CN1027530C - 将鞋底固定在自行车或类似机械脚蹬上的装置 - Google Patents

Abstract

固定装置具有装在脚蹬体上的前支承机构，可逆着回弹力移动的后接合机构、用以与鞋底下的夹紧件协同动作而防止向上脱开的夹紧机构和固定在鞋底下且具有前支承部分的垫块。垫块具有位于槽内向后凸出的下凸缘，此凸缘的至少一个横端带有倾斜某一角度的倒角，此倒角在垫块扭转一定角度时可使凸缘向上脱开，扭转角度小于最大扭转角度而在最大扭转角速下固定装置仍对垫块具有回弹作用。

Description

本发明涉及将鞋固定在自行车或类似机械脚蹬上的装置，此脚蹬具有绕一横轴转动的脚蹬体。

本发明的固定装置具有：

装在脚蹬体上位于横轴前面的前部支承机构和位于轴后面的后部接合机构，此接合机构具有一直线形的接合边缘，此边缘大致平行于轴，并可沿大致垂直于此轴的方向逆着回弹力移动;

装在脚蹬体上位于轴前面的防止向上脱开的夹紧机构，用以在鞋底下与夹紧补充机构协同动作;

需固定在鞋底的垫块，此垫块在前面具有一前支承部分以与脚蹬的支承部分接合，在后面具有一接合部分，以与脚蹬体的后接合边缘协同动作，鞋在脚蹬上的接合可通过脚作用在脚蹬上的压力取得。

垫块至少具有一向后凸出的下部接合凸缘，此凸缘构成一个横端敞开的横槽的边缘，后凸缘的至少一个横端构成一相对于垫块横向成一角度（i）倾斜的壁面，脱开动作是在按一定方向使垫块扭转一个等于角度（i）的角度时凸缘向上脱出取得的。

DE-U-8620037公开了一种与此同类的固定装置，这种装置具有以下一些缺点：

两个横槽之间的距离同时决定着扭转时的张开强度和使鞋向上脱开的动作，此时弹力杆接触筒体而与其相切。因此，脱开角只是由回弹作用的终点所决定，其次，在脱开位置的附近实际上就不再具有回弹作用。后面的这一结果特别有碍正常使用，因为，这使使用人无法很好地控制使脚脱开的动作，而且会出现意外的脱开现象。

一般认为扭转20°的张开度已足以使骑车人迅速完成脱开动作，对于DE-U-8620037所述装置来说为取得某种扭转时的夹紧强度，这样一种张开角度显然是不够的，因为回弹力矩涉及角度的正弦值，而这个值是很小的，这就不得不采用一个很笨重的弹簧以提高作用力。

对DE-U-8620037来说，为接合这种装置必须将一套管插入套筒，这一方面使“随机”接合比较困难，另一方面也牵涉到位于套筒轴线上的鞋扭转时的转动中心问题。最后，套筒和套管的协同动作完全排除了鞋相对于脚蹬作侧向移动的可能性。

在GB-20289（MATTHEWS）、特别是图6 所公开的固定装置中，将鞋固定在脚蹬上和与其脱开的操作不很准确，所以该装置的可靠性不能令人满意。此外，鞋在脚蹬上的垂直支承带有一定的弹性，这对于体育运动中的蹬车动作是不利的。

此外，GB-20289、US-A-4538480和US-A-4640151也都指出：将装在鞋底下的固定构件嵌在鞋底内使其不致防碍骑车人的步行，这比较有利，也是人们所熟悉的。

