WO2009123254A1 - 車輪用軸受装置およびアクスルモジュール - Google Patents

Abstract

　加工工数、組立工数を削減しつつ、補修時の部品交換費用も抑えた低コストの車輪用軸受装置およびアクスルモジュールを提供する。 　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軸方向に延びる凸部を設け、凸部を軸方向に沿って他方に圧入し、この圧入によって他方に凸部に密着嵌合する凹部を形成して、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構成する。外方部材を車両のナックルの孔と所定のはめあいで嵌合させる。外方部材の外周面とナックルの孔の内周面にそれぞれ環状溝を形成し、双方の環状溝に止め輪を係合させる。通常使用時に作用する引き抜き力よりも大きな引き抜き力付与による止め輪の変形または破断のみによって外方部材をナックルから分離可能とした。

Description

車輪用軸受装置およびアクスルモジュール

　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およびアクスルモジュールに関する。

　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４５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（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側端部の外周面に小径段部１６６が設けられ、この小径段部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）１８２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。また、外方部材１５５の外周面（外径面）には車体取付用のフランジ１８２が設けられ、このフランジ１８２が図示省略のナックルに取り付けられる。

　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同時に除去することは困難であった。

　ところで、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、この種の車輪用軸受装置は、前記したように、外方部材１５５が車体側のナックルに装着される。近年では、フランジ１８２を設けることなく、外方部材１５５の外径面が円筒面となる圧入面を設け、この圧入面をナックルの孔部に圧入するものがある。しかしながら、このような圧入のみでは、抜け防止の信頼性に劣ることになる。このため、抜け防止手段に止め輪が用いられる。

　止め輪を用いると、補修等に際して、ナックルから外方部材を取り外すことが容易でなく、大きな引き抜き荷重を負荷して分解せざるをえない。その結果、ナックルの止め輪溝が破壊されてしまうので、ナックルをも交換する必要が生じ、補修コストが嵩む。

　本発明は、上記課題に鑑みて、第１の目的は、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長期にわたって安定して一体化される車輪用軸受装置を提供する。第２の目的は、加工工数、組立工数を削減しつつ、補修時の部品交換費用も抑えた低コストの駆動車輪用軸受装置およびアクスルモジュールを提供する。

　本発明の第１の車輪用軸受装置は、内周に複列の外側軌道面を形成した外方部材と、外周に複列の内側軌道面を形成した内方部材と、外方部材の外側軌道面と内方部材の内側軌道面との間に配置される転動体とを有する車輪用軸受を備え、内方部材は外径面に車輪取付用フランジが突設されるハブ輪を有し、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とが凹凸嵌合構造を介して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の外径面とハブ輪の孔部の内径面とのどちらか一方に軸方向に延びる凸部を設け、前記凸部を軸方向に沿って他方に圧入し、この圧入によって他方に凸部に密着嵌合する凹部を形成して、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、前記外方部材を車両のナックルの孔と所定のはめあいで嵌合させるとともに、前記外方部材の外周面と前記ナックルの孔の内周面にそれぞれ環状溝を形成し、双方の環状溝に係合させた止め輪によって、前記ナックルから前記外方部材の抜け止めをするとともに、通常使用時に作用する引き抜き力よりも大きな引き抜き力付与による前記止め輪の変形または破断のみによって前記外方部材を前記ナックルから分離可能としたものである。

　本発明の車輪用軸受装置によれば、外側継手部材のステム軸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し、この他方に凸部にて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。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、凸部の凹部嵌合部位の全体がその対応する凹部に対して密着する。その際、嵌合部位の極く一部領域に凸部による凹部成形過程で不可避的に隙間が生じる場合がある。

　このように、凹凸嵌合構造は、凸部の凹部嵌合部位の全体がその対応する凹部に対して密着しているので、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。

　軸受の構成を例示するならば、軸受形式が複列アンギュラ玉軸受の場合、２列のアウタレースをもった外方部材と、２列のインナレースをもった内方部材と、アウタレースとインナレースとの間に介在させた転動体（この場合は玉）とで構成される。軸受内輪に相当する内方部材は、それぞれ１列のインナレースをもったハブ輪と内輪とを含み、ハブ輪に内輪を嵌合させてハブ輪の端部をかしめることによって固定することができる。種々のかしめ加工が知られているが、一例として揺動かしめを挙げることができる。ハブ輪の端部をかしめることによって、２列のインナレース間の間隔が狭まり、軸受予圧が付与される。軸受外輪に相当する外方部材はナックルの孔とはめあいの関係にある。

　外側継手部材は、前記軸部と、内部に内側継手部材やトルク伝達要素を収容するマウス部とからなり、外側継手部材の開口端部にはブーツが装着してある。一般に、このブーツを外側から締め付けるブーツバンドの最大外径がドライブシャフトの最大外径となる。したがって、外方部材の外径を当該最大外径よりも大きく設定しておくことにより、ドライブシャフト全体をナックルの孔からアウトボード側に取り出すことができる。

　ここで、ドライブシャフトは、アウトボード側等速自在継手と、シャフトと、インボード側等速自在継手とで構成され、エンジンからのトルクをホイールに伝達する働きをする。インボード側等速自在継手はトランスミッションの出力軸とトルク伝達可能に、かつ、スライドスプラインにより軸方向移動可能に結合している。アウトボード側等速自在継手はハブ輪を介してホイールにトルクを伝達する。

　外方部材とナックルの孔とのはめあいを締まりばめ（タイトフィット）とすることにより、軸方向の抜け止めはある程度可能である。しかし、過大な締め代にはできないことから、確実な抜け止めをしてフェールセーフおよび想定外の高荷重が負荷されたときの対策を図るため、本発明では止め輪を併用する。しかも、通常使用時に作用する引き抜き力よりも大きな引き抜き力付与による前記止め輪の変形または破断のみによって前記外方部材を前記ナックルから分離可能としているので、通常使用時に作用する引き抜き力では、止め輪は変形や破断することがなく、外方部材のナックルからの分離が規制される。また、通常使用時に作用する引き抜き力よりも大きな引き抜き力を付与した場合、止め輪が変形または破断して、外方部材をナックルから分離させることができる。

　この場合、ナックル及び外方部材よりもせん断応力が小さい材料の止め輪を使用するのが好ましい。具体的には、止め輪のせん断応力は５～１５０ＭＰａの範囲とするのがよい。これによって、止め輪よりも早くナックルまたは外方部材が変形または破断するのを有効に防止できる。そのような止め輪の材料の一例として熱可塑性合成樹脂を挙げることができる。

　止め輪の外径側稜線部を面取りしてもよい。これは止め輪の断面形状が矩形の場合であるが、断面形状が円形の止め輪を採用してもよい。つまり、円形断面の線材を素材とした止め輪を採用することができる。ナックルの孔のアウトボード側の端縁を面取りしてもよい。

　外方部材がナックルの孔に圧入によって嵌合するとともに、この圧入時には、外方部材の外周面の環状溝に係合している止め輪がナックルの孔の内周面に案内されて縮径してナックルの孔の環状溝への摺動が許容され、止め輪がナックルの孔の環状溝に対応した状態で拡径して、この環状溝に係合するものが好ましい。このようなものであれば、外方部材の外周面に止め輪を装着して弾性変形により縮径させた状態でナックルの孔に挿入し、軸方向に移動させると、止め輪がナックルの孔の止め輪溝の位置に到達し次第、弾性により拡径してナックルの孔内に拡がり、双方の止め輪溝に係合するに至る。

　本発明の第２の車輪用軸受装置は、内周に複列の外側軌道面を形成した外方部材と、外周に複列の内側軌道面を形成した内方部材と、外方部材の外側軌道面と内方部材の内側軌道面との間に配置される転動体とを有する車輪用軸受を備え、内方部材は外径面に車輪取付用フランジが突設されるハブ輪を有し、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とが凹凸嵌合構造を介して分離可能に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の外径面とハブ輪の孔部の内径面とのどちらか一方に軸方向に延びる凸部を設け、前記凸部を軸方向に沿って他方に圧入し、この圧入によって他方に凸部に密着嵌合する凹部を形成して、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、前記凸部には、圧縮残留応力付与手段によって圧縮残留応力が付与されているものである。

　凸部に圧縮残留応力が付与されているので、凸部の耐摩耗性の向上を図ることができる。すなわち、圧縮残留応力を付与することによって、残留オーステナイトをマルテンサイトに変態させることができて、耐摩耗性を向上させることができる。

　圧縮残留応力付与手段がショットピーニングで構成することができる。ショットピーニングとは、ショット材と呼ばれる硬質な小球を、投射装置等により加速して噴射させ、被加工部品に高速で衝突させる冷間加工法である。ショットピーニングされた被加工部品は、表面にはある粗さが形成されるが、表層部は加工硬化され、高い圧縮残留応力が付与される。また、被加工部品が浸炭材では残留オーステナイトが加工誘起型マルテンサイトに変態する。

　等速自在継手の外側継手部材のステム軸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、前記ステム軸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ステム軸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ステム軸に圧入することによって、この凸部にて外側継手部材のステム軸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。

　前記凸部の硬度（ロックウェル硬度）が５０ＨＲＣ～６５ＨＲＣであり、凸部が圧入される相手側の硬度（ロックウェル硬度）が１０ＨＲＣ～３０ＨＲＣであるのが好ましい。凸部の硬度が５０ＨＲＣ～６５ＨＲＣであれば、相手側に圧入するための硬度を具備することができる。また、相手側の硬度が１０ＨＲＣ～３０ＨＲＣであれば、凸部を圧入することができる。

　前記凸部が高周波熱処理にて熱処理硬化されるのが好ましい。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。

　前記凸部の突出方向中間部の周方向厚さを、周方向に隣合う凸部間における前記突出方向中間部に対応する位置での周方向寸法よりも小さくするこが好ましい。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が、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なる。

　前記凹凸嵌合構造は軸方向の引き抜き力付与による分離を許容するようにするのが好ましい。この場合、外側継手部材の軸部に軸方向の引き抜き力を付与すれば、ハブ輪の孔部から外側継手部材を取外すことができる。また、外側継手部材の軸部をハブ輪の孔部から引き抜いた後において、再度、外側手部材の軸部をハブ輪の孔部に圧入すれば、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することができる。

　前記ハブ輪の内径面に、等速自在継手の外側継手部材の軸部に先端部が当接してこの軸部の軸方向の位置決めとなる壁部を設けるのが好ましい。壁部を設けたことによって、ボルト固定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る。

　壁部を設けることによって、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てもよい。軸部抜け止め構造を設けることによって、ハブ輪に対する等速自在継手の外側継手部材が軸方向に抜けることを防止できる。この際、軸部抜け止め構造は、ハブ輪の内径面に係合する外側継手部材の軸部の端部拡径加締部にて構成するとともに、この端部拡径加締部は未硬化処理状態であるのが好ましい。

　本発明のアクスルモジュールは、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中間軸とを備え、前記アウトボード側等速自在継手に、前記車輪用軸受装置の等速自在継手を用いたものである。この場合、アウトボード側等速自在継手およびインボード側等速自在継手の最大外径を車輪用軸受装置の車輪用軸受の外方部材の外径よりも小さくするのが好ましい。

　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。また、通常使用時に作用する引き抜き力では、止め輪は変形や破断することがなく、外方部材のナックルからの分離が規制される。このため、この車輪用軸受装置はナックルに対して安定した状態で連結される。

