(57)【要約】ハイブリッド車のモータを小型軽量化できると共に、モータの内部抵抗やイナーシャが駆動抵抗となることを防ぎ、エネルギーを有効活用できる動力伝達装置を提供する。第１クラッチ（１０）により入力軸（２）から伝達軸（３）に動力が伝達される一方、伝達軸（３）から入力軸（２）への動力の伝達が遮断されると共に、入力軸（２）から伝達軸（３）への動力の伝達を遮断できる。また、第２クラッチ（２０）により伝達軸（３）から入力軸（２）に動力が伝達されると共に、入力軸（２）から伝達軸（３）への動力の伝達が遮断される。よって、エンジン（１１１）の駆動力だけで走行する際に、入力軸（２）から伝達軸（３）への動力の伝達を遮断し、ジェネレータモータ（１１２）に動力が伝達されることを防止できる。その結果、ジェネレータモータ（１１２）を小型軽量化できると共に、エネルギー損失が生じることを防止できる。
2010143740.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンからの動力を変速装置に伝達する入力軸と、
その入力軸から伝達された動力をジェネレータモータのロータに伝達する伝達軸と、
前記入力軸から前記伝達軸までの動力伝達経路上に配設され前記入力軸と前記伝達軸との間の動力の伝達方向を切り替える切替装置とを備え、
その切替装置は、
前記入力軸から入力される動力を前記伝達軸に遮断可能に伝達する一方、前記伝達軸から前記入力軸への動力の伝達を遮断する第１クラッチと、
前記入力軸から前記伝達軸への動力の伝達を遮断する一方、前記伝達軸から入力される動力を前記入力軸に伝達する第２クラッチとを備えていることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項２】
前記切替装置から前記変速装置までの動力伝達経路上に配設され前記エンジンから前記変速装置への動力の伝達を遮断する第３クラッチを備えてい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】
前記入力軸から動力が伝達される変速装置を備え、
前記変速装置は、前記入力軸に連結され前記エンジンからの動力が入力される連結軸と、その連結軸に平行に配設された出力軸と、その出力軸および前記連結軸に配設され互いに噛み合って異なる変速比となるように設定された複数の第１歯車対と、その第１歯車対のそれぞれ一方の歯車に配設され前記連結軸から入力される動力を前記出力軸に遮断可能に伝達する一方、前記出力軸から前記連結軸への動力の伝達を遮断する第４クラッチとを備え、
前記第４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前記連結軸若しくは前記出力軸または前記第１歯車対の歯車に連結される内輪と、
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前記第１歯車対の歯車または前記連結軸若しくは前記出力軸に連結される外輪と、
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い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。
【請求項４】
前記エンジンから前記切替装置までの動力伝達経路上に配設され前記エンジンから前記切替装置への動力の伝達を遮断する第５クラッチを備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の動力伝達装置。
【請求項５】
前記変速装置は、クラッチを介さずに前記切替装置と連結されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の動力伝達装置。
【請求項６】
前記切替装置から前記ロータまでの動力伝達経路上に配設され前記入力軸の回転による前記ロータの回転速度を増速する増速機を備えていることを特徴とする請求項１から５のいずれか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、動力伝達装置に関し、特に、エンジン及びジェネレータモータを備えたハイブリッド車のジェネレータモータを小型軽量化できると共に、ジェネレータモータの内部抵抗やイナーシャが駆動抵抗となることを防ぎ、エネルギーを有効活用できる動力伝達装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
動力源としてのエンジン及びジェネレータモータを備えたハイブリッド車の動力伝達装置として、例えば、非特許文献１には、エンジンから動力が伝達される入力軸とジェネレータモータのロータとを同軸に連結し、ジェネレータモータと変速機との間にエンジン及びジェネレータモータからの入力を遮断可能なクラッチを配置したものが開示されている。非特許文献１に開示される動力伝達装置では、入力軸とジェネレータモータのロータとが同軸に連結されているので、ロータはエンジンの入力軸の回転に伴って常に回転する。これにより、ロータはフライホイールの役割を兼ね、エンジンの回転変動を抑えることができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】“Honda Technology”、[online]、本田技研工業株式会社、[平成２１年４月１０日検索]、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.honda.co.jp/tech/auto/engine/honda-ima/detail/index.html＞
【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、非特許文献１に開示される動力伝達装置では、ジェネレータモータによる走行アシスト時や回生時だけでなく、エンジンの駆動力だけで走行する高速走行時においても、ロータは常に回転する。その結果、モータ躯体は、エンジンの回転可能域（最高回転数は１００００ｒｐｍ付近になることもある）におけるロータの高速回転を支持するだけの強度が必要となるため、ジェネレータモータが大型化し重量が増すという問題点があった。【０００５】
また、ジェネレータモータのロータが常に回転するため、ジェネレータモータによる走行アシストを必要としない通常の走行時に、ジェネレータモータの内部抵抗やイナーシャが駆動抵抗となって、エネルギー損失が生じる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、エンジン及びジェネレータモータを備えたハイブリッド車のジェネレータモータを小型軽量化できると共に、ジェネレータモータの内部抵抗やイナーシャが駆動抵抗となることを防ぎ、エネルギーを有効活用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および発明の効果】
【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によれば、第１クラッチにより入力軸から伝達軸に動力が伝達される一方、伝達軸から入力軸への動力の伝達が遮断されると共に、入力軸から伝達軸への動力の伝達を遮断できる。また、第２クラッチにより伝達軸から入力軸に動力が伝達されると共に、入力軸から伝達軸への動力の伝達が遮断される。よって、第１クラッチ及び第２クラッチにより、ジェネレータモータによる走行アシスト時には、伝達軸から入力されるジェネレータモータの動力を入力軸へ伝達し、回生時には、入力軸から伝達軸を介して動力をジェネレータモータへ伝達することができる。一方、エンジンの駆動力だけで走行する高速走行時においては、第１クラッチ及び第２クラッチにより入力軸から伝達軸への動力の伝達を遮断し、ロータに動力が伝達されることを防止できる。その結果、ジェネレータモータの躯体はロータの高速回転を支持するだけの強度が不要となるため、ジェネレータモータを小型軽量化できるという効果がある。
【０００８】
また、ジェネレータモータによる走行アシストを必要としない通常の走行時にロータが回転することを防止できるため、ジェネレータモータの内部抵抗やイナーシャが駆動抵抗となってエネルギー損失が生じることを防止でき、エネルギーを有効活用できるという効果がある。
【０００９】
請求項２記載の動力伝達装置によれば、第３クラッチにより入力軸から変速装置への動力の伝達を遮断すると共に、第１クラッチにより入力軸から伝達軸への動力伝達を遮断することにより、ジェネレータモータから第２クラッチを介してエンジンに動力を伝達し、ジェネレータモータをエンジンのスタータとして作動させることができる。入力軸からジェネレータモータ側への動力の伝達は遮断されているので、エンジン始動後は、第３クラッチを締結するだけで変速装置に動力が伝達される。
【００１０】
一方、従来はジェネレータモータをエンジンのスタータとして使用する場合、エンジンが始動する際に車両が動かないようにするため、ジェネレータモータと変速機との間のクラッチを遮断した状態でジェネレータモータを回転させてエンジンに回転を加え、エンジンを始動させる。車両を発進させるには、エンジンの抵抗にならないようにジェネレータモータを制御した後、クラッチを締結する必要があった。その結果、エンジンが始動してから車両を発進させるまでの時間が長くなると共に、制御も複雑化するという問題点があった。
【００１１】
これに対し請求項２記載の動力伝達装置によれば、入力軸から変速装置への動力の伝達を遮断する第３クラッチを備えているので、請求項１の効果に加え、第３クラッチを締結するだけで入力軸から変速装置に動力を伝達でき、その結果、複雑な制御を必要とせず、エンジンの始動から変速装置へ動力が伝達されるまでの時間を短縮できるという効果がある。
【００１２】
また、エンジンの始動時に第３クラッチにより入力軸から変速装置への動力の伝達を遮断することにより、始動時のエンジンの振動を車体に伝わり難くすることができるという効果がある。また、第３クラッチにより入力軸から変速装置への動力の伝達を遮断することにより、車両を停止させた状態でエンジンからの動力を全てロータに伝達させ、ジェネレータモータを使って発電できるという効果がある。
【００１３】
請求項３記載の動力伝達装置によれば、第４クラッチでは、付勢部材によりスプラグに付勢力が付与され、スプラグがセルフロック方向へ傾動することで、外周面および内周面への係合面の接点に摩擦力が発生すると共にセルフロック角により、スプラグが内輪および外輪に係合する。その結果、内輪と外輪との一定回転方向への相対回転が規制される。これに対し、荷重付与装置により付勢部材の付勢力に抗してスプラグに荷重が付与され、スプラグが反セルフロック方向へ傾動することで、内輪および外輪へのスプラグの係合が解除され、内輪と外輪とが相対回転する。このように、スプラグを傾動させて一定方向への回転の伝達および遮断の切り替えを行うので、請求項１又は２の効果に加え、切り替えに要する時間を短縮でき、素早く変速できるという効果がある。
【００１４】
また、スプラグを傾動させて一定方向への動力の伝達および遮断を行うので、動力の伝達が遮断された状態から伝達される状態になる変速時に、内輪と外輪とが空転することを防止できる。よって、変速時の衝撃を防止できるという効果がある。
【００１５】
また、第４クラッチの荷重付与装置を作動させることにより連結軸から出力軸への動力の伝達を遮断し、エンジン始動後は、荷重付与装置の作動を停止させることにより連結軸から出力軸への動力の伝達が可能となる。このように荷重付与装置の作動を停止するだけで出力軸に動力を伝達できるため、複雑な制御を必要とせず、エンジンの始動から出力軸へ動力が伝達されるまでの時間を短縮できるという効果がある。
【００１６】
請求項４記載の動力伝達装置によれば、エンジンから切替装置への動力の伝達を遮断する第５クラッチを備えているので、請求項１から３のいずれかの効果に加え、回生時にエンジンを切替装置から切り離すことにより、エンジンがジェネレータモータの駆動抵抗となることを防止でき、エネルギー損失をなくし回生量を増加できるという効果がある。また、エンジンを切替装置から切り離すことにより、ジェネレータモータだけの駆動力で走行できるため、エンジンによる燃料消費量を抑制できるという効果がある。
【００１７】
請求項５記載の動力伝達装置によれば、変速装置はクラッチを介さずに切替装置と連結されているので、第４クラッチの荷重付与装置を作動させた状態でジェネレータモータによってエンジンを始動させた後、第４クラッチの荷重付与装置の作動を停止させるだけの制御で、付勢部材の付勢力によってスプラグをセルフロック方向に傾動させることができる。これにより、エンジンからの動力を出力軸に伝達させ、車両を発進できる。よって、請求項３又は４の効果に加え、エンジンの始動から車両の発進までを簡易な制御で行うことができると共に、その時間を短縮できるという効果がある。
【００１８】
請求項６記載の動力伝達装置によれば、入力軸の回転によるロータの回転速度を増速する増速機を備えているので、請求項１から５のいずれかの効果に加え、発電時にはロータの回転速度を増加させ、発電量を増加できるという効果がある。また、エンジンの始動時やジェネレータモータによる走行アシスト時に、入力軸のトルクを増大できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１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】第１実施の形態における動力伝達装置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】第２クラッチの内部構造を模式的に示した模式図である。
【図７】エンジンの始動時における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８】ジェネレータモータによる走行アシスト時における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９】エンジンの駆動力だけで走行する高速走行時における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１０】シフトアップ時における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１１】回生時における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１２】本発明の第２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１３】第２実施の形態における動力伝達装置を模式的に示した模式図である。
【図１４】エンジンの始動時における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１５】ジェネレータモータによる走行アシスト時における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１６】エンジンの駆動力だけで走行する高速走行時における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１７】回生時における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１８】第３実施の形態における動力伝達装置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】
【００２０】
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、本発明の第１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。
【００２１】
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を備えている。フロントユニット１１０は、動力源としてのエンジン１１１及びジェネレータモータ１１２と、それらエンジン１１１及びジェネレータモータ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及びジェネレータモータ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。また、このフロントユニット１１０は、ジェネレータモータ１１２が発電機としての機能を兼ね備えており、ジェネレータモータ１１２により発電した電力を回生可能に構成されている。
【００２２】
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。動力伝達装置１は、図２に示すように、エンジン１１１からの動力を変速装置５に伝達する入力軸２と、入力軸２から伝達された動力をジェネレータモータ１１２に伝達する伝達軸３と、入力軸２から伝達軸３までの動力伝達経路上に配設され入力軸２と伝達軸３との間の動力の伝達方向を切り替える切替装置４とを主に備えて構成されている。本実施の形態においては、切替装置４は、入力軸２に配設されている。
【００２３】
さらに、動力伝達装置１は、入力軸２から動力が伝達される伝達歯車対２ａと、伝達歯車対２ａから動力が伝達される変速装置５とを備えて構成されている。変速装置５は、クラッチを介さずに切替装置４と連結されている。変速装置５は、伝達歯車対２ａを介して入力軸２に連結されエンジン１１１からの動力が入力される連結軸５ａと、連結軸５ａに平行に配設された出力軸５ｂと、出力軸５ｂ及び連結軸５ａに配設され互いに噛み合って異なる変速比となるように設定された複数の第１歯車対６，７と、出力軸５ｂ及び入力軸５ａに配設され互いに噛み合う第２歯車対８とを主に備えて構成されている。なお、出力軸５ｂに伝達された動力が動力伝達装置１の外部に出力され、前輪１０１に伝達されるように構成されている。
【００２４】
動力伝達装置１は、ステータ１１２ｓ及びロータ１１２ｒを備えるジェネレータモータ１１２と入力軸２との間の動力の伝達を、増速機８０を介して行う。本実施の形態においては、増速機８０は遊星歯車装置を備えて構成されている。遊星歯車装置（増速機８０）は、ロータ１１２ｒに連結された伝達軸３からの入力回転が伝達されて回転するサンギヤ８０ｓと、サンギヤ８０ｓの外周に噛合される複数のプラネタリギヤ８０ｐと、それら複数のプラネタリギヤ８０ｐに噛合されるリングギヤ８０ｒと、複数のプラネタリギヤ８０ｐを支持すると共にサンギヤ８０ｓの回転中心回りに回転されて伝達軸３からの入力回転を切替装置４に伝達するキャリア８０ｃとを備えている。リングギヤ８０ｒは動力伝達装置１の外郭をなすケース１ａに回転不能に固定されている。
【００２５】
ここで、サンギヤ８０ｓの歯数をａ、プラネタリギヤ８０ｐの歯数をｂ、リングギヤ８０ｒの歯数をｃとした場合、増速機８０の減速比（サンギヤ８０ｓの回転速度／キャリア８０ｃの回転速度）は、プラネタリギヤ８０ｐの歯数ｂに関係なく１＋ｃ／ａとなり、サンギヤ８０ｓの回転速度はキャリア８０ｃの回転速度の（１＋ｃ／ａ）倍となる。これにより、入力軸２から伝達軸３に動力が伝達される場合には、伝達軸３の回転速度を増加させてロータ１１２ｒの回転速度を増やし、ジェネレータモータ１１２による発電量を増やすことができる。一方、伝達軸３から入力軸２にジェネレータモータ１１２の動力が伝達されるエンジン１１１の始動時やジェネレータモータ１１２による走行アシスト時には、入力軸２のトルクを増加させ、始動性能や加速性能を向上させることができる。
【００２６】
切替装置４は、第１クラッチ１０と第２クラッチ２０とを備えて構成されている。第１クラッチ１０は、入力軸２と伝達軸３との間の動力の伝達および遮断を行うためのものであり、入力軸２から入力される動力を伝達軸３に伝達する一方、伝達軸３から入力軸２への動力の伝達を遮断すると共に、入力軸２から伝達軸３への動力の伝達を遮断可能に構成されている。
【００２７】
