JP3157205B2 - 自転車用変速装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の変速爪を係脱対
象部材に係合する起立状態と、前記係脱対象部材に対し
て離脱する倒伏状態とに各別起伏自在に備えるととも
に、前記変速爪の起伏操作によって変速操作される自転
車用変速装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記自転車用変速装置において、従来、
例えば実開平２−２６９９６号公報に示されるように、
人為変速操作具によって付与される変速操作力を変速爪
に対して剛体的伝動部材を介して伝達することにより、
変速爪の倒伏操作をするようになっていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来、走行駆動時にあ
っては、変速爪と係脱対象部材との係合が伝動負荷のた
めに強固になって変速爪が係合している部材から外れに
くくなることに起因し、速度切換えを行う際には、変速
爪に伝動負荷が作用しない状態になって変速爪の係脱対
象部材からの係合外れが容易となるように、クランクペ
ダルのこぎ操作を停止しながら変速操作をする必要があ
った。本発明の目的は、走行駆動操作をしながら、しか
も、変速衝撃が生じにくいようにしながら操作容易に変
速できる変速装置を提供することにある。

【０００４】本発明による自転車用変速装置にあって
は、目的達成のために、冒頭に記したものにおいて、前
記変速爪に対する操作体に変速爪操作のための操作力を
付与するスプリングを備え、前記変速爪の前記係脱対象
部材からの離脱抵抗が設定抵抗値より大である時には、
前記離脱抵抗のために、人為変速操作具の作動に優先し
て前記操作体が作動停止して前記変速爪が起立維持する
ことを許容し、かつ、前記変速爪の前記係脱対象部材か
らの離脱抵抗が前記設定抵抗値以下である時には、前記
操作体を作動させて前記変速爪を倒伏変化し、さらに
は、走行駆動トルクが作用している状態で前記変速爪の
倒伏操作をするよう、前記スプリングの前記操作体に対
する作用力が設定され、前記スプリングが前記変速爪を
倒伏操作する際に作用している前記走行駆動トルクの最
大トルクが、いずれの前記変速爪を倒伏操作対象爪とす
る場合にも同一またはほぼ同一になるよう、前記変速爪
と前記係脱対象部材の間の接当位置と接当角度、及び、
前記変速爪と前記操作体の間の接当位置と接当角度、の
少なくともいずれか一方を設定して設けられる手段を備
えてあることを特徴とする。その作用及び効果は次の通
りである。変速爪としてはいかなる形状の爪を採用して
実施してもよいのであるが、爪本体と倒伏操作部とが起
伏軸芯方向に位置ずれする形状のものを採用すると、次
のごとく有利である。また、スプリングとしては引張り
スプリングとして操作体と人為操作具の間に介装する等
いかなる形状や配置構成のものにして実施してもよいの
であるが、ねじりコイルスプリングに形成し、筒状に形
成した操作体に外嵌して配置すると、次のごとく有利で
ある。

【０００５】

【作用】変速操作具を操作して変速操作力を付与して
も、走行駆動操作をしていて走行駆動トルクが作用し、
変速爪に作用している伝動負荷のために変速爪の係脱対
象部材からの離脱抵抗が前記設定抵抗値より大になって
おれば、その離脱抵抗の大きさのために、変速操作の実
行にもかかわらず実際には、スプリングが操作体の操作
を所定どおり行わなくて変速爪が倒伏変化せず、変速装
置自体は変速作動をしなくて変速が実行されず、この
後、引続く走行駆動操作のためにクランクが上死点や下
死点あるいはその付近に位置し、走行駆動トルクが低下
して変速爪に作用する伝動負荷が減少し、変速爪の係合
している係脱対象部材からの離脱抵抗が前記設定抵抗値
に低下するに伴い、この離脱抵抗減少のために、スプリ
ングが操作体の操作を所定どおり行って変速爪が倒伏変
化し、変速装置自体が変速作動をして変速が実際に実行
されるようにすることが、スプリングの作用力を前記設
定抵抗値に基いて適切に設定することで可能になる。ま
た、各変速爪は異なる伝動比を現出するものであること
に起因して、変速爪によってはその前記設定抵抗値は異
なるが、前記手段による走行駆動トルクの同一化作用に
より、いかなる速度段階の速度状態にある場合でも、操
作しているクランクが上死点や下死点あるいはその付近
に達し、走行駆動トルクが低下して変速爪の伝動負荷が
低下した際に、変速爪がスプリングの操作力で倒伏変化
するようになる。この結果、走行駆動操作をしながら変
速操作をしても、しかも、変速操作によって新たに現出
すべき目標速度をいかなる段階の速度とする場合であっ
ても、駆動操作するクランクが上死点や下死点あるいは
その付近以外の箇所に在って、変速爪には大伝動負荷が
作用しており、変速爪が倒伏変化すると、他の起立状態
の伝動用や変速用の爪が係脱対象部材と急激に係合して
変速ショックが大きく発生することとなる走行駆動条件
下にある変速操作タイミングの場合には、スプリングが
変速操作を保留して変速装置は実際には変速作動せず、
クランクが上死点や下死点あるいはその付近に至って変
速爪に作用する伝動負荷が変速操作時のものより減少
し、変速装置自体の変速作動のために起立変化するべき
変速爪が係脱対象部材に比較的静かに係合して変速ショ
ックが発生しにくくなるところの走行駆動条件下のタイ
ミングになると、これに伴い、スプリングが変速操作を
実行して変速目標の新たな速度段階への変速が完了する
ようになる。変速爪として、爪本体と倒伏操作部とが起
伏軸芯方向に位置ずれする形状の爪を採用すると、爪本
体の起伏軸芯から係脱対象部材に対する係合箇所までの
アーム長さおよび、倒伏操作部の起伏軸芯から操作体に
対する接触箇所までのアーム長さの設計が比較的し易く
なり、変速爪の操作体による操作を可能にしながら、前
記両アームの比をトルク同一化のための比に設定するこ
とが容易になる。スプリングをねじりコイルスプリング
に形成し、操作体に外嵌して配置すると、変速装置全体
のコンパクトを図りながらスプリングを内装化すること
が比較的容易になる。

【０００６】

【発明の効果】スプリングおよび、トルク同一化手段の
作用により、発進時や登坂時でも走行停止しないように
駆動操作しながら変速できる等、変速目標速度をいかな
る速度として変速する場合にも、走行駆動操作して走行
停止を伴わないようにしながらしかも、変速ショックが
少なくて軽快であるようにしながら変速できるようにな
った。しかも、変速爪に作用する伝動動負荷が低下する
タイミングを判断して変速操作する等、変速操作をする
タイミングに注意を払う必要がなく、この面からも容易
に変速できるようにできた。変速爪として爪本体と倒伏
操作部の位置ずれ形を採用する場合には、トルク同一化
のための手段が得やすく、トルク同一化の精度が一層よ
くなる。スプリングをねじりコイル形に形成して操作体
に外嵌する場合には、コンパクト化と内装化とによって
取扱面でも精度面でも有利なものになる。

【０００７】

【実施例】次に、例示図を参照しながら、本発明の第１
実施例を説明する。図１に示すように、本発明の内装変
速機は、大略、自転車フレームに固定される固定軸１に
対し、チエンホイール２ａをもった駆動体２とスポーク
を支持するハブ３ａ，３ａをもったハブ胴３とを枢支
し、駆動体２からハブ胴３に至る動力伝達系に増速用の
第１遊星ギヤ列４と減速用の第２遊星ギヤ列５を設け、
駆動体２とは反対側にコースターブレーキ６を設けてな
る。また、後述するように、動力伝達系を切り換えるク
ラッチ入切機構７の操作をし、且つ、太陽ギヤの回動可
否選択用の制御部を操作するための筒状の操作体８を、
前記固定軸１に回動自在に外嵌して設けてある。尚、本
実施例は、後述するように７段変速が可能である。

