JP2942512B2 - 自転車用盗難防止装置、内装変速装置及び変速システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、走行中に相対回転
する自転車の走行部品に装着される自転車用盗難防止装
置、入力体からの動力を選択された所定の変速比で変速
して出力体に伝達する自転車用内装変速装置、及びそれ
を用いた自転車用変速システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】自転車、特にシティサイクルと呼ばれる
軽快車は、安価で気軽に乗れるため、通勤や通学に広く
使用されている。この種の軽快車では、平地を高速で走
行したり上り坂を少ない労力で上るために、内装変速装
置が取り付けられたものもある。この内装変速装置は遊
星歯車機構を用いたものが一般的であり、車輪のハブ内
にコンパクトに収められている。

【０００３】このような軽快車では、悪気がなくてもつ
いつい「チョット拝借」といった盗難が駅前駐輪場等で
頻繁に生じている。とくに、内装変速装置を装着した自
転車は目立つため、このような盗難に合いやすい。この
ような盗難を防止するために、従来、箱形錠や馬蹄錠等
の自転車用錠をフロントフォーク又はバックフォークに
取り付ることで車輪をロックしている。しかし、自転車
用錠は構造が簡単であるため、簡単に解錠したり取り外
すことができる。そこで、フロントフォークとバックフ
ォークとに２重に自転車錠を取り付けることも行われて
いる。たとえば、フロントフォークには箱形錠を取り付
け、バックフォークには馬蹄錠やチェーン錠を取り付け
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】自転車錠を２重に取り
付けると、錠をあけたり外したりすることが煩わしいた
め、一つの場合よりも盗難に合う確率は少なくなる。し
かし、自転車錠を２重に取り付けると錠の施錠・解錠が
煩わしい。特に、急ぎの場合、２つの錠をかけることは
面倒である。また、２つの錠をかけても、それらをあけ
たり外したりすれば、自転車はペダルを踏んでこげるた
め、盗難に合うこともある。

【０００５】本発明の課題は、自転車の盗難を可及的に
減少させることにある。本発明の別の課題は、自転車を
無理に走行させようとしても走行しにくくすることにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】発明１に係る自転車用盗
難防止装置は、走行中に相対回転する自転車の走行部品
に装着される装置であって、発音手段と、第１切換手段
とを備えている。発音手段は、発音可能状態と発音不能
状態との２つの状態に切換可能であり、発音可能状態で
走行部品が相対回転すると発音する。第１切換手段は、
発音手段を発音可能状態と発音不能状態とに切り換える
ための手段である。ここで、自転車の走行部品とは、Ｊ
ＩＳ Ｄ ９１０１に分類される駆動装置、走行装置、
チェンジギア装置及び制動装置等に使用される部品を含
んでいる。

【０００７】この盗難防止装置では、たとえば自転車の
所有車が自転車に乗って走行するときには第１切換手段
により発音手段を発音不能状態にする。すると所有者が
走行するときには発音せず、通常の走行を行える。そし
て、駐輪するときには発音手段を発音可能状態にしてお
く。すると、そのことを知らない他人が窃盗等の目的で
自転車に乗って走行すると走行部品が相対回転し、発音
手段が発音する。このため、他人が自転車に乗りづらく
なるとともに第三者に所有者以外の他人が自転車に乗っ
ていることを報知できる。したがって、自転車を走行さ
せて窃盗を行うことが困難になり、自転車の盗難を可及
的に減少させることができる。

【０００８】発明２に係る自転車用盗難防止装置は、走
行中に相対回転する自転車の走行部品に装着される装置
であって、回転規制手段と、第２切換手段とを備えてい
る。回転規制手段は、走行部品の回転を規制する回転規
制状態と走行部品の自由回転を許容する回転許容状態と
に切換可能である。第２切換手段は、回転規制手段を回
転規制状態と回転許容状態とに切り換えるための手段で
ある。

【０００９】この盗難防止装置では、たとえば自転車の
所有車が自転車に乗って走行するときには第２切換手段
により回転規制手段を回転許容状態にする。すると所有
者が走行するときには走行部品の回転が規制されず、通
常の走行を行える。そして、駐輪するときには回転規制
手段を回転規制状態にしておく。すると、そのことを知
らない他人が窃盗等の目的で自転車に乗って走行しよう
とすると走行部品の回転が規制され、自転車を無理に走
行させようとしても走行しにくくなる。このため、他人
が自転車に乗りづらくなり、自転車を走行させて窃盗を
行うことが困難になり、自転車の盗難を可及的に減少さ
せることができる。なお、ここで回転規制状態とは、走
行部品の回転の完全なロック状態だけでなく回転はする
が抵抗により回転しにくくなっている状態も含む。

【００１０】発明３に係る自転車用盗難防止装置は、走
行中に相対回転する自転車の走行部品に装着される装置
であって、発音手段と、回転規制手段と、第３切換手段
とを備えている。発音手段は、発音可能状態と発音不能
状態との２つの状態に切換可能であり、発音可能状態で
走行部品が相対回転すると発音する。回転規制手段は、
走行部品の回転を規制する回転規制状態と走行部品の自
由回転を許容する回転許容状態とに切換可能である。第
３切換手段は、発音手段を発音可能状態と発音不能状態
とに切り換えるとともに、回転規制手段を回転規制状態
と回転許容状態とに切り換えるための手段である。

【００１１】この盗難防止装置では、たとえば自転車の
所有車が自転車に乗って走行するときには第３切換手段
により発音手段を発音不能状態にし、回転規制手段を回
転許容状態にする。すると所有者が走行するときには発
音せず、かつ走行部品の回転が規制されず、通常の走行
を行える。そして、駐輪するときには発音手段を発音可
能状態にしておくとともに回転規制手段を回転規制状態
にしておく。すると、そのことを知らない他人が窃盗等
の目的で自転車に乗って走行しようとすると走行部品の
回転が規制され、自転車を無理に走行させようとしても
走行しにくくなる。しかも走行部品が相対回転すると発
音手段が発音する。このため、第３切換手段で状態を切
り換えるだけで他人が自転車に乗って走行することが困
難になるとともに、第三者に所有者以外の他人が自転車
に乗っていることを報知できる。したがって、自転車を
走行させて窃盗を行うことがより困難になり、自転車の
盗難を可及的により減少させることができる。

【００１２】発明４に係る自転車用盗難防止装置は、発
明１から３のいずれかに記載の装置において、走行部品
は、自転車の車輪を構成するハブである。この場合に
は、ハブの内部に発音手段及び／又は回転規制手段を装
着することで、外観からは、それらの手段が装着されて
いることを判断しにくくなり、装着されていることを知
らない他人による自転車の盗難をより防止することがで
きる。

【００１３】発明５に係る自転車用盗難防止装置は、発
明４に記載の装置において、ハブは、自転車の後輪を構
成する内装変速装置付のハブである。この場合には、盗
難に合いやすい内装変速装置付自転車の盗難を防止する
ことができる。発明６に係る自転車用盗難防止装置は、
発明２から５のいずれかに記載の装置において、回転規
制手段は、回転規制状態では摩擦により走行部品の回転
を規制する。この場合には、摩擦により回転規制してい
るので、走行中に誤って回転規制状態に切り換えられて
も、回転がロックされにくくなる。

【００１４】発明７に係る自転車用盗難防止装置は、発
明４から６のいずれかに記載の装置において、第１〜第
３切換手段は、自転車の車体に固定されるハブ軸に回転
自在に支持されたスリーブを有し、回転規制手段は、移
動部材と付勢部材と制動部材と圧接手段とを有し、発音
手段は、制動部材と移動部材との相対回転により発音す
る。移動部材は、ハブ軸に軸方向移動可能かつ回転不能
に連結され、スリーブの回転により軸方向の一方に移動
する。付勢部材は、移動部材を軸方向の他方に付勢す
る。制動部材は、移動部材に相対回転自在に支持され、
かつ移動部材の軸方向の一方または他方への移動により
ハブの外殻部に少なくとも一方向に回転不能に係合す
る。圧接手段は、制動部材を移動部材に圧接させて両者
の相対回転を規制する。

【００１５】この場合には、スリーブを回転させて回転
規制手段の移動部材を付勢部材の付勢力に抗して軸方向
の一方または付勢部材により他方に移動させると、制動
部材がハブの外殻部に少なくとも一方向に回転不能に係
合する。この状態では、圧接手段により制動部材が移動
部材に圧接され、かつ移動部材はハブ軸に回転不能に連
結されているので、ハブの外殻部の回転が圧接手段の圧
接力に応じて規制され、ハブが回転規制状態になる。こ
の回転規制状態において圧接力を超えて外殻部を回転さ
せると移動部材と制動部材とが相対回転し発音する。ま
た、スリーブを回転させて移動部材を付勢部材の付勢力
により他方向に移動させて制動部材を外殻部から離脱さ
せるとハブが回転許容状態になる。ここでは、発音と回
転規制とを同一の部材で実現できるので、構成が簡素に
なる。

【００１６】発明８に係る自転車用盗難防止装置は、発
明７に記載の装置において、圧接手段の圧接力を調整す
るための圧接力調整手段をさらに備える。この場合に
は、圧接力を調整することで、回転規制状態を任意の圧
接状態に調整できる。発明９に係る自転車用盗難防止装
置は、発明１から３のいずれかに記載の装置において、
走行部品は、自転車のハンガー部に装着される内装変速
装置付のクランク部である。この場合には、ハンガー部
に内装変速装置が装着された自転車の盗難を防止でき
る。

