คลัตช์ฟรีวีลหรือคลัตช์โอเวอร์รันนิ่งเป็นอุปกรณ์ในระบบส่งกำลังที่ตัดการเชื่อมต่อเพลา ขับออก จากเพลาตามเมื่อเพลาตามหมุนเร็วกว่าเพลาขับ บางครั้งอาจเข้าใจผิดว่า โอเวอร์ไดรฟ์เป็นฟรีวีล แต่จริงๆ แล้วไม่เกี่ยวข้องกันเลย

ใน จักรยานที่ใช้โซ่ขับเคลื่อนส่วนใหญ่ สภาวะที่เพลาขับหมุนเร็วกว่าเพลาส่งกำลังเกิดขึ้นเมื่อผู้ขี่หยุดปั่นในจักรยานฟิกซ์เกียร์ แบบพิเศษ (ที่ไม่มีเฟืองอิสระ) ล้อหลังจะเป็นตัวขับเคลื่อนบันไดปั่น

ระบบส่งกำลังของรถยนต์บางประเภทมีกลไกฟรีวีลด้วยเหตุผลหลายประการ ตั้งแต่การประหยัดเชื้อเพลิงและการลดเสียงรบกวน ไปจนถึงการป้องกันความเสียหายที่เครื่องยนต์บางชนิดอาจได้รับเมื่อถูกขับเคลื่อนด้วยล้อ

กลไกเฟืองอิสระที่ง่ายที่สุดประกอบด้วยแผ่นดิสก์สองแผ่นที่มีฟันเลื่อยและ มี สปริงกดเข้าหากันในแนวแกน โดยด้านที่มีฟันประกบกัน คล้ายกับกลไกแรตเช็ตแต่ส่วนที่อยู่กับที่ก็หมุนด้วย การหมุนไปในทิศทางเดียว ฟันเลื่อยของแผ่นดิสก์ขับจะล็อกกับฟันของแผ่นดิสก์ตาม ทำให้แผ่นดิสก์ตามหมุนด้วยความเร็วเท่ากัน หากแผ่นดิสก์ขับช้าลงหรือหยุดหมุน ฟันของแผ่นดิสก์ตามจะเลื่อนผ่านฟันของแผ่นดิสก์ขับและหมุนต่อไป ทำให้เกิดเสียงคลิกลักษณะเฉพาะซึ่งแปรผันตามความแตกต่างของความเร็วของเฟืองตามเมื่อเทียบกับเฟืองขับ (ที่หมุนช้ากว่า)

การออกแบบที่ซับซ้อนและทนทานกว่านั้นมี ลูกกลิ้งเหล็กแบบสปริงอยู่ภายในกระบอกสูบขับเคลื่อน เมื่อหมุนไปในทิศทางหนึ่ง ลูกกลิ้งจะล็อกกับกระบอกสูบทำให้หมุนไปพร้อมกัน หากหมุนช้าลงหรือในทิศทางตรงกันข้าม ลูกกลิ้งเหล็กก็จะเลื่อนไปมาภายในกระบอกสูบ

จักรยานใช้เฟืองฟรีเพื่อให้ผู้ปั่นสามารถไหลไปได้โดยไม่ต้องปั่น การหมุนล้อหรือเฟืองในทิศทางที่ทำให้เกิดเสียงคลิกจะทำให้ตัวล็อกเลื่อนขึ้นและผ่านขอบฟันที่ลาดเอียงเล็กน้อยได้ง่าย กระบวนการนี้บางครั้งเรียกกันอย่างไม่เป็นทางการว่า "การลื่นไถล" ในสถานการณ์นี้ เฟืองจะหมุนอย่างอิสระจากล้อหลัง เมื่อผู้ปั่นหยุดปั่น กลไกเฟืองจะลื่นไถลในขณะที่ล้อยังคงหมุนต่อไปในขณะที่เฟืองหยุด ทำให้เกิดเสียงคลิก ดังนั้น จักรยานจะไม่เคลื่อนที่ถอยหลังหากผู้ปั่นถอยหลัง เมื่อเฟืองหรือล้อหมุนไปในทิศทางตรงกันข้าม ตัวล็อกจะไปเกี่ยวเข้ากับขอบฟันที่ลาดชันกว่า ทำให้เกิดการล็อก เมื่อผู้ปั่นไปข้างหน้า เฟืองจะหมุนไปข้างหน้าทำให้ตัวล็อกไปเกี่ยวเข้ากับความลาดชันของฟันและขับเคลื่อนล้อหลังไปในทิศทางข้างหน้า

