CN101817384B - 一种不用工具的快拆脚蹬装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种不用工具的快拆脚蹬装置，包括脚蹬及曲柄，在曲柄非外侧设置固定装置对实心脚蹬轴进行固定，同时所述固定装置既不延伸到曲柄外侧也不包括有曲柄外侧部分。本快拆脚蹬装置的固定装置完全避开了曲柄外侧，这样就不会挂碰到及骑行者的脚或裤腿，也不会由于意外触碰而松开；这种快拆脚蹬装置的操作无需借助工具，只需2-3秒即可完成，非常简洁、快速且性能可靠，可以进一步缩减自行车的横向宽度。

Description

一种不用工具的快拆脚蹬装置

技术领域

本发明涉及快拆脚蹬装置，特别涉及一种不用工具的快拆脚蹬装置。

背景技术

在当今，全球的能源总量日益减少，油价高升，公众越来越青睐于绿色、环保的交通工具。自行车首当其冲，绿色、环保、还能健身。现在各地政府纷纷推出免费公共自行车，配上公交系统，大力倡导绿色出行，该政策在交通高峰拥挤的时段还能起到明显缓解压力的作用，自行车已成为上班族的新宠。折叠自行车已经非常流行了，市场上已经有了许多样式的折叠自行车。目前自行车的体积一直以来困扰着人们的两大难题是：1、车把手；2、脚踏板。如何减少自行车的横向宽度，一直备受关注。如果能解决，那么任何款式的男女老幼自行车，就都非常方便于储存和携带了。现在，可以查到的国内、外在折叠脚踏板和曲柄领域的专利申请公开文件就达上百篇。

脚蹬的可折叠能够让车身的横向宽度更小，节约了空间同时易于存放、包装等。在自行车领域中，曲柄朝向脚蹬板的一侧称为“曲柄外侧”，曲柄朝向车梁的一侧称为“曲柄内侧”。目前现有的技术中，可拆卸脚蹬的固定装置均位于曲柄外侧，即位于脚蹬的一侧，这种设置带来不安全的隐患，并且普遍显得结构复杂、成本高。在CN200820134551.7的中国专利文件中，公开了一种“踏板快拆装置”，该装置在脚蹬轴与曲柄之间设置结合件2，该结合件尾端连接于曲柄孔，前端套接脚蹬轴，另外在其上侧设置作用孔22以及一系列的零部件来控制卡住或松开脚蹬轴，这种装置与之前相比具有进步性，但是零件较多，显得复杂不易装配；其在脚蹬轴径向开孔，明显降低了轴的强度及安全性；另外，其控制装置设置在曲柄外侧，即曲柄朝向脚蹬板的一侧，人们在骑行过程中，该控制装置可能会挂到裤脚，并且可能由于其他意外触碰使装置松开，例如被鞋底踩到，更会平添脚蹬阻力，甚而引发安全隐患。另外，操作方向也不尽善美。在US5586472的美国专利中，公开了“可拆卸自行车脚蹬装配结构”，其结构原理及缺点与前述中国专利类似，不赘述。在US2003/0033902A1的美国专利申请文件中，公开了“可收缩结构自行车脚蹬”，其在曲柄螺纹孔侧边开槽，并且加接连接件，以使踏板整体可实现向上侧的90度翻转，但是其在曲柄螺纹孔侧边开槽，降低了强度且大大增加了加工制造难度，连接件设置于曲柄外侧，可能由于意外触碰使装置松开。

