(57)【要約】【課題】コンパクト化を図りつつ、部品点数を削減し、組立作業を容易して製造コストを低減すること。【解決手段】雄軸１と雌軸２との３組の軸方向溝３，５の間に、板バネ９を介して、３組のニードルローラ７（第１円柱体）が摺動自在に嵌合してある。雄軸１と雌軸２との３組の軸方向溝４，６の間に、３組のニードルローラ８（第２円柱体）が摺動自在に嵌合してある。軸方向相対移動時には、板バネ９により、ニードルローラ７，８を雌軸２に対してガタ付きのない程度に予圧しているため、雄軸１と雌軸２は、安定した摺動荷重で軸方向に摺動することができる。トルク伝達時、板バネ９により、ニードルローラ７を周方向に拘束できるようになっているため、雄軸１と雌軸２の間の回転方向ガタ付きを確実に防止して、高剛性の状態でトルクを伝達することができる。【選択図】　図２
2004142604.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のステアリングシャフトに組込み、雄軸と雌軸を相互に回転不能に且つ摺動自在に嵌合した車両ステアリング用伸縮軸において、
前記雄軸の外周面と前記雌軸の内周面とに設けられた第１介装部と、該第１介装部に配置され前記雄軸と前記雌軸との軸方向相対移動の際には摺動する第１トルク伝達部材と、前記第１介装部に前記第１トルク伝達部材に径方向に隣接して配置され、回転の際には前記第１トルク伝達部材を拘束し、非回転の際には前記第１トルク伝達部材を介して前記雄軸と前記雌軸とに予圧を与える弾性体、とからなる第１のトルク伝達装置と、
前記雄軸の外周面と前記雌軸の内周面とに設けられた第２介装部と、該第２介装部に配置され前記雄軸と前記雌軸との軸方向相対移動の際には摺動し、回転の際にはトルクを伝達する第２トルク伝達部材とからなる第２のトルク伝達装置と、を具備することを特徴とする車両ステアリング用伸縮軸。
【請求項２】
前記第１及び第２トルク伝達部材は、夫々、円柱体からなることを特徴とする請求項１に記載の車両ステアリング用伸縮軸。
【請求項３】
前記円柱体の表面には、低摩擦の固体潤滑皮膜が形成してあることを特徴とする請求項２に記載の車両ステアリング用伸縮軸。
【請求項４】
前記雌軸の内周面には、低摩擦の固体潤滑皮膜が形成してあることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車両ステアリング用伸縮軸。
【請求項５】
車両のステアリングシャフトに組込み、雄軸と雌軸を相互に回転不能に且つ摺動自在に嵌合した車両ステアリング用伸縮軸において、
前記雄軸の外周面と前記雌軸の内周面とに設けられた介装部と、該介装部に配置され前記雄軸と前記雌軸との軸方向相対移動の際には摺動するトルク伝達部材と、前記介装部に前記トルク伝達部材に径方向に隣接して配置され、回転の際には前記トルク伝達部材を拘束し、非回転の際には前記トルク伝達部材を介して前記雄軸と前記雌軸とに予圧を与える弾性体と、からなる第１のトルク伝達装置と、
前記雌軸の内周面と前記雄軸の外周面との一方に形成した軸方向溝と、該軸方向溝に嵌合するように、前記雄軸の外周面と前記雌軸の内周面との他方に形成し、前記雄軸と前記雌軸との軸方向相対移動の際には摺動し、回転の際にはトルクを伝達する軸方向突条部と、からなる第２のトルク伝達装置と、を具備することを特徴とする車両ステアリング用伸縮軸。
【請求項６】
前記第１トルク伝達部材は、円柱体からなることを特徴とする請求項５に記載の車両ステアリング用伸縮軸。
【請求項７】
前記円柱体の表面には、低摩擦の固体潤滑皮膜が形成してあることを特徴とする請求項６に記載の車両ステアリング用伸縮軸。
【請求項８】
前記雌軸の内周面には、低摩擦の固体潤滑皮膜が形成してあることを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の車両ステアリング用伸縮軸。
【請求項９】
前記雄軸の外周面には、低摩擦の固体潤滑皮膜が形成してあることを特徴とする請求項５乃至８のいずれか１項に記載の車両ステアリング用伸縮軸。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、安定した摺動荷重を実現すると共に、ガタ付きを確実に防止して、高剛性の状態でトルクを伝達できる車両ステアリング用伸縮軸に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１４に、一般的な自動車の操舵機構部を示す。図中のａとｂが伸縮軸である。伸縮軸ａは、雄軸と雌軸とをスプライン嵌合したものであるが、このような伸縮軸ａには自動車が走行する際に発生する軸方向の変位を吸収し、ステアリングホイール上にその変位や振動を伝えない性能が要求される。このような性能は、車体がサブフレーム構造となっていて、操舵機構上部を固定する部位ｃとステアリングラックｄが固定されているフレームｅが別体となっておりその間がゴムなどの弾性体ｆを介して締結固定されている構造の場合に要求されることが一般的である。また、その他のケースとして操舵軸継手ｇをピニオンシャフトｈに締結する際に作業者が、伸縮軸をいったん縮めてからピニオンシャフトｈに嵌合させ締結させるため伸縮機能が必要とされる場合がある。さらに、操舵機構の上部にある伸縮軸ｂも、雄軸と雌軸とをスプライン嵌合したものであるが、このような伸縮軸ｂには、運転者が自動車を運転するのに最適なポジションを得るためにステアリングホイールｉの位置を軸方向に移動し、その位置を調整する機能が要求されるため、軸方向に伸縮する機能が要求される。前述のすべての場合において、伸縮軸にはスプライン部のガタ音を低減することと、ステアリングホイール上のガタ感を低減することと、軸方向摺動動作時における摺動抵抗を低減することが要求される。