【０００８】前記各遊星ギヤ列４，５は互いに相対回転
不能に嵌合される第１、第２のギヤ枠４ａ，５ａを各別
に備え、第１ギヤ枠４ａにはコースターブレーキ６側か
ら中継体９を相対回転不能に嵌合してある。第１遊星ギ
ヤ列４の第１、第２太陽ギヤ１１ａ，１２ａ及び第２遊
星ギヤ列５の第３、第４太陽ギヤ１３ａ，１４ａは、固
定軸１に対し夫々が独立して回転自在且つ軸方向移動不
能となるように支持してあり、第１、第２太陽ギヤ１１
ａ，１２ａに各々噛合する第１、第２遊星ギヤ１１ｂ，
１２ｂは一体形成され、第３、第４太陽ギヤ１３ａ，１
４ａに各々噛合する第３、第４遊星ギヤ１３ｂ，１４ｂ
も同様に一体形成されている。また、第２遊星ギヤ１２
ｂには第１リングギヤ１５を、第４遊星ギヤ１４ｂには
第２リングギヤ１６を各別に噛合させてある。尚、固定
軸１に対する各太陽ギヤ１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４
ａの回動可否は、後述の操作体８によって選択可能であ
る。

【０００９】第１リングギヤ１５は中継体９と選択的に
ハブ胴３への出力用として用いられ、また、第２リング
ギヤ１６は第２ギヤ枠５ａと選択的に駆動体２からの入
力用として用いられる。そして、これらの各部材間で動
力を伝達するために、ワンウエイクラッチを用いてあ
る。かかるワンウエイクラッチは、中継体９または第１
リングギヤ１５とハブ胴３との間に設けた出力伝達用の
第１、第２伝動クラッチ１７，１８と、第２ギヤ枠５ａ
または第２リングギヤ１６と駆動体２との間に設けた第
３、第４伝動クラッチ１９，２０とよりなる。これら各
クラッチはラチェット爪たる第１〜第４伝動爪１７ａ，
１８ａ，１９ａ，２０ａと複数のラチェット歯たる第１
〜第４伝動歯１７ｂ，１８ｂ，１９ｂ、２０ｂとよりな
り、各伝動爪１７ａ，１８ａ，１９ａ，２０ａは各伝動
歯１７ｂ，１８ｂ，１９ｂ、２０ｂ側にばねにより常時
付勢してある。第１〜第４伝動爪１７ａ，１８ａ，１９
ａ，２０ａは各々中継体９、第１リングギヤ１５、駆動
体２に取り付けてあり、各伝動爪１７ａ，１８ａ，１９
ａ，２０ａを取り付けた部材が駆動方向Ｋに回転する場
合にのみ、それぞれの爪に対応するハブ胴３、第２ギヤ
枠５ａまたは第２リングギヤ１６が従動する方向に爪を
配向してある。尚、第３伝動爪１９ａは前記第３伝動歯
１９ｂの前幅にわたって噛み合い、第３伝動クラッチ１
９は、後述するクラッチ入切機構７により入切可能であ
る。

【００１０】図１及び図１０〜図１７に示すように、前
記第１〜第４太陽ギヤ１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａ
と固定軸１との間には、ワンウエイクラッチとしての第
１〜第４太陽クラッチ２１，２２，２３，２４を設けて
ある。これら第１〜第４太陽クラッチ２１，２２，２
３，２４は、第１〜第４太陽ギヤ１１ａ，１２ａ，１３
ａ，１４ａの内周に取り付けた第１〜第４太陽爪２１
ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａを固定軸１に向かって常時
付勢する状態で設け、これら第１〜第３太陽爪２１ａ，
２２ａ，２３ａに係合して固定軸１に対する回動を一方
向にのみ規制する第１、第２規制突起２１ｂ，２２ｂを
固定軸１に一体形成してなる。これらのうち第２規制突
起２２ｂは、第２、第３太陽爪２２ａ，２３ａに共通し
て用いてある。ここで、第１、第２太陽クラッチ２１，
２２は固定軸１に対する駆動方向Ｆとは反対回りの回転
を許容し、第３太陽クラッチ２３は固定軸１に対する駆
動方向Ｋ回りの回転を許容するように構成してある（図
１０〜図１６を対比して参照すれば、その理由を容易に
理解できる。）。尚、第１太陽ギヤ１１ａは小径である
ことから、その一部を左側に延出させて第１太陽クラッ
チ２１を設けてある。図中２４ｂは、図２４に示す如き
爪取付け部材であり、固定軸１に回動不能に付設して、
固定軸１に爪取付け部を形成するものである。

【００１１】前記操作体８は、図１及び図４に示すよう
に、固定軸１に対してコースターブレーキ６側から順次
回転自在に外嵌される第１、第２スリーブ２５，２６
と、操作ワイヤＣのニップルを係止するためのワイヤ掛
け２７とよりなる。第１スリーブ２５は右側に向かって
延出する第１フォーク部２５ａを備え、第２スリーブ２
６は左右に向かって各々延出する第２、第３フォーク部
２６ａ，２６ｂを備えている。両スリーブ２５，２６
は，図８に示す如き第２フォーク部２６ａと２６ａの間
のスリーブ周方向隙間と、第１フォーク部２５ａのスリ
ーブ周方向太さとの差のために設定角Ｄだけは相対回転
し、それ以上は第１フォーク部２５ａと第２フォーク部
２６ａとの接当で一体に回転するように同芯状に係合す
る状態に組付くように構成してある。第１フォーク部２
５ａに係合することのために第１スリーブ２５と一体回
動するように構成したカム体４１に、ばね取付け孔４１
ｂを利用して第１スプリングＳ１の一端側が係止し、こ
の第１スプリングＳ１の他端側が第２スリーブ２６にば
ね取付け孔２６ｃを利用して係止しており、第２スリー
ブ２６が駆動方向Ｋとは反対方向に回動する際には第１
スリーブ２５が第２スリーブ２６に追随回動するよう
に、かつ、第１スリーブ２５に設定以上の回動抵抗が作
用する際には、第２スリーブ２６が第１スリーブ２５に
対して設定角Ｄだけ先行回動することを許容する状態
で、第１スプリングＳ１がスリーブ２５を２６に連動さ
せるように構成してある。さらに、第３フォーク部先端
部２６ｂは、ワイヤ掛け２７の中央部に向かって突出す
る突出部２７ａに設けた溝２７ｂと嵌合していることに
より、操作体８は全体として固定軸１に対し一体回転可
能となっている。前記爪取付け部材２４ｂにばね取付け
孔５３を利用して一端側を係止させた第２スプリングＳ
２の他端側を、ばね受け板５４にばね取付け切欠き５４
ａを利用して係止させると共に、ばね受け板５４は、こ
れのばね取付け孔５４ｂに前記第１スプリングＳ１が係
止していることに起因して第１スプリングＳ１およびカ
ム体４１を介してスリーブ２５に係止していることによ
り、第２スプリングＳ２は、操作体８が駆動方向Ｋとは
反対方向に回動するに伴ってスリーブ２５によって巻上
げ操作され、スリーブ２５を駆動方向Ｋと同一の回転方
向に復帰付勢するように構成してある。スプリングＳ１
およびＳ２は、ねじりによる弾性復元力を付勢力として
発揮するようにねじりコイルスプリングに形成してあ
り、そして、変速装置の内部に位置するように固定軸１
に外嵌して配置してある。

【００１２】前記各太陽クラッチ２１，２２，２３は前
記第１スリーブ２５の回転によって入切可能である。す
なわち、図４に示す如き第１スリーブ２５における第１
〜第３制御部３１，３２，３３は、図１０〜図１６に示
すように、前記第１、第２規制突起２１ｂ，２２ｂに符
合させることにより、第１〜第３太陽爪２１ａ，２２
ａ，２３ａを第１〜第３太陽ギヤ１１ａ，１２ａ，１３
ａ側に倒伏して固定軸１から離脱する状態に操作し、各
規制突起２１ｂ，２２ｂと前記第１〜第３太陽爪２１
ａ，２２ａ，２３ａとの係合を防いで、第１〜第３太陽
ギヤ１１ａ，１２ａ，１３ａの自由回転を許容する。そ
して、第１〜第３制御部３１，３２，３３は、第１、第
２規制突起２１ｂ，２２ｂとの符号を解除させることに
より、第１〜第３太陽爪２１ａ，２２ａ，２３ａをその
付勢力により起立して固定軸１に係合する状態に操作
し、各規制突起２１ｂ，２２ｂ，２３ｂと前記第１〜第
３太陽爪２１ａ，２２ａ，２３ａとを係合させて、第１
〜第３太陽ギヤ１１ａ，１２ａ，１３ａを回転不能にロ
ックする。 尚、第４太陽クラッチ２４の制御は不要で
ある。

