(57)【要約】【課題】自転車の可動部品の状態を監視する、自転車用の検出器を提供する。【解決手段】自転車１０００用の検出器１０は、生成磁場を生成する磁石１２と、磁場センサ１４と、を備える。磁石１２とセンサ１４との相互の位置が固定されており、センサ１４が生成磁場内に配置されている。非反磁性の可動部品１００，１０３８用に設計された経路１３０の経路長１４０が生成磁場内に配置されおり、該経路長１４０内に可動部品１００，１０３８の少なくとも１つの実体的部位１５０，１５２，１５４が存在すると、センサ１４が可動部品１００，１０３８の実体的部位１５０，１５２，１５４によって乱された磁場を検出する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自転車（１０００）用の検出器（１０）であって、
生成磁場を生成する磁石（１２）と、
磁場センサ（１４）と、を備え、
前記磁石（１２）と前記センサ（１４）相互の位置が固定されて、前記センサ（１４）が前記生成磁場内に配置されており、
非反磁性の可動部品（１００，１０３８）の所期の経路（１３０）の一定の経路長（１４０）が前記生成磁場内に配置されており
前記経路長（１４０）内に前記可動部品（１００，１０３８）の少なくとも１つの実体的部位（１５０，１５２，１５４）が存在している場合に、前記センサ（１４）が前記可動部品（１００，１０３８）の前記実体的部位（１５０，１５２，１５４）によって乱された前記磁場を検出することを特徴とする、
自転車（１０００）用の検出器（１０）。
【請求項２】
請求項１に記載の自転車用の検出器（１０）において、
該検出器（１０）は、前記センサ（１４）の出力信号が第１の定数値を有するときには前記可動部品（１００，１０３８）が前記経路長（１４０）内に存在していないと判定し、
前記センサ（１４）の前記出力信号が前記第１の定数値と異なる数値を有するときには前記可動部品（１００，１０３８）が前記経路長（１４０）内に存在していると判定するように構成された電子部品を備えているか、又は該電子部品に接続されている、自転車用の検出器（１０）。
【請求項３】
請求項１または２に記載の自転車用の検出器（１０）において、前記可動部品が不均一な磁気パーミアンスを有しており、前記経路長（１４０）が、前記可動部品（１００，１０３８）で繰り返される最小長構造（１６０）の長さ、及びその倍数とは異なる長さ（好ましくは、前記長さよりも短い長さ、又は前記長さの倍数よりも短い長さ）を有する、自転車用の検出器（１０）。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の自転車用の検出器（１０）において、
該検出器（１０）は、前記センサ（１４）の前記出力信号が経時的に変化するときには前記可動部品（１００，１０３８）が動いていると判定し、
前記センサ（１４）の前記出力信号が前記第１の定数値と異なる第２の定数値を有するときには前記可動部品（１００，１０３８）が静止していると判定するように構成された電子部品を備えているか、又は該電子部品に接続されている、自転車用の検出器（１０）。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の自転車用の検出器（１０）において、該検出器（１０）は、観測時間窓のあいだの前記センサ（１４）の出力信号の繰返し周期から前記可動部品（１００，１０３８）の運動速度又は運動速度の近似値を推定するように構成された電子部品を備えているか、又は該電子部品に接続されている、自転車用の検出器（１０）。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の自転車用の検出器（１０）において、該検出器（１０）は、前記センサ（１４）の前記出力信号の所定の長さ内における特徴的構造（好ましくは極大値又は極小値）の位置、かつ／または、観測時間窓のあいだの該特徴的構造の変位から、前記可動部品（１００，１０３８）のストロークを推定するように構成された電子部品を備えているか、又は該電子部品に接続されている、自転車用の検出器（１０）。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の自転車用の検出器（１０）において、前記経路長（１４０）が、前記磁石（１２）と前記センサ（１４）との間の空間を通過する、自転車用の検出器（１０）。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載の自転車用の検出器（１０）において、さらに、
第２の生成磁場を生成する少なくとも１つの第２の磁石（１２Ａ）と、
少なくとも１つの第２の磁場センサ（１４Ａ）と、
を備え、前記第２の磁石（１２Ａ）と前記第２のセンサ（１４Ａ）相互の位置が固定されており、前記第２のセンサ（１４Ａ）が前記第２の生成磁場内に配置されており、
第２の所定のギア比での、前記自転車（１０００）の伝動チェーン（１００）用に設計された第２の閉ループ経路（１３０Ａ）の第２の経路長（１４０Ａ）が、前記第２の生成磁場内に配置されており、前記第２の経路長（１４０Ａ）内に少なくとも１つの実際のチェーン部位が存在した場合に、前記第２のセンサ（１４Ａ）が前記実際のチェーン部位によって乱された前記磁場を検出する、自転車用の検出器（１０）。
【請求項９】
自転車装備品（３００，４００，１０１４，１０１６，１０４０）であって、
非反磁性の構成部品（１００，１０３８）と、
前記構成部品（１００，１０３８）の存在／運動を検出する検出器であって、生成磁場を生成する磁石（１２）および磁場センサ（１４）を含み、前記磁石（１２）と前記センサ（１４）との相互位置が固定されており、前記センサ（１４）が前記生成磁場内に配置されている、検出器と、
を備え、前記構成部品（１００，１０３８）が、前記生成磁場内を運動可能であるように設計されている、自転車装備品（３００，４００，１０１４，１０１６，１０４０）。
【請求項１０】
請求項９に記載の自転車装備品（３００，４００，１０１４，１０１６，１０４０）において、該自転車装備品がディレイラであり、前記非反磁性の構成部品（１００，１０３８）が伝動チェーン（１００）である、自転車装備品（３００，４００，１０１４，１０１６，１０４０）。
【請求項１１】
請求項９に記載の自転車装備品（３００，４００，１０１４，１０１６，１０４０）において、該自転車装備品が制動システム（１０４０）であり、前記非反磁性の構成部品（１０３８）がブレーキケーブル（１０３８）又はブレーキキャリパーである、自転車装備品（３００，４００，１０１４，１０１６，１０４０）。
【請求項１２】
自転車のディレイラ（３００，４００，１０１４，１０１６）であって、
自転車のフレーム（１０００）に該自転車（１０００）の同軸歯車（１００２，１００４）のアセンブリの箇所で取り付けられるように構成された支持体（３０２，４０２）と、
チェーンガイド（３０４，４０６）を含む可動体（３０４，４０４）と、
前記可動体（３０４，４０４）を前記支持体（３０２）に対して動かすように構成された作動手段（３０８，４０８）と、
を備える、自転車のディレイラ（３００，４００，１０１４，１０１６）において、さらに、
請求項１〜８のいずれか一項に記載の検出器（１０）、
を備え、前記磁石（１２）および前記センサ（１４）が、前記チェーンガイド（３０６，４０６）に固定されていることを特徴とする、自転車のディレイラ（３００，４００，１０１４，１０１６）。
【請求項１３】
請求項１２に記載の自転車のディレイラ（３００，４００，１０１４，１０１６）において、該ディレイラ（３００，１０１４）がフロントディレイラ（３００，１０１４）である、自転車のディレイラ（３００，４００，１０１４，１０１６）。
【請求項１４】
請求項１２に記載の自転車のディレイラ（３００，４００，１０１４，１０１６）において、該ディレイラ（４００，１０１６）がリアディレイラ（４００，１０１６）であり、前記チェーンガイド（４０６）が２つのプーリ担持プレート（４１４，４１６）を有しており、前記磁石（１２）および前記センサ（１４）が、前記プーリ担持プレート（４１４，４１６）において対応する位置で固定されている、自転車のディレイラ（３００，４００，１０１４，１０１６）。
【請求項１５】
請求項１４に記載の自転車のディレイラ（３００，４００，１０１４，１０１６）において、前記磁石（１２）および前記センサ（１４）が、前記プーリ担持プレート（４１４，４１６）においてプーリ（４２８，４３０）の、より好ましくは前記チェーンテンショナー（４０６）の前記上側プーリ（４２８）の歯部（４２６）の箇所で固定されている、自転車のディレイラ（３００，４００，１０１４，１０１６）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自転車用の検出器に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１を参照すると、自転車１０００の伝動システムはチェーン１００を備えており、該チェーン１００は、ペダルクランク軸１００６に連結された歯車１００２と、後輪１０１０のハブ１００８に連結された歯車１００４との間に延在している。図示の場合のようにペダルクランク軸１００６及び後輪１０１０のハブ１００８の少なくとも一方に複数の歯車１００２，１００４を含む歯車のアセンブリが存在し、そのため伝動システムにギアシフト装置１０１２が設けられている場合には、フロントディレイラ１０１４および／またはリアディレイラ１０１６が配設される。
