CN103732475B - 转向操作装置以及十字接头 - Google Patents

Abstract

本发明提供包括转向操作部件2侧的中间轴（5）、转向轮（11）侧的小齿轮轴（7）、以及在与各轴交叉的平面内相互旋转自如地连接中间轴（5）以及小齿轮轴（7）的十字接头（6），且通过将转向操作部件（2）的转向操作转矩从中间轴（5）传递至小齿轮轴（7）来使转向轮（11）转向的转向操作装置（1）中，在十字接头（6）的十字轴（23）形成有脆弱部（60）。通过使能够事先确定脆弱部（60）作为最先损坏的位置，能够实现在产生故障后的一定期间也能够自行的故障模式。

Description

转向操作装置以及十字接头

技术领域

该发明涉及具有十字接头的车辆用的转向操作装置、以及用于该转向操作装置的十字接头。

背景技术

例如，专利文献1所公开的车辆用转向操作装置包括：转向轴，其与方向盘连接；中间轴，其经由十字接头与转向轴连接；小齿轮轴，其经由其它的十字接头与中间轴连接；以及齿条轴，其与小齿轮轴的小齿轮齿啮合并且与车轮连接。十字接头由整体呈十字的具有四个轴部的十字轴构成。通过小齿轮轴以及齿条轴构成齿轮齿条副机构。

若在该车辆用转向操作装置中对方向盘进行转向操作，则其转向操作转矩（方向盘的旋转）依次经由转向轴以及中间轴传递至小齿轮轴，小齿轮轴旋转。齿条轴与小齿轮轴的旋转连动地进行直线运动并使车轮转向。

专利文献1:日本特开2007－309473号公报

十字接头以及中间轴由轴、十字轴、叉形件（yoke）等各种部件构成，但各部件因尺寸、材料等的不同而存在强度上的偏差。因此，在十字接头以及中间轴老化而产生故障的情况下，难以事先确定故障部位（最先损坏的位置）。若能够事先确定故障部位，则能够实现即使在十字接头以及中间轴产生故障后的一定期间也能够维持最低限度的功能并向修理厂自行的故障模式。

发明内容

该发明是基于所述背景而完成的，目的在于提供能够事先确定在十字接头以及其周围的部件（中间轴）中最先损坏的位置，而能够实现在产生故障后的一定期间也能够自行的故障模式的转向操作装置以及十字接头。

另外，该发明的其它的目的在于提供能够使十字接头以及其周围的部件以容易检测这些部件的损坏的方式损坏的转向操作装置。

技术方案1所述的发明是包括方向盘（2）侧的第1连接元件（5）、转向轮（11）侧的第2连接元件（7）、以及使上述第1连接元件以及第2连接元件在与各连接元件交叉的平面内相互旋转自如地连接的十字接头（6），且通过将方向盘的转向操作转矩从上述第1连接元件传递至上述第2连接元件从而使转向轮转向的转向操作装置（1），该转向操作装置的特征在于，在上述十字接头的十字轴（23）形成有脆弱部（60）。

技术方案2所述的发明是技术方案1所述的转向操作装置，其特征在于，上述脆弱部包括形成于上述十字轴的轴部（46）的外周面的切口。

技术方案3所述的发明是技术方案1所述的转向操作装置，其特征在于，上述脆弱部包括使上述十字轴的轴部部分缩径而成的缩颈部分。

技术方案4所述的发明是技术方案2或者3所述的转向操作装置，其特征在于，上述脆弱部形成于上述十字轴的轴部的根部的外周面。

技术方案5所述的发明是技术方案4所述的转向操作装置，其特征在于，上述脆弱部在上述十字轴的轴部的外周面上，分别形成于上述十字轴的移动方向上的上游侧端部以及下游侧端部。

技术方案6所述的发明是技术方案4所述的转向操作装置，其特征在于，上述脆弱部在上述十字轴的轴部的外周面上，形成为遍及周方向整个区域延伸的环状。

技术方案7所述的发明是技术方案1所述的转向操作装置，其特征在于，对上述脆弱部实施了淬火处理。

技术方案8所述的发明是技术方案1所述的转向操作装置，其特征在于，上述脆弱部在上述十字轴中形成于与上述第1连接元件连接的轴部（46A）。

技术方案9所述的发明是技术方案1所述的转向操作装置，其特征在于，上述第1连接元件包括使与方向盘连接的输入轴（3）和上述第2连接元件连接的中间轴（5），上述第2连接元件包括小齿轮轴（7）。

