踏力测量装置制造方法
【专利摘要】本发明的课题在于能够高精度测量踏力的参数。作为解决手段，第一踏力测量装置（14a）测量通过踩踏第一踏板（16a）而作用于第一曲柄臂（20a）的踏力的多个参数，第一曲柄臂（20a）在一端部可安装第一踏板（16a）且在另一端部可安装曲轴（12）。第一踏力测量装置（14a）具备形变发生部（22）、第一参数检测部（24）和干涉抑制部（26）。形变发生部（22）被传递作用于第一曲柄臂（20a）的形变。参数检测部（24）配置于形变发生部（22），根据传递给形变发生部（22）的形变来检测多个参数。干涉抑制部（26）抑制由参数检测部（24）检测的一个参数中的来自其他参数的干涉。
【专利说明】踏力测量装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及踏力测量装置，其在曲柄臂的一端部能够安装踏板且在另一端部能够安装曲轴，通过踩踏上述踏板而对曲柄臂作用踏力，测量该踏力的多个参数。
【背景技术】
[0002]以往已知的是根据多个参数来测量通过踩踏踏板而对自行车的曲柄臂作用的踏力的踏力测量装置(例如参照专利文献I)。对于以往的踏力测量装置，作为多个参数，利用形变测量器来测量作用于曲柄臂的弯曲力矩的垂直方向的分力、弯曲力矩的长度方向的分力、踏板轴方向的踏板的踩踏位置。将所测量的参数在显示装置中显示。
[0003]在先技术文献
[0004]专利文献1:国际公开第2011/030215号小册子
【发明内容】
[0005]发明所要解决的课题
[0006]在以往的踏力测量装置中，有关一个参数例如弯曲力矩的分力，由于受到其他参数的影响而无法进行高精度的测量。
[0007]本发明的课题在于能够高精度测量踏力的参数。
[0008]用于解决课题的手段
[0009]发明I所涉及的踏力测量装置，测量通过踩踏踏板而作用于曲柄臂的踏力的多个参数，曲柄臂能在一端部安装踏板且能在另一端部安装曲轴。踏力测量装置具备形变发生部、参数检测部和干涉抑制部。形变发生部被传递作用于曲柄臂的形变。参数检测部配置于形变发生部，根据传递给形变发生部的形变来检测多个参数。干涉抑制部抑制由参数检测部检测的一个参数中的来自其他参数的干涉。
[0010]在该踏力测量装置中，在曲柄臂的另一端部安装曲轴，且在曲柄臂的一端部安装踏板，当踩踏踏板时，踏力的多个参数被检测及测量。此时，有时会由于一个参数受到来自其他参数的干涉而在一个参数的检测输出产生误差。由干涉抑制部抑制该干涉。因而，能够高精度测量踏力的参数。
[0011]发明2所涉及的踏力测量装置，在发明I所述的踏力测量装置中，多个参数包括第二分力和第三分力，参数检测部包括用于检测第二分力的第二形变传感器以及检测第三分力的第三形变传感器。第二分力是作用于曲柄臂的负荷的弯曲力矩在曲柄臂的长度方向的分力。第三分力是作用于曲柄臂的负荷的弯曲力矩在踏板的轴方向的分力。此时，能够由第二形变传感器检测长度方向即拉伸方向的分力即第二分力，能够由第三形变传感器检测踏板的轴方向的分力即第三分力。
[0012]发明3所涉及的踏力测量装置，在发明2所述的踏力测量装置中，多个参数还包括第一分力和负荷位置，参数检测部包括用于检测第一分力的第一形变传感器、以及用于检测作用于曲柄臂的负荷的剪切力以便求算负荷位置的第四形变传感器。第一分力是作用于曲柄臂的负荷的弯曲力矩在旋转方向的分力。负荷位置是使用者踩踏踏板的踏板的轴方向的负荷位置。此时，除了第二分力和第三分力之外，还能够检测曲柄臂的旋转方向的分力即第一分力和使用者踩踏踏板的负荷位置。因而，能够多方面地检测蹬踏时所作用的力的方向等。
[0013]发明4所涉及的踏力测量装置，在发明3所述的踏力测量装置中，第一形变传感器至第四形变传感器分别具有构成惠斯通电桥电路的至少两个形变测量器元件。由此，能够通过两个形变测量器元件检测第一至第三分力以及负荷位置。
[0014]发明5所涉及的踏力测量装置，在发明4所述的踏力测量装置中，第一形变传感器至第四形变传感器分别具有构成惠斯通电桥电路的四个形变测量器元件。由此，能够实现形变测量器元件的温度补偿，可以抑制检测精度相对于温度变化的变动。
[0015]发明6所涉及的踏力测量装置，在发明5所述的踏力测量装置中，形变发生部具有在曲柄臂的长度方向延伸的第一面、第二面、第三面以及第四面。第一面以及第四面与踏板的轴实质上垂直。第二面以及第三面与踏板的轴实质上平行。此时，通过在与踏板的轴实质上平行的面设置形变测量器元件，能够检测旋转方向的弯曲力矩的第一分力，通过在与踏板轴实质上垂直的面设置形变测量器元件，能够检测剪切力矩、踏板的轴方向的弯曲力矩的第三分力以及曲柄臂的长度方向的弯曲力矩的第二分力。
[0016]发明7所涉及的踏力测量装置，在发明6所述的踏力测量装置中，形变发生部具有四棱柱。此时，能够容易地在四棱柱的各面贴装形变测量器元件，能够提高生产效率。
[0017]发明8所涉及的踏力测量装置，在发明6或者7所述的踏力测量装置中，构成第三形变传感器的四个形变测量器元件配置于第一面或者第四面。配置在第三形变传感器的惠斯通电桥电路的四边之中的、相向的一组的两个边上的形变测量器元件和配置在相向的另一组的两个边上的形变测量器元件，在曲柄臂的长度方向分离配置。配置在相向的两个边上的形变测量器元件配置成分别关于形变发生部的中立轴对称。
[0018]此时，可基于在长度方向分离配置的各形变测量器元件的位置处的弯曲力矩的差来测量第三分力，不会受到第一分力、第二分力以及剪切力的干涉，可独立测量第三分力。
[0019]发明9所涉及的踏力测量装置，在发明6或者7所述的踏力测量装置中，构成第三形变传感器的四个形变测量器元件配置于第一面或者第四面。配置在第三形变传感器的惠斯通电桥电路的四边之中的、第一边上的形变测量器元件以及配置在与第一边相向的第二边上的形变测量器元件，分别配置在形变发生部的另一端部侧。配置在第一边与第二边之间的第三边以及第四边上的形变测量器元件，分别配置在形变发生部的一端部侧。在形变发生部的一端部侧以及另一端部侧，分别将两个形变测量器元件配置成关于形变发生部的中立轴对称。
[0020]此时，可基于在长度方向分离配置的各形变测量器元件的位置处的弯曲力矩的差来测量第三分力。不会受到第一分力、第二分力以及剪切力的干涉，可独立测量第三分力。另外，由于将第三形变传感器的形变测量器元件配置在形变发生部的两端部，所以，能够增大传感器的输出。
[0021]发明10所涉及的踏力测量装置，在发明6至9中任意一项所述的踏力测量装置中，构成第一形变传感器的四个形变测量器元件配置于形变发生部的另一端部。配置在第一形变传感器的惠斯通电桥电路的四边之中的、第一边上的形变测量器元件以及配置在与第一边相向的第二边上的形变测量器元件，分别配置在第二面以及第三面中的一方。配置在第一边与第二边之间的第三边以及第四边上的形变测量器元件，分别配置在第二面以及第三面中的另一方。配置于同一面的两个形变测量器元件配置成分别关于形变发生部的中立轴对称。
[0022]此时，在曲柄臂的弯曲力矩的旋转方向的分力即第一分力变大的形变发生部的另一端侧配置第一形变传感器，所以，能够增大形变测量器元件的输出。
[0023]发明11所涉及的踏力测量装置，在发明6至9中任意一项所述的踏力测量装置中，构成第一形变传感器的四个形变测量器元件配置在形变发生部的上述另一端部。配置在第一形变传感器的惠斯通电桥电路的四边之中的、第一边上的形变测量器元件以及配置在与第一边相向的第二边上的形变测量器元件，分别配置在第二面以及第三面中的一方。配置在第一边与第二边之间的第三边以及第四边上的形变测量器元件，分别配置在第二面以及第三面中的另一方。配置于同一面的两个形变测量器元件在形变发生部的长度方向上排列配置。
[0024]此时，在曲柄臂的弯曲力矩的旋转方向的分力即第一分力变大的形变发生部的另一端侧配置第一形变传感器，所以，能够增大形变测量器元件的输出。
