JP3941214B2

JP3941214B2 - Constant velocity joint

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Publication number: JP3941214B2
Application number: JP10488598A
Authority: JP
Inventors: 英男大内
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1998-04-15
Filing date: 1998-04-15
Publication date: 2007-07-04
Anticipated expiration: 2018-04-15
Also published as: JPH11303882A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明に係る等速ジョイントは、例えば独立懸架式サスペンションに駆動輪を支持する為の転がり軸受ユニットに一体的に組み込み、トランスミッションから駆動輪に駆動力を伝達するのに利用する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のトランスミッションと、独立懸架式サスペンションにより支持した駆動輪との間には等速ジョイントを設けて、デファレンシャルギヤと駆動輪との相対変位や車輪に付与された舵角に拘らず、エンジンの駆動力を駆動輪に、全周に亙り同一角速度で伝達自在としている。この様な部分に使用される等速ジョイントとして従来から、例えば実開昭５７−１４５８２４〜５号公報、同５９−１８５４２５号公報、同６２−１２０２１号公報等に記載されたものが知られている。
【０００３】
この様な従来から知られた等速ジョイント１は、例えば図９〜１１に示す様に、内輪２と外輪３との間の回転力伝達を６個のボール４、４を介して行なう様に構成している。上記内輪２は、トランスミッションにより回転駆動される一方の軸５の外端部（図９の左端部）に固定する。又、上記外輪３は、駆動輪を固定する他方の軸６の内端部（図９の右端部）に固定する。上記内輪２の外周面２ａには、断面円弧形の内側係合溝７、７を６本、円周方向等間隔に、それぞれ円周方向に対し直角方向に形成している。又、上記外輪３の内周面３ａで、上記各内側係合溝７、７と対向する位置には、やはり断面円弧形の外側係合溝８、８を６本、円周方向に対し直角方向に形成している。これら各外側係合溝８、８及び上記各内側係合溝７、７の形状は、上記外輪３或いは上記内輪２の直径方向で、これら各係合溝８、７の幅方向中央部を通過する仮想平面に関して対称である。
【０００４】
又、上記内輪２の外周面２ａと外輪３の内周面３ａとの間には、断面が円弧状で全体が円環状の保持器９を挟持している。この保持器９の円周方向６箇所位置で、上記内側、外側両係合溝７、８に整合する位置には、それぞれポケット１０、１０を形成し、各ポケット１０、１０の内側にそれぞれ１個ずつ、合計６個のボール４、４を保持している。これらのボール４、４は、それぞれ上記各ポケット１０、１０に保持された状態で、上記内側、外側両係合溝７、８に沿い転動自在である。
【０００５】
上記各ポケット１０、１０は図１１に示す様に、円周方向に長い矩形とし、次述する軸交角αの変化に伴なって、円周方向に隣り合うボール４、４同士の間隔が変化した場合でも、この変化を吸収できる様にしている。即ち、上記内側係合溝７、７の底面７ａ、７ａ同士の位置関係、並びに上記各外側係合溝８、８の底面８ａ、８ａ同士の位置関係は、図１２に一点鎖線で示す様に、地球儀の経線の如き関係になっている。上記内輪２の中心軸と外輪３の中心軸とが一致している（軸交角α＝１８０°）場合に上記各ボール４、４は、図１２に二点鎖線で示した、地球儀の赤道に対応する位置の近傍に存在する。これに対して、上記内輪２の中心軸と外輪３の中心軸とが不一致になる（軸交角α＜１８０°）と、等速ジョイント１の回転に伴って上記各ボール４、４が、図１２の上下方向に往復変位（地球儀の北極方向と南極方向とに交互に変位）する。この結果、円周方向に隣り合うボール４、４同士の間隔が拡縮するので、上記各ポケット１０、１０を、それぞれ円周方向に長い矩形として、上記間隔の拡縮を行なえる様にしている。尚、上記内側係合溝７、７の底面７ａ、７ａと上記各外側係合溝８、８の底面８ａ、８ａとは、次述する説明から明らかな通り、互いに同心ではない。従って、上記経線に相当する線は、これら各係合溝７、８毎に、互いに少しずれた位置に存在する。
【０００６】
更に、図９に示す様に、前記一方の軸５と他方の軸６との変位に拘らず、上記各ボール４、４を、これら両軸５、６の軸交角α、即ち、上記一方の軸５の中心線ａと他方の軸６の中心線ｂとの交点ｏで両線ａ、ｂのなす角度αを二等分する、二等分面ｃ内に配置している。この為に、上記内側係合溝７、７の底面７ａ、７ａは、上記中心線ａ上で、上記交点ｏからｈだけ離れた点ｄを中心とする球面上に位置させ、上記外側係合溝８、８の底面８ａ、８ａは、上記中心線ｂ上で、前記交点ｏからｈだけ離れた点ｅを中心とする球面上に位置させている。但し、前記内輪２の外周面２ａ、外輪３の内周面３ａ、並びに前記保持器９の内外両周面は、それぞれ上記交点ｏを中心とする球面上に位置させて、上記内輪２の外周面２ａと保持器９の内周面との摺動、並びに外輪３の内周面３ａと保持器９の外周面との摺動を自在としている。
【０００７】
上述の様に構成する等速ジョイント１の場合、上記一方の軸５により内輪２を回転させると、この回転運動は６個のボール４、４を介して外輪３に伝達され、他方の軸６が回転する。両軸５、６同士の位置関係（上記軸交角α）が変化した場合には、上記各ボール４、４が内側、外側両係合溝７、８に沿って転動し、上記一方の軸５と他方の軸６との変位を許容する。
【０００８】
等速ジョイントの基本的な構造及び作用は上述の通りであるが、この様な等速ジョイントと、車輪を懸架装置に対して回転自在に支持する為の車輪用転がり軸受ユニットとを一体的に組み合わせる事が、近年研究されている。即ち、自動車の車輪を懸架装置に回転自在に支持する為には、外輪と内輪とを転動体を介して回転自在に組み合わせた車輪用転がり軸受ユニットを使用する。この様な車輪用転がり軸受ユニットと上述の様な等速ジョイントとを一体的に組み合わせれば、これら車輪用転がり軸受ユニットと等速ジョイントとを、全体として小型且つ軽量に構成できる。この様な車輪用転がり軸受ユニットと等速ジョイントとを一体的に組み合わせた、所謂第四世代のハブユニットと呼ばれる車輪用転がり軸受ユニットとして従来から、特開平７−３１７７５４号公報に記載されたものが知られている。
【０００９】
図１３は、この公報に記載された従来構造を示している。車両への組み付け状態で、懸架装置に支持した状態で回転しない外輪１１は、外周面にこの懸架装置に支持する為の第一の取付フランジ１２を、内周面に複列の外輪軌道１３、１３を、それぞれ有する。上記外輪１１の内側には、第一、第二の内輪部材１４、１５を組み合わせて成るハブ１６を配置している。このうちの第一の内輪部材１４は、外周面の一端寄り（図１３の左寄り）部分に車輪を支持する為の第二の取付フランジ１７を、同じく他端寄り（図１３の右寄り）部分に第一の内輪軌道１８を、それぞれ設けた円筒状に形成している。これに対して、上記第二の内輪部材１５は、一端部（図１３の左端部）を、上記第一の内輪部材１４を外嵌固定する為の円筒部１９とし、他端部（図１３の右端部）を等速ジョイント１ａの外輪３Ａとし、中間部外周面に第二の内輪軌道２０を設けている。そして、上記各外輪軌道１３、１３と上記第一、第二の内輪軌道１８、２０との間にそれぞれ複数個ずつの転動体２１、２１を設ける事により、上記外輪１１の内側に上記ハブ１６を、回転自在に支持している。
【００１０】
又、上記第一の内輪部材１４の内周面と上記第二の内輪部材１５の外周面との互いに整合する位置には、それぞれ係止溝２２、２３を形成すると共に、止め輪２４を、これら両係止溝２２、２３に掛け渡す状態で設けて、上記第一の内輪部材１４が上記第二の内輪部材１５から抜け出るのを防止している。更に、上記第二の内輪部材１５の一端面（図１３の左端面）外周縁部と、上記第一の内輪部材１４の内周面に形成した段部２５の内周縁部との間に溶接２６を施して、上記第一、第二の内輪部材１４、１５同士を結合固定している。
【００１１】
更に、上記外輪１１の両端開口部と上記ハブ１６の中間部外周面との間には、ステンレス鋼板等の金属製で略円筒状のカバー２７ａ、２７ｂと、ゴムの如きエラストマー等の弾性材製で円環状のシールリング２８ａ、２８ｂとを設けている。これらカバー２７ａ、２７ｂ及びシールリング２８ａ、２８ｂは、上記複数の転動体２１、２１を設置した部分と外部とを遮断し、この部分に存在するグリースが外部に漏出するのを防止すると共に、この部分に雨水、塵芥等の異物が侵入する事を防止する。又、上記第二の内輪部材１５の中間部内側には、この第二の内輪部材１５の内側を塞ぐ隔板部２９を設けて、この第二の内輪部材１５の剛性を確保すると共に、この第二の内輪部材１５の先端（図１３の左端）開口からこの第二の内輪部材１５の内側に入り込んだ異物が、前記等速ジョイント１ａ部分にまで達する事を防止している。尚、この等速ジョイント１ａは、前述の図９〜１１に示した等速ジョイント１と同様に構成している。
【００１２】
上述の様に構成する車輪用転がり軸受ユニットを車両に組み付ける際には、第一の取付フランジ１２により外輪１１を懸架装置に支持し、第二の取付フランジ１７により駆動輪である車輪を第一の内輪部材１４に固定する。又、エンジンによりトランスミッションを介して回転駆動される、図示しない駆動軸の先端部を、等速ジョイント１ａを構成する内輪２の内側にスプライン係合させる。自動車の走行時には、この内輪２の回転を、複数のボール４を介して第二の内輪部材１５を含むハブ１６に伝達し、上記車輪を回転駆動する。
【００１３】
上述の様な第四世代の車輪用転がり軸受ユニットをより小型化する為には、上記等速ジョイント１ａを構成する複数個のボール４、４の外接円の直径を小さくする事が有効である。そして、この外接円の直径を小さくする為、上記各ボール４、４の直径を小さくし、しかも上記等速ジョイント１ａにより伝達可能なトルクを確保する為に、上記ボール４、４の数を増やす必要がある。又、この様な事情によりボール４、４の数を増やした場合でも、これら各ボール４、４を保持する保持器９の耐久性を確保する為には、この保持器９に設けた複数のポケット１０、１０同士の間に存在する柱部３０、３０（図１０、１１、１５、１７〜１９参照）の円周方向に亙る長さ寸法を確保する必要がある。
【００１４】