【０００３】
このようなことから、特許文献１では、雄軸の外周面と雌軸の内周面に形成した複数組の軸方向溝の間に、複数組のトルク伝達部材（円柱体）が嵌合してある。
【０００４】
各組のトルク伝達部材（円柱体）は、軸方向に並列した複数個のニードルローラからなっている。
【０００５】
これにより、トルク非伝達時（摺動時）には、雄軸と雌軸の間のガタ付きを防止することができ、雄軸と雌軸は、ガタ付きのない安定した摺動荷重で軸方向に摺動することができる。また、トルク伝達時には、雄軸と雌軸は、その回転方向のガタ付きを防止して、高剛性の状態でトルクを伝達することができる。
【０００６】
さらに、ニードルローラの回転方向（周方向）のガタ付きを防止するため、樹脂製の調整部材（保持器）が設けてある。
【０００７】
【特許文献１】
欧州特許出願公開ＥＰ１０７８８４３Ａ１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述した特許文献１では、ステアリング用シャフトに求められる、ニードルローラの回転方向（周方向）のガタ付きを防止するため、樹脂製の調整部材（保持器）が設けてある。この樹脂製の調整部材（保持器）により、雄軸、雌軸、ニードルローラ間における微小な隙間を調整することができる。
【０００９】
しかしながら、樹脂製の調整部材（保持器）では、耐摩耗性に問題があり、長期間にわたってガタつきのない性能を維持することが困難である。そのため、摩耗が生じると、ステアリングシャフトにガタ付きを感じるといったことがある。
【００１０】
また、上記特許文献１の伸縮軸は、テレスコピック用として使われるので、軸方向に相対移動をすることが求められ、雄軸・雌軸間で相対移動をするからには、摺動部には隙間を持たざるを得ないという構造上の問題点を抱えている。
【００１１】
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであって、安定した摺動荷重を実現すると共に、回転方向ガタ付きを確実に防止して、高剛性の状態でトルクを伝達でき、しかも、コンパクト化を図りつつ、部品点数を削減し、組立作業を容易して製造コストを低減することができる車両ステアリング用伸縮軸を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の請求項１に係る車両ステアリング用伸縮軸は、車両のステアリングシャフトに組込み、雄軸と雌軸を相互に回転不能に且つ摺動自在に嵌合した車両ステアリング用伸縮軸において、
前記雄軸の外周面と前記雌軸の内周面とに設けられた第１介装部と、該第１介装部に配置され前記雄軸と前記雌軸との軸方向相対移動の際には摺動する第１トルク伝達部材と、前記第１介装部に前記第１トルク伝達部材に径方向に隣接して配置され、回転の際には前記第１トルク伝達部材を拘束し、非回転の際には前記第１トルク伝達部材を介して前記雄軸と前記雌軸とに予圧を与える弾性体、とからなる第１のトルク伝達装置と、
前記雄軸の外周面と前記雌軸の内周面とに設けられた第２介装部と、該第２介装部に配置され前記雄軸と前記雌軸との軸方向相対移動の際には摺動し、回転の際にはトルクを伝達する第２トルク伝達部材とからなる第２のトルク伝達装置と、を具備することを特徴とする。
【００１３】
このように、本発明の請求項１によれば、トルク非伝達時（軸方向相対移動時）には、弾性体により、第１及び第２トルク伝達部材を雌軸に対してガタ付きのない程度に径方向及び周方向に予圧しているため、雄軸と雌軸の間のガタ付きを確実に防止することができると共に、雄軸と雌軸は、ガタ付きのない安定した摺動荷重で軸方向に摺動することができる。
【００１４】
トルク伝達時、弾性体により、第１及び第２トルク伝達部材を周方向に拘束できるようになっているため、雄軸と雌軸の間の回転方向ガタ付きを確実に防止して、高剛性の状態でトルクを伝達することができる。
【００１５】
また、請求項２に係る車両ステアリング用伸縮軸は、前記第１及び第２トルク伝達部材は、夫々、円柱体からなることを特徴とする。
【００１６】
このように、請求項２によれば、第１及び第２トルク伝達部材は、夫々、円柱体からなり、トルク非伝達時（軸方向相対移動時）には、弾性体により、円柱体を雌軸に対してガタ付きのない程度に径方向及び周方向に予圧しているため、雄軸と雌軸との間のガタ付きを確実に防止することができると共に、雄軸と雌軸は、ガタ付きのない安定した摺動荷重で軸方向に摺動することができる。また、トルク伝達時、弾性体により、円柱体を周方向に拘束できるようになっているため、雄軸と雌軸の間の回転方向ガタ付きを確実に防止して、高剛性の状態でトルクを伝達することができる。
