JP2008164150A - 伸縮式回転伝達軸 - Google Patents

Abstract

【課題】回転方向のがたつきを発生させる事なく軸方向の伸縮を円滑に行なわせる事ができ、しかも、トルク伝達に伴って圧痕等の損傷が生じにくい構造を実現する。
【解決手段】回転伝達及び軸方向の相対変位を可能に組み合わされた、アウターシャフト１９とインナーシャフト２０との間に存在する各円周方向隙間部分３０、３０のうち、各鋼球２１、２１を挟持した部分の、回転方向に関する幅を、径方向外方に向かう程漸次狭くする。又、これら各鋼球２１、２１を板ばね２２、２２により、径方向外方に押圧する。これら各鋼球２１、２１の表面と当接する、アウター側段差面部２５、２５と、インナー側段差面部２８の傾斜面部２９との傾斜角度を規制して、これら両面部２５、２９同士の間隔が狭まる際に、上記各鋼球２１、２１を上記板ばね２２、２２の弾力に抗して径方向内方に変位可能とする。
【選択図】図２

Description

この発明に係る伸縮式回転伝達軸は、例えば、運転者の体格や運転姿勢に応じてステアリングホイールの前後位置を調節する為のテレスコピックステアリング装置を構成するステアリングシャフトとして使用する。そして、上記前後位置を調節する際には全長を伸縮し、通常時、即ち、ステアリングホイールの操作時には、このステアリングホイールの動きを、がたつきなく（伝達ロスを発生する事なく）、ステアリングギヤに伝達する。

自動車の操舵装置は、例えば図１４に示す様に構成して、ステアリングホイール１の動きをステアリングギヤ２に伝達する様にしている。このステアリングホイール１の動きは、ステアリングシャフト３と、自在継手４ａと、中間シャフト５と、自在継手４ｂとを介して、上記ステアリングギヤ２の入力軸６に伝達される。すると、このステアリングギヤ２が、タイロッド７、７を押し引きして、操舵輪に所望の舵角を付与する。尚、図１４に示した例では、電動モータ８により上記ステアリングシャフト３に、運転者が上記ステアリングホイール１に加えた力に応じた補助力を付与する、電動式パワーステアリング装置を組み込んでいる。

上述の様な操舵装置で、運転者の体格や運転姿勢に応じてステアリングホイール１の前後位置を調節する際には、上記ステアリングシャフト３と、このステアリングシャフト３を回転自在に支持したステアリングコラム９とを伸縮させる。この為に、上記ステアリングシャフト３を、アウターシャフト１０とインナーシャフト１１とを、スプライン係合部により伸縮及び回転力の伝達を自在に組み合わせた、所謂テレスコピックステアリングシャフトとしている。又、上記ステアリングコラム９を、アウターコラム１２とインナーコラム１３とを伸縮自在に組み合わせたものとしている。

通常時に於けるステアリングホイール１の操作感を向上させる為には、上記ステアリングシャフト３のうち、スプライン係合部等の軸方向摺動部で、回転方向のがたつきが発生しない様にする必要がある。これに対して、ステアリングホイール１の前後位置の調節を軽い力で行なえる様にする為には、上記軸方向摺動部を、軸方向の変位をし易く構成する必要がある。この様な相反する要求を満たす構造として従来から、特許文献１に記載された構造が知られている。図１５は、この特許文献１に記載された従来構造の１例を示している。

この従来構造の場合、それぞれ花びら形の断面形状を有する金属管製のアウターシャフト１０ａの内周面とインナーシャフト１１ａの外周面とのうち、回転方向に互いに対向する回転方向側面同士の間部分に、保持器１４、１４を配置している。そして、これら各保持器１４、１４のポケット１５、１５内に保持した鋼球１６、１６を、上記回転方向側面同士の間に挟持している。上記各保持器１４、１４は、位置決め素子１７、１７により、上記間部分からずれ動かない様にしている。上記各間部分の幅寸法は、奥に向かうに従って狭くなる為、上記各鋼球１６、１６はこれら各間部分にくさび状に食い込み、上記アウターシャフト１０ａと上記インナーシャフト１１ａとの係合部でがたつきが発生する事を防止する。又、これら両シャフト１０ａ、１１ａ同士を軸方向に相対変位させる際には、上記各鋼球１６、１６が転動する事で、この相対変位が軽い力で行なわれる様にする。

上述の様な従来構造の場合、上記アウターシャフト１０ａと上記インナーシャフト１１ａとの間で回転伝達を行なう際には、上記各鋼球１６、１６は、上記各間部分で動く事なく、回転力（トルク）を伝達する。即ち、上記従来構造の場合、これら各鋼球１６、１６を上記各間部分の押し込んだ後は、これら各鋼球１６、１６を、上記両シャフト１０ａ、１１ａ同士の軸方向への相対変位時にのみ、これら両シャフト１０ａ、１１ａの軸方向に転動する様にしている。従って、操舵時に上記各鋼球１６、１６は、上記両シャフト１０ａ、１１ａの回転方向側面のうちで同じ部分に、繰り返し押し付けられる。この結果、これら両シャフト１０ａ、１１ａの回転方向側面の一部に圧痕が生じる可能性がある。そして、圧痕が生じた場合には、操舵時にがたつきを発生したり、これら両シャフト１０ａ、１１ａ同士の軸方向への相対変位を円滑に行なえなくなる可能性がある。

この様な不都合の原因となる圧痕は、伝達すべきトルクが大きくなる程生じ易くなる。例えば、前述の図１４に示した操舵装置は、補助動力源である電動モータ８をステアリングコラム側に設けた、所謂コラムタイプの電動式パワーステアリング装置であるが、この様な電動式パワーステアリング装置の場合、ステアリングシャフト３が伝達するトルクに比べて、中間シャフト５が伝達するトルクが、補助動力分だけ大きくなる。従って、この中間シャフト５に図１５に示した様な従来構造を適用すると、上記圧痕が生じ易くなる。上記ステアリングシャフト３に適用した場合にしても、この圧痕が生じる可能性はあり、特に、パワーステアリング装置を備えない構造の場合には、上記ステアリングシャフト３に圧痕が生じ易くなる。

米国特許第６２００２２５号明細書

本発明は、上述の様な事情に鑑みて、回転方向のがたつきを発生させる事なく軸方向の伸縮を円滑に行なわせる事ができ、しかも、大きなトルクを伝達した場合にも圧痕等の損傷が生じにくい伸縮式回転伝達軸を実現すべく発明したものである。

本発明の伸縮式回転伝達軸は、前述の図１５に示した従来構造の場合と同様に、アウターシャフトと、インナーシャフトと、複数の伝達駒とを備え、上記アウターシャフトと上記インナーシャフトとを、互いの間での回転伝達及び軸方向の相対変位を可能に組み合わせている。
このうちのアウターシャフトは、少なくとも軸方向の一部を、軸方向一端面に開口する、内周面の形状が非円形である筒状部としている。但し、軸方向全長に亙り管状に形成し、全体を筒状部としても良い。
又、上記インナーシャフトは、少なくとも軸方向の一部を、上記筒状部に緩く挿入可能な、外周面の形状が非円形である挿入部としている。但し、軸方向全長に亙り断面形状を同じとして、全体を挿入部としても良い。
又、上記各伝達駒は、この挿入部の外周面の円周方向複数個所と上記筒状部の内周面の円周方向複数個所との間にそれぞれ存在する、上記挿入部の外周面と上記筒状部の内周面とが上記両シャフトの回転方向に関して互いに対向する円周方向隙間部分に、これら両シャフトの周面同士の間に挟持された状態で配置されている。尚、本明細書及び特許請求の範囲で言う、「挿入部の外周面」或いは「筒状部の内周面」は、挿入部の外形或いは筒状部の内形を構成する面を言う。従って、必ずしも径方向に向いた面に限らず、回転方向に向いた面も含む。

