專利名稱：自行車的用于改變動(dòng)力方向的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于改變自行車的動(dòng)力方向的裝置，具體而言，是涉及一種安裝在自行車腳蹬軸軸套上的變換動(dòng)力方向的裝置，其中，通過在向前或向后踩踏自行車時(shí)控制換向桿，自行車能始終向前運(yùn)行，并且如果需要的話，當(dāng)向后踩踏自行車時(shí)，正如常規(guī)自行車后蹬時(shí)一樣，也允許空轉(zhuǎn)。
通常，自行車在其車架的前后設(shè)有前輪和后輪，并且在兩輪之間設(shè)有一對(duì)腳蹬作為動(dòng)力供給源。通過踩踏使自行車得到驅(qū)動(dòng)力，然后經(jīng)主動(dòng)鏈輪，鏈條和從動(dòng)鏈輪將該驅(qū)動(dòng)力傳至后輪。當(dāng)騎車人向前蹬車時(shí)，這種普通的自行車就向前運(yùn)行；當(dāng)向后蹬車時(shí)，借助于后輪輪轂的一個(gè)單向棘輪，該自行車的后輪無(wú)載轉(zhuǎn)動(dòng)，后輪的這種無(wú)載轉(zhuǎn)動(dòng)被稱為“空轉(zhuǎn)”。
此外，已公開了有關(guān)自行車新配件的若干發(fā)明，這些新發(fā)明的配件使得只允許單向蹬踩的普通自行車能夠雙向蹬踏。具體而言，將在下文中介紹Mantzoursos等人和Foster等人的發(fā)明。
按照Mantzoutsos等人的發(fā)明(歐洲專利公報(bào)No．0，369，925)，在腳蹬軸上安裝兩個(gè)齒輪，在兩個(gè)可分開的齒輪之間裝設(shè)一個(gè)輔助齒輪。在此，當(dāng)在輔助齒輪處于脫開狀態(tài)下蹬車時(shí)，此發(fā)明的自行車能像普通自行車一樣運(yùn)行。但是，當(dāng)輔助齒輪處于聯(lián)接狀態(tài)并向后蹬車時(shí)，借助于輔助齒輪，使腳蹬軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向改變，于是自行車能夠向前運(yùn)行。
另一方面，按照Forster等人的發(fā)明(美國(guó)專利No．5，435，583)，在腳蹬軸上裝設(shè)一個(gè)齒輪箱，其中包括兩個(gè)齒輪，位于二者之間的兩個(gè)離合器以及一個(gè)位于兩個(gè)齒輪的輪齒之間的斜齒輪。在此，當(dāng)離合器與右齒輪聯(lián)接并蹬踏時(shí)，該發(fā)明的自行車能像普通自行車一樣運(yùn)行。但是，當(dāng)離合器與左齒輪聯(lián)接并向后蹬踏時(shí)，通過由斜齒輪改變腳蹬軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，自行車能夠向前運(yùn)行。
就采用一中間齒輪而在向后蹬踏時(shí)能向前驅(qū)動(dòng)自行車的雙向腳踏裝置而言，上述兩發(fā)明是很有意義的。但是，由于變換動(dòng)力方向所需的力作用于特定部位產(chǎn)生的磨損，使雙向腳踏裝置的壽命縮短，并且改變動(dòng)力方向的裝置在操作上不夠方便。
為了克服上述缺點(diǎn)，在南韓專利申請(qǐng)No．94-13391中公開了一種雙向腳踏裝置。按照該專利申請(qǐng)，在腳蹬軸的一端和主動(dòng)鏈輪之間形成一個(gè)預(yù)定的封閉空間，在該空間的外部和內(nèi)部裝有兩個(gè)單向棘輪。此外，在封閉空間內(nèi)設(shè)有一棘輪和一換向桿，若干個(gè)行星齒輪與該棘輪可旋轉(zhuǎn)地固定，換向桿用于控制外單向棘輪的鎖定和脫開。采用該雙向腳踏裝置的自行車的雙向腳踏機(jī)構(gòu)如下文所述。
當(dāng)向前踩踏時(shí)，腳蹬、棘輪和主動(dòng)鏈輪整體轉(zhuǎn)動(dòng)，使自行車向前運(yùn)行。然而，當(dāng)向后蹬踏時(shí)，借助于換向桿使外單向棘輪代替內(nèi)單向棘輪起作用。在此，有兩種情況，外棘輪鎖定和脫開。首先，當(dāng)使外棘輪鎖定并向后蹬車時(shí)，若干行星齒輪圍繞其自身的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而改變腳蹬軸的轉(zhuǎn)向，然后將動(dòng)力從腳蹬軸傳至主動(dòng)鏈輪，由此驅(qū)動(dòng)自行車向前運(yùn)行。其次，當(dāng)使外棘輪脫開并向后蹬車時(shí)，行星齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)并同時(shí)與棘輪一起共同圍繞腳蹬軸轉(zhuǎn)動(dòng)。其結(jié)果是，動(dòng)力不能從腳蹬軸傳至主動(dòng)鏈輪，導(dǎo)致腳蹬空轉(zhuǎn)。
按照上述的南韓專利申請(qǐng)No．94-13391，通過采用若干行星齒輪將力分散而防止因變換動(dòng)力方向產(chǎn)生的力集中在一特定的部位。因此，使該雙向腳踏裝置的壽命延長(zhǎng)，并且可以通過采用換向桿簡(jiǎn)便地改變腳蹬軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。此外，由于采用小而精確的零件，雙向腳踏裝置能夠有效地運(yùn)行。
