專利名稱：自動自行車腳踏板的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及自動的自行車腳踏板，特別是用在山地自行車(ATC)上，但是也可以用在公路自行車上。
所謂“自動的”和以下情況相聯(lián)系，自行車鞋載有一個卡件，這個卡件適于引發(fā)一種無須用手的固定方法，這種方法可以很容易地通過將卡件向腳踏板上所設置的固定裝置推進得以實現(xiàn)。
所有的自動腳踏板象傳統(tǒng)的腳踏板一樣，包括可旋轉地安裝在腳踏板軸上的腳踏板體，而腳踏板軸適于和腳踏板曲柄相連。因為在腳踏板體上為一個固定在自行車鞋鞋底的、由金屬板制成的卡件提供了可分開的固定裝置，所以這種腳踏板成為自動的。這些腳踏板彼此之間的區(qū)別本質上在于所用的固定裝置的不同。
美國專利6,205,885給出了一個極為簡化了的腳踏板，而最重要的是，這個腳踏板適用于所有的山地自行車。本專利申請中的

圖1到圖4給出了一個已知的腳踏板和固定板，因此它們構成了本專利所描述的腳踏板的一種改進。這個腳踏板將在下面簡要描述。
圖1到圖4所給出的腳踏板包括可旋轉地安裝在腳踏板軸2上的腳踏板體1，在腳踏板軸2的自由端有螺紋3用于和腳踏板曲柄(未示出)連接。在腳踏板體1上提供了一種裝置用于可分開地固定一個卡件，這個卡件由在圖2和圖3中單獨給出的板4構成，其中圖2是底視平面圖，圖3是頂視透視圖。
在板4上為自行車鞋(未示出)的鞋底提供有兩個固定孔5。這些孔5從前到后呈橢圓形，從而允許在鞋的下面進行一些調節(jié)。板包括分別位于前方和后方的鼻形物6，這兩個鼻形物與各自的固定裝置協(xié)作用于將板4置于腳踏板體1上(見圖4)。
為了在踩腳踏板時增加板4的穩(wěn)定性，最好在板4上提供有靠向腳踏板體的側翼7。
用于將板4固定在腳踏板體1的固定裝置包括一對固定在腳踏板體1上的拱形結構8。在圖中，這對拱形結構8與腳踏板體整體制成。拱形結構8沿徑向伸展并且放置在腳踏板體徑向相對的位置上。
這對拱形結構8構成了第一對拱形結構，同時，具有較小徑向和寬度尺寸的第二對拱形結構9在第一對拱形結構8內伸出。拱形結構9的端點固定在兩個環(huán)10上，環(huán)10通過螺紋結構連接在構成腳踏板體1一部分的管狀元件11上，反過來，腳踏板體1又通過螺紋結構連接在腳踏板軸2上。這對拱形結構9也是徑向相對的并且最好和環(huán)10整體構成。
第一對拱形結構8相對于第二對拱形結構9的位置通過彈性裝置來保持，彈性裝置的具體表現(xiàn)形式為在第二對拱形結構9之間的管狀元件11上穿繞螺旋彈簧12。彈簧12的端部分別靠著與第一對拱形結構8和第二對拱形結構9相關聯(lián)的支承面13、14，從而在兩個相鄰的拱形結構8、9之間限定了一個預先設定好的距離。在用于說明的例子中，這個距離是一定的，這在腳踏板體1上允許得到四個板4的固定平面。
為了在兩個相鄰的拱形結構8、9之間固定板4，在抵抗彈簧12的力后，可以很快增加這個距離，這很容易通過以下方式實現(xiàn)將前鼻形物6放在處于前方最遠處的拱形結構之下，然后將板的后鼻形物壓向另一個拱形結構，這會將兩個拱形結構進一步分開，并且使得板被夾牢在兩個拱形結構之間。
為了將夾在兩個拱形結構8、9之間的板4脫離出來，只要將腳向外旋轉就足夠了，在板上形成凸輪15的表面的幫助下，這會完成兩個拱形結構的分離。
