CN1291153A - 自行车轮毂驱动方向变换装置 - Google Patents

Abstract

提供了一种自行车后轮毂驱动方向变换装置,该装置具有驱动部和驱动方向变换部,能总是只在一个方向输出驱动力,即,通过接受脚蹬轴向前和向后的驱动力使自行车向前。驱动方向变换装置包括驱动部,驱动方向变换部和多级传动部,驱动部包括:被驱动链轮壳体,可运动地连接在轮毂轴上的;数个第一和第二离合器组,安装在被驱动链轮壳体引导端的外周边;第一托架,用于支承第一和第二离合器销组;离合器体,用于提供由第一离合器销组摩擦力所产生的扩张力驱动轮毂壳体;第一阻止分离元件,用于避免离合器壳体分离;驱动方向变换部用于使用安装在驱动部的第二操纵杆变换驱动方向;多级传动部与驱动方向变换部用花键连接,用于通过第二操纵杆执行传动。

Description

自行车轮毂驱动方向变换装置

技术领域

本发明涉及自行车后轮毂驱动方向变换装置，更具体地说，本发明涉及这样的自行车后轮毂驱动方向变换装置，即：该装置具有一驱动部和一驱动方向变换部，此驱动方向变换装置能借助于所接受的脚蹬轴向前和向后的驱动力，总是只在一个方向即向前方向输出驱动力。

技术背景

通常自行车只能沿一个方向行进，即通过向前蹬踩而向前行进，因此当骑车人长时间骑车时，容易导致骑车人腿疲劳和腿部肌肉不均匀发展。

于是，为解决这些问题，许多发明人在开发双向蹬踏装置方面已作出努力，这种装置可应用于传统单向蹬踏自行车。

迄今为止所开发的双向蹬踏装置，根据其所采用的方法大体可归结为三种类型。即，使用辅助齿轮法、圆锥齿轮法和行星齿轮法。

作为有关双向蹬踏装置的代表性发明，Manrzoursos等人(EPO公开号No．0，369，925)公开了一种采用辅助齿轮的双向蹬踏装置，Foster(美国专利No．5，435，583)公开了一种采用圆锥齿轮与离合器的双向蹬踏装置，以及本专利申请(韩国专利申请No．95-47910)所公开的采用行星齿轮的双向蹬踏装置。

然而，由于上述双向蹬踏装置必须设置在脚蹬轴之外，所设置的装置向自行车车架之外突出，从而防碍骑车人蹬踏。此外，由于突出部的存在，难于将双向蹬踏装置设置在一种新开发的可折叠便携式自行车上。

因此，上述问题产生了为自行车开发一种传动装置的需求，这种装置可允许双向蹬踏装置设置在后轮轴上。

为了减轻蹬踏时的疲劳和有效地利用所施加在脚蹬上的能量，施加在脚蹬上的蹬踏节奏和蹬踏力应为常数值。自行车的传动装置，是为满足上述状态要求而开发，该装置在驱动链轮与被驱动链轮之间控制一传动比，从而根据驱动自行车的驱动阻力适当地施加蹬踏力。

作为传动装置，有外传动式和内传动式。外传动式装置在施力于设置在数个链轮之一上的链条时直接改变传动比，该链轮依次具有不同的直径，均安装在蹬踏轴和轮毂轴上，而内传动式装置改变传动比是借助于在后轮毂壳安装行星齿轮装置。

