JP2016190637A - Measuring apparatus - Google Patents

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JP2016190637A
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泰輝 児玉
Yasuteru Kodama
泰輝 児玉
信夫 三岡
Nobuo Mitsuoka
信夫 三岡
隆二郎 藤田
Ryujiro Fujita
隆二郎 藤田
岳彦 塩田
Takehiko Shioda
岳彦 塩田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a measuring apparatus which measures propulsion power and power loss in an easy method.SOLUTION: A measuring apparatus includes: a first detection circuit 373a connected with a first strain gauge 369a and a second strain gauge 369b which are provided so that detection directions are arranged parallel to a longitudinal direction of a crank 105, the first detection circuit 373a being a bridge circuit that detects bending deformation x occurring in the crank 105; and a second detection circuit 373b connected with a third strain gauge 369c, which is provided so that a detection direction is arranged parallel to the longitudinal direction of the crank 105, and a fourth strain gauge 369d, which is provided so that a detection direction is arranged perpendicular to the longitudinal direction of the crank 105, the second detection circuit 373b being a bridge circuit which detects bending deformation y and tensile deformation z occurring in the crank 105.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、クランクを備えた人力機械に加わっている力を測定する測定装置に関する。   The present invention relates to a measuring device for measuring a force applied to a human-powered machine having a crank.

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等を算出し表示する装置がある。この種の装置は、自転車に設けられたセンサからデータを受信することによって、所定の情報を算出し表示する。表示する情報としては、運転者がペダルに加える力(トルク等)が挙げられる。そして、この種の力の測定方法としては、例えば、特許文献1には、クランク軸のひずみを測定し、クランクにかかるトルクを検知する技術が開示されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, there is a device that is attached to a bicycle and calculates and displays information related to the traveling of the bicycle, information related to the exercise of the driver, and the like. This type of device calculates and displays predetermined information by receiving data from a sensor provided on the bicycle. The information to be displayed includes a force (torque or the like) applied to the pedal by the driver. As a method for measuring this type of force, for example, Patent Document 1 discloses a technique for measuring the crankshaft strain and detecting the torque applied to the crank.

また、特許文献2には、クランク内部に圧電センサを埋め込み、クランクのひずみにより発生する電圧によってトルクを測定する技術が開示されている。   Patent Document 2 discloses a technique in which a piezoelectric sensor is embedded in a crank and torque is measured by a voltage generated by crank distortion.

また、特許文献1は、定置式自転車型健康機(自転車エルゴメータ、フィットネスバイクとも称される)においても適用できることが記載されている。   Further, Patent Document 1 describes that it can be applied to a stationary bicycle health machine (also called a bicycle ergometer or a fitness bike).

このように、クランクを備えた人力機械において、クランクにかかるひずみを検出することにより、トルクを測定して、運動量等を算出することが既に知られている。   As described above, in a human-powered machine equipped with a crank, it is already known to measure a torque and calculate a momentum or the like by detecting a strain applied to the crank.

特開平10−35567号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-35567 特開2009−6991号公報JP 2009-6991 A

特許文献1に記載された自転車用メータでは、ボトムブラケット部分にセンサを設置する必要があるので、ボトムブラケットにフレーム加工が必要となり、さらにクランク軸にナーリング加工が必要になってしまうという問題があった。   In the bicycle meter described in Patent Document 1, since it is necessary to install a sensor in the bottom bracket portion, there is a problem that frame processing is required for the bottom bracket and further knurling processing is required for the crankshaft.

また、特許文献2に記載された計器を備えた自転車部品では、回転方向の力によるトルクのみならず損失力をも検出してしまい、どの程度の力が回転力、即ち推進力となっているのかを正確に知ることができないという問題があった。   Moreover, in the bicycle part provided with the instrument described in Patent Document 2, not only the torque due to the force in the rotational direction but also the loss force is detected, and how much force is the rotational force, that is, the propulsive force. There was a problem that it was not possible to know exactly.

そこで、本発明は、上述した問題に鑑み、例えば、簡便な方法で推進力や損失力を測定することができる測定装置を提供することを目的とする。   In view of the above-described problems, an object of the present invention is to provide a measuring device that can measure propulsive force and loss force by a simple method, for example.

上記課題を解決するために、請求項1に記載された発明は、人力機械のクランクの回転する方向に生じている回転方向ひずみを検出する第1検出回路と、前記クランクの前記回転する方向とは別の方向に生じている別方向ひずみを検出する第2検出回路と、前記第1検出回路の検出結果に基づいて前記人力機械の推進力を測定し、前記第2検出回路の検出結果に基づいて前記人力機械の損失力を測定する制御部と、を有することを特徴とする測定装置である。   In order to solve the above problems, the invention described in claim 1 is a first detection circuit that detects a rotational direction distortion generated in a direction in which a crank of a human-powered machine rotates, and the direction in which the crank rotates. Measures the propulsive force of the human-powered machine based on the detection result of the first detection circuit and the second detection circuit that detects another direction strain generated in another direction, and the detection result of the second detection circuit And a control unit that measures a loss force of the manpower machine based on the control device.

本発明の第1の実施例にかかる自転車の全体構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the whole structure of the bicycle concerning the 1st Example of this invention. 図1に示されたサイクルコンピュータ、測定モジュール及びケイデンスセンサの位置関係を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the positional relationship of the cycle computer shown in FIG. 1, a measurement module, and a cadence sensor. 図1に示されたサイクルコンピュータ、測定モジュール及びケイデンスセンサのブロック構成図である。FIG. 2 is a block configuration diagram of a cycle computer, a measurement module, and a cadence sensor shown in FIG. 1. 図3に示されたひずみゲージのクランクへの配置の説明図である。It is explanatory drawing of arrangement | positioning to the crank of the strain gauge shown by FIG. 図3に示された測定モジュールひずみ検出回路の回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram of a measurement module strain detection circuit shown in FIG. 3. 右側クランクに加わる力と変形の説明図である。It is explanatory drawing of the force added to a right side crank, and a deformation | transformation. 図3に示されたケイデンスセンサの処理のフローチャートである。It is a flowchart of a process of the cadence sensor shown in FIG. 図3に示された測定モジュール及びサイクルコンピュータの処理のフローチャートである。It is a flowchart of a process of the measurement module and cycle computer shown by FIG. 本発明の第2の実施例にかかるサイクルコンピュータ、測定モジュール及びケイデンスセンサのブロック構成図である。It is a block block diagram of the cycle computer, the measurement module, and cadence sensor concerning 2nd Example of this invention. 図9に示されたひずみゲージのクランクへの配置の説明図である。It is explanatory drawing of arrangement | positioning to the crank of the strain gauge shown by FIG. 図9に示された測定モジュールひずみ検出回路の回路図である。FIG. 10 is a circuit diagram of the measurement module strain detection circuit shown in FIG. 9. 本発明の第3の実施例にかかるサイクルコンピュータ、測定モジュール及びケイデンスセンサのブロック構成図である。It is a block block diagram of the cycle computer, the measurement module, and cadence sensor concerning 3rd Example of this invention. 図12に示されたひずみゲージのクランクへの配置の説明図である。It is explanatory drawing of arrangement | positioning to the crank of the strain gauge shown by FIG. 図12に示された測定モジュールひずみ検出回路の回路図である。FIG. 13 is a circuit diagram of the measurement module strain detection circuit shown in FIG. 12. 本発明の第4の実施例にかかるサイクルコンピュータ、測定モジュール及びケイデンスセンサのブロック構成図である。It is a block block diagram of the cycle computer, measurement module, and cadence sensor concerning the 4th example of the present invention. 図15に示されたひずみゲージのクランクへの配置の説明図である。It is explanatory drawing of arrangement | positioning to the crank of the strain gauge shown by FIG. 図15に示された測定モジュールひずみ検出回路の回路図である。FIG. 16 is a circuit diagram of the measurement module strain detection circuit shown in FIG. 15. 本発明の第5の実施例にかかるサイクルコンピュータ、測定モジュール及びケイデンスセンサのブロック構成図である。It is a block block diagram of the cycle computer, the measurement module, and cadence sensor concerning the 5th Example of this invention. 図18に示されたひずみゲージのクランクへの配置の説明図である。It is explanatory drawing of arrangement | positioning to the crank of the strain gauge shown by FIG. 図18に示された測定モジュールひずみ検出回路の回路図である。FIG. 19 is a circuit diagram of the measurement module strain detection circuit shown in FIG. 18. 第1ひずみゲージと第2ひずみゲージが曲げ変形xにより変形する場合の説明図である。It is explanatory drawing in case a 1st strain gauge and a 2nd strain gauge deform | transform by bending deformation x. 本発明の第6の実施例にかかるサイクルコンピュータ、測定モジュール及びケイデンスセンサのブロック構成図である。It is a block block diagram of the cycle computer, the measurement module, and cadence sensor concerning the 6th Example of this invention. 図22に示されたひずみゲージのクランクへの配置の説明図である。It is explanatory drawing of arrangement | positioning to the crank of the strain gauge shown by FIG. 図22に示された測定モジュールひずみ検出回路の回路図である。It is a circuit diagram of the measurement module distortion | strain detection circuit shown by FIG. 図22に示された測定モジュールひずみ検出回路の他の実施例の回路図である。FIG. 23 is a circuit diagram of another embodiment of the measurement module strain detection circuit shown in FIG. 22. 本発明の第7の実施例にかかるサイクルコンピュータ、測定モジュール及びケイデンスセンサのブロック構成図である。It is a block block diagram of the cycle computer, the measurement module, and cadence sensor concerning the 7th Example of this invention. 図26に示されたひずみゲージのクランクへの配置の説明図である。It is explanatory drawing of arrangement | positioning to the crank of the strain gauge shown by FIG. 図26に示された測定モジュールひずみ検出回路の回路図である。FIG. 27 is a circuit diagram of a measurement module strain detection circuit shown in FIG. 26. 本発明の第8の実施例にかかるサイクルコンピュータ、測定モジュール及びケイデンスセンサのブロック構成図である。It is a block block diagram of the cycle computer, the measurement module, and cadence sensor concerning the 8th Example of this invention. 図29に示されたひずみゲージのクランクへの配置の説明図である。It is explanatory drawing of arrangement | positioning to the crank of the strain gauge shown by FIG. 図29に示された測定モジュールひずみ検出回路の回路図である。FIG. 30 is a circuit diagram of the measurement module strain detection circuit shown in FIG. 29.

以下、本発明の一実施形態にかかる測定装置を説明する。本発明の一実施形態にかかる測定装置は、人力機械のクランクの回転運動により定義される円を含む平面と平行なクランクの面である側面に設けられた第1ひずみゲージ、第2ひずみゲージ、第3ひずみゲージ及び第4ひずみゲージと、第1ひずみゲージおよび第2ひずみゲージが接続され、クランクの回転する方向に生じている回転方向ひずみを検出する第1検出回路と、第3ひずみゲージおよび第4ひずみゲージが接続され、クランクの前記平面と垂直な方向に生じている内外方向ひずみ、または、クランクの長手方向と平行な方向に生じている引張方向ひずみのうち少なくともいずれか一方を検出する第2検出回路と、を有している。そして、第1ひずみゲージ乃至第3ひずみゲージが、クランクの長手方向に対して検出方向が平行になるように設けられ、第4ひずみゲージが、クランクの長手方向に対して検出方向が垂直になるように設けられている。このようにすることにより、第1検出回路で検出された回転方向ひずみと、第2検出回路で検出された内外方向ひずみまたは引張方向ひずみからクランクに加わっている推進力や損失力を測定することができる。したがって、簡便な方法で推進力や損失力を測定することができる。また、第1乃至第4ひずみゲージがクランクの側面のみに設けられているので、1つの面のみで推進力や損失力を測定することができ、また、側面のうち内面側に設けることで、運転者等の足と干渉することがない。   Hereinafter, a measuring apparatus according to an embodiment of the present invention will be described. A measurement apparatus according to an embodiment of the present invention includes a first strain gauge, a second strain gauge, and a second strain gauge provided on a side surface that is a plane of a crank parallel to a plane including a circle defined by a rotational motion of a crank of a human-powered machine. A first strain circuit connected to the third strain gauge and the fourth strain gauge, the first strain gauge and the second strain gauge, and detecting a rotational strain generated in the direction of rotation of the crank; a third strain gauge; A fourth strain gauge is connected to detect at least one of inward and outward strain generated in a direction perpendicular to the plane of the crank and tensile strain generated in a direction parallel to the longitudinal direction of the crank. And a second detection circuit. The first strain gauge to the third strain gauge are provided so that the detection direction is parallel to the longitudinal direction of the crank, and the fourth strain gauge is perpendicular to the longitudinal direction of the crank. It is provided as follows. By doing so, the propulsive force and the loss force applied to the crank are measured from the rotational strain detected by the first detection circuit and the internal / external strain or tensile strain detected by the second detection circuit. Can do. Therefore, propulsive force and loss force can be measured by a simple method. In addition, since the first to fourth strain gauges are provided only on the side surface of the crank, the propulsive force and the loss force can be measured with only one surface, and by providing the inner surface side of the side surface, There is no interference with the driver's feet.

また、第1検出回路の出力および第2検出回路の出力に基づいて、それぞれの検出回路が検出するひずみ以外に混入しているひずみ成分を補正する補正手段を有してもよい。このようにすることにより、第1検出回路や第2検出回路の出力に含まれる検出対象以外のひずみの影響を排除することができる。   Moreover, you may have a correction | amendment means which correct | amends the distortion component mixed other than the distortion which each detection circuit detects based on the output of a 1st detection circuit and the output of a 2nd detection circuit. By doing in this way, the influence of distortion other than the detection target contained in the output of the 1st detection circuit or the 2nd detection circuit can be excluded.

また、第1ひずみゲージおよび第2ひずみゲージが、クランク側面の長手方向の中心軸に対して対称になるように設けられていてもよい。このようにすることにより、回転方向ひずみを精度良く検出することができる。   Moreover, the 1st strain gauge and the 2nd strain gauge may be provided so that it may become symmetrical with respect to the central axis of the longitudinal direction of a crank side surface. By doing in this way, a rotation direction distortion | strain can be detected accurately.

また、第3ひずみゲージと第4ひずみゲージが、互いに重ねられていてもよい。このようにすることにより、クランクに設けるひずみゲージのサイズを小さくすることができる。   Further, the third strain gauge and the fourth strain gauge may be overlapped with each other. By doing in this way, the size of the strain gauge provided in the crank can be reduced.

また、第1検出回路および第2検出回路がブリッジ回路で構成され、第1ひずみゲージおよび第2ひずみゲージが、第1検出回路を構成するブリッジ回路において電源に対して直列に接続され、第3ひずみゲージおよび第4ひずみゲージが、第2検出回路を構成するブリッジ回路において電源に対して直列に接続され、さらに、第1検出回路を構成するブリッジ回路および第2検出回路を構成するブリッジ回路の第1乃至第4ひずみゲージ以外の抵抗素子が、固定抵抗で構成されていてもよい。このようにすることにより、ブリッジ回路により、回転方向ひずみや内外方向ひずみまたは引張方向ひずみを検出することができ、簡便な回路構成で推進力や損失力を測定することができる。   In addition, the first detection circuit and the second detection circuit are configured by a bridge circuit, and the first strain gauge and the second strain gauge are connected in series to the power source in the bridge circuit configuring the first detection circuit, and the third The strain gauge and the fourth strain gauge are connected in series to the power supply in the bridge circuit constituting the second detection circuit, and further the bridge circuit constituting the first detection circuit and the bridge circuit constituting the second detection circuit Resistive elements other than the first to fourth strain gauges may be configured with fixed resistors. Thus, the bridge circuit can detect rotational strain, inward / outward strain, or tensile strain, and can measure propulsive force and loss force with a simple circuit configuration.

また、固定抵抗が、第1検出回路と第2検出回路とで共有していてもよい。このようにすることにより、第1検出回路と第2検出回路とを事実上1つの回路とすることができ、回路をさらに簡便にすることができる。   Further, the fixed resistor may be shared by the first detection circuit and the second detection circuit. By doing so, the first detection circuit and the second detection circuit can be practically made into one circuit, and the circuit can be further simplified.

また、他の実施形態にかかる測定装置は、人力機械のクランクの回転運動により定義される円を含む平面と平行なクランクの面である側面に設けられた第1ひずみゲージ、第2ひずみゲージ、第3ひずみゲージ、第4ひずみゲージ、第5ひずみゲージ、第6ひずみゲージ、第7ひずみゲージ、第8ひずみゲージと、前記第1ひずみゲージ、前記第2ひずみゲージ、前記第5ひずみゲージおよび前記第6ひずみゲージが接続され、前記クランクの回転する方向に生じている回転方向ひずみを検出する第1検出回路と、第3ひずみゲージ、第4ひずみゲージ、第7ひずみゲージおよび第8ひずみゲージが接続され、クランクの前記平面と垂直な方向に生じている内外方向ひずみ、または、クランクの長手方向と平行な方向に生じている引張方向ひずみのうち少なくともいずれか一方を検出する第2検出回路と、を有している。そして、第1ひずみゲージ、第2ひずみゲージ、第3ひずみゲージおよび第8ひずみゲージが、クランクの長手方向に対して検出方向が平行になるように設けられ、第4ひずみゲージ、第5ひずみゲージ、第6ひずみゲージ、第7ひずみゲージが、クランクの長手方向に対して検出方向が垂直になるように設けられている。このようにすることにより、第1検出回路で検出された回転方向ひずみと、第2検出回路で検出された内外方向ひずみまたは引張方向ひずみからクランクに加わっている推進力や損失力を測定することができる。したがって、簡便な方法で推進力や損失力を測定することができる。また、第1乃至第8ひずみゲージがクランクの側面のみに設けられているので、1つの面のみで推進力や損失力を測定することができ、また、側面のうち内面に設けることで、運転者等の足と干渉することがない。さらに、第1の検出回路には第1ひずみゲージ乃至前記第4ひずみゲージが接続されて、回転方向ひずみを検出するので、検出される回転方向ひずみの電圧値が大きくなり、ノイズの影響を少なくすることができる。   Moreover, the measuring apparatus concerning other embodiment is the 1st strain gauge provided in the side surface which is a surface of a crank parallel to the plane containing the circle | round | yen defined by the rotational motion of the crank of a human-powered machine, a 2nd strain gauge, A third strain gauge, a fourth strain gauge, a fifth strain gauge, a sixth strain gauge, a seventh strain gauge, an eighth strain gauge, the first strain gauge, the second strain gauge, the fifth strain gauge, and the A first detection circuit connected to a sixth strain gauge and detecting a rotational strain generated in the direction of rotation of the crank; a third strain gauge, a fourth strain gauge, a seventh strain gauge, and an eighth strain gauge; Connected, inward and outward strain occurring in a direction perpendicular to the plane of the crank, or tensile direction thread occurring in a direction parallel to the longitudinal direction of the crank. It has a second detection circuit for detecting at least one of body, the. The first strain gauge, the second strain gauge, the third strain gauge, and the eighth strain gauge are provided so that the detection direction is parallel to the longitudinal direction of the crank, and the fourth strain gauge and the fifth strain gauge. The sixth strain gauge and the seventh strain gauge are provided so that the detection direction is perpendicular to the longitudinal direction of the crank. By doing so, the propulsive force and the loss force applied to the crank are measured from the rotational strain detected by the first detection circuit and the internal / external strain or tensile strain detected by the second detection circuit. Can do. Therefore, propulsive force and loss force can be measured by a simple method. In addition, since the first to eighth strain gauges are provided only on the side surface of the crank, the propulsive force and the loss force can be measured with only one surface. There is no interference with the feet of other people. Further, since the first strain gauge to the fourth strain gauge are connected to the first detection circuit and the rotational strain is detected, the detected rotational strain voltage value is increased and the influence of noise is reduced. can do.

また、第1ひずみゲージおよび第6ひずみゲージ、第2ひずみゲージおよび第5ひずみゲージが、第1検出回路を構成するブリッジ回路においてそれぞれ対角の位置に接続され、第3ひずみゲージおよび第8ひずみゲージ、第4ひずみゲージおよび第7ひずみゲージとが、第2検出回路を構成するブリッジ回路においてそれぞれ対角の位置に接続されていてもよい。このようにすることにより、ブリッジ回路により、回転方向ひずみや内外方向ひずみまたは引張方向ひずみを検出することができ、簡便な回路構成で推進力や損失力を測定することができる。   Further, the first strain gauge, the sixth strain gauge, the second strain gauge, and the fifth strain gauge are respectively connected to diagonal positions in the bridge circuit that constitutes the first detection circuit, and the third strain gauge and the eighth strain gauge. The gauge, the fourth strain gauge, and the seventh strain gauge may be connected to diagonal positions in the bridge circuit that constitutes the second detection circuit. Thus, the bridge circuit can detect rotational strain, inward / outward strain, or tensile strain, and can measure propulsive force and loss force with a simple circuit configuration.

また、本発明の一実施形態にかかる測定方法は、人力機械のクランクの回転運動により定義される円を含む平面と平行なクランクの面である側面に、クランクの長手方向に対して検出方向が平行になるように設けられている第1ひずみゲージ、第2ひずみゲージ、第3ひずみゲージと、クランクの長手方向に対して検出方向が垂直になるように設けられている第4ひずみゲージと、第1ひずみゲージおよび第2ひずみゲージが接続され、クランクの回転する方向に生じている回転方向ひずみを検出する第1検出回路と、第3ひずみゲージおよび第4ひずみゲージが接続され、クランクの前記平面と垂直な方向に生じている内外方向ひずみ、または、クランクの長手方向と平行な方向に生じている引張方向ひずみのうち少なくともいずれか一方を検出する第2検出回路と、を有した測定装置により行われる処理に、第1検出回路に前記回転方向ひずみを検出させる回転方向ひずみ検出工程と、回転方向ひずみ検出工程で検出した回転方向ひずみに基づいて推進力を測定する推進力測定工程と、第2検出回路に内外方向ひずみまたは引張方向ひずみのうち少なくともいずれか一方を検出させる内外方向ひずみまたは引張方向ひずみ検出工程と、内外方向ひずみまたは引張方向ひずみ検出工程で検出した内外方向ひずみまたは引張方向ひずみのうち少なくともいずれか一方に基づいて損失力を測定する損失力測定工程と、含んでいる。このようにすることにより、第1検出回路で検出された回転方向ひずみと、第2検出回路で検出された内外方向ひずみまたは引張方向ひずみからクランクに加わっている推進力や損失力を測定することができる。したがって、簡便な方法で推進力や損失力を測定することができる。また、第1乃至第4ひずみゲージがクランクの側面のみに設けられているので、1つの面のみで推進力や損失力を測定することができ、また、側面のうち内面に設けることで、運転者等の足と干渉することがない。   In addition, the measuring method according to the embodiment of the present invention has a detection direction with respect to the longitudinal direction of the crank on a side surface that is a plane of the crank parallel to a plane including a circle defined by the rotational motion of the crank of the human-powered machine. A first strain gauge, a second strain gauge, and a third strain gauge that are provided in parallel, a fourth strain gauge that is provided so that a detection direction is perpendicular to a longitudinal direction of the crank, The first strain gauge and the second strain gauge are connected, the first detection circuit for detecting the rotational strain generated in the rotating direction of the crank, the third strain gauge and the fourth strain gauge are connected, and the crank At least one of inward and outward strain generated in a direction perpendicular to the plane and tensile strain generated in a direction parallel to the longitudinal direction of the crank In a process performed by a measuring device having a second detection circuit to detect, a rotational direction strain detection step for causing the first detection circuit to detect the rotational direction strain, and a rotational direction strain detected in the rotational direction strain detection step. A propulsive force measuring step for measuring the propulsive force on the basis, an internal / external strain or tensile strain detection step for causing the second detection circuit to detect at least one of an internal / external strain or a tensile strain, and an internal / external strain or tension. A loss force measuring step of measuring the loss force based on at least one of the inner and outer direction strain and the tensile direction strain detected in the directional strain detection step. By doing so, the propulsive force and the loss force applied to the crank are measured from the rotational strain detected by the first detection circuit and the internal / external strain or tensile strain detected by the second detection circuit. Can do. Therefore, propulsive force and loss force can be measured by a simple method. In addition, since the first to fourth strain gauges are provided only on the side surface of the crank, propulsive force and loss force can be measured with only one surface, and by providing the inner surface of the side surface, operation is possible. There is no interference with the feet of other people.

また、本発明の他の実施形態にかかる測定方法は、人力機械のクランクの回転運動により定義される円を含む平面と平行なクランクの面である側面に、クランクの長手方向に対して検出方向が平行になるように設けられている第1ひずみゲージ、第2ひずみゲージ、第3ひずみゲージおよび第8ひずみゲージと、クランクの長手方向に対して検出方向が垂直になるように設けられている第4ひずみゲージ、第5ひずみゲージ、第6ひずみゲージ、第7ひずみゲージと、第1ひずみゲージ、第2ひずみゲージ、第5ひずみゲージおよび第6ひずみゲージが接続され、クランクの回転する方向に生じている回転方向ひずみを検出する第1検出回路と、第3ひずみゲージ、第4ひずみゲージ、第7ひずみゲージおよび第8ひずみゲージが接続され、クランクの前記平面と垂直な方向に生じている内外方向ひずみ、または、クランクの長手方向と平行な方向に生じている引張方向ひずみのうち少なくともいずれか一方を検出する第2検出回路と、を有した測定装置により行われる処理に、第1検出回路に前記回転方向ひずみを検出させる回転方向ひずみ検出工程と、回転方向ひずみ検出工程で検出した回転方向ひずみに基づいて推進力を測定する推進力測定工程と、第2検出回路に内外方向ひずみまたは引張方向ひずみのうち少なくともいずれか一方を検出させる内外方向ひずみまたは引張方向ひずみ検出工程と、内外方向ひずみまたは引張方向ひずみ検出工程で検出した内外方向ひずみまたは引張方向ひずみのうち少なくともいずれか一方に基づいて損失力を測定する損失力測定工程と、含んでいる。このようにすることにより、第1検出回路で検出された回転方向ひずみと、第2検出回路で検出された内外方向ひずみまたは引張方向ひずみからクランクに加わっている推進力や損失力を測定することができる。したがって、簡便な方法で推進力や損失力を測定することができる。また、第1乃至第8ひずみゲージがクランクの側面のみに設けられているので、1つの面のみで推進力や損失力を測定することができ、また、側面のうち内面に設けることで、運転者等の足と干渉することがない。さらに、第1の検出回路が第1ひずみゲージ乃至前記第4ひずみゲージが接続されて、回転方向ひずみを検出するので、検出される回転方向ひずみの電圧値が大きくなり、ノイズの影響を少なくすることができる。   In addition, the measuring method according to another embodiment of the present invention includes a detection direction with respect to a longitudinal direction of the crank on a side surface that is a plane of the crank parallel to a plane including a circle defined by the rotational motion of the crank of the human-powered machine. Are provided so that the detection direction is perpendicular to the longitudinal direction of the crank, and the first strain gauge, the second strain gauge, the third strain gauge, and the eighth strain gauge. The fourth strain gauge, the fifth strain gauge, the sixth strain gauge, the seventh strain gauge, the first strain gauge, the second strain gauge, the fifth strain gauge, and the sixth strain gauge are connected, and the crank rotates. A first detection circuit for detecting the generated rotational strain, and a third strain gauge, a fourth strain gauge, a seventh strain gauge, and an eighth strain gauge; A second detection circuit for detecting at least one of an inward and outward strain generated in a direction perpendicular to the plane of the rank and a tensile strain generated in a direction parallel to the longitudinal direction of the crank. In the processing performed by the measuring device, the rotational direction strain detecting step for causing the first detection circuit to detect the rotational direction strain, and the propulsive force measurement for measuring the propulsive force based on the rotational direction strain detected in the rotational direction strain detecting step Internal / external strain or tensile strain detection process that causes the second detection circuit to detect at least one of internal / external strain or tensile strain, and internal / external strain detected by the internal / external strain or tensile strain detection step. Or a loss force measurement step for measuring the loss force based on at least one of the strains in the tensile direction; And Nde. By doing so, the propulsive force and the loss force applied to the crank are measured from the rotational strain detected by the first detection circuit and the internal / external strain or tensile strain detected by the second detection circuit. Can do. Therefore, propulsive force and loss force can be measured by a simple method. In addition, since the first to eighth strain gauges are provided only on the side surface of the crank, the propulsive force and the loss force can be measured with only one surface. There is no interference with the feet of other people. Further, since the first detection circuit is connected to the first strain gauge to the fourth strain gauge to detect the rotational strain, the detected rotational strain voltage value is increased and the influence of noise is reduced. be able to.