[0025]发明12所涉及的踏力测量装置，在发明6至11中任意一项所述的踏力测量装置中，构成第二形变传感器的四个形变测量器元件配置在形变发生部的一端部。配置在第二形变传感器的惠斯通电桥电路的四边之中的、第一边上的形变测量器元件以及配置在与第一边相向的第二边上的形变测量器元件，分别配置在第一面以及第四面中的一方。配置在第一边与第二边之间的第三边以及第四边上的形变测量器元件，分别配置在第一面以及第四面中的另一方。配置于同一面的两个形变测量器元件配置成分别关于形变发生部的中立轴对称。
[0026]此时，检测曲柄臂的弯曲力矩的长度方向的分力即第二分力的第二形变传感器的输出，难以受到来自作用于曲柄臂的负荷的弯曲力矩的上述踏板的轴方向的分力的干涉。
[0027]发明13所涉及的踏力测量装置，在发明6至12中的任意一项所述的踏力测量装置中，构成第四形变传感器的四个形变测量器元件配置在形变发生部的长度方向的实质上的中央部。配置在第四形变传感器的惠斯通电桥电路的四边之中的、邻接的第一边以及第三边上的形变测量器元件，配置在第一面以及第四面中的一方，配置在与第一边以及第三边相向的第二边以及第四边上的形变测量器元件分别配置在第一面以及第四面中的另一方。配置于同一面的两个形变测量器元件配置成分别关于形变发生部的中立轴对称。
[0028]此时，难以受到第一分力、第二分力以及第三分力的干涉，能够测量作用于曲柄臂的负荷的剪切力矩的剪切力。
[0029]发明14所涉及的踏力测量装置，在发明6至12中的任意一项所述的踏力测量装置中，构成第四形变传感器的四个形变测量器元件配置在形变发生部的长度方向的实质上的中央部。配置在第四形变传感器的惠斯通电桥电路的四边之中的、邻接的第一边以及第三边上的形变测量器元件，和配置在与第一边以及第三边相向的第二边以及第四边上的形变测量器元件，配置在第一面或者第四面。配置在第一边以及第三边上的形变测量器元件和配置在第二边以及第四边上的形变测量器元件，配置成关于形变发生部的中立轴对称。
[0030]此时，难以受到第一分力、第二分力以及第三分力的干涉，能够测量作用于曲柄臂的负荷的剪切力矩的剪切力。
[0031]发明15所涉及的踏力测量装置，在发明I至14中的任意一项所述的踏力测量装置中，干涉抑制部相比曲柄臂的长度方向的中心位置形成在安装踏板的形变发生部的一端部侧，与长度方向正交的断面的面积不同于其他部分。此时，仅通过使断面的面积不同就能够容易地抑制干涉。
[0032]发明16所涉及的踏力测量装置，在发明15所述的踏力测量装置中，干涉抑制部通过形成贯通孔而构成。此时,容易形成干涉抑制部。
[0033]发明17所涉及的踏力测量装置，在发明2至16中的任意一项所述的踏力测量装置中，干涉抑制部当基于第二形变传感器的输出检测第二分力时，若基于第三形变传感器的输出检测到第三分力，则进行抑制第三分力的干涉的演算处理。此时，由于能够通过演算处理来抑制第二分力中所含的第三分力的干涉的成分，所以，可高精度地测量第二分力。
[0034]发明18所涉及的踏力测量装置，在发明3至17中任意一项所述的踏力测量装置中，干涉抑制部基于第一、第二、第三以及第四形变传感器的输出来进行抑制第三分力的干涉的演算处理。此时，由于由四个形变传感器的输出进行演算处理，所以，能够更高精度地抑制干涉。
[0035]发明19所涉及的踏力测量装置，在发明I至18中的任意一项所述的踏力测量装置中，形变发生部与曲柄臂分开地设置。此时，由于形变发生部与曲柄臂分开地设置，所以，即使是形状复杂的曲柄臂也容易设置形变发生部。另外，对于各种形状的曲柄臂都能使用相同形变发生部，因而，实现形变发生部的标准化。进而，由于能够将曲柄臂与形变发生部分开制造，因而，能够提高生产效率以及维护性等。
[0036]发明20所涉及的踏力测量装置，在发明I至18中的任意一项所述的踏力测量装置中，还具备曲柄臂。
[0037]发明21所涉及的踏力测量装置，在发明20所述的踏力测量装置中，曲柄臂具备:能够安装踏板的踏板安装部；能够安装曲轴的曲轴安装部；以及曲柄长度调整机构。曲柄长度调整机构在曲柄臂的长度方向上能够改变踏板安装部与曲轴安装部的相对位置。此时，能够改变踏板安装部与曲轴安装部的相对位置来测量踏力的多个参数，所以，使用者能够获得最适合的曲柄长度。
[0038]发明22所涉及的踏力测量装置，在发明21所述的踏力测量装置中，形变发生部设于踏板安装部。此时，由于踏板安装位置与形变发生部的相对位置不发生变化，因而，能够抑制基于踏板安装部与曲轴安装部的相对位置的变更而导致的对参数检测部的输出的影响。
[0039]发明23所涉及的踏力测量装置，在发明I至18中的任意一项所述的踏力测量装置中，形变发生部与曲柄臂一体构成。此时，由于无需另外设置形变发生部，所以，踏力测量装置的构成变简单。
[0040]发明的效果
[0041]根据本发明，可抑制通过踩踏踏板而作用于曲柄臂的踏力的多个参数之中的某个参数与其他参数发生干涉而导致在检测得到的参数中产生误差这样的情形。因而，能够高精度测量踏力的参数。【专利附图】
【附图说明】
[0042]图1是包括本发明的第一实施方式的踏力测量装置的分解立体图。
[0043]图2是曲柄臂的臂本体的主视图。
[0044]图3是形变发生部的俯视图。
[0045]图4是从正面透视形变发生部而看到背面的图。
[0046]图5是形变发生部的主视图。
[0047]图6是从图5的切断线V1- VI看到的断面图。
[0048]图7是表示第一形变传感器的惠斯通电桥中的形变测量器的配置的电路图。
[0049]图8是表示第二形变传感器的惠斯通电桥中的形变测量器的配置的电路图。
[0050]图9是表示第三形变传感器的惠斯通电桥中的形变测量器的配置的电路图。
[0051]图10是表示第四形变传感器的惠斯通电桥中的形变测量器的配置的电路图。
[0052]图11是表示踏力测量装置的制御系统的构成的方框图。
[0053]图12是表示由踏力测量装置测量到的踏力的各参数的显示之一例的图。
[0054]图13是包括第二实施方式的踏力测量装置的立体图。
[0055]图14是曲柄臂的俯视图。
[0056]图15是表示曲柄臂的曲柄长度调整机构的构成的断面图。
[0057]图16是表示曲柄长度调整机构的构成的立体图。
[0058]图17是其他实施方式的与图2相当的图。
[0059]图18是第一形变传感器的配置的变型例的与图3相当的图。
[0060]图19是第四形变传感器的配置的变型例的与图4相当的图。
[0061]图20是表示图13所示的显示画面的各项目的算式的图。
【具体实施方式】
[0062]在图1中，采用了本发明的第一实施方式的曲柄组装体10具备:具有第一端部12a以及第二端部12b的曲轴12 ;第一踏力测量装置14a ;第二踏力测量装置14b ;链轮15。第一踏力测量装置14a能与曲轴12 —体旋转地连结在曲轴12的第一端部12a。第二踏力测量装置14b能与曲轴12 —体旋转地连结在曲轴12的第二端部12b。在此，当将曲柄组装体10安装于自行车时，从后方观看自行车，曲轴12的第一端部12a配置在右侧，第二端部12b配置在左侧。在本实施方式中，曲轴12形成为中空的圆筒形状。
[0063]第一踏力测量装置14a具有能与曲轴12 —体旋转地连结在曲轴12的第一端部12a上的第一曲柄臂20a。第一曲柄臂20a能在长度方向的一端部31al安装第一踏板16a,在长度方向的另一端部31a2能够安装曲轴12的第一端部12a。第一踏力测量装置14a是用于对通过踩踏第一踏板16a而作用于第一曲柄臂20a的踏力的多个参数进行测量的装置。第一踏力测量装置14a具备:第一曲柄臂20a ;形变发生部22 ;参数检测部24 ;作为干涉抑制部26的贯通孔26。形变发生部22设置成能够相对于第一曲柄臂20a装拆，被传递作用于第一曲柄臂20a的形变。参数检测部24配置在形变发生部22，根据传递给形变发生部22的形变来检测多个参数。干涉抑制部26用于抑制由参数检测部24检测的一个参数中的来自其他参数的干涉。
