ШИП КРЕПЛЕНИЯ ОБУВИ НА ПЕДАЛИ ВЕЛОСИПЕДА И СТРЕП ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ОБУВИ И/ИЛИ ШИПА К ВЕЛОСИПЕДНОЙ ПЕДАЛИ
SHOE MOUNTING SPIKE ON A BICYCLE PEDAL AND A STRAP FOR ATTACHING SHOES AND/OR A SPIKE TO A BICYCLE PEDAL

Изобретение относится к устройству крепления обуви на педали велосипеда или аналогичного механизма, которое имеет вращающийся вокруг оси корпус педали с перпендикулярными оси продольными элементами.
Известно устройство по патенту США №4538480, в котором обувь велосипедиста сформирована с парой выступов, которые соединяются с приемниками, сформированными на педали велосипеда. Башмак соединяется с педалью и отсоединяется от нее простым движением на боку, при этом соединение выполнено с возможностью удержания башмака во взаимодействии с педалью при приложении усилия педалирования. В альтернативной конструкции охватываемые соединительные выступы выполнены на педали, а охватывающие приемники - на колодке.
К недостаткам данного устройства следует отнести сложность конструкции и необходимость использования конкретной педали.
Кроме того, данное устройство трудно использовать поскольку необходимо соответствие выступов на обуви велосипедиста с приемниками на педали велосипеда. Детали эти достаточно мелкие, поэтому требуется определенная сноровка для осуществления зацепления. При этом педаль должна быть в положении, когда приемники расположены сверху. Если педаль провернется, то осуществить зацепление будет невозможно.
Наиболее близким к предлагаемому является устройство крепления обуви на педали велосипеда или аналогичного механизма (патент РФ №2029702, МПК В62М 3/08, опубл. 27.02.1995), включающее наклонную стенку задней кромки, образованнную гранью, которая образует с соседним участком задней кромки двугранный угол i с выпуклостью, направленной наружу. Угол i меньше максимального угла скручивания, для которого устройство еще оказывает упругое возвратное усилие на прокладку. Средство фронтального упора и средство удержания по высоте образованы одним и тем же органом переднего зацепления, который располагается впереди оси, закреплен относительно педали и имеет практически прямую, параллельную оси кромку зацепления и фронтального упора, причем центр поворота при повороте ноги является точкой, расположенной напротив переднего органа зацепления.
Наиболее близким к предлагаемому являются стрепы для педалей Wellgo W-8 на липучке под педали-платформы (https://www.birota.ru/shop/aksessuary/_wellgo_w_8_/?offer=57544&utm_term=57544&utm_campaign=foldings45&utm_source=yamarket&utm_medium=cpc&ymclid=16370427073417413342300005). Своеобразная бюджетная альтернатива контактным педалям. Данные стрепы выполнены на основе нейлоновой корсажной ленты, выдерживающей серьезные нагрузки, фиксация на липучке.
К недостаткам данного устройства следует отнести сложность его крепления на обуви. Как правило, после крепления на педали велосипеда устанавливают внутренний размер каждого стрела максимально близким к размеру обуви. При этом не обеспечивается надежное крепление обуви, поскольку нога должна входить в уже зафиксированный внутренний размер стрепа. Высвобождение обуви также может оказаться затруднительным, поскольку при достаточно большом внутреннем размере стрепа может произойти самопроизвольное высвобождение ноги во время езды, а при маленьком внутренним размере стрепа, наоборот, будет сложно быстро высвободить ногу.
Задача (технический результат) предлагаемого изобретения заключается в создании устройства, обеспечивающего надежное сцепление обуви с педалью и простоту освобождения обуви от педали велосипеда.
Поставленная задача решается тем, что шип крепления обуви на педали велосипеда выполнен в виде удлиненного основания со сплошным центральным открытым каналом (сечение удлиненного основания П-образной формы), ширина которого соответствует размеру поперечного сечения осевого элемента педали, на переднем торце удлиненного основания выполнены выступы, величина которых соответствует размеру поперечного сечения элемента педали, перпендикулярного осевому элементу педали.
