УЗЕЛ ПЕДАЛИ ВЕЛОСИПЕДА Российский патент 2004 года по МПК B62M3/08 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к педали велосипеда. В частности, настоящее изобретение относится к бесклипсовой или контактной педали с шарнирно установленными зажимами.

Уровень техники

В последнее время были разработаны велосипедные педали различного назначения, например, для велосипедных прогулок, катания по пересеченной местности, шоссейных велогоноки др. Разновидностью велосипедной педали, приобретающей все большую популярность, является контактная или бесклипсовая педаль (clipless), которая обеспечивает разъемный захват шипа (накладки), прикрепленного к подошве велотуфли. Бесклипсовая педаль имеет валик (ось) педали, который может быть прикреплен к велосипедному шатуну, корпус педали, который закреплен на валике педали с возможностью вращения, и механизм захвата шипа (контактный механизм). Механизм захвата шипа педали велосипеда для езды по пересеченной местности содержит передний и задний зажимы шипа, установленные по обеим сторонам корпуса педали для захвата передней и задней частей шипа. Педали велосипедов для шоссейных гонок обычно имеют механизм захвата шипа только с одной стороны корпуса педали. В любом случае при использовании велосипедной педали данного типа велосипедист ставит ногу на педаль и механизм захвата шипа автоматически захватывает шип, прикрепленный к подошве велотуфли.

В частности, устанавливая велотуфлю на контактную педаль с автоматическим захватом шипа, велосипедист перемещает туфлю относительно корпуса педали по косой - вниз и вперед так, что передний край шипа входит в зацепление с передней защелкой или зажимом (замком захвата) корпуса педали. Как только передний край шипа захвачен передней защелкой корпуса педали, велосипедист соединяет задний край шипа с направляющей задней защелки или зажима корпуса педали. В этом положении велосипедист давит туфлей вниз на педаль, в результате чего задняя защелка или зажим сначала, преодолевая силу пружины, поворачивается назад, перемещаясь в положение, соответствующее освобождению шипа. Затем задний край шипа встает напротив задней поверхности задней защелки или зажима. После этого задняя защелка или зажим под действием возвращающего (смещающего) элемента или пружины возвращается назад, в результате чего задняя защелка или зажим захватывает задний край шипа. Захватом шипа велотуфля закрепляется на педали.

Для снятия велотуфли с педали велосипедист обычно поворачивает туфлю вокруг оси, перпендикулярной или почти перпендикулярной опорной плоскости педали, используя передний край шипа в качестве шарнирной оси. В результате этого вращательного движения задняя защелка или зажим поворачивается назад в положение освобождения шипа, преодолевая силу пружины, и освобождает шип.

При использовании контактных педалей в дорожных велосипедах они обычно снабжаются только одним узлом захвата, когда велотуфля закреплена только с одной стороны педали. В велосипедах для пересеченной местности и в горных велосипедах, напротив, обычно используется пара узлов захвата, так, что велотуфля закреплена с обеих сторон педали. В любом случае желательно, чтобы конструкция педали обеспечивала ее максимальную компактность и легкость.

При использовании большинства бесклипсовых педалей возникает проблема, связанная с их малыми размерами, из-за чего только малая часть корпуса педали соприкасается с туфлей велосипедиста. В частности, опорная поверхность корпуса педали расположена по обеим сторонам механизма захвата шипа. Площадь этой опорной поверхности мала, поскольку для снижения веса корпус педали делается минимальных размеров. При использовании бесклипсовой педали этого типа туфля и педаль при захвате шипа постоянно скреплены, благодаря чему обеспечивается эффективная передача усилия на педали. Поэтому бесклипсовые педали широко используются в велосипедах, предназначенных для шоссейных и горных велогонок.

Если при использовании бесклипсовой педали туфля и педаль свободно перемещаются друг относительно друга направо и налево вокруг зажимов шипа, то нога велосипедиста будет болтаться вправо и влево, а передача усилия велосипедиста на педаль будет неэффективной. Поэтому любое свободное взаимное перемещение вправо и влево туфли относительно педали должно быть сведено к минимуму путем обеспечения прижима резиновой части подошвы туфли к опорной поверхности на корпусе педали справа и слева от шипа.

Описанная выше обычная конструкция для предотвращения смещения туфли вправо и влево обеспечивает контакт резиновой части подошвы туфли с опорной поверхностью очень небольшого размера. Поэтому длина соприкосновения минимальна и трудно предотвратить в достаточной мере болтание туфли вправо и влево. Кроме этого, так как соприкасающаяся с опорной поверхностью часть подошвы велотуфли также касается земли при ходьбе велосипедиста, она подвержена износу, а при износе этой части подошвы нарушается однородность контакта опорной поверхности и подошвы туфли, что способствует ослаблению связи туфли и педали.

В последние годы часто устраиваются соревнования по спуску с гор, параллельному слалому, велокроссы и другие подобные состязания по пересеченной местности для горных велосипедов и вело-мотокроссы. В отличие от шоссейных гонок, в гонках этого типа участники передвигаются по дорогам без твердого покрытия. Кроме того, в гонках по пересеченной местности ногу приходится постоянно снимать с педали на поворотах и возвращать на педаль, выходя из поворота. Из-за того, что гонки проводятся по дорогам, не имеющим твердого покрытия, на педали налипает грязь и возникает угроза засорения зажимов шипа. При засорении зажимов шипа грязью они не могут захватить шип, а туфля не может быть прикреплена к педали. Кроме этого, грязь часто засоряет возвращающий механизм, что нарушает нормальную работу зажимов.

