(57)【要約】雄軸１の外周面と雌軸２の内周面とに夫々形成した３対の軸方向溝３，５の間に、両軸１，２の軸方向相対移動の際に転動する転動体７を配置し、雄軸１側の軸方向溝３と転動体７との間に、当該転動体７に接触する軌道面要素９と、当該軌道面要素９を介して転動体７を雄軸１及び雌軸２に対して予圧するための弾性体１０とを介装し、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３対の軸方向溝４，６の間に、両軸１，２の軸方向相対移動の際に摺動する摺動体８を配置している。
2004050453.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対の軸方向に延びる溝の間に、前記両軸の軸方向相対移動の際に転動する転動体を配置し、
前記雄軸側又は雌軸側の軸方向に延びる溝と前記転動体との間に、当該転動体に接触する軌道面要素と、当該軌道面要素を介して前記転動体を前記雄軸及び前記雌軸に対して予圧するための弾性体とを介装し、
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対の軸方向に延びる溝の間に、前記両軸の軸方向相対移動の際に摺動する摺動体を配置したことを特徴とする車両ステアリング用伸縮軸。
【請求項２】
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対の軸方向に延びる溝の間に、前記両軸の軸方向相対移動の際に転動する転動体を配置し、
前記雄軸側又は雌軸側の軸方向に延びる溝と前記転動体との間に、当該転動体に接触する軌道面要素と、当該軌道面要素を介して前記転動体を前記雄軸及び前記雌軸に対して予圧するための弾性体とを介装し、
前記少なくとも一対の軸方向に延びる溝と同軸に、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対の軸方向に延びる溝の間に、前記両軸の軸方向相対移動の際に滑り摺動する摺動体を配置したことを特徴とする車両ステアリング用伸縮軸。
【請求項３】
前記軌道面要素は、その中心軸を前記軸方向溝に並列に配置した円柱体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。
【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、特開２００１−５０２９３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少なくとも一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転動体（球状体）が配置してある。
また、雄軸側の軸方向溝と転動体（球状体）との間に、転動体（球状体）に接触する軌道面要素と、この軌道面要素を介して転動体（球状体）を雄軸及び雌軸に対して予圧するための弾性体とが介装してある。
これにより、トルク非伝達時（摺動時）には、弾性体により、転動体（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、弾性体により、転動体（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。
しかしながら、上述した特開２００１−５０２９３号公報では、転動体（球状体）は、雌軸の軸方向溝と、雄軸側の軌道面要素とに、点接触することから、大トルク負荷時には、接触圧力が過大になると、球状体と接触する軸方向溝等の表面には、圧痕が生じるといったことがあり、その結果、摺動荷重の変動の増加や捩り剛性の低下を招く。
また、捩りトルクの増加に伴い、雄軸に対する軌道要素の横滑りが増加し、ヒステリシスが過大になるといったことがある。
さらに、雄軸、雌軸、弾性体、軌道面要素、それぞれの製造誤差（寸法誤差）により、予圧量及び捩り剛性のバラツキが生じるといったことがある。
【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、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、耐久性を向上すると共に、ヒステリシスが過大となることを抑えた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対の軸方向に延びる溝の間に、前記両軸の軸方向相対移動の際に転動する転動体を配置し、
前記雄軸側又は雌軸側の軸方向に延びる溝と前記転動体との間に、当該転動体に接触する軌道面要素と、当該軌道面要素を介して前記転動体を前記雄軸及び前記雌軸に対して予圧するための弾性体とを介装し、
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対の軸方向に延びる溝の間に、前記両軸の軸方向相対移動の際に滑り摺動する摺動体を配置したことを特徴とする車両ステアリング用伸縮軸を提供する。
また、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対の軸方向に延びる溝の間に、前記両軸の軸方向相対移動の際に転動する転動体を配置し、
前記雄軸側又は雌軸側の軸方向に延びる溝と前記転動体との間に、当該転動体に接触する軌道面要素と、当該軌道面要素を介して前記転動体を前記雄軸及び前記雌軸に対して予圧するための弾性体とを介装し、
前記少なくとも一対の軸方向に延びる溝と同軸に、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対の軸方向に延びる溝の間に、前記両軸の軸方向相対移動の際に滑り摺動する摺動体を配置したことを特徴とする車両ステアリング用伸縮軸を提供する。
