(57)【要約】【課題】踏力のパラメータを精度良く計測できるようにする。【解決手段】第１踏力計測装置１４ａは、一端部に第１ペダル１６ａを、他端部にクランク軸１２をそれぞれ取付可能な第１クランクアーム２０ａに、第１ペダル１６ａを踏むことにより作用する踏力の複数のパラメータを計測する。第１踏力計測装置１４ａは、起歪部２２と、第１パラメータ検出部２４と、１干渉抑制部２６と、を備える。起歪部２２は、第１クランクアーム２０ａに作用するひずみが伝達される。パラメータ検出部２４は、起歪部２２に配置され、起歪部２２に伝達されたひずみから複数のパラメータを検出する。干渉抑制部２６は、パラメータ検出部２４によって検出される一つのパラメータにおける他のパラメータからの干渉を抑制する。【選択図】図１
2014044176.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端部にペダルを、他端部にクランク軸を取付可能なクランクアームに、前記ペダルを踏むことにより作用する踏力の複数のパラメータを計測する踏力計測装置であって、
前記クランクアームに作用するひずみが伝達される起歪部と、
前記起歪部に配置され、前記起歪部に伝達されたひずみから前記複数のパラメータを検出するパラメータ検出部と、
前記パラメータ検出部によって検出される一つのパラメータにおける他のパラメータからの干渉を抑制する干渉抑制部と、
を備える踏力計測装置。
【請求項２】
前記複数のパラメータは、
前記クランクアームに作用する荷重の曲げモーメントの前記クランクアームの長手方向の分力である第２分力と、
前記クランクアームに作用する荷重の曲げモーメントの前記ペダルの軸方向の分力である第３分力と、
を含み、
前記パラメータ検出部は、
前記第２分力を検出するための第２ひずみセンサと、
前記第３分力を検出する第３ひずみセンサと、
を含む、請求項１に記載の踏力計測装置。
【請求項３】
前記複数のパラメータは、
前記クランクアームに作用する荷重の曲げモーメントの回転方向の分力である第１分力と、
使用者が前記ペダルを踏む前記ペダルの軸方向の荷重位置と、
をさらに含み、
前記パラメータ検出部は、
前記第１分力を検出するための第１ひずみセンサと、
前記荷重位置を求めるために前記クランクアームに作用する荷重のせん断力を検出するための第４ひずみセンサと、を含む、請求項２記載の踏力計測装置。 
【請求項４】
前記第１ひずみセンサから前記第４ひずみセンサは、ホイーストンブリッジ回路を構成する少なくとも２つのひずみゲージ素子をそれぞれ有する、請求項３に記載の踏力計測装置。
【請求項５】
前記第１ひずみセンサから前記第４ひずみセンサは、ホイーストンブリッジ回路を構成する４つのひずみゲージ素子をそれぞれ有する、請求項４に記載の踏力計測装置。
【請求項６】
前記起歪部は、前記クランクアームの長手方向に延びる第１面、第２面、第３面、および第４面を有し、
第１面および第４面は、前記ペダルの軸に実質的に垂直であり
第２面および第３面は、前記ペダルの軸に実質的に平行である、請求項５に記載の踏力計測装置。
【請求項７】
前記起歪部は、四角柱を有する、請求項６に記載の踏力計測装置。
【請求項８】
前記第３ひずみセンサを構成する４つの前記ひずみゲージ素子は、前記第１面または前記第４面に配置され、
前記第３ひずみセンサの前記ホイートストンブリッジ回路の４辺のうち、
対向する一方の２辺に配置されるひずみゲージ素子と、対向する他方の２辺に配置されるひずみゲージ素子とは、前記クランクアームの長手方向に離間して配置され、
対向する２辺に配置されるひずみゲージ素子は、それぞれが前記起歪部の中立軸に関して対称に配置される、請求項６または７に記載の踏力計測装置。
【請求項９】
前記第３ひずみセンサを構成する４つの前記ひずみゲージ素子は、前記第１面または前記第４面に配置され、
前記第３ひずみセンサにおける前記ホイートストンブリッジ回路の４辺のうち、
第１辺に配置されるひずみゲージ素子および前記第１辺に対向する第２辺に配置されるひずみゲージ素子は、前記起歪部の前記他端部側に、それぞれ配置され、
前記第１辺と前記第２辺との間の第３辺および第４辺に配置されるひずみゲージ素子は、前記起歪部の前記一端部側に、それぞれ配置され、
前記起歪部の一端部側および他端部側にそれぞれにおいて２つのひずみゲージ素子は、前記起歪部の中立軸に関して対称に配置される、請求項６または７に記載の踏力計測装置。
【請求項１０】
前記第１ひずみセンサを構成する４つの前記ひずみゲージ素子は、前記起歪部の前記他端部に配置され、
前記第１ひずみセンサにおける前記ホイートストンブリッジ回路の４辺のうち、
第１辺に配置されるひずみゲージ素子および前記第１辺に対向する第２辺に配置されるひずみゲージ素子は、前記第２面および前記第３面の一方に、それぞれ配置され、
前記第１辺と前記第２辺との間の第３辺および第４辺に配置されるひずみゲージ素子は、前記第２面および前記第３面の他方に、それぞれ配置され、
同一面に配置される２つのひずみゲージ素子は、それぞれが前記起歪部の中立軸に関して対称に配置される、請求項６から９のいずれか１項に記載の踏力計測装置。
【請求項１１】
前記第１ひずみセンサを構成する４つの前記ひずみゲージ素子は、前記起歪部の前記他端部に配置され、
前記第１ひずみセンサにおける前記ホイートストンブリッジ回路の４辺のうち、
第１辺に配置されるひずみゲージ素子および前記第１辺に対向する第２辺に配置されるひずみゲージ素子は、前記第２面および前記第３面の一方に、それぞれ配置され、
前記第１辺と前記第２辺との間の第３辺および第４辺に配置されるひずみゲージ素子は、前記第２面および前記第３面の他方に、それぞれ配置され、
同一面に配置される２つのひずみゲージ素子は、前記起歪部の長手方向に並んで配置される、請求項６から９のいずれか１項に記載の踏力計測装置。
【請求項１２】
前記第２ひずみセンサを構成する４つの前記ひずみゲージ素子は、前記起歪部の前記一端部に配置され、
前記第２ひずみセンサにおける前記ホイートストンブリッジ回路の４辺のうち、
第１辺に配置されるひずみゲージ素子および前記１辺に対向する第２辺に配置されるひずみゲージ素子は、前記第１面および前記第４面の一方に、それぞれ配置され、
前記第１辺と前記第２辺との間の第３辺および第４辺に配置されるひずみゲージ素子は、前記第１面および前記第４面の他方に、それぞれ配置され、
同一面に配置される２つのひずみゲージ素子は、それぞれが前記起歪部の中立軸に関して対称に配置される、請求項６から１１のいずれか１項に記載の踏力計測装置。
【請求項１３】
前記第４ひずみセンサを構成する４つの前記ひずみゲージ素子は、前記起歪部の長手方向の実質的に中央部に配置され、
前記第４ひずみセンサにおける前記ホイートストンブリッジ回路の４辺のうち、
隣接している第１辺および第３辺に配置されるひずみゲージ素子は、前記第１面および前記第４面の一方に、
前記第１辺および前記第３辺と対向する第２辺および第４辺に配置されるひずみゲージ素子は、前記第１面および前記４面の他方に、それぞれ配置され、
同一面に配置される２つのひずみゲージ素子は、それぞれが前記起歪部の中立軸に関して対称に配置される、請求項６から１２のいずれか１項に記載の踏力計測装置。
【請求項１４】
前記第４ひずみセンサを構成する４つの前記ひずみゲージ素子は、前記起歪部の長手方向の中央部に配置され、
前記第４ひずみセンサにおける前記ホイートストンブリッジ回路の４辺のうち、
隣接している第１辺および第３辺に配置されるひずみゲージ素子と、前記第１辺および前記第３辺と対向する第２辺および第４辺に配置されるひずみゲージ素子と、は前記第１面または前記第４面に、配置され、
前記第１辺および前記第３辺に配置されるひずみゲージ素子と、前記第２辺および前記第３辺に配置されるひずみゲージ素子とは、前記起歪部の中立軸に関して対称に配置される、請求項６から１２のいずれか１項に記載の踏力計測装置。
【請求項１５】
前記干渉抑制部は、前記クランクアームの長手方向の中心位置よりも前記ペダルが装着される前記起歪部の前記一端部側に形成され、前記長手方向と直交する断面の面積が他の部分と異なる、請求項１から１４のいずれか１項に記載の踏力計測装置。
【請求項１６】
前記干渉抑制部は、貫通孔を形成することにより構成する、請求項１５に記載の踏力計測装置。
【請求項１７】
前記干渉抑制部は、前記第２ひずみセンサの出力に基づいて、前記第２分力を検出するに当たって、前記第３ひずみセンサの出力に基づいて前記第３分力が検出されると、前記第３分力の干渉抑制する演算処理を行う、請求項２から１６のいずれか１項に記載の踏力計測装置。
【請求項１８】
前記干渉抑制部は、前記第３分力の干渉を抑制する演算処理を、前記第１、第２、第３および第４ひずみセンサの出力に基づいて行う、請求項３から１７のいずれか１項に記載の踏力計測装置。
【請求項１９】
前記起歪部は、前記クランクアームと別体で設けられる、請求項１から１８のいずれか１項に記載の踏力計測装置。
【請求項２０】
前記クランクアームをさらに備える、請求項１から１８のいずれか１項に記載の踏力計測装置。
【請求項２１】
前記クランクアームは、
前記ペダルを取付可能なペダル取付部と、
前記クランク軸を取付可能なクランク軸取付部と、
前記クランクアームの長手方向において、前記ペダル取付部と前記クランク軸取付部との相対位置を変更可能なクランク長さ調整機構と、
を備える請求項２０に記載の踏力計測装置。
【請求項２２】
前記起歪部は、前記ペダル取付部に設けられる、請求項２１に記載の踏力計測装置。
【請求項２３】
前記起歪部は、前記クランクアームと一体で構成される、請求項１から１８のいずれか１項に記載の踏力計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一端部にペダルを、他端部にクランク軸をそれぞれ取付可能なクランクアームに、前記ペダルを踏むことにより作用する踏力の複数のパラメータを計測する踏力計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ペダルを踏むことによって自転車のクランクアームに作用する踏力を複数のパラメータによって計測する踏力計測装置が従来知られている（例えば、特許文献１参照）。従来の踏力計測装置では、複数のパラメータとして、クランクアームに作用する曲げモーメントの垂直方向の分力と、曲げモーメントの長手方向の分力と、ペダル軸方向のペダルの踏み位置と、をひずみゲージを用いて計測する。計測されたパラメータは、表示装置に表示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１１／０３０２１５号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の踏力計測装置では、一つのパラメータ、たとえば、曲げモーメントの分力に関して、別のパラメータの影響を受けて精度が高い計測を行えない。
【０００５】
本発明の課題は、踏力のパラメータを精度良く計測できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
発明１に係る踏力計測装置は、一端部にペダルを、他端部にクランク軸をそれぞれ取付可能なクランクアームに、ペダルを踏むことにより作用する踏力の複数のパラメータを計測する。踏力計測装置は、起歪部と、パラメータ検出部と、干渉抑制部と、を備える。起歪部は、クランクアームに作用するひずみが伝達される。パラメータ検出部は、起歪部に配置され、起歪部に伝達されたひずみから複数のパラメータを検出する。干渉抑制部は、パラメータ検出部によって検出される一つのパラメータにおける他のパラメータからの干渉を抑制する。
【０００７】
この踏力計測装置では、クランクアームの他端部にクランク軸に装着し、かつクランクアームの一端部にペダルを装着してペダルを踏むと、踏力の複数のパラメータが検出され、計測される。このとき、一つのパラメータが他のパラメータからの干渉を受けることによって、一つのパラメータの検出出力に誤差が生じる場合がある。この干渉が干渉抑制部によって抑制される。このため、踏力のパラメータを精度良く計測できる。
【０００８】
発明２に係る踏力計測装置は、発明１に記載の踏力計測装置において、複数のパラメータは、第２分力と、第３分力と、を含み、パラメータ検出部は、第２分力を検出するための第２ひずみセンサと、第３分力を検出する第３ひずみセンサと、を含む。第２分力は、クランクアームに作用する荷重の曲げモーメントのクランクアームの長手方向の分力である。第３分力は、クランクアームに作用する荷重の曲げモーメントのペダルの軸方向の分力である。この場合には、長手方向、すなわち引っ張り方向の分力である第２分力を第２ひずみセンサで、ペダルの軸方向の分力である第３分力を第３ひずみセンサで検出できる。
【０００９】
発明３に係る踏力計測装置は、発明２に記載の踏力計測装置において、複数のパラメータは、第１分力と、荷重位置と、をさらに含み、パラメータ検出部は、第１分力を検出するための第１ひずみセンサと、荷重位置を求めるためにクランクアームに作用する荷重のせん断力を検出するための第４ひずみセンサと、を含む。第１分力は、クランクアームに作用する荷重の曲げモーメントの回転方向の分力である。荷重位置は、使用者がペダルを踏むペダルの軸方向の荷重位置である。この場合には、第２分力と第３分力に加えてクランクアームの回転方向の分力である第１分力と使用者がペダルを踏む荷重位置とを検出できる。このため、ペダリング時に作用する力の方向などを多角的に検出可能になる。
【００１０】
発明４に係る踏力計測装置は、発明３に記載の踏力計測装置において、第１ひずみセンサから第４ひずみセンサは、ホイートストンブリッジ回路を構成する少なくとも２つのひずみゲージ素子をそれぞれ有する。これにより、２つのひずみゲージ素子によって第１から第３分力および荷重位置を検出できる。
【００１１】
発明５に係る踏力計測装置は、発明４に記載の踏力計測装置において、第１ひずみセンサから第４ひずみセンサは、ホイートストンブリッジ回路を構成する４つのひずみゲージ素子をそれぞれ有する。これにより、ひずみゲージ素子の温度補償が可能となり、温度変化に対する検出精度の変動を抑えることができる。
【００１２】
発明６に係る踏力計測装置は、発明５に記載の踏力計測装置において、起歪部は、クランクアームの長手方向に延びる第１面、第２面、第３面、および第４面を有する。第１面および第４面は、ペダルの軸に実質的に垂直である。第２面および第３面は、ペダルの軸に実質的に平行である。この場合には、ペダルの軸と実質的に平行な面にひずみゲージ素子を設けることで回転方向の曲げモーメントの第１分力を検出可能であり、ペダル軸に実質的に垂直な面にひずみゲージ素子を設けることでせん断モーメント、ペダルの軸方向の曲げモーメントの第３分力およびクランクアームの長手方向の曲げモーメントの第２分力を検出可能である。
【００１３】
発明７に係る踏力計測装置は、発明６に記載の踏力計測装置において、起歪部は、四角柱を有している。この場合には、四角柱の各面にひずみゲージ素子を容易に貼り付けでき生産性を向上できる。
【００１４】
発明８に係る踏力計測装置は、発明６または７に記載の踏力計測装置において、第３ひずみセンサを構成する４つのひずみゲージ素子は、第１面または第４面に配置される。第３ひずみセンサのホイートストンブリッジ回路の４辺のうち、対向する一方の２辺に配置されるひずみゲージ素子と、対向する他方の２辺に配置されるひずみゲージ素子とは、クランクアームの長手方向に離間して配置される。対向する２辺に配置されるひずみゲージ素子は、それぞれが起歪部の中立軸に関して対称に配置される。
【００１５】
この場合には、長手方向に離間して配置される各ひずみゲージ素子の位置における曲げモーメントの差に基づいて第３分力を計測して、第３分力を、第１分力、第２分力およびせん断力に干渉されることなく、独立して計測することができる。
【００１６】
発明９に係る踏力計測装置は、発明６または７に記載の踏力計測装置において、第３ひずみセンサを構成する４つのひずみゲージ素子は、第１面または第４面に配置される。第３ひずみセンサにおけるホイートストンブリッジ回路の４辺のうち、第１辺に配置されるひずみゲージ素子および第１辺に対向する第２辺に配置されるひずみゲージ素子は、起歪部の他端部側に、それぞれ配置される。第１辺と第２辺との間の第３辺および第４辺に配置されるひずみゲージ素子は、起歪部の一端部側に、それぞれ配置される。起歪部の一端部側および他端部側にそれぞれにおいて２つのひずみゲージ素子は、起歪部の中立軸に対して対称に配置される。
【００１７】
この場合には長手方向に離間して配置される各ひずみゲージ素子の位置における曲げモーメントの差に基づいて第３分力を計測することができる。第３分力を、第１分力、第２分力およびせん断力に干渉されることなく、独立して計測することができる。また、第３ひずみセンサのひずみゲージ素子を起歪部の両端部に配置したので、センサの出力を大きくすることができる。
【００１８】
発明１０に係る踏力計測装置は、発明６から９のいずれかに記載の踏力計測装置において、第１ひずみセンサを構成する４つのひずみゲージ素子は、起歪部の他端部に配置される。第１ひずみセンサにおけるホイートストンブリッジ回路の４辺のうち、第１辺に配置されるひずみゲージ素子および第１辺に対向する第２辺に配置されるひずみゲージ素子は、第２面および第３面の一方に、それぞれ配置される。第１辺と第２辺との間の第３辺および第４辺に配置されるひずみゲージ素子は、第２面および第３面の他方に、それぞれ配置される。同一面に配置される２つのひずみゲージ素子は、それぞれが起歪部の中立軸に関して対称に配置される。
【００１９】
この場合には、クランクアームの曲げモーメントの回転方向の分力である第１分力が大きくなる起歪部の他端側に第１ひずみセンサが配置されるので、ひずみゲージ素子の出力を大きくすることができる。
【００２０】
発明１１に係る踏力計測装置は、発明６から９のいずれかに記載の踏力計測装置において、第１ひずみセンサを構成する４つのひずみゲージ素子は、起歪部の他端部に配置される。第１ひずみセンサにおけるホイートストンブリッジ回路の４辺のうち、第１辺に配置されるひずみゲージ素子および第１辺に対向する第２辺に配置されるひずみゲージ素子は、第２面および第３面の一方に、それぞれ配置される。第１辺と第２辺との間の第３辺および第４辺に配置されるひずみゲージ素子は、第２面および第３面の他方に、それぞれ配置される。同一面に配置される２つのひずみゲージ素子は、起歪部の長手方向に並んで配置される。
