专利名称：自行车脚蹬的制作方法
技术领域：
本发明总体涉及一种自行车脚蹬部件。更具体而言，本发明涉及无夹式或踩入式自行车脚蹬部件，它具有一根用于使夹板和脚蹬相对转动的浮动后枢轴轴线。
背景技术：
骑自行车正在成为日益流行的一种娱乐形式及运输方式。而且，骑自行车已经成为一种在业余爱好者和职业运动员中都非常流行的竞技体育运动。不管自行车用于娱乐、运输或竞技，自行车工业都在不断改进自行车车架以及自行车的各种组件。自行车脚蹬就是一个已经过大量重新设计组件。
近几年，设计了多种自行车脚蹬以便用于各种特定用途例如娱乐、越野自行车赛、公路自行车赛等等。无夹式或踩入式脚蹬就是正在日益流行的一种特定型式的自行车脚蹬，它可释放地接合着一个固定于骑车人鞋底上的夹板。这种无夹式脚蹬具有一个可安装于自行车曲柄上的脚蹬轴、一个可旋转地支承于脚蹬轴上的脚蹬体、以及一个夹板接合机构。在一种越野自行车脚蹬中，夹板接合机构形成于脚蹬体的两个侧面上以便接合夹板。另一方面，公路赛脚蹬通常只在脚蹬体的一个侧面具有夹板接合机构。无论那种情况，在这些类型的自行车脚蹬中，骑车人踩在脚蹬上后夹板接合机构都会自动夹紧到固定于骑车人的鞋的底部的夹板上。
利用这种型式的踩入式或无夹式脚蹬，当夹板接合于夹板夹紧构件中时，鞋和脚蹬就处于一种恒定接合状态，这样脚蹬力就可以有效地传递到脚蹬上。因此，踩入式或无夹式脚蹬就广泛应用于公路赛和山地自行车赛中所用的竞赛用自行车上。
当通过夹板将骑车人的些连接于踩入式或无夹式脚蹬上时，骑车人就使鞋相对于脚蹬体斜向下向前运动以便使得夹板的前端接合脚蹬体的前钩或夹紧构件。一旦夹板的前端与脚蹬体的前钩接合，骑车人就放置夹板的后端与脚蹬体的后钩或夹紧构件相接触。在这个位置上，骑车人向下对着脚蹬踩压鞋以便使得后钩或夹紧构件开始克服弹簧的作用力而向后做枢轴转动，从而将后钩或夹紧构件移至夹板释放位置上。然后夹板的后端进入与后钩或夹紧构件的背面相对的位置。随后，后钩或夹紧构件在偏压构件或弹簧的力的作用下回位以便使得后钩或夹紧构件接合夹板的后端。这种接合方式通过夹板将骑车人的鞋固定于脚蹬上。
然而，这些踩入式或无夹式脚蹬的制造和装配可能既复杂又成本昂贵。另外，这些踩入式或无夹式脚蹬可能会因为塞有泥巴和/或碎屑而难以接合/释放。而且，这些踩入式或无夹式脚蹬中的一些有时不能以最有效的方式将能量传送至自行车曲柄臂。最后，这些踩入式或无夹式脚蹬可能不太舒适并且会使骑车人的脚在经过长时间骑行后产生疲劳。
鉴于以上这些方面，就需要一种能够克服现有技术中的上述问题的自行车脚蹬部件。本发明能够适应现有技术的这种要求及其它要求，对本发明所属领域的普通技术人员来说，通过本公开内容可以对此非常清楚。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种比较易于踩入并且易于接合夹板的踩入式自行车脚蹬部件。
本发明的另一个目的是提供一种制造比较简单而且成本比较低廉的踩入式自行车脚蹬部件。
本发明的另一个目的是提供一种比较轻便并且无故障的踩入式自行车脚蹬部件。
本发明的另外一个目的是提供一种比较易于装配和拆卸的踩入式自行车脚蹬部件。
前面的这些目的可以通过提供一种包括一个脚蹬轴、一个脚蹬体和一个夹板接合机构的自行车脚蹬部件而基本上得以实现。脚蹬轴具有一个适于联接到自行车曲柄上的第一端和一个第二端，中心旋转轴线在第一端和第二端之间延伸。脚蹬体绕着所述脚蹬轴的中心旋转轴线可旋转地联接于脚蹬轴的第二端上。脚蹬体具有一个前端和一个后端，并且脚蹬体的前端的形状结构设置使其包括一个有助于使脚蹬体绕着脚蹬轴旋转的鞋底引导部分。夹板接合机构联接于脚蹬体的上表面上并且布置成在一个夹紧位置和一个释放位置之间运动。
对本发明所属领域的普通技术人员来说，通过阅读结合附图公开了本发明的一个优选实施例的以下详细描述，可以清楚了解本发明的这些及其它目的、特征、方面和优点。
