JP3005204B2

JP3005204B2 - 自転車用モータ制御装置

Info

Publication number: JP3005204B2
Application number: JP9081145A
Authority: JP
Inventors: 良樹木村
Original assignee: Shimano Inc
Current assignee: Shimano Inc
Priority date: 1997-03-31
Filing date: 1997-03-31
Publication date: 2000-01-31
Anticipated expiration: 2017-03-31
Also published as: CN1073521C; TW430625B; CN1196316A; US5900705A; DE69818130T2; DE69818130D1; EP0869054B1; JPH10273089A; EP0869054A1

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自転車の走行を規
制する走行規制位置と複数の走行許容位置とを含む複数
の動作位置が並べて配置された自転車の走行部品の前記
動作位置を、入力された位置指令に応じて往復動作によ
って切り換えるために電動モータを２方向に制御する自
転車用モータ制御装置に関する。

【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
星減速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、１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。特に急ぎの場合には、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】このような盗難を防止するために、自転車
の複数の変速位置を有する内装ハブの内部に走行を規制
する盗難防止装置を装着し、変速位置に加えて走行規制
位置を設けることが考えられる。この盗難防止装置の走
行規制位置と複数の変速位置とを含む複数の動作位置を
ハンドルでの遠隔操作で電気的に切り換えられるように
すれば、盗難防止のための操作が簡単になる。動作位置
の切換動作を電気的に行うためには、電動モータ等の切
換用の電気アクチュエータをマイクロコンピュータ等を
用いてソフトウェアで位置制御すればよい。マイクロコ
ンピュータ等を用いてソフトウェア制御により内装ハブ
の動作位置を切り換えると、正常に制御がなされる場合
には問題が生じにくい。しかし、動作位置の切換動作を
行っている走行中に静電気やノイズ等の外乱によりマイ
クロコンピュータが誤動作すると、動作位置が変速位置
から誤って走行規制位置に切り換わり、走行が規制され
るおそれがある。

【０００６】本発明の課題は、走行を規制する走行規制
位置と複数の走行許容位置とを有する走行部品の動作位
置を電動モータで切り換える場合、走行中に誤動作が生
じても動作位置が走行規制位置に切り換わらないように
することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】発明１に係る自転車用モ
ータ制御装置は、自転車の走行を規制する走行規制位置
と複数の走行許容位置とを含む複数の動作位置が並べて
配置された自転車の走行部品の前記動作位置を、入力さ
れた位置指令に応じて往復動作によって切り換えるため
の電動モータを２方向に制御する装置であって、信号出
力部と、モータ駆動部と、検出部と、回転禁止部とを備
えている。信号出力部は、位置指令に応じて、走行規制
位置から複数の走行許容位置に向けて動作位置が切り換
わるように電動モータを回転させる第１信号と、複数の
走行許容位置から走行規制位置に向けて動作位置が切り
換わるように電動モータを回転させる第２信号とを選択
的に出力する。モータ駆動部は、信号出力部からの２つ
の信号により電動モータを駆動する。検出部は、動作位
置が走行規制位置に隣接する走行許容位置にあることを
検出する。回転禁止部は、信号出力部により第２信号が
出力され、かつ検出部により動作位置が隣接する走行許
容位置にあることが検出されたとき、電動モータによる
走行規制位置への切り換えを禁止する信号をモータ駆動
部に出力する。

【０００８】このモータ制御装置では、位置指令が入力
されると、現在の動作位置と位置指令が示す動作位置と
に応じて信号出力部から第１信号又は第２信号が選択的
に出力される。信号出力部により第１信号がモータ駆動
部に出力されると、電動モータは走行規制位置から複数
の走行許容位置に向かう方向に回転し、第２信号が出力
されると複数の走行許容位置から走行規制位置に向かう
方向に回転する。そして、位置指令に応じた動作位置に
到達すると電動モータは停止する。また、第２信号が出
力され、かつ検出部により動作位置が隣接する走行許容
位置にあることが検出されたとき、信号出力部が第２信
号を出力しても回転禁止部が電動モータによる走行規制
位置への切り換えを禁止する信号をモータ駆動部に出力
する。この結果、動作位置を切り換えるために第２信号
が出力されても走行規制位置に隣接する走行許容位置に
動作位置が到達した場合にはその時点で電動モータの回
転が禁止され、そこから走行規制位置に動作位置が切り
換わらない。このため、動作位置の切り換え中に信号出
力部が誤動作しても動作位置が走行規制位置に切り換わ
ることはない。

