(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面の一部が断面多角形状に形成され、角部と平面部とを有するペダルシャフトと、
前記角部と接触して駆動され、前記ペダルシャフトの多角形状に対応するように周方向に等間隔を置いてペダル側に形成された正駆動用クラッチピン群と該正駆動用クラッチピン群と周方向において位置をずらして反ペダル側に形成された逆駆動用クラッチピン群が形成されたキャリアと、内周面が前記正駆動用クラッチピン群に接触して駆動され、外周面に歯車部が形成された第１太陽歯車からなる駆動伝達部と、
内周面が前記逆駆動用クラッチピン群に接触して駆動され、外周面に歯車部が形成された第２太陽歯車と、前記第１太陽歯車と噛合している前方遊星歯車と、前記前方遊星歯車と噛合するとともに前記第２太陽歯車と噛合する後方遊星歯車からなる駆動切換部と、
前記第１太陽歯車の延長部の周縁に形成されたスプロケットと、
前記前方遊星歯車と前記後方遊星歯車を取付けるための複数のピンホールが形成されたシャフトハウジングと、
前記各構成要素を結合させる締結手段とからなり、
自転車の正駆動時には、前記正駆動用クラッチピン群が前記角部と前記第１太陽歯車の内周面間に係合することにより、前記第１太陽歯車及び前記スプロケットが回転して自転車を前進させ、
自転車の逆駆動時には、前記逆駆動用クラッチピン群が前記角部と前記第２太陽歯車の内周面間に係合することにより、前記第２太陽歯車及びこれと噛合する前記後方遊星歯車が回転し、さらに該後方遊星歯車と噛合する前記前方遊星歯車を介して動力伝達方向が変換されて前記第１太陽歯車及びスプロケットが回転することによって自転車を前進させ、
自転車の後退時には、前記第１太陽歯車及びスプロケットのみが回転することにより無負荷で後退せられるように構成され、
ラチェット及び外部から操作される切換レバーを用いることなく、逆駆動時も前進走行させることができることを特徴とする、
自転車の駆動力方向切換装置。
【請求項２】
複数組の前記前方遊星歯車と後方遊星歯車を具える、請求項１の自転車の駆動力方向切換装置。
【請求項３】
外周面の一部が断面多角形状に形成され、角部と平面部とを有するペダルシャフトと、
前記角部と接触して駆動され、前記ペダルシャフトの多角形状に対応するように周方向に等間隔を置いてペダル側に形成された正駆動用クラッチピン群と該正駆動用クラッチピン群と周方向において位置をずらして反ペダル側に形成された逆駆動用クラッチピン群が形成されたキャリアと、内周面が前記正駆動用クラッチピン群に接触して駆動される連結リングからなる駆動伝達部と、
内周面が前記逆駆動用クラッチピン群に接触して駆動され、延長部の内周面に歯車部が形成された内歯車と、前記内歯車と噛合する前方遊星歯車と、前記前方遊星歯車と噛合するとともに、連結部を通じて前記連結リングに連結されるリングギヤと噛合する後方遊星歯車からなる駆動切換部と、
前記連結リングに装着されるスプロケットと、
前記前方遊星歯車と前記後方遊星歯車を取付けるための複数のピンホールが形成されたシャフトハウジングと、
前記各構成要素を結合させる締結手段とからなり、
自転車の正駆動時には、前記正駆動用クラッチピン群が前記角部と前記連結リングの内周面間に係合することにより、前記連結リング及びスプロケットが回転して自転車を前進させ、
自転車の逆駆動時には、前記逆駆動用クラッチピン群が前記角部と前記内歯車の内周面間に係合することにより、前記内歯車及びこれと噛合する前記前方遊星歯車が回転し、さらに該前方遊星歯車と噛合する前記後方遊星歯車を介して動力伝達方向が変換されて前記リングギヤ、連結リング及びスプロケットが回転することによって自転車を前進させ、
自転車の後退時には、前記連結リング及びスプロケットのみが回転することにより無負荷で後退せられるように構成され、
ラチェット及び外部から操作される切換レバーを用いることなく、逆駆動時も前進走行させることができることを特徴とする、
自転車の駆動力方向切換装置。
【請求項４】
