WO2011102392A1

WO2011102392A1 - 動力伝達装置

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Publication number: WO2011102392A1
Application number: PCT/JP2011/053293
Authority: WO
Inventors: 忠彦加藤
Original assignee: 株式会社ユニバンス
Priority date: 2010-02-17
Filing date: 2011-02-16
Publication date: 2011-08-25
Also published as: US20120309576A1; EP2522539A4; JPWO2011102392A1; JP5876410B2; EP2522539A1; US8753240B2

Abstract

構造や制御を簡素化できると共にエネルギー損失を抑制できる動力伝達装置を提供する。エンジン（２１１）及びモータ（６０）の動力が第１要素および第２要素から入力される遊星歯車装置（３０）と、第２要素に連結される第２軸（４）から、第３要素に連結される第１軸（３）や入力軸（２）へ動力を遮断可能に伝達する一方、第１軸（３）や入力軸（２）から第２軸（４）への動力の伝達を遮断する第１クラッチ（１０）とを備えている。これにより第１クラッチ（１０）を介してモータ（６０）の動力でエンジン（２１１）を始動できると共に、エンジン（２１１）及びモータ（６０）の動力で走行できる。第１クラッチ（１０）による動力の伝達切換えでエンジン（２１１）及びモータ（６０）の動力切換えを行うことができるため、構造や制御を簡素化できる。さらに湿式多板クラッチを削減できるため、エネルギー損失を抑制できる。

Description

動力伝達装置

　本発明は動力伝達装置に関し、特に、構造や制御を簡素化できると共にエネルギー損失を抑制できる動力伝達装置に関するものである。

　動力源としてのエンジン及び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、ダブルピニオン式プラネタリギヤと３つの湿式多板クラッチとを有するものが記載されている。非特許文献１に開示される技術によれば、３つの湿式多板クラッチの作動により、エンジン及びモータの動力切換えを行うことができる。

今枝史守、外３名、「ミニバン４ＷＤ用ハイブリッドシステム」、社団法人自動車技術会、２００２年５月、文献番号２００２４２１９、Ｎｏ．０６－０２、ｐ．８－１４（特に図９及び表３）

　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、３つの湿式多板クラッチを油圧制御してエンジンとモータとの動力切換えを行わねばならず、動力伝達装置の構造や制御が複雑化するという問題点があった。また、湿式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という問題点があった。

　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、構造や制御を簡素化できると共にエネルギー損失を抑制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

　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、エンジンに連結される入力軸からの動力が入力される第１要素およびモータの動力が入力される第２要素、並びにそれら第１要素および第２要素と係合すると共に変速装置に動力を伝達する第３要素を有する遊星歯車装置と、それら３要素のいずれかの要素および変速装置に連結される第１軸と、その第１軸が連結された３要素のいずれかを除く他の要素の一つ及びモータに連結される第２軸と、第２軸から第１軸または入力軸へ動力を遮断可能に伝達する一方、第１軸または入力軸から第２軸への動力の伝達を遮断する第１クラッチとを備えている。その結果、第１クラッチにより第２軸から第１軸または入力軸への動力の伝達と遮断とを切り替えることにより、エンジン及びモータの動力の分配や動力切換えを行うことができる。これにより動力伝達装置の構造や制御を簡素化できる効果がある。

　また、湿式多板クラッチを断続させて動力切換えを行う構成の場合には、湿式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が、湿式多板クラッチを削減できるため、エネルギー損失を抑制できる効果がある。

　請求項２記載の動力伝達装置によれば、第１クラッチは、第１スプラグが第１内輪および第１外輪に係合することにより、第１内輪と第１外輪との一定回転方向への相対回転が規制され動力が伝達される。第１荷重付与装置により第１スプラグの係合または係合解除が行われ、一定方向への回転の伝達および遮断の切換えができるので、請求項１記載の動力伝達装置の奏する効果に加え、切換え時間を短縮できる効果がある。

　また、第１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動力が伝達される状態になる切換え時に、第１内輪と第１外輪とが空転することを防止できる。よって、切換え時の衝撃を防止できる効果がある。

　また、第１スプラグにより動力が伝達されるので、第１クラッチは小型であっても伝達トルク容量を大きくできる。その結果、動力伝達装置の小型化を図ることができる効果がある。

　請求項３記載の動力伝達装置によれば、第１軸または入力軸から第２軸へ動力を伝達する一方、第２軸から第１軸または入力軸への動力の伝達を遮断する第２クラッチにより、惰性走行（コースト走行）等のときに変速装置からジェネレータモータへ動力を伝達させ、エネルギー回生を行うことができる効果がある。

　請求項４記載の動力伝達装置によれば、第１付勢部材により第１内輪の外周面または第１外輪の内周面の一方と第１スプラグの係合面の一方とが接するように第１スプラグに付勢力が付与され、第１スプラグが円周方向の反ロック方向へ傾動される。第１荷重付与装置は、第１付勢部材の付勢力に抗し保持器を介して第１スプラグに荷重を付与し、第１内輪の外周面および第１外輪の内周面に第１スプラグの２つの係合面が接するように、反ロック方向とは逆方向であって円周方向のロック方向へ第１スプラグを傾動させる。その結果、第１内輪の外周面および第１外輪の内周面に第１スプラグの２つの係合面が係合され、第１内輪と第１外輪との相対回転が規制される。

　第１スプラグは、第１内輪の外周面または第１外輪の内周面と第１スプラグの係合面との接点の回りのモーメントのバランスにより傾動される。従って、第１付勢部材の付勢力よりも小さな荷重でスプラグを傾動させることができる。これにより請求項２又は３の効果に加え、第１荷重付与装置を小型化できると共に、第１スプラグに付与する荷重を小さくできるため、エネルギー損失を抑制できる効果がある。

　請求項５記載の動力伝達装置によれば、内保持器または外保持器は、軸方向に分離される第１保持部および第２保持部を備え、その第１保持部により第１スプラグが保持される一方、第２保持器により第２スプラグが保持される。また、第１保持部および第２保持部は円周方向に相対移動可能に構成されると共に、第２付勢部材により第１保持部および第２保持部が円周方向の一方に付勢される。その結果、第２付勢部材の付勢力により、第１保持部および第２保持部に形成される第１面および第２面が互いに当接し、第１保持部および第２保持部の円周方向の一方の相対移動が規制される。その結果、第２付勢部材の付勢力により第１保持部および第２保持部を一体に移動させることができ、第１荷重付与装置により荷重を付与することで、第１保持部に保持される第１スプラグ及び第２保持部に保持される第２スプラグを傾動させることができる。

　ここで、内保持器および外保持器の円周方向の相対移動により第１スプラグ又は第２スプラグの一方が第１内輪および第１外輪、又は、第２内輪および第２外輪に係合している場合、第１スプラグ又は第２スプラグの他方は内保持器および外保持器に保持され、第１内輪等との係合が解除されている。内保持器および外保持器がそれぞれ一体に形成されていると、第１内輪および第１外輪等に係合する第１スプラグ又は第２スプラグの一方がさらに強く係合するように傾動すると、その傾動により内保持器および外保持器が押されて内保持器および外保持器がさらに相対移動する。そうすると、第１スプラグ又は第２スプラグの他方が内保持器や外保持器から外れたり、内保持器や外保持器が破損したりすることがある。

　これに対し請求項５記載の動力伝達装置によれば、第１保持部および第２保持部は円周方向に相対移動可能に構成されているので、第１内輪および第１外輪等に係合する第１スプラグ又は第２スプラグの一方がさらに強く係合するように傾動すると、その傾動により第１保持部または第２保持部の一方だけが第１保持部または第２保持部の他方に対して相対移動する。その結果、第１保持部または第２保持部の他方が影響を受けることを防止でき、請求項３又は４の効果に加え、第１スプラグ又は第２スプラグの他方が内保持器や外保持器から外れたり内保持器や外保持器が破損したりすることを防止できる効果がある。

　請求項６記載の動力伝達装置によれば、第１軸回転数取得手段および第２軸回転数取得手段により第１軸および第２軸の回転数が取得され、第１軸回転数取得手段および第２軸回転数取得手段により取得された第１軸の回転数と第２軸の回転数とが一致するか回転数判断手段により判断される。判断の結果、第１軸の回転数と第２軸の回転数とが一致するときに、荷重制御手段により第１荷重付与装置を作動させ保持器を介して第１スプラグへの荷重の付与の有無を制御するので、請求項２から５のいずれかの効果に加え、慣性トルクによる衝撃が生じることを防止でき、運転者に違和感を与えることを防止できる効果がある。

　即ち、第１軸の回転数と第２軸の回転数とが等しいときは、第１クラッチの第１内輪および第１外輪の回転数も等しくなる。このときに第１内輪および第１外輪に第１スプラグが係合すると、第１内輪と第１外輪との速度差が生じないため、慣性トルクが生じることを防ぎ衝撃を防止できる。

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。第１実施の形態における動力伝達装置および変速装置を模式的に示した模式図である。第１クラッチの断面図である。図３のＩＶ－ＩＶ線における第１クラッチの断面図である。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。第１要素、第２要素および第３要素の回転数と走行速度との関係を示す模式図である。（ａ）はエンジンの始動時における動力伝達装置および変速装置の内部構造を模式的に示した模式図であり、（ｂ）は発進（低速）における動力伝達装置および変速装置の内部構造を模式的に示した模式図であり、（ｃ）は発進（高速）における動力伝達装置および変速装置の内部構造を模式的に示した模式図である。（ａ）は回生時における動力伝達装置および変速装置の内部構造を模式的に示した模式図であり、（ｂ）は後進段が選択されたときの動力伝達装置および変速装置の内部構造を模式的に示した模式図であり、（ｃ）は後進段に変速後の動力伝達装置および変速装置の内部構造を模式的に示した模式図である。制御装置の電気的構成を示したブロック図である。動力伝達制御処理を示すフローチャートである。第２実施の形態における動力伝達装置および変速装置を模式的に示した模式図である。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。第４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。第１要素、第２要素および第３要素の回転数と走行速度との関係を示す模式図である。第５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。第６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。第１クラッチの断面図である。第１クラッチの一部の分解立体図である。（ａ）は図１７のＸＩＸで示す部分を拡大して示した動力の伝達を遮断する第１クラッチの部分拡大断面図であり、（ｂ）は動力を伝達する第１クラッチの部分拡大断面図である。反ロック方向へ傾動された第１スプラグの模式図である。第１要素、第２要素および第３要素の回転数と走行速度との関係を示す模式図である。第７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。第１クラッチの断面図である。（ａ）は相対移動が規制される第１保持部および第２保持部の要部斜視図であり、（ｂ）は第１保持部の断面図であり、（ｃ）は第２保持部の断面図である。（ａ）は相対移動される第１保持部および第２保持部の要部斜視図であり、（ｂ）は第１保持部の断面図であり、（ｃ）は第２保持部の断面図である。（ａ）は相対移動が規制される第１保持部および第２保持部の要部斜視図であり、（ｂ）は第１保持部の断面図であり、（ｃ）は第２保持部の断面図である。（ａ）は相対移動される第１保持部および第２保持部の要部斜視図であり、（ｂ）は第１保持部の断面図であり、（ｃ）は第２保持部の断面図である。第１要素、第２要素および第３要素の回転数と走行速度との関係を示す模式図である。

　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２００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２００の前後方向、左右方向をそれぞれ示している。

　まず、車両２００の概略構成について説明する。車両２００は、図１に示すように、前輪２０１（左の前輪２０１ＦＬ及び右の前輪２０１ＦＲ）及び後輪（左の後輪２０１ＦＬ及び右の後輪２０１ＦＲ）と、後輪２０２を駆動するユニット２１０とを備えている。ユニット２１０は、動力源としてのエンジン２１１及び後述するジェネレータモータ６０と、それらエンジン２１１及びジェネレータモータ６０の動力を伝達する動力伝達装置１と、その動力伝達装置１から動力が伝達される変速装置２１２とを主に備え、エンジン２１１及びジェネレータモータ６０の２つの動力を使い分けて、ディファレンシャル装置２１３を介して後輪２０２を駆動可能に構成されている。また、このユニット２１０は、ジェネレータモータ６０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６０により発電した電力を回生可能に構成されている。

　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及び変速装置２１２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２１１の動力を伝達する入力軸２が連結される遊星歯車装置３０と、遊星歯車装置３０から変速装置２１２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。なお、動力伝達装置１から後輪２０２（駆動輪）までの動力伝達経路上に変速装置２１２が配設されており、変速装置２１２に入力された動力は所定の変速比で出力され、ディファレンシャル装置２１３を介して後輪２０２を駆動する。

　遊星歯車装置３０は、サンギヤ３１と、そのサンギヤ３１に外接噛合する複数のピニオンギヤ３２を回転自在に支持するキャリヤ３３と、ピニオンギヤ３２に内接噛合するリングギヤ３４とを備えて構成されている。本実施の形態では、キャリヤ３３は、エンジン２１１の動力が入力される入力軸２に連結されており、第１要素を構成している。また、リングギヤ３４は、ジェネレータモータ６０のステータ６１に対して回転するロータ６２が連結されており、第２要素を構成している。さらに、サンギヤ３１は、変速装置２１２に向かって動力を伝達する第１軸３が連結されており、第３要素を構成している。

　第１クラッチ１０は、リングギヤ３４（第２要素）に連結される第２軸４と第１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、第２軸４から入力される動力を第１軸３に遮断可能に伝達する一方、第１軸３から第２軸４への動力の伝達を遮断するように構成されている。

　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。

　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は第１軸３（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は第２軸４（図２参照）と連結されている。

　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、第１付勢部材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、第１付勢部材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。

　第１付勢部材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る。本実施の形態では、第１付勢部材は、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るリボンスプリングにより構成され、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、この第１付勢部材１６は、コイルばねにより構成しても良い。この第１付勢部材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。

　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、第１内輪１１（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が第１付勢部材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。

　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が第１付勢部材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。

　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。

　荷重伝達部１４ｂは、第１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第１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、第１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。

　第１荷重付与装置１５は、第１付勢部材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。

　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、第１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、第１荷重付与装置１５の構造が複雑な場合には、第１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、第１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。

　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、第１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。

　上述したように構成される第１荷重付与装置１５によれば、第１付勢部材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６０から第２軸４に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、第１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、第１軸３と第２軸４との動力の伝達を遮断することができる。また、第１軸３に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、第１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、第１軸３と第２軸４との動力の伝達を遮断することができる。

　図２に戻って第２クラッチ２０について説明する。第２クラッチ２０は、第２軸４と第１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、第１軸３から入力される動力を第２軸４に伝達する一方、第２軸４から第１軸３への動力の伝達を遮断するように構成されている。この第２クラッチ２０は、第１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は第１軸３に連結されており、第２外輪２２は第２軸４と連結されている。また、第２内輪２１は軸方向に沿って第１内輪１１と一体に形成されており、第２外輪２２は軸方向に沿って第１外輪１２と一体に形成されている。第１内輪１１の外径と第２内輪２１の外径は同一であり、第１外輪１２と第２外輪２２の内径は同一である。第２内輪２１と第２外輪２２との間には複数の第２スプラグ２３が配設されており、第２内輪２１及び第２外輪２２の相対回転により、第２内輪２１及び第２外輪２２へ第２スプラグ２３の係合および係合解除が行われ、動力伝達および遮断が切り換えられる。なお、ジェネレータモータ６０は、ステータ６１及びロータ６２を主に備えて構成されている。ロータ６２は第２軸４を介してリングギヤ３４（第２要素）に連結されている。

