JP4123579B2 - 等速ジョイントの組立方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、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等速ジョイントの組立方法に関する。
【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７〜９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の軸方向外端部に固定する。又、上記外輪３は、駆動輪を結合する他方の軸６の軸方向内端部に固定する。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。
【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９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１０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１０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１０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、前述の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７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、上記交点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１１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、外周面の軸方向外端寄り（図１１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、同じく軸方向内端寄り（図１１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、軸方向外端部（図１１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、軸方向内端部（図１１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の軸方向外端面（図１１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、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１１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７〜９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、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ハブ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は、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８、９、１２〜１５参照）の円周方向に亙る長さ寸法を確保する必要がある。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の強度が不足し、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。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、第一として上記各ポケット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（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７に示した軸交角αの補角。）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、第二として上記長さは、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。
【００１４】
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１２〜１５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いる。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、上記各ポケット１０ｂ、１０ｂ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、上記各ポケット１０ａ、１０ａの長さ方向両端部内側面と、既にこれら各ポケット１０ａ、１０ａ内に組み込んであるボール４、４とが干渉しない大きさにしている。
【００１５】
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１５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１５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１４に鎖線矢印で示す様に、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。
【００１６】
この様に、上記各ポケット１０ａ、１０ｂ内にボール４、４を組み込む状態に就いて、図１６により説明する。この図１６は、上記公報に記載された等速ジョイントに組み込む保持器９ａのポケット１０ａ、１０ｂの配置並びにそれぞれの長さを模式的に示している。４個ずつ合計８個設けられたポケット１０ａ、１０ｂは、円周方向に亙って４５度刻みで互いに等間隔で配置している。斜格子で示すと共に符号▲１▼〜▲８▼を付した円弧状部分は、上記各ポケット１０ａ、１０ｂの位置及びその長さを表している。即ち、これら各円弧状部分の円周方向中央位置が、上記各ポケット１０ａ、１０ｂの長さ方向中央位置に対応する。又、上記各円弧状部分の長さが、これら各ポケット１０ａ、１０ｂの長さに対応して変化する、これら各ポケット１０ａ、１０ｂ内でのボール４、４（図１２〜１５）の円周方向に亙る変位量を表している。即ち、長さ寸法が長いポケット１０ａ、１０ａ内に組み込んだボール４、４は、円周方向中央位置を中心として円周方向両側に、それぞれγ0 ずつ変位自在である。これに対して、長さ寸法が短いポケット１０ｂ、１０ｂ内に組み込んだボール４、４は、円周方向中央位置を中心として円周方向両側に、それぞれγ1 ずつ変位自在である。尚、この図１６及び後述する図６に記載した角度γ0 、γ1 は、明瞭化の為、誇張して表している。又、同心円状に配置された異なる部分に描いた上記符号▲１▼〜▲８▼を付した円弧状部分にボール４、４を組み込む作業は、直径方向内側から外側に向け、順次行なう。同一円弧上に描いた円弧状部分へのボール４、４の組み込みは、同時には行なわないが、組み込み手順の前後は問わない。
【００１７】
上述の様に表せる、上記公報に記載された保持器９ａにボール４、４を組み込む際には、先ず、符号▲１▼▲３▼▲５▼▲７▼を付した、長さ寸法が長いポケット１０ａ、１０ａにボール４、４を、順次１個ずつ組み込む。次いで、符号▲２▼▲４▼▲６▼▲８▼を付した、長さ寸法が短い４個のポケット１０ｂ、１０ｂ内にボールを、順次１個ずつ組み込む。この組み込み作業の為、上記内輪２の中心軸と上記外輪３の中心軸とを図１５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１６に矢印で示す様に、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。但し、これら各ポケット１０ａ、１０ａの長さは大きい為、上記長さ寸法が短い各ポケット１０ｂ、１０ｂ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、ボール４の１個分以上整合するよりも前に、上記各ポケット１０ａ、１０ａの長さ方向端部内面と既に上記各ポケット１０ａ、１０ａ内に組み込んである各ボール４、４の転動面とが干渉する事はない。従って、上記内輪２の中心軸と外輪３の中心軸とを大きく傾斜させる事ができて、上記長さが短い各ポケット１０ｂ、１０ｂ内へのボール４、４の組み込みを行なえる。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
上述した特開平９−１７７８１４号公報に記載された等速ジョイントの場合には、円周方向に亙る長さ寸法が異なる２種類のポケット１０ａ、１０ｂを、円周方向に亙って交互に且つ等間隔で配置している。この為、単一種類のポケットを使用した場合に比べれば、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円周方向に亙る長さ寸法を大きくできるが、未だ十分に大きくできるとは言えない。
【００１９】
即ち、上記公報に記載された従来構造の等速ジョイントの組立方法の場合には、保持器のポケット１０ａ、１０ｂの周方向長さを長短２種類として、特にこれら各ポケット１０ａ、１０ｂ内にボール４を組み込む際に、保持器９ａを円周方向に変位（旋回）させる事を考慮してはいない。これに対して本発明者は、ポケット内にボールを組み込む際に、既に他のポケット内に組み込んであるボールが当該ポケットの円周方向端縁を押し、保持器を円周方向に旋回させる様に構成する事により、長短２種類のポケットのうち、長い方のポケットを短くして、柱部の円周方向に亙る長さ寸法を大きくし、保持器の強度及び耐久性の向上を図れるものと考えた。
【００２０】
但し、長短２種類のポケットの長さを無規制に定めても、ポケット内へのボールの組み込みを行なえなくなったり、或は柱部の寸法を十分に確保できず、保持器の耐久性向上を十分に図れない。
本発明は、この様な事情に鑑み、上記柱部の長さ寸法をより大きくして保持器の強度を向上させ、小型でしかも優れた耐久性を有する等速ジョイントの組立方法を実現すべく発明したものである。
【００２１】
【課題を解決する為の手段】
本発明の組立方法の対象となる等速ジョイントは、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円周方向等間隔位置に存在する８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た外輪と、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８個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１個ずつ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、８個のボールとから成る。そして、これら各ボールを、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、本発明の組立方法の対象となる等速ジョイントは、上記８個のポケットとして、円周方向の長さ寸法が互いに異なる２種類のポケットを円周方向に亙って交互に、且つ、円周方向に亙る配列ピッチ角を配列ピッチ角の大きい部分と同じく小さい部分とをそれぞれ２個所１組とし、配列ピッチ角の大きい部分と同じく小さい部分とを円周方向に亙り交互に配置した状態で設けている。そして、上記各ポケット内にボールを組み込むべく、上記内輪の中心軸と上記外輪の中心軸とを大きく変位させた場合に、既に他のポケット内に組み込まれているボールが円周方向に亙って変位する角度のうちの最大値をγ0 とし、完成後の等速ジョイントの上記内輪の中心軸と上記外輪の中心軸とを、使用状態で最も大きく変位させた場合に、上記各ポケット内に組み込まれているボールが円周方向に亙って変位する角度のうちの最大値をγ1 とし、上記保持器の外径をＤc とし、上記保持器の外周面側での上記２種類のポケットの円周方向の長さである円弧長さの差を△Ｌとした場合に、（γ0 −γ1 ）・Ｄc ／２＜△Ｌ＜（γ0 −γ1 ）・Ｄc を満たすものである。
