JP3457688B2 - 内装変速ハブ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、ハブ軸の一端側に駆動
体を回動可能に設け、この駆動体の回動力を変速してハ
ブ胴に伝達する第１遊星ギヤ式変速装置と第２遊星ギヤ
式変速装置とを前記ハブ軸の軸芯方向に並ぶ状態で前記
ハブ胴の内部に設けた内装変速ハブに関する。 【０００２】 【従来の技術】上記内装変速ハブとして、従来、たとえ
ば特公昭５５−４６９１２号公報に示されるように、第
１遊星ギヤ式変速装置の遊星ギヤに咬合するリングギヤ
体と、第２遊星ギヤ式変速装置の遊星ギヤに咬合するリ
ングギヤ体とを別々に設け、第１遊星式変速装置の遊星
ギヤを支持するキャリヤ体と駆動体とを別々に設け、ハ
ブ胴と一方のリングギヤ体との間、一方のリングギヤ体
と他方のリングギヤ体との間、駆動体とキャリヤ体との
間 、および駆動体と一方のリングギヤ体との間などに
クラッチ機構を設け、これらクラッチ機構の入り切り制
御を行うことにより、駆動体の回動力が複数段階の一つ
の回転速度に変速してハブ胴に伝達するようになってい
た。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】従来の変速技術の場
合、遊星ギヤに咬合するリングギヤ体や、遊星ギヤを支
持するキャリヤ体として複数の遊星ギヤに各別に作用す
るように、遊星ギヤ数に等しい数の別々のリングギヤ体
やキャリヤ体が必要になるなどから構造が比較的複雑に
なっていた。さらには、コースタブレーキ装置を、駆動
体の逆回転操作によって制動操作できるように装備しよ
うとすると、ブレーキ操作時には、駆動体の逆転回動力
がブレーキ装置に操作力として伝達するように構成する
必要があることから、構造が極めて複雑になるとか、実
際問題としては、構造の複雑化のために装備が不能にな
ることがあった。本発明の目的は、変速用構成の面で構
造簡単に得られるのみならず、コースタブレーキ装置の
装備が構造簡単にできる内装変速ハブを提供することに
ある。 【０００４】 【課題を解決するための手段】本発明による内装変速ハ
ブにあっては、目的達成のために、冒頭に記したものに
おいて、前記第１遊星ギヤ式変速装置の第１遊星ギヤを
前記駆動体に支持させるとともに、前記第１遊星ギヤ、
および、前記第２遊星ギヤ式変速装置の第２遊星ギヤを
同一のリングギヤ体に係合させ、前記駆動体の正転回動
力を前記リングギヤ体に伝達するとともに正転回動する
前記リングギヤ体が前記駆動体より先行して回動するこ
とを許容する一方向回転クラッチ機構、前記リングギヤ
体と前記ハブ胴を連動状態と非連動状態とに切り換える
とともに前記リングギヤ体と前記ハブ胴の連動状態で前
記リングギヤ体の前記ハブ胴に対する逆転回動を許容す
る第１出力クラッチ機構、前記第２遊星ギヤを支持する
キャリヤ体の正転回動力を前記ハブ胴に出力するととも
に正転回動する前記ハブ胴が前記キャリヤ体より先行し
て回動することを許容する第２出力クラッチ機構を設
け、前記第１遊星ギヤに咬合する第１太陽ギヤを回動可
能と回動不能とに切り換え操作するとともに前記第１出
力クラッチ機構を切り換え操作する変速制御機構を備
え、前記ハブ胴に作用するコースタブレーキ装置を設け
るとともに、このコースタブレーキ装置の操作部を前記
キャリヤ体に備えさせ、前記駆動体の逆転回動力を前記
リングギヤ体に伝達するブレーキ用クラッチ機構を備え
るとともに、前記駆動体の正転回動の検出によって前記
ブレーキ用クラッチ機構を自動的に切り操作し、かつ、
前記駆動体の逆転回動の検出によって前記ブレーキ用ク
ラッチ機構を自動的に入り操作するクラッチ制御機構を
備えてあることを特徴とする。 【０００５】 【作用】第１太陽ギヤを回動不能に切り換えた場合、駆
動体の正転回動力が第１遊星ギヤを介してリングギヤ体
に伝達し、第１太陽ギヤを回動可能に切り換えた場合、
駆動体の正転回動力が一方向回転クラッチ機構を介して
リングギヤ体に伝達する。そして、いずれの場合におい
ても、第１出力クラッチ機構が入りになると、リングギ
ヤ体の正転回動力が第１出力クラッチ機構によってハブ
胴に出力し、第１出力クラッチ機構が切りになると、リ
ングギヤ体の正転回動力が第２遊星ギヤを介してキャリ
ヤ体に伝達し、このキャリヤ体の正転回動力が第２出力
クラッチ機構によってハブ胴に出力する。したがって、
第１および第２遊星ギヤ式変速装置における変速比の設
