CN101802425B - 车轮用轴承装置及车轴模块 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车轮用轴承装置以及使用该车轮用轴承装置的车轴模块，能够抑制圆周方向的晃动，而且轮毂圈与等速万向接头的外侧接头部件的连结操作性优越，并且轮毂圈与等速万向接头的外侧接头部件的嵌合稳定，在强度上也优越。在外侧接头部件的轴部的外径面与轮毂圈的孔部的内径面中的任一者设有沿轴向延伸的凸部。使凸部沿着轴向压入另一者，由该压入而在另一者上形成凹部。由此，构成凸部与凹部的嵌合接触部位整个区域密接的凹凸嵌合结构。凸部的至少压入开始端部的硬度比凹部形成部位的硬度高。硬度差为20HRC以上。

Description

车轮用轴承装置及车轴模块

技术领域

本发明涉及一种在汽车等车辆中用于相对车身旋转自如地支承车轮的车轮用轴承装置以及使用这样的车轮用轴承装置的车轴模块。

背景技术

车轮用轴承装置中从称作第一代的单独使用多排滚动轴承的结构进化到在外侧部件上一体具有车身安装凸缘的第二代，进而开发出在一体具有车轮安装凸缘的轮毂圈的外周在多排滚动轴承的一侧上一体形成有内侧滚动面的第三代，另外还开发出在轮毂圈上一体形成等速万向接头，在构成该等速万向接头的外侧接头部件的外周上一体形成多排滚动轴承的另一内侧滚动面的第四代。

例如，在专利文献1中记载到称作第三代的结构。如图37所示，称作第三代的车轮用轴承装置具有：具有在外径方向上延伸的凸缘151的轮毂圈152；在该轮毂圈152上固定有外侧接头部件153的等速万向接头154；配设在轮毂圈152的外周侧的外侧部件155。

等速万向接头154具有：所述外侧接头部件153；配设在该外侧接头部件153的碗形部157内的内侧接头部件158；配设在该内侧接头部件158与外侧接头部件153之间的滚珠159；保持该滚珠159的保持架160。另外，在内侧接头部件158的中心孔的内周面上形成花键部161，在该中心孔中插入省略图示的轴的端部花键部，内侧接头部件158侧的花键部161与轴侧的花键部卡合。

另外，轮毂圈152具有筒部163和所述凸缘151，在凸缘151的外端面164(外置侧的端面)突出设置有省略图示的车轮以及装接有制动盘的短筒状的控制部165。另外，控制部165由大径的第一部分165a和小径的第二部分165b构成，在第一部分165a上外嵌车轮，在第二部分165b上外嵌制动盘。

并且，在筒部163的碗形部157侧端部的外周面上设置切口部166，在该切口部166上嵌合内圈167。在轮毂圈152的筒部163的外周面的凸缘附近设置第一内侧滚道面168，在内环167的外周面上设置有第二内侧滚道面169。另外，在轮毂圈152的凸缘151上设置螺栓装接孔162，用于将车轮以及制动盘固定于该凸缘151上的轮毂螺栓装接在该螺栓装接孔162中。

外侧部件155在其内周设置有两排外侧滚道面170、121，并在外周上设置有凸缘(车身安装凸缘)182。并且，外侧部件155的第一外侧滚道面170与轮毂圈152的第一内侧滚道面168对置，外侧部件155的第二外侧滚道面171与内环167的滚道面169对置，在它们之间介装滚动体172。即，滚动轴承的内侧部件由该内环167和轮毂圈152的外径面的一部分构成。

在轮毂圈152的筒部163中插入外侧接头部件153的轴部173。轴部173在其碗形相反部的端部上形成螺纹部174，在该螺纹部174与碗形部157之间形成有花键部175。另外，在轮毂圈152的筒部163的内周面(内径面)上形成有花键部176，当该轴部173插入轮毂圈152的筒部163时，轴部173侧的花键部175与轮毂圈152侧的花键部176卡合。

并且，在从筒部163突出的轴部173的螺纹部174上螺接有螺母部件177，轮毂圈152与外侧接头部件153连结。这时，螺母部件177的内端面(里面)178与筒部163的外端面179抵接，并且碗形部157的轴部侧的端面180与内圈167的外端面181抵接。即，通过拧紧螺母部件177，从而轮毂圈152经由内圈167由螺母部件177和碗形部157夹持。

专利文献1：日本特开2004-340311号公报

以往，如上所述，轴部173侧的花键部175和轮毂圈152侧的花键部176是卡合的。因此，有必要在轴部173侧以及轮毂圈152侧两者上实施花键加工，成本变高，并且在压入时需要将轴部173侧的花键部175与轮毂圈152侧的花键部176的凹凸吻合，这时，当通过吻合齿面来压入，则该凹凸齿会损伤(挤裂)。另外，若不吻合齿面，而通过凹凸齿的大径配合来压入，则容易产生圆周方向的晃动。这样，当有圆周方向的晃动，则旋转力矩的传递性劣化，并且还会产生杂音。因此，如以往那样，则利用花键嵌合的情况下，同时成立凹凸齿的损伤和圆周方向的晃动是困难的。

另外，在从筒部163突出的轴部173的螺纹部174上需要螺接螺母部件177。因此，在组装时具有螺纹拧紧作业，操作性劣化，并且部品数也多，部品管理性也差。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而研发的，其目的在于提供一种能够抑制圆周方向的晃动，且轮毂圈与等速万向接头的外侧接头部件的连结操作性优越，并且轮毂圈与等速万向接头的外侧接头部件的嵌合的稳定，在强度上优越的车轮用轴承装置以及使用该车轮用轴承装置的车轴模块。

本发明的第一车轮用轴承装置，其具有：具有配置在对置的外环与内环之间的多排滚动体的轴承；安装在车轮上的轮毂圈；等速万向接头，其中，嵌插在轮毂圈的孔部中的等速万向接头的外侧接头部件的轴部经由凹凸嵌合结构与轮毂圈一体化，在外侧接头部件的轴部的外径面与轮毂圈的孔部的内径面中的任一者设置沿轴向延伸的凸部，将所述凸部沿轴向压入外侧接头部件的轴部的外径面与轮毂圈的孔部的内径面中的另一者，由该压入而在所述另一者上形成与凸部密接嵌合的凹部，构成凸部与凹部的嵌合接触部位整个区域密接的所述凹凸嵌合结构，所述凸部的至少压入开始端部的硬度比作为压入所述凸部的部位的凹部形成部位的硬度高，且该硬度差为20HRC以上。

根据本发明的第一车轮用轴承装置，凹凸嵌合结构由于凸部与凹部的嵌合接触部位整个区域密接，所以在该嵌合结构中，在径向和圆周方向上没有形成产生晃动的间隙。而且，由于所述凸部的压入开始端部与凹部形成部位的硬度差为20HRC(罗克韦尔C硬度)以上，所以在将凸部压入另一侧(对方侧)时施加的压入力(压入载荷)可以比较小。即、不用施加较大的压入载荷即可，所以能够防止凸部与凹部的摩擦和损伤(挤裂)等。

凸部的压入开始端部的硬度优选为50～65HRC，另外，凹部形成部位的硬度优选为10～30HRC。

能够通过高频热处理将凸部热处理硬化。由此，能够使凸部侧(凸部的压入开始端部)与凹部形成侧(凹部形成部位)的硬度差稳定，形成20HRC以上。在此，所谓高频波热处理是指，在高频电流流动的线圈中键入淬火必要的部分，通过电磁感应作用产生焦耳热，应用加热传导性物体的原理的淬火。

本发明的第二车轮用轴承装置，其具有：具有配置在对置的外环与内环之间的多排滚动体的轴承；安装在车轮上的轮毂圈；等速万向接头，其中，嵌插在轮毂圈的孔部中的等速万向接头的外侧接头部件的轴部经由凹凸嵌合结构与轮毂圈一体化，在外侧接头部件的轴部的外径面与轮毂圈的孔部的内径面中的任一者设有沿轴向延伸的凸部，将所述凸部沿着轴向压入外侧接头部件的轴部的外径面与轮毂圈的孔部的内径面中的另一者，由该压入而在所述另一者上形成与凸部密接嵌合的凹部，构成凸部与凹部的嵌合接触部位整个区域密接的所述凹凸嵌合结构，并且设有防止异物向所述凹凸嵌合结构的侵入的防止异物侵入机构。

根据本发明的第二车轮用轴承装置，与第一车轮用轴承装置同样地，由于凹凸嵌合结构中凸部与凹部的嵌合接触部位整个区域密接，所以在该嵌合结构中，在径向和圆周方向上没有形成产生晃动的间隙。而且，通过设置防止异物侵入机构，能够防止异物向凹凸嵌合结构的侵入。

外侧接头部件具有内装内侧接头部件的口部和从该口部的底部突出设置的所述轴部，且所述防止异物侵入机构由配置在轮毂圈的端部与口部的底部之间的密封部件构成。

防止异物侵入机构由介装在凹凸嵌合结构中的凸部与凹部的嵌合接触部位之间的密封件构成。通过该密封件能够实现嵌合接触部位的密接性的提高，能够防止异物向该嵌合接触部位之间的侵入。

在所述外侧接头部件的轴部的外置侧可以设有与轮毂圈的孔部的内径面卡合的止脱用卡合部，在轮毂圈的孔部的内径面与卡合部之间介装有构成所述防止异物侵入机构的密封件。

可以在所述凹凸嵌合结构的外置侧以及内置侧分别设置防止异物侵入机构。

本发明的第三车轮用轴承装置，其具有：具有配置在对置的外环与内环之间的多排滚动体的轴承；安装在车轮上的轮毂圈；等速万向接头，其中，嵌插在轮毂圈的孔部中的等速万向接头的外侧接头部件的轴部经由凹凸嵌合结构与轮毂圈一体化，所述轴承具有形成多排外环的外侧部件；形成多排内环的内侧部件，将所述内侧部件的外置侧的内环形成在所述轮毂圈的外径面上，将所述内侧部件的内置侧的内环形成在与设于轮毂圈的内置侧的小径台阶部嵌合的内圈的外径面上，形成在所述外侧部件与内侧部件之间的环状空间的开口部由密封部件密封，所述轮毂圈被实施调质处理，在从比外置侧的内环更靠外置侧的密封区域到包含外置侧的内环在内的、与内圈外嵌的小径台阶部对应的面上设有硬化层，在外侧接头部件的轴部的外径面与轮毂圈的孔部的内径面中的任一者设有沿轴向延伸的凸部，将所述凸部沿轴向压入外侧接头部件的轴部的外径面与轮毂圈的孔部的内径面中的另一者，由该压入而在所述另一者上形成与凸部密接嵌合的凹部，构成凸部与凹部的嵌合接触部位整个区域密接的所述凹凸嵌合结构。

根据本发明的第三车轮用轴承装置，与所述第一以及第二车轮用轴承装置同样地，由于凹凸嵌合结构中凸部与凹部的嵌合接触部位整个区域密接，所以在该嵌合结构中，在径向和圆周方向上没有形成产生晃动的间隙。

根据本发明的第三车轮用轴承装置，由于进行轮毂圈的调质，并且从轮毂圈的密封区域到包含外置侧的内环在内的、与内圈外嵌的小径台阶部对应的面上设置硬化层，所以能够实现材料的疲劳强度的提高。在此，所谓调质是指将结晶粒子微细，调整材质，使韧性等提高，利用淬火或退火的热作业进行。

所述硬化层的表面硬度能够形成HRC54～HRC64。由此，在轮毂圈的外径面中不仅从车轮安装凸缘的内置侧根接部到内置侧以及外置侧的内侧滚道面的耐磨损性提高，也能够充分提高机械强度。

所述轮毂圈能够一体具有用于安装车轮的车轮安装凸缘，所述车轮安装凸缘的外置侧根接部的表面硬度设定为35HRC以下。这样，若将所述车轮安装凸缘的外置侧根接部的表面硬度设定为35HRC以下，则能够提高切削等加工性，并能够抑制热处理变形。另外，该轮毂圈能够使轮毂螺栓被压入的螺栓孔的表面硬度与该轮毂螺栓的表面硬度接近。

所述外侧接头部件优选具有内装内侧接头部件的口部和从该口部的底部突出设置的所述轴部，其中，口部形成与轮毂圈非接触状，另外，优选将轮毂圈的内置侧的端部紧固，而对所述滚动轴承施加预压。

使所述轮毂圈的内置侧端部向径方向外侧塑性变形，形成紧固部，通过该紧固部将内圈在轴向上固定，能够使轮毂圈的内置侧端部的表面硬度设定为25HRC以下。因此，不必像以往那样由螺母等强固地进行拧紧而管理预压量。