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。第１クラッチ１０は、図３及び図４に示すように、第１内輪１１と、その第１内輪１１の外周を囲む第１外輪１２と、それら第１内輪１１と第１外輪１２との間に配設される複数の第１スプラグ１３と、それら第１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。
【００２８】
第１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、この第１内輪１１はキャリア８０ｃ（図２参照）と連結されている。第１外輪１２は、第１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、第１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、第１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、この第１外輪１２は入力軸２（図２参照）と連結されている。
【００２９】
第１スプラグ１３は、第１内輪１１と第１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。また、この第１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。
【００３０】
リボンスプリング１６は、第１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が接するように第１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第１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。このリボンスプリング１６により第１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が接するように第１スプラグ１３がセルフロック方向へ傾動する。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、第１内輪１１及び第１外輪１２が所定の方向へ回転する場合には、第１内輪１１及び第１外輪１２に第１スプラグ１３が係合する。
【００３１】
即ち、第１外輪１２が第１スプラグ１３に対して、第１内輪１１との相対回転で第１内輪１１側から見て、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、第１内輪１１及び第１外輪１２に第１スプラグ１３が係合する。これにより、入力軸２（図２参照）は第１外輪１２と共に回転する。一方、第１外輪１２が第１スプラグ１３に対して、第１内輪１１との相対回転で第１内輪１１側から見て、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第１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、第１内輪１１及び第１外輪１２への第１スプラグ１３の係合が解除される。その結果、第１外輪１２は第１内輪１１を空転する。
【００３２】
また、第１内輪１１が第１スプラグ１３に対して、第１外輪１２との相対回転で第１外輪１２側から見て、図５の矢印Ｒｉ方向（ロック方向）へ回転する場合には、第１内輪１１及び第１外輪１２に第１スプラグ１３が係合する。その結果、第１外輪１２は第１内輪１１（図２参照）と共に回転する。一方、第１内輪１１が第１スプラグ１３に対して、第１外輪１２との相対回転で第１外輪１２側から見て、図５の反矢印Ｒｉ方向（フリー方向）へ回転する場合には、接点Ｂに作用する摩擦力により第１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、第１外輪１２は第１内輪１１（図２参照）を空転する。
【００３３】
図３及び図４に戻って説明する。保持器１４は、第１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、第１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、第１スプラグ１３の上端側を保持している。
【００３４】
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。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。
【００３５】
荷重付与装置１５は、リボンスプリング１６の付勢力に抗して第１スプラグ１３に荷重を付与して第１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。
【００３６】
アクチュエータ１５ａは、第１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。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。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。
【００３７】
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。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を介して第１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を介して第１スプラグ１３に荷重を付与するので、複数の第１スプラグ１３に一度に荷重を付与することができ、効率良く第１スプラグ１３に荷重を付与することができる。
【００３８】
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の付勢力に抗して第１スプラグ１３に荷重を付与することで、第１スプラグ１３を反セルフロック方向へ傾動させて、第１内輪１１及び第１外輪１２への第１スプラグ１３の係合を強制的に解除することができる。これにより、ジェネレータモータ１１２から伝達された動力が第１クラッチ１０の第１内輪１１に入力されて、第１内輪１１が第１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により第１内輪１１及び第１外輪１２への第１スプラグ１３の係合を強制的に解除することで第１外輪１２を空転させて、入力軸２と伝達軸３との動力の伝達を遮断することができる。また、エンジン１１１から伝達された動力が第１クラッチ１０の第１外輪１２に入力されて、第１外輪１２が第１スプラグ１３に対してロック方向（図５の矢印Ｒｏ方向）へ回転する場合でも、荷重付与装置１５により第１内輪１１及び第１外輪１２への第１スプラグ１３の係合を強制的に解除することで第１内輪１１を空転させて、入力軸２と伝達軸３との動力の伝達を遮断することができる。
【００３９】
次に、図６を参照して、切替装置４の第２クラッチ２０について説明する。図６は第２クラッチ２０の内部構造を模式的に示した模式図である。第２クラッチは、入力軸２から伝達軸３への動力の伝達を遮断する一方、伝達軸３から入力される動力を入力軸２に伝達するものである。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。第２クラッチ２０の第２内輪２１（図２参照）は、キャリア８０ｃに連結されており、第２外輪２２（図２参照）は入力軸２と連結されている。
【００４０】
第２クラッチ２０によれば、エンジン１１１の動力が第２外輪２２から入力されて、第２外輪２２が第２スプラグ２３に対して、第２内輪２１との相対回転で第２内輪２１側から見て、図６の矢印Ｒｏ方向（ロック方向）に回転する場合には、第２内輪２１の外周面２１ａ及び第２外輪２２の内周面２２ａへ第２スプラグ２３が係合する。その結果、第２外輪２２は第２内輪２１と共に回転し、第２外輪２２から第２内輪２１へ動力が伝達される。一方、第２外輪２２が第２スプラグ２３に対して、第２内輪２１との相対回転で第２内輪２１側から見て、図６の反矢印Ｒｏ方向（フリー方向）に回転する場合には、第２内輪２１及び第２外輪２２への第２スプラグ２３の係合が解除され、第２外輪２２は第２内輪２１を空転する。
【００４１】
また、ジェネレータモータ１１２からの動力が第２クラッチ２０に伝達され、第２内輪２１が第２スプラグ２３に対して、第２外輪１２との相対回転で第２外輪２２側から見て、図６の反矢印Ｒｉ方向（フリー方向）に回転すると、第２内輪２１及び第２外輪２２への第２スプラグ２３の係合が解除される。その結果、第２外輪２２は入力軸２を空転し、入力軸２と伝達軸３との動力の伝達が遮断される。一方、第２内輪２１が第２スプラグ２３に対して、第２外輪２２との相対回転で第２外輪２２側から見て、図６の矢印Ｒｉ方向（ロック方向）に回転すると、第２内輪２１及び第２外輪２２へ第２スプラグ２３が係合する。その結果、第２外輪２２は第２内輪２１と共に回転し、入力軸２と伝達軸３との間の動力の伝達が行われる。
【００４２】
図２に戻って説明する。エンジン１１１から切替装置４までの入力軸２には、第５クラッチ５０が配設されている。第５クラッチ５０により、エンジン１１１から切替装置４や変速装置５への動力の伝達を遮断できる。変速装置５の第１歯車対６，７は、連結軸５ａに配設され入力軸２から連結軸５ａに伝達される動力により駆動される駆動歯車６ａ，７ａと、出力軸５ｂに配設され駆動歯車６ａ，７ａにより従動駆動される被動歯車６ｂ，７ｂとを備えている。ここで、第１歯車対６，７は、変速比（被動歯車の歯数÷駆動歯車の歯数）の大きなものから、伝達歯車対２ａに近い順に第１速、第２速とされ、本実施の形態においては、第１歯車対６が第１速、第１歯車対７が第２速である。なお、後進段については、図示を省略している。後進段の場合は、第１歯車対の間にピニオン歯車を挿入すれば良い。
【００４３】
第１歯車対６，７を構成する駆動歯車６ａ，７ａは、それぞれ連結軸５ａと一体に形成されている。一方、駆動歯車６ａ，７ａにそれぞれ対向して噛み合う被動歯車６ｂ，７ｂは、後述する第４クラッチ４０を介して出力軸５ｂに固定されている。第４クラッチ４０は、連結軸５ａから出力軸５ｂへ動力を伝達する一方、出力軸５ｂから連結軸５ａへの動力の伝達を遮断するものであり、連結軸５ａから出力軸５ｂへの動力の伝達を遮断可能に構成されている。この第４クラッチ４０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を省略する。
【００４４】
第４クラッチ４０の第４内輪４１は、出力軸５ａと一体に形成されており、第４外輪４２は被動歯車６ｂ，７ｂと一体に形成されている。第４クラッチ４０によれば、エンジン１１１やジェネレータモータ１１２の動力が入力軸２、連結軸５ａ、駆動歯車６ａ，７ａを経て、被動歯車６ｂ，７ｂから入力されて、被動歯車６ｂ，７ｂと連結する第４外輪４２が第４スプラグ４３に対して、第４内輪４１との相対回転で第４内輪４１側から見て、ロック方向（図５の矢印Ｒｏ方向）に回転する場合には、第４内輪４１及び第４外輪４２へ第４スプラグ４３が係合する。その結果、出力軸５ｂは被動歯車６ｂ，７ｂと共に回転し動力が伝達される。一方、第４外輪４２が第４スプラグ４３に対して、第４内輪４１との相対回転で第４内輪４１側から見て、フリー方向（図５の反矢印Ｒｏ方向）に回転する場合には、第４内輪４１及び第４外輪４２への第４スプラグ４３の係合が解除され、被動歯車６ｂ，７ｂは出力軸５ｂを空転する。
【００４５】
また、出力軸５ｂから第４クラッチ４０の第４内輪４１に動力が伝達されると、第４内輪４１が第４スプラグ４３に対して、第４外輪４２との相対回転で第４外輪４２側から見て、フリー方向（図５の反矢印Ｒｉ方向）に回転し、第４内輪４１及び第４外輪４２への第４スプラグ４３の係合が解除される。その結果、被動歯車６ｂ，７ｂは出力軸５ｂを空転し、出力軸５ｂから連結軸５ａへの動力の伝達が遮断される。一方、第４内輪４１が第４スプラグ４３に対して、第４外輪４２との相対回転で第４外輪４２側から見て、ロック方向（図５の矢印Ｒｉ方向）に回転すると、第４内輪４１及び第４外輪４２へ第４スプラグ４３が係合する。その結果、被動歯車６ｂ，７ｂは出力軸５ｂと共に回転し動力が伝達される。
【００４６】
第４クラッチ４０は、第１クラッチ１０と同様に荷重付与装置１５（図４参照）を備えているので、第４内輪４１や第４外輪４２に動力が伝達されて、第４内輪４１や第４外輪４２が第４スプラグ４３に対してロック方向（図５の矢印Ｒｉ方向または矢印Ｒｏ方向）へ回転する場合でも、荷重付与装置１５により第４内輪４１及び第４外輪４２への第４スプラグ４３の係合を強制的に解除できる。これにより、第４外輪４２を空転させて動力の伝達を遮断することができる。
【００４７】
第２歯車対８を構成する駆動歯車８ａは、後述する第６クラッチ６０を介して連結軸５ａと一体に形成されている。一方、駆動歯車８ａに対向して噛み合う被動歯車８ｂは、出力軸５ｂに固定されている。第６クラッチ６０は、出力軸５ｂから連結軸５ａへ動力を伝達する一方、連結軸５ａから出力軸５ｂへの動力の伝達を遮断するものであり、出力軸５ｂから連結軸５ａへの動力の伝達を遮断可能に構成されている。この第６クラッチ６０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（図５参照）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を省略する。
【００４８】
第６クラッチ６０の第６内輪６１は、連結軸５ａと一体に形成されており、第６外輪６２は駆動歯車８ａと一体に形成されている。第６クラッチ６０によれば、エンジン１１１やジェネレータモータ１１２の動力が入力軸２、連結軸５ａと伝達されて、第６クラッチ６０の第６内輪６１が第６スプラグ６３に対して、第６外輪６２との相対回転で第６外輪６２側から見て、フリー方向（図５の反矢印Ｒｉ方向）に回転する場合には、第６内輪６１及び第６外輪６２への第６スプラグ６３の係合が解除され、連結軸５ａは駆動歯車８ａを空転し、連結軸５ａから出力軸５ｂへの動力の伝達が遮断される。一方、第６内輪６１が第６スプラグ６３に対して、第６外輪６２との相対回転で第６外輪６２側から見て、ロック方向（図５の矢印Ｒｉ方向）に回転する場合には、第６内輪６１及び第６外輪６２へ第６スプラグ６３が係合する。その結果、連結軸５ａは駆動歯車８ａと共に回転し動力が伝達される。
【００４９】
また、出力軸５ｂから被動歯車８ｂ及び駆動歯車８ａを介して第６クラッチ６０に動力が伝達されると、第６外輪６２が第６スプラグ６３に対して、第６内輪６１との相対回転で第６内輪６１側から見て、ロック方向（図５の矢印Ｒｏ方向）に回転し、第６内輪６１及び第６外輪６２へ第６スプラグ６３が係合する。その結果、駆動歯車８ａは連結軸５ａと共に回転し動力が伝達される。一方、第６外輪６２が第６スプラグ６３に対して、第６内輪６１との相対回転で第６内輪６１側から見て、フリー方向（図５の反矢印Ｒｏ方向）に回転すると、第６内輪６１及び第６外輪６２への第６スプラグ６３の係合が解除される。その結果、駆動歯車８ａは連結軸５ａを空転し、出力軸５ｂから連結軸５ａへの動力の伝達が遮断される。
【００５０】
次いで、図７から図１１を参照して、上述したように構成される第１実施の形態における動力伝達装置１の作動状態について説明する。図７から図１１は、動力伝達装置１の内部構造の正面視を模式的に示している。図６から図１１では、理解を容易とするために、動力の伝達経路を矢印Ｐで示すと共に、駆動歯車６ａ，７ａ，８ａ、被動歯車６ｂ，７ｂ，８ｂ、第４クラッチ４０の第４外輪４２及び第６クラッチの第６外輪６２の各回転方向を矢印で示している。また、第１クラッチ１０及び第４クラッチ４０の荷重付与装置１５を作動させて、第１内輪１１及び第１外輪１２、第４内輪４１及び第４外輪４２への第１スプラグ１３及び第４スプラグ４３の係合を解除した場合を「ＯＮ」と表記し、第１クラッチ１０及び第４クラッチ４０の荷重付与装置１５を非作動として、第１スプラグ１３及び第４スプラグ４３の係合が可能な場合を「ＯＦＦ」と表記している。
【００５１】
また、上述のとおり、本実施の形態においては、第１歯車対６，７は、伝達歯車対２ａに近い順に、変速比（被動歯車の歯数÷駆動歯車の歯数）の大きなものから配設されている。第１歯車対６，７及び第２歯車対８の変速比を順にｋ１，ｋ２，ｋ３とすると、変速比はｋ１＞ｋ２＞ｋ３の関係となる。また、第２歯車対８の被動歯車８ｂの歯数は、第１歯車対６，７の被動歯車６ｂ，７ｂの内の最小歯数（本実施の形態においては被動歯車７ｂの歯数）より小さくなるように形成されている。このため、連結軸５ａから出力軸５ｂに動力が伝達された場合、被動歯車６ｂ，７ｂ，８ｂの回転速度をそれぞれα１，α２，α３とすると、各回転速度は連結軸５ａの回転速度によって一義的に定まり、変速比の関係からα１＜α２＜α３となる。また、出力軸５ｂの回転速度は、変速段に応じた回転速度となる。
【００５２】
まず、図７を参照して、エンジン１１１の始動時の動力伝達装置１について説明する。図７は、エンジン１１１の始動時における動力伝達装置１の内部構造を模式的に示した模式図である。エンジン１１１の始動時においては、第５クラッチ５０を結合させると共に、第１クラッチ１０の荷重付与装置１５（図４参照）及び第４クラッチ４０の荷重付与装置１５（図４参照）を作動させる（ＯＮ）。この状態において、ジェネレータモータ１１２を作動させてロータ１１２ｒを回転させると、動力が伝達軸３に伝達されサンギヤ８０ｓが回転する。これに伴いキャリア８０ｃが回転して、第１クラッチ１０の第１内輪１１が、第１外輪１２との相対回転で第１外輪１２側から見て、フリー方向（図５の反矢印Ｒｉ方向）に回転し、第２クラッチ２０の第２内輪２１が、第２外輪２２との相対回転で第２外輪２２側から見て、ロック方向（図６の矢印Ｒｉ方向）に回転する。これにより、第２クラッチ２０の第２内輪２１及び第２外輪２２に第２スプラグ２３が係合し、キャリア８０ｃの動力が入力軸２に伝達される。その結果、第５クラッチ５０を介してエンジン１１１に回転が加えられ、エンジン１１１が始動する。
【００５３】
エンジン１１１が始動し、入力軸２がエンジン１１１により駆動されると、第２クラッチ２０の第２外輪２２が、第２内輪２１との相対回転で第２内輪２１側から見て、フリー方向（図６の反矢印Ｒｏ方向）に回転する。また、入力軸２が回転することにより、第１クラッチ１０の第１外輪１２が、第１内輪１１との相対回転で第１内輪１１側から見て、ロック方向（図５の矢印Ｒｏ方向）に回転するが、第１クラッチ１０の荷重付与装置１５が作動されているため、第１内輪１１は第１外輪１２内を空転する。従って、エンジン１１１の始動後は、入力軸２から伝達軸３への動力は遮断される。エンジン１１１の回転数を上げた場合も同様に、入力軸２から伝達軸３への動力の伝達は遮断される。よって、ジェネレータモータ躯体はロータ１１２ｒの高速回転を支持するだけの強度が不要となるため、ジェネレータモータ１１２を小型軽量化できる。
【００５４】
また、入力軸２からの動力が伝達歯車対２ａを介して連結軸５ａに伝達されると、第１歯車対６，７の被動歯車６ｂ，７ｂが回転し第４クラッチ４０の第４外輪４２（図２参照）が回転すると共に、第６クラッチ６０の第６内輪６１（図２参照）が回転する。第４クラッチ４０の第４外輪４２は、第４内輪４１との相対回転で第４内輪４１側から見て、ロック方向（図５の矢印Ｒｏ方向）に回転するが、第４クラッチ４０の荷重付与装置１５（図４参照）が作動されているため、第４外輪４２は第４内輪４１を空転する。このため、出力軸５ｂに動力は伝達されない。また、第６クラッチ６０の第６内輪６１（図２参照）は、第６外輪６２との相対回転で第６外輪６２側から見て、フリー方向（図５の反矢印Ｒｉ方向）に回転するため、第６内輪６１は第６外輪６２を空転する。よって、出力軸５ｂに動力は伝達されない。従って、エンジン１１１の始動時に前輪１０１に動力が伝達されることを防止でき、セルモータ（スタータ）が搭載されていなくても、ジェネレータモータ１１２を用いて入力軸２からエンジン１１１に動力を伝達し、エンジン１１１を始動できる。なお、第１歯車対６の第４クラッチ４０の荷重付与装置１５（図４参照）の作動を停止することにより、第４スプラグ４３が第４内輪４１及び第４外輪４２に係合し動力が出力軸５ｂに伝達される。よって、第４クラッチ４０の荷重付与装置１５の作動を停止するだけの簡易な制御で、エンジン１１１の始動後、出力軸５ｂに動力が伝達されるまでの時間を短縮できる。
