JP6064962B2

JP6064962B2 - 車両の動力伝達装置

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Publication number: JP6064962B2
Application number: JP2014195627A
Authority: JP
Inventors: 義隆松室; 康明羽原; 雅弘佐々木
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2014-09-25
Filing date: 2014-09-25
Publication date: 2017-01-25
Anticipated expiration: 2034-09-25
Also published as: JP2016064783A

Description

本発明は、動力源から差動装置に動力を伝達するプロペラシャフトを備えた車両の動力伝達装置に関する。

車体前部にエンジンや変速機等を含む動力源が配置されると共に車体後部に後輪用の差動装置が配置される四輪駆動車や後輪駆動車等の車両では、前記動力源から差動装置に動力を伝達するプロペラシャフトが車体前後方向に延びるように配設される。

このような車両では、車体フロアの車幅方向の中央部に、下方が開放されたトンネル部が車体前後方向に延びるように設けられ、プロペラシャフトは、エンジンから車体後方に延びる排気管と共にトンネル部内側の空間に収容される。

また、プロペラシャフトの前端部及び後端部は、前記動力源の出力軸及び前記差動装置の入力軸にそれぞれ自在継手を介して連結される。前記自在継手として、十字軸形継手などの不等速自在継手や等速ボールジョイントなどの等速自在継手が用いられ、プロペラシャフトは、この自在継手の部分で屈曲可能に構成されている。

ところで、車両では、例えば正面衝突時などの車体前方から衝撃荷重が作用するときに、乗員の安全性を確保するために、車体前部に配置された動力源を車体後方に移動させつつ車体前部を圧壊させることで衝撃荷重を吸収するように構成することが一般に知られている。

このように衝撃荷重を吸収するように構成された車両において、車体前部の動力源から車体後部の差動装置まで延びるようにプロペラシャフトが配設されている場合、車体前方からの衝撃荷重の作用時に、プロペラシャフトが車体前後方向に突っ張ることにより動力源の車体後方への移動が妨げられるおそれがある。

これに対し、例えば特許文献１には、前側分割シャフトと後側分割シャフトとに２分割されたプロペラシャフトにおいて、前側分割シャフトと後側分割シャフトとを連結する自在継手の少なくとも一部が一方の分割シャフトと共に他方の分割シャフトの内部に嵌入されることにより軸方向に収縮可能に構成されると共に、後輪用の差動装置が車体前方からの衝撃荷重の作用時にその車体前方側が下方側に回動するように車体に支持されたものが開示されている。

これによれば、車体前方からの衝撃荷重の作用時に、プロペラシャフトが軸方向に収縮すると共に、プロペラシャフトと後輪用の差動装置とを連結する自在継手の部分を屈曲させてプロペラシャフトの前端部が車体後方へ移動するので、プロペラシャフトが連結された動力源を車体後方へ移動させることができ、車体後方に移動させつつ車体前部を圧壊させて衝撃荷重を吸収することができると考えられる。

また、車体前部の動力源から車体後部の差動装置に動力を伝達するプロペラシャフトは、例えば動力源と差動装置との間の距離が長い場合などには、例えば特許文献２に開示されるように、３つの分割シャフトに分割されて構成されることがある。

図９に示すように、このプロペラシャフト１０１は、車両１０２の車体前部に配置されたエンジン１０３を含む動力源１０４の出力軸と車体後部に配置された後輪用の差動装置１０５の入力軸とにそれぞれ自在継手１０６、１０７を介して連結され、動力源１０４から差動装置１０５に動力を伝達するように構成されている。

前記プロペラシャフト１０１は、第１分割シャフト１１１、第２分割シャフト１１２及び第３分割シャフト１１３に分割され、第１分割シャフト１１１と第２分割シャフト１１２とが自在継手１１４を介して連結され、第２分割シャフト１１２と第３分割シャフト１１３とが自在継手１１５を介して連結されている。

前記プロペラシャフト１０１はまた、車体フロア１２１の車幅方向の中央部に設けられたトンネル部１２２内側の空間に収容された状態で、第２分割シャフト１１２の車体前方側及び車体後方側がそれぞれ支持ブラケット１１６、１１７によって車体に回転可能に支持されると共に、第２分割シャフト１１２に、車体前方からの衝撃荷重の作用時に第２分割シャフト１１２に入力された荷重を支持ブラケット１１６、１１７に伝達する円板状の荷重伝達部１１８、１１９を備えている。

前記車両１０２にはまた、トンネル部１２２を覆うように車幅方向に延び、車体前方からの衝撃荷重の作用時に支持ブラケット１１６、１１７に係合する係合部を有するトンネル補強部材１２３、１２４が備えられている。そして、車体前方から衝撃荷重が作用するとき、荷重伝達部１１８、１１９によって支持ブラケット１１６、１１７が押圧されて支持ブラケット１１６、１１７とトンネル補強部材１２３、１２４とが係合した後に支持ブラケット１１６、１１７が車体から離脱され、プロペラシャフト１０１が下方に屈曲され、衝撃荷重を吸収するように構成されている。