　車輪用軸受装置がナックルに装着されている状態において、通常使用時に作用する引き抜き力よりも大きな引き抜き力を付与することによって、止め輪が変形または破断することになる。これによって、ナックルの環状溝や外方部材の環状溝等を損傷させることなく、外方部材、延いては車輪用軸受装置全体をナックルから分離することができる。

　外側継手部材のステム軸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、加工工数の削減が可能となって生産性に優れ、かつスプライン同士の位相合わせを必要とせず、組立工数の削減が可能となって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。

　さらに、ナックルや外方部材よりも止め輪のせん断応力を小さくすることによって、補修等に際してナックルから外方部材を取り外すときナックルや外方部材に損傷を与える心配がない。したがって、補修時等の部品交換も必要最小限に抑えられ、総じて低コストな車輪用軸受装置を提供することができる。

　止め輪に、外径側稜線部を面取りしたものや断面形状が円形のものを使用すれば、外方部材をナックルの孔に圧入する作業を容易にすることができる。つまり、円形断面の線材を素材とした止め輪を採用することにより、ナックルの孔への圧入作業が容易となる。

　ところで、ナックルの孔のアウトボード側は、車両に取り付けた状態で車両の外側になる側であって、外方部材を圧入する際の入口部となる。このため、ナックルの孔のアウトボード側の端縁を面取りすれば、ナックルに外方部材を圧入する際、この面取りが止め輪を徐々に縮径させて外方部材の止め輪溝内に沈み込みやすくする役割を果たし、外方部材をナックルの孔にスムーズに挿入することができる。

　また、止め輪が弾性変形によって縮径するものであれば、止め輪がナックルの孔の止め輪溝の位置に到達し次第、弾性により拡径して、双方の止め輪溝に係合することになり、この止め輪の装着作業の容易化を図ることができる。

　本発明の第２の車輪用軸受装置によれば、凸部に圧縮残留応力が付与されているので、凸部の耐摩耗性の向上を図ることができる。このため、駆動トルクが作用して凹凸嵌合構造において仮に僅かな相対変位が発生したとしても、フレッティング摩耗の発生を抑えることができて、凹凸嵌合構造のアブレッシブ摩耗を防止できる。これによって、長期にわたってガタつくことなく安定してトルク伝達機能を発揮することができる。

　圧縮残留応力付与手段がショットピーニングで構成することができ、ピーニング加工で圧縮残留応力を安定して増大させることができる。しかも、汎用のショットピーニングを用いることができ、コストの低減を図ることができる。

　また、等速自在継手の外側継手部材のステム軸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、前記ステム軸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、ステム軸側の硬度を高くでき、ステム軸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ステム軸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ステム軸に圧入するものでは、ステム軸側の硬度処理（熱処理）を行う必要がないので、等速自在継手の外側継手部材の生産性に優れる。

　凸部の硬度が５０ＨＲＣ～６５ＨＲＣであれば、相手側に圧入するための硬度を具備することができ、圧入性の向上を図ることができ、また、相手側の硬度が１０ＨＲＣ～３０ＨＲＣであれば、この相手側に対して硬化処理を行う必要はなく、生産性の向上を図ることができる。

　凸部が高周波熱処理にて熱処理硬化することができ、高周波熱処理の利点（局部加熱ができ、焼入れ条件の調整が容易である点。短時間に加熱ができるため酸化が少ない点。他の焼入れ方法に比べて、焼入れ歪が少ない点。表面硬さが高く、優れた耐摩耗性を得られる点。硬化層の深さの選定も比較的容易である点。自動化が容易で機械加工ラインへの組み入れも可能である点等の利点）を奏することができる。特に、高周波熱処理にショットピーニングを組み合わせることで高い圧縮残留応力が付与でき、疲労強度の向上が期待できる。

　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、凹部が形成される側の凸部（形成される凹部間の凸部）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、相手側の凸部（凹部が形成されることによる凹部間の硬度が低い凸部）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、硬度が高い側の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。

　また、外側継手部材の軸部に軸方向の引き抜き力を付与することによって、分離を許容するものでは、ハブ輪の孔部から外側継手部材を取外すことができ、取外した後、再圧入することができる。このため、この車輪用軸受装置の各部品の補修・点検・交換作業の容易化を図ることができ、しかも、必要な部品のみ交換可能であって、補修時の部品交換費用を抑えることができ、低コストな車輪用軸受装置を提供できる。

　位置決め用の壁を設けたものであれば、位置決めされたことによって、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。

　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、端部拡径加締部は未硬化処理状態であれば、拡径作業の容易化を図ることができる。

　前記のような車輪用軸受装置を用いたアスクルモジュールは、加工工数、組立工数を削減しつつ、車輪用軸受装置を交換するような不具合が生じた場合、ナックルからこの車輪用軸受装置を分離できるとともに、車輪用軸受と等速自在継手とを分離でき、必要な部品のみ交換可能であり、補修時の部品交換費用も抑えることができる。特に、アウトボード側等速自在継手およびインボード側等速自在継手の最大外径を車輪用軸受装置の車輪用軸受の外方部材の外径よりも小さくすることによって、これらの等速自在継手をナックルに対して容易に通過させることができ、アスクルモジュールの組み付け作業性の向上を図ることができる。

本発明の第１実施形態のアクスルモジュールの縦断面図である。 前記図１のアクスルモジュールにおける車輪用軸受装置の拡大断面図である。 前記図２の車輪用軸受装置の凹凸嵌合構造の拡大断面図である。 前記図３ＡのＸ部拡大図である。 前記図２の車輪用軸受装置の部分拡大図である。 前記図２の車輪用軸受装置の圧入前の状態を示す縦断面図である。 前記図２の車輪用軸受装置の凹凸嵌合構造の要部拡大断面図である。 図２の車輪用軸受装置のシール材部分を示し、Ｏリングを用いた場合の断面図である。 図２の車輪用軸受装置のシール材部分を示し、ガスケットを用いた場合の断面図である。 圧入荷重と硬度差との関係を示すグラフ図である。 前記図１のアクスルモジュールの車両への組み付け過程を示す縦断面図である。 前記図１のアクスルモジュールの車両への組み付け過程を示す縦断面図である。 前記図１のアクスルモジュールを車両に組み付けた状態を示す縦断面図である。 矩形断面の止め輪の正面図である。 矩形断面の止め輪の断面図である。 円形断面の止め輪の正面図である。 円形断面の止め輪の断面図である。 パイロット部を有するブレーキロータをハブ輪に取り付けた例を示す車輪用軸受装置の縦断面図である。 ハブ輪にパイロット部を設けた例を示す車輪用軸受装置の縦断面図である。 本発明の第２実施形態のアクスルモジュールにおける車輪用軸受装置の拡大断面図である。 前記図１６に示す車輪用軸受装置の組立方法を示す断面図である。 前記図１６に示す車輪用軸受装置の組立方法を示す断面図である。 本発明の第３実施形態のアクスルモジュールにおける車輪用軸受装置の拡大断面図である。 前記図１９に示す車輪用軸受装置の組立方法を示す断面図である。 前記図１９に示す車輪用軸受装置の組立方法を示す断面図である。 前記図１９の車輪用軸受装置の外輪の軸部の端面を示し、全周にわたる外鍔状係止部の端面図である。 前記図１９の車輪用軸受装置の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される外鍔状係止部の端面図である。 本発明の第４実施形態のアクスルモジュールにおける車輪用軸受装置の拡大断面図である。 本発明の第５実施形態のアクスルモジュールにおける車輪用軸受装置の拡大断面図である。 本発明の第６実施形態のアクスルモジュールにおける車輪用軸受装置の拡大断面図である。 本発明の第７実施形態のアクスルモジュールにおける車輪用軸受装置の拡大断面図である。 前記図２６の車輪用軸受装置の要部拡大断面図である。 本発明の第８実施形態のアクスルモジュールの縦断面図である。 前記図２８の車輪用軸受装置の拡大断面図である。 前記図２８の車輪用軸受装置の凹凸嵌合構造の拡大縦断面図である。 前記図３１のＷ－Ｗ線断面である。 軸部圧入ガイド構造の第１変形例を示す拡大断面図である。 軸部圧入ガイド構造の第２変形例を示す拡大断面図である。 前記図２８の車輪用軸受装置の要部拡大断面図である。 前記図２８の車輪用軸受装置の組立前の断面図である。 組立られた状態のアクスルモジュールの断面図である。 アクスルモジュールをナックルに装着する方法を示す断面図である。 車輪用軸受装置の分離方法を示す断面図である。 再圧入方法を示す断面図である。 再圧入方法を示し、圧入直前状態の断面図である。 圧入途中を示す断面図であり、 圧入完了状態を示す断面図である。 軸部圧入ガイド構造の第３変形例の断面図である。 軸部圧入ガイド構造の第４変形例の断面図である。 軸部圧入ガイド構造の第５変形例の断面図である。 本発明の第９実施形態を示すアクスルモジュールがナックルに装着された状態の縦断面図である。 前記図４０のアクスルモジュールの縦断面図である。 前記図４０のアクスルモジュールのナックルへの装着方法を示す縦断面図である。 凹凸嵌合構造の第１変形例の断面図である。 凹凸嵌合構造の第２変形例の断面図である。 凹凸嵌合構造の第３変形例の横断面図である。 凹凸嵌合構造の第３変形例の拡大横断面図である。 従来の車輪用軸受装置の縦断面図である。

　図１にアクスルモジュールの例を示す。このアクスルモジュールは、車輪用軸受装置部分と、ドライブシャフト部分に大別することができる。車輪用軸受装置は、アウトボード側等速自在継手Ｔ１の外側継手部材と、ハブ輪１と、転がり軸受２とをユニット化したものである。ドライブシャフトは、シャフト１０と、その両端に取り付けたアウトボード側の等速自在継手Ｔ１とインボード側の等速自在継手Ｔ２とを含む。このように、車輪用軸受装置とドライブシャフトはアウトボード側等速自在継手Ｔ１（の外側継手部材）を共通の構成要素としている。

　アウトボード側の等速自在継手Ｔ１は、ここではツェッパ型の例を示してあるが、ボール溝の溝底に直線部分を有するアンダーカットフリー型等、他の固定式等速自在継手を採用することもできる。等速自在継手Ｔ１は、外側継手部材としての継手外輪５と、内側継手部材としての継手内輪６と、トルク伝達要素としての複数のボール７と、ボール７を保持するケージ８とを主要な部材として含む。

　継手外輪５はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０～０．８０ｗｔ％を含む中炭素鋼でつくられ、マウス部１１と軸部（ステム部）１２とからなり、図５に示すように、両者の境界部分にバック面１１ａが形成してある。マウス部１１は一端にて開口した椀状で、その球面状の内周面（内球面）１３に、軸方向に延びた複数のボール溝１４が円周方向に等間隔に形成してある。継手外輪５の軸部１２は、クロスハッチングで示すように、バック面１１ａから軸部にかけて表面硬さ５８～６４ＨＲＣ（ロックウエル硬さＣスケール）の範囲の所定の硬化層Ｈが形成してある。なお、軸部１２の先端は表面硬化処理を施さず生のままとしてある。

　継手内輪６はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０～０．８０ｗｔ％を含む中炭素鋼でつくられ、軸心部のスプライン孔６ａにてシャフト１０の端部のスプライン軸１０ａとスプライン嵌合させることにより、シャフト１０とトルク伝達可能に結合してある。シャフト１０の端部に装着した止め輪９によって継手内輪６からのシャフト１０の抜け止めをしてある。継手内輪６は球面状の外周面（外球面）１５を有し、軸方向に延びた複数のボール溝１６が円周方向に等間隔に形成してある。