特に、本発明の伸縮式回転伝達軸に於いては、上記各円周方向隙間部分のうちで、少なくとも上記各伝達駒を挟持した部分の、回転方向に関する幅を、上記両シャフトの径方向に関して何れかの方向に向かう程漸次狭くしている。
又、上記各伝達駒を上記各円周方向隙間部分のうちで回転方向に関する幅が狭くなった部分に向け径方向に押圧する弾性部材を設けている。
更に、上記各円周方向隙間部分の回転方向両側を仕切り、上記各伝達駒と当接する１対の面同士の傾斜角度を、これら両面同士の間隔が狭まる際に、これら各伝達駒を上記弾性部材の弾力に抗して上記各円周方向隙間部分で変位可能な大きさに（この弾力の大きさや当接部に作用する摩擦力との関係で）規制している。

上述の様な本発明を実施する場合に好ましくは、請求項２に記載した様に、上記各伝達駒として、両シャフトの中心軸に対し直角方向に存在する仮想平面に関する断面形状が円形のもの、例えば、玉、或いは円筒ころを使用する。そして、上記各伝達駒の外周面を、上記両シャフトの周面に当接させる。
又、この様な請求項２に記載した発明を実施する場合に好ましくは、請求項３に記載した様に、少なくとも一方のシャフトの周面の一部で各伝達駒と対向する部分を、傾斜方向が互いに異なる外径側、内径側両面を径方向中間部で連続させる。そして、上記一方のシャフトの周面の一部を、この径方向中間部が円周方向に関して最も凹んだ凹面とする。更に、上記各伝達駒が弾性部材の弾力に抗して変位した状態で、これら各転動駒の外周面が上記外径側、内径側両面に同時に当接自在とする。

又、上述の様な本発明を実施する場合に、例えば請求項４に記載した様に、前記筒状部の内周面を、回転方向に関して交互に配置した複数個所ずつのアウター側小径円弧面部とアウター側大径円弧面部とをアウター側段差面部で連続させた、段付形状とする。これに対して、前記挿入部の外周面を、回転方向に関して交互に配置した複数個所ずつのインナー側小径円弧面部とインナー側大径円弧面部とをインナー側段差面部で連続させた、段付形状とする。そして、前記各円周方向隙間部分を、これら各インナー側段差面部と上記各アウター側段差面部との間に存在させる。

或いは、上述の様な本発明を実施する場合に、請求項５に記載した様に、前記筒状部の内周面を、互いに平行な１対のアウター側平坦面部と、それぞれがこの筒状部の中心軸を中心とする１対のアウター側円弧面部と、これら両アウター側円弧面部の両端縁部と上記両アウター側平坦面部の幅方向両端縁部とを連続させる、これら両アウター側平坦面部から上記両アウター側円弧面部に向かう程互いの間隔が拡がる方向に傾斜した、これら両アウター側円弧面部毎に１対ずつ、合計２対のアウター側連続面部とから成り、内周面同士の間隔が上記両アウター側平坦面部から外れた部分で漸次大きくなった形状とする。又、前記挿入部の外周面を、互いに平行な１対のインナー側平坦面部を備えた形状とする。そして、前記各円周方向隙間部分を、これら各インナー側平坦面部と上記各アウター側連続面部との間に存在させる。

又、前述の様な本発明を実施する場合に好ましくは、請求項６に記載した様に、前記各円周方向隙間部分毎に複数個ずつの伝達駒を、両シャフトの軸方向に互いに間隔をあけて配置する。
この様な請求項６に記載した発明を実施する場合に、好ましくは、請求項７に記載した様に、上記各円周方向隙間部分に配置された複数個の伝達駒を保持器に保持する事により、これら各伝達駒同士の間隔を規制する。
或いは、請求項８に記載した様に、上記両シャフトの軸方向に長く、上記各円周方向隙間部分のうちで回転方向に関する幅が狭くなる側に複数の保持凹部を形成したセパレータの保持凹部に、これら各円周方向隙間部分に配置された複数個の伝達駒を保持する事により、これら各伝達駒同士の間隔を規制する。更に、弾性部材により上記セパレータを、上記各円周方向隙間部分のうちで回転方向に関する幅が狭くなる側に押圧する。
又、この様な請求項７〜８に記載した発明を実施する場合に好ましくは、請求項９に記載した様に、上記各円周方向隙間部分に配置された複数個の伝達駒同士の、両シャフトの軸方向に関するピッチを、この軸方向の両端部で中央部よりも短くする。

又、以上に述べた様な本発明を実施する場合に好ましくは、請求項１０に記載した様に、互いに接触して、上記両シャフトが軸方向に相対変位する際に相対変位する、上記各伝達駒の表面と、前記筒状部の内周面と、前記挿入部の外周面とのうちの少なくとも何れかの面に、耐摩耗性を向上させる為の表面処理層を形成する。
この様な表面処理層としては、焼き入れ硬化層、窒化処理槽、浸炭焼き入れ層、ショット・ピーニング或いはショットブラストによる硬化層、ＤＬＡ、ＭｏＳ₂ 、ＰＴＦＥ等の、低摩擦材製の潤滑層等が採用可能である。

上述の様に構成する本発明によれば、回転方向のがたつきを発生させる事なく軸方向の伸縮を円滑に行なわせる事ができ、しかも、大きなトルクを伝達した場合にも圧痕等の損傷が生じにくい伸縮式回転伝達軸を実現できる。
先ず、回転方向のがたつきの発生防止は、各伝達駒を弾性部材により、各円周方向隙間部分のうちで回転方向に関する幅が狭くなった部分に向け押圧する事で図れる。上記各伝達駒の表面は、常に、上記各円周方向隙間部分の回転方向両側を仕切る、１対の面に当接した状態となる。言い換えれば、上記各伝達駒の表面と、上記各円周方向隙間部分の回転方向両側を仕切る何れかの面との間に、隙間が生じる事はない。この為、アウターシャフトとインナーシャフトとの間でトルク伝達を開始する際に、隙間に基づくがたつきを発生する事がない。

又、上記軸方向の伸縮を円滑に行なわせる事は、上記各伝達駒の表面と、上記各円周方向隙間部分の回転方向両側を仕切る１対の面とを相対変位させる事で図れる。これら各面同士は、上記弾性部材の弾力により、常時当接してはいるが、例えば締り嵌めにより組み合わせた構造とは異なり、当接面の面圧は限られている。従って、上記各面同士を相対変位させる為に要する力は小さくて済み、上記軸方向の伸縮を円滑に行なわせる事ができる。

