JP2005067354A - 計測装置およびセンサ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 自転車への取り付けが容易に行われる計測装置と、それに適用されるセンサ装置を提供する。
【解決手段】 計測装置は、速度センサ１２、ケイデンスセンサ１０および表示部１６に加えて、速度センサ１２とケイデンスセンサ１０によって検知された信号を無線によって表示部１６へ送るための送信部１４を備えている。送信部１４には、一方向に延在する軸部が設けられて、ケイデンスセンサ１０と速度センサ１２とが回動可能に軸支されている。速度センサ１２、ケイデンスセンサ１０および送信部１４を含む計測本体部１５は、チェーンステー５に取り付けられている。表示部１６は自転車に乗った状態で視界に入るハンドル３の部分に取り付けられ、送信部１４から送られる信号を受信してその信号を処理し、所定の情報を表示する機能を有している。
【選択図】 図１

Description

本発明は計測装置およびセンサ装置に関し、特に、自転車のペダルを漕ぐ調子および走行速度を計測してこれを表示する計測装置と、それに用いられるセンサ装置とに関するものである。

自転車のペダルを漕ぐ調子や走行速度を計測するために、従来からケイデンスセンサと速度センサを含む計測装置が自転車に装着される。非特許文献１には、そのような計測装置の取扱について記載されている。

非特許文献１に記載された従来の計測装置においては、図７に示されるように、自転車１０２の走行速度を計測するために、前輪１０３のスポーク１０３ａの所定の位置にホイールマグネット１２５が装着されるとともに、前輪１０３を軸支するフロントフォーク１０４の所定の位置に、そのホイールマグネット１２５の磁気を検知する速度センサ１２０が取り付けられる。

一方、自転車１０２のペダル１０６を漕ぐ調子（ペダルの回転数）を測定するために、ギアクランク１０７の所定の位置にケイデンスマグネット１２６が装着されるとともに、ギアクランク１０７の軸と後輪１０５の軸とを軸支するチェーンステー１０８の所定の位置に、そのケイデンスマグネット１２６の磁気を検知するケイデンスセンサ１２１が取り付けられる。

速度センサ１２０とケイデンスセンサ１２１によって検知された信号は、それぞれケーブル１２３，１２４を介してハンドル１０９に装着された表示部１２２に送られて処理され、自転車の走行速度およびペダルの回転数として表示される。

なお、表示部１２２と速度センサ１２０とを接続するケーブル１２３は、フロントフォーク１０４に沿って配設され、表示部１２２とケイデンスセンサ１２１とを接続するケーブル１２４は、ダウンチューブ１１０に沿って配設されている。従来の計測装置は上記のように構成されている。
株式会社キャットアイ取扱説明書（ＣＡＴ ＥＹＥ ＡＳＴＲＡＬＥ８ サイクロコンピュータＣＣ−ＣＤ２００取扱説明書）、２００２年

しかしながら、従来の計測装置では次のような問題点があった。速度センサ１２０およびケイデンスセンサ１２１は、いずれもケーブル１２３，１２４を介して表示部１２２と電気的に接続されている。そのため、ケーブル１２３，１２４の配設が煩雑にならないように、ケーブル１２３，１２４の長さをできるだけ短くしようとすると、速度センサ１２０は必然的に前輪１０３の側に配置されることになる。一方、ケイデンスセンサ１２１についてはこれをギアクランク１０７の近傍に配設する必要があるため、ケーブル１２４の長さを短くするには限界がある。

したがって、従来の計測装置では、速度センサ１２０はケイデンスセンサ１２１とは離れた前輪１０３の側に配設されていた。そのため、速度センサ１２０とケイデンスセンサ１２１とを個々に所定の位置に取り付けて調整を行う必要があり、計測装置の取り付けに手間を有することになった。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、１つの目的は、自転車への取り付けが容易に行われる計測装置を提供することであり、他の目的は、そのような計測装置に適用されるセンサ装置を提供することである。

本発明に係る計測装置は、自転車の後輪とギアクランクの位置する部分に配設される計測本体部と、自転車に乗った状態で視界に入る位置に配置されて計測本体部から送られる信号に基づいて所定の情報を表示する表示部とを有する計測装置である。その計測本体部は、第１センサ部と第２センサ部と送信部とを備えている。第１センサ部は、ギアクランクの所定の部位の動きを検知して、ペダルを漕ぐ調子を把握する。第２センサ部は、後輪の所定の部位の動きを検知して、自転車の速度を把握する。送信部は、第１センサ部および第２センサ部と電気的に接続されて、第１センサ部および第２センサ部によって検知された信号を無線により表示部へ送る。

この構成によれば、計測本体部が送信部を有して第１センサ部と第２センサ部によって検知される信号が無線により表示部へ送られることで、ケーブルを配設する必要がなくなって自転車への取り付け作業が容易になる。

