(57)【要約】  自転車に取り付けることが容易な回転角度検出装置及び回転角度検出方法を提供する。  所定の基点を中心Ｃに所定の角度間隔をおいて並設された複数の磁石２１ａ〜２１と、前記複数の磁石の中で基準となる基準磁石２１ａを検出する第１素子２２ａと少なくとも基準磁石以外の非基準磁石を検出する第２素子２１ｂ〜２１ｌとを備える磁気センサ２２とを備える。
2013046472.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の基点を中心に所定の角度間隔をおいて並設された複数の磁石と、
前記複数の磁石の中で基準となる基準磁石を検出する第１素子と少なくとも前記基準磁石以外の非基準磁石を検出する第２素子とを備える磁気センサと、を有することを特徴とする回転角度検出装置。
【請求項２】
前記複数の磁石は、各磁極が前記基点を中心とした放射方向または放射方向に直交する方向を向くように配されていることを特徴とする請求項１に記載の回転角度検出装置。
【請求項３】
前記複数の磁石は、前記基点を中心とした周方向に隣り合う磁石の磁極の向きが逆になるよう配されていることを特徴とする請求項２に記載の回転角度検出装置。
【請求項４】
前記複数の磁石の中で前記基準磁石の磁力の大きさが最も大きいことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載の回転角度検出装置。
【請求項５】
前記複数の磁石の中で前記基準磁石の磁極の向きがその他の磁石の磁極の向きと直交していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載の回転角度検出装置。
【請求項６】
所定の回転軸を中心に回転する回転体の回転角度を検出する回転角度検出方法において、
前記回転軸を中心に所定の角度間隔をおいた状態で前記回転体に並設された複数の磁石の中で基準となる基準磁石を検出する基準角度検出工程と、
前記複数の磁石の中で少なくとも前記基準磁石を除く非基準磁石を検出する非基準磁石検出工程と、を有することを特徴とする回転角度検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自転車のクランクの回転角度を検出する回転角度検出装置及び回転角度検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自転車に装着され、自転車の走行に関する情報や運転者の運動に関する情報を算出し、表示するサイクルコンピュータと称される装置がある。サイクルコンピュータは、自転車に設けられた各種センサから送信される信号に基づいて所定の情報を算出する。例えば、特許文献１に記載のサイクルコンピュータは、ペダル回転検出磁気センサや加速度センサから出力される各種データに基づいてペダリングによる全体の仕事率を算出し、表示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１５１６２０号公報
【特許文献２】特開２００１−３４９７４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のサイクルコンピュータは、クランクの回転角度を測定していないため、例えば、所定のクランク回転角度位置におけるペダル作用力等を算出することができない。サイクルコンピュータに対する要望は様々であるが、ペダリングスキルに拘るアスリート志向の高い人等は自己のペダリングを分析するために所定のクランク回転角度位置におけるペダル作用力を測定したいという要望もある。ここで特許文献２に記載のような回転角度位置を検出する装置があるものの、これは外周部にＮ極とＳ極とが交互に形成された磁極を有する円板と、磁極に対向するように同一円周上にホール素子を支持する静止部材とで構成されるため自転車に取り付けることは非常に困難である。【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、上述のような問題を解決することを課題の一例とするものであり、これらの課題を解決することができる回転角度検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係る回転角度検出装置は、所定の基点を中心に所定の角度間隔をおいて並設された複数の磁石と、前記複数の磁石の中で基準となる基準磁石を検出する第１素子と少なくとも前記基準磁石以外の非基準磁石を検出する第２素子とを備える磁気センサと、を有することを特徴とする。
上記課題を解決するために、本発明に係る回転角度検出方法は、所定の回転軸を中心に回転する回転体の回転角度を検出する回転角度検出方法において、前記回転軸を中心に所定の角度間隔をおいた状態で前記回転体に並設された複数の磁石の中で基準となる基準磁石を検出する基準角度検出工程と、前記複数の磁石の中で少なくとも前記基準磁石を除く非基準磁石を検出する非基準磁石検出工程と、を有することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】（ａ）はペダリングモニタが取り付けられた自転車の側面図、（ｂ）はペダリングモニタが取り付けられた自転車の正面図である。
【図２】（ａ）は図１のクランク回転角度検出センサの模式図、（ｂ）は第１磁石の斜視図、（ｃ）は第２磁石の斜視図である。
【図３】クランク回転角度検出センサの使用状態を表す模式図である。
【図４】図１の回転方向成分検出センサ及び放射方向成分検出センサの取り付け状況を表す図である。
【図５】（ａ）は回転方向歪みセンサユニットがクランクシャフトに貼り付けられている様子を表す図、（ｂ）は放射方向歪みセンサユニットがクランクシャフトに貼り付けられている様子を表す図である。
【図６】図１のサイクルコンピュータの外観図である。
【図７】ペダリングモニタの電気的なブロック図である。
【図８】（ａ）は右足用ユニットの電気的なブロック図、（ｂ）は左足用ユニットの電気的なブロック図である。
【図９】ペダリングモニタの制御的なブロック図である。
【図１０】左足用メイン処理を示すフローチャートである。
【図１１】左足用クランク回転角度検出信号割込処理を示すフローチャートである。
【図１２】（ａ）はパワーメータモードにおける左足用タイマ割込処理を示すフローチャート、（ｂ）はペダリングモニタモードにおける左足用タイマ割込処理を示すフローチャートである。
【図１３】右足用メイン処理を示すフローチャートである。
【図１４】右足用クランク回転角度検出信号割込処理を示すフローチャートである。
【図１５】左足データ受信割込処理を示すフローチャートである。
【図１６】パワーメータモードにおける右足用タイマ割込処理を示すフローチャートである。
【図１７】ペダリングモニタモードにおける右足用タイマ割込処理を示すフローチャートである。
【図１８】（ａ）は右足用の回転角度判定テーブルを表す図、（ｂ）は左足用の回転角度判定テーブルを表す図である。
【図１９】実施の形態２におけるクランク回転角度検出センサを表す模式図である。
【図２０】実施の形態３におけるクランク回転角度検出センサを表す模式図である。
【図２１】実施の形態４におけるクランク回転角度検出センサを表す模式図である。
【図２２】実施の形態５におけるクランク回転角度検出センサを表す模式図である。
【図２３】その他の実施の形態におけるクランク回転角度検出センサを表す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら具体的に説明する。図１（ａ）は、各足のペダリングによるペダル作用力を所定のクランク回転角度毎に算出し、表示するペダリングモニタ１００が自転車Ｂに取り付けられている様子を表す側面図、図１（ｂ）はペダリングモニタ１００が自転車Ｂに取り付けられている様子を表す正面図である。自転車Ｂは、車体のフレームＢ１と、当該自転車Ｂの前後においてフレームＢ１で回転自在に軸支されることにより、フレームＢ１を移動自在に支持する二つの車輪Ｂ２（前輪Ｂ２１及び後輪Ｂ２２）と、自転車Ｂを推進させるための推進力を後輪Ｂ２２に伝える駆動機構Ｂ３と、運転者が操縦するためのハンドルＢ４と、運転者が着座するためのサドルＢ５とを有する。
【０００９】
駆動機構Ｂ３は、一端に回動軸（クランク軸）を有し、斯かる回動軸がフレームＢ１に対して回転自在に軸支されるクランクＢ３１、クランクＢ３１の他端において回転自在に軸支されると共に、運転者等から力を受けるペダルＢ３２、クランクＢ３１の上記一端にあるクランク軸を共通の回動軸としてクランクＢ３１に接続され、クランクＢ１と一体的に回動するチェーンリングＢ３４、及び、後輪Ｂ２２の回動軸を共通の回動軸として後輪Ｂ２２と一体的に回転するように配されたリアスプロケット（図示せず）とに連結されることで、ペダル踏力等のペダルＢ３２に作用する力（以下、「ペダル作用力」という）をクランクＢ３１を介して後輪Ｂ２２に伝達するチェーンＢ３３を具備する。
【００１０】
クランクＢ３１は、自転車Ｂの進行方向を向いて右側に配置される右クランクシャフトＢ３１１と、自転車Ｂの進行方向を向いて左側に配置される左クランクシャフトＢ３１２とを有し、これら左右クランクシャフトＢ３１１、Ｂ３１２は、上記クランク軸を対称点とする点対称となる位置で固着されている。また、ペダルＢ３２も、右クランクシャフトＢ３１１の先端部に取り付けられた右ペダル軸（図示せず）に回転自在に支持される右ペダルＢ３２１と、左クランクシャフトＢ３１２の先端部に取り付けられた左ペダル軸（図示せず）に回転自在に支持される左ペダルＢ３２２とを有する。なお、右クランクシャフトＢ３１１と左クランクシャフトＢ３１２と、右ペダルＢ３２１と左ペダルＢ３２２とはそれぞれは同一形状・構造である。
【００１１】
