JPH09249183A - 自転車用変速装置内装ハブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 変速段数が多い自転車用変速装置内装ハブを
構造簡単かつ安価に得る。 【解決手段】 第１〜第４遊星ギヤ２１，２２，２３，
２４、第１遊星ギヤ２１に咬合する第１リングギヤ２
９、第３遊星ギヤ２３に咬合する第２リングギヤ３０、
第１〜第４遊星ギヤ２１，２２，２３，２４に各別に咬
合する第１〜第４太陽ギヤ３１，３２，３３，３４、第
１および第２遊星ギヤ２１，２２を支持する第１キャリ
ヤ体２６に駆動体１０を連結する第１伝動クラッチ３５
などを有する変速装置２０を備えている。この変速装置
２０は、駆動体１０の回動力を７段階に変速してハブ胴
２に伝達する。第２リングギヤ２９と駆動体１０とを一
体部品に形成してある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ハブ軸、このハブ
軸に回動自在に取付けたハブ胴および駆動体を備えると
ともに、前記駆動体の回動力を遊星ギヤによって複数段
に変速して前記ハブ胴に伝達する変速装置を前記ハブ胴
の内側に備えてある自転車用変速装置内装ハブに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】上記変速装置内装ハブにおいて、遊星ギ
ヤに咬合するリングギヤを備えるとともに、このリング
ギヤに駆動体の回動力を伝達できるように構成し、遊星
ギヤを支持するキャリヤ体に駆動体を一体回動自在に連
結したり、この連結を解除したりできる伝動クラッチを
備えるとともに、この伝動クラッチを入りと切りに切り
換え、かつ、遊星ギヤが咬合する太陽ギヤを回動可能と
回動不能とに切り換えさせる操作を行うことにより、駆
動体の回動力をリングギヤから遊星ギヤに伝達して変速
することも、駆動体の回動力を遊星ギヤのキャリヤ体に
伝達して変速することも可能になって変速段数が多くな
る。すると、隣接する高速側変速段と低速側変速段との
変速比差が少ない小刻みで変速するなど有利に変速して
走行できるようになる。このため、従来、たとえば特開
平５−６５０９４号公報に示されるように、遊星ギヤに
咬合するリングギヤを駆動体とは別部品に形成して備
え、リングギヤと駆動体との間、駆動体とキャリヤ体と
の間のそれぞれにクラッチ機構を備え、駆動体の回動力
をリングギヤから遊星ギヤに伝達することも、キャリア
体に伝達することも可能になったものがあった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の変速技術の場
合、リングギヤと駆動体を別々に形成するとともに組付
ける必要があってコスト高になるとともに、複雑な構造
になっていた。さらには、リングギヤと駆動体とを連結
するクラッチ機構が必要なため、この面からも高価にな
るとともに複雑化していた。また、駆動体とリングギヤ
との間に製作誤差などに起因するガタ付きが発生する懸
念もあった。本発明の目的は、変速段数が多いとともに
伝動性の面で優れ、安価かつ構造簡単に得られる自転車
用変速装置内装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】請求項１による発明の構
成、作用、効果はつぎのとおりである。

【０００５】〔構成〕ハブ軸、このハブ軸に回動自在に
取付けたハブ胴および駆動体を備えるとともに、前記駆
動体の回動力を遊星ギヤによって複数段に変速して前記
ハブ胴に伝達する変速装置を前記ハブ胴の内側に備えて
ある自転車用変速装置内装ハブにおいて、前記遊星ギヤ
に内周側が咬合するリングギヤを前記駆動体に一体部品
に形成して備え、前記遊星ギヤを回動自在に支持するキ
ャリヤ体に前記駆動体を一体回動自在に連結する連結状
態と、連結解除状態とに切り換え自在な伝動クラッチ
を、前記キャリヤ体と前記駆動体との間に備え、前記伝
動クラッチを切り換え操作するとともに前記遊星ギヤに
咬合する太陽ギヤを回動可能状態と回動不能状態とに切
り換えさせて前記変速装置を変速操作する操作機構を備
えてある。

【０００６】〔作用〕操作機構によって伝動クラッチを
切り側に操作すると、駆動体とリングが一体部品で一体
に回動するため、駆動体の回動力がリングギヤから遊星
ギヤに伝達する。操作機構によって伝動クラッチを入り
側に操作すると、この伝動クラッチによる駆動体とキャ
リヤ体の連結のため、駆動体の回動力がキャリヤ体に伝
達する。前者の場合と後者の場合とでは変速装置は異な
る変速比での変速を行うため、リングギヤと駆動体との
一体部品化によるそれらの製作や組付けの容易化を可能
にしながら、かつ、従来可能性のあったガタ付き発生を
回避しながら、さらには、従来駆動体とリングギヤとの
間に備えられていたクラッチを不要にしながら、駆動体
の回動力をリングギヤから遊星ギヤに伝達したり、キャ
リヤ体に伝達したりしてハブ胴を変速駆動できる。

【０００７】〔効果〕駆動体の回動力をリングギヤから
遊星ギヤに伝達してハブ胴を変速駆動することも、キャ
リヤ体に伝達してハブ胴を変速駆動することもできるこ
とにより、切り換え可能な変速段数が多くなって有利に
変速走行できるものになった。しかも、リングギヤと駆
動体の間でのガタ付き発生がなくなってスムーズに駆動
できるようになるとともに、リングギヤおよび駆動体の
製作や組付を容易化するとともに従来備えられていたク
ラッチを不要にして安価かつ構造簡単に得られるように
なった。