何となれば、これら各柱部３０、３０の円周方向に亙る長さ寸法が不十分であると、上記保持器９の剛性が不足して、長期間に亙る使用に伴って、上記各ポケット１０、１０の周縁部から亀裂等の損傷が発生する可能性が生じる為である。即ち、等速ジョイント１ａをジョイント角（内輪２の中心軸と外輪３Ａの中心軸との位置関係が直線状態からずれた角度。図９に示した軸交角αの補角。）を付した状態で運転すると、上記各ボール４、４には、内側、外側両係合溝７、８の底面７ａ、８ａから、図１４〜１５に矢印イ、イで示す様な力を受ける。そして、これら矢印イ、イで示す力の合力として上記各ボール４、４は、図１５に矢印ロで示す様に、保持器９のリム部３１の内側面の中間部に押し付けられる。この結果このリム部３１には、上記各柱部３０、３０との連結部を中心とするモーメント荷重が加わり、この連結部に応力が加わる。この応力は、上記各ポケット１０、１０の円周方向長さが大きい程、又、上記各柱部３０、３０の円周方向に亙る長さ寸法が小さい程大きくなり、上記連結部に亀裂等の損傷が発生し易くなる。そこで、上記保持器９の耐久性を十分に確保する為には、上記各ポケット１０、１０の円周方向に亙る長さ寸法を小さくし、円周方向に隣り合う上記各柱部３０、３０の円周方向に亙る長さ寸法を大きくする必要がある。
【００１５】
但し、これら各柱部３０、３０の長さ寸法を大きくする事は、ボール４、４との干渉防止の面から規制を受ける。即ち、第一に上記各ポケット１０、１０の円周方向に亙る長さは、上記等速ジョイント１ａをジョイント角を付した状態で回転させた場合に、上記各ボール４、４が上記保持器９の円周方向に変位できる大きさである必要がある。又、第二に上記長さは、上記等速ジョイント１ａを組み立てるべく、内輪２と外輪３Ａと保持器９とを組み合わせた後、この保持器９のポケット１０、１０内に、上記各ボール４、４を組み込める大きさでなければならない。
【００１６】
この様な点を考慮しつつ、上記ボール４、４の数を６個よりも多くし、上記各柱部３０、３０の長さ寸法を大きくする構造として、特開平９−１７７８１４号公報には、図１６〜１９に示す様な等速ジョイント１ｂが記載されている。この公報に記載された等速ジョイント１ｂは、内輪２と外輪３との間の回転力伝達を８個のボール４、４を介して行なう様に構成している。そして、この公報に記載された構造の場合には、保持器９ａの円周方向８個所に、円周方向に亙る長さ寸法が大きいポケット１０ａ、１０ａと長さ寸法が短いポケット１０ｂ、１０ｂとを互いに等間隔に（分割ピッチ角を互いに等しくして）、且つ交互に配置して成る。これら２種類のポケット１０ａ、１０ｂのうち、長さ寸法が短いポケット１０ｂ、１０ｂは、ジョイント角を最大にしての上記等速ジョイント１ｂの使用状態でも、これら各ポケット１０ｂ、１０ｂの長さ方向両端部内側面とこれら各ポケット１０ｂ、１０ｂ内に保持されたボール４、４の転動面とが干渉しない大きさにしている。これに対して、長さ寸法が長いポケット１０ａ、１０ａは、これら各ポケット１０ａ、１０ａ内に上記各ボール４、４を組み込むべく、上記内輪２の中心軸と上記外輪３の中心軸とを、上記使用状態でのジョイント角の最大値を越えて傾斜させた状態でも、これら各ポケット１０ａ、１０ａの長さ方向両端部内側面とこれら各ポケット１０ａ、１０ａ内に組み込むべきボール４、４の転動面とが干渉しない大きさにしている。
【００１７】
上述の様に構成される、前記特開平９−１７７８１４号公報に記載された等速ジョイント１ｂによれば、長さ寸法が長いポケット１０ａ、１０ａにボール４、４を組み込んだ後、長さ寸法が短いポケット１０ｂ、１０ｂ内にボール４、４を組み込む事により、総てのポケット１０ａ、１０ｂ内にボール４、４を組み込める。即ち、これら各ポケット１０ａ、１０ｂ内にボール４、４を組み込む際には、図１９に示す様に、上記内輪２の中心軸と上記外輪３の中心軸とを、上記使用状態でのジョイント角の最大値を越えて傾斜させた状態で行なう。長さ寸法が長いポケット１０ａ、１０ａにボール４、４を組み込む際には、これら各ポケット１０ａ、１０ａの端部と、上記内輪２の外周面に形成した内側係合溝７、７の端部とが、上記ボール４、４の１個分以上整合する。従って、これら各ポケット１０ａ、１０ａ内へのボール４、４の組み込みを確実に行なえる。次いで、長さ寸法が短い４個のポケット１０ｂ、１０ｂ内にボール４、４を組み込むべく、上記内輪２の中心軸と上記外輪３の中心軸とを図１９に示す様に傾斜させると、既に上記長さ寸法が長いポケット１０ａ、１０ａ内に組み込んであるボール４、４が、図１８に破線で示す様に、長さ寸法が短いポケット１０ｂ、１０ｂに近づく方向に、上記各ポケット１０ａ、１０ａ内で変位する。そして、上記長さ寸法が短い各ポケット１０ｂ、１０ｂの中央部と、上記内輪２の外周面に形成した内側係合溝７、７の端部とが整合する。従って、これら各ポケット１０ｂ、１０ｂ内へのボール４、４の組み込みを確実に行なえる。
【００１８】
更に、英国特許第１５３７０６７号明細書には、図２０に示す様に、保持器９ｂの円周方向等間隔位置に形成した３個のポケット１０ｃ、１０ｃ内に、それぞれ２個ずつのボール４、４を保持させた構造が記載されている。この様な構造によれば、同一のポケット１０ｃ、１０ｃ内に保持したボール４、４同士の間隔を狭くした分、円周方向に隣り合うポケット１０ｃ、１０ｃ同士の間に存在する柱部３０、３０の長さ寸法を大きくして、上記保持器９ｂの耐久性確保を図れる。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
前述の特開平９−１７７８１４号公報に記載された構造の場合には、各ポケット１０ａ、１０ｂがそれぞれ１個ずつのボール４、４を保持しているので、これら各ボール４、４の数及び外径と、柱部３０、３０の長さ寸法の確保とを、高次元でバランスさせる事が難しい。この為、必ずしも十分に大きなトルクを伝達自在で、しかも十分な耐久性を有する等速ジョイントを実現する事ができない。
【００２０】
又、上述した英国特許第１５３７０６７号明細書に記載された構造の場合には、等速ジョイントの外径寸法を小さくすべく、各ボール４、４の外径を小さくすると、隣り合うポケット１０ｃ、１０ｃ同士の間に存在する柱部３０、３０の長さ寸法が必要以上に大きくなる。この結果、内側、外側両係合溝７、８の表面部分の剥離寿命に対して、保持器９ｂの寿命が長くなり過ぎ、等速ジョイント全体としての耐久性確保の上からは、バランスの悪い設計となってしまう。
本発明は、この様な事情に鑑み、小型且つ軽量に構成でき、しかも十分に大きなトルクを伝達自在で、且つ、十分な耐久性を有する等速ジョイントを実現すべく発明したものである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明の等速ジョイントは、前述した従来の等速ジョイントと同様に、内輪と、この内輪の外周面の複数個所に、それぞれ円周方向に対し直角方向に形成された断面円弧形の内側係合溝と、上記内輪の周囲に設けられる外輪と、この外輪の内周面で上記各内側係合溝と対向する位置に、円周方向に対し直角方向に形成された断面円弧形の外側係合溝と、上記内輪の外周面と外輪の内周面との間に挟持され、上記内側、外側両係合溝に整合する位置にそれぞれ円周方向に長い複数のポケットを形成した保持器と、これら各ポケットの内側に保持された状態で、内側、外側両係合溝に沿う転動を自在とされた複数個のボールとから成る。又、これら内側、外側各係合溝は、上記内輪或いは上記外輪の直径方向で、これら各係合溝の幅方向中央部を通過する仮想平面に関して対称な形状である。そして、上記各ボールを、上記内輪の中心軸と上記外輪の中心軸との軸交角を二等分し、これら両中心軸を含む平面に対し直交する二等分面内に配置している。
【００２２】
特に、本発明の等速ジョイントに於いては、上記ボールの数が８個で、これら各ボールの直径寸法はすべて同じである。又、上記内側、外側両係合溝の数がそれぞれ８本ずつで、これら内側係合溝同士及び外側係合溝同士で、それぞれの断面形状の曲率半径を同じとしている。又、上記ポケットの数が４個で、これら各ポケット毎にそれぞれ２個ずつ上記ボールを保持している。更に、同一ポケット内に保持された１対のボール同士の円周方向ピッチを、円周方向に隣り合うポケット内にそれぞれが円周方向に隣接した状態で保持された１組のボール同士の円周方向ピッチよりも小さくしている。
【００２３】
【作用】
上述の様に構成する本発明の等速ジョイントの場合には、ボールの総数を８個とした為、十分に大きなトルクを伝達自在としても、外径寸法を小さくして、小型且つ軽量に構成できる。しかも、同一のポケット内に保持したボール同士の間隔を狭くして、円周方向に隣り合うポケット同士の間に存在する柱部の長さ寸法を大きくし、保持器の耐久性確保を図り、等速ジョイント全体としても十分な耐久性を得られる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１〜４は、本発明に関する参考例の第１例を示している。尚、本参考例は、等速ジョイントを第四世代のハブユニットに組み込んだ構造に就いて示している。先ず、このハブユニットの構造に就いて説明する。懸架装置に支持した状態で回転しない外輪１１の外周面には、この外輪１１を懸架装置に支持する為の第一の取付フランジ１２を、内周面には複列の外輪軌道１３、１３を、それぞれ形成している。上記外輪１１の内径側には、第一の内輪部材１４ａと第二の内輪部材１５ａとから成るハブ１６ａを、上記外輪１１と同心に配置している。このハブ１６ａの外周面で上記各外輪軌道１３、１３に対向する部分には、それぞれ第一、第二の内輪軌道１８、２０を設けている。これら両内輪軌道１８、２０のうち、第一の内輪軌道１８は、上記第一の内輪部材１４ａの中間部外周面に直接形成している。又、この第一の内輪部材１４ａの中間部のうち、上記第一の内輪軌道１８を形成した部分よりも内端寄り（図１の右端寄り）部分に、上記第二の内輪部材１５ａを外嵌している。上記第二の内輪軌道２０は、この第二の内輪部材１５ａの外周面に形成している。そして、上記各外輪軌道１３、１３と上記第一、第二の内輪軌道１８、２０との間に、それぞれ複数個ずつの転動体２１、２１を転動自在に設ける事により、上記外輪１１の内側に上記ハブ１６ａを、回転自在に支持している。
【００２５】
図示の例の場合には、上述の様に、上記第一の内輪軌道１８を上記第一の内輪部材１４ａの外周面に直接形成する事により、この第一の内輪軌道１８の直径を、上記第二の内輪部材１５ａの外周面に形成した第二の内輪軌道２０の直径よりも小さくしている。又、この様に第一の内輪軌道１８の直径を第二の内輪軌道２０の直径よりも小さくした事に伴い、上記第一の内輪軌道１８と対向する外側（自動車への組み付け状態で幅方向外側となる側を言い、図１の左側）の外輪軌道１３の直径を、内側（自動車への組み付け状態で幅方向中央側となる側を言い、図１の右側）の外輪軌道１３の直径よりも小さくしている。更に、この外側の外輪軌道１３を形成した、外輪１１の外半部（車両への組み付け状態で幅方向外側となる半部で、図１の左半部）の外径を、上記内側の外輪軌道１３を形成した部分である、上記外輪１１の内半部（車両への組み付け状態で幅方向中央側となる半部で、図１の右半部）の外径よりも小さくしている。又、図示の例では、この様に第一の内輪軌道１８及び外側の外輪軌道１３の直径を小さくした事に伴い、これら第一の内輪軌道１８と外側の外輪軌道１３との間に設ける転動体２１、２１の数を、上記第二の内輪軌道２０と内側の外輪軌道１３との間に設ける転動体２１、２１の数よりも少なくしている。
【００２６】