本发明的目的在于提供一种固定装置，这种装置没有或在一定程度上消除了上述DE-U-8620037中存在的缺点。

本发明的目的还在于提供一种固定装置以确保鞋与脚蹬接合良好，在转动脚部时能可靠地使鞋脱开脚蹬，在转动过程中受到的阻力矩比较稳定。

换言之，本发明旨在提供一种固定装置，在达到某一转动角度时，可在一个大致恒定的阻力或强度下使鞋脱开脚蹬。

此外，一般要求鞋底能牢靠地支承在脚蹬上，要求垫块的尺寸较小，在镶嵌在鞋底内时镶嵌所占空间尽量小，将较大的鞋底面积留供步行之需。

按本发明，所上所述这种将鞋固定在自行车或类似机械脚蹬上的装置的特征是：后凸缘的斜面呈一倒角，此倒角与后凸缘的相邻部分形成以其凸部面向外边的二面角。

角度（i）小于最大扭转角，在此最大扭转角下固定装置对垫块仍具有回弹作用。

前部支承机构和防止向上脱开的夹紧机构是由同一前部接合机构构成的，此机构位于轴的前面，相对于脚蹬是固定不动的，并具有一实际上是直线形且平行于轴、用于接合和用作前部支承的边缘，在脚部扭转时所形成的转动中心是位于前部接合机构上的一个点。

最好使后凸缘的各横端具有一倒角。

较为有利的是：垫块还具有一向前凸出的下部接合凸缘，此凸缘构成一个横端敞开的横槽的侧壁，垫块凸缘的四个端部具有倒角，此四个端部双双相对平行，由这些倒角形成的两个二面角以其凸部面向外边。

对于用以通过骑车人脚部向外转动或扭转造成脱开动作的倒角来说，其造成脱开动作的倾斜角度最好小于通过脚部向内扭转造成脱开动作的倾斜角度。对于造成向外脱开动作的倒角来说，其相对于垫块横向的倾斜角度接近或等于20°，而对于造成向内脱开动作的倒角来说，其倾斜角度较大，具体来说约为30°。

较为有利的是：脚蹬体上的前后接合边缘和与此边缘协同动作的垫块的横槽能使鞋底相对于脚蹬具有若干毫米，具体来说，约7mm横向滑动的自由度。

横槽底面可作V形伸展，V形面的头部对于前底面来说面向前方，对于后底面来说面向后方。

垫块在平面上一般可大致呈长方形，其小边沿纵向布置，此小边可尽量予以减小。

较为有利的是：前部支承机构和防止向上脱开的夹紧机构可由位于轴的前面相对于脚蹬固定不动的同一前部接合机构构成。

前部支承边缘和后部接合边缘之间的最大间距最好等于其横向长度之半。

脚蹬体一般具有带槽孔的筒体，槽孔用以装入横轴，支承和接合边缘之间的间距最好大致等于筒体的外径。

前部支承机构宜由金属丝，特别是由高强度钢丝制成，金属丝或钢丝固定在脚蹬体内。此钢丝呈弓形，在构成前部支承边缘的直线形部分的两端具有大致垂直于脚蹬中央平面的弯曲部分，用以横向框住垫块上向前凸出的凸缘。钢丝的直径较小，最好约为3mm。

后部接合机构也可呈弓形，具有直线形槽杆和两端的弯曲部分，此弯曲部分构成伸出的支杆，以便绕横轴进行铰接，垫块的后凸缘插在杆的下面，支杆则横向框住后凸缘。

两支杆离杆较远的两端可卷绕成两个扭力弹簧，此扭力弹簧宜装在脚蹬体的凹槽中，扭力弹簧的端部向后伸出而贴靠在壁面上。

本发明还涉及用于上述固定装置的自行车脚蹬。

本发明还涉及需固定在骑车人鞋底下面的垫块，用以与上述将鞋固定在脚蹬上的装置协同动作，此垫块具有前部横槽和后部横槽，按本发明，这种垫块的特征是：垫块的横槽底面具有通过底部和（或）侧面与外界连通的空腔，以便清除积存在横槽中的泥土。

各垫块槽底表面可具有四个支承，即两个中支承和两个侧端支承，这些支承构成或垫块向上凸出 的部分，彼此横向分开布置，中支承相互隔开而侧端支承则相对于中支承向中横线（M）退回一个距离。

前部中支承和后部中支承最好分别构成纵向肋条的前端部和后端部，纵向肋条具有横向向外的延伸部分，在位于垫块的肋条之间的部分中设有一孔，使中部空腔与外界连通，而在垫块的两侧，位于同一侧的侧支承之间各设一侧部空腔，此空腔通过一通道与前部空腔和后部空腔连通。