本発明の第1の実施例にかかる測定装置としての測定モジュール301を備えた自転車1を図1乃至図8を参照して説明する。自転車1は図1に示すように、フレーム3と、フロント車輪5と、リア車輪7と、ハンドル9と、サドル11と、フロントフォーク13と、駆動機構101と、を有している。   A bicycle 1 including a measurement module 301 as a measurement apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, the bicycle 1 includes a frame 3, a front wheel 5, a rear wheel 7, a handle 9, a saddle 11, a front fork 13, and a drive mechanism 101.

フレーム3は、2つのトラス構造から構成されている。フレーム3は、後方の先端部分において、リア車輪7と回転自在に接続されている。また、フレーム3の前方において、フロントフォーク13が回転自在に接続されている。   The frame 3 is composed of two truss structures. The frame 3 is rotatably connected to the rear wheel 7 at the rear end portion. A front fork 13 is rotatably connected in front of the frame 3.

フロントフォーク13は、ハンドル9と接続されている。フロントフォーク13の下方向の先端位置において、フロントフォーク13とフロント車輪5とは回転自在に接続されている。   The front fork 13 is connected to the handle 9. The front fork 13 and the front wheel 5 are rotatably connected at the front end position of the front fork 13 in the downward direction.

フロント車輪5は、ハブ部、スポーク部及びタイヤ部を有している。ハブ部はフロントフォーク13と回転自在に接続されている。そして、このハブ部とタイヤ部はスポーク部によって接続されている。   The front wheel 5 has a hub part, a spoke part, and a tire part. The hub portion is rotatably connected to the front fork 13. And this hub part and the tire part are connected by the spoke part.

リア車輪7は、ハブ部、スポーク部及びタイヤ部を有している。ハブ部はフレーム3と回転自在に接続されている。そして、このハブ部とタイヤ部はスポーク部によって接続されている。リア車輪7のハブ部は、後述するスプロケット113と接続されている。   The rear wheel 7 has a hub part, a spoke part, and a tire part. The hub portion is rotatably connected to the frame 3. And this hub part and the tire part are connected by the spoke part. The hub portion of the rear wheel 7 is connected to a sprocket 113 described later.

自転車1は、ユーザ(運転者)の足による踏み込み力を自転車1の駆動力に変換する駆動機構101を有している。駆動機構101は、ペダル103、クランク機構104、チェーンリング109、チェーン111、スプロケット113と、を有している。   The bicycle 1 has a drive mechanism 101 that converts a stepping force by a user's (driver's) foot into a driving force of the bicycle 1. The drive mechanism 101 includes a pedal 103, a crank mechanism 104, a chain ring 109, a chain 111, and a sprocket 113.

ペダル103は、ユーザが踏み込むための足と接する部分である。ペダル103は、クランク機構104のペダルクランク軸115によって回転自在となるように支持されている。   The pedal 103 is a part in contact with a foot for the user to step on. The pedal 103 is supported so as to be rotatable by a pedal crankshaft 115 of the crank mechanism 104.

クランク機構104は、クランク105とクランク軸107及びペダルクランク軸115(図2および図6参照)から構成されている。   The crank mechanism 104 includes a crank 105, a crankshaft 107, and a pedal crankshaft 115 (see FIGS. 2 and 6).

クランク軸107はフレーム3を左右方向に(自転車側面の一方から他方に)貫通している。クランク軸107は、フレーム3によって回転自在に支持されている。   The crankshaft 107 passes through the frame 3 in the left-right direction (from one side of the bicycle side to the other). The crankshaft 107 is rotatably supported by the frame 3.

クランク105は、クランク軸107と直角に設けられている。クランク105は、一端部において、クランク軸107と接続されている。   The crank 105 is provided at a right angle to the crankshaft 107. The crank 105 is connected to the crankshaft 107 at one end.

ペダルクランク軸115は、クランク105と直角に設けられている。ペダルクランク軸115の軸方向は、クランク軸107と同一方向となっている。ペダルクランク軸115は、クランク105の他端部においてクランク105と接続されている。   The pedal crankshaft 115 is provided at a right angle to the crank 105. The axial direction of the pedal crankshaft 115 is the same as that of the crankshaft 107. The pedal crankshaft 115 is connected to the crank 105 at the other end of the crank 105.

クランク機構104は、このような構造を自転車1の側面の反対側にも有している。つまり、クランク機構104は、2個のクランク105及び、2個のペダルクランク軸115を有している。したがって、ペダル103も自転車1の両側面にそれぞれ有している。   The crank mechanism 104 has such a structure on the side opposite to the side surface of the bicycle 1. That is, the crank mechanism 104 has two cranks 105 and two pedal crankshafts 115. Therefore, the pedal 103 is also provided on each side of the bicycle 1.

これらが自転車1の右側にあるか左側にあるかを区別する場合には、それぞれ右側クランク105R、左側クランク105L、右側ペダルクランク軸115R、左側ペダルクランク軸115L、右側ペダル103R、左側ペダル103Lと記載する。   When distinguishing whether these are on the right side or the left side of the bicycle 1, they are described as a right crank 105R, a left crank 105L, a right pedal crankshaft 115R, a left pedal crankshaft 115L, a right pedal 103R, and a left pedal 103L, respectively. To do.

また右側クランク105Rと左側クランク105Lは、クランク軸107を中心として反対方向に延びるように接続されている。右側ペダルクランク軸115R、クランク軸107および左側ペダルクランク軸115Lは、平行かつ同一平面に形成されている。右側クランク105R及び左側クランク105Lは、平行かつ同一平面上に形成されている。   The right crank 105R and the left crank 105L are connected so as to extend in opposite directions around the crankshaft 107. The right pedal crankshaft 115R, the crankshaft 107, and the left pedal crankshaft 115L are formed in parallel and on the same plane. The right crank 105R and the left crank 105L are formed in parallel and on the same plane.

チェーンリング109は、クランク軸107に接続されている。チェーンリング109は、ギア比を変化させることができる可変ギアで構成されると好適である。また、チェーンリング109にはチェーン111が係合されている。   The chain ring 109 is connected to the crankshaft 107. The chain ring 109 is preferably constituted by a variable gear capable of changing the gear ratio. A chain 111 is engaged with the chain ring 109.

チェーン111はチェーンリング109及びスプロケット113に係合している。スプロケット113は、リア車輪7と接続されている。スプロケット113は、可変ギアで構成されると好適である。   The chain 111 is engaged with the chain ring 109 and the sprocket 113. The sprocket 113 is connected to the rear wheel 7. The sprocket 113 is preferably composed of a variable gear.

自転車1は、このような駆動機構101によってユーザの踏み込み力をリア車輪の回転力に変換している。   The bicycle 1 uses the drive mechanism 101 to convert the user's stepping force into the rotational force of the rear wheels.

自転車1は、サイクルコンピュータ201と、測定モジュール301と、ケイデンスセンサ501と、を有している。   The bicycle 1 includes a cycle computer 201, a measurement module 301, and a cadence sensor 501.

サイクルコンピュータ201は、ハンドル9に配置されている。サイクルコンピュータ201は、図2に示すように、各種情報を表示するサイクルコンピュータ表示部203およびユーザの操作を受けるサイクルコンピュータ操作部205を有している。   The cycle computer 201 is disposed on the handle 9. As shown in FIG. 2, the cycle computer 201 includes a cycle computer display unit 203 that displays various types of information and a cycle computer operation unit 205 that receives user operations.

サイクルコンピュータ表示部203に表示される各種情報とは、自転車1の速度、位置情報、目的地までの距離、目的地までの予測到達時間、出発してからの移動距離、出発してからの経過時間、推進力、損失力等である。   The various types of information displayed on the cycle computer display unit 203 include the speed of the bicycle 1, position information, the distance to the destination, the estimated arrival time to the destination, the travel distance since the departure, and the elapsed time since the departure. Time, propulsion, loss power, etc.

ここで、推進力とはクランク105の回転方向に加わる力の大きさである。一方、損失力とは、クランク105の回転方向とは別の方向に加わる力の大きさである。この回転方向とは別の方向に加わる力は、何ら自転車1の駆動に寄与しない無駄な力である。したがって、ユーザは、推進力をできるだけ増加させ、損失力をできるだけ減少させることによって、より効率的に自転車1を駆動させることが可能となる。   Here, the propulsive force is the magnitude of the force applied in the rotation direction of the crank 105. On the other hand, the loss force is a magnitude of a force applied in a direction different from the rotation direction of the crank 105. The force applied in a direction different from the rotational direction is a useless force that does not contribute to the driving of the bicycle 1. Therefore, the user can drive the bicycle 1 more efficiently by increasing the propulsive force as much as possible and decreasing the loss force as much as possible.

サイクルコンピュータ操作部205は、図2では押しボタンで示されているが、それに限らず、タッチパネルなど各種入力手段や複数の入力手段を組み合わせて用いることができる。   The cycle computer operation unit 205 is shown as a push button in FIG. 2, but is not limited thereto, and various input means such as a touch panel or a plurality of input means can be used in combination.

また、サイクルコンピュータ201は、サイクルコンピュータケイデンス無線受信部207及びサイクルコンピュータ無線受信部209を有している。サイクルコンピュータケイデンス無線受信部207及びサイクルコンピュータ無線受信部209は、配線を介してサイクルコンピュータ201の本体部分と接続されている。なお、サイクルコンピュータケイデンス無線受信部207及びサイクルコンピュータ無線受信部209は、受信のみの機能を有する必要はない。例えば、送信部としての機能を有していても良い。以下、送信部又は受信部と記載した装置も、受信機能及び送信機能の両方を有していても良い。   The cycle computer 201 includes a cycle computer cadence wireless reception unit 207 and a cycle computer wireless reception unit 209. The cycle computer cadence wireless reception unit 207 and the cycle computer wireless reception unit 209 are connected to the main body portion of the cycle computer 201 through wiring. Note that the cycle computer cadence wireless reception unit 207 and the cycle computer wireless reception unit 209 need not have a reception-only function. For example, you may have a function as a transmission part. Hereinafter, an apparatus described as a transmission unit or a reception unit may also have both a reception function and a transmission function.

ケイデンスセンサ501は、クランク105に設けられた磁石503の接近を検出する磁気センサ505を有している(図3参照)。磁気センサ505は、接近する磁石503によってONになることで、磁石503の位置を検出する。つまり、磁気センサ505がONになるということは、磁気センサ505が存在する位置にクランク105も存在することとなる。このケイデンスセンサ501から、サイクルコンピュータ201は、ケイデンス[rpm]を得ることができる。   The cadence sensor 501 has a magnetic sensor 505 that detects the approach of a magnet 503 provided on the crank 105 (see FIG. 3). The magnetic sensor 505 detects the position of the magnet 503 by being turned on by the approaching magnet 503. That is, when the magnetic sensor 505 is turned on, the crank 105 is also present at the position where the magnetic sensor 505 is present. From this cadence sensor 501, the cycle computer 201 can obtain cadence [rpm].

測定モジュール301は、クランク105の内面に設けられ、複数のひずみゲージ素子から構成されるひずみゲージ369(図3及び図4参照)を用いて、ペダル103にユーザが加えている人力を検出する。具体的には、クランク105の回転力であって自転車1の駆動力となる推進力と、回転方向とは別の方向に加わる力である損失力を算出する。   The measurement module 301 is provided on the inner surface of the crank 105 and detects a human force applied to the pedal 103 by a user using a strain gauge 369 (see FIGS. 3 and 4) composed of a plurality of strain gauge elements. Specifically, a propulsive force that is the rotational force of the crank 105 and serves as the driving force of the bicycle 1 and a loss force that is a force applied in a direction different from the rotational direction are calculated.

図3は、サイクルコンピュータ201、測定モジュール301及びケイデンスセンサ501のブロック図である。   FIG. 3 is a block diagram of the cycle computer 201, the measurement module 301, and the cadence sensor 501.

まず、ケイデンスセンサ501のブロック構成を説明する。ケイデンスセンサ501は、磁気センサ505、ケイデンスセンサ無線送信部507、ケイデンスセンサ制御部551、ケイデンスセンサ記憶部553、ケイデンスセンサタイマ561を有している。   First, the block configuration of the cadence sensor 501 will be described. The cadence sensor 501 includes a magnetic sensor 505, a cadence sensor wireless transmission unit 507, a cadence sensor control unit 551, a cadence sensor storage unit 553, and a cadence sensor timer 561.

磁気センサ505は、磁石503が接近することによってON/OFFが切り替わる。そして、磁気センサ505がONとなると、磁気センサ505はその旨の情報信号をケイデンスセンサ制御部551に出力する。   The magnetic sensor 505 is switched ON / OFF when the magnet 503 approaches. When the magnetic sensor 505 is turned on, the magnetic sensor 505 outputs an information signal indicating that to the cadence sensor control unit 551.

ケイデンスセンサ無線送信部507は、ケイデンスセンサ記憶部553に記憶されているケイデンス情報を、サイクルコンピュータケイデンス無線受信部207に送信している。このケイデンスセンサ無線送信部507による送信は、ケイデンスセンサタイマ561によって命令されることによって例えば1秒ごとに行われている。または、ケイデンスセンサタイマ561の値に基づいた判断がケイデンスセンサ制御部551によって行われ、その判断に基づいて、このケイデンスセンサ無線送信部507による送信がケイデンスセンサ制御部551の命令によって行われても良い。   The cadence sensor wireless transmission unit 507 transmits the cadence information stored in the cadence sensor storage unit 553 to the cycle computer cadence wireless reception unit 207. The transmission by the cadence sensor wireless transmission unit 507 is performed, for example, every second by an instruction from the cadence sensor timer 561. Alternatively, a determination based on the value of the cadence sensor timer 561 is performed by the cadence sensor control unit 551, and based on the determination, transmission by the cadence sensor wireless transmission unit 507 is performed according to a command from the cadence sensor control unit 551. good.

ケイデンスセンサ制御部551は、ケイデンスセンサ501を包括的に制御している。ケイデンスセンサ制御部551は、磁気センサ505がONとなった旨の情報信号の出力を受けると、以下の動作を行う。ケイデンスセンサ制御部551は、ケイデンスセンサタイマ561にタイマ値情報の出力を命令する。そして、ケイデンスセンサ制御部551は、ケイデンスセンサタイマ561からタイマ値情報を受けると、そのタイマ値情報からケイデンスを算出する。具体的には、タイマ値情報のカウント数(C)と1度のカウント間隔(T)を掛け合わせることによって、磁気センサ505がONとなる時間(周期)[秒]を算出する。そして、60をこの周期で割ることによって、ケイデンス[rpm]を算出する。   The cadence sensor control unit 551 comprehensively controls the cadence sensor 501. When the cadence sensor control unit 551 receives an output of an information signal indicating that the magnetic sensor 505 is turned on, the cadence sensor control unit 551 performs the following operation. The cadence sensor control unit 551 instructs the cadence sensor timer 561 to output timer value information. When the cadence sensor control unit 551 receives timer value information from the cadence sensor timer 561, the cadence sensor control unit 551 calculates cadence from the timer value information. Specifically, the time (cycle) [seconds] at which the magnetic sensor 505 is turned on is calculated by multiplying the count value (C) of the timer value information by one count interval (T). Then, cadence [rpm] is calculated by dividing 60 by this period.

さらに、ケイデンスセンサ制御部551は、このケイデンス情報をケイデンスセンサ記憶部553のケイデンスセンサRAM555(後述する)に記憶させる。また、ケイデンスセンサ制御部551は、ケイデンスセンサタイマ561にカウンタ値のリセット命令を出力する。ケイデンスセンサ制御部551は、例えば1秒間の間隔で、ケイデンスセンサ無線送信部507にケイデンスセンサ記憶部553に記憶されているケイデンス情報を送信させても良い。   Further, the cadence sensor control unit 551 stores the cadence information in a cadence sensor RAM 555 (described later) of the cadence sensor storage unit 553. The cadence sensor control unit 551 outputs a counter value reset command to the cadence sensor timer 561. The cadence sensor control unit 551 may cause the cadence sensor wireless transmission unit 507 to transmit the cadence information stored in the cadence sensor storage unit 553, for example, at an interval of 1 second.

ケイデンスセンサ記憶部553には、各種情報が記憶される。各種情報とは、例えば、ケイデンスセンサ制御部551の制御プログラム、ケイデンスセンサ制御部551が制御する際に必要とされる一時的な情報である。特に本実施形態では、磁気センサ505がONとなる間隔であるケイデンスセンサタイマ561のタイマ値を記憶している。なお、ケイデンスセンサ記憶部553は、ケイデンスセンサRAM555及びケイデンスセンサROM557から構成されている。ケイデンスセンサRAM555にはタイマ値等が記憶され、ケイデンスセンサROM557には制御プログラム等が記憶される。   Various information is stored in the cadence sensor storage unit 553. The various information is, for example, a control program of the cadence sensor control unit 551 and temporary information required when the cadence sensor control unit 551 performs control. In particular, in this embodiment, the timer value of the cadence sensor timer 561 that is an interval at which the magnetic sensor 505 is turned on is stored. The cadence sensor storage unit 553 includes a cadence sensor RAM 555 and a cadence sensor ROM 557. The cadence sensor RAM 555 stores timer values and the like, and the cadence sensor ROM 557 stores control programs and the like.

ケイデンスセンサタイマ561は、タイマカウンタであり所定周期を有するクロックを常時カウントしている。ケイデンスセンサタイマ561は、ケイデンスセンサ制御部551の値出力命令を受けると、タイマ値情報をケイデンスセンサ制御部551に出力する。また、ケイデンスセンサタイマ561は、ケイデンスセンサ制御部551のリセット命令を受けると、タイマカウンタの値を初期値にリセットする。さらに、ケイデンスセンサタイマ561は、ケイデンスセンサ無線送信部507に、送信のタイミングを命令する役割をも有している。具体的には、例えば1秒ごとに、ケイデンスセンサ無線送信部507に送信タイミングを指令している。   The cadence sensor timer 561 is a timer counter and always counts a clock having a predetermined cycle. When the cadence sensor timer 561 receives a value output command from the cadence sensor control unit 551, the cadence sensor timer 561 outputs timer value information to the cadence sensor control unit 551. When the cadence sensor timer 561 receives a reset command from the cadence sensor control unit 551, the cadence sensor timer 561 resets the value of the timer counter to an initial value. Furthermore, the cadence sensor timer 561 also has a role of instructing the cadence sensor wireless transmission unit 507 to transmit timing. Specifically, for example, the transmission timing is commanded to the cadence sensor wireless transmission unit 507 every second.

次に、測定モジュール301のブロック構成を説明する。測定モジュール301は、図3に示したように、測定モジュール無線送信部309、測定モジュールタイマ361、測定モジュール制御部351、測定モジュール記憶部353、測定モジュールA/D363、測定モジュールひずみ検出回路365及びひずみゲージ369を有している。   Next, the block configuration of the measurement module 301 will be described. As shown in FIG. 3, the measurement module 301 includes a measurement module wireless transmission unit 309, a measurement module timer 361, a measurement module control unit 351, a measurement module storage unit 353, a measurement module A / D 363, a measurement module strain detection circuit 365, and A strain gauge 369 is provided.

測定モジュール無線送信部309は、測定モジュール制御部351がひずみ情報から算出した推進力及び損失力情報を、サイクルコンピュータ無線受信部209に送信している。この測定モジュール無線送信部309による送信は、測定モジュールタイマ361によって命令されることによって例えば1秒ごとに行われている。または、測定モジュールタイマ361の値に基づいて測定モジュール制御部351が命令を出力することによって送信しても良い。   The measurement module wireless transmission unit 309 transmits the propulsive force and loss force information calculated from the strain information by the measurement module control unit 351 to the cycle computer wireless reception unit 209. Transmission by the measurement module wireless transmission unit 309 is performed, for example, every second by being commanded by the measurement module timer 361. Alternatively, the measurement module control unit 351 may transmit a command based on the value of the measurement module timer 361.

測定モジュールタイマ361は、タイマカウンタであり所定周期を有するクロックを常時カウントしている。さらに、測定モジュールタイマ361は、測定モジュール無線送信部309に、送信のタイミングを命令する役割をも有している。具体的には、例えば、1秒ごとに、測定モジュール無線送信部309に送信タイミングを指令している。   The measurement module timer 361 is a timer counter and always counts a clock having a predetermined period. Furthermore, the measurement module timer 361 also has a role of instructing the measurement module wireless transmission unit 309 to transmit timing. Specifically, for example, the transmission timing is commanded to the measurement module wireless transmission unit 309 every second.

測定モジュール制御部351は、測定モジュール301を包括的に制御している。測定モジュール制御部351は、ひずみ情報から推進力及び損失力を算出する。算出方法は後述する。   The measurement module control unit 351 comprehensively controls the measurement module 301. The measurement module control unit 351 calculates the propulsive force and the loss force from the strain information. The calculation method will be described later.

測定モジュール記憶部353には、各種情報が記憶される。各種情報とは、例えば、測定モジュール制御部351の制御プログラム、及び、測定モジュール制御部351が制御を行う際に必要とされる一時的な情報である。特に本実施例では、ひずみ情報を記憶している。なお、測定モジュール記憶部353は、測定モジュールRAM355及び測定モジュールROM357から構成されている。測定モジュールRAM355にはひずみ情報等が記憶される。測定モジュールROM357には制御プログラム、及び、ひずみ情報から推進力及び損失力を算出するための各種のパラメータ、定数、等が記憶される。   Various information is stored in the measurement module storage unit 353. The various types of information are, for example, a control program for the measurement module control unit 351 and temporary information required when the measurement module control unit 351 performs control. In particular, in this embodiment, strain information is stored. The measurement module storage unit 353 includes a measurement module RAM 355 and a measurement module ROM 357. The measurement module RAM 355 stores strain information and the like. The measurement module ROM 357 stores a control program and various parameters, constants, and the like for calculating propulsive force and loss force from strain information.

ひずみゲージ369は、クランク105に接着されて、一体化される。ひずみゲージ369は、第1ひずみゲージ369a、第2ひずみゲージ369b、第3ひずみゲージ369c、第4ひずみゲージ369dから構成されている。そして、ひずみゲージ369のそれぞれの端子は、測定モジュールひずみ検出回路365に接続されている。   The strain gauge 369 is bonded to the crank 105 and integrated. The strain gauge 369 includes a first strain gauge 369a, a second strain gauge 369b, a third strain gauge 369c, and a fourth strain gauge 369d. Each terminal of the strain gauge 369 is connected to the measurement module strain detection circuit 365.

図4に、本実施例におけるひずみゲージ369のクランク105への配置を示す。ひずみゲージ369は、クランク105の内面119に接着されている。クランク105の内面とは、クランク軸107が突設されている(接続されている)面であり、クランク105の回転運動により定義される円を含む平面と平行な面(側面)である。また、図4には図示しないが、クランク105の外面120は、内面119と対向しペダルクランク軸115が突設されている(接続されている)面である。つまり、ペダル103が回転自在に設けられている面である。クランク105の上面117は、内面119および外面120と同じ方向に長手方向が延在し、かつ内面119および外面120と直交する面の一方である。クランク105の下面118は、上面117と対向する面である。   FIG. 4 shows an arrangement of the strain gauge 369 on the crank 105 in this embodiment. The strain gauge 369 is bonded to the inner surface 119 of the crank 105. The inner surface of the crank 105 is a surface on which the crankshaft 107 is protruded (connected), and is a surface (side surface) parallel to a plane including a circle defined by the rotational motion of the crank 105. Although not shown in FIG. 4, the outer surface 120 of the crank 105 is a surface on which the pedal crankshaft 115 is protruded (connected) so as to face the inner surface 119. That is, it is a surface on which the pedal 103 is rotatably provided. The upper surface 117 of the crank 105 is one of the surfaces extending in the longitudinal direction in the same direction as the inner surface 119 and the outer surface 120 and orthogonal to the inner surface 119 and the outer surface 120. A lower surface 118 of the crank 105 is a surface facing the upper surface 117.

第1ひずみゲージ369aと第2ひずみゲージ369bは、クランク105の長手方向に対して検出方向が平行、つまり、内面119の中心軸C1に対して平行かつ、内面119の中心軸C1に対して対称になるように設けられている。第3ひずみゲージ369cは、中心軸C1上に設けられ、検出方向が中心軸C1に対して平行かつ、第1ひずみゲージ369aと第2ひずみゲージ369bに挟まれるように設けられている。第4ひずみゲージ369dは、クランク105の長手方向に対して検出方向が垂直、つまり、内面119の中心軸C1に対して垂直かつ、中心軸C1上に設けられている。   The first strain gauge 369a and the second strain gauge 369b have a detection direction parallel to the longitudinal direction of the crank 105, that is, parallel to the central axis C1 of the inner surface 119 and symmetrical to the central axis C1 of the inner surface 119. It is provided to become. The third strain gauge 369c is provided on the central axis C1, and the detection direction is parallel to the central axis C1, and is provided between the first strain gauge 369a and the second strain gauge 369b. The fourth strain gauge 369d is provided on the central axis C1 in the detection direction perpendicular to the longitudinal direction of the crank 105, that is, perpendicular to the central axis C1 of the inner surface 119.