【０００８】請求項２による発明の構成、作用、効果は
つぎのとおりである。

【０００９】〔構成〕請求項１による発明の構成におい
て、前記駆動体を、前記ハブ軸に取付けるための取付孔
が一端側に、前記リングギヤが他端側に、前記伝動クラ
ッチを組付けるためのクラッチ組付孔が前記取付孔と前
記リングギヤとの間にそれぞれ位置する筒状に形成し、
前記リングギヤの内径を前記クラッチ組付孔の内径より
も大で、前記クラッチ組付孔の内径を前記取付孔の内径
よりも大に形成してある。

【００１０】〔作用〕組立を行う際、伝動クラッチをク
ラッチ組付孔にこれよりも大径のリングギヤの方から容
易に挿入できるとともに組付けられる。遊星ギヤ、キャ
リヤ体および太陽ギヤなどを組み付けたハブ軸に駆動体
を取り付けると、リングギヤとクラッチ組付孔との径差
のためにキャリヤ体や遊星ギヤが自ずと駆動体内に入り
込んで伝動クラッチやリングギヤに連結し、変速装置の
組立てができる。

【００１１】〔効果〕伝動クラッチの組付けや変速装置
の組立ての面からハブ全体を能率よく組立てできる。

【００１２】請求項３による発明の構成、作用、効果は
つぎのとおりである。

【００１３】〔構成〕請求項２による発明の構成におい
て、前記駆動体の前記取付孔が位置する部分の外周側に
チェーンスプロケット取付部を備え、前記駆動体の前記
クラッチ組付孔が位置する部分の外周側に前記ハブ胴を
相対回動自在に支持するハブ胴支持部を備え、前記チェ
ーンスプロケット取付部の外形を前記ハブ胴支持部の外
形より小に形成してある。

【００１４】〔作用〕チェーンスプロケット取付部とハ
ブ胴支持部との前記径差により、駆動体に備えるチェー
ンスプロケットの外径をハブ鍔の外径よりも小にするな
ど、チェーンスプロケットとして比較的小径なものを採
用できる。

【００１５】〔効果〕小径のチェーンスプロケットを採
用し、コンパクトで取扱や持ち運びがしやすいハブが得
られるとか、小型でスマートな車輪駆動部が得られる。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１に示すように、チェーンスプ
ロケット１を一端側に一体回動可能に備えた駆動体１
０、および、左右一対のハブ鍔２ａ，２ａを外周側に備
えたハブ胴２をハブ軸３に回動自在に取付け、前記駆動
体１０の回動力を４個の遊星ギヤ２１〜２４によって第
１速〜第７速の７段階に変速してハブ胴２に伝達する変
速装置２０をハブ胴２の内側に備えるとともに、ハブ軸
３に回動操作自在に外嵌してある操作筒４５などを有し
た操作機構４０によって前記変速装置２０の変速操作を
行うように構成してある。ハブ胴２の駆動体１０が位置
する側とは反対の横側に、ハブ胴２の端部に連結したブ
レーキドラム７１などを有するブレーキ７０を備え、も
って、自転車用のブレーキ付き変速装置内装ハブを構成
してある。この変速装置内装ハブは、ハブ鍔２ａに自転
車用車輪のフォーク（図示せず）を連結するとともに、
ハブ軸３の両端側に備えてある取付けねじ４によってハ
ブ軸３を自転車の車体フレーム５に回動しないように締
付け固定し、チェーンスプロケット１を駆動チェーン
（図示せず）によって自転車のフロントギヤ（図示せ
ず）に連動させ、このフロントギヤによって駆動体１０
を回動方向Ｆに駆動することによって車輪を前進方向に
駆動し、ブレーキ７０の操作部にブレーキレバー（図示
せず）からのブレーキケーブル（図示せず）を連結し、
ブレーキレバーによってブレーキ７０を制動操作して車
輪にブレーキを掛けるものである。また、操作筒４５の
玉押し６から外側に突出している端部が一体回転自在に
備えているケーブル掛け４６に自転車の変速レバー装置
（図示せず）からの変速ケーブル７を連結し、変速レバ
ー装置により操作筒４５を回転操作して車輪駆動速度を
７段階に変速するものであり、詳しくはつぎの如く構成
してある。

【００１７】駆動体１０は、ハブ軸３に外嵌するととも
にハブ胴２の一端側に内嵌する筒状に形成し、一端側の
ボール当たり面を有した端部でボール８および玉押し６
を介して回動自在にハブ軸３に取り付けてある。

【００１８】ハブ胴２の一端側に、ボール当たり面を有
するとともに駆動体１０に外嵌するリング状に形成した
取付部２ｂを一体回動自在に備え、この取付部２ｂをボ
ール８を介して回動自在に駆動体１０に取付けてある。
ハブ胴２の他端側に、スプランイ部２ｃによって一体回
動自在に係合した側壁部２ｄを備え、この側壁部２ｄを
ボール８および玉押し９を介して回動自在にハブ軸３に
取付けてある。これにより、ハブ胴２はハブ軸３に回動
自在に支持されているとともに、ハブ胴３と駆動体１０
との相対回動が可能になっている。

