JP2010120461A - 車輪用軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】円周方向のガタを抑制でき、ハブ輪と等速自在継手の外輪とを強固にかつ容易に結合可能とした車輪用軸受装置を提供する。
【解決手段】継手外輪５の軸部１２に軸方向に延びる凸部３５を設け、軸部１２をハブ輪１の孔２２に圧入する。この圧入により、ハブ輪１の内径面に凸部３５に密着嵌合する凹部３６を凸部３５で形成し、凸部３５と凹部３６との嵌合部位全域が密着する凹凸嵌合構造Ｍを構成する。また、マウス部１１の開口端面と、外側継手部材の軸部１２のうち凸部３５が延びる方向との直角度を０．５ｍｍ以内とする。
【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、複列の転がり軸受を組み合わせて使用する第１世代と称される構造から、外方部材に車体取付フランジを一体に設けた第２世代に進化し、さらに、複列の転がり軸受の２つの内側軌道面のうち、一方をハブ輪の外周に形成した第３世代、さらには、複列の転がり軸受の２つの内側軌道面のうち、一方をハブ輪の外周に形成すると共に、他方を等速自在継手の外側継手部材の外周に形成した第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２４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、外側継手部材１５３と、この外側継手部材１５３のマウス部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雌スプライン１６１が形成され、この中心孔に図示省略のシャフトの端部に形成した雄スプラインが挿入される。内側継手部材１５８側の雌スプライン１６１とシャフト側の雄スプラインとを嵌合することで、内側継手部材１５８とシャフトがトルク伝達可能に結合される。

また、ハブ輪１５２は、筒部１６３と前記フランジ１５１とを有し、フランジ１５１の外端面１６４（アウトボード側の端面）には、図示省略のホイールおよびブレーキロータを装着するための短筒状のパイロット部１６５が突設されている。パイロット部１６５は、大径部１６５ａと小径部１６５ｂとからなり、大径部１６５ａにホイールが外嵌され、小径部１６５ｂにブレーキロータが外嵌される。

筒部１６３のインボード側端部の外周面に嵌合部１６６が設けられ、この嵌合部１６６に内輪１６７が嵌合されている。筒部１６３の外周面のフランジ１５１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が設けられており、フランジ１５１にホイールおよびブレーキロータを固定するためのハブボルトがボルト装着孔１６２に装着される。

転がり軸受の外方部材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）１８２が設けられている。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。

ハブ輪１５２の筒部１６３に外側継手部材１５３の軸部１７３が挿入される。軸部１７３の軸端部にはねじ部１７４が形成され、このねじ部１７４よりもインボード側の外径部に雄スプライン１７５が形成されている。また、ハブ輪１５２の筒部１６３の内径面に雌スプライン１７６が形成され、軸部１７３をハブ輪１５２の筒部１６３に圧入することで、軸部１７３側の雄スプライン１７５とハブ輪１５２側の雌スプライン１７６とが嵌合する。

そして、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とが固定される。この際、ナット部材１７７の座面１７８と筒部１６３の外端面１７９とが当接し、マウス部１５７のアウトボード側の端面１８０と内輪１６７の端面１８１とが当接する。これにより、ハブ輪１５２が内輪１６７を介してナット部材１７７とマウス部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、外側継手部材１５３とハブ輪１５２は、軸部１７３に設けられた雄スプライン１７５を、ハブ輪１５２に設けられた雌スプライン１７６に圧入することで結合される。このため、軸部１７３及びハブ輪１５２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。また、圧入時には、軸部１７３の雄スプライン１７５とハブ輪１５２の雌スプライン１７６との凹凸を合わせる必要がある。この際、歯面合わせで圧入すれば、歯面がむしれ等によって損傷するおそれがある。また、大径合わせで圧入すれば、円周方向のガタが生じやすい。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がある。このように、スプライン嵌合による場合、圧入時の歯面の損傷、及び使用時のガタの発生という問題があり、両者を同時に回避することは困難であった。

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、組立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るとともに、ハブ輪と等速自在継手の外側継手部材とが強固に結合さ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、外周に車輪取り付け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た車輪用軸受と、マウス部及び軸部からなる外側継手部材を有する等速自在継手とを備え、ハブ輪の孔部に嵌挿される外側継手部材の軸部がハブ輪と凹部および凸部の嵌合により結合された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うち、どちらか一方に設けられた軸方向に延びる凸部を他方に圧入し、他方に前記凸部により凹部を形成することで、前記凸部と前記凹部との嵌合部位全域が密着する凹凸嵌合構造を構成し、前記ハブ輪の孔部のアウトボード側端部には、アウトボード端部側に向かって拡径するテーパ孔を設け、外側継手部材の軸部と前記テーパ孔の内径面との間に、軸部の抜けを規制する抜け止め構造を設け、前記テーパ孔の継手軸線に対するテーパ角度θを２０°≦θ≦６０°としたものである。

本発明の車輪用軸受装置によれば、凸部を相手側に圧入した際に、凸部がハブ輪の孔部内径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、凸部のうち、凹部との嵌合部位の全体（凸部の頂部からその両側の側面に至るまでの連続領域）が凹部に対して密着し、径方向及び円周方向の双方で、ガタを生じるような隙間が形成されない。そのため、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、異音も生じない。さらには、凸部と凹部が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。

抜け止め構造を設けることによって、ハブ輪に対して外側継手部材が軸方向に抜けることを防止でき、安定した連結状態が維持される。また、例えば車両発進時、軸受部の内輪と等速自在継手の外側継手部材の肩部（バック面）との面圧が高くなると、軸受部の内輪と等速自在継手の外側継手部材のバック面との間で、カッキン音と通称されるスティックスリップ音が発生するおそれがある。しかしながら、本発明ではテーパ孔の継手軸線に対するテーパ角度θを２０°≦θ≦６０°としているので、凹凸嵌合構造の耐抜け荷重を維持しつつ軸受部のインボード側端部とマウス部のバック面との面圧が高くなるのを防止することができる。これにより、カッキン音の発生を防止でき、しかも効果的に抜け止め効果を発揮できる。θが２０°未満では、軸受部の内方部材のインボード側端部と等速自在継手の外側継手部材のバック面との面圧を低減できるが、抜け止め効果が得られなくなる。また、６０°を超えると、耐抜け荷重は高くなるが、抜け止め部が等速自在継手を軸方向に押し付ける力が大きくなって、軸受部の内方部材のインボード側端部と等速自在継手の外側継手部材のバック面との面圧が高くなるため、カッキン音が大きくなる。しかも、円筒面をテーパ形状に拡径するため、先端部（抜け止め部の大径側）の肉厚が薄くなり、期待通りの耐抜け荷重を得ることができなくなる。

前記外側継手部材の軸部のアウトボード側の端部を拡径させて、テーパ孔の内径面に係合させることができる。これにより、部品点数を削減することができ、装置のコンパクト化、コストの低減を図ることができる。