技术方案10所述的发明是使方向盘侧的第1连接元件和转向轮侧的第2连接元件在与各连接元件交叉的平面内相互旋转自如地连接的十字接头，该十字接头的特征在于，在十字轴形成有脆弱部。

此外，在上述中，括号内的数字等表示后述的实施方式中的对应构成要素的参照符号，但其主旨并不是通过这些参照符号来限定权利要求书。

根据技术方案1以及10所述的发明，在十字接头中，十字轴必定在脆弱部最先损坏，所以能够事先确定在十字接头以及其周围的部件中最先损坏的位置。由此，能够实现在产生故障后的一定期间也能够自行的故障模式。

根据技术方案2所述的发明，通过切口能够容易地形成脆弱部。

根据技术方案3所述的发明，通过使十字轴的轴部部分缩颈，能够容易地形成脆弱部。

根据技术方案4所述的发明，通过将脆弱部设于十字轴中的轴部的根部这样的容易积累疲劳的位置，能够使十字轴必定在脆弱部最先损坏。

根据技术方案5所述的发明，若将脆弱部至少设于十字轴的轴部中的上游侧端部以及下游侧端部，则能够使十字轴必定在脆弱部最先损坏。

根据技术方案6所述的发明，若将脆弱部设于十字轴的轴部的外周面的整周上，则能够使十字轴必定在脆弱部最先损坏。

根据技术方案7所述的发明，能够使十字轴在脆弱部瞬间损坏，并且能够使十字轴在脆弱部损坏时产生声音，所以能够可靠地向方向盘的操作者通知十字接头的损坏。换句话说，能够使十字接头以及其周围的部件以容易检测这些部件的损坏的方式损坏。

根据技术方案8所述的发明，若在十字轴中靠近方向盘的一侧的轴部设置脆弱部，则十字轴在脆弱部损坏时，能够将十字接头的损坏靠直感通知给方向盘的操作者。换句话说，能够使十字接头以及其周围的部件以容易检测这些部件的损坏的方式损坏。

根据技术方案9所述的发明，在连接维护性比较良好的中间轴和小齿轮轴的十字接头的十字轴设有脆弱部，所以即使十字轴在脆弱部损坏，通过中间轴的装卸也能够容易地进行十字轴的更换。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式的转向操作装置1的概略结构的示意图。

图2是在转向操作装置1中抽出十字接头6以及其周围的部分表示的图。

图3是十字接头6的周边的转向操作装置1的分解立体图。

图4是图2的A－A剖视图。

图5A是本发明的第1实施方式的十字轴23的侧视图。

图5B是从与图5A正交的方向观察十字轴23的图。

图6A是本发明的第2实施方式的十字轴23的侧视图。

图6B是从与图6A正交的方向观察十字轴23的图。

图7A是本发明的第3实施方式的十字轴23的侧视图。

图7B是从与图7A正交的方向观察十字轴23的图。

图7C是十字轴23的立体图。

图8是表示中间轴5的老化的图。

具体实施方式

参照附图对本发明的优选实施方式进行说明。

图1是表示本发明的一实施方式的转向操作装置1的概略结构的示意图。

参照图1，该实施方式中的转向操作装置1主要包括转向操作部件2、输入轴（转向轴）3、万向接头4、中间轴5（第1连接元件）、十字接头6、小齿轮轴7（第2连接元件）、齿条轴8、以及齿条壳体9。

作为转向操作部件2，例如，能够使用方向盘。转向操作部件2连接有输入轴3的一端。输入轴3的另一端与中间轴5的一端通过万向接头4连接。中间轴5的另一端与小齿轮轴7的一端通过十字接头6连接。换句话说，中间轴5夹在输入轴3和小齿轮轴7之间，连接输入轴3和小齿轮轴7。此外，输入轴3、中间轴5、小齿轮轴7不在同一直线上。

在小齿轮轴7的另一端一体地设有小齿轮7A。齿条轴8在车宽度方向（图1的左右方向）为长条的棒状。在齿条轴8形成有与小齿轮7A啮合的齿条8A，通过小齿轮轴7以及齿条轴8构成齿轮齿条副机构。

齿条壳体9在车宽度方向为长条的中空体，固定于车体（未图示）。齿条轴8被插入于齿条壳体9内，通过齿条壳体9，经由轴承等（未图示）被支承。该状态下，齿条轴8能够在车宽度方向滑动。齿条轴8的两端部向齿条壳体9的两外侧突出，齿条轴8的各端部与横拉杆10连接。横拉杆10经由转向臂（未图示）与转向轮11连接。