【０００９】発明２に係る自転車用モータ制御装置は、
発明１に記載の装置において、動作位置を走行規制位置
にする位置指令が入力されたとき、回転禁止部による回
転禁止動作を解除する禁止解除部をさらに備える。この
場合には、走行規制位置にする位置指令が入力される
と、信号出力部から第２信号が出力される。このときに
は、走行規制位置に隣接する走行許容位置に動作位置が
切り換わり検出部がそのことを検出しても、回転禁止部
による切り換えの禁止が解除され、動作位置が走行規制
位置になる。即ち、駐輪等の目的で操作者の意志により
走行規制位置が選択されたときには、動作位置が確実に
走行規制位置に切り換わる。

【００１０】発明３に係る自転車用モータ制御装置は、
発明２に記載の装置において、自転車が走行しているか
否かを検出する走行検出手段をさらに備え、禁止解除部
は、動作位置を前記走行規制位置にする位置指令が入力
されかつ走行検出手段が自転車が走行していないことを
検出したとき、回転禁止部による回転禁止動作を解除す
る。この場合には、操作者が誤って走行中に走行規制位
置に切り換える位置指令を入力する操作をしても、走行
中であることが検出されると、回転禁止動作は解除され
ない。このため、走行中に誤操作しても動作位置が走行
許容位置から走行規制位置に切り換わることがない。

【００１１】発明４に係る自転車用モータ制御装置は、
発明１から３のいずれかに記載の装置において、走行部
品は自転車用内装変速装置であり、複数の走行許容位置
は複数の変速位置であり、信号出力部は複数の変速位置
及び走行規制位置に動作位置を切り換えるために、電動
モータを回転させる前記２つの信号を出力する。この場
合には、変速位置のいずれかに動作位置を切り換える際
には、走行規制位置に隣接する位置に変速位置に到達す
るとそこから走行規制位置への切り換えが禁止される。
このため、変速操作を行っているときに信号出力部が誤
動作しても動作位置が走行規制位置に切り換わることは
ない。一方、走行規制位置に切り換える位置指令が入力
されると、隣接する変速位置に動作位置が切り換わって
もそのまま走行規制位置に切り換わる。

【００１２】発明５に係る自転車用モータ制御装置は、
発明２から４のいずれかに記載の装置において、回転禁
止部及び禁止解除部は、ともに論理回路で構成されてい
る。この場合には、論理回路を用いたハードウェアによ
り走行規制位置への切り換えの禁止及びその解除を行え
るので、信号出力部の誤動作によるに走行規制位置への
切り換えを確実に防止できる。

【００１３】発明６に係る自転車用モータ制御装置は、
発明５に記載の装置において、回転禁止部は、第２信号
を一方の入力とし、検出部からの信号を他方の入力とす
る否定論理和回路で構成される。発明７に係る自転車用
モータ制御装置は、発明６に記載の装置において、禁止
解除部は、回転禁止部からの信号を一方の入力とし、走
行規制位置にする位置指令を他方の入力とする否定論理
和回路で構成される。

【００１４】

【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。

【００１５】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を検出することでパル
ス状の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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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、インターロック回
路３１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。インターロック回路３１には
モータドライバ２８が接続され、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、各モードに応じて変速モータ２９をソフトウェア制
御するとともに、液晶表示部２４を表示制御する。

【００１９】インターロック回路３１は、走行時におけ
る切換動作中に変速制御部２５が静電気やノイズ等の外
乱により誤動作しても走行が規制されないようにするた
めに設けられている。インターロック回路３１には操作
ダイヤル２３からの信号が入力される。また、内装変速
ハブ１０の動作位置がロック位置に近接する４速位置に
あることを検出するＰスイッチ（図ではＰｓｗと記す）
３２からの信号も入力される。インターロック回路３１
からはモータドライバ２８にインターロックのための信
号が出力される。