现在请参阅附图，这些附图构成了本原始公开内容的一部分图1为根据本发明的一个优选实施例的自行车脚蹬的前透视图；图2为图1中所示的自行车脚蹬的后透视图；图3为图1和2中所示的自行车脚蹬的俯视图；图4为图1-3中所示的自行车脚蹬的底视图；图5为图1-4中所示的自行车脚蹬沿图3的剖面线5-5观察时的剖视图；图6为图1-5中所示的自行车脚蹬的脚蹬体的俯视图；图7为图6中所示的脚蹬体的外视图；图8为图6和7中所示的脚蹬体的底视图；图9为图6-8中所示的脚蹬体的内视图；图10为图6-9中所示的脚蹬体的前视图；图11为图1-5中所示的自行车脚蹬所用的夹板的俯视图；图12为图11中所示的夹板的侧视图；图13为图11和12中所示的夹板沿图11的剖面线13-13观察时的剖视图；图14为图11-13中所示的夹板沿图11的剖面线21-21观察时的剖视图；图15为图11-14中所示的夹板的底视图；图16为图1-5中所示的自行车脚蹬刚好在与联接有图11-15中所示的夹板的自行车鞋接触之前的前视图；图17为图1-5中所示的自行车脚蹬刚好在与自行车鞋的鞋部接触之后的前透视图；图18与图17相似，为图1-5中所示的自行车脚蹬刚好在与自行车鞋的鞋部接触之后的局部侧视图；图19为图1-5中所示的自行车脚蹬在滑动接触于自行车鞋的鞋部和自行车脚蹬的前端之间后的前透视图；图20与图19相似，为图1-5中所示的自行车脚蹬在滑动接触于自行车鞋的鞋部和自行车脚蹬的前端之间后的局部侧视图；图21为图1-5中所示的自行车脚蹬刚好在接触于夹板和自行车脚蹬的前端之间后的前透视图；图22与图21相似，为图1-5中所示的自行车脚蹬刚好在接触于夹板的后联装部分和自行车脚蹬的后夹紧构件之间后的局部侧视图；图23为图1-5中所示的自行车脚蹬刚好在接触于夹板的后联装部分和自行车脚蹬的后夹紧构件之间后的前透视图；图24与图23相似，为图1-5中所示的自行车脚蹬刚好在接触于夹板的后联装部分和自行车脚蹬的后夹紧构件之间后的局部侧视图；图25为图1-5中所示的自行车脚蹬在完全接合于夹板的后联装部分和自行车脚蹬的后夹紧构件之间后的前透视图；图26与图25相似，为图1-5中所示的自行车脚蹬在完全接合于夹板的后联装部分和自行车脚蹬的后夹紧构件之间后的局部侧视图；图27为根据本发明的一个第二实施例的脚蹬体的俯视图；图28为图27中所示的脚蹬体的侧视图；图29为根据本发明的一个第三实施例的脚蹬体的俯视图；图30为图29中所示的脚蹬体的侧视图；图31为根据本发明的一个第四实施例的脚蹬体的俯视图；以及图32为图31中所示的脚蹬体的侧视图；具体实施方式
首先请参看图1-3，示出了根据本发明的第一实施例的自行车脚蹬12。自行车脚蹬12为踩入式或无夹式脚蹬，它可选择并且可释放地容纳着一个夹板14，如图16-26所示。自行车脚蹬12和夹板14构成了部分自行车脚蹬部件10。夹板14优选地固定联接于自行车鞋16上以便将骑车人的脚可释放地联接于自行车脚蹬12上。另外，自行车脚蹬12的设计使其制造和装配比较简单而且成本比较低廉。
与越野式自行车相比，这种自行车脚蹬部件10特别设计用于公路自行车。然而，通过阅读本公开内容，对本发明所属领域的普通技术人员来说，显然，如果需要和/或要求的话，这种自行车脚蹬部件10的特征可以用于越野型自行车脚蹬部件的构造。换句话说，很显然，尽管按照设计，脚蹬12的一个侧面具有联接于其上的夹板14，但是本发明的原理也能应用于双面式脚蹬中。
如同下文中所述，脚蹬12和夹板14的形状结构和设置使其能够防止因夹板14相对于脚蹬12向后运动而导致夹板14从脚蹬12上意外释放。
与越野式自行车相比，这种自行车脚蹬部件10特别设计用于公路自行车。然而，通过阅读本公开内容，对本发明所属领域的普通技术人员来说，显然，如果需要和/或要求的话，这种自行车脚蹬部件10的特征可以用于越野型自行车脚蹬部件的构造。换句话说，很显然，尽管按照设计，脚蹬12的一个侧面具有联接于其上的夹板14，但是本发明的原理也能应用于双面式脚蹬中。
自行车脚蹬12固定联接于自行车(图中未示出)的自行车曲柄臂18上以便与其一起旋转，如图16中所示。所示的自行车脚蹬12是右侧脚蹬。当然，右侧脚蹬12为左侧脚蹬(图中未示出)的镜像。因此，对本发明所属领域的普通技术人员来说，很显然，对右侧脚蹬12的描述也适用于左侧脚蹬。
如图1-5中所示，自行车脚蹬12基本上包括一个脚蹬轴或心轴20、一个带有中心管状轴支承部分23的脚蹬体22、一个前(第一)夹紧构件24和一个后(第二)夹紧构件26。任选地，自行车脚蹬具有一个覆盖在脚蹬体22的上中心段上的衬垫C。优选地，衬垫C的一部分沿着脚蹬体22的外侧延伸。衬垫C优选地通过摩擦配合和/或粘合剂牢牢固定于脚蹬体22中形成的凹座中。
前、后夹紧构件24和26优选地固定联接于脚蹬体22上，其中前夹紧构件24固定于脚蹬体22上而后夹紧构件26则可枢转地联接于脚蹬体22上。前、后夹紧构件24和26限定了一个联接于脚蹬体22的上表面上并且可在一个夹紧位置与一个释放位置之间运动的夹板接合机构。
