专利名称：两轮驱动自行车的制作方法
本申请是美国专利申请系列号04/404，695的部分继续申请，04/404，695号申请是在或大约在1989年9月8日提出的，是由于将一自行车改进为两轮驱动自行车而授权给凯特(Kit)的，04/404，695申请是1990年1月23日公告的美国专利4，895，385的继续申请，该专利同样是由于将一自行车改进为两轮驱动自行车而授权给凯特(Kit)的。
本发明涉及自行车领域，特别是涉及使用一根细长挠性轴或钢丝绳将旋转运动提供给前轮的两轮驱动自行车领域。
发明家们一直梦想一种实用的两轮驱动自行车已经许多年了，然而到目前为止，没有一个这样的梦想能生产出即容易又经济的可大量生产并实用的两轮驱动自行车来。
一九七七年六月十四日公告的美国专利4，029，332描述了一种具有两轮驱动系统的转子自行车。该自行车废除了传统的自行车链条与链轮驱动系统，而代之以一种自动变速传动机构。该传动机构利用了一设置在前后轮胎之间的大转子。用由皮带、皮带轮和紧紧卡住轮胎相对两侧壁的对置驱动轮组成的系统将由脚踏板来的旋转力经所述传动机构传递给前后车轮。由于没有传统的链条及链轮，也由于设置在前后轮胎之间的大的可变速传动机构，使该转子自行车具有不同寻常的外观。该转子自行车从未得到商业上的成功。
一九八四年十月三十日公告的美国专利4，479，660描述了一种两轮同步驱动自行车，它利用包括脚踏板、曲柄、踏板链轮、环形链条和后链轮的传统动力传动链来驱动后轮，而前轮是用一环形皮带来驱动的。一驱动皮带轮联接在传统的踏板链轮上，而一前皮带轮联接在前轮的轮毂上。前皮带轮和前轮组件包括一具有飞轮作用的轮毂。在踏板上的驱动皮带轮和前轮上的皮带轮之间装有一被张紧的环形皮带。车把处装有附加的一些皮带轮以便引导皮带在旋转时围绕住踏板链轮上的驱动皮带轮和前轮上的前皮带轮。由踏板来的旋转力被传递到踏板链轮，该链轮驱动环形链条和环形皮带同时将扭矩分别传递到后轮和前轮。该环形皮带需经常张紧，故装有特殊的装置来保证。此张紧装置和环形皮带比较笨重，并会妨碍骑车人的蹬踏动作。因此该两轮同步驱动的自行车也从未得到商业上的成功。
本发明利用一根细长的挠性轴或钢丝绳来传递旋转力到前轮代替了已有技术中所用的皮带和皮带轮。
本发明是一种两轮驱动自行车，该自行车可为多速结构或单速结构。申请人确信他是用细长挠性轴把旋转运动或力矩传递给自行车前轮的第一个人。无论在美国或在国外，细长挠性轮均可从一些供应商处很容易得到，并在许多非自行车的其他用途中被经常使用。为便于制造，本发明最好的方式是继续利用传统的后轮驱动系统来驱动后轮，该驱动系统包括脚踏板、曲柄、踏板链轮、环形链条和后链轮。多速结构自行车则继续利用传统的具有锥形后链轮的换挡脱轨机构和多个踏板链轮来驱动后轮。
可以确信，细长挠性轴或钢丝绳在自行车上的应用将是一种实用的两轮驱动自行车的实例。
两轮驱动自行车较传统的后轮驱动自行车有更高的机械效率。本发明较传统的后轮驱动自行车能提供更大的相对于路面的牵引力，所以，可减少打滑。因此可以相信它将更易操纵。
细长挠性轴的一端与驱动装置相连，该驱动装置使细长挠性轴旋转;另一端与起动装置相连，该起动装置将旋转运动传递给前轮。
对于多速自行车，用来连接驱动装置的最佳部位是后轮。对于单速自行车，驱动装置可与a)后轮或b)踏板链轮(踏板齿轮)相连。
对于一多速自行车，驱动装置包括装在后轮上的后齿圈和一装在车架上的后齿轮组件，它与后齿圈相啮合并由该后齿圈驱动。后齿圈与后轮刚性连接。因此当后轮被传统的驱动系统驱动时，可使后齿圈也产生旋转运动。后齿圈的旋转运动再由后齿轮组件传给细长挠性轴。起动装置包括一前齿圈和前齿轮组件。前齿圈装在前轮上，前齿轮组件装于车架上，它与所述前齿圈相邻并与之啮合并驱动该前齿圈。由细长挠性轴来的旋转力被前齿轮组件传递给前齿圈，该齿圈再将旋转运动或扭矩传递给前轮。
