JP2018100061A - 自転車用内装変速ハブ - Google Patents

Abstract

【課題】自転車本体に容易に取り付けることができる自転車用内装変速ハブを提供する。【解決手段】自転車用内装変速ハブは、収容空間を形成するハブシェルと、前記収容空間に配置され、複数の変速段から１つの変速段を選択可能に構成される変速ユニットと、前記収容空間に配置され、前記変速ユニットを駆動するための電動アクチュエータとを備える。【選択図】図４

Description

本発明は、自転車用内装変速ハブに関する。

自転車の変速比を切り替える自転車用内装変速ハブが知られている。その一例である特許文献１の自転車用内装変速ハブは、ハブ軸、ハブ軸に支持される駆動体、および、駆動体と連結されるハブシェルを備える。この自転車用内装変速ハブは、さらに、駆動体からハブシェルに回転力を伝達する複数の歯車を含む動力伝達機構、動力伝達機構の動力伝達経路を切り替えるシフト機構、および、変速ケーブルを介してシフト機構と連結される位置決めユニットを備える。位置決めユニットは、自転車のフロントスプロケットとリアスプロケットとの間に設けられた駆動ユニットの内部に配置される。ドライバが変速レバーを操作した場合、変速ケーブルが位置決めユニットにより引っ張られてシフト機構が回転し、動力伝達機構の複数の歯車とハブ軸との連結状態が切り替えられることにともない自転車の変速比が切り替えられる。

特開２００５−３２４６４９号公報

自転車本体に容易に取り付けることができるように自転車用内装変速ハブが構成されることが好ましい。
本発明の目的は、自転車本体に容易に取り付けることができる自転車用内装変速ハブを提供することである。

(１)本発明に従う自転車用内装変速ハブの一形態は、収容空間を形成するハブシェルと、前記収容空間に配置され、複数の変速段から１つの変速段を選択可能に構成される変速ユニットと、前記収容空間に配置され、前記変速ユニットを駆動するための電動アクチュエータと、を備える。
電動アクチュエータがハブシェルの収容空間に配置されているため、自転車用内速変速ハブを自転車本体のフレームに容易に取り付け可能である。

(２)前記(１)に記載の自転車用内装変速ハブにおいて、前記電動アクチュエータを駆動するための電力を発生させる発電機構をさらに備える。
このため、電動アクチュエータを駆動するための電源を省略できる。

(３)前記(２)に記載の自転車用内装変速ハブにおいて、前記発電機構は、前記収容空間に配置される。
このため、発電機構をハブシェルによって保護できる。

(４)前記(２)または(３)に記載の自転車用内装変速ハブにおいて、前記発電機構から供給される電力を蓄電する蓄電機構をさらに備える。
このため、電動アクチュエータに安定して電力を供給できる。

(５)前記(４)に記載の自転車用内装変速ハブにおいて、前記蓄電機構は、前記収容空間に配置される。
このため、蓄電機構をハブシェルによって保護できる。

(６)前記(１)〜(５)のいずれか一項に記載の自転車用内装変速ハブにおいて、前記電動アクチュエータを制御するための制御ユニットをさらに備える。
このため、様々な条件に応じて電動アクチュエータを動作させることができる。

(７)前記(６)に記載の自転車用内装変速ハブにおいて、前記制御ユニットは、前記収容空間に配置される。
このため、制御ユニットをハブシェルによって保護できる。

(８)前記(３)に記載の自転車用内装変速ハブにおいて、前記ハブシェルは、中心軸線に関する第１端部および第２端部を含み、前記電動アクチュエータは、前記変速ユニットに対して少なくとも部分的に前記ハブシェルの前記第１端部側に配置され、前記発電機構は、前記変速ユニットに対して少なくとも部分的に前記ハブシェルの前記第２端部側に配置される。
このため、重量物である変速ユニットをハブシェルの収容空間の中央部近傍に配置でき、最適な重量バランスが得られる。

(９)前記(８)に記載の自転車用内装変速ハブにおいて、前記収容空間に配置され、前記発電機構から供給される電力を蓄電する蓄電機構をさらに備え、前記蓄電機構は、前記変速ユニットに対して少なくとも部分的に前記ハブシェルの前記第１端部側に配置される。
このため、蓄電機構をハブシェルによって保護できる。

(１０)前記(９)に記載の自転車用内装変速ハブにおいて、前記収容空間に配置され、前記電動アクチュエータを制御するための制御ユニットをさらに備え、前記制御ユニットは、前記変速ユニットに対して前記ハブシェルの前記第１端部側に配置される。
このため、制御ユニットの配置空間を容易に確保できる。

(１１)前記(１０)に記載の自転車用内装変速ハブにおいて、前記変速ユニットを支持するように前記変速ユニットに対して前記ハブシェルの前記第１端部側に配置される第１支持部材をさらに備え、前記電動アクチュエータは、前記第１支持部材に設けられる。
このため、電動アクチュエータを安定して配置できる。

(１２)前記(１１)に記載の自転車用内装変速ハブにおいて、前記変速ユニットを支持するように前記変速ユニットに対して前記ハブシェルの前記第２端部側に配置される第２支持部材をさらに備え、前記発電機構は、前記第２支持部材よりも前記ハブシェルの前記第２端部側に配置される。
このため、電発電機構の配置空間を容易に確保できる。

(１３)前記(１１)または(１２)に記載の自転車用内装変速ハブにおいて、前記収容空間に配置され、前記発電機構から供給される電力を蓄電する蓄電機構をさらに備え、前記蓄電機構は、前記第１支持部材に設けられる。
このため、蓄電機構を安定して配置できる。

(１４)前記(１１)〜(１３)のいずれか一項に記載の自転車用内装変速ハブにおいて、前記制御ユニットは、前記第１支持部材に設けられる。
このため、制御ユニットを安定して配置できる。

(１５)前記(６)、(７)、(１０)〜(１４)のいずれか一項に記載の自転車用内装変速ハブにおいて、外部機器と通信するために前記制御ユニットに電気的に接続される無線通信ユニットをさらに備える。
このため、制御部は外部機器から受信した情報を用いて電動アクチュエータを制御できる。

(１６)前記(１５)に記載の自転車用内装変速ハブにおいて、前記無線通信ユニットは、少なくとも部分的に前記収容空間に配置される。
このため、少なくとも部分的に無線通信ユニットをハブシェルによって保護できる。

(１７)前記(１)〜(１６)のいずれか一項に記載の自転車用内装変速ハブにおいて、当該自転車用内装ハブの状態を報知するための報知ユニットをさらに備える。
このため、ユーザが自転車用内装ハブの状態を容易に把握できる。

(１８)前記(１)〜(１７)のいずれか一項に記載の自転車用内装変速ハブにおいて、前記ハブシェルは、ホイールを構成するリムと連結される中間部材を介して前記リムに連結されるシェル本体と、前記シェル本体に回転可能に設けられる蓋部材と、を含む。
このため、蓋部材をシェル本体から取り外し、収容空間に配置された電動アクチュエータを取り出すことができる。

本発明に関する自転車用内装変速ハブは、自転車に容易に取り付けることができる。

実施形態の自転車用内装変速ハブが搭載された自転車の側面図。 図１の自転車用内装変速ハブの正面図。 図２の自転車用内装変速ハブの内部構造を示す斜視図。 図３の自転車用内装変速ハブの正面図。 図４の第２回転体の斜視図。 図５の第２回転体の正面図。 図３のＤ７−Ｄ７線に沿う断面図。 図４の第１回転体および解除部の斜視図。 図４の自転車用内装変速ハブの背面図。 図８の解除部の正面側の斜視図。 図１０の解除部の底面側の斜視図。 図４の回転軸および連結部材の正面側の斜視図。 図１２の回転軸および連結部材の背面側の斜視図。 図４の自転車用内装変速ハブの側面図。 図１４の自転車用内装変速ハブから制御ユニットを省略した状態の側面図。 段数１の場合の自転車用内装変速ハブの平面図。 段数２の場合の自転車用内装変速ハブの平面図。 段数３の場合の自転車用内装変速ハブの平面図。 段数４の場合の自転車用内装変速ハブの平面図。 段数５の場合の自転車用内装変速ハブの平面図。 段数６の場合の自転車用内装変速ハブの平面図。 変速段と連結部材の連結状態およびワンウェイクラッチの連結状態との関係を示す表。