脚蹬体22的前端的形状结构设置成包括一个有助于使脚蹬体22绕着脚蹬轴20旋转的鞋底引导部分27。鞋底引导部分27包括一个位于脚蹬体22的上表面22a上的第一凹形鞋底容纳凹座27a和一个位于脚蹬体22的朝前尖端表面22b上的第二凹形鞋底容纳凹座27b。凹形鞋底容纳凹座27a位于邻近脚蹬体22的朝前尖端表面22b的位置处。在所示的实施例中，第一凹形鞋底容纳凹座27a的曲率半径R1大约为64.0毫米，而第二凹形鞋底容纳凹座27b的曲率半径R2大约为59.4毫米。
如图16-26中所示，在夹板14与脚蹬12接合过程期间，第一和第二凹形鞋底容纳凹座27a和27b与自行车鞋16的前鞋底部分16a及夹板14的尖端一起配合以便有助于使脚蹬体22绕着脚蹬轴20旋转。
轴20适于联接到曲柄臂18上，而脚蹬体22可旋转地联接于轴20上以便支承骑车人的脚。具体而言，脚蹬轴20的第一端21a紧固于曲柄臂18上(图16)而第二端21b(图5)可旋转地支承于脚蹬体22的管状轴支承部分23中。中心纵向轴线A在脚蹬轴20的第一和第二端21a和21b之间延伸。脚蹬体22可绕着中心纵向轴线A自由旋转。夹板容纳区域形成于脚蹬体22的一侧以便在上面容纳并支承夹板14。更具体而言，夹板容纳区域限定为位于前、后夹紧构件24和26之间的范围。
脚蹬轴20优选地为一种多级轴，它具有几个按照常规方式可旋转地联接于脚蹬体22的空心区域内的阶形部分。脚蹬轴20的第一端21a上具有螺纹以便按照常规方式将脚蹬12固定联接于曲柄臂18上。优选地，右脚蹬12的螺纹优选为顺时针螺纹以便按照常规方式将右脚蹬12保持联接于曲柄臂18上。另外，左脚蹬轴(图中未示出)的螺纹优选为逆时针螺纹以便按照常规方式将左脚蹬保持联接于相对的曲柄臂(图中未示出)上。脚蹬轴20的第二端21b通过常规型轴承部件(图中未示出)绕着纵向轴线A可旋转地支承着脚蹬体22。
特别地，脚蹬轴20按照常规方式通过一个内管和一个锁紧螺母而固定于脚蹬体22的管状轴支承部分23的空心区域内。更具体而言，脚蹬轴20上安装有锁紧螺母以便将轴承部件和脚蹬轴20固定于脚蹬体22的空心区域内。由于这些零件都是比较常见的零件并且这些零件的具体构造对本发明并不重要，因此本文中不对它们进行详细讨论或示出。相反，只有当对于理解本发明必要时才会对这些零件进行讨论。
脚蹬体22的管状轴支承部分23具有一个上夹板支承表面23a和一个朝前(第一)夹板止挡表面23b。上夹板支承表面23a位于一个从脚蹬体朝上的基本平直的平面中以便支承着夹板14。更具体而言，上夹板支承表面23a与前、后夹紧构件24和26一起配合工作以便限制夹板14沿大致垂直于上夹板支承表面23a的方向的运动。夹板止挡表面23b置于脚蹬体22的管状轴支承部分23的朝前部分上。夹板止挡表面23b为一个朝向前夹紧构件24的凸形曲面。夹板止挡表面23b的弯曲部分优选地被脚蹬体22的纵向轴线B等分。换句话说，脚蹬体22的纵向轴线B等分夹板止挡表面23b。
前夹紧构件24固定联接于脚蹬体22上，而后夹紧构件26可枢转地联接于脚蹬体22上。更具体而言，前夹紧构件24优选为一个与脚蹬体22形成一体的不可动构件，而后夹紧构件26优选为一个安装于枢轴销或支承销28上的分离式构件。枢轴销28联接于脚蹬体22上。两个扭簧29优选地联接于脚蹬体22和后夹紧构件26之间。尽管两个扭簧29优选安装于枢轴销28上，但是通过阅读本公开内容，对本发明所属领域的普通技术人员来说，很显然可以使用更少或更多弹簧。而且，对本发明所属领域的普通技术人员来说，很显然，也可以使用其它型式的加力构件/弹性构件来实现本发明。相应地，本文中用到的“偏压构件”一词指的是在两个元件之间施加推动力的一个或多个构件。
参看图16-26，夹板14按照常规方式通过紧固件固定连接于自行车鞋16上。夹板14按照比较常规的方式通过夹紧构件24和26可释放地接合于脚蹬体22上。换句话说，夹板14根据设计通过前、后夹紧构件24和26将鞋16的鞋底可释放地联接于自行车脚蹬12上。这种型式的脚蹬通常称作踩入式或无夹式脚蹬。具体而言，通过利用向前向下的运动将夹板14压入脚蹬12中，可使夹板14与脚蹬12接合。这就将夹板14可释放地锁紧于脚蹬12上。通过向脚蹬12的外侧扭动鞋的后跟，可将夹板14从脚蹬12上释放下来，下文中将对此进行详细讨论。然而，鞋16在脱离接合之前能够绕着后浮动枢轴轴线进行受限的旋转或浮动。
