自行车用车把控制装置、自行车用轮毂与连结其防盗系统

                       技术领域

本发明涉及自行车用车把控制装置与自行车用轮毂以及包括它 们的自行车用防盗系统，该自行车用车把控制装置能取得限制自行车 的前叉转动的第1限制状态与解除限制的第1限制解除状态，该自行 车用轮毂能取得限制自行车的车轮的回转的第2限制状态与解除限制 的第2限制解除状态。

                       背景技术

自行车的操纵用的车把转动自如地安装在车架的头管中。该车 把，在停车中，当有偏负荷作用于车把时，往往要转动。特别是在前 筐内装有重物的状态下停车时，前轮往往与车把一起转动。为防止这 种现象，限制车把转动的车把控制装置在实公平7-17666号公报中公 开。

该车把控制装置具有：与车把连动地转动的回转构件，支持回转 构件的固定构件，设置在两构件的一方的止动部，通过与设置在另一 方的止动部的配合能将回转构件的转动锁定或锁定解除的锁定体，使 锁定体与止动部的锁定向回转方向回避的滑动机构。这样构成的现有 的车把控制装置，移动操作锁定体时，由于锁定体与止动部的配合， 能锁定回转构件的转动，因而能限制车把的转动，能防止自行车的翻 倒。而且规定以上的转矩作用时，回转构件能借助滑动机构进行转 动，因而即使在转动受到限制的状态下乘车，使规定以上的转矩作用 时，也能转动车把。

另一方面，自行车由于能轻松地乘用，广泛应用于上班与上学。 对于自行车来说，即使没有恶意，但“暂借一用”之类的盗窃事件频 频发生。为防止这样的盗窃事件，限制车轮回转的自行车用轮毂在特 开平10-230877号公报中公开。该防盗装置，例如设置在自行车的轮 毂上，是在使轮毂的轮毂壳体与轮毂轴能回转的状态下进行限制与限 制解除，同时在限制状态下发出声音。防盗装置具有：回转自如地安 装在轮毂轴周围的凸轮构件，由于凸轮构件的转动沿着轮毂轴方向移 动的移动构件与限制构件，该限制构件由于移动构件的移动，向与轮 毂壳体不能回转地配合的配合位置与脱离位置移动，并且在配合位置 上与移动构件压接。

另外，为防止由于误动作造成的车轮的锁定，在限制构件与移动 构件之间回转被限制成车轮上适度的转矩作用时车轮回转的程度。而 且，在限制状态下车轮回转时发出声音。

限制操作是以设置在把杆上的操作部来进行，用钥匙将操作部锁 定或以密码进行操作，以保护限制操作。通过设置这样的防盗装置， 后轮难以回转，易于防盗。

可以考虑将前述的能限制车把回转的现有的车把控制装置作为 自行车的防盗装置使用。就是说，如果利用车把控制装置，在使车把 转动(歪斜)的状态下进行锁定时，防止自行车的盗窃变得容易。但 是，对于前述现有的车把控制装置来说，使锁定体移动时，能锁定回 转构件，但只要使锁定体复原，即能使车把自由转动。因此，不能将 车把控制装置用于防盗装置。

另一方面，在使用前述现有的自行车轮毂的防盗装置中，移动构 件沿着轮毂轴方向的移动是利用回转自如地安装在轮毂轴周围的凸 轮构件来进行，因而必须有将回转方向变换成轴向的移动的机构，为 了移动构件的移动所用的机构变得复杂。

                       发明内容

本发明的目的在于提供一种能作为防盗装置发挥功能的自行车 用车把控制装置。

本发明的另一目的在于能以简单的构成而且廉价地提供具有防 盗功能的自行车用轮毂。

本发明的再一个目的在于提供一种使用自行车用轮毂的更加难 以进行盗窃的防盗系统。

方案1的自行车用车把控制装置是对转动自如地支持在自行车车 架的头管中的前叉的转动进行限制的装置，具备：回转构件、固定构 件、转动限制机构与锁定机构。回转构件是与前叉连动地回转的构 件。固定构件是不能回转地设置在头管上的构件。转动限制机构具有 向限制位置与限制解除位置移动自如地设置的操作体，是在限制位置 对回转构件与固定构件的相对转动进行限制；在限制解除位置解除限 制的机构。锁定机构具有：包括装卸自如的钥匙与由钥匙进行摆动的 摆动体的锁以及与前述摆动体的摆动连动地移动的移动体，是当操作 体处于限制位置时，利用移动体将操作体锁定在限制位置的机构。

对于该车把控制装置来说，当使转动限制机构的操作体移动到限 制位置时，回转构件与固定构件的相对转动受到限制。并且，利用锁 定机构的钥匙使摆动体摆动时，移动体移动，使处于限制位置的操作 体不能移动。然后，将钥匙从锁上抽出时，维持操作体的不能移动状 态，将操作体锁定。另外，利用钥匙解除操作体的锁定，使操作体由 限制位置移动到限制解除位置时，转动构件与固定构件变成能相对转 动，能使车把自由转动。在此，利用锁定机构将操作体在限制位置维 持成锁定状态，并且只要没持有钥匙，就不能解除其锁定状态，因而 能维持前叉(车把)的转动限制状态。因此，在该锁定了的回转限制 状态下，操作车把变难，因而变得难以进行盗窃，能把车把控制装置 作为防盗装置发挥功能。

方案2的自行车用车把控制装置是在方案1所述的装置上，还具 备设置在前述转动限制机构上，能将控制用缆绳止动的第1缆绳止动 部。在这种情况下，能利用控制缆绳对装置的限制操作进行远距离操 作，同时能使其与其他防盗装置连动，能提供更加难以进行盗窃的装 置。

方案3的自行车用车把控制装置，是在发明1或2所述的装置上， 前述操作体是转动自如地设置在头管轴周围的杠杆体。在这种情况 下，使转动自如地设置于头管周围的杠杆体转动，即能进行限制操 作，因而在从自行车上下来之前，在乘车状态下即能容易地进行限制 操作。

