(57)【要約】【課題】内装変速ハブにおいて、耐久性を高く維持できるようにする。【解決手段】内装変速ハブ１０は、自転車に装着可能な手動変速操作部の手動操作により動作するハブであって、自転車に装着可能なハブ軸１２と、ハブシェル１４と、筒状の駆動体１６と、回転伝達機構１８と、切換機構２０と、を備えている。ハブ軸は、自転車に装着可能なものである。ハブシェルは、ハブ軸回りに回転自在なものである。筒状の駆動体は、ハブ軸とハブシェルの間に両者に回転自在に装着されたものである。回転伝達機構は、駆動体の回転をハブシェルに同じ回転速度で伝達可能な等速伝達経路又は駆動体の回転をハブシェルに異なる２つの遅い回転速度で伝達可能な２つの減速伝達経路を有する遊星歯車機構を含む機構である。切換機構は、回転伝達機構を等速伝達経路及び２つの減速伝達経路のいずれかに切り換える機構である。【選択図】図２
0003146138.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
自転車に装着可能な手動変速操作部の手動操作により動作する自転車用内装変速ハブであって、
前記自転車に装着可能なハブ軸と、
前記ハブ軸回りに回転自在なハブシェルと、
前記ハブ軸と前記ハブシェルの間に両者に回転自在に装着された筒状の駆動体と、
前記駆動体の回転を前記ハブシェルに同じ回転速度で伝達可能な等速伝達経路及び前記駆動体の回転を前記ハブシェルに異なる２つの遅い回転速度で伝達可能な２つの減速伝達経路を有する遊星歯車機構を含む回転伝達機構と、
前記回転伝達機構を前記等速伝達経路及び前記２つの減速伝達経路のいずれかに切り換える切換機構と、を備え、
前記遊星歯車機構は、
前記駆動体の内周面に設けられたリングギアと、
前記ハブ軸に対し回転可能な第１太陽ギアと、
前記ハブ軸に対し回転可能であり、前記第１太陽ギアより歯数が多い第２太陽ギアと、
前記リングギアと前記第１太陽ギアに噛み合う少なくとも一つの第１遊星ギアと、
前記第１遊星ギアと一体回転可能であり、前記第２太陽ギアに噛み合う少なくとも一つの第２遊星ギアと、
前記第１及び第２遊星ギアを回転自在に支持しかつ前記ハブ軸回りに回転自在なキャリアと、を有し、
前記回転伝達機構は、
前記キャリアの特定方向の回転のみ前記ハブシェルに伝達する第１ワンウェイクラッチと、
前記第１太陽ギアを特定方向のみ回転不動にする第２ワンウェイクラッチと、を有し、
前記切換機構は、
前記変速操作部に連結部材を介して連結可能であり、前記変速操作部の前記手動操作により移動可能な移動部材と、
前記移動部材の移動に応じて前記駆動体と前記キャリアとを連結状態と連結解除状態とに切換可能な第１クラッチ機構と、
前記移動部材の移動に応じて前記第２太陽ギアの特定方向の回転を可能状態と不能状態とに切換可能な第２クラッチ機構と、
前記移動部材の移動に応じて前記第１及び第２クラッチ機構を切換操作可能な操作機構と、を有する、自転車用内装変速ハブ。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、変速ハブ、特に、自転車のフレーム後部に配置される後輪用のハブとしての自転車用内装変速ハブに関する。
【背景技術】
【０００２】
自転車のフレーム後部に配置される後輪用のハブとして複数の変速段に変速可能な内装変速ハブが従来知られている。この種の内装変速ハブは、自転車のフレーム後部に装着可能なハブ軸と、ハブ軸回りに回転自在なハブシェルと、駆動体と、遊星歯車機構を有する回転伝達機構と、切換機構と、を備えている（例えば、特開平４−２３１７６３号公報参照）。駆動体は、ハブ軸とハブシェルとの間で両者に回転自在に装着されている。回転伝達機構の遊星歯車機構は、駆動体の回転を高低複数の変速段のいずれかに変速してハブシェルに伝達可能である。切換機構は、回転伝達機構を複数の変速段のいずれかに切り換える。
【０００３】
従来の内装変速ハブでは、複数の変速段の中間の変速段で駆動体の回転をそのままハブシェルに伝達するように構成されており、中間より高速側で増速し、中間より低速側で減速している。
