(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記ラッチ部材(190)は、前記クリート(220)の前記後フック(232)のそれぞれの溝(236)に係合するのに適した傾斜プロファイルを有する外面(191)を備える、請求項1に記載のペダル。
前記クリート(220)の前記後フック(232)は、前記クリート(220)が前記ペダル本体(130)内に係合されるときに前記ラッチ部材(190)が係合される溝(236)を備える、請求項6に記載のペダルアセンブリ。
前記後部(124)は、第1の斜面(135)を規定する後エッジ(154)を備え、前記後エッジ(154)は、第2の斜面(138)を規定する後歯部(146)を備える、請求項8に記載のペダルアセンブリ。
前記溝(236)は、前記ペダル本体(130)内への前記クリート(220)の係合中に前記第2の斜面(138)と協働するのに適した第3の斜面(139)を規定する、請求項9に記載のペダルアセンブリ。
前記突出部(238)は、前記ペダル本体(130)内への前記クリート(220)の係合中に前記第1の斜面(135)と協働するのに適した第4の斜面(148)のそれぞれを規定する、請求項10に記載のペダルアセンブリ。
【背景技術】
【0002】
自動自転車ペダルは、従来、靴のソールに取り付けられるクリートを保持するために使用される取り付け手段を有する、前および後に提供されるペダル本体を備える。
【0003】
そのようなペダルは、元々相対的に多くの部品パーツを有した。
このため、米国特許第6,564,676号に示されるように、ペダル本体に加えて、それらは、ペダルクランク上に取り付けるために、スピンドル、リング、回転ベアリング等を備え、そのペダル本体上でそれが回転するように取り付けられるカートリッジスピンドルアセンブリと、ピボット軸の周りで本体に関節式につながれた後レバーと、レバーをプリロードするための弾性システムとを備えるだろう。
【0004】
たとえば弾性システムは、金属またはエラストマばね、曲げや座屈等に作用するブレード等から生産される。
【0005】
後関節式レバーによって、その構造的な複雑性によって、引き起こされる1つの問題は、乗り手がペダルストローク中に後側に引くときに、後関節式レバーばねが開き、ペダリングが不十分になるほどに、そしてクリート/ペダルが消耗するほどにクリートを背側に摺動させることである。
【0006】
極端な場合、またはペダル力が低すぎるように調整されるとき、クリートは前部との係合を解除する背側に十分に遠くに摺動することができ、乗り手の足が突然ペダルから抜け出す。
【0007】
いくつかの既知のペダル本体は、たとえば、米国特許出願第2012/0067165号、米国特許第5,381,708号、および米国特許5,105,683号に開示されるように、可撓性の後レバーを、ばねが搭載されたピボット軸の周りに回転式につながる後レバーの代わりに有する。
【0008】
これらのペダルは、部品の数および重さを減らすが、クリートのリリースを調整するための手段を提供せず、後を下に吊るす重みが付勢されず、ペダル自体を第1に再度位置決めすることなく係合を不可能とする位置にペダルが何回か配向されることがあり得るために、係合をより難しくする。
【0009】
既存の自動ペダルの大多数が、係合し、リリースのためにねじるためにステップインおよびダウンモーションを要し、これはとても一般的であるので、多くの乗り手がこの動作に慣れている。
【0010】
さらに、異なる乗り手は、異なる量のリリース力を好む。
現在、リリース調整を有する既存のペダルでは、リリース力が増加され、クリート係合の力はまた増加される。
【0011】
乗り手がクリート力をより高く調整するとき、それは通常、彼らは不測のリリースを防ぎたく、彼らが回転フロートを極めて自明に制限したく、加えて、彼らがリリースを始めるときを彼らは非常に意識したいためである。
【0012】
しかし、同じ乗り手は、より難しい入力を望まない。
既存のペダルでは、後取り付け手段を有するが、クリートは、ペダル本体の前に踏み込んだ後、下に踏み込んで、後取り付け手段を後ろに移動させることにより係合される。
【0013】
クリートの前向きの移動は、直接係合を補助せず、その代わりに下向き移動が実際には係合を引き起こす。
【0014】
「回転フロート」という表現は、クリートと本体との間の係合を維持した状態での回転移動を意味する。
【0015】
回転フロートは、典型的に、度で測定され、自動ペダルでは、0の小さい値から異なることができ、また最大30度で「固定され」るが、5〜10度が最も典型的である。