即ち、クランク105の長手方向に延在する軸である中心軸C1と平行な方向(図4の縦方向)、つまり、クランク105の長手方向と平行な方向が、第1ひずみゲージ369a、第2ひずみゲージ369b、第3ひずみゲージ369cの検出方向となり、中心軸C1と垂直な方向(図4の横方向)、つまり、クランク105の長手方向と垂直な方向が、第4ひずみゲージ369dの検出方向となる。したがって、第1ひずみゲージ369a乃至第3ひずみゲージ369cと第4ひずみゲージ369dは検出方向が互いに直交している。   That is, the direction parallel to the central axis C1 (the vertical direction in FIG. 4) that is the axis extending in the longitudinal direction of the crank 105, that is, the direction parallel to the longitudinal direction of the crank 105 is the first strain gauge 369a, the second The detection direction of the strain gauge 369b and the third strain gauge 369c is the detection direction of the fourth strain gauge 369d in the direction perpendicular to the central axis C1 (the lateral direction in FIG. 4), that is, the direction perpendicular to the longitudinal direction of the crank 105. It becomes. Accordingly, the detection directions of the first strain gauge 369a to the third strain gauge 369c and the fourth strain gauge 369d are orthogonal to each other.

なお、第1ひずみゲージ369a乃至第4ひずみゲージ369dの配置は図4に限らない。つまり、中心軸C1と平行または垂直の関係が維持されていれば他の配置でもよい。但し、第1ひずみゲージ369a及び第2ひずみゲージ369bは、中心軸C1を挟んで対称に配置し、第3ひずみゲージ369c及び第4ひずみゲージ369dは、中心軸C1上に配置する方が、後述する各変形を精度良く検出できるので好ましい。   In addition, arrangement | positioning of the 1st strain gauge 369a thru | or the 4th strain gauge 369d is not restricted to FIG. In other words, other arrangements may be used as long as a parallel or vertical relationship with the central axis C1 is maintained. However, the first strain gauge 369a and the second strain gauge 369b are arranged symmetrically across the central axis C1, and the third strain gauge 369c and the fourth strain gauge 369d are arranged on the central axis C1, as will be described later. This is preferable because each deformation can be detected with high accuracy.

また、図4では、クランク105を単純な直方体として説明しているが、デザイン等により、角が丸められていたり、一部の面が曲面で構成されていてもよい。そのような場合でも、上述した配置を極力維持するようにひずみゲージ369を配置することで、後述する各変形を検出することができる。但し、上記した中心軸C1との関係(平行または垂直)がずれるにしたがって検出精度が低下する。   In FIG. 4, the crank 105 is described as a simple rectangular parallelepiped, but the corners may be rounded or a part of the surface may be configured by a curved surface depending on the design or the like. Even in such a case, each deformation described later can be detected by arranging the strain gauge 369 so as to maintain the above-described arrangement as much as possible. However, the detection accuracy decreases as the relationship (parallel or vertical) with the center axis C1 is shifted.

測定モジュールひずみ検出回路365は、第1ひずみゲージ369a、第2ひずみゲージ369b、第3ひずみゲージ369c、第4ひずみゲージ369dが接続されて、ひずみゲージ369のひずみ量が電圧として出力される。測定モジュールひずみ検出回路365の出力は、測定モジュールA/D363によって、アナログ情報からデジタル情報であるひずみ情報に変換される。そして、ひずみ情報信号は測定モジュール記憶部353に出力される。測定モジュール記憶部353に入力されたひずみ情報信号は、測定モジュールRAM355にひずみ情報として記憶される。   The measurement module strain detection circuit 365 is connected to the first strain gauge 369a, the second strain gauge 369b, the third strain gauge 369c, and the fourth strain gauge 369d, and outputs the strain amount of the strain gauge 369 as a voltage. The output of the measurement module strain detection circuit 365 is converted from analog information to strain information that is digital information by the measurement module A / D 363. The strain information signal is output to the measurement module storage unit 353. The strain information signal input to the measurement module storage unit 353 is stored in the measurement module RAM 355 as strain information.

測定モジュールひずみ検出回路365を図5に示す。測定モジュールひずみ検出回路365は、2つのブリッジ回路である第1検出回路373aと第2検出回路373bとで構成されている。第1検出回路373aの第1系統側では、電源Vccから順に、第1ひずみゲージ369a、第2ひずみゲージ369bの順に接続されている。即ち、第1ひずみゲージ369aおよび第2ひずみゲージ369bが電源Vccに対して直列に接続されている。第2系統側では、電源Vccから順に、固定抵抗R、固定抵抗Rの順に接続されている。第2検出回路373bの第1系統側では、電源Vccから順に、第3ひずみゲージ369c、第4ひずみゲージ369dの順に接続されている。即ち、第3ひずみゲージ369cおよび第4ひずみゲージ369dが電源Vccに対して直列に接続されている。第2系統側では、電源Vccから順に、固定抵抗R、固定抵抗Rの順に接続されている。   The measurement module strain detection circuit 365 is shown in FIG. The measurement module strain detection circuit 365 includes a first detection circuit 373a and a second detection circuit 373b that are two bridge circuits. On the first system side of the first detection circuit 373a, the first strain gauge 369a and the second strain gauge 369b are connected in this order from the power source Vcc. That is, the first strain gauge 369a and the second strain gauge 369b are connected in series with the power supply Vcc. On the second system side, the fixed resistor R and the fixed resistor R are connected in this order from the power source Vcc. On the first system side of the second detection circuit 373b, the third strain gauge 369c and the fourth strain gauge 369d are connected in this order from the power source Vcc. That is, the third strain gauge 369c and the fourth strain gauge 369d are connected in series with the power supply Vcc. On the second system side, the fixed resistor R and the fixed resistor R are connected in this order from the power source Vcc.

即ち、2つの固定抵抗Rは、第1検出回路373aと第2検出回路373bとで共有している。ここで、2つの固定抵抗Rは同一の抵抗値を有している。また、2つの固定抵抗Rは、ひずみゲージ369の圧縮又は伸長が生ずる前の抵抗値と同一の抵抗値を有する。なお、第1ひずみゲージ369a乃至第4ひずみゲージ369dは同じ抵抗値を有している。   That is, the two fixed resistors R are shared by the first detection circuit 373a and the second detection circuit 373b. Here, the two fixed resistors R have the same resistance value. The two fixed resistors R have the same resistance value as that before the compression or expansion of the strain gauge 369 occurs. The first strain gauge 369a to the fourth strain gauge 369d have the same resistance value.

ひずみゲージ369の抵抗値は、公知のように圧縮されている場合には抵抗値が下がり、伸長されている場合には抵抗値が上がる。この抵抗値の変化は、変化量がわずかな場合には比例している。また、ひずみゲージ369の検出方向は、配線が伸びている方向であり、上述したように第1ひずみゲージ369a、第2ひずみゲージ369b、第3ひずみゲージ369cが、中心軸C1と平行な方向、第4ひずみゲージ369dが、中心軸C1と垂直な方向となる。この検出方向以外において圧縮又は伸長が生じた場合には、ひずみゲージ369に抵抗値の変化は生じない。   As is well known, the resistance value of the strain gauge 369 decreases when it is compressed, and increases when it is expanded. This change in resistance value is proportional when the amount of change is small. The detection direction of the strain gauge 369 is the direction in which the wiring extends, and as described above, the first strain gauge 369a, the second strain gauge 369b, and the third strain gauge 369c are parallel to the central axis C1, The fourth strain gauge 369d is in a direction perpendicular to the central axis C1. When compression or expansion occurs in a direction other than the detection direction, the strain gauge 369 does not change its resistance value.

このような特性を持つひずみゲージ369を使用した第1検出回路373aは、第1ひずみゲージ369aと第2ひずみゲージ369bの検出方向で圧縮または伸長されていない場合は、第1ひずみゲージ369aと第2ひずみゲージ369bとの間の電位Vabと、2つの固定抵抗Rの間の電位Vrとの電位差はほぼゼロとなる。   When the first detection circuit 373a using the strain gauge 369 having such characteristics is not compressed or expanded in the detection direction of the first strain gauge 369a and the second strain gauge 369b, the first detection gauge 369a and the first strain gauge 369a The potential difference between the potential Vab between the two strain gauges 369b and the potential Vr between the two fixed resistors R is almost zero.

第1ひずみゲージ369aが圧縮され、第2ひずみゲージ369bが伸張された場合は、第1ひずみゲージ369aの抵抗値が減少して第2ひずみゲージ369bの抵抗値が増加するために、電位Vabが高くなり、電位Vrは変化しない。つまり、電位Vabと電位Vrとの間に電位差が発生する。第1ひずみゲージ369aが伸張され、第2ひずみゲージ369bが圧縮された場合は、第1ひずみゲージ369aの抵抗値が増加して第2ひずみゲージ369bの抵抗値が減少するために、電位Vabが低くなり、電位Vrは変化しない。つまり、電位Vabと電位Vrとの間に電位差が発生する。   When the first strain gauge 369a is compressed and the second strain gauge 369b is expanded, the resistance value of the first strain gauge 369a decreases and the resistance value of the second strain gauge 369b increases. It becomes higher and the potential Vr does not change. That is, a potential difference is generated between the potential Vab and the potential Vr. When the first strain gauge 369a is expanded and the second strain gauge 369b is compressed, the resistance value of the first strain gauge 369a increases and the resistance value of the second strain gauge 369b decreases. The potential Vr does not change. That is, a potential difference is generated between the potential Vab and the potential Vr.

第1ひずみゲージ369a、第2ひずみゲージ369bともに圧縮された場合は、第1ひずみゲージ369a、第2ひずみゲージ369bともに抵抗値が減少するために、電位Vabと、電位Vrとの電位差はほぼゼロとなる。第1ひずみゲージ369a、第2ひずみゲージ369bともに伸張された場合は、第1ひずみゲージ369a、第2ひずみゲージ369bともに抵抗値が増加するために、電位Vabと、電位Vrとの電位差はほぼゼロとなる。   When both the first strain gauge 369a and the second strain gauge 369b are compressed, the resistance value of both the first strain gauge 369a and the second strain gauge 369b decreases, so the potential difference between the potential Vab and the potential Vr is almost zero. It becomes. When both the first strain gauge 369a and the second strain gauge 369b are extended, the resistance value of both the first strain gauge 369a and the second strain gauge 369b increases, so that the potential difference between the potential Vab and the potential Vr is almost zero. It becomes.

第2検出回路373bも第1検出回路373aと同様の動作となる。つまり、第3ひずみゲージ369cが圧縮され、第4ひずみゲージ369dが伸張された場合は、電位Vcdが高くなり、電位Vrは低くなり、電位Vcdと電位Vrとの間に電位差が発生する。第3ひずみゲージ369cが伸張され、第4ひずみゲージ369dが圧縮された場合は、電位Vcdが低くなり、電位Vrは高くなり、電位Vcdと電位Vrとの間に電位差が発生する。第3ひずみゲージ369c、第4ひずみゲージ369dともに圧縮された場合と、第3ひずみゲージ369c、第4ひずみゲージ369dともに伸張された場合は、電位Vcdと、電位Vrとの電位差はほぼゼロとなる。   The second detection circuit 373b operates similarly to the first detection circuit 373a. That is, when the third strain gauge 369c is compressed and the fourth strain gauge 369d is expanded, the potential Vcd is increased, the potential Vr is decreased, and a potential difference is generated between the potential Vcd and the potential Vr. When the third strain gauge 369c is expanded and the fourth strain gauge 369d is compressed, the potential Vcd is decreased, the potential Vr is increased, and a potential difference is generated between the potential Vcd and the potential Vr. When both the third strain gauge 369c and the fourth strain gauge 369d are compressed and when both the third strain gauge 369c and the fourth strain gauge 369d are expanded, the potential difference between the potential Vcd and the potential Vr becomes almost zero. .

そこで、第1検出回路373aの電位Vabが測定できる第1ひずみゲージ369aと第2ひずみゲージ369bとの接続点と、電位Vrが測定できる2つの固定抵抗Rの接続点と、を第1検出回路373aの出力(以降A出力)とする。第2検出回路373bの電位Vcdが測定できる第3ひずみゲージ369cと第4ひずみゲージ369dとの接続点と、電位Vrが測定できる2つの固定抵抗Rの接続点と、を第2検出回路373bの出力(以降B出力)とする。このA出力とB出力がひずみ情報となる。   Therefore, the first detection circuit includes a connection point between the first strain gauge 369a and the second strain gauge 369b where the potential Vab of the first detection circuit 373a can be measured, and a connection point between the two fixed resistors R capable of measuring the potential Vr. The output of 373a (hereinafter referred to as A output). The connection point between the third strain gauge 369c and the fourth strain gauge 369d that can measure the potential Vcd of the second detection circuit 373b, and the connection point of the two fixed resistors R that can measure the potential Vr are represented by the second detection circuit 373b. Output (hereinafter referred to as B output). The A output and B output become strain information.

図6は、ユーザにより力(踏力)が加えられた際の右側クランク105Rの変形状態を示している。(a)は右クランク105Rの上面117から見た平面図、(b)は右側クランク105Rの内面119から見た平面図、(c)は右側クランク105Rのクランク軸107側の端部から見た平面図である。なお、以降の説明では右側クランク105Rで説明するが、左側クランク105Lでも同様である。   FIG. 6 shows a deformed state of the right crank 105R when a force (stepping force) is applied by the user. (A) is a plan view seen from the upper surface 117 of the right crank 105R, (b) is a plan view seen from the inner surface 119 of the right crank 105R, and (c) is seen from the end of the right crank 105R on the crankshaft 107 side. It is a top view. In the following description, the right crank 105R will be described, but the same applies to the left crank 105L.

ユーザの足からペダル103を介して踏力が加えられると、その踏力はクランク105の回転力となる、クランク105の回転の接線方向の力である推進力Ftと、クランク105の回転の法線方向の力である損失力Frとに分けられる。このとき、右側クランク105Rには、曲げ変形x、曲げ変形y、引張変形z、ねじれ変形rzの各変形状態が生じる。   When a pedaling force is applied from the user's foot via the pedal 103, the pedaling force becomes a rotational force of the crank 105, a propulsive force Ft that is a tangential force of the rotation of the crank 105, and a normal direction of the rotation of the crank 105 And the loss power Fr. At this time, the deformation state of bending deformation x, bending deformation y, tensile deformation z, and torsional deformation rz occurs in the right crank 105R.

曲げ変形xは、図6(a)に示したように、右側クランク105Rが上面117から下面118に向かって、或いは下面118から上面117に向かって曲がるように変形することであり、推進力Ftによって生じる変形である。即ち、クランク105の回転方向に発生する変形によるひずみ(クランク105の回転方向に生じているひずみ)を検出することとなり、曲げ変形xの検出によってクランク105に生じている回転方向ひずみが検出できる。曲げ変形yは、図6(b)に示したように、右側クランク105Rが外面120から内面119に向かって、或いは内面119から外面120に向かって曲がるように変形することであり、損失力Frによって生じる変形である。即ち、クランク105の外面120から内面119、または内面119から外面120に向かって発生する変形によるひずみ(右側クランク105Rの回転運動により定義される円を含む平面と垂直な方向に生じているひずみ)を検出することとなり、曲げ変形yの検出によってクランク105に生じている内外方向ひずみが検出できる。   As shown in FIG. 6A, the bending deformation x is a deformation in which the right crank 105R is bent so as to bend from the upper surface 117 toward the lower surface 118 or from the lower surface 118 toward the upper surface 117. Is a deformation caused by That is, distortion due to deformation generated in the rotation direction of the crank 105 (distortion generated in the rotation direction of the crank 105) is detected, and rotation direction distortion generated in the crank 105 can be detected by detecting the bending deformation x. As shown in FIG. 6B, the bending deformation y is a deformation in which the right crank 105R bends from the outer surface 120 toward the inner surface 119 or from the inner surface 119 toward the outer surface 120, and the loss force Fr. Is a deformation caused by That is, distortion caused by deformation generated from the outer surface 120 of the crank 105 to the inner surface 119 or from the inner surface 119 to the outer surface 120 (strain generated in a direction perpendicular to a plane including a circle defined by the rotational motion of the right crank 105R). Therefore, it is possible to detect the inward and outward strain generated in the crank 105 by detecting the bending deformation y.

引張変形zは、右側クランク105Rが長手方向に伸張または圧縮されるように変形することであり、損失力Frによって生じる変形である。即ち、クランク105が長手方向に引っ張られるまたは押される方向に発生する変形によるひずみ(長手方向と平行な方向に生じているひずみ)を検出することとなり、引張変形zの検出によってクランク105に生じている引張方向ひずみが検出できる。ねじれ変形rzは、右側クランク105Rが、ねじれるように変形することであり、推進力Ftによって生じる変形である。即ち、クランク105がねじれる方向に発生する変形によるひずみを検出することとなり、ねじれ変形rzの検出によってクランク105に生じているねじり方向ひずみが検出できる。なお、図6は、曲げ変形x、曲げ変形y、引張変形z、ねじれ変形rzの変形方向を矢印で示したが、上述したように、この矢印と逆方向に各変形が発生する場合もある。   The tensile deformation z is a deformation that is caused by the right crank 105R being stretched or compressed in the longitudinal direction, and is caused by the loss force Fr. That is, the strain due to the deformation generated in the direction in which the crank 105 is pulled or pushed in the longitudinal direction (strain generated in the direction parallel to the longitudinal direction) is detected. The strain in the tensile direction can be detected. The torsional deformation rz is that the right crank 105R is deformed so as to be twisted, and is generated by the driving force Ft. That is, distortion due to deformation generated in the direction in which the crank 105 is twisted is detected, and distortion in the torsion direction generated in the crank 105 can be detected by detecting the torsional deformation rz. In FIG. 6, the deformation directions of the bending deformation x, the bending deformation y, the tensile deformation z, and the torsional deformation rz are indicated by arrows. However, as described above, each deformation may occur in the direction opposite to the arrow. .

したがって、推進力Ftを測定するためには、曲げ変形xまたはねじれ変形rzのいずれか、損失力Frを測定するためには、曲げ変形yまたは引張変形zのいずれかを定量的に検出すればよい。   Therefore, in order to measure the propulsive force Ft, either the bending deformation x or the torsional deformation rz is measured, and in order to measure the loss force Fr, either the bending deformation y or the tensile deformation z is quantitatively detected. Good.

ここで、図4のように配置され、図5のように第1ひずみゲージ369a、第2ひずみゲージ369b、第3ひずみゲージ369c、第4ひずみゲージ369dが接続された測定モジュールひずみ検出回路365によって、曲げ変形x、曲げ変形y、引張変形z、ねじれ変形rzを検出(測定)する方法を説明する。   Here, the measurement module strain detection circuit 365 is arranged as shown in FIG. 4 and connected to the first strain gauge 369a, the second strain gauge 369b, the third strain gauge 369c, and the fourth strain gauge 369d as shown in FIG. A method for detecting (measuring) the bending deformation x, the bending deformation y, the tensile deformation z, and the torsional deformation rz will be described.

まず、第1検出回路373aのA出力において、各変形がどのように検出(測定)されるかを説明する。曲げ変形xは、右側クランク105Rが上面117から下面118に向かって、或いはその逆方向に変形する。右側クランク105Rが上面117から下面118に向かって変形する場合、第1ひずみゲージ369aは圧縮されるので抵抗値が減少し、第2ひずみゲージ369bは伸張されるので抵抗値が増加する。そのため、第1検出回路373aのA出力は正出力(電位Vabが高く電位Vrが低い)となる。また、右側クランク105Rが下面118から上面117に向かって変形する場合、第1ひずみゲージ369aは伸張されるので抵抗値が増加し、第2ひずみゲージ369bは圧縮されるので抵抗値が減少する。そのため、第1検出回路373aのA出力は負出力(電位Vabが低く電位Vrが高い)となる。   First, how each deformation is detected (measured) in the output A of the first detection circuit 373a will be described. In the bending deformation x, the right crank 105R is deformed from the upper surface 117 toward the lower surface 118 or in the opposite direction. When the right crank 105R is deformed from the upper surface 117 toward the lower surface 118, the first strain gauge 369a is compressed and thus the resistance value is decreased, and the second strain gauge 369b is expanded and the resistance value is increased. Therefore, the output A of the first detection circuit 373a is a positive output (the potential Vab is high and the potential Vr is low). Further, when the right crank 105R is deformed from the lower surface 118 toward the upper surface 117, the first strain gauge 369a is expanded and thus the resistance value is increased, and the second strain gauge 369b is compressed and the resistance value is decreased. Therefore, the output A of the first detection circuit 373a is a negative output (the potential Vab is low and the potential Vr is high).

曲げ変形yは、右側クランク105Rが外面120から内面119に向かって、或いはその逆方向に変形する。右側クランク105Rが外面120から内面119に向かって変形する場合、第1ひずみゲージ369a、第2ひずみゲージ369bともに圧縮されるので、どちらも抵抗値が減少する。そのため、第1検出回路373aのA出力はゼロ(電位Vabと電位Vrに電位差が無い)となる。また、右側クランク105Rが内面119から外面120に向かって変形する場合、第1ひずみゲージ369a、第2ひずみゲージ369bともに伸張されるので、どちらも抵抗値が増加する。そのため、第1検出回路373aのA出力はゼロとなる。   In the bending deformation y, the right crank 105R is deformed from the outer surface 120 toward the inner surface 119 or in the opposite direction. When the right crank 105R is deformed from the outer surface 120 toward the inner surface 119, since both the first strain gauge 369a and the second strain gauge 369b are compressed, the resistance value of both decreases. Therefore, the output A of the first detection circuit 373a is zero (there is no potential difference between the potential Vab and the potential Vr). Further, when the right crank 105R is deformed from the inner surface 119 toward the outer surface 120, both the first strain gauge 369a and the second strain gauge 369b are stretched, so that the resistance value of both increases. For this reason, the output A of the first detection circuit 373a is zero.

引張変形zは、右側クランク105Rが長手方向に伸張または圧縮されるように変形する。右側クランク105Rが伸張する場合、第1ひずみゲージ369a、第2ひずみゲージ369bともに伸張されるので、どちらも抵抗値が増加する。そのため、第1検出回路373aのA出力はゼロとなる。また、右側クランク105Rが圧縮する場合、第1ひずみゲージ369a、第2ひずみゲージ369bともに圧縮されるので、どちらも抵抗値が減少する。そのため、第1検出回路373aのA出力はゼロとなる。   The tensile deformation z is deformed so that the right crank 105R is stretched or compressed in the longitudinal direction. When the right crank 105R is extended, both the first strain gauge 369a and the second strain gauge 369b are extended, so that the resistance value of both increases. For this reason, the output A of the first detection circuit 373a is zero. Further, when the right crank 105R is compressed, both the first strain gauge 369a and the second strain gauge 369b are compressed, so that the resistance value of both decreases. For this reason, the output A of the first detection circuit 373a is zero.

ねじれ変形rzは、右側クランク105Rが、ねじれるように変形する。右側クランク105Rが図6(b)の矢印の方向にねじれる場合、第1ひずみゲージ369a、第2ひずみゲージ369bともに伸張されるので、どちらも抵抗値が増加する。そのため、第1検出回路373aのA出力はゼロとなる。また、右側クランク105Rが図6(b)の矢印と逆方向にねじれる場合、第1ひずみゲージ369a、第2ひずみゲージ369bともに伸張されるので、どちらも抵抗値が増加する。そのため、第1検出回路373aのA出力はゼロとなる。   The torsional deformation rz deforms so that the right crank 105R is twisted. When the right crank 105R is twisted in the direction of the arrow in FIG. 6B, both the first strain gauge 369a and the second strain gauge 369b are extended, so that the resistance value of both increases. For this reason, the output A of the first detection circuit 373a is zero. Further, when the right crank 105R is twisted in the direction opposite to the arrow in FIG. 6B, both the first strain gauge 369a and the second strain gauge 369b are extended, so that the resistance value of both increases. For this reason, the output A of the first detection circuit 373a is zero.

以上のように、A出力からは、曲げ変形xのみが検出される。即ち、第1検出回路373aは、第1ひずみゲージ369aおよび第2ひずみゲージ369bが接続され、クランク105に生じている回転方向ひずみを検出する。   As described above, only the bending deformation x is detected from the A output. That is, the first detection circuit 373a is connected to the first strain gauge 369a and the second strain gauge 369b, and detects the rotational strain generated in the crank 105.

次に、第2検出回路373bのB出力において、各変形がどのように検出(測定)されるかを説明する。曲げ変形xは、右側クランク105Rが上面117から下面118に向かって、或いはその逆方向に変形する。右側クランク105Rが上面117から下面118に向かって変形する場合、第3ひずみゲージ369c、第4ひずみゲージ369dは曲がるだけのため、検出方向に圧縮も伸張もされないので抵抗値は変化しない。そのため、第2検出回路373bのB出力はゼロとなる。また、右側クランク105Rが下面118から上面117に向かって変形する場合、第3ひずみゲージ369c、第4ひずみゲージ369dは曲がるだけのため、検出方向に圧縮も伸張もされないので抵抗値は変化しない。そのため、第2検出回路373bのB出力はゼロとなる。   Next, how each deformation is detected (measured) in the B output of the second detection circuit 373b will be described. In the bending deformation x, the right crank 105R is deformed from the upper surface 117 toward the lower surface 118 or in the opposite direction. When the right crank 105R is deformed from the upper surface 117 toward the lower surface 118, since the third strain gauge 369c and the fourth strain gauge 369d are only bent, the resistance value does not change because they are neither compressed nor expanded in the detection direction. Therefore, the B output of the second detection circuit 373b is zero. In addition, when the right crank 105R is deformed from the lower surface 118 toward the upper surface 117, the third strain gauge 369c and the fourth strain gauge 369d are only bent, so that the resistance value does not change because they are neither compressed nor expanded in the detection direction. Therefore, the B output of the second detection circuit 373b is zero.

曲げ変形yは、右側クランク105Rが外面120から内面119に向かって、或いはその逆方向に変形する。右側クランク105Rが外面120から内面119に向かって変形する場合、第3ひずみゲージ369cは圧縮されるので抵抗値が減少し、第4ひずみゲージ369dは伸張されるので抵抗値が増加する。そのため、第2検出回路373bのB出力は正出力(電位Vcdが高く電位Vrが低い)となる。また、右側クランク105Rが内面119から外面120に向かって変形する場合、第3ひずみゲージ369cは伸張されるので抵抗値が増加し、第4ひずみゲージ369dは圧縮されるので抵抗値が減少する。そのため、第2検出回路373bのB出力は負出力(電位Vcdが低く電位Vrが高い)となる。   In the bending deformation y, the right crank 105R is deformed from the outer surface 120 toward the inner surface 119 or in the opposite direction. When the right crank 105R is deformed from the outer surface 120 toward the inner surface 119, the third strain gauge 369c is compressed and thus the resistance value is decreased, and the fourth strain gauge 369d is expanded and the resistance value is increased. Therefore, the B output of the second detection circuit 373b is a positive output (the potential Vcd is high and the potential Vr is low). Further, when the right crank 105R is deformed from the inner surface 119 toward the outer surface 120, the third strain gauge 369c is expanded and thus the resistance value is increased, and the fourth strain gauge 369d is compressed and the resistance value is decreased. Therefore, the output B of the second detection circuit 373b is a negative output (the potential Vcd is low and the potential Vr is high).