　ここで、図６を参照して、遊星歯車装置３０の動作について説明する。図６は第１要素、第２要素および第３要素の回転数と車両２００の走行速度との関係を示す模式図である。図６の横軸は車両２００の走行速度を示し、縦軸は第３要素、第１要素および第２要素の回転数を示している。なお、図２に示すように、ロータ６２は第２軸４を介してリングギヤ３４（第２要素）に連結されているので、第２要素の回転数はロータ６２及び第２軸４の回転数と等しくなる。また、エンジン２１１は入力軸２を介してキャリヤ３３（第１要素）に連結されているので、第１要素の回転数は入力軸２の回転数と等しくなる。さらに、第１軸３はサンギヤ３１（第３要素）及びドライブギヤ５ａに連結されているので、第３要素の回転数は第１軸３の回転数およびドライブギヤ５ａの回転数と等しくなる。なお、図６では、車両２００の走行速度に対して第１要素の回転数が一定、即ちエンジン２１１及び入力軸２の回転数が一定（Ｒ_１）の特性を図示している。

　図６において、第２要素の回転数が０のとき（ジェネレータモータ６０（図２参照）の回転数が０のとき）、第１要素（キャリヤ３３）から動力を入力すると、図６に示すように、第３要素（サンギヤ３１）は増速される（第１要素＜第３要素）。サンギヤ３１及びリングギヤ３４の歯数をそれぞれＺａ,Ｚｃとすると、その変速比は（Ｚａ＋Ｚｃ）／Ｚｃとなる。一方、第２要素（リングギヤ３４）が固定され（回転数＝０）、第３要素（サンギヤ３１）から動力を入力したときは、図６に示すように、第１要素（キャリヤ３３）は減速される（第１要素＜第３要素）。これにより第１要素（キャリヤ３３）の駆動トルクは増大し、その変速比はＺａ／（Ｚａ＋Ｚｃ）となる。

　また、ジェネレータモータ６０（ロータ６２）により第２要素の回転数＞０となると、図６に示すように、第３要素（サンギヤ３１）は、第２要素（リングギヤ３４）の回転数に応じて任意の変速比で出力される。なお、第２要素および第１要素の回転数が等しく共にＲ_１のときは（このときの走行速度をＶｏとする）、第１要素に入力されるエンジン２１１の動力がそのまま第３要素（サンギヤ３１）に出力されることを示している。さらに、ロータ６２（図２参照）の回転数を上げて（第２要素の回転数を上げて）第２要素の回転数＝Ｒ_２になると、第３要素の回転数＝０となる。第２要素の回転数がＲ_２を上回ると、第３要素の回転数＜０となる。即ち、第３要素（サンギヤ３１）の回転方向は逆転する。

　なお、サンギヤ３１（第３要素）の回転数は、リングギヤ３４（第２要素）の回転数が一定の場合、キャリヤ３３（第１要素）の回転数がプラス方向に変化するとプラス方向に変化し、キャリヤ３３（第１要素）の回転数がマイナス方向に変化するとマイナス方向に変化すると共に、キャリヤ３３の回転数が所定回転数以下になると回転方向は逆転する。

　図２に戻って、次に変速装置２１２について説明する。変速装置２１２は、動力伝達装置１の第１軸３に連結されるドライブギヤ５ａと、そのドライブギヤ５ａに噛合するドリブンギヤ５ｂとにより入力軸５ｃに伝達される動力を、任意の変速比で出力する装置である。変速装置２１２は、ドリブンギヤ５ｂを介して動力が入力される入力軸５ｃと、入力軸５ｃに平行に配設された出力軸５ｄと、出力軸５ｄ及び入力軸５ｃ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５ｄ及び入力軸５ｃ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５ｄに伝達された動力が後輪２０２に伝達されるように構成されている。

　変速装置２１２の第１歯車対６，７は、入力軸５ｃに配設され入力軸５ｃ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５ｄ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、ドリブンギヤに近い順に第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。また、ピニオン歯車で構成される後進歯車対９が第１歯車対６，７の間に配設されている。後進歯車対９はスライディングメッシュ構造とされ、出力軸５ｄに配設されるギヤを軸方向に摺動させて噛み合わせることにより後進可能となる。

　第１歯車対６，７を構成する駆動歯車６ａ，７ａは、それぞれ入力軸５ｃ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５ｄに固定されている。第４クラッチ４０は、入力軸５ｃから出力軸５ｄへ動力を伝達する一方、出力軸５ｄから入力軸５ｃへの動力の伝達を遮断するものであり、入力軸５ｃから出力軸５ｄ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。

　第４クラッチ４０の第４内輪４１は、出力軸５ｄ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２１１やジェネレータモータ６０の動力が入力軸５ｃ、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５ｄ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５ｄを空転する。

　また、出力軸５ｄから第４クラッチ４０の第４内輪４１に動力が伝達され、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）に回転すると、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５ｄを空転し、出力軸５ｄから入力軸５ｃ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５ｄと共に回転し動力が伝達される。

　第４クラッチ４０は、第１クラッチ１０の第１荷重付与装置１５（図４参照）と同様に構成される第４荷重付与装置４５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、第４荷重付与装置４５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。

　第２歯車対８を構成する駆動歯車８ａは、後述する第５クラッチ５０を介して入力軸５ｃ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５ｄに固定されている。第５クラッチ５０は、出力軸５ｄから入力軸５ｃへ動力を伝達する一方、入力軸５ｃから出力軸５ｄへの動力の伝達を遮断するものである。この第５クラッチ５０は、第１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。

　第５クラッチ５０の第５内輪５１は、入力軸５ｃと一体に形成されており、第５外輪５２は駆動歯車８ａと一体に形成されている。第５クラッチ５０によれば、エンジン２１１やジェネレータモータ６０の動力が入力軸５ｃに伝達されて、第５クラッチ５０の第５内輪５１が第５スプラグ５３に対して、第５外輪５２との相対回転で、第５外輪５２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５内輪５１及び第５外輪５２への第５スプラグ５３の係合が解除され、入力軸５ｃは駆動歯車８ａを空転し、入力軸５ｃから出力軸５ｄへの動力の伝達が遮断される。一方、第５内輪５１が第５スプラグ５３に対して、第５外輪５２との相対回転で、第５外輪５２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５内輪５１及び第５外輪５２へ第５スプラグ５３が係合する。その結果、入力軸５ｃは駆動歯車８ａと共に回転し動力が伝達される。

　また、出力軸５ｄから被動歯車８ｂ及び駆動歯車８ａを介して第５クラッチ５０に動力が伝達されると、第５外輪５２が第５スプラグ５３に対して、第５内輪５１との相対回転で、第５内輪５１側から見てロック方向（図５の矢印Ｒｏ方向）に回転し、第５内輪５１及び第５外輪５２へ第５スプラグ５３が係合する。その結果、駆動歯車８ａは入力軸５ｃと共に回転し動力が伝達される。一方、第５外輪５２が第５スプラグ５３に対して、第５内輪５１との相対回転で、第５内輪５１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５内輪５１及び第５外輪５２への第５スプラグ５３の係合が解除される。その結果、駆動歯車８ａは入力軸５ｃを空転し、出力軸５ｄから入力軸５ｃへの動力の伝達が遮断される。

　次いで、図７から図８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及び変速装置２１２の動作について説明する。図７及び図８は、動力伝達装置１及び変速装置２１２の内部構造の正面視を模式的に示している。図７及び図８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、リングギヤ３４、ピニオンギヤ３３、サンギヤ３１、駆動歯車６ａ，７ａ，８ａ、被動歯車６ｂ，７ｂ，８ｂ、第１クラッチ１０、第２クラッチ２０、第４クラッチ４０及び第５クラッチの第１外輪１２、第２外輪２２、第４外輪４２及び第５外輪５２の各回転方向を矢印（実線）で示している。また、ピニオンギヤ３２の上部から右方向に延びる矢印（破線）（図７（ａ）、図７（ｃ）、図８（ａ）、図８（ｂ）参照）は、リングギヤ３４とピニオンギヤ３２との関係において、ロータ６２（図２参照）がリングギヤ３４を介してピニオンギヤ３２を駆動する状態を示している。一方、ピニオンギヤ３２の上部から左方向に延びる矢印（破線）（図７（ｂ）、図８（ｃ）参照）は、ロータ６２（図２参照）がリングギヤ３４を介してピニオンギヤ３２を制動する状態を示している。また、ピニオンギヤ３２の下部から左方向または右方向に延びる矢印（破線）は、サンギヤ３１の回転方向を示しており、ピニオンギヤ３２の中心から右方向に延びる矢印（破線）は、キャリヤ３３（図２参照）の回転方向を示している。

　また、第１荷重付与装置１５及び第４荷重付与装置４５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荷重付与装置１５及び第４荷重付与装置４５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。

　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、ドリブンギヤ５ｂ（図２参照）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、入力軸５ｃから出力軸５ｄ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、各回転速度は入力軸５ｃ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５ｄの回転速度は、変速段に応じた回転速度となる。

　次に、図７を参照して、エンジン２１１の始動時および車両２００の発進時における動力伝達装置１及び変速装置２１２の動作について説明する。まず、エンジン２１１を始動する場合について説明する。図７（ａ）は、エンジン２１１の始動時における動力伝達装置１および変速装置２１２の内部構造を模式的に示した模式図である。

　エンジン２１１の始動時においては、図７（ａ）に示すように、第１クラッチ１０の第１荷重付与装置１５（図２参照）を非作動（ＯＦＦ）とすると共に、第４クラッチ４０の第４荷重付与装置４５（図２参照）を作動（ＯＮ）させる。この状態において、ジェネレータモータ６０（図２参照）を作動させてロータ６２を回転させると、動力が第２軸４及びリングギヤ３４に伝達される。第２軸４に伝達された動力により、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。また、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５の反矢印Ｒｏ方向）に回転する。これにより、第１クラッチ１０の第１内輪１１及び第１外輪１２に第１スプラグ１３が係合し、動力が第２軸４から第１軸３に伝達される。その結果、第１軸３に連結されるサンギヤ３１（第３要素）が回転する。

　一方、ロータ６２（図２参照）の動力はリングギヤ３４にも伝達される。動力が伝達されたリングギヤ３４はピニオンギヤ３２に係合し、サンギヤ３１を回転させる。ここで、サンギヤ３１には第１クラッチ１０を介してロータ６２の動力が伝達されているので、遊星歯車装置３０の変速比以上に増速される。その結果、キャリヤ３３（図２参照）が回転する。これにより、キャリヤ３３に連結される入力軸２に動力が伝達され、エンジン２１１が始動される。

　また、第１軸３に伝達される動力は、ドライブギヤ５ａ及びドリブンギヤ５ｂを介して変速装置２１２の入力軸５ｃに伝達される。動力が入力軸５ｃ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５クラッチ５０の第５内輪５１（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の第１荷重付与装置１５（図２参照）が作動されているため（ＯＮ）、第４外輪４２は第４内輪４１を空転する。このため、出力軸５ｄに動力は伝達されない。また、第５クラッチ５０の第５内輪５１（図２参照）は、第５外輪５２との相対回転で第５外輪５２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５内輪５１は第５外輪５２を空転する。よって、出力軸５ｄに動力は伝達されない。従って、エンジン２１１の始動時に後輪２０２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６０を用いて入力軸２からエンジン２１１に動力を伝達し、エンジン２１１を始動できる。

　次に、図７（ｂ）及び図７（ｃ）を参照して、車両２００の発進時の動力伝達装置１及び変速装置２１２の動作について説明する。図７（ｂ）は発進（低速）における動力伝達装置１及び変速装置２１２の内部構造を模式的に示した模式図であり、図７（ｃ）は発進（高速）における動力伝達装置１及び変速装置２１２の内部構造を模式的に示した模式図である。なお、低速とは、図６に示す車両２００の走行速度（図６横軸）が０＜走行速度＜Ｖｏのことをいい、高速とは、走行速度≧Ｖｏのことをいうものとする。

　エンジン２１１の始動後、ロータ６２（図２参照）の駆動を維持したままロータ６２の回転数を調整して、リングギヤ３４（第２要素）の回転数がサンギヤ３１（第１要素）の回転数より高回転数（但し、図６に示すＲ_２未満）になるように維持する（図６参照）。これにより、第２軸４の回転数（第２要素の回転数と等しい）は第１軸３の回転数（第３要素の回転数と等しい）より高回転数となる（図６参照）。また、図７（ｂ）に示すように、第１クラッチ１０の第１荷重付与装置１５（図２参照）を作動（ＯＮ）すると共に、第１歯車対６における第４クラッチ４０の第４荷重付与装置４５（図２参照）を非作動（ＯＦＦ）とし、第１歯車対７における第４クラッチ４０の第４荷重付与装置４５（図２参照）を作動（ＯＮ）する。

　この場合は、第２軸４に伝達された動力により、第１クラッチ１０の第１外輪１２（図２参照）が、第１内輪１１との相対回転で、第１内輪１１側から見てロック方向（図５の矢印Ｒｏ方向）に回転する。しかし、第１荷重付与装置１５を作動しているので、第１スプラグ１３は第１内輪１１及び第１外輪１２に係合できない。また、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５の反矢印Ｒｏ方向）に回転する。以上のことから、第２軸４から第１軸３への動力の伝達は遮断される。

　一方、エンジン２１１の動力はキャリヤ３３（図２参照）（第１要素）に伝達され、その動力はサンギヤ３１（第３要素）に出力される。ジェネレータモータ６０の負荷を増してロータ６２の回転数を減少させリングギヤ３４（第２要素）の回転数を減少させるか、或いはエンジン２１１の回転数を上げると、遊星歯車装置３０の運動状態は（図６参照）、第３要素の線上を右上の方向に移動する。サンギヤ３１に出力された動力は第１軸３に伝達され、ドライブギヤ５ａ（図２参照）及びドリブンギヤ５ｂを介して入力軸５ｃに伝達される。以上のようにエンジン２１１及びジェネレータモータ６０による動力が分配され、ハイブリッドモードでの無段変速状態の前進走行が実現される。

　入力軸５ｃに動力が伝達されると、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５クラッチ５０の第５内輪５１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の第４荷重付与装置４５（図２参照）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の第４荷重付与装置４５（図２参照）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５ｄは回転する。出力軸５ｄ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。

