JP2010023800A - 車輪用軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】円周方向のガタの抑制を図ることができ、しかも、ハブ輪と等速自在継手の外側継手部材との連結作業性に優れた車輪用軸受装置を提供する。
【解決手段】外側継手部材の軸部１２とハブ輪１の孔部２２の内径面とのどちらか一方に設けられて軸方向に延びる凸部３５を、軸方向に沿って他方に圧入し、他方に凸部３５に密着嵌合する凹部３６を凸部３５にて形成して、凸部３５と凹部３６との嵌合接触部位全域が密着する凹凸嵌合構造Ｍを構成する。外側継手部材の軸部１２とハブ輪１の内径面との間に軸部抜け止め構造Ｍ１を設け、軸部抜け止め構造Ｍ１は、軸部１２の軸端部に設けられた円筒状部６６が、揺動する加締治具６７による揺動加締によって径方向外方に塑性変形してなる引っ掛け構造である。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車等の車両において車輪を車体に対して回転自在に支持するための車輪用軸受装置に関する。

車輪用軸受装置には、第１世代と称される複列の転がり軸受を単独に使用する構造から、外方部材に車体取付フランジを一体に有する第２世代に進化し、さらに、車輪取付フランジを一体に有するハブ輪の外周に複列の転がり軸受の一方の内側軌道面が一体に形成された第３世代、さらには、ハブ輪に等速自在継手が一体化され、この等速自在継手を構成する外側継手部材の外周に複列の転がり軸受の他方の内側軌道面が一体に形成された第４世代のものまで開発されている。

例えば、特許文献１には、第３世代と呼ばれるものが記載されている。第３世代と呼ばれる車輪用軸受装置は、図１２に示すように、外径方向に延びるフランジ１５１を有するハブ輪１５２と、このハブ輪１５２に外側継手部材１５３が固定される等速自在継手１５４と、ハブ輪１５２の外周側に配設される外方部材１５５とを備える。

等速自在継手１５４は、前記外側継手部材１５３と、この外側継手部材１５３の椀形部１５７内に配設される内側継手部材１５８と、この内側継手部材１５８と外側継手部材１５３との間に配設されるボール１５９と、このボール１５９を保持する保持器１６０とを備える。また、内側継手部材１５８の中心孔の内周面にはスプライン部１６１が形成され、この中心孔に図示省略のシャフトの端部スプライン部が挿入されて、内側継手部材１５８側のスプライン部１６１とシャフト側のスプライン部とが係合される。

また、ハブ輪１５２は、筒状の軸部１６３と前記フランジ１５１とを有し、フランジ１５１の外端面１６４（反継手側の端面）には、図示省略のホイールおよびブレーキロータが装着される短筒状のパイロット部１６５が突設されている。なお、パイロット部１６５は、大径の第１部１６５ａと小径の第２部１６５ｂとからなり、第１部１６５ａにブレーキロータが外嵌され、第２部１６５ｂにホイールが外嵌される。

そして、軸部１６３の椀形部１５７側端部の外周面に切欠部１６６が設けられ、この切欠部１６６に内輪１６７が嵌合されている。ハブ輪１５２の軸部１６３の外周面のフランジ近傍には第１内側軌道面１６８が設けられ、内輪１６７の外周面に第２内側軌道面１６９が設けられている。また、ハブ輪１５２のフランジ１５１にはボルト装着孔１６２が設けられて、ホイールおよびブレーキロータをこのフランジ１５１に固定するためのハブボルトがこのボルト装着孔１６２に装着される。

外方部材１５５は、その内周に２列の外側軌道面１７０、１７１が設けられると共に、その外周にフランジ（車体取付フランジ）１５１が設けられている。そして、外方部材１５５の第１外側軌道面１７０とハブ輪１５２の第１内側軌道面１６８とが対向し、外方部材１５５の第２外側軌道面１７１と、内輪１６７の軌道面１６９とが対向し、これらの間に転動体１７２が介装される。この外方部材１５５には車体取り付け用のフランジ１８２が設けられている。

ハブ輪１５２の軸部１６３に外側継手部材１５３の軸部１７３が挿入される。軸部１７３は、その反椀形部の端部にねじ部１７４が形成され、このねじ部１７４と椀形部１５７との間にスプライン部１７５が形成されている。また、ハブ輪１５２の軸部１６３の内周
面（内径面）にスプライン部１７６が形成され、この軸部１７３がハブ輪１５２の軸部１６３に挿入された際には、軸部１７３側のスプライン部１７５とハブ輪１５２側のスプライン部１７６とが係合する。

そして、軸部１６３から突出した軸部１７３のねじ部１７４にナット部材１７７が螺着され、ハブ輪１５２と外側継手部材１５３とが連結される。この際、ナット部材１７７の内端面（裏面）１７８と軸部１６３の外端面１７９とが当接するとともに、椀形部１５７の軸部側の端面１８０と内輪１６７の外端面１８１とが当接する。すなわち、ナット部材１７７を締付けることによって、ハブ輪１５２が内輪１６７を介してナット部材１７７と椀形部１５７とで挟持される。
特開２００４−３４０３１１号公報

従来では、前記したように、軸部１７３側のスプライン部１７５とハブ輪１５２側のスプライン部１７６とが係合するものである。このため、軸部１７３側及びハブ輪１５２側の両者にスプライン加工を施す必要があって、コスト高となるとともに、圧入時には、軸部１７３側のスプライン部１７５とハブ輪１５２側のスプライン部１７６との凹凸を合わせる必要があり、この際、歯面を合わせることによって、圧入すれば、この凹凸歯が損傷する（むしれる）おそれがある。また、歯面を合わせることなく、凹凸歯の大径合わせにて圧入すれば、円周方向のガタが生じやすい。このように、円周方向のガタがあると、回転トルクの伝達性に劣るとともに、異音が発生するおそれもあった。このため、従来のように、スプライン嵌合による場合、凹凸歯の損傷及び円周方向のガタの両者を成立させることは困難であった。

スプライン嵌合において、雄スプラインと雌スプラインとの密着性の向上を図って、円周方向のガタが生じないようにしたとしても、駆動トルクが作用すれば、雄スプラインと雌スプラインとに相対変位が発生するおそれがある。このような相対変位が発生すれば、フレッティング摩耗が発生し、その摩耗粉により、スプラインがアブレーション摩耗を起すおそれがある。これによって、スプライン嵌合部位においてガタつきが生じたり、安定したトルク伝達ができなくなるおそれがある。

また、筒部１６３から突出した軸部１７３のねじ部１７４にナット部材１７７を螺着する必要がある。このため、組み立て時にはねじ締結作業を有し、作業性に劣るとともに、部品点数も多く、部品管理性も劣ることになっていた。

本発明は、上記課題に鑑みて、円周方向のガタの抑制を図ることができ、しかも、ハブ輪と等速自在継手の外側継手部材との連結作業性に優れた車輪用軸受装置を提供する。

本発明の車輪用軸受装置は、内周に複列の軌道面を有する外方部材と、前記軌道面に対向する複列の軌道面を外周に有しアウトボード側端の外周に車輪取付用のフランジを有する内方部材と、これら外方部材と内方部材の軌道面間に介在した複列の転動体とを備え、前記内方部材が、前記フランジを有するハブ輪とこのハブ輪の軸部の外周に圧入した内輪とで構成され、ハブ輪の孔部に嵌挿される等速自在継手の外側継手部材の軸部が凹凸嵌合構造を介してハブ輪に一体化される車輪用軸受装置であって、外側継手部材の軸部とハブ輪の孔部の内径面とのどちらか一方に設けられて軸方向に延びる凸部を、軸方向に沿って他方に圧入し、他方に凸部に密着嵌合する凹部を凸部にて形成して、凸部と凹部との嵌合接触部位全域が密着する前記凹凸嵌合構造を構成し、外側継手部材の軸部とハブ輪の内径面との間に軸部抜け止め構造を設け、その軸部抜け止め構造は、軸部の軸端部に設けられ
た円筒状部が、揺動する加締治具による揺動加締によって径方向外方に塑性変形してなる引っ掛け構造である。

