WO2010001828A1 - ステアリング装置 - Google Patents

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WO
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shaft
cam
cam groove
eccentric pin
steering device
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PCT/JP2009/061716
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English (en)
French (fr)
Inventor
山川　知也
田中　肇
Original Assignee
株式会社ジェイテクト
トヨタ自動車 株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D1/00—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
    • B62D1/02—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
    • B62D1/16—Steering columns
    • B62D1/166—Means changing the transfer ratio between steering wheel and steering gear
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/02—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive adapted to specific functions
    • F16D3/04—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive adapted to specific functions specially adapted to allow radial displacement, e.g. Oldham couplings

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle steering device.
  • a device in which a relationship between a change in a steering angle due to a steering operation and a change in a steering angle (steering angle) of a steered wheel is nonlinear (for example, a patent) Reference 1).
  • the steering device includes a first shaft and a second shaft that are eccentrically connected using a joint mechanism.
  • the first shaft is connected to the steering wheel, and the second shaft is connected to the steered wheels via a rack and pinion mechanism.
  • the rotation of the first shaft based on the steering operation is non-linearly transmitted to the second shaft by the joint mechanism.
  • the steering device 21 is connected to the first shaft 23 via the first shaft 23 connected to the steering wheel 22, the joint mechanism 25, and the joint mechanism 25.
  • a cam 27 having a cam groove 26 extending in a direction orthogonal to the first shaft 23 is provided at one end of the first shaft 23.
  • a cam follower 28 that slides in the cam groove 26 is provided in the cam groove 26.
  • a connecting portion 29 is formed at one end of the second shaft 24 connected to a rack and pinion mechanism (not shown).
  • the connecting portion 29 is provided with an eccentric pin 30 extending along the axial direction of the second shaft 24 at a position eccentric with the second shaft 24.
  • the joint mechanism 25 includes an eccentric pin 30 and the cam follower 28 connected to each other.
  • the first shaft 23 and the second shaft 24 are connected to each other at the eccentric position by the joint mechanism 25, and the rotation of the first shaft 23 is transmitted to the second shaft 24 through the joint mechanism 25.
  • the rotation of the cam 27 on the first shaft 23 is permitted by the sliding of the cam follower 28 in the cam groove 26 and the rotation of the cam follower 28 around the eccentric pin 30.
  • the eccentric pin 30 connected to the cam follower 28 moves on the concentric circle of the second shaft 24 as the cam 27 rotates and the cam follower 28 slides. Thereby, the rotation of the first shaft 23 is transmitted to the second shaft 24.
  • a circle indicated by a broken line in FIG. 8 is a locus of the axis of the eccentric pin 30 that moves as the cam 27 rotates.
  • Each circle indicated by a two-dot chain line indicates the position (P0, P1, P2, P1 ′, P2 ′, P3) of the eccentric pin 30 corresponding to the rotation angle (60 ° interval) of the cam 27.
  • the position change of the eccentric pin 30 with respect to the rotation angle change of the cam 27 is so large that the eccentric pin 30 is near the position P0. Further, the closer the eccentric pin 30 is to the position P3, the smaller the position change of the eccentric pin 30 with respect to the change in the rotation angle of the cam 27.
  • the relationship between the change in the rotation angle of the first shaft 23 caused by the steering operation and the change in the rotation angle of the second shaft 24 that defines the amount of change in the steering angle of the steered wheels is non-linear. That is, for example, when the eccentric pin 30 is at the position P3, the position is set to the steering neutral position (steering angle zero). Further, when the eccentric pin 30 is at the position P0, the position is set to the maximum steering angle. Thereby, in a small range of the steering angle, the change in the steering angle with respect to the change in the steering angle is suppressed to a small value. On the other hand, in a large range of the steering angle, the turning angle change with respect to the steering angle change becomes large. As a result, it is possible to achieve both improvement in steering stability during straight traveling and improvement in turning performance in a large steering angle range with a simple configuration.
