CN1443681A - 自动自行车脚踏板 - Google Patents

Abstract

脚踏板包括可旋转地安装在脚踏板轴(2)上的脚踏板体(1)，脚踏板体(1)上为固定在鞋下面的板设有可与板分开的固定装置(8，9)，鞋靠向脚踏板体(1)上的支承面(21)。固定装置包括固定在脚踏板体(1)上的第一对拱形结构(8)，和可旋转地安装在脚踏板体(1)上的第二对拱形结构(9)。这些对拱形结构(8，9)通过弹簧(12)保持在固定位置上，弹簧(12)允许立刻增加两个相邻的拱形结构(8，9)之间的距离，从而固定板。脚踏板包括可相对于拱形结构旋转地安装在脚踏板轴(2)上的笼状物(22)，并且有两个辅助支承面(23，24)，辅助支承面(23，24)面对着拱形结构，在脚踏板轴(2)的相对的两侧延伸。

Description

自动自行车脚踏板

本发明涉及自动的自行车脚踏板，特别是用在山地自行车(ATC)上，但是也可以用在公路自行车上。

所谓“自动的”和以下情况相联系，自行车鞋载有一个卡件，这个卡件适于引发一种无须用手的固定方法，这种方法可以很容易地通过将卡件向脚踏板上所设置的固定装置推进得以实现。

所有的自动脚踏板象传统的脚踏板一样，包括可旋转地安装在脚踏板轴上的脚踏板体，而脚踏板轴适于和脚踏板曲柄相连。因为在脚踏板体上为一个固定在自行车鞋鞋底的、由金属板制成的卡件提供了可分开的固定装置，所以这种脚踏板成为自动的。这些脚踏板彼此之间的区别本质上在于所用的固定装置的不同。

美国专利6,205,885给出了一个极为简化了的脚踏板，而最重要的是，这个脚踏板适用于所有的山地自行车。本专利申请中的图1到图4给出了一个已知的脚踏板和固定板，因此它们构成了本专利所描述的脚踏板的一种改进。这个脚踏板将在下面简要描述。

图1到图4所给出的脚踏板包括可旋转地安装在脚踏板轴2上的脚踏板体1，在脚踏板轴2的自由端有螺纹3用于和脚踏板曲柄(未示出)连接。在脚踏板体1上提供了一种装置用于可分开地固定一个卡件，这个卡件由在图2和图3中单独给出的板4构成，其中图2是底视平面图，图3是顶视透视图。

在板4上为自行车鞋(未示出)的鞋底提供有两个固定孔5。这些孔5从前到后呈椭圆形，从而允许在鞋的下面进行一些调节。板包括分别位于前方和后方的鼻形物6，这两个鼻形物与各自的固定装置协作用于将板4置于脚踏板体1上(见图4)。

为了在踩脚踏板时增加板4的稳定性，最好在板4上提供有靠向脚踏板体的侧翼7。

用于将板4固定在脚踏板体1的固定装置包括一对固定在脚踏板体1上的拱形结构8。在图中，这对拱形结构8与脚踏板体整体制成。拱形结构8沿径向伸展并且放置在脚踏板体径向相对的位置上。

这对拱形结构8构成了第一对拱形结构，同时，具有较小径向和宽度尺寸的第二对拱形结构9在第一对拱形结构8内伸出。拱形结构9的端点固定在两个环10上，环10通过螺纹结构连接在构成脚踏板体1一部分的管状元件11上，反过来，脚踏板体1又通过螺纹结构连接在脚踏板轴2上。这对拱形结构9也是径向相对的并且最好和环10整体构成。

第一对拱形结构8相对于第二对拱形结构9的位置通过弹性装置来保持，弹性装置的具体表现形式为在第二对拱形结构9之间的管状元件11上穿绕螺旋弹簧12。弹簧12的端部分别靠着与第一对拱形结构8和第二对拱形结构9相关联的支承面13、14，从而在两个相邻的拱形结构8、9之间限定了一个预先设定好的距离。在用于说明的例子中，这个距离是一定的，这在脚踏板体1上允许得到四个板4的固定平面。

为了在两个相邻的拱形结构8、9之间固定板4，在抵抗弹簧12的力后，可以很快增加这个距离，这很容易通过以下方式实现：将前鼻形物6放在处于前方最远处的拱形结构之下，然后将板的后鼻形物压向另一个拱形结构，这会将两个拱形结构进一步分开，并且使得板被夹牢在两个拱形结构之间。