本发明还涉及上述固定装置用需装上垫块的骑车人鞋底，此鞋底的特征是：鞋底具有用以装入脚蹬上部的凹部。

较为有利的是：鞋底具有一用硬质材料制成的内底和一用相对较软的材料制成的外底，在此外底内设凹部，外底的外表面位于垫块以外，因此，垫块在使用人穿上装有这种鞋底的鞋步行时并不接触地面。

本发明除以上所述措施外还采取了一些其他措施，以下将通过具体的实施例及其附图进行详细的阐述，但本发明绝不受此限。

图1为装有本发明固定装置的自行车脚蹬和鞋的平面简图。

图2为图1中的Ⅱ-Ⅱ剖面图。

图3为垫块转向自行车外侧（即脚跟向外）时图1的局部视图。

图4为装入固定装置垫块的鞋底的底视图。

图5为图4中的Ⅴ-Ⅴ剖面图。

图6为说明简图。

图7为一垫块实施例的放大正视图。

图8为图7中的Ⅶ-Ⅶ剖面图。

如图1-3所示，使鞋C固定在自行车脚蹬1上的装置D具有带筒体3的脚蹬体2，筒体3具有一用以装入横轴5的槽孔4，横轴5用以安装绕横轴转动的脚蹬体，槽孔内还装有滚珠轴承或滚针轴承（图中未示出）。

脚蹬体2具有位于筒体后侧的接合机构6。最好采用带圆截面弹簧钢丝的弓形接合机构。此机构具有形成直线形接合边缘的横杆7，大致平行于脚蹬绕之旋转的筒体横轴线X，杆7的两端大致作直角弯曲而构成向下延伸的支杆8（图2），此支杆大体上垂直于脚蹬体2的中央平面P。两个支杆8以其离杆7较远的两端彼此按相反方向卷绕在横杆11上，构成两个扭力弹簧9、10、横杆11则与脚蹬体连成一体。杆11位于脚蹬体2的中央平面以下。扭力弹簧9、10的相邻两端12伸向后方，贴靠在脚蹬体的下壁面13上。

杆7可沿大致垂直于筒体3轴线X的方向逆着弹簧9和10的回弹力向后移动。实际上，杆7呈一弓形，而弓的中心大致位于杆11的轴线上。

在本文中，所谓“前”和“后”是指相对于装有脚蹬1的自行车的行进方向而言的。脚蹬的前部是指位于轴线X前面的部分，在图2和3中，是指左面的部分，而右面的部分是指后面的部分。

后部接合机构6及其杆7尽可能靠近筒体3。实际上，向下延伸的支杆8是与筒体3的后表面相切的。在静止状态下，也就是在杆7未受外力作用，未向后面移动时，支杆8大致垂直于脚蹬体2的中央平面P。

在本实施例中，脚蹬体2在筒体3的前面装有前部接合机构14，此机构在与固定在鞋底下面的垫块15协同作用下同时成为一前部支承机构和防止向上脱开的夹紧机构。

前部接合机构14相对于脚蹬1是固定不动的，此机构具有一直线形的接合边缘16，大致平行于轴线X。机构14最好由直径较小的，约3mm的高强度钢丝构成。

机构14大致呈一弓形，其主体部分为一平行于杆7的直线形横杆17。杆17的两端大致作直角弯曲而构成大致垂直于中央平面P的支杆18。两个支杆18以其离杆17较远的两端固定到脚蹬体2中。杆17的接合边缘16是由其底部和后部构成的。

两杆7和17大致位于筒体3的上切面以上离中央平面P相同的距离处。

前杆17和后杆7之间的间距在夹入垫块15时应尽可能小些。此间距最大等于杆7和17横向长度Y的一半而实际上大致等于筒体3的外径d。

如图2所示，筒体3的外形就其截面来看大致呈一直径为d的半筒形，此半筒形是由左上象限及其相对象限的二等分平面分隔成的。脚蹬体2具有筒体3向前延伸而形成的实体部分19。支杆18即固定到实体部分19中，大致与筒体3半筒形的延伸周边相切。

