CN106965901B - 曲柄臂组件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种曲柄臂组件，能够更准确测量作用于自行车用曲柄上的力，其具备自行车用曲柄臂(101)和第一至第三检测电路(1～3)。第一检测电路(1)能够检测在第一方向上作用的力(Fθ)。第二检测电路(2)能够检测在第二方向上作用的力(Fr)。第三检测电路(3)能够检测力矩(L)。第一检测电路(1)包括配置于安装面(101a)的第一应变传感器(11)。第二检测电路(2)包括配置于安装面(101a)的第二应变传感器(21)。第三检测电路(3)包括配置于安装面(101a)的第三应变传感器。

Description

曲柄臂组件
技术领域
本发明涉及曲柄臂组件。
背景技术
专利文献1公开了测量作用于自行车用曲柄的力的测量装置。
专利文献1：日本特开2014－134507号公报
能够更准确地测量作用于自行车用曲柄的力的曲柄臂组件被期待。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而研发的，其目的在于一种能够更准确地测量作用于自行车用曲柄的力的曲柄臂组件。
本发明一方面的曲柄臂组件包括自行车用曲柄臂和第一至第三检测电路。自行车用曲柄臂具有与踏板轴连结而构成的踏板轴连结部。自行车用曲柄臂能够绕曲柄轴的轴心旋转。经由踏板轴对自行车用曲柄臂给予荷载时第一检测电路能够检测在第一方向上作用的力(Fθ)。第一方向是以曲柄轴的轴心为中心的圆的踏板轴上的切线方向。经由踏板轴对自行车用曲柄臂给予荷载时第二检测电路能够检测在第二方向上作用的力(Fr)。第二方向是与以曲柄轴的轴心为中心的圆的半径方向平行的方向。经由踏板轴对自行车用曲柄臂给予荷载时第三检测电路能够检测绕与自行车用曲柄臂的曲柄轴和踏板轴交叉的轴线作用的力矩(L)。自行车用曲柄臂包括与曲柄轴的轴心交叉的安装面。第一检测电路包括配置于安装面的第一应变传感器。第二检测电路包括配置于安装面的第二应变传感器。第三检测电路包括配置于安装面的第三应变传感器。
根据该结构，能够由第一检测电路检测在第一方向上作用的力(Fθ)，由第二检测电路检测在第二方向上作用的力(Fr)，由第三检测电路检测绕与自行车用曲柄臂的曲柄轴和踏板轴交叉的轴线作用的力矩(L)。结果，本发明的曲柄臂组件能够更准确地测量作用于自行车用曲柄的力。并且，第一至第三检测电路全部安装于安装面上。即、第一至第三检测电路全部安装于相同面上，所以曲柄臂组件的结构简易。
优选地，第一应变传感器的检测方向从与曲柄轴的轴方向平行的方向看相对于第二方向以第一角度倾斜。优选地，第一角度对应自行车用曲柄臂的形状设定。优选地，第一角度为25°以内。
优选地，第二应变传感器的检测方向从与曲柄轴的轴方向平行的方向看相对于第二方向以第二角度倾斜。优选地，第二角度对应自行车用曲柄臂的形状设定。优选地，第二角度为25°以内。
优选地，第三应变传感器的检测方向从与曲柄轴的轴方向平行的方向看与第一方向和第二方向交叉设置。
优选地，第一检测电路包括多个第一应变传感器。多个第一应变传感器的至少一个第一应变传感器的检测方向从与曲柄轴的轴方向平行的方向看相对于第二方向以第三角度倾斜。优选地，第三角度对应自行车用曲柄臂的形状设定。优选地，第三角度为25°以内。
优选地，多个第一应变传感器的至少一个第一应变传感器的检测方向从与曲柄轴的轴方向平行的方向看沿着第二方向。
优选地，第一检测电路包括四个第一应变传感器。安装面由包括曲柄轴的轴心且与第二方向平行的平面划分为第一区域和第二区域。四个第一应变传感器中的两个第一应变传感器配置于第一区域。四个第一应变传感器中的另两个第一应变传感器配置于第二区域。
优选地，配置于第一区域的两个第一应变传感器在第二方向上隔开间隔地配置。配置于第二区域的两个第一应变传感器在第二方向上隔开间隔地配置。
优选地，配置于第一区域的两个第一应变传感器的检测方向从与曲柄轴的轴方向平行的方向看与第二方向平行。配置于第二区域的两个第一应变传感器的检测方向从与曲柄轴的轴方向平行的方向看相对于第二方向以第四角度倾斜。优选地，第四角度对应自行车用曲柄臂的形状设定。优选地，第四角度为25°以内。
优选地，第二检测电路还包括设于安装面的第四应变传感器。第四应变传感器的检测方向从与曲柄轴的轴方向平行的方向看相对于第一方向以第五角度倾斜。优选地，第五角度对应自行车用曲柄臂的形状设定。优选地，第五角度为25°以内。