【００２１】
この場合には、クランクアームの曲げモーメントの回転方向の分力である第１分力が大きくなる起歪部の他端側に第１ひずみセンサが配置されるので、ひずみゲージ素子の出力を大きくすることができる。
【００２２】
発明１２に係る踏力計測装置は、発明６から１１のいずれかに記載の踏力計測装置において、第２ひずみセンサを構成する４つのひずみゲージ素子は、前記起歪部の一端部に配置される。第２ひずみセンサにおけるホイートストンブリッジ回路の４辺のうち、第１辺に配置されるひずみゲージ素子および１辺に対向する第２辺に配置されるひずみゲージ素子は、第１面および第４面の一方に、それぞれ配置される。第１辺と第２辺との間の第３辺および第４辺に配置されるひずみゲージ素子は、第１面および第４面の他方に、それぞれ配置される。同一面に配置される２つのひずみゲージ素子は、それぞれが起歪部の中立軸に関して対称に配置される。
【００２３】
この場合には、クランクアームの曲げモーメントの長手方向の分力である第２分力を検出する第２ひずセンサの出力が、クランクアームに作用する荷重の曲げモーメントの前記ペダルの軸方向の分力からの干渉を受けにくくなる。
【００２４】
発明１３に係る踏力計測装置は、発明６から１２のいずれかに記載の踏力計測装置において、第４ひずみセンサを構成する４つのひずみゲージ素子は、起歪部の長手方向の実質的に中央部に配置される。第４ひずみセンサにおけるホイートストンブリッジ回路の４辺のうち、隣接している第１辺および第３辺に配置されるひずみゲージ素子は、第１面および第４面の一方に、第１辺および第３辺と対向する第２辺および第４辺に配置されるひずみゲージ素子は、第１面および第４面の他方に、それぞれ配置される。同一面に配置される２つのひずみゲージ素子は、それぞれが起歪部の中立軸に関して対称に配置される。
【００２５】
この場合には、第１分力、第２分力および第３分力の干渉を受けにくくなり、クランクアームに作用する荷重のせん断モーメントのせん断力を計測することができる。
【００２６】
発明１４に係る踏力計測装置は、発明６から１２のいずれかに記載の踏力計測装置において、第４ひずみセンサを構成する４つのひずみゲージ素子は、起歪部の長手方向の実質的に中央部に配置される。第４ひずみセンサにおけるホイートストンブリッジ回路の４辺のうち、隣接している第１辺および第３辺に配置されるひずみゲージ素子と、第１辺および第３辺と対向する第２辺および第４辺に配置されるひずみゲージ素子と、は第１面または第４面に、配置される。第１辺および第３辺に配置されるひずみゲージ素子と、第２辺および第４辺に配置されるひずみゲージ素子とは、起歪部の中立軸に関して対称に配置される。
【００２７】
この場合には、第１分力、第２分力および第３分力の干渉を受けにくくなり、クランクアームに作用する荷重のせん断モーメントのせん断力を計測することができる。
【００２８】
発明１５に係る踏力計測装置は、発明１から１４のいずれかに記載の踏力計測装置において、干渉抑制部は、クランクアームの長手方向の中心位置よりもペダルが装着される起歪部の一端部側に形成され、長手方向と直交する断面の面積が他の部分と異なる。この場合には、断面の面積を異ならせるだけで、干渉を容易に抑制できる。
【００２９】
発明１６に係る踏力計測装置は、発明１５に記載の踏力計測装置において、干渉抑制部は、貫通孔を形成することにより構成する。この場合には、干渉抑制部を形成しやすくなる。
【００３０】
発明１７に係る踏力計測装置は、発明２から１６のいずれかに記載の踏力計測装置において、干渉抑制部は、前記第２ひずみセンサの出力に基づいて、第２分力を検出するに当たって、第３ひずみセンサの出力に基づいて第３分力が検出されると、第３分力の干渉抑制する演算処理を行う。この場合には演算処理によって、第２分力に含まれる第３分力の干渉の成分を抑制できるので、精度よく第２分力を計測できる。
【００３１】
発明１８に係る踏力計測装置は、発明３から１７のいずれかに記載の踏力計測装置において、干渉抑制部は、第３分力の干渉を抑制する演算処理を、前記第１、第２、第３および第４ひずみセンサの出力に基づいて行う。この場合には、４つのひずみセンサの出力によって演算処理を行うので、さらに精度よく干渉を抑制できる。
【００３２】
発明１９に係る踏力計測装置は、発明１から１８のいずれかに記載の踏力計測装置において、起歪部は、クランクアームと別体で設けられる。この場合には、起歪部がクランクアームと別体で設けられるので、形状の複雑なクランクアームであっても起歪部を設けやすい。また、種々の形状のクランクアームに対して同じ起歪部を用いることができるようになるので、起歪部の標準化を図れる。さらに、クランクアームと起歪部とを別体で製造することができるので、生産性およびメンテナンス性などを向上できる。
【００３３】
発明２０に係る踏力計測装置は、発明１から１８のいずれかに記載の踏力計測装置において、クランクアームをさらに備える。
【００３４】
発明２１に係る踏力計測装置は、発明２０に記載の踏力計測装置において、クランクアームは、ペダルを取付可能なペダル取付部と、クランク軸を取付可能なクランク軸取付部と、クランク長さ調整機構と、を備える。クランク長さ調整機構は、クランクアームの長手方向において、ペダル取付部とクランク軸取付部との相対位置を変更可能である。この場合には、ペダル取付部とクランク軸取付部との相対位置を変更して踏力の複数のパラメータを計測できるので、使用者にとって最適なクランク長さを得ることができる。
【００３５】
発明２２に係る踏力計測装置は、発明２１に記載の踏力計測装置において、起歪部は、ペダル取付部に設けられる。この場合には、ペダル取付位置と起歪部との相対位置が変化しないので、ペダル取付部とクランク軸取付部との相対位置を変更することに基づく、パラメータ検出部の出力への影響を抑制することができる。
【００３６】
発明２３に係る踏力計測装置は、発明１から１８のいずれかに記載の踏力計測装置において、起歪部は、クランクアームと一体で構成される。この場合には、起歪部を別に設ける必要がないため、踏力計測装置の構成が簡素になる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、ペダルを踏むことによりクランクアームに作用する踏力の複数のパラメータのうち、あるパラメータに別のパラメータが干渉することを抑制して、検出したパラメータに誤差が生じてしまうことを抑制することができる。このため、踏力のパラメータを精度良く計測できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１実施形態による踏力計測装置を含む分解斜視図。
【図２】クランクアームのアーム本体の正面図。
【図３】起歪部の平面図。
【図４】起歪部を正面から透視して背面を見た図。
【図５】起歪部の正面図。
【図６】図５の切断線VI−VIから見た断面図。
【図７】第１ひずみセンサのホイートストンブリッジにおけるひずみゲージの配置を示す回路図。
【図８】第２ひずみセンサのホイートストンブリッジにおけるひずみゲージの配置を示す回路図。
【図９】第３ひずみセンサのホイートストンブリッジにおけるひずみゲージの配置を示す回路図。
【図１０】第４ひずみセンサのホイートストンブリッジにおけるひずみゲージの配置を示す回路図。
【図１１】踏力計測装置の制御系の構成を示すブロック図。
【図１２】踏力計測装置によって計測された踏力の各パラメータの表示の一例を示す図。
【図１３】第２実施形態による踏力計測装置を含む斜視図。
【図１４】クランクアームの平面図。
【図１５】クランクアームのクランク長さ調整機構の構成を示す断面図。
【図１６】クランク長さ調整機構の構成を示す斜視図。
【図１７】他の実施形態の図２に相当する図。
【図１８】第１ひずみセンサの配置の変形例の図３に相当する図。
【図１９】第４ひずみセンサの配置の変形例の図４に相当する図。
【図２０】図１３に示す表示画面の各項目の算出式を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
図１において、本発明の第１実施形態を採用したクランク組立体１０は、第１端部１２ａおよび第２端部１２ｂを有するクランク軸１２と、第１踏力計測装置１４ａと、第２踏力計測装置１４ｂと、スプロケット１５と、を備える。第１踏力計測装置１４ａは、クランク軸１２の第１端部１２ａに、クランク軸１２と一体回転可能に連結される。第２踏力計測装置１４ｂは、クランク軸１２の第２端部１２ｂに、クランク軸１２と一体回転可能に連結される。ここで、クランク軸１２の第１端部１２ａは、自転車にクランク組立体１０が装着されたときに、自転車を後方から見て右側に配置され、第２端部１２ｂは、左側に配置される。本実施の形態では、クランク軸１２は、中空の円筒形状に形成されている。
【００４０】
第１踏力計測装置１４ａは、クランク軸１２の第１端部１２ａに、クランク軸１２と一体で回転可能に連結可能な第１クランクアーム２０ａを有する。第１クランクアーム２０ａは、長手方向の一端部３１ａ１ に第１ペダル１６ａを、長手方向の他端部３１ａ２にクランク軸１２の第１端部１２ａを取付可能である。第１踏力計測装置１４ａは、第１ペダル１６ａを踏むことにより、第１クランクアーム２０ａに作用する踏力の複数のパラメータを計測する装置である。第１踏力計測装置１４ａは、第１クランクアーム２０ａと、起歪部２２と、パラメータ検出部２４と、干渉抑制部２６としての貫通孔２６ と、を備える。起歪部２２は、第１クランクアーム２０ａに着脱可能に設けられ、第１クランクアーム２０ａに作用するひずみが伝達される。パラメータ検出部２４は、起歪部２２に配置され、起歪部２２に伝達されたひずみから複数のパラメータを検出する。干渉抑制部２６は、パラメータ検出部２４によって検出される一つのパラメータにおける他のパラメータからの干渉を抑制する。
【００４１】
スプロケット１５は、スプロケット取付部７５を介して第１クランクアーム２０ａに固定される。スプロケット取付部７５は、図示しないボルトなどの固定部材によって第１クランクアーム２０ａに固定される。スプロケット取付部７５はクランク軸１２を挿通する挿通孔と、放射状に延びる複数本のアーム部とを有する。アーム部には、スプロケット１５の内周部を固定するボルトなどの固定部が設けられ、スプロケット１５はアーム部に着脱可能に固定される。スプロケット取付部７４は、クランク軸１２に圧入されてもよく、また第１クランクアーム２０ａに一体で形成されてもよい。
【００４２】
第２踏力計測装置１４ｂは、第１踏力計測装置１４ａと同様な構成であり、第２ペダル１６ｂを踏むことにより、第２クランクアーム２０ｂに作用する踏力の複数のパラメータを計測する装置である。第２踏力計測装置１４ｂは、第２クランクアーム２０ｂと、第１踏力計測装置１４ａと同じ構成の図示しない起歪部２２、パラメータ検出部２４、および干渉抑制部２６と、備える。したがって、以下の説明では、第２踏力計測装置１４ｂの第１踏力計測装置１４ａと同様な構成の説明を省略し、図１において第１踏力計測装置１４ａと同様の構成には同様の参照番号を用い、その添え字をａからｂに変更して示している。する。
【００４３】
＜第１クランクアームおよび第２クランクアーム＞
第１クランクアーム２０ａおよび第２クランクアーム２０ｂは、それぞれ長手方向に延びる棒状の部材である。第１クランクアーム２０ａおよび第２クランクアーム２０ｂの両端は半円形に丸められているが、両端の形状は特に限定されない。第１クランクアーム２０ａは、第１アーム本体３０ａと、第１アーム本体３０ａを覆う第１アームカバー３２ａと、を有する。第２クランクアーム２０ｂは、第２アーム本体３０ｂと、第２アームカバー３２ｂと、を有する。
【００４４】
第１アーム本体３０ａは、図２に示すように、長手方向の一端部３１ａ１に第１ペダル１６ａを取付可能な第１ペダル取付部３４ａを有する。第１アーム本体３０ａは、長手方向の他端部３１ａ２に、たとえば圧入またはボルト等の適宜の固定手段によってクランク軸１２の第１端部１２ａに固定可能な第１クランク軸取付部３６ａを有する。本実施の形態では、クランク軸１２の第１端部１２ａは、第１クランク軸取付部３６ａに圧入によって固定される。第１ペダル取付部３４ａには、第１ペダル１６ａのペダル軸１７ａが着脱自在に固定可能である。第１ペダル取付部３４ａは、たとえばペダル軸１７ａが螺合する第１ネジ孔３５ａを有する。第１クランク軸取付部３６ａは、第１取付孔３７ａを有する。第１クランク軸取付部３６ａの第１取付孔３７ａに臨む内周部には、セレーションが形成され、第１取付孔３７ａにクランク軸１２の第１端部１２ａに圧入固定される。ここでは、第１取付孔３７ａは貫通孔であるが、第１取付孔３７ａは、凹部によって形成されてもよい。
【００４５】
また、第１アーム本体３０ａは、第１ペダル取付部３４ａと第１クランク軸取付部３６ａの間に起歪部２２ａが収納される第１収納部３８ａを有する。第１収納部３８ａは、凹部によって形成される。本実施の形態では、第１収納部３８ａは、クランク組立体１０を自転車に取り付けたときに、クランク軸の延びる方向で自転車と反対に開口して形成される。第１収納部３８ａは、第１クランクアーム２０ａの長手方向に沿う両側に起歪部２２ａを第１クランクアーム２０ａに固定するための第１取付部３９ａを有する。２つの第１取付部３９ａには、起歪部２２ａを固定するための固定ボルト４２がねじ込まれるそれぞれ２つの固定孔４０ａが形成される。第１取付部３９における各固定孔４０ａは、ペダル軸１７ａおよびクランク軸１２を含む平面に関して対称となるように配置される。本実施の形態では、固定孔４０ａは、ネジ孔である。第１アーム本体３０ａの外周部には、第１アームカバー３２ａを装着するための環状の第１段差部４１ａ が形成される。第１段差部４１ａは、第１アームカバー３２ａの後述する第１縁部４４ａ の厚みと同じ寸法で外側面から凹んで形成される。
【００４６】
図１に示すように、第１アームカバー３２ａは、第１収納部３８ａを覆う第１カバー部４３ａと、第１カバー部４３ａの周縁部に第１アーム本体３０ａに向けて環状に突出する第１縁部４４ａ と、を有する。第１縁部４４ａの内周部が第１アーム本体３０ａの第１段差部４１ａ に嵌合する。第１カバー部４３ａは、第１アーム本体３０ａの一側面の全体を覆うように、第１クランクアーム２０ａの長手方向の一端部３１ａ１から他端部３１ａに亘って設けられる。このため、第１カバー部４３ａには、第１ネジ孔３５ａに連なり第１ペダル１６ａのペダル軸１７ａが通過可能な第１貫通孔４７ａと、第１取付孔３７ａに連なる第２貫通孔４６ａ と、を有する。第２貫通孔４６ａは、第１取付孔３７ａと同様の直径に形成される。ここでは、第２貫通孔４６ａを形成しているが、第２貫通孔４６ａは形成しなくてもよい。第１アームカバー３２ａは、第１アーム本体３０ａに、複数（たとえば、４本）のねじ部材４５ａによって固定される。なお、固定方法はねじ止めに限定されず、接着または弾性係合等の他の固定方法であってもよい。
【００４７】
図１に示すように、第２クランクアーム２０ｂは、第２アーム本体３０ｂと、第２アームカバー３２ｂと、を有する。第２アーム本体３０ｂは、第１アーム本体３０ａと第２クランク軸取付部３６ｂの構成が異なる。第２クランク軸取付部３６ｂは、セレーションが形成された第２取付孔３７ｂにスリット３７ｃが形成される。スリット３７ｃは、第２アーム本体３０ｂの外側面まで延びる。また、スリット３７ｃは、スリット３７ｃと交差する方向から挿入される締め付けボルト４６ｂによって幅が狭められる。これにより、第２クランクアーム２０ｂがクランク軸１２の第２端部１２ｂに固定される。その他の構成は第１クランクアーム２０ａと同じであるため説明を省略する。
【００４８】
＜起歪部＞
起歪部２２は、図２、図３、図４および図５に示すように、第１クランクアーム２０ａの長手方向に延びる起歪部本体５０と、起歪部本体５０の長手方向の両端部から起歪部本体５０と直交する方向で、起歪部本体５０から離反する方向に延びる固定部５１と、を有する。起歪部２２は、扁平Ｈ字形状である。起歪部本体５０は四角柱で形成される。
【００４９】
図６は、起歪部本体５０の断面を示す。起歪部本体５０は、図６に示すように、第１クランクアーム２０ａの長手方向に延びる第１面５２ａ、第２面５２ｂ、第３面５２ｃ、および第４面５２ｄを有する。本実施の形態では起歪部本体５０の第１面５２ａ、第２面５２ｂ、第３面５２ｃ、および第４面５２ｄの大きさは等しい。第１面５２ａと、第１面５２ａに対向する第４面５２ｄとは、図１に示す第１ペダル１６ａのペダル軸１７ａに実質的に垂直である。第２面５２ｂと、第２面５２ｂに対向する第３面５２ｃとは、図１に示す第１ペダル１６ａのペダル軸１７ａに実質的に平行である。この起歪部本体５０の曲げおよびせん断をパラメータ検出部２４によって検出することにより、複数のパラメータを計測できる。
【００５０】
固定部５１には、長手方向と直交する方向に間隔を隔てて２つの固定孔５１ａが形成される。固定孔５１ａは、起歪部本体５０を挟んで対称に設けられる。固定孔５１ａは貫通孔によって形成され、ペダル１６ａの軸１７ａと実質的に並行に延びる。起歪部２２を第１収納凹部３８ａに固定する固定ボルト４２が、固定孔５１ａを貫通して固定孔４０ａにねじ込まれる。
【００５１】
起歪部本体５０は、起歪部２２をクランクアーム２０ａに固定した状態で、第１アーム本体３０ａと第１アームカバー３２ａとに接触しないように設けられる。
【００５２】
＜パラメータ検出部＞
パラメータ検出部２４は、図２、図３、および図４に示すように、第１分力Ｆθを検出するための第１ひずみセンサ５４と、第２分力Ｆｒを検出するための第２ひずみセンサ５６と、第３分力Ｆｚを検出するための第３ひずみセンサ５８と、荷重位置Ｌを求めるために第１クランクアーム２０ａに作用する荷重のせん断力を検出するための第４ひずみセンサ６０と、を有する。
【００５３】
図１に示すように、第１分力Ｆθは、第１クランクアーム２０ａに作用する荷重の曲げモーメントの回転方向の分力である。第２分力Ｆｒは、第１クランクアーム２０ａに作用する荷重の曲げモーメントの第１クランクアーム２０ａの長手方向の分力である。第３分力Ｆｚは、第１クランクアーム２０ａに作用する荷重の曲げモーメントの第１ペダル１６ａの軸方向の分力である。荷重位置Ｌは、使用者が第１ペダル１６ａを踏む第１ペダル１６ａの軸方向の位置であり、第１クランクアーム２０ａの外側面から第１ペダル１６ａの荷重が作用する位置までの軸方向長さである。
