JP2017187138A - 自転車用変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】シフトアシスト機構を含む自転車用変速機において、人力駆動力をシフトアシスト機構に効率よく伝達する。【解決手段】内装変速機１４は、軸３６と、入力体７０と、動力伝達機構８２と、シフト機構８４と、シフトアシスト機構９０と、出力体７４を含む。入力体７０は、人力による回転力が入力される。出力体７４は、軸３６に回転可能に支持される。動力伝達機構８２は、入力体の回転力を複数の動力伝達経路のいずれかを介して出力体に伝達する。シフト機構は、複数の回転位置に位置決め可能なシフト入力部材７３２、シフト入力部材７３２の動きに応じて回転し、複数の動力伝達経路のいずれかを選択するシフト制御部材２８８、第１のセイバースプリング７０８、および第２のセイバースプリング７１６を含む。シフト機構８４において、シフト入力部材が第１方向に回転するとき、第１のセイバースプリング７０８を介してシフト制御部材２８８に第１方向Ｄ１の回転力が与えられる。【選択図】図２

Description

本発明は、自転車用変速機、特に、自転車に装着される内装変速機に関する。

モータの駆動によってシフト機構が動作する内装変速機が開発されている（たとえば、特許文献１参照）。このような内装変速機としては、たとえばシマノ社製ＳＧ−５０５があり、人力駆動力によってシフト機構の変速動作をアシストするシフトアシスト機構が搭載されている。

米国特許公開２０１３/０１４５８８５号明細書

シフトアシスト機構を有する変速機において、シフトアシスト機構から入力される人力駆動力を効率的にシフト機構に伝達することが望まれている。

本発明に係る自転車用変速機は、軸と、入力体と、動力伝達機構と、シフト機構と、シフトアシスト機構と、を含む。入力体は、軸に回転可能に支持され、人力による回転力が入力される。出力体は、軸に回転可能に支持される。動力伝達機構は、入力体の回転力を複数の動力伝達経路のいずれかを介して出力体に伝達し、入力体の回転速度に対する出力体の回転速度を変更可能である。シフト機構は、シフト入力部材、シフト制御部材、第１のセイバースプリング、および第２のセイバースプリングを含む。シフト入力部材は、軸のまわりの複数の回転位置に位置決め可能である。シフト制御部材は、シフト入力部材の動きに応じて回転し、複数の動力伝達経路のいずれかを選択する。シフト機構において、シフト入力部材が軸まわりの第１方向に回転するとき、第１のセイバースプリングを介してシフト制御部材に第１方向の回転力が与えられる。シフト機構において、シフト入力部材が第１方向とは反対の第２方向に回転するとき、第２のセイバースプリングを介してシフト制御部材に第２方向の回転力が与えられる。シフトアシスト機構は、シフト入力部材が第１方向に回転するとき、第２のセイバースプリングとシフト制御部材との間のシフト力伝達経路に、入力体の前記第１方向への回転力を伝達可能である。

シフトアシスト機構からの回転力は、第１のセイバースプリングおよび第２のセイバースプリングを介さずにシフト制御部材に与えられる。シフトアシスト機構とシフト入力部とは、第２のスプリングを介して接続されているので、シフトアシスト機構からの回転力がシフト入力部に分散されてしまうことを抑制することができる。従って、人力駆動力をシフト機構に効率よく伝達できる。またシフト入力部材が第１の方向に回転するとき、第１のセイバースプリングを介してシフト制御部材に回転力が与えられ、シフト入力部材が第２の方向に回転するとき、第２のセイバースプリングを介してシフト制御部材に回転力が与えられるので、変速機に与えられる駆動トルクが大きいために、シフト制御部材が回転しない場合であっても、シフト入力部材からシフト制御部までの伝達経路に過剰な負荷が与えられてしまうことを抑制することができる。

シフト機構は、シフト入力部材を回転可能な電動アクチュエータを含んでもよい。この構成によれば、シフト動作を電気的に制御できる。シフト入力部に電動アクチュエータが接続されている場合でも、シフトアシスト機構からの回転力がシフト入力部に与えられることが抑制されるので、シフトアシスト機構が動作することによって電動アクチュエータに与えられる負荷を低減することができる。

電動アクチュエータは、モータであってもよい。シこの構成によれば、モータの回転力によってシフト機構を動作させることができる。

シフト機構は、モータの回転を減速してシフト入力部材に伝達する減速機をさらに含んでいてもよい。この構成によれば、モータの小型化を図れる。

モータは、軸に着脱可能に構成されてもよい。この構成によれば、モータのメンテナンスが容易である。

シフト機構は、アクチュエータを制御して、シフト入力部材を複数の回転位置のいずれかに位置決めする制御部をさらに含んでいてもよい。この構成によれば、電気的にシフト入力部材を位置決めできる。

シフト機構は、モータを収容するハウジングをさらに含んでいてもよい。制御部は、ハウジングに設けられてもよい。この構成によれば、モータおよび制御部を塵および水などから保護しやすい。

シフト機構は、中間部材と、第１のスプリング連結部材と、第２のスプリング連結部材と、をさらに含んでいてもよい。中間部材は、シフト入力部材とシフト制御部材の間に配置され、シフト入力部材が第１方向の上流側から接触可能に構成される。第１のスプリング連結部材は、中間部材が第１方向の上流側から接触可能に構成される。第２のスプリング連結部材は、シフト入力部材に第１方向の上流側から接触可能に構成される。第１のセイバースプリングは、第１のスプリング連結部材およびシフト制御部材にそれぞれ連結され、第１のスプリング連結部材を第２方向、シフト制御部材を第１方向にそれぞれバイアスする。第２のセイバースプリングは、第１のスプリング連結部材および第２のスプリング連結部材に連結され、第１のスプリング連結部材を第２方向、第２のスプリング連結部材を第１方向にそれぞれバイアスする。

シフト入力部材が第１方向に回転するとき、シフト入力部材が中間部材を第１方向に押し、中間部材が第１のスプリング連結部材を第１方向に押してもよい。この構成によれば、シフト入力部材が第１方向に回転すると、シフト入力部材が中間部材を第１方向に押して第１方向に回転させる。中間部材が第１方向に回転すると、中間部材が第１のスプリング連結部材を押し、第１のスプリング連結部材が第１方向に回転し、第１のセイバースプリングがシフト制御部材を第１方向に回転させる。

シフト機構は、アシスト力入力部材と、回動部材と、をさらに含んでいてもよい。アシスト力入力部材は、中間部材が第１方向の下流側から接触可能であり、シフトアシスト機構からの回転力を入力可能である。回動部材は、軸のまわりに回動可能に設けられ、アシスト力入力部材が第１方向の下流側から接触可能であり、かつシフト制御部材に第１方向の下流側から接触可能である。

シフト入力部材が第２方向に回転するとき、シフト入力部材が第２のスプリング連結部材を第２方向に押し、第１のスプリング連結部材が中間部材を第２方向に押し、中間部材がアシスト力入力部材を第２方向に押し、回動部材がシフト制御部材を第２方向に押すように、シフト機構は構成されてもよい。

シフトアシスト機構は、筒状部材と、少なくとも一つの爪部材と、少なくとも一つの付勢部材と、爪制御部材と、を含んでいてもよい。筒状部材は、入力体と連動可能であり、内周面に周方向に間隔を隔てて配置されるラチェット歯を含んでいる。少なくとも一つの爪部材は、ラチェット歯に係合可能な第１位置と、ラチェット歯から離反する第２位置とに移動可能に、アシスト力入力部材に設けられる。少なくとも一つの付勢部材は、アシスト力入力部材に設けられ、爪部材を係合位置に向けて付勢する。爪制御部材は、中間部材によって第１方向への移動が規制され、中間部材が第１方向に回転すると、爪部材が第２位置から第１位置に移動することによって第１方向に回転し、かつ爪部材が第１位置に配置されて中間部材が停止した状態で、アシスト力入力部材が第１方向に回転すると、爪部材を第１位置から第２位置に移動させる。

この構成によれば、シフト入力部材が第１方向に回転すると、中間部材も第１方向に回転し、爪制御部材の中間部材による規制位置も第１方向に移動するので、爪付勢部材が爪部材を介して爪制御部材を第１方向に回転させることができ、爪部材が第２位置から第１位置に移動する。爪部材が筒状部材のラチェット歯に係合することによって、入力体の第１方向の回転を、アシスト力入力部材に入力することができる。シフト入力部材の第１方向への回転を停止すると、中間部材の第１方向への回転が停止して、中間部材の規制位置の移動も停止する。この状態でアシスト力入力部材が第１方向に回転すると、爪部材が爪制御部材に接触して、爪部材が第１位置から第２位置に移動する。シフト制御部材を第１方向に回転させる変速の時に、爪部材が自動的に第２位置から第１位置に移動し、変速しないときには、爪部材を第２位置に保持しておくことができる。

爪制御部材は、第１方向に回転するとき第１方向の上流側からシフト入力部材に接触しないように、シフト入力部材から間隔をあけて配置されていてもよい。この構成によれば、人力駆動力によってアシスト力入力部材が第１方向に回転したときに、爪制御部材を介して、シフト入力部材に人力駆動力が直接与えられてしまうことがない。

爪部材は、軸に平行な軸線まわりに揺動可能にアシスト力入力部材に設けられてもよい。この構成によれば、アシスト力入力部材の回転する軸線と爪部材が搖動する軸線とが平行に配置されるので、爪部材がスムーズに揺動する。

シフトアシスト機構からの回転力がアシスト力入力部材に入力されると、アシスト力入力部材が回動部材を第１方向に押し、回動部材がシフト制御部材を第１方向に押してもよい。この構成によれば、人力駆動力によってアシスト力入力部材に与えられる回転力を、シフト制御部材にそのまま伝達することができる。

シフトアシスト機構は、入力体と筒状部材の間に設けられ、筒状部材に伝達されるトルクを制限するトルク制限機構をさらに含んでいてもよい。この構成によれば、アシスト力入力部に入力される人力駆動力を制限することができるので、シフト機構に過度の負荷が与えられることを抑制することができる。

動力伝達機構は、シフト入力部材が第１方向に回転することによって、入力体の回転速度に対する出力体の回転速度が小さくなるように動力伝達経路を変更してもよい。この構成によれば、入力体に人力駆動力が与えられている状態で変速することが多いシフトダウン変速において、シフト機構の変速をシフトアシスト機構によってアシストすることができる。

軸は、ハブ軸であり、出力部は、ハブシェルであってもよい。この構成によれば、自転車用内装変速ハブにおいて、人力駆動力をシフト機構に効率よく伝達できる。

本発明によれば、シフトアシスト機構を含む自転車用変速機において、人力駆動力をシフト機構に効率よく伝達でき、変速性能を向上させることができる。

本発明の一実施形態による内装変速機の半截断面図。 シフト機構およびシフトアシスト機構の分解斜視図。 シフト機構の一部およびシフトアシスト機構の拡大分解斜視図。 シフト機構の一部の拡大分解斜視図。 シフト機構およびシフトアシスト機構の動作を説明するための模式図。 クラッチリングがクラッチオン状態の場合の図１の仮想線で囲った領域Ｄの断面拡大図。 クラッチリングがクラッチオフ状態の場合の図６に相当する図。 爪制御部材が爪部材を第２位置に押圧した状態を示す側面図。 爪付勢部材が爪部材を第１位置に向けて付勢した状態を示す側面図。 図６の切断線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩから見た動作不能状態にあるシフトアシスト機構の断面図。 図６の切断線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩから見た動作状態にあるシフトアシスト機構の断面図。 図６の切断線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩから見たシフトアシスト機構の断面図。 シフト機構のシフトダウン動作を説明する模式図。 シフト機構のシフトアップ動作を説明する模式図。 シフトアシスト機構によってアシストが行われるときのシフトダウン動作を説明する模式図。

図１において、本発明の一実施形態による自転車用変速機である内装変速機１４は、軸３６、入力体７０、出力体７４、動力伝達機構８２、シフト機構８４、およびシフトアシスト機構９０、を含む。本実施形態では、内装変速機１４は、自転車の後輪に設けられる内装変速ハブを含む。したがって、軸３６は、ハブ軸であり、入力体７０は駆動体であり、出力体７４はハブシェルである。内装変速機１４は、モータ９３によって変速する。

なお、以降の説明において、“前”、“後”、“左”、“右”、“上”および下”、ならびにこれらと同義の用語は、自転車を水平な平面に設置し、自転車の使用者がハンドルバーに向かってサドル（いずれも図示せず）に座った状態からみた“前”、“後”、“左”、“右”、“上”および“下”を意味する。

＜軸＞
軸３６は、図２に示すように、軸線Ｘを有する。軸３６の軸線Ｘの延びる方向の中央部には、動力伝達機構８２の複数の動力伝達経路を切り換えるための構造が設けられる。軸３６の軸線Ｘの延びる方向を、軸方向と記載する。軸方向の一方を、第１軸方向Ｘ１と記載し、軸方向の他方を、第２軸方向Ｘ２と記載する。具体的には、軸３６は、軸方向に延びる図示しない制御スリーブ溝と、制御スリーブ溝から周方向に延びる第１制御アーム溝４６４、第２制御アーム溝４６８、および第３制御スリーブ溝４７２を中間部に含む。第１制御アーム溝４６４、第２制御アーム溝４６８、および第３制御スリーブ溝４７２は、軸方向に間隔を隔てて配置される。軸３６は、軸方向において中央部の第１端部の外周面に軸方向に延びる第１回り止め溝３８０および第２回り止め溝３８８を含む。軸３６の軸方向の両端部には、外周部にそれぞれ雄ネジが形成されている。

＜入力体＞
入力体７０は、筒状の部材であり、軸３６に回転可能に支持される。入力体７０には、人力による回転力が入力される。入力体７０には、リアスプロケット５４が着脱可能に設けられる。リアスプロケット５４は、入力体７０の外周部に設けられるスプラインに係合して、入力体７０と一体的に回転可能に、入力体７０に連結される。リアスプロケット５４は、たとえばスナップリングまたはロックナットによって、入力体７０に着脱可能に固定される。入力体７０は、玉軸受９８を介して軸３６に回転可能に支持されている。入力体７０の内周部は、玉軸受９８の軸受キャップを構成する。玉軸受９８の軸受コーン１０２は、シフト機構８４に含まれる伝達部材１０４と、モータ取付部材１０８と、座金１１２と、ロックナット１１４と、によって定位置に保持される。軸受コーン１０２は、軸３６の第１回り止め溝３８０に係合する。伝達部材１０４は、モータ９３によって複数段階（例えば、３段階から１２段階、本実施形態では８段階）に位置決めされる。入力体７０は、玉軸受１２８によって出力体７４の軸方向の第１端部を回転可能に支持する。入力体７０の玉軸受１２８よりも軸方向の第２端部寄りには、入力体７０の進行方向の回転のみ動力伝達機構８２に伝達する第１ワンウェイクラッチ５８６が設けられる。第１ワンウェイクラッチ５８６は、爪式のクラッチでもよく、ローラ式のクラッチでもよい。

＜出力体＞
出力体７４は、筒状の部材によって構成される。出力体７４は、軸方向の第２端部が軸３６に、回転可能に支持される。出力体７４は、玉軸受１３６を介して軸３６に支持される。出力体７４の軸方向の第２端部は、前述したように入力体７０に、玉軸受１２８によって回転可能に支持される。出力体７４は、外周部の軸方向の両端部に設けられる一対のスポークフランジ７８を含む。出力体７４には、玉軸受１２８を覆うカバー部材７４１が取り付けられている。カバー部材７４１と入力体７０との間には、シール部材が設けられている。

＜動力伝達機構＞
図１に示すように、動力伝達機構８２は、入力体７０と出力体７４との間に配置される。動力伝達機構８２は、入力体７０の回転力を複数の動力伝達経路のいずれかを介して出力体７４に伝達し、入力体７０の回転速度に対する出力体７４の回転速度を変更可能である。本実施形態では、動力伝達機構８２は、後述するシフト入力部材７３２が第１方向Ｄ１に回転することによって、ギア比が段階的に小さくなるように動力伝達経路を変更する。ギア比が段階的に小さくなるように動力伝達経路を変更する場合、シフトダウンという。ギア比が段階的に大きくなるように動力伝達経路を変更する場合、シフトアップという。第１方向Ｄ１は、入力体７０が前転する方向である。動力伝達機構８２は、シフト入力部材７３２が第１方向Ｄ１と反対の第２方向Ｄ２に回転することによって、入力体７０の回転速度に対する出力体７４の回転速度が大きくなるように動力伝達経路を変更する。入力体７０の回転速度に対する出力体７４の回転速度が大きくなるように動力伝達経路を変更する場合、シフトアップという。

動力伝達機構８２は、本実施形態では８個の動力伝達経路のいずれか一つを選択する。動力伝達機構８２は、複数の遊星歯車機構を含む。動力伝達機構８２は、第１太陽ギア１６０と、第２太陽ギア１６４と、第３太陽ギア１６８と、第４太陽ギア１７２と、第２ワンウェイクラッチ２０７と、第３ワンウェイクラッチ２２６と、第４ワンウェイクラッチ３３２と、クラッチリング６２３と、を含む。第２ワンウェイクラッチ２０７、第３ワンウェイクラッチ２２６および第４ワンウェイクラッチ３３２は、それぞれ爪式のクラッチである。