このように、本発明の上記車両ステアリング用伸縮軸によれば、転動体である球状体以外に、摺動体である円柱体を設けているため、大トルク入力時、負荷量の大部分を摺動体（円柱体）で支持することができる。従って、雄軸又は雌軸の軸方向に延びる溝と、軌道要素と、転動体（球状体）との接触圧力を低下して、耐久性を向上させ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、摺動体（円柱体）が雄軸及び雌軸に接触していることから、転動体（球状体）への捩りトルクを低減し、軌道面要素の横滑りを抑えて、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。
以上から、上述した本発明の車両ステアリング用伸縮軸によれば、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。
さらに、本発明の車両ステアリング用伸縮軸において、前記軌道面要素は、その中心軸を前記軸方向溝に並列に配置した円柱体とすることができる。このようにした場合、軌道面要素は、その中心軸を軸方向溝に並列に配置した円柱体であることから、数種の径の円柱体の軌道面要素を用いることができ、シメ代を管理することにより、所望の予圧を発生させることができる。従って、雄軸、雌軸、及び弾性体の製造誤差（寸法誤差）による予圧及び捩り剛性のバラツキを低下させることができ、また、軌道面要素形状の簡易化により低コスト化も図ることができる。
【図面の簡単な説明】  図１Ａ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１Ｂは、図１ＡのＸ−Ｘ線に沿った横断面図である。
図２Ａは、本発明の第１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り（図１ＡのＸ−Ｘ線に沿った横断面図に相当）、図２Ｂは、本発明の第１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１ＡのＸ−Ｘ線に沿った横断面図に相当）。
図３Ａ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り（図１ＡのＸ−Ｘ線に沿った横断面図に相当）、図３Ｂ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１ＡのＸ−Ｘ線に沿った横断面図に相当）。
図４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縦断面図である。
図５Ａは、図４のＹ−Ｙ線に沿った横断面図であり、図５Ｂは、図４のＺ−Ｚ線に沿った横断面図である。
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を適用した自動車の操舵機構部の側面図である。
【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を適用した自動車の操舵機構部の側面図である。
図６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１Ａ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１Ｂは、図１ＡのＸ−Ｘ線に沿った横断面図である。
図１Ａ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摘動自在に嵌合した雄軸１と雌軸２とからなる。
図１Ｂ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個の溝３が軸方向に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個の溝５が軸方向に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（転動体）が転動自在に介装してある。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。
なお、軸方向溝３は、ほぼ平らな底部と、底部に対し所定角度をもつほぼ平らな側面とで構成され、底部と側面との関係は、所定の角度を持っていてもよいし、直角でもよい。
雄軸１の軸方向溝３と、球状体７との間には、球状体７に接触する一対の鋼板の軌道面要素９と、これら軌道面要素９のそれぞれを介して球状体７を雄軸１及び雌軸２に対して予圧するためのゴム等の一対の弾性体１０とが介装してある。
一対の軌道面要素９の鋼板は、左右に分離しており、さらに、各軌道面要素９と球状体７との接触部は、図示したように、平面でもよいが、曲面であってもよい。軌道面要素９の接触部が図示例のように平面である場合には、軌道面要素９の接触部は、雄軸１の軸方向溝３の側面と略平行となっていることが好ましい、すなわち、軌道面要素９の接触部と溝３の底部とのなす角と、溝３の各側面と溝３の底部とのなす角はほぼ同一である。
一対の弾性体１０は、それぞれの軌道面要素９と分離していてもよく、または一体に接合されていてもよい。
また、図１Ａに示すように、雄軸１の端部には、弾性体付ストッパープレート１１が設けてあり、この弾性体付ストッパープレート１１は、カシメ部１２により固定してある。この弾性体付ストッパープレート１１により、球状体７、円柱体８、軌道面要素９、及び弾性体１０の脱落を防止している。
図１Ｂ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個の軸方向溝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の対応する軸方向溝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（摺動体）が摺動自在に微小隙間をもって介装してある。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。