所述轮毂圈能够采用含碳0.4wt％～0.8wt％的中碳钢。

在外侧接头部件的轴部上能够设置所述凹凸嵌合结构的凸部。这种情况下，通过将轴部从凸部的轴向端部侧压入到轮毂圈的孔部中，从而能够通过该凸部在轮毂圈的孔部内径面上形成与凸部密接嵌合的凹部，能够构成所述凹凸嵌合结构。这时，通过凸部咬入对方侧的凹部形成面(轮毂圈的孔部内径面)，从而形成孔部稍稍扩径的状态，容许凸部的轴向的移动，若轴向的移动停止，则孔部欲恢复原来的直径而缩径。由此，凸部与凹部的嵌合接触部位整体稳定密接。

在将凸部设于外侧接头部件的轴部上的情况下，优选将轮毂圈的孔部的内径面的内径尺寸设定为比连结外侧接头部件的轴部的凸部的顶点的圆的直径尺寸小，比连接凸部间的底部的圆的直径尺寸大。

另外，能够在轮毂圈的孔部的内径面上设置所述凹凸嵌合结构的凸部。这种情况下，通过将轴部从凸部的轴向端部侧压入到轮毂圈的孔部中，从而能够通过该凸部在外侧接头部件的轴部的外径面上形成与凸部密接嵌合的凹部，能够构成所述凹凸嵌合结构。这时，通过凸部咬入轴部的外径面，从而形成轮毂圈的孔部稍稍扩径的状态，容许凸部的轴向的移动，若轴向的移动停止，则孔部欲恢复原来的直径而缩径。由此，凸部和与该凸部嵌合的对方部件的凹部(轴的外径面)的嵌合接触部位整体稳定密接。

在轮毂圈的孔部的内径面上设置凸部的情况下，优选将外侧接头部件的轴部的外径尺寸设定为比连结轮毂圈的孔部的多个凸部的顶点的圆弧的直径尺寸大，比连接凸部间的底部的圆的直径尺寸小。

所述凸部优选至少从顶点到突出方向中间部位压入所述另一者，所述突出方向中间部位的周向厚度比沿周向相邻的凸部间的、与所述中间部位对应的位置上的周向尺寸小。通过这样的设定，从而凸部的突出方向中间部位的周向厚度的总和比与沿周向相邻的凸部间的对方侧的凸部的、与所述中间部位对应的位置上的周向厚度的总和小。

可以在外侧接头部件的轴部与轮毂圈的内径面之间设置轴部止脱结构。通过设置轴部止脱结构，能够防止等速自由接头的外侧接头部件相对于轮毂圈在轴向上脱离。轴部止脱结构优选维持在未硬化状态。

能够在轮毂圈和外侧接头部件的轴部的螺栓固定状态下，将外侧接头部件的轴部的端面和所述螺栓部件的支承面安置的内壁设置在轮毂圈的孔部。由此，螺栓固定稳定。

在进行轮毂圈和外侧接头部件的轴部的螺栓固定的螺栓部件的支承面与内壁之间可以介装有密封件。

优选设有收纳由通过所述压入的凹部形成而生成的溢出部的凹坑部。在此，溢出部是指凸部的凹部嵌合部位所嵌入(嵌合)的凹部的容量的材料量、由从所形成的凹部压出的、为了形成凹部而被切削掉的、或者被压出的与被切削掉的两者等构成。因此，在外侧接头部件的轴部上设置凸部的情况下，凹坑部设于凹凸嵌合结构的外置侧的轴部上，在轮毂圈的孔部的内径面设置凸部的情况下，则设于凹凸嵌合结构的内置侧的轮毂的孔部的内径侧。

优选在外侧接头部件的轴部中，所述凹坑部设于凸部的外置侧，并且在该凹坑部的外置侧设置与轮毂圈的孔部调心用的轴延长部。

优选将凹凸嵌合结构配置在所述滚动轴承的滚道面的正下方避开位置。即、若将轴部压入轮毂圈的孔部，则轮毂圈膨胀。由该膨胀在滚动轴承的滚道面上产生环向应力。在此，环向应力是指要在外径方向上扩径的力。因此，在轴承滚道面上产生环向应力的情况下，会引起滚动疲劳寿命的降低和裂痕的产生。因此，通过将凹凸嵌合结构配置在滚动轴承的滚道面的正下方避开位置，从而能够将轴承滚道面上的环向应力的产生抑制在最小限度。

本发明的车轴模块，其具有：具有外置侧的等速万向接头的车轮用轴承装置；一端与车轮用轴承装置的等速万向接头连结的驱动轴；与该驱动轴的另一端连结的内置侧的等速万向接头，其中，所述车轮用轴承装置具有：具有配置在对置的外环与内环之间的多排滚动体的轴承；安装在车轮上的轮毂圈；所述外置侧的等速万向接头，在外置侧的等速万向接头的外侧接头部件的轴部的外径面与轮毂圈的孔部的内径面中的任一者设有沿轴向延伸的凸部，将所述凸部沿着轴向压入外侧接头部件的轴部的外径面与轮毂圈的孔部的内径面中的另一者，由该压入而在所述另一者上形成与凸部密接嵌合的凹部，构成凸部与凹部的嵌合接触部位整个区域密接的所述凹凸嵌合结构，所述轴承的具有所述外环的外侧部件与车身侧的转向节嵌合，外置侧的等速万向接头及内置侧的等速万向接头的最大外径尺寸比所述外侧部件的转向节嵌合面的外径小。

根据本发明的车轴模块，在车轮用轴承装置中，由于凹凸嵌合结构中凸部与凹部的嵌合接触部位整个区域密接，所以在该嵌合结构中，在径向和圆周方向上没有形成产生晃动的间隙。

能够将外置侧的等速自由接头以及内置侧的等速自由接头的最大外径尺寸形成为比外侧部件的转向节嵌合面的外径小的直径，所以能够容易使该车轴模块在转向节内通过。

在本发明的车轴模块中，优选使用上述车轮用轴承装置中的任一个所述的车轮用轴承装置。

〔发明效果〕

本发明中，在凹凸嵌合结构中，由于没有在径向以及圆周方向上产生晃动的间隙，所以嵌合部位整体有助于旋转力矩传递，能够进行稳定的转矩传递，而且还不会产生杂音。另外，由于没有间隙地密接，所以转矩传递部位的强度提高。因此，能够使车轮用轴承装置轻量、紧凑。

通过将在外侧接头部件的轴部的外径面与轮毂圈的孔部的内径面中的任一者上设置的凸部沿着轴向压入另一者，从而能够形成与该凸部密接嵌合的凹部。因此，能够可靠地形成凹凸嵌合结构。而且，没必要在形成凹部的部件上形成花键部等，生产性优良，并且没必要将花键彼此相位配合，能够实现组装性的提高，并且能够避免压入时的齿面的损伤，维持稳定的嵌合状态。

由于所述凸部的压入开始端部与凹部形成部位的硬度差为20HRC以上，所以在将凸部向对方侧压入时，能够仅给予较小的压入力(压入载荷)进行压入，能够实现压入性的提高。另外，由于能够不施加较大压入载荷，所以能够防止凸部与凹部的磨损或损伤(挤裂)等，能够稳定地构成在径向以及圆周方向上不产生晃动的凹凸嵌合结构。

若凸部的压入开始端部的硬度为50～65HRC，则能够构成更稳定的凹凸嵌合结构。另外，若凹部形成部位的硬度为10～30HRC，则能够实现凹部形成侧较软、压入性提高。

能够通过高频热处理将凸部热处理硬化。若通过高频热处理使凸部硬化，则存在以下记载的优点。(a)能够局部加热，容易进行淬火条件的调整。(b)由于能够在短时间加热，故氧化少。(c)与其他淬火方法相比，没有淬火翘曲。(d)表面硬度高，能够得到优越的耐磨损性。(e)硬化层的深度的选择也比较容易。(f)自动化容易，也能够组装在机械生产线上。

通过设置防止异物侵入机构、从而能够防止异物向凹凸嵌合结构侵入。即，通过防止异物侵入机构防止雨水或异物的侵入，能够避免雨水或异物等向凹凸嵌合结构侵入导致密接性的劣化。

在轮毂圈的端部与口部的底部之间配置密封部件的结构中，通过密封部件来闭塞轮毂圈的端部和口部的底部之间的间隙，从而能够防止雨水或异物从该间隙向凹凸嵌合结构侵入。作为密封部件，只要能够介装于轮毂圈的端部与口部的底部之间即可，所以，例如能够使用既存(市场出售)的O型环等，能够以低成本构成防止异物侵入机构，而且，市场出售的O型环等有各种材质和各种大小，不用另行特别制作，能够构成可靠地发挥密封功能的防止异物侵入机构。

在凸部与凹部的嵌合接触部位之间介装密封件的结构中，能够防止嵌合接触部位间的异物侵入，能够提高防止异物侵入的可靠性。另外，在介装密封件的情况下，只有在压入前在凸部的表面涂敷密封件即可。

只要在所述外侧接头部件的轴部的外置侧设置与轮毂圈的孔部的内径面卡合的止脱用卡合部，在轮毂圈的内径面和卡合部之间介装密封件，就能够避免异物从外置侧侵入。

只要在凹凸嵌合结构的外置侧及内置侧分别设置防止异物侵入机构，就能够防止从外置侧和内置侧向凹凸嵌合结构侵入异物。因此，能够更稳定地长期避免密接性的劣化。

在进行轮毂圈的调质并从密封区域到与小径台阶部对应的面上设置硬化层的结构中，能够实现材料的疲劳强度的提高，所以能够实现小型、轻量化，并且能够使轮毂圈的强度以及耐久性提高。另外，不会使构成制动颤振的原因的面振动恶化，而能够确保轮毂螺栓的固定强度。

在将硬化层的表面硬度形成为54HRC～64HRC的情况下，能够增加充分的机械强度，能够进一步提高轮毂圈的强度和耐久性。

在将车轮安装凸缘的外置侧根接部的表面硬度形成为35HRC以下的情况下，能够防止热处理变形导致的车轮安装凸缘的制动盘安装面的面振动精度的劣化。另外，由于能够使螺栓孔的表面硬度接近轮毂螺栓的表面硬度，所以能够防止轮毂螺栓的细齿压塌，固接力降低。

在使轮毂圈的内置侧端部的表面硬度设定为25HRC以下的情况下，能够由轮毂圈端部形成紧固部。由此，没必要由螺母等强固拧紧而管理预压量，所以能够使向车辆的组装性简便，并且能够长期维持该预压量。另外，不会降低加工性，另外也不会因塑性加工导致表面产生微小裂缝，能够进一步在质量方面上提高其可靠性。

在外侧接头部件的口部形成与轮毂圈非接触状态的结构中，能够防止口部和轮毂圈的接触导致的杂音的产生。另外，在轮毂圈的端部被紧固，对轴承给予预压的结构中，能够不考虑外侧接头部件的预压施加而压入外侧接头部件的轴部，能够实现轮毂圈与外侧接头部件的连结性(组装性)的提高。而且，没必要由螺母等强固地进行拧紧而管理预压量，所以能够使向车轮的组装性简便，并长期维持该预压量。

在将轮毂圈的内置侧端部的表面硬度设定为25HRC以下的情况下，不会降低加工性，另外也不会因塑性加工导致表面产生微小裂缝，能够进一步在质量方面上提高其可靠性。

轮毂圈在采用含碳0.40wt％～0.80wt％的中碳钢的情况下，从锻造的容易性、切削性、热处理性或经济性的层面看是有利的，并且特别适合于高频淬火等。

另外，在外侧接头部件的轴部上设置所述凹凸嵌合结构的凸部的情况下，能够提高轴部侧的硬度，能够提高轴部的刚性。另外，在轮毂圈的孔部的内径面上设置凹凸嵌合结构的凸部的情况下，由于没必要进行轴部侧的硬度处理(热处理)，所以等速自由接头的外侧接头部件的生产性优越。

通过使凸部的突出方向中间部位的周向厚度比沿周向相邻的凸部间的与所述中间部位对应的位置上的尺寸小，从而能够增大沿周向相邻的凹部间的周向厚度。因此，能够增大沿周向相邻的凹部间的剪切面积，能够确保扭曲强度。而且，由于硬度高的一侧的凸部的齿厚(周向厚度)小，所以能够减小压入载荷，能够实现压入性的提高。

