(57)【要約】【課題】動力の伝達を確実かつ素早く行うと共に小型化を図ることができる動力伝達装置を提供すること。【解決手段】動力伝達装置１によれば、ワンウェイクラッチとして構成される第２クラッチ２０により動力の伝達および遮断を行うので、入力軸２から動力が入力されるか出力軸６から動力が入力されるかの違いに応じて、動力の伝達および遮断を切り替えることができる。従って、入力軸２と出力軸６との回転差に影響を受けることなく、動力の伝達を確実に行うことができる。また、ドッグクラッチのようにラチェッティングを起こすこともなく、動力の伝達を素早く行うことができる。また、動力の伝達および遮断を必然的に切り替えることができるので、ドッグクラッチのようにドッグをかみ合わせるためのアクチュエータを必要とせず、その分、装置の小型化を図ることができる。【選択図】図２
2010216596.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの動力が入力される入力軸と、その入力軸から動力が伝達される出力軸とを備えた動力伝達装置において、
前記入力軸から前記出力軸までの動力伝達経路上に配設され、前記入力軸から前記出力軸への動力の伝達を遮断する一方、前記出力軸から入力される動力を前記入力軸に伝達すると共に、前記出力軸から前記入力軸への動力の伝達を遮断可能に構成される第１クラッチと、
前記入力軸から前記出力軸までの動力伝達経路上に配設され、前記入力軸から前記出力軸に動力を伝達する一方、前記出力軸から前記入力軸への動力の伝達を遮断するワンウェイクラッチとして構成される第２クラッチとを備え、
前記第１クラッチは、
断面円形状の外周面を有し軸心回りに回転可能に構成される内輪と、
その内輪の外周面に対向する断面円形状の内周面を有し前記軸心回りに回転可能に構成される外輪と、
その外輪の内周面および前記内輪の外周面にそれぞれ接する係合面を有し前記内輪の外周面および前記外輪の内周面の対向間において円周方向に複数配設されるスプラグと、
そのスプラグを前記内輪の外周面および前記外輪の内周面の円周方向へ傾動可能に保持する保持器と、
前記スプラグに付勢力を付与して前記内輪の外周面および前記外輪の内周面に前記スプラグの係合面が接するようにそのスプラグを前記円周方向のセルフロック方向へ傾動させる付勢部材と、
その付勢部材の付勢力に抗して前記保持器を介して前記スプラグに荷重を付与して前記セルフロック方向とは逆方向であって前記円周方向の反セルフロック方向へ前記スプラグを傾動させる荷重付与装置とを備えて構成されていることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項２】
前記モータの非駆動時に、前記第１クラッチの荷重付与装置を作動させて、前記出力軸から前記入力軸への動力の伝達を遮断することを特徴とする請求項１記載の動力伝達装置。
【請求項３】
前記モータが発電機として作用する場合に、前記第１クラッチの荷重付与装置を非作動として、前記出力軸から前記入力軸に動力を伝達することを特徴とする請求項１又は２に記載の動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータの動力を伝達する動力伝達装置に関し、特に、動力の伝達を確実かつ素早く行うと共に小型化を図ることができる動力伝達装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータの動力を伝達する動力伝達装置として、例えば、特許文献１には、ハイブリッド車両の駆動システムにおいて、モータの動力を従動輪に伝達し、雪道などの滑り易い路面での発進をアシストする発進アシスト装置が開示されている。この発進アシスト装置では、モータ及び従動輪にそれぞれ連結されると共に相対する対向面に互いに係合可能な凹部および凸部を有する一対のドッグを備え、それらドッグ同士の凹部と凸部とをかみ合わせて動力の伝達および遮断を行うドッグクラッチにより、発進時と発進時以外との動力の伝達および遮断を切り替えるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３２６１６７３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示される発進アシスト装置では、ドッグクラッチにより動力の伝達および遮断を切り替えるので、モータと従動輪との回転差が大きい場合や回転差がなくドッグ同士の凹部と凸部との位相が一致していない場合には、凹部と凸部とがかみ合わず、動力を伝達できないという問題点があった。