车轮用轴承装置及其制造方法.pdf

本发明提供一种削减加工工时、组装工时并抑制修补时的部件更换费用的低成本的驱动车轮用轴承装置及其制造方法。在外侧接头构件的轴部的外径面和毂轮的孔部的内径面的任一方设置沿轴向延伸的凸部，将凸部沿轴向压入另一方，通过该压入而在另一方形成与凸部密接嵌合的凹部，从而构成凸部与凹部的嵌合接触部位整个区域密接的凹凸嵌合结构。使外方构件以规定的配合与车辆的关节的孔嵌合。在外方构件的外周面和关节的孔的内周面上分别形成环状槽，使挡圈与双方的环状槽卡合。仅通过施加比通常使用时作用的拉拔力大的拉拔力使挡圈变形或破裂，就能够使外方构件从关节分离。

1.  一种车轮用轴承装置，其具备车轮用轴承，该车轮用轴承具有：在内周形成有多列外侧滚道面的外方构件；在外周形成有多列内侧滚道面的内方构件；配置在外方构件的外侧滚道面与内方构件的内侧滚道面之间的滚动体，其中，内方构件在外径面上具有突出设置车轮安装用凸缘的毂轮，所述毂轮与嵌插在毂轮的孔部的等速万向接头的外侧接头构件的轴部经由凹凸嵌合结构能够分离地结合，所述车轮用轴承装置的特征在于，
将在外侧接头构件的轴部的外径面设置且沿轴向延伸的凸部沿轴向压入到在毂轮的孔部的内径面设置的小凹部内，在该压入的作用下，在毂轮的孔部的内径面上，通过压入的凸部对小凹部的切削而形成凹部，从而构成所述凸部与凹部的嵌合接触部位整个区域密接的所述凹凸嵌合结构，
所述凸部的硬度与毂轮的孔部内径部的硬度相比在HRC下高出20点以上。

2.  根据权利要求1所述的车轮用轴承装置，其特征在于，
在毂轮的外周嵌合内圈，通过对毂轮的内侧的端部进行紧固使紧固部碰触内圈的端面而施加轴承预压，使外侧接头构件的口部与紧固部接触。

3.  根据权利要求1所述的车轮用轴承装置，其特征在于，
轴部的外径尺寸与毂轮的孔部的内径尺寸的直径差为Δd，凸部的高度为h，其比为Δd/2h时，0.3＜Δd/2h＜0.86。

4.  根据权利要求1所述的车轮用轴承装置，其特征在于，
凸部的压入起始端侧的端面形成为相对于轴向正交的面。

5.  根据权利要求1所述的车轮用轴承装置，其特征在于，
利用花键形成凸部，所述花键的模数为0.5以下。

6.  一种车轮用轴承装置的制造方法，所述车轮用轴承装置具备车轮用轴承，该车轮用轴承具有：在内周形成有多列外侧滚道面的外方构件；在外周形成有多列内侧滚道面的内方构件；配置在外方构件的外侧滚道面与内方构件的内侧滚道面之间的滚动体，其中，内方构件在外径面上具有突出设置车轮安装用凸缘的毂轮，所述毂轮与嵌插在毂轮的孔部的等速万向接头的外侧接头构件的轴部经由凹凸嵌合结构能够分离地结合，所述车 轮用轴承装置的制造方法的特征在于，
在外侧接头构件的轴部的外径面设置沿轴向延伸的凸部，
以使所述凸部的硬度与毂轮的孔部内径部的硬度相比在HRC下高出20点以上的方式对所述凸部进行热处理，
在毂轮的孔部的内径面设置小凹部，
将凸部沿轴向压入到该小凹部内，通过压入的凸部对小凹部的切削而在毂轮的孔部的内径面形成凹部，从而构成所述凸部与凹部的嵌合接触部位整个区域密接的所述凹凸嵌合结构。

车轮用轴承装置及其制造方法
本申请是申请日为2009年4月1日、申请号为200980116777.1、发明名称为“车轮用轴承装置及轴模块”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种在机动车等车辆中用于将车轮相对于车身支承为旋转自如的车轮用轴承装置及其制造方法。
背景技术
在车轮用轴承装置中，从被称为第一代的将多列滚动轴承单独使用的的结构向在外方构件上一体地具有车身安装凸缘的第二代进化，并进一步开发有，将多列滚动轴承的一方的内侧滚道面一体地形成在一体具有车身安装凸缘的毂轮的外周的第三代，进而，开发有在毂轮上将等速万向接头一体化，并在构成该等速万向接头的外侧接头构件的外周一体形成多列滚动轴承的另一方的内侧滚道面的第四代的车轮用轴承装置。
例如，在专利文献1中，记载有被称为第三代的车轮用轴承装置。如图45所示，被称为第三代的车轮用轴承装置具有：毂轮152，其具有沿外径方向延伸的凸缘151；等速万向接头154，其在该毂轮152上固定有外侧接头构件153；外方构件155，其配置在毂轮152的外周侧。
等速万向接头154具有：所述外侧接头构件153；配设在该外侧接头构件153的碗形部157内的内侧接头构件158；配置在该内侧接头构件158和外侧接头构件153之间的球159；保持该球159的保持器160。另外，在内侧接头构件158的中心孔的内周面形成有花键部161，在该中心孔内插入有未图示的轴的端部花键部，而使内侧接头构件158侧的花键部161与轴侧的花键部卡合。
另外，毂轮152具有筒状的轴部163和所述凸缘151，在凸缘151的外端面164(外侧的端面)上突出设置有短筒状的引导部165，该引导部 165安装有未图示的车轮及制动盘。此外，引导部165包括大径的第一部165a和小径的第二部165b，在第一部165a外嵌有制动盘，在第二部165b外嵌有车轮。
并且，在轴部163的碗形部157侧端部的外周面上设置小径阶梯部166，在该小径阶梯部166嵌合有内圈167。在毂轮152的轴部163的外周面的凸缘附近设置有第一内侧滚道面168，在内圈167的外周面设置有第二内侧滚道面169。而且，在毂轮152的凸缘151上设置有螺栓安装孔162，而在螺栓安装孔162安装有用于将车轮及制动盘固定在该凸缘151的轮毂螺栓。
在外方构件155中，在其内周设有两列外侧滚道面170、171，并且在其外周设有凸缘(车身安装凸缘)182。并且，外方构件155的第一外侧滚道面170与毂轮152的第一内侧滚道面168相对向，外方构件155的第二外侧滚道面171与内圈167的滚道面169相对向，在它们之间夹装有滚动体172。而且，在外方构件155的外周面(外径面)上设置车身安装用的凸缘182，该凸缘182安装在未图示的关节上。
在毂轮152的轴部163中插入有外侧接头构件153的轴部173。轴部173的碗形部相反侧的端部上形成有螺纹部174，在比螺纹部174与碗形部157之间形成有花键部175。而且，在毂轮152的轴部163的内周面(内径面)上形成有花键部176，将该轴部173插入毂轮152的轴部163时，轴部173侧的花键部175与毂轮152侧的花键部176卡合。
并且，在从轴部163突出的轴部173的螺纹部174上螺接螺母构件177，而将毂轮152和外侧接头构件153连结。此时，螺母构件177的内端面(里面)178与轴部163的外端面179抵接，并且碗形部157的轴部侧的端面180与内圈167的外端面181抵接。即，通过紧固螺母构件177，而使毂轮152隔着内圈167由螺母构件177和碗形部157夹持。
专利文献1：日本特开2004-340311号公报
以往，如上所述，轴部173侧的花键部175与毂轮152侧的花键部176卡合。因此，需要对轴部173侧及毂轮152侧这两者实施花键加工，而成本变高，并且在压入时需要将轴部173侧的花键部175与毂轮152侧的花键部176的凹凸对合，此时，由于使齿面对合而压入时，有可能损伤(啃 削)该凹凸齿。而且，当不对合齿面而以凹凸齿的大径对合进行压入时，容易产生圆周方向的松动。如此，当圆周方向存在松动时，旋转力矩的传递性差，并且可能产生噪声。因此，如上所述，在利用花键嵌合的情况下，难以同时避免凹凸齿的损伤及圆周方向的松动这两者。
然而，在花键嵌合中，即使提高外花键与内花键的密接性而不产生圆周方向的松动，但只要作用有驱动转矩时，就有可能在外花键和内花键上发生相对位移。发生此种相对位移时，会产生微振磨损，由于该微振磨损的磨损粉末，而花键有可能产生磨损。由此，有可能在花键嵌合部位产生松动或无法进行稳定的转矩传递。
另外，如上所述，此种车轮用轴承装置的外方构件155安装在车身侧的关节上。近年来，不设置凸缘182而设置使外方构件155的外径面成为圆筒面的压入面，并将该压入面压入关节的孔部。然而，仅为此种压入时，防脱的可靠性差。因此，在防脱方法中使用挡圈。
若使用挡圈，则在修补等时，不容易从关节取下外方构件，必须负载大的拉拔载荷进行分解。其结果是，关节的挡圈槽被破坏，需要更换关节，从而修补成本高涨。
发明内容
本发明鉴于上述课题，第一目的在于提供一种等速万向接头的外侧接头构件的轴部经由凹凸嵌合结构长期稳定地与毂轮一体化的车轮用轴承装置。第二目的在于提供一种削减加工工时、组装工时并抑制修补时的部件更换费用的低成本的驱动车轮用轴承装置及轴模块。
本发明的第一车轮用轴承装置具备车轮用轴承，该车轮用轴承具有：在内周形成有多列外侧滚道面的外方构件；在外周形成有多列内侧滚道面的内方构件；配置在外方构件的外侧滚道面与内方构件的内侧滚道面之间的滚动体，其中，内方构件在外径面上具有突出设置有车轮安装用凸缘的毂轮，并经由凹凸嵌合结构与嵌插在毂轮孔部的等速万向接头的外侧接头构件的轴部结合，所述车轮用轴承装置的特征在于，在外侧接头构件的轴部的外径面和毂轮的孔部的内径面的任一方设置沿轴向延伸的凸部，将所述凸部沿轴向压入另一方，通过该压入而在另一方形成与凸部密接嵌合的 凹部，从而构成凸部与凹部的嵌合接触部位整个区域密接的所述凹凸嵌合结构，使所述外方构件以规定的配合与车辆的关节的孔嵌合，并且在所述外方构件的外周面和所述关节的孔的内周面上分别形成环状槽，通过与双方的环状槽卡合的挡圈，防止所述外方构件从所述关节脱落，并且仅通过施加比通常使用时作用的拉拔力大的拉拔力使所述挡圈变形或破裂，就能够使所述外方构件从所述关节分离。
根据本发明的车轮用轴承装置，将设置在外侧接头构件的杆轴的外径面和毂轮的孔部的内径面的任一方而沿轴向延伸的凸部沿轴向压入另一方，而在该另一方利用凸部形成与凸部密接嵌合的凹部，从而构成所述凹凸嵌合结构。即，在对方侧的凹部形成面上进行凸部的形状的转印。此时，凸部陷入对方侧的凹部形成面，孔部成为稍扩径的状态，容许凸部的轴向移动，当轴向移动停止时，孔部要返回原来的直径而进行缩径。由此，凸部的凹部嵌合部位的整体相对于其对应的凹部进行密接。此时，在基于凸部的凹部成形过程中，在嵌合部位的极小的局部区域中不可避免地会产生间隙。
如此，由于凹凸嵌合结构的凸部的凹部嵌合部位的整体相对于其对应的凹部进行密接，因此在该嵌合结构中，在径向及圆周方向不会形成松动产生的间隙。
若例示轴承的结构，则当轴承形式为多列角接触球轴承时，包括：具有2列外环的外方构件；具有2列内环的内方构件；夹设在外环与内环之间的滚动体(这种情况下为球)。相当于轴承内圈的内方构件包含分别具有1列内环的毂轮和内圈，通过使内圈与毂轮嵌合来紧固毂轮的端部而能够进行固定。已知有各种紧固加工，作为一例，能够列举摆动紧固。通过紧固毂轮的端部，使2列内环间的间隔变窄，从而施加轴承预压。相当于轴承外圈的外方构件为与关节的孔相配合的关系。