【００１３】ワイヤ掛け２７の左右には、図１に示すよ
うに、図５の如き玉押し３４と、前記突出部２７ａに接
当してその回動角度を所定範囲内に規制する図７の如き
回動規制体３５とを、各々固定軸１に対しこれに形成し
た固定溝１ａを介して回動不能に外嵌してある。尚、図
中３６は、各部材の抜け止め用ナットである。また、玉
押し３４と駆動体２との間、及び、駆動体２とハブ胴３
との間には回転を許容するためのボールをそれぞれ介装
してある。

【００１４】前記クラッチ入切機構７は、図１に示すよ
うに、大略、第３伝動爪１９ａを付勢力で起立してギヤ
枠５ａに係合する状態にすることによって第３伝動クラ
ッチ１９を入りにし、かつ、第３伝動爪１９ａを駆動体
２側に倒伏操作してギヤ枠５ａから離脱させることによ
って第３伝動クラッチ１９を切るためのクラッチ入切体
４０と、このクラッチ入切体４０を軸方向移動自在に支
持する固定板４２と、前記第１フォーク部２５ａに回動
不能に嵌合し、かつ、固定板４２に回転自由に内嵌する
前記カム体４１とよりなる。固定板４２は前記固定溝１
ａを介して固定軸１に回転不能に支持してあり、クラッ
チ入切体４０の内周部を嵌合させてクラッチ入切体４０
の固定軸１に対する回転を防止してある。カム体４１
は、図４の如きカムであり、フォーク部４１ａによりク
ラッチ入切体４０の固定板４２から内側に突出するピン
４３を鋏んでこのピン４３に操作体８の回動力を伝達す
ることによってクラッチ入切体４０を回動操作するよう
に構成してある。このカム体４１は、固定板４２を介し
て前記玉押し３４に接当することにより右方向への移動
を規制され、クラッチ入切体４０に圧入したピン４３の
頭部をカムフォロアとして押圧することによりクラッチ
入切体４１を左側へ移動させる。クラッチ入切体４０に
は、図２１〜図２２に示すように、第３伝動爪１９ａに
対する操作部４０Ｋを備えてある。この操作部４０Ｋに
は、第３伝動爪１９ａに接当してこの爪１９ａを倒伏状
態に切換えるようクラッチ入切体４０の外周部に持ち上
げるための第１接当部４０ａ、および、第３伝動爪１９
ａに接当してこの爪１９ａを倒伏状態に維持するための
第２接当部４０ｂを形成してある。クラッチ入切体４０
は圧縮ばね４４によって右側に復帰付勢してある。

【００１５】前記コースターブレーキ６は、駆動体２の
逆転時、駆動体２と第２ギヤ枠５ａとの間に設けたワン
ウエイクラッチとしてのブレーキクラッチ４７を介して
前記ギヤ枠４ａ，５ａが逆転することにより作動する。
このコースターブレーキ６は、ハブ胴３内面の制動面３
ｂに対向して環状にブレーキシュー４８を配設し、ブレ
ーキシュー内面にローラー４９を複数個配設し、且つ、
逆転時にローラー４９を拡径方向に押し出すカム面５０
を前記第１ギヤ枠４ａに形成してなる。

【００１６】前記ブレーキクラッチ４７は、図１、図２
及び図３に示すように、ラチェットたるブレーキ爪４７
ａと前記第３伝動歯１９ｂとよりなり、ブレーキ爪４７
ａは第３伝動歯１９ｂ側にばねにより常時付勢すると共
に、前記第３伝動クラッチ１９とは反対側にブレーキ爪
４７ａを配向してある。第４伝動爪２０ａは、環状の爪
ケージ５１に形成した切欠部５１ａから第４伝動歯２０
ｂ側に突出させてあり、爪ケージ５１の一部をブレーキ
爪４７ａの基部側まで延出させてある。このブレーキ爪
４７ａは、第３伝動歯１９ｂとの係合時においてその基
部を駆動体２に対して移動可能に支持してあり、かかる
基部の移動によって爪ケージ５１の切欠部５１ａを駆動
体２に対し相対移動させ、前記第４伝動爪２０ａを倒伏
させて第４伝動クラッチ２０を切るように構成してあ
る。したがって、駆動体２の逆転時には、ブレーキクラ
ッチ４７及びギヤ枠４ａ，５ａを介してコースターブレ
ーキ６が作動し、第４伝動クラッチ２０とブレーキクラ
ッチ４７との干渉は防止される。尚、図中５２は、第４
伝動クラッチ２０が作動可能状態となる側に爪ケージ５
１を復帰付勢するための捩じりばねである。

【００１７】次に、表１と各図を参照しながら、動力伝
達系の切換及び太陽ギヤ１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４
ａの制御について、第１遊星ギヤ列４と第２遊星ギヤ列
５とに分けて基本的な動作を説明した後、１〜７段位の
切換について説明する。尚、表１において、「−」はワ
ンウエイクラッチ１７〜２０，２１〜２４が作動せずそ
の相対回転が許容される状態を示し、以下、「非作動状
態」と称する。「〇」はワンウエイクラッチが作動して
その相対回転が阻止された状態を示し、以下、「入り状
態」と称する。「×」はワンウエイクラッチの係合を強
制的に阻止してその相対回転を許容する状態を示し、以
下、「切り状態」と称する。「×」の無いクラッチは、
制御が不要であることを意味している。また、理解の容
易のために、図１７に上記構成を簡略化した線図を示
す。

【００１８】

【表１】

【００１９】増速用の第１遊星ギヤ列４において、第
１、第２太陽クラッチ２１，２２のいずれかが入り状態
となった場合には、第１リングギヤ１５の角速度は中継
体９の角速度よりも必ず大となるため、第２伝動クラッ
チ１８は入り状態となる一方、第１伝動クラッチ１７は
非作動状態となり、動力伝達系は第１リングギヤ１５か
ら第２伝動クラッチ１８を介してハブ胴３に至る増速系
となる。これに対し、第１、第２太陽クラッチ２１，２
２の双方を切り状態とした場合には、第２伝動クラッチ
１８は非作動状態となり、動力伝達系は中継体９から第
１伝動クラッチ１７を介してハブ胴３に至る等速系とな
る。したがって、第１遊星ギヤ列４においては、第１、
第２太陽クラッチ２１，２２の制御のみによって動力伝
達系を切り換えることができ、表１の第１、第２伝動ク
ラッチ１７，１８欄に「×」が無いことからわかるよう
に、これら第１、第２伝動クラッチ１７，１８の制御は
不要である。

【００２０】減速用の第２遊星ギヤ列５において、第３
伝動クラッチ１９が入り状態となっている場合には、動
力伝達系は、駆動体２、第３伝動クラッチ１９を介して
ギヤ枠５ａに至る等速系となる。これに対し、前記クラ
ッチ入切機構７を介して第３伝動クラッチ１９を切り状
態とした場合には、動力伝達系は、駆動体２、第４伝動
クラッチ２０及び第２リングギヤ１６を介してギヤ枠５
ａに至る減速系となる。したがって、第２遊星ギヤ列５
においては、クラッチ入切機構７の操作によって動力伝
達系を切り換えることができる。

