JP2009248720A - 駆動車輪用軸受装置およびアクスルモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】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を提供する。
【解決手段】駆動車輪用軸受装置は、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25と、車輪を固定するためのフランジ21をもったハブ輪1及びそのハブ輪1と嵌合させた内輪24とからなる内方部材と、外方部材25と内方部材1,24との間に転動自在に介在させた複列の転動体30と、ハブ輪1と圧入により形成された凹凸嵌合構造Mを介して一体化させた等速自在継手の外側継手部材5とを有し、外方部材25の外周面25aとナックルの孔の内周面にそれぞれ環状溝を形成し、双方の環状溝に係合させた止め輪130によって、ナックルから外方部材25の抜け止めをするとともに、止め輪130の変形または破断のみによって外方部材25をナックルから分離可能とした。
【選択図】図１

Description

この発明は自動車等の車両の駆動車輪を車体に対して回転自在に支持するための駆動車輪用軸受装置およびアクスルモジュールに関する。

自動車の動力伝達装置は、エンジンから車輪へ動力を伝達するとともに、サスペンションの上下動や旋回時に生じる車輪の半径方向および軸方向の変位ならびにモーメント変位を許容する必要がある。このため、エンジンと駆動車輪との間に介在させるドライブシャフトのインボード側端部をしゅう動式等速自在継手を介してディファレンシャルに連結し、アウトボード側端部を固定式等速自在継手を介して駆動車輪に連結している。なお、以下ではドライブシャフトというときはシャフトとその両端の等速自在継手を含めた全体をドライブシャフトと呼ぶこととする。ここで、車両に組み付けた状態で車両の中央寄り側をインボード側と呼び、外側寄りとなる側をアウトボード側と呼ぶ。

駆動車輪用軸受装置は、駆動車輪を取り付けるためのフランジをもったハブ輪と、ハブ輪とトルク伝達可能に結合したアウトボード側等速自在継手の外側継手部材と、これらを回転自在に支持する転がり軸受とをユニット化させたものである。そして、ドライブシャフトと駆動車輪用軸受装置の組み合わせをアクスルモジュールと呼ぶ。ドライブシャフトと駆動車輪用軸受装置とは、アウトボード側等速自在継手の外側継手部材を共通の構成要素としている。

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けフランジを一体に有する第２世代に進化し、さらに、車輪取付け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（インナレース）を形成した第３世代、さらには、ハブ輪と等速自在継手とを一体化し、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（インナレース）を形成した第４世代のものまで開発されている。

特許文献１には第３世代の車輪用軸受装置が記載されている。この車輪用軸受装置は、図１６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、ハブ輪１５２に外側継手部材１５３を固定した等速自在継手１５４と、ハブ輪１５２の外周側に配置した外方部材１５５とを備える。

等速自在継手１５４は、前記外側継手部材１５３と、外側継手部材１５３の椀形部１５７内に収納した内側継手部材１５８と、外側継手部材１５３と内側継手部材１５８との間に介在させたボール１５９と、ボール１５９を保持する保持器１６０とを備える。内側継手部材１５８の中心孔にスプライン（またはセレーション。以下同じ）１６１が形成してあり、図示省略のシャフトのスプライン軸とスプライン結合するようになっている。

ハブ輪１５２は前記フランジ１５１と筒部１６３とを有し、フランジ１５１の外端面（反継手側の端面）１６４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が形成してある。パイロット部１６５は、大径のブレーキパイロット１６５ａと小径のホイールパイロット１６５ｂとからなり、ブレーキパイロット１６５ａにブレーキロータを嵌合させ、ホイールパイロット１６５ｂにホイールを嵌合させる。

筒部１６３の椀形部１５７側端部に小径部１６６が設けてあり、この小径部１６６に内
輪１６７が嵌合させてある。ハブ輪１５２の筒部１６３の外周面のフランジ近傍には第１内側軌道（インナレース）１６８が形成してあり、内輪１６７の外周面に第２内側軌道（インナレース）１６９が形成してある。ハブ輪１５２のフランジ１５１はボルト装着孔１６２を有し、このボルト装着孔１６２に植え込んだハブボルト（図示省略）によってホイールおよびブレーキロータをフランジ１５１に固定する。

外方部材１５５は、内周に２列の外側軌道（アウタレース）１７０、１７１が形成してあり、外周にフランジ（車体取付けフランジ）１８２が形成してある。ハブ輪１５２の第１内側軌道１６８と外方部材１５５の第１外側軌道１７０とが対向し、内輪１６７の第２内側軌道１６９と外方部材１５５の第２外側軌道１７１とが対向し、これらの間に２列の転動体１７２が介在させてある。

