专利名称：自行车脚蹬与自行车骑手运动鞋之间的磁性力矩连接的制作方法
技术领域：
本发明涉及自行车脚蹬与自行车骑手运动鞋之间的力矩连接，特别是关于自行车脚蹬与自行车骑手运动鞋之间的磁性力矩连接。
背景技术：
自行车脚蹬与自行车骑手运动鞋之间的磁性力矩连接装置已为人所知。
通常这种装置由安装在脚蹬的坚固不动的高能量钕铁硼磁钢元件和一块嵌入自行车骑手运动鞋底，或由在鞋底铸成的、与永久磁钢相配合的、具有良好导磁性的软铁部件或特别的磁极排列组成。
因此，日本专利JP-3243488要求对这样一种磁性力矩连接装置进行保护。该装置中，在力矩连接区，高低不平的永久磁钢元件被刚性地嵌入或安装在脚蹬上，脚蹬本身通过一个安装在鞋底的或由在鞋底铸成的软铁部件保证了其磁性力矩连接。在其它专利如EP0792111B1、DE069407 279 T2、US5473963A和IT1263422中，同样要求通过刚性安装在脚蹬上高低不平的永久磁钢元件与一块安装在鞋底的导磁软铁部件或一种特殊磁极排列形成的磁性力矩连接装置加以保护。
目前所有的自行车脚蹬与自行车骑手运动鞋之间的磁性力矩连接装置都是基于磁钢元件和导磁软铁部件的高低不平和成型连接的适应性接触表面构造，或者基于交变的磁钢磁极排列，这种磁极排列只在使用特制的自行车骑手运动鞋和被固定安装在脚蹬上的永久磁钢元件具有特别的表面接合几何形状时才能实现。因此，这些磁性力矩连接装置通常不适应用在不同形状的脚蹬。通过软铁部件与固定不变的永久磁钢的成型连接配合，一种在自行车骑手运动鞋与脚蹬踏入平面之间不受限制的(自由)相对运动就不可能产生，特别是在骑车过程中，不拆除磁性力矩连接，自行车骑手运动鞋与脚蹬就无法相对运动。一种自行车骑手因人而异的最佳的脚与腿动力学整形外科技术式的适应性在骑车时就不可能实现。
因此，那些要求保护的磁性力矩连接装置需要一种特殊的脚蹬和特殊的自行车用鞋。如果应用上述磁性连接技术，用现有的和市场流行的脚蹬与自行车骑手运动鞋，特别是带有SPD标志的运动鞋就不能方便地实现或改装成磁性力矩连接装置。
发明内容
本发明的任务是，实现一种在体力许可和可调最大分离力矩情况下可从各个方向立即松开和分离的自行车脚蹬与自行车骑手运动鞋之间的磁性力矩连接。该磁性连接装置在脚蹬的蹬踏表面区域，任何时候在脚蹬与自行车骑手运动鞋之间都可以相对运动，特别是转动，不需要拆除磁性力矩连接。实现磁钢元件升程高度与力矩导磁连接元件之间自动、持续和最佳配合，并保证力矩导磁连接元件可嵌入或安装在每种类型的鞋底上，以及确保不同鞋底轮廓的蹬踏安全。力矩导磁连接元件一般以不同深度嵌入或安装在自行车骑手运动鞋上，特别是SPD系统运动鞋鞋底上。
这个任务将在权利要求1列举的装置特征中得到解决和说明。在从属权利要求中将举例说明该发明的具体具体实施方法。
本发明的权利要求装置涉及到在自行车脚蹬可动支撑的或调节固定的、也就是可补装的、在力矩连接表面间平整成型的永久磁钢元件，和在力矩连接区的平整软磁力矩连接元件。本发明装置一方面可在制造新结构和布局的脚蹬和自行车用鞋时使用，另一方面，通过其要求保护的固定和支撑装置，可嵌入、安装或补装在现有脚蹬和自行车用鞋上，特别是SPD系统的各式运动鞋上。永久磁钢元件的可运动性是必需的，以减小受拉力负荷的永久磁钢与脚蹬之间的不必要的转动和颠覆力矩，并进一步防止违背本意的力矩连接分离，保证平整永久磁钢元件在嵌有软磁力矩连接元件的运动鞋底方向作平移运动和可靠配合。磁钢元件的升程可因人而异自动地按自行车骑手运动鞋底部弯曲轮廓的不同深度进行调节。通过安装在脚蹬的平整磁钢元件上下移动的可能性来确保自行车手的蹬踏安全。用具有本发明构成的脚蹬可与所有鞋轮廓一起使用，自行车骑手运动鞋的步行功能基于力矩连接元件的下沉安装不会受到较大的影响。
在脚蹬的蹬踏表面，刚性(非动)地固定安装平面磁钢元件，只能局部完成本发明提出的任务。在这种情况下，为达到所希望力矩连接需要较强的磁性吸力，增加材料重量和成本，而且在一定条件下力矩连接导致不希望的脱开。在自行车骑手运动鞋独特的底轮廓上刚性固定的平面磁钢元件与下沉安装的平面软磁力矩连接元件之间的升程可通过合适的、不导磁的、聚合物或具有弹簧加载性能的垫板材料分档调节和控制。在蹬踏负荷下永久磁钢必须可以下沉，以保证蹬踏安全。