ペダリングモニタ１００は、クランクＢ３１の回転角度を検出するクランク回転角度検出センサ２、ペダル作用力のクランクＢ３１の回転方向成分（以下、「ペダル作用力回転方向成分」という）の大きさを検出する回転方向成分検出センサ３、ペダル作用力のクランク軸を中心とする放射方向（又は、クランクＢ３１の回転半径方向）成分（以下、「ペダル作用力放射方向成分」という）の大きさを検出する放射方向成分検出センサ４、クランクＢ３１の回転速度を検出するケイデンス検出センサ５、及び、クランク回転角度センサ２、回転方向成分検出センサ３、並びに放射方向成分検出センサ４から送信される検出信号（計測データ）に基づいて、所定のクランク回転角度におけるペダル作用力を算出し、サイクルコンピュータ１に送信する右足用ユニット６、左足用ユニット７、及び、所定のクランク回転角度におけるペダル作用力の表示等を行うサイクルコンピュータ１を備える。
【００１２】
なお、各センサ２〜５と、各ユニット６〜７とは有線で接続されている。また、サイクルコンピュータ１、右足用ユニット６及び左足用ユニット７は図示しない発信機を備え、無線で接続されている。
【００１３】
また、本実施の形態において、クランク回転角度は、右クランクシャフトＢ３１１を基準に表されるものとする。つまり、右クランクシャフトＢ３１１が１２時の方向に位置する（先端が上方を向く）ときに、クランク回転角度は「０°」である。また、クランク回転角度検出センサ２は、右クランクシャフトＢ３１１が３時の方向を指す（先端が前方を向く）とき、クランク回転角度「９０°」を示し、右クランクシャフトＢ３１１が９時の方向を指す（先端が後方を向く）とき、クランク回転角度「２７０°」を示す。そして、クランク回転角度検出センサ２が検出するクランク回転角度（θ）の範囲は０°以上３６０°未満（０≦θ＜３６０°）となっており、右クランクシャフトＢ３１１が１２時の方向から時計回りで回転する向きを「＋」方向とする。
【００１４】
クランク回転角度検出センサ２は、図２（ａ）に示すように、円環状の枠状部材２０、枠状部材２０の表面に所定間隔をおいて固定された複数の磁石からなる磁石群２１（磁石２１ａ、２１ｂ）及び磁気センサ２２からなる。磁石群２１が固定された枠状部材２０は、外径５４ｍｍ、内径４４ｍｍの円環状を呈し、枠状部材２０の中心Ｃとクランク軸とが一致した状態で、磁石群２１がクランクＢ３１に対向する様にフレームＢ１の側面に固定されている。一方、磁気センサ２２はチェーンリングＢ３４に固定され、クランクＢ３１と共に回転する。
【００１５】
磁石群２１は１２個の磁石２１ａ〜磁石２１ｌからなり、円環状の枠状部材２０の中心Ｃを中心として３０°間隔で配置されている。磁石２１ａ、磁石２１ｌは、非常に強い磁力及び保磁力を有するネオジム磁石で構成されている。具体的に、磁石２１ａ、２１ｌは第１ネオジム磁石（３ｍｍ×３ｍｍ×３ｍｍ）が２つ直列してなり（双方のＮ極が同一直線上で同一方向を向いて重ねられ）、その他の磁石２１ｂ〜磁石２１ｋは、第１ネオジム磁石より磁力が小さい第２ネオジム磁石（２ｍｍ×２ｍｍ×３ｍｍ）が２つ直列してなる。すなわち、磁石群２１は、磁力の異なる２種類の磁石からなる。
【００１６】
また、磁石２１ａ、磁石２１ｂは、各中心軸が枠状部材２０の半径方向と一致した状態で配置されている。そして、Ｎ極の向きが外側を向く磁石と内側（中心側）を向く磁石とが枠状部材２０の周方向に交互に入れ替わって配置されている。具体的には、磁石２１ａ、磁石２１ｃ、磁石２１ｅ、磁石２１ｇ、磁石２１ｉ、磁石２１ｋのＮ極が枠状部材２０の半径方向（放射方向）外側を向き、磁石２１ｂ、磁石２１ｄ、磁石２１ｆ、磁石２１ｈ、磁石２１ｊ、磁石２１ｌのＮ極が枠状部材２０の半径方向内側（中心）を向いている。さらに、各磁石２１ａ〜２１ｌの半径方向外側先端と枠状部材２０の中心Ｃとの距離Ｌ４は同一となっている。
【００１７】
磁気センサ２２は、第１素子部２２ａ、第２素子部２２ｂ及び第３素子部２２ｃがケース２２ｄに収容されてなる。第１素子部２２ａ及び第２素子部２２ｂは、所定方向において磁力線（磁界）を検出し（図２（ａ）において水平方向左向き）、その検出方向と逆向きの磁力線を検出する場合（Ｎ極が対向する磁石を検出する場合）にＨｉを出力し、検出方向と同一の向きの磁力線を検出する場合（Ｓ極が対向する磁石を検出する場合）にＬｏを出力する。なお、第１素子部２２ａ及び第２素子部２２ｂは所定の強さの磁力線を検出しない場合、出力状態を保持する。
【００１８】
クランク回転角度検出センサ２の使用状態において（枠状部材２０及び磁気センサ２２が適切に自転車Ｂに固定された状態で）、自転車Ｂの側方からみると、第１素子部２２ａと第２素子部２２ｂは、枠状部材２０の半径方向外側、すなわち、枠状部材２０の中心Ｃから磁石２１ａ〜磁石２１ｌより遠い位置に配されている。また、素子部２２ａと２２ｂの検出方向は一致しており、各検出方向上に枠状部材２０の中心Ｃが位置している。そして、第１素子部２２ａの方が第２素子部２２ｂより枠状部材２０の中心Ｃから近い位置に配されており、検出方向上を通過する磁石２１ａ〜磁石２１ｌの外側先端に近い。具体的に、第１素子部２２ａは最も近接する磁石の外側先端（磁石の移動経路と検出方向との交点で近い方）から９．０ｍｍ離れた位置に配され、第２素子部２２ｂは最も近接する磁石の外側先端から１３．５ｍｍ離れた位置に配されている。これは、後述するように、第１素子部２２ａを用いて全ての磁石２１ａ〜磁石２１ｌを検出し、第２素子部２２ｂを用いてクランク回転角度＝「０°」を示す磁石２１ａを検出するためである。なお、クランク回転角度（θ）＝「０°」のとき（右クランクシャフトＢ３１１が１２時を示すとき）、第２素子部２２ｂが磁石２１ａを検出するように（磁石２１ａが第２素子部２２の検出方向上に位置するように）、枠状部材２０及び磁気センサ２２が自転車Ｂに固定されている。
【００１９】
また、磁気センサ２２には、第１素子部２２ａ及び第２素子部２２ｂより低消費電力の第３素子部２２ｃが設けられている。第３素子部２２ｃは第１素子部２２ａの近傍に設けられており、いずれかの磁石２１ａ〜２１ｌを検出すると、ユニット６のシステムを起動させる。
【００２０】
次に図３を用いて、クランク回転角度検出センサ２によるクランク回転角度の検出方法について説明する。前述したように、円環状の枠状部材２０には、その中心Ｃを中心として３０°間隔で磁石２１ａ〜磁石２１ｌが配置されており、最も磁力の高い磁石２１ａはクランク回転角度（θ）＝０°となるときに、第２素子部２２ｂに検出される位置に配されている（以下、磁石２１ａのことを「基準磁石２１ａ」ともいう）。また、磁石２１ａ〜磁石２１ｌのＮ極の向きが交互に入れ替わっている。よって、チェーンリングＢ３４に固定された磁気センサ２２が、クランクＢ３１の回転に伴ってクランク軸を中心に回転すると、磁気センサ２２の第１素子部２２ａは磁石２１ａ〜磁石２１ｌの前を通過する度にＨｉ又はＬｏと出力を切り換える。同様に、磁気センサ２２の第２素子部２２ｂは磁石２１ａ、２１ｌの前を通過する度にＨｉ又はＬｏと出力を切り換える。この第１素子部２２ａから出力される「Ｈｉ」又は「Ｌｏ」は、クランクＢ３１が３０°回転したことを検出するものである（以後「間隔角度検出信号」という）。一方、第２素子部２２ｂから出力する「Ｈｉ」は、クランク回転角度（θ）＝０°を検出するものである（以後「基準角度検出信号」という）。
【００２１】
このように、間隔角度検出信号と基準角度検出信号とを用いることにより、クランク回転角度（θ）を０°から３０°間隔で検出することができる。なお、第２素子部２２ｂから出力されたＨｉは、同一の磁力で逆向きに配置された磁石２１ｌの前を通過するとＬｏとなる。すなわち、リセットされる。よって、クランク回転角度を連続して検出することができる。よって、以後、第２素子部２２ｂから出力する「Ｌｏ」を「リセット信号」という。
【００２２】
また、第１素子部２２ａと基準磁石２１ａとが最も遠く離れた位置関係にあるときに、第１素子部２２ａが基準磁石２１ａを検出してしまうことを防ぐためには、基準磁石２１ａが第２素子部２２ｂの検出方向上（以下、「第２検出方向」という）で第２素子部２２ｂに最も接近したときに第２素子部２２ｂが基準磁石２１ａを検出でき、最も磁力の小さい磁石２１ｂ〜磁石２１ｌが第１素子部２２ａの検出方向上（以下、「第１検出方向」という）で第１素子部２２ａに最も接近したときに第１素子部２２ａが磁石２１ｂ〜磁石２１ｋを検出でき、基準磁石２１ａが第１検出方向上で第１素子部２２ａから最も離隔したときに第１素子部２２ａが基準磁石２１ａを検出できないことが望ましい。
【００２３】
なお、本実施の形態では、各磁石２１ａ〜磁石２１ｌの中心軸上に中心Ｃが配され、Ｎ極の向きが周方向において交互に入れ替わっている。これにより、隣り合う磁石同士の反発が抑えられるので、各磁石２１ａ〜磁石２１ｌの保磁力の低下を抑えることができる。
【００２４】
また、本実施の形態では、磁石２１ａ〜磁石２１ｌが所定間隔をおいて配置され、各磁石２１ａ〜磁石２１ｌと各素子部２２ａ、２２ｂとが最も接近したときに、各磁石２１ａ〜磁石２１ｌの中心軸と、各素子部２２ａ、２２ｂの検出方向とが一致する。これにより、クランク回転角度検出センサ２によるクランク回転角度の検出精度が向上する。これは、各素子部２２ａ、２２ｂに対する相対的な磁界の大きさが増大するからである。
【００２５】
また、磁石２１ａ〜磁石２１ｌの磁力を高めてクランク回転角度の検出精度を高めるために、各磁石２１ａ〜磁石２１ｌの中心軸方向の長さの比率を高くすることもできる。また、磁石２１ａ〜２１ｌにボビンを装着させることもできる。
【００２６】
また、磁石２１ａ〜２１ｌの中心軸と枠状部材２０の表面とが平行になるように磁石２１ａ〜２１ｌを枠状部材２０に設置する方が、中心軸方向の長さ（又は、磁界の強さ）が同一の磁石に対して枠状部材２０の厚さを抑えることができ、コストを抑えることができる。
【００２７】
回転方向成分検出センサ３は、２つの歪みセンサからなるセンサのユニット３ａ（以下、「回転方向歪みセンサユニット３」という）を備えており、図１及び図４に示すように、クランクシャフトＢ３１の正面（各クランクシャフトＢ３１１、Ｂ３１２が６時の方向を指すとき、進行方向を向く面）に取り付けられている（右クランクシャフトＢ３１１に取り付けられている右回転方向成分検出センサ３１、左クランクシャフトＢ３１２に取り付けられている左回転方向成分検出センサ３２）。また、回転方向成分検出センサ３は、図示しない回転方向歪みセンサユニット３ａを構成する歪みセンサの各端子に接続された回転方向歪み検出回路、及び、センサ３を包括的に制御する回転方向成分制御部も具備する。