[0064]链轮15经由链轮安装部75固定于第一曲柄臂20a。链轮安装部75通过未图示的螺栓等固定部件固定于第一曲柄臂20a。链轮安装部75具有:供曲轴12插通的插通孔；呈放射状延伸的多个臂部。在臂部，设有用于固定链轮15的内周部的螺栓等固定部，链轮15可装拆地固定在臂部。链轮安装部74既可以被压入曲轴12，也可以与第一曲柄臂20a—体形成。
[0065]第二踏力测量装置14b是与第一踏力测量装置14a同样的构成，是对通过踩踏第二踏板16b而作用于第二曲柄臂20b的踏力的多个参数进行测量的装置。第二踏力测量装置14b具备:第二曲柄臂20b ;与第一踏力测量装置14a相同构成的未图示的形变发生部
22;参数检测部24 ;以及干涉抑制部26。因此，在以下说明中，省略第二踏力测量装置14b中与第一踏力测量装置14a同样的构成的说明，在图1中对与第一踏力测量装置14a同样的构成采用同样的参照附图标记，将其后缀从a改变成b来进行表示。
[0066]<第一曲柄臂以及第二曲柄臂>
[0067]第一曲柄臂20a以及第二曲柄臂20b是分别沿长度方向延伸的棒状的部件。第一曲柄臂20a以及第二曲柄臂20b的两端圆滑地形成为半圆形，但两端的形状并没有特别限定。第一曲柄臂20a具有:第一臂本体30a ;覆盖第一臂本体30a的第一臂罩32a。第二曲柄臂20b具有:第二臂本体30b ;第二臂罩32b。
[0068]第一臂本体30a如图2所不那样,在长度方向的一端部3Ial具有能够安装第一踏板16a的第一踏板安装部34a。第一臂本体30a在长度方向的另一端部31a2具有第一曲轴安装部36a，第一曲轴安装部36a例如通过压入或者螺栓等适当的固定手段而能固定在曲轴12的第一端部12a。在本实施方式中，曲轴12的第一端部12a通过压入而被固定在第一曲轴安装部36a。在第一踏板安装部34a能够装拆自如地固定第一踏板16a的踏板轴17a。第一踏板安装部34a具有例如与踏板轴17a螺纹接合的第一螺纹孔35a。第一曲轴安装部36a具有第一安装孔37a。在第一曲轴安装部36a的面临第一安装孔37a的内周部形成花键，在第一安装孔37a中压入固定曲轴12的第一端部12a。在此，第一安装孔37a虽然是贯通孔，但是第一安装孔37a也可以由凹部形成。
[0069]另外，第一臂本体30a在第一踏板安装部34a与第一曲轴安装部36a之间具有收纳形变发生部22a的第一收纳部38a。第一收纳部38a由凹部形成。在本实施方式中，当将曲柄组装体10安装于自行车时，第一收纳部38a形成为在曲轴延伸方向上朝向与自行车相反的方向开口。第一收纳部38a在沿着第一曲柄臂20a的长度方向的两侧具有用于将形变发生部22a固定于第一曲柄臂20a的第一安装部39a。在两个第一安装部39a中，分别形成供用于固定形变发生部22a的固定螺栓42拧入的两个固定孔40a。第一安装部39中的各固定孔40a配置成关于包括踏板轴17a以及曲轴12的平面对称。在本实施方式中，固定孔40a是螺纹孔。在第一臂本体30a的外周部，形成用于安装第一臂罩32a的环状的第一台阶部41a。第一台阶部41a按照与第一臂罩32a的后述的第一缘部44a的厚度相同的尺寸从外侧面凹入地形成。
[0070]如图1所示那样，第一臂罩32a具有:覆盖第一收纳部38a的第一罩部43a ;在第一罩部43a的周缘部朝向第一臂本体30a呈环状突出的第一缘部44a。第一缘部44a的内周部与第一臂本体30a的第一台阶部41a嵌合。第一罩部43a以覆盖第一臂本体30a的一侧面的整体的方式从第一曲柄臂20a的长度方向的一端部31al设置到另一端部31a。因而，在第一罩部43a具有:与第一螺纹孔35a相连而能供第一踏板16a的踏板轴17a通过的第一贯通孔47a ;与第一安装孔37a相连的第二贯通孔46a。第二贯通孔46a形成为与第一安装孔37a同样的直径。在此，虽然形成了第二贯通孔46a，但是也可以不形成第二贯通孔46a。第一臂罩32a通过多个(例如四个)螺纹部件45a固定于第一臂本体30a。另外，固定方法并不限定于螺纹固定，也可以是粘接或者弹性卡合等其他固定方法。
[0071]如图1所示那样，第二曲柄臂20b具有:第二臂本体30b ;第二臂罩32b。第二臂本体30b的第二曲轴安装部36b的构成与第一臂本体30a不同。第二曲轴安装部36b在形成有花键的第二安装孔37b中形成狭缝37c。狭缝37c延伸到第二臂本体30b的外侧面。另夕卜，狭缝37c通过从与狭缝37c交叉的方向插入的紧固螺栓46b而收窄宽度。由此，第二曲柄臂20b固定于曲轴12的第二端部12b。其他构成由于与第一曲柄臂20a相同而省略说明。
[0072]<形变发生部>
[0073]形变发生部22如图2、图3、图4以及图5所示那样，具有:在第一曲柄臂20a的长度方向延伸的形变发生部本体50 ;从形变发生部本体50的长度方向的两端部在与形变发生部本体50正交的方向且朝着从形变发生部本体50离开的方向延伸的固定部51。形变发生部22是扁平的H字形。形变发生部本体50由四棱柱形成。
[0074]图6表示形变发生部本体50的断面。形变发生部本体50如图6所示那样，具有在第一曲柄臂20a的长度方向延伸的第一面52a、第二面52b、第三面52c以及第四面52d。在本实施方式中，形变发生部本体50的第一面52a、第二面52b、第三面52c以及第四面52d的大小相等。第一面52a和与第一面52a相向的第四面52d与图1所示的第一踏板16a的踏板轴17a实质上垂直。第二面52b和与第二面52b相向的第三面52c与图1所示的第一踏板16a的踏板轴17a实质上平行。通过由参数检测部24检测该形变发生部本体50的弯曲以及剪切，能够测量多个参数。
[0075]在固定部51中，在与长度方向正交的方向隔开间隔地形成两个固定孔51a。固定孔51a隔着形变发生部本体50地对称设置。固定孔51a由贯通孔形成，与踏板16a的轴17a实质上并排延伸。将形变发生部22固定于第一收纳凹部38a的固定螺栓42在固定孔51a贯通并被抒入到固定孔40a中。
[0076]形变发生部本体50设置成，在将形变发生部22固定到曲柄臂20a的状态下不与第一臂本体30a和第一臂罩32a接触。
[0077]〈参数检测部〉
[0078]参数检测部24如图2、图3以及图4所示那样，具有:用于检测第一分力F Θ的第一形变传感器54 ;用于检测第二分力Fr的第二形变传感器56 ;用于检测第三分力Fz的第三形变传感器58 ;用于检测作用于第一曲柄臂20a的负荷的剪切力用以便求算负荷位置L的第四形变传感器60。
[0079]如图1所示那样，第一分力F Θ是作用于第一曲柄臂20a的负荷的弯曲力矩的旋转方向的分力。第二分力Fr是作用于第一曲柄臂20a的负荷的弯曲力矩的第一曲柄臂20a的长度方向的分力。第三分力Fz是作用于第一曲柄臂20a的负荷的弯曲力矩的第一踏板16a的轴方向的分力。负荷位置L是使用者踩踏第一踏板16a的第一踏板16a的轴方向的位置，是从第一曲柄臂20a的外侧面直到第一踏板16a的负荷所作用的位置为止的轴方向长度。[0080]第一形变传感器54具有构成惠斯通电桥电路的四个形变测量器元件B1、B2、B3以及B4。第二形变传感器56具有构成惠斯通电桥电路的四个形变测量器元件P1、P2、P3以及P4。第三形变传感器58具有构成惠斯通电桥电路的四个形变测量器元件Al、A2、A3以及A4。第四形变传感器60具有构成惠斯通电桥电路的四个形变测量器元件Tl、T2、T3以及T4。
[0081]<第一形变传感器>