【００１９】変速装置２０は、図１に示すように構成し
てある。すなわち、前記４個の遊星ギヤ２１〜２４のう
ちの第１遊星ギヤ２１と、この第１遊星ギヤ２１よりも
外径が大きい第２遊星ギヤ２２とを、一体に回動するよ
うに一体ギヤに形成するとともに回転支軸２５を介して
第１キャリヤ体２６に回動自在に支持させてある。前記
４個の遊星ギヤ２１〜２４のうちの第３遊星ギヤ２３
と、この第３遊星ギヤ２３よりも外径が大きい第４遊星
ギヤ２４とを、一体に回動するように一体ギヤに形成す
るとともに回転支軸２７を介して第２キャリヤ体２８に
回動自在に支持させてある。第１キャリヤ体２６の一端
側に相対回動自在に外嵌するように構成した第１リング
ギヤ２９の内周側を第１遊星ギヤ２１に咬合させ、第２
キャリヤ体２８の一端側に相対回動自在に外嵌するよう
に構成した第２リングギヤ３０の内周側を第３遊星ギヤ
２３に咬合させてある。ハブ軸３に相対回動自在に外嵌
するように構成したリング状の４個の太陽ギヤ３１〜３
４のうちの第１太陽ギヤ３１の外周側を第１遊星ギヤ２
１に、第２太陽ギヤ３２の外周側を第２遊星ギヤ２２
に、第３太陽ギヤ３３の外周側を第３遊星ギヤ２３に、
第４太陽ギヤ３４の外周側を第４遊星ギャ２４にそれぞ
れ咬合させてある。第１キャリヤ体２６の駆動体１０の
内部に入り込んでいるキャリヤ体端部２６ａと駆動体１
０との間に第１伝動クラッチ３５を設け、第２リングギ
ヤ３０の外周側とハブ胴２との間に第２伝動クラッチ３
６を設け、第２キャリヤ体２８の遊星ギヤ支持側とは反
対側の端部と、ハブ胴２の側壁部２ｄとの間に第３伝動
クラッチ３７を設けてある。

【００２０】第２キャリヤ体２８の一端部に設けたスプ
ライン部２８ａを第１キャリヤ体２６の端部に相対回動
不能に係合させてある。これにより、第１キャリヤ体２
６と第２キャリヤ体２８とは一体になってハブ軸３に対
して回動する。

【００２１】前記第１リングギヤ２９は、駆動体１０を
成型する際にその一端側に同時に成型することによって
駆動体１０との一体部品に形成してある。これにより、
駆動体１０の回動力が第１リングギヤ２９から第１遊星
ギヤ２１および第２遊星ギヤ２２に伝達する。

【００２２】前記第１伝動クラッチ３５は、図２に示す
如く構成してある。すなわち、駆動体１０の内周側の周
方向での２箇所に起伏揺動自在に取り付けたラチェット
爪３５ａと、両ラチェット爪３５ａ，３５ａの爪先が係
脱するようにキャリヤ体端部２６ａの外周面に形成した
ラチェット歯３５ｂとによって構成してある。両ラチェ
ット爪３５ａ，３５ａは爪ばねを備え、この爪ばねは、
ラチェット爪３５ａを起立側に付勢し、ラチェット爪３
５ａの爪先をラチェット歯３５ｂに係止するように付勢
している。つまり、第１伝動クラッチ３５は、駆動体１
０が回動方向Ｆに回動すればその回動力を第１キャリヤ
体２６に伝達するように、かつ、第１キャリヤ体２６が
回動方向Ｆに回動してもその回動力は駆動体１０に伝達
しないようにワンウエイクラッチになっている。したが
って、駆動体１０の回動方向Ｆでの回動力を第１キャリ
ヤ体２６に伝達できる。

【００２３】前記第２伝動クラッチ３６は、第２リング
ギヤ３０の外周側に起伏揺動自在に取付けたラチェット
爪３６ａと、このラチェット爪３６ａの爪先が係脱する
ようにハブ胴２の内面側に設けたラチェット歯３６ｂと
によって構成してある。ラチェット爪３６ａは爪ばねを
備え、この爪ばねは、ラチェット爪３６ａを起立側に付
勢し、ラチェット爪３６ａの爪先をラチェット歯３６ｂ
に係止するように付勢している。つまり、第２伝動クラ
ッチ３６は、第２リングギヤ３０が回動方向Ｆに回動す
ればその回動力をハブ胴２に伝達するように、かつ、ハ
ブ胴２が回動方向Ｆに第２リングギヤ３０よりも高速で
回転することを許容するようにワンウエイクラッチにな
っている。

【００２４】前記第３伝動クラッチ３７は、第２キャリ
ヤ体２８の外周側に起伏揺動自在に取付けたラチェット
爪３７ａと、このラチェット爪３７ａの爪先が係脱する
ように側壁部２ｄの内面側に設けたラチェット歯３７ｂ
とによって構成してある。ラチェット爪３７ａは爪ばね
を備え、この爪ばねは、ラチェット爪３７ａを起立側に
付勢し、ラチェット爪３７ａの爪先をラチェット歯３７
ｂに係止するように付勢している。つまり、第３伝動ク
ラッチ３７は、第２キャリヤ体２８が回動方向Ｆに回動
すればその回動力をハブ胴２に伝達するように、かつ、
ハブ胴２が回動方向Ｆに第２キャリヤ体２８よりも高速
で回転することを許容するようにワンウエイクラッチに
なっている。