Сказанное выше показывает, что существует необходимость создания велосипедной педали, которая лишена отмеченных недостатков существующих моделей. С учетом сказанного выше очевидно, что нужна бесклипсовая велосипедная педаль, при использовании которой уменьшается виляние велотуфли. Кроме того, нужна велосипедная педаль, которая может быть использована с велотуфлями с различной конструкцией подошвы. Данное изобретение посвящено решению упомянутых и других задач, что будет ясно для специалиста из настоящего описания.

Сущность изобретения

Для решения указанных задач предлагается узел педали велосипеда согласно изобретению.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения используется узел педали велосипеда для крепления к ней велотуфли посредством шипа. Узел педали велосипеда содержит валик (ось) педали, корпус педали, первый зажим, первый возвращающий элемент и второй зажим. У валика педали есть первый конец крепления велосипедного шатуна и второй опорный конец для создания опоры для ноги велосипедиста. Корпус педали соединен со вторым концом валика педали с возможностью вращения. Корпус педали имеет первый конец и второй конец. Первый зажим шарнирно соединен с первым концом корпуса педали. Первый зажим имеет центральную часть с первой поверхностью для удержания шипа, обращенную в первом направлении, и две боковые части с элементами направления шипа, расположенными с противоположных сторон центральной части. Элементы направления шипа расположены под углом с тем, чтобы облегчить введение шипа при взаимных угловых смещениях, возникающих между шипом и корпусом педали. Первый возвращающий элемент установлен между корпусом педали и первым зажимом. Второй зажим соединен со вторым концом корпуса педали. Второй зажим имеет вторую поверхность удержания шипа, обращенную в первом направлении, и третью поверхность удержания шипа, обращенную во втором направлении, которое приблизительно противоположно первому направлению.

Эти и другие признаки, особенности и преимущества настоящего изобретения будут ясны для специалиста из приведенного ниже подробного описания, которое вместе с приложенными чертежами раскрывает предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения.

Перечень фигур чертежей и иных материалов

Фиг.1 представляет вид с внешней стороны велотуфли, прикрепленной к правой бесклипсовой педали велосипеда, которая соединена с шипом велотуфли в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения;

фиг.2 представляет вид сверху правой педали велосипеда, показанной на фиг.1, в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения;

фиг.3 представляет вид с внешней стороны правой педали велосипеда, показанной на фиг.1 и 2, в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения, с частично присоединенным шипом;

фиг.4 представляет вид с внутренней стороны правой педали велосипеда, показанной на фиг.1-3, в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения;

фиг.5 представляет вид продольного сечения педали велосипеда, показанной на фиг.1-4, по линии сечения 5-5 на фиг.4;

фиг.6 представляет первый вид поперечного сечения по линии 6-6 на фиг.2 правой педали велосипеда, показанной на фиг.1-5, на котором пунктиром показан присоединенный шип;

фиг.7 представляет второй вид поперечного сечения по линии 7-7 на фиг.2 правой педали велосипеда, показанной на фиг.1-6;

фиг.8 представляет вид изнутри с торца одного из зажимов для педали велосипеда, показанной на фиг.1-7, со стороны задней части удержания шипа;

фиг.9 представляет вид изнутри с торца зажима, показанного на фиг.8, для педали велосипеда, показанной на фиг.1-7, со стороны передней части удержания шипа;

фиг.10 представляет вид сверху зажима, показанного на фиг.8 и 9, для педали велосипеда, показанной на фиг.1-7;

фиг.11 представляет вид поперечного сечения по линии сечения 11-11 на фиг.10 зажима, показанного на фиг.8-10, для педали велосипеда, показанной на фиг.1-7;

фиг.12 представляет вид сбоку зажима, показанного на фиг.8-11, для педали велосипеда, показанной на фиг.1-5;

фиг.13 представляет наклонный вид снаружи по стрелке Х на фиг.12 зажима, показанного на фиг.8-12, для педали велосипеда, показанной на фиг.1-7;

фиг.14 представляет вид снизу зажима, показанного на фиг.8-13, для педали велосипеда, показанной на фиг.1-7;

фиг.15 представляет наклонный вид по стрелке Y на фиг.12 зажима, показанного на фиг.8-14, для педали велосипеда, показанной на фиг.1-7;

фиг.16 представляет вид сверху шипа для стыковки с педалью велосипеда, показанной на фиг.1-7;

фиг.17 представляет вид снизу шипа, показанного на фиг.16, для использования совместно с педалью велосипеда, показанной на фиг.1-7;

фиг.18 представляет вид сбоку шипа, показанного на фиг.16 и 17, для использования совместно с педалью велосипеда, показанной на фиг.1-7;

фиг.19 представляет вид поперечного сечения по линии 19-19 на фиг.16 шипа, показанного на фиг.16-18, для использования совместно с педалью велосипеда, показанной на фиг.1-7;

фиг.20 представляет вид с правого торца шипа, показанного на фиг.16-19, для использования совместно с педалью велосипеда, показанной на фиг.1-7;

фиг.21 представляет вид с левого торца шипа, показанного на фиг.16-20, для использования совместно с педалью велосипеда, показанной на фиг.1-7;

фиг.22 представляет увеличенный вид сверху фрагмента задней зацепляющей части шипа, показанного на фиг.16-21;

фиг.23 представляет увеличенный вид сверху фрагмента передней зацепляющей части шипа, находящейся в зацеплении с передней частью удержания шипа зажима педали велосипеда, показанной на фиг.1-7;

фиг.24 представляет увеличенный вид сверху фрагмента задней зацепляющей части шипа, находящейся в зацеплении с задней частью удержания шипа зажима для педали велосипеда, показанной на фиг.1-7;

фиг.25 представляет схематический вид шипа, находящегося в зацеплении с зажимами педали, показанной на фиг.1-7;

фиг.26 представляет другой схематический вид, похожий на вид на фиг.23, шипа и зажимов корпуса педали после приложения к нему скручивающего усилия;