  • the conventional steering device has a structure in which transmission torque caused by the rotation of the first shaft 23 is concentrated on the eccentric pin 30 as the connecting shaft. Therefore, in order to ensure sufficient reliability of the steering device, it is necessary to increase the strength of the eccentric pin 30. This contributes to an increase in size and cost of the joint mechanism 25.
  • One of the objects of the present invention is to provide a steering device that can ensure higher reliability with a simple configuration without causing an increase in size and cost of a joint mechanism.
  • a first shaft, a second shaft arranged eccentrically with respect to the first shaft, the first shaft and the second shaft are mutually connected.
  • a coupling device including a coupling mechanism, wherein the coupling mechanism includes a cam having a cam groove extending in a direction orthogonal to the first shaft, a cam follower slidable in the cam groove, and the second
  • a steering device comprising: a connecting shaft that connects the second shaft and the cam follower at a position eccentric from the shaft; and a protective member that is disposed coaxially with the connecting shaft and is disposed in the cam groove together with the connecting shaft.
  • the connecting portion between the connecting shaft and the cam follower function as a sliding means that slides in the cam groove instead of the cam follower. Thereby, rotation transmission between the first shaft and the second shaft can be maintained. As a result, the steering device can ensure higher reliability.
  • the protection member is disposed so as to cover the periphery of the connecting shaft, and an outer surface of the protection member facing the cam groove is formed in a curved shape.
  • the connecting shaft functions as the sliding means due to the deformation of the connecting shaft
  • the protective member comes into sliding contact with the cam groove.
  • the load concerning a connection shaft can be reduced.
  • the outer surface of the protective member that is in sliding contact with the cam groove into a curved surface, it is possible to ensure smooth slidability when functioning as the sliding means. As a result, it is possible to prevent the deformation or damage in the connecting shaft from becoming serious.
  • a pair of flanges extending along the longitudinal direction of the cam groove are arranged to face each other at the opening of the cam groove.
  • the two-step groove widths are formed in the cam groove by the flanges that protrude in the cam groove.
  • the groove width in the vicinity of the flange where the connecting shaft (and connecting member) is arranged is set smaller than the groove width on the inner side where the cam follower is arranged.
  • Each of the flanges is preferably formed by attaching a flange member formed separately from the cam. According to the said structure, formation of a cam groove and each flange becomes easy. Further, since the cam follower can be mounted in the cam groove from the axial direction, the assembly of the joint mechanism is facilitated.
  • the flange member is preferably formed of an elastically deformable material. According to the above configuration, the cam follower can be mounted in the cam groove from the axial direction after each flange member is mounted. As a result, the assembly of the joint mechanism becomes easier.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a steering device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing the vicinity of an eccentric pin along line 2-2 in FIG. 1.
  • the schematic sectional drawing which shows the steering device which concerns on the 2nd Embodiment of this invention.
  • FIG. 4 is a sectional view of the joint mechanism taken along line 4-4 of FIG. 2;
  • the schematic sectional drawing which shows the coupling mechanism which concerns on another embodiment of this invention.
  • the schematic sectional drawing which shows the coupling mechanism which concerns on another embodiment of this invention.
  • Schematic shows the conventional steering device.
  • the top view which shows the effect
  • the steering device 1 includes a first shaft 3 connected to the steering wheel 2, a second shaft 4 connected to a rack and pinion mechanism (not shown), the first shaft 3 and the second shaft 2.
  • a coupling mechanism 5 is provided that connects the shafts 4 to each other at an eccentric position and transmits the rotation of the first shaft 3 to the second shaft 4.
  • a cam 7 having a cam groove 6 extending in a direction orthogonal to the first shaft 3 is provided at one end of the first shaft 3.
  • the cam groove 6 is provided with a cam follower 8 slidably provided in the cam groove 6.
  • the connecting portion 9 formed at one end of the second shaft 4 is provided with an eccentric pin 10 as a connecting shaft for connecting the connecting portion 9 and the cam follower 8 at an eccentric position with respect to the second shaft 4.
  • the cam follower 8 has a circumferential surface, and a bearing (not shown) is provided on the circumferential surface edge. As a result, the cam follower 8 is configured to freely rotate around the eccentric pin 10.