【００１７】発明１０に係る自転車用内装変速装置は、
入力体からの動力を選択された所定の変速比で変速して
出力体に伝達する装置であって、ハブ軸と、駆動体と、
従動体と、遊星歯車機構と、変速手段と、ロック手段
と、動作手段とを備えている。ハブ軸は、自転車用フレ
ームに固定可能な軸である。駆動体は、ハブ軸に回転自
在に支持され入力体に連結可能なものである。従動体
は、内部に収容空間を有するとともにハブ軸に回転自在
に支持され、出力体に連結可能な筒状のものである。遊
星歯車機構は、従動体の収容空間内に配置され、複数の
動力伝達経路を有し、駆動体からの動力を複数の動力伝
達経路のうち選択された一つの経路を介して従動体に伝
達する。変速手段は、遊星歯車機構での動力伝達経路を
切り換えて変速するためのものである。ロック手段は、
駆動体と従動体との間の動力伝達経路における従動体へ
の動力の伝達を不能にするためのものである。動作手段
は、変速手段の変速動作とロック手段のロック動作とを
行うためのものである。

【００１８】この変速装置では、入力体からの動力は駆
動体に伝達され、さらに駆動体から従動体に伝達され
る。このとき、動作手段により変速手段が動作すると遊
星歯車機構の複数の動力伝達経路がそのうちの一つに切
り換えられ変速される。一方、動作手段によりロック手
段がロック動作すると、入力体から駆動体に動力が伝達
されてもそれが従動体に伝達されない。このため、たと
えばペダルを踏んでも車輪を駆動できない。したがっ
て、盗難にあってもそれに乗ってペダルを踏んでも自転
車を動かすことができないので、盗んでも自転車を利用
できないことになり、内装変速装置が装着された自転車
の盗難を可及的に減少させることができる。

【００１９】発明１１に係る自転車用内装変速装置は、
発明１０に記載の装置において、駆動体と従動体との間
の動力伝達経路の途中に配置され、自転車の進行方向に
のみ前記駆動体からの動力を従動体に伝達するための１
又は複数の一方向クラッチをさらに備える。この場合に
は、ペダルを進行方向に向けて踏むと、駆動体から従動
体に動力が伝達されるが、ペダルを逆転させたりペダル
を踏むのを止めると動力は伝達されない。このため、常
にペダルを踏む必要がなくなる。

【００２０】発明１２に係る自転車用内装変速装置は、
発明１０又は１１に記載の装置において、遊星歯車機構
は、ハブ軸と同芯に配置された複数の太陽歯車と、駆動
体と一体で形成された枠体と、枠体に回転自在に配置さ
れ複数の太陽歯車にそれぞれ噛み合う複数の歯車部を有
する遊星歯車と、遊星歯車に噛み合う内歯車とを含み、
変速手段は、複数の太陽歯車をハブ軸に対して進行方向
に選択的に回転不能にするための第１クラッチ機構を含
み、ロック手段は、複数の太陽歯車のうちのいずれか一
つをハブ軸に対して進行方向と逆方向に回転不能にし、
かつ一つ以上の太陽歯車のうちのいずれか一つを進行方
向に回転回転不能にするための第２クラッチ機構を含
む。

【００２１】この場合には、変速する際には、変速手段
によりいずれか一つを進行方向に回転不能にするかまた
は全ての太陽歯車を進行方向に回転可能にすることで、
動力伝達経路を切り換える。すべての太陽歯車が回転可
能になれば、駆動体と従動体とは直結され、駆動体から
の動力は変速されることなく従動体に伝達される。ま
た、いずれか一つの太陽歯車が進行方向に回転不能にな
った場合には、回転不能になった太陽歯車は静止し、入
力体から駆動体に伝達された動力は、駆動体の進行方向
の回転により遊星歯車を介して内歯車に伝達され従動体
が進行方向に回転する。このとき、選択されなかった太
陽歯車は逆転する。そして、回転不能にされた太陽歯車
及びそれに噛み合う歯車部と、内歯車及びそれに噛み合
う歯車部との歯車比に応じて増速される。

【００２２】また、伝達不能にする際には、太陽歯車の
いずれか一つを進行方向と逆方向に回転不能にし、かつ
残りの太陽歯車のいずれか一つを進行方向に回転不能に
する。この状態では、駆動体が進行方向に回転すると残
りの一つがこの進行方向については回転不能であるの
で、遊星歯車を介して他の太陽歯車は逆転しようとす
る。しかし、他の太陽歯車のうちの一つが逆転不能にな
っているので、逆転できない。このため、遊星歯車機構
はロックされ、駆動体に伝達された動力は従動体に伝達
されない。

【００２３】ここでは、一つの太陽歯車の逆転を不能に
する第２クラッチ機構を追加するだけで簡単にロック手
段を実現できる。発明１３に係る自転車用内装変速装置
は、発明１２に記載の装置において、一方向クラッチは
前記枠体及び内歯車と従動体との間のそれぞれに配置さ
れている。この場合には、いずれの動力伝達経路を経由
しても動力が進行方向にのみ伝達される。

【００２４】発明１４に係る自転車用内装変速装置は、
発明１２又は１３に記載の装置において、動作手段は、
ハブ軸に回転自在に支持され、外周に複数のカム部を有
するスリーブを有している。第１クラッチ機構は、複数
の太陽歯車とハブ軸との間に揺動自在にそれぞれ配置さ
れ、カム部の回動により太陽歯車とハブ軸とを回転不能
に係止する複数の駆動爪を含んでいる。第２クラッチ機
構は、複数の太陽歯車のうちのいずれか一つとハブ軸と
の間に揺動自在に配置され、カム部の回動により太陽歯
車とハブ軸とを回転不能に係止するロック爪と、残りの
太陽歯車のいずれか一つとハブ軸との間に揺動自在に配
置された駆動爪とを含む。

【００２５】この装置において変速する場合には、スリ
ーブを回転させ、このスリーブのカム部によりいずれか
一つの駆動爪を作動させて太陽歯車とハブ軸とを係止す
るか又はいずれも係止しないようにする。すると、係止
された太陽歯車がハブ軸に固定されることになり、この
太陽歯車に噛み合う遊星歯車の歯車部及び内歯車によっ
て決定される変速比によって動力が伝達される。

【００２６】また、ロックさせる場合には、スリーブを
回転させ、カム部によりロック爪を作動させていずれか
一つの太陽歯車とハブ軸とを係止し、さらに駆動爪を作
動させて残りの太陽歯車のいずれか一つとハブ軸とを係
止する。すると、ロック爪により係止された太陽歯車が
逆転不能になるとともに、駆動爪により係止された太陽
歯車が進行方向に回転不能になる。この状態では、前記
いずれの太陽歯車にも噛み合う歯車部を有する遊星歯車
が回転できなくなる。つまり、ロックされる。

【００２７】ここでは、スリーブを回動させることで変
速動作とロック動作との２つの動作を一つの部材で実現
できるとともに、ロック爪を一つ追加するという簡単な
構成で動力伝達経路における動力の伝達を不能にでき
る。発明１５に係る自転車用内装変速装置は、発明１４
に記載の装置において、スリーブを位置決めして回動さ
せる駆動手段をさらに備える。この場合には、駆動手段
によりスリーブを回動させることで変速動作及びロック
動作を自在に操作できる。

【００２８】発明１６に係る自転車用内装変速装置は、
発明１５に係る装置において、スリーブの回動位置を検
出する位置検出手段をさらに備える。この場合には、ス
リーブの回動位置を検出することで、変速動作及びロッ
ク動作を駆動手段で正確に操作できる。発明１７に係る
自転車用内装変速装置は、発明１０から１６のいずれか
に記載の装置において、動作手段によりロック手段が動
作した状態で従動体が回転すると発音する発音機構をさ
らに備える。この場合には、ロック手段が動作した状態
で、自転車を押して従動体が回転すると発音するので盗
難防止効果がより高くなる。

【００２９】発明１８に係る自転車用変速システムは、
発明１０から１７のいずれかに記載の内装変速装置と、
内装変速装置に接続され、動作手段を手元で操作するた
めの変速操作装置とを備えている。この場合には、変速
操作装置により手元で変速手段及びロック手段を操作す
ることで簡単に変速操作とロック操作とを行える。

【００３０】

【発明の実施の形態】実施形態１ 〔構成〕図１において、本発明の一実施形態を採用した
自転車は軽快車であり、ダブルループ形のフレーム体２
とフロントフォーク３とを有するフレーム１と、ハンド
ル部４と、駆動部５と、前輪６と、４段変速の内装変速
ハブ１０が装着された後輪７と、前後のブレーキ装置８
（前用のみ図示）と、内装変速ハブ１０を手元で操作す
るための変速操作部９とを備えている。

【００３１】フレーム１には、サドル１１やハンドル部
４を含む各部が取り付けられている。また、フロントフ
ォーク３には車速検出用のリードスイッチを内蔵した車
速センサ１２が装着されている。この車速センサ１２
は、前輪６に装着された磁石１３を検出することで車速
信号を出力する。ハンドル部４は、フロントフォーク３
の上部に固定された、ハンドルステム１４とハンドルス
テム１４に固定されたハンドルバー１５とを有してい
る。ハンドルバー１５の両端にはブレーキ装置８を構成
するブレーキレバー１６とグリップ１７とが装着されて
いる。右側のブレーキレバー１６には変速操作部９が装
着されている。