【００２０】〔インターロック回路の構成〕インターロ
ック回路３１は、図４に示すように、４つのインバータ
３３ａ〜３３ｄと、２つのＮＯＲゲート３４ａ，３３ｂ
と、ＮＡＮＤゲート３５とを含む論理素子で構成されて
いる。操作ダイヤル２３は、パーキング位置Ｐになると
「Ｌ」になるように電気的に構成されている。操作ダイ
ヤル２３は、インバータ３３ａの入力端子に接続されて
いる。インバータ３３ａの出力端子はＮＯＲゲート３４
ａの一方の入力端子に接続されている。ＮＯＲゲート３
４ａの出力端子はインバータ３３ｂの入力端子に接続さ
れている。インバータ３３ｂの出力端子は、ＮＡＮＤゲ
ート３５の一方の入力端子に接続されている。ＮＡＮＤ
ゲート３５の他方の入力端子は変速制御部２５の出力端
子ＯＵＴ２に接続されている。ＮＡＮＤゲート３５の出
力端子はインバータ３３ｃを介してモータドライバ２８
の入力端子Ｍ２に接続されている。

【００２１】変速制御部２５は、ＬＯＷ側からＴＯＰ側
（１速側から４速側）に変速するとき、出力端子ＯＵＴ
１から「Ｌ」、出力端子ＯＵＴ２から「Ｈ」の信号を出
力する。逆にＴＯＰ側からＬＯＷ側に変速するとき、出
力端子ＯＵＴ１から「Ｈ」、出力端子ＯＵＴ２から
「Ｌ」の信号を出力する。出力端子ＯＵＴ１はモータド
ライバ２８の入力端子Ｍ１に接続されている。Ｐスイッ
チ３２は、動作位置がロック位置に隣合う４速位置に到
達すると到達信号「Ｌ」を出力する。Ｐスイッチ３２
は、ＮＯＲゲート３４ｂの一方の入力端子に接続されて
いる。他方の入力端子は、変速制御部２５の出力端子Ｏ
ＵＴ１に接続されている。ＮＯＲゲート３４ｂの出力端
子はインバータ３３ｄの入力端子に接続されている。こ
のインバータ３３ｄの出力端子がＮＯＲゲート３４ａの
他方の入力端子に接続されている。一方モータ２９は、
モータドライバ２８の出力端子ＭＯ１，ＭＯ２に接続さ
れている。このモータ２９の出力軸は減速機構９５（図
６）を介して出力され、この減速機構９５の出力軸にＰ
スイッチ３２が装着されている。

【００２２】〔インターロック回路の動作〕このインタ
ーロック回路３１の各指令に応じた信号の変化を図５に
示す。ここで、変速終了時に動作位置センサ２６からの
信号に応じて出力されるブレーキ指令の場合、ＯＵＴ
１，ＯＵＴ２からそれぞれ「Ｈ」の信号が出力される。
この場合、ＮＯＲゲート３４ｂに「Ｈ」の信号が入力さ
れるため、Ｐスイッチからの信号に係わらずその出力は
「Ｌ」になり、インバータ３３ｄで反転されてＮＯＲゲ
ート３４ａにも「Ｈ」の信号が入力される。したがっ
て、操作ダイヤル２３からの出力に係わらずＮＯＲゲー
ト３４ａの出力も「Ｌ」になる。このため、ＮＡＮＤゲ
ート３５の両方の入力端子に「Ｈ」の信号が入力され、
その出力は「Ｌ」になる。この結果、モータドライバ２
８の入力端子Ｍ１，Ｍ２にそれぞれ「Ｈ」の信号が入力
され、モータ２９が制動される。

【００２３】ＴＯＰ側からＬＯＷ側に変速する場合、Ｏ
ＵＴ１から「Ｈ」、ＯＵＴ２から「Ｌ」の信号がそれぞ
れ出力される。この場合にもＮＯＲゲート３４ｂに
「Ｈ」が入力されるため、その出力は「Ｌ」になり、イ
ンバータ３３ｄで反転されてＮＯＲゲート３４ａにも
「Ｈ」の信号が入力される。したがって、ＮＡＮＤゲー
ト３５の一方の入力端子に「Ｈ」の信号が、他方の入力
端子に「Ｌ」の信号が入力され、その出力は「Ｈ」にな
る。このため、モータドライバ２８の入力端子Ｍ１に
「Ｈ」、入力端子Ｍ２に「Ｌ」の信号が入力され、モー
タ２９が図４の反時計回りに回動する。