  • the joint mechanism 5 of the present embodiment allows the cam follower 8 to slide within the cam groove 6 and to freely rotate the cam follower 8 around the eccentric pin 10. Thereby, the cam follower 8 moves on the concentric circle of the second shaft 4 according to the rotation of the cam 7.
  • the first shaft 3 and the second shaft 4 arranged eccentrically are connected to each other, and the rotation of the first shaft 3 is transmitted to the second shaft 4.
  • the relationship between the change in the rotation angle of the first shaft 3 and the change in the rotation angle of the second shaft 4 is nonlinear (see FIG. 8).
  • the eccentric pin 10 is provided with an outer cylindrical portion 11 as a protective member surrounding the outer peripheral surface of the eccentric pin 10. It has been. At least a part of the eccentric pin 10 and the outer cylinder portion 11 is disposed in the cam groove 6. Thereby, the stress concerning the eccentric pin 10 is relieved. Furthermore, a fail-safe mechanism when the eccentric pin 10 is damaged is configured.
  • the cylindrical outer cylinder portion 11 is formed integrally with the connecting portion 9 provided at one end of the second shaft 4.
  • the eccentric pin 10 is fixed to the connecting portion 9 by press-fitting the proximal end of the eccentric pin 10 into the outer cylinder portion 11.
  • the depth D of the cam groove 6 of the present embodiment is set to be larger than the axial length L of the cam follower 8. Then, by connecting the tip of the eccentric pin 10 to the cam follower 8, at least a part of the outer cylinder portion 11 is disposed in the cam groove 6 together with the eccentric pin 10. At this time, the outer cylinder portion 11 surrounds the outer periphery of the eccentric pin 10 at a position coaxial with the eccentric pin 10.
  • the protective member is constituted by the outer cylinder portion 11 surrounding the outer periphery of the eccentric pin 10.
  • the outer cylinder part 11 is formed in a cylindrical shape. Thereby, the outer peripheral surface of the outer cylinder part 11 which opposes the inner wall surface of the cam groove 6 turns into a curved surface. Therefore, when the outer cylinder part 11 functions as a slide means, smooth slidability can be ensured.
  • a pair of flanges 12 extending along the longitudinal direction of the cam groove 6 are disposed opposite to each other at the opening of the cam groove 6.
  • the cam groove 6 has two stages of groove widths W0 and W1 due to the flanges 12 protruding into the cam groove 6.
  • the groove width W1 in the opening surrounding the eccentric pin 10 and the outer cylinder part 11 is set to be smaller than the groove width W0 on the inner side surrounding the cam follower 8.
  • the groove width W1 of the opening is set smaller than the diameter R of the cam follower 8. Further, the distance D1 between the inner wall surface of the cam groove 6 and the cam follower 8 is set to be narrower than the distance D2 between each flange 12 and the outer cylinder portion 11. Then, by forming (cutting) the cam grooves 6 having the groove widths W0 and W1 in this way, the flanges 12 are formed integrally with the inner wall surface of the cam groove 6 (that is, the cam 7). ing.
  • the eccentric pin 10 and the outer cylinder portion 11 can quickly function as the slide means. As a result, it is possible to prevent the deformation or damage in the eccentric pin 10 from becoming serious, and to ensure higher reliability of the steering device 1. In addition, even when the connection between the cam follower 8 and the eccentric pin 10 is broken, it is possible to prevent the cam follower 8 from dropping from the cam groove 6. As a result, it is possible to prevent problems caused by the dropped cam follower 8 in advance.
  • the outer cylinder portion 11 as a protection member is formed integrally with the connecting portion 9.
  • the present invention is not limited thereto, and the outer cylinder portion 11 may be formed integrally with the cam follower 8.
  • the outer cylinder portion 11 may be formed separately from the connecting portion 9 and the cam follower 8.
  • the outer cylinder portion 11 has a cylindrical shape. Instead, from the viewpoint of reducing stress concentration on the eccentric pin 10, the outer cylinder portion 11 does not necessarily have a cylindrical shape. In consideration of the function as the sliding means, it is desirable that the facing surface of the outer cylinder portion 11 that slides with the cam groove 6 is also a curved surface.