但是，在上述的南韓專利申請(qǐng)No．94-13391中，零件的大批量生產(chǎn)和各零件的組裝是很困難的，并且該雙向腳踏裝置不能直接安裝在普通的自行車上，以致應(yīng)對(duì)其零件進(jìn)行局部改進(jìn)。此外，當(dāng)后拉自行車時(shí)產(chǎn)生的反向載荷可能損壞各組成構(gòu)件。
作為對(duì)南韓專利申請(qǐng)No．94-13391的改進(jìn)發(fā)明，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種用于自行車的用于改變動(dòng)力方向的裝置，通過改進(jìn)各組成構(gòu)件的形狀，使其適于簡(jiǎn)單的制造和組裝，能夠大規(guī)模地生產(chǎn)本發(fā)明的裝置。通過改進(jìn)零件和采用輔助裝置，本發(fā)明的裝置能直接地裝在常規(guī)的自行車上，并且同時(shí)能防止反向載荷損壞零件。
本發(fā)明的用于改變動(dòng)力方向的裝置包括自行車的基本組成元件，如腳蹬軸、后輪、在腳蹬軸上形成并隨腳蹬軸轉(zhuǎn)動(dòng)的主動(dòng)鏈輪，將主動(dòng)鏈輪的驅(qū)動(dòng)力傳至后輪的從動(dòng)鏈輪以及聯(lián)接主動(dòng)鏈輪和從動(dòng)鏈輪的鏈條。本發(fā)明的基本特征在于在腳蹬軸和主動(dòng)鏈輪之間的封閉空間內(nèi)形成該“用于改變動(dòng)力方向的裝置”。在此，用以組成用于改變動(dòng)力方向的裝置的零件的形狀是空心的圓柱形、環(huán)形或齒輪型。
位于腳蹬軸和主動(dòng)鏈輪之間的本發(fā)明的用于改變動(dòng)力方向的裝置大致包括一軸套、一交換環(huán)、夾頭、一中心齒輪和一鏈輪罩。各構(gòu)件的功能如下。
裝有交換環(huán)、夾頭和中心齒輪的軸套支承著轉(zhuǎn)動(dòng)的腳蹬軸并同時(shí)通過采用多個(gè)可從在軸套右罩的邊緣內(nèi)側(cè)形成的多個(gè)開口中脫出和插入的爪件，在后蹬時(shí)控制夾頭。當(dāng)后蹬時(shí)，交換環(huán)使爪件脫開軸套和插入軸套，而在其左部的外側(cè)和內(nèi)側(cè)分別設(shè)有棘輪以及在其右部可旋轉(zhuǎn)地固定多個(gè)行星齒輪的夾頭保持或改變來自腳蹬軸的動(dòng)力的方向，由此將動(dòng)力傳至主動(dòng)鏈輪。中心齒輪在與腳蹬軸聯(lián)接的同時(shí)，將腳蹬軸的驅(qū)動(dòng)力傳至夾頭。此外，在其邊緣內(nèi)側(cè)的右端設(shè)有一齒輪的鏈輪罩接收來自?shī)A頭的動(dòng)力，使自行車永遠(yuǎn)向前運(yùn)行，與腳蹬向前和向后的蹬踏方向無(wú)關(guān)。
因此，在自行車上裝有此用于改變動(dòng)力方向的裝置的情況下，當(dāng)向前蹬車和向后蹬車時(shí)，自行車向前運(yùn)行。作為一種雙向腳踏裝置的本發(fā)明的用于改變動(dòng)力方向的裝置在結(jié)構(gòu)零件和操縱機(jī)構(gòu)方面與普通的雙向腳踏裝置有所不同。此外，按照本發(fā)明的用于改變動(dòng)力方向的裝置，優(yōu)化了各組成元件的形狀，由此防止了在一特定部位上的載荷集中。而且，所有的組成構(gòu)件構(gòu)成一個(gè)整體，由此簡(jiǎn)化了其裝配過程。該用于改變動(dòng)力方向的裝置采用了一換向桿，以便易于操作所述換向裝置，而且還采用了一個(gè)將用于改變動(dòng)力方向的裝置裝在普通自行車上且無(wú)須對(duì)普通自行車進(jìn)行任何改造的輔助環(huán)。
附圖的簡(jiǎn)要說明

圖1是按照本發(fā)明的自行車的用于改變動(dòng)力方向的裝置的剖視圖2是按照本發(fā)明的用于改變動(dòng)力方向的裝置的部件分解透視圖；圖3是表示在按照本發(fā)明的用于改變動(dòng)力方向的裝置中所采用的中心齒輪的一個(gè)實(shí)施例的右視圖；圖4A是用于改變動(dòng)力方向的裝置的工作示意圖，即當(dāng)交換環(huán)允許第一爪件從軸套的開口中脫出時(shí)，沿圖1的線A-A的剖視圖；圖4B是用于改變動(dòng)力方向的裝置的工作示意圖，即當(dāng)交換環(huán)阻止第一爪件從軸套的開口中脫出時(shí)，沿圖1的線A-A的剖視圖；圖5是用于改變動(dòng)力方向的裝置沿圖1的線B-B的剖視圖；圖6是按照本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例的用于改變動(dòng)力方向的裝置的剖視圖；圖7是圖6所示用于改變動(dòng)力方向的裝置中所采用的軸套的右視圖；圖8是圖6所示用于改變動(dòng)力方向的裝置中所采用的夾頭的左視圖；圖9是圖6所示用于改變動(dòng)力方向的裝置中所采用的鏈輪罩的左視圖；圖10是按照本發(fā)明另一實(shí)施例的控制交換環(huán)的裝置的右視圖；和圖11是按照本發(fā)明又一實(shí)施例在將用于改變動(dòng)力方向的裝置裝在普通自行車上時(shí)的剖視圖。
現(xiàn)將參照?qǐng)D1至圖5詳述本發(fā)明。