その計測本体部は、自転車の後輪と回転するギアクランクとが互いに対向する位置関係となりうる領域において、後輪とギアクランクとの間に配設されていることが望ましい。

これにより、第１センサ部とギアクランクの所定の部位との間隔調整と、第２センサ部と後輪の所定の部位との間隔調整とを近接した位置で行うことができて、調整作業を効率的に行なうことができる。

その第１センサ部はクランク部に向けて配設され、第２センサ部は後輪に向けて配設されていること、そして、第１センサ部および第２センサ部は、互いに自転車の前後方向にずらして配設されていることが望ましい。

これにより、第１センサ部が本来第２センサ部が検知すべき所定の部位からの影響を受けるのを抑制するとともに、第２センサ部が本来第１センサ部が検知すべき所定の部位からの影響を受けるのを抑制することができる。

具体的に後輪とギアクランクとの間に配設される位置としては、計測本体部は、後輪の回転軸とギアクランクの軸とを結ぶチェーンステーに固定されていることが望ましい。

また、そのようなチェーンステーに固定するためには、計測本体部は、送信部に設けられ、チェーンステーの外周形状に沿った当接部と、送信部における当接部の上方に設けられた貫通穴と、当接部をチェーンステーの外周部に当接させた状態で貫通穴に挿通してチェーンステーに巻き付けることにより、計測本体部を固定するためのベルト部とを含むことが望ましい。

これにより、送信部の当接部がチェーステーに密着して送信部がベルト部により固定されて、計測本体部をチェーンステーに確実に固定することができる。

後輪とギアクランクとの間に配設させてチェーンステーに固定するためには、送信部は自転車の前後方向に延在する軸部を備え、第１センサ部は、ギアクランクの所定の部位との距離を調整できるように軸部に回動可能に軸支され、第２センサ部は後輪の所定の部位との距離を調整できるように軸部に回動可能に軸支されていることが望ましい。

これにより、第１センサ部とギアクランクの所定の部位との間隔調整と、第２センサ部と後輪の所定の部位との間隔調整とを１ヶ所で容易に行うことができる。

本発明に係るセンサ装置は、自転車のペダルを漕ぐ調子と走行速度とを検出するためのセンサ装置であって、送信部と第１センサ部と第２センサ部とを備えている。送信部は、一方向に延在する軸部を有し、所定の信号を無線により送信する。第１センサ部は、その軸部に回動可能に軸支されてギアクランクの所定の部位の動きを検出し、検出された信号を電気的に接続された送信部に送る。第２センサ部は、軸部に回動可能に軸支されて後輪の動きを検出し、検出された信号を電気的に接続された送信部へ送る。

この構成によれば、第１センサ部と第２センサ部によって検知される信号が送信部によって無線により送られることで、ケーブルを配設する必要がなくなって自転車への取り付け作業が容易になる。また、第１センサ部および第２センサ部のそれぞれが軸部に回動可能に軸支されていることによって、第１センサ部と所定の部位との間隔調整および第２センサ部と所定の部位との間隔調整を１ヶ所で行うことができ、調整作業を効率的に行うことができる。

本発明の実施例に係る計測装置について説明する。図１に示すように、計測装置は、速度センサ１２、ケイデンスセンサ１０および表示部１６に加えて、速度センサ１２とケイデンスセンサ１０によって検知された信号を無線によって表示部１６へ送るための送信部１４を備えている。

その送信部１４には、図２および図３に示すように、一方向に延在する軸部１４ａが設けられ、その軸部１４ａに、ケイデンスセンサ１０と速度センサ１２とが回動可能に軸支されている。そのケイデンスセンサ１０と速度センサ１２とは、互いに自転車２の前後方向にずらして配設される。また、送信部１４には、たとえばリチウム電池を交換するための蓋１４ｄが設けられている。

図４に示すように、ケイデンスセンサ１０はギアクランクの側に向けて配設され、速度センサ１２は後輪のスポーク側に向かって配設されている。さらに、送信部１４のチェーンステー５と接触する部分には、チェーンステー５の外周形状に沿った当接部４ｅが形成されている。

速度センサ１２、ケイデンスセンサ１０および送信部１４を含む計測本体部１５は、ベルト１８によりチェーンステー５に取り付けられている。一方、表示部１６は自転車に乗った状態で視界に入るハンドル３の部分に取り付けられ、送信部１４から送られる信号を受信してその信号を処理し、所定の情報を表示する機能を有している。