【００３２】変速操作部９は、図２に示すように、右側
（前輪用）のブレーキレバー１６に一体で形成された操
作パネル２０と、操作パネル２０の下部に左右に並べて
配置された２つの操作ボタン２１，２２と、操作ボタン
２１，２２の上方に配置された操作ダイヤル２３と、操
作ダイヤル２３の左方に配置された液晶表示部２４とを
有している。操作パネル２０の内部には変速操作を制御
するための変速制御部２５（図３）が収納されている。

【００３３】操作ボタン２１，２２は、三角形状の押し
ボタンである。左側の操作ボタン２１は低速段から高速
段への変速を行うためのボタンであり、右側の操作ボタ
ン２２は高速段から低速段への変速を行うためのボタン
である。操作ダイヤル２３は、２つの変速モードとパー
キング（Ｐ）モードとを切り換えるためのダイヤルであ
り、３つの停止位置Ｐ，Ａ，Ｍを有している。ここで変
速モードは、自動変速（Ａ）モードと手動変速（Ｍ）モ
ードとであり、自動変速モードは、車速センサ１２から
の車速信号により内装変速ハブ１０を自動変速するモー
ドであり、手動変速モードは、操作ボタン２１，２２の
操作により内装変速ハブ１０を変速するモードである。
パーキングモードは、内装変速ハブ１０をロックして後
輪７の回転を規制するモードである。液晶表示部２４に
は、現在の走行速度も表示されるとともに、変速時に操
作された変速段が表示される。

【００３４】変速制御部２５は、ＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯ
Ｍ，Ｉ／Ｏインターフェイスからなるマイクロコンピュ
ータを備えている。変速制御部２５には、図３に示すよ
うに、車速センサ１２と、内装変速ハブ１０の動作位置
を検出する、たとえばポテンショメータからなる動作位
置センサ２６と、操作ダイヤル２３と、操作ボタン２
１，２２とが接続されている。また、変速制御部２５に
は、バッテリーからなる電源２７と、モータドライバ２
８と、液晶表示部２４と、記憶部３０と、他の入出力部
とが接続されている。モータドライバ２８には変速モー
タ２９が接続されている。記憶部３０には後述する暗証
（パスワードＰＷ）やタイヤ径等の各種のデータが記憶
されている。また、自動変速モード時の速度と変速段と
の関係が記憶されている。変速制御部２５は、各モード
に応じてモータ２９を制御するとともに、液晶表示部２
４を表示制御する。

【００３５】駆動部５は、フレーム体２の下部（ハンガ
ー部）に設けられたギアクランク１８と、ギアクランク
１８に掛け渡されたチェーン１９と、内装変速ハブ１０
とを有している。内装変速ハブ１０は、図４に示すよう
に、自転車のフレーム１の後部に固定されるハブ軸４１
と、ハブ軸４１の一端側外周に配置された駆動体４２
と、ハブ軸４１及び駆動体４２のさらに外周に配置され
たハブシェル４３と、駆動体４２とハブシェル４３との
間で動力を伝達するための遊星歯車機構４４と、盗難防
止用の発音機構１００とを主に有している。遊星歯車機
構４４は、直結及び増速３段の計４段構成となってい
る。

【００３６】駆動体４２はほぼ筒状の部材であり、一端
がボール４５及び玉押し４６を介してハブ軸４１に回転
自在に支持されている。また一端部外周には、入力体と
しての小ギア４７が固定されている。さらに駆動体４２
には、中心部の空間から半径方向外方に拡がる切欠き部
４２ａが形成されている。この切欠き部４２ａは、円周
方向に等角度間隔で３か所形成されている。

【００３７】ハブシェル４３は軸方向に複数の段部を有
する筒状部材であり、その内周部の収容空間４３ａに駆
動体４２を収容している。そして、ハブシェル４３の一
端側はボール５０を介して駆動体４２の外周に、他端側
はボール５１及び玉押し５２を介してハブ軸４１にそれ
ぞれ回転自在に支持されている。また、ハブシェル４３
の外周部両端には、後輪７のスポーク７ａ（図１）を支
持するための鍔部５３，５４が固定されている。駆動体
４２の一端側の外方側壁にはカバー５５が固定されてお
り、カバー５５の先端はハブシェル４３の一端側の外周
面を覆うように延びている。そして、カバー５５の先端
内周面とハブシェル４３の外周面との間にはシール部材
５６が配置されている。

【００３８】遊星歯車機構４４はハブシェル４３内部の
収容空間４３ａに収容されており、第１、第２及び第３
太陽ギア６０，６１，６２と、これらに噛み合う３つの
遊星ギア６３（図では一つの遊星ギアのみを示してい
る）と、リングギア６４とを有している。各太陽ギア６
０〜６２は、ハブ軸４１の外周で駆動体４２の内周部に
軸方向に並べて配置されており、しかもハブ軸４１に対
して相対回転自在となっている。遊星ギア６３は、駆動
体４２の切欠き部４２ａ内に支持ピン６５を介して回転
自在に支持されている。遊星ギア６３には、第１ギア６
３ａ、第２ギア６３ｂ及び第３ギア６３ｃが一体で形成
されており、第１ギア６３ａは第１太陽ギア６０に、第
２ギア６３ｂは第２太陽ギア６１に、第３ギア６３ｃは
第３太陽ギア６２にそれぞれ噛み合っている。また、リ
ングギア６４は遊星ギア６３の外周側に配置されてお
り、内周部に内歯が形成されている。このリングギア６
４は遊星ギア６３の第２ギア６３ｂに噛み合っている。

【００３９】ハブ軸４１の外周部には、図５〜図８に示
すように、各太陽ギア６０〜６２の配置位置に１対の係
止突起４１ａが形成されている。また、各太陽ギア６０
〜６２の内周部には周方向に間隔を隔てて４つの収納空
間６０ａ〜６２ａが形成されている。なお、図５，図７
では第１太陽ギア６０を示し、図６，図８では第３太陽
ギア６２を示している。

【００４０】ハブ軸４１と各太陽ギア６０〜６２の内周
部との間には、各太陽ギア６０〜６２をハブ軸４１に対
して相対回転自在あるいは進行方向に相対回転不能とす
るための選択クラッチ機構７０と、第３太陽ギア６２を
相対回転自在あるいは進行方向と逆方向に相対回転不能
とするための盗難防止用のロック機構９０と、選択クラ
ッチ機構７０及びロック機構９０を動作させるための動
作機構９１とが配置されている。この動作機構９１とロ
ック機構９０と発音機構１００とで盗難防止装置が構成
される。

【００４１】選択クラッチ機構７０は、３つの太陽ギア
６０〜６２のうちのいずれか一つを選択的にハブ軸４１
に連結する機能、及びいずれの太陽ギア６０〜６２もハ
ブ軸４１に連結しない機能を有している。選択クラッチ
機構７０は、それぞれ各太陽ギア６０〜６２の収納空間
６０ａ〜６２ａに配置されて先端がハブ軸４１の係止突
起４１ａに噛み合い可能な複数の駆動爪７１，７２，７
３と、各駆動爪７１〜７３の先端をハブ軸４１側に付勢
するためのリング状のワイヤスプリング７４，７５，７
６とを有している。駆動爪７１〜７３は、それぞれ対向
する爪収納空間６０ａ〜６２ａに基端が揺動自在に支持
され先端が係止突起４１ａに噛み合い可能である。駆動
爪７１〜７３がハブ軸４１の係止突起４１ａに係止され
てハブ軸４１と連結されると、各太陽ギア６０〜６２は
ハブ軸４１に対して進行方向（図５の時計回り）に相対
回転不能になり、それと逆方向（図５の反時計回り）に
相対回転可能になる。また、外れると両方向に相対回転
可能になる。

【００４２】ロック機構９０は、図６に示すように、第
３太陽ギア６２の収納空間６２ａに配置され、第３太陽
ギア６２の内面で先端がハブ軸４１の係止突起４１ａに
噛み合い可能な１対のロック爪９２を有している。ロッ
ク爪９２は、駆動爪７３を付勢するワイヤスプリング７
６により先端がハブ軸４１側に付勢されている。ロック
爪９２は、駆動爪７３が収納された爪収納空間６２ａと
異なる対向する爪収納空間６２ａに基端が揺動自在に支
持され、先端が係止突起４１ａに駆動爪７３と逆側で噛
み合い可能である。ロック爪９２がハブ軸４１の係止突
起４１ａに係止されてハブ軸４１と連結されると、第３
太陽ギア６２は進行方向と逆方向（図６の反時計回り）
に相対回転不能になり、進行方向（図６の時計回り）に
相対回転可能になる。また、外れると両方向に相対回転
可能になる。