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
最近、モータにより踏力を補助するアシスト自転車が広く用いられている。このようなアシスト自転車に内装変速ハブを用いると、駆動トルクが高くなる。このため、従来の内装変速ハブでは、充分な耐久性が得られないおそれがある。
【０００５】
本考案の課題は、自転車用内装変速ハブにおいて、耐久性を高く維持できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本考案に係る自転車用内装変速ハブは、自転車に装着可能な手動変速操作部の手動操作により動作するハブであって、自転車に装着可能なハブ軸と、ハブシェルと、筒状の駆動体と、回転伝達機構と、切換機構と、を備えている。ハブ軸は、自転車に装着可能なものである。ハブシェルは、ハブ軸回りに回転自在なものである。筒状の駆動体は、ハブ軸とハブシェルの間に両者に回転自在に装着されたものである。回転伝達機構は、駆動体の回転をハブシェルに同じ回転速度で伝達可能な等速伝達経路又は駆動体の回転をハブシェルに異なる２つの遅い回転速度で伝達可能な２つの減速伝達経路を有する遊星歯車機構を含む機構である。切換機構は、回転伝達機構を等速伝達経路及び２つの減速伝達経路のいずれかに切り換える機構である。
【０００７】
遊星歯車機構は、駆動体の内周面に設けられたリングギアと、ハブ軸に対し回転可能な第１太陽ギアと、ハブ軸に対し回転可能であり、第１太陽ギアより歯数が多い第２太陽ギアと、リングギアと第１太陽ギアとに噛み合う少なくとも一つの第１遊星ギアと、第１遊星ギアと一体回転可能であり、第２太陽ギアとに噛み合う少なくとも一つの第２遊星ギアと、第１及び第２遊星ギアを回転自在に支持しかつハブ軸回りに回転自在なキャリアと、を有する。
【０００８】
回転伝達機構は、キャリアの特定方向の回転のみハブシェルに伝達する第１ワンウェイクラッチと、第１太陽ギアを特定方向のみ回転不動にする第２ワンウェイクラッチと、を有する。
【０００９】
切換機構は、変速操作部に連結部材を介して連結可能であり、変速操作部の手動操作により移動可能な移動部材と、移動部材部材の移動に応じて駆動体と前記キャリアとを連結状態と連結解除状態とに切換可能な第１クラッチ機構と、移動部材の移動に応じて第２太陽ギアを特定方向の回転を可能状態と不能状態とに切換可能な第２クラッチ機構と、移動部材の移動に応じて第１及び第２クラッチ機構を切換操作可能な操作機構と、を有する。
【００１０】
この内装変速ハブでは、ペダルをこいでその回転が駆動体に伝達されると、駆動体から回転伝達機構に回転力が伝達される。この回転伝達機構が等速伝達経路及び２つの減速伝達経路のいずれかに切換機構により切り換えられ、いずれかの伝達経路を経由してハブシェルに回転力が伝達される。このとき、最も高速の段階では等速伝達経路で駆動体の回転がハブシェルに伝達され、遊星歯車機構が動作せずに駆動体の回転がそのままハブシェルに伝達される。ここでは、通常使用されるアシスト自転車で比較的使用頻度が高い最も高速の段階で遊星歯車機構が使用されない。このため、構造が複雑な遊星歯車機構を使用する頻度が低くなり、耐久性を高く維持することができる。
【考案の効果】
【００１１】
本考案によれば、通常使用されるアシスト自転車で比較的使用頻度が高い最も高速の変速段で遊星歯車機構が使用されない。このため、構造が複雑な遊星歯車機構を使用する頻度が低くなり、耐久性を高く維持することができる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１において、本考案の一実施形態を採用した自転車１０１は、フロントフォーク１０２ａを有するフレーム１０２と、ハンドル１０４と、チェーン１１０やペダル１１１が装着されたクランク１１２等からなる駆動部１０５と、前輪１０６と、後輪１０７とを備えている。この自転車１０１の後輪１０７に内装変速ハブ１０が組み込まれている。駆動部１０５は、モータを含むアシスト機構１０５ａと、アシスト機構１０５ａの原電としての着脱可能な充電池１０５ｂと、を備えている。アシスト機構１０５ａは、人力によりクランクに作用するトルクに対して特定のトルクを補助的に発生してクランクを回転させる。駆動部１０５は、チェーン１１０を介して内装変速ハブ１０に動力を伝達する。
