(57)【要約】【課題】装置構成が簡単で安価になり、自転車の修理の面倒でない自転車ペダル踏力検出装置を提供する。【解決手段】自転車のクランクギヤ７の後部に近接して、チェーン９に上方から噛み合うスプロケット１１を設ける。このスプロケット１１が設けられるブラケット１５は下方へ延設され、歪ゲージが使用される荷重検出部２３を介して、自転車フレーム３に固定される。チェーン９を介して装置に伝わる自転車前後方向の力を小さくするために、ブラケット１５には、前後方向の動きを規制するためのガイド１７が設けられ、ブラケット１５に前記荷重検出部２３はピン結合２１され、前記固定は、弾性体ワッシャー３７が挟まれたボルトナット１９によりおこなわれる。また、ブラケット１５は、チェーン９を左右から挟み、チェーン９とスプロケット噛み合わせが外れにくくする。【選択図】図1
2005280488.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自転車のペダルを同軸に有するクランクギヤの後部に近接して該クランクギヤに巻き回されるチェーンに上方から噛み合うスプロケットと、このスプロケットの回転軸が設けられ前記チェーンの下方へ延設されるブラケットと、このブラケットに設けられ下方へ延設される荷重検出部と、この荷重検出部の下方を固定し前記クランクギヤが設けられる自転車フレームに連続する固定部と、を有することを特徴とする自転車ペダル踏力検出装置。
【請求項２】
前記ブラケットには、自転車前後方向の動きを規制するために、前記自転車フレームに固定されるガイドが、自転車前後方向の縁部に当接することを特徴とする請求項１に記載の自転車ペダル踏力検出装置。
【請求項３】
前記ブラケットに前記荷重検出部は、ピン結合されて設けられることを特徴とする請求項１、又は２に記載の自転車ペダル踏力検出装置。
【請求項４】
前記固定部の固定は、ボルトナットによりおこなわれ、このボルトナットには弾性体ワッシャーが挟まれていることを特徴とする請求項１、２、又は３に記載の自転車ペダル踏力検出装置。
【請求項５】
前記荷重検出部には歪ゲージが使用されていることを特徴とする請求項１、２、３、又は４に記載の自転車ペダル踏力検出装置。
【請求項６】
前記ブラケットは、前記チェーンの上方から左右に分岐して下方へ延設されることを特徴とする請求項１、２、３、４、又は５に記載の自転車ペダル踏力検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自転車のペダルを踏む力を検出する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の自転車のペダルを踏む力を検出する装置としては、例えば次の特許文献１、特許文献２に記載されるように、自転車の左右のペダルをつなぐ軸の一部に磁歪素子を使い、この磁歪素子の捩り荷重による磁束変化をコイルの電圧変化で検出する方法、すなわち非接触磁歪式トルクセンサーによる方法が一般に使われている。この方法だと、電圧変化を電圧信号で検出するまでの装置が複雑で高価となる。
【特許文献１】特願平11-151681
【特許文献２】特願平11-151682  また、ペダルを踏む力がチェーンを介して後輪に伝わり、よってこの後輪が自転車フレームに対して前方へ引っ張られるが、次の特許文献３に記載されるように、この後輪の車軸にゴムブッシュを設けることで、後輪が自転車フレームに対して前方へ微小量移動することが可能になり、この移動量を歪ゲージで検出する。
【特許文献３】特開2003-237673
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前者の従来の非接触磁歪式トルクセンサーによる方法だと、電圧変化を電圧信号で検出するまでの装置が複雑で高価となる。また、後者の後輪が自転車フレームに対して前方へ引っ張られ移動する量を検出する方法だと、後輪の車軸にゴムブッシュを設けなければならず、装置が高価になるばかりか、通常の自転車に比べ修理が面倒になる。
【０００４】
この発明は、以上の問題点を解決するためになされたもので、装置構成が簡単で安価になり、自転車の修理のあまり面倒でない自転車ペダル踏力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】
【０００５】
以上の課題を解決するために、第一発明は、自転車のペダルを同軸に有するクランクギヤの後部に近接して該クランクギヤに巻き回されるチェーンに上方から噛み合うスプロケットと、このスプロケットの回転軸が設けられ前記チェーンの下方へ延設されるブラケットと、このブラケットに設けられ下方へ延設される荷重検出部と、この荷重検出部の下方を固定し前記クランクギヤが設けられる自転車フレームに連続する固定部と、を有することを特徴とする自転車ペダル踏力検出装置である。