【００４３】動作機構９１は、スリーブ７７を有してい
る。スリーブ７７はハブ軸４１の外周に回動可能に挿入
されており、外周部の駆動爪７１〜７３及びロック爪９
２の配置位置に複数の駆動カム部９４ａ及びロックカム
部９４ｂを有している。この駆動カム部９４ａが駆動爪
７１〜７３のいずれかに当接しかつロックカム部９４ｂ
がロック爪９２に当接すると、当接した爪が起され、そ
の爪によりハブ軸４１と太陽ギア６０〜６２との連結が
解除される。スリーブ７７の一端には操作体７８が固定
されており、操作体７８の回動によってスリーブ７７を
回転させることが可能である。そして、スリーブ７７の
回転によって、カム部９４が選択的に駆動爪７１〜７３
及びロック爪９２を動作させ、各太陽ギア６０〜６２と
ハブ軸４１との連結及びロックが制御されるようになっ
ている。

【００４４】図４に示すように、操作体７８には減速機
構９５が連結されている。減速機構９５は、変速モータ
２９の回転を減速して操作体７８に伝達する。また減速
機構９５の内部には、内装変速ハブ１０のスリーブ７７
を動作位置ＶＰ（変速段のいずれかの変速位置Ｖ１〜Ｖ
４とロック位置ＰＫ）のいずれかに位置決めするための
動作位置センサ２６が配置されている。

【００４５】このような構成により、駆動爪７１がハブ
軸４１の係止突起４１ａに当接して第１太陽ギア６０が
選択されたときは最も増速比の大きい大増速動力伝達経
路が構成され、第２太陽ギア６１が選択されたときは２
番目に大きい増速比の中増速動力伝達経路が構成され、
第３太陽ギア６２が選択されたときは最も増速比の小さ
い小増速動力伝達経路が構成される。また、いずれの太
陽ギアも選択されなかった場合は、直結動力伝達経路が
構成される。また、ロック爪９２がハブ軸４１の係止突
起４１ａに当接すると第３太陽ギア６２の進行方向と逆
方向の回転がロックされ、かつ他の太陽ギア（たとえば
第１太陽ギア６０）が駆動爪によりハブ軸４１と連結さ
れると内装変速ハブ１０がロックされる。

【００４６】駆動体４２の他端側の外周面とハブシェル
４３の内周面との間には第１ワンウェイクラッチ８０が
設けられている。また、リングギア６４の外周面とハブ
シェル４３の内周面との間には第２ワンウェイクラッチ
８１が設けられている。これらのワンウェイクラッチ８
０，８１はいずれもローラ型のワンウェイクラッチであ
り、変速時の空転時の騒音を軽減しかつ変速時のショッ
クを緩和しスムーズな変速が可能である。

【００４７】発音機構１００は、ハブシェル４３内のハ
ブ軸４１の図４左端部に設けられている。発音機構１０
０は、図９〜図１１に示すように、スリーブ７７と一体
回転するバネ座金１０１と、ハブ軸４１に回転不能かつ
軸方向に移動自在に配置された音出しカム１０２と、音
出しカム１０２に圧接する音出し座金１０３と、音出し
座金１０３と玉押し５２との間に圧縮状態で配置された
音出しバネ１０４とを有している。

【００４８】バネ座金１０１は、スリーブ７７に回転不
能に係止された部材であり、その外周部に、音出しカム
１０２に当接する係合片１０５を有している。音出しカ
ム１０２は、筒状のカム本体１０６と、カム本体１０６
とハブ軸４１とを軸方向移動自在かつ回動不能に係止す
る係止座金１０７とを有している。カム本体１０６の図
１１右端部には係合片１０５に当接するカム部１０８が
形成されている。カム部１０８は、スリーブ７７のロッ
ク位置ＰＫへの回転によりカム本体１０６を軸方向左方
へ移動させるように形成されている。カム本体１０６の
左端部には音出し溝１０９が周方向に間隔を隔てて多数
形成されている。音出し溝１０９は、進行方向側が傾斜
している。

【００４９】音出し座金１０３は円板状の座金本体１１
０と、座金本体１１０に揺動自在に支持されたラチェッ
ト爪１１１とを有している。座金本体１１０の外周部に
は、音出し溝１０９に係合する音出し片１１２が多数形
成されている。ラチェット爪１１１は、ハブシェル４３
の内周面に形成されたラチェット歯１１３にハブシェル
４３が進行方向に回転したときに噛み合い可能である。
この発音機構１００は、スリーブ７７がロック位置にあ
るときに、後輪７が進行方向に回転したときのみ音出し
座金１０３が振動することで発音する。

【００５０】〔動力伝達動作〕変速及びロックは、変速
操作部９の操作ダイヤル２３によるモード選択及び操作
ボタン２１，２２による変速操作により変速モータ２９
を動作させ、操作体７８を介してスリーブ７７を回転さ
せることにより行われる。図１２は、変速制御部２５の
制御動作を示すフローチャートである。

【００５１】電源が投入されると、ステップＳ１で初期
設定を行う。ここでは、速度算出用の周長データが２６
インチ径にセットされ、変速段が２速（Ｖ２）にセット
される。ステップＳ２では、操作ダイヤル２３がパーキ
ングモードにセットされたか否かを判断する。ステップ
Ｓ３では、操作ダイヤル２３が自動変速モードにセット
されたか否かを判断する。ステップＳ４では、操作ダイ
ヤル２３が手動変速モードにセットされたか否かを判断
する。ステップＳ５では、タイヤ径入力等の他の処理が
選択されたか否かを判断する。

【００５２】操作ダイヤル２３がＰ位置に回されパーキ
ングモードにセットされた場合には、ステップＳ２から
ステップＳ１０に移行する。ステップＳ１０では、図１
３に示すダイヤルＰ処理を実行する。操作ダイヤル２３
がＡ位置に回され自動変速モードがセットされた場合に
は、ステップＳ３からステップＳ１１に移行する。ステ
ップＳ１１では、図１５に示す自動変速処理を実行す
る。操作ダイヤル２３がＭ位置に回され手動変速モード
がセットされた場合には、ステップＳ４からステップＳ
１２に移行する。ステップＳ１２では、図１６に示す手
動変速処理を実行する。他の処理が選択された場合には
ステップＳ５からステップＳ１３に移行し、選択された
処理を実行する。

【００５３】ステップＳ１０のダイヤルＰ処理では、図
１３のステップＳ２１で、Ｐ位置に回してから３０秒経
過したか否かを判断する。ステップＳ２２では、暗証Ｐ
Ｗが未登録か否かを判断する。この判断は、記憶部３０
に暗証ＰＷがすでに記憶されているか否かにより判断す
る。暗証が既に登録されているとステップＳ２３に移行
する。

【００５４】ステップＳ２３では、左側の操作ボタン２
１が操作されたか否かを判断する。ここで操作ボタン２
１，２２を操作するのは、ロックされた内装変速ハブ１
０のロックを解除するための暗証を入力するためであ
る。ステップＳ２４では、右側の操作ボタン２２が操作
されたか否かを判断する。ステップＳ２５では、２つの
操作ボタン２１，２２の操作により入力された暗証ＬＲ
が登録された暗証ＰＷに一致したか否かを判断する。一
致しない場合にはステップＳ２６に移行する。ステップ
Ｓ２６では、既に３回の入力で暗証が一致しなかったか
否かを判断する。まだ３回の入力を行っていない場合に
はステップＳ２３に戻り、再度の暗証入力を許可する。
暗証を３回入力しても登録された暗証ＰＷに一致しなか
った場合には、ステップＳ２７に移行する。ステップＳ
２７では、１０分の経過を待ち、１０分経過するとステ
ップＳ２３に戻り、再度の暗証入力を許可する。

【００５５】Ｐ位置に回してから３０秒経過するとステ
ップＳ２１からステップＳ３０に移行する。ステップＳ
３０では、モータドライバ２８により変速モータ２９を
駆動して動作位置ＶＰをロック位置ＰＫにセットする。
この結果、操作体７８を介してスリーブ７７が回転し、
図７及び図８に示すように、駆動爪７１が起きて第１太
陽ギア６０とハブ軸４１とを進行方向にのみロックし、
ロック爪９２が起きて第３太陽ギア６２とハブ軸４１と
を進行方向と逆方向にのみ回転不能にロックする。この
ように２つの太陽ギア６０，６２がロックされると、ク
ランクギア１８を回転させて駆動体４２を回転させよう
とすると、第１太陽ギア６０が進行方向にロックされて
いるので、最も大きく増速しようとする。しかし、第３
太陽ギア６２が逆転できないので、遊星歯車機構４４は
ロックされて動けない。このため、ペダルを踏んで動か
すことができず、自転車として利用できなくなるので、
盗難に合いにくくなる。

【００５６】また、このとき手で自転車を押すと、遊星
歯車機構４４がロックされてもワンウェイクラッチ８０
により自転車は前進する。しかし、スリーブ７７がロッ
ク位置ＰＫに回動すると、スリーブ７７とともに回転す
るバネ座金１０１の係合片１０５に発音機構１００のカ
ム本体１０６が押圧され、図９及び図１１（Ａ）に示す
位置から図１０及び図１１（Ｂ），（Ｃ）に示す位置に
軸方向左側に移動する。これにより、音出し座金１０３
のラチェット爪１１１がハブシェル４３のラチェット歯
１１２に噛み合い、ハブシェル４３と進行方向にのみ一
体で回転する。このとき、音出しカム１０２の音出し溝
１０９に音出し座金１０３の音出し片１１２が出入りし
大きな衝突音が発生する。このため、ロック状態のとき
手で自転車を押すと、大きな音が発生して盗難により合
いにくくなる。