以下の実施形態に関する説明は、本発明に関する自転車用内装変速ハブが取り得る形態の例示であり、その形態を制限することを意図していない。本発明に関する自転車用内装変速ハブは、実施形態の変形例、および、相互に矛盾しない少なくとも２つの変形例が組み合わせられた形態等のように実施形態とは異なる形態を取り得る。

(実施形態)
図１は、自転車用内装変速ハブ１０を備える自転車Ａの一例である。この自転車Ａは、電気エネルギーを用いて自転車Ａの推進をアシストするアシスト機構Ｃを含むシティサイクルである。自転車用内装変速ハブ１０を搭載する自転車Ａの構成は、任意に変更可能である。第１例では、自転車Ａは、アシスト機構Ｃを含まない。第２例では、自転車Ａの種類は、ロードバイク、マウンテンバイク、または、クロスバイクである。第３例では、自転車Ａは、第１例および第２例の特徴を含む。図１に示されるとおり、自転車Ａは、自転車本体Ａ１、ハンドルバーＡ２、前輪Ａ３、後輪Ａ４、駆動機構Ｂ、アシスト機構Ｃ、バッテリユニットＤ、変速操作装置Ｅ、制御部Ｆ、および、自転車用内装変速ハブ１０を備える。自転車Ａは、さらにトルクセンサおよび車速センサ(図示略)を含む。自転車本体Ａ１はフレームＡ１２を備える。一例では、自転車用内装変速ハブ１０は、自転車用内装変速ハブである。自転車用内装変速ハブ１０は、自転車本体Ａ１に取り付けられる。一例では、自転車用内装変速ハブ１０は、自転車本体のフレームＡ１２に取り付けられる。

駆動機構Ｂは、チェーンドライブ、ベルトドライブ、または、シャフトドライブにより人力駆動力を後輪Ａ４に伝達する。図１に示される駆動機構Ｂは、チェーンドライブを含む。駆動機構Ｂは、フロントスプロケットＢ１、リアスプロケットＢ２、チェーンＢ３、クランクＧ、および、一対のペダルＢ４を含む。

クランクＧは、クランク軸Ｇ１、右クランクＧ２、および、左クランクＧ３を含む。クランク軸Ｇ１は、フレームＡ１２に設けられるボトムブラケットに回転可能に支持される。右クランクＧ２および左クランクＧ３は、それぞれクランク軸Ｇ１に連結される。一対のペダルＢ４の一方は右クランクＧ２に回転可能に支持される。一対のペダルＢ４の他方は左クランクＧ３に回転可能に支持される。

フロントスプロケットＢ１は、クランク軸Ｇ１に連結される。クランク軸Ｇ１およびフロントスプロケットＢ１は、同軸を有する。クランク軸Ｇ１とフロントスプロケットＢ１との連結に関する構造は、任意に選択可能である。第１例では、フロントスプロケットＢ１は、クランク軸Ｇ１と相対回転不能に連結される。第２例では、クランク軸Ｇ１とフロントスプロケットＢ１との間にワンウェイクラッチ(図示略)が設けられる。ワンウェイクラッチは、前転するクランク軸Ｇ１の回転速度がフロントスプロケットＢ１の回転速度よりも速い場合にクランク軸Ｇ１の回転をフロントスプロケットＢ１に伝達する。

アシスト機構Ｃは、アシストモータＣ１、駆動回路Ｃ２、減速機Ｃ３、および、ワンウェイクラッチ(図示略)を含む。アシスト機構Ｃは、自転車Ａの推進をアシストする。一例では、アシスト機構Ｃは、フロントスプロケットＢ１にトルクを伝達することにより自転車Ａの推進をアシストする。トルクセンサは、対象物にかかるトルクに応じた信号を出力する。トルクセンサの検出対象物は、例えば、クランクまたはペダルである。検出対象物がクランクまたはペダルである場合、トルクセンサは、クランクまたはペダルに加えられた人力駆動力に応じた信号を出力する。トルクセンサの具体的な構成は、種々の構成から選択できる。第１例では、トルクセンサは、歪センサを含む。第２例では、トルクセンサは、磁歪センサを含む。第３例では、トルクセンサは、光学センサを含む。第４例では、トルクセンサは、圧力センサを含む。

自転車用内装変速ハブ１０は、後輪Ａ４の一部（中心部）を構成する。リアスプロケットＢ２は、後輪Ａ４に回転可能に支持され、自転車用内装変速ハブ１０と連結される。チェーンＢ３は、フロントスプロケットＢ１およびリアスプロケットＢ２に巻き掛けられる。一対のペダルＢ４に加えられる人力駆動力によりクランクＧおよびフロントスプロケットＢ１が前転する場合、チェーンＢ３、リアスプロケットＢ２、および、自転車用内装変速ハブ１０を介して伝達される人力駆動力により後輪Ａ４が前転する。

バッテリユニットＤは、バッテリＤ１およびバッテリホルダＤ２を含む。バッテリＤ１は、１または複数のバッテリセルを含む蓄電池である。バッテリホルダＤ２は、自転車Ａのフレームに固定される。バッテリＤ１は、バッテリホルダＤ２に着脱可能である。バッテリホルダＤ２は、少なくともアシストモータＣ１および自転車用内装変速ハブ１０のそれぞれと電線(図示略)により接続される。バッテリＤ１がバッテリホルダＤ２に取り付けられた場合、バッテリＤ１が少なくともアシストモータＣ１および自転車用内装変速ハブ１０のそれぞれと電気的に接続される。

変速操作装置Ｅは、ユーザが操作する操作部Ｅ１を含む。操作部Ｅ１の一例は、１または複数のボタンである。変速操作装置Ｅは、操作部Ｅ１の操作に応じた信号を自転車用内装変速ハブ１０に送信できるように、自転車用内装変速ハブ１０と通信接続される。第１例では、変速操作装置Ｅは、ＰＬＣ(Power Line Communication)が可能な電線、または、通信線により自転車用内装変速ハブ１０と通信接続される。第２例では、変速操作装置Ｅは、無線通信が可能な無線通信ユニットにより自転車用内装変速ハブ１０と通信接続される。操作部Ｅ１が操作された場合、自転車用内装変速ハブ１０の変速段を変更するための信号が自転車用内装変速ハブ１０に送信され、その信号に応じて自転車用内装変速ハブ１０が動作することにより変速段が変更される。

制御部Ｆは、少なくとも自転車用内装変速ハブ１０およびアシスト機構Ｃを制御できるように自転車用内装変速ハブ１０およびアシスト機構Ｃのそれぞれと通信接続される。第１例では、制御部Ｆは、ＰＬＣが可能な電線、または、通信線により自転車用内装変速ハブ１０およびアシスト機構Ｃの少なくとも一方と通信接続される。第２例では、変速操作装置Ｅは、無線通信が可能な無線通信ユニットにより自転車用内装変速ハブ１０およびアシスト機構Ｃの少なくとも一方と通信接続される。制御部Ｆの構成は、種々の構成から選択できる。第１例では、制御部Ｆは、演算処理部および記憶部を含む。第２例では、制御部Ｆは、演算処理部を含み、記憶部を含まない。記憶部は、制御部Ｆとは別に設けられる。制御部Ｆの一例は、プロセッサである。演算処理部の一例は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)またはＭＰＵ(Micro Processing Unit)である。記憶部の一例は、メモリである。

自転車用内装変速ハブ１０は、リアスプロケットＢ２の回転数に対して後輪Ａ４の回転数を変化させるために用いられる。自転車用内装変速ハブ１０は、複数の変速段を備えている。図３および図４に示されるように、自転車用内装変速ハブ１０は、ハブシェル３２Ａ、変速ユニット１０Ａ、および、電動アクチュエータ２４を備える。自転車用内装変速ハブ１０は、好ましくはガイド部２０(図１２参照)、付勢部材２２(図１２参照)、電動アクチュエータ２４、ハブ軸２６Ａ、２６Ｂ、第１支持部材２８Ａ、第２支持部材２８Ｂ、変速機構３０、ハウジング３２(図２参照)、発電機構３４(図７参照)、蓄電機構３６(図７参照)、および、制御ユニット３８(図１４参照)を備える。