在脚蹬体的实体部分19两侧具有延伸的支臂20、21。此两支臂向前相向延伸，而在其离筒体3较远的一端由一横杆22相连接。实体部分19和支臂20、21在垂直于中央平面P的方向上的厚度随着离开筒体3而逐渐减小。

脚蹬体2在其后端具有一向上敞开、由板13封底的凹槽23，在此凹槽内装有弹簧9和10。在凹槽23的两侧，两个大致垂直于平面P的纵向壁体24、25的延伸部分将接合机构6和14框在其间。横向后壁26连接壁体24和25而封闭凹槽23。此后壁26具有一向后敞开的凹口27，在此凹口中装一板状反光镜28。

用螺针（图中示示出）固定在鞋底下的垫块15最好是金属的，特别是用铜铝合金制成的。在固定垫块时考虑了通过使垫块时15的固定螺钉在鞋底上预留的椭圆孔29内滑动使垫块作纵向调节的可能性。

垫块15在平面上（图1）一般呈长方形，其大边尺寸H（垫块的横向尺寸）在鞋处于脚蹬上的正常位置时平行于轴线X。垫块的小边尺寸1沿纵向布置，最好不大于大边尺寸H之半（H/1＞2）。

垫块15具有两个下部横向接合凸缘30、31，分别向前和向后突出。

凸缘30、31和鞋底下表面构成用以分别装入杆17和7的横槽32、33。槽32、33的两个横向端头是开口的，因而使杆17和7可伸出槽的两端。凸缘30、31在正常的固定状态下分别嵌装脚蹬前后弓形构件上杆17和7的下面，横向位于支臂18和8之间。

两个垫块凸缘的四端分别形成倒角34a、34b和35a、35b，最好相对的两个端部双双相互平行。

更确切地说，倒角35a、35b可在骑车人的脚扭向外边（即脚跟向外偏离自行车的轴线）时脱开。倒角35a位于垫块15的前外端，而倒角35b则位于相对的后内端。

倒角34a、34b可在脚扭向内边时脱开。

倒角35a、35b相对于垫块15横向的倾斜角i接近或等于20°。倒角34a、34b相对于垫块15横向的倾斜角f大于i角，最好在30°左右。

倒角相对于横向的倾斜应使倒角所形成的二面角以其凸部面向外边，也就是对于倒角34a、35a来说面向前边，而对于倒角34b、35b来说面向后边。

垫块15的下表面大致由两个平面36、37构成，其相对于中央平面P的倾斜角在固定在鞋上的垫块15处于脚蹬上的正常位置时是不相同的。平面36以垫块15的前缘向后缘倾斜较少，平面37以相反方向向后向上倾斜较多，以使所形成的斜面促使杆7在鞋大致垂直地压在此杆上时向后移动。两个平面36和37大致构成一二面角，其凸部面向底部，其棱边位于垫块15的偏后方。

槽32、33的底面38、39在将垫块15连同鞋固定在脚蹬上时大致垂直于平面P而构成与杆17和7协同动作的正面支承表面。

表面38、39最好作V形伸展，如图3平面图所示。V形表面的截头部分对表面38来说面向前方，对表面39来说面向后方。表面38的端部38a、38b相对于凸出面的中横方向稍向后面的倾斜，与此方向成10°左右的交角j。

后部表面39的端部39a、39b与中横方向成一交角K，此角较小些，可在5°左右。

对垫块15所作斜面处理可从中取得图3所示垫块转动时各种不同的张开强度。

对于0-5°的旋转角来说，张开强度几乎为零，这使骑车人的脚可自由转动。这种自由转动是由于表面38、39的中部38c、39c平行于垫块15的中横方向而产生较小的回弹作用取得的。中部38c、39c大致相当于V形表面38、39的截头部分。