【００５７】暗証ＰＷが未登録の場合は、ステップＳ２
２からステップＳ３１に移行する。ステップＳ３１で
は、図１４に示す暗号登録処理を行う。ここでは、図１
４のステップＳ４１で操作ボタン２１が操作されたか否
かを判断する。操作ボタン２１が操作されると、ステッ
プＳ４２に移行し左番号Ｌ（１０桁の番号）を１ずつ増
加させる。ステップＳ４３では、操作ボタン２２が操作
されたか否かを判断する。操作ボタン２２が押されるま
でステップＳ４１に戻り、左番号Ｌを１ずつ増加させ
る。操作ボタン２２が操作されると、ステップＳ４４に
移行し右番号Ｒ（１桁の番号）を１ずつ増加させる。ス
テップＳ４５では、操作ボタン２１が再度操作されたか
否かを判断する。操作ボタン２１が操作されるまでは、
ステップＳ４３に戻り、右番号Ｒを１ずつ増加させる。
操作ボタン２１が操作されと、ステップＳ４６に移行
し、入力された番号ＬＲを記憶部３０に暗証ＰＷとして
記憶する。このようにして「００」〜「９９」までの２
桁１００個の番号ＬＲから一つの暗証ＰＷが登録され
る。

【００５８】ステップＳ２３で、ロック解除時に操作ボ
タン２１が操作されたと判断すると、ステップＳ３２に
移行する。ステップＳ３２では、暗証登録時と同様に左
番号Ｌを１ずつ増加させる。操作ボタン２２が操作され
たと判断すると、ステップＳ２４からステップＳ３３に
移行する。ステップＳ３２では、暗証登録時と同様に右
番号Ｒを１ずつ増加させる。ステップＳ２５で入力され
た番号ＬＲが暗証ＰＷと一致するとステップＳ３４に移
行し、動作位置ＶＰを１速Ｖ１にする。これにより、変
速モータ２９によりスリーブ７７が回転し１速Ｖ１に位
置決めされ、第３太陽ギア６２のロック爪９２が外れ、
かつ全ての駆動爪７１〜７３が外れる。このためすべて
の太陽ギア６０〜６２はハブ軸４１に対して回転自在に
なる。この結果、ペダルをふむと、駆動体４２の回転は
そのまま第１ワンウェイクラッチ８０を介してハブシェ
ル４３に伝達される。

【００５９】ステップＳ１１の自動変速処理では、車速
ＳＰに応じた変速段に動作位置ＶＰをセットする。そし
て、それから外れている場合には、１段ずつ近づく方向
に変速する。ここでは、図１５のステップＳ５１で、車
速センサ１２からの速度信号により自転車の車速ＳＰが
速度Ｓ１以下か否かを判断する。ステップＳ５２では、
車速ＳＰが速度Ｓ１を超え速度Ｓ２以下か否かを判断す
る。ステップＳ５３では、車速ＳＰが速度Ｓ２を超え速
度Ｓ３以下か否かを判断する。ステップＳ５４では、車
速ＳＰが速度Ｓ２を超えているか否かを判断する。

【００６０】車速ＳＰが速度Ｓ１以下の低速の場合、ス
テップＳ５１からステップＳ５５に移行する。ステップ
Ｓ５５では、現在の動作位置ＶＰが１速Ｖ１か否かを判
断する。動作位置ＶＰが１速Ｖ１ではない場合には、ス
テップＳ５６に移行し動作位置ＶＰを１速Ｖ１にする調
整を１変速段ずつ行う。車速ＳＰが速度Ｓ１を超え速度
Ｓ２以下の中低速の場合、ステップＳ５２からステップ
Ｓ５７に移行する。ステップＳ５７では、現在の動作位
置ＶＰが２速Ｖ２か否かを判断する。動作位置ＶＰが２
速Ｖ２ではない場合には、ステップＳ５８に移行し動作
位置ＶＰを２速Ｖ２にする調整を１変速段ずつ行う。車
速ＳＰが速度Ｓ２を超え速度Ｓ３以下の中高速の場合、
ステップＳ５３からステップＳ５９に移行する。ステッ
プＳ５９では、現在の動作位置ＶＰが３速Ｖ３か否かを
判断する。動作位置ＶＰが３速Ｖ３ではない場合には、
ステップＳ６０に移行し動作位置ＶＰを３速Ｖ３にする
調整を１変速段ずつ行う。車速ＳＰが速度Ｓ３を超える
高速の場合、ステップＳ５４からステップＳ６１に移行
する。ステップＳ６１では、現在の動作位置ＶＰが４速
Ｖ４か否かを判断する。動作位置ＶＰが４速Ｖ４ではな
い場合には、ステップＳ６２に移行し動作位置ＶＰを４
速Ｖ４にする調整を１変速段ずつ行う。

【００６１】ここで、変速モータ２９により第１太陽ギ
ア６０がハブ軸４１と連結された場合は４速Ｖ４とな
り、小ギア４７から駆動体４２に入力された回転は、第
１太陽ギア６０、遊星ギア６３の第１ギア６３ａ、第２
ギア６３ｂ及びリングギア６４の歯数によって決定され
る最も大きい増速比で増速され、第２ワンウェイクラッ
チ８１を介してハブシェル４３に伝達される。また第２
太陽ギア６１が選択されてハブ軸４１と連結された場合
は３速Ｖ３となり、駆動体４２の回転は、第２太陽ギア
６１、遊星ギア６３の第２ギア６３ｂ及びリングギア６
４の歯数によって決定される２番目に大きい中程度の増
速比で増速され、第２ワンウェイクラッチ８１を介して
ハブシェル４３に伝達される。さらに、第３太陽ギア６
２が選択されてハブ軸４１と連結された場合は２速Ｖ２
となり、駆動体４２の回転は、第３太陽ギア６１、遊星
ギア６３の第３ギア６３ｃ、第２ギア６３ｂ及びリング
ギア６４の歯数によって決定される最も小さい増速比で
増速され、第２ワンウェイクラッチ８１を介してハブシ
ェル４３に伝達される。また、いずれの太陽ギア６０〜
６２も選択されなかった場合は、前述のように１速Ｖ１
となり駆動体４２の回転は直接ハブシェル４３に伝達さ
れる。

【００６２】なお、選択されなかった太陽ギアはハブ軸
４１に対して進行と逆方向に相対回転している。また、
いずれかの太陽ギアが選択されて遊星歯車機構４４によ
り増速が行われている場合は、駆動体４２とハブシェル
４３とは第１ワンウェイクラッチ８０が噛み合い解除と
なる方向に相対回転している。ステップＳ１２の手動変
速処理では、操作ボタン２１，２２の操作により１段ず
つ変速する。図１６のステップＳ７１では、操作ボタン
２１が操作されたか否かを判断する。ステップＳ７２で
は、操作ボタン２２が操作されたか否かを判断する。操
作ボタン２１が操作されるとステップＳ７１からステッ
プＳ７３に移行する。ステップＳ７３では、現在の動作
位置ＶＰが４速Ｖ４か否かを判断する。現在の動作位置
ＶＰが４速Ｖ４の場合にはステップＳ７４に移行し、変
速せずに４速Ｖ４を維持する。現在の動作位置ＶＰが４
速Ｖ４ではない場合にはステップＳ７５に移行し、動作
位置ＶＰを一つだけ高速段側に移行する。操作ボタン２
２が操作されるとステップＳ７２からステップＳ７６に
移行する。ステップＳ７６では、現在の動作位置ＶＰが
１速Ｖ１か否かを判断する。現在の動作位置ＶＰが１速
Ｖ１の場合にはステップＳ７７に移行し、変速せずに１
速Ｖ１を維持する。現在の動作位置ＶＰが１速Ｖ１では
ない場合にはステップＳ７８に移行し、動作位置ＶＰを
一つだけ低速段側に移行する。なお、これらの変速の際
には、動作位置センサ２６の検出結果と予め記憶部３０
に記憶された各動作位置毎の位置データとを比較するこ
とで、変速モータ２９の位置決め制御を行う。

【００６３】実施形態２ 前記実施形態では、相対回転する太陽ギア６２とハブ軸
４１との間にロック機構９０を設けるとともに、それと
は別にハブ軸４１とハブシェル４３との間に発音機構１
００を設け、盗難を防止するようにしたが、ハブ軸４１
とハブシェル４３との間、つまり相対回転する走行部品
に発音機能及びロック機能を有する盗難防止装置８５を
設けてもよい。

【００６４】図１７に示すように、内装変速ハブ１０ａ
は、図４の発音機構１００に発音機能に加えてロック機
能を持たせた盗難防止装置８５を有している。したがっ
て、太陽ギア６２にロック爪は設けられていない。盗難
防止装置８５を除く他の構成及び動作は前記実施形態１
と同様であるので説明を省略する。盗難防止装置８５
は、ハブシェル４３内のハブ軸４１の図１７左端部に設
けられている。盗難防止装置８５は、図１８〜図２０に
示すように、スリーブ７７と一体回転するバネ座金１０
１ａと、移動カム１０２ａと、移動部材１０３ａと、移
動バネ１０４ａと、ロックリング１１４とを有してい
る。移動カム１０２ａは、ハブ軸４１に回転不能かつ軸
方向に移動自在に配置されている。移動部材１０３ａ
は、移動カム１０２ａに圧接している。移動バネ１０４
ａは、移動部材１０３ａと玉押し５２との間に圧縮状態
で配置されている。ロックリング１１４は、移動部材１
０３ａに圧接されている。