又、上記第一の内輪部材１４ａの外端部外周面には、この第一の内輪部材１４ａに車輪を支持固定する為の第二の取付フランジ１７を、この第一の内輪部材１４ａと一体に設けており、この第二の取付フランジ１７に、上記車輪を結合する為の複数本のスタッド３２の基端部を固定している。図示の例の場合にこれら複数本のスタッド３２のピッチ円直径は、上述の様に外輪１１の外半部の外径を、同じく内半部の外径よりも小さくした分だけ（上記各スタッド３２の頭部３３が上記外輪１１の外端部外周面と干渉しない程度に）小さくしている。尚、上記第一の内輪部材１４ａの外周面のうちで、上記第一の内輪軌道１８を形成した部分よりも軸方向内方に存在する部分の直径は、この第一の内輪軌道１８に対応する転動体２１、２１の内接円の直径よりも小さくしている。この理由は、車輪用転がり軸受ユニットの組み立て時に、外輪１１の外端部内周面に形成した外輪軌道１３の内径側に複数の転動体２１、２１を組み付けると共に、上記外輪１１の外端部内周面にシールリング３４を内嵌固定した状態で、この外輪１１の内径側に上記第一の内輪部材１４ａを挿入自在とする為である。又、上記第一の内輪部材１４ａの中間部外周面で、上記第一の内輪軌道１８と上記第二の内輪部材１５ａを外嵌した部分との間部分には、全周に亙り凹溝状の肉盗み部３５を形成して、上記第一の内輪部材１４ａの軽量化を図っている。
【００２７】
又、上記第一の内輪部材１４ａに外嵌した第二の内輪部材１５ａが軸方向内端側にずれ動くのを防止して、上記各外輪軌道１３、１３と上記第一、第二の内輪軌道１８、２０との間にそれぞれ複数個ずつ転動自在に設けた、上記各転動体２１、２１に付与した予圧を適正値に保持すべく、上記第一の内輪部材１４ａの外周面内端寄り部に全周に亙り形成した係止凹溝３６に、止め輪３７を係止している。この止め輪３７は、それぞれが半円弧状である、１対の止め輪素子により構成している。この様な止め輪３７は、上記各転動体２１、２１に適正な予圧を付与すべく、上記第二の内輪部材１５ａを上記第一の内輪部材１４ａに対して軸方向外方に押圧しつつ、その内周縁部を上記係止凹溝３６に係合させる。上記第二の内輪部材１５ａを軸方向外方に押圧している力を解除した状態でも上記各転動体２１、２１に適正な予圧を付与したままにすべく、上記止め輪３７として、適切な厚さ寸法を有するものを選択使用する。即ち、上記止め輪３７として、厚さ寸法が僅かずつ異なるものを複数種類用意し、上記係止凹溝３６の溝幅等、転がり軸受ユニットの構成各部材の寸法との関係で適切な厚さ寸法を有する止め輪３７を選択し、上記係止凹溝３６に係合させる。従って、この止め輪３７を係止凹溝３６に係止すれば、上記押圧している力を解除しても、上記第二の内輪部材１５ａが軸方向内端側にずれ動くのを防止して、上記各転動体２１、２１に適切な予圧を付与したままに保持できる。
【００２８】
又、上記止め輪３７を構成する１対の止め輪素子が直径方向外方に変位し、この止め輪３７が上記係止凹溝３６から不用意に抜け落ちる事を防止すべく、この止め輪３７の周囲に、間座３８の一部を配置している。この間座３８は、上記第一の内輪部材１４ａの内端部分に設けた外輪３Ｂにより構成する等速ジョイント１ｃ内に、雨水、塵芥等の異物が入り込むのを防止するブーツ３９の外端部を外嵌支持する為のものである。尚、このブーツ３９は、ゴム、合成樹脂等の弾性材により一体成形し、中間部を蛇腹状に、両端部を円筒状に、それぞれ形成している。この様なブーツ３９の外端部は、上記第一の内輪部材１４ａの内端部に締り嵌めにより外嵌固定した金属製の間座３８に外嵌し、抑えバンド４０によりこの間座３８の外周面に抑え付けている。尚、上記ブーツ３９の外端部内周面は、上記間座３８の外周面に形成した係合溝４１に、全周に亙り係合させている。
【００２９】
上記間座３８の外端縁部で上記ブーツ３９よりも軸方向外方に突出した部分は断面クランク形に形成して、全周に亙る抑え部４２を構成している。この抑え部４２を構成する為に上記間座３８は、上記第一の内輪部材１４ａの内端部に外嵌固定する小径円筒部４３と、この小径円筒部４３の外端縁から直径方向外方に折れ曲がった円輪部４４と、この円輪部４４の外周縁から軸方向外方に折れ曲がった大径円筒部４５とから成る。そして、このうちの円輪部４４の外側面を上記止め輪３７の内側面に当接若しくは近接対向させると共に、上記大径円筒部４５の内周面を上記止め輪３７の外周面に、当接若しくは近接対向させている。又、前記外輪１１の外端部内周面と上記第一の内輪部材１４ａの中間部外周面との間にはシールリング３４を、上記外輪１１の内端部内周面と前記第二の内輪部材１５ａの内端部外周面との間には組み合わせシールリング４６を、それぞれ設けて、前記複数の転動体２１、２１を設置した空間４７の両端開口部を塞いでいる。
【００３０】
更に、上記第一の内輪部材１４ａの内端部で、上記第二の内輪部材１５ａと上記ブーツ３９の外端部とを外嵌した部分は、等速ジョイント１ｃを構成する外輪３Ｂとしている。この外輪３Ｂの内周面には、それぞれこの外輪３Ｂの中心軸に対し直交する仮想平面で切断した場合に於ける断面形状が円弧形である１０本の外側係合溝８、８を、それぞれ円周方向に対し直角方向（図１の左右方向、図２の表裏方向）に形成している。又、上記外輪３Ｂの内側には、この外輪３Ｂと共に上記等速ジョイント１ｃを構成する為の、内輪２Ａを配置している。この内輪２Ａの外周面には１０本の内側係合溝７、７を、それぞれ円周方向に対し直角方向に形成している。そして、これら各内側係合溝７、７と上記各外側係合溝８、８との間に、これら各係合溝７、８毎に１個ずつ、合計１０個のボール４、４を、保持器９ｃのポケット１０ｄ、１０ｅ内に保持した状態で、転動自在に設けている。更に、上記内輪２Ａの中心部には、スプライン孔４８を軸方向に亙り形成している。自動車への組み付け状態でこのスプライン孔４８には、図示しない駆動軸の端部をスプライン係合させ、上記内輪２Ａ及び上記１０個のボール４、４を介して、上記第一の内輪部材１４ａを回転駆動自在とする。
【００３１】
特に、上述の様なハブユニットに組み込んだ、本参考例の等速ジョイント１ｃの場合には、上記保持器９ｃのポケット１０ｄ、１０ｅ内への上記１０個のボール４、４の組み込みを可能にし、しかも円周方向に隣り合うポケット１０ｄ、１０ｅ同士の間の柱部３０、３０の円周方向に亙る長さ寸法を確保すべく、次の様に構成している。先ず、上記ポケット１０ｄ、１０ｅの数を、合計で４個としている。又、これら４個のポケット１０ｄ、１０ｅ内に保持するボール４、４の数を、合計で１０個としている。そして、上記４個のポケット１０ｄ、１０ｅのうち、直径方向（図２の上下方向）反対側に存在する２個のポケット１０ｄ、１０ｄが保持するボール４、４の数はそれぞれ２個ずつ、合計４個としている。これに対して、残り２個のポケット１０ｅ、１０ｅが保持するボール４、４の数はそれぞれ３個ずつ、合計６個としている。
【００３２】
上述の様に、上記４個のポケット１０ｄ、１０ｅ内に保持するボール４、４の数を、円周方向に亙り、２個−３個−２個−３個と、交互に変化させている。この様に、上記保持器９ｃの各ポケット１０ｄ、１０ｅ内にボール４、４を組み込む手順は、上記直径方向反対側に存在する２個のポケット１０ｄ、１０ｄ内に２個ずつ合計４個のボール４、４を組み込む作業を先に行ない、残り２個のポケット１０ｅ、１０ｅ内に３個ずつ合計６個のボール４、４を組み込む作業を後から行なう。この様に組み込む手順を規制する事により、それぞれ３個ずつのボール４、４を組み込むポケット１０ｅ、１０ｅの円周方向に亙る長さ寸法Ｌ_10e を極力小さく抑えられる様にしている。言い換えれば、それぞれ３個ずつのボール４、４を組み込むポケット１０ｅ、１０ｅのボール１個毎の長さ（Ｌ_10e ／３）を、それぞれ２個ずつのボール４、４を組み込むポケット１０ｄ、１０ｄのボール１個毎の長さ（Ｌ_10d ／２）よりも小さくして、円周方向に隣り合うポケット１０ｄ、１０ｅ同士の間に存在する柱部３０、３０の円周方向に亙る長さＬ₃₀を確保している。尚、前記各係合溝７、８の円周方向に亙るピッチは、上記各ポケット１０ｄ、１０ｅの長さ寸法Ｌ_10d 、Ｌ_10e との関係に規制する。図示の例では、上記円周方向に亙るピッチを、不等ピッチとしている。
【００３３】
上述の様に、上記各ボール４、４の組み付け手順を規制する事により、上記各柱部３０、３０の長さＬ₃₀を確保できる理由に就いて、図３により説明する。等速ジョイント１ｃにジョイント角を付与しつつ新たにボール４、４を組み込む状態では、前述の図１２及び図１８〜１９に関する説明から明らかな通り、既に組み込んであるボール４、４が互いに近づく方向に円周方向に亙って変位する。又、ボール４、４の組み込み時に前記等速ジョイント１ｃに付与するジョイント角は、使用時に（自動車への組み込み状態で）この等速ジョイント１ｃに付与されるジョイント角に比べて遥かに大きい。従って、先にポケット１０ｄ、１０ｄ内に組み込まれたボール４、４は、後からポケット１０ｅ、１０ｅ内にボール４、４を組み込む際に、図３に鎖線で示した位置から実線で示した位置にまで、円周方向に亙って大きく変位する。従って、先にボール４、４が組み込まれるポケット１０ｄ、１０ｄは、それぞれの内側に保持したボール４、４の円周方向に亙る変位を十分に許容できるものでなければならない。これに対して、後からボール４、４を組み込まれるポケット１０ｅ、１０ｅは、使用時に付与されるジョイント角に基づく、上記各ボール４、４の円周方向に亙る変位を許容できるものであれば足りる。この為、上述の様に、上記ポケット１０ｅ、１０ｅのボール１個毎の長さ（Ｌ_10e ／３）を上記ポケット１０ｄ、１０ｄのボール１個毎の長さ（Ｌ_10d ／２）よりも小さくして、円周方向に隣り合うポケット１０ｄ、１０ｅ同士の間に存在する柱部３０、３０の円周方向に亙る長さＬ₃₀を確保できる。
【００３４】
上述の様に構成する本参考例の等速ジョイントの場合には、上記各ポケット１０ｄ、１０ｅ内に保持するボール４、４の総数を１０個と、従来から一般的に使用されていた等速ジョイントに組み込まれていたボールの数（６個）よりも多くした為、十分に大きなトルクを伝達自在としても、外径寸法を小さくして、小型且つ軽量に構成できる。即ち、ボール４、４を組み込んで構成する、ツェッパ型の等速ジョイントの基本動定格荷重は、ボール４、４の外径を同じとした場合には、ボール４、４の数の２／３乗に比例する。従って、ボール４、４の数が多ければ、それだけ基本動定格荷重を大きくできる。言い換えれば、必要とする基本動定格荷重を同じとした場合には、ボール４、４の数を多くした分、各ボール４、４の外径を小さくして、等速ジョイント１ｃの外径を小さくし、小型・軽量化を図れる。
【００３５】
しかも本参考例の等速ジョイント１ｃの場合には、同一のポケット１０ｄ、１０ｅ内に保持したボール４、４同士の間隔を狭くして、円周方向に隣り合うポケット１０ｄ、１０ｅ同士の間に存在する柱部３０、３０の長さ寸法を大きくできる。この為、これら各柱部３０、３０とリム部３１との連結部に作用する応力を緩和して、前記保持器９ｃの耐久性確保を図り、等速ジョイント１ｃ全体としても十分な耐久性を得られる。
【００３６】
特に、本参考例の等速ジョイント１ｃの様に、円周方向に隣り合うポケット１０ｄ、１０ｅが保持するボール４、４の数を互いに異ならせれば、保持すべきボール４、４の数が多いポケット１０ｅ、１０ｅ内へのボール４、４の組み込みを後から行なわせる事により、これら各ボール４、４の組み込みを可能にし、しかも当該ポケット１０ｅ、１０ｅの長さ寸法Ｌ_10e が大きくなる事を抑える事ができる。この結果、上記等速ジョイント１ｃ内に組み込むボール４、４の数を、１０個と、従来一般的な構造に比べて大幅に増やし、しかも上記保持器９ｃの耐久性確保を図れる。
