JP2003026071A

JP2003026071A - 自転車用内装変速装置

Info

Publication number: JP2003026071A
Application number: JP2002129651A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Okochi; 浩之大河内
Original assignee: Shimano Inc
Current assignee: Shimano Inc
Priority date: 2001-05-18
Filing date: 2002-05-01
Publication date: 2003-01-29
Anticipated expiration: 2022-05-01
Also published as: EP1258422A2; EP1258422A3; EP1258422B1; CZ20021684A3; CN1251921C; DE60216002D1; TW541262B; DE60216002T3; DE60216002T2; JP3604136B2; CZ303289B6; US6558288B2; CN1386671A; US20020183159A1; EP1258422B2

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な構成で、停車状態からペダルをこぎ始
める際と、その後の状態とにおいて、自動的に変速を行
う。【解決手段】この自転車用内装変速装置は、スレーブ
部材１８と、駆動部材１６と、駆動部材１６とスレーブ
部材１８との間に配設された遊星歯車機構２２と、駆動
部材１６の回転角度に応じて作動する自動シフト制御機
構５９とを備えている。自動シフト制御機構５９は、第
１一方向クラッチ６０と、クラッチ制御部材７２と、ス
レーブ部材１８の内周面に配設された第１当接部材６２
とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自転車用内装変速
装置、特に、ハブ構成部品の回転に従って自動的にギア
をシフトする内装変速装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自転車を駐車する際、ライダーは、ロー
ギアにシフトすることなくハイギアのまま放置すること
が多い。このため、この状態から再び自転車のペダルを
こぎ始めるときに、重く、こぐのが困難な場合がある。
この問題を解決するために、２つの解決策が提案されて
いる。第１は電気的な解決策であり、第２は機械的な解
決策である。

【０００３】第１の電気的な解決策では、一般的に、モ
ータ、電気回路構成要素、電池及びシフト機構付き制御
装置を設け、制御装置によって、自転車が停止される
と、電気的にローギアにシフトするようにしている。し
かし、この解決策は高価であり、ライダーは電池を頻繁
に交換しなくてはならない。一方、第２の機械的な解決
策の一例として、自転車が停止されるときにローギアに
設定し、所定のホイール速度に達するとギア比を変更す
る遠心力機構をハブ内に設けるようにしたものがある。
この種の機構として、米国特許第３，６０３，１７８号
がある。ここに示された自転車は、内装シフトハブを有
しており、ここでは、回転するホイールによって生じる
遠心力に従ってギア比が自動的にシフトされるようにな
っている。このような内装シフトハブは、ハブ軸、ハブ
軸の回りに回転する駆動部材、ハブシェル、駆動部材の
回転速度を変更してハブシェルに伝達するための遊星歯
車機構、遊星歯車機構の出力を伝達あるいは遮断するた
めのクラッチ機構、クラッチ機構を遠心力によって切り
替えるための切り替え機構、及び遊星歯車機構とハブシ
ェルの間に配設されたサポートスリーブを備えている。

【０００４】遊星歯車機構は、リングギア、サンギア、
リングギアとサンギアを噛み合わせるための複数の遊星
歯車、及び遊星歯車をサポートするためのキャリアを備
える。キャリアは駆動部材と一体化して形成されてい
る。サポートスリーブは、ハブ軸に回転自在に支持さ
れ、キャリアとスプラインにより結合されている。一方
向クラッチは、サポートスリーブとハブシェルの間に設
けられる。

【０００５】クラッチ機構は、リングギアとハブシェル
の間に配設されたラチェット爪を有し、ラチェット爪が
係合された位置にあるときにリングギアとハブシェルと
を連結し、ラチェット爪の係合が解除された位置にある
ときにリングギアとハブシェルとの連結が解除される。
ハブシェルは、クラッチ機構が係合された位置の場合に
は、遊星歯車機構を介してアップシフトモードで駆動さ
れ、ラチェット爪の係合が解除された位置にある場合に
は、駆動部材に直接的に連結されながら駆動される。

【０００６】クラッチ切り替え機構は、遠心力により移
動する遠心子、及び遠心子の移動により回転する制御部
材を備えている。遠心子及び制御部材は、サポートスリ
ーブに回転自在に設けられた支持部材に取り付けられ
る。この支持部材はリングギアに相対回転不能に連結さ
れる。制御部材は、クラッチ機構のラチェット爪を切り
替えるために係合位置と係合解除位置との間で円移動す
る。制御部材と連動させるための直立制御ピンには、制
御ピンと連動させるため、及びクラッチ爪を制御するた
めの制御穴と連動させるためのスリットが形成されてい
る。制御ピン及びスリットの連動が、遠心子の搖動移動
を制御部材の円移動に変換する。

【０００７】このような従来の内装シフトハブでは、ク
ラッチ機構のラチェット爪は、遠心子の外向きの揺れを
促進する回転速度に達するまで、制御部材の制御穴によ
ってハブシェルから離れた位置に維持される。この間に
おいては、スプロケットから駆動部材に伝達される回転
は、サポートスリーブ及び一方向クラッチを介してキャ
リアからハブシェルに伝達され、ハブシェルは直結モー
ドで駆動される。そして、一定の回転速度に到達し、遠
心子が外方に振れると、制御ピンは、スリットに沿って
スライドする間に回転し、制御部材を回転させる。これ
により、制御穴によって制御されるラチェット爪は、ハ
ブシェルと連動される係合位置まで上昇する。この状態
で、スプロケットから駆動部材に伝達される回転は、シ
フトアップされ、遊星歯車を介してキャリアからリング
ギアに出力され、さらにクラッチ機構を介してハブシェ
ルに伝達され、このようにしてハブシェルはアップシフ
トモードで駆動される。

【０００８】このような構成においては、クラッチ機構
が切り替えられ、遠心力を使用して速度が変更される
が、ここでは、ハウジング内の空間が限られているため
に、遠心子の搖動の程度は非常に小さい。さらに、制御
ピンは、遠心子サポートの搖動中心の近傍に配設される
ため、遠心子の搖動のための回転経路が短い。したがっ
て、この制御部材は、あまり回転することができず、ラ
チェット爪を、少量の円移動の中で、係合位置と係合解
除位置との間で切り替えることが必要となる。

【０００９】別の欠点は、ハウジング空間が限られてい
るために、遠心子に対して大きな遠心力を得ることが困
難であるという点である。したがって、クラッチ切り替
え機構で揺動運動から円運動動に変換される際の効率を
高めることが必要である。しかしながら、前述された従
来の機構を用いると、搖動移動が円移動に変換される際
の効率は低く、制御部材の円移動は遠心子の搖動に対し
て遅らされ、スリットに連動する制御ピンが、遠心子の
搖動移動を制御部材の回転移動に変換するためにスリッ
トに沿ってスライドしなければならないため、円滑なシ
フトを達成するのは困難である。

【００１０】本発明の課題は、構造が簡略で、軽量であ
り、従来技術の不利な点を克服する自転車用の内部シフ
ト装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の一見地に係る自
転車用の内装変速装置は、スレーブ部材、駆動部材、駆
動部材とスレーブ部材の間に配設された遊星歯車機構、
及び駆動方向で駆動部材の回転角度に応じて作動する自
動シフト制御機構を含む。自動シフト制御機構は、第１
一方向クラッチ、クラッチ制御部材、及びスレーブ部材
の内周面に配設された第１当接部材を含む。

