(57)【要約】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、雄軸（１）の外周面と雌軸（２）の内周面とに夫々形成した少なくとも一列の軸方向溝（３、５）の間に、弾性体（９）を介して、球状体（７）を介装し、雄軸（１）の外周面と雌軸（２）の内周面とに夫々形成した他の少なくとも一列の軸方向溝（４、６）の間に、円柱体（８）を介装している。弾性体（９）は、球状体に接触する球状体側接触部（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あると共に、雄軸又は雌軸の軸方向溝の溝面に接触する溝面側接触部（９ｂ）と、伝達部材側接触部と溝面側接触部を相互に離間する方向に弾性的に付勢する付勢部（９ｃ）と、を有する。
2004062981.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、
前記雄軸の外周面と前記雌軸の内周面とに夫々形成した少なくとも一列の軸方向溝の間に、弾性体を介して、第１トルク伝達部材を介装し、
前記雄軸の外周面と前記雌軸の内周面とに夫々形成した他の少なくとも一列の軸方向溝の間に、第２トルク伝達部材を介装し、
前記弾性体は、
前記第１トルク伝達部材に接触する伝達部材側接触部と、
当該伝達部材側接触部に対して、略周方向に所定間隔をおいて離間してあると共に、前記雄軸又は雌軸の軸方向溝の溝面に接触する溝面側接触部と、
前記伝達部材側接触部と当該溝面側接触部を相互に離間する方向に弾性的に付勢する付勢部と、を有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トルク伝達部材は、前記両軸の軸方向相対移動の際に転動する転動体であり、
前記第２トルク伝達部材は、前記両軸の軸方向相対移動の際に滑り摺動する摺動体であ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】
前記弾性体の付勢部は、前記伝達部材側接触部と前記溝面側接触部との間で折曲した折曲形状であ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】
前記雄軸又は雌軸の軸方向溝は、前記弾性体の溝面側接触部に接触する平面状側面と、当該平面状側面に連接した底面とを有し、
前記弾性体は、当該軸方向溝の底面に対向した底部を有し、
当該軸方向溝の底面に、当該弾性体の底部を接触状態にするか、又は、当該軸方向溝の底面と、当該弾性体の底部との間隔を所定間隔に設定す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】
前記弾性体の付勢部は、前記伝達部材側接触部と前記溝面側接触部とは、別体であって、異なる材料から形成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。
【請求項６】
前記弾性体は、前記伝達部材側接触部、前記溝面側接触部、及び前記付勢部以外に、別体であって異なる材料から形成してある第２付勢部を有す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。
【請求項７】
前記弾性体は、板バネからなることを特徴とする請求項１乃至６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８】
別体であって異なる材料から形成してある前記付勢部、及び別体であって異なる材料から形成してある前記第２付勢部は、ゴム又は合成樹脂から形成してあることを特徴とする請求項６又は７に記載の車両ステアリング用伸縮軸。
【請求項９】
前記雄軸の軸方向溝、前記雌軸の軸方向溝、前記弾性体、及び前記第１トルク伝達部材の間には、潤滑剤が塗布してあることを特徴とする請求項１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。
【請求項１０】
前記雄軸、前記第２トルク伝達部材、前記雌軸間には所定の隙間が設けられており、前記雄軸、前記弾性体、前記第１トルク伝達部材、前記雌軸間における雄軸の周方向の回転可能角をＡ、前記雄軸、前記第２トルク伝達部材、前記雌軸間に存在する前記隙間分の、雄軸の周方向の回転角をＢとすると、Ａ＞Ｂの関係であることを特徴とする請求項１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。
【請求項１１】
前記所定の隙間分の雄軸の回転角Ｂは、０．０１〜０．２５°の範囲に設定されていることを特徴とする請求項１０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】  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】  自動車の操舵機構部の伸縮軸には、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。さらに、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。
これら何れの場合にも、伸縮軸は、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、軸方向の摺動動作時における摺動抵抗を低減することとが要求される。
このようなことから、従来、伸縮軸の雄軸に、ナイロン膜をコーティングし、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ともに、摺動抵抗の低減と回転方向ガタの低減を行ってきた。
しかし、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といったことがある。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、摺動抵抗が著しく大きくなったり、摩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といったことがある。
このようなことから、独国特許発明ＤＥ３７３０３９３Ｃ２号公報では、雄軸の外周面と雌軸の内周面とに夫々形成した複数対の軸方向溝の間に、両軸の軸方向相対移動の際に転動するトルク伝達部材（球状体）が嵌合してある。
さらに、独国特許発明ＤＥ３７３０３９３Ｃ２号公報では、トルク伝達部材である球状体の径方向内方又は外方と、各対の軸方向溝との間に、トルク伝達部材である球状体を介して雄軸と雌軸に予圧を付与するための予圧用の弾性体である板バネが設けてある。