фиг.27 представляет другой схематический вид, подобный виду на фиг.23 и 24, шипа и зажимов корпуса педали, когда шип слегка повернут из положения захвата шипа, показанного на фиг.26;

фиг.28 представляет другой схематический вид, подобный виду на фиг.23-25, шипа и зажимов корпуса педали, когда шип еще дальше повернут из положения захвата шипа, показанного на фиг.27.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Рассмотрим сначала фиг.1-7, на которых представлена педаль 10 велосипеда в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения. Педаль 10 велосипеда представляет собой контактную педаль или педаль с автоматическим захватом, которая может быть использована совместно с велотуфлей 12, на которой установлен шип 14. Педаль 10 велосипеда специально разработана для использования в велосипедах, предназначенных для пересеченной местности, а не для дорожных велосипедов. Конечно, педаль 10 велосипеда при желании и/или необходимости может быть использована и в дорожных велосипедах или велосипедах любого типа. Как видно на чертеже на фиг.1, педаль 10 велосипеда закреплена на рычаге 16 велосипедного шатуна с возможностью вращения, а шип 14 установлен на нижней поверхности подошвы 18 туфли 12.

Педаль 10 велосипеда, показанная на фиг.1-7, является правой педалью. Конечно, с правой и левой сторон велосипеда устанавливаются одинаковые педали, за исключением того, что левосторонняя педаль 10 велосипеда является зеркальным отражением правосторонней педали 10. Таким образом, для специалиста должно быть очевидно, что описание правой педали 10 также относится и к левой педали.

Как это показано на чертежах на фиг.2-4, основными частями педали 10 велосипеда являются ось или валик 20 педали, приспособленный для крепления к рычагу 16 шатуна, и корпус 22 педали, закрепленный на валике 20 с возможностью вращения, являющийся опорой для ноги велосипедиста. Основными частями корпуса 22 педали являются первый и второй зажимы 24. Первый и второй зажимы 24 идентичны друг другу так, что каждый зажим 24 образует переднюю часть удержания шипа и заднюю часть удержания шипа, как это описано ниже. Каждый из зажимов 24 шарнирно (здесь и далее под "шарнирно" подразумевается с возможностью поворота вокруг оси) связан с корпусом 22 педали шарнирным пальцем 26, парой возвращающих (смещающих) элементов 28 и парой механизмов 30 регулировки усилия. Другими словами, каждый зажим 24 имеет передний механизм захвата шипа на одной стороне корпуса 22 педали и задний механизм захвата шипа на противоположной стороне корпуса 22 педали.

В соответствии с показанным вариантом осуществления изобретения в педали 10 используется дополнительный механизм регулировки усилия для возвращающих элементов 28. Педаль 10 содержит два регулировочных элемента или винта 31. Каждый регулировочный элемент или винт 31 в исходном состоянии прикладывает усилие к одному из возвращающих элементов 28. В частности, когда зажимы 24 и возвращающие элементы 28 соединены с корпусом 22 педали шарнирными пальцами 26, к возвращающим элементам 28 в исходном состоянии не прикладывается усилие. Регулировочный элемент или винт 31 ввинчивается в резьбовое отверстие 29, выполненное в корпусе 22 педали, так, что свободный конец винта 31 упирается в часть соответствующего зажима 24, поворачивая зажим 24. При этом к связанному с ними возвращающему элементу 28 прикладывается усилие. Такая конструкция обеспечивает простоту сборки педали 10 велосипеда, поскольку зажимы 24 и возвращающие элементы 28 могут быть присоединены к корпусу 22 педали, когда на возвращающие элементы 28 не воздействует усилие. Помимо этого, такая конструкция позволяет осуществлять регулировку исходного усилия с помощью тонких шайб, устанавливаемых между головкой винтов 31 и корпусом педали 22.

Шип 14 предназначен для осуществления разъемного крепления подошвы 18 туфли 12 к педали 10 велосипеда с помощью первого и второго зажимов 24. Педаль такого типа часто называется педалью с автоматическим захватом или контактной педалью. Более конкретно, шип 14 вводится в зацепление с педалью 10 путем прижима шипа 14 к педали 10 движением вперед и вниз. При этом шип 14 фиксируется на педали 10 с возможностью их расцепления. Освобождение шипа 14 от педали 10 производится путем поворота задней части туфли в наружную относительно педали 10 сторону, как это показано на фиг.23-26 и будет более подробно описано ниже.

Как показано на фиг.1, валик 20 педали прикреплен к шатуну 16 велосипеда, причем корпус 22 педали прикреплен к валику 20 педали с возможностью вращения и служит опорой для ноги велосипедиста. В частности, шип 14 укреплен на велотуфле 12, которая, в свою очередь, имеет разъемное соединение с корпусом 22 педали с помощью одного из зажимов 24.

Валик 20 педали представляет собой ступенчатый вал с несколькими секциями разного диаметра. Валик 20 педали входит в ступенчатое отверстие 32 (см. фиг.3), образованное в корпусе 22 педали. Валик 20 педали имеет первый конец 33 крепления к шатуну 16 велосипеда, имеющий резьбу для крепления педали 10 к шатуну 16 обычным способом. На другом конце валика 20 педали обычным способом закреплен корпус 22 педали с возможностью вращения. Корпус 22 педали может свободно вращаться вокруг продольной оси А по центру валика 20 педали. Поскольку валик 20 педали имеет обычную конструкцию и ее особенности не важны для настоящего изобретения, в дальнейшем конструкция валика 20 педали подробно рассматриваться не будет.