在公开号为11-208564的日本专利公开文件中，描述了“一种曲柄与踏板转轴的连接机构”，它具有一个固定装置，该桶形固定装置包裹住曲柄外侧、内侧及曲柄下端，在该固定装置位于曲柄内侧的部分设置锁紧装置对脚蹬轴进行固定，同时用踏板接收器将该桶形固定装置固定于曲柄。该机构的明显缺点在于，桶形固定装置增加了曲柄的厚度以及宽度，在骑行过程中，人的脚或裤脚势必有较大几率蹬踏到或挂到桶形固定装置位于曲柄外侧的部分，而对脚蹬轴尾端的锁紧装置同时是安装于桶形固定装置位于曲柄内侧的部分上，这样，在多次冲击下，锁紧装置可能会松脱，造成安全隐患。不仅如此，除了上侧之外，该桶形固定装置在其余五个面上均可能受到外力的冲击，可靠性大降。

另外，在公开号为2009-073364以及公开号为2005-145080的日本专利公开文件中，描述了一种固定装置，它们均具有与前述日本专利公开类似的桶形固定装置，所以有着相同的缺点，不再赘述。并且，这两篇所展示的装置结构复杂，不适合工业化的批量生产及应用。

30年来全球最大的折叠自行车产销商，本公司通过不懈研究与试验，终于在快拆脚蹬技术上取得突破性进展。目前，全世界自行车产量超过1.1亿辆，我国是众所周知的自行车制造与使用大国，占到世界产量的70％以上。而折叠脚蹬技术在如此巨大产量的产品上使用，势必产生非常巨大的社会与经济效益。

在先前技术中，他们都有一个假设，就是扣固力必须非常大，这是与本发明的一个本质上的差异。经过理论计算和实验的证明，我们发现，一根圆柱形的脚蹬轴销插入到曲柄上一个略大的孔里，当脚蹬的角度与水平产生25度的时候，轴销还是不能从孔里滑出。而20度是一般自行车骑行的时候一个近于最大值了。就是说，试图把轴销拔出的脚踏力的分力，小于轴销和孔里内壁彼此产生的摩擦力。两个力都与脚踏力成正比。就是说，实际脚蹬轴固紧所需的力量远小于先前技术中的固紧力，同时也远小于人们一般印象中的固紧力大小。这个发现，对本发明有着重要的启发。

发明内容

本发明旨在提供一种易于拆卸及安装的快拆脚蹬装置，同时该快拆脚蹬装置结构简单、安全性高，无需借助工具，可单手实现操作，并且可应用性强，成本低，便于推广。

本发明是这样实现的：一种不用工具的快拆脚蹬装置，包括脚蹬及曲柄，在曲柄非外侧设置固定装置对实心脚蹬轴进行固定，同时所述固定装置既不延伸到曲柄外侧也不包括有曲柄外侧部分。

在所述曲柄与脚蹬之间设置转接套，所述转接套前端与曲柄螺纹孔连接，后端通孔内套接脚蹬轴，所述转接套安装于曲柄后其前端伸出所述曲柄孔一段距离，所述固定装置安装于所述转接套伸出于曲柄内侧的部分，所述固定装置卡住脚蹬轴前端的凹槽。

所述固定装置包括铡片组件，其具有一个以上铡片，铡片设置有复位弹簧，铡片边缘具有凹槽，所述脚蹬轴前端的凹槽被铡片的凹槽夹持住，所述铡片组件固定于支架板，所述支架板穿过转接套前端并通过压紧螺母固定。

所述固定装置包括基座、卡板、盖板，所述基座固定于转接套前端，所述卡板与基座之间设置复位弹簧，卡板中央开孔，所述卡板外侧设置有盖板，螺钉穿过盖板连接到基座的螺纹孔实现固定。

所述固定装置包括支架板、扭簧、盖板，扭簧从两侧卡住脚蹬轴前端的凹槽，所述扭簧安装于支架板上，所述支架板固定于转接套伸出于曲柄内侧的端部，在支架板外侧设置盖板。

所述曲柄与脚蹬之间设置转接套，所述转接套前端与曲柄螺纹孔连接，后端通孔内套接脚蹬轴，在曲柄内侧设置磁铁座，该磁铁座安装于转接套上，磁铁安装于该磁铁座，同时磁铁靠近脚蹬轴的端部。