前記外側継手部材の軸部のアウトボード側の端部の硬度を、ＨＲｃ４０以下とすることができる。これにより、外側継手部材の軸部のアウトボード側端部を拡径させて、テーパ孔の内径面に係合させる際、軸部のアウトボード側端部が割れるのを防止することができ、長期にわたって安定して抜け止め効果を維持することができる。

前記内方部材が、外周に前記車輪取り付け用のフランジを有するハブ輪と、前記ハブ輪のインボード側の端部の外周に圧入される内輪とで構成され、前記ハブ輪の外周および内輪の外周にそれぞれ前記軌道面が形成されており、ハブ輪のインボード側端部を加締めることによりハブ輪と内輪とを一体化することができる。このように、いわゆるセルフリテイン構造とすることにより、従来のようにナット等で強固に緊締して予圧量を管理する必要がないため、車両への組込を簡便にすることができると共に、かつ長期間その予圧量を維持することができる。

前記外側継手部材の軸部に凹凸嵌合構造を形成する凸部を形成することができる。この場合、軸部をハブ輪の孔部に圧入し、凸部の形状がハブ輪の孔部に転写され、圧入時にハブ輪が径方向に弾性変形することにより、圧入部にその弾性変形分の予圧が接触している凸部に作用することにより隙間なく密着して強固に嵌合する。一方、前記ハブ輪の孔部の内径面に凹凸嵌合構造を形成する凸部を形成することができる。この場合、軸部をハブ輪の孔部に圧入し、凸部の形状が外側継手部材の軸部に転写され、圧入時に軸部が径方向に弾性変形することにより、圧入部にその弾性変形分の予圧が接触している凸部に作用することにより隙間なく密着して強固に嵌合する。

前記凸部の圧入開始側の端部の硬度を、ハブ輪の孔部内径部よりも高くし、その硬度差を、ＨＲｃ２０以上とすることができる。また、前記凸部の圧入開始側の端部の硬度を外側継手部材の軸部の外径部よりも高くし、その硬度差を、ＨＲｃ２０以上とすることができる。つまり、凸部の硬度を相手部材の凹部が形成される箇所の硬度よりもＨＲｃ２０以上とする。これにより、凸部にて効果的に凹部を形成することができる。

外側継手部材の軸部あるいはハブ輪の孔部には、前記圧入による凹部の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ができる。ここで、はみ出し部は、凸部によって形成された凹部の容積に相当する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。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部内に保持することができ、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。この場合、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。

ハブ輪の孔部の内径面の内径寸法を、凸部の頂点を結ぶ円の直径寸法よりも小さく、凸部間の谷底の直径寸法よりも大きく設定することができる。また、外側継手部材の軸部の外径寸法を、ハブ輪の複数の凸部の頂点を結ぶ円弧の直径寸法よりも大きく、凸部間の谷底の直径寸法よりも小さくすることができる。これにより、凸部の最小直径部分に隙間が形成される。

凸部の高さ方向の中間部において、凸部の周方向厚さの総和を、隣接する凸部との間の溝幅の総和よりも小さくするのが好ましい。この場合、隣接する凸部間の溝に入り込んだ相手側の肉が周方向で大きな厚さを有するため、前記肉のせん断面積を大きくすることができ、ねじり強度の向上を図ることができる。しかも、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。凸部の高さ方向の中間部において、各凸部の周方向厚さの総和を、隣接する凸部との間の溝幅の総和よりも小さくすることでも同様の効果が達成される。

外側継手部材のバック面と内方部材との隙間部に異物の浸入防止用のシール部材を設ければ、隙間部から凹凸嵌合構造へ雨水や異物の侵入が防止され、品質向上を図ることができる。

本発明によれば、車輪用軸受装置において、使用時のガタの発生を抑制を図ることができ、しかも、ハブ輪と外側継手部材との連結作業性に優れる。また、ハブ輪と等速自在継手の外側継手部材との嵌合が安定しており、強度的にも優れた車輪用軸受装置を提供することができる。

以下本発明の実施の形態を図１〜図２６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す。この車輪用軸受装置は、ハブ輪１を含む複列の車輪用軸受２と、等速自在継手３とが一体化されてなる。なお、以下の説明において、インボード側とは、車両に取り付けた状態で、車両の車幅方向内側となる側を意味し、アウトボード側とは、車両に取り付けた状態で車両の車幅方向外側となる側を意味する。

等速自在継手３は、外側継手部材としての継手外輪５と、継手外輪５の内側に配された内側継手部材としての継手内輪６と、継手外輪５と継手内輪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、継手外輪５と継手内輪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。継手内輪６はその孔部内径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。

継手外輪５はマウス部１１と軸部（ステム部とも呼ばれる）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トラック溝１４が円周方向等間隔に形成されている。そのトラック溝１４はマウス部１１の開口端まで延びている。継手内輪６は、その外球面１５に、軸方向に延びた複数のトラック溝１６が円周方向等間隔に形成されている。

継手外輪５のトラック溝１４と継手内輪６のトラック溝１６とは対をなし、各対のトラック溝１４，１６で構成されるボールトラックに１個ずつ、トルク伝達要素としてのボール７が転動可能に組み込んである。ボール７は継手外輪５のトラック溝１４と継手内輪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は継手外輪５と継手内輪６との間に摺動可能に介在し、外球面８ａにて継手外輪５の内球面１３と嵌合し、内球面８ｂにて継手内輪６の外球面１５と嵌合する。なお、この場合の等速自在継手３は、マウス部１１の開口側で外輪トラック溝１４を直線状とし、マウス部１１の奥部側で継手内輪トラック溝１６をストレートにしたアンダーカットフリー型を示しているが、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６０にて塞がれている。ブーツ６０は、大径部６０ａと、小径部６０ｂと、大径部６０ａと小径部６０ｂとを連結する蛇腹部６０ｃとからなる。大径部６０ａ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６１にて締結される。また、小径部６０ｂ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６２にて締結されている。

図２に示すように、ハブ輪１は、筒部２０と、筒部２０のアウトボード側の端部に設けられる車輪取り付け用のフランジ２１とを有する。筒部２０の孔部２２は、軸方向中間部の軸部嵌合孔２２ａと、アウトボード側のテーパ孔２２ｂと、インボード側の大径孔２２ｃとを備える。テーパ孔２２ｂは、アウトボード端部側に向かって拡径し、このテーパ孔２２ｂの継手軸線に対するテーパ角度θを２０°≦θ≦６０°としている。軸部嵌合孔２２ａにおいて、後述する凹凸嵌合構造Ｍを介して継手外輪５の軸部１２とハブ輪１とが結合される。また、軸部嵌合孔２２ａと大径孔２２ｃ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、継手外輪５の軸部１２の軸端側に向けて縮径している。テーパ部２２ｄのテーパ角度θ３は、例えば１５°〜７５°とされる。