【００６５】バネ座金１０１ａは、スリーブ７７に回転
不能に係止された部材であり、その外周部に、移動カム
１０２ａに当接する係合片１０５ａを有している。移動
カム１０２ａは、筒状のカム本体１０６ａと、カム本体
１０６ａとハブ軸４１とを軸方向移動自在かつ回動不能
に係止する係止座金１０７ａとを有している。カム本体
１０６ａの図２０右端部には、係合片１０５ａに当接す
るカム部１０８ａが形成されている。カム部１０８ａ
は、スリーブ７７のロック位置ＰＫへの回転によりカム
本体１０６ａを軸方向右方へ移動させるように形成され
ている。

【００６６】移動部材１０３ａは円板状のフランジ部１
１５と、フランジ部１１５の内周側に一体で形成された
円筒部１１６とを有している。フランジ部１１５には半
径方向の途中に段部１１５ａが形成されており、段部１
１５ａにロックリング１１４が回転自在に支持されてい
る。また、フランジ部１１５のロックリング１１４に対
向する面とロックリング１１４のフランジ部１１５に対
向する面とには、図２１に示すように、それぞれ放射状
の凹凸部１１４ａ（ロックリング１１４側のみ図示）が
形成されている。このような凹凸部１１４ａを形成する
ことで、ロックリング１１４と移動部材１０３ａとの摩
擦力が大きくなるとともに、それらが相対回転すると振
動して発音するようになる。

【００６７】円筒部１１６は、図２３に示すように、内
周面に４つの突起部１１６ａを有している。突起部１１
６ａはハブ軸４１の外周面に形成された４つの溝４１ｄ
に係合している。これにより、移動部材１０３ａは、ハ
ブ軸４１に回転不能かつ軸方向移動自在に支持される。
円筒部１１６の外周面にはネジ及び係止溝が形成されて
いる。円筒部１１６の外周側には、図２０に示すよう
に、押圧リング１１７が装着されている。押圧リング１
１７は、円筒部１１６に回転不能かつ軸方向に移動自在
に支持されており、ロックリング１１４に接触可能であ
る。また、円筒部１１６の右端部外周には押圧ナット１
１８がねじ込まれている。押圧ナット１１８と押圧リン
グ１１７との間には皿バネ１１９が配置されている。

【００６８】ここでは、押圧ナット１１８の締め込み量
を調整することで皿バネ１１９による圧接力を調節し、
押圧リング１１７を介してロックリング１１４と移動部
材１０３ａのフランジ部１１５との摩擦力を調整でき、
ハブシェル４３の回転を任意に規制できる。たとえば、
皿バネ１１９により摩擦力を最大にすれば、ハブシェル
４３がほとんど回転できないロック状態にすることがで
きる。また、摩擦力を小さくするとハブシェル４３の回
転を規制する力が弱くなり、ハブシェル４３がハブ軸４
１に対して相対回転可能になる。ただし、この場合で
も、皿バネ１１９で付勢している状態では摩擦力が生
じ、自由回転状態に比べて回転が規制される。この実施
形態では、ハブシェル４３、即ち後輪７の回転を、実質
的にロック状態から自由回転に近い状態まで皿バネ１１
９の付勢力を調整することで自由に規制できる。

【００６９】ロックリング１１４の外周部には、図２１
に示すように、セレーション歯１１４ｂが形成されてい
る。このセレーション歯１１４ｂは、ハブシェル４３の
内周面に形成されたセレーション歯１１３ａに噛み合い
可能である。このように構成された盗難防止装置８５で
は、スリーブ７７が変速位置からロック位置ＰＫに回転
すると、スリーブ７７とともに回転するバネ座金１０１
の係合片１０５ａがカム部１０８ａ内を移動する。係合
片１０５ａがカム部１０８ａ内を移動すると、移動バネ
１０４ａにより付勢された移動部材１０３ａ及び移動カ
ム１０２ａが図１８及び図２０（Ａ）に示す位置から図
１９及び図２０（Ｂ）に示す位置に右側に移動する。こ
れにより、ロックリング１１４のセレーション歯１１４
ｂがハブシェル４３のセレーション歯１１３ａと噛み合
い、ハブシェル４３の回転がロックリング１１４と移動
部材１０３ａとの摩擦力により規制される。このときの
摩擦力は、皿バネ１１９の付勢力を押圧ナット１１８の
締め込み量により調整することで任意に変更できる。こ
のため、ペダルをこいでも後輪７が回転しないか又は回
転しにくくなる。

【００７０】このとき、ハブシェル４３を無理に回そう
とすると、移動部材１０３ａとロックリング１１４とが
相対回転し、凹凸部１１４ａによりロックリング１１４
と移動部材１０３ａとが振動し大きな振動音が発生す
る。このように、ロック状態のとき手で自転車を押した
りペダルをこいだりしてハブシェル４３を回転させる
と、大きな音が発生して盗難により合いにくくなる。し
かも、誤動作により走行中に誤ってスリーブ７７がロッ
ク位置に配置されても、摩擦により後輪７の回転を規制
しているので、後輪７が急激にロックすることがない。

【００７１】また、前記実施形態１では、太陽ギアをロ
ックしているので、スリーブ７７がロック位置にあると
ペダルをこいで自転車を動かすことはできないが、自転
車を押せば動かすことができる。しかし、実施形態２で
は、ハブシェル４３をハブ軸４１に直接連結してロック
しているので、自転車を押そうとしてもハブシェル４３
（後輪７）の回転が規制されて自転車を押すことが困難
になり、盗難により合いにくい。

【００７２】実施形態３ 前記２つの実施形態では、後輪７用の内装変速ハブ１０
を例に説明したが、図２２に示すように、前輪６用の前
ハブ１２０内に盗難防止装置８５を装着してもよい。前
ハブ１２０は、ハブ軸４１ｂと、ハブ軸４１ｂに回転自
在に支持されたハブシェル４３ｂとを有している。ハブ
シェル４３ｂの内周面にはセレーション歯１１３ｂが形
成されている。ハブ軸４１ｂの外周にはスリーブ７７ａ
が回転自在に装着されている。スリーブ７７ａの基端部
にはロックレバー１２１が回転不能に装着されている。
盗難防止装置８５の構成は実施形態２と同様であるので
説明を省略する。

【００７３】このような実施形態２では、たとえば、ハ
ンドルバー１５にロック位置とロック解除位置とに揺動
するロック操作レバーを配置する。そして、ロック操作
レバーに鍵がかけられるようにし、ロック位置からロッ
ク解除位置へは暗証番号入力やキーの挿入等により解錠
しないと戻せないようにする。このようなロック操作レ
バーとロックレバー１２１とをケーブルで連結し、ロッ
ク操作レバー１２１によりスリーブ７７ａを回動させ
て、移動部材をロック位置とロック解除位置とに移動さ
せればよい。

【００７４】実施形態４ 前記３つの実施形態では、車輪のハブに盗難防止装置を
設けたが、図２３に示すように、駆動部５の内装変速ク
ランク１３０内に盗難防止装置８５ａを設けてもよい。
内装変速クランク１３０は、高低２段の変速とロックと
が可能なものである。内装変速クランク１３０は、自転
車のフレーム体２のハンガー部２ａに装着されたクラン
ク軸１３１を有するボトムブラケット１３２と、左右の
クランクアーム１３３ａ，１３３ｂと、遊星歯車機構１
３４と、遊星歯車機構１３４に連結されたクランクギア
１３５と、遊星歯車機構１３４に設けられた盗難防止装
置８５ａとを有している。

【００７５】クランク軸１３１は、筒状のボトムブラケ
ット１３２に回転自在に支持されており、両端にクラン
クアーム１３３ａ，１３３ｂが装着ボルト１４０により
回転不能に装着されている。ボトムブラケット１３２
は、クランク軸１３１を支持する筒状のブラケット本体
１４１と、ブラケット本体１４１の右端に一体で形成さ
れたケース部１４２と、ブラケット本体１４１の左端に
装着された装着ネジ１４３とを有している。ボトムブラ
ケット１３２は、ハンガー部２ａ内に挿入されたブラケ
ット本体１４１を装着ネジ１４３で締め込むことでハン
ガー部２ａに装着されるとともに、ケース部１４２に装
着された固定アーム１４４によりフレーム体２に回転不
能に係止される。

【００７６】ケース部１４２は、遊星歯車機構１３４を
内部に収納するために設けられたものであり、ブラケッ
ト本体１４１の右端に配置された円板部１４２ａと、円
板部１４２ａの外周部から図２３右方に延びる筒部１４
２ｂとを有している。遊星歯車機構１３４は、図２４に
示すように、筒部１４２ｂの内周面に形成されたリング
ギア１４５と、このリングギア１４５に噛み合う３つの
遊星ギア１４６（図２４では１つのみ図示）と、遊星ギ
ア１４６に噛み合う太陽ギア１４７とを有している。