　継手外輪５のボール溝１４と継手内輪６のボール溝１６とは対をなし、各対のボール溝１４，１６で形成されるボールトラックに１個ずつ、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のボール溝１４と継手内輪６のボール溝１６との間に介在してトルクを伝達する。すべてのボール７はケージ８によって同一平面内に保持される。ケージ８は継手外輪５と継手内輪６との間に球面接触状態で介在し、球面状の外周面にて継手外輪５の内球面１３と接し、球面状の内周面にて継手内輪６の外球面１５と接する。

　内部に充填した潤滑剤の漏洩を防止するとともに、外部から異物が侵入するのを防止するため、マウス部１１の開口部はブーツ６０で塞いである。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はマウス部１１の開口部に取り付けてブーツバンド６１で締め付けてある。小径部６０ｂはシャフト１０のブーツ装着部１０ｂに取り付けてブーツバンド６２で締め付けてある。

　インボード側の等速自在継手Ｔ２は、ここではトリポード型の例を示してあるが、ダブルオフセット型等、他のしゅう動式等速自在継手を採用することもできる。等速自在継手Ｔ２は、外側継手部材としての継手外輪１３１と、内側継手部材としてのトリポード１３２と、トルク伝達要素としてのローラ１３３とを主要な構成要素としている。

　継手外輪１３１はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０～０．８０ｗｔ％を含む中炭素鋼でつくられ、マウス部１３１ａとステム部１３１ｂとからなり、ステム部１３１ｂにてデイファレンシャルの出力軸とトルク伝達可能に連結するようになっている。マウス部１３１ａは一端にて開口したカップ状で、内周の円周方向三等分位置に軸方向に延びるトラック溝１３６が形成してある。このためマウス部１３１ａの横断面形状は花冠状を呈する。トラック溝１３６とステム部１３１ｂの外周には高周波焼入れによって表面硬さ５８～６４ＨＲＣの範囲の所定の硬化層が形成してある。

　トリポード１３２はボス１３８と脚軸１３９とからなり、ボス１３８のスプライン孔１３８ａにてシャフト１０の端部スプライン１０ｃとトルク伝達可能に結合している。脚軸１３９はボス１３８の円周方向三等分位置から半径方向に突出している。各脚軸１３９にはローラ１３３を回転自在に支持させてある。

　ここでも、ブーツ１４０を取り付けて継手外輪１３１の開口部を塞いである。これにより、内部に充填した潤滑剤の漏洩を防止するとともに、外部から異物が侵入するのを防止する。ブーツ１４０は、大径部１４０ａと、小径部１４０ｂと、大径部１４０ａと小径部１４０ｂとの間の蛇腹部１４０ｃとからなり、大径部１４０ａをマウス部１３１ａの開口端部に取り付けてブーツバンド１４１で締め付け、小径部１４０ｂをシャフト１０のブーツ装着部１０ｄに取り付けてブーツバンド１４１で締め付けてある。

　次に、ハブ輪１はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０～０．８０ｗｔ％を含む中炭素鋼でつくられ、図２、図５から分かるように、筒部２０と、筒部２０のアウトボード側の端部に設けたフランジ２１とを有する。ハブ輪１のフランジ２１にはボルト装着孔３２が設けてあり、このボルト装着孔３２に植え込んだハブボルト３３によっ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。筒部２０のインボード側の端部に小径部２３を形成し、そこに内輪２４を嵌合させてある。そして、小径部２３の端部を半径方向外側にかしめて、加締部３１を内輪２４の端面に当てることにより、内輪２４をハブ輪１に固定すると同時に軸受２に予圧を付与する。

　筒部２０は軸心部を貫通した孔部２２（図５）を有する。孔部２２は、軸方向中間部の嵌合孔２２ａを中心として、アウトボード側に位置するテーパ孔２２ｂと、インボード側の大径部２２ｃとを含む。嵌合孔２２ａにおいて、後述する凹凸嵌合構造Ｍを介して等速自在継手Ｔ１の継手外輪５の軸部１２とハブ輪１とが結合される。また、嵌合孔２２ａと大径部２２ｃとはテーパ部２２ｄで接続してある。このテーパ部２２ｄは、ハブ輪１と継手外輪５の軸部１２を結合する際の圧入方向に向かって縮径している。テーパ部２２ｄの角度θ１（図５）は、例えば１５°～７５°とする。

　ハブ輪１は、図５にクロスハッチングで示すように、内側軌道面２８をはじめ、アウトボード側のシール部材Ｓ１のシールリップが摺接するシールランド部から小径部２３の一部にかけて高周波焼入れによって表面硬さ５８～６４ＨＲＣの範囲の所定の硬化層Ｈ１を形成してある。これにより、シールランド部の耐摩耗性が向上するだけでなく、モーメント荷重等に対するハブ輪１自体の強度が増大して耐久性が向上する。また、塑性変形させて加締部３１とすべき部分は、鍛造後の素材表面硬さの未焼入れ部とするのが好ましい。

　転がり軸受２は、軸受外輪に相当する外方部材２５と、軸受内輪に相当する内方部材３９と、転動体３０を主要な構成要素としている。外方部材２５はＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼でつくられ、外周面が円筒形状で、内周に２列の外側軌道面（アウタレース）２６、２７を有する。内方部材３９はここではハブ輪１と内輪２４とで構成される。すなわち、ハブ輪１の筒部２０のフランジ２１寄りに第１内側軌道面（インナレース）２８が形成してあり、ハブ輪１の小径部２３に嵌合させた内輪２４の外周に第２内側軌道面（インナレース）２９が形成してある。軌道面２８には高周波焼入れによって表面硬さが５８～６４ＨＲＣの範囲の硬化層が形成されている。内輪２４はＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼でつくられ、軌道面２９にはズブ焼入れによって表面硬さが５８～６４ＨＲＣの範囲の硬化層が形成されている。そして、第１外側軌道面２６と第１内側軌道面２８とが対向し、第２外側軌道面２７と第２内側軌道面２９とが対向し、これらの間に転動体３０が介在させてある。各列の転動体３０は保持器で所定間隔に保持される。

　内部に充填した潤滑剤の漏洩を防止するとともに外部からの異物の侵入を防止するため、外方部材２５の両端開口部にシール部材Ｓ１，Ｓ２が装着してある。なお、後述するように、外方部材２５は車体の懸架装置から延びるナックル３４（図９参照）の孔の内周面３４ａに嵌合させるようになっている。

　ハブ輪１と等速自在継手Ｔ１の継手外輪５の軸部１２とは、凹凸嵌合構造Ｍを介して結合させる。凹凸嵌合構造Ｍは、図３Ａに示すように、例えば、軸部１２の端部に設けた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が円周方向に所定ピッチで配設され、ハブ輪１の孔部２２の嵌合孔２２ａの内径面３７に凸部３５が嵌合する複数の凹部３６が円周方向に沿って形成されている。つまり、円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、その断面が凸円弧状の頂点を有する三角形状（山形状）であり、各凸部３５の凹部嵌合部位とは、図３Ｂ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、円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が形成されている。

　前述のとおりハブ輪１のインボード側の端部をかしめて加締部３１を内輪２４の端面に当てることで軸受予圧を付与するものであることから、継手外輪５のマウス部１１のバック面１１ａを内輪２４に当てる必要がなく、ハブ輪１の端部（この場合、加締部３１）に対してマウス部１１を接触させない非接触構造とすることができる。このため、図２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との間にすきま９８が存在している。なお、異音の問題がないならば、マウス部１１と加締部３１を接触させた構造とすることも可能である。

　凹凸嵌合構造Ｍよりもインボード側（車両に取り付けた状態で車両の内側となる方）および凹凸嵌合構造Ｍよりもアウトボード側（車両に取り付けた状態で車両の外側となる方）にそれぞれ、凹凸嵌合構造Ｍへの異物侵入防止手段Ｗが設けてある。すなわち、図７Ａ及び図７Ｂに拡大して示すように、ハブ輪１の加締部３１とマウス部１１のバック面１１ａとの間のすきま９８に配置したシール部材９９によってインボード側の異物侵入防止手段Ｗ１（図２）を形成させる。この場合、すきま９８は、ハブ輪１の加締部３１とマウス部１１のバック面１１ａとの間の半径方向部分と、大径部２２ｃと軸部１２との間の軸方向部分とを含む。そして、シール部材９９は、すきま９８の半径方向部分と軸方向部分とが会合するコーナ付近に配置してある。なお、シール部材９９としては、図７Ａに示すようなＯリング等のようなものであっても、図７Ｂに示すようなガスケット等のようなものであってもよい。

　アウトボード側の異物侵入防止手段Ｗ２は、図２および図４に示すように、係合部である端部拡径加締部６５と、テーパ孔２２ｂの内径面との間に介在させたシール材（図示省略）の形態をとることができる。この場合、端部拡径加締部６５にシール材が塗布されることになる。すなわち、塗布後に硬化して端部拡径加締部６５とテーパ孔２２ｂの内径面と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（シール剤）を塗布すればよい。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との嵌合接触部位３８、隙間４０間にシール材を介在し、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、隙間４０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（シール剤）を塗布すればよい。

　継手外輪５の軸部１２の端部とハブ輪１の内径面３７との間に軸部抜け止め構造Ｍ１が設けてある。この軸部抜け止め構造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に係止する前記端部拡径加締部（テーパ状係止片）６５からなる。すなわち、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に圧接乃至接触している。

　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に対して継手外輪５の軸部１２を圧入し、凸部３５によって凹部３６を形成させるようにしている。このとき、圧入の進行に伴い、凸部３５によって形成される凹部３６から材料がはみ出してはみ出し部４５（図４参照）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、もしくは、凹部３６を形成するために切削されたもの、または、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、はみ出し部４５を収納するポケット部（収納部）１００を軸部１２に設けてある。

　ここでは軸部１２のスプライン４１の軸端縁に円周方向溝１０１を設けることによって、ポケット部（収納部）１００を形成させてある。円周方向溝１０１よりも反スプライン側には、上述の軸部抜け止め構造Ｍ１を構成する（端部拡径加締部）テーパ状係止片６５が位置している。

　次に、凹凸嵌合構造Ｍのつくり方を説明する。この場合、図５に示すように、軸部１２
の外径部には表面硬化処理を施し、この硬化層Ｈに軸方向に延びた凸部４１ａと凹部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の凸部４１ａが硬化処理されて、この凸部４１ａが凹凸嵌合構造Ｍの凸部３５となる。なお、ここでの硬化層Ｈの範囲は、クロスハッチングで示すように、スプライン４１の外端縁から継手外輪５のバック面１１ａの一部までである。表面硬化処理としては、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。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。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。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。

　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。ここでの硬化層Ｈ１の範囲は、クロスハッチングで示すように、フランジ２１の付け根部から内輪２４が嵌合する小径部２３のかしめ部近傍までである。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。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。具体例を挙げるならば、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。

　そして、このように熱硬化された凸部３５に対して、圧縮残留応力付与手段にて圧縮残留応力を付与することになる。圧縮残留応力付与手段はショットピーニングにて構成することができる。ここで、ショットピーニングとは、ショット材と呼ばれる硬質な小球を、投射装置等により加速して噴射させ、被加工部品に高速で衝突させる冷間加工法である。ショットピーニングされた被加工部品は、表面にはある粗さが形成されるが、表層部は加工硬化され、高い圧縮残留応力が付与される。また、被加工部品の残留オーステナイトが加工誘起型マルテンサイトに変態する。