外周面の一部が断面多角形状に形成され、角部と平面部とを有するペダルシャフトと、
前記角部と接触して駆動され、前記ペダルシャフトの多角形状に対応するように周方向に等間隔を置いてペダル側に形成された正駆動用クラッチピン群と該正駆動用クラッチピン群と周方向において位置をずらして反ペダル側に形成された逆駆動用クラッチピン群が形成されたキャリアと、内周面が前記正駆動用クラッチピン群に接触して駆動される連結リングからなる駆動伝達部と、
内周面が前記逆駆動用クラッチピン群に接触して駆動され、内部にシャフトが嵌合するように形成された延長部の外周面に歯車部が形成された太陽歯車と、前記太陽歯車と噛合する遊星歯車と、前記遊星歯車と噛合するとともに、連結部を通じて前記連結リングへ連結されるリングギヤからなる駆動切換部と、
前記連結リングに装着されるスプロケットと、
前記遊星歯車を取付けるための複数のピンホールが形成されたシャフトハウジングと、
前記各構成要素を結合させる締結手段とからなり、
自転車の正駆動時には、前記正駆動用クラッチピン群が前記角部と前記連結リングの内周面間に係合することにより、前記連結リング及びスプロケットが回転して自転車を前進させ、
自転車の逆駆動時には、前記逆駆動用クラッチピン群が前記角部と前記太陽歯車の内周面間に係合することにより、前記太陽歯車が回転し、さらに該太陽歯車と噛合する前記遊星歯車を介して動力伝達方向が変換されて前記リングギヤ、連結リング及びスプロケットが回転することによって自転車を前進させ、
自転車の後退時には、前記連結リング及びスプロケットのみが回転することにより無負荷で後退せられるように構成され、
ラチェット及び外部から操作される切換レバーを用いることなく、逆駆動時も前進走行させることができることを特徴とする、
自転車の駆動力方向切換装置。
【請求項５】
外周面の一部が断面多角形状に形成され、角部と平面部とを有するペダルシャフトと、
前記角部と接触して駆動され、前記ペダルシャフトの多角形状に対応するように周方向に等間隔を置いてペダル側に形成された正駆動用クラッチピン群と該正駆動用クラッチピン群と周方向において位置をずらして反ペダル側に形成された逆駆動用クラッチピン群が形成されたキャリアと、内周面が前記正駆動用クラッチピン群に接触して駆動され、側部周縁に沿って歯車部が形成された連結ギヤからなる駆動伝達部と、
内周面が前記逆駆動用クラッチピン群に接触して駆動され、側部周縁に沿って歯車部が形成されたクラウンギヤと、前記クラウンギヤと噛合するとともに前記連結ギヤの歯車部と噛合する傘歯車からなる駆動切換部と、
前記連結ギヤに装着されるスプロケットと、
前記傘歯車を取付けるための複数のピンホールが形成されたシャフトハウジングと、
前記各構成要素を結合させる締結手段とからなり、
自転車の正駆動時には、前記正駆動用クラッチピン群が前記角部と前記連結ギヤの内周面間に係合することにより、前記連結ギヤ及びスプロケットが回転して自転車を前進させ、
自転車の逆駆動時には、前記逆駆動用クラッチピン群が前記角部と前記クラウンギヤの内周面間に係合することにより、前記クラウンギヤが回転し、さらに該クラウンギヤと噛合する前記傘歯車を介して動力伝達方向が変換されて前記連結ギヤ及びスプロケットが回転することによって自転車を前進させ、
自転車の後退時には、前記連結ギヤ及びスプロケットのみが回転することにより無負荷で後退せられるように構成され、
ラチェット及び外部から操作される切換レバーを用いることなく、逆駆動時も前進走行させることができることを特徴とする、
自転車の駆動力方向切換装置。
【請求項６】
前記ペダルシャフトと、駆動伝達部と、駆動切換部と、シャフトハウジング及び締結手段が自転車フレームの中に装着できる、請求項３から５のいずれかの自転車の駆動力方向切換装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自転車の駆動力方向切換装置に閑し、特に，自転車のペダルを前向きに踏んでも後向きに踏んでも自転車を前進走行させることができる自転車の駆動力方向切換装置に関する。且つ、構造が簡単でかさ張りを少なくすることで自転車のペダルシャフトの外部、後輪のハブシャフトだけではなく、自転車のフレームの中に装着することができる自転車の駆動力方向切換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及びその課題】