【００５５】
次に、図８を参照して、エンジン１１１の駆動力をジェネレータモータ１１２の駆動力でアシストする走行アシスト時の動力伝達装置１について説明する。図８は、ジェネレータモータ１１２による走行アシスト時における動力伝達装置１の内部構造を模式的に示した模式図である。ジェネレータモータ１１２による走行アシスト時においては、第５クラッチ５０は結合状態を維持すると共に、第１クラッチ１０の荷重付与装置１５（図４参照）の作動を維持する（ＯＮ）。さらに、第１歯車対６の第４クラッチ４０の荷重付与装置１５を非作動とし（ＯＦＦ）、第１歯車対７の第４クラッチ４０の荷重付与装置１５を作動させる（ＯＮ）。この状態において、エンジン１１１からの動力が入力軸２に伝達されると、第１クラッチ１０の第１外輪１２（図２参照）は、第１内輪１１との相対回転で第１内輪１１から見て、ロック方向（図５の矢印Ｒｏ方向）に回転する。しかし、第１クラッチ１０の荷重付与装置１５が作動されているため、第１クラッチ１０の第１外輪１２は第１クラッチ１０の第１内輪１１を空転する。また、第２クラッチ２０では第２外輪２２は、第２内輪２１との相対回転で第２内輪２１から見て、フリー方向（図６の反矢印Ｒｏ方向）に回転するため、第２外輪２２は第２内輪２１を空転する。よって、入力軸２からジェネレータモータ１１２への動力の伝達は遮断される。
【００５６】
一方、ジェネレータモータ１１２を駆動させロータ１１２ｒからの動力が切替装置４に伝達されると、第２クラッチ２０の第２内輪２１（図２参照）が、第２外輪２２との相対回転で第２外輪２２から見て、ロック方向（図５の矢印Ｒｉｏ方向）に回転する。よって、入力軸２にエンジン１１１及びジェネレータモータ１１２の動力が伝達される。
【００５７】
入力軸２からの動力が伝達歯車対２ａを介して連結軸５ａに伝達されると、第１歯車対６，７の被動歯車６ｂ，７ｂが回転し、第４クラッチ４０の第４外輪４２（図２参照）及び第６クラッチ６０の第６内輪６１が回転する。第４クラッチ４０の第４外輪４２は、第４内輪４１との相対回転で第４内輪４１から見て、ロック方向（図５の矢印Ｒｏ方向）に回転するが、第１歯車対７の第４クラッチ４０の荷重付与装置１５（図４参照）が作動されているため（ＯＮ）、第１歯車対７の第４クラッチ４０の第４外輪４２（図２参照）は第４クラッチ４０の第４内輪４１を空転する。これに対し、第１歯車対６の第４クラッチ４０の荷重付与装置１５は非作動のため（ＯＦＦ）、第１歯車対６の第４クラッチ４０の第４外輪４２（図２参照）から第４内輪４１に動力が伝達され、出力軸５ｂは回転する。出力軸５ｂの回転速度は、第１歯車対６の被動歯車６ｂの回転速度と等しいα１である。
【００５８】
一方で、この場合には、出力軸５ｂから被動歯車８ｂを介して、駆動歯車８ａが回転する。本実施の形態においては、第２歯車対８の変速比（被動歯車の歯数÷駆動歯車の歯数）ｋ３が、第１歯車対６の変速比ｋ１より小さく設定されているので、第２歯車対８の駆動歯車８ａの回転速度（α１・ｋ３＝ｋ３／ｋ１・α）は、入力軸２の回転速度（α）より小さくなる。このため、第６クラッチ６０では、第６外輪６２（図２参照）の回転速度が第６内輪６１の回転速度αよりも遅くなり、相対的に第６外輪６２がフリー方向（図５の反矢印Ｒｏ方向）へ回転している状態と等しくなる。よって、第６クラッチ６０では、第６スプラグ６３は第６内輪６１及び第６外輪６２へ係合できず、第６外輪６２は第６内輪６１を空転する。これにより、出力軸５ｂの回転（回転速度α１）が前輪１０１に伝達され、車両１００は前進走行する。
【００５９】
なお、動力伝達装置１は、エンジン１１１から切替装置４への動力の伝達を遮断する第５クラッチ５０を備えているので、第５クラッチ５０の結合を解除することにより、車両１００はジェネレータモータ１１２だけの駆動力で走行できる。これにより、エンジン１１１による燃料消費量を抑制できる。この場合は、さらに燃料消費量を抑制するため、エンジン１１１を停止させたりエンジン１１１のバルブ（図示しない）の動作を停止させたりすることも可能である。
【００６０】
次に、エンジン１１１の駆動力だけで走行する高速走行時の動力伝達装置１について説明する。図９は、エンジン１１１の駆動力だけで走行する高速走行時における動力伝達装置１の内部構造を模式的に示した模式図である。高速走行時は、図８で説明した状態（ジェネレータモータ１１２による走行アシストの状態）において、ジェネレータモータ１１２を停止させる。エンジン１１１から入力軸２に伝達された動力で、第１クラッチ１０の第１外輪１２（図２参照）は、第１内輪１１との相対回転で第１内輪１１側から見て、ロック方向（図５の矢印Ｒｏ方向）に回転するが、第１クラッチ１０の荷重付与装置１５（図４参照）が作動されているため、第１クラッチ１０の第１外輪１２は第１内輪１１を空転する。また、第２クラッチ２０では、第２外輪２２（図２参照）は、第２内輪２１との相対回転で第２内輪２１側から見て、フリー方向（図５の反矢印Ｒｏ方向）に回転するため、第２外輪２２は第２内輪２１を空転する。よって、入力軸２からジェネレータモータ１１２への動力の伝達は遮断され、入力軸２から変速装置５にエンジン１１１の動力のみが伝達される。
【００６１】
その結果、車速度が上がったりエンンジン１１１の回転数が上がったりすることにより入力軸２の回転数が上昇した場合でも、ロータ１１２ｒが連動しないので、ジェネレータモータ１１２はロータ１１２ｒの高速回転を支持するだけの強度が不要となるため、ジェネレータモータ１１２を小型軽量化できる。また、エンジン１１１の駆動力だけで走行する高速走行時にロータ１１２ｒが回転することを防止できるため、ジェネレータモータ１１２の内部抵抗やイナーシャが駆動抵抗となってエネルギー損失が生じることを防止でき、エネルギーを有効活用できる。
【００６２】
なお、シフトアップ変速を行うときは、図９に示すように、第１歯車対６より高段側の第１歯車対７の第４クラッチ４０の荷重付与装置１５（図４参照）の作動を停止する（ＯＦＦ）。その結果、第１歯車対７の第４クラッチ４０においても、第１歯車対６の第４クラッチ４０と同様に、第４内輪４１（図２参照）及び第４外輪４２へ第４スプラグ４３が係合可能な状態となる。
【００６３】
ここで、第１歯車対７の被動歯車７ｂの回転速度α２は、第１歯車対６の被動歯車６ｂの回転速度α１より速いため（α１＜α２）、被動歯車７ｂの回転速度α２が、出力軸５ｂの回転速度（α１）を超えることになる。よって、第１歯車対７の第４クラッチ４０では、第４外輪４２（図２参照）が、第４内輪４１との相対回転で第４内輪４１側から見て、ロック方向（図５の矢印Ｒｏ方向）へ回転する。その結果、第４外輪４２から第４内輪４１に向かって動力が伝達され、被動歯車７ｂは出力軸５ｂと共に回転し、出力軸５ｂがα２の回転速度で回転する。
【００６４】
一方、第１歯車対６の被動歯車６ｂの回転速度（α１）は、出力軸５ｂの回転速度（α２）より遅くなる（α１＜α２）。このため、第１歯車対６の第４クラッチ４０では、第４外輪４２の回転速度が第４内輪４１の回転速度よりも遅くなり、相対的に第４内輪４１がフリー方向（図５の反矢印Ｒｉ方向）へ回転している状態と等しくなる。よって、第１歯車対６の第４クラッチ４０では、第４スプラグ４３は第４内輪４１及び第４外輪４２へ係合できない。この結果、被動歯車６ｂは出力軸５ｂを空転し動力は伝達されない。また、第６クラッチ６０の第６外輪６２（図２参照）は、出力軸５ｂと一体の被動歯車８ｂを介して、第６内輪６１との相対回転で第６内輪６１側から見て、フリー方向（図５の反矢印Ｒｏ方向）に回転するため、第６外輪６２は第６内輪６１を空転し、動力は伝達されない。
【００６５】
このように、シフトアップ変速を行う場合には、高段側の第１歯車対７の第４クラッチ４０の荷重付与装置１５の作動を停止するだけで、低段側（本実施の形態においては第１歯車対６）については何も操作することなく変速が可能となる。また、第１歯車対７の第４クラッチ４０は、荷重付与装置１５の作動を停止することにより、第４スプラグ４３がセルフロック方向へ傾動し、瞬時に第４内輪４１と第４外輪４２との一定回転方向への相対回転が規制される。よって、切り替えに要する時間を短縮でき、素早い変速が可能となる。また、切り替えに要する時間を短縮できるため、動力を伝達しない状態から動力を伝達する状態になるまでの間に第４内輪４１と第４外輪４２とが空転することもなく、変速時の衝撃を防止することができる。
【００６６】
さらに、第４クラッチ４０の荷重付与装置１５の作動と非作動とを切り替えるだけで変速が可能となるため、複雑な噛合機構やシフトフォークなどが不要となり、重量低減や小型化を図ることができる。これにより、限られた変速装置５のスペース内に多数の第１歯車対を収装でき、例えば６速以上の多数段の動力伝達装置１を実現できる。
【００６７】
なお、シフトアップ変速時においては、変速前後で車両１００の走行速度は変わらないが、高速段と低速段の歯車対は変速比が異なるため、エンジン１１１の内部抵抗やイナーシャの影響で、変速後にエンジン１１１の回転数が低下し変速ショックが発生する。これを防ぐため、エンジン１１１の回転数を、高速段の歯車対に応じた回転数になるまで低下させた後に変速するのが好ましい。しかし、エンジン１１１の回転数を低下させるにはある程度の時間が必要となり、この結果、シフトアップ時間が長くなり減速感も生じるという問題があった。
【００６８】
これに対し、動力伝達装置１は、シフトアップを行う際にエンジン１１１の回転数を短時間で低下させることができ、減速感を生じさせず短時間でシフトアップできる。図１０を参照して、シフトアップ時にエンジン１１１の回転数を低下させる場合について説明する。図１０は、シフトアップ時における動力伝達装置１の内部構造を模式的に示した模式図である。
【００６９】
第１歯車対６により動力を伝達し走行している状態で（第１歯車対６の第４クラッチ４０の荷重付与装置はＯＦＦ、第１歯車対７の第４クラッチ４０の荷重付与装置はＯＮ）、第１歯車対７により動力を伝達させるシフトアップ変速を行う際は、第５クラッチ５０を結合させた状態で第１クラッチ１０の荷重付与装置１５（図４参照）を非作動とする（ＯＦＦ）。その結果、第１クラッチ１０の第１外輪１２（図２参照）は、第１内輪２１との相対回転で第１内輪２１側から見て、ロック方向（図５の矢印Ｒｏ方向）に回転し、第２クラッチ２０では第２外輪２２（図２参照）は、第２内輪２１との相対回転で第２内輪２１側から見て、フリー方向（図６の反矢印Ｒｉ方向）に回転する。このため、第１クラッチ１０の第１内輪１１は第１外輪１２と共に回転する。第１外輪１２の回転に伴いキャリア８０ｃが回転し、プラネタリギヤ８０ｐに噛合うサンギヤ８０ｓが回転する。その結果、サンギヤ８０ｓから伝達軸３に動力が伝達され、ロータ１１２ｒが回転し発電が行われる。入力軸２に伝達されたエネルギーの一部がロータ１１２ｒの回転に使用され消費されるため、入力軸２と連結するエンジン１１１の回転数は短時間で低下する。
【００７０】
このときは、入力軸２に連結される連結軸５ａの回転数も低下する。これに伴い、駆動歯車６ａと噛み合う被動歯車６ｂの回転数が低下し、第４外輪４２の回転数が低下する。このため、被動歯車６ｂにおける第４クラッチ４０では、第４外輪４２（図２参照）が、第４内輪４１との相対回転で第４内輪４１側から見て、フリー方向（図５の反矢印Ｒｏ方向）へ回転する。その結果、第４外輪４２から第４内輪４１への動力の伝達は遮断される。従って、被動歯車６ｂの回転数の低下は出力軸５ｂの回転数、即ち車両１００の走行速度に影響を与えない。よって、動力伝達装置１は、運転者や同乗者に車両１００の減速感を与える事なく、入力軸２ａの回転数（エンジン１１１の回転数）を低下させることができる。次いで、図９において説明したように、第１歯車対７の第４クラッチ４０の荷重付与装置１５（図４参照）を非作動（ＯＦＦ）とすることにより、シフトアップ時のショックを防止し、減速感を与える事なく短時間でスムーズな変速を行うことができる。さらにエネルギーを有効に活用し発電量を増加させることができる。
【００７１】
次に、コースト走行や制動の際に行われる回生時の動力伝達装置１について説明する。図１１は、回生時における動力伝達装置１の内部構造を模式的に示した模式図である。回生時においては、第５クラッチ５０の結合を解除させると共に、第１クラッチ１０の荷重付与装置１５（図４参照）を非作動とする（ＯＦＦ）。アクセルペダルを操作しない状態では、図１１に示すように、動力が出力軸５ｂ（回転速度をα２とする）から動力伝達装置１に入力される。その結果、出力軸５ｂから第２歯車対８の被動歯車８ｂを介して駆動歯車８ａに動力が伝達され、第６クラッチ６０の第６外輪６２（図２参照）に動力が伝達される。
【００７２】
ここで、駆動歯車８ａと一体の第６外輪６２の回転速度は、第２歯車対８の変速比がｋ３であり被動歯車８ｂの回転速度がα２であるから、ｋ３・α２である。一方、第６クラッチ６０の第６内輪６１は連結軸５ａからの駆動力が無い状態なので、その回転速度は、駆動歯車８ａの回転速度より遅くなる。その結果、第６外輪６２が、第６内輪６１との相対回転で第６内輪６１側から見て、ロック方向（図５の矢印Ｒｏ方向）に回転する。第６クラッチ６０の荷重付与装置１５を作動させない場合には（ＯＦＦ）、第６外輪６２及び第６内輪６１へ第６スプラグ６３が係合する。その結果、第６クラッチ６０の第６外輪６２から第６内輪６１に向かって動力が伝達され、駆動歯車８ａは連結軸５ａと共に回転する（回転速度ｋ３・α２）。駆動歯車８ａの回転につれて連結軸５ａが回転し、第１歯車対６，７の駆動歯車６ａ，７ａも回転する（回転速度ｋ３・α２）。
【００７３】
この結果、第１歯車対６，７の駆動歯車６ａ，７ａと噛み合う被動歯車６ｂ，７ｂに動力が伝達され、被動歯車６ｂ，７ｂは各々の変速比に応じた速度で回転する。被動歯車６ｂの回転速度β１はｋ３／ｋ１・α２であり、被動歯車７ｂの回転速度β２はｋ３／ｋ２・α２である。ｋ１＞ｋ２＞ｋ３であるから、被動歯車６ｂ，７ｂの回転速度β１，β２は、いずれもα２より小さくなる。
【００７４】
一方、出力軸５ｂの回転速度はα２であるため、第１歯車対７の第４クラッチ４０では、第４内輪４１がα２の速度で回転する。このため、第１歯車対７の第４クラッチ４０では、第４内輪４１の回転速度が第４外輪４２の回転速度よりも速くなり、相対的に第４内輪４１がフリー方向（図５の反矢印Ｒｉ方向）へ回転している状態と等しくなる。このことは第１歯車対６においても同様である。よって、第１歯車対６，７の第４クラッチ４０では、第４スプラグ４３は第４内輪４１及び第４外輪４２へ係合できない。従って、第１歯車対６，７の第４クラッチ４０の荷重付与装置１５は非作動の状態で（ＯＦＦ）、出力軸５ｂからの動力を連結軸５ａへ伝達できる。
【００７５】
連結軸５ａに伝達された動力は、伝達歯車対２ａを介して入力軸２に伝達される。動力が入力軸２に伝達されると、第１クラッチ１０の第１外輪１２（図２参照）は、第１内輪２１との相対回転で第１内輪２１側から見て、ロック方向（図５の矢印Ｒｏ方向）に回転し、第２クラッチ２０では第２外輪２２（図２参照）は、第２内輪２１との相対回転で第２内輪２１側から見て、フリー方向（図６の反矢印Ｒｉ方向）に回転する。このため、第１クラッチ１０の第１内輪１１は第１外輪１２と共に回転する。第１クラッチ１０の第１内輪１１の回転に伴いキャリア８０ｃが回転し、プラネタリギヤ８０ｐに噛合うサンギヤ８０ｓが回転する。その結果、サンギヤ８０ｓから伝達軸３に動力が伝達され、ロータ１１２ｒが回転し発電が行われる。
【００７６】
これにより、出力軸２から入力される動力によりジェネレータモータ１１２を発電機として機能させて、ジェネレータモータ１１２により発電した電力を電源に回生することができる。また、エンジン１１１から切替装置４への動力の伝達を遮断する第５クラッチ５０を備えているので、回生時にエンジン１１１を切替装置４から切り離すことにより、エンジン１１１がジェネレータモータ１１２の駆動抵抗となることを防止でき、エネルギー損失をなくし回生量を増加できる。
【００７７】
次いで、図１２を参照して、本発明の第２実施の形態における動力伝達装置７０について説明する。上記第１実施の形態においては、動力伝達装置が前輪駆動の車両１００に搭載された場合について説明した。これに対し第２実施の形態では、動力伝達装置７０は後輪駆動の車両２００に搭載されている。図１２は本発明の第２実施の形態における動力伝達装置７０が搭載される車両２００を模式的に示した模式図である。なお、図１２の矢印Ｆ−Ｂ，Ｌ−Ｒは、車両２００の前後方向、左右方向をそれぞれ示している。
【００７８】
まず、車両２００の概略構成について説明する。車両２００は、図１２に示すように、後輪１０２（左の後輪１０２ＦＬ及び右の後輪１０２ＦＲ）を駆動するリアユニット１２０を備えている。リアユニット１２０は、動力源としてのエンジン１１１及びジェネレータモータ１１２と、それらエンジン１１１及びジェネレータモータ１１２の動力を後輪１０２に伝達する動力伝達装置７０とを主に備えており、動力伝達装置７０の出力軸２に伝達された動力がデファレンシャル装置を介して左右の後輪１０２に伝達されるよう構成されている。
【００７９】
次いで、図１３を参照して、第２実施の形態における動力伝達装置７０について説明する。図１３は第２実施の形態における動力伝達装置７０の内部構造を模式的に示した模式図である。以下、第１実施の形態と同一の部分については同一の符号を付して、その説明を省略する。なお、図１３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。
【００８０】
動力伝達装置７０は、第１実施の形態における動力伝達装置１と異なり、図１３に示すように、切替装置４と伝達歯車対２ａとの間の入力軸２に第３クラッチ３０が配設されている。第３クラッチ３０は入力軸２から変速装置７１への動力の伝達を遮断するものである。また、第１実施の形態における動力伝達装置１は、第４クラッチ４０及び第６クラッチ６０を有する変速装置５を備えていたが、第２実施の形態における動力伝達装置７０は、変速装置５に代えて、変速装置７１を備えている点で相違する。
【００８１】
さらに、第１実施の形態における動力伝達装置１は、第１クラッチ１０の第１内輪１１及び第２クラッチ２０の第１内輪２１がキャリア８０ｃに連結され、第１クラッチ１０の第１外輪１２及び第２クラッチ２０の第２外輪２２が入力軸２に連結されていた。これに対し第２実施の形態における動力伝達装置７０では、第１クラッチ１０の第１内輪１１及び第２クラッチ２０の第１内輪２１が入力軸２に連結され、第１クラッチ１０の第１外輪１２及び第２クラッチ２０の第２外輪２２がキャリア８０ｃに連結されている点で相違する。しかしながら、第１クラッチ１０及び第２クラッチ２０の構成自体は同様であり、第１クラッチ１０は入力軸２から入力される動力を伝達軸３に遮断可能に伝達する一方、伝達軸３から入力軸２への動力の伝達を遮断するクラッチである。また、第２クラッチ２０は入力軸２から伝達軸３への動力の伝達を遮断する一方、伝達軸３から入力される動力を入力軸２に伝達するクラッチであり、これらは第１実施の形態で説明したものと同様なので、第１クラッチ１０及び第２クラッチ２０の動作に関する詳細な説明は省略する。
【００８２】