次に、上述した計測本体部１５を有する計測装置の自転車２への取り付け手順について説明する。まず、計測本体部１５をチェーンステー５に取り付ける位置を決める。すなわち、後述するように、自転車２の側方から見て、ケイデンスセンサ１０がギアクランク８に装着されるケイデンスマグネット９の描く円軌道と平面的に重なるとともに、速度センサ１２が後輪４のスポーク４ｂに装着されるホイールマグネット７の描く円軌道と平面的に重なる位置を決める。

計測本体部１５を取り付けるべき位置が決まると、図１〜図３に示すように、その位置において、送信部１４に設けられた貫通穴１４ｃにベルト１８を挿通し、そのベルト１８をチェーンステー５に巻き付けることによって計測本体部１５をチェーンステー５に固定する。

次に、図４に示すように、チェーンステー５に固定された計測本体部１５に対して、ケイデンスセンサ１０を軸部１４ａにまわりに矢印３２に示すように回動させることにより、ケイデンスマグネット９（図１参照）とケイデンスセンサ１０との間隔を、ケイデンスマグネット９の磁気を検知するのに最も適した距離に調整する。

また、速度センサ１２を軸部１４ａのまわりに矢印３１に示すように回動させることによって、ホイールマグネット７（図１参照）と速度センサ１２との間隔を、ホイールマグネット７の磁気を検知するのに最適な距離に調整する。各間隔の調整が終了すると、送信部１４に設けられた角度調節ネジ１４ｂを締めることによって、ケイデンスセンサ１０と速度センサ１２とを軸部１４ａにそれぞれ固定する。

一方、表示部１６をハンドル３の所定の位置に、適当な取り付け部材（図示せず）により取り付ける。このようにして、計測本体部１５および表示部１６を含む計測装置の自転車２への取り付けが完了する。

次に、計測装置の動作について説明する。ペダル６を漕ぐとその駆動力が後輪４に伝えられて自転車が走り出す。図５に示すように、ペダル６を漕ぐことによって、ギアクランク８に装着されたケイデンスマグネット９は、一点鎖線に示された円軌道２１を描くことになる。一方、後輪４のスポーク４ｂに装着されたホイールマグネット７は、一点鎖線に示された円軌道２０を描くことになる。

ケイデンスセンサ１０は、自転車２の側方から見て平面的に円軌道２１と重なるように配置されており、ケイデンスマグネット９がケイデンスセンサ１０に接近すると、ケイデンスマグネット９の磁気がケイデンスセンサ１０によって検知されることになる。

一方、速度センサ１２は、自転車２の側方から見て平面的に円軌道２０と重なるように配置されており、ホイールマグネット７が速度センサ１２に接近すると、ホイールマグネット７の磁気が速度センサ１２によって検知されることになる。

ケイデンスセンサ１０および速度センサ１２によってケイデンスマグネット９およびホイールマグネット７のそれぞれの磁気が検知されと、その信号は送信部１４から無線によって表示部１６へ送られる。

表示部１６では、内蔵された演算回路等により、ケイデンスマグネット９の磁気を検知する時間間隔に基づいてペダル６を漕ぐ調子（ペダルの回転数）が算出される。一方、ホイールマグネット７の磁気を検知する時間間隔と、後輪４の周長に基づいて自転車の走行速度が算出される。算出されたペダル６の回転数と自転車２の走行速度に関する情報は、図６に示すように、表示部１６の所定のディスプレーに表示される。

上述した計測装置では、計測本体部１５が送信部１４を有して速度センサ１２とケイデンスセンサ１０によって検知される信号が無線により表示部１６へ送られることで、従来の計測装置と比較すると、ケーブルを配設する必要がなくなり、自転車２への取り付け作業が容易になる。

また、計測本体部１５の送信部１４に支持された軸部１４ａにケイデンスセンサ１０と速度センサ１２が回動可能に軸支されることで、従来の計測装置のように、速度センサとケイデンスセンサとが離れた箇所に取り付けられる場合と比べると、ケイデンスセンサ１０とケイデンスマグネット９との間隔調整と、速度センサ１２とホイールマグネット７との間隔調整を１ヶ所で行うことができ、調整作業を効率的に行うことができる。

さらに、ケイデンスセンサ１０と速度センサ１２で検出される信号を１つの送信部１４によって送信することができ、センサごとに送信部を有している場合と比べると、電池の交換も１ヶ所で済みメンテナンスが容易になる。

また、ケイデンスセンサ１０と速度センサ１２とを互いに自転車２の前後方向にずらして配設するとともに、ケイデンスセンサ１０をギアクランク８の側に向けて配設し、速度センサ１２を後輪４の側に向かって配設することによって、ケイデンスセンサ１０がホイールマグネット７の影響を受けるのを抑制するとともに、速度センサ１２がケイデンスマグネット９の影響を受けるのを抑制することができる。