【0016】
回転フロートは、異なるクリートを使用することによってか、クリート内の予測されたメカニズムを調整することによって通常調整されることができる。
【発明を実施するための形態】
【0031】
発明の実施形態
図1の図示の概略図を参照して、本発明に係る自動自転車ペダルは、全体として10と示される。
【0032】
以下の実施形態では、特定の実施形態に関連して与えられる個々の特性は、実際には他の実施形態に存在する他の異なる特性と相互変換されてもよい。
【0033】
本発明に係る自動ペダルは、自転車のいずれの種に容易に搭載されることができ、望ましくは、しかし非限定的に、本発明に係るペダルは、ロード自転車等に搭載される。
【0034】
ペダル10は、ペダル本体130を備える。
ペダル本体130は、スピンドル20に回転連結され、スピンドル20は、ペダルクランクに結合されるのに適している。
【0035】
示されるスピンドル20の形状は、ストレスライザーを最小化するために滑らかであり、長さの大部分にわたってテーパ状である。
【0036】
スピンドル20は、チタン、または他の適した材料で作られることができる。
ペダル本体130は、用途のためのいずれかの適した材料で作られることができる。
【0037】
たとえばそれは、ポリマー性材料で作られることができる。
1つの望ましい材料は、炭素強化されたポリマーであり得る。
【0038】
ペダル本体130は、前後方向Aを有するか規定する。
ペダル本体130は、前部122および後部124を備える。
【0039】
ペダル本体130は、中央部分126をさらに備える。
中央部分126は、クリート220に接触するのに適した上部表面142を規定する。
【0040】
ペダル本体130の後部124は、突起128を備える。
突起128は、ペダル本体130の前後方向Aに実質的に垂直である。
【0041】
スピンドル20は、クランクアームへの接続のためのねじ付き先端部24を備える。
スピンドル20は、カートリッジアセンブリ200を用いてペダル本体130に接続される。
【0042】
カートリッジアセンブリは、
図8、9に詳細に示される。
カートリッジアセンブリ200は、ペダル本体130の中央部分126内に設けられる円筒状のシート202の内側に収容される。
【0043】
円筒状のシート202は、ねじ付き端部136を備える。
カートリッジアセンブリ200は、カートリッジ本体40を備える。
【0044】
カートリッジ本体40は、実質的に管状形状を有し、それは第1の端部41および第2の端部43を備える。
【0045】
カートリッジ本体40は、アルミニウム、またはいずれか他の適した材料で作られることができる。
【0046】
第1の端部41は、スプライン46を備え、第1の端部41と第2の端部43との間にねじ山部分42を見越む。
【0047】
ねじ山部分42は、カートリッジ本体40をペダル本体130の中央部分126に安全に接続するために、円筒状のシート202のねじ付き端部136内にねじ込まれる。
【0048】
スプライン46は、カートリッジ本体40がペダル本体130内に容易にねじ込まれることを可能とする。
【0049】
カートリッジアセンブリ200は、スピンドル20をカートリッジ本体40の第1の端部によって回転的に支持する針の種類の第1のベアリング70を備える。
【0050】
針ベアリング70は、強度および耐久性のために望ましく、針ベアリング70は、ブッシングによって置き換えられ得る。
【0051】
シール60は、針ベアリング70上に当接し、カートリッジ本体40開口部を閉じ、汚染がカートリッジ本体40自体に入るのを防ぐ。
【0052】
スピンドル20は、カートリッジ本体40の第2の端部によってと、第2のベアリング90によってと、第3のベアリング100によって回転的に支持される。
【0053】
2つのベアリング90、100は、強度および耐久性のために望ましいが、それらは単一のベアリングまたはブッシングによって置き換えられ得る。
【0054】
ベアリング90、100は、スピンドル20内に見越される当接部92に配置され、それらはスピンドル20のねじ付き端部上にねじ込まれるナット110によって保持される。
【0055】
円筒状のシート202へとOリングシール120は収容され、その上にカートリッジ本体40の第2の端部43が当接する。
【0056】
カートリッジ本体40の内面45は、リップ44を備える。