これにより、トルク非伝達時には、板バネにより、トルク伝達部材である球状体を雌軸に対してガタ付きのない程度に予圧しているため、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、板バネにより、トルク伝達部材である球状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。
しかも、独国特許発明ＤＥ３７３０３９３Ｃ２号公報の図１乃至図５に開示した構造では、一組のトルク伝達部材（球状体）を予圧する一つの板バネと、周方向に隣接する他の一組のトルク伝達部材（球状体）を予圧する他の板バネとは、周方向に延びる円弧状の連結部であるウェブによって、周方向に連結してある。
この連結部（ウェブ）は、上記の二つの板バネに互いに引張力又は圧縮力を与えて、二つの板バネに予圧を発生させるためである。
なお、独国特許発明ＤＥ３７３０３９３Ｃ２号公報の図６及び図７に開示した構造では、二つの板バネを連結部（ウェブ）により連結することなく、板バネと軸方向溝との間に、別途の弾性体が介装してあり、これにより、径方向に予圧を発生させている。
しかしながら、上記独国特許発明ＤＥ３７３０３９３Ｃ２号公報に開示した構造では、第１には、雄軸・球状体・雌軸の間に予圧を発生させるため、板バネは、その曲率と軸方向溝の曲率とを変えて介装している。そのため、板バネは、その撓み量を大きくとることができない。なお、加工精度のバラツキがある場合には、この程度の板バネの撓み量では、この加工精度のバラツキを許容することができない。
また、第２には、トルクが入力された時、雄軸、板バネ、球状体、及び、雌軸は、互いに狭まりあってトルクを伝達するため、球状体と板バネとの接触点は、非常に高い面圧となる。即ち、トルク伝達時には、板バネに高い応力が発生することから、板バネの永久変形による「へたり」を招来し、長期にわたる予圧性能の維持が困難になり、ステアリングシャフトの長寿命化が阻まれる虞れがある。
さらに、第３には、トルク伝達時、板バネが軸方向溝から周方向に横滑りして、伝達トルクの低下を招いたり、ヒステリシスの大きさを管理できず、ヒステリシスが過大に発生したりするといった虞れがある。
さらに、第４には、トルクを負荷していない時、雄軸・球状体・板バネ・雌軸の間では、その接触点が同一線上にないことから、トルクを負荷するに従って、接触角が変化してしまい、その結果、ステアリングシャフトに必要なリニアな捩り特性を得ることができないだけでなく、適正なヒステリシスをも得ることができない虞れがある。
【発明の開示】
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、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。
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、
前記雄軸の外周面と前記雌軸の内周面とに夫々形成した少なくとも一列の軸方向溝の間に、弾性体を介して、第１トルク伝達部材を介装し、
前記雄軸の外周面と前記雌軸の内周面とに夫々形成した他の少なくとも一列の軸方向溝の間に、第２トルク伝達部材を介装し、
前記弾性体は、
前記第１トルク伝達部材に接触する伝達部材側接触部と、
当該伝達部材側接触部に対して、略周方向に所定間隔をおいて離間してあると共に、前記雄軸又は雌軸の軸方向溝の溝面に接触する溝面側接触部と、
前記伝達部材側接触部と当該溝面側接触部を相互に離間する方向に弾性的に付勢する付勢部と、を有することを特徴とする。
本発明によれば、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できる。
本発明によれば、伸縮軸は安定した摺動荷重を実現する。本発明によれば、伝達部材側接触部が付勢部を介して十分に撓むことができ、撓み量を十分に確保することができる。
また、第１トルク伝達部材以外に、第２トルク伝達部材を備えていることから、トルク伝達時には、第２トルク伝達部材の方が弾性体より先に雄軸と雌軸の軸方向溝に接触すると共に、第２トルク伝達部材が主としてトルクを伝達することができ、第１トルク伝達部材及び弾性体には、過大な負荷（応力）がかかることがない。
さらに、弾性体は、上記のように、撓み量を十分に確保することができると共に、第１トルク伝達部材及び弾性体には、過大な負荷（応力）がかかることがないことから、トルク伝達時に、第１トルク伝達部材と弾性体との接触部に発生する応力を緩和することができ、これにより、高い応力が発生することがなく、永久変形による「へたり」を防止して、長期にわたり予圧性能を維持することができる。
さらに、弾性体は、その伝達部材側接触部が第１トルク伝達部材に接触していると共に、その溝面側接触部が軸方向溝の溝面に接触していることから、弾性体は、軸方向溝に嵌り合うような状態になっている。従って、トルク伝達時に、弾性体全体が軸方向溝から周方向に横滑りし難くなることから、伝達トルクの低下を招くことがなく、また、ヒステリシスが過大になることを防止することができる。
さらに、トルクの負荷状態に拘わらず、雄軸・球状体・弾性体・雌軸の間では、その接触点が同一線上に留まることから、接触角が変化することがなく、これにより、ステアリングシャフトに必要なリニアな捩り特性を得ることができ、リニアで高剛性感のある操舵特性を得ることができる。
また、本発明に係る車両ステアリング用伸縮軸において、前記第１トルク伝達部材は、前記両軸の軸方向相対移動の際に転動する転動体であり、
前記第２トルク伝達部材は、前記両軸の軸方向相対移動の際に滑り摺動する摺動体であることを特徴とする。
このように、本発明による車両ステアリング用伸縮軸において、第１トルク伝達部材は、両軸の軸方向相対移動の際に転動する転動体から成り、第２トルク伝達部材は、両軸の軸方向相対移動の際に滑り摺動する摺動体から成ることが好ましい。この構成によれば、トルク伝達時には、摺動体の第２トルク伝達部材の方が弾性体より先に雄軸と雌軸の軸方向溝に接触すると共に、摺動体の第２トルク伝達部材が主としてトルクを伝達することができ、転動体の第１トルク伝達部材及び弾性体には、過大な負荷（応力）がかかることがない。従って、セット時及びトルク伝達時には、転動体と弾性体との接触部に発生する応力を緩和することができ、永久変形による「へたり」を防止して、長期にわたり予圧性能を維持することができる。
さらに、本発明による車両ステアリング用伸縮軸において、前記弾性体の付勢部は、前記伝達部材側接触部と前記溝面側接触部との間で折曲した折曲形状であることが好ましい。本発明のこの好ましい構成によれば、弾性体の付勢部は、伝達部材側接触部と溝面側接触部との間で折曲した折曲形状であり、この折曲形状の付勢部によって、伝達部材側接触部と溝面側接触部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。