当自行车转弯行驶时，会产生一本领域的技术人员所熟知的现象，即前轮较后轮有较快的转速。在此情形下，所述齿圈和齿轮组件或者滑动或者须设有某种机械的补偿以解决这种转弯现象。一种自行车领域熟知的传统的棘齿和掣子式飞轮机构装于所述前齿圈与前轮之间以补偿这种转变现象。在另一实施例中，一应用棘轮和球轴承的飞轮机构作为前齿轮组件的一个组成元件被用来补偿这种转变现象。
单速自行车可用与前述的多速自行车用的相同的连接于后轮的驱动装置、一根细长挠性轴和起动装置来组合成。在单速自行车的另一实施例中，驱动装置可连接于踏板链轮(有时也称为踏板齿轮)。在此例中，驱动装置自踏板链轮(踏板齿轮)接受旋转力并传递扭矩给细长挠性轴，该轴再将扭矩传递给起动装置，起动装置再驱动前轮。
本发明亦可被用于由刚性直接驱动轴代替传统环形链条的自行车。一旦本发明被公告，细长挠性轴甚至将代替传统的环形链条来驱动后轮。本发明可应用于任何具有驱动后轮的装置的自行车。
因此，由上述的描述可以了解本发明的特征、优点和目的，特别是参照本发明前已简述过的说明以及其附图中所描述的实施例可更加详细地了解上述的特征、优点及目的。
然而应当注意，
的仅仅是本发明的典型的实施例，不能作为对本发明范围的限定，因为允许本发明有等效的其他实施例。
图1是两轮驱动多速自行车的侧视图;
图2是前齿圈、飞轮组件、前齿轮组件、车架的一部分和细长挠性轴的一部分的放大图，图2是由图1相对的一侧来观察其所示前轮的视图;
图3是前轮毂和相关元件、前齿轮组件和车架的一部分的分解放大图;
图4是前齿圈、飞轮组件和保持环的分解放大图;
图5是图4中棘齿和掣子飞轮组件在部分拆开情况下的放大图;
图6是后齿圈、后齿轮组件、换挡脱轨机构、车架的一部分和细长挠性轴的一部分的放大图;
图7是后轮毂和相关元件、后齿轮组件和车架的一部分的分解放大图;
图8是后齿圈和后嵌入件的分解放大图;
图9是细长挠性轴、壳体和小齿轮的放大图;
图10是图2中细长的挠性轴和壳体按10-10线剖开的断面图;
图11是图1所示两轮驱动自行车的另一实施例，其车架被改进以容纳和包围住部分细长挠性轴和壳体;
图12是图11所示自行车的部分车架，主要是从与图11相对的一侧示出细长挠性轴和壳体从车架中引出的情况;
图13是前齿轮组件的另一实施例，该组件包括一棘轮和球轴承型的飞轮机构;
图14是图13所示前齿轮组件的前视图;
图15是图13所示的前齿轮组件的断面图;
图16是棘轮和球轴承飞轮机构沿图15中16-16线剖开的断面图。
下面结合附图对最佳实施例进行详述图1是一种多速两轮驱动自行车的侧视图，自行车由数字1表示，该自行车1包括车架10，后轮12和前轮14。一可调节的车座16用传统的方式装于车架10上;车把18也用传统的方式装于车架10上，车座16和车把18的安装和操作是本领域的技术人员所熟知的。多速自行车1利用的一种传统的驱动系统和一种传统的换挡脱轨机构20同样也是本领域的技术人员所熟知的。该传统驱动系统包括踏板、曲柄、一踏板链轮、一环形链条和一后链轮。
左踏板22连接于左曲柄24，右踏板26连接于右曲柄28，曲柄24和28连接于踏板链轮30并使其转动。就多速自行车而言，踏板链轮30包括数个不同直径的链轮如图所示。环形链条32将踏板链轮30与后链轮288(未示出)连接在一起。一后齿圈34固定在后轮12上，一齿轮组件36装于车架10上并与后齿圈34相邻接。
细长挠性轴或钢丝绳50的一端连接于后齿轮组件36并从而被驱动。细长挠性轴50由端部开着口的细长壳体52包围住和遮蔽。在壳体52的内径和轴50的外径之间要有足够的间隙以使轴50可自由地不受壳体52约束地旋转。
由可将壳体52固定于车架上的保持箍54或其他适当的方式，使壳体52和细长挠性轴50处于相对较刚硬的状态。如果轴50不能由壳体52使其处于相对绷紧的状态，当施加扭矩时，轴50可能产生扭结。轴50的扭结将阻碍旋转运动或扭矩的进一步传送。当把壳体52用保持箍54固定于车架上时，可防止轴50的扭结。其他可把壳体52固定于车架10的适当方式包括，例如定向焊接或粘接于车架10上，重负荷条带固定壳体52或用环氧树脂粘接剂直接将壳体52粘于车架10上，另一固定壳体52的适当方式是将一端部开口的细长金属管固定于车架上，壳体52穿过该细长金属管而被固定。
