(57)【要約】【課題】  安定した摺動荷重を実現すると共に、回転方向ガタを確実に防止して、高剛性の状態でトルクを伝達すること。【解決手段】  （ｂ）に示す特性では、ニュートラル付近の予圧域において、所定の捩り剛性（Ｋ１）Ｎｍ／ｄｅｇを維持できている。この捩り剛性（Ｋ１）は、５Ｎｍ／ｄｅｇ以上である。従って、ニュートラル付近の予圧域において、操舵をした際には、全くガタ無く、必ずトルクが伝達される。すなわち、雄軸１・雌軸２の間で、弾性体９を介して予圧しながら、転動体７により、操舵トルクを伝達することができる。これにより、ガタの全くない転がりと滑りの長所を有するハイブリッド構造の伸縮軸を提供することができ、操舵時の車両挙動の遅れを感じることなく、安定した操縦性能を維持することができる。【選択図】  図２
2005313693.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、
前記伸縮軸は、
操舵トルクが所定値以下の時に、前記両軸の間で、予圧しながら、操舵トルクを伝達するように、前記雄軸の外周部と前記雌軸の内周部の間に設けられ、前記雄軸と前記雌軸との軸方向相対移動の際には転動する転動体と、該転動体に径方向に隣接して配置され、該転動体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、からなる予圧的トルク伝達部と、
操舵トルクが所定値を超えると、前記両軸の間で、剛体の接触により、操舵トルクを伝達するように、前記雄軸の外周部と前記雌軸の内周部にそれぞれ設けられ、回転の際には互いに接触してトルクを伝達する剛体的トルク伝達部と、を有し、
前記予圧的トルク伝達部で発生させる捩り剛性は、５Ｎｍ／ｄｅｇ 以上であ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】
前記剛体的トルク伝達部は、前記雄軸の外周面に形成された軸方向凸条と、前記雌軸の内周面に形成された軸方向溝と、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】
前記所定の捩り剛性は、前記雄軸と前記弾性体の摩擦力によって、発生させていることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両ステアリング用伸縮軸。
【請求項４】
前記所定の捩り剛性は、前記雄軸と前記弾性体の摩擦力と付勢力とによって、発生させていることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両ステアリング用伸縮軸。
【請求項５】
前記剛体的トルク伝達部が中立位置から、剛体の接触により、その回転を開始するまでの角度は、０.０１〜０.２５゜の範囲に設定してあることを特徴とする請求項１乃至４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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車の操舵機構部では、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ために雄軸と雌軸とをスプライン嵌合した伸縮軸を操舵機構部の一部に使用している。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、伸縮軸の雄軸のスプライン部に対して、ナイロン膜をコーティングし、さらに摺動部にグリースを塗布し、金属騒音、金属打音等を吸収または緩和すると共に摺動抵抗の低減と回転方向ガタの低減を行ってきた。この場合、ナイロン膜を形成する工程としてはシャフトの洗浄→プライマー塗布→加熱→ナイロン粉末コート→粗切削→仕上げ切削→雌軸との選択嵌合が行われている。最終の切削加工は、既に加工済みの雌軸の精度に合わせてダイスを選択して加工を行っている。
【０００４】
また、特許文献１では、内側シャフトの外周部と外側シャフトの内周部とに設けられた溝部に、内側シャフトの溝部とボールとの間に弾性体を介してボールを配置して、軸方向の移動の際にはボールを転動させることによって雄軸と雌軸の摺動荷重を減少させると共に、回転の際にはボールを拘束してトルクを伝達する車両ステアリング用伸縮軸が開示されている。さらに、上記公報にはボールの破損時でもトルクの伝達を可能とするために、ある遊びを持った組合せ断面を有する雄溝および雌溝が内側シャフトおよび外側シャフトに設けられていることが開示されている。