外侧接头构件包括所述轴部和在内部收容内侧接头构件或转矩传递要素的口部，在外侧接头构件的开口端部安装保护罩。通常，从外侧对该保护罩进行紧固的保护罩带的最大外径为驱动轴的最大外径。因此，通过将外方构件的外径设定为大于该最大外径，而能够从关节的孔向外侧取出驱动轴整体。
在此，驱动轴包括外侧等速万向接头、轴、内侧等速万向接头，起到将来自发动机的转矩向车轮传递的作用。内侧等速万向接头与传动装置的输出轴结合成能够传递转矩且通过滑动花键能够轴向移动。外侧等速万向接头经由毂轮向车轮传递转矩。
通过使外方构件与关节的孔的配合为过盈配合(紧配合)，在某种程度上能够进行轴向的防脱。然而，由于无法形成过大的过盈量，因此为了进行可靠的防脱来实现自动保险及负载有设想外的高载荷时的对策，而在本发明中并用挡圈。而且，由于仅通过施加比通常使用时作用的拉拔力大的拉拔力使所述挡圈变形或破裂就能够使所述外方构件从所述关节分离，因此在通常使用时作用的拉拔力下，挡圈不会变形或破裂，而限制外方构件从关节的分离。而且，施加比通常使用时作用的拉拔力大的拉拔力时，挡圈会变形或破裂，从而能够使外方构件从关节分离。
这种情况下，优选使用比关节及外方构件的剪切应力小的材料的挡圈。具体来说，挡圈的剪切应力优选为5～150MPa的范围。由此，能够有效地防止关节或外方构件比挡圈早变形或破裂的情况。作为此种挡圈的材料的一例，能够列举热塑性合成树脂。
也可以对挡圈的外径侧棱线部进行倒角。这是挡圈的截面形状为矩形的情况，也可以采用截面形状为圆形的挡圈。即，能够采用以圆形截面的线材为原料的挡圈。也可以对关节的孔的外侧的端缘进行倒角。
外方构件通过压入而与关节的孔嵌合，并且在该压入时，与外方构件的外周面的环状槽卡合的挡圈被关节的孔的内周面引导而进行缩径，从而容许向关节的孔的环状槽的滑动，挡圈在对应于关节的孔的环状槽的状态下进行扩径，与该环状槽卡合。如此，在外方构件的外周面安装挡圈，在通过弹性变形而使其缩径的状态下插入到关节的孔中，使其沿轴向移动时，挡圈到达关节的孔的挡圈槽的位置，然后在弹性的作用下进行扩径而在关节的孔内扩展，从而与双方的挡圈槽卡合。
本发明的第二车轮用轴承装置具备车轮用轴承，该车轮用轴承具有：在内周形成有多列外侧滚道面的外方构件；在外周形成有多列内侧滚道面的内方构件；配置在外方构件的外侧滚道面与内方构件的内侧滚道面之间的滚动体，其中，内方构件在外径面上具有突出设置有车轮安装用凸缘的 毂轮，并经由凹凸嵌合结构与嵌插在毂轮孔部的等速万向接头的外侧接头构件的轴部能够分离地结合，所述车轮用轴承装置的特征在于，在外侧接头构件的轴部的外径面和毂轮的孔部的内径面的任一方设置沿轴向延伸的凸部，将所述凸部沿轴向压入另一方，通过该压入而在另一方形成与凸部密接嵌合的凹部，从而构成凸部与凹部的嵌合接触部位整个区域密接的所述凹凸嵌合结构，利用压缩残留应力施加方法对所述凸部施加压缩残留应力。
由于凸部被施加压缩残留应力，因此能够实现凸部的耐磨损性的提高。即，通过施加压缩残留应力，能够使残留奥氏体变形成马氏体，从而能够提高耐磨损性。
压缩残留应力施加方法能够由喷丸硬化处理构成。所谓喷丸硬化处理是将被称为丸状材料的硬质的小球通过投射装置等进行加速而喷射，使其以高速碰撞被加工部件的冷加工法。被喷丸硬化处理后的被加工部件在表面形成某种粗糙度，表层部被加工硬化，从而被施加高的压缩残留应力。而且，在被加工部件为渗碳材料时，残留奥氏体变形成加工诱发型马氏体。
也可以在等速万向接头的外侧接头构件的杆轴设置所述凹凸嵌合结构的凸部，并且至少使该凸部的轴向端部的硬度高于毂轮的孔部内径部的硬度，通过将所述杆轴从凸部的轴向端部侧压入毂轮的孔部，而利用该凸部在毂轮的孔部内径面上形成与凸部密接嵌合的凹部，从而构成所述凹凸嵌合结构。而且，也可以在毂轮的孔部的内径面上设置所述凹凸嵌合结构的凸部，并且至少使该凸部的轴向端部的硬度高于等速万向接头的外侧接头构件的杆轴的外径部，通过将所述毂轮侧的凸部从其轴向端部侧压入外侧接头构件的杆轴，而利用该凸部在外侧接头构件的杆轴的外径面上形成与凸部密接嵌合的凹部，从而构成所述凹凸嵌合结构。
优选，所述凸部的硬度(洛氏硬度)为50HRC～65HRC，供凸部压入的对方侧的硬度(洛氏硬度)为10HRC～30HRC。凸部的硬度为50HRC～65HRC时，能够具备用于向对方侧压入的硬度。而且，对方侧的硬度为10HRC～30HRC时，能够供凸部压入。
所述凸部优选利用高频热处理进行热处理硬化。在此，所谓高频淬火是应用了如下原理的淬火方法，该原理为：将需要淬火的部分放入到高频 电流流动的线圈中，利用电磁感应作用，产生焦耳热，而对传导性物体进行加热。
优选使所述凸部的突出方向中间部的周向厚度小于沿周向相邻的凸部间的对应于所述突出方向中间部的位置上的周向尺寸。通过如此设定，凸部的突出方向中间部位的周向厚度的总和小于嵌合在沿周向相邻的凸部间的对方侧的凸部中的对应于所述中间部位的位置上的周向厚度的总和。
所述凹凸嵌合结构优选容许通过施加轴向的拉拔力而分离。这种情况下，对外侧接头构件的轴部施加轴向的拉拔力时，能够从毂轮的孔部取下外侧接头构件。而且，在从毂轮的孔部拔下外侧接头构件的轴部后，若再次将外侧接头构件的轴部压入毂轮的孔部，则能够构成凸部与凹部的嵌合接触部位整个区域密接的所述凹凸嵌合结构。
优选在所述毂轮的内径面上设置壁部，该壁部的前端部与等速万向接头的外侧接头构件的轴部抵接而进行该轴部的轴向的定位。通过设置壁部，能够使螺栓固定稳定，并能够将沿轴向配设的凹凸嵌合结构的轴向长度确保为稳定的长度。
通过设置壁部，能够将沿轴向配设的凹凸嵌合结构的轴向长度确保为稳定的长度。
也可以在外侧接头构件的轴部与毂轮的内径面之间设置轴部防脱结构。通过设置轴部防脱结构，能够防止等速万向接头的外侧接头构件相对于毂轮沿轴向脱落的情况。此时，优选，轴部防脱结构由与毂轮的内径面卡合的外侧接头构件的轴部的端部扩径紧固部构成，并且该端部扩径紧固部为未硬化处理状态。
本发明的轴模块具备：外侧等速万向接头；内侧等速万向接头；一端侧与外侧等速万向接头连结且另一端侧与内侧等速万向接头连结的中间轴，其中，所述外侧等速万向接头使用所述车轮用轴承装置的等速万向接头。这种情况下，优选使外侧等速万向接头及内侧等速万向接头的最大外径小于车轮用轴承装置的车轮用轴承的外方构件的外径。
发明效果
在本发明中，由于凹凸嵌合结构的径向及圆周方向上未形成松动产生的间隙，因此嵌合部位全部有助于旋转力矩传递，从而能够进行稳定的转矩传递，而且不产生噪音。此外，由于无间隙地进行密接，因此提高转矩传递部位的强度。因此，能够使车轮用轴承装置轻量、紧凑。而且，在通常使用时作用的拉拔力下，挡圈不会产生变形或破裂，而限制外方构件从关节的分离。因此，将该车轮用轴承装置相对于关节以稳定的状态连结。
在将车轮用轴承装置安装于关节的状态下，通过施加比通常使用时作用的拉拔力大的拉拔力，会使挡圈变形或破裂。由此，不会损伤关节的环状槽或外方构件的环状槽等，而能够使外方构件甚至车轮用轴承装置整体从关节分离。
通过将设置在外侧接头构件的杆轴的外径面和毂轮的孔部的内径面的任一方的凸部沿轴向压入另一方，而能够形成与该凸部密接嵌合的凹部。因此，能够可靠地形成凹凸嵌合结构。而且，在形成有凹部的构件上无需事先形成花键部等，能够削减加工工时，生产性优良，且无需进行花键彼此的相位对合，能够削减组装工时，实现组装性的提高，并且能够避免压入时的齿面的损伤，能够维持稳定的嵌合状态。
此外，通过使挡圈的剪切应力小于关节或外方构件，在修补等从关节取下外方构件时，不会损伤关节或外方构件。因此，能够将修补时等的部件更换抑制成必要的最小限度，总体来说，能够提供一种低成本的车轮用轴承装置。
挡圈使用对外径侧棱线部进行倒角的部件或截面形状为圆形的部件时，能够容易将外方构件压入关节的孔。即，通过采用以圆形截面的线材为原料的挡圈，而容易进行向关节的孔的压入作业。
然而，关节的孔的外侧是在安装于车辆的状态下成为车辆外侧的一侧，成为压入外方构件时的入口部。因此，若对关节的孔的外侧的端缘进行倒角，则在将外方构件压入关节时，该倒角会起到使挡圈逐渐缩径而进入外方构件的挡圈槽内的作用，从而能够能够顺利地将外方构件插入到关节的孔中。
另外，只要挡圈是通过弹性变形进行缩径的部件，挡圈就能够在到达关节的孔的挡圈槽的位置之后马上由于弹性而扩径，与双方的挡圈槽卡 合，从而能够实现该挡圈的安装作业的容易化。
根据本发明的第二车轮用轴承装置，由于凸部被施加压缩残留应力，因此能够实现凸部的耐磨损性的提高。因此，即使驱动转矩产生作用而在凹凸嵌合结构中产生略微的相对位移，也能够抑制微振磨损的产生，从而能够防止凹凸嵌合结构的磨损。由此，能够长期不松动而稳定地发挥转矩传递功能。
压缩残留应力施加方法能够由喷丸硬化处理构成，通过喷丸加工能够稳定地增加压缩残留应力。而且，能够使用通用的喷丸硬化处理，从而能够减少成本。
另外，在等速万向接头的外侧接头构件的杆轴设置所述凹凸嵌合结构的凸部，并且使该凸部的轴向端部的硬度高于毂轮的孔部内径部，而将所述杆轴从凸部的轴向端部侧压入毂轮的孔部时，能够提高杆轴侧的硬度，从而能够提高杆轴的刚性。而且，在毂轮的孔部的内径面设置所述凹凸嵌合结构的凸部，并且使该凸部的轴向端部的硬度高于等速万向接头的外侧接头构件的杆轴的外径部，而将所述毂轮侧的凸部从其轴向端部侧压入外侧接头构件的杆轴时，由于无需进行杆轴侧的硬度处理(热处理)，因此等速万向接头的外侧接头构件的生产性优良。
凸部的硬度为50HRC～65HRC时，能够具备用于压入到对方侧的硬度，能够实现压入性的提高，而且，对方侧的硬度为10HRC～30HRC时，无需对该对方侧进行硬化处理，而能够实现生产性的提高。
凸部能够利用高频热处理进行热处理硬化，从而能够发挥高频热处理的优点(能够局部加热，淬火条件的调整容易。由于能够在短时间内加热，因此氧化少。与其它的淬火方法相比，淬火变形少。表面硬度高，能得到优良的耐磨损性。比较容易选择硬化层的深度。自动化容易且能够装入机械加工生产线等优点)。尤其是，通过使喷丸硬化处理与高频热处理相组合而能够施加高的压缩残留应力，从而能够期待疲劳强度的提高。
通过使凸部的突出方向中间部位的周向厚度小于沿周向相邻的凸部间的对应于所述中间部位的位置上的尺寸，而能够增大形成有凹部一侧的凸部(被形成的凹部间的凸部)的突出方向中间部位的周向厚度。因此，能够增大对方侧的凸部(由形成凹部产生的凹部间的硬度低的凸部)的剪 切面积，从而能够确保扭转强度。而且，由于硬度高侧的凸部的齿厚小，因此能够减小压入载荷，从而能够提高压入性。
另外，在通过对外侧接头构件的轴部施加轴向的拉拔力而容许分离的结构中，能够从毂轮的孔部取下外侧接头构件，取下后，能够再次压入。因此，能够实现该车轮用轴承装置的各部件的修补·检修·更换作业的容易化，而且，能够仅更换必要的部件，能够抑制修补时的部件更换费用，从而能够提供一种低成本的车轮用轴承装置。