更に、回転方向のがたつきを防止しつつ、大きなトルクを伝達した場合にも圧痕等の損傷が生じにくくする事は、トルク伝達に伴って上記各伝達駒を、上記各円周方向隙間部分で径方向に変位させる事により図れる。即ち、トルク伝達時に、これら各伝達駒のうち、トルク伝達側に存在する半数の伝達駒は、上記弾性部材の弾力に抗して、上記各円周方向隙間部分のうちで回転方向に関する幅寸法が広い側に変位する傾向になる。これに対して、反トルク伝達側に存在する残り半数の伝達駒は、上記弾性部材の弾力に基づいて、上記各円周方向隙間部分のうちで回転方向に関する幅寸法が狭い側に変位する傾向になる。この様に、上記各伝達駒が、トルク伝達側と反トルク伝達側とで、互いに逆方向に移動する事により、これら各伝達駒の変位に拘らず、これら各伝達駒の表面と、上記各円周方向隙間部分の回転方向両側を仕切る１対の面とを当接させたままにできる。この為、トルク伝達の方向が急に変化する場合でも、隙間に基づくがたつきを発生する事はない。又、上記各伝達駒がこれら各円周方向隙間部分で変位する量は、伝達すべきトルクが大きくなる程多くなる。この為、トルク伝達時に、上記各円周方向隙間部分の回転方向両側を仕切る１対の面のうちで上記各伝達駒の表面と当接する部分が頻繁に変わり、これら１対の面に圧痕等の損傷が発生しにくくなる。

特に、請求項２に記載した様に、上記各伝達駒として断面形状が円形のものを使用して、これら各伝達駒の外周面をアウター、インナー両シャフトの周面に当接させれば、上記各円周方向隙間部分での上記各伝達駒の、幅寸法が異なる方向への変位を円滑に行なわせて、上記圧痕等の損傷防止効果を、より向上させられる。
更に、請求項３に記載した発明の様に、上記両シャフト同士の間で過大なトルクを伝達する際に、上記各転動駒の外周面が、傾斜方向が異なる外径側、内径側両面に同時に当接自在とすれば、これら各伝達駒と、これら外径側、内径側両面を設けた、少なくとも一方のシャフトの周面との当接部の面圧を低くできる。更に、上記各伝達駒は、上記外径側、内径側両面に同時に当接した状態から、更に、上記両シャフトの径方向に変位しない様にできる。この為、上記各伝達駒を押圧している弾性部材が過度に弾性変形する事を防止できて、この弾性部材の耐久性を確保できる。

尚、本発明を実施する場合に、一般的には、請求項４に記載した様な構造として、アウターシャフト及びインナーシャフトの断面形状を円形に近くする。但し、請求項５に記載した様な構造として、アウターシャフト及びインナーシャフトの断面形状を扁平にする事もできる。何れの構造を採用するかは、伝達すべきトルクの大きさ、伸縮式回転伝達軸を設置すべき空間の容積等に応じて、設計的に選択する。

又、本発明を実施する場合に、請求項６に記載した様に、上記各円周方向隙間部分毎に複数個の伝達駒を、上記両シャフトの軸方向に互いに間隔をあけて配置すれば、上記アウターシャフトと上記インナーシャフトとの組み合わせ部の曲げ剛性を向上させる事ができる。
この場合に、上記各伝達駒同士の間隔を、請求項７に記載した様に、保持器により規制したり、請求項８に記載した様にセパレータにより規制すれば、伸縮式回転伝達軸の伸縮を繰り返しても、上記各伝達駒の間隔が不正規になる事がない。
又、請求項９に記載した様に、上記各伝達駒同士の、両シャフトの軸方向に関するピッチを、この軸方向の両端部で中央部よりも短くすれば、上記各伝達駒の総数を抑えつつ、上記曲げ剛性の向上を図れる。
更に、本発明を実施する場合に、請求項１０に記載した様に、耐摩耗性を向上させる為の表面処理層を形成すれば、長期間に亙る使用による各面の摩耗を抑えて、伸縮式回転伝達軸の耐久性向上を図れる。

図１〜３は、請求項１〜４、６に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例は、本発明の伸縮式回転伝達軸をステアリングシャフト１８として実施する場合の構造に就いて示している。このステアリングシャフト１８は、アウターシャフト１９と、インナーシャフト２０と、それぞれが伝達駒である複数の鋼球２１、２１と、これら各鋼球２１、２１を弾性的に押圧する、弾性部材である板ばね２２、２２とを備える。そして、上記アウターシャフト１９と上記インナーシャフト２０とを、互いの間での回転伝達及び軸方向の相対変位を可能に組み合わせている。尚、上記各板ばね２２、２２として、一般的には金属製のものを使用するが、合成樹脂製のものを使用する事もできる。

このうちのアウターシャフト１９は、押出加工により完成後の金属管を直接得る事により、或いは、周知の方法で造った金属製で断面円形の丸管に曲げ加工を施す事により、断面花弁状に形成した金属管である。この様なアウターシャフト１９は、その全長が、特許請求の範囲に記載した筒状部に相当する。この様なアウターシャフト１９の内周面は、複数個所ずつのアウター側小径円弧面部２３、２３と、アウター側大径円弧面部２４、２４と、これら両円弧面部２３、２４同士を連続させるアウター側段差面部２５、２５とを、回転方向に関して交互に配置した段付形状である。これら各アウター側段差面部２５、２５のうち、上記各アウター側小径円弧面部２３、２３を回転方向両側から挟む、対となるアウター側段差面部２５、２５同士の交差角度θ₂₅は、これら各アウター側段差面部２５、２５が上記アウターシャフト１９の直径方向に存在する（中心角となる）場合に比べて大きくしている。尚、上記各アウター側小径円弧面部２３、２３と上記各アウター側大径円弧面部２４、２４とは、何れも外周面が凸面であるが、必ずしも同心である必要はない。

一方、上記インナーシャフト２０は、押出加工により完成後の形状を有する金属杆を直接得る事により、或いは、周知の方法により造った金属製で断面円形の丸棒に削り加工を施す事により、断面花弁状に形成した金属杆である。この様なインナーシャフト２０は、その全長が特許請求の範囲に記載した挿入部に相当する。この様なインナーシャフト２０の外周面は、複数個所ずつのインナー側小径円弧面部２６、２６と、インナー側大径円弧面部２７、２７と、これら両円弧面部２６、２７同士を連続させるインナー側段差面部２８、２８とを、回転方向に関して交互に配置した段付形状である。これら各インナー側段差面部２８、２８の外径側端部は、上記両シャフト１９、２０同士を組み合わせた状態で、径方向外方に向かう程上記各アウター側段差面部２５、２５に近づく方向に傾斜した、傾斜面部２９、２９としている。これに対して、上記各インナー側段差面部２８、２８の内径側端部乃至径方向中間部は、上記インナーシャフト２０の断面の径方向に関して、上記各傾斜面部２９、２９と逆方向に傾斜している。

本例の場合、上記各傾斜面部２９、２９が、請求項３に記載した外径側面であり、上記各インナー側段差面部２８、２８の内径側端部乃至径方向中間部が、同じく内径側面である。上記各アウター側段差面部２５、２５の傾斜角度（交差角度θ₂₅）を上述の様に規制した事と相まって、これら各アウター側段差面部２５、２５と上記各インナー側段差面部２８、２８との間隔は、これら各アウター側段差面部２５、２５と上記各インナー側段差面部２８、２８との間にそれぞれ存在する、各円周方向隙間部分３０、３０の外径側半部では、上記両シャフト１９、２０の径方向外方に向かう程狭くなっている。これに対して、上記各円周方向隙間部分３０、３０の内径側半部では、上記各アウター側段差面部２５、２５と上記各インナー側段差面部２８、２８との間隔は、上記両シャフト１９、２０の径方向内方に向かう程狭くなっている。尚、上記各インナー側小径円弧面部２６、２６と上記各インナー側大径円弧面部２７、２７とに就いても、何れも外周面が凸面であるが、必ずしも同心である必要はない。