【００２８】
図５（ａ）に示すように、各回転方向歪みセンサユニット３１ａ、３２ａを構成する歪みセンサは、各クランクシャフトＢ３１１、Ｂ３１２の正面において互いに直交した状態で接着されている。回転方向歪み検出回路は、各歪みセンサの出力の増幅及び調整を行い、統一的な歪み量を表す情報（以下、「回転方向歪み情報」という）を回転方向成分制御部に送信する。各センサ３１、３２の回転方向成分制御部は、各回転方向歪み検出回路が送信した回転方向歪み量情報に基づいて、次の数（１）より、クランク作用力の回転方向成分Ｆｘ（Ｎ）を算出し、各ペダル作用力回転方向成分Ｆｘに応じた回転方向成分検出信号を各ユニット６、７に送信する。
［数（１）］
Ｆｘ＝ｍｇ（Ｘ−Ｘｚ）／（Ｘｃ−Ｘｚ）
【００２９】
ここで、「ｍ」は質量を表し、「ｇ」は重力加速度を表し、「Ｘ」は回転方向歪み検出回路によって検出された歪み量、「Ｘｃ」はクランクシャフトＢ３１が水平状態に保持されているときにペダルＢ３２に垂直な力（Ｎ）が作用した場合のクランクシャフトＢ３１の正面の歪み量、「Ｘｚ」はクランクシャフトＢ３１が無負荷状態である場合におけるクランクシャフトＢ３１の正面の歪み量を表す。なお、Ｘｃ、Ｘｚは、例えば、当該センサ３を使用する前にセンサユニット３ａをクランクシャフトＢ３１の正面に貼り付けて校正することによって取得される。
【００３０】
放射方向成分検出センサ４は、２つの歪みセンサからなるセンサのユニット４ａ（以下、「放射方向歪みセンサユニット４」という）を備え、図１及び図４に示すように、クランクシャフトＢ３１の外側面に放射方向成分検出センサ４が取り付けられている（右クランクシャフトＢ３１１に取り付けられている右放射方向成分検出センサ４１、左クランクシャフトＢ３１２に取り付けられている左放射方向成分検出センサ４２）。また、放射方向成分検出センサ４は、図示しない放射方向歪みセンサユニット４ａを構成する歪みセンサの各端子に接続された放射方向歪み検出回路、及び、センサ４を包括的に制御する放射方向成分制御部を具備している。
【００３１】
図５（ｂ）に示すように、各放射方向歪みセンサユニット４１ａ、４２ａを構成する歪みセンサは、各クランクシャフトＢ３１１、Ｂ３１２の外側面において互いに直交した状態で接着されている。放射方向歪み検出回路は、各歪みセンサの出力の増幅及び調整を行い、当該センサユニット４ａが検出した統一的な歪み量を表す情報（以下、「放射方向歪み情報」という）を放射方向成分制御部に送信する。各センサ４１、４２の放射方向成分制御部は、各放射方向歪み検出回路が送信した放射方向歪み量情報に基づいて、次の数（２）より、クランク作用力の放射方向成分Ｆｙを算出し、各ペダル作用力放射方向成分Ｆｙに応じた放射方向成分検出信号を各測定ユニット６、７に送信する。
［数（２）］
Ｆｙ＝ｍｇ（Ｙ−Ｙｚ）／（Ｙｕ−Ｙｚ）
【００３２】
ここで、「ｍ」は質量を表し、「ｇ」は重力加速度を表し、「Ｙ」は放射方向歪み検出回路によって検出された歪み量、「Ｙｕ」はペダルＢ３２が下死点に位置するときにペダルＢ３２に垂直な力（Ｎ）が作用した場合のクランクシャフトＢ３１の外側面の歪み量、「Ｙｚ」はクランクシャフトＢ３１が無負荷状態である場合におけるクランクシャフトＢ３１の外側面の歪み量を表す。なお、Ｙｕ、Ｙｚは、例えば、当該センサ４を使用する前にセンサユニット４ａをクランクシャフトＢ３１の外側面に貼り付けて校正することによって取得される。
【００３３】
ケイデンス検出センサ５は、例えば左クランクシャフトＢ３１２に固定されたマグネットと、フレームＢ１の所定位置に装着されたマグネット検出器とで構成されるケイデンスセンサからなり、単位時間当たり（１分間）にマグネットがマグネット検出器の正面を通過する回数ｎ（ｒｐｍ）を検出することで、単位時間当たりのクランクＢ３１の回転数を検出する。このセンサ５からは、単位時間当たりのクランクＢ３１の回転数に応じたケイデンス検出信号が各ユニット６、７に送信される。
【００３４】
次に、図７を用いて、ペダリングモニタ１００の構成について構成する。ペダリングモニタ１００は、右回転方向成分検出センサ３１から送信される右回転方向成分検出信号及び右放射方向成分検出センサ４１から送信される右放射方向成分検出信号に基づいて右足によるトルクや仕事率（消費エネルギー）等を計算する右足用ユニット６と、左回転方向成分検出センサ３２から送信される左回転方向成分検出信号及び左放射方向成分検出センサ４２から送信される左放射方向成分検出信号に基づいて左足によるトルクや仕事率等を計算する左足用ユニット７と、これらの両ユニット６、７による計算結果に基づいてこれらの計算結果を総合的に又は複合的に可視化するサイクルコンピュータ１とで構成される。
【００３５】
図６に示すように、サイクルコンピュータ１は、自転車ＢのハンドルＢ４に着脱可能である所定の取付部材８を介して自転車Ｂに固定されている。サイクルコンピュータ１は、所定の情報を入力するための入力部１１、所定の情報を表示するための表示部１２、ペダリングに関わる所定の処理を実行する演算回路を具備する制御部１３（図７参照）、及び、これら入力部１１、表示部１２並びに制御部１３を収容する筐体１４を有する。
【００３６】
入力部１１は、筐体１４の上面から突出した状態で並設された操作可能な３つの操作部１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、及び、電力供給のＯＮ／ＯＦＦ切り換えを行うためのスライド操作可能な電源スイッチ１１ｄを備えている。
【００３７】
図６に示すように、入力部１１は、操作部１１ａ〜１１ｃ及び電源スイッチ１１ｄの操作に伴う入力信号を制御部１３への制御情報として中継する入力制御回路１１ｅを備える。各操作部１１ａ、１１ｃはボタン構造からなり、１１ｂは十字キー構造からなる。各操作部１１ａ〜１１ｃが操作されると、入力制御回路１１ｅは操作に対応する制御情報に変換して制御部１３に送信する。これによって、運転者は、操作の組み合わせによって、運転者や自転車に関する固有情報の入力や計測の開始／終了等、操作部１１ａ〜１１ｃの種類以上の複数の種類の入力が可能となる。
【００３８】
表示部１２は、例えば、各足についての所定のクランク回転角度毎のトルクや仕事率等を表示するための液晶パネル１２ａと、表示すべき情報に応じて当該液晶パネル１２ａの表示制御を行う表示制御回路１２ｅとを具備する。なお、液晶パネル１２ａをタッチパネルにして、入力部１１と表示部１２とを一体化することも可能である。
【００３９】
サイクルコンピュータ１の制御部１３は、ＣＰＵ１３ａ、ＲＯＭ１３ｂ、ＲＡＭ１３ｃ、発振回路１３ｄ、記録媒体用Ｉ／Ｆ１３ｅ、通信用Ｉ／Ｆ１３ｆ、センサ用Ｉ／Ｆ１３ｇ、右足用ユニット送信用Ｉ／Ｆ１３ｈ、右足用ユニット受信用Ｉ／Ｆ１３ｉ、左足用ユニット送信用Ｉ／Ｆ１３ｊ、及び、左足用ユニット受信用Ｉ／Ｆ１３ｋからなり、これら各構成部はバス１３ｌによって接続されている。
【００４０】
ＣＰＵ１３ａは、ＲＯＭ１３ｂに予め記憶されているプログラムに基づいて、ペダリングに係る所定のパラメータの表示等を含むサイクルコンピュータとしての基本動作を制御する。ＲＯＭ１３ｂには、ＣＰＵ１３ａが実行するサイクルコンピュータとしての基本処理を実行するためのプログラムコードが予め記憶されている。ＲＡＭ１３ｃは、ＣＰＵ１３ａがサイクルコンピュータとしての基本処理を実行する際に行う演算処理において、データ等のワーキングエリアとして機能する。
【００４１】
発振回路１３ｄは、クロック発振子としての水晶振動子を具備しており、発生するクロックを計数することにより所定周期でＣＰＵ１３ａにパルス信号を出力する。記録媒体用Ｉ／Ｆ１３ｅは、所定の情報をメモリカード等の記録媒体に記録する際のインターフェースである。通信用Ｉ／Ｆ１３ｆは、携帯電話等の移動端末や自宅等に設置されるＰＣといった外部の処理機器との間でデータの送受信を行うためのインターフェースである。センサ用Ｉ／Ｆ１３ｇは、所定のセンサから送信される各種検出信号を取り込むためのインターフェースである。右足用ユニット送信用Ｉ／Ｆ１３ｈは、右足用ユニット６へのモード変換信号の送信を行うためのインターフェースである。右足用ユニット受信用Ｉ／Ｆ１３ｉは、右足用ユニット６からのデータの受信を行うためのインターフェースである。左足用ユニット送信用Ｉ／Ｆ１３ｊは、左足用ユニット７へのモード変換信号の送信を行うためのインターフェースである。左足用ユニット受信用Ｉ／Ｆ１３ｋは、左足用ユニット７からのデータの受信を行うためのインターフェースである。なお、上述した入力部１１、表示部１２、及び、制御部１３は、バス１３ｌを介して必要な情報データの送受信がされる構成である。
【００４２】
図１に示すように、右足用ユニット６は、自転車Ｂの右クランクＢ３１１に装着されている。右足用ユニット６は、右足でのペダリングによるトルク及び仕事率の算出に関する所定の処理を実行する演算回路を具備する制御部６１、及び、制御部６１を収容する筐体（ケース）６２を有する。左足用ユニット７も同様に、自転車Ｂの左クランクＢ３１２に装着されており、左足でのペダリングによるトルク及び仕事率の算出に関する所定の処理を実行する演算回路を具備する制御部７１、及び、制御部７１を収容する筐体７２を有する。
【００４３】
左足用ユニット７の制御部７１は、図８（ｂ）に示すように、ＣＰＵ７１ａ、ＲＯＭ７１ｂ、ＲＡＭ７１ｃ、発振回路７１ｄ、センサ用Ｉ／Ｆ７１ｅ、サイコン受信用Ｉ／Ｆ７１ｆ、サイコン送信用Ｉ／Ｆ７１ｇ、及び、右足用ユニット送信用Ｉ／Ｆ７１ｈからなり、これら各構成部はバス７１ｊによって接続されている。
【００４４】
ＣＰＵ７１ａは、ＲＯＭ１３ｂに予め記憶されているプログラムに基づいて、左足でのペダリングによるトルク及び仕事率の算出を含む左足用ユニット７の基本動作を制御する。ＲＯＭ７１ｂには、ＣＰＵ７１ａが実行するサイクルコンピュータとしての基本処理を実行するためのプログラムコードが予め記憶されている。ＲＡＭ７１ｃは、ＣＰＵ７１ａが左足用ユニット７としての基本処理を実行する際に行う演算処理において、データ等のワーキングエリアとして機能する。