方案4的自行车用车把控制装置，是在方案1～3中之任一所述 的装置上，还具备不能回转地设置在头管上的基础构件，锁是固定在 基础构件上，移动构件向操作体进退自如地设置在基础构件上。在这 种情况下，在设置于装有操作体的头管上的基础构件上，安装有锁与 移动体，因而能使移动体容易地向操作体进退。

方案5的自行车用车把控制装置是在方案1～4中之任一所述的 装置上，转动限制机构，在配置于限制位置的状态下，在规定以上的 转矩作用于回转构件上时，允许回转构件的相对转动。在这种情况 下，规定以上的转矩由车把通过回转构件作用于转动限制机构上时， 车把(回转构件)进行转动，因而即使在限制状态下，误使自行车行 驶时，也能进行车把操作。

方案6的自行车用轮毂，是构成回转自如地安装在自行车车架上 的车轮的轮毂，具备轮毂轴、杆构件、轮毂壳体、回转限制构件与连 动构件。轮毂轴不能回转地安装在自行车车架上，具有：在第1端侧 开口，沿着轴心形成的第1导向部；在第1导向部的途中沿着径向形 成，两端在外周面上开口的第2导向部。杆构件是轴向移动自如地安 装在第1导向部内的构件。轮毂壳体是回转自如地安装在轮毂轴上的 构件。回转限制构件不能回转地安装在轮毂轴的外周面上，是沿着轴 向朝向与轮毂壳体不能回转地连结的第1位置和由轮毂体脱离的第2 位置移动自如，是在第1位置限制轮毂壳体的回转，在第2位置则许 可其回转的构件。连动构件沿着轴向移动自如地设置在第2导向部 内，是与杆构件的移动连动地使回转限制构件移动的构件。

对于该自行车用轮毂来说，在使安装在轮毂轴的第1导向部内的 杆构件移动时，由于连动构件，回转限制构件沿着轮毂轴方向移动， 在第1位置与第2位置之间移动。回转限制构件移动到第1位置时， 轮毂壳体的回转受到限制，移动到第2位置时，轮毂壳体的回转限制 解除。在此，是利用沿着轮毂轴方向移动的杆构件使回转限制构件沿 着轮毂轴方向移动，因而移动方向相同，连动构件的构成变得简化， 能以简单的构成提供廉价的自行车用轮毂。

方案7的自行车用轮毂是在方案6所述的轮毂上，连动构件有在 第2导向部内两端突出地设置的键构件。在这种情况下，能以两端突 出的键构件这一简单的构成与杆构件连动地使回转限制构件移动。

方案8的自行车用轮毂是在方案6或7所述的轮毂上，杆构件是 一端由轮毂轴的第1端突出地配置，还具备：能推压杆构件的突出端 地安装于轮毂轴上的推压构件；设置在推压构件上，能将使回转限制 构件动作的控制用缆绳止动的第2缆绳止动部。在这种情况下，由于 将控制缆绳止动于第2缆绳止动部上，能通过远距离操作进行自行车 轮毂的限制操作，同时能使其与其他防盗装置连动，能提供更加难以 进行盗窃的轮毂。

方案9的自行车用轮毂是在方案6～8中之一所述的装置上，回 转限制构件配置在第1位置时，如果规定以上的转矩作用于轮毂壳体 上，允许对于轮毂轴的相对回转。在这种情况下，在行驶途中，即使 由于误操作将回转限制构件配置在第1位置上，车轮也不会进行锁 定，能继续行驶。

方案10的自行车用轮毂是在方案9的轮毂上，回转限制构件配 置在第1位置时发出声音。在这种情况下，当回转限制构件位于第1 位置时，除对回转进行限制之外还发出声音，因而在盗窃时，能向周 围通报其意图，变得更加难以进行盗窃。

方案11的自行车用轮毂是在方案6～10中之任一所述的轮毂 上，还具备将自行车的曲柄的回转传递给轮毂壳体的驱动体。在这种 情况下，在被驱动的后轮用的轮毂上能附加防盗功能。

方案12的自行车用轮毂是在方案11所述的轮毂上，还具有变速 机构，该变速机构配置于驱动体与轮毂壳体之间，具有多个变速级。 在这种情况下，在具有内装变速功能的后轮用轮毂上能附加防盗功 能，该后轮用轮毂是安装在价格较高而且容易被盗的自行车上。

方案13的自行车用轮毂是在方案12所述的轮毂上，变速机构能 从轮毂轴的第1端与相反一侧的第2端侧变换变速级。在这种情况 下，由于能由轮毂轴的各自的端部操作变速与回转限制，变速操作与 回转限制操作能分别进行。因此，能与其他防盗装置连动地强力地实 施利用回转限制进行的防盗。

方案14的自行车用防盗系统具备自行车用车把控制装置、自行 车用轮毂与控制用缆绳。自行车用车把控制装置能取得限制自行车的 前叉的转动的第1限制状态与解除限制的第1限制解除状态。自行车 用轮毂能取得限制自行车车轮回转的第2限制状态与解除的第2限制 解除状态。控制缆绳连结自行车用车把控制装置与自行车用轮毂，与 第1限制状态和第1限制解除状态的状态变化连动地使自行车用轮毂 变化状态成为第2限制状态与第2限制解除状态。在这种情况下，利 用控制缆绳连结能分别取得限制状态的自行车用车把控制装置与自 行车用轮毂，能使它们连动地同时成为限制状态，因而难以解除车把 控制装置与自行车用轮毂的限制，变得更加难以进行盗窃。

方案15的自行车用防盗系统是在方案14所述的系统上，自行车 用车把控制装置是权利要求2-5中之任一所述的装置。

方案16的自行车用防盗系统是在方案14或15所述的系统上， 自行车用轮毂是权利要求6～13中之任一所述的轮毂。

方案17的自行车用防盗系统是在方案16所述的系统上，控制缆 绳的两端止动于第1缆绳止动部与第2缆绳止动部上。

                       附图的简要说明

图1是采用本发明的一个实施形态的自行车的左侧面图。

图2是其车把控制装置的外观立体图。

图3是车把控制装置的剖视图。

图4是杠杆体的平面零件图。

图5是车把控制装置的局部剖视图。

图6是车把控制装置的局部剖视图。

图7是内装变速轮毂的剖视图。

图8是变速操作机构的主要部立体图。

图9是表示变速键与凸轮面的关系的模式图。

图10是回转限制机构的限制解除状态的剖视放大图。

图11是回转限制机构的限制状态的剖视放大图。

                       标记的说明

21d第2操作孔(第1导向部)