引張変形zは、右側クランク105Rが長手方向に伸張または圧縮されるように変形する。右側クランク105Rが伸張する場合、第3ひずみゲージ369cは伸張されるので抵抗値が増加し、第4ひずみゲージ369dは圧縮されるので抵抗値が減少する。そのため、第2検出回路373bのB出力は負出力となる。また、右側クランク105Rが圧縮する場合、第3ひずみゲージ369cは圧縮されるので抵抗値が減少し、第4ひずみゲージ369dは伸張されるので抵抗値が増加する。そのため、第2検出回路373bのB出力は正出力となる。   The tensile deformation z is deformed so that the right crank 105R is stretched or compressed in the longitudinal direction. When the right crank 105R is extended, the third strain gauge 369c is extended and the resistance value is increased, and the fourth strain gauge 369d is compressed and the resistance value is decreased. Therefore, the B output of the second detection circuit 373b is a negative output. When the right crank 105R is compressed, the third strain gauge 369c is compressed and thus the resistance value is decreased, and the fourth strain gauge 369d is expanded and the resistance value is increased. Therefore, the B output of the second detection circuit 373b is a positive output.

ねじれ変形rzは、右側クランク105Rが、ねじれるように変形する。右側クランク105Rが図6(b)の矢印の方向にねじれる場合、第3ひずみゲージ369cは伸張されるので抵抗値が増加し、第4ひずみゲージ369dは検出方向に変形しないので抵抗値は変化しない。そのため、第2検出回路373bのB出力は負出力となる。また、右側クランク105Rが図6(b)の矢印と逆方向にねじれる場合、第3ひずみゲージ369cは伸張されるので抵抗値が増加し、第4ひずみゲージ369dは検出方向に変形しないので抵抗値は変化しない。そのため、第2検出回路373bのB出力は負出力となる。   The torsional deformation rz deforms so that the right crank 105R is twisted. When the right crank 105R is twisted in the direction of the arrow in FIG. 6B, the resistance value increases because the third strain gauge 369c is expanded, and the resistance value does not change because the fourth strain gauge 369d does not deform in the detection direction. . Therefore, the B output of the second detection circuit 373b is a negative output. Further, when the right crank 105R is twisted in the direction opposite to the arrow in FIG. 6B, the third strain gauge 369c is expanded, so that the resistance value increases, and the fourth strain gauge 369d is not deformed in the detection direction, so the resistance value Does not change. Therefore, the B output of the second detection circuit 373b is a negative output.

以上のように、B出力からは、曲げ変形y、引張変形z、ねじれ変形rzが検出される。即ち、第2検出回路373bは、第3ひずみゲージ369cおよび第4ひずみゲージ369dが接続され、クランク105に生じている内外方向ひずみまたは引張方向ひずみを検出する。   As described above, the bending deformation y, the tensile deformation z, and the torsional deformation rz are detected from the B output. That is, the second detection circuit 373b is connected to the third strain gauge 369c and the fourth strain gauge 369d, and detects the inward / outward strain or tensile strain generated in the crank 105.

そして、第1検出回路373aのA出力と、第2検出回路373bのB出力から、推進力Ftは次の(1)式により、損失力Frは次の(2)式によりそれぞれ算出する。なお、引張変形zは曲げ変形yと比較すると非常に小さいので無視することができる。
Ft=p(A−A0)+q(B−B0)[kgf]・・・(1)
Fr=s|A−A0|+u(B−B0)[kgf]・・・(2)
From the A output of the first detection circuit 373a and the B output of the second detection circuit 373b, the propulsive force Ft is calculated by the following equation (1), and the loss force Fr is calculated by the following equation (2). The tensile deformation z is very small compared to the bending deformation y and can be ignored.
Ft = p (A−A0) + q (B−B0) [kgf] (1)
Fr = s | A−A0 | + u (B−B0) [kgf] (2)

ここで、Aは推進力Ft(あるいは損失力Fr)を算出する時点におけるA出力値、A0は無負荷時のA出力値、Bは推進力Ft(あるいは損失力Fr)を算出する時点におけるB出力値、B0は無負荷時のB出力値、p、q、s、uは係数であり、次の(3)〜(6)式からなる連立方程式により算出される値である。
m=p(Am−A0)+q(Be−B0)・・・(3)
0=s(Am−A0)+u(Be−B0)・・・(4)
0=p(Ae−A0)+q(Bm−B0)・・・(5)
m=s(Ae−A0)+u(Bm−B0)・・・(6)
Here, A is the A output value at the time of calculating the propulsive force Ft (or loss force Fr), A0 is the A output value at no load, and B is B at the time of calculating the propulsive force Ft (or loss force Fr). The output value, B0 is the B output value when there is no load, p, q, s, u are coefficients, which are values calculated by simultaneous equations consisting of the following equations (3) to (6).
m = p (Am−A0) + q (Be−B0) (3)
0 = s (Am−A0) + u (Be−B0) (4)
0 = p (Ae−A0) + q (Bm−B0) (5)
m = s (Ae−A0) + u (Bm−B0) (6)

ここで、Amはクランク105の角度が水平前向き(クランク105で水平かつフロント車輪5方向に延在している状態)でペダル103にm[kg]を載せたときのA出力値である。Beはクランク105の角度が水平前向きでペダル103にm[kg]を載せたときのB出力値である。Aeはクランク105の角度が垂直下向き(クランク105で鉛直かつ地面方向に延在している状態)でペダル103にm[kg]を載せたときのA出力値である。Bmはクランク105の角度が垂直下向きでペダル103にm[kg]を載せたときのB出力値である。   Here, Am is an A output value when m [kg] is put on the pedal 103 with the angle of the crank 105 facing forward in the horizontal direction (a state where the crank 105 is horizontal and extends in the direction of the front wheel 5). Be is the B output value when the angle of the crank 105 is horizontally forward and m [kg] is placed on the pedal 103. Ae is an A output value when m [kg] is placed on the pedal 103 with the angle of the crank 105 being vertically downward (a state in which the crank 105 extends vertically and toward the ground). Bm is the B output value when the angle of the crank 105 is vertically downward and m [kg] is placed on the pedal 103.

係数p、q、s、uおよびA0、B0は予め算出又は測定可能な値であるので、AおよびBを(1)式に代入することで推進力Ftが算出できる。   Since the coefficients p, q, s, u, and A0 and B0 are values that can be calculated or measured in advance, the propulsive force Ft can be calculated by substituting A and B into the equation (1).

また、(1)式ではB出力を用いてA出力の補正をしている。(2)式ではA出力を用いてB出力の補正をしている。即ち、後述する各式の算出を行っている測定モジュール制御部351が補正手段して機能している。これにより、第1検出回路373aや第2検出回路373bに含まれる検出対象以外のひずみの影響を排除することができる。なお、第1ひずみゲージ369aと第2ひずみゲージ369bがクランク方向(中心軸C1と平行な方向)にずれが無い場合、Ae=A0となりB出力による補正の必要がなくなる。   In the equation (1), the A output is corrected using the B output. In equation (2), the A output is used to correct the B output. That is, the measurement module control unit 351 that performs calculation of each formula described later functions as a correction unit. Thereby, the influence of distortion other than the detection target contained in the 1st detection circuit 373a or the 2nd detection circuit 373b can be excluded. If the first strain gauge 369a and the second strain gauge 369b are not displaced in the crank direction (the direction parallel to the central axis C1), Ae = A0 and correction by the B output is not necessary.

次に、サイクルコンピュータ201のブロック構成を説明する。サイクルコンピュータ201は、図3に示したように、サイクルコンピュータ表示部203、サイクルコンピュータ操作部205、サイクルコンピュータケイデンス無線受信部207、サイクルコンピュータ無線受信部209、サイクルコンピュータタイマ261、サイクルコンピュータ記憶部253及びサイクルコンピュータ制御部251を有している。   Next, the block configuration of the cycle computer 201 will be described. As shown in FIG. 3, the cycle computer 201 includes a cycle computer display unit 203, a cycle computer operation unit 205, a cycle computer cadence wireless reception unit 207, a cycle computer wireless reception unit 209, a cycle computer timer 261, and a cycle computer storage unit 253. And a cycle computer control unit 251.

サイクルコンピュータ表示部203は、ユーザの指示等に基づいて、各種の情報を表示する。本実施例においては、推進力と損失力を視覚化して表示する。なお、視覚化の方法はどのような方法であっても良い。サイクルコンピュータ表示部203における、視覚化の方法は、例えば、ベクトル表示、グラフ表示、色分け表示、記号の表示、3次元表示等がありえ、どのような方法であってもよい。また、それらの組み合わせ等であってよい。   The cycle computer display unit 203 displays various types of information based on user instructions and the like. In this embodiment, the propulsive force and the loss force are visualized and displayed. Any visualization method may be used. The visualization method in the cycle computer display unit 203 can be, for example, vector display, graph display, color-coded display, symbol display, three-dimensional display, and any method. Also, a combination thereof may be used.

サイクルコンピュータ操作部205は、ユーザの指示(入力)を受ける。例えば、サイクルコンピュータ操作部205は、ユーザから、サイクルコンピュータ表示部203に表示内容の指示を受ける。   The cycle computer operation unit 205 receives a user instruction (input). For example, the cycle computer operation unit 205 receives a display content instruction from the user on the cycle computer display unit 203.

サイクルコンピュータケイデンス無線受信部207は、ケイデンスセンサ501から送信されるケイデンス情報を受信する。   The cycle computer cadence wireless reception unit 207 receives cadence information transmitted from the cadence sensor 501.

サイクルコンピュータ無線受信部209は、測定モジュール301から送信される推進力及び損失力情報を受信する。   The cycle computer wireless reception unit 209 receives the propulsive force and loss force information transmitted from the measurement module 301.

サイクルコンピュータタイマ261は、タイマカウンタでありタイマをカウントしている。サイクルコンピュータタイマ261によって生成されるこのタイマ値情報はサイクルコンピュータ制御部251等が様々に利用している。   The cycle computer timer 261 is a timer counter and counts the timer. The timer value information generated by the cycle computer timer 261 is used in various ways by the cycle computer control unit 251 and the like.

サイクルコンピュータ記憶部253には、各種情報が記憶される。各種情報とは、例えば、サイクルコンピュータ制御部251の制御プログラム、及び、サイクルコンピュータ制御部251が制御を行う際に必要とされる一時的な情報である。なお、サイクルコンピュータ記憶部253は、サイクルコンピュータRAM255及びサイクルコンピュータROM257から構成されている。サイクルコンピュータROM257には制御プログラム、及び、推進力および損失力をサイクルコンピュータ表示部203に視覚的に表示するデータに変換するための各種のパラメータ、定数、等が記憶されている。   Various information is stored in the cycle computer storage unit 253. The various information is, for example, a control program of the cycle computer control unit 251 and temporary information required when the cycle computer control unit 251 performs control. The cycle computer storage unit 253 includes a cycle computer RAM 255 and a cycle computer ROM 257. The cycle computer ROM 257 stores a control program and various parameters, constants, and the like for converting propulsive force and loss force into data that is visually displayed on the cycle computer display unit 203.

サイクルコンピュータ制御部251は、サイクルコンピュータ201を包括的に制御している。さらに、ケイデンスセンサ501及び測定モジュール301をも包括的に制御していても良い。サイクルコンピュータ制御部251は、推進力および損失力をサイクルコンピュータ表示部203に視覚的に表示するデータに変換する。   The cycle computer control unit 251 comprehensively controls the cycle computer 201. Further, the cadence sensor 501 and the measurement module 301 may be comprehensively controlled. The cycle computer control unit 251 converts the propulsive force and the loss force into data that is visually displayed on the cycle computer display unit 203.

次に、ケイデンスセンサ501の処理と、測定モジュール301およびサイクルコンピュータ201の処理を、図7及び図8を参照して説明する。   Next, processing of the cadence sensor 501 and processing of the measurement module 301 and the cycle computer 201 will be described with reference to FIGS.

まず、ケイデンスセンサ501の処理を説明する。ステップST51において、ケイデンスセンサ501のケイデンスセンサ制御部551は、磁気センサ505のONへの変化を検出する。そして、ケイデンスセンサ制御部551は、磁気センサ505の変化を検出すると処理の割り込みを行い、ステップST53以下の処理を開始する。割り込みとは、それまでの処理を中断して、指定された処理を実行することをいう。   First, the processing of the cadence sensor 501 will be described. In step ST51, the cadence sensor control unit 551 of the cadence sensor 501 detects a change of the magnetic sensor 505 to ON. When the cadence sensor control unit 551 detects a change in the magnetic sensor 505, the cadence sensor control unit 551 interrupts the process, and starts the processes after step ST53. Interruption means to interrupt a process so far and execute a specified process.

次に、ステップST53において、ケイデンスセンサ制御部551は、ケイデンス値を算出する。ケイデンスセンサ制御部551は、タイマ値情報のカウント数(C)と1度のカウント間隔(T)をかけあわせることによって、磁気センサ505がONとなる時間(周期)[秒]を算出する。そして、ケイデンスセンサ制御部551は、60をこの時間(周期)で割ることによって、ケイデンス[rpm]を算出する。さらに、ケイデンスセンサ制御部551は、このケイデンス情報をケイデンスセンサ記憶部553のケイデンスセンサRAM555に記憶させる。   Next, in step ST53, the cadence sensor control unit 551 calculates a cadence value. The cadence sensor control unit 551 calculates the time (period) [seconds] at which the magnetic sensor 505 is turned on by multiplying the count value (C) of the timer value information by one count interval (T). Then, the cadence sensor control unit 551 calculates cadence [rpm] by dividing 60 by this time (cycle). Further, the cadence sensor control unit 551 stores the cadence information in the cadence sensor RAM 555 of the cadence sensor storage unit 553.

次に、ステップST55において、ケイデンスセンサ制御部551は、ケイデンスセンサタイマ561にカウンタ値のリセット命令を出力する。これで、ケイデンスセンサ制御部551の制御のメインフローは終了する。そして、次に磁気センサ505がONになると割り込みを再び行い、ステップST51から処理を再開する。   Next, in step ST55, the cadence sensor control unit 551 outputs a counter value reset command to the cadence sensor timer 561. Thus, the main flow of control of the cadence sensor control unit 551 is completed. Then, when the magnetic sensor 505 is turned on next time, the interruption is performed again, and the process is restarted from step ST51.

一方、ステップST57においては、ケイデンスセンサ制御部551は、ケイデンスセンサ記憶部553に記憶されているケイデンス情報を、ケイデンスセンサ無線送信部507を用いて、サイクルコンピュータ201に送信する。なお、ケイデンスセンサ制御部551を介さずに、ケイデンスセンサ無線送信部507のみによって送信を行っても良い。   On the other hand, in step ST57, the cadence sensor control unit 551 transmits the cadence information stored in the cadence sensor storage unit 553 to the cycle computer 201 using the cadence sensor wireless transmission unit 507. The transmission may be performed only by the cadence sensor wireless transmission unit 507 without using the cadence sensor control unit 551.

次に、ステップST59において、ケイデンスセンサ制御部551は、1秒間ウェイトしている。なお、ウェイトの時間は可変である。   Next, in step ST59, the cadence sensor control unit 551 waits for 1 second. The wait time is variable.

次に、測定モジュール301等の処理を説明する。ステップST11において、測定モジュールA/D363は、測定モジュールひずみ検出回路365からの出力(A出力、B出力)を、アナログ値からデジタル値にA/D変換する。即ち、本ステップが、第1検出回路373aに回転方向ひずみを検出させる回転方向ひずみ検出工程および第2検出回路373bに内外方向ひずみまたは引張方向ひずみのうち少なくともいずれか一方を検出させる内外方向ひずみまたは引張方向ひずみ検出工程として機能する。   Next, processing of the measurement module 301 and the like will be described. In step ST11, the measurement module A / D 363 A / D converts the output (A output, B output) from the measurement module strain detection circuit 365 from an analog value to a digital value. That is, this step is a rotational direction strain detection step in which the first detection circuit 373a detects rotational direction strain and an inward / outward strain in which the second detection circuit 373b detects at least one of inward / outward strain or tensile strain. Functions as a tensile strain detection process.

次に、ステップST13において、測定モジュールA/D363が検出(変換)したひずみ情報は、測定モジュール記憶部353の測定モジュールRAM355に記憶される。   Next, in step ST <b> 13, the strain information detected (converted) by the measurement module A / D 363 is stored in the measurement module RAM 355 of the measurement module storage unit 353.

次に、ステップST15において、処理は、1/N秒間ウェイトする。ここで、Nの値は、一秒間に測定するデータポイントの数である。つまり、Nの値が大きいほど、ひずみ情報の数が多く、秒単位の分解能が高いことを意味する。N値は大きいほどよいが、N値をあまり大きくすると測定モジュールRAM355が大きな容量のものでなければならず、コストの増加になる。したがって、N値をどの程度とするかは、コスト、必要とされる時間分解能及び測定モジュールA/D363がA/D変換するのに必要とされる時間等によって決定され得る。ステップST15の処理が終了すると、ステップST11の処理に再び戻る。つまり、1秒間にN回のステップST11〜ステップST15の処理を繰り返し行う。   Next, in step ST15, the process waits for 1 / N seconds. Here, the value of N is the number of data points measured per second. That is, the larger the value of N, the greater the number of strain information and the higher the resolution in seconds. The larger the N value, the better. However, if the N value is increased too much, the measurement module RAM 355 must have a large capacity, resulting in an increase in cost. Therefore, the N value can be determined by the cost, the required time resolution, the time required for the measurement module A / D 363 to perform A / D conversion, and the like. When the process of step ST15 ends, the process returns to step ST11 again. That is, the processing of step ST11 to step ST15 is repeated N times per second.

また、測定モジュール制御部351は、図8(b)の処理をおこなう。ステップST31において、測定モジュール制御部351は、ひずみ情報のデータ退避を行う。その理由を説明する。まず、測定モジュール記憶部353の測定モジュールRAM355の容量には限りがある。ここで、測定モジュールRAM355の容量を大きくすればひずみ情報のデータ退避は必要なくなるが、あまり余裕を持たせて設計するとコストの増加をもたらし適切ではない。また、ひずみ情報は連続的に次々書き込まれるため、データ退避を行わないと、後述するステップST33での処理によって推進力Ft及び損失力Frを計算する前に、新たな情報が上書きされてしまうおそれがあるからである。   Further, the measurement module control unit 351 performs the process of FIG. In step ST31, the measurement module control unit 351 saves the strain information data. The reason will be explained. First, the capacity of the measurement module RAM 355 in the measurement module storage unit 353 is limited. Here, if the capacity of the measurement module RAM 355 is increased, it is not necessary to save the strain information data. However, designing with a sufficient margin increases the cost and is not appropriate. In addition, since strain information is continuously written one after another, if data is not saved, new information may be overwritten before the propulsive force Ft and the loss force Fr are calculated by the processing in step ST33 described later. Because there is.

次に、ステップST33において、測定モジュール制御部351は推進力Ft及び損失力Frを算出する。具体的には、測定モジュール制御部351は、上述した(1)式および(2)式により推進力Ft及び損失力Frを算出する。さらに、測定モジュール制御部351は、この推進力Ft及び損失力FrをN個算出しその平均を算出する。つまり、測定モジュール制御部351は、1秒間の推進力Ft及び損失力Frの平均(平均推進力及び平均損失力)を算出する。即ち、本ステップが、回転方向ひずみ検出工程で検出した回転方向ひずみに基づいて推進力を測定する推進力測定工程および、内外方向ひずみまたは引張方向ひずみ検出工程で検出した内外方向ひずみまたは引張方向ひずみのうち少なくともいずれか一方に基づいて損失力を測定する損失力測定工程として機能する。   Next, in step ST33, the measurement module control unit 351 calculates the propulsive force Ft and the loss force Fr. Specifically, the measurement module control unit 351 calculates the propulsive force Ft and the loss force Fr by the above-described equations (1) and (2). Further, the measurement module control unit 351 calculates N of the propulsive force Ft and the loss force Fr and calculates the average thereof. That is, the measurement module control unit 351 calculates an average (average propulsive force and average loss force) of the propulsive force Ft and the loss force Fr for one second. That is, in this step, the driving force measurement process that measures the driving force based on the rotational direction strain detected in the rotational direction strain detection process, and the internal / external direction strain or tensile direction strain detected in the internal / external direction strain or tensile direction strain detection process. It functions as a loss force measurement process which measures a loss force based on at least one of these.

次に、ステップST35において、測定モジュール制御部351は、測定モジュール無線送信部309を介して、算出された平均推進力及び平均損失力を送信する。送信された平均推進力及び平均損失力は、サイクルコンピュータ201のサイクルコンピュータ無線受信部209によって受信される。   Next, in step ST35, the measurement module control unit 351 transmits the calculated average propulsive force and average loss force via the measurement module wireless transmission unit 309. The transmitted average propulsive force and average loss force are received by the cycle computer radio reception unit 209 of the cycle computer 201.

次に、ステップST37において、1秒ウェイトする。なお、1秒は一例であり必要に応じて可変である。ステップST37の処理が終了すると、ステップST31の処理に再び戻る。つまり、1秒間に1回のステップST31〜ステップST35の処理を繰り返し行う。   Next, in step ST37, one second is waited. One second is an example and can be changed as necessary. When the process of step ST37 ends, the process returns to step ST31 again. That is, the processing of step ST31 to step ST35 is repeated once per second.

また、サイクルコンピュータ201のサイクルコンピュータ制御部251は、図8(c)の処理をおこなう。ステップST71において、サイクルコンピュータ制御部251は、平均推進力、平均損失力及びケイデンス情報を受信すると割り込みが行われる。つまり、サイクルコンピュータ無線受信部209が平均推進力、平均損失力及びケイデンス情報を受信したことをサイクルコンピュータ制御部251が検出した時には、サイクルコンピュータ制御部251は、それまでの処理を中断(割り込み)し、ステップST73以下の処理を開始する。   Further, the cycle computer control unit 251 of the cycle computer 201 performs the process of FIG. In step ST71, when the cycle computer control unit 251 receives the average propulsive force, average loss force, and cadence information, an interrupt is performed. That is, when the cycle computer control unit 251 detects that the cycle computer wireless reception unit 209 has received the average propulsive force, average loss force, and cadence information, the cycle computer control unit 251 interrupts the processing up to that point (interrupt). Then, the processing after step ST73 is started.

次に、ステップST73において、サイクルコンピュータ制御部251は、サイクルコンピュータ表示部203に平均推進力と平均損失力及びケイデンスを表示させる。サイクルコンピュータ表示部203は、平均推進力と平均損失力及びケイデンス情報を数値として表示、又は、その他の視覚化・聴覚化・触覚化した方法によってユーザに伝達する。   Next, in step ST73, the cycle computer control unit 251 causes the cycle computer display unit 203 to display the average propulsive force, the average loss force, and the cadence. The cycle computer display unit 203 displays the average propulsive force, average loss force, and cadence information as numerical values, or transmits them to the user by other visualization, hearing, and tactile methods.

次に、ステップST75において、サイクルコンピュータ制御部251は、平均推進力と平均損失力及びケイデンス情報をサイクルコンピュータ記憶部253のサイクルコンピュータRAM255に記憶する。その後、サイクルコンピュータ制御部251は、再びステップST51の割り込みが行われるまで他の処理を行う。   Next, in step ST75, the cycle computer control unit 251 stores the average propulsive force, average loss force, and cadence information in the cycle computer RAM 255 of the cycle computer storage unit 253. Thereafter, the cycle computer control unit 251 performs other processes until the interrupt of step ST51 is performed again.

本実施例によれば、測定モジュール301は、自転車1のクランク105の内面119に設けられた第1ひずみゲージ369a、第2ひずみゲージ369b、第3ひずみゲージ369c及び第4ひずみゲージ369dと、第1ひずみゲージ369aおよび第2ひずみゲージ369bが接続され、クランクに生じている曲げ変形xを検出する第1検出回路373aと、第3ひずみゲージ369cおよび第4ひずみゲージ369dが接続され、クランク105に生じている曲げ変形yおよび引張変形zを検出する第2検出回路373bと、を有している。そして、第1ひずみゲージ369a乃至第3ひずみゲージ369cが、クランク105の長手方向に対して検出方向が平行になるように設けられ、第4ひずみゲージ369dが、クランク105の長手方向に対して検出方向が垂直になるように設けられている。このようにすることにより、第1検出回路373aで検出された曲げ変形xと、第2検出回路373bで検出された曲げ変形yおよび引張変形zからクランク105に加わっている推進力Ftや損失力Frを測定することができる。したがって、簡便な方法で推進力Ftや損失力Frを測定することができる。また、第1ひずみゲージ369a乃至第4ひずみゲージ369dがクランク105の内面119のみに設けられているので、1つの面のみで推進力Ftや損失力Frを測定することができ、また、内面119に設けることで、ユーザの足と干渉することがない。   According to this embodiment, the measurement module 301 includes a first strain gauge 369a, a second strain gauge 369b, a third strain gauge 369c, and a fourth strain gauge 369d provided on the inner surface 119 of the crank 105 of the bicycle 1. The first strain gauge 369a and the second strain gauge 369b are connected, the first detection circuit 373a for detecting the bending deformation x generated in the crank, the third strain gauge 369c and the fourth strain gauge 369d are connected, and the crank 105 is connected. A second detection circuit 373b that detects the bending deformation y and the tensile deformation z that have occurred. The first strain gauge 369 a to the third strain gauge 369 c are provided so that the detection direction is parallel to the longitudinal direction of the crank 105, and the fourth strain gauge 369 d is detected with respect to the longitudinal direction of the crank 105. It is provided so that the direction is vertical. By doing so, the propulsive force Ft and the loss force applied to the crank 105 from the bending deformation x detected by the first detection circuit 373a and the bending deformation y and the tensile deformation z detected by the second detection circuit 373b. Fr can be measured. Therefore, the propulsive force Ft and the loss force Fr can be measured by a simple method. Further, since the first strain gauge 369a to the fourth strain gauge 369d are provided only on the inner surface 119 of the crank 105, the propulsive force Ft and the loss force Fr can be measured with only one surface, and the inner surface 119 By providing in, it does not interfere with the user's foot.

また、第1ひずみゲージ369aおよび第2ひずみゲージ369bが、クランク105内面119の長手方向の中心軸C1に対して対称になるように設けられているので、曲げ変形xを精度良く検出することができる。   Further, since the first strain gauge 369a and the second strain gauge 369b are provided so as to be symmetric with respect to the central axis C1 in the longitudinal direction of the inner surface 119 of the crank 105, the bending deformation x can be detected with high accuracy. it can.