第１太陽ギア１６０は、軸３６の第２回り止め溝３８８に回転不能に係合する。第２太陽ギア１６４は、第１太陽ギア１６０に隣接して配置され、軸３６に回転可能に支持される。第２ワンウェイクラッチ２０７は、第２太陽ギア１６４と軸３６の間に設けられる。第２ワンウェイクラッチ２０７は、第２スプリング２７２によってオン状態に付勢される。第２ワンウェイクラッチ２０７は、シフト機構８４によってオン状態とオフ状態とに制御される。オン状態は、軸３６に対して第２太陽ギア１６４が第２方向に回転不能な状態であり、オフ状態は、軸３６に対して第２太陽ギア１６４が回転可能な状態である。第２太陽ギア１６４の内周面には、第２ワンウェイクラッチ２０７の爪が係合可能な係合部が形成されている。第２ワンウェイクラッチ２０７の爪は、第２ワンウェイクラッチ２０７がオン状態のとき、第２太陽ギア１６４の係合部に接触し、第２ワンウェイクラッチ２０７がオフ状態のとき、第２太陽ギア１６４の係合部から離反する。 第３太陽ギア１６８は、第２太陽ギア１６４に隣接して配置され、軸３６に回転可能に支持される。第３ワンウェイクラッチ２２６は、第３太陽ギア１６８と軸３６の間に設けられる。第３ワンウェイクラッチ２２６は、第３スプリング３００によってオン状態に付勢される。第３ワンウェイクラッチ２２６は、シフト機構８４によってオン状態とオフ状態とに制御される。オン状態は、軸３６に対して第３太陽ギア１６８が第２方向に回転不能な状態であり、オフ状態は、軸３６に対して第３太陽ギア１６８が回転可能な状態である。第３太陽ギア１６８の内周面には、第３ワンウェイクラッチ２２６がオン状態のとき、第３ワンウェイクラッチ２２６の爪が係合可能な係合部が形成されている。第３ワンウェイクラッチ２２６の爪は、第３ワンウェイクラッチ２２６がオン状態のとき、第３太陽ギア１６８の係合部に接触し、第３ワンウェイクラッチ２２６がオフ状態のとき、第３太陽ギア１６８の係合部から離反する。

第４太陽ギア１７２は、第３太陽ギア１６８に隣接して配置され、軸３６に回転可能に支持される。第４ワンウェイクラッチ３３２は、第４太陽ギア１７２と軸３６の間に設けられる。第４ワンウェイクラッチ３３２は、第４スプリング３０２によってオン状態に付勢される。第４ワンウェイクラッチ３３２は、シフト機構８４によってオン状態とオフ状態とに制御される。オン状態は、軸３６に対して第４太陽ギア１７２が第２方向に回転不能な状態であり、オフ状態は、軸３６に対して第４太陽ギア１７２が回転可能な状態である。第４太陽ギア１７２の内周面には、第４ワンウェイクラッチ３３２がオン状態のとき、第４ワンウェイクラッチ３３２の爪が係合可能な係合部が形成されている。第４ワンウェイクラッチ３３２の爪は、第４ワンウェイクラッチ３３２がオン状態のとき、第４太陽ギア１７２の係合部に接触し、第４ワンウェイクラッチ３３２がオフ状態のとき、第４太陽ギア１７２の係合部から離反する。

図１に示すように、動力伝達機構８２は、遊星ギアキャリア５５０、第１リングギア５５１、および第２リングギア５５３をさらに含む。遊星ギアキャリア５５０、第１リングギア５５１、および第２リングギア５５３は、いずれも軸３６の軸線Ｘ回りに回転可能に設置される。

遊星ギアキャリア５５０は、軸３６に回転可能に設けられる。遊星ギアキャリア５５０は、第１遊星ギア５７９および第２遊星ギア６０８を回転可能に支持する。第１遊星ギア５７９および第２遊星ギア６０８は、それぞれ少なくとも１つ設けられる。第１遊星ギア５７９および第２遊星ギア６０８が複数設けられる場合、第１遊星ギア５７９および第２遊星ギア６０８は、軸線Ｘの周方向に等しい間隔をあけて配置される。遊星ギアキャリア５５０は、軸３６に直接支持されてもよく、第１遊星ギア５７９および第２遊星ギア６０８を介して軸３６に支持されてもよい。遊星ギアキャリア５５０と、出力体７４との間には、第５ワンウェイクラッチ９０８が設けられている。第５ワンウェイクラッチ９０８は、自転車の進行方向の回転を、遊星ギアキャリア５５０から出力体７４に伝達する。

遊星ギアキャリア５５０の軸方向の第１端部には、少なくとも１つの第１スプライン６２１が内周部に配置され、クラッチリング６２３に形成される少なくとも１つの第２スプライン６２２と係合可能に構成されている。

クラッチリング６２３は、円環状の部材によって構成される。クラッチリング６２３は、後述するシフトキー部材７００に対して回転可能、かつシフトキー部材７００とともに軸方向に移動可能に、シフトキー部材７００に支持される。クラッチリング６２３の内周部は、クラッチリング６２３の外周面と、軸方向の第１側面とに接触する。クラッチリング６２３は、入力体７０と遊星ギアキャリア５５０との間で回転を伝達および遮断する。クラッチリング６２３は、図６に示す遊星ギアキャリア５５０に係合するクラッチオン位置と、遊星ギアキャリア５５０から離反した、図７に示すクラッチオフ位置とに移動可能である。クラッチリング６２３は、クラッチスプリング７４７によってクラッチオン位置に向けて付勢される。クラッチリング６２３は、シフト機構８４のシフトキー部材７００によってクラッチスプリング７４７の付勢力に抗して押圧され、クラッチオフ位置に向けて移動可能である。

それぞれの第１遊星ギア５７９は、第１太陽ギア１６０と係合する小径ギア部５８０と、第１リングギア５５１と係合する大径ギア部５８４とを含む。同様に、それぞれの第２遊星ギア６０８は、第４太陽ギア１７２と噛み合う大径ギア部６１２と、第３太陽ギア１６８と噛み合う中径ギア部６１６と、第２太陽ギア１６４および第２リングギア５５３と噛み合う小径ギア部６２０とを含む。

第１リングギア５５１は、内周ギア部５８５を含む。第１リングギア５５１には、第１ワンウェイクラッチ５８６を介して、入力体７０の第１方向Ｄ１の回転が伝達される。第２リングギア５５３の進行方向の回転は、第６ワンウェイクラッチ６２８を介して、出力体７４に伝達可能である。遊星ギアキャリア５５０の第１方向Ｄ１の回転速度が、第２リングギア５５３の第１方向Ｄ１の回転速度よりも遅いときには、第２リングギア５５３の回転が、出力体７４に伝達される。第６ワンウェイクラッチ６２８は、ローラクラッチを含んでいてもよく、爪式のクラッチを含んでいてもよい。

＜シフト機構およびシフトアシスト機構＞
図１および図２において、シフト機構８４は、軸３６の外周部に設けられる。シフト機構８４は、モータ９３を含む駆動ユニット９１（図１参照）と、シフト入力部材７３２と、アシスト力入力部材７２８と、第１のセイバースプリング７０８と、第１のスプリング連結部材７１２と、中間部材７２０と、を含む。また、シフト機構８４は、第２のセイバースプリング７１６と、第２のスプリング連結部材７２４と、回動部材７０４と、シフトキー部材７００と、クラッチカム１７６と、シフト制御部材２８８と、をさらに含む。シフト機構８４は、モータ取付部材１０８と、伝達部材１０４とをさらに含む。シフト機構８４では、シフト入力部材７３２が軸３６まわりの第１方向Ｄ１に回転するとき、第１のセイバースプリング７０８を介してシフト制御部材２８８に第１方向Ｄ１の回転力が与えられる。また、シフト入力部材７３２が第１方向Ｄ１とは反対の第２方向Ｄ２に回転するとき、第２のセイバースプリング７１６を介してシフト制御部材２８８に第２方向Ｄ２の回転力が与えられる。

シフトアシスト機構９０は、シフト入力部材７３２が第１方向Ｄ１に回転するとき、第２のセイバースプリング７１６とシフト制御部材２８８との間のシフト力伝達経路に、入力体７０の第１方向Ｄ１への回転力を伝達可能である。シフトアシスト機構９０は、図２に示す、少なくとも一つの爪部材８２０、少なくとも一つの爪付勢部材８２８、および爪制御部材７３６と、を含む。シフトアシスト機構９０は、図６および図７に示す、トルク制限機構９５０および筒状部材９６０をさらに含む。

＜シフト機構＞
図１に示すように、シフト機構８４において、駆動ユニット９１は、モータ取付部材１０８に着脱可能に取り付けられる。駆動ユニット９１は、図１に示すように、モータ取付部材１０８によって軸方向に位置決めされ、モータ取付部材１０８とナット１１５によって挟まれて軸３６に回転不能に取り付けられる。モータ取付部材１０８は、軸３６の第１回り止め溝３８０に係合する。駆動ユニット９１は、ハウジング９２およびモータ９３を含む。駆動ユニット９１は、減速機９５をさらに含むのが好ましい。駆動ユニット９１は、制御部９７をさらに含むのが好ましい。モータ９３は電動アクチュエータの一例である。ハウジング９２は、モータ９３、減速機９５、および制御部９７を収容する。減速機９５は、モータ９３の回転を減速してシフト入力部材７３２に伝達する。制御部９７は、モータ９３を制御してシフト入力部材７３２を複数の回転位置のいずれかに位置決めする。制御部９７は、図示しない電気配線によって、自転車に設けられる変速操作部に電気的に接続される。駆動ユニット９１は、第１方向Ｄ１、および第１方向Ｄ１とは反対の第２方向Ｄ２に、シフト入力部材７３２を回転可能である。第１方向Ｄ１は、車輪が前転する方向である。

シフト機構８４は、さらに伝達部材１０４を含む。伝達部材１０４は、シフト入力部材７３２と一体で軸線Ｘまわりに回転する。伝達部材１０４は、減速機９５の出力軸９９に係合し、出力軸９９とともに軸３６に対して回転可能である。図３に示すように、伝達部材１０４は、環状の部材であり、内周部にシフト入力部材７３２に回転不能に接続される連結部８８０を含む。連結部８８０は、たとえば複数の凹部によって構成され、伝達部材１０４の周方向に、等しい間隔を隔てて配置される２つの凹部によって構成される。また、伝達部材１０４は、外周部に減速機９５の出力軸９９に回動不能に接続される第２連結部８８２を含む。第２連結部８８２は、たとえば複数の凹部によって構成され、第２連結部８８２の周方向に、たとえば等しい間隔を隔てて配置される２つの凹部によって構成される。第２連結部８８２は、連結部８８０の径方向内側に配置されるのが好ましい。

シフト入力部材７３２は、筒状の部材によって構成される。シフト入力部材７３２は、軸３６と同軸に設けられ、外周面に回動自在に支持される。シフト入力部材７３２は、軸３６のまわりの複数の回転位置に位置決め可能である。シフト入力部材７３２は、伝達部材１０４に向かって軸方向に沿って延びる第１連結部８６８と、中間部材７２０に向かって軸方向に沿って延びる第２連結部８６０と、を含む。第１連結部８６８は、少なくとも１つの突起を含む。第１連結部８６８は、軸線Ｘまわりに、たとえば等しい間隔を隔てて配置される２つの突起を含む。第２連結部８６０は、１または複数の突起を含む。第２連結部８６０は、軸線Ｘまわりに、たとえば等しい間隔を隔てて配置される２つの突起を含む。第１連結部８６８は、軸受コーン１０２の内周を通過して伝達部材１０４の連結部８８０に係合する。これによって、シフト入力部材７３２は、出力軸９９に連動して第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２に回動する。シフト入力部材７３２は、軸受コーン１０２によって回動範囲が規制される。図５に示すように、シフト入力部材７３２の第２連結部８６０は、後述する爪制御部材７３６およびアシスト力入力部材７２８の内周を通過して中間部材７２０および第２のスプリング連結部材７２４に接触可能になっている。シフト入力部材７３２が第１方向Ｄ１に回転するとき、シフト入力部材７３２が中間部材７２０を第１方向Ｄ１に押し、中間部材７２０が第１のスプリング連結部材７１２を第１方向Ｄ１に押す。

アシスト力入力部材７２８は、環状の部材によって構成される。アシスト力入力部材７２８は、中間部材７２０が第１方向Ｄ１の下流側から接触可能であり、シフトアシスト機構９０からの回転力を入力可能である。アシスト力入力部材７２８は、シフト入力部材７３２に回動可能に支持される。アシスト力入力部材７２８は、略円形の開口８１６が形成されている。アシスト力入力部材７２８の開口８１６に、シフト入力部材７３２が挿通する。アシスト力入力部材７２８は、開口８１６側に設けられる第１係合部８１７を含む。第１係合部８１７は、たとえば開口８１６に突出する少なくとも１つの突起を含む。第１係合部８１７は、たとえば軸線Ｘまわりにたとえば等しい間隔を隔てて配置される２つの突起を含む。第１係合部８１７には、中間部材７２０の後述する第１連結部８０８が接触可能である。第１連結部８０８は、アシスト力入力部材７２８に第２方向Ｄ２上流側から接触可能である。第１連結部８０８は、爪制御部材７３６に第２方向Ｄ２上流側から接触している。第１連結部８０８は、第２方向Ｄ２上流側から爪制御部材７３６に接触することによって、爪制御部材７３６の位置を規制する。アシスト力入力部材７２８は、回動部材７０４に連結可能な連結部８３７を含む。連結部８３７は、アシスト力入力部材７２８の外周部に設けられる。連結部８３７は、少なくとも１つの凹部を含む。連結部８３７は、軸線Ｘまわりに、たとえば等しい間隔を隔てて配置される凹部を含む。連結部８３７は、第２方向Ｄ２の上流側および下流側の両方から回動部材７０４に接触可能である。連結部８３７の凹部の軸線Ｘまわりの周方向の幅は、回動部材７０４の後述する連結部６９０の軸線Ｘまわりの周方向の幅よりもわずかに大きい。

アシスト力入力部材７２８には、シフトアシスト機構９０を構成する少なくとも一つの爪部材８２０、および爪部材８２０を付勢する少なくとも一つの爪付勢部材８２８が装着される。本実施形態では、軸線Ｘまわりの周方向に間隔を隔てて配置される複数（たとえば２つ）の爪部材８２０および複数（たとえば２つ）の爪付勢部材８２８がアシスト力入力部材７２８に装着される。２つの爪部材８２０は、軸線Ｘまわりにたとえば等しい間隔を隔てて配置される。爪部材８２０は、アシスト力入力部材７２８に装着された爪支持ピン８２９によって、軸３６に平行な軸線まわりに揺動可能に支持される。爪部材８２０は、筒状部材９６０に周方向に間隔を隔てて配置されるラチェット歯９７６に先端部８２２が係合可能な図１１に示す第１位置と、ラチェット歯９７６から先端部８２２が離反する図１０に示す第２位置とに移動可能に構成されている。爪付勢部材８２８は爪部材８２０を第１位置に向けて付勢する。爪部材８２０が第１位置に配置されると、爪部材８２０の基端部８２４がアシスト力入力部材７２８に設けられる位置決め突起８３９に接触して、爪部材８２０による爪部材８２０の移動が停止する。爪部材８２０は、爪制御部材７３６によって第１位置と第２位置とを移動するように制御される。

爪付勢部材８２８は、たとえば捩じりコイルバネである。爪付勢部材８２８の一方の端部８３２は、アシスト力入力部材７２８に設けられるスプリング連結部８３６に引っ掛けられる。爪付勢部材８２８の他方の端部８４０は、爪部材８２０の先端部８２２を、アシスト力入力部材の径方向内側から径方向外側に向けて押圧する。

中間部材７２０は、筒状の部材によって構成される。中間部材７２０は、シフト入力部材７３２とシフト制御部材２８８の間に配置される。中間部材７２０には、シフト入力部材７３２が第１方向Ｄ１の上流側から接触可能である。中間部材７２０は、軸３６に回転可能に支持される。中間部材７２０は、第１連結部８０８と、第２連結部８０９と、第３連結部８００と、を含む。第１連結部８０８、第２連結部８０９、および第３連結部８００は、それぞれ、少なくとも１つの突起を含む。第１連結部８０８、第２連結部８０９、および第３連結部８００は、軸線Ｘまわりに、たとえば等しい間隔を隔てて配置される２つの突起を含む。第１連結部８０８は、アシスト力入力部材７２８の開口８１６を挿通し、爪制御部材７３６に向かって軸方向に沿って延びる。第１連結部８０８は、アシスト力入力部材７２８および爪制御部材７３６に、第２方向Ｄ２の上流側から接触可能である。第２連結部８０９には、シフト入力部材７３２が第１方向Ｄ１の上流側から接触可能である。シフト入力部材７３２が第１方向Ｄ１に回転すると、シフト入力部材７３２が中間部材７２０に接触し、中間部材７２０はシフト入力部材７３２に連動して第１方向Ｄ１に回転する。

第２のスプリング連結部材７２４は、図６および図７に示すように、回動部材７０４と軸３６との間に配置される。第２のスプリング連結部材７２４は、環状の部材によって構成され。第２のスプリング連結部材７２４には、軸３６が挿通する。第２のスプリング連結部材７２４は、第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２に回転可能である。図４に示すように、第２のスプリング連結部材７２４は、第２スプリング連結部７９４と、第２ガイド部７９８を含む。第２スプリング連結部７９４は、第２のセイバースプリング７１６の第１端部７７２に連結される。第２スプリング連結部７９４は、第２のスプリング連結部材７２４の外周部を第２のセイバースプリング７１６側に折れ曲がっている。

第２のスプリング連結部材７２４には、シフト入力部材７３２の第２連結部８６０、中間部材７２０の第１連結部８０８、および軸３６が貫通可能の第２開口８１２が形成されている。第２のスプリング連結部材７２４は、第２係合部７９２をさらに含む。第２係合部７９２は、少なくとも１つの突起を含む。第２係合部７９２は、第２のスプリング連結部材７２４から第２開口８１２に突出する。第２係合部７９２は、たとえば軸線Ｘまわりに等しい間隔を隔てて設けられる２つの突起を含む。第２のスプリング連結部材７２４は、第２のセイバースプリング７１６をガイドする第２ガイド部７９８を含む。第２ガイド部７９８は、第２のスプリング連結部材７２４から第２軸方向Ｘ２に向かって突出する少なくとも１つの突起を含む。第２ガイド部７９８は、たとえば軸線Ｘまわりに等しい間隔をあけて配置される２つの突起を含む。第２ガイド部７９８は、第２のセイバースプリング７１６の軸線Ｘに関しての外周側に設けられている。図５に示すように、変速動作を行っていないときは、軸線Ｘまわりの周方向において、第２のスプリング連結部材７２４の第２係合部７９２と、中間部材７２０の第２連結部８０９とによって、シフト入力部材７３２の第２連結部８６０が挟まれ、互いに接触している。