【００７７】遊星ギア１４６は、クランクギア１３５に
固定されたリング状の枠体１４８に円周方向に等間隔に
配置されており、枠体１４８に回転自在に支持されてい
る。枠体１４８は、クランクアーム１３３ｂ及びケース
部１４２に回転自在に支持されており、その内周側に
は、揺動する駆動爪１５５が配置されている。駆動爪１
５５は、クランク軸１３１の進行方向の回転のみ枠体１
４８に伝達する。

【００７８】枠体１４８は、駆動爪１５５によりクラン
ク軸１３１と一体で進行方向にのみ回転可能である。ま
た、枠体１４８の左側面には放射状に多数の係止溝１４
８ａが形成されている。遊星ギア１４６は、大ギア歯１
４６ａと小ギア歯１４６ｂとを有しており、大ギア歯１
４６ａがリングギア１４５に、小ギア歯１４６ｂが太陽
ギア１４７にそれぞれ噛み合っている。

【００７９】太陽ギア１４７は、クランク軸１３１に回
転自在に装着されている。太陽ギア１４７の内部には駆
動爪１４９が配置されており、駆動爪１４９により太陽
ギア１４７は、クランク軸１３１の前進方向の回転にの
み連動して回転する。また、ケース部１４２の筒部１４
２ｂの内周側には、切換円板１５１が回転不能かつ軸方
向移動自在に装着されている。切換円板１５１は、切換
レバー１５２の揺動により軸方向に移動する。また、切
換円板１５１は図示しない付勢手段により図２４左方に
付勢されている。切換レバー１５２は、ケース部１４２
に揺動自在に支持されており、その切換円板１５１に当
接する側面に傾斜カム（図示せず）が形成されており、
揺動により切換円板１５１を軸方向に移動させる。ま
た、上端に操作ケーブルが装着される。この操作ケーブ
ルは、図示しない変速レバーに装着されている。この変
速レバーは、たとえば高速位置、低速位置及びロック位
置の３位置を有し、ロック位置ではその位置を保持でき
るように施錠可能になっている。

【００８０】切換円板１５１の右側面には枠体１４８に
形成された係止溝１４８ａに噛み合う放射状の係止溝１
５１ａが形成されている。この係止溝１４８ａ，１５１
ａと、切換円板１５１とにより盗難防止装置８５ａが構
成される。また、切換円板１５１の内周側右端には、駆
動爪１５５を駆動不能に揺動させるための切換爪１５１
ｂが形成されている。さらに切換円板１５１の外周側に
は、筒部１４２ｂに噛み合う歯部１５１ｃが形成されて
いる。

【００８１】クランクギア１３５は、枠体１４８と一体
で回転する。クランクギア１３５は、枠体１４８を介し
てクランクアーム１３３ｂ及びケース部１４２に回転自
在に支持されている。このように構成された内装変速ク
ランク１３０では、変速レバーを高速位置に揺動させる
と、変速ケーブルを介して切換レバー１５２が揺動して
図２４（Ａ）に示すように、切換円板１５１が左側の高
速位置に配置される。この状態では、駆動爪１５５によ
り枠体１４８とクランク軸１３１とが連結される。この
結果、クランク軸１３１の進行方向の回転は枠体１４８
に直接伝達され、クランクギア１３５がクランク軸１３
１と同回転数で回転する。

【００８２】変速レバーを低速位置に揺動させると、変
速ケーブルを介して切換レバー１５２が揺動して図２４
（Ｂ）に示すように、切換円板１５１が中央の低速位置
に配置される。この状態では、切換円板１５１の切換爪
１５１ｂにより駆動爪１５５が揺動され、駆動爪１５５
が駆動不能になる。この結果、枠体１４８とクランク軸
１３１との連結が解除される。すると、クランク軸１３
１の進行方向の回転は、駆動爪１４９を介して太陽ギア
１４７に伝達される。太陽ギア１４７が進行方向に回転
すると、遊星ギア１４６が逆方向に自転し、かつ進行方
向に減速して公転する。この結果、枠体１４８を介して
クランクギア１３５が減速回転する。

【００８３】変速レバーをロック位置に揺動させると、
その状態を暗証入力や施錠操作等により保持する。この
ロック位置に変速レバーが配置されると、変速ケーブル
を介して切換レバー１５２が揺動して図２４（Ｃ）に示
すように、切換円板１５１が右側のロック位置に配置さ
れる。この状態では、切換円板１５１の切換爪１５１ｂ
により駆動爪１５５が揺動され、駆動爪１５５が駆動不
能になる。また、係止溝１５１ａと係止溝１４８ａとが
係合し、枠体１４８が切換円板１５１を介してケース部
１４２に連結されロックされる。このため、クランクア
ーム１３３ａ，１３３ｂを進行方向に回転させようとし
てもクランク軸１３１がロックされ、クランクギア１３
５は回転しない。しかし、クランクアーム１３３ａ，１
３３ｂを後退方向に回転させると、枠体１４８がロック
されていても駆動爪１４９が太陽ギア１４７から離脱し
てクランク軸１３１は回転可能になる。しかし、クラン
ク軸１３１の回転はクランクギアに伝達されない。した
がって、このロック状態ではペダルをこいで自転車を動
かすことはできず、盗難に合いにくくなる。

【００８４】なお、切換円板を図２４左側から適宜の付
勢手段で付勢し、ロック位置で切換円板と枠体１４８と
が相対回転するようにしてもよい。この場合には、回転
が規制されかつ相対回転により発音するようになる。 〔他の実施形態〕 （ａ） 前記４つの実施形態ではロック機構単独又はロ
ック機構と発音機構とにより盗難防止装置を構成した
が、発音機構のみで盗難防止装置を構成してもよい。

【００８５】（ｂ） 選択クラッチ機構の構成は前記実
施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能で
ある。 （ｃ） 遊星歯車機構の構成についても同様に各種の構
成が可能である。たとえば、遊星歯車機構を、２つの左
右に並列された遊星歯車ユニットで構成し、これらの遊
星歯車ユニットの間にローラ型のワンウェイクラッチを
配置してもよい。なお、遊星歯車ユニットのそれぞれ
は、前記実施形態同様に、太陽ギアと遊星ギアとリング
ギアとから構成される。

【００８６】（ｄ） 前記実施形態では、２段又は４段
変速の遊星歯車機構に本発明を適用したが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、３段変速のものや５段変
速以上の内装変速装置にも本発明を適用できる。 （ｅ） 前記実施形態では、スリーブ７７により一つの
動作手段でロック及び発音と変速とを動作させるように
したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ロッ
ク及び発音と変速とを別々の動作手段で動作させるよう
にしてもよく、さらに、ロックと発音を別々の動作手段
で動作させるようにしてもよい。

【００８７】（ｆ） 前記実施形態では、駆動爪７１と
ロック爪９２とにより遊星歯車機構４４を動作しないよ
うな構成にし、動力の伝達を不能にしたが、本発明はこ
れに限定されるものではない。たとえば、駆動体４２か
ら動力が伝達されても空転してハブシェル４３に動力が
伝達されないような構成にしてもよい。また、ハブ軸４
１の係止突起４１ａのロック爪９２との当接面にロック
爪９２が強く当接したときにロックが解除されるように
テーパ面を形成し、ロック爪９２とハブ軸４１とのロッ
ク及びロック解除が断続的に繰り返すような構成にして
もよい。この場合、パーキングモードでペダルを踏むと
自転車が間欠的に動き正常に動かすことが困難になる。
このような構成も本発明に含まれる。

【００８８】

【発明の効果】本発明に係る盗難防止装置では、駐輪す
るときに発音手段及び／又は回転規制手段を発音可能状
態及び／又は回転規制状態にしておくと、そのことを知
らない他人が窃盗等の目的で自転車に乗って走行しよう
とすると発音及び／又は走行部品の回転の規制が行わ
れ、自転車を無理に走行させようとすると発音及び／又
は回転が規制され走行しにくくなる。このため、他人が
自転車に乗って走行することが困難になるとともに、第
三者に所有者以外の他人が自転車に乗っていることを報
知できる。したがって、自転車を走行させて窃盗を行う
ことがより困難になり、自転車の盗難を可及的に減少さ
せることができる。

【００８９】本発明に係る内装変速装置では、入力体か
らの動力は駆動体に伝達され、さらに駆動体から従動体
に伝達される。このとき、動作手段により変速手段が動
作すると遊星歯車機構の複数の動力伝達経路がそのうち
の一つに切り換えられ変速される。一方、動作手段によ
りロック手段がロック動作すると、入力体から駆動体に
動力が伝達されてもそれが従動体で伝達されない。この
ため、たとえばペダルを踏んでも車輪を駆動できない。
したがって、盗難にあってもそれに乗ってペダルを踏ん
でも自転車を動かすことができないので、盗んでも自転
車を利用できないことになり、内装変速装置が装着され
た自転車の盗難を可及的に減少させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態が採用された自転車の側面
図。