【０００３】
本明細書の以下の記載および添付の特許請求の範囲では、ペダルクランク軸１００６に連結された歯車１００２はチェーンリングとも称され、後輪１０１０のハブ１００８に連結された歯車１００４はスプロケットとも称される。
【０００４】
電気式ギアシフト装置の場合、各ディレイラ１０１４，１０１６が、ギア比を変更するために、チェーン１００を歯車１００２，１００４間で変位するよう運動しうるガイド部材１０１８，１０２０（チェーンガイドまたは、リアディレイラの場合にはロッカーアームとしても知られる）と、前記チェーンガイド１０１８，１０２０を駆動する電気機械式アクチュエータを備える。
【０００５】
各電気機械式アクチュエータは、通常、モータ（一般的には、適宜給電される電気モータ）を備えており、該モータは、関節接続型平行四辺形機構、ラックシステム、ウォームねじシステムなどのリンク機構を介してチェーンガイド１０１８，１０２０に接続される。しかし、原理的には、チェーンガイド１０１８，１０２０を、電気モータに直接接続してもよい。
【０００６】
電気モータには、通常、ギア式の減速機構が設けられている。以下では、電気モータとギア式減速機構との組合体を、ギヤードモータ（歯車付モータ）と称する。アクチュエータは、通常、さらに、モータのロータ、又はロータの下流からチェーンガイド１０１８，１０２０に至る間の任意の可動部品の、位置および／または速度および／または加速度および／または回転方向に関するセンサ又はトランスデューサを含む。なお、この文脈で使用した技術用語とやや異なる技術用語も普及していることに留意されたい。
【０００７】
例えば、走行速度および／またはペダルクランクの回転ケイデンス（毎分回転数）および／またはペダルクランクに加えられるトルクおよび／または走行地形の傾斜および／または運転者の心拍数など、検出された少なくとも１つの変数に基づいて、制御電子部がギア比を自動的に変更し、かつ／あるいは、適切な制御部材（例えば、レバーおよび／またはボタン）を用いて運転者が手動入力した指令に基づいてギア比が変更される。制御部材は、通常、自転車１０００のハンドルバー１０２４に装着された１つ又は２つの手動制御装置１０２２に設けられている。
【０００８】
通常、ディレイラ１０１４，１０１６は、自転車１０００のフレームに取り付けられるように構成された支持体１０２６，１０２８と、該支持体１０２６，１０２８に２つのコネクティングロッド又はアームを介して接続されたチェーンガイド１０１８，１０２０とを備える。前記コネクティングロッド又はアームの端部は、支持体１０２６，１０２８とチェーンガイド１０１８，１０２０とに回動可能に接続され、前述の関節接続型の平行四辺形機構を形成している。
【０００９】
ギヤードモータは、上記関節接続型の平行四辺形機構を開閉駆動し、これによってチェーンガイド１０１８，１０２０を歯車１００２，１００４間で変位させる。
【００１０】
機械式のギアシフト装置の場合、チェーンガイド１０１８，１０２０は、通常シース（鞘）に収められた、非伸長性ケーブル（ボーデンケーブル）の牽引及び張力解除により、適切なリンク機構を介して動かされ、手動制御装置には、上記ケーブルの牽引を制御する機構が設けられている。この機構は、通常、ケーブル巻取りブッシュ、及びケーブル巻取りブッシュの回転と所定位置での停止を定めるインデクサ（インデックス回転式のブッシュ、あるいはブッシュ−インデクサアセンブリと総称する）を備えるとともに、このブッシュ−インデクサアセンブリを制御するための少なくとも１つの（通常レバー型の）手動作動部材を備えている。
【００１１】
現代の転車には、電子式のギアシフト装置の代替または付加的手段として、しばしば、電気式装置、電子式装置、および電気機械装置が設けられている。これらの装置には、サスペンション、照明システム、（走行地形、ペダルクランクの回転ケイデンス、ペダルクランクに加えられるトルク、走行地形の傾斜、運転者の心拍数などについての）各種センサ、衛星航法システム、トレーニング装置、盗難防止システム、自転車の状態および／または運転者の状態および／または経路の状態などに関する情報を提供し得るサイクルコンピュータなどが含まれる。
【００１２】
前述の電気式装置、電子式装置、および電気機械装置はいずれも、少なくとも１つの（場合によっては、充電可能な）バッテリ電源ユニットにより供給される電気エネルギーを消費する。ダイナモで自転車の運動を充電に利用することも可能であるが、いずれにせよ、出来るだけエネルギーを節約することが重要である。従って、前述の装置には一般的に、適切なオン／オフスイッチだけでなく、スタンバイモードも設けられている。
【００１３】
待機、スタンバイ、スリープ又は低電力消費モードとは、電気式装置、電子式装置又は電気機械式装置が、動作中ではないものの何時でも一時的な非活動状態から動作モードに切り替わることが可能である状態を指す。スタンバイモードでは、通常、装置の駆動を伴う指令を受け取ると装置を始動させる回路のみが作動状態に維持されており、これによって電気エネルギーの消費を抑えている。
【００１４】
反対に、動作モードでは、電気式装置、電子式装置、または電気機械式装置は、特定のタスクを実行することなく指令や入力を待っているだけのときもあるが）何時でも指令（一般的には、入力）を受け取ってタスクを実行し得る状態となっている。
【００１５】
本明細書では、スタンバイモードから動作モードへの切替えを装置のウェークと称する。より一般的には、装置のウェークとは、装置を動作モードに維持し、装置がスタンバイモードに入ることを防ぐことも含むものとされる。いずれの場合においても、同一の信号又は類似の信号を使用できる。
【００１６】
運転者が手を届かせることが可能な自転車装置（例えば、ハンドルバーのハンドグリップに付随する手動制御装置、ハンドルバー又はフレームの前側部分に固定されたサイクルコンピュータ等）の場合、上記ウェーク信号は、運転者によるボタンの押圧やレバーの作動に簡単に関連付けられる。
【００１７】
例えば、ディレイラ、ブレーキ、サスペンション等、運転者の手からはなれた自転車部品に設けられた装置の場合、上記ウェーク信号は、別の車載装置（例えば、前述の装置の一つ）から受け取った専用の又は専用でない信号であってもよい。例えば、運転者によるアップシフト動作要求レバーの作動を、該レバーを部品として備える手動制御装置の電子部品のウェーク信号の生成に用いることができ、かつ／あるいは、信号の対象であり送信先である電子式ディレイラの電子部品のウェーク信号の生成に用いることができる。
【００１８】
しかし、ワイヤレス（無線）ネットワークで接続された装置の場合には、装置の少なくとも無線通信装置が、別の装置から信号を受信できるように動作モード状態でなければならないという問題がある。そのため、遠隔の信号をウェーク信号として利用することができない。
【００１９】
このような動作モードにおいて、無線通信装置は電気エネルギーの消費が大きいので、この動作モードは自転車の使用時にのみ限定されることが望ましい。
【００２０】
さらに、自転車の車載装置の一部は、各指令に対し、極めて高速で応答する（応答時間が短い）必要があるため、自転車の使用中には、常時動作モードに維持されるのが適切である。
【００２１】
しかも、自転車の例えば盗難防止装置、衛星航法システム、トレーニング装置等の一部の車載装置では、自転車の使用時と停止時の識別を要する場合があり、かつ／または、自転車の使用時と停止時で異なる動作を要する場合がある。
【００２２】
これら全ての場合において、さらに他の場合においても、自転車の移動の検出器が必要となるか又は好適となる。
【００２３】
具体的には、このような移動検出器（移動の検出器）により発せられた信号は、少なくとも１つの装置のウェーク信号として用いることができる。
【００２４】
特許文献１には、クランクアーム又はリアディレイラのプーリの回転についてのセンサを備え、該回転がクランクアームから後輪への伝動チェーンの動きとして認識される、自転車のギアシフト装置が開示されている。クランクアームの場合、センサはポテンショメータ型とされる。リアディレイラの場合、センサはプーリに固定されたＣ字型の磁性部材と、リアディレイラのチェーンテンショナーのプーリを支持するハーフケージに取り付けられた、少なくとも１つのホール効果センサ又はリードリレーとを含む。
【００２５】