内传动式装置比外传动式装置可大大小型化，并可避免外部碰撞和阻止灰尘及外部物质的进入，因为内传动装置是安装在轮毂壳内。

由于具有这些优点，本发明人所采用的韩国专利申请No．97-25869可作为本发明关于内传动的一个实例。

上述发明的装置包括：驱动部；驱动方向变换部，此驱动方向变换部能将驱动部的向后驱动力变换为向前驱动；和传动部，该传动部能降低驱动方向部向前的旋转速度，和使后轮空转。驱动部包括：一圆柱形状的被驱动链轮壳体，该壳体可旋转地安装在后轮轮毂轴上，并被沿圆周以预定间隔设置的向前方向棘爪和向后方向棘爪所弹性地支承；一轮毂壳体棘轮固定环，与被驱动链轮壳体的向前方向棘爪接合；和一棘轮环，与被驱动链轮壳体的向后方向棘爪接合。驱动方向变换部包括：第一托架，具有行星齿轮，在与棘轮环接合时，该行星齿轮可在轮毂轴上滚动；第一恒星齿轮，能相对于第一托架的行星齿轮滚动；第二托架，固定在轮毂轴上，使第一恒星齿轮和行星齿轮可作滚动运动；第二恒星齿轮，能相对于第二托架的行星齿轮滚动，并具有一向前方向棘爪，从外圆周弹性地突出，用于向前驱动。此外，传动部还包括：第三恒星齿轮，能使固定在轮毂壳体上的固定棘轮与第二恒星齿轮的向前方向棘爪接合；第三托架，能绕一与轮毂轴制成一体的齿轮滚动，第三恒星齿轮及其行星齿轮，和离合器，其可滑动地设置在第三托架和第二恒星齿轮的内圆周之间，可由设置在外面的操纵杆弹性地和可滑动地移动。

就是说，根据上述发明，具有向前和向后方向棘爪的被驱动链轮壳体设置在轮毂壳体内，于是，驱动方向变换部根据被驱动链轮的驱动方向，使固定在轮毂壳体的棘轮固定环旋转。例如，如果被驱动链轮向前驱动，被驱动链轮壳体的向前方向棘爪使棘轮固定环向前旋转，因此对轮毂壳体输出向前驱动力。

此外，驱动部和传动部是并联设置，该传动部与托架装置协同动作。因此，如果提供向后驱动力，被驱动链轮壳体的向后方向棘爪驱动托架装置，于是将驱动力传递至与托架装置连接的传动部。

具体说，传动部可将驱动部的向后驱动力改变为向前驱动力，这是通过改变离合器的位置实现的，离合器的操作由外部控制，与此同时，保持或降低驱动速度，以及将向后驱动力变为空转。

不过，在上述发明中，由于传动部和棘爪以及驱动部的棘轮经常变换啮合，在向前驱动和向后驱动时由于变换啮合产生的过载可能损齿轮坏或产生噪音，引起大的间隙。

发明概述

本发明的目的之一在于为自行车后轮毂提供一种驱动方向变换装置，该装置具有一驱动部和驱动方向变换部，此装置在接受脚蹬轴向前和向后驱动力时，能总是只在一个方向即向前方向输出驱动力。

根据上述目的的一方面，提供了一种自行车后轮毂驱动方向变换装置，其中，设有使用形星齿轮的传动装置，此驱动方向变换装置包括驱动部、驱动方向变换部和多极传动部，驱动部包括：被驱动链轮壳体，与轮毂轴可运动地连接；数个第一和第二离合器组，设置在被驱动链轮壳体引导部的外周边；第一托架，用于支承第一和第二离合器销组；离合器壳体，用于通过由第一离合器销组摩擦力所产生的扩张力驱动轮毂壳体；和第一阻止分离元件，用于避免离合器壳体分离；驱动方向变换部包括：第一环形齿轮，用于通过由第二离合器销组摩擦力所产生的扩张力驱动轮毂壳体；第一惰齿轮，定心于一旋转轴，与在第一环形齿轮引导端内制成的齿轮啮合旋转；第二惰齿轮，定心于一旋转轴，与第一惰齿轮啮合旋转；第二托架，用于支承第一和第二惰齿轮；和第二环形齿轮，具有与第二惰齿轮啮合的内齿轮；多极传动部，与驱动方向变换部的一端连接，并与设置在外周边的第二阻止分离元件制成一体。

根据上述目的的另一方面，提供了一种自行车后轮驱动方向变换装置，此装置包括驱动部和驱动方向变换部，驱动部包括：被驱动链轮壳体，与轮毂轴可运动地连接；惰齿轮，与在被驱动链轮壳体引导端制成的齿轮啮合旋转；和托架，可旋转地支承惰齿轮，该惰齿轮定心于一旋转轴；驱动方向变换部安装在托架内部和外部，用于将驱动部的驱动改变为向前方向和向后方向。

