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带齿线缆

阅读：1028发布：2020-09-14

专利汇可以提供带齿线缆专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且提供一种不会对电动机等施加不必要的负载、不会损坏且耐久性良好的带齿线缆。带齿线缆(1)具备芯线缆(2)及在芯线缆(2)的外周螺旋状地卷绕的齿条 (3)，带齿线缆(1)的特征在于，具有通过树脂连续覆盖芯线缆(2)及齿条(3)的外侧的覆盖层 (4)，带齿线缆(1)具有由于树脂覆盖齿条(3)而形成的螺旋状凸部(41)及由于树脂覆盖齿条之间而形成的螺旋状凹部(42)，覆盖层(4)与芯线缆(2)和齿条(3)密接，螺旋状凹部(42)的覆盖层(4)的膜厚(D2)比螺旋状凸部(41)的覆盖层(4)的膜厚(D1)厚。，下面是带齿线缆专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种带齿线缆，具备芯线缆及在所述芯线缆的外周螺旋状地卷绕的齿条，所述带齿线缆的特征在于，
具有通过树脂连续覆盖所述芯线缆及所述齿条的外侧的覆盖层，所述带齿线缆具有由于所述树脂覆盖所述齿条而形成的螺旋状凸部及由于所述树脂将所述齿条之间覆盖而作为在所述芯线缆的周向上螺旋状地连续并在轴向上延伸的槽状而设置的螺旋状凹部，所述覆盖层与所述芯线缆和所述齿条密接，所述螺旋状凹部的所述覆盖层的膜厚比所述螺旋状凸部的所述覆盖层的膜厚厚，
所述螺旋状凸部的顶部形成为在与啮合体的齿底面之间具有空间，所述啮合体与所述带齿线缆啮合，
所述树脂为热塑性弹性体。
2.根据权利要求1所述的带齿线缆，其特征在于，
所述螺旋状凹部的底部的厚度为所述螺旋状凸部的顶部的厚度的1.8倍以上。
3.根据权利要求1所述的带齿线缆，其特征在于，
所述螺旋状凹部的底部的厚度为所述螺旋状凸部的顶部的厚度的1.8倍～7.4倍。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的带齿线缆，其特征在于，
所述树脂的弯曲弹性率为300MPa以下。

说明书全文

带齿线缆

技术领域

[0001] 本发明涉及耐久性良好的带齿线缆。

背景技术

[0002] 一直以来，作为用于传递齿轮等的驱动力的机构，已知有一种通过在由金属线材构成的芯线缆的外周面上螺旋状地卷绕的齿条来传递其轴线方向的驱动力的带齿线缆。该带齿线缆通过齿条，沿着带齿线缆的轴线方向，使凹部与凸部交替反复形成，通过使齿轮的齿与该凹部啮合，而将带齿线缆沿着该轴线方向驱动，传递齿轮等驱动源的驱动力。作为此种带齿线缆，例如，在专利文献1中公开一种带齿线缆100，其特征在于，如图4所示，覆盖体101在螺旋线圈卷绕线体102及线缆/芯部103这两者上延伸，并且分别在所述螺旋线圈卷绕线体102的卷绕部的冠顶部102a为比较厚，且在所述卷绕部之间的芯部面部103a为比较薄。

[0003] 另外，如图5所示，在专利文献2中公开了一种带齿线缆110，具备由多条金属线材构成的芯线缆113和金属线材等间隔地螺旋卷绕在该芯线缆113的外周面上而成的齿条112，且具有管状的树脂涂层111，该树脂涂层111通过挤压成形而设置在该带齿线缆110外周且具有凹凸，在所述树脂涂层111的凹部与芯线缆113之间具有空间，所述树脂涂层111的凸部与齿条112抵接。

[0004] 【在先技术文献】

[0005] 【专利文献】

[0006] 【专利文献1】日本特开昭56-105109号公报

[0007] 【专利文献2】国际公开第2005/116463号公报

[0008] 上述专利文献1的带齿线缆100中，覆盖体101在螺旋线圈卷绕线体102及线缆/芯部103这两者上延伸，在所述螺旋线圈卷绕线体102的卷绕部的冠顶部102a形成为厚壁，在所述卷绕部之间的芯部面部103a形成为薄壁，因此防止噪音，且具有对磨损的耐久性。可是，在专利文献1的带齿线缆100中，由于带齿线缆100上的凹凸变大，因而与带齿线缆100啮合的齿轮(未图示)的齿和带齿线缆100的凸部即卷绕部的冠顶部102a会发生卡住，在驱动所述带齿线缆100的电动机(未图示)、齿轮上会作用有不必要的负载。