如圖1和圖2所示，使軸套30、交換環(huán)40、夾頭50、中心齒輪60和鏈輪罩70在自行車的腳蹬軸上順序聯(lián)接，通過將固定螺母90固定在鏈輪罩70的外側(cè)而構(gòu)成一整體的用于改變動(dòng)力方向的裝置。各零件的結(jié)構(gòu)及其功能將依次地說明如下。
軸套30支承著轉(zhuǎn)動(dòng)的腳蹬軸20，并且在軸套30右罩的邊緣的內(nèi)側(cè)有多個(gè)開口31，多個(gè)第一爪件32插入上述的開口中。另外，用于控制交換環(huán)40的第一齒輪61裝配在一個(gè)于右罩的側(cè)壁上加工出的孔33中。具有上述結(jié)構(gòu)的軸套30順序地夾持交換環(huán)40、夾頭50和中心齒輪60，并且當(dāng)向后蹬車時(shí)，該軸套借助于放置在軸套30的邊緣處的第一爪件32，同時(shí)具有使夾頭50旋轉(zhuǎn)或防止夾頭50旋轉(zhuǎn)的功能。在此，在軸套和第一爪件32之間插入一彈簧，以使第一爪件32彈性地固定在開口31中。
交換環(huán)40在其朝向腳蹬軸的一側(cè)有一第二齒輪41，在其表面部分上有多個(gè)孔42。第二齒輪41與第一齒輪81嚙合以轉(zhuǎn)動(dòng)交換環(huán)40，孔42用于允許第一爪件32伸出或縮回。當(dāng)?shù)谝蛔?2滑入孔42中時(shí)，夾頭50不能轉(zhuǎn)動(dòng)，而當(dāng)交換環(huán)40將第一爪件32擋在軸套30的開口31內(nèi)時(shí)，夾頭50能夠轉(zhuǎn)動(dòng)。
中空的圓柱形夾頭50在其左部的外側(cè)和內(nèi)側(cè)分別有第一棘輪51和第二棘輪52，并且在其右部具有一個(gè)設(shè)有多個(gè)孔的環(huán)53，其中左部和右部聯(lián)成一個(gè)整體，從而借助于在環(huán)53內(nèi)的行星齒輪軸55將多個(gè)行星齒輪54可旋轉(zhuǎn)地固定。具有上述結(jié)構(gòu)的夾頭50的第一棘輪51與軸套30的第一爪件32嚙合，而第二棘輪52與下文中將說明的第三齒輪61的第二爪件62嚙合。另一方面，夾頭50的行星齒輪54的內(nèi)部與中心齒輪60的第三齒輪61嚙合，而其外部與在下文中將說明的鏈輪罩70內(nèi)側(cè)的第四齒輪71相嚙合。
通過保持或改變來自腳蹬軸20的動(dòng)力的方向，夾頭50具有將動(dòng)力從腳蹬軸20傳至鏈輪罩70的功能，這也是本發(fā)明最重要的特征。夾頭50的行星齒輪54將因改變動(dòng)力方向而集中在一特定部位上的力分散，而且行星齒輪的數(shù)目最好是八。
中心齒輪60為中空的圓柱形并帶有臺(tái)階，其直徑較小的左部在外側(cè)有多個(gè)開口63，第二爪件62可設(shè)置在該開口中；左部的內(nèi)側(cè)有一個(gè)六角花鍵形的中心開口，從而使其左部可與腳蹬軸20整體地固定。另外，中心齒輪60的直徑較大的右部在其外側(cè)有第三齒輪61。在具有上述結(jié)構(gòu)的中心齒輪60中，第二爪件62與夾頭50的第二棘輪52嚙合，而第三齒輪61與夾頭50的行星齒輪54相嚙合。在此，第二爪件的數(shù)量最好是四。
在此，可用下述方法為第一和第二爪件32和62提供彈性。首先，在爪件下面插入一盤簧或片簧。其次，如圖3所示，按一預(yù)定的角度在各爪件上形成一凹槽，然后由一個(gè)環(huán)形彈簧65聯(lián)接各爪件，以提供線性張力。
另外，按照本發(fā)明，第一爪件32和交換環(huán)40位于夾頭50的外側(cè)，僅當(dāng)腳蹬軸20反向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)控制夾頭50。而第二爪件62位于中心齒輪60的外側(cè)，允許夾頭50在向前轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)單向轉(zhuǎn)動(dòng)。
由于中心齒輪60與腳蹬軸20整體地聯(lián)接，中心齒輪60在沿與腳蹬軸20的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同的方向轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)將動(dòng)力從腳蹬軸20傳至夾頭50。
在圖1的右側(cè)，鏈輪罩70在其邊緣的內(nèi)側(cè)有第四齒輪71，在其邊緣的外側(cè)有多個(gè)螺釘或固定夾72，從而使多級(jí)式主動(dòng)鏈輪73與鏈輪罩相聯(lián)接。另外，軸承74固定在鏈輪罩70的中心，因此，鏈輪罩70可在腳蹬軸20上獨(dú)立地靈活轉(zhuǎn)動(dòng)。具有上述結(jié)構(gòu)的鏈輪罩70的第四齒輪71與行星齒輪54嚙合，由此，經(jīng)夾頭50接收腳蹬軸20的動(dòng)力。
鏈輪罩70始終向前轉(zhuǎn)動(dòng)，與腳蹬軸20的轉(zhuǎn)動(dòng)方向無(wú)關(guān)。
另外，上文中未述及的圖1中的序號(hào)10，11，21和22分別表示自行車架、腳蹬軸軸套、軸承和墊圈。