因此，在根据本发明的驱动方向变换装置，安装了能在逆时针方向蹬踏时驱动自行车向前的驱动方向变换部，这样，通过向前和向后蹬踏而向前行进，可由骑车人根据意愿控制，从而优化行进效率和在减轻疲劳的同时使腿部肌肉均匀发展。

根据本发明驱动方向变换装置的基本结构，轮毂壳体通过轴承可旋转地安装在轮毂轴上，具有“H”形横截面，驱动方向变换部和驱动部安装在其两侧。此外，固定在被驱动链轮上的被驱动链轮壳体牢固地安装在轮毂壳体上，该被驱动链轮由脚蹬轴通过链条驱动。

此外，传统的多级传动部安装在轮毂壳体内，以与驱动方向变换部和驱动部协同工作。

本发明的驱动力传递机构简介如下。

首先，蹬踏所产生的驱动力依次通过曲柄，驱动链轮，和链条传递至被驱动链轮，当被驱动链轮随驱动轮一起旋转时，驱动力依次传递至本发明的驱动部和驱动方向变换部。

传递至驱动方向变换部的驱动力被传递至传动部，传动部的传动力再传递至轮毂壳体从而驱动自行车后轮。

附图简介

图1A为根据本发明第一实施例之自行车轮毂驱动方向变换装置的剖面图，示出脚蹬以高速向前驱动的情况；

图1B为图1A所示驱动方向变换装置在脚蹬以中速向前驱动时的剖面图；

图1C为图1A所示驱动方向变换装置在脚蹬以低速向前驱动时的剖面图；

图2为根据第一实施例驱动方向变换装置第一托架的前视图；

图3为沿图1A中A-A剖面剖切并经放大的剖面图；

图4A为沿图1A中B-B剖面剖切并经放大的剖面图；

图4B为沿图1A中C-C剖面剖切并经放大的剖面图；

图5A和5B为局部视图，分别用于说明向前和向后驱动时离合器销组的工作状态；

图6为根据本发明第二实施例自行车轮毂驱动方向变换装置的剖面图；

图7为根据本发明第三实施例自行车轮毂驱动方向变换装置的剖面图；

图8为根据本发明第四实施例自行车轮毂驱动方向变换装置的剖面图；

图9为图8中离合器体的局部透视图；

图10为沿图8中A-A剖面剖切垂直剖面图，示出轮毂壳体、惰齿轮和链轮壳体间的结合关系；

图11A和11B沿图8中B-B剖面剖切的垂直剖面图，分别示出在向前驱动和向后驱动的驱动方向变换装置。

实施本发明的最佳方式

<实施例1>

如图1A所示，轮毂轴10具有一杆状外形，在其外圆周具有螺纹和花键。轮毂轴10穿过轮毂壳体20的中心，轴的左右端用固定装置诸如螺母11和锁紧垫圈12固定，从而与轮毂壳体20保持牢固连接。

此外，在轮毂轴10的中部制成六角部如图3所示，此六角部插入在第二托架120上制出的固定孔121中。

如图4A所示，在被驱动链轮壳体30的引导端的外圆周制成曲多边形部31，其侧视图被表示为一多边形，可旋转地安装在第一托架上的第一离合器销组210和第二离合器销组220设置成与曲线部31接触。

在此，如图2所示，第一和第二离合器销组210和220可旋转地安装在托架110的固定部113，彼此相错斜对，并只在一个方向沿被驱动链轮壳体30的曲线部31传输驱动力。

此外，离合器体300安装在第一离合器销组210的外圆周，该离合器体内部具有摩擦部301，第一环形齿轮400安装在第二销组220的外圆周。

第一环形齿轮400在其内部的一端具有一摩擦部401，此环形齿轮设置成可通过因摩擦而产生的扩张力而与第二离合器销组200分离或接触，而在另一端，具有齿轮402，该齿轮与固定在第二托架120上的第一惰齿轮510啮合。