通过轴部止脱结构，能够有效防止外侧接头部件的轴部从轮毂圈的孔部在轴向上脱离。由此，能够维持稳定的连结状态，能够实现车轮用轴承装置的高质量化。特别是，若轴部止脱结构为未硬化状态，则轴部止脱结构较软，能够实现加工性的提高。

在凹凸嵌合结构容许分离的结构中，通过对外侧接头部件的轴部给予轴向的拉伸力，能够从轮毂圈的孔部拆卸外侧接头部件，所以能够实现各部件的修理、检查的操作性(维修性)的提高。

通过螺栓固定限制轴部从轮毂圈在轴向上脱离，能够长期地进行稳定的转矩传递。特别是，通过将构成螺栓部件的头部的支承面的内壁设于轮毂圈的外部，从而螺栓固定稳定，并且也能够发挥作为定位的功能，该车轮用轴承装置的尺寸精度稳定，并且能够将沿着轴向配设的凹凸嵌合结构的轴向长度确保在稳定的长度，能够实现转矩传递性的提高。

通过在螺栓部件的支承面与内壁之间介装密封件，从而能够防止雨水或杂物向螺栓部件侧侵入，能够避免雨水或杂物等向凹凸嵌合结构侵入导致密接性的劣化。

通过设置收纳通过压入的凹部形成而产生的溢出部的收纳部(凹坑部)，能够将溢出部保持(维持)在该收纳部内，溢出部不会进入装置外的车辆内等。即、能够将溢出部预先收纳在收纳部中不做任何变化，没必要进行溢出部的除去处理，能够实现组装作业工时的减少，能够实现组装操作性的提高以及成本降低。

另外，通过设置调芯用的轴延长部，凹坑部内的溢出部不会向轴延长部侧飞出，溢出部的收纳更加稳定。而且，由于轴溢出部是调芯用，所以能够防止偏芯并且能够将轴部压入轮毂圈。因此，能够高精度地将外侧接头部件与轮毂圈连结，能够进行稳定的转矩传递。

通过将凹凸嵌合结构配置在滚动轴承的滚道面的正下方避开位置，而将轴承滚道面上的环向应力的产生抑制在最小限度。由此，能够防止滚动疲劳寿命的降低、裂痕的产生以及应力腐蚀破裂等轴承的不良情况，能够提供高质量的轴承。

在本发明的车轴模块中，由于在凹凸嵌合结构中没有形成在径向以及圆周方向上产生晃动的间隙，所以嵌合部位整体有助于旋转力矩传递，能够进行稳定的转矩传递，而且还不会产生杂音。另外，由于无间隙地密接，所以转矩传递部位的强度提高。因此，能够使车轮用轴承装置轻量、紧凑。

在本发明的车轴模块中，能够容易在转向节内通过。因此，能够减少组装作业现场的作业工时，能够提高操作性。这种情况下，没必要像以往那样地使转向节回旋，所以作业空间也可以是最小限度就足够。而且，能够防止分解、组装等时部件的损伤，能够使质量稳定。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式的车轮用轴承装置的纵截面图。

图2A是所述车轮用轴承装置的凹凸嵌合结构的放大截面图。

图2B是上述图2A的X部放大图。

图3是表示所述车轮用轴承装置的组装前的截面图。

图4是表示所述车轮用轴承装置的组装方法的截面图。

图5是表示所述车轮用轴承装置的组装方法的截面图。

图6是所述车轮用轴承装置的凹凸嵌合结构的主要部分放大截面图。

图7A是表示密封所述车轮用轴承装置的外圈的口部与轮毂圈的紧固部之间的间隙的密封部件，使用O型环时的放大截面图。

图7B是表示密封所述车轮用轴承装置的外圈的口部与轮毂圈的紧固部之间的间隙的密封部件，使用垫片时的放大截面图。

图8是表示本发明的第二实施方式的车轮用轴承装置的纵截面图。

图9是表示上述图8的车轮用轴承装置的组装方法的截面图。

图10是表示上述图8的车轮用轴承装置的组装方法的截面图。

图11是表示本发明的第三实施方式的车轮用轴承装置的纵截面图。

图12是上述图11的车轮用轴承装置的纵截面图。

图13是上述图11的车轮用轴承装置的纵截面图。

图14A是表示上述图11的车轮用轴承装置的外圈的轴部的端面，整周上的外锷状卡止部的端面图。

图14B是表示上述图11的车轮用轴承装置的外圈的轴部的端面，沿着周向以规定节距配设的外锷状卡止部的端面图。

图15是表示本发明的第四实施方式的车轮用轴承装置的纵截面图。

图16是上述图15的车轮用轴承装置的主要部分放大截面图。

图17是表示上述图15的车轮用轴承装置的组装前的外侧接头部件的截面图。

图18是表示本发明的第五实施方式的车轮用轴承装置的主要部分截面图。

图19是表示本发明的第六实施方式的车轮用轴承装置的主要部分截面图。

图20是表示本发明的第七实施方式的车轮用轴承装置的主要部分截面图。

图21是表示本发明的第八实施方式的车轮用轴承装置的截面图。

图22是上述图21的车轮用轴承装置的主要部分放大截面图。

图23是表示本发明的第九实施方式的车轮用轴承装置的截面图。

图24是表示上述图23的车轮用轴承装置的组装前的截面图。

图25是上述图23的车轮用轴承装置的主要部分放大截面图。

图26是表示上述图23的车轮用轴承装置的凹凸嵌合结构的分离方法的截面图。

图27是表示上述图23的车轮用轴承装置的再压入方法的截面图。

图28A是凹凸嵌合结构的第一变形例的放大截面图。

图28B是凹凸嵌合结构的第二变形例的放大截面图。

图29A是表示本发明的第九实施方式的车轮用轴承装置的横截面图。

图29B是上述图29A的Y部放大图。

图30是上述图29A的车轮用轴承装置的凹凸嵌合结构的主要部分放大截面图。

图31是本发明的车轴模块的纵截面图。

图32是所述车轴模块向车辆的组装工序图。

图33是所述车轴模块向车辆的组装工序图。

图34是所述车轴模块向车辆的组装工序图。

图35是表示本发明的第十实施方式的车轮用轴承装置的横截面图。

图36是表示压入载荷的变化的曲线图。

图37是以往的车轮用轴承装置的截面图。

附图标号说明

1   轮毂圈

2   轴承

3   等速万向接头

11  口部

11a 背面

12  轴部

22  孔部

22g 内壁

23  小径台阶部

24  内圈

26  外侧滚道面(外环)

27  外侧滚道面(外环)

28  内侧滚道面(内环)

29  内侧滚道面(内环)

30  滚动体

31  紧固部(加締部)

35  凸部

36  凹部

37  内径面

38  嵌合接触部位

45  溢出部

50  凹坑部

51  周向槽

52  锷部(鍔部)

90  螺纹孔

94  螺栓部件

94a 头部件

98  间隙

100a支承面

M   凹凸嵌合结构

M1  轴部止脱结构

H1  硬化层

T1  外置侧等速万向接头

T2  内置侧等速万向接头

W   防止异物侵入机构

W1  防止异物侵入机构

W2  防止异物侵入机构

W3  防止异物侵入机构

具体实施方式

以下根据图1～图35说明本发明的实施方式。图1中表示第一实施方式的车轮用轴承装置，该车轮用轴承装置将轮毂圈1、多排滚动轴承2和等速万向接头3一体化。

等速万向接头3作为主要部件构成有：作为外侧接头部件的外圈5；作为配于外圈5的内侧的内侧接头部件的内圈6；介装于外圈5与内圈6之间而传递转矩的多个滚珠7；介装于外圈5与内圈6之间而保持滚珠7的保持架8。通过在内圈6的孔部内径6a中压入轴10的端部10a而与其花键嵌合，与轴10能够传递转矩地结合。另外，在轴10的端部10a上安装有轴止脱用的挡圈9。

外圈5由口部11和杆部(轴部)12构成，口部11为一端开口的碗状，在其内球面13上沿圆周方向上等间隔形成有在轴向延伸的多个轨道槽14。该轨道槽14延伸至口部11的开口端。内圈6在其外球面15上沿圆周方向等间隔地形成有在轴向延伸的多个轨道槽16。

外圈5的轨道槽14和内圈6的轨道槽16彼此成对，在由各对轨道槽14、16构成的滚珠轨道上能够滚动地各装入一个作为转矩传递要素的滚珠7。滚珠7介装于外圈5的轨道槽14与内圈6的轨道槽16之间而传递转矩。保持架8能够滑动地介装于外圈5与内圈6之间，通过外球面8a与外圈5的内球面13相接，通过内球面8b与内圈6的外球面15相接。另外，这种情况下的等速万向接头展示了在轨道槽的槽底具有直线状的笔直部的无根切类型，但也可以是球笼(ッェッパ)等其他等速万向接头。

另外，口部11的开口部由护罩60闭塞。护罩60由大径部60a、小径部60b和连结大径部60a与小径部60b的蛇腹部60c构成。大径部60a外嵌在口部11的开口部，在该状态下由护罩带61联结，小径部60b外嵌在轴10的护罩装接部10b上，在该状态下由护罩带62联结。

轮毂圈1具有筒部20和设于筒部20的外置侧的端部上的凸缘21。筒部20的孔部22具有轴向中间部的轴部嵌合孔22a、外置侧的锥形孔22b和内置侧的大径孔22c。即，在轴部嵌合孔22a中，经由后述的凹凸嵌合结构M结合等速万向接头3的外圈5的轴部12与轮毂圈1。另外，在轴部嵌合孔22a与大径孔22c之间设有锥形部(锥形孔)22d。该锥形部22d沿着结合轮毂圈1与外圈5的轴部12时的压入方向缩径。锥形部22d的锥形角θ(参照图3)例如为15°～75°。

滚动轴承2具有嵌合在设于轮毂圈1的筒部20的接头侧的小径台阶部23上的内圈24的内侧部件和跨越轮毂圈1的筒部20甚至内圈24外嵌的外侧部件25。外侧部件25在其内周上设置两排外侧滚道面(外环)26、27，第一外侧滚道面26和设于轮毂圈1的轴部外周的第一内侧滚道面(内环)28对置，第二外侧滚道面27和设于内圈24的外周面的第二内侧滚道面(内环)29对置，在它们之间夹装作为滚动体30的滚珠。即，通过轮毂圈1的一部分(筒部20的外径面)和压入轮毂圈1的内置侧的端部的外周的内圈24构成具有内环28、29的内侧部件。另外，在外侧部件25的两开口部安装有密封部件S1、S2。

这种情况下，对轮毂圈1的内置侧的端部进行紧固，通过该紧固部31对轴承2给予预压。由此，能够将内圈24联结在轮毂圈1上。另外，在轮毂圈1的凸缘21上设置螺栓装接孔32，用于将车轮以及制动盘固定在该凸缘21上的轮毂螺栓33装接在该螺栓装接孔32中。

通常，轮毂圈1在热锻造S53C等中碳钢(例如含碳0.4～0.8wt％的钢)后，通过车削加工形成所希望的形状、尺寸之后，在必要部位通过高频淬火等形成硬化层。另一方面，由于能够实现轮毂圈1的轻量化，并同时使旋转弯曲条件下的轮毂圈的强度、耐久性提高，所以存在对热锻造后的轮毂圈实施调质处理的情况。

轮毂圈1的调质处理中，在锻造后进行淬火，以400℃以上的较高温进行退火，形成屈氏体或索氏体组织。通过该调质处理使组织粒状化，拉伸、弯曲、冲击值等机械性质提升，延展性和柔韧性提高。通过提高表面硬度，从而机械强度提高，但在此调质处理后的表面硬度设定为35HRC以下。表面硬度设定为超过35HRC时，则切削等的加工性降低，并且热处理变形变大，车轮安装凸缘21的制动盘安装面(外置侧端面)的面振动精度劣化，并且通过提高硬度来降低轮毂螺栓33的压入性。

另外，如图3所示，在轮毂圈1的外径面中，从密封区域、包括外置侧的内侧滚道面28在内，到与内圈24所外嵌的小径台阶部23对应的面(图中网格剖线所示)上设置硬化层H1。即，从装接在滚动轴承2的外置侧端部上的密封部件S1的密封唇所滑动接触的轮毂圈1的外径面、跨至滚道面28、轮毂圈1的内环嵌合面的部位上设置硬化层H1。该硬化层H1的表面硬度为54～64HRC的范围。