【００５４】
第１ひずみセンサ５４、ホイートストンブリッジ回路を構成する４つのひずみゲージ素子Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３およびＢ４を有する。第２ひずみセンサ５６は、ホイートストンブリッジ回路を構成する４つのひずみゲージ素子Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３およびＰ４を有する。第３ひずみセンサ５８は、ホイートストンブリッジ回路を構成する４つのひずみゲージ素子Ａ１、Ａ２、Ａ３およびＡ４を有する。第４ひずみセンサ６０は、ホイートストンブリッジ回路を構成する４つのひずみゲージ素子Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３およびＴ４をそれぞれ有する。
【００５５】
＜第１ひずみセンサ＞
第１ひずみセンサ５４を構成する４つのひずみゲージ素子Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３およびＢ４は、起歪部２２の他端部（図３において右端部）に配置される。ひずみゲージ素子Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３およびＢ４は、起歪部本体５０の他端部で、クランクアーム２０ａに接触しない位置に配置される。図７に示すように、第１ひずみセンサ５４におけるホイートストンブリッジ回路６２の４辺のうち、第１辺６２ａに配置されるひずみゲージ素子Ｂ１および第１辺６２ａに対向する第２辺６２ｂに配置されるひずみゲージ素子Ｂ３は、図３及び図６に示すように、第２面５２ｂに、それぞれ配置される。ホイートストンブリッジ回路６２の第１辺６２ａと第２辺６２ｂとの間の第３辺６２ｃに配置されるひずみゲージ素子Ｂ２と、第１辺６２ａと第２辺６２ｂとの間の第４辺６２ｄに配置されるひずみゲージ素子Ｂ４とは、図３および図６に示すように、第３面５２ｃに、それぞれ配置される。
【００５６】
第２面５２ｂに配置される２つのひずみゲージ素子Ｂ１およびＢ３は、起歪部２２の中立軸ＣＸ上で長手方向に並べて配置される。第３面５２ｃに配置される２つのひずみゲージ素子Ｂ２およびＢ４は、起歪部２２の中立軸ＣＸ上で長手方向に並べて配置される。すなわち第１ひずみセンサ５４において、同一面に配置される２つのひずみゲージ素子は、起歪部２２の中立軸ＣＸ上で長手方向に並べて配置される。各ひずみゲージ素子Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３およびＢ４はそのひずみの検出方向が、クランクアーム２０ａの長手方向に沿うように配置される。
【００５７】
ひずみゲージ素子Ｂ１とひずみゲージ素子Ｂ２とは、起歪部本体５０を挟んで重なる位置に配置される。またひずみゲージ素子Ｂ３とひずみゲージ素子Ｂ４とは、起歪部本体５０を挟んで重なる位置に配置される。
【００５８】
なお、図１８に示すように、第２面５２ｂに配置されるひずみゲージ素子Ｂ１とひずみゲージ素子Ｂ３とが、起歪部２２の中立軸ＣＸに関して対称に配置され、第３面５２ｃに配置されるひずみゲージ素子Ｂ２とひずみゲージ素子Ｂ４とが、起歪部２２の中立軸ＣＸに関して対称に配置されてもよい。すなわち第１ひずみセンサ５４において、同一面に配置される２つのひずみゲージ素子は、それぞれが起歪部２２の中立軸ＣＸに関して対称に配置されてもよい。またひずみゲージ素子Ｂ１とひずみゲージ素子Ｂ２とは、起歪部本体５０を挟んで重なる位置に配置される。またひずみゲージ素子Ｂ３とひずみゲージ素子Ｂ４とは、起歪部本体５０を挟んで重なる位置に配置される。
【００５９】
＜第２ひずみセンサ＞
第２ひずみセンサ５４を構成する４つのひずみゲージ素子Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３およびＰ４は、起歪部２２の一端部（図４において左端部）に配置される。ひずみゲージ素子Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３およびＰ４は、起歪部本体５０の一端部で、クランクアーム２０ａに接触しない位置に配置される。図８に示すように、第２ひずみセンサ５４におけるホイートストンブリッジ回路６４の４辺のうち、第１辺６４ａに配置されるひずみゲージ素子Ｐ２および第１辺６４ａに対向する第２辺６４ｂに配置されるひずみゲージ素子Ｐ４は、第４面５２ｄに、それぞれ配置される。ホイートストンブリッジ回路６４の第１辺６４ａと第２辺６４ｂとの間の第３辺６４ｃに配置されるひずみゲージ素子Ｐ１と、第１辺６４ａと第２辺６４ｂとの間の第４辺６４ｄに配置されるひずみゲージ素子Ｐ３は、図４および図５に示すように第１面５２ａに、それぞれ配置される。第１面５２ａに配置される２つのひずみゲージ素子Ｐ１およびＰ３は、起歪部２２の中立軸ＣＸに関して対称に配置される。第４面５２ｄに配置される２つのひずみゲージ素子Ｐ２およびＰ４は、起歪部２２の中立軸ＣＸに関して対称に配置される。すなわち第２ひずみセンサ５４において同一面に配置される２つのひずみゲージ素子は、それぞれが起歪部２２の中立軸ＣＸに関して対称に配置される。各ひずみゲージ素子Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３およびＰ４はそのひずみの検出方向が、クランクアーム２０ａの長手方向に沿うように配置される。ひずみゲージ素子Ｐ１とひずみゲージ素子Ｐ２とは、起歪部本体５０を挟んで重なる位置に配置される。またひずみゲージ素子Ｐ３とひずみゲージ素子Ｐ４とは、起歪部本体５０を挟んで重なる位置に配置される。
【００６０】
＜第３ひずみセンサ＞
第３ひずみセンサ５８を構成する４つのひずみゲージ素子Ａ１、Ａ２、Ａ３およびＡ４は、第１面５２ａに配置される。ただし、第３ひずみセンサ５８は第４面５２ｄに配置されてもよい。図９に示すように、第３ひずみセンサ５８におけるホイートストンブリッジ回路６６の４辺のうち、第１辺６６ａに配置されるひずみゲージ素子Ａ２および第１辺６６ａに対向する第２辺６６ｂに配置されるひずみゲージ素子Ａ４は、図５に示すように、起歪部２２の他端部（図５において右端部）に、それぞれ配置される。ひずみゲージ素子Ａ２およびＡ４は、起歪部本体５０の他端部で、クランクアーム２０ａに接触しない位置に配置される。
【００６１】
ホイートストンブリッジ回路６６の第１辺６６ａと第２辺６６ｂとの間の第３辺６６ｃに配置されるひずみゲージ素子Ａ１と、第１辺６６ａと第２辺６６ｂとの間の第４辺６６ｄに配置されるひずみゲージ素子Ａ３とは、起歪部２２の一端部（図５において左端部）に、それぞれ配置される。ひずみゲージ素子Ａ１およびＡ３は、起歪部本体５０の一端部で、クランクアーム２０ａに接触しない位置に配置される。
【００６２】
起歪部２２の一端部において、２つのひずみゲージ素子Ａ１及びＡ３は、起歪部２２の中立軸ＣＸに関して対称に配置される。また起歪部２２の他端部において、２つのひずみゲージ素子Ａ２およびＡ４は、起歪部２２の中立軸ＣＸに関して対称に配置される。各ひずみゲージ素子Ａ１、Ａ２、Ａ３およびＡ４はそのひずみの検出方向が、クランクアーム２０ａの長手方向に沿うように配置される。（ミネベア様に要確認）ひずみゲージ素子Ａ１とひずみゲージ素子Ａ２とは、クランクアーム２０ａの長手方向に垂直な方向において起歪部２２の中立軸ＣＸの一方に配置される。またひずみゲージ素子Ａ３とひずみゲージ素子Ａ４とは、クランクアーム２０ａの長手方向に垂直な方向において起歪部２２の中立軸ＣＸの他方に配置される。
【００６３】
＜第４ひずみセンサ＞
第４ひずみセンサ６０を構成する４つのひずみゲージ素子Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３およびＴ４は、図４に示すように、起歪部２２の長手方向の実質的に中央部ＣＰに配置される。中央部ＣＰは、中央および中央付近を含む。ひずみゲージ素子Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３およびＴ４は、起歪部本体５０の長手方向の中央部に配置される。図１０に示すように、第４ひずみセンサ６０におけるホイートストンブリッジ回路６８の４辺のうち、隣接している第１辺６８ａおよび第３辺６８ｃに配置されるひずみゲージ素子Ｔ２およびひずみゲージ素子Ｔ１は、図４に示すように、第４面５２ｄに配置される。第１辺６８ａと対向する第２辺６８ｂに配置されるひずみゲージ素子Ｔ４と、第３辺６８ｃと対向する第４辺６８ｄに配置されるゲージ素子Ｔ３は、図５に示すように、第１面５２ａに、それぞれ配置される。
【００６４】
第１面５２ａに配置される２つのひずみゲージ素子Ｔ３およびＴ４は、起歪部２２の中立軸ＣＸに関して対称に配置される。また第４面５２ｄに配置される２つのひずみゲージ素子Ｔ１およびＴ２は、起歪部２２の中立軸ＣＸに関して対称に配置される。すなわち第４ひずみセンサ６０において同一面に配置される２つのひずみゲージ素子は、それぞれが起歪部２２の中立軸ＣＸに関して対称に配置される。
【００６５】
ひずみゲージ素子Ｔ１は、そのひずみの検出方向がクランクアーム２０ａの長手方向に４５°傾斜するように配置される。ひずみゲージ素子Ｔ２は、そのひずみの検出方向がクランクアーム２０ａの長手方向に４５°傾斜するように配置され、かつひずみゲージ素子Ｔ１のひずみの検出方向と直交するように配置される。
【００６６】
ひずみゲージ素子Ｔ３は、そのひずみの検出方向がクランクアーム２０ａの長手方向に４５°傾斜するように配置され、かつひずみゲージ素子Ｔ２のひずみの検出方向に実質的に平行となるように配置される。ひずみゲージ素子Ｔ４は、そのひずみの検出方向がクランクアーム２０ａの長手方向に４５°傾斜するように配置され、ひずみゲージ素子Ｔ２のひずみの検出方向と直交するように配置され、かつひずみゲージ素子Ｔ３のひずみの検出方向に実質的に平行となるように配置される。
【００６７】
ひずみゲージ素子Ｔ１とひずみゲージ素子Ｔ４とは、起歪部本体５０を挟んで重なる位置に配置される。またひずみゲージ素子Ｔ２とひずみゲージ素子Ｔ３とは、起歪部本体５０を挟んで重なる位置に配置される。
【００６８】
なお、第４ひずみセンサ６０の各ひずみゲージ素子Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３およびＴ４は、図１９に示すように、第１面５２ａまたは第４面５２ｄにまとめて配置してもよい。ホイートストンブリッジ回路６８の第１辺６８ａに配置されるひずみゲージ素子Ｔ２および第３辺６８ｃに配置されるひずみゲージ素子Ｔ１と、第２辺６８ｂに配置されるひずみゲージ素子Ｔ４および第４辺６８ｄに配置されるひずみゲージ素子Ｔ３とは、起歪部２２の中立軸ＣＸに関して対称に配置される。またひずみゲージ素子Ｔ１とひずみゲージ素子Ｔ２とは、起歪部２２の長手方向の中央を挟んで対称に配置され、ひずみゲージ素子Ｔ３とひずみゲージ素子Ｔ４とは、起歪部２２の長手方向の中央を挟んで対称に配置される。
【００６９】
＜干渉抑制部＞
干渉抑制部２６は、たとえば、第２ひずみセンサ５４が検出する第２分力Ｆｒに含まれる、第３分力Ｆｚの干渉を抑制する。干渉抑制部２６は、干渉を演算処理によって抑制する図１１に示す第１干渉抑制部７０と、干渉を起歪部２２の構造によって抑制する図３に示す第２干渉抑制部７２と、を有する。
【００７０】
＜第１干渉抑制部＞
第１干渉抑制部７０は、マイクロコンピュータを含む演算処理部７６によってソフトウェアを実行することによって実現される。演算処理部７６は、第１クランクアーム２０ａおよび第２クランクアーム２０ｂのそれぞれに形成される凹部などの収容空間に収容されてもよく、図１に示すように、第２クランクアーム２０ｂの側面にケース部材７４を設けて、このケース部材７４に収納してもよい。本実施の形態では、演算処理部７６はケース部材７４に設けられる。
【００７１】
演算処理部７６には、第１クランクアーム２０ａおよび第２クランクアーム２０ｂに設けられる、第１ひずみセンサ５４、第２ひずみセンサ５６、第３ひずみセンサ５８、および第４ひずみセンサ６０が接続される。演算処理部７６と各ひずみセンサ５４、５６、５８および６０とは、電気ケーブル、プリント配線などの配線を介して電気的に接続される。演算処理部７６と各ひずみセンサ５４、５６、５８および６０とは、信号を増幅する中継回路を介して接続されてもよい。本実施の形態では、演算処理部７６がケース部材７Ｘに設けられるので、クランク軸１２に第１クランクアーム２０ａの各ひずみセンサ５４、５６、５８および６０と演算処理部７６とを接続する配線を設けている。第１クランクアーム２０ａ、第２クランクアーム２０ｂおよびクランク軸１２には、配線を通過させるための孔（図示せず）が適宜設けられる。
【００７２】
また、演算処理部７６には、第１クランクアーム２０ａに設けられ、第１クランクアーム２０ａの回転速度を計測するケイデンスセンサ７８が接続される。ケイデンスセンサ７８はスプロケット取付部７５のアーム部に設けられてもよい。ケイデンスセンサ７８は、たとえばリードスイッチによって実現される。さらに、演算処理部７６には第２クランクアーム２０ｂに設けられ、第２クランクアーム２０ｂの回転速度計測用のケイデンスセンサ７８と、電池からなる電源７１と、演算したデータを、パーソナルコンピュータを含む外部装置に送信可能な無線通信部７３と、が接続される。電源７１は、第１クランクアーム２０ａまたは第２クランクアーム２０ｂに形成される凹部などの収容空間、クランク軸１２およびケース部材７４のいずれかに設けられる。ケイデンスセンサ７８は、クランク軸１２の周囲において、自転車のフレームに設けられる少なくとも一つの磁石に対向可能に配置される。
【００７３】
無線通信部７３は、ケース部材７４に設けられる。ケース部７４は、電波を遮蔽しない合成樹脂によって形成されている。ケース部７４は、ボルト、接着剤またはバンドによって実現される固定手段によって第２クランクアーム２０ｂに、着脱可能または着脱不能に固定される。ケース部材７４は、クランク組立体１０を自転車に取り付けたときに、第２クランクアーム２０ｂの自転車フレーム側となる側面に取り付けられるのが好ましい。
【００７４】
第１干渉抑制部７０は、ソフトウェアによって実現される機能構成として、第１分力算出部８０と、荷重位置算出部８２と、第２分力算出部８４と、第３分力算出部８６と、を有する。第２分力算出部８４は、干渉成分算出部８８と、干渉成分除去部９０と、を有する。
【００７５】
第１ひずみセンサ５４の出力ＯＰ１（Ｆθ）は、第１クランクアーム２０ａの回転方向の曲げモーメントＭ（Ｆθ）に応じたものある。このため、図３に示すように、第１ひずみセンサ５４の曲げモーメントＭ（Ｆθ）は、第１分力Ｆθに距離Ｌ１を乗算した値（Ｆθ×Ｌ１）である。ここで距離Ｌ１は、第１ひずみセンサ５４の４つのひずみゲージゲージ素子Ｂ１−Ｂ４の長手方向の中心位置と第１ペダル１６の軸芯との間の距離である。したがって、第１分力算出部８０は、第１ひずみセンサ５４の曲げモーメントＭ（Ｆθ）を距離Ｌ１で除算して第１分力Ｆθを算出する。すなわち、Ｆθ＝ＯＰ１＝Ｍ（Ｆθ）／Ｌ１となる。
【００７６】
第４ひずみセンサ６０の出力ＯＰ４（＝Ｌ）は、荷重位置Ｌにおける第１分力ＦθのトルクＴ（Ｆθ）に応じたものであるので、図３に示すように、トルクＴ（Ｆθ）は、第１分力Ｆθに荷重位置Ｌを乗算した値（Ｆθ×Ｌ）である。したがって、荷重位置算出部８２は、第４ひずみセンサ６０の出力ＯＰ４を第１分力Ｆθで除算して荷重位置Ｌを算出する。すなわち、Ｌ＝ＯＰ４＝Ｔ（Ｆθ）／Ｆθとなる。
【００７７】
第２ひずみセンサ５６の出力ＯＰ２（Ｆｒ’）は、荷重位置ＬにおけるＦｒ曲げモーメントＭ（Ｆｒ’）に応じたものである。出力ＯＰ２（Ｆｒ’）は、第２ひずみセンサの曲げモーメントＭ（Ｆｒ’）を荷重位置Ｌで除算して求めることができる。すなわち、Ｆｒ＝ＯＰ２＝Ｍ（Ｆｒ’）／Ｌとなる。
【００７８】
第３ひずみセンサ５８の出力ＯＰ３（Ｆｚ）は、第１クランクアーム２０ａの曲げモーメントＭ（Ｆｚ）に応じたものである。第３ひずみセンサ５８の曲げモーメントＭ（Ｆｚ）は、第３分力Ｆｚに、図３に示す他端側のひずみガージ素子Ａ２，Ａ４から第１ペダル１６ａの軸芯までの距離Ｌ４から、一端側のひずみゲージ素子Ａ１、Ａ３から第１ペダル１６ａの軸芯までの距離Ｌ３を引いた距離Ｌ２を乗算したものである。したがって、第３分力算出部８６は、第３ひずみセンサ５８の出力ＯＰ３曲げモーメントＭ（Ｆｚ）で除算して第３分力Ｆｚを算出する。すなわち、Ｆｚ＝ＯＰ３＝Ｍ（Ｆｚ）／Ｌ２となる。
【００７９】
第２分力算出部８４において、干渉成分算出部８８は、第２ひずみセンサ５６の出力ＯＰ２に対する第３分力のＦｚの干渉成分を算出する。第２ひずみセンサ５６に対する第３分力Ｆｚの干渉成分ＩＦは、第３分力Ｆｚの第２ひずみセンサ５６から第１ペダル１６ａの軸芯までの距離Ｌ５のモーメントである。したがって、干渉成分算出部８８では、算出された第３分力Ｆｚに距離Ｌ５を乗算したＦｚ×Ｌ５を算出する。すなわちＩＦ＝Ｆｚ×Ｌ５となる。
【００８０】
第２分力算出部８４の干渉成分除去部９０では、第２ひずみセンサ５６の曲げモーメントＭ（Ｆｒ’)に含まれる第３分力Ｆｚの干渉成分ＩＦを除去する。具体的には、第２ひずみセンサ５６の出力ＯＰ２から第３分力算出部８６で算出された第３分力Ｆｚに距離Ｌ５を乗算して算出された干渉成分Ｆｚ×Ｌ５を引いて真の第２分力ＦｒのモーメントＭ（Ｆｒ）を求め、求めたモーメントを荷重位置Ｌで除算して真の第２分力Ｆｒを算出する。すなわち、Ｆｒ＝（Ｍ（Ｆｒ’）−ＩＦ）／Ｌとなる。これにより、第３分力Ｆｚの干渉を抑制できる。
【００８１】
なお、各センサの出力と、各分力および荷重位置と、の関係は、実験等によって予め定められる。したがって、上記の説明では、各センサの出力を各分力および荷重位置として扱っている。
【００８２】
＜第２干渉抑制部＞