【００２１】変速操作を行うために前記操作ワイヤＣを
牽引し、操作体８を駆動方向Ｋとは反対方向にステップ
的に所定角度ずつ回転させると、前記第１〜第３制御部
３１〜３３、及びクラッチ入切機構７の作動に伴う各太
陽クラッチ２１，２２，２３及び第３伝動爪１９ａの制
御を行うことができる。そして上記規則に基づいて、最
低速の低速３段Ｌ３から最高速の高速３段Ｈ３まで順次
７段階にわたって、増速側の変速操作をすることができ
る。これに対し、操作ワイヤＣを弛緩させることによっ
て、前記第２スプリングＳ２の復原力により操作体８は
駆動方向Ｋと同一方向に復動し、最高速の高速３段Ｈ３
から最低速の低速３段Ｌ３に至るまでの減速側の変速操
作をすることができる。最高速の高速３段Ｈ３から最低
速の低速３段Ｌ３に至るまでのそれぞれの状態に対応す
る第１〜第３太陽クラッチ２１，２２，２３の状態を、
図１０〜１６に示す。

【００２２】つまり、揺動レバー式の人為変速操作具６
０による操作ワイヤＣを介しての操作体８の回動操作
と、この回動操作によるクラッチ入切体４０の摺動操作
とにより、第３伝動クラッチ１９および第２太陽クラッ
チ２２を入りで、第１および３太陽クラッチ２１，２３
を非作動状態に操作すると、第４太陽クラッチ２４、第
１および４伝動クラッチ１７，２０が非作動状態で、第
２伝動クラッチ１８が入りになって、高速３段Ｈ３にな
り、駆動体２の回動力が第３伝動クラッチ１９、ギヤ枠
５ａ、ギヤ枠４ａ、第１リングギヤ１５、第２伝動クラ
ッチ１８を介してハブ胴３に伝達するのである。第３伝
動クラッチ１９および第１太陽クラッチ２１を入りで、
第２太陽クラッチ２２を切りで、第３太陽クラッチ２３
を非作動状態に操作すると、第４太陽クラッチ２４、第
１および４伝動クラッチ１７，２０が非作動状態で、第
２伝動クラッチ１８が入りになって、高速２段Ｈ２にな
り、駆動体２の回動力が第３伝動クラッチ１９、ギヤ枠
５ａ、ギヤ枠４ａ、第１リングギヤ１５、第２伝動クラ
ッチ１８を介してハブ胴３に伝達するのである。第３伝
動クラッチ１９を切りで、第２および３太陽クラッチ２
２，２３を入りで、第１太陽クラッチ２１を非作動状態
に操作すると、第４太陽クラッチ２４、第１伝動クラッ
チ１７が非作動状態で、第２および４伝動クラッチ１
８，２０が入りになって、高速１段Ｈ１になり、駆動体
２の回動力が第４伝動クラッチ２０、第２リングギヤ１
６、ギヤ枠５ａ、ギヤ枠４ａ、第１リングギヤ１５、第
２伝動クラッチ１８を介してハブ胴３に伝達するのであ
る。第３伝動クラッチ１９および第３太陽クラッチ２３
を切りで、第１太陽クラッチ２１を非作動状態で、第２
太陽クラッチ２２を入りに操作すると、第４太陽クラッ
チ２４、第２および４伝動クラッチ１８，２０が入り
で、第１伝動クラッチ１７が非作動状態になって、中速
段位Ｍになり、駆動体２の回動力が第４伝動クラッチ２
０、ギヤ枠５ａ、ギヤ枠４ａ、第２伝動クラッチ１８を
介してハブ胴３に伝達するのである。第３伝動クラッチ
１９、第２および３太陽クラッチ２２，２３を切りで、
第１太陽クラッチ２１を入りに操作すると、第４太陽ク
ラッチ２４、第２および４伝動クラッチ１８，２０が入
りで、第１伝動クラッチ１７が非作動状態になって、低
速１段Ｌ１になり、駆動体２の回動力が第４伝動クラッ
チ２０、第２リングギヤ１６、ギヤ枠５ａ、ギヤ枠４
ａ、第１リングギヤ１５、第２伝動クラッチ１８を介し
てハブ胴３に伝達するのである。第３伝動クラッチ１
９、第１および２太陽クラッチ２１，２２を切りで、第
３太陽クラッチ２３を入りに操作すると、第４太陽クラ
ッチ２４、第２伝動クラッチ１８が非作動状態で、第１
および４伝動クラッチ１７，２０が入りになって、低速
２段Ｌ２になり、駆動体２の回動力が第４伝動クラッチ
２０、第２リングギヤ１６、ギヤ枠５ａ、ギヤ枠４ａ、
中継体９、第１伝動クラッチ１７を介してハブ胴３に伝
達するのである。第３伝動クラッチ１９、第１，２およ
び３太陽クラッチ２１，２２，２３を切りに操作する
と、第４太陽クラッチ２４、第１および４伝動クラッチ
１７，２０が入りで、第２伝動クラッチ１８が非作動状
態になって、低速３段Ｌ３になり、駆動体２の回動力が
第４伝動クラッチ２０、第２リングギヤ１６、ギヤ枠５
ａ、ギヤ枠４ａ、中継体９、第１伝動クラッチ１７を介
してハブ胴３に伝達するのである。