特許文献２は、無線送信部からのシフト要求信号を受信する無線受信部を含む制御ユニットを備え、該制御ユニットが、ＣＰＵおよびＣＰＵに連動するよう接続されたウェークセンサを有する、ワイヤレス（無線）電子式自転車用ディレイラを開示している。このディレイラは、自転車に装着される基部、可動部、該可動部に取り付けられたチェーンガイド、およびモータにより可動部を基部に対して運動させ得るよう、基部と可動部を連結するリンク機構を含んでおり、ウェークセンサを備える制御ユニットは、可動部内に収納される。ウェークセンサは振動式の物であるが、同じ文献には一般論として、自転車の運動する部品に取り付けられた磁石を検出するよう構成された磁気リードスイッチを使用してもよいと記載されている。
【００２６】
自転車は伝動チェーンが動いていなくても移動する場合があるが、この状態は通常、下り坂を走行しているときや、慣性運動の継続中などの限られた時間のあいだしか発生せず、ペダルは静止しているか又は後ろ向きに作動されている。逆に、少なくとも後輪が宙に浮いている場合に限り、自転車を移動させないままチェーンを動かすこともできる。ただし、これは通常、点検や調節を行うため意図的に行われるもので、完全にヒトの管理下にある。
【００２７】
本出願人が認めたところでは、少なくとも上記に指摘した最も重要な目的に関し、伝動チェーンの運動が、自転車の運動に関する良好な指標となる。また、チェーンが正確に位置決めされているか否かを知ることは、各種目的のために適切かつ／または有用であろうと思われる。
【００２８】
自転車は通常、ギアシフト装置に替えて、またはこれに加えて、後輪１０１０に対応するリアブレーキ１０３０および／または前輪１０３４に対応するフロントブレーキ１０３２を備えている。
【００２９】
各ブレーキ１０３０，１０３２の手動制御装置は、通常、自転車１０００のハンドルバー１０２４に固定可能な支持体１０３４、および該支持体１０３４にヒンジ接続されたブレーキレバー１０３６を備え、該ブレーキレバー１０３６の抵抗アーム(resistant arm)に、ブレーキケーブル１０３８（通常、ボーデンケーブルと呼ばれる、シースが付いた非伸長性ケーブルである）の端部が取り付けられている。ブレーキレバー１０３６が、その力アーム(force arm)をハンドルバー１０２４側に寄せることによって作動されると、ブレーキレバー１０３６の抵抗アームは、ハンドルバー１０２４から遠ざかるように動き、その結果、ブレーキケーブル１０３８が牽引されて、ブレーキキャリパーのジョーを車輪１０１０，１０３４のリムの両側に押し当てブレーキを作動させる。
【００３０】
各ブレーキ１０３０，１０３２の手動制御装置は通常、前述の手動制御装置１０２２に統合されており、これら２つの手動制御装置のハンドルバーに固定可能な支持体を共有の支持体としている。但し、これは各別体とされていてもよい。
【００３１】
ブレーキ１０３０，１０３２、手動制御装置１０２２およびブレーキケーブルが、制動システム１０４０を形成する。
【００３２】
ブレーキの場合においても、ブレーキケーブルが正確に位置決めされているか否かおよび該ブレーキケーブルが静止しているのか又は動いているのかを、かつ／あるいは、ブレーキキャリパーのジョーが正確に位置決めされているか否かおよび該ジョーが静止しているのか又は動いているのかを知ることが、各種目的のために適切かつ／または有用であろうし、サスペンション関連部品の場や、他の場合にも、同様の課題が存在し得る。
【００３３】
ブレーキの可動部品の動作の有無およびその程度を知ることで、適切な電子部品によってアシスト制動システムを実現することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００１／０４８２１１号明細書
【特許文献２】米国特許第８９０９４２４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３５】
本願の出願人は、自転車の可動部品の状態を監視するという技術的課題に取り組んだ。
【課題を解決するための手段】
【００３６】
一態様において、本発明は、
生成磁場を生成する磁石と、
磁場センサと、
を備える、自転車用検出器において、
前記磁石と前記センサ相互の位置が固定されて、前記センサが前記生成磁場内に配置されており、
非反磁性の可動部品の所期の（設計上の）経路の、一定の経路長（一定の長さ部分）が、前記生成磁場内に配置されており、その経路長内に可動部品の実体的部位が少なくとも一つ存在した場合、前記センサが前記可動部品の前記部位によって乱された前記磁場（摂動磁場）を検出することを特徴とする、自転車用検出器に関する。
【００３７】
前記経路長内に可動部品の実体的部位が存在しない場合、前記センサは、乱されていない前記生成磁場（非摂動磁場）を検出する。
【００３８】
本明細書および添付の特許請求の範囲において「非反磁性」とは、強磁性材料又は常磁性材料、すなわち、一定の「磁気パーミアンス」を備える材料を指すものとする。
【００３９】
本明細書および添付の特許請求の範囲において「磁気パーミアンス」とは、材料中の磁力線の通過性を示す材料特性を示すものとする。
【００４０】
前記可動部品は、細長い部品、又はワイヤ状の部品であることが好ましい。
【００４１】
自転車の伝動チェーンは、通常、少なくとも部分的には、常磁性材料又は強磁性材料かれ形成されており、これらの材料は、磁石により生成される磁場を乱し、該磁場の磁力線を変化させる。
【００４２】
ブレーキケーブル、ブレーキキャリパーのジョー、または他の可動部品の場合、各種方法で、これらに磁気パーミアンスを付与し、かつ／またはこれらの磁気パーミアンスを局所的に変化させることができる。その方法としては、例えばこれらに強磁性材料もしくは常磁性材料で被覆またはクラッドされた部分を設けたり、強磁性材料もしくは常磁性材料と、反磁性材料を交互に配置してこれらを構築したり、強磁性材料もしくは常磁性材料の密度を局所的に変化させたりしてもよい。例えば、強磁性材料又は常磁性材料からなる小さなリングを少なくとも１つ、ブレーキケーブルに沿って固定してもよい。
【００４３】
まず、前述の検出器により、好適なことに、その近傍にあるチェーンその他の可動部品が、それぞれの公称上（所期の）の経路範囲（チェーンの場合には、その時点のギア比に対応する特定の公称経路範囲）に実在しているかの検証を、直接行うことができる。そのため、実体的部位を検出できない場合、チェーンその他の可動部品の破損や脱落を直ちに検出することができる。これにより、運転者に対する信号の発信および／または、（例えば、伝動システムをそれ以上損傷させないよう、ディレイラの作動を止めるなど）何らかの予防措置をとることができる。
【００４４】
前記自転車用の検出器は、前記センサの出力信号が第１の定数値を有するときには可動部品が前記経路長内には存在しないと判定し、センサの出力信号値が前記第１の定数値と異なるときには可動部品が前記経路長内に存在していると判定するように構成された電子部品を備えているか、またはその電子部品に接続されていることが好ましい。
【００４５】
前記可動部品は、磁気パーミアンスが不均一なものであることが好ましい。
【００４６】
好ましくは、前記電子部品は、上記の構成に代えて又はこれに加えて、センサの出力信号が経時的に変化するときには可動部品が動いていると判定し、センサの出力信号が前記第１の定数値と異なる第２の定数値を有するときには可動部品が静止していると判定するように構成されていることが好ましい。
【００４７】
前記経路長は、前記可動部品において繰り返される最小長構造（単位構造体）の長さ又はその倍数値とは異なる長さであることが好ましい。
【００４８】
チェーンの場合、そのような繰り返される最小長構造は、本明細書および添付の特許請求の範囲で採用されている用語に準ずると「チェーンリンク」に相当する。
【００４９】
前記経路長は、前記可動部品で繰り返される最小長構造の長さよりも短い長さであることがより好ましい。
【００５０】
このような場合、各時点で前記経路長内に存在するチェーンの部位は、一つのチェーンリンクの一部分、もしくは一以上のチェーンリンクに、一つのチェーンリンクの一部分を加えた部分に相当するものとなる。チェーンリンクは質量分布が一様ではないため、磁気パーミアンスも一様ではない。そこで、チェーンが所期の（設計上の）閉ループ経路で動く際には、検出される磁場は経時的に変化するが、チェーンが存在していないか、又は静止している場合には検出される磁場は一定となる。反対に、経路長が一つのチェーンリンクの長さ、またはその倍数値と同じ長さである場合、このような経路長内に実際に存在するチェーン部位は、該チェーン部位内の部分構造は変位していくものの、全体としては常に同一であり、検出される磁場はほぼ一定となるので、チェーンの運動を検出することはより困難になる。
【００５１】
磁気パーミアンスが繰り返す（周期的な）構成となる可動部品の場合についても同じことが言える。
【００５２】