第２干渉抑制部７２は、起歪部２２の構造によって第２ひずみセンサ５８の出力ＯＰ３に対する第２分力Ｆｒの干渉を抑制する。第２干渉抑制部７２は、図３に示すように、第１クランクアーム２０ａの長手方向の中心位置よりも起歪部２２の一端部側、すなわちペダル取付部３４ａ側に形成される。第２干渉抑制部７２は起歪部本体５０に形成される。第２干渉抑制部７２の長手方向と直交する断面の面積は、起歪部本体５０の他の部分と異なり、本実施の形態では、断面の面積が起歪部本体５０の他の部分と異なる。第１実施形態では、第２干渉抑制部７２は、貫通孔７２ａを形成することにより構成される。貫通孔７２ａは、図６に示すように、第２面５２ｂと第３面５２ｃを貫通して形成される。第２干渉抑制部７２は、第２ひずみセンサ５６の近傍に配置される。貫通孔７２ａは、孔の延びる方向に垂直な断面が真円であってもよく、長穴形状であっても、楕円形であっても、多角形形状であってもよい。
【００８３】
本実施の形態では、第１干渉抑制部７０と第２干渉抑制部７２によって、第２分力Ｆｒ‘に含まれる干渉成分ＩＦが抑制されるので、第２分力Ｆｒを精度よく計測できる。たとえば、シミュレーションによって負荷を第１クランクアームに与えたところ、干渉抑制部２６を設けない場合は干渉率が−１６５％であったものが、干渉抑制部２６を設けることによって干渉率が−２．３％に減少した。ここで、干渉率は、第１クランクアームの引っ張り方向に所定の負荷を作用させたときの第３ひずみセンサ５８の出力と、ペダル軸の軸方向に所定の負荷を作用させたときの第３ひずみセンサ５８の出力とに測定された第２分力（Ｆｒ）を測定された第３分力（Ｆｚ）で除算したときのパーセンテージである。
【００８４】
計測結果は、無線通信部７３により、外部装置に送信される。外部装置での各分力荷重位置およびクランク回転速度を用いた表示内容の一例を図１２に示す。
【００８５】
図１２では、第１踏力計測装置１４ａおよび第２踏力計測装置１４ｂを備えるクランク組立体１０が装着された自転車を走行させるか、前記自転車の後輪の回転に回転負荷を与える回転負荷装置にセットしてペダリングすると、計測された３つの分力、荷重位置、およびクランク回転速度などに基づいて以下の表示が行われる。
【００８６】
表示画面の上から順に１．三次元ペダリング効率、２．パワー、３．最大パワー、４．最大速度、５．クランク回転速度、６．脈拍、７．測定時間の項目の結果が表示される。また、その下方には、右足と左足に分けた、８．パワーおよび９．三次元ペダリング効率が数値表示される。さらにその下方には、１０．平均荷重位置、１１．平均荷重位置のずれ、１２．バックペダリング効率、１３．ピークトルククランク角、１４．平均ペダリングパターンが図形表示される。これにより使用者は、自身に最適なペダリング方法を習得したり、最適なクランク長さを選択したりすることができるようになる。
【００８７】
１．三次元ペダリング効率Ｄ、および９．左クランクの三次元ペダリング効率ＤＬおよび右クランクの三次元ペダリング効率ＤＲは、たとえば、図２０に示した式を用いて算出される。画面では、計算値に１００を乗算して％で表示している。
【００８８】
２．パワーおよび、８．左クランクのパワーおよび右クランクのパワーは、クランクアームの回転トルクと回転数との積によって求められる。クランクアームの回転トルクは、第１分力Ｆθとクランクアームの長さによって求められる。クランクアームの長さについての情報は、演算処理部に記憶されていてもよく、外部装置において設定してもよい。回転数はケイデンスセンサ７８から得られた値である。左クランクのパワーと右クランクのパワーとを積算したものがパワーとして表示される。
【００８９】
３．最大パワーは、パワーが最大となったときの値である。
【００９０】
４．最大速度は、速度が最大となったときの値である。速度は、自転車に設けられる一般的な速度メータからの情報を得てもよく、ケイデンスとギア比とタイヤ径とから、演算処理部７６が算出してもよい。この場合ギア比に関する情報は、無線通信部７３によって受信される。タイヤ径に関する情報は予め設定される。
【００９１】
５．クランク回転速度は、ケイデンスセンサ７８に基づいて算出される。
【００９２】
６．脈拍は、ライダーがハートレートセンサを装着しているときに、ハートレートセンサから無線などで送信される情報である。
【００９３】
７．測定時間は、測定した時間である。たとえば外部装置によって計測の開始および終了が指示される。
【００９４】
１０．平均荷重位置は、測定時間内の一定時間ごとに計測される荷重位置Ｌを平均した値である。平均荷重位置は、ペダルを表す図とともに表示され、ペダルを表す図に重ねて三角印（▽）で表される。平均荷重位置を表す図の下には、荷重位置の分布図が示されている。またペダルを表す図に重ねて、荷重位置の動いた範囲を示す移動範囲バーが表示される。
【００９５】
１１．平均荷重位置のずれは、ペダルの中心位置からの平均荷重位置のずれを表す。外部装置において、ペダルの中心位置は予め設定しておく。
【００９６】
１２．バックペダリング効率は、クランクアームを表す図とともに表示され、クランクアームの正回転方向に与えられた力と、逆回転方向に与えられた力との比率を表す。たとえば図１２では、右クランクアームにおいて正回転方向に与えられた力の割合が９６％であり、逆回転方向に与えられた力の割合が４％であることを示す。
【００９７】
１３．ピークトルククランク角は、トルクが最大となるときのクランク角度を表す。ケイデンスセンサからの情報に基づいて、トルクが最大となるクランクの角度を算出する。
【００９８】
１４．平均ペダリングパターンは、ＦθとＦｒとの合成ベクトルを示す。
【００９９】
＜第２実施形態＞
第１実施形態では、クランク長さが一定のクランクアームを例に、本発明を説明したが、第２実施形態では、クランク長さが可変のクラックアームを例に本発明を説明する。
【０１００】
図１３に示すように、第２実施形態では、第２踏力計測装置１１４ａが図の手前側に描かれる。
【０１０１】
本発明の第２実施形態を採用したクランク組立体１１０は、第１端部１１２ａと第２端部１１２ｂとを有する第１実施形態と同様な構成のクランク軸１１２と、第１踏力計測装置１１４ａと、第２踏力計測装置１１４ｂと、スプロケット１１５と、を備える。スプロケット１１５が設けられる第１クランクアーム１２０ａの第２クランクアーム１２０ｂ側の面にケイデンスセンサ７８が設けられる。第２クランクアーム１２０ｂの第１クランクアーム１２０ａ側の面にもケイデンスセンサ７８が同様に設けられる。第１踏力計測装置１１４ａは、クランク軸１１２の第１端部１１２ａに、クランク軸１１２と一体で回転可能に連結される。第２踏力計測装置１１４ｂは、クランク軸１１２の第２端部１１２ｂに、クランク軸１１２と一体で回転可能に連結される。ここで、クランク軸１１２の第１端部１１２ａは、自転車にクランク組立体１１０が装着されたときに、自転車を後方から見て右側に配置され、第２端部１１２ｂは、左側に配置される。
【０１０２】
第１踏力計測装置１１４ａは、第１クランクアーム１２０ａと、起歪部と、パラメータ検出部と、干渉抑制部とを有する。第２踏力計測装置１１４ｂは、第２クランクアーム１２０ｂと、起歪部と、パラメータ検出部と、干渉抑制部とを有する。起歪部、パラメータ検出部および干渉抑制部の構成は、第１実施形態と同様な構成であるため説明を省略する。なお、以降の説明では、第２踏力計測装置１１４ｂの第２クランクアーム１２０ｂについて説明し、第１クランクアーム１２０ａについては、第２クランクアーム１２０ｂと異なる部分について説明する。
【０１０３】
図１３に手前側に配置された第２クランクアーム１２０ｂは、図１４に示すように、第２ペダル取付部１３４ｂと、第２クランク軸取付部１３６ｂと、第２クランク長さ調整機構１３８ｂと、を備える。
【０１０４】
第２ペダル取付部１３４ｂは、第２ペダル取付用の雌ネジ部が形成されたペダル取付孔１３５ｂを一端部に有する。第２ペダル取付部１３４ｂの内部には、起歪部１２２を収納可能な収納凹部１３８ｂが形成される。収納凹部１３８ｂは、第２ペダル取付部１３４ｂの他端面１３４ｃから矩形板状に凹んで形成される。収納凹部１３８ｂは、他端面１３４ｃに装着された図示しない蓋部材によって塞がれる。起歪部１２２は、４本の固定ボルト１４２によって第２１収納凹部１３８ｂに固定される。
【０１０５】
第２ペダル取付部１３４ｂには、第１の実施の形態と同様のケース部材が設けられて、ケース部材に演算処理部７６および無線通信部が収容される。前述の実施の形態と同様に、演算処理部７６と第１クランクアーム１２０ａおよび第２クランクアーム１２０ｂとの各ひずみセンサとは、電気ケーブル、プリント配線などの配線を介して接続される。第２クランク軸取付部１３６ｂには内部に配線を配置するための空間が設けられ、本実施の形態では、この空間にケイデンスセンサ７８も設けられる。
【０１０６】
第２クランク軸取付部１３６ｂには内部に配線を配置するための空間が設けられる。また一方の第２ガイド軸１９１ｂにも内部に配線を配置するための空間が設けられる。第２クランク軸取付部１３６ｂとクランク軸１１２が接触する部分にクランク軸の中空の空間と第２クランク軸取付部１３６ｂの内部に設けられる空間を連通する孔が形成される。また第２クランク軸取付部１３６ｂと第２ガイド軸１９１ｂとが接触する部分に、第２クランク軸取付部１３６ｂの内部に設けられる空間と、一方の第２ガイド軸１９１ｂに設けられる空間とを連通する孔が形成される。さらに一方の第２ガイド軸１９１ｂと、第２ペダル取付部１３４ｂとが接触する部分に、一方の第２ガイド軸１９１ｂに形成される空間と、収納凹部１３８が形成する収納孔を連通する孔が形成される。
【０１０７】
クランク軸１１２の中空部分を通る配線は、第２クランクアーム１１４ｂにおいて第２クランク軸取付部１３６ｂの内部に形成される空間、第２ガイド軸１９１ｂの一方の内部に形成される空間を通って、第２ペダル取付部１３４ｂまで引き回される。第１クランクアーム１１４ａにおいても同様の構成であるので、説明を省略する。
【０１０８】
第２クランク軸取付部１３６ｂは、セレーションが形成された第２取付孔１３７ｂに第１スリット１３７ｃが形成される。第１スリット１３７ｃは、第２取付孔１３７ｂから第２クランク軸取付部１３６ｂの外側面まで径方向に延びる。また、第１スリット１３７ｃは、第１スリット１３７ｃと交差する方向から挿入される締め付けボルト１４６ｂによって幅が狭められる。これにより、第２クランクアーム１２０ｂがクランク軸１１２の第２端部１１２ｂに固定される。第２クランク軸取付部１３６ｂにおいて、長手方向と直交する方向の両端には、第１クランク軸取付部１３６ｂを長手方向位置を固定するための第２固定孔１３７ｄが形成される。また、第２固定孔１３７ｄが形成される部分には、第２スリット１３７ｅ（図１３参照）が形成される。第２固定孔１３７ｄには、第２クランク軸取付部１３６ｂの固定用のボルト部材１４５が螺合する。
【０１０９】
第２クランク長さ調整機構１３８ｂは、第２クランクアーム１２０ｂの長手方向において、第２ペダル取付部１３４ｂと第２クランク軸取付部１３６ｂとの相対位置を変更可能な機構である。第２クランク長さ調整機構１３８ｂは、一対の第２ガイド軸１９１ｂと、一対の第２ガイド孔１９２ｂと、第２位置決め機構１９３ｂと、を有する。
【０１１０】
一対の第２ガイド軸１９１ｂは、第２ペダル取付部１３４ｂの他端面に長手方向と直交する方向に間隔を隔てて設けられ、たとえば、圧入によって他端面に固定される。一対の第２ガイド孔１９２ｂは、第２クランク軸取付部１３６ｂに設けられ、これにより、第２クランク軸取付部１３６ｂは第２ガイド軸１９１ｂに案内される。
【０１１１】
第２位置決め機構１９３ｂは、一対の第２ガイド軸１９１ｂの一方に固定されるラック１９４ｂと、ラック１９４ｂに係合する爪部材１９５ｂと、を有する。図１５および図１６に示すように、ラック１９４ｂは、長手方向に延びて配置され、第２ガイド軸１９１ｂの外側面に固定される。好ましくは、ラック１９４ｂと爪部材１９５ｂとの係合ピッチは２．５ｍｍに設定される。クランクアーム全長の調整可能範囲は、例えば、１５５ｍｍ〜１８０ｍｍに設定される。
【０１１２】
爪部材１９５ｂは、ラック１９４ｂに係合する爪部１９５ｃと、クランク軸取付部１３６ｂの外側面に露出する押圧操作部１９５ｄと、を有する。爪部材１９５ｂは、ラック１９４ｂに爪部１９５ｃが係合する図１６に示す係合位置と、押圧操作部１９５ｄの押圧操作によってラック１９４ｂとの係合が解除される図１５に示す解除位置とに移動可能である。爪部材１９５ｂは、第２クランク軸取付部１３６ｂに設けられるガイド部材１９６によって係合位置と解除位置とに案内される。図１５に示すように、爪部材１９５ｂは、たとえばコイルバネの形態の付勢部材１９７によって係合位置に向けて付勢される。爪部１９５ｃには、係合位置でラック１９４ｂに当接する位置決め突起１９５ｅが設けられる。
【０１１３】
このような構成の第２位置決め機構１９３ｂでは、ボルト部材１４５を緩め、さらに押圧操作部１９５ｄを押圧して爪部材１９５ｂを解除位置に移動させると、爪部材１９５ｂとラック１９４ｂとの係合が解除され、第２クランク軸取付部１３６ｂが第２ペダル取付部１３４ｂに対して長手方向に移動可能になる。そして、所望のクランク長さに第２クランク軸取付部１３６ｂを移動させると、押圧操作部１９５ｄから指を離す。押圧操作部１９５ｄから手を離すと付勢部材１９７によって爪部材１９５ｂが係合位置に戻る。最後に２本のボルト部材１４５を締め付けてクランクアーム長さ調整を終了する。このように、第２クランクアーム１２０ｂの長さを調整できるため、使用者にとって最適なクランク長さを得ることができる。
【０１１４】
第１クランクアーム１２０ａに関しては、図示しないクランク軸取付部が締め付けボルト１４６ｂによる第１スリット１３７ｃのクランク軸１１２への締付ではなく、クランク軸１１２の第１端部１１２ａが圧入、若しくは、接着によって固定される。その他の全ての構成は第２クランクアーム１２０ｂと同様であり、第１クランクアーム１２０ａの長さも同様に調整可能である。
【０１１５】
本実施例における第２クランクアーム１２０ｂは、ボルト部材１４５を緩めて押圧操作部１９５ｄを押圧するだけで第２クランクアーム１２０ｂの長手方向の長さ調整が可能である。このため、使用者にとって簡便な操作でクランクアームの長さ調整を行うことができる。また、位置決め機構として、ラック１９４ｂと爪部材１９５ｂを用いているため、必要に応じて微細な長さ調整が可能となる。
【０１１６】
＜他の実施形態＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態及び変形例は必要に応じて任意に組合せ可能である。
【０１１７】
（ａ）上記実施形態では、起歪部を第１クランクアームと別体で設けたが、図１７に示すように、第１踏力計測装置２１４ａにおいて、第１クランクアーム２２０ａと一体で起歪部が構成されてもよい。図１７では、第１ひずみセンサ２５４、第２ひずみセンサ２５６、第３ひずみセンサ２５８および第４ひずみセンサ２６０のひずみゲージ素子を第１クランクアーム２２０ａの外側面に貼り付けている。しかし、中空のクランクアーム、例えば２つ割りのクランクアームの場合、クランクアームの内側面にひずみゲージ素子を貼り付けてもよい。
【０１１８】
（ｂ）ひずみセンサを構成するひずみゲージ素子は、薄膜型、静電容量型、半導体型に限定されず、クランクアームや起歪部のひずみを検出することができるものであれば種類を問わない。
【０１１９】
（ｃ）上記実施形態では、起歪部本体を四角柱で構成したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、互いに直交して配置される少なくとも２つの面を有するものであればどのようなものでもよい。例えば、起歪部本体は、角パイプまたは八角柱でもよい。さらに起歪部本体は、長手方向に垂直な断面がＴ字形、Ｉ字形、Ｈ字形または略Ｕ字形であって、長手方向に延びる部材であってもよい。
【０１２０】
（ｄ）上記実施形態では、自転車用の踏力計測装置を例に本発明を説明したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、フィットネスバイクのように体力維持または体力増強のためのペダルなどの操作具を装着可能なクランクアームを有する健康器具にも適用できる。
【０１２１】
（ｅ）上記実施形態では、ひずみセンサの検出値を演算することによって干渉を演算によって抑制する第１干渉抑制部と、干渉を物理的に抑制する第２干渉抑制部との両方を含んで干渉抑制部を構成したが、本発明はこれに限定されない。踏力計測装置は、第１干渉抑制部および第２干渉抑制部の少なくともいずれか一方を備える構成としてもよい。
【０１２２】
（ｆ）上記実施形態では、温度補償ように、それぞれのひずみセンサを４つのひずみゲージ素子で構成したが、温度補償の必要がない場合には、２つのひずみゲージ素子でそれぞれのひずみセンサを構成してもよい。またこの場合、温度保証は温度センサなどのことなるセンサで行ってもよい。
【０１２３】
（ｇ）上記実施形態では、第１クランクアーム２０ａを第１踏力計測装置１４ａの構成要件としたが、第１クランクアーム２０ａを第１踏力計測装置１４ａの構成要件としなくてもよい。
【０１２４】
（ｈ）上記実施形態では、起歪部２２は、第１クランクアーム２０ａに着脱可能に設けられているが、起歪部２２と第１クランクアーム２０ａとは接着剤などで着脱不能に固定されてもよい。
【０１２５】
（ｉ）上記実施形態では、第１カバー部４３ａは、第１アーム本体３０ａの一側面の全体を覆うように、第１クランクアーム２０ａの長手方向の一端部３１ａ１から他端部３１ａに亘って設けられているが、第１カバー部４３ａは、第１収納部３８ａのみを覆う構成としてもよい。
【０１２６】
（ｊ）上記実施形態では、固定孔４０ａをネジ孔で形成しているが、固定孔４０ａは貫通孔で形成されてもよい。この場合、固定部５１の固定孔５１ａをネジ孔で形成して、ボルトの頭と固定部５１との間に第１アーム本体３０ａを挟むようにして固定すればよい。
【０１２７】
（ｋ）第１の実施形態では、クランク組立体１０を自転車に取り付けたときに、クランク軸の延びる方向で自転車と反対に開口して形成されているが、第１収納部３８ａは、自転車に向かって開口するように形成されてもよい。
【０１２８】
さらに前記第１収納部３８ａは、第１クランクアーム２０ａの回転方向の上流側または下流側に向かって開口するように形成されてもよく、すなわちクランクアームの長手方向およびペダル軸に垂直な方向のいずれかに開口するように形成されてもよい。この場合、第２の実施形態と同様な方法で第１収納部３８ａに起歪部２２を固定すればよい。
【０１２９】
（ｌ）上記実施形態では、ケイデンスセンサが各クランクアームにそれぞれ設けられているが、ケイデンスセンサは一方のクランクアームのみに設けられていてもよい。またケイデンスセンサに変えて、クランクアームの回転位置を検出するセンサをクランクアームに設けてもよい。