【００３７】
尚、図示の例では、前記保持器９ｃとして、金属製で円筒状の素材に上記各ポケット１０ｄ、１０ｅを打ち抜き加工により形成したものを使用している。そして、この打ち抜き加工に伴い、上記各柱部３０、３０の円周方向に亙る長さが、内径側と外径側とで極端に違わない様に、上記打ち抜き加工を、図４（Ａ）に示す様に、３段階で行なっている。即ち、上記各ポケット１０ｄ（及び１０ｅ）を打ち抜き加工する際に、円周方向一端側部分｛例えば図４（Ａ）の右側部分｝をパンチ４９により打ち抜いた後、円周方向他端側部分（例えば同図の左側部分）をパンチ４９により打ち抜き、最後に中央部分をやはりパンチ４９により打ち抜く。この様な、打ち抜きを複数回に分けて行なう加工を施せば、上記各ポケット１０ｄ（及び１０ｅ）の円周方向両内側面を互いに非平行にして、上記各柱部３０、３０の円周方向に亙る長さが、内径側と外径側とで極端に違わない様にできる。この為、上記各柱部３０、３０の断面積を十分に確保して、これら各柱部３０、３０の耐久性を確保できる。これに対して、図４（Ｂ）に示す様に、上記各ポケット１０ｄ（及び１０ｅ）の打ち抜き加工を一挙動で行なうと、同図に示す様に、上記各ポケット１０ｄ（及び１０ｅ）の円周方向両内側面が互いに平行になって、上記各柱部３０、３０の円周方向に亙る長さが、内径側と外径側とで極端に違ってしまう。そして、上記各柱部３０、３０の断面積が小さくなって、これら各柱部３０、３０の耐久性確保が難しくなる。
【００３８】
更に、図示の例の場合には、前述した様に、外側の転動体列を構成する各転動体２１、２１のピッチ円直径を小さくする事により、外輪１１の外半部の外径を小さくできる。そして、この外輪１１の外半部の外径を小さくした分だけ、第一の内輪部材１４ａの外周面に設けた第二の取付フランジ１７に固定した複数のスタッド３２のピッチ円直径を小さくできる。従って、上記第一の内輪部材１４ａの軸方向寸法を大きくする事なく、上記スタッド３２を支持固定する上記第二の取付フランジ１７の外径を小さくして、車輪用転がり軸受ユニットの小型・軽量化を、より有効に図れる。
【００３９】
上述の様に、外側の転動体列を構成する各転動体２１、２１のピッチ円直径を内側の転動体列を構成する各転動体２１、２１のピッチ円直径よりも小さくする事に伴い、外側の転動体列部分の基本動定格荷重が内側の転動体列部分の基本動定格荷重よりも小さくなる。従って、両列に加わる荷重が同じであれば、外側の転動体列部分の寿命が内側の転動体列部分の寿命よりも短くなる。これに対して、一般的な自動車では、外側の転動体列部分に加わる荷重は内側の転動体列部分に加わる荷重よりも小さい。この為、上記両列部分の寿命をほぼ同じにする設計が容易になって、無駄のない設計が可能になる。尚、図示の例では、転動体２１、２１として玉を使用しているが、重量の嵩む自動車用の転がり軸受ユニットの場合には、転動体としてテーパころを使用する場合もある。本参考例は、勿論、この様に転動体としてテーパころを使用する転がり軸受ユニットにも適用可能である。
【００４０】
次に、図５は、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例の場合には、等速ジョイント１ｄを構成する保持器９ｄに、４個のポケット１０ｆ、１０ｆを形成している。そして、これら各ポケット１０ｆ、１０ｆにそれぞれ２個ずつ、合計８個のボール４、４を保持している。この様な本例の構造の場合も、同一のポケット１０ｆ、１０ｆ内に保持したボール４、４同士の間隔を狭くして、円周方向に隣り合うポケット１０ｆ、１０ｆ同士の間に存在する柱部３０、３０の長さ寸法を大きくできる。そして、上記保持器９ｄの耐久性確保を図り、等速ジョイント１ｄ全体としても十分な耐久性を得られる。
【００４１】
次に、図６〜８は、本発明に関する参考例の第２例を示している。本参考例の場合には、等速ジョイント１ｅを構成する保持器９ｅに、６個のポケット１０ｇ、１０ｈを形成している。そして、これら各ポケット１０ｇ、１０ｈに、それぞれ１個又は２個ずつ、合計９個のボール４、４を保持している。この様な本参考例の構造の場合も、同一のポケット１０ｈ、１０ｈ内に保持したボール４、４同士の間隔を狭くして、円周方向に隣り合うポケット１０ｇ、１０ｈ同士の間に存在する柱部３０、３０の長さ寸法を大きくできる。
【００４２】
更に、本参考例の場合には、ボール４、４の数が奇数個であるにも拘らずポケット１０ｇ、１０ｈの数を偶数個としている為、図７に示す様に、隣り合うポケット１０ｇ、１０ｈ同士の間に存在する柱部３０、３０同士の距離Ｈが小さくなる。この為、上記保持器９ｅを外輪３Ｂに組み込む際に、図７、８に示す様に、この外輪３Ｂの内周面で円周方向に隣り合う外側係合溝８、８同士の間の肩部５０を保持器９ｅのポケット１０ｇ、１０ｈにもぐり込ませ、この肩部５０が保持器９ｅの柱部３０にぶつかるまで、この保持器９ｅを図７、８の上方に偏心させる事ができる。従って、この保持器９ｅの組み込みが可能になる。本参考例でポケット１０ｇ、１０ｈの数を合計で偶数個とした理由は、上記距離Ｈを小さくして、上記保持器９ｅを外輪３Ｂに組み込み可能にする為である。尚、本参考例ではボール４、４を９個設けた例を示したが、ボール４、４の数を７個とした場合には、各ポケットにそれぞれ１、１、１、１、１、２個のボール４、４を保持する様に設計すれば、保持器のポケット数は偶数個になる。この場合、２個のボール４、４が挿入されるポケットの１８０度対角位置には１個のボールが挿入されるポケットがあり、柱部と柱部との距離Ｈは、図７と同じ様に小さくなる。
【００４３】
【発明の効果】
本発明の等速ジョイントは、以上に述べた通り構成され作用するので、回転力伝達用のボールの数を８個とする事により外径を小さくできる構造で、しかもこれら各ボールを保持する為の保持器の剛性を高めてこの保持器の耐久性向上を図れる。従って、第四世代のハブユニットと呼ばれる、等速ジョイントを一体的に組み込んだ車輪用転がり軸受ユニットの小型・軽量化を、十分な耐久性を確保しつつ実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に関する参考例の第１例を示す、等速ジョイントを組み込んだ車輪用転がり軸受ユニットの断面図。
【図２】一部を省略して示す、図１のＸ−Ｘ断面図。
【図３】ポケットへのボールの組み込み状態を示す、保持器の断面図。
【図４】打ち抜き加工によりポケットを形成する状態を示しており、（Ａ）は好ましい加工を、（Ｂ）は好ましくない加工を、それぞれ示す断面図。
【図５】本発明の実施の形態の第１例を示す、図２と同様の図。
【図６】本発明に関する参考例の第２例を示す、図２と同様の図。
【図７】保持器を外輪の内側に組み込む状態を示す、図１と同方向から見た断面図。
【図８】同じく図７の右方から見た図。
【図９】従来の等速ジョイントの第１例を、ジョイント角を付与した状態で示す断面図。
【図１０】同じくジョイント角を付与しない状態で示す、図９のＹ−Ｙ断面に相当する図。
【図１１】保持器の一部を外周側から見た図。
【図１２】内側、外側両係合溝の底面の位置関係を示す模式図。
【図１３】等速ジョイントを一体的に組み込んだ車輪用転がり軸受ユニットの１例を示す断面図。
【図１４】等速ジョイントの運転時にボールに加わる力を示す為、一部を模式的に示す断面図。
【図１５】同じく図１４の中央部を拡大して示す図。
【図１６】従来の等速ジョイントの第２例を、ジョイント角を付与しない状態で示す断面図。
【図１７】図１６のＺ−Ｚ断面図。
【図１８】従来構造の第２例に組み込む保持器の断面図。
【図１９】保持器にボールを組み込むべく、内輪と外輪とを所定方向に変位させた状態を示す断面図。
【図２０】従来構造の第３例を示す断面図。
【符号の説明】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ等速ジョイント
２、２Ａ内輪
２ａ外周面
３、３Ａ、３Ｂ外輪
３ａ内周面
４ボール
５軸
６軸
７内側係合溝
７ａ底面
８外側係合溝
８ａ底面
９、９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ保持器
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ、１０ｇ、１０ｈポケット
１１外輪
１２第一の取付フランジ
１３外輪軌道
１４、１４ａ第一の内輪部材
１５、１５ａ第二の内輪部材
１６、１６ａハブ
１７第二の取付フランジ
１８第一の内輪軌道
１９円筒部
２０第二の内輪軌道
２１転動体
２２係止溝
２３係止溝
２４止め輪
２５段部
２６溶接
２７ａ、２７ｂカバー
２８ａ、２８ｂシールリング
２９隔板部
３０柱部
３１リム部
３２スタッド
３３頭部
３４シールリング
３５肉盗み部
３６係止凹溝
３７止め輪
３８間座
３９ブーツ
４０抑えバンド
４１係合溝
４２抑え部
４３小径円筒部
４４円輪部
４５大径円筒部
４６組み合わせシールリング
４７空間
４８スプライン孔
４９パンチ
５０肩部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The constant velocity joint according to the present invention is incorporated, for example, in a rolling bearing unit for supporting a driving wheel in an independent suspension type suspension, and used to transmit a driving force from the transmission to the driving wheel.
[0002]
[Prior art]
A constant velocity joint is provided between the transmission of the automobile and the drive wheel supported by the independent suspension, and the engine is driven regardless of the relative displacement between the differential gear and the drive wheel and the steering angle applied to the wheel. Force can be transmitted to the drive wheel at the same angular velocity over the entire circumference. Conventionally, constant velocity joints used in such parts are known, for example, those described in Japanese Utility Model Laid-Open Nos. 57-145824-5, 59-185425, 62-12021, etc. Yes.