一般的に、自転車はペダルの一方向のみ、すなわち、前方にペダルを漕ぐことによって前方に走行できるが、このことにより、乗り手が長時間自転車に乗る場合、乗り手の脚の疲労や、脚の筋肉の偏った発達の原因になりやすい。
【０００３】
従って、このような問題点を解決するため、通常の一方向性の自転車に適用することができる両方向性駆動装置を開発するために、多くの発明家が努力してきた。
【０００４】
今まで開発された、両方向性の駆動装置は、そのために採用された方法により、大まかに３つの分野に分類できる。すなわち、補助歯車、傘歯車、そして遊星歯車を採用した方法である。
【０００５】
補助歯車を採用した両方向性の駆動装置に関する代表的なものとして、
Manrzoursos達の発明（EPO公告番号0,369,925）があり、傘歯車とクラッチを採用したFoster Jr．の発明（米国特許5,435,583）があり、そして遊星歯車を採用した本出願人の動力方法切換装置の韓国特許出願第98−1617号がある。
【０００６】
しかしながら、上述の両方向牲の装置はペダルシャフトの外部に取付けられるものであるため、取付けられた装置は自転車フレームの外側に向かって突き出るので、乗り手がペダルを漕ぐのを妨げることになる。さらに、突き出た部分のため、両方向性の装置を折り畳んで持ち運べるように新しく開発された自転車に取付けることは難しい。且つ、前記の装置に不可欠なクラッチ歯車のため、多くの騒音が発生する問題点があった。
【０００７】
このように、前記の問題により、両方向性の装置を後輪のシャフト上に取付けでき、騒音が少ない、自転車用駆動力方向切換装置の開発の必要があった。
【０００８】
前記後輪のシャフト上に取付けできる自転車用駆動力方向切換装置の例の１つとして、 本出願人の韓国特許出願98−1616号を挙げることができる。
この発明は自転車のハブ内に、速度変換部と駆動切換部を設置して、ペダルシャフトの逆駆動を自転車の前進駆動力に、且つ、速度を変えられる装置である。
しかし、この発明では、ペダルシャフトの逆駆動を自転車の前進駆動力に変えるためには、レバーを操作しなければならず、さらに、自転車の後輪にのみ取付けることができる。
【０００９】
本発明の目的は、自転車のペダルを前向き（正駆動＝forward）に踏んでも後 向き（逆駆動＝reverse）に踏んでも自転車を前進走行させることができ、且つ 自転車のペダルシャフトの外部、後輪のハブシャフトだけではなく、フレームの中に装着することができる自転車の駆動力方向切換装置を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、騒音が少なく、自転車のペダルを後向きに踏んで自転車を前進走行させるために別途の変換レバーを操作することなく、一般の自転車のように無負荷で後方に引かれ得る自転車の駆動力方向切換装置を提供することにある。
【００１１】
このような目的による第１の観点として、本発明は、外周面の一部が断面多角形状に形成され、角部と平面部とを有するペダルシャフトと、前記角部と接触して駆動され、前記ペダルシャフトの多角形状に対応するように周方向に等間隔を置いてペダル側に形成された正駆動用クラッチピン群と該正駆動用クラッチピン群と周方向において位置をずらして反ペダル側に形成された逆駆動用クラッチピン群が形成されたキャリアと、内周面が前記正駆動用クラッチピン群に接触して駆動され、外周面に歯車部が形成された第１太陽歯車からなる駆動伝達部と、内周面が前記逆駆動用クラッチピン群に接触して駆動され、外周面に歯車部が形成された第２太陽歯車と、前記第１太陽歯車と噛合している前方遊星歯車と、前記前方遊星歯車と噛合するとともに前記第２太陽歯車と噛合する後方遊星歯車からなる駆動切換部と、前記第１太陽歯車の延長部の外周面に形成されたスプロケットと、前記前方遊星歯車と前記後方遊星歯車を取付けるための複数のピンホールが形成されたシャフトハウジングと、前記各構成要素を結合させる締結手段とからなり、