本発明の等速ジョイントの組立方法は、この様な構成を有する等速ジョイントの上記保持器に設けられた各ポケットのうちで、円周方向の長さ寸法が長いポケットへのボールの組み込み作業を、円周方向の長さ寸法が短いポケット内に既に組み込まれたボールにより、当該ポケットの円周方向端部内側面を押して上記保持器を円周方向に旋回させて行なう。
【００２３】
【作用】
上述の様に構成する本発明の等速ジョイントの組立方法によれば、円周方向に亙る長さが大きいポケットのポケット長さを小さくできて、柱部の円周方向に亙る長さを大きくできる。
又、本発明の組立方法により組み立てられる等速ジョイントは、各ポケット内へのボール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同士の間に存在する柱部の寸法を十分に確保して、保持器の耐久性向上を十分に図れる。この結果、等速ジョイントを小型化して、この等速ジョイントの外輪と車輪支持用の転がり軸受ユニットの内輪を一体化した所謂第四世代のハブユニットの実用化に寄与できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１〜５は、本発明の実施の形態の１例として、本発明を第四世代のハブユニットを構成する等速ジョイントに適用した状態を示している。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の内径側には、ハブ本体３１と内輪３２とから成るハブ３３を、この外輪１１と同心に配置している。このハブ３３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、上記ハブ本体３１の中間部外周面に直接形成している。又、このハブ本体３１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軸方向内端寄り（図１の右端寄り）部分に、上記内輪３２を外嵌している。上記第二の内輪軌道２０は、この内輪３２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３３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を上記ハブ本体３１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、上記内輪３２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と対向する軸方向外側（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、軸方向内側（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、上記軸方向外側の外輪軌道１３を形成した、外輪１１の軸方向外半部の外径を、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の軸方向内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及び軸方向外側の外輪軌道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と軸方向外側の外輪軌道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と軸方向内側の外輪軌道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、上記ハブ本体３１の軸方向外端部外周面には、このハブ本体３１に車輪を支持固定する為の第二の取付フランジ１７を、このハブ本体３１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３４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３４のピッチ円直径は、上述の様に外輪１１の軸方向外半部の外径を、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３４の頭部３５が上記外輪１１の軸方向外端部外周面と干渉しない程度に）小さくしている。尚、上記ハブ本体３１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の軸方向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の軸方向外端部内周面にシールリング３６を内嵌固定した状態で、この外輪１１の内径側に上記ハブ本体３１を挿入自在とする為である。又、上記ハブ本体３１の中間部外周面で、上記第一の内輪軌道１８と上記内輪３２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３７を形成して、上記ハブ本体３１の軽量化を図っている。
【００２７】
又、上記ハブ本体３１に外嵌した内輪３２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、上記ハブ本体３１の外周面軸方向内端寄り部分に全周に亙り形成した係止凹溝３８に、止め輪３９を係止している。この止め輪３９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３９は、上記各転動体２１、２１に適正な予圧を付与すべく、上記内輪３２を上記ハブ本体３１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３８に係合させる。上記内輪３２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３９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３９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３８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３９を選択し、上記係止凹溝３８に係合させる。従って、この止め輪３９を係止凹溝３８に係止すれば、上記押圧している力を解除しても、上記内輪３２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３９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３９が上記係止凹溝３８から不用意に抜け落ちる事を防止すべく、この止め輪３９の周囲に、間座４０の一部を配置している。この間座４０は、上記ハブ本体３１の軸方向内端部分に設けた、等速ジョイント用の外輪４１により構成する、本発明の組立方法の対象である等速ジョイント１ｃ内に、雨水、塵芥等の異物が入り込むのを防止する為のブーツ４２の軸方向外端部を外嵌支持する為のものである。又、前記外輪１１の軸方向外端部内周面と上記ハブ本体３１の軸方向中間部外周面との間には前記シールリング３６を、上記外輪１１の軸方向内端部内周面と前記内輪３２の軸方向内端部外周面との間には組み合わせシールリング４３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４４の両端開口部を塞いでいる。
【００２９】
更に、上記ハブ本体３１の軸方向内端部で、上記内輪３２と上記ブーツ４２の軸方向外端部とを外嵌した部分は、上述の様に、等速ジョイント１ｃの外輪となる外輪４１としている。この外輪４１の内周面には、それぞれ断面形状が円弧形である８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）に形成している。又、上記外輪４１の内側には、この外輪４１と共にツェッパ型の上記等速ジョイント１ｃを構成する為の、内輪２を配置している。そして、この内輪２の外周面に８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８個のボール４を、保持器９ｂのポケット１０ａ、１０ｂ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２の中心部には、スプライン孔４５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４５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２及び上記８個のボール４、４を介して、上記ハブ本体３１を回転駆動自在とする。
【００３０】
上記保持器９ｂには、前述の図１２〜１６に示した従来構造の場合と同様に、円周方向の長さ寸法が互いに異なる２種類のポケット１０ａ、１０ｂを、円周方向に亙って交互に設けている。即ち、円周方向に亙る長さが大きいポケット１０ａ、１０ａを９０度置きに配置し、円周方向に関して、これら長さが大きいポケット１０ａ、１０ａ同士の中間位置に、円周方向に関する長さが小さいポケット１０ｂ、１０ｂを配置している。但し、図示の例では、上記従来構造の場合とは異なり、上記各ポケット１０ａ、１０ｂの円周方向に亙る配列ピッチは一定ではない。この点に就いて、これら各ポケット１０ａ、１０ｂの円周方向に関する長さと共に、以下に詳述する。尚、これら各ポケット１０ａ、１０ｂの円周方向に関する長さは、上記保持器９ｂの外周面側の開口端縁部に於ける円弧長さで表す。
【００３１】
先ず、上記各ポケット１０ａ、１０ｂ内にボール４、４を組み込むべく、前記内輪２の中心軸ａ（図７参照）と上記外輪４１の中心軸ｂ（図７参照）とを大きく変位させた場合に、既に他のポケット１０ａ、１０ｂ内に組み込まれているボール４、４が円周方向に亙って変位する角度のうちの最大値をγ0 （rad ）とする。この角度の最大値γ0 は、後に記載する式に基づく計算によっても、或は実測によっても、容易に求める事ができる。尚、図示の例では、上記外輪４１の開口周縁部に凹部４６を、全周に亙り形成している。上記各ポケット１０ａ、１０ｂ内にボール４、４を組み込む際には、上記凹部４６が、図４に示す様に、これら各ボール４、４と上記外輪４１の開口周縁部との干渉を防止する。従って、図示の例の場合には、上記両中心軸ａ、ｂ同士の変位量が比較的小さくても、上記各ポケット１０ａ、１０ｂ内へのボール４、４の組み込み作業を行なえる。従って、上記角度の最大値γ0 も、従来構造に比べれば小さい。
【００３２】