所述脚蹬轴前端设置有凹槽，曲柄下端设置有通孔，所述通孔贯穿到曲柄孔内，在通孔中设置弹簧，该弹簧前端设置滚珠，该弹簧下端设置螺钉，该通孔前端开孔直径小于滚珠的直径，所述滚珠在弹簧力作用下与脚蹬轴的凹槽配合进行固定。

在曲柄下端开设有缝隙，螺栓贯穿该缝隙，该螺栓一端设置螺母，另一端设置轴螺母，并连接偏心手柄，在该偏心手柄与曲柄之间设置垫片。

本发明快拆脚蹬装置的固定装置设置于曲柄内侧或曲柄孔内，即锁紧装置完全避开了曲柄外侧，这样就不会挂碰到骑行者的裤腿或鞋底，也不会由于意外触碰而松开；由于该固定装置并非处于曲柄外侧，自然也不会挂到车架或形成视觉障碍。本装置可实现单手操作装进或取出脚蹬，这种快拆脚蹬装置的操作只需2-3秒即可完成，非常简洁、快速，可以进一步缩减自行车的横向宽度，更加有利于闲置时的存放，并且包装箱的尺寸也大大缩减、减少了包装材料，有利于保护环境。

附图说明

图1为本发明快拆脚蹬装置第一实施例爆炸示意图；

图2为本发明快拆脚蹬装置第一实施例铡片组件示意图；

图3为本发明快拆脚蹬装置第一实施例的脚蹬轴示意图；

图4为本发明快拆脚蹬装置第一实施例组装示意图；

图5为本发明快拆脚蹬装置第一实施例组装后的剖面示意图；

图6为本发明快拆脚蹬装置第二实施例爆炸图；

图7为本发明快拆脚蹬装置第二实施例组装示意图；

图8为本发明快拆脚蹬装置第二实施例剖面图；

图9为本发明快拆脚蹬装置第三实施例剖面图；

图10为本发明快拆脚蹬装置第三实施例去掉盖板后的示意图；

图11为本发明快拆脚蹬装置第四实施例剖面图；

图12为本发明快拆脚蹬装置第五实施例剖面图；

图13为本发明快拆脚蹬装置第六实施例剖面图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明不用工具的快拆脚蹬装置做进一步详细说明。

第一实施例，如图1，在脚蹬1与曲柄2之间设置转接套10，该转接套10是内侧设置通孔的圆柱体，其前段设置凸台，后段有螺纹，该螺纹与曲柄2的曲柄螺纹孔21相配合。该转接套安装于曲柄后其前端伸出所述曲柄孔一段距离。与转接套10加调节垫片11旋进曲柄孔，支架板4加双面背胶3从曲柄内侧装进转接套螺纹(槽位向下)被压紧螺母5压紧贴合在曲柄内侧，该压紧螺母5与转接套10后段穿过曲柄孔21的螺纹部分相旋接固定。再在支架板4后侧装上铡片组件6，该支架板4及铡片组件6上设置有对应的孔，二者通过螺钉7连接。至此，曲柄组件安装完毕。该支架板4一端设置有挡板41，该挡板41与支架板4主体之间形成凹槽，该凹槽用来容纳铡片组件6下端。

脚蹬轴12穿上鞍型弹垫8和O型橡胶圈9，穿进转接套10孔中，再稍用力拍进，脚蹬轴前端倒角斜面122克服铡片弹力顶开铡片，在凹槽121处铡片在弹力作用下复位，卡住脚蹬轴12。拆卸脚蹬时，必须同时按下左右两铡片，方能拆出，实现了双保险。