如图1-5中所示，脚蹬体22具有一个内(第一)侧面部分32和一个外(第二)侧面部分34，管状轴支承部分23在其间横向延伸。管状轴支承部分23中容纳着脚蹬轴20以便绕着中心纵向轴线A旋转，而侧面部分32和34的后端可枢转地支承着后夹紧构件26。侧面部分32和34在脚蹬体22的前部(基本呈U形)联接于一起而构成作为脚蹬体22的一个一体式部分的前夹紧构件24。脚蹬体22的各部分优选地由轻型刚性金属材料例如铝合金制成。夹紧构件24和26之一位于脚蹬体22的每一端。特别地，脚蹬体22为一个具有第一(前)封闭端36和第二(后)开口端38的A形构件。前夹紧构件24联接于前端36处，而后夹紧构件26联接于后端38处。后夹紧构件26通过枢轴销28可枢转地联接于侧面部分32和34之间。
管状轴支承部分23优选地作为一个单件整体式构件与第一和第二侧面部分32和34形成一体。而且，前夹紧构件24优选地也与脚蹬体22形成一体。当然，通过阅读本公开内容，对本发明所属领域的普通技术人员来说，很显然如果需要和/或要求，也可以使用其它构造形式。举例来说，脚蹬体可以由通过多个螺钉和其它常规紧固件而可拆地固定于一起的几个分离式部分构成。此外，对本发明所属领域的普通技术人员来说，很显然如果需要和/或要求，前夹紧构件24也可以为一个可释放地联接于单件式H形脚蹬体上的分离式构件。无论如何，前夹紧构件24优选固定地不可动地联接于脚蹬体22上。
侧面部分32和34从管状轴支承部分23向前后延伸以便使得夹紧构件24和26位于其相对两端。第一侧面部分32具有一个用于在其中容纳支承销28的带螺纹通孔40(位于脚蹬体22的后端38处)。螺纹孔40帮助提供漂亮的外观，因为从脚蹬体22的外面看不到销28的端部或头部。第二(外)侧面部分34上提供有一个无螺纹的盲孔44，该盲孔44与螺纹孔40对准以便容纳枢轴销28的外端。孔40和44的形状设置使其通过美观、可靠的方式将枢轴销28固定于其中。这样，就可以形成一个平滑的外表面。
一个扩大的中心盲孔43延伸穿过管状轴支承部分23和侧面部分32以便在其中可旋转地容纳轴20(也就是说以便形成空心区域)。
如上所述，前夹紧构件24优选地与脚蹬体22形成一体。因此，前夹紧构件24优选地由轻型刚性金属材料如铝合金形成。前夹紧构件24基本上包括一个前夹板接合表面50和一个前脚蹬控制表面52，如图5-8中所示。前夹板接合表面50为一个当脚蹬12处于正常骑行位置时朝着向下(第一)方向的大致呈C形的平直表面。前夹板接合表面50位于第一平面P1中。前脚蹬控制表面52为一个从前夹板接合表面50的后边缘向上延伸的横向表面。
更具体而言，前脚蹬控制表面52优选地设置成大致垂直于前夹板接合表面50。前脚蹬控制表面52由一个曲率半径大约为26.6毫米的凹形中心曲面构成。
前夹紧构件24还优选地包括一个从前夹板接合表面50向下延伸的横向贴靠表面54。横向贴靠表面54大致垂直于前夹板接合表面50。
后夹紧构件26具有一个大概为U形的构型，其两端由穿过脚蹬体22的侧面部分32和34之间的支承销28可枢转地支承。后夹紧构件26基本上包括一个后夹紧部分60和一个安装部分62，一对安装凸缘66从安装部分62上延伸以便将后夹紧构件26安装于支承销28上。具体而言，每个安装凸缘66具有一个形成于其中的通孔以用于容纳支承销28。安装部分62具有一个形成于其中的中心定位的阶形孔以用于容纳张力调节机构的部分。
后夹紧构件26的后夹紧部分60基本上包括一个后夹板接合表面70、一对后脚蹬控制表面72以及一对倾斜引导表面74。后脚蹬控制表面72基本上会聚于一个限定了后脚蹬枢轴表面的中心点上。通过后脚蹬控制表面72的会聚而限定的后脚蹬枢轴表面或点形成一个有效的曲率以便与夹板14配合形成后浮动枢轴轴线。
后夹板接合表面70为一个与前夹板接合表面50朝向同一方向(即第一向下方向)的平直表面。后夹板接合表面70位于从第一平面P1偏移开的第二平面P2中。更具体而言，当脚蹬12处于正常骑行位置时，第二平面P2优选地位于第一平面P1的上方。优选地，前、后夹板接合表面50和70相互平行。
后脚蹬控制表面72为一个从后夹板接合表面70向上延伸的横向表面。后脚蹬控制表面72优选地大致垂直于后夹板接合表面70。
倾斜引导表面74优选地从横向后脚蹬控制表面72向上延伸以便形成一个帮助将夹板14连接于脚蹬12上的引导器。