在形成紧固部31时，当轮毂圈1的内置侧端部的表面硬度超过35HRC，则不仅加工性会降低，而且因塑性加工会导致表面发生微小裂缝，在质量方面上其可靠性降低。从塑性加工的方面考虑优选表面硬度低的，在轮毂圈1的内置侧端部中，通过高频退火将其表面硬度设定在25HRC以下，从而提高可靠性。另外，与以往那样的锻造后的未热处理部相比，不会因塑性加工导致表面出现微小裂缝，在质量方面上其可靠性进一步提高。

如图2所示，凹凸嵌合结构M例如由设于轴部12的端部上在轴向延伸的凸部35和形成于轮毂圈1的孔部22的内径面(这种情况下，轴部嵌合孔22a的内径面37)上的凹部36构成，凸部35和与该凸部35嵌合的轮毂圈1的凹部36的嵌合接触部位38整个区域密接。即，在轴部12的口部相反侧的外周面沿着周向以规定节距配设多个凸部35，在轮毂圈1的孔部22的轴部嵌合孔22a的内径面37上沿着周向形成凸部35所嵌合的多个凹部36。即，在周向整周上凸部35和与其嵌合的凹部36紧密配合。

在这种情况下，各凸部35如图2(a)所示，其剖面为具有凸R状的顶部的三角形状(山形状)，嵌合接触部位38是图2(b)所示的范围A，剖面中从山形的中腹部到山顶的范围。另外，在周向相邻的凸部35之间，在轮毂圈1的内径面37的内径侧形成有间隙40。

这样，能够将轮毂圈1与等速万向接头3的外圈5的轴部12经由凹凸嵌合结构M连结。这时，如上所述，将轮毂圈1的内置侧的端部紧固，而通过该紧固部31对轴承2给予预压，所以没必要通过外圈5的口部11对内圈24给予预压，形成不使口部11相对于轮毂圈1的端部(这种情况下紧固部31)接触的非接触状态。

另外，在外圈5的轴部12的端部与轮毂圈1的内径面37之间设置有轴部止脱结构M1。该轴部止脱结构M1由从外圈5的轴部12的端部向外置侧(安装于车辆上的状态下构成车辆的外侧的一侧)延伸，与锥形孔22b卡止(卡合)的卡合部(锥状卡止片)65构成。即，锥状卡止片65由从内置侧(安装于车辆上的状态下构成车辆的内侧的一侧)朝向外置侧扩径的环状体构成，其外周面65a的至少一部分压接甚至接触锥形孔22b。

在该车轮用轴承装置上，设置有防止异物向凹凸嵌合结构M侵入的防止异物侵入机构W。在这种情况下，分别设于凹凸嵌合结构M的内置侧以及凹凸嵌合结构M的外置侧。即，如图7A以及图7B所示，在轮毂圈1的紧固部31与口部11的背面11a之间设置间隙98，能够通过嵌装在该间隙98中的密封部件99构成内置侧的防止异物侵入机构W1。在这种情况下，间隙98形成在从轮毂圈1的紧固部31与口部11的背面11a之间到大径孔22c与轴部12之间。在该实施方式中，密封部件99配置在轮毂圈1的紧固部31和大径孔22c的角部。另外，作为密封部件99，可以是图7A所示那样的O型环等部件，也可以是图7B所示那样的垫片等部件。另外，可以使紧固部31和口部11的背面11a抵接(接触)，在这种情况下，接触面压为100MPa以下。

外置侧的防止异物侵入机构W2能够通过作为卡合部的锥状卡止片65和介装于锥形孔22b的内径面之间的密封件(省略图示)构成。在这种情况下，在锥状卡止片65上涂敷密封件。即，可以涂敷当涂敷后固化而能够发挥在锥状卡止片65与锥形孔22b的内径面之间的密封性的各种树脂构成的密封件(密封剂)。另外，作为该密封件，选择该车轮用轴承装置使用氛围中不会劣化的材料。

另外，可以在凸部35与凹部36的嵌合接触部位38之间介装密封件，由此构成防止异物侵入机构W(W3)。在这种情况下，可以在凸部35的表面涂敷后固化而能够发挥在嵌合接触部位38之间的密封性的各种树脂构成的密封件(密封剂)。

接着，说明凹凸嵌合结构M的嵌合方法。在这种情况下，如图3所示，在轴部12的外径部实施热硬化处理，在该硬化层H形成由沿着轴向的凸部41a与凹部41b构成的花键41。因此，花键41的凸部41a被硬化处理，该凸部41a构成凹凸嵌合结构M的凸部35。另外，该实施方式的硬化层H的范围，如网格剖线部所示，从花键41的外端缘直到外圈5的口部11的底壁的一部分。作为该热硬化处理，能够采用高频淬火或渗碳淬火等各种热处理。在此，高频淬火是指应用在高频电流流动的线圈中加入淬火所必要的部分，通过电磁感应作用产生焦耳热，加热传导性物体的原理的方法。另外，渗碳淬火是指从低碳材料的表面使碳侵入和/或扩散，之后进行淬火的方法。轴部12的花键41的模数(モジュ一ル)为0.5以下的小齿。

另外，在轮毂圈1的外径侧形成利用高频淬火形成的硬化层H1，并且将轮毂圈的内径侧形成未烧结状态。该实施方式中的硬化层H1的范围，如网格剖线部所示，从凸缘21的根接部(付け根部)到内圈24所嵌合的小径台阶部23的紧固部附近。若进行高频淬火，则表面硬化，内部保持原材料的硬度，轮毂圈1的内径侧能够维持未烧结状态。因此，在轮毂圈1的孔部22的内径面37侧形成不进行热硬化处理的未硬化部(未烧结状态)。

外圈5的轴部12的硬化层H与轮毂圈1的未硬化部的硬度差为HRC20点以上。具体地，优选硬化层H的硬度为50～65HRC程度，凹部形成侧(轮毂圈1的孔部22的轴部嵌合孔22a的内径面37)的硬度为10～30HRC程度。另外，该硬度差是如后所述，为了使当将外圈5的轴部12嵌入轮毂圈1的孔部22时，轴部12的凸部35容易压入作为凹部形成部位的轮毂圈1的孔部22的内径面。因此，可以仅使凸部35的压入开始端部(外置侧的端部)硬化。即，至少使凸部35的压入开始端部与凹部形成部位的硬度差为20HRC以上即可。因此，可以使凸部35的压入开始端部为50～65HRC程度，作为凹部形成部位的轮毂圈1的孔部22的内径面其硬度为10～30HRC程度。

这时，凸部35的突出方向中间部位与凹部形成前的凹部形成面(这种情况下，轮毂圈1的孔部22的轴部嵌合孔22a的内径面37)的位置对应。即，如图6所示，轴部嵌合孔22a的内径面37的内径尺寸D设定为比凸部35的最大外径、即连结作为花键41的凸部41a的所述凸部35的顶部的圆的径尺寸(外接圆直径)D1小，比连结凸部间的谷底(花键41的凹部41b的底)的圆的直径尺寸D2大。即，D2＜D＜D1。因此，轴部12的凸部35至少从顶点到突出方向中间部位压入轮毂圈1的轴部嵌合孔22a的内径面37。

花键41能够通过作为以往公知公用的手段的滚轧加工、切削加工、冲压加工、拉伸加工等各种加工方法形成。另外，作为热硬化处理能够采用高频淬火、渗碳淬火等各种热处理。

另外，如图3所示，使用于构成所述锥状卡止片65的短圆筒部66从轴部12的端面12a的外周缘部沿着轴向突出。短圆筒部66的外径D4设定为比孔部22的轴部嵌合孔22a的内径尺寸D小。即，该短圆筒部66如后所述，构成轴部12向轮毂圈1的孔部22压入时的调芯部件。

并且，如图3所示，在外圈5的轴部12的根接部(口部侧)外嵌O型环等密封部件99，在对合轮毂圈1的轴芯与等速万向接头3的外圈5的轴芯的状态下，相对于轮毂圈1插入(压入)外圈5的轴部12。另外，在凸部35的表面预先涂敷密封件。这时，在轮毂圈1的孔部22上形成沿着压入方向缩径的锥形部22d，所以能够构成该锥形部22d压入开始时的引导件。另外，轴部嵌合孔22a内径面37的直径尺寸D、凸部35的直径尺寸D1和花键41的凹部的直径尺寸D2为上述那样的关系，而且，凸部35的硬度比轴部嵌合孔22a内径面37的硬度大20点以上，所以，若将轴10压入内圈6的孔部22，则该凸部35咬入内径面37，凸部35沿着轴向形成该凸部35所嵌合的凹部36。

通过这样的压入，如图2所示，轴部12的端部的凸部35和与其嵌合的凹部36的嵌合接触部位38整个区域密接。即，在对方侧的凹部形成面(这种情况下，孔部22的轴部嵌合孔22a的内径面37)上进行凸部35的形状的转印。这时，通过凸部35咬入轴部嵌合孔22a的内径面37，由此轴部嵌合孔22a构成稍稍扩径的状态，容许凸部35的轴向的移动，若轴向的移动停止，则孔部22欲恢复原来的直径而缩径。换言之，在凸部35的压入时轮毂圈1在径向弹性变形，该弹性变形量的预压赋予凸部35的齿面(凹部嵌合部位的表面)。因此，能够可靠地形成凸部35的凹部嵌合部位整体相对于其对应的凹部36密接的凹凸嵌合结构M。

另外，在外圈5的轴部12的根接部(口部侧)外嵌O型环等密封部件99，所以在压入完成状态下，轮毂圈1的紧固部31与口部11的背面11a之间的间隙98由该密封部件99闭塞(密封)。另外，凸部35与凹部36的嵌合接触部位38间由涂敷在凸部35的表面的密封件密封。

可以在将外圈5的轴部12压入轮毂圈1的孔部22时，在外圈5的口部11的外径面上如图15等所示设置台阶面G，使压入用工具K与该台阶面G卡合，从该压入用工具K对台阶面G给予压入载荷(轴向载荷)。另外，作为台阶面G可以设置在周向整周上，可以沿周向以规定节距设置。因此，作为所使用的压入用工具K，能够与这些台阶面G对应地给予轴向载荷。

这样，将外圈5的轴部12压入轮毂圈1的孔部22，经由凹凸嵌合结构M将外圈5的轴部12与轮毂圈1一体化的状态下，如图4所示，短圆筒部66从轴部嵌合孔22a向锥形孔22b侧突出。

因此，使用工具67将该短圆筒部66扩径。在这种情况下，在短圆筒部66的外径面上预先涂敷构成外置侧的防止异物侵入机构W2的密封件。工具67具有圆柱状的本体部68和与该本体部68的前端部连设的圆锥台部69。工具67的圆锥台部69设定为其倾斜面69a的倾斜角度与锥形孔22b的倾斜角度大致相同，并且其前端的外径与短圆筒部66的内径相同甚至比短圆筒部66的内径稍小的尺寸。并且，如图4所示，将工具67的圆锥台部69经由锥形孔22b嵌入，从而给予箭头α方向的载荷，由此，在图5所示的短圆筒部66的内径侧上给予该短圆筒部66扩径的箭头β方向的扩径力。这时，通过工具67的圆锥台部69，短圆筒部66的至少一部被向锥形孔22b的内径面侧按压，在锥形孔22b的内径面上经由构成防止异物侵入机构W2的密封件形成压接甚至接触的状态，构成所述轴部止脱结构M1。另外，在给予工具67的箭头α方向的载荷时，该车轮用轴承装置需要固定而不向箭头α方向移动，但只要由固定部件承接轮毂圈1或等速万向接头3等的一部分即可。其中，短圆筒部66的内径面可以是向轴端侧扩径的锥形形状。若形成这样的形状，则能够通过锻造成形内径面，实现成本降低。

另外，为了降低工具67的箭头α方向的载荷，可以在短圆筒部66上加入切口，并且也可以在周向上局部配置工具67的圆锥台部69的圆锥面。在短圆筒部66上加入切口的情况下，容易将短圆筒部66扩径。另外，在周向上局部配置工具67的圆锥台部69的圆锥面的情况下，使短圆筒部66扩径的部位构成圆周上的一部分，所以能够降低工具67的压入载荷。

在该凹凸嵌合结构M中，如图6所示，设轴部12的外径尺寸(连结凸部35的顶部的圆的直径尺寸)D1和轮毂圈1的孔部22的轴部嵌合孔22a的内径尺寸D的径差(D1-D)为Δd，设配置在轴部12的外径面的凸部35的高度为h，对于其比Δd/2h时，0.3＜Δd/2h＜0.86。由此，凸部35的突出方向中间部位(高度方向中间部位)可靠地配置在凹部形成前的凹部形成面上，从而凸部35在压入时咬入凹部形成面，能够可靠地形成凹部36。