【００２３】表１、図１０〜図１６に示すように、増速
側および減速側の変速には第３伝動爪１９ａ、太陽爪２
１ａ，２２ａ，２３ａの起立状態から倒伏状態への切換
え操作を伴うのであり、また、走行駆動操作をして駆動
体２に走行駆動トルクが作用している際には、起立状態
に在る伝動爪１９ａや太陽爪２１ａ，２２ａ，２３ａに
伝動負荷が作用していることに起因して伝動爪１９ａや
太陽爪２１ａ，２２ａ，２３ａの係脱対象部材としての
ギア枠５ａまたは固定軸１からの離脱抵抗が大になり、
かつ、その離脱抵抗は倒伏操作しようとする操作対象爪
の相違によって異なるのである。しかしながら、スプリ
ングＳ１，Ｓ２が操作体８やクラッチ入切体４０に操作
力付与するように構成してあることにより、かつ、伝動
爪１９ａや太陽爪２１ａ，２２ａ，２３ａのいずれを倒
伏操作対象爪とする場合でも、倒伏操作する際に作用し
ている走行駆動トルクの最大トルクが同一またはほぼ同
一になるようにするトルク同一化手段を講じることによ
り、走行駆動操作をしながら変速操作しても変速できる
ように、かつ、変速操作によって現出するべき変速目標
速度を高速３段Ｈ３から低速３段Ｌ３のいずれにする場
合でも、付与可能な走行駆動最大トルクがほぼ同一にな
る状態で変速できるように配慮してある。すなわち、増
速側の変速時には、変速操作具６０によって操作される
第２スリーブ２６の回動に、第１スプリングＳ１が第１
スリーブ２５及びクラッチ入切体４０を連動させるので
ある。そして、伝動爪１９ａや太陽爪２１ａ，２２ａ，
２３ａのギヤ枠５ａあるいは固定軸１からの離脱抵抗が
設定抵抗値以下である時には、第１スプリングＳ１が、
その離脱抵抗に勝ち、第２スリーブ２６の回動に直ちに
連動して第１スリーブ２５やクラッチ入切体４０を回動
あるいは摺動操作し、第１スリーブ２５による太陽爪２
１ａ，２２ａ，２３ａの倒伏操作を行わせたり、クラッ
チ入切体４０による伝動爪１９ａの倒伏操作を行わせる
のである。そして、伝動爪１９ａや太陽爪２１ａ，２２
ａ，２３ａのギヤ枠５ａあるいは固定軸１からの離脱抵
抗が前記設定抵抗値より大である時には、その離脱抵抗
と、第２スリーブ２６の人為変速操作による回動力と、
スリーブ２５と２６の間の前記設定角度Ｄの連動融通と
のために、さらには、変速操作装置Ｒが変速操作具６０
を操作された新たな操作位置に保持するために、第１ス
プリングＳ１が弾性変形して第１スリーブ２５やクラッ
チ入切体４０に対する操作力をチャージするだけで、第
１スリーブ２５やクラッチ入切体４０は変速操作具６０
の操作が既に行われているにもかかわらず、その変速操
作具６０の作動に優先して作動を停止して伝動爪１９ａ
や太陽爪２１ａ，２２ａ，２３ａを起立状態に維持する
のである。そして、操作されるクランクが上死点や下死
点あるいはその付近に到達し、駆動体２に作用する駆動
トルクが低下して伝動爪１９ａや太陽爪２１ａ，２２
ａ，２３ａのギヤ枠５ａあるいは固定軸１からの離脱抵
抗が設定抵抗値に低下するに伴い、第１スプリングＳ１
がそれまでチャージしていた操作力によって第１スリー
ブ２５やクラッチ入切体４０を回動あるいは摺動操作
し、第１スリーブ２５による太陽爪２１ａ，２２ａ，２
３ａの倒伏切換えや、クラッチ入切体４０による伝動爪
１９ａの倒伏切換えを行わせるのである。減速側の変速
時には、第２スプリングＳ２が増速変速時に巻上げ操作
されてチャージした弾性復原力により、第１スリーブ２
５やクラッチ入切体４０を回動あるいは摺動操作するの
である。そして、伝動爪１９ａや太陽爪２１ａ，２２
ａ，２３ａのギヤ枠５ａあるいは固定軸１からの離脱抵
抗が設定抵抗値以下である時には、第２スプリングＳ２
が、その離脱抵抗に勝ち、第２スリーブ２６の回動に直
ちに連動して第１スリーブ２５やクラッチ入切体４０を
回動あるいは摺動操作し、第１スリーブ２５による太陽
爪２１ａ，２２ａ，２３ａの倒伏操作を行わせたり、ク
ラッチ入切体４０による伝動爪１９ａの倒伏操作を行わ
せるのである。そして、伝動爪１９ａや太陽爪２１ａ，
２２ａ，２３ａのギヤ枠５ａあるいは固定軸１からの離
脱抵抗が前記設定抵抗値より大である時には、その離脱
抵抗と、操作ワイヤＣの弛みとのために、さらには、変
速操作装置Ｒが変速操作具６０を操作された新たな操作
位置に保持するために、第２スプリングＳ２が所定トロ
ークを充分に弾性復元しなくて第１スリーブ２５やクラ
ッチ入切体４０にたいする操作力をチャージするだけ
で、第１スリーブ２５やクラッチ入切体４０は変速操作
具６０の操作が既に行われているにもかかわらず、その
変速操作具６０の作動に優先して作動を停止して伝動爪
１９ａや太陽爪２１ａ，２２ａ，２３ａを起立状態に維
持するのである。そして、操作されるクランクが上死点
や下死点あるいはその付近に到達し、駆動体２に作用す
る駆動トルクが低下して伝動爪１９ａや太陽爪２１ａ，
２２ａ，２３ａのギヤ枠５ａあるいは固定軸１からの離
脱抵抗が設定抵抗値に低下するに伴い、第２スプリング
Ｓ２が所定ストロークを充分に弾性復元して第１スリー
ブ２５やクラッチ入切体４０を回動あるいは摺動操作
し、第１スリーブ２５による太陽爪２１ａ，２２ａ，２
３ａの倒伏切換えや、クラッチ入切体４０による伝動爪
１９ａの倒伏切換えを行わせるのである。トルク同一化
手段は、図１８〜図２３に示す第１アーム長さＬ１、第
２アーム長さＬ２、爪傾斜角Ｘ、重なり角Ｙ、カム角度
Ｚ、第１傾斜角Ａ、および第２傾斜角Ｂでなる。すなわ
ち、カム角度Ｚは、伝動爪１９ａに対するものであり、
ギヤ枠５ａによる離脱抵抗力Ｗと、クラッチ入切体４０
による倒伏操作力Ｆとの相対角である。クラッチ入切体
４０の伝動爪１９ａに作用する図２１〜図２３の如き操
作カム面部４０ａの第１傾斜角Ａおよび第２傾斜角Ｂの
設定によって倒伏操作力Ｆが決まるのであり、第１傾斜
角Ａおよび第２傾斜角Ｂの変更によってカム角度Ｚが変
化するのである。第１傾斜角Ａは、クラッチ入切体４０
が固定軸１軸芯方向の摺動によって伝動爪１９ａに対し
てカム作用するための角度である。第２傾斜角Ｂは、伝
動爪１９ａのクラッチ入切体４０に対する回動のために
伝動爪１９ａに対してカム作用するための角度である。
第１アーム長さＬ１、第２アーム長さＬ２、爪傾斜角
Ｘ、重なり角Ｙは、太陽爪２１ａ，２２ａ，２３ａに対
するものである。第１アーム長さＬ１は、起伏軸芯Ｐ
と、操作体８による倒伏操作力Ｆの作用箇所との間隔で
あり、第２アーム長さＬ２は、起伏軸芯Ｐと、固定軸１
による倒伏抵抗力Ｗの作用箇所との間隔である。太陽爪
の倒伏抵抗が一定であっても、第１アーム長さＬ１と第
２アーム長さＬ２の比率を変更することにより、爪の倒
伏操作に必要な操作力が変化するのである。爪傾斜角Ｘ
は、太陽爪の固定軸１に対する倒伏傾斜度合いを示し、
伝動負荷が一定であっても、爪傾斜角Ｘが大になるほど
爪の離脱抵抗が大になるのである。重なり角Ｙは、爪先
端の回動軌跡と固定軸１のラチェット部との重なり度合
いを示し、伝動負荷が一定であっても、重なり角Ｙが大
になるほど爪の離脱抵抗が大になるのである。つまり、
爪傾斜角Ｘおよび重なり角Ｙを変更することにより、爪
の倒伏操作に必要な操作力が変化するのである。つま
り、走行駆動トルクが一定であっても、伝動爪１９ａや
太陽爪２１ａ，２２ａ，２３ａのギヤ枠５ａまたは固定
軸１からの離脱抵抗は爪によって相違するのであり、ま
た、スプリングＳ１，Ｓ２が発揮する倒伏操作力は現出
するべき変速目標速度の違いによって相違するのである
が、伝動爪１９ａや太陽爪２１ａ，２２ａ，２３ａにお
けるカム角度Ｚ、第１アーム長さＬ１と第２アーム長さ
Ｌ２の比率、重なり角Ｙおよび爪傾斜角Ｘの設定によっ
ては、走行駆動トルクを作用させたままでも倒伏操作で
きることとなるその走行駆動トルクの最大トルクが、伝
動爪１９ａ、太陽爪２１ａ，２２ａ，２３ａのいずれを
倒伏操作対象爪とする場合にも同一またはほぼ同一にな
るのである。前記太陽爪２１ａ，２２ａ，２３ａを構成
するに、図９（イ）〜（ハ）に示すように、爪本体Ｔが
一端側の取付け部Ｔ１にて太陽ギヤ１１ａ，１２ａまた
は１３ａにより軸芯Ｐ周りで起伏揺動するように支持さ
れて、遊端側の爪先部Ｔ２で固定軸１の規制突起２１ｂ
や２２ｂに係脱するように構成し、爪本体Ｔの遊端側の
横側に、第１スリーブ２５の制御部３１、３２または３
３が接当作用する倒伏操作部Ｇを備えることにより、前
記第１アームＬ１と第２アームＬ２の比率を所望比率に
設定し易いように、倒伏操作部Ｇと爪本体Ｔとを起伏軸
芯Ｐ方向に位置ずれさせてある。

【００２４】〔別実施例〕次に、本発明の第２実施例を
説明する。図２４に示すように、車体フレーム（図示せ
ず）に回動不能に締付固定するように構成した筒車軸６
１に、ボール押え６２及びボール６３を介して駆動体２
及びハブ胴３を回動自在に取付けると共に、駆動体２に
チェンホイル２ａによって駆動力を導入し、駆動体２の
回動力を、第１〜第４伝動爪６６〜６９及び遊星ギヤ７
０等を備える変速装置本体により高・中・低速の３段階
に変速してハブ胴３に伝達するように構成して、３段変
速が可能な自転車用の内装変速装置を構成してある。こ
の変速装置は、第１操作カム７１、第２操作カム７２及
び操作ロッド７３等を備える変速操作機構Ｅによる変速
装置本体の切換え操作によって変速操作するように構成
してあり、詳しくは次の如く構成してある。