　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の凸部４１ａである凸部３５の頂点を結ぶ円の最大外径寸法（外接円直径）Ｄ１よりも小さく、凸部間の軸部外径面の外径寸法、つまりスプライン４１の凹部４１ｂの底を結ぶ円の直径寸法Ｄ２よりも大きく設定する。すなわち、Ｄ２＜Ｄ＜Ｄ１で表わされる寸法関係とする。

　スプラインは、その構成も加工方法も周知である（JIS B 0006:1993参照）。すなわち
、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、表面硬化処理としては、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。

　軸部１２の端面の外周縁部からテーパ状係止片６５（図２、図４）を形成させるための短円筒部６６を軸方向に突出させてある。短円筒部６６の外径Ｄ４は孔部２２の嵌合孔２２ａの内径寸法Ｄよりも小さく設定してある。これにより、この短円筒部６６は、後述するように軸部１２をハブ輪１の孔部２２に圧入するとき調心作用をする。

　そして、図５に示すように、ハブ輪１の軸心と継手外輪５の軸心とを合わせた状態で、ハブ輪１に対して継手外輪５の軸部１２を挿入（圧入）していく。なお、継手外輪５の軸部１２の付け根部（マウス部側）にあらかじめシール部材９９（図２参照）をはめておく。このとき、ハブ輪１の孔部２２に圧入方向に向かって縮径するテーパ部２２ｄが形成してあるので、このテーパ部２２ｄが圧入開始時のガイド作用を発揮する。また、孔部２２の内径面３７の内径寸法Ｄと、凸部３５の外径寸法Ｄ１と、スプライン４１の凹部の直径寸法Ｄ２とが前記のような関係であり、しかも、凸部３５の硬度が孔部２２の内径面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が嵌合孔２２ａの内径面３７に食い込んでいき、凸部３５が、この凸部３５と嵌合する凹部３６を軸方向に沿って形成していくことになる。

　圧入によって、図３Ａに示すように、軸部１２の端部の凸部３５と、これと嵌合する凹部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、嵌合孔２２ａの内径面３７）に凸部３５の形状が転写される。凸部３５が嵌合孔２２ａの内径面３７に食い込んでいくことによって、嵌合孔２２ａがわず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、嵌合孔２２ａ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が半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。このように、凸部３５の凹部嵌合部位の全体がその対応する凹部３６に対して密着するものであるが、嵌合部位の極く一部領域に凸部による凹部成形過程で不可避的に隙間が生じる場合がある。

　また、継手外輪５の軸部１２の付け根部（マウス部側）にシール部材９９が装着してあるので、圧入完了状態で、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がこのシール部材９９によって塞がれて密閉されることになる。

　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、図２等に示すように段差面Ｇを設け、この段差面Ｇに圧入用治具Ｋを係合させ、この圧入用治具Ｋから段差面Ｇに圧入荷重（軸方向荷重）を負荷すればよい。なお、段差面Ｇは円周方向に全周にわたって設けても、円周方向に所定ピッチで設けてもよい。このため、使用する圧入用治具Ｋとしても、これらの段差面Ｇに対応して軸方向荷重を負荷できればよい。

　このようにして凹凸嵌合構造Ｍが形成されるが、この凹凸嵌合構造Ｍの軸方向位置は、転がり軸受２の軌道面２６、２７、２８、２９の直下位置を避けた位置とするのが望ましい。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。

　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５から了解されるように、短円筒部６６が嵌合孔２２ａからテーパ孔２２ｂ側に突出している。そこで、図２に想像線で示すように、治具６７を使用してこの短円筒部６６を拡径すなわち半径方向外側に塑性変形させる。治具６７は、円柱状の本体部６８と、本体部６８の先端に連設される円錐台部６９とを備える。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で、かつ、その先端の外径が短円筒部６６の内径と同一か、それよりもわずかに小さい寸法に設定してある。

　そして、治具６７に矢印α方向の荷重を負荷して治具６７の円錐台部６９を短円筒部６６に嵌入させることにより、この短円筒部６６を拡径させようとする矢印β方向の力を付与する。その結果、治具６７の円錐台部６９によって、短円筒部６６の少なくとも一部はテーパ孔２２ｂの内径面側に押圧され、テーパ孔２２ｂの内径面に、異物侵入防止手段Ｗ２を構成するシール材を介して圧接ないし接触した状態となり、軸部抜け止め構造Ｍ１を構成することができる。なお、治具６７に矢印α方向の荷重を負荷する際には、この車輪用軸受装置が矢印α方向へ移動しないように固定する必要があるが、ハブ輪１や等速自在継手Ｔ１等の一部を固定部材で受ければよい。短円筒部６６は、内径面を軸端側に拡径するテーパ形状にしておけば鍛造で内径面を成形することも可能であり、コスト低減に繋がる。

　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よく、また、治具６７の円錐台部６９の円錐面を円周方向の全体ではなく部分的に配置してもよい。短円筒部６６に切り欠きを入れた場合、短円筒部６６を拡径させやすくなる。また、治具６７の円錐台部６９の円錐面を円周方向に部分的に配置した場合、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、図６に示すように、軸部１２の外径寸法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。

　図１に示すように組み立てられたアクスルモジュールは、図１１に示すように、転がり軸受２の外方部材２５をナックル３４の孔に嵌合させることによって車両への組付けが完了する。このために、外方部材２５の円筒形の外周面２５ａとナックル３４の孔の円筒形の内周面３４ａを所定のはめあいに設定してある。そして、外方部材２５の外周面２５aとナックル３４の孔の内周面３４ａとの間に止め輪１３０を介在させる。止め輪１３０を使用することにより、ナックル３４に対する外方部材２５の抜け止め効果が高まる。すなわち、外方部材２５の外周面２５ａに環状溝１２９（図２）を形成するとともに、ナックル３４の孔の内周面３４ａにも環状溝１２８（図９参照）を形成する。そして、止め輪１３０を外方部材２５の環状溝１２９とナックル３４の環状溝の双方に係合させる。つまり、止め輪１３０の内径側は外方部材２５の環状溝１２９と係合させ、止め輪１３０の外径側はナックル３４の環状溝１２８と係合させる。

　図１に示すように、外方部材２５の外径Ｄ１１を等速自在継手Ｔ１の最大外径寸法Ｄ１２よりも大径とする。ここで、等速自在継手Ｔ１の最大外径寸法Ｄ１２は、ブーツ６０およびブーツバンド６１等の付属品も含めた状態でのこの等速自在継手Ｔ１の最大外径寸法を意味する。また、インボード側等速自在継手Ｔ２の最大外径寸法Ｄ１３を外方部材２５の外径Ｄ１１よりも小径に設定する。インボード側等速自在継手Ｔ２の最大外径寸法Ｄ１３は、アウトボード側等速自在継手Ｔ１の場合と同様に、ブーツ１４０およびブーツバンド１４１等の付属品も含めた状態でのインボード側等速自在継手Ｔ２の最大外径寸法を意味する。

　アクスルモジュールの車両への組み付けは、図９と図１０に示すように、ナックル３４にこのアクスルモジュールをインボード側の等速自在継手Ｔ２側から通し、続いてアウトボード側の等速自在継手Ｔ１を通過させ、最後に、駆動車輪用軸受装置の外方部材２５をナックル３４の孔の内周面３４ａに圧入することになる。この場合、等速自在継手Ｔ１、Ｔ２の最大外径寸法Ｄ１２を外方部材２５の外径Ｄ１１、延いてはナックル３４の内径Ｄ１４よりも小径である。このため、等速自在継手Ｔ１、Ｔ２をナックル３４に対して容易に通過させることができ、アスクルモジュールの組み付け作業性の向上を図ることができる。なお、ナックル３４の内径面３４ａのアウトボード側端縁には、面取部９０が設けられている。

　この場合、外周面（ナックル圧入面）２５ａと内径面３４ａとの締代によって、ナックル３４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３４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転がり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３４の嵌合締代が設定されるものであって、外方部材２５の外径Ｄ１１（図１１等参照）と、ナックル３４の内径Ｄ１４（図９等参照）とが設定される。

　このため、外方部材２５の外周面（ナックル圧入面）２５ａとナックル３４のナックル内径面３４ａ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。そして、図１１に示すように、外方部材２５がナックル３４に圧入された状態で、止め輪１３０が外方部材２５の外周面２５ａの環状溝１２９とナックル３４の内周面３４ａの環状溝１２８とに係合する。

　図１２および図１３に止め輪１３０を示す。これらの止め輪１３０は、一部に欠損部１３０ａを有するリング体からなり、図１２Ａ及び図１２Ｂは矩形断面の止め輪の例、図１３Ａ及び図１３Ｂは円形断面の止め輪の例である。このため、止め輪１３０は、図１２Ａと図１３Ａに示す自由状態から内径方向への縮径力の付与によって、縮径し、この縮径力の付与の解除によって、図１２Ａと１３Ｂに示す自由状態に戻る。

　矩形断面の止め輪１３０の場合、図１２Ｂに示すように、外径側稜線部を面取りしてある。このように、外径側稜線部を面取りした矩形断面の止め輪、あるいは、円形断面の止め輪を採用することにより、ナックル３４の孔に外方部材２５を圧入するとき、止め輪１３０をスムーズに縮径させて外方部材２５の環状溝１２９内に沈み込みやすくすることができる。なお、図１２に示す止め輪１３０では、その外径面１３０ｂを平坦面としているが、凸曲面であってもよい。

　この圧入時には、外方部材２５の外周面の環状溝１２９に係合している止め輪１３０がナックル３４の内径面３４ａに案内される。これによって、止め輪１３０が縮径してナックル３４の内径面３４ａの環状溝１２８への摺動が許容される。そして、止め輪１３０がナックル３４の内径面３４ａの環状溝１２８に対応した状態で縮径力が解除され、拡径して（自由状態に戻って）、この環状溝１２８に係合することになる。すなわち、外方部材２５の外周面に止め輪１３０を装着して弾性変形により縮径させた状態でナックル３４の内径面３４ａに挿入し、軸方向に移動させると、止め輪１３０がナックル３４の内径面３４ａの環状溝１２８の位置に到達し次第、弾性により拡径してナックル３４の内径面３４ａ内に拡がり、双方の止め輪溝１２８、１２９に係合するに至る。

　また、ナックル３４の内径面３４ａのアウトボード側端縁には面取部９０が設けられているので、ナックル３４の内径面３４ａへのアクスルモジュールの挿入作業の容易化を図ることができる。特に、外方部材２５に装着されている止め輪１３０が面取部９０にガイドされて滑らかに順次縮径することになって、圧入時に止め輪１３０がナックル３４の内径面３４ａを滑らかに摺動することになる。

　止め輪１３０の材料は、外方部材２５、ナックル３４の材料よりもせん断応力が小さいものを採用するのが好ましい。ナックル３４の材料には種々のものがあるが、一般に、鋳鉄、アルミニウム合金ダイカスト、アルミニウム合金鋳物等である。また、許容せん断応力は、材料、形状、肉厚等々によっても異なるが、一応の目安として例示するならば、アルミニウム合金ダイカストの場合２００ＭＰａ以下である。

　一方、１５００ｃｃクラスの車両の場合、５．７ｋＮ（５８０ｋｇｆ）程度の耐力が必要である。耐力５．７ｋＮとは、スラスト荷重として５．７ｋＮが止め輪に負荷されても止め輪が変形または破損しないことを意味する。この場合のせん断応力は、止め輪１３０の寸法にもよるが、１０ＭＰａ程度（５～１５ＭＰａ）になる。したがって、止め輪１３０の材料が備えるべきせん断応力としては、５ＭＰａ以上１５０ＭＰａ以下の範囲が好ましい。