ハブ輪１５２の筒部１６３の内周面にはスプライン部１７６が形成してある。また、軸部１７３は、先端にねじ部１７４が形成してあり、そのねじ部１７４と椀形部１５７との間にスプライン部１７５が形成してある。そして、外側継手部材１５３の軸部１７３をハブ輪１５２の筒部１６３に挿入し、軸部１７３のスプライン部１７５とハブ輪１５２のスプライン部１７６とをかみ合わせることで、ハブ輪１５２と外側継手部材１５３をトルク伝達可能に結合することができる。

筒部１６３から突出した軸部１７３のねじ部１７４にナット１７７を取り付けて締め付けると、ナット１７７の座面１７８と筒部１６３の外端面１７９とが密着し、椀形部１５７の軸部側の端面１８０と内輪１６７の外端面１８１とが密着する。すなわち、ナット１７７を締め付けることによって、ハブ輪１５２が内輪１６７を介してナット１７７と椀形部１５７とで挟持される。
特開２００４−３４０３１１号公報

従来は、上に述べたように、軸部１７３のスプライン部１７５とハブ輪１５２のスプライン部１７６とをかみ合わせてトルク伝達可能な結合構造を得ていた。このため、軸部１７３およびハブ輪１５２の双方にスプライン加工を施す必要があって、コスト高となるばかりでなく、圧入に際して軸部１７３のスプライン部１７５とハブ輪１５２のスプライン部１７６との凹凸を合わせる必要がある。さらに、歯面を合わせることによって、圧入すれば、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。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。このように、スプライン嵌合による場合、凹凸歯の損傷およ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。

また、筒部１６３から突出した軸部１７３のねじ部１７４にナット１７７を取り付けて締め付ける構造であるため、外側継手部材１５３の軸部１７３の先端にねじを切る加工が必要であることに加えて、組立時にはナット１７７を取り付けて締め付けるという作業が不可欠である。したがって、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。

そこで、本出願人は先に、円周方向のガタを抑制でき、しかも、ハブ輪と等速自在継手の外側継手部材との分離・再組立が可能で、ハブ輪と等速自在継手の外側継手部材との組立作業が容易な車輪用軸受装置を提案した（特願２００７−２７４０６５）。
しかしながら、軸受外輪に相当する外方部材を車両のナックルの孔に挿入して鋼製の止め輪で抜け止めをするという簡素化した構造であるため、次のような問題がある。すなわち
、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。

この発明は、上記問題点を除去して、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を提供することを目的とする。

この発明の駆動車輪用軸受装置は、内周に複列の外側軌道を形成した外方部材と、車輪を固定するためのフランジを有し外周に複列の内側軌道のうちの一方を形成したハブ輪と、前記ハブ輪と嵌合し外周に複列の内側軌道のもう一方を形成した内輪とからなる内方部材と、外方部材の外側軌道と内方部材の内側軌道との間に転動自在に介在させた複列の転動体と、前記ハブ輪と圧入により一体化させた等速自在継手の外側継手部材とを有する駆動車輪用軸受装置であって、前記ハブ輪と前記外側継手部材は凹凸嵌合構造を形成しており、前記凹凸嵌合構造は、前記外側継手部材の軸部の外径面と前記ハブ輪の孔部の内径面のどちらか一方に軸方向に延びる凸部を設けて、前記ハブ輪の孔部に前記外側継手部材の軸部を圧入させることにより、他方に前記凸部と密着嵌合する凹部を前記凸部によって形成させた、凸部と凹部との嵌合接触部位全域が密着した凹凸嵌合構造であり、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、前記止め輪の変形は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ものである。

ハブ輪の孔部の内周面と外側継手部材の軸部の外周面とのどちらか一方に設けた軸方向に延びる凸部を、軸方向に沿って他方に圧入し、他方に凸部にて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した凹凸嵌合構造となすことができる。

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（請求項２）。この際、凸部が相手側の凹部形成面（ハブ輪の孔部内径面）に食い込んでいくことによって、孔部がわず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。

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（請求項３）。凸部が軸部の外径面に食い込んでいくことによって、孔部がわず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、凸部とその凹部に嵌合する相手部材の凹部（シャフトの外径面）との嵌合接触部位全域が密着する。

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。

外方部材はナックルに対して取り付け、取り外しが可能である。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、止め輪を併用する。外方部材の外周面とナックルの孔の内周面にそれぞれ止め輪溝を形成し、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。図１６に示した従来例のように外方部材のフランジをボルトでナックルに締結するのに比べて、取り付け、取り外しが容易である。