【０００６】
第二発明は、さらに、前記ブラケットには、自転車前後方向の動きを規制するために、前記自転車フレームに固定されるガイドが、自転車前後方向の縁部に当接することを特徴とする自転車ペダル踏力検出装置である。
第三発明は、さらに、前記ブラケットに前記荷重検出部は、ピン結合されて設けられることを特徴とする自転車ペダル踏力検出装置である。
第四発明は、さらに、前記固定部の固定は、ボルトナットによりおこなわれ、このボルトナットには弾性体ワッシャーが挟まれていることを特徴とする自転車ペダル踏力検出装置である。
第五発明は、さらに、前記荷重検出部には歪ゲージが使用されていることを特徴とする自転車ペダル踏力検出装置である。
第六発明は、さらに、前記ブラケットは、前記チェーンの上方から左右に分岐して下方へ延設されることを特徴とする自転車ペダル踏力検出装置である。
【発明の効果】
【０００７】
第一、第二、第三、第四、第五、又は第六発明によれば、ペダルを踏む力はチェーンに伝わった後に、スプロケットを上方へ引っ張り、この上方への力がブラケットを介して荷重検出部へ伝わり、ペダルを踏む力の大きさが検出される。よって、従来のペダルをつなぐ軸の捩り荷重を検出する非接触磁歪式トルクセンサーによる方法のように電圧変化を電圧信号で検出するまでの装置が複雑でなくて済み、車軸にゴムブッシュを設ける必要もない。単に、チェーンにスプロケットを噛み合わせ、このスプロケットが設けられ荷重検出部を設けたブラケットを自転車フレームに固定するだけでよく、従って、装置構成が簡単で安価になり、自転車の修理があまり面倒でない。  第二、第三、第四、第五、又は第六発明によれば、さらに、ブラケットの自転車前後方向の動きをガイドによって規制することで、ペダルを踏む力はチェーンに伝わった後に、チェーン前後方向の力はこのガイドに阻止され、上下方向の力のみが荷重検出部へ伝わる。よって、荷重検出部へ伝わる力の大きさを小さくでき、荷重検出部の耐久強度を相対的に向上できる。
【０００８】
第三、第四、第五、又は第六発明によれば、さらに、チェーン前後方向の力が仮にブラケットに伝わっても、ブラケットはピン結合により左右に首振り動作をするだけで、チェーン前後方向の力は荷重検出部には伝わりにくくでき、荷重検出部の耐久強度を相対的に向上できる。
【０００９】
第四、第五、又は第六発明によれば、さらに、弾性体ワッシャーの働きにより荷重検出部自体も微小な首振り動作をすることができ、チェーン前後方向の力は荷重検出部には伝わりにくくでき、荷重検出部の耐久強度を相対的に向上できる。
第五、又は第六発明によれば、さらに、荷重検出部自体を安価にできる。
第六発明によれば、さらに、ブラケットがチェーンを左右から挟み、チェーンとスプロケットの噛み合わせが外れにくくできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
この発明の実施形態を、図１〜図４に示す。
例えば図１において、自転車の両ペダルは、それぞれのクランク部分１を介して、自転車フレーム３に取付られる同じ軸５に、設けられる。この軸５に同軸にクランクギヤ７が設けられる。クランクギヤ７にはチェーン９が巻き回される。これにより、両ペダルを踏む力は、軸５、クランクギヤ７、及びチェーン９を介して、図示しない後輪に伝えられる。
【００１１】
この実施形態では、クランクギヤ７の後部に近接して、チェーン９に対し上方からスプロケット１１が噛み合う。このスプロケット１１の回転軸１３は、上下に長いブラケット１５の上端に設けられる。ブラケット１５は、チェーン９の上方から左右に分岐してチェーン９を迂回し、下方へ延設される。ブラケット１５の自転車前後方向の縁部には、自転車フレーム３に固定される２条のガイド１７が当接し、よって、ブラケット１５は自転車前後方向の動きを規制され、上下動のみが許される（図２参照）。
【００１２】
ブラケット１５の下端には、ボルトナット１９によるピン結合２１を介して、荷重検出部２３が設けられる。図３及び図４に示すように、荷重検出部２３は、ボルトナット１９に取り付けられるリング部分２５に対し下方へ接続して歪ゲージ貼り付け部分２７が形成され、さらに歪ゲージ貼り付け部分２７から下方へ台座２９を介して固定用ボルト３１が設けられて、構成される。歪ゲージ貼り付け部分２７からのケーブル３３は、台座及び固定用ボルト３１の内部を通り、下方へ連続し、図示しない制御器に接続される。