特開２０１１−２０７３４３号公報特開２００５−２９７６２６号公報

しかしながら、ホイールベースが長い車両や、動力源の後輪駆動用出力軸が後輪駆動車における後輪駆動用出力軸に比べて前方に位置するエンジン横置き式の四輪駆動車などでは、車体前部の動力源と車体後部の差動装置との間の距離がさらに長くなることがある。

これに対し、特許文献２に記載されるプロペラシャフトの第１、第２及び第３分割シャフトの何れかを長くすることが考えられるが、分割シャフトを長くすると、正面衝突時などの車体前方からの衝撃荷重の作用時に、分割シャフトが地面へ接触するおそれがある。

例えば、図９に示すプロペラシャフト１０１において、エンジン１０３の下方側を上方側に対して前方側に移動させてエンジン１０３を後方側に傾斜して配置し、第１分割シャフト１１１をさらに長くする場合、車体前方からの衝撃荷重の作用時に、第１分割シャフト１１１が地面へ接触しやすくなる。

また、例えば、第１分割シャフトの車体後方側に、プロペラシャフトを軸方向に収縮する機構や後輪用の差動装置の車体前方側を下方側へ回動させる機構等の衝撃吸収機構が備えられている場合には、車体前方からの衝撃荷重の作用時に、前記衝撃吸収機構を機能させるように第１分割シャフトに入力される荷重を前記衝撃吸収機構に伝達することが求められる。

そこで、本発明は、プロペラシャフトが、動力源側から第１、第２及び第３分割シャフトに分割されてなる車両の動力伝達装置において、車体前方からの衝撃荷重の作用時に、第１分割シャフトが地面に接触することを抑制すると共に、第１分割シャフトの車体後方側に衝撃吸収機構が備えられている場合に第１分割シャフトに入力された荷重を前記衝撃吸収機構に伝達することができる車両の動力伝達装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明に係る車両の動力伝達装置は、次のように構成したことを特徴とする。

まず、本願の請求項１に記載の発明は、車体前部に配置された動力源と車体後部に配置された差動装置とにそれぞれ自在継手を介して連結されて前記動力源から前記差動装置に動力を伝達するプロペラシャフトを備え、該プロペラシャフトが、前記動力源側から第１分割シャフト、第２分割シャフト及び第３分割シャフトに分割されると共に、前記第１分割シャフト、前記第２分割シャフト及び前記第３分割シャフトがそれぞれ自在継手を介して連結されてなる車両の動力伝達装置であって、前記第１分割シャフトを車体に回転自在に支持する第１支持ブラケットと、前記第１支持ブラケットの車体後方において前記第２分割シャフト又は前記第３分割シャフトを車体に回転自在に支持する第２支持ブラケットと、を備え、前記第１支持ブラケットは、前記動力源への車体前方からの衝撃荷重の作用時に、車体から離脱することなく該第１支持ブラケット内部を前記第１分割シャフトが車体後方に移動するように設けられ、前記第２支持ブラケットは、前記衝撃荷重の作用時に、前記第２分割シャフト又は前記第３分割シャフトに入力された荷重によって車体から離脱するように設けられ、前記第２分割シャフトと前記第３分割シャフトとは、該第２分割シャフトと第３分割シャフトとを連結する自在継手の少なくとも一部が、前記衝撃荷重の作用時に、該第２分割シャフトと第３分割シャフトの一方と共に該第２分割シャフトと第３分割シャフトの他方側に移動して該第２分割シャフトと第３分割シャフトの他方の内部に嵌入されることにより前記第２分割シャフトと前記第３分割シャフトの全体が縮小可能に構成されていることを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の車両の動力伝達装置において、前記差動装置は、該差動装置の車体前方側を車体に支持する支持部を備え、前記衝撃荷重の作用時に、該差動装置に入力された荷重によって前記支持部による車体に対する支持が解除されることにより該差動装置の車体前方側が下方側へ回動するように構成されていることを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、前記請求項１又は請求項２に記載の車両の動力伝達装置において、前記第１支持ブラケットは、前記第１分割シャフトの車体後方側を車体に支持するように設けられていることを特徴とする。

上記の構成により、本願の請求項１に記載の発明によれば、動力源から差動装置に動力を伝達するプロペラシャフトが、動力源側から第１、第２及び第３分割シャフトに分割されて自在継手を介して連結されている。そして、第１支持ブラケットによって第１分割シャフトが車体に支持され、その車体後方において第２支持ブラケットによって第２又は第３分割シャフトが車体に支持されている。

前記第１支持ブラケットは、動力源への車体前方からの衝撃荷重の作用時に、車体から離脱することなく第１支持ブラケット内部を第１分割シャフトが車体後方に移動するように設けられ、前記第２支持ブラケットは、衝撃荷重の作用時に、第２又は第３分割シャフトに入力された荷重によって車体から離脱するように設けられる。