【００１３】
＜内装変速ハブの構成＞
内装変速ハブ１０は、図２に示すように、フレーム１０２の後部に回転不能に装着可能なハブ軸１２と、ハブシェル１４と、筒状の駆動体１６と、回転伝達機構１８と、切換機構２０と、を備えている。ハブシェル１４の一端（図２左端）は、軸受２２ａを介してハブ軸１２に回転自在に支持されている。駆動体１６は、ハブ軸１２に軸受２２ｂを介して回転自在に支持されている。ハブシェル１４の他端（図２右端）は、駆動体１６に、軸受２２ｃを介して回転自在に支持されている。
【００１４】
軸受２２ａは、ハブ軸１２の後述する第２雄ねじ部２６に螺合する玉押し２３ａと、ハブシェル１４の一端内周面に形成された玉受け２３ｂと、玉押し２３ａと玉受け２３ｂとの間に配置された鋼球２３ｃと、を有している。軸受２２ｂは、ハブ軸１２の後述する回り止め溝２７ｂに回り止めされた玉押し２３ｄと、駆動体１６の一端内周面に形成された玉受け２３ｅと、玉押し２３ｄと玉受け２３ｅとの間に配置された鋼球２３ｆと、を有している。軸受２２ｃは、駆動体１６の外周面に形成された玉押し２３ｇと、ハブシェル１４の他端内周面に形成された玉受け２３ｈと、玉押し２３ｇと玉受け２３ｈとの間に配置された鋼球２３ｉと、を有している。
【００１５】
＜ハブ軸の構成＞
ハブ軸１２は、図３に示すように、フレーム１０２の後部に形成された後爪部（図示せず）にナット（図示せず）により固定するための第１雄ねじ部２４ａ，２４ｂを両端部に有している。第１雌ねじ部２４ａ，２４ｂには、後爪部に回り止めされる平行に形成された回り止め部２５ａ，２５ｂが形成されている。第１雌ねじ部２４ａの軸方向内側には、軸受２２ａを装着するための第２雄ねじ部２６が形成されている。第１雌ねじ部２４ｂの軸方内側には、軸受２２ｂ及び切換機構２０の構成部材を回り止めするための幅が異なる２つの回り止め溝２７ａ，２７ｂが１８０度間隔で軸方向に沿って形成されている。ハブ軸１２の軸方向の中央部には、切換機構２０のワンウェイクラッチとして機能する第１突起部２８と、回り止めとして機能する第２突起部２９と、が１８０度間隔で径方向に突出して形成されている。第２突起部２９の軸方向の中央部には、位置決め凹部２９ａが形成されている。
【００１６】
＜ハブシェルの構成＞
ハブシェル１４は、ハブ軸１２回りに回転自在である。ハブシェル１４は、図２に示すように、一端（図２左端）から他端（図２右端）に向けて階段状に拡径する筒状の部材にある。ハブシェル１４の外周面は、後輪１０７のスポークが連結される１対のハブフランジ３０ａ，３０ｂが軸方向に間隔を隔てて一体回転可能に装着されている。ハブシェル１４の一端には、後輪のブレーキ装置３１を装着するための、例えばスプラインの形態のブレーキ装着部１４ａが形成されている。
【００１７】
＜駆動体の構成＞
駆動体１６は、ハブ軸１２とハブシェル１４の間に両者に回転自在に装着された筒状の部材である。駆動体１６は、一端（図２右端）に向けて階段状に縮径している。駆動体１６の一端外周面には、チェーン１１０が噛み合うスプロケット３３を装着するためのスプロケット装着部１６ａが、例えばスプラインの形態で形成されている。
【００１８】
＜回転伝達機構の構成＞
回転伝達機構１８は、駆動体１６の回転を複数（例えば３つ）の変速段に変速してハブシェル１４に伝達可能な遊星歯車機構３２を有している。遊星歯車機構３２は、リングギア３４と、第１遊星ギア３６と、第２遊星ギア３８と、第１及び第２遊星ギア３６，３８を回転自在に支持するキャリア４０と、第１遊星ギア３６にかみ合う第１太陽ギア４２と、第２遊星ギア３８にかみ合う第２太陽ギア４４と、を有している。リングギア３４は、駆動体１６の他端側（図２左側）の内周面に形成されている。第１遊星ギア３６は、リングギア３４に噛み合う少なくとも一つのギアである。第２遊星ギア３８は、第１遊星ギア３６と一体回転可能であり、第１遊星ギア３６より歯数が多い少なくとも一つ（たとえは３０）のギアである。