优选地，第二检测电路包括两个第二应变传感器和两个第四应变传感器。两个第四应变传感器中的至少一个第四应变传感器的检测方向从与曲柄轴的轴方向平行的方向看相对于第一方向以第六角度倾斜。优选地，第六角度对应自行车用曲柄臂的形状设定。优选地，第六角度为25°以内。
优选地，安装面由包括曲柄轴的轴心且与第二方向平行的平面划分为第一区域和第二区域。两个第二应变传感器中的一个第二应变传感器和两个第四应变传感器中的一个第四应变传感器配置于第一区域。两个第二应变传感器中的另一个第二应变传感器和两个第四应变传感器中的另一个第四应变传感器配置于第二区域。
优选地，在第一方向上两个第二应变传感器配置于两个第四应变传感器之间。
优选地，两个第四应变传感器的检测方向彼此不同。
优选地，第三检测电路包括至少两个第三应变传感器。两个第三应变传感器的检测方向彼此不同。
优选地，第三检测电路包括四个第三应变传感器。安装面由包括曲柄轴的轴心且与第二方向平行的平面划分为第一区域和第二区域。四个第三应变传感器中的两个第三应变传感器配置于第一区域。四个第三应变传感器中的另两个第三应变传感器配置于第二区域。
优选地，配置于第一区域的两个第三应变传感器在第二方向上隔开间隔地配置。配置于第二区域的两个第三应变传感器在第二方向上隔开间隔地配置。
优选地，四个第三应变传感器中至少一个第三应变传感器的检测方向从与曲柄轴的轴方向平行的方向看相对于从第一方向倾斜45°的方向以第七角度倾斜。优选地，第七角度对应自行车用曲柄臂的形状设定。优选地，第七角度为25°以内。
优选地，该曲柄臂组件还包括安装有第一检测电路、第二检测电路和第三检测电路的基座部件。
本发明第二方面的曲柄臂组件包括自行车用曲柄臂和第一检测电路。自行车用曲柄臂具有与踏板轴连结而构成的踏板轴连结部。自行车用曲柄臂能够绕曲柄轴的轴心旋转。经由踏板轴对自行车用曲柄臂给予荷载时第一检测电路能够检测在第一方向上作用的力(Fθ)。第一方向是以曲柄轴的轴心为中心的圆的踏板轴上的切线方向。自行车用曲柄臂包括与曲柄轴的轴心交叉的安装面。第一检测电路包括配置于安装面的第一应变传感器。第一应变传感器的检测方向从与曲柄轴的轴方向平行的方向看在从与第一方向垂直的第二方向至25°的范围以内倾斜。
本发明第三方面的曲柄臂组件包括自行车用曲柄臂和第二检测电路。自行车用曲柄臂具有与踏板轴连结而构成的踏板轴连结部。自行车用曲柄臂能够绕曲柄轴的轴心旋转。经由踏板轴对自行车用曲柄臂给予荷载时第二检测电路能够检测在第二方向上作用的力(Fr)。第二方向是与以曲柄轴的轴心为中心的圆的半径方向平行的方向。自行车用曲柄臂包括与曲柄轴的轴心交叉的安装面。第二检测电路包括分别设于安装面的第二应变传感器和第四应变传感器。第二应变传感器的检测方向从与曲柄轴的轴方向平行的方向看与第二方向所成的角度为25°以内。第四应变传感器的检测方向从与曲柄轴的轴方向平行的方向看在从与第二方向垂直的第一方向至25°的范围以内倾斜。
本发明第四方面的曲柄臂组件包括自行车用曲柄臂和第三检测电路。自行车用曲柄臂具有与踏板轴连结而构成的踏板轴连结部。自行车用曲柄臂能够绕曲柄轴的轴心旋转。经由踏板轴对自行车用曲柄臂给予荷载时第三检测电路能够检测绕与自行车用曲柄臂的曲柄轴和踏板轴交叉的轴线作用的力矩(L)。自行车用曲柄臂包括与曲柄轴的轴心交叉的安装面。第三检测电路包括配置于安装面的第三应变传感器。第三应变传感器的检测方向从与曲柄轴的轴方向平行的方向看关于相对于作为以曲柄轴的轴心为中心的圆的踏板轴上的切线方向的第一方向倾斜45°的第三方向在25°的范围以内倾斜。
优选地，自行车用曲柄臂关于包括曲柄轴的轴心和踏板轴的轴心的平面非对称形成。
本发明第五方面的曲柄臂组件包括自行车用曲柄臂和第一检测电路。自行车用曲柄臂具有与踏板轴连结而构成的踏板轴连结部。自行车用曲柄臂能够绕曲柄轴的轴心旋转。经由踏板轴对自行车用曲柄臂给予荷载时第一检测电路能够检测在第一方向上作用的力(Fθ)。第一方向是以曲柄轴的轴心为中心的圆的踏板轴上的切线方向。自行车用曲柄臂在绕曲柄轴的轴心的旋转方向的上游侧端面和下游侧端面的至少一个上具有安装面。第一检测电路包括设于安装面的第一应变传感器。第一应变传感器的检测方向从与包括曲柄轴的轴心和踏板轴的轴心的平面垂直的方向看关于与曲柄轴的轴心和踏板轴的轴心垂直的平面在25°的范围以内倾斜。
发明效果：
根据本发明的曲柄臂组件，能够更准确地测量作用于自行车用曲柄的力。
附图说明
图1是自行车的侧面图。