ハブ輪１のインボード側の外周面には、小径の段差部２３が形成される。この段差部２３に内輪２４を嵌合することで複列の内側軌道面（インナレース）２８，２９を有する内方部材が構成される。複列の内側軌道面のうち、アウトボード側の内側軌道面２８はハブ輪１の外周面に形成され、インボード側の内側軌道面２９は、内輪２４の外周面に形成されている。車輪用軸受２は、この内方部材と、内方部材の外径側に配置され、内周に複列の外側軌道面（アウタレース）２６，２７を有する外方部材２５と、外方部材２５のアウトボード側の外側軌道面２６とハブ輪１の内側軌道面２８との間、および外方部材２５のインボード側の外側軌道面２７と内輪２４の内側軌道面２９との間に配置された転動体３０としてのボールとで構成される。ハブ輪１と、ハブ輪１の外周に圧入される内輪２４とで、内側軌道面２８，２９を有する内方部材を構成するので、車輪用軸受装置の軽量・コンパクト化を図ることができる。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。

この車輪用軸受２は、ハブ輪１のインボード側の円筒状端部を加締め、加締めによって形成された加締部３１で内輪２４を押圧することによって軸受内部に予圧を付与する構造である。これによって、内輪２４をハブ輪１に固定することができる。ハブ輪１の端部に形成した加締め部３１で軸受２に予圧を付与した場合、継手外輪５のマウス部１１で予圧を付与する必要がない。従って、予圧量を考慮せずに継手外輪５の軸部１２を圧入することができ、ハブ輪１と継手外輪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の加締め部３１とマウス部１１の肩部（バック面）１１ａとは当接させている。この場合、継手外輪５の軸部１２の位置決めが行われるので、車輪軸受装置の寸法精度が安定すると共に、凹凸嵌合構造Ｍの軸方向長さを安定化させて、トルク伝達性の向上を図ることができる。このようにハブ輪１の加締め部３１とマウス部１１のバック面１１ａとを当接させる場合、両者の接触面圧は１００ＭＰａ以下とするのが望ましい。接触面圧が１００ＭＰａを超えると、大トルク負荷時に継手外輪５とハブ輪１との捩れ量に差が生じ、この差によって接触部に急激なスリップが生じて異音を発生するおそれがあるからである。従って、接触面圧を１００ＭＰａ以下とすることで、異音の発生を防止して静粛な車輪用軸受装置を提供することができる。

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。ハブ輪１には、従来の車輪軸受装置のハブ輪に設けられていたパイロット部１６５が設けられていない（図２４参照）。

凹凸嵌合構造Ｍは、図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、例えば、軸部１２のアウトボード側の端部に設けられた軸方向に延びる凸部３５と、ハブ輪１の孔部２２の内径面（本実施形態では、軸部嵌合孔２２ａの内径面３７）に形成される凹部３６とで構成される。凸部３５とその凸部３５に嵌合するハブ輪１の凹部３６との嵌合部位３８全域が密着している。軸部１２のアウトボード側の端部の外周面に、軸方向に延びる複数の凸部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が嵌合する軸方向の複数の凹部３６が周方向に沿って形成されている。凸部３５と凹部３６とは、周方向全周にわたってタイトフィットしている。

この場合、各凸部３５は、図４（ａ）に示すように、その断面が凸アール状の頂部を有する三角形状（山形状）であり、各凸部３５の凹部との嵌合領域は、図３（ｂ）に示す範囲Ａである。断面における凸部３５の円周方向両側の中腹部から頂部に至る範囲で各凸部３５と凹部３６が嵌合している。周方向の隣り合う凸部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が形成されており、そのため各凸部３５の側面３５ｂには、凹部３６と嵌合しない領域Ｂが形成されている。

凸部３５は、その圧入開始側の端面３５ａの縁に丸みのない角部３９を有する。ここで、「角部３９」とは、端面３５ａと凸部３５の周面３５ｂとが直線的に交わることによって構成された山形の稜（多面体の隣り合った二つの面が交わってなす辺）を意味する。よって、角部にＣ面取りを施したものは除外されることとなるが、肉眼でＣ面取りがないと認められても、微視的に観察すればＣ面取り状のものが形成されていると認められる場合がある。また、角部は「丸みのない」ものとするが、同様に肉眼では確認できなくても、微視的にはＲ面取り状のものが形成されていると認められる場合がある。以上の事情から、本発明において、０．１ｍｍ以下のＲ面取りあるいは０．１ｍｍ以下のＣ面取りが形成された角部は、「丸みのない角部」に含まれるものとする。例えばモジュール０．４８で歯数５８枚の雄スプライン４１を構成した場合に、Ｒ面取りの場合ではＲ０．０２〜０．０５ｍｍ程度のもの、Ｃ面取りの場合ではＣ０．０２〜０．０５ｍｍ程度のものは「丸みのない角部」に含める。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。

凸部３５としては、図４（ｂ）に示すようにその頂部が平坦面４４で形成されたものも使用することができる。

図１に示すように、継手外輪５の軸部１２の端部とハブ輪１の内径面３７との間に軸部の抜けを規制するための抜け止め構造Ｍ１が設けられている。この抜け止め構造Ｍ１は、継手外輪５の軸部１２の端部からアウトボード側に延びてテーパ孔２２ｂと軸方向で係合するテーパ状係止片６５で構成される。テーパ状係止片６５は、インボード側からアウトボード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孔２２ｂに圧接もしくは接触している。

例えば車両発進時、車輪用軸受２の内輪２４と等速自在継手３の継手外輪５のバック面１１ａとの面圧が高くなると、車輪用軸受２の内輪２４と等速自在継手３の継手外輪５のバック面１１ａとの間で、カッキン音と通称されるスティックスリップ音が発生するおそれがある。しかしながら、本発明ではテーパ孔２２ｂの継手軸線に対するテーパ角度θを２０°≦θ≦６０°としているので、凹凸嵌合構造の耐抜け荷重を維持しつつ車輪用軸受２のインボード側端部とマウス部１１のバック面１１ａとの面圧が高くなるのを防止することができる。これにより、カッキン音の発生を防止でき、しかも効果的に抜け止め効果を発揮できる。θが２０°未満では、車輪用軸受２の内輪２４のインボード側端部と等速自在継手３の継手外輪５のバック面１１ａとの面圧を低減できるが、抜け止め効果が得られなくなる。また、６０°を超えると、耐抜け荷重は高くなるが、抜け止め部が等速自在継手３を軸方向に押し付ける力が大きくなって、車輪用軸受２の内輪２４のインボード側端部と等速自在継手３の継手外輪５のバック面１１ａとの面圧が高くなるため、カッキン音が大きくなる。しかも、円筒面をテーパ形状に拡径するため、先端部（抜け止め部の大径側）の肉厚が薄くなり、期待通りの耐抜け荷重を得ることができなくなる。