これにより、車体前方からの衝撃荷重の作用時に、第１支持ブラケットによって第１分割シャフトの下方側への移動を抑制することができるので、第１分割シャフトが地面へ接触することを抑制することができる。また、車体前方からの衝撃荷重の作用時に、第１分割シャフトの下方側への移動を抑制することができるので、第１分割シャフトの車体後方側に衝撃吸収機構が備えられている場合に、第１分割シャフトに入力された荷重を前記衝撃吸収機構に伝達することができる。また、車体前方からの衝撃荷重の作用時に、第１分割シャフトと第２分割シャフトとを連結する自在継手、及びその車体後方に配置される他の自在継手、例えば第３分割シャフトと差動装置とを連結する自在継手における屈曲が許容され、動力源を車体後方側に移動させて衝撃吸収性を高めることができる。

また、第２分割シャフトと第３分割シャフトとは、これらを連結する自在継手の少なくとも一部が、衝撃荷重の作用時に、これらの一方と共にこれらの他方側に移動してその内部に嵌入されて第２分割シャフトと第３分割シャフトの全体が縮小可能に構成されることにより、衝撃荷重の作用時に、動力源を車体後方側へ移動させて衝撃吸収性を高めることができる。

また、請求項２に記載の発明によれば、差動装置は、衝撃荷重の作用時に、支持部による車体に対する支持が解除されて差動装置の車体前方側が下方側へ回動するように構成されることにより、衝撃荷重の作用時に、第３分割シャフトと差動装置とを連結する自在継手を屈曲させることができ、動力源を車体後方側へ移動させて衝撃吸収性を高めることができる。

また、請求項３に記載の発明によれば、第１支持ブラケットは、第１分割シャフトの車体後方側を車体に支持するように設けられることにより、衝撃荷重の作用時に、第１分割シャフトの車体前方側を支持するように設けられる場合に比して、第１分割シャフトの下方側への移動を抑制することができ、前記効果を有効に奏することができる。

本発明の実施形態に係る動力伝達装置を備えた車体を模式的に示す側面図である。プロペラシャフトにおける第２分割シャフトと第３分割シャフトとを連結する自在継手及びその近傍を示す図である。図１におけるＹ３−Ｙ３線に沿った車体の断面図である。図１におけるＹ４方向から見た車体の平面図である。図１におけるＹ５方向から見た車体の平面図である。図１におけるＹ６方向から見た車体の底面図である。図１の車体の要部を拡大した図である。前記車体に車体前方から衝撃荷重が作用したときの動力伝達装置を説明するための説明図である。従来の動力伝達装置を備えた車体を模式的に示す側面図である。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る動力伝達装置を備えた車体を模式的に示す側面図、図２は、プロペラシャフトにおける第２分割シャフトと第３分割シャフトとを連結する自在継手及びその近傍を示す図、図３は、図１におけるＹ３−Ｙ３線に沿った車体の断面図、図４は、図１におけるＹ４方向から見た車体の平面図、図５は、図１におけるＹ５方向から見た車体の平面図、図６は、図１におけるＹ６方向から見た車体の底面図、図７は、図１の車体の要部を拡大した図である。

図１に示す本発明の実施形態に係る動力伝達装置を備えた車体１は、エンジンの出力軸が前輪及び後輪の車軸と並行に配置されると共にエンジンの出力が前輪及び後輪に分配されるエンジン横置き式の四輪駆動車の車体であり、車体１は、車体前部に配置される動力源２と、車体後部に配置される後輪用の差動装置１０と、動力源２から後輪用の差動装置１０まで車体前後方向に延びて動力源２から後輪用の差動装置１０に動力を伝達する動力伝達シャフトとしてのプロペラシャフト２０とを有している。

動力源２は、エンジン３と、エンジン３の出力を前輪４と後輪６とに伝達するための変速機（不図示）と、該変速機からの駆動力を左右の前輪４に車軸５を介して伝達する前輪用の差動装置（不図示）と、後輪６に伝達する駆動力を取り出すトランスファー（不図示）とを有している。

車体１では、エンジン３は、上下方向に延びるシリンダ軸３ａが車体後方側に傾斜するように配置され、エンジン３の下方側を上方側に対して前方側に移動させた状態で車体後方側に傾斜するように配置されている。

後輪用の差動装置１０は、エンジン３の出力が前記変速機、前記トランスファー及びプロペラシャフト２０を通じて伝達されることにより動力源２からの動力が伝達されると共に、伝達された動力源２からの動力を、車軸７を介して左右の後輪６に伝達するようになっている。

プロペラシャフト２０は、車室８の底面を構成する車体フロア９に設けられたトンネル部９ａ（図３参照）の内側の空間に配置され、該プロペラシャフト２０の前端部が動力源２に第１自在継手３１を介して連結され、該プロペラシャフト２０の後端部が後輪用の差動装置１０に第２自在継手３２を介して連結されている。車体１ではまた、図１に示すように、プロペラシャフト２０の近傍にエンジン３から車体後方側に延びる排気管４０が配置されている。

前記プロペラシャフト２０は、動力源２側から第１分割シャフト２１、第２分割シャフト２２及び第３分割シャフト２３に分割されて構成され、第１分割シャフト２１と第２分割シャフト２２とが第３自在継手３３を介して連結され、第２分割シャフト２２と第３分割シャフト２３とが第４自在継手３４を介して連結されている。

前述したように、プロペラシャフト２０の前端部である第１分割シャフト２１の前端部は、第１自在継手３１を介して動力源２に連結され、プロペラシャフト２０の後端部である第３分割シャフト２３の後端部は、第２自在継手３２を介して後輪用の差動装置１０に連結されている。