在这样的转向操作装置1中，若转向操作部件2被转向操作而输入轴3被旋转，则小齿轮轴7也旋转，小齿轮轴7的旋转通过小齿轮7A以及齿条8A，转换为沿车宽度方向的齿条轴8的直线运动。由此，实现齿条轴8的两侧的转向轮11的转向。

图2是在转向操作装置1中抽出十字接头6以及其周围的部分而表示的图。图3是十字接头6的周边的转向操作装置1的分解立体图。图4是图2的A－A剖视图。

以下，对转向操作装置1中的十字接头6以及其周围的部分进行详细的说明。

在图2中，图示了中间轴5的一部分、十字接头6的整体以及小齿轮轴7的一部分。

参照图3，中间轴5为金属制的细长的圆柱，其外径根据需要在轴线方向上的任意的部分缩径或扩径。在图3中，为了方便说明，通过虚线追加表示输入轴3以及转向操作部件2。在中间轴5中，在与十字接头6连接的端部5A的外周面遍及整周形成有锯齿15。在端部5A形成有定位槽16。定位槽16为凹陷为U字形并在端部5A的周方向延伸的环状。定位槽16将形成于端部5A的锯齿15在中间轴5的轴线方向上一分为二。

十字接头6包括第1接头叉形件21、第2接头叉形件22、十字轴23、以及轴承罩24。

第1接头叉形件21例如通过金属的铸造形成。第1接头叉形件21一体地包括在图3中靠近中间轴5的基部25、一对臂部26、狭缝27、以及一对凸缘28。

基部25为中空体，在该实施方式中，大致为圆筒状。在图3中，大致圆筒状的基部25的中心轴与中间轴5位于同一直线上。基部25在其中心轴通过的位置形成有插入孔29。插入孔29是贯通基部25的圆孔，插入孔29构成基部25的中空部分。插入孔29的中心轴与基部25的中心轴平行。在基部25中在划分插入孔29的内周面的整个区域形成有锯齿30。

一对臂部26在基部25的轴线方向分别为细长的薄板状，并一体地设于基部25。臂部26在图3的基部25中的距离中间轴5较远的一侧的端部（图3中的左端部）上，在周方向上隔开180°的位置各设有一个，朝向远离基部25的方向（图3中的左侧）延伸出。因此，第1接头叉形件21大致呈U字状。在基部25中，在一对臂部26之间的位置，露出插入孔29。一对臂部26平行地延伸，在各自的长度方向上的相同的位置形成有嵌合孔31。嵌合孔31是在基部25的径向贯通臂部26的圆孔，在臂部26形成于远离基部25的前端部。在各臂部26中，在与对方侧的臂部26对置的面上的前端形成有阶梯32。在臂部26中形成了阶梯32的部分比其他的部分薄。

狭缝27形成于基部25。狭缝27从基部25的轴线方向上的一端25A侧（在图3中靠近中间轴5的右端侧）切入基部25的周上的一个位置。该周上的一个位置是在周方向上与一对臂部26中的任意一个臂部26（图3中的上侧的臂部26）相同的位置。狭缝27沿插入孔29延伸，切断基部25的该周上的一个位置。因此，狭缝27在其整个区域与插入孔29连通。此外，狭缝27不与在周方向位于相同的位置的臂部26的嵌合孔31连通。与一端25A相关联地对各图中的基部25的另一端施加附图标记25B。各臂部26从另一端25B延伸。

一对凸缘28是在基部25中，为了形成狭缝27而形成的部分。一对凸缘28是在基部25中夹着狭缝27对置的两侧的部分。一对凸缘28为沿基部25的轴线方向平行地延伸的板状。以下，有时将一对凸缘28中的一个（图3中的前面侧）设为凸缘28A，另一个设为凸缘28B来区别。在各凸缘28形成有螺栓孔33。各螺栓孔33向与插入孔29的延伸方向（插入孔29的轴线方向）正交的正交方向（也是一对凸缘28的对置方向）延伸。从该正交方向观察凸缘28A的螺栓孔33与凸缘28B的螺栓孔33一致。仅凸缘28B的螺栓孔33中的内周面形成有螺纹部34。在凸缘28A的外面（图3中的前面侧的侧面），形成了螺栓孔33的区域形成有阶梯35。在凸缘28A中，形成了阶梯35的部分比其他的部分薄。

第2接头叉形件22为金属制品，与第1接头叉形件21相同，例如通过铸造来形成。第2接头叉形件22包括基部40、和一对臂部41。基部40为向与小齿轮轴7正交的方向延伸的棒状。臂部41在基部40的长边方向上的两端部各设有一个，且为向与基部40正交的方向（在图3中是第1接头叉形件21侧）延伸的板状。一对臂部41平行地延伸，在各自的长度方向上的相同的位置形成有嵌合孔42。嵌合孔42是在基部40的长边方向上贯通臂部41的圆孔，在臂部41中形成于远离基部40的前端部。

