(57)【要約】  自転車等のペダルの回転角度を検出可能な回転角度検出装置及び回転角度検出方法を提供する。  自転車Ｂのクランク軸を中心に所定の角度間隔をおいて並設され、自転車Ｂのボトムブラケットに固定された複数の磁石２１ａ〜２１ｎと、複数の磁石２１ａ〜２１ｎを検出可能であり、チェーンリングＢ３４に設けられた磁気センサ２２と、を有する。磁気センサ２２が基点を中心に回転しているとき、磁気センサ２２による磁石２１ａ〜２１ｎの検出に基づいて当該回転角度を検出することを特徴とする。
2013132583.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、
前記複数の磁石を検出する磁気センサと、
前記複数の磁石又は前記磁気センサが前記基点を中心に回転しているとき、前記磁気センサによる前記磁石の検出に基づいて当該回転角度を検出する回転角度検出手段と、を有し、
前記複数の磁石の一部は第１の角度間隔で並設され、前記複数の磁石の一部を除く別の部分は前記第１の角度間隔とは異なる第２の角度間隔で並設され、
前記回転角度検出手段は、特定の回転角度を検出し、当該特定の回転角度に基づいて他の回転角度を検出することを特徴とする回転角度検出装置。
【請求項２】
前記回転角度検出手段は、前記第１の角度間隔又は前記第２の角度間隔に係る前記磁石に基づいて前記特定の回転角度を検出し、当該特定の回転角度及び前記第１の角度間隔若しくは前記第２の角度間隔に基づいて他の回転角度を検出す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】
前記回転角度検出手段は、前記磁気センサによる前記磁石の検出に基づいて、前記磁気センサの前記磁石を検出する時間間隔を測定し、当該時間間隔に基づいて前記特定の回転角度を検出することを特徴とする請求項１又は２に記載の回転角度検出装置。
【請求項４】
前記磁気センサは前記複数の磁石のＮ極及びＳ極の双方を検出可能であり、
前記複数の磁石は、前記磁気センサに対する磁極の向きが交互に反対になるように配され、
前記回転角度検出手段は、前記特定の回転角度に係る磁石に対して前記磁気センサが検出した磁石の磁極が予め設定された特定の磁極ではない場合、前記特定の回転角度を新たに検出し直すことを特徴とする請求項３に記載の回転角度検出装置。
【請求項５】
前記複数の磁石は、自転車のボトムブラケットに前記基点と当該自転車のクランク軸とが一致するように設けられ、
前記磁気センサは、前記自転車のクランクと共に回転するチェーンリングに設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一に記載の回転角度検出装置。
【請求項６】
所定の基点を中心に、その一部は第１の角度間隔で並設され、前記その一部を除く別の部分は前記第１の角度間隔とは異なる第２の角度間隔で並設された複数の磁石又は前記複数の磁石を検出する磁気センサが前記基点を中心に回転しているとき、前記磁気センサによる前記磁石の検出に基づいて、特定の回転角度を検出する第１回転角度検出工程と、
前記第１回転角度検出工程において検出された前記特定の回転角度に基づいて他の回転角度を検出する第２回転角度検出工程と、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、回転角度検出ユニット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。【０００３】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【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】
【０００５】
特許文献２に記載の回転角度位置検出装置は、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。すなわち、自転車等のペダルを回転させるような運動器具に対しては不向きである。【０００６】
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及び回転角度検出方法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】
【０００７】