【００２５】変速装置本体は、筒車軸６１や駆動体２に
回動可能に外嵌する第１伝動回転体７４、キャリア７５
及び第２伝動回転体７６、前記駆動体２と第１伝動回転
体７４の間に位置する前記第１伝動爪６６、駆動体２と
第２伝動回転体７６の間に位置する前記第２伝動爪６
７、第１伝動回転体７４とハブ胴３の間に位置する前記
第３伝動爪６８、キャリア７５に付設の前記遊星ギア７
０、キャリア７５とハブ胴３の間に位置する前記第４伝
動爪６９等によって構成してある。第１伝動爪６６は、
図２７に明示する如く駆動体２の外周側に駆動体２と一
体に回動するように、かつ、起伏揺動するように取付け
てあるとともに、爪先部が第１伝動回転体７４の受動用
ラチェット歯部７４ａに係合するように爪ばね６６ａに
よって起立付勢したラチェット爪に構成してある。すな
わち、駆動体２と第１伝動回転体７４との回転速度差に
よって、第１伝動爪６６が起立付勢のためにラチェット
歯部７４ａに係合して駆動体２の回動力を第１伝動回転
体７４に伝達する起立伝動状態と、ラチェット歯部７４
ａによる押圧揺動操作のために第１伝動回転体７４から
退避して第１伝動回転体７４の駆動体２に対する先行回
動を許容する倒伏非伝動状態とに自動的に切換わるよう
に構成してある。第２伝動爪６７は、図２７に明示する
如く駆動体２の内周側に駆動体２と一体回動し、かつ、
起伏揺動するように取付けてあり、起伏することによ
り、爪先部が第２伝動回転体７６の受動歯部７６ａに係
合して駆動体２の回転動力を第２伝動回転体７６に伝達
する起立伝動状態と、爪先部が第２伝動回転体７６から
外れて駆動体２から第２伝動回転体７６への伝動を断つ
倒伏非伝動状態とに切換わるように構成してあると共
に、起立伝動状態に自動復帰できるように爪ばね６７ａ
によって起立付勢してある。第２伝動回転体７６は筒車
軸６１に回動可能に外嵌してあり、かつ、前記受動歯部
７６ａが位置する方とは反対側の端部に備える伝動歯部
７６ｂによって前記キャリア７５に一体回動可能に係合
させてある。遊星ギア７０はキャリア７５の回動に伴っ
て取付軸７７の軸芯周りで自転回動しながらキャリア７
５の回動軸芯周りで公転回動するように、キャリア７５
に枢着してあると共に筒車軸６１の太陽ギア部６１ａに
咬合させてある。第１伝動回転体７４は前記ラチェット
歯部７４ａが位置する方とは反対側の端部に備える内歯
式ギア部７４ｂによって前記遊星ギア７０に咬合させて
ある。つまり、第２伝動爪６７が起立伝動状態になる
と、駆動体２の回動力が第２伝動回転体７６によってキ
ャリア７５に伝わり、キャリア７５の回動力が遊星ギア
７０により増速されて第１伝動回転体７４に伝わるよう
に構成してある。この時、遊星ギア７０による増速作用
と、第１伝動爪６６による先行回動許容とのために、第
１伝動回転体７４が駆動体２に対して先行回動するよう
に構成してある。第２伝動爪６７が倒伏非伝動状態にな
ると、駆動体２の回動力が第１伝動爪６６によって第１
伝動回転体７４に伝わり、第１伝動回転体７４の回動力
が遊星ギア７０により減速されてキャリア７５に伝わる
ように構成してある。第３伝動爪６８は、図２８に明示
する如く第１伝動回転体７４を枢着軸７８によって一体
回動し、かつ、起伏揺動するように取付けてあり、起伏
することにより、爪先部がハブ胴３の受動歯部３ａに係
合して第１伝動回転体７４の回動力をハブ胴３に伝達す
る起立伝動状態と、爪先部がハブ胴３から外れて第１伝
動回転体７４からハブ胴３への伝動を断つ倒伏非伝動状
態とに切換わるように構成してあると共に、起立伝動状
態に自動復帰できるように爪ばね６８ａによって起立付
勢してある。第３伝動爪６９は、キャリア７５に一体回
動するように、かつ、起伏揺動するように取付けてある
と共に、爪先部がハブ胴３の受動用ラチェット歯部３ｂ
に係合するように爪ばね６９ａによって起立付勢したラ
チェット爪に構成してある。すなわち、キャリア７５と
ハブ胴３との回転速度差によって、第４伝動爪６９が起
立付勢のためにラチェット歯部３ｂに係合してキャリア
７５の回動力をハブ胴３に伝達する起立伝動状態と、ラ
チェット歯部３ｂによる押圧揺動操作のためにハブ胴３
から退避してハブ胴３のキャリア７５に対する先行回動
を許容する倒伏非伝動状態とに自動的に切換わるように
構成してある。つまり、第２伝動爪６７と第３伝動爪６
８の起伏切換えをすることにより、第１及び第４伝動爪
６６，６９の伝動や先行回動を可能にする作用と、遊星
ギヤ７０の変速作用とに起因して駆動体２からハブ胴３
への伝動状態が次の表２に示す如く高・中・低速の３段
階に切換わるのである。すなわち、第２伝動爪６７及び
第３伝動爪６８のいずれもが起立伝動状態になると、駆
動体２の回動力が第２伝動爪６７、第２伝動回転体７
６、キャリア７５、遊星ギヤ７０、第１伝動回転体７４
及び第１伝動爪６８を介してハブ胴３に伝わり、高速状
態になるのである。第２伝動爪６７が倒伏非伝動状態で
第３伝動爪６８が起立伝動状態になると、駆動体２の回
動力が第１伝動爪６６、第１伝動回転体７４及び第３伝
動爪６８を介してハブ胴３に伝わり、中速状態になるの
である。第２伝動爪６７及び第３伝動爪６８のいずれも
が倒伏非伝動状態になると、駆動体２の回動力が第１伝
動爪６６、第１伝動回転体７４、遊星ギヤ７０、キャリ
ア７５及び第４伝動爪６９を介してハブ胴３に伝わり、
低速状態になるのである。

