CN1154596C - 改变自行车驱动力方向的装置 - Google Patents

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Abstract

一种改变自行车驱动力方向的装置，更准确地说，一种改变自行车驱动力方向的装置，不仅可向前蹬踏而且可向后蹬踏以驱动自行车向前行进。此装置包括：脚蹬轴，具有角度部；驱动传递部，包括与角度部接合的托架，向前离合销组和向后离合销组设置在其中；第一恒星轮，具有内表面和沿其外圆周制出的齿部，该内表面通过与向前离合销组的接触而被驱动；驱动变换部，包括第二恒星轮，通过与向后离合销组接触而被驱动，在其外圆周制出齿部；向前形星齿轮，与第一恒星轮啮合；向后形星齿轮，与向前形星齿轮和第二恒星轮同时啮合；链轮，沿第一恒星轮延伸部的外圆周制出；轴箱，具有数个销孔；紧固装置，用于紧固上述元件。

Description

改变自行车驱动力方向的装置
技术领域
本发明涉及改变自行车驱动力方向的装置，更确切说涉及改变自行车驱动力方向的装置，该装置不仅能向前蹬踏而且能向后蹬踏以驱动自行车向前行进。该装置结构简单，所占空间小，可安装在脚蹬轴的外部和和后轮毂内，并可安装在自行车的车架内。
技术背景
通常，自行车只能在一个方向行进，即向前蹬踏而向前行进，因此长时间骑自行车会导致骑车人疲劳和腿部肌肉不均衡发展。
于是，为解决此问题，许多发明家在开发改变自行车驱动力方向装置方面已作出努力，该装置可设置在传统的单向蹬踏的自行车上。
迄今已开发的改变自行车驱动方向的装置，根据所采用的方法可分为三类：使用辅助齿轮，圆锥齿轮和形星齿轮。
作为有关改变自行车驱动力方向的代表性装置，Manrzoursos等人(欧洲公开号No.0,369,925)公开了一种采用辅助齿轮的自行车运动传动系统，Foster(美国专利No.5,435,583)公开了一种离合器操纵的双向自行车齿轮箱，该齿轮箱采用圆锥齿轮和离合器，而本申请的同一申请人的发明(韩国专利申请No.98-1617)公开了一种采用形星齿轮改变自行车动力方向的装置。
然而，由于上述装置均设置在脚蹬轴外，所设置的装置突出于自行车车架外，从而防碍骑车人蹬踏。此外，由于有突出部，难于将其设置在新开发的可折叠便携式自行车上。上述发明在棘轮齿啮合时还产生噪声，该棘轮对于这些发明是不可缺少的。
因此，在开发自行车传动系统时已对上述问题提出要求，作为改变自行车驱动力方向的装置，应能安装在后轮轴，且产生的噪声小。
这种可安装在后轮轴上改变自行车驱动力方向装置的一个例子，是本发明发明人的韩国专利申请号98-1616。
上述发明公开了一种自行车驱动方向变换装置，其中，设置了速度变换部和驱动力方向变换部，因此，可将向后蹬踏变换为自行车的向前驱动，并可变换自行车的速度。
不过，该发明需要用手操纵杠杆以变换为向后蹬踏向前驱动自行车，此外，该发明只能安装在后轮毂内。
发明综述
本发明的目的之一在于提供一种改变自行车驱动力方向的装置，该装置不仅可向前蹬踏而且可向后蹬踏以驱动自行车向前行进，并可安装在脚蹬轴外部和后轮毂内，并可安装在自行车车架内。
本发明的另一目的在于提供一种改变自行车驱动力方向的装置，该装置产生的噪声小，不需要在改变为向后蹬踏向前驱动自行车时用手操纵杠杆，并且可像普通自行车那样向后拖动自行车时没有负载。