  • the eccentric pin 10 constitutes a connecting shaft
  • the outer cylinder portion 11 constitutes a protective member.
  • the connecting shaft may be configured by a hollow cylindrical body.
  • a shaft-like member as a protective member may be disposed in the cylindrical body. Even with such a configuration, an effect of relaxing the stress concentration on the connecting shaft can be expected.
  • each flange 12 is formed integrally with the inner wall surface (cam 7) of the cam groove 6 when the cam groove 6 is formed.
  • the present invention is not limited to this, as shown in FIG. 5, even if each flange 12 is formed by attaching a pair of flange members 13 formed separately from the cam 7 to the opening of the cam groove 6. Good. With this configuration, the cam groove 6 and each flange 12 can be easily formed. Further, the cam follower 8 can be attached to the cam groove 6 from the axial direction. Therefore, assembly of the joint mechanism 5 is facilitated.
  • each flange member 13 is preferably formed to be elastically deformable using an elastic material such as rubber or resin (see FIG. 6). Thereby, after each flange member 13 is attached, the cam follower 8 can be attached in the cam groove 6 from the axial direction. As a result, the assembly of the joint mechanism 5 becomes easier.
  • the configurations of the first shaft 3 and the second shaft 4 may be changed.
  • the connection structure of the joint mechanism 5 between the first shaft 3 and the second shaft 4 may be reversed.

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Abstract

　ステアリング装置１は、ステアリングホイール２に連結された第１シャフト３と、同第１シャフト３に対して偏心して配置された第２シャフトと、同第１シャフト及び第２シャフトを互いに連結する継手機構とを備える。継手機構５は、第１シャフト３と直交する方向に延びるカム溝６を有するカム７と、カム溝６内を摺動可能に設けられたカムフォロワ８と、第２シャフト４との偏心位置において該第２シャフト４と前記カムフォロワ８とを連結する偏心ピン１０とを備える。保護部材としての外筒部１１は、偏心ピン１０の外周を包囲するように偏心ピン１０と同軸に配置される。偏心ピン１０及び外筒部１１の少なくとも一部は、カム溝６内に配置される。

Description

ステアリング装置
　本発明は、車両のステアリング装置に関する。