動力伝達装置７０における変速装置７１は、第４クラッチ４０や第６クラッチ６０を備えておらず、伝達歯車対２ａを介して入力軸２に連結された連結軸７１ａと、その連結軸７１ａに平行に配設された出力軸７１ｂと、その出力軸７１ｂおよび連結軸７１ａに配設され互いに噛み合って異なる変速比となるように設定された複数の第１歯車対７２，７３とを備えている。第１歯車対７２，７３は、連結軸７１ａに配設され入力軸２から伝達される動力により駆動される駆動歯車７２ａ，７３ａと、出力軸７１ｂに配設され駆動歯車７２ａ，７３ａにより従動駆動される被動歯車７２ｂ，７３ｂとを備えている。なお、変速装置７１において、噛合機構やシフトフォーク等は図示を省略している。また、後進段についても図示を省略している。後進段の場合は、第１歯車対７２，７３の間にピニオン歯車を挿入すれば良い。
【００８３】
次いで、図１４から図１７を参照して、上述したように構成される第２実施の形態における動力伝達装置７０の作動状態について説明する。図１４から図１７は、動力伝達装置７０の内部構造の正面視を模式的に示している。ここで、図１４および図１７では、理解を容易とするために、動力の伝達経路を矢印Ｐで示すと共に、駆動歯車７２ａ，７３ａ、被動歯車７２ｂ，７３ｂ、第１クラッチ１０の第１内輪１１及び第２クラッチ２０の第２内輪２１の各回転方向を矢印で示している。また、第１クラッチ１０の荷重付与装置１５（図４参照）を作動させて、第１内輪１１（図１３参照）及び第１外輪１２への第１スプラグ１３の係合を解除した場合を「ＯＮ」と表記し、第１クラッチ１０の荷重付与装置１５を非作動として、第１内輪１１及び第１外輪１２への第１スプラグ１３の係合が可能な場合を「ＯＦＦ」と表記している。
【００８４】
まず、図１４を参照して、エンジン１１１の始動時の動力伝達装置７０について説明する。図１４は、エンジン１１１の始動時における動力伝達装置７０の内部構造を模式的に示した模式図である。エンジン１１１の始動時においては、第３クラッチ３０の結合を解除すると共に、第１クラッチ１０の荷重付与装置１５（図４参照）を作動させる（ＯＮ）。ジェネレータモータ１１２を作動させてロータ１１２ｒを回転させると、増速機８０を通して切替装置４に動力が伝達され、第１クラッチ１０の第１外輪１２（図１３参照）が、第１内輪１１との相対回転で第１内輪１１側から見て、フリー方向（図６の反矢印Ｒｏ方向）に回転し、第２クラッチ２０の第２外輪２２（図１３参照）が、第２内輪２１との相対回転で第２内輪２１側から見て、ロック方向（図５の矢印Ｒｏ方向）に回転する。第２クラッチ２０の第２外輪２２の回転に伴い第２内輪２１が回転する。第３クラッチ３０の結合が解除されているため、それらに伴い入力軸２が回転する。その結果、エンジン１１１に回転が加えられエンジン１１１が始動する。従って、セルモータ（スタータ）が搭載されていなくても、ジェネレータモータ１１２が第２クラッチ２０を介して入力軸２からエンジン１１１に動力を伝達し、エンジン１１１を始動できる。
【００８５】
エンジン１１１が始動し、入力軸２がエンジン１１１により駆動されると、第２クラッチ２０の第２内輪２１が、第２外輪２２との相対回転で第２外輪２２側から見て、フリー方向（図５の反矢印Ｒｉ方向）に回転する。また、入力軸２が回転することにより、第１クラッチ１０の第１内輪１１が、第１外輪１２との相対回転で第１外輪１２側から見て、ロック方向（図６の矢印Ｒｉ方向）に回転するが、第１クラッチ１０の荷重付与装置１５が作動されているため、第１内輪１１は第１外輪１２内を空転する。従って、エンジン１１１の始動後は、入力軸２から伝達軸３への動力は遮断される。エンジン１１１の回転数を上げた場合も同様に、入力軸２から伝達軸３への動力の伝達は遮断される。よって、ジェネレータモータ躯体はロータ１１２ｒの高速回転を支持するだけの強度が不要となるため、ジェネレータモータ１１２を小型軽量化できる。また、第３クラッチ３０により入力軸２から変速装置７１への動力の伝達が遮断されるので、始動時のエンジン１１１の振動を車体に伝わり難くすることができる。
【００８６】
ここで、図１４には図示していないが、エンジン１１１を駆動させた状態において、第３クラッチ３０の結合を解除すると共に、第１クラッチ１０の荷重付与装置１５（図４参照）を非作動とする（ＯＦＦ）。その結果、第１クラッチ１０の第１内輪１１（図１３参照）は、第１外輪１２との相対回転で第１外輪１２側から見て、ロック方向（図６の矢印Ｒｉ方向）に回転し、第２クラッチ２０では第２内輪２１（図１３参照）は、第２外輪２２との相対回転で第２外輪２２側から見て、フリー方向（図５の反矢印Ｒｉ方向）に回転する。このため、第１クラッチ１０の第１外輪１２は第１内輪１１と共に回転する。第１クラッチ１０の第１外輪１２の回転に伴いキャリア８０ｃが回転し、プラネタリギヤ８０ｐに噛合うサンギヤ８０ｓが回転する。その結果、サンギヤ８０ｓから伝達軸３に動力が伝達され、ロータ１１２ｒが回転し発電が行われる。このように、入力軸２から変速装置７１への動力の伝達を第３クラッチ３０で遮断することにより、エンジン１１１からの動力を全てロータ１１２ｒに伝達させ、ジェネレータモータ１１２を使って発電できる。
【００８７】
次に、図１５を参照して、エンジン１１１の駆動力をジェネレータモータ１１２の駆動力でアシストする走行アシスト時の動力伝達装置７０について説明する。図１５は、ジェネレータモータ１１２による走行アシスト時における動力伝達装置７０の内部構造を模式的に示した模式図である。ジェネレータモータ１１２による走行アシスト時においては、第３クラッチ３０を結合させると共に、第１クラッチ１０の荷重付与装置１５（図４参照）は作動状態を維持させる（ＯＮ）。エンジン１１１からの動力が入力軸２に伝達されると、第１クラッチ１０の第１内輪１１（図１３参照）は、第１外輪１２との相対回転で第２外輪１２側から見て、ロック方向（図６の矢印Ｒｉ方向）に回転する。
【００８８】
しかし、第１クラッチ１０の荷重付与装置１５が作動されているため、第１クラッチ１０の第１内輪１１は第１外輪１２内を空転する。また、第２クラッチ２０では第２内輪２１（図１３参照）は、第２外輪２２との相対回転で第２外輪２２側から見て、フリー方向（図５の反矢印Ｒｉ方向）に回転するため、第２クラッチ２０の第２内輪２１も第２外輪２２内を空転する。よって、入力軸２からジェネレータモータ１１２への動力の伝達は遮断される。
【００８９】
一方、ジェネレータモータ１１２を駆動させロータ１１２ｒからの動力が切替装置４に伝達されると、第１クラッチ１０の第１外輪１２（図１３参照）が、第１内輪１１との相対回転で第１内輪１１側から見て、フリー方向（図６の反矢印Ｒｏ方向）に回転し、第２クラッチ２０の第２外輪２２（図１３参照）が、第２内輪２１との相対回転で第２内輪２１側から見て、ロック方向（図５の矢印Ｒｏ方向）に回転する。第１クラッチ１０の第１外輪１２の相対回転方向はフリー方向のため、第１クラッチ１０の第１外輪１２は第１内輪１１を空転する。一方、第２クラッチ２０の第２外輪２２が回転することにより第２内輪２１が回転し、それに伴い入力軸２が回転する。よって、入力軸２にエンジン１１１及びジェネレータモータ１１２の動力が伝達される。入力軸２からの動力が伝達歯車対２ａを介して連結軸７１ａに伝達されると、変速装置７１において、所望する変速段の第１歯車対７２，７３が噛合されることにより、車両１００は走行する。
【００９０】
次に、エンジン１１１の駆動力だけで走行する高速走行時の動力伝達装置７０について説明する。図１６は、エンジン１１１の駆動力だけで走行する高速走行時における動力伝達装置７０の内部構造を模式的に示した模式図である。高速走行時は、図１５で説明した状態（ジェネレータモータ１１２による走行アシストの状態）において、ジェネレータモータ１１２を停止させる。入力軸２に伝達された動力で、第１クラッチ１０の第１内輪１１（図１３参照）は、第１外輪１１との相対回転で第１外輪１２側から見て、ロック方向（図６の矢印Ｒｉ方向）に回転するが、第１クラッチ１０の荷重付与装置１５（図４参照）が作動されているため、第１内輪１１は第１外輪１２内を空転する。また、第２クラッチ２０では、第２内輪１１（図１３参照）は、第２外輪２２との相対回転で第２外輪２２側から見て、フリー方向（図５の反矢印Ｒｉ方向）に回転するため、第２内輪２１も第２外輪２２内を空転する。よって、入力軸２からジェネレータモータ１１２への動力の伝達は遮断され、入力軸２から変速装置７１に動力が伝達される。
【００９１】
その結果、ジェネレータモータ１１２は、ロータ１１２ｒの高速回転を支持するだけの強度が不要となるため、ジェネレータモータ１１２を小型軽量化できる。また、エンジン１１１の駆動力だけで走行する高速走行時にロータ１１２ｒが回転することを防止できるため、ジェネレータモータ１１２の内部抵抗やイナーシャが駆動抵抗となってエネルギー損失が生じることを防止でき、エネルギーを有効活用できる。
【００９２】
次に、回生時の動力伝達装置７０について説明する。図１７は、回生時における動力伝達装置７０の内部構造を模式的に示した模式図である。回生時においては、第３クラッチ３０を結合させると共に、第１クラッチ１０の荷重付与装置１５（図４参照）を非作動とする（ＯＦＦ）。アクセルペダルを操作しない状態では、動力が出力軸７１ｂから入力軸２に向かって伝達される。動力が入力軸２に伝達されると、第１クラッチ１０の第１内輪１１（図１３参照）は、第１外輪１２との相対回転で第１外輪１２側から見て、ロック方向（図６の矢印Ｒｉ方向）に回転し、第２クラッチ２０では第２内輪２１（図１３参照）は、第２外輪２２との相対回転で第２外輪２２側から見て、フリー方向（図５の反矢印Ｒｉ方向）に回転し空転する。このため、第１クラッチ１０の第１外輪１２は第１内輪１１と共に回転する。第１クラッチ１０の第１外輪１２の回転に伴い増速機８０のキャリア８０ｃが回転し、プラネタリギヤ８０ｐに噛合うサンギヤ８０ｓが回転する。その結果、サンギヤ８０ｓから伝達軸３に動力が伝達され、ロータ１１２ｒが回転し発電が行われる。
【００９３】
次いで、図１８を参照して、第３実施の形態における動力伝達装置７４について説明する。図１８は第３実施の形態における動力伝達装置７４を模式的に示した模式図である。動力伝達装置７４は、第１実施の形態において説明した前輪駆動の車両１００に搭載されている。動力伝達装置７４は、第１実施の形態において説明した切替装置４及び第５クラッチ５０を備えていない点で、第１実施の形態における動力伝達装置１と相違する。なお、第１実施の形態と同一の部分については同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００９４】
図１８に示すように、動力伝達装置７４は、増速機８０（リングギヤ８０ｒが動力伝達装置７４のケース７４ａに回転不能に固定されている）のキャリア８０ｃが、切替装置４を介さずに入力軸２に連結されている。エンジン１１１を始動するには、第４クラッチ４０の荷重付与装置１５（図４参照）を作動させた状態で、ジェネレータモータ１１２を回転させる。その動力が増速機８０を介して入力軸２に伝達されるため、エンジン１１１に回転が与えられ、エンジン１１１を始動できる。なお、第４クラッチ４０の荷重付与装置１５（図４参照）を作動することにより、第４クラッチ４０では動力の伝達が遮断されるため、車輪１０１が回転することを防止できる。
【００９５】
車両１００を発進させるには、第４クラッチ４０の荷重付与装置１５（図４参照）の作動を停止させることで、リボンスプリング１６の付勢力によって第４スプラグ４３をセルフロック方向に傾動させることができる。その結果、動力が出力軸５ｂに伝達される。これにより、エンジン１１１からの動力を出力軸５ｂに伝達させ、車両１００を発進できる。よって、エンジン１１１の始動から車両１００の発進までを、第４クラッチ４０の荷重付与装置１５の作動と非作動を切り替えるという簡易な制御で行うことができると共に、エンジン１１１の始動から車両１００の発進までの時間を短縮できる。
【００９６】
なお、シフトアップ変速やシフトダウン変速については、第１実施の形態と同様に行うことができる。また、コースト走行や制動の際には、第１実施の形態と同様に回生を行うこともできる。これらの場合の動力伝達装置７４の動作は、第１実施の形態で説明したものと同様なので説明を省略する。動力伝達装置７４は、切替装置４を備えていない簡素化された構造により、エンジン１１１の始動、車両１００の発進、変速、回生の各機能を実現できる。なお、動力伝達装置７４は、後輪駆動の車両２００に搭載される場合もある。
【００９７】
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。
【００９８】
上記各実施の形態では、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。
【００９９】
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。
【０１００】
上記第１実施の形態では、第４クラッチ４０を出力軸５ｂに設け、第６クラッチ６０を連結軸５ａに設けた場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、出力軸５ｂ、連結軸５ａのいずれに設けることも当然可能である。
【０１０１】
上記各実施の形態においては、増速機８０は遊星歯車装置で構成されている場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、遊星歯車装置以外の歯車装置を用いることは当然可能である。
【０１０２】
上記各実施の形態では、第１クラッチ１０が、第１スプラグ１３の解除機能付きのスプラグ型ワンウェイクラッチを備えて構成される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。一定の方向に動力が伝達され、その動力の伝達を遮断できる機能を有していれば、他のクラッチを用いることが可能である。他のクラッチとしては、ローラ等により動力が伝達されるクラッチを挙げることができる。
【０１０３】
上記第１実施の形態における動力伝達装置１は、切替装置４から変速装置５までの動力伝達経路上に配設された第３クラッチ３０を有していないが、第２実施の形態で説明したように、入力軸２に第３クラッチ３０を設けることは可能である。第３クラッチ３０を備えることにより、エンジン１１１から変速装置７１への動力の伝達を遮断でき、始動時のエンジン１１１の振動を車体に伝わり難くすることができ、快適性を向上できる。
【０１０４】
上記第１実施の形態では説明を省略したが、シフトアップ変速を行った後に、低段側の第１歯車対６の第４クラッチ４０の荷重付与装置１５を作動させて第４内輪４１及び第４外輪４２への第４スプラグ４３の係合を強制的に解除しても良い。
【０１０５】
上記第実施の形態では変速装置７１が歯車式変速機構を有する場合について説明したが、これに必ずしも限定されるものではなく、他の変速装置を用いることが可能である。他の変速装置としては、例えば、ベルト式等の無段変速装置や手動変速装置等を挙げることができる。
【符号の説明】
【０１０６】
１，７０，７４      動力伝達装置
２                  入力軸
３                  伝達軸
４                  切替装置
５，７１            変速装置
５ａ，７１ａ        連結軸
５ｂ，７１ｂ        出力軸
６，７，７２，７３  第１歯車対
８                  第２歯車対
１０                第１クラッチ
１１                第１内輪（内輪）
１１ａ              外周面
１２                第１外輪（外輪）
１２ａ              内周面
１３                第１スプラグ（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
３０                第３クラッチ
４０                第４クラッチ
４１                第４内輪（内輪）
４２                第４外輪（外輪）
４３                第４スプラグ（スプラグ）
５０                第５クラッチ
８０                増速機
１１１              エンジン
１１２              ジェネレータモータ
１１２ｒ            ロータ
Ａ，Ｂ              接点
Ｏ                  軸心
【図１】
2010143740.tif 000003
【図２】
2010143740.tif 000004
【図３】
2010143740.tif 000005
【図４】
2010143740.tif 000006
【図５】
2010143740.tif 000007
【図６】
2010143740.tif 000008
【図７】
2010143740.tif 000009
【図８】
2010143740.tif 000010
【図９】
2010143740.tif 000011
【図１０】
2010143740.tif 000012
【図１１】
2010143740.tif 000013
【図１２】
2010143740.tif 000014
【図１３】
2010143740.tif 000015
【図１４】
2010143740.tif 000016
【図１５】
2010143740.tif 000017
【図１６】
2010143740.tif 000018
【図１７】
2010143740.tif 000019
【図１８】
2010143740.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成23年6月24日(2011.6.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンからの動力を変速装置に伝達する入力軸と、
ジェネレータモータのロータに連結される伝達軸と、
前記入力軸から前記伝達軸までの動力伝達経路上に配設され前記入力軸と前記伝達軸との間の動力の伝達方向を切り替える切替装置とを備え、
その切替装置は、
前記入力軸から入力される動力を前記伝達軸に遮断可能に伝達する一方、前記伝達軸から前記入力軸への動力の伝達を遮断する第１クラッチと、
前記入力軸から前記伝達軸への動力の伝達を遮断する一方、前記伝達軸から入力される動力を前記入力軸に伝達する第２クラッチとを備えていることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項２】
前記切替装置から前記変速装置までの動力伝達経路上に配設され前記エンジンから前記変速装置への動力の伝達を遮断する第３クラッチを備えてい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】
前記入力軸から動力が伝達される変速装置を備え、
前記変速装置は、前記入力軸に連結され前記エンジンからの動力が入力される連結軸と、その連結軸に平行に配設された出力軸と、その出力軸および前記連結軸に配設され互いに噛み合って異なる変速比となるように設定された複数の第１歯車対と、その第１歯車対のそれぞれ一方の歯車に配設され前記連結軸から入力される動力を前記出力軸に遮断可能に伝達する一方、前記出力軸から前記連結軸への動力の伝達を遮断する第４クラッチとを備え、
前記第４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前記連結軸若しくは前記出力軸または前記第１歯車対の歯車に連結される内輪と、
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前記内輪が連結された前記連結軸若しくは前記出力軸または前記第１歯車対の歯車以外の前記第１歯車対の歯車または前記連結軸若しくは前記出力軸に連結される外輪と、
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い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。