Как показано на фиг.2, корпус 22 педали имеет центральную трубчатую часть 36, в которую вставляется валик 20 педали для обеспечения вращения вокруг продольной оси А, и две боковые секции 38 для закрепления зажимов 24. Для изготовления корпуса 22 педали должен использоваться легкий материал, например алюминиевый сплав. На каждом конце корпуса 22 педали установлен один из зажимов 24. Корпус 22 педали имеет, в частности, Н-образную форму (см. фиг.2). Корпус 22 педали имеет передний или первый конец с шарнирно закрепленным на нем с помощью одного из пальцев 26 зажимом 24 и задний или второй конец с шарнирно закрепленным на нем с помощью другого шарнирного пальца 26 задним зажимом 24.

Боковые части 38 выступают вперед и назад от центральной трубчатой части 36. Зажимы 24 расположены между боковыми секциями 38. По концам боковых секций 38 сделаны отверстия 40 шарнира, в которые закрепляются шарнирные пальцы 26 для шарнирного прикрепления зажимов 24. Трубчатая часть 36 выступает наружу от боковой секции 38, расположенной с внутренней стороны корпуса 22 педали.

Как хорошо видно на фиг.2-4, корпус 22 педали соединен с валиком 20 педали для вращения вокруг проходящей по центру валика 20 педали продольной оси А. Корпус 22 педали имеет по центру продольную ось В, проходящую между передним и задним концами, как это показано на фиг.2. Продольная ось В по центру корпуса 22 педали проходит примерно перпендикулярно продольной оси А, направленной по центру валика 20 педали. С каждой стороны корпуса 22 педали имеются области для приема и удержания там шипа 14. Конкретно, область, куда входит шип, находится между зажимами 24.

Зажимы 24 обеспечивают избирательный захват шипа 14 велотуфли 12 для крепления подошвы велотуфли 12 к педали 10. Зажимы 24 шарнирно присоединены к концам корпуса 22 педали шарнирными пальцами 26.

Зажимы 24 имеют примерно U-образную форму, а их концы шарнирно прикреплены с помощью пальцев 26 (см. фиг.6 и 7), проходящих между боковыми секциями 38 корпуса 22 педали.

Как показано на фиг.2 и 7, каждый возвращающий элемент 28 предпочтительно выполнен в виде пары торсионных пружин. Цилиндрические части торсионных пружин возвращающих элементов 28 размещены на шарнирных пальцах 26 шарниров, причем один конец каждой пружины сцеплен с частью корпуса 22 педали, а другой конец каждой пружины соединен с частью механизма 30 регулировки усилия, так как это описано ниже. Усилие, создаваемое возвращающими элементами 28, постоянно заставляет зажимы 24 поворачиваться вокруг соответствующих шпилек 26 шарниров из положения отпускания шипа в положение удержания или захвата шипа. Другими словами, возвращающие элементы 28 постоянно стремятся удерживать зажимы 24 в положении удержания шипа. Удерживающие усилия, передаваемые возвращающими элементами 28 на зажимы 24, определяются механизмами 30 регулировки усилия.

Рассмотрим теперь чертежи на фиг.8-15, где показано, что каждый из зажимов 24 содержит соединительную часть 50 с двумя лапками 52, вытянутыми наружу от соединительной части 50 для прикрепления зажима 24 к корпусу 22 педали посредством пальцев 26. Более конкретно, в каждой лапке 52 задних зажимов 24 есть крепежные отверстия 54, в которые устанавливаются втулки (не показаны), в которые, в свою очередь, вставляется вращающийся шарнирный палец 26. В соответствии с этим каждый зажим 24 шарнирно установлен на своем шарнирном пальце 26, благодаря чему обеспечивается перемещение между положением захвата шипа и положением освобождения шипа. Каждая из лапок 52 также имеет упор или фланец 58, который, упираясь в конец винта 31, ограничивает вращательное перемещение зажима 24 под действием возвращающего элемента 28.

Каждый из зажимов 24 имеет переднюю часть 60 удержания шипа и заднюю часть 62 удержания шипа. Передняя часть 60 удержания шипа выступает с одной стороны соединительной части 50, в то время как задняя часть 62 удержания шипа выступает с другой стороны соединительной части 50. Передняя часть 60 удержания шипа удерживает переднюю часть шипа 14, в то время как задняя часть удержания шипа удерживает заднюю часть шипа 14. Каждая передняя часть 60 удержания шипа каждого зажима 24 имеет первую поверхность 64 удержания шипа, обращенную в первом направлении, и вторую поверхность 66 удержания шипа, обращенную во втором направлении, которое приблизительно противоположно первому направлению.

Первая поверхность 64 удержания шипа образована приподнятым центральным фланцем 67, имеющим изогнутую опорную поверхность 68, которая удерживает шип 14, ограничивая продольное перемещение шипа 14 относительно корпуса 22 педали. Изогнутая опорная поверхность 68 расположена приблизительно перпендикулярно первой поверхности 64 удержания шипа. Вторая поверхность 66 удержания шипа образована двумя боковыми фланцами или частями 69, расположенными с противоположных сторон приподнятого центрального фланца 67. Другими словами, вторая поверхность 66 удержания шипа имеет две разнесенные секции, причем первая поверхность 64 удержания шипа расположена между разнесенными секциями, образованными боковыми фланцами или частями 69 второй поверхности 66 удержания шипа. Боковые фланцы или части 69, образующие вторую поверхность 66 удержания шипа, находятся ближе к трубчатой части 36 корпуса 22 педали, чем первая поверхность 64 удержания шипа. Соответственно между трубчатой частью 36 корпуса 22 педали и нижней поверхностью шипа 14 образуется зазор. Желательно, чтобы просвет между трубчатой частью корпуса 22 педали и нижней поверхностью шипа 14 был минимальным, составляя приблизительно 0,35 мм. Другими словами, боковые фланцы или части 69 второй поверхности 66 удержания шипа расположены ближе к трубчатой части 36 корпуса 22 педали, чем первая поверхность 64 удержания шипа.