另一方面，第二托架120具有带多阶梯的三个或四个固定孔，具有不同长度的第一和第二惰齿轮510和520，安装成可绕作为支承的转轴60中心旋转。

在此，第一惰齿轮510比第二惰齿轮520短。

第二环形齿轮410安装在第二托架120的外周边。

传动部Ⅲ安装在第二环形齿轮410的一侧，通过花键连接，而第一和第二阻止分离部600和610，则安装在第二环形齿轮410的两端。

传动部Ⅲ包括：第一棘轮元件800，通过花键与第二环形齿轮410连接；第一棘爪421，周期性地与第一棘轮元件800啮合；第三环形齿轮420，用于可旋转地固定第一和第二棘爪421和422，在该环形齿轮引导端的内侧具有齿轮423；第二棘轮元件810，周期性地与第二棘爪422啮合；第三托架130，用于可旋转地安装第三惰齿轮，该惰齿轮与第三环形齿轮420内侧制出的齿轮423啮合；第三棘爪424，安装在第三托架130的圆周；第三棘轮元件820，具有棘轮821，周期性地与第三棘爪424啮合；离合器部900，用于改变行进速度，安装在轮毂轴10的纵向方向；和第一控制杆40，用于控制离合器部900。

在此，第三棘轮元件820与轮毂壳体20通过螺钉连接。

数字910代表一传动元件，该元件由第一控制杆40操纵，安装成与弹性块901弹性贴靠。

根据本发明，具有上述结构、采用周期性地摩擦方法的自行车轮毂驱动方向变换装置的操作，将说明如下。

1．向前蹬踏时驱动力传递路径

a)高速向前行进

当向前蹬踏时，被驱动链轮壳体30通过链条与脚蹬轴连接，沿如图4A箭头“a”所示方向向前旋转，与被驱动链轮壳体30的曲线部31接触的第一离合器销组210，上升至曲线部31的最上部，即，从图5A中的“P”上升至“P’”。结果，离合器体300被第一离合器销组210和曲线部31间的摩擦力所驱动，于是，驱动力被传递至第二环形齿轮410。

然后，与第二环形齿轮410通过花键连接的第一棘轮元件800旋转，转动力通过传动元件910被依次传递至第三惰齿轮530和第三环形齿轮420。

传递至第三环形齿轮420转动力，通过第二棘爪422传递至第二棘轮元件810，并最终传递至轮毂壳体20。传递至轮毂壳体的驱动力使自行车后轮以高速行进。

在此状态下，第一和第二惰齿轮510和520以及第二环形齿轮410向后旋转，第二离合器销组220可滑动地相对于第二环形齿轮410旋转，定位于第一棘轮元件800的第一棘爪421和第三环形齿轮420可滑动地旋转，而第三惰齿轮530借助于第三托架130的旋转而旋转。因此，使第三环形齿轮520以高速旋转。

b)中速向前行进

当第一控制杆40定位于图1B所示中间位置时，传动部Ⅲ的传动元件910与第三托架130分离。

当向前蹬踏时，被驱动链轮壳体30通过链条与脚蹬轴连接，沿如图4A箭头“a”所示方向向前旋转，与被驱动链轮壳体30的曲线部31接触的第一离合器销组210，上升至曲线部31的最上部，即，从图5A中的“P”上升至“P’”。结果，离合器体300被第一离合器销组210和曲线部31间的摩擦力所驱动，于是，驱动力被传递至第二环形齿轮410。

然后，与第二环形齿轮410通过花键连接的第一棘轮元件800旋转，驱动力通过第一棘爪421传递至第三环形齿轮420，然后通过安装在第三环形齿轮420内的第二棘爪422传递至第二棘轮元件810，最后传递至轮毂壳体20。传递至轮毂壳体的驱动力使自行车后轮以中速行进。

在此状态下，第一和第二惰齿轮510和520以及第二环形齿轮410向后旋转，第二离合器销组220可滑动地相对于第二环形齿轮410旋转。

c)低速向前行进

当第一控制杆40定位于图1C所示右端位置时，借助于传动部Ⅲ的传递元件910，第二棘爪422与第二棘轮元件810分离。

当向前蹬踏时，被驱动链轮壳体30通过链条与脚蹬轴连接，沿如图4A箭头“a”所示方向向前旋转，与被驱动链轮壳体30的曲线部31接触的第一离合器销组210，上升至曲线部31的最上部，即，从图5A中的“P”上升至“P’”。结果，离合器体300被第一离合器销组210和曲线部31间的摩擦力所驱动，于是，驱动力被传递至第二环形齿轮410。