定と、変速制御機構による太陽ギヤの切り換え操作と第
１出力クラッチ機構の操作とを適切にすることにより、
駆動体の正転回動力が、第１遊星式変速装置による変速
段数と、第１出力クラッチ機構の切り換えとの組み合わ
せによって得られる段数に等しい変速段数に速度変化し
てハブ胴に伝達する。つまり、リングギヤ体を第１遊星
ギヤと第２遊星ギヤのいずれにも咬合する共通リングギ
ヤにしながら、駆動体を第１遊星ギヤを支持するキャリ
ヤに兼用しながらハブ胴の変速駆動ができる。駆動体が
逆転回動すると、駆動体の逆回動に伴うクラッチ制御機
構による自動操作のためにブレーキ用クラッチ機構が入
りになり、駆動体の逆転回動力がリングギヤ体に伝達す
る。すると、第１出力クラッチ機構が入りになっていて
も、このクラッチ機構はリングギヤ体のハブ胴に対する
逆転回動を可能にすることにより、かつ、第２出力クラ
ッチ機構がキャリヤ体のハブ胴に対する逆転回動を可能
にすることにより、リングギヤ体が逆転回動してキャリ
ヤ体も逆転回動し、キャリヤ体が備える操作部による操
作のためにコースタブレーキ装置が入りに切り換わる。
図８に示すように、駆動体２とリングギヤ体４の間にク
ラッチ機構５を設けるとともに、キャリヤ体２１の駆動
体２近くまで延出するキャリヤ延長部分２１ａと駆動体
２の間にブレーキ用クラッチ機構５０を設け、駆動体２
の正転回動時には、クラッチ機構５が駆動体２の正転回
動力をリングギヤ体４に伝達するとともに、ブレーキ用
クラッチ機構５０が一方向回転クラッチでなることによ
り、駆動体２とキャリヤ体２１との相対回動を可能にす
るように構成し、駆動体２の逆転回動時には、ブレーキ
用クラッチ機構５０が駆動体２の逆転回動をキャリヤ体
２１に伝達するとともに、クラッチ機構５をこれのため
の制御機構が自動的に切りに操作して駆動体２とリング
ギヤ体４との相対回動を可能にするように構成すること
によっても、駆動体２の逆転操作によるコースタブレー
キ装置Ｂの入り操作が可能になる。この場合、変速のた
めの第１出力クラッチ機構６の制御が必要であり、か
つ、ブレーキ操作時に駆動体２とリングギヤ体４の連動
が切れるようにクラッチ機構５を切り制御する必要があ
る。ところが、キャリヤ延長部分２１ａがクラッチ制御
機構のうちの第１出力クラッチ機構６に作用する制御機
構部分とハブ軸１との間に入り込むとともに、キャリヤ
延長部分２１ａは回動物であることから、キャリヤ延長
部分２１ａの回動にかかわらず前記制御機構部分とキャ
リヤ延長部分２１ａとが干渉しないように構成する必要
が生じ、第１出力クラッチ機構６およびクラッチ機構５
のためのクラッチ制御機構の構造が極めて複雑になると
か、実際問題としては製作不能になることがある。これ
に対し、本発明の場合、クラッチ制御機構とハブ軸との
間に入り込む前記キャリヤ延長部分２１ａの如き回動物
が不要になって、クラッチ制御機構の作成や配設が可能
になるとか比較的容易になり、コースタブレーキの付設
が可能になるとか比較的容易になる。 【０００６】 【発明の効果】変速機構を構成する部材としてのリング
ギヤ体や駆動体を共用したり兼用することにより、か
つ、ブレーキ操作のための機構が比較的構造簡単に構成
できることにより、コースタブレーキ装置が付いて変速
機能のみならずブレーキ機能も備えるとともに、その割
りには比較的構造簡単で、機能面からも構造面からも優
れたものになった。 【０００７】 【実施例】図１に示すように、ハブ軸１の一端側に駆動
体２を回動可能に設けるとともに、この駆動体２にハブ
胴３を回動可能に外嵌し、このハブ胴３の内部に、ハブ
軸１の軸芯方向に並ぶ第１遊星ギヤ式変速装置１０と第
２遊星ギヤ式変速装置２０とを備える変速装置を設ける
とともに、ハブ軸１に所定角度範囲で回動可能に外嵌し
た操作筒３１を備える変速制御機構３０によって、前記
変速装置の切り換え操作をするように構成し、さらに、
ハブ軸１の前記駆動体２が位置する側とは反対の端部側
でハブ胴３の内部に位置する箇所にコースタブレーキ装
置Ｂを設けて、ブレーキ付き内装変速ハブを構成してあ
る。この内装変速ハブは、ハブ軸１を自転車の車体フレ
ーム（図示せず）に回動しないように締付固定すること
によって使用する自転車用ハブであり、駆動体２が備え
るチエンギヤ部２ａにチエン（図示せず）を装着し、こ
のチエンによって駆動体２を正転方向Ｆに回動駆動する
ことにより、駆動体２の回動力が前記変速装置の作用に