[0003]
  Such a conventionally known constant velocity joint 1 is configured to transmit the rotational force between the inner ring 2 and the outer ring 3 via six balls 4 and 4 as shown in FIGS. It is composed. The inner ring 2 is fixed to the outer end portion (left end portion in FIG. 9) of one shaft 5 that is rotationally driven by the transmission. The outer ring 3 is fixed to the inner end (the right end in FIG. 9) of the other shaft 6 that fixes the drive wheel. On the outer peripheral surface 2a of the inner ring 2, six inner engagement grooves 7, 7 having an arc cross section are formed at equal intervals in the circumferential direction, respectively, at right angles to the circumferential direction. Further, on the inner peripheral surface 3a of the outer ring 3, there are six outer engagement grooves 8, 8 having a circular arc shape in the circumferential direction at positions facing the inner engagement grooves 7, 7. It is formed in a perpendicular direction.The shape of each outer engagement groove 8, 8 and each inner engagement groove 7, 7 passes through the center in the width direction of each engagement groove 8, 7 in the diameter direction of the outer ring 3 or the inner ring 2. Is symmetric with respect to the virtual plane.
[0004]
Further, between the outer peripheral surface 2a of the inner ring 2 and the inner peripheral surface 3a of the outer ring 3, a cage 9 having a circular cross section and an annular shape is sandwiched. Pockets 10 and 10 are formed at positions corresponding to the inner and outer engaging grooves 7 and 8 at six positions in the circumferential direction of the retainer 9, respectively, and 1 inside each pocket 10 and 10. A total of six balls 4, 4 are held one by one. The balls 4 and 4 can roll along the inner and outer engaging grooves 7 and 8 while being held in the pockets 10 and 10, respectively.
[0005]
As shown in FIG. 11, each of the pockets 10 and 10 has a rectangular shape that is long in the circumferential direction, and the distance between the balls 4 and 4 that are adjacent to each other in the circumferential direction changes as the axis crossing angle α changes as described below. Even if it does, it is made to be able to absorb this change. That is, the positional relationship between the bottom surfaces 7a and 7a of the inner engagement grooves 7 and 7 and the positional relationship between the bottom surfaces 8a and 8a of the outer engagement grooves 8 and 8 are as shown by a one-dot chain line in FIG. The relationship is like a meridian of the globe. When the central axis of the inner ring 2 and the central axis of the outer ring 3 coincide with each other (axis crossing angle α = 180 °), the balls 4 and 4 are in the equator of the globe shown by a two-dot chain line in FIG. It exists in the vicinity of the corresponding position. On the other hand, when the central axis of the inner ring 2 and the central axis of the outer ring 3 do not coincide with each other (the axis crossing angle α <180 °), the balls 4 and 4 are moved as the constant velocity joint 1 rotates. 12 is reciprocated in the vertical direction (displaced alternately in the north and south pole directions of the globe). As a result, the interval between the balls 4, 4 adjacent to each other in the circumferential direction expands / contracts, so that the pockets 10, 10 are each formed into a rectangle that is long in the circumferential direction so that the interval can be expanded / contracted. The bottom surfaces 7a and 7a of the inner engagement grooves 7 and 7 and the bottom surfaces 8a and 8a of the outer engagement grooves 8 and 8 are not concentric with each other, as will be apparent from the following description. Accordingly, a line corresponding to the meridian exists at a position slightly deviated from each other for each of the engagement grooves 7 and 8.
[0006]
Furthermore, as shown in FIG. 9, regardless of the displacement of the one shaft 5 and the other shaft 6, the balls 4, 4 are moved to the axis crossing angle α of both the shafts 5, 6, that is, The angle a formed by the two lines a and b is bisected at the intersection o between the center line a of the shaft 5 and the center line b of the other shaft 6. For this purpose, the bottom surfaces 7a, 7a of the inner engagement grooves 7, 7 are positioned on a spherical surface centered on a point d separated from the intersection o by h on the center line a. The bottom surfaces 8a and 8a of the grooves 8 and 8 are positioned on a spherical surface centering on a point e that is separated from the intersection o by h on the center line b. However, the outer peripheral surface 2a of the inner ring 2, the inner peripheral surface 3a of the outer ring 3, and both inner and outer peripheral surfaces of the retainer 9 are positioned on a spherical surface centering on the intersection point o, respectively, The sliding between the surface 2 a and the inner peripheral surface of the cage 9 and the sliding between the inner peripheral surface 3 a of the outer ring 3 and the outer peripheral surface of the cage 9 are made free.
[0007]
In the case of the constant velocity joint 1 configured as described above, when the inner ring 2 is rotated by the one shaft 5, this rotational motion is transmitted to the outer ring 3 via the six balls 4, 4, and the other shaft 6 Rotates. When the positional relationship between the shafts 5 and 6 (the above-mentioned axis crossing angle α) changes, the balls 4 and 4 roll along the inner and outer engaging grooves 7 and 8 and the one shaft 5 and the other shaft 6 are allowed to be displaced.
[0008]
Although the basic structure and operation of the constant velocity joint are as described above, such a constant velocity joint and a wheel rolling bearing unit for supporting the wheel rotatably with respect to the suspension device are integrated. Combining has been studied in recent years. That is, in order to rotatably support a vehicle wheel on a suspension device, a wheel rolling bearing unit in which an outer ring and an inner ring are rotatably combined via a rolling element is used. If such a wheel rolling bearing unit and a constant velocity joint as described above are combined together, the wheel rolling bearing unit for a wheel and the constant velocity joint can be made small and light as a whole. Conventionally, such a wheel rolling bearing unit for a wheel called a fourth generation hub unit, in which a wheel rolling bearing unit for a wheel and a constant velocity joint are integrally combined, is described in JP-A-7-317754. It has been known.
[0009]
FIG. 13 shows a conventional structure described in this publication. The outer ring 11 that does not rotate while being supported by the suspension device when assembled to the vehicle has a first mounting flange 12 for supporting the suspension device on the outer peripheral surface and a double row outer ring raceway 13 on the inner peripheral surface. 13 respectively. A hub 16 formed by combining the first and second inner ring members 14 and 15 is disposed inside the outer ring 11. Of these, the first inner ring member 14 has a second mounting flange 17 for supporting the wheel on one end portion (left side in FIG. 13) of the outer peripheral surface, and on the other end portion (right side in FIG. 13). The first inner ring raceway 18 is formed in a cylindrical shape provided. On the other hand, the second inner ring member 15 has one end portion (left end portion in FIG. 13) as a cylindrical portion 19 for fitting and fixing the first inner ring member 14 to the other end portion (FIG. 13). Is the outer ring 3A of the constant velocity joint 1a, and the second inner ring raceway 20 is provided on the outer peripheral surface of the intermediate part. Then, by providing a plurality of rolling elements 21 and 21 between the outer ring raceways 13 and 13 and the first and second inner ring raceways 18 and 20, the hub 16 is provided inside the outer ring 11. Is supported rotatably.
[0010]
Further, locking grooves 22 and 23 are formed at positions where the inner peripheral surface of the first inner ring member 14 and the outer peripheral surface of the second inner ring member 15 are aligned with each other, and a retaining ring 24 is provided. The first inner ring member 14 is prevented from slipping out of the second inner ring member 15 by being provided in a state of being hung over both the locking grooves 22 and 23. Further, welding is performed between the outer peripheral edge portion of one end surface (left end surface in FIG. 13) of the second inner ring member 15 and the inner peripheral edge portion of the step portion 25 formed on the inner peripheral surface of the first inner ring member 14. 26, the first and second inner ring members 14, 15 are coupled and fixed together.
[0011]
Furthermore, between the opening portions at both ends of the outer ring 11 and the outer peripheral surface of the intermediate portion of the hub 16, a substantially cylindrical cover 27a, 27b made of a metal such as a stainless steel plate and an elastic material such as an elastomer such as rubber. And annular seal rings 28a and 28b. The covers 27a and 27b and the seal rings 28a and 28b block the portion where the plurality of rolling elements 21 and 21 are installed from the outside, and prevent the grease existing in the portion from leaking outside. Prevents foreign matter such as rainwater and dust from entering the area. In addition, a partition plate portion 29 that closes the inside of the second inner ring member 15 is provided inside the intermediate portion of the second inner ring member 15 to ensure the rigidity of the second inner ring member 15 and Foreign matter that has entered the inside of the second inner ring member 15 from the opening (left end in FIG. 13) of the second inner ring member 15 is prevented from reaching the constant velocity joint 1a. In addition, this constant velocity joint 1a is comprised similarly to the constant velocity joint 1 shown in above-mentioned FIGS.
[0012]
When the rolling bearing unit for a wheel configured as described above is assembled to a vehicle, the outer ring 11 is supported on the suspension device by the first mounting flange 12, and the wheel as the driving wheel is first supported by the second mounting flange 17. The inner ring member 14 is fixed. Further, the tip of a drive shaft (not shown) that is rotationally driven by the engine via the transmission is spline-engaged with the inner side of the inner ring 2 constituting the constant velocity joint 1a. During traveling of the automobile, the rotation of the inner ring 2 is transmitted to the hub 16 including the second inner ring member 15 through the plurality of balls 4 to drive the wheels to rotate.
[0013]
In order to further reduce the size of the fourth generation rolling bearing unit for wheels as described above, it is effective to reduce the diameter of the circumscribed circle of the plurality of balls 4 and 4 constituting the constant velocity joint 1a. . In order to reduce the diameter of the circumscribed circle, the diameter of each of the balls 4 and 4 is reduced, and the number of the balls 4 and 4 is increased in order to secure torque that can be transmitted by the constant velocity joint 1a. There is a need. Further, even when the number of balls 4 and 4 is increased due to such circumstances, in order to ensure the durability of the cage 9 that holds the balls 4 and 4, a plurality of balls 9 provided in the cage 9 are provided. It is necessary to ensure the length of the column portions 30 and 30 (see FIGS. 10, 11, 15, and 17 to 19) existing between the pockets 10 and 10 in the circumferential direction.
[0014]
If the length dimension in the circumferential direction of each of the pillar portions 30 and 30 is insufficient, the retainer 9 has insufficient rigidity, and the pockets are used with use over a long period of time. This is because there is a possibility that damage such as cracks may occur from the peripheral portions 10 and 10. That is, the constant velocity joint 1a is given a joint angle (an angle at which the positional relationship between the central axis of the inner ring 2 and the central axis of the outer ring 3A deviates from a linear state. The supplemental angle of the axis crossing angle α shown in FIG. 9). In operation, the balls 4 and 4 receive forces as indicated by arrows a and b in FIGS. 14 to 15 from the bottom surfaces 7a and 8a of the inner and outer engaging grooves 7 and 8, respectively. Then, the balls 4 and 4 are pressed against the intermediate portion of the inner side surface of the rim portion 31 of the cage 9 as indicated by the arrow B in FIG. As a result, a moment load is applied to the rim portion 31 around the connecting portion with each of the column portions 30 and 30, and stress is applied to the connecting portion. This stress increases as the circumferential length of each of the pockets 10 and 10 increases, and as the length of the column portions 30 and 30 extending in the circumferential direction decreases. Damage is likely to occur. Therefore, in order to sufficiently secure the durability of the cage 9, the length of the pockets 10 and 10 extending in the circumferential direction is reduced, and the column portions 30 and 30 adjacent in the circumferential direction are reduced. It is necessary to increase the length dimension extending in the circumferential direction.