图2是第一实施方式的曲柄臂组件的立体图。
图3是表示第一至第三检测电路的图示。
图4是第二实施方式的曲柄臂组件的立体图。
附图标记说明：
1 第一检测电路；2 第二检测电路；3 第三检测电路；4 基座部件；101a、101c 安装面；101b 踏板轴连结部；102 曲柄轴；102a 轴心；103a 踏板轴；103b 轴心；200 自行车；A1 第一区域；A2 第二区域；P 平面。
具体实施方式
[第一实施方式]
以下，参照附图说明本发明的曲柄臂组件的第一实施方式。另外，以下的说明中，右和左是以自行车的行驶方向为基准的方向，将该方向定义为车宽方向。
如图1所示，自行车200具有第一曲柄臂101、第二曲柄臂(省略图示)、曲柄轴102、第一踏板103和第二踏板(省略图示)。
曲柄轴102在自行车200的车宽方向上延伸。曲柄轴102能够绕轴心旋转地支承于自行车200。第一曲柄臂101设于曲柄轴102的第一端部(右端部)，从第一端部向径方向延伸，第二曲柄臂设于曲柄轴102的第二端部(左端部)，从第二端部向径方向延伸。第一曲柄臂101和第二曲柄臂从曲柄轴102向绕曲柄轴102的轴心相差180°相位的方向延伸。第一曲柄臂101和第二曲柄臂能够以曲柄轴102的轴心为旋转轴线旋转。第一踏板103经由踏板轴103a安装于第一曲柄臂101的末端部，第二踏板安装于第二曲柄臂的末端部。
如图2所示，第一曲柄臂101具有与踏板轴103a连结地构成的踏板轴连结部101b。具体地，踏板轴连结部101b是螺纹孔。第一踏板103的踏板轴103a与第一曲柄臂101的踏板轴连结部101b螺合。同样地，第二踏板的踏板轴与第二曲柄臂的踏板轴连结部螺合。第一曲柄臂101还包括能够连结前链轮104的链轮连结部105。链轮连结部105由在曲柄轴102的径方向延伸的多个臂构成，在多个臂的末端部具有与曲柄轴102的轴方向平行的贯通孔。第一曲柄臂101通过压入或粘接等固定结构固定于曲柄轴102。第二曲柄臂与第一曲柄臂101不同，不具有链轮连结部。第二曲柄臂由螺栓等固定结构能够拆装地固定于曲柄轴102。第一曲柄臂101具有长度方向和宽度方向。长度方向和宽度方向彼此垂直。
第一曲柄臂101具有安装面101a。安装面101a可以仅由平面构成，也可以仅由曲面构成，也可以包括平面和曲面两者而构成。安装面101a是与曲柄轴102的轴心102a交叉的面。具体地，安装面101a朝向车宽方向。更具体地，安装面101a是在车宽方向上朝向左侧、即朝向自行车200的车架侧的面。第一曲柄臂101相对于包括曲柄轴102的轴心102a和踏板轴103a的轴心103b的平面P非对称。
如图3所示，测量装置10安装于第一曲柄臂101，测量骑乘者踩踏踏板而作用于第一曲柄臂101的力。详细地，测量装置10通过测量第一曲柄臂101上产生的应变，而能够测量作用于第一曲柄臂101的力。另外，为了检测第二曲柄臂的应变，也可以在第二曲柄臂上安装与测量装置10具有相同结构的另外的测量装置。测量装置10具备第一检测电路1、第二检测电路2、第三检测电路3。第一检测电路1、第二检测电路2、第三检测电路3设于基座部件4。基座部件4具有电绝缘性。第一检测电路1、第二检测电路2、第三检测电路3设于基座部件4的表面或内部。该基座部件4安装于第一曲柄臂101。基座部件4例如通过粘接固定于安装面101a。另外，安装有第一检测电路1、第二检测电路2、第三检测电路3的曲柄臂相当于本发明的曲柄臂组件。像这样，测量装置10一体形成，所以能够高精度确定位置和角度地将各应变传感器容易地粘贴在适当的应力场。并且，与一个一个地粘贴应变传感器比较，能够提高生产性。另外，由于由相同的电阻体作成应变传感器，所以可预见温度特性的提高。
第一检测电路1当经由踏板轴103a对第一曲柄臂101给予荷载时能够检测在第一方向上作用的力(Fθ)。另外，第一方向是以曲柄轴102的轴心102a为中心的圆的踏板轴103a上的切线方向。第一方向也可以是以曲柄轴102的轴心102a为中心的圆的踏板轴103a的轴心103b上的切线方向。具体地，第一方向与第一曲柄臂101的宽度方向(参照图2)平行。另外，所谓后述的第二方向是与以曲柄轴102的轴心102a为中心的圆的半径方向平行的方向。详细地，第二方向是在踏板轴103a上与曲柄轴102的轴心102a和踏板轴103a的轴心103b垂直的方向。第二方向与第一曲柄臂101的长度方向(参照图2)平行。