第１自在継手３１、第２自在継手３２、第３自在継手３３としては、十字軸形継手が用いられ、前記自在継手３１、３２、３３はそれぞれ、該自在継手３１、３２、３３で連結される２つの部材の回転軸を屈曲可能に構成されると共に、該自在継手３１、３２、３３で連結される２つの部材で回転伝達可能に構成されている。

第１自在継手３１は、動力源２、具体的には動力源２の出力軸と第１分割シャフト２１との間で屈曲可能に且つ回転伝達可能に構成され、第２自在継手３２は、第３分割シャフト２３と後輪用の差動装置１０、具体的には後輪用の差動装置１０の入力軸との間で屈曲可能に且つ回転伝達可能に構成され、第３自在継手３３は、第１分割シャフト２１と第２分割シャフト２２との間で屈曲可能に且つ回転伝達可能に構成されている。

一方、第４自在継手３４としては、スライド式等速ボールジョイントが用いられ、前記自在継手３４は、該自在継手３４で連結される２つの部材の回転軸を屈曲可能に構成されると共に、該自在継手３４で連結される２つの部材で回転伝達可能に構成されている。前記自在継手３４はまた、該自在継手３４の少なくとも一部が、該自在継手３４で連結される２つの部材の一方と共に他方側に移動して他方の内部に嵌入されることにより、該自在継手３４で連結される２つの部材の全体が軸方向に伸縮可能に構成されている。

図２に示すように、第４自在継手３４は、第２分割シャフト２２の後端部に結合されたシャフト３４ａと、該シャフト３４ａにスプライン嵌合されて連結された内輪３４ｂと、第３分割シャフト２３の前端部に結合された外輪３４ｃと、内輪３４ｂと外輪３４ｃとの間に介装されて内輪３４ｂと外輪３４ｃとの間で動力を伝達するボール３４ｄと、内輪３４ｂの外周面と外輪３４ｃの内周面との間に配置されてボール３４ｄを保持するケージ３４ｅとを備え、第２分割シャフト２２と第３分割シャフト２３の間で屈曲可能に且つ回転伝達可能に構成されている。

第４自在継手３４はまた、内輪３４ｂの外周面に設けられた内輪３４ｂの軸方向に延びるボール溝３４ｆと、外輪３４ｃの内周面に設けられた外輪３４ｃの軸方向に延びるボール溝３４ｇとを有し、内輪３４ｂと外輪３４ｃとが相対的に軸方向に移動可能に構成されている。このようにして、第４自在継手３４で連結される第２分割シャフト２２と第３分割シャフト２３の全体が軸方向に伸縮可能に構成されている。なお、内輪３４ｂは、スナップリング３４ｈによってシャフト３４ａに対して軸方向に固定されている。

また、第４自在継手３４によって連結される第２分割シャフト２２の後端部と第３分割シャフト２３の前端部が嵌合されるように、第２分割シャフト２２の後端部には、第３分割シャフト２３の前端部に嵌合状態で挿入可能な挿入部２２ａが設けられ、該挿入部２２ａは、第３分割シャフト２３の前端部の内径より小さく形成されている。

第２分割シャフト２２の後端部にはまた、挿入部２２ａの車体前方側に挿入部２２ａから外方に延びる段差部２２ｂが設けられ、第２分割シャフト２２と第３分割シャフト２３との嵌合が所定距離Ｄ１で規制されるようになっている。正面衝突時などの車体前方からの衝撃荷重の作用時に、図２の二点鎖線で示すように、第２分割シャフト２２の挿入部２２ａが第３分割シャフト２３の前端部に挿入されて嵌合されて第２分割シャフト２２の段差部２２ｂに第３分割シャフト２３の前端部が当接すると、第２分割シャフト２２と第３分割シャフト２３とが相対的に屈曲不能に結合されるようになっている。

車体１はまた、プロペラシャフト２０を該車体１に回転自在に支持する２つの支持ブラケット５０、６０を備えている。第１支持ブラケット５０は、第１分割シャフト２１を車体１に回転自在に支持するように設けられ、第２支持ブラケット６０は、第１支持ブラケット５０の車体後方において第２分割シャフト２２を車体１に回転自在に支持するように設けられている。

第１支持ブラケット５０は、図３に示すように、第１分割シャフト２１の外周に圧入により結合された軸受５１と、該軸受５１の外周に圧入により結合された弾性ブッシュ５２と、該弾性ブッシュ５２の外周に取り付けられた上側支持部材５３及び下側支持部材５４とを備えている。

軸受５１は、略円筒状に形成された内輪５１ａと、該内輪５１ａと同心状に略円筒状に形成された外輪５１ｂと、該内輪５１ａと外輪５１ｂとの間に介装された複数のボール５１ｃとを備え、内輪５１ａと外輪５１ｂとが相対回転可能に構成されている。軸受５１は、第１分割シャフト２１の外面に圧入されて固定されている。