[0082]构成第一形变传感器54的四个形变测量器元件B1、B2、B3以及B4配置在形变发生部22的另一端部(图3中的右端部)。形变测量器元件B1、B2、B3以及B4在形变发生部本体50的另一端部配置在不与曲柄臂20a接触的位置。如图7所示那样，配置在第一形变传感器54的惠斯通电桥电路62的四边之中的、第一边62a上的形变测量器元件BI以及配置在与第一边62a相向的第二边62b上的形变测量器元件B3如图3以及图6所示那样，分别配置在第二面52b。配置在惠斯通电桥电路62的第一边62a与第二边62b之间的第三边62c上的形变测量器元件B2和配置在第一边62a与第二边62b之间的第四边62d上的形变测量器元件B4如图3以及图6所示那样，分别配置在第三面52c。
[0083]配置在第二面52b的两个形变测量器元件BI以及B3在形变发生部22的中立轴CX上沿长度方向排列配置。配置在第三面52c的两个形变测量器元件B2以及B4在形变发生部22的中立轴CX上沿长度方向排列配置。即，在第一形变传感器54中，配置于同一面的两个形变测量器元件在形变发生部22的中立轴CX上沿长度方向排列配置。各形变测量器元件B1、B2、B3以及B4配置成其形变的检测方向沿着曲柄臂20a的长度方向。
[0084]形变测量器元件BI和形变测量器元件B2配置在隔着形变发生部本体50重叠的位置。另外，形变测量器元件B3和形变测量器元件B4配置在隔着形变发生部本体50重叠的位置。
[0085]另外，也可以如图18所示那样，配置在第二面52b的形变测量器元件BI和形变测量器元件B3配置成关于形变发生部22的中立轴CX对称，配置在第三面52c的形变测量器元件B2和形变测量器元件B4配置成关于形变发生部22的中立轴CX对称。即，在第一形变传感器54中，配置于同一面的两个形变测量器元件也可以配置成分别关于形变发生部22的中立轴CX对称。另外，形变测量器元件BI和形变测量器元件B2配置在隔着形变发生部本体50重叠的位置。另外，形变测量器元件B3和形变测量器元件B4配置在隔着形变发生部本体50重叠的位置。
[0086]<第二形变传感器>
[0087]构成第二形变传感器54的四个形变测量器元件P1、P2、P3以及P4配置在形变发生部22的一端部(图4中的左端部)。形变测量器元件P1、P2、P3以及P4在形变发生部本体50的一端部配置在不与曲柄臂20a接触的位置上。如图8所示那样，配置在第二形变传感器54的惠斯通电桥电路64的四边之中的、第一边64a上的形变测量器元件P2以及配置在与第一边64a相向的第二边64b上的形变测量器元件P4分别配置于第四面52d。配置在惠斯通电桥电路64的第一边64a与第二边64b之间的第三边64c上的形变测量器兀件Pl和配置在第一边64a与第二边64b之间的第四边64d上的形变测量器元件P3如图4以及图5所示那样，分别配置在第一面52a。配置在第一面52a的两个形变测量器元件Pl以及P3配置成关于形变发生部22的中立轴CX对称。配置在第四面52d的两个形变测量器元件P2以及P4配置成关于形变发生部22的中立轴CX对称。即，在第二形变传感器54中配置于同一面的两个形变测量器元件配置成分别关于形变发生部22的中立轴CX对称。各形变测量器元件P1、P2、P3以及P4配置成其形变的检测方向沿着曲柄臂20a的长度方向。形变测量器元件Pl和形变测量器元件P2配置在隔着形变发生部本体50重叠的位置。另夕卜，形变测量器元件P3和形变测量器元件P4配置在隔着形变发生部本体50重叠的位置。
[0088]<第三形变传感器>
[0089]构成第三形变传感器58的四个形变测量器元件A1、A2、A3以及A4配置在第一面52a。但是，第三形变传感器58也可以配置在第四面52d。如图9所示那样，配置在第三形变传感器58的惠斯通电桥电路66的四边之中的、第一边66a上的形变测量器元件A2以及配置在与第一边66a相向的第二边66b上的形变测量器元件A4如图5所示那样，分别配置在形变发生部22的另一端部(图5中的右端部)。形变测量器元件A2以及A4在形变发生部本体50的另一端部配置在不与曲柄臂20a接触的位置。
[0090]配置在惠斯通电桥电路66的第一边66a与第二边66b之间的第三边66c上的形变测量器兀件Al和配置在第一边66a与第二边66b之间的第四边66d上的形变测量器兀件A3，分别配置在形变发生部22的一端部(图5中的左端部)。形变测量器元件Al以及A3在形变发生部本体50的一端部配置在不与曲柄臂20a接触的位置。
[0091]在形变发生部22的一端部中，两个形变测量器元件Al以及A3配置成关于形变发生部22的中立轴CX对称。另外，在形变发生部22的另一端部中，两个形变测量器元件A2以及A4配置成关于形变发生部22的中立轴CX对称。各形变测量器元件Al、A2、A3以及A4配置成其形变的检测方向沿着曲柄臂20a的长度方向。形变测量器元件Al和形变测量器元件A2在与曲柄臂20a的长度方向垂直的方向上配置在形变发生部22的中立轴CX的一方。另外，形变测量器元件A3和形变测量器元件A4在与曲柄臂20a的长度方向垂直的方向上配置在形变发生部22的中立轴CX的另一方。
[0092]<第四形变传感器>
[0093]构成第四形变传感器60的四个形变测量器元件Tl、T2、T3以及T4如图4所示那样，配置在形变发生部22的长度方向的实质上的中央部CP。中央部CP包括中央以及中央附近。形变测量器元件T1、T2、T3以及Τ4配置在形变发生部本体50的长度方向的中央部。如图10所示那样，配置在第四形变传感器60的惠斯通电桥电路68的四边之中的、邻接的第一边68a以及第三边68c上的形变测量器元件T2以及形变测量器元件Tl如图4所示那样，配置在第四面52d。配置在与第一边68a相向的第二边68b上的形变测量器元件T4和配置在与第三边68c相向的第四边68d上的测量器元件T3如图5所示那样，分别配置在第一面 52a。
[0094]配置于第一面52a的两个形变测量器元件T3以及T4配置成关于形变发生部22的中立轴CX对称。另外，配置于第四面52d的两个形变测量器元件Tl以及T2配置成关于形变发生部22的中立轴CX对称。即，在第四形变传感器60中配置于同一面的两个形变测量器元件配置成分别关于形变发生部22的中立轴CX对称。
[0095]形变测量器元件Tl配置成其形变的检测方向在曲柄臂20a的长度方向倾斜45°。形变测量器元件T2配置成其形变的检测方向在曲柄臂20a的长度方向倾斜45 °，且配置成与形变测量器元件Tl的形变的检测方向正交。[0096]形变测量器元件T3配置成其形变的检测方向在曲柄臂20a的长度方向倾斜45 °，且与形变测量器元件T2的形变的检测方向实质上平行。形变测量器元件T4配置成其形变的检测方向在曲柄臂20a的长度方向倾斜45°，配置成与形变测量器元件T2的形变的检测方向正交，且配置成与形变测量器元件T3的形变的检测方向实质上平行。
[0097]形变测量器元件Tl和形变测量器元件T4配置在隔着形变发生部本体50重叠的位置。另外，形变测量器元件T2和形变测量器元件T3配置在隔着形变发生部本体50重叠的位置。
[0098]另外，第四形变传感器60的各形变测量器元件Tl、T2、T3以及T4也可以如图19所示那样，集中配置在第一面52a或者第四面52d。配置在惠斯通电桥电路68的第一边68a上的形变测量器元件T2以及配置在第三边68c上的形变测量器元件Tl、和配置在第二边68b上的形变测量器元件T4以及配置在第四边68d上的形变测量器元件T3，配置成关于形变发生部22的中立轴CX对称。另外，形变测量器元件Tl和形变测量器元件T2隔着形变发生部22的长度方向的中央对称配置，形变测量器元件T3和形变测量器元件T4隔着形变发生部22的长度方向的中央对称配置。
[0099]〈干涉抑制部〉
[0100]干涉抑制部26抑制例如第二形变传感器54检测的第二分力Fr中所含的第三分力Fz的干涉。干涉抑制部26具有:通过演算处理来抑制干涉的图11所示的第一干涉抑制部70 ;通过形变发生部22的结构来抑制干涉的图3所示的第二干涉抑制部72。
[0101]<第一干涉抑制部>