また、かかる回転差が小さい場合には、凹部と凸部とがかみ合う際にラチェッティングを起こし、動力の伝達に遅れが生じるという問題点があった。更に、動力の伝達を遮断する場合に、モータ及び従動輪の回転方向にトルクが作用している状態では、凹部と凸部とのかみ合いが離脱し難く、無理にかみ合いを離脱させたとしても、離脱時にショックが発生することがあった。また、ドッグ同士をかみ合わせるためのアクチュエータやドッグ同士のかみ合いストロークが必要となり、その分、構造が複雑化して装置の大型化を招くという問題点があった。
【０００５】
また、特許文献１に開示される発進アシスト装置とは異なり、多板クラッチを断続させて動力の伝達および遮断を切り替える方法もあるが、この方法であっても、多板クラッチを断続させるための駆動源、例えば油圧システムやモータ等が必要となり、その分、構造が複雑化して装置の大型化を招くという問題点があった。
【０００６】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、動力の伝達を確実かつ素早く行うと共に小型化を図ることができる動力伝達装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的を達成するために、請求項１記載の動力伝達装置は、モータの動力が入力される入力軸と、その入力軸から動力が伝達される出力軸とを備えるものであって、前記入力軸から前記出力軸までの動力伝達経路上に配設され、前記入力軸から前記出力軸への動力の伝達を遮断する一方、前記出力軸から入力される動力を前記入力軸に伝達すると共に、前記出力軸から前記入力軸への動力の伝達を遮断可能に構成される第１クラッチと、前記入力軸から前記出力軸までの動力伝達経路上に配設され、前記入力軸から前記出力軸に動力を伝達する一方、前記出力軸から前記入力軸への動力の伝達を遮断するワンウェイクラッチとして構成される第２クラッチとを備え、前記第１クラッチは、断面円形状の外周面を有し軸心回りに回転可能に構成される内輪と、その内輪の外周面に対向する断面円形状の内周面を有し前記軸心回りに回転可能に構成される外輪と、その外輪の内周面および前記内輪の外周面にそれぞれ接する係合面を有し前記内輪の外周面および前記外輪の内周面の対向間において円周方向に複数配設されるスプラグと、そのスプラグを前記内輪の外周面および前記外輪の内周面の円周方向へ傾動可能に保持する保持器と、前記スプラグに付勢力を付与して前記内輪の外周面および前記外輪の内周面に前記スプラグの係合面が接するようにそのスプラグを前記円周方向のセルフロック方向へ傾動させる付勢部材と、その付勢部材の付勢力に抗して前記保持器を介して前記スプラグに荷重を付与して前記セルフロック方向とは逆方向であって前記円周方向の反セルフロック方向へ前記スプラグを傾動させる荷重付与装置とを備えて構成されている。
【０００８】
請求項２記載の動力伝達装置は、請求項１記載の動力伝達装置において、前記モータの非駆動時に、前記第１クラッチの荷重付与装置を作動させて、前記出力軸から前記入力軸への動力の伝達を遮断する。
【０００９】
請求項３記載の動力伝達装置は、請求項１又は２に記載の動力伝達装置において、前記モータが発電機として作用する場合に、前記第１クラッチの荷重付与装置を非作動として、前記出力軸から前記入力軸に動力を伝達する。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１記載の動力伝達装置によれば、第２クラッチはワンウェイクラッチとして構成され、その第２クラッチにより入力軸から出力軸に動力が伝達されると共に出力軸から入力軸への動力の伝達が遮断される。よって、ワンウェイクラッチにより動力の伝達および遮断を行うので、入力軸から動力が入力されるか出力軸から動力が入力されるかの違いに応じて、動力の伝達および遮断を瞬時に切り替えることができる。従って、ドッグクラッチのようにドッグの凹部と凸部とをかみ合わせて動力の伝達および遮断を切り替える場合と比較して、入力軸と出力軸との回転差に影響を受けることなく、動力の伝達を確実に行うことができるという効果がある。また、ドッグクラッチのようにラチェッティングを起こすこともなく、動力の伝達を素早く行うことができるという効果がある。更に、ラチェッティングを起こさない分、異音や振動の発生を防止することができるという効果がある。
