自行车脚蹬与自行车骑手运动鞋之间的磁性力矩连接

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。

附图说明

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。