[0102]第一干涉抑制部70通过由包括微机的演算处理部76执行软件来得以实现。演算处理部76既可以收容在分别形成于第一曲柄臂20a以及第二曲柄臂20b的凹部等收容空间中，也可以如图1所示那样，在第二曲柄臂20b的侧面设置箱体部件74而在该箱体部件74中进行收纳。在本实施方式中，演算处理部76设于箱体部件74。
[0103]在演算处理部76，连接有设在第一曲柄臂20a以及第二曲柄臂20b上的第一形变传感器54、第二形变传感器56、第三形变传感器58以及第四形变传感器60。演算处理部76与各形变传感器54、56、58以及60经由电缆、印刷配线等配线进行电连接。演算处理部76与各形变传感器54、56、58以及60也可以经由对信号进行放大的中继电路进行连接。在本实施方式中，由于演算处理部76设于箱体部件74，所以，在曲轴12设置将第一曲柄臂20a的各形变传感器54、56、58以及60与演算处理部76连接的配线。在第一曲柄臂20a、第二曲柄臂20b以及曲轴12，适当设有用于使配线通过的孔(未图示)。
[0104]另外，在演算处理部76，连接有设于第一曲柄臂20a、对第一曲柄臂20a的旋转速度进行测量的速率传感器78。速率传感器78也可以设在链轮安装部75的臂部。速率传感器78例如通过簧片开关而得以实现。进而，在演算处理部76，连接有设于第二曲柄臂20b用以对第二曲柄臂20b的旋转速度进行测量的速率传感器78、由电池构成的电源71、能够将演算后的数据向包括个人电脑的外部装置发送的无线通信部73。电源71设置在形成于第一曲柄臂20a或者第二曲柄臂20b的凹部等收容空间、曲轴12以及箱体部件74中的任意一者。速率传感器78在曲轴12的周围配置成能够与设于自行车的车架上的至少一个磁铁相向。
[0105]无线通信部73设于箱体部件74。箱体部74由不遮蔽电波的合成树脂形成。箱体部74借助由螺栓、粘接剂或者带而实现的固定手段，可装拆或者不可装拆地固定在第二曲柄臂20b上。优选的是，当将曲柄组装体10安装于自行车时，箱体部件74安装在第二曲柄臂20b的成为自行车车架侧的侧面上。
[0106]第一干涉抑制部70作为由软件实现的功能构成具有:第一分力算出部80 ;负荷位置算出部82 ;第二分力算出部84 ;第三分力算出部86。第二分力算出部84具有:干涉成分算出部88 ;干涉成分除去部90。
[0107]第一形变传感器54的输出OPl (F Θ )与第一曲柄臂20a的旋转方向的弯曲力矩M (F0 )对应。因而，如图3所示那样，第一形变传感器54的弯曲力矩M (F0 )是将第一分力F0乘以距离LI而得的值(F0 XL1)。在此，距离LI是第一形变传感器54的四个形变测量器元件B1- B4的长度方向的中心位置与第一踏板16的轴芯之间的距离。因此，第一分力算出部80将第一形变传感器54的弯曲力矩M (F Θ )除以距离LI来算出第一分力F0。即，F Θ = OPl = M (F Θ ) / LI。
[0108]第四形变传感器60的输出0P4 (= L)由于与负荷位置L处的第一分力F Θ的转矩T (F0 )对应，所以，如图3所示那样，转矩T (F0 )是将第一分力F0乘以负荷位置L的值(F0 XL)。因此，负荷位置算出部82将第四形变传感器60的输出0P4除以第一分力F Θ来算出负荷位置L。即，L = 0P4 = T (F Θ ) / F Θ。
[0109]第二形变传感器56的输出0P2 (Fr，)与负荷位置L处的Fr弯曲力矩M (Fr，)对应。输出0P2 (Fr’)可以通过将第二形变传感器的弯曲力矩M (Fr’)除以负荷位置L来求得。即，Fr = OP2 =M (Fr，)/ L。
[0110]第三形变传感器58的输出0P3 (Fz)与第一曲柄臂20a的弯曲力矩M (Fz)对应。第三形变传感器58的弯曲力矩M (Fz)，是通过将第三分力Fz乘以距离L2而得的，该距离L2通过将从图3所示的另一端侧的形变测量器元件A2、A4至第一踏板16a的轴芯为止的距离L4减去从一端侧的形变测量器元件Al、A3至第一踏板16a的轴芯为止的距离L3而得的。因此，第三分力算出部86利用第三形变传感器58的输出0P3弯曲力矩M (Fz)进行除法计算而算出第三分力Fz。即，Fz = OP3 = M (Fz) / L2。
[0111]在第二分力算出部84中，干涉成分算出部88算出第三分力Fz相对于第二形变传感器56的输出0P2的干涉成分。第三分力Fz相对于第二形变传感器56的干涉成分IF，是第三分力Fz的从第二形变传感器56至第一踏板16a的轴芯为止的距离L5的力矩。因此，在干涉成分算出部88中，算出通过将算出后的第三分力Fz乘以距离L5而得的Fz X L5。即，IF = FzXL5。
[0112]在第二分力算出部84的干涉成分除去部90中，将第二形变传感器56的弯曲力矩M (Fr’)中所含的第三分力Fz的干涉成分IF除去。具体来讲，从第二形变传感器56的输出0P2，减去通过将第三分力算出部86所算出的第三分力Fz乘以距离L5而算出的干涉成分FzX L5，求出真的第二分力Fr的力矩M (Fr)，将求出的力矩除以负荷位置L而算出真的第二分力Fr。[!卩，Fr = (M (Fr，)一 IF) / L。由此,能够抑制第三分力Fz的干涉。
[0113]另外，各传感器的输出与各分力以及负荷位置的关系通过实验等预先确定。因此，在上述说明中，将各传感器的输出作为各分力以及负荷位置进行对待。 [0114]<第二干涉抑制部>
[0115]第二干涉抑制部72通过形变发生部22的结构来抑制第二分力Fr相对于第三形变传感器58的输出0P3的干涉。第二干涉抑制部72如图3所示那样，相比第一曲柄臂20a的长度方向的中心位置，形成在形变发生部22的一端部侧、即踏板安装部34a侧。第二干涉抑制部72形成于形变发生部本体50。第二干涉抑制部72的与长度方向正交的断面的面积，跟形变发生部本体50的其他部分不同，在本实施方式中，断面的面积跟形变发生部本体50的其他部分不同。在第一实施方式中，第二干涉抑制部72通过形成贯通孔72a而构成。贯通孔72a如图6所示那样，贯通第二面52b和第三面52c地形成。第二干涉抑制部72配置在第二形变传感器56的附近。贯通孔72a的与孔延伸方向垂直的断面既可以是正圆，也可以是长孔形状，还可以是椭圆形或是多边形形状。
[0116]在本实施方式中，由于通过第一干涉抑制部70和第二干涉抑制部72来抑制第二分力Fr’中所含的干涉成分IF，所以，能够高精度测量第二分力Fr。例如，在利用模拟将负荷施加给第一曲柄臂的场合，在不设置干涉抑制部26的情况下干涉率为一 165%，而通过设置干涉抑制部26使得干涉率减少到一 2.3%。在此，干涉率，是将在第一曲柄臂的拉伸方向作用了规定负荷时的第三形变传感器58的输出和踏板轴的轴方向作用了规定负荷时的第三形变传感器58的输出中测定到的第二分力(Fr)除以测定到的第三分力(Fz)时的百分比。
[0117]测量结果通过无线通信部73向外部装置发送。外部装置中的利用各分力负荷位置以及曲柄旋转速度的显示内容的一例示于图12。
[0118]在图12中，当使安装了具备第一踏力测量装置14a以及第二踏力测量装置14b的曲柄组装体10的自行车行驶，或是将其放置在对上述自行车的后轮的旋转付与旋转负荷的旋转负荷装置上进行蹬踏时，基于所测量到的三个分力、负荷位置以及曲柄旋转速度等进行以下显示。
[0119]从显示画面的上方依次显示:1.三次元瞪踏效率，2.动力，3.最大动力，4.最大速度，5.曲柄旋转速度，6.脉搏，7.测定时间的项目的结果。另外，在其下方以数值显示:区分成右脚和左脚的8.动力以及9.三次元蹬踏效率。进而，在其下方以图形显示:10.平均负荷位置，11.平均负荷位置的偏移，12.倒蹬效率，13.峰值转矩曲柄角，14.平均蹬踏图案。由此，使用者能掌握最适合自身的蹬踏方法，能选择最适合的曲柄长度。
[0120]1.三次元蹬踏效率D以及9.左曲柄的三次元蹬踏效率DL以及右曲柄的三次元蹬踏效率DR例如采用图20所示的算式算出。在画面中，对计算值乘以100而以％显示。