　車両のステアリング装置として、ステアリング操作による操舵角の変化と転舵輪の舵角（転舵角）の変化との間の関係が非線形となるように構成されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。そのステアリング装置は、継手機構を用いて偏心して連結された第１シャフト及び第２シャフトを備える。第１シャフトはステアリングホイールに連結されており、第２シャフトはラック＆ピニオン機構を介して転舵輪に連結されている。ステアリング操作に基づく第１シャフトの回転は、継手機構により非線形に第２シャフトへ伝達される。
　具体的には、図７に示すように、ステアリング装置２１は、ステアリングホイール２２に連結された第１シャフト２３と、継手機構２５と、同継手機構２５を介して第１シャフト２３に連結された第２シャフト２４とを備える。第１シャフト２３の一端には、同第１シャフト２３と直交する方向に延びるカム溝２６を有するカム２７が設けられている。そのカム溝２６には、同カム溝２６内を摺動するカムフォロワ２８が設けられている。また、ラック＆ピニオン機構（図示略）に連結される第２シャフト２４の一端には連結部２９が形成されている。同連結部２９には、第２シャフト２４との偏心した位置において第２シャフト２４の軸方向に沿って延びる偏心ピン３０が設けられている。継手機構２５は、互いに接続された偏心ピン３０と上記カムフォロワ２８とからなる。第１シャフト２３及び第２シャフト２４は、継手機構２５により、偏心位置において互いに連結され、第１シャフト２３の回転は、継手機構２５を介して第２シャフト２４へ伝達される。
　即ち、第１シャフト２３上のカム２７の回転は、そのカム溝２６内におけるカムフォロワ２８の摺動、及び偏心ピン３０を中心とした同カムフォロワ２８の回転により許容される。そして、図８に示すように、同カムフォロワ２８に連結された偏心ピン３０が、上記カム２７の回転及びカムフォロワ２８の摺動に伴い第２シャフト２４の同心円上を移動する。これにより、その第１シャフト２３の回転が第２シャフト２４に伝達される。
　ここで、図８中、破線で示される円は、上記カム２７の回転に伴い移動する偏心ピン３０の軸心の軌跡である。また、二点鎖線で示される各円は、カム２７の回転角（６０°間隔）に応じた偏心ピン３０の位置（Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ１´，Ｐ２´，Ｐ３）を示している。そして、図８に示すように、偏心ピン３０が位置Ｐ０に近いほど、カム２７の回転角変化に対する同偏心ピン３０の位置変化が大きい。また、同偏心ピン３０が位置Ｐ３に近いほど、カム２７の回転角変化に対する同偏心ピン３０の位置変化が小さい。
　このように、上記構成によれば、ステアリング操作により生ずる第１シャフト２３の回転角変化と転舵輪の舵角変化量を規定する第２シャフト２４の回転角変化との関係は非線形である。即ち、例えば、偏心ピン３０が位置Ｐ３にある場合、その位置がステアリング中立位置（操舵角ゼロ）に設定される。また、偏心ピン３０が位置Ｐ０にある場合、その位置が最大舵角に設定される。これにより、操舵角の小さな範囲では、その操舵角変化に対する転舵角変化が小さく抑えられる。一方、操舵角の大きな範囲では、当該操舵角変化に対する転舵角変化が大きくなる。そして、これにより、簡素な構成にて、直進走行時における操縦安定性の向上と、操舵角の大きな範囲における旋回性能の向上との両立を図ることができる。
特開平７－３２３８５２号公報
　上記従来のステアリング装置は、第１シャフト２３の回転に起因する伝達トルクが連結軸としての偏心ピン３０に集中する構造を有する。そのため、ステアリング装置の十分な信頼性を確保するためには、当該偏心ピン３０の強度を高めることが必要である。そして、これが継手機構２５の大型化及びコスト上昇を招く一因となっている。
　本発明の目的の一つは、継手機構の大型化及びコスト上昇を招くことなく、簡素な構成にて、より高い信頼性を確保することのできるステアリング装置を提供することにある。
　上記課題を解決するために、本発明の一態様によれば、第１シャフトと、同第１シャフトに対して偏心して配置された第２シャフトと、前記第１シャフト及び前記第２シャフトを互いに連結する継手機構とを備えるステアリング装置であって、前記継手機構は、前記第１シャフトと直交する方向に延びるカム溝を有するカムと、前記カム溝内を摺動可能なカムフォロワと、前記第２シャフトから偏心した位置において該第２シャフト及び前記カムフォロワを連結する連結軸と、前記連結軸に対して同軸に配置されて該連結軸とともに前記カム溝内に配置される保護部材とを備えるステアリング装置が提供される。