又、上記凹部４６は、ボール組み込み用治具を構成するシャフト４７（図５）と、前記外側係合溝８、８の開口端縁部とが当接する事を防止して、ボール組み込み作業の円滑化に寄与する。即ち、上記各ポケット１０ａ、１０ｂ内にボール４、４を組み込む際には、上記ボール組み込み用治具のシャフト４７を上記内輪２のスプライン孔４５内に挿入し、この内輪２を揺動変位させる。この際、上記シャフト４７の外周面が、円周方向に亙って凹凸部を構成する、上記外側係合溝８、８の開口端縁部に当接すると、上記シャフト４７を操作する作業者に違和感を与える。これに対して本例の場合には、上記凹部４６を設ける事により、上記開口端縁部と上記シャフト４７の外周面とが当接する事を防止している。即ち、上記外輪４１に対して上記シャフト４７を大きく傾斜させた場合にこのシャフト４７の外周面は、上記凹部４６の開口周縁部に当接する。この開口周縁部は全周に亙って滑らかに連続するので、上記シャフト４７を操作する作業者に違和感を与える事はなく、作業の円滑化に寄与する。
【００３３】
又、等速ジョイント１ｃを完成した後、上記内輪２の中心軸ａと上記外輪４１の中心軸ｂとを、使用状態で最も大きく変位させた場合に、上記各ポケット１０ａ、１０ｂ内に組み込まれているボール４、４が円周方向に亙って変位する角度のうちの最大値をγ1 （rad ）とする。この角度の最大値γ1 も、後に記載する式に基づく計算によっても、或は実測によっても、容易に求める事ができる。更に、前記保持器９ｂの外径をＤc （図３）とする。
【００３４】
本発明の組立方法の対象となる等速ジョイントの場合には、上述の様な条件で、上記保持器９ｂの外周面側での上記２種類のポケット１０ａ、１０ｂの円周方向の長さである円弧長さの差を△Ｌとした場合に、（γ0 −γ1 ）・Ｄc ／２＜△Ｌ＜（γ0 −γ1 ）・Ｄc を満たす様に、上記保持器９ｂ及び上記各ポケット１０ａ、１０ｂの大きさを規制している。この様な条件を満たす事により、本発明の組立方法により組み立てられる等速ジョイントの場合には、上記各ポケット１０ａ、１０ｂ内へのボール４、４の組み込みを可能にしつつ、円周方向に隣り合うポケット１０ａ、１０ｂ同士の間に存在する柱部３０、３０の、円周方向に亙る長さを大きくできる。この点に就いて、更に詳しく説明する。
【００３５】
先ず、上記各ポケット１０ａ、１０ｂ内にボール４、４を組み込む状態に就いて、図６により説明する。尚、この図６は、前述した図１６と同様に、保持器９ｂのポケット１０ａ、１０ｂの配置並びにそれぞれの円周方向長さを模式的に表している。この図６の各部が表す意味は、上記図１６と同様である。尚、図６に記載した実線矢印は、何れかのポケット１０ａ、１０ｂにボール４、４を組み込むべく、内輪２の中心軸と外輪４１の中心軸とを大きく変位させた場合に、既に別のポケット１０ａ、１０ｂに組み込まれたボール４、４が、（同心円状に内径側から外径側に順次記載したボール４、４の組み込み行程で、当該矢印と同一円弧上に存在するポケット１０ａ、１０ｂへの組み込み行程で）保持器９ｂの円周方向に関して変位する方向を示している。又、破線矢印は、何れかのポケット１０ａ、１０ｂにボール４、４を組み込むべく、内輪２の中心軸と外輪４１の中心軸とを大きく変位させた場合に、既に別のポケット１０ａ、１０ｂに組み込まれたボール４、４が当該ポケット１０ａ、１０ｂの円周方向端部内面を押して、上記保持器９ｂを回転させる方向を表している。又、上記各矢印の長さは、それぞれ変位量を表している。但し、この図６に於いて、各ポケット１０ａ、１０ｂの円周方向長さに対してボール４、４が占有する空間は、前述した図１６と同様に無いものとして、ボール４、４が変位可能となる長さで表している。この図６で示す様に、本発明の場合には、各ポケット１０ａ、１０ｂの円周方向に亙る配列ピッチ角は一定でない。即ち、配列ピッチ角が４５°＋（γ0 −γ1 ）／２である場所と、４５°−（γ0 −γ1 ）／２である場所とを、それぞれ２個所１組とし、４５°＋（γ0 −γ1 ）／２である場所と、４５°−（γ0 −γ1 ）／２である場所とを、円周方向に亙って交互に配置している。そして２個所１組としたそれぞれの場所の中間に位置する▲１▼▲３▼▲５▼▲７▼のポケットを、円周方向に亙る長さが小さいポケット１０ｂ、１０ｂとしている。又、これら各ポケット１０ｂ、１０ｂの間に位置する▲２▼▲４▼▲６▼▲８▼部分のポケットを、円周方向に亙る長さが大きいポケット１０ａ、１０ａとしている。
【００３６】
本発明の等速ジョイント１ｃを構成する保持器９ｂに設けた各ポケット１０ａ、１０ｂ内にボール４、４を組み込むには、先ず、円周方向４個所位置に存在する、円周方向に亙る長さが小さいポケット１０ｂ、１０ｂのうち、図６の▲１▼▲５▼部分のポケット１０ｂ、１０ｂ内に、前述の図１５に示す様にして、順次ボール４、４を１個ずつ組み込む。次いで、図６の▲２▼▲６▼部分の、円周方向に亙る長さが大きいポケット１０ａ、１０ａ内に、やはり前述の図１５に示す様にして、順次ボール４、４を１個ずつ組み込む。この際、内輪２の中心軸と外輪３の中心軸とを大きく折り曲げ方向に変位させる事に伴って、既に上記▲１▼▲５▼部分のポケット１０ｂ、１０ｂ内に組み込んだボール４、４が、上記▲２▼▲６▼部分のポケット１０ａ、１０ａに近づく方向で、円周方向に変位する。そして、この変位の途中で、これら各ボール４、４の転動面と上記▲１▼▲５▼部分のポケット１０ｂ、１０ｂの円周方向端部内側面とが当接する。これら両面同士が当接した後、更に上記内輪２の中心軸と外輪３の中心軸とを折り曲げると、上記各ボール４、４が保持器９ｂを円周方向に押して、この保持器を、図６で▲２▼▲６▼部分のポケット１０ａ、１０ａに対応する（▲２▼▲６▼部分に斜格子を描いた円弧上に記載した）破線矢印で示す様に、円周方向に（γ0 −γ1 ）だけ回転させる（簡略化の為に、製造誤差等を考慮して設定する余裕量△γ分は、省略して考える）。上記▲２▼▲６▼部分のポケット１０ａ、１０ａは円周方向に亙る長さ寸法が大きいので、この様に保持器９ｂが円周方向に回転した場合でも、これら各ポケット１０ａ、１０ａと内側、外側両係合溝７、８（図１）とは、ボール４を組み込める分だけ整合する。従って、上記▲２▼▲６▼部分のポケット１０ａ、１０ａにボール４、４を組み込む事ができる。
【００３７】
次いで、残りのポケット１０ａ、１０ａである、図６の▲４▼▲８▼部分のポケット１０ａ、１０ａ内に、やはり前述の図１５に示す様にして、順次ボール４、４を１個ずつ組み込む。この際、内輪２の中心軸と外輪３の中心軸とを大きく折り曲げ方向に変位させる事に伴って、既に上記▲１▼▲５▼部分のポケット１０ｂ、１０ｂ内に組み込んだボール４、４が、上記▲４▼▲８▼部分のポケット１０ａ、１０ａに近づく方向で、円周方向に変位する。そして、この変位の途中で、これら各ボール４、４の転動面と上記▲１▼▲５▼部分のポケット１０ｂ、１０ｂの円周方向端部内側面とが当接する。これら両面同士が当接した後、更に上記内輪２の中心軸と外輪３の中心軸とを折り曲げると、上記各ボール４、４が保持器９ｂを円周方向に押して、この保持器９ｂを、図６で▲４▼▲８▼のポケット１０ａ、１０ａに対応する破線矢印で示す様に、円周方向に回転させる。この際、既に上記▲２▼▲６▼部分のポケット１０ａ、１０ａ内に組み込んであるボール４、４が、上記▲４▼▲８▼部分のポケット１０ａ、１０ａに対し遠近動する事はない。従って、上記▲２▼▲６▼部分に既に組み込んであるボール４、４に対して上記保持器９ｂは、円周方向に亙り相対変位する。但し、上記▲２▼▲６▼部分のポケット１０ａ、１０ａは円周方向に亙る長さ寸法が大きいので、これら▲２▼▲６▼部分のポケット１０ａ、１０ａ内に組み込んだボール４、４がこれら各ポケット１０ａ、１０ａの円周方向端部内側面と当接する事はない。従って、上記保持器９ｂは、上記▲１▼▲５▼部分のポケット１０ｂ、１０ｂ内に組み込んだボール４、４により、図６の反時計方向に（γ0 −γ1 ）だけ回転する。この様に保持器９ｂが円周方向に回転した場合でも、これら各ポケット１０ａ、１０ａと内側、外側両係合溝７、８とは、ボール４を組み込める分だけ整合する。従って、上記▲４▼▲８▼部分のポケット１０ａ、１０ａにボール４、４を組み込む事ができる。
【００３８】
最後に、残りの、図６の▲３▼▲７▼部分のポケット１０ｂ、１０ｂ内に、やはり前述の図１５に示す様にして、順次ボール４、４を１個ずつ組み込む。この際、内輪２の中心軸と外輪３の中心軸とを大きく折り曲げ方向に変位させる事に伴って、既に上記▲２▼▲４▼▲６▼▲８▼部分のポケット１０ａ、１０ａ内に組み込んだボール４、４が、上記▲３▼▲７▼部分のポケット１０ｂ、１０ｂに近づく方向で、円周方向に変位する。但し、これら▲２▼▲４▼▲６▼▲８▼部分のポケット１０ａ、１０ａは円周方向に亙る長さ寸法が大きいので、これら▲２▼▲４▼▲６▼▲８▼部分のポケット１０ａ、１０ａ内に組み込んだボール４、４がこれら各ポケット１０ａ、１０ａの円周方向端部内側面と当接する事はない。又、既に▲１▼▲５▼部分のポケット１０ｂ、１０ｂに組み込まれているボールは、これら両ポケット１０ｂ、１０ｂが上記中心軸同士の折り曲げ方向に対し直角方向に存在するので、殆ど円周方向に変位しない。従って、上記内輪２の中心軸と外輪３の中心軸とを十分に折り曲げて、上記▲３▼▲７▼部分のポケット１０ｂ、１０ｂ内にボール４、４を組み込める。尚、本例の構造を組み立てるべく、▲１▼（又は▲５▼）部分のポケット１０ａ、１０ａ内に最初のボール４を組み込む際に、円周方向に隣り合うポケット１０ｂ、１０ｂ内に同時にボール４を組み込む事もできる。この様に、最初にボール４、４を２個組み込めば、内輪２及び外輪３に対する保持器９ｂの円周方向位置を規制して、続く残りのボール４、４の組み込み作業時に、この保持器９ｂの円周方向に亙る位置決めに気を使う必要がなくなる。
【００３９】
次に、前述の様に構成し、上述の様に各ポケット１０ａ、１０ｂ内にボール４、４を組み込む保持器９ｂを設けた本発明の組立方法により組み立てられる等速ジョイントが、この保持器９ｂの強度を確保できる理由に就いて説明する。前述の図１２〜１６に示した従来構造の様に、ポケット１０ａ、１０ｂ内にボール４、４を組み込む際に、既に別のポケット１０ａ、１０ｂ内に組み込んであるボール４が当該ポケット１０ａ（１０ｂ）の円周方向端部内側面を押して保持器９ａを円周方向に変位（旋回）させない場合に就いて、上記各ポケット１０ａ、１０ｂに要求される円周方向長さを考える。尚、以上の説明からも明らかな通り、ツェッパ型の等速ジョイントを構成する保持器のポケットに要求される円周方向長さは、当該ポケット内に保持するボールの外径と、このボールの円周方向に亙る変位量との和である。総てのポケットに就いて、ボールの外径は一定であるので、以下の説明ではこれを省略し、各ポケットがその内側に保持したボールの円周方向に亙る変位を許容すべき量を、当該ポケットの円周方向長さとして、便宜的に表す。
【００４０】
先ず、図１２〜１６に示した従来構造の場合、円周方向に亙る長さが大きいポケット１０ａ、１０ａの長さは、最低限「γ0 ・Ｄc 」となる。又、円周方向に亙る長さが小さいポケット１０ｂ、１０ｂの長さは、最低限「γ1 ・Ｄc 」となる。従って、これら２種類のポケット１０ａ、１０ｂの円周方向に亙る長さの差△Ｌは、「γ0 ・Ｄc −γ1 ・Ｄc 」＝「（γ0 −γ1 ）Ｄc 」となる。
【００４１】