　一方で、この場合には、出力軸５ｄ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５ｃの回転速度（α）より小さくなる。このため、第５クラッチ５０では、第５外輪５２（図２参照）の回転速度が第５内輪５１の回転速度αよりも遅くなり、相対的に第５外輪５２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５クラッチ５０では、第５スプラグ５３は第５内輪５１及び第５外輪５２へ係合できず、第５外輪５２は第５内輪５１を空転する。これにより、出力軸５ｄの回転（回転速度α１）が後輪２０２（図２参照）に伝達され、車両２００（図１参照）は前進走行する。

　車両２００を前進走行させ、第２軸４の回転数が第１軸３の回転数（Ｒ_１）と等しくなると（図６参照）、図７（ｃ）に示すように、第１クラッチ１０の第１荷重付与装置１５（図２参照）を非作動（ＯＦＦ）とする。なお、第４クラッチ４０の第４荷重付与装置４５は、図７（ｂ）に示す状態を維持するものとする。

　第１軸３の回転数と第２軸４の回転数とが等しいときは、第１クラッチ１０の第１内輪１１及び第１外輪の回転数も等しくなる。このときに第１荷重付与装置１５（図２参照）を非作動とすると、第１内輪１１（図５参照）及び第１外輪１２に第１スプラグ１３が係合し、図７（ｃ）に示すように、第２軸４から第１軸３に動力が伝達される。第１スプラグ１３が係合するときには第１内輪１１と第１外輪１２との速度差がないため、慣性トルクが生じることを防ぎ衝撃を防止できる。

　また、第１荷重付与装置１５を非作動とした後、第３要素（サンギヤ３１）の回転数が第２要素（リングギヤ３４）の回転数を超えると（図６に示す走行速度＞Ｖ_０のとき）、サンギヤ３１が連結された第１軸３の回転数が、リングギヤ３４が連結された第２軸４の回転数を超える。このとき第１クラッチ１０では、第１外輪１２（図５参照）との相対回転で第１外輪１２側から見て、第１内輪１１はフリー方向に回転する。その結果、第１スプラグ１３は反セルフロック方向に傾動するので、第１軸３から第２軸４への動力の伝達は第１クラッチ１０では遮断される。その結果、エンジン２１１の動力が第１軸３からドライブギヤ５ａ（図２参照）に伝達され、エンジン２１１の動力による前進走行が実現される。

　一方、第２クラッチ２０では、第２外輪２２との相対回転で第２内輪２１はロック方向に回転する。その結果、第２スプラグ２３は第２内輪２１及び第２外輪２２に係合し、第２内輪２１から第２外輪２２へ、即ち第１軸３から第２軸４へ動力が伝達される。これによりジェネレータモータ６０を発電機として機能させて、発電された電力を電源に回生できる。

　次に、ドライブギヤ５ａ（図２参照）に伝達された動力は、ドリブンギヤ５ｂを介して入力軸５ｃに伝達され、変速装置２１２に入力される。変速装置２１２では、図７（ｃ）に示すように、第１歯車対６における第４クラッチ４０の第４荷重付与装置４５（図２参照）を非作動（ＯＦＦ）とし、第１歯車対７における第４クラッチ４０の第４荷重付与装置４５（図２参照）を作動（ＯＮ）しているので、上述のように、動力は第１歯車対６を介して出力軸５ｄに伝達される。

　次に、シフトアップ変速を行うときは、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の第４荷重付与装置４５（図２参照）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。

　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５ｄ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５ｄと共に回転し、出力軸５ｄがα２の回転速度で回転する。

　一方、第１歯車対６の被動歯車６ｂの回転速度（α１）は、出力軸５ｄ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５ｄを空転し動力は伝達されない。また、第５クラッチ５０の第５外輪５２（図２参照）は、出力軸５ｄと一体の被動歯車８ｂを介して、第５内輪５１との相対回転で第５内輪５１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５外輪５２は第５内輪５１を空転し、動力は伝達されない。

　このように、変速装置２１２において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の第４荷重付与装置４５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、第４荷重付与装置４５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。

　さらに、第４クラッチ４０の第４荷重付与装置４５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、変速装置２１２は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２１２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。

　なお、アイドルストップ（走行中に信号などで停車したときにエンジン２１１の駆動を停止させて燃料消費量および排気ガス排出量の削減を図ること）の実行後は、上述したエンジン始動および発進を連続して行うことで、アイドルストップ後、車両２００を短時間で発進させることが可能である。具体的には、第１歯車対６，７における第４クラッチ４０の第４荷重付与装置４５を作動させた状態（動力の伝達を遮断する状態）でエンジン２１１を始動させ（図７（ａ）参照）、エンジン２１１の始動後に第１歯車対６における第４クラッチ４０の第４荷重付与装置４５を非作動とする（動力の伝達を可能にする）ことで（図７（ｂ）参照）、車両２００を発進できる。メインクラッチの断続操作が不要なため、素早く発進することが可能となる。

　次に、図８（ａ）を参照して、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及び変速装置２１２について説明する。図８（ａ）は、回生時における動力伝達装置１及び変速装置２１２の内部構造を模式的に示した模式図である。なお、図８（ａ）は、シフトアップ変速後の状態、即ち第１歯車対６，７における第４クラッチ４０の第４荷重付与装置４５をいずれも非作動（ＯＦＦ）としている場合について説明する。

　回生時においては、図８（ａ）に示すように、第１クラッチ１０の第１荷重付与装置１５（図２参照）を非作動とする（ＯＦＦ）。アクセルペダル（図示せず）を操作しない状態では、図８（ａ）に示すように、動力が出力軸５ｄ（回転速度をα２とする）から変速装置２１２に入力される。その結果、出力軸５ｄ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５クラッチ５０の第５外輪５２（図２参照）に動力が伝達される。

　ここで、駆動歯車８ａと一体の第５外輪５２（図２参照）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５クラッチ５０の第５内輪５１は入力軸５ｃ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５外輪５２が、第５内輪５１との相対回転で、第５内輪５１側から見てロック方向（図５の矢印Ｒｏ方向）に回転し、第５外輪５２及び第５内輪５１へ第５スプラグ５３が係合する。その結果、第５クラッチ５０の第５外輪５２から第５内輪５１に向かって動力が伝達され、駆動歯車８ａは入力軸５ｃと共に回転する（回転速度ｋ３・α２）。駆動歯車８ａの回転につれて入力軸５ｃ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）。

　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。

　一方、出力軸５ｄ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（図２参照）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の第４荷重付与装置４５は非作動の状態で（ＯＦＦ）、出力軸５ｄからの動力を入力軸５ｃへ伝達できる。

　入力軸５ｃに伝達された動力は、ドリブンギヤ５ｃ（図２参照）及びドライブギヤ５ａを介して第１軸３に伝達される。動力が第１軸３に伝達されると、第１クラッチ１０では、第１内輪（図２参照）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）に回転するため、動力の伝達は遮断される。一方、第２クラッチ２０では、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側から見て、ロック方向（図５の矢印Ｒｉ方向）に回転する。

　このため、第２クラッチ２０の第２内輪２１は第２外輪２２と共に回転し、図８（ａ）に示すように、動力が伝達される。第２クラッチ２０の第２外輪２２の回転に伴い、第２軸４及びリングギヤ３４並びにロータ６２（図２参照）が回転する。これらの結果、出力軸５ｄから入力される動力によりジェネレータモータ６０を発電機として機能させて、ジェネレータモータ６０により発電した電力を電源に回生することができる。一方、第１軸３に伝達された動力は、図８（ａ）に示すように、第１軸３に連結されたサンギヤ３１（第３要素）を回転させ、さらにキャリヤ３３（図２参照）を回転させる。そのキャリヤ３３の回転に伴い、動力がエンジン２１１に入力されエンジンブレーキが発揮される。

　次いで、図８（ｂ）及び図８（ｃ）を参照して、車両２００を後進させるときの動力伝達装置１及び変速装置２１２の動作について説明する。図８（ｂ）は後進段が選択されたときの動力伝達装置１及び変速装置２１２の内部構造を模式的に示した模式図であり、図８（ｃ）は後進段に変速後の動力伝達装置１及び変速装置２１２の内部構造を模式的に示した模式図である。

　後進段が選択されると、図８（ｂ）に示すように、動力伝達装置１の第１クラッチ１０の第１荷重付与装置１５（図２参照）を作動（ＯＮ）させる。次いでモータ６０を駆動し、Ｒ_２を超える高回転数に第３要素（リングギヤ３４）を回転させる（図６参照）。その結果、図６及び図８（ｂ）に示すように、第３要素（サンギヤ３１）は、車両２００が前進するときの回転方向（図８（ａ）に示すサンギヤ３１の回転方向）とは逆向きに回転し（図６において第３要素の回転数＜０）、第１軸３も車両２００が前進する場合と逆向きに回転する。

　なお、このときはロータ６２（図２参照）の駆動により第２軸４に動力が伝達されるため、第１クラッチ１０の第１外輪１２（図５参照）は、第１内輪１１との相対回転で、第１内輪１１からみてロック方向に回転する。しかし、第１荷重付与装置１５（図２参照）が作動されているので、第１クラッチ１０では第２軸４から第１軸３への動力の伝達が遮断される。

　また、第１軸３が、車両２００が前進するときの回転方向とは逆向きに回転するので、第２クラッチ２０では、第２内輪２１はわずかにロック方向に回転しようとする。しかし、第２軸４による第２外輪２２の回転数は第２内輪２１の回転数より大きい（図６における走行速度＜Ｖｏの領域では、第２要素の回転数の絶対値は第３要素の回転数の絶対値より大きい）ので、第２外輪２２は、第２内輪２１との相対回転で、第２内輪２１からみてフリー方向に回転する。従って、第２クラッチ２０においても、第２軸４から第１軸３への動力の伝達が遮断される。

　また、後進段が選択されると変速装置２１２においては、図８（ｂ）に示すように、入力軸５ｃと出力軸５ｄとの間が後進歯車対９により係合される。ここで、第１軸３は車両２００が前進する場合と逆向きに回転するので、後進段が選択されているにも関わらず、出力軸５ｄは車両２００が前進する場合と同じ方向に回転する（図８（ｂ）に示す出力軸５ｄの回転方向は、図８（ａ）に示す出力軸５ｄの回転方向と同じ）。即ち、出力軸５ｄの回転方向は、車両２００が前進するときと、後進段が選択されたときとで変わらない。

　このように、車両２００の前進から後進への変速前後において出力軸５ｄの回転方向を同じくすることができるので、変速装置２１２は同期噛合機構がなくても、回転数さえ合わせればギヤ鳴りが生ずることなく後進歯車対９を噛み合わせることができる。また、操作性を高めるために変速装置２１２に同期噛合機構を設ける場合でも、同期噛合機構を小型・簡素化することができ、ひいては変速装置２１２を小型・簡素化できる。さらに同期噛合機構の小型・簡素化に伴い、同期噛合機構の作動に要するエネルギー消費量を少なくすることができる。

　後進歯車対９を噛み合わせた後は（後進段に変速後は）、ジェネレータモータ６０（図２参照）の回転数を低下させることにより、第２要素（リングギヤ３４）の回転数をＲ_１～Ｒ_２の任意の回転数（図６参照）に低下させる。これにより、車両２００が前進する場合と逆方向に回転していた第３要素（サンギヤ３１）の回転方向が、正方向（車両２００が前進する場合の回転方向）に変化する（図６において第３要素の回転数＞０）。その結果、８（ｃ）に示すように、出力軸５ｄの回転方向が、図８（ｂ）の回転方向に対して変化し、車両２００は後進を始める。

　次いで、図９を参照して、動力伝達装置１の制御装置７０の電気的構成について説明する。図９は動力伝達装置１の制御装置７０の電気的構成を示したブロック図である。制御装置７０は、図９に示すように、ＣＰＵ７１、ＲＯＭ７２及びＲＡＭ７３を備え、それらがバスライン７４を介して入出力ポート７５に接続されている。また、入出力ポート７５には、第１荷重付与装置１５等の装置が接続されている。

　ＣＰＵ７１は、バスライン７４により接続された各部を制御する演算装置であり、ＲＯＭ７２は、ＣＰＵ７１により実行される制御プログラム（例えば、図１０に図示されるフローチャートのプログラム）などの固定値データ等を格納した書き換え不能な不揮発性のメモリである。ＲＡＭ７３は、制御プログラムの実行時に各種のデータを書き換え可能に記憶するためのメモリである。

　シフトスイッチセンサ装置８０は、運転者によるアップシフト操作またはダウンシフト操作の有無を検出すると共に、その検出結果をＣＰＵ７１に出力するための装置である。本実施の形態においては、シフトレバー装置（図示せず）に内蔵されたシーケンシャルスイッチと、そのシーケンシャルスイッチの出力信号を処理してＣＰＵ７１に出力する出力回路（図示せず）とを主に備えている。

　走行速度検出装置８１は、車軸の回転速度に比例したパルスを検出すると共に、その検出結果をＣＰＵ７１に出力するための装置である。ＣＰＵ７１は、走行速度検出装置８１から入力された検出結果から、車両２００の走行速度を取得することができる。

　荷重付与センサ装置８２は、第１荷重付与装置１５の作動（ＯＮ）又は非作動（ＯＦＦ）を検出すると共に、その検出結果をＣＰＵ７１に出力するための装置であり、第１荷重付与装置１５の作動（ＯＮ）又は非作動（ＯＦＦ）をそれぞれ検出する荷重付与センサ（図示せず）と、それら各荷重付与センサの検出結果を処理してＣＰＵ７１に出力する出力回路（図示せず）とを主に備えている。

　アクセルペダルセンサ装置８３は、アクセルペダル（図示せず）の操作量およびアクセルペダルの踏み込み加減速度を検出すると共に、その検出結果をＣＰＵ７１に出力するための装置であり、アクセルペダルの踏み込み量を検出する角度センサ（図示せず）と、アクセルペダルの踏み込み加減速度を検出する角速度センサ（図示せず）と、その角度センサや角速度センサの検出結果を処理してＣＰＵ７１に出力する出力回路（図示せず）とを主に備えている。

　第１軸回転数センサ装置８４及び第２軸回転数センサ装置８５は、第１軸３（図２参照）及び第２軸４の回転数を検出すると共に、その検出結果をＣＰＵ７１に出力するための装置であり、回転数センサ（図示せず）と、その回転数センサの検出結果を処理してＣＰＵ７１に出力する出力回路（図示せず）とを主に備えている。

　図８に示す他の入出力装置８６としては、例えば、車両２００の加速度を検出する加速度センサなどが例示される。車両２００の加速度の検出結果を考慮して、ＣＰＵ７１は変速要求があるかの判断を行うことも可能である。

　次いで、図１０を参照して、動力伝達装置１の制御装置７０における動力伝達制御処理について説明する。図１０は第１実施の形態における動力伝達装置１の制御装置７０の動力伝達制御処理を示すフローチャートである。この処理は、制御装置７０に電源が投入されている間、ＣＰＵ７１によって繰り返し（例えば、０．２ｍｓ間隔で）実行される処理である。