　そのような材料の一例としては熱可塑性合成樹脂も挙げられる。具体例を挙げるならば、ポリプロピレン、アクリル樹脂、ＡＢＳ樹脂（アクリルニトリルブタジェンスチレン樹脂）等である。樹脂製の止め輪は射出成型により比較的安価に量産することができる。したがって、分解時には止め輪１３０のせん断応力を越える引き抜き力を付与してナックル３４から外方部材２５を引き抜くことができる。このとき、止め輪１３０が変形または破損して分解を許容するので、外方部材２５やナックル３４の破損が防止される。再組付けに当たっては、変形または破損した止め輪は新品と交換する。

　前記実施形態ではハブ輪１はパイロット部を設けてないため、冷間鍛造が容易な形状であり、したがって生産性の向上に寄与する。この場合、ハブ輪１とは別体の、パイロット部をもった部材をハブ輪１に取り付けるようにしてもよい。図１４は、そのような部材がブレーキロータ１４２である場合の例である。すなわち、ブレーキロータ１４２にパイロット部１４４を設けるとともに、ハブ輪１のフランジ２１の外周面２１ａをブレーキパイロットとしてある。この場合、ホイールパイロット部を設けないことでハブ輪１が簡略形状となり、鍛造が容易となる。したがって、ハブ輪１を冷間鍛造により低コストで製造することができる。

　もちろん、図４５に関連して既に述べた従来例のようにハブ輪にパイロット部を設けることも可能である。たとえば図１５に示すように、ハブ輪１のフランジ２１のアウトボード側の端面にブレーキパイロット１４８ａとホイールパイロット１４８ｂからなるパイロット部１４６を設ける。

　次に、図示した実施例の効果について述べる。
　車輪用軸受装置において、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、半径方向および円周方向においてガタが生じるすきまが形成されない。このため、嵌合部位のすべ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。

　凹部３６が形成される部材（この場合、ハブ輪１）には、スプライン部等を形成しておく必要がないため生産性に優れ、かつ、スプライン同士の位相合わせを必要としないため組立性が向上するばかりでなく圧入時の歯面の損傷も回避することができ、安定した嵌合状態を維持できる。

　しかも、凸部３５に圧縮残留応力が付与されているので、凸部３５の耐摩耗性の向上を図ることができる。すなわち、圧縮残留応力を付与することによって、残留オーステナイトをマルテンサイトに変態させることができて、耐摩耗性を向上させることができる。このため、駆動トルクが作用して凹凸嵌合構造Ｍにおいて仮に僅かな相対変位が発生したとしても、フレッティング摩耗の発生を抑えることができて、凹凸嵌合構造のアブレッシブ摩耗を防止できる。これによって、長期にわたってガタつくことなく安定してトルク伝達機能を発揮することができる。

　圧縮残留応力付与手段がショットピーニングで構成することができ、ピーニング加工で圧縮残留応力を安定して増大させることができる。しかも、汎用のショットピーニングを用いることができ、コストの低減を図ることができる。

　凸部３５の硬度が５０ＨＲＣ～６５ＨＲＣであれば、相手側に圧入するための硬度を具備することができ、圧入性の向上を図ることができ、また、相手側の硬度が１０ＨＲＣ～３０ＨＲＣであれば、圧入することができる。

　凸部３５が高周波熱処理にて熱処理硬化することができ、高周波熱処理の利点（局部加熱ができ、焼入れ条件の調整が容易である点。短時間に加熱ができるため酸化が少ない点。他の焼入れ方法に比べて、焼入れ歪が少ない点。表面硬さが高く、優れた耐摩耗性を得られる点。硬化層の深さの選定も比較的容易である点。自動化が容易で機械加工ラインへの組み入れも可能である点等の利点）を奏することができる。特に、高周波熱処理にショットピーニングを組み合わせることで高い圧縮残留応力が付与でき、疲労強度の向上が期待できる。

　軸部１２の外径寸法とハブ輪１の孔部２２の内径寸法との径差をΔｄとし、凸部の高さをｈとし、その比をΔｄ／２ｈとしたときに、０．３＜Δｄ／２ｈ＜０．８６としので、凸部３５の圧入代を十分にとることができる。すなわち、Δｄ／２ｈが０．３以下である場合、捩り強度が低くなり、また、Δｄ／２ｈが０．８６を越えれば、微小な圧入時の芯ずれや圧入傾きにより、凸部３５の全体が相手側に食い込み、凹凸嵌合構造Ｍの成形性が悪化し、圧入荷重が急激に増大する。凹凸嵌合構造Ｍの成形性が悪化した場合、捩り強度が低下するだけでなく、ハブ輪外径の膨張量も増大するため、ハブ輪１に装着される軸受２の機能に影響し、回転寿命が低下する等の問題もある。これに対して、Δｄ／２ｈを０．３～０．８６にすることにより、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。

　テーパ部２２ｄが圧入開始時のガイドを構成することができるので、ハブ輪１の孔部２２に対して継手外輪５の軸部１２を、ズレを生じさせることなく圧入させることができ、安定したトルク伝達が可能となる。さらに、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、調心作用を発揮し、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、より安定した圧入が可能となる。

　凹凸嵌合構造Ｍを転がり軸受２の軌道面の直下を避けて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、およ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。

　軸部抜け止め構造Ｍ１によって、継手外輪５の軸部１２がハブ輪１の孔部２２からの抜け（特にシャフト側への軸方向の抜け）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Ｍ１が端部拡径加締部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、組立作業性の向上を図ることができる。しかも、端部拡径加締部６５では、継手外輪５の軸部１２の一部を拡径させればよく、軸部抜け止め構造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の反継手方向への移動は、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の軸部１２の反継手方向への位置ズレは極めて生じにくく、かつ、たとえこの方向に位置ズレしたとしても、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、ハブ輪１から外輪５の軸部１２が抜けることがない。

　等速自在継手Ｔ１の継手外輪５の軸部１２の凸部の軸方向端部の硬度をハブ輪１の孔部内径面よりも高くして、軸部１２をハブ輪１の孔部２２に凸部３５の軸方向端部側から圧入するので、ハブ輪１の孔部内径面への凹部形成が容易となる。また、軸部側の硬度を高くでき、軸部１２の捩り強度を向上させることができる。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もでき、その場合、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。

　また、ハブ輪１の端部をかしめて転がり軸受２の内輪２４に当てることで軸受予圧が付与されるので、継手外輪５のマウス部１１を内輪２４に当てることで軸受予圧を付与する必要がなくなる。このため、内輪２４との接触を考慮することなく、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。マウス部１１がハブ輪１と非接触状態であるので、マウス部１１とハブ輪１との接触による異音の発生を防止できる。

　また、軸部１２をハブ輪１に圧入していくことによって、凹部３６を形成していくと、この凹部３６側に加工硬化が生じる。ここで、加工硬化とは、物体に塑性変形（塑性加工）を与えると，変形の度合が増すにつれて変形に対する抵抗が増大し，変形を受けていない材料よりも硬くなることをいう。このため、圧入時に塑性変形することによって、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。

　ハブ輪１の内径側は比較的軟らかい。このため、継手外輪５の軸部１２の外径面の凸部３５をハブ輪１の孔部内径面の凹部３６に嵌合させる際の嵌合性（密着性）の向上を図ることができ、半径方向および円周方向においてガタが生じるのを精度よく抑えることができる。

　異物侵入防止手段Ｗを設けることにより凹凸嵌合構造Ｍへの異物の侵入を防止できる。すなわち、異物侵入防止手段Ｗによって雨水や異物の侵入が防止され、凹凸嵌合構造Ｍへの雨水や異物等の侵入による密着性の劣化を回避することができる。

　ハブ輪１の端部とマウス部１１の底部との間にシール部材９９を配置したものでは、シール部材９９によりハブ輪１の端部とマウス部１１の底部との間のすきま９８を塞ぐことで、このすきま９８からの凹凸嵌合構造Ｍへの雨水や異物の侵入が防止される。シール部材９９としては、ハブ輪１の端部とマウス部１１の底部との間に介在できるものであればよいので、例えば、既存（市販）のＯリング等を使用することができ、低コストの異物侵入防止手段を構成でき、しかも、市販のＯリング等は、種々の材料、種々の大きさのものがあり、別途特別なものを製造することなく、確実にシール機能を発揮する異物侵入防止手段を構成することができる。

　凹凸嵌合構造Ｍよりもアウトボード側において、ハブ輪１の内径面（この場合、テーパ孔２２ｂの内径面）にシール材（異物侵入防止手段Ｗ２を構成するシール部材）を介して係合する端部拡径加締部（テーパ状係止片６５）を設けることにより、凹凸嵌合構造Ｍよりもアウトボード側からの異物の侵入を防止することができる。すなわち、アウトボード側からの異物侵入を回避することができる。

　このように、凹凸嵌合構造Ｍよりもインボード側および凹凸嵌合構造Ｍよりもアウトボード側に異物侵入防止手段Ｗ１、Ｗ２を設けた場合、凹凸嵌合構造Ｍの軸方向両端側からの異物の侵入が防止される。このため、密着性の劣化をより安定して長期にわたって回避することができる。

　圧入による凹部形成によって生じるはみ出し部４５を収納するポケット部１００を設けることによって、はみ出し部４５をこのポケット部１００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をポケット部１００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およびコスト低減を図ることができる。

　ところで、凸部３５（軸部１２側の凸部）と相手側（ハブ輪１の内径面）との硬度差が２０ＨＲＣ未満では、図８にグラフで示すように、圧入荷重が大きくなって、圧入途中等で、いわゆる「むしれ」が発生する損傷状態となるおそれがある。このため、本実施形態では、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程度として、硬度差をＨＲＣで２０ポイント以上とするのが、比較的低荷重に圧入でき、しかも凸部３５にむしれが発生しない。

　図１６は第２実施形態を示し、この車輪用軸受装置の軸部抜け止め構造Ｍ１は、図５に示すような短円筒部６６を予め形成することなく、軸部１２の一部を外径方向へ突出するテーパ状係止片７０を設けることによって構成している。

　この場合、図１７に示す治具７１を使用する。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短円筒部７３とを備え、短円筒部７３の外周面の先端に小径段部７４が設けられている。このため、治具７１には先端くさび部７５が形成されている。先端くさび部７５を軸部１２の端面１２ｃに打ち込めば(矢印α方向の荷重を付加すれば)、この先端くさび部７５の断面形状が外径側が傾斜面であり、この傾斜面を形成する小径段部７４によって、図１８に示すように、軸部１２の端部の外径側が拡径することになる。

　これによって、このテーパ状係止片７０の少なくとも一部がテーパ孔２２ｂの内径面に圧接乃至接触することになる。このため、このようなテーパ状係止片７０であっても、前記図１等に示すテーパ状係止片６５と同様、外輪５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。なお、先端くさび部７５の内径面がテーパ形状であってもよい。

　図１９は第３実施形態を示し、この車輪用軸受装置の軸部抜け止め構造Ｍ１は、軸部１２の一部を外径方向へ突出するように加締めることによって形成する外鍔状係止片７６にて構成している。この場合、ハブ輪１の孔部２２は、嵌合孔２２ａとテーパ孔２２ｂとの間に段付面２２ｅが設けられて、この段付面２２ｅに外鍔状係止片７６が係止している。