この実施形態では、第１遊星ギア３６と第２遊星ギア３８は一体形成されているが別体で形成してもよい。キャリア４０は、周方向に等間隔で配置されたそれぞれ３つの第１及び第２遊星ギア３６，３８を回転自在に支持し、かつハブ軸１２回りに回転自在である。第１太陽ギア４２は、ハブ軸１２回りに回転し、第１遊星ギア３６に噛み合うギアである。第２太陽ギア４４は、ハブ軸１２回りに回転し、第２遊星ギア３８に噛み合うギアである。キャリア４０は、ハブ軸１２と平行に配置された複数本（例えば３本）の支持軸４０ａにより第１及び第２遊星ギア３６，３８を支持している。
【００１９】
また、回転伝達機構１８は、第１ワンウェイクラッチ５０と、第２ワンウェイクラッチ５２と、をさらに有している。
【００２０】
第１ワンウェイクラッチ５０は、ハブ軸１２に回転自在に装着された筒状の第１爪支持部５４を有している。第１爪支持部５４は、キャリア４０と一体回転可能に連結されている。第１爪支持部５４は、外周面に後述する第１クラッチ爪５５を起伏自在に装着する周方向に間隔を隔てて配置された複数（例えば６つ）の第１装着凹部５４ａを有している。また、第１装着凹部５４ａに隣接して一端（図２右端）にキャリア４０に一体回転可能に連結される連結凹部５４ｂを有している。第１爪支持部５４は、図２に示すように、ハブ軸１２の外周面に装着された止め輪５３により軸方向の移動が規制されている。第１ワンウェイクラッチ５０は、図４に示すように、キャリア４０に連結された第１爪支持部５４の進行方向の矢符Ａに示す回転のみハブシェル１４に伝達する。
【００２１】
第１ワンウェイクラッチ５０は、第１装着凹部５４ａに起伏自在に装着された複数（例えば６つ）の第１クラッチ爪５５と、第１クラッチ爪５５に噛み合うようにハブシェル１４の内周面に形成された第１ラチェット歯５６と、をさらに有している。第１クラッチ爪５５は、第１爪装着部５４の外周面に装着された環状の第１バネ部材５７により、第１ラチェット歯５６に噛み合う起立姿勢に向けて付勢されている。
【００２２】
第２ワンウェイクラッチ５２は、図５に示すように、第１遊星ギア４２の進行方向と逆方向の矢符Ｂで示す回転を阻止する。第２ワンウェイクラッチ５２は、図２に示すように、ハブ軸１２に回転不能に連結された筒状の第２爪支持部５８を有している。第２爪支持部５８は、図５に示すように、内周面にハブ軸１２の第２突起部２９に係合する係合凹部５８ａを有する回り止め部５８ｂが径方向内方に突出して形成されている。第２爪支持部５８は、位置決め凹部２９ａに係合する位置決めピン５９によりハブ軸１２方向の移動が規制されている。位置決めピン５９は、第２爪支持部５８の径方向に沿って配置された固定孔５８ｃに配置されている。これより、第２爪支持部５８がハブ軸１２に回転不能かつ軸方向移動不能に連結されている。
【００２３】
第２爪支持部５８は、外周面に後述する第２クラッチ爪６０を起伏自在に装着する周方向に間隔を隔てて配置された複数（例えば２つ）の第２装着凹部５８ｄを有している。また、切換機構２０の後述する第１捩じりバネ９７の他端９７ｂを係止するためのバネ係止孔５８ｅを外周面に有している。
【００２４】
第２ワンウェイクラッチ５２は、第２装着凹部５８ｄに配置され、起伏自在に装着された複数（例えば２つ）の第２クラッチ爪６０と、第２クラッチ爪６０に噛み合うように第１太陽ギア４２の内周面に形成された第２ラチェット歯６１と、をさらに有している。第２クラッチ爪６０は、第２爪支持部５８の外周面に装着された環状の第２バネ部材６２により、第２ラチェット歯６１に噛み合う起立姿勢に向けて付勢されている。
【００２５】
＜切換機構の構成＞
切換機構２０は、図２に示すように、例えばハンドル１０４に装着された変速操作部（図示せず）に連結された連結部材としての変速ケーブル（図示せず）の移動により移動可能な移動部材６３を有している。また、切換機構２０は、移動部材６３の移動に応じて駆動体１６とキャリア４０とを連結状態と連結解除状態とに切換可能な第１クラッチ機構６４と、移動部材６３の移動に応じて第２遊星ギア４４を回転可能状態と回転不能状態とに切換可能な第２クラッチ機構６６と、移動部材６３の移動に応じて第１及び第２クラッチ機構６４，６６を切換操作可能な操作機構７０と、をさらに有している。