上記課題を解決するために、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、前記複数の磁石を検出する磁気センサと、前記複数の磁石又は前記磁気センサが前記基点を中心に回転しているとき、前記磁気センサによる前記磁石の検出に基づいて当該回転角度を検出する回転角度検出手段と、を有し、前記複数の磁石の一部は第１の角度間隔で並設され、前記複数の磁石の一部を除く別の部分は前記第１の角度間隔とは異なる第２の角度間隔で並設され、前記回転角度検出手段は、特定の回転角度を検出し、当該特定の回転角度に基づいて他の回転角度を検出することを特徴とする。
また、上記課題を解決するために、所定の基点を中心に、その一部は第１の角度間隔で並設され、前記その一部を除く別の部分は前記第１の角度間隔とは異なる第２の角度間隔で並設された複数の磁石又は前記複数の磁石を検出する磁気センサが前記基点を中心に回転しているとき、前記磁気センサによる前記磁石の検出に基づいて、特定の回転角度を検出する第１回転角度検出工程と、前記第１回転角度検出工程において検出された前記特定の回転角度に基づいて他の回転角度を検出する第２回転角度検出工程と、を有することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】（ａ）はサイクルコンピュータが取り付けられた自転車の側面図、（ｂ）はサイクルコンピュータが取り付けられた自転車の正面図である。
【図２】図１のサイクルコンピュータの本体の外観図である。
【図３】（ａ）は図１のサイクルコンピュータの右側仕事率検出装置が右クランクに取り付けられている様子を現す図、（ｂ）は図１の左側仕事率検出装置が左クランクに取り付けられている様子を表す図である。
【図４】クランク回転角度検出ユニットを模式的に表した正面図ある。
【図５】クランク回転角度検出ユニットの被センシング部が自転車に取り付けられている様子を表した斜視図ある。
【図６】右側仕事率検出装置の機能的なブロック図である。
【図７】図６の情報記憶部を模式的に表した図である。
【図８】クランク回転角度検出装置によるクランク回転角度の測定処理を表すフローチャートである。
【図９】クランク回転角度検出装置によるクランク回転角度の測定処理を説明するためのクランク回転角度検出信号の番号と受信時間間隔との関係の一例を表した図である。
【図１０】（ａ）は実施の形態２のクランク回転角度検出ユニットを模式的に表した正面図、（ｂ）は実施の形態３のクランク回転角度検出ユニットを模式的に表した正面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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、自転車のペダルリングにかかる仕事率やトルク等の予め設定された自転車の走行に関わる情報を算出し（予想し）、表示可能なサイクルコンピュータ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）はサイクルコンピュータ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。
【００１０】
自転車Ｂは、基体となるフレーム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。
【００１１】
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アルミ製のクランク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Ｂ３１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）とチェーンリングＢ３４と連結されることでペダルＢ３２に作用する力（以下、「ペダル作用力」という）を後輪Ｂ２２に伝達するチェーンＢ３３を具備する。
【００１２】
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、これら左右のクランクシャフト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は、右クランクシャフトＢ３１１の先端部で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の先端部で回転自在に支持される左ペダルＢ３２２とを有する。
【００１３】