ナックルから外方部材を取り外すに当たっては、止め輪を積極的に変形させる。ここで、変形というときは破壊も含む。そして、ナックルおよび外方部材を破壊することがないように、ナックルおよ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（請求項４）。具体的には、止め輪のせん断応力は５〜１５０ＭＰａの範囲とするのが好ましい（請求項５）。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（請求項６）。

外方部材をナックルの孔に圧入する作業を容易にするため、止め輪の外径側稜線部を面取りしてもよい（請求項７）。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同様の効果がある（請求項８）。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。

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（請求項９）。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ため、開口端縁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。

この発明のアクスルモジュールは、請求項１から９のいずれか１項の駆動車輪用軸受装置と、前記外側継手部材を含む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
等速自在継手とを有し、前記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が前記外方部材の外径よりも小さいことを特徴とするものである。

この発明によれば、凹凸嵌合構造において、半径方向および円周方向におけるガタの原因となるすきまが形成されないので、嵌合部位のすべてが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。さらには、すきまな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、外側継手部材の軸部の外周面とハブ輪の孔部の内周面とのどちらか一方に設けた凸部を、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、凹部が形成される側の部材にはスプライン等を形成しておく必要がなく（加工工数の削減）、かつ、組立に際してスプライン同士の位相合わせをする必要がなく（組立工数の削減）、しかも、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が小さいため、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、総じて低コストな駆動車輪用軸受装置を提供することができる。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

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フェイス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、バックフェイス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１０ａ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の反継手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の継手側の端部に小径部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、かしめ部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に予圧を付与する。

筒部２０は軸心部を貫通した孔２２（図５）を有する。孔２２は、軸方向中間部の嵌合部２２ａを中心として、その反継手側に位置するテーパ部２２ｂと、継手側の大径部２２ｃとを含む。嵌合部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、嵌合部２２ａと大径部２２ｃとはテーパ孔２２ｄで接続してある。このテーパ孔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。テーパ孔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２８をはじめ、アウトボード側のシール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、塑性変形させてかしめ部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（１、２４）と、転動体としての玉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（アウタレース）２６、２７を有する。内方部材はここではハブ輪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（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（インナレース）２９が形成してある。軌道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２６と第１内側軌道２８とが対向し、第２外側軌道２７と第２内側軌道２９とが対向し、これらの間に玉３０が介在させてある。各列の玉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３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２２の内径面（この場合、軸部嵌合部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２２の嵌合部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３（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、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よりも内径側にすきま４０が形成されている。

前述のとおりハブ輪１の継手側の端部をかしめてかしめ部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のバックフェイス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、かしめ部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のかしめ部３１とマウス部１１のバックフェイス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とかしめ部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よりも継手側（インボード側、つまり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よりも反継手側（アウトボード側、つまり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６に拡大して示すように、ハブ輪１のかしめ部３１とマウス部１１のバックフェイス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のかしめ部３１とマウス部１１のバックフェイス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６（ａ）に示すようなＯリング等のようなものであっても、図６（ｂ）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、係合部であるテーパ状係止片６５と、テーパ部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、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とテーパ部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。

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の端部から反継手側に延びてテーパ部２２ｂに係止する前記テーパ状係止片６５からなる。すなわち、テーパ状係止片６５は、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部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）５０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５１を設けることによって、ポケット部（収納部）５０を形成させてある。円周方向溝５１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のバックフェイス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。

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。

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直径寸法（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の底を結ぶ円の最大直径寸法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２２の嵌合部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２２の内径面３７の径寸法Ｄと、凸部３５の最大外径寸法Ｄ１と、スプライン４１の凹部の最大外径寸法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２２に圧入していけば、この凸部３５が嵌合部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。

図４に示すように、圧入の進行に伴って形成されるはみ出し部４５はカールしつつポケット部５０内に収納されていく。すなわち、嵌合部２２ａの内径面から削り取られたり、押し出されたりした材料の一部がポケット部５０内に入り込んでいく。

圧入によって、図３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、嵌合部２２ａの内径面３７）に凸部３５の形状が転写される。凸部３５が嵌合部２２ａの内径面３７に食い込んでいくことによって、嵌合部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、嵌合部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。

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のかしめ部３１とマウス部１１のバックフェイス１１ａとの間のすきま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２６、２７、２８、２９の直下位置を避けた位置とするのが望ましい。

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５から了解されるように、短円筒部６６が嵌合部２２ａからテーパ部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部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部２２ｂの内径面側に押圧され、テーパ部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、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。円筒部６６に切り欠きを入れた場合、円筒部６６を拡径させやすくなる。また、治具６７の円錐台６９の円錐面を円周方向に部分的に配置した場合、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。