Первая и вторая поверхности 64 и 66 удержания шипа должны лежать приблизительно в одной плоскости, но быть обращенными в противоположные стороны. В частности, первая поверхность 64 удержания шипа обращена вниз от подошвы 18 туфли 12, в то время как вторая поверхность 66 удержания шипа обращена наверх в сторону подошвы 18 туфли 12. Таким образом, первая и вторая поверхности 64 и 66 удержания шипа удерживают шип 14 у трубчатой части 36 корпуса 22 педали.

Как хорошо видно на фиг.8, 9 и 12, задняя часть 62 удержания шипа имеет центральный фланец или часть 70 и два боковых фланца или части 71. Боковые фланцы 71 лежат в плоскости, расположенной ниже плоскости центрального фланца 70. Обращенная вниз поверхность 72 удержания шипа образована на центральном фланце 70. Поверхность 72 удержания шипа образует третью поверхность удержания шипа, которая обращена приблизительно в том же направлении, что и первая поверхность 64 удержания шипа передней части 60 удержания шипа другого зажима 24.

На центральном фланце 71 задней части 62 удержания шипа также образована изогнутая опорная поверхность 73 удержания шипа 14, ограничивающая ее продольное перемещение относительно корпуса 22 педали, как это пояснено ниже. Изогнутая опорная поверхность 73 расположена приблизительно перпендикулярно поверхности 72 удержания шипа. Над опорной поверхностью 73 расположена изогнутая поверхность 75 удержания шипа, которая направлена под углом по отношению к изогнутой опорной поверхности 73. Изогнутая поверхность 75 удержания шипа захватывает часть шипа 14, предотвращая дальнейшее перемещение шипа 14 вниз. Соответственно между трубчатой частью 36 корпуса 22 педали и нижней поверхностью шипа 14 образуется зазор. Желательно, чтобы просвет между трубчатой частью корпуса 22 педали и нижней поверхностью шипа 14 был минимальным, составляя приблизительно 0,35 мм.

У боковых фланцев 71 есть направляющие (освобождающие) шип поверхности 74, которые расположены под углом для стыковки с шипом 14. Направляющие шип поверхности 74 образуют элементы направления шипа, помогающие освобождать шип 14 от педали. При повороте шипа 14 по отношению к педали 10 шип 14 перемещается вдоль одной из освобождающих поверхностей 74, в результате чего зажим 24 поворачивается назад, преодолевая усилие, создаваемое возвращающим элементом 28.

Центральная плоскость С корпуса 22 педали, проходящая через продольную ось вращения А, делит корпус 22 педали пополам. Каждая из направляющих шип поверхностей 74 расположена ближе к центральной плоскости С корпуса 22 педали, чем поверхность 72 удержания шипа. Направляющие шип поверхности 74 расположены в плоскостях, которые приблизительно перпендикулярны плоскости, определяющей заднюю поверхность 72 удержания шипа.

Теперь будет дано краткое описание работы педали 10 с использованием ссылок на фиг.1, 3, 4 и 23-26. Если велотуфлю 12 необходимо закрепить на педали 10, носок туфли двигается вперед в направлении одной из передних частей 60 удержания шипа так, что передняя часть шипа 14 вводится в один из зажимов 24 шипа (см. фиг.23-26).

Как только передняя часть шипа 14 оказывается введенной в один из зажимов 24 шипа передней части 60 удержания шипа, прикладывается усилие к пятке туфли 12 так, что туфля 12 вдавливается в педаль 10. При дальнейшем надавливании на пятку из этого положения задний конец шипа 14 отклоняет назад заднюю часть 62 удержания шипа, преодолевая возвращающее усилие пружин 28. Затем шип 14 опускается между двумя частями 60 и 62 удержания шипа. Как только шип 14 встает между двумя частями 60 и 62 удержания шипа, задняя часть 62 удержания шипа возвращается под давлением пружин 28 в свое прежнее положение. Вращение задних частей 62 удержания шипа останавливается фланцами 58, опирающимися на боковые части 38 корпуса 22 педали. В результате шип 14 оказывается зажатым между двумя частями 60 и 62 удержания шипа зажимов 24 (см. фиг.4 и 5).

В том случае, если туфля 12 должна быть отсоединена от педали 10, задняя часть туфли 12 слегка поворачивается наружу. Этот поворот вызовет вращение задней части 62 удержания шипа, преодолевающее усилие пружин 28. В процессе поворота шипа 14 относительно педали 10 шип 14 перемещается вдоль направляющих поверхностей 74, что заставляет зажим 24 поворачиваться назад, преодолевая усилие, создаваемое возвращающим элементом 28. После того, как шип 14 будет повернут на достаточный угол, захват задней части шипа 14 освобождается.

Как показано на фиг.7, каждый из механизмов 30 регулировки усилия содержит в предпочтительном варианте осуществления изобретения регулировочный болт 77 и регулировочную гайку 78. Регулировочный болт 77 может вращаться в отверстии 90 зажима 24. Далее, регулировочная гайка 78, навинчиваемая на регулировочный болт 77, имеет два фланца для зацепления одного из концов пружин возвращающего элемента 28. Вращение регулировочного болта 77 соответственно вызывает смещение регулировочной гайки 78 по оси вдоль стержня регулировочного болта 77. Желательно, чтобы при вращении регулировочного болта 77 по часовой стрелке усилие, создаваемое возвращающим элементом или пружинами 28 и воздействующее на зажим 24, возрастало, а при вращении регулировочного болта 77 против часовой стрелки усилие воздействия возвращающего элемента или пружин 28 на зажим 24 уменьшалось. Выступ регулировочной гайки 78 помещается в щель зажима 24. Желательно, чтобы регулировочная гайка 78 была видна через щель в зажиме 24, поскольку она может служить индикатором усилия и позволять пользователю определять величину усилия, прикладываемого возвращающим элементом 28 к зажиму 24. Это позволит пользователю без труда отрегулировать обе педали 10 велосипеда так, чтобы они имели одинаковые усилия пружин.