【００２５】操作機構４０は、前記第１太陽ギヤ３１と
ハブ軸３との間に設けた第１太陽クラッチ４１、前記第
２太陽ギヤ３２とハブ軸３との間に設けた第２太陽クラ
ッチ４２、前記第３太陽ギヤ３３とハブ軸３との間に設
けた第３太陽クラッチ４３、前記第４太陽ギヤ３４とハ
ブ軸３との間に設けた第４太陽クラッチ４４、前記操作
筒４５、ハブ軸３が前記玉押し６の付近で相対回動不能
に備えている支持具４７にハブ軸芯方向に摺動自在に支
持させたクラッチ切換え体４８、このクラッチ切換え体
４８を摺動付勢するコイルばね製の第１リターンばね４
９、前記クラッチ切換え体４８を摺動操作するように操
作筒４５に一体回転可能に取付けた切換え体操作具５
０、操作筒４５を回転付勢するコイルばね製の第２リタ
ーンばね５１などによって構成してある。

【００２６】前記第１太陽クラッチ４１は、図３に示す
如く構成してある。すなわち、ハブ軸３に外嵌した図４
の如きリング状の爪支持部材５２の外周側の周方向複数
箇所に起伏揺動自在に取付けたラチェット爪４１ａと、
これらラチェット爪４１ａの爪先が係脱するように第１
太陽ギヤ３１の内周側に形成したラチェット歯４１ｂと
によって構成してある。爪支持部材５２は、内周側に備
えている係合部５２ａによってハブ軸３の回止め突起に
係止していることにより、ハブ軸３に回動不能に連結し
ている。ラチェット爪４１ａは爪ばねを備え、この爪ば
ねは、ラチェット爪４１ａを起立側に付勢し、ラチェッ
ト爪４１ａの爪先をラチェット歯４１ｂに係合するよう
に付勢している。ラチェット爪４１ａとラチェット歯４
１ｂとは、第１太陽ギヤ３１がハブ軸３に対して回動方
向Ｆとは逆方向に回動することを不能にする状態に係合
するように構成してある。

【００２７】第２太陽クラッチ４２は、図６に示す如く
構成してある。すなわち、第２太陽ギヤ３２の内周側の
周方向複数箇所に起伏揺動自在に取付けたラチェット爪
４２ａと、これらラチェット爪４２ａの爪先が係止する
ようにハブ軸３に形成したストッパー突起４２ｂとによ
って構成してある。ラチェット爪４２ａは爪ばねを備
え、この爪ばねは、ラチェット爪４２ａを起立側に付勢
し、ラチェット爪４２ａの爪先をストッパー突起４２ｂ
に係止するように付勢している。ラチェット爪４２ａと
ストッパー突起４２ｂとは、第２太陽ギヤ３２がハブ軸
３に対して回動方向Ｆとは逆方向に回動することを不能
にする状態に係合するように構成してある。第３太陽ク
ラッチ４３および第４太陽クラッチ４４も、第２太陽ク
ラッチ４２と同様に、太陽ギヤ３３，３４の内周側に起
伏揺動自在に取付けたラチェット爪４３ａ，４４ａと、
ハブ軸３に形成したストッパー突起４２ｂ，４４ｂとに
よって構成してあるとともに、各ラチェット爪４３ａ，
４４ａは爪ばねを備えており、爪先がストッパー突起４
２ｂ，４４ｂに係止するように起立側に付勢されてい
る。第２太陽クラッチ４２と第３太陽クラッチ４３のス
トッパー突起４２ｂは兼用してある。

【００２８】つまり、各太陽クラッチ４１〜４４は、ワ
ンウエイクラッチに構成してあり、太陽ギヤ３１，３
２，３３，３４がハブ軸３に対して回動方向Ｆに回動す
ることを可能にし、回動方向Ｆとは逆方向に回動するこ
とを不能にしている。

【００２９】操作筒４５は、図４に示す如く一端側に一
対のケーブル掛け連結アーム５３，５３を有し、他端側
に一対の筒部分連結片５４，５４を有した第１操作筒部
分４５ａと、一端側に一対の筒部分連結アーム５５，５
５を有した第２操作筒部分４５ｂとによって構成してあ
る。第１操作筒部分４５ａは、これのケーブル掛け連結
アーム５３が前記支持具４７の内周側の切欠きでなる支
持具４７とハブ軸３の隙間、玉押し６の内周側の切欠き
でなる玉押し６とハブ軸３の隙間に回転自在に入り込
み、ケーブル掛け連結アーム５３の先端側が玉押し６か
ら横外側に突出してケーブル掛け４６に一体回転自在に
連結する状態でハブ軸３に回転自在に外嵌している。第
２操作筒部分４５ｂは、これの筒部分連結アーム５５が
前記爪支持部材５２の内周側とハブ軸３との隙間に回転
自在に入り込むとともに第１操作筒部分４５ｂの筒部分
連結片５４どうしの間に入り込む状態でハブ軸３に回転
自在に外嵌している。図５に示すように、第１操作筒部
分４５ａの筒部分連結片５４と、第２操作筒部分４５ｂ
の筒部分連結アーム５５との間に、両操作筒部分４５
ａ，４５ｂが設定回転角だけ相対回転することを可能に
する融通Ｄを備えてある。図４に示す如きばね掛け体５
６および前記切換え体操作具５０それぞれの内周側が第
２操作筒部分４５ｂの筒部分連結アーム５５に係合する
ことにより、ばね掛け体５６と前記切換え体操作具５０
および第２操作筒部分４５ｂが一体に回転するように構
成し、ばね掛け体５６および切換え体操作具５０それぞ
れのばね取付孔５６ａ，５０ａにコイルばねでなる連動
ばね５７の一端側を取付け、この連動ばね５７の他端側
を第１操作筒部分４５ａのばね取付孔４５ｃに取付けて
ある。これにより、第１操作筒部分４５ａを変速ケーブ
ル７によって回転操作すると、第１伝動クラッチ３５お
よび第２〜第４太陽クラッチ４２〜４４の切換わり抵抗
が小さい場合には、連動ばね５７が弾性変形しないで第
１操作筒部分４５ａの回転力を第２操作筒部分４５ｂに
伝達し、第２操作筒部分４５ｂが第１操作筒部分４５ｂ
と同時に回転する。第１伝動クラッチ３５および第２〜
第４太陽クラッチ４２〜４４の切換わり抵抗が大きい場
合には、連動ばね５７が弾性変形して第２操作筒部分４
５ｂを回転操作するための操作力を蓄積し、フロントギ
ヤが上死点や下死点になって第１伝動クラッチ３５およ
び第２〜第４太陽クラッチ４２〜４４の切換わり抵抗が
低下した際に連動ばね５７の蓄積操作力によって第２操
作筒部分４５ｂが回転する。これにより、変速ケーブル
７を引張り操作したり、緩め操作したりして第１操作筒
部分４５ａを回転操作することにより、操作筒４５をそ
の全体にわたって回転操作できる。