これに対して、本発明の様に、ポケット１０ａ、１０ｂ内にボール４、４を組み込む際に、既に別のポケット１０ａ、１０ｂ内に組み込んであるボール４が当該ポケット１０ａ（１０ｂ）の円周方向端部内側面を押して保持器９ａを円周方向に変位（旋回）させる場合、円周方向に亙る長さが大きいポケット１０ａ、１０ａの長さは、「（γ0 ＋γ1 ）Ｄc ／２」となる。又、円周方向に亙る長さが小さいポケット１０ｂ、１０ｂの長さは、「γ1 ・Ｄc 」となる。従って、これら２種類のポケット１０ａ、１０ｂの円周方向に亙る長さの差△Ｌは、「（γ0 ＋γ1 ）Ｄc ／２−γ1 Ｄc 」＝「（γ0 −γ1 ）Ｄc ／２」となる。長さが小さいポケット１０ｂ、１０ｂの長さは、従来例も本発明の場合も同じであるから、上記差△Ｌが小さい分｛（γ0 −γ1 ）Ｄc ／２分｝だけ、前記柱部３０、３０の長さを大きくできる。即ち、全体で２（γ0 −γ1 ）Ｄc 分、柱部３０、３０の長さを大きくできる。
【００４２】
即ち、円周方向に亙る長さが小さいポケット１０ｂ、１０ｂ内でのボール４、４の円周方向に亙る偏位角は、等速ジョイント使用時に於ける最大ジョイント角から定まり、従来品も本発明品も何れも２γ0 で等しい。従って、円周方向に隣り合うポケット１０ａ、１０ｂ同士の間に存在する柱部３０、３０の円周方向に亙る長さを大きくする為には、円周方向に亙る長さが大きいポケット１０ａ、１０ａの長さをいかに小さくするかにかかっている。従来構造の場合には、上記各ポケット１０ａ、１０ｂ内にボール４、４を組み込む際に保持器９ａを旋回させる事を考慮していないので、上記円周方向に亙る長さが大きいポケット１０ａ、１０ａの長さをあまり小さくできない。これに対して本発明の場合には、保持器９ｂの旋回を利用する事により、円周方向に亙る長さが大きいポケット１０ａ、１０ａのポケット長さを小さくできる。特に、ボール４、４の組み込み時に上記保持器９ｂの旋回を最大限に使えば、上記各ポケット１０ａ、１０ａの長さが最も小さくなり、柱部３０、３０の長さを最も大きくできる。この様に、柱部３０、３０の長さを最も大きくできる時の、長さが大きいポケット１０ａ、１０ａと長さが小さいポケット１０ｂ、１０ｂとの円弧長さの差が、上述した様に、（γ0 −γ1 ）・Ｄc ／２である。
【００４３】
但し、実際の場合には、上記各ポケット１０ａ、１０ｂへのボール４、４の組み込み時のボール４、４の組み込み易さ、構成各部品の寸法のばらつき、ピッチ誤差等を考慮して、上記長さが大きいポケット１０ａ、１０ａ内に保持されたボール４、４の偏位角を、（γ0 ＋γ1 ）より多少多めに確保する。但し、上記各柱部３０、３０の長さを大きくする為に、上記長さが大きいポケット１０ａ、１０ａ内に保持したボール４、４の偏位角は、（γ0 ＋γ1 ）にできるだけ近い値にする（ばらつきに伴う余裕分をできるだけ小さくする）事が望ましい。
【００４４】
円周方向に亙る長さが大きいポケット１０ａ、１０ａのボール偏位角の最大値は、これら各ポケット１０ａ、１０ｂ内にボール４、４を組み込む際に保持器の旋回を利用しないのであれば２γ0 である。そこで、本発明の条件として、上記長さが大きいポケット１０ａ、１０ａ内に保持したボール４、４の偏位角は、（γ0 ＋γ1 ）を越え、２γ0 未満とした。尚、角度γ0 、γ1 を計算により求める場合は、下記の式による。
γ0 ＝ＢA − tan-1（ tanＢA ・ cosθ0 ）
ＢA ＝３６０°／ボール４、４の数（８個）＝４５°
θ0 ：ボール４、４の組み込み時に於ける保持器９ａ、９ｂの傾斜角度（ジョイント角の１／２）
γ1 ＝Ｂn − tan-1（ tanＢn ・ cosθ1 ）
θ1 ：使用状態での最大ジョイント角を付与した状態での保持器９ａ、９ｂの傾斜角度（ジョイント角の１／２）
Ｂn ＝４６．２°（ジョイント角２θ1 ＝４６°とした場合。この場合に於ける保持器９ａ、９ｂの傾斜角度θ1 は２３°）
【００４５】
上述の様に構成する本例の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により、車輪を懸架装置に対して回転自在に支持する作用は、前述した従来の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場合と同様である。又、本発明の組立方法により組み立てられる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場合には、上記等速ジョイント１ｃを構成する内側、外側両係合溝７、８の数を８本とし、上記ボール４、４の数を８個としているので、車輪用転がり軸受ユニットの使用に伴う、ハブ３３と内輪２との間でのトルク伝達時に、上記等速ジョイント１ｃを構成する各ボール４、４毎に加わる負荷の大きさを、前述の図７〜８に示した従来構造の場合よりも小さくできる。従って、その分だけ、上記各ボール４、４の外径を小さくして、環状に配置したこれら各ボール４、４の外接円の直径、並びに上記複数の外側係合溝８、８の外接円の直径を小さくできる。そして、この様に外側係合溝８、８の外接円の直径を小さくした分、車輪用転がり軸受ユニットの外径寸法を小さくして、装置全体の小型・軽量化を図れる。
【００４６】
特に、本発明の組立方法により組み立てられる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場合には、保持器９ｂに設けた各ポケット１０ａ、１０ｂ内へのボール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１０ａ、１０ｂ同士の間に存在する柱部３０、３０の寸法を十分に確保して、上記保持器９ｂの耐久性向上を十分に図れる。この結果、等速ジョイント１ｃを小型化して、この等速ジョイント１ｃの外輪４１と車輪支持用の転がり軸受ユニットを構成するハブ本体３１とを一体化した、所謂第四世代のハブユニットの実用化に寄与できる。
【００４７】
特に、図示の例の様に、上記各外側係合溝８、８の外半部を前記第二の内輪軌道２０の内径側に配置すれば、車輪用転がり軸受ユニットの外径寸法だけでなく軸方向寸法も小さくして、装置全体の小型・軽量化をより有効に図れる。この様な本例の構造は、転がり軸受ユニット本体を構成する第二の内輪軌道２０を、上記各外側係合溝８、８よりも大径にせざるを得ず、上記転がり軸受ユニット本体の外径寸法が大きくなる。この様な本例の構造では、上記ボール４、４の数を６個から８個に増やして、その分ボール４、４の外径を小さくし、上記転がり軸受ユニットの外径寸法を小さくできる本発明の効果が、特に大きくなる。
【００４８】
更に、図示の例の場合には、前述した様に、軸方向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の軸方向外半部の外径を小さくできる。そして、この外輪１１の軸方向外半部の外径を小さくした分だけ、ハブ本体３１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３４のピッチ円直径を小さくできる。従って、上記ハブ本体３１の軸方向寸法を大きくする事なく、上記スタッド３４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、更に有効に図れる。
【００４９】
尚、上述の様に、軸方向外側の転動体列を構成する各転動体２１、２１のピッチ円直径を軸方向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、軸方向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、軸方向外側の転動体列部分の寿命が軸方向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、軸方向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。本発明の組立方法の対象となる等速ジョイントは、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組み込む事が可能である。
【００５０】
【発明の効果】
本発明の組立方法により組み立てられる等速ジョイントは、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】 本発明の対象となる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１例を示す断面図。
【図２】等速ジョイントに組み込む保持器の断面図。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図。
【図４】等速ジョイントの保持器を、ボールの組み込みが可能な程度にまで外輪に対して傾斜させた状態を示す断面図。
【図５】等速ジョイントの保持器をボールの組み込みが可能な程度にまで外輪に対して傾斜させた状態で、組み込み用治具のシャフトと外輪との関係を示す断面図。
【図６】 本発明の対象となる等速ジョイントに組み込む保持器の模式図。
【図７】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８】同じくジョイント角を付与しない状態で示す、図７のＢ−Ｂ断面に相当する図。
【図９】保持器の一部を外周側から見た図。
【図１０】内側、外側両係合溝の底面の位置関係を示す模式図。
【図１１】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１２】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１３】図１２のＣ−Ｃ断面図。
【図１４】従来構造の第２例に組み込む保持器の断面図。
【図１５】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１６】従来構造の第２例に組み込む保持器の模式図。
【符号の説明】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ 等速ジョイント
２ 内輪
２ａ 外周面
３、３Ａ 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 保持器
１０、１０ａ、１０ｂ ポケット
１１ 外輪
１２ 第一の取付フランジ
１３ 外輪軌道
１４ 第一の内輪部材
１５ 第二の内輪部材
１６ 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 ハブ本体
３２ 内輪
３３ ハブ
３４ スタッド
３５ 頭部
３６ シールリング
３７ 肉盗み部
３８ 係止凹溝
３９ 止め輪
４０ 間座
４１ 外輪
４２ ブーツ
４３ 組み合わせシールリング
４４ 空間
４５ スプライン孔
４６ 凹部
４７ シャフト
【発明の属する技術分野】
この発明は、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等速ジョイントの組立方法に関する。
【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７〜９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の軸方向外端部に固定する。又、上記外輪３は、駆動輪を結合する他方の軸６の軸方向内端部に固定する。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。