図４に示されるように、第１支持部材２８Ａは、変速ユニット１０Ａを支持するように変速ユニット１０Ａに対してハブシェル３２Ａ（後述）の第１端部１０Ｂ側に配置される。第２支持部材２８Ｂは、変速ユニット１０Ａを支持するように変速ユニット１０Ａに対してハブシェル３２Ａ（後述）の第２端部１０Ｃ側に配置される。第１伝達部１２は、第１回転体４０、支軸４２、および、第４回転体４４を含む。第１回転体４０には、人力駆動力が伝達される。第１回転体４０は、支軸４２と同軸に設けられ、支軸４２の中心軸線ＣＸまわりに回転可能である。複数の第１回転体４０は、支軸４２に回転可能に支持される。第１回転体４０は、支軸４２の軸方向において、支持部材２８Ａと支持部材２８Ｂとの間に配置される。

第１回転体４０は、第１入力歯車４０Ａおよび第２入力歯車４０Ｂを含む。各歯車４０Ａ、４０Ｂの歯数および基準ピッチ円直径は互いに異なる。第１入力歯車４０Ａは、第２入力歯車４０Ｂよりも歯数が多い。第１入力歯車４０Ａの基準ピッチ円直径は、第２入力歯車４０Ｂの基準ピッチ円直径よりも長い。第１入力歯車４０Ａは、支軸４２の軸方向において、第２入力歯車４０Ｂよりも第１ハブ軸２６Ａの近くに配置される。第１例では、第１入力歯車４０Ａおよび第２入力歯車４０Ｂは一体的に形成される。第２例では、第１入力歯車４０Ａおよび第２入力歯車４０Ｂは別体で形成され、互いに固定される。自転車用内装変速ハブ１０に用いられる各歯車を構成する材料は任意に選択できる。第１例では、自転車用内装変速ハブ１０に用いられる各歯車を構成する材料は金属である。第２例では、自転車用内装変速ハブ１０に用いられる各歯車を構成する材料は合成樹脂である。第１例では、支軸４２は、第１支持部材２８Ａおよび第２支持部材２８Ｂに回転不能に支持されている。第２例では、支軸４２は、第１支持部材２８Ａおよび第２支持部材２８Ｂに回転可能に取り付けられる。支軸４２は、中空形状である。

第４回転体４４はハウジング３２(図２参照)に回転を出力する。第４回転体４４は、第１出力歯車４４Ａ、第２出力歯車４４Ｂ、および、第３出力歯車４４Ｃを含む。各歯車４４Ａ〜４４Ｃの歯数および基準ピッチ円直径は互いに異なる。第１出力歯車４４Ａの歯数は、最も少ない。第２出力歯車４４Ｂの歯数は、２番目に少ない。第３出力歯車４４Ｃの歯数は、最も多い。第１出力歯車４４Ａの基準ピッチ円直径は、最も短い。第２出力歯車４４Ｂの基準ピッチ円直径は、２番目に短い。第３出力歯車４４Ｃの基準ピッチ円直径は、最も長い。第１例では、第１出力歯車４４Ａ、第２出力歯車４４Ｂ、および、第３出力歯車４４Ｃは一体的に形成される。第２例では、第１出力歯車４４Ａ、第２出力歯車４４Ｂ、および、第３出力歯車４４Ｃは別体で形成され、互いに固定される。

第１出力歯車４４Ａは、支軸４２の軸方向において、第２出力歯車４４Ｂおよび第３出力歯車４４Ｃよりも第１ハブ軸２６Ａの近くに配置される。第２出力歯車４４Ｂは、支軸４２の軸方向において、第３出力歯車４４Ｃよりも第１ハブ軸２６Ａの近くに配置される。第２出力歯車４４Ｂは、支軸４２の軸方向において、第１出力歯車４４Ａと第３出力歯車４４Ｃとの間に配置される。第３出力歯車４４Ｃは、支軸４２の軸方向において、第２出力歯車４４Ｂよりも第２ハブ軸２６Ｂの近くに配置される。

第２伝達部１４は、第２回転体４６、回転軸４８、および、第３回転体５０を含む。第２回転体４６は、第１回転体４０と連結される。第２回転体４６は、回転軸４８と同軸に設けられる。第２回転体４６は、回転軸４８の軸方向において、第１支持部材２８Ａと第２支持部材２８Ｂとの間に配置される。第２回転体４６は、回転軸４８の中心軸線ＣＹまわりに回転可能である。第２回転体４６は、第１入力側歯車４６Ａおよび第２入力側歯車４６Ｂを含む。

各歯車４６Ａ、４６Ｂの歯数および基準ピッチ円直径は互いに異なる。第１入力側歯車４６Ａの歯数は、第２入力側歯車４６Ｂの歯数よりも少ない。第１入力側歯車４６Ａの基準ピッチ円直径は、第２入力側歯車４６Ｂの基準円ピッチ直径よりも短い。第１入力側歯車４６Ａは第１入力歯車４０Ａと連結される。第１入力側歯車４６Ａは、回転軸４８の軸方向において、第２入力側歯車４６Ｂよりも第１ハブ軸２６Ａの近くに配置される。第２入力側歯車４６Ｂは、第２入力歯車４０Ｂと連結される。回転軸４８は、第１支持部材２８Ａおよび第２支持部材２８Ｂに回転可能に支持される。

第３回転体５０は、第１出力側歯車５０Ａ、第２出力側歯車５０Ｂ、および、第３出力側歯車５０Ｃを含む。各歯車５０Ａ〜５０Ｃの歯数および基準ピッチ円直径は互いに異なる。第１出力側歯車５０Ａの歯数は、最も多い。第２出力側歯車５０Ｂの歯数は、２番目に多い。第３出力側歯車５０Ｃの歯数は最も少ない。第１出力側歯車５０Ａの基準ピッチ円直径は、最も長い。第２出力側歯車５０Ｂの基準ピッチ円直径は、２番目に長い。第３出力側歯車５０Ｃの基準ピッチ円直径は最も短い。

第１出力側歯車５０Ａは、回転軸４８の軸方向において、第２出力側歯車５０Ｂおよび第３出力側歯車５０Ｃよりも第１ハブ軸２６Ａの近くに配置される。第２出力側歯車５０Ｂは、回転軸４８の軸方向において、第３出力側歯車５０Ｃよりも第１ハブ軸２６Ａの近くに配置される。第２出力側歯車５０Ｂは、回転軸４８の軸方向において、第１出力側歯車５０Ａと第３出力側歯車５０Ｃとの間に配置される。第１出力側歯車５０Ａは、第１出力歯車４４Ａと連結される。第２出力側歯車５０Ｂは、第２出力歯車４４Ｂと連結される。第３出力側歯車５０Ｃは、第３出力歯車４４Ｃと連結される。

図５および図６に示されるように、連結部材１６は、連結部材５２、第１追加連結部材５４、および、第２追加連結部材５６を含む。各連結部材５２、５４、５６は、回転軸４８の軸方向に相対移動可能に回転軸４８が挿入されるリングである。

連結部材５２は、第２回転体４６に対して回転軸４８の軸方向に移動可能である。連結部材５２は、第１伝達部１２(図４参照)から伝達される人力駆動力が第２回転体４６を介して回転軸４８に伝達されるように、第２回転体４６と回転軸４８とを連結可能である。連結部材５２は、回転軸４８の軸方向において、第１入力側歯車４６Ａと第２入力側歯車４６Ｂとの間に配置される。連結部材５２は、第２回転体４６と連結可能な連結構造を有する。図５に示される第１例では、連結構造は、第２回転体４６の第１入力側歯車４６Ａの側面に開口する凹部４６Ｃと連結できるように連結部材５２に設けられる凸部５２Ａを含む。第２例では、連結構造は、第２回転体４６の側面から突出する凸部と連結できるように連結部材５２に設けられる凹部を含む。連結部材５２の数は任意である。好ましい一例では、連結部材５２の数は、第２回転体４６の数よりも少ない。例えば、第２回転体４６の数がｎ個である場合、連結部材５２の数は、ｎ−１個である。ｎは、２以上のいずれかの自然数である。連結部材５２は、第２回転体４６の第１入力側歯車４６Ａの側面に対向するカム面５２Ｂを含む。カム面５２Ｂは、回転軸４８の周方向とは非平行に延びるように設けられる。カム面５２Ｂの形状は、スパイラル状である。