サイクルコンピュータ１００は、クランクＢ３１の回転角度θ（以下、「クランク回転角度θ」という）を検出するクランク回転角度検出ユニット２、右クランクシャフトＢ３１１に作用する力（以下、「右ペダル作用力」という）を検出する右ペダル作用力検出装置３、左クランクシャフトＢ３１２に作用する力（以下、「左ペダル作用力」という）を検出する左ペダル作用力検出装置４、及び、クランクＢ３１の回転速度を検出するケイデンス検出装置５を備える。なお、右ペダル作用力検出装置３及び左ペダル作用力検出装置４は、それぞれクランクＢ３１の回転に寄与する力（以下、「推進力」という）とクランクＢ３１の回転に寄与しない力（以下、「損失力」という）とを分けて検出する。
【００１４】
また、サイクルコンピュータ１００は、クランク回転角度検出ユニット２、右ペダル作用力検出装置３、左ペダル作用力検出装置４及びケイデンス検出装置５により出力される検出値を示す検出信号に基づいて、運転者の右ペダル作用力による仕事率（以下、「右側仕事率」という）を算出する右側仕事率検出装置６、運転者の左ペダル作用力による仕事率（以下、「左側仕事率」）を算出する左側仕事率検出装置７、及び、サイクルコンピュータ１００の全体を統括し、制御する本体１を備える。なお、検出装置２、３、５と右側仕事率検出装置６及び検出装置２、４、５と左側仕事率検出装置７はそれぞれ有線形式で接続されている。
【００１５】
なお、図２に示すように、本体１はハンドルＢ４に固定され、図３（ａ）に示すように、右側仕事率検出装置６はチェーンリングＢ３４に固定され、図３（ｂ）に示すように左側仕事率検出装置７は左クランクシャフトＢ３１２に固定されている。また、本体１、右側仕事率検出装置６及び左側仕事率検出装置７は図示しない発信機を備えており、相互に無線方式で接続されている。
【００１６】
次に、図４を用いて、クランク回転角度θを検出可能なクランク回転角度検出ユニット２について説明する。クランク回転角度検出ユニット２は、所定の円周上に所定間隔をおいて並設されている１４個の磁石２１ａ〜２１ｎからなる磁石群を具備する被センシング部２１と、被センシング部２１を構成する磁石２１ａ〜２１ｎを検出可能なセンシング部２２とを有する。
【００１７】
被センシング部２１は、円環状の枠部材２１Ａを備え、枠部材２１Ａには磁石群２１ａ〜２１ｎが配されている。なお、枠部材２１Ａの中心と磁石群２１ａ〜２１ｎの中心とは、一致しており、被センシング部２１の基点をなす。そして、磁石２１ａ〜２１ｎが配された枠部材２１Ａは、チェーンリングＢ３４に対向する様に、具体的には、フレームＢ１のボトムブラケット（図示なし）のチェーンリングＢ３４に対向する端部にクランク軸と同軸状に嵌合している（図５参照）。
【００１８】
磁石２１ａ〜２１ｎは、非常に強い磁力及び保磁力を有する柱状のネオジム磁石（３ｍｍ×３ｍｍ×３ｍｍ）で構成されており、各軸方向（磁極）が放射方向を向くように配されており、且つ、周方向に磁極の向きが外向きと内向きと交互になるように配されている。具体的には、磁石２１ａ、磁石２１ｃ、磁石２１ｅ、磁石２１ｇ、磁石２１ｉ、磁石２１ｋ、磁石２１ｍのＮ極が枠部材２１Ａの放射方向（半径方向）外側を向き、磁石２１ｂ、磁石２１ｄ、磁石２１ｆ、磁石２１ｈ、磁石２１ｊ、磁石２１ｌ、磁石２１ｎのＮ極が枠部材２１Ａの放射方向（半径方向）内側を向いている。
【００１９】
本実施の形態において、クランク回転角度θは、右クランクシャフトＢ３１１を基準に表されるものとする。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、クランク回転角度θを「０°」とする。そして、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θは「９０°」、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θは「２７０°」となる。また、クランク回転角度検出ユニット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。
【００２０】
そして、クランク回転角度θが「０°」であり、右クランシャフトＢ３１１が１２時の方向に位置するときに、センシング部２２の検出方向と磁石２１ａの磁極の向きとが一致するように被センシング部２１が自転車ＢのフレームＢ１に固定され、センシング部２２がチェーンリングＢ３４に固定されている。なお、最終的に、右クランシャフトＢ３１１が１２時の方向に位置するときに、クランク回転角度θが「０°」であればよく、被センシング部２１とセンシング部２２との設置箇所はこれに限られない。
【００２１】
また、磁石２１ａ〜２１ｋは、クランク回転角度θの第１範囲（０°≦θ≦３００°）において３０度間隔（第１の角度間隔）で並設され、磁石２１ｋ〜２１ａは、クランク回転角度θの第２範囲（３００°≦θ≦０°）において７．５度間隔（第２の角度間隔）で並設されている。