弾性ブッシュ５２は、略円筒状に形成された金属製の内筒５２ａと、該内筒５２ａと同心状に略円筒状に形成された金属製の外筒５２ｂと、該内筒５２ａと外筒５２ｂとを連結する弾性体としてのラバー５２ｃとを備え、軸受５１の外面に圧入されて固定されている。

弾性ブッシュ５２はまた、正面衝突時などの車体前方からの衝撃荷重の作用時に、内筒５２ａと外筒５２ｂとが相対的に軸方向に離間する方向に移動されてラバー５２ｃに所定以上の荷重が入力されるとラバー５２ｃが破断されるようになっている。

上側支持部材５３は、弾性ブッシュ５２の外周に沿って略Ｕ字状に形成されて弾性ブッシュ５２の上部を保持する保持部５３ａと、該保持部５３ａの両端部から外方に延びるフランジ部５３ｂとを備え、該フランジ部５３ｂには、図４に示すように、車体前後方向に延びる長穴５３ｃが形成されている。

一方、下側支持部材５４は、略平板状に形成されて弾性ブッシュ５２の下部を保持する保持部５４ａと、該保持部５４ａの両端部から外方に延びるフランジ部５４ｂとを備え、該フランジ部５４ｂには、車体前後方向に延びる長穴５４ｃが形成されている。下側支持部材５４のフランジ部５４ｂ及び長穴５４ｃは、上側支持部材５３のフランジ部５３ｂ及び長穴５３ｃと同様に形成されている。

上側支持部材５３と下側支持部材５４とは、図３に示すように、上側支持部材５３のフランジ部５３ｂと下側支持部材５４のフランジ部５４ｂとを重ね合わせた状態で溶接されて閉断面状に形成され、弾性ブッシュ５２の外周に固定して取り付けられている。

車体１における車体フロア９には、具体的にはトンネル部９ａの縦壁部９ｂには、第１支持ブラケット５０を取り付けるための取付部材４１が接合されている。取付部材４１は、トンネル部９の縦壁部９ｂに沿って略上下方向に延びる縦壁部４１ａと該縦壁部４１ａの上端部から略水平方向に延びる水平部４１ｂとを備え、該水平部４１ｂは、略矩形状に形成され、その略中央にボルト挿通穴４１ｃが形成されている。

図３及び図４に示すように、第１分割シャフト２１の車体後方側に取り付けられた前記支持部材５３、５４のフランジ部５３ｂ、５４ｂを、車体フロア９に接合された取付部材４１の水平部４１ｂに重ね合わせ、その後に、締結ボルト４２を、支持部材５３、５４の長穴５３ｃ、５４ｃ及び取付部材４１のボルト挿通穴４１ｃを通じてナット４３と螺合することにより、第２分割シャフト２２は車体１に回転可能に支持される。

このようにして、第１支持ブラケット５０は、正面衝突時などの動力源２への車体前方からの衝撃荷重の作用時に、車体１から離脱することなく、弾性ブッシュ５２のラバー５２ｃが破断されて第１支持ブラケット５０内部を第１分割シャフト２１が車体後方に移動されるように構成されている。

第１支持ブラケット５０の車体後方に配置される第２支持ブラケット６０は、
第２分割シャフト２２を支持すると共に、前記支持部材５３、５４のフランジ部５３ｂ、５４ｂに形成された長穴５３ｃ、５４ｃの車体前方側が開口されて車体前後方向に延びるスリットが形成されていることを除き、第１支持ブラケット５０と同様に構成されている。同様の構成については同一符号を付して説明を省略する。

図５に示すように、第２支持ブラケット６０は、上側及び下側支持部材５３、５４のフランジ部５３ｂ、５４ｂにそれぞれ形成された長穴５３ｃ、５４ｃの車体前方側がそれぞれ開口され、該フランジ部５３ｂ、５４ｂに車体前後方向に延びるスリット５３ｄが形成されている。

このスリット５３ｄによって、動力源２への車体前方からの衝撃荷重の作用時に、第２支持ブラケット６０に車体前方から所定以上の荷重が入力されると、具体的には第２支持ブラケット６０の上側及び下側支持部材５３、５４に車体前方から所定以上の荷重が入力されると、上側及び下側支持部材５３、５４のフランジ部５３ｂ、５４ｂが締結ボルト４２から抜け、第２支持ブラケット６０が車体１から離脱するようになっている。

車体１にはまた、図２及び図５に示すように、第２分割シャフト２２における第２支持ブラケット６０の車体前方側に、車体前方からの衝撃荷重の作用時に第２分割シャフト２２に入力された荷重を第２支持ブラケット６０に伝達する円板状の荷重伝達部７０が設けられている。

荷重伝達部７０は、第２分割シャフト２２に取り付けられる上側支持部材５３の略Ｕ字状に形成される部分の円弧状部分に略等しい半径を有するように円形状に形成されている。これにより、正面衝突時などの動力源２への車体前方からの衝撃荷重の作用時に、弾性ブッシュ５２のラバー５２ｃが破断されて第２分割シャフト２２が車体後方に移動されると、次に荷重伝達部７０によって第２分割シャフト２２に入力された荷重が第２支持ブラケット６０に伝達され、所定以上の荷重が伝達されると第２支持ブラケット６０が車体１から離脱される。