【０００５】
さらに、特許文献２では、スプライン部に、コーティングをすることで、ガタなく、スライド時の摺動抵抗を低く抑えようとしている。
【特許文献１】特開２００１−５０２９３号公報（７及び１３頁、図１２）
【特許文献２】特開２０００−９１４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、先に記載した従来技術では、伸縮軸の摺動荷重を最小に抑えつつガタをも最小に抑えることが必要である為、最終の切削加工ではオーバーピン径サイズが数ミクロンづつ異なるダイスを雌軸にあわせて選び出し加工することを余儀なくされ、加工コストの高騰を招来してしまう。また、使用経過によりナイロン膜の摩耗が進展して回転方向ガタが大きくなる。
【０００７】
また、エンジンルーム内の高温にさらされる条件下では、ナイロン膜は体積変化し、摺動抵抗が著しく高くなったり、磨耗が著しく促進されたりするため、回転方向ガタが大きくなる。したがって、自動車用操舵軸に使用される伸縮軸において、回転方向ガタによる異音の発生と操舵感の悪化を長期にわたって抑制できる構造を簡単且つ安価に提供したいといった要望がある。
【０００８】
また、特許文献１に開示された車両ステアリング用伸縮軸では、通常使用時は、複数のボールが転がりによる伸縮動作とトルク伝達を行っている。このため、構造上入力トルクに耐えるだけのボール数を設けなければならず、車両ステアリング用伸縮軸としての小型化が困難であると共に、車両衝突時に十分なコラプスストロークをとることが難しいという構造上の欠点もある。
【０００９】
また、特許文献２では、スプライン構造は、滑り摺動なので、どんなに周方向のガタを小さくしようとしても、完全にが夕を無くすことは、物理的に不可能である。
【００１０】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
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、
前記伸縮軸は、
操舵トルクが所定値以下の時に、前記両軸の間で、予圧しながら、操舵トルクを伝達するように、前記雄軸の外周部と前記雌軸の内周部の間に設けられ、前記雄軸と前記雌軸との軸方向相対移動の際には転動する転動体と、該転動体に径方向に隣接して配置され、該転動体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、からなる予圧的トルク伝達部と、
操舵トルクが所定値を超えると、前記両軸の間で、剛体の接触により、操舵トルクを伝達するように、前記雄軸の外周部と前記雌軸の内周部にそれぞれ設けられ、回転の際には互いに接触してトルクを伝達する剛体的トルク伝達部と、を有し、
前記予圧的トルク伝達部で発生させる捩り剛性は、５Ｎｍ／ｄｅｇ 以上であることを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項２に係る車両ステアリング用伸縮軸は、前記剛体的トルク伝達部は、前記雄軸の外周面に形成された軸方向凸条と、前記雌軸の内周面に形成された軸方向溝と、からなることを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項３に係る車両ステアリング用伸縮軸は、前記所定の捩り剛性は、前記雄軸と前記弾性体の摩擦力によって、発生させていることを特徴とする。
【００１４】
本発明の請求項４に係る車両ステアリング用伸縮軸は、前記所定の捩り剛性は、前記雄軸と前記弾性体の摩擦力と付勢力とによって、発生させていることを特徴とする。
【００１５】
本発明の請求項５に係る車両ステアリング用伸縮軸は、前記剛体的トルク伝達部が中立位置から、剛体の接触により、その回転を開始するまでの角度は、０.０１〜０.２５゜の範囲に設定してあることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、本発明によれば、予圧的トルク伝達部で発生させる捩り剛性は、５Ｎｍ／ｄｅｇ 以上であることから、必要最低限の捩り剛性を維持することにより、ステアリングの周方向ガタを抑制し、操縦安定性を向上させることができる。
【００１７】
また、板バネに過大な応力が発生することを防止することにより、板バネの「へたり」を抑制して、長期にわたって求める予圧性能を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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。