第１追加連結部材５４は、第３回転体５０に対して回転軸４８の軸方向に移動可能である。第１追加連結部材５４は、第３回転体５０と回転軸４８とを連結可能である。第１追加連結部材５４は、回転軸４８の軸方向において、第１出力側歯車５０Ａと第２出力側歯車５０Ｂとの間に配置される。第１追加連結部材５４は、第３回転体５０の第１出力側歯車５０Ａと連結可能な連結構造を有する。図５に示される第１例では、連結構造は、第３回転体５０の第１出力側歯車５０Ａの側面に開口する凹部５０Ｅと連結できるように第１追加連結部材５４に設けられる凸部５４Ａを含む。第２例では、連結構造は、第３回転体５０の第１出力側歯車５０Ａの側面から突出する凸部と連結できるように第１追加連結部材５４に設けられる凹部を含む。第１追加連結部材５４は、第３回転体５０の第１出力側歯車５０Ａの側面に対向するカム面５４Ｂを含む。カム面５４Ｂは、回転軸４８の周方向とは非平行に延びるように設けられる。カム面５４Ｂの形状は、スパイラル状である。

第２追加連結部材５６は、第３回転体５０に対して回転軸４８の軸方向に移動可能である。第２追加連結部材５６は、第３回転体５０と回転軸４８とを連結可能である。第２追加連結部材５６は、回転軸４８の軸方向において、第２出力側歯車５０Ｂと第３出力側歯車５０Ｃとの間に配置される。第２追加連結部材５６は、第３回転体５０の第２出力側歯車５０Ｂと連結可能な連結構造を有する。図５に示される第１例では、連結構造は、第３回転体５０の第２出力側歯車５０Ｂの側面に開口する凹部５０Ｆと連結できるように第２追加連結部材５６に設けられる凸部５６Ａを含む。第２例では、連結構造は、第３回転体５０の第２出力側歯車５０Ｂの側面から突出する凸部と連結できるように第２追加連結部材５６に設けられる凹部を含む。第２追加連結部材５６は、第３回転体５０の第２出力側歯車５０Ｂの側面に対向するカム面５６Ｂを含む。カム面５６Ｂは、回転軸４８の周方向とは非平行に延びるように設けられる。カム面５６Ｂの形状は、スパイラル状である。

第１追加連結部材５４および第２追加連結部材５６の数は任意である。好ましい一例では、第１追加連結部材５４および第２追加連結部材５６の合計数は、第３回転体５０の数よりも少ない。例えば、第３回転体５０の数がｎ個である場合、第１追加連結部材５４および第２追加連結部材５６の合計数は、ｎ−１個である。ｎは、２以上のいずれかの自然数である。

図８に示される解除部１８は、第１伝達部１２(図４参照)から伝達される人力駆動力を利用して連結部材５２を回転軸４８の軸方向に移動させることによって、第２回転体４６と回転軸４８との連結を解除する。解除部１８は、第１伝達部１２から伝達される人力駆動力を利用して第１追加連結部材５４および第２追加連結部材５６を回転軸４８の軸方向に移動させることによって、第３回転体５０と回転軸４８との連結を解除する。解除部１８は、支持部５８、作動部６０、および、駆動軸７０を備える。

図８および図９に示される支持部５８は、複数の作動部６０を支持する。支持部５８は、基礎部５８Ａおよび軸連結部５８Ｂ、５８Ｃを含む。基礎部５８Ａは、回転軸４８の中心軸線ＣＹと平行に配置される。基礎部５８Ａは、回転軸４８の中心軸線ＣＹに沿って延びる。基礎部５８Ａは、複数のボルトＨ１により、第１支持部材２８Ａおよび第２支持部材２８Ｂ(図４参照)に固定される。

軸連結部５８Ｂは、基礎部５８Ａの一方の端部に設けられる。軸連結部５８Ｂは、駆動軸７０の一方の端部を回転可能に支持する。軸連結部５８Ｃは、基礎部５８Ａの他方の端部に設けられる。軸連結部５８Ｃは、駆動軸７０の他方の端部を回転可能に支持する。

図１０および図１１に示される作動部６０は、第１作動部６０Ａ、第２作動部６０Ｂ、および、第３作動部６０Ｃを含む。各作動部６０Ａ〜６０Ｃは、回転軸４８の軸方向に沿って設けられる。各作動部６０Ａ〜６０Ｃは、接触部材６４、保持部６６、および、リンク６８を備える。

接触部材６４は、第１接触部材７２および第２接触部材７４を含む。第１接触部材７２は、保持部６６から回転軸４８(図８参照)に向かって延びる。第２接触部材７４は、第１部分７４Ａおよび第２部分７４Ｂを含む。第１部分７４Ａは、保持部６６から回転軸４８に向かって延びる。第２部分７４Ｂは、第１部分７４Ａの回転軸４８側の端部から第１接触部材７２に向かって湾曲する。第１接触部材７２の先端と第２接触部材７４の第２部分７４Ｂの先端とは、回転軸４８を介して対向する。

保持部６６は、複数のボルトＨ２(図９参照)により支持部５８の基礎部５８Ａに固定される。保持部６６は、第１部分６６Ａ、第２部分６６Ｂ、第３部分６６Ｃ、第１案内部６６Ｄ、および、第２案内部６６Ｅを含む。第１部分７４Ａは、駆動軸７０よりも上側で複数のボルトＨ２により基礎部５８Ａに固定される。第２部分６６Ｂは、駆動軸７０よりも下側で複数のボルトＨ２により基礎部５８Ａに固定される。第３部分６６Ｃは、第１部分６６Ａと第２部分６６Ｂとを繋ぐ。第１案内部６６Ｄは、第１部分６６Ａと第３部分６６Ｃとの間に設けられる。第１案内部６６Ｄは、第１接触部材７２が保持部６６に対してスライドできるように第１接触部材７２を支持する。第１接触部材７２は、保持部６６に対して回転軸４８に接近する方向、および、回転軸４８から離間する方向にスライド可能である。第２案内部６６Ｅは、第２部分６６Ｂと第３部分６６Ｃとの間に設けられる。第２案内部６６Ｅは、第２接触部材７４の第１部分７４Ａが保持部６６に対してスライドできるように第２接触部材７４を支持する。第２接触部材７４の第１部分７４Ａは、回転軸４８に接近する方向、および、回転軸４８から離間する方向にスライド可能である。

リンク６８は、駆動軸７０の回転を並進運動に変換して接触部材６４に伝達するように構成される。リンク６８は、連結板７６、および、軸接触部７８を含む。
連結板７６は、第１接触部材７２と第２接触部材７４とを互いに連結する。連結板７６は、基礎部７６Ａ、第１突起７６Ｂ、第２突起７６Ｃ、および、第３突起７６Ｄを含む。

基礎部７６Ａの形状は、第１接触部材７２から第２接触部材７４に向かって延びる板状である。第１突起７６Ｂは、基礎部７６Ａの長手方向の一方の端部に設けられる。第１突起７６Ｂは、第１接触部材７２の連結孔７２Ａに挿入される。第２突起７６Ｃは、基礎部７６Ａの長手方向の他方の端部に設けられる。第２突起７６Ｃは、第２接触部材７４の連結孔７４Ｃに挿入される。第３突起７６Ｄは、基礎部７６Ａの長手方向の中央に設けられる。第３突起７６Ｄは、第３部分６６Ｃの連結孔６６Ｆに挿入される。連結板７６は、第３突起７６Ｄを回転中心として保持部６６に対して回転可能である。連結板７６は、ねじりコイルばね(図示略)により、第１突起７６Ｂが駆動軸７０に接近する方向(以下では「第１回転方向」)に付勢される。ねじりコイルばねは、第３突起７６Ｄに取り付けられる。軸接触部７８は、基礎部７６Ａと繋がる。軸接触部７８は、駆動軸７０の軸カム面８２、８４、８６と接触可能である。