【００２４】ＬＯＷ側からＴＯＰ側に変速する場合、Ｏ
ＵＴ１から「Ｌ」、ＯＵＴ２から「Ｈ」の信号がそれぞ
れ出力される。この場合には、ＮＯＲゲート３４ｂに
「Ｌ」が入力されるため、Ｐスイッチ３２からの入力信
号によりその出力が変化する。Ｐスイッチ３２から
「Ｈ」の信号が出力されると、ＮＯＲゲート３４ｂの出
力は「Ｌ」になる。この場合には、ＮＯＲゲート３４ａ
に「Ｈ」の信号が入力されるので、その出力は「Ｌ」に
なり、ＮＡＮＤゲート３５の２つの入力端子にそれぞれ
「Ｈ」の信号が入力される。したがって、その出力は
「Ｌ」になり、モータドライバ２８の入力端子Ｍ１に
「Ｌ」、入力端子Ｍ２に「Ｈ」の信号が入力され、モー
タ２９が図４の時計回りに回転する。

【００２５】一方、Ｐスイッチ３２から「Ｌ」の信号が
出力されると、ＮＯＲゲート３４ｂの出力は「Ｈ」にな
る。即ち、ＬＯＷ側からＴＯＰ側に変速して４速位置に
動作位置が切り換わるとＰスイッチ３２から「Ｌ」の信
号が出力されるので、そのときにのみＮＯＲゲート３４
ｂの出力は「Ｈ」になり、それ以外のときには「Ｌ」に
なる。このように、Ｐスイッチ３２からの信号により変
化する信号を出力するＮＯＲゲート３４ｂを設けること
で、変速中に変速制御部２５が誤動作してもロック位置
への移動を禁止している。すなわち、ＮＯＲゲート３４
ｂが「Ｈ」の信号を出力するとＮＯＲゲート３４ａに
「Ｌ」の信号が入力され、操作ダイヤル２３から「Ｌ」
の信号が出力されない限り、つまり操作ダイヤル２３が
パーキング位置に操作されない限り、ＮＯＲゲート３４
ａの両方の入力は「Ｌ」になり、出力は「Ｈ」になる。
したがって、ＮＡＮＤゲート３５の一方の入力端子に
「Ｌ」の信号が入力される。このとき、ＮＡＮＤゲート
３５の他方の入力端子には「Ｈ」の信号が入力されてい
るので、その出力は「Ｈ」になり、モータドライバ２８
の入力端子Ｍ１に「Ｌ」、入力端子Ｍ２にも「Ｌ」の信
号が入力され、モータ２９が回転しない。

【００２６】また、操作ダイヤル２３がパーキング位置
に操作されると、ＮＯＲゲート３４ａの一方の入力端子
に「Ｈ」の信号が入力されるので、その出力が他方の入
力信号の状態に係わらず「Ｌ」になる。このため、ＮＡ
ＮＤゲート３５の２つの入力信号がともに「Ｈ」にな
り、その出力が「Ｌ」になり、モータドライバ２８の入
力端子Ｍ１に「Ｌ」、入力端子Ｍ２に「Ｈ」の信号が入
力され、モータ２９が図４の時計回りに回転する。つま
り、ＮＯＲゲート３４ａにより操作ダイヤル２３がパー
キング位置に操作されると、動作位置が４速位置であっ
てもロック位置への移動禁止を解除している。

【００２７】モータ２９をオフする場合には、ＯＵＴ
１，ＯＵＴ２からそれぞれ「Ｌ」の信号が出力される。
この場合、ＮＡＮＤゲート３５の他方の入力端子に
「Ｌ」の信号が入力されるため、一方の入力端子に入力
される信号に係わらずその出力は常に「Ｈ」になり、モ
ータドライバ２８の入力端子Ｍ１，Ｍ２にそれぞれ
「Ｌ」の信号が入力され、モータ２９が回転しない。