また、第1検出回路373aおよび第2検出回路373bがブリッジ回路で構成され、第1ひずみゲージ369aおよび第2ひずみゲージ369bが、第1検出回路373aを構成するブリッジ回路において電源に対して直列に接続され、第3ひずみゲージ369cおよび第4ひずみゲージ369dが、第2検出回路373bを構成するブリッジ回路において電源に対して直列に接続され、さらに、第1検出回路373aを構成するブリッジ回路および第2検出回路373bを構成するブリッジ回路の第1ひずみゲージ369a乃至第4ひずみゲージ369d以外の抵抗素子が、固定抵抗Rで構成されているので、ブリッジ回路により、曲げ変形xや曲げ変形yおよび引張変形zを検出することができ、簡便な回路構成で推進力Ftや損失力Frを測定することができる。   In addition, the first detection circuit 373a and the second detection circuit 373b are configured as a bridge circuit, and the first strain gauge 369a and the second strain gauge 369b are serially connected to the power supply in the bridge circuit configuring the first detection circuit 373a. The third strain gauge 369c and the fourth strain gauge 369d are connected in series to the power source in the bridge circuit that constitutes the second detection circuit 373b, and further, the bridge circuit that constitutes the first detection circuit 373a and the first Since the resistance elements other than the first strain gauge 369a to the fourth strain gauge 369d of the bridge circuit constituting the 2 detection circuit 373b are configured by the fixed resistance R, the bridge circuit causes the bending deformation x, the bending deformation y, and the tension. Deformation z can be detected and propulsive force Ft and loss force with a simple circuit configuration It is possible to measure the r.

また、固定抵抗Rが、第1検出回路と第2検出回路とで共有しているので、第1検出回路と第2検出回路とを事実上1つの回路とすることができ、回路をさらに簡便にすることができる。   Further, since the fixed resistor R is shared by the first detection circuit and the second detection circuit, the first detection circuit and the second detection circuit can be practically made into one circuit, and the circuit is further simplified. Can be.

また、推進力Ftの算出にねじれ変形rzが作用しないので、ペダル103上の荷重位置が変化しても推進力Ftが変化しない。   Further, since the torsional deformation rz does not act on the calculation of the propulsive force Ft, the propulsive force Ft does not change even if the load position on the pedal 103 changes.

なお、上述した説明では、第3ひずみゲージ369cと第4ひずみゲージ369dを別々の素子として設けていたが、例えば十字状に互いに重ねられていてもよい。このようにすることにより、クランク105に設けるひずみゲージ369のサイズを小さくすることができる。また、第3ひずみゲージ369cと第4ひずみゲージ369dを別々の素子として設ける場合に、第4ひずみゲージ369dを第3ひずみゲージ369cよりもペダルクランク軸115側に設けるに限らず、第4ひずみゲージ369dを第3ひずみゲージ369cよりもクランク軸107側に設けてもよい。つまり、第3ひずみゲージ369cと第4ひずみゲージ369dの並びの順序は特に限定されない。   In the above description, the third strain gauge 369c and the fourth strain gauge 369d are provided as separate elements. However, they may be stacked in a cross shape, for example. By doing so, the size of the strain gauge 369 provided in the crank 105 can be reduced. Further, when the third strain gauge 369c and the fourth strain gauge 369d are provided as separate elements, the fourth strain gauge 369d is not limited to being provided closer to the pedal crankshaft 115 than the third strain gauge 369c. 369d may be provided closer to the crankshaft 107 than the third strain gauge 369c. That is, the arrangement order of the third strain gauge 369c and the fourth strain gauge 369d is not particularly limited.

また、図5では、2つのブリッジ回路を1つの回路に合わせた回路としていたが、別の回路として2つのブリッジ回路に分けてもよい。その場合、固定抵抗Rは、それぞれの回路に2つずつ必要となる。   In FIG. 5, the two bridge circuits are combined into one circuit, but may be divided into two bridge circuits as separate circuits. In that case, two fixed resistors R are required for each circuit.

また、第1検出回路373aにおいて、第1ひずみゲージ369aと第2ひずみゲージ369bは接続順序が逆であってもよい。第2検出回路373bにおいて、第3ひずみゲージ369cと第4ひずみゲージ369dは接続順序が逆であってもよい。   In the first detection circuit 373a, the connection order of the first strain gauge 369a and the second strain gauge 369b may be reversed. In the second detection circuit 373b, the connection order of the third strain gauge 369c and the fourth strain gauge 369d may be reversed.

次に、本発明の第2の実施例にかかる測定装置を図9乃至図11を参照して説明する。なお、前述した第1の実施例と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。   Next, a measuring apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The same parts as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

本実施例では、測定モジュール301の測定モジュールひずみ検出回路365の構成と、ひずみゲージ369の配置が異なる。本実施例のひずみゲージ369は、図9に示すように、第1ひずみゲージ369a、第2ひずみゲージ369b、第3ひずみゲージ369c、第4ひずみゲージ369d、第5ひずみゲージ369e、第6ひずみゲージ369f、第7ひずみゲージ369g、第8ひずみゲージ369hから構成されている。そして、ひずみゲージ369のそれぞれの端子は、測定モジュールひずみ検出回路365に接続されている。   In the present embodiment, the configuration of the measurement module strain detection circuit 365 of the measurement module 301 is different from the arrangement of the strain gauges 369. As shown in FIG. 9, the strain gauge 369 of the present embodiment includes a first strain gauge 369a, a second strain gauge 369b, a third strain gauge 369c, a fourth strain gauge 369d, a fifth strain gauge 369e, and a sixth strain gauge. 369f, a seventh strain gauge 369g, and an eighth strain gauge 369h. Each terminal of the strain gauge 369 is connected to the measurement module strain detection circuit 365.

図10に、本実施例におけるひずみゲージ369のクランク105への配置を示す。ひずみゲージ369は、クランク105の内面119に接着されている。第1ひずみゲージ369aと第2ひずみゲージ369bは、図4に示した第1の実施例と同様である。   FIG. 10 shows an arrangement of the strain gauge 369 on the crank 105 in this embodiment. The strain gauge 369 is bonded to the inner surface 119 of the crank 105. The first strain gauge 369a and the second strain gauge 369b are the same as those in the first embodiment shown in FIG.

第3ひずみゲージ369cは、中心軸C1上に設けられ、検出方向が中心軸C1に対して平行に設けられている。第4ひずみゲージ369dは、クランク105の長手方向に対して検出方向が垂直、つまり、内面119の中心軸C1に対して垂直に設けられている。   The third strain gauge 369c is provided on the central axis C1, and the detection direction is provided in parallel to the central axis C1. The fourth strain gauge 369d is provided with a detection direction perpendicular to the longitudinal direction of the crank 105, that is, perpendicular to the central axis C1 of the inner surface 119.

第5ひずみゲージ369e、第6ひずみゲージ369f及び第7ひずみゲージ369gは、クランク105の長手方向に対して検出方向が垂直、つまり、内面119の中心軸C1に対して垂直に設けられている。第8ひずみゲージ369hは、中心軸C1上に設けられ、検出方向が中心軸C1に対して平行に設けられている。   The fifth strain gauge 369e, the sixth strain gauge 369f, and the seventh strain gauge 369g are provided so that the detection direction is perpendicular to the longitudinal direction of the crank 105, that is, perpendicular to the central axis C1 of the inner surface 119. The eighth strain gauge 369h is provided on the central axis C1, and the detection direction is provided in parallel to the central axis C1.

また、第3ひずみゲージ369cと第8ひずみゲージ369hは、中心軸C1に沿って並べて配置されている。第4ひずみゲージ369dと第7ひずみゲージ369gは、第3ひずみゲージ369cを挟むように配置されている。第5ひずみゲージ369eと第6ひずみゲージ369fは、第8ひずみゲージ369hを挟むように配置されている。さらに、第1ひずみゲージ369aと第2ひずみゲージ369bは、第3ひずみゲージ369c乃至第8ひずみゲージ369hよりもクランク105の短手方向の両端部寄りに配置されている。   The third strain gauge 369c and the eighth strain gauge 369h are arranged side by side along the central axis C1. The fourth strain gauge 369d and the seventh strain gauge 369g are arranged so as to sandwich the third strain gauge 369c. The fifth strain gauge 369e and the sixth strain gauge 369f are arranged so as to sandwich the eighth strain gauge 369h. Further, the first strain gauge 369a and the second strain gauge 369b are disposed closer to both ends in the short direction of the crank 105 than the third strain gauge 369c to the eighth strain gauge 369h.

即ち、中心軸C1と平行な方向(図10の縦方向)、つまり、クランク105の長手方向に対して平行な方向が、第1ひずみゲージ369a、第2ひずみゲージ369b、第3ひずみゲージ369c、第8ひずみゲージ369hの検出方向となり、中心軸C1と垂直な方向(図10の横方向)が、つまり、クランクの長手方向に対して垂直な方向が、第4ひずみゲージ369d、第5ひずみゲージ369e、第6ひずみゲージ369f、第7ひずみゲージ369gの検出方向となる。したがって、第1ひずみゲージ369a、第2ひずみゲージ369b、第3ひずみゲージ369c、第8ひずみゲージ369hと、第4ひずみゲージ369d、第5ひずみゲージ369e、第6ひずみゲージ369f、第7ひずみゲージ369gは検出方向が互いに直交している。   That is, the direction parallel to the central axis C1 (the vertical direction in FIG. 10), that is, the direction parallel to the longitudinal direction of the crank 105 is the first strain gauge 369a, the second strain gauge 369b, the third strain gauge 369c, The fourth strain gauge 369d and the fifth strain gauge are the detection directions of the eighth strain gauge 369h, and the direction perpendicular to the central axis C1 (the lateral direction in FIG. 10), that is, the direction perpendicular to the longitudinal direction of the crank. 369e, the sixth strain gauge 369f, and the seventh strain gauge 369g are detected directions. Accordingly, the first strain gauge 369a, the second strain gauge 369b, the third strain gauge 369c, the eighth strain gauge 369h, the fourth strain gauge 369d, the fifth strain gauge 369e, the sixth strain gauge 369f, and the seventh strain gauge 369g. Are orthogonal to each other.

本実施例の測定モジュールひずみ検出回路365は、上述した第1ひずみゲージ369a、第2ひずみゲージ369b、第3ひずみゲージ369c、第4ひずみゲージ369d、第5ひずみゲージ369e、第6ひずみゲージ369f、第7ひずみゲージ369g、第8ひずみゲージ369h、が接続されて、ひずみゲージ369のひずみ量が電圧として出力される。測定モジュールひずみ検出回路365の出力は、第1の実施例と同様に、測定モジュールA/D363によって、アナログ情報からデジタル情報であるひずみ情報に変換される。そして、ひずみ情報信号は測定モジュール記憶部353に出力される。測定モジュール記憶部353に入力されたひずみ情報信号は、測定モジュールRAM355にひずみ情報として記憶される。   The measurement module strain detection circuit 365 of the present embodiment includes the first strain gauge 369a, the second strain gauge 369b, the third strain gauge 369c, the fourth strain gauge 369d, the fifth strain gauge 369e, the sixth strain gauge 369f, The seventh strain gauge 369g and the eighth strain gauge 369h are connected, and the strain amount of the strain gauge 369 is output as a voltage. The output of the measurement module strain detection circuit 365 is converted from analog information to strain information which is digital information by the measurement module A / D 363 as in the first embodiment. The strain information signal is output to the measurement module storage unit 353. The strain information signal input to the measurement module storage unit 353 is stored in the measurement module RAM 355 as strain information.

測定モジュールひずみ検出回路365を図11に示す。測定モジュールひずみ検出回路365は、2つのブリッジ回路である第1検出回路373cと、第2検出回路373dとで構成されている。第1検出回路373cの第1系統側では、電源Vccから順に、第1ひずみゲージ369a、第2ひずみゲージ369bの順に接続されている。即ち、第1ひずみゲージ369aおよび第2ひずみゲージ369bが電源Vccに対して直列に接続されている。第2系統側では、第5ひずみゲージ369e、第6ひずみゲージ369fの順に接続されている。即ち、第5ひずみゲージ369eおよび第6ひずみゲージ369fが電源Vccに対して直列に接続されている。   The measurement module strain detection circuit 365 is shown in FIG. The measurement module strain detection circuit 365 includes a first detection circuit 373c and a second detection circuit 373d that are two bridge circuits. On the first system side of the first detection circuit 373c, the first strain gauge 369a and the second strain gauge 369b are connected in this order from the power source Vcc. That is, the first strain gauge 369a and the second strain gauge 369b are connected in series with the power supply Vcc. On the second system side, the fifth strain gauge 369e and the sixth strain gauge 369f are connected in this order. That is, the fifth strain gauge 369e and the sixth strain gauge 369f are connected in series to the power supply Vcc.

第1検出回路373cにおいて、第1ひずみゲージ373aと第6ひずみゲージ373fは、対角の位置に接続され、第2ひずみゲージ373bと第5ひずみゲージ373eは、対角の位置に接続されている。   In the first detection circuit 373c, the first strain gauge 373a and the sixth strain gauge 373f are connected to diagonal positions, and the second strain gauge 373b and the fifth strain gauge 373e are connected to diagonal positions. .

第2検出回路373dの第1系統側では、電源Vccから順に、第3ひずみゲージ369c、第4ひずみゲージ369dの順に接続されている。即ち、第3ひずみゲージ369cおよび第4ひずみゲージ369dが電源Vccに対して直列に接続されている。第2系統側では、電源Vccから順に、第7ひずみゲージ369g、第8ひずみゲージ369hの順に接続されている。即ち、第7ひずみゲージ369gおよび第8ひずみゲージ369hが電源Vccに対して直列に接続されている。   On the first system side of the second detection circuit 373d, the third strain gauge 369c and the fourth strain gauge 369d are connected in this order from the power source Vcc. That is, the third strain gauge 369c and the fourth strain gauge 369d are connected in series with the power supply Vcc. On the second system side, the seventh strain gauge 369g and the eighth strain gauge 369h are connected in this order from the power source Vcc. That is, the seventh strain gauge 369g and the eighth strain gauge 369h are connected in series to the power source Vcc.

第2検出回路373dにおいて、第3ひずみゲージ373cと第8ひずみゲージ373hは、対角の位置に接続され、第4ひずみゲージ373dと第7ひずみゲージ373gは、対角の位置に接続されている。なお、第1ひずみゲージ369a乃至第8ひずみゲージ369hは同じ抵抗値を有している。   In the second detection circuit 373d, the third strain gauge 373c and the eighth strain gauge 373h are connected to diagonal positions, and the fourth strain gauge 373d and the seventh strain gauge 373g are connected to diagonal positions. . The first strain gauge 369a to the eighth strain gauge 369h have the same resistance value.

第1検出回路373cの第1ひずみゲージ369aと第2ひずみゲージ369bとの間の電位Vabが測定できる第1ひずみゲージ369aと第2ひずみゲージ369bとの接続点と、第5ひずみゲージ369eと第6ひずみゲージ369fとの間の電位Vefが測定できる第5ひずみゲージ369eと第6ひずみゲージ369fとの接続点と、を第1検出回路373cの出力(以降A出力)とする。   A connection point of the first strain gauge 369a and the second strain gauge 369b that can measure the potential Vab between the first strain gauge 369a and the second strain gauge 369b of the first detection circuit 373c, a fifth strain gauge 369e, The connection point between the fifth strain gauge 369e and the sixth strain gauge 369f that can measure the potential Vef between the sixth strain gauge 369f and the output of the first detection circuit 373c (hereinafter referred to as A output).

第2検出回路373dの第3ひずみゲージ369cと第4ひずみゲージ369dとの間の電位Vcdが測定できる第3ひずみゲージ369cと第4ひずみゲージ369dとの接続点と、第7ひずみゲージ369gと第8ひずみゲージ369hとの間の電位Vghが測定できる第7ひずみゲージ369gと第8ひずみゲージ369hとの接続点と、を第2検出回路373dの出力(以降B出力)とする。そして、このA出力とB出力が第1の実施例と同様にひずみ情報となる。   A connection point between the third strain gauge 369c and the fourth strain gauge 369d that can measure the potential Vcd between the third strain gauge 369c and the fourth strain gauge 369d of the second detection circuit 373d, a seventh strain gauge 369g, The connection point between the seventh strain gauge 369g and the eighth strain gauge 369h that can measure the potential Vgh between the eight strain gauges 369h is defined as the output (hereinafter referred to as B output) of the second detection circuit 373d. The A output and the B output become strain information as in the first embodiment.

ここで、図10及び図11に示した本実施例の測定モジュールひずみ検出回路365によって、図6を参照して説明した曲げ変形x、曲げ変形y、引張変形z、ねじれ変形rzを検出(測定)する方法を説明する。   Here, the measurement module strain detection circuit 365 of the present embodiment shown in FIGS. 10 and 11 detects (measures) the bending deformation x, the bending deformation y, the tensile deformation z, and the torsional deformation rz described with reference to FIG. ) Is explained.

曲げ変形xは、右側クランク105Rが上面117から下面118に向かって、或いはその逆方向に変形する。右側クランク105Rが上面117から下面118に向かって変形する場合、第1ひずみゲージ369aは圧縮されるので抵抗値が減少し、第2ひずみゲージ369bは伸張されるので抵抗値が増加する。一方、第5ひずみゲージ369eは伸張されるので抵抗値が増加し、第6ひずみゲージ369fは圧縮されるので抵抗値が減少する。そのため、第1検出回路373cのA出力は正出力(電位Vabが高く電位Vefが低い)となる。また、右側クランク105Rが下面118から上面117に向かって変形する場合、第1ひずみゲージ369aは伸張されるので抵抗値が増加し、第2ひずみゲージ369bは圧縮されるので抵抗値が減少する。一方、第5ひずみゲージ369eは圧縮されるので抵抗値が減少し、第6ひずみゲージ369fは伸張されるので抵抗値が増加する。そのため、第1検出回路373cのA出力は負出力(電位Vabが低く電位Vcdが高い)となる。   In the bending deformation x, the right crank 105R is deformed from the upper surface 117 toward the lower surface 118 or in the opposite direction. When the right crank 105R is deformed from the upper surface 117 toward the lower surface 118, the first strain gauge 369a is compressed and thus the resistance value is decreased, and the second strain gauge 369b is expanded and the resistance value is increased. On the other hand, since the fifth strain gauge 369e is expanded, the resistance value increases, and since the sixth strain gauge 369f is compressed, the resistance value decreases. Therefore, the output A of the first detection circuit 373c is a positive output (the potential Vab is high and the potential Vef is low). Further, when the right crank 105R is deformed from the lower surface 118 toward the upper surface 117, the first strain gauge 369a is expanded and thus the resistance value is increased, and the second strain gauge 369b is compressed and the resistance value is decreased. On the other hand, since the fifth strain gauge 369e is compressed, the resistance value decreases, and the sixth strain gauge 369f is expanded, so the resistance value increases. Therefore, the output A of the first detection circuit 373c is a negative output (the potential Vab is low and the potential Vcd is high).

曲げ変形yは、右側クランク105Rが外面120から内面119に向かって、或いはその逆方向に変形する。右側クランク105Rが外面120から内面119に向かって変形する場合、第1ひずみゲージ369a、第2ひずみゲージ369bともに圧縮されるので、どちらも抵抗値が減少する。一方、第5ひずみゲージ369e、第6ひずみゲージ369fともに伸張されるので、どちらも抵抗値が増加する。そのため、第1検出回路373cのA出力はゼロ(電位Vabと電位Vcdに電位差が無い)となる。また、右側クランク105Rが内面119から外面120に向かって変形する場合、第1ひずみゲージ369a、第2ひずみゲージ369bともに伸張されるので、どちらも抵抗値が増加する。一方、第5ひずみゲージ369e、第6ひずみゲージ369fともに圧縮されるので、どちらも抵抗値が減少する。そのため、第1検出回路373cのA出力はゼロとなる。   In the bending deformation y, the right crank 105R is deformed from the outer surface 120 toward the inner surface 119 or in the opposite direction. When the right crank 105R is deformed from the outer surface 120 toward the inner surface 119, since both the first strain gauge 369a and the second strain gauge 369b are compressed, the resistance value of both decreases. On the other hand, since both the fifth strain gauge 369e and the sixth strain gauge 369f are expanded, both increase in resistance value. Therefore, the output A of the first detection circuit 373c is zero (there is no potential difference between the potential Vab and the potential Vcd). Further, when the right crank 105R is deformed from the inner surface 119 toward the outer surface 120, both the first strain gauge 369a and the second strain gauge 369b are stretched, so that the resistance value of both increases. On the other hand, since both the fifth strain gauge 369e and the sixth strain gauge 369f are compressed, the resistance value of both decreases. For this reason, the output A of the first detection circuit 373c is zero.

引張変形zは、右側クランク105Rが長手方向に伸張または圧縮されるように変形する。右側クランク105Rが伸張する場合、第1ひずみゲージ369a、第2ひずみゲージ369bともに伸張されるので、どちらも抵抗値が増加する。一方、第5ひずみゲージ369e、第6ひずみゲージ369fともに圧縮されるので、どちらも抵抗値が減少する。そのため、第1検出回路373cのA出力はゼロとなる。また、右側クランク105Rが圧縮する場合、第1ひずみゲージ369a、第2ひずみゲージ369bともに圧縮されるので、どちらも抵抗値が減少する。一方、第5ひずみゲージ369e、第6ひずみゲージ369fともに伸張されるので、どちらも抵抗値が増加する。そのため、第1検出回路373cのA出力はゼロとなる。   The tensile deformation z is deformed so that the right crank 105R is stretched or compressed in the longitudinal direction. When the right crank 105R is extended, both the first strain gauge 369a and the second strain gauge 369b are extended, so that the resistance value of both increases. On the other hand, since both the fifth strain gauge 369e and the sixth strain gauge 369f are compressed, the resistance value of both decreases. For this reason, the output A of the first detection circuit 373c is zero. Further, when the right crank 105R is compressed, both the first strain gauge 369a and the second strain gauge 369b are compressed, so that the resistance value of both decreases. On the other hand, since both the fifth strain gauge 369e and the sixth strain gauge 369f are expanded, both increase in resistance value. For this reason, the output A of the first detection circuit 373c is zero.

ねじれ変形rzは、右側クランク105Rが、ねじれるように変形する。右側クランク105Rが図6(b)のようにねじれる場合、第1ひずみゲージ369a、第2ひずみゲージ369bともに伸張されるので、どちらも抵抗値が増加する。一方、第5ひずみゲージ369e、第6ひずみゲージ369fともに検出方向で圧縮も伸張もされないので抵抗値は変化しない。そのため、第1検出回路373cのA出力はゼロとなる。また、右側クランク105Rが図6(b)の逆方向にねじれる場合、第1ひずみゲージ369a、第2ひずみゲージ369bともに伸張されるので、どちらも抵抗値が増加する。一方、第5ひずみゲージ369e、第6ひずみゲージ369fともに検出方向で圧縮も伸張もされないので抵抗値は変化しない。そのため、第1検出回路373cのA出力はゼロとなる。   The torsional deformation rz deforms so that the right crank 105R is twisted. When the right crank 105R is twisted as shown in FIG. 6B, both the first strain gauge 369a and the second strain gauge 369b are stretched, so that the resistance value of both increases. On the other hand, since neither the fifth strain gauge 369e nor the sixth strain gauge 369f is compressed or expanded in the detection direction, the resistance value does not change. For this reason, the output A of the first detection circuit 373c is zero. Further, when the right crank 105R is twisted in the reverse direction of FIG. 6B, both the first strain gauge 369a and the second strain gauge 369b are expanded, so that the resistance value of both increases. On the other hand, since neither the fifth strain gauge 369e nor the sixth strain gauge 369f is compressed or expanded in the detection direction, the resistance value does not change. For this reason, the output A of the first detection circuit 373c is zero.

以上のように、A出力からは、第1の実施例と同様に曲げ変形xのみが検出される。即ち、第1検出回路373cは、第1ひずみゲージ369a、第2ひずみゲージ369b、第5ひずみゲージ373eおよび第6ひずみゲージ373fが接続され、クランク105に生じている回転方向ひずみを検出する。   As described above, only the bending deformation x is detected from the output A as in the first embodiment. That is, the first detection circuit 373c is connected to the first strain gauge 369a, the second strain gauge 369b, the fifth strain gauge 373e, and the sixth strain gauge 373f, and detects the rotational strain generated in the crank 105.

次に、第2検出回路373dのB出力において、各変形がどのように検出(測定)されるかを説明する。曲げ変形xは、右側クランク105Rが上面117から下面118に向かって、或いはその逆方向に変形する。右側クランク105Rが上面117から下面118に向かって変形する場合、第3ひずみゲージ369cは曲がるだけのため、検出方向に圧縮も伸張もされないので抵抗値は変化せず、第4ひずみゲージ369dは圧縮されるので抵抗値が減少する。一方、第7ひずみゲージ369gは伸張されるので抵抗値が増加し、第8ひずみゲージ369hは曲がるだけのため、検出方向に圧縮も伸張もされないので抵抗値は変化しない。そのため、第2検出回路373dのB出力はゼロとなる。また、右側クランク105Rが下面118から上面117に向かって変形する場合、第3ひずみゲージ369cは曲がるだけのため、検出方向に圧縮も伸張もされないので抵抗値は変化せず、第4ひずみゲージ369dは伸張されるので抵抗値が増加する。一方、第7ひずみゲージ369gは圧縮されるので抵抗値が減少し、第8ひずみゲージ369hは曲がるだけのため、検出方向に圧縮も伸張もされないので抵抗値は変化しない。そのため、第2検出回路373dのB出力はゼロとなる。   Next, how each deformation is detected (measured) in the B output of the second detection circuit 373d will be described. In the bending deformation x, the right crank 105R is deformed from the upper surface 117 toward the lower surface 118 or in the opposite direction. When the right crank 105R is deformed from the upper surface 117 toward the lower surface 118, the third strain gauge 369c only bends and is not compressed or expanded in the detection direction, so the resistance value does not change, and the fourth strain gauge 369d is compressed. As a result, the resistance value decreases. On the other hand, since the seventh strain gauge 369g is expanded, the resistance value increases, and the eighth strain gauge 369h only bends, so that the resistance value does not change because it is neither compressed nor expanded in the detection direction. For this reason, the B output of the second detection circuit 373d is zero. Further, when the right crank 105R is deformed from the lower surface 118 toward the upper surface 117, the third strain gauge 369c only bends, and therefore, the resistance value does not change because the third strain gauge 369c is not compressed or expanded in the detection direction. The resistance value increases because the is stretched. On the other hand, since the seventh strain gauge 369g is compressed, the resistance value decreases, and the eighth strain gauge 369h only bends. Therefore, the resistance value does not change because it is neither compressed nor expanded in the detection direction. For this reason, the B output of the second detection circuit 373d is zero.