以上のように構成した伸縮軸では、軌道面要素９を含めた雄軸１と雌軸２との間に球状体７を介装し、弾性体１０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。
本実施形態において、トルク伝達時には、弾性体１０が弾性変形して球状体７を軌道面要素９を含めた雄軸１と雌軸２との間で周方向に拘束すると共に、雄軸１と雌軸２との間に介装されている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、弾性体１０の予圧がかかっているため、ガタ付きはなく、弾性体１０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から軌道面要素９、弾性体１０および球状体７を介して雌軸２へ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と雌軸２との間に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から雌軸２へ、円柱体８がトルク伝達する。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、軌道要素９と、球状体７との接触圧力を低下して、耐久性を向上させ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、軌道面要素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。
（第１実施の形態の変形例）
図２Ａは、本発明の第１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１ＡのＸ−Ｘ線に沿った横断面図に相当）。
本変形例では、雌軸２の軸方向溝５と、球状体７との間には、球状体７に接触する一対の鋼板の軌道面要素９と、この軌道面要素９を介して球状体７を雄軸１及び雌軸２に対して予圧するためのゴム等の一対の弾性体１０とが介装してある。この場合にも、上述した第１実施の形態と同様に作用する。
なお、軸方向溝５は、ほぼ平らな底部と、底部に対して所定角度をもつほぼ平らな側面とで構成され、底部と側面との関係は、所定の角度を持っていてもよいし、直角でもよい。
一対の軌道面要素９の鋼板は、左右に分離しており、さらに、各軌道面要素９と球状体７との接触部は、図示したように、平面でもよいが、曲面であってもよい。軌道面要素９の接触部が図示例のように平面である場合には、軌道面要素９の接触部は、雌軸２の軸方向溝５の側面と略平行となっていることが好ましい、すなわち、軌道面要素９の接触部と溝５の底部とのなす角と、溝５の各側面と溝５の底部とのなす角はほぼ同一である。
一対の弾性体１０は、それぞれの軌道面要素９と分離していてもよく、または一体に接合されていてもよい。
図２Ｂは、本発明の第１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１ＡのＸ−Ｘ線に沿った横断面図に相当）。
本変形例では、鋼板等の軌道面要素９は、一対の鋼板が球状体７の曲面に沿って円弧状に形成してあると共に、一対の弾性体１０は、第１実施の形態より大きく厚肉に形成してある。この場合にも、上述した第１実施の形態と同様に作用する。
軸方向溝３は、ほぼ平らな底部と、これに略直角であるほぼ平らな側面とで構成され、底部と側面との関係は、直角でもよいし、所定の角度を持っていてもよい。
一対の軌道面要素９の鋼板は、左右に分離されており、さらに、各軌道面要素９と球状体７との接触部は、図示したように、曲面でもよいが、平面であってもよい。軌道面要素９の接触部が、図示例と異なり、平面である場合には、軌道面要素９の接触部は、雄軸１の軸方向溝３の側面と略平行となっていることが好ましい、すなわち、軌道面要素９の接触部と溝３の底部とのなす角と、溝３の各側面と溝３の底部とのなす角はほぼ同一であることが好ましい。
また、一対の弾性体１０は、それぞれの軌道面要素９と分離していてもよく、または一体に接合されていてもよい。
（第２実施の形態）
図３Ａ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１ＡのＸ−Ｘ線に沿った横断面図に相当）。
本実施の形態では、雌軸２の軸方向溝５と、球状体７との間には、球状体７に接触する一対のニードルローラの軌道面要素９と、これら軌道面要素９を介して球状体７を雄軸１及び雌軸２に対して予圧するためのゴム等の弾性体１０とが介装してある。この場合にも、上述した第１実施の形態と同様に作用する。
なお、軸方向溝５は、ほぼ平らな底部と、これに略直角であるほぼ平らな側面とで構成され、底部と側面との関係は、直角でもよいし、所定の角度を持っていてもよい。
さらに、弾性体１０は、図示例では、軸方向溝５の底部だけに配置してあるが、その側面にまで配置してあってもよい。また、弾性体１０は、１つでも良いし、それぞれの軌道面要素９に対応して分離した２片から成ってもよい。
第２実施形態の、軌道面要素は、中心軸を軸方向溝５に並列に配置した軸方向に延びる一対のニードルローラ９（円柱体）であることから、数種の径のニードルローラ９の軌道面要素を用いることができ、シメ代を管理することにより、所望の予圧を発生させることができる。従って、雄軸１、雌軸２、及び弾性体１０の製造誤差（寸法誤差）による予圧及び捩り剛性のバラツキを低下させることができ、また、軌道面要素の形状の簡易化により低コスト化も図ることができる。
（第３実施の形態）
図３Ｂ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１ＡのＸ−Ｘ線に沿った横断面図に相当）。