Основными частями шипа 14 велотуфли, показанного на фиг.16-22, являются средняя посадочная часть 100, первая стыковочная часть или элемент 102, отходящий от одного конца посадочной части 100, и вторая стыковочная часть или элемент 104, отходящий от другого конца посадочной части 100. В проиллюстрированном варианте осуществления изобретения первая стыковочная часть или элемент 102 является передним стыковочным элементом, который сцепляется с передней частью 60 удержания шипа, в то время как вторая стыковочная часть или элемент 104 является задним стыковочным элементом, который сцепляется с задней частью 62 удержания шипа.

Посадочная часть 100 имеет верхнюю (подошвенную) сторону, обращенную в первом направлении для соединения с подошвой 18 туфли 12, и нижнюю (педальную) сторону, обращенную во втором направлении, приблизительно противоположном упомянутому первому направлению. В предпочтительном варианте осуществления посадочная часть 100 и стыковочные части 102 и 104 в совокупности образуют единую монолитную (неразъемную) деталь, выполняемую из подходящего твердого материала.

Посадочная часть 100 имеет отверстие или щель 103 для введения одного или нескольких крепежных элементов для надежного закрепления шипа 14 на подошве 18 велотуфли 12 обычным способом. Способы соединения шипа 14 с подошвой 18 относительно хорошо известны и поэтому это соединение в дальнейшем подробно описываться или иллюстрироваться не будет.

Первая или передняя стыковочная часть 102 имеет носовую часть 105 с первой изогнутой опорной поверхностью 106 и первой стыковочной поверхностью 107. Первая или передняя стыковочная часть 102 также имеет боковые части со вторыми стыковочными поверхностями 108. Первая стыковочная поверхность 107 обращена к подошве 18 туфли 12, в то время как вторые стыковочные поверхности 108 обращены приблизительно в противоположном направлении в сторону корпуса 22 педали. Первая стыковочная поверхность 107 расположена между верхней и нижней сторонами посадочной поверхности 100. Желательно, чтобы стыковочные поверхности 107 и 108 лежали приблизительно в одной плоскости.

Первая стыковочная часть 102 образует первый стыковочный элемент, который выступает от первого конца посадочной части 100. Носовая часть 105 первой стыковочной части 102 предназначена для зацепления с передней частью 60 удержания шипа зажима 24. На носовой части 105 также сформирована изогнутая опорная поверхность 106, расположенная приблизительно перпендикулярно стыковочным поверхностям 107 и 108. Желательно, чтобы первые стыковочные поверхности 107 и 108 имели в значительной мере ровную плоскую поверхность, предназначенную для сцепления с поверхностями 64 и 66 удержания шипа передней части 60 удержания шипа зажима 24, описанного выше. Передняя стыковочная поверхность 107 имеет в значительной мере ровную или плоскую поверхность, которая огибает изогнутую опорную поверхность 106. Передние стыковочные поверхности 108 образуют расщепленную стыковочную поверхность с двумя секциями. Передняя стыковочная поверхность 107 расположена между передними стыковочными поверхностями 108 и дальше от посадочной части 100, чем передние стыковочные поверхности 108.

Изогнутая опорная поверхность 106 предназначена для стыковки с изогнутой опорной поверхностью 68 первого зажима 24 с целью предотвращения дальнейшего перемещения шипа 14 относительно корпуса 22 педали. Изогнутые опорные поверхности 68 и 106 вместе формируют точку поворота для освобождения шипа 14 из корпуса 22 педали.

Вторая или задняя стыковочная часть 104 выступает от второго конца посадочной части 100 и ее носовая часть 109 с парой третьих стыковочных поверхностей 110 обращена приблизительно в том же направлении, что и первая стыковочная поверхность 107 первой стыковочной части 102. Задние стыковочные поверхности 110 задней стыковочной части 104 входят в зацепление с задней поверхностью 72 удержания шипа задней части 62 удержания шипа зажима 24 для крепления шипа 14 к корпусу 20 педали с помощью одного из зажимов 24. Задние стыковочные поверхности 110 в предпочтительном варианте осуществления изобретения должны быть в значительной мере ровными плоскими поверхностями.

Задняя посадочная часть 104 также имеет изогнутую или расположенную под углом наклонную поверхность 114, предназначенную для сцепления с задней частью 62 удержания шипа зажима 24 во время стыковки шипа 14 с корпусом 22 педали. В частности, наклонная поверхность 114 предназначена для отклонения зажима 24 назад из его нормального положения удержания шипа в положение освобождения шипа во время движения шипа 14 вниз по направлению к корпусу 22 педали.

Задняя посадочная часть 104 также имеет изогнутую опорную поверхность 115, взаимодействующую с изогнутой опорной поверхностью 73, для предотвращения смещения шипа 14 назад относительно корпуса 22 педали в состыкованном состоянии. Выступ 116 входит в зацепление с поверхностью 75 удержания шипа центрального фланца 70 над изогнутой опорной поверхностью 73, как это показано на фиг.6 и 23-26. Это зацепление выступа 116 и изогнутой поверхности 75 удержания шипа ограничивает перемещение шипа 14 вниз по отношению к корпусу 22 педали. Соответственно между трубчатой частью 36 корпуса 22 педали и нижней поверхностью шипа 14 образуется зазор.

Направляющие поверхности или боковые ребра 117, расположенные под углом вдоль стыковочных поверхностей 110, входят в зацепление с наклонными направляющими поверхностями 74 боковых фланцев 71 зажимов 24. В процессе поворота шипа 14 относительно педали 10 боковые ребра 117 шипа 14 двигаются вдоль одной из наклонных направляющих поверхностей 74, а выступ 116 двигается вдоль поверхности 75 удержания шипа, в результате чего зажим 24 поворачивается назад, преодолевая усилие, создаваемое возвращающим элементом 28.