十字轴23例如通过金属的铸造、机械加工来形成。十字轴23一体地包括呈接近球体的大致立方体的块状的中心部45、和从中心部45呈放射状地延伸出的四个轴部46。各轴部46为圆柱状，四个轴部46中，一对轴部46A位于同一直线上，剩余的一对轴部46B位于向与轴部46A正交的方向延伸的同一直线上。因此，四个轴部46整体呈十字。在各轴部46中，与中心部45连接的部分是根部，离中心部45最远的部分是前端部分。在图3中，各轴部46的前端部分的端面沿与轴部46的轴线方向（轴部46延伸的方向）正交的方向而平坦。

轴承罩24包括呈圆筒状的盖的罩48、和嵌入罩48内的环状的轴承49。嵌入罩48内的轴承49从罩48向外露出。作为轴承49，能够使用配置为环状的多个滚针50（参照图4）。轴承罩24根据第1接头叉形件21的两个臂部26的嵌合孔31、和第2接头叉形件22的两个臂部41的嵌合孔42，整个十字接头6有四个。

对这样的十字接头6的组装、和中间轴5以及小齿轮轴7的连接顺序进行说明。

首先，在第1轴承叉形件21中，使用夹具（未图示）暂时地扩大这些臂部26的间隔。此时，将十字轴23中的一对轴部46A中的一个轴部46从一对臂部26之间插入一个臂部26的嵌合孔31，将另一个轴部46从一对臂部26之间插入另一个臂部26的嵌合孔31。其后，若从各臂部26卸下夹具，则因臂部26的弹性，一对臂部26的间隔返回到原来的间隔，十字轴23的一对轴部46A成为以不能够卸下的方式嵌入对应的臂部26的嵌合孔31的状态。

而且，使轴承罩24从外侧与各臂部26的嵌合孔31对置。此时，在轴承罩24中，从罩48露出的轴承49与嵌合孔31对置。该状态下，使轴承罩24接近嵌合孔31，嵌入嵌合孔31。轴承罩24被压入嵌合孔31。此时，各臂部26的阶梯32安装有夹具（未图示），各臂部26不随着轴承罩24的压入而弯曲。

在完成轴承罩24的压入的状态下，嵌入各嵌合孔31的轴承罩24的轴承49的环状部分（配置为环状的多个滚针50）的内侧插入对应的轴部46A，十字轴23旋转自如地被第1轴承叉形件21的各臂部26支承（参照图4）。

接下来，以与第1轴承叉形件21相同的顺序，使用夹具（未图示）暂时地扩大第2轴承叉形件22的一对臂部41的间隔。此时，将十字轴23中的剩余的一对轴部46B中的一个轴部46从一对臂部41之间插入一个臂部41的嵌合孔42，将另一个轴部46从一对臂部41之间插入另一个臂部41的嵌合孔42。其后，若从各臂部41卸下夹具，则因臂部41的弹性，一对臂部41的间隔返回到原来间隔，十字轴23的一对轴部46B成为以不能够卸下的方式嵌入对应的臂部41的嵌合孔42的状态。

而且，通过压入将轴承罩24嵌入各臂部41的嵌合孔42。在完成压入的状态下，嵌入各嵌合孔42的轴承罩24的轴承49的内侧插入对应的轴部46B，十字轴23旋转自如地被第2轴承叉形件22的各臂部41支承（参照图4）。

以上，完成十字接头6。

在如以上那样完成的十字接头6中，如图3所示，从基部25的一端25A侧将中间轴5的端部5A插入第1接头叉形件21的插入孔29。插入后的中间轴5成为与插入孔29同轴状，在中间轴5中，端部5A的锯齿15与基部25的插入孔29的锯齿30啮合。换句话说，基部25与插入到插入孔29的中间轴5锯齿嵌合。此时，端部5A的定位槽16与第1接头叉形件21的各凸缘28的螺栓孔33在中间轴5的轴线方向上位于相同的位置。

接下来，在形成了阶梯35的凸缘28A侧配置一根螺栓51。此时，在螺栓51中，与头部51A相比螺纹部51B位于更靠近凸缘28A的位置。而且，将螺栓51拧入凸缘28，使螺纹部51B依次通过凸缘28A的螺栓孔33、和凸缘28B的螺栓孔33。通过了凸缘28A的螺栓孔33的螺纹部51B嵌入中间轴5的端部5A的定位槽16后通过凸缘28B的螺栓孔33。由此，中间轴5在轴线方向上被定位，不能够从基部25的插入孔29卸下。