可動部品が少数の非連続部しか持たない場合、例えば、強磁性材料又は常磁性材料からなる１または複数の小さいリングを備えるブレーキケーブルの場合には、設計上の経路長に沿ってリングの通過を検出するため、前記経路長を、その小さいリングの長さと同程度の長さとすることが好ましい。
【００５３】
このように、チェーンに係合する部材の運動から、伝動チェーンの運動を推測するのではなく、伝動チェーンの実際の運動の確認を、好適に、直接行うことができる。同様に、他の可動部品の場合にも静止しているか又は運動状態にあるのかを確認することができる。
【００５４】
好適なことに、チェーンの実際の運動についての指標は有効に活用することができる。実際、機械部品を保護するためには、チェーンが動いているときにのみ伝動システムのギア比を変更することが適切である。この場合、チェーンが実際に動いているのか否かの確認を直接行うのが最適である。実際、チェーンが破損したりつかえたりしている場合でも、ペダルクランクや歯車やリアディレイラのロッカーアームのプーリは動いている可能性があり、そのような状況下でギア比を変更しようとすると伝動システムをさらに損傷させる恐れがある。
【００５５】
ブレーキケーブルまたはブレーキキャリパーの場合には、移動についての指標を、制動システムの統合性を確認したり、さらには、制動システムの動作を最適化することでアンチブロックブレーキシステム（ＡＢＳ）を実現するために活用することができる。他の可動部品の場合には、移動についての指標を異なるかたちで活用することが可能である。
【００５６】
好ましくは、電子部品は、上記の構成に代えて又は加えて、観測時間窓のあいだのセンサの出力信号の繰返し周期から前記可動部品の運動速度又はその近似値を推定するよう構成されている。
【００５７】
この場合、前記可動部品はチェーンであることが好ましい。チェーンは、本質的に周期的構造を有しているため、検出器の位置を摺動した際に周期的な信号を生成する。
【００５８】
このようにして、前記可動部品の運動速度を直接算出することが可能であり、チェーンの場合では、チェーンと係合する歯付き部材（例えば、リアディレイラのプーリ等）の回転速度から運動速度を推測する必要はない。
【００５９】
好ましくは、前記電子部品は、上記の構成に代えて又は加えて、観測時間窓のあいだの、前記センサの出力信号の一定長さ内における特徴的信号構造(好ましくは極大値または極小値の位置)、および／またはその特徴的信号構造の変位から、可動部品のストロークを推定するように構成されている。
【００６０】
この場合、可動部品は、ボーデンケーブルの一部またはブレーキキャリパーの一部であることが好ましい。
【００６１】
検出器は、さらに、そのようなセンサの出力信号を、（例えば信号の増幅、フィルタリングおよび／または近似化、量子化、二値化、デジタル化、反転化などのために）前処理する電子部品を備えるものであってもよい。
【００６２】
極めて好ましい一形態において、前記経路長は、磁石とセンサとの間の空間を通過する。このような構成は、磁石によって生成される磁場の、可動部品による乱れ（摂動）を最大限まで大きくするので好ましい。
【００６３】
前記磁石およびセンサは、経路長の接線と直交する方向に沿って並んでいることが好ましい。
【００６４】
この場合、上記接線に沿って、各時点で検出されるチェーンリンク及びその部分、あるいは、例えば前述の小さいリング等の他の部品が相次いで進むことから、検出能力が最適となる。
【００６５】
より好ましくは、チェーンの場合、チェーンが係合する歯付き部材の回転軸と平行な方向に沿って、磁石およびセンサが配列していることが好ましい。これによって、チェーンは自由に振動することができ、かつ／あるいは、自由に閉ループ経路の形状を切り替えることができる。
【００６６】
一部の実施形態において、前記磁石および前記センサは、第２の所定のギア比での前記自転車の伝動チェーン用に意図されている第２の閉ループ経路の少なくとも１つの第２の経路長も前記生成磁場内に配置されるように寸法決めされている。
【００６７】
これにより、ギア比が変化しても、つまり、チェーンが取る特定の閉ループ構成が変化しても、同じ磁石／センサのペアがチェーンの存在および／または運動を検出することが可能となる。
【００６８】
あるいは、異なるギア比に対して、異なる磁石／センサの組合せが設けられていてもよい。
【００６９】
つまり、一部の実施形態において、前記検出器は、さらに、第２の生成磁場を生成する少なくとも１つの第２の磁石と、少なくとも１つの第２の磁場センサと、を備え、前記第２の磁石と前記第２のセンサとの相互位置が固定されており、前記第２のセンサが前記第２の生成磁場内に配置されており、自転車の伝動チェーン用に設計された、第２の所定のギア比における第２の閉ループ経路の第２の経路長が、前記第２の生成磁場内に配置されており、前記第２の経路長内に少なくとも１つの実際のチェーン部位が存在すると、前記第２のセンサが前記実際のチェーン部位によって乱された（摂動する）前記第２の磁場を検出する。
【００７０】
前記検出器は、上記の構成に代えて又は加えて、さらに、第２の生成磁場を生成する少なくとも１つの第２の磁石を備え、前記第２の磁石と前記センサとの相互位置が固定されており、前記センサが前記第２の生成磁場内にも配置されていてもよい。ここで、第２の所定のギア比での、前記自転車の伝動チェーン用に意図されている第２の閉ループ経路の第２の経路長が、前記第２の生成磁場内に配置されており、前記第２の経路長内に少なくとも１つの実際のチェーン部位が存在していると、前記センサが前記実際のチェーン部位によって乱された前記第２の磁場を検出する。
【００７１】
任意で、前記検出器は、上記の構成に代えて又は加えて、さらに、少なくとも１つの第２の磁場センサを備え、前記磁石と前記第２のセンサとの相互位置が固定されており、前記第２のセンサが前記生成磁場内に配置されており、第２の所定のギア比における、チェーンの所期の第２の閉ループ経路の第２の経路長が、前記生成磁場内に配置されて、前記第２の経路長内に少なくとも１つの実際のチェーン部位が存在していると、前記第２のセンサが前記実際のチェーン部位によって乱された前記磁場を検出するものであってもよい。
【００７２】
これらの構成により、前記検出器は、好適なことに、実際のギア比が何であるのかを、あるいは、チェーンが現在どの歯車に係合しているのかを確認するために用いることができる。実際、チェーンは、実際のギア比に応じて前記閉ループ経路及び前記第２の閉ループ経路の一つに沿って延在せしめられる。
【００７３】
前述の検出器は、例えば自転車のフレームに固定される適切な支持体を設けたりすることにより、チェーンの前記閉ループ経路（一般的には、チェーンまたは他の可動部品の所期の（設計上の）経路）の適切な経路長の箇所に取り付けることができる。このような支持体は例えば小型のフォークとして形成できる。その際、前記磁石と前記センサは、その小型のフォークの２つの肢部に固定され、それらの間に、該設計上、且つ実際に可動部品がたどる経路が延在する。
【００７４】
好適なことに、前述の検出器は、前記自転車の伝動システムのディレイラに取り付けることができる。
【００７５】
他の態様において、本発明は、自転車装備品であって、
非反磁性の構成部品と、
前記構成部品の存在／運動を検出する検出器と、を備え、
前記検出器は、生成磁場を生成する磁石および磁場センサを含み、前記磁石と前記センサ相互の位置は固定されて、前記センサが前記生成磁場内に配置されており、
前記構成部品が、前記生成磁場内を運動し得るよう設計されている、自転車装備品に関する。
【００７６】
前記構成部品は、前記磁石とセンサとの間の空間を通過する経路に沿って運動し得るよう設計されていることが好ましい。
【００７７】
一部の実施形態において、前記自転車装備品はディレイラであり、前記非反磁性の構成部品は伝動チェーンである。
【００７８】
他の実施形態において、前記自転車装備品は制動システムであり、前記非反磁性の構成部品はブレーキケーブル又はブレーキキャリパーである。
【００７９】
さらなる他の態様において、本発明は、自転車のディレイラであって、
自転車の同軸歯車のアセンブリの箇所で、該自転車のフレームに取り付けられるように構成された支持体と、
チェーンガイドを含む可動体と、
前記可動体を前記支持体に対して動かすように構成された作動手段と、
を備える、自転車のディレイラにおいて、さらに、
前述の検出器を備え、前記磁石および前記センサが、前記チェーンガイドに固定されていることを特徴とする、自転車のディレイラに関する。
【００８０】
電子的にサーボ支援されるギアシフト装置の場合、前記作動手段は、電気機械式アアクチュエータを含む。
【００８１】
機械式のギアシフト装置の場合、前記作動手段は、通常、レバーにより引張状態とされた、シース付き非伸長性ケーブル（すなわち、ボーデンケーブル）により作動されるリンク機構を含む。
【００８２】
好ましくは、前記磁石および前記センサは、前記チェーンガイドの両側のプレートにおいて対応する位置に固定されている。