【００１７】
さらに、請求項３に係る車両ステアリング用伸縮軸は、前記円柱体の表面には、低摩擦の固体潤滑皮膜が形成してあることを特徴とする。
【００１８】
このように、請求項３によれば、更に摺動荷重を低くしたい場合は、第１及び第２トルク伝達部材である円柱体（ニードルローラ）の表面に、固体潤滑皮膜を形成する。摺動荷重は、摩擦係数に負荷された荷重を乗じたものであるため、摩擦係数を低くすることができれば摺動荷重を低くすることができる。よって、固体潤滑皮膜を形成して、摩擦係数を小さくすることで更なる低摺動荷重を実現することができる。
【００１９】
さらに、請求項４に係る車両ステアリング用伸縮軸は、雌軸の内周面には、低摩擦の固体潤滑皮膜が形成してあることを特徴とする
このように、請求項４によれば、雌軸の内周面に、固体潤滑皮膜を形成して、摩擦係数を小さくすることで更なる低摺動荷重を実現することができる。
【００２０】
さらに、請求項５に係る車両ステアリング用伸縮軸は、車両のステアリングシャフトに組込み、雄軸と雌軸を相互に回転不能に且つ摺動自在に嵌合した車両ステアリング用伸縮軸において、
前記雄軸の外周面と前記雌軸の内周面とに設けられた介装部と、該介装部に配置され前記雄軸と前記雌軸との軸方向相対移動の際には摺動するトルク伝達部材と、前記介装部に前記トルク伝達部材に径方向に隣接して配置され、回転の際には前記トルク伝達部材を拘束し、非回転の際には前記トルク伝達部材を介して前記雄軸と前記雌軸とに予圧を与える弾性体と、からなる第１のトルク伝達装置と、
前記雌軸の内周面と前記雄軸の外周面との一方に形成した軸方向溝と、該軸方向溝に嵌合するように、前記雄軸の外周面と前記雌軸の内周面との他方に形成し、前記雄軸と前記雌軸との軸方向相対移動の際には摺動し、回転の際にはトルクを伝達する軸方向突条部と、からなる第２のトルク伝達装置と、を具備することを特徴とする。
【００２１】
このように、請求項５によれば、雌軸の内周面と雄軸の外周面との一方に形成した軸方向溝と、該軸方向溝に嵌合するように、雄軸の外周面と雌軸の内周面との他方に形成し、雄軸と雌軸との軸方向相対移動の際には摺動し、回転の際にはトルクを伝達する軸方向突条部と、からなる第２のトルク伝達装置を備えている。
【００２２】
従って、トルク非伝達時（軸方向相対移動時）には、弾性体により、トルク伝達部材と軸方向突条部をガタ付きのない程度に径方向及び周方向に予圧しているため、雄軸と雌軸の間のガタ付きを確実に防止することができると共に、雄軸と雌軸は、ガタ付きのない安定した摺動荷重で軸方向に摺動することができる。また、トルク伝達時、弾性体により、トルク伝達部材と軸方向突条部を周方向に拘束できるようになっているため、雄軸と雌軸の間の回転方向ガタ付きを確実に防止して、高剛性の状態でトルクを伝達することができる。
【００２３】
また、雄軸の外周面と雌軸の内周面との他方には、トルクを伝達する軸方向突条部が設けてあるため、上述した請求項１乃至４における第２トルク伝達部材を廃止することができ、部品点数を削減し、組立作業を容易して製造コストを低減することができる。
【００２４】
さらに、請求項６に係る車両ステアリング用伸縮軸は、前記第１トルク伝達部材は、円柱体からなることを特徴とする。
【００２５】
このように、請求項６によれば、トルク非伝達時（軸方向相対移動時）には、弾性体により、円柱体と軸方向突条部をガタ付きのない程度に径方向及び周方向に予圧しているため、雄軸と雌軸の間のガタ付きを確実に防止することができると共に、雄軸と雌軸は、ガタ付きのない安定した摺動荷重で軸方向に摺動することができる。また、トルク伝達時、弾性体により、円柱体と軸方向突条部を周方向に拘束できるようになっているため、雄軸と雌軸の間の回転方向ガタ付きを確実に防止して、高剛性の状態でトルクを伝達することができる。
【００２６】
さらに、請求項７に係る車両ステアリング用伸縮軸は、前記円柱体の表面には、低摩擦の固体潤滑皮膜が形成してあることを特徴とする。
【００２７】
このように、請求項７によれば、円柱対の表面に、固体潤滑皮膜を形成して、摩擦係数を小さくすることで更なる低摺動荷重を実現することができる。
【００２８】
さらに、請求項８に係る車両ステアリング用伸縮軸は、前記雌軸の内周面には、低摩擦の固体潤滑皮膜が形成してあることを特徴とする。
【００２９】
このように、請求項８によれば、雌軸の内周面に、固体潤滑皮膜を形成して、摩擦係数を小さくすることで更なる低摺動荷重を実現することができる。
【００３０】
さらに、請求項９に係る車両ステアリング用伸縮軸は、前記雄軸の外周面には、低摩擦の固体潤滑皮膜が形成してあることを特徴とする。
【００３１】
このように、請求項９によれば、雄軸の外周面に、固体潤滑皮膜を形成して、摩擦係数を小さくすることで更なる低摺動荷重を実現することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係る車両ステアリング用伸縮軸を図面を参照しつつ説明する。
【００３３】
（第１実施の形態）