この車輪用軸受装置では、凹凸嵌合構造Ｍへの異物侵入防止手段Ｗを、凹凸嵌合構造Ｍよりもアウトボード側に設けている。

また、図２５に示すように、ハブ輪１の加締部３１とマウス部１１のバック面１１ａとの間の隙間９８を設けてもよい。この場合、インボード側では、図２６（ａ）及び図２６（ｂ）に示すように、ハブ輪１の加締部３１とマウス部１１のバック面１１ａとの間の隙間９８にシール部材９９が嵌着され、このシール部材９９でインボード側の異物侵入防止手段Ｗ１が構成されている。隙間９８は、ハブ輪１の加締部３１とマウス部１１のバック面１１ａとの間から、ハブ輪１の大径孔２２ｃと軸部１２との間に至るまで形成される。このように、隙間９８のコーナ部、すなわちハブ輪１の加締部３１と大径部１２ｃとの境界部分にシール部材９９を配置し、ハブ輪１の端部とマウス部１１の底部との間の隙間９８を塞ぐことで、この隙間９８からの凹凸嵌合構造Ｍへの雨水や異物の侵入を防止することができる。シール部材９９としては、例えば、図２６（ａ）に示すような市販のＯリング等を使用することができる。シール部材９９は、ハブ輪１の端部とマウス部１１の底部との間に介在可能である限り任意のものが使用可能であり、Ｏリング以外にも、例えば図２６（ｂ）に示すようなガスケット等のようなものも使用可能である。

アウトボード側の異物侵入防止手段Ｗ２は、係合部であるテーパ状係止片６５と、テーパ孔２２ｂの内径面との間に介在されるシール材（図示省略）とで構成することができる。この場合、テーパ状係止片６５にシール材が塗布されることになる。すなわち、塗布後に硬化してテーパ状係止片６５と、テーパ孔２２ｂの内径面の間において密封性を発揮できる種々の樹脂からなるシール材をテーパ状係止片６５に塗布すればよい。なお、このシール材としては、この車輪用軸受装置が使用される雰囲気中において劣化しないものが選択される。

凸部３５と凹部３６との間にシール材を介在させ、これによって、異物侵入防止手段Ｗ（Ｗ３）を構成してもよい。この場合、凸部３５の表面に、塗布後に硬化して、嵌合接触部位３８間において密封性を発揮できる種々の樹脂からなるシール材を塗布すればよい。

上記凹凸嵌合構造Ｍは、以下の手順で得ることができる。

先ず、継手外輪５の軸部１２に、公知の加工方法（転造加工、切削加工、プレス加工、引き抜き加工等）を用いて、軸方向に延びた多数の歯を有する雄スプライン４１を形成する。雄スプライン４１のうち、歯底４１ｂを通る円、歯先４１ａ、および歯先４１ａにつながる両側面で囲まれた領域が凸部３５となる。

雄スプライン４１は、モジュールを０．５以下とし、通常使用されるスプラインのモジュールよりも小さい歯とするのが望ましい。これにより、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、雄スプライン４１をハブ輪１の軸部嵌合孔２２ａに圧入する際の圧入荷重を小さくすることができる。軸部１２の凸部３５を雄スプライン４１で形成することにより、この種のシャフトにスプラインを形成するための加工設備を活用することができ、低コストに凸部３５を形成することが可能である。

次いで、図５（ｂ）にクロスハッチングで示すように、軸部１２の外径面に熱硬化処理を施して硬化層Ｈを形成する。硬化層Ｈは、凸部３５の全体および歯底４１ｂも含めて円周方向に連続して形成される。なお、硬化層Ｈの軸方向の形成範囲は、少なくとも雄スプライン４１のアウトボード側の端縁から、継手外輪５のマウス部１１の底壁の内径部に至るまでの連続領域を含んだ範囲とする。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。

その一方、ハブ輪１の内径側は未焼き状態に維持される。すなわち、ハブ輪１の孔部２２の内径面３７は熱硬化処理を行わない未硬化部（未焼き状態）とする。継手外輪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。例えば、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。ハブ輪１の内径面３７のうち、少なくとも軸部嵌合孔２２ａの内径面３７が未硬化部であれば足り、その他の内径面には熱硬化処理を施しても構わない。また、上記硬度差が確保されるのであれば、「未硬化部」とすべき上記領域に熱硬化処理を施してもよい。

この際、凸部３５の高さ方向の中間部を、凹部形成前のハブ輪１の軸部嵌合孔２２の内径面３７の位置に対応させる。すなわち、図８に示すように、軸部嵌合孔２２ａの内径面３７の内径寸法Ｄを、雄スプライン４１の凸部３５の最大外径寸法（雄スプライン４１の歯先４１ａをとおる外接円の直径寸法）Ｄ１よりも小さく、雄スプライン４１の歯底を結ぶ円の直径寸法Ｄ２よりも大きくなるように設定する（Ｄ２＜Ｄ＜Ｄ１）。これにより、少なくとも丸みのない角部３９は凸部の端面３５ａの縁のうち、凹部３６を形成する部位に配置される。

図５（ｂ）に示すように、軸部１２の端面１２ａには、その外周縁部から前記テーパ状係止片６５を構成するための短円筒部６６が軸方向に沿って突出して形成される。短円筒部６６の外径Ｄ４は孔部２２の嵌合孔２２ａの内径寸法Ｄよりも小さく設定されている。この短円筒部６６は、後述するように、軸部１２のハブ輪１の孔部２２への圧入時の調芯部材となる。

次いで、図５（ｂ）に示すように、継手外輪５の軸部１２の付け根部（マウス部側）にＯリング等のシール部材９９を外嵌し、ハブ輪１の軸心と等速自在継手３の継手外輪５の軸心とを合わせた状態で、ハブ輪１の孔２２に継手外輪５の軸部１２を圧入する。この際、軸部１２のうち、雄スプライン部４１および短円筒部６６を含むアウトボード側領域の外径面に予めシール材を塗布しておく。上記のように、ハブ輪１の孔部２２に圧入方向に沿って縮径するテーパ部２２ｄを形成しているので、このテーパ部２２ｄが圧入開始時のハブ輪孔部２２と軸部１２との芯出しを行なう。また、軸部嵌合孔２２ａの内径寸法Ｄ、凸部３５の最大外径寸法Ｄ１、および雄スプライン４１の歯底の最小外径寸法Ｄ２とが前記のような関係であるので、軸部１２をハブ輪１の軸部嵌合孔２２ａに圧入することにより、この凸部３５がハブ輪１のインボード側端面の内径部に食い込み、ハブ輪１の肉を切り込む。軸部１２を押し進めることで、ハブ輪１の軸部嵌合孔２２ａの内径面３７が凸部３５で切り出され、又は押出されて、内径面３７に軸部１２の凸部３５に対応した形状の凹部３６が形成される。この際、凸部３５の端面３５ａの縁に丸みのない角部３９が形成されているので、凸部３５によるハブ輪１の切り込みがスムーズに行われ、圧入荷重の増大を防止することができる。また、軸部１２の凸部３５の硬度をハブ輪１の軸部嵌合孔２２ａの内径面３７よりも２０ポイント以上高くしているので、ハブ輪１の内径面３７への凹部形成が容易となる。また、軸部側の硬度を高くすることで、軸部１２の捩り強度を向上させることができる。