[0121]2.动力以及8.左曲柄的动力以及右曲柄的动力通过曲柄臂的旋转转矩与转速的乘积求得。曲柄臂的旋转转矩通过第一分力FΘ和曲柄臂的长度求得。有关曲柄臂的长度的信息，既可以存储在演算处理部中，也可以设定在外部装置中。转速是根据速率传感器78获得的值。将左曲柄的动力与右曲柄的动力积算而得的值作为动力显示。
[0122]3.最大动力是动力最大时的值。
[0123]4.最大速度是速度最大时的值。对于速度,既可以获得来自设于自行车的一般速度计的信息，也可以根据速率、齿轮比和轮胎直径由演算处理部76进行计算。此时，有关齿轮比的信息由无线通信部73接收。有关轮胎直径的信息被预先设定。
[0124]5.曲柄旋转速度基于速率传感器78而算出。
[0125]6.脉搏，是当骑行者安装了心率传感器时从心率传感器以无线等方式发送的信
肩、O[0126]7.测定时间是测定的时间。例如由外部装置指示测量的开始以及结束。
[0127]10.平均负荷位置，是将按照测定时间内的每段恒定时间测量的负荷位置L进行平均计算得到的值。平均负荷位置与表示踏板的图一起进行显示，与表示踏板的图重叠地以三角印(V)进行显示。在表示平均负荷位置的图的下方，显示负荷位置的分布图。另外，与表示踏板的图重叠地，显示表示负荷位置变动范围的移动范围条。
[0128]11.平均负荷位置的偏移表示从踏板中心位置起的平均负荷位置的偏移。在外部装置中，预先设定踏板的中心位置。
[0129]12.倒蹬效率与表示曲柄臂的图一起进行显示，表示在曲柄臂的正转方向施加的力与在反转方向施加的力的比率。例如，在图12中示出在右曲柄臂中在正转方向施加的力的比例为96%，在反转方向施加的力的比例为4%。
[0130]13.峰值转矩曲柄角表示转矩最大时的曲柄角度。基于来自速率传感器的信息，算出转矩最大的曲柄的角度。
[0131]14.平均蹬踏图案表示F Θ与Fr的合成矢量。
[0132]<第二实施方式>
[0133]在第一实施方式中，以曲柄长度恒定的曲柄臂为例对本发明进行了说明，而在第二实施方式中，以曲柄长度可变的曲柄臂为例对本发明进行说明。
[0134]如图13所示那样，在第二实施方式中，第二踏力测量装置114a被描绘于图的近前侧。
[0135]采用了本发明的第二实施方式的曲柄组装体110具备:具有第一端部112a和第二端部112b的与第一实施方式同样构成的曲轴112 ;第一踏力测量装置114a ;第二踏力测量装置114b ;链轮115。在设置链轮115的第一曲柄臂120a的第二曲柄臂120b侧的面上设置速率传感器78。在第二曲柄臂120b的第一曲柄臂120a侧的面上也同样设置速率传感器
78。第一踏力测量装置114a能与曲轴112 —体旋转地连结于曲轴112的第一端部112a。第二踏力测量装置114b能与曲轴112 —体旋转地连结于曲轴112的第二端部112b。在此，当在自行车上安装了曲柄组装体110时，从后方看自行车，曲轴112的第一端部112a配置在右侧，第二端部112b配置在左侧。
[0136]第一踏力测量装置114a具有:第一曲柄臂120a ;形变发生部；参数检测部；干涉抑制部。第二踏力测量装置114b具有:第二曲柄臂120b ;形变发生部；参数检测部；干涉抑制部。形变发生部、参数检测部以及干涉抑制部的构成由于是与第一实施方式同样的构成，故省略说明。另外，在以后说明中，对第二踏力测量装置114b的第二曲柄臂120b进行说明，而关于第一曲柄臂120a，对与第二曲柄臂120b不同的部分进行说明。
[0137]图13中配置在近前侧的第二曲柄臂120b如图14所示那样，具备:第二踏板安装部134b ;第二曲轴安装部136b ;第二曲柄长度调整机构138b。
[0138]第二踏板安装部134b在一端部具有第二踏板安装用的形成有阴螺纹部的踏板安装孔135b。在第二踏板安装部134b的内部，形成能够收纳形变发生部122的收纳凹部138b。收纳凹部138b从第二踏板安装部134b的另一端面134c呈矩形板状凹入地形成。收纳凹部138b由安装在另一端面134c的未图示的盖部件封堵。形变发生部122利用四个固定螺栓142固定于收纳凹部138b。
[0139]在第二踏板安装部134b设置与第一实施方式同样的箱体部件，在箱体部件中收纳演算处理部76以及无线通信部。与前述的实施方式同样，演算处理部76和第一曲柄臂120a以及第二曲柄臂120b的各形变传感器经由电缆、印刷配线等的配线进行连接。在第二曲轴安装部136b设置用于在内部配置配线的空间，在本实施方式中，在该空间中也设置速率传感器78。
[0140]在第二曲轴安装部136b设置用于在内部配置配线的空间。另外，在一方的第二引导轴191b也设置用于在内部配置配线的空间。在第二曲轴安装部136b与曲轴112接触的部分，形成将曲轴的中空的空间和设于第二曲轴安装部136b的内部的空间连通的孔。另夕卜，在第二曲轴安装部136b与第二引导轴191b接触的部分，形成将设于第二曲轴安装部136b的内部的空间和设于一方的第二引导轴191b的空间连通的孔。进而，在一方的第二引导轴191b与第二踏板安装部134b接触的部分，形成将形成于一方的第二引导轴191b的空间和收纳凹部138所形成的收纳孔连通的孔。
[0141]穿通曲轴112的中空部分的配线，经过在第二曲柄臂114b中形成于第二曲轴安装部136b的内部的空间、形成于第二引导轴191b的一方的内部的空间，拉设至第二踏板安装部134b。由于对于第一曲柄臂114a也是同样的构成，所以省略说明。
[0142]第二曲轴安装部136b在形成有花键的第二安装孔137b形成第一狭缝137c。第一狭缝137c从第二安装孔137b沿径方向延伸到第二曲轴安装部136b的外侧面。另外，第一狭缝137c通过从与第一狭缝137c交叉的方向插入的紧固螺栓146b而收窄宽度。由此，第二曲柄臂120b被固定于曲轴112的第二端部112b。在第二曲轴安装部136b中，在与长度方向正交的方向的两端，形成用于固定第二曲轴安装部136b的长度方向位置的第二固定孔137d。另外，在形成第二固定孔137d的部分，形成第二狭缝137e (参照图13)。在第二固定孔137d中螺纹接合第二曲轴安装部136b固定用的螺栓部件145。
[0143]第二曲柄长度调整机构138b，是在第二曲柄臂120b的长度方向能够改变第二踏板安装部134b和第二曲轴安装部136b的相对位置的机构。第二曲柄长度调整机构138b具有:一对第二引导轴191b 对第二引导孔192b ;第二定位机构193b。
[0144]一对第二引导轴191b在与长度方向正交的方向上隔开间隔地设置于第二踏板安装部134b的另一端面，例如通过压入而固定于另一端面。一对第二引导孔192b设在第二曲轴安装部136b，由此，第二曲轴安装部136b由第二引导轴191b进行引导。
[0145]第二定位机构193b具有:固定于一对第二引导轴191b的一方的齿条194b ;与齿条194b卡合的爪部件195b。如图15以及图16所示那样，齿条194b在长度方向延伸地配置，固定于第二引导轴191b的外侧面。优选的是，齿条194b与爪部件195b的卡合间距设定为2.5mm。曲柄臂全长的可调整范围例如设定成155mm?180mm。
[0146]爪部件195b具有:与齿条194b卡合的爪部195c ;在曲轴安装部136b的外侧面露出的按压操作部195d。爪部件195b能够移动到爪部195c与齿条194b卡合的图16所示的卡合位置和由按压操作部195d的按压操作解除与齿条194b的卡合的图15所示的解除位置。爪部件195b由设于第二曲轴安装部136b的引导部件196引导至卡合位置和解除位置。如图15所示那样，爪部件195b由例如螺旋弹簧形态的施力部件197朝向卡合位置施力。在爪部195c设有在卡合位置与齿条194b抵接的定位突起195e。