【００１３】
荷重検出部２３は固定部３５により自転車フレーム３に固定される。すなわち、前記固定用ボルト３１にはあらかじめ、台座２９の下に配置される樹脂製またはゴム製の弾性体ワッシャー３７、金属ワッシャー３９、固定用ナット４１が螺合する。
これに対し、自転車フレーム３に連続する固定部３５にはフランジ４３が突設され、このフランジ４３にボルト穴４５が形成されている。そして、このフランジ４３が弾性体ワッシャー３７と金属ワッシャー３９の間に挟まれた状態で、フランジ４３のボルト穴４５に固定用ボルト３１が通され、固定用ナット４１が締め付けられる。なお、このフランジ４３のボルト穴４５の縁部は、一部が切り欠かれ、ケーブル通し用の溝（図中の手前）になっている。
【００１４】
（ペダル踏力の装置への伝達）
ペダルを踏む力は、軸５、クランクギヤ７を通ってチェーン９に伝わり、このチェーン９からの力は、その力の縦成分がスプロケット１１を介してブラケット１５を上方へ引っ張る力として伝えられる。このときチェーン９はスプロケット１１に下方へ引っ張られて、略逆Ｌ字状に撓む。ブラケット１５を上方へ引っ張る力は、ピン結合２１を介して荷重検出部２３に伝達される。荷重検出部２３では、ピン結合２１によってリング部分２５を介して上方へ引っ張られれる歪ゲージ貼り付け部分２７が、引っ張り力の大きさに従って微小量伸縮する。この伸縮による歪を歪ゲージが電気抵抗の変化として検出し、よって引っ張り力の大きさを検出できる。チェーン９に伝わる力の大きさは、この引張り力に比例するので、ペダルを踏む力が間接的に検出できる。
【００１５】
「実施形態の効果」
以上説明したように、この実施形態によれば、従来のペダルをつなぐ軸５の捩り荷重を検出する非接触磁歪式トルクセンサーによる方法のように電圧変化を電圧信号で検出するまでの装置が複雑でなくて済み、従来のように車軸にゴムブッシュを設ける必要もない。単に、チェーン９にスプロケット１１を噛み合わせ、このスプロケット１１が設けられ荷重検出部２３を設けたブラケット１５を自転車フレーム３に固定するだけでよく、従って、装置構成が簡単で安価になり、自転車の修理があまり面倒でない。
【００１６】
さらに、ブラケット１５の自転車前後方向の動きをガイド１７によって規制することで、ペダルを踏む力はチェーン９に伝わった後に、チェーン前後方向の力成分はこのガイド１７に阻止されるので、上下方向の力成分のみが荷重検出部２３へ伝わる。よって、荷重検出部２３へ伝わる力の大きさを小さくでき、荷重検出部２３の耐久強度を相対的に向上できる。
【００１７】
さらに、チェーン前後方向の力が仮にブラケット１５に伝わっても、ブラケット１５はピン結合２１を中心にして左右に首振り動作をするだけで、チェーン前後方向の力は荷重検出部２３には伝わりにくくでき、荷重検出部２３の耐久強度を相対的に向上できる。
さらに、弾性体ワッシャー３７の働きにより、荷重検出部２３自体も弾性体ワッシャー３７を中心にして微小な首振り動作をすることができ、チェーン前後方向の力は荷重検出部２３には伝わりにくくでき、荷重検出部２３の耐久強度を相対的に向上できる。
【００１８】
さらに、ブラケット１５がチェーン９を左右から挟み、ブラケット１５とスプロケット１１に対するチェーン９の位置を規制し、よってチェーン９とスプロケット１１の噛み合わせが外れにくくできる。
「他の実施形態」
図１の実施形態では、荷重検出部２３は歪ゲージが使用されているものであったが、他の実施形態では、他の磁歪素子、ＰＺＴが使用されても良い。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明の一実施形態を示すもので、全体概略側面図である。
【図２】図１の後方から見た斜視図である
【図３】図１の要部拡大図である。
【図４】図３の要部に係る荷重検出部の拡大図である。
【符号の説明】
【００２０】
１…クランク部分、３…自転車フレーム、５…軸、７…クランクギヤ、９…チェーン、１１…スプロケット、１３…回転軸、１５…ブラケット、１７…ガイド、１９…ボルトナット、２１…ピン結合、２３…荷重検出部、２５…リング部分、２７…歪ゲージ貼り付け部分、２９…台座、３１…固定用ボルト、３３…ケーブル、３５…固定部、３７…弾性体ワッシャー、３９…金属ワッシャー、４１…固定用ナット、４３…フランジ、４５…ボルト穴及びケーブル通し用の溝。
【図１】
2005280488.tif 000003
【図２】
2005280488.tif 000004
【図３】
2005280488.tif 000005
【図４】
2005280488.tif 000006