21e第2贯通槽(第2导向部)

                       发明的实施形态

在图1中，采用本发明的一实施形态的自行车是轻便车，具备： 具有双框式架体2与前叉3的车架1，车把部4，驱动部5，前轮6， 装有3级变速的内装变速轮毂10的后轮7，前后制动装置8，为了在 手边操作内装变速轮毂10所用的变速操作部9。

在车架1上，安装有包括车座11、车把部4、前轮6与后轮7的 各部。架体2是将包括头管2a的管焊接而形成，该头管2a配置于前 部，支持前叉3使之回转自如。前叉3的上部为管状，下部分成二股 地支持前轮6，上部管状部分如图3所示，是通过设置于头管2a的上 下端的1对轴承13(只图示上侧)回转自如地受到支持。轴承13具 有：压入头管2a上下端的1对球支承13a，沿周向排列配置于球支承 13a上的多数的钢球13b，将钢球13b压在球支承13a侧的球压盖 13c。在前叉3的上部外周面上形成沿轴向延伸的切槽3d与外螺纹部 3e。球压盖13c螺纹配合在外螺纹部3e上。

车把部4具有：限制前叉3的转动的车把控制部12，固定在前叉 3的上部的把立14，固定在把立14上的把杆15。

                  [车把控制部的构成]

车把控制部12是构成防盗系统20的一部分，能通过前叉3取得 限制车把部4的转动的限制状态与限制解除状态。车把控制部12如 图2与图3所示，具有：与前叉3连动地回转的回转构件74，不能转 动地设置于头管2a上的固定构件75，限制回转构件74与固定构件 75的相对转动的转动限制机构76，将转动限制机构76锁定在限制状 态的锁定机构77。

回转构件74是筒状构件，与球压盖13c接触地配置。回转构件 74在内周侧具有沿轴向延伸的突起部74a，止动于切槽3d内。借此， 回转构件74与前叉3一体地回转。在回转构件74的外周上端侧整体 地形成圆板状的大直径的凸缘部74b。在图3中凸缘部74b的下面形 成放射状的凹凸部74c。在凸缘部74b的下面安装有止动板78。

止动板78是比回转构件74直径大的环状构件，回转自如地安装 在回转构件74上，利用波纹板弹簧79向凸缘部74b施力。因此，止 动板78以规定的力压在凸缘部74b上。在止动板78的与凸缘部74b 的接触部形成与凹凸部74c相同的放射状的凹凸部78a。在止动板78 的外周侧，沿着周向隔以间隔地设置上下贯通的多数的止动孔78b。

固定构件75是在球支承13a的外周部向径向外方突出地整体形 成。在固定构件75上安装有转动限制机构76的限制部29。

转动限制机构76具有：围绕头管2a的轴转动自如地设置成限制 位置与限制解除位置的杠杆体28；安装在固定构件75上，与杠杆体 28的摆动连动地向止动板78的止动孔78b进退的限制部29。

杠杆体(操作体)28是合成树脂制的大致有底筒状的构件，是为 了进行转动限制操作而设置。如图4所示，在杠杆体28的上底面上 形成弯曲地倾斜的凸轮面28a，用于使限制部29进退，在与凸轮面 28a大致中心对称的外周面上，形成用于进行转动操作的操作突起 28b。

凸轮面28a是用于根据杠杆体28的转动使限制部29的限制销 29c(后述)进退，以光滑的曲线连结退出位置(凹入部分)与进入 位置(突出下降部分)。另外，在限制解除位置与限制位置分别形成 微小的凹面，限制销29c即配置在凹面上，使之能获得卡搭感。

操作突起28b朝向径向外方突出。另外，在凸轮面28a与操作突 起28b之间的上底面上，形成向轴向上方突出的1对突出部28c、28d。 在一方的突出部28c上形成内缆绳止动部28h，用于止动与内装变速 轮毂10连结的控制缆绳80的内缆绳80a的先端上所固定的止动块 80b。另外，在突出部28c与操作突起28b之间形成内缆绳80a及其 先端的止动块80b能通过的长孔28e。再在下底面上沿周向隔以间隔 地形成止动长槽28f，28g，用于将锁定机构77止动于限制位置与限 制解除位置。

限制部29具有：设置于固定构件75上的导向构件29a，进退自 如地安装在导向构件29a内的限制销29c，对限制销29c向退出方向 施力的螺旋弹簧29d。导向构件29a竖立设置在固定构件75上，具有 限制销29c能通过的导向孔29e，将限制销29c在与止动板78的止动 孔78b对向的位置上进退自如地进行导向。限制销29c是在下端侧具 有大径部29f，在先端具有小头的锥部29g的销，止动于止动孔78b 内即限制回转构件74的回转。大径部29f的下面与凸轮面28a接触， 与杠杆体28的摆动连动地进退成为退出位置(限制解除位置)与进 入位置(限制位置)。螺旋弹簧29d以压缩状态安装于限制销29c的 周围，两端止动于大径部29f与导向构件29a的导向孔29e的周围。

锁定机构77如图3、图5与图6所示，具有：不能回转地设置在 头管2a上的基础构件81，安装在基础构件81上的锁82，借助锁向 杠杆体28进退的移动构件83。

基础构件81具有：夹持在头管2a的上端与球支承13a之间的环 状支持部81a，整体形成于支持部81a两侧的锁安装部81b与缆绳导 向部81c。在锁安装部81b上，如图5所示，装卸自如地固定有锁82， 与其一起移动构件83进退自如地被引导。在缆绳导向部81c上，如 图6所示，形成有内缆绳导向部81d与止动外套80c的外套止动部 81e，该内缆绳导向部81d是将由下方导入的控制缆绳80的内缆绳80a 朝向杠杆体28延周向弯曲地进行导向。稳定下来的内缆绳80a通过 长孔28e而止动于内缆绳止动部28h内。