【００２８】このように、インターロック回路３１で
は、変速方向がＬＯＷ側からＴＯＰ側のときに、変速制
御部２５が静電気やノイズ等の外乱により暴走して誤動
作しても、ハードウェアによりロック位置への移動を禁
止しているので、走行中に走行が規制されることがな
い。〔内装変速ハブの構成〕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。

【００２９】内装変速ハブ１０は、図６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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】ハブ軸４１の外周部には、図７〜図１０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６
０〜６２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７，図
９では第１太陽ギア６０を示し、図８，図１０では第３
太陽ギア６２を示している。

【００３４】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。

【００３５】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７の時計回り）に相対
回転不能になり、それと逆方向（図７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。

【００３６】ロック機構９０は、図８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８の反時計回り）
に相対回転不能になり、進行方向（図８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。

【００３７】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。

【００３８】図６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。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】発音機構１００は、ハブシェル４３内のハ
ブ軸４１の図６左端部に設けられている。発音機構１０
０は、図１１〜図１３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。

【００４２】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。

【００４３】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。

【００４４】〔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１４は、変速制御部２５の
ソフトウェア制御動作を示すフローチャートである。

【００４５】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。

【００４６】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
５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１７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１８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。

【００４７】ステップＳ１０のダイヤルＰ処理では、図
１５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。３０秒経過していない場合に
はステップＳ２２に移行する。ステップＳ２２では、暗
証ＰＷ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。

【００４８】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。

【００４９】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。
このときには、前述した図５での説明のように操作ダイ
ヤル２３がパーキング位置Ｐに配置されるので、インタ
ーロック回路３１によりロック位置ＰＫへの移動が許可
される。この結果、操作体７８を介してスリーブ７７が
回転し、図９及び図１０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。

【００５０】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１１及び図１３（Ａ）に示
す位置から図１２及び図１３（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１０
３のラチェット爪１１１がハブシェル４３のラチェット
歯１１３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。

【００５１】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１６に示す暗号登録処理を行う。ここでは、図１
６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。

【００５２】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。

【００５３】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１７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Ｓ３を超えているか否かを判断する。

【００５４】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。

【００５５】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。

【００５６】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１８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。

【００５７】このような自動変速処理及び手動変速処理
においてＬＯＷ側（１速側）からＴＯＰ側（４速側）へ
の変速動作中に変速制御部２５が静電気やノイズ等の外
乱により誤動作しても、インターロック回路３１が変速
制御部２５とモータドライバ２８との間に配置されてい
るので、動作位置が４速位置Ｖ４からロック位置Ｐに移
動することがない。このため、走行中にロック機構によ
り走行が規制されることがない。

【００５８】また、操作ダイヤル２３によりパーキング
モードに入ると、入力された暗証が登録された暗証に一
致しないかぎりパーキングモードが維持されるので、ロ
ック機構９０を含む盗難防止装置の解除操作を簡単に行
いにくい。また、操作ダイヤル２３によりパーキングモ
ードに入ると、ロック機構９０により遊星歯車機構４４
がロックされるとともに、発音機構１００が発音可能に
なるので、ペダルを踏んで自転車を動かすことができ
ず、かつ自転車を押して動かすと発音する。このため、
自転車の盗難を可及的に減少させることができる。

【００５９】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。

【００６０】図１９に示すように、内装変速ハブ１０ａ
は、図６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１９左端部に設
けられている。盗難防止装置８５は、図２０〜図２２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。

【００６１】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。

【００６２】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。

【００６３】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。

【００６４】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。

【００６５】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。

【００６６】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。

【００６７】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。

【００６８】実施形態３前記実施形態では、操作ダイヤル２３をパーキング位置
にすると、無条件で動作位置がロック位置に移動した
が、この実施形態３では、走行中に誤って操作ダイヤル
２３がパーキング位置になってもロック位置に移動しな
いようにする。この実施形態３では、インターロック回
路３１ａを除く他の構成及び動作は前述の２つの実施形
態と同様であるので説明を省略する。