なお、上述した計測装置では、計測本体部１５をチェーンステー５の所定の位置に取り付ける場合を例に挙げて説明した。取り付け位置としてはこれに限られるものではなく、後輪４とギアクランク８との近傍、つまり、ギアクランク８に装着されるケイデンスマグネット９と後輪４に装着されるホイールマグネット７の磁気を、送信部１４にそれぞれ軸支されるケイデンスセンサ１０と速度センサ１２とによって検知できる程度に、後輪４とギアクランク８に接近した位置に計測本体部１５を取り付けることが可能である。

特に、ケイデンスセンサ１０とケイデンスマグネット９との間隔調整と、速度センサ１２とホイールマグネット７との間隔調整とを１ヶ所で行うことができる利点を生かすには、ギアクランク８と後輪４とが互いに対向する位置関係を取り得る領域において、後輪４とギアクランク８との間に取り付けることが望ましい。

本発明の実施例に係る計測装置を自転車に装着した状態を示す側面図である。 同実施例において、図１に示される計測装置の計測本体部をペダル側から見た斜視図である。 同実施例において、図１に示される計測装置の計測本体部を後輪のスポーク側から見た斜視図である。 同実施例において、図１に示される計測装置の計測本体部を後方から見た平面図である。 同実施例において、図１に示される計測装置の計測本体部とその周辺部を示す部分拡大側面図である。 同実施例において、図１に示される計測装置の表示部を示す平面図である。 従来の計測装置を自転車に装着した状態を示す側面図である。

符号の説明

２ 自転車、３ ハンドル、４ 後輪、４ａ 軸、４ｂ スポーク、５ チェーンステー、６ ペダル、７ ホイールマグネット、８ ギアクランク、９ ケイデンスマグネット、１０ ケイデンスセンサ、１２ 速度センサ、１４ 送信部、１４ａ 軸部、１４ｂ 角度調節ネジ、１４ｃ 貫通穴、１４ｄ 蓋、１５ 計測本体部、１６ 表示部、１８ ベルト、２０ ホイールマグネットの軌道、２１ ケイデンスマグネットの軌道。

Claims (8)

1. 自転車の後輪とギアクランクの位置する部分に配設される計測本体部と、自転車に乗った状態で視界に入る位置に配置されて前記計測本体部から送られる信号に基づいて所定の情報を表示する表示部とを有する計測装置であって、
   前記計測本体部は、
   ギアクランクの所定の部位の動きを検知して、ペダルを漕ぐ調子を把握するための第１センサ部と、
   後輪の所定の部位の動きを検知して、自転車の走行速度を把握するための第２センサ部と、
   前記第１センサ部および前記第２センサ部と電気的に接続されて、前記第１センサ部および前記第２センサ部によって検知された信号を無線により前記表示部へ送るための送信部と
   を備えた、計測装置。
2. 前記計測本体部は、自転車の後輪と回転するギアクランクとが互いに対向する位置関係となりうる領域において、後輪とギアクランクとの間に配設された、請求項１記載の計測装置。
3. 前記第１センサ部はギアクランクに向けて配設され、
   前記第２センサ部は後輪に向けて配設された、請求項１または２に記載の計測装置。
4. 前記第１センサ部および前記第２センサ部は、互いに自転車の前後方向にずらして配設された、請求項１〜３のいずれかに記載の計測装置。
5. 前記計測本体部は、後輪の回転軸とギアクランクの軸とを結ぶチェーンステーに固定された、請求項１〜４のいずれかに記載の計測装置。
6. 前記計測本体部は、
   前記送信部に設けられ、チェーンステーの外周形状に沿った当接部と、
   前記送信部における前記当接部の上方に設けられた貫通穴と、
   前記当接部をチェーンステーの外周部に当接させた状態で前記貫通穴に挿通してチェーンステーに巻き付けることにより、前記計測本体部を固定するためのベルト部と
   を含む、請求項５記載の計測装置。
7. 前記送信部は一方向に延在する軸部を備え、
   前記第１センサ部は、ギアクランクの所定の部位との距離を調整できるように前記軸部に回動可能に軸支され、前記第２センサ部は後輪の所定の部位との距離を調整できるように前記軸部に回動可能に軸支されている、請求項１〜６のいずれかに記載の計測装置。
8. 自転車のペダルを漕ぐ調子と走行速度とを検出するためのセンサ装置であって、
   一方向に延在する軸部を有し、所定の信号を無線により送信するための送信部と、
   前記軸部に回動可能に軸支されてギアクランクの所定の部位の動きを検出し、検出された信号を電気的に接続された前記送信部に送る第１センサ部と、
   前記軸部に回動可能に軸支されて後輪の動きを検出し、検出された信号を電気的に接続された前記送信部へ送る第２センサ部と
   を備えた、センサ装置。

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