山地车历史上最重要的专利技术（二）：双面锁踏和内藏锁片

文字：CB 图帝
图片：来源于网络
山地车历史上最重要的专利技术（二）：双面锁踏和内藏锁片
USPTO专利号：5,003,841；5,195,397
产品名称：Shimano PD-M737（1990年）
发明人：长野正士/Shimano
受让人：Shimano
申请日期：1989年8月11日；1991年11月12日
核准日期：1991年4月2日；1993年3月23日
2015年，是Shimano SPD系统上市的第25年。上溯1989年，Shimano悄然申请了一项自行车踏板专利，并于1990年推出PD-M737锁踏和M100锁鞋。这套锁踏与锁鞋的组合被命名为Shimano Pedaling Dynamics（SPD，禧玛诺踩踏动力学），它的创新之处在于双面锁定和隐藏在鞋子大底中的小锁片，从此改变了用户习惯和整个踏板产业。

SPD的故事，还要从锁踏的英文名称Clipless Pedal说起。从字面上解释，就是“不用夹”的踏板。“什么？锁踏明明是要夹的！”你一定会有这样的想法。貌似用词不当，但如果你知道锁踏的前身——趾夹（俗称狗嘴套）的英文名称是Toe Clips，应该会恍然大悟。没错，Clipless的含义正是“不用趾夹”的踏板。


▲复古的趾夹（狗嘴套）系统
踩踏效率是自行车上永恒的话题。早在一百多年前曲柄、踏板系统完善之后就有了趾夹的发明，两脚一边踩一边提，好比涡轮增压，提高踩踏效率。但相比向后抽拉的解除方式，想要学会翻转踏板朝上再穿上趾夹，反而要麻烦许多。大约在1970年代，锁片和锁踏的组合才开始应用，但早期的锁踏需要手动操作上锁和解锁，紧急情况下根本来不及反应。1984年，源于滑雪板卡座的Look锁踏系统发布，设计之初，锁鞋同锁踏结合之后就固定不动，没有旋转活动空间，容易因姿势固定导致肌肉僵硬，也不利于在复杂路面上改变重心，只能适用于传统的公路车。


▲需要手动操作的Cinelli M71（左）和源自滑雪板的Look PP65（右）
而这时，美国的山地车运动进入了量产车时期，车手对踩踏效率和稳定性的需求开始显现。当时的锁踏系统除了没有旋转活动空间外，还只有单面锁定，且锁片外露，不利行走。这些问题在公路车上并不太突出，但对于山地车来说，劣势显然盖过了优势，大多数车手仍然使用趾夹或者平踏。直到SPD问世。

SPD将旋转浮扣的概念变成了实物，锁鞋和锁片结合之后，仍有几度的空间可以转动，不仅避免了因姿势固定导致的肌肉僵硬，还能通过改变脚与踏板之间的夹角来平衡重心，保持灵活的机动性，解锁的力道也可以通过张力螺丝调整，来适应车手的习惯。SPD的锁定机构可以设计成双面，在重力的作用下，永远有一面锁定机构朝上，入锁十分方便，轴心与锁定机构之间还留有一定空隙，可以将泥土排出。极具创新性的锁片造型小巧，隐藏在锁鞋大底之内，山路上推车行走时，锁鞋与普通鞋子并无太大区别。


▲5,003,841号专利说明书的部分图例，左图为锁定状态，卡扣将锁片夹紧；右图为解锁状态，扭转锁片撑开卡扣


▲5,195,397号专利说明书的图例之一，卡扣和锁片的造型与实物已经相当接近


▲PD-M737结构图


▲二手市场上的PD-M737，重量约505g（一对）


▲PD-M737与PD-M770对比，PD-M770的重量只有350g（一对）


▲PD-M737装车图，可以看出排泥性还不够好，也是因为当时的运动强度远不及现在，对排泥不太重视


▲第一款SPD锁鞋M100，造型比较像现在的休闲锁鞋


▲1992年，踏板革命还处于过渡阶段，PD-M737锁踏和PD-M735趾夹同时出现在Deore XT产品序列中


▲SPD上市25年之际，Shimano推出了纪念款套装，M163G锁鞋搭配PD-M530C锁踏，适用于林道/Enduro骑乘，锁鞋的配色与当年的M100如出一辙


▲SPD锁踏中的最新款：Shimano PD-M9020（左上）、PD-M9000（右上）以及SH-51（左下）、SH-56（右下，具备多向释放功能）锁片
这些问题的解决，打消了山地车手的顾虑，更突出了锁踏在复杂路面保持双脚稳定的优点。相比趾夹和公路锁踏，SPD满足了山地车运动的许多关键需求，不仅提升了山地车的踩踏效率，也提升了车手在各种地形上的操控能力。时至今日，各品牌的山地车锁踏都是采用类似的设计。后来者们，站在了巨人的肩膀上。


▲除了SPD之外，市场上常见的山地锁踏系统还有CrankBrother Eggbeater、Look S-Trak和Time ATAC等等，SPD仍占据主导地位