เฟืองฟรีวีลของจักรยานส่วนใหญ่ใช้ดรัมที่มีฟันเฟืองแบบขั้นบันไดอยู่ภายใน พร้อมด้วยสลัก เหล็กกล้าชุบแข็งที่ติดสปริงสองตัวขึ้นไป เพื่อส่งกำลัง สลักที่มากขึ้นช่วยกระจายการสึกหรอและให้ความน่าเชื่อถือมากขึ้น อย่างไรก็ตาม เว้นแต่ว่าอุปกรณ์นั้นจะผลิตด้วยความคลาดเคลื่อนที่ปกติซึ่งไม่พบในชิ้นส่วนจักรยาน การทำงานพร้อมกันของสลักมากกว่าสองตัวนั้นเกิดขึ้นได้ยาก

โดยธรรมชาติแล้ว กลไกฟรีวีลทำหน้าที่เหมือนคลัตช์ อัตโนมัติ ทำให้สามารถเปลี่ยนเกียร์ในเกียร์ ธรรมดา ได้ ทั้งขึ้นและลง โดยไม่ต้องเหยียบแป้นคลัตช์ ซึ่งจำกัดการใช้คลัตช์ธรรมดาไว้เฉพาะการออกตัวจากหยุดนิ่งหรือการหยุดรถเท่านั้น ผู้ขับขี่สามารถใช้งานฟรีวีลของ Saab ได้โดยการกดหรือดึงคันโยกตามลำดับ ซึ่งจะล็อกหรือปลดล็อกเพลาหลักกับดุมฟรีวีล

ระบบฟรีวีลยังช่วยประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิง ได้ดีขึ้นเล็กน้อย ในเครื่องยนต์แบบใช้คาร์บูเรเตอร์ (โดยไม่มีระบบตัดการจ่ายน้ำมันเมื่อใช้เบรกเครื่องยนต์) และลดการสึกหรอของคลัตช์แบบแมนนวล แต่จะทำให้เบรกสึกหรอ มากขึ้น เนื่องจากไม่สามารถใช้เบรกเครื่องยนต์ ได้อีกต่อไป สิ่งนี้อาจทำให้ระบบฟรีวีลเป็นอันตรายสำหรับการใช้งานในรถบรรทุกและรถยนต์ที่ขับใน พื้นที่ ภูเขา เพราะการเหยียบ เบรกอย่างต่อเนื่องเป็นเวลานานเพื่อจำกัดความเร็วของรถ จะทำให้ระบบเบรกเกิดความร้อนสูงเกินไปและในที่สุดก็จะเสียหายโดยสิ้นเชิง

ในอุปกรณ์ทางการเกษตรคลัตช์แบบโอเวอร์รันนิ่งมักใช้กับเครื่องอัดฟาง และอุปกรณ์อื่นๆ ที่มีภาระ เฉื่อยสูงโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อใช้ร่วมกับรถแทรกเตอร์ที่ไม่มีระบบส่งกำลังแบบ PTO ( Power Take-Off ) ที่ใช้งานได้จริง หากไม่มี PTO ที่ใช้งานได้จริง ภาระเฉื่อยสูงอาจทำให้รถแทรกเตอร์เคลื่อนที่ไปข้างหน้าต่อไปแม้ว่าจะเหยียบคลัตช์แล้วก็ตาม ซึ่งก่อให้เกิดอันตราย การตัดการเชื่อมต่อภาระจาก PTO ในสภาวะดังกล่าว คลัตช์แบบโอเวอร์รันนิ่งจะช่วยเพิ่มความปลอดภัย ในทำนองเดียวกันเครื่องตัดหญ้าแบบใช้กระบอกดันหลายรุ่นที่ไม่มีกำลังขับเคลื่อนจะใช้ล้ออิสระในการขับเคลื่อนใบมีด โดยใบมีดเหล่านี้จะขับเคลื่อนด้วยเกียร์หรือโซ่ที่ความเร็วสูง และล้ออิสระจะป้องกันไม่ให้โมเมนตัม ของใบ มีดถูกส่งกลับไปในทิศทางตรงกันข้ามผ่านระบบขับเคลื่อนเมื่อเครื่องหยุดทำงาน