根据上述目的的第一方面，提供了一种改变自行车驱动力方向的装置，该装置包括：脚蹬轴，具有角度部(多面体)；驱动传递部，该驱动传递部包括一与角度部接合的托架，向前离合销组和向后离合销组设置在托架上，驱动传递部设有第一恒星轮，其内表面通过与向前离合销组接触而被驱动，沿其外圆周制出齿部；驱动变换部，该驱动变换部包括第二恒星轮，该第二恒星轮由向后离合销组通过接触驱动，沿恒星轮的外圆周制出齿部，向前形星齿轮与第一恒星轮齿啮合，向后形星齿轮与向前形星齿轮和第二恒星轮齿同时啮合；链轮，在第一恒星轮延伸部的外圆周制出；轴箱，具有数个销孔，紧固装置，用于紧固上述元件。
根据上述目的的第二方面，设置了用于改变自行车驱动力方向的装置，该装置包括：脚蹬轴，具有角度部；驱动传递部，该驱动传递部包括一与角度部接合的托架，向前离合销组和向后离合销组设置在托架上，一具有内表面的连接环通过与向前离合销组接触而被驱动；驱动变换部，该驱动变换部包括一内齿轮，该内齿轮通过与向后离合销组接触而被驱动，并沿其内圆周制出的齿部，向前形星齿轮与内齿啮合，向后形星齿轮与向前形星齿轮和环形齿轮通过连接环同时啮合；链轮，安装在连接环上；轴箱，具有数个销孔；紧固装置，用于紧固上述元件。
根据上述目的的第三方面，设置了用于改变自行车驱动力方向的装置，该装置包括：脚蹬轴，具有角度部；驱动传递部，该驱动传递部包括一与角度部接合的托架，向前离合销组和向后离合销组设置在托架上，一具有内表面的连接环通过与向前离合销组接触而被驱动；驱动变换部，该驱动变换部包括一内齿轮，该内齿轮通过与向后离合销组接触而被驱动，并沿其内圆周制出的齿部，形星齿轮与恒星轮齿啮合，环形齿轮通过连接部同时与形星齿轮啮合并与连接环连接；链轮，安装在连接环上；轴箱，具有数个销孔；紧固装置，用于紧固上述元件。
根据上述目的的第四方面，设置了用于改变自行车驱动力方向的装置，该装置包括：脚蹬轴，具有角度部；驱动传递部，该驱动传递部包括包括一与角度部接合的托架，向前离合销组和向后离合销组设置在托架上，一具有内表面的连接环通过与向前离合销组接触而被驱动；驱动变换部，该驱动变换部包括第一圆锥齿轮，该第一圆锥齿轮通过与向后离合销组接触而被驱动，并在其上制出的齿部，驱动变换部还包括第二圆锥齿轮，该第二圆锥齿轮与第一圆锥齿轮和连接齿轮的齿同时啮合；链轮，安装在连接环上；轴箱，具有数个销孔；紧固装置，用于紧固上述元件。
附图简介
图1为本发明第一实施例的剖面图，该实施例采用两组形星齿轮；
图2为本发明第一实施例的分解透视图；
图3为图1沿A-A’剖面剖切的放大剖视图；
图4A为放大的剖面图，示出了本发明在向前蹬踏时的驱动传递部；
图4B为放大的剖面图，示出了本发明在向后蹬踏时的驱动传递部；
图5为部份剖切的透视图示出了本发明的驱动变换部；
图6为本发明第二实施例的剖面图，该装置安装在自行车车架内；
图7为本发明第三实施例的剖面图，该装置安装在自行车车架内；
图8为本发明第四实施例的剖面图，该装置安装在自行车车架内。
实施本发明的最佳方式
<实施例1>
图1和2示出了本发明用于改变自行车驱动力方向的装置，总体包括：脚蹬轴100，包括角度部100a；驱动传递部200，用于在向后蹬踏时将脚蹬轴100的驱动力传递至驱动变换部300，或在向前蹬踏时直接传递至链轮400，所述驱动变换部300改变从驱动传递部200所传递驱动力的方向，所述链轮400经过连接装置例如链条将驱动力传递至后轮；轴箱500，具有数个销孔500a；紧固装置600，用于紧固上述元件。
驱动传递部200包括托架210，该托架与角度部100a接合，向前离合销组211和向后离合销组212均设置在托架中；第一恒星轮220，具有内表面和沿外圆周制出的齿部220a，该内表面借助于与向前离合销组211接触而被驱动。