【００１９】
（車両用ステアリングシャフトの全体構成）
図１は、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適用した自動車の操舵機構部の側面図である。
【００２０】
図１において、車体側のメンバ１００にアッパブラケット１０１とロアブラケット１０２とを介して取り付けられたアッパステアリングシャフト部１２０（ステアリングコラム１０３と、ステアリングコラム１０３に回転自在に保持されたスアリングシャフト１０４を含む）と、ステアリングシャフト１０４の上端に装着されたステアリングホイール１０５と、ステアリングシャフト１０４の下端にユニバーサルジョイント１０６を介して連結されたロアステアリングシャフト部１０７と、ロアステアリングシャフト部１０７に操舵軸継手１０８を介して連結されたピニオンシャフト１０９と、ピニオンシャフト１０９に連結したステアリングラック軸１１２と、このステアリングラック軸１１２を支持して車体の別のフレーム１１０に弾性体１１１を介して固定されたステアリングラック支持部材１１３とから操舵機構部が構成されている。
【００２１】
ここで、アッパステアリングシャフト部１２０とロアステアリングシャフト部１０７が本発明の実施の形態に係る車両ステアリング用伸縮軸（以後、伸縮軸と記す）を用いている。ロアステアリングシャフト部１０７は、雄軸と雌軸とを嵌合したものであるが、このようなロアステアリングシャフト部１０７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１０５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メンバ１００とステアリングラック支持部材１１３が固定されているフレーム１１０が別体となっておりステアリングラック支持部材１１３がゴムなどの弾性体１１１を介してフレーム１１０に締結固定されている構造の場合に要求される。また、その他のケースとして操舵軸継手１０８をピニオンシャフト１０９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１０９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アッパステアリングシャフト部１２０も、雄軸と雌軸とを嵌合したものであるが、このようなアッパステアリングシャフト部１２０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１０５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、伸縮軸には嵌合部のガタ音を低減することと、ステアリングホイール１０５上のガタ感を低減することと、軸方向摺動時における摺動抵抗を低減することが要求される。
【００２２】
（全くガタのない伸縮軸と捩り剛性）
図２（ａ）は、従来構造の伸縮軸を使用した場合に於ける、回転角度とトルクの特性線図であり、（ｂ）は、全くガタのない伸縮軸に於ける、回転角度とトルクの特性線図である。
【００２３】
図２（ａ）に、従来の伸縮軸の特性を示しているが、スプライン構造の場合、必ずニュートラル付近に周方向ガタが存在する。ガタとは、予圧機構を特たず、隙間が存在することによって、全くトルク伝達を行わない領域が存在することである。従って、理論上は、この部分の捩り剛性は、０Ｎｍ／ｄｅｇということになる。但し、実際のケースでは、隙間があっても、雄軸・雌軸間に、「こじれ」や「倒れ」が生じるので、捩り剛性は、安定せず、０〜数Ｎｍ／ｄｅｇという安定しない特性を示すことになる。この特性のばらつきは、操縦安定性を悪化させる要因となっており、好ましくない。
【００２４】
これに対して、図２（ｂ）に示す本発明に係る特性では、ニュートラル付近の予圧域において、所定の捩り剛性（Ｋ１）Ｎｍ／ｄｅｇを維持できている。この特性でいうニュートラル付近の捩り剛性（Ｋ１）は、５Ｎｍ／ｄｅｇ以上である。従って、ニュートラル付近の予圧域において、操舵をした際には、全くガタ無く、必ずトルクが伝達される。
【００２５】
すなわち、後述するように、雄軸１・雌軸２の間で、弾性体９を介して予圧しながら、転動体７により、操舵トルクを伝達することができる。これにより、ガタの全くない転がりと滑りの長所を有するハイブリッド構造の伸縮軸を提供することができ、操舵時の車両挙動の遅れを感じることなく、安定した操縦性能を維持することができる。