【００２６】変速操作機構Ｅは、第２伝動爪６７の操作
のための前記第１操作カム７１、第３伝動爪６８の操作
のための前記第２操作カム７２、第１操作カム７１とボ
ール押え６２の間に位置するコイル式の送りスプリング
７９、第２操作カム７２と前記太陽ギヤ部６１ａとの間
に位置するコイル式の戻しスプリング８０、筒車軸６１
の内部に位置する前記操作ロッド７３、この操作ロッド
７３に連動機構８１及び変速ワイヤ８２を介して連動す
る変速操作部８３によって成り、変速操作部８３が備え
る変速レバー８４の揺動操作による操作ロッド７３の摺
動操作により、所定段階の速度状態を現出するように構
成してある。すなわち、第１操作カム７１は、筒車軸６
１に対して回止め具８５によって回止めされながら車軸
芯方向に摺動するように筒車軸６１に外嵌してあると共
に、この摺動により、図２４に示す如く駆動体２のスト
ッパー部２ｂに接当し、図３０の如きカム面８６が第２
伝動爪６７から離れて第２伝動爪６７の爪ばね６７ａに
よる起立作動を許容することによって第２伝動爪６７を
起立伝動状態に操作する起立操作位置と、図２５及び図
２６に示す如く起立操作位置から第２伝動爪６７の方に
移動し、前記カム面８６をして第２伝動爪６７を倒伏非
伝動状態に押圧操作する倒伏操作位置とに切換わるよう
に構成してある。回止め具８５は筒車軸６１の回止め具
挿通孔６１ｂの長孔形状の作用によって筒車軸６１に対
して摺動することにより、第１操作カム７１の摺動を可
能にするように構成してある。第２操作カム７２は、第
２伝動回転体７６の大径部によって形成してあり、第２
伝動回転体７６のキャリア７５に係合しながらの筒車軸
６１に対する摺動のために筒車軸６１に対して車軸芯方
向に摺動するように構成すると共に、この摺動により、
図２４及び図２５に示す如く筒車軸６１のストッパーリ
ング８８に接当し、図３３の如きカム面８７が第３伝動
爪６８から離れて第３伝動爪６８の爪ばね６８ａによる
起立作動を許容することによって第３伝動爪６８を起立
伝動状態に操作する起立操作位置と、図２６に示す如く
起立操作位置から第３伝動爪６８の方に移動し、前記カ
ム面８７をして第３伝動爪６８を倒伏非伝動状態に押圧
操作する倒伏操作位置とに切換わるように構成してあ
る。戻しスプリング８０は、第２操作カム７２を起立操
作位置に切換え付勢することによって第２操作カム７２
の起立操作位置への自動復帰を可能にするように構成す
ると共に、戻しスプリング８０の第２操作カム７２に対
する付勢力Ｐ₁が第２操作カム７２の摺動に伴って図３
４に示す如く変化するように構成してある。送りスプリ
ング７９は、変速装置本体が高速状態から中速状態に切
換わるまでは第１操作カム７１を図３４に示す如き付勢
力Ｐ₂によって倒伏操作位置に切換え付勢し、変速装置
本体が中速状態に切換わってからは、第２操作カム７２
に接当する第１操作カム７１を介して第２操作カム７２
の切換え付勢をすることと、戻しスプリング７９の付勢
力Ｐ₁が作用することにより、図３４に示す付勢力Ｐ₃に
よって第２操作カム７２を起立操作位置から倒伏操作位
置に切換え付勢するように構成してある。図２４ないし
図２６に示すように、変速レバー８４を揺動操作するに
伴い、レバー操作力が変速ワイヤ８２及び連動機構８１
を介して操作ロッド７３に伝わり、操作ロッド７３が筒
車軸６１に対して突入側に摺動して回止め具８５を送り
スプリング７９に抗して押し摺動操作することにより、
第１操作カム７１を切換え操作したり、第２操作カム７
２を戻しスプリング８０による付勢力によって切換え操
作するとか、あるいは、操作ロッド７３が筒車軸６１に
対して突出側に摺動して送りスプリング７９による切換
え操作を許容することにより、第１操作カム７１及び第
２操作カム７２の切換え操作をするように構成してあ
る。操作ロッド７３は変速操作部８３の変速レバー保持
作用のために所定の摺動位置に保持されて第１操作カム
７１を倒伏操作位置や起立操作位置に送りスプリング７
９に抗して受止め保持するように構成してある。つま
り、図２４〜図２６に示すように、変速レバー８４を高
速位置Ｈに操作すると、操作ロッド７３が図２４に示す
操作位置になり第１操作カム７１が操作ロッド７３の操
作力により起立操作位置になって第２伝動爪６７を起立
伝動状態に操作し、第２操作カム７２が戻しスプリング
８０の操作力により起立操作位置になって第３伝動爪６
８を起立伝動状態に操作することにより、高速状態を現
出するのである。変速レバー８４を中速位置Ｍに操作す
ると、操作ロッド７３が図２５に示す操作位置になり、
第１操作カム７１が送りスプリング７９の弾性復元力に
よる摺動操作と操作ロッド７３のストッパー作用とのた
めに倒伏位置になって第２伝動爪６７を倒伏非伝動状態
に操作し、第２操作カム７２が戻しスプリング８０の操
作力により起立操作位置になって第３伝動爪６８を起立
伝動状態に操作することにより、中速状態を現出するの
である。変速レバー８４を低速位置Ｌに操作すると、操
作ロッド７３が図２６に示す操作位置になり、第１操作
カム７１が送りスプリング７９の弾性復元力による摺動
操作と第２操作カム７２のストッパー作用のために倒伏
操作位置になって第２伝動爪６７を倒伏非伝動状態に操
作し、第２操作カム７２が送りスプリング７９の弾性復
元力による摺動操作力によって倒伏操作位置になって第
３伝動爪６８を倒伏非伝動状態に操作することにより、
低速状態を現出するのである。

【００２７】

【表２】

【００２８】前記第１操作カム７１の前記カム面８６、
及び、前記第２操作カム７２の前記カム面８７は、伝動
爪６７または６８の倒伏切換えをすると共に操作カム７
１または７２の周方向に並ぶ複数個の第１カム面８６ａ
または８７ａと、伝動爪６７または６８の倒伏維持をす
ると共に操作カム７１または７２の周方向に連なる第２
カム面８６ｂまたは８７ｂとによって構成してある。前
記第１カム面８７ａは、操作カム７１または７２の摺動
軸芯Ｈに対する図３１または図３３の如き第１傾斜角
Ａ、及び図３０または図３３の如き第２傾斜角Ｂを有す
ることに起因し、駆動体２または第１伝動回転体７４の
回転軸芯方向及び回転方向のいずれもの方向における操
作カム７１または７２と伝動爪６７または６８の相対摺
動によって伝動爪６７または６８が倒伏作動することに
なる平坦な傾斜面によって形成してある。すなわち、第
１操作カム７１及び第２操作カム７２が起立操作位置か
ら摺動して伝動爪６７または６８に接触するに伴い、第
１傾斜角Ａによるカム作用による倒伏作用、伝動爪６７
または６８が駆動体２または第１伝動回転体７４と共に
回動して操作カム７１または７２に対して回動している
ことと、第２傾斜角Ｂによるカム作用とに起因する倒伏
作用の両倒伏作用によって伝動爪６７または６８が倒伏
作動し、操作カム７１または７２の摺動ストローク及び
摺動操作力の割には伝動爪６７または６８が迅速に倒伏
非伝動状態に切換わるように配慮してある。

【００２９】スプリング７９が操作カム７１および７２
に爪操作力の付与をすることにより、かつ、伝動爪６７
と８７のいずれを倒伏操作対象爪とする場合でも、倒伏
操作するに際に作用している走行駆動トルクの最大トル
クが同一またはほぼ同一にするトルク同一化手段を講じ
ることにより、走行駆動操作をしながら変速操作をして
も、クランク（図示せず）が上死点や下死点またはその
付近に位置するところの低駆動負荷箇所に位置すること
によってのみ変速が実行されるように構成してある。す
なわち、トルク同一化手段は、図２９〜図３３に示す第
１傾斜角Ａおよび第２傾斜角Ｂ、第２伝動爪６７の図１
８に示す如きカム角度Ｚ、および、第３伝動爪６８の図
３５に示す如き第１アーム長さＬ１および第２アーム長
さＬ２で成る。カム角度Ｚは、伝動爪６７の伝動回転体
７６との係合による離脱抵抗力Ｗと、第１操作カム７１
による倒伏操作力Ｆとの相対角である。操作カム７２の
第１傾斜角Ａおよび第２傾斜角Ｂの設定によってカム角
度Ｚが変化するのである。第１アーム長さＬ１は、起伏
軸芯Ｐと、第２操作カム７２による倒伏操作力Ｆの作用
箇所との間隔であり、第２アーム長さＬ２は、起伏軸芯
Ｐと、ハブ胴３との係合による倒伏抵抗力Ｗの作用箇所
との間隔である。第１アーム長さＬ１と第２アーム長さ
Ｌ２の比率を変更することにより、爪６８の倒伏操作に
必要な操作力が変化するのである。第１操作カム７１の
第１カム面８６ａ、および、第２操作カム７２の第１カ
ム面８７ａ夫々の前記第１傾斜角Ａ及び前記第２傾斜角
Ｂを次の表３の如く形成することにより、第１操作カム
７１の摺動力が第２伝動爪６７に対して倒伏操作力とし
て作用する効率と、第２操作カム７２の摺動力が第３伝
動爪６８に対して倒伏操作力として作用する効率とが相
違するように、第１カム面８６ａと８７ａの形状を相違
させてある。