在另一实施例中，一根短的端部开口的管子被固定于车架10上代替壳体52。轴50通过该管子，管子的内径与轴50的外径之间须具有足够的间隙以使所述轴可在管子中自由旋转;当然，该管子须有足够的长度和刚度以防止轴在扭矩作用下产生扭结。
细长挠性轴50的另一端连接于前齿轮组件55。前齿圈56装于前轮14上，前齿轮组件55将细长挠性轴50的旋转运动传递给前齿圈56，由该齿圈将旋转运动传递给前轮14。在最佳实施例中，飞轮组件60被装于前齿圈56和前轮14的轮毂之间以补偿前已述及的转弯现象。
图2是前齿轮组件55、前齿圈56、飞轮组件60和车架10的一部分的放大图，前齿轮组件55包括前安装架62，该安装架被焊接或用其他适当的固定方式固定于车架10的右前叉64上。壳体52被部分切去以显示细长挠性轴或钢丝绳50。细长的刚性联轴器66用任何适当的方式连接于细长的挠性轴50的一端。该联轴器66用锁定杆304刚性连接于前小齿轮68，小齿轮68安装于外壳70(用虚线表示)中。外壳70由数个螺母71及螺钉72或其他适当的固定方式固定于安装架62上。
为了减少摩擦，联轴器66由第一轴瓦74和第二轴瓦76支撑于外壳70上，本领域的技术人员都知道有许多轴瓦适合于这种应用，如自润滑塑料轴瓦或浸石墨的青铜轴瓦。本领域的技术人员同样知道其他的一些减磨装置如滚子轴承也可代替上述的轴瓦。
一传统的飞轮组件60螺纹连接到前轮毂100的具有螺纹的轴肩108上。常有螺纹的前轴102穿过前轮毂100并伸出。该前轴102用第一螺母104和第二螺母114固定于车架10的前叉64上。飞轮组件60被放置在保持环101与前齿圈56之间，并由数个螺母166和螺钉162或由其他适当的紧固件将上述的三者装配在一起。
图3是前轮毂100和前齿轮组件55的放大分解图。前轮毂包括一带有螺纹的轴肩108。飞轮组件60以螺纹与轮毂100的轴肩108配合。飞轮组件60被放置在保持环101与前齿圈56之间，并且由数个螺母166和螺钉162或其他适当的紧固件将上述三者装配在一起。轴102穿过前轮毂100并在另一端伸出如图中所示。轴102按本领域的技术人员熟知的方式安装，即使前轮毂100能自由地不受轴102约束地转动。
轴102用传统方式装在车架10的右前叉64和左前叉112上的图3中箭头所示。用第一螺母104和第二螺母114将轴102与右前叉64刚性连接，它们均拧紧在右前叉64上。用第三螺母116和第四螺母118将轴102与左前叉112刚性连接，它们都拧紧在左前叉112上。
正如本领域的技术人员所熟知的，许多幅条110由前轮毂100伸出与传统的车轮轮辋103相结合，此处所说的前轮一词应包括轴102、前轮毂100、许多幅条110、轮辋103和轮胎105。
壳体52被切去一部分以显示出细长挠性轴50。壳体52需具有足够的可弯性，以适应轴50的弯曲度，但也须具有足够的刚性以防止当它们被固定于车架上时轴50产生扭结，这在前面已讨论过。前联轴器66被连接于细长挠性轴50的一端，该联轴器66用锁定杆304被刚性地连接于前小齿轮68。外壳70支撑前小齿轮68，外壳70由数个螺母71及螺钉72或其他适当的固定方式刚性地连接在支架62上。支架62被焊接或用其他适当方式连接到车架10的右前叉64上。
本最佳实施例的前齿轮组件55主要包括前小齿轮68、轴瓦74和76、外壳70、支架62和把外壳连接于支架上的适当的固定件。在本最佳实施例中起动装置一词包括前齿轮组件55、和装有飞轮组件60的前齿圈56，该飞轮组件由保持环101和适当的固定件装在其预定的位置处。
本最佳实施例中，前齿圈56具有一直齿的伞齿轮表面57并与前小齿轮68良好地啮合。本领域的技术人员应当知道不同齿形的其他齿轮同样属于本发明的应用范围，例如(并不仅限于此)螺旋伞齿轮或直齿圆柱齿轮和平面齿轮。