锁82具有：安装在锁安装部81b上的锁主体82a，对于锁主体 82a装卸自如的钥匙82b，利用钥匙82b进行摆动的摆动体82c。摆动 体82c具有摆动销82d，摆动销82d止动于移动构件83上。再者，当 移动构件83处于进入位置时，钥匙能对于锁82装卸，能利用锁82 将移动构件83保持在进入位置。

移动构件83是剖面弯曲成C字状的板状构件，在基础构件81上 朝向杠杆体28进退自如地被导向。在移动构件83的腰部形成与摆动 销82d配合的缺口部83a。由于摆动销82d配合在该缺口部83a内， 摆动体82c的摆动变换成移动构件83朝向杠杆体28的直线的上下移 动。在移动构件83的先端形成C字的两端缺欠的I字形的止动突起 83b，该止动突起83b止动于杠杆体28的下底面上所形成的止动长孔 28f、28g中之一内。移动构件83由以压缩状态配置于基础构件81 上的螺旋弹簧84向进入方向施力。移动构件83，当止动突起83b止 动于止动长槽28f内时，将杠杆体28锁定在限制位置；而当止动于 止动长槽28g内时，锁定在限制解除位置。借此，分别将转动限制机 构76的杠杆体28锁定在限制状态与限制解除状态。

对于这样构成的车把控制部12来说，借助锁定机构77能将杠杆 体28维持在限制位置成为锁定状态，并且不持有钥匙82b，就不能解 除其锁定状态，因而能维持前叉3(车把部4)的转动限制状。于是， 在此转动限制状态下难以操作车把部4，因而变得难以偷盗，能使车 把控制部12作为防盗装置发挥功能。

在把杆15的两端，如图1所示，装有构成制动装置8的制动杆 16与把手17。并且在右端还设置有变速操作部9。变速操作部9安装 在把杆15上位于制动杆16的内侧，通过由内缆绳与外套组成的变速 缆绳73与内装变速轮毂10连结。变速操作部9是具有用于对内缆绳 进行卷绕操作的卷绕杆与解除由卷绕杆进行的卷绕操作而放出内缆 绳的解除杆的一般的构成，详细说明从略。

驱动部5具有：设置于架体2下部(吊架部)的传动曲柄18、挂 在传动曲柄18上的链条19与变速轮毂10。

                 [内装变速轮毂的构成]

内装变速轮毂10是包括减速、直接连结与增速的动力传递路线 的计3级变速轮毂。该内装变速轮毂10，如图7所示，具有：固定在 自行车架体2的后爪2b上的轮毂轴21，配置于轮毂轴21的一端侧外 周的驱动体22，进一步配置于轮毂轴21与驱动体22的外周的轮毂壳 体23，行星齿轮机构24，选择动力传递路线所用的变速操作机构25， 使变速操作机构25动作所用的第1直角杠杆26与回转限制机构27。

轮毂轴21是中央部为大直径两端部为小直径并在两端形成螺纹 的棒状构件。在轮毂轴21的轴心部，从图7右端向中央部形成变速 用的第1操作孔21a。在第1操作孔21a的底部附近，形成贯通轴心 的第1贯通槽21b。第1贯通槽21b在图7中省略，如图9所示，贯 通轮毂轴21的轴心，并且对于轴心倾斜规定的槽倾斜角度β，随着从 图7右向左，向与行进方向相反一侧扭转而形成。这样的第1贯通槽 21b是通过下述方法而形成：使用规定直径的立铣刀形成贯通轴心的 孔之后，一面使轮毂轴21向行进方向缓慢地回转，一面向轴向中央 侧送进。因此，这样的第1贯通槽21b是在两端交叉的贯通孔按照轴 向的移动逐渐地回转而连续成为螺旋状的形状。该槽倾斜角度β最好 是10度～50度的范围。

再在轮毂轴21的轴心部由图7左端向中央部形成回转限制用的 第2操作孔21d。由第2操作孔21d的底部稍向轴端侧形成贯通轴心 的第2贯通槽21e。第2贯通槽21e与第1贯通槽21b不同，是不扭 转地直线地形成的长孔槽。

驱动体22，其一端通过钢球30与球压盖31回转自如地支持在轮 毂轴21上，并在一端部外周固定着卷绕有链条19的小链轮32。再在 驱动体22的另一端内周部沿轴向形成多数的细齿内齿22a。

轮毂壳体23是筒状构件，在其内周部的收容空间23a内收容有 驱动体22与行星齿轮机构24。轮毂壳体23是通过钢球33、34与球 压盖35能围绕轮毂轴21回转。另外，在轮毂壳体23的外周部两端 固定有支持辐条7a(参照图1)所用的轮毂法兰盘36、37。

                  [行星齿轮机构的构成]

行星齿轮机构24具有：与轮毂轴21同心并且整体形成的太阳齿 轮40，配置在轮毂轴21的外周的齿轮架41，与太阳齿轮40啮合的3 个行星齿轮42(图中只示出1个行星齿轮)与内齿轮43。

齿轮架41是筒状构件，回转自如地支持在轮毂轴21上。在齿轮 架41上沿圆周方向形成3个缺口41a，行星齿轮42通过销44回转自 如地支持在该各缺口41a内。另外，在齿轮架41的一端内周部形成 细齿内齿41b。

内齿轮43大致形成圆筒状，由行星齿轮42延伸到驱动体22的 外周侧。在内齿轮43的另一端内周部形成内齿43b。行星齿轮42与 前述太阳齿轮40啮合的同时，还与内齿轮的内齿43b啮合。