在骑车人的脚向外转动（脚跟向外偏离自行车）时，垫块15如图3所示随之转动。此时，位于表面38的外端而顶靠在固定支承14上的点A（同时见图6）就成为鞋底的旋转中心。对于向内转动来说，表面38上另一顶靠到杆17上的端部B就成为鞋的旋转中心。

作为另一方案，底面38可以在平面上由一三角形的两边形成，此三角的顶端可顶靠在固定的支承上，其底边可由杆面39构成。

杆7和17以及垫块15在安排上应使固定在脚蹬上的鞋可作横向移动，也就是平行于轴线X以一定的幅度移动。为此，杆7和17大致沿脚蹬1的整个长度设置而垫块15的横向尺寸H则小于 支杆8或18内侧之间的间距。最好在垫块和支杆8，18之间考虑约7mm的横向游隙，从而使垫块15和鞋能横向移动7mm。这样就可使骑车人自行按其体形调节鞋上脚的横向位置。

前部凸缘30的长度可以减小，以便在向前摔交时使鞋脱开脚蹬。

鞋C的底S具有一凹部40（图4和5），此凹部位于大拇指关节的下面。如图2所示，凹部40用以装入脚蹬的上部，特别是其后上部。垫块15可以固定在凹部40中，此凹部在鞋内侧边缘上的41处是敞开的，而在其外侧具有边缘42，因此是闭合的。凹部40的深度足以使骑车人穿着此鞋在地上行走时垫块15不致与地面接触。换言之，垫块15位于设想鞋底S延伸到凹部40内所形成的外表面以内。此凹部的尺寸应对固定装置上的各种构件留出足够的操作空间，以便将鞋装在脚蹬上和将鞋卸下。凹部40的前部边缘40a沿向前倾斜的平面横向布置，而其后部边缘40b大致形成一个凹边向前的圆弧。

鞋底S最好具有一个用较硬的材料制成的内底43，特别是具有一用以固定垫块15的金属板（图中未示出），还具有一用相对较软的材料制成的外底44，在此外底中设凹部40。在外底44的纵向中部设有一凹槽45，此凹槽与凹部40连通而其后端则是封闭的。

鞋底只是支承在杆7和17上，垫块15如图2所示并不支承在筒体3上。硬度43使骑车人蹬车时感觉不出杆7和17的压力。跟部弯曲（向外凸起）的软底44使步行比较方便。

本发明固定装置的功能如下。

当骑车人需连接其装有垫块15的鞋和相应脚蹬时，可操作如下。

在静止状态下，若降低脚蹬的后部26，就可抬高脚蹬的前部22。

骑车人将杆17装进槽32内，并用力将脚往下和往前顶以使倾斜的平面37逆着弹簧9和10的力偶将杆7向后推动。杆7即让开而使后部凸缘31通过。在杆7面向槽33时，在弹簧9和10的作用下杆7即稍向前移而进入槽33内。于是就可将鞋固定在脚蹬1上。

鞋只是在杆7和17的水平面上支承在脚蹬上，垫块15的下部表面并不支承在筒体3上。

使垫块15长度（即沿纵向的尺寸1）尽可能小些，脚蹬的长度也就可以缩短。因此鞋底S中的凹部40较小，就可留出较多的鞋底S面积以利行走。

如前所述，在向外转动时，实际上呈长方形的垫块15即支承在前支承或杆17上而绕其前左方的角A转动，并推动在弹力作用下的杆7而取得平衡。通过这一机构，鞋底S可作出高达60°左右的扭转角度，且始终处于使之返回到脚蹬纵轴线上的回弹力的作用下。当然，骑车人不会有意地作出60°这一很大的扭转角度。这就防止了意外的脱开。

鞋底脱开脚蹬，这是在扭转中张开角度高过最猛烈踩蹬时可能形成的角度下将鞋相对于脚蹬向上提起时才产生的，但这种角度在骑车人有意作出相应动作时是比较容易产生的。

经验证明：在脚跟向外的情况下，采用20°角较为合适。这表明最好使后倒角35b和前倒角35a都与中横方向构成20°的i角。如图3所示，在向外扭转20°角时，倒角35b即与后杆7相切，垫块15就不再受到纵向夹紧的作用，鞋就与脚蹬脱开。如果使前倒角35a的斜度与后倒角35b的斜度彼此相同而前后同时脱开，这可使脱开动作更为利索。