図１は、本発明の第１実施の形態に係る車両ステアリング用伸縮軸の縦断面図である。図２は、図１のＸ−Ｘ線に沿った横断面図である。
【００３４】
図１に示すように、車両ステアリング用伸縮軸（以後、伸縮軸と記す）は、相互に回転不能に且つ摺動自在に嵌合した雄軸１と雌軸２とからなる。
【００３５】
図２に示すように、雄軸１の外周面には、周方向に１２０度間隔で等配した３個の軸方向溝３が延在して形成してある。また、この雄軸１の外周面には、これら３個の軸方向溝３の周方向の間であって、周方向に１２０度間隔で等配した３個の略円弧状の軸方向溝４が延在して形成してある。
【００３６】
雌軸２の内周面には、周方向に１２０度間隔で等配した３個の略円弧状の軸方向溝５が延在して形成してある。また、この雌軸２の内周面には、これら３個の軸方向溝５の周方向の間であって、周方向に１２０度間隔で等配した３個の略円弧状の軸方向溝６が延在して形成してある。
【００３７】
軸方向溝３，５は、後述する３組の第１円柱体７のための３組の第１介装部を構成しており、軸方向溝４，６は、後述する３組の第２円柱体８のための３組の第２介装部を構成している。これら３組の軸方向溝３，５（第１介装部）と、３組の軸方向溝４，６（第２介装部）とは、周方向に交互に配置してあり、周方向に６０度間隔で等配してある。
【００３８】
第１トルク伝達装置は、雄軸１の３個の軸方向溝３と、雌軸２の３個の軸方向溝５との間に、予圧用の波形形状の３個の弾性体（板バネ）９を介して、雄軸１と雌軸２との軸方向相対移動の際には転動し、回転の際には板バネ９に拘束されてトルクを伝達する３組の第１トルク伝達部材（第１円柱体）７が転動自在に介装して構成されている。
【００３９】
第２トルク伝達装置は、雄軸１の３個の軸方向溝４と、雌軸２の３個の軸方向溝６との間に、夫々、雄軸１と雌軸２との軸方向相対移動を許し、回転の際にはトルクを伝達するための３組の第２トルク伝達部材（第２円柱体）８が摺動自在に介装して構成されている。
【００４０】
板バネ９は、トルク非伝達時には、第１円柱体７と第２円柱体８を雌軸２に対してガタ付きのない程度に予圧する一方、トルク伝達時には、弾性変形して第１円柱体７を雄軸１と雌軸２の間で周方向に拘束する働きをするようになっている。なお、第１円柱体７と第２円柱体８は、ニードルローラであってもよい。
【００４１】
また、軸方向に伸縮運動をする際には、板バネ９によって予圧を受けているニードルローラ７と雌軸の溝５との間で積極的に摺動が発生する。さらに、トルクが負荷されると、板バネ９がたわみ、雄軸１の軸方向溝４とニードルローラ８と雌軸２の軸方向溝６との間で徐々にトルクを受けるようになる。
【００４２】
このように、板バネ９の予圧機構により、ニードルローラ７，８を介して３箇所均等に予圧をかけることにより、従来のスプライン構造が根本的に解決できないでいる微小な隙間によるガタを防止することができる。予圧をかける構造で配慮しなければいけないことは、（１）円周上に均等に予圧をかけること、（２）ガタ（フリープレイ）をなくし、ステアリングの操舵感を損なわないように最低限必要な予圧荷重を与えること、（３）十分な耐久性を有すること、である。
【００４３】
本実施の形態は、３箇所均等に予圧を必要なだけかけることができ、低入力トルクに対してガタつきを防止できる。しかも、入力トルクが増大した際には、他のニードルローラ８（板バネ９の予圧機構のない箇所）がトルクによる負荷を受けるため、より高い捩り剛性を発生することができる。
【００４４】
板バネ９のたわみ量は、雄軸１の軸方向溝４とニードルローラ８と雌軸６との間の微小隙間分だけで、入力トルクが増大しても板バネ９に掛かる負荷、たわみ量は大きく変わらない。よって、板バネ９の性能を長期にわたって保つことができる。
【００４５】
さらに、本実施の形態では、トルク伝達部材としてニードルローラ７，８を採用しているが、これは、ニードルローラ７，８が大量生産品で、低コストで採用できること。熱処理、研磨加工してあるため低摺動荷重を実現するとともに高い耐久性（耐摩耗性が高い）を有していること。数ミクロン単位での直径サイズの選択が可能であり、すきま管理が非常に容易であることが挙げられる。
【００４６】
従来のスプライン構造では、トルク伝達＋摺動により雄軸と雌軸の接触面が摩耗し、隙間の増加がガタつきの増大となりステアリング操舵感の悪化につながっていた。
【００４７】
本実施の形態の場合、トルク伝達部材（ニードルローラ７，８）又は軸方向溝５，６が摩耗をしたとしても、板バネ９に予圧をかけているため、雄軸１の軸方向溝３−板バネ９−ニードルローラ７−雌軸２の軸方向溝５間に、隙間は発生しないため、ガタ付きは起こらない。したがって、長期にわたりガタ付きのないトルク伝達特性と低摺動特性を維持することができる。
【００４８】
図３は、図１のＹ−Ｙ線に沿った横断面図である。図４は、連結部により連結した弾性体（板バネ）の斜視図である。図５は、図１の矢印Ａの矢視図である。
【００４９】
図１に示すように、雄軸１の端部には、小径部１ａが形成してある。この小径部１ａには、ニードルローラ８の軸方向の移動を規制するストッパープレート１０が設けてある。このストッパープレート１０は、軸方向予圧用弾性体１１と、この軸方向予圧用弾性体１１を挟持する１組の平板１２，１３とからなる。