さらに、本発明による車両ステアリング用伸縮軸において、前記雄軸又は雌軸の軸方向溝は、前記弾性体の溝面側接触部に接触する平面状側面と、当該平面状側面に連接した底面とを有し、
前記弾性体は、当該軸方向溝の底面に対向した底部を有し、
当該軸方向溝の底面に、当該弾性体の底部を接触状態にするか、又は、当該軸方向溝の底面と、当該弾性体の底部との間隔を所定間隔に設定する構成にすることが好ましい。この構成によれば、弾性体は、軸方向溝の底面に対向した底部を有し、軸方向溝の底面に、弾性体の底部を接触状態にするか、又は、軸方向溝の底面と、弾性体の底部との間隔を所定間隔に設定している。従って、軸方向溝の底面に、弾性体の底部を必要に応じて接触させることにより、ヒステリシスをコントロールすることができ、所望のヒステリシスを得ることができる。即ち、ヒステリシスは、各車両の操舵性能とのマッチングによって種々変える必要がある。具体的には、軸方向溝の底面に、弾性体の底部を接触状態に設定している場合には、軸方向溝と弾性体が相対的に移動した際にフリクションが発生し、ヒステリシスを比較的大きく設定することができる。一方、軸方向溝の底面と、弾性体の底部の間隔を所定間隔に設定している場合には、軸方向溝と弾性体が相対的に移動した際にフリクションが発生することがなく、ヒステリシスを比較的小さく設定することができる。
さらに、本発明による車両ステアリング用伸縮軸において、前記弾性体の付勢部は、前記伝達部材側接触部と前記溝面側接触部とは、別体であって、異なる材料から形成する構成にしても良い。この構成によれば、トルク伝達時に、付勢部に発生する応力を比較的小さくすることができる。
本発明による車両ステアリング用伸縮軸において、前記弾性体は、前記伝達部材側接触部、前記溝面側接触部、及び前記付勢部以外に、別体であって異なる材料から形成してある第２付勢部を有する構成にすることができる。この構成によれば、弾性体は、所望の高剛性感のある操舵特性を得ることができる。
さらに、本発明による車両ステアリング用伸縮軸において、前記弾性体は、板バネからなる構成にすることができる。この場合、弾性体は、製造コストを抑制しつつ、所望の高剛性感のある操舵特性を得ることができる。
さらに、本発明による車両ステアリング用伸縮軸おいて、別体であって異なる材料から形成してある前記付勢部、及び別体であって異なる材料から形成してある前記第２付勢部は、ゴム又は合成樹脂から形成することができる。この構成によれば、トルク伝達時に付勢部に発生する応力を比較的小さくすることができ、また、所望の高剛性感のある操舵特性を得ることができる。
さらに、本発明による車両ステアリング用伸縮軸において、前記雄軸の軸方向溝、前記雌軸の軸方向溝、前記弾性体、及び前記第１トルク伝達部材の間には、潤滑剤が塗布してあることが好ましい。この構成によれば、雄軸の軸方向溝、雌軸の軸方向溝、弾性体、及び第１トルク伝達部材の間には、潤滑剤が塗布してあることから、トルク非伝達時、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。
さらに、本発明による車両ステアリング用伸縮軸において、前記雄軸、前記第２トルク伝達部材、前記雌軸間には所定の隙間が設けられており、前記雄軸、前記弾性体、前記第１トルク伝達部材、前記雌軸間における雄軸の周方向の回転可能角をＡ、前記雄軸、前記第２トルク伝達部材、前記雌軸間に存在する隙間分の、雄軸の周方向の回転角をＢとすると、Ａ＞Ｂの関係であることが好ましい。
本発明による車両ステアリング用伸縮軸において、前記所定の隙間分の雄軸の回転角Ｂは、０．０１〜０．２５°の範囲に設定されていることが好ましい。
【図面の簡単な説明】  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。
図２Ａ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り、図２Ｂは、弾性体である板バネの斜視図である。
図３は、図２ＡのＸ−Ｘ線に沿った横断面図である。
図４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拡大部分断面図であり、トルク非伝達時を示す。
図５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拡大部分断面図であり、トルク伝達時を示す。
図６は、ハンドル操舵角（回転角）とハンドル操舵トルク（トルク）との関係を示す特性線図である。
図７Ａ、図７Ｂおよび図７Ｃは、夫々、本発明の各実施の形態で使用する板バネの撓み状態を示す模式図である。
図８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（図２ＡのＸ−Ｘ線に沿った横断面図に相当）。
図９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横断面図である（図２ＡのＸ−Ｘ線に沿った横断面図に相当）。
図１０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（図２ＡのＸ−Ｘ線に沿った横断面図に相当）。
図１１は、本発明の第５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２ＡのＸ−Ｘ線に沿った横断面図に相当）。
図１２は、本発明の第６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２ＡのＸ−Ｘ線に沿った横断面図に相当）。
図１３は、本発明の第７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２ＡのＸ−Ｘ線に沿った横断面図に相当）。
図１４は、本発明の第８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２ＡのＸ−Ｘ線に沿った横断面図に相当）。
図１５は、本発明の第９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２ＡのＸ−Ｘ線に沿った横断面図に相当）。
図１６は、本発明の第１０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２ＡのＸ−Ｘ線に沿った横断面図に相当）。
図１７は、本発明の第１１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２ＡのＸ−Ｘ線に沿った横断面図に相当）。