实际上只需使一个倒角35b在后部脱开（最好在垫块后内角的部位脱开，这样就可保证在向外扭转时才脱开），而使具有较大相对于中横方向的斜度的前倒角35a仍较松地夹持在前杆17的下面。这样，当骑车人将鞋向上提起而使后凸缘31向上脱开时，如图2所示，脚蹬就会按顺时针方向绕轴5转动而与鞋脱开，这就使前凸缘30从杆17的后面脱出。

对于向内脱开来说（脚跟转向自行车）最好采用较大的脱开角度，例如25°或30°（即倒角34b，最好包括倒角34a与中横方向的交角f），以可靠地防止意外脱开而产生使脚碰触后轮的危险。这种在向内扭转25°或30°时可能脱开的情况对骑车人摔倒在地时的脱开特别有利。

为使鞋脱开脚蹬，不在于所需克服的张开强度的大小，而在于应在大致恒定的强度下达到张开角度。

这样，如图6所示，如用F表示杆7作用在 与旋转中心A相对的垫块端部上的力，用q表示垫块15的对角线长度，则骑车人转动鞋所需克服的总力矩M＝FqSina。角a为对角线和纵向中轴线之间的夹角。

弹簧作用力随张开度作线性增大，力臂qsina则随张开度而缩短。因此，张开强度大致恒定不变。这样，蹬车时扭转幅度较小的扭力也得以减小。而由于脱开并不取决于所需克服的力而取决于所需达到的张开角，因此这种作用力相对较小。

图7和8所示为固定在鞋底下的垫块的一个实施例115。与以上各图所示相同或具有相同作用的垫块各部分采用100和以上所用编号数字之和作为其编号。

对这些部分，以下仅作扼要的说明。

垫块115在其横槽132的前底面138内具有空腔46、47、48，而在其横槽133的后底面139内具有空腔49、50、51。这些空腔在垫块固定在鞋下并接合在脚蹬上时与外界连通，这在下面还要加以说明。这些空腔便于排出和清除骑车人步行时可能进入槽132、133中的泥土。

前底面138具有四个脚蹬横杆17的支承，即两个彼此横向分开设置的中支承52、53，和两个侧端支承54、55。中部空腔47位于中支承52、53之间，而侧部空腔46、48分别位于支承53、55和52、54之间。

后底面139同样具有两个中支承56、57和两个侧端支承58、59。

这些支承构成垫块115向上凸出的部分如图7所示，用以支承鞋底。

中支承52、53和56、57分别以相同距离设置在垫块115中横线M的两侧，而侧端支承54、55和58、59则相对于相应中支承向中横线M退回一个距离。这样，延伸在支承53和55之间的假想平面138a就呈现出相对于中横方向N的斜度，这相当于图3中表面38的斜度j。对于延伸在支承52和54之间的假想平面138b来说，情况与此相同。

后部假想平面139a、139b具有相当于图3中角K的斜度。

这样，当鞋和垫块115处于中间位置时，杆17顶靠在支承52和53上，而杆6则顶靠在支承56和57上，侧端支承54、55和58、59并不与杆6和17相接触，只是在装有垫块115的鞋转动时才与其接触。

中支承53、57和52、56分别位于垫块纵向中轴线的一侧，构成纵向肋条60、61的端部，此端部最好为圆形的，肋条60、61具有横向向外的延伸部分62、63。延伸部分62、63具有面向外边的圆形端部和两个向外逐渐靠近的壁面。在各延伸部分62、63中设有一个用以通过将垫块固定在鞋底上的螺钉的孔64。