Такая конструкция позволяет надежно закрепить обувь на педали велосипеда за счет того, что центральный открытый канал удлиненного основания охватывает ось педали, а выступы на переднем торце (на свободных концах вертикальных элементов П-образного основания) охватывают элементы педали, перпендикулярные ее осевому элементу.
Поскольку большинство педалей имеют ось и перпендикулярные оси элементы, данное устройство может быть использовано на многих конструкциях педалей. Важно только чтобы между осью педали и перпендикулярными оси элементами имелось свободное пространство, достаточное для вхождения заявляемого устройства в зацепление с перпендикулярным оси элементом, а затем для опирания дна сквозного паза на ось педали.
Выступ целесообразно выполнить скругленным для облегчения выхода из зацепления при необходимости освобождения обуви от педали.
Для лучшего зацепления на верхней части выступа целесообразно выполнить небольшую выемку для более плотного охватывания перпендикулярного оси педали элемента.
Расстояние между выступом и дном сквозного паза должно быть таким, чтобы после зацепления выступа с перпендикулярным оси элементом дно сквозного паза плотно опиралось на ось педали. Как правило, это обеспечивается в том случае, когда расстояние между верхней частью выступа и верхней стенкой (дном) центрального открытого канала равно расстоянию от верхнего края оси педали до нижнего края перпендикулярного оси элемента.
Возможно также выполнение накладок, позволяющих регулировать глубину выступа, а также увеличить срок службы устройства.
Износ нижней поверхности устройства не влияет на работоспособность устройства. Поэтому при необходимости в обуви с прикрепленным устройством можно какое-то время ходить по поверхности после того, как велосипедист сошел с велосипеда.
Для расширения диапазона используемых педалей целесообразно на противоположных вертикальных стенках центрального открытого канала установить колодки с прокладками, с помощью которых регулируется ширина канала.
Для более комфортного использования предлагаемого устройства целесообразно выполнить заднюю часть вертикальных стенок основания, противоположную выступам на переднем торце, со скругленным скосом. При этом радиус скругления обеспечит беспрепятственное вхождение устройства в педаль. В этом случае длину основания, а, следовательно, и площадку под обувью можно сделать больше, а скос позволит разместить ногу на педали так, чтобы устройство не взаимодействовало с другими деталями педали. Такая конструкция обеспечит беспрепятственное вхождение и выхождение устройства из зацепления с педалью за счет снижения силы сопротивления.
Для более комфортного использования предлагаемого устройства целесообразно верхнюю часть основания выполнить с уширением, а боковые стенки основания со скосом от верхнего края к нижнему. В этом случае увеличивается ширина основания, а скос на боковых стенках позволит обеспечить охват оси педали даже в том случае, если педаль выполнена с дополнительными элементами, установленными параллельно оси.
Для уменьшения массы устройства и более легкого вхождения сквозного паза в зацепление с осью педали на противолежащих внутренних вертикальных стенках сквозного паза со стороны открытой части паза целесообразно выполнить фаски, которые обеспечат расширение начала сквозного канала и, тем самым, облегчат захождение паза на ось педали, упрощая использование заявляемого устройства. Особенно это актуально в случае изготовления объемного шипа, например, из карбона.
В объемном карбоновом шипе целесообразно выполнить в дне центрального сквозного канала, по меньшей мере, один вертикальный паз, ответный выступам на педали велосипеда. В этом случае используют специальные педали с выступами. На других педалях вертикальный паз работать не будет.
Предлагаемый шип может быть выполнен монолитно с обувью или закреплен непосредственно на обуви специальными крепежными элементами или посредством заявляемого стрепа.