自転車の正駆動時には、前記正駆動用クラッチピン群が前記角部と前記第１太陽歯車の内周面間に係合することにより、前記第１太陽歯車及び前記スプロケットが回転して自転車を前進させ、自転車の逆駆動時には、前記逆駆動用クラッチピン群が前記角部と前記第２太陽歯車の内周面間に係合することにより、前記第２太陽歯車及びこれと噛合する前記後方遊星歯車が回転し、さらに該後方遊星歯車と噛合する前記前方遊星歯車を介して動力伝達方向が変換されて前記第１太陽歯車及びスプロケットが回転することによって自転車を前進させ、自転車の後退時には、前記第１太陽歯車及びスプロケットのみが回転することにより無負荷で後退せられるように構成され、ラチェット及び外部から操作される切換レバーを用いることなく、逆駆動時も前進走行させることができることを特徴とする、自転車の駆動力方向切換装置を提供する。
【００１２】
第２の観点として、本発明は、外周面の一部が断面多角形状に形成され、角部と平面部とを有するペダルシャフトと、前記角部と接触して駆動され、前記ペダルシャフトの多角形状に対応するように周方向に等間隔を置いてペダル側に形成された正駆動用クラッチピン群と該正駆動用クラッチピン群と周方向において位置をずらして反ペダル側に形成された逆駆動用クラッチピン群が形成されたキャリアと、内周面が前記正駆動用クラッチピン群に接触して駆動される連結リングからなる駆動伝達部と、内周面が前記逆駆動用クラッチピン群に接触して駆動され、延長部の内周面に歯車部が形成された内歯車と、前記内歯車と噛合する前方遊星歯車と、前記前方遊星歯車と噛合するとともに、連結部を通じて前記連結リングに連結されるリングギヤと噛合する後方遊星歯車からなる駆動切換部と、前記連結リングに装着されるスプロケットと、前記前方遊星歯車と前記後方遊星歯車を取付けるための複数のピンホールが形成されたシャフトハウジングと、前記各構成要素を結合させる締結手段とからなり、
自転車の正駆動時には、前記正駆動用クラッチピン群が前記角部と前記連結リングの内周面間に係合することにより、前記連結リング及びスプロケットが回転して自転車を前進させ、自転車の逆駆動時には、前記逆駆動用クラッチピン群が前記角部と前記内歯車の内周面間に係合することにより、前記内歯車及びこれと噛合する前記前方遊星歯車が回転し、さらに該前方遊星歯車と噛合する前記後方遊星歯車を介して動力伝達方向が変換されて前記リングギヤ、連結リング及びスプロケットが回転することによって自転車を前進させ、自転車の後退時には、前記連結リング及びスプロケットのみが回転することにより無負荷で後退せられるように構成され、ラチェット及び外部から操作される切換レバーを用いることなく、逆駆動時も前進走行させることができることを特徴とする、自転車の駆動力方向切換装置を提供する。
【００１３】
第３の観点として、本発明は、外周面の一部が断面多角形状に形成され、角部と平面部とを有するペダルシャフトと、前記角部と接触して駆動され、前記ペダルシャフトの多角形状に対応するように周方向に等間隔を置いてペダル側に形成された正駆動用クラッチピン群と該正駆動用クラッチピン群と周方向において位置をずらして反ペダル側に形成された逆駆動用クラッチピン群が形成されたキャリアと、内周面が前記正駆動用クラッチピン群に接触して駆動される連結リングからなる駆動伝達部と、内周面が前記逆駆動用クラッチピン群に接触して駆動され、内部にシャフトが嵌合するように形成された延長部の外周面に歯車部が形成された太陽歯車と、前記太陽歯車と噛合する遊星歯車と、前記遊星歯車と噛合するとともに、連結部を通じて前記連結リングへ連結されるリングギヤからなる駆動切換部と、前記連結リングに装着されるスプロケットと、前記遊星歯車を取付けるための複数のピンホールが形成されたシャフトハウジングと、前記各構成要素を結合させる締結手段とからなり、