図１８は、本発明の第１２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２ＡのＸ−Ｘ線に沿った横断面図に相当）。
図１９は、本発明の第１３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２ＡのＸ−Ｘ線に沿った横断面図に相当）。
図２０は、本発明の第１４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２ＡのＸ−Ｘ線に沿った横断面図に相当）。
図２１は、本発明の第１５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２ＡのＸ−Ｘ線に沿った横断面図に相当）。
図２２は、独国特許発明ＤＥ３７３０３９３Ｃ２号公報に係る車両ステアリング用伸縮軸の拡大部分断面図であり、トルク非伝達時を示す。
図２３は、独国特許発明ＤＥ３７３０３９３Ｃ２号公報に係る車両ステアリング用伸縮軸の拡大部分断面図であり、トルク伝達時を示す。
図２４Ａ、図２４Ｂは、夫々、独国特許発明ＤＥ３７３０３９３Ｃ２号公報で使用する板バネの撓み状態を示す模式図である。
【発明を実施するための最良の形態】  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。
（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。
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。
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。
（第１実施の形態）
図２Ａ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り、図２Ｂは、弾性体である板バネの斜視図である。図３は、図２ＡのＸ−Ｘ線に沿った横断面図である。
図２Ａ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。
図３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個の軸方向に延びる溝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度間隔で等配した３個の軸方向に延びる溝（以降軸方向溝とも言う）５が延在して形成してある。
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。
雄軸１の軸方向に延びる溝（以降軸方向溝とも言う）３は、径方向外方に末拡がりに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。
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。
この板バネ９は、球状体７に２点で接触する平板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あると共に雄軸１の軸方向溝３の平面状側面３ａに接触する平板状の溝面側接触部９ｂと、球状体側接触部９ａと溝面側接触部９ｂを相互に離間させかつ離間する方向に弾性的に付勢する付勢部９ｃと、軸方向溝３の底面３ｂに対向し、球状体側接触部９ａ、９ａに連続した底部９ｄと、を有する一体構造である。
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。
図３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個の軸方向に延びる溝（以降軸方向溝とも言う）４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度間隔で等配した３個の軸方向に延びる溝（以降軸方向溝とも言う）６が延在して形成してある。
雄軸１の軸方向溝４と、雌軸２の軸方向溝６との間に、両軸１，２の軸方向相対移動の際に滑り摺動する複数の剛体の円柱体８（ニードルローラ）が微小隙間をもって介装してある。なお、これら軸方向溝４，６は、断面略円弧状若しくはゴシックアーチ状である。
また、図２Ａに示すように、雄軸１の端部には、円環状の弾性体付ストッパープレート１０が設けてあり、この弾性体付ストッパープレート１０により、球状体７、円柱体８、板バネ９の脱落を防止している。
雄軸１の軸方向溝３、雌軸２の軸方向溝５、板バネ９、及び球状体７の間には、潤滑剤（グリース）が塗布してあることから、トルク非伝達時、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。
雄軸１の材料としては、炭素Ｃを０．３％以上、マンガンＭｎを０．３％以上含んだ鋼材を用い、硬さはＨＶ１２０以上、そして加工方法は冷間成形及びブローチ加工である。表面にＭＯＳ２、ＰＴＦＥ等の固体潤滑皮膜を施しても良い。
雌軸２の材料としては、炭素Ｃを０．２％以上含んだ鋼材を用い、硬さはＨＶ１２０以上、そして加工方法は冷間成形及びブローチ加工である。軸方向溝５，６は３〜６列とする。表面にＭＯＳ２、ＰＴＦＥ等の固体潤滑皮膜を施しても良い。
板バネ９の材料としては、ＳＫ材（Ｓ５０Ｃ〜６０Ｃ）、ＳＵＳ３０４材等で、硬さはＨＶ３００〜４００、表面処理は焼き入れ焼き戻し、加工方法はプレス及び２次加工である。球状体７の材料としては、ＳＵＪ２、セラミック等で、硬さはＨＶ３００以上、一列に３〜７個配置し、球径は３〜７ｍｍである。弾性体付ストッパープレート１０の加工方法はプレスで、カシメにより固定する。グリースはＭＯＳ２、ＰＴＦＥ等の固体潤滑材入りのものを使用する。
以上のように構成した伸縮軸では、雄軸１と雌軸２の間に球状体７を介装し、板バネ９により、球状体７を雌軸２に対してガタ付きのない程度に予圧してあるため、トルク非伝達時は、雄軸１と雌軸２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１と雌軸２は軸方向に相対移動する際には、ガタ付きのない安定した摺動荷重で摺動することができる。
トルク伝達時には、板バネ９が弾性変形して球状体７を周方向に拘束すると共に、雄軸１と雌軸２の間に介装した３列の円柱体８が主なトルク伝達の役割を果たす。
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の予圧がかかっているため、ガタ付きはなく、板バネ９がトルクに対する反力を発生させてトルクを伝達する。この時は、雄軸１・板バネ９・球状体７・雌軸２間の伝達トルクと入力トルクがつりあった状態で全体的なトルク伝達がなされる。