より７段階の回転速度に変化してハブ胴３に伝達して車
輪駆動ができ、駆動体２を逆転方向Ｒに回動駆動するこ
とにより、コースタブレーキ装置Ｂがハブ胴３に制動作
用して車輪制動ができるようにしてある。さらには、操
作筒３１が一端側に備えるワイヤ連結部３１ａに変速ワ
イヤ（図示せず）を連結し、この変速ワイヤによって操
作筒３１を回動操作することにより、変速できるように
してあり、詳しくはつぎの如く構成してある。 【０００８】前記変速装置は、前記第１遊星ギヤ式変速
装置１０、前記第２遊星ギヤ式変速装置２０、前記駆動
体２の前記チエンギヤ部２ａが位置する側とは反対側の
端部とリングギヤ体４の中間部との間に設けた一方向回
転クラッチ機構５、前記リングギヤ体４とハブ胴３との
間に設けた第１出力クラッチ機構６、ハブ胴３とキャリ
ヤ体２１との間に設けた第２出力クラッチ機構７でな
り、駆動体２の正転方向Ｆの回動力を第１遊星ギヤ式変
速装置１０に導入し、導入回動力を第１遊星ギヤ式変速
装置１０と第２遊星ギヤ式変速装置２０とにより低速３
段階、中速１段階、高速３段階の計７段階に変速して第
１出力クラッチ機構６または第２出力クラッチ機構７か
らハブ胴３に出力するように構成してある。すなわち、
第１遊星ギヤ式変速装置１０は、外径が異なる３つの第
１遊星ギヤ１１，１２，１３、この３つの第１遊星ギヤ
１１，１２，１３に各別に咬合する３つの第１太陽ギヤ
１４，１５，１６、前記リングギヤ体４、前記駆動体２
でなる。３つの第１遊星ギヤ１１，１２，１３は、駆動
体２がキャリヤになるように駆動体２の一端側に自転回
動可能に支持させてある。３つの第１遊星ギヤ１１，１
２，１３は一体に回動するように連結してあるととも
に、小径第１遊星ギヤ１３に咬合する第１リングギヤ部
４ａをリングギヤ体４に備えてあることにより、リング
ギヤ体４が全ての第１遊星ギヤ１１，１２，１３に係合
するリングギヤになる。３つの第１太陽ギヤ１４，１
５，１６のうちの小径第１太陽ギヤ１４の内周側に取り
付けた図２の如きロック爪４１ａと、このロック爪４１
ａが係脱するように配置してハブ軸１に備えさせた図２
の如き突起４１ｂとでなる第１太陽クラッチ４１、中径
第１太陽ギヤ１５の内周側に取り付けた図２の如きロッ
ク爪４２ａと、このロック爪４２ａが係脱するように配
置してハブ軸１に備えさせた図２の如き突起４２ｂとで
なる第２太陽クラッチ４２、大径第１太陽ギヤ１６の内
周側に取り付けた図２の如きロック爪４３ａと、このロ
ック爪４３ａが係脱するように配置してハブ軸１に備え
させた図２の如き突起４３ｂとでなる第３太陽クラッチ
４３によって切り換え機構４０を構成し、この切り換え
機構４０により、３つの第１太陽ギヤ１４，１５，１６
を各別に、ハブ軸１の軸芯まわりで自由に回動する状態
と、この回動が不能になる状態とに切り換えられるよう
にしてある。すなわち、ロック爪４１ａ，４２ａ，４３
ａのいずれもは、遊端側がハブ軸１側に突出する状態
と、第１太陽ギヤ１４または１５または１６の側に引退
する状態とに切り換わるように揺動爪に構成するととも
に、爪ばね（図示せず）によって突出側に付勢してあ
る。図２（イ）に示すように、前記操作筒３１に前記突
起４１ｂ，４２ｂ，４３ｂに各別に対応するように配置
して備えてある制御突起３２，３３，３４が突起４１ｂ
または４２ｂまたは４３ｂに対して離れて位置すると、
太陽クラッチ４１または４２または４３が第１太陽ギヤ
１４または１５または１６を回動不能状態にするように
ロック状態になる。つまり、ロック爪４１ａ，４２ａ，
４３ａが突起４１ｂ，４２ｂ，４３ｂと制御突起３２，
３３，３４の間で突出状態になって爪先が突起４１ｂま
たは４２ｂまたは４３ｂに係合し、ハブ軸１がロック爪
４１ａを介して小径第１太陽ギヤ１４を、ロック爪４２
ａを介して中径第１太陽ギヤ１５を、ロック爪４３ａを
介して大径第１太陽ギヤ１６をそれぞれ回動不能に係止
支持するのであり、この時には、第１遊星ギヤ１１，１
２，１３による増速伝動作用が可能になる。図２（ロ）
に示すように、前記制御突起３２，３３，３４が突起４
１ｂまたは４２ｂまたは４３ｂに対して接近して位置す
ると、太陽クラッチ４１または４２または４３が第１太
陽ギヤ１４または１５または１６を回動可能状態にする
ようにロック解除状態になる。すなわち、ロック爪４１
ａ，４２ａ，４３ａの爪先が制御突起３２または３３ま
たは３４のガイド作用のために突起４１ｂまたは４２ｂ