又、前記各鋼球２１、２１は、上記円周方向隙間部分３０、３０内に、これら各円周方向隙間部分３０、３０毎に複数個ずつ配置している。そして、前記各板ばね２２、２２により上記各鋼球２１、２１を、上記各円周方向隙間部分３０、３０内で、上記両シャフト１９、２０の径方向外側に向け、弾性的に押圧している。この為に上記各板ばね２２、２２の幅方向中央部に形成した係止凹溝３１と、上記インナーシャフト２０の外周面のうちで上記各インナー側小径円弧面部２６、２６の回転方向中央部に形成した係止突条３２、３２とを係合させて、上記各板ばね２２、２２のずれ動きを防止している。この状態でこれら各板ばね２２、２２の幅方向両端部を上記各鋼球２１、２１に当接させて、これら各鋼球２１、２１に上記方向に押圧している。この状態でこれら各鋼球２１、２１の表面は、上記各アウター側段差面部２５、２５と、上記各インナー側段差面部２８、２８のうちで上記各傾斜面部２９、２９とに、それぞれ当接する。

尚、上記各鋼球２１、２１の表面が当接する、上記各アウター側段差面部２５、２５と上記各傾斜面部２９、２９との傾斜角度、即ち、上記各円周方向隙間部分３０、３０の外径側端部が径方向外方に向かう程狭くなる程度であるくさび角度θ₃₀を、上記両シャフト１９、２０同士の間で伝達するトルクの大きさ（最大値或いは平均値）と、上記各板ばね２２、２２の弾力と、上記各鋼球２１、２１の表面と上記各面部２５、２９との当接部の摩擦係数との関係で、適切に規制している。このくさび角度θ₃₀を規制する点に就いて、以下に説明する。

上記両シャフト１９、２０同士の間で回転力（トルク）を伝達する際、上記各円周方向隙間部分３０、３０に配置された上記各鋼球２１、２１のうち、前記各インナー側大径円弧面部２７、２７よりも回転方向前側に存在する各鋼球２１、２１は、上記各アウター側段差面部２５、２５と上記各傾斜面部２９、２９との間で強く挟持されて、上記トルク伝達に供される。これに対して、上記各インナー側大径円弧面部２７、２７よりも回転方向後側に存在する各鋼球２１、２１は、上記トルク伝達に供される事はなく、上記各アウター側段差面部２５、２５と上記各傾斜面部２９、２９との間で強く挟持される事もない。

そして、上記トルク伝達に供される上記各鋼球２１、２１は、上記各アウター側段差面部２５、２５と上記各傾斜面部２９、２９とに押され、前記各板ばね２２、２２の弾力に抗して、上記各円周方向隙間部分３０、３０のうちで径方向内方に変位する傾向になる。そこで、上記両シャフト１９、２０同士の間で、或る程度大きな（例えば低速走行時に大きな舵角を付与する場合に必要とされる）トルクを伝達する際に、上記トルク伝達に供される上記各鋼球２１、２１が、実際に上記各円周方向隙間部分３０、３０のうちで径方向内方に変位する様に、上記各板ばね２２、２２の弾力と、前記くさび角度θ₃₀とを規制している。この様な規制は、上記各鋼球２１、２１の表面と上記各アウター側段差面部２５、２５及び上記各傾斜面部２９、２９との間に作用する摩擦力に基づいて、計算により求められる。この場合に、実験により計算値を修正すれば、上記くさび角度θ₃₀として、信頼性の高い適正値を得られる。

上述の様に構成する本例の構造によれば、回転方向のがたつきを発生させる事なく軸方向の伸縮を円滑に行なわせる事ができ、しかも、大きなトルクを伝達した場合にも圧痕等の損傷が生じにくい、テレスコピック式のステアリングシャフト１８を実現できる。
先ず、回転方向のがたつきの発生防止は、上記各鋼球２１、２１を上記各板ばね２２、２２により、上記各円周方向隙間部分３０、３０のうちで回転方向に関する幅が狭くなった部分に向け押圧する事で図れる。上述した様に、或る程度大きなトルクを伝達する際には、上記トルク伝達に供される上記各鋼球２１、２１が上記各円周方向隙間部分３０、３０のうちで径方向内方に変位する。これら各鋼球２１、２１を挟持している上記各アウター側段差面部２５、２５と上記各傾斜面部２９、２９とは、遠近動はしても、転がり軸受の軌道面同士の様な、面方向への相対変位を行なわない。従って、上記各鋼球２１、２１が上記両面部２５、２９と純転がり接触する事はない。但し、当接部の相対変位状況に多少転がりの要素が加わるし、この当接部の周囲にくさび状の隙間が存在する為、この当接部へのグリース等の潤滑剤の取り込みは効果的に行なわれる。この為、上記各鋼球２１、２１の上記各円周方向隙間部分３０、３０内での変位は円滑に行なわれる。

又、上述の様に回転方向前側（トルク伝達側）の鋼球２１、２１が径方向内方に変位する状態では、前記各インナー側大径円弧面部２７、２７に対し回転方向前側に存在する上記各円周方向隙間部分３０、３０の幅寸法が狭くなるのに対して、回転方向後側（反トルク伝達側）に存在する上記各円周方向隙間部分３０、３０の幅寸法は広くなる。この様に各円周方向隙間部分３０、３０の幅寸法が広くなった部分では、上記各鋼球２１、２１が上記各板ばね２２、２２により径方向外方に変位させられる。従って、回転方向前側では勿論、回転方向後側でも、上記各鋼球２１、２１と上記各アウター側段差面部２５、２５及び上記各傾斜面部２９、２９とが当接したままの状態となる。言い換えれば、上記各鋼球２１、２１の表面と上記各円周方向隙間部分３０、３０の回転方向両側を仕切る何れかの面との間に隙間が生じる事はない。

この様に、上記各鋼球２１、２１が、トルク伝達側と反トルク伝達側とで、互いに逆方向に移動する事で、これら各鋼球２１、２１の変位に拘らず、これら各鋼球２１、２１の表面と、上記各円周方向隙間部分３０、３０の回転方向両側を仕切る１対の面である、上記両面部２５、２９とを当接させたままにできる。従って、トルク伝達の方向が急に変化する場合でも、隙間に基づくがたつきを発生する事はない。この為、前記アウターシャフト１９と前記インナーシャフト２０との間でトルク伝達を開始する際、或いは伝達方向を急に変化させる際に、隙間に基づくがたつきを発生する事はない。