为了将夹在两个拱形结构8、9之间的板4脱离出来，只要将脚向外旋转就足够了，在板上形成凸轮15的表面的帮助下，这会完成两个拱形结构的分离。

脚踏板体1上唯一支承鞋底的点位于第一对拱形结构8相对的两侧。在美国专利6,205,885中所描述的脚踏板，构成这些支承点的在一方面是横杆，另一方面是圆柱形脚踏板体。

当然，象这样的布置实际上并没有在脚踏板体上给出承受鞋底的支承面，这在踏脚踏板时构成了一个缺点。本专利申请的图1到图4中的脚踏板针对这个问题在一定程度上给出了一定的改进，当板4夹在两个拱形结构8、9之间时，在第一对拱形结构8相对两侧上的支承面几乎是平的而且与相应的位于板4上的支承面平行。在这个脚踏板上，为板4提供有四个支承面并且相应地脚踏板体的横截面在整体上是正方形。

但是，鞋底的支承面依然非常少而且没有向前伸出或向后收回的支承面。与之相反，支撑鞋底的平面比脚踏板轴本身大不了多少。尽管有了改进，这种布置方式的缺点依然存在，脚踏板上鞋底的支承面太小以至不能均衡地踏脚踏板。

此外，这个脚踏板的整体外形太小以至当骑车者要将鞋底下的板插入脚踏板上所提供的卡件固定装置中从而将脚定位于脚踏板上时不能为之提供一个本能的目标。

本发明以克服这些缺点为目的，提供了一种脚踏板，它在骑车者的鞋的鞋底具有真正的支承面而且与此同时脚踏板在脚定位于脚踏板上时构成了一个目标。

本发明的目的是提供一个自动自行车脚踏板，它包括可旋转地安装在脚踏板轴上的脚踏板体，脚踏板轴适于和脚踏板曲柄相连，所述的脚踏板体上为固定在自行车鞋下面的卡件提供有可分开的固定装置，自行车鞋适于靠向在所述脚踏板体上的支承面，所述的固定装置包括固定在脚踏板体上的第一对拱形结构，和可相对于脚踏板体旋转并安装在脚踏板体上的第二对拱形结构，每对拱形结构中的两个拱形结构沿径向伸展并且在脚踏板轴相对的两侧径向相对，对卡件来讲，这些对拱形结构通过弹性装置保持在相对固定的位置，弹性装置靠在与一对相应的拱形结构相关联的支承面上，从而在两个相邻的拱形结构之间限定了一个事先确定好了的距离，所述的弹性装置允许，在抵抗了它所施加的力后，立刻增加在所述的两个相邻的拱形结构之间的距离，从而在这之间固定卡件，本脚踏板的特征在于，它包括一个可相对于所述的拱形结构旋转地安装在脚踏板轴上的笼状物，并且对所述的自行车鞋有辅助支承面，所述的辅助支承面面对着拱形结构，在脚踏板轴的每侧延伸。

根据本发明的其它特征：

-所述的笼状物包括一个自封闭的部分并且在脚踏板轴的相对的两侧几乎对称地延伸；

-所述的笼状物围住所述的脚踏板体的整个组件；

-所述的辅助支承面位于所述的笼状物同一侧的相对的两边上；

-所述的辅助支承面位于笼状物突起的部分；

-当所述的自行车鞋位于脚踏板上并且卡件在所述的拱形结构之间，所述的辅助支承面所处的位置相对于所述的脚踏板体上的所述的支承面突起；

-所述的笼状物在侧边上有凹口部分；

-所述的笼状物的下表面被以底托形式出现的保护元件所覆盖；

-所述的底托的底部具有中心孔；

-所述的第一对拱形结构还可以固定在所述的笼状物上并与之一起旋转。

参照附图，随着对下面本发明一些非限制性例子的描述，本发明其它的特点和优点将变得明显，其中

图1是一在简介部分所描述的脚踏板的透视图；

图2和图3是从下所看到的和图1中脚踏板相关的固定板的视图，图2是平面图而图3是透视图；

图4是提供有图2和图3中固定板的、图1中脚踏板的透视图；

图5是根据本发明第一个实施例的脚踏板的分解透视图；

图6是图5中脚踏板经组装后沿长度方向部分横截面的平面图；

图7是图5和图6中脚踏板的透视图；

图8是根据本发明第二个实施例用于说明脚踏板一些关键元件的分解透视图；

图9是根据第二个实施例的脚踏板的平面图；

图10是图9中脚踏板的透视图；

图11是根据本发明第三个实施例用于说明脚踏板一些关键元件的分解透视图；

图12是根据本发明第三个实施例的脚踏板的平面图；

图13是图12中脚踏板的透视图；

在附图中，相同的或等同的元件用一样的参考标号表示。

现在，参考图5到图7对第一个实施例加以说明。

脚踏板包括可旋转地安装在脚踏板轴2上的脚踏板体1，在脚踏板轴2的一端有螺纹3用于和脚踏板机构(未示出)连接。在脚踏板上为类似于图1到图3所给出的板4的卡件提供了一种可分开的固定装置。