【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９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１０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１０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１０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、前述の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７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、上記交点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１１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、外周面の軸方向外端寄り（図１１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、同じく軸方向内端寄り（図１１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、軸方向外端部（図１１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、軸方向内端部（図１１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の軸方向外端面（図１１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、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１１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７〜９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、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ハブ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は、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８、９、１２〜１５参照）の円周方向に亙る長さ寸法を確保する必要がある。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の強度が不足し、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。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、第一として上記各ポケット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（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７に示した軸交角αの補角。）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、第二として上記長さは、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。
【００１４】
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１２〜１５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いる。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、上記各ポケット１０ｂ、１０ｂ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、上記各ポケット１０ａ、１０ａの長さ方向両端部内側面と、既にこれら各ポケット１０ａ、１０ａ内に組み込んであるボール４、４とが干渉しない大きさにしている。
【００１５】
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１５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１５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１４に鎖線矢印で示す様に、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。
【００１６】
この様に、上記各ポケット１０ａ、１０ｂ内にボール４、４を組み込む状態に就いて、図１６により説明する。この図１６は、上記公報に記載された等速ジョイントに組み込む保持器９ａのポケット１０ａ、１０ｂの配置並びにそれぞれの長さを模式的に示している。４個ずつ合計８個設けられたポケット１０ａ、１０ｂは、円周方向に亙って４５度刻みで互いに等間隔で配置している。斜格子で示すと共に符号▲１▼〜▲８▼を付した円弧状部分は、上記各ポケット１０ａ、１０ｂの位置及びその長さを表している。即ち、これら各円弧状部分の円周方向中央位置が、上記各ポケット１０ａ、１０ｂの長さ方向中央位置に対応する。又、上記各円弧状部分の長さが、これら各ポケット１０ａ、１０ｂの長さに対応して変化する、これら各ポケット１０ａ、１０ｂ内でのボール４、４（図１２〜１５）の円周方向に亙る変位量を表している。即ち、長さ寸法が長いポケット１０ａ、１０ａ内に組み込んだボール４、４は、円周方向中央位置を中心として円周方向両側に、それぞれγ0 ずつ変位自在である。これに対して、長さ寸法が短いポケット１０ｂ、１０ｂ内に組み込んだボール４、４は、円周方向中央位置を中心として円周方向両側に、それぞれγ1 ずつ変位自在である。尚、この図１６及び後述する図６に記載した角度γ0 、γ1 は、明瞭化の為、誇張して表している。又、同心円状に配置された異なる部分に描いた上記符号▲１▼〜▲８▼を付した円弧状部分にボール４、４を組み込む作業は、直径方向内側から外側に向け、順次行なう。同一円弧上に描いた円弧状部分へのボール４、４の組み込みは、同時には行なわないが、組み込み手順の前後は問わない。
【００１７】
上述の様に表せる、上記公報に記載された保持器９ａにボール４、４を組み込む際には、先ず、符号▲１▼▲３▼▲５▼▲７▼を付した、長さ寸法が長いポケット１０ａ、１０ａにボール４、４を、順次１個ずつ組み込む。次いで、符号▲２▼▲４▼▲６▼▲８▼を付した、長さ寸法が短い４個のポケット１０ｂ、１０ｂ内にボールを、順次１個ずつ組み込む。この組み込み作業の為、上記内輪２の中心軸と上記外輪３の中心軸とを図１５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１６に矢印で示す様に、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。但し、これら各ポケット１０ａ、１０ａの長さは大きい為、上記長さ寸法が短い各ポケット１０ｂ、１０ｂ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、ボール４の１個分以上整合するよりも前に、上記各ポケット１０ａ、１０ａの長さ方向端部内面と既に上記各ポケット１０ａ、１０ａ内に組み込んである各ボール４、４の転動面とが干渉する事はない。従って、上記内輪２の中心軸と外輪３の中心軸とを大きく傾斜させる事ができて、上記長さが短い各ポケット１０ｂ、１０ｂ内へのボール４、４の組み込みを行なえる。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
上述した特開平９−１７７８１４号公報に記載された等速ジョイントの場合には、円周方向に亙る長さ寸法が異なる２種類のポケット１０ａ、１０ｂを、円周方向に亙って交互に且つ等間隔で配置している。この為、単一種類のポケットを使用した場合に比べれば、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円周方向に亙る長さ寸法を大きくできるが、未だ十分に大きくできるとは言えない。
【００１９】
即ち、上記公報に記載された従来構造の等速ジョイントの組立方法の場合には、保持器のポケット１０ａ、１０ｂの周方向長さを長短２種類として、特にこれら各ポケット１０ａ、１０ｂ内にボール４を組み込む際に、保持器９ａを円周方向に変位（旋回）させる事を考慮してはいない。これに対して本発明者は、ポケット内にボールを組み込む際に、既に他のポケット内に組み込んであるボールが当該ポケットの円周方向端縁を押し、保持器を円周方向に旋回させる様に構成する事により、長短２種類のポケットのうち、長い方のポケットを短くして、柱部の円周方向に亙る長さ寸法を大きくし、保持器の強度及び耐久性の向上を図れるものと考えた。
【００２０】
但し、長短２種類のポケットの長さを無規制に定めても、ポケット内へのボールの組み込みを行なえなくなったり、或は柱部の寸法を十分に確保できず、保持器の耐久性向上を十分に図れない。
本発明は、この様な事情に鑑み、上記柱部の長さ寸法をより大きくして保持器の強度を向上させ、小型でしかも優れた耐久性を有する等速ジョイントの組立方法を実現すべく発明したものである。
【００２１】
【課題を解決する為の手段】
本発明の組立方法の対象となる等速ジョイントは、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円周方向等間隔位置に存在する８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た外輪と、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８個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１個ずつ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、８個のボールとから成る。そして、これら各ボールを、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、本発明の組立方法の対象となる等速ジョイントは、上記８個のポケットとして、円周方向の長さ寸法が互いに異なる２種類のポケットを円周方向に亙って交互に、且つ、円周方向に亙る配列ピッチ角を配列ピッチ角の大きい部分と同じく小さい部分とをそれぞれ２個所１組とし、配列ピッチ角の大きい部分と同じく小さい部分とを円周方向に亙り交互に配置した状態で設けている。そして、上記各ポケット内にボールを組み込むべく、上記内輪の中心軸と上記外輪の中心軸とを大きく変位させた場合に、既に他のポケット内に組み込まれているボールが円周方向に亙って変位する角度のうちの最大値をγ0 とし、完成後の等速ジョイントの上記内輪の中心軸と上記外輪の中心軸とを、使用状態で最も大きく変位させた場合に、上記各ポケット内に組み込まれているボールが円周方向に亙って変位する角度のうちの最大値をγ1 とし、上記保持器の外径をＤc とし、上記保持器の外周面側での上記２種類のポケットの円周方向の長さである円弧長さの差を△Ｌとした場合に、（γ0 −γ1 ）・Ｄc ／２＜△Ｌ＜（γ0 −γ1 ）・Ｄc を満たすものである。
本発明の等速ジョイントの組立方法は、この様な構成を有する等速ジョイントの上記保持器に設けられた各ポケットのうちで、円周方向の長さ寸法が長いポケットへのボールの組み込み作業を、円周方向の長さ寸法が短いポケット内に既に組み込まれたボールにより、当該ポケットの円周方向端部内側面を押して上記保持器を円周方向に旋回させて行なう。