【００１２】好ましい実施形態では、自動シフト制御機
構は、スレーブ部材の内周面に配設された第２当接部材
も含む。第２当接部材は、好ましくは、第１当接部材に
隣接し、千鳥状に配置される。第１当接部材は、第１一
方向クラッチに係合するように配置され、第２当接部材
はクラッチ制御部材に係合するように配置される。好ま
しい実施形態では、クラッチ制御部材は、爪ケージのよ
うなクラッチケージを備え、遊星歯車機構に対して回転
自在であり、スレーブ部材とも回転自在である。好まし
くは、クラッチ制御部材は、半径方向外方に屈曲された
端部を有する。動作中、第１一方向クラッチの先端部
は、好ましくは、駆動方向とは反対の方向に回転する。
遊星歯車機構は、スレーブ部材または駆動部材／リング
ギアから半径方向内方に配設されるか、あるいはスレー
ブ部材に隣接して側方に配設されてもよい。

【００１３】別の好ましい実施形態では、装置は、軸、
及び軸の回りに回転自在かつ軸方向に移動自在であるク
ラッチ本体を含む。クラッチ本体は、キー部材を含み、
プッシュロッドによって外部で操作され、少なくとも第
１位置、中間位置、及び第２位置に配置可能であり、ギ
ア比は、クラッチ本体が第１位置にあるときに固定さ
れ、中間位置では、ギア比は自動的にローギア比からミ
ドルギア比に変更され、第２位置ではギア比は自動的に
ミドルギア比からハイギア比に変更される。

【００１４】自動シフト制御部材は、リングギアとスレ
ーブ部材間のさまざまな回転角度で、駆動方向の駆動部
材の回転角度に応じて操作可能である。本発明の別の見
地に係る自転車用の内装変速装置は、サンギアが一体形
成されたハブ軸、駆動体、ハブ軸に回転自在にかつ駆動
部材とは独立して回転自在に支持されたスレーブ部材、
遊星歯車機構、及びスレーブ部材が駆動部材に対して所
定の回転角度θ回転したときに作動する自動シフト制御
機構を含む。駆動部材は、係合位置と係合解除位置との
間で旋回するように支持された第１クラッチ爪を含む。
スレーブ部材は、その内周面に歯を有している。遊星歯
車機構は、第１及び第２の内歯を有するリングギア、遊
星歯車、及びハブ軸に回転自在に設けられ遊星歯車を支
持するキャリアを有している。遊星歯車は、サンギアと
リングギアの第２の内歯との間に配置され、キャリア
は、スレーブ部材の内周面の歯に係合するように旋回自
在に設けられた第２クラッチ爪を有する。自動シフト制
御機構は、リングギアに支持された第３クラッチ爪、半
径方向外方に屈曲され切欠を含む端部を有するクラッチ
制御部材、及びスレーブ部材の内周面に配設された第１
当接部材を含む。

【００１５】本発明のさらに別の見地に係る自転車用内
装変速装置は、軸、軸に回転自在に支持されたスレーブ
部材、軸に回転自在に支持されリングギアに動力を伝達
するための駆動部材、クラッチ制御部材、キャリアを含
む遊星歯車機構、駆動方向に回転する駆動部材の回転角
度に応じて作動する自動シフト制御機構、リングギアか
らキャリアを介してスレーブ部材に動力を伝達するよう
に構成されたローギア伝達経路、及びリングギアからス
レーブ部材に直接的に動力を伝達するように構成された
ハイギア伝達経路構成を含む。

【００１６】本発明のさらに別の見地に係る自転車用内
装変速装置は、駆動部材、第１部分を有するスレーブ部
材、駆動部材とスレーブ部材の第１部分との間に配設さ
れた遊星歯車機構、及び駆動方向に回転する駆動部材の
回転角度に応じて作動する自動シフト制御機構を含む。
自動シフト制御機構は、第１一方向クラッチ、クラッチ
制御部材、及び第１当接部材を含む。クラッチ制御部材
は、部分的にスレーブ部材の第１部を取り囲み、スレー
ブ部材の第１部分と独立して回転可能である。

【００１７】本発明のさらに別の見地に係る自転車用内
装変速装置は、軸、軸に回転自在に支持されたスレーブ
部材、軸に回転自在に支持された駆動部材、駆動部材と
スレーブ部材との間に配設された遊星歯車機構、クラッ
チ本体、及び駆動方向に回転する駆動部材の回転角度に
応じて作動する自動シフト制御機構を備える。そして、
クラッチ本体は、軸に沿った方向で移動自在であり、少
なくとも第１位置、中間位置、及び第２位置に配置可能
である。また、自動シフト制御機構は、第１一方向クラ
ッチ、クラッチ制御部材、及び第１当接部材を備える。
自動シフト制御機構は、クラッチ本体が第１位置にある
ときに作動せず、クラッチ本体が中間位置にあるときに
ローギア比とミドルギア比の間でシフトする。また、自
動シフト制御機構は、クラッチ本体が第２位置にあると
きに、ミドルギア比とハイギア比の間でシフトする。

【００１８】本発明のさらに別の見地に係る自転車の動
力伝達方法は、この方法は以下のステップを含んでい
る。ａ）回転により駆動部材に動力を供給するステップ。ｂ）前記駆動部材が回転によりリングギアに動力を供給
するステップ。ｃ）前記リングギアが回転によりキャリアに動力を供給
するステップ。

【００１９】ｄ）前記キャリアが回転によりスレーブ部
材に動力を供給するステップ。ｅ）前記リングギア上の第１一方向クラッチを前記スレ
ーブ部材と係合することによって、自動シフト制御機構
を作動し、前記自動シフト制御機構が、前記駆動方向で
前記駆動部材の回転角度に応じて作動するステップ。ｆ）前記第１一方向クラッチが、前記キャリアとは独立
して、前記スレーブ部材に、回転により動力を供給する
ステップ。

【００２０】前記方法において、前記駆動部材及び前記
リングギアが、互いに一体化して形成されていてもよ
い。前記方法において、前記自動シフト制御機構が、半
径方向外方に屈曲された端部を有するクラッチ制御部材
を含み、前記端部が切欠を有していてもよい。前記方法
において、前記自動シフト制御機構が、前記スレーブ部
材の内面に配設された第１当接部材を含み、ステップ
（ａ）の前に、前記第１一方向クラッチが前記切欠内に
受け入れられるが、前記第１当接部材と係合されていな
くてもよい。

【００２１】前記方法において、ステップ（ｄ）と
（ｅ）の間で、前記第１一方向クラッチが前記第１当接
部材と係合するようにしてもよい。前記方法において、
前記自動シフト制御機構が、前記スレーブ部材の内面に
配設された第１当接部材と第２当接部材とを含み、ステ
ップ（ａ）の前に、前記第１一方向クラッチが、前記切
欠から係合解除され、前記第１当接部材から係合解除さ
れていてもよい。