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９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（図示省略）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７と図８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。これによって、図９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の環状溝とに係合する。

このように、アクスルモジュールは、図１に示すように組み立てた状態で車両への組み付けが可能である。これにより、組付け作業現場での作業工数を減じることができ、作業性が高まる。しかも、分解・組立等における部品の損傷を防止して品質を安定させることができる。

図１０および図１１に止め輪１３０を示す。図１０は矩形断面の止め輪の例、図１１は円形断面の止め輪の例である。矩形断面の止め輪１３０の場合、図１０（ｂ）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。同様の目的で、ナックル３４の孔のアウトボード側端部も面取りするのが好ましい。ナックル３４の孔のアウトボード側端部は、外方部材２５を圧入するときの入口部となることから、圧入をスムーズに開始するためである。

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。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。

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１２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１６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１３に示すように、ハブ輪１のフランジ２１の反継手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。

ここに述べ、かつ、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。

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は、円筒部６６の外径Ｄ４は孔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、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、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のかしめ部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。

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。

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、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よりも反継手側において、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）を介して係合する係合部（テーパ状係止片６５）を設けることにより、凹凸嵌合構造Ｍよりも反継手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よりも継手側および凹凸嵌合構造Ｍよりも反継手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５０を設けることによって、はみ出し部４５をこのポケット部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をポケット部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。

図３に示すスプライン４１では、凸部４１ａのピッチと凹部４１ｂのピッチとを同一に設定してある。このため、図３（ｂ）に示すように、凸部３５の突出方向中間部位の円周方向厚さＬと、円周方向に隣り合う凸部３５間における中間部位に対応する位置での円周方向寸法Ｌ０とがほぼ同一となっている。

これに対して、図１４（ａ）に示すように、凸部３５の突出方向中間部位の円周方向厚さＬ２を、円周方向に隣り合う凸部４３間における中間部位に対応する位置での円周方向寸法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円周方向厚さ（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円周方向厚さ（歯厚）Ｌ１よりも小さくしてもよい。

たとえば、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＋・・・）よりも小さく設定する。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の円周方向厚さの総和を、相手側の凸部４３における円周方向厚さの総和よりも小さくする場合、全凸部３５の円周方向厚さＬ２を、円周方向に隣り合う凸部３５間における円周方向の寸法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の円周方向厚さが円周方向に隣り合う凸部間における円周方向の寸法と同一であっても、この円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１４（ａ）における凸部３５は断面台形（富士山形状）の例であるが、図１４（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、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）とするのに対して、図１５に示すように、ハブ輪１の孔２２の内径面に硬化処理を施されたスプライン６１（凸条６１ａおよび凹条６１ｂ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６１も周知のようにブローチ加工、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６１の凸部６１ａ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６１の凹部６１ｂ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。

軸部１２をハブ輪１の孔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１５（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、円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すきま６２が形成される。

この場合も、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、軸部側の硬化処理（熱処理）を行う必要がないので、継手外輪５の生産性に優れる利点がある。

ここでも、アウトボード側の車輪用軸受装置の軸受２の外方部材２５の外径Ｄ１１を等速自在継手Ｔ１の最大外径寸法Ｄ１２およびインボード側等速自在継手Ｔ２の最大外径寸法Ｄ１３よりも大径とすることによって、車両へのこのアクスルモジュールの組み付けの作業性が向上する。しかも、分解・組立等における部品の損傷を防止して品質を安定させることができる。

以上、この発明の実施の形態につき説明したが、この発明は上に述べた実施の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、図３に示した例では断面三角形状であり、図１４（ａ）に示した例では断面台形（富士山形状）であるが、これら以外の半円形、半楕円形、矩形等々を採用してもよく、凸部３５の面積、数、円周方向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、６１の凸部（凸歯）４１ａ、６１ａ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Ｔ１との間でトルクの伝達ができればよい。

また、ハブ輪１の孔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２２に挿入する軸部１２の端部の断面形状も円形以外の多角形その他の異形であってもよい。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等ではすきま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、前述のように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）は軸線に対して直交する面のほか、軸線に対して所定角度で傾斜した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。

また、ポケット部５０の形状としては、生じるはみ出し部４５を収納（収容）できるものであればよく、そのため、ポケット部５０の容量として、生じるはみ出し部４５に対応できるものであればよい。

また、ハブ輪１の孔２２の内径面３７に、円周方向に所定ピッチで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、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の加工性および軸部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、半楕円形、矩形等々の種々のものを採用でき、数も任意に設定できる。