この圧入工程を経ることによって、図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、軸部１２の凸部３５で、これに嵌合する凹部３６が形成される。凸部３５が、ハブ輪１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り、凸部３５の軸方向の移動を許容する。その一方で、軸方向の移動が停止すれば、内径面３７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が外径方向に弾性変形し、この弾性変形分の予圧が凸部３５のうち、凹部３６と嵌合する部分の表面に付与される。このため、凹部３６は、その軸方向全体にわたって凸部３５の表面と密着する。これによって凹凸嵌合構造Ｍが構成される。凸部３５と凹部３６の嵌合部３８には、シール材が介在しているので、この嵌合部３８への異物の侵入防止を図ることができる。

また、軸部１２の圧入に伴い、凹部３６の表面には加工硬化が生じる。このため、凹部３６側のハブ輪１の内径面３７が硬化して、回転トルク伝達性の向上を図ることができる。

テーパ部２２ｄは、軸部１２の圧入を開始する際のガイドとして機能させることができる。そのため、ハブ輪１の孔部２２に対して継手外輪５の軸部１２を、芯ずれを生じさせることなく圧入させることができる。また、短円筒部６６の外径Ｄ４を、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ので、短円筒部６６を調芯部材として機能させることができ、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、より安定した圧入が可能となる。

凹凸嵌合構造Ｍは、極力、軸受２の軌道面２６、２７、２８、２９の内径側を避けて配置することが求められる。特にインナレース２８、２９上における接触角が通る線との交点の内径側を避け、これらの交点の間の軸方向一部領域に凹凸嵌合構造Ｍを形成することが望まれる。これにより、軸受軌道面におけるフープ応力の発生を抑えることができる。従って、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、高品質な軸受を提供することができる。

継手外輪５の軸部１２をハブ輪１の孔部２２に圧入する際には、継手外輪５のマウス部１１の外径面に設けられた周方向溝１６の側壁１８に、図１８に示すような仮想線で示す圧入用治具Ｋを係合させて、この圧入用治具Ｋから側壁１８に圧入荷重（軸方向荷重）を付与すればよい。さらに、マウス部１１の開口端面を図示省略の押圧用治具にて押圧力を付与すればよい。なお、周方向溝１６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。使用する圧入用治具も、これらの周方向溝１６の形状に対応して軸方向荷重を付与できるものであればよい。

凹凸嵌合構造Ｍを介して継手外輪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、短円筒部６６が嵌合孔２２ａからアウトボード側に突出する。

この短円筒部６６は、治具６７を使用して拡径方向に塑性変形される。治具６７は、円柱状の本体部６８と、この本体部６８の先端部に連設される円錐台部６９とを備える。治具６７の円錐台部６９は、その傾斜面６９ａの傾斜角度がテーパ孔２２ｂの傾斜角度と略同一とされ、かつ、その先端の外径が短円筒部６６の内径と同一乃至僅かに短円筒部６６の内径よりも小さい寸法に設定されている。治具６７の円錐台部６９を、テーパ孔２２ｂを介してアウトボード側から嵌入することによって矢印α方向の荷重を付加し、これによって、図７に示すように、短円筒部６６に矢印β方向の拡径力を付与する。この際、治具６７の円錐台部６９によって、短円筒部６６が外径側に塑性変形し、テーパ孔２２ｂの内径面に押し付けされる。これに伴い、予め短円筒部６６の外径面に塗布されたシール材がテーパ孔２２ｂの内径面に密着し、異物侵入防止手段Ｗ２を構成する。また、塑性変形した短円筒部６６がテーパ孔２２ｂの内径面と係合するテーパ状係止片６５となり、軸部１２の抜け止め構造Ｍ１を構成する。なお、治具６７により矢印α方向の荷重を付加する際には、ハブ輪１や等速自在継手３等の一部を図示しない固定部材で支持して荷重を受ければよい。短円筒部６６の内径面は軸端側に拡径するテーパ形状でも良い。このような形状にしておけば、鍛造で軸部１２の内径面を成形することが可能となり、コスト低減に繋がる。

また、治具６７の矢印α方向の荷重を低減させるため、短円筒部６６に切り欠きを入れても良いし、治具６７の円錐台部６９の円錐面を周方向で部分的に配置するものでも良い。短円筒部６６に切り欠きを入れた場合、短円筒部６６を拡径し易くなる。また、治具６７の円錐台部６９の円錐面を周方向で部分的に配置するものである場合、短円筒部６６を拡径させる部位が円周上の一部になるため、治具６７の押し込み荷重を低減させることができる。

この凹凸嵌合構造Ｍでは、ハブ輪１に対する凸部３５の圧入代をΔｄとし、凸部の高さをｈとして、圧入代Δｄは、図８に示すように、軸部１２の最大外径寸法Ｄ１（凸部３５の歯先４１ａを通る外接円直径）と、ハブ輪１の軸部嵌合孔２２ａの内径寸法Ｄとの径差（Ｄ１−Ｄ）で表される。これにより、凸部３５の高さ方向中間部付近がハブ輪１の内径面に食い込むことになるので、凸部３５の圧入代を十分に確保することができ、凹部３６を確実に形成することが可能となる。

以上に述べた凹凸嵌合構造Ｍでは、凸部３５と凹部３６との嵌合部位３８の全体が密着しているので、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、異音の発生もない。

また、凹部３６が形成される部材（この場合、ハブ輪１）には、雌スプライン等を予め形成しておく必要がない。従って、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しないことから組立性の向上を図ることができる。さらに、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。

特に、凸部３５に設けた丸みのない角部３９によって、ハブ輪１の孔部２２の内径面３７を切り出す、又は押出すことができるので、圧入荷重の増大を防止できる。また、ハブ輪１の内径側は比較的軟らかいため、ハブ輪１の凹部は、軸部１２の凸部３５と高い密着性をもって嵌合する。そのため、径方向及び円周方向におけるガタの防止により一層有効となる。

以上に述べた車輪用軸受装置では、継手外輪５の軸部１２の端部からアウトボード側に延びるテーパ状係止片６５をテーパ孔２２ｂの内径面に圧接もしくは接触させることで、継手外輪５の軸部１２の端部とハブ輪１の内径面３７との間に軸部１２の抜け止め構造Ｍ１を設けている。この抜け止め構造Ｍ１によって、ハブ輪１からの継手外輪５の軸部１２のインボード側への抜けを防止し、安定した連結状態を維持することができる。また、抜け止め構造Ｍ１がテーパ状係止片６５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、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、組立作業性の向上を図ることができる。しかも、テーパ状係止片６５では、継手外輪５の軸部１２の一部を拡径させればよく、抜け止め構造Ｍ１の形成を容易に行うことができる。なお、継手外輪５の軸部１２のアウトボード側への移動は、軸部１２をさらに圧入する方向への押圧力が必要であり、継手外輪５のマウス部１１の底部がハブ輪１の加締部３１に当接しているので、ハブ輪１から継手外輪５の軸部１２が抜けることがない。