【００５０】
すなわち、本実施の形態では、ストッパープレート１０は、小径部１ａに、平板１３、軸方向予圧用弾性体１１、平板１２の順に嵌合し、小径部１ａに堅固に固定してある。
【００５１】
本実施の形態では、雄軸１の小径部１ａに、周方向溝３１が形成してあり、この周方向溝３１に、止め輪３２が嵌合してある。これにより、ストッパープレート１０が軸方向に固定してある。なお、ストッパープレート１０の固定方法は、止め輪３２に限らず、加締め、螺合手段、プッシュナット等であってもよい。
【００５２】
これにより、ストッパープレート１０は、平板１３をニードルローラ８に当接させて、軸方向予圧用弾性体１１により、ニードルローラ８を軸方向に動かないように適度に予圧できるようになっている。
【００５３】
軸方向予圧用弾性体１１は、ゴム、樹脂、または鋼板製の板バネなどからできている。軸方向予圧用弾性体１１と平板１２，１３とは、別体でも良いが、組立てやすさを考えて、一体成形品であることが好ましい。
【００５４】
例えば、軸方向予圧用弾性体１１がゴムであれば、平板１２，１３に加硫成形するなどして作れば、一体化ができるので、組立てやすく低コストな製品をつくることができる。
【００５５】
また、軸方向予圧用弾性体１１を樹脂でつくる場合には、波型の形状としたものを、平板１２，１３と一体成形することで一体化することができ、同様のメリットが得られる。
【００５６】
さらに、平板１２，１３は、鋼板、樹脂、または鋼板に樹脂皮膜を形成したものを使用する。
【００５７】
また、雄軸１の軸方向溝３，４は、軸方向に略直角であって、ニードルローラ７やニードルローラ８に当接する軸方向直角面１４，１５を有している。
【００５８】
以上のように、ニードルローラ８の一側は、雄軸１の小径部１ａに設けたストッパープレート１０により、軸方向の移動が規制してある一方、ニードルローラ８の他側は、軸方向直角面１５に当接して、軸方向の移動が規制してある。
【００５９】
また、ストッパープレート１０は、平板１３をニードルローラ８に当接させて、軸方向予圧用弾性体１１により、ニードルローラ８を軸方向に動かないように適度に予圧している。
【００６０】
従って、ニードルローラ８を適度に予圧して、軸方向に隙間なく固定することができ、雄軸１と雌軸２が相互に摺動する際、ニードルローラ８を軸方向に移動させることがなく、「コツコツ」といった不快な異音の発生を確実に防止することができる。
【００６１】
また、雄軸１の軸方向溝３，４は、軸方向に略直角であって、ニードルローラ７，８に当接する軸方向直角面１４，１５を有していることから、この軸方向直角面１５により、別途の部材を設けることなく、ニードルローラ７，８の軸方向の移動を規制することができる。そのため、部品点数を削減して、製造コストの低減を図ることができ、しかも、別途の部材を用いていないことから、軽量・コンパクト化が可能である。
【００６２】
次に、本実施の形態では、図１、図３、及び図４に示すように、３組のニードルローラ７を予圧するための３個の板バネ９は、リング状の連結部２０によって連結してある。
【００６３】
すなわち、図１に示すように、雄軸１の端部の小径部１ａには、その段差の環状面２１が形成してある。小径部１ａに、リング状の連結部２０が嵌合してあり、この段差の環状面２１に沿って、リング状の連結部２０が配置してある。
【００６４】
段差の環状面２１は、雄軸１の軸方向に面する軸方向環状面であれば、その形状等は問わない。
【００６５】
リング状の連結部２０は、その周縁の３箇所で、３個の板バネ９の軸方向端部に連結してある。即ち、図４に示すように、リング状の連結部２０は、軸方向に延在した３個の板バネ９と一体的に構成してある。
【００６６】
従って、ニードルローラ７，８を複合させた構造でありながら、転動面である３個の板バネ９を一体化して、実質上の部品点数を３個から１個に減らすことができ、部品点数を削減し、組立性を向上させて、組立時間を短縮して、製造コストを低減することができる。
【００６７】
また、リング状の連結部２０は、従来のような周方向に延びる円弧状の連結部でないことから、雌軸２を径方向に拡径することなく、コンパクト化を図ることができる。
【００６８】
さらに、リング状の連結部２０に、雄軸１の端部に形成した小径部１ａが貫通してある。従って、３個の板バネ９の組み込み時、雄軸１の端部の小径部１ａは、リング状の連結部２０に通挿することにより、この組み込み時のガイドの役割を果たすことから、組み込み作業を容易にでき、組み込み時間を短縮して、製造コストの低減を図ることができる。
【００６９】
さらに、リング状の連結部２０は、ストッパープレート１０の平板１３と、段差の環状面２１との間の軸方向隙間に配置してある。この軸方向隙間は、例えば、約０．３〜２．０ｍｍである。
【００７０】
この軸方向隙間の存在により、リング状の連結部２０は、３個の板バネ９がトルク入力により変形した際にも、これら板バネ９の動きを拘束しないようになっている。
【００７１】