駆動軸７０は、接触部材６４の状態を、接触部材６４が連結部材１６から離間する第１状態、および、接触部材６４が連結部材１６に接触する第２状態の一方から他方に切り替えるように接触部材６４に連結される。駆動軸７０は、回転軸４８の中心軸線ＣＹとは別の中心軸線ＣＺ回りに回転可能に設けられる。駆動軸７０は、回転軸４８と平行に配置される。駆動軸７０は、第１軸カム面８２、第２軸カム面８４、および、第３軸カム面８６を含む。

第１軸カム面８２は、駆動軸７０のうちの第１作動部６０Ａの軸接触部７８と接触可能な位置に設けられる。第１軸カム面８２は、第１作動部６０Ａの接触部材６４の状態を、接触部材６４が連結部材５２と接触する第２状態から接触部材６４が連結部材５２と接触しない第１状態に切り替える。

第１軸カム面８２が第１作動部６０Ａの軸接触部７８と接触しているとき、軸接触部７８が第１軸カム面８２により押し上げられる。このため、連結板７６は、ねじりコイルばねの力に抗して第１回転方向とは反対の第２回転方向に回転し、各接触部材７２、７４の状態が第１状態となる。第１軸カム面８２が第１作動部６０Ａの軸接触部７８と接触していないとき、ねじりコイルばねの力により各接触部材７２、７４の状態は、第２状態となる。連結部材５２のカム面５２Ｂ(図８参照)は、第２状態においてカム面５２Ｂと第２回転体４６の第１入力側歯車４６Ａの側面との軸方向の最大の距離が軸方向に関する各接触部材７２、７４の先端部の幅よりも広くなるように構成される。

第２軸カム面８４は、駆動軸７０のうちの第２作動部６０Ｂの軸接触部７８と接触可能な位置に設けられる。第２軸カム面８４は、第２作動部６０Ｂの各接触部材７２、７４の状態を、接触部材６４が第１追加連結部材５４と接触する第２状態から各接触部材７２、７４が第１追加連結部材５４に接触しない第１状態に切り替える。

第２軸カム面８４が第２作動部６０Ｂの軸接触部７８と接触しているとき、軸接触部７８が第２軸カム面８４により押し上げられる。このため、連結板７６は、ねじりコイルばねの力に抗して第２回転方向に回転し、各接触部材７２、７４の状態が第１状態となる。第２軸カム面８４が第２作動部６０Ｂの軸接触部７８と接触していないとき、ねじりコイルばねの力により各接触部材７２、７４の状態は、第２状態となる。第１追加連結部材５４のカム面５４Ｂ(図８参照)は、第２状態においてカム面５４Ｂと第３回転体５０の第１出力側歯車５０Ａの側面との軸方向の最大の距離が軸方向に関する各接触部材７２、７４の先端部の幅よりも広くなるように構成される。

第３軸カム面８６は、駆動軸７０のうちの第３作動部６０Ｃの軸接触部７８と接触可能な位置に設けられる。第３軸カム面８６は、第３作動部６０Ｃの各接触部材７２、７４の状態を、各接触部材７２、７４が第２追加連結部材５６と接触する第２状態から各接触部材７２、７４が第２追加連結部材５６と接触しない第１状態に切り替える。

第３軸カム面８６が第３作動部６０Ｃの軸接触部７８と接触しているとき、軸接触部７８が第３軸カム面８６により押し上げられる。このため、連結板７６は、ねじりコイルばねの力に抗して第２回転方向に回転し、各接触部材７２、７４の状態が第１状態となる。第３軸カム面８６が第３作動部６０Ｃの軸接触部７８と接触していないとき、ねじりコイルばねの力により各接触部材７２、７４の状態は、第２状態となる。第２追加連結部材５６のカム面５６Ｂ(図８参照)は、第２状態においてカム面５６Ｂと第３回転体５０の第２出力側歯車５０Ｂの側面との軸方向の最大の距離が軸方向に関する各接触部材７２、７４の先端部の幅よりも広くなるように構成される。

図１２および図１３に示されるガイド部２０は、各連結部材５２、５４、５６を回転軸４８の軸方向に向けて案内する。ガイド部２０は、回転軸４８と各連結部材５２、５４、５６との相対回転を規制する規制構造を含む。図１２および図１３等に示される規制構造の一例は、回転軸４８の軸方向に延びるように回転軸４８の外周部に形成された複数のガイド溝２０Ａ〜２０Ｆである。

第１ガイド溝２０Ａおよび第２ガイド溝２０Ｂは、回転軸４８と連結部材５２との相対回転を規制する。連結部材５２は、２つの規制突起５２Ｃを含む。一方の規制突起５２Ｃ(図１２参照)は、連結部材５２の側面から第１ガイド溝２０Ａに向けて突出する。一方の規制突起５２Ｃは、第１ガイド溝２０Ａに挿入される。他方の規制突起５２Ｃ(図１３参照)は、連結部材５２の側面から第２ガイド溝２０Ｂに向けて突出する。他方の規制突起５２Ｃは、第２ガイド溝２０Ｂに挿入される。

第３ガイド溝２０Ｃおよび第４ガイド溝２０Ｄは、回転軸４８と第１追加連結部材５４との相対回転を規制する。第１追加連結部材５４は、２つの規制突起５４Ｃを含む。一方の規制突起５４Ｃ(図１２参照)は、第１追加連結部材５４の側面から第３ガイド溝２０Ｃに向けて突出する。一方の規制突起５４Ｃは、第３ガイド溝２０Ｃに挿入される。他方の規制突起５４Ｃ(図１３参照)は、第１追加連結部材５４の側面から第４ガイド溝２０Ｄに向けて突出する。他方の規制突起５４Ｃは、第４ガイド溝２０Ｄに挿入される。

第５ガイド溝２０Ｅおよび第６ガイド溝２０Ｆは、回転軸４８と第２追加連結部材５６との相対回転を規制する。第２追加連結部材５６は、２つの規制突起５６Ｃを含む。一方の規制突起５６Ｃ(図１２参照)は、第２追加連結部材５６の側面から第５ガイド溝２０Ｅに向けて突出する。一方の規制突起５６Ｃは、第５ガイド溝２０Ｅに挿入される。他方の規制突起５６Ｃ(図１３参照)は、第２追加連結部材５６の側面から第６ガイド溝２０Ｆに向けて突出する。他方の規制突起５６Ｃは、第６ガイド溝２０Ｆに挿入される。

回転軸４８は、２つの凹部４８Ａを含む。一方の凹部４８Ａは、回転軸４８の周方向において、第１ガイド溝２０Ａと第２ガイド溝２０Ｂとの間に設けられている。一方の凹部４８Ａは、回転軸４８のうちの第２入力側歯車４６Ｂ(図４参照)が配置される位置に設けられる。一方の凹部４８Ａには、第１ワンウェイクラッチ８８および押しばね(図示略)が配置される。第１ワンウェイクラッチ８８は、押しばねにより、一方の凹部４８Ａから突出する方向に付勢される。第１ワンウェイクラッチ８８は、前転する第２入力側歯車４６Ｂの回転速度が回転軸４８の回転速度よりも高い場合に第２入力歯車４６Ｂの回転を回転軸４８に伝達し、第２入力側歯車４６Ｂの回転速度が回転軸４８の回転速度以下の場合に第２入力側歯車４６Ｂの回転を回転軸４８に伝達しない。

他方の凹部４８Ａは、回転軸４８の周方向において、第５ガイド溝２０Ｅと第６ガイド溝２０Ｆとの間に設けられている。他方の凹部４８Ａは、回転軸４８のうちの第３出力側歯車５０Ｃ(図４参照)が配置される位置に設けられる。他方の凹部４８Ａには、第２ワンウェイクラッチ９０および押しばね(図示略)が配置される。第２ワンウェイクラッチ９０は、押しばねにより、他方の凹部４８Ａから突出する方向に付勢される。第２ワンウェイクラッチ９０は、前転する第３出力側歯車５０Ｃの回転速度が回転軸４８の回転速度よりも高い場合に第３出力側歯車５０Ｃの回転を回転軸４８に伝達し、第３出力側歯車５０Ｃの回転速度が回転軸４８の回転速度以下の場合に第３出力側歯車５０Ｃの回転を回転軸４８に伝達しない。