【００２２】
一方、センシング部２２は、Ｓ極とＮ極とを検出可能な磁気センサで構成されており、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。よって、クランクＢ３１が回転すると、センシング部２２が被センシング部２１の磁石群（磁石２１ａ〜２１ｎ）の外側を旋回しながら、磁石群の各磁石２１ａ〜２１ｎを検出することができる。なお、本実施の形態においてセンシング部２２は右側仕事率検出装置６の中に組み込まれて、一体化されている。
【００２３】
また、センシング部２２は、磁石２１ａ〜２１ｎを検出すると、磁界の向きを示すクランク回転角度検出信号を右側仕事率検出装置６に送信する。具体的に、センシング部２２は、Ｎ極を検出するとクランク回転角度検出信号として「ハイレベル」を右側仕事率検出装置６に出力し、Ｓ極を検出するとクランク回転角度検出信号として「ローレベル」を右側仕事率検出装置６に出力する。なお、センシング部２２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。
【００２４】
次に、図６を用いて右側仕事率検出装置６について説明する。右側仕事率検出装置６は、検出信号受信部６１、右側制御部６２、情報記憶部６３、及び、クランク回転角度データ送信部６４を有する。
【００２５】
検出信号受信部６１は、インターフェースで構成され、クランク回転角度検出ユニット２から出力されたクランク回転角度検出信号を受信するクランク回転角度検出信号受信部６１ａ、右ペダル作用力検出装置３から出力される右ペダル作用力を示す右ペダル作用力検出信号を受信する右ペダル作用力検出信号受信部６１ｂ及びケイデンス検出センサ５から出力されたケイデンス検出信号を受信するケイデンス検出信号受信部６１ｃを有する。
【００２６】
右側制御部６２は、ＣＰＵ６２ａ、ＲＯＭ６２ｂ及びＲＡＭ６２ｃ等を具備するマイクロコンピュータからなり、クランク回転角度検出信号受信部６１ａが受信したクランク回転角度検出信号に基づいてクランク回転角度θを測定する。右側制御部６２のＲＯＭ６２ｂには、ＣＰＵ６２ａが実行するクランク回転角度θの測定等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。ＲＡＭ６２ｃは、ＣＰＵ６２ａがクランク回転角度θの測定処理等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。
【００２７】
情報記憶部６３は、ＲＡＭからなり、図７に示すように、クランク回転角度検出信号受信部６１ａが受信したクランク回転角度検出信号に基づいて、それがハイレベルであるかローレベルであるか、すなわち、センシング部２２がＮ極を検出したかＳ極を検出したかを記憶する磁極記憶領域６３ａ、クランク回転角度検出信号受信部６１ａがクランク回転角度検出信号を受信した時間を記憶する受信時間記憶領域６３ｂ及びクランク回転角度検出信号の受信時間間隔、すなわち、センシング部２２が磁石２１ａ〜２１ｎの各磁石間を通過する時間を記憶する受信時間間隔記憶領域６３ｃを備える。
【００２８】
クランク回転角度データ送信部６４は、右側制御部６２によって測定されたクランク回転角度θを示すクランク回転角度データを本体１に送信するインターフェースである。
【００２９】
次に、図８を用いて、右側仕事率検出装置６の右側制御部６２によるクランク回転角度の測定処理について説明する。まず、右側制御部６２は、ステップＳ１において、所定個数である１４個のクランク回転角度検出信号の受信時間間隔を測定する。すなわち、右側制御部６２は、センシング部２２が被センシング部２１の磁石２１ａ〜磁石２１ｎの磁石間を通過する時間間隔を測定する。
【００３０】
右側制御部６２は、クランク回転角度検出信号を受信すると、当該受信した時間を受信時間記憶領域６３ｂに記憶し、当該記憶した時間に基づいて、クランク回転角度検出信号の受信時間間隔を算出し、情報記憶部６３の受信時間間隔記憶領域６３ｃに記憶する。なお、クランク回転角度検出信号の受信時間は、右側制御部６２に設けられた所定のタイマにより検出するものとする。
【００３１】
右側制御部６２は、ステップＳ２において、算出された受信時間間隔のなかで相対的に短いものが所定個数（本実施の形態において「４」つ）続いているか否か、すなわち、第２の角度間隔を構成している磁石２１ｋ〜磁石２１ａが正常に検出されているか否かを判定する。右側制御部６２は、所定個数続いていないと判定すると、ステップＳ１に処理を戻し、所定個数続いていると判定すると、ステップＳ３に処理を移す。