这些固定装置包括沿径向伸展、固定在脚踏板体1径向相对位置上的第一对拱形结构8，使得它可以随脚踏板体1绕脚踏板轴旋转。拱形结构8最好和脚踏板体整体形成(见图5)。第二对拱形结构9位于第一对拱形结构8的拱形结构8之间。拱形结构9径向相对地固定在两个环10上，环10可旋转地安装在管状元件11上，管状元件11通过螺纹结构连接在脚踏板轴2上并且构成脚踏板体的一部分。拱形结构9和环10也最好整体形成。

两对拱形结构8、9通过弹性装置保持在用来固定卡板4相对位置上，弹性装置的具体表现形式为螺旋弹簧12，弹簧12靠着与第一对拱形结构8相关联的支承面13和与第二对拱形结构9相关联的支承面14。在给出的例子中，支承面13由拱形结构内表面上的突起构成，同时支承面14由环10周边上的凹口构成。

由于放置了支承面13、14，因此弹簧9在两个相邻的拱形结构8、9之间限定了一个预先设定好的距离，在抵抗了弹簧所施加的力后，允许增加这个距离，用来在两个相邻的拱形结构之间固定板4，并且在板放在它们之间时，将拱形结构返回它们的固定位置。

图6的部分横截面视图显示了脚踏板轴2可旋转地安装在两个滚柱轴承中，称一个为密封滚针轴承16另一个为滚珠轴承17，后一个放置在脚踏板轴自由端的附近。用来保护滚柱轴承的一些密封垫片18通过拧在脚踏板轴2自由端的螺母19保持在脚踏板轴2的轴向。一个起保护和密封作用的栓20插进脚踏板体靠近螺母19的一端。

在脚踏板体的周边包括支承面21，它用来承受自行车鞋(未示出)的鞋底，板4就放在鞋底中。这些支承面在拱形结构8、9相反的两侧沿轴向伸展，与脚踏板轴2很接近。

根据本发明，笼状物22可相对于拱形结构8、9自由旋转地安装在脚踏板轴2上。笼状物提供有与拱形结构8、9相对的、在脚踏板轴2相对的两侧伸展的辅助支承面23、24。一个支承面23构成了前支承面；同时，另一个支承面24构成了后支承面。

支承面23、24位于笼状物的部分上，笼状物是一个自封闭的部分，它在脚踏板轴相对的两侧几乎对称的伸展。在图5到图7给出的例子中，它包括位于脚踏板体1两端的两个径向元件25，这两个元件通过弧形元件26相连从而笼状物围住脚踏板体1的所有组件。而且为了使脚踏板轴2通过，径向元件25上开有通道孔22’。

图5到图7中的脚踏板的固定装置提供了笼状物22的四个固定平面，包括位于笼状物同侧相对边上的辅助支承面(见图7)，使得在卡板固定在固定拱形结构8、9上时，辅助支承面总是朝上，朝向骑车者的鞋的鞋底。

为了用最好的方法将骑车者的脚所施加的压力分配在脚踏板不同的支承面21、23和24上，相对于脚踏板体1上的支承面21，辅助支承面23、24突起，这样可将自行车鞋的鞋底的轮廓考虑进去。

为了减轻笼状物，因此也是脚踏板的重量，辅助支承面23、24限定在笼状物22的突起部分27上。为进一步减轻笼状物的重量，在两个相对的辅助支承面之间，笼状物的侧边上包括槽状的凹口28。

图8到图10给出的实施例与参考图5到图7已经描述过的实施例不同，其不同处在于笼状物22的下表面被以底托29形式出现的保护元件所覆盖。由于它的重量，底托总是朝向下方并且辅助支承面23，24只位于笼状物20的上表面。

底托29可以与笼状物20整体制成，也可以由单独的元件制作然后再将底托固定在笼状物22的下表面，就象附图给出的那样。在后一种情况中，通道孔22’依然可以是分别位于笼状物的下表面和底托的上表面、互相相对的半圆部分。

为了允许在骑车过程中，特别是当脚踏板用于山地自行车上时，将掉进底托中的尘土排放出去，底托的底部开有一个中心排放孔30。

在图11到图13中给出了根据本发明的脚踏板的第三个实施例。这个实施例与参考图5到图7已经描述过的实施例的不同之处在于第一对拱形结构8固定在笼状物22上并可与之一起旋转。这可以通过很多适当的办法，如粘合、铆接、焊接等来实现。