【００１１】
また、入力軸から動力が入力されるか出力軸から動力が入力されるかの違いに応じて、動力の伝達および遮断を必然的に切り替えることができるので、ドッグクラッチのようにドッグの凹部と凸部とをかみ合わせて動力の伝達および遮断を切り替える場合と比較して、ドッグをかみ合わせるためのアクチュエータやドッグ同士のかみ合いストロークを必要とせず、その分、装置の小型化を図ることができるという効果がある。同様に、多板クラッチを断続させて動力の伝達および遮断を切り替える場合と比較して、多板クラッチを断続させるための駆動源、例えば油圧システムやモータ等を必要とせず、その分、装置の小型化を図ることができるという効果がある。更に、多板クラッチを断続させて動力を伝達および遮断する場合には、多板クラッチの接続時に熱エネルギーが放出され、エネルギー損失が生じるのに対し、エネルギー損失を防止することができるという効果がある。
【００１２】
また、第１クラッチは、入力軸から出力軸への動力の伝達を遮断する一方、出力軸から入力される動力を入力軸に伝達すると共に、出力軸から入力軸への動力の伝達を遮断可能に構成されているので、出力軸から入力軸への動力の伝達および遮断を第１クラッチにより切り替えることができる。よって、出力軸から入力軸への動力の伝達を遮断しつつも、必要に応じて、出力軸から入力軸に動力を伝達することができるという効果がある。これにより、例えば、出力軸から入力される動力によりモータを発電機として作用させることができる。更に、第１クラッチによれば、荷重付与装置によりスプラグに荷重を付与してスプラグを反セルフロック方向へ傾動させることで、内輪および外輪へのスプラグの係合を解除して出力軸から入力軸への動力の伝達を遮断することができる。
【００１３】
また、荷重付与装置は、付勢部材の付勢力よりも大きな荷重をスプラグに付与する必要がなく、その分、エネルギー損失を抑制できると共に、高出力の荷重付与装置を必要とせず、装置の小型化およびコストの削減を図ることができるという効果がある。
【００１４】
請求項２記載の動力伝達装置によれば、請求項１記載の動力伝達装置の奏する効果に加え、モータの非駆動時には、第１クラッチの荷重付与装置を作動させて、出力軸から入力軸への動力の伝達を遮断するので、モータの非駆動時において出力軸が駆動される場合に、モータの内部抵抗やイナーシャが出力軸の駆動抵抗となることを防止して、エネルギー損失を抑制することができるという効果がある。
【００１５】
また、モータの駆動時に予め第１クラッチの荷重付与装置を作動させておくことにより、モータの駆動状態からモータの非駆動状態であって出力軸から入力軸での動力の伝達を遮断する状態へ移行する際には、クラッチの切り替え操作を必要とせず、かかる状態へスムーズに移行することができる。
【００１６】
請求項３記載の動力伝達装置によれば、請求項１又は２に記載の動力伝達装置の奏する効果に加え、モータが発電機として作用する場合に、第１クラッチの荷重付与装置を非作動として、出力軸から入力軸に動力を伝達するので、モータにより発電した電力を電源に回生することで、省エネルギー化を図ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施の形態における動力伝達装置が搭載される車両を模式的に示した模式図である。
【図２】動力伝達装置の内部構造を模式的に示した模式図である。
【図３】第１クラッチの断面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線における第１クラッチの断面図である。
【図５】図４のＶで示す部分を拡大して示した第１クラッチの部分拡大断面図である。