【００３２】
右側制御部６２は、ステップＳ３において、上記の第２範囲に係るクランク回転角度検出信号の中で予め設定された特定の順番（本実施の形態において「２番目」）のものが予め設定された特定の磁極（本実施の形態において「Ｓ極」）であるか否かを判定する。右側制御部６２は、特定の磁極ではないと判定すると、ステップＳ１に処理を戻し、特定の磁極であると判定すると、ステップＳ４に処理を移す。
【００３３】
右側制御部６２は、ステップＳ４において、ステップＳ３における特定の順番のクランク回転角度検出信号を第２範囲における特定の回転角度（本実施の形態において「３３０°」）に決定し、ステップＳ５において特定の回転角度と第１の角度間隔及び第２の角度間隔に基づいて他のクランク回転角度検出信号のクランク回転角度を算出することで、クランク回転角度θを測定し、測定値を本体１に出力する。
【００３４】
なお、この特定の回転角度（３３０°）は、特定の順番「２番目」のクランク回転角度検出信号に係る磁石２１ｍに対応し、磁石２１ａ〜２１ｎの位置関係に基づいて逆算的に算出されている。また、磁石２１ｍに係るクランク回転角度検出信号が特定の回転角度（３３０°）を示すので、この特定の回転角度に第１の角度間隔や第２の角度間隔を加算又は減算することで、他のクランク回転角度検出信号に係るクランク回転角度θを算出する。ここで、特定の回転角度に係るクランク回転角度検出信号の前後に受信されたクランク回転角度信号は、センシング部２２が、磁石２１ｍに周方向に隣接し、第２の角度間隔に係る磁石２１ｌ、２１ｎを検出して出力したものである。よって、これらの信号が示すクランク回転角度は、特定の回転角度から第２の角度間隔を減算・加算した結果、クランク回転角度θ＝３１５°、３４５°となる。一方、その他のクランク回転角度検出信号は、センシング部２２が、第１の角度間隔に係る磁石２１ａ〜２１ｋを検出して出力したものであるので、これらの信号が示すクランク回転角度は、特定の回転角度から第２の角度間隔及び第１の角度間隔を減算・加算した結果、クランク回転角度θ＝０°、３０°、６０°、９０°、１２０°、１５０°、１８０°、２１０°、２４０°、２７０°、３００°となる。
【００３５】
右側制御部６２は、ステップＳ５において、ステップＳ４で決定した特定の回転角度に係るクランク回転角度検出信号から、所定個数である１４個のクランク回転角度検出信号の受信時間間隔を、ステップＳ１の場合と同様に測定する。
【００３６】
右側制御部６２は、ステップＳ６において、ステップＳ５で測定した測定値が正常であるための条件である特定角度条件が成立したか否かを判定する。具体的に、右側制御部６２は、ステップＳ２と同様に相対的に短い受信時間間隔が所定個数連続し、且つ、ステップＳ３と同様に、その連続した相対的に短い受信時間間隔の中での特定の順番のクランク回転角度検出信号が特定の磁極を示しているか否かを判定する。
【００３７】
右側制御部６２は、特定角度条件が成立していないと判定すれば、ステップＳ１に処理を戻し、特定の回転角度条件が成立したと判定すれば、ステップＳ７において、ステップＳ４及びステップＳ５と同様に、特定の順番のクランク回転角度検出信号を特定の回転角度（３３０°）に決定し、当該特定の回転角度と第１の角度間隔及び第２の角度間隔に基づいて他のクランク回転角度検出信号にクランク回転角度を対応付けることでクランク回転角度θを測定し、測定値を本体１に出力する。
【００３８】
ここで、図９に示す、クランク回転角度検出信号の受信番号（ｔ）と算出されたクランク回転角度検出信号の受信時間間隔（ｄｔ）との関係の一例を表すグラフを用いて、クランク回転角度θの測定処理について説明する。図９のグラフによるとクランク回転角度検出信号の受信番号（ｔ＝５〜８）に対応する受信時間間隔（ｄｔ５〜ｄｔ８）が受信時間間隔のなかで相対的に短いものに相当し、所定個数（本実施の形態において「４」つ）続いている。そして、この中で２番目がローレベルを示していれば、当該第２範囲が正常であると判定され、当該２番目（ｔ＝６）のクランク回転角度検出信号が特定の回転角度（３３０°）となり、他のクランク回転角度検出信号についてもクランク回転角度θが対応付けられる。
【００３９】
そして、この２番目のクランク回転角度検出信号（ｔ＝６）から１４個のクランク回転角度検出信号（ｔ＝２０）までの受信時間間隔（ｄｔ７〜ｄｔ２０）を測定し、受信時間間隔のなかで相対的に短いものが所定個数（本実施の形態において「４」つ）続いているか否かなどを判定する。
【００４０】