然后，与第二环形齿轮410通过花键连接的第一棘轮元件800旋转，第一棘轮元件800的驱动力通过第一棘爪421传递至第三环形齿轮420，然后传递至与齿轮423啮合的第三惰齿轮530，该齿轮在第三环形齿轮420的引导端制成，然后传递至托架130，然后，最终传递至轮毂壳体20。传递至轮毂壳体的驱动力使自行车后轮以低速行进。

在此状态下，第一和第二惰齿轮510和520以及第二环形齿轮410向后旋转，第二离合器销组220可滑动地相对于第二环形齿轮410旋转。

2．向后蹬踏时驱动力的传递路径

a)高速向后行进

当向后蹬踏时，如图1A所示，被驱动链轮壳体30通过链条与脚蹬轴连接，沿如图4B箭头“b”所示方向向后旋转，与被驱动链轮壳体30的曲线部31接触的第二离合器销组220，上升至曲线部31相反的最上部，即从图5B中的“P”上升至“P″”。结果，第一环形齿轮400被第二离合器销组220和曲线部31间的摩擦力所驱动而旋转，驱动力通过第一惰齿轮510传递至第二惰齿轮520，从而驱动第二环形齿轮410向前。

然后，与第二环形齿轮410通过花键连接的第一棘轮元件800旋转，第一棘轮元件800的转动力通过传动元件810被传递至第三惰齿轮530，再传递至第三环形齿轮420。

然后，传递至第三环形齿轮420的转动力，通过第二棘爪422传递至第二棘轮元件810，然后，最终传递至轮毂壳体20。由驱动轮毂壳体向后所传递的向前驱动力，使自行车后轮以高速行进。

在此状态下，离合器体300和第一棘爪421可滑动地旋转。

b)中速向后行进

当第一控制杆定位于中间位置如图1B所示时，传动部Ⅲ的传动元件910与第三托架130分离。

当向后蹬踏时，被驱动链轮壳体30通过链条与脚蹬轴连接，沿如图4B箭头“b”所示方向向后旋转，与被驱动链轮壳体30的曲线部31接触的第二离合器销组220，上升至曲线部31的最上部，即，从图5B中的“P”上升至“P″”。结果，第一环形齿轮400被第二离合器销组220和曲线部31间的摩擦力所驱动而旋转，驱动力通过第一惰齿轮510传递至第二惰齿轮520，从而驱动第二环形齿轮410向前。

然后，与第二环形齿轮410通过花键连接的第一棘轮元件800旋转，第一棘轮元件800的驱动力通过第一棘爪421传递至第三环形齿轮420，然后通过安装在第三环形齿轮420内的第二棘爪422传递至第二棘轮元件810，然后，最终传递至轮毂壳体20。于是，传递至轮毂壳体的驱动力使自行车后轮以中速进行。

在此状态下，离合器体300和第一棘爪421可滑动地旋转。

c)低速向后行进

当第一控制杆440定位于右端，如图1C所示，第二棘爪422通过传动部Ⅲ的传递元件910与第一棘轮元件800相分离。

当向后蹬踏时，被驱动链轮壳体30通过链条与脚蹬轴连接，沿如图4B箭头“b”所示方向向后旋转，与被驱动链轮壳体30的曲线部31接触的第二离合器销组220，上升至曲线部31的相反最上部，即，从图5B中的“P”上升至“P″”。结果，第一环形齿轮400被第二离合器销组220和曲线部31间的摩擦力所驱动而旋转，驱动力通过第一惰齿轮510传递至第二惰齿轮520，从而驱动第二环形齿轮410向前。