　ＣＰＵ７１は動力伝達制御処理に関し、車両２００が発進するときに（図７（ｂ）参照）、第１軸３及び第２軸４の回転数を取得する（Ｓ１）。なお、この処理は、上述したように、第１軸回転数センサ装置８４（図９参照）及び第２軸回転数センサ装置８５の検出結果を用いて行われる。また、車両２００が発進することは、シフトスイッチセンサ装置８０、走行速度検出装置８１及びアクセルペダルセンサ装置８３の各検出結果を用いて検知する。

　次にＣＰＵ７１は、第１軸３の回転数と第２軸４の回転数とを比較する（Ｓ２）。その結果、第１軸３の回転数が第２軸４の回転数と一致しないと判断される場合には（Ｓ２：Ｎｏ）、第１荷重付与装置１５を作動（ＯＮ）して、この動力伝達制御処理を終了する。第１軸３の回転数が第２軸４の回転数より小さいときは、第１荷重付与装置１５を作動することにより、第２軸４から第１軸３への動力の伝達を遮断し、遊星歯車装置３０が第１クラッチ１０の影響を受けることを防止する。

　また、第１軸３の回転数が第２軸４の回転数より大きいときは、第１クラッチ１０では、第１外輪１２（図５参照）との相対回転で第１外輪１２側から見て、第１内輪１１はフリー方向に回転し、第１スプラグ１３は反セルフロック方向に傾動する。この結果、第１荷重付与装置１５を作動しなくても、第１軸３から第２軸４への動力の伝達は遮断される。

　一方、Ｓ２の処理の結果、第１軸３の回転数と第２軸４の回転数とが一致すると判断される場合には（Ｓ２：Ｙｅｓ）、第１荷重付与装置１５を非作動（ＯＦＦ）として、この動力伝達制御処理を終了する。第１軸３の回転数と第２軸４の回転数とが一致するときは、第１荷重付与装置１５を非作動とすることにより、第１荷重付与装置１５の動作の切換え時に生じる衝撃を防止できると共に、エネルギー損失を防止できる。即ち、第１軸３の回転数と第２軸４の回転数とが等しいときは、第１クラッチ１０（図５参照）の第１内輪１１および第１外輪１２の回転数も等しくなる。このときに第１荷重付与装置１５（図２参照）を非作動とすると、第１内輪１１及び第１外輪１２に第１スプラグ１３が係合するが、第１内輪１１と第１外輪１２との速度差が生じないため、第１スプラグ１３が係合するときに慣性トルクが生じることを防ぎ、衝撃を防止できる。また、第１荷重付与装置１５を非作動とした後、エンジン２１１の回転数を上げて第１軸３の回転数が第２軸４の回転数を超えると、第１スプラグ１３は反セルフロック方向に傾動するので、第１軸３から第２軸４への動力の伝達は遮断される。従って、第１軸３から第２軸４への動力の伝達によるエネルギー損失を防止できる。さらに、第１軸３の回転数が第２軸４の回転数以上のときに第１荷重付与装置１５を非作動とするので、第１荷重付与装置１５の作動時間を減らすことができ、第１荷重付与装置１５の作動によるエネルギー損失を抑制できる。

　なお、図１０に示すフローチャート（動力伝達制御処理）において、請求項６記載の第１軸回転数取得手段および第２軸回転数取得手段としてはＳ１の処理が、回転数判断手段としてはＳ２の処理が、荷重制御手段としてはＳ４の処理がそれぞれ該当する。

　次いで、図１１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１０１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１の遊星歯車装置３０がサンギヤ３１、リングギヤ３４及びキャリヤ３３を１つずつ備える場合について説明した。これに対し第２実施の形態では、遊星歯車装置１３０が２個のサンギヤ１３１，１３２を有し、ピニオンギヤ１３３がそれらを結合する複合遊星歯車機構である場合について説明する。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。

　図１１は、第２実施の形態における動力伝達装置１０１及び変速装置２１２を模式的に示した模式図である。動力伝達装置１０１の遊星歯車装置１３０は、第１のサンギヤ１３１と、その第１のサンギヤ１３１と所定間隔をあけて配設される第２のサンギヤ１３２と、それら第１のサンギヤ１３１及び第２のサンギヤ１３２に外接噛合する複数のピニオンギヤ１３３を回転自在に支持するキャリヤ１３４とを備えて構成されている。本実施の形態では、第１のサンギヤ１３１は、エンジン２１１の動力が入力される入力軸２に連結されており、第１要素を構成している。また、キャリヤ１３４は、ジェネレータモータ６０のロータ６２が連結されており、第２要素を構成している。さらに、第２のサンギヤ１３２は、変速装置２１２に向かって動力を伝達する第１軸３が連結されており、第３要素を構成している。なお、第２実施の形態における動力伝達装置１０１の動作は、第１実施の形態における動力伝達装置１の動作と同様なので、その説明を省略する。

　次いで、図１２を参照して、第３実施の形態について説明する。第１実施の形態では、動力伝達装置１が、キャリヤ３３（第１要素）、リングギヤ３４（第２要素）及びサンギヤ３１（第３要素）を備える遊星歯車装置３０のサンギヤ３１に第１軸３が連結されると共にリングギヤ３４に第２軸４が連結されており、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１１が第２軸４と一体に構成され、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が第１軸３と一体に構成される場合について説明した。

　これに対し第３実施の形態における動力伝達装置３０１は、キャリヤ３３３（第１要素）、リングギヤ３３４（第２要素）、サンギヤ３３１（第３要素）及びサンギヤ３３１とリングギヤ３３４とに噛み合うピニオンギヤ３３２を備える点、遊星歯車装置３３０のサンギヤ３３１に第１軸３が連結される点、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が第２軸４と一体に構成され、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が第１軸３と一体に構成される点では、第１実施の形態と共通するが、第２軸４がキャリヤ３３３と連結されている点が第１実施の形態と相違する。

　図１２は第３実施の形態における動力伝達装置３０１の内部構造を模式的に示した模式図である。なお、第１実施の形態と同一の部分については同じ符号を付して、その説明を省略する。図１２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。また、図２に示す変速装置２１２の記載を省略している。

　動力伝達装置３０１は車両２００（図１参照）に搭載されるものであり、図１２に示すように、エンジン２１１の動力を伝達する入力軸２が連結される遊星歯車装置３３０と、遊星歯車装置３３０から変速装置（図示せず）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。なお、遊星歯車装置３３０の第１要素、第２要素及び第３要素の回転数と車両２００の走行速度との関係は、図６に示すものと同様であるので、その説明を省略する。

　第１クラッチ１０は、キャリヤ３３３（第１要素）に連結される第２軸４と、サンギヤ３３１に連結される第１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、第２軸４から入力される動力を第１軸３に遮断可能に伝達する一方、第１軸３から第２軸４への動力の伝達を遮断するように構成されている。また、第２クラッチ２０は、第２軸４と第１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、第１軸３から入力される動力を第２軸４に伝達する一方、第２軸４から第１軸３への動力の伝達を遮断するように構成されている。

　次に、エンジン２１１の始動時における動力伝達装置３０１の動作について説明する。エンジン２１１の始動時においては、第１クラッチ１０の第１荷重付与装置１５を非作動（ＯＦＦ）とする。この状態において、ジェネレータモータ６０を作動させてロータ６２を回転させると、動力がリングギヤ３３４（第２要素）に伝達される。図６に示すように、遊星歯車装置３３０の第２要素（リングギヤ３３４）の回転数がプラス方向に増加すると、第３要素（サンギヤ３３１）の回転数がマイナス方向に増加するので、リングギヤ３３４に伝達された動力はサンギヤ３３１を回転させ、第１軸３を回転させる。第１軸３に伝達された動力により、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５の矢印Ｒｉ方向）に回転する。一方、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、動力が第１軸３から第２軸４に伝達される。その結果、第２軸４に連結されるキャリヤ３３３（第１要素）が回転する。これにより、キャリヤ３３３に連結される入力軸２に動力が伝達され、エンジン２１１が始動される。なお、エンジン２１１の始動後は、第１実施の形態で説明したのと同様に、車両２００（図１参照）の前進や後進、シフトアップやシフトダウン、コースト走行、回生を行うことができる。第３実施の形態における動力伝達装置３０１においても、第２軸４から第１軸３への動力の伝達と遮断を第１クラッチ１０によって切り替えることにより、第１実施の形態と同様に、エンジン２１１及びモータ６０の動力切換えを行うことができる。

　次いで、図１３を参照して、第４実施の形態について説明する。第１実施の形態では、動力伝達装置１が、キャリヤ３３（第１要素）、リングギヤ３４（第２要素）及びサンギヤ３１（第３要素）を備える遊星歯車装置３０のサンギヤ３１に第１軸３が連結されると共にリングギヤ３４に第２軸４が連結されており、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が第２軸４と一体に構成され、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が第１軸３と一体に構成される場合について説明した。

　これに対し第４実施の形態は、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が第２軸４と一体に構成され、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が第１軸３と一体に構成される点では、第１実施の形態と共通しているが、リングギヤ４３４（第１要素）、サンギヤ４３１（第２要素）、キャリヤ４３３（第３要素）及びサンギヤ４３１とリングギヤ４３４とに噛み合うピニオンギヤ４３２を備える遊星歯車装置４３０のキャリヤ４３３に第１軸３が連結されると共に、サンギヤ４３１に第２軸４が連結される場合について説明する。

　図１３は、第４実施の形態における動力伝達装置４０１の内部構造を模式的に示した模式図である。なお、第１実施の形態と同一の部分については同じ符号を付して、その説明を省略する。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。また、図２に示す変速装置２１２の記載を省略している。動力伝達装置４０１は車両２００（図１参照）に搭載されるものであり、図１３に示すように、エンジン２１１の動力を伝達する入力軸２が連結される遊星歯車装置４３０と、遊星歯車装置４３０から変速装置（図示せず）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。

　遊星歯車装置４３０のリングギヤ４３４は、エンジン２１１の動力が入力される入力軸２に連結されており、第１要素を構成している。また、サンギヤ４３１は、ジェネレータモータ６０のロータ６２が連結されており、第２要素を構成している。さらに、キャリヤ４３３は、変速装置（図示せず）に向かって動力を伝達する第１軸３が連結されており、第３要素を構成している。

　第１クラッチ１０は、サンギヤ４３１（第２要素）に連結される第２軸４と、キャリヤ４３３に連結される第１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、第２軸４から入力される動力を第１軸３に遮断可能に伝達する一方、第１軸３から第２軸４への動力の伝達を遮断するように構成されている。また、第２クラッチ２０は、第２軸４と第１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、第１軸３から入力される動力を第２軸４に伝達する一方、第２軸４から第１軸３への動力の伝達を遮断するように構成されている。

　ここで、図１４を参照して、遊星歯車装置４３０の動作について説明する。図１４は遊星歯車装置４３０の第１要素、第２要素および第３要素の回転数と車両２００（図１参照）の走行速度との関係を示す模式図である。図１４の横軸は車両２００の走行速度を示し、縦軸は第３要素、第１要素および第２要素の回転数を示している。なお、図１３に示すように、ロータ６２は第２軸４を介してサンギヤ４３１（第２要素）に連結されているので、第２要素の回転数はロータ６２及び第２軸４の回転数と等しくなる。また、エンジン２１１は入力軸２を介してリングギヤ４３４（第１要素）に連結されているので、第１要素の回転数は入力軸２の回転数と等しくなる。さらに、第１軸３はキャリヤ４３３（第３要素）及びドライブギヤ５ａに連結されているので、第３要素の回転数は第１軸３の回転数およびドライブギヤ５ａの回転数と等しくなる。なお、図１４では、車両２００の走行速度に対して第１要素の回転数が一定、即ちエンジン２１１及び入力軸２の回転数が一定（Ｒ_１）の特性を図示している。

　図１４に示すように、遊星歯車装置４３０においては、第２要素の回転数＞－Ｒ_３かつ第２要素の回転数＜Ｒ_１のとき、第１要素（リングギヤ４３４）から動力を入力すると第３要素（キャリヤ４３３）は減速され（第１要素＞第３要素）、第２要素の回転数に応じて任意の変速比で出力される。また、第２要素の回転数＝Ｒ_１となると、第１要素に入力されるエンジン２１１の動力がそのまま第３要素（キャリヤ４３３）に出力される。さらに、ロータ６２（図１３参照）の回転数を上げて（第２要素の回転数を上げて）第２要素の回転数＞Ｒ_１になると、第３要素（キャリヤ４３３）は増速され（第１要素＜第３要素）、第２要素の回転数に応じて任意の変速比で出力される。

　一方、第２要素の回転数＝－Ｒ_３のときは第３要素の回転数＝０となる。第２要素の回転数＜－Ｒ_３となると、第３要素の回転数＜０となる。即ち、第３要素（キャリヤ４３３）の回転方向は逆転する。これにより、第４実施の形態においても、第１実施の形態と同様に、出力軸５ｄ（図２参照）の回転方向を、車両２００が前進するときと後進段が選択されたときとで変わらなくすることができる。

　その結果、変速装置２１２（図２参照）は同期噛合機構がなくても、回転数さえ合わせればギヤ鳴りが生ずることなく後進歯車対９を噛み合わせることができる。また、操作性を高めるために変速装置２１２に同期噛合機構を設ける場合でも、同期噛合機構を小型・簡素化することができ、ひいては変速装置２１２を小型・簡素化できる。さらに同期噛合機構の小型・簡素化に伴い、同期噛合機構の作動に要するエネルギー消費量を少なくすることができる。

　また、遊星歯車装置４３０においては、サンギヤ４３１（第２要素）の回転数は、キャリヤ４３３（第３要素）の回転数が一定の場合、リングギヤ４３４（第１要素）の回転数がマイナス方向に変化するとプラス方向に変化し、リングギヤ４３４（第１要素）の回転数がプラス方向に変化するとマイナス方向に変化すると共に、リングギヤ４３４の回転数が所定回転数以下になると回転方向が逆転する。

　次に、車両２００（図１参照）がジェネレータモータ６０の駆動力で発進する場合の動力伝達装置４０１の動作について説明する。エンジン２１１は停止しているものとする。この場合は、第１クラッチ１０の第１荷重付与装置１５を作動（ＯＮ）させる。この状態において、ジェネレータモータ６０を作動させてロータ６２を回転させると、動力が第２軸４及びサンギヤ４３１に伝達される。第２軸４に伝達された動力により、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。しかしながら、第１荷重付与装置１５が作動（ＯＮ）しているため、第１クラッチ１０を介して第２軸４から第１軸３への動力の伝達は遮断される。また、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５の反矢印Ｒｏ方向）に回転する。これらの結果、ジェネレータモータ６０の動力は第２軸４から第１軸３に伝達されない。

　一方、ロータ６２の動力はサンギヤ４３１にも伝達されるので、動力が伝達されたサンギヤ４３１はピニオンギヤ４３２に係合し、キャリヤ４３３を回転させる。これにより、キャリヤ４３３に連結される第１軸３に動力が伝達され、動力が変速装置２１２（図１参照）に伝達される。その結果、車両２００はジェネレータモータ６０の駆動力で発進する。