若在一定程度上拧入螺栓51，则头部51A收纳于阶梯35，并且螺纹部51B与凸缘28B的螺栓孔33中的螺纹部34啮合。若在该状态下进一步将螺栓51拧入规定量，则凸缘28A通过头部51A被推向凸缘28B侧，并且凸缘28B通过螺纹部51B被拉向凸缘28A侧，从而凸缘28A以及凸缘28B一起弯曲并相互接近。若像这样将共用的螺栓51组装于各螺栓孔33从而凸缘28A以及凸缘28B相互接近，则具有这些凸缘28的基部25整体缩径，插入孔29变窄。由于插入孔29变窄，中间轴5的端部5A的锯齿15与基部25的插入孔29的锯齿30更强地啮合，插入到插入孔29的中间轴5与基部25紧贴。

以上，针对十字接头6的中间轴5的连接完成（参照图2）。

另外，参照图3，在第2接头叉形件22的基部40的长边方向中央部连接金属制的小齿轮轴7的一端部7B。第2接头叉形件22与小齿轮轴7可以与第1接头叉形件21的情况相同地锯齿嵌合，也可以螺纹嵌合。由此，针对十字接头6的小齿轮轴7的连接完成。此外，第2接头叉形件22与小齿轮轴7除了通过锯齿嵌合或者螺纹嵌合连接以外，还可以在最初即为一体成形品。

此外，也可以先将中间轴5连接于第1接头叉形件21，并且将小齿轮轴7连接于第2接头叉形件22，之后将十字轴23组装于第1接头叉形件21以及第2接头叉形件22。

另外，参照图1，万向接头4也可以具有与十字接头6相同的构成（第1接头叉形件21、第2接头叉形件22、十字轴23以及轴承罩24）。

如以上在对十字接头6连接中间轴5以及小齿轮轴7，并且，对万向接头4连接输入轴3以及中间轴5的状态下，操作转向操作部件2使其向规定方向旋转。这样的话，输入轴3与转向操作部件2一起旋转，转向操作部件2的转向操作转矩经由万向接头4也传递至中间轴5，中间轴5向与转向操作部件2相同的方向旋转。由此，参照图3，与中间轴5连接的十字接头6的第1接头叉形件21向与转向操作部件2相同的方向旋转。在十字轴23中支承于第1接头叉形件21的一对臂部26的一对轴部46A与第1接头叉形件21的旋转连动而以中心部45为中心旋转。由此，十字轴23整体以中心部45为中心向与转向操作部件2相同的方向旋转，支承十字轴23的一对轴部46B的第2接头叉形件22向与十字轴23相同的方向，换句话说，与转向操作部件2相同的方向旋转，小齿轮轴7与第2接头叉形件22一体旋转。

这里，如上述中间轴5与小齿轮轴7并不位于同一直线上（参照图1），所以十字轴23严格来说以中间轴5以及小齿轮轴7的各个为旋转中心立体地旋转。此时的十字轴23不仅作用以中间轴5以及小齿轮轴7的各个为旋转中心的沿周方向的力，在与该周方向交叉的方向上也作用力，所以作用三维的复合力。

这样，在转向操作装置1中，参照图1，转向操作部件2的转向操作转矩通过万向接头4从输入轴3传递至中间轴5，并且，通过十字接头6从中间轴5传递至小齿轮轴7并使小齿轮轴7旋转。其结果，在转向操作装置1中，随着小齿轮轴7的旋转，如上述齿条轴8直线运动，实现各转向轮11的转向。另外，根据以上可知十字接头6使并不位于同一直线上的（转向操作部件2侧的）中间轴5和（转向轮11侧的）小齿轮轴7在与这些轴交叉的平面X内以相互旋转自如的方式连接。

接下来，进一步对十字接头6的十字轴23进行说明。

图5A是本发明的第1实施方式的十字轴23的侧视图，图5B是从与图5A正交的方向观察十字轴23的图。图6A是本发明的第2实施方式的十字轴23的侧视图，图6B是从与图6A正交的方向观察十字轴23的图。图7A是本发明的第3实施方式的十字轴23的侧视图，图7B是从与图7A正交的方向观察十字轴23的图，图7C是十字轴23的立体图。图8是表示十字轴23的老化的图。此外，图5～图7中的“侧视图”是指从与十字轴23中的全部四根轴部46的延伸方向正交的方向观察到的侧面图。