如图2及图3，铡片组件6两铡片61、62之间设置有复位弹簧65，手捏铡片组件6两端61、62施加力F，左右铡片绕摆轴中心63、64摆动，脱开脚蹬轴槽，脚蹬在前部鞍型弹簧垫片8和O型橡胶圈弹力的共同作用下，弹出稍许，再用手拿出，操作极方便，单手捏铡片组件两侧，松手，取出脚蹬。脚蹬轴12前部设置有凹槽121，该脚蹬轴12最前端设置有倒角斜面122，该斜面122的目的是使脚蹬轴12在推力作用下能顺利顶开铡片。挡板41的作用是使两铡片在被推开的过程中，不会向曲柄孔径方向弯曲变形。

如图4及图5，在装配完毕后，铡片组件6两铡片61、62合拢状态，两侧片中央所形成的孔66卡住脚蹬轴12的凹槽121，由于整个曲柄组件及开合控制装置设置于曲柄的内侧，不会受到意外的触碰，所以能安全地实现固定脚蹬轴的目的。

本实施例中，铡片举例为两个61、62，实际是一个铡片也可以实现完全相同的功能，同样可卡住脚蹬轴的凹槽。只不过，两个以上铡片使夹持更稳定。

本实施例中，支架板4也可以直接与转接套10前端进行螺纹连接，这样就不必设置压紧螺母5了。

为了更加顺利单手操作实现夹紧或松开，可以对设计参数做进一步优化。曲柄轴12的最前端面的直径为D1，凹槽121处的直径为D2，曲柄轴12直径为D3，两铡片61、62在复位弹簧力下合拢状态其中部孔66的直径为D4；当D1＜D4＜D3，D4等于或略大于D2时，效果较好，该关系式为较佳方案，而并非实现本发明的必要参数特征。

本装置中的曲柄组件厚度相当薄，即侧片组件6及支板架4、压紧螺母5安装到曲柄内侧以后，其整体厚度可达7.5mm以下，该装置的夹持固定装置完全位于脚蹬的异侧，不会挂碰到车架以及骑行者的裤腿，消除了骑行危险，更不会形成视觉上的障碍。本技术与普通脚蹬相比，仅增加10元的费用，成本低，易推广。

第二实施例，如图6-8所示，其曲柄外侧，即装踏板一侧的结构装置与实施例一相同，其区别在于，曲柄内侧所设置的固定装置的差异。基座31中央孔与转接套10前端螺纹连接固定，该基座31外侧设置卡板32，该卡板32中央开有孔，卡板32外侧设置盖板33，螺钉34穿过盖板33的通孔连接到基座31实现固定。上述基座31与卡板32之间设置弹簧35，在自然状态下，弹簧将卡板弹起。卡板上可设置导向槽同时在基座31设置限位柱，二者相配合，限制卡板32的运动方向及范围。

装入时，脚蹬轴插入转接套10，轴端倒角斜面122克服扭簧弹力顶开卡板(卡板下滑)，轴继续进入至轴上凹槽平齐卡板，卡板32在弹簧35弹力的作用下复位，卡住脚蹬轴上凹槽121，将脚蹬轴卡住。取出时，手按箭头处施力F，卡板下滑至脱出凹槽121，脚蹬轴12在鞍型弹垫8和O型橡胶圈弹力的共同作用下，弹出少许，卡槽离开卡板，松手，拿出脚蹬。

第三实施例，如图9-10，大部分与实施例一相同，区别在于，用扭簧504从两侧卡住脚蹬轴12前端的凹槽，该扭簧设置于支架板503上，该支架板固定于转接套伸出于曲柄内侧的端部。可在支架板外侧设置盖板501，通过螺钉502固定。该装置中，扭簧504具有一定弹力，在无外力作用时，扭簧504自发向中间并拢，在脚蹬轴推入曲柄时的外力下，扭簧504微分开并夹紧脚蹬轴12前端的凹槽，实现固定作用。