若是设有定位用的壁的结构，则能够通过定位，使该车轮用轴承装置的尺寸精度稳定，并能够将沿轴向配设的凹凸嵌合结构的轴向长度确保为稳定的长度，从而能够实现转矩传递性的提高。
通过轴部防脱结构，能够有效地防止外侧接头构件的轴部从毂轮的孔部沿轴向脱落。由此，能够维持稳定的连结状态，从而能够实现车轮用轴承装置的高品质化。而且，端部扩径紧固部为未硬化处理状态时，能够实现扩径作业的容易化。
使用了所述车轮用轴承装置的轴模块能够削减加工工时、组装工时，并且在产生要更换车轮用轴承装置的不良情况时，能够使该车轮用轴承装置从关节分离，并且能够使车轮用轴承与等速万向接头分离，能够仅更换必要的部件，从而能够抑制修补时的部件更换费用。尤其是通过使外侧等速万向接头及内侧等速万向接头的最大外径小于车轮用轴承装置的车轮用轴承的外方构件的外径，能够使所述等速万向接头相对于关节容易通过，从而能够实现轴模块的组装作业性的提高。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的轴模块的纵剖视图。
图2是所述图1的轴模块中的车轮用轴承装置的放大剖视图。
图3A是所述图2的车轮用轴承装置的凹凸嵌合结构的放大剖视图。
图3B是所述图3A的X部放大图。
图4是所述图2的车轮用轴承装置的局部放大图。
图5是示出所述图2的车轮用轴承装置的压入前的状态的纵剖视图。
图6是所述图2的车轮用轴承装置的凹凸嵌合结构的主要部分放大剖 视图。
图7A示出图2的车轮用轴承装置的密封材料部分，是使用O环时的剖视图。
图7B示出图2的车轮用轴承装置的密封材料部分，是使用密封片时的剖视图。
图8是示出压入载荷与硬度差的关系的图形。
图9是示出所述图1的轴模块向车辆的组装过程的纵剖视图。
图10是示出所述图1的轴模块向车辆的组装过程的纵剖视图。
图11是示出将所述图1的轴模块组装在车辆上的状态的纵剖视图。
图12A是矩形截面的挡圈的主视图。
图12B是矩形截面的挡圈的剖视图。
图13A是圆形截面的挡圈的主视图。
图13B是圆形截面的挡圈的剖视图。
图14是示出将具有引导部的制动盘安装于毂轮的例子的车轮用轴承装置的纵剖视图。
图15是示出在毂轮上设有引导部的例子的车轮用轴承装置的纵剖视图。
图16是本发明的第二实施方式的轴模块中的车轮用轴承装置的放大剖视图。
图17是示出所述图16所示的车轮用轴承装置的组装方法的剖视图。
图18是示出所述图16所示的车轮用轴承装置的组装方法的剖视图。
图19是本发明的第三实施方式的轴模块中的车轮用轴承装置的放大剖视图。
图20是示出所述图19所示的车轮用轴承装置的组装方法的剖视图。
图21是示出所述图19所示的车轮用轴承装置的组装方法的剖视图。
图22A示出所述图19的车轮用轴承装置的外圈的轴部的端面，是整周的外锷状卡止部的端面图。
图22B示出所述图19的车轮用轴承装置的外圈的轴部的端面，是沿周向以规定间距配设的外锷状卡止部的端面图。
图23是本发明的第四实施方式的轴模块中的车轮用轴承装置的放大 剖视图。
图24是本发明的第五实施方式的轴模块中的车轮用轴承装置的放大剖视图。
图25是本发明的第六实施方式的轴模块中的车轮用轴承装置的放大剖视图。
图26是本发明的第七实施方式的轴模块中的车轮用轴承装置的放大剖视图。
图27是所述图26的车轮用轴承装置的主要部分放大剖视图。
图28是本发明的第八实施方式的轴模块的纵剖视图。
图29是所述图28的车轮用轴承装置的放大剖视图。
图30是所述图28的车轮用轴承装置的凹凸嵌合结构的放大纵剖视图。
图31A是所述图31的W-W线剖面。
图31B是示出轴部压入引导结构的第一变形例的放大剖视图。
图31C是示出轴部压入引导结构的第二变形例的放大剖视图。
图32是所述图28的车轮用轴承装置的主要部分放大剖视图。
图33是所述图28的车轮用轴承装置的组装前的剖视图。
图34是组装后的状态的轴模块的剖视图。
图35是示出将轴模块安装于关节的方法的剖视图。
图36是示出车轮用轴承装置的分离方法的剖视图。
图37是示出再压入方法的剖视图。
图38A示出再压入方法，是即将压入前的状态的剖视图。
图38B是示出压入中途的剖视图。
图38C是示出压入结束状态的剖视图。
图39A是轴部压入引导结构的第三变形例的剖视图。
图39B是轴部压入引导结构的第四变形例的剖视图。
图39C是轴部压入引导结构的第五变形例的剖视图。
图40是示出本发明的第九实施方式的将轴模块安装于关节的状态的纵剖视图。
图41是所述图40的轴模块的纵剖视图。
图42是示出所述图40的轴模块的向关节的安装方法的纵剖视图。
图43A是凹凸嵌合结构的第一变形例的剖视图。
图43B是凹凸嵌合结构的第二变形例的剖视图。
图44A是凹凸嵌合结构的第三变形例的横剖视图。
图44B是凹凸嵌合结构的第三变形例的放大横剖视图。
图45是现有的车轮用轴承装置的纵剖视图。
具体实施方式
图1示出轴模块的例子。该轴模块能够大体分为车轮用轴承装置部分和驱动轴部分。车轮用轴承装置是将外侧等速万向接头T1的外侧接头构件、毂轮1、滚动轴承2单元化而成的部件。驱动轴包括：轴10、安装在其两端的外侧的等速万向接头T1和内侧的等速万向接头T2。如此，车轮用轴承装置和驱动轴将外侧等速万向接头T1(的外侧接头构件)作为共通的结构要素。
关于外侧的等速万向接头T1，在此示出了球笼型的例子，但也可以采用在球槽的槽底具有直线部分的免根切型等其它固定式等速万向接头。等速万向接头T1主要包括：作为外侧接头构件的接头外圈5；作为内侧接头构件的接头内圈6；作为转矩传递要素的多个球7；保持球7的保持架8。
接头外圈5由S53C等含碳0.40～0.80wt％的中碳钢制作，包括口部11和轴部(杆部)12，如图5所示，在两者的边界部分形成背面11a。口部11是在一端开口的碗状，在其球面状的内周面(内球面)13上沿圆周方向等间隔地形成有沿轴向延伸的多个球槽14。如交叉影线所示，接头外圈5的轴部12在从背面11a到轴部形成有表面硬度58～64HRC(洛氏硬度C标度)的范围的规定的硬化层H。此外，轴部12的前端未实施表面硬化处理而原封不动地使用。
接头内圈6由S53C等含碳0.40～0.80wt％的中碳钢制作，通过利用轴心部的花键孔6a与轴10的端部的花键轴10a进行花键嵌合，而与轴10结合成能够传递转矩。通过安装在轴10的端部上的挡圈9防止轴10从接头内圈6脱落。接头内圈6具有球面状的外周面(外球面)15，沿圆周方 向等间隔形成有沿轴向延伸的多个球槽16。
接头外圈5的球槽14与接头内圈6的球槽16成对，将球7在由各对球槽14、16形成的球道中各装入1个，并使球7能够滚动。球7夹设在接头外圈5的球槽14与接头内圈6的球槽16之间，传递转矩。全部的球7由保持架8保持在同一平面内。保持架8以球面接触状态夹设在接头外圈5与接头内圈6之间，利用球面状的外周面与接头外圈5的内球面13相接，利用球面状的内周面与接头内圈6的外球面15相接。
为了防止填充在内部的润滑剂的泄漏并防止异物从外部侵入，而利用保护罩60密闭口部11的开口部。保护罩60包括：大径部60a、小径部60b、将大径部60a和小径部60b连结的波纹部60c。大径部60a安装于口部11的开口部而通过保护罩带61紧固。小径部60b安装于轴10的保护罩安装部10b而通过保护罩带62紧固。
关于内侧的等速万向接头T2，在此示出三球销型的例子，但也可以采用双效补偿型等其它手动式等速万向接头。等速万向接头T2主要包括：作为外侧接头构件的接头外圈131；作为内侧接头构件的三球销132；作为转矩传递要素的滚筒133。
接头外圈131由S53C等含碳0.40～0.80wt％的中碳钢制作，包括口部131a和杆部131b，利用杆部131b与差速器的输出轴连结成能够传递转矩。口部131a是在一端开口的杯状，在内周的圆周方向三等分位置上形成有沿轴向延伸的轨道槽136。因此口部131a的横截面形状呈花冠状。在轨道槽136和杆部131b的外周通过高频淬火形成有表面硬度58～64HRC范围的规定的硬化层。
三球销132包括凸起138和脚轴139，利用凸起138的花键孔138a与轴10的端部花键10c结合成能够传递转矩。脚轴139从凸起138的圆周方向三等分位置沿径向突出。在各脚轴139上将滚筒133支承为旋转自如。
在此，安装保护罩140而密闭接头外圈131的开口部。由此，防止填充在内部的润滑剂的泄漏，并防止异物从外部侵入。保护罩140包括：大径部140a、小径部140b、大径部140a与小径部140b之间的波纹部140c，将大径部140a安装在口部131a的开口端部而利用保护罩带141紧固，将小径部140b安装在轴10的保护罩安装部10d而利用保护罩带141紧固。
接下来，毂轮1由S53C等含碳0.40～0.80wt％的中碳钢制作，从图2、图5可知，具有筒部20和设置在筒部20外侧的端部上的凸缘21。在毂轮1的凸缘21设置螺栓安装孔32，通过嵌入到该螺栓安装孔32中的轮毂螺栓33将车轮及制动盘固定在该凸缘21上。在筒部20的内侧的端部上形成小径部23，并使内圈24嵌合于此。并且，将小径部23的端部向径向外侧紧固，通过使紧固部31碰触内圈24的端面，而内圈24固定于毂轮1的同时对轴承2施加预压。
筒部20具有贯通轴心部的孔部22(图5)。孔部22以轴向中间部的嵌合孔22a为中心，包括位于外侧的锥孔22b和内侧的大径部22c。在嵌合孔22a中，经由后述的凹凸嵌合结构M将等速万向接头T1的接头外圈5的轴部12和毂轮1结合。而且，嵌合孔22a和大径部22c通过锥部22d连接。该锥部22d朝向将毂轮1和接头外圈5的轴部12结合时的压入方向进行缩径。锥部22d的角度θ1(图5)例如为15°～75°。
如图5中交叉影线所示，毂轮1以内侧滚道面28为首，从外侧的密封构件S1的密封缘所滑动接触的密封脊面到小径部23的一部分通过高频淬火形成表面硬度58～64HRC的范围的规定的硬化层H1。由此，不仅提高密封脊面的耐磨损性，而且增加相对于力矩载荷等的毂轮1自身的强度而提高耐久性。而且，进行塑性变形而应当成为紧固部31的部分优选为锻造后的原料表面硬度的未淬火部。
滚动轴承2主要包括：相当于轴承外圈的外方构件25、相当于轴承内圈的内方构件39、滚动体30。外方构件25由SUJ2等高碳铬轴承钢制作，外周面为圆筒形状，在内周具有2列外侧滚道面(外环)26、27。在此，内方构件39包括毂轮1和内圈24。即，在靠近毂轮1的筒部20的凸缘21形成第一内侧滚道面(内环)28，在与毂轮1的小径部23嵌合的内圈24的外周形成第二内侧滚道面(内环)29。在滚道面28上通过高频淬火形成表面硬度为58～64HRC的范围的硬化层。内圈24由SUJ2等高碳铬轴承钢制作，在滚道面29上通过完全淬火形成表面硬度为58～64HRC的范围的硬化层。并且，第一外侧滚道面26与第一内侧滚道面28相对向，第二外侧滚道面27与第二内侧滚道面29相对向，在它们之间夹设滚动体30。各列的滚动体30由保持器保持成规定间隔。