【図６】動力伝達装置の内部構造を模式的に示した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施の形態における動力伝達装置１が搭載される車両１００を模式的に示した模式図である。なお、図１の矢印Ｆ−Ｂ，Ｌ−Ｒは、車両１００の前後方向、左右方向をそれぞれ示している。
【００１９】
まず、車両１００の概略構成について説明する。車両１００は、図１に示すように、前輪１０１（左の前輪１０１ＦＬ及び右の前輪１０１ＦＲ）を駆動するフロントユニット１１０と、後輪１０２（左の後輪１０２ＢＬ及び右の後輪１０２ＢＲ）を駆動するリヤユニット１２０とを備え、前輪１０１及び後輪１０２をそれぞれ独立して駆動可能に構成されている。
【００２０】
フロントユニット１１０は、動力源としてのエンジン１１１及びモータ１１２と、それらエンジン１１１及びモータ１１２の動力を前輪１０１に伝達する動力伝達装置１１３とを主に備え、エンジン１１１及びモータ１１２の２つの動力を使い分けて前輪１０１を駆動可能に構成されている。
【００２１】
リヤユニット１２０は、動力源としてのモータ１２１と、そのモータ１２１の動力を後輪１０２に伝達する動力伝達装置１とを主に備え、前輪１０１の駆動トルクに応じてモータ１２１が制御されることで、前輪１０１及び後輪１０２の駆動トルクが車両１００の走行状態に応じた適切なトルク配分となるように後輪１０２を駆動可能に構成されている。
【００２２】
また、このリヤユニット１２０は、モータ１２１が発電機としての機能を兼ね備えており、モータ１２１により発電した電力を回生可能に構成されている。
【００２３】
次いで、図２を参照して、動力伝達装置１の詳細構成について説明する。図２は、動力伝達装置１の内部構造を模式的に示した模式図である。なお、図２では、理解を容易とするために、動力を伝達する機能を担う構成のみを図示している。
【００２４】
動力伝達装置１は、図２に示すように、モータ１２１の動力が入力される入力軸２と、その入力軸２から動力が伝達される第１減速歯車３と、その第１減速歯車３から動力が伝達される伝達軸４と、その伝達軸４から動力が伝達される第２減速歯車５と、その第２減速歯車５から動力が伝達される出力軸６と、第１減速歯車３から伝達軸４までの動力伝達経路上に配設される第１クラッチ１０及び第２クラッチ２０とを主に備えて構成されている。
【００２５】
但し、本実施の形態では、図２に示すように、第２減速歯車５に伝達された動力がデファレンシャル装置７を介して出力軸６に伝達されると共に、出力軸６に伝達された動力が動力伝達装置１の外部に出力され後輪１０２に伝達されるように構成されている。
【００２６】
なお、デファレンシャル装置７は、左右の後輪１０２ＢＬ，１０２ＢＲの回転差を吸収するための装置であり、その構成は周知（例えば、特許４０２４８９７号公報など）であるため、詳細な説明を省略する。
【００２７】
第１減速歯車３は、モータ１２１からの入力回転を減速する歯車対であり、図２に示すように、入力軸２から伝達される動力により駆動される駆動歯車３ａと、その駆動歯車３ａにより従動駆動される被動歯車３ｂとにより構成されている。
【００２８】
伝達軸４は、入力軸２から第１減速歯車３に伝達された動力を第２減速歯車５に伝達するものであり、図２に示すように、第２減速歯車５と一体に形成されている。
【００２９】
第２減速歯車５は、モータ１２１からの入力回転を減速する歯車対であり、図２に示すように、伝達軸４から伝達される動力により駆動される駆動歯車５ａと、その駆動歯車５ａにより従動駆動される被動歯車５ｂとにより構成されている。
【００３０】
第１クラッチ１０は、入力軸２から出力軸６への動力の伝達を遮断する一方、出力軸６から入力される動力を入力軸２に伝達するものであり、出力軸６から入力軸２への動力の伝達を遮断可能に構成されている。
【００３１】
ここで、図３及び図４を参照して、第１クラッチ１０の詳細構成について説明する。図３は、第１クラッチ１０の断面図であり、図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線における第１クラッチ１０の断面図である。
【００３２】
第１クラッチ１０は、図３及び図４に示すように、内輪１１と、その内輪１１の外周を囲む外輪１２と、それら内輪１１と外輪１２との間に配設される複数のスプラグ１３と、それらスプラグ１３を保持する保持器１４と、荷重付与装置１５とを主に備えて構成されている。