曲げ変形yは、右側クランク105Rが外面120から内面119に向かって、或いはその逆方向に変形する。右側クランク105Rが外面120から内面119に向かって変形する場合、第3ひずみゲージ369cは圧縮されるので抵抗値が減少し、第4ひずみゲージ369dは伸張されるので抵抗値が増加する。一方、第7ひずみゲージ369gは伸張されるので抵抗値が増加し、第8ひずみゲージ369hは圧縮されるので抵抗値が減少する。そのため、第2検出回路373dのB出力は正出力(電位Vcdが高く電位Vghが低い)となる。また、右側クランク105Rが内面119から外面120に向かって変形する場合、第3ひずみゲージ369cは伸張されるので抵抗値が増加し、第4ひずみゲージ369dは圧縮されるので抵抗値が減少する。一方、第7ひずみゲージ369gは圧縮されるので抵抗値が減少し、第8ひずみゲージ369hは伸張されるので抵抗値が増加する。そのため、第2検出回路373dのB出力は負出力(電位Vcdが低く電位Vghが高い)となる。   In the bending deformation y, the right crank 105R is deformed from the outer surface 120 toward the inner surface 119 or in the opposite direction. When the right crank 105R is deformed from the outer surface 120 toward the inner surface 119, the third strain gauge 369c is compressed and thus the resistance value is decreased, and the fourth strain gauge 369d is expanded and the resistance value is increased. On the other hand, since the seventh strain gauge 369g is expanded, the resistance value increases, and since the eighth strain gauge 369h is compressed, the resistance value decreases. Therefore, the output B of the second detection circuit 373d is a positive output (the potential Vcd is high and the potential Vgh is low). Further, when the right crank 105R is deformed from the inner surface 119 toward the outer surface 120, the third strain gauge 369c is expanded and thus the resistance value is increased, and the fourth strain gauge 369d is compressed and the resistance value is decreased. On the other hand, since the seventh strain gauge 369g is compressed, the resistance value decreases, and the eighth strain gauge 369h is expanded, so the resistance value increases. For this reason, the B output of the second detection circuit 373d is a negative output (the potential Vcd is low and the potential Vgh is high).

引張変形zは、右側クランク105Rが長手方向に伸張または圧縮されるように変形する。第3ひずみゲージ369cは伸張されるので抵抗値が増加し、第4ひずみゲージ369dは圧縮されるので抵抗値が減少する。一方、第7ひずみゲージ369gは圧縮されるので抵抗値が減少し、第8ひずみゲージ369hは伸張されるので抵抗値が増加する。そのため、第2検出回路373dのB出力は負出力となる。また、右側クランク105Rが圧縮する場合、第3ひずみゲージ369cは圧縮されるので抵抗値が減少し、第4ひずみゲージ369dは伸張されるので抵抗値が増加する。一方、第7ひずみゲージ369gは伸張されるので抵抗値が増加し、第8ひずみゲージ369hは圧縮されるので抵抗値が減少する。そのため、第2検出回路373dのB出力は正出力となる。   The tensile deformation z is deformed so that the right crank 105R is stretched or compressed in the longitudinal direction. Since the third strain gauge 369c is expanded, the resistance value increases, and since the fourth strain gauge 369d is compressed, the resistance value decreases. On the other hand, since the seventh strain gauge 369g is compressed, the resistance value decreases, and the eighth strain gauge 369h is expanded, so the resistance value increases. Therefore, the B output of the second detection circuit 373d is a negative output. When the right crank 105R is compressed, the third strain gauge 369c is compressed and thus the resistance value is decreased, and the fourth strain gauge 369d is expanded and the resistance value is increased. On the other hand, since the seventh strain gauge 369g is expanded, the resistance value increases, and since the eighth strain gauge 369h is compressed, the resistance value decreases. Therefore, the B output of the second detection circuit 373d is a positive output.

ねじれ変形rzは、右側クランク105Rが、ねじれるように変形する。右側クランク105Rが図6(b)のようにねじれる場合、第3ひずみゲージ369cは伸張されるので抵抗値が増加し、第4ひずみゲージ369dは圧縮されるので抵抗値が減少する。一方、第7ひずみゲージ369gは圧縮されるので抵抗値が減少し、第8ひずみゲージ369hは伸張されるので抵抗値が増加する。そのため、第2検出回路373dのB出力は負出力となる。また、右側クランク105Rが図6(b)の逆方向にねじれる場合、第3ひずみゲージ369cは伸張されるので抵抗値が増加し、第4ひずみゲージ369dは圧縮されるので抵抗値が減少する。一方、第7ひずみゲージ369gは圧縮されるので抵抗値が減少し、第8ひずみゲージ369hは伸張されるので抵抗値が増加する。そのため、第2検出回路373dのB出力は負出力となる。   The torsional deformation rz deforms so that the right crank 105R is twisted. When the right crank 105R is twisted as shown in FIG. 6B, the third strain gauge 369c is expanded and thus the resistance value is increased, and the fourth strain gauge 369d is compressed and the resistance value is decreased. On the other hand, since the seventh strain gauge 369g is compressed, the resistance value decreases, and the eighth strain gauge 369h is expanded, so the resistance value increases. Therefore, the B output of the second detection circuit 373d is a negative output. Further, when the right crank 105R is twisted in the reverse direction of FIG. 6B, the third strain gauge 369c is expanded and thus the resistance value is increased, and the fourth strain gauge 369d is compressed and the resistance value is decreased. On the other hand, since the seventh strain gauge 369g is compressed, the resistance value decreases, and the eighth strain gauge 369h is expanded, so the resistance value increases. Therefore, the B output of the second detection circuit 373d is a negative output.

以上のように、B出力からは、曲げ変形y、引張変形z、ねじれ変形rzが検出される。即ち、第2検出回路373dは、第3ひずみゲージ369c、前記第4ひずみゲージ369d、第7ひずみゲージ369gおよび第8ひずみゲージ369hが接続され、クランク105に生じている内外方向ひずみおよび引張方向ひずみを検出する。   As described above, the bending deformation y, the tensile deformation z, and the torsional deformation rz are detected from the B output. In other words, the second detection circuit 373d is connected to the third strain gauge 369c, the fourth strain gauge 369d, the seventh strain gauge 369g, and the eighth strain gauge 369h. Is detected.

そして、推進力Ftと損失力Frは第1の実施例と同様に上述した(1)〜(6)式により算出する。   The propulsive force Ft and the loss force Fr are calculated by the above-described equations (1) to (6) as in the first embodiment.

なお、第1ひずみゲージ369aと第2ひずみゲージ369bとの間、および、第5ひずみゲージ369eと第6ひずみゲージ369fとの間、でクランク方向(中心軸C1と平行な方向)にずれが無い場合、Ae=A0となりB出力による補正の必要がなくなる。   There is no deviation in the crank direction (direction parallel to the central axis C1) between the first strain gauge 369a and the second strain gauge 369b and between the fifth strain gauge 369e and the sixth strain gauge 369f. In this case, Ae = A0 and correction by the B output is not necessary.

このようにして算出された推進力Ftと損失力Frは、第1の実施例と同様にサイクルコンピュータ201に送信される。測定モジュール制御部351における動作や、サイクルコンピュータ201及びケイデンスセンサ501の動作は、図7及び図8に示したフローチャートと同様である。   The propulsive force Ft and the loss force Fr calculated in this way are transmitted to the cycle computer 201 as in the first embodiment. The operations in the measurement module control unit 351 and the operations of the cycle computer 201 and the cadence sensor 501 are the same as those in the flowcharts shown in FIGS.

本実施例によれば、測定モジュール301は、自転車1のクランク105の内面119に設けられた第1ひずみゲージ369a、第2ひずみゲージ369b、第3ひずみゲージ369c、第4ひずみゲージ369d、第5ひずみゲージ369e、第6ひずみゲージ369f、第7ひずみゲージ369g、第8ひずみゲージ369hと、第1ひずみゲージ369a、第2ひずみゲージ369b、第5ひずみゲージ369e、第6ひずみゲージ369fが接続され、クランク105に生じている曲げ変形xを検出する第1検出回路373cと、第3ひずみゲージ369c、第4ひずみゲージ369d、第7ひずみゲージ369g、第8ひずみゲージ369hが接続され、クランク105に生じている曲げ変形yおよび引張変形zを検出する第2検出回路373dと、を有している。そして、第1ひずみゲージ369a、第2ひずみゲージ369b、第3ひずみゲージ369cおよび第8ひずみゲージ369hが、クランク105の長手方向に対して検出方向が平行になるように設けられ、第4ひずみゲージ369d、第5ひずみゲージ369e、第6ひずみゲージ369f、第7ひずみゲージ369gが、クランク105の長手方向に対して検出方向が垂直になるように設けられている。このようにすることにより、第1検出回路373cで検出された曲げ変形xと、第2検出回路373dで検出された曲げ変形yおよび引張変形zからクランク105に加わっている推進力Ftや損失力Frを測定することができる。したがって、簡便な方法で推進力Ftや損失力Frを測定することができる。また、第1乃ひずみゲージ369a乃至第8ひずみゲージ369hがクランク105の内面119のみに設けられているので、1つの面のみで推進力Ftや損失力Frを測定することができ、また、内面119に設けることで、運転者等の足と干渉することがない。さらに、第1検出回路373cには第1ひずみゲージ369a、第2ひずみゲージ369b、第5ひずみゲージ369e、第6ひずみゲージ369fが接続されて、曲げ変形xを検出するので、検出される電圧値が大きくなり、ノイズの影響を少なくすることができる。   According to this embodiment, the measurement module 301 includes a first strain gauge 369a, a second strain gauge 369b, a third strain gauge 369c, a fourth strain gauge 369d, and a fifth strain gauge provided on the inner surface 119 of the crank 105 of the bicycle 1. A strain gauge 369e, a sixth strain gauge 369f, a seventh strain gauge 369g, an eighth strain gauge 369h, a first strain gauge 369a, a second strain gauge 369b, a fifth strain gauge 369e, and a sixth strain gauge 369f are connected. A first detection circuit 373c that detects a bending deformation x generated in the crank 105 is connected to a third strain gauge 369c, a fourth strain gauge 369d, a seventh strain gauge 369g, and an eighth strain gauge 369h, and is generated in the crank 105. Second test to detect bending deformation y and tensile deformation z It has a circuit 373 d, a. The first strain gauge 369a, the second strain gauge 369b, the third strain gauge 369c, and the eighth strain gauge 369h are provided so that the detection direction is parallel to the longitudinal direction of the crank 105, and the fourth strain gauge 369d, a fifth strain gauge 369e, a sixth strain gauge 369f, and a seventh strain gauge 369g are provided so that the detection direction is perpendicular to the longitudinal direction of the crank 105. By doing so, the propulsive force Ft and the loss force applied to the crank 105 from the bending deformation x detected by the first detection circuit 373c and the bending deformation y and the tensile deformation z detected by the second detection circuit 373d. Fr can be measured. Therefore, the propulsive force Ft and the loss force Fr can be measured by a simple method. Further, since the first strain gauge 369a to the eighth strain gauge 369h are provided only on the inner surface 119 of the crank 105, the propulsive force Ft and the loss force Fr can be measured with only one surface, and the inner surface By providing at 119, there is no interference with the feet of the driver. Further, since the first strain gauge 369a, the second strain gauge 369b, the fifth strain gauge 369e, and the sixth strain gauge 369f are connected to the first detection circuit 373c to detect the bending deformation x, the detected voltage value Becomes larger and the influence of noise can be reduced.

また、第1検出回路373cおよび第2検出回路がブリッジ回路で構成され、第1ひずみゲージ369aおよび第6ひずみゲージ369f、第2ひずみゲージ369bおよび第5ひずみゲージ369eが、第1検出回路373cを構成するブリッジ回路においてそれぞれ対角の位置に接続され、第3ひずみゲージ369cおよび第8ひずみゲージ369hと、第4ひずみゲージ369dおよび第7ひずみゲージ369gとが、第2検出回路373dを構成するブリッジ回路においてそれぞれ対角の位置に接続されていてもよい。このようにすることにより、ブリッジ回路により、曲げ変形xや曲げ変形yおよび引張変形zを検出することができ、簡便な回路構成で推進力や損失力を測定することができる。   In addition, the first detection circuit 373c and the second detection circuit are configured by a bridge circuit, and the first strain gauge 369a, the sixth strain gauge 369f, the second strain gauge 369b, and the fifth strain gauge 369e constitute the first detection circuit 373c. Bridges that are respectively connected to diagonal positions in the bridge circuit that is configured, and the third strain gauge 369c and the eighth strain gauge 369h, the fourth strain gauge 369d, and the seventh strain gauge 369g constitute the second detection circuit 373d. Each may be connected to a diagonal position in the circuit. By doing so, the bending deformation x, the bending deformation y, and the tensile deformation z can be detected by the bridge circuit, and the propulsive force and the loss force can be measured with a simple circuit configuration.

なお、第2の実施例においても、ブリッジ回路のひずみゲージ369の位置は入れ替えることができる。例えば、第1検出回路373cでは、第1ひずみゲージ369aと第2ひずみゲージ369bを入れ替えてもよい。この場合は、対角の位置関係を維持するために第5ひずみゲージ369eと第6ひずみゲージ369fも入れ替える必要がある。第2検出回路373dも同様にして位置を入れ替えることができる。   In the second embodiment, the position of the strain gauge 369 of the bridge circuit can be changed. For example, in the first detection circuit 373c, the first strain gauge 369a and the second strain gauge 369b may be interchanged. In this case, it is necessary to replace the fifth strain gauge 369e and the sixth strain gauge 369f in order to maintain the diagonal positional relationship. The position of the second detection circuit 373d can be changed in the same manner.

また、第2の実施例においても、複数のひずみゲージ369を積層することができる。例えば、第3ひずみゲージ369cと、第4ひずみゲージ369dまたは第7ひずみゲージ369gを十字状に重ねてもよい。第8ひずみゲージ369hと、第5ひずみゲージ369eまたは第6ひずみゲージ369fを十字状に重ねてもよい。   Also in the second embodiment, a plurality of strain gauges 369 can be stacked. For example, the third strain gauge 369c and the fourth strain gauge 369d or the seventh strain gauge 369g may be stacked in a cross shape. The eighth strain gauge 369h and the fifth strain gauge 369e or the sixth strain gauge 369f may be stacked in a cross shape.

次に、本発明の第3の実施例にかかる測定装置を図12乃至図14を参照して説明する。なお、前述した第1の実施例と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。   Next, a measuring apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The same parts as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

本実施例では、測定モジュール301の測定モジュールひずみ検出回路365の構成と、ひずみゲージ369の配置が異なる。本実施例のひずみゲージ369は、図12に示すように、第1ひずみゲージ369a3、第2ひずみゲージ369b3、第3ひずみゲージ369c3、第4ひずみゲージ369d3、第5ひずみゲージ369e3、第6ひずみゲージ369f3、から構成されている。そして、ひずみゲージ369のそれぞれの端子は、測定モジュールひずみ検出回路365に接続されている。   In the present embodiment, the configuration of the measurement module strain detection circuit 365 of the measurement module 301 is different from the arrangement of the strain gauges 369. As shown in FIG. 12, the strain gauge 369 of the present embodiment includes a first strain gauge 369a3, a second strain gauge 369b3, a third strain gauge 369c3, a fourth strain gauge 369d3, a fifth strain gauge 369e3, and a sixth strain gauge. 369f3. Each terminal of the strain gauge 369 is connected to the measurement module strain detection circuit 365.

図13に、本実施例におけるひずみゲージ369のクランク105への配置を示す。ひずみゲージ369は、クランク105の内面119、上面117及び下面118に接着されている。クランク105の内面とは、クランク軸107が突設されている(接続されている)面であり、クランク105の回転運動により定義される円を含む平面と平行な面(側面)である。クランク105の上面117は、内面119および外面120と同じ方向に長手方向が延在(クランク105の回転運動により定義される円の径方向に延在)し、かつ内面119と直交する面の一方である。クランク105の下面118は、上面117と対向する面である。また、図13には図示しないが、クランク105の外面120は、内面119と対向しペダルクランク軸115が突設されている(接続されている)面である。つまり、ペダル103が回転自在に設けられている面である。   FIG. 13 shows an arrangement of the strain gauge 369 on the crank 105 in this embodiment. The strain gauge 369 is bonded to the inner surface 119, the upper surface 117, and the lower surface 118 of the crank 105. The inner surface of the crank 105 is a surface on which the crankshaft 107 is protruded (connected), and is a surface (side surface) parallel to a plane including a circle defined by the rotational motion of the crank 105. The upper surface 117 of the crank 105 extends in the longitudinal direction in the same direction as the inner surface 119 and the outer surface 120 (extends in the radial direction of a circle defined by the rotational motion of the crank 105), and is one of the surfaces orthogonal to the inner surface 119. It is. A lower surface 118 of the crank 105 is a surface facing the upper surface 117. Although not illustrated in FIG. 13, the outer surface 120 of the crank 105 is a surface on which the pedal crankshaft 115 is protruded (connected) so as to face the inner surface 119. That is, it is a surface on which the pedal 103 is rotatably provided.

第1ひずみゲージ369a3と第2ひずみゲージ369b3は、図13(b)に示すように、クランク105の内面119に設けられている。そして、第1ひずみゲージ369a3と第2ひずみゲージ369b3は、クランク105の長手方向に対して検出方向が平行、つまり、内面119の中心軸C1に対して平行かつ、内面119の中心軸C1に対して対称になるように設けられている。   As shown in FIG. 13B, the first strain gauge 369a3 and the second strain gauge 369b3 are provided on the inner surface 119 of the crank 105. The first strain gauge 369a3 and the second strain gauge 369b3 have a detection direction parallel to the longitudinal direction of the crank 105, that is, parallel to the central axis C1 of the inner surface 119 and to the central axis C1 of the inner surface 119. It is provided to be symmetrical.

第3ひずみゲージ369c3と第4ひずみゲージ369d3は、図13(c)に示すように、クランク105の上面117に設けられている。第3ひずみゲージ369d3は、クランク105の長手方向に対して検出方向が垂直、つまり、上面117の中心軸C2に対して垂直かつ、中心軸C2上に設けられている。第4ひずみゲージ369d3は、クランク105の長手方向に対して検出方向が平行、つまり、上面117の中心軸C2に対して平行かつ、中心軸C2上に設けられている。   The third strain gauge 369c3 and the fourth strain gauge 369d3 are provided on the upper surface 117 of the crank 105 as shown in FIG. The third strain gauge 369d3 is provided on the central axis C2 with the detection direction perpendicular to the longitudinal direction of the crank 105, that is, perpendicular to the central axis C2 of the upper surface 117. The fourth strain gauge 369d3 is provided on the central axis C2 so that the detection direction is parallel to the longitudinal direction of the crank 105, that is, parallel to the central axis C2 of the upper surface 117.

第5ひずみゲージ369e3と第6ひずみゲージ369f3は、図13(a)に示すように、クランク105の下面118に設けられている。第5ひずみゲージ369e3は、クランク105の長手方向に対して検出方向が垂直、つまり、下面118の中心軸C3に対して垂直かつ、中心軸C3上に設けられている。第6ひずみゲージ369f3は、クランク105の長手方向に対して検出方向が平行、つまり、下面118の中心軸C3に対して平行かつ、中心軸C3上に設けられている。   The fifth strain gauge 369e3 and the sixth strain gauge 369f3 are provided on the lower surface 118 of the crank 105 as shown in FIG. The fifth strain gauge 369e3 is provided on the central axis C3 with a detection direction perpendicular to the longitudinal direction of the crank 105, that is, perpendicular to the central axis C3 of the lower surface 118. The sixth strain gauge 369f3 is provided on the central axis C3 so that the detection direction is parallel to the longitudinal direction of the crank 105, that is, parallel to the central axis C3 of the lower surface 118.

即ち、クランク105の長手方向に延在する軸である中心軸C1、C2、C3と平行な方向(図13の縦方向)、つまり、クランク105の長手方向と平行な方向が、第1ひずみゲージ369a3、第2ひずみゲージ369b3、第4ひずみゲージ369d3及び第6ひずみゲージ369f3の検出方向となり、中心軸C2、C3と垂直な方向(図13の横方向)、つまり、クランク105の長手方向と垂直な方向が、第3ひずみゲージ369c3及び第5ひずみゲージ369e3の検出方向となる。したがって、第1ひずみゲージ369a3、第2ひずみゲージ369b3、第4ひずみゲージ369d3、第6ひずみゲージ369f3と、第3ひずみゲージ369c3、第5ひずみゲージ369e3とは検出方向が互いに直交している。   That is, a direction parallel to the central axes C1, C2, and C3 (vertical direction in FIG. 13) that is an axis extending in the longitudinal direction of the crank 105, that is, a direction parallel to the longitudinal direction of the crank 105 is the first strain gauge. 369a3, the second strain gauge 369b3, the fourth strain gauge 369d3, and the sixth strain gauge 369f3, and the direction perpendicular to the central axes C2, C3 (lateral direction in FIG. 13), that is, the longitudinal direction of the crank 105 This direction is the detection direction of the third strain gauge 369c3 and the fifth strain gauge 369e3. Therefore, the detection directions of the first strain gauge 369a3, the second strain gauge 369b3, the fourth strain gauge 369d3, the sixth strain gauge 369f3, the third strain gauge 369c3, and the fifth strain gauge 369e3 are orthogonal to each other.

なお、第1ひずみゲージ369a3乃至第6ひずみゲージ369f3の配置は図13に限らない。つまり、中心軸C1、C2、C3と平行または垂直の関係が維持されていれば他の配置でもよい。但し、第1ひずみゲージ369a3及び第2ひずみゲージ369b3は、中心軸C1を挟んで対称に配置し、第3ひずみゲージ369c3乃至第6ひずみゲージ369f3は、中心軸C2、C3上に配置する方が、後述する各変形を精度良く検出できるので好ましい。   The arrangement of the first strain gauges 369a3 to the sixth strain gauges 369f3 is not limited to FIG. That is, other arrangements may be used as long as the parallel or perpendicular relationship with the central axes C1, C2, and C3 is maintained. However, the first strain gauge 369a3 and the second strain gauge 369b3 are arranged symmetrically with respect to the central axis C1, and the third strain gauge 369c3 to the sixth strain gauge 369f3 are arranged on the central axes C2 and C3. It is preferable because each deformation described later can be detected with high accuracy.

また、図13では、クランク105を単純な直方体として説明しているが、デザイン等により、角が丸められていたり、一部の面が曲面で構成されていてもよい。そのような場合でも、上述した配置を極力維持するようにひずみゲージ369を配置することで、後述する各変形を検出することができる。但し、上記した中心軸C1、C2、C3との関係(平行または垂直)がずれるにしたがって検出精度が低下する。   In FIG. 13, the crank 105 is described as a simple rectangular parallelepiped, but the corners may be rounded or a part of the surface may be configured by a curved surface depending on the design or the like. Even in such a case, each deformation described later can be detected by arranging the strain gauge 369 so as to maintain the above-described arrangement as much as possible. However, the detection accuracy decreases as the relationship (parallel or vertical) with the central axes C1, C2, and C3 deviates.

測定モジュールひずみ検出回路365は、第1ひずみゲージ369a3、第2ひずみゲージ369b3、第3ひずみゲージ369c3、第4ひずみゲージ369d3、第5ひずみゲージ369e3、第6ひずみゲージ369f3が接続されて、ひずみゲージ369のひずみ量が電圧として出力される。測定モジュールひずみ検出回路365の出力は、測定モジュールA/D363によって、アナログ情報からデジタル情報であるひずみ情報に変換される。そして、ひずみ情報信号は測定モジュール記憶部353に出力される。測定モジュール記憶部353に入力されたひずみ情報信号は、測定モジュールRAM355にひずみ情報として記憶される。   The measurement module strain detection circuit 365 is connected to the first strain gauge 369a3, the second strain gauge 369b3, the third strain gauge 369c3, the fourth strain gauge 369d3, the fifth strain gauge 369e3, and the sixth strain gauge 369f3. A strain amount of 369 is output as a voltage. The output of the measurement module strain detection circuit 365 is converted from analog information to strain information that is digital information by the measurement module A / D 363. The strain information signal is output to the measurement module storage unit 353. The strain information signal input to the measurement module storage unit 353 is stored in the measurement module RAM 355 as strain information.

測定モジュールひずみ検出回路365を図14に示す。測定モジュールひずみ検出回路365は、2つのブリッジ回路である第1検出回路373a3と第2検出回路373b3とで構成されている。第1検出回路373a3の第1系統側では、電源Vccから順に、第1ひずみゲージ369a3、第2ひずみゲージ369b3の順に接続されている。即ち、第1ひずみゲージ369a3および第2ひずみゲージ369b3が電源Vccに対して直列に接続されている。第2系統側では、電源Vccから順に、固定抵抗R、固定抵抗Rの順に接続されている。   The measurement module strain detection circuit 365 is shown in FIG. The measurement module strain detection circuit 365 includes a first detection circuit 373a3 and a second detection circuit 373b3 that are two bridge circuits. On the first system side of the first detection circuit 373a3, the first strain gauge 369a3 and the second strain gauge 369b3 are connected in this order from the power source Vcc. That is, the first strain gauge 369a3 and the second strain gauge 369b3 are connected in series to the power supply Vcc. On the second system side, the fixed resistor R and the fixed resistor R are connected in this order from the power source Vcc.

第2検出回路373b3の第1系統側では、電源Vccから順に、第4ひずみゲージ369d3、第3ひずみゲージ369c3の順に接続されている。即ち、第3ひずみゲージ369c3および第4ひずみゲージ369d3が電源Vccに対して直列に接続されている。第2系統側では、電源Vccから順に、第5ひずみゲージ369e3、第6ひずみゲージ369f3の順に接続されている。即ち、第5ひずみゲージ369e3および第6ひずみゲージ369f3が電源Vccに対して直列に接続されている。   On the first system side of the second detection circuit 373b3, the fourth strain gauge 369d3 and the third strain gauge 369c3 are connected in this order from the power source Vcc. That is, the third strain gauge 369c3 and the fourth strain gauge 369d3 are connected in series with the power supply Vcc. On the second system side, the fifth strain gauge 369e3 and the sixth strain gauge 369f3 are connected in this order from the power source Vcc. That is, the fifth strain gauge 369e3 and the sixth strain gauge 369f3 are connected in series to the power supply Vcc.

第2検出回路373b3において、第3ひずみゲージ373c3と第5ひずみゲージ373e3は、対角の位置に接続され、第4ひずみゲージ373d3と第6ひずみゲージ373f3は、対角の位置に接続されている。なお、第1ひずみゲージ369a3乃至第6ひずみゲージ369f3は同じ抵抗値を有している。また、2つの固定抵抗Rは、ひずみゲージ369の圧縮又は伸長が生ずる前の抵抗値と同一の抵抗値を有する。   In the second detection circuit 373b3, the third strain gauge 373c3 and the fifth strain gauge 373e3 are connected to diagonal positions, and the fourth strain gauge 373d3 and the sixth strain gauge 373f3 are connected to diagonal positions. . The first strain gauge 369a3 to the sixth strain gauge 369f3 have the same resistance value. The two fixed resistors R have the same resistance value as that before the compression or expansion of the strain gauge 369 occurs.

ひずみゲージ369の抵抗値は、公知のように圧縮されている場合には抵抗値が下がり、伸長されている場合には抵抗値が上がる。この抵抗値の変化は、変化量がわずかな場合には比例している。また、ひずみゲージ369の検出方向は、配線が伸びている方向であり、上述したように第1ひずみゲージ369a3、第2ひずみゲージ369b3、第4ひずみゲージ369d3、第6ひずみゲージ369f3が、中心軸C1、C2、C3と平行な方向、第3ひずみゲージ369c3、第5ひずみゲージ369e3が、中心軸C2、C3と垂直な方向となる。この検出方向以外において圧縮又は伸長が生じた場合には、ひずみゲージ369に抵抗値の変化は生じない。   As is well known, the resistance value of the strain gauge 369 decreases when it is compressed, and increases when it is expanded. This change in resistance value is proportional when the amount of change is small. The detection direction of the strain gauge 369 is the direction in which the wiring extends, and as described above, the first strain gauge 369a3, the second strain gauge 369b3, the fourth strain gauge 369d3, and the sixth strain gauge 369f3 are center axes. The direction parallel to C1, C2, and C3, the third strain gauge 369c3, and the fifth strain gauge 369e3 are perpendicular to the central axes C2 and C3. When compression or expansion occurs in a direction other than the detection direction, the strain gauge 369 does not change its resistance value.