または４３ｂを乗り越え移動して、ハブ軸１によるロッ
ク爪４１ａ，４２ａ，４３ａを介しての第１太陽ギヤ１
４，１５，１６の係止が不能になり、第１太陽ギヤ１
４，１５，１６が駆動体２の回動に伴って自由に回動す
る状態になるのであり、この時には、第１遊星ギヤ１
１，１２，１３による増速伝動作用が不能になる。 【０００９】一方向回転クラッチ機構５は、図３に示す
ように駆動体２に取り付けた伝動爪５ａと、リングギヤ
体４の内周側に形成した受動突起５ｂとでなり、伝動爪
５ａは、爪先側がリングギヤ体４の方に突出して受動突
起５ｂに係止する取り付け姿勢に爪ばね（図示せず）に
よって揺動付勢したラチェット爪に構成してあることに
より、駆動体２とリングギヤ体４との回転速度差によっ
ては、駆動体２の正転方向Ｆの回動力が伝動爪５ａによ
りリングギヤ体４に伝達してリングギヤ体４が駆動体２
の回動方向と同一の正転方向Ｆに回動することを可能に
したり、正転方向Ｆに回動するリングギヤ体４が駆動体
２に対して先行回動することを許容するように構成して
ある。第１出力クラッチ機構６は、図５および図６に示
すようにリングギヤ体４に取り付けピン８を介して取り
付けた伝動爪６ａと、ハブ胴１に形成した受動歯６ｂと
でなる。伝動爪６ａは、取り付けピン８による枢支によ
り、爪先が受動歯６ｂに係止することによってハブ胴３
に回動力伝達するように係合する姿勢と、爪先が受動歯
６ｂから外れてハブ胴３に対して伝動不能に係合解除す
る姿勢とに揺動変化することにより、伝動爪６ａが爪ば
ね９による付勢作用で前記係合姿勢になると、第１出力
クラッチ機構６が入りになり、リングギヤ体４の正転回
動力がハブ胴３に出力するようにリングギヤ体４とハブ
胴３とを連動状態に切り換え、伝動爪６ａが図６の如き
操作具３５による押圧操作によって前記係合解除姿勢に
なると、第１出力クラッチ機構６が切りになり、リング
ギヤ体４の正転回動力がハブ胴３に伝達しないようにリ
ングギヤ体４とハブ胴３とを非連動状態に切り換えるよ
うに構成してある。 【００１０】第２遊星ギヤ式変速装置２０は、第２遊星
ギヤ２２、前記キャリヤ体２１、ハブ軸１によって回動
不能に支持させてある第２太陽ギヤ２３、前記リングギ
ヤ体４でなり、そして、第２遊星ギヤ２２はリングギヤ
体４が備える第２リングギヤ部４ｂに係合しており、リ
ングギヤ体４を前記第１遊星ギヤ式変速装置１０と共通
のリングギヤとして変速作動するように構成してある。
第２出力クラッチ機構７は、キャリヤ体２１に取り付け
た伝動爪７ａと、ハブ胴３に形成した受動歯７ｂとでな
り、伝動爪７ａは、爪先側がハブ胴３の方に突出して受
動歯７ｂに係止する取り付け姿勢に爪ばね（図示せず）
のによって揺動付勢してあることにより、キャリヤ体２
１とハブ胴３との回転速度差によっては、キャリヤ体２
１の正転方向Ｆの回動力を伝動爪７ａによりハブ胴３に
出力してハブ胴３が駆動体２の回動方向と同一の正転方
向Ｆに回動することを可能にしたり、正転方向Ｆに回動
するハブ胴３がキャリヤ体２１に対して先行回動するこ
とを許容するように構成してある。また、伝動爪７ａの
取り付け姿勢と、受動歯７ｂのラチェト歯形状とのため
に、第２出力クラッチ機構７はキャリヤ体２１がハブ胴
３に対して逆転回動することを可能にするように構成し
てある。 【００１１】つまり、３つの第１太陽ギヤ１４，１５，
１６のいずれもが回動可能な状態になると、第１遊星ギ
ヤ式変速装置１０は非変速状態になり、駆動体２の正転
回動力を変速しないで一方向回転クラッチ機構５を介し
てリングギヤ体４に伝達し、３つの第１太陽ギヤ１４，
１５，１６のいずか一つが回動不能な状態になると、第
１遊星ギヤ式変速装置１０は変速状態になり、駆動体２
の正転回動力を第１遊星ギヤ１１または１２または１３
により増速してリングギヤ体４に伝達する。そして第２
遊星ギヤ式変速装置２０が第１遊星ギヤ変速装置１０の
出力としてのリングギヤ体４の回動力を導入して第２遊
星ギヤ２２により減速し、キャリヤ体２１の回動力を出
力として第２出力クラッチ機構７を介してハブ胴３に出
力するが、第１出力クラッチ機構６が入りになっている
と、第１出力クラッチ機構６による回転出力の方が第２
出力クラッチ機構７による回転出力より高速であること
により、第１出力クラッチ機構６が第２出力クラッチ機
構７に優先してハブ胴３に出力することになる。 【００１２】変速制御機構３０は、前記操作筒３１、こ