當(dāng)使軸套30與自行車腳蹬軸20上的鏈輪罩70相聯(lián)時(shí)，在二者之間形成一個(gè)封閉的空間，在此空間內(nèi)，交換環(huán)40、夾頭50和中心齒輪60彼此相互嚙合地組裝在一起，并使固定螺母90固定在鏈輪罩70的外側(cè)，由此組成一個(gè)整體的用于改變動(dòng)力方向的裝置。
整體的用于改變動(dòng)力方向的裝置是按下述順序組裝的。首先，將腳蹬軸20可旋轉(zhuǎn)地固定在軸套30內(nèi)，然后順序地組裝交換環(huán)40、夾頭50、中心齒輪60和鏈輪罩70，并與軸套30內(nèi)的腳蹬軸20對(duì)中。然后，將固定螺母90固定在鏈輪罩70的外側(cè)，由此構(gòu)成一個(gè)整體的用于改變動(dòng)力方向的裝置。
此外，用于控制交換環(huán)40的換向桿80固定在軸套30的側(cè)壁上并與第一齒輪81相聯(lián)。因此，換向桿80利用第一齒輪81的移動(dòng)使交換環(huán)40移動(dòng)。
下面將闡述具有上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明用于改變動(dòng)力方向的裝置的操作和作用。
為了便于說明，本發(fā)明的操作是通過將操作方法分類為“前蹬的向前運(yùn)行”、“后蹬的向前運(yùn)行”和“后蹬空轉(zhuǎn)”而予以說明的。
首先，“前蹬的向前運(yùn)行”指的是當(dāng)順時(shí)針驅(qū)動(dòng)腳蹬軸20時(shí)(此方向是以相對(duì)于自行車的運(yùn)行方向從右側(cè)觀察自行車時(shí)為準(zhǔn)，此規(guī)定也適用于下文)，自行車向前運(yùn)行，如圖4和圖5所示。在此，如下所述地傳遞來自腳蹬軸20的動(dòng)力。
當(dāng)順時(shí)針驅(qū)動(dòng)腳蹬軸20時(shí)，中心齒輪60與腳蹬軸20一同順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。在此，由于第二爪件62與第二棘輪52嚙合，夾頭50與腳蹬軸20同向地轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，在與行星齒輪54嚙合的鏈輪罩70的第四齒輪71順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，行星齒輪54本身不轉(zhuǎn)動(dòng)。于是，腳蹬軸20和鏈輪罩70相互按相同的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，由此驅(qū)動(dòng)自行車向前運(yùn)行。
其次，“后蹬的向前運(yùn)行”指的是當(dāng)逆時(shí)針驅(qū)動(dòng)腳蹬軸20時(shí)，自行車向前運(yùn)行。在此如下所述地傳遞來自腳蹬軸20的動(dòng)力。在此操作中，如圖4A所示，通過控制交換環(huán)40，應(yīng)使第一爪件32和第一棘輪51相互嚙合。
當(dāng)沿逆時(shí)針方向驅(qū)動(dòng)腳蹬軸20時(shí)，中心齒輪60與腳蹬軸20一同逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。在此，由于第二爪件62從第二棘輪52上方滑過，不可能將動(dòng)力傳至夾頭50。與此同時(shí)，如圖5所示，中心齒輪60的第三齒輪61將動(dòng)力傳至與中心齒輪60相嚙合的行星齒輪54，由此使行星齒輪54順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。在此，行星齒輪54的轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)與行星齒輪54整體聯(lián)接的夾頭50提供一個(gè)使其轉(zhuǎn)動(dòng)的力。但是，如圖4A所示，由于第一爪件32與夾頭50的第一棘輪51嚙合，夾頭50不能逆時(shí)針地轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，僅當(dāng)行星齒輪54如圖5所示地轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，與行星齒輪54嚙合的鏈輪罩70順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。借助于此操作，經(jīng)本發(fā)明的用于改變動(dòng)力方向的裝置，改變作用于腳蹬軸20上的逆時(shí)針的驅(qū)動(dòng)力方向，由此使鏈輪罩70順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。
第三，“后蹬空轉(zhuǎn)”指的是當(dāng)逆時(shí)針驅(qū)動(dòng)腳蹬軸20時(shí)，由于動(dòng)力不能傳至鏈輪罩70而僅出現(xiàn)空轉(zhuǎn)，自行車不能運(yùn)行。在此，如下所述地傳遞來自腳蹬軸20的動(dòng)力。為了進(jìn)行此操作，通過如圖4B所示地控制交換環(huán)40，應(yīng)使軸套30的第一爪件32不與夾頭50的第一棘輪51相互嚙合。