第一检测电路1具有配置于安装面101a的至少一个第一应变传感器11。具体地，第一检测电路1包括四个第一应变传感器11。第一检测电路1使用四个第一应变传感器11构成惠斯通电桥电路。四个第一应变传感器11分别为第一应变传感器11A、11B、11C、11D。第一应变传感器11由应变规元件构成。应变规元件不限于薄膜型、静电容量型、半导体型、厚膜型、压电型，只要能够检测曲柄臂的应变，不问其种类。
安装面101a划分为第一区域A1和第二区域A2。另外，包括曲柄轴102的轴心102a且与第二方向平行的平面P将安装面101a划分为第一区域A1和第二区域A2。四个第一应变传感器11中，两个第一应变传感器11A、11B配置于第一区域A1，剩余两个第一应变传感器11C、11D配置于第二区域A2。四个第一应变传感器11被连接成第一应变传感器11A、11B在惠斯通电桥电路上构成一个对置的边，第一应变传感器11C、11D在惠斯通电桥电路中构成另一个对置的边。
配置于第一区域A1的两个第一应变传感器11A、11B在第二方向上隔开间隔地配置。并且，配置于第二区域A2的两个第一应变传感器11C、11D也在第二方向上隔开间隔地配置。
各第一应变传感器11的检测方向从与曲柄轴102的轴方向平行的方向看与第二方向构成的角度为25°以内。第一应变传感器11的检测方向是构成第一应变传感器11的电阻体延伸的方向。
详细地，配置于第一区域A1的两个第一应变传感器11A、11B的检测方向从与曲柄轴102的轴方向平行的方向看与第二方向实质上平行。并且，配置于第二区域A2的两个第一应变传感器11C、11D的检测方向从与曲柄轴102的轴方向平行的方向看与第二方向所成的角度为25°以内。从与曲柄轴102的轴方向平行的方向看，各第一应变传感器11的检测方向与第二方向所成的角度相当于本发明的第一角度、第三角度和第四角度。优选地，从与曲柄轴102的轴方向平行的方向看，配置于第二区域A2的两个第一应变传感器11C、11D的检测方向相对于第二方向在25°以内地相对于第二方向倾斜。该倾斜角度对应第一曲柄臂101的形状决定。特别是非对称设计的曲柄臂中，若将各第一应变传感器11的检测方向从与曲柄轴102的轴方向平行的方向看与第二方向平行地配置，则可知误差变多。相对于此，如上所述使第一应变传感器11C、11D的检测方向带有倾斜，能够降低该误差。在此，所谓误差表示负担了Fr时的Fθ的干扰输出。由此，能够使检测精度提高。另外，四个第一应变传感器11A、11B、11C、11D中，只要至少一个的检测方向从与曲柄轴102的轴方向平行的方向看相对于第二方向倾斜即可。
第二检测电路2当经由踏板轴103a对第一曲柄臂101给予荷载时能够检测在第二方向上作用的力(Fr)。另外，第二方向是与以曲柄轴102的轴心102a为中心的圆的半径方向平行的方向。详细地，第二方向在踏板轴103a上与曲柄轴102的轴心102a和踏板轴103a的轴心103b垂直的方向。第二方向与第一曲柄臂101的长度方向(参照图2)平行。
第二检测电路2具有至少一个第二应变传感器21和至少一个第四应变传感器22。第二应变传感器21和第四应变传感器22由应变规元件构成。应变规元件不限于薄膜型、静电容量型、半导体型、厚膜型、压电型，只要能够检测曲柄臂的应变，不问其种类。具体地，第二检测电路2具有两个第二应变传感器21A、21B和两个第四应变传感器22A、22B。第二检测电路2使用两个第二应变传感器21A、21B和两个第四应变传感器22A、22B构成惠斯通电桥电路。详细地，连接成第二应变传感器21A和第四应变传感器22A在惠斯通电桥电路中构成一个对置的边，第二应变传感器21B和第四应变传感器22B在惠斯通电桥电路中构成另一对置的边。
第二应变传感器21和第四应变传感器22配置于安装面101a。详细地，一个第二应变传感器21A和一个第四应变传感器22A配置于第一区域A1，剩余的第二应变传感器21B和第四应变传感器22B配置于第二区域A2。
从与曲柄轴102的轴方向平行的方向看，各第二应变传感器21的检测方向与第二方向构成的角度为25°以内。优选地，从与曲柄轴102的轴方向平行的方向看，各第二应变传感器21的检测方向实质上平行。另外，第二应变传感器21的检测方向是构成第二应变传感器21的电阻体延伸的方向。