複数のスペーサ80は、リップ44および第2のベアリング90の間と、第3のベアリング100およびOリングシール120の間とに挟まれる。
【0057】
図示された本発明の実施形態では、スペーサ80は、5つでありスペーサ80の数は特定の必要条件を満たすために任意である。
【0058】
スペーサ80は、アルミニウム、またはいずれか他の適した材料で作られることができる。
【0059】
スペーサ80は、いわゆるペダル10の「Qファクタ」、すなわち乗り手の足の中心間距離、またはより具体的にはクリートの中心線から自転車クランクアームへの距離を変形するために再配置されることができる。スペーサ80の厚さは任意であり、たとえば1mmまたは2mmであることができる。
【0060】
たとえば、ペダル10の3つの異なるQファクタに対応するカートリッジアセンブリ200の3つの可能な構成は、それぞれ
図5、6、7に示される。
【0061】
図5では、あるQファクタ値に対応する第1の構成が示され、3つのスペーサ80は、スピンドル20に沿って、リップ44と第1のベアリング90との間に配置され、同時に2つのスペーサ80は、第2のベアリング100とOリングシール120との間に配置される。
【0062】
図6では、ペダル10の最小Qファクタ値に対応する構成が示される。
この構成では、すべてのスペーサ80は、スピンドル20に沿って、リップ44と第1のベアリング90との間に配置される。
【0063】
図7では、ペダル10の最大Qファクタ値に対応する構成が示される。
この構成では、すべてのスペーサ80は、スピンドル20に沿って、第2のベアリング100とOリングシール120との間に配置される。
【0064】
多くの他の中間構成は、ベアリング90、100を除去し所望のQファクタに係るスペーサ80を再配置するために、単にカートリッジ本体40を円筒状のシート202から、ナット110をスピンドル20のねじ付き端部から除去することによって達成されることができる。
【0065】
スピンドルカートリッジアセンブリ200は、Qファクタを変えることを便利にするために望ましいが、スピンドル20、ベアリング70、90、100、スペーサ80およびナット110を直接ペダル本体130の円筒状のシート202に組み立てることを可能とするだろう。
【0066】
ペダル本体130の前部122および後部124は、クリート220によって係合可能である。
【0067】
クリート220は、乗り手の靴のソールに接続可能である。
クリート220は、
図13、14に詳細に示され、本発明またそのようなクリート220に関する。
【0068】
クリート220は、乗り手のソール(図示されない)への接続のための、
図14に見られる上部領域210と、ペダル本体130の上部表面142上に当接するのに適した下方面216を有する
図13に見られる低部領域215とを備える。
【0069】
ソールへの接続は、標準であり調整可能であるが、たとえば15、16のワッシャ250を通過するスクリュー240によって達成される。
【0070】
クリート220は、前フック233および後フック232を備える。
本発明の態様によれば、ペダル本体130の前部122は、クリート220の前フック233のための可撓性の係合手段132、134を備える。
【0071】
さらに詳細に、可撓性の係合手段132、134は、第1の可撓性の脚部132を備える。
【0072】
可撓性の係合手段132、134は、第2の可撓性の脚部134をさらに備える。
第1の可撓性の脚部132および第2の可撓性の脚部134は、ギャップ152によって分離される。
【0073】
ギャップ152は、望ましくは、しかし非限定的にペダル本体130の前後方向Aに沿って配置される。
【0074】
いずれにせよ、ギャップ152は、本発明の特定の実施形態に係る異なる方向に沿って配置されうる。
【0075】
本発明の他の実施形態では、図示されないが、可撓性の係合手段132、134は、クリート220の前フック233を包む単一の脚部を備えることができる。
【0076】
他の実施形態では、可撓性の係合手段132、134は1つまたは複数のヒンジさればねが搭載された脚部を、可撓性の脚部の代わりに備えることができる。
【0077】
ギャップ152の幅は、クリート220の前フックの安全な係合と、後の迅速かつ容易な係合解除を保証するために任意の適切なものとすることができる。
【0078】
ギャップ152のそのような幅は、特定の使用者の必要条件に従って、ペダル本体130内のクリート220の異なる係合力を達成するために変形され得る。
【0079】