图4是前齿圈56、飞轮组件60和图3所示保持环101的放大分解图。本最佳实施例中，齿圈有66齿、前小齿轮有12齿;但熟悉本领域的技术人员知道根据制造的便利和齿轮设计要求齿数是可以增减的。在本实施例中，齿圈56和小齿轮68由复合材料制成，该复合材料的销售商品名称为石墨填充酰胺纤维，并可从伊利诺斯州、芝加哥的工艺齿轮店(Process Gear)买到。这种复合材料据信是由尼龙、石墨也许还有玻璃纤维组成的。用其他材料并用不同的齿数和齿形来制造齿圈56和小齿轮68也属本发明的范围之内。
齿圈56有一中心孔150和一围绕该孔的座腔152。该座腔152的尺寸和结构便于安装飞轮组件60。如图中箭头所示，飞轮组件60装配到前齿圈56的座腔152上。
保持环101用来压紧位于前齿圈56的座腔152中的飞轮组件60，如图中箭头所示。保持环101具有一中心孔154，其尺寸和结构便于与飞轮组件60相配合，如图所示。保持环101具有一些通孔156并与前齿圈56的座腔152上的相应孔158各自对正。
熟悉本领域的技术人员知道，飞轮组件60的整个外圆周布满许多轮齿160，图中只示出其一部分。前齿圈和飞轮组件的装配过程如下第一，飞轮组件60被放入前齿圈56的座腔152中;第二，轮齿160应对正使之不会挡住齿圈56上的孔158;第三，将保持环101放在飞轮组件60上面，同时将保持环上的孔156与齿圈56上的相应孔158各自对正;第四，将数个螺钉162穿入齿圈56的孔158和保持环101上的孔156，再将数个锁紧垫片164装在螺钉162上;最后，将数个螺母166拧紧在相应的螺钉162上。这样可将飞轮组件夹紧在保持环101与前齿圈56之间。装配好之后，螺钉162须与飞轮组件60的齿160相啮合并使齿160在座腔152内不能自由旋转。
图5是飞轮组件60的部分拆开情况下的视图。熟悉自行车领域的技术人员都知道飞轮组件60的结构和工作情况，飞轮组件可在全国各地的自行车商店买到。飞轮组件60使用传统的棘齿掣子结构并如刚才讨论的可作为一完整的产品出售。传统的常有钳式制动器的自行车常使用图5所示的组件作为驱动后轮的链轮，同样的组件可用于两轮驱动自行车的前轮。
飞轮组件60具有三个主要部件，一内轮毂208，一外轮毂200和一盖218。在外轮毂200的外圆周上向外加工出许多轮齿160，外轮毂200具有第一内圆周滚道202，滚道中由许多滚珠204充满。在外轮毂200的相对一侧具有与202相对的内圆周滚道并由许多滚珠充满，图中未示出。
飞轮组件60按传统的棘齿掣子机构运转，这是熟悉本领域的技术人员所熟知的。轮毂200的内径上加工出许多棘齿或齿206。
在内轮毂208上可绕轴转动的装有向外部伸出的掣子或棘爪210。掣子210被弹性件212顶住迫使其与棘齿206啮合。在内轮毂208上一般装有两个或更多的掣子(如图虚线所示)。内轮毂208的内孔214具有螺纹与前轮毂100的轴台肩108相连，从内轮毂208向外伸出一围绕中心孔214的管状凸出部216，凸出部216的外径上具有螺纹。盖218的中心孔220上常有螺纹与凸出部216的外径相连。盖218上具有两凹坑222，它作为连接专用搬手的凸爪以便把盖拧紧在凸出部216上。为完成飞轮组件60的装配，将盖218放在凸出部216上并对正螺纹，用带凸爪的搬手插入凹坑222将盖218拧紧直到该盖抵住外轮毂200。
当自行车转弯时，前轮14将比后轮12转的快，而飞轮组件60允许前轮毂100和前轮胎105自由地向前转动而不影响齿圈56，齿圈56由于前述的转弯现象将以较慢的速度旋转。
图6是后齿圈34和后齿轮组件36的放大图。车架10包括第一车架杆件250和第二车架杆件251，它们在后轮安装支架254处相连在一起。
后齿轮组件36包括一安装支架256，该支架被焊接或用其他适当的方式固定在车架10的第一和第二车架杆件250和251上。
壳体52被部分切去以显示细长挠性轴50，一后联轴器258(由虚线表示)连接于细长挠性轴50的端部，为简单起见，在此，细长挠性轴一词也包括后联轴器258和前联轴器66。