腳踏板體1上唯一支承鞋底的點位于第一對拱形結構8相對的兩側。在美國專利6,205,885中所描述的腳踏板，構成這些支承點的在一方面是橫桿，另一方面是圓柱形腳踏板體。
當然，象這樣的布置實際上并沒有在腳踏板體上給出承受鞋底的支承面，這在踏腳踏板時構成了一個缺點。本專利申請的圖1到圖4中的腳踏板針對這個問題在一定程度上給出了一定的改進，當板4夾在兩個拱形結構8、9之間時，在第一對拱形結構8相對兩側上的支承面幾乎是平的而且與相應的位于板4上的支承面平行。在這個腳踏板上，為板4提供有四個支承面并且相應地腳踏板體的橫截面在整體上是正方形。
但是，鞋底的支承面依然非常少而且沒有向前伸出或向后收回的支承面。與之相反，支撐鞋底的平面比腳踏板軸本身大不了多少。盡管有了改進，這種布置方式的缺點依然存在，腳踏板上鞋底的支承面太小以至不能均衡地踏腳踏板。
此外，這個腳踏板的整體外形太小以至當騎車者要將鞋底下的板插入腳踏板上所提供的卡件固定裝置中從而將腳定位于腳踏板上時不能為之提供一個本能的目標。
本發(fā)明以克服這些缺點為目的，提供了一種腳踏板，它在騎車者的鞋的鞋底具有真正的支承面而且與此同時腳踏板在腳定位于腳踏板上時構成了一個目標。
本發(fā)明的目的是提供一個自動自行車腳踏板，它包括可旋轉地安裝在腳踏板軸上的腳踏板體，腳踏板軸適于和腳踏板曲柄相連，所述的腳踏板體上為固定在自行車鞋下面的卡件提供有可分開的固定裝置，自行車鞋適于靠向在所述腳踏板體上的支承面，所述的固定裝置包括固定在腳踏板體上的第一對拱形結構，和可相對于腳踏板體旋轉并安裝在腳踏板體上的第二對拱形結構，每對拱形結構中的兩個拱形結構沿徑向伸展并且在腳踏板軸相對的兩側徑向相對，對卡件來講，這些對拱形結構通過彈性裝置保持在相對固定的位置，彈性裝置靠在與一對相應的拱形結構相關聯(lián)的支承面上，從而在兩個相鄰的拱形結構之間限定了一個事先確定好了的距離，所述的彈性裝置允許，在抵抗了它所施加的力后，立刻增加在所述的兩個相鄰的拱形結構之間的距離，從而在這之間固定卡件，本腳踏板的特征在于，它包括一個可相對于所述的拱形結構旋轉地安裝在腳踏板軸上的籠狀物，并且對所述的自行車鞋有輔助支承面，所述的輔助支承面面對著拱形結構，在腳踏板軸的每側延伸。
根據(jù)本發(fā)明的其它特征-所述的籠狀物包括一個自封閉的部分并且在腳踏板軸的相對的兩側幾乎對稱地延伸；-所述的籠狀物圍住所述的腳踏板體的整個組件；-所述的輔助支承面位于所述的籠狀物同一側的相對的兩邊上；-所述的輔助支承面位于籠狀物突起的部分；-當所述的自行車鞋位于腳踏板上并且卡件在所述的拱形結構之間，所述的輔助支承面所處的位置相對于所述的腳踏板體上的所述的支承面突起；-所述的籠狀物在側邊上有凹口部分；-所述的籠狀物的下表面被以底托形式出現(xiàn)的保護元件所覆蓋；-所述的底托的底部具有中心孔；-所述的第一對拱形結構還可以固定在所述的籠狀物上并與之一起旋轉。