当然，在这个第三个实施例中，板的固定平面的数目会减少到两个，这是说在笼状物22的每边各有一个固定平面。

在所有的实施例中，由于根据本发明的笼状物，辅助支承面可以相对于脚踏板体向前或向后放置，并且在踏脚踏板的时候，笼状物可以对稳定脚踏板做出贡献，并且当骑车者要将他的鞋卡入脚踏板中时，笼状物为之提供了一个很好的、在视觉上更容易发现的目标。

很明显，本发明不止限于这里示出或描述的例子，而是可以应用于任何一个象上面所描述的包括笼状物的脚踏板。

附图标记

1-脚踏板体

2-脚踏板轴

3-螺纹

4-板

5-固定孔

6-鼻形物

7-侧翼

8-拱形结构(第一对)

9-拱形结构(第二对)

10-环

11-管状元件

12-螺旋弹簧

13-支承面(在8上)-突出

14-支承面(在9上)凹下

15-凸轮

16-滚针轴承

17-滚珠轴承

18-密封垫片

19-螺母

20-栓

21-支承面

22-笼状物22’笼状物上的通道孔

23-前辅助支承面

24-后辅助支承面

25-径向元件

26-弧形元件

27-突起部分

28-凹口

29-底托

30-中心排放孔

Claims (10)

1.自动自行车脚踏板，包括可旋转地安装在一个脚踏板轴(2)上的脚踏板体(1)，脚踏板轴适于和脚踏板机构曲柄相连，所述的脚踏板体(1)上为固定在自行车鞋下面的卡件(4)提供有可与卡件分开的固定装置(8，9)，自行车鞋适于靠向在所述脚踏板体(1)上的支承面(21)，所述的固定装置包括固定在脚踏板体(1)上的第一对拱形结构(8)，和可相对于脚踏板体(1)旋转并安装在脚踏板体(1)上的第二对拱形结构(9)，每对拱形结构(8，9)中的两个拱形结构沿径向伸展并且在脚踏板轴(2)相对的两侧径向相对，对卡件(4)来讲，这些对拱形结构(8，9)通过弹性装置(12)保持在相对固定的位置，弹性装置(12)靠在与一对相应的拱形结构(8，9)相关联的支承面(13，14)上，从而在两个相邻的拱形结构(8，9)之间限定了一个事先确定好了的距离，所述的弹性装置(12)允许，在抵抗了它所施加的力后，立刻增加在两个相邻的拱形结构(8，9)之间的所述距离，从而在它们之间固定卡件(4)，其特征在于，它包括一个可相对于所述的拱形结构(8，9)旋转地安装在脚踏板轴(2)上的笼状物(22)，并且具有用于所述的自行车鞋的辅助支承面(23，24)，所述的辅助支承面(23，24)面对着拱形结构(8，9)，在脚踏板轴(2)的相对的两侧延伸。

2.根据权利要求1的脚踏板，其特征在于所述的笼状物(22)包括一个自封闭的部分并且在所述脚踏板轴(2)的相对的两侧几乎对称地延伸。

3.根据上面任何一项权利要求的脚踏板，其特征在于所述的笼状物(22)围住所述的脚踏板体(1)的所有组件。

4.根据上面任何一项权利要求的脚踏板，其特征在于所述的辅助支承面(23，24)位于所述的笼状物(22)同一侧的相对的两边上。

5.根据上面任何一项权利要求的脚踏板，其特征在于所述的辅助支承面(23，24)位于笼状物(22)突起的部分。

6.根据上面任何一项权利要求的脚踏板，其特征在于当所述的自行车鞋位于脚踏板上并且卡件(4)在所述的拱形结构(8，9)之间，所述的辅助支承面(23，24)所处的位置相对于所述的脚踏板体(1)上的所述的支承面(21)突起。

7.根据上面任何一项权利要求的脚踏板，其特征在于所述的笼状物(22)在侧边上有凹口(28)。

8.根据权利要求1至3，5至7中任何一项的脚踏板，其特征在于所述的笼状物(22)的下表面被以底托(29)形式出现的保护元件所覆盖。

9.根据权利要求8的脚踏板，其特征在于所述的底托(29)的底部具有中心孔(30)。

10.根据上面任何一项权利要求的脚踏板，其特征在于所述的第一对拱形结构(8)还可以固定在所述的笼状物(22)上并与之一起旋转。

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