【００３３】
内輪１１は、動力を伝達する機能を担う部材であり、図３及び図４に示すように、断面円形状の外周面１１ａを備え、軸心Ｏ回りに回転可能に構成されている。また、この内輪１１は、伝達軸４（図２参照）と一体に形成されている。
【００３４】
外輪１２は、内輪１１と共に動力を伝達する機能を担う部材であり、図３及び図４に示すように、内輪１１の外周面１１ａに対向する断面円形状の内周面１２ａを備え、内輪１１と同様に軸心Ｏ回りに回転可能に構成されている。また、この外輪１２は、第１減速歯車３の被動歯車３ｂ（図２参照）と一体に形成されている。
【００３５】
スプラグ１３は、内輪１１と外輪１２とを係合する機能を担う部材であり、外周面１１ａ及び内周面１２ａにそれぞれ接する係合面１３ａ，１３ｂ（図５参照）を備え、図４に示すように、外周面１１ａ及び内周面１２ａの対向間において円周方向に等間隔で複数配設されている。
【００３６】
また、このスプラグ１３は、リボンスプリング１６（図５参照）により内周面１１ａ及び外周面１２ａの円周方向に付勢されている。ここで、図５を参照して、リボンスプリング１６について説明する。図５は、図４のＶで示す部分を拡大して示した第１クラッチ１０の部分拡大断面図である。
【００３７】
リボンスプリング１６は、スプラグ１３に付勢力を付与して外周面１１ａ及び内周面１２ａに係合面１３ａ，１３ｂが接するようにスプラグ１３に図５の矢印Ｓ方向（以下「セルフロック方向」と称す）の回転モーメントを発生させる部材であり、図５に示すように、金属材料に波状の曲げ加工を施して形成され、その弾性を利用してスプラグ１３に付勢力を付与可能に構成されている。但し、このリボンスプリング１６は、コイルばねにより構成しても良い。
【００３８】
このリボンスプリング１６によりスプラグ１３に付勢力が付与されることで、外周面１１ａ及び内周面１２ａに係合面１３ａ，１３ｂが接するようにスプラグ１３がセルフロック方向へ傾動する。
【００３９】
その結果、図５に示すように、内周面１２ａと係合面１３ｂとの接点Ａ及び外周面１１ａと係合面１３ａとの接点Ｂに摩擦力が発生すると共に外周面１１ａ及び内周面１２ａの円周方向における各接点Ａ，Ｂの位置ずれにより、内輪１１及び外輪１２の所定方向への回転に対して、内輪１１及び外輪１２にスプラグ１３が係合する。
【００４０】
即ち、外輪１２がスプラグ１３に対して図５の矢印Ｒｏ方向（以下「ロック方向」と称す）へ回転する場合には、内輪１１及び外輪１２にスプラグ１３が係合する。一方、入力軸２からモータ１２１の動力が入力されて、外輪１２がスプラグ１３に対して図５の反矢印Ｒｏ方向（以下「フリー方向」と称す）へ回転する場合には、接点Ａに作用する摩擦力によりスプラグ１３がリボンスプリング１６の付勢力に抗して反セルフロック方向へ傾動し、内輪１１及び外輪１２へのスプラグ１３の係合が解除される。その結果、入力軸２から出力軸６への動力の伝達が遮断される。
【００４１】
また、出力軸６から動力が入力されて、内輪１１がスプラグ１３に対して図５の矢印Ｒｉ方向（以下「ロック方向」と称す）へ回転する場合には、内輪１１及び外輪１２にスプラグ１３が係合する。その結果、出力軸６から入力軸２に動力が伝達される。一方、内輪１１がスプラグ１３に対して図５の反矢印Ｒｉ方向（以下「フリー方向」と称す）へ回転する場合には、接点Ｂに作用する摩擦力によりスプラグ１３がリボンスプリング１６の付勢力に抗して反セルフロック方向へ傾動し、内輪１１及び外輪１２へのスプラグ１３の係合が解除される。
【００４２】
図３及び図４に戻って説明する。保持器１４は、スプラグ１３を外周面１１ａ及び内周面１２ａの円周方向へ傾動可能に保持する部材であり、図３及び図４に示すように、保持部１４ａと、荷重伝達部１４ｂとを備えて構成されている。保持部１４ａは、スプラグ１３を保持する部位であり、図３及び図４に示すように、軸心Ｏ方向に延設され、スプラグ１３の上端側を保持している。
【００４３】
荷重伝達部１４ｂは、荷重付与装置１５から荷重が伝達される部位であり、図３に示すように、軸心Ｏ方向と交差する方向に延設されている。これにより、荷重伝達部１４ｂを軸心Ｏ方向に延設する場合と比較して、保持器１４の軸心Ｏ方向の寸法を短縮でき、第１クラッチ１０の小型化を図ることができる。