吸力的大小可根据永久磁钢的能量密度、尺寸大小和数量以及软磁力矩连接元件的尺寸和材料型号来确定。可根据个人需要来更换永久磁钢元件，以调整磁性吸力大小。
磁性力矩连接检查性松开可在任意方向进行，但通常通过鞋的侧面倾斜在超过设定的颠覆力矩时达到松开。
根据磁性吸力最大值的可选性，可保证在紧急和事故情况下磁性力矩连接的无受伤分离。最大吸力的选择应考虑到自行车骑手本人的体重和腿与脚力，一般在20公斤至30公斤。
永久磁钢元件具有较强的磁性吸力和能量密度，通过血液中含铁红色素增加氧气的吸收能力，从而有益于健康治疗，提高自行车骑手的个人成绩。
图1所示的是本发明装置，即在脚蹬主轴两边对称的点孔支承部上安装可动的方块磁钢元件。
图2所示的是点孔支承部，通过脚蹬反射器的固定孔进行补装。
图3描述一种两侧可动的、弯曲的压板式点孔支承部，其安装在脚蹬的主轴上。
图4表示一种在主轴两边，脚蹬横桥上安装的长孔支承部，用来支撑可动永久磁钢元件和固定磁钢的零部件。
图5是一种通过脚蹬的标准反射器固定孔可补装的长孔支承部，用来可动安装和更换平整永久磁钢元件。
图6描述一种借助于绷带实现的磁钢元件可补装和可动安装。
图7表示本发明以分档调节高度方式，安装固定永久磁钢。
图8描述了可装入SPD系统自行车用鞋的力矩连接元件，即软铁平板。
图9所示是按图8要求设计的力矩连接部件，该部件一面用鞋底衬垫加导磁盖板组成，用于现有SPD系统自行车骑手运动鞋。
图10表示一种用于普通步行鞋的衔接板和导磁固定板。
图11表示一种按图8要求设计的力矩连接系统，在该系统中用绷带和搭扣连接将导磁板固定在各式运动鞋和步行鞋上。
具体实施例方式
在图1至11中通过从属权利要求，以举例形式叙述了该发明装置和技术实施细节。在从属权利要求中介绍的技术实施细节可进行组合，它特别有利于在脚蹬和自行车骑手运动鞋的结构设计中采纳应用本发明装置。
图1是本发明提供的装置。该装置由非导磁性的支承/导向装置2、2`，平整永久磁钢元件1、1`和软磁力矩连接元件11组成。支承/导向装置2、2`带有椭圆孔14，是在开口区域3、3`，双侧以脚蹬主轴4对称铸造而成或安装在主轴上。可更换的平整永久磁钢元件1、1`装在椭圆孔14上，可作上下移动，并通过螺栓15、防滑垫圈16、固紧螺母17以及弹簧元件等进行调整。
图2是一种利用标准反射器固定孔18的实施例。非导磁点孔支承部6安装在脚蹬的两侧内壁，或在脚蹬的边框5上铸造而成。点孔支承部带有椭圆孔14，以安装和可动定位平整永久磁钢元件1、1`，通过螺栓15、防滑垫圈16、固紧螺母17以及弹簧元件等来调整磁钢元件的位置。
图3是一种可补装的弯曲压板7的长孔点定位实施例。带有两个长孔21的弯曲压板7安装在脚蹬主轴4的底面，通过反射器20的螺纹或接插连接加以固定，以实现平整永久磁钢元件1、1`的安装，并且可更换和能够进行可动定位。通过螺栓15、防滑垫圈16、固紧螺母17以及弹簧元件等来调整磁钢元件的位置。
图4是一种在主轴两边脚蹬横桥上安装长孔支承部34的实施例。可通过升程高度调节螺丝23，调整定位/固定元件8、8`即长孔支承部的高低，以调整永久磁钢元件1、1`的位置。
图5是一种通过脚蹬的标准反射器固定孔18可补装的长孔支承部，用来可动安装和更换平整永久磁钢元件1、1`。
图6是一种永久磁钢元件1、1`的可补装和可动定位安装实施例。在脚蹬主轴4和脚蹬底面用绷带10拉紧磁铁安装夹具32和距离块31。
图7是一种通过聚合物或具有弹簧加载性能的衬垫材料24分档升程调高的平整永久磁钢元件1、1`的刚性固定法。
图8描述一软磁力矩连接元件11的实施例，该部件尺寸约为70mm×35mm×4mm，通过标准螺纹连接13固定在现有SPD系统的自行车骑手运动鞋12。
图9描述了SPD系统的一种防滑螺纹连接13的鞋底盖板25的实施例。一软磁力矩连接元件11固定在鞋底盖板反面。如果鞋底盖板25翻转底面，就可将软磁力矩连接元件11的强磁吸力作用建立起来。