自転車の正駆動時には、前記正駆動用クラッチピン群が前記角部と前記連結リングの内周面間に係合することにより、前記連結リング及びスプロケットが回転して自転車を前進させ、自転車の逆駆動時には、前記逆駆動用クラッチピン群が前記角部と前記太陽歯車の内周面間に係合することにより、前記太陽歯車が回転し、さらに該太陽歯車と噛合する前記遊星歯車を介して動力伝達方向が変換されて前記リングギヤ、連結リング及びスプロケットが回転することによって自転車を前進させ、自転車の後退時には、前記連結リング及びスプロケットのみが回転することにより無負荷で後退せられるように構成され、ラチェット及び外部から操作される切換レバーを用いることなく、逆駆動時も前進走行させることができることを特徴とする、自転車の駆動力方向切換装置を提供する。
【００１４】
第４の観点として、本発明は、外周面の一部が断面多角形状に形成され、角部と平面部とを有するペダルシャフトと、前記角部と接触して駆動され、前記ペダルシャフトの多角形状に対応するように周方向に等間隔を置いてペダル側に形成された正駆動用クラッチピン群と該正駆動用クラッチピン群と周方向において位置をずらして反ペダル側に形成された逆駆動用クラッチピン群が形成されたキャリアと、内周面が前記正駆動用クラッチピン群に接触して駆動され、側部周縁に沿って歯車部が形成された連結ギヤからなる駆動伝達部と、内周面が前記逆駆動用クラッチピン群に接触して駆動され、側部周縁に沿って歯車部が形成されたクラウンギヤと、前記クラウンギヤと噛合するとともに前記連結ギヤの歯車部と噛合する傘歯車からなる駆動切換部と、前記連結ギヤに装着されるスプロケットと、前記傘歯車を取付けるための複数のピンホールが形成されたシャフトハウジングと、前記各構成要素を結合させる締結手段とからなり、
自転車の正駆動時には、前記正駆動用クラッチピン群が前記角部と前記連結ギヤの内周面間に係合することにより、前記連結ギヤ及びスプロケットが回転して自転車を前進させ、自転車の逆駆動時には、前記逆駆動用クラッチピン群が前記角部と前記クラウンギヤの内周面間に係合することにより、前記クラウンギヤが回転し、さらに該クラウンギヤと噛合する前記傘歯車を介して動力伝達方向が変換されて前記連結ギヤ及びスプロケットが回転することによって自転車を前進させ、自転車の後退時には、前記連結ギヤ及びスプロケットのみが回転することにより無負荷で後退せられるように構成され、ラチェット及び外部から操作される切換レバーを用いることなく、逆駆動時も前進走行させることができることを特徴とする、自転車の駆動力方向切換装置を提供する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
図１、２に示されるように、本発明は、全体として、外周面の一部が断面多角形状に形成され、角部（100a）が形成されているペダルシャフト（100）と、ペダルを逆駆動させる時にはペダルシャフト（100）の駆動力を駆動切換部（300）へ伝えて、ペダルを正駆動させる時にはペダルシャフト（100）の駆動力をスプロケット（400）へ直接伝える駆動伝達部（200）と、駆動伝達部（200）からの駆動力の方向を切換える駆動切換部（300）と、チェーンのような連結手段で後輪へ駆動力を伝達するスプロケット（400）と、複数のピンホール（500a）が形成されているシャフトハウジング（500）と、前記構成要素を結合させる締結手段（600）で構成されている。
【００１６】
駆動伝達部（200）は、角部（100a）と接触して駆動される正駆動用クラッチピン群（211）と逆駆動用クラッチピン群（212）が形成されたキャリア（210）と、内周面が正駆動用クラッチピン群（211）に接触して駆動され、外周面に歯車部（220a）が形成された第１太陽歯車（220）からなる。
駆動切換部（300）は内周面が逆駆動用クラッチピン群（212）に接触して駆動され、外周面に歯車部（310a）が形成された第２太陽歯車（310）と、第１太陽歯車（220）と噛合している前方遊星歯車（320）と、前方遊星歯車（320）と噛合するとともに第２太陽歯車（310）と噛合して動力の方向を切換える後方遊星歯車（330)からなる。