像这样地构成凹凸嵌合结构M，但是这种情况下的凹凸嵌合结构M优选配置在滚动轴承2的滚道面26、27、28、29的正下方避开位置。在此，正下方避开位置是指相对于滚道面26、27、28、29的滚珠接触部位置在径向上不对应的位置。

在本发明中，凹凸嵌合结构M其凸部35与凹部36的嵌合接触部位38整个区域密接，所以在该凹凸嵌合结构M中，不形成在径向以及圆周方向产生晃动的间隙。因此，嵌合部位整体有助于旋转力矩传递，能够实现稳定的转矩传递，而且，也不产生杂音。

所述凸部35的压入开始端部与凹部形成部位的硬度差为20HRC以上，所以在将凸部35向对方侧压入时，能够仅给予较小的压入力(压入载荷)进行压入，能够实现压入性的提高。另外，由于能够不施加较大压入载荷，所以能够防止凸部35与凹部36的磨损或损伤(挤裂)等，能够稳定地构成不生成在径向以及圆周方向上产生晃动的间隙的凹凸嵌合结构M。

若凸部的硬度为50～65HRC，则能够构成凸部硬、更稳定的凹凸嵌合结构。另外，若凹部形成部位的硬度为10～30HRC，则能够实现凹部形成侧较软、压入性提高。

能够通过高频热处理将凸部热处理硬化。若通过高频热处理使凸部硬化，则存在以下记载的优点。(a)能够局部加热，容易进行淬火条件的调整。(b)由于能够在短时间加热，氧化少。(c)与其他淬火方法相比，没有淬火翘曲。(d)表面硬度高，能够得到优越的耐磨损性。(e)硬化层的深度的选择也较为容易。(f)自动化容易，也能够组装在机械加工线上。

通过设置防止异物侵入机构W，从而能够防止异物向凹凸嵌合结构M侵入。即，通过防止异物侵入机构W防止雨水或异物的侵入，能够避免雨水或异物等向凹凸嵌合结构M侵入导致密接性的劣化。

在轮毂圈1的端部与口部11的底部之间配置密封部件99的结构中，通过密封部件99来闭塞轮毂圈1的端部和口部11的底部之间的间隙98，从而能够防止雨水或异物从该间隙98向凹凸嵌合结构M侵入。作为密封部件99，只要能够介装于轮毂圈1的端部与口部11的底部之间即可，所以，例如能够使用既存(市场出售)的O型环等，能够以低成本构成防止异物侵入机构，而且，市场出售的O型环等有各种材质和各种大小，不用另行特别制作，能够构成可靠地发挥密封功能的防止异物侵入机构。

在凹凸嵌合结构M的凸部35与凹部36的嵌合接触部位38之间介装密封件，所以能够防止嵌合接触部位38间的异物侵入，能够提高异物侵入防止的可靠性。

在凹凸嵌合结构M的外置侧、轮毂圈1的内径面(这种情况下，锥形孔22b的内径面)上设置经由密封件(构成防止异物侵入机构W2的密封部件)卡合的卡合部(锥状卡止片65)，所以能够避免异物从外置侧侵入。

这样，如上述实施方式所示，在凹凸嵌合结构M的内置侧以及凹凸嵌合结构M的外置侧设置防止异物侵入机构W1、W2的情况下，防止从凹凸嵌合结构M的轴向两端侧侵入异物。因此，能够更稳定地长期避免密接性的劣化。

在形成凹部36的部件(这种情况下，轮毂圈1)上没必要预先形成花键部等，生产性优越，且不需要花键彼此的相位吻合，能够实现组装性的提高，并且能够避免压入时的齿面损伤，能够维持稳定的嵌合状态。

锥形部22d能够构成压入开始时的引导件，所以能够没有偏离地相对于轮毂圈1的孔部22压入外圈5的轴部12，能够实现稳定的转矩传递。另外，短圆筒部66设定为短圆筒部66的外径D4比孔部22的轴部嵌合孔22a的内径尺寸D小，所以构成调芯部件，能够防止偏芯和芯倾并同时能够将轴部压入轮毂圈，能够实现更稳定的压入。

通过轴部止脱结构M1，能够有效防止外圈5的轴部12从轮毂圈1的孔部22脱离(特别是向轴侧的轴向脱离)。由此，能够维持稳定的连结状态，能够实现车轮用轴承装置的高质量化。另外，由于轴部止脱结构M1为锥状卡止片65，所以能够省略以往那样的螺纹联结。因此，没必要在轴部12上形成从轮毂圈1的孔部22突出的螺纹部，能够实现轻量化，并且能够省略螺纹联结作业，能够实现组装操作性的提高。而且，在锥状卡止片65中，只要对外圈5的轴部12的一部分进行扩径，就能够容易形成轴部止脱结构M1。另外，外圈5的轴部12的向接头相反方向的移动需要向进一步压入轴部12的方向的押压力，外圈5的轴部12的向接头相反方向的位置偏离极难产生，并且即使在该方向产生位置偏离，外圈5的口部11的底部与轮毂圈1的紧固部31抵接，外圈5的轴部12也不会从轮毂圈1脱离。

由于使等速万向接头3的外圈5的轴部12的凸部的轴向端部的硬度比轮毂圈1的孔部内径部高，将轴部12向轮毂圈1的孔部22从凸部35的轴向端部侧压入，所以容易向轮毂圈1的孔部内径面形成凹部。另外，能够提高轴部侧的硬度，使轴部12的扭曲强度提高。

另外，由于轮毂圈1的端部被紧固，相对于滚动轴承2给予预压，所以没必要由外圈5的口部11给予预压。因此，不用考虑预压就能够压入外圈5的轴部12，能够实现轮毂圈1与外圈5的连结性(组装性)的提高。

另外，能够在使轮毂圈1的紧固部31与口部11的背面11a抵接(接触)的情况下，构成外圈5的轴部12的定位。通过这样定位，由此能够使该车轮用轴承装置的尺寸精度稳定，并且能够确保沿着轴向配设的凹凸嵌合结构M的轴向长度为稳定的长度，能够实现转矩传递性能的提高。但是，轮毂圈1的紧固部31与口部11的背面11a的接触面压若超过100MPa，则会产生杂音。即、在大转矩载荷时，等速万向接头3的外圈5与轮毂圈1的扭曲量产生偏差，由该偏差会在等速万向接头3的外圈5与轮毂圈1的接触部上出现急剧的滑动，而发生杂音。相对于此，由于在使紧固部31与口部11的背面11a接触的情况下，使接触面压为100MPa以下，所以能够防止产生急剧的滑动，能够抑制杂音的产生。由此，能够构成安静的车轮用轴承装置。

通过将凹凸嵌合结构M配置在滚动轴承2的滚道面的正下方避开位置(避直下位置)，由此能够将轴承滚道面的环向应力的发生抑制在最小限度。由此，能够防止降低滚动疲劳寿命、产生裂缝以及应力腐食断裂等轴承的不良情况发生，能够提供高质量的轴承。

如上述实施方式所示，形成在轴部12上的花键41由于使用模数0.5以下的小齿，所以能够提高该花键41的成形性，并且能够实现压入载荷的降低。另外，由于能够通过通常形成在这种轴上的花键来构成凸部35，所以能够以低成本简单地形成该凸部35。

另外，通过将轴部12压入轮毂圈1而形成凹部36时，在该凹部36侧产生加工硬化。在此，加工硬化是指、对物体给予塑性变形(塑性加工)时，随着变形的程度增加，对变形的阻抗增大，变得比未受到变形的材料硬。因此，通过压入时塑性变形来使凹部36侧的轮毂圈1的内径面37硬化，能够实现旋转力矩传递性的提高。

轮毂圈1的内径侧比较软。因此，能够实现外圈5的轴部12的外径面的凸部35与轮毂圈1的孔部内径面的凹部36嵌合时的嵌合性(密接性)的提高，能够精度良好地抑制在径方向以及圆周方向产生晃动。

本发明中，进行轮毂圈1的调质，所以能够实现材料的疲劳强度的提高，所以能够实现小型、轻量化，并同时能够使轮毂圈1的强度以及耐久性提高。另外，不会使构成制动颤振的原因的面振动恶化，而确保轮毂螺栓的固定强度。

能够使所述硬化层H1的表面硬度为HRC54～HRC64。由此，在轮毂圈1的外径面中，不仅提高从车轮安装凸缘21的内置侧根接部127到内置侧以及外置侧的内侧滚道面28、29的耐磨损性，而且充分增加机械的强度，进一步提高轮毂圈1的强度和耐久性。

使内置侧端部向径向外侧塑性变形而形成紧固部31，在由该紧固部31将内圈24在轴向固定的轮毂圈1中，将轮毂圈1的内置侧端部的表面硬度设定为25HRC以下。由此，由于能够由轮毂圈端部形成紧固部31，没必要如以往那样由螺母等强固拧紧而管理预压量，所以能够简便向车辆的组装性，并且能够长期间维持该预压量。另外，与以往那样锻造后的未热处理部相比，不会降低加工性，另外也不会因塑性加工导致表面产生微小裂缝，能够进一步在质量方面上提高其可靠性。

轮毂圈1在采用含碳0.4wt％～0.8wt％的中碳钢的情况下，从锻造的容易性、切削性、热处理性或经济性的层面看是有利的，并且特别适合于高频淬火等。

图8表示第二实施方式，该车轮用轴承装置的轴部止脱结构M1不用预先形成如图4所示那样的短圆筒部66，而通过设置作为将轴部12的一部向外径方向突出的卡合部的锥状卡止片70来构成。

在这种情况下，使用图9和图10所示的工具71。工具71具有圆柱状的本体部72、与该本体部72的前端部连设的短圆筒部73，在短圆筒部73的外周面的前端上设置有切口部74。因此，在工具71上形成有前端楔部75。若砸进前端楔部75(若施加箭头α方向的载荷)，则该前端楔部75的剖面形状其外径侧为倾斜面，通过形成该倾斜面的切口部74，如图10所示，使轴部12的端部的外径侧扩径。

由此，该锥状卡止片70的至少一部分压接甚至接触锥形孔22b的内径面。因此，即使这样的锥状卡止片70，与上述图1等所示的锥状卡止片65同样地，能够有效防止外圈5的轴部12从轮毂圈1的孔部22在轴向上脱离。由此，能够维持稳定的连结状态，能够实现车轮用轴承装置的高质量化。另外，前端楔部75的内径面也可以是锥形形状。

图11表示第三实施方式，该车轮用轴承装置的轴部止脱结构M1通过紧固轴部12的一部分而使其向外径方向突出而形成的外锷状卡止片76构成。这种情况下，轮毂圈1的孔部22在轴部嵌合孔22a与锥形孔22b之间设置有台阶面22e，在该台阶面22e上卡止作为卡合部的外锷状卡止片76。

在该轴部止脱结构M1中，使用图12所示的工具77。该工具77设有圆筒体78。将圆筒体78的外径D5设定为比轴部12的端部的外径D7大，并且将圆筒体78的内径D6设定为比轴部12的端部的外径D7小。

因此，通过将该工具77和外圈5的轴部12的轴芯对合，通过该状态下工具77的端面77a来对轴部12的端面12a在箭头α方向施加载荷，则如图13所示，轴部12的端面12a的外周侧会被压塌，能够形成外锷状卡止片76。

由于即使这样的外锷状卡止片76，外锷状卡止片76也能够与台阶面22e卡止，所以与上述图1等所示的锥状卡止片65同样地，能够有效防止外圈5的轴部12从轮毂圈1的孔部22在轴向脱离。由此，能够维持稳定的连结状态，能够实现车轮用轴承装置的高质量化。

若使用图12和图13所示的工具77，则如图14A所示，外锷状卡止片76沿着圆周方向形成。因此，作为工具若沿周向以规定节距(例如，90°节距)配设按压部，则如图14B所示，多个外锷状卡止片76沿周向以规定节距配置。即使如图14B所示多个外锷状卡止片76沿周向以规定节距配设，外锷状卡止片76也与台阶面22e卡止，所以能够有效防止外圈5的轴部12从轮毂圈1的孔部22在轴向上脱离。

若相对于轮毂圈1压入外圈5的轴部12，材料从由凸部35形成的凹部36溢出，形成图16所示的溢出部45。溢出部45是凸部35的凹部嵌合部位所嵌入(嵌合)的凹部36的容量的材料量、由从所形成的凹部36压出的、为了形成凹部36而被切削掉的、或者被压出的与被切削掉的两者等构成。