在此，除了由于第一爪件32不與第一棘輪51嚙合，在行星齒輪54轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)夾頭50本身圍繞腳蹬軸20逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)之外，用于上述操作的動(dòng)力傳遞過程與“后蹬的向前運(yùn)行”至由行星齒輪54將逆時(shí)針力作用于夾頭50的步驟的過程相同。因此，腳蹬軸20的動(dòng)力僅傳至夾頭50，而不傳至鏈輪罩70，由此自行車不能運(yùn)行。
采用本發(fā)明的用于改變動(dòng)力方向的裝置的“后蹬空轉(zhuǎn)”與普通自行車中的后蹬空轉(zhuǎn)有下述差別。即，在普通自行車由于后蹬而空轉(zhuǎn)時(shí)，驅(qū)動(dòng)鏈輪和鏈條與腳蹬軸一同反向轉(zhuǎn)動(dòng)。但是，在本發(fā)明中，驅(qū)動(dòng)鏈輪和鏈條不轉(zhuǎn)動(dòng)。
如上所述，作為“雙向向前運(yùn)行裝置”之一的本發(fā)明的裝置通過采用一些新的零件而以與常規(guī)裝置不同的方式傳遞動(dòng)力。此外，由于優(yōu)化了各組成構(gòu)件的形狀，可防止在一特定部位上的載荷集中。而且，使各零件一體化，從而可使組裝工序簡(jiǎn)便易行。此外，裝有一操縱桿以簡(jiǎn)化本發(fā)明裝置的操作，并且改進(jìn)軸套的結(jié)構(gòu)，使其能與普通自行車直接相聯(lián)，在本發(fā)明的下列實(shí)施例中將對(duì)此予以說明。
下面將以上述本發(fā)明為依據(jù)，說明本發(fā)明的第一、第二和第三實(shí)施例。在第一實(shí)施例中，使用于向前轉(zhuǎn)動(dòng)的單向棘輪和用于控制反向轉(zhuǎn)動(dòng)的棘輪的位置相互交換。在第二實(shí)施例中，用鋼絲取代換向桿。而在第三實(shí)施例中，更改軸套的形狀，以便使用于改變動(dòng)力方向的裝置能夠直接地裝在普通自行車上，而且無(wú)須對(duì)普通自行車作任何更改。
<實(shí)施例1>
參照?qǐng)D6至9，此實(shí)施例的基本特點(diǎn)在于改變用于向前轉(zhuǎn)動(dòng)的單向棘輪和用于控制反向轉(zhuǎn)動(dòng)的棘輪的位置。即，將用于向前轉(zhuǎn)動(dòng)的棘輪的位置從夾頭內(nèi)側(cè)移至其外側(cè)，與此同時(shí)，將用于控制反向轉(zhuǎn)動(dòng)的棘輪的位置從夾頭的外側(cè)移向夾頭內(nèi)側(cè)。
為了變換上述兩棘輪的位置，以與上述本發(fā)明不同的形狀制造各組成構(gòu)件。但是，零件的數(shù)量與上述本發(fā)明的相同并且其操作也與上述本發(fā)明類似。下面將說明改進(jìn)后的零件的形狀。
如圖6和7所示，軸套130在其右端具有一空心的圓柱形凸臺(tái)，并且在其外側(cè)有多個(gè)其中插入多個(gè)第三爪件132的開口131。軸套130具有環(huán)板形側(cè)壁和一個(gè)用于安裝上述本發(fā)明的第一齒輪81的孔133，與上述本發(fā)明的孔33相比，孔133的位置更靠近腳蹬軸120，這是因?yàn)檩S套130是通過去除軸套30的邊緣而得到的。
該實(shí)施例的交換環(huán)140與上述本發(fā)明的交換環(huán)40的不同之處在于在其朝向腳蹬軸120外側(cè)的一側(cè)形成一第五齒輪141。交換環(huán)140位于第三爪件132和夾頭150的第三棘輪151之間。
如圖6和8所示，本實(shí)施例的夾頭150在其左部的外側(cè)具有多個(gè)其中插入多個(gè)第四爪件152的開口153，而在其左部的內(nèi)側(cè)有一第三棘輪151。另外，夾頭150的右部與上述本發(fā)明夾頭50的右部相同。在具有上述結(jié)構(gòu)的夾頭150中，第四爪件152與鏈輪罩170的第四棘輪172相嚙合，而第三棘輪151與軸套130的第三爪件132相嚙合。
本實(shí)施例的中心齒輪160具有一與腳蹬軸120相固定的內(nèi)側(cè)和一具有僅與多個(gè)行星齒輪154相嚙合的一第六齒輪161的外側(cè)。
此外，如圖6和9所示，在圖6的右側(cè)，鏈輪罩170在邊緣的內(nèi)側(cè)有一第七齒輪171，并在其左側(cè)有一第四棘輪172。因此，第七齒輪171與夾頭150的行星齒輪154嚙合，而第四棘輪172與夾頭150的第四爪件152嚙合。
其它零件與上述本發(fā)明相同。另外，在圖6至9中，序號(hào)110表示自行車的車架，序號(hào)111表示一腳蹬軸軸套，序號(hào)153表示一夾頭環(huán)，序號(hào)155表示行星齒輪的軸，而序號(hào)173表示一鏈輪固定夾。
具有上述結(jié)構(gòu)的本實(shí)施例的操作和作用說明如下。