さらにトルクが増大していくと、円柱体８を介した雄軸１、雌軸２の回転方向のすきまがなくなり、以後のトルク増加分を、雄軸１、雌軸２を介して、円柱体８が伝達する。そのため、雄軸１と雌軸２の回転方向ガタを確実に防止するとともに、高剛性の状態でトルクを伝達することができる。
以上から、本実施の形態によれば、球状体７以外に、円柱体８を設けているため、大トルク入力時、負荷量の大部分を円柱体８で支持することができる。従って、雌軸２の軸方向溝５と球状体７との接触圧力を低下して、耐久性を向上することができると共に、大トルク負荷時には、高剛性の状態でトルクを伝達することができる。
また、円柱体８が雄軸１及び雌軸２に接触していることから、球状体７への捩りトルクを低減し、板バネ９の横滑りを抑えて、その結果、ヒステリシスが過大となることを抑えることができる。
このように、本実施の形態によれば、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することができる。
なお、球状体７は、剛体のボールが好ましい。また剛体の円柱体８は、ニードルローラが好ましい。
円柱体（以後、ニードルローラと記す）８は、線接触でその荷重を受けるため、点接触で荷重を受けるボール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場合よりも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。
・ニードルローラが雄軸と雌軸に微小に接触していることにより、摺動荷重変動幅を低く抑えることができ、その変動による振動がステアリングまで伝わらない。
・同じトルクを伝達するならば、ニードルローラの方が接触圧を低く抑えることができるため、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、ニードルローラ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。
このようにニードルローラは、雄軸１と雌軸２の間のトルク伝達のためのキーの役割をするとともに、雌軸２の内周面とすべり接触する。ニードルローラの使用が従来のスプライン嵌合と比較して、優れている点は下記のとおりである。
・ニードルローラは大量生産品であり、非常に低コストである。
・ニードルローラは熱処理後、研磨されているので、表面硬度が高く、耐摩耗性に優れている。
・ニードルローラは研磨されているので、表面粗さがきめ細かく摺動時の摩擦係数が低いため、摺動荷重を低く抑えることができる。
・使用条件に応じて、ニードルローラの長さや配置を変えることができるため、設計思想を変えること無く、さまざまなアプリケーションに対応することができる。
・使用条件によっては、摺動時の摩擦係数をさらに下げなければならない場合がある、この時ニードルローラだけに表面処理をすればその摺動特性を変えることができるため、設計思想を変えること無く、さまざまなアプリケーションに対応することができる。
・ニードルローラの外径違い品を安価に数ミクロン単位で製造することができるため、ニードルローラ径を選択することによって雄軸・ニードルローラ・雌軸間のすきまを最小限に抑えることができる。よって軸の捩り方向の剛性を向上させることが容易である。
次に、独国特許発明ＤＥ３７３０３９３Ｃ２号公報と本第１実施の形態とを比較して、検討する。
図４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拡大部分断面図であり、トルク非伝達時を示す。
図５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拡大部分断面図であり、トルク伝達時を示す。
図６は、ハンドル操舵角（回転角）とハンドル操舵トルク（トルク）との関係を示す特性線図である。
図２２は、独国特許発明ＤＥ３７３０３９３Ｃ２号公報に係る車両ステアリング用伸縮軸の拡大部分断面図であり、トルク非伝達時を示す。
図２３は、独国特許発明ＤＥ３７３０３９３Ｃ２号公報に係る車両ステアリング用伸縮軸の拡大部分断面図であり、トルク伝達時を示す。
図２２に示す独国特許発明ＤＥ３７３０３９３Ｃ２号公報において、トルク非伝達時（トルクのバランスが左右でとれている状態を含む）、雄軸・ボール・雌軸の間に予圧を発生させるため、板バネは、その曲率と軸方向溝の曲率とを変えて介装している。しかし、この状態では、雄軸と板バネの接触点と、ボールと板バネの接触点との接触点間距離（Ｌ１）が非常に小さく、かつ、隙間（ΔＳ２：撓み量）が小さいため、板バネとボールとの接触点に過大な荷重が発生して、板バネには、高い応力が発生する。
図２３に示す独国特許発明ＤＥ３７３０３９３Ｃ２号公報において、トルクが負荷されると、板バネの撓みにより、接触点間距離（Ｌ１）が徐々に小さくなる。Ｌ１は、トルクが増すにつれて零に近づき、接触点にかかる荷重は、トルクに比例して増大し、板バネに発生する応力は、さらに高くなってしまう。この状態が繰り返し発生することにより、トルク伝達部の寿命を長く保つことができない虞れがある。
これに対して、図４及び図５に示す本第１実施の形態では、板バネ９は、その球状体側接触部９ａが付勢部９ｃを介して十分に撓むことができ、撓み量を十分に確保することができる。
また、球状体７以外に、円柱体８を備えていることから、トルク伝達時には、円柱体８の方が板バネ９より先に雄軸１と雌軸２の軸方向溝４，６に接触すると共に、円柱体８が主としてトルクを伝達することができ、球状体７及び板バネ９には、過大な負荷（応力）がかかることがない。
トルク非伝達時においては、図４に示すように、円柱体８と雌軸２の軸方向溝６との間には所定の微小隙間が存在するように設定されている。雄軸１の雌軸２に対する板バネ９の部分における回転可能な角度、即ち、板バネ９の撓み量に相当する角度をＡ、円柱体８と雌軸２の軸方向溝６間に存在する前記隙間分の、雄軸１の周方向の回転角をＢとすると、回転可能角Ａと回転角Ｂとは（Ａ＞Ｂ）の関係にある。
トルク伝達時においては、図５に示すように、雄軸１は雌軸２に対して回転角Ｂだけ回転して、円柱体８の方が板バネ９より先に雄軸１と雌軸２の軸方向溝４，６に強く接触し、回転角Ｂは０となる。同時に、板バネ９は撓んでこの部分における実際の雄軸１の雌軸２に対する回転角はＢとなって、この部分における残された回転可能角は（Ａ−Ｂ）となる。高トルク伝達時に、雄軸１の回転角度がこれ以上大きくなると、図６に示すグラフからも分かるように、高剛性域の状態に入ることになる。
したがって、雄軸１の雌軸２に対する回転角がＢより大きくなることが極力抑えられる、即ち、板バネ９部分における雄軸１の回転可能角が（Ａ−Ｂ）より小さくなる程、雄軸１が回転して板バネ９が撓み過ぎることが極力抑えられるため、これが永久変形するのが防止される。