【００３０】前記第２リターンばね５１の一端側が前記
爪支持部材５２の図４の如きばね取付孔５２ｂに入り込
んで爪支持体に５２に係止し、他端側が前記ばね掛け体
５６の図６の如きばね取付切欠き５６ｂに入り込んでば
ね掛け体５６に係止しており、第２リターンばね５１
は、操作筒４５が変速ケーブル７の引張り操作力によっ
て回転操作されるに伴ってねじり弾性変形し、操作筒４
５を変速ケーブル７の引張り操作による回転方向とは逆
回転方向にリターン操作する。

【００３１】前記クラッチ切換え体４８はこれの内周側
に突出している操作ピン部４８ａを備え、この操作ピン
部４８ａは、前記支持具４７が外周側に備えている図７
の如き切欠きの内部、および、前記切換え体操作具５０
が備えている図４の如き一対の操作アーム部５０ｂ，５
０ｂの間に摺動自在に入り込んでいる。第１操作筒部分
４５ａの回転操作によって第２操作筒部分４５ｂが回転
すると、切換え体操作具５０が第２操作筒部分４５ｂと
共に回転し、操作アーム部５０ｂによって操作ピン部４
８ａを支持具４７の図７の如き傾斜ガイド部４７ａに押
付け操作したり、この押付け操作を解除したりする。操
作ピン部４８ａを傾斜ガイド部４７ａに押付け操作する
と、クラッチ切換え体４８は、傾斜ガイド部４７ａによ
るカム作用のために傾斜ガイド部４７ａと操作アーム部
５０ｂとに沿って第１リターンばね４９に抗して第１伝
動クラッチ３５の方に移動してこのクラッチ３５のラチ
ェット爪３５ａの遊端側に当接し、このラチェット爪３
５ａをラチェット歯３５ｂから押し外し操作して第１伝
動クラッチ３５を切りに操作する。操作ピン部４８ａの
傾斜ガイド部４７ａに対する押付け操作を解除すると、
クラッチ切換え体４８は、第１リターンばね４９による
戻し操作力のために第１伝動クラッチ３５から離れる方
向に移動してこのクラッチ３５のラチェット爪３５ａに
対する押圧操作を解除し、ラチェット爪３５ａを爪ばね
によってラチェット歯３５ｂに係止させて第１伝動クラ
ッチ３５を入りに操作する。

【００３２】図４に示すように、第２操作筒部分４５ｂ
は、第２太陽クラッチ４２のための第２制御部５８、第
３太陽クラッチ４３のための第３制御部５９、第４太陽
クラッチ４４のための第４制御部６０を備えている。第
２制御部５８は、第２操作筒部分４５ｂが回転すること
によって図６（ロ）に示すクラッチ切り位置と、図６
（イ）に示すクラッチ入り位置とに切り換わる。クラッ
チ切り位置になった第２制御部５８は、第２太陽ギヤ３
２が回動する第２遊星ギヤ２２による操作力のためにハ
ブ軸３に対して回動方向Ｆとは逆方向に回動しようとす
ると、ラチェット爪４２ａがストッパー突起４２ｂに係
止しないでこれを乗り越えて行くようにラチェット爪４
２ａを押し上げ案内し、第２太陽ギヤ３２をハブ軸３に
対して回動方向Ｆとは逆方向に回動できるようにする。
すなわち、第２太陽クラッチ４２を切りに操作し、第２
太陽ギヤ３２をハブ軸３に対して回動方向Ｆとは逆方向
に回動可能な状態に操作する。クラッチ入り位置になっ
た第２制御部５８は、第２太陽ギヤ３２が回動する第２
遊星ギヤ２２による操作力のためにハブ軸３に対して回
動方向Ｆとは逆方向に回動しようとしても、ストッパー
突起４２ｂがラチェット爪４２ａに係止し、第２太陽ギ
ヤ３２を回動方向Ｆとは逆方向に回動しないようにスト
ップさせることを可能にする。すなわち、第２太陽クラ
ッチ４２を入りに操作し、第２太陽ギヤ３２をハブ軸３
に対して回動方向Ｆとは逆方向に回動不能な状態に操作
する。第３制御部５９および第４制御部６０も第２制御
部５８と同様に、第２操作筒部分４５ｂが回転すること
によってクラッチ切り位置とクラッチ入り位置とに切り
換わり、太陽クラッチ４３，４４を切りに操作して太陽
ギヤ３３，３４をハブ軸３に対して回動方向Ｆとは逆方
向に回動可能な状態に操作したり、太陽クラッチ４３，
４４を入りに操作して太陽ギヤ３３，３４をハブ軸３に
対して回動方向Ｆとは逆方向に回動不能な状態に操作し
たりする。