【００８３】
好ましくは、前記磁石および前記センサは、前記チェーンガイドの前記プレートにおいてそれぞれ凹状座部又は切欠部又は開口部に固定されている。
【００８４】
一部の実施形態において、前記ディレイラは、フロントディレイラである。
【００８５】
前記ディレイラがフロントディレイラである場合、前記検出器は、ギアシフト装置の各チェーンリングごとに、前述の磁石／センサの組合せの一つを含むことが好ましい。
【００８６】
これらの場合、チェーンが係合している又は係合していると思われるチェーンリングごとに、チェーンが形成するよう設計された特定の閉ループ経路の、所定の経路長を監視することが可能となる。実際、そのような経路は、係合するチェーンリングが変わると極めて顕著に変化する。係合しているチェーンリングは同じとしたままで、チェーンの閉ループ経路は、係合するスプロケットしだいでも変化するが、それによるフロントディレイラでの前記経路長の変化は無視可能な程度に過ぎない。
【００８７】
一部の実施形態において、前記ディレイラはリアディレイラであり、前記チェーンガイドは２つのプーリ担持プレートを有している。
【００８８】
この場合、前記磁石およびセンサは、前記プーリ担持プレートにおいて対応する位置に固定されていることが好ましい。
【００８９】
前記磁石およびセンサは、前記プーリ担持プレートにおいてプーリの、より好ましくは前記チェーンテンショナーの前記上側プーリの歯部の箇所で固定されていることが好ましい。
【００９０】
さらなる他の態様において、本発明は、自転車の伝動チェーン又はブレーキケーブル又はブレーキキャリパー又は該ブレーキキャリパーのジョーの存在／運動の検出器における、磁場センサの使用に関する。
【００９１】
本発明のさらなる特徴および利点は、添付の図面を参照しながら行う、本発明の幾つかの好適な実施形態についての以下の詳細な説明から明らかになる。別々の形態について図示・説明した構成同士を、適宜互いに組み合わせることも可能である。以下の説明では、同一の機能又は同様の機能を有する構造的な又は機能的な構成部品に対して、図面の同一又は同様の符号が付されている。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】従来技術のギアシフト装置が設けられている自転車を示す側面図であって、既に詳述した図である。
【図２】本発明にかかる検出器と、自転車の伝動チェーンに対する検出器の幾何学的関係とを示す概略図である。
【図３】検出器とチェーン部位とを示す斜視図である。
【図４】図３の検出器およびチェーン部位を示す部分断面図である。
【図５】図３のチェーンが異なる配置状態で示されている、図３と同様の斜視図である。
【図６】図５の検出器およびチェーン部位を示す、図４と同様の部分断面図である。
【図７】図３のチェーンがさらに異なる配置状態で示されている、図３と同様の斜視図である。
【図８】図７の検出器およびチェーン部位を示す、図４と同様の部分断面図である。
【図９】本発明にかかる検出器を保持するフロントディレイラを示す斜視図である。
【図１０】本発明にかかる検出器を保持するリアディレイラを示す斜視図である。
【図１１】本発明にかかる検出器を保持するリアディレイラを示す他の斜視図である。
【図１２】図１０及び図１１のディレイラの、チェーンが一つの配置状態にあるときの部分断面図である。
【図１３】図１０及び図１１のディレイラの、チェーン図１２とは異なる配置状態にあるときの部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００９３】
図２に、本発明にかかる非反磁性の（好ましくは、不均一な磁気パーミアンスを有する）可動部品の存在／運動を検出する検出器１０をごく概略的に示す。
【００９４】
具体的には、前記可動部品は伝動チェーン１００であってもよく、以降の詳細な説明では簡略化のために、このような例についてのみ言及する。
【００９５】
なお、変形例として、不均一な磁気パーミアンスを有する前記可動部品は、所定の磁気パーミアンスが付与されているか又は前述の方法の一つにより磁気パーミアンスを局所的に変化させたブレーキケーブル１０３８であってもよい。すなわち、例えば強磁性もしくは常磁性材料で被覆された部分、又は強磁性もしくは常磁性材料がクラッドされた部分を設けたり、例えばブレーキケーブルに沿って強磁性材料又は常磁性材料の小さなリングを少なくとも１つ固定したり、強磁性材料又は常磁性材料と反磁性材料とを交互に用いて構築したり、強磁性材料又は常磁性材料の密度を局所的に変化させたりすればよい。
【００９６】
また、前記可動部品はブレーキキャリパー又はブレーキキャリパーのジョーであってもよく、かつ上記のような変更が施されていてもよい。
【００９７】
他の変形例として、前記非反磁性の（特には、不均一な磁気パーミアンスを有する）可動部品は、サスペンションの部品または任意の他の可動部品（特には、細長い形状か又はワイヤ状の可動部品）であってもよい。
【００９８】
検出器１０は、磁石１２および磁場センサ１４を備える。磁石１２は、磁場（本明細書では、生成磁場と称する）を生成する。磁石１２は、永久磁石であってもよく、電磁石であってもよい。
【００９９】
磁石１２とセンサ１４とは、固定された相対位置に配置されている。センサ１４は、磁石１２により生成された前記磁場内に配置される。
【０１００】
磁石１２およびセンサ１４は、所定のチェーンリング１００２とスプロケット１００４とに係合したチェーン１００が通過すべき位置に対して十分近傍に配置されている。
【０１０１】
具体的には、本明細書の冒頭部分で既に詳述した図１から見て取れるように、自転車１０００の伝動チェーン１００は、所定のギア比で閉ループ状に巻かれている。図２に、設計上チェーン１００がたどる経路が概略的に示されており、同図では符号１３０が付されている。
【０１０２】
少なくとも所定のギア比において、所期のチェーン１００の閉ループ経路、又は実際にチェーン１００がたどる閉ループ経路の、所定の経路長１４０が、磁石１２により生成される磁場内に配置される。
【０１０３】
チェーン１００が存在しない場合、前記経路長１４０内にはいかなるチェーン部位も存在しないため、センサ１４は、磁石１２により生成される乱れのない磁場を検出することになる。したがって、センサ１４の出力は第１の定数値を有することになる。
【０１０４】
逆にチェーンが所定のチェーンリング１００２とスプロケット１００４との間に延在している場合には、前記経路長１４０内に図３〜図８でそれぞれ１５０，１５２，１５４が付されているチェーン部位が実際に存在することになる。なお、図３〜図８の各図には、それぞれ異なる位置における、チェーン１００の一部の（ただし、チェーン部位１５０，１５２，１５４自体よりは長い）部位１１０のみが描かれている。
【０１０５】
通常チェーン１００は常磁性材料（通常は、鋼）で構成されており、あるいは頻度は落ちるが強磁性材料で構成されていることから、経路長１４０内に実際に配置されたチェーン部位１５０，１５２，１５４は、磁石１２により生成される磁場を乱し、その磁力線を変化させる。
【０１０６】
そのため、センサ１４は、チェーン部位１５０，１５２，１５４により乱され、乱されていない生成磁場の平均強度とは異なる平均強度を有する磁場を検出する。したがって、センサ１４の出力は、前記第１の定数値と異なる数値を有する。
【０１０７】
このようにして、好適なことに、チェーンの存在を検出する検出器１０がまず実現される。検出器１０の一部であるか又は検出器１０に接続されている電子機器は、センサ１４の出力信号が前記第１の定数値を有するときにはチェーン１００が経路長１４０内に存在しないと判定し、センサ１４の出力信号が第１の定数値と異なる数値を有するときにはチェーン１００が経路長１４０内に存在していると判定する。
【０１０８】
前記チェーンの破損又は脱落が検出されると、運転者に適切な信号を発信し、かつ／または、何らかの予防措置をとることが可能であり、例えば伝動システムをそれ以上損傷させないようにディレイラの作動を止めることができる。
【０１０９】
前記磁場の乱れの量は、所定の時点で、チェーンのどの部位が経路長１４０内に実際に存在しているのかに依存し、具体的には該チェーン部位の磁気パーミアンスに依存する。構造上、チェーン１００に沿った質量分布（したがって、磁気パーミアンス）は一様でない。本明細書および添付の特許請求の範囲において「質量分布」とは、前記チェーン部位を形成する材料がどのように変化するのか、かつ／あるいは、該材料が空間内にどのように配置されているのかを指すものとする。
【０１１０】
具体的には、磁石１２により生成される前記磁場の磁力線は、高い磁気パーミアンスを有する常磁性又は強磁性の材料中に好適な経路を見つけ出すことから、磁力線の分布は、センサ１４の検出対象となる空間内での常磁性材料又は強磁性材料の質量分布に依存する。しかし平均すれば、センサ１４は、どれほどの質量の常磁性又は強磁性材料が存在しているのかを検出する。