【０１３０】
（ｍ）上記実施形態では、演算処理部、無線通信部および電源を１つずつ備えているが、各クランクアームにそれぞれ算処理部、無線通信部および電源を備える構成としてもよい。
【０１３１】
（ｎ）上記第２実施形態において、別のバネ部材或いはボールプランジャ機構等を用いて、爪部１９５ｃをラック１９４ｂに向かって付勢することにより、長さ調整の際に使用者にクリック感を与えるように構成することが好ましい。この場合、別の付勢機構を用いて爪部１９５ｃをラック１９４ｂに向かって付勢する代わりに、ラック１９４ｂに直接係合するボールプランジャ機構を爪部材１９５ｂに設けるようにしてもよい。
【０１３２】
（ｏ）上記第２実施形態では、ラック１９４ｂを第２ガイド軸１９１ｂに固定される別部材で構成したが、本発明はこれに限定されない。例えば。第２ガイド軸１９１ｂの表面に複数の溝を直接形成して、ラック１９４ｂを第２ガイド軸１９１ｂと一体的に形成してもよい。
【０１３３】
（ｐ）上記第２実施形態では、ボルト部材１４５を用いて最終的にクランクアーム長さを固定したが、本発明はこれに限定されない。例えば、ボルト部材に代えて、自転車ホイールのフレームからの着脱に用いられるクイックレリーズ機構を使用してもよい。
【符号の説明】
【０１３４】
１０，１１０    クランク組立体
１２，１１２  クランク軸
１２ａ  第１端部
１２ｂ  第２端部
１４ａ，１１４ａ，２１４ａ  第１踏力計測装置
１４ｂ，１１４ｂ  第２踏力計測装置
１６ａ  第１ペダル
１６ｂ  第２ペダル
１７ａ  ペダル軸
２０ａ，１２０ａ，２２０ａ  第１クランクアーム
２０ｂ，１２０ｂ  第２クランクアーム
２２，１２２    起歪部
２４    パラメータ検出部
２６    干渉抑制部
３１ａ１  一端部
３１ａ２  他端部
５２ａ  第１面
５２ｂ  第２面
５２ｃ  第３面
５２ｄ  第４面
５４，２５４    第１ひずみセンサ
５６，２５６    第２ひずみセンサ
５８，２５８    第３ひずみセンサ
６０，２６０    第４ひずみセンサ
６２，６２，６４，６６    ホイートストンブリッジ回路
６２ａ，６４ａ，６６ａ，６８ａ  第１辺
６２ｂ，６４ｂ，６６ｂ，６８ｂ  第２辺
６２ｃ，６４ｃ，６６ｃ，６８ｃ  第３辺
６２ｄ，６４ｄ，６６ｄ，６８ｄ  第４辺
７０    第１干渉抑制部
７２    第２干渉抑制部
７６    演算処理部
８０    第１分力算出部
８２    荷重位置算出部
８４    第２分力算出部
８６    第３分力算出部
８８    干渉成分算出部
９０    干渉成分除去部
１３４ｂ  ペダル取付部
１３６ｂ  クランク軸取付部
１３８ｂ  第２クランク長さ調整機構 
【図１】
2014044176.tif 000003
【図２】
2014044176.tif 000004
【図３】
2014044176.tif 000005
【図４】
2014044176.tif 000006
【図５】
2014044176.tif 000007
【図６】
2014044176.tif 000008
【図７】
2014044176.tif 000009
【図８】
2014044176.tif 000010
【図９】
2014044176.tif 000011
【図１０】
2014044176.tif 000012
【図１１】
2014044176.tif 000013
【図１２】
2014044176.tif 000014
【図１３】
2014044176.tif 000015
【図１４】
2014044176.tif 000016
【図１５】
2014044176.tif 000017
【図１６】
2014044176.tif 000018
【図１７】
2014044176.tif 000019
【図１８】
2014044176.tif 000020
【図１９】
2014044176.tif 000021
【図２０】
2014044176.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】平成24年8月30日(2012.8.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２０】
2014044176.tif 000023
【手続補正書】
【提出日】平成25年7月10日(2013.7.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６２】
起歪部２２の一端部において、２つのひずみゲージ素子Ａ１及びＡ３は、起歪部２２の中立軸ＣＸに関して対称に配置される。また起歪部２２の他端部において、２つのひずみゲージ素子Ａ２およびＡ４は、起歪部２２の中立軸ＣＸに関して対称に配置される。各ひずみゲージ素子Ａ１、Ａ２、Ａ３およびＡ４はそのひずみの検出方向が、クランクアーム２０ａの長手方向に沿うように配置される。ひずみゲージ素子Ａ１とひずみゲージ素子Ａ２とは、クランクアーム２０ａの長手方向に垂直な方向において起歪部２２の中立軸ＣＸの一方に配置される。またひずみゲージ素子Ａ３とひずみゲージ素子Ａ４とは、クランクアーム２０ａの長手方向に垂直な方向において起歪部２２の中立軸ＣＸの他方に配置される。
【手続補正書】
【提出日】平成25年7月30日(2013.7.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一端部にペダルを、他端部にクランク軸をそれぞれ取付可能なクランクアームに、前記ペダルを踏むことにより作用する踏力の複数のパラメータを計測する踏力計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ペダルを踏むことによって自転車のクランクアームに作用する踏力を複数のパラメータによって計測する踏力計測装置が従来知られている（例えば、特許文献１参照）。従来の踏力計測装置では、複数のパラメータとして、クランクアームに作用する曲げモーメントの垂直方向の分力と、曲げモーメントの長手方向の分力と、ペダル軸方向のペダルの踏み位置と、をひずみゲージを用いて計測する。計測されたパラメータは、表示装置に表示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１１／０３０２１５号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の踏力計測装置では、一つのパラメータ、たとえば、曲げモーメントの分力に関して、別のパラメータの影響を受けて精度が高い計測を行えない。
【０００５】
本発明の課題は、踏力のパラメータを精度良く計測できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
発明１に係る踏力計測装置は、一端部にペダルを、他端部にクランク軸をそれぞれ取付可能なクランクアームに、ペダルを踏むことにより作用する踏力の複数のパラメータを計測する。踏力計測装置は、起歪部と、パラメータ検出部と、干渉抑制部と、を備える。起歪部は、クランクアームに作用するひずみが伝達される。パラメータ検出部は、起歪部に配置され、起歪部に伝達されたひずみから複数のパラメータを検出する。干渉抑制部は、パラメータ検出部によって検出される一つのパラメータにおける他のパラメータからの干渉を抑制する。
【０００７】
この踏力計測装置では、クランクアームの他端部にクランク軸に装着し、かつクランクアームの一端部にペダルを装着してペダルを踏むと、踏力の複数のパラメータが検出され、計測される。このとき、一つのパラメータが他のパラメータからの干渉を受けることによって、一つのパラメータの検出出力に誤差が生じる場合がある。この干渉が干渉抑制部によって抑制される。このため、踏力のパラメータを精度良く計測できる。
【０００８】
発明２に係る踏力計測装置は、発明１に記載の踏力計測装置において、複数のパラメータは、第２分力と、第３分力と、を含み、パラメータ検出部は、２分力を検出するための第２ひずみセンサと、第３分力を検出する第３ひずみセンサと、を含む。第２分力は、クランクアームに作用する荷重の曲げモーメントのクランクアームの長手方向の分力である。第３分力は、クランクアームに作用する荷重の曲げモーメントのペダルの軸方向の分力である。この場合には、長手方向、すなわち引っ張り方向の分力である第２分力を第２ひずみセンサで、ペダルの軸方向の分力である第３分力を第３ひずみセンサで検出できる。
【０００９】
発明３に係る踏力計測装置は、発明２に記載の踏力計測装置において、複数のパラメータは、第１分力と、荷重位置と、をさらに含み、パラメータ検出部は、第１分力を検出するための第１ひずみセンサと、荷重位置を求めるためにクランクアームに作用する荷重のせん断力を検出するための第４ひずみセンサと、を含む。第１分力は、クランクアームに作用する荷重の曲げモーメントの回転方向の分力である。荷重位置は、使用者がペダルを踏むペダルの軸方向の荷重位置である。この場合には、第２分力と第３分力に加えてクランクアームの回転方向の分力である第１分力と使用者がペダルを踏む荷重位置とを検出で
きる。このため、ペダリング時に作用する力の方向などを多角的に検出可能になる。
【００１０】
発明４に係る踏力計測装置は、発明３に記載の踏力計測装置において、第１ひずみセンサから第４ひずみセンサは、ホイートストンブリッジ回路を構成する少なくとも２つのひずみゲージ素子をそれぞれ有する。これにより、２つのひずみゲージ素子によって第１から第３分力および荷重位置を検出できる。
【００１１】
発明５に係る踏力計測装置は、発明４に記載の踏力計測装置において、第１ひずみセンサから第４ひずみセンサは、ホイートストンブリッジ回路を構成する４つのひずみゲージ素子をそれぞれ有する。これにより、ひずみゲージ素子の温度補償が可能となり、温度変化に対する検出精度の変動を抑えることができる。
【００１２】
発明６に係る踏力計測装置は、発明５に記載の踏力計測装置において、起歪部は、クランクアームの長手方向に延びる第１面、第２面、第３面、および第４面を有する。第１面および第４面は、ペダルの軸に実質的に垂直である。第２面および第３面は、ペダルの軸に実質的に平行である。この場合には、ペダルの軸と実質的に平行な面にひずみゲージ素子を設けることで回転方向の曲げモーメントの第１分力を検出可能であり、ペダル軸に実質的に垂直な面にひずみゲージ素子を設けることでせん断モーメント、ペダルの軸方向の曲げモーメントの第３分力およびクランクアームの長手方向の曲げモーメントの第２分力
を検出可能である。
【００１３】
発明７に係る踏力計測装置は、発明６に記載の踏力計測装置において、起歪部は、四角柱を有している。この場合には、四角柱の各面にひずみゲージ素子を容易に貼り付けでき生産性を向上できる。
【００１４】
発明８に係る踏力計測装置は、発明６または７に記載の踏力計測装置において、第３ひずみセンサを構成する４つのひずみゲージ素子は、第１面または第４面に配置される。第３ひずみセンサのホイートストンブリッジ回路の４辺のうち、対向する一方の２辺に配置されるひずみゲージ素子と、対向する他方の２辺に配置されるひずみゲージ素子とは、クランクアームの長手方向に離間して配置される。対向する２辺に配置されるひずみゲージ素子は、それぞれが起歪部の中立軸に関して対称に配置される。
【００１５】
この場合には、長手方向に離間して配置される各ひずみゲージ素子の位置における曲げモーメントの差に基づいて第３分力を計測して、第３分力を、第１分力、第２分力およびせん断力に干渉されることなく、独立して計測することができる。
【００１６】
発明９に係る踏力計測装置は、発明６または７に記載の踏力計測装置において、第３ひずみセンサを構成する４つのひずみゲージ素子は、第１面または第４面に配置される。第３ひずみセンサにおけるホイートストンブリッジ回路の４辺のうち、第１辺に配置されるひずみゲージ素子および第１辺に対向する第２辺に配置されるひずみゲージ素子は、起歪部の他端部側に、それぞれ配置される。第１辺と第２辺との間の第３辺および第４辺に配置されるひずみゲージ素子は、起歪部の一端部側に、それぞれ配置される。起歪部の一端部側および他端部側にそれぞれにおいて２つのひずみゲージ素子は、起歪部の中立軸に対
して対称に配置される。
【００１７】
この場合には長手方向に離間して配置される各ひずみゲージ素子の位置における曲げモーメントの差に基づいて第３分力を計測することができる。第３分力を、第１分力、第２分力およびせん断力に干渉されることなく、独立して計測することができる。また、第３ひずみセンサのひずみゲージ素子を起歪部の両端部に配置したので、センサの出力を大きくすることができる。
【００１８】
発明１０に係る踏力計測装置は、発明６から９のいずれかに記載の踏力計測装置において、第１ひずみセンサを構成する４つのひずみゲージ素子は、起歪部の他端部に配置される。第１ひずみセンサにおけるホイートストンブリッジ回路の４辺のうち、第１辺に配置されるひずみゲージ素子および第１辺に対向する第２辺に配置されるひずみゲージ素子は、第２面および第３面の一方に、それぞれ配置される。第１辺と第２辺との間の第３辺および第４辺に配置されるひずみゲージ素子は、第２面および第３面の他方に、それぞれ配置される。同一面に配置される２つのひずみゲージ素子は、それぞれが起歪部の中立軸に関して対称に配置される。
【００１９】
この場合には、クランクアームの曲げモーメントの回転方向の分力である第１分力が大きくなる起歪部の他端側に第１ひずみセンサが配置されるので、ひずみゲージ素子の出力を大きくすることができる。
【００２０】
発明１１に係る踏力計測装置は、発明６から９のいずれかに記載の踏力計測装置において、第１ひずみセンサを構成する４つのひずみゲージ素子は、起歪部の他端部に配置される。第１ひずみセンサにおけるホイートストンブリッジ回路の４辺のうち、第１辺に配置されるひずみゲージ素子および第１辺に対向する第２辺に配置されるひずみゲージ素子は、第２面および第３面の一方に、それぞれ配置される。第１辺と第２辺との間の第３辺および第４辺に配置されるひずみゲージ素子は、第２面および第３面の他方に、それぞれ配置される。同一面に配置される２つのひずみゲージ素子は、起歪部の長手方向に並んで配置される。
【００２１】
この場合には、クランクアームの曲げモーメントの回転方向の分力である第１分力が大きくなる起歪部の他端側に第１ひずみセンサが配置されるので、ひずみゲージ素子の出力を大きくすることができる。
【００２２】
発明１２に係る踏力計測装置は、発明６から１１のいずれかに記載の踏力計測装置において、第２ひずみセンサを構成する４つのひずみゲージ素子は、前記起歪部の一端部に配置される。第２ひずみセンサにおけるホイートストンブリッジ回路の４辺のうち、第１辺に配置されるひずみゲージ素子および１辺に対向する第２辺に配置されるひずみゲージ素子は、第１面および第４面の一方に、それぞれ配置される。第１辺と第２辺との間の第３辺および第４辺に配置されるひずみゲージ素子は、第１面および第４面の他方に、それぞれ配置される。同一面に配置される２つのひずみゲージ素子は、それぞれが起歪部の中立
軸に関して対称に配置される。
【００２３】
この場合には、クランクアームの曲げモーメントの長手方向の分力である第２分力を検出する第２ひずセンサの出力が、クランクアームに作用する荷重の曲げモーメントの前記ペダルの軸方向の分力からの干渉を受けにくくなる。
【００２４】
発明１３に係る踏力計測装置は、発明６から１２のいずれかに記載の踏力計測装置において、第４ひずみセンサを構成する４つのひずみゲージ素子は、起歪部の長手方向の実質的に中央部に配置される。第４ひずみセンサにおけるホイートストンブリッジ回路の４辺のうち、隣接している第１辺および第３辺に配置されるひずみゲージ素子は、第１面および第４面の一方に、第１辺および第３辺と対向する第２辺および第４辺に配置されるひずみゲージ素子は、第１面および第４面の他方に、それぞれ配置される。同一面に配置される２つのひずみゲージ素子は、それぞれが起歪部の中立軸に関して対称に配置される。
【００２５】
この場合には、第１分力、第２分力および第３分力の干渉を受けにくくなり、クランクアームに作用する荷重のせん断モーメントのせん断力を計測することができる。
【００２６】
発明１４に係る踏力計測装置は、発明６から１２のいずれかに記載の踏力計測装置において、第４ひずみセンサを構成する４つのひずみゲージ素子は、起歪部の長手方向の実質的に中央部に配置される。第４ひずみセンサにおけるホイートストンブリッジ回路の４辺のうち、隣接している第１辺および第３辺に配置されるひずみゲージ素子と、第１辺および第３辺と対向する第２辺および第４辺に配置されるひずみゲージ素子とは、第１面または第４面に、配置される。第１辺および第３辺に配置されるひずみゲージ素子と、第２辺および第４辺に配置されるひずみゲージ素子とは、起歪部の中立軸に関して対称に配置さ
れる。
【００２７】
この場合には、第１分力、第２分力および第３分力の干渉を受けにくくなり、クランクアームに作用する荷重のせん断モーメントのせん断力を計測することができる。
【００２８】
発明１５に係る踏力計測装置は、発明１から１４のいずれかに記載の踏力計測装置において、干渉抑制部は、クランクアームの長手方向の中心位置よりもペダルが装着される起歪部の一端部側に形成され、長手方向と直交する断面の面積が他の部分と異なる。この場合には、断面の面積を異ならせるだけで、干渉を容易に抑制できる。
【００２９】
発明１６に係る踏力計測装置は、発明１５に記載の踏力計測装置において、干渉抑制部は、貫通孔を形成することにより構成する。この場合には、干渉抑制部を形成しやすくなる。
【００３０】
発明１７に係る踏力計測装置は、発明２から１６のいずれかに記載の踏力計測装置において、干渉抑制部は、前記第２ひずみセンサの出力に基づいて、第２分力を検出するに当たって、第３ひずみセンサの出力に基づいて第３分力が検出されると、第３分力の干渉抑制する演算処理を行う。この場合には演算処理によって、第２分力に含まれる第３分力の干渉の成分を抑制できるので、精度よく第２分力を計測できる。
【００３１】
発明１８に係る踏力計測装置は、発明３から１７のいずれかに記載の踏力計測装置において、干渉抑制部は、第３分力の干渉を抑制する演算処理を、前記第１、第２、第３および第４ひずみセンサの出力に基づいて行う。この場合には、４つのひずみセンサの出力によって演算処理を行うので、さらに精度よく干渉を抑制できる。