[0009] 另外，对于在芯部的外周面设有螺旋状的齿条的带齿线缆，当与小齿轮、齿条等齿轮啮合时，容易产生噪音。为了防止该噪音，如专利文献2所示，提出了利用管状的树脂涂层111来覆盖且在与芯线缆113之间具有空间的带齿线缆110。可是，由于在树脂涂层111与芯线缆113之间具有空间S，因而需要在不使树脂涂层111产生破裂的条件下与齿轮啮合。

发明内容

[0010] 本发明目的在于提供一种不会对电动机等施加不必要的负载、不会损坏且耐久性良好的带齿线缆。

[0011] 本发明的带齿线缆具备芯线缆及在所述芯线缆的外周螺旋状地卷绕的齿条，所述带齿线缆的特征在于，具有通过树脂连续覆盖所述芯线缆及所述齿条的外侧的覆盖层，所述带齿线缆具有由于所述树脂覆盖所述齿条而形成的螺旋状凸部及由于所述树脂将所述齿条之间覆盖而形成的螺旋状凹部，所述覆盖层与所述芯线缆和所述齿条密接，所述螺旋状凹部的所述覆盖层的膜厚比所述螺旋状凸部的所述覆盖层的膜厚厚。

[0012] 【发明效果】

[0013] 根据本发明，由于带齿线缆具有覆盖层，因此能够防止噪音，而且由于带齿线缆的螺旋状凹部的底部与螺旋状凸部的顶部之差较小，因此与所述带齿线缆啮合的齿轮不会卡在所述螺旋状凸部，因此不会对电动机等施加不必要的负载。

[0014] 另外，通过使螺旋状凹部的底部的厚度为规定以上厚，而难于产生与带齿线缆啮合的齿轮的啮入引起的切断。

[0015] 另外，通过使螺旋状凹部的底部的厚度处于规定的范围内，而能够抑制与带齿线缆啮合的齿轮的啮入引起的覆盖层的切断，并能够抑制齿轮的啮入时的应力引起的、在覆盖层产生裂纹的情况。

[0016] 另外，通过使覆盖层使用的树脂为规定的弯曲弹性率以下，能够进一步减少与齿轮的啮合产生的声音。

[0017] 另外，通过使覆盖层所使用的树脂为热塑性弹性体，能够进一步减少覆盖层与齿轮的啮合产生的声音，且能够减少齿轮啮入带齿线缆时的对带齿线缆的按压力，能够进一步提高带齿线缆的滑动性。附图说明

[0018] 图1是用于说明本发明的带齿线缆的局部剖视图。

[0019] 图2是表示本发明的带齿线缆与齿轮啮合的状态的图。

[0020] 图3是在实施例及比较例中，测定电动机的负载、噪音及带齿线缆的耐久性的装置的简图。

[0021] 图4是用于说明以往的带齿线缆的局部剖视图。

[0022] 图5是用于说明以往的带齿线缆的局部剖视图。

具体实施方式

[0023] 以下，参照附图，详细地说明本发明的带齿线缆。

[0024] 如图1所示，本发明的带齿线缆1包括：芯线缆2；在芯线缆2的外周面上螺旋状地卷绕的齿条3；及通过树脂连续地覆盖芯线缆2及齿条3的外侧(外周面)的覆盖层4。

[0025] 芯线缆1只要具有耐伸缩性、耐扭转性即可，可以使用与以往在带齿线缆中使用的芯线缆相同的芯线缆，尤其是虽然其结构并未被限定，但例如能够以由一根金属线构成的芯线为中心，螺旋卷绕由多根金属线构成的加强层，进而在其周围螺旋卷绕由多根金属线构成的另外的加强层，由此形成芯线缆1。