【００６９】図２４に示すインターロック回路３１ａ
は、図４に示すインターロック回路３１に対して、イン
バータ３３ａとＮＯＲゲート３４ａとの間にＡＮＤゲー
ト３６を挿入したものである。ＡＮＤゲート３６の一方
の入力端子にインバータ３３ａが接続され、他方の入力
端子には単安定マルチバイブレータ３７の反転出力端子
バーＱが接続されている。単安定マルチバイブレータ３
７の負トリガー入力端子Ａ１には車速センサ１２が接続
されている。車速センサ１２からはパルス状の車速信号
が負トリガー入力端子Ａ１に出力される。また、単安定
マルチバイブレータ３７には抵抗Ｒ及びコンデンサＣが
接続されている。

【００７０】単安定マルチバイブレータ３７では、図２
５に示すように、時定数Ｔｗより周期が短い車速信号が
入力されると「Ｌ」に変化する走行信号が反転出力端子
バーＱからＡＮＤゲート３６に出力される。この時定数
Ｔｗは、抵抗Ｒ及びコンデンサＣの値で定まり、たとえ
ば、２６インチの車輪で時速２ｋｍ以上の車速信号が入
力されると「Ｌ」に変化するように抵抗Ｒ及びコンデン
サＣの値が設定されている。そして、車輪の回転が低く
なり、定数Ｔｗより周期が長いパルス状の車速信号が出
力されると「Ｈ」になる。このように、単安定マルチバ
イブレータ３７は、時速２ｋｍ以上で自転車が走行して
いると「Ｌ」の走行信号を出力する。

【００７１】この走行信号がＡＮＤゲート３６に入力さ
れると、操作ダイヤル２３がパーキング位置に操作され
そこから「Ｌ」の信号が出力され、インバータ３３ａを
介してＡＮＤゲート３６の一方の入力端子には「Ｈ」の
信号が入力されても、ＡＮＤゲート３６の出力は「Ｈ」
ではなく「Ｌ」になる。このため、ＮＯＲゲート３４ａ
の一方の入力端子には「Ｌ」の信号が入力さる。また、
動作位置が４速位置になるとＰスイッチ３２がオンして
前述したように他方の入力端子に「Ｌ」の信号が入力さ
れ、２つの入力が「Ｌ」になるため、ＮＯＲゲート３４
ａから「Ｈ」の信号が出力される。一方、操作ダイヤル
２３がパーキング位置に操作されると、変速制御部２５
の出力端子ＯＵＴ１から「Ｌ」，ＯＵＴ２から「Ｈ」が
それぞれ出力される。この結果、ＮＡＮＤゲート３５か
ら「Ｈ」の信号が出力されモータドライバ２８の入力端
子Ｍ１，Ｍ２がともに「Ｌ」になり、走行中に操作ダイ
ヤル２３がパーキング位置に操作されてもその操作は無
視され、動作位置は４速位置に維持される。このため、
走行中に誤操作により操作ダイヤル２３をパーキング位
置に操作しても走行が規制されることがなくなる。〔他
の実施形態〕（ａ）前記実施形態では２つの否定論理
和素子によりモータの回転禁止及び禁止解除を行ってい
るが、これは例示であり、論理素子を用いるのであれば
どのような素子を用いてもよい。

【００７２】（ｂ）前記実施形態では、後輪の内装変
速ハブの制御を例に説明したが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、複数の走行許容位置と走行規制位置
とを有する走行部品の動作位置をモータで切り換える全
ての自転車用モータ制御装置に適用できる。

【００７３】

【発明の効果】本発明に係る自転車用モータ制御装置で
は、第２信号が出力され、かつ検出部により動作位置が
隣接する走行許容位置にあることが検出されたとき、信
号出力部が第２信号を出力しても回転禁止部が電動モー
タによる走行規制位置への切り換えを禁止する信号をモ
ータ駆動部に出力する。このため、動作位置を切り換え
るために第２信号が出力されても走行規制位置に隣接す
る走行許容位置に動作位置が到達した場合にはその時点
で電動モータの回転が禁止され、そこから走行規制位置
に動作位置が切り換わらない。このため、動作位置の切
り換え中に信号出力部が誤動作しても動作位置が走行規
制位置に切り換わることはない。

【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】インターロック回路の構成を示す論理回路図。

【図５】インターロック回路の真理値を示す図。

【図６】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７】４速時の第１太陽歯車と駆動爪との関係を示す
図。