【００２６】
また、捩り剛性（Ｋ１）である５Ｎｍ／ｄｅｇは、車両を使った操縦安定性試験に基づき、最低限必要な捩り剛性を割り出したものである。運転者が実際に操舵を行う場合、操舵速度は、１０Ｈｚ以下と言われている。つまり、１０Ｈｚ以下で操舵を行う場合、捩り剛性（Ｋ１）が５Ｎｍ／ｄｅｇ以上あれば、操舵時の車両挙動の遅れを感じることなく、安定した操縦性能を維持することができる。
【００２７】
さらに、操舵トルクが所定値以上の場合には、剛体の接触により、所定の捩り剛性（Ｋ２）Ｎｍ／ｄｅｇを維持できているため、操舵トルクを伝達することができる。すなわち、後述するように、雄軸１・雌軸２の間で、軸方向凸条１４により、操舵トルクを伝達することができる。
【００２８】
この場合、後述するように、中立位置から軸方向凸条１４（即ち、剛体的トルク伝達部）が雌軸２の軸方向溝６に接触して、高いトルク伝達を開始するまでの角度は、０.０１〜０.２５゜の範囲に設定してある。これにより、板バネ９に過大な応力が発生することを防止することにより、板バネ９の「へたり」を抑制して、長期にわたって求める予圧性能を維持することができる。
【００２９】
（実施の形態）
図３は、本発明の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４は、図３のＩＸ−ＩＸ線に沿った横断面図である。図５は、弾性体である板バネの斜視図である。
【００３０】
図３に示すように、 車両ステアリング用の伸縮軸１０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。
【００３１】
図４に示すように、雄軸１の外周面には、複数個の軸方向凸条１４が延在して形成してある。これら軸方向凸条１４は、スプライン嵌合の雄部であるが、セレーション嵌合の雄部であっても、又は単に凸凹嵌合用であってもよい。
【００３２】
雌軸２の内周面には、雄軸１の軸方向凸条１４に対向する位置に、複数個の軸方向溝６が延在して形成してある。これら軸方向溝６は、スプライン嵌合の雌部であるが、セレーション嵌合の雌部であっても、又は単に凸凹嵌合用であってもよい。
【００３３】
なお、軸方向凸条１４と、雌軸２の軸方向溝６との間には、微小な隙間（Δ２）が設定してある。
【００３４】
雄軸１の外周面には、周方向に１２０度間隔（位相）で等配した３個の軸方向溝３が延在して形成してある。これに対応して、雌軸２の内周面にも、周方向に１２０度間隔（位相）で等配した３個の軸方向溝５が延在して形成してある。
【００３５】
雄軸１の軸方向溝３と、雌軸２の軸方向溝５との間に、両軸１，２の軸方向相対移動の際に転動する複数の剛体の球状体７（転動体、ボール）が転動自在に介装してある。なお、雌軸２の軸方向溝５は、断面略円弧状若しくはゴシックアーチ状である。
【００３６】
雄軸１の軸方向溝３は、傾斜した一対の平面状側面３ａと、これら一対の平面状側面３ａの間に平坦に形成した底面３ｂとから構成してある。
【００３７】
雄軸１の軸方向溝３と、球状体７との間には、球状体７に接触して予圧するための板バネ９が介装してある。
【００３８】
この板バネ９は、図５にも示すように、球状体７に２点で接触する略円弧形状の球状体側接触部９ａと、球状体側接触部９ａに対して略周方向に所定間隔をおいて離間して折り曲げてあると共に雄軸１の軸方向溝３の平面状側面３ａに接触可能である溝面側接触部９ｂと、球状体側接触部９ａと溝面側接触部９ｂを相互に離間する方向に弾性的に付勢するように折り曲げられた付勢部９ｃと、軸方向溝３の平坦な底面３ｂに対向した平坦な底面９ｄと、を有している。
【００３９】
この付勢部９ｃは、略Ｕ字形状で略円弧状に折曲した折曲形状であり、この折曲形状の付勢部９ｃによって、球状体側接触部９ａと溝面側接触部９ｂを相互に離間するように弾性的に付勢することができる。
【００４０】
なお、付勢部９ｃ又は溝面側接触部９ｂと、軸方向溝３の平面状側面３ａとの間には、微小な隙間（Δ１）が設定してある。
【００４１】
また、板バネ９の折り曲げの際、溝面側接触部９ｂの先端は、図４に示すように、軸方向溝３の平面状側面３ａに接触しない様に、矢印（Ｇ）方向に折り曲げられている。
【００４２】
折り曲げ部分（付勢部９ｃ又は溝面側接触部９ｂ）のＲ形状の一番大きい外形部が、軸方向溝３の平面状側面３ａに一番近くなる様に設定してある。
【００４３】
これは、板バネ９の折り曲げ部分（付勢部９ｃ又は溝面側接触部９ｂ）の厚みをどの箇所も一定にする為である。もし、折り曲げ部分（付勢部９ｃ又は溝面側接触部９ｂ）の先端が各箇所でばらばらに当たると、予圧部分の捩り剛性が安定しないためである。