【０１１１】
一例として、図３〜図８に示すチェーン１００の各リンク１６０（ここでリンクとは、チェーン１００で繰り返される最小長構造であると解する）は：
平行で、第１の距離だけ離間する一対の金属製外側小型プレート（アウタリンク）１６２，１６４と、
平行で、前記第１の距離より短い第２の距離だけ離間する一対の金属製内側小型プレート（インナリンク）１６６，１６８と、
小型外側プレート１６２，１６４の第１の端部と小型内側プレート１６６，１６８の第１の端部とを連結するリンク内継手部材１７０と、
小型外側プレート１６２，１６４の第２の端部と、隣接するリンクにおける小型内側プレート１６６’，１６８’の第２の端部とを連結するか、あるいは、小型内側プレート１６６，１６８の第２の端部と隣接するリンクにおける小型外側プレート１６２’，１６４’の第２の端部とを連結するリンク外継手部材１７２と、
を有する。
【０１１２】
通常、継手部材１７０と継手部材１７２とは互いに同一である。そのため別の語法では、一対の小型外側プレート１６２，１６４と、一対の小型内側プレート１６６，１６８とを、それぞれチェーンリンクと称する場合がある。
【０１１３】
各継手部材は、例えば、２つの小型内側プレート１６６，１６８における孔１７８，１８０の周りにおいて互いに向かって延びる２つのカラー１７４，１７６により形成されたブッシュ、該ブッシュ内に延在し、加締められた端部を有するリベット１８２を有するものであってもよく、かつ任意で、前記カラー１７４，１７６により形成されたブッシュの外側に延在し、伝動システムでチェーン１００が係合する歯付き部材１００２，１００４の歯（一対の小型内側プレート１６６，１６８間の空間と、一対の小型外側プレート１６２，１６４間の空間に、相次いで挿入される歯）との摩擦を低減する機能を有する回転自在ローラ１８４を有するものであってもよい。
【０１１４】
前記リベット１８２は、小型外側プレート１６２，１６４の一方との一体品であって且つ加締められた端部を一つのみ有するピンに置き換えてもよく、かつ／あるいは、他の構成のチェーン１００が設けられていてもよい。
【０１１５】
既述したように、磁場センサ１４によって検出される乱された磁場の強度は、所定の時点で経路長１４０内に実際に存在するチェーン部位１００の質量分布及び磁気パーミアンスに依存する。具体的には、前述のチェーン１００の場合：
経路長１４０内に実際に存在するチェーン部位１５０が図３及び図４に示すように継手部材１７０，１７２の箇所であるとき、センサ１４によって検出される乱された前記磁場の強度は最大値となり、該センサ１４の出力信号は極大値（あるいは、極小値）を有する；
経路長１４０内に実際に存在するチェーン部位１５２が図５及び図６に示すように一対の金属製小型内側プレート１６６，１６８の中央領域の箇所であるとき、センサ１４によって検出される乱された前記磁場の強度は最小値となり、該センサ１４の出力信号は極小値（あるいは、極大値）を有する；
−経路長１４０内に実際に存在するチェーン部位１５４が図７及び図８に示すように一対の金属製小型外側プレート１６２，１６４の中央領域の箇所であるとき、センサ１４によって検出される乱された前記磁場の強度は前記最小値と同程度の（ただし、前記最小値よりは若干大きい）数値となり、センサ１４の出力信号は再び極小値（あるいは、極大値）を有する。
【０１１６】
運転者がペダルを漕ぐと、チェーン１００は、前記意図されている閉ループ経路１３０に沿って動く。経路長１４０の箇所には、（質量分布及び磁気パーミアンスに関するかぎり）前記部位１５０、１５２，１５０，１５４に対応する、相異なるチェーン部位が、順繰りに存在することとなり、（標準的なリンクとやや異なる、チェーンを閉じるための「疑似リンク」については無視するとして）前記のシーケンスが延々と繰り返される。
【０１１７】
したがって、センサ１４によって検出される乱された磁場は、経時的に変化する。具体的には、センサ１４によって検出される乱された磁場は、実質上周期的であり、大体において、継手部材１７０，１７２の箇所における前述の最大値と、一対の小型プレート１６６，１６８又は一対の小型プレート１６２，１６４（それらの質量分布及び磁気パーミアンスの違いについては無視する）の中央領域の箇所における前述の最小値との間で振動するパターンを有することになる。
【０１１８】
他方で、チェーン１００が静止していると、センサ１４によって検出される磁場は一定となる。
【０１１９】
こうして、検出器１０は、好適なことに、チェーン１００の運動の検出器として使用できる。このような運動検出器１０では、係合する歯付き部材の運動から伝動チェーン１００の運動を推測するのではなく、伝動チェーン１００の運動の確認を直接行うので、極めて高精度となる。
【０１２０】
前述の電子部品は、センサ１４の前記出力信号が経時的に変化するときにはチェーン１００が動いていると判定し、センサ１４の前記出力信号が、チェーンの不在を示す第１の定数値とは異なる第２の定数値を有するときにはチェーン１００が静止していると判定するように構成されている。
【０１２１】
なお、上記の説明では、経路長１４０が一つのチェーンリンク１６０の長さよりもかなり短い長さである、すなわち、経路長１４０又はセンサ１４が一つのチェーンリンク１６０内での質量分及び磁気パーミアンスの分布に基づいて適宜寸法決めされているものと仮定した。
【０１２２】
ただし、これは必ずしも必須ではない。仮に経路長１４０内に、前述のチェーン部位よりも長い（ただし、一つのチェーンリンク１６０よりは短い）チェーン部位、あるいは、少なくとも１つのリンクに一つのリンクの一部分を付け足した長さを持つチェーン部位が常に存在している場合にも、経路長１４０内における質量分布及び磁気パーミアンスはチェーン１００が動く際には、（識別はしにくくなるものの）経時的に変化する。
【０１２３】
仮に経路長１４０が一つのチェーンリンク１６０の長さ又はその倍数と同じであったとすると、該経路長１４０内における質量分布及び磁気パーミアンスはチェーン１００の動きにともなって変位はしてはいくものの、各時点で常に同じ量であり、センサ１４によって検出される磁場はほぼ一定となるので、チェーン１００の運動（動き）を検出することがより困難となる。とはいえ、この場合でも検出器１０は、チェーン１０の存在の検出器としては使用することができる。
【０１２４】
本明細書の冒頭部分でも述べたように、検出器１０により提供される、チェーン１００の実際の運動についての指標は、好適なことに、ウェーク信号を提供するように利用できる。
【０１２５】
検出器１０により供給される、チェーン１００の実際の運動についての指標は、好適なことに、さらに、検出器１０がチェーン１００の不在または静止を検出した場合に、伝動システムの保護または他の目的で、ギア比を変更する動きを防止するために使用することができる。
【０１２６】
また、これまでに説明した内容から、センサ１４によって検出される乱された磁場の変化を、観測時間窓のあいだのセンサ１４の出力信号の繰返し周期からチェーン１００の運動速度又はその近似値を推定するために利用し得ることも容易に理解できる。実際、チェーン１００の運動速度が速いほど、前述の継手部材１７０，１７２の箇所における最大値および前述の小型プレート１６２〜１６８の箇所における最小値又は略最小の値の出現頻度も多くなる。
【０１２７】
従って、前述の電子部品を、チェーン１００の運動速度を算出又は推定するように構成することができる。運動検出器１０は、（リアディレイラ１０１６のプーリなど）チェーン１００が係合する歯付き部材回転速度からの推定によることなく、直接チェーン１００に基づいて作動するので、好適なことに、極めて高精度であることが立証されている。
【０１２８】
具体的な一実施形態において、磁場センサ１４は、例えば、ホール効果センサ又はリードリレーを含むものであってもよい。この種の磁場センサはよく知られたものである。
【０１２９】
センサ１４の出力は、センサ１４が配置されている磁場が所定の閾値よりも上か下かに応じた二段階（二値的）出力であってもよいし、あるいは、センサの出力は、アナログ信号であってもよい。検出器１０は、さらに任意で、センサ１４の出力信号を、例えば、増幅、フィルタリングおよび／または近似化、量子化、二値化、デジタル化、反転用等前処理する電子部品、例えば増幅、フィルタリングおよび／または近似化、量子化、二値化、デジタル化、反転、その他の処理により、前処理する電子部品を備えるものであってもよい。
【０１３０】
前記電子部品はまた、センサ１４の出力信号の極大値や極小値などの特徴的構造（例えば、チェーン部位１５０の通過を表す極大値等）を観測することにより、チェーンのストロークを推定するものであってもよい。実際、ストロークは、センサ１４の出力信号の所定長さ内における、上記の特徴的構造の位置の関数であり、かつ／または、センサ１４の出力信号の観測時間窓内での前記特徴的構造の変位の関数である。
【０１３１】