第1の可撓性の脚部132および第2の可撓性の脚部134は両方、実質的にアーク形にされ、本発明の他の実施形態では、それらの形状は特定の必要条件のために任意の適したものであり得る。
【0080】
第1の可撓性の脚部132および第2の可撓性の脚部134は、幅よりも背丈の高い断面を有する。
【0081】
この特徴のおかげで、脚部132、134は、クリート220を受けるために容易に前方外側へ曲げられうる。
【0082】
さらに、脚部132、134は、クリート220とペダル本体130との間に固い接続を作成するために上向きに堅い。
【0083】
脚部132、134は、少なくともギャップ152の周りの領域で、実質的にL形にされる断面を有する。
【0084】
したがって、脚部132、134の各々は、内部エッジ133を規定する。
可撓性の係合手段132、134がペダル本体130の前部122内にあることの利点は、クリート220が前方に直接摺動し、徐々に係合手段132、134が離れて曲がるよう寄与し、ペダル10を後係合手段と係合することを簡単にすることである。
【0085】
別個のばねおよび/またはピボットピンは、既知の種の自動ペダルを特徴付け、このため除去され、より軽く、簡易でより安価な自動ペダルを可能とする。
【0086】
加えて、この特徴のおかげでペダル10は、係合されないときに下方に垂れ下がるための後重さ付勢を有する。
【0087】
別の発明の態様によれば、ペダル本体130の後部124は、ラッチ部材190を備える。
【0088】
ラッチ部材190は、特に、
図10、11、12に示される。
ラッチ部材190は、前後方向Aに沿って後部124の突起128内に提供されるそれぞれのシート194内で、選択的に摺動可能である。
【0089】
より詳細には、ラッチ部材190は、外面191を備える。
ラッチ部材190の外面191は、傾斜プロファイルを有する。
【0090】
さらに発明の態様によれば、ラッチ部材190は、スクリュー調整手段192を備える。
【0091】
スクリュー調整手段192は、ラッチ部材190内に係合されるスクリュー170を備える。
【0092】
スクリュー170は、シート194内にリング160によって保持される。
リング160は、ペダル本体130の後部124と一体であるナット161上にねじ込まれる。
【0093】
さらに、スクリュー調整手段192は、ばね180を備える。
ばね180は、スクリュー170をリング160に対して保持する。
【0094】
スクリュー170とリング160との間の接触環状表面は、定期的な位置でスクリュー170を割り出すために使用される戻り止め手段を設けられてもよい。
【0095】
後部124の突起128は、後エッジ154を備える。
後エッジ154は、第1の斜面135を規定する。
【0096】
後エッジ154は、後歯部146をさらに備える。
後歯部146は、第2の斜面138を規定する。
【0097】
第1の斜面135および第2の斜面138は、同じ傾斜を有するが、本発明のある実施形態では、それらは異なる傾斜を有してもよい。
【0098】
クリート220の後フック232は、溝236を備える。
さらに詳細に、後フック232は、溝236が規定される2つの突出部238を備える。
【0099】
溝236は、第3の斜面139を規定する。
突出部238は、実質的にクリート220の下方面216に平行なそれぞれの係合表面237を規定する。
【0100】
突出部238は、第4の斜面148のそれぞれ、横方向の斜面226、227のそれぞれを規定する。
【0101】
クリート220の前フック233は、前エッジ234を備える。
図17、18を参照して、ペダル本体130内へのクリート220の係合中に、クリート220の前エッジ234は、第1のおよび第2の脚部132、134の内部エッジ133の下に係合される。
【0102】
同時に、突出部138の第4の斜面148は、後エッジ154の第1の斜面135と接触し、第2の斜面138は、第3の斜面139と接触する。
【0103】
特に、第2の斜面138と第3の斜面139との間の接触は、クリート220を係合中に正しい配向にガイドすることを助ける。
【0104】
ペダル本体130内へのクリート220の係合を達成するためにユーザが足を下に押すと、斜面148、135と138、139との間の接触は、クリート220自体を前向きに移動することをもたらす。
【0105】
それにより、脚部132、134は外側へ曲がり、ギャップ152の幅を一時的に増加させる。
【0106】
クリート220はそのため、突出部238の係合表面237が後部124の後エッジ154の下方面と接触する可聴のクリック音とともに