の操作筒３１の前記ワイヤ連結部３１ａが位置する側と
は反対側の端部に一体に回動するように取り付けた図６
の如き伝動体３６、ハブ軸１に回動不能に支持されるよ
うに取り付けた図６の如きカム部材３７、このカム部材
３７を反力部材として伝動体３６および操作筒３１を回
動付勢するリンターンばね３８、前記操作具３５、およ
び、操作具３５を摺動付勢するリターンばね３９などで
なる。操作筒３１が回動して操作筒３１のハブ軸１に対
する回転位相が所定位相になるに伴い、前記制御突起３
２，３３，３４が前記突起４１ｂまたは４２ｂまたは４
３ｂに対して図２（イ）に示す如く離間したり、図２
（ロ）に示す如く接近し、切り換え機構４０が太陽クラ
ッチ４１〜４３をロック状態またはロック解除状態に切
り換えることによって第１太陽ギヤ１４〜１６のうちの
所定のものを回動可能状態に、あるいは回動不能状態に
切り換え操作するように構成してある。さらに、操作筒
３１が回動するに伴い、伝動体３６が操作筒３１ととも
に回動して操作具３５のアーム部３５ａに操作力を付与
し、伝動体３６からの操作力が前記カム部材３７のカム
作用で操作具３５を摺動させる操作力になって操作具３
５がカム部材３７のカム面に沿って移動して前記伝動爪
６ａを前記係合解除姿勢に押圧操作したり、操作具３５
がリターンばね３９のために復帰移動して伝動爪６ａを
前記係合姿勢に切り換え操作するように構成してある。
つまり、変速制御機構３０は、操作筒３１の回動操作に
より作動し、その操作力やリターンばね３８，３９の付
勢力によって切り換え機構５０および第１出力クラッチ
機構６の切り換え操作をするのである。そして、変速制
御機構３０は、前記制御突起３２〜３４の配置およびカ
ム部材３７のカム形状などの設定により、太陽クラッチ
４１〜４３と、第１出力クラッチ機構６が次の表１に示
す組み合わせ状態になるよう切り換え機構４０および第
１出力クラッチ機構６を切り換え操作するように構成し
てあることと、第１遊星ギヤ式変速機構１０および第２
遊星ギヤ式変速機構２０に備えてある変速比とのため
に、太陽クラッチ４１〜４３と第１出力クラッチ機構６
の切り換え操作によって所定の速度段階が得られるよう
に構成してある。 【００１３】つまり、第１太陽クラッチ４１、第２太陽
クラッチ４２がロック解除状態で、第３太陽クラッチ４
３がロック状態で、第１出力クラッチ６が入りになる
と、高速第３速になり、駆動体２の回動力が第１遊星ギ
ヤ１３、リングギヤ体４、第１出力クラッチ機構６を介
してハブ胴３に伝達する。第１太陽クラッチ４１、第３
太陽クラッチ４３がロック解除状態で、第２太陽クラッ
チ４２がロック状態で、第１出力クラッチ６が入りにな
ると、高速第２速になり、駆動体２の回動力が第１遊星
ギヤ１３、リングギヤ体４、第１出力クラッチ機構６を
介してハブ胴３に伝達する。第１太陽クラッチ４１がロ
ック状態で、第２太陽クラッチ４２、第３太陽クラッチ
４３がロック解除状態で、第１出力クラッチ６が入りに
なると、高速第１速になり、駆動体２の回動力が第１遊
星ギヤ１３、リングギヤ体４、第１出力クラッチ機構６
を介してハブ胴３に伝達する。第１太陽クラッチ４１、
第２太陽クラッチ４２、第３太陽クラッチ４３がロック
解除状態で、第１出力クラッチ６が入りになると、中速
になり、駆動体２の回動力が一方向回転クラッチ機構
５、リングギヤ体４、第１出力クラッチ機構６を介して
ハブ胴３に伝達する。第１太陽クラッチ４１、第３太陽
クラッチ４３がロック解除状態で、第２太陽クラッチ４
２がロック状態で、第１出力クラッチ６が切りになる
と、低速第１速になり、駆動体２の回動力が一方向回転
クラッチ機構５、リングギヤ体４、第２遊星ギヤ２２、
キャリヤ体２１、第２出力クラッチ機構７を介してハブ
胴３に伝達する。第１太陽クラッチ４１がロック状態
で、第２太陽クラッチ４２、第３太陽クラッチ４３がロ
ック解除状態で、第１出力クラッチ６が切りになると、
低速第２速になり、駆動体２の回動力が第１遊星ギヤ１
３、リングギヤ体４、第２遊星ギヤ２２、キャリヤ体２
１、第２出力クラッチ機構７を介してハブ胴３に伝達す
る。第１太陽クラッチ４１、第２太陽クラッチ４２、第
３太陽クラッチ４３がロック解除状態で、第１出力クラ
ッチ６が切りになると、低速第３速になり、駆動体２の
回動力が一方向回転クラッチ機構５、リングギヤ体４、
第２遊星ギヤ２２、キャリヤ体２１、第２出力クラッチ