第２のセイバースプリング７１６は、第１端部７７２および第１端部７７２とは反対側の第２端部７８０を含む。第２のセイバースプリング７１６は、たとえば捩じりコイルバネを含む。第２のセイバースプリング７１６は、第２のスプリング連結部材７２４の第２軸方向Ｘ２に隣接して配置される。第１端部７７２および第２端部７８０は、軸線Ｘに関してそれぞれ径方向外側に折れ曲がっている。第１端部７７２が第２スプリング連結部７９４に連結される。第２端部７８０は、第１のスプリング連結部材７１２に連結される。第２のセイバースプリング７１６は、自由状態よりも伸張された状態で第１のスプリング連結部材７１２および第２スプリング連結部７９４に連結される。図５に示すように、第２のセイバースプリング７１６は、第２のスプリング連結部材７２４を第１方向Ｄ１にバイアスし、第１のスプリング連結部材７１２を第２方向Ｄ２にバイアスする。シフト入力部材７３２が第２方向Ｄ２に回転すると、シフト入力部材７３２が第２のスプリング連結部材７２４に接触して、第２のスプリング連結部材７２４を第２方向Ｄ２に押す。第２のスプリング連結部材７２４が第２方向Ｄ２に回転すると、第２のスプリング連結部材７２４が第２のセイバースプリング７１６を介して、第１のスプリング連結部材７１２を第２方向Ｄ２に引っ張り、第１のスプリング連結部材７１２が第２方向Ｄ２に押されて回転する。

第１のスプリング連結部材７１２は、図６および図７に示すように、回動部材７０４と軸３６との間に配置される。第１のスプリング連結部材７１２は、環状の部材によって構成され。第１のスプリング連結部材７１２には、軸３６が挿通する。第１のスプリング連結部材７１２は、第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２に回転可能である。図４に示すように、第１のスプリング連結部材７１２は、連結部７６５と、第１スプリング連結部８０４と、第３スプリング連結部７６８と、第１ガイド部７６７と、第３ガイド部７６９と、を含む。

第１スプリング連結部８０４は、第１のセイバースプリング７０８の第１端部７６４を連結される。第１スプリング連結部８０４は、第２のセイバースプリング７１６の第２軸方向Ｘ２に隣接して配置される。第１スプリング連結部８０４は、第１のスプリング連結部材７１２の内周部を第１のセイバースプリング７０８側に折り曲げて形成される。第３スプリング連結部７６８は、第２のセイバースプリング７１６の第２端部７５６に連結される。第３スプリング連結部７６８は、第１のスプリング連結部材７１２の外周部を第２のセイバースプリング７１６側に折り曲げて形成される。第１スプリング連結部８０４と第３スプリング連結部７６８とは、軸線Ｘまわりで近接する位置に設けられる。第３ガイド部７６９は、第２のセイバースプリング７１６の内周部をガイドする。第３ガイド部７６９は、第１スプリング連結部８０４から第１軸方向Ｘ１に向かって突出する少なくとも１つの突起を含む。第３ガイド部７６９は、第１のスプリング連結部材７１２の内周部を第１のセイバースプリング７０８側に折り曲げて形成される。連結部７６５は、たとえば軸線Ｘまわりに等しい間隔をあけて配置される２つの凹部を含む。連結部７６５は、第３ガイド部７６９の内周部に形成される。連結部７６５には、中間部材７２０（図３参照）の第３連結部８００が連結可能である。連結部７６５は、第３ガイド部７６９のそれぞれの突起に形成されている。連結部７６５の凹部の軸線Ｘまわりの周方向の幅は、中間部材７２０の第３連結部８００の軸線Ｘまわりの周方向の幅よりもわずかに大きい。図５に示すように、第１のスプリング連結部材７１２は、第１のセイバースプリング７０８および第２のセイバースプリング７１６によって第２方向Ｄ２にバイアスされ、第１のセイバースプリング７０８および第２のセイバースプリング７１６によるセーバー機能が働いていないときには、連結部７６５が、第２方向Ｄ２の上流側から第３連結部８００に接触している。第１ガイド部７６７は、第１のセイバースプリング７０８の内周部をガイドする。

第１のセイバースプリング７０８は、第１のスプリング連結部材７１２およびシフト制御部材２８８にそれぞれ連結され、第１のスプリング連結部材７１２を第２方向Ｄ２、シフト制御部材２８８を第１方向Ｄ１にそれぞれバイアスする。第１のセイバースプリング７０８は、第１端部７６４および第１端部７６４とは反対側の第２端部７５６を含む。第１のセイバースプリング７０８は、たとえば捩じりコイルバネを含む。第１端部７６４および第２端部７５６は、軸線Ｘに関して、それぞれ径方向内側に折れ曲がっている。第１端部７６４は、第１のスプリング連結部材７１２に連結される。第２端部７５６は、シフト制御部材２８８に連結される。第１のセイバースプリング７０８は、自由状態よりも伸張された状態で、第１のスプリング連結部材７１２およびシフト制御部材２８８に装着される。図５に示すように、第１のセイバースプリング７０８は、第２のスプリング連結部材７２４を第２方向Ｄ２に付勢し、シフト制御部材２８８を第１方向Ｄ１に付勢する。

回動部材７０４は、シフト入力部材７３２の回転に伴って、シフトキー部材７００を軸線Ｘまわりに回転させる。回動部材７０４は、シフト入力部材７３２の回転に伴って、シフト制御部材２８８を回転させる。回動部材７０４は、シフトアシスト機構９０から入力される回転力をシフト制御部材２８８に伝達する。回動部材７０４は、軸線Ｘまわりに回動可能に設けられる。図４に示すように、回動部材７０４は、環状の側壁部６８０と、側壁部６８０の外周部から第１方向に延びる略筒状の外周部６８２とを含む。側壁部６８０は、軸３６が挿通する貫通孔６８４を有し、軸３６に回転可能に支持される。側壁部６８０は、さらに貫通孔６８４の径方向外側に形成される連結孔６８６を含む。連結孔６８６には、シフト制御部材２８８が挿入され、シフト制御部材２８８と回動部材７０４とが連結可能になっている。連結孔６８６は、軸線Ｘに関して円弧状に延びている。外周部６８２は、ガイド溝６８８と、連結部６９０とを含む。ガイド溝６８８は、シフトキー部材７００を軸３６の軸線Ｘ方向に案内する。連結部６９０は、アシスト力入力部材７２８の連結部８３７に連結可能に構成される。連結部６９０は、第１軸方向Ｘ１に延びる少なくとも１つの突起を含む。連結部６９０は、たとえば等しい間隔を隔てて配置される２つの突起を含む。シフトアシスト機構９０から回転力がアシスト力入力部材７２８に与えられてないシフトダウン動作のときには、シフト入力部材７３２の第１方向Ｄ１への回転力が、中間部材７２０、第１のスプリング連結部材７１２および第１のセイバースプリング７０８を介してシフト制御部材２８８に与えられ、シフト制御部材２８８は第１方向Ｄ１に回転可能である。このとき回動部材７０４は、シフト制御部材２８８に押されて第１方向Ｄ１に回転し、アシスト力入力部材７２８を第１方向Ｄ１に押して回転させる。シフトアップ動作のときには、シフト入力部材７３２が第２方向Ｄ２に回転して、シフト入力部材７３２が第２のスプリング連結部材７２４を第２方向Ｄ２に押し、第１のスプリング連結部材７１２が中間部材７２０を第２方向Ｄ２に押し、中間部材７２０がアシスト力入力部材７２８を第２方向Ｄ２に押し、アシスト力入力部材７２８が回動部材７０４を第２方向Ｄ２に押し、回動部材７０４がシフト制御部材２８８を第２方向Ｄ２に押して、シフト制御部材２８８を回転させる。

図５に示すように、回動部材７０４の連結部６９０には、アシスト力入力部材７２８の連結部８３７が第１方向Ｄ１の下流側から接触可能である。また、回動部材７０４は、シフト制御部材２８８に第１方向Ｄ１の下流側から接触可能である。回動部材７０４は、回動部材７０４のうち連結孔６８６に挿入される部分に接触可能である。シフトアップのときには、シフト入力部材７３２の第２方向Ｄ２への回転力が、第２のスプリング連結部材７２４、第２のセイバースプリング７１６、第１のスプリング連結部材７１２、中間部材７２０、アシスト力入力部材７２８を介して、シフト制御部材２８８に与えられ、シフト制御部材２８８が第２方向Ｄ２に回転可能である。

クラッチカム１７６は、側壁部１７８と、カム部１７９とを含む。側壁部１７８は、環状に形成され、軸３６が貫通する貫通孔が形成される。側壁部１７８の貫通孔には、シフト制御部材２８８の一部が挿通する。カム部１７９は、側壁部１７８の外周部に設けられ、第１軸方向Ｘ１に延びる。クラッチカム１７６は、第１太陽ギア１６０の第２軸方向Ｘ２に隣接して配置される。カム部１７９は、回動部材７０４の外周側に延びて、回動部材７０４の一部と軸線Ｘに関して径方向に重複して配置される。クラッチカム１７６は、軸３６の第２回り止め溝３８８に、軸線Ｘに関して回転不能に係合する。クラッチカム１７６は、第１太陽ギア１６０の一部として形成することができ、あるいは、図６および図７に示すように、第１太陽ギア１６０とは別部材として形成することもできる。図４に示すように、クラッチカム１７６のカム部１７９は、第１カム面１８０、第２カム面１８２、および第３カム面１８４を含む。カム部１７９は、複数の第１カム面１８０、複数の第２カム面１８２、および複数の第３カム面１８４を含んでいてもよい。ここではカム部１７９は、それぞれ２組の第１カム面１８０、２組の第２カム面１８２、および２組の第３カム面１８４を含んでいる。各第１カム面１８０は、軸線Ｘに関して回転対称となるように配置される。各第２カム面１８２は、軸線Ｘに関して回転対称となるように配置される。各第３カム面１８４は、軸線Ｘに関して回転対称となるように配置される。第１カム面１８０および第３カム面１８４は、軸線Ｘに直交する面によって構成される。第１カム面１８０は、第３カム面１８４よりも第１太陽ギア１６０側に配置される。第２カム面１８２は、第１カム面１８０と第３カム面１８４とを接続する傾斜面によって構成される。

図４に示すように、シフトキー部材７００は、クラッチカム１７６の外径よりも少し大きい内径を含む環状の部材によって構成される。シフトキー部材７００は、カムフォロア７４０を含む。カムフォロア７４０は、シフトキー部材７００の径方向内側に突出する少なくとも突起を含む。カムフォロア７４０は、軸線Ｘまわりに、たとえば等しい間隔をあけて配置される２つの突起を含む。カムフォロア７４０は、クラッチカム１７６のカム部１７９に第１軸方向Ｘ１から接触する。カムフォロア７４０は、カム部１７９よりも軸線Ｘに関して径方向の内側まで延び、回動部材７０４のガイド溝６８８に挿入される。回動部材７０４は、シフトキー部材７００を、軸方向に案内可能に構成される。シフトキー部材７００が、カム部１７９のガイド溝６８８に沿って軸方向に案内されることによって、シフトキー部材７００が軸方向に移動する。シフトキー部材７００は、シフト入力部材７３２の動きに応じて回転する。シフトキー部材７００は、クラッチリング６２３とともに、クラッチスプリング７４７によって、第２軸方向Ｘ２に付勢され、カムフォロア７４０がカム部１７９に接触している。クラッチカム１７６は、回動部材７０４が回転し、シフトキー部材７００が回転すると、シフトキー部材７００およびクラッチリング６２３を、図６に示すクラッチオン位置および図７に示すクラッチオフ位置間で軸方向に移動させるよう構成される。カムフォロア７４０が第１カム面１８０に接触しているとき、クラッチリング６２３はクラッチオン位置に配置され、カムフォロア７４０が第３カム面１８４に接触しているとき、クラッチリング６２３はクラッチオフ位置に配置される。クラッチリング６２３によって、動力伝達機構８２の動力伝達経路が選択され、具体的には、入力体７０の回転力を、動力伝達機構８２の遊星ギアキャリア５５０と第１リングギア５５１とのいずれかに伝達するのかを選択する。

シフト制御部材２８８は、シフト入力部材７３２の動きに応じて回転し、複数の動力伝達経路のいずれかを選択する。シフト制御部材２８８は、軸３６まわりに回動可能に装着される。シフト制御部材２８８は、軸３６まわりの可動範囲は、シフト入力部材７３２の軸３６まわりの可動範囲と等しい。シフト制御部材２８８は、軸方向に延びるベース部材４０８と、ベース部材４０８から軸３２の周方向に延び、軸方向に間隔を隔てて配置される少なくとも１つの制御アームを含む。制御アームは、第１制御アーム２８４、第２制御アーム３１４、および第３制御アーム３４４を含む。ベース部材４０８は、軸３６に形成される制御スリーブ溝に対してスライドする内側面４１０と、内側面４１０に対向する外側面４１２と、を含む。ベース部材４０８は、第１のセイバースプリング７０８の第２端部７５６が連結されるスプリング連結部４１４を含む。スプリング連結部４１４は、第１端部２８０の側面に形成される溝を含む。ベース部材４０８の第１端部２８０は、連結孔６８６を挿通し、スプリング連結部４１４は、回動部材７０４の外周部６８２の内側に配置される。

第１制御アーム２８４、第２制御アーム３１４、および第３制御アーム３４４は、軸３６に形成される第１制御アーム溝４６４、第２制御アーム溝４６８、および第３制御スリーブ溝４７２にそれぞれ配置される。第１制御アーム２８４、第２制御アーム３１４、および第３制御アーム３４４は、軸３６の周方向にスライド可能である。第１制御アーム２８４は、第２ワンウェイクラッチ２０７の爪を制御することによって、第２太陽ギア１６４を第１状態と第２状態のいずれかにする。第１状態は、第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２のいずれかに回転不能な状態である。本実施の形態では、第１状態は、第２方向Ｄ２に回転不能であり、第１方向Ｄ１には回転可能な状態である。第１状態は、第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２のいずれにも回転不能な状態であってもよい。第２制御アーム３１４は、第３ワンウェイクラッチ２２６の爪を制御することによって、第３太陽ギア１６８を第１状態と第２状態のいずれかの状態にする。第３制御アーム３４４は、第４ワンウェイクラッチ３３２の爪を制御することによって、第４太陽ギア１７２を第１状態と第２状態のいずれかの状態にする。本実施形態では、シフト制御部材２８８は、第２太陽ギア１６４、第３太陽ギア１６８および第４太陽ギア１７２のうち少なくともいずれか一つを選択的に第１状態にし、他を第２状態とすることによって、複数の動力伝達経路を選択することができる。

＜シフトアシスト機構＞
トルク制限機構９５０は、シフト機構８４およびシフトアシスト機構９０に過度な負荷が与えられないように、入力体７０からシフト制御部材２８８へ伝達される回転力（トルク）を制限する。これによって、ワンウェイクラッチの爪が太陽ギアから外れず、シフト制御部材２８８が回転できないときに、シフトアシスト機構９０からシフト制御部材２８８に過剰な負荷が与えられてしまうことを回避することができる。

図６、図７および図１０に示すように、トルク制限機構９５０は、筒状部材９６０と、係合ユニット９６４と、を含む。筒状部材９６０は、軸線Ｘに関して、アシスト力入力部材７２８の径方向外側で、かつ入力体７０の径方向内側に配置される。筒状部材９６０は、爪部材８２０に対向する。入力体７０の内周部９５２には、少なくとも１つの凹部９５６が形成されている。入力体７０の内周部９６２には、複数の凹部９５６が周方向に並んで形成されている。筒状部材９６０は、内周部に複数のラチェット歯９７６を含む。筒状部材９６０の外周部には、軸方向に延びる連結スプライン９８４が形成されている。連結スプライン９８４は、１または複数のスプラインを含む。

係合ユニット９６４は、筒状部材９６０の外周部に設けられる。係合ユニット９６４は、サポート部９９２と、係合部材１００２と、付勢部材１００４とを含む。サポート部９９２は、筒状部材９６０に、筒状部材９６０に対して軸線Ｘまわりに回転不能に取り付けられる。サポート部９９２は、軸方向に間隔をあけて配置される一対の環状プレートを含む。係合部材１００２は、少なくとも１つの爪を含み、本実施の形態では４つの爪を含む。付勢部材１００４は、コイルスプリングまたは板バネなどのスプリングを含む。付勢部材１００４は、係合部材１００２の係合先端部１００８を軸線Ｘに関して径方向外側に付勢する。図１０に示すように、サポート部９９２は、連結スプライン１０１２と、第１ピン支持部１０２０と、第２ピン支持部１０２４と、を含む。連結スプライン１０１２は、サポート部９９２の内周部に形成され、軸線Ｘ方向に延びる１または複数のスプラインを含む。連結スプライン１０１２は、筒状部材９６０の外周部に形成される１または複数の連結スプライン９８４に連結スプライン９８４と連結する。筒状部材９６０とサポート部９９２とは一体形成されていてもよい。第１ピン支持部１０２０は、サポート部９９２の環状プレートのそれぞれに形成され、第１ピン１０２２を保持するための孔を有する。第２ピン支持部１０２４は、サポート部９９２の環状プレートのそれぞれに形成され、第２ピン１０２６を保持するための孔を有する。第１ピン１０２２および第２ピン１０２６は、サポート部９９２の環状プレートを連結する。係合部材１００２は、サポート部９９２の環状プレートの間で第１ピン１０２２に回転可能に支持される。付勢部材１００４は、第２ピン１０２６に巻きつくとともに、サポート部９９２または筒状部材９６０に接触する第１端部（図示せず）と、係合部材１００２に接触する第２端部１０３０とを含む。係合部材１００２の係合先端部１００８は、第１ピン１０２２よりも第１方向Ｄ１の上流側に配置されている。係合部材１００２の係合先端部１００８は、入力体７０の内周面に勢部材１００４によって押されて接触している。係合部材１００２の係合先端部１００８は、入力体７０の凹部９５６に嵌まっている。変速していないときは、入力体７０と、筒状部材９６０との相対回転が係合部材１００２によって阻止され、入力体７０と、筒状部材９６０と、一緒に回転可能である。筒状部材９６０が回転していないときに、入力体７０に第１方向Ｄ１に所定の回転力が与えられると、係合部材１００２が入力体７０の凹部９５６から外れて、入力体７０が筒状部材９６０に対して第１方向Ｄ１に相対回転する。