扭簧29的安装或卷绕部分安装于支承销28上，每个弹簧的一端与脚蹬体22的一部分接合而每个弹簧的另一端与一个张力调节机构48接合(间接与后夹紧构件26接合)。在正常情况下，弹簧29推动夹紧构件26以便绕着枢轴销28从夹板释放位置向夹板接合或夹紧位置旋转。换句话说，弹簧29在正常情况下将夹紧构件26保持于夹板接合位置。弹簧29作用于夹紧构件26上的保持力主要通过用更弱或更强的弹簧来更换弹簧29而进行控制。当然，如果需要和/或要求，也可以改动夹紧构件26的形状和构造形式来改变夹板保持力。这样，夹紧构件26和/或弹簧29可以易于进行更换以便控制脚蹬12的夹板保持力或者替换受损的零件。
夹板止挡表面23b优选地置于第一平面P1第二平面P2之间。而且，夹板止挡表面23b优选地在第一和第二平面P1和P2之间垂直延伸。优选地，夹板止挡表面23b位于中心旋转轴线A和前夹板接合表面50之间。
如图5中看得最为清楚，张力调节机构48安装于后夹紧构件26与弹簧29之间以便调节弹簧29施加于后夹紧构件26上的偏压力。调节机构48基本上包括一个调节螺栓49a和一个调节板49b。调节螺栓49a旋入调节板49b中形成的螺纹孔中。调节螺栓49a的头部为阶形以便容纳于后夹紧构件26的相配阶形孔51中。调节板49b为T形板。调节板49b与后夹紧构件26接触以便将弹簧29的偏压力施加于后夹紧构件26上。现在，相关弹簧29就可调节地置于张力状态。这种结构方案使得自行车脚蹬12易于装配。张力调节机构48比较常见，因此本文将不进行详细讨论和/或示出。
优选地，顶盖构件79覆盖在弹簧29和张力调节机构48上方。顶盖构件79用于防止泥巴或其它污物阻碍张力调节机构48和/或弹簧29的操作。优选地，顶盖构件79由轻型材料例如塑料构成。顶盖构件79在后夹紧构件26内紧密配合并覆盖着枢轴销28和弹簧29。这种顶盖构件的一个实例公开于转让给Shimano Inc.的美国专利U.S.PatentNo.6,014,914中。因此，本文将不对顶盖构件79进行详细讨论和/或示出。
夹板容纳区域形成于脚蹬体22的一侧以便在上面容纳并支承夹板14。更具体而言，夹板容纳区域由其中容纳着夹板14的位于前、后夹紧构件24和26之间的空间所限定。前、后夹紧构件24和26与夹板14接合以便将鞋16的鞋底可释放地联接于自行车脚蹬12上。具体而言，夹板14通过利用向前向下的运动将夹板14压入脚蹬12中而与脚蹬12接合。这就将夹板14可释放地锁紧于脚蹬12上。通过向脚蹬12的外侧扭动鞋的后跟，可将夹板14从脚蹬12上释放下来，下文中将对此进行详细讨论。
参看图11-15，自行车鞋夹板14基本上包括一个中心连接部分80、一个从中心连接部分80的一端延伸的第一或前联装部分82和一个从中心连接部分80的另一端延伸的第二或后联装部分84。优选地，中心连接部分80和联装部分82与84作为由适当的刚性材料构成的单件整体式构件一起形成一体。中心连接部分80具有多个(三个)形成于其中用于容纳紧固件(图中未示出)的孔。具体而言，按照设计夹板14使用三个紧固件。中心连接部分80具有一个用于与鞋16的鞋底接合的朝向第一方向的上鞋底侧和一个朝向大致与第一方向相反的第二方向的下(底部)脚蹬侧。中心连接部分80优选地具有一个位于连接部分80的底部朝向脚蹬侧上的朝后(第二)夹板止挡表面85。
夹板止挡表面85的相对于脚蹬体22的夹板止挡表面23b的结构形状设置使得在夹板14相对于脚蹬体22向后运动一预定距离之后，夹板止挡表面85与夹板止挡表面23b接合，以便防止当前、后夹紧构件24和26分别与前、后联装部分82和84接合时夹板14和脚蹬体22继续发生相对运动。换句话说，夹板止挡表面23b和85的构型设置能够限制夹板14相对于脚蹬体22的向后运动以便使得夹板14不会因夹板14相对于脚蹬体22向后相对运动而从脚蹬体22上意外释放。然而，优选地，当前、后夹紧构件24和26分别与前、后联装部分82和84接合时，在夹板止挡表面23b和夹板止挡表面85之间通常存在一个小间隙。当前、后夹紧构件24和26分别与前、后联装部分82和84接合时，夹板14的夹板止挡表面85通常与夹板止挡表面23b沿纵向相隔大约0.5毫米。
在脚蹬12与夹板14之间的正常接合期间，在没有克服弹簧28的偏压力旋转后夹紧构件26的情况下，夹板14不能沿脚蹬体22的纵向轴线B运动。相应地，夹板止挡表面23b和85容许夹板14沿纵向轴线B的方向相对于脚蹬体22向后移动预定距离。换句话说，夹板止挡表面23b和85为相对弯曲的表面，它们的形状结构设置使其不会妨碍夹板14相对于脚蹬22的正常释放。换句话说，夹板止挡表面23b和85的曲率使得夹板14能够绕着前脱离接合枢轴轴线自由转动。