驱动变换部300包括：第二恒星轮310，借助于与向后离合销组212接触而被驱动，沿其外圆周制出齿部310a；向前形星齿轮320，与第一恒星轮220啮合；向后形星齿轮330，同时与向前形星齿轮320和第二恒星轮310啮合。
如图4A和4B所示，向前离合销组211设置在脚蹬轴的角度部100a和第一恒星轮220内表面之间，而向后离合销组212设置在脚蹬轴角度部100a和第二恒星轮310内表面之间。
向前离合销组211和向后离合销组212均在托架210内相距一间隔设置。
于是，骑车人向前蹬踏时，托架210将脚蹬轴100的驱动力传递至第一恒星轮220，反之，骑车人向后蹬踏时，托架210将脚蹬轴100的驱动力传递至第二恒星轮310。
链轮400是沿第一恒星轮220的延伸部外圆周上制出。
辅助链轮410，由具有不同直径的链轮组成，可设置在第一恒星轮220的一侧，用于变换自行车的速度。
向前形星齿轮320和向后形星齿轮330安装在具有销321的轴箱500上如图2和3所示。实际上，向前和向后形星齿轮320，330形状相同，只是安装位置与图2不同，即，向后形星齿轮330比向前形星齿轮320安装成更靠近轴箱500，这是因为销321的方向相反(参看图5)。
因此，向前形星齿轮320与第一恒星轮220啮合，而向后形星齿轮330与第二恒星轮310啮合。
在本发明中，一组向前和向后形星齿轮320，330可发挥良好的作用，不过数组形星齿轮更佳。
对根据本发明具有上述结构之改变自行车驱动力方向装置的操作，将说明如下。
1.向前蹬踏向前行进
向前蹬踏时，脚蹬轴100与一脚蹬(未示出)同向旋转，即沿图4A中箭头所示方向旋转。
于是，向前离合销组211的相对位置在图4A中沿时钟方向变化，即向前离合销组211运动至靠近角度部100a的边部。结果，脚蹬轴100、托架210和恒星轮220一起旋转。
因此，在第一恒星轮220外圆周延伸部设置的链轮400(或辅助链轮410)旋转，通过链条与链轮连接的后轮旋转，于是自行车可向前行进。
此时，由于第一恒星轮220的旋转，与第一恒星轮啮合的向前形星齿轮320也旋转。而向后形星齿轮330和第二恒星轮310由于其与向前形星齿轮320的啮合而旋转。不过，由于没有其它的啮合，向后形星齿轮330和第二恒星轮310的旋转是空转。
2.向后蹬踏向前行进
向后蹬踏时，脚蹬轴100与一脚蹬同向旋转，即沿图4B中箭头所示方向旋转。
于是，向后离合销组212的相对位置在图4B中沿反时钟方向变化，即向后离合销组212运动至靠近角度部100a的另一边部，结果，脚蹬轴100、托架210和第二恒星轮310一起旋转。
向后形星齿轮330通过与第二恒星轮310的啮合而旋转，同时，向前形星齿轮320和第一恒星轮220一起旋转。不过，在向前和向后形星齿轮320、330旋转的过程中，旋转方向是反的，因此，第一恒星轮220向前旋转。于是在第一恒星轮延伸部外圆周上的链轮400(或辅助链轮410)旋转，通过链条与链轮400连接的后轮也旋转，因此自行车可向前行进。
因此，向后蹬踏时，通过驱动变换部300的操纵，自行车也向前行进。
3.向后拉自行车
向后拉自行车时，链轮400由于后轮的旋转而向后旋转，而第一恒星轮220也向后旋转。此时，第一恒星轮220与托架210没有接合。向前形星齿轮320通过第一恒星轮220的旋转而向前旋转，于是，向后形星齿轮330和第二恒星轮310也旋转。