【００２２】前記方法において、ステップ（ｄ）とステ
ップ（ｅ）の間で、半径方向外方に屈曲された前記クラ
ッチ制御部材の前記端部が前記第２当接部材と係合し、
それにより前記第１一方向クラッチが前記第１当接部材
と係合するまで、前記クラッチ制御部材及び前記スレー
ブ部材をほぼ同期して回転させるようにしてもよい。前
記方法において、前記駆動部材から前記リングギアに回
転動力を伝達するために、第２一方向クラッチが、前記
駆動部材と前記リングギアの間に配設されるようにして
もよい。

【００２３】前記方法において、前記遊星キャリアから
前記スレーブ部材に回転動力を伝達するために、第３一
方向クラッチが、前記遊星キャリアと前記スレーブ部材
の間に配設されるようにしてもよい。前記方法におい
て、前記リングギアが回転動力を遊星歯車に伝達し、前
記遊星歯車が回転動力を前記遊星キャリアに伝達するよ
うにしてもよい。

【００２４】

【発明の実施の形態】本発明は、自転車がスタート又は
駐車状態にあるときに、リア側のハブ等をローギア比に
するためのものである。そして、ライダーが所定の回数
（典型的には数回）駆動方向にスプロケットを回転する
と、ギア比は自動的にさらに高いギア比にシフトされ
る。

【００２５】［第１実施形態］図１及び図２に、本発明
の第１実施形態による自転車用内装変速用ハブ１０を示
す。図１に示すように、内装変速用ハブ１０は、リヤフ
ォーク端部１４に固定されたハブ軸１２と、ハブ軸１２
の一端の外周側に回転自在に取り付けられる駆動部材１
６と、スレーブ部材１８と、遊星歯車機構２２と、駆動
部材１６に結合されたスプロケット２４とを備えてい
る。スレーブ部材１８は、ハブ軸１２と後輪（図示せ
ず）に連結された駆動部材１６の外周側に配置されてお
り、内部空間２０を構成している。遊星歯車機構２２は
内部空間２０内に配置されている。なお、スレーブ部材
１８はハブシェル１９を含む。スレーブ部材１８の右端
部は、駆動部材１６上に設けられた軸受２５によって回
転自在に支持され、スレーブ部材１８の左端部は、ハブ
軸１２に固定される円錐部材３０ａの上に設けられた軸
受２６によって回転自在に支持される。また、駆動部材
１６は、ハブ軸１２に取り付けられる円錐部材３０ｂ上
に設けられた軸受２７により回転自在に支持される。

【００２６】前述のように、ハブ軸１２は自転車フレー
ム本体（図示せず）のリヤフォーク端部１４に取り付け
られる。遊星歯車機構２２（後述する）のサンギア３２
は、ハブ軸１２上に設けられ、好ましくはハブ軸１２と
一体化して形成される。ハブ円錐部材３０ａ及び３０ｂ
は、それぞれ軸受２６及び２７のためのアーム状のハブ
円錐シート２６ａ及び２７ａを有しており、リヤフォー
ク端部１４より内方においてハブ軸１２にネジで固定さ
れている。軸受２５は、ボールレース表面２５ａ及び２
５ｂ、及びボールレース表面２５ａと２５ｂの間に挟ま
れる複数のボール２５ｃを有している。軸受２６は、ハ
ブ円錐表面２６ａ、ボールレース表面２６ｂ、及びボー
ルレース表面２６ｂとハブ円錐表面２６ａの間に挟まれ
た複数のボール２６ｃを有している。軸受２７は、ハブ
円錐表面２７ａ、ボールレース表面２７ｂ、及びボール
レース表面２７ｂとハブ円錐表面２７ａの間に挟まれる
複数のボール２７ｃを有している。

【００２７】駆動部材１６は、スプロケット２４の回転
を伝達するための部材である。図１に示すように、駆動
部材１６は、スプロケット２４が回転不能に固着される
第１部分１６ａ、及び一方向クラッチ（好ましくはクラ
ッチ爪３６）が固着される第２部分１６ｂを備える。ク
ラッチ爪３６は、後述するクラッチ機構６４の一部であ
る。クラッチ爪３６は、遊星歯車機構２２（後述する）
のリングギア４０右側にある歯３８と係合するように構
成されている。駆動部材１６の第１部分１６ａの右端部
は、軸受２７によって回転自在に支持されている。

【００２８】シール４２は、埃、水分等の異物がスレー
ブ部材内部２０に入り込まないように駆動部材１６、円
錐３０ｂ及びスプロケット２４の回りの外側領域を取り
囲むように設けられている。スレーブ部材１８は、鋼ま
たはその他の硬い材料からなる円筒形部材であり、好ま
しくはより大きな直径の端部１８ａ及びより小さな直径
の端部１８ｂを有する段のある形状を有する。駆動部材
１６は、好ましくはより大きな直径の端部１８ａに収容
され、遊星歯車機構２２は、より大きな直径の端部１８
ａからより小さな直径の端部１８ｂに延びて設けられて
いる。なお、スレーブ部材１８は、長さ方向の全体にお
いて一定の直径を有するように構成してもよい。後輪
（図示せず）のスポーク（図示せず）を固定するための
ハブフランジ４４ａおよび４４ｂは、機構ハウジング４
６の外周面上に形成される。

【００２９】遊星歯車機構２２は、ハブ軸１２に形成さ
れるサンギア３２、リングギア４０、ハブ軸１２に回転
自在に取り付けられるキャリア４８、及びキャリア４８
上に回転自在に支持される少なくとも１つの遊星歯車５
０を備えている。好ましくは、遊星歯車機構２２は、サ
ンギア３２の回りに円周方向に配設される３つの遊星歯
車５０を含む。キャリア４８は、好ましくはそれを通過
するハブ軸１２付のカラーフランジとして成形される。
遊星歯車５０を回転自在に支持するためのギア軸５２
は、キャリア４８に取り付けられる。遊星歯車５０は、
リングギア４０及びサンギア３２左側にある内歯５４と
噛み合う。キャリア４８は、スレーブ部材１８の内周面
に位置するラチェット歯５８と選択的に噛み合う一方向
クラッチ（好ましくはクラッチ爪５６）を含む。クラッ
チ爪５６は、後述するクラッチ機構６８の一部である。

【００３０】図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、自動
シフト制御機構５９はスレーブ部材１８の半径方向内方
に設けられている。自動シフト制御機構５９は、好まし
くは一方向クラッチ（好ましくはクラッチ爪６０）、ス
レーブ部材１８の内周面に設けられた当接部材６２（第
１ラチェット歯）、及びクラッチ制御部材またはクラッ
チケージ７２を含む。図１に示すばね部材７０も、クラ
ッチ爪６０を付勢するために設けられている。クラッチ
爪６０は、図６（ａ）に示す係合状態と、図７（ａ）に
示す係合解除状態とを交互に取り得る。なお、ここで、
「係合状態」とは、クラッチ爪６０が第１ラチェット歯
６２を係合する位置にあることを意味するが、それは、
図６（ａ）から明らかなように、必ずしもクラッチ爪６
０が第１ラチェット歯６２に係合していることを意味し
ない。クラッチ爪６０は、係合状態の側に付勢されてい
る。自動シフト制御機構５９の要素の動作については、
以下に詳述する。

【００３１】好ましい実施形態では、クラッチ爪６０は
リングギア４０に配設される。好ましくは、クラッチ爪
６０は、リングギア４０の軸４０ａに旋回自在に設けら
れており、スレーブ部材１８の内周面に設けられた当接
部材６２と選択的に噛み合いが可能である。好ましく
は、当接部材６２は第１ラチェット歯６２である。