【００４４】
なお、図４及び図５に示すように、本実施の形態では、球状体７に接触する球状体側接触部９ａは、球状体７の半径より大きい略円弧形状に形成してある。これにより、平面形状よりも球状体７との接触面圧を下げることができる。
【００４５】
雄軸１が雌軸２に挿入される側の端部には、板バネ９が脱落しない様に微少隙間をもって、板バネ９を係止して軸方向に固定するストッパープレート１１（即ち、平座金１３）が小径部１ａにより雄軸１に加締められている。このストッパープレート１１（即ち、平座金１３）は、転動体７が雄軸１の軸方向溝３から外れないようにする働きもしている。このようにして本実施の形態の車両ステアリング用伸縮軸が構成されている。
【００４６】
上記のような伸縮軸に於いて、軸回転時（高トルク伝達時）には、軸方向凸条１４と、軸方向溝６とは、互いに接触してトルク伝達部を構成する。
【００４７】
本実施の形態の伸縮軸は、このような構造であるので、予圧部の存在によりそれぞれのトルク伝達部において雄軸１と雌軸２は常時摺動可能に接触しており、雄軸１と雌軸２との軸方向の相対移動の際には互いに摺動し、且つ転動体７は転動することが出来る。
【００４８】
なお、雄軸に形成されている軸方向凸条１４が雌軸側に、雌軸に形成されている軸方向溝６が雄軸側に形成されていても本実施の形態と同様の作用、効果が得られる。また、軸方向溝５の曲率と転動体７の曲率が異なっていて、両者は点接触するように形成されていても良い。また、転動体７は球状体であっても良い。さらに、板バネ９は板バネであっても良い。また、摺動面および転動面にグリースを塗布することによりさらに低い摺動荷重を得ることが出来る。
【００４９】
このように構成された本実施の形態の伸縮軸は、以下の点が従来技術に比べ優れている。
【００５０】
従来技術のように摺動面が純粋な滑りによるものであれば、ガタつき防止のための予圧荷重をある程度の荷重で留めておくことしかできなかった。それは、摺動荷重は、摩擦係数に予圧荷重を乗じたものであり、ガタつき防止や伸縮軸の剛性を向上させたいと願って予圧荷重を上げてしまうと摺動荷重が増大してしまうという悪循環に陥ってしまうためである。
【００５１】
その点、本実施の形態では、予圧部は軸方向の相対移動の際には、転動体７の転動機構を採用しているため、著しい摺動荷重の増大を招くことなく予圧荷重を上げることができる。これにより、従来なし得なかったガタつきの防止と剛性の向上を摺動荷重の増大を招くことなく達成することができる。
【００５２】
そして、高トルク伝達時には、トルク伝達部の軸方向凸条１４が軸方向溝６に接触することによってトルク伝達の役割を果たし、予圧部では板バネ９が弾性変形して球状体７を雄軸１と雌軸２の間で周方向に拘束してガタつきを防止すると共に、低トルクを伝達する。
【００５３】
例えば、雄軸１からトルクが入力された場合、初期の段階では、板バネ９の予圧が加わっているため、ガタつきを防止する。
【００５４】
さらにトルクが増大していくと、トルク伝達部の軸方向凸条１４と軸方向溝６の側面が強く接触し、軸方向凸条１４の方が球状体７より反力を強く受け、トルク伝達部が主にトルクを伝達する。そのため、本実施の形態では、雄軸１と雌軸２の回転方向ガタを確実に防止すると共に、高剛性の状態でトルクを伝達することができる。
【００５５】
また、軸方向凸条１４と軸方向溝６とは、トルク伝達時には、軸方向に連続して接触してその荷重を受けるため、点接触で荷重を受ける転動体７よりも接触圧を低く抑えることができるなど、さまざまな効果がある。したがって、全列をボール転がり構造とした従来例に比べ下記の項目が優れている。
・摺動部での減衰能効果が、ボール転がり構造に比べて大きい。よって振動吸収性能が高い。
・同じトルクを伝達するならば、軸方向凸条１４の方が接触圧を低く抑えることができるため、トルク伝達部の軸方向の長さを短くできスペースを有効に使うことができる。
・同じトルクを伝達するならば、軸方向凸条１４の方が接触圧を低く抑えることができるため、熱処理等によって雌軸の軸方向溝表面を硬化させるための追加工程が不要である。
・部品点数を少なくすることができる。
・組立性をよくすることができる。
・組立コストを抑えることができる。
・トルクの伝達を主にトルク伝達部で担っているため、転動体７の数を少なくすることが出来、コラプスストロークを大きくとることが出来る。
【００５６】