为了防止填充在内部的润滑剂的泄漏并防止异物从外部侵入，而在外方构件25的两端开口部安装密封构件S1、S2。此外，如下所述，外方构件25与从车身的悬架装置延伸的关节34(参照图9)的孔的内周面34a嵌合。
毂轮1和等速万向接头T1的接头外圈5的轴部12经由凹凸嵌合结构M结合。如图3A所示，凹凸嵌合结构M例如包括设置在轴部12的端部的沿轴向延伸的凸部35和形成在毂轮1的孔部22的内径面(此时为轴部嵌合孔22a的内径面37)上的凹部36，凸部35和与该凸部35嵌合的凹部36的嵌合接触部位38整个区域密接。即，多个凸部35沿圆周方向以规定间距配设在轴部12的口部相反侧的外周面上，凸部35所嵌合的多个凹部36沿圆周方向形成在毂轮1的孔部22的嵌合孔22a的内径面37上。即，在圆周方向整周，凸部35和与其嵌合的凹部36形成紧配合。
这种情况下，各凸部35的截面是具有凸圆弧状的顶点的三角形状(山形状)，各凸部35的凹部嵌合部位是图3B所示的范围A，是截面中的山形的中腹部到山顶的范围。而且，在圆周方向的相邻的凸部35之间，在比毂轮1的内径面37靠内径侧形成有间隙40。
如上所述，由于通过对毂轮1的内侧的端部进行紧固使紧固部31碰触内圈24的端面而施加轴承预压，因此无需使接头外圈5的口部11的背面11a碰触内圈24，而能够形成使口部11相对于毂轮1的端部(此时为紧固部31)为非接触的非接触结构。因此，如图2所示，在毂轮1的紧固部31与口部11的背面11a之间存在间隙98。此外，只要没有噪音的问题，则也可以形成为使口部11与紧固部31接触的结构。
在比凹凸嵌合结构M靠内侧(安装于车辆的状态下成为车辆的内侧)及比凹凸嵌合结构M靠外侧(安装于车辆的状态下成为车辆的外侧)分别设置防止异物向凹凸嵌合结构M侵入的异物侵入防止机构W。即，如图7A及图7B放大所示，通过配置在毂轮1的紧固部31与口部11的背面11a之间的间隙98中的密封构件99来形成内侧的异物侵入防止机构W1(图2)。这种情况下，间隙98包括毂轮1的紧固部31与口部11的背面11a之间的径向部分、以及大径部22c与轴部12之间的轴向部分。并且，密封构件99配置在间隙98的径向部分与轴向部分会合的角附近。此 外，作为密封构件99，可以是图7A所示的O环等，也可以是图7B所示的密封片等。
如图2及图4所示，外侧的异物侵入防止机构W2能够形成为夹设在卡合部即端部扩径紧固部65与锥孔22b的内径面之间的密封材料(未图示)的形态。这种情况下，在端部扩径紧固部65涂敷密封材料。即，将涂敷后硬化而能够在端部扩径紧固部65与锥孔22b的内径面之间发挥密封性的各种树脂形成的密封材料(密封剂)进行涂敷即可。此外，作为该密封材料，选择在使用该车轮用轴承装置的气氛中不劣化的材料。
也可以在凸部35与凹部36的嵌合接触部位38、间隙40之间夹设密封材料，由此，构成异物侵入防止机构W(W3)。这种情况下，将涂敷后硬化而能够在嵌合接触部位38、间隙40之间发挥密封性的各种树脂形成的密封材料(密封剂)涂敷在凸部35的表面即可。
在接头外圈5的轴部12的端部与毂轮1的内径面37之间设置轴部防脱结构M1。该轴部防脱结构M1由从接头外圈5的轴部12的端部向外侧延伸而卡止于锥孔22b的所述端部扩径紧固部(锥状卡止片)65形成。即，锥状卡止片65由从内侧朝外侧扩径的环状体形成，其外周面65a的至少一部分与锥孔22b压接或接触。
组装车轮用轴承装置时，如下所述，相对于毂轮1压入接头外圈5的轴部12，通过凸部35形成凹部36。此时，伴随压入的进行，从通过凸部35形成的凹部36挤出材料而形成挤出部45(参照图4)。挤出部45是凸部35的凹部嵌合部位所嵌入(嵌合)的凹部36的容量的材料部分，是从形成的凹部36压出的材料、或为了形成凹部36而切削的材料、或压出的材料和切削的材料这两者等。因此，将收纳挤出部45的凹槽部(收纳部)100设置于轴部12。
在此，通过在轴部12的花键41的轴端缘设置圆周方向槽101而形成凹槽部(收纳部)100。构成上述的轴部防脱结构M1的(端部扩径紧固部)锥状卡止片65位于比圆周方向槽101靠花键相反侧。
接下来，说明凹凸嵌合结构M的制作方法。这种情况下，如图5所示，对轴部12的外径部实施表面硬化处理，而在该硬化层H上形成由沿轴向延伸的凸部41a和凹部41b构成的花键41。因此，对花键41的凸部 41a进行硬化处理而该凸部41a成为凹凸嵌合结构M的凸部35。此外，如交叉影线所示，在此的硬化层H的范围是从花键41的外端缘到接头外圈5的背面11a的一部分。作为表面硬化处理，能够采用高频淬火或渗碳淬火等各种热处理。所谓高频淬火是应用了如下原理的淬火方法，该原理为：将需要淬火的部分放入高频电流流动的线圈中，通过电磁感应作用产生焦耳热而加热传导性物体。所谓渗碳淬火是从低碳原料的表面使碳渗入/扩散，然后进行淬火的方法。轴部12的花键41的模数为0.5以下的小齿。在此，所谓模数是节圆直径除以齿数的值。
另外，在毂轮1的外径侧形成由高频淬火产生的硬化层H1，并且使毂轮的内径侧为未淬火状态。如交叉影线所示，在此的硬化层H1的范围是从凸缘21的根部到内圈24所嵌合的小径部23的紧固部附近。进行高频淬火时，能够使表面变硬而内部的原料的硬度原封不动，因此，能够将毂轮1的内径侧维持成未淬火状态。接头外圈5的轴部12的硬化层H与毂轮1的未硬化部的硬度差在HRC下为20点以上。列举具体例子时，硬化层H的硬度为50HRC至65HRC左右，未硬化部的硬度为10HRC至30HRC左右。
并且，相对于如此热硬化后的凸部35，利用压缩残留应力施加方法施加压缩残留应力。压缩残留应力施加方法能够由喷丸硬化处理构成。在此，所谓喷丸硬化处理是将被称为丸状材料的硬质的小球通过投射装置等进行加速而喷射，使其以高速碰撞被加工部件的冷加工法。喷丸硬化处理后的被加工部件在表面形成某种粗糙度，表层部被加工硬化而被施加高的压缩残留应力。而且，被加工部件的残留奥氏体变形为加工诱发型马氏体。
此时，凸部35的突出方向中间部位对应于凹部形成前的凹部形成面(此时为毂轮1的孔部22的内径面37)的位置。即，如图5所示，孔部22的内径面37的内径尺寸D设定为，小于凸部35的最大外径，即小于将花键41的凸部41a即凸部35的顶点连结的圆的最大外径尺寸(外接圆直径)D1，且大于凸部间的轴部外径面的外径尺寸，即大于将花键41的凹部41b的底连结的圆的直径尺寸D2。即，成为由D2＜D＜D1表示的尺寸关系。
花键的结构和加工方法广为周知(参照JIS B 0006：1993)。即，能够 通过滚轧加工、切削加工、冲压加工、拉制加工等各种加工方法形成。而且，作为表面硬化处理，能够采用高频淬火、渗碳淬火等各种热处理。
用于形成锥状卡止片65(图2、图4)的短圆筒部66从轴部12的端面的外周缘部沿轴向突出。短圆筒部66的外径D4设定为小于孔部22的嵌合孔22a的内径尺寸D。由此，如下所述，该短圆筒部66在将轴部12压入毂轮1的孔部22时发挥调心作用。
并且，如图5所示，在使毂轮1的轴心与接头外圈5的轴心对合的状态下，相对于毂轮1将接头外圈5的轴部12插入(压入)。此外，预先使密封构件99(参照图2)与接头外圈5的轴部12的根部(口部侧)嵌合。此时，由于在毂轮1的孔部22形成朝压入方向缩径的锥部22d，因此该锥部22d发挥压入开始时的引导作用。而且，孔部22的内径面37的内径尺寸D、凸部35的外径尺寸D1及花键41的凹部的直径尺寸D2为所述的关系，而且，凸部35的硬度比孔部22的内径面37的硬度大20点以上，因此将轴部12压入毂轮1的孔部22时，该凸部35陷入嵌合孔22a的内径面37，而凸部35沿轴向形成与该凸部35嵌合的凹部36。
在压入的作用下，如图3A所示，轴部12的端部的凸部35和与其嵌合的凹部36的嵌合接触部位38的整体密接。即，凸部35的形状转印到对方侧的凹部形成面(此时为嵌合孔22a的内径面37)上。通过使凸部35陷入嵌合孔22a的内径面37，嵌合孔22a成为稍扩径的状态而容许凸部35的轴向移动，轴向移动停止时，嵌合孔22a要返回原来的直径而进行缩径。换言之，在压入凸部35时，毂轮1沿径向发生弹性变形，该弹性变形部分的预压施加给凸部35的齿面(凹部嵌合部位的表面)。因此，能够可靠地形成凸部35的凹部嵌合部位的整体相对于其对应的凹部36进行密接的凹凸嵌合结构M。如此，凸部35的凹部嵌合部位的整体相对于其对应的凹部36进行密接，但在嵌合部位的极小的局部区域上，在由凸部形成的凹部成形过程中不可避免地产生间隙。
另外，由于在接头外圈5的轴部12的根部(口部侧)安装密封构件99，因此在压入结束状态下，毂轮1的紧固部31与口部11的背面11a之间的间隙98被该密封构件99堵塞而被密闭。
将接头外圈5的轴部12压入毂轮1的孔部22时，如图2等所示，在 接头外圈5的口部11的外径面上设置阶梯面G，使压入用夹具K与该阶梯面G卡合，从该压入用夹具K向阶梯面G负载压入载荷(轴向载荷)即可。此外，阶梯面G可以沿圆周方向设置整周，也可以沿圆周方向以规定间距设置。因此，作为使用的压入用夹具K，只要能够对应于所述阶梯面G负载轴向载荷即可。
如此形成了凹凸嵌合结构M，但该凹凸嵌合结构M的轴向位置优选为避开滚动轴承2的滚道面26、27、28、29的正下方位置的位置。在此，避开正下方位置是相对于滚道面26、27、28、29的球接触部位置而沿径向不对应的位置。
在经由凹凸嵌合结构M将接头外圈5的轴部12和毂轮1一体化的状态下，从图5可知，短圆筒部66从嵌合孔22a向锥孔22b侧突出。因此，如图2中双点划线所示，使用钻模67而使该短圆筒部66扩径即向径向外侧发生塑性变形。钻模67具备圆柱状的主体部68和连续设置在主体部68前端的圆锥台部69。圆锥台部69设定为，其倾斜面69a的倾斜角度与锥孔22b的倾斜角度大致相同，且其前端的外径与短圆筒部66的内径相同或比其略小。
并且，通过使箭头α方向的载荷负载于钻模67而使钻模67的圆锥台部69嵌入短圆筒部66，由此施加使该短圆筒部66扩径的箭头β方向的力。其结果是，通过钻模67的圆锥台部69将短圆筒部66的至少一部分向锥孔22b的内径面侧按压，经由构成异物侵入防止机构W2的密封材料而成为与锥孔22b的内径面压接或接触的状态，从而能够构成轴部防脱结构M1。此外，使箭头α方向的载荷负载于钻模67时，需要将该车轮用轴承装置固定成不向箭头α方向移动，通过固定构件承受毂轮1或等速万向接头T1等的一部分即可。短圆筒部66若形成为使内径面向轴端侧扩径的锥形状，则能够通过锻造成形内径面，从而减少成本。
为了减少钻模67的箭头α方向的载荷，可以在短圆筒部66形成切口或将钻模67的圆锥台部69的圆锥面不在圆周方向整体配置而进行局部配置。在短圆筒部66形成切口时，容易使短圆筒部66扩径。而且，将钻模67的圆锥台部69的圆锥面沿圆周方向局部配置时，使短圆筒部66扩径的部位成为圆周上的一部分，因此能够减少钻模67的压入载荷。