　次に、車両２００がエンジン２１１の駆動力で発進する場合の動力伝達装置４０１の動作について説明する。ロータ６２は停止しているものとする。この場合は、図示しないセルモータでエンジン２１１を始動させた後、第１クラッチ１０の第１荷重付与装置１５を非作動（ＯＦＦ）とする。この状態においてエンジン２１１の回転数を増加すると、リングギヤ４３４の回転数がプラス方向に増加し、それに伴ってサンギヤ４３１の回転数がマイナス方向に増加し、動力が第２軸４に伝達される。第２軸４に伝達された動力により、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。

　その結果、第１クラッチ１０を介して第２軸４から第１軸３への動力が伝達され、動力が変速装置２１２（図１参照）に伝達される。これにより、車両２００はエンジン２１１の駆動力で発進する。なお、第４実施の形態においても、第１実施の形態で説明したのと同様に、車両２００の前進や後進、シフトアップやシフトダウン、コースト走行、回生を行うことができる。このように、第４実施の形態における動力伝達装置４０１においても、第２軸４から第１軸３への動力の伝達と遮断を第１クラッチ１０によって切り替えることにより、第１実施の形態と同様に、エンジン２１１及びモータ６０の動力切換えを行うことができる。

　次いで、図１５を参照して、第５実施の形態について説明する。第１実施の形態では、動力伝達装置１が、キャリヤ３３（第１要素）、リングギヤ３４（第２要素）及びサンギヤ３１（第３要素）を備える遊星歯車装置３０のサンギヤ３１に第１軸３が連結されると共にリングギヤ３４に第２軸４が連結されており、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が第２軸４と一体に構成され、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が第１軸３と一体に構成される場合について説明した。

　これに対し第５実施の形態は、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が第１軸３と一体に構成され、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が第２軸４と一体に構成されると共に、リングギヤ５３４（第１要素）、サンギヤ５３１（第２要素）、キャリヤ５３３（第３要素）及びサンギヤ５３１とリングギヤ５３４とに噛み合うピニオンギヤ５３２を備える遊星歯車装置５３０のキャリヤ５３３に第１軸３が連結されると共に、サンギヤ５３１に第２軸４が連結される場合について説明する。

　図１５は第５実施の形態における動力伝達装置５０１の内部構造を模式的に示した模式図である。なお、第１実施の形態と同一の部分については同じ符号を付して、その説明を省略する。図１５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。また、図２に示す変速装置２１２の記載を省略している。動力伝達装置５０１は車両２００（図１参照）に搭載されるものであり、図１５に示すように、エンジン２１１の動力を伝達する入力軸２が連結される遊星歯車装置５３０と、遊星歯車装置５３０から変速装置２１２（図１参照）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。

　遊星歯車装置５３０のリングギヤ５３４は、エンジン２１１の動力が入力される入力軸２に連結されており、第１要素を構成している。また、サンギヤ５３１は、ジェネレータモータ６０のロータ６２が連結されており、第２要素を構成している。さらに、キャリヤ５３３は、変速装置２１２に向かって動力を伝達する第１軸３が連結されており、第３要素を構成している。

　第１クラッチ１０は、サンギヤ５３１（第２要素）に連結される第２軸４と、キャリヤ５３３（第３要素）に連結される第１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、第２軸４から入力される動力を第１軸３に遮断可能に伝達する一方、第１軸３から第２軸４への動力の伝達を遮断するように構成されている。また、第２クラッチ２０は、第２軸４と第１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、第１軸から入力される動力を第２軸４に伝達する一方、第２軸４から第１軸３への動力の伝達を遮断するように構成されている。なお、遊星歯車装置５３０の第１要素、第２要素及び第３要素の回転数と走行速度との関係は、図１４に示すものと同様であるので、その説明を省略する。

　次に、車両２００（図１参照）がジェネレータモータ６０の駆動力で発進する場合の動力伝達装置５０１の動作について説明する。エンジン２１１は停止しているものとする。この場合は、第１クラッチ１０の第１荷重付与装置１５を作動（ＯＮ）させる。この状態において、ジェネレータモータ６０を作動させてロータ６２を回転させると、動力が第２軸４及びサンギヤ５３１に伝達される。第２軸４に伝達された動力により、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５の矢印Ｒｉ方向）に回転する。しかしながら、第１荷重付与装置１５が作動（ＯＮ）しているため、第１クラッチ１０を介して第２軸４から第１軸３への動力の伝達は遮断される。また、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。これらの結果、ジェネレータモータ６０の動力は第２軸４から第１軸３に伝達されない。

　一方、ロータ６２の動力はサンギヤ５３１にも伝達される。動力が伝達されたサンギヤ５３１はピニオンギヤ５３２に係合し、キャリヤ５３３を回転させる。これにより、キャリヤ５３３に連結される第１軸３に動力が伝達され、動力が変速装置２１２（図１参照）に伝達される。その結果、車両２００（図１参照）はジェネレータモータ６０の駆動力で発進する。

　次に、車両２００がエンジン２１１の駆動力で発進する場合の動力伝達装置５０１の動作について説明する。ロータ６２は停止しているものとする。この場合は、図示しないセルモータでエンジン２１１を始動させた後、第１クラッチ１０の第１荷重付与装置１５を非作動（ＯＦＦ）とする。この状態においてエンジン２１１の回転数を増加すると、リングギヤ５３４の回転数がプラス方向に増加し、それに伴ってサンギヤ５３１の回転数がマイナス方向に増加し、動力が第２軸４に伝達される。第２軸４に伝達された動力により、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５の矢印Ｒｉ方向）に回転する。

　その結果、第１クラッチ１０を介して第２軸４から第１軸３への動力が伝達され、動力が変速装置２１２（図１参照）に伝達される。これにより、車両２００はエンジン２１１の駆動力で発進する。なお、第５実施の形態においても、第１実施の形態で説明したのと同様に、車両２００の前進や後進、シフトアップやシフトダウン、コースト走行、回生を行うことができる。このように、第５実施の形態における動力伝達装置５０１においても、第２軸４から第１軸３への動力の伝達と遮断を第１クラッチ１０によって切り替えることにより、第１実施の形態と同様に、エンジン２１１及びモータ６０の動力切換えを行うことができる。

　次いで、図１６から図２１を参照して、第６実施の形態について説明する。第１実施の形態では、動力伝達装置１が、キャリヤ３３（第１要素）、リングギヤ３４（第２要素）及びサンギヤ３１（第３要素）を備える遊星歯車装置３０のサンギヤ３１に第１軸３が連結されると共に、リングギヤ３４に第２軸４が連結されていた。また、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が第２軸４と一体に構成され、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が第１軸３と一体に構成されていた。また、第１クラッチ１０の第１スプラグ１３は第１内輪１１及び第１外輪１２に係合する方向に第１付勢部材１６により付勢され、第１荷重付与装置１５は第１内輪１１及び第１外輪１２と第１スプラグ１３との係合を解除する方向に荷重を付与する場合について説明した。

　これに対し第６実施の形態は、第１クラッチ６１０の第１外輪１２及び第２クラッチ２０の第２外輪２２が第２軸４と一体に構成されると共に、サンギヤ６３１（第１要素）、キャリヤ６３３（第２要素）、リングギヤ６３４（第３要素）及びサンギヤ６３１とリングギヤ６３４とに噛み合うピニオンギヤ６３２を備える遊星歯車装置６３０のリングギヤ６３４に第１軸３が連結され、キャリヤ６３３に第２軸４が連結され、サンギヤ６３１に入力軸２が連結される場合について説明する。

　図１６は第６実施の形態における動力伝達装置６０１の内部構造を模式的に示した模式図である。なお、第１実施の形態と同一の部分については同じ符号を付して、その説明を省略する。図１６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すると共に、変速装置２１２の図示を省略している。動力伝達装置６０１は車両２００（図１参照）に搭載されるものであり、図１６に示すように、エンジン２１１の動力を伝達する入力軸２が連結される遊星歯車装置６３０と、エンジン２１１から遊星歯車装置６３０までの動力伝達経路上に配設される第１クラッチ６１０及び第２クラッチ２０とを主に備えて構成されている。

　次に、図１７を参照して、第１クラッチ６１０について説明する。図１７は、第1クラッチ６１０の円周方向における断面図であり、図１８は第１クラッチ６１０の一部の分解立体図である。

　第１クラッチ６１０は、図１７及び図１８に示すように、入力軸２に連結される内輪１１と、その内輪１１の外周を囲み第２軸４に連結される外輪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６１３と、それらスプラグ６１３を保持する保持器６１４とを主に備えて構成されている。

　スプラグ６１３は、外周面１１ａ及び内周面１２ａにそれぞれ接する係合面６１３ａ，６１３ｂ（図１８及び図１９参照）を備えている。スプラグ６１３は、図１８に示すように、２つの係合面６１３ａ，６１３ｂを連絡する２つの側面６１３ｃに溝部６１３ｄが各々形成されている。溝部６１３ｄは、後述する付勢部材６１６が装着される部位である。

　保持器６１４は、スプラグ６１３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、軸心Ｏ方向に環状に延設された保持部６１４ａと、その保持部６１４ａから軸心Ｏ方向と交差する方向に延設された荷重伝達部１４ｂとを備えて構成されている。

　保持部６１４ａは、スプラグ６１３を保持する部位であり、図１８に示すように、円周方向に亘って等間隔に形成された孔部６１４ａ１を複数備えている。内輪１１側に位置するスプラグ６１３の部位（係合面６１３ａ側）が孔部６１４ａ１に挿入され、スプラグ６１３の２つの係合面６１３ａ，６１３ｂを連絡する２つの前後面６１３ｅと孔部６１４ａ１との間には適当な大きさの遊間が形成される。これにより、スプラグ６１３は保持部６１４ａによって、円周方向に大きく傾動可能に外周面１１ａと内周面１２ａとの対向間に保持される。

　付勢部材６１６は、図１７に示すように、環状のコイルスプリングにより形成されており、拡径する方向に付勢力を作用させる部材である。ここで、図１９（ａ）を参照して、付勢部材６１６により付勢されるスプラグ６１３について説明する。図１９（ａ）は、図１７のＸＩＸで示す部分を拡大して示した動力の伝達を遮断する第１クラッチ６１０の部分拡大断面図である。なお、図１９において、外輪１２はジェネレータモータ６０（図１６参照）によって駆動され、矢印Ｔ方向（図１９反時計回り）に回転しているものとする。

　付勢部材６１６は、スプラグ６１３の溝部６１３ｄに装着されており、拡径する方向に付勢力を作用させることで、スプラグ６１３の係合面６１３ｂと外輪１２の内周面１２ａとに生じる摩擦力を利用して、スプラグ６１３の係合面６１３ａを図１９の矢印Ｓ方向（以下「反ロック方向」と称す）へ傾動させる。これにより、内輪１１及び外輪１２は相対回転が可能となり、外輪１２から内輪１１への動力の伝達は遮断される。また、図１９（ａ）に示すように、外周面１１ａと係合面６１３ａとに隙間が生じる。その結果、外周面１１ａとスプラグ６１３の係合面６１３ａとの摩擦をなくすことができ、摩擦によるエネルギー損失を抑制できる。

　また、スプラグ６１３の２つの係合面６１３ａ，６１３ｂを連絡する２つの前後面６１３ｅ（図１８参照）と、保持部６１４ａに形成された孔部６１４ａ１との間には適当な大きさの遊間が形成されているので、図１９（ａ）に示すように、スプラグ６１３は反ロック方向に大きく傾動されることで互いに当接する。互いに当接する位置までスプラグ６１３を傾かせると、スプラグ６１３は互いに拘束し合う。これにより、外周面１１ａと係合面６１３ａとの隙間を十分に確保できる。その結果、内輪１１と外輪１２とが相対回転をするときに、外周面１１ａと係合面６１３ａとが接触して、意図せずにスプラグ６１３が外周面１１ａ及び内周面１２ａに係合して内輪１１及び外輪１２の相対回転が規制されてしまうことを防止できる。

　また、スプラグ６１３の２つの係合面６１３ａ，６１３ｂを連絡する２つの側面６１３ｃに溝部６１３ｄが各々形成され、付勢部材６１６が、これら溝部６１３ｄに装着されるので、付勢部材６１６の付勢力によって、スプラグ６１３をバランス良く反ロック方向へ傾動させることが可能である。

　上述の第１クラッチ６１０によれば、内輪１１及び外輪１２へスプラグ６１３を係合させるには、付勢部材６１６の付勢力に抗してスプラグ６１３に外力を付与する必要がある。そこで、第１クラッチ６１０には、荷重付与装置１５（図１６参照）が設けられている。荷重付与装置１５は、付勢部材６１６の付勢力に抗してスプラグ６１３に荷重を付与して、スプラグ６１３を図１９の反矢印Ｓ方向（以下「ロック方向」と称す）へ傾動させるための装置である。

　図１９（ｂ）に示すように、荷重付与装置１５により付勢部材６１６の付勢力に抗して保持器６１４を介して、スプラグ６１３にロック方向（図１９の反矢印Ｓ方向）の荷重を付与することで、スプラグ６１３の係合面６１３ｂを略中心にして、スプラグ６１３をロック方向へ傾動させることができる。その結果、外周面１１ａ及び内周面１２ａにスプラグ６１３の係合面６１３ａ，６１３ｂが接することで、内周面１２ａと係合面６１３ｂとの接点および外周面１１ａと係合面６１３ａとの接点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の位置ずれにより、内輪１１及び外輪１２にスプラグ６１３が係合して内輪１１と外輪１２との相対回転が規制される。これにより、外輪１２から内輪１１に動力が伝達され、外輪１２の回転（矢印Ｔ方向）に伴い内輪１１が回転する。

　内輪１１及び外輪１２にスプラグ６１３が係合して内輪１１と外輪１２との相対回転が規制されるとき、内輪１１との相対回転で内輪１１側からみて、外輪１２がロック方向（矢印Ｌｏ方向）に回転するときは、荷重付与装置１５による荷重の付与を停止しても、外輪１２の回転によってスプラグ６１３はロック方向に傾動され、内輪１１及び外輪１２とスプラグ６１３との係合は維持される。

　これに対し、内輪１１及び外輪１２にスプラグ６１３が係合して内輪１１と外輪１２との相対回転が規制されるときに、内輪１１との相対回転で内輪１１側からみて、外輪１２が反ロック方向（反矢印Ｌｏ方向）に回転するときは、荷重付与装置１５を停止するか荷重付与装置１５が付与する荷重を小さくすることで、付勢部材６１６の付勢力により、スプラグ６１３は反ロック方向（図１９の矢印Ｓ方向）に傾動する。これにより、内輪１１及び外輪１２とスプラグ６１３との係合が解除され、外輪１２から内輪１１への動力の伝達が遮断される。