また、転動体７を部分的に採用したという点では、全列がスプライン嵌合で且つ、全列が摺動する構造の従来例と比較して、下記の項目が優れている。
・転がりを利用しているため、摺動荷重を低く抑えられる。
・予圧荷重を高くすることができ、長期にわたるガタつきの防止と高剛性が同時に得られる。
【００５７】
なお、本実施の形態に係る伸縮軸の各構成部品は、上記の説明に加えて、以下の表１及び表２のように構成してあることが好ましい。
【００５８】
【表１】
2005313693.tif 000003
【００５９】
【表２】
2005313693.tif 000004
また、本実施の形態では、図３、図４に示すように、雄軸１の軸方向凸条１４は、その両端部に、テーパー形状部Ｔを有している。また、軸方向凸条１４の両端部及び中間部では、その角部に、曲面形状部Ｒを有している。
【００６０】
なお、図４に示すように、雌軸２も、二つの軸方向溝６の間に形成される凸条６ａと、軸方向溝６の端側の立壁部６ｂとにも、その角部に、曲面形状部Ｒを有している。
【００６１】
（実施の形態の第１作用例）
図６は、本発明の実施の形態に係る車両ステアリング用伸縮軸に、トルク負荷をしない状態における部分的横断面図である。
【００６２】
なお、図６に於いて、鎖線は、雌軸２を嵌合する前における球状体７と板バネ９の状態を示し、実線は、雌軸２を嵌合した後における球状体７と板バネ９の状態を示している。
【００６３】
図７は、本発明の実施の形態に係る車両ステアリング用伸縮軸に、トルク負荷を開始した状態における部分的横断面図である。
【００６４】
本第１作用例では、５Ｎｍ／ｄｅｇを最小値として捩り剛性（Ｋ１）を、雄軸１と板バネ９の摩擦力によって、発生させていることを特徴とする。
【００６５】
本作用例は、このように、摩擦力を利用することで、板バネ９への負担（折り曲げ部に高い応力を繰返し与えること）を軽減し、長期に渡ってばね性を維持することができる。しかも、新たに部品を追加することが無いので、コストを抑えることができる。即ち、最低限必要な捩り剛性（５Ｎｍ／ｄｅｇ）を維持するのに十分な構造である。
【００６６】
図６に示すように、雌軸２を嵌合したことによって、球状体７は、矢印（ｘ）の方向に押圧される。
【００６７】
次に、板バネ９は、くさび角（θ）がついているため、矢印（ｙ）の両方向に開きながら、平坦な底面９ｄは、軸方向溝３の底面３ｂに強く押し付けられる。
【００６８】
なお、この状態では、板バネ９の付勢部９ｃ又は溝面側接触部９ｂと、軸方向溝３の平面状側面３ａとの間には、微小な隙間（Δ１）がある。
【００６９】
また、軸方向溝３の底面３ｂに強く押し付けられる板バネ９の平坦な底面９ｄには、グリース等の潤滑剤が塗布されている。他の摺動面も、同様である。
【００７０】
次いで、図７に示すように、雄軸１に、矢印（ｚ）方向の所定の操舵トルクを負荷すると、符号（Ｂ）で示す接触角をもって、雄軸１→板バネ９→球状体７→雌軸２の順に、トルクが伝達される。
【００７１】
この時に重要な役割をしているのが符号（Ａ）の面に於ける摩擦力である。すなわち、符号（Ａ）の面には、図６の（ｘ）方向に押付られた力（Ｆ）に、摩擦係数（μ）を乗じた摩擦力が働いている。
【００７２】
矢印（ｚ）方向のトルクが、この摩擦力よりも、大きくなると、板バネ９は、符号（Ａ）の面で滑り出す。
【００７３】
次いで、このような現象と同時に、即ち、板バネ９の溝面側接触部９ｂが符号（Ｃ）点で軸方向溝３の平面状側面３ａに接触する前に、軸方向凸条１４が符号（Ｄ）点で軸方向溝６に接触する。
【００７４】
すなわち、この（Ｄ）点の接触角をもって、雄軸１→軸方向凸条１４→雌軸２の間は、より強固に接触する。その後、所定の捩り剛性（Ｋ２）の操舵トルクを伝達するようになっている。
【００７５】
以上、上述したように、本第１作用例では、板バネ９を使用してはいるが、５Ｎｍ／ｄｅｇを最小値として捩り剛性を発生させているのは、符号（Ａ）の面に於ける摩擦力である。
【００７６】
（実施の形態の第２作用例）
図６は、本発明の実施の形態に係る車両ステアリング用伸縮軸に、トルク負荷をしない状態における部分的横断面図である。
【００７７】
なお、図６に於いて、鎖線は、雌軸２を嵌合する前における球状体７と板バネ９の状態を示し、実線は、雌軸２を嵌合した後における球状体７と板バネ９の状態を示している。
【００７８】
図７は、本発明の実施の形態に係る車両ステアリング用伸縮軸に、トルク負荷を開始した状態における部分的横断面図である。
【００７９】