在该凹凸嵌合结构M中，如图6所示，轴部12的外径尺寸D1与毂轮1的孔部22的嵌合孔22a的内径尺寸D的直径差(D1-D)为Δd，设置在轴部12的外径面上的凸部35的高度为h，其比为Δd/2h时，0.3＜Δd/2h＜0.86。由此，凸部35的突出方向中间部位(高度方向中间部位)可靠地配置在凹部形成前的凹部形成面上，从而凸部35在压入时陷入凹部形成面，能够可靠地形成凹部36。
如图11所示，图1所示组装的轴模块通过使滚动轴承2的外方构件25与关节34的孔嵌合而结束向车辆的组装。因此，将外方构件25的圆筒形的外周面25a和关节34的孔的圆筒形的内周面34a设定为规定的配合。并且，在外方构件25的外周面25a与关节34的孔的内周面34a之间夹设挡圈130。通过使用挡圈130，来提高外方构件25相对于关节34的防脱效果。即，在外方构件25的外周面25a上形成环状槽129(图2)，并且在关节34的孔的内周面34a上也形成环状槽128(参照图9)。然后，使挡圈130与外方构件25的环状槽129和关节34的环状槽这双方卡合。即，使挡圈130的内径侧与外方构件25的环状槽129卡合，并使挡圈130的外径侧与关节34的环状槽128卡合。
如图1所示，使外方构件25的外径D11大于等速万向接头T1的最大外径尺寸D12。在此，等速万向接头T1的最大外径尺寸D12表示包含保护罩60及保护罩带61等附属品的状态下的该等速万向接头T1的最大外径尺寸。而且，将内侧等速万向接头T2的最大外径尺寸D13设定为小于外方构件25的外径D11。与外侧等速万向接头T1的情况同样地，内侧等速万向接头T2的最大外径尺寸D13表示包含保护罩140及保护罩带141等附属品的状态下的内侧等速万向接头T2的最大外径尺寸。
如图9和图10所示，轴模块向车辆的组装是使该轴模块从内侧的等速万向接头T2侧通过关节34，接下来使其通过外侧的等速万向接头T1，最后，将驱动车轮用轴承装置的外方构件25压入关节34的孔的内周面34a。这种情况下，等速万向接头T1、T2的最大外径尺寸D12小于外方构件25的外径D11，或小于关节34的内径D14。因此，能够使等速万向接头T1、T2相对于关节34容易通过，从而能够实现轴模块的组装作业性的提高。此外，在关节34的内径面34a的外侧端缘设置倒角部90。
这种情况下，优选通过外周面(关节压入面)25a与内径面34a的过盈量来限制关节34与外方构件25的相对的轴向及周向的偏移。例如，外方构件25与关节34之间的嵌合面压×嵌合面积为嵌合载荷时，该嵌合载荷除以该滚动轴承的等价径向载荷的值为蠕变发生极限系数，预先考虑该蠕变发生极限系数，设定外方构件25的设计规格即外方构件25与关节34的嵌合过盈量，从而设定外方构件25的外径D11(参照图11等)和关节34的内径D14(参照图9等)。
因此，通过外方构件25的外周面(关节压入面)25a与关节34的关节内径面34a的过盈量，能够防止外方构件25的轴向的脱落及周向的蠕变。在此，所谓蠕变是指由于嵌合过盈量的不足或嵌合面的加工精度不良等而轴承沿周向微动，嵌合面形成镜面化，在某些情况下伴随啃削而产生烧结或熔敷。并且，如图11所示，在将外方构件25压入关节34的状态下，挡圈130与外方构件25的外周面25a的环状槽129和关节34的内周面34a的环状槽128卡合。
图12及图13示出挡圈130。所述挡圈130由局部具有欠缺部130a的环状体形成，图12A及图12B是矩形截面的挡圈的例子，图13A及图13B是圆形截面的挡圈的例子。因此，挡圈130在从图12A和图13A所示的自由状态开始被施加向内径方向的缩径力的作用下，进行缩径，通过解除该缩径力的施加，而返回图12A和13B所示的自由状态。
在矩形截面的挡圈130的情况下，如图12B所示，对外径侧棱线部进行倒角。如此，通过采用对外径侧棱线部进行倒角后的矩形截面的挡圈或采用圆形截面的挡圈，在将外方构件25压入关节34的孔时，能够顺利地使挡圈130缩径而嵌入外方构件25的环状槽129内。此外，在图12所示的挡圈130中，其外径面130b为平坦面，但也可以为凸曲面。
在该压入时，与外方构件25的外周面的环状槽129卡合的挡圈130被关节34的内径面34a引导。由此，挡圈130进行缩径而容许向关节34的内径面34a的环状槽128的滑动。并且，在挡圈130对应于关节34的内径面34a的环状槽128的状态下缩径力被解除，而进行扩径(返回自由状态)，从而与该环状槽128卡合。即，在外方构件25的外周面安装挡圈130，在由于弹性变形而使挡圈130缩径的状态下插入到关节34的内径面 34a，使其沿轴向移动时，挡圈130在到达关节34的内径面34a的环状槽128的位置之后马上在弹性的作用下进行扩径，而在关节34的内径面34a内扩展，从而与双方的挡圈槽128、129卡合。
另外，由于在关节34的内径面34a的外侧端缘设置倒角部90，因此能够实现轴模块向关节34的内径面34a的插入作业的容易化。尤其是安装在外方构件25上的挡圈130被倒角部90引导而顺利地逐渐缩径，从而在压入时挡圈130顺利地在关节34的内径面34a上滑动。
挡圈130的材料优选采用比外方构件25、关节34的材料的剪切应力小的材料。关节34的材料存在多种，通常是铸铁、铝合金压铸件、铝合金铸物等。而且，容许剪切应力根据材料、形状、壁厚等而不同，但作为大致的标准进行例示时，在铝合金压铸件的情况下为200MPa以下。
另一方面，在1500cc级的车辆的情况下，需要5.7kN(580kgf)左右的耐力。耐力5.7kN是指作为推力载荷使挡圈负载5.7kN的情况下挡圈也不会变形或破损。这种情况下的剪切应力尽管也基于挡圈130的尺寸，但为10MPa左右(5～15MPa)。因此，作为挡圈130的材料应该具备的剪切应力，优选5MPa以上150MPa以下的范围。
作为此种材料的一例，列举有热塑性合成树脂。列举具体例子时，为聚丙烯、丙烯酸树脂，ABS树脂(丙烯腈丁二烯苯乙烯树脂)等。树脂制的挡圈能够通过注射模塑成型比较廉价地量产。因此，在分解时施加超过挡圈130的剪切应力的拉拔力，而能够从关节34拔出外方构件25。此时，由于挡圈130产生变形或破损而容许分解，因此能够防止外方构件25或关节34的破损。当再次组装时，将变形或破损的挡圈更换为新的挡圈。
在所述实施方式中，由于毂轮1未设置引导部，因此为容易冷锻的形状，从而有助于提高生产性。这种情况下，也可以将与毂轮1分体的具有引导部的构件安装在毂轮1上。图14是此种构件为制动盘142时的例子。即，在制动盘142设置引导部144，并且对毂轮1的凸缘21的外周面21a进行制动引导。这种情况下，由于未设置车轮引导部而毂轮1成为简单形状，容易锻造。因此，能够通过冷锻以低成本制造毂轮1。
当然，也可以与图45相关联而如已经叙述的现有例那样在毂轮设置引导部。例如图15所示，在毂轮1的凸缘21的外侧的端面设置由制动引 导148a和车轮引导148b构成的引导部146。
接下来，叙述图示的实施例的效果。
在车轮用轴承装置中，由于凹凸嵌合结构M的凸部35与凹部36的嵌合接触部位38的整体密接，因此在该嵌合结构M中，在径向及圆周方向不会形成松动产生的间隙。因此，嵌合部位整体有助于传递旋转力矩，从而能够进行稳定的转矩传递，而且，不会产生噪音。
由于无需在形成凹部36的构件(此时为毂轮1)上形成花键部等，因此生产性优良，且由于无需花键彼此的相位对合，因此不仅组装性提高而且还能够避免压入时的齿面的损伤，从而能够维持稳定的嵌合状态。
而且，由于凸部35被施加压缩残留应力，因此能够提高凸部35的耐磨损性。即，通过施加压缩残留应力，能够使残留奥氏体变形为马氏体，从而能够提高耐磨损性。因此，即使在驱动转矩发挥作用而凹凸嵌合结构M中产生略微的相对位移的情况下，也能够抑制微振磨损的发生，从而能够防止凹凸嵌合结构的磨损。由此，能够长期不松动而稳定地发挥转矩传递功能。
压缩残留应力施加方法能够由喷丸硬化处理构成，通过喷丸加工能够稳定地增加压缩残留应力。而且，能够使用通用的喷丸硬化处理，从而能够减少成本。
凸部35的硬度为50HRC～65HRC时，能够具备用于压入到对方侧的硬度，能够实现压入性的提高，而且，对方侧的硬度为10HRC～30HRC时，能够进行压入。
凸部35能够利用高频热处理进行热处理硬化，从而能够发挥高频热处理的优点(能够局部加热，淬火条件的调整容易。由于能够在短时间内加热，因此氧化少。与其它的淬火方法相比，淬火变形少。表面硬度高，能得到优良的耐磨损性。比较容易选择硬化层的深度。自动化容易且能够装入机械加工生产线等优点)。尤其是，通过使喷丸硬化处理与高频热处理相组合而能够施加高的压缩残留应力，从而能够期待疲劳强度的提高。
轴部12的外径尺寸与毂轮1的孔部22的内径尺寸的直径差为Δd，凸部的高度为h，其比为Δd/2h时，0.3＜Δd/2h＜0.86，因此能够充分取得凸部35的压入余量。即，Δd/2h为0.3以下时，扭曲强度低，而且， Δd/2h超过0.86时，由于微小的压入时的偏心或压入倾斜，而凸部35的整体陷入对方侧，从而凹凸嵌合结构M的成形性变差，压入载荷急剧增大。凹凸嵌合结构M的成形性变差时，不仅扭曲强度下降，而且毂轮外径的膨胀量也增大，因此影响安装在毂轮1上的轴承2的功能，存在旋转寿命下降等问题。相对于此，通过使Δd/2h为0.3～0.86，凹凸嵌合结构M的成形性稳定，没有压入载荷的变动，从而能得到稳定的扭曲强度。
由于锥部22d能够构成压入开始时的引导，因此能够不产生偏差地将接头外圈5的轴部12相对于毂轮1的孔部22压入，从而能够进行稳定的转矩传递。此外，由于将短圆筒部66的外径D4设定为小于孔部22的嵌合孔22a的内径尺寸D，因此能够发挥调心作用，防止偏心并将轴部压入毂轮，从而能够进行更稳定的压入。
通过将凹凸嵌合结构M避开滚动轴承2的滚道面的正下方配置，能抑制轴承滚道面上的周向应力的发生。由此，能够防止滚动疲劳寿命的下降、产生裂纹及应力腐蚀破裂等轴承的不适合情况的产生，从而能够提供高品质的轴承。
通过轴部防脱结构M1，能够有效地防止接头外圈5的轴部12从毂轮1的孔部22脱落(尤其是向轴侧的轴向的脱落)。由此，能够维持稳定的连结状态，从而能够实现车轮用轴承装置的高品质化。而且，由于轴部防脱结构M1为端部扩径紧固部65，因此能够省略现有那样的螺纹紧固。因此，无需在轴部12形成从毂轮1的孔部22突出的螺纹部，能够实现轻量化，并且能够省略螺纹紧固作业，从而能够提高组装作业性。而且，在端部扩径紧固部65中，使接头外圈5的轴部12的一部分扩径即可，从而能够容易形成轴部防脱结构M1。此外，接头外圈5的轴部12的向接头相反方向的移动需要向进一步压入轴部12的方向的按压力，接头外圈5的轴部12的向接头相反方向的错位极难产生，且即使在该方向产生错位，接头外圈5的口部11的底部也与毂轮1的紧固部31抵接，而外圈5的轴部12不会从毂轮1脱落。