参照图3，在本发明的十字轴23形成有脆弱部60。脆弱部60形成于被转向操作部件2侧的第1接头叉形件21的各臂部26支承的（换句话说，与中间轴5连接的）一对轴部46A中的一个（在图3中向上延伸的轴部46C）。

如图5A以及图5B所示，图3所示的脆弱部60在轴部46C（46A）的根部（中心部45侧的端部）的外周面上，形成为遍及该外周面的整个周方向延伸的环状。图5A以及图5B的脆弱部60是凹陷为U字形的切口。因此，通过在轴部46C的根部设置凹陷为U字形的环状的切口能够容易地形成脆弱部60。

另一方面，图6A以及图6B的脆弱部60虽然是与图5A以及图5B的脆弱部60相同地形成为环状的切口，但凹陷为V字形的点与图5A以及图5B的脆弱部60不同。图5A、图5B、图6A以及图6B的任意一个脆弱部60均通过利用切削工具等对轴部46C的外周面进行切槽来形成。

而且，除了如图5A、图5B、图6A以及图6B所示，利用切削工具等在轴部46C的外周面进行切槽来形成脆弱部60以外，也可以在通过铸造使十字轴23整体成形时使轴部46C在根部进行部分缩径（使缩颈）来形成缩颈部分，并通过该缩颈部分构成脆弱部60。使十字轴23的轴部46C部分缩颈的情况下，铸造后自动地形成脆弱部60，所以能够容易地形成脆弱部60。

另外，如上述，十字轴23随着转向操作部件2（参照图3）的转向操作，以中心部45为中心旋转。据此，也可以不将脆弱部60设于轴部46C的整周方向（参照图5A、图5B、图6A以及图6B），而是如图7A～图7C所示，在轴部46C的根部的外周面，分别形成于十字轴23的移动方向（旋转方向，参照图7A的虚线箭头）上的上游侧端部以及下游侧端部。

这样的十字接头6以及中间轴5的组合中，十字接头6的十字轴23必定是在脆弱部60最先并且瞬间地损坏，所以能够事先确定出在十字接头6以及中间轴5中最先损坏的位置。特别是，通过将脆弱部60设于十字轴23中的轴部46C的根部这样的容易积累疲劳的位置，从而能够使十字轴23必定最先在脆弱部60损坏。该情况下，轴部46C随着脆弱部60的损坏，从根部折断。

而且，若将脆弱部60至少设于十字轴23的移动方向上的轴部46C的上游侧端部以及下游侧端部（参照图7A～图7C）、或设于十字轴23的轴部46C的外周面的整周上（参照图5A、图5B、图6A以及图6B），则能够使十字轴23必定最先在脆弱部60损坏。

这里，优选不在一对轴部46A的双方设置脆弱部60，而仅在一个轴部46C设置脆弱部60。这是因为想到若在双方的轴部46A设置脆弱部60，则双方的轴部46A同时损坏的情况。若双方的轴部46A同时损坏，则十字轴23与第1叉形件21的连接状态被完全解除，所以转向操作部件2的转向操作转矩不从中间轴5连接至小齿轮轴7，使转向轮11转向（自行）变得困难（参照图1以及图3）。

此外，将脆弱部60设于轴部46C的上述上游侧端部以及下游侧端部的情况下（参照图7A～图7C），考虑十字轴23立体地旋转、对旋转中的十字轴23作用三维的复合力，在各上述上游侧端部以及下游侧端部中，不将脆弱部60设于定点的狭窄范围，而在轴部46C的周方向上遍及一定程度的范围设置即可。这样的话，能够使该复合力可靠地作用于脆弱部60，所以能够使十字轴23必定最先在脆弱部60损坏。

而且，在图8的图表中，将横轴设为经过年数，将纵轴设为中间轴5整体（也包括十字接头6）的刚性（扭转刚度），表示根据经过年数而中间轴5的刚性逐渐降低的情况（中间轴5的老化）。十字接头6的十字轴23未设有脆弱部60的情况下的中间轴5的刚性以几乎恒定的程度逐渐降低至零（参照虚线部分）。因此，十字轴23的任意一个轴部46损坏时，剩余的所有的轴部46也处于损坏前的状态，中间轴5整体的寿命几乎耗尽。因此，即使对转向操作部件2进行转向操作，也难以继续将转向操作转矩从中间轴5传递至小齿轮轴7来使转向轮11转向而自行（参照图1以及图3）。另外，像这样中间轴5整体逐渐恶化的情况下，对于对转向操作部件2进行转向操作的人员来说，到中间轴5整体达到寿命为止难以检测中间轴5恶化到何种程度。