ชุดฟรีวีลยังใช้ในมอเตอร์สตาร์ทเครื่องยนต์ด้วย โดยปกติ มอเตอร์สตาร์ทต้องหมุนที่ 3,000 รอบต่อนาทีเพื่อให้เครื่องยนต์ติด เมื่อบิดกุญแจค้างไว้ในตำแหน่งสตาร์ทเป็นเวลานานหลังจากเครื่องยนต์สตาร์ทแล้ว มอเตอร์สตาร์ทจะไม่สามารถหมุนเร็วพอที่จะตามทันล้อช่วยแรงได้ เนื่องจากอัตราทดเกียร์ ที่สูงมาก ระหว่างเกียร์สตาร์ทและล้อช่วยแรง (ประมาณ 15 หรือ 20:1) จะทำให้แกนหมุนของมอเตอร์สตาร์ทหมุนด้วยความเร็วสูงอย่างอันตราย ทำให้เกิดการระเบิดเมื่อแรงสู่ศูนย์กลางที่กระทำต่อขดลวดทองแดงที่พันอยู่ในแกนหมุนไม่สามารถต้านทานแรงผลักออกด้านนอก ได้อีกต่อ ไป ในมอเตอร์สตาร์ทที่ไม่มีฟรีวีลหรือคลัตช์โอเวอร์รันหรืออุปกรณ์ปลดการทำงานอื่นๆ นี่จะเป็นปัญหาใหญ่ เพราะเมื่อล้อช่วยแรงหมุนที่ประมาณ 1,000 รอบต่อนาทีในรอบเดินเบา หากมอเตอร์สตาร์ทเชื่อมต่อกับล้อ ช่วยแรง มัน จะถูกบังคับให้หมุนระหว่าง 15,000 ถึง 20,000 รอบต่อนาที เมื่อเครื่องยนต์หมุนและทำงานแล้ว คลัตช์โอเวอร์รันจะปลดมอเตอร์สตาร์ทออกจากล้อช่วยแรงและป้องกันไม่ให้เฟืองกลับมาเข้าคู่กันอีกครั้ง (เช่น ในกรณีที่เผลอบิดกุญแจสตาร์ท) ขณะที่เครื่องยนต์กำลังทำงาน ปัจจุบันคลัตช์ฟรีวีลถูกนำมาใช้ในรถจักรยานยนต์หลายรุ่นที่มีมอเตอร์สตาร์ทไฟฟ้า นอกจากนี้ยังใช้ในเครื่องตัดหญ้าที่ใช้เครื่องยนต์สันดาปภายในหลายรุ่น และใช้แทนโซลินอยด์สตาร์ทเตอร์ (หรือไดรฟ์เบนดิกซ์ แบบเก่า ) ที่ใช้ในมอเตอร์สตาร์ทรถยนต์ส่วนใหญ่ เนื่องจากช่วยลดความต้องการทางไฟฟ้าของระบบสตาร์ทและลดความซับซ้อนลง

การปล่อยให้รถวิ่งโดยไม่เหยียบคันเร่งอย่างแท้จริงในรถยนต์ หมายถึงการเหยียบคลัตช์และปล่อยคันเร่ง ซึ่งเป็นการตัดการเชื่อมต่อระหว่างเครื่องยนต์และเกียร์ ทำให้เครื่องยนต์เดินเบาในขณะที่ล้อหมุนด้วยความเร็วตามที่แรงโน้มถ่วงและแรงส่งผลักดัน

ใน รถยนต์เกียร์ธรรมดาขณะลงเนิน หรือสถานการณ์ใดๆ ที่ผู้ขับขี่ถอดเท้าออกจากคันเร่ง (ปิดคันเร่ง ) แต่ยังไม่ได้เหยียบคลัตช์ (และเกียร์ยังคงทำงานอยู่) สภาวะตรงกันข้ามกับการหมุนฟรีนั้นเกิดขึ้นได้แทนที่เครื่องยนต์จะขับเคลื่อนล้อ (ผ่านเกียร์) ล้อจะขับเคลื่อนเครื่องยนต์แทน ซึ่งอาจจะหมุนด้วยรอบสูงขึ้น ในเครื่องยนต์สองจังหวะ สภาวะนี้อาจเป็นอันตรายร้ายแรงได้ เนื่องจากเครื่องยนต์สองจังหวะหลายรุ่นใช้ ส่วนผสมของเชื้อเพลิงและน้ำมันหล่อลื่นการขาดแคลนเชื้อเพลิงจะทำให้น้ำมันหล่อลื่นในกระบอกสูบลดลงและลูกสูบอาจติดขัดในไม่ช้า ทำให้เกิดความเสียหายอย่างมาก ด้วยเหตุนี้Saabจึงใช้ระบบฟรีวีลในรุ่นเครื่องยนต์สองจังหวะ และยังคงใช้ระบบนี้ใน Saab 96 V4และSaab 99 รุ่นแรกๆ เพื่อประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิง ที่ ดี ขึ้น