首先，由下列機(jī)構(gòu)實(shí)施“前蹬的向前運(yùn)行”。當(dāng)腳蹬軸120順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，中心齒輪160沿與腳蹬軸120相同的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，并且行星齒輪154逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。但是，夾頭150本身以不同于腳蹬軸120的轉(zhuǎn)動(dòng)速率順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，并且夾頭150的第四爪件152與鏈輪罩170的第四棘輪172嚙合，由此使鏈輪罩170順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。
其次，“后蹬的向前運(yùn)行”是在交換環(huán)140使第三爪件132從交換環(huán)140的孔中脫出之后，軸套130的第三爪件132與夾頭150的第三棘輪151嚙合之時(shí)進(jìn)行的。即，在夾頭150固定的同時(shí)，進(jìn)行由后蹬實(shí)現(xiàn)的前移。因此，行星齒輪154在圍繞其各自的軸轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)改變了來自于中心齒輪160的動(dòng)力方向，由此向鏈輪罩170提供順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力。
最后，“后蹬空轉(zhuǎn)”是靠下列機(jī)構(gòu)進(jìn)行的。交換環(huán)140阻止第三爪件132從軸套的開口中脫出，從而夾頭150沿與腳蹬軸120相同的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。其結(jié)果是，不能將中心齒輪160的動(dòng)力傳至鏈輪罩170。
<第二實(shí)施例>
本發(fā)明的第二實(shí)施例涉及交換環(huán)40的控制。
上述本發(fā)明的交換環(huán)40通過采用在軸套30的側(cè)壁上形成的第一齒輪81(見圖1和2)松開或卡住第一爪件32。為了控制在軸套30上形成的第一齒輪81，應(yīng)在軸套30上鉆出一個(gè)孔33，換向桿80可從外側(cè)經(jīng)此孔安裝。當(dāng)向前和向后轉(zhuǎn)動(dòng)換向桿80時(shí)，第一齒輪81和換向桿80一同轉(zhuǎn)動(dòng)，而且與第一齒輪81嚙合的交換環(huán)40沿與換向桿80相同的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，由此松開或卡住第一爪件32。
上述換向桿80伸出軸套30的外側(cè)，因而，伸出的換向桿80影響該用于改變動(dòng)力方向的裝置與普通自行車良好的聯(lián)接。
因此，第二實(shí)施例對(duì)此缺點(diǎn)進(jìn)行了改進(jìn)。在此，采用一鋼絲代替換向桿，很簡(jiǎn)便地將本用于改變動(dòng)力方向的裝置與普通自行車相聯(lián)接，借此控制交換環(huán)。
如圖10所示，第二實(shí)施例的用于控制交換環(huán)43的裝置在具有多個(gè)孔45的交換環(huán)43的一端有一活套44。在此，活套44用于從軸套30的外側(cè)經(jīng)孔33連接鋼絲46，由此控制交換環(huán)43。即，當(dāng)拉動(dòng)鋼絲時(shí)，交換環(huán)43卡住第一爪件32；當(dāng)推動(dòng)鋼絲46時(shí)，交換環(huán)43則松開第一爪件32。
<第三實(shí)施例>
第三實(shí)施例涉及軸套30，其中將軸套30的形狀更改成適于將本發(fā)明的用于改變動(dòng)力方向的裝置直接裝在普通自行車上而無(wú)須對(duì)普通自行車進(jìn)行任何改造的形狀。
圖11示出了安裝在普通自行車上的本發(fā)明的用于改變動(dòng)力方向的裝置。在第三實(shí)施例中，對(duì)中空的圓柱形軸套30的外形作了改進(jìn)。
本實(shí)施例的軸套34具有多階形的外形。即，將圓柱形軸套34做成直徑從右向左順序遞增的多階梯形。另外，當(dāng)使該用于改變動(dòng)力方向的裝置與普通自行車的腳蹬軸套11相聯(lián)接時(shí)，采用一連接管15以提供一致性。在連接管15的外側(cè)加工有一右旋螺紋35。還有，連接管15的外徑與腳蹬軸套11的直徑相同，而其內(nèi)徑與軸套34的外徑相同。另一方面，如下所述地加工一附加螺母36，在螺母36的外側(cè)形成一左旋螺紋37，并將螺母36的左內(nèi)側(cè)加工成錐形38。
因此，采用下述步驟將軸套34安裝在普通自行車上。首先，利用右旋螺紋35使連接管15與腳蹬軸套11相聯(lián)，并且通過花鍵聯(lián)接使連接管15與軸套34相聯(lián)。然后，借助于左旋螺紋37通過左旋螺紋聯(lián)接在另一側(cè)擰入螺母36，隨后，用墊圈39完成組裝。