本発明の車輪用軸受装置によれば、凸部と凹部との嵌合接触部位全域が密着する凹凸嵌合構造を介して、ハブ輪の孔部に嵌挿される等速自在継手の外側継手部材の軸部がハブ輪に一体化されるので、この嵌合構造において、径方向及び円周方向においてガタが生じる隙間が形成されない。また、外側継手部材の軸部の外径面とハブ輪の孔部の内径面とのどちらか一方に設けられて軸方向に延びる凸部を、軸方向に沿って他方に圧入することによって、この凸部にて孔部内径面に凸部に密着嵌合する凹部を形成して、凹凸嵌合構造を構成している。すなわち、相手側の凹部形成面に凸部の形状の転写を行うことになる。この際、凸部が相手側の凹部形成面に食い込んでいくことによって、孔部が僅かに拡径した状態となって、凸部の軸方向の移動を許容し、軸方向の移動が停止すれば、孔部が元の径に戻ろうとして縮径することになる。これによって、凸部と凹部との嵌合接触部位全域が密着する。

外側継手部材の軸部とハブ輪の内径面との間に軸部抜け止め構造を設けたので、外側継手部材の軸部がハブ輪の孔部から軸方向に抜けることを有効に防止できる。しかも、この軸部抜け止め構造は、軸部の軸端部に設けられた円筒状部が、揺動する加締治具による揺動加締によって径方向外方に塑性変形してなる引っ掛け構造である。このため、揺動させることなく、加締治具を軸方向に沿って押し込むことによって、拡径させる場合に比べて、加締時の加締荷重を小さくできる。

加締部と、この加締部に相対面する等速自在継手の外側継手部材のマウス部の対応面（バック面）とを接触させるので、軸部方向の曲げ剛性が向上する。なお、この曲げは、高作動角時に発生する２次モーメントや旋回時にタイヤ側から入力されるアキシャル荷重により発生する。

ハブ輪の加締部と外側継手部材のマウス部の対応面（バック面）との接触面圧を１００ＭＰａ以下に設定するのが好ましい。この接触面圧が１００ＭＰａを越えると、異音を発生するおそれがある。すなわち、大トルク負荷時に、等速自在継手の外側継手部材とハブ輪との捩れ量に差が生じ、この差により、等速自在継手の外側継手部材とハブ輪との接触部に急激なスリップが生じて異音が発生する。これに対して、接触面圧が１００ＭＰａ以下であれば、急激なスリップが生じることを防止できて、異音の発生を抑えることができる。

等速自在継手の外側継手部材の軸部に前記凹凸嵌合構造の凸部を設けるとともに、少なくともこの凸部の軸方向端部の硬度をハブ輪の孔部内径部よりも高くして、前記軸部をハブ輪の孔部に凸部の軸方向端部側から圧入することによって、この凸部にてハブ輪の孔部内径面に凸部に密着嵌合する凹部を形成して、前記凹凸嵌合構造を構成してもよい。また、ハブ輪の孔部の内径面に前記凹凸嵌合構造の凸部を設けるとともに、少なくともこの凸部の軸方向端部の硬度を等速自在継手の外側継手部材の軸部の外径部よりも高くして、前記ハブ輪側の凸部をその軸方向端部側から外側継手部材の軸部に圧入することによって、この凸部にて外側継手部材の軸部の外径面に凸部に密着嵌合する凹部を形成して、前記凹凸嵌合構造を構成してもよい。

凸部の突出方向中間部位の周方向厚さを、周方向に隣り合う凸部間における前記中間部位に対応する位置での周方向寸法よりも小さくするのが好ましい。このように設定することによって、凸部の突出方向中間部位の周方向厚さの総和を、周方向に隣り合う凸部間に嵌合する相手側の山部における前記突出方向中間部位に対応する位置での周方向厚さの総和よりも小さくする。

前記圧入による凹部形成によって生じるはみ出し部を収納するポケット部を軸部に設けたり、ハブ輪の孔部の内径面に設けるのが好ましい。ここで、はみ出し部とは、凸部の凹部嵌合部位が嵌入（嵌合）する凹部の容量の材料分であって、形成される凹部から押し出されたもの、凹部を形成するために切削されたもの、又は押し出されたものと切削されたものの両者等から構成される。

また、はみ出し部を収納するポケット部を、軸部の凸部の圧入始端側に設けるとともに、このポケット部の軸方向反凸部側にハブ輪の孔部との調芯用の案内部を設けるのが好ましい。凸部がハブ輪の孔部に設けられる場合、前記圧入による凹部形成によって生じるはみ出し部を収納するポケット部をハブ輪の孔部の内径面に設けるのが好ましい。

本発明では、凹凸嵌合構造において、径方向及び円周方向においてガタが生じる隙間が形成されないので、嵌合部位の全てが回転トルク伝達に寄与し、安定したトルク伝達が可能であり、しかも、異音の発生も生じさせない。さらには、隙間無く密着しているので、トルク伝達部位の強度が向上する。このため、車輪用軸受装置を軽量、コンパクトにすることができる。

この軸部抜け止め構造によって、外側継手部材の軸部がハブ輪の孔部から軸方向に抜けることを有効に防止できる。これによって、安定した連結状態を維持でき、車輪用軸受装置の高品質化を図ることができる。

また、軸部抜け止め構造は、円筒状部が径方向外方に塑性変形してなる引っ掛け構造であるので、従来のようなねじ締結を省略できる。このため、軸部にハブ輪の孔部から突出するねじ部を形成する必要がなくなって、軽量化を図ることができるとともに、ねじ締結作業を省略でき、組み立て作業性の向上を図ることができる。しかも、加締時の加締荷重が比較的小さくて済み、この加締部の肉厚を大きくしたり、ハブ輪内径面とこの加締め部外径面とを確実に接触させることができる。これによって、より強固な抜け止め機構（構造）を設けることができる。さらに、このような強固な抜け止め機構（構造）が設けられることにより、軸部の曲げ剛性が向上し、曲げに強くなる。加締時の加締荷重を小さくすることができれば、荷重を受ける部位（等速自在継手の外側継手部材の荷重受部であって、たとえば、外側継手部材の外径面に設けられた段差面や外側継手部材の開口側端面等）の変形を防止できる。

加締部と、外側継手部材のマウス部の対応面（バック面）とを接触させることによって、軸部方向の曲げ剛性が向上して、曲げに強くなって、耐久性に優れた高品質な製品となる。しかも、この接触によって、圧入時の位置決めを構成できる。これによって、この車輪用軸受装置の寸法精度が安定するとともに、軸方向に沿って配設される凹凸嵌合構造の軸方向長さを安定した長さに確保することができ、トルク伝達性の向上を図ることができる。さらに、この接触によってシール構造を構成でき、この加締部側から凹凸嵌合構造への異物の浸入を防止でき、凹凸嵌合構造は長期にわたって安定した嵌合状態を維持できる。

また、ハブ輪の端部が加締られて車輪用軸受に対して予圧が付与されるので、外側継手部材のマウス部によって予圧を付与する必要がなくなる。このため、予圧を考慮することなく、外側継手部材の軸部を圧入することができ、ハブ輪と外側継手部材との連結性（組み付け性）の向上を図ることができる。

ハブ輪側の加締部と等速自在継手側のマウス部の対応面（バック面）との接触面圧が１０
０ＭＰａ以下であれば、急激なスリップが生じることを防止できて、異音の発生を抑えることができる。これによって、静粛な車輪用軸受装置を構成することができる。