複数の付勢部材２２は、各連結部材５２、５４、５６を第２回転体４６に向けて付勢する。各付勢部材２２は、第１ガイド溝２０Ａ〜第６ガイド溝２０Ｆに配置される。第１例では、各付勢部材２２は、金具２２Ａおよび押しばね２２Ｂを含む。金具２２Ａは、回転軸４８に固定される。押しばね２２Ｂの一方の端部は、金具２２Ａに固定される。押しばね２２Ｂの他方の端部は、対応する規制突起５２Ｃ、５４Ｃ、５６Ｃのいずれかに固定される。第２例では、付勢部材２２は、任意の弾性部材を含む。第３例では、付勢部材２２は、電気的に動作する部材を含む。

図４に示される電動アクチュエータ２４は、収容空間３２Ｂに配置され、変速ユニット１０Ａを駆動する。電動アクチュエータ２４は、駆動軸７０(図８参照)を回転させる。電動アクチュエータ２４の一例は、電気モータである。電動アクチュエータ２４は、制御ユニット３８(図１４参照)と電線(図示略)により電気的に接続される。電動アクチュエータ２４の出力軸２４Ａは、変速機構３０(図１４参照)と連結される。

図１４および図１５に示される変速機構３０は、電動アクチュエータ２４の出力軸２４Ａの回転を減速して駆動軸７０に伝達する。変速機構３０は、第１歯車３０Ａ、第２歯車３０Ｂ、第３歯車３０Ｃ、第４歯車３０Ｄ、第５歯車３０Ｅ、および、第６歯車３０Ｆを含む。なお、変速機構３０は、電動アクチュエータ２４の出力軸２４Ａの回転を増速して駆動軸７０に伝達する増速機構であってもよい。

第１歯車３０Ａは、電動アクチュエータ２４の出力軸２４Ａに取り付けられる。第２歯車３０Ｂ〜第５歯車３０Ｅは、第１支持部材２８Ａに回転可能に支持される。第２歯車３０Ｂは、第１歯車３０Ａと連結される。第３歯車３０Ｃは、第２歯車３０Ｂと連結される。第４歯車３０Ｄは、第３歯車３０Ｃと連結される。第５歯車３０Ｅは、第４歯車３０Ｄと連結される。第６歯車３０Ｆは、第１支持部材２８Ａに挿入された駆動軸７０の端部に取り付けられる。

図７に示される発電機構３４は、ハウジング３２の収容空間３２Ｂに配置される。発電機構３４の一例は、ダイナモである。蓄電機構３６は、発電機構３４から供給される電力を蓄電する。蓄電機構３６は、発電機構３４および制御ユニット３８と電線(図示略)により電気的に接続される。蓄電機構３６は、発電機構３４が発電した電力を蓄える。蓄電機構３６は、第１キャパシタ３６Ａ、第２キャパシタ３６Ｂ、および、電解コンデンサ３６Ｃを含む。第１キャパシタ３６Ａは、中空の支軸４２の内部に配置される。つまり、蓄電機構３６の第１キャパシタ３６Ａは、支軸４２を介して第１支持部材２８Ａに設けられる。第２キャパシタ３６Ｂおよび電解コンデンサ３６Ｃは、制御ユニット３８のハウジング３８Ａの内部に配置される。

ハウジング３２は、第１伝達部１２、第２伝達部１４、連結部材１６、および、解除部１８を収容する。一例では、ハウジング３２は、ハブシェル３２Ａを含む。ハブシェル３２Ａは、シェル本体３２Ｃおよび蓋部材３２Ｄを含む。シェル本体３２Ｃは、後輪Ａ４のホイールを構成するリムＡ４２(図１参照)と連結される中間部材Ａ４３(図１参照)を介してリムＡ４２と連結される。蓋部材３２Ｄは、シェル本体３２Ｃに回転可能に設けられる。一例によれば、蓋部材３２Ｄは、フリーホイールを含む。ハブシェル３２Ａは、中心軸線に関する第１端部１０Ｂおよび第２端部１０Ｃ（共に図７参照）を含む。電動アクチュエータ２４は、変速ユニット１０Ａに対して少なくとも部分的にハブシェル３２Ａの第１端部１０Ｂ側に配置される。発電機構３４は、変速ユニット１０Ａに対して少なくとも部分的にハブシェル３２Ａの第２端部１０Ｃ側に配置される。変速機構３０は、変速ユニット１０Ａに対して少なくとも部分的にハブシェル３２Ａの第１端部１０Ｂ側に配置される。蓄電機構３６は、変速ユニット１０Ａに対して少なくとも部分的にハブシェル３２Ａの第１端部１０Ｂ側に配置される。制御ユニット３８は、変速ユニット１０Ａに対して少なくとも部分的にハブシェル３２Ａの第１端部１０Ｂ側に配置される。より詳しくは、電動アクチュエータ２４は、第１支持部材２８Ａに設けられる。電動アクチュエータ２４は、ハブシェル３２Ａの径方向からみたときに変速ユニット１０Ａとオーバーラップするように配置される。変速機構３０は、変速ユニット１０Ａとは反対側に位置するように第１支持部材２８Ａに設けられる。蓄電機構３６は、少なくとも部分的に変速ユニット１０Ａとは反対側に位置するように第１支持部材２８Ａに設けられる。制御ユニット３８は、変速ユニット１０Ａとは反対側に位置するように第１支持部材２８Ａに設けられる。

図３に示されるように、発電機構３４は、第２支持部材２８Ｂよりもハブシェル３２Ａの第２端部１０Ｃ側（図２参照）に配置される。発電機構３４は、磁石を含むロータ３４Ａと、コイルを含むステータ３４Ｂとを含む。ロータ３４Ａは、変速ユニット１０Ａとは反対側に位置するように第２支持部材２８Ｂに設けられる変速機構３５を介して変速ユニット１０Ａと連結される。第１例では、変速機構３５は、変速ユニット１０Ａの回転を増速してロータ３４Ａに伝達する。第２例では、変速機構３５は、変速ユニット１０Ａの回転を減速してロータ３４Ａに伝達する。

制御ユニット３８は、ハウジング３８Ａおよび制御部３８Ｂを含む。ハウジング３８Ａは、第１支持部材２８Ａに取り付けられる。制御部３８Ｂは、ハウジング３８Ａの内部に配置される。制御部３８Ｂは、電動アクチュエータ２４(図４参照)および変速操作装置Ｅ(図１参照)と通信接続される。

制御部３８Ｂは、メモリ(図示略)を含む。メモリは、制御部３８Ｂが実行するプログラムを予め記憶している。制御部３８Ｂは、メモリに記憶されているプログラムに基づいて、クランク軸Ｇ１のケイデンス、および、自転車Ａの走行速度を算出する。制御部３８Ｂは、第１回転体４０の回転速度、および、第４回転体４４に含まれる歯車のいずれか１つの回転速度から、自転車用内装変速ハブ１０の変速比を算出し、現在の変速段を特定する。変速比と変速段との対応関係は、予めメモリに記憶されている。自転車用内装変速ハブ１０は、外部機器(図示略)と通信するために制御ユニット３８に電気的に接続される無線通信ユニット９２（図１４参照）をさらに備える。無線通信ユニット９２は、少なくとも部分的に収容空間３２Ｂに配置される。自転車用内装変速ハブ１０は、自転車用内装変速ハブ１０の状態を検知するための報知ユニット９４をさらに備える。報知ユニット９４は、少なくとも部分的に収容空間３２Ｂに配置される。

変速操作装置Ｅ(図１参照)は、操作部Ｅ１がシフトアップ操作された場合、シフトアップ信号を含む変速信号を出力する。変速操作装置Ｅは、操作部Ｅ１がシフトダウン操作された場合、シフトダウン信号を含む変速信号を出力する。変速信号は、制御部３８Ｂに送信される。制御部３８Ｂは、シフトアップ信号を含む変速信号を受信した場合、変速比がシフトアップ信号に指定される変速比に変化するように電動アクチュエータ２４を制御する。一例では、制御部３８Ｂは、駆動軸７０の回転角度が現在の変速比に対応する回転角度からシフトアップ信号に指定される変速比と対応する回転角度に変化するように電動アクチュエータ２４を制御する。制御部３８Ｂは、シフトダウン信号を含む変速信号を受信した場合、変速比がシフトダウン信号に指定される変速比に変化するように電動アクチュエータ２４を制御する。一例では、制御部３８Ｂは、駆動軸７０の回転角度が現在の変速比に対応する回転角度からシフトダウン信号に指定される変速比と対応する回転角度に変化するように電動アクチュエータ２４を制御する。