刚性小轴258由锁定杆259固定于后小齿轮260上，后小齿轮支承在外壳262(虚线表示)中。外壳262由数个螺母263及螺钉264或其他适当的固定方式固定在支架256上。后小齿轮260由第一和第二轴瓦266和268支承在外壳262中。嵌入件270由数个螺母271及螺钉273或其他适当的固定方式牢固在装在后齿圈34上。嵌入件270的内孔275由螺纹连接于后轮毂276的带螺纹的轴肩274上。轴278穿过后轮毂276并伸出，轴278与后轮安装架254相配合并由第一和第二螺母280和290锁定在安装架上。如熟悉本领域的技术人员所知，一些幅条283自轮毂276上向外延伸并支承后轮12的轮辋277，为简单起见，后轮一词包括轴278、后轮毂276、后幅条283、后轮辋277及后轮胎279。
如熟悉本领域的技术人员所知，一传统的换挡脱轨系统20与链条32相啮合。
图7是后轮毂276、后齿圈34和后齿轮组件36的分解放大图。
后轮毂276包括一带螺纹的左轴肩274和一带螺纹的右轴肩286。中心轴278穿过并伸出后轮毂276。后轮毂和轴可自由转动并互不影响。如现有技术中所熟知的，后链轮288包括传统的棘齿和掣子式飞轮装置(未示出)以允许惯性滑行。后链轮288中的飞轮组件与后轮毂276的右轴肩286由螺纹相连。后齿圈34的嵌入件270与后轮毂276的左轴肩274由螺纹相连。
后齿圈34也可装在幅条283上，这与用螺纹将嵌入件270与后齿圈34装在后轮毂276的左轴肩274上的安装系统具有同等的效果。申请人相信将后齿圈34与嵌入件270装于后轮毂上是实现本发明的最佳模式。
后轮装于车架10上如图中箭头所示。第一螺母280拧紧抵住第二螺母290，使后轴278的一端紧固在车架10的后轮安装支架254上;第三螺母292拧紧抵住第四螺母294，使后轴278紧固在车架10的另一侧的后轮安装车架249上。驱动装置一词包括后齿轮组件36和后齿圈34，该齿圈34带有可用适当的固定件将其固定于适当位置的嵌入件270。
在另一单速自行车的实施例中，驱动装置连接于踏板链轮30较连接于后轮12为好。改进的后齿轮组件安装在车架上，它靠近踏板与改进的后齿圈啮合，从而被该齿圈驱动。一根较短的挠性轴的一端与改进的后齿轮组件相连，而另一端与前齿轮组件54相连，以便驱动前齿圈56及前轮14。
图8是后齿圈34和嵌入件270的放大图。熟悉本领域的技术人员知道也可将后齿圈34与嵌入件270加工成一体。
后齿圈在其中心处有一座腔296，该座腔的尺寸和结构可放入嵌入件270。后齿圈还有一中心孔298，该孔应足够大以便不会与后轮毂276的带螺纹的轴肩274相干涉。后齿圈34具有数个通孔300，嵌入件270同样也有相应的孔302，它们与后齿圈34上的孔300相应对准。装配后齿圈34时，先将嵌入件270放入座腔296，将数个螺钉273穿入孔300和302并用数个锁紧垫片269和螺母271紧固，由此将嵌入件270牢固地固定在后齿圈34的座腔296中。嵌入件270具有一中心螺纹孔275，其尺寸和结构可与后轮毂276的轴肩274螺纹连接在一起。
图9是细长挠性轴或钢丝绳50、前联轴器66和前小齿轮68的放大和部分剖面图。轴50的另一端具有同样的结构。最佳实施例中的细长挠性轴可依自行车车架的尺寸做成不同的长度。
细长挠性轴50作为举例可用钎焊连接于刚性联轴器66。申请人发现高锑焊接很适于本目的。联轴器66也可压配在轴50上，也可用其他适当的方式将该两元件连接。第一和第二轴瓦74和76支承联轴器66并可减少摩擦。小齿轮68由锁定杆304与联轴器66刚性连接。
如图所示，细长挠性轴50具有围绕中心轴芯308多层相对反向缠绕的层，该中心轴芯通常为单根元件制成，包围该中心轴芯308的是由金属线组成的第一多股层310，它们斜交着绕在轴芯308之外，由金属线组成的第二多股层312以相反的斜交方向绕在第一多股层310之外;由金属线组成的第三多股层314以与第二层312相反的方向绕在第二多股层312之外;由金属线组成的第四多股层316以与第三层314相反的方向绕在第三多股层414之外。