【００２６】
＜移動部材の構成＞
移動部材６３は、図２及び図７に示すように、変速ケーブルに連結可能なケーブル係止体８８（図２）と、ケーブル係止体８８と、連動可能な第１操作筒９０と、第１操作筒９０に連動可能な第２操作筒９２と、を有している。
【００２７】
ケーブル係止体８８は、第１雄ねじ部２４ｂに螺合するナット９９により軸受２２ｂの玉押し２３ｄに押圧された状態でハブ軸１２の外周面に回動自在に配置されている。ケーブル係止体８８には、変速ケーブルが係止可能であり、変速操作部の操作による変速ケーブルの移動により回動する。ケーブル係止体８８は、変速操作部により高速位置と中間位置と低速位置との３つの位置に位置決めされ、変速ケーブルが引っ張られると、低速位置に向けて回動し、変速ケーブルの引張が解除されると、後述する第１捩じりバネ９７の作用により高速位置に向けて回動する
第１操作筒９０は、ハブ軸１２の外周面に回動自在に装着されている。第１操作筒９０は、図７に示すように、一端（図７右端）にケーブル係止体８８に係合する軸方向に延びる円弧状の１対の係合突起９０ａを有している。この係合突起９０ａの先端には、ケーブル係止体８８に係合する僅かに周方向長さが短い係止部９０ｃが形成されている。この係止部９０ｃがケーブル係止体８８の内周面に係合することにより、第１操作筒９０はケーブル係止体８８の回動に連動して前述した３つの位置のいずれかに位置決めされる。係合突起９０ａは、後述するカム部材８０の通過凹部８０ｂを通過してケーブル係止体８８に係止されている。
【００２８】
第１操作筒９０の他端（図７左端）には、第２操作筒９２に連結される１対の第１連結片９０ｂが形成されている。第１連結片９０ｂの先端部９０ｄは基端部より周方向長さが短い。また、第１操作筒９０の外周面には、後述する第２捩じりバネ９８の一端（図７右端）９８ａが係止されるバネ係止孔９０ｅが形成されている。
【００２９】
第２操作筒９２は、一端（図７右端）に第１操作筒９０の第１連結片９０ｂに係合する円弧状の１対の第２連結片９２ａを有している。第２連結片９２ａの先端部９２ｂは基端部より周方向長さが短い。第１連結片９０ｂと第２連結片９２ａとは、図１２に示すように、所定角度α（例えば４０度）程度の相対回動が可能なように形成されている。また、第２操作筒９２の他端（図７左端）には、第２クラッチ機構６６を制御するための１対の第２制御部材８５が一体で形成されている。
【００３０】
＜第１クラッチ機構の構成＞
第１クラッチ機構６４は、図２、図６及び図７に示すように、駆動体１６とキャリア４０との間に配置された第３ワンウェイクラッチ７２と、第３ワンウェイクラッチ７２を連結状態と連結解除状態とに制御する第１制御部材７３と、を有している。
【００３１】
第３ワンウェイクラッチ７２は、駆動体１６の進行方向の矢符Ｃで示す回転のみキャリア４０に伝達する。第３ワンウェイクラッチ７２は、図６に示すように、駆動体１６の内周面に形成された複数（例えば２つ）の第３装着凹部１６ｂに起伏自在に装着された第３クラッチ爪７４と、第３クラッチ爪７４に噛み合うようにキャリア４０の一端（図２右端）外周面に形成された第３ラチェット歯７５と、を有している。第３クラッチ爪７４は、駆動体１６の内周面に装着された環状の第３バネ部材７６により、第３ラチェット歯７５に噛み合う起立姿勢に向けて付勢されている。
【００３２】
第１制御部材７３は、図７に示すように、ハブ軸１２に回転不能に連結されたカム部材８０と、ハブ軸回りに回転可能なカム受け部材８１と、を有している。
【００３３】
カム部材８０は、有底筒状の部材であり、ハブ軸１２の回り止め溝２７ａに係合する係止突起８０ａを内周面に有している。また、第１操作筒９０の係合突起９０ａを通過させる円弧状の通過凹部８０ｂを内周面に有している。通過凹部８０ｂは、第１操作筒９０の所定範囲（例えば略４０度）の回動を許容するように係合突起９０ａの周方向長さより長い周方向長さを有している。カム部材８０の筒状部の端面には、カム受け部材８１に係合する１対の傾斜カム８０ｃが形成されている。傾斜カム８０ｃは、周方向に傾斜した傾斜面で構成されている。