【００２３】
【作用】
上述の様に構成する本発明の等速ジョイントの組立方法によれば、円周方向に亙る長さが大きいポケットのポケット長さを小さくできて、柱部の円周方向に亙る長さを大きくできる。
又、本発明の組立方法により組み立てられる等速ジョイントは、各ポケット内へのボール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同士の間に存在する柱部の寸法を十分に確保して、保持器の耐久性向上を十分に図れる。この結果、等速ジョイントを小型化して、この等速ジョイントの外輪と車輪支持用の転がり軸受ユニットの内輪を一体化した所謂第四世代のハブユニットの実用化に寄与できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１〜５は、本発明の実施の形態の１例として、本発明を第四世代のハブユニットを構成する等速ジョイントに適用した状態を示している。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の内径側には、ハブ本体３１と内輪３２とから成るハブ３３を、この外輪１１と同心に配置している。このハブ３３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、上記ハブ本体３１の中間部外周面に直接形成している。又、このハブ本体３１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軸方向内端寄り（図１の右端寄り）部分に、上記内輪３２を外嵌している。上記第二の内輪軌道２０は、この内輪３２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３３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を上記ハブ本体３１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、上記内輪３２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と対向する軸方向外側（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、軸方向内側（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、上記軸方向外側の外輪軌道１３を形成した、外輪１１の軸方向外半部の外径を、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の軸方向内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及び軸方向外側の外輪軌道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と軸方向外側の外輪軌道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と軸方向内側の外輪軌道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、上記ハブ本体３１の軸方向外端部外周面には、このハブ本体３１に車輪を支持固定する為の第二の取付フランジ１７を、このハブ本体３１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３４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３４のピッチ円直径は、上述の様に外輪１１の軸方向外半部の外径を、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３４の頭部３５が上記外輪１１の軸方向外端部外周面と干渉しない程度に）小さくしている。尚、上記ハブ本体３１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の軸方向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の軸方向外端部内周面にシールリング３６を内嵌固定した状態で、この外輪１１の内径側に上記ハブ本体３１を挿入自在とする為である。又、上記ハブ本体３１の中間部外周面で、上記第一の内輪軌道１８と上記内輪３２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３７を形成して、上記ハブ本体３１の軽量化を図っている。
【００２７】
又、上記ハブ本体３１に外嵌した内輪３２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、上記ハブ本体３１の外周面軸方向内端寄り部分に全周に亙り形成した係止凹溝３８に、止め輪３９を係止している。この止め輪３９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３９は、上記各転動体２１、２１に適正な予圧を付与すべく、上記内輪３２を上記ハブ本体３１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３８に係合させる。上記内輪３２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３９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３９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３８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３９を選択し、上記係止凹溝３８に係合させる。従って、この止め輪３９を係止凹溝３８に係止すれば、上記押圧している力を解除しても、上記内輪３２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３９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３９が上記係止凹溝３８から不用意に抜け落ちる事を防止すべく、この止め輪３９の周囲に、間座４０の一部を配置している。この間座４０は、上記ハブ本体３１の軸方向内端部分に設けた、等速ジョイント用の外輪４１により構成する、本発明の組立方法の対象である等速ジョイント１ｃ内に、雨水、塵芥等の異物が入り込むのを防止する為のブーツ４２の軸方向外端部を外嵌支持する為のものである。又、前記外輪１１の軸方向外端部内周面と上記ハブ本体３１の軸方向中間部外周面との間には前記シールリング３６を、上記外輪１１の軸方向内端部内周面と前記内輪３２の軸方向内端部外周面との間には組み合わせシールリング４３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４４の両端開口部を塞いでいる。
【００２９】
更に、上記ハブ本体３１の軸方向内端部で、上記内輪３２と上記ブーツ４２の軸方向外端部とを外嵌した部分は、上述の様に、等速ジョイント１ｃの外輪となる外輪４１としている。この外輪４１の内周面には、それぞれ断面形状が円弧形である８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）に形成している。又、上記外輪４１の内側には、この外輪４１と共にツェッパ型の上記等速ジョイント１ｃを構成する為の、内輪２を配置している。そして、この内輪２の外周面に８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８個のボール４を、保持器９ｂのポケット１０ａ、１０ｂ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２の中心部には、スプライン孔４５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４５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２及び上記８個のボール４、４を介して、上記ハブ本体３１を回転駆動自在とする。
【００３０】
上記保持器９ｂには、前述の図１２〜１６に示した従来構造の場合と同様に、円周方向の長さ寸法が互いに異なる２種類のポケット１０ａ、１０ｂを、円周方向に亙って交互に設けている。即ち、円周方向に亙る長さが大きいポケット１０ａ、１０ａを９０度置きに配置し、円周方向に関して、これら長さが大きいポケット１０ａ、１０ａ同士の中間位置に、円周方向に関する長さが小さいポケット１０ｂ、１０ｂを配置している。但し、図示の例では、上記従来構造の場合とは異なり、上記各ポケット１０ａ、１０ｂの円周方向に亙る配列ピッチは一定ではない。この点に就いて、これら各ポケット１０ａ、１０ｂの円周方向に関する長さと共に、以下に詳述する。尚、これら各ポケット１０ａ、１０ｂの円周方向に関する長さは、上記保持器９ｂの外周面側の開口端縁部に於ける円弧長さで表す。
【００３１】
先ず、上記各ポケット１０ａ、１０ｂ内にボール４、４を組み込むべく、前記内輪２の中心軸ａ（図７参照）と上記外輪４１の中心軸ｂ（図７参照）とを大きく変位させた場合に、既に他のポケット１０ａ、１０ｂ内に組み込まれているボール４、４が円周方向に亙って変位する角度のうちの最大値をγ0 （rad ）とする。この角度の最大値γ0 は、後に記載する式に基づく計算によっても、或は実測によっても、容易に求める事ができる。尚、図示の例では、上記外輪４１の開口周縁部に凹部４６を、全周に亙り形成している。上記各ポケット１０ａ、１０ｂ内にボール４、４を組み込む際には、上記凹部４６が、図４に示す様に、これら各ボール４、４と上記外輪４１の開口周縁部との干渉を防止する。従って、図示の例の場合には、上記両中心軸ａ、ｂ同士の変位量が比較的小さくても、上記各ポケット１０ａ、１０ｂ内へのボール４、４の組み込み作業を行なえる。従って、上記角度の最大値γ0 も、従来構造に比べれば小さい。
【００３２】
又、上記凹部４６は、ボール組み込み用治具を構成するシャフト４７（図５）と、前記外側係合溝８、８の開口端縁部とが当接する事を防止して、ボール組み込み作業の円滑化に寄与する。即ち、上記各ポケット１０ａ、１０ｂ内にボール４、４を組み込む際には、上記ボール組み込み用治具のシャフト４７を上記内輪２のスプライン孔４５内に挿入し、この内輪２を揺動変位させる。この際、上記シャフト４７の外周面が、円周方向に亙って凹凸部を構成する、上記外側係合溝８、８の開口端縁部に当接すると、上記シャフト４７を操作する作業者に違和感を与える。これに対して本例の場合には、上記凹部４６を設ける事により、上記開口端縁部と上記シャフト４７の外周面とが当接する事を防止している。即ち、上記外輪４１に対して上記シャフト４７を大きく傾斜させた場合にこのシャフト４７の外周面は、上記凹部４６の開口周縁部に当接する。この開口周縁部は全周に亙って滑らかに連続するので、上記シャフト４７を操作する作業者に違和感を与える事はなく、作業の円滑化に寄与する。
【００３３】
又、等速ジョイント１ｃを完成した後、上記内輪２の中心軸ａと上記外輪４１の中心軸ｂとを、使用状態で最も大きく変位させた場合に、上記各ポケット１０ａ、１０ｂ内に組み込まれているボール４、４が円周方向に亙って変位する角度のうちの最大値をγ1 （rad ）とする。この角度の最大値γ1 も、後に記載する式に基づく計算によっても、或は実測によっても、容易に求める事ができる。更に、前記保持器９ｂの外径をＤc （図３）とする。