【００４５】
発振回路７１ｄは、クロック発振子としての水晶振動子を具備しており、電源投入時に設定される機能モード（ペダリングモニタモード／パワーメータモード）に応じて発生するクロックを計数することにより所定周期でＣＰＵ７１ａにパルス信号を出力する。発振回路７１ｄは、ペダリングモニタモードにおいて６．０５Ｈｚ間隔でパルス信号を出力し、パワーメータモードにおいて４．１０Ｈｚ間隔でパルス信号を出力する。センサ用Ｉ／Ｆ７１ｅは、上述したクランク回転角度検出センサ２、左回転方向成分検出センサ３２、左放射方向成分検出センサ４２、及び、ケイデンス検出センサ５から送信される各種検出信号を取り込むためのインターフェースである。サイコン受信用Ｉ／Ｆ７１ｆは、サイクルコンピュータ１から送信されるモード切換信号の受信を行うためのインターフェースである。サイコン送信用Ｉ／Ｆ７１ｇは、後述するペダリングモニタモードにおいてサイクルコンピュータ１に送信される各種の計算値データの送信を行うためのインターフェースである。右足ユニット送信用Ｉ／Ｆ７１ｈは、パワーメータモードにおいてサイクルコンピュータ１に送信される各種の計算値データの送信を行うためのインターフェースである。
【００４６】
右足用ユニット６の制御部６１は、図８（ａ）に示すように、ＣＰＵ６１ａ、ＲＯＭ６１ｂ、ＲＡＭ６１ｃ、発振回路６１ｄ、センサ用Ｉ／Ｆ６１ｅ、サイコン受信用Ｉ／Ｆ６１ｆ、サイコン送信用Ｉ／Ｆ６１ｇ、及び、左足ユニット受信用Ｉ／Ｆ６１ｈからなり、これら各構成部はバス６１ｊによって接続されている。
【００４７】
ＣＰＵ６１ａは、ＲＯＭ６１ｂに予め記憶されているプログラムに基づいて、右足でのペダリングによるトルク並びに仕事率、及び、両足でのペダリングによる全体的なトルク並びに仕事率、累積トルク並びに累積仕事率、右足貢献度の算出を含む右足用ユニット６の基本動作を制御する。ＲＯＭ６１ｂには、ＣＰＵ６１ａが実行する右足用ユニット６としての基本処理を実行するためのプログラムコードが予め記憶されている。ＲＡＭ６１ｃは、ＣＰＵ６１ａが右足用ユニット６としての基本処理を実行する際に行う演算処理において、データ等のワーキングエリアとして機能する。
【００４８】
発振回路６１ｄは、クロック発振子としての水晶振動子を具備しており、電源投入時に設定される機能モード（ペダリングモニタモード／パワーメータモード）に応じて発生するクロックを計数することにより所定周期でＣＰＵ６１ａにパルス信号を出力する。発振回路６１ｄは、ペダリングモニタモードにおいて６．００Ｈｚ間隔でパルス信号を出力し、パワーメータモードにおいて４．００Ｈｚ間隔でパルス信号を出力する。サイコン受信用Ｉ／Ｆ６１ｅは、サイクルコンピュータ１から送信されるモード切換信号の受信を行うためのインターフェースである。センサ用Ｉ／Ｆ６１ｆは、上述したクランク回転角度検出センサ２、右回転方向成分検出センサ３１、右放射方向成分検出センサ４１、及び、ケイデンス検出センサ５から送信される各種検出信号を取り込むためのインターフェースである。サイコン送信用Ｉ／Ｆ６１ｆは、サイクルコンピュータ１に送信される各種の計算値データの送信を行うためのインターフェースである。左足用ユニット受信用Ｉ／Ｆ６１ｇは、パワーメータモードにおいて左足用ユニット７から送信される各種の計算値データの受信を行うためのインターフェースである。
【００４９】
図９は、本発明の実施の形態に係るペダリングモニタ１００の制御的な（又は、機能的な）構成を示すブロック図である。ペダリングモニタ１００の左足用ユニット７は、計測データ受信部７Ａ、モード切換信号受信部７Ｂ、モード切換部７Ｃ、周波数切換部７Ｄ、周波数発信部７Ｅ、算出部７Ｆ及び左足データ送信部７Ｇを有する。
【００５０】
計測データ受信部７Ａは、クランク回転角度検出センサ２から出力されるクランク回転角度検出信号、左回転方向成分検出センサ３２から出力される左回転方向成分検出信号、左放射方向成分検出センサ４２から出力される左放射方向成分検出信号、及び、ケイデンス検出センサ５から出力されるケイデンス検出信号を受信し、ＲＡＭ７１ｃの各記憶領域に記憶する機能を有する。
【００５１】
モード切換信号受信部７Ｂは、サイクルコンピュータ１から出力されるモード切換信号を受信する。モード切換部７Ｃは、モード切換信号受信部７Ｂがモード切換信号を受信することを契機に、ＲＡＭ７１ｃのサイクルモードフラグ記憶領域にペダリングモードフラグをＯＮし、初期設定であるパワーメータモードからペダリングモードに切り換える。周波数切換部７Ｄは、モード切換部７Ｃがペダリングモードに切り換えたことを契機に、後述する周波数発信部７Ｅ（発振回路７１ｄ）がＣＰＵ７１ａに出力するパルス信号の周波数を初期設定の４．１０Ｈｚから６．０５Ｈｚに切り換える。
【００５２】
周波数発信部７Ｅは、クロック発振子としての水晶振動子を具備しており、電源投入時に設定されるモード（ペダリングモニタモード／パワーメータモード）に応じて発生するクロックを計数することにより所定周期でＣＰＵ７１ａにパルス信号を出力する。
【００５３】
算出部７Ｆは、ＲＡＭ７１ｃに記憶されたクランク回転角度（θ）、左足に係るペダル作用力の回転方向成分（Ｎ）及び左足に係るペダル作用力の放射方向成分（Ｎ）に基づいて、左足でのペダリングに係るトルク及び仕事率（消費エネルギー）を計算し、ＲＡＭ７１ｃの左トルク記憶領域及び左仕事率記憶領域に記憶する。
【００５４】
左足データ送信部７Ｇは、機能モードに基づいて（パワーメータモード／ペダリングモード）左トルクデータ及び左仕事率データを送信する。左足データ送信部７Ｇは左トルクデータ及び左仕事率データを、パワーメータモードであれば右足用ユニット６に送信し、ペダリングモードであればサイクルコンピュータ１に送信する。
【００５５】
一方、ペダリングモニタ１００の右足用ユニット６は、計測データ受信部６Ａ、モード切換信号受信部６Ｂ、モード切換部６Ｃ、周波数発信部６Ｅ、算出部６Ｆ、左足データ受信部６Ｇ及び右足データ送信部６Ｈを有する。
【００５６】
計測データ受信部６Ａは、クランク回転角度検出センサ２から出力されるクランク回転角度検出信号、右回転方向成分検出センサ３１から出力される回転方向成分検出信号、右放射方向成分検出センサ４１から出力される放射方向成分検出信号、及び、ケイデンス検出センサ５から出力されるケイデンス検出信号を受信し、ＲＡＭ６１ｃの各記憶領域に記憶する機能を有する。
【００５７】
モード切換信号受信部６Ｂは、サイクルコンピュータ１から出力されるモード切換信号を受信する。モード切換部６Ｃは、モード切換信号受信部６Ｂがモード切換信号を受信することを契機に、ＲＡＭ６１ｃのサイクルモードフラグ記憶領域にペダリングモードフラグをＯＮし、初期設定であるパワーメータモードからペダリングモードに切り換える。周波数切換部６Ｄは、モード切換部６Ｃがペダリングモードに切り換えたことを契機に、後述する周波数発信部６Ｅ（発振回路６１ｄ）がＣＰＵ６１ａに出力するパルス信号の周波数を初期設定の４．００Ｈｚから６．００Ｈｚに切り換える。
【００５８】
周波数発信部６Ｅは、クロック発振子としての水晶振動子を具備しており、電源投入時に設定される機能モード（ペダリングモニタモード／パワーメータモード）に関わらず発生するクロックを計数することにより所定周期でＣＰＵ６１ａにパルス信号を出力する。
【００５９】
算出部６Ｆは、ＲＡＭ６１ｃに記憶されたクランク回転角度（θ）、右足に係るペダル作用力の回転方向成分（Ｎ）及び右足に係るペダル作用力の放射方向成分（Ｎ）に基づいて、右足でのペダリングに係るトルク及び仕事率を計算し、ＲＡＭ６３ｃの右トルク記憶領域及び右仕事率記憶領域に記憶する。
【００６０】
左足データ受信部６Ｇは、パワーメータモードにおいて左足用ユニット７から送信される左トルクデータ及び左仕事率データを受信し、ＲＡＭ６１ｃの左トルクデータ記憶領域及び左仕事率データ記憶領域に記憶する。右足データ送信部６Ｈは、モードの種類に関わらず所定の計算値データをサイクルコンピュータ１に送信する。
【００６１】
次に、図１０〜図１２を用いて、左足用ユニット７が所定の計算値データ（左トルクデータ及び左仕事率データ）を送信する処理・方法について説明する。
【００６２】
（左足用メイン処理）
左足用ユニット７に電力が供給されると、ＣＰＵ７１ａにシステムリセットが発生し、ＣＰＵ７１ａは図１０に示すメイン処理を行う。ＣＰＵ７１ａは、まず、ステップＳ１００１において、初期化処理を行う。この処理において、ＣＰＵ７１ａは、ＲＯＭ７１ｂから起動プログラムを読み込むと共に、ＲＡＭ７１ｃの所定の記憶領域を初期化する処理を行う。
【００６３】
次に、ＣＰＵ７１ａはステップＳ１００２において機能モードをパワーメータモードに設定する。すなわち、機能モードの初期設定としてパワーメータモードが設定される。具体的に、ＲＡＭ７１ｃの機能モードフラグ記憶領域にはパワーメータフラグ（例えば、「００Ｈ」）がＯＮされる。そして、ＣＰＵ７１ａは、ステップＳ１００３においてサイクルコンピュータ１からモード切換信号が出力されたか否かを判定する。ＣＰＵ７１ａは、モード切換信号が出力されていないと判定するとステップＳ１００５に処理を移し、モード切換信号が出力されたと判定すると、ステップＳ１００４においてペダリングモニタフラグ（例えば、「０１Ｈ」）をＲＡＭ７１ｃのモードフラグ記憶領域にＯＮすることで、機能モードをペダリングモニタモードに設定する。
【００６４】
ＣＰＵ７１ａは、ステップＳ１００５において、クランクＢ３１が１回転したか否かを判定する。すなわち、ＣＰＵ７１ａは、クランク回転角度検出センサ２から、クランク回転角度（θ）＝０°を示す基準角度検出信号を受信したか否かを判定する。ここで、基準角度検出信号を受信していないと判定するとステップＳ１００３に処理を戻し、基準角度検出信号を受信したと判定すると、ステップＳ１００６に処理を移す。
【００６５】