由于等速万向接头T1的接头外圈5的轴部12的凸部的轴向端部的硬度高于毂轮1的孔部内径面，并将轴部12从凸部35的轴向端部侧压入毂轮1的孔部22，因此容易进行毂轮1向孔部内径面的凹部形成。而且，能 够提高轴部侧的硬度，从而能够提高轴部12的扭曲强度。此外，也可以在此种轴上以通常形成的花键构成凸部35，这种情况下，能够低成本且简单地形成该凸部35。
另外，由于对毂轮1的端部进行紧固使其碰触滚动轴承2的内圈24而施加轴承预压，因此无需通过使接头外圈5的口部11碰触内圈24而施加轴承预压。因此，不用考虑与内圈24的接触而能够压入接头外圈5的轴部12，从而能够提高毂轮1与接头外圈5的连结性(组装性)。由于口部11与毂轮1为非接触状态，因此能够防止由于口部11与毂轮1的接触而产生噪音的情况。
另外，通过将轴部12压入毂轮1而形成凹部36时，在该凹部36侧会产生加工硬化。在此，加工硬化是指对物体施加塑性变形(塑性加工)时，随着变形的程度增加而对变形的阻力增大，与未接受变形的材料相比变硬。因此，由于压入时产生塑性变形，而凹部36侧的毂轮1的内径面37硬化，从而能够提高旋转力矩传递性。
毂轮1的内径侧比较软。因此，能够提高使接头外圈5的轴部12的外径面的凸部35与毂轮1的孔部内径面的凹部36嵌合时的嵌合性(密接性)，从而在径向及圆周方向上能够高精度地抑制产生松动的情况。
通过设置异物侵入防止机构W而能够防止异物向凹凸嵌合结构M的侵入。即，通过异物侵入防止机构W能防止雨水或异物的侵入，从而能够避免雨水或异物等向凹凸嵌合结构M的侵入而引起的密接性的劣化。
在毂轮1的端部与口部11的底部之间配置有密封构件99的结构中，通过密封构件99塞住毂轮1的端部与口部11的底部之间的间隙98，从而防止雨水或异物从该间隙98向凹凸嵌合结构M侵入。作为密封构件99，只要是能够夹设在毂轮1的端部与口部11的底部之间的部件即可，因此例如，能够使用已存(市售)的O环等，能够构成低成本的异物侵入防止方法，而且，市售的O环等是各种材料、各种尺寸的部件，不用另外制造特殊的部件而能够构成可靠地发挥密封功能的异物侵入防止机构。
通过在比凹凸嵌合结构M靠外侧设置端部扩径紧固部(锥状卡止片65)，能够防止来自比凹凸嵌合结构M靠外侧的异物侵入，该端部扩径紧固部夹设密封材料(构成异物侵入防止机构W2的密封构件)而与毂轮1 的内径面(此时为锥孔22b的内径面)卡合。即，能够避免来自外侧的异物侵入。
如此，在比凹凸嵌合结构M靠内侧及比凹凸嵌合结构M靠外侧设置异物侵入防止机构W1、W2时，能够防止异物从凹凸嵌合结构M的轴向两端侧的侵入。因此，能够更稳定而长期地避免密接性的劣化。
通过设置对基于压入的凹部形成所生成的挤出部45进行收纳的凹槽部100，能够将挤出部45保持(维持)在该凹槽部100内，从而挤出部45不会进入装置外的车辆内等。即，能够将挤出部45原封不动地收纳在凹槽部100，无需进行挤出部45的除去处理，而能够减少组装作业工时，从而能够实现组装作业性的提高及成本减少。
然而，凸部35(轴部12侧的凸部)与对方侧(毂轮1的内径面)的硬度差小于20HRC时，如图8中图形所示，压入载荷增大，在压入中途等有可能产生所谓“啃削”的损伤状态。因此，在本实施方式中，具体来说，硬化层H的硬度为50HRC至65HRC左右，未硬化部的硬度为10HRC至30HRC左右，将硬度差在HRC下形成为20点以上时，能够以比较低的载荷压入，而且凸部35不会发生啃削。
图16示出第二实施方式，该车轮用轴承装置的轴部防脱结构M1未预先形成图5所示的短圆筒部66，而通过设置使轴部12的一部分向外径方向突出的锥状卡止片70来构成。
这种情况下，使用图17所示的钻模71。钻模71具备圆柱状的主体部72和连续设置在该主体部72的前端部上的短圆筒部73，在短圆筒部73的外周面的前端设置小径阶梯部74。因此，在钻模71上形成前端楔形部75。将前端楔形部75打入轴部12的端面12c时(施加箭头α方向的载荷时)，该前端楔形部75的截面形状的外径侧为倾斜面，在形成该倾斜面的小径阶梯部74的作用下，如图18所示，轴部12的端部的外径侧进行扩径。
由此，该锥状卡止片70的至少一部分与锥孔22b的内径面压接或接触。因此，即使是此种锥状卡止片70，也与所述图1等所示的锥状卡止片65相同地，能够有效地防止外圈5的轴部12从毂轮1的孔部22沿轴向脱落。由此，能够维持稳定的连结状态，能够实现车轮用轴承装置的高品质化。此外，前端楔形部75的内径面也可以是锥形状。
图19示出第三实施方式，该车轮用轴承装置的轴部防脱结构M1由以使轴部12的一部分向外径方向突出的方式进行紧固形成的外锷状卡止片76构成。这种情况下，毂轮1的孔部22在嵌合孔22a与锥孔22b之间设置阶梯面22e，外锷状卡止片76卡止于该阶梯面22e。
在该轴部防脱结构M1中，使用图20所示的钻模67。该钻模67具备圆筒体78。将圆筒体78的外径D5设定为大于轴部12的端部的外径D7，并且将圆筒体78的内径D6设定为小于轴部12的端部的外径D7。
因此，使该钻模67与外圈5的轴部12的轴心一致，在该状态下通过钻模67的端面67a对轴部12的端面12c沿箭头α方向施加载荷时，如图21所示，能够压碎轴部12的端面12c的外周侧而形成外锷状卡止片76。
即使是此种外锷状卡止片76，外锷状卡止片76也卡止于阶梯面22e，因此与所述图1等所示的锥状卡止片65同样地，能够有效地防止外圈5的轴部12从毂轮1的孔部22沿轴向脱落。由此，能够维持稳定的连结状态，能够实现车轮用轴承装置的高品质化。
使用图20所示的钻模67时，如图22A所示，外锷状卡止片76沿圆周方向形成。因此，沿周向以规定间距(例如，90°间距)配设按压部作为钻模时，如图22B所示，多个外锷状卡止片76沿周向以规定间距配置。如图22B所示，即使多个外锷状卡止片76沿周向以规定间距配设，外锷状卡止片76也卡止于阶梯面22e，因此能够有效地防止外圈5的轴部12从毂轮1的孔部22沿轴向脱落。
作为轴部防脱结构M1，可以如第四实施方式的图23所示使用螺栓螺母结合，也可以如第五实施方式的图24所示使用挡圈，还可以如第六实施方式的图25所示使用焊接等结合方法。
在图23中，在轴部12连续设置螺纹轴部80，在该螺纹轴部80螺接螺母构件81。并且，使螺母构件81与孔部22的阶梯面22e抵接。由此，限制轴部12的从毂轮1的孔部22向轴侧的脱落。
在图24中，在比花键41靠外侧设置轴延长部83，并且在该轴延长部83设置周向槽84，并在该周向槽84嵌接挡圈85。并且，在毂轮1的孔部22中，在嵌合孔22a与锥孔22b之间设置供所述挡圈85卡止的阶梯部22f。由此，挡圈85卡止在阶梯部22f而限制轴部12从毂轮1的孔部22向轴侧 的脱落。
在图25中，利用焊接将轴部12的端部外周面和嵌合孔22a的阶梯面22e侧的开口部端缘部接合。由此，限制轴部12从毂轮1的孔部22向轴侧的脱落。这种情况下，作为焊接部位We可以为整周，也可以沿周向以规定间距配设。
在本发明的车轮用轴承装置中，如示出第七实施方式的图26所示，也可以不设置轴部防脱结构M1。这种情况下，如图27所示，圆周方向槽101的花键41侧的侧面101a是相对于轴向正交的平面，花键相反侧的侧面101b是从槽底101c朝花键相反侧扩径的锥面。在比圆周方向槽101的侧面101b靠花键相反侧设置调心用的圆盘状的锷部102。锷部102的外径尺寸D4a设定为与孔部22的嵌合孔22a的孔径相同或比嵌合孔22a的孔径略小。这种情况下，在锷部102的外径面102a与孔部22的嵌合孔22a的内径面之间设置微小间隙t。
通过在凹槽部100的轴向凸部相反侧设置用于进行与毂轮1的孔部22的调心的锷部102，而使凹槽部100内的挤出部45不向锷部102侧飞出，从而能更稳定地收纳挤出部45。而且，由于锷部102是调心用，因此能够防止偏心并将轴部12压入毂轮1。因此，能够高精度地将外圈5与毂轮1连结，从而能够进行稳定的转矩传递。
由于锷部102是压入时的调心用，因此其外径尺寸优选设定为比毂轮1的孔部22的嵌合孔22a的孔径略小的程度。即，锷部102的外径尺寸与嵌合孔22a的孔径相同或比嵌合孔22a的孔径大时，将锷部102自身压入嵌合孔22a。此时，若偏心，则原封不动地压入凹凸嵌合结构M的凸部35，在轴部12的轴心与毂轮1的轴心不一致的状态下将轴部12与毂轮1连结。而且，锷部102的外径尺寸比嵌合孔22a的孔径过小时，无法发挥作为调心用的功能。因此，作为锷部102的外径面102a与孔部22的嵌合孔22a的内径面之间的微小间隙t，优选设定为0.01mm～0.2mm左右。
此外，如图26和图27所示，在不具有轴部防脱结构M1的情况下，也可以省略作为轴部12的调心用的锷部102。
接下来，在图28中，凹凸嵌合结构M容许由于轴向的拉拔力施加而产生的分离。因此，经由螺栓构件54将毂轮1和等速万向接头3的外圈5 的轴部12连结。
这种情况下的毂轮1的孔部22具有轴部嵌合孔22a和外侧的锥孔22b，在轴部嵌合孔22a与锥孔22b之间设置向内径方向突出的定位用内壁22g。而且，孔部22在比轴部嵌合孔22a靠定位用内壁相反侧的开口侧具有大径部22c，在比轴部嵌合孔22a靠定位用内壁侧具有小径部48。在大径部22c与轴部嵌合孔22a之间设置锥部(锥孔)22d。该锥部22d沿将毂轮1和外圈5的轴部12结合时的压入方向进行缩径。此外，在该定位用内壁22c的轴部嵌合孔相反侧的端面上设置凹陷部51。
另外，在轴部12的轴心部上设置外侧的端面开口的螺纹孔50。该螺纹孔50成为其开口部朝开口侧扩开的锥部50a。而且，在轴部12的外侧的端部设置小径部12b。即，轴部12具备大径的主体部12a和小径部12b。
使螺栓构件54从外侧与轴部12的螺纹孔50螺接。如图29所示，螺栓构件54包括带凸缘的头部54a和螺纹轴部54b。螺纹轴部54b具有大径的基部55a、小径的主体部55b、前端侧的螺纹部55c。这种情况下，在定位用内壁22g设置贯通孔56，将螺栓构件54的轴部54b插通该贯通孔56，使螺纹部55c与轴部12的螺纹孔50螺接。贯通孔56的孔径d1设定为略大于轴部54b的大径的基部55a的外径d2。具体来说，为0.05mm＜d1-d2＜0.5mm左右。此外，螺纹部55c的最大外径与大径的基部55a的外径相同或比基部55a的外径略小。
在本车轮用轴承装置中，如图30所示，将在压入时进行轴部12的压入的引导的轴部压入引导结构M2设置在凸部压入开始侧。这种情况下，由设置在孔部22的锥部22d上的内花键44构成。即，如图31A所示，在锥部22d的轴部嵌合孔22a侧沿周向以规定间距(此时为与凸部35的配置间距相同的间距)设置引导用凹部44a。