機構７を介してハブ胴３に伝達する。 【００１４】 【表１】【００１５】尚、表１に示す「〇」は、太陽クラッチ４
１，４２，４３の場合にはロック状態を示し、第１出力
クラッチ機構６の場合には入りを示す。また、「×」
は、太陽クラッチ４１，４２，４３の場合にはロック解
除状態を示し、第１出力クラッチ機構６の場合には切り
を示す。 【００１６】駆動体２のチエンギヤ部２ａが位置する側
とは反対側の端部とリングギヤ体４との間に、ブレーキ
用クラッチ機構５０を設け、図６に示す爪ケージ６１な
どでなるクラッチ制御機構６０が駆動体２の正逆転回動
の検出に基いてブレーキ用クラッチ機構５０の自動操作
をするように構成するとともに、コースタブレーキ装置
Ｂの操作部７０を前記キャリヤ体２１の一端側に備えさ
せることにより、駆動体２の逆転回動操作による制動操
作を可能にしてある。すなわち、ブレーキ用クラッチ機
構５０は、図３および図６に示すように駆動体２に取り
付けたクラッチ爪５１と、リングギヤ体４に備えてある
前記受動突起５ｂでなる。クラッチ爪５１は、爪先側が
リングギヤ体４の方に突出して受動突起５ｂに係止する
入り姿勢と、爪先と受動突起５ｂとの係止が解除する切
り姿勢とに揺動可能に構成するとともに、爪ばね（図示
せず）によって前記入り姿勢に付勢してあり、クラッチ
爪５１が前記入り姿勢になると、ブレーキ用クラッチ機
構５０が駆動体２の逆転方向Ｒの回動力をクラッチ爪５
１によってリングギヤ体４に伝達するように入りにな
り、クラッチ爪５１が前記切り姿勢になると、ブレーキ
用クラッチ機構５０が駆動体２とリングギヤ体４の相対
回動を可能にするように切りになるのである。クラッチ
制御機構６０は、前記爪ケージ６１、図４および図６に
示す制御スプリング６２でなる。そして、爪ケージ６１
に、クラッチ爪５１の爪先側がリングギヤ体４の方に突
出することが可能な爪出し窓６１ａ、前記クラッチ爪５
１の基端部に対する当たり部６１ｂ，前記伝動爪５ａの
基端部に対する当たり部６１ｃを備えさせ、制御スプリ
ング６２は前記ガイド部材３７に所定の回動摩擦抵抗が
付与される状態で回動可能に巻き付けてあり、制御スプ
リング６２の一端部６２ａを前記当たり部６１ｂに係止
させてあることにより、クラッチ機構６０が駆動体２の
回動が正転回動と逆転回動のいずれであるかを検出し、
正転回動の検出時には、ブレーキ用クラッチ機構５０を
自動的に切りに操作して駆動体２の正転回動力がリング
ギヤ体４に伝達することを可能にし、逆転回動の検出時
には、ブレーキ用クラッチ機構５０を自動的に入りに操
作して駆動体２の逆転回動力がリングギヤ体４に伝達す
ることを可能にするように構成してある。すなわち、駆
動体２が正転方向Ｆに回動する際、その回動初期におい
て、ガイド部材３７が制御スプリング６２に摩擦抵抗を
付与していることからクラッチ爪５１が当たり部６１ｂ
に接当するまで駆動体２が爪ケージ６１に対して正転方
向Ｆに相対回動する。この相対回動のために、クラッチ
爪５１が爪ケージ６１の爪出し窓６１ａの存在する箇所
から爪出し窓６１ａの無い箇所の内側にもぐり込み、つ
まり爪ケージ６１がクラッチ爪５１に対して図３の仮想
線の位置になり、この位置関係による爪ケージ６１の押
圧作用のために、クラッチ爪５１がそれまでの入り姿勢
から切り姿勢に切り換わる。クラッチ爪５１が切り姿勢
に切り換わった後は、クラッチ爪５１の当たり部６１ｂ
に対する当たりのために駆動体２の回動力が爪ケージ６
１に伝達し、この伝達による爪ケージ６１の回動力が、
ガイド部材３７と制御スプリング６２の間の摩擦抵抗よ
り強くなって駆動体２、爪ケージ６１、制御スプリング
６２がともに正転方向Ｆに回動し、爪ケージ６１がクラ
ッチ爪５１を切りに維持したままになる。そして、駆動
体２が逆回転方向Ｒに回動する際、その回動初期におい
て、ガイド部材３７が制御スプリング６２に摩擦抵抗を
付与していることから伝動爪５ａが当たり部６１ｃに接
当するまで駆動体２が爪ケージ６１に対して逆転方向Ｒ
に相対回動する。この相対回動のために、クラッチ爪５
１が爪出し窓６１ａの無い箇所の内側にもぐり込んでい
た状態から爪出し窓６１ａに臨む位置に切り換わり、ク
ラッチ爪５１がそれまでの切り姿勢から入り姿勢に切り
換わる。クラッチ爪５１が入り姿勢に切り換わった後
は、伝動爪５ａの当たり部６１ｃに対する当たりのため
に駆動体２の回動力が爪ケージ６１に伝達し、この伝達
による爪ケージ６１の回動力が、ガイド部材３７と制御
スプリング６２の間の摩擦抵抗より強くなって駆動体