В процессе стыковки шипа 14 с педалью 10 велосипеда велосипедист встает на корпус 22 педали, в результате чего зажимы 24 автоматически захватывают шип 14, прикрепленный к подошве 18 велотуфли 12. Регулировкой механизма 30 регулировки усилия можно изменить величину усилия, необходимого для освобождения шипа 14 туфли от педали 10 с автоматическим захватом.

В частности, для стыковки велотуфли с педалью 10 с автоматическим захватом посредством шипа 14 велосипедист перемещает туфлю 12 по наклонной вниз и вперед относительно корпуса 22 педали, так что передний конец или носовая часть 105 шипа 14 входит в зацепление с передней частью 60 удержания шипа одного из зажимов 24 корпуса 22 педали. Как только передний конец шипа 14 войдет в зацепление с передней частью 60 удержания шипа одного из зажимов 24, велосипедист вводит задний конец шипа 14 в контакт с задней частью 62 удержания шипа другого зажима 24 корпуса 22 педали. В результате скошенная поверхность 114 входит в контакт с наклонной поверхностью задней части 62 удержания шипа. В этом положении велосипедист надавливает туфлей 12 вниз на педаль 10, в результате чего задний зажим 24 сначала, преодолевая усилие возвращающего элемента 28, отклоняется назад в положение освобождения шипа. Затем задний конец шипа 14 встает напротив задней поверхности задней части 62 удержания шипа зажима 24. После этого задний зажим 24 возвращается на место под действием усилия, создаваемого возвращающим элементом 28, в результате чего задняя часть 62 удержания шипа зажима 24 захватывает задний конец шипа 14. Этим захватом фиксируется велотуфля на педали 10 с помощью шипа 14.

В положении захвата шипа передняя и задняя стыковочные части 102 и 104 шипа 14 фиксируются и удерживаются от вертикального перемещения. В частности, первая поверхность 64 удержания шипа соприкасается с первой передней стыковочной поверхностью 106, а вторая поверхность 66 удержания шипа соприкасается со второй передней стыковочной поверхностью 108. Задняя поверхность 72 удержания шипа зажима 24 соприкасается с задней стыковочной поверхностью 110 и выступом 116 шипа 14, обеспечивая прочное соединение задней стыковочной части 104 шипа 14 с корпусом 22 педали.

Для освобождения туфли 12 от педали 10 велосипедист обычно должен повернуть туфлю 12 вокруг оси, перпендикулярной или приблизительно перпендикулярной оси В педали 10. В результате этого вращательного движения задний зажим 24, преодолевая усилие, создаваемое пружиной 28, поворачивается в положение освобождения шипа, освобождая туфлю 12 из педали 10. Во время этого вращающего или скручивающего движения шипа 14 изогнутая поверхность 115 шипа 14 скользит вдоль изогнутой поверхности 73 центрального фланца 70. Соответственно в процессе этого скольжения задний стыковочный элемент 104 шипа 14 толкает задний зажим 24. Когда задний стыковочный элемент 104 шипа 14 достигает угла или конца изогнутой опорной поверхности 73 центрального фланца 70, обе стыковочные поверхности 110 шипа 14 полностью освобождаются от заднего зажима 24. В этот момент направляющие шип поверхности 74 боковых фланцев 71 толкаются вверх боковыми ребрами 117 шипа 14. Направляющие шип поверхности 74 зажима 24 захватывают боковые ребра 117 шипа 14 в самом конце скручивающего движения шипа 14, чтобы способствовать освобождению шипа 14 от педали 10. Поэтому велосипедист может без труда освободить ногу от педали 10. Направляющие шип поверхности 74 зажима 24 и боковые ребра 117 шипа 14 предназначены для того, чтобы поднимать шип 14 и зажим вверх так, чтобы велосипедист мог легко вынуть ногу.

Несмотря на то, что только один вариант осуществления изобретения был выбран для иллюстрации настоящего изобретения, из настоящего раскрытия изобретения специалисту должно быть очевидно, что могут быть сделаны различные изменения и модификации, не выходящие за рамки притязаний изобретения, как они определены в приложенной формуле изобретения. Более того, приведенное выше описание вариантов осуществления настоящего изобретения дано не в ограничительном смысле, а только в качестве иллюстрации изобретения, определяемого признаками прилагаемых пунктов формулы изобретения и их эквивалентами.

Изобретение относится к педалям велосипеда, оснащенным зажимом 24 крепления шипа туфли. Предпочтительно корпус 22 педали имеет два шарнирно прикрепленных к нему зажима 24. Каждый из зажимов 24 имеет переднюю часть 60 удержания шипа и заднюю часть 62 удержания шипа. Передняя часть 60 удерживает шип на педали, а задняя часть 62 имеет возможность поворота назад при вращении шипа относительно педали. Задняя часть 62 имеет центральную часть 70 и две боковые части 71, которые имеют направляющие шип вверх поверхности 74. Предлагаемое техническое решение направлено на обеспечение легкости отделения шипа от педали. 21 з.п. ф-лы, 28 ил.