図15、16に示される係合位置に達する。
【0107】
この状態では、ラッチ部材190は、溝236内に係合される。
図19に示されるように、ある回転クリートフロートは、ラッチ部材190の外面191と突出部238の横方向の斜面226、227との間に存在するギャップによって保障される。
【0108】
クリートフロートは、そのため使用者の特定の必要条件に従って、外面191および/または横方向の斜面226、227を変更することによって変えられることができる。
【0109】
ペダル本体130内へのクリート220の係合力は、使用される本体材料、脚部132、134の寸法、クリート220の寸法に応じて異なるだろう。
【0110】
また、回転フロートは、乗り手が使用するクリートに応じて異ならせることができ、非フロートから最大30度のフロートの範囲とされ得る。
【0111】
クリート220のペダル本体130からの係合解除は、
図20、21に示される。
クリート220をそのフロートを超えて回すことにより、ラッチ部材190は、クリート220自体を前向きに移動させる。
【0112】
これは、脚部132、134が外側へ曲がることを引き起こし、クリート220の突出部238の1つがラッチ部材190を超えて移動し、そのため
図23に示された状態とすることを可能とする。
【0113】
乗り手によって印加されなければならないリリース力は、調整手段192によって正確に調整されることができる。
【0114】
ゼロリリース力の状態は
図10に示される。
この状態では、ラッチ部材190は、シート194の内側に十分に引込められ、クリート220の回転に抵抗を提供しない。
【0115】
特に、クリート220の突出部238の移動の妨害を提供しない。
この状態は、弱い膝または他の物理的問題または彼らが極めて低いリリース力を望む理由を有する乗り手に役立ち得る。
【0116】
図11では中間状態が示され、あるリリース力は、クリート220をペダル本体130からの係合を解除するために必須である。
【0117】
ラッチ部材190は、部分的にシート194から出ており、クリート220のペダル本体130からのリリース中に、それは突出部238の1つによって追い越されなければならない。
【0118】
図12では終了状態が示されており、ラッチ部材190は、シート194に対して十分に外側に調整され、最大リリース力はそしてクリート220をペダル本体130からの係合を解除するために必須とされる。
【0119】
図22では、急な自転車のターン中に起こり得る最大傾斜角度の状態にあるペダル10の背面図が示される。
【0120】
本発明に係るペダル10のQファクタが調整されることができても、ペダルの傾斜角度は既存のペダルと比較して大きく、ペダルが道路に接触することなく、乗り手はより急な方向にペダルを踏み出すことができる。
【0121】
大きな量の接触をクリート220とペダル10との間に提供される本発明に係るペダルの構成は、固体接続を乗り手の靴とペダル10との間に提供する。
【0122】
望ましい材料がさまざまな部品に対して選ばれるおかげで、ペダル10は非常に軽く、同時に堅固で信頼性が高い。
【0123】
ペダル本体130の上部表面142は、本体130の一体部として作られることができるが、たとえばステンレス鋼製の、薄いプレートが改善された摩耗またはフロート感触を提供するために搭載されることができる。
【0124】
本発明の代替的な実施形態は、
図24に示される。
特に、本発明のこの実施形態ではクリート220は、2つの部270、280を備える。
【0125】
さらに詳細に、クリート220は、クリート本体270および別の後係合手段280を備える。
【0126】
クリート本体270は、後係合手段280が取り外し可能に係合されるT形シート272を備える。
【0127】
後係合手段280は、T形シート272内に係合可能なT形突起274を備える。
この解決策は、ユーザがクリートの回転フロートおよび/またはリリース力を、後係合手段280を異なる幾何学的特徴を有する他のものと置き換えることによって、変更することを可能とする。
【0128】
たとえば示された実施形態では、突出部238が互いにより近く、そのため溝236がより狭いので、クリート220は、以前の実施形態に対してより少ない回転フロートを有する。
【0129】
本発明を好ましい実施形態に従って説明したが、添付の特許請求の範囲によって提供される保護の範囲から逸脱することなく、均等の変形を考案することができる。