今日、自動ログインできない原因がわかりました。
複数の要因が絡んだために、今までなかなか気づけなかったものです。
今後のためにメモとして残します。

• ~/.ssh/authorized_keysを編集する。
• authorized_keysファイルにログイン元で作成した公開鍵ファイル(id_rsa.pub)の内容を追加する。
• ssh-keygenで公開鍵を作成するときは、パスワードを入力せずにEnterキーのみ打つ。これをしなかった場合はパスフレーズを要求されるようになる。
• authorized_keysのパーミッションは600にしなければならない。
• ファイルの内容はcatコマンドで出力したものをコピーペーストすること。
• moreコマンドは改行を自動で入れるため使わない方がよい。

参考：sshでパスワードなしにログインするには