【００３２】
発明１９に係る踏力計測装置は、発明１から１８のいずれかに記載の踏力計測装置において、起歪部は、クランクアームと別体で設けられる。この場合には、起歪部がクランクアームと別体で設けられるので、形状の複雑なクランクアームであっても起歪部を設けやすい。また、種々の形状のクランクアームに対して同じ起歪部を用いることができるようになるので、起歪部の標準化を図れる。さらに、クランクアームと起歪部とを別体で製造することができるので、生産性およびメンテナンス性などを向上できる。
【００３３】
発明２０に係る踏力計測装置は、発明１から１８のいずれかに記載の踏力計測装置において、クランクアームをさらに備える。
【００３４】
発明２１に係る踏力計測装置は、発明２０に記載の踏力計測装置において、クランクアームは、ペダルを取付可能なペダル取付部と、クランク軸を取付可能なクランク軸取付部と、クランク長さ調整機構と、を備える。クランク長さ調整機構は、クランクアームの長手方向において、ペダル取付部とクランク軸取付部との相対位置を変更可能である。この場合には、ペダル取付部とクランク軸取付部との相対位置を変更して踏力の複数のパラメータを計測できるので、使用者にとって最適なクランク長さを得ることができる。
【００３５】
発明２２に係る踏力計測装置は、発明２１に記載の踏力計測装置において、起歪部は、ペダル取付部に設けられる。この場合には、ペダル取付位置と起歪部との相対位置が変化しないので、ペダル取付部とクランク軸取付部との相対位置を変更することに基づく、パラメータ検出部の出力への影響を抑制することができる。
【００３６】
発明２３に係る踏力計測装置は、発明１から１８のいずれかに記載の踏力計測装置において、起歪部は、クランクアームと一体で構成される。この場合には、起歪部を別に設ける必要がないため、踏力計測装置の構成が簡素になる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、ペダルを踏むことによりクランクアームに作用する踏力の複数のパラメータのうち、あるパラメータに別のパラメータが干渉することを抑制して、検出したパラメータに誤差が生じてしまうことを抑制することができる。このため、踏力のパラメータを精度良く計測できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１実施形態による踏力計測装置を含む分解斜視図。
【図２】クランクアームのアーム本体の正面図。
【図３】起歪部の平面図。
【図４】起歪部を正面から透視して背面を見た図。
【図５】起歪部の正面図。
【図６】図５の切断線VI−VIから見た断面図。
【図７】第１ひずみセンサのホイートストンブリッジにおけるひずみゲージの配置を示す回路図。
【図８】第２ひずみセンサのホイートストンブリッジにおけるひずみゲージの配置を示す回路図。
【図９】第３ひずみセンサのホイートストンブリッジにおけるひずみゲージの配置を示す回路図。
【図１０】第４ひずみセンサのホイートストンブリッジにおけるひずみゲージの配置を示す回路図。
【図１１】踏力計測装置の制御系の構成を示すブロック図。
【図１２】踏力計測装置によって計測された踏力の各パラメータの表示の一例を示す図。
【図１３】第２実施形態による踏力計測装置を含む斜視図。
【図１４】クランクアームの平面図。
【図１５】クランクアームのクランク長さ調整機構の構成を示す断面図。
【図１６】クランク長さ調整機構の構成を示す斜視図。
【図１７】他の実施形態の図２に相当する図。
【図１８】第１ひずみセンサの配置の変形例の図３に相当する図。
【図１９】第４ひずみセンサの配置の変形例の図４に相当する図。
【図２０】図１３に示す表示画面の各項目の算出式を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
図１において、本発明の第１実施形態を採用したクランク組立体１０は、第１端部１２ａおよび第２端部１２ｂを有するクランク軸１２と、第１踏力計測装置１４ａと、第２踏力計測装置１４ｂと、スプロケット１５と、を備える。第１踏力計測装置１４ａは、クランク軸１２の第１端部１２ａに、クランク軸１２と一体回転可能に連結される。第２踏力計測装置１４ｂは、クランク軸１２の第２端部１２ｂに、クランク軸１２と一体回転可能に連結される。ここで、クランク軸１２の第１端部１２ａは、自転車にクランク組立体１０が装着されたときに、自転車を後方から見て右側に配置され、第２端部１２ｂは、左側に配置される。本実施の形態では、クランク軸１２は、中空の円筒形状に形成されている。
【００４０】
第１踏力計測装置１４ａは、クランク軸１２の第１端部１２ａに、クランク軸１２と一体で回転可能に連結可能な第１クランクアーム２０ａを有する。第１クランクアーム２０ａは、長手方向の一端部３１ａ１ に第１ペダル１６ａを、長手方向の他端部３１ａ２にクランク軸１２の第１端部１２ａを取付可能である。第１踏力計測装置１４ａは、第１ペダル１６ａを踏むことにより、第１クランクアーム２０ａに作用する踏力の複数のパラメータを計測する装置である。第１踏力計測装置１４ａは、第１クランクアーム２０ａと、起歪部２２と、パラメータ検出部２４と、干渉抑制部２６としての貫通孔２６ と、を備える。起歪部２２は、第１クランクアーム２０ａに着脱可能に設けられ、第１クランクアーム２０ａに作用するひずみが伝達される。パラメータ検出部２４は、起歪部２２に配置され、起歪部２２に伝達されたひずみから複数のパラメータを検出する。干渉抑制部２６は、パラメータ検出部２４によって検出される一つのパラメータにおける他のパラメータからの干渉を抑制する。
【００４１】
スプロケット１５は、スプロケット取付部７５を介して第１クランクアーム２０ａに固定される。スプロケット取付部７５は、図示しないボルトなどの固定部材によって第１クランクアーム２０ａに固定される。スプロケット取付部７５はクランク軸１２を挿通する挿通孔と、放射状に延びる複数本のアーム部とを有する。アーム部には、スプロケット１５の内周部を固定するボルトなどの固定部が設けられ、スプロケット１５はアーム部に着脱可能に固定される。スプロケット取付部７５は、クランク軸１２に圧入されてもよく、また第１クランクアーム２０ａに一体で形成されてもよい。
【００４２】
第２踏力計測装置１４ｂは、第１踏力計測装置１４ａと同様な構成であり、第２ペダル１６ｂを踏むことにより、第２クランクアーム２０ｂに作用する踏力の複数のパラメータを計測する装置である。第２踏力計測装置１４ｂは、第２クランクアーム２０ｂと、第１踏力計測装置１４ａと同じ構成の図示しない起歪部２２、パラメータ検出部２４、および干渉抑制部２６と、備える。したがって、以下の説明では、第２踏力計測装置１４ｂの第１踏力計測装置１４ａと同様な構成の説明を省略し、図１において第１踏力計測装置１４ａと同様の構成には同様の参照番号を用い、その添え字をａからｂに変更して示している
。
【００４３】
＜第１クランクアームおよび第２クランクアーム＞
第１クランクアーム２０ａおよび第２クランクアーム２０ｂは、それぞれ長手方向に延びる棒状の部材である。第１クランクアーム２０ａおよび第２クランクアーム２０ｂの両端は半円形に丸められているが、両端の形状は特に限定されない。第１クランクアーム２０ａは、第１アーム本体３０ａと、第１アーム本体３０ａを覆う第１アームカバー３２ａと、を有する。第２クランクアーム２０ｂは、第２アーム本体３０ｂと、第２アームカバー３２ｂと、を有する。
【００４４】
第１アーム本体３０ａは、図２に示すように、長手方向の一端部３１ａ１に第１ペダル１６ａを取付可能な第１ペダル取付部３４ａを有する。第１アーム本体３０ａは、長手方向の他端部３１ａ２に、たとえば圧入またはボルト等の適宜の固定手段によってクランク軸１２の第１端部１２ａに固定可能な第１クランク軸取付部３６ａを有する。本実施の形態では、クランク軸１２の第１端部１２ａは、第１クランク軸取付部３６ａに圧入によって固定される。第１ペダル取付部３４ａには、第１ペダル１６ａのペダル軸１７ａが着脱自在に固定可能である。第１ペダル取付部３４ａは、たとえばペダル軸１７ａが螺合する
第１ネジ孔３５ａを有する。第１クランク軸取付部３６ａは、第１取付孔３７ａを有する。第１クランク軸取付部３６ａの第１取付孔３７ａに臨む内周部には、セレーションが形成され、第１取付孔３７ａにクランク軸１２の第１端部１２ａに圧入固定される。ここでは、第１取付孔３７ａは貫通孔であるが、第１取付孔３７ａは、凹部によって形成されてもよい。
【００４５】
また、第１アーム本体３０ａは、第１ペダル取付部３４ａと第１クランク軸取付部３６ａの間に起歪部２２ａが収納される第１収納部３８ａを有する。第１収納部３８ａは、凹部によって形成される。本実施の形態では、第１収納部３８ａは、クランク組立体１０を自転車に取り付けたときに、クランク軸の延びる方向で自転車と反対に開口して形成される。第１収納部３８ａは、第１クランクアーム２０ａの長手方向に沿う両側に起歪部２２ａを第１クランクアーム２０ａに固定するための第１取付部３９ａを有する。２つの第１取付部３９ａには、起歪部２２ａを固定するための固定ボルト４２がねじ込まれるそれぞれ２つの固定孔４０ａが形成される。第１取付部３９ａにおける各固定孔４０ａは、ペダル軸１７ａおよびクランク軸１２を含む平面に関して対称となるように配置される。本実施の形態では、固定孔４０ａは、ネジ孔である。第１アーム本体３０ａの外周部には、第１アームカバー３２ａを装着するための環状の第１段差部４１ａ が形成される。第１段差部４１ａは、第１アームカバー３２ａの後述する第１縁部４４ａ の厚みと同じ寸法で外側面から凹んで形成される。
【００４６】
図１に示すように、第１アームカバー３２ａは、第１収納部３８ａを覆う第１カバー部４３ａと、第１カバー部４３ａの周縁部に第１アーム本体３０ａに向けて環状に突出する第１縁部４４ａ と、を有する。第１縁部４４ａの内周部が第１アーム本体３０ａの第１段差部４１ａ に嵌合する。第１カバー部４３ａは、第１アーム本体３０ａの一側面の全体を覆うように、第１クランクアーム２０ａの長手方向の一端部３１ａ１から他端部３１ａ２に亘って設けられる。このため、第１カバー部４３ａには、第１ネジ孔３５ａに連なり第１ペダル１６ａのペダル軸１７ａが通過可能な第１貫通孔４７ａと、第１取付孔３７ａに連なる第２貫通孔４６ａ と、を有する。第２貫通孔４６ａは、第１取付孔３７ａと同様の直径に形成される。ここでは、第２貫通孔４６ａを形成しているが、第２貫通孔４６ａは形成しなくてもよい。第１アームカバー３２ａは、第１アーム本体３０ａに、複数（たとえば、４本）のねじ部材４５ａによって固定される。なお、固定方法はねじ止めに限定されず、接着または弾性係合等の他の固定方法であってもよい。
【００４７】
図１に示すように、第２クランクアーム２０ｂは、第２アーム本体３０ｂと、第２アームカバー３２ｂと、を有する。第２アーム本体３０ｂは、第１アーム本体３０ａと第２クランク軸取付部３６ｂの構成が異なる。第２クランク軸取付部３６ｂは、セレーションが形成された第２取付孔３７ｂにスリット３７ｃが形成される。スリット３７ｃは、第２アーム本体３０ｂの外側面まで延びる。また、スリット３７ｃは、スリット３７ｃと交差する方向から挿入される締め付けボルト４６ｂによって幅が狭められる。これにより、第２クランクアーム２０ｂがクランク軸１２の第２端部１２ｂに固定される。その他の構成は第１クランクアーム２０ａと同じであるため説明を省略する。
【００４８】
＜起歪部＞
起歪部２２は、図２、図３、図４および図５に示すように、第１クランクアーム２０ａの長手方向に延びる起歪部本体５０と、起歪部本体５０の長手方向の両端部から起歪部本体５０と直交する方向で、起歪部本体５０から離反する方向に延びる固定部５１と、を有する。起歪部２２は、扁平Ｈ字形状である。起歪部本体５０は四角柱で形成される。
【００４９】
図６は、起歪部本体５０の断面を示す。起歪部本体５０は、図６に示すように、第１クランクアーム２０ａの長手方向に延びる第１面５２ａ、第２面５２ｂ、第３面５２ｃ、および第４面５２ｄを有する。本実施の形態では起歪部本体５０の第１面５２ａ、第２面５２ｂ、第３面５２ｃ、および第４面５２ｄの大きさは等しい。第１面５２ａと、第１面５２ａに対向する第４面５２ｄとは、図１に示す第１ペダル１６ａのペダル軸１７ａに実質的に垂直である。第２面５２ｂと、第２面５２ｂに対向する第３面５２ｃとは、図１に示す第１ペダル１６ａのペダル軸１７ａに実質的に平行である。この起歪部本体５０の曲げおよびせん断をパラメータ検出部２４によって検出することにより、複数のパラメータを計測できる。
【００５０】
固定部５１には、長手方向と直交する方向に間隔を隔てて２つの固定孔５１ａが形成される。固定孔５１ａは、起歪部本体５０を挟んで対称に設けられる。固定孔５１ａは貫通孔によって形成され、ペダル１６ａの軸１７ａと実質的に並行に延びる。起歪部２２を第１収納部３８ａに固定する固定ボルト４２が、固定孔５１ａを貫通して固定孔４０ａにねじ込まれる。
【００５１】
起歪部本体５０は、起歪部２２をクランクアーム２０ａに固定した状態で、第１アーム本体３０ａと第１アームカバー３２ａとに接触しないように設けられる。
【００５２】
＜パラメータ検出部＞
パラメータ検出部２４は、図２、図３、および図４に示すように、第１分力Ｆθを検出するための第１ひずみセンサ５４と、第２分力Ｆｒを検出するための第２ひずみセンサ５６と、第３分力Ｆｚを検出するための第３ひずみセンサ５８と、荷重位置Ｌを求めるために第１クランクアーム２０ａに作用する荷重のせん断力を検出するための第４ひずみセンサ６０と、を有する。
【００５３】
図１に示すように、第１分力Ｆθは、第１クランクアーム２０ａに作用する荷重の曲げモーメントの回転方向の分力である。第２分力Ｆｒは、第１クランクアーム２０ａに作用する荷重の曲げモーメントの第１クランクアーム２０ａの長手方向の分力である。第３分力Ｆｚは、第１クランクアーム２０ａに作用する荷重の曲げモーメントの第１ペダル１６ａの軸方向の分力である。荷重位置Ｌは、使用者が第１ペダル１６ａを踏む第１ペダル１６ａの軸方向の位置であり、第１クランクアーム２０ａの外側面から第１ペダル１６ａの荷重が作用する位置までの軸方向長さである。
【００５４】
第１ひずみセンサ５４、ホイートストンブリッジ回路を構成する４つのひずみゲージ素子Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３およびＢ４を有する。第２ひずみセンサ５６は、ホイートストンブリッジ回路を構成する４つのひずみゲージ素子Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３およびＰ４を有する。第３ひずみセンサ５８は、ホイートストンブリッジ回路を構成する４つのひずみゲージ素子Ａ１、Ａ２、Ａ３およびＡ４を有する。第４ひずみセンサ６０は、ホイートストンブリッジ回路を構成する４つのひずみゲージ素子Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３およびＴ４をそれぞれ有する。
【００５５】
＜第１ひずみセンサ＞
第１ひずみセンサ５４を構成する４つのひずみゲージ素子Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３およびＢ４は、起歪部２２の他端部（図３において右端部）に配置される。ひずみゲージ素子Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３およびＢ４は、起歪部本体５０の他端部で、クランクアーム２０ａに接触しない位置に配置される。図７に示すように、第１ひずみセンサ５４におけるホイートストンブリッジ回路６２の４辺のうち、第１辺６２ａに配置されるひずみゲージ素子Ｂ１および第１辺６２ａに対向する第２辺６２ｂに配置されるひずみゲージ素子Ｂ３は、図３及び図６に示すように、第２面５２ｂに、それぞれ配置される。ホイートストンブリッジ回路６
２の第１辺６２ａと第２辺６２ｂとの間の第３辺６２ｃに配置されるひずみゲージ素子Ｂ２と、第１辺６２ａと第２辺６２ｂとの間の第４辺６２ｄに配置されるひずみゲージ素子Ｂ４とは、図３および図６に示すように、第３面５２ｃに、それぞれ配置される。
【００５６】
第２面５２ｂに配置される２つのひずみゲージ素子Ｂ１およびＢ３は、起歪部２２の中立軸ＣＸ上で長手方向に並べて配置される。第３面５２ｃに配置される２つのひずみゲージ素子Ｂ２およびＢ４は、起歪部２２の中立軸ＣＸ上で長手方向に並べて配置される。すなわち第１ひずみセンサ５４において、同一面に配置される２つのひずみゲージ素子は、起歪部２２の中立軸ＣＸ上で長手方向に並べて配置される。各ひずみゲージ素子Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３およびＢ４はそのひずみの検出方向が、クランクアーム２０ａの長手方向に沿うように配置される。
【００５７】
ひずみゲージ素子Ｂ１とひずみゲージ素子Ｂ２とは、起歪部本体５０を挟んで重なる位置に配置される。またひずみゲージ素子Ｂ３とひずみゲージ素子Ｂ４とは、起歪部本体５０を挟んで重なる位置に配置される。
【００５８】
なお、図１８に示すように、第２面５２ｂに配置されるひずみゲージ素子Ｂ１とひずみゲージ素子Ｂ３とが、起歪部２２の中立軸ＣＸに関して対称に配置され、第３面５２ｃに配置されるひずみゲージ素子Ｂ２とひずみゲージ素子Ｂ４とが、起歪部２２の中立軸ＣＸに関して対称に配置されてもよい。すなわち第１ひずみセンサ５４において、同一面に配置される２つのひずみゲージ素子は、それぞれが起歪部２２の中立軸ＣＸに関して対称に配置されてもよい。またひずみゲージ素子Ｂ１とひずみゲージ素子Ｂ２とは、起歪部本体５０を挟んで重なる位置に配置される。またひずみゲージ素子Ｂ３とひずみゲージ素子Ｂ
４とは、起歪部本体５０を挟んで重なる位置に配置される。
【００５９】
＜第２ひずみセンサ＞