また、以上に述べた車輪用軸受装置では、凹凸嵌合構造Ｍのインボード側およびアウトボード側にそれぞれ異物侵入防止手段Ｗ２を設けているので、凹凸嵌合構造Ｍへの軸方向両端側からの雨水や異物の侵入が防止され、凸部３５と凹部３６との密着性を長期間安定して維持することが可能となる。

軸部１２に形成される凸部３５として、図９（ａ）〜図９（ｃ）に示すように、凸部３５の圧入開始側の端面３５ａの頂部に切欠部５３を設けたものも使用することができる。図９（ａ）はＣ面取りで形成した切欠部５３（図１０（ａ）参照）、図９（ｂ）はＲ面取りで形成した切欠部５３（図１０（ｂ）参照）を例示している。この他、図９（ｃ）及び図１０（ｃ）に示すように、外径側の一つのコーナ部にＣ面取り状の切欠部５３を形成してもよい。なお、丸みのない角部３９は、図９（ａ）、９（ｂ）の場合には切欠部５３を除く端面３５ａの両斜辺で構成することができ、図９（ｃ）の場合には切欠部５３を除く端面３５ａの両斜辺および頂辺で構成することができる。

このように切欠部５３を設けることによって、圧入時等における凸部３５の圧入開始側の端面３５ａにおいて、頂部の欠けや変形等の損傷を防止することができる。このため、雄スプライン４１の取扱いが容易となり、凸部３５の圧入開始端において保護対策を別途施す必要がなく、管理工数を削減できて低コスト化を図ることができる。しかも、凸部３５に硬度をあげるための焼入れ処理を行う場合、焼き割れの発生を防止することもできる。

切欠部５３を設けた場合、図１０（ａ）〜図１０（ｃ）に示すように、凸部３５の頂部５４から切欠部５３の反頂部側の端縁５３ａまでの径方向長さａは、ハブ輪１に対する凸部３５の圧入代をΔｄ（軸部１２の最大外径寸法Ｄ１と、ハブ輪１の軸部嵌合孔２２ａの内径寸法Ｄとの径差（Ｄ１−Ｄ）で表される：図８参照）として、０＜ａ＜Δｄ／２の範囲に設定される。これは、図９（ａ）〜図９（ｃ）に示すＴＵＶＷの平面上に凸部３５を投影したとき、図１０（ａ）〜図１０（ｃ）に示すように、ハブ輪１の内径面３７よりも外径側に、切欠部５３の反頂部側の端縁５３ａが存在することを意味する。この場合、丸みのない角部３９が内径面３７よりも外径側に形成されるので、内径面３７を確実に切り込むことができる。具体的には、凸部３５の頂部から切欠部５３の反頂部側の端縁までの径方向長さａは０．３ｍｍ以下とするのが好ましい。図９（ａ）および図９（ｃ）に示すＣ面取りの傾斜角度や、図９（ｂ）に示すＲ面取りの曲率半径は、０＜ａ＜Δｄ／２の関係式を満たす範囲で任意に設定できる。

図１０（ａ）〜図１０（ｃ）では、軸方向の断面において凸部３５の圧入開始側端面３５ａと軸線とがなす交差角を９０°としているが、図１１と図１２（ａ）に示すように、交差角θ１を９０°よりも小さくし、あるいは図１２（ｂ）に示すように、θ１を９０°よりも大きく設定することも可能である。

この交差角θ１は、５０°≦θ１≦１１０°の範囲に設定するのが望ましい。交差角θ１が５０°未満では、圧入荷重が増大すると共に、凹凸嵌合構造Ｍの成形性が悪化し、交差角θ１が１１０°を越えれば、端面３５ａが圧入方向側へ傾斜しすぎて凸部３５に欠けが生じるおそれがあるからである。より好ましくは、交差角θ１を７０°≦θ１≦１１０°の範囲に設定する。

凹凸嵌合構造Ｍでは、図１３（ａ）に示すように、凸部３５のピッチ円上において、径方向線（半径線）と凸部の側面３５ｂとが成す角度をθ２としたときに、０°＜θ２＜４５°とする。ここで、凸部ピッチ円とは、凸部３５の側面３５ｂのうち、凹部３６に嵌合する領域と凹部３６に嵌合しない領域との境界部を通る円Ｃ１から、凸部３５の頂部４１ａに至るまでの距離の中間点を通る円Ｃ２である。なお、図１３（ａ）では、θ２を３０°程度としている。

凸部３５の断面形状として、前記図１３（ａ）では、頂部をアール状にした断面三角形状を例示しているが、図１３（ｂ），図１３（ｃ）に示すような他の形状の凸部３５を採用することもできる。図１３（ｂ）は、凸部３５の断面形状を矩形状としたもの、図１３（ｃ）は歯先が約９０°をなす三角形状としたものである。図１３（ｂ）の例ではθ２は約０°であり、図１３（ｃ）の例ではθ２は約４５°である。

図１４に、抜け止め構造Ｍ１の他の構成例を示す。この車輪用軸受装置では、軸部１２に図５に示す短円筒部６６を形成せず、軸部１２の中実状の一端部に外径方向へ突出するテーパ状係止片７０を設けて軸部１２の抜け止め構造Ｍ１を構成している。

このテーパ状係止片７０は、図１５に示す治具７１を使用して形成することができる。治具７１は、円柱状の本体部７２と、この本体部７２の先端部に連設される円筒部７３とを備え、円筒部７３の外周面の先端に切欠部７４を設けることで、円筒部７３の先端にくさび部７５が形成されている。くさび部７５を軸部１２のアウトボード側の端部に打ち込めば(矢印α方向の荷重を付加すれば)、切欠部７４によって、図１６に示すように、軸部１２の軸端の外径側領域が外径側に塑性変形する。これによって、テーパ状係止片７０が形成され、テーパ状係止片７０の少なくとも一部がテーパ孔２２ｂの内径面に圧接もしくは接触することになる。このため、図１等に示すテーパ状係止片６５と同様に、ハブ輪１からの軸部１２の抜けを確実に防止することができる。図示例では、円筒部７３の外径面に切欠部７４を設けてくさび部７５を形成しているが、内径面に切欠部を設けてくさび部７５を形成してもよい。テーパ状係止片７０の外径面とテーパ孔部２２ｂの内径面との間にシール材を介在させて異物侵入防止手段Ｗ２を構成することもできる。

このテーパ状係止片７０は、図１等に示すテーパ状係止片６５と同様に、ハブ輪１からの軸部１２の抜けを確実に防止することができる。テーパ状係止片７０と段付面２２ｅとの間にシール材を介在させて、異物侵入防止手段Ｗ２を構成してもよい。

テーパ状係止片７０は、図１７（ａ）に示すように、環状に連続して形成する他、図１７（ｂ）に示すように、複数のテーパ状係止片７０を周方向に沿って所定ピッチで間欠配置してもよい。図１７（ｂ）に示すテーパ状係止片７０は、押圧部が周方向に沿って所定ピッチ（例えば、９０°ピッチ）で配設された治具を使用することによって形成することができる。