【００１７】
図４Ａ、図４Ｂに示されるように、正駆動用クラッチピン群（211）はペダルシャフト（100）の角部（100a）と第１太陽歯車（220）の内周面の間に位置して、逆クラッチピン群（212）は角部（100a）と第２太陽歯車（310）の内周面の間に位置している。
【００１８】
正駆動用クラッチピン群（211）と逆駆動用クラッチピン群（212）はキャリア（210）に同じ間隔をおいて形成されている。
従って、キャリア（210）は正駆動時にはペダルシャフト（100）の駆動力を第１太陽歯車（220）へ伝え、逆に、逆駆動時にはペダルシャフト（100）の駆動力を第２太陽歯車（310）へ伝える機能をしている。
【００１９】
スプロケット（400）は第1太陽歯車（220）の延長された部分の周縁に沿って形成されている。前記第１太陽歯車（220）の周りには、自転車の速度変換のために直径が異なるスプロケットを固定させた補助スプロケット（410）を装着することもできる。
【００２０】
前方遊星歯車（320）と後方遊星歯車（330）は図２、３に示されるように、シャフトハウジング（500）上にピン（321）で装着される。この前方遊星歯車（320）と後方遊星歯車（330）には同じ歯車が使われているが、図２に示されるよう に、その装着される位置が違う。すなわち、前記ピン（321）の位置を変えて装着されるために、後方遊星歯車（330）は前方遊星歯車（320）よりシャフトハウジング（500）へ近接して装着される（図５参照）。
従って、前方遊星歯車（320）は  第１太陽歯車（220）と噛合するようになり、後方遊星歯車（330）は第２太陽歯車（310）に噛合するようになる。
前方遊星歯車（320）と後方遊星歯車（330）は一組だけで構成されても本発明は機能するが、いくつかの組にすることがより望ましい。
上記のような構成を具えた本発明の自転車の駆動力方向切換装置の動作を以下に説明する。
【００２１】
１、正駆動による前進走行
使用者がペダル（図示せず。）を前方に、すなわち、図４Ａの矢印ａの方向に駆動すると、ペダルシャフト（100）も同じ方向に駆動される。
すると、図４Ａに示されるように、正駆動用クラッチピン群（211）の相対的位置が図４Ａの時計方向へ移動する。すなわち、正駆動用クラッチピン群（211）が第１太陽歯車（220）の内周面とペダルシャフト（100）の角部（100a）の角側に位置され、ペダルシャフト（100）、キャリア（210）及び第１太陽歯車（220）が一体になって回転する。
そこで、第１太陽歯車（220）の延長部の周縁に形成されたスプロケット（400）（或いは補助スプロケット410）が回転されてチェーンによって自転車を前方に走行させる。
この時、第１太陽歯車（220）が回転するため第１太陽歯車（220）に噛合されている前方遊星歯車（320）も回転し、従って、これに噛合している後方遊星歯車（330）及び第２太陽歯車（310）も回転するが、これ以上の噛合がないため、空回りすることになる。
【００２２】
２、逆駆動による前進走行
使用者がペダル（図示せず。）を後方に、すなわち、図４Ｂの矢印ｂの方向に駆動すると、ペダルシャフト（100）も同じ方向に駆動される。
すると、図４Ｂに示されるように、逆駆動用クラッチピン群（212）の相対的位置が図４Ｂの反時計方向へ移動する。すなわち、逆駆動用クラッチピン群（212）が第２太陽歯車（310）の内周面とペダルシャフト（100）の角部（100a）の角側に位置され、ペダルシャフト（100）、キャリア（210）及び第２太陽歯車（310）が一体になって回転する。
そして、前記第２太陽歯車（310）に噛合している後方遊星歯車（330）が回転 することになり、それと同時に前方遊星歯車（320）及び第１太陽歯車（220が共に回転されるようになる。しかし、このような過程の中で後方遊星歯車（330）と前方遊星歯車（320）が噛合して回りながら回転方向は反対になり、そして第１太陽歯車（220）は前方方向に回転する駆動力の方向切換が起こることになる。従って、第１太陽歯車（220）に延長して形成されたスプロケット（400）、補助スプロケット（410）が共に回転して、自転車を前方に駆動する。