本実施形態では、第１及び第２支持ブラケット５０、６０の軸受５１、弾性ブッシュ５２及び支持部材５３、５４の保持部５３ａ、５４ａは車体前後方向に略等しい長さを有するように形成されている。荷重伝達部７０は、車体前方からの衝撃荷重の作用時に、弾性ブッシュ５２のラバー５２ｃが破断されて第２分割シャフト２２が車体後方に移動されると、弾性ブッシュ５２及び支持部材５３、５４に当接して第２分割シャフト２２に入力される荷重を第２支持ブラケット６０に伝達する。

荷重伝達部７０はまた、図２に示すように、該荷重伝達部７０と第２支持ブラケット６０との軸方向における離間距離Ｄ２が、第４自在継手３４による第２分割シャフト２２と第３分割シャフト２３との縮小可能距離Ｄ１より小さくなるように設けられている。

車体１はまた、車体前部に、車体前後方向に延びるサイドフレームやその前方に配置されたクラッシュカン等の衝撃吸収部材を備え、車体前方からの衝撃荷重が入力される際に、動力源２を後方へ移動させつつ車体前部を圧壊させることで、衝撃荷重を吸収することができるようになっている。

一方、車体後部には、図６に示すように、車体前後方向に延びる左右一対のリアサイドフレーム８１と、一対のリアサイドフレーム８１間に架設されて車幅方向に延びる第１クロスメンバ８２と、第１クロスメンバ８２の車体後方において左右一対のリアサイドフレーム８１間に架設されて車幅方向に延びる第２クロスメンバ８３とが備えられている。第１クロスメンバ８２は、その車幅方向中央部が上方に膨出するように湾曲して形成されている。

車体後部に配置されてプロペラシャフト２０の後端部に連結される差動装置１０は、該差動装置１０の車体前方側を車体１に支持する前側支持部１２と、該差動装置１０の車体後方側を車体１に支持する後側支持部１３とを備えると共に、後輪６に連結された車軸７を支持するようになっている。

差動装置１０は、図６に示すように、装置本体１１が第１クロスメンバ８２の下方に配置されている。前側支持部１２は、装置本体１１から車幅方向外側に延びる前側取付ブラケット１４を備え、前側取付ブラケット１４は、該前側取付ブラケット１４の外方側が車体前方から見て略円形状に形成され、この円形状部分がラバー１５を介して第１クロスメンバ８２に締結ボルト１６を用いて取り付けられることにより、差動装置１０の車体前方側を第１クロスメンバ８２に支持する。

また、前側支持部１２の前側取付ブラケット１４には、該前側取付ブラケット１４の車体前方側に溝部１４ａが形成されている。前側取付ブラケット１４の溝部１４ａは、前側取付ブラケット１４の他の部分に比して脆弱な脆弱部として機能し、差動装置１０に車体前方側から所定以上の荷重が入力されるとき該溝部１４ａを起点として前側取付ブラケット１４が分断され、前側支持部１２による差動装置１０の車体前方側の車体１に対する支持が解除される。

一方、後側支持部１３は、図６及び図７に示すように、装置本体１１の後端部から車体後方側に延びる後側取付ブラケット１７を備えている。後側取付ブラケット１７は、車体後方側に円柱状に延びるピン部１７ａを備え、ピン部１７ａの車体前後方向中央部には外方側に膨出する膨出部１７ｂが形成されている。

後側取付ブラケット１７のピン部１７ａは、第２クロスメンバ８３の上面に固着されたラバーなどの弾性体８３ａに取り付けられている。弾性体８３ａには、上方側に開口するピン部１７ａと略同形状をしたスリット８３ｂが形成されており、該スリット８３ｂ内にピン部１７ａが挿入されることにより後側支持ブラケット１７が第２クロスメンバ８３に取り付けられている。これにより、後側支持部１３は、差動装置１０の車体後方側を第２クロスメンバ８３に支持する。

また、後側支持部１３の後側取付ブラケット１７は、差動装置１０に車体前方から所定以上の荷重が入力されて前側支持部１２による差動装置１０の車体１に対する支持が解除され、差動装置１０の重心が車軸７より車体前方側に位置するために差動装置１０の車体前方側が車軸７を支点として下方側へ回動されるとき、ピン部１７ａがスリット８３ｂから抜けるようになっており、後側支持部１３による差動装置１０の車体１に対する支持も解除されるようになっている。

このようにして構成された車体１に車体前方から衝撃荷重が作用して動力源２に車体前方から衝撃荷重が作用するときの動力伝達装置について説明する。

図８は、前記車体に車体前方から衝撃荷重が作用したときの動力伝達装置を説明するための説明図である。図８（ａ）に示すように、車体１に車体前方から衝撃荷重が作用して動力源２に車体前方から荷重Ｆが作用すると、動力源２が後方へ移動し始める。動力源２が後方へ移動するとき車体前部が圧潰されて衝撃荷重が吸収される。

そして、図８（ｂ）に示すように、車体前方からの荷重Ｆに伴って動力源２が車体後方へ移動されると、第１分割シャフト２１に入力された荷重によって、第１支持ブラケット５０は弾性ブッシュ５２のラバー５２ｃが破断されて第１支持ブラケット５０内部を第１分割シャフト２１が車体後方に移動される。