爪制御部材７３６は、環状の部材によって構成される。爪制御部材７３６は、基部７３６Ａと、基部７３６Ａの外周部から軸方向に延びる爪制御突起８５０を含む。爪制御部材７３６は、アシスト力入力部材７２８の第１軸方向Ｘ１に隣接して配置される。爪制御突起８５０は、爪部材８２０に対応する位置に設けられる。爪制御突起８５０は、１または複数の突起を含み、ここでは２つの突起を含む。爪制御突起８５０は、変速していないとき、爪部材８２０を第２位置に押圧する。爪制御部材７３６は、中間部材７２０によって第１方向Ｄ１への移動が規制される。爪制御部材７３６は、中間部材７２０が第１方向Ｄ１に回転すると、爪部材８２０が第２位置から第１位置に移動することによって第１方向Ｄ１に回転する。爪制御部材７３６は、爪部材８２０が第１位置に配置されて中間部材７２０が停止した状態で、アシスト力入力部材７２８が第１方向Ｄ１に回転すると、爪部材８２０を第１位置から第２位置に移動させる。爪部材８２０が第１位置に移動すると、爪部材８２０は、筒状部材９６０（図１０参照）のラチェット歯９７６と係合する。

爪制御部材７３６には、開口８５４が形成されている。基部７３６Ａは、環状に形成されており、開口８５４は、基部７３６Ａに形成されている。爪制御部材７３６の開口８５４には、シフト入力部材７３２が挿通している。爪制御部材７３６は、シフト入力部材７３２に回動可能に支持される。爪制御部材７３６は、爪制御部材７３６の回動範囲を規制する第２係合部８５６を含む。第２係合部８５６は、基部７３６Ａの内周部から径方向内側に向けて突出する。第２係合部８５６には、中間部材７２０の第１連結部８０８が接触する。第１連結部８０８は、爪制御部材７３６に第２方向Ｄ２上流側から接触している。爪制御部材７３６は、第１方向Ｄ１に回転するとき第１方向Ｄ１の上流側からシフト入力部材７３２に接触しないように、シフト入力部材７３２から間隔をあけて配置されている。

図８および図９に示すように、爪制御突起８５０は、爪部材８２０に接触する第１接触部８５２を含む。第１接触部８５２は、爪制御突起８５０の第２方向Ｄ２の下流側の端部に形成される。第１接触部８５２は、爪制御突起８５０の軸線Ｘに関して径方向内側の部分に形成され、軸線Ｘに垂直な断面において外方に凸となるように湾曲している。

爪部材８２０は、第１接触部８５２に接触する第２接触部８２６を有する。爪部材８２０の外周部のうち、先端部８２２と基端部８２４との間で、軸線Ｘに関して径方向の外側の部分には、段差部が形成されている。段差部では、先端部８２２側が基端部８２４側よりも軸線Ｘに関して径方向外側に配置される。第２接触部８２６は、段差部に形成される。第２接触部８２６は、段差部の軸線Ｘに関して径方向外側の部分によって形成され、軸線Ｘに垂直な断面において外方に凸となるように湾曲している。

シフト入力部材７３２が第１方向Ｄ１に回転すると、中間部材７２０も第１方向Ｄ１に回転する。中間部材７２０が第１方向Ｄ１に回転すると、中間部材７２０に回転位置が規制されている爪制御部材７３６が、アシスト力入力部材７２８に対して第１方向Ｄ１に相対回転可能になる。爪制御部材７３６が、アシスト力入力部材７２８に対して第１方向Ｄ１に相対回転可能になると、爪付勢部材８２８によって付勢されている爪部材８２０が爪制御突起８５０に接触した状態で、爪制御突起８５０を第１方向Ｄ１に移動させるとともに、第１位置に揺動して、筒状部材９６０のラチェット歯９７６に噛み合う。この状態で、入力体７０が第１方向Ｄ１に回転すると、アシスト力入力部材７２８に入力体７０から回転力が伝達され、回動部材７０４を介してシフト制御部材２８８を回転させることができる。

シフト入力部材７３２の第１方向Ｄ１への回転が停止すると、中間部材７２０の第１方向Ｄ１への回転も停止する。中間部材７２０の第１方向Ｄ１への回転も停止すると、中間部材７２０によって爪制御部材７３６の回転位置が規制され、爪制御部材７３６がアシスト力入力部材７２８に対して第１方向Ｄ１に相対回転不能になる。この状態でアシスト力入力部材７２８が第１方向Ｄ１に回転すると、爪制御突起８５０が、爪部材８２０を第２位置に向けて押圧する。この結果、爪付勢部材８２８の付勢力に抗して爪部材８２０が第２位置に移動する。アシスト力入力部材７２８が爪制御部材７３６に対して第１方向Ｄ１に相対回転するのは、アシスト力入力部材７２８は、入力体７０からの第１方向Ｄ１の回転力が与えられたとき、または、中間部材７２０、第１のスプリング連結部材７１２、第１のセイバースプリング７０８を介してシフト制御部材２８８を第１方向に回転させ、シフト入力部材７３２が回動部材７０４を介してシフト制御部材２８８によって第１方向Ｄ１に押されたときである。

＜内装変速機の変速動作＞
次に、内装変速機１４の変速動作について説明する。表１に、各速度段における様々な部品の連結を示し、表２に、各速度段における動力伝達経路を示す。ギア比は、一例である。

＜シフト機構およびシフトアシスト機構の動作＞
前述のように、シフトアシスト機構９０は、入力体７０の回転力を利用して、シフト機構８４による動力伝達機構８２における動力伝達経路の切り替えを支援している。図１３から図１５の模式図を参照して、シフト機構８４およびシフトアシスト機構９０の動作を説明する。シフトアシスト機構９０によるシフトアシストは、入力体７０が回転している場合にのみに行われる。シフトアップ動作では、シフトアシスト機構９０によるシフトアシストは行なわれない。

＜シフトアシストが無いときのシフトダウン動作＞
入力体７０が回転しておらず、駆動ユニット９１のみの駆動力で変速するときのシフトダウン動作について説明する。表３に示すギア比が段階的に小さくなるシフトダウン変速の場合、図１３に示すように、駆動ユニット９１の出力軸９９は、伝達部材１０４を第１方向Ｄ１に所定角度回転させる。これによって、伝達部材１０４に接続されるシフト入力部材７３２が第１方向Ｄ１に所定角度回転する。シフト入力部材７３２が第１方向Ｄ１に所定角度回転するとき、シフト入力部材７３２の第２連結部８６０が中間部材７２０の第２連結部８０９を第１方向Ｄ１に押圧し、中間部材７２０が第１方向Ｄ１に所定角度回転する。中間部材７２０が第１方向Ｄ１に所定角度回転するとき、中間部材７２０の第３連結部８００が、第１のスプリング連結部材７１２の連結部７６５を第１方向Ｄ１に押圧し、第１のスプリング連結部材７１２が第１方向Ｄ１に所定角度回転する。第１のスプリング連結部材７１２を所定角度回転するとき、第１のセイバースプリング７０８を介してシフト制御部材２８８が第１方向Ｄ１に引っ張られる。シフト制御部材２８８は、第１方向Ｄ１への回転可能であれば、第１方向に所定角度回転し、かつ回動部材７０４を第１方向Ｄ１に押して、回動部材７０４を第１方向Ｄ１に所定角度回転させる。シフト制御部材２８８を第１方向Ｄ１に回転させることによって、第２太陽ギア１６４、第３太陽ギア１６８、および第４太陽ギア１７２が択一的に第１状態になるか、または、第２太陽ギア１６４から第４太陽ギア１７２の全てが第２状態になる。第５速度段と第４速度段の間では、回動部材７０４の第１方向Ｄ１への回転に応じて、シフトキー部材７００がクラッチリング６２３をクラッチオン位置からクラッチオフ位置に軸方向に移動させる。シフト入力部材７３２が第１方向Ｄ１に回転したときに、シフト制御部材２８８が第１方向Ｄ１に同じ量だけ回転すると、回動部材７０４と爪制御部材７３６との相対回転位置が変わらないので、爪部材８２０は第２位置に保持されたままになり、シフトアシスト機構９０は動作しない。

＜シフトアップ動作＞
表３に示すギア比が段階的に大きくなるシフトアップ変速の場合、図１４に示すように、駆動ユニット９１の出力軸９９は伝達部材１０４を第２方向Ｄ２に所定角度回転させる。これによって、伝達部材１０４に係合するシフト入力部材７３２が第２方向Ｄ２に所定角度回転する。シフト入力部材７３２が第２方向Ｄ２に所定角度回転すると、シフト入力部材７３２の第２連結部８６０が第２のスプリング連結部材７２４の第２係合部７９２を第２方向Ｄ２に押圧し、第２のスプリング連結部材７２４を第２方向Ｄ２に所定角度回転させる。第２のスプリング連結部材７２４が第２方向Ｄ２に所定角度回転すると、第２のセイバースプリング７１６を介して、第１のスプリング連結部材７１２が第２方向Ｄ２に所定角度回転する。第１のスプリング連結部材７１２が、第２方向Ｄ２に所定角度回転すると、第１のスプリング連結部材７１２の連結部７６５が中間部材７２０の第３連結部８００を第２方向Ｄ２に押圧し、中間部材７２０が第２方向Ｄ２に所定角度回転する。中間部材７２０が、第２方向Ｄ２に所定角度回転すると、中間部材７２０の第１連結部８０８が、アシスト力入力部材７２８の第１係合部８１７および爪制御部材７３６の第２係合部８５６を第２方向Ｄ２に押圧し、アシスト力入力部材７２８および爪制御部材７３６を第２方向Ｄ２に所定角度回転させる。アシスト力入力部材７２８が第２方向Ｄ２に所定角度回転すると、アシスト力入力部材７２８の連結部８３７が、回動部材７０４の連結部６９０を第２方向Ｄ２に押圧し、回動部材７０４を第２方向Ｄ２に所定角度回転させる。この結果、シフト制御部材２８８が所定角度第２方向Ｄ２に回転する。これによって、シフト制御部材２８８が、第２太陽ギア１６４、第３太陽ギア１６８、および第４太陽ギア１７２が択一的にオン、または、第２太陽ギア１６４から第４太陽ギア１７２の全てがオフする。また、第５速度段と第４速度段の間で、シフトキー部材７００によって、クラッチリング６２３がクラッチオフ位置からクラッチオン位置に軸方向に移動する。

＜シフトアシストが有るときのシフトダウン動作＞
入力体７０が回転しており、駆動ユニット９１のみの駆動力で変速できないときのシフトダウン動作について説明する。シフト入力部材７３２が第１方向Ｄ１に所定角度回転したときに、シフト制御部材２８８が第１方向Ｄ１に同じ量だけ回転しない場合、中間部材７２０はシフト入力部材７３２と共に第１方向Ｄ１に所定角度回転するので、中間部材７２０が爪制御部材７３６に接触する位置も第１方向Ｄ１に移動し、爪制御部材７３６は、爪部材８２０に押されて回動部材７０４に対して第１方向Ｄ１に相対回転する。入力体７０に与えられる回転力が大きい場合、第１〜第３ワンウェイククラッチに含まれる爪のいずれかが、対応する第２〜第３の太陽ギアに引っかかってしまい、駆動ユニット９１のみの駆動力のみでは、シフト制御部材２８８が第１方向Ｄ１に回転しない場合がある。このような場合に、回動部材７０４に対して爪制御部材７３６が第１方向Ｄ１に相対回転する。アシスト力入力部材７２８に対して爪制御部材７３６が第１方向Ｄ１に相対回転すると、爪部材８２０が第１位置に移動して筒状部材９６０のラチェット歯９７６に係合する。入力体７０が回転しているときには、トルク制限機構９５０を介して入力体７０の第１方向Ｄ１の回転が爪部材８２０を介して、アシスト力入力部材７２８に伝達される。アシスト力入力部材７２８が第１方向Ｄ１に回転すると、回動部材７０４を介してシフト制御部材２８８が第１方向Ｄ１に押されて回転する。シフト入力部材７３２の第１方向Ｄ１に所定角度回転して停止すると、中間部材７２０の第１方向Ｄ１への回転も停止し、中間部材７２０によって爪制御部材７３６の第１方向Ｄ１への移動が規制される。爪制御部材７３６の第１方向Ｄ１への移動が規制されている状態で、アシスト力入力部材７２８が回動部材７０４を介してシフト制御部材２８８を第１方向Ｄ１に所定角度回転させることによってシフトダウン動作が完了する。アシスト力入力部材７２８が第１方向Ｄ１に所定角度回転するとき、アシスト力入力部材７２８は、爪制御部材７３６に対して第１方向Ｄ１に相対回転する。アシスト力入力部材７２８が爪制御部材７３６に対して第１方向Ｄ１に相対回転すると、爪部材８２０は、爪制御部材７３６に押されて第１位置から第２位置に戻る。トルク制限機構９５０によって、入力体７０からシフト制御部材２８８へ伝達される回転力が制限される場合を除いて上記のように動作する。爪制御部材７３６は、第１方向Ｄ１に回転するとき第１方向Ｄ１の上流側からシフト入力部材７３２に接触しないので、爪制御部材７３６からシフト入力部材７３２には回転力が伝達されない。

＜他の実施形態＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態および変形例は必要に応じて任意に組合せ可能である。

（ａ）上記実施形態では、内装変速機１４の動力伝達機構８２として８個の動力伝達経路を含むものを開示したが、動力伝達経路は複数（たとえば、２個から１２個）であればどのような数でもよい。

（ｂ）上記実施形態では、電気配線で接続された変速操作部の操作に応じて、制御部９７を制御するが、無線によって制御部を変速操作部に接続してもよい。たとえば、制御部を小電力無線通信規格によって変速操作部と接続してもよい。また自転車の車速を検出する車速センサ、クランク回転速度を検出するケイデンスセンサおよびクランクに与えられる人力駆動力を検出するセンサなどの検出結果に基づいて、制御部９７は電動アクチュエータを制御して自動で変速してもよい。

（ｃ）上記実施形態では、自転車用変速機として内装変速ハブを開示したが本発明はこれに限定されない。クランク軸の回転を変速してフロントスプロケットに伝達する変速機にも本発明を適用できる。

（ｄ）上記実施形態において、相互に接触可能な突起が形成されている部材および突起が形成されている部材について、突起が形成されている部材に突起に代えて凹部を形成し、突起が形成されている部材に凹部に代えて突起を形成して、突部と凹部とを接触可能に構成してもよい。

（ｅ）上記実施形態では、シフト入力部材７３２が第１方向Ｄ１に回転することによって、シフトダウンするように動力伝達経路を変更しているが、シフト入力部材７３２が第１方向Ｄ１に回転することによって、シフトアップするように動力伝達経路を変更する構成としてもよい。
（ｆ）上記実施形態では、モータ９３によってシフト入力部材７３２を回転させたが、変速操作部とシフト機構とを、シフトアップケーブルおよびシフトダウンケーブルの２本のケーブルによって連結してもよい。たとえば、シフトダウンケーブルによって、シフト入力部材を第１方向Ｄ１に回転させ、シフトアップケーブルによって、シフト入力部材を第２方向Ｄ２に回転させてもよい。
（ｇ）上記実施形態において、トルク制限機構９５０を多板クラッチ機構によって構成してもよい。
（ｈ）上記実施形態において、伝達部材１０４を省略して、駆動ユニット９１の回転力がシフト入力部材７３２に直接与えられる構成としてもよい。

１４：内装変速機，３６：軸，７０：入力体：出力体，８２：動力伝達機構，８４：シフト機構，９０：シフトアシスト機構，９３：モータ，９５０：トルク制限機構，２８８：シフト制御部材，７０８：第１のセイバースプリング，７１２：第１のスプリング連結部材，７１６：第２のセイバースプリング，７２０：中間部材，７２４：第２のスプリング連結部材，７２８：アシスト力入力部材，７３２：シフト入力部材，７３６：爪制御部材，８２０：爪部材，８２８：爪付勢部材

本発明は、自転車用変速機、特に、自転車に装着される内装変速機に関する。

モータの駆動によってシフト機構が動作する内装変速機が開発されている（たとえば、特許文献１参照）。このような内装変速機としては、たとえばシマノ社製ＳＧ−５０５があり、人力駆動力によってシフト機構の変速動作をアシストするシフトアシスト機構が搭載されている。

米国特許公開２０１３/０１４５８８５号明細書

シフトアシスト機構を有する変速機において、シフトアシスト機構から入力される人力駆動力を効率的にシフト機構に伝達することが望まれている。

本発明に係る自転車用変速機は、軸と、入力体と、出力体と、動力伝達機構と、シフト機構と、シフトアシスト機構と、を含む。入力体は、軸に回転可能に支持され、人力による回転力が入力される。出力体は、軸に回転可能に支持される。動力伝達機構は、入力体の回転力を複数の動力伝達経路のいずれかを介して出力体に伝達し、入力体の回転速度に対する出力体の回転速度を変更可能である。シフト機構は、シフト入力部材、シフト制御部材、第１のセイバースプリング、および第２のセイバースプリングを含む。シフト入力部材は、軸のまわりの複数の回転位置に位置決め可能である。シフト制御部材は、シフト入力部材の動きに応じて回転し、複数の動力伝達経路のいずれかを選択する。シフト機構において、シフト入力部材が軸まわりの第１方向に回転するとき、第１のセイバースプリングを介してシフト制御部材に第１方向の回転力が与えられる。シフト機構において、シフト入力部材が第１方向とは反対の第２方向に回転するとき、第２のセイバースプリングを介してシフト制御部材に第２方向の回転力が与えられる。シフトアシスト機構は、シフト入力部材が第１方向に回転するとき、第２のセイバースプリングとシフト制御部材との間のシフト力伝達経路に、入力体の前記第１方向への回転力を伝達可能である。

シフトアシスト機構からの回転力は、第１のセイバースプリングおよび第２のセイバースプリングを介さずにシフト制御部材に与えられる。シフトアシスト機構とシフト入力部材とは、第２のセイバースプリングを介して接続されているので、シフトアシスト機構からの回転力がシフト入力部に分散されてしまうことを抑制することができる。従って、人力駆動力をシフト機構に効率よく伝達できる。またシフト入力部材が第１の方向に回転するとき、第１のセイバースプリングを介してシフト制御部材に回転力が与えられ、シフト入力部材が第２の方向に回転するとき、第２のセイバースプリングを介してシフト制御部材に回転力が与えられるので、変速機に与えられる駆動トルクが大きいために、シフト制御部材が回転しない場合であっても、シフト入力部材からシフト制御部材までの伝達経路に過剰な負荷が与えられてしまうことを抑制することができる。