　上記構成によれば、容易且つ低コストにて、連結軸への応力集中を緩和することができる。更に、連結軸とカムフォロワとの間の連結部位が破断した場合であっても、同カムフォロワに代わり、これら連結部及び保護部材が、カム溝内を摺動するスライド手段として機能する。これにより、第１シャフト及び第２シャフト間の回転伝達を維持することができる。その結果、ステアリング装置は、より高い信頼性を確保することができる。
　前記保護部材は、前記連結軸の周囲を覆うように配置され、前記カム溝と対向する前記保護部材の外面が曲面状に形成されることが好ましい。
　上記構成によれば、連結軸の変形により、当該連結軸が上記スライド手段として機能する際には、保護部材がカム溝に摺接する。これにより、連結軸にかかる負荷を低減することができる。そして、カム溝と摺接する保護部材の外面を曲面とすることにより、当該スライド手段として機能する際における円滑な摺動性を確保することができる。その結果、連結軸における変形又は損傷が深刻化することを抑制することができる。
　前記カム溝の開口部には、前記カム溝の長手方向に沿って延びる一対のフランジが対向して配置されることが好ましい。
　上記構成によれば、カム溝内に対向して突出する各フランジにより、カム溝には２段階の溝幅が形成される。連結軸（及び連結部材）が配置されるフランジ近傍の溝幅は、カムフォロワが配置される内部側の溝幅と比して小さく設定される。これにより、例えば、連結軸の変形時には、いち早く当該連結軸（及び保護部材）を上記スライド手段として機能させることができる。その結果、連結軸における変形又は損傷が深刻化することを未然に防止して、ステアリング装置のより高い信頼性を確保することができる。加えて、カムフォロワと連結軸との間の接続部位が破断した場合であっても、カム溝からカムフォロワが脱落することを防止することができる。その結果、その脱落したカムフォロワが引き起こす不具合を未然に防止することができる。
　前記各フランジは、前記カムとは別体に形成されたフランジ部材を取着することにより形成されることが好ましい。
　上記構成によれば、カム溝及び各フランジの形成が容易になる。また、軸方向からカムフォロワをカム溝内に取着することが可能になることで、継手機構の組み立てが容易となる。
　前記フランジ部材は、弾性変形可能な材料から形成されることが好ましい。
　上記構成によれば、各フランジ部材の取着後に、軸方向からカムフォロワをカム溝内に取着することが可能になる。その結果、継手機構の組み立てがより容易となる。
　本発明によれば、継手機構の大型化及びコスト上昇を招くことなく、簡素な構成にて、より高い信頼性を確保することが可能なステアリング装置を提供することができる。
本発明の第１の実施形態に係るステアリング装置を示す概略断面図。 図１の２－２線に沿って偏心ピン近傍を示す断面図。 本発明の第２の実施形態に係るステアリング装置を示す概略断面図。 図２の４－４線に沿った継手機構の断面図。 本発明の別の実施形態に係る継手機構を示す概略断面図。 本発明の別の実施形態に係る継手機構を示す概略断面図。 従来のステアリング装置を示す概略図。 偏心ピンを用いた継手機構の作用を示す平面図。
　（第１の実施形態）
　以下、本発明の第１の実施形態に係るステアリング装置１を図１～図３に従って説明する。
　図１に示すように、ステアリング装置１は、ステアリングホイール２に連結された第１シャフト３と、ラック＆ピニオン機構（図示略）に連結される第２シャフト４と、第１シャフト３及び第２シャフト４を偏心位置において互いに連結して、第１シャフト３の回転を第２シャフト４に伝達する継手機構５とを備える。
　詳述すると、第１シャフト３の一端には、同第１シャフト３と直交する方向に延びるカム溝６を有するカム７が設けられている。同カム溝６には、当該カム溝６内を摺動可能に設けられたカムフォロワ８が配置されている。また、第２シャフト４の一端に形成された連結部９には、同第２シャフト４との偏心位置において、当該連結部９とカムフォロワ８とを連結する連結軸としての偏心ピン１０が設けられている。尚、本実施形態では、カムフォロワ８は円周面を有し、その円周面縁部には、ベアリング（図示しない）が設けられている。そして、これにより、同カムフォロワ８は、偏心ピン１０を中心とした自由回転するように構成されている。