然后，与第二环形齿轮410通过花键连接的第一棘轮元件800旋转，第一棘轮元件800的驱动力，通过第一棘爪421传递至第三环形齿轮420，然后传递至第三惰齿轮530，该惰齿轮与在第三环形齿轮420引导端制成的齿轮423啮合，然后，驱动力传递托架130，然后，最终传递至轮毂壳体20。于是，传递至轮毂壳体的驱动力使自行车后轮以低速行进。

3．向后拉停止的自行车

第一和第二离合器销组210和220交替地运动至上端和下端，即，如图5A和5B中所示从“P”至“P＇”和从“P”至“P″”，于是，当向前或向后旋转时自行车可被向后拉。

<实施例2>

图6为根据本发明第二实施例自行车轮毂驱动方向变换装置的剖面图。在此，对于与第一实施例具有相同结构和相同标号的部分的解释及其操作说明将予以省略。

在此，如图4A所示，被驱动链轮壳体30的引导端的外周边制成曲线多边形部31，其侧视图为一多边形，第二控制杆50安装在被驱动轮毂壳体30内。

第二控制杆50包括：弹性元件54，该元件弹性地安装在第二托架120的一侧；倾斜元件51，设置成借助于弹性力弹性地支承；推力元件52，用于使倾斜元件51向前和向后移动；推力销53，沿倾斜元件51的倾斜部向上或向下运动。

另一方面，当被弹性元件55的弹性力支承时，推力销53向上或向下运动，该弹性元件插入在被驱动轮毂壳体30上制成的孔32中，孔32与曲线部31定位于相同的直线上。

因此，当操作第二控制杆50时，推力元件52使推力销53向上和向下运动，从而控制第一离合器销组210的运动。结果，对脚蹬向前蹬踏和向后蹬踏方向的驱动可以控制。

<实施例3>

图7为根据本发明第三实施例自行车轮毂驱动方向变换装置的剖面图。在此，对于与第一实施例具有相同结构和相同标号的部分的解释及其操作说明将予以省略。

图7所示驱动方向变换装置包括驱动部Ⅰ和驱动方向变换部Ⅱ。在此，驱动部Ⅰ包括：被驱动链轮壳体30，与轮毂轴10连接，可相对移动；第一和第二离合器销组210和220，安装在被驱动链轮壳体30引导端的外周边；第一托架110，用于支承第一和第二离合器销组210和220；和离合器体300，用于利用第一离合器销组210和曲线部31之间的摩擦力驱动轮毂壳体。驱动方向变换部Ⅱ包括：第一环形齿轮400，用于通过第二离合器销组220与曲线部31之间的摩擦力驱动轮毂壳体20；第一惰齿轮510，当该齿轮与在第一环形齿轮400引导端内制成的齿轮啮合时，绕作为支承点的旋转轴60的中心旋转；第二惰齿轮520，当其与第一惰齿轮510啮合，绕作为支承的旋转轴60的中心旋转；第二托架120，用于支承第二惰齿轮520；和第二环形齿轮410。该环形齿轮具有与第二惰齿轮520啮合的内齿轮423。

<实施例4>

图8为根据本发明第四实施例自行车轮毂驱动方向变换装置第四实施例的剖面图。在此，对于与第一实施例具有相同结构和相同标号的部分的解释及其操作说明将予以省略。

平衡部70安装在轮毂轴10的中心，垂直于轮毂轴10，如图8所示。平衡部70包括：弹簧孔71；弹性元件72，弹性地安装在弹簧孔71中；一对球73，安装在弹性元件72的两端，被弹性力弹性地支承。

齿轮33在被驱动链轮壳体30引导端的外周边制成，惰齿轮500安装在托架100上，该惰齿轮与齿轮33啮合并将其锁住，这样，惰齿轮500绕作为支承的旋转轴60的中心旋转，如图10、11A和11B所示。同时，惰齿轮500与轮毂壳体20的齿轮21啮合。

驱动方向变换部Ⅱ安装在托架100之内部和外部，使驱动部Ⅰ的驱动方向变换成向前或向后。

就是说，离合器体300安装在轮毂壳体20内，该离合器体通过离合器销元件200的摩擦力驱动轮毂壳体20，或通过引导安装在内倾斜部111和外倾斜部112的离合器销组200阻止托架100运动。