另外，在内齿轮43的一端侧形成缺口部43a，在该缺口部43a内， 借助销54摆动自如地支持构成第1单向超越离合器50的离合器爪 53。该离合器爪53如图8所示，借助扭转螺旋弹簧55向起立方向施 力。第1单向超越离合器50只由内齿轮43向轮毂壳体23传递行进 方向的回转驱动力。离合器爪53只在内齿轮43向行进方向回转时与 形成于轮毂壳体23的内周面上的棘轮齿23b啮合。该第1单向超越 离合器50，即使是处于内齿轮43可能传递向行进方进行回转的状 态，也能借助后述的离合器构件的移动，变换成离合器爪53与棘轮 齿23b啮合的动力传递状态与由棘轮齿23b退避的动力切断状态。

在驱动体22与内齿轮43之间，配置只由驱动体22向内齿轮43 传递行进方向的回转驱动力的第2单向超越离合器51。另外，在齿轮 架41与轮毂壳体23之间，配置只由齿轮架41向轮毂壳体23传递行 进方向的回转驱动力的第3单向超越离合器52。这2个单向超越离合 器51、52与第1单向超越离合器50不同，不能进行在可能传递状态 下的变换。

                 [变速操作机构的构成]

变速操作机构25用于选择动力传递路线，具有离合器构件45与 离合器操作部46。

离合器构件45是在将驱动体22与齿轮架41变换成连结状态与 脱离状态的同时，将第1单向超越离合器50变换成动力传递状态与 动力切断状态。离合器构件45在轴向移动自如并且回转自如地配置 在轮毂轴21的外周。

离合器构件45如图8所示是筒状构件，在其一端侧的外周部形 成细齿外齿45a，细齿外齿45a与细齿内齿22a滑动自如地进行配合。 另外，在离合器构件45的另一端侧形成大直径部45b，在其外周部形 成细齿外齿45c。细齿外齿45c能与形成于齿轮架41上的细齿内齿 41b配合。在大直径部45b与一端侧之间形成锥面45d。该锥面45d 是为使第1单向超越离合器50的离合器爪53由以实线所示的起立位 置(动力传递位置)倒向点线所示的退避位置(动力切断位置)而设 置。离合器构件45由左侧向右端的减速位置移动时，离合器爪53沿 锥面45d爬上大直径部45b，倒向退避状态。

在离合器构件45的内周面如图7所示，沿轴向隔以间隔地形成2 个阶差部45e、45f。在左侧的阶差部45f上如图8所示多个凸轮面 47沿周向隔以间隔地形成。凸轮面47如图9所示，具有：向一端侧 凹入的平坦面47a，与平坦面47a的行进方向A的下游侧相连的R面 47b，与上游侧相连的倾斜面47c。该倾斜面47c对于轴心的倾斜角度 α大于第1贯通槽21b的槽倾斜角度β并且最好是20度～70度的范 围。

离合器操作部46是使离合器构件45沿轮毂轴21的轴向移动的 同时，与离合器构件45配合并且使离合器构件45的回转驱动力变换 成朝向轴向的位移。离合器操作部46如图7所示，具有：在第1操 作孔21a内沿轴向移动的第1推杆48，由第1推杆48向齿轮架41 侧推压的变速键49。

第1推杆48如图7所示，具有：持有规定长度的操作体65，能 沿轴向移动地安装在操作体65的先端的作用体66，配置在操作体65 与作用体66之间的第1螺旋弹簧60。操作体65具有杆部68与通过 螺纹旋在杆部68上的挡接部69。在杆部68的先端形成大直径部68b。 该螺纹部68a旋入挡接部69内。另外，大直径部68b滑动自如地安 装在作用体66内部所形成的导向孔66a内。再者，导向孔66a的操 作体65侧作成小直径，以使操作体65不会抽出。第1螺旋弹簧60 以压缩状态夹装在作用体66的端面与挡接部69的端面之间，对作用 体66与操作体65向离开的方向施力，当作用体66推压变速键49时， 将离合器构件45向齿轮架41侧施力。

变速键49如图8所示，是剖面为三角形状的棒状构件，受推压 时，一面在第1贯通槽21b内向与行进方向相反的方向旋转，即一面 扭转一面沿轴向移动。如图9所示，变速键49的朝向第1贯通槽21b 的接触面49b是形成为与第1贯通槽21b相符的角度。譬如第1贯通 槽21b的槽倾斜角度β为30度的情况下，接触面49b的对于轮毂轴心 的角度也大致是30度。另外，变速键49在离合器构件45的内部， 由安装在离合器构件45的另一端内周部的档圈63限制由内部向外方 的移动。因此，实际上如图8所示，不会向离合器45的外方飞出。 借此，变速键49受到第1推杆48推压，使离合器构件45向图7左 方移动。

另外，变速键49在离合器构件45内部能与凸轮面47挡接。在 变速键49与凸轮面47的平坦面47a挡接的状态下离合器构件45向 行进方向A回转时，变速键49由凸轮面47的倾斜面47c向第1贯通 槽21b的导向面21c侧推压，向轴向左方的移动受到限制，离合器构 件45向轴向右方移动。即将离合器构件45的回转驱动力变换成朝向 轴向的位移，对变速操作进行助推。

在变速键49的两端形成缺口部49a，一端止动于轮毂轴21上的 第2螺旋弹簧61被止动于该缺口部49a内。变速键49经常由该第2 螺旋弹簧61向离合器构件45侧施力。另外，在变速键49与离合器 构件45之间夹装有第3螺旋弹簧62。第3螺旋弹簧62是利用未予图 示的限制构件将全长限制成规定长度，被压缩时，在变速键49与离 合器构件45挡接之前，将两者向离开的方向施力。借此，在移动中， 离合器构件45离开变速键49的距离成为一定，被正确地定位。

在此，第1～第3螺旋弹簧60、61、62的施力按此顺序减小。就 是说，弹簧力按此顺序减小。在此，如果第1螺旋弹簧60的弹力小 于第2螺旋弹簧61时，则即使是用第1推杆48推压变速键49，第1 螺旋弹簧60挠曲，变速键49也不移动。另外，如果第2螺旋弹簧61 的弹力小于第3螺旋弹簧62时，则即使是用第2螺旋弹簧61推压变 速键49，变速键49也不进入到凸轮面47，不能对变速操作进行助推。