这种情况下，如图33所示，使引导用凹部44a的底部径尺寸D15大于凸部35的最大外径，即大于将花键41的凸部41a即所述凸部35的顶点连结的圆的外径尺寸(外接圆直径)D1，在凸部35的顶部与引导用凹部44a的底部之间，如图31A所示，形成径向间隙C1。
然而，在该车轮用轴承装置中，将毂轮1和等速万向接头3连结时，将等速万向接头3的外圈5的轴部12压入毂轮1。如图32所示，该压入 进行到使轴部12的小径部12b的端面52与定位用内壁22g的端面53抵接为止。
在压入后，使螺栓构件54从外侧与轴部12的螺纹孔50螺接。如此，通过使螺栓构件54与轴部12的螺纹孔50螺接，而使螺栓构件54的头部54a的凸缘部95与定位用内壁22g的凹陷部51抵接。由此，通过轴部12的外侧的端面52和螺栓构件54的头部54a夹持定位用内壁22g。
这种情况下，也可以在螺栓构件54的座面95a与定位用内壁22g之间夹设密封材料(未图示)。例如，将涂敷后硬化而能够在座面95a与定位用内壁22g的凹陷部51的底面之间发挥密封性的各种树脂形成的密封材料(密封剂)涂敷在螺栓构件54的座面95a上即可。此外，作为该密封材料，选择在使用该车轮用轴承装置的气氛中不劣化的材料。
通过螺栓固定，限制轴部12从毂轮1沿轴向的脱落，从而能够长期稳定地传递转矩。尤其是通过设置由外圈5的轴部12的外侧的端面52和螺栓构件54的头部54a夹持的定位用内壁22g，使螺栓固定稳定，并且通过定位，使该车轮用轴承装置的尺寸精度稳定，并且能够将沿轴向配设的凹凸嵌合结构M的轴向长度确保为稳定的长度，从而能够实现转矩传递性的提高。
另外，由于在进行毂轮1和外圈5的轴部12的螺栓固定的螺栓构件54的座面95a与定位用内壁22g之间夹设密封材料，因此能够防止雨水或异物从该螺栓构件54向凹凸嵌合结构M的侵入，从而实现品质提高。由于设置有轴部压入引导结构M2，因此在将轴部12压入毂轮1的孔部22时，能够沿轴部压入引导结构M2压入。
然而，将轴部12压入毂轮1的孔部22时，如图32所示，形成的挤出部45卷曲并收纳在轴部12的小径部12b的外径侧设置的凹槽部(收容部)57中。
该图28所示的轴模块的其他结构与所述图1所示的轴模块相同，对与图1相同的结构附加同一符号，省略所述说明。因此，在如图34所示进行组装后，如图35所示，使该轴模块从内侧的等速万向接头T2侧通过关节34，然后通过外侧的等速万向接头T1，最后，将车轮用轴承装置的外方构件25压入关节34的孔的内周面34a。因此，即使是图28所示的轴 模块，也能起到与图1所示的轴模块同样的作用效果。
在该车轮用轴承装置中，从图29所示的状态开始，通过使螺栓构件54螺退而取下螺栓构件54时，能够从毂轮1取下外圈5。即，凹凸嵌合结构M的嵌合力是通过相对于外圈5施加规定力以上的拉拔力而能够取下的力。
例如，利用图36所示的钻模103能够使毂轮1与等速万向接头3分离。钻模103具备：底座104；能够螺近螺退地与该底座104的螺纹孔105螺合的按压用螺栓构件106；与轴部12的螺纹孔50螺合的螺纹轴109。在底座104上设置贯通孔107，将毂轮1的螺栓33插通该贯通孔107，使螺母构件108与该螺栓33螺合。此时，底座104与毂轮1的凸缘21重合，从而将底座104安装在毂轮1上。
如此，将底座104安装在毂轮1上后或安装底座104前，以使基部109a从定位用内壁22g向外侧突出的方式使螺纹轴109与轴部12的螺纹孔50螺合。该基部109a的突出量设定为比凹凸嵌合结构M的轴向长度长。螺纹轴109和按压用螺栓构件106配设在同一轴心上(该车轮用轴承装置的轴心上)。
然后，如图36所示，使按压用螺栓构件106从外侧与底座104的螺纹孔105螺接，在该状态下，如箭头所示向螺纹轴109侧螺进。此时，由于螺纹轴109和按压用螺栓构件106配设在同一轴心上(该车轮用轴承装置的轴心上)，因此通过该螺进，而按压用螺栓构件106向箭头方向按压螺纹轴109。由此，外圈5相对于毂轮1向箭头方向移动，从而使外圈5从毂轮1脱落。
另外，使外圈5从毂轮1脱落的状态开始，例如，能够使用螺栓构件54再次将毂轮1和外圈5连结。即，作为从毂轮1取下底座104并从轴部12取下螺纹轴109的状态，如图38A所示，使轴部12的凸部35插入引导用凹部44a。由此，使轴部12侧的外花键41与上一次压入所形成的毂轮1的内花键42的相位一致。此时，如图31A所示，在凸部35的顶部与引导用凹部44a的底部之间形成径向间隙C1。
在该状态下，如图37所示，使螺栓构件54经由贯通孔56与轴部12的螺纹孔50螺合，使螺栓构件54相对于螺纹孔50螺进。由此，如图38B 所示，轴部12嵌入到毂轮1内。此时，孔部22成为稍扩径的状态，容许轴部12的轴向的进入，并进入到使轴部12的小径部12b的端面52与定位用内壁22g的端面53抵接为止。这种情况下，定位用内壁22g与小径部12b抵接，同时如图38C所示，凸部35的端面35a与凹部36的端面36a抵接。在轴向的移动为停止的状态时，孔部22要返回原来的直径而进行缩径。由此，与上一次的压入同样地，能够可靠地构成凸部35的凹部嵌合部位的整体相对于其对应的凹部36密接的凹凸嵌合结构M。
此外，由于形成使轴部12的螺纹孔50的开口部朝开口侧扩开的锥部50a，因此具有容易使螺纹轴109或螺栓构件54与螺纹孔50螺合的优点。
然而，在第一次(在孔部22的内径面37上成形凹部36的压入)中，由于压入载荷比较大，因此为了进行压入而需要使用冲压机等。相对于此，在此种再次的压入中，由于压入载荷小于第一次的压入载荷，因此无需使用冲压机等而能够稳定正确地将轴部12压入毂轮1的孔部22。因此，能够进行当场的外圈5与毂轮1的分离、连结。
如此，通过对外圈5的轴部12施加轴向的拉拔力，能够从毂轮1的孔部22取下外圈5，因此能够提高各部件的修理、检修的作业性(维修性)。而且，在各部件的修理、检修后，通过再次将外圈5的轴部12压入毂轮1的孔部22，而能够构成凸部35与凹部36的嵌合接触部位38整个区域密接的凹凸嵌合结构M。因此，能够再次构成能够进行稳定的转矩传递的车轮用轴承装置。
在该轴部压入引导结构M2中，由于具有使凸部35的相位与另一方的凹部36的相位一致的引导用凹部44a，因此再次将外侧接头构件的轴部12压入毂轮1的孔部22时，嵌入到通过上一次的压入形成的凹部36中，不会损伤凹部36。因此，能够再次高精度地构成在径向及圆周方向上不会形成松动产生的间隙的凹凸嵌合结构M。
通过在凸部35的顶部与引导用凹部44a的底部之间等形成间隙，能够容易使压入前工序中的凸部35嵌入引导用凹部44a，而且，引导用凹部44a不会妨碍凸部35的压入。因此，能够提高组装性。
使螺栓构件54相对于螺纹孔50螺进时，如图33所示，螺栓构件54的基部55a成为对应于贯通孔56的状态。而且，由于贯通孔56的孔径d1 设定为稍大于轴部54b的大径的基部55a的外径d2(具体来说，为0.05mm＜d1-d2＜0.5mm左右)，因此螺栓构件54的基部55a的外径和贯通孔56的内径能够构成螺栓构件54螺进螺纹孔50时的引导，从而能够不偏心地将轴部12压入毂轮1的孔部22。此外，作为贯通孔56的轴向长度，过短时，无法发挥稳定的引导，相反过长时，定位用内壁22g的厚度尺寸增大，无法确保凹凸嵌合结构M的轴向长度，且毂轮1的重量增大。因此，可以考虑所述情况进行各种变更。
在所述实施方式中，如图31A所示，在凸部35的顶部与引导用凹部44a的底部之间形成有径向间隙C1，但也可以如图31B所示，在凸部35的侧部与引导用凹部44a的侧部之间形成周向间隙C2、C2。而且，如图31C所示，也可以在凸部35的顶部与引导用凹部44a的底部之间形成径向间隙C1，以及在凸部35的侧部与引导用凹部44a的侧部之间形成周向间隙C2。通过形成此种间隙，能够容易使压入前工序中的凸部35嵌入引导用凹部44a，而且，引导用凹部44a不会妨碍凸部35的压入。
作为轴部压入引导结构M2，也可以是图39所示的结构。在图39A中，引导用凹部44a的凹凸嵌合结构M侧的端部作为沿压入方向(压入前进方向)进行缩径的倾斜的倾斜面77b。即，作为倾斜面77b的倾斜角度θ，形成为例如30°～60°左右。
图39B及图39C是引导用凹部44a的径向深度尺寸沿压入方向进行缩径的图。而且，在图39B中，使凹凸嵌合结构M侧的端部为与压入方向正交的平坦面77a，在图39C中，形成使凹凸嵌合结构M侧的端部沿压入方向(压入前进方向)进行缩径的倾斜的倾斜面77b。
若引导用凹部44a的凹凸嵌合结构M侧的端部为与压入方向正交的平坦面77a，则在将轴部12压入孔部22时，能够通过该平坦面77a承受轴部12。而且，为倾斜面77b时，能够稳定地使凸部35从引导用凹部44a向对方侧的凹部36嵌入。即使是引导用凹部44a的径向深度沿压入方向进行缩径的部件，也能够稳定地使凸部35从引导用凹部44a向对方侧的凹部36嵌入。
接下来，图40示出其他实施方式，这种情况下，在毂轮1的外侧的端面上设置由制动引导部148a和车轮引导部148b构成的引导部148。该 图40所示的轴模块的其他结构与所述图1所示的轴模块相同，对与图1相同的结构附加相同符号而省略所述说明。
因此，在图41所示进行组装后，如图42所示，使该轴模块从内侧的等速万向接头T2侧通过关节34，接下来通过外侧的等速万向接头T1，最后将车轮用轴承装置的外方构件25压入关节34的孔的内周面34a。因此，即使是图40所示的轴模块，也能起到与图1所示的轴模块同样的作用效果。
然而，在所述图3所示的花键41中，凸部41a的间距和凹部41b的间距设定为相同。因此，在所述实施方式中，如图3B所示，凸部35的突出方向中间部位的周向厚度L与沿周向相邻的凸部35间的对应于所述中间部位的位置上的周向尺寸L0大致相同。
相对于此，如凹凸嵌合结构M的第一变形例的图43A所示，也可以使凸部35的突出方向中间部位的周向厚度L2小于沿周向相邻的凸部35间的对应于所述中间部位的位置上的周向尺寸L1。即，在形成于轴部12的花键41中，使凸部35的突出方向中间部位的周向厚度(齿厚)L2小于嵌合在凸部35间的毂轮1侧的凸部43的突出方向中间部位的周向厚度(齿厚)L1。
因此，轴部12侧的整周的凸部35的齿厚的总和∑(B1+B2+B3+…)设定为小于毂轮1侧的凸部43(凸齿)的齿厚的总和∑(A1+A2+A3+…)。由此，能够增大毂轮1侧的凸部43的剪切面积，从而能够确保扭转强度。而且，由于凸部35的齿厚小，因此能够减小压入载荷，从而能够实现压入性的提高。使凸部35的周向厚度的总和小于对方侧的凸部43中的周向厚度的总和时，需要使整个凸部35的周向厚度L2小于沿周向相邻的凸部35间的周向的尺寸L1。即，多个凸部35中，即使任意的凸部35的周向厚度与沿周向相邻的凸部间的周向的尺寸相同或大于该周向的尺寸，但只要总和小即可。