參照附圖，隨著對下面本發(fā)明一些非限制性例子的描述，本發(fā)明其它的特點和優(yōu)點將變得明顯，其中圖1是一在簡介部分所描述的腳踏板的透視圖；圖2和圖3是從下所看到的和圖1中腳踏板相關的固定板的視圖，圖2是平面圖而圖3是透視圖；圖4是提供有圖2和圖3中固定板的、圖1中腳踏板的透視圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明第一個實施例的腳踏板的分解透視圖；圖6是圖5中腳踏板經組裝后沿長度方向部分橫截面的平面圖；圖7是圖5和圖6中腳踏板的透視圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明第二個實施例用于說明腳踏板一些關鍵元件的分解透視圖；圖9是根據(jù)第二個實施例的腳踏板的平面圖；圖10是圖9中腳踏板的透視圖；圖11是根據(jù)本發(fā)明第三個實施例用于說明腳踏板一些關鍵元件的分解透視圖；圖12是根據(jù)本發(fā)明第三個實施例的腳踏板的平面圖；圖13是圖12中腳踏板的透視圖；在附圖中，相同的或等同的元件用一樣的參考標號表示。
現(xiàn)在，參考圖5到圖7對第一個實施例加以說明。
腳踏板包括可旋轉地安裝在腳踏板軸2上的腳踏板體1，在腳踏板軸2的一端有螺紋3用于和腳踏板機構(未示出)連接。在腳踏板上為類似于圖1到圖3所給出的板4的卡件提供了一種可分開的固定裝置。
這些固定裝置包括沿徑向伸展、固定在腳踏板體1徑向相對位置上的第一對拱形結構8，使得它可以隨腳踏板體1繞腳踏板軸旋轉。拱形結構8最好和腳踏板體整體形成(見圖5)。第二對拱形結構9位于第一對拱形結構8的拱形結構8之間。拱形結構9徑向相對地固定在兩個環(huán)10上，環(huán)10可旋轉地安裝在管狀元件11上，管狀元件11通過螺紋結構連接在腳踏板軸2上并且構成腳踏板體的一部分。拱形結構9和環(huán)10也最好整體形成。
兩對拱形結構8、9通過彈性裝置保持在用來固定卡板4相對位置上，彈性裝置的具體表現(xiàn)形式為螺旋彈簧12，彈簧12靠著與第一對拱形結構8相關聯(lián)的支承面13和與第二對拱形結構9相關聯(lián)的支承面14。在給出的例子中，支承面13由拱形結構內表面上的突起構成，同時支承面14由環(huán)10周邊上的凹口構成。
由于放置了支承面13、14，因此彈簧9在兩個相鄰的拱形結構8、9之間限定了一個預先設定好的距離，在抵抗了彈簧所施加的力后，允許增加這個距離，用來在兩個相鄰的拱形結構之間固定板4，并且在板放在它們之間時，將拱形結構返回它們的固定位置。
圖6的部分橫截面視圖顯示了腳踏板軸2可旋轉地安裝在兩個滾柱軸承中，稱一個為密封滾針軸承16另一個為滾珠軸承17，后一個放置在腳踏板軸自由端的附近。用來保護滾柱軸承的一些密封墊片18通過擰在腳踏板軸2自由端的螺母19保持在腳踏板軸2的軸向。一個起保護和密封作用的栓20插進腳踏板體靠近螺母19的一端。
在腳踏板體的周邊包括支承面21，它用來承受自行車鞋(未示出)的鞋底，板4就放在鞋底中。這些支承面在拱形結構8、9相反的兩側沿軸向伸展，與腳踏板軸2很接近。
根據(jù)本發(fā)明，籠狀物22可相對于拱形結構8、9自由旋轉地安裝在腳踏板軸2上?；\狀物提供有與拱形結構8、9相對的、在腳踏板軸2相對的兩側伸展的輔助支承面23、24。一個支承面23構成了前支承面；同時，另一個支承面24構成了后支承面。
支承面23、24位于籠狀物的部分上，籠狀物是一個自封閉的部分，它在腳踏板軸相對的兩側幾乎對稱的伸展。在圖5到圖7給出的例子中，它包括位于腳踏板體1兩端的兩個徑向元件25，這兩個元件通過弧形元件26相連從而籠狀物圍住腳踏板體1的所有組件。而且為了使腳踏板軸2通過，徑向元件25上開有通道孔22’。