从与曲柄轴102的轴方向平行的方向看，各第四应变传感器22的检测方向与第一方向构成的角度为25°以内。从与曲柄轴102的轴方向平行的方向看，各第四应变传感器22的检测方向与第一方向构成的角度相当于本发明的第五角度和第六角度。优选地，从与曲柄轴102的轴方向平行的方向看，各第四应变传感器22的检测方向相对于第一方向在25°以内地相对于第一方向倾斜。该倾斜角度对应第一曲柄臂101的形状决定。特别是非对称设计的曲柄臂中，若将各第四应变传感器22的检测方向从与曲柄轴102的轴方向平行的方向看与第一方向平行地配置，则可知误差变多。相对于此，如上所述使第四应变传感器22的检测方向带有倾斜，能够降低该误差。在此，所谓误差表示负担了Fθ时的Fr的干扰输出。由此，能够使检测精度提高。另外，第四应变传感器22A、22B中，只要至少一个的检测方向从与曲柄轴102的轴方向平行的方向看相对于第一方向倾斜即可。
两个第四应变传感器22的检测方向彼此不同。即、两个第四应变传感器22的检测方向相对于第一方向倾斜的方向彼此相反。详细地，两个第四应变传感器22的检测方向相对于平面P实质上线对称。另外，第四应变传感器22的检测方向是构成第四应变传感器22的电阻体延伸的方向。
各第二应变传感器21在第一方向上彼此隔开间隔地配置。并且，该两个第二应变传感器21在第一方向上比两个第四应变传感器22接近平面P配置，优选地，配置于两个第四应变传感器22之间。各第二应变传感器21和第四应变传感器22比第一应变传感器11靠近曲柄轴102配置。
第三检测电路3当经由踏板轴103a对第一曲柄臂101给予荷载时能够检测力矩(L)。另外，由第三检测电路3检测的力矩(L)是绕与第一曲柄臂101的曲柄轴102和踏板轴103a交叉的轴线作用的力矩。力矩(L)例如绕与第一曲柄臂101的曲柄轴102的轴心102a和踏板轴103a的轴心103b交叉的轴线作用。
第三检测电路3具有安装于安装面101a的至少一个第三应变传感器31。具体地，第三检测电路3具有四个第三应变传感器31A、31B、31C、31D。第三检测电路3使用四个第三应变传感器31构成惠斯通电桥电路。第三应变传感器31由应变规元件构成。应变规元件不限于薄膜型、静电容量型、半导体型、厚膜型、压电型，只要能够检测曲柄臂的应变，不问其种类。
两个第三应变传感器31A、31B配置于第一区域A1，剩余两个第三应变传感器31C、31D配置于第二区域A2。配置于第一区域A1的两个第三应变传感器31A、31B在第二方向上彼此隔开间隔地配置。并且，配置于第二区域A2的两个第三应变传感器31C、31D在第二方向上彼此隔开间隔地配置。连接成两个第三应变传感器31A、31B在惠斯通电桥电路中构成一个对置的边，两个第三应变传感器31C、31D在惠斯通电桥电路中构成另一对置的边。优选各第三应变传感器31在第一方向上配置于两列第一应变传感器11之间。
各第三应变传感器31的检测方向是从与曲柄轴102的轴方向平行的方向看与第一方向和第二方向交叉的方向。各第三应变传感器31C、31D的检测方向，从与曲柄轴102的轴方向平行的方向看，与从第一方向倾斜45°的方向构成的角度为25°以内。从与曲柄轴102的轴方向平行的方向看，各第三应变传感器31C、31D的检测方向与从第一方向倾斜45°的方向构成的角度相当于第七角度。从与曲柄轴102的轴方向平行的方向看，从第一方向倾斜45°的方向相当于本发明的第三方向。配置于第二区域A2的第三应变传感器31C、31D的检测方向相对于从第一方向倾斜45°的方向在25°以内地相对于第一方向倾斜。该倾斜角度对应第一曲柄臂101的形状决定。特别是非对称设计的曲柄臂中，若将各第三应变传感器31C、31D的检测方向从与曲柄轴102的轴方向平行的方向看配置于从第一方向倾斜45°的方向，则可知误差变多。相对于此，如上所述使第三应变传感器31的检测方向带有倾斜，能够降低该误差。在此，所谓误差表示负担了Fr时的L的干扰输出。由此，能够使检测精度提高。另外，第三应变传感器31A、31B、31C、31D中，只要至少一个的检测方向相对于从第一方向倾斜45°的方向倾斜即可。
配置于第一区域A1的各第三应变传感器31A、31B的检测方向与配置于第二区域A2的各第三应变传感器31C、31D的检测方向彼此不同。即、配置于第一区域A1的各第三应变传感器31A、31B的检测方向与配置于第二区域A2的各第三应变传感器31C、31D的检测方向相对于第一方向倾斜的方向相反。详细地，配置于第一区域A1的各第三应变传感器31A、31B的检测方向与配置于第二区域A2的各第三应变传感器31C、31D的检测方向在检测方向为65°～115°的范围内不同。另外，第三应变传感器31的检测方向是构成第三应变传感器31的电阻体延伸的方向。