ＣＰＵ７１ａは、ステップＳ１００６において、当該クランクＢ３１の１回転における左足に係るトルクの平均値及び仕事率の平均値を計算して、トルクの平均値を示す左トルクデータ及び仕事率の平均値を示す左仕事率データをそれぞれＲＡＭ７１ｃの左トルクデータ記憶領域及び左仕事率データ記憶領域に記憶し、ステップＳ１００７において、ＲＡＭ７１ｃのトルク更新フラグ記憶領域及び仕事率更新フラグ記憶領域にそれぞれ、トルク更新フラグ及び仕事率更新フラグをＯＮする。以降は、所定の割込み処理が行われるまで、ステップＳ１００３〜ステップＳ１００７を繰り返し行う。
【００６６】
なお、左足に係るトルクの平均値及び仕事率の平均値の計算方法は特に限定されない。上述したように、左足用ユニット７は、左回転方向成分検出センサ３２、左放射方向成分検出センサ４２及びケイデンス検出センサ５から所定の時間間隔で送信されてくる測定データ（検出信号）を受信し、ＲＡＭ７１ｃの所定領域に記憶している。そして、ＣＰＵ７１ａはこれらのデータを用いて左足に係るトルクの平均値及び仕事率の平均値を計算する。また、クランク長Ｌ１等の測定データ以外に必要なデータは、サイクルコンピュータ１の入力部１１を用いた入力等の適宜な処理によって取得するものとする。
【００６７】
（左足用クランク回転角度検出信号割込処理）
次に、図１１を用いて左足用クランク回転角度検出信号割込処理について説明する。クランク回転角度検出センサ２によって、基準角度検出信号又は間隔角度検出信号からなるクランク回転角度検出信号が左足用ユニット７に出力されることで、以下の左足用クランク回転角度検出信号割込処理が実行される。
【００６８】
ＣＰＵ７１ａは、ステップＳ２００１において、当該信号は基準角度検出信号であるか否かを判定する。ＣＰＵ７１ａは、基準角度検出信号であると判定すると、ステップＳ２００２において、ＲＡＭ７１ｃに設けられた回転角度判定カウンタをリセット（カウンタ値に「０」をセット）し、ステップＳ２００３においてＲＡＭ７１ｃのペダル作用力データ記憶領域をクリアし、当該割込処理を終了する。
【００６９】
ＣＰＵ７１ａは、基準角度検出信号ではない、すなわち、間隔角度検出信号であると判定すると、ステップＳ２００４において回転角度判定カウンタのカウンタ値を「１」加算することで更新し、ステップＳ２００５において、ＲＯＭ７１ｂに格納されている回転角度判定テーブルを用いて現在のクランク回転角度を判定する。左足用の回転角度判定テーブルは、図１８（ａ）に示すように、カウンタ値とクランク回転角度とが対応付けられており、本実施の形態では、クランク回転角度検出センサ２は、クランクＢ３１が３０°回転する度に間隔角度検出信号を左足用ユニット７に送信することから（クランクＢ３１の１回転が１２分割されているから）、カウンタ値の範囲は「１」〜「１２」となっており、カウンタ値が「１」増加するとクランク回転角度が３０°増加する。ここで、基準角度検出信号が出力されたとき、右クランシャフトＢ３１１は１２時の方向を向いているが、左クランクシャフトＢ３１２は６時の方向を向いている。すなわち、右クランクシャフトＢ３１１と左クランクシャフトＢ３１２とは１８０°ずれている。よって、カウンタ値が「７」のときに左クランクシャフトＢ３１２のクランク回転角度（θ）が「０°」となる。
【００７０】
ＣＰＵ７１ａは、ステップＳ２００６において現在のペダル作用力Ｆを計算し（例えば、Ｆ＝（（Ｆｘ）＾２＋（Ｆｙ）＾２）＾（１／２））、ステップＳ２００７においてクランク回転角度が対応付けられたペダル作用力を示すペダル作用力データをＲＡＭ７１ｃのペダル作用力データ記憶領域に記憶し、当該割込処理を終了する。
【００７１】
なお、本実施の形態では、左足に係る回転方向成分Ｆｘと放射方向成分Ｆｙとが検出されているので、当該クランク回転角度（θ）を用いてペダル作用力Ｆの向き（例えば、地表に対する角度α）も算出して、クランク回転角度（θ）、ペダル作用力（Ｆ）及びペダル作用力の向き（α）を示すペダル作用力データを記憶することもできる。また、後述するように、クランクＢ３１が１回転することを契機に、クランクＢ３１の１回転分に係るペダル作用力データがまとめて送信される。よって、ＲＡＭ７１ｃのペダル作用力データ記憶領域には、少なくも１回転分のデータを記憶する領域が確保されているものとする（例えば、少なくとも１２個のペダル作用力データを記憶することができる）。
【００７２】
（パワーメータモードにおける左足用タイマ割込処理）
次に、図１２（ａ）を用いてパワーメータモードにおける左足用タイマ割込処理について説明する。左足用ユニット７に設けられた発振回路７１ｄによって、所定の周期毎にクロックパルスが発生することで、以下のタイマ割込処理が実行される。ＣＰＵ７１ａは、発振回路７１ｄからのパルス信号を受信すると、機能モードフラグ記憶領域を確認し、パワーモードフラグがＯＮされていれば、ステップＳ３００１〜ステップＳ３００３を行い、ペダリングモニタモードフラグがＯＮされていればステップＳ３５０１〜ステップＳ３５０４を行う。前述したとおり、パワーメータモードにおいては、パルス信号が４．１０Ｈｚ間隔でＣＰＵ７１ａに出力される。したがって、当該パワーメータモードにおける左足用タイマ割込処理は４．１０Ｈｚ間隔で行われる。
【００７３】
ＣＰＵ７１ａは、ステップＳ３００１において、ＲＡＭ７１ｃの更新フラグ記憶領域に更新フラグがＯＮされているか否かを判定する。ＣＰＵ７１ａは、更新フラグがＯＮされていると判定すると、ステップＳ３００２において、ＲＡＭ７１ｃに記憶されている左トルクデータ及び左仕事率データを右足用ユニット６に送信し、ステップＳ３００３において更新フラグをＯＦＦし、当該左足用タイマ割込処理を終了する。ＣＰＵ７１ａは、更新フラグがＯＮされていないと判定すると、そのまま当該左足用タイマ割込処理を終了する。
【００７４】
（ペダリングモニタモードにおける左足用タイマ割込処理）
次に、図１２（ｂ）を用いてペダリングモニタモードにおける左足用タイマ割込処理について説明する。ペダリングモニタモードにおいては、パルス信号が６．０５Ｈｚ間隔でＣＰＵ７１ａに出力される。したがって、当該ペダリングモニタモードにおける左足用タイマ割込処理は６．０５Ｈｚ間隔で行われる。
【００７５】
ＣＰＵ７１ａは、ステップＳ３５０１において、ＲＡＭ７１ｃの更新フラグ記憶領域に更新フラグがＯＮされているか否かを判定する。ＣＰＵ７１ａは、更新フラグがＯＮされていると判定すると、ステップＳ３５０２において、ＲＡＭ７１ｃに記憶されている左トルクデータ及び左仕事率データをサイクルコンピュータ１に送信し、ステップＳ３５０３において更新フラグをＯＦＦする。
【００７６】
次に、ＣＰＵ７１ａは、ステップＳ３５０４において、ＲＡＭ７１ｃのペダル作用力データ記憶領域に記憶されている所定のクランク回転角度が対応付けられた複数の（当該クランクＢ３１の１回転分の）ペダル作用力データをサイクルコンピュータ１に送信し、当該左足用タイマ割込処理を終了する。ＣＰＵ７１ａは、ステップＳ３５０１において更新フラグがＯＮされていないと判定すると、そのまま当該左足用タイマ割込処理を終了する。
【００７７】
次に、図１３〜図１７を用いて、右足用ユニット６が所定の計算値データ（右トルクデータ及び右仕事率データ）を送信する処理・方法について説明する。
【００７８】
（右足用メイン処理）
右足用ユニット６に電力が供給されると、ＣＰＵ６１ａにシステムリセットが発生し、ＣＰＵ６１ａは図１３に示すメイン処理を行う。ＣＰＵ６１ａは、まず、ステップＳ４００１において、初期化処理を行う。この処理において、ＣＰＵ６１ａは、ＲＯＭ６１ｂから起動プログラムを読み込むと共に、ＲＡＭ６１ｃの所定の記憶領域を初期化する処理を行う。
【００７９】
次に、ＣＰＵ６１ａは、ステップＳ４００２において、機能モードをパワーメータモードに設定する。すなわち、機能モードの初期設定としてパワーメータモードが設定される。具体的には、ＲＡＭ６１ｃの機能モードフラグ記憶領域にパワーメータフラグ（例えば、「００Ｈ」）がＯＮされる。そして、ＣＰＵ６１ａは、ステップＳ４００３においてサイクルコンピュータ１からモード切換信号が出力されたか否かを判定する。ＣＰＵ６１ａは、モード切換信号が出力されていないと判定するとステップＳ４００５に処理を移し、モード切換信号が出力されたと判定すると、ステップＳ４００４においてペダリングモニタフラグ（例えば、「０１Ｈ」）をＲＡＭ６１ｃのモードフラグ記憶領域にＯＮすることで、機能モードをペダリングモニタモードに設定する。
【００８０】
ＣＰＵ６１ａは、ステップＳ４００５において、クランクＢ３１が１回転したか否かを判定する。すなわち、ＣＰＵ６１ａは、クランク回転角度センサ２から、クランク回転角度（θ）＝０°を示す基準角度検出信号を受信したか否かを判定する。ここで、クランク回転角度（θ）＝０°を示す基準角度検出信号を受信していないと判定するとステップＳ４００３に処理を戻し、クランク回転角度（θ）＝０°を示す基準角度検出信号を受信したと判定すると、ステップＳ４００６に処理を移す。
【００８１】
ＣＰＵ６１ａは、ステップＳ４００６において、当該クランクＢ３１の１回転における右足に係るトルクの平均値及び仕事率の平均値を計算して、トルクの平均値を示す右トルクデータ及び仕事率の平均値を示す右仕事率データをそれぞれＲＡＭ６１ｃの右トルクデータ記憶領域及び右仕事率データ記憶領域に記憶し、ステップＳ４００７において、ＲＡＭ６１ｃのトルク更新フラグ記憶領域及び仕事率更新フラグ記憶領域にそれぞれ、トルク更新フラグ及び仕事率更新フラグをＯＮする。以降は、所定の割込み処理が行われるまで、ステップＳ４００３〜ステップＳ４００７を繰り返し行う。
【００８２】
なお、右足に係るトルクの平均値及び仕事率の平均値の計算方法は特に限定されない。上述したように、右足用ユニット６は、右回転方向成分検出センサ３１、右放射方向成分検出センサ４１及びケイデンス検出センサ５から所定の時間間隔で送信されてくる測定データ（検出信号）を受信し、ＲＡＭ６１ｃの所定領域に記憶している。そして、ＣＰＵ６１ａはこれらのデータを用いて右足に係るトルクの平均値及び仕事率の平均値を計算する。また、クランク長Ｌ１等の測定データ以外に必要なデータは、サイクルコンピュータ１の入力部１１を用いた入力等の適宜な処理によって取得するものとする。