[0147]在这样构成的第二定位机构193b中，当松缓螺栓部件145、进一步按压按压操作部195d而使爪部件195b移动到解除位置时，爪部件195b与齿条194b的卡合解除，第二曲轴安装部136b能够相对于第二踏板安装部134b在长度方向移动。并且，当使第二曲轴安装部136b移动成所希望的曲柄长度时，将手指从按压操作部195d移开。当手从按压操作部195d移开时，由施力部件197使爪部件195b返回卡合位置。最后,紧固两个螺栓部件145，结束曲柄臂长度调整。这样，由于能够调整第二曲柄臂120b的长度，所以，对于使用者来讲能够获得最适合的曲柄长度。
[0148]关于第一曲柄臂120a，并不是未图示的曲轴安装部依靠紧固螺栓146b的第一狭缝137c向曲轴112的紧固，而是曲轴112的第一端部112a通过压入或是粘接而被固定。其余所有构成与第二曲柄臂120b同样，第一曲柄臂120a的长度也同样能够调整。
[0149]本实施例中的第二曲柄臂120b仅通过松缓螺栓部件145并按压按压操作部195d就能够调整第二曲柄臂120b的长度方向的长度。因而，对于使用者来讲能够以简便的操作进行曲柄臂的长度调整。另外，由于作为定位机构使用了齿条194b和爪部件195b，所以，可根据需要来进行微细的长度调整。
[0150]<其他实施方式>
[0151]以上，对本发明的一实施方式进行了说明，但本发明并不限于上述实施方式，在不脱离发明构思的范围内能够进行各种变更。特别是，本说明书所记载的多个实施方式以及变型例可根据需要而任意进行组合。
[0152](a)在上述实施方式中，将形变发生部与第一曲柄臂分开地设置，但也可以如图17所示那样，在第一踏力测量装置214a中，与第一曲柄臂220a—体地构成形变发生部。在图17中，将第一形变传感器254、第二形变传感器256、第三形变传感器258以及第四形变传感器260的形变测量器元件粘贴在第一曲柄臂220a的外侧面。但是，在中空的曲柄臂例如分割成两部分的曲柄臂的情况下，也可以在曲柄臂的内侧面粘贴形变测量器元件。
[0153](b)构成形变传感器的形变测量器元件并不限定于薄膜型、静电容量型、半导体型，只要能够检测曲柄臂或形变发生部的形变，则种类任意。
[0154](c)在上述实施方式中，形变发生部本体由四棱柱构成，但本发明并不限定于此。例如，只要具有相互正交配置的至少两个面，则构成任意。例如，形变发生部本体也可以是棱管或者八棱柱。进而，形变发生部本体也可以是与长度方向垂直的断面呈T字形、I字形、H字形或者大致U字形、在长度方向延伸的部件。
[0155](d)在上述实施方式中，以自行车用的踏力测量装置为例对本发明进行了说明，但本发明并不限定于此。例如，也能够应用于如健身车那样用于维持体力或增强体力的、具有能够安装踏板等操作构件的曲柄臂的健康器具。
[0156](e)在上述实施方式中，包括通过演算形变传感器的检测值来借助演算抑制干涉的第一干涉抑制部、和物理抑制干涉的第二干涉抑制部这两方在内地构成了干涉抑制部，但本发明并不限定于此。踏力测量装置也可以构成为具备第一干涉抑制部以及第二干涉抑制部中的至少任意一方。
[0157](f)在上述实施方式中，以温度补偿的方式由四个形变测量器元件构成各个形变传感器，但在无需温度补偿的情况下，也可以由两个形变测量器元件构成各个形变传感器。另外，此时，温度保证也可以由以温度传感器等构成的传感器来进行。
[0158](g)在上述实施方式中，将第一曲柄臂20a作为第一踏力测量装置14a的构成要件，但也可以不将第一曲柄臂20a作为第一踏力测量装置14a的构成要件。[0159](h)在上述实施方式中，形变发生部22能够装拆地设于第一曲柄臂20a，但形变发生部22与第一曲柄臂20a也可以通过粘接剂等以不能装拆的方式固定在一起。
[0160](i)在上述实施方式中，第一罩部43a以覆盖第一臂本体30a的一侧面的整体的方式从第一曲柄臂20a的长度方向的一端部31al设置到另一端部31a,但第一罩部43a也可以构成为仅覆盖第一收纳部38a。
[0161](j)在上述实施方式中，固定孔40a由螺纹孔形成，但固定孔40a也可以由贯通孔形成。此时，只要固定部51的固定孔51a由螺纹孔形成，在螺栓的头部与固定部51之间夹住第一臂本体30a地进行固定即可。
[0162](k)在第一实施方式中，当将曲柄组装体10安装于自行车时，在曲轴延伸方向与自行车相反地开口形成，但第一收纳部38a也可以朝向自行车开口地形成。
[0163]进而，上述第一收纳部38a也可以形成为朝向第一曲柄臂20a的旋转方向的上游侧或者下游侧开口，即，也可以形成为向与曲柄臂的长度方向以及踏板轴垂直的方向的任意方向开口。此时，只要通过与第二实施方式同样的方法在第一收纳部38a固定形变发生部22即可。
[0164](I)在上述实施方式中，速率传感器分别设在各曲柄臂上，但速率传感器也可以仅设在一方的曲柄臂上。另外，也可以替代速率传感器，将检测曲柄臂的旋转位置的传感器设在曲柄臂上。
[0165](m)在上述实施方式中，演算处理部、无线通信部以及电源设置各一个，但也可以构成为在各曲柄臂上分别具备演算处理部、无线通信部以及电源。
[0166](η)在上述第二实施方式中，优选构成为，使用其他的弹簧部件或是球塞机构等，通过将爪部195c朝向齿条194b施力，在调整长度时给使用者带来咔嗒感。此时，也可以替代使用其他的施力机构将爪部195c朝向齿条194b施力的方式，而是在爪部件195b设置与齿条194b直接卡合的球塞机构。
[0167](O)在上述第二实施方式中，齿条194b由固定于第二引导轴191b的其他部件构成，但本发明并不限定于此。例如。也可以在第二引导轴191b的表面直接形成多个槽，将齿条194b与第二引导轴191b —体形成。
[0168](P)在上述第二实施方式中，使用螺栓部件145来最终固定曲柄臂长度，但本发明并不限定于此。例如，也可以替代螺栓部件，使用被用于相对车架装拆自行车车轮的快拆机构。
[0169]附图标记说明
[0170]10、110曲柄组装体
[0171]12、112 曲轴
[0172]12a 第一端部
[0173]12b 第二端部
[0174]14a、114a、214a第一踏力测量装置
[0175]14b、114b第二踏力测量装置
[0176]16a 第一踏板
[0177]16b 第二踏板
[0178]17a踏板轴[0179]20a、120a、220a 第一曲柄臂
[0180]20b>120b 第二曲柄臂
[0181]22、122形变发生部 [0182]24参数检测部
[0183]26干涉抑制部
[0184]3 Ial —端部
[0185]31a2 另一端部
[0186]52a 第一面
[0187]52b 第二面
[0188]52c第三面
[0189]52d第四面
[0190]54、254第一形变传感器
[0191]56,256第二形变传感器
[0192]58、258第三形变传感器
[0193]60、260第四形变传感器
[0194]62、62、64、66惠斯通电桥电路
[0195]62a、64a、66a、68a 第一 边
[0196]62b、64b、66b、68b 第二边
[0197]62c、64c、66c、68c 第三边
[0198]62d、64d、66d、68d 第四边
[0199]70第一干涉抑制部
[0200]72第二干涉抑制部
[0201]76演算处理部
[0202]80第一分力算出部
[0203]82负荷位置算出部
[0204]84第二分力算出部
[0205]86第三分力算出部
[0206]88干涉成分算出部
[0207]90干涉成分除去部
[0208]134b踏板安装部
[0209]136b曲轴安装部
[0210]138b第二曲柄长度调整机构
【权利要求】