【００３４】
カム受け部材８１は、図８及び図９に示すように、リング状の部材であり、その内周面には、傾斜カム８０ｃに係合する１対のカム受けピン８１ａが径方向内方に突出して形成されている。また、一端面（図７奥側端面）には、第３クラッチ爪７４を第３ラチェット歯７５に噛み合う起立姿勢と第３ラチェット歯７５から離反する伏臥姿勢とに切り換える複数（例えば８つ）の制御面８１ｂが形成されている。制御面８１ｂは、周方向に間隔を隔てて配置され周方向及び径方向に傾斜したカム面を有している。
【００３５】
カム受け部材８１は、図２に示すように、キャリア４０との間に配置されたコイルバネ８３によりハブ軸方向外方（図２右方）に付勢されている。カム受け部材８１は、操作機構７０の後述する回動部材９４が図７時計回りに回動すると、この回動によりカム部材８０の傾斜カム８０ｃにカム受けピン８１ａが係合してコイルバネ８３の付勢力に抗してハブ軸方向内方（図２左方）に移動する。このハブ軸方向内方への移動により制御面８１ｂが第３クラッチ爪７４を起立姿勢から伏臥姿勢に向けて押圧する。これにより、第３ワンウェイクラッチ７２が連結解除状態になる。また、回動部材９４が図７反時計回りに回動すると、連結状態に戻る。
【００３６】
＜第２クラッチ機構の構成＞
第２クラッチ機構６６は、図１０及び図１１に示すように、ハブ軸１２と第２太陽ギア４４との間に配置された第４ワンウェイクラッチ８４と、第４ワンウェイクラッチ８４を連結状態と連結解除状態とに制御する第２制御部材８５と、を有している。
【００３７】
第４ワンウェイクラッチ８４は、図１０に示す連結状態にあるとき、第２太陽ギア４４の進行方向の矢符Ｄで示す回転を禁止する。第４ワンウェイクラッチ８４は、第２太陽ギア４４の内周面に形成された複数（例えば２つ）の第４装着凹部４４ａに起伏自在に装着された第４クラッチ爪８６と、第４クラッチ爪８６に噛み合うようにハブ軸１２の外周面に形成された第１突起部２８と、を有している。第４クラッチ爪８６は、第２太陽ギア４４の内周面に装着された環状の第４バネ部材８７により、第１突起部２８に噛み合う起立姿勢に向けて付勢されている。
【００３８】
第２制御部材８５は、第２操作筒９２に一体形成された円弧状断面の１対の部材である。第２制御部材８５は、ハブ軸１２の第１突起部２８の図２右側面に近接して配置されている。第２制御部材８５は、第２操作筒９２のハブ軸回りの回動により、図１０に示す連結位置と、図１１に示す連結解除位置との間で回動する。連結解除位置に第２制御部材８５が回動すると、第４クラッチ爪８６が伏臥姿勢側に押圧されて第４ワンウェイクラッチ８４が連結解除状態になり、第２太陽ギア４４が進行方向に回転可能になる。
【００３９】
＜操作機構の構成＞
操作機構７０は、図２及び図７に示すように、第２操作筒９２に連動して回動する回動部材９４と、第２操作筒９２に連動して回動する復帰部材９６と、を有している。また、操作機構７０は、第１捩じりバネ９７と、第２捩じりバネ９８と、を有している。
【００４０】
回動部材９４は、金属板をプレス成形して形成された円板状の部材である。回動部材９４は、カム受け部材８１をケーブル係止体８８の回動に応じて回動させるために設けられている。回動部材９４は、略座金状の本体部９４ａと、本体部９４ａの外周部両側から９０度折り曲げられて突出する１対の係合片９４ｂと、を有している。本体部９４ａの内周面には、第１操作筒９０の第１連結片９０ｂの先端部９０ｄに係合する第１係合凹部９４ｃと、第２操作筒９２の第２連結片９２ａの先端部９２ｂに係合する第２係合凹部９４ｄと、が形成されている。係合片９４ｂの中央部分には、カム受け部材８１のカム受けピン８１ａをハブ軸方向移動自在に挟持する挟持溝９４ｅが形成されている。一方の係合片９４ｂには、第２捩じりバネ９８の他端９８ｂを係止するバネ係止孔９４ｆが形成されている。
【００４１】