圖5到圖7中的腳踏板的固定裝置提供了籠狀物22的四個固定平面，包括位于籠狀物同側相對邊上的輔助支承面(見圖7)，使得在卡板固定在固定拱形結構8、9上時，輔助支承面總是朝上，朝向騎車者的鞋的鞋底。
為了用最好的方法將騎車者的腳所施加的壓力分配在腳踏板不同的支承面21、23和24上，相對于腳踏板體1上的支承面21，輔助支承面23、24突起，這樣可將自行車鞋的鞋底的輪廓考慮進去。
為了減輕籠狀物，因此也是腳踏板的重量，輔助支承面23、24限定在籠狀物22的突起部分27上。為進一步減輕籠狀物的重量，在兩個相對的輔助支承面之間，籠狀物的側邊上包括槽狀的凹口28。
圖8到圖10給出的實施例與參考圖5到圖7已經描述過的實施例不同，其不同處在于籠狀物22的下表面被以底托29形式出現(xiàn)的保護元件所覆蓋。由于它的重量，底托總是朝向下方并且輔助支承面23，24只位于籠狀物20的上表面。
底托29可以與籠狀物20整體制成，也可以由單獨的元件制作然后再將底托固定在籠狀物22的下表面，就象附圖給出的那樣。在后一種情況中，通道孔22’依然可以是分別位于籠狀物的下表面和底托的上表面、互相相對的半圓部分。
為了允許在騎車過程中，特別是當腳踏板用于山地自行車上時，將掉進底托中的塵土排放出去，底托的底部開有一個中心排放孔30。
在圖11到圖13中給出了根據(jù)本發(fā)明的腳踏板的第三個實施例。這個實施例與參考圖5到圖7已經描述過的實施例的不同之處在于第一對拱形結構8固定在籠狀物22上并可與之一起旋轉。這可以通過很多適當?shù)霓k法，如粘合、鉚接、焊接等來實現(xiàn)。
當然，在這個第三個實施例中，板的固定平面的數(shù)目會減少到兩個，這是說在籠狀物22的每邊各有一個固定平面。
在所有的實施例中，由于根據(jù)本發(fā)明的籠狀物，輔助支承面可以相對于腳踏板體向前或向后放置，并且在踏腳踏板的時候，籠狀物可以對穩(wěn)定腳踏板做出貢獻，并且當騎車者要將他的鞋卡入腳踏板中時，籠狀物為之提供了一個很好的、在視覺上更容易發(fā)現(xiàn)的目標。
很明顯，本發(fā)明不止限于這里示出或描述的例子，而是可以應用于任何一個象上面所描述的包括籠狀物的腳踏板。
附圖標記1-腳踏板體2-腳踏板軸3-螺紋4-板5-固定孔6-鼻形物7-側翼8-拱形結構(第一對)9-拱形結構(第二對)10-環(huán)
11-管狀元件12-螺旋彈簧13-支承面(在8上)-突出14-支承面(在9上)凹下15-凸輪16-滾針軸承17-滾珠軸承18-密封墊片19-螺母20-栓21-支承面22-籠狀物22’籠狀物上的通道孔23-前輔助支承面24-后輔助支承面25-徑向元件26-弧形元件27-突起部分28-凹口29-底托30-中心排放孔
權利要求