【００３２】図１及び図２に示すように、内装変速用ハ
ブ１０はクラッチ機構６４および６８を有している。ク
ラッチ機構６４は、リングギア４０の内周面に形成され
たラチェット歯３８と、クラッチ爪３６と、クラッチ爪
３６を付勢するためのばね部材７０とを有している。ク
ラッチ爪３６は、駆動部材１６の第２部分１６ｂの外周
面に支持されており、ラチェット歯３８と噛み合う係合
状態と、ラチェット歯３８から離れた係合解除状態とを
取り得る。そして、クラッチ爪３６は係合状態側に付勢
されている。

【００３３】クラッチ機構６８は、スレーブ部材１８の
内周面に形成されたラチェット歯５８と、クラッチ爪５
６と、クラッチ爪５６を付勢するためのばね部材７０と
を有している。クラッチ爪５６は、キャリア４８の外周
面に設けられ、ラチェット歯５８と噛み合う係合状態
と、ラチェット歯５８から離れた係合解除状態とを取り
得る。このクラッチ機構６８では、クラッチ爪５６は、
通常、係合状態側に持ち上げられ、キャリア４８は、駆
動方向に回転するときに回転がスレーブ部材１８に伝達
される。また、スレーブ部材１８が、後述されるように
クラッチ爪６０によって動力が伝達される結果として、
スレーブ部材１８がキャリア４８の回転より高速で駆動
方向に回転するときには、回転は伝達されない。

【００３４】図１、図２及び図６〜８に示すように、ク
ラッチケージ７２はリングギア４０の一部外周側に設け
られている。クラッチケージ７２は、間にギアップ７２
ｂを有する環状に形成されている。一端部７２ａは、半
径方向外方に屈曲され、その中に形成される切欠７４を
有する。図８（ａ）に示されるように、クラッチ爪６０
は、切欠７４に係合可能である。なお、クラッチケージ
７２は、リングギア４０とは無関係に回転可能である。

【００３５】図１、図２、図６（ａ）及び（ｂ）に示さ
れるように、この第１実施形態の内装変速用ハブは、２
速自動シフト機構である。図１は、第１ラチェット歯６
２から係合解除されたクラッチ爪６０を示す。この状態
では、内装変速用ハブ１０はローギア比である。図２
は、第１ラチェット歯６２にクラッチ爪６０が係合した
状態を示している。この状態では、内装変速用ハブ１０
はハイギア比である。

【００３６】図６（ａ）に示すように、スレーブ部材１
８の内周面は、第１ラチェット歯６２に隣接する第２ラ
チェット歯７６を有している。前述したように、第１ラ
チェット歯６２はクラッチ爪６０に円周方向で係合す
る。第２ラチェット歯７６はクラッチケージ７２の端部
７２ａに円周方向で係合する。そして、自転車が停止す
ると、常に、第２ラチェット歯７６がクラッチケージ７
２の端部７２ａに係合する間、スレーブ部材１８が自由
に回転し、これによりクラッチケージ７２が時計回りで
回転し、その結果、クラッチケージ７２は図６（ａ）に
示すように位置する（第１開始位置）。ここでは、クラ
ッチ爪６０が第２ラチェット歯７６に係止している。

【００３７】ライダーがペダルをこぎ始めると、この回
転はスプロケット２４を介して駆動部材１６に伝達され
る。この時点では、内装変速用ハブ１０はローギア比で
ある。ここでは、クラッチ爪３６はリングギア４０の歯
３８に係合しているため、駆動部材１６はリングギア４
０に動力を伝達する。リングギア４０は、遊星歯車５０
すなわちキャリア４８に回転を伝達する。キャリア４８
の回転は、クラッチ爪５６を介して、スレーブ部材１８
を回転させる。図６（ａ）に示す状態では、クラッチ爪
６０は第１ラチェット歯６２と係合していない。したが
って、リングギア４０はスレーブ部材１８に連結されな
い。

【００３８】このローギア比に設定された状態では、駆
動部材１６及びリングギア４０は、スレーブ部材１８よ
り高速で回転している。したがって、ライダーがクラン
ク（すなわち駆動部材１６及びリングギア４０）を所定
回数ほど駆動方向に回転すると、スレーブ部材は、クラ
ッチ爪６０が第１ラチェット歯６２と係合するまで、リ
ングギア４０、クラッチケージ７２、及びクラッチ爪６
０に対して反時計回り（図６（ａ）の矢印Ｄ方向）に移
動する。スレーブ部材１８は、実際には反時計回りには
移動していないが、リングギア４０はスレーブ部材１８
より高速に時計回りで回転するため、スレーブ部材１８
は相対的に反時計回りにリングギア４０に対して回転す
ることになる。

【００３９】いったんクラッチ爪６０が第１ラチェット
歯６２と係合すると、リングギア４０は回転によりスレ
ーブ部材１８に動力を供給し、それにより自動的にハイ
ギア比（シフトアップ位置）にシフトされる。したがっ
て、スレーブ部材１８はキャリア４８より高速で回転す
ることとなり、クラッチ爪５６は、スレーブ部材１８の
一部であるラチェット歯５８に対する係合が解除され、
したがってリングギア４０の速度で回転する。

【００４０】適切なギア比を設定するために、遊星歯車
機構２２の各構成要素の歯数が適切に設定されている。
例えば、典型的なローギア比として、１：０．７３が選
択される。すなわち、駆動部材１６及びリングギア４０
の１回転ごとに、スレーブ部材１８は０．７３回転す
る。サンギア３２の歯数を１６個とし、リングギア４０
左側の歯５４の歯数を４４個とし、遊星歯車５０の歯数
を１３個とし、スレーブ部材１８の歯５８の歯数を１６
個とすれば、前述のようなローギア比を提供することが
できる。

【００４１】自転車が第１開始位置からスタートする
と、このときのギア比は１：０．７３である。したがっ
て、リングギア４０及び駆動部材１６は駆動方向に回転
するが、スレーブ部材１８はリングギア４０より相対的
に低速で回転する。この例では、図６（ｂ）に示される
ように、スレーブ部材１８が第１ラチェット歯６２に係
合するまで、開始位置（図６（ａ））からリングギア４
０に対して移動しなければならない距離を、約３３５°
（より詳細には３３５°１８’２３”）となるように設
定する。リングギア４０が１回転すると、スレーブ部材
１８は０．７３回転するので、リングギア４０を基準に
した場合、反時計回りにはスレーブ部材１８は０．２６
６６回転することになる。すなわち、０．２６６６×３
６０°＝９６°である。言い換えると、スレーブ部材１
８は、リングギア４０の１回転ごとに、リングギア４０
より９６°少なく回転する。３３５°／９６°＝３．４
９である。したがって、この例では、第１開始位置か
ら、リングギアは、第１ラチェット歯６２が、クラッチ
爪６０が第１ラチェット歯６２に係合するために必要な
３３５°、リングギアに対して回転する前に３．４９回
転しなければならない。典型的な自転車では、フロント
チェーンホイールとリヤスプロケット２４の間のギア比
は約２：１である。したがって、３．４９／２＝１．７
５となり、フロントチェーンホイールの１．７５回転
は、リヤスプロケット２４の３．４９回転を提供する。
言い換えると、いったんライダーがペダルをこぎ始める
と、内装変速用ハブ１０は、クランクの１．７５回転の
後にローギアからハイギアにシフトする。前記の数値
は、単に例示であり、用途に応じて種々のギア比及びギ
アサイズを選択可能である。