在垫块115内，肋条60、61之间设有一椭圆形孔65，此孔通向底部以便在装有垫块的鞋置于脚蹬上时与中部空腔47、50和外界连通。

在垫块115的两侧位于同一侧的侧支承54、58和55、59之间各设有一空腔66、67。空腔66、67通过位于中支承和侧支承之间的通道68分别与前后侧部空腔46、48和49、51连通。

如这种垫块115在将鞋置于脚蹬上时，在其用以装入杆17和6的槽132、133内积有泥土，在杆17和6的推动下就可通过空腔46-51、66、67和椭圆孔65将其排出。从而在杆17和6与垫块支承52、53和56、57之间形成很准确和良好的接触。

关于用以固定装有垫块115的鞋的装置，其功能与前面按图1-6所述相同。

根据本发明，角度和侧向的调节是通过脚蹬取得的。这些调节可按使用人的选择即时自动地变动而不必麻烦地对鞋底下的垫块进行手动调节。

在平行于脚蹬上表面的平面内，在扭转脚部的方向上作用着弹性夹紧作用。

使鞋脱开的动作是通过向上的动作完成的。

向上脱开的角度（i）与通过回弹所能取得的角度相比是比较小的。但所选用的向上脱开的角度（i）是高于在“离鞍蹬车”一类猛烈的杂技蹬车动作中可能产生的鞋和脚蹬纵轴线之间的角度的。这一脱开角度根据本发明已选定为20°左右。

角度和侧向动作的自由度可通过脚蹬自动取得。

Claims (18)

1、将鞋固定在自行车或类似机械脚蹬上的装置，脚蹬具有绕一横轴(X)转动的脚蹬体(2)，此固定装置具有：

装在脚蹬体(2)上位于横轴前面的前部接合机构(14)和位于轴(X)后面的后部接合机构(6)，此接合机构具有一直线形的接合边缘(7)，此边缘大致平行于轴(X)并可沿大致垂直于此轴的方向逆着回弹力移动；

装在脚蹬体(2)上位于轴(X)前面的防止向上脱开的接合机构(14)，用以在鞋底下与夹紧补充机构(30)协同动作；

需固定在鞋底下的垫块(15)，此垫块在前面具有一前支承部分(38)以与脚蹬的支承部分接合，在后面具有一接合部分(31)以与脚蹬体的后接合边缘协同动作，鞋在脚蹬上的接合可通过脚作用在脚蹬上的压力取得；

垫块(15)至少具有一向后凸出的下部接合凸缘(31)，此凸缘构成一个横端敞开的横槽(33)的边缘，后凸缘的至少一个横端构成一相对于垫块横向成一角度(i)倾斜的壁面，脱开动作是在按一定方向使垫块扭转一个等于角度(i)的角度时凸缘(31)向上脱出取得的；

此固定装置的特征是：

后凸缘的倾斜面是由一倒面(35b)构成的，此倒角与后缘的相邻部分构成以其凸部面向外边的二面角；

角度(i)小于最大扭转角，在此最大扭转角下固定装置对垫块仍具有回弹作用；

前部支承机构和防止向上脱开的夹紧机构是由同一前面接合机构(14)构成的，此机构位于轴(X)的前面，相对于脚蹬是固定不动的，并具有一实际上是直线形且平行于轴(X)，用于接合和用作前部支承的边缘(16)，在脚部扭转时所形成的转动中心是位于前部接合机构(14)上的一个点(A、B)。

2、按权利要求1所述装置，其特征是：后凸缘（31）的各横端具有一倒角（34b、35b）。

3、按权利要求1或2所述装置，其特征是：垫块（15）还具有一向前凸出的下部接合凸缘（30），此凸缘构成一个横端敞开的横槽（32）的侧壁，垫块（15）凸缘（30、31）的四个端部具有倒角（34a、34b、35a、35b），此四个端部双双相对平行，由这些倒角形成的两个二面角以其凸部面向外边。

4、按权利要求2所述装置，其特征是：对于用以通过骑车人脚部向外转动或扭转造成脱开动作的倒角（35b、35b）来说，其造成脱开动作的倾斜角度（i）应小于通过脚部向内扭转造成脱开动作的倾斜角度（f）。