當(dāng)將本實(shí)施例的用于改變動(dòng)力方向的裝置與普通自行車聯(lián)接時(shí)，盡管因后拉自行車而產(chǎn)生的反向載荷經(jīng)主動(dòng)鏈輪作用于本發(fā)明的用于改變動(dòng)力方向的裝置上，軸套34仍能很緊地與腳蹬軸套11聯(lián)接。即，隨著作用在該用于改變動(dòng)力方向的裝置上的反向負(fù)載的增加，由于連接管15的右旋螺紋35和螺母36的左旋螺紋37相互地沿相反的方向聯(lián)接，由在螺母36內(nèi)側(cè)形成的錐形38使軸套34與腳蹬軸套11的聯(lián)接非常緊。
此外，通過加工在軸套30的側(cè)面和腳蹬軸套11之間的一接觸部分而具有凸棱和凹槽形，軸套30和腳蹬軸套11可以相互地緊密聯(lián)接。
因此，向前和向后蹬踏裝有此用于改變動(dòng)力方向的裝置的自行車時(shí)，自行車向前運(yùn)行。如果需要的話，在向后蹬踏裝有此用于改變動(dòng)力方向的裝置的自行車時(shí)可以出現(xiàn)空轉(zhuǎn)。作為“雙向腳踏裝置”之一的本發(fā)明的用于改變動(dòng)力方向的裝置在組成零件和操作機(jī)構(gòu)方面與普通的雙向腳踏裝置不同。此外，按照本發(fā)明的用于改變動(dòng)力方向的裝置優(yōu)化了各組成元件的形狀，由此防止了在某一特定部分上的載荷集中。另外，所有的組成元件構(gòu)成一個(gè)整體，由此簡(jiǎn)化了其組裝過程。用于改變動(dòng)力方向的裝置采用一換向桿，以便利用它容易地操作用于改變動(dòng)力方向的裝置；而且還采用了一個(gè)將用于改變動(dòng)力方向的裝置安裝在普通自行車上而且無(wú)須對(duì)普通自行車進(jìn)行改造用的輔助環(huán)。
權(quán)利要求
1．一種用于自行車的以雙向腳踏裝置的形式改變動(dòng)力方向的裝置，所述的雙向腳踏裝置包括一個(gè)與一腳蹬軸聯(lián)接的中心齒輪，多個(gè)行星齒輪可旋轉(zhuǎn)地與其固定的一個(gè)夾頭和一個(gè)帶有一內(nèi)齒輪的主動(dòng)鏈輪，所述的用于改變動(dòng)力方向的裝置包括一個(gè)用于支承一轉(zhuǎn)動(dòng)的腳蹬軸的軸套，在該軸套右罩的邊緣的內(nèi)側(cè)設(shè)有至少一個(gè)或一個(gè)以上的開口，并且在其側(cè)壁上設(shè)有一個(gè)孔，其中多個(gè)第一爪件插入上述開口，用于控制交換環(huán)的機(jī)構(gòu)插入上述孔，而且上述第一爪件與夾頭的一個(gè)第一棘輪嚙合；一個(gè)位于上述軸套和夾頭的第一棘輪之間的交換環(huán)，在其朝向上述腳蹬軸的一側(cè)設(shè)有一個(gè)與上述的用于控制交換環(huán)的機(jī)構(gòu)相聯(lián)的第二齒輪，并且在其表面部分上設(shè)有至少一個(gè)或一個(gè)以上的孔，用于允許上述第一爪件伸出或縮回；一個(gè)空心的圓柱形夾頭，在其左部的外側(cè)和內(nèi)側(cè)分別設(shè)有一第一棘輪和一第二棘輪，在其右部的環(huán)具有至少一個(gè)或一個(gè)以上的孔，其中，右部和左部聯(lián)接為一個(gè)整體，以便借助于行星齒輪軸可旋轉(zhuǎn)地固定至少一個(gè)或一個(gè)以上的行星齒輪，而且，上述的第二棘輪與中心齒輪的第二爪件相嚙合，上述行星齒輪的內(nèi)部與中心齒輪的第三齒輪嚙合，而其外部與一在一鏈輪罩內(nèi)側(cè)形成的第四齒輪嚙合；一個(gè)帶有臺(tái)階的空心的圓柱形中心齒輪，其直徑較小的左部外側(cè)設(shè)有至少一個(gè)或一個(gè)以上的開口，其中上述的第二爪件連接在上述開口中，在其左部的內(nèi)側(cè)的中心開口可與上述腳蹬軸相聯(lián)接，而且在其直徑較大的右部的外側(cè)設(shè)有一第三齒輪；一個(gè)鏈輪罩，在其邊緣的內(nèi)側(cè)右端設(shè)有一第四齒輪，其中上述的鏈輪罩在上述腳蹬軸上自由地獨(dú)立轉(zhuǎn)動(dòng)并且由一固定螺母固定在上述腳蹬軸上。
2．如權(quán)利要求1所述的自行車的用于改變動(dòng)力方向的裝置，其特征在于，在上述軸套的上述開口上設(shè)有八個(gè)第一爪件。
3．如權(quán)利要求1所述的自行車的用于改變動(dòng)力方向的裝置，其特征在于，上述的用于控制上述交換環(huán)的機(jī)構(gòu)是一第一齒輪。
4．如權(quán)利要求3所述的自行車的用于改變動(dòng)力方向的裝置，其特征在于，通過在上述軸套的外側(cè)設(shè)置一換向桿，控制上述第一齒輪。
5．如權(quán)利要求3所述的自行車的用于改變動(dòng)力方向的裝置，其特征在于，上述的用于控制上述軸套的上述交換環(huán)的機(jī)構(gòu)利用鋼絲控制交換環(huán)，而且在上述交換環(huán)的一端形成一個(gè)活套并且將上述鋼絲從外側(cè)經(jīng)上述軸套的一個(gè)孔插入上述活套。
6．如權(quán)利要求1所述的自行車的用于改變動(dòng)力方向的裝置，其特征在于，上述交換環(huán)的上述孔的個(gè)數(shù)是八。
7．如權(quán)利要求1所述的自行車的用于改變動(dòng)力方向的裝置，其特征在于，上述夾頭的上述行星齒輪的數(shù)量是八。
8．如權(quán)利要求1所述的自行車的用于改變動(dòng)力方向的裝置，其特征在于，四個(gè)第二爪件插入上述中心齒輪的上述開口。