外側継手部材の軸部の外径面とハブ輪の孔部の内径面とのどちらか一方に設けられる凸部を、軸方向に沿って他方に圧入することによって、この凸部に密着嵌合する凹部を形成することができる。このため、凹凸嵌合構造を確実に形成することができる。しかも、凹部が形成される部材には、スプライン部等を形成しておく必要がなく、生産性に優れ、かつスプライン同士の位相合わせを必要とせず、組立性の向上を図るとともに、圧入時の歯面の損傷を回避することができて、安定した嵌合状態を維持できる。

また、等速自在継手の外側継手部材の軸部に前記凹凸嵌合構造の凸部を設けるとともに、この凸部の軸方向端部の硬度をハブ輪の孔部内径部よりも高くして、前記軸部をハブ輪の孔部に凸部の軸方向端部側から圧入するものであれば、軸部側の硬度を高くでき、軸部の剛性を向上させることができる。また、ハブ輪の孔部の内径面に前記凹凸嵌合構造の凸部を設けるとともに、この凸部の軸方向端部の硬度を等速自在継手の外側継手部材の軸部の外径部よりも高くして、前記ハブ輪側の凸部をその軸方向端部側から外側継手部材の軸部に圧入するものでは、軸部側の熱硬化処理を行う必要がないので、等速自在継手の外側継手部材の生産性に優れる。

凸部の突出方向中間部位の周方向厚さを、周方向に隣り合う凸部間における前記突出方向中間部位に対応する位置での寸法よりも小さくすることによって、凹部が形成される相手側の山部の突出方向中間部位の周方向厚さを大きくすることができる。このため、硬度が低い相手側の山部のせん断面積を大きくすることができ、ねじり強度を確保することができる。しかも、硬度が高い凸部の歯厚が小であるので、圧入荷重を小さくでき、圧入性の向上を図ることができる。

前記圧入による凹部形成によって生じるはみ出し部を収納するポケット部を設けることによって、はみ出し部をこのポケット内に保持（維持）することができ、はみ出し部が装置外の車両内等へ入り込んだりすることがない。すなわち、はみ出し部をポケット部に収納したままにしておくことができ、はみ出し部の除去処理を行う必要がなく、組み立て作業工数の減少を図ることができて、組み立て作業性の向上及びコスト低減を図ることができる。

また、ポケット部の軸方向反凸部側にハブ輪の孔部との調芯用の鍔状案内部を設けることによって、ポケット部内のはみ出し部の案内部側への飛び出しがなくなって、はみ出し部の収納がより安定したものとなる。しかも、案内部は調芯用であるので、芯ずれを防止しつつ軸部をハブ輪に圧入することができる。このため、外側継手部材とハブ輪とを高精度に連結でき、安定したトルク伝達が可能となる。

以下本発明の実施の形態を図１〜図１１に基づいて説明する。図１に第１実施形態の車輪用軸受装置を示し、この車輪用軸受装置は、ハブ輪１と、複列の車輪用軸受２と、等速自在継手３とが一体化されるとともに、ハブ輪１と、ハブ輪１の孔部２２に嵌挿される等速自在継手３の外側継手部材の軸部１２とが凹凸嵌合構造Ｍを介して結合されてなる。

等速自在継手３は、外側継手部材としての外輪５と、外輪５の内側に配された内側継手部材としての内輪６と、外輪５と内輪６との間に介在してトルクを伝達する複数のボール７と、外輪５と内輪６との間に介在してボール７を保持するケージ８とを主要な部材として構成される。内輪６はその軸孔内径６ａに、シャフト１０の端部１０ａを圧入することによりスプライン嵌合してシャフト１０とトルク伝達可能に結合されている。なお、シャ
フト１０の端部１０ａには、シャフト抜け止め用の止め輪９が嵌合されている。

外輪５はマウス部１１とステム部（軸部）１２とからなり、マウス部１１は一端にて開口した椀状で、その内球面１３に、軸方向に延びた複数の案内溝（トラック溝）１４が円周方向等間隔に形成されている。内輪６は、その外球面１５に、軸方向に延びた複数の案内溝（トラック溝）１６が円周方向等間隔に形成されている。

外輪５のトラック溝１４と内輪６のトラック溝１６とは対をなし、各対のトラック溝１４、１６で構成されるトラックに１個ずつ、トルク伝達要素（トルク伝達部材）としてのボール７が転動可能に組み込んである。ボール７は外輪５のトラック溝１４と内輪６のトラック溝１６との間に介在してトルクを伝達する。ケージ８は外輪５と内輪６との間に摺動可能に介在し、外球面にて外輪５の内球面１３と接し、内球面にて内輪６の外球面１５と接する。なお、この場合の等速自在継手は、各トラック溝１４、１６の溝底に直線状のストレート部を有するアンダーカットフリー型を示しているが、底に直線状のストレート部を有さないツェパー型等の他の等速自在継手であってもよい。

また、マウス部１１の開口部はブーツ１８にて塞がれている。ブーツ１８は、大径部１８ａと、小径部１８ｂと、大径部１８ａと小径部１８ｂとを連結する蛇腹部１８ｃとからなる。大径部１８ａがマウス部１１の開口部に外嵌され、この状態でブーツバンド１９ａにて締結され、小径部１８ｂがシャフト１０のブーツ装着部１０ｂに外嵌され、この状態でブーツバンド１９ｂにて締結されている。

ハブ輪１は、図１と図５に示すように、筒部２０と、筒部２０の反継手側の端部に設けられるフランジ２１とを有する。筒部２０の孔部２２は、軸部嵌合孔２２ａと、反継手側のテーパ状孔２２ｂと、継手側の大径部２２ｃとを有する。大径部２２ｃと軸部嵌合孔２２ａとの間には、テーパ部（テーパ孔）２２ｄが設けられている。このテーパ部２２ｄは、ハブ輪１と外輪５の軸部１２を結合する際の圧入方向に沿って縮径している。テーパ部２２ｄのテーパ角度θ１は、例えば１５°〜７５°とされる。

車輪用軸受２は、ハブ輪１の筒部２０の継手側に設けられた段差部２３に嵌合する内輪２４と、ハブ輪１の筒部２０乃至内輪２４に跨って外嵌される外方部材２５とを備える。外方部材２５は、その内周に２列の外側軌道面（アウターレース）２６、２７が設けられ、第１外側軌道面２６とハブ輪１の軸部外周に設けられる第１内側軌道面（インナーレース）２８とが対向し、第２外側軌道面２７と、内輪２４の外周面に設けられる第２内側軌道面（インナーレース）２９とが対向し、これらの間に転動体３０としてのボールが介装される。このため、この車輪用軸受装置では、ハブ輪１と内輪２４とで車輪用軸受２の内方部材３９を構成する。なお、外方部材２５の両開口部にはシール部材Ｓ１，Ｓ２が装着されている。

また、外方部材２５である外輪には、図示省略の車体の懸架装置から延びるナックルが取り付けられている。すなわち、外方部材２５の外面全体を円筒面とし、この円筒面をナックルが圧入される圧入面２５ａとする。これによって、外方部材２５をナックルの円筒状内径面に圧入することができる。この場合、ナックル圧入面２５ａとナックル内径面との締代によって、ナックルと外方部材２５との相対的な軸方向及び周方向のずれを規制するように設定するのが好ましい。例えば、外方部材２５とナックルとの間の嵌合い面圧×嵌合い面積を嵌合い荷重としたときに、この嵌合い荷重をこの車輪用軸受の等価ラジアル荷重で割った値をクリープ発生限界係数とし、このクリープ発生限界係数を予め考慮して、外方部材２５の設計仕様、すなわち外方部材２５とナックルの嵌合締代が設定される。

このため、外方部材２５のナックル圧入面２５ａとナックルのナックル内径面との締代
によって、外方部材２５の軸方向の抜け及び周方向のクリープを防止できる。ここで、クリープとは、嵌合締代の不足や嵌合面の加工精度不良等により軸受が周方向に微動して嵌合面が鏡面化し、場合によってはかじりを伴い焼き付きや溶着することをいう。なお、外方部材２５のナックル圧入面２５ａと、ナックルの内径面とにそれぞれ周方向溝を設け、これらの周方向溝の間に抜け止め用の止め輪を装着するのが好ましい。