シフト機構は、シフト入力部材を回転可能な電動アクチュエータを含んでもよい。この構成によれば、シフト動作を電気的に制御できる。シフト入力部材に電動アクチュエータが接続されている場合でも、シフトアシスト機構からの回転力がシフト入力部材に与えられることが抑制されるので、シフトアシスト機構が動作することによって電動アクチュエータに与えられる負荷を低減することができる。

電動アクチュエータは、モータであってもよい。この構成によれば、モータの回転力によってシフト機構を動作させることができる。

シフト機構は、モータの回転を減速してシフト入力部材に伝達する減速機をさらに含んでいてもよい。この構成によれば、モータの小型化を図れる。

モータは、軸に着脱可能に構成されてもよい。この構成によれば、モータのメンテナンスが容易である。

シフト機構は、電動アクチュエータを制御して、シフト入力部材を複数の回転位置のいずれかに位置決めする制御部をさらに含んでいてもよい。この構成によれば、電気的にシフト入力部材を位置決めできる。

シフト機構は、モータを収容するハウジングをさらに含んでいてもよい。制御部は、ハウジングに設けられてもよい。この構成によれば、モータおよび制御部を塵および水などから保護しやすい。

シフト機構は、中間部材と、第１のスプリング連結部材と、第２のスプリング連結部材と、をさらに含んでいてもよい。中間部材は、シフト入力部材とシフト制御部材の間に配置され、シフト入力部材が第１方向の上流側から接触可能に構成される。第１のスプリング連結部材は、中間部材が第１方向の上流側から接触可能に構成される。第２のスプリング連結部材は、シフト入力部材に第１方向の上流側から接触可能に構成される。第１のセイバースプリングは、第１のスプリング連結部材およびシフト制御部材にそれぞれ連結され、第１のスプリング連結部材を第２方向、シフト制御部材を第１方向にそれぞれバイアスする。第２のセイバースプリングは、第１のスプリング連結部材および第２のスプリング連結部材に連結され、第１のスプリング連結部材を第２方向、第２のスプリング連結部材を第１方向にそれぞれバイアスする。

シフト入力部材が第１方向に回転するとき、シフト入力部材が中間部材を第１方向に押し、中間部材が第１のスプリング連結部材を第１方向に押してもよい。この構成によれば、シフト入力部材が第１方向に回転すると、シフト入力部材が中間部材を第１方向に押して第１方向に回転させる。中間部材が第１方向に回転すると、中間部材が第１のスプリング連結部材を押し、第１のスプリング連結部材が第１方向に回転し、第１のセイバースプリングがシフト制御部材を第１方向に回転させる。

シフト機構は、アシスト力入力部材と、回動部材と、をさらに含んでいてもよい。アシスト力入力部材は、中間部材が第１方向の下流側から接触可能であり、シフトアシスト機構からの回転力を入力可能である。回動部材は、軸のまわりに回動可能に設けられ、アシスト力入力部材が第１方向の下流側から接触可能であり、かつシフト制御部材に第１方向の下流側から接触可能である。

シフト入力部材が第２方向に回転するとき、シフト入力部材が第２のスプリング連結部材を第２方向に押し、第１のスプリング連結部材が中間部材を第２方向に押し、中間部材がアシスト力入力部材を第２方向に押し、回動部材がシフト制御部材を第２方向に押すように、シフト機構は構成されてもよい。

シフトアシスト機構は、筒状部材と、少なくとも一つの爪部材と、少なくとも一つの付勢部材と、爪制御部材と、を含んでいてもよい。筒状部材は、入力体と連動可能であり、内周面に周方向に間隔を隔てて配置されるラチェット歯を含んでいる。少なくとも一つの爪部材は、ラチェット歯に係合可能な第１位置と、ラチェット歯から離反する第２位置とに移動可能に、アシスト力入力部材に設けられる。少なくとも一つの付勢部材は、アシスト力入力部材に設けられ、爪部材を係合位置に向けて付勢する。爪制御部材は、中間部材によって第１方向への移動が規制され、中間部材が第１方向に回転すると、爪部材が第２位置から第１位置に移動することによって第１方向に回転し、かつ爪部材が第１位置に配置されて中間部材が停止した状態で、アシスト力入力部材が第１方向に回転すると、爪部材を第１位置から第２位置に移動させる。

この構成によれば、シフト入力部材が第１方向に回転すると、中間部材も第１方向に回転し、爪制御部材の中間部材による規制位置も第１方向に移動するので、爪付勢部材が爪部材を介して爪制御部材を第１方向に回転させることができ、爪部材が第２位置から第１位置に移動する。爪部材が筒状部材のラチェット歯に係合することによって、入力体の第１方向の回転を、アシスト力入力部材に入力することができる。シフト入力部材の第１方向への回転を停止すると、中間部材の第１方向への回転が停止して、中間部材の規制位置の移動も停止する。この状態でアシスト力入力部材が第１方向に回転すると、爪部材が爪制御部材に接触して、爪部材が第１位置から第２位置に移動する。シフト制御部材を第１方向に回転させる変速の時に、爪部材が自動的に第２位置から第１位置に移動し、変速しないときには、爪部材を第２位置に保持しておくことができる。

爪制御部材は、第１方向に回転するとき第１方向の上流側からシフト入力部材に接触しないように、シフト入力部材から間隔をあけて配置されていてもよい。この構成によれば、人力駆動力によってアシスト力入力部材が第１方向に回転したときに、爪制御部材を介して、シフト入力部材に人力駆動力が直接与えられてしまうことがない。

爪部材は、軸に平行な軸線まわりに揺動可能にアシスト力入力部材に設けられてもよい。この構成によれば、アシスト力入力部材の回転する軸線と爪部材が搖動する軸線とが平行に配置されるので、爪部材がスムーズに揺動する。

シフトアシスト機構からの回転力がアシスト力入力部材に入力されると、アシスト力入力部材が回動部材を第１方向に押し、回動部材がシフト制御部材を第１方向に押してもよい。この構成によれば、人力駆動力によってアシスト力入力部材に与えられる回転力を、シフト制御部材にそのまま伝達することができる。

シフトアシスト機構は、入力体と筒状部材の間に設けられ、筒状部材に伝達されるトルクを制限するトルク制限機構をさらに含んでいてもよい。この構成によれば、アシスト力入力部材に入力される人力駆動力を制限することができるので、シフト機構に過度の負荷が与えられることを抑制することができる。

動力伝達機構は、シフト入力部材が第１方向に回転することによって、入力体の回転速度に対する出力体の回転速度が小さくなるように動力伝達経路を変更してもよい。この構成によれば、入力体に人力駆動力が与えられている状態で変速することが多いシフトダウン変速において、シフト機構の変速をシフトアシスト機構によってアシストすることができる。

軸は、ハブ軸であり、出力部は、ハブシェルであってもよい。この構成によれば、自転車用内装変速ハブにおいて、人力駆動力をシフト機構に効率よく伝達できる。

本発明によれば、シフトアシスト機構を含む自転車用変速機において、人力駆動力をシフト機構に効率よく伝達でき、変速性能を向上させることができる。

本発明の一実施形態による内装変速機の半截断面図。 シフト機構およびシフトアシスト機構の分解斜視図。 シフト機構の一部およびシフトアシスト機構の拡大分解斜視図。 シフト機構の一部の拡大分解斜視図。 シフト機構およびシフトアシスト機構の動作を説明するための模式図。 クラッチリングがクラッチオン状態の場合の図１の仮想線で囲った領域Ｄの断面拡大図。 クラッチリングがクラッチオフ状態の場合の図６に相当する図。 爪制御部材が爪部材を第２位置に押圧した状態を示す側面図。 爪付勢部材が爪部材を第１位置に向けて付勢した状態を示す側面図。 図６の切断線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩから見た動作不能状態にあるシフトアシスト機構の断面図。 図６の切断線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩから見た動作状態にあるシフトアシスト機構の断面図。 図６の切断線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩから見たシフトアシスト機構の断面図。 シフト機構のシフトダウン動作を説明する模式図。 シフト機構のシフトアップ動作を説明する模式図。 シフトアシスト機構によってアシストが行われるときのシフトダウン動作を説明する模式図。

図１において、本発明の一実施形態による自転車用変速機である内装変速機１４は、軸３６、入力体７０、出力体７４、動力伝達機構８２、シフト機構８４、およびシフトアシスト機構９０、を含む。本実施形態では、内装変速機１４は、自転車の後輪に設けられる内装変速ハブを含む。したがって、軸３６は、ハブ軸であり、入力体７０は駆動体であり、出力体７４はハブシェルである。内装変速機１４は、モータ９３によって変速する。

なお、以降の説明において、“前”、“後”、“左”、“右”、“上”および下”、ならびにこれらと同義の用語は、自転車を水平な平面に設置し、自転車の使用者がハンドルバーに向かってサドル（いずれも図示せず）に座った状態からみた“前”、“後”、“左”、“右”、“上”および“下”を意味する。

＜軸＞
軸３６は、図２に示すように、軸線Ｘを有する。軸３６の軸線Ｘの延びる方向の中央部には、動力伝達機構８２の複数の動力伝達経路を切り換えるための構造が設けられる。軸３６の軸線Ｘの延びる方向を、軸方向と記載する。軸方向の一方を、第１軸方向Ｘ１と記載し、軸方向の他方を、第２軸方向Ｘ２と記載する。具体的には、軸３６は、軸方向に延びる図示しない制御スリーブ溝と、制御スリーブ溝から周方向に延びる第１制御アーム溝４６４、第２制御アーム溝４６８、および第３制御スリーブ溝４７２を中間部に含む。第１制御アーム溝４６４、第２制御アーム溝４６８、および第３制御スリーブ溝４７２は、軸方向に間隔を隔てて配置される。軸３６は、軸方向において中央部の第１端部の外周面に軸方向に延びる第１回り止め溝３８０および第２回り止め溝３８８を含む。軸３６の軸方向の両端部には、外周部にそれぞれ雄ネジが形成されている。

＜入力体＞
入力体７０は、筒状の部材であり、軸３６に回転可能に支持される。入力体７０には、人力による回転力が入力される。入力体７０には、リアスプロケット５４が着脱可能に設けられる。リアスプロケット５４は、入力体７０の外周部に設けられるスプラインに係合して、入力体７０と一体的に回転可能に、入力体７０に連結される。リアスプロケット５４は、たとえばスナップリングまたはロックナットによって、入力体７０に着脱可能に固定される。入力体７０は、玉軸受９８を介して軸３６に回転可能に支持されている。入力体７０の内周部は、玉軸受９８の軸受キャップを構成する。玉軸受９８の軸受コーン１０２は、シフト機構８４に含まれる伝達部材１０４と、モータ取付部材１０８と、座金１１２と、ロックナット１１４と、によって定位置に保持される。軸受コーン１０２は、軸３６の第１回り止め溝３８０に係合する。伝達部材１０４は、モータ９３によって複数段階（例えば、３段階から１２段階、本実施形態では８段階）に位置決めされる。入力体７０は、玉軸受１２８によって出力体７４の軸方向の第１端部を回転可能に支持する。入力体７０の玉軸受１２８よりも軸方向の第２端部寄りには、入力体７０の進行方向の回転のみ動力伝達機構８２に伝達する第１ワンウェイクラッチ５８６が設けられる。第１ワンウェイクラッチ５８６は、爪式のクラッチでもよく、ローラ式のクラッチでもよい。

＜出力体＞
出力体７４は、筒状の部材によって構成される。出力体７４は、軸方向の第２端部が軸３６に、回転可能に支持される。出力体７４は、玉軸受１３６を介して軸３６に支持される。出力体７４の軸方向の第１端部は、前述したように入力体７０に、玉軸受１２８によって回転可能に支持される。出力体７４は、外周部の軸方向の両端部に設けられる一対のスポークフランジ７８を含む。出力体７４には、玉軸受１２８を覆うカバー部材７４１が取り付けられている。カバー部材７４１と入力体７０との間には、シール部材が設けられている。

＜動力伝達機構＞
図１に示すように、動力伝達機構８２は、入力体７０と出力体７４との間に配置される。動力伝達機構８２は、入力体７０の回転力を複数の動力伝達経路のいずれかを介して出力体７４に伝達し、入力体７０の回転速度に対する出力体７４の回転速度を変更可能である。本実施形態では、動力伝達機構８２は、後述するシフト入力部材７３２が第１方向Ｄ１に回転することによって、ギア比が段階的に小さくなるように動力伝達経路を変更する。ギア比が段階的に小さくなるように動力伝達経路を変更する場合、シフトダウンという。ギア比が段階的に大きくなるように動力伝達経路を変更する場合、シフトアップという。第１方向Ｄ１は、入力体７０が前転する方向である。動力伝達機構８２は、シフト入力部材７３２が第１方向Ｄ１と反対の第２方向Ｄ２に回転することによって、入力体７０の回転速度に対する出力体７４の回転速度が大きくなるように動力伝達経路を変更する。入力体７０の回転速度に対する出力体７４の回転速度が大きくなるように動力伝達経路を変更する場合、シフトアップという。

動力伝達機構８２は、本実施形態では８個の動力伝達経路のいずれか一つを選択する。動力伝達機構８２は、複数の遊星歯車機構を含む。動力伝達機構８２は、第１太陽ギア１６０と、第２太陽ギア１６４と、第３太陽ギア１６８と、第４太陽ギア１７２と、第２ワンウェイクラッチ２０７と、第３ワンウェイクラッチ２２６と、第４ワンウェイクラッチ３３２と、クラッチリング６２３と、を含む。第２ワンウェイクラッチ２０７、第３ワンウェイクラッチ２２６および第４ワンウェイクラッチ３３２は、それぞれ爪式のクラッチである。

第１太陽ギア１６０は、軸３６の第２回り止め溝３８８に回転不能に係合する。第２太陽ギア１６４は、第１太陽ギア１６０に隣接して配置され、軸３６に回転可能に支持される。第２ワンウェイクラッチ２０７は、第２太陽ギア１６４と軸３６の間に設けられる。第２ワンウェイクラッチ２０７は、第２スプリング２７２によってオン状態に付勢される。第２ワンウェイクラッチ２０７は、シフト機構８４によってオン状態とオフ状態とに制御される。オン状態は、軸３６に対して第２太陽ギア１６４が第２方向に回転不能な状態であり、オフ状態は、軸３６に対して第２太陽ギア１６４が回転可能な状態である。第２太陽ギア１６４の内周面には、第２ワンウェイクラッチ２０７の爪が係合可能な係合部が形成されている。第２ワンウェイクラッチ２０７の爪は、第２ワンウェイクラッチ２０７がオン状態のとき、第２太陽ギア１６４の係合部に接触し、第２ワンウェイクラッチ２０７がオフ状態のとき、第２太陽ギア１６４の係合部から離反する。 第３太陽ギア１６８は、第２太陽ギア１６４に隣接して配置され、軸３６に回転可能に支持される。第３ワンウェイクラッチ２２６は、第３太陽ギア１６８と軸３６の間に設けられる。第３ワンウェイクラッチ２２６は、第３スプリング３００によってオン状態に付勢される。第３ワンウェイクラッチ２２６は、シフト機構８４によってオン状態とオフ状態とに制御される。オン状態は、軸３６に対して第３太陽ギア１６８が第２方向に回転不能な状態であり、オフ状態は、軸３６に対して第３太陽ギア１６８が回転可能な状態である。第３太陽ギア１６８の内周面には、第３ワンウェイクラッチ２２６がオン状態のとき、第３ワンウェイクラッチ２２６の爪が係合可能な係合部が形成されている。第３ワンウェイクラッチ２２６の爪は、第３ワンウェイクラッチ２２６がオン状態のとき、第３太陽ギア１６８の係合部に接触し、第３ワンウェイクラッチ２２６がオフ状態のとき、第３太陽ギア１６８の係合部から離反する。

第４太陽ギア１７２は、第３太陽ギア１６８に隣接して配置され、軸３６に回転可能に支持される。第４ワンウェイクラッチ３３２は、第４太陽ギア１７２と軸３６の間に設けられる。第４ワンウェイクラッチ３３２は、第４スプリング３０２によってオン状態に付勢される。第４ワンウェイクラッチ３３２は、シフト機構８４によってオン状態とオフ状態とに制御される。オン状態は、軸３６に対して第４太陽ギア１７２が第２方向に回転不能な状態であり、オフ状態は、軸３６に対して第４太陽ギア１７２が回転可能な状態である。第４太陽ギア１７２の内周面には、第４ワンウェイクラッチ３３２がオン状態のとき、第４ワンウェイクラッチ３３２の爪が係合可能な係合部が形成されている。第４ワンウェイクラッチ３３２の爪は、第４ワンウェイクラッチ３３２がオン状態のとき、第４太陽ギア１７２の係合部に接触し、第４ワンウェイクラッチ３３２がオフ状態のとき、第４太陽ギア１７２の係合部から離反する。

図１に示すように、動力伝達機構８２は、遊星ギアキャリア５５０、第１リングギア５５１、および第２リングギア５５３をさらに含む。遊星ギアキャリア５５０、第１リングギア５５１、および第２リングギア５５３は、いずれも軸３６の軸線Ｘ回りに回転可能に設置される。

遊星ギアキャリア５５０は、軸３６に回転可能に設けられる。遊星ギアキャリア５５０は、第１遊星ギア５７９および第２遊星ギア６０８を回転可能に支持する。第１遊星ギア５７９および第２遊星ギア６０８は、それぞれ少なくとも１つ設けられる。第１遊星ギア５７９および第２遊星ギア６０８が複数設けられる場合、第１遊星ギア５７９および第２遊星ギア６０８は、軸線Ｘの周方向に等しい間隔をあけて配置される。遊星ギアキャリア５５０は、軸３６に直接支持されてもよく、第１遊星ギア５７９および第２遊星ギア６０８を介して軸３６に支持されてもよい。遊星ギアキャリア５５０と、出力体７４との間には、第５ワンウェイクラッチ９０８が設けられている。第５ワンウェイクラッチ９０８は、自転車の進行方向の回転を、遊星ギアキャリア５５０から出力体７４に伝達する。

遊星ギアキャリア５５０の軸方向の第１端部には、少なくとも１つの第１スプライン６２１が内周部に配置され、クラッチリング６２３に形成される少なくとも１つの第２スプライン６２２と係合可能に構成されている。