【００３４】
本発明の組立方法の対象となる等速ジョイントの場合には、上述の様な条件で、上記保持器９ｂの外周面側での上記２種類のポケット１０ａ、１０ｂの円周方向の長さである円弧長さの差を△Ｌとした場合に、（γ0 −γ1 ）・Ｄc ／２＜△Ｌ＜（γ0 −γ1 ）・Ｄc を満たす様に、上記保持器９ｂ及び上記各ポケット１０ａ、１０ｂの大きさを規制している。この様な条件を満たす事により、本発明の組立方法により組み立てられる等速ジョイントの場合には、上記各ポケット１０ａ、１０ｂ内へのボール４、４の組み込みを可能にしつつ、円周方向に隣り合うポケット１０ａ、１０ｂ同士の間に存在する柱部３０、３０の、円周方向に亙る長さを大きくできる。この点に就いて、更に詳しく説明する。
【００３５】
先ず、上記各ポケット１０ａ、１０ｂ内にボール４、４を組み込む状態に就いて、図６により説明する。尚、この図６は、前述した図１６と同様に、保持器９ｂのポケット１０ａ、１０ｂの配置並びにそれぞれの円周方向長さを模式的に表している。この図６の各部が表す意味は、上記図１６と同様である。尚、図６に記載した実線矢印は、何れかのポケット１０ａ、１０ｂにボール４、４を組み込むべく、内輪２の中心軸と外輪４１の中心軸とを大きく変位させた場合に、既に別のポケット１０ａ、１０ｂに組み込まれたボール４、４が、（同心円状に内径側から外径側に順次記載したボール４、４の組み込み行程で、当該矢印と同一円弧上に存在するポケット１０ａ、１０ｂへの組み込み行程で）保持器９ｂの円周方向に関して変位する方向を示している。又、破線矢印は、何れかのポケット１０ａ、１０ｂにボール４、４を組み込むべく、内輪２の中心軸と外輪４１の中心軸とを大きく変位させた場合に、既に別のポケット１０ａ、１０ｂに組み込まれたボール４、４が当該ポケット１０ａ、１０ｂの円周方向端部内面を押して、上記保持器９ｂを回転させる方向を表している。又、上記各矢印の長さは、それぞれ変位量を表している。但し、この図６に於いて、各ポケット１０ａ、１０ｂの円周方向長さに対してボール４、４が占有する空間は、前述した図１６と同様に無いものとして、ボール４、４が変位可能となる長さで表している。この図６で示す様に、本発明の場合には、各ポケット１０ａ、１０ｂの円周方向に亙る配列ピッチ角は一定でない。即ち、配列ピッチ角が４５°＋（γ0 −γ1 ）／２である場所と、４５°−（γ0 −γ1 ）／２である場所とを、それぞれ２個所１組とし、４５°＋（γ0 −γ1 ）／２である場所と、４５°−（γ0 −γ1 ）／２である場所とを、円周方向に亙って交互に配置している。そして２個所１組としたそれぞれの場所の中間に位置する▲１▼▲３▼▲５▼▲７▼のポケットを、円周方向に亙る長さが小さいポケット１０ｂ、１０ｂとしている。又、これら各ポケット１０ｂ、１０ｂの間に位置する▲２▼▲４▼▲６▼▲８▼部分のポケットを、円周方向に亙る長さが大きいポケット１０ａ、１０ａとしている。
【００３６】
本発明の等速ジョイント１ｃを構成する保持器９ｂに設けた各ポケット１０ａ、１０ｂ内にボール４、４を組み込むには、先ず、円周方向４個所位置に存在する、円周方向に亙る長さが小さいポケット１０ｂ、１０ｂのうち、図６の▲１▼▲５▼部分のポケット１０ｂ、１０ｂ内に、前述の図１５に示す様にして、順次ボール４、４を１個ずつ組み込む。次いで、図６の▲２▼▲６▼部分の、円周方向に亙る長さが大きいポケット１０ａ、１０ａ内に、やはり前述の図１５に示す様にして、順次ボール４、４を１個ずつ組み込む。この際、内輪２の中心軸と外輪３の中心軸とを大きく折り曲げ方向に変位させる事に伴って、既に上記▲１▼▲５▼部分のポケット１０ｂ、１０ｂ内に組み込んだボール４、４が、上記▲２▼▲６▼部分のポケット１０ａ、１０ａに近づく方向で、円周方向に変位する。そして、この変位の途中で、これら各ボール４、４の転動面と上記▲１▼▲５▼部分のポケット１０ｂ、１０ｂの円周方向端部内側面とが当接する。これら両面同士が当接した後、更に上記内輪２の中心軸と外輪３の中心軸とを折り曲げると、上記各ボール４、４が保持器９ｂを円周方向に押して、この保持器を、図６で▲２▼▲６▼部分のポケット１０ａ、１０ａに対応する（▲２▼▲６▼部分に斜格子を描いた円弧上に記載した）破線矢印で示す様に、円周方向に（γ0 −γ1 ）だけ回転させる（簡略化の為に、製造誤差等を考慮して設定する余裕量△γ分は、省略して考える）。上記▲２▼▲６▼部分のポケット１０ａ、１０ａは円周方向に亙る長さ寸法が大きいので、この様に保持器９ｂが円周方向に回転した場合でも、これら各ポケット１０ａ、１０ａと内側、外側両係合溝７、８（図１）とは、ボール４を組み込める分だけ整合する。従って、上記▲２▼▲６▼部分のポケット１０ａ、１０ａにボール４、４を組み込む事ができる。
【００３７】
次いで、残りのポケット１０ａ、１０ａである、図６の▲４▼▲８▼部分のポケット１０ａ、１０ａ内に、やはり前述の図１５に示す様にして、順次ボール４、４を１個ずつ組み込む。この際、内輪２の中心軸と外輪３の中心軸とを大きく折り曲げ方向に変位させる事に伴って、既に上記▲１▼▲５▼部分のポケット１０ｂ、１０ｂ内に組み込んだボール４、４が、上記▲４▼▲８▼部分のポケット１０ａ、１０ａに近づく方向で、円周方向に変位する。そして、この変位の途中で、これら各ボール４、４の転動面と上記▲１▼▲５▼部分のポケット１０ｂ、１０ｂの円周方向端部内側面とが当接する。これら両面同士が当接した後、更に上記内輪２の中心軸と外輪３の中心軸とを折り曲げると、上記各ボール４、４が保持器９ｂを円周方向に押して、この保持器９ｂを、図６で▲４▼▲８▼のポケット１０ａ、１０ａに対応する破線矢印で示す様に、円周方向に回転させる。この際、既に上記▲２▼▲６▼部分のポケット１０ａ、１０ａ内に組み込んであるボール４、４が、上記▲４▼▲８▼部分のポケット１０ａ、１０ａに対し遠近動する事はない。従って、上記▲２▼▲６▼部分に既に組み込んであるボール４、４に対して上記保持器９ｂは、円周方向に亙り相対変位する。但し、上記▲２▼▲６▼部分のポケット１０ａ、１０ａは円周方向に亙る長さ寸法が大きいので、これら▲２▼▲６▼部分のポケット１０ａ、１０ａ内に組み込んだボール４、４がこれら各ポケット１０ａ、１０ａの円周方向端部内側面と当接する事はない。従って、上記保持器９ｂは、上記▲１▼▲５▼部分のポケット１０ｂ、１０ｂ内に組み込んだボール４、４により、図６の反時計方向に（γ0 −γ1 ）だけ回転する。この様に保持器９ｂが円周方向に回転した場合でも、これら各ポケット１０ａ、１０ａと内側、外側両係合溝７、８とは、ボール４を組み込める分だけ整合する。従って、上記▲４▼▲８▼部分のポケット１０ａ、１０ａにボール４、４を組み込む事ができる。
【００３８】
最後に、残りの、図６の▲３▼▲７▼部分のポケット１０ｂ、１０ｂ内に、やはり前述の図１５に示す様にして、順次ボール４、４を１個ずつ組み込む。この際、内輪２の中心軸と外輪３の中心軸とを大きく折り曲げ方向に変位させる事に伴って、既に上記▲２▼▲４▼▲６▼▲８▼部分のポケット１０ａ、１０ａ内に組み込んだボール４、４が、上記▲３▼▲７▼部分のポケット１０ｂ、１０ｂに近づく方向で、円周方向に変位する。但し、これら▲２▼▲４▼▲６▼▲８▼部分のポケット１０ａ、１０ａは円周方向に亙る長さ寸法が大きいので、これら▲２▼▲４▼▲６▼▲８▼部分のポケット１０ａ、１０ａ内に組み込んだボール４、４がこれら各ポケット１０ａ、１０ａの円周方向端部内側面と当接する事はない。又、既に▲１▼▲５▼部分のポケット１０ｂ、１０ｂに組み込まれているボールは、これら両ポケット１０ｂ、１０ｂが上記中心軸同士の折り曲げ方向に対し直角方向に存在するので、殆ど円周方向に変位しない。従って、上記内輪２の中心軸と外輪３の中心軸とを十分に折り曲げて、上記▲３▼▲７▼部分のポケット１０ｂ、１０ｂ内にボール４、４を組み込める。尚、本例の構造を組み立てるべく、▲１▼（又は▲５▼）部分のポケット１０ａ、１０ａ内に最初のボール４を組み込む際に、円周方向に隣り合うポケット１０ｂ、１０ｂ内に同時にボール４を組み込む事もできる。この様に、最初にボール４、４を２個組み込めば、内輪２及び外輪３に対する保持器９ｂの円周方向位置を規制して、続く残りのボール４、４の組み込み作業時に、この保持器９ｂの円周方向に亙る位置決めに気を使う必要がなくなる。
【００３９】
次に、前述の様に構成し、上述の様に各ポケット１０ａ、１０ｂ内にボール４、４を組み込む保持器９ｂを設けた本発明の組立方法により組み立てられる等速ジョイントが、この保持器９ｂの強度を確保できる理由に就いて説明する。前述の図１２〜１６に示した従来構造の様に、ポケット１０ａ、１０ｂ内にボール４、４を組み込む際に、既に別のポケット１０ａ、１０ｂ内に組み込んであるボール４が当該ポケット１０ａ（１０ｂ）の円周方向端部内側面を押して保持器９ａを円周方向に変位（旋回）させない場合に就いて、上記各ポケット１０ａ、１０ｂに要求される円周方向長さを考える。尚、以上の説明からも明らかな通り、ツェッパ型の等速ジョイントを構成する保持器のポケットに要求される円周方向長さは、当該ポケット内に保持するボールの外径と、このボールの円周方向に亙る変位量との和である。総てのポケットに就いて、ボールの外径は一定であるので、以下の説明ではこれを省略し、各ポケットがその内側に保持したボールの円周方向に亙る変位を許容すべき量を、当該ポケットの円周方向長さとして、便宜的に表す。
【００４０】
先ず、図１２〜１６に示した従来構造の場合、円周方向に亙る長さが大きいポケット１０ａ、１０ａの長さは、最低限「γ0 ・Ｄc 」となる。又、円周方向に亙る長さが小さいポケット１０ｂ、１０ｂの長さは、最低限「γ1 ・Ｄc 」となる。従って、これら２種類のポケット１０ａ、１０ｂの円周方向に亙る長さの差△Ｌは、「γ0 ・Ｄc −γ1 ・Ｄc 」＝「（γ0 −γ1 ）Ｄc 」となる。
【００４１】
これに対して、本発明の様に、ポケット１０ａ、１０ｂ内にボール４、４を組み込む際に、既に別のポケット１０ａ、１０ｂ内に組み込んであるボール４が当該ポケット１０ａ（１０ｂ）の円周方向端部内側面を押して保持器９ａを円周方向に変位（旋回）させる場合、円周方向に亙る長さが大きいポケット１０ａ、１０ａの長さは、「（γ0 ＋γ1 ）Ｄc ／２」となる。又、円周方向に亙る長さが小さいポケット１０ｂ、１０ｂの長さは、「γ1 ・Ｄc 」となる。従って、これら２種類のポケット１０ａ、１０ｂの円周方向に亙る長さの差△Ｌは、「（γ0 ＋γ1 ）Ｄc ／２−γ1 Ｄc 」＝「（γ0 −γ1 ）Ｄc ／２」となる。長さが小さいポケット１０ｂ、１０ｂの長さは、従来例も本発明の場合も同じであるから、上記差△Ｌが小さい分｛（γ0 −γ1 ）Ｄc ／２分｝だけ、前記柱部３０、３０の長さを大きくできる。即ち、全体で２（γ0 −γ1 ）Ｄc 分、柱部３０、３０の長さを大きくできる。
【００４２】
即ち、円周方向に亙る長さが小さいポケット１０ｂ、１０ｂ内でのボール４、４の円周方向に亙る偏位角は、等速ジョイント使用時に於ける最大ジョイント角から定まり、従来品も本発明品も何れも２γ0 で等しい。従って、円周方向に隣り合うポケット１０ａ、１０ｂ同士の間に存在する柱部３０、３０の円周方向に亙る長さを大きくする為には、円周方向に亙る長さが大きいポケット１０ａ、１０ａの長さをいかに小さくするかにかかっている。従来構造の場合には、上記各ポケット１０ａ、１０ｂ内にボール４、４を組み込む際に保持器９ａを旋回させる事を考慮していないので、上記円周方向に亙る長さが大きいポケット１０ａ、１０ａの長さをあまり小さくできない。これに対して本発明の場合には、保持器９ｂの旋回を利用する事により、円周方向に亙る長さが大きいポケット１０ａ、１０ａのポケット長さを小さくできる。特に、ボール４、４の組み込み時に上記保持器９ｂの旋回を最大限に使えば、上記各ポケット１０ａ、１０ａの長さが最も小さくなり、柱部３０、３０の長さを最も大きくできる。この様に、柱部３０、３０の長さを最も大きくできる時の、長さが大きいポケット１０ａ、１０ａと長さが小さいポケット１０ｂ、１０ｂとの円弧長さの差が、上述した様に、（γ0 −γ1 ）・Ｄc ／２である。