为简单起见，本图中仅示出四层金属线层，当然，熟悉本领域的技术人员知道，标准的3/8英吋直径的细长挠性轴通常在其轴芯外的金属线层多于四层。细长挠性轴中金属线层的数量是设计制造的主要参数，它因制造厂家的不同而改变。金属线层的数量也随轴的直径不同而改变。细长挠性轴从直径为1/8英吋至1和1 1/2 英吋之间按标准制造。只要挠性轴可从后齿轮组件向前齿轮组件传送旋转运动或扭矩，任何挠性轴均可满足需要。
图10是图2中沿10-10线剖开的壳体52和细长挠性轴50的剖面图。单股轴芯308置于轴50的中心。第一多股层310围绕该轴芯;第二反向的多股层312围绕第一多股层310;第三反向多股层314围绕第二多股层312;第四反向多股层316围绕第三多股层314。壳体52包围住该细长挠性轴50;当然，在壳体52的内径与细长挠性轴50的外径之间具有足够的间隙以允许轴50自由、单独地运动。
细长挠性轴在非自行车上的一些应用已多年，例如它被用以驱动速度计和各种磨削及钻孔机械和由遥控阀控制的机械驱动及动力调节座椅。在美国和外国，这些细长挠性轴均可自制造厂家方便的得到，例如新泽西州波斯卡特韦的S.S.怀特工业产品(S.S.WhiteIndustrial Products of Piscataway，New Jersey)、纽约平汉姆顿的B.W.依丽奥特制造公司(B.W.Elliott Manufacturing Co.，Inc.of Binghamton New York)，纽约平汉姆顿的斯吐制造公司(Stow Manufacturing Co.of Binghamton，New York)、和罗马，乔治亚州和布拉格，瑞士的斯库尼尔工业产品公司(Schuner Industrial Products Corp.of Rome，Georgia，Bragg，Switzerland)。这些轴分为三种基本形式，a)第一种是为传递反时针方向扭矩设计的;b)第二种是为传递顺时针方向扭矩设计的;和c)双向轴是为两个方向工作的。在最佳实施例中，申请人推荐一种3/8英吋直径的轴，它可传递自轴的驱动端看时为顺时针方向的扭矩。
图11为图1所示装置的另一实施例。其中两轮驱动自行车2具有改进的车架320，该车架可使细长挠性轴50及壳体52的一部分穿过它。改进的车架320在管子上开有一入口322和一出口324，入口322靠近后车轮并允许壳体52与细长挠性轴50进入车架中。该车架须具有这样的尺寸和结构即使细长挠性轴50在壳体52中可自由和单独地运动。
图12自与图11相反的方向示出图11所示车架320的一部分，在此非常清楚地表示了出口324。
细长挠性轴50的一端连接于后齿轮组件326，壳体52与细长挠性轴50进入入口322并穿过车架320，然后经出口324伸出;轴50的另一端则连接于前齿轮组件328。
参见图13-16，示出了前齿轮组件55的另一实施例，在此，飞轮组件利用一棘轮代替图5所示的棘齿与掣子装置。齿圈或前齿圈350具有交替排列的轮齿352和凹槽或齿沟354。挠性轴齿轮358的齿357与齿圈350的齿352相啮合以驱动齿圈从而使前轮旋转。
齿圈350还具有一轴向的通孔，该孔可套入轴356上以便把齿圈350穿在轴356上。齿圈350用传统的方式固定在车轮的幅条或轮毂上。
如图14所示，挠性轴齿轮358在表面加工出齿357以便与前轮齿圈350相啮合。齿轮358可旋转地装在垂直轴360上，该轴被支承在车架的前轮叉362之外。一角形支架364装于前轴356上并在垂直轴360的伸出端支承垂直轴360，垂直轴360的一端制有螺纹以安装螺母361和垫片366。轴承挡块368和平面轴承(或平面滚子轴承)370支承齿轮358并允许该齿轮自由旋转。
角形支架364的上部可调节地连接于一水平支架元件372，支架元件372的伸出端夹持一环形螺母374，该螺母面对齿轮358并可转动地容纳挠性轴50。挠性轴50的端部固定于挠性轴驱动器376，驱动器的位置在环形螺母374与齿轮358之间，轴承378、380位于挠性轴驱动器的上面和下面，允许该驱动器在钢丝绳50旋转时随之作旋转运动。