本実施の形態では、軌道面要素９は、金属をガイドレール状に形成してあり、弾性体１０は、両端部を折り返した線対象形の一体物の板バネから構成してある。この場合にも、上述した第１実施の形態と同様に作用する。
なお、軸方向溝３は、ほぼ平らな底部と、底部に所定角度をもつほぼ平らな側面とで構成され、底部と側面との関係は、所定の角度を持っていてもよいし、直角でもよい。
また、一対の軌道面要素９は、左右に分離されており、さらに、各軌道面要素９と球状体７との接触部は、図示したように、曲面でもよいが、平面であってもよい。軌道面要素９の接触部が、図示例と異なり、平面である場合には、軌道面要素９の接触部は、雄軸１の軸方向溝３の側面と略平行となっていることが好ましい、すなわち、軌道面要素９の接触部と溝３の底部とのなす角と、溝３の各側面と溝３の底部とのなす角はほぼ同一であることが好ましい。
また、弾性体１０は、それぞれの軌道面要素９に対応して分離した２片から成ってもよい。
（第４実施の形態）
図４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縦断面図である。
図５Ａは、図４のＹ−Ｙ線に沿った横断面図であり、図５Ｂは、図４のＺ−Ｚ線に沿った横断面図である。
本実施の形態では、図５Ａ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。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個の軸方向溝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（転動体）が転動自在に介装してある。
雄軸１の軸方向溝３と、球状体７との間には、球状体７に接触する一対の鋼板の軌道面要素９と、この軌道面要素９を介して球状体７を雄軸１及び雌軸２に対して予圧するためのゴム等の一対の弾性体１０とが介装してある。
軸方向溝３は、ほぼ平らな底部と、底部に対し所定角度をもつほぼ平らな側面とで構成され、底部と側面との関係は、所定の角度を持っていてもよいし、直角でもよい。
一対の軌道面要素９の鋼板は、左右に分離されており、さらに、各軌道面要素９と球状体７との接触部は、図示したように、曲面でもよいが、平面であってもよい。軌道面要素９の接触部が図示例のように平面である場合には、軌道面要素９の接触部は、雄軸１の軸方向溝３の側面と略平行となっていることが好ましい、すなわち、軌道面要素９の接触部と溝３の底部とのなす角と、溝３の各側面と溝３の底部とのなす角はほぼ同一であることが好ましい。
一対の弾性体１０は、それぞれの軌道面要素９と分離していてもよく、または一体に接合されていてもよい。
図４に示すように、雄軸１の端部には、弾性体付ストッパープレート１１が設けてあり、この弾性体付ストッパープレート１１は、カシメ部１２により雄軸１の端部に固定してある。この弾性体付ストッパープレート１１により、球状体７、軌道面要素９、及び弾性体１０の脱落を防止している。
さらに、本実施の形態では、図５Ｂに示すように、上記軸方向溝３，５と同軸に形成した軸方向溝４，６に、両軸１，２の軸方向相対移動の際に摺動する複数の剛体の円柱体８（摺動体）が摺動自在に介装してある。
軸方向溝３は、底部と、所定角度をもつ側面とで構成され、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り、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。
従って、軸方向溝５と、軸方向溝６とは、同軸であって、略同形状であるのに対し、軸方向溝３と、軸方向溝４とは、同軸ではあるが、その形状は、異なっている。
図４に示すように、球状体７の列と、円柱体８との間には、弾性体付ストッパープレート１３が設けてある。この弾性体付ストッパープレート１３により、球状体７と円柱体８との干渉を防止している。
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、軌道要素９と、球状体７との接触圧力を低下して、耐久性を向上させ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、軌道面要素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、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。
以上説明したように、本発明によれば、転動体（球状体）以外に、摺動体（円柱体）を設けているため、大トルク入力時、負荷量の大部分を摺動体（円柱体）で支持することができる。従って、雄軸又は雌軸の軸方向溝と、軌道要素と、転動体（球状体）との接触圧力を抑制して、耐久性を向上させ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、摺動体（円柱体）が雄軸及び雌軸に接触していることから、転動体（球状体）への捩りトルクを低減し、軌道面要素の横滑りを抑えて、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。
以上から、本発明によれば、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。
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【図４】
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【図６】
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【国際調査報告】
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