すなわち、自転車のペダルを後向きに踏んでも、駆動切換部（300）の作用によって自転車を前方に走行させる。
【００２３】
３、自転車が後ろに引かれる場合
自転車が後ろに引かれる場合には、後輪の回転によりスプロケット（400）が逆回転され、第１太陽歯車（220）が逆回転される。この時、この第１太陽歯車（220）とキャリア（210）の間の接触力の作用は発生せず、第１太陽歯車（220）の回転により、前方遊星歯車（320）が回転され、これに噛合した後方遊星歯 車（330）及び第２太陽歯車（310）も共に回転されるようになる。
しかし、第２太陽歯車（310）もキャリア（210）との噛合が起きなくなり、結局、一般の自転車と同じように無負荷で後方に引かれ得る。
【００２４】
（実施形態２）
図６は、本発明の第２実施形態を示す断面図で、自転車のフレームの中に装着 される構成を図示している。
全体的に、第２実施形態の構成は、第１実施形態とほぼ同じである。すなわち、角部（100a）が形成されているペダルシャフト（100）と、ペダルを逆駆動させる時にはペダルシャフト（100）の駆動力を駆動切換部（300）へ伝えて、ペダルを正駆動させる時には前記ペダルシャフト（100）の駆動力をスプロケット（400）へ直接伝える駆動伝達部（200）と、駆動伝達部（200）からの駆動力の方向を切換える駆動切換部（300）と、チェーンのような連結手段で後輪へ駆動力を伝達するスプロケット（400）と、複数のピンホール（500a）が形成されているシャフトハウジング（500）と、これらの構成要素を結合させる締結手段（600）で構成されている。
ここでは、第１実施形態と同じ構成、同じ符号及びそれによる作用の説明は省略する。
【００２５】
駆動伝達部（200）は、角部（100a）と接触して駆動され、正駆動用クラッチピン群（211）と逆駆動用クラッチピン群（212）が同じ間隔をおいて形成されたキャリア（210）と、内周面が正駆動用クラッチピン群（211）に接触して駆動される連結リング（230）から構成される。
駆動切換部（300）は内周面が逆駆動用クラッチピン群（212）に接触して駆動され延長部の内周面に歯車部が形成された内歯車（360）と、内歯車（360）と噛合して駆動される前方遊星歯車（320）と、前方遊星歯車（320）と噛合するとともに連結部を通じて連結リング（230）に連結されるリングギヤ（340）に噛合し駆動力の方向を切換える後方遊星歯車（330）から構成される。
前記スプロケットは連結リング（230）に装着される。
すなわち、ペダルシャフト（100）と駆動伝達部（200）は第１実施形態と同一であるが装着する半径を小さくするために後方遊星歯車（330）がリングギヤ（340）を通じてスプロケット（400）に連結される構成を示している。
【００２６】
（実施形態３）
図７は、本発明の第３実施形態を示す断面図で、自転車のフレームの中に装着 される構成を図示している。
第３実施形態の構成も、全体的に、第１実施形態とほぼ同じである。すなわち、角部（100a）が形成されているペダルシャフト（100）と、ペダルを逆駆動させる時にはペダルシャフト（100）の駆動力を駆動切換部（300）へ伝えて、ペダルを正駆動させる時にはペダルシャフト（100）の駆動力をスプロケット（400）へ直接伝える駆動伝達部（200）と、駆動伝達部（200 ）からの駆動力の方向を切換える駆動切換部（300）と、チェーンのような連結手段で後輪へ駆動力を伝達するスプロケット（400）と、複数のピンホール（500a）が形成されているシャフトハウジング（500）と、これらの構成要素を結合させる締結手段（600）で構成されている。
ここでも、第１実施形態と同じ構成、同じ符号及びそれによる作用の説明は省略する。動力伝達部（200）は、角部（100a）と接触して駆動され、正駆動用クラッチピン群（211）と逆駆動用クラッチピン群（212）が同じ間隔をおいて形成されたキャリア（210）と、内周面が正駆動用クラッチピン群（211）に接触して駆動される連結リング（230）からなる。すなわち、これは第２実施形態と同一である。