1.自動自行車腳踏板，包括可旋轉地安裝在一個腳踏板軸(2)上的腳踏板體(1)，腳踏板軸適于和腳踏板機構曲柄相連，所述的腳踏板體(1)上為固定在自行車鞋下面的卡件(4)提供有可與卡件分開的固定裝置(8，9)，自行車鞋適于靠向在所述腳踏板體(1)上的支承面(21)，所述的固定裝置包括固定在腳踏板體(1)上的第一對拱形結構(8)，和可相對于腳踏板體(1)旋轉并安裝在腳踏板體(1)上的第二對拱形結構(9)，每對拱形結構(8，9)中的兩個拱形結構沿徑向伸展并且在腳踏板軸(2)相對的兩側徑向相對，對卡件(4)來講，這些對拱形結構(8，9)通過彈性裝置(12)保持在相對固定的位置，彈性裝置(12)靠在與一對相應的拱形結構(8，9)相關聯(lián)的支承面(13，14)上，從而在兩個相鄰的拱形結構(8，9)之間限定了一個事先確定好了的距離，所述的彈性裝置(12)允許，在抵抗了它所施加的力后，立刻增加在兩個相鄰的拱形結構(8，9)之間的所述距離，從而在它們之間固定卡件(4)，其特征在于，它包括一個可相對于所述的拱形結構(8，9)旋轉地安裝在腳踏板軸(2)上的籠狀物(22)，并且具有用于所述的自行車鞋的輔助支承面(23，24)，所述的輔助支承面(23，24)面對著拱形結構(8，9)，在腳踏板軸(2)的相對的兩側延伸。
2.根據(jù)權利要求1的腳踏板，其特征在于所述的籠狀物(22)包括一個自封閉的部分并且在所述腳踏板軸(2)的相對的兩側幾乎對稱地延伸。
3.根據(jù)上面任何一項權利要求的腳踏板，其特征在于所述的籠狀物(22)圍住所述的腳踏板體(1)的所有組件。
4.根據(jù)上面任何一項權利要求的腳踏板，其特征在于所述的輔助支承面(23，24)位于所述的籠狀物(22)同一側的相對的兩邊上。
5.根據(jù)上面任何一項權利要求的腳踏板，其特征在于所述的輔助支承面(23，24)位于籠狀物(22)突起的部分。
6.根據(jù)上面任何一項權利要求的腳踏板，其特征在于當所述的自行車鞋位于腳踏板上并且卡件(4)在所述的拱形結構(8，9)之間，所述的輔助支承面(23，24)所處的位置相對于所述的腳踏板體(1)上的所述的支承面(21)突起。
7.根據(jù)上面任何一項權利要求的腳踏板，其特征在于所述的籠狀物(22)在側邊上有凹口(28)。
8.根據(jù)權利要求1至3，5至7中任何一項的腳踏板，其特征在于所述的籠狀物(22)的下表面被以底托(29)形式出現(xiàn)的保護元件所覆蓋。
9.根據(jù)權利要求8的腳踏板，其特征在于所述的底托(29)的底部具有中心孔(30)。
10.根據(jù)上面任何一項權利要求的腳踏板，其特征在于所述的第一對拱形結構(8)還可以固定在所述的籠狀物(22)上并與之一起旋轉。
全文摘要
腳踏板包括可旋轉地安裝在腳踏板軸(2)上的腳踏板體(1)，腳踏板體(1)上為固定在鞋下面的板設有可與板分開的固定裝置(8，9)，鞋靠向腳踏板體(1)上的支承面(21)。固定裝置包括固定在腳踏板體(1)上的第一對拱形結構(8)，和可旋轉地安裝在腳踏板體(1)上的第二對拱形結構(9)。這些對拱形結構(8，9)通過彈簧(12)保持在固定位置上，彈簧(12)允許立刻增加兩個相鄰的拱形結構(8，9)之間的距離，從而固定板。腳踏板包括可相對于拱形結構旋轉地安裝在腳踏板軸(2)上的籠狀物(22)，并且有兩個輔助支承面(23，24)，輔助支承面(23，24)面對著拱形結構，在腳踏板軸(2)的相對的兩側延伸。
文檔編號B62M3/08GK1443681SQ0310619
公開日2003年9月24日 申請日期2003年2月21日 優(yōu)先權日2002年2月21日
發(fā)明者弗蘭克·赫爾曼森, 卡爾·懷內福德納, 蒂埃里·富尼耶 申請人:克蘭克兄弟公司