又、前記ステアリングシャフト１８を伸縮させるべく、上記両シャフト１９、２０同士を軸方向の相対変位させる際には、上記各鋼球２１、２１の転動面が、上記各アウター側段差面部２５、２５及び上記各傾斜面部２９、２９に対し転がりつつ、上記相対変位を許容する。この状態での上記各鋼球２１、２１の運動は、純転がりではないにしても、それに近い状態となるので、上記ステアリングシャフト１８の伸縮に要する力を小さく抑えられる。即ち、上記各鋼球２１、２１の表面と上記各アウター側段差面部２５、２５及び上記各傾斜面部２９、２９とは、上記各板ばね２２、２２の弾力により、常時当接してはいるが、例えば締り嵌めにより組み合わせた構造とは異なり、当接面の面圧は限られている。従って、上記各面同士を相対変位させる為に要する力は小さくて済み、上記ステアリングシャフト１８の伸縮を軽い力で行なわせる事ができる。

更に、大きなトルクを伝達した場合にも圧痕等の損傷が生じにくくする事は、トルク伝達に伴って上記各鋼球２１、２１を、上記各円周方向隙間部分３０、３０内で、上記ステアリングシャフト１８の径方向に関して内外方向に往復移動させる事により図れる。即ち、トルク伝達時に上記各鋼球２１、２１のうち、回転方向前側に存在する半数の鋼球２１、２１は、上記各板ばね２２、２２の弾力に抗して、上記各円周方向隙間部分３０、３０の径方向内方に変位する。これに対して、回転方向後側に存在する残り半数の鋼球２１、２１は、上記各板ばね２２、２２の弾力に基づいて、上記各円周方向隙間部分３０、３０のうちで径方向外方に変位する。本例のステアリングシャフト１８の場合には、上記各鋼球２１、２１が径方向外方に変位する頻度と、同じく径方向内方に変位する頻度とは同じである。

又、上記各鋼球２１、２１が上記各円周方向隙間部分３０、３０で上記ステアリングシャフト１８の径方向に変位する量は、伝達すべきトルクが大きくなる程多くなる。この為、トルク伝達時に、上記各円周方向隙間部分３０、３０の回転方向両側を仕切る１対の面である、前記各アウター側段差面部２５、２５及び前記各傾斜面部２９、２９のうちで、上記各鋼球２１、２１の表面と当接する部分が頻繁に変わる。この結果、前述した特許文献１に記載された構造の様に、１個所を繰り返し押圧される場合と異なり、上記各面部２５、２９に圧痕等の損傷が発生しにくくなる。

但し、上記伝達すべきトルクが過度に大きくなった状態では、上記各鋼球２１、２１は、上記ステアリングシャフト１８の径方向に関して、上記各円周方向隙間部分３０、３０の中間部に留まる。即ち、上記トルクがゼロ又は僅少の場合には、図３の（Ａ）に示す様に、上記各鋼球２１、２１が上記各板ばね２２によりほぼ均一に押されて、上記各円周方向隙間部分３０、３０の外径寄り部分に留まる。これに対して、上記トルクが大きくなると、前述した様に、上記各鋼球２１、２１は、トルクを伝達する側で上記各板ばね２２の弾力に抗して内径側に変位し、トルクを伝達しない側で外径側に変位する。本例の場合、前述した通り、各アウター側段差面部２５、２５と上記各インナー側段差面部２８、２８との間隔は、上記各円周方向隙間部分３０、３０の外径側半部では、上記両シャフト１９、２０の径方向外方に向かう程狭く、内径側半部では、径方向内方に向かう程狭くなっている。従って、上記トルクが極端に大きくなった場合には、図３の（Ｂ）の左側に示す様に、上記各鋼球２１、２１は、上記各インナー側段差面部２８、２８の中間部で、円周方向に関して最も凹んだ位置に留まる。

この状態では、上記各鋼球２１、２１のうちでトルク伝達に供される鋼球２１と、上記各インナー側段差面部２８、２８のうちのトルク伝達に供されるインナー側段差面部２８とは、それぞれ２個所位置ずつで当接する。この結果、トルク伝達に供される鋼球２１とインナー側段差面部２８との接触面積が増大し、このインナー側段差面部２８に大きな圧痕が形成される事を防止できる。更に、上記トルクがどれ程大きくなっても、上記各鋼球２１、２１は、図３の（Ｂ）の左側に示した状態よりも内径側に変位する事はない。この為、これら各鋼球２１、２１を外径側に押圧している上記各板ばね２２が、過度の押圧される事はなく、これら各板ばね２２の耐久性を確保できる。

［実施の形態の第２例］
図４は、請求項１〜４、６、７に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。上述した実施の形態の第１例の場合には、図１に示す様に、各円周方向隙間部分３０、３０に鋼球２１、２１を、互いに突き合わせた状態で配置している。この様な構造では、これら各鋼球２１、２１の数を同じとした場合に、ステアリングシャフト１８の軸方向に関して、これら各鋼球２１、２１を配置する範囲が狭く（軸方向長さが短く）なり、このステアリングシャフト１８の曲げ剛性を確保する面から不利になる。これに対して本例のステアリングシャフト１８ａの場合には、保持器３３、３３により、各円周方向隙間部分３０、３０に複数個ずつ配置された鋼球２１、２１同士の間隔を規制している。

上記各保持器３３、３３は、ステンレス鋼板等の金属板を曲げ形成する事により、或いは合成樹脂を射出成形する事により形成されたもので、それぞれ、円弧状の連結板部３４と、この連結板部３４の幅方向両端縁からインナーシャフト２０の径方向内方に折れ曲がった１対の保持板部３５、３５とを備える。これら両保持板部３５、３５には円形のポケットを、上記インナーシャフト２０の軸方向に関して間欠的に設けている。そして、これら各ポケットの内側に上記各鋼球２１、２１を１個ずつ、転動自在に保持している。本例の場合には、上記各保持器３３、３３の連結板部３４を大きながたつきなく支持する為に、アウターシャフト１９ａの内周面のうちでアウター側大径円弧面部２４ａ、２４ａの中間部を径方向内方に偏らせている。この構成により、これらアウター側大径円弧面部２４ａ、２４ａと、インナーシャフト２０の外周面のうちでインナー側大径円弧面部２７、２７との間の隙間を狭くしている。上記各保持器３３、３３の連結板部３４は、この隙間部分に、大きながたつきを生じる事なく、上記ステアリングシャフト１８ａの軸方向（図４の表裏方向）の変位を自在に、配置している。

この様な本例の構造によれば、上記各鋼球２１、２１の数を増やさなくても、上記ステアリングシャフト１８ａの軸方向に関して、これら各鋼球２１、２１を配置する範囲を広く（軸方向長さを長く）できて、上記ステアリングシャフト１８ａの曲げ剛性を確保し易くなる。その他の部分の構成及び作用は、前述した実施の形態の第１例と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は省略する。

［実施の形態の第３例］
図５は、請求項１〜４、６に対応する、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の場合には、トルク伝達時に各鋼球２１、２１が変位する方向を、ステアリングシャフト１８ｂの径方向に関して、前述した実施の形態の第１例及び上述した第２例の場合とは逆にしている。この為に、アウターシャフト１９ｂの内周面の形状とインナーシャフト２０ａの外周面の形状とを上記第１〜２例の場合と異ならせて、回転方向に関する、各円周方向隙間部分３０ａ、３０ａのうちで上記各鋼球２１、２１の表面が当接する部分の幅寸法を、上記ステアリングシャフト１８ｂの径方向内側程狭くなる様にしている。