图10描述了软磁力矩连接元件11通过调配板27在一种现有普通步行鞋28的固定实施例。
图11表示一种借助于绷带33的搭扣连接和一块夹固板29以调配板形式，可固定在各式运动鞋和步行鞋30上的软磁力矩连接元件1权利要求
1.一种自行车脚蹬与自行车骑手运动鞋(12)之间的磁性力矩连接，自行车脚蹬具有一根脚蹬主轴(4)和边框(5)，该边框对称分布在脚蹬主轴(4)的两侧，在边框与脚蹬主轴(4)之间定义了一个开口区域(3，3`)；该装置具有平整的永久磁钢元件(1，1`)和至少一块平整的、与每块磁体配置的软磁力矩连接元件(11)，该软磁力矩连接元件(11)被嵌入或安装在相应自行车骑手运动鞋(12)的鞋底内，其特征是永久磁钢元件(1，1`)借助于自行车脚蹬结构上规定的支承/导向装置(2，2`；6；34)可动和可调地安装在脚蹬的开口区域(3，3`)，或者永久磁钢元件(1，1`)在开口区域通过可补装的支承装置(6，7，8，9，10)可动和可调地安装在脚蹬上，永久磁钢元件(1，1`)与软磁力矩连接元件(11)在脚蹬和自行车骑手运动鞋(12)的蹬踏面(26)形成一种能承受负荷的力矩连接，在力矩连接时，自行车骑手运动鞋(12)和脚蹬之间的蹬踏表面(26)允许有一个不受限制的相对运动，通过按安全标准定义的和因人而异可调的力矩连接强度，可保证在事故和紧急情况下磁性力矩连接的无受伤分离，力矩连接强度借助于永久磁钢元件(1，1`)的更换和选择实现。
2.根据权利要求1所述的磁性力矩连接，其特征是在脚蹬的开口区域(3，3`)，平整永久磁钢元件(1，1`)可动、可更换和可调整地安装在脚蹬横桥(22)或其它结构规定的安装装置、导向装置和固定装置、长孔支承(34)和升程高度调节元件(23)上。
3.根据权利要求1所述的磁性力矩连接，其特征是定位/固定装置(6，7，8，9)可通过标准反射器固定孔(18)补装安装在自行车脚蹬上。
4.根据权利要求1所述的磁性力矩连接，其特征是平整永久磁钢元件(1，1`)的可动定位可借助于脚蹬的底面，用绷紧的绷带(10)固定。
5.根据权利要求1所述的磁性力矩连接，其特征是平整永久磁钢元件(1，1`)可借助于聚合物或具有弹簧加载性能的衬垫材料(24)，以分档升程调高方式，可动或刚性地固定在脚蹬的开口区域(3，3`)。
6.根据权利要求1所述的磁性力矩连接，其特征是软磁力矩连接元件(11)可通过自行车骑手运动鞋的标准螺纹连接(13)进行安装和固定。
7.根据权利要求1所述的磁性力矩连接，其特征是软磁力矩连接元件(11)是固定嵌入在自行车骑手运动鞋和运动鞋的鞋底内，通过去除鞋底盖板，便可建立软磁力矩连接元件(11)的磁性功能。
8.根据权利要求1所述的磁性力矩连接，其特征是软磁力矩连接元件(11)固定安装在自行车骑手运动鞋(12)的鞋底盖板(25)的反面，如果鞋底盖板(25)翻转底面，就可将软磁力矩连接元件(11)的强磁吸力作用建立起来。
9.根据权利要求1所述的磁性力矩连接，其特征是软磁力矩连接元件(11)通过一块调配板(27)安装在普通步行鞋(28)上。
10.根据权利要求1所述的磁性力矩连接，其特征是软磁力矩连接元件(11)可借助于作为固定和装夹元件的绷带(33)和调配板(27)被固定在运动鞋(30)和各种坚固的鞋上。
11.根据权利要求1所述的磁性力矩连接，其特征是平整的永久磁钢元件(1，1`)基于高磁性能量密度，对自行车骑手有附加的医疗磁场治疗作用。
全文摘要
自行车脚蹬与自行车骑手运动鞋之间的磁性力矩连接，通过在脚蹬的开口区域(3，3′)定位安装平整永久磁钢元件(1，1′)，和在现有自行车骑手运动鞋(12)的鞋底蹬踏区安装软磁力矩连接元件(11)实现。该磁性力矩连接具有方便分离、可自由相对运动、特别是自行车骑手运动鞋和脚蹬之间可转动的特点，不需要将磁性力矩连接进行不希望的分离。
文档编号B62M3/16GK1762760SQ200510102850
公开日2006年4月26日 申请日期2005年9月13日 优先权日2004年10月18日
发明者沃尔夫冈·迪尔 申请人:沃尔夫冈·迪尔