因此，在上述图1等所示的车轮用轴承装置中，在轮毂圈1上组装等速万向接头后，需要进行该溢出部45的除去作业。因此，在该图15所示的第四实施方式中，如上所述，将收纳溢出部45的凹坑部50设于轴部12上。

通过在轴部12的花键41的轴端缘上设置周向槽51，由此形成凹坑部50。这种情况下也如图17的网格剖线部所示，从花键41的外端缘到外圈5的口部11的底壁的一部分形成硬化层H。

若在轮毂圈1的轴芯与等速万向接头3的外圈5的轴芯对合的状态下，将轴部12压入轮毂圈1的孔部22，则所形成的溢出部45如图16所示，在卷曲的同时被收纳在凹坑部50内。即，孔部22的内径面被削去或压出的材料的一部分进入凹坑部50内。

这样，通过设置收纳通过所述压入的凹部形成而产生的溢出部45的凹坑部50，从而能够将溢出部45保持(维持)在该凹坑部50内，不会使溢出部45向装置外的车辆内等进入。即，能够预先将溢出部45收纳在凹坑部50中，没必要进行溢出部45的除去处理，能够减少组装作业工时，能够实现组装操作性的提高以及成本降低。

另外，由于压入完成后为短圆筒部66向锥形孔22b突入的状态，所以需要将该短圆筒部66扩径。因此，通过使用图4所示的工具67，能够进行扩径，若短圆筒部66被扩径，则形成轴部止脱结构M1。

即使上述图8、图11、图15等所示的车轮用轴承装置，也设置有内置侧的防止异物侵入机构W1、外置侧的防止异物侵入机构W2和嵌合接触部位38间的防止异物侵入机构W3。另外，图8中的防止异物侵入机构W2通过在锥状卡止片70的外面涂敷密封件而构成。另外，图11中的防止异物侵入机构W2通过在外锷状卡止片76的台阶面22e对应面上涂敷密封件而构成。

作为轴部止脱结构M1，可以如第五实施方式的图18所示使用螺栓螺母结合，也可以如第六实施方式的图19所示使用挡圈，也可以如第七实施方式的图20所示使用焊接等的结合机构。

在图18中，在轴部12上连设螺纹轴部80，在该螺纹轴部80上螺接螺母部件81。并且，使螺母部件81与孔部22的台阶面22e抵接。由此，限制轴部12从轮毂圈1的孔部22向轴侧脱离。即，螺母部件81构成轴部止脱结构M1的卡合部。该图18的车轮用轴承装置中也设置内置侧的防止异物侵入机构W1和嵌合接触部位38间的防止异物侵入机构W3，另外在螺母部件81的台阶面22e对应面涂敷密封件，从而构成防止异物侵入机构W2。

在图19中，在花键41的外置侧设置轴延长部83，并且在该轴延长部83上设置周向槽84，在该周向槽84上嵌装挡圈85。并且，在轴部12上设置在轮毂圈1的孔部22中轴部嵌合孔22a与锥形孔22b之间卡止所述挡圈85的台阶部22f。由此，挡圈85与台阶部22f卡止，限制轴部12从轮毂圈1的孔部22向轴侧脱离。即，挡圈85构成轴部止脱结构M1的卡合部。该图19的车轮用轴承装置中也设置有内置侧的防止异物侵入机构W1以及嵌合接触部位38间的防止异物侵入机构W3，另外，通过挡圈85构成防止异物侵入机构W2。

在图20中，轴部12的端部外周面与轴部嵌合孔22a的台阶面22e侧的开口部端缘部通过焊接接合。由此，限制轴部12从轮毂圈1的孔部22向轴侧脱离。即，该焊接部位88构成轴部止脱结构M1的卡合部。这种情况下，作为焊接部位88也可以在整周上都沿周向以规定节距配设。该图20的车轮用轴承装置中也设置有内置侧的防止异物侵入机构W1以及嵌合接触部位38间的防止异物侵入机构W3，另外通过焊接部位88构成防止异物侵入机构W2。

本发明的车轮用轴承装置中，如图21所示，也可以不设置轴部止脱结构M1。这种情况下，如图22所示，周向槽51其花键41侧的侧面51a是相对于轴向垂直的平面，花键相反侧的侧面51b是从槽底51c朝向花键相反侧扩径的锥形面。并且，在周向槽51的侧面51b的花键相反侧设置有圆盘状的调芯用的轴延长部52。轴延长部52的外径尺寸D4a(图22参照)设定为与孔部22的轴部嵌合孔22a的孔径相同甚至比轴部嵌合孔22a的孔径稍小。这种情况下，在轴延长部52的外径面52a与孔部22的轴部嵌合孔22a的内径面之间设置有微小间隙t。

在凹坑部50的轴向凸部相反侧上设置与轮毂圈1的孔部22调芯用的轴延长部52，从而凹坑部50内的溢出部45不会向轴延长部52侧飞出，溢出部45的收纳变得更稳定。而且，轴延长部52是调芯用的，所以能够防止偏芯并能够将轴部12压入轮毂圈1。因此，能够高精度地连结外侧接头部件5与轮毂圈1，能够进行稳定的转矩传递。

轴延长部52是压入时调芯用的，所以其外径尺寸优选设定为比轮毂圈1的孔部22的轴部嵌合孔22a的孔径稍小的程度。即，若轴延长部52的外径尺寸与轴部嵌合孔22a的孔径相同或比轴部嵌合孔22a的孔径大，则轴延长部52自身压入轴部嵌合孔22a。这时，若发生偏芯，则直接将凹凸嵌合结构M的凸部35压入，在轴部12的轴芯与轮毂圈1的轴芯未对合的状态下轴部12与轮毂圈1连结。另外，轴延长部52的外径尺寸若与轴部嵌合孔22a的孔径相比过小，则不起到作为调芯用的功能。因此，轴延长部52的外径面52a与孔部22的轴部嵌合孔22a的内径面之间的微小间隙t优选设定在0.01mm～0.2mm程度。

另外，在图21所示的车轮用轴承装置中，设置防止异物侵入机构W1和防止异物侵入机构W3，但是不设置防止异物侵入机构W2。另外，如图21所示，在不具有轴部止脱结构M1的情况下，可以省略作为轴部12的调芯用的轴延长部52。

接着，图23是容许轴部12从轮毂圈1脱离的车轮用轴承装置。这种情况下，轮毂圈1也如图23和图24所示具有筒部20和设于筒部20的外置侧的端部的凸缘21。筒部20的孔部22具有轴向中间部的轴部嵌合孔22a和外置侧的锥形孔22b，在轴部嵌合孔22a和锥形孔22b之间设置有向内径方向突出的内壁22g。即，在轴部嵌合孔22a中经由凹凸嵌合结构M结合等速万向接头3的外圈5的轴部12和轮毂圈1。另外，在该内壁22g的轴部嵌合孔相反侧的端面设置有凹陷部91。

孔部22在轴部嵌合孔22a的内壁相反侧的开口侧具有大径部86，在轴部嵌合孔22a的内壁侧具有小径部88。在大径部86与轴部嵌合孔22a之间设置有锥形部(锥形孔)89a。该锥形部89a沿着结合轮毂圈1与外圈5的轴部12时的压入方向缩径。锥形部89a的锥形角θ为例如15°～75°。另外，在轴部嵌合孔22a与小径部88之间也设置有锥形部89b。

这种情况下，通过使轴部12压入轮毂圈1的孔部22、即轴部嵌合孔22a，从而轴部12的凸部35在轴部嵌合孔22a的内径面37形成该凸部35密接嵌合的凹部36。

另外，在压入后从外置侧向轴部12的螺纹孔90中螺接螺栓部件94。螺栓部件94由附带凸缘的头部94a和螺纹轴部94b构成。螺纹轴部94b具有大径的基部95a、小径的主体部95b、以及前端侧的螺纹部95c。这种情况下，内壁22g上设置贯通孔96，在该贯通孔96中插通螺栓部件94的轴部94b，螺纹部95c螺接在轴部12的螺纹孔90中。如图24所示，贯通孔96的孔径d1设定为比轴部94b的大径的基部95a的外径d2稍大。具体地，设定在0.05mm＜d1-d2＜0.5mm程度。另外，螺纹部95c的最大外径为与大径的基部95a的外径相同或比基部95a的外径稍小的程度。

这样，通过将螺栓部件94螺接在轴部12的螺纹孔90上，从而螺栓部件94的头部94a的凸缘部100与内壁22g的凹陷部91嵌合。由此，通过轴部12的外置侧的端面92和螺栓部件94的头部94a夹持内壁22g。

另外，在螺栓部件94的支承面100a与内壁22g之间也可以介装密封件(省略图示)。这种情况下，例如只要在螺栓部件94的支承面100a上涂敷由涂敷后硬化而能够在支承面100a与内壁22g的凹陷部91的底面之间发挥密封性的各种树脂构成的密封件(密封剂)即可。另外，作为该密封件，选择在该车轮用轴承装置使用的氛围中不劣化的材料。

另外，也可以不由轴部12的端面92与螺栓部件94a夹持内壁22g。该情况下，由螺栓部件54的头部54a与凹凸嵌合结构M，或由螺栓部件54的头部54a与口部11的背面11a夹持轮毂圈1。即，使轮毂圈的紧固部31与口部11的背面11a接触(图示省略)。由此，轴部方向的弯曲刚性提高，对抗弯曲变强，得到耐久性优越的高质量产品。而且，能够通过该接触构成压入时的定位。由此，该车轮用轴承装置的尺寸精度稳定，并且能够确保沿着轴向配设的凹凸嵌合结构M的轴向长度确保在稳定的长度，能够实现转矩传递性的提高。另外，能够通过该接触来构成密封结构，能够防止异物从该紧固部31侧向凹凸嵌合结构M侵入，凹凸嵌合结构M能够在长期维持稳定的嵌合状态。

由于在进行轮毂圈1和外圈5的轴部12的螺栓固定的螺栓部件94的支承面100a与内壁22g之间介装密封件，所以能够防止从该螺栓部件94向凹凸嵌合结构M侵入雨水或异物，实现质量提高。

从图23所示的状态开始，拧脱螺栓部件94，从而拆下螺栓部件94，则能够从轮毂圈1拔下外圈5。即，凹凸嵌合结构M的嵌合力是通过对外圈5给予所定力以上的拉伸力才能拉伸的程度。

例如，能够通过图26所示那样的工具120分离轮毂圈1与等速万向接头3。工具120设置有基盘121、能够拧紧拧脱地螺合在该基盘121的螺纹孔122中的按压用螺栓部件123、以及与轴部12的螺纹孔90螺合的螺纹轴76。在基盘121上设置通孔124，在该通孔124中插通轮毂圈1的螺栓123，螺母部件125与该螺栓123螺合。这时，基盘121与轮毂圈1的凸缘21重合，基盘121被安装于轮毂圈1。

这样，在形成将基盘121安装于轮毂圈1上的状态后，以使基部126a从内壁22g向外置侧突出的方式在轴部12的螺纹孔90上螺合螺纹轴126。该基部126a的突出量设定为比凹凸嵌合结构M的轴向长度长。另外，螺纹轴126和押压用螺栓部件123配设在同一轴芯上(该车轮用轴承装置的轴芯上)。

之后，如图26所示，将押压用螺栓部件123从外置侧螺接在基盘121的螺纹孔122中，在该状态下，如箭头所示向螺纹轴126侧拧进。这时，由于螺纹轴126和押压用螺栓部件123配设在同一轴芯上(该车轮用轴承装置的轴芯上)，所以通过该拧进而使押压用螺栓部件123向箭头方向按压螺纹轴126。由此，外圈5相对于轮毂圈1向箭头方向移动，外圈5被从轮毂圈1拆下。

另外，在外圈5被从轮毂圈1拆下的状态，例如使用螺栓部件94能够再次将轮毂圈1与外圈5连结。即，从轮毂圈1拆卸基盘121，并且形成从轴部12拆掉螺纹轴76的状态，如图27所示，使螺栓部件94经由贯通孔96与轴部12的螺纹孔90螺合。在该状态下，使轴部12侧的阳花键41与由上次的压入形成的轮毂圈1的阴花键42的相位吻合。

并且，在该状态下，使螺栓部件94相对于螺纹孔90拧进。由此，轴部12向轮毂圈1内嵌入。这时，在孔部22稍稍扩径的状态若容许轴部12的轴向进入，轴向的移动停止，则孔部22欲恢复原来的直径而缩径。由此，与上次的压入同样地，凸部35的凹部嵌合部位整体能够可靠地构成相对于其对应的凹部36密接的凹凸嵌合结构M。