再者，第1螺旋弹簧60在第1操作孔21a内配置在操作体65与 作用体66之间的比较大的空间内，因而能增加圈数以降低弹簧常数 与弹力。因此，能进一步降低第2与第3螺旋弹簧61、62的弹簧常 数与弹力，在向增速侧变速时，能减轻推压第1推杆48的力，即变 速操作部9中的卷绕杠杆的操作力。其结果，内缆绳的张力也减小， 内缆绳不易破断。

                 [第1直角杠杆的构成]

第1直角杠杆26安装在轮毂轴21的图7右轴端。第1直角杠杆 26具备：安装在轴端的支持托架70与摆动自如地支持在支持托架70 上的联杆构件71。变速操作缆绳73的外套73a止动于该支持托架70 上，内缆绳73b止动于联杆构件71上。联杆构件71的先端与第1推 杆48的基端挡接。在此，利用变速操作部9牵引内缆绳73b，则联杆 构件71摆动，推压第1推杆48，进行向增速侧的变速操作。另外， 放松内缆绳，则借助第2螺旋弹簧61，通过变速键49推压离合器构 件45，进行向减速侧的变速操作。

                       [变速动作]

利用这样的行星齿轮机构24与单向超越离合器50～52，该内装 变速轮毂10具有：

由驱动体22-内齿轮43-行星齿轮机构24-齿轮架41-轮毂壳体23 构成的减速动力传递路线；

由驱动体22-内齿轮43-轮毂壳体23构成的直结动力传递路线；

由驱动体22-离合器构件45-齿轮架41-行星齿轮机构24-内齿轮 43-轮毂壳体23构成的增速动力传递路线。

变速是通过变速操作缆绳73以第1直角杠杆26操作第1推杆48 来进行。

                 [在减速-增速侧时的动作]

在第1推杆48未被推入的状态，离合器构件45配置于右端的减 速位置，来自驱动体22的回转通过减速动力传递路线被减速，传递 给轮毂壳体23。就是说，由驱动体22输入的回转通过第2单向超越 离合器51传递给内齿轮43。这时，通过离合器构件45，第1单向超 越离合器50的离合器爪53转动到图8中点线所示的退避状态，第1 单向超越离合器50成为动力切断状态。因此，传递给内齿轮43的回 转，进而通过行星齿轮机构24、齿轮架41与第3单向超越离合器52 传递给轮毂壳体23。这时，根据太阳轮40、行星齿轮42与内齿轮43 的齿数所决定的变速比，输入回转被减速而输出。

另一方面，操作变速操作部9的卷绕杠杆时，第1直角杠杆26 的联杆构件71摆动，将第1推杆48推入1级。其结果，由于第1螺 旋弹簧60的弹力强于第2螺旋弹簧61的弹力，变速键49通过第1 推杆48由联杆构件71推压，并由第1贯通槽21b导向，一面围绕轮 毂轴回转，一面向图7左方移动，通过挡圈63，离合器构件45也受 推压而移动到直结位置。并且，当将离合器构件45配置在直结位置 时，由于锥面45d而变成退避状态的第1单向超越离合器50的离合 器爪53由于扭转螺旋弹簧55的弹力回复成为图8中以实线表示的起 立状态。在此状态下，第1单向超越离合器50成为只能由内齿轮43 向轮毂壳体23传递行进方向的回转。因此，来自驱动体22的回转通 过直结动力传递路线直接传递给轮毂壳体23。就是说，输入给驱动体 22的回转通过第2单向超越离合器51传递给内齿轮43，再通过第1 单向超越离合器50传递给轮毂壳体23，驱动体22的回转通过内齿轮 43直接传递给轮毂壳体23。再者，这时，回转由内齿轮43通过行星 齿轮机构24传递给齿轮架41，齿轮架41减速回转，但轮毂壳体23 的回转比齿轮架41快速，因而回转不是由齿轮架41通过第3单向超 越离合器52传递给轮毂壳体23。

由直结状态操作卷绕杠杆，将第1推杆48进一步推入时，变速 键49进一步向左方移动，离合器构件45也与其相应地移动到增速位 置。并且，离合器构件45配置在图7中所示的最增速位置时，离合 器构件45的细齿外齿45c与齿轮架41的细齿内齿41b啮合。在向该 增速位置移动时，在细齿外齿45c与细齿内齿41b配置在啮合位置 时，离合器构件45与齿轮架41挡接后，离合器构件45直接移动到 左方的增速位置。但当配置在不啮合位置时，则在离合器构件45与 齿轮架41挡接之时，使变速键49与离合器45向左方的移动暂且停 止。于是，第1推杆48的作用体66后退，第1螺旋弹簧60压缩， 变速键49受推压。并且，离合器45回转，2个齿45c、41b成为啮合 位置时，由于第1螺旋弹簧60的弹力，通过变速键49，离合器构件 45移动，2个齿45c、41b啮合。

在该状态时，传递给驱动体22的回转，通过增速传递路线传递 给轮毂壳体23。就是说，由驱动体22通过离合器45传递给齿轮架 41，传递给齿轮架41的回转，进而通过行星齿轮机构24、内齿轮43 与第1单向超越离合器50传递给轮毂壳体23。在这种情况下，输入 回转以太阳齿轮40、行星齿轮42与内齿轮43的齿数所决定的变速比 增速输出。再者，这时，回转要由驱动体22通过第2单向超越离合 器51向内齿轮43传递，但内齿轮43的回转比驱动体22快速，因而 回转不由第2单向超越离合器51传递。

在由这样的减速侧向增速侧变速时，回转在驱动体22与内齿轮 43之间直接传递，因而使力不进行作用的离合器构件45移动即可。 因此，推压离合器构件45所用的第1螺旋弹簧60的弹力可以小，而 且第2螺旋弹簧61的弹力比其还要小，因而能以轻微的力进行变速 操作。

                  [在增速-减速侧时的助推动作]