【図８】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９】ロック時の第１太陽歯車と駆動爪との関係を示
す図。

【図１０】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１１】発音機構の通常走行時の断面拡大図。

【図１２】発音機構のロック時の断面拡大図。

【図１３】発音機構のロック時の走行時との動作を示す
模式図。

【図１４】変速操作処理のメインルーチンのフローチャ
ート。

【図１５】ダイヤルＰ処理のフローチャート。

【図１６】暗証登録処理のフローチャート。

【図１７】自動変速処理のフローチャート。

【図１８】手動変速処理のフローチャート。

【図１９】実施形態２の図４に相当する図。

【図２０】実施形態２の図９に相当する図。

【図２１】実施形態２の図１０に相当する図。

【図２２】実施形態２の図１１に相当する図。

【図２３】ロックリングの正面図。

【図２４】実施形態３の図４に相当する図。

【図２５】単安定マルチバイブレータの入出力を示すタ
イミングチャート。

【符号の説明】

９，９ｂ変速操作部１０，１０ａ内装変速ハブ２１，２２操作ボタン２３操作ダイヤル２５変速制御部２８モータドライバ２９変速モータ３１インターロック回路３２Ｐスイッチ３４ａ，３４ｂＮＯＲゲート３５ＮＡＮＤゲート３６ＡＮＤゲート３７単安定マルチバイブレータ４４遊星歯車機構８５盗難防止装置９０ロック機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B62M 25/08 B62H 5/00 - 5/20

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】自転車の走行を規制する走行規制位置と複
数の走行許容位置とを含む複数の動作位置が並べて配置
された自転車の走行部品の前記動作位置を、入力された
位置指令に応じて往復動作によって切り換えるための電
動モータを２方向に制御する自転車用モータ制御装置で
あって、前記位置指令に応じて、前記走行規制位置から前記複数
の走行許容位置に向けて前記動作位置が切り換わるよう
に前記電動モータを回転させる第１信号と、前記複数の
走行許容位置から前記走行規制位置に向けて前記動作位
置が切り換わるように前記電動モータを回転させる第２
信号とを選択的に出力する信号出力部と、前記信号出力部からの２つの信号により前記電動モータ
を駆動するモータ駆動部と、前記動作位置が前記走行規制位置に隣接する走行許容位
置にあることを検出する検出部と、前記信号出力部により前記第２信号が出力され、かつ前
記検出部により動作位置が前記隣接する走行許容位置に
あることが検出されたとき、前記電動モータによる前記
走行規制位置への切り換えを禁止する信号を前記モータ
駆動部に出力する回転禁止部と、を備えた自転車用モー
タ制御装置。
【請求項２】前記動作位置を前記走行規制位置にする位
置指令が入力されたとき、前記回転禁止部による回転禁
止動作を解除する禁止解除部をさらに備える、請求項１
に記載の自転車用モータ制御装置
【請求項３】前記自転車が走行しているか否かを検出す
る走行検出手段をさらに備え、前記禁止解除部は、前記動作位置を前記走行規制位置に
する位置指令が入力されかつ前記走行検出手段が自転車
が走行していないことを検出したとき、前記回転禁止部
による回転禁止動作を解除する、請求項２に記載の自転
車用モータ制御装置。
【請求項４】前記走行部品は自転車用内装変速装置であ
り、前記複数の走行許容位置は複数の変速位置であり、前記信号出力部は前記複数の変速位置及び前記走行規制
位置に前記動作位置を切り換えるために、前記電動モー
タを回転させる前記２つの信号を出力する、請求項１か
ら３のいずれかに記載の自転車用モータ制御装置。
【請求項５】前記回転禁止部及び禁止解除部は、ともに
論理回路で構成されている、請求項２から４のいずれか
に記載の自転車用モータ制御装置。
【請求項６】前記回転禁止部は、前記第２信号を一方の
入力とし、前記検出部からの信号を他方の入力とする否
定論理和回路で構成される、請求項５に記載の自転車用
モータ制御装置。
【請求項７】前記禁止解除部は、前記回転禁止部からの
信号を一方の入力とし、前記走行規制位置にする位置指
令を他方の入力とする否定論理和回路で構成される、請
求項６に記載の自転車用モータ制御装置。