[0026] 通过将金属线材隔开等间隔而螺旋卷绕在芯线缆2的外周而形成齿条3。芯线缆2及齿条3的外径尺寸并未特别限定，但例如芯线缆2的外径尺寸可以使用1～4mm的范围，齿条3的外径尺寸可以使用0.5～2mm的范围，齿条3的顶部外径D4(某位置的齿条3的顶部和假想位于与该顶部关于带齿线缆1的轴为轴对称的位置上的齿条3的顶部之间的距离)可以为3～7mm。

[0027] 接下来，说明在本发明中使用的覆盖层4。如图1所示，覆盖层4通过在芯线缆2及齿条3的外侧沿着带齿线缆1的周向及轴向连续地覆盖树脂而形成。带齿线缆1的覆盖层4具有：通过将树脂覆盖于齿条3而形成的螺旋状凸部41；及通过将树脂覆盖齿条3之间的芯线缆2的外周部而形成的螺旋状凹部42。螺旋状凸部41在带齿线缆1与齿轮G(参照图2)啮合时，防止齿条3的外周部与齿轮G抵接时的声音，螺旋状凹部42对齿轮G的齿T(参照图2)啮入带齿线缆1的部分进行保护。覆盖层4如图1所示，从覆盖层4的外周面到芯线缆2的外周部及齿条3的外周部，之间没有隔开间隙，与芯线缆2和齿条3密接设置。

[0028] 如图2所示，通过与带齿线缆1的螺旋状凹部42啮合的齿轮G的齿T来按压覆盖层4。带齿线缆1作为传递齿轮G的驱动力的构件，虽然由齿T反复按压相同的部位，但由于覆盖层
4与芯线缆2和齿条3密接设置，因此覆盖层4不会发生破坏，因此能够形成为耐久性高的带齿线缆1。另外，由于覆盖层4与芯线缆2和齿条3密接设置，因此能够防止与齿轮G啮合时的噪音，与在芯线缆2的外周面与覆盖层4之间设有间隙的情况相比，能够起到更好的防音效果。

[0029] 另外，如图1所示，覆盖层4中，螺旋状凹部42的膜厚D2形成得比螺旋状凸部41的膜厚D1厚。如此，螺旋状凹部42的覆盖层4的膜厚D2比螺旋状凸部41的覆盖层4的膜厚D1厚，由此，螺旋状凹部42的底部42a与螺旋状凸部41的顶部41a的高度之差减小，因此与带齿线缆1啮合的齿轮G不会被螺旋状凸部41卡住，所以不会对驱动齿轮G的电动机等驱动源施加不必要的负载。即，螺旋状凹部42的膜厚D2比螺旋状凸部41的膜厚D1厚，由此如图2所示，在齿轮G的齿T与带齿线缆1啮合前后，可能成为图2中的双点划线所示的齿轮G的齿T的前端的轨道O的障碍的覆盖层4的高度降低，且齿轮G的齿T与覆盖层4的接触长度也减小，因此齿轮G的齿T与覆盖层4的接触时间缩短，不会对电动机等驱动源施加不必要的负载。

[0030] 另外，若螺旋状凸部41的膜厚D1厚，则在齿轮G的齿T的前端的轨道O上，螺旋状凸部41的顶部41a会进入轨道O上，因此因齿轮G的齿T的前端部而可能会削掉覆盖层4，但在本发明中，由于螺旋状凸部41的膜厚D1减薄，因此螺旋状凸部41的顶部41a难以覆盖在轨道O上。因此，不仅能够减少在齿轮G的齿T与螺旋状凹部42啮合的前后卡在覆盖层4的螺旋状凸部41的顶部41a导致的对电动机等的负载，而且也能够防止覆盖层4的削掉等引起的破损。带齿线缆1除了与齿轮G啮合的部位以外，有时会插通外壳体(未图示)，削掉覆盖层4，在外壳体内残留有削掉覆盖层4后的碎片时，滑动性会下降。因此，能够防止覆盖层4的削掉等引起的带齿线缆1的破损的结果是，能够防止在外壳体内滑动的带齿线缆1的滑动性的下降。