第２ひずみセンサ５６を構成する４つのひずみゲージ素子Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３およびＰ４は、起歪部２２の一端部（図４において左端部）に配置される。ひずみゲージ素子Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３およびＰ４は、起歪部本体５０の一端部で、クランクアーム２０ａに接触しない位置に配置される。図８に示すように、第２ひずみセンサ５６におけるホイートストンブリッジ回路６４の４辺のうち、第１辺６４ａに配置されるひずみゲージ素子Ｐ２および第１辺６４ａに対向する第２辺６４ｂに配置されるひずみゲージ素子Ｐ４は、第４面５２ｄに、それぞれ配置される。ホイートストンブリッジ回路６４の第１辺６４ａと第２辺６
４ｂとの間の第３辺６４ｃに配置されるひずみゲージ素子Ｐ１と、第１辺６４ａと第２辺６４ｂとの間の第４辺６４ｄに配置されるひずみゲージ素子Ｐ３は、図４および図５に示すように第１面５２ａに、それぞれ配置される。第１面５２ａに配置される２つのひずみゲージ素子Ｐ１およびＰ３は、起歪部２２の中立軸ＣＸに関して対称に配置される。第４面５２ｄに配置される２つのひずみゲージ素子Ｐ２およびＰ４は、起歪部２２の中立軸ＣＸに関して対称に配置される。すなわち第２ひずみセンサ５６において同一面に配置される２つのひずみゲージ素子は、それぞれが起歪部２２の中立軸ＣＸに関して対称に配置さ
れる。各ひずみゲージ素子Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３およびＰ４はそのひずみの検出方向が、クランクアーム２０ａの長手方向に沿うように配置される。ひずみゲージ素子Ｐ１とひずみゲージ素子Ｐ２とは、起歪部本体５０を挟んで重なる位置に配置される。またひずみゲージ素子Ｐ３とひずみゲージ素子Ｐ４とは、起歪部本体５０を挟んで重なる位置に配置される。
【００６０】
＜第３ひずみセンサ＞
第３ひずみセンサ５８を構成する４つのひずみゲージ素子Ａ１、Ａ２、Ａ３およびＡ４は、第１面５２ａに配置される。ただし、第３ひずみセンサ５８は第４面５２ｄに配置されてもよい。図９に示すように、第３ひずみセンサ５８におけるホイートストンブリッジ回路６６の４辺のうち、第１辺６６ａに配置されるひずみゲージ素子Ａ２および第１辺６６ａに対向する第２辺６６ｂに配置されるひずみゲージ素子Ａ４は、図５に示すように、起歪部２２の他端部（図５において右端部）に、それぞれ配置される。ひずみゲージ素子Ａ２およびＡ４は、起歪部本体５０の他端部で、クランクアーム２０ａに接触しない位置に配置される。
【００６１】
ホイートストンブリッジ回路６６の第１辺６６ａと第２辺６６ｂとの間の第３辺６６ｃに配置されるひずみゲージ素子Ａ１と、第１辺６６ａと第２辺６６ｂとの間の第４辺６６ｄに配置されるひずみゲージ素子Ａ３とは、起歪部２２の一端部（図５において左端部）に、それぞれ配置される。ひずみゲージ素子Ａ１およびＡ３は、起歪部本体５０の一端部で、クランクアーム２０ａに接触しない位置に配置される。
【００６２】
起歪部２２の一端部において、２つのひずみゲージ素子Ａ１及びＡ３は、起歪部２２の中立軸ＣＸに関して対称に配置される。また起歪部２２の他端部において、２つのひずみゲージ素子Ａ２およびＡ４は、起歪部２２の中立軸ＣＸに関して対称に配置される。各ひずみゲージ素子Ａ１、Ａ２、Ａ３およびＡ４はそのひずみの検出方向が、クランクアーム２０ａの長手方向に沿うように配置される。ひずみゲージ素子Ａ１とひずみゲージ素子Ａ２とは、クランクアーム２０ａの長手方向に垂直な方向において起歪部２２の中立軸ＣＸの一方に配置される。またひずみゲージ素子Ａ３とひずみゲージ素子Ａ４とは、クランクアーム２０ａの長手方向に垂直な方向において起歪部２２の中立軸ＣＸの他方に配置される。
【００６３】
＜第４ひずみセンサ＞
第４ひずみセンサ６０を構成する４つのひずみゲージ素子Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３およびＴ４は、図４に示すように、起歪部２２の長手方向の実質的に中央部ＣＰに配置される。中央部ＣＰは、中央および中央付近を含む。ひずみゲージ素子Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３およびＴ４は、起歪部本体５０の長手方向の中央部に配置される。図１０に示すように、第４ひずみセンサ６０におけるホイートストンブリッジ回路６８の４辺のうち、隣接している第１辺６８ａおよび第３辺６８ｃに配置されるひずみゲージ素子Ｔ２およびひずみゲージ素子Ｔ１は、図４に示すように、第４面５２ｄに配置される。第１辺６８ａと対向する第２辺６８ｂに配置されるひずみゲージ素子Ｔ４と、第３辺６８ｃと対向する第４辺６ｄに配置されるひずみゲージ素子Ｔ３は、図５に示すように、第１面５２ａに、それぞれ配置される。
【００６４】
第１面５２ａに配置される２つのひずみゲージ素子Ｔ３およびＴ４は、起歪部２２の中立軸ＣＸに関して対称に配置される。また第４面５２ｄに配置される２つのひずみゲージ素子Ｔ１およびＴ２は、起歪部２２の中立軸ＣＸに関して対称に配置される。すなわち第４ひずみセンサ６０において同一面に配置される２つのひずみゲージ素子は、それぞれが起歪部２２の中立軸ＣＸに関して対称に配置される。
【００６５】
ひずみゲージ素子Ｔ１は、そのひずみの検出方向がクランクアーム２０ａの長手方向に４５°傾斜するように配置される。ひずみゲージ素子Ｔ２は、そのひずみの検出方向がクランクアーム２０ａの長手方向に４５°傾斜するように配置され、かつひずみゲージ素子Ｔ１のひずみの検出方向と直交するように配置される。
【００６６】
ひずみゲージ素子Ｔ３は、そのひずみの検出方向がクランクアーム２０ａの長手方向に４５°傾斜するように配置され、かつひずみゲージ素子Ｔ２のひずみの検出方向に実質的に平行となるように配置される。ひずみゲージ素子Ｔ４は、そのひずみの検出方向がクランクアーム２０ａの長手方向に４５°傾斜するように配置され、ひずみゲージ素子Ｔ２のひずみの検出方向と直交するように配置され、かつひずみゲージ素子Ｔ３のひずみの検出方向に実質的に平行となるように配置される。
【００６７】
ひずみゲージ素子Ｔ１とひずみゲージ素子Ｔ４とは、起歪部本体５０を挟んで重なる位置に配置される。またひずみゲージ素子Ｔ２とひずみゲージ素子Ｔ３とは、起歪部本体５０を挟んで重なる位置に配置される。
【００６８】
なお、第４ひずみセンサ６０の各ひずみゲージ素子Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３およびＴ４は、図１９に示すように、第１面５２ａまたは第４面５２ｄにまとめて配置してもよい。ホイートストンブリッジ回路６８の第１辺６８ａに配置されるひずみゲージ素子Ｔ２および第３辺６８ｃに配置されるひずみゲージ素子Ｔ１と、第２辺６８ｂに配置されるひずみゲージ素子Ｔ４および第４辺６８ｄに配置されるひずみゲージ素子Ｔ３とは、起歪部２２の中立軸ＣＸに関して対称に配置される。またひずみゲージ素子Ｔ１とひずみゲージ素子Ｔ２とは、起歪部２２の長手方向の中央を挟んで対称に配置され、ひずみゲージ素子Ｔ３とひず
みゲージ素子Ｔ４とは、起歪部２２の長手方向の中央を挟んで対称に配置される。
【００６９】
＜干渉抑制部＞
干渉抑制部２６は、たとえば、第２ひずみセンサ５６が検出する第２分力Ｆｒに含まれる、第３分力Ｆｚの干渉を抑制する。干渉抑制部２６は、干渉を演算処理によって抑制する図１１に示す第１干渉抑制部７０と、干渉を起歪部２２の構造によって抑制する図３に示す第２干渉抑制部７２と、を有する。
【００７０】
＜第１干渉抑制部＞
第１干渉抑制部７０は、マイクロコンピュータを含む演算処理部７６によってソフトウェアを実行することによって実現される。演算処理部７６は、第１クランクアーム２０ａおよび第２クランクアーム２０ｂのそれぞれに形成される凹部などの収容空間に収容されてもよく、図１に示すように、第２クランクアーム２０ｂの側面にケース部材７４を設けて、このケース部材７４に収納してもよい。本実施の形態では、演算処理部７６はケース部材７４に設けられる。
【００７１】
演算処理部７６には、第１クランクアーム２０ａおよび第２クランクアーム２０ｂに設けられる、第１ひずみセンサ５４、第２ひずみセンサ５６、第３ひずみセンサ５８、および第４ひずみセンサ６０が接続される。演算処理部７６と各ひずみセンサ５４、５６、５８および６０とは、電気ケーブル、プリント配線などの配線を介して電気的に接続される。演算処理部７６と各ひずみセンサ５４、５６、５８および６０とは、信号を増幅する中継回路を介して接続されてもよい。本実施の形態では、演算処理部７６がケース部材７４に設けられるので、クランク軸１２に第１クランクアーム２０ａの各ひずみセンサ５４、５６、５８および６０と演算処理部７６とを接続する配線を設けている。第１クランクアーム２０ａ、第２クランクアーム２０ｂおよびクランク軸１２には、配線を通過させるための孔（図示せず）が適宜設けられる。
【００７２】
また、演算処理部７６には、第１クランクアーム２０ａに設けられ、第１クランクアーム２０ａの回転速度を計測するケイデンスセンサ７８が接続される。ケイデンスセンサ７８はスプロケット取付部７５のアーム部に設けられてもよい。ケイデンスセンサ７８は、たとえばリードスイッチによって実現される。さらに、演算処理部７６には第２クランクアーム２０ｂに設けられ、第２クランクアーム２０ｂの回転速度計測用のケイデンスセンサ７８と、電池からなる電源７１と、演算したデータを、パーソナルコンピュータを含む外部装置に送信可能な無線通信部７３と、が接続される。電源７１は、第１クランクアーム２０ａまたは第２クランクアーム２０ｂに形成される凹部などの収容空間、クランク軸１２およびケース部材７４のいずれかに設けられる。ケイデンスセンサ７８は、クランク軸１２の周囲において、自転車のフレームに設けられる少なくとも一つの磁石に対向可能に配置される。
【００７３】
無線通信部７３は、ケース部材７４に設けられる。ケース部７４は、電波を遮蔽しない合成樹脂によって形成されている。ケース部７４は、ボルト、接着剤またはバンドによって実現される固定手段によって第２クランクアーム２０ｂに、着脱可能または着脱不能に固定される。ケース部材７４は、クランク組立体１０を自転車に取り付けたときに、第２クランクアーム２０ｂの自転車フレーム側となる側面に取り付けられるのが好ましい。
【００７４】
第１干渉抑制部７０は、ソフトウェアによって実現される機能構成として、第１分力算出部８０と、荷重位置算出部８２と、第２分力算出部８４と、第３分力算出部８６と、を有する。第２分力算出部８４は、干渉成分算出部８８と、干渉成分除去部９０と、を有する。
【００７５】
第１ひずみセンサ５４の出力ＯＰ１（Ｆθ）は、第１クランクアーム２０ａの回転方向の曲げモーメントＭ（Ｆθ）に応じたものある。このため、図３に示すように、第１ひずみセンサ５４の曲げモーメントＭ（Ｆθ）は、第１分力Ｆθに距離Ｌ１を乗算した値（Ｆθ×Ｌ１）である。ここで距離Ｌ１は、第１ひずみセンサ５４の４つのひずみゲージ素子Ｂ１−Ｂ４の長手方向の中心位置と第１ペダル１６ａの軸芯との間の距離である。したがって、第１分力算出部８０は、第１ひずみセンサ５４の曲げモーメントＭ（Ｆθ）を距離Ｌ１で除算して第１分力Ｆθを算出する。すなわち、Ｆθ＝ＯＰ１＝Ｍ（Ｆθ）／Ｌ１となる。
【００７６】
第４ひずみセンサ６０の出力ＯＰ４（＝Ｌ）は、荷重位置Ｌにおける第１分力ＦθのトルクＴ（Ｆθ）に応じたものであるので、図３に示すように、トルクＴ（Ｆθ）は、第１分力Ｆθに荷重位置Ｌを乗算した値（Ｆθ×Ｌ）である。したがって、荷重位置算出部８２は、第４ひずみセンサ６０の出力ＯＰ４を第１分力Ｆθで除算して荷重位置Ｌを算出する。すなわち、Ｌ＝ＯＰ４＝Ｔ（Ｆθ）／Ｆθとなる。
【００７７】
第２ひずみセンサ５６の出力ＯＰ２（Ｆｒ’）は、荷重位置ＬにおけるＦｒ曲げモーメントＭ（Ｆｒ’）に応じたものである。出力ＯＰ２（Ｆｒ’）は、第２ひずみセンサの曲げモーメントＭ（Ｆｒ’）を荷重位置Ｌで除算して求めることができる。すなわち、Ｆｒ＝ＯＰ２＝Ｍ（Ｆｒ’）／Ｌとなる。
【００７８】
第３ひずみセンサ５８の出力ＯＰ３（Ｆｚ）は、第１クランクアーム２０ａの曲げモーメントＭ（Ｆｚ）に応じたものである。第３ひずみセンサ５８の曲げモーメントＭ（Ｆｚ）は、第３分力Ｆｚに、図３に示す他端側のひずみガージ素子Ａ２，Ａ４から第１ペダル１６ａの軸芯までの距離Ｌ４から、一端側のひずみゲージ素子Ａ１、Ａ３から第１ペダル１６ａの軸芯までの距離Ｌ３を引いた距離Ｌ２を乗算したものである。したがって、第３分力算出部８６は、第３ひずみセンサ５８の出力ＯＰ３曲げモーメントＭ（Ｆｚ）で除算して第３分力Ｆｚを算出する。すなわち、Ｆｚ＝ＯＰ３＝Ｍ（Ｆｚ）／Ｌ２となる。
【００７９】
第２分力算出部８４において、干渉成分算出部８８は、第２ひずみセンサ５６の出力ＯＰ２に対する第３分力のＦｚの干渉成分を算出する。第２ひずみセンサ５６に対する第３分力Ｆｚの干渉成分ＩＦは、第３分力Ｆｚの第２ひずみセンサ５６から第１ペダル１６ａの軸芯までの距離Ｌ５のモーメントである。したがって、干渉成分算出部８８では、算出された第３分力Ｆｚに距離Ｌ５を乗算したＦｚ×Ｌ５を算出する。すなわちＩＦ＝Ｆｚ×Ｌ５となる。
【００８０】
第２分力算出部８４の干渉成分除去部９０では、第２ひずみセンサ５６の曲げモーメントＭ（Ｆｒ’)に含まれる第３分力Ｆｚの干渉成分ＩＦを除去する。具体的には、第２ひずみセンサ５６の出力ＯＰ２から第３分力算出部８６で算出された第３分力Ｆｚに距離Ｌ５を乗算して算出された干渉成分Ｆｚ×Ｌ５を引いて真の第２分力ＦｒのモーメントＭ（Ｆｒ）を求め、求めたモーメントを荷重位置Ｌで除算して真の第２分力Ｆｒを算出する。
すなわち、Ｆｒ＝（Ｍ（Ｆｒ’）−ＩＦ）／Ｌとなる。これにより、第３分力Ｆｚの干渉を抑制できる。
【００８１】
なお、各センサの出力と、各分力および荷重位置と、の関係は、実験等によって予め定められる。したがって、上記の説明では、各センサの出力を各分力および荷重位置として扱っている。
【００８２】
＜第２干渉抑制部＞
第２干渉抑制部７２は、起歪部２２の構造によって第２ひずみセンサ５６の出力ＯＰ３に対する第２分力Ｆｒの干渉を抑制する。第２干渉抑制部７２は、図３に示すように、第１クランクアーム２０ａの長手方向の中心位置よりも起歪部２２の一端部側、すなわちペダル取付部３４ａ側に形成される。第２干渉抑制部７２は起歪部本体５０に形成される。
第２干渉抑制部７２の長手方向と直交する断面の面積は、起歪部本体５０の他の部分と異なり、本実施の形態では、断面の面積が起歪部本体５０の他の部分と異なる。第１実施形態では、第２干渉抑制部７２は、貫通孔７２ａを形成することにより構成される。貫通孔７２ａは、図６に示すように、第２面５２ｂと第３面５２ｃを貫通して形成される。第２干渉抑制部７２は、第２ひずみセンサ５６の近傍に配置される。貫通孔７２ａは、孔の延びる方向に垂直な断面が真円であってもよく、長穴形状であっても、楕円形であっても、
多角形形状であってもよい。
【００８３】
本実施の形態では、第１干渉抑制部７０と第２干渉抑制部７２によって、第２分力Ｆｒ’に含まれる干渉成分ＩＦが抑制されるので、第２分力Ｆｒを精度よく計測できる。たとえば、シミュレーションによって負荷を第１クランクアーム２０ａに与えたところ、干渉抑制部２６を設けない場合は干渉率が−１６５％であったものが、干渉抑制部２６を設けることによって干渉率が−２．３％に減少した。ここで、干渉率は、第１クランクアーム２０ａの引っ張り方向に所定の負荷を作用させたときの第３ひずみセンサ５８の出力と、ペダル軸の軸方向に所定の負荷を作用させたときの第３ひずみセンサ５８の出力とに測定された第２分力（Ｆｒ）を測定された第３分力（Ｆｚ）で除算したときのパーセンテージである。
【００８４】
計測結果は、無線通信部７３により、外部装置に送信される。外部装置での各分力荷重位置およびクランク回転速度を用いた表示内容の一例を図１２に示す。
【００８５】
図１２では、第１踏力計測装置１４ａおよび第２踏力計測装置１４ｂを備えるクランク組立体１０が装着された自転車を走行させるか、前記自転車の後輪の回転に回転負荷を与える回転負荷装置にセットしてペダリングすると、計測された３つの分力、荷重位置、およびクランク回転速度などに基づいて以下の表示が行われる。
【００８６】
表示画面の上から順に１．三次元ペダリング効率、２．パワー、３．最大パワー、４．最大速度、５．クランク回転速度、６．脈拍、７．測定時間の項目の結果が表示される。
また、その下方には、右足と左足に分けた、８．パワーおよび９．三次元ペダリング効率が数値表示される。さらにその下方には、１０．平均荷重位置、１１．平均荷重位置のずれ、１２．バックペダリング効率、１３．ピークトルククランク角、１４．平均ペダリングパターンが図形表示される。これにより使用者は、自身に最適なペダリング方法を習得したり、最適なクランク長さを選択したりすることができるようになる。
【００８７】
１．三次元ペダリング効率Ｄ、および９．左クランクの三次元ペダリング効率ＤＬおよび右クランクの三次元ペダリング効率ＤＲは、たとえば、図２０に示した式を用いて算出される。画面では、計算値に１００を乗算して％で表示している。
【００８８】
２．パワーおよび、８．左クランクのパワーおよび右クランクのパワーは、クランクアームの回転トルクと回転数との積によって求められる。クランクアームの回転トルクは、第１分力Ｆθとクランクアームの長さによって求められる。クランクアームの長さについての情報は、演算処理部に記憶されていてもよく、外部装置において設定してもよい。回転数はケイデンスセンサ７８から得られた値である。左クランクのパワーと右クランクのパワーとを積算したものがパワーとして表示される。
【００８９】
３．最大パワーは、パワーが最大となったときの値である。
【００９０】
４．最大速度は、速度が最大となったときの値である。速度は、自転車に設けられる一般的な速度メータからの情報を得てもよく、ケイデンスとギア比とタイヤ径とから、演算処理部７６が算出してもよい。この場合ギア比に関する情報は、無線通信部７３によって受信される。タイヤ径に関する情報は予め設定される。
【００９１】
５．クランク回転速度は、ケイデンスセンサ７８に基づいて算出される。
【００９２】
６．脈拍は、ライダーがハートレートセンサを装着しているときに、ハートレートセンサから無線などで送信される情報である。
【００９３】
７．測定時間は、測定した時間である。たとえば外部装置によって計測の開始および終了が指示される。
【００９４】