図２２は、自転車用内装変速ハブ１０の連結状態と自転車用内装変速ハブ１０の段数との関係を示す。一例では、自転車用内装変速ハブ１０が選択可能な段数は段数１〜段数６の６段である。自転車用内装変速ハブ１０の変速比は段数１〜段数６の順に小さくなる。図２２中の「連結状態」は、各連結部材５２、５４、５６、および、各ワンウェイクラッチ８８、９０が対応する歯車と連結されている状態であることを示す。図２２中の「非連結状態」は、各連結部材５２、５４、５６、および、各ワンウェイクラッチ８８、９０が対応する歯車と連結されていない状態であることを示す。

図１６に示されるように、各作動部６０Ａ〜６０Ｃの接触部材６４が第２状態となるように駆動軸７０の回転角度が調整された場合、第１ワンウェイクラッチ８８、および、第２ワンウェイクラッチ９０が連結状態となり、連結部材５２、第２追加連結部材５６、および、第１追加連結部材５４が非連結状態となる。このため、変速段が段数１に設定される。

図１７に示されるように、第１作動部６０Ａおよび第２作動部６０Ｂの接触部材６４が第２状態となるように、かつ、第３作動部６０Ｃの接触部材６４が第１状態となるように駆動軸７０の回転角度が調整された場合、第１ワンウェイクラッチ８８、および、第２追加連結部材５６が連結状態となり、連結部材５２、第２ワンウェイクラッチ９０、および、第１追加連結部材５４が非連結状態となる。このため、変速段が段数２に設定される。

図１８に示されるように、第１作動部６０Ａおよび第３作動部６０Ｃの接触部材６４が第２状態となるように、かつ、第２作動部６０Ｂの接触部材６４が第１状態となるように駆動軸７０の回転角度が調整された場合、第１ワンウェイクラッチ８８、および、第１追加連結部材５４が連結状態となり、連結部材５２、第２ワンウェイクラッチ９０、および、第２追加連結部材５６が非連結状態となる。このため、変速段が段数３に設定される。

図１９に示されるように、第１作動部６０Ａの接触部材６４が第１状態となるように、かつ、第２作動部６０Ｂおよび第３作動部６０Ｃの接触部材６４が第２状態となるように駆動軸７０の回転角度が調整された場合、連結部材５２、および、第２ワンウェイクラッチ９０が連結状態となり、第１ワンウェイクラッチ８８、第２追加連結部材５６、および、第１追加連結部材５４が非連結状態となる。このため、変速段が段数４に設定される。

図２０に示されるように、第１作動部６０Ａおよび第３作動部６０Ｃの接触部材６４が第１状態となるように、かつ、第２作動部６０Ｂの接触部材６４が第２状態となるように駆動軸７０の回転角度が調整された場合、連結部材５２、および、第２追加連結部材５６が連結状態となり、第１ワンウェイクラッチ８８、第２ワンウェイクラッチ９０、および、第１追加連結部材５４が非連結状態となる。このため、変速段が段数５に設定される。

図２１に示されるように、第１作動部６０Ａおよび第２作動部６０Ｂの接触部材６４が第１状態となるように、かつ、第３作動部６０Ｃの接触部材６４が第２状態となるように駆動軸７０の回転角度が調整された場合、連結部材５２、および、第１追加連結部材５４が連結状態となり、第１ワンウェイクラッチ８８、第２ワンウェイクラッチ９０、および、第２追加連結部材５６が非連結状態となる。このため、変速段が段数６に設定される。

例えば、変速段が段数３から段数４に変更される場合、駆動軸７０の回転角度が段数３に対応する角度から段数４に対応する角度に変更されるように電動アクチュエータ２４が駆動軸７０を回転させる。駆動軸７０の回転角度が段数３に対応する角度から段数３に対応する角度と段数４に対応する角度との間の角度に変更された場合、第１作動部６０Ａの各接触部材７２、７４が第１状態をとり、第２作動部６０Ｂの各接触部材７２、７４が第２状態をとる。

第１作動部６０Ａの各接触部材７２、７４が第１状態のとき、連結部材５２が付勢部材２２の付勢力により回転軸４８に対して第１方向に移動し、連結部材５２の凸部５２Ａが第１入力側歯車４６Ａの凹部４６Ｃに挿入される、または、連結部材５２の凸部５２Ａが第１入力側歯車４６Ａの側面に押し付けられる。凸部５２Ａが凹部に挿入された場合、第１入力側歯車４６Ａと連結部材５２とが連結され、第１入力側歯車４６Ａと回転軸４８とが動力の伝達に関して連結状態となる。

第１入力側歯車４６Ａは、第１入力歯車４０Ａと連結されている。第１入力歯車４０Ａは、支軸４２と連結されている。このため、支軸４２が人力駆動力によって回転する場合、第１入力歯車４０Ａおよび第１入力側歯車４６Ａも人力駆動力によって回転する。第１入力側歯車４６Ａは、動力の伝達に関して支軸４２と非連結のため、第１入力歯車４０Ａから伝達される回転力によって回転軸４８まわりで支軸４２に対して回転する。連結部材５２の凸部５２Ａが第１入力側歯車４６Ａの側面に押し付けられた状態において、第１入力側歯車４６Ａの回転にともない第１入力側歯車４６Ａの凹部４６Ｃの回転位置と連結部材５２の凸部５２Ａの回転位置とが一致した場合、凸部５２Ａが凹部４６Ｃに挿入され、第１入力側歯車４６Ａと連結部材５２とが連結される。このため第１入力側歯車４６Ａと支軸４２とが動力の伝達に関して連結状態となる。

第２作動部６０Ｂの各接触部材７２、７４が第１状態から第２状態に移行した場合、次のように第１出力側歯車５０Ａと第１追加連結部材５４との連結状態が連結状態から非連結状態に変更される。

第１出力側歯車５０Ａは第２入力側歯車４６Ｂと連結し、第２入力側歯車４６Ｂは支軸４２と連結している。このため、支軸４２が人力駆動力によって回転する場合、第２入力側歯車４６Ｂおよび第１出力側歯車５０Ａも人力駆動力によって回転する。第２作動部６０Ｂの各接触部材７２、７４が第１追加連結部材５４のカム面５４Ｂと接触した状態において、第１出力側歯車５０Ａが回転することにより、回転軸４８の中心軸線ＣＹに関する周方向において各接触部材７２、７４が相対的にカム面５４Ｂと第１出力側歯車５０Ａの側面との間隔が狭くなる方向に移動する。このため、カム面５４Ｂと第１出力側歯車５０Ａの側面との間隔が広がるように第１追加連結部材５４が回転軸４８の中心軸線ＣＹに沿う方向において第２方向に移動し、第１追加連結部材５４の凸部５４Ａが第１出力側歯車５０Ａの凹部５０Ｅから離脱し、第１追加連結部材５４と第１出力側歯車５０Ａとが非連結状態となる。このため、第１出力側歯車５０Ａと回転軸４８とが動力の伝達に関して非連結状態となる。

１０…自転車用内装変速ハブ、１０Ａ…変速ユニット、１０Ｂ…第１端部、１０Ｃ…第２端部、２４…電動アクチュエータ、２８Ａ…第１支持部材、２８Ｂ…第２支持部材、３２…ハウジング、３２Ａ…ハブシェル、３２Ｂ…収容空間、３４…発電機構、３６…蓄電機構、３８…制御ユニット、９２…無線通信ユニット、９４…報知ユニット、Ａ４２…リム、Ａ４３…中間部材。