　即ち、本実施形態の継手機構５は、カム溝６内におけるカムフォロワ８の摺動、及び偏心ピン１０を中心とした同カムフォロワ８の自由回転を許容する。これにより、カム７の回転に応じて、カムフォロワ８が第２シャフト４の同心円上を移動する。そして、これにより、上記偏心して配置された第１シャフト３及び第２シャフト４は互いに連結され、第１シャフト３の回転は第２シャフト４へ伝達される。このとき、その第１シャフト３の回転角変化と第２シャフト４の回転角変化との関係は非線形である（図８参照）。
　（継手機構のフェールセーフ構造）
　次に、本実施形態における継手機構５のフェールセーフ構造について説明する。
　背景技術で説明したように、偏心して配置された第１シャフト２３及び第２シャフト２４を連結する継手機構２５においては、その伝達トルクが連結軸としての偏心ピン３０に集中する。そのため、偏心ピン３０の信頼性を確保すべく、偏心ピン１０は高い強度を有する必要がある。これが継手機構２５の大型化、或いはコスト上昇の一因となっている。
　この点を踏まえ、図１及び図２に示すように、本実施形態の継手機構５では、偏心ピン１０には、同偏心ピン１０の外周面を包囲する保護部材としての外筒部１１が設けられている。そして、偏心ピン１０及び外筒部１１の少なくとも一部がカム溝６内に配置されている。これにより、その偏心ピン１０にかかる応力が緩和される。更に、当該偏心ピン１０が損傷した場合におけるフェールセーフ機構が構成されている。
　詳述すると、本実施形態では、円筒形状を有する外筒部１１は、上記第２シャフト４の一端に設けられた連結部９と一体に形成されている。偏心ピン１０の基端を外筒部１１内に圧入することにより、偏心ピン１０は連結部９に固定されている。また、本実施形態のカム溝６の深さＤは、カムフォロワ８の軸方向長さＬよりも大きく設定されている。そして、偏心ピン１０の先端をカムフォロワ８に接続することにより、外筒部１１の少なくとも一部は、偏心ピン１０ととともに、カム溝６内に配置される。このとき、外筒部１１は、偏心ピン１０と同軸位置において該偏心ピン１０の外周を包囲する。
　以上、本実施形態によれば、以下のような作用・効果を得ることができる。
　（１）偏心ピン１０と同軸に保護部材（外筒部１１）を設けることにより、容易且つ低コストにて、偏心ピン１０への応力集中を緩和することができる。
　（２）偏心ピン１０及び保護部材（外筒部１１）の少なくとも一部がカム溝６内に配置されている。これにより、偏心ピン１０とカムフォロワ８との間の連結部位が破断した場合であっても、同カムフォロワ８に代わり、これら偏心ピン１０及び保護部材が、カム溝６内を摺動するスライド手段として機能する。そして、これにより、第１シャフト３及び第２シャフト４間の回転伝達を維持することができる。その結果、ステアリング装置１はより高い信頼性を確保することができる。
　（３）保護部材は、偏心ピン１０の外周を包囲する外筒部１１により構成される。このような構成とすれば、偏心ピン１０の変形により、当該偏心ピン１０及び外筒部１１が、カム溝６内を摺動するスライド手段として機能する場合であっても、当該カム溝６の内壁面に対して、その外筒部１１が摺接する。これにより、偏心ピン１０にかかる負荷が低減される。その結果、当該偏心ピン１０における変形又は損傷が深刻化することを抑制することができる。
　（４）外筒部１１は、円筒状に形成される。これにより、カム溝６の内壁面との対向する外筒部１１の外周面が曲面となる。従って、外筒部１１がスライド手段として機能する際、円滑な摺動性を確保することができる。
　（第２の実施形態）
　以下、本発明を具体化した第２の実施形態を図３及び図４に従って説明する。尚、説明の便宜上、第１の実施形態と同一の部材については同一の符号を付すこととして、その説明を省略する。
　図３及び図４に示すように、本実施形態では、カム溝６の開口部には、同カム溝６の長手方向に沿って延びる一対のフランジ１２が対向して配置されている。そして、カム溝６内に突出する各フランジ１２によって、同カム溝６は２段階の溝幅Ｗ０，Ｗ１を有する。上記偏心ピン１０及び外筒部１１を取り囲む開口部における溝幅Ｗ１は、カムフォロワ８を取り囲む内部側の溝幅Ｗ０よりも、小さく設定されている。