【００４４】
また、この荷重伝達部１４ｂは、図４に示すように、歯車状に形成され、後述するピニオン１５ｂとの間に構成される歯車機構を介して荷重付与装置１５から荷重が伝達されるように構成されている。これにより、荷重付与装置１５から保持器１４までの荷重の伝達経路中に生じるエネルギー損失を小さくでき、効率良く保持器１４に荷重を伝達することができる。
【００４５】
荷重付与装置１５は、リボンスプリング１６の付勢力に抗してスプラグ１３に荷重を付与してスプラグ１３を反セルフロック方向（図５の反矢印Ｓ回転方向）へ傾動させるための装置であり、図３及び図４に示すように、アクチュエータ１５ａと、ピニオン１５ｂとを備えて構成されている。
【００４６】
アクチュエータ１５ａは、スプラグ１３に付与する荷重を生み出す動力源であり、電動機（交流モータ又は直流モータ）により構成され、電源（図示せず）から供給される電力により駆動可能に構成されている。
【００４７】
このように、アクチュエータ１５ａが電動機により構成されているので、例えば、アクチュエータ１５ａをシリンダやソレノイド等により構成する場合と比較して、荷重付与装置１５の構造を簡素化すると共に小型化を図ることができる。
【００４８】
また、荷重付与装置１５の構造が複雑な場合には、荷重付与装置１５が大型化し、第１クラッチ１０の大型化を招くところ、荷重付与装置１５の構造を簡素化すると共に小型化を図ることができれば、第１クラッチ１０の小型化を図ることができる。
【００４９】
ピニオン１５ｂは、アクチュエータ１５ａの動力を保持器１４に伝達するための部材であり、図３に示すように、保持器１４の荷重伝達部１４ｂと噛み合う歯車状に形成され、荷重伝達部１４ｂとの間に歯車機構を構成している。
【００５０】
このピニオン１５ｂによりアクチュエータ１５ａの動力が保持器１４に伝達されることで、保持器１４を介してスプラグ１３に荷重が付与される。このように、荷重付与装置１５は、保持器１４を介してスプラグ１３に荷重を付与するので、複数のスプラグ１３に一度に荷重を付与することができ、効率良くスプラグ１３に荷重を付与することができる。
【００５１】
上述したように構成される荷重付与装置１５によれば、リボンスプリング１６の付勢力に抗してスプラグ１３に荷重を付与することで、スプラグ１３を反セルフロック方向へ傾動させて、内輪１１及び外輪１２へのスプラグ１３の係合を強制的に解除することができる。
【００５２】
これにより、出力軸６から動力が入力されて、内輪１１がスプラグ１３に対してロック方向（図５の矢印Ｒｉ方向）へ回転する場合でも、荷重付与装置１５により内輪１１及び外輪１２へのスプラグ１３の係合を強制的に解除することで、出力軸６から入力軸２への動力の伝達を遮断することができる。
【００５３】
第２クラッチ２０は、入力軸２から出力軸６に動力を伝達する一方、出力軸６から入力軸２への動力の伝達を遮断するものであり、いわゆるワンウェイクラッチとして構成されている。なお、この第２クラッチ２０は、荷重付与装置１５が省略されている以外は第１クラッチ１０と同様に構成されているため、詳細な説明を省略する。また、第１クラッチ１０と同一の部分については同一の符号を用いて以下説明する。
【００５４】
この第２クラッチ２０によれば、入力軸２からモータ１２１の動力が入力されて、外輪１２がスプラグ１３に対して図５の矢印Ｒｏ方向（以下「ロック方向」と称す）へ回転する場合には、内輪１１及び外輪１２にスプラグ１３が係合する。その結果、入力軸２から出力軸６に動力が伝達される、一方、外輪１２がスプラグ１３に対して図５の反矢印Ｒｏ方向（以下「フリー方向」と称す）へ回転する場合には、内輪１１及び外輪１２へのスプラグ１３の係合が解除される。
【００５５】
また、内輪１１がスプラグ１３に対して図５の矢印Ｒｉ方向（以下「ロック方向」と称す）へ回転する場合には、内輪１１及び外輪１２にスプラグ１３が係合する。一方、出力軸６から動力が入力されて、内輪１１がスプラグ１３に対して図５の反矢印Ｒｉ方向（以下「フリー方向」と称す）へ回転する場合には、内輪１１及び外輪１２へのスプラグ１３の係合が解除される。その結果、出力軸６から入力軸２への動力の伝達が遮断される。