如图15和16所示，挠性轴驱动器376的底面具有棘齿382以使挠性轴驱动器相对齿轮358产生飞轮作用。同样，齿轮358在其上面具有带棘齿的表面384以便前轮作允许的运动如当脚踏板不驱动而滑行时的运动。
上述本发明的内容用于指导本发明的最佳实施例，但不脱离上述内容的基本范围，可做出本发明其他的和进一步的实施例。本发明的范围是由下述权利要求所限定的。
权利要求
1.一种两轮驱动的自行车装置，包括一车架，一前轮，一后轮和驱动后轮的装置，还包括a)为传递旋转运动至前轮的一根细长挠性轴；b)连接于所说细长挠性轴一端的驱动装置，该装置使所述轴旋转；和c)连接于所述细长挠性轴另一端的起动装置，该装置接受自所述细长挠性轴传来的旋转运动并将此旋转运动传到前轮。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于所述细长挠性轴具有一根在所述的一端与另一端之间的细长的内轴，所述细长挠性轴围绕所述细长内轴旋转以传递所述的旋转运动到前轮。
3.如权利要求1所述的装置，还包括一细长的具有一沿长度方向的孔的并且端部开口的壳体，所述壳体包围所述细长挠性轴的部分长度，所述孔的尺寸和结构须能允许所述细长挠性轴在所述壳体的孔中自由转动。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于所述细长挠性轴包括a)一中心轴芯;b)一金属线的第一多股层斜向地绕于所述轴芯之外;和c)一金属线的第二多股层以与第一多股层相反的方向斜向的绕于第一多股层之外。
5.如权利要求1所述的装置，还包括一飞轮组件，该组件允许前轮当被由所述细长挠性轴传来的旋转力驱动时作向前方向的转动，也允许前轮当其转速超过后轮转速时能自由地并且不影响所说细长挠性轴地向前转动。
6.如权利要求1所述的装置，还包括将所述细长挠性壳体固定于车架上的装置。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于所述车架上有一入口和一出口以允许所述细长挠性轴的一部分穿过并保留在车架的一部分中。
8.一种两轮驱动自行车，包括一车架，一前轮，一传统的驱动系统来驱动后轮，该驱动系统有脚踏板、踏板链轮、一链条和一后链轮，还包括a)用于传递旋转运动至前轮的一根细长挠性轴;b)连接于所述细长挠性轴一端的驱动装置，该驱动装置使所述挠性轴旋转并从后轮接受旋转运动;和c)连接于所述细长挠性轴另一端的起动装置，该装置接受自所述挠性轴传来的旋转运动并将此旋转运动传到前轮。
9.一种两轮驱动自行车，包括一车架，一前轮，一传统的驱动系统来驱动后轮，该驱动系统有脚踏板、踏板链轮、一链条和一后链轮，还包括a)为传递旋转运动至前轮的一根细长挠性轴;b)连接于所说细长挠性轴一端的驱动装置，该装置使所述挠性轴旋转并从踏板链轮接受旋转运动;和c)连接于所述细长挠性轴另一端的起动装置，该装置接受自所述挠性轴传来的旋转运动并将此旋转运动传到前轮。
10.一种两轮驱动自行车，包括一具有脚踏板、踏板链轮、一链条和一后链轮的传统驱动系统，还包括a)一车架;b)一装在所述车架上的后轮;c)一装在所述后轮上的后齿圈;d)一装在所述车架上的前轮;e)一装在所述前轮上的前齿圈;f)用于驱动所说前轮的起动装置，所述起动装置包括(1)一装在所述车架上的后齿轮组件，包括一与所述后齿圈相啮合并被其驱动的后齿轮;(2)一装在所述车架上的前齿轮组件，包括一与所述前齿圈相啮合并驱动该前齿圈的前齿轮;(3)一端与所述后齿轮相连、另一端与所述前齿轮相连的细长挠性轴，该轴将所述后齿圈的旋转运动传递到所述前轮;g)一飞轮组件，该组件允许所述前轮当被由所述细长挠性轴传来的旋转力驱动时作向前方向的转动，也允许所述前轮当前齿圈的转速超过前齿轮的转速时能自由地并且不影响所述细长挠性轴地向前转动。