【００２７】
しかし、駆動切換部（300）は内周面が逆駆動用クラッチピン群（212）に接触して駆動され内部にシャフトが嵌合するように形成された延長部の外周面に歯車部が形成された太陽歯車（370）と、この太陽歯車（370）と噛合し駆動される遊星歯車（320）と、この遊星歯車（320）と噛合するとともに連結部（350）通じて連結リング（230）に連結されるリングギヤ（340）から構成される。
すなわち、本実施形態の場合には、前方・後方遊星歯車の代わりに、遊星歯車とリングギヤを採用して駆動切換部を構成している。
【００２８】
（実施形態４）
図８は本発明の第４実施形態を示す断面図で、自転車のフレームの中に装着される構成を示している。
全体的に、第４実施形態の構成も、第1実施形態とほぼ同じである。すなわち、角部（100a）が形成されているペダルシャフト（100）と、ペダルを逆駆動させる時にはペダルシャフト（100）の駆動力を駆動切換部（300）へ伝えて、ペダルを正駆動させる時には前記ペダルシャフト（100）の駆動力をスプロケット（400）へ直接伝える駆動伝達部（200）と、駆動伝達部（200）からの駆動力の方向を切換える駆動切換部（300）と、チェーンのような連結手段で後輪へ駆動力を伝達するスプロケット（400）と、複数のピンホール（500a）が形成されているシャフトハウジング（500）と、これらの構成要素を結合させる締結手段（600）で構成されている。
ここでも、第１実施形態と同じ構成、同じ符号及びそれによる作用の説明は省略する。駆動伝達部（200）は角部（100a）と接触して駆動され、正駆動用クラッチピン群（211）と逆駆動用クラッチピン群（212）が同じ間隔をおいて形成されたキャリア（210）と、内周面が正駆動用クラッチピン群（211）と接触して駆動され、周りに歯車部が形成された連結ギヤ（240）で構成される。
【００２９】
駆動切換部（300）は内周面が逆クラッチピン群（212）と接触して駆動され、側部周縁に沿って歯車部が形成されたクラウンギヤ（380）と、このクラウンギヤ（380）と噛合するとともに連結ギヤ（240）と噛合する傘歯車（390）から構成される。
【００３０】
【産業上の利用可能性】
上記に説明されたように、本発明の自転車の駆動力方向切換装置はペダルの正駆動によって自転車を前進走行させることができ、ペダルの逆駆動により、自転車を前進走行させるか或いは空回りさせることができる。さらに、構造が簡単でかさ張りを少なくすることで自転車のペダルシャフトの外部、後輪のハブシャフト或いはフレームの中に位置を制限されることなく装着することができる。
且つ、本発明はラチェットとピン等による結合がないため、騒音が少なく、逆駆動の時自転車を前進走行させるために別途の変換レバーを操作することなく、一般の自転車のように無負荷で後方に引かれ得る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  ２組の遊星歯車を採用した本発明の実施形態１を示す断面図。
【図２】  本発明の実施形態１の分解斜視図。
【図３】  図１のＡ−Ａ′線に沿った拡大断面図。
【図４Ａ】  本発明の正駆動時の、駆動伝達部を示す拡大断面図。
【図４Ｂ】  本発明の逆駆動時の、駆動伝達部を示す拡大断面図。
【図５】  本発明の駆動切換部が部分的に開かれた斜視図。
【図６】  本発明の自転車のフレームの中に装着された実施形態２を示す断面図。
【図７】  本発明の自転車のフレームの中に装着された実施形態３を示す断面図。
【図８】  本発明の自転車のフレームの中に装着された実施形態４を示す断面図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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