【請求項４】
前記エンジンから前記切替装置までの動力伝達経路上に配設され前記エンジンから前記切替装置への動力の伝達を遮断する第５クラッチを備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の動力伝達装置。
【請求項５】
前記変速装置は、クラッチを介さずに前記切替装置と連結されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の動力伝達装置。
【請求項６】
前記切替装置から前記ロータまでの動力伝達経路上に配設され前記入力軸の回転による前記ロータの回転速度を増速する増速機を備えていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の動力伝達装置。
【手続補正書】
【提出日】平成23年9月26日(2011.9.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力伝達装置に関し、特に、エンジン及びジェネレータモータを備えたハイブリッド車のジェネレータモータを小型軽量化できると共に、ジェネレータモータの内部抵抗やイナーシャが駆動抵抗となることを防ぎ、エネルギーを有効活用できる動力伝達装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
動力源としてのエンジン及びジェネレータモータを備えたハイブリッド車の動力伝達装置として、例えば、非特許文献１には、エンジンから動力が伝達される入力軸とジェネレータモータのロータとを同軸に連結し、ジェネレータモータと変速機との間にエンジン及びジェネレータモータからの入力を遮断可能なクラッチを配置したものが開示されている。非特許文献１に開示される動力伝達装置では、入力軸とジェネレータモータのロータとが同軸に連結されているので、ロータはエンジンの入力軸の回転に伴って常に回転する。これにより、ロータはフライホイールの役割を兼ね、エンジンの回転変動を抑えることができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】“Honda Technology”、[online]、本田技研工業株式会社、[平成２１年４月１０日検索]、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.honda.co.jp/tech/auto/engine/honda-ima/detail/index.html＞
【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、非特許文献１に開示される動力伝達装置では、ジェネレータモータによる走行アシスト時や回生時だけでなく、エンジンの駆動力だけで走行する高速走行時においても、ロータは常に回転する。その結果、モータ躯体は、エンジンの回転可能域（最高回転数は１００００ｒｐｍ付近になることもある）におけるロータの高速回転を支持するだけの強度が必要となるため、ジェネレータモータが大型化し重量が増すという問題点があった。
【０００５】
また、ジェネレータモータのロータが常に回転するため、ジェネレータモータによる走行アシストを必要としない通常の走行時に、ジェネレータモータの内部抵抗やイナーシャが駆動抵抗となって、エネルギー損失が生じる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、エンジン及びジェネレータモータを備えたハイブリッド車のジェネレータモータを小型軽量化できると共に、ジェネレータモータの内部抵抗やイナーシャが駆動抵抗となることを防ぎ、エネルギーを有効活用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および発明の効果】
【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によれば、第１クラッチにより入力軸から伝達軸に動力が伝達される一方、伝達軸から入力軸への動力の伝達が遮断されると共に、入力軸から伝達軸への動力の伝達を遮断しロータへの動力の伝達を遮断可能にできる。また、第２クラッチにより伝達軸から入力軸に動力が伝達されると共に、入力軸から伝達軸への動力の伝達が遮断される。よって、第１クラッチ及び第２クラッチにより、ジェネレータモータによる走行アシスト時には、伝達軸から入力されるジェネレータモータの動力を入力軸へ伝達し、回生時には、入力軸から伝達軸を介して動力をジェネレータモータへ伝達することができる。一方、エンジンの駆動力だけで走行する高速走行時においては、第１クラッチ及び第２クラッチにより入力軸から伝達軸への動力の伝達を遮断し、ロータに動力が伝達されることを防止できる。その結果、ジェネレータモータの躯体はロータの高速回転を支持するだけの強度が不要となるため、ジェネレータモータを小型軽量化できるという効果がある。
【０００８】
また、ジェネレータモータによる走行アシストを必要としない通常の走行時にロータが回転することを防止できるため、ジェネレータモータの内部抵抗やイナーシャが駆動抵抗となってエネルギー損失が生じることを防止でき、エネルギーを有効活用できるという効果がある。
【０００９】
請求項２記載の動力伝達装置によれば、第３クラッチにより入力軸から変速装置への動力の伝達を遮断すると共に、第１クラッチにより入力軸から伝達軸への動力伝達を遮断することにより、ジェネレータモータから第２クラッチを介してエンジンに動力を伝達し、ジェネレータモータをエンジンのスタータとして作動させることができる。入力軸からジェネレータモータ側への動力の伝達は遮断されているので、エンジン始動後は、第３クラッチを締結するだけで変速装置に動力が伝達される。
【００１０】
一方、従来はジェネレータモータをエンジンのスタータとして使用する場合、エンジンが始動する際に車両が動かないようにするため、ジェネレータモータと変速機との間のクラッチを遮断した状態でジェネレータモータを回転させてエンジンに回転を加え、エンジンを始動させる。車両を発進させるには、エンジンの抵抗にならないようにジェネレータモータを制御した後、クラッチを締結する必要があった。その結果、エンジンが始動してから車両を発進させるまでの時間が長くなると共に、制御も複雑化するという問題点があった。
【００１１】
これに対し請求項２記載の動力伝達装置によれば、入力軸から変速装置への動力の伝達を遮断する第３クラッチを備えているので、請求項１の効果に加え、第３クラッチを締結するだけで入力軸から変速装置に動力を伝達でき、その結果、複雑な制御を必要とせず、エンジンの始動から変速装置へ動力が伝達されるまでの時間を短縮できるという効果がある。
【００１２】
また、エンジンの始動時に第３クラッチにより入力軸から変速装置への動力の伝達を遮断することにより、始動時のエンジンの振動を車体に伝わり難くすることができるという効果がある。また、第３クラッチにより入力軸から変速装置への動力の伝達を遮断することにより、車両を停止させた状態でエンジンからの動力を全てロータに伝達させ、ジェネレータモータを使って発電できるという効果がある。
【００１３】
請求項３記載の動力伝達装置によれば、第４クラッチでは、付勢部材によりスプラグに付勢力が付与され、スプラグがセルフロック方向へ傾動することで、外周面および内周面への係合面の接点に摩擦力が発生すると共にセルフロック角により、スプラグが内輪および外輪に係合する。その結果、内輪と外輪との一定回転方向への相対回転が規制される。これに対し、荷重付与装置により付勢部材の付勢力に抗してスプラグに荷重が付与され、スプラグが反セルフロック方向へ傾動することで、内輪および外輪へのスプラグの係合が解除され、内輪と外輪とが相対回転する。このように、スプラグを傾動させて一定方向への回転の伝達および遮断の切り替えを行うので、請求項１又は２の効果に加え、切り替えに要する時間を短縮でき、素早く変速できるという効果がある。
【００１４】
また、スプラグを傾動させて一定方向への動力の伝達および遮断を行うので、動力の伝達が遮断された状態から伝達される状態になる変速時に、内輪と外輪とが空転することを防止できる。よって、変速時の衝撃を防止できるという効果がある。
【００１５】
また、第４クラッチの荷重付与装置を作動させることにより連結軸から出力軸への動力の伝達を遮断し、エンジン始動後は、荷重付与装置の作動を停止させることにより連結軸から出力軸への動力の伝達が可能となる。このように荷重付与装置の作動を停止するだけで出力軸に動力を伝達できるため、複雑な制御を必要とせず、エンジンの始動から出力軸へ動力が伝達されるまでの時間を短縮できるという効果がある。
【００１６】
請求項４記載の動力伝達装置によれば、エンジンから切替装置への動力の伝達を遮断する第５クラッチを備えているので、請求項１から３のいずれかの効果に加え、回生時にエンジンを切替装置から切り離すことにより、エンジンがジェネレータモータの駆動抵抗となることを防止でき、エネルギー損失をなくし回生量を増加できるという効果がある。また、エンジンを切替装置から切り離すことにより、ジェネレータモータだけの駆動力で走行できるため、エンジンによる燃料消費量を抑制できるという効果がある。
【００１７】
請求項５記載の動力伝達装置によれば、変速装置はクラッチを介さずに切替装置と連結されているので、第４クラッチの荷重付与装置を作動させた状態でジェネレータモータによってエンジンを始動させた後、第４クラッチの荷重付与装置の作動を停止させるだけの制御で、付勢部材の付勢力によってスプラグをセルフロック方向に傾動させることができる。これにより、エンジンからの動力を出力軸に伝達させ、車両を発進できる。よって、請求項３又は４の効果に加え、エンジンの始動から車両の発進までを簡易な制御で行うことができると共に、その時間を短縮できるという効果がある。
【００１８】
入力軸の回転によるロータの回転速度を増速する増速機を備えると、発電時にはロータの回転速度を増加させ、発電量を増加できるという効果がある。また、エンジンの始動時やジェネレータモータによる走行アシスト時に、入力軸のトルクを増大できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１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】第１実施の形態における動力伝達装置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】第２クラッチの内部構造を模式的に示した模式図である。
【図７】エンジンの始動時における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８】ジェネレータモータによる走行アシスト時における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９】エンジンの駆動力だけで走行する高速走行時における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１０】シフトアップ時における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１１】回生時における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１２】本発明の第２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１３】第２実施の形態における動力伝達装置を模式的に示した模式図である。
【図１４】エンジンの始動時における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１５】ジェネレータモータによる走行アシスト時における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１６】エンジンの駆動力だけで走行する高速走行時における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１７】回生時における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１８】第３実施の形態における動力伝達装置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】
【００２０】
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、本発明の第１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。
【００２１】
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を備えている。フロントユニット１１０は、動力源としてのエンジン１１１及びジェネレータモータ１１２と、それらエンジン１１１及びジェネレータモータ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及びジェネレータモータ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。また、このフロントユニット１１０は、ジェネレータモータ１１２が発電機としての機能を兼ね備えており、ジェネレータモータ１１２により発電した電力を回生可能に構成されている。
【００２２】
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。動力伝達装置１は、図２に示すように、エンジン１１１からの動力を変速装置５に伝達する入力軸２と、入力軸２から伝達された動力をジェネレータモータ１１２に伝達する伝達軸３と、入力軸２から伝達軸３までの動力伝達経路上に配設され入力軸２と伝達軸３との間の動力の伝達方向を切り替える切替装置４とを主に備えて構成されている。本実施の形態においては、切替装置４は、入力軸２に配設されている。
【００２３】
さらに、動力伝達装置１は、入力軸２から動力が伝達される伝達歯車対２ａと、伝達歯車対２ａから動力が伝達される変速装置５とを備えて構成されている。変速装置５は、クラッチを介さずに切替装置４と連結されている。変速装置５は、伝達歯車対２ａを介して入力軸２に連結されエンジン１１１からの動力が入力される連結軸５ａと、連結軸５ａに平行に配設された出力軸５ｂと、出力軸５ｂ及び連結軸５ａに配設され互いに噛み合って異なる変速比となるように設定された複数の第１歯車対６，７と、出力軸５ｂ及び入力軸５ａに配設され互いに噛み合う第２歯車対８とを主に備えて構成されている。なお、出力軸５ｂに伝達された動力が動力伝達装置１の外部に出力され、前輪１０１に伝達されるように構成されている。
【００２４】
動力伝達装置１は、ステータ１１２ｓ及びロータ１１２ｒを備えるジェネレータモータ１１２と入力軸２との間の動力の伝達を、増速機８０を介して行う。本実施の形態においては、増速機８０は遊星歯車装置を備えて構成されている。遊星歯車装置（増速機８０）は、ロータ１１２ｒに連結された伝達軸３からの入力回転が伝達されて回転するサンギヤ８０ｓと、サンギヤ８０ｓの外周に噛合される複数のプラネタリギヤ８０ｐと、それら複数のプラネタリギヤ８０ｐに噛合されるリングギヤ８０ｒと、複数のプラネタリギヤ８０ｐを支持すると共にサンギヤ８０ｓの回転中心回りに回転されて伝達軸３からの入力回転を切替装置４に伝達するキャリア８０ｃとを備えている。リングギヤ８０ｒは動力伝達装置１の外郭をなすケース１ａに回転不能に固定されている。
【００２５】
ここで、サンギヤ８０ｓの歯数をａ、プラネタリギヤ８０ｐの歯数をｂ、リングギヤ８０ｒの歯数をｃとした場合、増速機８０の減速比（サンギヤ８０ｓの回転速度／キャリア８０ｃの回転速度）は、プラネタリギヤ８０ｐの歯数ｂに関係なく１＋ｃ／ａとなり、サンギヤ８０ｓの回転速度はキャリア８０ｃの回転速度の（１＋ｃ／ａ）倍となる。これにより、入力軸２から伝達軸３に動力が伝達される場合には、伝達軸３の回転速度を増加させてロータ１１２ｒの回転速度を増やし、ジェネレータモータ１１２による発電量を増やすことができる。一方、伝達軸３から入力軸２にジェネレータモータ１１２の動力が伝達されるエンジン１１１の始動時やジェネレータモータ１１２による走行アシスト時には、入力軸２のトルクを増加させ、始動性能や加速性能を向上させることができる。
【００２６】
切替装置４は、第１クラッチ１０と第２クラッチ２０とを備えて構成されている。第１クラッチ１０は、入力軸２と伝達軸３との間の動力の伝達および遮断を行うためのものであり、入力軸２から入力される動力を伝達軸３に伝達する一方、伝達軸３から入力軸２への動力の伝達を遮断すると共に、入力軸２から伝達軸３への動力の伝達を遮断可能に構成されている。
【００２７】
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。第１クラッチ１０は、図３及び図４に示すように、第１内輪１１と、その第１内輪１１の外周を囲む第１外輪１２と、それら第１内輪１１と第１外輪１２との間に配設される複数の第１スプラグ１３と、それら第１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。
【００２８】
第１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、この第１内輪１１はキャリア８０ｃ（図２参照）と連結されている。第１外輪１２は、第１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、第１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、第１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、この第１外輪１２は入力軸２（図２参照）と連結されている。
【００２９】
第１スプラグ１３は、第１内輪１１と第１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。また、この第１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。
【００３０】
リボンスプリング１６は、第１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が接するように第１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第１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。このリボンスプリング１６により第１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が接するように第１スプラグ１３がセルフロック方向へ傾動する。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、第１内輪１１及び第１外輪１２が所定の方向へ回転する場合には、第１内輪１１及び第１外輪１２に第１スプラグ１３が係合する。
【００３１】
即ち、第１外輪１２が第１スプラグ１３に対して、第１内輪１１との相対回転で第１内輪１１側から見て、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、第１内輪１１及び第１外輪１２に第１スプラグ１３が係合する。これにより、入力軸２（図２参照）は第１外輪１２と共に回転する。一方、第１外輪１２が第１スプラグ１３に対して、第１内輪１１との相対回転で第１内輪１１側から見て、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第１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、第１内輪１１及び第１外輪１２への第１スプラグ１３の係合が解除される。その結果、第１外輪１２は第１内輪１１を空転する。