さらに、図３及び図４に示すように、各板バネ９の断面形状は、雄軸１の軸方向溝３の形状とほぼ平行な直線形状に形成してあり、中心部分の平面部に、リング状の連結部２０の周縁箇所が連結してある。各板バネ９の両端部は、中心側から外側に向けて折り返して形成してある。
【００７２】
さらに、リング状の連結部２０に、雄軸１の端部に形成した小径部１ａが貫通してある。雄軸１の小径部１ａと、リング状の連結部２０との間には、径方向隙間が形成してある。この径方向隙間は、例えば、０．２〜１．０ｍｍである。上記の軸方向隙間と同様に、この径方向隙間の存在により、リング状の連結部２０は、３個の板バネ９がトルク入力により変形した際にも、これら板バネ９の動きを拘束しないようになっている。
【００７３】
次に、図１及び図６に示すように、本実施の形態では、雌軸２の６個の軸方向溝５，６に、径方向に隙間を介して、雄軸１の外周面に６個の軸方向溝３，４と軸方向に同軸に形成した６個の略円弧状の突起部４０が嵌合してある。
【００７４】
従って、ニードルローラ７，８が何らかの原因によって雄軸１から脱落し又は破損した場合等には、雌軸２の軸方向溝５，６に、雄軸１の突起部４０が嵌合し、これにより、雄軸１と雌軸２とは、トルクを伝達することができ、フェイルセーフ機能の役割を果たすことができる。
【００７５】
また、この際、図６に示すように、軸方向溝５，６と、突起部４０との間には、隙間が設けてあるため、運転者は、ステアリングホイール上に大きなガタ付きを感じることができ、ステアリング系の故障等を察知することができる。
【００７６】
さらに、図１に示すように、雄軸１の突起部４０は、雄軸１の軸方向溝３，４と軸方向に同軸に形成してあり、ニードルローラ７，８とも軸方向に同軸であることから、ニードルローラ７，８の軸方向の移動を規制するストッパーの役割も果たし、ニードルローラ７，８の抜けの可能性を減少して、フェイルセーフ機能をより一層向上することができる。
【００７７】
さらに、雄軸１の突起部４０は、雄軸１の軸方向溝３，４と軸方向に同軸に形成してあり、ニードルローラ７，８とも軸方向に同軸であることから、雄軸１と雌軸２の径方向寸法を小さくして、コンパクト化を図ることができる。
【００７８】
また、雄軸１の突起部４０は、上記のように、ニードルローラ７，８と軸方向に同軸であり、その上、ニードルローラ７，８の周方向における組数と、突起部４０の周方向における個数とが同一に設定してあることから、ニードルローラ７，８の軸方向の移動を規制するストッパーの役割を確実に果たすことができ、ニードルローラ７，８の抜けの可能性をより一層減少することができる。
【００７９】
さらに、雌軸２の端部は、その内方に向けて変形した内方変形部４１を有している。この内方変形部４１は、具体的には、雌軸２の端部を加締めて形成してある。
【００８０】
これにより、雄軸１を雌軸２から抜ける方向に相対移動させた時、雌軸２の端部に形成した内方変形部４１（例えば、加締め部）に、雄軸１の突起部４０が係止（干渉）する。これにより、雄軸１は、雌軸２からむやみに分離できない構造になっている。
【００８１】
（第２実施の形態）
次に、図７は、本発明の第２実施の形態に係る車両ステアリング用伸縮軸の横断面図である。
【００８２】
本実施の形態では、第１実施の形態に対し、更に摺動荷重を低くしたい場合には、トルク伝達部材であるニードルローラ７，８の表面に固体潤滑皮膜５０を形成する。摺動荷重は、摩擦係数に負荷された荷重を乗じたものであるため、摩擦係数を低くすることができれば摺動荷重を低くすることができる。よって、固体潤滑皮膜５０を形成して、摩擦係数を小さくすることで更なる低摺動荷重を実現することができる。
【００８３】
固体潤滑皮膜の形成方法としては、（１）二硫化モリブデンの紛体をバインダー中に分散子混合し、それを吹きつけ、または、浸漬後に焼き付けて皮膜を形成する方法、（２）ＰＴＦＥ（四フッ化エチレン）の紛体をバインダー中に分散子混合し、それを吹きつけ、または、浸漬後に焼き付けて皮膜を形成する方法がある。
【００８４】
また、図８は、本発明の第２実施の形態の第１変形例に係る車両ステアリング用伸縮軸の横断面図である。
【００８５】
本変形例では、ニードルローラ７，８の表面に、固体潤滑皮膜５０を形成すると共に、雌軸２の内周面には、固体潤滑皮膜８０が形成してある。
【００８６】
摺動荷重は、摩擦係数に負荷された荷重を乗じたものであるため、摩擦係数を低くすることができれば、摺動荷重を低くすることができる。よって、固体潤滑皮膜８０を形成して、摩擦係数を小さくすることで、更なる低摺動荷重を実現することができる。固体潤滑皮膜の形成方法は、上述した場合と同様である。
【００８７】
さらに、図９は、本発明の第２実施の形態の第２変形例に係る車両ステアリング用伸縮軸の横断面図である。
【００８８】
本変形例では、ニードルローラ７，８に、固体潤滑皮膜５０を形成することなく、雌軸２の内周面にのみ、固体潤滑皮膜８０が形成してある。
【００８９】
摺動荷重は、摩擦係数に負荷された荷重を乗じたものであるため、摩擦係数を低くすることができれば、摺動荷重を低くすることができる。よって、固体潤滑皮膜８０を形成して、摩擦係数を小さくすることで、更なる低摺動荷重を実現することができる。固体潤滑皮膜の形成方法は、上述した場合と同様である。