具体的には、上記アウターシャフト１９ｂの内周面のうちでアウター側段差面部２５ａ、２５ａを、このアウターシャフト１９ｂの径方向に一致する方向に形成している。これに対して、上記インナーシャフト２０ａの外周面のうちでインナー側段差面部２８ａ、２８ａの内径側半部を、径方向内方に向かう程上記各アウター側段差面部２５ａ、２５ａに近づく方向に傾斜した、傾斜面部２９ａ、２９ａとしている。そして、上記各円周方向隙間部分３０ａ、３０ａ内に配置した上記各鋼球２１、２１を板ばね２２ａ、２２ａの先端部により、上記ステアリングシャフト１８ｂの径方向内方に押圧している。本例の場合、これら各板ばね２２ａ、２２ａの基端部を、上記インアーシャフト２０ａの外周面のうちでインナー側大径円弧面部２７、２７にかしめ固定している。

この様な本例の場合、上記アウターシャフト１９ｂと上記インナーシャフト２０ａとの間で或る程度大きなトルクを伝達する際に、上記インナー側大径円弧面部２７、２７よりも回転方向前側（トルク伝達側）に存在する鋼球２１、２１は、上記各板ばね２２ａ、２２ａの弾力に抗して、上記ステアリングシャフト１８ｂの径方向外方に変位する。同時に、回転方向後側（反トルク伝達側）に存在する鋼球２１、２１は、上記各板ばね２２ａ、２２ａの弾力に基づいて、上記ステアリングシャフト１８ｂの径方向内方に変位する。
その他の部分の構造及び作用は、前述した実施の形態の第１〜２例の場合と同様であるから、重複する説明は省略する。

［実施の形態の第４例］
図６は、請求項１〜４、６に対応する、本発明の実施の形態の第４例を示している。本例の場合には、各鋼球２１、２１を押圧する為の板ばね２２ｂ、２２ｂを、アウターシャフト１９ｂの内周面のうちで、アウター側大径円弧面部２４、２４に保持している。又、これらアウター側大径円弧面部２４、２４の周方向中央部に係止凹溝３１ａに、上記各板ばね２２ｂ、２２ｂの外周面中央部に形成した係止突条３２ａを係合させて、これら各板ばね２２ｂ、２２ｂのずれ止めを図っている。これら各板ばね２２ｂ、２２ｂの設置構造が異なる点以外の構成及び作用は、上述した実施の形態の第３例の場合と同様であるから、重複する説明は省略する。

［実施の形態の第５例］
図７は、請求項１〜４、６に対応する、本発明の実施の形態の第５例を示している。本例の場合には、アウターシャフト１９ｃの内周面のうちでアウター側段差面部２５ｂ、２５ｂの断面形状、及び、インナーシャフト２０ｂの外周面のうちでインナー側段差面部２８ｂ、２８ｂの断面形状を、それぞれゴシックアーチ状等の複合凹円弧としている。各鋼球２１、２１の表面と接触する、上記各段差面部２５ｂ、２８ｂの断面形状を凹円弧としている為、これら各鋼球２１、２１の表面と各段差面部２５ｂ、２８ｂとの当接部の面積が広くなる。この結果、これら各段差面部２５ｂ、２８ｂに圧痕が形成される事を、より効果的に防止できる。
その他の部分の構成及び作用は、上述した実施の形態の第４例と同様であるから、重複する説明は省略する。

［実施の形態の第６例］
図８は、請求項１〜４、６に対応する、本発明の実施の形態の第６例を示している。本例の場合には、各鋼球２１、２１を径方向内方に押圧する為の弾性部材として、ゴムの如きエラストマー製の弾性シート３６、３６を使用している。本例の場合には、この様な弾性シート３６、３６を、アウターシャフト１９ｂの内周面のうちで、アウター側小径円弧面部２３及びアウター側段差面部２５ａ、２５ａを回転方向両側から挟む位置に配置している。尚、本例の場合には、各鋼球２１、２１同士を離隔させる為の保持器を設ける事もできる。
弾性部材が板ばねから弾性シート３６、３６に変わった以外の構成及び作用は、前述した実施の形態の第３〜４例と同様であるから、重複する説明は省略する。

［実施の形態の第７例］
図９は、請求項１〜３、５に対応する、本発明の実施の形態の第７例を示している。本例の場合には、アウターシャフト１９ｄの断面形状を、両端面が円弧状に膨らんだ鼓状としている。このアウターシャフト１９ｄを管状とし、このアウターシャフト１９ｄをその全長に亙って筒状部としている点は、先に述べた各例の場合と同様である。このアウターシャフト１９ｄは、金属材料を押し出し加工する事により造ったもので、その内周面には、断面に関する長さ方向（図９の上下方向）中間部に、互いに平行な１対のアウター側平坦面部３７、３７を設けている。又、この長さ方向両端部に、それぞれが上記アウターシャフト１９ｄの中心軸を中心とする、１対のアウター側円弧面部３８、３８を設けている。

上記断面の幅方向（図９の左右方向）に関する、これら両アウター側円弧面部３８、３８の幅寸法Ｗ₃₈は、上記両アウター側平坦面部３７、３７同士の間隔Ｄ₃₇よりも大きく（Ｗ₃₈＞Ｄ₃₇）している。そして、これら両アウター側平坦面部３７、３７の幅方向両端縁部（断面の長さ方向両端縁部）と上記両アウター側円弧面部３８、３８の幅方向両端縁部とを、それぞれアウター側連続面部３９、３９により連続させている。これら各アウター側連続面部３９、３９は、上記両アウター側平坦面部３７、３７から上記両アウター側円弧面部３８、３８に向かう程互いの間隔が拡がる方向に傾斜したもので、これら両アウター側円弧面部３８、３８毎に１対ずつ、合計２対設けられている。

一方、上述の様なアウターシャフト１９ｄと組み合わされるインナーシャフト２０ｃの外周面に関しても、両端面が円弧状に膨らんだ鼓状としている。このインナーシャフト２０ｃを棒状とし、このインナーシャフト２０ｃをその全長に亙って挿入部としている点は、先に述べた各例の場合と同様である。このインナーシャフト２０ｃは、金属材料を押し出し加工する事により、或いは金属製の丸棒に削り加工を施す事により造ったもので、その外周面には、断面に関する長さ方向（図９の上下方向）中間部に、互いに平行な１対のインナー側平坦面部４０、４０を設けている。又、この長さ方向両端部に、それぞれが上記インナーシャフト２０ｃの中心軸を中心とする、１対のインナー側円弧面部４１、４１を設けている。

上記断面の幅方向（図９の左右方向）に関する、上記両インナー側円弧面部４１、４１の幅寸法Ｗ₄₁は、上記両インナー側平坦面部４０、４０同士の間隔Ｄ₄₀よりも大きく（Ｗ₄₁＞Ｄ₄₀）している。そして、これら両インナー側平坦面部４０、４０の幅方向両端縁部（断面の長さ方向両端縁部）と上記両インナー側円弧面部４１、４１の幅方向両端縁部とを、それぞれインナー側連続面部４２、４２により連続させている。これら各インナー側連続面部４２、４２は、上記両インナー側平坦面部４０、４０から上記両インナー側円弧面部４１、４１に向かう程互いの間隔が拡がる方向に傾斜したもので、これら両インナー側円弧面部４１、４１毎に１対ずつ、合計２対設けられている。