但第二恒星轮310和托架210没有其它的接合，结果可将自行车向后拉而没有像普通自行车那样的负荷。
<实施例2>
图6为本发明第二实施例的剖面图，该装置设置在自行车车架内。
本发明第二实施例总体上与第一实施例相同，其中，本发明之改变自行车驱动力方向的装置包括：脚蹬轴100，具有角度部100a；驱动传递部200，传递部将脚蹬轴100的驱动力，在向后蹬踏时传递至驱动变换部300，或在向前蹬踏时直接传递至链轮400以驱动变换部300，所述驱动变换部改变从驱动传递部200所传递驱动力的方向；链轮400，所述链轮通过连接装置例如链条将驱动力传递至后轮；轴箱500，具有数个销孔500a；和紧固装置600，用于紧固上述元件。
下面，对于与第一实施例相同的结构和相同的标号的解释及其操作说明予以省略。
驱动传递部200包括：托架210，该托架与角度部100a接合，向前离合销组211和向后离合销组212设置在其中；连接环230，具有内表面，该内表面通过与向前离合销组211接触而被驱动。
驱动变换部300包括：内齿轮360，该内齿轮通过与向后离合销组212接触而被驱动，并在其内圆周表面制出齿部；向前行星齿轮320与内齿轮360接合；向后行星齿轮330，与向前形星齿轮320和环形齿轮340通过连接环230同时接触。
链轮400设置在连接环230上。
就是说，本实施例的驱动传递部与第一实施例相同，只是向后形星齿轮330是通过环形齿轮340连接在链轮400上，以便占据小的空间。
<实施例3>
图7为本发明第三实施例的剖面图，该装置安装在自行车车架内。
本发明第三实施例总体上与第一实施例相同，其中，本发明之改变自行车驱动力方向的装置包括：脚蹬轴100，具有角度部100a；驱动传递部200，传递部将脚蹬轴100的驱动力，在向后蹬踏时传递至驱动变换部300，或在向前蹬踏时直接传递至链轮400以驱动变换部300，所述驱动变换部改变从驱动传递部200所传递驱动力的方向；链轮400，所述链轮通过连接装置例如链条将驱动力传递至后轮；轴箱500，具有数个销孔500a；和紧固装置600，用于紧固上述元件。
下面，对于与第一实施例相同的结构和相同的标号的解释及其操作说明予以省略。
驱动传递部200包括：托架210，该托架与角度部100a接合，向前离合销组211和向后离合销组212设置在其中；连接环230，具有内表面，该内表面通过与向前离合销组211接触而被驱动，即与第而
实施例相同。
不过，驱动变换部300包括：恒星轮370，该恒星轮通过与向后离合销组212接触而被驱动，并在其外圆周制出齿部；形星齿轮320，与恒星轮370啮合；环形齿轮340，与形星齿轮320啮合，并通过连接部350同时与连接环230连接。
就是说，驱动变换部采用一组形星齿轮和环形齿轮以取代两组形星齿轮。
<实施例4>
图8为本发明第三实施例的剖面图，该装置安装在自行车车架内。
本发明第四实施例总体上与第一实施例相同，其中，本发明之改变自行车驱动力方向的装置包括：脚蹬轴100，具有角度部100a；驱动传递部200，传递部将脚蹬轴100的驱动力，在向后蹬踏时传递至驱动变换部300，或在向前蹬踏时直接传递至链轮400以驱动变换部300，所述驱动变换部改变从驱动传递部200所传递驱动力的方向；链轮400，所述链轮通过连接装置例如链条将驱动力传递至后轮；轴箱500，具有数个销孔500a；和紧固装置600，用于紧固上述元件。
下面，对于与第一实施例相同的结构和相同的标号的解释及其操作说明予以省略。