如图9所示，离合器体300具有如图9所示圆柱形，并在一端开口。引导孔311也具有开口端，用于引导离合器销组200，引导槽312沿整个圆周以固定间距制出。

在此，引导孔311和引导槽312设置成彼此面对，引导槽312沿轮毂轴10所插入的固定部313的圆周制成，以避免离合器体300被分离。

自行车轮毂驱动方向变换部实施例的操作说明如下。

当被驱动链轮壳体30的被驱动链轮1被脚蹬轴驱动向前旋转，而驱动链轮处于图8所示状态时，被驱动链轮壳体30向前转动，即沿如图10中箭头“a”所示方向旋转，而与在被驱动链轮壳体30外周边制出的齿轮33啮合的惰齿轮500可被驱动沿与被驱动链轮壳体30旋转方向相反的方向旋转，托架100可向前旋转。结果，被驱动链轮壳体30、惰齿轮500和托架100一起向前旋转，从而驱动力使轮毂壳体20向前旋转。就是说，托架100沿图11A中箭头“b”所示方向旋转。

在此，离合器销组200被放置在托架100外倾斜部112的最高部，以与轮毂壳体20的内部接触，与此同时，在托架100倾斜部111的最高部与轮毂轴10分离，从而使轮毂壳体20向前旋转，使自行车后轮向前行进。

就是说，安装在外倾斜部112的离合器销组200被紧密地推靠在轮毂壳体的内壁。在此，如果继续驱动，轮毂壳体20在离合器销组200摩擦力的作用下，沿与惰齿轮500的旋转方向相同的方向旋转。换言之，轮毂壳体20向前旋转，从而自行车被向前驱动而向前行进。

此外，当向后驱动时，即，当向后蹬踏脚蹬时(未示出)，蹬踏力通过链条传递至被驱动链轮。被驱动链轮1的驱动力传递至与被驱动链轮1制成一体的链轮壳体30。

结果，当被驱动链轮壳体30向后旋转(与图11A中的旋转方向相反)如图11B所示，被驱动链轮壳体30沿箭头“b”所示方向旋转。

惰齿轮500被驱动沿与被驱动链轮壳体30相反方向旋转，该惰齿轮与在被驱动链轮壳体30内圆周上制成的齿轮33啮合，与惰齿轮500啮合的轮毂壳体20，沿与惰齿轮500的转动力相同的方向旋转，同时，托架100沿箭头“b”所示方向旋转。

在此，安装在托架外周边的离合器销组200被定位于外倾斜部112的最低端，与轮毂壳体20分离，同时，在内圆周处的离合器销组200被定位于托架100内倾斜部111的最低端，以紧密推向轮毂轴10。结果，托架100借助于离合器销组200和曲线部31间的摩擦力止挡旋转，而当与离合器销组200分离时，轮毂壳体20与惰齿轮500沿相同方向旋转，从而轮毂壳体20向前旋转。因此，借助于安装驱动方向变换部Ⅱ，自行车后轮可通过向前驱动和向后驱动而向前行进。

在此，离合器销组200按预定角度设置在托架100的内和外倾斜部，使离合器销组200只与一倾斜部接合，从而可允许轮毂壳体20向后旋转。

在工业上的可应用性

如上所述，为改变被驱动链轮的驱动方向，驱动方向变换部设置在托架的内部和外部，该驱动方向变换部能改变驱动部向前和向后驱动方向，这样轮毂壳体的驱动方向得以改变。因此，通过逆时针方向蹬踏，自行车向前行进，而行进速度可由骑车人使用第一和第二控制杆控制，同时，自行车可根据骑车人的意愿向前和向后行进。

此外，由传统装置实现双向驱动而在齿轮变换啮合时引起的齿轮损坏得以避免，且由于其噪声和间歇较小，自行车的质量得以提高。

根据本发明之驱动方向变换装置，还可安装在其它位置，可安装在后轮毂、驱动链轮(前链轮)的左侧或右侧、脚蹬轴或在后轮毂的一侧，如果将其根据每一种设置而进行修改的话。

此外，根据本发明，齿轮装置可采用下列之一：一恒星齿轮，一组行星齿轮和一环形齿轮；两恒星齿轮和两组行星齿轮；两组行星齿轮和两组环形齿轮；一套圆锥齿轮。

Claims (8)