【００３３】操作筒４５は第１太陽クラッチ４１に対す
る制御部を備えていない。しかし、第２太陽クラッチ４
２を入りに操作し、第１リングギヤ２９が回動方向Ｆに
回動して第２遊星ギヤ２２が回動方向Ｆに公転回動する
場合、第１遊星ギヤ２１が第２遊星ギヤ２２と共に自転
回動するが、第１遊星ギヤ２１の外径が第２遊星ギヤ２
２の外径より小であることと、第１太陽クラッチ４１は
前記ワンウエイクラッチであることとにより、第１太陽
ギヤ３１は第１遊星ギヤ２１と共に回動方向Ｆに自由に
回動する。そして、第２太陽クラッチ４２を切りに操作
し、第１リングギヤ２９が回動方向Ｆに回動して第１遊
星ギヤ２１が自転回動する場合、第１太陽ギヤ３１に回
動方向Ｆとは逆方向に回動させる操作力が作用するが、
第１太陽ギヤ３１は第１太陽クラッチ４１のラチェット
爪４１ａによるストッパー作用のため、回動方向Ｆとは
逆方向に回動しない状態になる。

【００３４】これにより、操作筒４５を回転操作する
と、操作機構４０はクラッチ切換え体４８によって第１
伝動クラッチ３５を切り換え制御し、駆動体１０から第
１キャリヤ体２６への伝動を入りと切りとに切り換え操
作する。さらに、第２操作筒部分４５ｂによって第２〜
第４太陽クラッチ４２，４３，４４を切換え制御し、第
２〜第４太陽ギヤ３２，３３，３４をハブ軸３に対して
回動方向Ｆとは逆方向に回動する回動可能状態と、回動
方向Ｆとは逆方向に回動しない回動不能状態とに切り換
え操作するとともに、第２太陽クラッチ４２の制御と、
第１太陽クラッチ４１のワンウエイクラッチ作用とによ
って第１太陽ギヤ３１をハブ軸３に対して回動方向Ｆと
は逆方向に回動しない回動不能状態と、回動方向Ｆに回
動する回動可能状態とに切換えさせる。そして、操作筒
４５が回転して第１速〜第７速の各操作位置に切り換わ
ると、前記操作アーム部５０ｂおよび第２〜第４制御部
５８，５９，６０の操作筒周方向における配置関係の設
定により、図１０の示す如く第１伝動クラッチ３５、第
１〜第４太陽クラッチ４１，４２，４３，４４が入り、
切りあるいは非作動状態になる。尚、図１０において、
「−」はワンウエイクラッチ３５〜３７，４１〜４４が
作動せずその相対回転が許容される状態を示し、「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、「入り」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、「切り」
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。

【００３５】つまり、変速ケーブル７を引張り操作した
り、緩め操作したりすると、変速筒４５が変速ケーブル
７の張力あるいは第２リターンばね５１の弾性復元力に
よって回転し、第１速〜第７速の７つの操作位置に切り
換わる。変速筒４５が第１速位置になると、第１伝動ク
ラッチ３５および第２、第３、第４太陽クラッチ４２，
４３，４４が切り、第２伝動クラッチ３６が非作動状態
で、第３伝動クラッチ３７および第１太陽クラッチ４１
が入りになり、変速装置２０が第１速になる。そして、
駆動体１０の回動力が第１リングギヤ２９、第１遊星ギ
ヤ２１、第１キャリヤ体２６、第２キャリヤ体２８、第
３伝動クラッチ３７を介してハブ胴２に伝達する。

【００３６】変速筒４５が第２速位置になると、第１伝
動クラッチ３５および第３、第４太陽クラッチ４３，４
４が切り、第２伝動クラッチ３６および第１太陽クラッ
チ４１が非作動状態で、第３伝動クラッチ３７および第
２太陽クラッチ４２が入りになり、変速装置２０が第２
速になる。そして、駆動体１０の回動力が第１リングギ
ヤ２９、第２遊星ギヤ２２、第１キャリヤ体２６、第２
キャリヤ体２８、第３伝動クラッチ３７を介してハブ胴
２に伝達する。

【００３７】変速筒４５が第３速位置になると、第１伝
動クラッチ３５および第２、第３太陽クラッチ４２，４
３が切り、第２伝動クラッチ３６および第１、第４太陽
クラッチ４１，４４が入りで、第３伝動クラッチ３７が
非作動状態になり、変速装置２０が第３速になる。そし
て、駆動体１０の回動力が第１リングギヤ２９、第１遊
星ギヤ２１、第１キャイリヤ体２６、第２キャリヤ体２
８、第４遊星ギヤ２４、第２リングギヤ３０、第２伝動
クラッチ３６を介してハブ胴２に伝達する。