在第一应变传感器11和第三应变传感器31与第二应变传感器21及第四应变传感器22之间形成多个电极40。多个电极40设于基座部件4，在基座部件4的外表面露出。多个电极40在第一方向上并列一列设置。用于施加恒定电压的电极和接地电极的至少任一个可以在第一检测电路1、第二检测电路2和第三检测电路3中通用。图3所示的例中，在第一检测电路1和第二检测电路2中通用用于施加恒定电压的电极和接地电极。并且，在第二检测电路2和第三检测电路3中通用用于施加恒定电压的电极和接地电极。在多个电极上经由电线或柔性印刷配线基板连接外部的电气回路。测量装置10中，由于将多个电极并列一列配置，所以能够容易与外部的电路连接。外部的电气回路包括恒压电源、AD变压器和微型计算机等构成。微型计算机使用从各检测电路输出的信号所表示的在第一方向上作用的力(Fθ)、在第二方向上作用的力(Fr)和力矩(L)和规定的计算式测量骑乘者给予曲柄臂的力，从而能够提高测量精度。微型计算机连接于无线通信装置，将经由无线通信装置测量的结果发送给外部的计算机、自行车计算机(cycle computer)。
[变形例]
以上，关于本发明的实施方式进行了说明，但是本发明不限于这些方式，在不脱离本发明的构思的范围内能够进行各种变更。
变形例1
例如，在上述实施方式中，第一至第三检测电路1～3构成4量规法的电桥电路，但是各检测电路1～3的结构不特别限定于此。例如，各检测电路1～3也可以是1量规法的电桥电路或2量规法的电桥电路。使用1或2量规法的电桥电路的情况下，连接于电极的外部的电路基板上设置与设于安装面101a的应变传感器一起形成电桥电路的固定电阻。第一检测电路1由1量规法的电桥电路构成的情况下，将一个第一应变传感器11例如设于第一区域A1。将第二检测电路2由1量规法的电桥电路构成的情况下，将一个第二应变传感器21例如设于与平面P重叠的位置。将第三检测电路3由1量规法的电桥电路构成的情况下，一个第四应变传感器22例如设于与平面P重叠的位置。第一检测电路1由2量规法的电桥电路构成的情况下，将两个第一应变传感器11中的一个第一应变传感器设于第一区域A1，将另一个第一应变传感器11设于第二区域A2。将第二检测电路2由2量规法的电桥电路构成的情况下，将一个第二应变传感器21和一个第四应变传感器22例如设于与平面P重叠的位置。将第三检测电路3由二量规法的电桥电路构成的情况下，将两个检测方向不同的第四应变传感器22例如设于与平面P重叠的位置。
变形例2
上述实施方式中，作为安装第一至第三检测电路1～3的面的安装面101a在车宽方向上朝向左侧，但是不做特别限定。例如安装面101a也可以是在车宽方向上朝向右侧、即朝向与自行车200的车架相反一侧的面。并且，第一曲柄臂101是中空状的情况下，可以在划分内部空间的面上朝向车宽方向的任一个面上安装第一至第三检测电路1～3。
变形例3
上述实施方式中，配置于第二区域A2的第一应变传感器11的检测方向相对于第二方向倾斜，但是不做特别限定。例如可以是全部的第一应变传感器11的检测方向与第二方向实质上平行。例如可以是配置于第二区域A2的第一应变传感器11中的至少一个的检测方向与第二方向实质上平行。
变形例4
上述实施方式中，第四应变传感器22的检测方向相对于第一方向倾斜，但是不做特别限定。例如可以是全部的第四应变传感器22的检测方向与第一方向实质上平行。例如可以是两个第四应变传感器22中的至少一个的检测方向与第一方向实质上平行。
变形例5
上述实施方式中，配置于第二区域A2的第三应变传感器31的检测方向相对于从第一方向倾斜45°的方向倾斜，但是不做特别限定。例如可以是全部的第三应变传感器31的检测方向与从第一方向倾斜45°的方向实质上平行。例如可以是配置于第二区域A2的第三应变传感器31中的至少一个的检测方向与从第一方向倾斜45°的方向实质上平行。
变形例6
上述实施方式中，也可以是具备第一检测电路1、第二检测电路2和第三检测电路3的至少任一个，不具备其余检测电路的结构。
变形例7
上述实施方式中，可以是各第二应变传感器21A、21B和第四应变传感器22A、22B中的至少一个应变传感器的检测方向相对于构成基准的方向倾斜。例如可以是各第二应变传感器21A、21B中的至少一个的检测方向，从与曲柄轴102的轴方向平行的方向看，相对于构成基准的第二方向倾斜，第四应变传感器22A、22B中的至少一个的检测方向，从与曲柄轴102的轴方向平行的方向看，相对于构成基准的第一方向倾斜。从与曲柄轴102的轴方向平行的方向看，各第二应变传感器21A、21B的检测方向与第二方向构成的角度相当于本发明的第二角度。