【００３０】

【表３】

【００３１】つまり、変速操作をして第１操作カム７１
や第２操作カム７２に送りスプリング７９による摺動操
作力が作用しても、クランクが前記低駆動負荷箇所以外
に位置して駆動体２に設定トルクより大の走行駆動トル
クが作用し、第２伝動爪６７や第３伝動爪６８に作用す
る伝動負荷が設定負荷より大であると、この伝動負荷に
よる第２伝動爪６７や第３伝動爪６８の第２操作カム７
２またはハブ胴３からの離脱抵抗のために送りスプリン
グ７９が所定位置まで弾性復元せず、第１操作カム７１
や第２操作カム７２が倒伏操作位置に切換わらないので
ある。そして、クランクが前記低駆動負荷箇所に位置し
て駆動体２に作用する走行駆動トルクが前記設定トルク
に低下し、第２伝動爪６７や第３伝動爪６８に作用する
伝動負荷が前記設定負荷に低下して第２伝動爪６７や第
３伝動爪６８の第２操作カム７２またはハブ胴３からの
離脱抵抗が低下するに伴い、送りスプリング７９が所定
どおり弾性復元して第１操作カム７１また第２操作カム
７２が倒伏操作位置に切換わるのである。そして、第２
伝動爪６７の第２操作カム７２からの離脱が可能となる
ところの最大離脱抵抗と、第３伝動爪６８のハブ胴３か
らの離脱が可能となるところの最大離脱抵抗とが相違す
るにもかかわらず、かつ、同一のスプリング７９がいず
れの操作カム７１，７２にも操作力付与をするにもかか
わらず、第２伝動爪６７および第３伝動爪６８のカム角
度Ｚやアーム長さＬ１，Ｌ２の設定のために、かつ、操
作カム７１と７２の前記第１傾斜角Ａおよび第２傾斜角
Ｂの設定のために、倒伏操作対象爪を第２伝動爪６７と
第３伝動爪６８のいずれとする場合でも、伝動爪６７や
６８の倒伏操作が可能となる時に走行駆動トルクの最大
トルクが同一またはほぼ同一になるのである。

【００３２】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】７段内装変速機の縦断面図

【図２】ブレーキクラッチと第４伝動爪との関係を示
す、図１のＩＩで示される位置で取られた固定軸直交方
向断面図

【図３】第４伝動爪と爪ケージとの関係を示す固定軸直
交方向断面図

【図４】操作体およびスプリングの斜視図

【図５】玉押しの斜視図

【図６】ワイヤ掛けの斜視図

【図７】回動規制体の斜視図

【図８】操作体の断面図

【図９】太陽爪の説明図

【図１０】各太陽クラッチの高速３段状態を示す固定軸
直交方向断面図

【図１１】各太陽クラッチの高速２段状態を示す固定軸
直交方向断面図

【図１２】各太陽クラッチの高速１段状態を示す固定軸
直交方向断面図

【図１３】各太陽クラッチの中速段位状態を示す固定軸
直交方向断面図

【図１４】各太陽クラッチの低速１段状態を示す固定軸
直交方向断面図

【図１５】各太陽クラッチの低速２段状態を示す固定軸
直交方向断面図

【図１６】各太陽クラッチの低速３段状態を示す固定軸
直交方向断面図

【図１７】７段内装変速機の線図

【図１８】伝動爪の側面図

【図１９】太陽爪の側面図

【図２０】太陽爪の側面図

【図２１】クラッチ入切体の正面図

【図２２】クラッチ入切体の側面図

【図２３】クラッチ入切体の断面図

【図２４】３段変速装置高速状態の断面図

【図２５】３段変速装置中速状態の断面図

【図２６】３段変速装置低速状態の断面図

【図２７】第２伝動爪配設部の断面図

【図２８】第３伝動爪配設部の断面図

【図２９】第１操作カムの正面図

【図３０】第１操作カムの平面図

【図３１】第１操作カムの断面図

【図３２】第２操作カムの正面図

【図３３】第２操作カムの一部切欠き平面図

【図３４】スプリング付勢力の説明図

【図３５】伝動爪の正面図

【符号の説明】

１，３，５ａ，７６ 係脱
対象部材 ８，４０，７１，７２ 操作
体 Ｓ１，Ｓ２，７９ スプ
リング １９ａ，２１ａ，２２ａ，２３ａ，６７，６８ 変速
爪 ６０，８４ 人為
変速操作具 Ａ，Ｂ，Ｌ１，Ｌ２，Ｘ，Ｙ，Ｚ 手段 Ｔ 爪本
体 Ｇ 倒伏
操作部 Ｐ 起伏
軸芯

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の変速爪（１９ａ),（２１ａ),（２
   ２ａ),（２３ａ),（６７),（６８）を係脱対象部材（５
   ａ),（１),（７６),（３）に係合する起立状態と、前記
   係脱対象部材（５ａ),（１),（７６),（３）に対して離
   脱する倒伏状態とに各別起伏自在に備えるとともに、前
   記変速爪（１９ａ),（２１ａ),（２２ａ),（２３ａ),
   （６７),（６８）の起伏操作によって変速操作される自
   転車用変速装置であって、 前記変速爪（１９ａ),（２１ａ),（２２ａ),（２３ａ),
   （６７),（６８）に対する操作体（８),（４０),（７
   １),（７２）に変速爪操作のための操作力を付与するス
   プリング（Ｓ１),（Ｓ２),（７９）を備え、 前記変速爪（１９ａ),（２１ａ),（２２ａ),（２３ａ),
   （６７),（６８）の前記係脱対象部材（５ａ),（１),
   （７６),（３）からの離脱抵抗が設定抵抗値より大であ
   る時には、前記離脱抵抗のために、人為変速操作具（６
   ０),（８４）の作動に優先して前記操作体（８),（４
   ０),（７１),（７２）が作動停止して前記変速爪（１９
   ａ),（２１ａ),（２２ａ),（２３ａ),（６７),（６８）
   が起立維持することを許容し、かつ、前記変速爪（１９
   ａ),（２１ａ),（２２ａ),（２３ａ),（６７),（６８）
   の前記係脱対象部材（５ａ),（１),（７６),（３）から
   の離脱抵抗が前記設定抵抗値以下である時には、前記操
   作体（８),（４０),（７１),（７２）を作動させて前記
   変速爪（１９ａ),（２１ａ),（２２ａ),（２３ａ),（６
   ７),（６８）を倒伏変化し、さらには、走行駆動トルク
   が作用している状態で前記変速爪（１９ａ),（２１ａ),
   （２２ａ),（２３ａ),（６７),（６８）の倒伏操作をす
   るよう、前記スプリング（Ｓ１),（Ｓ２),（７９）の前
   記操作体（８),（４０),（７１),（７２）に対する作用
   力が設定され、 前記スプリング（Ｓ１),（Ｓ２),（７９）が前記変速爪
   （１９ａ),（２１ａ),（２２ａ),（２３ａ),（６７),
   （６８）を倒伏操作する際に作用している前記走行駆動
   トルクの最大トルクが、いずれの前記変速爪（１９ａ),
   （２１ａ),（２２ａ),（２３ａ),（６７),（６８）を倒
   伏操作対象爪とする場合にも同一またはほぼ同一になる
   よう、 前記変速爪（１９ａ),（２１ａ),（２２ａ),（２３ａ),
   （６７),（６８）と前 記係脱対象部材（５ａ),（１),
   （７６),（３）の間の接当位置と接当角度、及び、 前記変速爪（１９ａ),（２１ａ),（２２ａ),（２３ａ),
   （６７),（６８）と前記操作体（８),（４０),（７１),
   （７２）の間の接当位置と接当角度、 の少なくともいずれか一方を設定して設けられる 手段
   （Ｌ１),（Ｌ２),（Ｘ),（Ｙ),（Ｚ),（Ａ),（Ｂ）を備
   えてある自転車用変速装置。
2. 【請求項２】 前記変速爪（２１ａ),（２２ａ),（２３
   ａ）を構成するに、前記係脱対象部材（１）に係脱する
   爪本体（Ｔ）と、前記操作体（８）が作用する倒伏操作
   部（Ｇ）とを前記変速爪（２１ａ),（２２ａ),（２３
   ａ）の起伏軸芯（Ｐ）方向に位置ずれさせて備えてある
   請求項１記載の自転車用変速装置。
3. 【請求項３】 前記係脱対象部材（１）が固定軸であ
   り、前記操作体（８）が前記係脱対象部材（１）に回動
   自在に外嵌する筒状操作体であり、前記スプリング（Ｓ
   １),（Ｓ２）をねじりコイルスプリングに形成して前記
   操作体（８）に外嵌してある請求項1または２記載の自
   転車用変速装置。