　具体的には、その開口部の溝幅Ｗ１は、カムフォロワ８の直径Ｒよりも小さく設定されている。また、カム溝６の内壁面とカムフォロワ８との間隔Ｄ１は、各フランジ１２と外筒部１１との間隔Ｄ２よりも狭く設定されている。そして、このように各溝幅Ｗ０，Ｗ１を有するカム溝６を形成（切削加工）することにより、上記各フランジ１２は、該カム溝６の内壁面（つまりはカム７）と一体に形成されている。
　即ち、上記構成によれば、偏心ピン１０の変形時には、いち早く当該偏心ピン１０及び外筒部１１が上記スライド手段として機能することができる。その結果、偏心ピン１０における変形又は損傷が深刻化することを未然に防止して、ステアリング装置１のより高い信頼性を確保することができる。加えて、カムフォロワ８と偏心ピン１０との間の連結が破断した場合であっても、カム溝６からカムフォロワ８が脱落することを防止することができる。その結果、当該脱落したカムフォロワ８が引き起こす不具合を未然に防止することができる。
　なお、上記各実施形態は以下のように変更してもよい。
　・上記各実施形態では、保護部材としての外筒部１１は、連結部９と一体に形成されている。しかし、これに限らず、外筒部１１は、カムフォロワ８と一体に形成されてもよい。或いは、外筒部１１は、連結部９及びカムフォロワ８とは別体に形成されてもよい。
　・上記各実施形態では、外筒部１１は、円筒形状を有する。これに代えて、偏心ピン１０への応力集中緩和の観点からすると、外筒部１１は、必ずしも円筒形状でなくともよい。尚、スライド手段としての機能を考慮するならば、やはりカム溝６と摺動する外筒部１１の対向面は、曲面形状であることが望ましい。
　・上記各実施形態では、偏心ピン１０により連結軸が構成され、外筒部１１により保護部材が構成されている。しかし、これに限らず、中空状の筒体により連結軸が構成されてもよい。この場合には、その筒体の中に保護部材としての軸状部材が配置されてもよい。このような構成としても、その連結軸への応力集中を緩和する効果が期待できる。
　・上記第２の実施形態では、各フランジ１２は、カム溝６を形成する際に同カム溝６の内壁面（カム７）と一体に形成されている。しかし、これに限らず、図５に示すように、カム溝６の開口部にカム７と別体に形成された一対のフランジ部材１３を取着することにより、各フランジ１２が形成されてもよい。このような構成とすることで、カム溝６及び各フランジ１２の形成が容易になる。また、軸方向からカムフォロワ８をカム溝６内に取着することが可能になる。従って、継手機構５の組み立てが容易となる。
　・更に、各フランジ部材１３は、ゴムや樹脂等の弾性材料を用いて弾性変形可能に形成されることが好ましい（図６参照）。これにより、各フランジ部材１３の取着後に、軸方向からカムフォロワ８をカム溝６内に取着することが可能になる。その結果、継手機構５の組み立てがより容易となる。
　・上記各実施形態において、第１シャフト３及び第２シャフト４の構成は変更されてもよい。例えば、第１シャフト３と第２シャフト４との間における継手機構５の接続構造が反転して構成されてもよい。

Claims (5)

  1. 　第１シャフトと、同第１シャフトに対して偏心して配置された第２シャフトと、前記第１シャフト及び前記第２シャフトを互いに連結する継手機構とを備えるステアリング装置であって、
    　前記継手機構は、前記第１シャフトと直交する方向に延びるカム溝を有するカムと、前記カム溝内を摺動可能なカムフォロワと、前記第２シャフトから偏心した位置において該第２シャフト及び前記カムフォロワを連結する連結軸と、前記連結軸に対して同軸に配置されて該連結軸とともに前記カム溝内に配置される保護部材とを備える、ステアリング装置。
  2. 　請求項１に記載のステアリング装置において、
    　前記保護部材は、前記連結軸の周囲を覆うように配置され、前記カム溝と対向する前記保護部材の外面が曲面状に形成されるステアリング装置。
  3. 　請求項１又は請求項２に記載のステアリング装置において、
    　前記カム溝の開口部には、前記カム溝の長手方向に沿って延びる一対のフランジが対向して配置されるステアリング装置。
  4. 　請求項３に記載のステアリング装置において、
    　前記各フランジは、前記カムとは別体に形成されたフランジ部材を取着することにより形成されるステアリング装置。
  5. 　請求項４に記載のステアリング装置において、
    　前記フランジ部材は、弾性変形可能な材料から形成されるステアリング装置。
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