再び図２にもどると、好適なことに、経路長１４０は、磁石１２とセンサ１４との間を通るよう配置されて、図示のように該磁石１２とセンサ１４の間の空間を通過している。このような構成は、その空間内に実際に存在するチェーン部位１５０，１５２，１５４による生成磁場の乱れを最大化する。
【０１３２】
磁石１２およびセンサ１４は、経路長１４０の接線ｔと直交する方向に沿って配列されることが好ましい。この構成によれば、各時点で検出されるチェーンリンク１６０及びその部分又は部位１５０，１５２，１５４が該接線ｔに沿って、次々に進んでくので、検出能力が最適化される。
【０１３３】
磁石１２およびセンサ１４は、チェーン１００が係合する歯付き部材（例えば、チェーンリング１００２、スプロケット１００４、リアディレイラ１０１６のロッカーアーム１０２０のプーリ等）の回転軸と平行な方向ｎに沿って配列されることがより好ましい。この場合、チェーン１００は、自由に振動することができ、かつ／または、閉ループ経路１３０の形状を自由に切り替えることができる。
【０１３４】
ギア比（すなわち、チェーンリング１００２−スプロケット１００４のペア）が変わると、チェーン１００が異なる閉ループ構成を取り、結果として所期の経路も異なったものとなるので、第２の所定ギア比でチェーン１００がたどる第２の閉ループ経路１３０Ａにおける、少なくとも１つの第２の経路長１４０Ａも、磁石１２により生成される磁場内に配置されるように、磁石１２およびセンサ１４を寸法決めしてもよい。これによって、異なるギア比でも、同じ磁石／センサのペアが、チェーン１００の存在および／または運動を検出することが可能となる。
【０１３５】
あるいは、各種のギア比に対し、異なる磁石／センサの組合せを設けてもよい。
【０１３６】
つまり、任意で、検出器１０は、さらに、図示のように第２の生成磁場を生成する第２の磁石１２Ａおよび第２の磁場センサ１４Ａを備えていてもよい。ここで第２の磁石１２Ａと第２のセンサ１４Ａとの相互位置は固定されており、第２のセンサ１４Ａは前記第２の生成磁場内に配置されている。第２の所定のギア比でチェーン１００がたどる第２の閉ループ経路１３０Ａの第２の経路長１４０Ａは、前記第２の生成磁場内に配置されており、前記第２の経路長１４０Ａ内に第２のチェーン部位が実在する場合、第２のセンサ１４Ａが該第２のチェーン部位によって乱された前記第２の磁場を検出する。
【０１３７】
これによれば、検出器１０は、好適なことに、チェーン１００が破損もしくは脱落しているか否かおよび／またはチェーン１００が動いているか否かだけでなく、実際のギア比が何か、又、それぞれのうち、どの歯車１００２，１００４が、現在チェーン１００に係合しているのかを確認するために用いることができる。実際、チェーン１００は、実際のギア比に応じて閉ループ経路１３０及び第２の閉ループ経路１３０Ａの一つに沿って延在せしめられるので、２つのセンサ１４，１４Ａの一つによって検出される。
【０１３８】
上記の構成に代えて又は加え、同様の目的で、検出器１０は任意で、前記第２の生成磁場を生成するが、磁石１２と同じセンサ１４に対応付けられている第２の磁石１２Ａを備えていてもよい。すなわち、ここでは第２の磁石１２Ａとセンサ１４との相互位置が固定され、該センサ１４は前記第２の生成磁場内にも配置されている。この場合においても、第２の所定のギア比で、チェーン１００がたどる第２の閉ループ経路１３０Ａの第２の経路長１４０Ａが、前記第２の生成磁場内に配置されており、センサ１４は、前記第２の経路長１４０Ａ内にチェーン部位１００が実在しているときに、チェーン部位１００によって乱された第２の磁場も検出する。
【０１３９】
上記の構成に代えて又は加えて、検出器１０は、任意で、前記生成磁場を生成する磁石１２と、センサ１４および第２の磁場センサ１４Ａとを備えていてもよい。ここで、磁石１２とセンサ１４との相互位置が固定され、磁石１２と第２のセンサ１４Ａとの相互位置も固定されており、センサ１４は生成磁場内に配置され、第２のセンサ１４Ａも前記生成磁場内に配置されている。第２の所定ギア比で、チェーン１００がたどる第２の閉ループ経路１３０Ａの第２の経路長１４０Ａが、前記生成磁場内に配置されて、第２の経路長１４０Ａ内に第２のチェーン部位が実際に存在すると、第２のセンサ１４Ａが該第２のチェーン部位によって乱された第２の磁場を検出する。
【０１４０】
これらの構成の任意の組合せを、全てのギア比に対して適用することが可能である。以下では、簡略化のため、基本的構成において磁石１２及びセンサ１４を備える検出器１０を参照して説明する。
【０１４１】
検出器１０は、例えば自転車１０００のフレームに固定される適切な支持体を設たりすることによって、チェーン１００の閉ループ経路１３０，１３０Ａの適切な経路長の箇所に取り付けることができる。
【０１４２】
図３〜図８では、磁石１２およびセンサ１４が２つのキャリア１６，１８にそれぞれ取り付けられている様子が概略的に描かれている。
【０１４３】
前記キャリア１６，１８は、互いに平行で、適切に離間した２つの平坦な壁の形をとり、方向ｎに沿って配列した磁石１２とセンサ１４との間を、前述の好適な幾何学的関係にあるチェーン１００が通過し得るようにしている。
【０１４４】
磁石１２は、キャリア１６により支持されている。具体的には、図示の場合の磁石１２は、図４、図６及び図８からよく見て取れるように、キャリア１８に形成された貫通孔２０内に接着されている。孔２０は、凹状座部又は有底孔に置き換えてもよい。
【０１４５】
接着の代わりに磁石１２は、単に孔２０内に圧入されるだけでもよいし、あるいは、例えば溶着、同時成形、その他別の方法で、キャリア１６に固定されてもよい。
【０１４６】
図示の場合のセンサ１４は、キャリア１８に固定されるように構成され、収容座部２４が形成されているケーシング２２を介して、キャリア１８に取り付けられている。なお、ケーシング２２は、磁石１２によって生成され、場合によっては、チェーン部位１５０，１５２，１５４によって乱される磁場の、センサ１４による検出を妨げないように適切な材料で構成されている。
【０１４７】
具体的には、磁場センサ１４は、前述の電子部品を保持し得る、プリント回路基板（ＰＣＢ）２６上に実装されている。
【０１４８】
ケーシング２２に適切な通過孔が設けられ、信号および／または電力を、前記センサに／から運ぶケーブル（後述の図９〜図１３についての説明を参照のこと）が基板２６から延び出している。変形例として、センサ１４にセンサ１４自体のバッテリ電源ユニットとワイヤレス（無線）通信回路を設けることにより、ケーブルが省かれていてもよい。
【０１４９】
具体的には、ケーシング２２はＴ字状の断面を有し、前記座部２４がケーシング２２のＴ字の肢部に相当する部位２８に形成されている。ケーシング２２の前記収容座部２４を含む部位２８は、キャリア１８の上部に形成された対応する形状の切欠部３０に挿入される。具体的には、キャリア１８の壁とケーシング２２の部位２８とは同じ厚みを有し、ケーシング２２がキャリア１８の磁石１２に面する表面と面一となる。これによってセンサ１４は磁石１２に対して近接し、磁石１２とセンサ１４との間に延在する経路長１４０に沿ってチェーン部位１５０，１５２，１５４が存在しているときには、そのチェーン部位１５０，１５２，１５４に対してセンサ１４が近接する。しかし、切欠部３０は、前記キャリアの反対側の表面における凹状座部、すなわち、溝に置き換えられてもよい。
【０１５０】
センサ１４のケーシング２２は、キャリア１８に適切な様式で固定されている。図示の実施形態では、この固定が、ケーシング２２の前記Ｔ字の頭部に相当する部位３４を貫通して延びる適切なねじ３２によって行われる。変形例として、ケーシング２２は、キャリア１８に別の方法、例えば接着、リベット留め、溶着等によって固定されてもよい。
【０１５１】
キャリア１６，１８は、例えば、チェーン１００がたどる閉ループ経路１３０に対して適切な位置に懸架された小型のフォークの２つの肢部を含み得る。
【０１５２】
好適には、検出器１０は、自転車１０００の伝動システムのディレイラ１０１４，１０１６に取り付けられる。
【０１５３】
図９に、一例として、検出器１０が取り付けられたフロントディレイラを、符号３００を付して示す。
【０１５４】
フロントディレイラ３００は、自転車のフレームにチェーンリング１００２のアセンブリの箇所で取り付けられるように構成された支持体３０２と、チェーンガイド３０６を含む可動体３０４（図示の場合では、可動体とチェーンガイドとが同一である）と、可動体３０４を支持体３０２に対して動かすように構成された作動手段３０８と、を備える。
【０１５５】
図示の場合のフロントディレイラ３００は電子式であり、作動手段３０８がギヤードモータ３１０および関節接続型の平行四辺形リンク機構３１２を含む。しかしながら、該フロントディレイラは、周知の別の構成であってもよい。
【０１５６】
検出器１０の磁石１２及びセンサ１４は、チェーンガイド３０６に固定されている。
【０１５７】