在图7所示的增速位置操作变速操作部9的解除杠杆时，第1螺 旋弹簧60所进行的施力消除，由第2螺旋弹簧61推压变速键49，第 1推杆48向右方后退一级。并且，变速键49通过第3螺旋弹簧62 推压离合器构件45，要使离合器构件45移动到直结位置。在不踩脚 踏板未传递驱动力时，离合器构件45由齿轮架41脱离，离合器构件 45移动到直结位置。但是，在踩着脚踏板时，驱动力正在由离合器构 件45传递给齿轮架41，因而细齿内齿41b与细齿外齿45c借助摩擦 力成为保持啮合的状态。在这种情况下，只是第2螺旋弹簧61的弹 力，离合器构件45不移动到图7右方。在这样的状态下，如图9所 示，变速键49与离合器构件45的凸轮面47的平坦面47a挡接时， 由于离合器构件45向行进方向A的回转，变速键49在插入第1贯通 槽21b的部分的全长被推压到导向面21c侧，由于摩擦力，在轴向难 以退让。其结果，变速键49爬上倾斜面47c时，离合器构件45移动 到右方。并且，在细齿内齿41b与细齿外齿45c的啮合脱开时，离合 器构件45通过变速键49由第2螺旋弹簧61推压移动到直结位置。 就是说，通过变速键49与离合器构件45的凸轮面47的接触，将离 合器构件45的回转运动变换成轴向的位移，对变速进行助推。

在此，变速键49由第2螺旋弹簧61推压，并且第1贯通槽21b 对于轴心倾斜而且扭转成螺旋状，因而如前所述向轴向左方退让变 难。因此，在传递与第2螺旋弹簧61的施力以及变速键49和导向面 21c的摩擦力相称的力以下的驱动力时，变速键49不向轴向退让。但 是，在比其大的驱动力作用时，则离合器构件45不移动，而变速键 49克服第2螺旋弹簧61的施力以及与导向面21c的摩擦力而退让到 轴向左方。在此，上述摩擦力可能根据槽倾斜角度β进行设定。该槽 倾斜角度β过大时，以第1推杆48推压变速键49时，变速键49向左 方移动变难。另外，槽倾斜角度β过小时，利用第1推杆48进行推压 时的阻力减小，但摩擦力也降低。因此，该槽倾斜角度β最好是10度～ 50度的范围。再者，通过调整该槽倾斜角度β与凸轮面47的倾斜面 47c的倾斜角度α以及3个螺旋弹簧60～62的弹力，在助推时，能调 整变速键49退让的极限驱动力。

另一方面，即使由于比所设定的驱动力大的驱动力进行作用，在 变速键45向轴向退让，离合器构件45不移动的情况下，也是传动曲 柄18到达上死点或下死点附近，驱动力变小时，离合器构件45由变 速键49所产生的助推力推压，移动到右方。因此，由于急剧的坡道 等有非常大的驱动力作用时不进行变速，变速冲击减小，同时细齿与 单向超越离合器等的驱动力传递部位变得难以破损。

离合器构件45移动时，由于第3螺旋弹簧62，变速键49离开凸 轮面47。因此，尽管离合器构件45回转，也没有与变速键49接触引 起异声发生的情形。并且，配置在直结位置时，如前所述，回转通过 直结传递路线由驱动体22传递给轮毂壳体23。

在离合器构件45配置在直结位置的状态下，操作解除杠杆时， 第1推杆48进一步后退，变速键49推压离合器构件45。这时，离合 器构件45的锥面45d与第1单向超越离合器50的离合器爪53接触， 使离合器爪53由起立状态要倒向退避状态。但是，离合器爪53正在 由内齿轮43向轮毂壳体23传递动力，因而只靠第2螺旋弹簧61的 施力难以倒向退避状态。在这种情况下，也是在变速键49与离合器 构件45的凸轮面47挡接时，与前述相同地发生助推力，使离合器构 件45沿轴向移动，能使离合器爪53倒下。

在此，在由减速侧向增速侧进行变速操作时，不通过离合器构件 45地将回转直接传递给内齿轮43，因而能减轻变速时的操作力。而 且，在由增速侧向减速侧进行减速变速操作时，将离合器构件45的 回转力变成轴向的位移地进行着助推，因而在向增速侧变速时也能踩 着脚踏板以轻微的操作力进行变速。

                 [回转限制机构的构成]

回转限制机构27是通过控制缆绳80与车把控制部12连结，由 车把控制部12与控制缆绳80构成防盗系统20。

回转限制机构27具有：取得将回转限制到规定以上的力矩作用 于轮毂壳体23上的限制状态与轮毂壳体23的限制解除状态的限制部 90，变换限制部90的状态的变换操作部91，用于使变换操作部91 动作的第2直角杠杆92。

限制部90如图10与图11所示，具有：不能回转并且轴向移动 自如地安装在轮毂轴的外周面上的锁定构件95，回转自如地安装在锁 定构件95上的止动构件96，与止动构件96接触的垫圈构件97，通 过垫圈构件97推压止动构件96的碟形弹簧98，调整碟形弹簧98的 弹力的所用的螺母构件99。

锁定构件95是具有凸缘部95a的圆筒状构件，在内周面上形成 凹凸部95b，它与形成于轮毂轴21的外周面上的细齿21f啮合。另外， 在圆筒部外周面上形成止动槽95c与外螺纹部95d，该止动槽95c用 于止动垫圈构件97与碟形弹簧98以使其不能回转。还在凸缘部95a 的图10左侧面形成发声与限制用的放射状的凹凸部95e。锁定构件 95向图10所示的限制解除位置与图11所示的限制位置沿轴向移动自 如。锁定构件95由配置于轮毂轴21的外周侧的第4螺旋弹簧93向 限制位置侧施力。

止动构件96是圆板形的构件，外周上具有止动凹部96a，它与沿 着周向隔以间隔地形成于轮毂壳体23的内周面上的止动齿23c啮 合。该止动凹部96a与止动齿23c啮合时，止动构件96相对于轮毂 壳体23变得不能回转。另外，在止动构件96与凸缘部95a的凹凸部 95e对向的侧面上，以放射状形成与凹凸部95e啮合的凹凸部96b。 在此，两凹凸部95e、96e在啮合状态下两者进行相对回转时发声。