【００３２】
また、第１内輪１１が第１スプラグ１３に対して、第１外輪１２との相対回転で第１外輪１２側から見て、図５の矢印Ｒｉ方向（ロック方向）へ回転する場合には、第１内輪１１及び第１外輪１２に第１スプラグ１３が係合する。その結果、第１外輪１２は第１内輪１１（図２参照）と共に回転する。一方、第１内輪１１が第１スプラグ１３に対して、第１外輪１２との相対回転で第１外輪１２側から見て、図５の反矢印Ｒｉ方向（フリー方向）へ回転する場合には、接点Ｂに作用する摩擦力により第１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、第１外輪１２は第１内輪１１（図２参照）を空転する。
【００３３】
図３及び図４に戻って説明する。保持器１４は、第１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、第１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、第１スプラグ１３の上端側を保持している。
【００３４】
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。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。
【００３５】
荷重付与装置１５は、リボンスプリング１６の付勢力に抗して第１スプラグ１３に荷重を付与して第１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。
【００３６】
アクチュエータ１５ａは、第１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。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。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。
【００３７】
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。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を介して第１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を介して第１スプラグ１３に荷重を付与するので、複数の第１スプラグ１３に一度に荷重を付与することができ、効率良く第１スプラグ１３に荷重を付与することができる。
【００３８】
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の付勢力に抗して第１スプラグ１３に荷重を付与することで、第１スプラグ１３を反セルフロック方向へ傾動させて、第１内輪１１及び第１外輪１２への第１スプラグ１３の係合を強制的に解除することができる。これにより、ジェネレータモータ１１２から伝達された動力が第１クラッチ１０の第１内輪１１に入力されて、第１内輪１１が第１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により第１内輪１１及び第１外輪１２への第１スプラグ１３の係合を強制的に解除することで第１外輪１２を空転させて、入力軸２と伝達軸３との動力の伝達を遮断することができる。また、エンジン１１１から伝達された動力が第１クラッチ１０の第１外輪１２に入力されて、第１外輪１２が第１スプラグ１３に対してロック方向（図５の矢印Ｒｏ方向）へ回転する場合でも、荷重付与装置１５により第１内輪１１及び第１外輪１２への第１スプラグ１３の係合を強制的に解除することで第１内輪１１を空転させて、入力軸２と伝達軸３との動力の伝達を遮断することができる。
【００３９】
次に、図６を参照して、切替装置４の第２クラッチ２０について説明する。図６は第２クラッチ２０の内部構造を模式的に示した模式図である。第２クラッチは、入力軸２から伝達軸３への動力の伝達を遮断する一方、伝達軸３から入力される動力を入力軸２に伝達するものである。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。第２クラッチ２０の第２内輪２１（図２参照）は、キャリア８０ｃに連結されており、第２外輪２２（図２参照）は入力軸２と連結されている。
【００４０】
第２クラッチ２０によれば、エンジン１１１の動力が第２外輪２２から入力されて、第２外輪２２が第２スプラグ２３に対して、第２内輪２１との相対回転で第２内輪２１側から見て、図６の矢印Ｒｏ方向（ロック方向）に回転する場合には、第２内輪２１の外周面２１ａ及び第２外輪２２の内周面２２ａへ第２スプラグ２３が係合する。その結果、第２外輪２２は第２内輪２１と共に回転し、第２外輪２２から第２内輪２１へ動力が伝達される。一方、第２外輪２２が第２スプラグ２３に対して、第２内輪２１との相対回転で第２内輪２１側から見て、図６の反矢印Ｒｏ方向（フリー方向）に回転する場合には、第２内輪２１及び第２外輪２２への第２スプラグ２３の係合が解除され、第２外輪２２は第２内輪２１を空転する。
【００４１】
また、ジェネレータモータ１１２からの動力が第２クラッチ２０に伝達され、第２内輪２１が第２スプラグ２３に対して、第２外輪１２との相対回転で第２外輪２２側から見て、図６の反矢印Ｒｉ方向（フリー方向）に回転すると、第２内輪２１及び第２外輪２２への第２スプラグ２３の係合が解除される。その結果、第２外輪２２は入力軸２を空転し、入力軸２と伝達軸３との動力の伝達が遮断される。一方、第２内輪２１が第２スプラグ２３に対して、第２外輪２２との相対回転で第２外輪２２側から見て、図６の矢印Ｒｉ方向（ロック方向）に回転すると、第２内輪２１及び第２外輪２２へ第２スプラグ２３が係合する。その結果、第２外輪２２は第２内輪２１と共に回転し、入力軸２と伝達軸３との間の動力の伝達が行われる。
【００４２】
図２に戻って説明する。エンジン１１１から切替装置４までの入力軸２には、第５クラッチ５０が配設されている。第５クラッチ５０により、エンジン１１１から切替装置４や変速装置５への動力の伝達を遮断できる。変速装置５の第１歯車対６，７は、連結軸５ａに配設され入力軸２から連結軸５ａに伝達される動力により駆動される駆動歯車６ａ，７ａと、出力軸５ｂに配設され駆動歯車６ａ，７ａにより従動駆動される被動歯車６ｂ，７ｂとを備えている。ここで、第１歯車対６，７は、変速比（被動歯車の歯数÷駆動歯車の歯数）の大きなものから、伝達歯車対２ａに近い順に第１速、第２速とされ、本実施の形態においては、第１歯車対６が第１速、第１歯車対７が第２速である。なお、後進段については、図示を省略している。後進段の場合は、第１歯車対の間にピニオン歯車を挿入すれば良い。
【００４３】
第１歯車対６，７を構成する駆動歯車６ａ，７ａは、それぞれ連結軸５ａと一体に形成されている。一方、駆動歯車６ａ，７ａにそれぞれ対向して噛み合う被動歯車６ｂ，７ｂは、後述する第４クラッチ４０を介して出力軸５ｂに固定されている。第４クラッチ４０は、連結軸５ａから出力軸５ｂへ動力を伝達する一方、出力軸５ｂから連結軸５ａへの動力の伝達を遮断するものであり、連結軸５ａから出力軸５ｂへの動力の伝達を遮断可能に構成されている。この第４クラッチ４０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を省略する。
【００４４】
第４クラッチ４０の第４内輪４１は、出力軸５ａと一体に形成されており、第４外輪４２は被動歯車６ｂ，７ｂと一体に形成されている。第４クラッチ４０によれば、エンジン１１１やジェネレータモータ１１２の動力が入力軸２、連結軸５ａ、駆動歯車６ａ，７ａを経て、被動歯車６ｂ，７ｂから入力されて、被動歯車６ｂ，７ｂと連結する第４外輪４２が第４スプラグ４３に対して、第４内輪４１との相対回転で第４内輪４１側から見て、ロック方向（図５の矢印Ｒｏ方向）に回転する場合には、第４内輪４１及び第４外輪４２へ第４スプラグ４３が係合する。その結果、出力軸５ｂは被動歯車６ｂ，７ｂと共に回転し動力が伝達される。一方、第４外輪４２が第４スプラグ４３に対して、第４内輪４１との相対回転で第４内輪４１側から見て、フリー方向（図５の反矢印Ｒｏ方向）に回転する場合には、第４内輪４１及び第４外輪４２への第４スプラグ４３の係合が解除され、被動歯車６ｂ，７ｂは出力軸５ｂを空転する。
【００４５】
また、出力軸５ｂから第４クラッチ４０の第４内輪４１に動力が伝達されると、第４内輪４１が第４スプラグ４３に対して、第４外輪４２との相対回転で第４外輪４２側から見て、フリー方向（図５の反矢印Ｒｉ方向）に回転し、第４内輪４１及び第４外輪４２への第４スプラグ４３の係合が解除される。その結果、被動歯車６ｂ，７ｂは出力軸５ｂを空転し、出力軸５ｂから連結軸５ａへの動力の伝達が遮断される。一方、第４内輪４１が第４スプラグ４３に対して、第４外輪４２との相対回転で第４外輪４２側から見て、ロック方向（図５の矢印Ｒｉ方向）に回転すると、第４内輪４１及び第４外輪４２へ第４スプラグ４３が係合する。その結果、被動歯車６ｂ，７ｂは出力軸５ｂと共に回転し動力が伝達される。
【００４６】
第４クラッチ４０は、第１クラッチ１０と同様に荷重付与装置１５（図４参照）を備えているので、第４内輪４１や第４外輪４２に動力が伝達されて、第４内輪４１や第４外輪４２が第４スプラグ４３に対してロック方向（図５の矢印Ｒｉ方向または矢印Ｒｏ方向）へ回転する場合でも、荷重付与装置１５により第４内輪４１及び第４外輪４２への第４スプラグ４３の係合を強制的に解除できる。これにより、第４外輪４２を空転させて動力の伝達を遮断することができる。
【００４７】
第２歯車対８を構成する駆動歯車８ａは、後述する第６クラッチ６０を介して連結軸５ａと一体に形成されている。一方、駆動歯車８ａに対向して噛み合う被動歯車８ｂは、出力軸５ｂに固定されている。第６クラッチ６０は、出力軸５ｂから連結軸５ａへ動力を伝達する一方、連結軸５ａから出力軸５ｂへの動力の伝達を遮断するものであり、出力軸５ｂから連結軸５ａへの動力の伝達を遮断可能に構成されている。この第６クラッチ６０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（図５参照）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を省略する。
【００４８】
第６クラッチ６０の第６内輪６１は、連結軸５ａと一体に形成されており、第６外輪６２は駆動歯車８ａと一体に形成されている。第６クラッチ６０によれば、エンジン１１１やジェネレータモータ１１２の動力が入力軸２、連結軸５ａと伝達されて、第６クラッチ６０の第６内輪６１が第６スプラグ６３に対して、第６外輪６２との相対回転で第６外輪６２側から見て、フリー方向（図５の反矢印Ｒｉ方向）に回転する場合には、第６内輪６１及び第６外輪６２への第６スプラグ６３の係合が解除され、連結軸５ａは駆動歯車８ａを空転し、連結軸５ａから出力軸５ｂへの動力の伝達が遮断される。一方、第６内輪６１が第６スプラグ６３に対して、第６外輪６２との相対回転で第６外輪６２側から見て、ロック方向（図５の矢印Ｒｉ方向）に回転する場合には、第６内輪６１及び第６外輪６２へ第６スプラグ６３が係合する。その結果、連結軸５ａは駆動歯車８ａと共に回転し動力が伝達される。
【００４９】
また、出力軸５ｂから被動歯車８ｂ及び駆動歯車８ａを介して第６クラッチ６０に動力が伝達されると、第６外輪６２が第６スプラグ６３に対して、第６内輪６１との相対回転で第６内輪６１側から見て、ロック方向（図５の矢印Ｒｏ方向）に回転し、第６内輪６１及び第６外輪６２へ第６スプラグ６３が係合する。その結果、駆動歯車８ａは連結軸５ａと共に回転し動力が伝達される。一方、第６外輪６２が第６スプラグ６３に対して、第６内輪６１との相対回転で第６内輪６１側から見て、フリー方向（図５の反矢印Ｒｏ方向）に回転すると、第６内輪６１及び第６外輪６２への第６スプラグ６３の係合が解除される。その結果、駆動歯車８ａは連結軸５ａを空転し、出力軸５ｂから連結軸５ａへの動力の伝達が遮断される。
【００５０】
次いで、図７から図１１を参照して、上述したように構成される第１実施の形態における動力伝達装置１の作動状態について説明する。図７から図１１は、動力伝達装置１の内部構造の正面視を模式的に示している。図６から図１１では、理解を容易とするために、動力の伝達経路を矢印Ｐで示すと共に、駆動歯車６ａ，７ａ，８ａ、被動歯車６ｂ，７ｂ，８ｂ、第４クラッチ４０の第４外輪４２及び第６クラッチの第６外輪６２の各回転方向を矢印で示している。また、第１クラッチ１０及び第４クラッチ４０の荷重付与装置１５を作動させて、第１内輪１１及び第１外輪１２、第４内輪４１及び第４外輪４２への第１スプラグ１３及び第４スプラグ４３の係合を解除した場合を「ＯＮ」と表記し、第１クラッチ１０及び第４クラッチ４０の荷重付与装置１５を非作動として、第１スプラグ１３及び第４スプラグ４３の係合が可能な場合を「ＯＦＦ」と表記している。
【００５１】
また、上述のとおり、本実施の形態においては、第１歯車対６，７は、伝達歯車対２ａに近い順に、変速比（被動歯車の歯数÷駆動歯車の歯数）の大きなものから配設されている。第１歯車対６，７及び第２歯車対８の変速比を順にｋ１，ｋ２，ｋ３とすると、変速比はｋ１＞ｋ２＞ｋ３の関係となる。また、第２歯車対８の被動歯車８ｂの歯数は、第１歯車対６，７の被動歯車６ｂ，７ｂの内の最小歯数（本実施の形態においては被動歯車７ｂの歯数）より小さくなるように形成されている。このため、連結軸５ａから出力軸５ｂに動力が伝達された場合、被動歯車６ｂ，７ｂ，８ｂの回転速度をそれぞれα１，α２，α３とすると、各回転速度は連結軸５ａの回転速度によって一義的に定まり、変速比の関係からα１＜α２＜α３となる。また、出力軸５ｂの回転速度は、変速段に応じた回転速度となる。
【００５２】
まず、図７を参照して、エンジン１１１の始動時の動力伝達装置１について説明する。図７は、エンジン１１１の始動時における動力伝達装置１の内部構造を模式的に示した模式図である。エンジン１１１の始動時においては、第５クラッチ５０を結合させると共に、第１クラッチ１０の荷重付与装置１５（図４参照）及び第４クラッチ４０の荷重付与装置１５（図４参照）を作動させる（ＯＮ）。この状態において、ジェネレータモータ１１２を作動させてロータ１１２ｒを回転させると、動力が伝達軸３に伝達されサンギヤ８０ｓが回転する。これに伴いキャリア８０ｃが回転して、第１クラッチ１０の第１内輪１１が、第１外輪１２との相対回転で第１外輪１２側から見て、フリー方向（図５の反矢印Ｒｉ方向）に回転し、第２クラッチ２０の第２内輪２１が、第２外輪２２との相対回転で第２外輪２２側から見て、ロック方向（図６の矢印Ｒｉ方向）に回転する。これにより、第２クラッチ２０の第２内輪２１及び第２外輪２２に第２スプラグ２３が係合し、キャリア８０ｃの動力が入力軸２に伝達される。その結果、第５クラッチ５０を介してエンジン１１１に回転が加えられ、エンジン１１１が始動する。
【００５３】
エンジン１１１が始動し、入力軸２がエンジン１１１により駆動されると、第２クラッチ２０の第２外輪２２が、第２内輪２１との相対回転で第２内輪２１側から見て、フリー方向（図６の反矢印Ｒｏ方向）に回転する。また、入力軸２が回転することにより、第１クラッチ１０の第１外輪１２が、第１内輪１１との相対回転で第１内輪１１側から見て、ロック方向（図５の矢印Ｒｏ方向）に回転するが、第１クラッチ１０の荷重付与装置１５が作動されているため、第１内輪１１は第１外輪１２内を空転する。従って、エンジン１１１の始動後は、入力軸２から伝達軸３への動力は遮断される。エンジン１１１の回転数を上げた場合も同様に、入力軸２から伝達軸３への動力の伝達は遮断される。よって、ジェネレータモータ躯体はロータ１１２ｒの高速回転を支持するだけの強度が不要となるため、ジェネレータモータ１１２を小型軽量化できる。
【００５４】
また、入力軸２からの動力が伝達歯車対２ａを介して連結軸５ａに伝達されると、第１歯車対６，７の被動歯車６ｂ，７ｂが回転し第４クラッチ４０の第４外輪４２（図２参照）が回転すると共に、第６クラッチ６０の第６内輪６１（図２参照）が回転する。第４クラッチ４０の第４外輪４２は、第４内輪４１との相対回転で第４内輪４１側から見て、ロック方向（図５の矢印Ｒｏ方向）に回転するが、第４クラッチ４０の荷重付与装置１５（図４参照）が作動されているため、第４外輪４２は第４内輪４１を空転する。このため、出力軸５ｂに動力は伝達されない。また、第６クラッチ６０の第６内輪６１（図２参照）は、第６外輪６２との相対回転で第６外輪６２側から見て、フリー方向（図５の反矢印Ｒｉ方向）に回転するため、第６内輪６１は第６外輪６２を空転する。よって、出力軸５ｂに動力は伝達されない。従って、エンジン１１１の始動時に前輪１０１に動力が伝達されることを防止でき、セルモータ（スタータ）が搭載されていなくても、ジェネレータモータ１１２を用いて入力軸２からエンジン１１１に動力を伝達し、エンジン１１１を始動できる。なお、第１歯車対６の第４クラッチ４０の荷重付与装置１５（図４参照）の作動を停止することにより、第４スプラグ４３が第４内輪４１及び第４外輪４２に係合し動力が出力軸５ｂに伝達される。よって、第４クラッチ４０の荷重付与装置１５の作動を停止するだけの簡易な制御で、エンジン１１１の始動後、出力軸５ｂに動力が伝達されるまでの時間を短縮できる。
【００５５】
次に、図８を参照して、エンジン１１１の駆動力をジェネレータモータ１１２の駆動力でアシストする走行アシスト時の動力伝達装置１について説明する。図８は、ジェネレータモータ１１２による走行アシスト時における動力伝達装置１の内部構造を模式的に示した模式図である。ジェネレータモータ１１２による走行アシスト時においては、第５クラッチ５０は結合状態を維持すると共に、第１クラッチ１０の荷重付与装置１５（図４参照）の作動を維持する（ＯＮ）。さらに、第１歯車対６の第４クラッチ４０の荷重付与装置１５を非作動とし（ＯＦＦ）、第１歯車対７の第４クラッチ４０の荷重付与装置１５を作動させる（ＯＮ）。この状態において、エンジン１１１からの動力が入力軸２に伝達されると、第１クラッチ１０の第１外輪１２（図２参照）は、第１内輪１１との相対回転で第１内輪１１から見て、ロック方向（図５の矢印Ｒｏ方向）に回転する。しかし、第１クラッチ１０の荷重付与装置１５が作動されているため、第１クラッチ１０の第１外輪１２は第１クラッチ１０の第１内輪１１を空転する。また、第２クラッチ２０では第２外輪２２は、第２内輪２１との相対回転で第２内輪２１から見て、フリー方向（図６の反矢印Ｒｏ方向）に回転するため、第２外輪２２は第２内輪２１を空転する。よって、入力軸２からジェネレータモータ１１２への動力の伝達は遮断される。
【００５６】
一方、ジェネレータモータ１１２を駆動させロータ１１２ｒからの動力が切替装置４に伝達されると、第２クラッチ２０の第２内輪２１（図２参照）が、第２外輪２２との相対回転で第２外輪２２から見て、ロック方向（図５の矢印Ｒｉｏ方向）に回転する。よって、入力軸２にエンジン１１１及びジェネレータモータ１１２の動力が伝達される。
【００５７】
入力軸２からの動力が伝達歯車対２ａを介して連結軸５ａに伝達されると、第１歯車対６，７の被動歯車６ｂ，７ｂが回転し、第４クラッチ４０の第４外輪４２（図２参照）及び第６クラッチ６０の第６内輪６１が回転する。第４クラッチ４０の第４外輪４２は、第４内輪４１との相対回転で第４内輪４１から見て、ロック方向（図５の矢印Ｒｏ方向）に回転するが、第１歯車対７の第４クラッチ４０の荷重付与装置１５（図４参照）が作動されているため（ＯＮ）、第１歯車対７の第４クラッチ４０の第４外輪４２（図２参照）は第４クラッチ４０の第４内輪４１を空転する。これに対し、第１歯車対６の第４クラッチ４０の荷重付与装置１５は非作動のため（ＯＦＦ）、第１歯車対６の第４クラッチ４０の第４外輪４２（図２参照）から第４内輪４１に動力が伝達され、出力軸５ｂは回転する。出力軸５ｂの回転速度は、第１歯車対６の被動歯車６ｂの回転速度と等しいα１である。