【００４２】自転車が停止すると、スレーブ部材１８が
自由な回転をした後であっても、クラッチ爪６０は、必
ずしも図６（ａ）に示すようには位置しないが、代わり
に、図７（ａ）に示すように、クラッチ爪６０がクラッ
チケージ７２から半径方向内向きの位置（第２開始位
置）に位置する場合がある。この状況では、駆動部材１
６及びリングギア４０は、３．４９回転した後、スレー
ブ部材が図７（ｂ）に示す位置に達する。しかしなが
ら、この位置では、クラッチ爪６０は、クラッチケージ
７２（図８（ｂ）参照）から半径方向内方に依然として
配置される。クラッチケージ７２及びリングギア４０は
同じ回転速度で回転し続けると、クラッチ爪６０は第１
ラチェット歯６２と係合せず、ハイギアにシフトされな
い。したがって、スレーブ部材１８が図７（ｂ）に示す
位置に達した後、クラッチケージの屈曲端部７２ａは、
第２ラチェット歯（図７（ｂ）参照）を捕まえ、係合す
る。これにより、クラッチケージ７２は、スレーブ部材
１８と同時に回転する。したがって、リングギア４０と
同じ回転速度で回転していたクラッチケージ７２は、ス
レーブ部材１８と同じ回転速度で回転し始めることにな
る。ここでは、リングギア４０の１回転あたり、クラッ
チケージ７２は０．７３回転となる。

【００４３】スレーブ部材１８がクラッチケージ７２と
共に回転した結果、クラッチ爪６０がクラッチケージ７
２の隙間７２ｂに達する。ここで、クラッチ爪６０は、
係合位置に向かって付勢されているため、隙間７２ｂの
中に進入し、それによってスレーブ部材１８の内側表面
に接触する。それから、クラッチ爪は、切欠７４内に受
け入れられ、第１ラチェット歯６２（図７（ｃ）参照）
に係合するまでスレーブ部材１８の内側表面に沿ってス
ライドし、これによりハイギアへのシフトを生じさせ
る。

【００４４】図７（ｃ）に示すように、前述のように、
クラッチケージ７２及びスレーブ部材１８は、クラッチ
爪６０が第１ラチェット歯６２に係合し、シフトが発生
する前に、リングギア４０に対して３５５°移動しなけ
ればならない。このことから、ライダーがローギアから
ハイギアにシフトするのにクランクをどの程度回転させ
なければならないかを計算することができる。すなわ
ち、（第２開始位置から図７（ｂ）に示す位置に移動す
るための３３５°）＋（図７（ｂ）に示す位置からシフ
トアップ位置へ移動するための３５５°）＝６９０°で
ある。したがって、シフトするには、リングギア４０に
対してスレーブ部材１８を６９０°回転させなければな
らない（その回転３５５°はクラッチケージ７２によ
る）。そして、（６９０°／９６°）＝７．２回転が、
リングギア４０、駆動部材１６及びスプロケット２４の
回転である。したがって、自動シフト制御機構５９によ
り、第２開始位置からスタートしてローギアからハイギ
アにシフトさせるには、クランクの３．６回転を要す
る。

【００４５】内装変速用ハブ１０において、駆動部材１
６、遊星歯車機構２２、自動シフト制御機構５９及びス
レーブ部材１８の動力伝達経路は以下の通りである。＜シフトダウンされた動力伝達経路（ローギア伝達経
路）＞スプロケット２４、駆動部材１６、クラッチ機構
６４、リングギア４０、遊星歯車５０、キャリア４８、
クラッチ機構６８及びスレーブ部材１８から構成され
る。＜直結状態の動力伝達経路（ハイギア伝達経路）＞スプ
ロケット２４、駆動部材１６、クラッチ機構６４、リン
グギア４０、一方向クラッチ６０、及びスレーブ部材１
８から構成される。

【００４６】［第２実施形態］図３及び図４に、本発明
の第２実施形態による自転車用内装変速用ハブ１００を
示す。この実施形態は、第１実施形態と同様に動作する
が、ローギア伝達経路、ミドルギア伝達経路、及びハイ
ギア伝達経路を含む。ハブ１００は、キー１０２及びク
ラッチ本体１０４を有しており、これは、クラッチ操作
部材１０６により、軸１２に沿った方向で、第１位置
（図３）、中間位置（図４）、及び第２位置（図５）に
設定可能である。クラッチ本体１０４は、軸Ａに沿って
移動可能で、かつハブ軸１２の回りに回転可能である。
クラッチ本体１０４には外側スプライン１０８が設けら
れており、この外側スプライン１０８は駆動部材の内周
面に形成される内側スプライン１１０と噛み合うように
なっている。これにより、クラッチ本体１０４は、駆動
部材１６と一体となって回転し、駆動部材１６に対して
軸Ａの方向にスライド可能である。

【００４７】少なくとも１つ（好ましくは複数）の係合
部１１２が、クラッチ本体１０４の左端部から外方（図
３において左方）に突出して形成されている。係合部１
１２は、クラッチ本体１０４が第１位置にあるときにク
ラッチ爪６０と係合し、クラッチ本体１０４が第２位置
にあるときにキャリア４８内に形成された凹部１１６と
係合する。クラッチ本体１０４はキーストップ１１４を
有しており、このキーストップ１１４はクラッチ本体１
０４が第１位置、中間位置及び第２位置にあるときにキ
ー１０２が当接するようになっている。また、一対のば
ね１１８及び１２０はキー１０２を反対方向に付勢して
いる。

【００４８】クラッチ操作部材１０６は軸１２の開口部
内を延びて設けられたプッシュロッドであり、このクラ
ッチ操作部材１０６がライダーによって押されるか、あ
るいは引かれることにより、キー１０２及びクラッチ本
体１０４が操作される。この押したりあるいは引いたり
する操作の際には、ばね１２０，１１８の付勢力に抗し
て操作を行うことになり、これによりキーが操作され
る。

【００４９】クラッチ本体１０４が第１位置に配置され
ると、係合部１１２はクラッチ爪６０のテーパ凹部６０
ａ（図６（ａ）参照）に係合し、これによりクラッチ爪
６０は係合解除位置に旋回し、クラッチ爪６０が第１ラ
チェット歯６２と非接触となる。この状態では、クラッ
チ爪６０は第１ラチェット歯６２と係合しない。したが
って、自動シフト制御機構５９はシフトアップ位置には
なく、ハブ１００はローギア比（前記例では１：０．７
３）に維持される。