【００５６】
次いで、図６を参照して、上述したように構成される動力伝達装置１の作動状態について説明する。図６は、動力伝達装置１の内部構造を模式的に示した模式図であり、（ａ）は、モータ１２１の駆動時における動力伝達装置１の作動状態を、（ｂ）及び（ｃ）は、モータ１２１の非駆動時における動力伝達装置１の作動状態を、それぞれ示している。なお、図６では、理解を容易とするために、動力の伝達経路を矢印Ｐで示している。
【００５７】
図６（ａ）に示すように、モータ１２１の駆動時には、入力軸２からモータ１２１の動力が入力されることで、第１クラッチ１０の外輪１２がフリー方向へ回転すると共に第２クラッチ２０の外輪１２がロック方向へ回転する。よって、この場合には、第２クラッチ２０により入力軸２から出力軸６に動力が伝達される。
【００５８】
一方、図６（ｂ）及び図６（ｃ）に示すように、モータ１２１の非駆動時には、後輪１０２の回転に伴って出力軸６から動力が入力されることで、第１クラッチ１０の内輪１１がロック方向へ回転すると共に第２クラッチ２０の内輪１１がフリー方向へ回転する。
【００５９】
この場合、図６（ｂ）に示すように、第１クラッチ１０の荷重付与装置１５を作動させて、内輪１１及び外輪１２へのスプラグ１３の係合を強制的に解除した場合には、内輪１１がロック方向へ回転している状態にあっても、出力軸６から入力軸２への動力の伝達が遮断される。これにより、モータ１２１の内部抵抗やイナーシャが後輪１０２の駆動抵抗となることを防止して、エネルギー損失を抑制することができる。
【００６０】
これに対し、図６（ｃ）に示すように、第１クラッチ１０の荷重付与装置１５を非作動とした場合には、内輪１１及び外輪１２にスプラグ１３が係合して、出力軸６から入力軸２に動力が伝達される。これにより、入力軸２に伝達される動力によってモータ１２１を発電機として作用させることができ、モータ１２１により発電した電力を電源に回生することで、省エネルギー化を図ることができる。
【００６１】
以上説明したように、動力伝達装置１によれば、第２クラッチ２０はワンウェイクラッチとして構成され、その第２クラッチ２０により入力軸２から出力軸６に動力が伝達されると共に出力軸６から入力軸２への動力の伝達が遮断される。よって、ワンウェイクラッチにより動力の伝達および遮断を行うので、入力軸２から動力が入力されるか出力軸６から動力が入力されるかの違いに応じて、動力の伝達および遮断を瞬時に切り替えることができる。従って、ドッグクラッチのようにドッグの凹部と凸部とをかみ合わせて動力の伝達および遮断を切り替える場合と比較して、入力軸２と出力軸６との回転差に影響を受けることなく、動力の伝達を確実に行うことができる。また、ドッグクラッチのようにラチェッティングを起こすこともなく、動力の伝達を素早く行うことができる。更に、ラチェッティングを起こさない分、異音や振動の発生を防止することができる。
【００６２】
また、入力軸２から動力が入力されるか出力軸６から動力が入力されるかの違いに応じて、動力の伝達および遮断を必然的に切り替えることができるので、ドッグクラッチのようにドッグの凹部と凸部とをかみ合わせて動力の伝達および遮断を切り替える場合と比較して、ドッグをかみ合わせるためのアクチュエータやドッグ同士のかみ合いストロークを必要とせず、その分、装置の小型化を図ることができる。同様に、多板クラッチを断続させて動力の伝達および遮断を切り替える場合と比較して、多板クラッチを断続させるための駆動源、例えば油圧システムやモータ等を必要とせず、その分、装置の小型化を図ることができる。更に、多板クラッチを断続させて動力を伝達および遮断する場合には、多板クラッチの接続時に熱エネルギーが放出され、エネルギー損失が生じるのに対し、エネルギー損失を防止することができる。
【００６３】