[0015]
However, increasing the length of each of the pillars 30 and 30 is restricted from the viewpoint of preventing interference with the balls 4 and 4. That is, first, the length of the pockets 10 and 10 in the circumferential direction is such that the balls 4 and 4 are held in the cage when the constant velocity joint 1a is rotated with a joint angle. The size needs to be displaceable in the circumferential direction of 9. Second, the length of the ball 4 is set in the pockets 10 and 10 of the cage 9 after combining the inner ring 2, the outer ring 3A and the cage 9 in order to assemble the constant velocity joint 1a. Must be large enough to accommodate 4
[0016]
In consideration of these points, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-177814 discloses a structure in which the number of the balls 4 and 4 is larger than six and the lengths of the pillars 30 and 30 are increased. The constant velocity joint 1b as shown in FIGS. 16-19 is described. The constant velocity joint 1b described in this publication is configured to transmit the rotational force between the inner ring 2 and the outer ring 3 through eight balls 4 and 4. In the case of the structure described in this publication, pockets 10a and 10a having a large length in the circumferential direction and pockets 10b and 10b having a short length are provided at eight locations in the circumferential direction of the cage 9a. Are arranged at equal intervals (with equal division pitch angles) and alternately. Of these two types of pockets 10a and 10b, the pockets 10b and 10b having a short length are both ends in the longitudinal direction of the pockets 10b and 10b even when the constant velocity joint 1b is used with the joint angle being maximized. The inner side surface and the rolling surfaces of the balls 4 and 4 held in the pockets 10b and 10b are set so as not to interfere with each other. On the other hand, the pockets 10a and 10a having a long length have a central axis of the inner ring 2 and a central axis of the outer ring 3 in order to incorporate the balls 4 and 4 into the pockets 10a and 10a. Rolling of the balls 4 and 4 to be incorporated into the pockets 10a and 10a and the inner surfaces of both end portions in the longitudinal direction of the pockets 10a and 10a even when tilted beyond the maximum joint angle in the above-mentioned use state The size is such that it does not interfere with the surface.
[0017]
According to the constant velocity joint 1b described in JP-A-9-177814, which is configured as described above, after the balls 4 and 4 are incorporated into the pockets 10a and 10a having a long length, the length is measured. By incorporating the balls 4 and 4 into the short pockets 10b and 10b, the balls 4 and 4 can be incorporated into all the pockets 10a and 10b. That is, when the balls 4 and 4 are assembled in the pockets 10a and 10b, as shown in FIG. 19, the central axis of the inner ring 2 and the central axis of the outer ring 3 are connected to each other at the joint angle in the use state. It is performed in a state of being inclined beyond the maximum value of. When the balls 4 and 4 are assembled into the pockets 10a and 10a having a long length, the end portions of the pockets 10a and 10a and the end portions of the inner engagement grooves 7 and 7 formed on the outer peripheral surface of the inner ring 2 are used. Match one or more of the balls 4, 4. Therefore, it is possible to reliably incorporate the balls 4 and 4 into the pockets 10a and 10a. Next, when the central axis of the inner ring 2 and the central axis of the outer ring 3 are inclined as shown in FIG. 19 in order to incorporate the balls 4 and 4 into the four pockets 10b and 10b having a short length, As shown by broken lines in FIG. 18, the balls 4 and 4 incorporated in the pockets 10a and 10a having long lengths are arranged in the direction approaching the pockets 10b and 10b having short lengths. Displace within. And the center part of each pocket 10b, 10b with a short said length dimension and the edge part of the inner side engagement grooves 7 and 7 formed in the outer peripheral surface of the said inner ring | wheel 2 align. Therefore, it is possible to reliably incorporate the balls 4 and 4 into the pockets 10b and 10b.
[0018]
Furthermore, in British Patent No. 1537067, as shown in FIG. 20, two balls 4 are provided in each of three pockets 10c and 10c formed at equal intervals in the circumferential direction of the cage 9b. A structure holding 4 is described. According to such a structure, the column portion 30 existing between the pockets 10c, 10c adjacent to each other in the circumferential direction, as the interval between the balls 4, 4 held in the same pocket 10c, 10c is narrowed. The length of 30 can be increased to ensure the durability of the cage 9b.
[0019]
[Problems to be solved by the invention]
In the case of the structure described in the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 9-177814, each pocket 10a, 10b holds one ball 4, 4, so the number of these balls 4, 4 and It is difficult to balance the outer diameter and securing the length of the column parts 30 and 30 in a high dimension. For this reason, it is not always possible to realize a constant velocity joint that can transmit a sufficiently large torque and has sufficient durability.
[0020]
  Further, in the case of the structure described in the above-mentioned British Patent No. 1537067, if the outer diameter of each of the balls 4 and 4 is reduced in order to reduce the outer diameter of the constant velocity joint, the adjacent pockets 10c, The length dimension of the column parts 30 and 30 existing between 10c becomes larger than necessary. As a result, both inside and outsideEngaging grooveThe life of the cage 9b becomes too long with respect to the peel life of the surface portions 7 and 8, and the design becomes unbalanced from the viewpoint of ensuring the durability of the constant velocity joint as a whole.
  In view of such circumstances, the present invention has been invented to realize a constant velocity joint that can be configured to be small and light, can transmit a sufficiently large torque, and has sufficient durability.
[0021]
[Means for Solving the Problems]
  The constant velocity joint of the present invention is similar to the above-described conventional constant velocity joint, and has an inner ring and a circular arc cross section formed at a plurality of locations on the outer peripheral surface of the inner ring, each in a direction perpendicular to the circumferential direction. An engagement groove, an outer ring provided around the inner ring, and an arc-shaped cross section formed in a direction perpendicular to the circumferential direction at a position facing the inner engagement groove on the inner peripheral surface of the outer ring. Holding the outer engagement groove, which is sandwiched between the outer peripheral surface of the inner ring and the inner peripheral surface of the outer ring, and has a plurality of circumferentially long pockets at positions aligned with the inner and outer engagement grooves. And a plurality of balls which can freely roll along both the inner and outer engaging grooves while being held inside each of these pockets.Each of the inner and outer engagement grooves has a symmetric shape with respect to a virtual plane passing through the center portion in the width direction of each engagement groove in the diameter direction of the inner ring or the outer ring.Andthe aboveEach ball is arranged in a bisecting plane that bisects the axis crossing angle between the central axis of the inner ring and the central axis of the outer ring, and that is orthogonal to the plane that includes these central axes.
[0022]
  In particular,Of the present inventionFor constant velocity joints,The number of the balls is 8, and the diameters of these balls are all the same. The number of the inner and outer engagement grooves is eight, and the curvature radii of the cross-sectional shapes of the inner engagement grooves and the outer engagement grooves are the same. The number of the pockets is four, and two balls are held for each of the pockets. Further, the circumferential pitch between a pair of balls held in the same pocket is set to be a circle between a pair of balls held in a circumferentially adjacent pocket in a circumferentially adjacent pocket. The pitch is smaller than the circumferential pitch.
[0023]
[Action]
  In the case of the constant velocity joint of the present invention configured as described above, the total number of balls is8Therefore, even if a sufficiently large torque can be transmitted, the outer diameter can be reduced, and the apparatus can be made small and light. In addition, the distance between the balls held in the same pocket is narrowed, the length of the pillar portion existing between the pockets adjacent in the circumferential direction is increased, and the durability of the cage is secured, Sufficient durability for the constant velocity joint as a wholecan get.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  1-4Reference examples related to the present inventionThe 1st example of is shown. still,This reference exampleIt shows a structure in which a constant velocity joint is incorporated in a fourth generation hub unit. First, the structure of this hub unit will be described. A first mounting flange 12 for supporting the outer ring 11 on the suspension device is provided on the outer peripheral surface of the outer ring 11 that does not rotate while being supported by the suspension device, and double-row outer ring raceways 13 and 13 are provided on the inner peripheral surface. , Each formed. On the inner diameter side of the outer ring 11, a hub 16 a composed of a first inner ring member 14 a and a second inner ring member 15 a is disposed concentrically with the outer ring 11. First and second inner ring raceways 18 and 20 are provided on portions of the outer peripheral surface of the hub 16a facing the outer ring raceways 13 and 13, respectively. Of these inner ring raceways 18 and 20, the first inner ring raceway 18 is formed directly on the outer peripheral surface of the intermediate portion of the first inner ring member 14a. In addition, the second inner ring member 15a is disposed on the outer end portion (closer to the right end in FIG. 1) of the intermediate portion of the first inner ring member 14a than the portion where the first inner ring raceway 18 is formed. It is fitted. The second inner ring raceway 20 is formed on the outer peripheral surface of the second inner ring member 15a. A plurality of rolling elements 21, 21 are provided between the outer ring raceways 13, 13 and the first and second inner ring raceways 18, 20, respectively. The hub 16a is rotatably supported on the inner side.
[0025]
In the case of the illustrated example, as described above, by forming the first inner ring raceway 18 directly on the outer peripheral surface of the first inner ring member 14a, the diameter of the first inner ring raceway 18 is set to the above-mentioned value. The diameter is smaller than the diameter of the second inner ring raceway 20 formed on the outer peripheral surface of the second inner ring member 15a. Further, as the diameter of the first inner ring raceway 18 is made smaller than the diameter of the second inner ring raceway 20 in this way, the outer side facing the first inner ring raceway 18 (in the width direction in the assembled state to the automobile) The diameter of the outer ring raceway 13 on the outside side (left side in FIG. 1) is larger than the diameter of the outer ring raceway 13 on the inside (right side in FIG. 1 on the right side in FIG. 1). Is also small. Further, the outer diameter of the outer half portion of the outer ring 11 (the half portion that is the outer side in the width direction in the assembled state in the vehicle and the left half portion in FIG. 1) that forms the outer ring raceway 13 on the outer side is defined as the inner outer ring. It is made smaller than the outer diameter of the inner half of the outer ring 11 (the half on the center side in the width direction when assembled to the vehicle, the right half of FIG. 1), which is the portion where the track 13 is formed. Further, in the example shown in the drawing, as the diameters of the first inner ring raceway 18 and the outer outer ring raceway 13 are reduced in this way, the rolling provided between the first inner ring raceway 18 and the outer outer ring raceway 13 is reduced. The number of moving bodies 21 and 21 is smaller than the number of rolling elements 21 and 21 provided between the second inner ring raceway 20 and the inner outer ring raceway 13.
[0026]
A second mounting flange 17 for supporting and fixing the wheel to the first inner ring member 14a is integrally formed with the first inner ring member 14a on the outer peripheral surface of the outer end portion of the first inner ring member 14a. The base end portions of a plurality of studs 32 for coupling the wheel are fixed to the second mounting flange 17. In the case of the illustrated example, the pitch circle diameter of the plurality of studs 32 is equal to the outer diameter of the outer half of the outer ring 11 smaller than the outer diameter of the inner half as described above (each of the studs described above). 32 heads 33 are made small (so as not to interfere with the outer peripheral surface of the outer end portion of the outer ring 11). Of the outer peripheral surface of the first inner ring member 14 a, the diameter of the portion that is axially inward of the portion where the first inner ring raceway 18 is formed corresponds to the first inner ring raceway 18. The diameter of the inscribed circle of the rolling elements 21 and 21 is smaller. This is because, when the rolling bearing unit for the wheel is assembled, a plurality of rolling elements 21 and 21 are assembled on the inner diameter side of the outer ring raceway 13 formed on the inner peripheral surface of the outer ring 11, and the inner periphery of the outer ring 11 is assembled. This is because the first inner ring member 14a can be inserted into the inner diameter side of the outer ring 11 with the seal ring 34 fitted and fixed to the surface. Further, on the outer peripheral surface of the intermediate portion of the first inner ring member 14a, a portion between the first inner ring raceway 18 and the portion where the second inner ring member 15a is externally fitted has a groove shape over the entire circumference. The meat stealing portion 35 is formed to reduce the weight of the first inner ring member 14a.