ハブ輪１に対して継手外輪５の軸部１２を圧入する際には、図１８および図１９に示すように、凸部３５の切り出しまたは押し出し作用で凹部３６から材料がはみ出し、はみ出し部４５が形成される。はみ出し部４５は、凸部３５のうち、凹部３６と嵌合する部分の容積に相当する量が生じる。

このはみ出し部４５を放置すれば、これが脱落して車両の内部に入り込むおそれがある。これに対し、図１８および図１９に示すように、軸部１２の外径面に、はみ出し部４５を収納するポケット部５０を形成すれば、はみ出し部４５は、カールしつつポケット部５０内に収納され、保持されるため、はみ出し部４５の脱落を防止して、上記不具合を解消することができる。

ポケット部５０は、例えば軸部１２の雄スプライン４１よりもアウトボード側の外径面に周方向溝５１を設けることによって形成することができる。この場合、硬化層Ｈは、図２０のクロスハッチングで示すように、ポケット部５０には設けず、雄スプライン４１のアウトボード側の端縁から継手外輪５のマウス部１１の底壁の一部までの連続領域に形成する。図２０では、硬化層Ｈをポケット部５０まで到達させていないが、ポケット部にまで硬化層Ｈを到達させてもよい。

図３に示す雄スプライン４１では、一例として、凸部３５のピッチと凹部３６のピッチとが同一値に設定されている。このため、図３（ｂ）に示すように、凸部３５の高さ方向の中間部において、凸部３５の周方向厚さＬと、隣接する凸部間の溝幅Ｌ０とがほぼ同一となっている。

これに対して、図２１（ａ）に示すように、凸部３５の高さ方向の中間部において、凸部３５の周方向厚さＬ２を、隣接する凸部間の溝幅Ｌ１よりも小さくしてもよい。換言すれば、凸部３５の高さ方向の中間部において、軸部１２側の凸部３５の周方向厚さ（歯厚）Ｌ２を、ハブ輪１側の凸部４３の周方向厚さ（歯厚）Ｌ１よりも小さくする。

各凸部３５において上記関係を満たすことにより、軸部１２側の凸部３５の周方向厚さＬ２の総和Σ（Ｂ１＋Ｂ２＋Ｂ３＋・・・）を、ハブ輪１側の凸部４３の周方向厚さの総和Σ（Ａ１＋Ａ２＋Ａ３＋・・・）よりも小さく設定することが可能となる。これによって、ハブ輪１側の凸部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。

この場合、全ての凸部３５，４３について、Ｌ２＜Ｌ１の関係を満足させる必要はなく、周方向厚さの総和がハブ輪１側の凸部４３における周方向厚さの総和よりも小さくなる限り、一部の凸部３５、４３については、Ｌ２＝Ｌ１とし、あるいはＬ２＞Ｌ１に設定することができる。

図２１（ａ）では、凸部３５を断面台形に形成しているが、図２１（ｂ）に示すように、インボリュート形状の断面に形成することもできる。

以上の各実施形態では、軸部１２に雄スプライン４１を形成することで、軸部側に凸部３５を形成した場合を例示しているが、これとは逆に、図２２（ａ）及び２５（ｂ）に示すように、ハブ輪１の孔部２２の内径面に雌スプライン６１を形成することで、ハブ輪１側に凸部３５を形成してもよい。この場合、軸部１２に雄スプライン４１を形成した場合と同様に、例えば、ハブ輪１に雌スプライン６１に熱硬化処理を施し、軸部１２の外径面は未焼き状態とする等の手段で、ハブ輪１の凸部３５の硬度を軸部の外径面よりもＨＲＣで２０ポイント以上硬くする。雌スプライン６１は、公知の転造、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、形成することができる。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。凸部３５のうち、圧入開始側の端面の縁には、丸みのない角部３９を形成する。

その後、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で、軸部１２の外周面に凸部３５と嵌合する凹部３６が形成され、これによって、凸部３５と凹部３６の嵌合部位全体を密着させた凹凸嵌合構造Ｍが構成される。凸部３５と凹部３６の嵌合部位３８は、図２２（ｂ）に示す範囲Ａである。凸部３５のうち、その他の領域は凹部３６と嵌合しない領域Ｂとなる。軸部１２の外周面よりも外径側で、かつ周方向に隣合う凸部３５間には隙間６２が形成される。

凸部３５の高さ方向の中間部が、凹部形成前の軸部１２の外径面の位置に対応する。すなわち、軸部１２の外径寸法Ｄ１０は、雌スプライン６１の凸部３５の最小内径寸法Ｄ８（雌スプライン６１の歯先６１ａをとおる外接円の直径寸法）よりも大きく、雌スプライン６１の最大内径寸法Ｄ９（雌スプライン６１の歯底６ａを結ぶ円の直径寸法）よりも小さく設定される（Ｄ８＜Ｄ１０＜Ｄ９）。圧入代Δｄは、図２２（ｂ）および図２３に示すように、軸部１２の外径寸法Ｄ１０と、ハブ輪の最小内径寸法Ｄ８（凸部３５の歯先６１ａを通る円の直径）との径差（Ｄ１０−Ｄ８）で表される。これにより、凸部３５の高さ方向中間部付近が軸部１２の外径面に食い込むことになるので、凸部３５の圧入代を十分に確保することができ、凹部３６を確実に形成することが可能となる。

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を収納するポケット部９７を設けるのが好ましい。はみ出し部４５は軸部１２のインボード側に形成されるので、ポケット部は、凹凸嵌合構造Ｍよりもインボード側で、かつハブ輪１側に設ける。

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を設ける場合、軸部１２側の熱硬化処理を行う必要がないので、等速自在継手３の継手外輪５の生産性に優れる、という利点が得られる。

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の断面形状として、図３、図２１に示す形状以外にも、半円形状、半楕円形状、矩形形状等の種々の断面形状を有する凸部３５を採用することができ、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。凸部３５は、軸部１２やハブ輪１１とは別体のキーのようなもので形成することもできる。

また、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を圧入する際には、凸部３５の少なくとも圧入開始側の端面を含む端部領域の硬度が、圧入される側の硬度よりも高ければよく、必ずしも凸部３５の全体の硬度を高くする必要がない。図３（ｂ）および図２１（ｂ）では、スプラインの歯底と凹部３６が形成された部材との間に隙間４０，６２が形成されているが、凸部３５間の溝の全体を相手側の部材で充足させてもよい。

凹部が形成される部材の凹部形成面には、予め、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るので、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、ポケット部５０の容積を小さくでき、ポケット部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、三角形状、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。

前記実施形態では、本発明を第３世代の車輪用軸受装置に適用しているが、第１世代や第２世代、さらには第４世代の車輪軸受装置にも同様に適用することができる。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よい。あるいは、両者を移動させてもよい。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。

また、ポケット部５０の形状は、生じるはみ出し部４５を収納（収容）できるものであれば足り、その形状は問わない。また、ポケット部５０の容量は、少なくとも予想されるはみ出し部４５の発生量よりも、大きくする。