この場合、ハブ輪１の継手側の端部を加締めて、その加締部３１にて内輪２４をアウトボード側へ押圧することによって、この軸受２に予圧を付与するものである。これによって、内輪２４をハブ輪１に締結することができる。加締部３１によって、内輪２４のインボード側の端面２４ａを軸方向に沿ってアウトボード側へ押圧し、内輪２４のアウトボード側の端面２４ｂが段差部２３の端面２３ａに接触乃至圧接する。またハブ輪１のフランジ２１にはボルト装着孔３２が設けられて、ホイールおよびブレーキロータをこのフランジ２１に固定するためのハブボルト３３がこのボルト装着孔３２に装着される。

凹凸嵌合構造Ｍは、図２に示すように、例えば、軸部１２に設けられて軸方向に延びる凸部３５と、ハブ輪１の孔部２２の内径面（この場合、軸部嵌合孔２２ａの内径面３７）に形成される凹部３６とからなり、凸部３５とその凸部３５に嵌合するハブ輪１の凹部３６との嵌合接触部位３８全域が密着している。すなわち、軸部１２の反マウス部側の外周面に、複数の凸部３５が周方向に沿って所定ピッチで配設され、ハブ輪１の孔部２２の軸部嵌合孔２２ａの内径面３７に凸部３５が嵌合する複数の凹部３６が周方向に沿って形成されている。つまり、周方向全周にわたって、凸部３５とこれに嵌合する凹部３６とがタイトフィットしている。

この場合、各凸部３５は、その断面が凸アール状の頂点を有する三角形状（山形状）であり、各凸部３５の嵌合接触部位（凹部嵌合部位）３８とは、図２（ｂ）に示す範囲Ａであり、断面における山形の中腹部から山頂にいたる範囲である。また、周方向の隣合う凸部３５間において、ハブ輪１の内径面３７よりも内径側に隙間４０が形成されている。

このように、ハブ輪１と等速自在継手３の外輪５の軸部１２とを凹凸嵌合構造Ｍを介して連結できる。この際、前記したように、ハブ輪１の継手側の端部を加締めて、その加締部３１にて車輪用軸受２に予圧を付与するものであるので、外輪５のマウス部１１にて内輪２４に予圧を付与する必要がない。しかしながら、本発明では、ハブ輪１の端部（この場合、加締部３１の外端面３１ａ）と、これに相対面する外輪５の対向面（マウス部１１のバック面１１ａ）とを接触させている。この場合の接触面圧を１００ＭＰａ以下としている。

ところで、外輪５の軸部１２の端部とハブ輪１の内径面３７との間に前記軸部抜け止め構造Ｍ１が設けられている。この軸部抜け止め構造Ｍ１は、外輪５の軸部１２の端部から反継手側に延びてテーパ状孔２２ｂに係止する拡径加締部（テーパ状係止片）６５からなる。すなわち、拡径加締部６５は、継手側から反継手側に向かって拡径するリング状体からなり、その外周面６５ａの少なくとも一部がテーパ状孔２２ｂに圧接乃至接触している。

ところで、この車輪用軸受装置を組み立てる場合、後述するように、ハブ輪１に対して外輪５の軸部１２を圧入することによって、凸部３５によって凹部３６を形成するようにしている。この際圧入していけば、凸部３５にて形成される凹部３６から材料がはみ出してはみ出し部４５（図３参照）が形成される。はみ出し部４５は、凸部３５の凹部嵌合部位が嵌入（嵌合）する凹部３６の容量の材料分であって、形成される凹部３６から押し出されたもの、凹部３６を形成するために切削されたもの、又は押し出されたものと切削されたものの両者等から構成される。このため、前記図１等に示す車輪用軸受装置では、は
み出し部４５を収納するポケット部（収納部）５０を軸部１２に設けている。軸部１２のスプライン４１の軸端縁に周方向溝５１を設けることによって、ポケット部（収納部）５０を形成している。

次に、凹凸嵌合構造Ｍの嵌合方法を説明する。この場合、図５に示すように、軸部１２の外径部には熱硬化処理を施し、この硬化層Ｈに軸方向に沿う凸条４１ａと凹条４１ｂとからなるスプライン４１を形成する。このため、スプライン４１の凸条４１ａが硬化処理されて、この凸条４１ａが凹凸嵌合構造Ｍの凸部３５となる。なお、この実施形態での硬化層Ｈの範囲は、クロスハッチング部で示すように、スプライン４１の外端縁から外輪５のマウス部１１の底壁の一部までである。この熱硬化処理としては、高周波焼入れや浸炭焼入れ等の種々の熱処理を採用することができる。ここで、高周波焼入れとは、高周波電流の流れているコイル中に焼入れに必要な部分を入れ、電磁誘導作用により、ジュール熱を発生させて、伝導性物体を加熱する原理を応用した焼入れ方法である。また、浸炭焼入れとは、低炭素材料の表面から炭素を浸入／拡散させ、その後に焼入れを行う方法である。また、ハブ輪１の外径側に高周波焼入れによる硬化層Ｈ１を形成するとともに、ハブ輪の内径側を未焼き状態としたものである。この実施形態での硬化層Ｈ１の範囲は、クロスハッチング部で示すように、フランジ２１の付け根部から内輪２４が嵌合する段差部２３の加締部近傍までである。

高周波焼入れを行えば、表面は硬く、内部は素材の硬さそのままとすることができ、このため、ハブ輪１の内径側を未焼き状態に維持できる。このため、ハブ輪１の孔部２２の内径面３７側においては熱硬化処理を行わない未硬化部（未焼き状態）とする。外輪５の軸部１２の硬化層Ｈとハブ輪１の未硬化部との硬度差は、ＨＲＣで２０ポイント以上とする。具体的には、硬化層Ｈの硬度を５０ＨＲＣから６５ＨＲＣ程度とし、未硬化部の硬度を１０ＨＲＣから３０ＨＲＣ程度とする。

この際、凸部３５の突出方向中間部位が、凹部形成前の凹部形成面（この場合、ハブ輪１の孔部２２の内径面３７）の位置に対応する。すなわち、図５に示すように、孔部２２の内径面３７の内径寸法Ｄを、凸部３５の最大外径、つまりスプライン４１の凸条４１ａである前記凸部３５の頂点を結ぶ円弧の最大直径寸法（外接円直径）Ｄ１よりも小さく、凸部間の谷底（スプライン４１の凹条４１ｂの底）を結ぶ円弧の直径寸法Ｄ２よりも大きく設定される。すなわち、Ｄ２＜Ｄ＜Ｄ１とされる。軸部１２のスプライン４１のモジュールを０．５以下の小さい歯とする。ここで、モジュールとは、ピッチ円直径を歯数で割ったものである。

スプライン４１は、従来からの公知公用の手段である転造加工、切削加工、プレス加工、引き抜き加工等の種々の加工方法によって、形成することがきる。また、熱硬化処理としては、高周波焼入れ、浸炭焼入れ等の種々の熱処理を採用することができる。

また、軸部１２の端面１２ａの外周縁部から前記拡径加締部６５を構成するための円筒状部６６を軸方向に沿って突出させている。円筒状部６６の外径Ｄ４は孔部２２の嵌合孔２２ａの内径寸法Ｄよりも小さく設定している。すなわち、この円筒状部６６が後述するように、軸部１２のハブ輪１の孔部２２への圧入時の調芯用の案内部となる。また、ハブ輪１の大径部２２ｃの内径Ｄ３を前記最大直径寸法（外接円直径）Ｄ１よりも大きく設定する。円筒状部６６の外径Ｄ４が嵌合孔２２ａの孔径と同一や嵌合孔２２ａの孔径よりも大きければ、円筒状部６６自体を嵌合孔２２ａを圧入することになる。この際、芯ずれしていれば、このまま凹凸嵌合構造Ｍの凸部３５が圧入され、軸部１２の軸心とハブ輪１の軸心とが合っていない状態で軸部１とハブ輪１とが連結されることになる。また、円筒状部６６の外径Ｄ４が嵌合孔２２ａの孔径よりも小さすぎると、調芯用として機能しない。このため、円筒状部６６の外径面と孔部２２の嵌合孔２２ａの内径面との間の微小隙間と
しては、０．０１ｍｍ〜０．２ｍｍ程度に設定するのが好ましい。