このように、クランク回転角度検出ユニット２と右側仕事率検出装置６とで構成される本発明の回転角度検出装置によれば、複数の磁石２１ａ〜２１ｎの角度間隔が複数設定されているので、特定のクランク回転角度を決定すると共に、他のクランク回転角度θを測定することができる。さらに、クランク回転角度検出ユニット２をフレームＢ１のボトムブラケットに、右側仕事率検出装置６をチェーンリングＢ３４にそれぞれ容易に取り付けることができる。
【００４１】
また、磁石２１ａ〜２１ｎは１種類の磁石で構成されているので、コストを抑えることができる。さらに、磁石２１ａ〜２１ｎが１種類の磁石で構成され、磁石２１ａ〜２１ｎの磁束が一定であるので、被センシング部２１に対するセンシング部２２の取付位置の制限が緩和される。
【００４２】
（実施の形態２）
次に、回転角度検出装置の他の実施の形態として、図１０（ａ）に示すクランク回転角度検出ユニット２について説明する。このクランク回転角度検出ユニット２は、被センシング部２１を構成する磁石群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。
【００４３】
実施の形態２において、被センシング部２１は、１０個の磁石２１ａ〜磁石２１ｊからなる磁石群を備えており、磁石２１ａ〜２１ｇはクランク回転角度θの第１範囲（０°≦θ≦２４０°）において３０度間隔（第１の角度間隔）で位置し、磁石２１ｇ〜２１ａはクランク回転角度θの第２範囲（２４０°≦θ≦０°）において６０度間隔（第２の角度間隔）で位置している。そして、このように構成されるクランク回転角度検出ユニット２を用いて、右側仕事率検出装置６がクランク回転角度θを測定する。
【００４４】
ここで、右側制御部６２によるクランク回転角度の測定処理のステップＳ２においては、判定対象である第２範囲が、算出された時間間隔のなかで相対的に長いものであり、その相対的に長いものが続いている所定個数が「２つ」に設定される。また、ステップＳ３において第２範囲のなかでの予め設定された特定の順番が「１番目」となる。さらに、ステップＳ５において、特定の順番のクランク回転角度検出信号に係る特定の回転角度を「３００°」に決定する。
【００４５】
また、ステップＳ６において、特定の順番のクランク回転角度検出信号以外のクランク回転角度検出信号が示すクランク回転角度は、０°、３０°、６０°、９０°、１２０°、１５０°、１８０°、２１０°、２４０°となる。そのため、例えば、実施の形態１では測定されたが、当該クランク回転角度検出信号では直接検出されないクランク回転角度θ＝２７０°及び３３０°については、計算により算出する。具体的には、一例として、クランク回転角度θ＝２７０°については、クランク回転角度θ＝２４０°に係るクランク回転角度検出信号の受信時間とクランク回転角度θ＝３００°に係るクランク回転角度検出信号の受信時間の中間の時間にそのクランク回転角度検出信号を受信したものとしてクランク回転角度θを算出する。一方、クランク回転角度θ＝３３０°については、クランク回転角度θ＝３００°に係るクランク回転角度検出信号の受信時間とクランク回転角度θ＝０°に係るクランク回転角度検出信号の受信時間の中間の時間にそのクランク回転角度検出信号を受信したものとしてクランク回転角度θを算出する。
【００４６】
このように、実施の形態２では、被センシング部２１を構成する磁石の数量が実施の形態１に比べて減少しているので、その分、コストを削減することができる。また、被センシング部２１を構成する磁石２１ａ〜２１ｊの間隔が実施の形態１の場合に比べて広く（粗に）なっているので、磁石２１ａ〜２１ｊを構成する磁石の大きさを大きくすることができる。さらに、磁石２１ａ〜磁石２１ｊの間隔が広くなることによって、磁束の到達距離が長くなるので、被センシング部２１に対するセンシング部２２の取付位置の制限が一層緩和される。また、間隔が広く磁束の到達距離が長い第２範囲において基準となる特定の回転角度を設定しているので、正確に特定の回転角度を検出することができる。
【００４７】
（実施の形態３）
次に、回転角度検出装置の他の実施の形態として、図１０（ｂ）に示すクランク回転角度検出ユニット２について説明する。このクランク回転角度検出ユニット２は、被センシング部２１を構成する磁石群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。
【００４８】