【００８３】
（右足用クランク回転角度検出信号割込処理）
次に、図１４を用いて右足用クランク回転角度検出信号割込処理について説明する。クランク回転角度検出センサ２によって、基準角度検出信号又は間隔角度検出信号からなるクランク回転角度検出信号が右足用ユニット６に出力されることで、以下のタイマ割込処理が実行される。
【００８４】
ＣＰＵ６１ａは、ステップＳ５００１において、当該信号は基準角度検出信号であるか否かを判定する。ＣＰＵ６１ａは、基準角度検出信号であると判定すると、ステップＳ５００２において、ＲＡＭ６１ｃに設けられた回転角度判定カウンタをリセット（カウンタ値に「０」をセット）し、ステップＳ５００３において後述するＲＡＭ６１ｃのペダル作用力データ記憶領域をクリアし、当該割込処理を終了する。
【００８５】
ＣＰＵ６１ａは、基準角度検出信号ではない、すなわち、間隔角度検出信号であると判定すると、ステップＳ５００４において回転角度判定カウンタのカウンタ値を「１」加算することで更新し、ステップＳ５００５において、ＲＯＭ６１ｂに格納されている回転角度判定テーブルを用いて現在のクランク回転角度を判定する。右足用の回転角度判定テーブルは、図１８（ｂ）に示すように、カウンタ値とクランク回転角度とが対応付けられており、本実施の形態では、クランク回転角度検出センサ２は、クランクＢ３１が３０°回転する度に間隔角度検出信号を右足用ユニット６に送信することから、カウンタ値の範囲は「１」〜「１２」となっており、カウンタ値が「１」増加するとクランク回転角度が３０°増加する。そして、カウンタ値が「１」のときクランク回転角度（θ）＝「０°」を示す。
【００８６】
ＣＰＵ６１ａは、ステップＳ５００６において現在のペダル作用力Ｆを計算し（Ｆ＝（（Ｆｘ）＾２＋（Ｆｙ）＾２）＾（１／２））、ステップＳ５００７においてクランク回転角度が対応付けられたペダル作用力を示すペダル作用力データをＲＡＭ７１ｃのペダル作用力データ記憶領域に記憶し、当該割込処理を終了する。
【００８７】
なお、本実施の形態では、右足に係る回転方向成分Ｆｘと放射方向成分Ｆｙとが検出されているので、当該クランク回転角度（θ）を用いてペダル作用力Ｆの向き（例えば、地表に対する角度α）も算出して、クランク回転角度（θ）、ペダル作用力（Ｆ）及びペダル作用力の向き（α）を示すペダル作用力データを記憶することもできる。また、後述するように、クランクＢ３１が１回転することを契機に、クランクＢ３１の１回転分に係るペダル作用力データがまとめて送信される。よって、ＲＡＭ６１ｃのペダル作用力データ記憶領域には、少なくも１回転分のデータを記憶する領域が確保されているものとする（例えば、少なくとも１２個のペダル作用力データを記憶することができる）。
【００８８】
（左足データ受信割込処理）
次に、図１５を用いてペダリングモニタモードにおける左足データ受信割込処理について説明する。ＣＰＵ６１ａは、左足用ユニット７から左トルクデータ及び左仕事率データを受信すると、ステップＳ６００１において、それぞれＲＡＭ６１ｃの左トルクデータ記憶領域及び左仕事率データ記憶領域に記憶し、当該左足データ受信割込処理を終了する。
【００８９】
（パワーメータモードにおける右足用タイマ割込処理）
次に、図１６を用いてパワーメータモードにおける右足用タイマ割込処理について説明する。右足用ユニット６に設けられた発振回路６１ｄによって、所定の周期毎にクロックパルスが発生することで、以下のタイマ割込処理が実行される。ＣＰＵ６１ａは、発振回路６１ｄからのパルス信号を受信すると、機能モードフラグ記憶領域を確認し、パワーモードフラグがＯＮされていれば、ステップＳ７００１〜ステップＳ７０１６を行い、ペダリングモニタモードフラグがＯＮされていればステップＳ７５０１〜ステップＳ７５０４を行う。前述したとおり、パワーメータモードにおいては、パルス信号が４．０Ｈｚ間隔でＣＰＵ６１ａに出力される。したがって、当該パワーメータモードにおける右足用タイマ割込処理は４．００Ｈｚ間隔で行われる。
【００９０】
ＣＰＵ６１は、ステップＳ７００１において、ＲＡＭ６１ｃに設けられた処理内容判定カウンタのカウンタ値を「１」加算し、ステップＳ７００２において処理内容判定カウンタ＝「４」であるか否かを判定する。ＣＰＵ６１ａは、処理内容判定カウンタ＝「４」であると判定するとステップＳ７００８に処理を移し、処理内容判定カウンタ＝「４」ではないと判定するとステップＳ７００３に処理を移す。
【００９１】
ＣＰＵ６１ａは、ステップＳ７００３において、ＲＡＭ６１ｃのトルク更新フラグ記憶領域にトルク更新フラグがＯＮされているか否かを判定する。ＣＰＵ６１ａは、トルク更新フラグがＯＮされていないと判定するとステップＳ７００７に処理を移し、トルク更新フラグがＯＮされていると判定するとステップＳ７００４に処理を移す。
【００９２】
ＣＰＵ６１ａは、ステップＳ７００４において、左足用ユニット７から送信されてきて左トルクデータ記憶領域に記憶されている左トルクデータが示す左トルクと、右トルクデータ記憶領域に記憶されている右トルクデータが示す右トルクとを足し合わせることで全体の（両足による）トルクを計算し、ＲＡＭ６１ｃの全体トルクデータ記憶領域に全体トルクデータを記憶する。
【００９３】
ＣＰＵ６１ａは、ステップＳ７００５において累積トルクを計算する。例えば、ＣＰＵ６１ａは、所定期間のトルクの累計を算出し、ＲＡＭ６１ｃの累積トルク記憶領域にトルクの累計を示す累積トルクデータを記憶する。ここで、ＣＰＵ６１ａは、累積トルク記憶領域に記憶されている前回までの累積トルクに今回の全体トルクを加算することで、新たな累積トルクを算出し、累積トルク記憶領域に累積トルクデータを記憶する。
【００９４】
ＣＰＵ６１ａは、ステップＳ７００６においてトルク更新フラグをＯＦＦし、ステップＳ７００７において、全体トルクデータ記憶領域に記憶されている全体トルクデータ及び累積トルクデータ記憶領域に記憶されている累積トルクデータをサイクルコンピュータ１に送信し、ステップＳ７０１５に処理を移す。
【００９５】
ＣＰＵ６１ａは、ステップＳ７００８において、ＲＡＭ６１ｃの仕事率更新フラグ記憶領域に仕事率更新フラグがＯＮされているか否かを判定する。ＣＰＵ６１ａは、仕事率更新フラグがＯＮされていないと判定するとステップＳ７０１３に処理を移し、仕事率更新フラグがＯＮされていると判定するとステップＳ７００９に処理を移す。
【００９６】
ＣＰＵ６１ａは、ステップＳ７００９において、左足用ユニット７から送信されてきて左仕事率データ記憶領域に記憶されている左仕事率値データが示す左仕事率と、右仕事率データ記憶領域に記憶されている右仕事率データが示す右仕事率とを足し合わせることで全体の（両足による）仕事率を計算し、ＲＡＭ６１ｃの全体仕事率データ記憶領域に全体の仕事率を示す仕事率全体仕事率データを記憶する。
【００９７】
ＣＰＵ６１ａは、ステップＳ７０１０において、右足貢献度を計算する。すなわち、右ＣＰＵ６１ａは、ステップＳ７００９で計算した全体の仕事率に対する右仕事率の割合である右足貢献度を計算し、右足貢献度データ記憶領域に右足貢献度データを記憶する。
【００９８】
ＣＰＵ６１ａは、ステップＳ７０１１において累積仕事率を計算する。例えば、ＣＰＵ６１ａは、仕事率の累計を算出し、ＲＡＭ６１ｃの累積仕事率記憶領域に仕事率の累計を示す累積仕事率データを記憶する。ここでは、累積仕事率記憶領域に記憶されている前回までの累積仕事率に今回の仕事率を加算することで、新たな累積仕事率を算出し、累積仕事率データを累積仕事率記憶領域に記憶する。
【００９９】
ＣＰＵ６１ａは、ステップＳ７０１２において仕事率更新フラグをＯＦＦし、ステップＳ５０１３において、全体仕事率データ記憶領域に記憶されている全体仕事率データ、右足貢献度データ記憶領域に記憶されている右足貢献度データ及び累積仕事率データ記憶領域に記憶されている累積仕事率データをサイクルコンピュータ１に送信し、ステップＳ７０１４に処理を移す。
【０１００】
ＣＰＵ６１ａは、ステップＳ７０１４において処理内容判定カウンタをリセット（＝「０」）する。このように、処理内容判定カウンタ＝「４」となるとリセットされることから、右足用ユニット６のパワーメータモードにおけるタイマ割込処理では４回に１回の割合で仕事率、右足貢献度及び累積仕事率が計算されると言える。
【０１０１】
ＣＰＵ６１ａは、ステップＳ７０１５において、ケイデンス検出センサ５からケイデンスデータを取得し、ステップＳ７０１６においてケイデンスデータをサイクルコンピュータ１に送信し、当該パワーメータモードにおける右足用タイマ割込処理を終了する。
【０１０２】
（ペダリングモニタモードにおける右足用タイマ割込処理）
次に、図１７を用いてペダリングモニタモードにおける右足用タイマ割込処理について説明する。前述したとおり、ペダリングモニタモードにおいては、パルス信号が６．００Ｈｚ間隔でＣＰＵ６１ａに出力される。したがって、当該ペダリングモニタモードにおける右足用タイマ割込処理は６．００Ｈｚ間隔で行われる。
【０１０３】
ＣＰＵ６１ａは、ステップＳ７５０１において、ＲＡＭ６１ｃの更新フラグ記憶領域に更新フラグがＯＮされているか否かを判定する。ＣＰＵ６１ａは、更新フラグがＯＮされていると判定すると、ステップＳ７５０２において、ＲＡＭ６１ｃに記憶されている右トルクデータ及び右仕事率データをサイクルコンピュータ１に送信し、ステップＳ７５０３において更新フラグをＯＦＦする。
【０１０４】
次に、ＣＰＵ６１ａは、ステップＳ７５０４において、ＲＡＭ６１ｃのペダル作用力データ記憶領域に記憶されている所定のクランク回転角度が対応付けられた複数の（当該クランクＢ３１の１回転分の）ペダル作用力データをサイクルコンピュータ１に送信し、当該右足用タイマ割込処理を終了する。ＣＰＵ６１ａは、ステップＳ７５０１において更新フラグがＯＮされていないと判定すると、そのまま当該右足用タイマ割込処理を終了する。
【０１０５】