第２支持ブラケット６０についても、第１分割シャフト２１を通じて第２分割シャフト２２に入力された荷重によって弾性ブッシュ５２のラバー５２ｃが破断され、第２支持ブラケット６０内部を第２分割シャフト２２が車体後方に移動される。

また、第１及び第２支持ブラケット５０、６０について弾性ブッシュ５２のラバー５２ｃが破断されて第１分割シャフト２１と第２分割シャフト２２とが車体後方に移動されるとき、第２分割シャフト２２と第３分割シャフト２３とは、第４自在継手３４の少なくとも一部が第２分割シャフト２２と共に第３分割シャフト２３側に移動して第３分割シャフト２３の内部に嵌入されることにより第２分割シャフト２２と第３分割シャフト２３の全体が縮小され、第２分割シャフト２２と第３分割シャフト２３とが相対的に屈曲不能に結合される。

本実施形態では、第２分割シャフト２２に設けられた荷重伝達部７０と第２支持ブラケット６０との離間距離Ｄ２が、第４自在継手３４による第２分割シャフト２２と第３分割シャフト２３との縮小可能距離Ｄ１より小さいので、第２分割シャフト２２の段差部２２ｂに第３分割シャフト２３の前端部が当接するまでに、荷重伝達部７０によって第２支持ブラケット６０が車体１から離脱される。

さらに、車体前方からの荷重Ｆに伴って動力源２が車体後方へ移動されると、第１、第２及び第３分割シャフト２１、２２、２３を通じて差動装置１０に入力された荷重によって、前側支持部１２による差動装置１０の車体１に対する支持が解除され、図８（ｃ）に示すように、車軸７を支点として差動装置１０が下方側へ回動されると共に後側支持部１３による差動装置１０の車体１に対する支持も解除される。

差動装置１０の車体前方側が下方側へ回動されるとき、第２支持ブラケット６０は車体１から離脱しているので、差動装置１０に第２自在継手３２を介して連結される第３分割シャフト２３の後端部も下方側へ移動される。第２分割シャフト２２と屈曲不能に結合された第３分割シャフト２３の後端部が下方側へ移動されるとき、第１支持ブラケット５０は車体１に取り付けられているので、第２分割シャフト２２の前端部に第３自在継手３３を介して連結される第１分割シャフト２１が軸方向に略平行に車体後方側に移動され、第１分割シャフト２１に連結された駆動源２が車体後方に移動される。このようにして、プロペラシャフト２０が突っ張ることなく動力源２を車体後方へ移動させて衝撃吸収性を高めることができる。

本実施形態では、前側取付ブラケット１４に形成された溝部１４ａを起点として前側取付ブラケット１４が分断され、前側支持部１２による差動装置１０の車体前方側の車体１に対する支持が解除されているが、例えば開口部を形成するなど、前側取付ブラケット１４の他の部分に比して脆弱なその他の脆弱部を形成し、該脆弱部を起点として前側取付ブラケット１４を分断させ、前側支持部１２による差動装置１０の車体前方側の車体１に対する支持を解除させるようにすることも可能である。

また、本実施形態では、第２分割シャフト２２と第３分割シャフト２３とは、該第２分割シャフト２２と第３分割シャフト２３を連結する自在継手３４の少なくとも一部が、第２分割シャフト２２と共に第３分割シャフト２３側に移動して第３分割シャフト２３の内部に嵌入されて第２分割シャフト２２と第３分割シャフト２３の全体が縮小可能に構成されているが、第２分割シャフト２２と第３分割シャフト２３を連結する自在継手の少なくとも一部を、第３分割シャフト２３と共に第２分割シャフト２２側に移動して第２分割シャフト２２の内部に嵌入させて第２分割シャフト２２と第３分割シャフト２３の全体を縮小可能に構成することも可能である。

このように、本実施形態では、動力源２から差動装置１０に動力を伝達するプロペラシャフト２０が、動力源２側から第１、第２及び第３分割シャフト２１、２２、２３に分割されて自在継手３３、３４を介して連結されている。そして、第１支持ブラケット５０によって第１分割シャフト２１が車体１に支持され、その車体後方において第２支持ブラケット６０によって第２分割シャフト２２が車体１に支持されている。

第１支持ブラケット５０は、動力源２への車体前方からの衝撃荷重の作用時に、車体１から離脱することなく第１支持ブラケット５０内部を第１分割シャフト２１が車体後方に移動するように設けられ、第２支持ブラケット６０は、衝撃荷重の作用時に、第２分割シャフト２２に入力された荷重によって車体１から離脱するように設けられる。

これにより、車体前方からの衝撃荷重の作用時に、第１支持ブラケット５０によって第１分割シャフト２１の下方側への移動を抑制することができるので、第１分割シャフト２１が地面へ接触することを抑制することができる。また、車体前方からの衝撃荷重の作用時に、第１分割シャフト２１の下方側への移動を抑制することができるので、第１分割シャフト２１の車体後方側に衝撃吸収機構が備えられている場合に、第１分割シャフト２１に入力された荷重を前記衝撃吸収機構に伝達することができることができる。また、車体前方からの衝撃荷重の作用時に、第１分割シャフト２１と第２分割シャフト２２とを連結する自在継手３３、及びその車体後方に配置される他の自在継手、例えば第３分割シャフト２３と差動装置１０とを連結する自在継手３２における屈曲が許容され、動力源２を車体後方側に移動させて衝撃吸収性を高めることができる。