【００３８】変速筒４５が第４速位置になると、第１伝
動クラッチ３５および第２太陽クラッチ４２が切り、第
２伝動クラッチ３６および第１、第３太陽クラッチ４
１，４３が入りで、第３伝動クラッチ３７および第４太
陽クラッチ４４が非作動状態になり、変速装置２０が第
４速になる。そして、駆動体１０の回動力が第１リング
ギヤ２９、第１遊星ギヤ２１、第１キャリヤ体２６、第
２キャリヤ体２８、第３遊星ギヤ２３、第２リングギヤ
３０、第２伝動クラッチ３６を介してハブ胴２に伝達す
る。

【００３９】変速筒４５が第５速位置になると、第１伝
動クラッチ３５が切り、第３伝動クラッチ３７および第
１、第４太陽クラッチ４１，４４が非作動状態で、第２
伝動クラッチ３６および第２、第３太陽クラッチ４２，
４３が入りになり、変速装置２０が第５速になる。そし
て、駆動体１０の回動力が第１リングギヤ２９、第２遊
星ギヤ２２、第１キャリヤ体２６、第２キャイリヤ体２
８、第３遊星ギヤ２３、第２リングギヤ３０、第２伝動
クラッチ３６を介してハブ胴２に伝達する。

【００４０】変速筒４５が第６速位置になると、第１伝
動クラッチ３５、第２伝動クラッチ３６および第４太陽
クラッチ４４が入り、第３伝動クラッチ３７および第
１、第２太陽クラッチ４１，４２が非作動状態で、第３
太陽クラッチ４３が切りになり、変速装置２０が第６速
になる。そして、駆動体１０の回動力が第１伝動クラッ
チ３５、第１キャリヤ体２６、第２キャリヤ体２８、第
４遊星ギヤ２４、第２リングギヤ３０、第２伝動クラッ
チ３６を介してハブ胴２に伝達する。

【００４１】変速筒４５が第７速位置になると、第１伝
動クラッチ３５、第２伝動クラッチ３６および第３太陽
クラッチ４３が入りで、第３伝動クラッチ３７および第
１、第２、第４太陽クラッチ４１，４２，４４が非作動
状態になり、変速装置２０が第７速になる。そして、駆
動体１０の回動力が第１伝動クラッチ３５、第１キャリ
ヤ体２６、第２キャリヤ体２８、第３遊星ギヤ２３、第
２リングギヤ３０、第２伝動クラッチ３６を介してハブ
胴２に伝達する。

【００４２】駆動体１０が回動方向Ｆとは逆方向に回動
操作されると、第１速〜第７速のいずれにある場合で
も、第１〜第４太陽クラッチ４１，４２，４３，４４の
いずれもが前記ワンウエイクラッチであるためにいずれ
の太陽ギヤ３１〜３４もハブ軸３に対して回動方向Ｆに
自由に回転し、駆動体１０は空回りする。また、車体が
後退操作されて車輪が後進回動すると、ハブ胴２の回動
方向Ｆとは逆方向の回動が第２キャリヤ体２８から第１
キャリヤ体２６に伝達し、第１キャリヤ体２６がハブ軸
３に対して回動方向Ｆとは逆方向に回動する。すると、
第１太陽クラッチ４１または第２太陽クラッチ４２のい
ずれかのラチェット爪４１ａ，４２ａが立ち、第１リン
グギヤ２９は回動方向Ｆとは逆方向に増速して回動操作
されることになる。この時、第１伝動クラッチ３５が入
りになっていても、この第１伝動クラッチ３５は前記ワ
ンウエイクラッチのため、駆動体１０はラチェット爪３
５ａをラチェット歯３５ｂから押外し揺動させながら第
１キャリヤ体２６と相対回動する。したがって、駆動体
１０が前進方向（回動方向Ｆ）とは逆方向に回動操作さ
れても、車体が後進操作されてもロックは発生しない。

【００４３】駆動体１０は、図８に示す如く小径筒部
と、この小径筒部の一端側に連結しているとともに小径
筒部側とは反対側の端部に前記第１リングギヤ２９を備
えている大径筒部とを同芯状に備える筒状に形成してあ
る。そして、小径筒部の内周側にハブ軸３に取付けるた
めのボール受面１１ａを有する取付孔１１を備え、小径
筒部の外周側にチェーンスプロケット１の内周側の回止
め突起が入り込む凹入部１２ａ、スプロケット固定用リ
ング１３が入り込む環状溝１２ｂを有するチェーンスプ
ロケット取付部１２を備え、大径筒部の外周側にボール
受面１４ａを有するハブ胴支持部１４を備え、大径筒部
の内周側の前記取付孔１１と第１リングギヤ２９との間
に前記ラチェット爪３５ａの基端部が回動自在に入り込
む図９の如き凹入部１５ａ、爪ばねが入り込む環状溝１
５ｂを有するクラッチ組付孔１５を備えることにより、
駆動体１０をハブ軸３に回動自在に取り付けること、駆
動体１０にチェーンスプロケット１を一体回動自在に支
持させること、ハブ胴２を駆動体１０を介してハブ軸３
に回動自在に取り付けること、駆動体１０に第１伝動ク
ラッチ３５を組み付けることのそれぞれを可能にしてあ
る。

【００４４】前記第１リングギヤ２９の内径Ｄ１を前記
クラッチ組付孔１５の内径Ｄ２よりも大で、クラッチ組
付孔１５の内径Ｄ２を前記取付孔１１の内径Ｄ３よりも
大に形成し、ラチェット爪３５ａを第１リングギヤ２９
の方からクラッチ組付孔１５に容易に差し入れて組付け
ることや、変速装置２０や操作機構４０がハブ軸３に組
付けられてハブ軸３と共に駆動体１０に第１リングギヤ
２９の方から入り込むことを可能にしてある。前記チェ
ーンスプロケット取付部１２の外径Ｄ４を前記ハブ胴支
持部１４の外径Ｄ５よりも小に形成し、チェーンスプロ
ケット１として小径のスプロケットを採用して取付ける
ことを可能にしてある。