１０．平均荷重位置は、測定時間内の一定時間ごとに計測される荷重位置Ｌを平均した値である。平均荷重位置は、ペダルを表す図とともに表示され、ペダルを表す図に重ねて三角印（▽）で表される。平均荷重位置を表す図の下には、荷重位置の分布図が示されている。またペダルを表す図に重ねて、荷重位置の動いた範囲を示す移動範囲バーが表示される。
【００９５】
１１．平均荷重位置のずれは、ペダルの中心位置からの平均荷重位置のずれを表す。外部装置において、ペダルの中心位置は予め設定しておく。
【００９６】
１２．バックペダリング効率は、クランクアームを表す図とともに表示され、クランクアームの正回転方向に与えられた力と、逆回転方向に与えられた力との比率を表す。たとえば図１２では、右クランクアームにおいて正回転方向に与えられた力の割合が９６％であり、逆回転方向に与えられた力の割合が４％であることを示す。
【００９７】
１３．ピークトルククランク角は、トルクが最大となるときのクランク角度を表す。ケイデンスセンサからの情報に基づいて、トルクが最大となるクランクの角度を算出する。
【００９８】
１４．平均ペダリングパターンは、ＦθとＦｒとの合成ベクトルを示す。
【００９９】
＜第２実施形態＞
第１実施形態では、クランク長さが一定のクランクアームを例に、本発明を説明したが
、第２実施形態では、クランク長さが可変のクラックアームを例に本発明を説明する。
【０１００】
図１３に示すように、第２実施形態では、第２踏力計測装置１１４ａが図の手前側に描かれる。
【０１０１】
本発明の第２実施形態を採用したクランク組立体１１０は、第１端部１１２ａと第２端部１１２ｂとを有する第１実施形態と同様な構成のクランク軸１１２と、第１踏力計測装置１１４ａと、第２踏力計測装置１１４ｂと、スプロケット１１５と、を備える。スプロケット１１５が設けられる第１クランクアーム１２０ａの第２クランクアーム１２０ｂ側の面にケイデンスセンサ７８が設けられる。第２クランクアーム１２０ｂの第１クランクアーム１２０ａ側の面にもケイデンスセンサ７８が同様に設けられる。第１踏力計測装置１１４ａは、クランク軸１１２の第１端部１１２ａに、クランク軸１１２と一体で回転可
能に連結される。第２踏力計測装置１１４ｂは、クランク軸１１２の第２端部１１２ｂに、クランク軸１１２と一体で回転可能に連結される。ここで、クランク軸１１２の第１端部１１２ａは、自転車にクランク組立体１１０が装着されたときに、自転車を後方から見て右側に配置され、第２端部１１２ｂは、左側に配置される。
【０１０２】
第１踏力計測装置１１４ａは、第１クランクアーム１２０ａと、起歪部と、パラメータ検出部と、干渉抑制部とを有する。第２踏力計測装置１１４ｂは、第２クランクアーム１
２０ｂと、起歪部と、パラメータ検出部と、干渉抑制部とを有する。起歪部、パラメータ検出部および干渉抑制部の構成は、第１実施形態と同様な構成であるため説明を省略する
。なお、以降の説明では、第２踏力計測装置１１４ｂの第２クランクアーム１２０ｂについて説明し、第１クランクアーム１２０ａについては、第２クランクアーム１２０ｂと異なる部分について説明する。
【０１０３】
図１３に手前側に配置された第２クランクアーム１２０ｂは、図１４に示すように、第２ペダル取付部１３４ｂと、第２クランク軸取付部１３６ｂと、第２クランク長さ調整機構１３８ｂと、を備える。
【０１０４】
第２ペダル取付部１３４ｂは、第２ペダル取付用の雌ネジ部が形成されたペダル取付孔１３５ｂを一端部に有する。第２ペダル取付部１３４ｂの内部には、起歪部１２２を収納可能な収納凹部１３８ｂが形成される。収納凹部１３８ｂは、第２ペダル取付部１３４ｂの他端面１３４ｃから矩形板状に凹んで形成される。収納凹部１３８ｂは、他端面１３４ｃに装着された図示しない蓋部材によって塞がれる。起歪部１２２は、４本の固定ボルト１４２によって第２１収納凹部１３８ｂに固定される。
【０１０５】
第２ペダル取付部１３４ｂには、第１の実施の形態と同様のケース部材が設けられて、ケース部材に演算処理部７６および無線通信部が収容される。前述の実施の形態と同様に、演算処理部７６と第１クランクアーム１２０ａおよび第２クランクアーム１２０ｂとの各ひずみセンサとは、電気ケーブル、プリント配線などの配線を介して接続される。第２クランク軸取付部１３６ｂには内部に配線を配置するための空間が設けられ、本実施の形態では、この空間にケイデンスセンサ７８も設けられる。
【０１０６】
第２クランク軸取付部１３６ｂには内部に配線を配置するための空間が設けられる。また一方の第２ガイド軸１９１ｂにも内部に配線を配置するための空間が設けられる。第２クランク軸取付部１３６ｂとクランク軸１１２が接触する部分にクランク軸の中空の空間と第２クランク軸取付部１３６ｂの内部に設けられる空間を連通する孔が形成される。また第２クランク軸取付部１３６ｂと第２ガイド軸１９１ｂとが接触する部分に、第２クランク軸取付部１３６ｂの内部に設けられる空間と、一方の第２ガイド軸１９１ｂに設けられる空間とを連通する孔が形成される。さらに一方の第２ガイド軸１９１ｂと、第２ペダ
ル取付部１３４ｂとが接触する部分に、一方の第２ガイド軸１９１ｂに形成される空間と、収納凹部１３８が形成する収納孔を連通する孔が形成される。
【０１０７】
クランク軸１１２の中空部分を通る配線は、第２クランクアーム１１４ｂにおいて第２クランク軸取付部１３６ｂの内部に形成される空間、第２ガイド軸１９１ｂの一方の内部に形成される空間を通って、第２ペダル取付部１３４ｂまで引き回される。第１クランクアーム１１４ａにおいても同様の構成であるので、説明を省略する。
【０１０８】
第２クランク軸取付部１３６ｂは、セレーションが形成された第２取付孔１３７ｂに第１スリット１３７ｃが形成される。第１スリット１３７ｃは、第２取付孔１３７ｂから第２クランク軸取付部１３６ｂの外側面まで径方向に延びる。また、第１スリット１３７ｃは、第１スリット１３７ｃと交差する方向から挿入される締め付けボルト１４６ｂによって幅が狭められる。これにより、第２クランクアーム１２０ｂがクランク軸１１２の第２端部１１２ｂに固定される。第２クランク軸取付部１３６ｂにおいて、長手方向と直交する方向の両端には、第１クランク軸取付部１３６ｂを長手方向位置を固定するための第２
固定孔１３７ｄが形成される。また、第２固定孔１３７ｄが形成される部分には、第２スリット１３７ｅ（図１３参照）が形成される。第２固定孔１３７ｄには、第２クランク軸取付部１３６ｂの固定用のボルト部材１４５が螺合する。
【０１０９】
第２クランク長さ調整機構１３８ｂは、第２クランクアーム１２０ｂの長手方向において、第２ペダル取付部１３４ｂと第２クランク軸取付部１３６ｂとの相対位置を変更可能な機構である。第２クランク長さ調整機構１３８ｂは、一対の第２ガイド軸１９１ｂと、一対の第２ガイド孔１９２ｂと、第２位置決め機構１９３ｂと、を有する。
【０１１０】
一対の第２ガイド軸１９１ｂは、第２ペダル取付部１３４ｂの他端面に長手方向と直交する方向に間隔を隔てて設けられ、たとえば、圧入によって他端面に固定される。一対の第２ガイド孔１９２ｂは、第２クランク軸取付部１３６ｂに設けられ、これにより、第２クランク軸取付部１３６ｂは第２ガイド軸１９１ｂに案内される。
【０１１１】
第２位置決め機構１９３ｂは、一対の第２ガイド軸１９１ｂの一方に固定されるラック１９４ｂと、ラック１９４ｂに係合する爪部材１９５ｂと、を有する。図１５および図１６に示すように、ラック１９４ｂは、長手方向に延びて配置され、第２ガイド軸１９１ｂの外側面に固定される。好ましくは、ラック１９４ｂと爪部材１９５ｂとの係合ピッチは２．５ｍｍに設定される。クランクアーム全長の調整可能範囲は、例えば、１５５ｍｍ〜１８０ｍｍに設定される。
【０１１２】
爪部材１９５ｂは、ラック１９４ｂに係合する爪部１９５ｃと、クランク軸取付部１３６ｂの外側面に露出する押圧操作部１９５ｄと、を有する。爪部材１９５ｂは、ラック１９４ｂに爪部１９５ｃが係合する図１６に示す係合位置と、押圧操作部１９５ｄの押圧操作によってラック１９４ｂとの係合が解除される図１５に示す解除位置とに移動可能である。爪部材１９５ｂは、第２クランク軸取付部１３６ｂに設けられるガイド部材１９６によって係合位置と解除位置とに案内される。図１５に示すように、爪部材１９５ｂは、たとえばコイルバネの形態の付勢部材１９７によって係合位置に向けて付勢される。爪部１９５ｃには、係合位置でラック１９４ｂに当接する位置決め突起１９５ｅが設けられる。
【０１１３】
このような構成の第２位置決め機構１９３ｂでは、ボルト部材１４５を緩め、さらに押圧操作部１９５ｄを押圧して爪部材１９５ｂを解除位置に移動させると、爪部材１９５ｂとラック１９４ｂとの係合が解除され、第２クランク軸取付部１３６ｂが第２ペダル取付部１３４ｂに対して長手方向に移動可能になる。そして、所望のクランク長さに第２クランク軸取付部１３６ｂを移動させると、押圧操作部１９５ｄから指を離す。押圧操作部１９５ｄから手を離すと付勢部材１９７によって爪部材１９５ｂが係合位置に戻る。最後に２本のボルト部材１４５を締め付けてクランクアーム長さ調整を終了する。このように、第２クランクアーム１２０ｂの長さを調整できるため、使用者にとって最適なクランク長さを得ることができる。
【０１１４】
第１クランクアーム１２０ａに関しては、図示しないクランク軸取付部が締め付けボルト１４６ｂによる第１スリット１３７ｃのクランク軸１１２への締付ではなく、クランク軸１１２の第１端部１１２ａが圧入、若しくは、接着によって固定される。その他の全ての構成は第２クランクアーム１２０ｂと同様であり、第１クランクアーム１２０ａの長さも同様に調整可能である。
【０１１５】
本実施例における第２クランクアーム１２０ｂは、ボルト部材１４５を緩めて押圧操作部１９５ｄを押圧するだけで第２クランクアーム１２０ｂの長手方向の長さ調整が可能である。このため、使用者にとって簡便な操作でクランクアームの長さ調整を行うことができる。また、位置決め機構として、ラック１９４ｂと爪部材１９５ｂを用いているため、必要に応じて微細な長さ調整が可能となる。
【０１１６】
＜他の実施形態＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態及び変形例は必要に応じて任意に組合せ可能である。
【０１１７】
（ａ）上記実施形態では、起歪部を第１クランクアームと別体で設けたが、図１７に示すように、第１踏力計測装置２１４ａにおいて、第１クランクアーム２２０ａと一体で起歪部が構成されてもよい。図１７では、第１ひずみセンサ２５４、第２ひずみセンサ２５６、第３ひずみセンサ２５８および第４ひずみセンサ２６０のひずみゲージ素子を第１クランクアーム２２０ａの外側面に貼り付けている。しかし、中空のクランクアーム、例えば２つ割りのクランクアームの場合、クランクアームの内側面にひずみゲージ素子を貼り付けてもよい。
【０１１８】
（ｂ）ひずみセンサを構成するひずみゲージ素子は、薄膜型、静電容量型、半導体型に限定されず、クランクアームや起歪部のひずみを検出することができるものであれば種類を問わない。
【０１１９】
（ｃ）上記実施形態では、起歪部本体を四角柱で構成したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、互いに直交して配置される少なくとも２つの面を有するものであればどのようなものでもよい。例えば、起歪部本体は、角パイプまたは八角柱でもよい。さらに起歪部本体は、長手方向に垂直な断面がＴ字形、Ｉ字形、Ｈ字形または略Ｕ字形であって、長手方向に延びる部材であってもよい。
【０１２０】
（ｄ）上記実施形態では、自転車用の踏力計測装置を例に本発明を説明したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、フィットネスバイクのように体力維持または体力増強のためのペダルなどの操作具を装着可能なクランクアームを有する健康器具にも適用できる。
【０１２１】
（ｅ）上記実施形態では、ひずみセンサの検出値を演算することによって干渉を演算によって抑制する第１干渉抑制部と、干渉を物理的に抑制する第２干渉抑制部との両方を含んで干渉抑制部を構成したが、本発明はこれに限定されない。踏力計測装置は、第１干渉抑制部および第２干渉抑制部の少なくともいずれか一方を備える構成としてもよい。
【０１２２】
（ｆ）上記実施形態では、温度補償ように、それぞれのひずみセンサを４つのひずみゲージ素子で構成したが、温度補償の必要がない場合には、２つのひずみゲージ素子でそれぞれのひずみセンサを構成してもよい。またこの場合、温度保証は温度センサなどのことなるセンサで行ってもよい。
【０１２３】
（ｇ）上記実施形態では、第１クランクアーム２０ａを第１踏力計測装置１４ａの構成要件としたが、第１クランクアーム２０ａを第１踏力計測装置１４ａの構成要件としなくてもよい。
【０１２４】
（ｈ）上記実施形態では、起歪部２２は、第１クランクアーム２０ａに着脱可能に設けられているが、起歪部２２と第１クランクアーム２０ａとは接着剤などで着脱不能に固定されてもよい。
【０１２５】
（ｉ）上記実施形態では、第１カバー部４３ａは、第１アーム本体３０ａの一側面の全体を覆うように、第１クランクアーム２０ａの長手方向の一端部３１ａ１から他端部３１ａに亘って設けられているが、第１カバー部４３ａは、第１収納部３８ａのみを覆う構成としてもよい。
【０１２６】
（ｊ）上記実施形態では、固定孔４０ａをネジ孔で形成しているが、固定孔４０ａは貫通孔で形成されてもよい。この場合、固定部５１の固定孔５１ａをネジ孔で形成して、ボルトの頭と固定部５１との間に第１アーム本体３０ａを挟むようにして固定すればよい。
【０１２７】
（ｋ）第１の実施形態では、クランク組立体１０を自転車に取り付けたときに、クランク軸の延びる方向で自転車と反対に開口して形成されているが、第１収納部３８ａは、自転車に向かって開口するように形成されてもよい。
【０１２８】
さらに前記第１収納部３８ａは、第１クランクアーム２０ａの回転方向の上流側または下流側に向かって開口するように形成されてもよく、すなわちクランクアームの長手方向およびペダル軸に垂直な方向のいずれかに開口するように形成されてもよい。この場合、第２の実施形態と同様な方法で第１収納部３８ａに起歪部２２を固定すればよい。
【０１２９】
（ｌ）上記実施形態では、ケイデンスセンサが各クランクアームにそれぞれ設けられているが、ケイデンスセンサは一方のクランクアームのみに設けられていてもよい。またケイデンスセンサに変えて、クランクアームの回転位置を検出するセンサをクランクアームに設けてもよい。
【０１３０】
（ｍ）上記実施形態では、演算処理部、無線通信部および電源を１つずつ備えているが、各クランクアームにそれぞれ算処理部、無線通信部および電源を備える構成としてもよい。
【０１３１】
（ｎ）上記第２実施形態において、別のバネ部材或いはボールプランジャ機構等を用いて、爪部１９５ｃをラック１９４ｂに向かって付勢することにより、長さ調整の際に使用者にクリック感を与えるように構成することが好ましい。この場合、別の付勢機構を用いて爪部１９５ｃをラック１９４ｂに向かって付勢する代わりに、ラック１９４ｂに直接係合するボールプランジャ機構を爪部材１９５ｂに設けるようにしてもよい。
【０１３２】
（ｏ）上記第２実施形態では、ラック１９４ｂを第２ガイド軸１９１ｂに固定される別部材で構成したが、本発明はこれに限定されない。例えば。第２ガイド軸１９１ｂの表面に複数の溝を直接形成して、ラック１９４ｂを第２ガイド軸１９１ｂと一体的に形成してもよい。
【０１３３】
（ｐ）上記第２実施形態では、ボルト部材１４５を用いて最終的にクランクアーム長さを固定したが、本発明はこれに限定されない。例えば、ボルト部材に代えて、自転車ホイールのフレームからの着脱に用いられるクイックレリーズ機構を使用してもよい。
【符号の説明】
【０１３４】
１０，１１０    クランク組立体
１２，１１２  クランク軸
１２ａ  第１端部
１２ｂ  第２端部
１４ａ，１１４ａ，２１４ａ  第１踏力計測装置
１４ｂ，１１４ｂ  第２踏力計測装置
１６ａ  第１ペダル
１６ｂ  第２ペダル
１７ａ  ペダル軸
２０ａ，１２０ａ，２２０ａ  第１クランクアーム
２０ｂ，１２０ｂ  第２クランクアーム
２２，１２２    起歪部
２４    パラメータ検出部
２６    干渉抑制部
３１ａ１  一端部
３１ａ２  他端部
５２ａ  第１面
５２ｂ  第２面
５２ｃ  第３面
５２ｄ  第４面
５４，２５４    第１ひずみセンサ
５６，２５６    第２ひずみセンサ
５８，２５８    第３ひずみセンサ
６０，２６０    第４ひずみセンサ
６２，６４，６６，  ６８    ホイートストンブリッジ回路
６２ａ，６４ａ，６６ａ，６８ａ  第１辺
６２ｂ，６４ｂ，６６ｂ，６８ｂ  第２辺
６２ｃ，６４ｃ，６６ｃ，６８ｃ  第３辺
６２ｄ，６４ｄ，６６ｄ，６８ｄ  第４辺
７０    第１干渉抑制部
７２    第２干渉抑制部
７６    演算処理部
８０    第１分力算出部
８２    荷重位置算出部
８４    第２分力算出部
８６    第３分力算出部
８８    干渉成分算出部
９０    干渉成分除去部
１３４ｂ  ペダル取付部
１３６ｂ  クランク軸取付部
１３８ｂ  第２クランク長さ調整機構 
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１４】
前記第４ひずみセンサを構成する４つの前記ひずみゲージ素子は、前記起歪部の長手方向の中央部に配置され、
前記第４ひずみセンサにおける前記ホイートストンブリッジ回路の４辺のうち、
隣接している第１辺および第３辺に配置されるひずみゲージ素子と、前記第１辺および前記第３辺と対向する第２辺および第４辺に配置されるひずみゲージ素子とは、前記第１面または前記第４面に、配置され、
前記第１辺および前記第３辺に配置されるひずみゲージ素子と、前記第２辺および前記第４辺に配置されるひずみゲージ素子とは、前記起歪部の中立軸に関して対称に配置される、請求項６から１２のいずれか１項に記載の踏力計測装置。
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１０】
2014044176.tif 000024
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１３】
2014044176.tif 000025
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１４】
2014044176.tif 000026