クラッチリング６２３は、円環状の部材によって構成される。クラッチリング６２３は、後述するシフトキー部材７００に対して回転可能、かつシフトキー部材７００とともに軸方向に移動可能に、シフトキー部材７００に支持される。クラッチリング６２３の内周部は、シフトキー部材７００の外周面と、軸方向の第１側面とに接触する。クラッチリング６２３は、入力体７０と遊星ギアキャリア５５０との間で回転を伝達および遮断する。クラッチリング６２３は、図６に示す遊星ギアキャリア５５０に係合するクラッチオン位置と、遊星ギアキャリア５５０から離反した、図７に示すクラッチオフ位置とに移動可能である。クラッチリング６２３は、クラッチスプリング７４７によってクラッチオン位置に向けて付勢される。クラッチリング６２３は、シフト機構８４のシフトキー部材７００によってクラッチスプリング７４７の付勢力に抗して押圧され、クラッチオフ位置に向けて移動可能である。

それぞれの第１遊星ギア５７９は、第１太陽ギア１６０と係合する小径ギア部５８０と、第１リングギア５５１と係合する大径ギア部５８４とを含む。同様に、それぞれの第２遊星ギア６０８は、第４太陽ギア１７２と噛み合う大径ギア部６１２と、第３太陽ギア１６８と噛み合う中径ギア部６１６と、第２太陽ギア１６４および第２リングギア５５３と噛み合う小径ギア部６２０とを含む。

第１リングギア５５１は、内周ギア部５８５を含む。第１リングギア５５１には、第１ワンウェイクラッチ５８６を介して、入力体７０の第１方向Ｄ１の回転が伝達される。第２リングギア５５３の進行方向の回転は、第６ワンウェイクラッチ６２８を介して、出力体７４に伝達可能である。遊星ギアキャリア５５０の第１方向Ｄ１の回転速度が、第２リングギア５５３の第１方向Ｄ１の回転速度よりも遅いときには、第２リングギア５５３の回転が、出力体７４に伝達される。第６ワンウェイクラッチ６２８は、ローラクラッチを含んでいてもよく、爪式のクラッチを含んでいてもよい。

＜シフト機構およびシフトアシスト機構＞
図１および図２において、シフト機構８４は、軸３６の外周部に設けられる。シフト機構８４は、モータ９３を含む駆動ユニット９１（図１参照）と、シフト入力部材７３２と、アシスト力入力部材７２８と、第１のセイバースプリング７０８と、第１のスプリング連結部材７１２と、中間部材７２０と、を含む。また、シフト機構８４は、第２のセイバースプリング７１６と、第２のスプリング連結部材７２４と、回動部材７０４と、シフトキー部材７００と、クラッチカム１７６と、シフト制御部材２８８と、をさらに含む。シフト機構８４は、モータ取付部材１０８と、伝達部材１０４とをさらに含む。シフト機構８４では、シフト入力部材７３２が軸３６まわりの第１方向Ｄ１に回転するとき、第１のセイバースプリング７０８を介してシフト制御部材２８８に第１方向Ｄ１の回転力が与えられる。また、シフト入力部材７３２が第１方向Ｄ１とは反対の第２方向Ｄ２に回転するとき、第２のセイバースプリング７１６を介してシフト制御部材２８８に第２方向Ｄ２の回転力が与えられる。

シフトアシスト機構９０は、シフト入力部材７３２が第１方向Ｄ１に回転するとき、第２のセイバースプリング７１６とシフト制御部材２８８との間のシフト力伝達経路に、入力体７０の第１方向Ｄ１への回転力を伝達可能である。シフトアシスト機構９０は、図２に示す、少なくとも一つの爪部材８２０、少なくとも一つの爪付勢部材８２８、および爪制御部材７３６と、を含む。シフトアシスト機構９０は、図６および図７に示す、トルク制限機構９５０および筒状部材９６０をさらに含む。

＜シフト機構＞
図１に示すように、シフト機構８４において、駆動ユニット９１は、モータ取付部材１０８に着脱可能に取り付けられる。駆動ユニット９１は、図１に示すように、モータ取付部材１０８によって軸方向に位置決めされ、モータ取付部材１０８とナット１１５によって挟まれて軸３６に回転不能に取り付けられる。モータ取付部材１０８は、軸３６の第１回り止め溝３８０に係合する。駆動ユニット９１は、ハウジング９２およびモータ９３を含む。駆動ユニット９１は、減速機９５をさらに含むのが好ましい。駆動ユニット９１は、制御部９７をさらに含むのが好ましい。モータ９３は電動アクチュエータの一例である。ハウジング９２は、モータ９３、減速機９５、および制御部９７を収容する。減速機９５は、モータ９３の回転を減速してシフト入力部材７３２に伝達する。制御部９７は、モータ９３を制御してシフト入力部材７３２を複数の回転位置のいずれかに位置決めする。制御部９７は、図示しない電気配線によって、自転車に設けられる変速操作部に電気的に接続される。駆動ユニット９１は、第１方向Ｄ１、および第１方向Ｄ１とは反対の第２方向Ｄ２に、シフト入力部材７３２を回転可能である。第１方向Ｄ１は、車輪が前転する方向である。

シフト機構８４は、さらに伝達部材１０４を含む。伝達部材１０４は、シフト入力部材７３２と一体で軸線Ｘまわりに回転する。伝達部材１０４は、減速機９５の出力軸９９に係合し、出力軸９９とともに軸３６に対して回転可能である。図３に示すように、伝達部材１０４は、環状の部材であり、内周部にシフト入力部材７３２に回転不能に接続される連結部８８０を含む。連結部８８０は、たとえば複数の凹部によって構成され、伝達部材１０４の周方向に、等しい間隔を隔てて配置される２つの凹部によって構成される。また、伝達部材１０４は、外周部に減速機９５の出力軸９９に回動不能に接続される第２連結部８８２を含む。第２連結部８８２は、たとえば複数の凹部によって構成され、伝達部材１０４の周方向に、たとえば等しい間隔を隔てて配置される２つの凹部によって構成される。第２連結部８８２は、連結部８８０の径方向外側に配置されるのが好ましい。

シフト入力部材７３２は、筒状の部材によって構成される。シフト入力部材７３２は、軸３６と同軸に設けられ、外周面に回動自在に支持される。シフト入力部材７３２は、軸３６のまわりの複数の回転位置に位置決め可能である。シフト入力部材７３２は、伝達部材１０４に向かって軸方向に沿って延びる第１連結部８６８と、中間部材７２０に向かって軸方向に沿って延びる第２連結部８６０と、を含む。第１連結部８６８は、少なくとも１つの突起を含む。第１連結部８６８は、軸線Ｘまわりに、たとえば等しい間隔を隔てて配置される２つの突起を含む。第２連結部８６０は、１または複数の突起を含む。第２連結部８６０は、軸線Ｘまわりに、たとえば等しい間隔を隔てて配置される２つの突起を含む。第１連結部８６８は、軸受コーン１０２の内周を通過して伝達部材１０４の連結部８８０に係合する。これによって、シフト入力部材７３２は、出力軸９９に連動して第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２に回動する。シフト入力部材７３２は、軸受コーン１０２によって回動範囲が規制される。図５に示すように、シフト入力部材７３２の第２連結部８６０は、後述する爪制御部材７３６およびアシスト力入力部材７２８の内周を通過して中間部材７２０および第２のスプリング連結部材７２４に接触可能になっている。シフト入力部材７３２が第１方向Ｄ１に回転するとき、シフト入力部材７３２が中間部材７２０を第１方向Ｄ１に押し、中間部材７２０が第１のスプリング連結部材７１２を第１方向Ｄ１に押す。

アシスト力入力部材７２８は、環状の部材によって構成される。アシスト力入力部材７２８は、中間部材７２０が第１方向Ｄ１の下流側から接触可能であり、シフトアシスト機構９０からの回転力を入力可能である。アシスト力入力部材７２８は、シフト入力部材７３２に回動可能に支持される。アシスト力入力部材７２８は、略円形の開口８１６が形成されている。アシスト力入力部材７２８の開口８１６に、シフト入力部材７３２が挿通する。アシスト力入力部材７２８は、開口８１６側に設けられる第１係合部８１７を含む。第１係合部８１７は、たとえば開口８１６に突出する少なくとも１つの突起を含む。第１係合部８１７は、たとえば軸線Ｘまわりにたとえば等しい間隔を隔てて配置される２つの突起を含む。第１係合部８１７には、中間部材７２０の後述する第１連結部８０８が接触可能である。第１連結部８０８は、アシスト力入力部材７２８に第２方向Ｄ２上流側から接触可能である。第１連結部８０８は、爪制御部材７３６に第２方向Ｄ２上流側から接触している。第１連結部８０８は、第２方向Ｄ２上流側から爪制御部材７３６に接触することによって、爪制御部材７３６の位置を規制する。アシスト力入力部材７２８は、回動部材７０４に連結可能な連結部８３７を含む。連結部８３７は、アシスト力入力部材７２８の外周部に設けられる。連結部８３７は、少なくとも１つの凹部を含む。連結部８３７は、軸線Ｘまわりに、たとえば等しい間隔を隔てて配置される凹部を含む。連結部８３７は、第２方向Ｄ２の上流側および下流側の両方から回動部材７０４に接触可能である。連結部８３７の凹部の軸線Ｘまわりの周方向の幅は、回動部材７０４の後述する連結部６９０の軸線Ｘまわりの周方向の幅よりもわずかに大きい。

アシスト力入力部材７２８には、シフトアシスト機構９０を構成する少なくとも一つの爪部材８２０、および爪部材８２０を付勢する少なくとも一つの爪付勢部材８２８が装着される。本実施形態では、軸線Ｘまわりの周方向に間隔を隔てて配置される複数（たとえば２つ）の爪部材８２０および複数（たとえば２つ）の爪付勢部材８２８がアシスト力入力部材７２８に装着される。２つの爪部材８２０は、軸線Ｘまわりにたとえば等しい間隔を隔てて配置される。爪部材８２０は、アシスト力入力部材７２８に装着された爪支持ピン８２９によって、軸３６に平行な軸線まわりに揺動可能に支持される。爪部材８２０は、筒状部材９６０に周方向に間隔を隔てて配置されるラチェット歯９７６に先端部８２２が係合可能な図１１に示す第１位置と、ラチェット歯９７６から先端部８２２が離反する図１０に示す第２位置とに移動可能に構成されている。爪付勢部材８２８は爪部材８２０を第１位置に向けて付勢する。爪部材８２０が第１位置に配置されると、爪部材８２０の基端部８２４がアシスト力入力部材７２８に設けられる位置決め突起８３９に接触して、爪付勢部材８２８による爪部材８２０の移動が停止する。爪部材８２０は、爪制御部材７３６によって第１位置と第２位置とを移動するように制御される。

爪付勢部材８２８は、たとえば捩じりコイルバネである。爪付勢部材８２８の一方の端部８３２は、アシスト力入力部材７２８に設けられるスプリング連結部８３６に引っ掛けられる。爪付勢部材８２８の他方の端部８４０は、爪部材８２０の先端部８２２を、アシスト力入力部材の径方向内側から径方向外側に向けて押圧する。

中間部材７２０は、筒状の部材によって構成される。中間部材７２０は、シフト入力部材７３２とシフト制御部材２８８の間に配置される。中間部材７２０には、シフト入力部材７３２が第１方向Ｄ１の上流側から接触可能である。中間部材７２０は、軸３６に回転可能に支持される。中間部材７２０は、第１連結部８０８と、第２連結部８０９と、第３連結部８００と、を含む。第１連結部８０８、第２連結部８０９、および第３連結部８００は、それぞれ、少なくとも１つの突起を含む。第１連結部８０８、第２連結部８０９、および第３連結部８００は、軸線Ｘまわりに、たとえば等しい間隔を隔てて配置される２つの突起を含む。第１連結部８０８は、アシスト力入力部材７２８の開口８１６を挿通し、爪制御部材７３６に向かって軸方向に沿って延びる。第１連結部８０８は、アシスト力入力部材７２８および爪制御部材７３６に、第２方向Ｄ２の上流側から接触可能である。第２連結部８０９には、シフト入力部材７３２が第１方向Ｄ１の上流側から接触可能である。シフト入力部材７３２が第１方向Ｄ１に回転すると、シフト入力部材７３２が中間部材７２０に接触し、中間部材７２０はシフト入力部材７３２に連動して第１方向Ｄ１に回転する。

第２のスプリング連結部材７２４は、図６および図７に示すように、回動部材７０４と軸３６との間に配置される。第２のスプリング連結部材７２４は、環状の部材によって構成され。第２のスプリング連結部材７２４には、軸３６が挿通する。第２のスプリング連結部材７２４は、第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２に回転可能である。図４に示すように、第２のスプリング連結部材７２４は、第２スプリング連結部７９４と、第２ガイド部７９８を含む。第２スプリング連結部７９４は、第２のセイバースプリング７１６の第１端部７７２に連結される。第２スプリング連結部７９４は、第２のスプリング連結部材７２４の外周部を第２のセイバースプリング７１６側に折れ曲がっている。

第２のスプリング連結部材７２４には、シフト入力部材７３２の第２連結部８６０、中間部材７２０の第１連結部８０８、および軸３６が貫通可能の第２開口８１２が形成されている。第２のスプリング連結部材７２４は、第２係合部７９２をさらに含む。第２係合部７９２は、少なくとも１つの突起を含む。第２係合部７９２は、第２のスプリング連結部材７２４から第２開口８１２に突出する。第２係合部７９２は、たとえば軸線Ｘまわりに等しい間隔を隔てて設けられる２つの突起を含む。第２のスプリング連結部材７２４は、第２のセイバースプリング７１６をガイドする第２ガイド部７９８を含む。第２ガイド部７９８は、第２のスプリング連結部材７２４から第２軸方向Ｘ２に向かって突出する少なくとも１つの突起を含む。第２ガイド部７９８は、たとえば軸線Ｘまわりに等しい間隔をあけて配置される２つの突起を含む。第２ガイド部７９８は、第２のセイバースプリング７１６の軸線Ｘに関しての外周側に設けられている。図５に示すように、変速動作を行っていないときは、軸線Ｘまわりの周方向において、第２のスプリング連結部材７２４の第２係合部７９２と、中間部材７２０の第２連結部８０９とによって、シフト入力部材７３２の第２連結部８６０が挟まれ、互いに接触している。

第２のセイバースプリング７１６は、第１端部７７２および第１端部７７２とは反対側の第２端部７８０を含む。第２のセイバースプリング７１６は、たとえば捩じりコイルバネを含む。第２のセイバースプリング７１６は、第２のスプリング連結部材７２４の第２軸方向Ｘ２に隣接して配置される。第１端部７７２および第２端部７８０は、軸線Ｘに関してそれぞれ径方向外側に折れ曲がっている。第１端部７７２が第２スプリング連結部７９４に連結される。第２端部７８０は、第１のスプリング連結部材７１２に連結される。第２のセイバースプリング７１６は、自由状態よりも伸張された状態で第１のスプリング連結部材７１２および第２スプリング連結部７９４に連結される。図５に示すように、第２のセイバースプリング７１６は、第２のスプリング連結部材７２４を第１方向Ｄ１にバイアスし、第１のスプリング連結部材７１２を第２方向Ｄ２にバイアスする。シフト入力部材７３２が第２方向Ｄ２に回転すると、シフト入力部材７３２が第２のスプリング連結部材７２４に接触して、第２のスプリング連結部材７２４を第２方向Ｄ２に押す。第２のスプリング連結部材７２４が第２方向Ｄ２に回転すると、第２のスプリング連結部材７２４が第２のセイバースプリング７１６を介して、第１のスプリング連結部材７１２を第２方向Ｄ２に引っ張り、第１のスプリング連結部材７１２が第２方向Ｄ２に押されて回転する。

第１のスプリング連結部材７１２は、図６および図７に示すように、回動部材７０４と軸３６との間に配置される。第１のスプリング連結部材７１２は、環状の部材によって構成され。第１のスプリング連結部材７１２には、軸３６が挿通する。第１のスプリング連結部材７１２は、第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２に回転可能である。図４に示すように、第１のスプリング連結部材７１２は、連結部７６５と、第１スプリング連結部８０４と、第３スプリング連結部７６８と、第１ガイド部７６７と、第３ガイド部７６９と、を含む。

第１スプリング連結部８０４は、第１のセイバースプリング７０８の第１端部７６４を連結される。第１スプリング連結部８０４は、第２のセイバースプリング７１６の第２軸方向Ｘ２に隣接して配置される。第１スプリング連結部８０４は、第１のスプリング連結部材７１２の内周部を第１のセイバースプリング７０８側に折り曲げて形成される。第３スプリング連結部７６８は、第２のセイバースプリング７１６の第２端部７８０に連結される。第３スプリング連結部７６８は、第１のスプリング連結部材７１２の外周部を第２のセイバースプリング７１６側に折り曲げて形成される。第１スプリング連結部８０４と第３スプリング連結部７６８とは、軸線Ｘまわりで近接する位置に設けられる。第３ガイド部７６９は、第２のセイバースプリング７１６の内周部をガイドする。第３ガイド部７６９は、第１のスプリング連結部材７１２から第１軸方向Ｘ１に向かって突出する少なくとも１つの突起を含む。第３ガイド部７６９は、第１のスプリング連結部材７１２の内周部を第２のセイバースプリング７１６側に折り曲げて形成される。連結部７６５は、たとえば軸線Ｘまわりに等しい間隔をあけて配置される２つの凹部を含む。連結部７６５は、第３ガイド部７６９の内周部に形成される。連結部７６５には、中間部材７２０（図３参照）の第３連結部８００が連結可能である。連結部７６５の各凹部は、第３ガイド部７６９のそれぞれの突起に形成されている。連結部７６５の凹部の軸線Ｘまわりの周方向の幅は、中間部材７２０の第３連結部８００の軸線Ｘまわりの周方向の幅よりもわずかに大きい。図５に示すように、第１のスプリング連結部材７１２は、第１のセイバースプリング７０８および第２のセイバースプリング７１６によって第２方向Ｄ２にバイアスされ、第１のセイバースプリング７０８および第２のセイバースプリング７１６によるセーバー機能が働いていないときには、連結部７６５が、第２方向Ｄ２の上流側から第３連結部８００に接触している。第１ガイド部７６７は、第１のセイバースプリング７０８の内周部をガイドする。