そして、図５に示すように、ハブ輪１の軸心と等速自在継手３の外輪５の軸心とを合わせた状態とする。この状態で、ハブ輪１に対して、外輪５の軸部１２を挿入（圧入）していく。この際、前記したように、軸部嵌合孔２２aの内径面３７の内径寸法Ｄと、凸部３
５の最大直径寸法Ｄ１と、凸部３５間の谷底の直径寸法Ｄ２とが前記のような関係であり、しかも、凸部３５の硬度が内径面３７の硬度よりも２０ポイント以上大きいので、軸部１２をハブ輪１の孔部２２に圧入していけば、この凸部３５が内径面３７に食い込んでいき、凸部３５が、この凸部３５が嵌合する凹部３６を、軸方向に沿って形成していくことになる。

このように圧入されれば、図２（ａ）（ｂ）に示すように、軸部１２の端部の凸部３５と、これに嵌合する凹部３６との嵌合接触部位３８の全体が密着している。すなわち、相手側の凹部形成面（この場合、孔部２２の軸部嵌合孔２２aの内径面３７）に凸部３５の
形状の転写を行うことになる。この際、凸部３５が孔部２２の内径面３７に食い込んでいくことによって、孔部２２が僅かに拡径した状態となって、凸部３５の軸方向の移動を許容し、軸方向の移動が停止すれば、孔部２２が元の径に戻ろうとして縮径することになる。言い換えれば、凸部３５の圧入時にハブ輪１が径方向に弾性変形し、この弾性変形分の予圧が凸部３５の歯面（凹部嵌合部位の表面）に付与される。このため、凸部３５の凹部嵌合部位の全体がその対応する凹部３６に対して密着する凹凸嵌合構造Ｍを確実に形成することができる。すなわち、軸部１２側のスプライン（雄スプライン）４１によって、ハブ輪１の孔部２２の内径面に、雄スプライン４１に密着する雌スプライン４２が形成される。

このように、凹凸嵌合構造Ｍが構成されるが、この場合の凹凸嵌合構造Ｍは車輪用軸受２の軌道面２６、２７、２８、２９の避直下位置に配置される。ここで、避直下位置とは、軌道面２６、２７、２８、２９のボール接触部位置に対して径方向に対応しない位置である。

この凹凸嵌合構造Ｍでは、図４に示すように、軸部１２の最大直径寸法Ｄ１と、ハブ輪１の孔部２２の嵌合孔２２ａの内径寸法Ｄとの径差（Ｄ１−Ｄ）をΔｄとし、軸部１２の外径面に設けられた凸部３５の高さをｈとし、その比をΔｄ／２ｈとしたときに、０．３＜Δｄ／２ｈ＜０．８６とする。これによって、凸部３５の突出方向中間部位（高さ方向中間部位）が、凹部形成前の凹部形成面上に確実に配置されるようにすることによって、凸部３５が圧入時に凹部形成面に食い込んでいき、凹部３６を確実に形成することができる。

ところで、外輪５の軸部１２をハブ輪１の孔部２２に圧入する際には、外輪５のマウス部１１の外径面に、図７等に示すように段差面Ｇを設け、圧入用治具Ｋをこの段差面Ｇに係合させて、この圧入用治具Ｋから段差面Ｇに圧入荷重（軸方向荷重）を付与するようにすることができる。すなわち、外輪５の外径面に断面矩形状の周方向溝４９を設け、この周方向溝４９の軸部側の径方向端面４９ａをもって、前記段差面Ｇを構成することができる。また、圧入用治具Ｋは、割り型からなるリング状体４７にて構成することができる。すなわち、リング状体４７は、複数（少なくとも２個）のセグメント４７ａからなり、セグメント４７ａを組み合わせることによって、リング状に形成される。セグメント４７ａがリング状に組み合わされてなるリング状体４７は、内径側へ突出する内鍔部５３を有する。

このため、リング状体４７の内鍔部５３が周方向溝４９に嵌合して、段差面Ｇに内鍔部５３の段差面対応端面５３ａが係合して、この段差面Ｇを介した外輪５の軸部１２のハブ
輪１への圧入が可能となる。

この段差面Ｇとしては、周方向全周に設けても、周方向に沿って所定ピッチで設けてもよい。すなわち、段差面Ｇを周方向に沿って所定ピッチで設ける場合、外輪５の外径面に周方向に沿って所定ピッチで凹部を設ければよい。なお、このように、所定ピッチで配置する場合の圧入用治具Ｋとしては、所定ピッチで配設される凹部に対応する内鍔部５３を有するものであればよい。

段差面Ｇを、周方向溝４９や周方向に沿って所定ピッチで配設される凹部等以外に、外輪５の外径面に設けられる周方向突起部や周方向に沿って所定ピッチで配設される突起等にて構成してもよい。

このように、等速自在継手３の外輪５の外径面に段差面Ｇを設けるようにした場合、図１等にブーツ１８を組み付けた状態（アウトボード側等速自在継手と、インボード側等速自在継手と、一端側がアウトボード側等速自在継手に連結されるとともに、他端側がインボード側等速自在継手に連結されるシャフトとを備えたドライブシャフトアッセンブリ状態）で、等速自在継手３の外輪５の軸部１２をハブ輪１に圧入することができる。

これに対して、ドライブシャフトアッセンブリ状態ではなく、外輪５のマウス部１１の開口端面１１ｂを押圧することができるものでは、外輪５の外径面に段差面Ｇを設けなくとも軸部１２をハブ輪１の孔部２２に圧入することができる。

外輪５の軸部１２をハブ輪１の孔部２２に圧入して、凹凸嵌合構造Ｍを介して外輪５の軸部１２とハブ輪１とが一体化された状態では、図６に示すように、円筒状部６６が嵌合孔２２ａからテーパ状孔２２ｂ側に突出する。

そこで、図６〜図８で示すような治具６７を使用してこの円筒状部６６を拡径することになる。加締治具６７は、円柱状の本体部６７ａと、この本体部６７ａの先端面に設けられる先端膨出部６７ｂとを備える。この場合、先端膨出部６７ｂは遊嵌状に円筒状部６６に嵌入することができる。なお、先端膨出部６７ｂの外周面は、その本体部側がゆるやかなアール部とされている。

この場合、加締治具６７の先端膨出部６７ｂを円筒状部６６に嵌入し、図７と図８等に示すように矢印α方向に押圧しつつ、加締治具６７を揺動させる。ここで、揺動とは、装置軸線Ｏを回転軸とし、治具軸線Ｏ１と装置軸線Ｏとの交点を支点として、治具軸線Ｏ１が装置軸線Ｏに対して傾斜するように、揺動させるものである。これによって、先端膨出部６７ｂの周壁面が円筒状部６６の内径面を外径側へ押圧する。このため、円筒状部６６が径方向外方に塑性変形して、図１に示すような拡径加締部（テーパ状係止片）６５が形成される。すなわち、軸部抜け止め構造Ｍ１は、軸部１２の軸端部に設けられた円筒状部６６が、揺動する加締治具６７による揺動加締によって径方向外方に塑性変形してなる引っ掛け構造にて構成される。