[0027]
Further, the second inner ring member 15a externally fitted to the first inner ring member 14a is prevented from being displaced toward the inner end side in the axial direction, and the outer ring raceways 13, 13 and the first and second inner rings are prevented. In order to keep the preload applied to each of the rolling elements 21, 21 provided between the raceways 18, 20 so as to be freely rotatable, the inner end of the outer peripheral surface of the first inner ring member 14a. A retaining ring 37 is latched in a locking groove 36 formed over the entire circumference in the side portion. The retaining ring 37 is composed of a pair of retaining ring elements each having a semicircular arc shape. Such a retaining ring 37 presses the second inner ring member 15a outward in the axial direction against the first inner ring member 14a in order to give an appropriate preload to the rolling elements 21 and 21. The inner peripheral edge is engaged with the locking groove 36. As the retaining ring 37, an appropriate preload is applied to the rolling elements 21 and 21 even when the force pressing the second inner ring member 15a outward in the axial direction is released. Select one with thickness dimension. That is, as the retaining ring 37, a plurality of types having slightly different thickness dimensions are prepared, and the appropriate thickness is determined in relation to the dimensions of the constituent members of the rolling bearing unit, such as the groove width of the locking groove 36. A retaining ring 37 having a size is selected and engaged with the locking groove 36. Therefore, if the retaining ring 37 is locked in the locking groove 36, the second inner ring member 15a is prevented from shifting toward the inner end side in the axial direction even if the pressing force is released. Thus, the rolling elements 21 and 21 can be held with an appropriate preload applied thereto.
[0028]
In addition, in order to prevent the pair of retaining ring elements constituting the retaining ring 37 from displacing in the diametrically outward direction, the retaining ring 37 may be inadvertently dropped from the retaining groove 36. A part of the spacer 38 is arranged around the area. The spacer 38 has an outer end portion of a boot 39 for preventing foreign matters such as rainwater and dust from entering a constant velocity joint 1c constituted by an outer ring 3B provided at an inner end portion of the first inner ring member 14a. It is for supporting external fitting. The boot 39 is integrally formed of an elastic material such as rubber or synthetic resin, and has an intermediate portion formed in a bellows shape and both end portions formed in a cylindrical shape. The outer end portion of such a boot 39 is externally fitted to a metal spacer 38 that is fitted and fixed to the inner end portion of the first inner ring member 14a by an interference fit. It is restrained to the surface. The inner peripheral surface of the outer end portion of the boot 39 is engaged with the engaging groove 41 formed on the outer peripheral surface of the spacer 38 over the entire periphery.
[0029]
A portion of the outer edge of the spacer 38 that protrudes outward in the axial direction from the boot 39 is formed in a crank shape in cross section to constitute a restraining portion 42 that extends over the entire circumference. In order to constitute the holding portion 42, the spacer 38 includes a small-diameter cylindrical portion 43 that is externally fitted and fixed to the inner end portion of the first inner ring member 14a, and a radially outer portion from the outer end edge of the small-diameter cylindrical portion 43. An annular portion 44 that is bent in the direction and a large-diameter cylindrical portion 45 that is bent outward in the axial direction from the outer peripheral edge of the annular portion 44. Of these, the outer surface of the circular ring portion 44 is brought into contact with or close to the inner surface of the retaining ring 37, and the inner peripheral surface of the large diameter cylindrical portion 45 is brought into contact with the outer peripheral surface of the retaining ring 37. They are in close contact or close to each other. Further, a seal ring 34 is provided between the outer peripheral surface of the outer ring 11 and the intermediate peripheral surface of the first inner ring member 14a, and the inner peripheral surface of the outer ring 11 and the second inner ring member. A combination seal ring 46 is provided between the outer peripheral surface of the inner end portion of 15a and closes both end openings of the space 47 in which the plurality of rolling elements 21 and 21 are installed.
[0030]
Furthermore, the portion of the inner end portion of the first inner ring member 14a where the second inner ring member 15a and the outer end portion of the boot 39 are externally fitted is an outer ring 3B constituting the constant velocity joint 1c. On the inner peripheral surface of the outer ring 3B, there are ten outer engagement grooves 8 and 8 each having a circular cross section when cut along a virtual plane orthogonal to the central axis of the outer ring 3B. Each is formed in a direction perpendicular to the circumferential direction (the left-right direction in FIG. 1, the front-back direction in FIG. 2). Further, an inner ring 2A for constituting the constant velocity joint 1c together with the outer ring 3B is arranged inside the outer ring 3B. Ten inner engagement grooves 7, 7 are formed on the outer peripheral surface of the inner ring 2A in a direction perpendicular to the circumferential direction. And between these inner engagement grooves 7, 7 and the outer engagement grooves 8, 8, one for each of the engagement grooves 7, 8, a total of ten balls 4, 4, It is provided so as to be able to roll while being held in the pockets 10d and 10e of the cage 9c. Further, a spline hole 48 is formed in the center portion of the inner ring 2A in the axial direction. In an assembled state to the automobile, an end portion of a drive shaft (not shown) is spline-engaged with the spline hole 48, and the first inner ring member 14 a is connected via the inner ring 2 A and the ten balls 4, 4. Rotation drive is possible.
[0031]
  In particular, it is built into the hub unit as described above.Reference exampleIn the case of the constant velocity joint 1c, it is possible to incorporate the ten balls 4 and 4 into the pockets 10d and 10e of the cage 9c, and between the pockets 10d and 10e adjacent in the circumferential direction. In order to ensure the length of the column portions 30 and 30 extending in the circumferential direction, the following configuration is provided. First, the total number of the pockets 10d and 10e is four. Further, the total number of balls 4 and 4 held in these four pockets 10d and 10e is ten. Of the four pockets 10d and 10e, the number of balls 4 and 4 held by the two pockets 10d and 10d on the opposite side in the diameter direction (vertical direction in FIG. 2) is two in total. Four. On the other hand, the number of balls 4 and 4 held by the remaining two pockets 10e and 10e is three each, for a total of six.
[0032]
As described above, the number of balls 4, 4 held in the four pockets 10 d, 10 e is changed in the circumferential direction alternately from 2 to 3 to 2 to 3. . In this way, the procedure for incorporating the balls 4 and 4 into the pockets 10d and 10e of the cage 9c is that a total of four balls are provided, two in each of the two pockets 10d and 10d on the diametrically opposite side. The operation of assembling 4, 4 is performed first, and the operation of assembling a total of six balls 4, 4 in three in the remaining two pockets 10e, 10e is performed later. By restricting the assembling procedure in this way, the length dimension L extending in the circumferential direction of the pockets 10e and 10e into which the three balls 4 and 4 are incorporated, respectively._10e Is made as small as possible. In other words, the length (L) of each ball of the pockets 10e and 10e into which the three balls 4 and 4 are incorporated, respectively._10e / 3) is the length (L) of each ball of the pockets 10d, 10d into which the two balls 4, 4 are incorporated._10d / 2), the length L in the circumferential direction of the column parts 30 and 30 existing between the pockets 10d and 10e adjacent in the circumferential direction.₃₀Is secured. The pitch of the engagement grooves 7 and 8 in the circumferential direction is the length L of the pockets 10d and 10e._10d , L_10e To regulate the relationship. In the illustrated example, the pitch extending in the circumferential direction is an unequal pitch.
[0033]
As described above, by restricting the assembly procedure of the balls 4 and 4, the length L of the pillars 30 and 30 is determined.₃₀The reason why it can be secured will be described with reference to FIG. In a state in which the balls 4 and 4 are newly assembled while giving a joint angle to the constant velocity joint 1c, as is apparent from the description regarding FIG. 12 and FIGS. Displacement in the circumferential direction. In addition, the joint angle given to the constant velocity joint 1c when the balls 4 and 4 are assembled is much larger than the joint angle given to the constant velocity joint 1c when used (in the state of incorporation in an automobile). Therefore, when the balls 4 and 4 previously incorporated in the pockets 10d and 10d are later incorporated into the pockets 10e and 10e, the positions indicated by the solid lines from the positions indicated by the chain lines in FIG. Until it is displaced greatly in the circumferential direction. Therefore, the pockets 10d and 10d into which the balls 4 and 4 are previously assembled must be sufficiently allowed to displace the balls 4 and 4 held inside thereof in the circumferential direction. On the other hand, if the pockets 10e and 10e into which the balls 4 and 4 are to be incorporated later can permit displacement of the balls 4 and 4 in the circumferential direction based on the joint angle given at the time of use. It ’s enough. For this reason, as described above, the length of each pocket 10e, 10e for each ball (L_10e / 3) is the length of each of the pockets 10d and 10d (L_10d / 2), the length L in the circumferential direction of the column parts 30 and 30 existing between the pockets 10d and 10e adjacent in the circumferential direction.₃₀Can be secured.
[0034]
  Configure as aboveReference exampleIn the case of the constant velocity joint, the total number of the balls 4 and 4 held in the pockets 10d and 10e is 10, and the number of balls incorporated in the constant velocity joint that has been generally used conventionally. Since the number is larger than (six), even if a sufficiently large torque can be transmitted, the outer diameter can be reduced and the structure can be made smaller and lighter. That is, the basic dynamic load rating of the Rzeppa constant velocity joint constructed by incorporating the balls 4 and 4 is 2/3 of the number of the balls 4 and 4 when the outer diameters of the balls 4 and 4 are the same. It is proportional to the power. Therefore, if the number of balls 4 and 4 is large, the basic dynamic load rating can be increased accordingly. In other words, if the required basic dynamic load rating is the same, the outer diameter of the constant velocity joint 1c is reduced by decreasing the outer diameter of each ball 4, 4 by the number of balls 4, 4. Smaller and lighter can be achieved.
[0035]
  MoreoverReference exampleIn the case of the constant velocity joint 1c, the space between the balls 4 and 4 held in the same pockets 10d and 10e is narrowed, and the pillars existing between the pockets 10d and 10e adjacent in the circumferential direction The length dimension of 30, 30 can be increased. For this reason, the stress acting on the connecting portion between each of the column portions 30 and 30 and the rim portion 31 is relaxed to ensure the durability of the cage 9c, and the constant velocity joint 1c as a whole has sufficient durability. can get.
[0036]
  In particular,Reference exampleIf the number of balls 4, 4 held in the circumferentially adjacent pockets 10d, 10e is different from each other like the constant velocity joint 1c, the inside of the pockets 10e, 10e having a large number of balls 4, 4 to be held. The balls 4 and 4 can be assembled later by allowing the balls 4 and 4 to be assembled, and the length L of the pockets 10e and 10e_10e Can be suppressed. As a result, the number of balls 4, 4 incorporated in the constant velocity joint 1 c can be increased to 10 compared with the conventional general structure, and the durability of the cage 9 c can be ensured.
[0037]
In the example shown in the figure, the cage 9c is formed by punching the pockets 10d and 10e in a metal cylindrical material. Then, in accordance with this punching process, the punching process is performed so that the length of each of the column parts 30 and 30 extending in the circumferential direction is not significantly different between the inner diameter side and the outer diameter side as shown in FIG. As shown in Fig. 3, it is performed in three stages. That is, when punching each of the pockets 10d (and 10e), after punching the circumferential one end portion {for example, the right portion in FIG. 4A) with the punch 49, the circumferential other end portion ( For example, the left portion of the figure) is punched by the punch 49, and finally the central portion is also punched by the punch 49. If the punching is performed in a plurality of times, the circumferential inner surfaces of the pockets 10d (and 10e) are made non-parallel to each other, and the circumferential direction of the pillars 30 and 30 is set. Therefore, the length over the inner diameter side and the outer diameter side can be made not significantly different. For this reason, the cross-sectional area of each said pillar part 30 and 30 is fully ensured, and durability of these each pillar parts 30 and 30 is securable. On the other hand, when the punching of the pockets 10d (and 10e) is performed in one behavior as shown in FIG. 4B, the circles of the pockets 10d (and 10e) as shown in FIG. The inner side surfaces in the circumferential direction are parallel to each other, and the lengths of the column portions 30 and 30 in the circumferential direction are extremely different between the inner diameter side and the outer diameter side. And the cross-sectional area of each said pillar part 30 and 30 becomes small, and ensuring of durability of these each pillar parts 30 and 30 becomes difficult.