前述の様なアウターシャフト１９ｄと上述の様なインナーシャフト２０ｃとは、このアウターシャフト１９ｄの内径側にこのインナーシャフト２０ｃを挿入し、更に、上記両インナー側平坦面部４０、４０の幅方向両端部と前記各アウター側連続面部３９、３９との間に鋼球２１、２１を介在させた状態に組み合わせる。そして、前記両アウター側円弧面部３８、３８の内面にそれぞれの基板部を保持した１対の板ばね２２ｃ、２２ｃの両端部により、上記各鋼球２１、２１を上記両シャフト１９ｄ、２０ｃの断面の径方向内方に、弾性的に押圧している。これら各鋼球２１、２１を配置した、上記両インナー側平坦面部４０、４０と上記各アウター側連続面部３９、３９とにより両側を仕切られる円周方向隙間部分３０ｂ、３０ｂの、回転方向に関する幅は、上記断面の径方向内方に向かう程狭くなっている。従って、本例の場合も、前述した実施の形態の第３〜４例の場合と同様にして、回転方向のがたつきを発生させる事なく軸方向の伸縮を円滑に行なわせる事ができ、しかも、大きなトルクを伝達した場合にも圧痕等の損傷が生じにくい、テレスコピック式のステアリングシャフト１８ｃを実現できる。

［実施の形態の第８例］
図１０〜１２は、請求項１〜４、６、８に対応する、本発明の実施の形態の第８例を示している。本例の構造は、前述した実施の形態の第１例の構造に改良を加えて、各円周方向隙間部分３０毎に複数個ずつ配置した鋼球２１、２１をステアリングシャフト１８ｄの軸方向に確実に離隔させると共に、これら各鋼球２１、２１の外径のばらつきを吸収可能としている。この為に本例の場合には、上記各円周方向隙間部分３０内に、上記ステアリングシャフト１８ｄの径方向に関して内側から順番に、波板ばね４３と、セパレータ４４と、上記各鋼球２１、２１とを配置している。

上記波板ばね４３は、上記ステアリングシャフト１８ｄを構成するインナーシャフト２０ｄの外周面を構成するインナー側小径円弧部２６のうちで、インナー側段差面部２８（図２参照）に隣接する部分に、上記インナーシャフト２０ｄの軸方向の変位を阻止した状態で装着している。この為に本例の場合には、上記インナー側小径円弧部２６の一部に保持凹孔４５を形成し、この保持凹孔４５内に上記波板ばね４３を、ほぼがたつきなく設置している。
又、上記セパレータ４４は、比較的硬質のゴム、ビニル等のエラストマーの如き弾性材製で、上記インナーシャフト２０ｄの軸方向に長く、上記ステアリングシャフト１８ｄの径方向に関して外側面側に複数の保持凹部４６、４６を、このステアリングシャフト１８ｄの軸方向に関して間欠的に形成している。
更に、上記各鋼球２１、２１は、上記セパレータ４４の保持凹部４６、４６に保持された状態で、上記波板ばね４３の弾力により、アウターシャフト１９の内周面を構成するアウター側段差面部２５（図２参照）と、上記インナー側段差面部２８の外径側端部に形成された傾斜面部２９（図２参照）とに押し付けている。

上述の様に構成する本例の構造の場合には、前述した実施の形態の第２例の構造と同様に、上記各鋼球２１、２１の数を増やさなくても、上記ステアリングシャフト１８ｄの軸方向に関して、これら各鋼球２１、２１を配置する範囲を広くでき、このステアリングシャフト１８ｄの曲げ剛性を確保し易くなる。
更に本例の構造の場合には、上記セパレータ４４の弾性変形に基づき、上記各鋼球２１、２１の外径のばらつきを吸収できる。即ち、これら各鋼球２１、２１のうち、一部の鋼球２１の外径が基準よりも大きくても、当該鋼球２１部分で上記セパレータ４４の厚さを弾性的に縮める事で、上記外径の差を吸収する。この為、上記各鋼球２１、２１の外径を厳密に規制しなくても、これら各鋼球２１、２１を設置した部分で有害ながたつきを生じる事が無い。
その他の部分の構成及び作用は、前述した実施の形態の第１例と同様である。尚、本例の様な、波板ばね４３とセパレータ４４とを備えた構造を、前述の図５〜９に示した構造に適用する事もできる。

［実施の形態の第９例］
図１３は、請求項１〜４、６、８、９に対応する、本発明の実施の形態の第９例を示している。本例の場合には、セパレータ４４ａの外径側側面に設けた保持凹部４６、４６の、軸方向に関するピッチを、軸方向中間部で広く、両端部で狭くしている。そして、これら各保持凹部４６、４６に保持された各鋼球２１、２１の軸方向に関するピッチを、この軸方向の両端部で中央部よりも短くしている。
この様な本例の構造の場合には、アウターシャフト１９とインナーシャフト２０ｄとの間に加わる曲げモーメントが強く加わる両端部分に存在する鋼球２１、２１の数が多くなるので、これら各鋼球２１、２１の総数を抑えつつ、上記アウターシャフト１９と上記インナーシャフト２０ｄとにより構成するステアリングシャフト１８ｄの曲げ剛性の向上を図れる。その他の部分の構成及び作用は、上述した実施の形態の第８例の場合と同様である。

［本発明を実施する場合の留意点］
本発明は、以上に述べた各実施の形態の構造に限らず、これら各実施の形態の構造を適宜組み合わせる等、種々の構造で実施可能である。
又、構成各部の形状、構造、材質に就いても、各種偏向実施できる。例えば、伝達駒の形状に関しては、図示の各例の様な球に限らず、円筒（鋼製ころ）とする事もできる。円筒製の伝達駒を採用する場合には、円筒の中心軸をアウター、インナー両シャフトの中心軸と平行に配置する。

尚、各部の材質に就いては、用途に応じて必要とする信頼性及び耐久性を確保できる範囲で、各種材料を使用できる。例えば、アウター、インナー両シャフトに関しては、鉄系合金の他、アルミニウム系合金、マグネシウム係合金等が使用可能である。又、伝達駒に関しても、軸受鋼等の鉄系合金の他、高機能樹脂等が使用可能である。又、弾性部材に就いては、ばね鋼等の鉄系合金の他、高機能樹脂等が使用可能である。
更に、上記アウター、インナー両シャフト及び上記伝達駒を、何れも鉄系合金とする場合に、少なくとも何れかの面に、前述した様な耐摩耗性を向上させる為の表面処理層を形成する事も、耐久性向上の面から見て好ましい。

本発明の伸縮式回転伝達軸は、前述の図１４に示した、電動式パワーステアリング装置を備えた自動車用操舵装置の構成部材のうち、中間シャフト５に適用して、大きな効果を得られる。但し、この中間シャフト５に限らず、ステアリングコラム９の内側に配置するステアリングシャフト３として実施する事もできる。更には、自動車用操舵装置を構成するシャフトに限らず、工作機械、遊具等、各種回転機械装置を構成する回転伝達用シャフトとして実施する事もできる。