【００５８】
一方で、この場合には、出力軸５ｂから被動歯車８ｂを介して、駆動歯車８ａが回転する。本実施の形態においては、第２歯車対８の変速比（被動歯車の歯数÷駆動歯車の歯数）ｋ３が、第１歯車対６の変速比ｋ１より小さく設定されているので、第２歯車対８の駆動歯車８ａの回転速度（α１・ｋ３＝ｋ３／ｋ１・α）は、入力軸２の回転速度（α）より小さくなる。このため、第６クラッチ６０では、第６外輪６２（図２参照）の回転速度が第６内輪６１の回転速度αよりも遅くなり、相対的に第６外輪６２がフリー方向（図５の反矢印Ｒｏ方向）へ回転している状態と等しくなる。よって、第６クラッチ６０では、第６スプラグ６３は第６内輪６１及び第６外輪６２へ係合できず、第６外輪６２は第６内輪６１を空転する。これにより、出力軸５ｂの回転（回転速度α１）が前輪１０１に伝達され、車両１００は前進走行する。
【００５９】
なお、動力伝達装置１は、エンジン１１１から切替装置４への動力の伝達を遮断する第５クラッチ５０を備えているので、第５クラッチ５０の結合を解除することにより、車両１００はジェネレータモータ１１２だけの駆動力で走行できる。これにより、エンジン１１１による燃料消費量を抑制できる。この場合は、さらに燃料消費量を抑制するため、エンジン１１１を停止させたりエンジン１１１のバルブ（図示しない）の動作を停止させたりすることも可能である。
【００６０】
次に、エンジン１１１の駆動力だけで走行する高速走行時の動力伝達装置１について説明する。図９は、エンジン１１１の駆動力だけで走行する高速走行時における動力伝達装置１の内部構造を模式的に示した模式図である。高速走行時は、図８で説明した状態（ジェネレータモータ１１２による走行アシストの状態）において、ジェネレータモータ１１２を停止させる。エンジン１１１から入力軸２に伝達された動力で、第１クラッチ１０の第１外輪１２（図２参照）は、第１内輪１１との相対回転で第１内輪１１側から見て、ロック方向（図５の矢印Ｒｏ方向）に回転するが、第１クラッチ１０の荷重付与装置１５（図４参照）が作動されているため、第１クラッチ１０の第１外輪１２は第１内輪１１を空転する。また、第２クラッチ２０では、第２外輪２２（図２参照）は、第２内輪２１との相対回転で第２内輪２１側から見て、フリー方向（図５の反矢印Ｒｏ方向）に回転するため、第２外輪２２は第２内輪２１を空転する。よって、入力軸２からジェネレータモータ１１２への動力の伝達は遮断され、入力軸２から変速装置５にエンジン１１１の動力のみが伝達される。
【００６１】
その結果、車速度が上がったりエンンジン１１１の回転数が上がったりすることにより入力軸２の回転数が上昇した場合でも、ロータ１１２ｒが連動しないので、ジェネレータモータ１１２はロータ１１２ｒの高速回転を支持するだけの強度が不要となるため、ジェネレータモータ１１２を小型軽量化できる。また、エンジン１１１の駆動力だけで走行する高速走行時にロータ１１２ｒが回転することを防止できるため、ジェネレータモータ１１２の内部抵抗やイナーシャが駆動抵抗となってエネルギー損失が生じることを防止でき、エネルギーを有効活用できる。
【００６２】
なお、シフトアップ変速を行うときは、図９に示すように、第１歯車対６より高段側の第１歯車対７の第４クラッチ４０の荷重付与装置１５（図４参照）の作動を停止する（ＯＦＦ）。その結果、第１歯車対７の第４クラッチ４０においても、第１歯車対６の第４クラッチ４０と同様に、第４内輪４１（図２参照）及び第４外輪４２へ第４スプラグ４３が係合可能な状態となる。
【００６３】
ここで、第１歯車対７の被動歯車７ｂの回転速度α２は、第１歯車対６の被動歯車６ｂの回転速度α１より速いため（α１＜α２）、被動歯車７ｂの回転速度α２が、出力軸５ｂの回転速度（α１）を超えることになる。よって、第１歯車対７の第４クラッチ４０では、第４外輪４２（図２参照）が、第４内輪４１との相対回転で第４内輪４１側から見て、ロック方向（図５の矢印Ｒｏ方向）へ回転する。その結果、第４外輪４２から第４内輪４１に向かって動力が伝達され、被動歯車７ｂは出力軸５ｂと共に回転し、出力軸５ｂがα２の回転速度で回転する。
【００６４】
一方、第１歯車対６の被動歯車６ｂの回転速度（α１）は、出力軸５ｂの回転速度（α２）より遅くなる（α１＜α２）。このため、第１歯車対６の第４クラッチ４０では、第４外輪４２の回転速度が第４内輪４１の回転速度よりも遅くなり、相対的に第４内輪４１がフリー方向（図５の反矢印Ｒｉ方向）へ回転している状態と等しくなる。よって、第１歯車対６の第４クラッチ４０では、第４スプラグ４３は第４内輪４１及び第４外輪４２へ係合できない。この結果、被動歯車６ｂは出力軸５ｂを空転し動力は伝達されない。また、第６クラッチ６０の第６外輪６２（図２参照）は、出力軸５ｂと一体の被動歯車８ｂを介して、第６内輪６１との相対回転で第６内輪６１側から見て、フリー方向（図５の反矢印Ｒｏ方向）に回転するため、第６外輪６２は第６内輪６１を空転し、動力は伝達されない。
【００６５】
このように、シフトアップ変速を行う場合には、高段側の第１歯車対７の第４クラッチ４０の荷重付与装置１５の作動を停止するだけで、低段側（本実施の形態においては第１歯車対６）については何も操作することなく変速が可能となる。また、第１歯車対７の第４クラッチ４０は、荷重付与装置１５の作動を停止することにより、第４スプラグ４３がセルフロック方向へ傾動し、瞬時に第４内輪４１と第４外輪４２との一定回転方向への相対回転が規制される。よって、切り替えに要する時間を短縮でき、素早い変速が可能となる。また、切り替えに要する時間を短縮できるため、動力を伝達しない状態から動力を伝達する状態になるまでの間に第４内輪４１と第４外輪４２とが空転することもなく、変速時の衝撃を防止することができる。
【００６６】
さらに、第４クラッチ４０の荷重付与装置１５の作動と非作動とを切り替えるだけで変速が可能となるため、複雑な噛合機構やシフトフォークなどが不要となり、重量低減や小型化を図ることができる。これにより、限られた変速装置５のスペース内に多数の第１歯車対を収装でき、例えば６速以上の多数段の動力伝達装置１を実現できる。
【００６７】
なお、シフトアップ変速時においては、変速前後で車両１００の走行速度は変わらないが、高速段と低速段の歯車対は変速比が異なるため、エンジン１１１の内部抵抗やイナーシャの影響で、変速後にエンジン１１１の回転数が低下し変速ショックが発生する。これを防ぐため、エンジン１１１の回転数を、高速段の歯車対に応じた回転数になるまで低下させた後に変速するのが好ましい。しかし、エンジン１１１の回転数を低下させるにはある程度の時間が必要となり、この結果、シフトアップ時間が長くなり減速感も生じるという問題があった。
【００６８】
これに対し、動力伝達装置１は、シフトアップを行う際にエンジン１１１の回転数を短時間で低下させることができ、減速感を生じさせず短時間でシフトアップできる。図１０を参照して、シフトアップ時にエンジン１１１の回転数を低下させる場合について説明する。図１０は、シフトアップ時における動力伝達装置１の内部構造を模式的に示した模式図である。
【００６９】
第１歯車対６により動力を伝達し走行している状態で（第１歯車対６の第４クラッチ４０の荷重付与装置はＯＦＦ、第１歯車対７の第４クラッチ４０の荷重付与装置はＯＮ）、第１歯車対７により動力を伝達させるシフトアップ変速を行う際は、第５クラッチ５０を結合させた状態で第１クラッチ１０の荷重付与装置１５（図４参照）を非作動とする（ＯＦＦ）。その結果、第１クラッチ１０の第１外輪１２（図２参照）は、第１内輪２１との相対回転で第１内輪２１側から見て、ロック方向（図５の矢印Ｒｏ方向）に回転し、第２クラッチ２０では第２外輪２２（図２参照）は、第２内輪２１との相対回転で第２内輪２１側から見て、フリー方向（図６の反矢印Ｒｉ方向）に回転する。このため、第１クラッチ１０の第１内輪１１は第１外輪１２と共に回転する。第１外輪１２の回転に伴いキャリア８０ｃが回転し、プラネタリギヤ８０ｐに噛合うサンギヤ８０ｓが回転する。その結果、サンギヤ８０ｓから伝達軸３に動力が伝達され、ロータ１１２ｒが回転し発電が行われる。入力軸２に伝達されたエネルギーの一部がロータ１１２ｒの回転に使用され消費されるため、入力軸２と連結するエンジン１１１の回転数は短時間で低下する。
【００７０】
このときは、入力軸２に連結される連結軸５ａの回転数も低下する。これに伴い、駆動歯車６ａと噛み合う被動歯車６ｂの回転数が低下し、第４外輪４２の回転数が低下する。このため、被動歯車６ｂにおける第４クラッチ４０では、第４外輪４２（図２参照）が、第４内輪４１との相対回転で第４内輪４１側から見て、フリー方向（図５の反矢印Ｒｏ方向）へ回転する。その結果、第４外輪４２から第４内輪４１への動力の伝達は遮断される。従って、被動歯車６ｂの回転数の低下は出力軸５ｂの回転数、即ち車両１００の走行速度に影響を与えない。よって、動力伝達装置１は、運転者や同乗者に車両１００の減速感を与える事なく、入力軸２ａの回転数（エンジン１１１の回転数）を低下させることができる。次いで、図９において説明したように、第１歯車対７の第４クラッチ４０の荷重付与装置１５（図４参照）を非作動（ＯＦＦ）とすることにより、シフトアップ時のショックを防止し、減速感を与える事なく短時間でスムーズな変速を行うことができる。さらにエネルギーを有効に活用し発電量を増加させることができる。
【００７１】
次に、コースト走行や制動の際に行われる回生時の動力伝達装置１について説明する。図１１は、回生時における動力伝達装置１の内部構造を模式的に示した模式図である。回生時においては、第５クラッチ５０の結合を解除させると共に、第１クラッチ１０の荷重付与装置１５（図４参照）を非作動とする（ＯＦＦ）。アクセルペダルを操作しない状態では、図１１に示すように、動力が出力軸５ｂ（回転速度をα２とする）から動力伝達装置１に入力される。その結果、出力軸５ｂから第２歯車対８の被動歯車８ｂを介して駆動歯車８ａに動力が伝達され、第６クラッチ６０の第６外輪６２（図２参照）に動力が伝達される。
【００７２】
ここで、駆動歯車８ａと一体の第６外輪６２の回転速度は、第２歯車対８の変速比がｋ３であり被動歯車８ｂの回転速度がα２であるから、ｋ３・α２である。一方、第６クラッチ６０の第６内輪６１は連結軸５ａからの駆動力が無い状態なので、その回転速度は、駆動歯車８ａの回転速度より遅くなる。その結果、第６外輪６２が、第６内輪６１との相対回転で第６内輪６１側から見て、ロック方向（図５の矢印Ｒｏ方向）に回転する。第６クラッチ６０の荷重付与装置１５を作動させない場合には（ＯＦＦ）、第６外輪６２及び第６内輪６１へ第６スプラグ６３が係合する。その結果、第６クラッチ６０の第６外輪６２から第６内輪６１に向かって動力が伝達され、駆動歯車８ａは連結軸５ａと共に回転する（回転速度ｋ３・α２）。駆動歯車８ａの回転につれて連結軸５ａが回転し、第１歯車対６，７の駆動歯車６ａ，７ａも回転する（回転速度ｋ３・α２）。
【００７３】
この結果、第１歯車対６，７の駆動歯車６ａ，７ａと噛み合う被動歯車６ｂ，７ｂに動力が伝達され、被動歯車６ｂ，７ｂは各々の変速比に応じた速度で回転する。被動歯車６ｂの回転速度β１はｋ３／ｋ１・α２であり、被動歯車７ｂの回転速度β２はｋ３／ｋ２・α２である。ｋ１＞ｋ２＞ｋ３であるから、被動歯車６ｂ，７ｂの回転速度β１，β２は、いずれもα２より小さくなる。
【００７４】
一方、出力軸５ｂの回転速度はα２であるため、第１歯車対７の第４クラッチ４０では、第４内輪４１がα２の速度で回転する。このため、第１歯車対７の第４クラッチ４０では、第４内輪４１の回転速度が第４外輪４２の回転速度よりも速くなり、相対的に第４内輪４１がフリー方向（図５の反矢印Ｒｉ方向）へ回転している状態と等しくなる。このことは第１歯車対６においても同様である。よって、第１歯車対６，７の第４クラッチ４０では、第４スプラグ４３は第４内輪４１及び第４外輪４２へ係合できない。従って、第１歯車対６，７の第４クラッチ４０の荷重付与装置１５は非作動の状態で（ＯＦＦ）、出力軸５ｂからの動力を連結軸５ａへ伝達できる。
【００７５】
連結軸５ａに伝達された動力は、伝達歯車対２ａを介して入力軸２に伝達される。動力が入力軸２に伝達されると、第１クラッチ１０の第１外輪１２（図２参照）は、第１内輪２１との相対回転で第１内輪２１側から見て、ロック方向（図５の矢印Ｒｏ方向）に回転し、第２クラッチ２０では第２外輪２２（図２参照）は、第２内輪２１との相対回転で第２内輪２１側から見て、フリー方向（図６の反矢印Ｒｉ方向）に回転する。このため、第１クラッチ１０の第１内輪１１は第１外輪１２と共に回転する。第１クラッチ１０の第１内輪１１の回転に伴いキャリア８０ｃが回転し、プラネタリギヤ８０ｐに噛合うサンギヤ８０ｓが回転する。その結果、サンギヤ８０ｓから伝達軸３に動力が伝達され、ロータ１１２ｒが回転し発電が行われる。
【００７６】
これにより、出力軸２から入力される動力によりジェネレータモータ１１２を発電機として機能させて、ジェネレータモータ１１２により発電した電力を電源に回生することができる。また、エンジン１１１から切替装置４への動力の伝達を遮断する第５クラッチ５０を備えているので、回生時にエンジン１１１を切替装置４から切り離すことにより、エンジン１１１がジェネレータモータ１１２の駆動抵抗となることを防止でき、エネルギー損失をなくし回生量を増加できる。
【００７７】
次いで、図１２を参照して、本発明の第２実施の形態における動力伝達装置７０について説明する。上記第１実施の形態においては、動力伝達装置が前輪駆動の車両１００に搭載された場合について説明した。これに対し第２実施の形態では、動力伝達装置７０は後輪駆動の車両２００に搭載されている。図１２は本発明の第２実施の形態における動力伝達装置７０が搭載される車両２００を模式的に示した模式図である。なお、図１２の矢印Ｆ−Ｂ，Ｌ−Ｒは、車両２００の前後方向、左右方向をそれぞれ示している。
【００７８】
まず、車両２００の概略構成について説明する。車両２００は、図１２に示すように、後輪１０２（左の後輪１０２ＦＬ及び右の後輪１０２ＦＲ）を駆動するリアユニット１２０を備えている。リアユニット１２０は、動力源としてのエンジン１１１及びジェネレータモータ１１２と、それらエンジン１１１及びジェネレータモータ１１２の動力を後輪１０２に伝達する動力伝達装置７０とを主に備えており、動力伝達装置７０の出力軸２に伝達された動力がデファレンシャル装置を介して左右の後輪１０２に伝達されるよう構成されている。
【００７９】
次いで、図１３を参照して、第２実施の形態における動力伝達装置７０について説明する。図１３は第２実施の形態における動力伝達装置７０の内部構造を模式的に示した模式図である。以下、第１実施の形態と同一の部分については同一の符号を付して、その説明を省略する。なお、図１３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。
【００８０】
動力伝達装置７０は、第１実施の形態における動力伝達装置１と異なり、図１３に示すように、切替装置４と伝達歯車対２ａとの間の入力軸２に第３クラッチ３０が配設されている。第３クラッチ３０は入力軸２から変速装置７１への動力の伝達を遮断するものである。また、第１実施の形態における動力伝達装置１は、第４クラッチ４０及び第６クラッチ６０を有する変速装置５を備えていたが、第２実施の形態における動力伝達装置７０は、変速装置５に代えて、変速装置７１を備えている点で相違する。
【００８１】
さらに、第１実施の形態における動力伝達装置１は、第１クラッチ１０の第１内輪１１及び第２クラッチ２０の第１内輪２１がキャリア８０ｃに連結され、第１クラッチ１０の第１外輪１２及び第２クラッチ２０の第２外輪２２が入力軸２に連結されていた。これに対し第２実施の形態における動力伝達装置７０では、第１クラッチ１０の第１内輪１１及び第２クラッチ２０の第１内輪２１が入力軸２に連結され、第１クラッチ１０の第１外輪１２及び第２クラッチ２０の第２外輪２２がキャリア８０ｃに連結されている点で相違する。しかしながら、第１クラッチ１０及び第２クラッチ２０の構成自体は同様であり、第１クラッチ１０は入力軸２から入力される動力を伝達軸３に遮断可能に伝達する一方、伝達軸３から入力軸２への動力の伝達を遮断するクラッチである。また、第２クラッチ２０は入力軸２から伝達軸３への動力の伝達を遮断する一方、伝達軸３から入力される動力を入力軸２に伝達するクラッチであり、これらは第１実施の形態で説明したものと同様なので、第１クラッチ１０及び第２クラッチ２０の動作に関する詳細な説明は省略する。
【００８２】
動力伝達装置７０における変速装置７１は、第４クラッチ４０や第６クラッチ６０を備えておらず、伝達歯車対２ａを介して入力軸２に連結された連結軸７１ａと、その連結軸７１ａに平行に配設された出力軸７１ｂと、その出力軸７１ｂおよび連結軸７１ａに配設され互いに噛み合って異なる変速比となるように設定された複数の第１歯車対７２，７３とを備えている。第１歯車対７２，７３は、連結軸７１ａに配設され入力軸２から伝達される動力により駆動される駆動歯車７２ａ，７３ａと、出力軸７１ｂに配設され駆動歯車７２ａ，７３ａにより従動駆動される被動歯車７２ｂ，７３ｂとを備えている。なお、変速装置７１において、噛合機構やシフトフォーク等は図示を省略している。また、後進段についても図示を省略している。後進段の場合は、第１歯車対７２，７３の間にピニオン歯車を挿入すれば良い。
【００８３】
次いで、図１４から図１７を参照して、上述したように構成される第２実施の形態における動力伝達装置７０の作動状態について説明する。図１４から図１７は、動力伝達装置７０の内部構造の正面視を模式的に示している。ここで、図１４および図１７では、理解を容易とするために、動力の伝達経路を矢印Ｐで示すと共に、駆動歯車７２ａ，７３ａ、被動歯車７２ｂ，７３ｂ、第１クラッチ１０の第１内輪１１及び第２クラッチ２０の第２内輪２１の各回転方向を矢印で示している。また、第１クラッチ１０の荷重付与装置１５（図４参照）を作動させて、第１内輪１１（図１３参照）及び第１外輪１２への第１スプラグ１３の係合を解除した場合を「ＯＮ」と表記し、第１クラッチ１０の荷重付与装置１５を非作動として、第１内輪１１及び第１外輪１２への第１スプラグ１３の係合が可能な場合を「ＯＦＦ」と表記している。
【００８４】
まず、図１４を参照して、エンジン１１１の始動時の動力伝達装置７０について説明する。図１４は、エンジン１１１の始動時における動力伝達装置７０の内部構造を模式的に示した模式図である。エンジン１１１の始動時においては、第３クラッチ３０の結合を解除すると共に、第１クラッチ１０の荷重付与装置１５（図４参照）を作動させる（ＯＮ）。ジェネレータモータ１１２を作動させてロータ１１２ｒを回転させると、増速機８０を通して切替装置４に動力が伝達され、第１クラッチ１０の第１外輪１２（図１３参照）が、第１内輪１１との相対回転で第１内輪１１側から見て、フリー方向（図６の反矢印Ｒｏ方向）に回転し、第２クラッチ２０の第２外輪２２（図１３参照）が、第２内輪２１との相対回転で第２内輪２１側から見て、ロック方向（図５の矢印Ｒｏ方向）に回転する。第２クラッチ２０の第２外輪２２の回転に伴い第２内輪２１が回転する。第３クラッチ３０の結合が解除されているため、それらに伴い入力軸２が回転する。その結果、エンジン１１１に回転が加えられエンジン１１１が始動する。従って、セルモータ（スタータ）が搭載されていなくても、ジェネレータモータ１１２が第２クラッチ２０を介して入力軸２からエンジン１１１に動力を伝達し、エンジン１１１を始動できる。
【００８５】
