[发明专利]一种单向离合器

说明书

本发明涉及杆驱动式自行车的驱动机构和变速机构。

本发明尤其适用于将驱动杆的上下运动产生的力通过链条和链轮传输到后轮来驱动的自行车，而自行车的变速是由改变连接链条和变速臂的连接杆的位置来获得的。应该理解到“自行车”一词还包括其他以同样方式驱动和具有不同数量的轮子的车辆，例如三轮车等。

传统的自行车大部分是由曲柄脚蹬的环形运动来驱动的。然而，曲柄的360°旋转只有很少一部分用来推动自行车，而转动的其余部分则被浪费掉了。因此骑车者在相同的行车条件下要消耗更多的能量并很快感觉到疲倦。由于驾驶传统的自行车时，脚蹬的行程不能调节非转一整圈不可，如果骑车者的体力条件不适合于曲柄脚蹬的环形转动行程就会感到不舒服。另外，传统自行车的变速要采用安装在同一轴上的各种尺寸的链轮，结构复杂、笨重，需要较大的运动能量。因为行走时链条会与变速轮脱开，所以经常需要停车重装链条。

虽然有人建议过由驱动杆的上下运动来驱动的杆驱动式自行车，但是把运动能量传输到后轴的机构还不能令人满意。经常把扇形齿轮（fantypc    gear）或者齿条连接到驱动杆上并和安装在后轮的转轴上的传动齿轮啮合。自行车由齿条或扇形齿轮的重复前后运动或上下运动来驱动。当运动在驱动杆的最顶位置或最底位置停止时，齿条或扇形齿轮的动量以冲击的形式传输到后轮的齿轮上。这样，驱动就伴随着重复的严重冲击，并且容易出现不稳定的现象。特别是，驱动机构中活轮的卡爪和棘爪由于严重的重复冲击接合和分离而迅速的磨损甚至损坏。另外，由改变变速杆的长度来获得变速，使后轮传动的扇形齿轮或齿条的连接杆上的连接销插入到变速杆上一排槽孔中的一个槽孔内，该变速杆由变速钢丝带动上下移动，而变速钢丝又是由上下驱动速度控制杆来操纵的。然而连接销在运行时承受相当大的负荷，该负荷在速度控制杆作拉引运动时会加重，在此重载之下，很难用手来操纵小的速度控制杆以移动连接销。骑车者在进行变速时要把车停下，自行车行进时要变速是困难的。尽管驱动这种自行车所需的能量远比由曲柄脚蹬的环形转动驱动的传统自行车所需的能量要小得多。上述的问题不利于杆驱动式自行车的实际应用。

本发明的目的是提供一种改进的杆驱动式自行车的驱动机构及变速机构以提高自行车的实用性。

根据本发明的一种实施例，两个与链轮相联的单向离合器（滚筒式活轮）安装在自行车后轮两端。链条啮合在链轮上，使用一对链条时，链条的一端最好和缠绕支撑在导轮上的往复钢丝绳连接在一起，链条的另一端最好用带有连接销的连接杆连接到驱动杆臂总成的变速臂上，变速臂和驱动杆为一整体部件，可转动地安装在主轴部分上做摆动运动。每一个变速臂上装有转动构件，它可以是用枢轴固定的三角块。这些枢轴转动构件卡住连接杆的连接销。带有凸块的控制杆可以用速度控制装置来调节，并有选择地使任一件转动构件绕枢轴转动到变速臂外面。链条连接杆上的连接销被夹持在从变速臂伸出的转动构件上。驱动杆的上下运动（摆动）使链条作往复运动。后轮就这样被链轮向前推动。变速时，变速臂上任一个转动构件被控制杆推出变速臂外面，而连接销自动的卡在伸出的转动构件的凹槽内。因此变速臂在不同的位置上和链条连接。这样，甚至自行车在行走时也可以随时变速。同时，链条的柔软性也可以减少驱动杆的上下运动停止在最高位置或最低位置时的动量所引起的冲击。这也避免了对驱动装置（后轮上的离合器和其他机构）的严重冲击。因此，可减少这些装置出故障和损坏的可能性。用驱动杆来驱动自行车，腿部的运动能量没有浪费，驱动杆的上下运动被充分用来驱动自行车。本发明的特点是提供一种自行车，和传统自行车相比，骑车者能够更舒适更轻松地骑更长的时间。

因此，本发明提供一种用于杆驱动式自行车的驱动机构。该自行车有一带有主轴部分的车架和位于上述车架上的主轴部分后面的后轴部分。该驱动机构包括有一对装有踏板的驱动杆，一对臂，枢轴套，装在后轴部分上的后轴，装在后轴上的轮毂，一对相互间隔一定距离，装在后轴上的链轮，绕在链轮上的链条，和一对单向离合器，驱动杆，臂和枢轴套为一整体部件，一对驱动杆之一和一对臂之一与另一个杆和另一个臂之间间隔一定距离，该整体部件可摆动地装在主轴部分上;该驱动装置还包括有连接链条和臂的装置，链条的另一端与绕在一导轮上的往复钢丝绳连接，当驱动杆和臂由于加到踏板的力作用向上和向下摆动时，实现其往交运动：该单向离合器把链轮和轮毂连在一起。