1. Узел педали велосипеда для крепления к ней туфли (12) посредством шипа (14), отличающийся тем, что он содержит валик (20) педали, снабженный первым концом (33) крепления к шатуну (16) велосипеда и вторым концом, корпус (22) педали, установленный с возможностью вращения на упомянутом втором конце упомянутого валика (20) педали и снабженный первым концом и вторым концом с расположенной между ними продольной осью, первый зажим (24), установленный шарнирно закрепленным на упомянутом первом конце упомянутого корпуса (22) педали и снабженный центральной частью (70) с первой поверхностью (72) удержания шипа, расположенной обращенной в первом направлении, и первым элементом (74) направления шипа вверх при скручивающем перемещении шипа (14) относительно педали (10), расположенным поперек упомянутой центральной части (70), и второй зажим (24), установленный закрепленным на упомянутом втором конце упомянутого корпуса (22) педали и снабженный второй поверхностью (64) удержания шипа, расположенной обращенной в упомянутом первом направлении.2. Узел по п.1, отличающийся тем, что упомянутый второй зажим (24) дополнительно содержит третью поверхность (66) удержания шипа, расположенную обращенной во втором направлении, в основном противоположном упомянутому первому направлению.3. Узел по п.1, отличающийся тем, что упомянутый первый зажим (24) дополнительно содержит первую поперечно расположенную боковую часть (71), на которой расположен упомянутый первый элемент (74) направления шипа.4. Узел по п.3, отличающийся тем, что, по крайней мере, часть упомянутого первого элемента (74) направления шипа вверх при скручивающем перемещении шипа (14) относительно педали (10) расположена ближе к центральной плоскости упомянутого корпуса (22) педали, чем упомянутая первая поверхность (72) удержания шипа.5. Узел по п.3, отличающийся тем, что упомянутый первый зажим (24) дополнительно содержит вторую поперечно расположенную боковую часть (71), на которой расположен упомянутый второй элемент (74) направления шипа.6. Узел по п.5, отличающийся тем, что, по крайней мере, часть каждого из упомянутых первого и второго элементов (74) направления шипа вверх при скручивающем перемещении шипа (14) относительно педали (10) расположена ближе к центральной плоскости упомянутого корпуса (22) педали, чем упомянутая первая поверхность (72) удержания шипа.7. Узел по п.5, отличающийся тем, что упомянутый первый и второй элементы (74) направления шипа расположены в плоскостях, которые в основном перпендикулярны плоскости, определяющей упомянутую первую поверхность (72) удержания шипа.8. Узел по п.1, отличающийся тем, что упомянутая центральная часть (70) упомянутого первого зажима (24) имеет первую изогнутую опорную поверхность (73), расположенную в основном перпендикулярно упомянутой первой поверхности (72) удержания шипа.9. Узел по п.8, отличающийся тем, что упомянутая центральная часть (70) упомянутого первого зажима (24) имеет четвертую поверхность (75) удержания шипа, расположенную смежно с упомянутой первой изогнутой опорной поверхностью (73).10. Узел по п.8, отличающийся тем, что упомянутый второй зажим (24) имеет вторую изогнутую опорную поверхность (68), расположенную в основном перпендикулярно упомянутым второй и третьей поверхностям (64, 66) удержания шипа.11. Узел по п.10, отличающийся тем, что упомянутые вторая и третья поверхности (64, 66) удержания шипа расположены в основном в одной плоскости.12. Узел по п.11, отличающийся тем, что упомянутая третья поверхность (66) удержания шипа имеет две разнесенных секции (69), причем упомянутая вторая поверхность (64) удержания шипа расположена между двумя упомянутыми разнесенными секциями (69).13. Узел по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит первый возвращающий элемент (28), установленный между упомянутым корпусом (22) педали и упомянутым первым зажимом (24).14. Узел по п.13, отличающийся тем, что упомянутый первый возвращающий элемент (28) содержит, по крайней мере, одну торсионную пружину, расположенную на первом шарнирном пальце (26).15. Узел по п.13, отличающийся тем, что упомянутый первый зажим (24) содержит первый механизм (30) регулировки усилия, имеющий сцепление с упомянутым первым возвращающим элементом (28).16. Узел по п.13, отличающийся тем, что он дополнительно содержит первый регулировочный элемент (31), установленный в упомянутом корпусе (22) педали с возможностью перемещения между первым положением, удаленным от упомянутого первого зажима (24), и вторым положением контакта с упомянутым первым зажимом (24) с поворотом упомянутого первого зажима (24) и приложения усилия к упомянутому первому возвращающему элементу (28).17. Узел по п.1, отличающийся тем, что упомянутый корпус (22) педали имеет трубчатую часть (36) и две боковых секции (38), соединенные с противоположных концов с упомянутой трубчатой частью (36), при этом упомянутый валик (20) педали расположен проходящим через названную трубчатую часть (36).18. Узел по п.17, отличающийся тем, что упомянутый первый зажим (24) шарнирно закреплен между первыми концами упомянутых боковых секций (38).19. Узел по п.13, отличающийся тем, что упомянутый второй зажим (24) шарнирно соединен с упомянутым корпусом (22) педали, причем второй возвращающий элемент (28) установлен между упомянутым корпусом (22) педали и упомянутым вторым зажимом (24).20. Узел по п.19, отличающийся тем, что он дополнительно содержит первый регулировочный элемент (31), установленный в упомянутом корпусе (22) педали с возможностью перемещения между первым положением, удаленным от упомянутого первого зажима (24), и вторым положением контакта с упомянутым первым зажимом (24) с поворотом упомянутого первого зажима (24) и приложения усилия к упомянутому первому возвращающему элементу (28), и второй регулировочный элемент (31), установленный в упомянутом корпусе (22) педали с возможностью перемещения между первым положением, удаленным от упомянутого второго зажима (24), и вторым положением контакта с упомянутым вторым зажимом (24) с поворотом упомянутого второго зажима (24) и приложения усилия к упомянутому второму возвращающему элементу (28).21. Узел по п.1, отличающийся тем, что упомянутые первый и второй зажимы (24) в основном одинаковы.22. Узел педали по п.1, отличающийся тем, что упомянутый элемент (74) направления шипа имеет поверхность, расположенную под углом относительно упомянутой центральной части (70).