このような特性を持つひずみゲージ369を使用した第1検出回路373a3は、第1ひずみゲージ369a3と第2ひずみゲージ369b3が検出方向で圧縮または伸長されていない場合は、第1ひずみゲージ369a3と第2ひずみゲージ369b3との間の電位Vabと、2つの固定抵抗Rの間の電位Vrとの電位差はほぼゼロとなる。   When the first strain gauge 369a3 and the second strain gauge 369b3 are not compressed or expanded in the detection direction, the first detection circuit 373a3 using the strain gauge 369 having such characteristics has the first strain gauge 369a3 and the first strain gauge 369a3. The potential difference between the potential Vab between the two strain gauges 369b3 and the potential Vr between the two fixed resistors R is almost zero.

第1ひずみゲージ369a3が圧縮され、第2ひずみゲージ369b3が伸張された場合は、第1ひずみゲージ369a3の抵抗値が減少して第2ひずみゲージ369b3の抵抗値が増加するために、電位Vabが高くなり、電位Vrは変化しない。つまり、電位Vabと電位Vrとの間に電位差が発生する。第1ひずみゲージ369a3が伸張され、第2ひずみゲージ369b3が圧縮された場合は、第1ひずみゲージ369a3の抵抗値が増加して第2ひずみゲージ369b3の抵抗値が減少するために、電位Vabが低くなり、電位Vrは変化しない。つまり、電位Vabと電位Vrとの間に電位差が発生する。   When the first strain gauge 369a3 is compressed and the second strain gauge 369b3 is expanded, the resistance value of the first strain gauge 369a3 decreases and the resistance value of the second strain gauge 369b3 increases. It becomes higher and the potential Vr does not change. That is, a potential difference is generated between the potential Vab and the potential Vr. When the first strain gauge 369a3 is expanded and the second strain gauge 369b3 is compressed, the resistance value of the first strain gauge 369a3 increases and the resistance value of the second strain gauge 369b3 decreases. The potential Vr does not change. That is, a potential difference is generated between the potential Vab and the potential Vr.

第1ひずみゲージ369a3、第2ひずみゲージ369b3ともに圧縮された場合は、第1ひずみゲージ369a3、第2ひずみゲージ369b3ともに抵抗値が減少するために、電位Vabと、電位Vrとの電位差はほぼゼロとなる。第1ひずみゲージ369a3、第2ひずみゲージ369b3ともに伸張された場合は、第1ひずみゲージ369a3、第2ひずみゲージ369b3ともに抵抗値が増加するために、電位Vabと、電位Vrとの電位差はほぼゼロとなる。   When both the first strain gauge 369a3 and the second strain gauge 369b3 are compressed, the resistance value of both the first strain gauge 369a3 and the second strain gauge 369b3 decreases, so that the potential difference between the potential Vab and the potential Vr is almost zero. It becomes. When both the first strain gauge 369a3 and the second strain gauge 369b3 are extended, the resistance value of both the first strain gauge 369a3 and the second strain gauge 369b3 increases, so that the potential difference between the potential Vab and the potential Vr is almost zero. It becomes.

第2検出回路373b3は、第3ひずみゲージ369c3乃至第6ひずみゲージ369f3が検出方向で圧縮または伸長されていない場合は、第3ひずみゲージ369c3と第4ひずみゲージ369d3との間の電位Vcdと、第5ひずみゲージ369e3と第6ひずみゲージ369f3との間の電位Vefとの電位差はほぼゼロとなる。   When the third strain gauge 369c3 to the sixth strain gauge 369f3 are not compressed or expanded in the detection direction, the second detection circuit 373b3 has a potential Vcd between the third strain gauge 369c3 and the fourth strain gauge 369d3, The potential difference between the fifth strain gauge 369e3 and the sixth strain gauge 369f3 and the potential Vef is almost zero.

第4ひずみゲージ369d3が圧縮され、第3ひずみゲージ369c3が伸張された場合は、第4ひずみゲージ369d3の抵抗値が減少して第3ひずみゲージ369c3の抵抗値が増加するために、電位Vcdが高くなる。このとき、第5ひずみゲージ369e3が圧縮され、第6ひずみゲージ369f3が伸張された場合は、第5ひずみゲージ369e3の抵抗値が減少して第6ひずみゲージ369f3の抵抗値が増加するために、電位Vefが高くなり、電位Vcdと、電位Vefとの電位差はほぼゼロとなる。一方、第5ひずみゲージ369e3が伸張され、第6ひずみゲージ369f3が圧縮された場合は、第5ひずみゲージ369e3の抵抗値が増加して第6ひずみゲージ369f3の抵抗値が減少するために、電位Vefが低くなり、電位Vcdと、電位Vefとの間に電位差が発生する。さらに、第5ひずみゲージ369e3、第6ひずみゲージ369f3が圧縮または伸張されていない場合は、電位Vefは変化しないために、電位Vcdと、電位Vefとの間に電位差が発生する。   When the fourth strain gauge 369d3 is compressed and the third strain gauge 369c3 is expanded, the resistance value of the fourth strain gauge 369d3 decreases and the resistance value of the third strain gauge 369c3 increases. Get higher. At this time, when the fifth strain gauge 369e3 is compressed and the sixth strain gauge 369f3 is expanded, the resistance value of the fifth strain gauge 369e3 decreases and the resistance value of the sixth strain gauge 369f3 increases. The potential Vef becomes higher, and the potential difference between the potential Vcd and the potential Vef becomes almost zero. On the other hand, when the fifth strain gauge 369e3 is expanded and the sixth strain gauge 369f3 is compressed, the resistance value of the fifth strain gauge 369e3 increases and the resistance value of the sixth strain gauge 369f3 decreases. Vef is lowered, and a potential difference is generated between the potential Vcd and the potential Vef. Furthermore, since the potential Vef does not change when the fifth strain gauge 369e3 and the sixth strain gauge 369f3 are not compressed or expanded, a potential difference is generated between the potential Vcd and the potential Vef.

第4ひずみゲージ369d3が伸張され、第3ひずみゲージ369c3が圧縮された場合は、第4ひずみゲージ369d3の抵抗値が増加して第3ひずみゲージ369c3の抵抗値が減少するために、電位Vcdが低くなる。このとき、第5ひずみゲージ369e3が圧縮され、第6ひずみゲージ369f3が伸張された場合は、第5ひずみゲージ369e3の抵抗値が減少して第6ひずみゲージ369f3の抵抗値が増加するために、電位Vefが高くなり、電位Vcdと、電位Vefとの間に電位差が発生する。一方、第5ひずみゲージ369e3が伸張され、第6ひずみゲージ369f3が圧縮された場合は、第5ひずみゲージ369e3の抵抗値が増加して第6ひずみゲージ369f3の抵抗値が減少するために、電位Vefが低くなり、電位Vcdと、電位Vefとの電位差はほぼゼロとなる。さらに、第5ひずみゲージ369e3、第6ひずみゲージ369f3が圧縮または伸張されていない場合は、電位Vefは変化しないために、電位Vcdと、電位Vefとの間に電位差が発生する。   When the fourth strain gauge 369d3 is expanded and the third strain gauge 369c3 is compressed, the resistance value of the fourth strain gauge 369d3 increases and the resistance value of the third strain gauge 369c3 decreases. Lower. At this time, when the fifth strain gauge 369e3 is compressed and the sixth strain gauge 369f3 is expanded, the resistance value of the fifth strain gauge 369e3 decreases and the resistance value of the sixth strain gauge 369f3 increases. The potential Vef increases, and a potential difference is generated between the potential Vcd and the potential Vef. On the other hand, when the fifth strain gauge 369e3 is expanded and the sixth strain gauge 369f3 is compressed, the resistance value of the fifth strain gauge 369e3 increases and the resistance value of the sixth strain gauge 369f3 decreases. Vef becomes low, and the potential difference between the potential Vcd and the potential Vef becomes almost zero. Furthermore, since the potential Vef does not change when the fifth strain gauge 369e3 and the sixth strain gauge 369f3 are not compressed or expanded, a potential difference is generated between the potential Vcd and the potential Vef.

第4ひずみゲージ369d3、第3ひずみゲージ369c3が圧縮または伸張されていない場合は、第4ひずみゲージ369d3、第3ひずみゲージ369c3の抵抗値が変化しないために、電位Vcdは変化しない。このとき、第5ひずみゲージ369e3が圧縮され、第6ひずみゲージ369f3が伸張された場合は、第5ひずみゲージ369e3の抵抗値が減少して第6ひずみゲージ369f3の抵抗値が増加するために、電位Vefが高くなり、電位Vcdと、電位Vefとの間に電位差が発生する。一方、第5ひずみゲージ369e3が伸張され、第6ひずみゲージ369f3が圧縮された場合は、第5ひずみゲージ369e3の抵抗値が増加して第6ひずみゲージ369f3の抵抗値が減少するために、電位Vefが低くなり、電位Vcdと、電位Vefとの間に電位差が発生する。   When the fourth strain gauge 369d3 and the third strain gauge 369c3 are not compressed or expanded, the resistance value of the fourth strain gauge 369d3 and the third strain gauge 369c3 does not change, so the potential Vcd does not change. At this time, when the fifth strain gauge 369e3 is compressed and the sixth strain gauge 369f3 is expanded, the resistance value of the fifth strain gauge 369e3 decreases and the resistance value of the sixth strain gauge 369f3 increases. The potential Vef increases, and a potential difference is generated between the potential Vcd and the potential Vef. On the other hand, when the fifth strain gauge 369e3 is expanded and the sixth strain gauge 369f3 is compressed, the resistance value of the fifth strain gauge 369e3 increases and the resistance value of the sixth strain gauge 369f3 decreases. Vef is lowered, and a potential difference is generated between the potential Vcd and the potential Vef.

そこで、第1検出回路373a3の電位Vabが測定できる第1ひずみゲージ369a3と第2ひずみゲージ369b3との接続点と、電位Vrが測定できる2つの固定抵抗Rの接続点と、を第1検出回路373a3の出力(以降A出力)とする。第2検出回路373b3の電位Vcdが測定できる第3ひずみゲージ369c3と第4ひずみゲージ369d3との接続点と、電位Vefが測定できる第5ひずみゲージ369e3と第6ひずみゲージ369f3との接続点と、を第2検出回路373b3の出力(以降B出力)とする。このA出力とB出力がひずみ情報となる。   Therefore, the first detection circuit includes a connection point between the first strain gauge 369a3 and the second strain gauge 369b3 capable of measuring the potential Vab of the first detection circuit 373a3 and a connection point between the two fixed resistors R capable of measuring the potential Vr. The output of 373a3 (hereinafter referred to as A output). A connection point between the third strain gauge 369c3 and the fourth strain gauge 369d3 capable of measuring the potential Vcd of the second detection circuit 373b3; a connection point between the fifth strain gauge 369e3 and the sixth strain gauge 369f3 capable of measuring the potential Vef; Is the output of the second detection circuit 373b3 (hereinafter referred to as B output). The A output and B output become strain information.

ここで、図13のように配置され、図14のように第1ひずみゲージ369a3、第2ひずみゲージ369b3、第3ひずみゲージ369c3、第4ひずみゲージ369d3、第5ひずみゲージ369e3、第6ひずみゲージ369f3が接続された測定モジュールひずみ検出回路365によって、曲げ変形x、曲げ変形y、引張変形z、ねじれ変形rzを検出(測定)する方法を説明する。   Here, the first strain gauge 369a3, the second strain gauge 369b3, the third strain gauge 369c3, the fourth strain gauge 369d3, the fifth strain gauge 369e3, and the sixth strain gauge are arranged as shown in FIG. A method of detecting (measuring) the bending deformation x, the bending deformation y, the tensile deformation z, and the torsional deformation rz by the measurement module strain detection circuit 365 to which 369f3 is connected will be described.

まず、第1検出回路373a3のA出力において、各変形がどのように検出(測定)されるかを説明する。曲げ変形xは、右側クランク105Rが上面117から下面118に向かって、或いはその逆方向に変形する。右側クランク105Rが上面117から下面118に向かって変形する場合、第1ひずみゲージ369a3は圧縮されるので抵抗値が減少し、第2ひずみゲージ369b3は伸張されるので抵抗値が増加する。そのため、第1検出回路373a3のA出力は正出力(電位Vabが高く電位Vrが低い)となる。また、右側クランク105Rが下面118から上面117に向かって変形する場合、第1ひずみゲージ369a3は伸張されるので抵抗値が増加し、第2ひずみゲージ369b3は圧縮されるので抵抗値が減少する。そのため、第1検出回路373a3のA出力は負出力(電位Vabが低く電位Vrが高い)となる。   First, how each deformation is detected (measured) in the output A of the first detection circuit 373a3 will be described. In the bending deformation x, the right crank 105R is deformed from the upper surface 117 toward the lower surface 118 or in the opposite direction. When the right crank 105R is deformed from the upper surface 117 toward the lower surface 118, the first strain gauge 369a3 is compressed and thus the resistance value decreases, and the second strain gauge 369b3 is expanded and the resistance value increases. Therefore, the output A of the first detection circuit 373a3 is a positive output (the potential Vab is high and the potential Vr is low). Further, when the right crank 105R is deformed from the lower surface 118 toward the upper surface 117, the first strain gauge 369a3 is expanded and thus the resistance value is increased, and the second strain gauge 369b3 is compressed and the resistance value is decreased. For this reason, the output A of the first detection circuit 373a3 is a negative output (the potential Vab is low and the potential Vr is high).

曲げ変形yは、右側クランク105Rが外面120から内面119に向かって、或いはその逆方向に変形する。右側クランク105Rが外面120から内面119に向かって変形する場合、第1ひずみゲージ369a3、第2ひずみゲージ369b3ともに圧縮されるので、どちらも抵抗値が減少する。そのため、第1検出回路373a3のA出力はゼロ(電位Vabと電位Vrに電位差が無い)となる。また、右側クランク105Rが内面119から外面120に向かって変形する場合、第1ひずみゲージ369a3、第2ひずみゲージ369b3ともに伸張されるので、どちらも抵抗値が増加する。そのため、第1検出回路373a3のA出力はゼロとなる。   In the bending deformation y, the right crank 105R is deformed from the outer surface 120 toward the inner surface 119 or in the opposite direction. When the right crank 105R is deformed from the outer surface 120 toward the inner surface 119, since both the first strain gauge 369a3 and the second strain gauge 369b3 are compressed, the resistance value of both decreases. Therefore, the output A of the first detection circuit 373a3 is zero (there is no potential difference between the potential Vab and the potential Vr). Further, when the right crank 105R is deformed from the inner surface 119 toward the outer surface 120, both the first strain gauge 369a3 and the second strain gauge 369b3 are expanded, so that the resistance value of both increases. Therefore, the output A of the first detection circuit 373a3 is zero.

引張変形zは、右側クランク105Rが長手方向に伸張または圧縮されるように変形する。右側クランク105Rが伸張する場合、第1ひずみゲージ369a3、第2ひずみゲージ369b3ともに伸張されるので、どちらも抵抗値が増加する。そのため、第1検出回路373a3のA出力はゼロとなる。また、右側クランク105Rが圧縮する場合、第1ひずみゲージ369a3、第2ひずみゲージ369b3ともに圧縮されるので、どちらも抵抗値が減少する。そのため、第1検出回路373a3のA出力はゼロとなる。   The tensile deformation z is deformed so that the right crank 105R is stretched or compressed in the longitudinal direction. When the right crank 105R is extended, both the first strain gauge 369a3 and the second strain gauge 369b3 are extended, so that the resistance value of both increases. Therefore, the output A of the first detection circuit 373a3 is zero. Further, when the right crank 105R is compressed, both the first strain gauge 369a3 and the second strain gauge 369b3 are compressed, so that the resistance value of both decreases. Therefore, the output A of the first detection circuit 373a3 is zero.

ねじれ変形rzは、右側クランク105Rが、ねじれるように変形する。右側クランク105Rが図6(b)の矢印の方向にねじれる場合、第1ひずみゲージ369a3、第2ひずみゲージ369b3ともに伸張されるので、どちらも抵抗値が増加する。そのため、第1検出回路373a3のA出力はゼロとなる。また、右側クランク105Rが図6(b)の矢印と逆方向にねじれる場合、第1ひずみゲージ369a3、第2ひずみゲージ369b3ともに伸張されるので、どちらも抵抗値が増加する。そのため、第1検出回路373a3のA出力はゼロとなる。   The torsional deformation rz deforms so that the right crank 105R is twisted. When the right crank 105R is twisted in the direction of the arrow in FIG. 6B, both the first strain gauge 369a3 and the second strain gauge 369b3 are extended, so that the resistance value of both increases. Therefore, the output A of the first detection circuit 373a3 is zero. Further, when the right crank 105R is twisted in the direction opposite to the arrow in FIG. 6B, both the first strain gauge 369a3 and the second strain gauge 369b3 are expanded, so that the resistance value of both increases. Therefore, the output A of the first detection circuit 373a3 is zero.

以上のように、A出力からは、曲げ変形xのみが検出される。即ち、第1検出回路373a3は、第1ひずみゲージ369a3および第2ひずみゲージ369b3が接続され、クランク105に生じている回転方向ひずみを検出する。   As described above, only the bending deformation x is detected from the A output. That is, the first detection circuit 373a3 is connected to the first strain gauge 369a3 and the second strain gauge 369b3, and detects the rotational strain generated in the crank 105.

次に、第2検出回路373b3のB出力において、各変形がどのように検出(測定)されるかを説明する。曲げ変形xは、右側クランク105Rが上面117から下面118に向かって、或いはその逆方向に変形する。右側クランク105Rが上面117から下面118に向かって変形する場合、第3ひずみゲージ369c3は圧縮されるので抵抗値が減少し、第4ひずみゲージ369d3は伸張されるため抵抗値が増加する。一方、第5ひずみゲージ369e3は伸張されるので抵抗値が増加し、第6ひずみゲージ369f3は圧縮されるため抵抗値が減少する。そのため、第2検出回路373b3のB出力はゼロとなる。また、右側クランク105Rが下面118から上面117に向かって変形する場合、第3ひずみゲージ369c3は伸張されるので抵抗値が増加し、第4ひずみゲージ369d3は圧縮されるため抵抗値が減少する。一方、第5ひずみゲージ369e3は圧縮されるので抵抗値が減少し、第6ひずみゲージ369f3は伸張されるため抵抗値が増加する。そのため、第2検出回路373b3のB出力はゼロとなる。   Next, how each deformation is detected (measured) in the B output of the second detection circuit 373b3 will be described. In the bending deformation x, the right crank 105R is deformed from the upper surface 117 toward the lower surface 118 or in the opposite direction. When the right crank 105R is deformed from the upper surface 117 toward the lower surface 118, the third strain gauge 369c3 is compressed and thus the resistance value is decreased, and the fourth strain gauge 369d3 is expanded and the resistance value is increased. On the other hand, since the fifth strain gauge 369e3 is expanded, the resistance value increases, and since the sixth strain gauge 369f3 is compressed, the resistance value decreases. Therefore, the B output of the second detection circuit 373b3 becomes zero. Further, when the right crank 105R is deformed from the lower surface 118 toward the upper surface 117, the third strain gauge 369c3 is expanded, so that the resistance value is increased, and the fourth strain gauge 369d3 is compressed, so that the resistance value is decreased. On the other hand, since the fifth strain gauge 369e3 is compressed, the resistance value decreases, and the sixth strain gauge 369f3 is expanded, so the resistance value increases. Therefore, the B output of the second detection circuit 373b3 becomes zero.

曲げ変形yは、右側クランク105Rが外面120から内面119に向かって、或いはその逆方向に変形する。右側クランク105Rが外面120から内面119に向かって変形する場合、第3ひずみゲージ369c3乃至第6ひずみゲージ369f3は検出方向に圧縮も伸張もしないため抵抗値が変化しない。そのため、そのため、第2検出回路373b3のB出力はゼロとなる。また、右側クランク105Rが内面119から外面120に向かって変形する場合、第3ひずみゲージ369c3乃至第6ひずみゲージ369f3は検出方向に圧縮も伸張もしないため抵抗値が変化しない。そのため、そのため、第2検出回路373b3のB出力はゼロとなる。   In the bending deformation y, the right crank 105R is deformed from the outer surface 120 toward the inner surface 119 or in the opposite direction. When the right crank 105R is deformed from the outer surface 120 toward the inner surface 119, the third strain gauge 369c3 to the sixth strain gauge 369f3 do not compress or expand in the detection direction, so the resistance value does not change. Therefore, the B output of the second detection circuit 373b3 is zero. When the right crank 105R is deformed from the inner surface 119 toward the outer surface 120, the third strain gauge 369c3 to the sixth strain gauge 369f3 do not compress or expand in the detection direction, so that the resistance value does not change. Therefore, the B output of the second detection circuit 373b3 is zero.

引張変形zは、右側クランク105Rが長手方向に伸張または圧縮されるように変形する。右側クランク105Rが伸張する場合、第3ひずみゲージ369c3は圧縮されるので抵抗値が減少し、第4ひずみゲージ369d3は伸張されるため抵抗値が増加する。一方、第5ひずみゲージ369e3は圧縮されるので抵抗値が減少し、第6ひずみゲージ369f3は伸張されるため抵抗値が増加する。そのため、第2検出回路373b3のB出力は正出力(電位Vefが高く電位Vcdが低い)となる。また、右側クランク105Rが圧縮する場合、第3ひずみゲージ369c3は伸張されるので抵抗値が増加し、第4ひずみゲージ369d3は圧縮されるため抵抗値が減少する。一方、第5ひずみゲージ369e3は伸張されるので抵抗値が増加し、第6ひずみゲージ369f3は圧縮されるため抵抗値が減少する。そのため、第2検出回路373b3のB出力は負出力(電位Vefが低く電位Vcdが高い)となる。   The tensile deformation z is deformed so that the right crank 105R is stretched or compressed in the longitudinal direction. When the right crank 105R expands, the third strain gauge 369c3 is compressed and thus the resistance value decreases, and the fourth strain gauge 369d3 is expanded and the resistance value increases. On the other hand, since the fifth strain gauge 369e3 is compressed, the resistance value decreases, and the sixth strain gauge 369f3 is expanded, so the resistance value increases. Therefore, the output B of the second detection circuit 373b3 is a positive output (the potential Vef is high and the potential Vcd is low). Further, when the right crank 105R is compressed, the third strain gauge 369c3 is expanded and thus the resistance value is increased, and the fourth strain gauge 369d3 is compressed and the resistance value is decreased. On the other hand, since the fifth strain gauge 369e3 is expanded, the resistance value increases, and since the sixth strain gauge 369f3 is compressed, the resistance value decreases. Therefore, the output B of the second detection circuit 373b3 is a negative output (the potential Vef is low and the potential Vcd is high).

ねじれ変形rzは、右側クランク105Rが、ねじれるように変形する。右側クランク105Rが図6(b)の矢印の方向にねじれる場合、第3ひずみゲージ369c3は検出方向に圧縮も伸張もされないので抵抗値が変化せず、第4ひずみゲージ369d3は伸張されるため抵抗値が増加する。一方、第5ひずみゲージ369e3は検出方向に圧縮も伸張もされないので抵抗値が変化せず、第6ひずみゲージ369f3は伸張されるため抵抗値が増加する。そのため、第2検出回路373b3のB出力は正出力となる。また、右側クランク105Rが図6(b)の矢印と逆方向にねじれる場合、第3ひずみゲージ369c3は検出方向に圧縮も伸張もされないので抵抗値が変化せず、第4ひずみゲージ369d3は伸張されるため抵抗値が増加する。一方、第5ひずみゲージ369e3は検出方向に圧縮も伸張もされないので抵抗値が変化せず、第6ひずみゲージ369f3は伸張されるため抵抗値が増加する。そのため、第2検出回路373b3のB出力は正出力となる。   The torsional deformation rz deforms so that the right crank 105R is twisted. When the right crank 105R is twisted in the direction of the arrow in FIG. 6B, the resistance value does not change because the third strain gauge 369c3 is neither compressed nor expanded in the detection direction, and the fourth strain gauge 369d3 is expanded, so that resistance The value increases. On the other hand, since the fifth strain gauge 369e3 is neither compressed nor expanded in the detection direction, the resistance value does not change, and the sixth strain gauge 369f3 is expanded, so that the resistance value increases. Therefore, the B output of the second detection circuit 373b3 is a positive output. When the right crank 105R is twisted in the direction opposite to the arrow in FIG. 6B, the third strain gauge 369c3 is neither compressed nor expanded in the detection direction, so the resistance value does not change, and the fourth strain gauge 369d3 is expanded. Therefore, the resistance value increases. On the other hand, since the fifth strain gauge 369e3 is neither compressed nor expanded in the detection direction, the resistance value does not change, and the sixth strain gauge 369f3 is expanded, so that the resistance value increases. Therefore, the B output of the second detection circuit 373b3 is a positive output.

以上のように、B出力からは、引張変形z、ねじれ変形rzが検出される。即ち、第2検出回路373b3は、第3ひずみゲージ369c3乃至第6ひずみゲージ369f3が接続され、クランク105に生じている引張方向ひずみを検出する。   As described above, the tensile deformation z and the torsional deformation rz are detected from the B output. That is, the second detection circuit 373b3 is connected to the third strain gauge 369c3 to the sixth strain gauge 369f3 and detects the strain in the tensile direction generated in the crank 105.

そして、第1検出回路373a3のA出力と、第2検出回路373b3のB出力から、推進力Ftは第1の実施例に示した(1)式により、損失力Frは次の(7)式によりそれぞれ算出する。以下に(1)式を再掲する。
Ft=p(A−A0)+q(B−B0)[kgf]・・・(1)
Fr=−s|A−A0|+u(B−B0)[kgf]・・・(7)
From the A output of the first detection circuit 373a3 and the B output of the second detection circuit 373b3, the propulsive force Ft is expressed by the equation (1) shown in the first embodiment, and the loss force Fr is expressed by the following equation (7). Respectively. The formula (1) is shown again below.
Ft = p (A−A0) + q (B−B0) [kgf] (1)
Fr = −s | A−A0 | + u (B−B0) [kgf] (7)

ここで、p、q、s、uは係数であり、第1の実施例に示した(3)〜(6)式からなる連立方程式により算出される値である。以下に(3)〜(6)式を再掲する。
m=p(Am−A0)+q(Be−B0)・・・(3)
0=s(Am−A0)+u(Be−B0)・・・(4)
0=p(Ae−A0)+q(Bm−B0)・・・(5)
m=s(Ae−A0)+u(Bm−B0)・・・(6)
Here, p, q, s, and u are coefficients, which are values calculated by simultaneous equations composed of the equations (3) to (6) shown in the first embodiment. The expressions (3) to (6) are shown again below.
m = p (Am−A0) + q (Be−B0) (3)
0 = s (Am−A0) + u (Be−B0) (4)
0 = p (Ae−A0) + q (Bm−B0) (5)
m = s (Ae−A0) + u (Bm−B0) (6)

係数p、q、s、uおよびA0、B0は予め算出又は測定可能な値であるので、AおよびBを(1)式および(7)式に代入することで推進力Ftおよび損失力Frが算出できる。   Since the coefficients p, q, s, u and A0, B0 are values that can be calculated or measured in advance, the propulsive force Ft and the loss force Fr can be obtained by substituting A and B into the equations (1) and (7). It can be calculated.