【００５０】クラッチ本体１０４が、図４に示すよう
に、中間位置に配置されると、係合部１１２はどれとも
接触せず、したがってトランスミッション１００は、第
１実施形態と同様に動作する。クラッチ本体１０４が、
図５に示すように、第２位置に配置されるとき、係合部
１１２はキャリア４８の凹部１１６に接触し、駆動部材
１６の前方回転動力はキャリア４８に伝達される。した
がって、トランスミッション１００が開始位置（図６
（ａ））にあるとき、クラッチ爪６０が第１ラチェット
歯６２と係合しておらず、クラッチ機構６８を介してキ
ャリア４８がスレーブ部材１８と噛み合い、これにより
駆動部材とスレーブ部材１８とは１：１の同じ回転数で
回転する（ミドルギア比）。

【００５１】第２位置では、駆動部材１６が（クラッチ
本体１０４を介して）キャリア４８を駆動する一方で、
キャリア４８はその結果としてリングギア４０を回転さ
せ、クラッチ爪６０を回転させる。前述したように、自
動シフト制御機構５９が係合解除状態（図６（ａ））に
あるとき、クラッチ爪６０は、スレーブ部材１８を回転
させていない。しかしながら、自動シフト機構５９がシ
フトアップ位置（図６（ｂ））に達し、クラッチ爪６０
が第１ラチェット歯６２に係合すると、スレーブ部材１
８は、１：１より高いギア比でリングギア４０と同期し
て回転する。この状態では、スプロケット２４及びチェ
ーンを介して駆動部材１６に伝達された前方回転動力
は、前述したように、クラッチ本体１０４を介してキャ
リア４８に伝達される。クラッチ爪６０が第１ラチェッ
ト歯６２と係合されるので、キャリア４８に伝達された
前方回転動力は、リングギア４０に伝達される前に遊星
歯車５０及びサンギア３２の作用により増速されてか
ら、クラッチ爪６０を通してスレーブ部材１８に伝達さ
れる。前述の例では、ハイギア比は１：１．３６であ
る。この場合は、リングギア４０及びスレーブ部材１８
は、駆動部材１６及びキャリア４８より高速で回転する
ため、クラッチ爪３６及び５６は、それぞれ歯３８及び
５８から係合が解除されてオーバランすることになる。

【００５２】ハブ１００は、以下のギア比（括弧内の比
は、前記の例の数値を採用したときの値である）を提供
する。クラッチ本体位置歯車比第１つねにローギア（１：０．７３）中間ロー（１：０．７３）で開始し、自動的にミドル（１：１）にシフトする。第２ミドル（１：１）で開始し、自動的にハイ（１：１．３６）にシフトする。

【００５３】クラッチ本体１０４が第１位置にあると
き、内装変速用ハブ１００は、駆動部材１６、遊星歯車
機構２２、クラッチ本体１０４及びスレーブ部材１８の
存在のために、唯一の動力伝達経路を有する。この１つ
の伝達経路は、以下のとおりである。スプロケット２
４、駆動部材１６、クラッチ機構６４、リングギア４
０、遊星歯車５０、キャリア４０、クラッチ機構６８及
びスレーブ部材１８（１：０．７３）から構成されるロ
ーギア動力伝達経路（ローギア）

【００５４】クラッチ本体１０４が中間位置にあると
き、内装変速用ハブ１００は、駆動部材１６、自動シフ
ト制御機構５９、遊星歯車機構２２、クラッチ本体１０
４及びスレーブ部材１８の存在のために以下の動力伝達
経路を有する。スプロケット２４、駆動部材１６、クラ
ッチ機構６４、リングギア４０、遊星歯車５０、キャリ
ア４８、クラッチ機構６８及びスレーブ部材１８から構
成されるローギア動力伝達経路（ローギア）（１：０．
７３）、及びスプロケット２４、駆動部材１６、クラッ
チ機構６４、リングギア４０、自動シフト制御機構５
９、及びスレーブ部材１８から構成されるミドルギア伝
達経路（１：１）

【００５５】クラッチ本体１０４が第２位置にあると
き、内装変速用ハブ１００は、駆動部材１６、自動シフ
ト制御機構５９、遊星歯車機構２２、クラッチ本体１０
４、及びスレーブ部材１８の存在のために、以下の動力
伝達経路を有する。スプロケット２４、駆動部材１６、
クラッチ本体１０４、キャリア４８、クラッチ機構６
８、及びスレーブ部材１８から構成されるミドルギア伝
達経路（１：１）、及びスプロケット２４、駆動部材１
６、クラッチ本体１０４、キャリア４８、遊星歯車５
０、リングギア４０、自動シフト制御手段５９、クラッ
チ機構６８、及びスレーブ部材１８から構成されるハイ
ギア伝達経路。

【００５６】［第３実施形態］図９及び図１０に、本発
明の第３実施形態による自転車用の内装変速用ハブ１５
０を示す。この実施形態では、第１実施形態のリングギ
ア４０及び駆動部材１６が一体で形成されている。すな
わち、駆動部材１６は、その内面に歯５４が形成されて
おり、これにより駆動部材１６はリングギアとして機能
する。リングギア及び駆動部材が互いに一体化されてい
るため、クラッチ機構６４は省略される。遊星歯車機構
２２は、図においてスレーブ部材１８の右側に隣接して
配置されるため、内装変速用ハブ１５０内の構成部品は
少なくなる。第３実施形態の構成部品（トランスミッシ
ョン１５０）の大部分は、第１実施形態（トランスミッ
ション１０）の構成部品と同じである。したがって、同
様の構成部品は同じ符号が付されている。また、図６
（ａ）〜図７（ｂ）の構成についても、第１実施形態及
び第２実施形態と同様に第３実施形態にも適用される。

【００５７】リングギア４０の内周側でハブ軸１２の回
りに、スレーブ部材１８の第１部分１５２が回転自在に
取り付けられている。第１部分１５２は、軸受１５４及
び１５６によってハブ軸１２に回転自在に取り付けられ
る。軸受１５４は、ハブ円錐表面２６ａ、ボールレース
表面１５４ａ、及びハブ円錐表面２６ａとボールレース
表面１５４ａの間に挟まれる複数のボール１５４ｂを備
える。軸受１５６は、ボールレース表面１５６ａ及び１
５６ｂ、及びボールレース表面１５６ａ及び１５６ｂの
間に挟まれる複数のボール１５６ｃを備える。第１部分
１５２はさらに、ボールレース表面１５８ａ及び１５８
ｂ、及びボールレース表面１５８ａ及び１５８ｂの間に
挟まれる複数のボール１５８ｃを備える軸受１５８によ
って駆動部材１６と回転自在に連結されている。

【００５８】自動シフト制御機構５９は、図９及び図１
０に示すように、第１部分１５２とリングギア４０の間
に配設される。第１ラチェット歯及び第２ラチェット歯
６２，７６は、駆動部材１６（リングギア４０）の内面
に配設される。一方向クラッチ爪６０は、スレーブ１８
の第１部分１５２に取り付けられる。クラッチケージ７
２は、第１部分１５２の一部外周に、第１部分１５２と
ともに回転可能に配置されている。クラッチ機構６８
は、キャリア４８と第１部分１５２の間に配設される。
第１部分１５２は、スレーブ部材１８の一部に直接的に
連結される。したがって、スレーブ部材１８は、つねに
第１部分１５２と同期して回転する。