　以上のように構成される第１クラッチ６１０によれば、動力伝達装置１５によりスプラグ６１３に荷重が付与されることで、内輪１１及び外輪１２にスプラグ６１３が係合して内輪１１と外輪１２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、動力伝達装置１５による荷重の付与が解除されると、付勢部材６１６によりスプラグ６１３に付勢力が付与されているので、内輪１１及び外輪１２へのスプラグ６１３の係合が解除され、内輪１１と外輪１２とが両回転方向に相対回転する。これにより、一定方向への回転の伝達および遮断の切り替えを行うことができる。

　次いで、図２０を参照して、スプラグ６１３に作用する付勢力および荷重の関係について説明する。図２０は反ロック方向へ傾動されたスプラグ６１３の模式図である。図２０に示すように、内輪１１及び外輪１２との係合が解除されているスプラグ６１３は、付勢部材６１６によって付与される付勢力（荷重Ｐ）により、当接面６１３ｂと内周面１２ａとの接点Ａの回りに、反ロック方向（図２０時計回り）へ傾動される回転モーメントが生じる。また、スプラグ６１３が内輪１１及び外輪１２に係合して内輪１１及び外輪１２の回転に伴い軸心Ｏ回りに公転すると、スプラグ６１３に遠心力Ｋが働く。これらに伴い、接点Ａに押付け荷重が作用する。その反力として、スプラグ６１３に対して、接点Ａにおいて内周面１２ａの法線方向へ反力Ｆ_Ａが作用する。これに対して、スプラグ６１３をロック方向へ傾動させるために、保持部６１４ａは、スプラグ６１３と接する接点Ｃにロック方向の荷重Ｒを付与する。

　ここで、スプラグ６１３に作用する接点Ａ回りの回転モーメントＭ_Ａを考えると、スプラグ６１３には荷重Ｐ、荷重Ｒ及び遠心力Ｋが作用するので、回転モーメントＭ_Ａは、以下の式（１）で表される。

　Ｍ_Ａ＝Ｌｐ・Ｐ＋Ｌｋ・Ｋ－Ｌｒ・Ｒ　…式（１）
　但し、式（１）において、Ｌｐは接点Ａから荷重Ｐの作用点（溝部６１３ｄ）までの水平距離であり、Ｌｋは接点Ａから遠心力Ｋの作用点（スプラグ６１３の重心Ｇ）までの水平距離であり、Ｌｒは接点Ａから荷重Ｒの作用点（接点Ｃ）までの垂直距離である。なお、回転モーメントＭ_Ａは接点Ａ回りの時計回りを正とする。また、荷重Ｐ，Ｋ及びＲは、厳密にいえば、荷重の水平成分および垂直成分による誤差を考慮する必要があるが、その誤差は荷重Ｐ，Ｋ及びＲの大きさに比べて著しく小さいため、荷重Ｐ及びＫは垂直方向に作用し、荷重Ｒは水平方向に作用するものとする。

　ここで、スプラグ６１３の係合面６１３ａを外周面１１ａに係合させるためには、スプラグ６１３の係合面６１３ｂが内周面１２ａを滑らずに、スプラグ６１３が図２０の反時計回りに傾動されることが必要である。即ちＭ_Ａ＜０であることが必要である。また、図２０に示す状態では、内輪１１及び外輪１２とスプラグ６１３との係合が解除されているので、外輪１２や内輪１１は軸心Ｏ回りに回転できるが、外輪１２や内輪１１の駆動力ではスプラグ６１３は軸心Ｏ回りに公転できない。従って、スプラグ６１３に遠心力Ｋは作用しない（Ｋ＝０）。以上のことから、スプラグ６１３の係合面６１３ａを外周面１１ａに係合させる必要条件は、式（１）にＭ_Ａ＜０，Ｋ＝０を代入して、以下の式（２）で表される。

　Ｒ＞Ｌｐ／Ｌｒ・Ｐ　…式（２）
　ここで、Ｌｐ＜Ｌｒであるとすれば、Ｌｐ／Ｌｒ＜１である。よって、式（２）より、荷重Ｒ＞Ｌｐ／Ｌｒ・Ｐ＜Ｐとなる。従って、荷重付与装置１５は、付勢部材６１６の付勢力（荷重Ｐ）よりも大きな荷重をスプラグ６１３に付与しなくとも、外輪１２及び内輪１１へスプラグ６１３を係合させることができる。これにより、荷重付与装置１５を小型化できると共に、小さな荷重で済むので、エネルギー損失を抑制できる。ひいては第１クラッチ６１０を小型化できる。

　また、図２０において、接点Ａにおける法線と垂直方向とのなす角をαとすると、内周面１２ａからスプラグ６１３に作用する反力Ｆ_Ａの水平方向の分力成分Ｆ_Ａｈの大きさはＦ_Ａ・sinαであり、その向きはロック方向（図２０反時計回り）と同じ向きである。また、接点Ａにおける摩擦係数をμ、反力Ｆ_Ａの垂直方向の分力成分をＦ_Ａｐとすると、摩擦の大きさはμ・Ｆ_Ａｐ＝μ・Ｆ_Ａ・cosαであり、その向きもロック方向と同じ向きである。

　以上のように、内周面１２ａが係合面６１３ｂと接する接点Ａにおいて内周面１２ａからスプラグ６１３に作用する反力Ｆ_Ａは、荷重付与装置１５により保持部６１４ａを介してスプラグ６１３に作用する荷重Ｒの荷重方向（水平方向であり図２０の左右方向）の分力成分の向きが、ロック方向（図２０反時計回り）と同じ向きであるので、荷重付与装置１５によってスプラグ６１３に荷重Ｒが付与されると、内周面１２ａの上を係合面６１３ｂが滑ることが防止され、接点Ａを略中心にスプラグ６１３を確実に傾動させることができる。これにより、荷重付与装置１５から荷重が付与されることで、スプラグ６１３の２つの係合面６１３ａ，６１３ｂを外周面１１ａ及び内周面１２ａに確実に係合させることができる。

　次に図２１を参照して、遊星歯車装置６３０の動作について説明する。図２１は第１要素、第２要素および第３要素の回転数と車両２００の走行速度との関係を示す模式図である。図２１の横軸は車両２００の走行速度を示し、縦軸は第３要素、第１要素および第２要素の回転数を示している。なお、図１６に示すように、ロータ６２は第２軸４を介してキャリヤ６３３（第２要素）に連結されているので、第２要素の回転数はロータ６２及び第２軸４の回転数と等しくなる。また、エンジン２１１は入力軸２を介してサンギヤ６３１（第１要素）に連結されているので、第１要素の回転数は入力軸２の回転数と等しくなる。さらに、第１軸３はリングギヤ６３４（第３要素）及びドライブギヤ５ａに連結されているので、第３要素の回転数は第１軸３の回転数およびドライブギヤ５ａの回転数と等しくなる。なお、図２１では、車両２００の走行速度に対して第１要素の回転数が一定、即ちエンジン２１１及び入力軸２の回転数が一定（Ｒ_１）の特性を図示している。

　エンジン２１１の始動時においては、第１クラッチ６１０（図１６参照）の第１荷重付与装置１５を作動させ、第１スプラグ６１３を第１内輪１１及び第１外輪１２に係合させる。この状態において、ジェネレータモータ６０を作動させてロータ６２を回転させると、動力が第２軸４及びキャリヤ６３３に伝達される。第２軸４に伝達された動力により、第１クラッチ６１０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（矢印Ｌｏ方向）に回転する。これにより、動力が第１外輪１２から第１内輪１１及び入力軸２に伝達され、エンジン２１１が始動される。

　また、ロータ６２の回転はキャリヤ６３３からリングギヤ６３４に伝達され、第１軸３が回転する。変速装置２１２（図１参照）を動力伝達可能な状態にしておけば、第１軸３の回転を後輪２０２に伝達することができる。これによりエンジン２１１の始動と同時に、ジェネレータモータ６０の動力により車両２００を前進（発進）させることができる。車両２００の発進と同時にエンジン２１１を始動させることで、エンジン２１１の始動時の振動やショックを緩和できる。

　車両２００の発進後、ジェネレータモータ６０の負荷を増してロータ６２の回転数を減少させキャリヤ６３３（第１外輪１２）の回転数を減少させるか、或いはエンジン２１１の回転数を上げて入力軸２（第１内輪１１）の回転を上げると、第１内輪１１及び第１外輪１２と第１スプラグ６１３との係合が解除される。この状態ではエンジン２１１及びジェネレータモータ６０によるハイブリッドモードでの前進走行を実現できる。

　車両２００を前進走行させて加速し、第２軸４の回転数が第１軸３の回転数（Ｒ_１）と等しくなると（図２１参照）、第１クラッチ６１０（図１６）の第１荷重付与装置１５を作動させ、第１スプラグ６１３を第１内輪１１及び第１外輪１２に係合させる。遊星歯車装置６３０の３要素を共回り状態にすることで、エンジン２１１の動力による前進走行が実現される。なお、車両２００のコースト走行や制動のときの回生動作や後進動作は、第１実施の形態と同様であるため説明を省略する。

　次いで、図２２から図２８を参照して、第７実施の形態について説明する。第７実施の形態は、第１クラッチ７１０の第１外輪１２及び第２クラッチ７２０の第２外輪２２が第２軸４と一体に構成されている。また、遊星歯車装置７３０は、キャリヤ７３３（第１要素）、サンギヤ７３１（第２要素）、リングギヤ７３４（第３要素）及びサンギヤ７３１とリングギヤ７３４とに噛み合うピニオンギヤ７３２を備え、リングギヤ７３４に第１軸３が連結され、サンギヤ７３１に第２軸４が連結され、キャリヤ７３３に入力軸２が連結される場合について説明する。

　図２２は第７実施の形態における動力伝達装置７０１の内部構造を模式的に示した模式図である。なお、第１実施の形態と同一の部分については同じ符号を付して、その説明を省略する。図１７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すると共に、変速装置２１２の図示を省略している。動力伝達装置７０１は車両２００（図１参照）に搭載されるものであり、図２２に示すように、エンジン２１１の動力を伝達する入力軸２が連結される遊星歯車装置７３０と、エンジン２１１から遊星歯車装置７３０までの動力伝達経路上に配設される第１クラッチ７１０及び第２クラッチ７２０とを主に備えて構成されている。

　次に、図２３を参照して、第１クラッチ７１０及び第２クラッチ７２０について説明する。図２３は、第１クラッチ７１０の円周方向における断面図である。なお、図２３においては、図の簡略化のために、第１スプラグ７１３に並設される第２スプラグ７２３（図２３紙面奥側）の図示を省略している。本実施の形態では、第１内輪１１及び第２内輪２１は入力軸２に連結され、第１外輪１２及び第２外輪２２は第２軸４に連結されている。

　第１クラッチ７１０の第１スプラグ７１３は、内輪１１と外輪１２との相対回転を規制するための機能を担う部材であり、外周面１１ａ及び内周面１２ａの間の収容空間ｇにおいて円周方向に等間隔で複数配設されている。第１スプラグ７１３は、内輪１１及び外輪１２の一方向への相対回転により、内輪１１の外周面１１ａ及び外輪１２の内周面１２ａに係合面７１３ａ，７１３ｂが係合可能に構成されている。

　第２クラッチ７２０の第２スプラグ７２３は、第１スプラグ７１３と共に、内輪１１の外周面１１ａ及び外輪１２の内周面１２ａの間の収容空間ｇにおいて、第１スプラグ７１３に併せて円周方向に等間隔で複数配設されている。第２スプラグ７２３は、内輪１１及び外輪１２の他方向への相対回転により、内輪１１の外周面１１ａ及び外輪１２の内周面１２ａに係合面７２３ａ，７２３ｂが係合可能に構成されている。

　内保持器７１７は、ポケット７１７ｂが円周方向に複数貫通形成されると共に軸方向に並設された円筒状の部材であり、ポケット７１７ｂに挿入される第１スプラグ７１３及び第２スプラグ７２３（図２４参照）の内輪１１側の部位を保持している。

　外保持器７１８は、ポケット７１８ｄが円周方向に複数貫通形成されると共に軸方向に並設された円筒状の部材であり、ポケット７１８ｄに挿入される第１スプラグ７１３及び第２スプラグ７２３（図２４参照）の外輪１２側の部位を保持している。また、外保持器７１８は第１スプラグ７１３を保持する第１保持部７１８ｂ（図２４参照）と、その第１保持部７１８ｂから軸方向に分離されると共に第２スプラグ７２３を保持する第２保持部７１８ｃとを備えて構成されている。第１保持部７１８ｂ及び第２保持部７１８ｃは円周方向にポケット７１８ｄが等間隔に配列され、それらポケット７１８ｄに第１スプラグ７１３及び第２スプラグ７２３が挿入される。

　図２２に戻って説明する。内保持器７１７及び外保持器７１８は、軸方向と交差する方向に歯車状の荷重伝達部７１７ａ，７１８ａが延設されている。荷重伝達部７１７ａ，７１８ａは、第１荷重付与装置７１５から荷重が伝達される部位である。

　第１荷重付与装置７１５は、荷重伝達部７１７ａ，７１８ａに荷重を付与し、内保持器７１７及び外保持器７１８を相対回転させる、或いは、相対回転を規制するための装置である。第１荷重付与装置７１５により内保持器７１７及び外保持器７１８を相対回転させることで、第１内輪１１及び第１外輪１２と第１スプラグ７１３との係合および係合解除（第２内輪２１及び第２外輪２２と第２スプラグ７２３との係合および係合解除）を切り換えることができる。第１荷重付与装置７１５は、電動機７１５ａ，７１５ｃと、それら電動機７１５ａ，７１５ｃに連結され荷重伝達部７１７ａ，７１８ａと噛合するピニオン７１５ｂ，７１５ｄとを備えて構成されている。

　次に図２４から図２７を参照して、第１保持部７１８ｂ及び第２保持部７１８ｃの構成および動作を説明する。まず、図２４（ａ）を参照して第１保持部７１８ｂ及び第２保持部７１８ｃの構成を説明する。図２４（ａ）は相対移動が規制される第１保持部７１８ｂ及び第２保持部７１８ｃの要部斜視図である。なお、図２４から図２７においては、第１保持部７１８ｂ及び第２保持部７１８ｃに保持される第１スプラグ７１３及び第２スプラグ７２３の一部の図示を省略し、図面を簡素化している。

　図２４（ａ）に示すように、第１保持部７１８ｂは、第２保持部７１８ｃとの相対面に第２保持部７１８ｃに向かって凸部７１８ｅが突設されている。凸部７１８ｅは、円周方向の一方に第１面７１８ｅ１が形成され、他方に第３面７１８ｅ２が形成されている。第２保持部７１８ｃは、第１保持部７１８ｂとの相対面に凸部７１８ｅを受け入れる凹部７１８ｇが形成されている。凹部７１８ｇの円周方向における長さは、凸部７１８ｅの円周方向における長さより大きく設定されており、凹部７１８ｇは、円周方向の一方に第１面７１８ｅ１と当接可能な第２面７１８ｇ１が形成され、他方に第３面７１８ｅ２と当接可能な第４面７１８ｇ２が形成されている。凹部７１８ｇの内側を凸部７１８ｅが移動可能な範囲で第１保持部７１８ｂ及び第２保持部７１８ｃは相対移動が可能であるが、凸部７１７ｅの第１面７１８ｅ１に凹部７１８ｇの第２面７１８ｇ１が当接することで、第１保持部７１８ｂ及び第２保持部７１８ｃの円周方向の一方の相対移動が規制される。また、凸部７１８ｅの第３面７１８ｅ２に凹部７１８ｇの第４面７１８ｇ２が当接することで、第１保持部７１８ｂ及び第２保持部７１８ｃの円周方向の他方の相対移動が規制される。