【００４３】
但し、実際の場合には、上記各ポケット１０ａ、１０ｂへのボール４、４の組み込み時のボール４、４の組み込み易さ、構成各部品の寸法のばらつき、ピッチ誤差等を考慮して、上記長さが大きいポケット１０ａ、１０ａ内に保持されたボール４、４の偏位角を、（γ0 ＋γ1 ）より多少多めに確保する。但し、上記各柱部３０、３０の長さを大きくする為に、上記長さが大きいポケット１０ａ、１０ａ内に保持したボール４、４の偏位角は、（γ0 ＋γ1 ）にできるだけ近い値にする（ばらつきに伴う余裕分をできるだけ小さくする）事が望ましい。
【００４４】
円周方向に亙る長さが大きいポケット１０ａ、１０ａのボール偏位角の最大値は、これら各ポケット１０ａ、１０ｂ内にボール４、４を組み込む際に保持器の旋回を利用しないのであれば２γ0 である。そこで、本発明の条件として、上記長さが大きいポケット１０ａ、１０ａ内に保持したボール４、４の偏位角は、（γ0 ＋γ1 ）を越え、２γ0 未満とした。尚、角度γ0 、γ1 を計算により求める場合は、下記の式による。
γ0 ＝ＢA − tan-1（ tanＢA ・ cosθ0 ）
ＢA ＝３６０°／ボール４、４の数（８個）＝４５°
θ0 ：ボール４、４の組み込み時に於ける保持器９ａ、９ｂの傾斜角度（ジョイント角の１／２）
γ1 ＝Ｂn − tan-1（ tanＢn ・ cosθ1 ）
θ1 ：使用状態での最大ジョイント角を付与した状態での保持器９ａ、９ｂの傾斜角度（ジョイント角の１／２）
Ｂn ＝４６．２°（ジョイント角２θ1 ＝４６°とした場合。この場合に於ける保持器９ａ、９ｂの傾斜角度θ1 は２３°）
【００４５】
上述の様に構成する本例の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により、車輪を懸架装置に対して回転自在に支持する作用は、前述した従来の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場合と同様である。又、本発明の組立方法により組み立てられる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場合には、上記等速ジョイント１ｃを構成する内側、外側両係合溝７、８の数を８本とし、上記ボール４、４の数を８個としているので、車輪用転がり軸受ユニットの使用に伴う、ハブ３３と内輪２との間でのトルク伝達時に、上記等速ジョイント１ｃを構成する各ボール４、４毎に加わる負荷の大きさを、前述の図７〜８に示した従来構造の場合よりも小さくできる。従って、その分だけ、上記各ボール４、４の外径を小さくして、環状に配置したこれら各ボール４、４の外接円の直径、並びに上記複数の外側係合溝８、８の外接円の直径を小さくできる。そして、この様に外側係合溝８、８の外接円の直径を小さくした分、車輪用転がり軸受ユニットの外径寸法を小さくして、装置全体の小型・軽量化を図れる。
【００４６】
特に、本発明の組立方法により組み立てられる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場合には、保持器９ｂに設けた各ポケット１０ａ、１０ｂ内へのボール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１０ａ、１０ｂ同士の間に存在する柱部３０、３０の寸法を十分に確保して、上記保持器９ｂの耐久性向上を十分に図れる。この結果、等速ジョイント１ｃを小型化して、この等速ジョイント１ｃの外輪４１と車輪支持用の転がり軸受ユニットを構成するハブ本体３１とを一体化した、所謂第四世代のハブユニットの実用化に寄与できる。
【００４７】
特に、図示の例の様に、上記各外側係合溝８、８の外半部を前記第二の内輪軌道２０の内径側に配置すれば、車輪用転がり軸受ユニットの外径寸法だけでなく軸方向寸法も小さくして、装置全体の小型・軽量化をより有効に図れる。この様な本例の構造は、転がり軸受ユニット本体を構成する第二の内輪軌道２０を、上記各外側係合溝８、８よりも大径にせざるを得ず、上記転がり軸受ユニット本体の外径寸法が大きくなる。この様な本例の構造では、上記ボール４、４の数を６個から８個に増やして、その分ボール４、４の外径を小さくし、上記転がり軸受ユニットの外径寸法を小さくできる本発明の効果が、特に大きくなる。
【００４８】
更に、図示の例の場合には、前述した様に、軸方向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の軸方向外半部の外径を小さくできる。そして、この外輪１１の軸方向外半部の外径を小さくした分だけ、ハブ本体３１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３４のピッチ円直径を小さくできる。従って、上記ハブ本体３１の軸方向寸法を大きくする事なく、上記スタッド３４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、更に有効に図れる。
【００４９】
尚、上述の様に、軸方向外側の転動体列を構成する各転動体２１、２１のピッチ円直径を軸方向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、軸方向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、軸方向外側の転動体列部分の寿命が軸方向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、軸方向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。本発明の組立方法の対象となる等速ジョイントは、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組み込む事が可能である。
【００５０】
【発明の効果】
本発明の組立方法により組み立てられる等速ジョイントは、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】 本発明の対象となる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１例を示す断面図。
【図２】等速ジョイントに組み込む保持器の断面図。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図。
【図４】等速ジョイントの保持器を、ボールの組み込みが可能な程度にまで外輪に対して傾斜させた状態を示す断面図。
【図５】等速ジョイントの保持器をボールの組み込みが可能な程度にまで外輪に対して傾斜させた状態で、組み込み用治具のシャフトと外輪との関係を示す断面図。
【図６】 本発明の対象となる等速ジョイントに組み込む保持器の模式図。
【図７】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８】同じくジョイント角を付与しない状態で示す、図７のＢ−Ｂ断面に相当する図。
【図９】保持器の一部を外周側から見た図。
【図１０】内側、外側両係合溝の底面の位置関係を示す模式図。
【図１１】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１２】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１３】図１２のＣ−Ｃ断面図。
【図１４】従来構造の第２例に組み込む保持器の断面図。
【図１５】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１６】従来構造の第２例に組み込む保持器の模式図。
【符号の説明】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ 等速ジョイント
２ 内輪
２ａ 外周面
３、３Ａ 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 保持器
１０、１０ａ、１０ｂ ポケット
１１ 外輪
１２ 第一の取付フランジ
１３ 外輪軌道
１４ 第一の内輪部材
１５ 第二の内輪部材
１６ 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 ハブ本体
３２ 内輪
３３ ハブ
３４ スタッド
３５ 頭部
３６ シールリング
３７ 肉盗み部
３８ 係止凹溝
３９ 止め輪
４０ 間座
４１ 外輪
４２ ブーツ
４３ 組み合わせシールリング
４４ 空間
４５ スプライン孔
４６ 凹部
４７ シャフト
Claims (1)
- 内輪と、この内輪の外周面の円周方向等間隔位置に存在する８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た外輪と、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８個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１個ずつ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、８個のボールとから成り、
これら各ボールを、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おり、
上記８個のポケットとして、円周方向の長さ寸法が互いに異なる２種類のポケットを円周方向に亙って交互に、且つ、円周方向に亙る配列ピッチ角を配列ピッチ角の大きい部分と同じく小さい部分とをそれぞれ２個所１組とし、配列ピッチ角の大きい部分と同じく小さい部分とを円周方向に亙り交互に配置した状態で設けており、
上記各ポケット内にボールを組み込むべく、上記内輪の中心軸と上記外輪の中心軸とを大きく変位させた場合に、既に他のポケット内に組み込まれているボールが円周方向に亙って変位する角度のうちの最大値をγ0 とし、完成後の等速ジョイントの上記内輪の中心軸と上記外輪の中心軸とを、使用状態で最も大きく変位させた場合に、上記各ポケット内に組み込まれているボールが円周方向に亙って変位する角度のうちの最大値をγ1 とし、上記保持器の外径をＤc とし、上記保持器の外周面側での上記２種類のポケットの円周方向の長さである円弧長さの差を△Ｌとした場合に、（γ0 −γ1 ）・Ｄc ／２＜△Ｌ＜（γ0 −γ1 ）・Ｄc を満たす等速ジョイントの組立方法であって、
上記保持器に設けられた各ポケットのうちで、円周方向の長さ寸法が長いポケットへのボールの組み込み作業を、円周方向の長さ寸法が短いポケット内に既に組み込まれたボールにより、当該ポケットの円周方向端部内側面を押して上記保持器を円周方向に旋回させて行なう事を特徴とする等速ジョイントの組立方法。
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-
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