【００５９】内装変速用ハブ１５０は、以下の動力伝達
経路を有する。スプロケット２４、駆動部材１６（リン
グギア４０）、遊星歯車５０、キャリア４８、クラッチ
機構６８及びスレーブ部材１８（第１部分１５２）から
構成されるシフトダウンされた動力伝達経路（ローギ
ア）、及びスプロケット２４、駆動部材１６（リングギ
ア４０）、自動シフト制御機構５９、及びスレーブ部材
１８（第１部分１５２）から構成される直接結合動力伝
達経路（ハイギア）。

【発明の効果】以上のような本発明では、停車状態から
ペダルをこぎ始める際にはローギア比で、その後自動的
にシフトアップされるように構成した装置において、簡
単な構成で、確実にかつ円滑にシフトすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態において、係合解除位置
にあるクラッチ爪を示す内装変速用ハブの部分断面側面
図。

【図２】係合位置にあるクラッチ爪を示す図１の内装変
速用ハブの部分断面側面図。

【図３】本発明の第２実施形態において、第１位置にあ
るクラッチ本体を示す内装変速用ハブの部分断面側面
図。

【図４】中間位置にあるクラッチ本体を示す図３の内装
変速用ハブの部分断面側面図。

【図５】第２位置にあるクラッチ本体を示す図３の内装
変速用ハブの部分断面側面図。

【図６】第１開始位置にある自動シフト制御機構の側面
図、及びシフトアップ位置にある自動シフト制御機構の
側面図。

【図７】第２位置にある自動シフト制御機構の側面図。

【図８】クラッチケージと係合されるクラッチ爪及びク
ラッチケージから係合解除されたクラッチ爪の部分透視
図。

【図９】本発明の第３実施形態において係合解除された
位置にあるクラッチ爪を示す内装変速用ハブの部分断面
側面図。

【図１０】係合位置にあるクラッチ爪を示す図９の内装
変速用ハブの部分断面側面図。

【符号の説明】

１０内装変速用ハブ１２ハブ軸１６駆動部材１８スレーブ部材１９ハブシェル２２遊星歯車機構３２サンギア３６クラッチ爪（一方向クラッチ）３８内歯４０リングギア４８キャリア５０遊星歯車５４内歯５９自動シフト制御機構６０クラッチ爪（一方向クラッチ）６２当接部材（第１当接部、第１ラチェット歯）６４，６８クラッチ機構７２クラッチ制御部材（クラッチケージ）７２ａ一端部７４切欠７６第２ラチェット歯（第２当接部）１０２キー１０４クラッチ本体１０６クラッチ操作部材１５２第１部分