1．一种自行车后轮毂驱动方向变换装置，其中，安装使用行星齿轮的传动装置，该驱动方向变换装置包括：

驱动部，包括：被驱动链轮托架，可运动地与轮毂轴连接；数个第一和第二离合器组，安装在被驱动链轮壳体引导端的外周边；第一托架，用于支承第一和第二离合器销组；离合器体，用于通过由第一离合器销组的摩擦力所产生的扩张力驱动轮毂壳体；和第一阻止分离元件，用于避免离合器体分离；

驱动方向变换部，包括：第一环形齿轮，用于通过第二离合器销组与曲线部间的摩擦力驱动轮毂壳体；第一惰齿轮，该惰齿轮定心于一旋转轴，与在第一环形齿轮引导端内制成的齿轮啮合旋转；第二惰齿轮，该惰齿轮定心于一旋转轴，与第一惰齿轮啮合旋转；第二托架，用于支承第一和第二惰齿轮；和第二环形齿轮，该环形齿轮具有与第二惰齿轮啮合的的内齿轮；和

多级传动部，该传动部与驱动方向变换部的一端连接，并与安装在外周边的第二阻止分离元件制成一体。

2．如权利要求1所述的驱动方向变换装置，其中，被驱动链轮壳体的外周边为曲线形，当从侧面观察时该外周边具有多边形横截面。

3．如权利要求1所述的驱动方向变换装置，其中，第一和第二离合器销组安装在托架上，彼此相错斜对。

4．如权利要求1所述的驱动方向变换装置，其中，第一惰齿轮的长度比第二惰齿轮的长度短。

5．如权利要求1所述的驱动方向变换装置，其中，操纵杆分别安装在多级传动部和驱动方向变换部。

6．一种自行车后轮毂驱动方向变换装置，其中，安装使用行星齿轮的传动装置，该驱动方向变换装置包括：

驱动部，包括：被驱动链轮托架，可运动地与轮毂轴连接；数个第一和第二离合器组，安装在被驱动链轮壳体引导端的外周边；第一托架，用于支承第一和第二离合器销组；和离合器体，用于通过第一离合器销组与曲线部间的摩擦力驱动轮毂壳体；和

驱动方向变换部，包括：第一环形齿轮，用于通过第二离合器销组与曲线部间的摩擦力驱动轮毂壳体；第一惰齿轮，该惰齿轮定心于旋转轴，并与在第一环形齿轮引导端内制成的齿轮啮合旋转；第二惰齿轮，该惰齿轮定心于旋转轴，与第一惰齿轮啮合旋转；第二托架，用于支承第一和第二惰齿轮；和第二环形齿轮，该环形齿轮具有与第二惰齿轮啮合的的内齿轮。

7．一种自行车后轮毂驱动方向变换装置，其中，安装使用行星齿轮的传动装置，该驱动方向变换装置包括：

驱动部，包括：被驱动链轮托架，可运动地与轮毂轴连接，一惰齿轮，该惰齿轮与在被驱动链轮壳体引导部制成的齿轮啮合旋转；和，托架，可旋转地支承定心于旋转轴的惰齿轮；

驱动方向变换部，安装在托架内部和外部，用于将驱动部的驱动变换为向前方向和向后方向。

8．如权利要求7所述的驱动方向变换装置，其中，驱动方向变换部包括：

数个离合器销组，安装在托架引导端制成的内倾斜部和外倾斜部；

离合器体，用于引导安装在内倾斜部和外倾斜部的离合器销组，并通过离合器销组与曲线部间的摩擦力驱动轮毂壳体，或止挡托架运动；和

平衡部，弹性地安装于在轮毂轴上制出的孔中，用于控制离合器体的转动力在一预定的值。

其中，数个离合器销组按一预定角度安装在内倾斜部和外倾斜部，使离合器销组只在一倾斜部接合，以便当自行车被向后拖时允许轮毂壳体向后旋转。

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