夹板14的前联装部分82基本上包括一个前联接表面86和一个前夹板控制表面88。前联接表面86可选择地与前夹紧构件24的前接合表面50接合。前夹板控制表面88与前脚蹬控制表面52一起配合以便控制夹板14相对于脚蹬12的运动。具体而言，前夹板控制表面88为一个从前联接表面86向上延伸的横向表面。优选地，前夹板控制表面88大致垂直于前联接表面86延伸并且包括一个中心凸形曲面88a和一对端面88b。中心凸面88a的曲率半径小于前脚蹬控制表面52的凹面的曲率半径。
夹板14的后联装部分84基本上包括一个后联接表面90和一个后夹板控制表面92。后联接表面90可选择地与后夹紧构件26的后接合表面70接合。后夹板控制表面92与后脚蹬控制表面72一起配合以便控制夹板14相对于脚蹬12的运动。具体而言，后夹板控制表面92为一个从后联接表面90向上延伸的横向表面。优选地，后夹板控制表面92为一个与后联接表面90形成大约九十度角的倾斜表面并且包括一个中心凹形曲面92a、一对直侧面92b和一对倾斜边缘表面92c。
第二实施例现在请参看图27和28，示出了根据本发明的第二实施例的自行车脚蹬体122。本第二实施例的自行车脚蹬体122适于用于第一实施例的自行车脚蹬部件10中。换句话说，第一实施例的自行车脚蹬部件10的自行车脚蹬体22可以由本第二实施例的自行车脚蹬体122代替。因此，轴或心轴20、后夹紧构件26和张力调节机构48按照与上文结合第一实施例的自行车脚蹬部件10的自行车脚蹬体22所讨论的方式相同的方式安装于自行车脚蹬体122上。而且，自行车脚蹬体122按照如上所讨论的相同的方式与夹板14一起配合工作。
本第二实施例的自行车脚蹬体122与第一实施例的自行车脚蹬体22之间的唯一区别在于脚蹬体122的前端。鉴于本第二实施例与第一实施例相似，因此以下描述将主要集中于其区别上。然而，通过阅读本公开内容，对本发明所属领域的普通技术人员来说，很显然，对第一实施例的描述大多数也适用于本第二实施例。
脚蹬体122的前端的形状结构设置成包括一个有助于使脚蹬体122绕着脚蹬轴20旋转的鞋底引导部分127。鞋底引导部分127由一个位于朝前尖端表面上的V形鞋底容纳凹座127a构成。V形鞋底容纳凹座127a执行第一实施例的两个凹形鞋底容纳凹座的功能。本文中所用的“V形鞋底容纳凹座”一词应当解释为包括“U形鞋底容纳凹座”。
脚蹬体122与第一实施例的脚蹬体22大致相同并且基本上包括一个前夹紧构件124(与上述前夹紧构件27相同)、一个中心管状部分123、一个内侧部分132和一个外侧部分134。前夹紧构件124固定联接于脚蹬体122上，而后夹紧构件26可枢转地联接于脚蹬体122上。更具体而言，前夹紧构件124优选为一个与脚蹬体122形成一体的不可动构件。中心管状部分123容纳着脚蹬轴20以便绕着中心纵向轴线A’旋转，而侧面部分132和134可枢转地支承着后夹紧构件26。
第三实施例现在请参看图29和30，示出了根据本发明的第三实施例的自行车脚蹬体222。本第三实施例的自行车脚蹬体222适于用于第一实施例的自行车脚蹬部件10中。换句话说，第一实施例的自行车脚蹬部件10的自行车脚蹬体22可以由本第三实施例的自行车脚蹬体222代替。因此，轴或心轴20、后夹紧构件26和张力调节机构48按照与上文结合第一实施例的自行车脚蹬部件10的自行车脚蹬体22所讨论的方式相同的方式安装于自行车脚蹬体222上。而且，自行车脚蹬体222按照如上所讨论的相同的方式与夹板14一起配合工作。
本第三实施例的自行车脚蹬体222与第一实施例的自行车脚蹬体22之间的唯一区别在于脚蹬体222的前端。鉴于本第三实施例与第一实施例相似，因此以下描述将主要集中于其区别上。然而，通过阅读本公开内容，对本发明所属领域的普通技术人员来说，很显然，对第一实施例的描述大多数也适用于本第三实施例。
脚蹬体222的前端的形状结构设置成包括一个有助于使脚蹬体222绕着脚蹬轴20旋转的鞋底引导部分227。鞋底引导部分227由一对在其间限定了一个凹形鞋底容纳凹座227b的突出部227a构成。凹形鞋底容纳凹座227b位于脚蹬体222的朝前尖端表面上。