特别是使螺栓部件94相对于螺纹孔90拧进时如图27所示，螺栓部件94的基部95a形成与贯通孔96对应的状态。而且，贯通孔96的孔径d1设定为比轴部94b的大径的基部95a的外径d2稍大(具体地，设定在0.05mm＜d1-d2＜0.5mm程度)，所以螺栓部件54的基部95a的外径与贯通孔96的内径能够构成螺栓部件94在螺纹孔90中拧进时的引导件，不会有偏芯，能够将轴部12压入轮毂圈1的孔部22。另外，作为贯通孔96的轴向长度同样地，若过短则不能发挥稳定的引导作用，相反若过长则内壁22g的厚度尺寸变大，不能确保凹凸嵌合结构M的轴向长度，并且轮毂圈1的重量变大。因此，能够考虑到这些情况进行各种变更。

另外，轴部12的螺纹孔90的开口部能够形成朝向开口侧展开的锥形部90a，所以具有容易将螺纹轴126或螺栓部件94与螺纹孔90螺合的优点。

在第一次(在孔部22的内径面37成形凹部36的压入)中，压入载荷比较大，所以为了压入，需要使用冲压机等。相对于此，在这样的再度的压入中，由于压入载荷比第一次的压入载荷小，所以能够不使用冲压机等，而稳定且准确地将轴部12压入轮毂圈1的孔部22。因此，能够现场将外圈5与轮毂圈1分离和连结。

在上述图2所示的花键41中，凸部41a的节距与凹部41b的节距设定为相同。因此，在上述实施方式中，如图2B所示，凸部35的突出方向中间部位的周向厚度L与沿周向相邻的凸部35间的、与所述中间部位对应的位置上的周向尺寸L0大致相同。

相对于此，如图28A所示，凸部35的突出方向中间部位的周向厚度L2可以比在周向相邻的凸部43间的、与所述中间部位对应的位置上的周向尺寸L1小。即，形成于轴部12上的花键41中、凸部35的突出方向中间部位的周向厚度(齿厚)L2比嵌合在凸部35间的轮毂圈1侧的凸部35的突出方向中间部位的周向厚度(齿厚)L1小。

因此，将轴部12侧的整周上的凸部35的齿厚的总和∑(B1+B2+B3+......)设定为比轮毂圈1侧的凸部43(凸齿)的齿厚的总和∑(A1+A2+A3+......)小。由此，能够增大轮毂圈1侧的凸部43的剪切面积，能够确保扭曲强度。而且，由于凸部35的齿厚小，所以能够减小压入载荷，能够实现压入性的提高。在凸部35的周向厚度的总和比对方侧的凸部43上的周向厚度的总和小的情况下，没必要使全凸部35的周向厚度L2比沿周向相邻的凸部35间的周向的尺寸L1小。即，多个凸部35中、任意的凸部35的周向厚度可以与沿周向相邻的凸部间的周向的尺寸相同，也可以比该周向的尺寸大，只要总和小即可。

图28A的凸部35形成剖面梯形，如图28B所示，也可以是渐开线齿形状。

在上述各实施方式中，在轴部12侧形成构成凸部35的花键41，并且对该轴部12的花键41实施硬化处理，使轮毂圈1的内径面保持未硬化(原材)。相对于此，如图29所示，在轮毂圈1的孔部22的内径面上形成实施了硬化处理的花键111(由凸条111a以及凹条111b构成)，并且，也可以对轴部12不实施硬化处理。另外，该花键111能够通过作为公知公用的机构的拉削加工、切削加工、冲压加工、拉伸加工等各种加工方法形成。另外，作为热硬化处理也能够采用高频淬火、渗碳淬火等各种热处理。

在这种情况下，凸部35的突出方向中间部位与凹部形成前的凹部形成面(轴部12的外径面)的位置对应。即，将连结作为花键111的凸部111a的凸部35的顶部的圆的直径尺寸(凸部35的最小径尺寸)D8设定为比轴部12的外径面的外径尺寸D10小，将连结花键111的凹部111b的底部的圆的径尺寸(凸部间的嵌合用孔内径面的内径尺寸)D9设定为比轴部12的外径尺寸D10大。因此，构成D8＜D10＜D9。因此，孔部22的凸部35至少从顶点到突出方向中间部位压入轴部12的外径面。

若将轴部12压入轮毂圈1的孔部22，则能够通过轮毂圈1侧的凸部35在轴部12的外周面形成该凸部35嵌合的凹部36。由此，凸部35和与其嵌合的凹部的嵌合接触部位38整个区域密接。

在此，嵌合接触部位38是图29B所示的范围B，从凸部35的剖面的山形的中腹部到山顶的范围。另外，在周向的相邻的凸部35间，在轴部12的外周面的外径侧形成间隙112。

在这种情况下，由于也通过压入形成溢出部45，所以优选设置收纳该溢出部45的收纳部97。由于溢出部45形成在轴部12的口侧，所以将收纳部设于轮毂圈1侧。

这样，在轮毂圈1的孔部22的内径面上设置并压入凹凸嵌合结构M的凸部35的结构中，不需要进行轴部侧的硬度处理(热处理)，所以存在等速万向接头3的外圈5的生产性优越的利点。

如图31所示，上述各车轮用轴承装置在车轴模块中使用。车轴模块设置有外置侧的等速万向接头T1、内置侧的等速万向接头T2和连结这些等速万向接头T1、T2的轴10。这种情况下，在外置侧中将轮毂圈1、多排滚动轴承(轴承结构部)2以及等速万向接头T1(3)一体化而构成车轮用轴承装置。该车轮用轴承装置使用上述各车轮用轴承装置。另外，在该图例中，与上述图15所示的同样地，是在等速万向接头T1的外圈5的轴部12的端面上设置锥状卡止片65以及凹坑部50的类型，该图31所示的车轮用轴承装置的结构是与图15中的车轮用轴承装置同样的结构。因此，该车轮用轴承装置的详细说明省略。

组装起来的本发明的车轴模块中，如图34所示，轴承2的外侧部件25的外径面25a被嵌合组装在车身侧的转向节34上。在此所谓的嵌合组装是指将外侧部件25嵌合在转向节34上，从而完成两者的组装。该组装例如能够通过将外侧部件25的圆筒面状的外径面25a压入转向节34的圆筒状内周面34a而进行。

这样，外侧部件25的外径面25a构成压入面(转向节嵌合面)，将该外侧部件25压入转向节34的内周面(外侧部件嵌合用孔部)34a。这种情况下，等速万向接头T1的最大外径尺寸D12构成比外侧部件25的转向节嵌合面的外径D11、即转向节34的外侧部件嵌合用孔部的内径小的直接。在此，等速万向接头T1的最大外径尺寸D12是指包含护罩60以及护罩带61等付属品的状态下的该等速万向接头T1的最大外径尺寸。

这种情况下，优选在外侧部件25的外径面25a与转向节34的内周面34a之间介装挡圈130。通过使用挡圈130提高外侧部件25与转向节34的止脱効果。即，在外侧部件25的外径面25a形成卡合槽129(参照图15)，并且在转向节34的内周面34a上形成卡合槽(省略图示)。因此，挡圈130与外侧部件25的外径面25a的卡合槽129和转向节34的内周面34a的卡合槽卡合。

另外，如图31所示，将内置侧等速万向接头T2的最大外径尺寸D13设定为外侧部件25的转向节嵌合面的外径D11、即转向节34的外侧部件嵌合用孔部的内径小的直径。内置侧等速万向接头T2的最大外径尺寸D13与外置侧等速万向接头T1的情况下同样地，是指在也包含护罩140以及护罩带141等付属品的状态下的内置侧等速万向接头T2的最大外径尺寸。另外，转向节34的内径尺寸设定为与外侧部件25的外径面25a的外径D11大致相同。

这样组装的车轴模块向车辆的组装，如图32和图33所示，在转向节34将该车轴模块从内置侧的滑动式等速万向接头T2侧揷通，如图34所示，将外置侧的车轮用轴承装置的外侧部件25压入转向节34的内周面34a。由此，如图34所示，外侧部件25压入转向节34的状态下，挡圈130与外侧部件25的外径面25a的卡合槽129和转向节34的内周面34a的卡合槽卡合。

在本发明的车轴模块中，能够以被组装的状态向车辆组装。由此，能够减少在组装作业现场的作业工时，提高操作性。在这种情况下，由于也没必要如以往工序所示使转向节34回旋，所以作业空间也以最小限度足够。而且，能够防止分解、组装等的部品的损伤，使质量稳定。

因此，图1所示的类型、图8所示的类型、图11所示的类型、图18所示的类型、图19所示的类型、图20所示的类型、图21所示的类型和图23所示的类型等都优选是等速万向接头T1的最大外径尺寸D12比作为外侧部件25的外径D11的转向节34的外侧部件嵌合用孔部的内径小的直径。

在上述实施方式中，是轴承2的外侧部件25不具有车身安装凸缘的类型，但是也可以是如图35所示在外侧部件25上具有车身安装凸缘117的结构。

在该图35所示的类型中，外侧部件25中车身安装凸缘117的内置侧的外径面25a构成装接转向节34的转向节嵌合面。因此，等速万向接头T1的最大外径尺寸D12比所述转向节嵌合面的外径D11小径。这种情况下等速万向接头T1的最大外径尺寸D12也意味着也包含护罩60以及护罩带61等付属品的状态下的该等速万向接头T1的最大外径尺寸。

在该图35所示的车轮用轴承装置中，在轮毂圈1的外置侧的端面上突出设置有装接省略图示的车轮以及制动盘的短筒状的控制部126。另外，控制部116由大径的第一部126a和小径的第二部126b构成，在第一部126a上外嵌制动盘，在第二部126b上外嵌车轮。

另外，能够将车轮安装凸缘21的外置侧付根部127的表面硬度设定为35HRC以下。即，调质处理后将该外置侧根接部127的表面硬度设定为35HRC以下。当表面硬度设定为超过35HRC，则切削等的加工性降低，并且热处理变形变大，车轮安装凸缘21的制动盘安装面63的面振动精度劣化，并且由硬度提高而切削性降低。相对于此，若外置侧根接部127的表面硬度设定为35HRC以下，则切削等的加工性提高，并且能够抑制热处理变形，能够防止热处理变形导致的车轮安装凸缘21的制动盘安装面113的面振动精度的劣化。另外，由于压入轮毂螺栓33的螺栓装接孔32的表面硬度能够接近该轮毂螺栓33的表面硬度，所以能够防止轮毂螺栓33的细齿压塌，固接力降低。

以上，关于本发明的实施方式进行说明，但是本发明不限于上述实施方式，能够进行各种变形，例如，作为凹凸嵌合结构M的凸部35的形状在上述图2所示的实施方式中为剖面三角形状，在图28A所示的实施方式中为剖面梯形，但是除此之外也能够是半圆形状、半楕圆形状、矩形形状等各种形状，凸部35的面积、个数、周向配设节距等也能够任意变更。即、没必要形成花键41，111，通过该花键41、111的凸部(凸齿)41a、111a构成凹凸嵌合结构M的凸部35，可以是如钥匙等结构，也可以是形成曲线状的波型的对合面。总之，将沿轴向配设的凸部35压入对方侧，能够通过该凸部35使与凸部35密接嵌合的凹部36形成在对方侧，凸部35和与其嵌合的凹部的嵌合接触部位38整个区域密接，而且，只要在轮毂圈1与等速万向接头3之间能够传递旋转力矩的结构即可。

另外，作为轮毂圈1的孔部22可以是圆孔以外的多角形孔等异形孔，插嵌在该孔部22中的轴部12的端部的剖面形状也可以是圆形剖面以外的多角形等异形剖面。另外，由于只要在向轮毂圈1压入轴部12时仅使凸部35的压入始端部比形成凹部36的部位硬度高即可，所以没必要提高凸部35的整体的硬度。在图2等中形成间隙40，但是也可以是直到凸部35间的凹部咬入轮毂圈1的内径面37的结构。

另外，在轮毂圈1的孔部22的内径面37可以沿周向以规定节距配设的小凹部。作为小凹部需要比凹部36的容积小。通过设置这样小凹部，从而能够实现凸部35的压入性的提高。即，通过设置小凹部，从而能够减少凸部35的压入时形成的溢出部45的容量，能够实现压入抵抗的降低。另外，能够减少溢出部45，所以能够减少凹坑部50的容积，能够实现凹坑部50的加工性以及轴部12的强度的提高。另外，小凹部的形状能够采用三角形、半楕圆形、矩形等各种形状，数量也能够任意设定。