Предлагаемый стреп включает зажимной элемент в форме удлиненного элемента со сквозным удлиненным центральным отверстием и рычагом, а удерживающий элемент выполнен в виде кольцевого ремня, при этом длина и ширина отверстия в удлиненном элементе соразмерны соответственно ширине и толщине кольцевого ремня, а рычаг установлен на одном из торцов удлиненного элемента перпендикулярно удлиненному элементу.
Кольцевой ремень целесообразно выполнить длиной, составляющей величину:
L=K*(3В+2С)+O,
где L - длина кольцевого ремня;
K - коэффициент зажатия;
В - ширина зажимного элемента;
С - толщина кольцевого ремня;
О - обхват обуви;
Длина отверстия в удлиненном элементе соразмерна ширине ремня, а ширина составляет 2÷6 толщины ремня. Рычаг зажимного элемента целесообразно выполнить перпендикулярно удлиненному элементу в передней плоскости и под углом 30-50 градусов в боковой плоскости. Оптимальная длина рычага составляет 30-50 мм.
За счет наклона в боковой плоскости рычаг после плотного охвата кольцевым ремнем ноги велосипедиста сильнее упирается в обувь, что препятствует расслаблению петли, образованной закрученным вокруг ноги велосипедиста кольцевым ремнем. Такая конструкция обеспечивает надежное крепление обуви к педали велосипеда и ее легкое высвобождение при необходимости.
Стреп может использоваться для крепления обуви непосредственно к педали или для крепления к обуви заявляемого шипа.
Изобретение поясняется фигурами, где на фиг.1 показана ось педали и перпендикулярные оси элементы. На фиг 2 - заявляемый шип в объемном исполнении, вид спереди; на фиг.3 - заявляемый шип, вид сбоку; на фиг.4 - заявляемый шип, закрепленный на пластине с устройством для крепления обуви к велосипедной педали, вид сбоку; на фиг.5 - то же, вид снизу; на фиг.6 -заявляемый шип с вертикальным пазом, ответным выступу на педали, вид сбоку; на фиг.7 - то же, вид спереди; на фиг.8 - то же вид снизу; на фиг.9 - то же, что на фиг.7, совместно с педалью; фиг.10 - заявляемый шип, изготовленный монолитно с подошвой обуви, вид сбоку; на фиг.11 - то же, вид снизу; на фиг.12 - ось педали с выступами под продольные пазы в шипе, вид сбоку; на фиг.13 - ось педали с выступом под вертикальный паз в шипе, вид с торца оси; на фиг.14 - заявляемый шип с металлическими защитными накладками, переходящими в выступы, вид сбоку; на фиг.15 - зажимной элемент устройства для крепления обуви к велосипедной педали, вид сбоку; на фиг.16 - то же, вид спереди; на фиг 17 - то же с изменяющейся шириной, вид сбоку; на фиг.18 - фотография элемент устройства для крепления обуви к велосипедной педали, для левой ноги; на фиг.19 - то же для правой ноги; на фиг.20 - фотография заявляемого шипа, закрепленного на пластине с устройством для крепления обуви к велосипедной педали, для левой и правой ноги, вид снизу; на фиг.21 - то же, вид спереди; на фиг.22 - то же, вид сверху; на фиг.23, 24 - то же, вид сбоку; на фиг.25 - то же, вид снизу; на фиг.26, 27 - фотография установленного на педали заявляемого устройства для крепления обуви к велосипедной педали, для левой и правой ноги, вид соответственно снизу и сверху; на фиг.28-33 представлены фотографии зажимного устройства, которое можно использовать как для левой, так и для правой ноги; на фиг.34 и 35 - элемент двухболтового хомута.
Предлагаемый шип работает следующим образом.