　係止部７１８ｆ，７１８ｈは、第１保持部７１８ｂ及び第２保持部７１８ｃの各々に形成され、第２付勢部材（図示せず）の両端部が係止される部位である。本実施の形態では、係止部７１８ｆ，７１８ｈは、第１保持部７１８ｂ及び第２保持部７１８ｃの内周面から外周面に亘って貫通形成され、第２付勢部材はねじりコイルばねで形成されている。第２付勢部材は、両端部が係止部７１８ｆ，７１８ｈに係止されると共に、環状の部位が外保持器７１８の内周面に沿って第１スプラグ７１３及び第２スプラグ７２３の間に配設される。その結果、第２付勢部材は、第１保持部７１８ｂの第１面７１８ｅ１が第２保持部７１８ｃの第２面７１８ｇ１に当接するように、第１保持部７１８ｂ及び第２保持部７１８ｃを円周方向の一方に付勢する。荷重付与装置７１５（図２２参照）により第２保持部７１８ｃに荷重が付与されると、第２付勢部材（図示せず）の付勢力により第２保持部７１８ｃに第１保持部７１８ｂが随伴され、第１保持部７１８ｂ及び第２保持部７１８ｃを外保持器７１８として一体に移動させることができる。

　次に、図２４（ｂ）及び図２４（ｃ）を参照して、内保持器７１７及び外保持器７１８を円周方向の一方に相対移動したときの第１スプラグ７１３及び第２スプラグ７２３の動作について説明する。図２４（ｂ）は第１保持部７１８ｂの円周方向断面図であり、図２４（ｃ）は第２保持部７１８ｃの円周方向断面図である。

　第１荷重付与装置７１５により、図２４（ｂ）に示すように、内保持器７１７及び外保持器７１８（第１保持部７１８ｂ）にそれぞれ矢印Ｂ方向の荷重が付与され、内保持器７１７及び外保持器７１８（第１保持部７１８ｂ）が相対移動され、内保持器７１７及び第１保持部７１８ｂのポケット７１７ｂ，７１８ｄに挿入される第１スプラグ７１３が傾動される。これにより、内輪１１の外周面１１ａ及び外輪１２の内周面１２ａに第１スプラグ７１３の係合面７１３ａ，７１３ｂを接触させ、内輪１１及び外輪１２に第１スプラグ７３１を係合可能な状態にできる。このとき、第１スプラグ７１３は、隣に位置する第１スプラグ７１３に向かって凸設される当接部７１３ｃが当接することなく、外周面１１ａと内周面１２ａとの対向間の円周方向に所定の間隔をあけて位置される。

　また、上述したように第２保持部７１８ｃは第１保持部７１８ｂと一体に移動するので、内保持器７１７及び外保持器７１８（第２保持部７１８ｃ）にそれぞれ矢印Ｂ方向の荷重が付与されると、内保持器７１７及び外保持器７１８（第２保持部７１８ｃ）が相対移動され、内保持器７１７及び第２保持部７１８ｃのポケット７１７ｂ，７１８ｄに挿入された第２スプラグ７２３が傾動される。これにより、内輪１１の外周面１１ａ又は外輪１２の内周面１２ａの少なくとも一方と第２スプラグ７２３の係合面７２３ａ，７２３ｂとが非接触状態にされる。その結果、内輪１１及び外輪１２と第２スプラグ７２３とは係合できなくなる。

　図２４（ｂ）に示す状態において、内輪１１又は外輪１２に動力が伝達されて、図２４の時計回りに内輪１１が回転するか、又は、図２４の反時計回りに外輪１２が回転すると、内輪１１の外周面１１ａ及び外輪１２の内周面１２ａに第１スプラグ７１３の係合面７１３ａ，７１３ｂが係合し、第１スプラグ７１３を介して動力が伝達される。

　一方、第２スプラグ７２３では、内輪１１の外周面１１ａ又は外輪１２の内周面１２ａの少なくとも一方と第２スプラグ７２３の係合面７２３ａ，７２３ｂとが非接触状態にされることで、内輪１１の外周面１１ａ及び外輪１２の内周面１２ａを第２スプラグ７２３の係合面７２３ａ，７２３ｂが摺動することが防止される。これにより、第２スプラグ７２３の係合面７２３ａ，７２３ｂに引き摺りトルクが生じることを抑制できる。また、内輪１１の外周面１１ａ及び外輪１２の内周面１２ａを第２スプラグ７２３の係合面７２３ａ，７２３ｂが摺動することが防止されるので、磨耗や発熱等が生じることを抑制できる。

　また、第１スプラグ７１３が内輪１１の外周面１１ａ及び外輪１２の内周面１２ａに係合した状態（図２４（ｂ）参照）で内保持器７１７及び外保持器７１８の相対位置が決まり、このとき第２スプラグ７２３の係合面７２３ａは、図２４（ｃ）に示すように、内輪１１の外周面１１ａと非接触状態にされる。その結果、第１スプラグ７１３が内輪１１及び外輪１２に係合されているときに、第２スプラグ７２３が意図せずに内輪１１及び外輪１２に係合することを防止できる。これにより、第１スプラグ７１３及び第２スプラグ７２３の両方が内輪１１及び外輪１２に係合してしまう二重ロックを確実に防止できる。

　また、第１スプラグ７１３を介して伝達されるトルクが増大し、内保持器７１７及び外保持器７１８が矢印Ｂ方向に相対移動すると、図２４（ｃ）に示すように、第２スプラグ７２３は、当接部７２３ｃが隣に位置する第２スプラグ７２３に当接し、それ以上の傾動が規制される。その結果、内保持器７１７及び外保持器７１８（第２保持部７１８ｃ）は第２スプラグ７２３を挟持する状態となり、内保持器７１７及び外保持器７１８（第２保持部７１８ｃ）のそれ以上の相対移動が規制される。従って、内保持器７１７及び外保持器７１８の相対移動量を規制する位置決め部材等を設ける必要がなく、装置構成を簡素化できる。

　次に、図２５を参照して、第１スプラグ７１３が内輪１１及び外輪１２に強く係合するときの第１保持部７１８ｂ及び第２保持部７１８ｃの動作について説明する。図２５（ａ）は相対移動される第１保持部７１８ｂ及び第２保持部７１８ｃの要部斜視図であり、図２５（ｂ）は第１保持部７１８ｂの円周方向断面図であり、図２５（ｃ）は第２保持部７１８ｃの円周方向断面図である。

　図２４に示す状態において、大きなトルクにより図２４の時計回りに内輪１１が回転されるか、又は、図２４の反時計回りに外輪１２が回転されると、図２５（ｂ）に示すように、内輪１１の外周面１１ａ及び外輪１２の内周面１２ａに第１スプラグ７１３の係合面７１３ａ，７１３ｂが強く係合され、第１スプラグ７１３が大きく傾動される。すると、その傾動により第１保持部７１８ｂが押されて円周方向（図２５反時計回り）に変位する。一方、第２スプラグ７２３は、図２４の時計回りの内輪１１の回転、又は、図２４の反時計回りの外輪１２の回転では内輪１１及び外輪１２に係合できない。そのため、第２保持部７１８ｃは第２スプラグ７２３の影響を受けることなく円周方向に変位しない。従って、内保持器７１７に対する第１保持部７１８ｂの円周方向の変位は、内保持器７１７に対する第２保持部７１８ｃの円周方向の変位より大きくなる。

　ここで、第１保持部７１８ｂ及び第２保持部７１８ｃ（外保持器７１８）が剛体として一体的に形成されている場合は、第１保持部７１８ｂの変位につれて第２保持部７１８ｃが円周方向に変位する。そうすると、外保持器７１８から第２スプラグ７２３が外れたり、内保持器７１７や外保持器７１８が破損したりすることがある。

　これに対し、第１保持部７１８ｂ及び第２保持部７１８ｃは軸方向に分離されており、且つ、円周方向に相対移動可能に構成されているので、第１スプラグ７１３が傾動して第１保持部７１８ｂが押されると、第３面７１８ｅ２（図２５（ａ）参照）が第４面７１８ｇ２に当接するまで、第１保持部７１８ｂだけが第２保持部７１８ｃに対して相対移動する。その結果、第１保持部７１８ｂの変位の影響を第２保持部７１８ｃ（図２５（ｃ）参照）が受けることを防止でき、第２保持部７１８ｃのポケット７１８ｄから第２スプラグ７２３が外れたり、内保持器７１７や第２保持部７１８ｃが破損したりすることを防止できる。

　次に、図２６を参照して、内保持器７１７及び外保持器７１８を円周方向の他方（図２４とは反対方向）に相対移動したときの第１スプラグ７１３及び第２スプラグ７２３の動作について説明する。図２６（ａ）は相対移動が規制される第１保持部７１８ｂ及び第２保持部７１８ｃの要部斜視図であり、図２６（ｂ）は第１保持部７１８ｂの円周方向断面図であり、図２６（ｃ）は第２保持部７１８ｃの円周方向断面図である。

　荷重付与装置７１５（図２２参照）を作動させ、内保持器７１７及び外保持器７１８（第１保持部７１８ｂ）にそれぞれ矢印Ｒ方向の荷重を付与すると、内保持器７１７及び外保持器７１８（第１保持部７１８ｂ）が相対移動され、内保持器７１７及び第１保持部７１８ｂのポケット７１７ｂ，７１８ｄに挿入される第１スプラグ７１３が傾動される。これにより、内輪１１の外周面１１ａ又は外輪１２の内周面１２ａの少なくとも一方と第１スプラグ７１３の係合面７１３ａ，７１３ｂとが非接触状態にされる。その結果、内輪１１及び外輪１２と第１スプラグ７１３とは係合できなくなる。

　また、上述したように第２保持部７１８ｃは第１保持部７１８ｂと一体に移動するので、荷重付与装置７１５により内保持器７１７及び外保持器７１８（第２保持部７１８ｃ）にそれぞれ矢印Ｒ方向の荷重が付与されると（図２６（ｃ）参照）、内保持器７１７及び外保持器７１８（第２保持部７１８ｃ）が相対移動され、内保持器７１７及び第２保持部７１８ｃのポケット７１７ｂ，７１８ｄに挿入された第２スプラグ７２３が傾動される。これにより、内輪１１の外周面１１ａ及び外輪１２の内周面１２ａに第２スプラグ７２３の係合面７２３ａ，７２３ｂを接触させ、内輪１１及び外輪１２に第２スプラグ７２３を係合可能な状態にできる。このとき、第２スプラグ７２３は、隣に位置する第２スプラグ７２３に向かって凸設される当接部７２３ｃが当接することなく、外周面１１ａと内周面１２ａの対向間の円周方向に所定の間隔をあけて位置される。

　図２６（ｃ）に示す状態において、内輪１１又は外輪１２に動力が伝達されて、図２６の時計回りに外輪１２が回転するか、又は、図２６の反時計回りに内輪１１が回転すると、内輪１１の外周面１１ａ及び外輪１２の内周面１２ａに第２スプラグ７２３の係合面７２３ａ，７２３ｂが係合し、第２スプラグ７２３を介して動力が伝達される。

　一方、図２６（ｂ）に示すように第１スプラグ７１３では、内輪１１の外周面１１ａ又は外輪１２の内周面１２ａの少なくとも一方と第１スプラグ７１３の係合面７１３ａ，７１３ｂとが非接触状態にされることで、内輪１１の外周面１１ａ及び外輪１２の内周面１２ａを第１スプラグ７１３の係合面７１３ａ，７１３ｂが摺動することが防止される。これにより、第１スプラグ７１３の係合面７１３ａ，７１３ｂに引き摺りトルクが生じることを抑制できる。また、内輪１１の外周面１１ａ及び外輪１２の内周面１２ａを第１スプラグ７１３の係合面７１３ａ，７１３ｂが摺動することが防止されるので、磨耗や発熱等が生じることを抑制できる。

　また、第２スプラグ７２３が内輪１１の外周面１１ａ及び外輪１２の内周面１２ａに係合した状態（図２６（ｃ）参照）で内保持器７１７及び外保持器７１８の相対位置が決まり、このとき第１スプラグ７１３の係合面７１３ａは、図２６（ｂ）に示すように、内輪１１の外周面１１ａと非接触状態にされる。その結果、第２スプラグ７２３が内輪１１及び外輪１２に係合されているときに、第１スプラグ７１３が意図せずに内輪１１及び外輪１２に係合することを防止できる。これにより、第１スプラグ７１３及び第２スプラグ７２３の両方が内輪１１及び外輪１２に係合してしまう二重ロックを確実に防止できる。

　また、第２スプラグ７２３を介して伝達されるトルクが増大し、内保持器７１７及び外保持器７１８が矢印Ｒ方向に相対移動すると、図２６（ｂ）に示すように、第１スプラグ７１３は、当接部７１３ｃが隣に位置する第１スプラグ７１３に当接し、それ以上の傾動が規制される。その結果、内保持器７１７及び外保持器７１８（第１保持部７１８ｂ）は第１スプラグ７１３を挟持する状態となり、内保持器７１７及び外保持器７１８（第１保持部７１８ｂ）のそれ以上の相対移動が規制される。従って、内保持器７１７及び外保持器７１８の相対移動量を規制する位置決め部材等を設ける必要がなく、装置構成を簡素化できる。

　次に、図２７を参照して、第２スプラグ７２３が内輪１１及び外輪１２に強く係合するときの第１保持部７１８ｂ及び第２保持部７１８ｃの動作について説明する。図２７（ａ）は相対移動される第１保持部７１８ｂ及び第２保持部７１８ｃの要部斜視図であり、図２７（ｂ）は第１保持部７１８ｂの円周方向断面図であり、図２７（ｃ）は第２保持部７１８ｃの円周方向断面図である。

　図２６に示す状態において、大きなトルクにより図２６の反時計回りに内輪１１が回転されるか、又は、図２６の時計回りに外輪１２が回転されると、図２７（ｃ）に示すように、内輪１１の外周面１１ａ及び外輪１２の内周面１２ａに第２スプラグ７２３の係合面７２３ａ，７２３ｂが強く係合され、第２スプラグ７２３が大きく傾動される。すると、その傾動により第２保持部７１８ｃが押されて円周方向（図２７時計回り）に変位する。一方、第１スプラグ７１３は、図２６の反時計回りの内輪１１の回転、又は、図２６の時計回りの外輪１２の回転では内輪１１及び外輪１２に係合できない。そのため、第１保持部７１８ｂは第１スプラグ７１３の影響を受けることなく円周方向に変位しない。従って、内保持器７１７に対する第２保持部７１８ｃの円周方向の変位は、内保持器７１７に対する第１保持部７１８ｂの円周方向の変位より大きくなる。