驱动传递部200包括：托架210，该托架与角度部100a接合，向前离合销组211和向后离合销组212设置在其中；连接环230，具有内表面和齿部，该内表面通过与向前离合销组211接触而被驱动。
驱动变换部300包括：第一圆锥齿轮380，该圆锥齿轮通过与向后离合销组212接触而被驱动，并在其上制出齿部。
第二圆锥齿轮390与第一圆锥齿轮和连接齿轮240的齿部同时接触。
在工业上的可应用性
如上所述，本发明之改变自行车驱动力方向的装置既可向前蹬踏使自行车向前行进，也可向后蹬踏向前驱动自行车或空转。此外，本发明结构简单，占据空间小，可安装在脚蹬轴外部和后轮轮毂内，并可安装在自行车车架内。本发明还造成小的噪声，因为没有棘轮和销钉的接合问题，且该装置并不需要操作杠杆以便通过向后蹬踏使自行车向前行进，并可向后拉自行车却没有像普通自行车那样的负载。

Claims (6)

1.一种改变自行车驱动力方向的装置，该装置包括：
脚蹬轴，具有角度部；
驱动传递部，包括：托架，与角度部接合，向前离合销组和向后离合销组设置在其中；第一恒星轮，具有内表面，并沿外圆周制出齿部，该内表面通过与向前离合销组接触而被驱动。
驱动变换部，包括：第二恒星轮，该恒星轮通过与向后离合销组接触而被驱动，并在其外圆周制出齿部；向前形星齿轮，与第一恒星轮啮合；向后形星齿轮，与向前形星齿轮和第二恒星轮同时啮合；
链轮，该链轮在第一恒星轮延伸部的外圆周上制出；
轴箱，该轴箱具有数个销孔；
紧固装置，用于紧固上述元件。
2.如权利要求1所述的改变自行车驱动力方向的装置，其中，向前形星齿轮和向后形星齿轮为数组。
3.一种改变自行车驱动力方向的装置，该装置包括：
脚蹬轴，具有角度部；
驱动传递部，包括：托架，与角度部接合，向前离合销组和向后离合销组设置在其中；连接环，具有内表面，该内表面通过与向前离合销组接触而被驱动。
驱动变换部，包括：内齿轮，通过与向后离合销组接触而被驱动，并沿其内圆周表面制出齿部；向前形星齿轮，与内齿轮啮合；向后形星齿轮，与向前形星齿轮啮合并同时通过连接环与环形齿轮啮合；
链轮，该链轮设置在连接环上；
轴箱，该轴箱具有数个销孔；
紧固装置，用于紧固上述元件。
4.一种改变自行车驱动力方向的装置，该装置包括：
脚蹬轴，具有角度部；
驱动传递部，包括：托架，与角度部接合，向前离合销组和向后离合销组设置在其中；连接环，具有内表面，该内表面通过与向前离合销组接触而被驱动。
驱动变换部，包括：恒星轮，该恒星轮通过与向后离合销组接触而被驱动，并在其外圆周制出齿部；形星齿轮，与恒星轮啮合；环形齿轮，与向前形星齿轮啮合并同时通过连接部与连接环连接；
链轮，该链轮设置在连接环上；
轴箱，该轴箱具有数个销孔；
紧固装置，用于紧固上述元件。
5.一种改变自行车驱动力方向的装置，该装置包括：
脚蹬轴，具有角度部；
驱动传递部，包括：托架，与角度部接合，向前离合销组和向后离合销组设置在其中；连接齿轮，具有内表面和在其上制出的齿部，该内表面通过与向前离合销组接触而被驱动。
驱动变换部，包括：第一圆锥齿轮，通过与向后离合销组接触而被驱动，并在其上制出齿部；第二圆锥齿轮，与第一圆锥齿轮和连接齿轮的齿部同时啮合；
链轮，该链轮设置在连接环上；
轴箱，该轴箱具有数个销孔；
紧固装置，用于紧固上述元件。
6.如权利要求3、4和5任一所述的改变自行车驱动力方向的装置，其中，脚蹬轴、驱动传递部、驱动变换部、链轮、轴箱和紧固装置可安装在自行车的车架内。
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