第１のセイバースプリング７０８は、第１のスプリング連結部材７１２およびシフト制御部材２８８にそれぞれ連結され、第１のスプリング連結部材７１２を第２方向Ｄ２、シフト制御部材２８８を第１方向Ｄ１にそれぞれバイアスする。第１のセイバースプリング７０８は、第１端部７６４および第１端部７６４とは反対側の第２端部７５６を含む。第１のセイバースプリング７０８は、たとえば捩じりコイルバネを含む。第１端部７６４および第２端部７５６は、軸線Ｘに関して、それぞれ径方向内側に折れ曲がっている。第１端部７６４は、第１のスプリング連結部材７１２に連結される。第２端部７５６は、シフト制御部材２８８に連結される。第１のセイバースプリング７０８は、自由状態よりも伸張された状態で、第１のスプリング連結部材７１２およびシフト制御部材２８８に装着される。図５に示すように、第１のセイバースプリング７０８は、第１のスプリング連結部材７１２を第２方向Ｄ２に付勢し、シフト制御部材２８８を第１方向Ｄ１に付勢する。

回動部材７０４は、シフト入力部材７３２の回転に伴って、シフトキー部材７００を軸線Ｘまわりに回転させる。回動部材７０４は、シフト入力部材７３２の回転に伴って、シフト制御部材２８８を回転させる。回動部材７０４は、シフトアシスト機構９０から入力される回転力をシフト制御部材２８８に伝達する。回動部材７０４は、軸線Ｘまわりに回動可能に設けられる。図４に示すように、回動部材７０４は、環状の側壁部６８０と、側壁部６８０の外周部から第１軸方向Ｘ１に延びる略筒状の外周部６８２とを含む。側壁部６８０は、軸３６が挿通する貫通孔６８４を有し、軸３６に回転可能に支持される。側壁部６８０は、さらに貫通孔６８４の径方向外側に形成される連結孔６８６を含む。連結孔６８６には、シフト制御部材２８８が挿入され、シフト制御部材２８８と回動部材７０４とが連結可能になっている。連結孔６８６は、軸線Ｘに関して円弧状に延びている。外周部６８２は、ガイド溝６８８と、連結部６９０とを含む。ガイド溝６８８は、シフトキー部材７００を軸３６の軸線Ｘ方向に案内する。連結部６９０は、アシスト力入力部材７２８の連結部８３７に連結可能に構成される。連結部６９０は、第１軸方向Ｘ１に延びる少なくとも１つの突起を含む。連結部６９０は、たとえば等しい間隔を隔てて配置される２つの突起を含む。シフトアシスト機構９０から回転力がアシスト力入力部材７２８に与えられてないシフトダウン動作のときには、シフト入力部材７３２の第１方向Ｄ１への回転力が、中間部材７２０、第１のスプリング連結部材７１２および第１のセイバースプリング７０８を介してシフト制御部材２８８に与えられ、シフト制御部材２８８は第１方向Ｄ１に回転可能である。このとき回動部材７０４は、シフト制御部材２８８に押されて第１方向Ｄ１に回転し、アシスト力入力部材７２８を第１方向Ｄ１に押して回転させる。シフトアップ動作のときには、シフト入力部材７３２が第２方向Ｄ２に回転して、シフト入力部材７３２が第２のスプリング連結部材７２４を第２方向Ｄ２に押し、第１のスプリング連結部材７１２が中間部材７２０を第２方向Ｄ２に押し、中間部材７２０がアシスト力入力部材７２８を第２方向Ｄ２に押し、アシスト力入力部材７２８が回動部材７０４を第２方向Ｄ２に押し、回動部材７０４がシフト制御部材２８８を第２方向Ｄ２に押して、シフト制御部材２８８を回転させる。

図５に示すように、回動部材７０４の連結部６９０には、アシスト力入力部材７２８の連結部８３７が第１方向Ｄ１の下流側から接触可能である。また、回動部材７０４は、シフト制御部材２８８に第１方向Ｄ１の下流側から接触可能である。回動部材７０４は、シフト制御部材２８８のうち連結孔６８６に挿入される部分に接触可能である。シフトアップのときには、シフト入力部材７３２の第２方向Ｄ２への回転力が、第２のスプリング連結部材７２４、第２のセイバースプリング７１６、第１のスプリング連結部材７１２、中間部材７２０、アシスト力入力部材７２８を介して、シフト制御部材２８８に与えられ、シフト制御部材２８８が第２方向Ｄ２に回転可能である。

クラッチカム１７６は、側壁部１７８と、カム部１７９とを含む。側壁部１７８は、環状に形成され、軸３６が貫通する貫通孔が形成される。側壁部１７８の貫通孔には、シフト制御部材２８８の一部が挿通する。カム部１７９は、側壁部１７８の外周部に設けられ、第１軸方向Ｘ１に延びる。クラッチカム１７６は、第１太陽ギア１６０の第１軸方向Ｘ１に隣接して配置される。カム部１７９は、回動部材７０４の外周側に延びて、回動部材７０４の一部と軸線Ｘに関して径方向に重複して配置される。クラッチカム１７６は、軸３６の第２回り止め溝３８８に、軸線Ｘに関して回転不能に係合する。クラッチカム１７６は、第１太陽ギア１６０の一部として形成することができ、あるいは、図６および図７に示すように、第１太陽ギア１６０とは別部材として形成することもできる。図４に示すように、クラッチカム１７６のカム部１７９は、第１カム面１８０、第２カム面１８２、および第３カム面１８４を含む。カム部１７９は、複数の第１カム面１８０、複数の第２カム面１８２、および複数の第３カム面１８４を含んでいてもよい。ここではカム部１７９は、それぞれ２組の第１カム面１８０、２組の第２カム面１８２、および２組の第３カム面１８４を含んでいる。各第１カム面１８０は、軸線Ｘに関して回転対称となるように配置される。各第２カム面１８２は、軸線Ｘに関して回転対称となるように配置される。各第３カム面１８４は、軸線Ｘに関して回転対称となるように配置される。第１カム面１８０および第３カム面１８４は、軸線Ｘに直交する面によって構成される。第１カム面１８０は、第３カム面１８４よりも第１太陽ギア１６０側に配置される。第２カム面１８２は、第１カム面１８０と第３カム面１８４とを接続する傾斜面によって構成される。

図４に示すように、シフトキー部材７００は、クラッチカム１７６の外径よりも少し大きい内径を含む環状の部材によって構成される。シフトキー部材７００は、カムフォロア７４０を含む。カムフォロア７４０は、シフトキー部材７００の径方向内側に突出する少なくとも突起を含む。カムフォロア７４０は、軸線Ｘまわりに、たとえば等しい間隔をあけて配置される２つの突起を含む。カムフォロア７４０は、クラッチカム１７６のカム部１７９に第１軸方向Ｘ１から接触する。カムフォロア７４０は、カム部１７９よりも軸線Ｘに関して径方向の内側まで延び、回動部材７０４のガイド溝６８８に挿入される。回動部材７０４は、シフトキー部材７００を、軸方向に案内可能に構成される。シフトキー部材７００が、回動部材７０４のガイド溝６８８に沿って軸方向に案内されることによって、シフトキー部材７００が軸方向に移動する。シフトキー部材７００は、シフト入力部材７３２の動きに応じて回転する。シフトキー部材７００は、クラッチリング６２３とともに、クラッチスプリング７４７によって、第２軸方向Ｘ２に付勢され、カムフォロア７４０がカム部１７９に接触している。クラッチカム１７６は、回動部材７０４が回転し、シフトキー部材７００が回転すると、シフトキー部材７００およびクラッチリング６２３を、図６に示すクラッチオン位置および図７に示すクラッチオフ位置間で軸方向に移動させるよう構成される。カムフォロア７４０が第１カム面１８０に接触しているとき、クラッチリング６２３はクラッチオン位置に配置され、カムフォロア７４０が第３カム面１８４に接触しているとき、クラッチリング６２３はクラッチオフ位置に配置される。クラッチリング６２３によって、動力伝達機構８２の動力伝達経路が選択され、具体的には、入力体７０の回転力を、動力伝達機構８２の遊星ギアキャリア５５０と第１リングギア５５１とのいずれかに伝達するのかを選択する。

シフト制御部材２８８は、シフト入力部材７３２の動きに応じて回転し、複数の動力伝達経路のいずれかを選択する。シフト制御部材２８８は、軸３６まわりに回動可能に装着される。シフト制御部材２８８は、軸３６まわりの可動範囲は、シフト入力部材７３２の軸３６まわりの可動範囲と等しい。シフト制御部材２８８は、軸方向に延びるベース部材４０８と、ベース部材４０８から軸３６の周方向に延び、軸方向に間隔を隔てて配置される少なくとも１つの制御アームを含む。制御アームは、第１制御アーム２８４、第２制御アーム３１４、および第３制御アーム３４４を含む。ベース部材４０８は、軸３６に形成される制御スリーブ溝に対してスライドする内側面４１０と、内側面４１０に対向する外側面４１２と、を含む。ベース部材４０８は、第１のセイバースプリング７０８の第２端部７５６が連結されるスプリング連結部４１４を含む。スプリング連結部４１４は、第１端部２８０の側面に形成される溝を含む。ベース部材４０８の第１端部２８０は、連結孔６８６を挿通し、スプリング連結部４１４は、回動部材７０４の外周部６８２の内側に配置される。

第１制御アーム２８４、第２制御アーム３１４、および第３制御アーム３４４は、軸３６に形成される第１制御アーム溝４６４、第２制御アーム溝４６８、および第３制御スリーブ溝４７２にそれぞれ配置される。第１制御アーム２８４、第２制御アーム３１４、および第３制御アーム３４４は、軸３６の周方向にスライド可能である。第１制御アーム２８４は、第２ワンウェイクラッチ２０７の爪を制御することによって、第２太陽ギア１６４を第１状態と第２状態のいずれかにする。第１状態は、第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２のいずれかに回転不能な状態である。本実施の形態では、第１状態は、第２方向Ｄ２に回転不能であり、第１方向Ｄ１には回転可能な状態である。第１状態は、第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２のいずれにも回転不能な状態であってもよい。第２制御アーム３１４は、第３ワンウェイクラッチ２２６の爪を制御することによって、第３太陽ギア１６８を第１状態と第２状態のいずれかの状態にする。第３制御アーム３４４は、第４ワンウェイクラッチ３３２の爪を制御することによって、第４太陽ギア１７２を第１状態と第２状態のいずれかの状態にする。本実施形態では、シフト制御部材２８８は、第２太陽ギア１６４、第３太陽ギア１６８および第４太陽ギア１７２のうち少なくともいずれか一つを選択的に第１状態にし、他を第２状態とすることによって、複数の動力伝達経路を選択することができる。

＜シフトアシスト機構＞
トルク制限機構９５０は、シフト機構８４およびシフトアシスト機構９０に過度な負荷が与えられないように、入力体７０からシフト制御部材２８８へ伝達される回転力（トルク）を制限する。これによって、ワンウェイクラッチの爪が太陽ギアから外れず、シフト制御部材２８８が回転できないときに、シフトアシスト機構９０からシフト制御部材２８８に過剰な負荷が与えられてしまうことを回避することができる。

図６、図７および図１０に示すように、トルク制限機構９５０は、筒状部材９６０と、係合ユニット９６４と、を含む。筒状部材９６０は、軸線Ｘに関して、アシスト力入力部材７２８の径方向外側で、かつ入力体７０の径方向内側に配置される。筒状部材９６０は、爪部材８２０に対向する。入力体７０の内周部９５２には、少なくとも１つの凹部９５６が形成されている。入力体７０の内周部９５２には、複数の凹部９５６が周方向に並んで形成されている。筒状部材９６０は、内周部に複数のラチェット歯９７６を含む。筒状部材９６０の外周部には、軸方向に延びる連結スプライン９８４が形成されている。連結スプライン９８４は、１または複数のスプラインを含む。

係合ユニット９６４は、筒状部材９６０の外周部に設けられる。係合ユニット９６４は、サポート部９９２と、係合部材１００２と、付勢部材１００４とを含む。サポート部９９２は、筒状部材９６０に、筒状部材９６０に対して軸線Ｘまわりに回転不能に取り付けられる。サポート部９９２は、軸方向に間隔をあけて配置される一対の環状プレートを含む。係合部材１００２は、少なくとも１つの爪を含み、本実施の形態では４つの爪を含む。付勢部材１００４は、コイルスプリングまたは板バネなどのスプリングを含む。付勢部材１００４は、係合部材１００２の係合先端部１００８を軸線Ｘに関して径方向外側に付勢する。図１０に示すように、サポート部９９２は、連結スプライン１０１２と、第１ピン支持部１０２０と、第２ピン支持部１０２４と、を含む。連結スプライン１０１２は、サポート部９９２の内周部に形成され、軸線Ｘ方向に延びる１または複数のスプラインを含む。連結スプライン１０１２は、筒状部材９６０の外周部に形成される１または複数の連結スプライン９８４に連結スプライン９８４と連結する。筒状部材９６０とサポート部９９２とは一体形成されていてもよい。第１ピン支持部１０２０は、サポート部９９２の環状プレートのそれぞれに形成され、第１ピン１０２２を保持するための孔を有する。第２ピン支持部１０２４は、サポート部９９２の環状プレートのそれぞれに形成され、第２ピン１０２６を保持するための孔を有する。第１ピン１０２２および第２ピン１０２６は、サポート部９９２の環状プレートを連結する。係合部材１００２は、サポート部９９２の環状プレートの間で第１ピン１０２２に回転可能に支持される。付勢部材１００４は、第２ピン１０２６に巻きつくとともに、サポート部９９２または筒状部材９６０に接触する第１端部（図示せず）と、係合部材１００２に接触する第２端部１０３０とを含む。係合部材１００２の係合先端部１００８は、第１ピン１０２２よりも第１方向Ｄ１の上流側に配置されている。係合部材１００２の係合先端部１００８は、入力体７０の内周面に勢部材１００４によって押されて接触している。係合部材１００２の係合先端部１００８は、入力体７０の凹部９５６に嵌まっている。変速していないときは、入力体７０と、筒状部材９６０との相対回転が係合部材１００２によって阻止され、入力体７０と、筒状部材９６０と、一緒に回転可能である。筒状部材９６０が回転していないときに、入力体７０に第１方向Ｄ１に所定の回転力が与えられると、係合部材１００２が入力体７０の凹部９５６から外れて、入力体７０が筒状部材９６０に対して第１方向Ｄ１に相対回転する。

爪制御部材７３６は、環状の部材によって構成される。爪制御部材７３６は、基部７３６Ａと、基部７３６Ａの外周部から軸方向に延びる爪制御突起８５０を含む。爪制御部材７３６は、アシスト力入力部材７２８の第１軸方向Ｘ１に隣接して配置される。爪制御突起８５０は、爪部材８２０に対応する位置に設けられる。爪制御突起８５０は、１または複数の突起を含み、ここでは２つの突起を含む。爪制御突起８５０は、変速していないとき、爪部材８２０を第２位置に押圧する。爪制御部材７３６は、中間部材７２０によって第１方向Ｄ１への移動が規制される。爪制御部材７３６は、中間部材７２０が第１方向Ｄ１に回転すると、爪部材８２０が第２位置から第１位置に移動することによって第１方向Ｄ１に回転する。爪制御部材７３６は、爪部材８２０が第１位置に配置されて中間部材７２０が停止した状態で、アシスト力入力部材７２８が第１方向Ｄ１に回転すると、爪部材８２０を第１位置から第２位置に移動させる。爪部材８２０が第１位置に移動すると、爪部材８２０は、筒状部材９６０（図１１参照）のラチェット歯９７６と係合する。

爪制御部材７３６には、開口８５４が形成されている。基部７３６Ａは、環状に形成されており、開口８５４は、基部７３６Ａに形成されている。爪制御部材７３６の開口８５４には、シフト入力部材７３２が挿通している。爪制御部材７３６は、シフト入力部材７３２に回動可能に支持される。爪制御部材７３６は、爪制御部材７３６の回動範囲を規制する第２係合部８５６を含む。第２係合部８５６は、基部７３６Ａの内周部から径方向内側に向けて突出する。第２係合部８５６には、中間部材７２０の第１連結部８０８が接触する。第１連結部８０８は、爪制御部材７３６に第２方向Ｄ２上流側から接触している。爪制御部材７３６は、第１方向Ｄ１に回転するとき第１方向Ｄ１の上流側からシフト入力部材７３２に接触しないように、シフト入力部材７３２から間隔をあけて配置されている。

図８および図９に示すように、爪制御突起８５０は、爪部材８２０に接触する第１接触部８５２を含む。第１接触部８５２は、爪制御突起８５０の第２方向Ｄ２の下流側の端部に形成される。第１接触部８５２は、爪制御突起８５０の軸線Ｘに関して径方向内側の部分に形成され、軸線Ｘに垂直な断面において外方に凸となるように湾曲している。

爪部材８２０は、第１接触部８５２に接触する第２接触部８２６を有する。爪部材８２０の外周部のうち、先端部８２２と基端部８２４との間で、軸線Ｘに関して径方向の外側の部分には、段差部が形成されている。段差部では、先端部８２２側が基端部８２４側よりも軸線Ｘに関して径方向外側に配置される。第２接触部８２６は、段差部に形成される。第２接触部８２６は、段差部の軸線Ｘに関して径方向外側の部分によって形成され、軸線Ｘに垂直な断面において外方に凸となるように湾曲している。

シフト入力部材７３２が第１方向Ｄ１に回転すると、中間部材７２０も第１方向Ｄ１に回転する。中間部材７２０が第１方向Ｄ１に回転すると、中間部材７２０に回転位置が規制されている爪制御部材７３６が、アシスト力入力部材７２８に対して第１方向Ｄ１に相対回転可能になる。爪制御部材７３６が、アシスト力入力部材７２８に対して第１方向Ｄ１に相対回転可能になると、爪付勢部材８２８によって付勢されている爪部材８２０が爪制御突起８５０に接触した状態で、爪制御突起８５０を第１方向Ｄ１に移動させるとともに、第１位置に揺動して、筒状部材９６０のラチェット歯９７６に噛み合う。この状態で、入力体７０が第１方向Ｄ１に回転すると、アシスト力入力部材７２８に入力体７０から回転力が伝達され、回動部材７０４を介してシフト制御部材２８８を回転させることができる。