第四实施例，如图11，磁铁吸附型装置，大部分与实施例一相同，区别在于，脚蹬轴的固定方式不同，本方案中，脚蹬轴12无需设置凹槽，在曲柄2内侧设置磁铁403对脚蹬轴12前端产生磁力吸引，防止脚蹬轴脱离曲柄孔。曲柄内侧设置磁铁座401，该磁铁座安装于转接套上，磁铁403安装于该磁铁座，在磁铁座外侧设置座盖402，同时，该座盖盖住磁铁403。该装置中，单手用力可完成脚蹬轴的插、拔。

第一至第四实施例中，所述转接套安装于曲柄后其前端伸出所述曲柄孔一段距离，所述固定装置安装于所述转接套伸出于曲柄内侧的部分。另外，可在脚蹬轴与转接套之间设置有鞍形弹垫，有利于曲柄轴的退出。曲柄是标准件，曲柄与转接套配合安装，但是，曲柄也可以做成非标准件，即在加工、制造过程中，直接将上述结构的曲柄与转接套做成一体式结构装置。

第五实施例，如图12，脚蹬轴12前端设置有凹槽，曲柄2下端设置有通孔301，该通孔贯穿到曲柄孔内，在通孔301中设置弹簧302，该弹簧前端设置滚珠303，该通孔301前端开孔直径小于滚珠303的直径，这样，滚珠303在弹簧力作用下向上顶起，滚珠303部分突出于通孔301，但又不会跑出该通孔。在通孔301下端设置螺钉304，对弹簧进行限位。这样，用力将脚蹬轴12插入曲柄孔内时，滚珠303在弹簧力作用下顶住脚蹬轴12的凹槽，并限制脚蹬轴的左右移动。而当要拆卸脚蹬轴时，只需施加一定的拉力即可单手完成操作。该快拆装置简易、安全，对曲柄轴的限位装置设置于曲柄内部，骑行中不存在挂到裤脚或鞋底踩到锁紧装置致使其松开的问题。

第六实施例，如图13，在曲柄2下端开设有缝隙606，以及安装偏心快拆组件。具体包括螺栓602贯穿缝隙606，该螺栓一端设置螺母601，另一端设置轴螺母604，并连接偏心手柄603，在该偏心手柄与曲柄之间设置垫片605。这样，将脚蹬轴放入曲柄孔内，扳动偏心手柄即可实现锁紧或松开。

上述实施例一至六中，所述固定装置既不延伸到曲柄外侧也不包括有曲柄外侧部分，完全避免了被脚蹬到所可能引发的松动，并且所述脚蹬轴均为实心轴，安全度更高。

本发明快拆脚蹬装置可应用于多种车型，例如自行车、电动车、小型摩托车等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种不用工具的快拆脚蹬装置，包括脚蹬(1)及曲柄(2)，在所述曲柄非外侧设置固定装置对实心脚蹬轴(12)进行固定，同时所述固定装置既不延伸到曲柄外侧也不包括有曲柄外侧部分，其特征在于：在所述曲柄与脚蹬之间设置转接套(10)，所述转接套前端与曲柄螺纹孔连接，后端通孔内套接脚蹬轴(12)，所述转接套安装于曲柄后其前端伸出曲柄孔一段距离，所述固定装置安装于所述转接套伸出于曲柄内侧的部分，所述固定装置卡住脚蹬轴前端的凹槽(121)；所述固定装置包括铡片组件(6)，其具有一个以上铡片，铡片设置有复位弹簧，铡片边缘具有凹槽，所述脚蹬轴前端的凹槽(121)被铡片的凹槽夹持住，所述铡片组件固定于支架板(4)，所述支架板穿过转接套前端并通过压紧螺母(5)固定。

2.根据权利要求1所述的不用工具的快拆脚蹬装置，其特征在于：所述支架板上设置有螺纹孔，所述铡片组件设置通孔，螺钉(7)穿过通孔将铡片组件固定于支架板。

3.根据权利要求1或2所述的不用工具的快拆脚蹬装置，其特征在于：所述脚蹬轴与转接套之间设置有鞍形弹垫(8)。

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