また、軸受２の転動体３０として玉（ボール）の場合を例示したが、ころ（ローラ）を使用したものであってもよい。さらに、以上の説明は第３世代の車輪用軸受装置の場合を例にとったが、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Ｔ１において、継手内輪６とシャフト１０とを前記凹凸嵌合構造Ｍを介して一体化してもよい。

アクスルモジュールの縦断面図である。 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。 図２の車輪用軸受装置の凹凸嵌合構造を示し、（ａ）は拡大断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＸ部拡大図である。 図２の車輪用軸受装置の部分拡大図である。 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。 図２の車輪用軸受装置のシール材部分の拡大図であって、（ａ）はＯリングの例、（ｂ）はガスケットの例を示す。 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。 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。 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。 矩形断面の止め輪を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図である。 円形断面の止め輪を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図である。 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。 （ａ）（ｂ）は図３（ｂ）と類似の断面図である。 （ａ）は図３（ａ）と類似の断面図、（ｂ）は図３（ｂ）と類似の断面図である。 従来の車輪用軸受装置の縦断面図である。

符号の説明

１ ハブ輪（内方部材）
２ 転がり軸受
５ 継手外輪（外側継手部材）
１０ シャフト
１１ マウス部（椀形部）
１２ ステム部（軸部）
２２ 孔
２４ 内輪（内方部材）
２５ 外方部材
３１ かしめ部
３５ 凸部
３６ 凹部
９８ すきま
９９ シール部材
１２９ 環状溝
１３０ 止め輪
１４２ ブレーキロータ
１４４ ホイールパイロット
１４６ パイロット部
１４８ａ ブレーキパイロット
１４８ｂ ホイールパイロット
Ｍ 凹凸嵌合構造
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 (10)

1. 内周に複列の外側軌道を形成した外方部材と、
   車輪を固定するためのフランジを有し外周に複列の内側軌道のうちの一方を形成したハブ輪と、前記ハブ輪と嵌合し外周に複列の内側軌道のもう一方を形成した内輪とからなる内方部材と、
   外方部材の外側軌道と内方部材の内側軌道との間に転動自在に介在させた複列の転動体と、
   前記ハブ輪と圧入により一体化させた等速自在継手の外側継手部材と
   を有する駆動車輪用軸受装置であって、
   前記ハブ輪と前記外側継手部材は凹凸嵌合構造を形成しており、前記凹凸嵌合構造は、前記外側継手部材の軸部の外径面と前記ハブ輪の孔部の内径面のどちらか一方に軸方向に延びる凸部を設けて、前記ハブ輪の孔部に前記外側継手部材の軸部を圧入させることにより、他方に前記凸部と密着嵌合する凹部を前記凸部によって形成させた、凸部と凹部との嵌合接触部位全域が密着した凹凸嵌合構造であり、
   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、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駆動車輪用軸受装置。
2. 前記外側継手部材の軸部の外径面に前記凹凸嵌合構造の凸部を設け、前記軸部を前記ハブ輪の孔部に圧入することにより、前記凸部によって当該凸部と密着嵌合する凹部を前記ハブ輪の孔部内径面に形成して、前記凹凸嵌合構造を形成した請求項１の駆動車輪用軸受装置。
3. 前記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、前記軸部を前記ハブ輪の孔部に圧入することにより、前記凸部によって当該凸部と密着嵌合する凹部を前記軸部外径面に形成して、前記凹凸嵌合構造を形成した請求項１の駆動車輪用軸受装置。
4. 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請求項１、２または３の駆動車輪用軸受装置。
5. 前記止め輪のせん断応力が５〜１５０ＭＰａの範囲内である請求項４の駆動車輪用軸受装置。
6. 前記止め輪の材料が熱可塑性合成樹脂である請求項１から５のいずれか１項の駆動車輪用軸受装置。
7. 前記止め輪の外径側稜線部を面取りした請求項１から６のいずれか１項の駆動車輪用軸受装置。
8. 前記止め輪の断面形状が円形である請求項１から６のいずれか１項の駆動車輪用軸受装置。
9. 前記ナックルの孔のアウトボード側端縁を面取りした請求項１から８のいずれか１項の駆動車輪用軸受装置。
10. 請求項１から９のいずれか１項の駆動車輪用軸受装置と、前記外側継手部材を含むアウトボード側等速自在継手と、中間軸と、インボード側等速自在継手とを有し、前記アウトボ
    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が前記外方部材の外径よりも小さい、アクスルモジュール。

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