垫圈构件97是将碟形弹簧98的推压力传递给止动构件96所用 的构件，不能回转地安装在锁定构件95上。碟形弹簧98不能回转地 安装在锁定构件95上，是用于对止动构件96施加推压力。螺母构件 99旋合在外螺纹部95d上，用于调整碟形弹簧98的推压力。通过调 整该推压力，能调整在限制状态下的限制回转的程度。

限制部90，其止动构件96向与轮毂壳体23的止动齿23c啮合的 限制位置和由止动齿23c脱离的限制解除位置移动，在限制位置，轮 毂壳体23成为限制状态，限制轮毂壳体23的回转，即限制后轮7的 回转。

限制操作部91是由直角杠杆92推压，具有在第2操作孔21d内 沿轴向移动的第2推杆101与由第2推杆101向中心侧推压的限制键 102。

第2推杆101是棒状的构件，先端由轮毂轴21的图7左端稍许 突出。第2推杆101由第2直角杠杆92推压，由图10所示的限制解 除位置移动到图11所示的限制位置。

限制键102在第2贯通槽21e内向限制位置与限制解除位置移 动。第2推杆101的基端(图7右端)与限制键102挡接。另外，锁 定构件95的内周部止动于限制键102的两端。借此，锁定构件95向 图7右方的移动受限制键102限制。再者，向图7左方的移动未受限 制，但由第4螺旋弹簧93向图7右方施力，因而锁定构件95经常与 限制键102接触。限制键102由安装在第2操作孔21d内的第5螺旋 弹簧94向图10左方，即限制解除位置侧施力。该第5螺旋弹簧94 的施力比第4螺旋弹簧93的施力强。因此，第2直角杠杆92摆动到 限制解除位置时，第2推杆101通过限制键102由第5螺旋弹簧94 施力，第2推杆101移动到限制解除位置。

第2直角杠杆92安装在图7的轮毂轴21的左轴端。第2直角杠 杆92具备：安装在轴端的支持托架105与摆动自如地支持在支持托 架105上的连杆构件106。在该支持托架105上设置止动控制缆绳80 的外套80c的外套止动部(未予图示)，并在连杆构件106上设置止 动内缆绳80a的内缆绳止动部(未予图示)，分别进行止动。连杆构 件106的先端挡接在第2推杆101的先端。在此，利用车把控制部12的 杠杆体28拉引内缆绳80a，则连杆构件106摆动，推压第2推杆101，进 行向限制位置的变换操作。另外，放松内缆绳80a，则由第5螺旋弹 簧94通过限制键102推压锁定构件95，进行向限制解除位置侧的变 换操作。

                 [防盗系统的动作]

在防盗系统20上，为变换限制，将钥匙82b装在锁主体82a中 转动，使摆动体82c摆动，使移动构件83由杠杆体28退出。因此， 移动构件83的止动突起83b由止动长槽28g脱离，杠杆体28成为转 动自如。在该状态下，使杠杆体28由图2中双点划线所示的限制解 除位置转动到实线所示的限制位置。使杠杆体28转动到限制位置侧 时，使钥匙82b复元，将钥匙82b取出。因此，移动构件83进入杠 杆体28的止动长槽28f内而被止动，杠杆体28保持在限制位置，并 且由于拔出钥匙82b，成为不能移动到限制解除位置侧而被锁定。

杠杆体28转动到限制位置时，限制销29c由于凸轮面28a的作 用移动到上方的进入位置，止动于止动板78的任一个止动孔78b内。 因此，止动板78变得不能转动，以凹凸部74c与止动板78的凹凸部 78a接触的回转构件74的转动受到限制，并且限制前叉3的转动。这 时，由于止动板78受波纹板弹簧79推压，在车把部4上有较大的转 矩作用时，其转矩通过前叉3传递给回转构件74。于是，止动板78 向下方退让，在转动构件74与止动板78之间产生滑动。因此，若使 大的转矩作用时，能使车把部4转动。

另外，当杠杆体28转动到限制位置时，将控制缆绳80的内缆绳 80a牵引，第2直角杠杆92由限制解除位置移动摆动到限制位置。因 此，将第2推杆101推压，限制键102移动到图7右方，由第4螺旋 弹簧93施力的锁定构件95由限制解除位置移动到限制位置。其结 果，止动构件96与轮毂壳体的止动齿23c齿合，止动构件96对于轮 毂壳体23变成不能转动。止动构件96相对轮毂轴21，回转受所压接 的锁定构件95限制，因而轮毂壳体23的回转也受限制。因此，只要 使杠杆体28转动到限制位置，就能使车把控制部12成为限制状态， 同时能使内装变速轮毂10的回转限制机构27成为限制状态。反之， 使其转动到限制解除位置，两者都成为限制解除状态。

                 [其他的实施形态]

(a)在前述实施形态中，在防盗系统中，在车把控制装置与回 转限制机构中，都是在限制状态时，在规定以上的转矩时使回转构件 与轮毂壳体能回转地构成的，但也可不能回转地进行锁定。在这种情 况下，防盗效果更提高。

(b)在前述实施形态中，作为自行车用轮毂例示了后轮的内装 变速轮毂10，但本发明也能适用于前轮轮毂与无内装变速机构的通常 的后轮轮毂。另外，也能适用于外装变速机用的轮毂。

在本发明的自行车用车把控制装置中，利用锁定机构，操作体在 限制位置被维持成锁定状态，并且不持有钥匙就不能解除锁定状态， 因而能维持前叉(车把)的转动限制状态。因此，在该锁定的回转限 制状态下变得难以操作车把，因而变得难以进行盗窃，能使车把控制 装置作为防盗装置发挥功能。

在本发明的自行车用轮毂中，利用沿着轮毂轴方向移动的杆构件 使回转限制构件沿着轮毂轴方向移动，因而移动方向成为相同，连动 机构的构成简单，能提供简单的构成而且廉价的自行车用轮毂。

在本发明的防盗系统中，是利用控制缆绳连结分别取得限制状态 的自行车用车把控制装置与自行车用轮毂，能使它们连动地同时成为 限制状态，因而车把控制装置与自行车用轮毂的限制的解除变得难以 进行，变得更加难以进行盗窃。