この際、等速自在継手３の外輪５を支えるために、例えば治具Ｋ１を用いる。治具Ｋ１としては、有底短円筒体にて構成できる。すなわち、治具Ｋ１は、円筒体からなる本体部５５と、この本体部５５のインボード側の開口部を塞ぐ底壁５６とを備える。この場合、本体部５５を外輪５のマウス部１１の開口側に嵌合させ、底壁５６の内面５６ａを、マウス部１１の開口端面１１ｂに当接させて、揺動加締めによる軸方向荷重を受けることができる。

また、ドライブシャフトアッセンブリ状態で、揺動加締めを行う場合は、前述した圧入
用治具Ｋを用いることで、揺動加締めによる軸方向荷重を受けることができる。

ところで、圧入時（軸部１２をハブ輪１に圧入する際）にはある程度の荷重をかけて等速自在継手３の外輪５のバック面１１ａを加締部３１に突き当てることになるが、除荷後は等速自在継手３の外輪５のスプリングバックにより、バック面１１ａの突当部（加締部３１の端面３１ａ）の接触面圧は低くなる。また、円筒状部６６を加締る際には、軸方向に荷重が付加されるが、加締後、軸部１２のスプリングバックにより、バック面１１ａの突当部（加締部３１の端面３１ａ）の接触面圧を低く抑えることができる。このため、この接触面圧としては、１００ＭＰａ以下に設定することがきる。

本発明では、軸部１２の凸部３５とハブ輪１の凹部３６との嵌合接触部位３８全域が密着する凹凸嵌合構造Ｍを確実に形成することができる。しかも、凹部３６が形成される部材には、スプライン部等を形成しておく必要がなく、生産性に優れ、しかもスプライン同士の位相合わせを必要とせず、組立性の向上を図るとともに、圧入時の歯面の損傷を回避することができ、安定した嵌合状態を維持できる。

凹凸嵌合構造Ｍは、凸部３５と凹部３６との嵌合接触部位３８の全体が密着しているので、この嵌合構造Ｍにおいて、径方向及び円周方向においてガタが生じる隙間が形成されない。このため、嵌合部位の全てが回転トルク伝達に寄与し、安定したトルク伝達が可能であり、しかも、異音の発生も生じさせない。

軸部抜け止め構造Ｍ１は、円筒状部が径方向外方に塑性変形してなる引っ掛け構造であるので、従来のようなねじ締結を省略できる。このため、軸部１２にハブ輪１の孔部２２から突出するねじ部を形成する必要がなくなって、軽量化を図ることができるとともに、ねじ締結作業を省略でき、組み立て作業性の向上を図ることができる。

この軸部抜け止め構造Ｍ１によって、外側継手部材の軸部１２がハブ輪１の孔部２２から軸方向に抜けることを有効に防止できる。これによって、安定した連結状態を維持でき、車輪用軸受装置の高品質化を図ることができる。しかも、加締時の加締荷重が較的小さくて済み、この加締部６５の肉厚を大きくしたり、ハブ輪内径面に対して大きな圧接力を介してその加締部６５を圧接することができる。これによって、より強固な抜け止め機構（構造）を設けることができる。さらに、このような強固な抜け止め機構（構造）Ｍ１が設けられることにより、軸部１２の曲げ剛性が向上し、曲げに強くなる。加締時の加締荷重を小さくすることができれば、荷重を受ける部位（等速自在継手３の外側継手部材の荷重受部であって、たとえば、外側継手部材の外径面に設けられた段差面や外側継手部材の開口側端面等）の変形を防止できる。

加締部３１と、外輪５のマウス部１１のバック面１１ａとを接触させることによって、軸部方向の曲げ剛性が向上して、曲げに強くなって、耐久性に優れた高品質な製品となる。しかも、この接触によって、圧入時の位置決めを構成できる。これによって、この車輪用軸受装置の寸法精度が安定するとともに、軸方向に沿って配設される凹凸嵌合構造Ｍの軸方向長さを安定した長さに確保することができ、トルク伝達性の向上を図ることができる。さらに、この接触によってシール構造を構成でき、この加締部３１側から凹凸嵌合構造Ｍへの異物の浸入を防止でき、凹凸嵌合構造Ｍは長期にわたって安定した嵌合状態を維持できる。

ハブ輪１の端部が加締られて軸受２に対して予圧が付与されるので、外輪５のマウス部１１によって予圧を付与する必要がなくなる。このため、予圧を考慮することなく、外輪５の軸部１２を圧入することができ、ハブ輪１と外輪５との連結性（組み付け性）の向上を図ることができる。

ハブ輪１の加締部３１とマウス部１１のバック面１１ａとの接触面圧が１００ＭＰａを越えると、異音を発生するおそれがある。すなわち、大トルク負荷時に、等速自在継手３の外輪５とハブ輪１との捩れ量に差が生じ、この差により、等速自在継手３の外輪５とハブ輪１との接触部に急激なスリップが生じて異音が発生する。これに対して、本発明にように、接触面圧が１００ＭＰａ以下であれば、急激なスリップが生じることを防止できて、異音の発生を抑えることができる。これによって、静粛な車輪用軸受装置を構成することができる。なお、接触面圧が１００ＭＰａ以下であっても、シール構造を構成することができる面圧以上とするのが好ましい。

前記圧入による凹部形成によって生じるはみ出し部４５を収納する収納部５０を設けることによって、はみ出し部４５をこの収納部５０内に保持（維持）することができ、はみ出し部４５が装置外の車両内等へ入り込んだりすることがない。すなわち、はみ出し部４５を収納部５０に収納したままにしておくことができ、はみ出し部４５の除去処理を行う必要がなく、組立作業工数の減少を図ることができて、組立作業性の向上及びコスト低減を図ることができる。

ポケット部５０の軸方向反凸部側にハブ輪１の孔部２２との調芯用の鍔状案内部６６を設けることによって、ポケット部５０内のはみ出し部４５の案内部側への飛び出しがなくなって、はみ出し部４５の収納がより安定したものとなる。しかも、案内部は調芯用であるので、芯ずれを防止しつつ軸部１２をハブ輪１に圧入することができる。このため、外側継手部材とハブ輪１とを高精度に連結でき、安定したトルク伝達が可能となる。

また、凸部３５の突出方向中間部位が、凹部形成前の凹部形成面上に配置されるようにすることによって、凸部３５が圧入時に凹部形成面に食い込んでいき、凹部３６を確実に形成することができる。すなわち、凸部３５の相手側に対する圧入代を十分にとることができる。これによって、凹凸嵌合構造Ｍの成形性が安定し、圧入荷重のばらつきも無く、安定した捩り強度が得られる。

軸部１２には調芯用の案内部、つまり円筒状部６６が設けられているので、芯ずれすることなく、軸部１２をハブ輪１に圧入することができ、凸部３５による凹部３６形成を安定して行うことができる。このため、凹凸嵌合構造Ｍを精度よく構成することができる。

図１等に示す実施形態では、外輪５の軸部１２に凹凸嵌合構造Ｍの凸部３５を設けるとともに、この凸部３５の軸方向端部の硬度をハブ輪１の孔部内径部よりも高くして、軸部１２をハブ輪１の孔部２２に圧入するものであれば、軸部側の硬度を高くでき、軸部の剛性を向上させることができる。

凹凸嵌合構造Ｍを車輪用軸受２の軌道面の避直下位置に配置することによって、軸受軌道面におけるフープ応力の発生を抑える。これにより、転がり疲労寿命の低下、クラック発生、及び応力腐食割れ等の軸受の不具合発生を防止することができ、高品質な軸受２を提供することができる。

前記実施形態のように、軸部１２に形成するスプライン４１は、モジュールが０．５以下の小さい歯を用いたので、このスプライン４１の成形性の向上を図ることができるとともに、圧入荷重の低減を図ることができる。なお、凸部３５を、この種のシャフトに通常形成されるスプラインをもって構成することができるので、低コストにて簡単にこの凸部３５を形成することができる。