また、第２分割シャフト２２と第３分割シャフト２３とは、これらを連結する自在継手３４が、衝撃荷重の作用時に、これらの一方と共にこれらの他方側に移動してその内部に嵌入されて縮小可能に構成されることにより、衝撃荷重の作用時に、動力源を車体後方側へ移動させて衝撃吸収性を高めることができる。

また、差動装置１０は、衝撃荷重の作用時に、支持部１２による車体１に対する支持が解除されて差動装置１０の車体前方側が下方側へ回動するように構成されることにより、衝撃荷重の作用時に、第３分割シャフト２３と差動装置１０とを連結する自在継手３２を屈曲させることができ、動力源２を車体後方側へ移動させて衝撃吸収性を高めることができる。

また、第１支持ブラケット５０は、第１分割シャフト２１の車体後方側を車体１に支持するように設けられることにより、衝撃荷重の作用時に、第１分割シャフト２１の車体前方側を支持するように設けられる場合に比して、第１分割シャフト２１の下方側への移動を抑制することができる。

本実施形態では、第２支持ブラケット６０が第１支持ブラケット５０の車体後方において第２分割シャフト２２を車体１に回転可能に支持するように設けられているが、第２支持ブラケット６０を、第３分割シャフト２３を車体１に回転可能に支持するように設けることも可能である。かかる場合にも、第２支持ブラケット６０の車体前方側に第３分割シャフト２３に入力された荷重を第２支持ブラケット６０に伝達する荷重伝達部７０が設けられる。

なお、本実施形態では、エンジン横置き式の四輪駆動車の車体について説明しているが、これに限定されるものでなく、車体前部にエンジンや変速機等を含む動力源が配置されると共に車体後部に後輪用の差動装置が配置される他の四輪駆動車や後輪駆動車等についても同様に適用することができる。

本発明は、例示された実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計上の変更が可能である。

以上のように、本発明によれば、プロペラシャフトが第１、第２及び第３分割シャフトに分割された車両において、衝撃荷重の作用時に、第１分割シャフトが地面に接触することを抑制すると共に、第１分割シャフトの後方側に衝撃吸収機構が備えられる場合に第１分割シャフトへの入力荷重を前記衝撃吸収機構に伝達することが可能となるから、四輪駆動車や後輪駆動車等の車両の製造分野において好適に利用される可能性がある。

１車体
２動力源
１０後輪用の差動装置
１２前側支持部
１３後側支持部
２０プロペラシャフト
２１第１分割シャフト
２２第２分割シャフト
２３第３分割シャフト
３１、３２、３３、３４自在継手
５０第１支持ブラケット
６０第２支持ブラケット
７０荷重伝達部

Claims

車体前部に配置された動力源と車体後部に配置された差動装置とにそれぞれ自在継手を介して連結されて前記動力源から前記差動装置に動力を伝達するプロペラシャフトを備え、該プロペラシャフトが、前記動力源側から第１分割シャフト、第２分割シャフト及び第３分割シャフトに分割されると共に、前記第１分割シャフト、前記第２分割シャフト及び前記第３分割シャフトがそれぞれ自在継手を介して連結されてなる車両の動力伝達装置であって、
前記第１分割シャフトを車体に回転自在に支持する第１支持ブラケットと、
前記第１支持ブラケットの車体後方において前記第２分割シャフト又は前記第３分割シャフトを車体に回転自在に支持する第２支持ブラケットと、
を備え、
前記第１支持ブラケットは、前記動力源への車体前方からの衝撃荷重の作用時に、車体から離脱することなく該第１支持ブラケット内部を前記第１分割シャフトが車体後方に移動するように設けられ、
前記第２支持ブラケットは、前記衝撃荷重の作用時に、前記第２分割シャフト又は前記第３分割シャフトに入力された荷重によって車体から離脱するように設けられ、
前記第２分割シャフトと前記第３分割シャフトとは、該第２分割シャフトと第３分割シャフトとを連結する自在継手の少なくとも一部が、前記衝撃荷重の作用時に、該第２分割シャフトと第３分割シャフトの一方と共に該第２分割シャフトと第３分割シャフトの他方側に移動して該第２分割シャフトと第３分割シャフトの他方の内部に嵌入されることにより前記第２分割シャフトと前記第３分割シャフトの全体が縮小可能に構成されている、
ことを特徴とする車両の動力伝達装置。
前記差動装置は、該差動装置の車体前方側を車体に支持する支持部を備え、前記衝撃荷重の作用時に、該差動装置に入力された荷重によって前記支持部による車体に対する支持が解除されることにより該差動装置の車体前方側が下方側へ回転するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両の動力伝達装置。
前記第１支持ブラケットは、前記第１分割シャフトの車体後方側を車体に支持するように設けられている、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両の動力伝達装置。