ในอดีต เฟืองอิสระถูกใช้ในรถยนต์หรูหรือรถยนต์ระดับสูงบางรุ่น (เช่นPackard , RoverและCord ) ตั้งแต่ทศวรรษ 1930 ถึง 1960 นอกจากนี้ เครื่องยนต์บางรุ่นในยุคนั้นยังมีแนวโน้มที่จะมีน้ำมันรั่วซึมผ่านแหวนลูกสูบในสภาวะที่คันเร่งปิดและรอบเครื่องยนต์สูง เนื่องจากสุญญากาศเล็กน้อยในห้องเผาไหม้ kết hợp กับแรงดันน้ำมันสูงและการหล่อลื่นแบบสาดน้ำมันจากเพลาข้อเหวี่ยงที่หมุนเร็ว จะทำให้น้ำมันเข้าไปในห้องเผาไหม้ได้

ระบบฟรีวีลหมายความว่าเครื่องยนต์จะกลับสู่ความเร็วรอบเดินเบาเมื่อปล่อยคันเร่ง ซึ่งช่วยลดเสียงรบกวนจากทั้งเครื่องยนต์และเกียร์ได้อย่างมาก และลดการใช้น้ำมันเครื่อง กลไกนี้สามารถล็อกได้เพื่อใช้ในการเบรกด้วยเครื่องยนต์หากจำเป็น ระบบฟรีวีลยังถูกใช้ใน รถยนต์ แลนด์โรเวอร์ รุ่นแรก ตั้งแต่ปี 1948 ถึง 1951 ด้วย ระบบฟรีวีลควบคุมการส่งกำลังจากเกียร์ไปยังเพลา หน้า ซึ่งจะปลดออกเมื่อปล่อยคันเร่ง ทำให้รถมี ระบบ ขับเคลื่อนสี่ล้อ ถาวรได้ โดยหลีกเลี่ยงแรง "บิดตัว" ในระบบส่งกำลัง ระบบนี้ใช้งานได้ แต่ทำให้การควบคุมรถคาดเดาได้ยาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพถนนลื่นหรือเมื่อลากจูง และถูกแทนที่ด้วยระบบขับเคลื่อนสี่ล้อแบบเลือกได้ทั่วไปในที่สุด

ในช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง รถยนต์ Volkswagen ทางทหารที่ผลิตโดยKdF ( Kübelwagen , Schwimmwagen ) ติดตั้ง ระบบ เฟืองท้ายแบบจำกัดการลื่นไถลZF ซึ่งประกอบด้วยล้ออิสระสองล้อ ซึ่งส่งกำลังเครื่องยนต์ทั้งหมดไปยังล้อทั้งสองที่หมุนช้ากว่า^{[ 1 ]}

ผู้ผลิตรถยนต์รายอื่นติดตั้งเฟืองอิสระระหว่างเครื่องยนต์และเกียร์เพื่อทำหน้าที่เหมือนคลัตช์ อัตโนมัติ เมื่อผู้ขับปล่อยคันเร่งและรถอยู่ในช่วงลง เฟืองอิสระจะปลดออก และผู้ขับสามารถเปลี่ยนเกียร์ได้โดยไม่ต้องใช้แป้นคลัตช์ คุณสมบัตินี้พบได้ในรถยนต์หรูขนาดใหญ่ที่มีคลัตช์หนักและเกียร์ที่ไม่มีระบบซิง โครไนซ์เป็นหลัก เนื่องจากเฟืองอิสระช่วยให้การเปลี่ยนเกียร์ราบรื่นและเงียบกว่าซีตรองได้รวมเฟืองอิสระและคลัตช์แบบแรงเหวี่ยง เข้าด้วยกัน เพื่อสร้างสิ่งที่เรียกว่า 'TraffiClutch' ซึ่งช่วยให้ผู้ขับสามารถออกตัว หยุด และเปลี่ยนเกียร์ต่ำได้โดยไม่ต้องใช้คลัตช์ นี่เป็นตัวเลือกในรถซีตรอง 2CV และรุ่นดัดแปลง และตามชื่อที่บ่งบอก ถูกทำการตลาดในฐานะข้อดีสำหรับการขับขี่ในพื้นที่เมืองที่มีการจราจรติดขัด ในทำนองเดียวกัน ซาบ 93ก็มีคลัตช์ Saxomat เป็นตัวเลือกเสริม เช่นกัน