1.一种踏力测量装置，该踏力测量装置测量通过踩踏踏板而作用于曲柄臂的踏力的多个参数，上述曲柄臂能在一端部安装上述踏板且能在另一端部安装曲轴，其特征在于，具备: 形变发生部，该形变发生部被传递作用于上述曲柄臂的形变； 参数检测部，该参数检测部配置于上述形变发生部，根据传递给上述形变发生部的形变来检测上述多个参数；以及 干涉抑制部，该干涉抑制部抑制由上述参数检测部检测的一个参数中的来自其他参数的干涉。
2.如权利要求1所述的踏力测量装置，其特征在于， 上述多个参数包括: 第二分力，该第二分力是作用于上述曲柄臂的负荷的弯曲力矩在上述曲柄臂的长度方向的分力；以及 第三分力，该第三分力是作用于上述曲柄臂的负荷的弯曲力矩在上述踏板的轴方向的分力， 上述参数检测部包括: 用于检测上述第二分力的第二形变传感器；以及 检测上述第三分力的第三形变传感器。
3.如权利要求2所述的踏力测量装置，其特征在于， 上述多个参数还包括: 第一分力，该第一分力是作用于上述曲柄臂的负荷的弯曲力矩在旋转方向的分力；以及 使用者踩踏上述踏板的上述踏板的轴方向的负荷位置， 上述参数检测部包括: 用于检测上述第一分力的第一形变传感器；以及 第四形变传感器，该第四形变传感器用于检测作用于上述曲柄臂的负荷的剪切力以便求算上述负荷位置。
4.如权利要求3所述的踏力测量装置，其特征在于， 上述第一形变传感器至上述第四形变传感器分别具有构成惠斯通电桥电路的至少两个形变测量器元件。
5.如权利要求4所述的踏力测量装置，其特征在于， 上述第一形变传感器至上述第四形变传感器分别具有构成惠斯通电桥电路的四个形变测量器元件。
6.如权利要求5所述的踏力测量装置，其特征在于， 上述形变发生部具有在上述曲柄臂的长度方向延伸的第一面、第二面、第三面以及第四面， 第一面以及第四面与上述踏板的轴实质上垂直， 第二面以及第三面与上述踏板的轴实质上平行。
7.如权利要求6所述的踏力测量装置，其特征在于， 上述形变发生部具有四棱柱。
8.如权利要求6或7所述的踏力测量装置，其特征在于， 构成上述第三形变传感器的四个上述形变测量器元件配置于上述第一面或者上述第四面， 配置在上述第三形变传感器的上述惠斯通电桥电路的四边之中的、相向的一组的两个边上的形变测量器元件和配置在相向的另一组的两个边上的形变测量器元件，在上述曲柄臂的长度方向分离配置， 配置在相向的两个边上的形变测量器元件配置成分别关于上述形变发生部的中立轴对称。
9.如权利要求6或7所述的踏力测量装置，其特征在于， 构成上述第三形变传感器的四个上述形变测量器元件配置于上述第一面或者上述第四面， 配置在上述第三形变传感器的上述惠斯通电桥电路的四边之中的、第一边上的形变测量器元件以及配置在与上述第一边相向的第二边上的形变测量器元件，分别配置在上述形变发生部的上述另一端部侧， 配置在上述第一边与上述第二边之间的第三边以及第四边上的形变测量器元件，分别配置在上述形变发生部的上述一端部侧， 在上述形变发生部的一端部侧以及另一端部侧，分别将两个形变测量器元件配置成关于上述形变发生部的中立轴对称。
10.如权利要求6至9中任意一项所述的踏力测量装置，其特征在于， 构成上述第一形变传感器的四个上述形变测量器元件配置于上述形变发生部的上述另一端部， 配置在上述第一形变传感器的上述惠斯通电桥电路的四边之中的、第一边上的形变测量器元件以及配置在与上述第一边相向的第二边上的形变测量器元件，分别配置在上述第二面以及上述第三面中的一方， 配置在上述第一边与上述第二边之间的第三边以及第四边上的形变测量器元件，分别配置在上述第二面以及上述第三面中的另一方， 配置于同一面的两个形变测量器元件配置成分别关于上述形变发生部的中立轴对称。
11.如权利要求6至9中任意一项所述的踏力测量装置，其特征在于， 构成上述第一形变传感器的四个上述形变测量器元件配置在上述形变发生部的上述另一端部， 配置在上述第一形变传感器的上述惠斯通电桥电路的四边之中的、第一边上的形变测量器元件以及配置在与上述第一边相向的第二边上的形变测量器元件，分别配置在上述第二面以及上述第三面中的一方， 配置在上述第一边与上述第二边之间的第三边以及第四边上的形变测量器元件，分别配置在上述第二面以及上述第三面中的另一方， 配置于同一面的两个形变测量器元件在上述形变发生部的长度方向上排列配置。
12.如权利要求6至11中任意一项所述的踏力测量装置，其特征在于， 构成上述第二形变传感器的四个上述形变测量器元件配置在上述形变发生部的上述一端部，配置在上述第二形变传感器的上述惠斯通电桥电路的四边之中的、第一边上的形变测量器元件以及配置在与上述第一边相向的第二边上的形变测量器元件，分别配置在上述第一面以及上述第四面中的一方， 配置在上述第一边与上述第二边之间的第三边以及第四边上的形变测量器元件，分别配置在上述第一面以及上述第四面中的另一方， 配置于同一面的两个形变测量器元件配置成分别关于上述形变发生部的中立轴对称。
13.如权利要求6至12中任意一项所述的踏力测量装置，其特征在于， 构成上述第四形变传感器的四个上述形变测量器元件配置在上述形变发生部的长度方向的实质上的中央部， 配置在上述第四形变传感器的上述惠斯通电桥电路的四边之中的、邻接的第一边以及第三边上的形变测量器元件，配置在上述第一面以及上述第四面中的一方， 配置在与上述第一边以及上述第三边相向的第二边以及第四边上的形变测量器元件分别配置在上述第一面以及上述第四面中的另一方， 配置于同一面的两个形变测量器元件配置成分别关于上述形变发生部的中立轴对称。
14.如权利要求6至12中任意一项所述的踏力测量装置，其特征在于， 构成上述第四形变传感器的四个上述形变测量器元件配置在上述形变发生部的长度方向的中央部， 配置在上述第四形变传感器的上述惠斯通电桥电路的四边之中的、邻接的第一边以及第三边上的形变测量器元件，和配置在与上述第一边以及上述第三边相向的第二边以及第四边上的形变测量器元件，配置在上述第一面或者上述第四面， 配置在上述第一边以及上述第三边上的形变测量器元件和配置在上述第二边以及上述第四边上的形变测量器元件，配置成关于上述形变发生部的中立轴对称。
15.如权利要求1至14中任意一项所述的踏力测量装置，其特征在于， 上述干涉抑制部相比上述曲柄臂的长度方向的中心位置形成在安装上述踏板的上述形变发生部的上述一端部侧，与上述长度方向正交的断面的面积不同于其他部分。
16.如权利要求15所述的踏力测量装置，其特征在于， 上述干涉抑制部通过形成贯通孔而构成。
17.如权利要求2至16中任意一项所述的踏力测量装置，其特征在于， 上述干涉抑制部当基于上述第二形变传感器的输出检测上述第二分力时，若基于上述第三形变传感器的输出检测到上述第三分力，则进行抑制上述第三分力的干涉的演算处理。
18.如权利要求3至17中任意一项所述的踏力测量装置，其特征在于， 上述干涉抑制部基于上述第一、第二、第三以及第四形变传感器的输出来进行抑制上述第三分力的干涉的演算处理。
19.如权利要求1至18中任意一项所述的踏力测量装置，其特征在于， 上述形变发生部与上述曲柄臂分开地设置。
20.如权利要求1至18中任意一项所述的踏力测量装置，其特征在于， 还具备上述曲柄臂。
21.如权利要求20所述的踏力测量装置，其特征在于，上述曲柄臂具备: 能够安装上述踏板的踏板安装部； 能够安装上述曲轴的曲轴安装部；以及 在上述曲柄臂的长度方向上能够改变上述踏板安装部与上述曲轴安装部的相对位置的曲柄长度调整机构。
22.如权利要求21所述的踏力测量装置，其特征在于， 上述形变发生部设于上述踏板安装部。
23.如权利要求1至18中任意一项所述的踏力测量装置，其特征在于， 上述形变发生部与上述曲柄臂一体地构成。
【文档编号】G01L5/16GK103674384SQ201310326644
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年7月31日 优先权日:2012年8月28日
【发明者】手塚俊雄, 佐藤聪, 荒井彻, 李奎 申请人:株式会社岛野, 美蓓亚株式会社