5、按权利要求4所述装置，其特征是：对于造成向外脱开动作的倒角（35b、35a）来说，其相对于垫块（15）横向的倾斜角度（i）接近或等于20°，而对于造成向内脱开动作的倒角来说，其倾斜角度（f）较大，具体来说约为30°。

6、按权利要求1或2所述装置，其特征是：脚蹬体（2）上的前后接合边缘和与此边缘协同动作的垫块（15）的横槽（32、33）应使鞋底相对于脚蹬具有若干毫米，具体来说约7mm横向滑动的自由度。

7、按权利要求1或2所述装置，其中，垫块具有前后两个横槽（32、33），此两横槽具有支承底面（38、39），其特征是：底面（38、39）应作V形伸展，V形面的头部对前底面（38）来说向前方，对于后底面（39）来说面向后方。

8、按权利要求1或2所述装置，其特征是：垫块（15）在平面上一般大致呈长方形，其小边（1）沿纵向布置，从小边（1）应尽量予以减小。

9、按权利要求1或2所述装置，其特征是：前部接合边缘（16）和后部接合边缘之间的间距最大等于其横向长度（Y）之半。

10、按权利要求1或2所述装置，其中，脚蹬体（2）具有带槽孔（4）的筒体（3），槽孔用以装入横轴（X、5），其特征是：边缘（6、16）之间的间距大致等于筒体（3）的外径（d）。

11、按权利要求1所述装置，其特征是：前部接合机构（14）上由金属丝，特别是由高强度钢丝制成的。

12、按权利要求11所述装置，其特征是：金属丝呈弓形，在构成前部接合边缘（16）的直线部分的两端具有大致垂直于脚蹬中央平面（p）的支杆（18），用以横向框住垫块（15）上向前凸出的边缘（30）。

13、按权利要求11或12所述装置，其特征是：构成前接合机构（14）的钢丝的直径约为3mm。

14、按权利要求1所述装置，其特征是：后部接合机构（6）呈弓形，具有直线形横杆（7）和两端的弯曲部分，此弯曲部分构成伸出的支杆（8）以便绕横轴（11）进行铰接、垫块的后凸缘（31）插在杆（7）的下面，支杆（8）则横向框住后凸缘。

15、按权利要求14所述装置，其中两支杆（8）离杆（7）较远的两端卷绕成两个扭力弹簧（9、10），其特征是：扭力弹簧（9、10）装在脚蹬体（2）的凹槽（23）中，扭力弹簧的端部（12）向后伸出而贴靠在壁面（13）上。

16、一种具有脚蹬体（2）的自行车脚蹬，该脚蹬体（2）包括一个带槽孔（4）和固定装置的筒体（3），槽孔（4）用于装设横轴（X、5），固定装置用于将鞋底上带有一个垫块的鞋固定在脚蹬上，所述固定装置包括：

-在脚蹬体（2）上设在横轴线之前在前接合机构（14）和设在该轴线（X）之后的后接合件（6），一个基本上与轴线（X）平行的直线横杆（7）能够抵抗一个弹性力沿基本上垂直于该轴线的方向移动;

-设在脚蹬体轴线（X）之前的向上接合机构（14），该装置与设在鞋底下面的对应的保持装置（30）协同工作;

其特征在于：

前接合机构（14）由金属线，尤其是高强度钢线构成，所述金属线呈环状，且在构成前止动边缘的一个直的部分的端部处于设有两个基本上与脚蹬的中央平面（P）相垂直的弯曲部分，该部分沿横向包围着垫块（15）的向前的凸缘（30）。

17、按权利要求1或2中之一所述固定装置用需装上垫块（15、115）的骑车人鞋底，其特征是：鞋底具有用以装入脚蹬上部的凹部（40）。

18、按权利要求17所述鞋底，其特征是：鞋底具有一用硬质材料制成的内底（43）和一用相对较软的材料制成的外底（44），在此外底内设凹部（40），外底的外表面位于垫块以外。

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