(１３)前記(１１)または(１２)に記載の自転車用内装変速ハブにおいて、前記蓄電機構は、前記第１支持部材に設けられる。
このため、蓄電機構を安定して配置できる。

(実施形態)
図１は、自転車用内装変速ハブ１０を備える自転車Ａの一例である。この自転車Ａは、電気エネルギーを用いて自転車Ａの推進をアシストするアシスト機構Ｃを含むシティサイクルである。自転車用内装変速ハブ１０を搭載する自転車Ａの構成は、任意に変更可能である。第１例では、自転車Ａは、アシスト機構Ｃを含まない。第２例では、自転車Ａの種類は、ロードバイク、マウンテンバイク、または、クロスバイクである。第３例では、自転車Ａは、第１例および第２例の特徴を含む。図１に示されるとおり、自転車Ａは、自転車本体Ａ１、ハンドルバーＡ２、前輪Ａ３、後輪Ａ４、駆動機構Ｂ、アシスト機構Ｃ、バッテリユニットＤ、変速操作装置Ｅ、制御部Ｆ、および、自転車用内装変速ハブ１０を備える。自転車Ａは、さらにトルクセンサおよび車速センサ(図示略)を含む。自転車本体Ａ１はフレームＡ１２を備える。一例では、自転車用内装変速ハブ１０は、自転車用内装変速ハブである。自転車用内装変速ハブ１０は、自転車本体Ａ１に取り付けられる。一例では、自転車用内装変速ハブ１０は、自転車本体Ａ１のフレームＡ１２に取り付けられる。

自転車用内装変速ハブ１０は、リアスプロケットＢ２の回転数に対して後輪Ａ４の回転数を変化させるために用いられる。自転車用内装変速ハブ１０は、複数の変速段を備えている。図３および図４に示されるように、自転車用内装変速ハブ１０は、ハブシェル３２Ａ、変速ユニット１０Ａ、および、電動アクチュエータ２４を備える。自転車用内装変速ハブ１０は、好ましくはガイド部２０(図１２参照)、付勢部材２２(図１２参照)、ハブ軸２６Ａ、２６Ｂ、第１支持部材２８Ａ、第２支持部材２８Ｂ、変速機構３０、ハウジング３２(図２参照)、発電機構３４(図７参照)、蓄電機構３６(図７参照)、および、制御ユニット３８(図１４参照)を備える。

保持部６６は、複数のボルトＨ２(図９参照)により支持部５８の基礎部５８Ａに固定される。保持部６６は、第１部分６６Ａ、第２部分６６Ｂ、第３部分６６Ｃ、第１案内部６６Ｄ、および、第２案内部６６Ｅを含む。第１部分６６Ａは、駆動軸７０よりも上側で複数のボルトＨ２により基礎部５８Ａに固定される。第２部分６６Ｂは、駆動軸７０よりも下側で複数のボルトＨ２により基礎部５８Ａに固定される。第３部分６６Ｃは、第１部分６６Ａと第２部分６６Ｂとを繋ぐ。第１案内部６６Ｄは、第１部分６６Ａと第３部分６６Ｃとの間に設けられる。第１案内部６６Ｄは、第１接触部材７２が保持部６６に対してスライドできるように第１接触部材７２を支持する。第１接触部材７２は、保持部６６に対して回転軸４８に接近する方向、および、回転軸４８から離間する方向にスライド可能である。第２案内部６６Ｅは、第２部分６６Ｂと第３部分６６Ｃとの間に設けられる。第２案内部６６Ｅは、第２接触部材７４の第１部分７４Ａが保持部６６に対してスライドできるように第２接触部材７４を支持する。第２接触部材７４の第１部分７４Ａは、回転軸４８に接近する方向、および、回転軸４８から離間する方向にスライド可能である。

回転軸４８は、２つの凹部４８Ａを含む。一方の凹部４８Ａは、回転軸４８の周方向において、第１ガイド溝２０Ａと第２ガイド溝２０Ｂとの間に設けられている。一方の凹部４８Ａは、回転軸４８のうちの第２入力側歯車４６Ｂ(図４参照)が配置される位置に設けられる。一方の凹部４８Ａには、第１ワンウェイクラッチ８８および押しばね(図示略)が配置される。第１ワンウェイクラッチ８８は、押しばねにより、一方の凹部４８Ａから突出する方向に付勢される。第１ワンウェイクラッチ８８は、前転する第２入力側歯車４６Ｂの回転速度が回転軸４８の回転速度よりも高い場合に第２入力側歯車４６Ｂの回転を回転軸４８に伝達し、第２入力側歯車４６Ｂの回転速度が回転軸４８の回転速度以下の場合に第２入力側歯車４６Ｂの回転を回転軸４８に伝達しない。

第１作動部６０Ａの各接触部材７２、７４が第１状態のとき、連結部材５２が付勢部材２２の付勢力により回転軸４８に対して第１方向に移動し、連結部材５２の凸部５２Ａが第１入力側歯車４６Ａの凹部４６Ｃに挿入される、または、連結部材５２の凸部５２Ａが第１入力側歯車４６Ａの側面に押し付けられる。凸部５２Ａが凹部４６Ｃに挿入された場合、第１入力側歯車４６Ａと連結部材５２とが連結され、第１入力側歯車４６Ａと回転軸４８とが動力の伝達に関して連結状態となる。

Claims (18)

1. 収容空間を形成するハブシェルと、
   前記収容空間に配置され、複数の変速段から１つの変速段を選択可能に構成される変速ユニットと、
   前記収容空間に配置され、前記変速ユニットを駆動するための電動アクチュエータと、を備える、自転車用内装変速ハブ。
2. 前記電動アクチュエータを駆動するための電力を発生させる発電機構をさらに備える、請求項１に記載の自転車用内装変速ハブ。
3. 前記発電機構は、前記収容空間に配置される、請求項２に記載の自転車用内装変速ハブ。
4. 前記発電機構から供給される電力を蓄電する蓄電機構をさらに備える、請求項２または３に記載の自転車用内装変速ハブ。
5. 前記蓄電機構は、前記収容空間に配置される、請求項４に記載の自転車用内装変速ハブ。
6. 前記電動アクチュエータを制御するための制御ユニットをさらに備える、請求項１〜５のいずれか一項に記載の自転車用内装変速ハブ。
7. 前記制御ユニットは、前記収容空間に配置される、請求項６に記載の自転車用内装変速ハブ。
8. 前記ハブシェルは、中心軸線に関する第１端部および第２端部を含み、
   前記電動アクチュエータは、前記変速ユニットに対して少なくとも部分的に前記ハブシェルの前記第１端部側に配置され、
   前記発電機構は、前記変速ユニットに対して少なくとも部分的に前記ハブシェルの前記第２端部側に配置される、請求項３に記載の自転車用内装変速ハブ。
9. 前記収容空間に配置され、前記発電機構から供給される電力を蓄電する蓄電機構をさらに備え、
   前記蓄電機構は、前記変速ユニットに対して少なくとも部分的に前記ハブシェルの前記第１端部側に配置される、請求項８に記載の自転車用内装変速ハブ。
10. 前記収容空間に配置され、前記電動アクチュエータを制御するための制御ユニットをさらに備え、
    前記制御ユニットは、前記変速ユニットに対して前記ハブシェルの前記第１端部側に配置される、請求項９に記載の自転車用内装変速ハブ。
11. 前記変速ユニットを支持するように前記変速ユニットに対して前記ハブシェルの前記第１端部側に配置される第１支持部材をさらに備え、
    前記電動アクチュエータは、前記第１支持部材に設けられる、請求項１０に記載の自転車用内装変速ハブ。
12. 前記変速ユニットを支持するように前記変速ユニットに対して前記ハブシェルの前記第２端部側に配置される第２支持部材をさらに備え、
    前記発電機構は、前記第２支持部材よりも前記ハブシェルの前記第２端部側に配置される、請求項１１に記載の自転車用内装変速ハブ。
13. 前記蓄電機構は、前記第１支持部材に設けられる、請求項１１または１２に記載の自転車用内装変速ハブ。
14. 前記制御ユニットは、前記第１支持部材に設けられる、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の自転車用内装変速ハブ。
15. 外部機器と通信するために前記制御ユニットに電気的に接続される無線通信ユニットをさらに備える、請求項６、７、１０〜１４のいずれか一項に記載の自転車用内装変速ハブ。
16. 前記無線通信ユニットは、少なくとも部分的に前記収容空間に配置される、請求項１５に記載の自転車用内装変速ハブ。
17. 当該自転車用内装ハブの状態を報知するための報知ユニットをさらに備える、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の自転車用内装変速ハブ。
18. 前記ハブシェルは、ホイールを構成するリムと連結される中間部材を介して前記リムに連結されるシェル本体と、前記シェル本体に回転可能に設けられる蓋部材と、を含む、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の自転車用内装変速ハブ。