【００９０】
（第３実施の形態）
図１０は、本発明の第３実施の形態に係る車両ステアリング用伸縮軸の縦断面図である。図１１は、図１０のＸ−Ｘ線に沿った横断面図である。
【００９１】
本実施の形態では、第１実施の形態に対し、板バネ９による予圧の掛かっていない箇所のニードルローラ８を廃止し、その代わりに、雄軸１に軸方向突条部６０が一体的に形成してある。
【００９２】
このように、ニードルローラ８を３箇所廃止できるため、部品点数削減効果により、コストダウンが可能である。
【００９３】
雄軸１の軸方向突条部６０と、雌軸２の軸方向溝６との凹凸形状は、トルクの伝達が可能であれば、いかなる形状であってもよいい。例えば、セレーション、スプライン形状でもよい。
【００９４】
なお、軸方向突条部は、必ずしも雄軸に設ける必要がなく、雄軸１の外周面には、軸方向溝を形成して、雌軸２の内周面に、軸方向突条部が形成してあってもよい。
【００９５】
また、軸方向突条部６０を含む雄軸１の表面には、固体潤滑皮膜７０を形成する。摺動荷重は、摩擦係数に負荷された荷重を乗じたものであるため、摩擦係数を低くすることができれば摺動荷重を低くすることができる。よって、固体潤滑皮膜７０を形成して、摩擦係数を小さくすることで更なる低摺動荷重を実現することができる。固体潤滑皮膜の形成方法は、上述した場合と同様である。なお、予圧を受けているニードルローラ７には、固体潤滑皮膜は形成していない。
【００９６】
さらに、図１０に示すように、軸方向のストッパー部品として、ストッパープレート１０が小径部１ａの端部１ｂに加締め固定してある。ストッパープレート１０には、特に弾性体ははさみこまれていないが、ニードルローラ７，８を軸方向に隙間なく確実に固定できれば、図１０に示す構造であっても良い。
【００９７】
（第４実施の形態）
次に、図１２は、本発明の第４実施の形態に係る車両ステアリング用伸縮軸の横断面図である。
【００９８】
本実施の形態では、第３実施の形態に対し、更に摺動荷重を低くしたい場合には、トルク伝達部材であるニードルローラ７，８の表面に固体潤滑皮膜５０を形成する。摺動荷重は、摩擦係数に負荷された荷重を乗じたものであるため、摩擦係数を低くすることができれば摺動荷重を低くすることができる。よって、固体潤滑皮膜５０を形成して、摩擦係数を小さくすることで更なる低摺動荷重を実現することができる。固体潤滑皮膜の形成方法は、上述した場合と同様である。
【００９９】
また、図１３は、本発明の第４実施の形態の第１変形例に係る車両ステアリング用伸縮軸の横断面図である。
【０１００】
本変形例では、雄軸１の表面に、固体潤滑皮膜７０を形成することなく、雌軸２の内周面にのみ、固体潤滑皮膜８０が形成してある。
【０１０１】
摺動荷重は、摩擦係数に負荷された荷重を乗じたものであるため、摩擦係数を低くすることができれば、摺動荷重を低くすることができる。よって、固体潤滑皮膜８０を形成して、摩擦係数を小さくすることで、更なる低摺動荷重を実現することができる。固体潤滑皮膜の形成方法は、上述した場合と同様である。
【０１０２】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されず、種々変形可能である。
【０１０３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１によれば、トルク非伝達時（軸方向相対移動時）には、弾性体により、第１及び第２トルク伝達部材を雌軸に対してガタ付きのない程度に径方向及び周方向に予圧しているため、雄軸と雌軸の間のガタ付きを確実に防止することができると共に、雄軸と雌軸は、ガタ付きのない安定した摺動荷重で軸方向に摺動することができる。
【０１０４】
トルク伝達時、弾性体により、第１及び第２トルク伝達部材を周方向に拘束できるようになっているため、雄軸と雌軸の間の回転方向ガタ付きを確実に防止して、高剛性の状態でトルクを伝達することができる。
【０１０５】
また、請求項２によれば、第１及び第２トルク伝達部材は、夫々、円柱体からなり、トルク非伝達時（軸方向相対移動時）には、弾性体により、円柱体を雌軸に対してガタ付きのない程度に径方向及び周方向に予圧しているため、雄軸と雌軸との間のガタ付きを確実に防止することができると共に、雄軸と雌軸は、ガタ付きのない安定した摺動荷重で軸方向に摺動することができる。また、トルク伝達時、弾性体により、円柱体を周方向に拘束できるようになっているため、雄軸と雌軸の間の回転方向ガタ付きを確実に防止して、高剛性の状態でトルクを伝達することができる。
【０１０６】
さらに、請求項３によれば、更に摺動荷重を低くしたい場合は、第１及び第２トルク伝達部材である円柱体（ニードルローラ）の表面に、固体潤滑皮膜を形成する。摺動荷重は、摩擦係数に負荷された荷重を乗じたものであるため、摩擦係数を低くすることができれば摺動荷重を低くすることができる。よって、固体潤滑皮膜を形成して、摩擦係数を小さくすることで更なる低摺動荷重を実現することができる。
【０１０７】