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】スレーブ部材(18)と、駆動部材(16)と、前記駆動部材(16)と前記スレーブ部材(18)の間に配設さ
れた遊星歯車機構(22)と、駆動方向に回転する駆動部材(16)の回転角度に応じて作
動する自動シフト制御機構(59)と、を備えた自転車用内
装変速装置。
【請求項２】前記自動シフト制御機構(59)は、前記遊星歯車機構(22)の回転を制御するための第１一方
向クラッチ(60)と、前記第１一方向クラッチ(60)と係合あるいは係合解除さ
れる第１当接部材(62)と、前記第１一方向クラッチと第１当接部材との係合／係合
解除を制御するクラッチ制御部材(72)とを備える、請求
項１に記載の自転車用内装変速装置。
【請求項３】前記第１当接部材(62)は前記スレーブ部材
(18)の内周面に配設されている、請求項２に記載の自転
車用内装変速装置。
【請求項４】前記自動シフト制御機構(59)は、前記クラ
ッチ制御部材(72)に係合あるいは係合解除される第２当
接部材(76)をさらに備える、請求項２に記載の自転車用
内装変速装置。
【請求項５】前記第１当接部材(62)は前記第２当接部材
(76)と千鳥状に配置されている、請求項４に記載の自転
車用内装変速装置。
【請求項６】前記自動シフト制御機構(59)は、唯一の第
１当接部材(62)を備える、請求項２に記載の自転車用内
装変速装置。
【請求項７】前記自動シフト制御機構(59)は唯一の第２
当接部材(76)を備える、請求項４に記載の自転車用内装
変速装置。
【請求項８】前記第１当接部材(62)は前記第２当接部材
(76)に隣接している、請求項５に記載の自転車用内装変
速装置。
【請求項９】前記クラッチ制御部材(72)は前記第２当接
部材（76）と一列に配置されている、請求項４に記載の
自転車用内装変速装置。
【請求項１０】前記第１一方向クラッチは第１爪(60)を
備える、請求項２に記載の自転車用内装変速装置。
【請求項１１】前記クラッチ制御部材はクラッチケージ
(72)を備える、請求項２に記載の自転車用内装変速装
置。
【請求項１２】前記クラッチケージは爪ケージ(72)を備
える、請求項１１に記載の自転車用内装変速装置。
【請求項１３】前記クラッチ制御部材(72)は前記遊星歯
車機構(22)に対して回転自在である、請求項２に記載の
自転車用内装変速装置。
【請求項１４】前記クラッチ制御部材(72)はスレーブ部
材(18)と共に回転自在である、請求項２に記載の自転車
用内装変速装置。
【請求項１５】遊星歯車機構(22)は、サンギア(32)と、
前記サンギア(32)に噛み合う複数の遊星歯車(50)と、前
記複数の遊星歯車(50)が噛み合うリングギア(40)と、前
記複数の遊星歯車(50)を支持するキャリア(48)とを備え
る、請求項１に記載の自転車用内装変速装置。
【請求項１６】前記クラッチ制御部材(72)は前記リング
ギア(40)に対して回転自在である、請求項１５に記載の
自転車用内装変速装置。
【請求項１７】前記クラッチ制御部材(72)は半径方向外
方に屈曲された端部(72a)を有する、請求項２に記載の
自転車用内装変速装置。
【請求項１８】前記第１一方向クラッチ(60)の先端部は
駆動方向に対して逆方向に回転する、請求項２に記載の
自転車用内装変速装置。
【請求項１９】前記第１一方向クラッチ(60)は前記リン
グギア(40)上に配設される、請求項１５に記載の自転車
用内装変速装置。
【請求項２０】前記遊星キャリア(48)に配設された第２
一方向クラッチ(56)をさらに備える、請求項１９に記載
の自転車用内装変速装置。
【請求項２１】軸(12)と、前記軸(12)の回りに回転自在にかつ軸方向に移動自在な
クラッチ本体(104)と、をさらに備えた請求項１に記載
の自転車用内装変速装置。
【請求項２２】前記クラッチ本体(104)はキー部材(102)
を含み、前記クラッチ本体(104)及び前記キー部材(102)はプッシ
ュロッド(106)によって外部から操作可能である、請求
項２１に記載の自転車用内装変速装置。
【請求項２３】前記自動シフト制御機構(59)は、前記ク
ラッチ本体(104)が第１位置に配置されると、駆動方向
に回転する前記駆動部材の回転角度に応じて作動する、
請求項２１に記載の自転車用内装変速装置。
【請求項２４】前記遊星歯車機構(22)は前記スレーブ部
材(18)の半径方向内方に配設されている、請求項１に記
載の自転車用内装変速装置。
【請求項２５】前記遊星歯車機構(22)は前記駆動部材(1
6)の半径方向内方に配設されている、請求項１に記載の
自転車用内装変速装置。
【請求項２６】前記遊星歯車機構(22)は前記スレーブ部
材(18)に隣接して側方に配設されている、請求項１に記
載の自転車用内装変速装置。
【請求項２７】前記リングギア(40)は前記駆動部材(16)
と一体化して形成されている、請求項１５に記載の自転
車用内装変速装置。
【請求項２８】前記駆動方向での前記駆動部材の回転角
度が３６０°未満である、請求項１に記載の自転車用内
装変速装置。
【請求項２９】前記駆動方向での前記駆動部材の回転角
度が７２０°未満である、請求項１に記載の自転車用内
装変速装置。
【請求項３０】前記自動シフト制御機構(59)は開始位置
とシフトアップ位置とを取ることが可能であり、前記開始位置での前記駆動部材(16)と前記スレーブ部材
(18)の間のギア比が約１：０．７３であり、前記シフト
アップ位置での前記駆動部材と前記スレーブ部材の間の
ギア比が約１：１である、請求項１に記載の自転車用内
装変速装置。
【請求項３１】前記クラッチ本体(104)は、少なくとも
第１位置、中間位置、及び第２位置に配置可能であり、前記クラッチ本体が前記第１位置にあるときにはギア比
はローギア比に固定され、前記中間位置では自動的に前
記ローギア比からミドルギア比に変更され、前記第２位
置では自動的に前記ミドルギア比からハイギア比に変更
される、請求項２１に記載の自転車用内装変速装置。
【請求項３２】前記スレーブ部材(18)はハブシェルを備
えている、請求項１に記載の自転車用内装変速装置。
【請求項３３】前記自動シフト制御機構(59)は、前記リ
ングギア(54)と前記スレーブ部材(18)の間の回転角度差
により、駆動方向に回転する前記駆動部材(16)の回転角
度に応じて作動する、請求項１５に記載の自転車用内装
変速装置。
【請求項３４】半径方向外方に屈曲された前記クラッチ
制御部材(72)の前記端部(72a)には、前記第１一方向ク
ラッチ(60)を受け入れる切欠(74)が形成されている、請
求項１７に記載の自転車用内装変速装置。
【請求項３５】前記駆動部材(16)に設けられた第３一方
向クラッチ(64)をさらに備えている、請求項２０に記載
の自転車用内装変速装置。
【請求項３６】前記駆動部材(16)及び前記スレーブ部材
(18)は、前記第１一方向クラッチ(60)が前記第１当接部
材(62)に係合するときにほぼ同じ速度で回転し、前記ス
レーブ部材は、前記第１一方向クラッチが前記第１当接
部材と係合しないときに前記駆動部材とは異なる速度で
回転する、請求項２に記載の自転車用内装変速装置。
【請求項３７】前記駆動部材(16)及び前記スレーブ部材
(18)は、前記第１一方向クラッチ(60)が前記第１当接部
材(62)と係合するときに一体回転するように連結され、
前記駆動部材及び前記スレーブ部材は、前記第１一方向
クラッチが前記第１当接部材と係合しないときに互いに
相対回転する、請求項２に記載の自転車用内装変速装
置。
【請求項３８】半径方向外方に屈曲された前記クラッチ
制御部材(72)の前記端部(72a)は、前記第２当接部材(7
6)に係合するように設けられている、請求項１７に記載
の自転車用内装変速装置。
【請求項３９】前記第１当接部材(62)は前記リングギア
(40)の内周面に配設される、請求項２７に記載の自転車
用内装変速装置。
【請求項４０】サンギア(32)が一体に形成されたハブ軸
(12)と、前記ハブ軸(12)に回転自在に支持されるとともに、第１
クラッチ爪(36)が係合位置と係合解除位置とで回動自在
に設けられた駆動部材(16)と、前記ハブ軸(12)に回転自在に支持されるとともに、前記
駆動部材(16)と独立して回転可能であり、内周面に歯(5
8)を有するスレーブ部材(18)と、遊星歯車機構(22)と、前記スレーブ部材(18)が前記駆動部材(16)の所定の回転
角度θに応じて回転するときに作動す自動シフト制御機
構(59)とを備え、前記遊星歯車機構(22)は、第１及び第２の内歯(38)(54)を有するリングギア(40)
と、前記サンギア(32)と前記リングギア(40)の前記第２の内
歯(54)の間に配設された遊星歯車(50)と、前記ハブ軸(12)に回転自在に支持されるとともに前記遊
星歯車(50)を支持し、前記スレーブ部材(18)の内周面の
前記歯(58)と係合するように旋回自在に支持された第２
クラッチ爪(56)を有するキャリア(48)とを有し、前記自動シフト制御機構(59)は、前記リングギア(40)の上に支持された第３クラッチ爪(6
0)と、半径方向外方に屈曲され切欠(74)を含む端部(72a)を有
するクラッチ制御部材(72)と、前記スレーブ部材(18)の内周面に配設される第１当接部
材(62)とを有する、自転車用内装変速装置。
【請求項４１】軸(12)と、前記軸(12)に回転自在に支持されたスレーブ部材(18)
と、前記軸(12)に回転自在に支持され、動力をリングギア(4
0)に伝達するための駆動部材(16)と、クラッチ制御部材(72)と、キャリア(48)を含む遊星歯車機構(22)と、駆動方向に回転する前記駆動部材(16)の回転角度に応じ
て作動する自動シフト制御機構(59)と、前記リングギア(40)から前記キャリア(48)を介して前記
スレーブ部材(18)に動力を伝達するように構成されたロ
ーギア伝達経路と、前記リングギア(40)から前記スレーブ部材(18)に直接的
に動力を伝達するように構成されたハイギア伝達経路
と、を備えた自転車用内装変速装置。
【請求項４２】駆動部材(16)と、第１部分(152)を有するスレーブ部材(18)と、前記駆動部材(16)と前記スレーブ部材(18)の前記第１部
分(152)との間に配設される遊星歯車機構(22)と、駆動方向に回転する駆動部材(16)の回転角度に応じて作
動し、第１一方向クラッチ(60)、クラッチ制御部材(72)
及び第１当接部材(62)を有し、前記クラッチ制御部材(7
2)が前記スレーブ部材(18)の前記第１部分(152)と独立
して回転可能でかつ前記第１部分(152)を部分的に取り
囲んでいる、自動シフト制御機構(59)と、を備える自転
車用内装変速装置。
【請求項４３】軸(12)と、前記軸(12)に回転自在に支持されたスレーブ部材(18)
と、前記軸(12)に回転自在に支持された駆動部材(16)と、前記駆動部材(16)と前記スレーブ部材(18)との間に配設
された遊星歯車機構(22)と、軸に沿った方向で移動可能であり、少なくとも第１位
置、中間位置及び第２位置を取り得るクラッチ本体(10
4)と、駆動方向に回転する駆動部材(16)の回転角度に応じて作
動するとともに、第１一方向クラッチ(60)、クラッチ制
御部材(72)及び第１当接部材(62)を有する自動シフト制
御機構(59)とを備え、前記自動シフト制御機構(59)は、前記クラッチ本体(104)が前記第１位置にあるときには
作動せず、前記クラッチ本体(104)が前記中間位置にあるときに、
ローギア比とミドルギア比の間でシフトし、前記クラッチ本体(104)が第２位置にあるときに、ミド
ルギア比とハイギア比の間でシフトする、自転車用内装
変速装置。