【００４５】ブレーキ７０は、ハブ軸３に取り付けたブ
レーキケース７２、前記ブレーキドラム７１の内側に位
置するブレーキシュー７３、このブレーキシュー７３の
内周側に位置するとともにローラケース（図示せず）を
介してブレーキケース７２に支持されるように構成した
ローラ７４、前記玉押し９に外嵌するとともにブレーキ
ケース７２に回動自在に支持されるように構成した操作
カム７５を備えている。ブレーキドラム７１はスプライ
ン部７１ａによってハブ胴２の前記側壁部２ｄに取り外
し自在かつ一体回動自在に連結している。操作カム７５
はブレーキケーブルに連結して回動操作され、制動位置
に回動操作されると、ローラ７４をローラケースからブ
レーキシュー７３の方に押出し操作し、ローラ７４を介
してブレーキシュー７３をブレーキドラム７１の内周面
に押し付け操作する。これにより、ブレーキ７０はブレ
ーキドラム７３を介して車輪に摩擦ブレーキを掛ける。

【００４６】〔別実施形態〕第２〜第４遊星ギヤ２２，
２３，２４のうちの一個または複数個のギヤを省略し、
変速段数を７段階よりも少なくするなど、７段変速以外
の変速装置内装ハブを構成する場合にもは、本発明は適
用できる。

【００４７】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】自転車用変速装置内装ハブの断面図

【図２】第１伝動クラッチの断面図

【図３】第１太陽クラッチの断面図

【図４】操作筒の分解斜視図

【図５】第１操作筒部分と第２操作筒部分の連結箇所で
の断面図

【図６】第２〜第３太陽クラッチの断面図

【図７】支持具の傾斜ガイド部の説明図

【図８】駆動体の断面図

【図９】駆動体の側面図

【図１０】クラッチ制御の説明図

【符号の説明】

２ ハブ胴 ３ ハブ軸 １０ 駆動体 １１ 取付孔 １２ チェーンスプロケット取付部 １４ ハブ胴支持部 １５ クラッチ組付孔 ２０ 変速装置 ２１ 遊星ギヤ ２６ キャリヤ体 ２９ リングギヤ ３１ 太陽ギヤ ３５ 伝動クラッチ ４０ 操作機構 Ｄ１ リングギヤの内径 Ｄ２ クラッチ組付孔の内径 Ｄ３ 取付孔の内径 Ｄ４ チェーンスプロケット取付部の外径 Ｄ５ ハブ胴支持部の外径

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハブ軸（３）、このハブ軸（３）に回動
   自在に取り付けたハブ胴（２）および駆動体（１０）を
   備えるとともに、前記駆動体（１０）の回動力を遊星ギ
   ヤ（２１）によって複数段に変速して前記ハブ胴（２）
   に伝達する変速装置（２０）を前記ハブ胴（２）の内側
   に備えてある自転車用変速装置内装ハブであって、 前記遊星ギヤ（２１）に内周側が咬合するリングギヤ
   （２９）を前記駆動体（１０）に一体部品に形成して備
   え、 前記遊星ギヤ（２１）を回動自在に支持するキャリヤ体
   （２６）に前記駆動体（１０）を一体回動自在に連結す
   る連結状態と、連結解除状態とに切り換え自在な伝動ク
   ラッチ（３５）を、前記キャリヤ体（２６）と前記駆動
   体（１０）との間に備え、 前記伝動クラッチ（３５）を切り換え操作するとともに
   前記遊星ギヤ（２１）に咬合する太陽ギヤ（３１）を回
   動可能状態と回動不能状態とに切り換えさせて前記変速
   装置（２０）を変速操作する操作機構（４０）を備えて
   ある自転車用変速装置内装ハブ。
2. 【請求項２】 前記駆動体（１０）を、前記ハブ軸
   （３）に取付けるための取付孔（１１）が一端側に、前
   記リングギヤ（２９）が他端側に、前記伝動クラッチ
   （３５）を組付けるためのクラッチ組付孔（１５）が前
   記取付孔（１１）と前記リングギヤ（２９）との間にそ
   れぞれ位置する筒状に形成し、前記リングギヤ（２９）
   の内径（Ｄ１）を前記クラッチ組付孔（１５）の内径
   （Ｄ２）よりも大で、前記クラッチ組付孔（１５）の内
   径（Ｄ２）を前記取付孔（１１）の内径（Ｄ３）よりも
   大に形成してある請求項１記載の自転車用変速装置内装
   ハブ。
3. 【請求項３】 前記駆動体（１０）の前記取付孔（１
   １）が位置する部分の外周側にチェーンスプロケット取
   付部（１２）を備え、前記駆動体（１０）の前記クラッ
   チ組付孔（１５）が位置する部分の外周側に前記ハブ胴
   （２）を相対回動自在に支持するハブ胴支持部（１４）
   を備え、前記チェーンスプロケット取付部（１２）の外
   径（Ｄ４）を前記ハブ胴支持部（１４）の外径（Ｄ５）
   より小に形成してある請求項２記載の自転車用変速装置
   内装ハブ。