变形例8
可以在第一曲柄臂101和第二曲柄臂两者上设置检测装置10，也可以仅在第一曲柄臂101和第二曲柄臂的任一个上设置检测装置10。在第一曲柄臂101和第二曲柄臂两者设置检测装置10的情况下，可以使设于第一曲柄臂101的检测装置10和设于第二曲柄臂的检测装置10中结构不同。例如通过使设于第一曲柄臂101的检测装置10和设于第二曲柄臂的检测装置10中应变传感器的检测方向不同，从而能够在各曲柄臂上进行最佳测量。
[第二实施方式]
第二实施方式的曲柄臂组件不同于第一实施方式的曲柄臂组件的地方仅仅是设置第一检测电路的位置和第一检测电路的构成，其他结构与第一实施方式的曲柄臂组件相同。因此，仅说明不同的部分，对相同的结构使用同一附图标记，省略说明。
如图4所示，第二实施方式的曲柄臂组件具备第一曲柄臂101和第一检测电路50。第一检测电路50，与第一检测电路1同样地，当经由踏板轴103a对第一曲柄臂101给与荷载时，能够检测在第一方向上作用的力(Fθ)。第一曲柄臂101在绕曲柄轴102的轴心102a的旋转方向的上游侧端面和下游侧端面的至少一个上具有安装面101c。上游侧端面和下游侧端面是宽度方向的两端面。第一检测电路50包括设于安装面101c的第一应变传感器51。第一应变传感器51的检测方向从与包括曲柄轴102的轴心102a和踏板轴103a的轴心103b的平面P垂直的方向看，关于与曲柄轴的轴心102a和踏板轴103a的轴心103b垂直的平面在25°的范围以内相对于该平面倾斜。该倾斜角度对应第一曲柄臂101的形状决定。
可以是曲柄轴102的上游侧端面和下游侧端面各自上具有安装面101c，连接设于各个安装面101c的各第一应变传感器51形成惠斯通电桥电路。这种情况下，连接成各安装面101c的第一应变传感器51在惠斯通电桥电路上构成对置的边。上游侧端面和下游侧端面各自上设置的安装面101c上设有的各第一应变传感器51的检测方向从与平面P垂直的方向看可以是不同的方向，也可以是相同的方向。

Claims (33)

1.一种曲柄臂组件，包括：
具有与踏板轴连结而构成的踏板轴连结部，并能够绕曲柄轴的轴心旋转的自行车用曲柄臂；
经由所述踏板轴对所述自行车用曲柄臂给予荷载时能够检测在作为以所述曲柄轴的轴心为中心的圆的所述踏板轴上的切线方向的第一方向上作用的力(Fθ)的第一检测电路；
经由所述踏板轴对所述自行车用曲柄臂给予荷载时能够检测在与以所述曲柄轴的轴心为中心的圆的半径方向平行的第二方向上作用的力(Fr)的第二检测电路；以及
经由所述踏板轴对所述自行车用曲柄臂给予荷载时能够检测绕与所述自行车用曲柄臂的所述曲柄轴和所述踏板轴交叉的轴线作用的力矩(L)的第三检测电路，
所述自行车用曲柄臂包括与所述曲柄轴的轴心交叉的安装面，
所述第一检测电路包括配置于所述安装面的第一应变传感器，
所述第二检测电路包括配置于所述安装面的第二应变传感器，
所述第三检测电路包括配置于所述安装面的第三应变传感器。
2.如权利要求1所述的曲柄臂组件，其中，
所述第一应变传感器的检测方向从与所述曲柄轴的轴方向平行的方向看相对于所述第二方向以第一角度倾斜。
3.如权利要求2所述的曲柄臂组件，其中，
所述第一角度对应所述自行车用曲柄臂的形状设定。
4.如权利要求2或3所述的曲柄臂组件，其中，
所述第一角度为25°以内。
5.如权利要求1～3任一项所述的曲柄臂组件，其中，
所述第二应变传感器的检测方向从与所述曲柄轴的轴方向平行的方向看相对于所述第二方向以第二角度倾斜。
6.如权利要求5所述的曲柄臂组件，其中，
所述第二角度对应所述自行车用曲柄臂的形状设定。
7.如权利要求5所述的曲柄臂组件，其中，
所述第二角度为25°以内。
8.如权利要求1～3任一项所述的曲柄臂组件，其中，
所述第三应变传感器的检测方向从与所述曲柄轴的轴方向平行的方向看与所述第一方向和所述第二方向交叉设置。
9.如权利要求1～3任一项所述的曲柄臂组件，其中，
所述第一检测电路包括多个所述第一应变传感器，
所述多个第一应变传感器的至少一个所述第一应变传感器的检测方向从与所述曲柄轴的轴方向平行的方向看相对于所述第二方向以第三角度倾斜。
10.如权利要求9所述的曲柄臂组件，其中，
所述第三角度对应所述自行车用曲柄臂的形状设定。
11.如权利要求9所述的曲柄臂组件，其中，