Шип изготавливают монолитно с обувью или крепят к обуви специальными крепежными элементами или посредством заявляемых стрепов. Ставят ногу на педаль так, чтобы центральный канал 1 охватывал ось 2 педали и смещают ногу вперед до зацепления выступов 3 на переднем торце основания с элементами педали 4, перпендикулярными ее оси 2. При этом положение педали не имеет значения, поскольку в любом случае имеется ось 2 и перпендикулярные ей элементы 4. Опирают ногу на педаль, при этом происходит надежное сцепление обуви с педалью за счет охвата перпендикулярных оси элементов 4 выступами 3 и опирания дна центрального канала 1 на ось 2 педали. Далее вращают педали и начинают движение. Для освобождения обуви от педали внешнюю часть стопы поднимают вверх и отводят ногу в сторону. При этом выступы 3 на переднем торце основания выходят из зацепления с элементами 4 педали, а ось педали 2 легко выходит из центрального канала 1 основания.
Шип может крепиться к обуви посредством заявляемых стрепов, например, как показано на фиг.20-24. В этом случае между обувью и кольцевым ремнем стрепа может быть расположена пластина, увеличивающая площадь опоры обуви на шип. На пластине также можно установить дополнительные устройства, например, как показано на фиг.21, 23 и 24 - дополнительный шип 5 для удержания обуви на пластине и, соответственно, на шипе.
Расстояние между верхней частью выступа и дном сквозного паза (расстояние А на фиг 4) должно быть равно расстоянию от верхнего края оси педали до нижнего края перпендикулярного оси элемента (расстояние В на фиг.3).
Возможно также выполнение накладок 6 (фиг.10), позволяющих регулировать глубину выступа, а также увеличить срок службы устройства.
Для расширения диапазона используемых педалей на противоположных стенках центрального открытого канала можно установить колодки с прокладками, с помощью которых регулируется ширина канала.
Для более комфортного использования предлагаемого устройства целесообразно выполнить заднюю часть основания, противоположную выступам на переднем торце со скругленным скосом 7. При этом радиус скругления обеспечит беспрепятственное вхождение устройства в педаль. В этом случае длину основания, а, следовательно, и площадку под обувью можно сделать больше, а скос позволит разместить ногу на педали так, чтобы устройство не взаимодействовало с другими деталями педали. Такая конструкция обеспечит беспрепятственное вхождение и выхождение устройства из зацепления с педалью за счет снижения силы сопротивления.
Для более комфортного использования предлагаемого устройства целесообразно верхнюю часть основания выполнить с уширением 8, а боковые стенки основания со скосом 9 от верхнего края к нижнему. В этом случае увеличивается ширина основания, а скос на боковых стенках позволит обеспечить охват оси педали даже в том случае, если педаль выполнена с дополнительными элементами, установленными параллельно оси.
Для уменьшения массы устройства и более легкого вхождения сквозного паза в зацепление с осью педали на противолежащих внутренних стенках сквозного паза со стороны открытой части паза целесообразно выполнить фаски 10, которые обеспечат расширение начала сквозного канала и, тем самым, облегчат захождение паза на ось педали, упрощая использование заявляемого устройства. Особенно это актуально в случае изготовления объемного шипа, например, из карбона.
В объемном карбоновом шипе целесообразно выполнить в дне центрального сквозного канала, по меньшей мере, один вертикальный паз 11, ответный выступам 12 на педали велосипеда. В этом случае используют специальные педали с выступами. На других педалях вертикальный паз работать не будет.
Таким образом, предлагаемая конструкция позволяет обеспечить надежное соединение подошвы обуви с педалью и быстрое освобождение обуви от педали велосипеда. Тем самым обеспечивается более эффективное распределение усилий, вкладываемых в оборот педали. Использование предлагаемого устройства также позволит воздействовать на педаль во всех ее положениях (при условии владения техникой кругового педалирования). То есть увеличивается прилагаемая мощность и, следовательно, скорость передвижения.
Кроме того, данное устройство очень простое, поэтому может обеспечить малый вес.
Стреп для крепления обуви к велосипедной педали работает следующим образом.