作为图20所示的结合机构，可以使用焊接的结合机构，但也可以代替焊接，使用粘结剂。另外，作为轴承2的滚动体30，可以使用滚筒(口一ラ)。另外，在上述实施方式中，展示了第三代车轮用轴承装置，但是也可以是第一代、第二代或第四代。另外，在压入凸部35的情况下，可以固定有形成凹部36的一侧，移动形成有凸部35的一侧，也可以相反地、固定形成有凸部35的一侧，移动形成有凹部36的一侧，也可以将两者都移动。另外，在等速万向接头3中，也可以经由上述各实施方式中记载的凹凸嵌合结构M将内圈6和轴10一体化。

另外，在轴部止脱结构M1中，例如，使用图19所示的挡圈85等的情况下，能够不将挡圈85设置于轴部12的端部，而设于轴部12的根接部侧(口侧)等。

在图1等所示的实施方式中，设置有内置侧的防止异物侵入机构W1、外置侧的防止异物侵入机构W2和嵌合接触部位38间的防止异物侵入机构W3。也可以不像这样设于三处，只要至少设于一处即可。即，只要设置防止异物侵入机构W1、W2、W3中的一个或两个防止异物侵入机构即可。因此，在图21所示的车轮用轴承装置中，不设置防止异物侵入机构W2，而仅设置防止异物侵入机构W1，W3，但是在这种情况下，也可以省略防止异物侵入机构W1、W3中的任一个。

实施例

调查凸部35与凹部形成部位的硬度差与压入载荷的关系，其结果示于图31。这种情况下，在轴部12上成形模数0.48、齿数59的阳花键，将该阳花键压入轮毂圈1的孔部22。另外，设轴部12的外径尺寸与轮毂圈1的孔部22的内径尺寸的径差为Δd，设凸部的高度为H，当其比采用Δd/2h时，0.3＜Δd/2h＜0.86。

根据该图31可知，硬度差不到20HRC时，压入载荷大，发生所谓的挤裂。

产业上的可利用性

能够适用于单独使用多排滚动轴承的结构的第一代、在外侧部件上一体具有车身安装凸缘的第二代、在一体具有车轮安装凸缘的轮毂圈的外周一体形成多排滚动轴承的一侧的内侧滚动面的第三代以及在轮毂圈一体形成等速万向接头，在构成该等速万向接头的外侧接头部件的外周上一体形成多排滚动轴承的另一侧的内侧滚动面的第四代多排滚动轴承。

Claims (32)

1.一种车轮用轴承装置，其具有：具有配置在对置的外环与内环之间的多排滚动体的轴承；安装在车轮上的轮毂圈；等速万向接头，其中，嵌插在轮毂圈的孔部中的等速万向接头的外侧接头部件的轴部经由凹凸嵌合结构与轮毂圈一体化，所述车轮用轴承装置的特征在于，

在外侧接头部件的轴部的外径面与轮毂圈的孔部的内径面中的任一者设有沿轴向延伸的凸部，将所述凸部沿着轴向压入另一者，由该压入而在所述另一者上形成与凸部密接嵌合的凹部，构成凸部与凹部的嵌合接触部位整个区域密接的所述凹凸嵌合结构，凹部通过由凸部进行的压出及由凸部进行的切削中的任一方或两方来形成，所述凸部的至少压入开始端部的硬度比作为压入所述凸部的部位的凹部形成部位的硬度高，且该硬度差为20HRC以上。

2.如权利要求1所述的车轮用轴承装置，其特征在于，

所述凸部的压入开始端部的硬度为50～65HRC。

3.如权利要求2所述的车轮用轴承装置，其特征在于，

所述凹部形成部位的硬度为10～30HRC。

4.如权利要求1所述的车轮用轴承装置，其特征在于，

通过高频热处理对凸部进行热处理硬化。

5.一种车轮用轴承装置，其具有：具有配置在对置的外环与内环之间的多排滚动体的轴承；安装在车轮上的轮毂圈；等速万向接头，其中，嵌插在轮毂圈的孔部中的等速万向接头的外侧接头部件的轴部经由凹凸嵌合结构与轮毂圈一体化，所述车轮用轴承装置的特征在于，

在外侧接头部件的轴部的外径面与轮毂圈的孔部的内径面中的任一者设有沿轴向延伸的凸部，将所述凸部沿着轴向压入另一者，由该压入而在所述另一者上形成与凸部密接嵌合的凹部，构成凸部与凹部的嵌合接触部位整个区域密接的所述凹凸嵌合结构，凹部通过由凸部进行的压出及由凸部进行的切削中的任一方或两方来形成，并且设有防止异物向所述凹凸嵌合结构侵入的防止异物侵入机构。

6.如权利要求5所述的车轮用轴承装置，其特征在于，

所述外侧接头部件具有内装内侧接头部件的口部和从该口部的底部突出设置的所述轴部，且所述防止异物侵入机构由配置在轮毂圈的内置侧的端部与所述口部的底部之间的密封部件构成。

7.如权利要求5所述的车轮用轴承装置，其特征在于，

防止异物侵入机构由介装于所述凹凸嵌合结构的凸部与凹部的嵌合接触部位之间的密封件构成。

8.如权利要求5所述的车轮用轴承装置，其特征在于，

在所述外侧接头部件的轴部的外置侧设有与轮毂圈的孔部的内径面卡合的止脱用卡合部，在轮毂圈的孔部的内径面与卡合部之间介装有构成所述防止异物侵入机构的密封件。

9.如权利要求5所述的车轮用轴承装置，其特征在于，

在所述凹凸嵌合结构的外置侧及内置侧分别设置防止异物侵入机构。

10.一种车轮用轴承装置，其具有：具有配置在对置的外环与内环之间的多排滚动体的轴承；安装在车轮上的轮毂圈；等速万向接头，其中，嵌插在轮毂圈的孔部中的等速万向接头的外侧接头部件的轴部经由凹凸嵌合结构与轮毂圈一体化，所述车轮用轴承装置的特征在于，

所述轴承具有形成多排外环的外侧部件和形成多排内环的内侧部件，将所述内侧部件的外置侧的内环形成在所述轮毂圈的外径面上，将所述内侧部件的内置侧的内环形成在内圈的外径面上，该内圈与设于轮毂圈的内置侧的小径台阶部嵌合，形成在所述外侧部件与内侧部件之间的环状空间的开口部由密封部件密封，

所述轮毂圈被实施调质处理，在从比外置侧的内环更靠外置侧的密封区域到包含外置侧的内环在内的且与内圈外嵌的小径台阶部对应的面上设有硬化层，

在外侧接头部件的轴部的外径面与轮毂圈的孔部的内径面中的任一者设有沿轴向延伸的凸部，将所述凸部沿着轴向压入另一者，由该压入而在所述另一者上形成与凸部密接嵌合的凹部，构成凸部与凹部的嵌合接触部位整个区域密接的所述凹凸嵌合结构，凹部通过由凸部进行的压出及由凸部进行的切削中的任一方或两方来形成。

11.如权利要求10所述的车轮用轴承装置，其特征在于，

所述轮毂圈的硬化层的表面硬度为54HRC～64HRC。

12.如权利要求11所述的车轮用轴承装置，其特征在于，

所述轮毂圈一体具有用于安装车轮的车轮安装凸缘，

所述车轮安装凸缘的外置侧根接部的表面硬度设定为35HRC以下。

13.如权利要求1～12中任一项所述的车轮用轴承装置，其特征在于，

所述外侧接头部件具有内装内侧接头部件的口部和从该口部的底部突出设置的所述轴部，且口部形成与轮毂圈非接触状。

14.如权利要求1～12中任一项所述的车轮用轴承装置，其特征在于，

所述外侧接头部件具有内装内侧接头部件的口部和从该口部的底部突出设置的所述轴部，且将轮毂圈的内置侧的端部紧固，而对所述滚动轴承施加预压。

15.如权利要求14所述的车轮用轴承装置，其特征在于，

所述轮毂圈的内置侧端部的紧固部的表面硬度设定为25HRC以下。

16.如权利要求1～12中任一项所述的车轮用轴承装置，其特征在于，

所述轮毂圈由含碳0.40wt％～0.80wt％的中碳钢构成。

17.如权利要求1～12中任一项所述的车轮用轴承装置，其特征在于，

在外侧接头部件的轴部设置所述凹凸嵌合结构的凸部。

18.如权利要求17所述的车轮用轴承装置，其特征在于，

轮毂圈的孔部的内径面的内径尺寸比连结外侧接头部件的轴部的凸部的顶点的圆的直径尺寸小，比连接凸部间的底部的圆的直径尺寸大。

19.如权利要求1～12中任一项所述的车轮用轴承装置，其特征在于，

在轮毂圈的孔部的内径面设置所述凹凸嵌合结构的凸部。

20.如权利要求19所述的车轮用轴承装置，其特征在于，

外侧接头部件的轴部的外径尺寸比连结轮毂圈的孔部的多个凸部的顶点的圆弧的直径尺寸大，比连接凸部间的底部的圆的直径尺寸小。

21.如权利要求1～12中任一项所述的车轮用轴承装置，其特征在于，

所述凸部至少从顶点到突出方向中间部位压入所述另一者，

所述突出方向中间部位的周向厚度比沿周向相邻的凸部间的且与所述中间部位对应的位置上的周向尺寸小。

22.如权利要求1～12中任一项所述的车轮用轴承装置，其特征在于，

所述凸部至少从顶点到突出方向中间部位压入所述另一者，

所述突出方向中间部位的周向厚度的总和比嵌合于沿周向相邻的凸部间的对方侧的凸部的且与所述中间部位对应的位置上的周向厚度的总和小。

23.如权利要求1～12中任一项所述的车轮用轴承装置，其特征在于，

在外侧接头部件的轴部与轮毂圈的内径面之间设置轴部止脱结构。

24.如权利要求23所述的车轮用轴承装置，其特征在于，

所述轴部止脱结构维持在未硬化状态。

25.如权利要求1～12中任一项所述的车轮用轴承装置，其特征在于，

所述凹凸嵌合结构容许在轴向上施加拉伸力而分离，并且轮毂圈与外侧接头部件的轴部经由螺栓部件而螺栓固定，该螺栓部件与在外侧接头部件的轴部的轴心部上沿着轴向形成的螺纹孔螺合。

26.如权利要求25所述的车轮用轴承装置，其特征在于，

在轮毂圈和外侧接头部件的轴部的螺栓固定状态下，构成螺栓部件的头部的支承面的内壁设置在轮毂圈的孔部中。

27.如权利要求26所述的车轮用轴承装置，其特征在于，

在进行轮毂圈和外侧接头部件的轴部的螺栓固定的螺栓部件的支承面与内壁之间介装有密封件。

28.如权利要求1～12中任一项所述的车轮用轴承装置，其特征在于，

设有凹坑部，其收纳由通过所述压入进行的凹部形成而生成的溢出部。

29.如权利要求28所述的车轮用轴承装置，其特征在于，

在外侧接头部件的轴部中，所述凹坑部设于凸部的外置侧，并且在该凹坑部的外置侧设置与轮毂圈的孔部调心用的轴延长部。

30.如权利要求1～12中任一项所述的车轮用轴承装置，其特征在于，

凹凸嵌合结构避开所述滚动轴承的滚道面的正下方位置而配置。

31.一种车轴模块，其具有：具有外置侧的等速万向接头的车轮用轴承装置；一端与车轮用轴承装置的等速万向接头连结的驱动轴；与该驱动轴的另一端连结的内置侧的等速万向接头，其中，所述车轮用轴承装置具有：具有配置在对置的外环与内环之间的多排滚动体的轴承；安装在车轮上的轮毂圈；所述外置侧的等速万向接头，所述车轴模块的特征在于，

在外置侧的等速万向接头的外侧接头部件的轴部的外径面与轮毂圈的孔部的内径面中的任一者设有沿轴向延伸的凸部，将所述凸部沿着轴向压入另一者，由该压入而在所述另一者上形成与凸部密接嵌合的凹部，构成凸部与凹部的嵌合接触部位整个区域密接的所述凹凸嵌合结构，凹部通过由凸部进行的压出及由凸部进行的切削中的任一方或两方来形成，

所述轴承的具有外环的外侧部件与车身侧的转向节嵌合，外置侧的等速万向接头及内置侧的等速万向接头的最大外径尺寸比所述外侧部件的转向节嵌合面的外径小。

32.一种车轴模块，其特征在于，

该车轴模块使用权利要求1～30中任一项所述的车轮用轴承装置。

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