち、上記実施例ではめっき処理後に伸線加工した場
合について説明したが、伸線加工後にめっき処理しても
よい。

【００４４】また、上記実施例では７×７の内索をケ−
ブルに用いた場合について説明したが、本発明はこれの
みに限られることなく、他の構成の内索を採用すること
も勿論できる。

【００４５】図７に示すように、内索の構成を７×７×
７とすると、さらに強いケ−ブルとなる。

【００４６】図８に示すように、内索の構成を７×１９
としてもよい。

【００４７】図９に示すように、内索の構成を７×Ｗ
（１９）としてもよい。

【００４８】

【表１】

【００４９】

【発明の効果】この発明によれば、耐久性・操作性に優
れるとともに、高抗張力で軽量のコントロ−ルケ−ブル
を提供することができる。とくに、一浴法で内索をめっ
き処理し、冷却速度を制御すると、素線母材とめっき層
との境界の金属間化合物層が実質的に成長発達せず、耐
疲労特性に優れためっき組織を得ることができる。この
ため、コンパクトで軽く、かつ、断線し難いコントロ−
ルケ−ブルが得られ、車両の軽量化の要請に十分に応え
ることができる。

【００５０】めっき合金中のＡｌ含有量を４〜６重量％
とすることにより、浴中における溶融金属の流動性が良
好になり、めっき表面が美麗になる。これによりケ−ブ
ルの耐食性および耐疲労特性を向上させることができ
る。

【００５１】また、Ａｌ含有量を４〜６重量％とするこ
とによりめっき合金の融点が低くなるので、強度部材と
しての鋼線のめっきに適し、浸漬のための設備工具の浴
中での浸食を抑制することができる。さらに、ドロスの
発生が少なくなるなどの利点もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例に係るコントロ−ルケ−ブル
を示す部分切欠斜視図。

【図２】実施例に係るコントロ−ルケ−ブルの内索の横
断面図。

【図３】内索のめっき処理設備の概要を示す断面模式
図。

【図４】内索の耐疲労性試験装置の概要を示す模式図。

【図５】耐疲労性試験結果を示すグラフ図。

【図６】塩水噴霧試験の結果を示すグラフ図。

【図７】他の実施例の内索の横断面図。

【図８】他の実施例の内索の横断面図。

【図９】他の実施例の内索の横断面図。

【符号の説明】

１０；コントロ−ルケ−ブル、１１；内索、１２；導
管、１３；ライナ−、１４；ストランド（剛性部材）、
１５；ジャケット（被覆部材）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 めっき処理した内索を導管内に挿通し操
   作するコントロ−ルケ−ブルにおいて、前記内索は、
   ０．８０〜０．９６重量％の炭素を含み、素線抗張力が
   ２８０〜４００ kgf／mm² の複数の鋼線を撚合して形成
   されていることを特徴とするコントロ−ルケ−ブル。
2. 【請求項２】 内索のめっきが、所定成分の亜鉛合金浴
   に前記内索又は内索を構成する素線を浸漬することによ
   り形成され、４〜６重量％のアルミニウムを含むＺｎ−
   Ａｌ合金層を主体とすることを特徴とする請求項１記載
   のコントロ−ルケ−ブル。
3. 【請求項３】 内索のめっきが、α相またはβ相の樹枝
   状晶組織の間隙に粒状化の進行したパ−ライト相が存在
   する混合組織を主体とするＺｎ−Ａｌ合金からなること
   を特徴とする請求項１記載のコントロ−ルケ−ブル。