กลไกการฟรีวีลลิ่งมีการใช้งานทั่วไปในระบบเกียร์อัตโนมัติ ตัวอย่างเช่น เกียร์ไฮดรอลิกแบบดั้งเดิมของ General Motors เช่นTurbo-Hydramatic 400 จะให้การฟรีวีลลิ่งในทุกเกียร์ที่ต่ำกว่าเกียร์ที่เลือกไว้ เช่น หากคันเกียร์ในระบบเกียร์สามสปีดมีป้ายกำกับว่า 'ขับ'(3)-'ซูเปอร์'(2)-'ต่ำ'(1) และผู้ขับขี่เลือก 'ซูเปอร์' ระบบเกียร์จะฟรีวีลลิ่งหากเข้าเกียร์ 1 แต่ไม่ใช่ในเกียร์ 2 หรือ 3 หากอยู่ใน 'ขับ' จะฟรีวีลลิ่งในเกียร์ 1 หรือ 2 และสุดท้าย หากอยู่ในต่ำ จะไม่ฟรีวีลลิ่งในเกียร์ใดๆ เลย วิธีนี้ช่วยให้ผู้ขับขี่สามารถเลือกช่วงเกียร์ที่ต่ำกว่าเพื่อใช้ในการเบรกด้วยเครื่องยนต์ที่ความเร็วต่างๆ เช่น เมื่อลงเนินชัน

ชุดโอเวอร์ไดรฟ์ที่ผลิตโดยLaycock de Normanvilleใช้ฟรีวีลเพื่ออำนวยความสะดวกในการเปลี่ยนเกียร์อย่างราบรื่นระหว่างโหมดล็อก (1:1) และโหมดโอเวอร์ไดรฟ์โดยไม่ต้องใช้แป้นคลัตช์ แบบเดิม ฟรีวีลจะล็อกเพลาขาออกเข้ากับเพลาขาออกในช่วงเวลาเปลี่ยนผ่านสั้นๆ ระหว่างคลัตช์รูปกรวยสำหรับการปลดโหมดล็อกและคลัตช์สำหรับเข้าโหมดโอเวอร์ไดรฟ์^{[ 2 ]}

นอกเหนือจากการใช้งานแบบปกติของเฟืองอิสระ (freewheel) ซึ่งมีเฟืองเดี่ยวอยู่ที่ล้อ และแบบเกียร์ทดรอบ แบบเก่า ที่กลไกเฟืองอิสระรวมอยู่ในชุดเกียร์/เฟือง และระบบนี้เรียกว่าเฟืองอิสระ (freewheel ) แล้ว แบบใหม่ที่กลไกเฟืองอิสระอยู่ในดุมล้อเรียกว่าดุมล้ออิสระ (freehub )

เฟืองอิสระ (Freewheel) ยังใช้ในเฮลิคอปเตอร์ ด้วย เช่นเดียวกับล้อจักรยานที่ต้องหมุนได้เร็วกว่าแป้นเหยียบ ใบพัดของเฮลิคอปเตอร์ก็ต้องหมุนได้เร็วกว่าเครื่องยนต์ขับเคลื่อน สิ่งนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในกรณีที่เครื่องยนต์ขัดข้อง เพราะเฟืองอิสระในระบบส่งกำลังหลักจะช่วยให้ระบบใบพัดหลักและใบพัดหางหมุนต่อไปได้โดยอิสระจากระบบขับเคลื่อน ซึ่งจะช่วยให้สามารถควบคุมการบินได้อย่างต่อเนื่องและลงจอด แบบหมุน ตัวอัตโนมัติ ได้

ในปี ค.ศ. 1869 วิลเลียม แวน แอนเดนแห่งเมืองพอกีปซีรัฐนิวยอร์ก สหรัฐอเมริกา ได้ประดิษฐ์เฟืองฟรีสำหรับจักรยาน[ ^{3 ] การ} ออกแบบของเขาได้วางอุปกรณ์แรตเช็ตไว้ในดุมล้อหน้า (ล้อขับเคลื่อนใน แบบ จักรยานสมัยนั้น) ซึ่งช่วยให้ผู้ขี่สามารถขับเคลื่อนตัวเองไปข้างหน้าได้โดยไม่ต้องปั่นตลอดเวลา^{[ 4 ]}ในตอนแรก ผู้ที่ชื่นชอบจักรยานปฏิเสธแนวคิดเรื่องเฟืองฟรี เพราะพวกเขาเชื่อว่ามันจะทำให้การทำงานเชิงกลของจักรยานซับซ้อนขึ้น^{[ 5 ]} ผู้ที่ชื่นชอบจักรยานเชื่อว่าจักรยานควรจะเรียบง่ายที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้โดยไม่มีกลไกเพิ่มเติมใดๆ เช่น เฟืองฟรี^{[ 6 ]}