另一方面，对于如本发明在十字轴23设置了脆弱部60的情况下的中间轴5的刚性来说，即使设置了脆弱部60的轴部46C因积累了某种程度的疲劳而损坏（参照图8的图表的点P），剩余所有的轴部46也维持必要充分的刚性。因此，中间轴5整体的刚性在设置了脆弱部60的轴部46C损坏时，以某种程度急剧降低，但在降低后，也有能够发挥功能的程度的大小，中间轴5整体未达到寿命，能够作为产品在一定期间内发挥作用（参照在图8的图表中点P以下的实线部分）。

具体而言，参照图3，即使在轴部46C损坏而折断的情况下，未损坏的轴部46A（除了轴部46C的轴部46A）也与第1叉形件21继续连接，所以能够经由轴部46A以及一对轴部46B（换句话说，三个轴部46）将该转向操作转矩从第1叉形件21传递至第2叉形件22。另外，第1叉形件21的臂部26随着旋转而与第2叉形件22的臂部41抵接，从而也能够将转向操作转矩从第1叉形件21传递至第2叉形件22。因此，对转向操作部件2进行转向操作，也能够继续将转向操作转矩从中间轴5传递至小齿轮轴7而使转向轮11转向，所以能够向最近的修理厂等自行。换句话说，若像这样在十字轴23的一个轴部46（46C）设置脆弱部60，则能够在不能够自行之前，将中间轴5中的十字轴23的损坏告知给用户。而且，像这样能够将在十字接头6以及其周围的部件（中间轴5）中最先损坏的位置事先确定为十字轴23的脆弱部60，所以能够实现在故障后的一定期间也能够自行的故障模式（参照图8的图表中的实线部分）。

这里，在中间轴5中，除了寿命，还存在比寿命短的耐用年限。这里的耐用年限是中间轴5能够作为产品发挥功能的期间，期望若经过该期间，则达到寿命之前尽量在较早的时期更换中间轴5的必要部件（十字接头6的十字轴23等）。而且，如上述期望十字轴23在脆弱部60损坏的时间是在该耐用年限之后，并且，在达到寿命很早之前。这是因为若该时间在耐用年限之前，则中间轴5（也包括十字接头6）还能够作为产品发挥功能，却过早地更换十字轴23而产生浪费，若该时间为达到寿命的时候，则如上述，一旦轴部46C损坏则成为自行困难的状态。

此外，在上述的实施方式中，将脆弱部60作为切口或者缩颈，设于轴部46C的根部的整周上或者周上两个位置，并且，使该切口或者缩颈的剖面形状成为U字形、V字形（参照图5A、图5B、图6A、图6B、图7A～图7C）。这些脆弱部60的构成能够根据情况适当地变更。例如，将脆弱部60设于轴部46C的根部的整周上还是设于周上两个位置可以根据加工的情况决定。另外，若应用剖面为V字形的切口或者缩颈的脆弱部60（参照图6A、图6B），则应力比较容易集中于V字的脆弱部60的角（最深部），所以能够将在脆弱部60的十字轴23的损坏时间提前。相反，若欲推迟该损坏时间，则应用应力集中比较缓和的剖面为U字形的切口或者缩颈的脆弱部60即可（参照图5A、图5B）。

另外，在图5A、图5B、图6A、图6B、图7A～图7C的任意一个十字轴23中，均在十字轴23中靠近转向操作部件2的一侧（与中间轴5连接的一侧，转向操作部件2的转向操作转矩最先传递的一侧）的轴部46A（46C）设置脆弱部60（参照图3）。因此，例如在转向操作部件2的转向操作中十字轴23在脆弱部60损坏时，随着十字轴23的急剧的刚性降低（参照图8的点P）转向操作部件2的游隙迅速增加，所以通过转向操作部件2的转向操作感觉的急剧的变化，能够将十字接头6的损坏靠直感通知给转向操作部件2的操作者。换句话说，能够使十字接头6以及其周围的部件（中间轴5）以容易检测这些部件的损坏的方式损坏。此外，对于该游隙，随着在脆弱部60的十字轴23的损坏，例如，对转向操作部件2进行转向操作时，突然产生7～10°左右的转向操作角度的游隙即可。