　この軸部抜け止め構造Ｍ１では、図２０に示す治具６７を使用することになる。この治具６７は円筒体７８を備える。円筒体７８の外径Ｄ５を軸部１２の端部の外径Ｄ７よりも大きく設定するとともに、円筒体７８の内径Ｄ６を軸部１２の端部の外径Ｄ７より小さく設定している。

　このため、この治具６７と外輪５の軸部１２との軸心を合わせ、この状態で治具６７の端面６７ａによって、軸部１２の端面１２ｃに矢印α方向に荷重を付加すれば、図２１に示すように、軸部１２の端面１２ｃの外周側が圧潰して、外鍔状係止片７６を形成することができる。

　このような外鍔状係止片７６であっても、外鍔状係止片７６が段付面２２ｅに係止することになるので、前記図１等に示すテーパ状係止片６５と同様、外輪５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。

　図２０に示すような治具６７を使用すれば、図２２Ａに示すように、外鍔状係止片７６は円周方向に沿って形成される。このため、治具として押圧部が周方向に沿って所定ピッチ（例えば、９０°ピッチ）で配設されるものであれば、図２２Ｂに示すように、複数の外鍔状係止片７６が周方向に沿って所定ピッチで配置される。図２２Ｂに示すように、複数の外鍔状係止片７６が周方向に沿って所定ピッチで配設されたものであっても、外鍔状係止片７６が段付面２２ｅに係止することになるので、外輪５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。

　軸部抜け止め構造Ｍ１としては、第４実施形態の図２３に示すようにボルトナット結合を用いても、第５実施形態の図２４に示すように、止め輪を用いても、第６実施形態の図２５に示すように溶接等の結合手段を用いてもよい。

　図２３では、軸部１２にねじ軸部８０を連設し、このねじ軸部８０にナット部材８１を螺着している。そして、ナット部材８１を孔部２２の段付面２２ｅに当接させている。これによって、軸部１２のハブ輪１の孔部２２からのシャフト側への抜けを規制している。

　図２４では、スプライン４１よりもアウトボード側に軸延長部８３を設けるとともに、この軸延長部８３に周方向溝８４を設け、この周方向溝８４に止め輪８５を嵌着している。そして、軸部１２にハブ輪１の孔部２２において、嵌合孔２２ａとテーパ孔２２ｂとの間に前記止め輪８５が係止する段部２２ｆを設ける。これによって、止め輪８５が段部２２ｆに係止して軸部１２のハブ輪１の孔部２２からのシャフト側への抜けを規制している。

　図２５では、軸部１２の端部外周面と嵌合孔２２ａの段付面２２ｅ側の開口部端縁部と
を溶接にて接合している。これによって、軸部１２のハブ輪１の孔部２２からのシャフト側への抜けを規制している。この場合、溶接部位Ｗｅとして全周にわたっても、周方向に沿って所定ピッチに配設してもよい。

　本発明の車輪用軸受装置においては、第７実施形態を示す図２６に示すように、軸部抜け止め構造Ｍ１を設けないものであってもよい。この場合、図２７に示すように、円周方向溝１０１は、そのスプライン４１側の側面１０１ａが、軸方向に対して直交する平面であり、反スプライン側の側面１０１ｂは、溝底１０１ｃから反スプライン側に向かって拡径するテーパ面である。円周方向溝１０１の側面１０１ｂよりも反スプライン側には、調芯用の円盤状の鍔部１０２が設けられている。鍔部１０２の外径寸法Ｄ４ａが孔部２２の嵌合孔２２ａの孔径と同一乃至嵌合孔２２ａの孔径よりも僅かに小さく設定される。この場合、鍔部１０２の外径面１０２ａと孔部２２の嵌合孔２２ａの内径面との間に微小隙間ｔが設けられている。

　ポケット部１００の軸方向反凸部側にハブ輪１の孔部２２との調芯用の鍔部１０２を設けることによって、ポケット部１００内のはみ出し部４５の鍔部１０２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、鍔部１０２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、外輪５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。

　鍔部１０２は圧入時の調芯用であるので、その外径寸法は、ハブ輪１の孔部２２の嵌合孔２２ａの孔径よりも僅かに小さい程度に設定するが好ましい。すなわち、鍔部１０２の外径寸法が嵌合孔２２ａの孔径と同一や嵌合孔２２ａの孔径よりも大きければ、鍔部１０２自体を嵌合孔２２ａに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１２とハブ輪１とが連結されることになる。また、鍔部１０２の外径寸法が嵌合孔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、鍔部１０２の外径面１０２ａと孔部２２の嵌合孔２２ａの内径面との間の微小隙間ｔとしては、0.01ｍｍ～0.2ｍｍ程度に設定するのが好ましい。

　なお、図２６と図２７に示すように、軸部抜け止め構造Ｍ１を有しない場合において、軸部１２の調芯用としての鍔部１０２を省略したものであってもよい。

　次に、図２８では、凹凸嵌合構造Ｍが軸方向の引き抜き力付与による分離を許容するものである。このため、ボルト部材５４を介してハブ輪１と等速自在継手３の外輪５の軸部１２とが連結されている。

　この場合のハブ輪１の孔部２２は、軸部嵌合孔２２ａと、アウトボード側のテーパ孔２２ｂとを有し、軸部嵌合孔２２ａとテーパ孔２２ｂとの間に、内径方向へ突出する位置決め用内壁２２ｇが設けられている。また、孔部２２は、軸部嵌合孔２２ａよりも反位置決め用内壁側の開口側に大径部２２ｃと、軸部嵌合孔２２ａよりも位置決め用内壁側に小径部４８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。なお、この位置決め用内壁２２ｃの反軸部嵌合孔側の端面には凹窪部５１が設けられている。

　また、軸部１２には、その軸心部にアウトボード側の端面に開口するねじ孔５０が設けられている。このねじ孔５０は、その開口部が開口側に向かって拡開するテーパ部５０ａとされている。また、軸部１２のアウトボード側の端部には小径部１２ｂが設けられている。すなわち、軸部１２は大径の本体部１２ａと小径部１２ｂとを備える。

　アウトボード側から軸部１２のねじ孔５０にボルト部材５４を螺着している。ボルト部材５４は、図２９に示すように、フランジ付き頭部５４ａと、ねじ軸部５４ｂとからなる。ねじ軸部５４ｂは、大径の基部５５ａと、小径の本体部５５ｂと、先端側のねじ部５５ｃとを有する。この場合、位置決め用内壁２２ｇに貫通孔５６が設けられ、この貫通孔５６にボルト部材５４の軸部５４ｂが挿通されて、ねじ部５５ｃが軸部１２のねじ孔５０に螺着される。貫通孔５６の孔径ｄ１は、軸部５４ｂの大径の基部５５ａの外径ｄ２よりも僅かに大きく設定される。具体的には、０．０５ｍｍ＜ｄ１－ｄ２＜０．５ｍｍ程度とされる。なお、ねじ部５５ｃの最大外径は、大径の基部５５ａの外径と同じか基部５５ａの外径よりも僅かに小さい程度とする。

　本車輪用軸受装置では、図３０に示すように、圧入時に軸部１２の圧入のガイドを行う軸部圧入ガイド構造Ｍ２を凸部圧入開始側に設けている。この場合、孔部２２のテーパ部２２ｄに設けられる雌スプライン４４からなる。すなわち、図３１Ａに示すように、テーパ部２２ｄの軸部嵌合孔２２ａ側に周方向に沿って所定ピッチ（この場合、凸部３５の配置ピッチと同一ピッチ）にガイド用凹部４４ａを設ける。

　この場合、図３３に示すように、ガイド用凹部４４ａの底部径寸法Ｄ１５を凸部３５の最大外径、つまりスプライン４１の凸部４１ａである前記凸部３５の頂点を結ぶ円の外径寸法（外接円直径）Ｄ１よりも大きくして、凸部３５の頂部とガイド用凹部４４ａの底部との間に、図３１Ａに示すように、径方向隙間Ｃ１を形成している。

　ところで、この車輪用軸受装置においても、ハブ輪１と等速自在継手３とを連結する場合、等速自在継手３の外輪５の軸部１２をハブ輪１に圧入することになる。この圧入は、図３２に示すように、軸部１２の小径部１２ｂの端面５２が位置決め用内壁２２ｇの端面５３に当接するまで行われる。

　圧入後には、アウトボード側から軸部１２のねじ孔５０にボルト部材５４を螺着する。このように、ボルト部材５４を軸部１２のねじ孔５０に螺着することによって、ボルト部材５４の頭部５４ａのフランジ部９５が位置決め用内壁２２ｇの凹窪部５１に当接する。これによって、軸部１２のアウトボード側の端面５２とボルト部材５４の頭部５４ａとで位置決め用内壁２２ｇが挟持される。

　この場合、ボルト部材５４の座面９５ａと位置決め用内壁２２ｇとの間もシール材(図示省略)を介在させてもよい。例えば、ボルト部材５４の座面９５ａに、塗布後に硬化して座面９５ａと位置決め用内壁２２ｇの凹窪部５１の底面と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（シール剤）を塗布すればよい。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。

　ボルト固定によって、ハブ輪１からの軸部１２の軸方向の抜けが規制され、長期にわたって安定したトルク伝達が可能となる。特に、外輪５の軸部１２のアウトボード側の端面５２とボルト部材５４の頭部５４ａとで挟持される位置決め用内壁２２ｇを設けたことによって、ボルト固定が安定するとともに、位置決めされたことによって、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。

　また、ハブ輪１と外輪５の軸部１２とのボルト固定を行うボルト部材５４の座面９５ａと、位置決め用内壁２２ｇとの間にシール材を介在させたので、このボルト部材５４からの凹凸嵌合構造Ｍへの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。軸部圧入ガイド構造Ｍ２を設けたので、軸部１２をハブ輪１の孔部２２に圧入する際には、軸部圧入ガイド構造Ｍ２に沿って圧入させていくことができる。

　ところで、軸部１２をハブ輪１の孔部２２に圧入していけば、形成されるはみ出し部４５は、図３２に示すように、カールしつつ軸部１２の小径部１２ｂの外径側に設けられるポケット部（収容部）５７に収納されて行く。

　この図２８に示すアクスルモジュールの他の構成は前記図１に示すアクスルモジュールと同様であり、図１と同一の構成は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３４に示すように組み立てた後、図３５に示すように、ナックル３４にこのアクスルモジュールをインボード側の等速自在継手Ｔ２側から通し、続いてアウトボード側の等速自在継手Ｔ１を通過させ、最後に、車輪用軸受装置の外方部材２５をナックル３４の孔の内周面３４ａに圧入することになる。従って、図２８に示すアクスルモジュールであっても、図１に示すアクスルモジュールと同様の作用効果を奏する。

　この車輪用軸受装置では、図２９に示す状態から、ボルト部材５４を螺退させることによって、ボルト部材５４を取外せば、ハブ輪１から外輪５を引き抜くことができる。すなわち、凹凸嵌合構造Ｍの嵌合力は、外輪５に対して所定力以上の引き抜き力を付与することにより引き抜くことができるものである。

　例えば、図３６に示すような治具１０３にてハブ輪１と等速自在継手３とを分離することができる。治具１０３は、基盤１０４と、この基盤１０４のねじ孔１０５に螺進退可能に螺合する押圧用ボルト部材１０６と、軸部１２のねじ孔５０に螺合されるねじ軸１０９とを備える。基盤１０４には貫孔１０７が設けられ、この貫孔１０７にハブ輪１のボルト３３が挿通され、ナット部材１０８がこのボルト３３に螺合される。この際、基盤１０４とハブ輪１のフランジ２１とが重ね合わされて、基盤１０４がハブ輪１に取り付けられる。