復帰部材９６は、金属板をプレス成形して形成された円板状の部材である。復帰部材９６は、第１捩じりバネ９７の付勢力を第１及び第２操作筒９０，９２に伝達して第１及び第２操作筒９０，９２を図７反時計回りに回動させるために設けられている。復帰部材９６は、内周側に第１操作筒９０の第１連結片９０ｂの先端部９０ｄに係合する第１係合凹部９６ａと、第２操作筒９２の第２連結片９２ａの先端部９２ｂに係合する第２係合凹部９６ｂと、を有している。また、側部に、第１捩じりバネ９７の一端（図７右端）９７ａを係止するバネ係止孔９６ｃが形成されている。
【００４２】
第１捩じりバネ９７は、例えば捩じりコイルバネであり、第１及び第２操作筒９０，２のリターンバネとして作用する。すなわち、変速ケーブルの引張が解除されたとき、第１及び第２操作筒９０，９２並びにケーブル係止体８８を図７反時計回りに回動させる。第１捩じりバネ９７は、前述したように、一端９７ａが復帰部材９６に、他端９７ｂがハブ軸１２に対して回転不能な第２爪支持部５８に係止されている。
【００４３】
第２捩じりバネ９８は、例えば捩じりコイルバネであり、第１操作筒９０と第２操作筒９２とを連動させるものである。具体的には、第３ワンウェイクラッチ７２又は第４ワンウェイクラッチ８２が動力伝達状態で切換操作できないときに、動力伝達状態が解除されてから第２操作筒９２を回動させるために設けられている。前述したように第２捩じりバネ９８は、一端９８ａが第１操作筒９０に他端が回動部材９４に係止されている。したがって、第２操作筒９２には、第２捩じりバネ９８及び回動部材９４を介して第１操作筒９０の回動が伝達される。
【００４４】
＜切換機構の動作＞
次に変速操作部の操作による切換機構２０の動作について説明する。
【００４５】
変速操作部によりケーブル係止体８８が高速位置に位置決めされると、第１クラッチ機構６４において、第１制御部材７３のカム受け部材８１は第３ワンウェイクラッチの第３クラッチ爪７４から離反して配置される。このため、第３ワンウェイクラッチは連結状態になり、駆動体１６の回転がキャリア４０に伝達される。したがって、遊星歯車機構３２は動作せず、駆動体１６の回転が、キャリア４０及び第１ワンウェイクラッチ５０を介してそのままハブシェル１４に伝達される。この駆動体１６からキャリア４０を介してハブシェル１４に伝達される経路が遊星歯車機構３２の機能を使用しない等速伝達経路である。
【００４６】
変速操作部により高速位置から中間位置にケーブル係止体８８が位置決めされると、ケーブル係止体８８が回動し、それに応じて第１操作筒９０が図７反時計回りに回動する。これにより第１クラッチ機構６４において、第１制御部材７３のカム受け部材８１が図７時計回りに回動しつつ図２左方に移動し、第３ワンウェイクラッチ７２の第３クラッチ爪７４を伏臥姿勢に押圧しようとする。しかし、乗り手がペダル１１１をこいでいるときは、第３ワンウェイクラッチ７２の第３クラッチ爪７４が動力伝動状態になっているため、カム受け部材８１が第３クラッチ爪７４を押圧できない。したがって、第１操作筒９０は回転しても、回動部材９４及び第２操作筒９２回転せず、第２捩じりバネ９８がたわんでその力が蓄えられる。そして、乗り手がペダル１１１をこぐのをやめると、第２捩じりバネ９８の付勢力により回動部材９４及び第２操作筒９２が時計回りに回動する。これにより第１クラッチ機構６４が連結解除状態になり、駆動体１６に設けられたリングギア３４により遊星歯車機構３２が動作する。
【００４７】
この中間位置にあるとき、第２クラッチ機構６６は、図１０に示す連結状態になっている。このため、第２太陽ギア４４は、逆方向の回転が阻止されリングギア３４が進行方向に回転したときに第２太陽ギア４４が回転せず、第２遊星ギア３８及び第２太陽ギア４４の噛み合いにより決定される減速比で駆動体１６の回転を減速してキャリア４０を進行方向に回転する。この回転が第１ワンウェイクラッチ５０を介してハブシェル１４に伝達される。このため、高速位置の場合よりハブシェル１４の回転が減速する。なお、乗り手がペダル１１１をこいでいないときには、回動部材９４及び第２操作筒９２は第１操作筒９０と連動して回動する。