この回転角Ｂは、０．０１〜０．２５°に設定するのが好ましい。その理由として、雄軸１・円柱体８・雌軸２間に存在する周方向隙間との関係を挙げることができる。円柱体８は、雄軸１及び雌軸２に対して抵抗なく摺動するのに必要なだけの隙間を有する必要がある。しかしながら、この周方向隙間を大きくし過ぎると、雄軸１・板バネ９・球状体７・雌軸２間のトルク伝達領域を大きく取らなければならず、高剛性感のある良い操舵フィーリングを得ることが難しくなる。
したがって、雄軸１・円柱体８・雌軸２間に存在する周方向隙間（雌軸２の回転角Ｂ）としては、種々試作品を評価した結果、上限を０．２５°と定めることが好ましく、下限は摺動するのに必要な隙間があれば良いことから２μｍと定め、これを角度に換算して、０．０１°とすることが好ましい。
この回転角Ｂの設定により、ハンドル操舵角とハンドル操舵トルクの関係が変化する。上記回転角Ｂは、雄軸１に時計回り、あるいは反時計回りに回転を与えた際の一方向の回転角なので、両回転方向に振れた場合には角度は２倍になり、０．０２〜０．５°の範囲となる。
回転角Ｂの最小値を設定するにあたり、雄軸１・円柱体８・雌軸２間の摺動がスムーズに行われるという条件を考慮しなければならない。そこで、雄軸１・円柱体８・雌軸２間に隙間を設けることにより、雌軸２スライド時の摺動抵抗が非常に大きくなるという問題を解消した。雌軸２をスライドするのに最小限必要な隙間を２μｍと定めた。但し、雄軸１や雌軸２のそれぞれの曲がりや、軸方向の内外径寸法のバラツキがある場合には、特に、摺動抵抗を増大させないように最小隙間部で２μｍを保つ必要がある。
雄軸１の最大外径によって回転角は変化するので、この隙間を２μｍにするために、本発明では雄軸（ステアリングシャフト）１に適した外径から逆算して回転角Ｂの最小値を０．０１°とした。図４においては、トルク非伝達状態からトルク伝達状態に変わり、円柱体８が雌軸２の溝に接触する部分の半径がＲ２となるように、又、トルク伝達時に板ばね９が撓んだ時に板ばね９の対向部同士が最も接近する時に、板ばね９が球状体７に接触する部分の半径がＲ１となるように、雄軸１の外径を設定している。
図６に示すように、板ばね９による予圧剛性域に移り変わる点のトルク値としては、＋２Ｎｍ以上及び−２Ｎｍ以下であることが好ましい。その理由として、低剛性域と高剛性域の差が挙げられる。運転者が、ステアリング装置系のガタや音を感じたり、ハンドル操作に対する車両の応答遅れを感じることは好ましくない。従来の単純なスプライン構造の場合は、スプラインの雄軸と雌軸間の隙間があると、運転者はガタとして感じてしまう。この現象を引き起こさないためには、板ばね９による予圧によって隙間の領域を無くすことである。したがって、板ばね９による予圧剛性域から高剛性域に移り変わる点のトルク値としては、＋２Ｎｍ以上、及び−２Ｎｍ以下であることが好ましいということが、実際に車両を使った官能評価試験を実施した結果導き出された。
同グラフにおいて、雄軸１を＋方向（例えば時計方向）に角度Ｂ、あるいは一方向（例えば反時計方向）に角度Ｂだけ回転させても、上記の如く、高トルク伝達時には、さらに若干各々±方向に回転する可能性があることを示しており、これが操舵の高剛性域となる。なお、雄軸１の予圧剛性域における±方向の回転角は２Ｂである。
このように、板バネ９は、撓み量を十分に確保することができると共に、球状体７及び板バネ９には、過大な負荷（応力）がかかることがないことから、トルク伝達時に、球状体７と板バネ９の接触部に発生する応力を緩和することができる。したがって、板バネ９部分に高い応力が発生することがないので、永久変形による「へたり」が防止され、長期にわたって良好な予圧性能を維持することができる。
なお、図４において、トルク非伝達時には、円柱体８と、雄軸１の軸方向溝４の底部との間、並びに、円柱体８と、雌軸２の軸方向溝６の底部との間には、微小隙間が存在するように成形されているが、軸方向溝４，６の両縁部では接触するように設定されている。
図２２及び図２３に示す独国特許発明ＤＥ３７３０３９３Ｃ２号公報において、板バネの配置してある雄軸の軸方向溝の断面形状は、曲率を持った円弧形状であり、板バネも、曲率を持った円弧形状であり、それぞれの曲率を変えることで、板バネにバネ性を持たせている。そのため、板バネと雄軸との接触点は、図２２に示すように、雄軸の角部になる。従って、図２３に示すように、トルクが負荷された場合、板バネ全体が横滑りし、伝達トルクの低下を招いたり、ヒステリシスが過大に発生したりする。
これに対して、図４及び図５に示す本発明の第１実施の形態では、雄軸１の軸方向溝３は、平面で構成されている。軸方向溝３の中心は、雄軸１の中心と一致しており、軸方向溝３の中心として左右対称のくさび形状をなしている。くさびの角度（接触角）は、軸方向溝３の中心に対して、４０〜７０度が好ましい。これにより、軸方向溝３のくさび面に板バネ９がしっかり固定されるため、トルクが負荷された際に、板バネ９全体が横滑りを起こし難いことから、伝達トルクの低下を招くことがなく、また、ヒステリシスが過大に発生することを防止することができる。
図２２及び図２３に示す独国特許発明ＤＥ３７３０３９３Ｃ２号公報において、トルクを負荷していない時、雄軸・球状体・板バネ・雌軸の間では、その接触点が同一線上にないことから、トルクを負荷するに従って、接触角が変化してしまい、その結果、ステアリングシャフトに必要なリニアな捩り特性を得ることができないだけでなく、適正なヒステリシスをも得ることができない虞れがある。
これに対して、図４及び図５に示す本発明の第１実施の形態では、トルクの負荷状態に拘わらず、雄軸１・球状体７・板バネ９・雌軸２の間では、その接触点が同一線上に留まることから、接触角が変化することがなく、これにより、ステアリングシャフトに必要なリニアな捩り特性を得ることができ、リニアで高剛性感のある操舵特性を得ることができる。
なお、雄軸、雌軸、及び弾性体の製造誤差は、弾性体の弾性変形により吸収することができるため、公差を大きくすることができ、低コスト化を図ることができる。
次に、図７Ａ、図７Ｂおよび図７Ｃは、夫々、本発明の各実施の形態で使用する板バネの撓み状態を示す模式図である。
図２４Ａ、図２４Ｂは、夫々、独国特許発明ＤＥ３７３０３９３Ｃ２号公報で使用する板バネの撓み状態を示す模式図である。
図２４は、独国特許発明ＤＥ３７３０３９３Ｃ２号公報で示された板バネを単純化したモデルであり、図２４Ａでは、トルクを負荷していない状態で、適度な予圧が負荷されることを望んだ状態であるが、板バネと軸方向溝との距離（Ｃ２）分がバネとしての予圧を発生できるだけのストロークとなる。図２４Ｂでは、さらに荷重（Ｆ１）が２点で負荷されると、板バネが撓み、やがて軸方向溝の側面と接触してしまう。これにより、全トルクをボールと接触する点で受けなければならない。従って、板バネは、その撓み量（ΔＳ２）を大きくとることができず、ステアリングシャフトとして必要な寿命を有することが困難と推察される。なお、Ｃ２≦ΔＳ２である。