ในสหราชอาณาจักร ลูกกลิ้งฟรีวีลได้รับการจดสิทธิบัตรโดย J. White และ G. Davies แห่ง Coventry Machinist Co. ในปี พ.ศ. 2424 ^{[ 7 ]}และติดตั้งในรถสามล้อ Chelseymore แต่ผู้บุกเบิกในการติดตั้งฟรีวีลในจักรยานนิรภัยคือ Linley and Biggs Ltd (ทำการค้าในชื่อWhippet Cycle Syndicate ) ซึ่งติดตั้งฟรีวีลตั้งแต่ฤดูร้อนปี พ.ศ. 2437 ส่วนหนึ่งเพื่อช่วยในการทำงานของเกียร์ 'Protean' 2 สปีดของพวกเขา

ภายในปี พ.ศ. 2342 มีการนำระบบฟรีวีลมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตจักรยานในสหราชอาณาจักร โดยปกติจะใช้ร่วมกับเบรกแบบเหยียบถอยหลัง และมีการเสนอการดัดแปลงให้กับจักรยานที่มีอยู่แล้ว^{[ 8 ] [ 9 ]}

ในปี พ.ศ. 2342 ระบบเดียวกันนี้ในสหรัฐอเมริกาเรียกว่า “ เบรกแบบโคสเตอร์ ” ซึ่งช่วยให้นักปั่นเบรกได้โดยการปั่นถอยหลัง และรวมถึงกลไกฟรีวีลด้วย^{[ 10 ]} เมื่อเข้าสู่ศตวรรษใหม่ ผู้ผลิตจักรยานในยุโรปและอเมริกาได้รวมกลไกฟรีวีลไว้ในจักรยานส่วนใหญ่ แต่ในขณะนั้นฟรีวีลถูกรวมเข้ากับเฟือง หลัง ของจักรยาน ซึ่งแตกต่างจากการออกแบบเริ่มต้นของแวน แอนเดน^{[ 11 ]}

ในปี พ.ศ. 2467 บริษัท Le Cyclo ของฝรั่งเศสได้แนะนำจักรยานแบบเปลี่ยนเกียร์ที่มีเฟืองฟรีวีลสองอัน ซึ่งช่วยให้นักปั่นขึ้นเนินได้ง่ายขึ้น ในช่วงปลายทศวรรษ พ.ศ. 2463 Le Cyclo เริ่มใช้ตัวเปลี่ยนเกียร์ ทั้งด้านหน้าและด้านหลัง ร่วมกับจาน หน้าสองใบ ทำให้จักรยานมีเกียร์เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า ในช่วงต้นทศวรรษ พ.ศ. 2473 Le Cyclo ได้คิดค้นเฟืองฟรีวีลสี่อัน และอีกหลายปีต่อมา บริษัทได้รวมเฟืองฟรีวีลสี่อันเข้ากับจานหน้าสามใบ ทำให้จักรยานมีเกียร์ทั้งหมดสิบสองเกียร์^{[ 12 ]}

ในช่วงทศวรรษ 1960 และ 1970 ผู้ผลิตชาวญี่ปุ่นได้นำเสนอตัวเปลี่ยนเกียร์แบบต่างๆ ของตนเอง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง SunTourได้นำเสนอการออกแบบตัวเปลี่ยนเกียร์หลังแบบสี่เหลี่ยมด้านขนานเอียงในปี 1964 ซึ่งเอียงเพื่อให้รอกอยู่ใกล้กับแต่ละเฟืองของล้ออิสระมากขึ้นขณะเปลี่ยนเกียร์ ทำให้การเปลี่ยนเกียร์ราบรื่นและดีกว่าแบบของยุโรป ตัวเปลี่ยนเกียร์แบบนี้กลายเป็นมาตรฐานเมื่อสิทธิบัตรของ SunTour หมดอายุในทศวรรษ 1980 และยังคงเป็นต้นแบบสำหรับการออกแบบในปัจจุบัน^{[ 13 ]}

• คลัตช์แบบสลิปเปอร์
• คลัตช์สปริง
• ซาบ 96