11.一种两轮驱动自行车，包括一具有脚踏板、踏板链轮、一链条和一后链轮的传统驱动系统，还包括a)一车架;b)一装在所述车架上的后轮;c)一装在所述后轮上的后齿圈;d)一装在所述车架上的前轮;e)一装在所述前轮上包括一飞轮组件的前齿圈;f)为驱动所述前轮的起动装置，所述起动装置包括(1)一装在所述车架上的后齿轮组件，包括一与所述后齿圈相啮合并被其驱动的后齿轮;(2)一装在所述车架上的前齿轮组件，包括一与所述前齿圈的啮合并驱动该前齿圈的前齿轮;(3)一端与所述后齿轮相连、另一端与所述前齿轮相连的细长挠性轴，该轴将所述后齿圈的旋转运动传递到所述前轮。
12.一种两轮驱动自行车，包括一具有脚踏板、踏板链轮、一链条和后一链轮的传统驱动系统，还包括a)一车架;b)一装在所述车架上的后轮;c)一装在所述后轮上的后齿圈;d)一装在所述车架上的前轮;e)一装在所述前轮上的包括一飞轮组件的前齿圈;f)为驱动所述前轮的起动装置，所述起动装置包括;(1)一装在所述车架上的后齿轮组件，包括一与所述后齿圈相啮合并被其驱动的后齿轮;(2)一装在所述车架上的前齿轮组件，包括一与所述前齿圈相啮合并驱动该前齿圈的前齿轮;(3)一端与所述后齿轮相连、另一端与所述前齿轮相连的细长挠性轴，该轴将所述后齿圈的旋转运动传递到所述的前轮;g)一根具有在中心的轴向孔的细长的两端开口的壳体，该壳体包围住所述细长挠性轴的一部分，所述孔的尺寸和结构应允许所述轴在所述壳体的孔中自由转动;h)将细长挠性壳体固定于车架上的装置。
13.一种两轮驱动自行车，包括一具有脚踏板、脚踏链轮、一链条和一后链轮的传统驱动系统，还包括a)一车架;b)一装在所述车架上的后轮;c)一装在所述后轮上的后齿圈;d)一装在所述车架上的前轮;e)一装在所述前轮上的前齿圈;f)为驱动所述前轮的起动装置，所述起动装置包括(1)一装在所述车架上的后齿轮组件，包括一与所述后齿圈相啮合并被其驱动的后齿轮;(2)一装在所述车架上的前齿轮组件，包括一飞轮组件和一与所述前齿圈相啮合并驱动该前齿圈的前齿轮;(3)一端与所述后齿轮组件相连、另一端与所述前齿轮组件相连的细长挠性轴，该轴将所述后齿圈的旋转运动传递到所述的前轮。
14.一种改进的带有飞轮机构的挠性轴齿轮，该挠性轴齿轮用于将旋转运动传递到两轮驱动自行车的前轮，该自行车具有一车架，一一细长挠性轴和一装在前轴上的前齿圈，该挠性轴齿轮包括a)一支承所述改进的带有飞轮机构的挠性轴齿轮的支架，该支架在靠近前轮处固定在自行车车架上;b)一刚性连接于所述支架的环形螺母，该螺母具有一尺寸和结构允许挠性轴穿过并允许挠性轴自由转动的中心孔;c)固定于挠性轴上的挠性轴驱动器，该挠性轴驱动器具有一在其上有许多伸出的棘齿的盘形表面;d)允许所述驱动器自由地不影响所述环形螺母地转动的装置，所述的转动是自驱动挠性轴传来的;e)一刚性连接于所述支架上的垂直轴;f)一用于驱动前齿圈和两轮驱动自行车的前轮的齿轮，该齿轮具有一中心孔，该孔容纳所述的垂直轴并允许该齿轮自由地不影响所述垂直轴地转动，所述齿轮具有一在其中有许多棘齿的盘形座腔;g)允许所述的齿轮自由地不影响所述支架地转动的装置;和h)在所述挠性轴驱动器的盘形表面上伸出的棘齿与所述齿轮的盘形座腔的棘齿间装有多个球轴承，当所述齿轮被挠性轴上的驱动力驱动时，允许所述齿轮向前转动，以及当前齿圈的转速超过所述挠性轴的转速时，允许前齿圈和前轮自由地不影响挠性轴地向前转动。
全文摘要
一种两轮驱动自行车，它利用一细长挠性轴或钢丝绳来传递旋转运动或扭矩至前轮。在最佳实施例中，一后齿圈装于后轮上以驱动后齿轮组件。细长挠性轴的一端联接于所述后齿轮组件并被其驱动，细长挠性轴的另一端被联接于前齿轮组件，它与连接于前轮的前齿圈相啮合并驱动该齿圈。飞轮组件装于前齿圈与前轮轮毂之间以便于补偿转弯现象。在另一实施例中，飞轮组件是前齿轮组件的一整体部件。本发明可用于多速和单速自行车。
文档编号B62MGK1065432SQ92101188
公开日1992年10月21日 申请日期1992年1月28日 优先权日1991年1月29日
发明者比利·乔·贝科特 申请人:比利·乔·贝科特