而且，在十字轴23中，至少对脆弱部60实施淬火处理。具体而言，在十字轴23形成了脆弱部60后，对脆弱部60的表面实施淬火处理。优选淬火处理后的脆弱部60的表面的硬度为60～64HRC。像这样通过实施淬火处理，能够使十字轴23在脆弱部60瞬间损坏，并且能够使十字轴23在脆弱部60损坏时产生声音，所以能够可靠地向转向操作部件2的操作者通知十字接头6的损坏。换句话说，能够使十字接头6以及其周围的部件（中间轴5）以容易检测这些部件的损坏的方式损坏。另外，通过对脆弱部60实施淬火处理，能够抑制脆弱部60中的强度的偏差，使十字轴23在积累了规定的疲劳时必定在脆弱部60损坏，所以在脆弱部60的十字轴23的破坏时间的估计变得容易。

而且，在连接维护性比较良好的中间轴5和小齿轮轴7的十字接头6的十字轴23设有脆弱部60，所以即使十字轴23在脆弱部60损坏，也能够通过中间轴5的装卸容易地进行十字轴23的更换（参照图1～图3）。另外，在转向操作装置1中，事先知道在转向操作部件2的转向操作转矩的传递系统中最先毁坏的部分（最弱部位）是十字接头6的十字轴23中的中间轴5侧的轴部46C（46A），所以将十字轴23、十字接头6连接的中间轴5作为更换（维修）部件预先准备即可，所以能够实现保全性（换句话说，维护性）的提高。

如以上，根据本发明，在容易进行损坏位置的确定的十字轴23设置脆弱部60，并且，仅在十字轴23中的一个轴部46A（46C）设置脆弱部60以使在脆弱部60的十字轴23的损坏后也能够自行片刻。通过这样的构成，在转向操作装置1中，能够明确因劣化而最先损坏的部位，并且即使轴部46C损坏也能够使车辆自行至修理厂，从而能够实现车辆整体的使用便利性的提高。

该发明并不限定于以上所说明的实施方式，能够在权利要求记载的范围内进行各种变更。

例如，虽然将脆弱部60设于轴部46C的根部，但为了调整在脆弱部60的十字轴23的损坏时间等，也可以靠近轴部46C的前端部分设置脆弱部60。

另外，在十字接头6中，第2接头叉形件22的构成也可以与第1接头叉形件21相同。另外，该十字接头6并不限定于应用于转向操作装置1，也能够应用于连接不存在于同一直线上的两个轴的任意装置。

附图标记说明

1…转向操作装置

2…转向操作部件

3…输入轴

5…中间轴

6…十字接头

7…小齿轮轴

11…转向轮

23…十字轴

46…轴部

46A…轴部

46C…轴部

60…脆弱部

X…平面

Claims (10)

1.一种转向操作装置，是包括方向盘侧的第1转矩传递部件、转向轮侧的第2转矩传递部件、以及将所述第1转矩传递部件以及第2转矩传递部件在与各转矩传递部件交叉的平面内相互旋转自如地连接的十字接头，且通过将方向盘的转向操作转矩从所述第1转矩传递部件传递至所述第2转矩传递部件从而使转向轮转向的转向操作装置，其特征在于，

仅在所述十字接头的十字轴的四个轴部中的任意一个轴部形成有脆弱部。

2.根据权利要求1所述的转向操作装置，其特征在于，

所述脆弱部包括形成于所述十字轴的轴部的外周面的切口。

3.根据权利要求1所述的转向操作装置，其特征在于，

所述脆弱部包括使所述十字轴的轴部部分缩径而成的缩颈部分。

4.根据权利要求2或者3所述的转向操作装置，其特征在于，

所述脆弱部形成于所述十字轴的轴部的根部的外周面。

5.根据权利要求4所述的转向操作装置，其特征在于，

所述脆弱部在所述十字轴的轴部的外周面上，分别形成于所述十字轴的移动方向上的上游侧端部以及下游侧端部。

6.根据权利要求4所述的转向操作装置，其特征在于，

所述脆弱部在所述十字轴的轴部的外周面上，形成为遍及周方向整个区域延伸的环状。

7.根据权利要求1所述的转向操作装置，其特征在于，

对所述脆弱部实施了淬火处理。

8.根据权利要求1所述的转向操作装置，其特征在于，

所述脆弱部在所述十字轴中形成于与所述第1转矩传递部件连接的轴部。

9.根据权利要求1所述的转向操作装置，其特征在于，

所述第1转矩传递部件包括将与方向盘连接的输入轴和所述第2转矩传递部件连接的中间轴，

所述第2转矩传递部件包括小齿轮轴。

10.一种十字接头，该十字接头是将方向盘侧的第1转矩传递部件和转向轮侧的第2转矩传递部件在与各转矩传递部件交叉的平面内相互旋转自如地连接的十字接头，其特征在于，

仅在十字轴的四个轴部中的任意一个轴部形成有脆弱部。