具体的には、磁石１２およびセンサ１４は、チェーンガイド３０６の両側のプレート３１４，３１６において対応する位置に固定されており、チェーン１００がたどる閉ループ経路１３０が磁石１２とセンサ１４との間を通るように構成されている。図示のように対応する位置にあるものとすることにより、磁石１２およびセンサ１４は、チェーン１００がチェーンガイド３１４のプレート間においてたどる前記経路長の接線と直交する方向に沿って並ぶことになる。
【０１５８】
具体的には、磁石１２はチェーンガイド３０６の外側プレート３１４に固定され、センサ１４はチェーンガイド３０６の内側プレート３１６において、内側プレート３１６から上方に突出する突部３１８で固定され、センサ１４が磁石１２と同じ高さとされている。磁石１２とセンサ１４とが同じ高さのとき、両者はチェーンリング１００２の回転軸と平行な方向に沿って配列する。
【０１５９】
本明細書および添付の特許請求の範囲において、「内側」とはディレイラの装着状態において自転車のフレームに最も近い側のことを指し、「外側」とはディレイラの装着状態において自転車のフレームから最も遠い側のことを指す。
【０１６０】
図示の取付位置での磁石１２およびセンサ１４は、検出器１０の前述の動作にとって最適な相互位置かつ最適な離間距離となることが判明している。
【０１６１】
同図には、さらに、センサ１４を含むケーシング２２を支持体３０２に接続するケーブル３２０が示されている。図示の実施形態での支持体３０２には、ディレイラ３００の電子部品および場合によってはバッテリ電源ユニットが収容されている。好適には、ケーブル３２０に、適合する支持体３０２側のコネクタ（図示せず）と接続・脱着し得るように構成された着脱自在コネクタ３２２が設けられており、必要に応じ、センサ１４を容易に交換し得るようになっている。
【０１６２】
図示の実施形態では、検出器１０は、さらに、一組となった第２の磁石１２Ａ及び第２のセンサ１４Ａを有し、二つのチェーンリングを有するフロントギアシフト装置の場合であれば、チェーン１００が、係合するチェーンリング１００２に応じて２つの閉ループ経路のいずれかをたどる際に、チェーンの存否／運動を検出する。センサ１４と同じく、図示される第２のセンサ１４Ａは第２のケーシング２２Ａに収容されており、ここからコネクタ３２２Ａが設けられたケーブル３２０Ａが延出している。但し、２つのセンサを収容する単一のケーシングを設けてもよい。
【０１６３】
また、上記のようなケーブルを用いた接続は別の様式を取るものであってもよく、例えば、第２のセンサ１４Ａが第１のセンサ１４に接続され、第１のセンサ１４のみが支持体３０２に接続されていてもよい。
【０１６４】
３つ以上のチェーンリングを有するフロントギアシフト装置の場合には、第３の磁石および第３のセンサ、あるいは、それ以上のさらなる磁石及びさらなるセンサが設けられる。
【０１６５】
前述のその他のあらゆる磁石／センサの組合せも可能である。
【０１６６】
図１０〜図１３に、一例として、検出器１０が取り付けられたリアディレイラを、符号４００を付して示す。
【０１６７】
リアディレイラ４００は、自転車のフレームにスプロケット１００４のアセンブリの箇所で取り付けられるように構成された支持体４０２と、チェーンガイド４０６を含む可動体４０４と、可動体４０４を支持体４０２に対して動かすように構成された作動手段４０８と、を備える。
【０１６８】
図示の場合のリアディレイラ４００は電子式であり、作動手段４０８がギヤードモータ４１０および関節接続型の平行四辺形リンク機構４１２を含み、ギヤードモータ４１０が関節接続型の平行四辺形機構４１２の対角線に沿って配置されている。しかしながら、該リアディレイラは、周知の別の構成で実現されてもよい。
【０１６９】
検出器１０の磁石１２及びセンサ１４は、チェーンガイド４０６に固定されている。
【０１７０】
具体的には、磁石１２およびセンサ１４は、チェーン１００がたどる閉ループ経路１３０が磁石１２とセンサ１４との間を通るように、チェーンガイド４０６の両側のプレート４１４，４１６の対応する位置に固定されている。磁石１２およびセンサ１４を対応する位置に設置すると、これらは、チェーン１００がチェーンガイド４０６の前記プレート間でたどる前記経路長の接線と直交する方向に沿って配列される。
【０１７１】
具体的には、センサ１４はロッカーアーム（すなわち、チェーンテンショナー又はチェーンガイド４０６）の外側プレート４１４（すなわち、外側のプーリ担持プレート）に固定され、磁石１２は該ロッカーアーム３０６の内側プレート４１６（すなわち、内側のプーリ担持プレート）に固定されている。
【０１７２】
より具体的には、磁石１２およびセンサ１４は、前記プーリ担持プレート４１４，４１６においてプーリ４２８の、より好ましくは前記チェーンテンショナー４０６の上側プーリ４２８の歯部４２６の箇所で固定されている。
【０１７３】
本明細書および添付の特許請求の範囲において「上側」及び「下側」という用語は、自転車の通常の使用状態を基準として用いられる。
【０１７４】
上記の構成により、磁石１２およびセンサ１４は、プーリ４２８，４３０の回転軸と平行な方向に沿って配列される。
【０１７５】
チェーン１００が係合するスプロケット１００４にかかわらず該チェーン１００は、プーリ４２８，４３０に巻き付く閉ループ経路の常に同じ経路長をたどることから、磁石１２とセンサ１４とで形成されるペアは一つで十分であることが判明している。
【０１７６】
図１２及び図１３は、検出器１０の箇所でのチェーンガイド４０６の断面図である。図１２では、磁石１２により生成される磁場内に配置された前記経路長内に、チェーン１００の継手部材１７０，１７２に相当するチェーン部位が存在している。図１３では、磁石１２により生成される前記磁場内に配置された前記経路長内に、一対の小型プレート１６２〜１６８（図示の場合では、外側プレート１６２，１６４）に相当するチェーン部位が存在している。
【０１７７】
図１３の状態では、磁石１２とセンサ１４との間に、プーリ４２８の歯部４２６の歯４３２が部分的に配置されている様子も見て取れるが、通常プーリ４２８，４３０はプラスチック系材料で構成されていることから、該歯は前記磁場を乱さない。とはいえ、磁場の乱れへの歯の寄与を適宜考慮に入れてもよい。
【０１７８】
この場合においても、同図には、さらに、センサ１４を含むケーシング２２をリンク機構４１２の外側コネクティングロッド４１３に接続するケーブル４２０が示されている。図示の実施形態での外側コネクティングロッド４１３内部には、ディレイラ４００の電子部品が収容されている。好ましくは、ケーブル４２０に、外側コネクティングロッド４１３における適合するコネクタ（図示せず）と接続・脱着し得るように構成された着脱可能なタイプのコネクタ４２２が設けられており、これによって必要に応じ、センサ１４の交換が容易になっている。
【０１７９】
なお、変形例として、フロントディレイラ３００および／またはリアディレイラ４００が機械式のものであってもよい。
【符号の説明】
【０１８０】
１０   検出器
１２、１２Ａ  磁石
１４、１４Ａ  磁場センサ
１００ 伝動チェーン（可動部品）
１０３８      ブレーキケーブル（可動部品）
１４０、１４０Ａ     経路長（長さ範囲）
１５０、１５２、１５４      実体的部位
１６０        最小長構造
１０００      自転車
１０４０      制動システム（自転車装備品）
３００、４００       フロントディレイラ（自転車装備品）
１０１４、１０１６   リアディレイラ（自転車装備品）
３０２        支持体
４０４        可動体
３０４、４０６       チェーンガイド
４１４，４１６       プーリ担持プレート
４２６        歯部
４２８，４３０       プーリ
【図１】
2018127205.tif 000003
【図２】
2018127205.tif 000004
【図３】
2018127205.tif 000005
【図４】
2018127205.tif 000006
【図５】
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【図６】
2018127205.tif 000008
【図７】
2018127205.tif 000009
【図８】
2018127205.tif 000010
【図９】
2018127205.tif 000011
【図１０】
2018127205.tif 000012
【図１１】
2018127205.tif 000013
【図１２】
2018127205.tif 000014
【図１３】
2018127205.tif 000015
【外国語明細書】
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2018127205000002.pdf
2018127205000003.pdf
2018127205000004.pdf