【００４８】
この駆動体１６から第２遊星ギア３８及び第２太陽ギア４４の作用によりキャリア４０が減速する経路が、２つの減速伝達経路のうちの高速側の減速伝達経路である。
【００４９】
変速操作部により中速位置から低速位置にケーブル係止体８８を回動させると、第１クラッチ機構６４は、連結解除状態のままである。また第２クラッチ機構６６において図１１に示すように、第２制御部材８５がハブ軸１２の第１突起部２８に回動方向で重なるようになる。このため、第４クラッチ爪８６が第１突起部２８にかみ合えなくなり、第２クラッチ機構６６が連結解除状態になる。したがって、第２太陽ギア４４が両方向に回動できるようになり、太陽ギアとしての機能を果たせなくなる。この結果、第１遊星ギア３６及び第１太陽ギア４２の噛み合いにより決定される減速比で駆動体１６の回転を減速してキャリア４０を進行方向に回転させる。このとき、第１太陽ギア４２が第２太陽ギア４４より歯数が多いので中間位置よりさらに減速してキャリア４０を進行方向に回転させる。
【００５０】
この駆動体１６から第１遊星ギア３６及び第１太陽ギア４２の作用によりキャリア４０がさらに減速する経路が、２つの減速伝達経路のうちの低速側の減速伝達経路である。
【００５１】
一方、変速操作部により変速ケーブルを引張解除方向に操作すると、第１捩じりバネ９７の付勢力により復帰部材９６を介して第２操作筒９２が図７時計回りに回動し、それに応じて第１操作筒９０及び回動部材９４も図７反時計回りに回動し、高速位置側に変速動作がなされる。
【００５２】
ここでは、手動操作による変速の際に、通常使用されるアシスト自転車で比較的使用頻度が高い最も高速の段階で遊星歯車機構３２の減速伝達経路が使用されない。このため、構造が複雑な遊星歯車機構を使用する頻度が低くなり、耐久性を高く維持することができる。
【００５３】
＜他の実施形態＞
（ａ）前記実施形態では、ケーブル係止体８８及び第１及び第２操作筒がハブ軸回りに回転するタイプの内装変速ハブを例に本発明を説明したが、本発明はこれ限定されない。たとえば、ベルクランクとベルクランクによりハブ軸方向に移動するプッシュロッドを有する内装変速ハブにも本発明を適用できる。
【００５４】
（ｂ）前記実施形態では、第２クラッチ機構６６により第２太陽ギア３８を動作可能状態と動作不能状態とに切り換えたが、第２クラッチ機構により第１太陽ギアを切り換えるように構成してもよい。
【００５５】
（ｃ）前記実施形態では、３段変速の内装変速ハブを例に本発明を説明したが、内装変速ハブの変速段数は、前記実施形態で限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本考案の一実施形態を採用した自転車の側面図。
【図２】本考案の一実施形態による内装変速ハブの縦断面図
【図３】そのハブ軸の斜視図。
【図４】第１ワンウェイクラッチの横断面図。
【図５】第２ワンウェイクラッチの横断面図。
【図６】第３ワンウェイクラッチの横断面図。
【図７】切換機構の分解斜視図。
【図８】カム受け部材の正面図。
【図９】カム受け部材の半截断面図。
【図１０】第２クラッチ機構の連結状態のときの横断面図。
【図１１】第２クラッチ機構が連結解除状態のときの横断面図。
【図１２】第１操作筒と第２操作筒との相対回動可能範囲を示す横断面図。
【符号の説明】
【００５７】
１０  内装変速ハブ
１２  ハブ軸
１４  ハブシェル
１６  駆動体
１８  回転伝達機構
２０  切換機構
３２  遊星歯車機構
３４  リングギア
３６  第１遊星ギア
３８  第２遊星ギア
４０  キャリア
４２  第１太陽ギア
４４  第２太陽ギア
５０  第１ワンウェイクラッチ
５２  第２ワンウェイクラッチ
６４  第１クラッチ機構
６６  第２クラッチ機構
７０  操作機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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