これに対して、図７Ａに示す本発明の第１実施の形態では、板バネ９の球状体側接触部９ａと溝面側接触部９ｂとの間隔は、（Ｃ１）に設定してあり、この状態で、荷重（Ｆ１）が（球状体側接触部９ａに相当する）２点で負荷されると、弾性体は、十分に撓むことができ、十分な撓み量（ΔＳ１）を確保することができる。従って、永久変形による「へたり」を防止して、長期にわたり予圧性能を維持することができる。なお、Ｃ１＞ΔＳ１である。
図７Ｂに示す本発明の実施の形態（後述する第３実施の形態）では、板バネ９の球状体側接触部９ａと溝面側接触部９ｂとの間隔は、（Ｃ１）に設定してあり、この状態で、荷重（Ｆ１）が（球状体側接触部９ａに相当する）２点で負荷されると、弾性体は、十分に撓むことができ、十分な撓み量（ΔＳ１）を確保することができる。従って、永久変形による「へたり」を防止して、長期にわたり予圧性能を維持することができる。なお、Ｃ１＞ΔＳ１である。
図７Ｃに示す本発明の実施の形態（後述する第１４実施の形態）では、板バネ９の球状体側接触部９ａと溝面側接触部９ｂとの間隔は、（Ｃ１）に設定してあり、付勢部９ｃは、これら接触部９ａと９ｂとは別材料のゴム、合成樹脂等から形成してある。この状態で、荷重（Ｆ１）が（球状体側接触部９ａに相当する）２点で負荷されると、弾性体は、十分に撓むことができ、十分な撓み量（ΔＳ１）を確保することができる。従って、永久変形による「へたり」を防止して、長期にわたり予圧性能を維持することができる。なお、Ｃ１＞ΔＳ１である。
次に、上記のように、トルクが負荷された際に、板バネ９の全体は、横滑りを起こし難いように構成しているが、板バネ９の底部９ｄは、軸方向溝３の底面３ｂに対して若干横ずれすることができるようになっている。
即ち、板バネ９は、本第１実施の形態のように、その底部９ｄを軸方向溝３の底面３ｂに接触状態にするか、又は、後述する第２実施の形態のように、軸方向溝３の底面３ｂとの間隔を所定間隔に設定している。
従って、軸方向溝３の底面３ｂに、板バネ９の底部９ｄを必要に応じて接触させることにより、ヒステリシスをコントロールすることができ、所望のヒステリシスを得ることができる。ヒステリシスは、各車両の操舵性能とのマッチングによって種々変える必要がある。具体的には、軸方向溝３の底面３ｂに、板バネ９の底部９ｄを接触状態に設定している場合には、軸方向溝３と板バネ９が相対的に移動した際にフリクションが発生し、ヒステリシスを比較的大きく設定することができる。一方、軸方向溝３の底面３ｂと、板バネ９の底部９ｄの間隔を所定間隔に設定している場合には、軸方向溝３と板バネ９が相対的に移動した際にフリクションが発生することがなく、ヒステリシスを比較的小さく設定することができる。
（第２実施の形態）
図８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（図２ＡのＸ−Ｘ線に沿った横断面図に相当）。
本第２実施の形態は、上述した第１実施の形態と略同様であり、軸方向溝３の底面３ｂと、板バネ９の底部９ｄの間隔を所定間隔に離間して設定している。
従って、この場合には、上述したように、ヒステリシスをコントロールすることができ、軸方向溝３と板バネ９が相対的に移動した際にフリクションが発生することがなく、ヒステリシスを比較的小さく設定することができる。
（第３実施の形態）
図９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横断面図である（図２ＡのＸ−Ｘ線に沿った横断面図に相当）。
本第３実施の形態は、上述した第２実施の形態と略同様であり、板バネ９において、球状体側接触部９ａは、板バネ９の折り返し端部に構成してあり、溝面側接触部９ｂは、板バネ９の折り返しの中間部に構成してある。
また、上述した第２実施の形態と同様に、軸方向溝３の底面３ｂと、板バネ９の底部９ｄの間隔を所定間隔に離間して設定している。
（第４実施の形態）
図１０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（図２ＡのＸ−Ｘ線に沿った横断面図に相当）。
本第４実施の形態は、上述した第１実施の形態と略同様であり、板バネ９において、球状体側接触部９ａには、溝面側接触部９ｂに向けて突出した突起部９ｅが形成してある。
これにより、球状体側接触部９ａは、４点で球状体７に接触することができ、板バネ９と球状体７との接触点の荷重を軽減することができ、応力を緩和することができる。
また、軸方向溝３の底面３ｂに、板バネ９の底部９ｄを接触状態に設定している。この場合には、上述したように、ヒステリシスをコントロールすることができ、軸方向溝３と板バネ９が相対的に移動した際にフリクションが発生し、ヒステリシスを比較的大きく設定することができる。
（第５実施の形態）
図１１は、本発明の第５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２ＡのＸ−Ｘ線に沿った横断面図に相当）。
本第５実施の形態は、上述した第４実施の形態と略同様であり、軸方向溝３の底面３ｂと、板バネ９の底部９ｄの間隔を所定間隔に離間して設定している。
従って、この場合には、上述したように、ヒステリシスをコントロールすることができ、軸方向溝３と板バネ９が相対的に移動した際にフリクションが発生することがなく、ヒステリシスを比較的小さく設定することができる。
（第６実施の形態）
図１２は、本発明の第６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２ＡのＸ−Ｘ線に沿った横断面図に相当）。
本第６実施の形態は、上述した第１実施の形態と略同様であり、板バネ９において、溝面側接触部９ｂは、その先端部を内側に折り返して、球状体側接触部９ａに接触させている。
これにより、板バネ９の剛性を増大することができ、捩り剛性を向上することができる。
（第７実施の形態）
図１３は、本発明の第７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２ＡのＸ−Ｘ線に沿った横断面図に相当）。
本第７実施の形態は、上述した第６実施の形態と略同様であり、軸方向溝３の底面３ｂと、板バネ９の底部９ｄの間隔を所定間隔に離間して設定している。
従って、この場合には、上述したように、ヒステリシスをコントロールすることができ、軸方向溝３と板バネ９が相対的に移動した際にフリクションが発生することがなく、ヒステリシスを比較的小さく設定することができる。