[0031] 在齿轮G啮入螺旋状凹部42的底部42a时，为了难以发生覆盖层4的切断(龟裂、破损等)且防止带齿线缆1与啮合齿轮G的卡住，而优选使螺旋状凹部42的底部42a的膜厚D2为螺旋状凸部41的顶部41a的膜厚D1的1.8倍以上。通过使膜厚D2大于膜厚D1的1.8倍，而能够容易地抑制齿轮G啮入螺旋状凹部42的底部42a时的覆盖层4的切断。膜厚D2与膜厚D1的关系更优选使膜厚D2为膜厚D1的1.8～7.4倍，以便于抑制齿轮G的啮入引起的切断，并且抑制齿轮G的啮入时的应力引起的在覆盖层4产生裂纹的情况。这是因为，通过使膜厚D2小于膜厚D1的7.4倍，而能够容易地抑制齿轮G的齿T的前端较大地啮入覆盖层4引起的覆盖层4的裂纹。

[0032] 需要说明的是，上述数值范围当然是从芯线缆2的外周面到螺旋状凹部42的底部42a的高度比从芯线缆2的外周面到螺旋状凸部41的顶部41a的高度低，此外膜厚D2为膜厚D1的1.8～7.4倍的范围。另外，膜厚D1及D2有时因带齿线缆1的使用产生的磨损、变形而变化，但本发明的膜厚D2为膜厚D1的1.8～7.4倍是指带齿线缆1的使用前(初始状态)的数值。
需要说明的是，膜厚D1及膜厚D2能够根据芯线缆2的外径、齿条3的外径而适当变更，但例如芯线缆2的外径尺寸为2.7mm，带齿线缆1的外径尺寸为4.7mm时，可以使膜厚D1为0.15～
0.4mm，并使膜厚D2为0.75～1.1mm。这种情况下，相对于形成在齿条3与芯线缆2之间的谷的深度为D3，膜厚D1为谷的深度的0.15～0.4倍，膜厚D2为0.75～1.1倍。

[0033] 作为覆盖层4的材料，优选采用基于ASTM D790的弯曲弹性率为300MPa以下的树脂，例如，优选采用聚酯系树脂、聚氨脂系树脂、聚烯烃系树脂、氟系树脂、硅酮系树脂等的具有柔软性或弹性的摩擦系数小的合成树脂。其中，尤其是从带齿线缆1与齿轮G的啮合时的声音、带齿线缆1的外壳内的滑动性的观点出发，作为覆盖层4的材料，更优选热塑性弹性体。这种情况下，可以使用基于ASTM D790的弯曲弹性率为30MPa以下、例如15～30MPa的热塑性弹性体，能够进一步减少齿轮G与螺旋状凹部42的啮合时的声音的发生。当弯曲弹性率小于15MPa时，无法有效地防止在螺旋状凸部41的声音的发生，若弯曲弹性率大于30MPa，则齿轮G与带齿线缆1啮合时，齿轮G的齿T啮入螺旋状凹部42时，难以较深地啮入螺旋状凹部42，难以对覆盖层4的内侧的齿条3施加驱动力。

[0034] 通过使膜厚D2比膜厚D1厚并采用热塑性弹性体作为覆盖层4的材料，从而能够防止齿轮G的齿T引起的与带齿线缆1的接触声音，而且能够进一步防止螺旋状凹部42的破裂、破损，齿轮G的齿T因螺旋状凹部42的弹性变形而相对于螺旋状凹部42啮入而能够对带齿线缆1施加驱动力，因此能够进一步缩短覆盖层4与齿轮G的接触时间，能够进一步减轻对电动机等的不必要的负载。另外，当齿轮G啮入螺旋状凹部42时，在覆盖层4中能够吸收对于带齿线缆1的按压力，因此带齿线缆1难以被按压于外壳体，能够提高带齿线缆1的滑动性。需要说明的是，作为覆盖层4，通常使用由树脂成分的固体成分构成的覆盖层4，但也可以使用发泡了的树脂。

[0035] 本发明的带齿线缆1的制造方法可以使用公知的方法，只要螺旋状凹部42的覆盖层4的膜厚D2比螺旋状凸部41的所述覆盖层4的膜厚D1厚即可，并未特别限定。作为所述制造方法，例如，将通过公知的制造方法得到的未由树脂覆盖的带齿线缆通过挤压成形，在外侧覆盖热塑性弹性体等树脂，以使螺旋状凹部42的覆盖层4的膜厚D2比螺旋状凸部41的所述覆盖层4的膜厚D1厚的方式调节树脂温度、领取速度，由此能够得到本发明的带齿线缆1。