以上、右足用ユニット６と左足用ユニット７とを含むペダリングモニタ１００は、右足によるペダル作用力と、左足によるペダル作用力とを別々に測定し、各足によるペダリングに対して所定のクランク回転角度におけるペダル作用力を測定して分析することができる。そして、右足用ユニット６及び左足用ユニット７にはパワーメータモードが設けられており、パワーメータモードでは、左足用ユニット７で測定された左トルクデータ、左仕事率データが右足用ユニット６に送信され、これらのデータが示す左トルク、左仕事率が右足用ユニット６で測定された右トルク、右仕事率と合算されることで、全体のトルク、全体の仕事率が算出され、所定の周波数（所定の規格、例えば「ＡＮＴ」）でサイクルコンピュータ１に送信される。よって、サイクルコンピュータ１が、両足のペダル作用力を別々に測定する設計・仕様になっていない（例えば、単純なパワーメータとして機能する）場合であっても、右足用ユニット６及び左足用ユニット７をそのサイクルコンピュータ１に用いることができる。これにより、右足用ユニット６及び左足用ユニット７の汎用性を高めることができる。
【０１０６】
また、パワーメータモードにおいては、右足用ユニット６のデータ送信間隔（４．００Ｈｚ）と左足用ユニット７のデータ送信間隔（４．１０Ｈｚ）とが異なる。よって、データの衝突による受信できない期間の長期化を抑えることができる。さらに、ユニット６、７間のデータ送信間隔の方が、左足用ユニット７とサイクルコンピュータ１との間のデータ送信間隔より短いので、不完全な全体のトルク、仕事率（サイクルコンピュータ１へデータを送信する左足用ユニット７で測定されるトルク、仕事率のみからなる全体のトルク、仕事率）が送信されることを防ぐことができる。
【０１０７】
さらに、本実施の形態では、パワーメータモードが初期設定されるので、元々両足のペダル作用力を別々に測定する設計・仕様になっていないサイクルコンピュータであっても、右足用ユニット６及び左足用ユニット７を確実に適用させることができる。
【０１０８】
（実施の形態２）
次に、他の実施の形態として、図１９に示すクランク回転角度検出センサ２について説明する。これは前述の磁石２１ａ〜磁石２１ｌの形状、枠状部材２０における固定位置、固定方向及び磁気センサ２２の固定位置、固定方向が異なるだけで、他の部分の構成については同一のものである。したがって、既に説明したものと同一の名称・符号を用いた部分についての説明は省略する。
【０１０９】
本実施の形態では、枠状部材２０は、実施の形態１と同様に、外径５４ｍｍ、内径４４ｍｍからなる円環状を呈している。枠状部材２０には、各磁石２１ａ〜磁石２１ｌが嵌入する円柱状の嵌入孔２０ａ〜２０ｌが厚さ方向に形成されている。各嵌入孔２０ａ〜２０ｌの断面の中心（中心軸）は、枠状部材２０の中心Ｃから半径５０ｍｍの円周上において３０°間隔で配されている。嵌入孔２０ａ〜嵌入孔２０ｌは、嵌入孔２０ａ及び嵌入孔２０ｌと、嵌入孔２０ｂ〜嵌入孔２０ｋとに分けられる。すなわち、嵌入孔２０ａ及び嵌入孔２０ｌの直径が６ｍｍであり、嵌入孔２０ｂ〜嵌入孔２０ｋの直径が４ｍｍとなっている。
【０１１０】
そして、各嵌入孔２０ａ〜２０ｌには磁石２１ａ〜磁石２１ｌが嵌入されて固定されている。すなわち、磁石２１ａ〜２１ｌも円柱状を呈し、磁石２１ａ、２１ｌの断面は６ｍｍの直径からなる円形を呈し、磁石２１ｂ〜２１ｋの断面は４ｍｍの直径からなる円形を呈している。また、磁石２１ａ、２１ｂの一端部にＮ極が形成され、他端部にＳ極が形成されており、嵌入孔２０ａ〜２０ｌに嵌入している磁石２１ａ〜磁石２１ｌの中心軸はクランクＢ３１のクランク軸の向きと平行になっている。さらに、各磁石２１ａ〜磁石２１ｌは交互に逆向きに配されており、基準磁石２１ａのＮ極がクランクＢ３１の方を向いている。
【０１１１】
磁気センサ２２の構成は、実施の形態１の場合と同一であるが、チェーンリングＢ３４に固定される際の磁石２１ａ〜磁石２１ｌとの関係が実施の形態１の場合と異なる。具体的には、第１素子部２２ａ及び第２素子部２２ｂにフレームＢ１に固定れた枠状部材２０上の磁石２１ａ〜磁石２１ｌを検出させるため、磁気センサ２２は、第１素子部２２ａ及び第２素子部２２ｂの測定方向が、磁石２１ａ〜磁石２１ｌの中心軸に平行、すなわち、枠状部材２０の平面に直交し、且つ、磁石２１ａ〜磁石２１ｂと両素子部２２ａ、２２ｂの移動経路とが対向するように配されている。
【０１１２】
また、クランクシャフトＢ３１１が１２時の方向を向いているときに（クランク回転角度＝０°のときに）、枠状部材２０上の基準磁石２１ａと、固定された磁気センサ２２の第２素子部２２ｂとが対向するように、枠状部材２０及び磁気センサ２２が適宜に固定されている。磁気センサ２２が固定される位置は特に限定されない。
【０１１３】
本実施の形態では、第１素子部２２ａの検出対象となる磁石の反対側に他の磁石が存在し得ないので、中心Ｃから各磁石２１ａ〜磁石２１ｌの中心までの距離と、各磁石２１ａ〜磁石２１ｌの外側先端と第２素子部２２ｂとの距離Ｌ３等との関係の制約を緩和することができる。これにより、枠状部材２０の小型化を図り、コストを削減することができる。
【０１１４】
（実施の形態３）
次に、他の実施の形態として、図２０に示すクランク回転角度検出センサ２について説明する。実施の形態１の磁石２１ａ、磁石２１ｌを構成する磁石の種類、枠状部材２０における固定位置及び磁気センサ２２の固定位置が異なるだけで、他の部分の構成については同一のものである。したがって、既に説明したものと同一の名称・符号を用いた部分についての説明は省略する。
【０１１５】
本実施の形態では、磁石２１ａ〜磁石２１ｌは全て同一種類の磁石（例えば、実施の形態１における２ｍｍ×２ｍｍ×３ｍｍの大きさからなる磁石）で構成される。しかしながら、磁石２１ａ、磁石２１ｌの固定される位置、具体的には、枠状部材２０の中心Ｃからの距離が異なる。具体的には、基準磁石２１ａ及びリセット磁石２１ｌは、その外側先端が枠状部材２０の外周面に接するように、その他の磁石２１ｂ〜磁石２１ｋは、その内側先端が枠状部材２０の内周面に接するように枠状部材２０に固定されている。そして、磁気センサ２２は、第１素子部２２ａが全ての磁石２１ａ〜２１ｌを検出でき、第２素子部２２ｂが基準磁石２１ａ及びリセット磁石２１ｌのみを検出できるようにチェーンリングＢ３４に固定されている。
【０１１６】
このように、磁石２１ａ〜磁石２１ｌを構成する磁石の種類が単一になることによりクランク回転角度検出センサ２のコストを削減することができる。
【０１１７】
（実施の形態４）
次に、他の実施の形態として、図２１に示すクランク回転角度検出センサ２について説明する。これは実施の形態１の磁石２１ａ、磁石２１ｂの構成が異なるだけで、他の部分の構成については同一のものである。したがって、既に説明したものと同一の名称・符号を用いた部分についての説明は省略する。
【０１１８】
本実施の形態では、磁石２１ａ〜磁石２１ｌは全て同一種類の磁石（例えば、実施の形態１における２ｍｍ×２ｍｍ×３ｍｍの大きさからなる磁石）で構成される。しかしながら、磁石２１ａ、磁石２１ｌの固定される位置、具体的には、枠状部材２０の中心Ｃからの距離が全て同一であるが、基準磁石２１ａ及びリセット磁石２１ｌにのみボビン２３が装着されている点で実施の形態１とは異なる。基準磁石２１ａ及びリセット磁石２１ｌにはボビン２３が装着されているので、他の磁石２１ｂ〜２１ｋより磁界の強さが大きい。よって、基準磁石２１ａ及びリセット磁石２１ｌのみを第２素子部２２ｂで検出させることができる。このように、磁石２１ａ〜磁石２１ｌの種類を全て統一することによりクランク回転角度検出センサ２のコストを削減することができる。
【０１１９】
（実施の形態５）
次に、他の実施の形態として、図２２に示すクランク回転角度検出センサ２について説明する。これは実施の形態１の磁石２１ｂ〜磁石２１ｋを構成する磁石の種類、磁石２１ａ、磁石２１ｌの向き、第１素子部２２ａの構成、及び、第２素子部２２ｂが設けられていない点が異なるだけで、他の部分の構成については同一のものである。したがって、既に説明したものと同一の名称・符号を用いた部分についての説明は省略する。
【０１２０】
本実施の形態では、磁石２１ａ〜磁石２１ｌは全て同一種類の磁石（例えば、実施の形態１における３ｍｍ×３ｍｍ×３ｍｍの大きさからなる磁石）で構成される。また、磁石２１ａ、磁石２１ｌは各中心軸が枠状部材２０の表面に直交した状態で配置され、磁石２１ａのＮ極及び磁石２１ｌのＳ極がクランクＢ３１の方を向いている（実施の形態２と同様な状態）。すなわち、磁石２１ａ及び磁石２１ｌと、磁石２１ｂ〜磁石２１ｋとは磁束の方向について異なる。さらに、第１素子部２２ａは、枠状部材２０ｂの半径方向及び枠状部材２０ｂの表面に直交する方向の磁気を別々に検出することが可能な構成となっている。すなわち、クランク回転角度検出センサ２は、磁石２１ａ及び磁石２１ｌと、磁石２１ｂ〜磁石２１ｋとの磁束の方向の違いを利用して、基準角度（０°）及び間隔角度を検出することができる。これにより、磁石２１ａ〜磁石２１ｌと第１素子部２２ａとの距離についての制約が緩和される。具体的には、磁石２１ａ〜磁石２１ｌと第１素子部２２ａとの距離が０ｍｍでもクランク回転角度を検出することができる。この結果、クランク回転角度検出センサ２の設置可能範囲が広くなり、使用性が高まる。また、第２素子部２２ｂが不要となるため、部品数が削減され、コストが削減される。さらに、磁石の種類を統一することができるのでコストを削減することができる。
【０１２１】
（その他の実施の形態）
実施の形態１〜実施の形態５において、枠状部材２０及び磁石群２１がフレームＢ１に取り付けられ、磁気センサ２２がチェーンリングＢ３４に取り付けられているが、枠状部材２０及び磁石群２１がチェーンリングＢ３４に取り付けられ、磁気センサ２２がフレームＢ１に取り付けられてもよい。また、クランク回転角度検出センサ２は、自転車Ｂに取り付けられているが、その一部又は全部が自転車Ｂに組み込まれる構造であっても良い。例えば、枠状部材２０及び磁石群２１がチェーンリングＢ３４に組み込まれて一体化されてもよい。この場合、枠状部材２０がなく、磁石群２１のみがチェーンリングＢ３４に組み込まれて一体化されてもよい。
【０１２２】