本発明の実施の形態の第１例を示す、部分切断側面図。 図１の拡大Ｘ−Ｘ断面図。 トルク非伝達時の状態（Ａ）と過大トルク伝達時の状態（Ｂ）とを示す、図２の右上部に相当する拡大断面図。 本発明の実施の形態の第２例を示す、図２と同様の図。 同第３例を示す、図２と同様の図。 同第４例を示す、図２と同様の図。 同第５例を示す、図６の上部に相当する図。 同第６例を示す、図７と同様の図。 同第７例を示す、図２と同様の図。 同第８例を示す部分切断側面図。 第８例に組み込むセパレータを示しており、（Ａ）は図１０の上方から見た図、（Ｂ）は図１０と同方向から見た図、（Ｃ）は（Ｂ）の側方から見た図。 図１０のＹ部拡大図。 本発明の実施の形態の第９例を示す部分切断側面図。 自動車用操舵装置の１例を示す側面図。 従来から知られている伸縮式回転伝達軸の１例を示す、図２と同様の断面図。

符号の説明

１ ステアリングホイール
２ ステアリングギヤ
３ ステアリングシャフト
４ａ、４ｂ 自在継手
５ 中間シャフト
６ 入力軸
７ タイロッド
８ 電動モータ
９ ステアリングコラム
１０、１０ａ アウターシャフト
１１、１１ａ インナーシャフト
１２ アウターコラム
１３ インナーコラム
１４ 保持器
１５ ポケット
１６ 鋼球
１７ 位置決め素子
１８、１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ ステアリングシャフト
１９、１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ アウターシャフト
２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ インナーシャフト
２１ 鋼球
２２、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ 板ばね
２３ アウター側小径円弧面部
２４、２４ａ アウター側大径円弧面部
２５、２５ａ、２５ｂ アウター側段差面部
２６ インナー側小径円弧面部
２７ インナー側大径円弧面部
２８、２８ａ、２８ｂ インナー側段差面部
２９、２９ａ 傾斜面部
３０、３０ａ、３０ｂ 円周方向隙間部分
３１、３１ａ 係止凹溝
３２、３２ａ 係止突条
３３ 保持器
３４ 連結板部
３５ 保持板部
３６ 弾性シート
３７ アウター側平坦面部
３８ アウター側円弧面部
３９ アウター側連続面部
４０ インナー側平坦面部
４１ インナー側円弧面部
４２ インナー側連続面部
４３ 波板ばね
４４、４４ａ セパレータ
４５ 保持凹孔
４６ 保持凹部

Claims (10)

1. 少なくとも軸方向の一部を、軸方向一端面に開口する、内周面の形状が非円形である筒状部としたアウターシャフトと、少なくとも軸方向の一部をこの筒状部に緩く挿入可能な、外周面の形状が非円形である挿入部としたインナーシャフトと、この挿入部の外周面の円周方向複数個所と上記筒状部の内周面の円周方向複数個所との間にそれぞれ存在する、上記挿入部の外周面と上記筒状部の内周面とが上記両シャフトの回転方向に関して互いに対向する円周方向隙間部分に、これら両シャフトの周面同士の間に挟持された状態で配置された複数の伝達駒とを備え、上記アウターシャフトと上記インナーシャフトとを、互いの間での回転伝達及び軸方向の相対変位を可能に組み合わせた伸縮式回転伝達軸に於いて、上記各円周方向隙間部分のうちで、少なくとも上記各伝達駒を挟持した部分の、回転方向に関する幅を、上記両シャフトの径方向に関して何れかの方向に向かう程漸次狭くすると共に、上記各伝達駒を上記各円周方向隙間部分のうちで回転方向に関する幅が狭くなった部分に向け径方向に押圧する弾性部材を設け、且つ、上記各円周方向隙間部分の回転方向両側を仕切り、上記各伝達駒と当接する１対の面同士の傾斜角度を、これら両面同士の間隔が狭まる際に、これら各伝達駒を上記弾性部材の弾力に抗して上記各円周方向隙間部分で変位可能な大きさに規制した事を特徴とする伸縮式回転伝達軸。
2. 各伝達駒は、両シャフトの中心軸に対し直角方向に存在する仮想平面に関する断面形状が円形であり、上記各伝達駒の外周面が、上記両シャフトの周面に当接している、請求項１に記載した伸縮式回転伝達軸。
3. 少なくとも一方のシャフトの周面の一部で各伝達駒と対向する部分を、傾斜方向が互いに異なる外径側、内径側両面を径方向中間部で連続させる事により、この径方向中間部が円周方向に関して最も凹ませた凹面とし、上記各伝達駒が弾性部材の弾力に抗して変位した状態で、これら各転動駒の外周面が上記外径側、内径側両面に同時に当接自在とした、請求項２に記載した伸縮式回転伝達軸。
4. 筒状部の内周面が、回転方向に関して交互に配置した複数個所ずつのアウター側小径円弧面部とアウター側大径円弧面部とをアウター側段差面部で連続させた段付形状であり、挿入部の外周面が、回転方向に関して交互に配置した複数個所ずつのインナー側小径円弧面部とインナー側大径円弧面部とをインナー側段差面部で連続させた段付形状であり、各円周方向隙間部分が、これら各インナー側段差面部と上記各アウター側段差面部との間に存在する、請求項１〜３のうちの何れか１項に記載した伸縮式回転伝達軸。
5. 筒状部の内周面が、互いに平行な１対のアウター側平坦面部と、それぞれがこの筒状部の中心軸を中心とする１対のアウター側円弧面部と、これら両アウター側円弧面部の両端縁部と上記両アウター側平坦面部の幅方向両端縁部とを連続させる、これら両アウター側平坦面部から上記両アウター側円弧面部に向かう程互いの間隔が拡がる方向に傾斜した、これら両アウター側円弧面部毎に１対ずつ、合計２対のアウター側連続面部とから成り、内周面同士の間隔が上記両アウター側平坦面部から外れた部分で漸次大きくなった形状であり、挿入部の外周面が、互いに平行な１対のインナー側平坦面部を備えた形状であり、各円周方向隙間部分が、これら各インナー側平坦面部と上記各アウター側連続面部との間に存在する、請求項１〜３のうちの何れか１項に記載した伸縮式回転伝達軸。
6. 各円周方向隙間部分毎に複数個ずつの伝達駒を、両シャフトの軸方向に互いに間隔をあけて配置している、請求項１〜５のうちの何れか１項に記載した伸縮式回転伝達軸。
7. 各円周方向隙間部分に配置された複数個の伝達駒を保持器に保持する事により、これら各伝達駒同士の間隔を規制している、請求項６に記載した伸縮式回転伝達軸。
8. 両シャフトの軸方向に長く、各円周方向隙間部分のうちで回転方向に関する幅が狭くなる側に複数の保持凹部を形成したセパレータの保持凹部に、上記各円周方向隙間部分に配置された複数個の伝達駒を保持する事により、これら各伝達駒同士の間隔を規制すると共に、弾性部材により上記セパレータを、上記各円周方向隙間部分のうちで回転方向に関する幅が狭くなる側に押圧している、請求項６に記載した伸縮式回転伝達軸。
9. 各円周方向隙間部分に配置された複数個の伝達駒同士の、両シャフトの軸方向に関するピッチを、この軸方向の両端部で中央部よりも短くした、請求項７〜８のうちの何れか１項に記載した伸縮式回転伝達軸。
10. 互いに接触して、両シャフトが軸方向に相対変位する際に相対変位する、各伝達駒の表面と、筒状部の内周面と、挿入部の外周面とのうちの少なくとも何れかの面に、耐摩耗性を向上させる為の表面処理層を形成している、請求項１〜９のうちの何れか１項に記載した伸縮式回転伝達軸。

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