シフト入力部材７３２の第１方向Ｄ１への回転が停止すると、中間部材７２０の第１方向Ｄ１への回転も停止する。中間部材７２０の第１方向Ｄ１への回転も停止すると、中間部材７２０によって爪制御部材７３６の回転位置が規制され、爪制御部材７３６がアシスト力入力部材７２８に対して第１方向Ｄ１に相対回転不能になる。この状態でアシスト力入力部材７２８が第１方向Ｄ１に回転すると、爪制御突起８５０が、爪部材８２０を第２位置に向けて押圧する。この結果、爪付勢部材８２８の付勢力に抗して爪部材８２０が第２位置に移動する。アシスト力入力部材７２８が爪制御部材７３６に対して第１方向Ｄ１に相対回転するのは、アシスト力入力部材７２８は、入力体７０からの第１方向Ｄ１の回転力が与えられたとき、または、中間部材７２０、第１のスプリング連結部材７１２、第１のセイバースプリング７０８を介してシフト制御部材２８８を第１方向に回転させ、シフト入力部材７３２が回動部材７０４を介してシフト制御部材２８８によって第１方向Ｄ１に押されたときである。

＜内装変速機の変速動作＞
次に、内装変速機１４の変速動作について説明する。表１に、各速度段における様々な部品の連結を示し、表２に、各速度段における動力伝達経路を示す。ギア比は、一例である。

＜シフト機構およびシフトアシスト機構の動作＞
前述のように、シフトアシスト機構９０は、入力体７０の回転力を利用して、シフト機構８４による動力伝達機構８２における動力伝達経路の切り替えを支援している。図１３から図１５の模式図を参照して、シフト機構８４およびシフトアシスト機構９０の動作を説明する。シフトアシスト機構９０によるシフトアシストは、入力体７０が回転している場合にのみに行われる。シフトアップ動作では、シフトアシスト機構９０によるシフトアシストは行なわれない。

＜シフトアシストが無いときのシフトダウン動作＞
入力体７０が回転しておらず、駆動ユニット９１のみの駆動力で変速するときのシフトダウン動作について説明する。表１に示すギア比が段階的に小さくなるシフトダウン変速の場合、図１３に示すように、駆動ユニット９１の出力軸９９は、伝達部材１０４を第１方向Ｄ１に所定角度回転させる。これによって、伝達部材１０４に接続されるシフト入力部材７３２が第１方向Ｄ１に所定角度回転する。シフト入力部材７３２が第１方向Ｄ１に所定角度回転するとき、シフト入力部材７３２の第２連結部８６０が中間部材７２０の第２連結部８０９を第１方向Ｄ１に押圧し、中間部材７２０が第１方向Ｄ１に所定角度回転する。中間部材７２０が第１方向Ｄ１に所定角度回転するとき、中間部材７２０の第３連結部８００が、第１のスプリング連結部材７１２の連結部７６５を第１方向Ｄ１に押圧し、第１のスプリング連結部材７１２が第１方向Ｄ１に所定角度回転する。第１のスプリング連結部材７１２を所定角度回転するとき、第１のセイバースプリング７０８を介してシフト制御部材２８８が第１方向Ｄ１に引っ張られる。シフト制御部材２８８は、第１方向Ｄ１への回転可能であれば、第１方向に所定角度回転し、かつ回動部材７０４を第１方向Ｄ１に押して、回動部材７０４を第１方向Ｄ１に所定角度回転させる。シフト制御部材２８８を第１方向Ｄ１に回転させることによって、第２太陽ギア１６４、第３太陽ギア１６８、および第４太陽ギア１７２が択一的に第１状態になるか、または、第２太陽ギア１６４から第４太陽ギア１７２の全てが第２状態になる。第５速度段と第４速度段の間では、回動部材７０４の第１方向Ｄ１への回転に応じて、シフトキー部材７００がクラッチリング６２３をクラッチオン位置からクラッチオフ位置に軸方向に移動させる。シフト入力部材７３２が第１方向Ｄ１に回転したときに、シフト制御部材２８８が第１方向Ｄ１に同じ量だけ回転すると、回動部材７０４と爪制御部材７３６との相対回転位置が変わらないので、爪部材８２０は第２位置に保持されたままになり、シフトアシスト機構９０は動作しない。

＜シフトアップ動作＞
表１に示すギア比が段階的に大きくなるシフトアップ変速の場合、図１４に示すように、駆動ユニット９１の出力軸９９は伝達部材１０４を第２方向Ｄ２に所定角度回転させる。これによって、伝達部材１０４に係合するシフト入力部材７３２が第２方向Ｄ２に所定角度回転する。シフト入力部材７３２が第２方向Ｄ２に所定角度回転すると、シフト入力部材７３２の第２連結部８６０が第２のスプリング連結部材７２４の第２係合部７９２を第２方向Ｄ２に押圧し、第２のスプリング連結部材７２４を第２方向Ｄ２に所定角度回転させる。第２のスプリング連結部材７２４が第２方向Ｄ２に所定角度回転すると、第２のセイバースプリング７１６を介して、第１のスプリング連結部材７１２が第２方向Ｄ２に所定角度回転する。第１のスプリング連結部材７１２が、第２方向Ｄ２に所定角度回転すると、第１のスプリング連結部材７１２の連結部７６５が中間部材７２０の第３連結部８００を第２方向Ｄ２に押圧し、中間部材７２０が第２方向Ｄ２に所定角度回転する。中間部材７２０が、第２方向Ｄ２に所定角度回転すると、中間部材７２０の第１連結部８０８が、アシスト力入力部材７２８の第１係合部８１７および爪制御部材７３６の第２係合部８５６を第２方向Ｄ２に押圧し、アシスト力入力部材７２８および爪制御部材７３６を第２方向Ｄ２に所定角度回転させる。アシスト力入力部材７２８が第２方向Ｄ２に所定角度回転すると、アシスト力入力部材７２８の連結部８３７が、回動部材７０４の連結部６９０を第２方向Ｄ２に押圧し、回動部材７０４を第２方向Ｄ２に所定角度回転させる。この結果、シフト制御部材２８８が所定角度第２方向Ｄ２に回転する。これによって、第２太陽ギア１６４、第３太陽ギア１６８、および第４太陽ギア１７２が択一的に第１状態になるか、または、第２太陽ギア１６４から第４太陽ギア１７２の全てが第２状態になる。また、第５速度段と第４速度段の間で、シフトキー部材７００によって、クラッチリング６２３がクラッチオフ位置からクラッチオン位置に軸方向に移動する。

＜シフトアシストが有るときのシフトダウン動作＞
入力体７０が回転しており、駆動ユニット９１のみの駆動力で変速できないときのシフトダウン動作について説明する。シフト入力部材７３２が第１方向Ｄ１に所定角度回転したときに、シフト制御部材２８８が第１方向Ｄ１に同じ量だけ回転しない場合、中間部材７２０はシフト入力部材７３２と共に第１方向Ｄ１に所定角度回転するので、中間部材７２０が爪制御部材７３６に接触する位置も第１方向Ｄ１に移動し、爪制御部材７３６は、爪部材８２０に押されて回動部材７０４に対して第１方向Ｄ１に相対回転する。入力体７０に与えられる回転力が大きい場合、第２〜第４ワンウェイククラッチに含まれる爪のいずれかが、対応する第２〜第４の太陽ギアに引っかかってしまい、駆動ユニット９１のみの駆動力のみでは、シフト制御部材２８８が第１方向Ｄ１に回転しない場合がある。このような場合に、回動部材７０４に対して爪制御部材７３６が第１方向Ｄ１に相対回転する。アシスト力入力部材７２８に対して爪制御部材７３６が第１方向Ｄ１に相対回転すると、爪部材８２０が第１位置に移動して筒状部材９６０のラチェット歯９７６に係合する。入力体７０が回転しているときには、トルク制限機構９５０を介して入力体７０の第１方向Ｄ１の回転が爪部材８２０を介して、アシスト力入力部材７２８に伝達される。アシスト力入力部材７２８が第１方向Ｄ１に回転すると、回動部材７０４を介してシフト制御部材２８８が第１方向Ｄ１に押されて回転する。シフト入力部材７３２の第１方向Ｄ１に所定角度回転して停止すると、中間部材７２０の第１方向Ｄ１への回転も停止し、中間部材７２０によって爪制御部材７３６の第１方向Ｄ１への移動が規制される。爪制御部材７３６の第１方向Ｄ１への移動が規制されている状態で、アシスト力入力部材７２８が回動部材７０４を介してシフト制御部材２８８を第１方向Ｄ１に所定角度回転させることによってシフトダウン動作が完了する。アシスト力入力部材７２８が第１方向Ｄ１に所定角度回転するとき、アシスト力入力部材７２８は、爪制御部材７３６に対して第１方向Ｄ１に相対回転する。アシスト力入力部材７２８が爪制御部材７３６に対して第１方向Ｄ１に相対回転すると、爪部材８２０は、爪制御部材７３６に押されて第１位置から第２位置に戻る。トルク制限機構９５０によって、入力体７０からシフト制御部材２８８へ伝達される回転力が制限される場合を除いて上記のように動作する。爪制御部材７３６は、第１方向Ｄ１に回転するとき第１方向Ｄ１の上流側からシフト入力部材７３２に接触しないので、爪制御部材７３６からシフト入力部材７３２には回転力が伝達されない。

＜他の実施形態＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態および変形例は必要に応じて任意に組合せ可能である。

（ａ）上記実施形態では、内装変速機１４の動力伝達機構８２として８個の動力伝達経路を含むものを開示したが、動力伝達経路は複数（たとえば、２個から１２個）であればどのような数でもよい。

（ｂ）上記実施形態では、電気配線で接続された変速操作部の操作に応じて、制御部９７を制御するが、無線によって制御部を変速操作部に接続してもよい。たとえば、制御部を小電力無線通信規格によって変速操作部と接続してもよい。また自転車の車速を検出する車速センサ、クランク回転速度を検出するケイデンスセンサおよびクランクに与えられる人力駆動力を検出するセンサなどの検出結果に基づいて、制御部９７は電動アクチュエータを制御して自動で変速してもよい。

（ｃ）上記実施形態では、自転車用変速機として内装変速ハブを開示したが本発明はこれに限定されない。クランク軸の回転を変速してフロントスプロケットに伝達する変速機にも本発明を適用できる。

（ｄ）上記実施形態において、相互に接触可能な突起が形成されている部材および凹部が形成されている部材について、突起が形成されている部材に突起に代えて凹部を形成し、凹部が形成されている部材に凹部に代えて突起を形成して、突起と凹部とを接触可能に構成してもよい。

（ｅ）上記実施形態では、シフト入力部材７３２が第１方向Ｄ１に回転することによって、シフトダウンするように動力伝達経路を変更しているが、シフト入力部材７３２が第１方向Ｄ１に回転することによって、シフトアップするように動力伝達経路を変更する構成としてもよい。
（ｆ）上記実施形態では、モータ９３によってシフト入力部材７３２を回転させたが、変速操作部とシフト機構とを、シフトアップケーブルおよびシフトダウンケーブルの２本のケーブルによって連結してもよい。たとえば、シフトダウンケーブルによって、シフト入力部材を第１方向Ｄ１に回転させ、シフトアップケーブルによって、シフト入力部材を第２方向Ｄ２に回転させてもよい。
（ｇ）上記実施形態において、トルク制限機構９５０を多板クラッチ機構によって構成してもよい。
（ｈ）上記実施形態において、伝達部材１０４を省略して、駆動ユニット９１の回転力がシフト入力部材７３２に直接与えられる構成としてもよい。

１４：内装変速機，３６：軸，７０：入力体，７４：出力体，８２：動力伝達機構，８４：シフト機構，９０：シフトアシスト機構，９３：モータ，９５０：トルク制限機構，２８８：シフト制御部材，７０８：第１のセイバースプリング，７１２：第１のスプリング連結部材，７１６：第２のセイバースプリング，７２０：中間部材，７２４：第２のスプリング連結部材，７２８：アシスト力入力部材，７３２：シフト入力部材，７３６：爪制御部材，８２０：爪部材，８２８：爪付勢部材

Claims (18)

1. 軸と、
   前記軸に回転可能に支持され、人力による回転力が入力される入力体と、
   前記軸に回転可能に支持される出力体と、
   前記入力体の回転力を複数の動力伝達経路のいずれかを介して前記出力体に伝達し、前記入力体の回転速度に対する前記出力体の回転速度を変更可能な動力伝達機構と、
   前記軸のまわりの複数の回転位置に位置決め可能なシフト入力部材、前記シフト入力部材の動きに応じて回転し、前記複数の動力伝達経路のいずれかを選択するシフト制御部材、第１のセイバースプリング、および第２のセイバースプリングを含み、前記シフト入力部材が前記軸まわりの第１方向に回転するとき、前記第１のセイバースプリングを介してシフト制御部材に前記第１方向の回転力が与えられる、シフト機構と、
   前記シフト入力部材が前記第１方向に回転するとき、前記第２のセイバースプリングと前記シフト制御部材との間のシフト力伝達経路に、前記入力体の前記第１方向への回転力を伝達可能なシフトアシスト機構と、
   を含む自転車用変速機。
2. 前記シフト機構は、前記シフト入力部材を回転可能な電動アクチュエータをさらに含む、請求項１に記載の自転車用変速機。
3. 前記電動アクチュエータは、モータである、請求項２に記載の自転車用変速機。
4. 前記シフト機構は、前記モータの回転を減速して前記シフト入力部材に伝達する減速機をさらに含む、請求項３に記載の自転車用変速機。
5. 前記モータは、前記軸に着脱可能に構成される、請求項３または４に記載の自転車用変速機。
6. 前記シフト機構は、前記電動アクチュエータを制御して、前記シフト入力部材を複数の前記回転位置のいずれかに位置決めする制御部をさらに含む、請求項２から５のいずれか１項に記載の自転車用変速機。
7. シフト機構は、前記モータを収容するハウジングをさらに含み、
   前記制御部は、前記ハウジングに設けられる、請求項６に記載の自転車用変速機。
8. 前記シフト機構は、
   前記シフト入力部材と前記シフト制御部材の間に配置され、前記シフト入力部材が前記第１方向の上流側から接触可能な中間部材と、
   前記中間部材が前記第１方向の上流側から接触可能な第１のスプリング連結部材と、
   前記シフト入力部材に前記第１方向の上流側から接触可能な第２のスプリング連結部材と、をさらに含み、
   前記第１のセイバースプリングは、前記第１のスプリング連結部材および前記シフト制御部材にそれぞれ連結され、前記第１のスプリング連結部材を前記第２方向、前記シフト制御部材を前記第１方向にそれぞれバイアスし、
   前記第２のセイバースプリングは、前記第１のスプリング連結部材および前記第２のスプリング連結部材に連結され、前記第１のスプリング連結部材を前記第２方向、前記第２のスプリング連結部材を前記第１方向にそれぞれバイアスする、請求項１から７のいずれか１項に記載の自転車用変速機。
9. 前記シフト入力部材は、前記第１方向に回転するとき、前記シフト入力部材が前記中間部材を前記第１方向に押し、前記中間部材が第１のスプリング連結部材を前記第１方向に押すように構成される、請求項８に記載の自転車用変速機。
10. 前記シフト機構は、
    前記中間部材が前記第１方向の下流側から接触可能であり、前記シフトアシスト機構からの回転力を入力可能なアシスト力入力部材と、
    前記軸のまわりに回動可能に設けられ、前記アシスト力入力部材が前記第１方向の下流側から接触可能であり、かつ前記シフト制御部材に前記第１方向の下流側から接触可能な回動部材と、をさらに含む、請求項８または９に記載の自転車用変速機。
11. 前記シフト入力部材が前記第２方向に回転するとき、
    前記シフト入力部材は前記第２のスプリング連結部材を前記第２方向に押し、
    前記第１のスプリング連結部材は、前記中間部材を前記第２方向に押し、
    前記中間部材は、前記アシスト力入力部材を前記第２方向に押し、
    前記回動部材が前記シフト制御部材を前記第２方向に押す
    、請求項９に記載の自転車用変速機。
12. 前記シフトアシスト機構は、
    前記入力体と連動可能であり、内周面に周方向に間隔を隔てて配置されるラチェット歯を含む筒状部材と、
    前記ラチェット歯に係合可能な第１位置と、前記ラチェット歯から離反する第２位置とに移動可能に、前記アシスト力入力部材に設けられる少なくとも一つの爪部材と、
    前記アシスト力入力部材に設けられ、前記爪部材を前記係合位置に向けて付勢する少なくとも一つの付勢部材と、
    前記中間部材によって前記第１方向への移動が規制され、前記中間部材が前記第１方向に回転すると、前記爪部材が前記第２位置から前記第１位置に移動することによって前記第１方向に回転し、かつ前記爪部材が前記第１位置に配置されて前記中間部材が停止した状態で、前記アシスト力入力部材が前記第１方向に回転すると、前記爪部材を前記第１位置から前記第２位置に移動させる爪制御部材と、を含む、請求項１０または１１に記載の自転車用変速機。
13. 前記爪制御部材は、前記第１方向に回転するとき前記第１方向の上流側から前記シフト入力部材に接触しないように、前記シフト入力部材から間隔をあけて配置されている、請求項１２に記載の自転車用変速機。
14. 前記爪部材は、前記軸に平行な軸線まわりに揺動可能に前記アシスト力入力部材に設けられる、請求項１２または１３に記載の自転車用変速機。
15. 前記シフトアシスト機構からの回転力が前記アシスト力入力部材に入力されると、前記アシスト力入力部材が前記回動部材を前記第１方向に押し、前記回動部材が前記シフト制御部材を前記第１方向に押す、請求項１２から１４のいずれか１項に記載の自転車用変速機。
16. 前記シフトアシスト機構は、前記入力体と前記筒状部材の間に設けられ、前記筒状部材に伝達されるトルクを制限するトルク制限機構をさらに含む、請求項１２から１５のいずれか１項に記載の自転車用変速機。
17. 前記動力伝達機構は、前記シフト入力部材が前記第１方向に回転することによって、前記入力体の回転速度に対する前記出力体の回転速度が小さくなるように前記動力伝達経路を変更する、請求項１から１６のいずれか１項に記載の自転車用変速機。
18. 前記軸は、ハブ軸であり、
    前記出力部は、ハブシェルである、請求項１から１７のいずれか１項に記載の自転車用変速機。

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