脚蹬体222与第一实施例的脚蹬体22大致相同并且基本上包括一个前夹紧构件224(与上述前夹紧构件24相同)、一个中心管状部分223、一个内侧部分232和一个外侧部分234。前夹紧构件224固定联接于脚蹬体222上，而后夹紧构件26可枢转地联接于脚蹬体222上。更具体而言，前夹紧构件224优选为一个与脚蹬体222形成一体的不可动构件。中心管状部分223容纳着脚蹬轴20以便绕着中心纵向轴线A”旋转，而侧面部分232和234可枢转地支承着后夹紧构件26。
第四实施例现在请参看图31和32，示出了根据本发明的第四实施例的自行车脚蹬体322。本第四实施例的自行车脚蹬体322适于用于第一实施例的自行车脚蹬部件10中。换句话说，第一实施例的自行车脚蹬部件10的自行车脚蹬体22可以由本第四实施例的自行车脚蹬体322代替。因此，轴或心轴20、后夹紧构件26和张力调节机构48按照与上文结合第一实施例的自行车脚蹬部件10的自行车脚蹬体22所讨论的方式相同的方式安装于自行车脚蹬体322上。而且，自行车脚蹬体322按照如上所讨论的相同的方式与夹板14一起配合工作。
本第四实施例的自行车脚蹬体322与第一实施例的自行车脚蹬体22之间的唯一区别在于脚蹬体322的前端。鉴于本第四实施例与第一实施例相似，因此以下描述将主要集中于其区别上。然而，通过阅读本公开内容，对本发明所属领域的普通技术人员来说，很显然，对第一实施例的描述大多数也适用于本第四实施例。
脚蹬体322的前端的形状结构设置成包括一个有助于使脚蹬体322绕着脚蹬轴20旋转的鞋底引导部分327。鞋底引导部分327由一对在脚蹬体322的朝前尖端表面上限定了一个凹形鞋底容纳凹座327b的突出部327a构成。
脚蹬体322与第一实施例的脚蹬体22大致相同并且基本上包括一个前夹紧构件324(与上述前夹紧构件24相同)、一个中心管状部分323、一个内侧部分332和一个外侧部分334。前夹紧构件324固定联接于脚蹬体322上，而后夹紧构件26可枢转地联接于脚蹬体322上。更具体而言，前夹紧构件324优选为一个与脚蹬体322形成一体的不可动构件。中心管状部分323容纳着脚蹬轴20以便绕着中心纵向轴线A旋转，而侧面部分332和334可枢转地支承着后夹紧构件26。
在本文中用来描述现有的三个实施例并对本发明提出权利要求时，以下代表方向的这些词“向前、向后、上方、向上、向下、底部、垂直、水平、下方和横向”以及其它类似的代表方向的词指的是自行车装有本发明的脚蹬并且脚蹬相对于地面处于水平方向时的这些方向。相应地，当用来描述本发明时，这些词应当被理解为是相对于装有本发明的脚蹬的自行车。
本文中所用的程度副词例如“大致”、“大约”和“近似”等是指变动的项具有合理的偏差量以便保证最终结果不会发生显著改变。如果偏差不会否定其所改动的词的意思，这些副词应当被解释为变动的项包括至少±5％的偏差。
尽管只选择了选定的实施例来对本发明进行示例说明，但通过阅读本公开内容，对本发明所属领域的普通技术人员来说，很显然，在不超出如后附的权利要求所确定的本发明的范围的情况下，可以作出多种变动和改型。此外，上文对根据本发明的实施例的描述仅用于示例说明，而并非对如后附的权利要求及其等价内容所确定的本发明进行限制。
权利要求
1.一种自行车脚蹬，包括一脚蹬轴，具有一适于联接到自行车曲柄上的第一端和一第二端，中心旋转轴线在所述第一和第二端之间延伸；一脚蹬体，绕着所述脚蹬轴的所述中心旋转轴线可旋转地联接于所述脚蹬轴的所述第二端上，所述脚蹬体具有一前端和一后端，所述脚蹬体的所述前端被构制和布置成包括一有助于使所述脚蹬体绕着所述脚蹬轴旋转的鞋底引导部分；以及一夹板接合机构，联接于所述脚蹬体的上表面上并且布置成在一夹紧位置和一释放位置之间运动。
2.根据权利要求1所述的自行车脚蹬，其特征在于，所述鞋底引导部分包括一凹形鞋底容纳凹座。
3.根据权利要求2所述的自行车脚蹬，其特征在于，所述凹形鞋底容纳凹座位于一朝前尖端表面上。
4.根据权利要求2所述的自行车脚蹬，其特征在于，所述凹形鞋底容纳凹座位于所述脚蹬体的所述上表面上并且邻近所述脚蹬体的朝前尖端表面。
5.根据权利要求4所述的自行车脚蹬，其特征在于，所述鞋底引导部分还包括一位于所述脚蹬体的所述朝前尖端表面上的凹形鞋底容纳凹座。
6.根据权利要求5所述的自行车脚蹬，其特征在于，所述夹板接合机构包括一联接于所述脚蹬体的所述前端上的前夹紧构件，以及一可动地联接于所述脚蹬体的所述后端上以便在夹紧位置与释放位置之间向后运动的后夹紧构件。