実施の形態３においては、実施の形態１及び実施の形態２のように磁石の設置間隔の粗密が連続していない。具体的に、被センシング部２１は、１４個の磁石２１ａ〜磁石２１ｎからなる磁石群を備えており、クランク回転角度θが０°〜３０°の範囲とクランク回転角度θが３００°〜３３０°の範囲においては磁石が１５°間隔で配され、クランク回転角度θが３０°〜３００°の範囲とクランク回転角度θが３３０°〜０°の範囲においては磁石が３０°間隔で配されていることになる。すなわち、磁石が短い間隔で（密に）配されている範囲と磁石が長い間隔で（粗に）配されている範囲とが交互に複数設けられている。換言すれば、実施の形態１における第２範囲が２分割されたようになっている。これにより、特定位置を２つ設け、クランク回転角度を一層正確に測定することができる。
【００４９】
（その他の実施の形態）
実施の形態１乃至実施の形態３では、本発明に係る回転角度検出装置は、クランク回転角度検出ユニット２と右側仕事率検出装置６とで構成されているが、回転角度検出装置の構成はこれに限らず、クランク回転角度検出ユニット２と左側仕事率検出装置７若しくは本体１とで構成させることも可能である。また、被センシング部２１の枠部材２１Ａの形状等も実施の形態１乃至実施の形態３に限らず適宜に設定することができる。さらに、被センシング部２１の磁石の数量や設置間隔も実施の形態１乃至実施の形態３に限られない。また、クランク回転角度の設置間隔が異なる範囲の種類、位置、設置間隔も実施の形態１乃至実施の形態３に限られず、適宜に設定することが可能である。その場合、被センシング部２１の磁石の構成等に応じて、クランク回転角度θの特定の回転角度及び特定の回転角度条件の内容も適宜に設定することができる。
【００５０】
また、本発明の回転角度検出装置は、サイクルコンピュータ１００で構成され、自転車に対して適用されるが、これに限られず、設置式のトレーニング用自転車やスワンボートに適用することも可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１          本体
２          クランク回転角度検出ユニット
３          右ペダル作用力検出装置
４          左ペダル作用力検出装置
５          ケイデンス検出装置
６          右側仕事率検出装置
７          左側仕事率検出装置
２１        被センシング部
２２        センシング部
６１        検出信号受信部
６２        右側制御部
６３        情報記憶部
１００      サイクルコンピュータ
Ｂ          自転車
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
Ｂ３３      チェーン
Ｂ３４      チェーンリング
【図１】
2013132583.tif 000003
【図２】
2013132583.tif 000004
【図３】
2013132583.tif 000005
【図４】
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【図５】
2013132583.tif 000007
【図６】
2013132583.tif 000008
【図７】
2013132583.tif 000009
【図８】
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【図９】
2013132583.tif 000011
【図１０】
2013132583.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成26年8月28日(2014.8.28)
【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、
前記複数の磁石を検出する磁気センサと、
前記複数の磁石又は前記磁気センサが前記基点を中心に回転しているとき、前記磁気センサによる前記磁石の検出に基づいて当該回転角度を検出する回転角度検出手段と、を有し、
前記複数の磁石の一部は第１の角度間隔で並設され、前記複数の磁石の一部を除く別の部分は前記第１の角度間隔とは異なる第２の角度間隔で並設され、
前記複数の磁石は、前記磁気センサに対する磁極の向きが交互に反対になるように配され、
前記磁気センサは前記複数の磁石のＮ極及びＳ極の双方を検出可能であり、
前記回転角度検出手段は、
前記磁気センサによる前記磁石の検出に基づいて、前記磁気センサの前記磁石を検出する時間間隔を測定し、当該時間間隔に基づいて特定の回転角度を検出し、当該特定の回転角度に基づいて他の回転角度を検出し、
前記特定の回転角度に係る磁石に対して前記磁気センサが検出した磁石の磁極が予め設定された特定の磁極ではない場合、前記特定の回転角度を新たに検出し直すことを特徴とする回転角度検出装置。