本第２作用例では、５Ｎｍ／ｄｅｇを最小値として捩り剛性（Ｋ１）を、雄軸１と板バネ９の摩擦力と付勢力とによって、発生させていることを特徴とする。
【００８０】
本作用例は、捩り剛性のチューニング（更に高い捩り剛性が必要）となった場合、摩擦力と、板バネ９の折曲げ部分（付勢部９ｃ）で発生する付勢力と、の両方を合わせて使うことで、求める捩り剛性を得ることができる。この場合も、板バネ９の折曲げ部分（付勢部９ｃ）だけで捩り剛性を発生させる場合よりも、摩擦力と合わせることで、板バネ９への負担を軽減することができる。すなわち、板バネ９に過大な応力が発生することを防止することにより、板バネ９の「へたり」を抑制して、長期にわたって求める予圧性能を維持することができる。
【００８１】
図６に示すように、雌軸２を嵌合したことによって、球状体７は、矢印（ｘ）の方向に押圧される。
【００８２】
次に、板バネ９は、くさび角（θ）がついているため、矢印（ｙ）の両方向に開きながら、平坦な底面９ｄは、軸方向溝３の底面３ｂに強く押し付けられる。
【００８３】
なお、この状態では、板バネ９の付勢部９ｃ又は溝面側接触部９ｂと、軸方向溝３の平面状側面３ａとの間には、微小な隙間（Δ１）がある。
【００８４】
また、軸方向溝３の底面３ｂに強く押し付けられる板バネ９の平坦な底面９ｄには、グリース等の潤滑剤が塗布されている。他の摺動面も、同様である。
【００８５】
次いで、図７に示すように、雄軸１に、矢印（ｚ）方向の所定の操舵トルクを負荷すると、符号（Ｂ）で示す接触角をもって、雄軸１→板バネ９→球状体７→雌軸２の順に、トルクが伝達される。
【００８６】
この時に重要な役割をしているのが符号（Ａ）の面に於ける摩擦力である。すなわち、符号（Ａ）の面には、図６の（ｘ）方向に押付られた力（Ｆ）に、摩擦係数（μ）を乗じた摩擦力が働いている。
【００８７】
矢印（ｚ）方向のトルクが、この摩擦力よりも、大きくなると、板バネ９は、符号（Ａ）の面で滑り出す。
【００８８】
次に、本作用例では、板バネ９は、摩擦力により移動するにつれて、符号（Ｃ）点で、軸方向溝３の平面状側面３ａに当接し、板バネ９の折曲げ部分（付勢部９ｃ）は、ばね力（付勢力）を発揮する。
【００８９】
次いで、このような現象と同時に、即ち、板バネ９の溝面側接触部９ｂが符号（Ｃ）点で軸方向溝３の平面状側面３ａに接触した後に、軸方向凸条１４が符号（Ｄ）点で軸方向溝６に接触する。
【００９０】
その後、軸方向凸条１４は、符号（Ｄ）点の接触角をもって、雄軸１→軸方向凸条１４→雌軸２の間で、より強固に接触して、所定の捩り剛性（Ｋ２）の操舵トルクを伝達するようになっている。
【００９１】
以上、上述したように、本第２作用例では、符号（Ｃ）点の弾性的接触が符号（Ｄ）点の剛性的接触よりも先に起こっている。即ち、５Ｎｍ／ｄｅｇを最小値として、捩り剛性を発生させているのは、符号（Ａ）の面に於ける摩擦力と、板バネ９の折曲げ部分（付勢部９ｃ）のばね力（付勢力）とである。
【００９２】
（実施の形態の第１変形例）
図８は、本発明の実施の形態の第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。
【００９３】
本変形例は、図面から明らかなように、その基本的構造は、上述した実施の形態と同様であり、相違する点についてのみ説明する。
【００９４】
本変形例は、雄軸１の外周面に、固体潤滑膜１６を形成したことに、その特徴がある。このように、雄軸１の外周面に固体潤滑膜１６を形成することによって、トルク伝達部の軸方向凸条１４と軸方向溝６との接触抵抗を低くすることが出来るため、総摺動荷重（転がりと滑りが両方作用している本発明の構造において、通常使用時に発生する摺動荷重を言う）を、上記実施の形態の場合に比べて低くすることが出来る。
【００９５】
固体潤滑膜１６としては、二硫化モリブデンの紛体を樹脂中に分散混合し、それを吹き付けまたは浸漬後に焼き付けて皮膜を形成したものや、ＰＴＦＥ（四フッ化エチレン）を樹脂中に分散混合し、それを吹き付けまたは浸漬後に焼き付けて皮膜を形成したもの等が用いられる。また、固体潤滑膜１６のかわりに、樹脂をコーティングしてもよい。
【００９６】
また、上記実施の形態で説明したように、板バネ９は、周方向に滑るので、固体潤滑膜１６が施してあると、摩擦係数（μ）が安定するため、安定した捩り剛性を得ることができる。なお、グリース（二硫化モリブデンを含む）が塗布されていることがより好ましい。その他の構成、作用、及び効果は、上述した実施の形態と同様である。
【００９７】
（実施の形態の第２変形例）