[0036] 【实施例】

[0037] 接下来，参照实施例及比较例，具体说明本发明，但本发明并未限定于此。

[0038] 以下，集中说明在实施例及比较例中使用的芯线缆2、齿条3、覆盖层4。

[0039] 将外径为1.2mm的金属钢线以隔开2.54mm的间隔的方式呈螺旋状地卷绕在由外径为2.7mm的金属钢线构成的芯线缆2的外周，从而形成了外径1.0mm(齿条3的顶部外径D4：4.7mm)的齿条3。将基于ASTM D790的弯曲弹性率为27MPa的聚酯弹性体(TORAY-DUPONT(株)制。商品名：Hytrel(注册商标))通过挤压成形，以如表1所示的倍率的螺旋状凸部41的厚度及螺旋状凹部42的厚度覆盖在芯线缆2及齿条3的外周，形成覆盖层4，制造了由实施例1～6及比较例1的树脂覆盖的带齿线缆1。

[0040] 接下来，说明通过带齿线缆施加的电动机的负载、噪音及带齿线缆的耐久性的试验方法。

[0041] 实施例1～6及比较例1的带齿线缆如图3所示配线。将带齿线缆1的一端与顶盖5固定。将带齿线缆1的另一端侧与电动机M的小齿轮(未图示)啮合。在顶盖5与电动机M之间，带齿线缆1由外壳体6支承。外壳体6的内径为6.4mm。使用电动机M使该带齿线缆1沿图3中左右方向移动。由此，顶盖5沿着箭头Y移动，此时的声音由设置在电动机M的紧下方300mm的位置上的噪音计7来测定，并存储在数据记录器8中。另外，为了研究向电动机M施加的负载，而测定了此时的电动机M的工作电流。

[0042] 耐久试验使固定在图3所示的顶盖5上的带齿线缆1在电动机M的端子电压13.5V下，动作全程量(顶盖从全开状态到全闭状态)，进行一万次该全程操作，以三阶段评价了此时的带齿线缆1的覆盖层4的状态。评价基准是：关于电动机的负载，工作电流从初始下降的情况为○，增加到小于25％的情况为△，增加到25％以上的情况为×。关于工作声音，与初始相比音量未变化的情况为○，增加到小于50％的情况为△，增加到50％以上的情况为×。关于耐久结果，就覆盖层4的螺旋状凹部的切断(表中“切断”)及螺旋状凸部的裂纹(表中“裂纹”)而言，没有异常的情况为○，虽然确认到微小的存在但在实用上没有问题的情况为△，实用上产生问题的情况为×。

[0043] 上述的试验结果如表1所示。

[0044] 【表1】

[0045] 表1

[0046]

[0047] 接下来考察表1。关于比较例1，由于螺旋状凸部的膜厚与螺旋状凹部的膜厚相同，因此电动机的负载良好，与螺旋状凸部的膜厚大于螺旋状凹部的膜厚时相比，电动机的负载良好，但工作声音不良，在耐久试验中，确认到了螺旋状凹部的切断。相对于此，关于实施例1～6，由于螺旋状凸部的膜厚小于螺旋状凹部的膜厚，因此工作声音和电动机的负载均良好。关于实施例2～6，由于螺旋状凹部的膜厚相对于螺旋状凸部的膜厚之比为1.8以上，因此也未能确认到螺旋状凹部的切断，故而优选。此外，关于实施例2～5，螺旋状凹部的膜厚相对于螺旋状凸部的膜厚之比为1.8～7.4的范围内，因此不仅工作声音、电动机的负载良好，关于切断、裂纹也良好，为优异的结果。

[0048] 标号说明：

[0049] 1 带齿线缆

[0050] 2 芯线缆

[0051] 3 齿条

[0052] 4 覆盖层

[0053] 41 螺旋状凸部

[0054] 41a 顶部

[0055] 42 螺旋状凹部

[0056] 42a 底部

[0057] 5 顶盖

[0058] 6 外壳体

[0059] 7 噪音计

[0060] 8 数据记录器

[0061] D1、D2 膜厚

[0062] G 齿轮

[0063] M 电动机

[0064] O 齿轮的齿的轨道

[0065] T 齿

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