　しかし、上述したように第１保持部７１８ｂ及び第２保持部７１８ｃは軸方向に分離されており、且つ、円周方向に相対移動可能に構成されているので、第２スプラグ７２３が傾動して第２保持部７１８ｃが押されると、第４面７１８ｇ２（図２７（ａ）参照）が第３面７１８ｅ２に当接するまで、第２保持部７１８ｃだけが第１保持部７１８ｂに対して相対移動する。その結果、第２保持部７１８ｃの変位の影響を第１保持部７１８ｂ（図２７（ｂ）参照）が受けることを防止でき、第１保持部７１８ｂのポケット７１８ｄから第１スプラグ７１３が外れたり、内保持器７１７や外保持器７１８が破損したりすることを防止できる。

　次に図２８を参照して、遊星歯車装置７３０の動作について説明する。図２８は第１要素、第２要素および第３要素の回転数と車両２００の走行速度との関係を示す模式図である。図２８の横軸は車両２００の走行速度を示し、縦軸は第３要素、第１要素および第２要素の回転数を示している。なお、図２２に示すように、ロータ６２は第２軸４を介してサンギヤ７３１（第２要素）に連結されているので、第２要素の回転数はロータ６２及び第２軸４の回転数と等しくなる。また、エンジン２１１は入力軸２を介してキャリヤ７３３（第１要素）に連結されているので、第１要素の回転数は入力軸２の回転数と等しくなる。さらに、第１軸３はリングギヤ７３４（第３要素）及びドライブギヤ５ａに連結されているので、第３要素の回転数は第１軸３の回転数およびドライブギヤ５ａの回転数と等しくなる。なお、図２８では、車両２００の走行速度に対して第１要素の回転数が一定、即ちエンジン２１１及び入力軸２の回転数が一定（Ｒ_１）の特性を図示している。

　エンジン２１１の始動時においては、第１荷重付与装置７１５（図２２参照）を作動させ、第１スプラグ７１３及び第２スプラグ７２３を第１内輪１１及び第１外輪１２（第２内輪２１及び第２外輪２２）に係合させる。この状態において、ジェネレータモータ６０を作動させてロータ６２を回転させると、第１外輪１２及び第２外輪２２に動力が伝達される。第１外輪１２と第１内輪１１との相対回転により、動力が第１内輪１１及び入力軸２に伝達され、エンジン２１１が始動される。

　エンジン２１１の始動後、第１荷重付与装置７１５を作動させ、第１スプラグ７１３及び第２スプラグ７２３と第１内輪１１及び第１外輪１２（第２内輪２１及び第２外輪２２）との係合を解除する。この状態において、ジェネレータモータ６０の負荷を増してロータ６２の回転数を減少させサンギヤ７３１（第１外輪１２）の回転数を減少させるか、或いはエンジン２１１の回転数を上げて入力軸２（第１内輪１１）の回転を上げると、遊星歯車装置７３０の運動状態は、図２８に示す第３要素の線上を右下の方向に移動する。この運転状態では、エンジン２１１及びジェネレータモータ６０によるハイブリッドモードでの無段変速状態の前進走行を実現できることを示している。この状態では、高回転・低トルクのジェネレータモータ６０でサンギヤ７３１を回転駆動できるので、ジェネレータモータ６０の負荷（ブレーキ要素の容量）を小さくできる。

　車両２００を前進走行させて加速し、第２軸４の回転数が第１軸３の回転数（Ｒ_１）と等しくなると（図２８参照）、第１荷重付与装置７１５（図２２参照）を作動させ、第１スプラグ７１３及び第２スプラグ７２３を第１内輪１１及び第１外輪１２（第２内輪２１及び第２外輪２２）に係合させる。遊星歯車装置７３０の３要素を共回り状態にすることで、エンジン２１１の動力による前進走行が実現される。

　なお、車両２００のコースト走行や制動のときの回生動作や後進動作は、第１実施の形態と同様であるため説明を省略する。但し、コースト走行のときのエネルギ回生は、サンギヤ７３１によりジェネレータモータ６０を高回転数にすることができるので、発電量を大きくすることができる。

　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。

　上記各実施の形態では、第１荷重付与装置１５，７１５、第４荷重付与装置４５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。

　ここで、アクチュエータ１５ａ，７１５ａ，７１５ｃ（第１荷重付与装置１５，７１５）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第１スプラグ１３，６１３，７１３に荷重を付与する場合に限られず、例えば、電磁力を利用して第１スプラグ１３，６１３，７１３に荷重を付与するように構成しても良い。

　上記各実施の形態では、第１クラッチ１０，６１０，７１０が、第１スプラグ１３，６１３，７１３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。

　上記各実施の形態では、第２クラッチ２０，７２０が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。

　上記各実施の形態において、第１クラッチ１０，６１０，７１０や第２クラッチ２０，７２０の構造を相互に置き換えることは当然可能である。第１クラッチ６１０の構造を第２クラッチ２０にも採用することにより、第１スプラグ６１３及び第２スプラグが内輪２及び外輪３に同時に係合する不具合を防止できる。

　なお、第１クラッチ７１０及び第２クラッチ７２０は保持器（内保持器７１７や外保持器７１８）が破損することを防止できるが、第１クラッチ６１０にこの構造を採用することでも、同様の効果を実現できる。第１クラッチ６１０によって荷重を伝達するときに、第１荷重付与装置１５を作動させて第１スプラグ６１３を係合させるため、第１スプラグ６１３が第スプラグ２３と同時に第１内輪１１及び第１外輪１２に噛み込まれることを抑制できるからである。

　上記各実施の形態では、ジェネレータモータ６０を用い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い。ジェネレータモータ６０に代えて、発電機能を有しないモータを用いることも当然可能である。

　上記各実施の形態では、エンジン２１１及びジェネレータモータ６０が車両２００の後輪２０２を駆動する場合について説明したが、これに限られるものではなく、前輪２０１の駆動や、前輪２０１及び後輪２０２の駆動とすることも当然可能である。

　上記各実施の形態では、エンジン２１１から動力が入力される入力軸２を断続するクラッチは配設されていないが、入力軸２にクラッチを配設することも当然可能である。入力軸２にクラッチを配設することにより、回生時にエンジン２１１を遊星歯車装置３０，１３０，３３０，４３０，５３０，６３０，７３０から切り離すことが可能となる。その結果、エンジン２１１がジェネレータモータ６０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。

　上記各実施の形態では、並行軸型の変速装置２１２を備える場合について説明したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、他の変速装置を用いることも当然可能である。他の変速装置としては、例えばトルクコンバータ式オートマチックトランスミッション、湿式多板クラッチ遊星歯車式、デュアルクラッチトランスミッション（ＤＣＴ）等のセミオートマチックトランスミッション、無段変速機（ＣＶＴ）を挙げることができる。また、第１軸３と変速装置２１２との間の動力の伝達を遮断するクラッチを必要に応じて設けることも可能である。

　上記第７実施の形態では、係止部７１８ｆ，７１８ｈに係止される第２付勢部材がねじりコイルばねにより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く、ゴム等の弾性部材を用いることは当然可能である。

　１，１０１，３０１，４０１，５０１，６０１，７０１　動力伝達装置
　２　　　　　　　　　　　　　　　　　入力軸
　３　　　　　　　　　　　　　　　　　第１軸
　４　　　　　　　　　　　　　　　　　第２軸
　１０，６１０，７１０　　　　　　　　第１クラッチ
　１１　　　　　　　　　　　　　　　　第１内輪
　１１ａ　　　　　　　　　　　　　　　外周面
　１２　　　　　　　　　　　　　　　　第１外輪
　１２ａ　　　　　　　　　　　　　　　内周面
　１３，６１３，７１３　　　　　　　　第１スプラグ
　１３ａ，１３ｂ，６１３ａ，６１３ｂ，７１３ａ，７１３ｂ　係合面
　２３，７２３　　　　　　　　　　　　第２スプラグ
　２３ａ，２３ｂ，７１３ａ，７１３ｂ　係合面
　１４，６１４　　　　　　　　　　　　保持器
　１５，７１５　　　　　　　　　　　　第１荷重付与装置
　１６，６１６　　　　　　　　　　　　第１付勢部材（付勢部材）
　２０，７２０　　　　　　　　　　　　第２クラッチ
　３０，１３０，３３０，４３０，５３０，６３０，７３０　遊星歯車装置
　３１，３３１　　　　　　　　　　　　サンギヤ（第３要素）
　３３，３３３，７３３　　　　　　　　キャリヤ（第１要素）
　３４，３３４　　　　　　　　　　　　リングギヤ（第２要素）
　６０　　　　　　　　　　　　　　　　ジェネレータモータ（モータ）
　１３１　　　　　　　　　　　　　　　第１のサンギヤ（第１要素）
　１３２　　　　　　　　　　　　　　　第２のサンギヤ（第３要素）
　１３４　　　　　　　　　　　　　　　キャリヤ（第２要素）
　２０２　　　　　　　　　　　　　　　後輪（駆動輪）
　２１１　　　　　　　　　　　　　　　エンジン
　２１２　　　　　　　　　　　　　　　変速装置
　４３１，５３１，７３１　　　　　　　サンギヤ（第２要素）
　４３３，５３３　　　　　　　　　　　キャリヤ（第３要素）
　４３４，５３４　　　　　　　　　　　リングギヤ（第１要素）
　６３１　　　　　　　　　　　　　　　サンギヤ（第１要素）
　６３３　　　　　　　　　　　　　　　キャリヤ（第２要素）
　６３４，７３４　　　　　　　　　　　リングギヤ（第３要素）
　７１７　　　　　　　　　　　　　　　内保持器（保持器）
　７１８　　　　　　　　　　　　　　　外保持器（保持器）
　７１８ｂ　　　　　　　　　　　　　　第１保持部
　７１８ｃ　　　　　　　　　　　　　　第２保持部
　７１８ｅ１　　　　　　　　　　　　　第１面
　７１８ｇ１　　　　　　　　　　　　　第２面
　７１８ｆ，７１８ｈ　　　　　　　　　係止部（第２付勢部材が係止される）
　Ａ，Ｂ　　　　　　　　　　　　　　　接点
　Ｏ　　　　　　　　　　　　　　　　　軸心

Claims

　エンジンに連結される入力軸からの動力が入力される第１要素およびモータの動力が入力される第２要素、並びにそれら第１要素および第２要素と係合すると共に変速装置に動力を伝達する第３要素を有する遊星歯車装置と、
　それら３要素のいずれかの要素および前記変速装置に連結される第１軸と、
　その第１軸が連結された前記３要素のいずれかを除く他の要素の一つ及び前記モータに連結される第２軸と、
　その第２軸から前記第１軸または前記入力軸へ動力を遮断可能に伝達する一方、前記第１軸または前記入力軸から前記第２軸への動力の伝達を遮断する第１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。
　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前記第１軸、前記第２軸または前記入力軸のいずれかに連結される第１内輪と、
　その第１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軸、前記第２軸または前記入力軸のいずれかに連結される第１外輪と、
　その第１外輪の内周面および前記第１内輪の外周面にそれぞれ接する２つの係合面を有し前記第１内輪の外周面および前記第１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第１スプラグと、
　その第１スプラグを前記第１内輪の外周面および前記第１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、
　その保持器を介して前記第１スプラグに荷重を付与し前記第１スプラグを傾動させて前記第１内輪の外周面および前記第１外輪の内周面と前記第１スプラグの係合面との係合または係合解除を行う第１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記載の動力伝達装置。
　前記第１軸または前記入力軸から前記第２軸へ動力を伝達する一方、前記第２軸から前記第１軸または前記入力軸への動力の伝達を遮断する第２クラッチを備え、
　前記モータは、ジェネレータモータであ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。
　前記第１クラッチは、
　前記第１内輪の外周面または前記第１外輪の内周面の一方と前記第１スプラグの係合面の一方とが接するように前記第１スプラグに付勢力を付与して前記第１スプラグを円周方向の反ロック方向へ傾動させる第１付勢部材を備え、
　前記第１荷重付与装置は、その第１付勢部材の付勢力に抗し前記保持器を介して前記第１スプラグに荷重を付与し前記第１内輪の外周面および前記第１外輪の内周面に前記第１スプラグの２つの係合面が接するように前記反ロック方向とは逆方向であって円周方向のロック方向へ前記第１スプラグを傾動させ、前記第１内輪の外周面および前記第１外輪の内周面に前記第１スプラグの２つの係合面を係合させて前記第１内輪と前記第１外輪の相対回転を規制することを特徴とする請求項２又は３に記載の動力伝達装置。
　前記第２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第１軸、前記第２軸または前記入力軸のいずれかに連結されると共に、軸方向に沿って前記第１内輪と一体に形成される第２内輪と、
　その第２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軸、前記第２軸または前記入力軸のいずれかに連結されると共に、軸方向に沿って前記第１外輪と一体に形成される第２外輪と、
　その第２外輪の内周面および前記第２内輪の外周面にそれぞれ接する係合面を有し前記第２内輪の外周面および前記第２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第２スプラグとを備え、
　前記保持器は、
　前記第１スプラグ及び前記第２スプラグの前記外輪側の部位を前記外輪の内周面の円周方向へ傾動可能に保持する外保持器と、
　前記第１スプラグ及び前記第２スプラグの前記内輪側の部位を前記内輪の外周面の円周方向へ傾動可能に保持する内保持器とを備え、
　その内保持器または前記外保持器は、
　前記第１スプラグを保持する第１保持部と、
　その第１保持部から軸方向に分離されると共に、前記第１保持部に対し円周方向の相対移動を可能にしつつ前記第２スプラグを保持する第２保持部と、
　それら第１保持部および第２保持部に形成され互いに当接して前記第１保持部および前記第２保持部の円周方向の一方の相対移動を規制する第１面および第２面と、
　それら第１面および第２面が互いに当接するように前記第１保持部および前記第２保持部を円周方向の一方に付勢する第２付勢部材とを備え、
　前記第１荷重付与装置は、前記内保持器または前記外保持器の少なくとも一方に荷重を付与して前記内保持器および前記外保持器を軸心回りに相対移動させ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。
　前記第１軸および前記第２軸の回転数を取得する第１軸回転数取得手段および第２軸回転数取得手段と、
　前記第１軸回転数取得手段および前記第２軸回転数取得手段により取得された前記第１軸の回転数と前記第２軸の回転数とが一致するかを判断する回転数判断手段と、
　前記回転数判断手段により前記第１軸の回転数と前記第２軸の回転数とが一致すると判断されるときに前記第１荷重付与装置を作動させ前記保持器を介して前記第１スプラグへの荷重の付与の有無を制御する荷重制御手段とを備えていることを特徴とする請求項２から５のいずれかに記載の動力伝達装置。