２、爪ケージ６１、制御スプリング６２がともに回動
し、爪ケージ６１がクラッチ爪５１を入りに維持したま
まになる。 【００１７】コースタブレーキ装置Ｂは、キャリヤ体２
１とハブ胴３の間に設けたブレーキシュー７１、ローラ
機構７２および前記操作部７０でなり、そして、キャリ
ヤ体２１が操作部７０の逆回転操作をすると、操作部７
０による押し出し操作のためにローラ機構７２がブレー
キシュー７１を拡径操作し、ブレーキシュー７１がハブ
胴３の内周面に圧接してハブ胴３に摩擦制動力を付与す
るように入りになり、キャリヤ体２１が操作部７０の正
回転操作をすると、操作部７０による押し出し操作が解
除になるためにローラ機構７２がブレーキシュー７１の
拡径操作を解除し、ブレーキシュー７１によるハブ胴３
への摩擦制動力の付与を解除するように切りになるよう
に構成してある。 【００１８】そして、一方向回転クラッチ機構５は、駆
動体２の逆回転に伴い伝動爪５ａが遊端側と受動突起５
ｂとの接当により受動突起５ｂを乗り越えて、駆動体２
のリングギヤ体４に対する逆転方向Ｒの回動を可能にす
ることにより、さらに、第１出力クラッチ機構６は、切
りにある場合には、伝動爪６ａがハブ胴３に対する係合
解除姿勢にあるために、入りに在る場合には、リングギ
ヤ体４の逆回動に伴い伝動爪６ａが遊端側と受動歯６ｂ
との接当により受動歯６ｂを乗り越えるために、いずれ
の場合にも、リングギヤ体４のハブ胴３に対する逆転方
向Ｒの回動を可能にすることにより、さらに、第２出力
クラッチ機構７は、キャリヤ体２１の逆転回動に伴い伝
動爪７ａが遊端側と受動歯７ｂとの接当により受動歯７
ｂを乗り越えて、キャリヤ体２１の逆転方向Ｒの回動を
可能にすることにより、駆動体２の逆転回動操作をする
と、その逆転方向Ｒの回動力がブレーキ用クラッチ機構
５０、リングギヤ体４、第２遊星ギヤ２２を介してキャ
リヤ体２１に伝達し、キャリヤ体２１が逆転回動して操
作部７０を逆転方向に回動操作し、コースタブレーキ装
置Ｂを入り操作するのである。 【００１９】〔別実施例〕図７は別実施例の内装変速ハ
ブを示し、リングギヤ体４に、第１遊星ギヤ１１，１
２，１３よりもチエンギヤ部２ａの方に延出するリング
ギヤ部分４ｃを備えさせ、この延長リングギヤ部分４ｃ
と、駆動体２との間に、図３および図６と同じ構成のブ
レーキ用クラッチ機構５０を設けて、駆動体２の逆転回
動力を駆動体２のチエンギヤ部２ａが存在する箇所と、
遊星ギヤ１１，１２，１３が付いている箇所との間から
リングギヤ体４に伝達するように構成してある。そし
て、この場合、駆動体２をブレーキ用クラッチ機構５０
と遊星ギヤ１１，１２，１３との間で、ブレーキ用クラ
ッチ機構５０が付いている方の入力側駆動体部分２Ａ
と、遊星ギヤ１１，１２，１３が付いている方の出力側
駆動体部分２Ｂとに分割するとともに、入力側駆動体部
分２Ａと出力側駆動体部分２Ｂが設定角度内で相対回動
することを可能にする連結融通部２Ｃを両駆動体部分２
Ａ，２Ｂの間に備えさせ、駆動体２の正転操作時や逆転
操作時、その操作初期において両駆動体部分２Ａ，２Ｂ
の間に生じる相対回動に基いて駆動体２の正転回動や逆
転回動を検出するように、かつ、その相対回動力によ
り、図３および図４と同様の爪ケージを操作してブレー
キ用クラッチ機構５０を自動的に入り切り操作するよう
にクラッチ制御機構を構成するのである。 【００２０】上記実施例のように第１〜第３太陽クラッ
チ４１，４２，４３を表１の如く制御する他、次ぎの表
２の如く制御するように構成して実施してもよい。 【００２１】 【表２】 【００２２】尚、表２に示す「〇」は、太陽クラッチ４
１，４２，４３の場合にはロック状態を示し、第１出力
クラッチ機構６の場合には入りを示す。また、「×」
は、太陽クラッチ４１，４２，４３の場合にはロック解
除状態を示し、第１出力クラッチ機構６の場合には切り
を示す。また、「−」は、太陽クラッチ４１，４２の強
制制御をしない状態を示す。つまり、太陽クラッチ４１
〜４３は図２に示す如く一方向回転クラッチであること
から、遊星ギヤ１３が変速作用する高速第３速の場合に
は、ロック爪４２ａが遊星ギヤ１３の変速作用に起因す
る太陽ギヤ１５の回動を許容し、ロック爪４１ａが遊星
ギヤ１３の変速作用に起因する太陽ギヤ１４の回動を許
容する。そして、遊星ギヤ１２が変速作用する高速第２
速および低速第１速の場合、ロック爪４１ａが遊星ギヤ