次に、図９は第２実施形態を示し、この場合、ハブ輪１の孔部２２において、テーパ状
孔２２ｂと軸部嵌合孔２２ａとの間に、径方向に延びる段差面２２ｅを設け、この段差面２２ｅに拡径加締部６５が係合している。

すなわち、揺動する加締治具６７による揺動加締によって径方向外方に塑性変形してなる拡径加締部６５を成形することになる。すなわち、この場合の拡径加締部６５は、装置軸心に対して略直角に曲がるように折り曲げることになり、そのインボード側の端面が段差面２２ｅに当接乃至圧接する。

図９に示す車輪用軸受装置の他の構成は、図１に示す車輪用軸受装置と同様であるので、図１と同一部材を図１と同一の符号を附してそれらの説明を省略する。

このため、図９に示す車輪用軸受装置であっても、図１に示す車輪用軸受装置と同様の作用効果を奏する。

前記図２に示すスプライン４１では、凸条４１ａのピッチと凹条４１ｂのピッチとが同一設定される。このため、前記実施形態では、図３（ｂ）に示すように、凸部３５の突出方向中間部位の周方向厚さＬと、周方向に隣り合う凸部３５間における前記中間部位に対応する位置での周方向寸法Ｌ０とがほぼ同一となっている。

これに対して、図１０（ａ）に示すように、凸部３５の突出方向中間部位の周方向厚さＬ２を、周方向に隣り合う山部４３間における前記中間部位に対応する位置での周方向寸法Ｌ１よりも小さいものであってもよい。すなわち、軸部１２に形成されるスプライン４１において、凸部３５の突出方向中間部位の周方向厚さ（歯厚）Ｌ２を、凸部３５間に嵌合するハブ輪１側の凸部３５の突出方向中間部位の周方向厚さ（歯厚）Ｌ１よりも小さくしている。

このため、軸部１２側の全周における凸部３５の歯厚の総和Σ（Ｂ１＋Ｂ２＋Ｂ３＋・・・）を、ハブ輪１側の山部４３の歯厚の総和Σ（Ａ１＋Ａ２＋Ａ３＋・・・）よりも小さく設定している。これによって、ハブ輪１側の山部４３のせん断面積を大きくすることができ、ねじり強度を確保することができる。しかも、凸部３５の歯厚が小であるので、圧入荷重を小さくでき、圧入性の向上を図ることができる。凸部３５の周方向厚さの総和を、相手側の山部４３における周方向厚さの総和よりも小さくする場合、全ての凸部３５において、周方向厚さＬ２を、周方向に隣り合う凸部３５間における周方向の寸法Ｌ１よりも小さくする必要がない。すなわち、複数の凸部３５のうち、任意の凸部３５の周方向厚さが周方向に隣り合う凸部間における周方向の寸法と同一であっても、この周方向の寸法よりも大きくても、総和で小さければよい。

図１０（ａ）における凸部３５は、断面台形（富士山形状）としているが、図１０（ｂ）に示すように、インボリュート歯形状であってもよい。

ところで、前記各実施形態では、軸部１２側に凸部３５を構成するスプライン４１を形成するとともに、この軸部１２のスプライン４１に対して硬化処理を施し、ハブ輪１の内径面を未硬化（生材）としている。これに対して、図１１（ａ）（ｂ）に示すように、ハブ輪１の孔部２２の内径面に硬化処理を施されたスプライン１１１（凸条１１１ａ及び凹条１１１ｂとからなる）を形成するとともに、軸部１２には硬化処理を施さないものであってもよい。なお、このスプライン１１１も公知公用の手段であるブローチ加工、切削加工、プレス加工、引き抜き加工等の種々の加工方法によって、形成することがきる。また、熱硬化処理としても、高周波焼入れ、浸炭焼入れ等の種々の熱処理を採用することができる。

この場合、凸部３５の突出方向中間部位が、凹部形成前の凹部形成面（軸部１２の外径面）の位置に対応する。すなわち、スプライン１１１の凸部１１１ａである凸部３５の頂点を結ぶ円弧の径寸法（最小径寸法）Ｄ８を、軸部１２の外径寸法Ｄ１０よりも小さく、凸部間の谷底（スプライン１１１の凹条１１１ｂ）の底を結ぶ円弧の径寸法Ｄ９を軸部１２の外径寸法Ｄ１０よりも大きく設定する。すなわち、Ｄ８＜Ｄ１０＜Ｄ９とされる。この場合、凹条１１１ｂの底を結ぶ円で構成される内径面が、ハブ輪１の軸部嵌合孔２２ａの内径面となり、凸部３５が底からの突出部である。

軸部１２をハブ輪１の孔部２２に圧入すれば、ハブ輪１側の凸部３５によって、軸部１２の外周面にこの凸部３５が嵌合する凹部３６を形成することができる。これによって、凸部３５とこれに嵌合する凹部との嵌合接触部位３８の全体が密着している。

ここで、嵌合接触部位３８とは、図１１（ｂ）に示す範囲Ｂであり、凸部３５の断面における山形の中腹部から山頂にいたる範囲である。また、周方向の隣合う凸部３５間において、軸部１２の外周面よりも外径側に隙間１１２が形成される。

この場合であっても、圧入によってはみ出し部４５が形成されるので、このはみ出し部４５を収納する収納部を設けるのが好ましい。はみ出し部４５は軸部１２のマウス側に形成されることになるので、収納部をハブ輪１側に設けることになる。

このように、ハブ輪１の孔部２２の内径面に凹凸嵌合構造Ｍの凸部３５を設けて圧入するものでは、軸部側の硬度処理（熱処理）を行う必要がないので、等速自在継手３の外輪５の生産性に優れる利点がある。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、凹凸嵌合構造Ｍの凸部３５の形状として、前記図２に示す実施形態では断面三角形状であり、図１０（ａ）に示す実施形態では断面台形（富士山形状）であるが、これら以外の半円形状、半楕円形状、矩形形状等の種々の形状のものを採用でき、凸部３５の面積、数、周方向配設ピッチ等も任意に変更できる。すなわち、スプライン４１、１１１を形成し、このスプライン４１、１１１の凸条４１ａ、１１１ａをもって凹凸嵌合構造Ｍの凸部３５とする必要はなく、キーのようなものであってもよく、曲線状の波型の合わせ面を形成するものであってもよい。要は、軸方向に沿って配設される凸部３５を相手側に圧入し、この凸部３５にて凸部３５に密着嵌合する凹部３６を相手側に形成することができて、凸部３５とこれに嵌合する凹部との嵌合接触部位３８の全体が密着し、しかも、ハブ輪１と等速自在継手３との間で回転トルクの伝達ができればよい。

ハブ輪１の孔部２２としては円孔以外の多角形孔等の異形孔であってよく、この孔部２２に嵌挿する軸部１２の端部の断面形状も円形断面以外の多角形等の異形断面であってもよい。さらに、ハブ輪１に軸部１２を圧入する際に凸部３５の圧入始端部のみが、凹部３６が形成される部位より硬度が高ければよいので、凸部３５の全体の硬度を高くする必要がない。図２等では隙間４０が形成されるが、凸部３５間の凹部まで、ハブ輪１の内径面３７に食い込むようなものであってもよい。なお、凸部３５側と、凸部３５にて形成される凹部形成面側との硬度差としては、ＨＲＣで２０ポイント以上とするのが好ましいが、凸部３５が圧入可能であれば２０ポイント未満であってもよい。

凸部３５の端面（圧入始端）は前記実施形態では軸方向に対して直交する面であったが、軸方向に対して、所定角度で傾斜するものであってもよい。この場合、内径側から外径側に向かって反凸部側に傾斜しても凸部側に傾斜してもよい。