図９は、本発明の実施の形態の第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。
【００９８】
本変形例は、図面から明らかなように、その基本的構造は、上述した実施の形態と同様であり、相違する点についてのみ説明する。
【００９９】
本変形例では、雄軸１の外周面において周方向に１２０度間隔で等配した３個のそれぞれ略円弧状の断面形状を有する軸方向凸条１４が延在して形成され、これに対応して雌軸２の内周面に雄軸１の３個の軸方向凸条１４に対向する位置に３個の略円弧状の断面形状を有する軸方向溝６が延在して形成されている。摺動時には、軸方向凸条１４と軸方向溝６とは、原則として互いに非接触であるが、高トルク伝達時には、互いに接触して、トルク伝達部を構成する。なお、軸方向凸条１４及び軸方向溝６は、断面略円弧状、若しくはゴシックアーチ状であるが、その他の形状であってもよい。
【０１００】
また、軸方向凸条１４の外周面が略円弧形状であり、軸方向溝６の内周面も略円弧形状であり、３箇所等配してあることから、凹凸部（軸方向凸条１４と軸方向溝６）の角部は、その接触部がエッジ当たりにならず、偏摩耗を防止することができる。さらに、軸方向凸条１４を３箇所等配にすることにより、３箇所の円弧状突起が均等に荷重を受けてトルクを伝達することができる。よって、凹凸部（軸方向凸条１４と軸方向溝６）の摩耗を抑制することができ、長期に渡って性能を維持することができる。
【０１０１】
さらに、凹凸部（軸方向凸条１４と軸方向溝６）の角部は、曲面形状Ｒに形成しなくても、その曲面形状（円弧形状）であることから、トルク伝達部である滑り摺動面の凹凸部（軸方向凸条１４と軸方向溝６）は、スティック・スリップを生起することなく、スムーズにスライドすることができる。その他の構成、作用、及び効果は、上述した実施の形態と同様である。
【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。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】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適用した自動車の操舵機構部の側面図である。
【図２】（ａ）は、従来構造の伸縮軸を使用した場合に於ける、回転角度とトルクの特性線図であり、（ｂ）は、全くガタのない伸縮軸に於ける、回転角度とトルクの特性線図である。
【図３】本発明の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４】図３のＩＸ−ＩＸ線に沿った横断面図である。
【図５】弾性体である板バネの斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る車両ステアリング用伸縮軸に、トルク負荷をしない状態における部分的横断面図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る車両ステアリング用伸縮軸に、トルク負荷を開始した状態における部分的横断面図である。
【図８】本発明の実施の形態の第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。
【符号の説明】
【０１０４】
１  雄軸
１ａ  小径部
２  雌軸
３  軸方向溝
３ａ  平面状側面
３ｂ  底面
５  軸方向溝
６  軸方向溝
７  球状体（ボール、転動体）
９  板バネ（弾性体）
９ａ  球状体側接触部（伝達部材側接触部）
９ｂ  溝面側接触部
９ｃ  付勢部
９ｄ  底面
１０  伸縮軸
１１  ストッパープレート
１２  軸方向予圧用弾性体
１３  平板
１４  軸方向凸条
１５  突起部
１６  固体潤滑膜
１００    メンバ
１０１    アッパブラケット
１０２    ロアブラケット
１０３    ステアリングコラム
１０４    ステアリングシャフト
１０５    ステアリングホイール
１０６    ユニバーサルジョイント
１０７    ロアステアリングシャフト部
１０８    操舵軸継手
１０９    ピニオンシャフト
１１０    フレーム
１１１    弾性体
１１２    ステアリングラック
１２０    アッパステアリングシャフト部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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