9．如權(quán)利要求2或8所述的自行車的用于改變動(dòng)力方向的裝置，其特征在于，將一彈簧裝置插入上述開口和上述爪件之間。
10．如權(quán)利要求9所述的自行車的用于改變動(dòng)力方向的裝置，其特征在于，上述的彈簧裝置是一環(huán)形彈簧，用于聯(lián)接爪件的凹槽。
11．如權(quán)利要求1所述的自行車的用于改變動(dòng)力方向的裝置，其特征在于，上述中心齒輪具有一六角形的中心開口。
12．如權(quán)利要求1所述的自行車的用于改變動(dòng)力方向的裝置，其特征在于，上述中心齒輪具有一花鍵形的中心開口。
13．如權(quán)利要求1所述的自行車的用于改變動(dòng)力方向的裝置，其特征在于，上述鏈輪罩在其邊緣的左部外側(cè)有一螺釘，并且在其右部外側(cè)設(shè)有至少一個(gè)或一個(gè)以上的固定夾，從而使一個(gè)或一個(gè)以上的具有多個(gè)臺(tái)階的主動(dòng)鏈輪與上述鏈輪罩相聯(lián)接。
14．如權(quán)利要求13所述的自行車的用于改變動(dòng)力方向的裝置，其特征在于，將一軸承固定在上述鏈輪罩的中心。
15．一種用于自行車的作為雙向腳踏裝置改變動(dòng)力方向的裝置，該雙向腳踏裝置包括一個(gè)與一腳蹬軸聯(lián)接的中心齒輪，多個(gè)行星齒輪可旋轉(zhuǎn)地固定于其上的一個(gè)夾頭和一個(gè)帶有一內(nèi)齒輪的主動(dòng)鏈輪，上述的用于改變動(dòng)力方向的裝置包括一個(gè)帶有一環(huán)板型側(cè)壁的軸套，用于支承轉(zhuǎn)動(dòng)的腳蹬軸，在其右側(cè)設(shè)有一空心的圓柱形凸臺(tái)，在其外側(cè)有至少一個(gè)或一個(gè)以上的第三爪件，該軸套還有一個(gè)用于安裝控制交換環(huán)的機(jī)構(gòu)的孔；一個(gè)位于上述第三爪件和夾頭的第三棘輪之間的交換環(huán)，在其朝向上述腳蹬軸外側(cè)的一側(cè)設(shè)有一與上述的用于控制上述交換環(huán)的機(jī)構(gòu)相聯(lián)接的第五齒輪，并且在其表面部分上有至少一個(gè)或一個(gè)以上的孔，其中，控制上述的第三爪件；一個(gè)夾頭，在其左部的外側(cè)和內(nèi)側(cè)分別設(shè)有至少一個(gè)或一個(gè)以上的第四爪件和上述的第三棘輪，在其右部的環(huán)具有至少一個(gè)或一個(gè)以上的孔，其中使右部和左部聯(lián)為一個(gè)整體，從而由在上述環(huán)中的行星齒輪軸可旋轉(zhuǎn)地固定至少一個(gè)或一個(gè)以上的行星齒輪，而且上述的第四爪件與鏈輪罩的第四棘輪相嚙合，上述的第三棘輪與上述軸套的第三爪件相嚙合，并且上述行星齒輪的內(nèi)部與中心齒輪的第六齒輪相嚙合，而其外部與在鏈輪罩的內(nèi)側(cè)形成的一第七齒輪相嚙合；一個(gè)中心齒輪，其內(nèi)側(cè)與上述腳蹬軸相固定，并且其外側(cè)有一第六齒輪；以及一個(gè)鏈輪罩，在其邊緣的內(nèi)側(cè)設(shè)有一第七齒輪，在其外側(cè)設(shè)有一第四棘輪，其中上述棘輪罩在上述腳蹬軸上獨(dú)立地自由轉(zhuǎn)動(dòng)并由一固定螺母與上述腳蹬軸固定。
16．如權(quán)利要求1或15所述的自行車的用于改變動(dòng)力方向的裝置，其特征在于，通過使上述軸套的外側(cè)在左側(cè)順序地形成多階形并利用外側(cè)有右旋螺紋的連接管和一個(gè)外側(cè)有左旋螺紋而左內(nèi)側(cè)被加工成錐形的螺母，將上述軸套匹配地安裝在自行車的腳蹬軸套上，上述連接管的外徑與上述腳踏軸套的直徑相同，并且上述連接管的內(nèi)徑與上述軸套的直徑相同。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種自行車的用于改變動(dòng)力方向的裝置,該裝置大致地包括一軸套(30)、一交換環(huán)(40)、一夾頭(50)、一中心齒輪(60)和一鏈輪罩(70),該裝置位于腳蹬軸(20)和主動(dòng)鏈輪之間。軸套(30)支承著轉(zhuǎn)動(dòng)的腳蹬軸(20),并且當(dāng)向后蹬車時(shí),利用多個(gè)可從在軸套(30)的右罩邊緣的內(nèi)側(cè)形成的多個(gè)開口(31)中脫出和插入其中的爪件(32)控制夾頭(50)。后蹬時(shí),交換環(huán)(40)使爪件(32)與軸套(30)脫開和插入軸套。其左部的外側(cè)和內(nèi)側(cè)分別設(shè)有第一棘輪(51)和第二棘輪(52)并且在其右部有可旋轉(zhuǎn)地固定的多個(gè)行星齒輪(54)的夾頭(50)保持或改變來自腳蹬軸(20)的動(dòng)力的方向,由此將動(dòng)力傳至主動(dòng)鏈輪。
文檔編號(hào)B62M11/00GK1204287SQ96198897
公開日1999年1月6日 申請(qǐng)日期1996年12月6日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月6日
發(fā)明者劉文洙 申請(qǐng)人:世界產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社