１２の変速作用に起因する太陽ギヤ１４の回動を許容す
る。したがって、高速第３速の場合には太陽クラッチ４
１，４２を、高速第２速および低速第１速の場合には太
陽クラッチ４１をそれぞれ切りに制御しなくともよいの
である。 【００２３】上記両実施例の如く、第１遊星ギヤ式変速
装置を３段変速型とし、第２遊星ギヤ式変速装置を１段
変速型として実施する他、第１遊星ギヤ式変速装置を２
段以下や４段以上に変速可能なものに構成し、第２遊星
ギヤ式変速装置を２段以上に変速可能なものに構成して
実施する場合にも本発明は適用できる。 【００２４】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】自転車用内装変速ハブの概略図 【図２】太陽クラッチの断面図 【図３】一方向回転クラッチ機構およびブレーキ用クラ
ッチ機構の断面図 【図４】クラッチ制御機構の断面図 【図５】第１出力クラッチ機構の断面図 【図６】第１出力クラッチ機構およびクラッチ制御機構
の一部の断面図 【図７】別実施内装ハブの概略図 【図８】内装ハブの比較例を示す概略図 【符号の説明】 １ ハブ軸 ２ 駆動体 ３ ハブ胴 ４ リングギヤ体 ５ 一方向回転クラッチ機構 ６ 第１出力クラッチ機構 ７ 第２出力クラッチ機構 １０ 第１遊星ギヤ式変速装置 １１，１２，１３ 第１遊星ギヤ １４，１５，１６ 第１太陽ギヤ ２０ 第２遊星ギヤ式変速装置 ２１ キャリヤ体 ２２ 第２遊星ギヤ ３０ 変速制御機構 ５０ ブレーキ用クラッチ機構 ６０ クラッチ制御機構 ７０ 操作部 Ｂ コースタブレーキ装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16H 3/62 F16H 61/36 F16H 63/04 B62M 11/16 - 11/18

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 ハブ軸（１）の一端側に駆動体（２）を
   回動可能に設け、この駆動体（２）の回動力を変速して
   ハブ胴（３）に伝達する第１遊星ギヤ式変速装置（１
   ０）と第２遊星ギヤ式変速装置（２０）とを前記ハブ軸
   （１）の軸芯方向に並ぶ状態で前記ハブ胴（３）の内部
   に設けた内装変速ハブであって、 前記第１遊星ギヤ式変速装置（１０）の第１遊星ギヤ
   （１１),（１２),（１３）を前記駆動体（２）に支持さ
   せるとともに、前記第１遊星ギヤ（１１),（１２),（１
   ３）、および、前記第２遊星ギヤ式変速装置（２０）の
   第２遊星ギヤ（２２）を同一のリングギヤ体（４）に係
   合させ、 前記駆動体（２）の正転回動力を前記リングギヤ体
   （４）に伝達するとともに正転回動する前記リングギヤ
   体（４）が前記駆動体（２）より先行して回動すること
   を許容する一方向回転クラッチ機構（５）、前記リング
   ギヤ体（４）と前記ハブ胴（３）を連動状態と非連動状
   態とに切り換えるとともに前記リングギヤ体（４）と前
   記ハブ胴（３）の連動状態で前記リングギヤ体（４）の
   前記ハブ胴（３）に対する逆転回動を許容する第１出力
   クラッチ機構（６）、前記第２遊星ギヤ（２２）を支持
   するキャリヤ体（２１）の正転回動力を前記ハブ胴
   （３）に出力するとともに正転回動する前記ハブ胴
   （３）が前記キャリヤ体（２１）より先行して回動する
   ことを許容する第２出力クラッチ機構（７）を設け、 前記第１遊星ギヤ（１１),（１２),（１３）に咬合する
   第１太陽ギヤ（１４),（１５),（１６）を回動可能と回
   動不能とに切り換え操作するとともに前記第１出力クラ
   ッチ機構（６）を切り換え操作する変速制御機構（３
   ０）を備え、前記ハブ胴（３）に作用するコースタブレ
   ーキ装置（Ｂ）を設けるとともに、このコースタブレー
   キ装置（Ｂ）の操作部（７０）を前記キャリヤ体（２
   １）に備えさせ、 前記駆動体（２）の逆転回動力を前記リングギヤ体
   （４）に伝達するブレーキ用クラッチ機構（５０）を備
   えるとともに、前記駆動体（２）の正転回動の検出によ
   って前記ブレーキ用クラッチ機構（５０）を自動的に切
   り操作し、かつ、前記駆動体（２）の逆転回動の検出に
   よって前記ブレーキ用クラッチ機構（５０）を自動的に
   入り操作するクラッチ制御機構（６０）を備えてある内
   装変速ハブ。