[0038]
Further, in the case of the illustrated example, as described above, the outer diameter of the outer half of the outer ring 11 is reduced by reducing the pitch circle diameter of the rolling elements 21 and 21 constituting the outer rolling element row. it can. Then, the pitch circle diameter of the plurality of studs 32 fixed to the second mounting flange 17 provided on the outer peripheral surface of the first inner ring member 14a can be reduced by the amount that the outer diameter of the outer half portion of the outer ring 11 is reduced. . Accordingly, the outer diameter of the second mounting flange 17 for supporting and fixing the stud 32 is reduced without increasing the axial dimension of the first inner ring member 14a, so that the wheel rolling bearing unit for wheels can be reduced in size and weight. Can be made more effective.
[0039]
  As described above, the pitch circle diameter of each rolling element 21, 21 constituting the outer rolling element row is made smaller than the pitch circle diameter of each rolling element 21, 21 constituting the inner rolling element row, The basic dynamic load rating of the outer rolling element row portion is smaller than the basic dynamic load rating of the inner rolling element row portion. Therefore, if the load applied to both rows is the same, the life of the outer rolling element row portion is shorter than that of the inner rolling element row portion. In contrast, in a general automobile, the load applied to the outer rolling element row portion is smaller than the load applied to the inner rolling element row portion. For this reason, the design which makes the lifetime of the both row portions substantially the same becomes easy, and the design without waste becomes possible. In the illustrated example, balls are used as the rolling elements 21, 21, but in the case of a rolling bearing unit for automobiles that is heavy in weight, tapered rollers may be used as the rolling elements.Reference exampleOf course, the present invention can also be applied to a rolling bearing unit that uses a tapered roller as a rolling element.
[0040]
  next,FIG. 5 shows the present invention.Of the embodimentFirst exampleIs shown. In the case of this example, four pockets 10f and 10f are formed in the cage 9d constituting the constant velocity joint 1d. A total of eight balls 4 and 4 are held in each of the pockets 10f and 10f, two each. In the case of the structure of this example as well, the interval between the balls 4 and 4 held in the same pockets 10f and 10f is narrowed, and the columns existing between the pockets 10f and 10f adjacent in the circumferential direction are present. The length dimension of the parts 30 and 30 can be enlarged. Further, the durability of the cage 9d can be ensured, and sufficient durability can be obtained for the entire constant velocity joint 1d.
[0041]
  Next, FIGS.The second example of the reference example related to the present inventionIs shown.Reference exampleIn this case, six pockets 10g and 10h are formed in the cage 9e constituting the constant velocity joint 1e. A total of nine balls 4, 4 are held in each of the pockets 10g, 10h, one or two. Like thisReference exampleIn the case of this structure, the interval between the balls 4 and 4 held in the same pockets 10h and 10h is narrowed, and the column portions 30 and 30 existing between the pockets 10g and 10h adjacent in the circumferential direction are reduced. The length dimension can be increased.
[0042]
  Furthermore,Reference exampleIn this case, even though the number of balls 4 and 4 is odd, the number of pockets 10g and 10h is an even number. Therefore, as shown in FIG. The distance H between the existing pillars 30 and 30 is reduced. Therefore, when the retainer 9e is incorporated in the outer ring 3B, as shown in FIGS. 7 and 8, the shoulder between the outer engagement grooves 8 and 8 adjacent to each other on the inner circumferential surface of the outer ring 3B in the circumferential direction. The holder 50 can be inserted into the pockets 10g and 10h of the holder 9e, and the holder 9e can be decentered upward in FIGS. 7 and 8 until the shoulder 50 hits the pillar 30 of the holder 9e. Therefore, the cage 9e can be incorporated.Reference exampleThe reason why the total number of the pockets 10g and 10h is an even number is to reduce the distance H so that the retainer 9e can be incorporated into the outer ring 3B. still,Reference exampleShows an example in which nine balls 4, 4 are provided, but when the number of balls 4, 4 is seven, 1, 1, 1, 1, 1, 2 balls 4 in each pocket, respectively. 4 is designed to hold 4, the number of pockets of the cage becomes an even number. In this case, there is a pocket into which one ball is inserted at a 180-degree diagonal position of the pocket into which the two balls 4 and 4 are inserted, and the distance H between the pillar part and the pillar part is the same as in FIG. Become smaller.
[0043]
【The invention's effect】
  Since the constant velocity joint of the present invention is configured and operates as described above, the number of balls for torque transmission is reduced.8Thus, the outer diameter can be reduced, and the rigidity of the cage for holding these balls can be increased to improve the durability of the cage. Therefore, it is possible to realize a reduction in size and weight of a rolling bearing unit for a wheel integrated with a constant velocity joint, which is called a fourth generation hub unit, while ensuring sufficient durability.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows the present invention.Reference examples forSectional drawing of the rolling bearing unit for wheels which incorporated the constant velocity joint which shows the 1st example of.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line XX of FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view of the cage showing a state where the ball is assembled in the pocket.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state in which pockets are formed by punching, wherein (A) shows a preferable process and (B) shows an unfavorable process.
FIG. 5 shows an embodiment of the present invention.First exampleThe figure similar to FIG.
FIG. 6Reference examples forofSecond exampleThe figure similar to FIG.
FIG. 7 is a cross-sectional view seen from the same direction as FIG. 1, showing a state in which the cage is incorporated inside the outer ring.
FIG. 8 is a view as seen from the right side of FIG.
FIG. 9 is a sectional view showing a first example of a conventional constant velocity joint in a state where a joint angle is given.
10 is a view corresponding to the YY cross section of FIG. 9, similarly showing a state where no joint angle is given.
FIG. 11 is a view of a part of the cage as viewed from the outer peripheral side.
FIG. 12 is a schematic diagram showing the positional relationship between the bottom surfaces of both the inner and outer engagement grooves.
FIG. 13 is a sectional view showing an example of a wheel rolling bearing unit in which a constant velocity joint is integrally incorporated.
FIG. 14 is a cross-sectional view schematically showing a part in order to show the force applied to the ball during operation of the constant velocity joint.
15 is an enlarged view of the central portion of FIG.
FIG. 16 is a sectional view showing a second example of a conventional constant velocity joint in a state where no joint angle is given.
17 is a ZZ cross-sectional view of FIG.
FIG. 18 is a cross-sectional view of a cage incorporated in the second example of the conventional structure.
FIG. 19 is a cross-sectional view showing a state in which an inner ring and an outer ring are displaced in a predetermined direction in order to incorporate a ball into the cage.
FIG. 20 is a sectional view showing a third example of a conventional structure.
[Explanation of symbols]
1, 1a, 1b, 1c, 1d, 1e constant velocity joint
2, 2A inner ring
2a Outer peripheral surface
3, 3A, 3B Outer ring
3a Inner peripheral surface
4 balls
5 axes
6 axes
7 Inner engagement groove
7a Bottom
8 Outer engagement groove
8a Bottom
9, 9a, 9b, 9c, 9d, 9e Cage
10, 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, 10g, 10h pocket
11 Outer ring
12 First mounting flange
13 Outer ring raceway
14, 14a First inner ring member
15, 15a Second inner ring member
16, 16a hub
17 Second mounting flange
18 First inner ring raceway
19 Cylindrical part
20 Second inner ring raceway
21 Rolling elements
22 Locking groove
23 Locking groove
24 retaining ring
25 steps
26 Welding
27a, 27b cover
28a, 28b Seal ring
29 Separator
30 pillars
31 Rim part
32 Stud
33 head
34 Seal ring
35 Meat Stealing Club
36 Locking groove
37 retaining ring
38 spacer
39 boots
40 restraining band
41 engaging groove
42 Holding part
43 Small diameter cylindrical part
44 torus
45 Large diameter cylindrical part
46 combination seal ring
47 space
48 spline hole
49 Punch
50 shoulder

Claims

内輪と、この内輪の外周面の複数個所に、それぞれ円周方向に対し直角方向に形成された断面円弧形の内側係合溝と、上記内輪の周囲に設けられる外輪と、この外輪の内周面で上記各内側係合溝と対向する位置に、円周方向に対し直角方向に形成された断面円弧形の外側係合溝と、上記内輪の外周面と外輪の内周面との間に挟持され、上記内側、外側両係合溝に整合する位置にそれぞれ円周方向に長い複数のポケットを形成した保持器と、これら各ポケットの内側に保持された状態で、内側、外側両係合溝に沿う転動を自在とされた複数個のボールとから成り、これら内側、外側各係合溝は、上記内輪或いは上記外輪の直径方向で、これら各係合溝の幅方向中央部を通過する仮想平面に関して対称な形状であり、上記各ボールを、上記内輪の中心軸と上記外輪の中心軸との軸交角を二等分し、これら両中心軸を含む平面に対し直交する二等分面内に配置した等速ジョイントに於いて、上記ボールの数が８個で、これら各ボールの直径寸法はすべて同じであり、上記内側、外側両係合溝の数がそれぞれ８本ずつで、これら内側係合溝同士及び外側係合溝同士でそれぞれの断面形状の曲率半径を同じとしており、上記ポケットの数が４個で、これら各ポケット毎にそれぞれ２個ずつ上記ボールを保持しており、同一ポケット内に保持された１対のボール同士の円周方向ピッチが、円周方向に隣り合うポケット内にそれぞれが円周方向に隣接した状態で保持された１組のボール同士の円周方向ピッチよりも小さい事を特徴とする等速ジョイント。 An inner ring, an inner engagement groove having an arc cross section formed in a direction perpendicular to the circumferential direction at a plurality of locations on the outer peripheral surface of the inner ring, an outer ring provided around the inner ring, and an inner ring of the outer ring An outer engagement groove having a circular arc shape formed in a direction perpendicular to the circumferential direction at a position facing the inner engagement grooves on the circumferential surface, and an outer circumferential surface of the inner ring and an inner circumferential surface of the outer ring. A cage that is sandwiched between and formed with a plurality of circumferentially long pockets at positions aligned with the inner and outer engagement grooves, and both the inner and outer sides in a state of being held inside these pockets. The inner and outer engagement grooves are formed in the diameter direction of the inner ring or the outer ring, and the width direction central portions of the engagement grooves are composed of a plurality of balls that can freely roll along the engagement grooves. passing through a symmetrical shape with respect to the imaginary plane, the respective balls, of the inner ring The axis intersection angle between the mandrel and the central axis of the outer ring bisecting, in the constant velocity joint was placed in bisecting plane perpendicular to the plane containing these two center axes, the number of the balls 8 The diameters of these balls are all the same, and the number of both inner and outer engagement grooves is eight, and the cross-sectional shapes of the inner engagement grooves and the outer engagement grooves are the same. The radius of curvature is the same, the number of the pockets is four, two balls are held in each pocket, and the circumferential pitch between a pair of balls held in the same pocket However, the constant velocity joint is characterized in that it is smaller than the circumferential pitch between a pair of balls held in a circumferentially adjacent pocket in a circumferentially adjacent pocket.