此外，图43A中的凸部35是截面梯形，但作为凸部35的形状，也可以如第二变形例的图43B所示，为渐开线齿形状。
然而，在所述各实施方式中，在轴部12侧形成有构成凸部35的花键41，并且对该轴部12的花键41实施硬化处理，使毂轮1的内径面为未硬 化(未经加工的材料)。相对于此，如凹凸嵌合结构M的第三变形例的图44A和图44B所示，也可以在毂轮1的孔部22的内径面上形成实施了硬化处理的花键111(包括凸条111a及凹条111b)，并且不对轴部12施行硬化处理。此外，该花键111也可以通过公知公用的方法即拉削加工、切削加工、冲压加工、拉制加工等各种加工方法形成。而且，作为热硬化处理，也可以采用高频淬火、渗碳淬火等各种热处理。
这种情况下，也优选通过喷丸硬化处理等压缩残留应力施加方法对毂轮1的凸部35施加压缩残留应力。
这种情况下，凸部35的突出方向中间部位对应于凹部形成前的凹部形成面(轴部12的外径面)的位置。即，将花键111的凸部111a即凸部35的顶点连结的圆的直径尺寸(凸部35的最小直径尺寸)D8小于轴部12的外径尺寸D10，将花键111的凹部111b的底连结的圆的直径尺寸(凸部间的嵌合用孔内径面的内径尺寸)D9大于轴部12的外径尺寸D10。即，D8＜D10＜D9。这种情况下，轴部12的外径尺寸D10与毂轮1的孔部22的内径尺寸D9的直径差为Δd，凸部35的高度为h，其比为Δd/2h时，0.3＜Δd/2h＜0.86。
将轴部12压入毂轮1的孔部22时，能够通过毂轮1侧的凸部35在轴部12的外周面上形成供该凸部35嵌合的凹部36。由此，凸部35和与其嵌合的凹部的嵌合接触部位38的整体密接。
在此，所谓嵌合接触部位38是图44B所示的范围B，是凸部35的截面中的从山形的中腹部到山顶的范围。而且，在周向的相邻的凸部35间，在比轴部12的外周面靠外径侧形成有间隙112。
如此，即使在毂轮1的孔部22的内径面上设置凹凸嵌合结构M的凸部35而进行压入，该凸部35也会被压缩残留应力施加方法施加压缩残留应力，从而起到与所述各实施方式同样的作用效果。尤其是，由于无需进行轴部侧的硬度处理(热处理)，因此具有等速万向接头的外圈5的生产性优良的优点。
在该图44A和图44B所示的结构中，优选设置轴部压入引导结构M2。这种情况下，在轴部12侧设置引导用凹部44a即可。而且，也可以在凸部35的顶部与引导用凹部44a的底部之间形成径向间隙C1，或在凸部35 的侧部与引导用凹部44a的侧部之间形成周向间隙C2、C2，或形成径向间隙C1及周向间隙C2、C2。
即使在图44A和图44B所示的情况下，也通过压入形成挤出部45，因此优选设置收纳该挤出部45的凹槽部100。由于挤出部45形成在轴部12的口侧，因此将凹槽部100设置在毂轮1侧。
如此，在毂轮1的孔部22的内径面37上设置凹凸嵌合结构M的凸部35，并且使该凸部35的轴向端部的硬度高于外圈5的轴部12的外径部，从而在压入时，无需进行轴部侧的硬度处理(热处理)，因此等速万向接头的外侧接头构件(外圈5)的生产性优良。
以上，说明了本发明的实施方式，但本发明并不局限于所述实施方式而能够进行各种变形，例如，作为凹凸嵌合结构M的凸部35的形状，在所述图3所示的实施方式中为截面三角形状，在图43A所示的实施方式中为截面梯形，但也可以采用这以外的半圆形状、半椭圆形状、矩形形状等各种形状，凸部35的面积、数目、周向配设间距等也可以任意变更。即，无需形成花键41、61而将该花键41、111的凸部(凸齿)41a、111a作为凹凸嵌合结构M的凸部35，可以是键那样的部件，也可以是形成曲线状的波形的对合面的部件。总之，只要将沿轴向配设的凸部35压入对方侧，能够利用该凸部35在对方侧形成与凸部35密接嵌合的凹部36，而凸部35和与其嵌合的凹部的嵌合接触部位38的整体密接，而且能够在毂轮1与等速万向接头3之间传递旋转力矩即可。
可以将圆孔以外的多边形孔等异形孔作为毂轮1的孔部22，嵌插在该孔部22中的轴部12的端部的截面形状也可以为圆形截面以外的多边形等异形截面。此外，在将轴部12压入毂轮1时，仅凸部35的压入起始端部比形成凹部36的部位的硬度高即可，无需使凸部35的整体的硬度高。在图3等中形成有间隙40，但也可以陷入毂轮1的内径面37直到凸部35间的凹部为止。此外，作为凸部35侧与利用凸部35形成的凹部形成面侧的硬度差，在HRC下优选为20点以上，但只要能够压入凸部35则也可以小于20点。
凸部35的端面(压入起始端)在所述实施方式中是相对于轴向正交的面，但也可以是相对于轴向以规定角度倾斜的面。这种情况下，从内径 侧朝向外径侧，可以向凸部相反侧倾斜，也可以向凸部侧倾斜。
此外，也可以在毂轮1的孔部22的内径面37上设置沿周向以规定间距配设的小凹部。作为小凹部，需要小于凹部36的容积。通过如此设置小凹部，能够实现凸部35的压入性的提高。即，通过设置小凹部，能够减少凸部35的压入时形成的挤出部45的容量，从而能够减少压入阻力。而且，由于能够减少挤出部45，因此能够减小凹槽部100的容积，从而能够提高凹槽部100的加工性及轴部12的强度。此外，小凹部的形状可以采用半椭圆状、矩形等各种形状，数目也可以任意设定。
作为图25所示的结合方法，使用了焊接的结合方法，但也可以取代焊接而使用粘结剂。而且，作为轴承2的滚动体30，也可以使用滚筒。而且，在所述实施方式中，示出了第三代的车轮用轴承装置，但也可以是第一代或第二代甚至第四代。此外，压入凸部35时，可以对形成凹部36的一侧进行固定而使形成凸部35的一侧移动，相反地，也可以对形成凸部35的一侧进行固定而使形成凹部36的一侧移动，或者还可以使两者移动。此外，在等速万向接头3中，也可以使内圈6和轴10经由所述各实施方式记载的凹凸嵌合结构M一体化。此外，在轴部防脱结构M1中，例如，使用图24所示的挡圈85等时，也可以设置在轴部12的根部侧(口侧)等。
夹设在对毂轮1和轴部12进行螺栓固定的螺栓构件54的座面95a与定位用内壁22g之间的密封材料在所述实施方式中是在螺栓构件54的座面95a侧涂敷树脂，但也可以相反地，在定位用内壁22g侧涂敷树脂。而且，也可以在座面95a侧及定位用内壁22g侧涂敷树脂。此外，在对螺栓构件54进行螺接时，只要螺栓构件54的座面95a与定位用内壁22g的凹陷部51的底面的密接性优良，就可以省略此种密封材料。即，通过磨削凹陷部51的底面，能够提高与螺栓构件54的座面95a的密接性。当然，即使不磨削凹陷部51的底面而在所谓车削完的状态下，只要能够发挥密接性，就可以省略密封材料。
作为引导用凹部44a，如图31A、图31B和图31C所示，在与凸部35之间形成有间隙C1、C2，但作为所述间隙尺寸，只要在压入时不产生偏心或心倾斜，而且不会产生凸部35与引导用凹部44a的内面进行压力接 触而压入载荷增大的情况即可。而且，作为引导用凹部44a的轴向长度，可以任意设定，若较长，则在对心上优选，但从毂轮1的孔部22的轴向长度出发，其上限受限制。相反毂轮1的孔部22的轴向长度较短时，无法发挥引导功能，有可能产生偏心或心倾斜。因此，需要考虑所述情况来决定引导用凹部44a的轴向长度。
另外，作为引导用凹部44a的截面形状，只要能够供凸部35插入即可，并不局限于图31等所示的形状。也可以根据凸部35的截面形状等进行各种变更。作为引导用凹部44a的数目，无需与凸部35的数目一致，可以少于凸部35的数目，也可以多于凸部35的数目。总之只要将几个凸部35插入到几个引导用凹部44a中，而使凸部35的相位与上一次的压入形成的凹部36的相位一致即可。
引导用凹部44a的端部的倾斜面77b的倾斜角度θ或引导用凹部44a的底部的倾斜角度θ2也可以任意变更。倾斜面77b的倾斜角度θ接近90°时，等同于与压入方向正交的平坦面77a的功能，当倾斜角度θ小时，引导用凹部44a变长，凹凸嵌合结构M的轴向长度变短。而且，底部的倾斜角度θ2增大时，引导用凹部44a的结构复杂，相反减小时，无法发挥倾斜时的功能。因此，需要考虑所述情况来设定各倾斜角度θ、θ2。
在所述实施方式中，外圈5的口部11的背面11a和紧固部31的端面31a为非接触，但也可以使它们抵接。外圈5的口部11的背面11a与紧固部31的端面31a抵接时，抵接面彼此摩擦会产生噪音。然而，即使在抵接的状态下，根据其抵接力、抵接面的材质、抵接面的完成状态等，也可以设定为不产生噪音。因此，在本发明中，进行抵接(接触)。
即，接触时，若毂轮1的紧固部31与口部11的背面11a的接触面压超过100MPa，则有可能产生噪音。这是因此在大转矩负载时，等速万向接头3的外圈5和毂轮1的扭转量产生差异，在该差异的作用下，等速万向接头3的外圈5与毂轮1的接触部产生急剧的滑动，从而产生噪音。相对于此，接触面压为100MPa以下时，能够防止产生急剧的滑动，从而能够抑制噪音的产生。由此，能够构成肃静的车轮用轴承装置。毂轮1的紧固部31的端面31a与口部11的背面11a的接触部的面压受螺栓构件54的紧固转矩的大小的影响，但由紧固转矩产生的轴力被凹凸嵌合部的轴向 摩擦力或进一步成形凹凸嵌合部的力(凹凸嵌合部成形时的压入载荷)所消耗，因此接触面压仅在需要这以上的轴力的时升高。因此能够容易将接触面压抑制为100MPa以下，不会产生粘滑音。此外，虽然接触面压为100MPa以下，但也需要在能够构成密封结构的面压以上。
挡圈130的截面形状并不局限于图10或图11所示的形状，而能够采用椭圆或长圆形、三角形、五边形以上的多边形等各种形状。作为压缩残留应力施加方法并不局限于喷丸硬化处理，也可以采用激光喷丸处理或超声波打击处理等其他方法。
此外，仅图5所示的实施方式在毂轮1及等速万向接头3的外圈5上标注了表示硬化层H1、H的交叉影线，但在其他实施方式中，也形成有此种硬化层。
工业实用性
能够适用于单独使用多列滚动轴承的结构的第一代、在外方构件上一体具有车身安装凸缘的第二代、在一体具有车轮安装凸缘的毂轮的外周一体形成有多列滚动轴承的一方的内侧滚道面的第三代、以及在毂轮上将等速万向接头一体化，在构成该等速万向接头的外侧接头构件的外周一体形成多列滚动轴承的另一方的内侧滚道面的第四代的车轮用轴承装置。
符号说明：
1  毂轮
2  轴承
3  等速万向接头
10  轴
11  口部
12  轴部(杆部)
21  车轮安装用凸缘
22  孔部
22g  定位用内壁
25  外方构件
26  外侧滚道面
27  外侧滚道面
28  内侧滚道面
29  内侧滚道面
30  滚动体
34  关节
35  凸部
36  凹部
38  嵌合接触部位
39  内方构件
65  端部扩径紧固部(锥状卡止片)
128  环状槽
129  环状槽
130  挡圈
M  凹凸嵌合结构
M1  轴部防脱结构
M2  轴部压入引导结构
T1  外侧等速万向接头
T2  内侧等速万向接头