　このように基盤１０４をハブ輪１に取り付けた後、又は基盤１０４を取り付ける前に、基部１０９ａが位置決め用内壁２２ｇからアウトボード側へ突出するように、軸部１２のねじ孔５０にねじ軸１０９を螺合させる。この基部１０９ａの突出量は、凹凸嵌合構造Ｍの軸方向長さよりも長く設定される。ねじ軸１０９と、押圧用ボルト部材１０６とは、同一軸心上（この車輪用軸受装置の軸心上）に配設される。

　その後は、図３６に示すように、押圧用ボルト部材１０６をアウトボード側から基盤１０４のねじ孔１０５に螺着し、この状態で、矢印のようにねじ軸１０９側へ螺進させる。この際、ねじ軸１０９と、押圧用ボルト部材１０６とは、同一軸心上（この車輪用軸受装置の軸心上）に配設されているので、この螺進によって、押圧用ボルト部材１０６がねじ軸１０９を矢印方向へ押圧する。これによって、外輪５がハブ輪１に対して矢印方向へ移動して、ハブ輪１から外輪５が外れる。

　また、ハブ輪１から外輪５が外れた状態からは、例えば、ボルト部材５４を使用して再度、ハブ輪１と外輪５とを連結することができる。すなわち、ハブ輪１から基盤１０４を取外すとともに、軸部１２からねじ軸１０９を取外した状態として、図３８Ａに示すように、軸部１２の凸部３５をガイド用凹部４４ａに挿入させる。これによって、軸部１２側の雄スプライン４１と、前回の圧入によって形成されたハブ輪１の雌スプライン４２との位相が合う。この際、図３１Ａに示すように、凸部３５の頂部とガイド用凹部４４ａの底部との間に径方向隙間Ｃ１が形成される。

　この状態で、図３７に示すように、ボルト部材５４を貫通孔５６を介して軸部１２のねじ孔５０に螺合させ、ボルト部材５４をねじ孔５０に対して螺進させる。これによって、図３８Ｂに示すように、軸部１２がハブ輪１内へ嵌入していく。この際、孔部２２が僅かに拡径した状態となって、軸部１２の軸方向の進入を許容し、軸部１２の小径部１２ｂの端面５２が位置決め用内壁２２ｇの端面５３に当接するまで侵入する。この場合、位置決め用内壁２２ｇと小径部１２ｂが当接し、同時に図３８Ｃに示すように、凸部３５の端面３５ａが凹部３６の端面３６ａに当接する。軸方向の移動が停止した状態となれば、孔部２２が元の径に戻ろうとして縮径することになる。これによって、前回の圧入と同様、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を確実に構成することができる。

　なお、軸部１２のねじ孔５０の開口部が開口側に向かって拡開するテーパ部５０ａとさているので、ねじ軸１０９やボルト部材５４をねじ孔５０に螺合させ易い利点がある。

　ところで、１回目（孔部２２の内径面３７に凹部３６を成形する圧入）では、圧入荷重が比較的大きいので、圧入のために、プレス機等を使用する必要がある。これに対して、このような再度の圧入では、圧入荷重は１回目の圧入荷重よりも小さいため、プレス機等を使用することなく、安定して正確に軸部１２をハブ輪１の孔部２２に圧入することができる。このため、現場での外輪５とハブ輪１との分離・連結が可能となる。

　このように、外輪５の軸部１２に軸方向の引き抜き力を付与することによって、ハブ輪１の孔部２２から外輪５を取外すことができるので、各部品の修理・点検の作業性（メンテナンス性）の向上を図ることができる。しかも、各部品の修理・点検後に再度外輪５の軸部１２をハブ輪１の孔部２２に圧入することによって、凸部３５と凹部３６との嵌合接触部位３８全域が密着する凹凸嵌合構造Ｍを構成することができる。このため、安定したトルク伝達が可能な車輪用軸受装置を再度構成することができる。

　この軸部圧入ガイド構造Ｍ２では、凸部３５の位相と、他方の凹部３６の位相とを一致させるガイド用凹部４４ａを有しているので、再度、外側手部材の軸部１２をハブ輪１の孔部２２に圧入する際に、前回の圧入によって形成された凹部３６に嵌入して行き、凹部３６を損傷させることがない。このため、再度、径方向及び円周方向においてガタが生じる隙間が生じない凹凸嵌合構造Ｍを高精度に構成することができる。

　凸部３５の頂部とガイド用凹部４４ａの底部との間等に隙間を形成することによって、圧入前工程での凸部３５のガイド用凹部４４ａへの嵌入を容易にでき、しかも、ガイド用凹部４４ａが凸部３５の圧入の妨げにならない。このため、組立性の向上を図ることができる。

　ボルト部材５４をねじ孔５０に対して螺進させる際に、図３３に示すように、ボルト部材５４の基部５５ａが、貫通孔５６に対応した状態となる。しかも、貫通孔５６の孔径ｄ１は、軸部５４ｂの大径の基部５５ａの外径ｄ２よりも僅かに大きく設定される（具体的には、０．０５ｍｍ＜ｄ１－ｄ２＜０．５ｍｍ程度とされる）ので、ボルト部材５４の基部５５ａの外径と、貫通孔５６の内径とが、ボルト部材５４がねじ孔５０を螺進する際のガイドを構成することができ、芯ずれすることなく、軸部１２をハブ輪１の孔部２２に圧入することができる。なお、貫通孔５６の軸方向長さとしても、短すぎると、安定したガイドを発揮できず、逆に長すぎると、位置決め用内壁２２ｇの厚さ寸法が大となって、凹凸嵌合構造Ｍの軸方向長さを確保できないとともに、ハブ輪１の重量が大となる。このため、これらを考慮して種々変更することができる。

　前記実施形態では、図３１Ａに示すように、凸部３５の頂部とガイド用凹部４４ａの底部との間に径方向隙間Ｃ１が形成されているが、図３１Ｂに示すように、凸部３５の側部とガイド用凹部４４ａの側部との間に周方向隙間Ｃ２、Ｃ２を形成するようにしてもよい。また、図３１Ｃに示すように、凸部３５の頂部とガイド用凹部４４ａの底部との間に径方向隙間Ｃ１、および凸部３５の側部とガイド用凹部４４ａの側部との間に周方向隙間Ｃ２を形成するようにしてもよい。このような隙間を形成することによって、圧入前工程での凸部３５のガイド用凹部４４ａへの嵌入を容易にでき、しかも、ガイド用凹部４４ａが凸部３５の圧入の妨げにならない。

　軸部圧入ガイド構造Ｍ２としては、図３９に示すものであってもよい。図３９Ａでは、ガイド用凹部４４ａの凹凸嵌合構造Ｍ側の端部が、圧入方向（圧入進行方向）に沿って縮径する傾斜する傾斜面７７ｂとしている。すなわち、傾斜面７７ｂの傾斜角度θとしては、例えば３０°～６０°程度としている。

　図３９Ｂ及び図３９Ｃは、ガイド用凹部４４ａの径方向深さ寸法が圧入方向に沿って縮径するものである。また、図３９Ｂでは、凹凸嵌合構造Ｍ側の端部を圧入方向に直交する平坦面７７ａとし、図３９Ｃでは、凹凸嵌合構造Ｍ側の端部を圧入方向（圧入進行方向）に沿って縮径する傾斜する傾斜面７７ｂとしている。

　ガイド用凹部４４ａの凹凸嵌合構造Ｍ側の端部が、圧入方向に直交する平坦面７７ａであれば、軸部１２を孔部２２に圧入する際において、この平坦面７７ａで軸部１２を受けることができる。また、傾斜面７７ｂであれば、凸部３５をガイド用凹部４４ａから相手側の凹部３６へ安定して嵌入させることができる。ガイド用凹部４４ａの径方向深さが圧入方向に沿って縮径するものであっても、凸部３５をガイド用凹部４４ａから相手側の凹部３６へ安定して嵌入させることができる

　次に、図４０は他の実施形態を示し、この場合、ハブ輪１のアウトボード側の端面に、ブレーキパイロット部１４８ａとホイールパイロット部１４８ｂとからなるパイロット部１４８が設けられている。この図４０に示すアクスルモジュールの他の構成は前記図１に示すアクスルモジュールと同様であり、図１と同一の構成は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４１に示すように組み立てた後、図４２に示すように、ナックル３４にこのアクスルモジュールをインボード側の等速自在継手Ｔ２側から通し、続いてアウトボード側の等速自在継手Ｔ１を通過させ、最後に、車輪用軸受装置の外方部材２５をナックル３４の孔の内周面３４ａに圧入することになる。従って、図４０に示すアクスルモジュールであっても、図１に示すアクスルモジュールと同様の作用効果を奏する。

　ところで、前記図３に示すスプライン４１では、凸部４１ａのピッチと凹部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３Ｂ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、凹凸嵌合構造Ｍの第１変形例の図４３Ａ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４３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側の凸部４３（凸歯）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。凸部３５の周方向厚さの総和を、相手側の凸部４３における周方向厚さの総和よりも小さくする場合、全凸部３５の周方向厚さ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。

　なお、図４３Ａにおける凸部３５は断面台形としているが、凸部３５の形状としては、第２変形例の図４３Ｂ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、凹凸嵌合構造Ｍの第３変形例の図４４Ａと図４４Ｂ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。

　この場合も、ハブ輪１の凸部３５に対してショットピーニング等の圧縮残留応力付与手段にて圧縮残留応力が付与するようにするのが好ましい。

　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の頂点を結ぶ円の径寸法（凸部３５の最小径寸法）Ｄ８を、軸部１２の外径寸法Ｄ１０よりも小さく、スプライン１１１の凹部１１１ｂの底を結ぶ円の径寸法（凸部間の嵌合用孔内径面の内径寸法）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。この場合も、軸部１２の外径寸法Ｄ１０とハブ輪１の孔部２２の内径寸法Ｄ９との径差をΔｄとし、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。

　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４４Ｂ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あっても、この凸部３５は圧縮残留応力付与手段にて圧縮残留応力が付与されており、前記各実施形態と同様の作用効果を奏する。特に、軸部側の硬度処理（熱処理）を行う必要がないので、等速自在継手の外輪５の生産性に優れる利点がある。

　この図４４Ａと図４４Ｂに示すものでも、軸部圧入ガイド構造Ｍ２を設けるのが好ましい。この場合、軸部１２側にガイド用凹部４４ａを設ければよい。また、凸部３５の頂部とガイド用凹部４４ａの底部との間に径方向隙間Ｃ１を形成したり、凸部３５の側部とガイド用凹部４４ａの側部との間に周方向隙間Ｃ２、Ｃ２を形成したり、さらには、径方向隙間Ｃ１及び周方向隙間Ｃ２、Ｃ２を形成したりすることができる。

　図４４Ａと図４４Ｂに示す場合であっても、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１００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、ポケット部１００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３７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外輪５の軸部１２の外径部よりも高くして、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、等速自在継手の外側継手部材（外輪５）の生産性に優れる。

　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の形状として、前記図３に示す実施形態では断面三角形状であり、図４３Ａに示す実施形態では断面台形であるが、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、６１を形成し、このスプライン４１、１１１の凸部（凸歯）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３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、ポケット部１００の容積を小さくでき、ポケット部１００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。