所述第三角度为25°以内。
12.如权利要求9所述的曲柄臂组件，其中，
所述多个第一应变传感器的至少一个所述第一应变传感器的检测方向从与所述曲柄轴的轴方向平行的方向看沿着所述第二方向。
13.如权利要求1～3任一项所述的曲柄臂组件，其中，
所述第一检测电路包括四个所述第一应变传感器，
所述安装面由包括所述曲柄轴的轴心且与所述第二方向平行的平面划分为第一区域和第二区域，
所述四个第一应变传感器中的两个所述第一应变传感器配置于所述第一区域，
所述四个第一应变传感器中的另两个所述第一应变传感器配置于所述第二区域。
14.如权利要求13所述的曲柄臂组件，其中，
配置于所述第一区域的所述两个第一应变传感器在所述第二方向上隔开间隔地配置，
配置于所述第二区域的所述另两个第一应变传感器在所述第二方向上隔开间隔地配置。
15.如权利要求13所述的曲柄臂组件，其中，
配置于所述第一区域的所述两个第一应变传感器的检测方向从与所述曲柄轴的轴方向平行的方向看与所述第二方向平行，
配置于所述第二区域的所述另两个第一应变传感器的检测方向从与所述曲柄轴的轴方向平行的方向看相对于所述第二方向以第四角度倾斜。
16.如权利要求15所述的曲柄臂组件，其中，
所述第四角度对应所述自行车用曲柄臂的形状设定。
17.如权利要求15所述的曲柄臂组件，其中，
所述第四角度为25°以内。
18.如权利要求1～3任一项所述的曲柄臂组件，其中，
所述第二检测电路还包括设于所述安装面的第四应变传感器，
所述第四应变传感器的检测方向与所述曲柄轴的轴方向平行的方向看相对于所述第一方向以第五角度倾斜。
19.如权利要求18所述的曲柄臂组件，其中，
所述第五角度对应所述自行车用曲柄臂的形状设定。
20.如权利要求18所述的曲柄臂组件，其中，
所述第五角度为25°以内。
21.如权利要求18所述的曲柄臂组件，其中，
所述第二检测电路包括两个所述第二应变传感器和两个所述第四应变传感器，
所述两个第四应变传感器中的至少一个所述第四应变传感器的检测方向从与所述曲柄轴的轴方向平行的方向看相对于所述第一方向以第六角度倾斜。
22.如权利要求21所述的曲柄臂组件，其中，
所述第六角度对应所述自行车用曲柄臂的形状设定。
23.如权利要求21所述的曲柄臂组件，其中，
所述第六角度为25°以内。
24.如权利要求21所述的曲柄臂组件，其中，
所述安装面由包括所述曲柄轴的轴心且与所述第二方向平行的平面划分为第一区域和第二区域，
所述两个第二应变传感器中的一个所述第二应变传感器和所述两个第四应变传感器中的一个所述第四应变传感器配置于所述第一区域，
所述两个第二应变传感器中的另一个所述第二应变传感器和所述两个第四应变传感器中的另一个所述第四应变传感器配置于所述第二区域。
25.如权利要求21所述的曲柄臂组件，其中，
在所述第一方向上所述两个第二应变传感器配置于所述两个第四应变传感器之间。
26.如权利要求24所述的曲柄臂组件，其中，
所述两个第四应变传感器的检测方向彼此不同。
27.如权利要求1～3任一项所述的曲柄臂组件，其中，
所述第三检测电路包括至少两个所述第三应变传感器，
所述两个第三应变传感器的检测方向彼此不同。
28.如权利要求27所述的曲柄臂组件，其中，
所述第三检测电路包括四个所述第三应变传感器，
所述安装面由包括所述曲柄轴的轴心且与所述第二方向平行的平面划分为第一区域和第二区域，
所述四个第三应变传感器中的两个所述第三应变传感器配置于所述第一区域，
所述四个第三应变传感器中的另两个所述第三应变传感器配置于所述第二区域。
29.如权利要求28所述的曲柄臂组件，其中，
配置于所述第一区域的所述两个第三应变传感器在所述第二方向上隔开间隔地配置，
配置于所述第二区域的所述两个第三应变传感器在所述第二方向上隔开间隔地配置。
30.如权利要求27所述的曲柄臂组件，其中，
四个所述第三应变传感器中至少一个所述第三应变传感器的检测方向从与所述曲柄轴的轴方向平行的方向看相对于从所述第一方向倾斜45°的方向以第七角度倾斜。
31.如权利要求30所述的曲柄臂组件，其中，
所述第七角度对应所述自行车用曲柄臂的形状设定。
32.如权利要求30所述的曲柄臂组件，其中，
所述第七角度为25°以内。
33.如权利要求1～3任一项所述的曲柄臂组件，该曲柄臂组件还包括安装有所述第一检测电路、所述第二检测电路和所述第三检测电路的基座部件。
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