車輪用軸受装置の実施形態を示す断面図である。 前記車輪用軸受装置の組立前における軸受とハブ輪の断面図である。 前記車輪用軸受装置の断面図であり、（ａ）は凹凸嵌合構造の拡大断面図、（ｂ）はそのＸ部拡大図である。 凹凸嵌合構造の斜視図であり、（ａ）は凸部の斜視図、（ｂ）は凹凸嵌合構造の凸部の他例を示す斜視図である。 前記車輪用軸受装置の組立前において、（ａ）は軸受とハブ輪の断面図、（ｂ）は前記車輪用軸受装置の組立前における継手外輪の断面図である。 前記車輪用軸受装置の組立方法を示す断面図である。 前記車輪用軸受装置の組立方法を示す断面図である。 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。 凹凸嵌合構造について、（ａ）〜（ｃ）は凸部の他例を示す斜視図である。 （ａ）は図１０（ａ）の投影図、（ｂ）は図１０（ｂ）の投影図、（ｃ）は図１０（ｃ）の投影図である。 凹凸嵌合構造の凸部の他例を示す斜視図である。 （ａ）は図１２の投影図、（ｂ）は凹凸嵌合構造の凸部の他例を示す投影図である。 図４（ａ）に示す凸部の正面図、（ｂ）、（ｃ）は凸部の他例を示す正面図である。 車輪用軸受装置の他の実施形態を示す断面図である。 図１５の車輪用軸受装置の組立方法を示す断面図である。 図１５の車輪用軸受装置の組立方法を示す断面図である。 （ａ）は車輪用軸受装置の継手外輪の軸部の端面を示し、全周にわたって形成したテーパ状係止部の正面図、（ｂ）は車輪用軸受装置の継手外輪の軸部の端面を示し、周方向に沿って所定ピッチで配設したテーパ状係止部の正面図である。 車輪用軸受装置の他の実施形態を示す断面図である。 図１８の車輪用軸受装置の要部拡大断面図である。 図１８の車輪用軸受装置の組立前における継手外輪の断面図である。 （ａ）、（ｂ）は凹凸嵌合構造の凸部の他例を示す断面図である。 （ａ）は凹凸嵌合構造の他例を示す断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＹ部の拡大図である。 図２２（ａ）に示す凹凸嵌合構造の拡大断面図である。 従来の車輪用軸受装置の断面図である。 車輪用軸受装置の他の実施形態を示す断面図である。 図２５の車輪用軸受装置のシール部材として（ａ）はＯリングを用いたときの拡大断面図、（ｂ）はシール部材としてガスケットを用いたときの拡大断面図である。

符号の説明

１ ハブ輪
２ 軸受
３ 等速自在継手
５ 継手外輪
１１ マウス部
１１ａ バック面
１２ 軸部
２２ 孔部
２２ｇ 内壁
２６，２７ 外側軌道面（アウタレース）
２８，２９ 内側軌道面（インナレース）
３０ 転動体
３１ 加締部
３５ 凸部
３５ａ 凸部端面
３５ｂ 凸部側面
３６ 凹部
３７ 内径面
３８ 嵌合部位
３９ 角部
４５ はみ出し部
５０ ポケット部
５２ 鍔部
５３ 切欠部
９０ ねじ孔
９４ ボルト部材
９４ａ 頭部
９８ 隙間
９９ シール部材
１００ａ 座面
Ｍ 凹凸嵌合構造
Ｍ１ 抜け止め構造

Claims (14)

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、外周に車輪取り付け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た車輪用軸受と、マウス部及び軸部からなる外側継手部材を有する等速自在継手とを備え、ハブ輪の孔部に嵌挿される外側継手部材の軸部がハブ輪と凹部および凸部の嵌合により結合された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うち、どちらか一方に設けられた軸方向に延びる凸部を他方に圧入し、他方に前記凸部により凹部を形成することで、前記凸部と前記凹部との嵌合部位全域が密着する凹凸嵌合構造を構成し、前記ハブ輪の孔部のアウトボード側端部には、アウトボード端部側に向かって拡径するテーパ孔を設け、外側継手部材の軸部と前記テーパ孔の内径面との間に、軸部の抜けを規制する抜け止め構造を設け、前記テーパ孔の継手軸線に対するテーパ角度θを２０°≦θ≦６０°としたことを特徴とする車輪用軸受装置。
2. 前記外側継手部材の軸部のアウトボード側の端部を拡径させて、テーパ孔の内径面に係合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. 前記外側継手部材の軸部のアウトボード側の端部の硬度を、ＨＲｃ４０以下と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. 前記内方部材が、外周に前記車輪取り付け用のフランジを有するハブ輪と、前記ハブ輪のインボード側の端部の外周に圧入される内輪とで構成され、前記ハブ輪の外周および内輪の外周にそれぞれ前記軌道面が形成されており、ハブ輪のインボード側端部を加締めることによりハブ輪と内輪とを一体化した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. 前記外側継手部材の軸部に凹凸嵌合構造を形成する凸部を形成したことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の車輪用軸受装置。
6. 前記凸部の圧入開始側の端部の硬度を、ハブ輪の孔部内径部よりも高くし、その硬度差を、ＨＲｃ２０以上としたことを特徴とする請求項５に記載の車輪用軸受装置。
7. 前記ハブ輪の孔部の内径面に凹凸嵌合構造を形成する凸部を形成したことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の車輪用軸受装置。
8. 前記凸部の圧入開始側の端部の硬度を外側継手部材の軸部の外径部よりも高くし、その硬度差を、ＨＲｃ２０以上としたことを特徴とする請求項７に記載の車輪用軸受装置。
9. 前記圧入による凹部の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たことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の車輪用軸受装置。
10. ハブ輪の孔部の内径面の内径寸法を、凸部の頂点を結ぶ円の直径寸法よりも小さく、凸部間の谷底の直径寸法よりも大きく設定したことを特徴とする請求項５、請求項６、請求項９のいずれか１項に記載の車輪用軸受装置。
11. 外側継手部材の軸部の外径寸法を、ハブ輪の複数の凸部の頂点を結ぶ円弧の直径寸法よりも大きく、凸部間の谷底の直径寸法よりも小さくしたことを特徴とする請求項７〜請求項９のいずれか１項に記載の車輪用軸受装置。
12. 外側継手部材の軸部に前記凸部を円周方向の複数箇所に設け、凸部の高さ方向の中間部において、凸部の周方向厚さの総和を、隣接する凸部との間の溝幅の総和よりも小さくしたことを特徴とする請求項５、請求項６、請求項９、請求項１０のいずれか１項に記載の車輪用軸受装置。
13. ハブ輪の孔部に前記凸部を円周方向の複数箇所に設け、凸部の高さ方向の中間部において、各凸部の周方向厚さの総和を、隣接する凸部との間の溝幅の総和よりも小さくしたことを特徴とする請求項７〜請求項９、請求項１１のいずれか１項に記載の車輪用軸受装置。
14. 外側継手部材のバック面と内方部材との隙間部に異物の浸入防止用のシール部材を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項１３のいずれか１項に記載の車輪用軸受装置。

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