また、実施の形態１〜実施の形態５では、クランク回転角度検出センサ２は、磁石群２１が枠状部材２０に対して移動不可能な構造となっているが、図２３に示す様に、枠状部材２０が、円環状の基体２０Ａと、基体２０Ａに形成された円環状の溝２０Ｂに嵌合し、磁石群２１が固定された回転部材２０Ｃとからなり、回転部材２０Ｃは、中心Ｃを中心に回転可能、且つ、基体２０Ａに対して所望の位置で固定可能となる構造にすることもできる。この場合、枠状部材２０と磁気センサ２２を適当に自転車Ｂに設置した後、回転部材２０Ｃを回転させることでクランク回転角度＝０°を調整することができる。すなわち、クランク回転角度検出センサ２の取り付けが容易となる。
【０１２３】
また、クランク回転角度検出センサ２は、１つの特定のクランク回転角度（０°）を検出するために、基準磁石２１ａ及びそれ専用の素子部（第２素子部）２２ｂを有しているが、複数の特定のクランク回転角度を検出するために、複数の基準磁石及びそれ専用の素子部を設けることもできる。すなわち、第１基準点（例えば、０°）を検出するための第１基準磁石及び第１基準磁石のみを検出する第１基準用素子部と、第２基準点（１８０°）を検出するための第２基準磁石及び第１基準磁石並びに第２基準磁石のみを検出する第２基準用素子部等を設けるようにすることもできる。このように、複数の基準点を設けることにより、逆回転やノイズによる影響を排除し、予め設定されたクランク回転角度を検出することができる。
【０１２４】
また、実施の形態１〜実施の形態４では、Ｈｉとなった第２素子部２２ｂをリセットするためにリセット磁石２１ｌが設けられているが、これは実施の形態１〜実施の形態４において第２素子部２２ｂが所定の強さの磁界を検出しない場合、Ｈｉを保持する構成からなるためである。よって、第２素子部２２ｂが自動的に「０」又はリセットされる場合は、リセット磁石２１ｌを設ける必要はない。しかしながら、第２素子部２２ｂがＬｏを出力することによって、上記のクランク回転角度における第２基準点を検出することができる。
【０１２５】
また、実施の形態１〜実施の形態５ではネオジム磁石が用いられているが他の種類の磁石であってもよい。また、検出するクランク回転角度の間隔及び基準となるクランク回転角度も実施の形態１〜実施の形態５に限られない。さらには、枠状部材２０の形状も実施の形態１〜実施の形態５に限られない。
【０１２６】
また、実施の形態１〜実施の形態５では、パワーメータモードにおいて、左足用ユニット７で計算された計算値データを右足用ユニット６に送信し、右足用ユニット６で計算値を合算してサイクルコンピュータ１に送信しているが、右足用ユニット６で計算された桂庵値データを左足用ユニット７に送信し、左足用ユニット７で計算値を合算してサイクルコンピュータ１に送信することもできる。
【０１２７】
また、実施の形態１〜実施の形態５では、ペダル作用力を測定するために歪み検出センサを用いているが、用いるセンサの種類はこれに限られない。実施の形態１では、右足用ユニット６及び左足用ユニット７においてトルク及び仕事率を測定しているが、データの送信はペダル作用力にして、トルク及び仕事率の算出をサイクルコンピュータ１で行うこともできる。
【０１２８】
また、ペダリングモニタ１００は路上を走行する自転車以外に、スポーツジム等に設置されるトレーニング用の走行不能なエクササイズバイク、又は、人力でペダルを漕いで推進する船（例えば、スワンボート）等のペダルに連結されたクランクを回転させる乗り物に適用することができる。
【０１２９】
また、実施の形態１〜実施の形態５では、サイクルコンピュータ１によってペダル作用力やトルクの平均等が表示されているが、携帯電話等の移動端末のアプリケーションソフトウェアによってペダル作用力やトルクの平均等を表示するようにすることもできる。この場合、移動端末は自転車Ｂに設置しても、運転者が携帯するようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１３０】
１        サイクルコンピュータ
２        クランク回転角度検出センサ
３        回転方向成分検出センサ
４        放射方向成分検出センサ
５        ケイデンス検出センサ
６        右足用ユニット
７        左足用ユニット
２０      フレーム
２０ａ    嵌入孔
２１      磁石
２１ａ    基準磁石
２１ｌ    リセット磁石
２２      磁気センサ
２２ａ    第１素子部
２２ｂ    第２素子部
２２ｃ    第３素子部
２２ｄ
１００    ペダリングモニタ
Ｂ        自転車
Ｂ１      フレーム
Ｂ２      車輪
Ｂ２１    前輪
Ｂ２２    後輪
Ｂ３      駆動機構
Ｂ３１    クランク
Ｂ３１１  右クランクシャフト
Ｂ３１２  左クランクシャフト
Ｂ３２    ペダル
Ｂ３２１  右ペダル
Ｂ３２２  左ペダル
Ｂ３３    チェーン
Ｂ３４    チェーンリング
Ｂ４      ハンドル
Ｂ５      サドル
Ｂ６      スポーク
Ｂ７      チェーンステイ
Ｂ８      タイヤ
【図１】
2013046472.tif 000003
【図３】
2013046472.tif 000004
【図４】
2013046472.tif 000005
【図５】
2013046472.tif 000006
【図６】
2013046472.tif 000007
【図７】
2013046472.tif 000008
【図８】
2013046472.tif 000009
【図９】
2013046472.tif 000010
【図１０】
2013046472.tif 000011
【図１１】
2013046472.tif 000012
【図１２】
2013046472.tif 000013
【図１３】
2013046472.tif 000014
【図１４】
2013046472.tif 000015
【図１５】
2013046472.tif 000016
【図１６】
2013046472.tif 000017
【図１７】
2013046472.tif 000018
【図１８】
2013046472.tif 000019
【図２】
2013046472.tif 000020
【図１９】
2013046472.tif 000021
【図２０】
2013046472.tif 000022
【図２１】
2013046472.tif 000023
【図２２】
2013046472.tif 000024
【図２３】
2013046472.tif 000025
【手続補正書】
【提出日】平成26年3月19日(2014.3.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の基点を中心に所定の角度間隔をおいて並設された複数の磁石と、
前記複数の磁石の中で基準となる基準磁石を検出する第１素子と少なくとも前記基準磁石以外の非基準磁石を検出する第２素子とを備える磁気センサと、を有し、
前記磁気センサは、前記基点及び前記複数の磁石を含む略同一平面上において、前記基点を中心に且つ前記複数の磁石の外側を回転し、
前記複数の磁石は、各磁石の磁極が前記基点を中心とした放射方向を向くように配され、
前記基準磁石の磁力は前記非基準磁石の磁力より大きく、
前記第１素子は前記第２素子に比べて前記基点より遠い位置に配されていることを特徴とする回転角度検出装置。
【請求項２】
前記複数の磁石は、前記基点を中心とした周方向に隣り合う磁石の磁極の向きが逆になるよう配されていることを特徴とする請求項１に記載の回転角度検出装置。
【請求項３】
所定の回転軸を中心に回転する回転体の回転角度を検出する回転角度検出方法において、
前記回転軸を中心に所定の角度間隔をおいた状態で前記回転体に並設された複数の磁石の中で基準となる基準磁石を、前記回転軸及び前記複数の磁石を含む略同一平面上において前記回転体の回転に伴って前記回転軸を中心に且つ前記基準磁石の外側を回転する第１素子を用いて検出する基準角度検出工程と、
前記複数の磁石の中で磁力が前記基準磁石より低い非基準磁石を、前記回転軸及び前記複数の磁石を含む略同一平面上において、前記回転体の回転に伴って、前記回転軸を中心に且つ前記非基準磁石の外側であって前記第１素子より内側を回転する第２素子を用いて検出する非基準磁石検出工程と、を有することを特徴とする回転角度検出方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係る回転角度検出装置は、所定の基点を中心に所定の角度間隔をおいて並設された複数の磁石と、前記複数の磁石の中で基準となる基準磁石を検出する第１素子と少なくとも前記基準磁石以外の非基準磁石を検出する第２素子とを備える磁気センサと、を有し、前記磁気センサは、前記基点及び前記複数の磁石を含む略同一平面上において、前記基点を中心に且つ前記複数の磁石の外側を回転し、前記複数の磁石は、各磁石の磁極が前記基点を中心とした放射方向を向くように配され、前記基準磁石の磁力は前記非基準磁石の磁力より大きく、前記第１素子は前記第２素子に比べて前記基点より遠い位置に配されていることを特徴とする。
上記課題を解決するために、本発明に係る回転角度検出方法は、所定の回転軸を中心に回転する回転体の回転角度を検出する回転角度検出方法において、前記回転軸を中心に所定の角度間隔をおいた状態で前記回転体に並設された複数の磁石の中で基準となる基準磁石を、前記回転軸及び前記複数の磁石を含む略同一平面上において前記回転体の回転に伴って前記回転軸を中心に且つ前記基準磁石の外側を回転する第１素子を用いて検出する基準角度検出工程と、前記複数の磁石の中で磁力が前記基準磁石より低い非基準磁石を、前記回転軸及び前記複数の磁石を含む略同一平面上において、前記回転体の回転に伴って、前記回転軸を中心に且つ前記非基準磁石の外側であって前記第１素子より内側を回転する第２素子を用いて検出する非基準磁石検出工程と、を有することを特徴とする。
【国際調査報告】
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