7.根据权利要求6所述的自行车脚蹬，其特征在于，所述前夹紧构件包括一设置于第一平面中的朝下的前夹板接合表面，以及所述后夹紧构件包括一设置于第二平面中的朝下的后夹板接合表面，该第二平面从所述前夹板接合表面的所述第一平面偏移开。
8.根据权利要求7所述的自行车脚蹬，其特征在于，所述前夹紧构件包括一朝后的前脚蹬控制表面，以及所述后夹紧构件包括一朝前的后脚蹬控制表面。
9.根据权利要求7所述的自行车脚蹬，其特征在于，所述前、后夹板接合表面基本上平行。
10.根据权利要求9所述的自行车脚蹬，其特征在于，当沿垂直于所述第一和第二平面的方向测量时，所述前夹板接合表面的所述第一平面比所述后夹板接合表面的所述第二平面更接近于所述中心旋转轴线。
11.根据权利要求6所述的自行车脚蹬，其特征在于，所述前夹紧构件不可动地联接于所述脚蹬体上。
12.根据权利要求6所述的自行车脚蹬，其特征在于，所述前夹紧构件与所述脚蹬体作为一单件整体式构件而形成一体。
13.根据权利要求6所述的自行车脚蹬组件，其特征在于，所述后夹紧构件可枢转地联接于所述脚蹬体上。
14.根据权利要求6所述的自行车脚蹬，其特征在于，所述后夹紧构件在正常情况下通过布置于所述脚蹬体与所述后夹紧构件之间的偏压构件而偏向所述夹紧位置。
15.根据权利要求14所述的自行车脚蹬，其特征在于，所述后夹紧构件和所述偏压构件安装在联接于所述脚蹬体上的支承销上。
16.根据权利要求3所述的自行车脚蹬，其特征在于，所述脚蹬体的所述朝前尖端表面的所述凹形鞋底容纳凹座具有V形构型。
17.根据权利要求1所述的自行车脚蹬，其特征在于，所述鞋底引导部分包括一对位于所述脚蹬体的所述上表面上邻近朝前尖端表面处的侧向相隔的突出部。
18.根据权利要求17所述的自行车脚蹬，其特征在于，所述鞋底引导部分还包括一位于所述朝前尖端表面中的凹形鞋底容纳凹座。
19.根据权利要求17所述的自行车脚蹬，其特征在于，所述夹板接合机构包括一联接于所述脚蹬体的所述前端上的前夹紧构件，以及一可动地联接于所述脚蹬体的所述后端上以便在夹紧位置与释放位置之间向后运动的后夹紧构件。
20.根据权利要求19所述的自行车脚蹬，其特征在于，所述前夹紧构件包括一设置于第一平面中的朝下的前夹板接合表面，以及所述后夹紧构件包括一设置于第二平面中的朝下的后夹板接合表面，该第二平面从所述前夹板接合表面的所述第一平面偏移开。
21.根据权利要求20所述的自行车脚蹬，其特征在于，所述前夹紧构件包括一朝后的前脚蹬控制表面，以及所述后夹紧构件包括一朝前的后脚蹬控制表面。
22.根据权利要求20所述的自行车脚蹬，其特征在于，所述前、后夹板接合表面基本上平行。
23.根据权利要求22所述的自行车脚蹬，其特征在于，当沿垂直于所述第一和第二平面的方向测量时，所述前夹板接合表面的所述第一平面比所述后夹板接合表面的所述第二平面更接近于所述中心旋转轴线。
24.根据权利要求19所述的自行车脚蹬，其特征在于，所述前夹紧构件不可动地联接于所述脚蹬体上。
25.根据权利要求19所述的自行车脚蹬，其特征在于，所述前夹紧构件与所述脚蹬体作为一单件整体式构件形成一体。
26.根据权利要求19所述的自行车脚蹬，其特征在于，所述后夹紧构件可枢转地联接于所述脚蹬体上。
27.根据权利要求19所述的自行车脚蹬，其特征在于，所述后夹紧构件在正常情况下通过布置于所述脚蹬体与所述后夹紧构件之间的偏压构件而偏向所述夹紧位置。
28.根据权利要求27所述的自行车脚蹬，其特征在于，所述后夹紧构件和所述偏压构件安装在联接于所述脚蹬体上的支承销上。
29.根据权利要求1所述的自行车脚蹬，其特征在于，所述鞋底引导部分包括一对位于所述脚蹬体的朝前尖端表面上的侧向相隔的突出部。
全文摘要
一种自行车脚蹬部件具有通过形成在其脚蹬体的上表面上的夹板接合机构而可释放地联接于脚蹬上的夹板。脚蹬体具有一个前端，该前端的形状结构设置使其包括一个有助于骑车者使脚蹬体绕着其脚蹬轴旋转的鞋底引导部分。在一个实施例中，通过第一凹形鞋底容纳凹座和第二凹形鞋底容纳凹座形成鞋底引导部分，该第一凹形鞋底容纳凹座位于脚蹬体的尖端表面中，该第二凹形鞋底容纳凹座位于脚蹬体的上表面上邻近尖端表面的位置。另一种方案是，凹形鞋底容纳凹座可以用一对位于脚蹬体的前端上的侧向相隔的突出部或者一个V形尖端表面来代替。
文档编号B62M3/08GK1440902SQ0310663
公开日2003年9月10日 申请日期2003年2月27日 优先权日2002年2月28日
发明者村冈勉, 西村智彦 申请人:株式会社岛野