【図２】そのハンドル部分の斜視図。

【図３】制御系の構成を示すブロック図。

【図４】本発明の一実施形態による内装変速ハブの縦断
面構成図。

【図５】４速時の第１太陽歯車と駆動爪との関係を示す
図。

【図６】４速時の第３太陽歯車と駆動爪及びロック爪と
の関係を示す図。

【図７】ロック時の第１太陽歯車と駆動爪との関係を示
す図。

【図８】ロック時の第１太陽歯車と駆動爪及びロック爪
との関係を示す図。

【図９】発音機構の通常走行時の断面拡大図。

【図１０】発音機構のロック時の断面拡大図。

【図１１】発音機構のロック時の走行時との動作を示す
模式図。

【図１２】変速操作処理のメインルーチンのフローチャ
ート。

【図１３】ダイヤルＰ処理のフローチャート。

【図１４】暗証登録処理のフローチャート。

【図１５】自動変速処理のフローチャート。

【図１６】手動変速処理のフローチャート。

【図１７】実施形態２の図４に相当する図。

【図１８】実施形態２の図９に相当する図。

【図１９】実施形態２の図１０に相当する図。

【図２０】実施形態２の図１１に相当する図。

【図２１】ロックリングの正面図。

【図２２】実施形態３の図４に相当する図。

【図２３】実施形態４の図４に相当する図。

【図２４】実施形態４の切換動作を説明する図。

【符号の説明】

９ 変速操作部 １０，１０ａ 内装変速ハブ １２ 車速センサ ２９ 変速モータ ４１，４１ｂ ハブ軸 ４２ 駆動体 ４３，４３ｂ ハブシェル ４４ 遊星歯車機構 ４７ チェーンホイール ６０，６１，６２，１４７ 太陽ギア ６３，１４６ 遊星ギア ６４，１４５ リングギア ７０ 選択クラッチ機構 ７７，７７ａ スリーブ ８０，８１ ワンウェイクラッチ ８５，８５ａ 盗難防止装置 ９０ ロック機構 ９２ ロック爪 １００ 発音機構 １０１ａ バネ座金 １０２ａ 移動カム １０３ａ 移動部材 １０４ａ 移動バネ １０５ａ 係合片 １１３ ラチェット歯 １１３ａ，１１３ｂ セレーション歯 １１４ ロックリング １１４ａ 凹凸部 １１４ｂ セレーション歯 １１８ 押圧ナット １１９ 皿バネ １２０ 前ハブ １３０ 内装変速クランク １４８ 枠体 １４８ａ，１５１ａ 係止溝 １５１ 切換円板

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B62H 5/00 - 5/20

Claims (18)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】走行中に相対回転する自転車の走行部品に
   装着される自転車用盗難防止装置であって、 発音可能状態と発音不能状態との２つの状態に切換可能
   であり、前記発音可能状態で前記走行部品が相対回転す
   ると発音する発音手段と、 前記発音手段を前記発音可能状態と前記発音不能状態と
   に切り換えるための第１切換手段と、を備えた自転車用
   盗難防止装置。
2. 【請求項２】走行中に相対回転する自転車の走行部品に
   装着される自転車用盗難防止装置であって、 前記走行部品の回転を規制する回転規制状態と前記走行
   部品の自由回転を許容する回転許容状態とに切換可能な
   回転規制手段と、 前記回転規制手段を前記回転規制状態と前記回転許容状
   態とに切り換えるための第２切換手段と、を備えた自転
   車用盗難防止装置。
3. 【請求項３】走行中に相対回転する自転車の走行部品に
   装着される自転車用盗難防止装置であって、 発音可能状態と発音不能状態との２つの状態に切換可能
   であり、前記発音可能状態で前記走行部品が相対回転す
   ると発音する発音手段と、 前記走行部品の回転を規制する回転規制状態と前記走行
   部品の自由回転を許容する回転許容状態とに切換可能な
   回転規制手段と、 前記発音手段を前記発音可能状態と前記発音不能状態と
   に切り換えるとともに、前記回転規制手段を前記回転規
   制状態と前記回転許容状態とに切り換えるための第３切
   換手段と、を備えた自転車用盗難防止装置。
4. 【請求項４】前記走行部品は、前記自転車の車輪を構成
   するハブである、請求項１から３のいずれかに記載の自
   転車用盗難防止装置。
5. 【請求項５】前記ハブは、内装変速装置を有する後ハブ
   である、請求項４に記載の自転車用盗難防止装置。
6. 【請求項６】前記回転規制手段は、前記回転規制状態で
   は摩擦により前記走行部品の回転を規制する、請求項２
   から５のいずれかに記載の自転車用盗難防止装置。
7. 【請求項７】前記第１〜第３切換手段は、前記自転車の
   車体に固定されるハブ軸に回転自在に支持されたスリー
   ブを有し、 前記回転規制手段は、 前記ハブ軸に軸方向移動可能かつ回転不能に連結され、
   前記スリーブの回転により軸方向の一方に移動する移動
   部材と、 前記移動部材を前記軸方向の他方に付勢する付勢部材
   と、 前記移動部材に相対回転自在に支持され、かつ前記移動
   部材の前記軸方向の一方または他方への移動により前記
   ハブの外殻部に少なくとも一方向に回転不能に係合する
   制動部材と、 前記制動部材を前記移動部材に圧接させて両者の相対回
   転を規制する圧接手段とを有し、 前記発音手段は、前記制動部材と移動部材との相対回転
   により発音する、請求項４から６のいずれかに記載の自
   転車用盗難防止装置。
8. 【請求項８】前記圧接手段の圧接力を調整するための圧
   接力調整手段をさらに備える、請求項７に記載の自転車
   用盗難防止装置。
9. 【請求項９】前記走行部品は、前記自転車のハンガー部
   に装着される内装変速装置付のクランク部である、請求
   項１から３のいずれかに記載の自転車用盗難防止装置。
10. 【請求項１０】入力体からの動力を選択された所定の変
    速比で変速して出力体に伝達する自転車用内装変速装置
    であって、 自転車用フレームに固定可能なハブ軸と、 前記ハブ軸に回転自在に支持され前記入力体に連結可能
    な駆動体と、 内部に収容空間を有するとともに前記ハブ軸に回転自在
    に支持され、前記出力体に連結可能な筒状の従動体と、 前記従動体の収容空間内に配置され、複数の動力伝達経
    路を有し、前記駆動体からの動力を前記複数の動力伝達
    経路のうち選択された一つの経路を介して前記従動体に
    伝達する遊星歯車機構と、 前記動力伝達経路を切り換えて変速するための変速手段
    と、 前記駆動体と従動体との間の動力伝達経路における前記
    従動体への動力の伝達を不能にするためのロック手段
    と、 前記変速手段の変速動作と前記ロック手段のロック動作
    とを行うための動作手段と、を備えた自転車用内装変速
    装置。
11. 【請求項１１】前記駆動体と従動体との間の動力伝達経
    路の途中に配置され、前記自転車の進行方向にのみ前記
    駆動体からの動力を前記従動体に伝達するための１又は
    複数の一方向クラッチをさらに備える、請求項１０に記
    載の自転車用内装変速装置。
12. 【請求項１２】前記遊星歯車機構は、前記ハブ軸と同芯
    に配置された複数の太陽歯車と、前記駆動体と一体で形
    成された枠体と、前記枠体に回転自在に配置され前記太
    陽歯車にそれぞれ噛み合う複数の歯車部を有する遊星歯
    車と、前記遊星歯車に噛み合う内歯車とを含み、 前記変速手段は、複数の前記太陽歯車を前記ハブ軸に対
    して前記進行方向に選択的に回転不能にするための第１
    クラッチ機構を含み、 前記ロック手段は、複数の前記太陽歯車のうちのいずれ
    か一つを前記ハブ軸に対して前記進行方向と逆方向に回
    転不能にし、かつ残りの一つ以上の前記太陽歯車のうち
    のいずれか一つを前記進行方向に回転不能にするための
    第２クラッチ機構を含む、請求項１０又は１１に記載の
    自転車用内装変速装置。
13. 【請求項１３】前記一方向クラッチは前記枠体及び内歯
    車と従動体との間のそれぞれに配置されている、請求項
    １２に記載の自転車用内装変速装置。
14. 【請求項１４】前記動作手段は、前記ハブ軸に回転自在
    に支持され、外周に複数のカム部を有するスリーブを有
    し、 前記第１クラッチ機構は、前記複数の太陽歯車と前記ハ
    ブ軸との間に揺動自在にそれぞれ配置され前記カム部の
    回動により前記太陽歯車と前記ハブ軸とを回転不能に係
    止する複数の駆動爪を含み、 前記第２クラッチ機構は、複数の前記太陽歯車のうちの
    いずれか一つと前記ハブ軸との間に揺動自在に配置され
    前記カム部の回動により前記太陽歯車と前記ハブ軸とを
    回転不能に係止するロック爪と、前記残りの太陽歯車と
    前記ハブ軸との間に揺動自在に配置された前記駆動爪と
    を含む、請求項１２又は１３に記載の自転車用内装変速
    装置。
15. 【請求項１５】前記スリーブを位置決めして回動させる
    回動手段をさらに備える、請求項１４に記載の自転車用
    内装変速装置。
16. 【請求項１６】前記スリーブの回動位置を検出する位置
    検出手段をさらに備える、請求項１５に記載の自転車用
    内装変速装置。
17. 【請求項１７】前記動作手段により前記ロック手段が動
    作した状態で前記従動体が回転すると発音する発音機構
    をさらに備える、請求項１０から１６のいずれかに記載
    の自転車用内装変速装置。
18. 【請求項１８】請求項１０から１７のいずれかに記載の
    内装変速装置と、 前記内装変速装置に接続され、前記動作手段を手元で動
    作させるための変速操作装置と、を備えた自転車用変速
    システム。