さらに、請求項４によれば、雌軸の内周面に、固体潤滑皮膜を形成して、摩擦係数を小さくすることで更なる低摺動荷重を実現することができる。
【０１０８】
さらに、請求項５によれば、請求項５によれば、雌軸の内周面と雄軸の外周面との一方に形成した軸方向溝と、該軸方向溝に嵌合するように、雄軸の外周面と雌軸の内周面との他方に形成し、雄軸と雌軸との軸方向相対移動の際には摺動し、回転の際にはトルクを伝達する軸方向突条部と、からなる第２のトルク伝達装置を備えている。
【０１０９】
従って、トルク非伝達時（軸方向相対移動時）には、弾性体により、トルク伝達部材と軸方向突条部をガタ付きのない程度に径方向及び周方向に予圧しているため、雄軸と雌軸の間のガタ付きを確実に防止することができると共に、雄軸と雌軸は、ガタ付きのない安定した摺動荷重で軸方向に摺動することができる。また、トルク伝達時、弾性体により、トルク伝達部材と軸方向突条部を周方向に拘束できるようになっているため、雄軸と雌軸の間の回転方向ガタ付きを確実に防止して、高剛性の状態でトルクを伝達することができる。
【０１１０】
また、雄軸の外周面と雌軸の内周面との他方には、トルクを伝達する軸方向突条部が設けてあるため、上述した請求項１乃至４における第２トルク伝達部材を廃止することができ、部品点数を削減し、組立作業を容易して製造コストを低減することができる。
【０１１１】
さらに、請求項６によれば、トルク非伝達時（軸方向相対移動時）には、弾性体により、円柱体と軸方向突条部をガタ付きのない程度に径方向及び周方向に予圧しているため、雄軸と雌軸の間のガタ付きを確実に防止することができると共に、雄軸と雌軸は、ガタ付きのない安定した摺動荷重で軸方向に摺動することができる。また、トルク伝達時、弾性体により、円柱体と軸方向突条部を周方向に拘束できるようになっているため、雄軸と雌軸の間の回転方向ガタ付きを確実に防止して、高剛性の状態でトルクを伝達することができる。
【０１１２】
さらに、請求項７によれば、円柱対の表面に、固体潤滑皮膜を形成して、摩擦係数を小さくすることで更なる低摺動荷重を実現することができる。
【０１１３】
さらに、請求項８によれば、雌軸の内周面に、固体潤滑皮膜を形成して、摩擦係数を小さくすることで更なる低摺動荷重を実現することができる。
【０１１４】
さらに、請求項９によれば、雄軸の外周面に、固体潤滑皮膜を形成して、摩擦係数を小さくすることで更なる低摺動荷重を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態に係る車両ステアリング用伸縮軸の縦断面図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ線に沿った横断面図である。
【図３】図１のＹ−Ｙ線に沿った横断面図である。
【図４】連結部により連結した弾性体（板バネ）の斜視図である。
【図５】図１の矢印Ａの矢視図である。
【図６】図１のＺ−Ｚ線に沿った横断面図である。
【図７】本発明の第２実施の形態に係る車両ステアリング用伸縮軸の横断面図である。
【図８】本発明の第２実施の形態の第１変形例に係る車両ステアリング用伸縮軸の横断面図である。
【図９】本発明の第２実施の形態の第２変形例に係る車両ステアリング用伸縮軸の横断面図である。
【図１０】本発明の第３実施の形態に係る車両ステアリング用伸縮軸の縦断面図である。
【図１１】図１０のＸ−Ｘ線に沿った横断面図である。
【図１２】本発明の第４実施の形態に係る車両ステアリング用伸縮軸の横断面図である。
【図１３】本発明の第４実施の形態の第１変形例に係る車両ステアリング用伸縮軸の横断面図である。
【図１４】一般的な自動車の操舵機構部の側面図である。
【符号の説明】
１　雄軸
１ａ　小径部
１ｂ　加締め部
２　雌軸
３，４　軸方向溝（第１介装部）
５，６　軸方向溝（第２介装部）
７　第１円柱体（ニードルローラ、第１トルク伝達部材）
８　第２円柱体（ニードルローラ、第２トルク伝達部材）
９　弾性体（板バネ）
１０　ストッパープレート
１１　軸方向予圧用弾性体
１２，１３　平板
１４，１５　軸方向直角面
２０　リング状の連結部
２１　段差の環状面（軸方向環状面）
３１　周方向溝
３２　止め輪
４０　突起部
４１　内方変形部（加締め部）
５０　固体潤滑皮膜
６０　軸方向突状部
７０　固体潤滑皮膜
８０　固体潤滑皮膜
【図１】
2004142604.tif 000003
【図２】
2004142604.tif 000004
【図３】
2004142604.tif 000005
【図４】
2004142604.tif 000006
【図５】
2004142604.tif 000007
【図６】
2004142604.tif 000008
【図７】
2004142604.tif 000009
【図８】
2004142604.tif 000010
【図９】
2004142604.tif 000011
【図１０】
2004142604.tif 000012
【図１１】
2004142604.tif 000013
【図１２】
2004142604.tif 000014
【図１３】
2004142604.tif 000015
【図１４】
2004142604.tif 000016