エンジン１１１が始動し、入力軸２がエンジン１１１により駆動されると、第２クラッチ２０の第２内輪２１が、第２外輪２２との相対回転で第２外輪２２側から見て、フリー方向（図５の反矢印Ｒｉ方向）に回転する。また、入力軸２が回転することにより、第１クラッチ１０の第１内輪１１が、第１外輪１２との相対回転で第１外輪１２側から見て、ロック方向（図６の矢印Ｒｉ方向）に回転するが、第１クラッチ１０の荷重付与装置１５が作動されているため、第１内輪１１は第１外輪１２内を空転する。従って、エンジン１１１の始動後は、入力軸２から伝達軸３への動力は遮断される。エンジン１１１の回転数を上げた場合も同様に、入力軸２から伝達軸３への動力の伝達は遮断される。よって、ジェネレータモータ躯体はロータ１１２ｒの高速回転を支持するだけの強度が不要となるため、ジェネレータモータ１１２を小型軽量化できる。また、第３クラッチ３０により入力軸２から変速装置７１への動力の伝達が遮断されるので、始動時のエンジン１１１の振動を車体に伝わり難くすることができる。
【００８６】
ここで、図１４には図示していないが、エンジン１１１を駆動させた状態において、第３クラッチ３０の結合を解除すると共に、第１クラッチ１０の荷重付与装置１５（図４参照）を非作動とする（ＯＦＦ）。その結果、第１クラッチ１０の第１内輪１１（図１３参照）は、第１外輪１２との相対回転で第１外輪１２側から見て、ロック方向（図６の矢印Ｒｉ方向）に回転し、第２クラッチ２０では第２内輪２１（図１３参照）は、第２外輪２２との相対回転で第２外輪２２側から見て、フリー方向（図５の反矢印Ｒｉ方向）に回転する。このため、第１クラッチ１０の第１外輪１２は第１内輪１１と共に回転する。第１クラッチ１０の第１外輪１２の回転に伴いキャリア８０ｃが回転し、プラネタリギヤ８０ｐに噛合うサンギヤ８０ｓが回転する。その結果、サンギヤ８０ｓから伝達軸３に動力が伝達され、ロータ１１２ｒが回転し発電が行われる。このように、入力軸２から変速装置７１への動力の伝達を第３クラッチ３０で遮断することにより、エンジン１１１からの動力を全てロータ１１２ｒに伝達させ、ジェネレータモータ１１２を使って発電できる。
【００８７】
次に、図１５を参照して、エンジン１１１の駆動力をジェネレータモータ１１２の駆動力でアシストする走行アシスト時の動力伝達装置７０について説明する。図１５は、ジェネレータモータ１１２による走行アシスト時における動力伝達装置７０の内部構造を模式的に示した模式図である。ジェネレータモータ１１２による走行アシスト時においては、第３クラッチ３０を結合させると共に、第１クラッチ１０の荷重付与装置１５（図４参照）は作動状態を維持させる（ＯＮ）。エンジン１１１からの動力が入力軸２に伝達されると、第１クラッチ１０の第１内輪１１（図１３参照）は、第１外輪１２との相対回転で第２外輪１２側から見て、ロック方向（図６の矢印Ｒｉ方向）に回転する。
【００８８】
しかし、第１クラッチ１０の荷重付与装置１５が作動されているため、第１クラッチ１０の第１内輪１１は第１外輪１２内を空転する。また、第２クラッチ２０では第２内輪２１（図１３参照）は、第２外輪２２との相対回転で第２外輪２２側から見て、フリー方向（図５の反矢印Ｒｉ方向）に回転するため、第２クラッチ２０の第２内輪２１も第２外輪２２内を空転する。よって、入力軸２からジェネレータモータ１１２への動力の伝達は遮断される。
【００８９】
一方、ジェネレータモータ１１２を駆動させロータ１１２ｒからの動力が切替装置４に伝達されると、第１クラッチ１０の第１外輪１２（図１３参照）が、第１内輪１１との相対回転で第１内輪１１側から見て、フリー方向（図６の反矢印Ｒｏ方向）に回転し、第２クラッチ２０の第２外輪２２（図１３参照）が、第２内輪２１との相対回転で第２内輪２１側から見て、ロック方向（図５の矢印Ｒｏ方向）に回転する。第１クラッチ１０の第１外輪１２の相対回転方向はフリー方向のため、第１クラッチ１０の第１外輪１２は第１内輪１１を空転する。一方、第２クラッチ２０の第２外輪２２が回転することにより第２内輪２１が回転し、それに伴い入力軸２が回転する。よって、入力軸２にエンジン１１１及びジェネレータモータ１１２の動力が伝達される。入力軸２からの動力が伝達歯車対２ａを介して連結軸７１ａに伝達されると、変速装置７１において、所望する変速段の第１歯車対７２，７３が噛合されることにより、車両１００は走行する。
【００９０】
次に、エンジン１１１の駆動力だけで走行する高速走行時の動力伝達装置７０について説明する。図１６は、エンジン１１１の駆動力だけで走行する高速走行時における動力伝達装置７０の内部構造を模式的に示した模式図である。高速走行時は、図１５で説明した状態（ジェネレータモータ１１２による走行アシストの状態）において、ジェネレータモータ１１２を停止させる。入力軸２に伝達された動力で、第１クラッチ１０の第１内輪１１（図１３参照）は、第１外輪１１との相対回転で第１外輪１２側から見て、ロック方向（図６の矢印Ｒｉ方向）に回転するが、第１クラッチ１０の荷重付与装置１５（図４参照）が作動されているため、第１内輪１１は第１外輪１２内を空転する。また、第２クラッチ２０では、第２内輪１１（図１３参照）は、第２外輪２２との相対回転で第２外輪２２側から見て、フリー方向（図５の反矢印Ｒｉ方向）に回転するため、第２内輪２１も第２外輪２２内を空転する。よって、入力軸２からジェネレータモータ１１２への動力の伝達は遮断され、入力軸２から変速装置７１に動力が伝達される。
【００９１】
その結果、ジェネレータモータ１１２は、ロータ１１２ｒの高速回転を支持するだけの強度が不要となるため、ジェネレータモータ１１２を小型軽量化できる。また、エンジン１１１の駆動力だけで走行する高速走行時にロータ１１２ｒが回転することを防止できるため、ジェネレータモータ１１２の内部抵抗やイナーシャが駆動抵抗となってエネルギー損失が生じることを防止でき、エネルギーを有効活用できる。
【００９２】
次に、回生時の動力伝達装置７０について説明する。図１７は、回生時における動力伝達装置７０の内部構造を模式的に示した模式図である。回生時においては、第３クラッチ３０を結合させると共に、第１クラッチ１０の荷重付与装置１５（図４参照）を非作動とする（ＯＦＦ）。アクセルペダルを操作しない状態では、動力が出力軸７１ｂから入力軸２に向かって伝達される。動力が入力軸２に伝達されると、第１クラッチ１０の第１内輪１１（図１３参照）は、第１外輪１２との相対回転で第１外輪１２側から見て、ロック方向（図６の矢印Ｒｉ方向）に回転し、第２クラッチ２０では第２内輪２１（図１３参照）は、第２外輪２２との相対回転で第２外輪２２側から見て、フリー方向（図５の反矢印Ｒｉ方向）に回転し空転する。このため、第１クラッチ１０の第１外輪１２は第１内輪１１と共に回転する。第１クラッチ１０の第１外輪１２の回転に伴い増速機８０のキャリア８０ｃが回転し、プラネタリギヤ８０ｐに噛合うサンギヤ８０ｓが回転する。その結果、サンギヤ８０ｓから伝達軸３に動力が伝達され、ロータ１１２ｒが回転し発電が行われる。
【００９３】
次いで、図１８を参照して、第３実施の形態における動力伝達装置７４について説明する。図１８は第３実施の形態における動力伝達装置７４を模式的に示した模式図である。動力伝達装置７４は、第１実施の形態において説明した前輪駆動の車両１００に搭載されている。動力伝達装置７４は、第１実施の形態において説明した切替装置４及び第５クラッチ５０を備えていない点で、第１実施の形態における動力伝達装置１と相違する。なお、第１実施の形態と同一の部分については同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００９４】
図１８に示すように、動力伝達装置７４は、増速機８０（リングギヤ８０ｒが動力伝達装置７４のケース７４ａに回転不能に固定されている）のキャリア８０ｃが、切替装置４を介さずに入力軸２に連結されている。エンジン１１１を始動するには、第４クラッチ４０の荷重付与装置１５（図４参照）を作動させた状態で、ジェネレータモータ１１２を回転させる。その動力が増速機８０を介して入力軸２に伝達されるため、エンジン１１１に回転が与えられ、エンジン１１１を始動できる。なお、第４クラッチ４０の荷重付与装置１５（図４参照）を作動することにより、第４クラッチ４０では動力の伝達が遮断されるため、車輪１０１が回転することを防止できる。
【００９５】
車両１００を発進させるには、第４クラッチ４０の荷重付与装置１５（図４参照）の作動を停止させることで、リボンスプリング１６の付勢力によって第４スプラグ４３をセルフロック方向に傾動させることができる。その結果、動力が出力軸５ｂに伝達される。これにより、エンジン１１１からの動力を出力軸５ｂに伝達させ、車両１００を発進できる。よって、エンジン１１１の始動から車両１００の発進までを、第４クラッチ４０の荷重付与装置１５の作動と非作動を切り替えるという簡易な制御で行うことができると共に、エンジン１１１の始動から車両１００の発進までの時間を短縮できる。
【００９６】
なお、シフトアップ変速やシフトダウン変速については、第１実施の形態と同様に行うことができる。また、コースト走行や制動の際には、第１実施の形態と同様に回生を行うこともできる。これらの場合の動力伝達装置７４の動作は、第１実施の形態で説明したものと同様なので説明を省略する。動力伝達装置７４は、切替装置４を備えていない簡素化された構造により、エンジン１１１の始動、車両１００の発進、変速、回生の各機能を実現できる。なお、動力伝達装置７４は、後輪駆動の車両２００に搭載される場合もある。
【００９７】
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。
【００９８】
上記各実施の形態では、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。
【００９９】
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。
【０１００】
上記第１実施の形態では、第４クラッチ４０を出力軸５ｂに設け、第６クラッチ６０を連結軸５ａに設けた場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、出力軸５ｂ、連結軸５ａのいずれに設けることも当然可能である。
【０１０１】
上記各実施の形態においては、増速機８０は遊星歯車装置で構成されている場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、遊星歯車装置以外の歯車装置を用いることは当然可能である。
【０１０２】
上記各実施の形態では、第１クラッチ１０が、第１スプラグ１３の解除機能付きのスプラグ型ワンウェイクラッチを備えて構成される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。一定の方向に動力が伝達され、その動力の伝達を遮断できる機能を有していれば、他のクラッチを用いることが可能である。他のクラッチとしては、ローラ等により動力が伝達されるクラッチを挙げることができる。
【０１０３】
上記第１実施の形態における動力伝達装置１は、切替装置４から変速装置５までの動力伝達経路上に配設された第３クラッチ３０を有していないが、第２実施の形態で説明したように、入力軸２に第３クラッチ３０を設けることは可能である。第３クラッチ３０を備えることにより、エンジン１１１から変速装置７１への動力の伝達を遮断でき、始動時のエンジン１１１の振動を車体に伝わり難くすることができ、快適性を向上できる。
【０１０４】
上記第１実施の形態では説明を省略したが、シフトアップ変速を行った後に、低段側の第１歯車対６の第４クラッチ４０の荷重付与装置１５を作動させて第４内輪４１及び第４外輪４２への第４スプラグ４３の係合を強制的に解除しても良い。
【０１０５】
上記第実施の形態では変速装置７１が歯車式変速機構を有する場合について説明したが、これに必ずしも限定されるものではなく、他の変速装置を用いることが可能である。他の変速装置としては、例えば、ベルト式等の無段変速装置や手動変速装置等を挙げることができる。
【符号の説明】
【０１０６】
１，７０，７４      動力伝達装置
２                  入力軸
３                  伝達軸
４                  切替装置
５，７１            変速装置
５ａ，７１ａ        連結軸
５ｂ，７１ｂ        出力軸
６，７，７２，７３  第１歯車対
８                  第２歯車対
１０                第１クラッチ
１１                第１内輪（内輪）
１１ａ              外周面
１２                第１外輪（外輪）
１２ａ              内周面
１３                第１スプラグ（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
３０                第３クラッチ
４０                第４クラッチ
４１                第４内輪（内輪）
４２                第４外輪（外輪）
４３                第４スプラグ（スプラグ）
５０                第５クラッチ
８０                増速機
１１１              エンジン
１１２              ジェネレータモータ
１１２ｒ            ロータ
Ａ，Ｂ              接点
Ｏ                  軸心
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンからの動力を変速装置に伝達する入力軸と、
ジェネレータモータのロータに連結される伝達軸と、
前記入力軸から前記伝達軸までの動力伝達経路上に配設され前記入力軸と前記伝達軸との間の動力の伝達方向を切り替える切替装置とを備え、
その切替装置は、
前記入力軸から入力される動力を前記伝達軸に遮断可能に伝達し前記ロータへの動力の伝達を遮断可能にする一方、前記伝達軸から前記入力軸への動力の伝達を遮断する第１クラッチと、
前記入力軸から前記伝達軸への動力の伝達を遮断する一方、前記伝達軸から入力される動力を前記入力軸に伝達する第２クラッチとを備えていることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項２】
前記切替装置から前記変速装置までの動力伝達経路上に配設され前記エンジンから前記変速装置への動力の伝達を遮断する第３クラッチを備えてい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】
前記入力軸から動力が伝達される変速装置を備え、
前記変速装置は、前記入力軸に連結され前記エンジンからの動力が入力される連結軸と、その連結軸に平行に配設された出力軸と、その出力軸および前記連結軸に配設され互いに噛み合って異なる変速比となるように設定された複数の第１歯車対と、その第１歯車対のそれぞれ一方の歯車に配設され前記連結軸から入力される動力を前記出力軸に遮断可能に伝達する一方、前記出力軸から前記連結軸への動力の伝達を遮断する第４クラッチとを備え、
前記第４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前記連結軸若しくは前記出力軸または前記第１歯車対の歯車に連結される内輪と、
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前記内輪が連結された前記連結軸若しくは前記出力軸または前記第１歯車対の歯車以外の前記第１歯車対の歯車または前記連結軸若しくは前記出力軸に連結される外輪と、
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い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。
【請求項４】
前記エンジンから前記切替装置までの動力伝達経路上に配設され前記エンジンから前記切替装置への動力の伝達を遮断する第５クラッチを備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の動力伝達装置。
【請求項５】
前記変速装置は、クラッチを介さずに前記切替装置と連結されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の動力伝達装置。
【請求項６】
前記切替装置は、
前記入力軸に連結される前記第１クラッチ及び前記第２クラッチの部材が一体に構成されると共に、前記伝達軸に連結される前記第１クラッチ及び前記第２クラッチの部材が一体に構成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の動力伝達装置。
【手続補正書】
【提出日】平成24年1月20日(2012.1.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンからの動力を変速装置に伝達する入力軸と、
ジェネレータモータのロータに連結される伝達軸と、
前記入力軸から前記伝達軸までの動力伝達経路上に配設され前記入力軸と前記伝達軸との間の動力の伝達方向を切り替える切替装置とを備え、
その切替装置は、
前記入力軸から入力される動力を前記伝達軸に遮断可能に伝達し前記ロータへの動力の伝達を遮断可能にする一方、前記伝達軸から前記入力軸への動力の伝達を遮断する第１クラッチと、
前記入力軸から前記伝達軸への動力の伝達を遮断する一方、前記伝達軸から入力される動力を前記入力軸に伝達する第２クラッチとを備えていることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項２】
前記切替装置から前記変速装置までの動力伝達経路上に配設され前記エンジンから前記変速装置への動力の伝達を遮断する第３クラッチを備えてい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】
前記入力軸から動力が伝達される変速装置を備え、
前記変速装置は、前記入力軸に連結され前記エンジンからの動力が入力される連結軸と、その連結軸に平行に配設された出力軸と、その出力軸および前記連結軸に配設され互いに噛み合って異なる変速比となるように設定された複数の第１歯車対と、その第１歯車対のそれぞれ一方の歯車に配設され前記連結軸から入力される動力を前記出力軸に遮断可能に伝達する一方、前記出力軸から前記連結軸への動力の伝達を遮断する第４クラッチとを備え、
前記第４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前記連結軸若しくは前記出力軸または前記第１歯車対の歯車に連結される内輪と、
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前記内輪が連結された前記連結軸若しくは前記出力軸または前記第１歯車対の歯車以外の前記第１歯車対の歯車または前記連結軸若しくは前記出力軸に連結される外輪と、
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い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。
【請求項４】
前記エンジンから前記切替装置までの動力伝達経路上に配設され前記エンジンから前記切替装置への動力の伝達を遮断する第５クラッチを備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の動力伝達装置。
【請求項５】
前記変速装置は、クラッチを介さずに前記切替装置と連結されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の動力伝達装置。
【国際調査報告】
2010143740.tif 000021
2010143740.tif 000022
2010143740.tif 000023
2010143740.tif 000024