【請求項２】
前記回転角度検出手段は、当該特定の回転角度及び前記第１の角度間隔若しくは前記第２の角度間隔に基づいて他の回転角度を検出す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、自転車のボトムブラケットに前記基点と当該自転車のクランク軸とが一致するように設けられ、
前記磁気センサは、前記自転車のクランクと共に回転するチェーンリングに設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の回転角度検出装置。
【請求項４】
所定の基点を中心に、その一部は第１の角度間隔で並設され、前記その一部を除く別の部分は前記第１の角度間隔とは異なる第２の角度間隔で並設された複数の磁石又は前記複数の磁石のＮ極及びＳ極の双方を検出する磁気センサが前記基点を中心に回転する回転角度検出装置に対する回転角度検出方法であって、
前記複数の磁石は、前記磁気センサに対する磁極の向きが交互に反対になるように配され、
前記複数の磁石又は前記磁気センサが前記基点を中心に回転しているとき、前記磁気センサによる前記磁石の検出に基づいて、当該磁気センサの前記磁石を検出する時間間隔を測定し、当該時間間隔に基づいて特定の回転角度を検出する第１回転角度検出工程と、
前記第１回転角度検出工程において検出された前記特定の回転角度に基づいて他の回転角度を検出する第２回転角度検出工程と、
前記第１回転角度検出工程において、前記特定の回転角度に係る磁石に対して前記磁気センサが検出した磁石の磁極が予め設定された特定の磁極ではない場合、前記特定の回転角度を新たに検出し直す再検出工程と、
を有することを特徴とする回転角度検出方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、回転角度検出装置及び回転角度検出方法に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
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、前記複数の磁石を検出する磁気センサと、前記複数の磁石又は前記磁気センサが前記基点を中心に回転しているとき、前記磁気センサによる前記磁石の検出に基づいて当該回転角度を検出する回転角度検出手段と、を有し、前記複数の磁石の一部は第１の角度間隔で並設され、前記複数の磁石の一部を除く別の部分は前記第１の角度間隔とは異なる第２の角度間隔で並設され、前記複数の磁石は、前記磁気センサに対する磁極の向きが交互に反対になるように配され、前記磁気センサは前記複数の磁石のＮ極及びＳ極の双方を検出可能であり、前記回転角度検出手段は、前記磁気センサによる前記磁石の検出に基づいて、前記磁気センサの前記磁石を検出する時間間隔を測定し、当該時間間隔に基づいて特定の回転角度を検出し、当該特定の回転角度に基づいて他の回転角度を検出し、前記特定の回転角度に係る磁石に対して前記磁気センサが検出した磁石の磁極が予め設定された特定の磁極ではない場合、前記特定の回転角度を新たに検出し直すことを特徴とする。
また、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、所定の基点を中心に、その一部は第１の角度間隔で並設され、前記その一部を除く別の部分は前記第１の角度間隔とは異なる第２の角度間隔で並設された複数の磁石又は前記複数の磁石のＮ極及びＳ極の双方を検出する磁気センサが前記基点を中心に回転する回転角度検出装置に対する回転角度検出方法であって、前記複数の磁石は、前記磁気センサに対する磁極の向きが交互に反対になるように配され、前記複数の磁石又は前記磁気センサが前記基点を中心に回転しているとき、前記磁気センサによる前記磁石の検出に基づいて、当該磁気センサの前記磁石を検出する時間間隔を測定し、当該時間間隔に基づいて特定の回転角度を検出する第１回転角度検出工程と、前記第１回転角度検出工程において検出された前記特定の回転角度に基づいて他の回転角度を検出する第２回転角度検出工程と、前記第１回転角度検出工程において、前記特定の回転角度に係る磁石に対して前記磁気センサが検出した磁石の磁極が予め設定された特定の磁極ではない場合、前記特定の回転角度を新たに検出し直す再検出工程と、を有することを特徴とする。
【国際調査報告】
2013132583.tif 000013
2013132583.tif 000014
2013132583.tif 000015