（第８実施の形態）
図１４は、本発明の第８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２ＡのＸ−Ｘ線に沿った横断面図に相当）。
本第８実施の形態は、上述した第３実施の形態と略同様であり、板バネ９において、球状体側接触部９ａは、板バネ９の折り返し端部側に構成してあり、溝面側接触部９ｂは、板バネ９の折り返しの中間部に構成してある。この場合にも、上述した第３実施の形態と同様の作用・効果を発揮することができる。
板バネ９において、球状体側接触部９ａは、その先端部を外側に折り返して、溝面側接触部９ｂに接触させている。これにより、板バネ９の剛性を増大することができ、捩り剛性を向上することができる。
（第９実施の形態）
図１５は、本発明の第９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２ＡのＸ−Ｘ線に沿った横断面図に相当）。
本第９実施の形態は、上述した第１実施の形態と略同様であり、板バネ９において、折曲形状の付勢部９ｃを廃止し、一対の球状体側接触部９ａは、略Ｕ字形状に折り曲げた内側板９ｆからなり、一対の溝面側接触部９ｂは、略Ｕ字形状に折り曲げた外側板９ｇからなる。これら内側板９ｆの平面部と、外側板９ｇの平面部との間に、ゴム又は合成樹脂等の異なる弾性材料からなる付勢部９ｈが介装してある。
内側板９ｆの底平面部と外側板９ｇの底平面部の間にはすきまがなく、接触状態に設定している。この場合には、ヒステリシスをコントロールすることができ、内側板９ｆと外側板９ｇが相対的に移動した際にフリクションが発生し、ヒステリシスを比較的大きく設定することができる。
（第１０実施の形態）
図１６は、本発明の第１０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２ＡのＸ−Ｘ線に沿った横断面図に相当）。
本第１０実施の形態は、上述した第９実施の形態と略同様であり、内側板９ｆの底平面部と外側板９ｇの底平面部との間にはわずかなすきまがあり、非接触状態に設定している。この場合には、ヒステリシスをコントロールすることができ、内側板９ｆと外側板９ｇが相対的に移動した際にフリクションが発生することがなく、ヒステリシスを比較的小さく設定することができる。
（第１１実施の形態）
図１７は、本発明の第１１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２ＡのＸ−Ｘ線に沿った横断面図に相当）。
本第１１実施の形態は、上述した第１実施の形態と略同様であるが、板バネ９において、球状体側接触部９ａと、溝面側接触部９ｂとの間に、ゴム又は合成樹脂等の異なる弾性材料からなる第２付勢部９ｊが介装してある点が異なる。
これにより、板バネ９本体が持つ弾性に異なる弾性材料が持つ弾性を付加することにより、より高い捩り剛性を得ることができる。
（第１２実施の形態）
図１８は、本発明の第１２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２ＡのＸ−Ｘ線に沿った横断面図に相当）。
本第１２実施の形態は、上述した第２実施の形態と略同様であり、板バネ９において、球状体側接触部９ａと、溝面側接触部９ｂとの間に、ゴム又は合成樹脂等の異なる弾性材料からなる第２付勢部９ｊが介装してある。
これにより、板バネ９本体が持つ弾性に異なる弾性材料が持つ弾性を付加することにより、より高い捩り剛性を得ることができる。
（第１３実施の形態）
図１９は、本発明の第１３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２ＡのＸ−Ｘ線に沿った横断面図に相当）。
本第１３実施の形態は、上述した第３実施の形態と略同様であり、板バネ９において、球状体側接触部９ａと、溝面側接触部９ｂとの間に、ゴム又は合成樹脂等の異なる弾性材料からなる第２付勢部９ｊが介装してある。
これにより、板バネ９本体が持つ弾性に異なる弾性材料が持つ弾性を付加することにより、より高い捩り剛性を得ることができる。
（第１４実施の形態）
図２０は、本発明の第１４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２ＡのＸ−Ｘ線に沿った横断面図に相当）。
本第１４実施の形態は、上述した第９又は第１０実施の形態と略同様であり、板バネ９において、一対の球状体側接触部９ａは、内側板が２枚の板から構成してあり、一対の溝面側接触部９ｂは、略Ｕ字形状に折り曲げた外側板９ｇからなる。これらの間に、ゴム又は合成樹脂等の異なる弾性材料からなる付勢部９ｈが介装してある。
これにより、材料そのものが持つ弾性を生かすことができ、特に低捩り剛性が求められる場合にその特性を発揮することができる。
（第１５実施の形態）
図２１は、本発明の第１４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２ＡのＸ−Ｘ線に沿った横断面図に相当）。
本第１４実施の形態は、上述した第１実施の形態において、板バネ９を雌軸２側に設けたものである。
雌軸２の軸方向溝５は、傾斜した一対の平面状側面５ａと、これら一対の平面状側面５ａの間に平坦に形成した底面５ｂとから構成してある。
雌軸２の軸方向溝５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。
この板バネ９は、球状体７に２点で接触する球状体側接触部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あると共に雌軸２の軸方向溝５の平面状側面５ａに接触する溝面側接触部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付勢部９ｃと、軸方向溝５の底面５ｂに対向した底部９ｄと、を有している。
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。
このように、第１実施の形態に対して、板バネ９の配置を逆転しても、同様の作用・効果を発揮することができる。
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１】
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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８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【国際調査報告】
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