また、第１クラッチ１０は、入力軸２から出力軸６への動力の伝達を遮断する一方、出力軸６から入力軸２に動力を伝達すると共に、出力軸６から入力軸２への動力の伝達を遮断可能に構成されているので、出力軸６から入力軸２への動力の伝達および遮断を第１クラッチ１０により切り替えることができる。よって、出力軸６から入力軸２への動力の伝達を遮断しつつも、必要に応じて、出力軸６から入力軸２に動力を伝達することができる。これにより、例えば、出力軸６から入力される動力によりモータ１２１を発電機として作用させることができる。更に、第１クラッチ１０によれば、荷重付与装置１５によりスプラグ１３に荷重を付与してスプラグ１３を反セルフロック方向へ傾動させることで、内輪１１及び外輪１２へのスプラグ１３の係合を解除して出力軸６から入力軸２への動力の伝達を遮断することができる。また、荷重付与装置１５は、リボンスプリング１６の付勢力よりも大きな荷重をスプラグ１３に付与する必要がなく、その分、エネルギー損失を抑制できると共に、高出力の荷重付与装置１５を必要とせず、装置の小型化およびコストの削減を図ることができる。
【００６４】
また、動力伝達装置１によれば、モータ１２１の非駆動時には、第１クラッチ１０の荷重付与装置１５を作動させて、出力軸６から入力軸２への動力の伝達を遮断するので、モータ１２１の非駆動時において出力軸６が駆動される場合に、モータ１２１の内部抵抗やイナーシャが出力軸６の駆動抵抗となることを防止して、エネルギー損失を抑制することができる。
【００６５】
また、モータ１２１の駆動時に予め第１クラッチ１０の荷重付与装置１５を作動させておくことにより、モータ１２１の駆動状態（図６（ａ）に示す状態）からモータ１２１の非駆動状態であって出力軸６から入力軸２への動力の伝達を遮断する状態（図６（ｂ）に示す状態）へ移行する際には、クラッチの切り替え操作を必要とせず、かかる状態へスムーズに移行することができる。
【００６６】
更に、モータ１２１が発電機として作用する場合に、第１クラッチ１０の荷重付与装置１５を非作動として、出力軸６から入力軸２に動力を伝達するので、モータ１２１により発電した電力を電源に回生することで、省エネルギー化を図ることができる。
【００６７】
以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。
【００６８】
上記実施の形態では、動力伝達装置１が車両１００のリヤユニット１２０に組み込まれる場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、他の車両（機関車、旅客車、貨物車および特殊車など）の走行装置、作業装置および工作機械などの動力伝達装置に組み込むことは当然可能である。
【００６９】
上記実施の形態では、荷重付与装置１５（アクチュエータ１５ａ）が電動機（交流電動機または直流電動機）により構成される場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、他の動力源を採用することは当然可能である。他の動力源としては、例えば、直流電動機、油圧モータ、空気圧シリンダ、油圧シリンダ、交流ソレノイド及び直流ソレノイド等が例示される。
【００７０】
ここで、アクチュエータ１５ａをソレノイドにより構成する場合には、歯車機構などによりスプラグ１３に荷重を付与する場合に限られず、例えば、電磁力を利用してスプラグ１３に荷重を付与するように構成しても良い。
【００７１】
上記実施の形態では、第１クラッチ１０及び第２クラッチ２０を伝達軸４上に配置する場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、入力軸２上に配置することは当然可能である。
【符号の説明】
【００７２】
１              動力伝達装置
２              入力軸
６              出力軸
１０            第１クラッチ
１１            内輪
１１ａ          外周面
１２            外輪
１２ａ          内周面
１３            スプラグ
１３ａ，１３ｂ  係合面
１４            保持器
１５            荷重付与装置
１６            リボンスプリング（付勢部材）
２０            第２クラッチ
１２１          モータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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