さらに、ハブ輪１の孔部２２の内径面３７に、周方向に沿って所定ピッチで配設される小凹部を設けてもよい。小凹部としては、凹部３６の容積よりも小さくする必要がある。このように小凹部を設けることによって、凸部３５の圧入性の向上を図ることができる。すなわち、小凹部を設けることによって、凸部３５の圧入時に形成されるはみ出し部４５の容量を減少させることができて、圧入抵抗の低減を図ることができる。また、はみ出し部４５を少なくできるので、収納部５０の容積を小さくでき、収納部５０の加工性及び軸部１２の強度の向上を図ることができる。なお、小凹部の形状は、半楕円状、矩形等の種々のものを採用でき、数も任意に設定できる。

軸受２の転動体３０として、円錐ころ等を使用したものであってもよい。また、前記実施形態では、第３世代の車輪用軸受装置を示したが、第１世代や第２世代であってもよい。なお、凸部３５を圧入する場合、凹部３６が形成される側を固定して、凸部３５を形成している側を移動させても、逆に、凸部３５を形成している側を固定して、凹部３６が形成される側を移動させても、両者を移動させてもよい。なお、等速自在継手３において、内輪６とシャフト１０とを前記各実施形態に記載した凹凸嵌合構造Ｍを介して一体化してもよい。

前記実施形態における車輪用軸受２の外方部材２５では車体取付用フランジを有さないものであったが、外方部材２５として車体取付用フランジを備えたものであってもよい。

凸部３５に鋸歯部を形成してもよい。鋸歯部としては、凸部３５の頂部の長手方向に沿って小凹凸部を形成すればよい。例えば、鋸歯部を備えた軸部１２をハブ輪１の孔部２２に圧入すれば、圧入の際に、鋸歯部がハブ輪１側に形成される凹部３６の底部に食い込む。すなわち、圧入の際に拡径していたハブ輪１の孔部２２が拡径しているが、圧入完了時には元の状態に戻るように縮径する。このため、ハブ輪１の孔部２２の内径面側から鋸歯部に対して押圧力（縮径力）が作用して、ハブ輪１の孔部２２の内径面に鋸歯部の凸部（山部）が食い込む。なお、ハブ輪１側に凸部３５に設けられる場合、この凸部３５に鋸歯部を形成してもよい。

このように、凸部３５側に鋸歯部を設けたことによって、圧入した際に、鋸歯部が軸方向に沿って食い込むことになる。この食い込みによって、ハブ輪１に対する等速自在継手の外側継手部材５の軸方向の抜け止めを構成することができる。これにより、安定した連結状態を維持でき、車輪用軸受装置の高品質化を図ることができる。

本発明の第１実施形態を示す車輪用軸受装置の縦断面図である。 前記車輪用軸受装置の凹凸嵌合構造を示し、（ａ）は横断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＸ部拡大図である。 前記車輪用軸受装置の要部拡大断面図である。 前記車輪用軸受装置の凹凸嵌合構造の拡大断面図である。 前記車輪用軸受装置の組立前を示す断面図である。 等速自在継手の軸部をハブ輪に圧入した状態の断面図である。 圧入治具を使用して圧入する方法を説明する断面図である。 他の圧入治具を使用して圧入する方法を説明する断面図である。 本発明の第２実施形態を示す車輪用軸受装置の縦断面図である。 凹凸嵌合構造を示し、（ａ）は第１変形例の断面図であり、（ｂ）第２変形例の断面図である。 凹凸嵌合構造の第３変形例を示し、（ａ）は横断面図である。（ｂ）は（ａ）のＹ部拡大図である。 従来の車輪用軸受装置の断面図である。

符号の説明

１ ハブ輪
２ 軸受
３ 等速自在継手
１１ａ バック面
１２ 軸部
１４ トラック溝（案内溝）
１６ トラック溝（案内溝）
１８ ブーツ
２１ フランジ
２２ 孔部
２４ 内輪
２５ 外方部材
２６ 外側軌道面
２７ 外側軌道面
２８ 内側軌道面
２９ 内側軌道面
３０ 転動体
３１ 加締部
３５ 凸部
３６ 凹部
３９ 内方部材
４５ はみ出し部
５０ ポケット部
６６ 円筒状部
Ｍ 凹凸嵌合構造
Ｍ１ 軸部抜け止め構造

Claims (10)

1. 内周に複列の軌道面を有する外方部材と、前記軌道面に対向する複列の軌道面を外周に有しアウトボード側端の外周に車輪取付用のフランジを有する内方部材と、これら外方部材と内方部材の軌道面間に介在した複列の転動体とを備え、前記内方部材が、前記フランジを有するハブ輪とこのハブ輪の軸部の外周に圧入した内輪とで構成され、ハブ輪の孔部に嵌挿される等速自在継手の外側継手部材の軸部が凹凸嵌合構造を介してハブ輪に一体化される車輪用軸受装置であって、
   外側継手部材の軸部とハブ輪の孔部の内径面とのどちらか一方に設けられて軸方向に延びる凸部を、軸方向に沿って他方に圧入し、他方に凸部に密着嵌合する凹部を凸部にて形成して、凸部と凹部との嵌合接触部位全域が密着する前記凹凸嵌合構造を構成し、外側継手部材の軸部とハブ輪の内径面との間に軸部抜け止め構造を設け、その軸部抜け止め構造は、軸部の軸端部に設けられた円筒状部が、揺動する加締治具による揺動加締によって径方向外方に塑性変形してなる引っ掛け構造であることを特徴とする車輪用軸受装置。
2. ハブ輪のインボード側端を外径側へ加締めて加締部を形成して、この加締部にて車輪用軸受に対して予圧を付与するとともに、加締部と、この加締部に相対面する前記等速自在継手の外側継手部材のマウス部のバック面とを接触させたことを特徴とする請求項１に記載の車輪用軸受装置。
3. 前記ハブ輪の加締部と外側継手部材のマウス部のバック面との接触面圧を１００ＭＰａ以下に設定したことを特徴とする請求項２に記載の車輪用軸受装置。
4. 等速自在継手の外側継手部材の軸部に前記凹凸嵌合構造の凸部を設けるとともに、少なくともこの凸部の軸方向端部の硬度をハブ輪の孔部内径部よりも高くして、前記軸部をハブ輪の孔部に凸部の軸方向端部側から圧入することによって、この凸部にてハブ輪の孔部内径面に凸部に密着嵌合する凹部を形成して、前記凹凸嵌合構造を構成することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の車輪用軸受装置。
5. ハブ輪の孔部の内径面に前記凹凸嵌合構造の凸部を設けるとともに、少なくともこの凸部の軸方向端部の硬度を等速自在継手の外側継手部材の軸部の外径部よりも高くして、前記ハブ輪側の凸部をその軸方向端部側から外側継手部材の軸部に圧入することによって、この凸部にて外側継手部材の軸部の外径面に凸部に密着嵌合する凹部を形成して、前記凹凸嵌合構造を構成することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の車輪用軸受装置。
6. 凸部の突出方向中間部位の周方向厚さを、周方向に隣り合う凸部間における前記中間部位に対応する位置での周方向寸法よりも小さくしたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の車輪用軸受装置。
7. 凸部の突出方向中間部位の周方向厚さの総和を、周方向に隣り合う凸部間に嵌合する相手側の凸部における前記中間部位に対応する位置での周方向厚さの総和よりも小さくしたことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の車輪用軸受装置。
8. 前記圧入による凹部形成によって生じるはみ出し部を収納するポケット部を外側継手部材の軸部に設けたことを特徴とする請求項１〜請求項４、請求項６、又は請求項７のいずれか１項に記載の車輪用軸受装置。
9. 前記圧入による凹部形成によって生じるはみ出し部を収納するポケット部をハブ輪の孔部の内径面に設けたことを特徴とする請求項１〜請求項３、請求項５〜請求項７のいずれ
   か１項に記載の車輪用軸受装置。
10. 前記はみ出し部を収納するポケット部を、外側継手部材の軸部の凸部の圧入始端側に設けるとともに、このポケット部の軸方向反凸部側に、圧入時にハブ輪の孔部との調芯用となる案内部を設けたことを特徴とする請求項８の車輪用軸受装置。

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