Кольцевой ремень 13 закрепляют на педали или на шипе. Смещают крепление 14 в верхнюю часть образовавшейся петли. Устанавливают ногу внутри кольцевого ремня и за рычаг 15 поворачивают удлиненный элемент 16 вокруг оси. Удлиненный элемент 16 с центральным каналом 17 проворачивается. При этом кольцевой ремень 13 накручивается на удлиненный элемент 16 и происходит уменьшение размера внутренней петли, в которой размещена нога велосипедиста. Рычаг 15 упирается в обувь, фиксируя тем самым крепление. При использовании устройства, в котором рычаг 15 выполнен с наклоном, за счет наклона рычага 15 под углом в боковой плоскости, происходит более жесткое крепление. Чем больше угол наклона рычага 15, тем сильнее он фиксирует крепление. Чем больше ширина удлиненного элемента 16, тем более плотно кольцевой ремень 13 зажимает обувь. Для высвобождения ноги рычаг 15 поворачивают в обратном направлении. При этом размер внутренней петли кольцевого ремня 13 увеличивается и нога свободно высвобождается.
Целесообразно длину кольцевого ремня выполнить равной величине
L=K*(3В+2С)+O.
В этом случае длина ремня будет оптимальная, чтобы обеспечить надежное крепление и свободное вхождение и высвобождение обуви из стрепа. Коэффициент зажатия целесообразно выбрать 1,1-2.
Целесообразно удлиненный элемент 16 выполнить так, чтобы его ширина увеличивалась в направлении от торца, на котором установлен зажимной элемент в виде рычага 15, к противоположному торцу (фиг.17). В этом случае внутренний размер петли, образованной кольцевым ремнем 13, по мере поворачивания удлиненного элемента 16 будет уменьшаться в большей степени со стороны, противоположной рычагу 15, что соответствует анатомическим особенностям ступни. Следовательно, надежное зажимание ноги велосипедиста происходит более комфортно.
Целесообразно снабдить устройство установленным на кольцевом ремне двухболтовым хомутом 18 (фиг.25), а в кольцевом ремне 13 выполнить отверстия для установки болтов хомута. Такая конструкция обеспечит возможность крепления заявляемого ремешка непосредственно на любой педали велосипеда, поскольку диаметр хомута регулируется болтами под диаметр оси 2 педали велосипеда.
Целесообразно в кольцевом ремне 13 выполнить дополнительные отверстия, причем, расстояние между каждым из основных и дополнительных отверстий равно шагу регулировки длины кольцевого ремня 13. В этом случае одно и то же устройство будет применимо для пользователей с разными анатомическими размерами.
Целесообразно рычаг 15 зажимного элемента выполнить в виде стержня, установленного перпендикулярно удлиненному элементу 16 в передней плоскости и под углом а, равным 30-50 градусов в боковой плоскости.
Рычаг 15, изготовленный без наклона в боковой плоскости может быть использован для любой ноги, но фиксацию ремня он осуществляет менее надежно. Рычаг 15, изготовленный с наклоном в боковой плоскости, используется при наклоне рычага вправо для левой ноги, при наклоне рычага влево - для правой ноги. При этом поворот зажимного устройства осуществляют к наружной стороне стопы. Возможно использование рычагов иначе: при наклоне рычага вправо - для правой ноги, при наклоне рычага влево - для левой ноги. В этом случае поворот зажимного устройства необходимо осуществлять к внутренней стороне стопы, что менее удобно.
Целесообразно рычаг 15 зажимного элемента выполнить в виде двух стержней (фиг.26-31), каждый из которых установлен перпендикулярно удлиненному элементу в передней плоскости и под углом 30-50 градусов в боковой плоскости, причем в боковой плоскости стержни направлены в противоположные стороны относительно друг друга.
Целесообразно соединить свободные концы двух разнонаправленных стержней между собой посредством поперечной планки. Планка может быть выполнена сплошной или из двух частей.