　図２５に示す結合手段としては、溶接の結合手段を用いていたが、溶接に代えて接着剤を使用してもよい。また、軸受２の転動体３０として、ローラ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世代さらには第４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。なお、軸部抜け止め構造Ｍ１において、例えば、図２４に示すような止め輪８５等を使用する場合、軸部１２の付け根部側（マウス側）等に設けることができる。

　ハブ輪１と軸部１２とのボルト固定を行うボルト部材５４の座面９５ａと、位置決め用内壁２２ｇとの間に介在されるシール材は、前記実施形態ではボルト部材５４の座面９５ａ側に樹脂を塗布して構成していたが、逆に、位置決め用内壁２２ｇ側に樹脂を塗布するようにしてもよい。また、座面９５ａ側および位置決め用内壁２２ｇ側に樹脂を塗布するようにしてもよい。なお、ボルト部材５４を螺着した際において、ボルト部材５４の座面９５ａと、位置決め用内壁２２ｇの凹窪部５１の底面とが密着性に優れるものであれば、このようなシール材を省略することも可能である。すわなち、凹窪部５１の底面を研削することによって、ボルト部材５４の座面９５ａとの密着性を向上させたりすることができる。もちろん、凹窪部５１の底面を研削することなく、いわゆる旋削仕上げ状態であっても、密着性を発揮できれば、シール材を省略することができる。

　ガイド用凹部４４ａとしては、図３１Ａと図３１Ｂと図３１Ｃとに示すように、凸部３５との間に隙間Ｃ１、Ｃ２が形成されることになるが、これらの隙間寸法としては、圧入時に芯ずれや芯傾きが生ぜず、しかも、凸部３５がガイド用凹部４４ａの内面に圧接して圧入荷重の増大を招かないものであればよい。また、ガイド用凹部４４ａの軸方向長さとしても任意に設定でき、長ければ、芯合わせ上好ましいが、ハブ輪１の孔部２２の軸方向長さからその上限は限られる。逆にハブ輪１の孔部２２の軸方向長さが短ければ、ガイドとして機能せずに、芯ずれや芯傾きが生じるおそれがある。このため、ガイド用凹部４４ａの軸方向長さをこれらを考慮して決定する必要がある。

　また、ガイド用凹部４４ａの断面形状としては、凸部３５が挿入可能なものであればよく、図３１等に示すものに限るものではない。凸部３５の断面形状等に応じて種々変更できる。ガイド用凹部４４ａの数としても、凸部３５の数に合わせることなく、凸部３５の数よりも少なくても、多くてもよい。要は、いくつかの凸部３５がいくつかのガイド用凹部４４ａに挿入して、凸部３５の位相と、前回の圧入で形成された凹部３６の位相とが一致すればよい。

　ガイド用凹部４４ａの端部の傾斜面７７ｂの傾斜角度θやガイド用凹部４４ａの底部の傾斜角度θ２も任意に変更できる。傾斜面７７ｂの傾斜角度θが９０°に近ければ、圧入方向に直交する平坦面７７ａと機能的に同じとなり、傾斜角度θが小さければ、ガイド用凹部４４ａが長くなって、凹凸嵌合構造Ｍの軸方向長さが短くなる。また、底部の傾斜角度θ２が大きくなれば、ガイド用凹部４４ａの構成が困難となり、逆に小さければ、傾斜させる場合の機能を発揮できない。このため、各傾斜角度θ、θ２をこれらを考慮して設定する必要がある。

　前記実施形態では、外輪５のマウス部１１のバック面１１ａと加締部３１の端面３１ａとを非接触としているが、これらを当接させてもよい。外輪５のマウス部１１のバック面１１ａと加締部３１の端面３１ａとが当接している場合、当接面同士が擦れ合うことが原因で異音が発生するおそれがある。しかしながら、当接した状態であっても、その当接力、当接面の材質、当接面の仕上がり状態等によっては異音が発生しないように設定できる。このため、本発明では、当接（接触）させている。

　すなわち、接触させた場合、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。これは、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、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。ハブ輪１の加締部３１の端面３１ａとマウス部１１のバック面１１ａとの接触部の面圧は、ボルト部材５４の締付けトルクの大きさに左右されるが、締付けトルクにより発生する軸力は、凹凸嵌合部の軸方向摩擦力や凹凸嵌合部をさらに成形する力（凹凸嵌合部成形時の圧入荷重）で消費されるため、それ以上の軸力をかけた場合にしか接触面圧は高くならない。従って容易に接触面圧を１００ＭＰａ以下に抑えることができ、スティックスリップ音は発生しない。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である必要がある。

　止め輪１３０の断面形状は、図１０や図１１に示すものに限るものではなく、楕円乃至長円形、三角形、５角形以上の多角形等の種々のものを採用することができる。圧縮残留応力付与手段としてショットピーニングに限るものではなく、レーザピーニングや超音波打撃処理等の他の手段の採用も可能である。

　なお、図５に示す実施形態のみ、ハブ輪１及び等速自在継手３の外輪５に硬化層Ｈ１、Ｈを示すクロスハッチングを記入しているが、他の実施形態においても、このような硬化層が形成されている。

　複列の転がり軸受を単独に使用する構造の第１世代、外方部材に車体取付フランジを一体に有する第２世代、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、及び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世代の車輪用軸受装置に適用できる。

１     ハブ輪
２     軸受
３     等速自在継手
１０   シャフト
１１   マウス部
１２   軸部（ステム部）
２１   車輪取付用フランジ
２２   孔部
２２ｇ 位置決め用内壁
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
３４   ナックル
３５   凸部
３６   凹部
３８   嵌合接触部位
３９   内方部材
６５   端部拡径加締部（テーパ状係止片）
１２８ 環状溝
１２９ 環状溝
１３０ 止め輪
Ｍ     凹凸嵌合構造
Ｍ１   軸部抜け止め構造
Ｍ２   軸部圧入ガイド構造
Ｔ１   アウトボード側等速自在継手
Ｔ２   インボード側等速自在継手

Claims (25)

1. 　内周に複列の外側軌道面を形成した外方部材と、外周に複列の内側軌道面を形成した内方部材と、外方部材の外側軌道面と内方部材の内側軌道面との間に配置される転動体とを有する車輪用軸受を備え、内方部材は外径面に車輪取付用フランジが突設されるハブ輪を有し、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とが凹凸嵌合構造を介して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の外径面とハブ輪の孔部の内径面とのどちらか一方に軸方向に延びる凸部を設け、前記凸部を軸方向に沿って他方に圧入し、この圧入によって他方に凸部に密着嵌合する凹部を形成して、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、
   　前記外方部材を車両のナックルの孔と所定のはめあいで嵌合させるとともに、前記外方部材の外周面と前記ナックルの孔の内周面にそれぞれ環状溝を形成し、双方の環状溝に係合させた止め輪によって、前記ナックルから前記外方部材の抜け止めをするとともに、通常使用時に作用する引き抜き力よりも大きな引き抜き力付与による前記止め輪の変形または破断のみによって前記外方部材を前記ナックルから分離可能としたことを特徴とする車輪用軸受装置。
2. 　前記止め輪の材料のせん断応力が前記ナックルの材料のせん断応力よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の車輪用軸受装置。
3. 　前記止め輪のせん断応力が５～１５０ＭＰａの範囲内であることを特徴とする請求項２に記載の車輪用軸受装置。
4. 　前記止め輪の材料が熱可塑性合成樹脂であ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. 　前記止め輪の外径側稜線部を面取り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. 　前記止め輪の断面形状が円形である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。
7. 　前記ナックルの孔のアウトボード側端縁を面取り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. 　外方部材がナックルの孔に圧入によって嵌合するとともに、この圧入時には、外方部材の外周面の環状溝に係合している止め輪がナックルの孔の内周面に案内されて縮径してナックルの孔の環状溝への摺動が許容され、止め輪がナックルの孔の環状溝に対応した状態で拡径して、この環状溝に係合することを特徴とする請求項１～請求項７のいずれか１項に記載の車輪用軸受装置。
9. 　内周に複列の外側軌道面を形成した外方部材と、外周に複列の内側軌道面を形成した内方部材と、外方部材の外側軌道面と内方部材の内側軌道面との間に配置される転動体とを有する車輪用軸受を備え、内方部材は外径面に車輪取付用フランジが突設されるハブ輪を有し、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とが凹凸嵌合構造を介して分離可能に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の外径面とハブ輪の孔部の内径面とのどちらか一方に軸方向に延びる凸部を設け、前記凸部を軸方向に沿って他方に圧入し、この圧入によって他方に凸部に密着嵌合する凹部を形成して、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、
   　前記凸部には、圧縮残留応力付与手段によって圧縮残留応力が付与されていることを特徴とする車輪用軸受装置。
10. 　圧縮残留応力付与手段がショットピーニングであることを特徴とする請求項９に記載の車輪用軸受装置。
11. 　外側継手部材の軸部に前記凹凸嵌合構造の凸部を設けたことを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の車輪用軸受装置。
12. 　少なくとも前記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たことを特徴とする請求項１１に記載の車輪用軸受装置。
13. 　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たことを特徴とする請求項１～請求項１０に記載の車輪用軸受装置。
14. 　少なくとも前記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たことを特徴とする請求項１３に記載の車輪用軸受装置。
15. 　前記凸部の軸方向端部の硬度を５０ＨＲＣ～６５ＨＲＣであることを特徴とする請求項１１～請求項１４のいずれか１項に記載の車輪用軸受装置。
16. 　圧入される側の硬度を１０ＨＲＣ～３０ＨＲＣであることを特徴とする請求項１１～請求項１４のいずれか１項に記載の車輪用軸受装置。
17. 　少なくとも前記凸部の軸方向端部が高周波熱処理にて熱硬化処理がなされていることを特徴とする請求項１１～請求項１６のいずれか１項に記載の車輪用軸受装置。
18. 　前記凸部の突出方向中間部の周方向厚さを、周方向に隣合う凸部間における前記突出方向中間部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１７のいずれか１項に記載の車輪用軸受装置。
19. 　前記凸部の突出方向中間部の周方向厚さの総和を、周方向に隣合う凸部間に嵌合する相手側の凸部における前記突出方向中間部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１８のいずれか１項に記載の車輪用軸受装置。
20. 　前記凹凸嵌合構造は軸方向の引き抜き力付与による分離を許容したことを特徴とする請求項１～請求項１９のいずれか１項に車輪用軸受装置。
21. 　前記ハブ輪の内径面に、等速自在継手の外側継手部材の軸部の先端部が当接してこの軸部の軸方向の位置決めとなる壁部を設けたことを特徴とする請求項１～請求項２０のいずれか１項に記載の車輪用軸受装置。
22. 　等速自在継手の外側継手部材の軸部と前記ハブ輪の内径面との間に、軸部のハブ輪からの抜けを規制する軸部抜け止め構造を設けたことを特徴とする請求項１～請求項１９のいずれか１項に記載の車輪用軸受装置。
23. 　軸部抜け止め構造は、ハブ輪の内径面に係合する外側継手部材の軸部の端部拡径加締部にて構成するとともに、この端部拡径加締部は未硬化処理状態であることを特徴とする請求項２２に記載の車輪用軸受装置。
24. 　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、前記アウトボード側等速自在継手に、前記請求項１～請求項２３のいずれか１項に記載の車輪用軸受装置の等速自在継手を用いたことを特徴とするアクスルモジュール。
25. 　アウトボード側等速自在継手およびインボード側等速自在継手の最大外径を車輪用軸受装置の車輪用軸受の外方部材の外径よりも小さくしたことを特徴とする請求項２４に記載のアクスルモジュール。

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