また、(1)式ではB出力を用いてA出力の補正をしている。(7)式ではA出力を用いてB出力の補正をしている。即ち、後述する各式の算出を行っている測定モジュール制御部351が補正手段して機能している。これにより、第1検出回路373a3や第2検出回路373b3に含まれる検出対象以外のひずみの影響を排除することができる。なお、第1ひずみゲージ369a3と第2ひずみゲージ369b3がクランク方向(中心軸C1と平行な方向)にずれが無い場合、Ae=A0となりB出力による補正の必要がなくなる。   In the equation (1), the A output is corrected using the B output. In equation (7), the A output is used to correct the B output. That is, the measurement module control unit 351 that performs calculation of each formula described later functions as a correction unit. Thereby, the influence of distortion other than the detection target contained in the 1st detection circuit 373a3 or the 2nd detection circuit 373b3 can be excluded. If the first strain gauge 369a3 and the second strain gauge 369b3 are not displaced in the crank direction (direction parallel to the central axis C1), Ae = A0 and correction by the B output is not necessary.

このようにして算出された推進力Ftと損失力Frは、第1の実施例と同様にサイクルコンピュータ201に送信される。測定モジュール制御部351における動作や、サイクルコンピュータ201及びケイデンスセンサ501の動作は、図7及び図8に示したフローチャートと同様である。   The propulsive force Ft and the loss force Fr calculated in this way are transmitted to the cycle computer 201 as in the first embodiment. The operations in the measurement module control unit 351 and the operations of the cycle computer 201 and the cadence sensor 501 are the same as those in the flowcharts shown in FIGS.

本実施例によれば、測定モジュール301は、自転車1のクランク105の内面119に設けられた第1ひずみゲージ369a3、第2ひずみゲージ369b3と、クランク105の上面117に設けられた第3ひずみゲージ369c3、第4ひずみゲージ369d3と、クランク105の下面118に設けられた第5ひずみゲージ369e3、第6ひずみゲージ369f3と、第1ひずみゲージ369a3および第2ひずみゲージ369b3が接続され、クランク105に生じている曲げ変形xを検出する第1検出回路373a3と、第3ひずみゲージ369c3乃至第6ひずみゲージ369f3が接続され、クランク105に生じている引張変形zを検出する第2検出回路373b3と、を有している。そして、第1ひずみゲージ369a3、第2ひずみゲージ369b3、第4ひずみゲージ369d3および第6ひずみゲージ369f3が、クランク105の長手方向に対して検出方向が平行になるように設けられ、第3ひずみゲージ369c3および第5ひずみゲージ369e3が、クランク105の長手方向に対して検出方向が垂直になるように設けられている。このようにすることにより、第1検出回路373a3で検出された曲げ変形xと、第2検出回路373b3で検出された引張変形zからクランク105に加わっている推進力Ftや損失力Frを測定することができる。したがって、簡便な方法で推進力Ftや損失力Frを測定することができる。また、第1ひずみゲージ369a3と第2ひずみゲージ369b3をクランク105の内面119に設けることで、ユーザの足と干渉することがない。   According to this embodiment, the measurement module 301 includes a first strain gauge 369a3 and a second strain gauge 369b3 provided on the inner surface 119 of the crank 105 of the bicycle 1, and a third strain gauge provided on the upper surface 117 of the crank 105. 369c3, the fourth strain gauge 369d3, the fifth strain gauge 369e3, the sixth strain gauge 369f3 provided on the lower surface 118 of the crank 105, the first strain gauge 369a3, and the second strain gauge 369b3 are connected to be generated in the crank 105. A first detection circuit 373a3 that detects the bending deformation x, and a second detection circuit 373b3 that is connected to the third strain gauge 369c3 to the sixth strain gauge 369f3 and detects the tensile deformation z generated in the crank 105. Have. The first strain gauge 369a3, the second strain gauge 369b3, the fourth strain gauge 369d3, and the sixth strain gauge 369f3 are provided so that the detection direction is parallel to the longitudinal direction of the crank 105, and the third strain gauge 369c3 and the fifth strain gauge 369e3 are provided so that the detection direction is perpendicular to the longitudinal direction of the crank 105. Thus, the propulsive force Ft and the loss force Fr applied to the crank 105 are measured from the bending deformation x detected by the first detection circuit 373a3 and the tensile deformation z detected by the second detection circuit 373b3. be able to. Therefore, the propulsive force Ft and the loss force Fr can be measured by a simple method. Further, by providing the first strain gauge 369a3 and the second strain gauge 369b3 on the inner surface 119 of the crank 105, there is no interference with the user's foot.

また、第1ひずみゲージ369a3および第2ひずみゲージ369b3が、クランク105内面119の長手方向の中心軸C1に対して対称になるように設けられているので、曲げ変形xを精度良く検出することができる。   Further, since the first strain gauge 369a3 and the second strain gauge 369b3 are provided so as to be symmetric with respect to the central axis C1 in the longitudinal direction of the inner surface 119 of the crank 105, the bending deformation x can be detected with high accuracy. it can.

また、第1検出回路373a3および第2検出回路373b3がブリッジ回路で構成され、第1ひずみゲージ369a3および第2ひずみゲージ369b3が、第1検出回路373a3を構成するブリッジ回路において電源に対して直列に接続され、第3ひずみゲージ369c3および第5ひずみゲージ369e3、第4ひずみゲージ369d3および第6ひずみゲージ369f3が、第2検出回路373b3を構成するブリッジ回路においてそれぞれ対角の位置に接続され、さらに、第1検出回路373a3を構成するブリッジ回路の第1ひずみゲージ369a3及び第2ひずみゲージ369b3以外の抵抗素子が、固定抵抗Rで構成されているので、ブリッジ回路により、曲げ変形xや引張変形zを検出することができ、簡便な回路構成で推進力Ftや損失力Frを測定することができる。   Further, the first detection circuit 373a3 and the second detection circuit 373b3 are configured by a bridge circuit, and the first strain gauge 369a3 and the second strain gauge 369b3 are serially connected to the power supply in the bridge circuit that configures the first detection circuit 373a3. The third strain gauge 369c3 and the fifth strain gauge 369e3, the fourth strain gauge 369d3 and the sixth strain gauge 369f3 are respectively connected to diagonal positions in the bridge circuit constituting the second detection circuit 373b3; Since the resistance elements other than the first strain gauge 369a3 and the second strain gauge 369b3 of the bridge circuit that constitutes the first detection circuit 373a3 are configured by the fixed resistance R, the bridge circuit generates the bending deformation x and the tensile deformation z. Simple circuit configuration that can be detected It is possible to measure the driving force Ft and loss force Fr.

また、推進力Ftの算出にねじれ変形rzが作用しないので、ペダル103上の荷重位置が変化しても推進力Ftが変化しない。   Further, since the torsional deformation rz does not act on the calculation of the propulsive force Ft, the propulsive force Ft does not change even if the load position on the pedal 103 changes.

なお、上述した説明では、第3ひずみゲージ369c3と第4ひずみゲージ369d3を別々の素子として設けていたが、例えば十字状に互いに重ねられていてもよい。また、第5ひずみゲージ369e3と第6ひずみゲージ369f3を別々の素子として設けていたが、例えば十字状に互いに重ねられていてもよい。このようにすることにより、クランク105に設けるひずみゲージ369のサイズを小さくすることができる。また、第3ひずみゲージ369c3と第4ひずみゲージ369d3の並びの順序と、第5ひずみゲージ369e3と第6ひずみゲージ369f3の並びの順序は図13の逆でもよく、特に限定されない。   In the above description, the third strain gauge 369c3 and the fourth strain gauge 369d3 are provided as separate elements. However, they may be stacked in a cross shape, for example. Further, although the fifth strain gauge 369e3 and the sixth strain gauge 369f3 are provided as separate elements, they may be stacked on each other in a cross shape, for example. By doing so, the size of the strain gauge 369 provided in the crank 105 can be reduced. Further, the arrangement order of the third strain gauge 369c3 and the fourth strain gauge 369d3 and the arrangement order of the fifth strain gauge 369e3 and the sixth strain gauge 369f3 may be opposite to those in FIG. 13, and are not particularly limited.

また、第1検出回路373a3において、第1ひずみゲージ369a3と第2ひずみゲージ369b3は接続順序が逆であってもよい。また、第2検出回路373b3において、第3ひずみゲージ369c3と第4ひずみゲージ369d3は接続順序が逆であってもよいが、この場合は第5ひずみゲージ369e3と第6ひずみゲージ369f3の接続順序も入れ替える必要がある。つまり、第2検出回路373b3において、対角の位置関係は維持しなければならない。   In the first detection circuit 373a3, the connection order of the first strain gauge 369a3 and the second strain gauge 369b3 may be reversed. In the second detection circuit 373b3, the connection order of the third strain gauge 369c3 and the fourth strain gauge 369d3 may be reversed. In this case, the connection order of the fifth strain gauge 369e3 and the sixth strain gauge 369f3 is also used. It needs to be replaced. That is, in the second detection circuit 373b3, the diagonal positional relationship must be maintained.

次に、本発明の第4の実施例にかかる測定装置を図15乃至図17を参照して説明する。なお、前述した第1の実施例と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。   Next, a measuring apparatus according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The same parts as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

本実施例では、測定モジュール301の測定モジュールひずみ検出回路365の構成と、ひずみゲージ369の配置が異なる。本実施例のひずみゲージ369は、図15に示すように、第1ひずみゲージ369a4、第2ひずみゲージ369b4、第3ひずみゲージ369c4、第4ひずみゲージ369d4、から構成されている。そして、ひずみゲージ369のそれぞれの端子は、測定モジュールひずみ検出回路365に接続されている。   In the present embodiment, the configuration of the measurement module strain detection circuit 365 of the measurement module 301 is different from the arrangement of the strain gauges 369. As shown in FIG. 15, the strain gauge 369 of this embodiment includes a first strain gauge 369a4, a second strain gauge 369b4, a third strain gauge 369c4, and a fourth strain gauge 369d4. Each terminal of the strain gauge 369 is connected to the measurement module strain detection circuit 365.

図16に、本実施例におけるひずみゲージ369のクランク105への配置を示す。ひずみゲージ369は、クランク105の内面119及び上面117に接着されている。クランク105の内面とは、クランク軸107が突設されている(接続されている)面であり、クランク105の回転運動により定義される円を含む平面を平行な面(側面)である。クランク105の上面117は、内面119および外面120と同じ方向に長手方向が延在(クランク105の回転運動により定義される円の径方向に延在)し、かつ内面119と直交する面の一方である。また、図16には図示しないが、クランク105の外面120は、内面119と対向しペダルクランク軸115が突設されている(接続されている)面である。つまり、ペダル103が回転自在に設けられている面である。クランク105の下面118は、上面117と対向する面である。   FIG. 16 shows an arrangement of the strain gauge 369 on the crank 105 in this embodiment. The strain gauge 369 is bonded to the inner surface 119 and the upper surface 117 of the crank 105. The inner surface of the crank 105 is a surface on which the crankshaft 107 protrudes (is connected), and is a surface (side surface) parallel to a plane including a circle defined by the rotational motion of the crank 105. The upper surface 117 of the crank 105 extends in the longitudinal direction in the same direction as the inner surface 119 and the outer surface 120 (extends in the radial direction of a circle defined by the rotational motion of the crank 105), and is one of the surfaces orthogonal to the inner surface 119. It is. Although not shown in FIG. 16, the outer surface 120 of the crank 105 is a surface on which the pedal crankshaft 115 is protruded (connected) so as to face the inner surface 119. That is, it is a surface on which the pedal 103 is rotatably provided. A lower surface 118 of the crank 105 is a surface facing the upper surface 117.

第1ひずみゲージ369aと第2ひずみゲージ369bは、図16(a)に示すように、クランク105の内面119に設けられている。そして、第1ひずみゲージ369aと第2ひずみゲージ369bは、クランク105の長手方向に対して検出方向が平行、つまり、内面119の中心軸C1に対して平行かつ、内面119の中心軸C1に対して対称になるように設けられている。   The first strain gauge 369a and the second strain gauge 369b are provided on the inner surface 119 of the crank 105 as shown in FIG. The first strain gauge 369a and the second strain gauge 369b have a detection direction parallel to the longitudinal direction of the crank 105, that is, parallel to the central axis C1 of the inner surface 119 and to the central axis C1 of the inner surface 119. It is provided to be symmetrical.

第3ひずみゲージ369cと第4ひずみゲージ369dは、図16(b)に示すように、クランク105の上面117に設けられている。そして、第3ひずみゲージ369cと第4ひずみゲージ369dは、クランク105の長手方向に対して検出方向が平行、つまり、上面117の中心軸C2に対して平行かつ、上面117の中心軸C2に対して対称になるように設けられている。   The third strain gauge 369c and the fourth strain gauge 369d are provided on the upper surface 117 of the crank 105 as shown in FIG. The third strain gauge 369c and the fourth strain gauge 369d have a detection direction parallel to the longitudinal direction of the crank 105, that is, parallel to the central axis C2 of the upper surface 117 and to the central axis C2 of the upper surface 117. It is provided to be symmetrical.

即ち、クランク105の長手方向に延在する軸である中心軸C1、C2と平行な方向(図16の縦方向)、つまり、クランク105の長手方向と平行な方向が、第1ひずみゲージ369a4乃至第4ひずみゲージ369d4の検出方向となる。   That is, the first strain gauges 369a4 to 369a4 are parallel to the central axes C1 and C2, which are axes extending in the longitudinal direction of the crank 105 (the longitudinal direction in FIG. 16), that is, in the direction parallel to the longitudinal direction of the crank 105. This is the detection direction of the fourth strain gauge 369d4.

なお、第1ひずみゲージ369a4乃至第4ひずみゲージ369d4の配置は図16に限らない。つまり、中心軸C1、C2と平行の関係が維持されていれば他の配置でもよい。但し、第1ひずみゲージ369a4及び第2ひずみゲージ369b4は、中心軸C1を挟んで対称に配置し、第3ひずみゲージ369c4及び第4ひずみゲージ369d4は、中心軸C2を挟んで対称に配置する方が、後述する各変形を精度良く検出できるので好ましい。   Note that the arrangement of the first strain gauge 369a4 to the fourth strain gauge 369d4 is not limited to FIG. That is, other arrangements may be used as long as the parallel relationship with the central axes C1 and C2 is maintained. However, the first strain gauge 369a4 and the second strain gauge 369b4 are arranged symmetrically across the central axis C1, and the third strain gauge 369c4 and the fourth strain gauge 369d4 are arranged symmetrically across the central axis C2. However, it is preferable because each deformation described later can be detected with high accuracy.

また、図16では、クランク105を単純な直方体として説明しているが、デザイン等により、角が丸められていたり、一部の面が曲面で構成されていてもよい。そのような場合でも、上述した配置を極力維持するようにひずみゲージ369を配置することで、後述する各変形を検出することができる。但し、上記した中心軸C1、C2との関係(平行)がずれるにしたがって検出精度が低下する。   In FIG. 16, the crank 105 is described as a simple rectangular parallelepiped, but the corner may be rounded or a part of the surface may be configured by a curved surface depending on the design or the like. Even in such a case, each deformation described later can be detected by arranging the strain gauge 369 so as to maintain the above-described arrangement as much as possible. However, the detection accuracy decreases as the relationship (parallel) with the center axes C1 and C2 described above shifts.

測定モジュールひずみ検出回路365は、第1ひずみゲージ369a4、第2ひずみゲージ369b4、第3ひずみゲージ369c4、第4ひずみゲージ369d4が接続されて、ひずみゲージ369のひずみ量が電圧として出力される。測定モジュールひずみ検出回路365の出力は、測定モジュールA/D363によって、アナログ情報からデジタル情報であるひずみ情報に変換される。そして、ひずみ情報信号は測定モジュール記憶部353に出力される。測定モジュール記憶部353に入力されたひずみ情報信号は、測定モジュールRAM355にひずみ情報として記憶される。   The measurement module strain detection circuit 365 is connected to the first strain gauge 369a4, the second strain gauge 369b4, the third strain gauge 369c4, and the fourth strain gauge 369d4, and the strain amount of the strain gauge 369 is output as a voltage. The output of the measurement module strain detection circuit 365 is converted from analog information to strain information that is digital information by the measurement module A / D 363. The strain information signal is output to the measurement module storage unit 353. The strain information signal input to the measurement module storage unit 353 is stored in the measurement module RAM 355 as strain information.

測定モジュールひずみ検出回路365を図17に示す。測定モジュールひずみ検出回路365は、2つのブリッジ回路である第1検出回路373a4と第2検出回路373b4とで構成されている。第1検出回路373a4の第1系統側では、電源Vccから順に、第1ひずみゲージ369a4、第2ひずみゲージ369b4の順に接続されている。即ち、第1ひずみゲージ369a4および第2ひずみゲージ369b4が電源Vccに対して直列に接続されている。第2系統側では、電源Vccから順に、固定抵抗R、固定抵抗Rの順に接続されている。第2検出回路373b4の第1系統側では、電源Vccから順に、第3ひずみゲージ369c4、第4ひずみゲージ369d4の順に接続されている。即ち、第3ひずみゲージ369c4および第4ひずみゲージ369d4が電源Vccに対して直列に接続されている。第2系統側では、電源Vccから順に、固定抵抗R、固定抵抗Rの順に接続されている。   The measurement module strain detection circuit 365 is shown in FIG. The measurement module strain detection circuit 365 includes a first detection circuit 373a4 and a second detection circuit 373b4 that are two bridge circuits. On the first system side of the first detection circuit 373a4, the first strain gauge 369a4 and the second strain gauge 369b4 are connected in this order from the power supply Vcc. That is, the first strain gauge 369a4 and the second strain gauge 369b4 are connected in series to the power source Vcc. On the second system side, the fixed resistor R and the fixed resistor R are connected in this order from the power source Vcc. On the first system side of the second detection circuit 373b4, the third strain gauge 369c4 and the fourth strain gauge 369d4 are connected in this order from the power source Vcc. That is, the third strain gauge 369c4 and the fourth strain gauge 369d4 are connected in series to the power supply Vcc. On the second system side, the fixed resistor R and the fixed resistor R are connected in this order from the power source Vcc.

即ち、2つの固定抵抗Rは、第1検出回路373a4と第2検出回路373b4とで共有している。ここで、2つの固定抵抗Rは同一の抵抗値を有している。また、2つの固定抵抗Rは、ひずみゲージ369の圧縮又は伸長が生ずる前の抵抗値と同一の抵抗値を有する。なお、第1ひずみゲージ369a4乃至第4ひずみゲージ369d4は同じ抵抗値を有している。   That is, the two fixed resistors R are shared by the first detection circuit 373a4 and the second detection circuit 373b4. Here, the two fixed resistors R have the same resistance value. The two fixed resistors R have the same resistance value as that before the compression or expansion of the strain gauge 369 occurs. The first strain gauge 369a4 to the fourth strain gauge 369d4 have the same resistance value.

ひずみゲージ369の抵抗値は、公知のように圧縮されている場合には抵抗値が下がり、伸長されている場合には抵抗値が上がる。この抵抗値の変化は、変化量がわずかな場合には比例している。また、ひずみゲージ369の検出方向は、配線が伸びている方向であり、上述したように第1ひずみゲージ369a4乃至第4ひずみゲージ369d4は、中心軸C1、C2と平行な方向となる。この検出方向以外において圧縮又は伸長が生じた場合には、ひずみゲージ369に抵抗値の変化は生じない。   As is well known, the resistance value of the strain gauge 369 decreases when it is compressed, and increases when it is expanded. This change in resistance value is proportional when the amount of change is small. The detection direction of the strain gauge 369 is the direction in which the wiring extends, and as described above, the first strain gauge 369a4 to the fourth strain gauge 369d4 are parallel to the central axes C1 and C2. When compression or expansion occurs in a direction other than the detection direction, the strain gauge 369 does not change its resistance value.

このような特性を持つひずみゲージ369を使用した第1検出回路373a4は、第1ひずみゲージ369a4と第2ひずみゲージ369b4が検出方向で圧縮または伸長されていない場合は、第1ひずみゲージ369a4と第2ひずみゲージ369b4との間の電位Vabと、2つの固定抵抗Rの間の電位Vrとの電位差はほぼゼロとなる。   When the first strain gauge 369a4 and the second strain gauge 369b4 are not compressed or expanded in the detection direction, the first detection circuit 373a4 using the strain gauge 369 having such characteristics has the first strain gauge 369a4 and the first strain gauge 369a4. The potential difference between the potential Vab between the two strain gauges 369b4 and the potential Vr between the two fixed resistors R is almost zero.

第1ひずみゲージ369a4が圧縮され、第2ひずみゲージ369b4が伸張された場合は、第1ひずみゲージ369a4の抵抗値が減少して第2ひずみゲージ369b4の抵抗値が増加するために、電位Vabが高くなり、電位Vrは変化しない。つまり、電位Vabと電位Vrとの間に電位差が発生する。第1ひずみゲージ369a4が伸張され、第2ひずみゲージ369b4が圧縮された場合は、第1ひずみゲージ369a4の抵抗値が増加して第2ひずみゲージ369b4の抵抗値が減少するために、電位Vabが低くなり、電位Vrは変化しない。つまり、電位Vabと電位Vrとの間に電位差が発生する。   When the first strain gauge 369a4 is compressed and the second strain gauge 369b4 is expanded, the resistance value of the first strain gauge 369a4 decreases and the resistance value of the second strain gauge 369b4 increases. It becomes higher and the potential Vr does not change. That is, a potential difference is generated between the potential Vab and the potential Vr. When the first strain gauge 369a4 is expanded and the second strain gauge 369b4 is compressed, the resistance value of the first strain gauge 369a4 increases and the resistance value of the second strain gauge 369b4 decreases. The potential Vr does not change. That is, a potential difference is generated between the potential Vab and the potential Vr.

第1ひずみゲージ369a4、第2ひずみゲージ369b4ともに圧縮された場合は、第1ひずみゲージ369a4、第2ひずみゲージ369b4ともに抵抗値が減少するために、電位Vabと、電位Vrとの電位差はほぼゼロとなる。第1ひずみゲージ369a4、第2ひずみゲージ369b4ともに伸張された場合は、第1ひずみゲージ369a4、第2ひずみゲージ369b4ともに抵抗値が増加するために、電位Vabと、電位Vrとの電位差はほぼゼロとなる。   When both the first strain gauge 369a4 and the second strain gauge 369b4 are compressed, the resistance value of both the first strain gauge 369a4 and the second strain gauge 369b4 decreases, so that the potential difference between the potential Vab and the potential Vr is almost zero. It becomes. When both the first strain gauge 369a4 and the second strain gauge 369b4 are expanded, the resistance value of both the first strain gauge 369a4 and the second strain gauge 369b4 increases, so that the potential difference between the potential Vab and the potential Vr is almost zero. It becomes.

第2検出回路373b4も第1検出回路373a4と同様の動作となる。つまり、第3ひずみゲージ369c4が圧縮され、第4ひずみゲージ369d4が伸張された場合は、電位Vcdが高くなり、電位Vrは低くなり、電位Vcdと電位Vrとの間に電位差が発生する。第3ひずみゲージ369c4が伸張され、第4ひずみゲージ369d4が圧縮された場合は、電位Vcdが低くなり、電位Vrは高くなり、電位Vcdと電位Vrとの間に電位差が発生する。第3ひずみゲージ369c4、第4ひずみゲージ369d4ともに圧縮された場合と、第3ひずみゲージ369c4、第4ひずみゲージ369d4ともに伸張された場合は、電位Vcdと、電位Vrとの電位差はほぼゼロとなる。   The second detection circuit 373b4 operates similarly to the first detection circuit 373a4. That is, when the third strain gauge 369c4 is compressed and the fourth strain gauge 369d4 is expanded, the potential Vcd is increased, the potential Vr is decreased, and a potential difference is generated between the potential Vcd and the potential Vr. When the third strain gauge 369c4 is expanded and the fourth strain gauge 369d4 is compressed, the potential Vcd is decreased, the potential Vr is increased, and a potential difference is generated between the potential Vcd and the potential Vr. When both the third strain gauge 369c4 and the fourth strain gauge 369d4 are compressed and when both the third strain gauge 369c4 and the fourth strain gauge 369d4 are expanded, the potential difference between the potential Vcd and the potential Vr becomes almost zero. .

そこで、第1検出回路373a4の電位Vabが測定できる第1ひずみゲージ369a4と第2ひずみゲージ369b4との接続点と、電位Vrが測定できる2つの固定抵抗Rの接続点と、を第1検出回路373a4の出力(以降A出力)とする。第2検出回路373b4の電位Vcdが測定できる第3ひずみゲージ369c4と第4ひずみゲージ369d4との接続点と、電位Vrが測定できる2つの固定抵抗Rの接続点と、を第2検出回路373b4の出力(以降B出力)とする。このA出力とB出力がひずみ情報となる。   Therefore, the first detection circuit includes a connection point between the first strain gauge 369a4 and the second strain gauge 369b4 that can measure the potential Vab of the first detection circuit 373a4 and a connection point between the two fixed resistors R that can measure the potential Vr. The output is 373a4 (hereinafter referred to as A output). The connection point between the third strain gauge 369c4 and the fourth strain gauge 369d4 that can measure the potential Vcd of the second detection circuit 373b4 and the connection point of the two fixed resistors R that can measure the potential Vr of the second detection circuit 373b4. Output (hereinafter referred to as B output). The A output and B output become strain information.

ここで、図16のように配置され、図17のように第1ひずみゲージ369a4、第2ひずみゲージ369b4、第3ひずみゲージ369c4、第4ひずみゲージ369d4が接続された測定モジュールひずみ検出回路365によって、曲げ変形x、曲げ変形y、引張変形z、ねじれ変形rzを検出(測定)する方法を説明する。   Here, the measurement module strain detection circuit 365 is arranged as shown in FIG. 16 and connected to the first strain gauge 369a4, the second strain gauge 369b4, the third strain gauge 369c4, and the fourth strain gauge 369d4 as shown in FIG. A method for detecting (measuring) the bending deformation x, the bending deformation y, the tensile deformation z, and the torsional deformation rz will be described.

まず、第1検出回路373a4のA出力において、各変形がどのように検出(測定)されるかを説明する。曲げ変形xは、右側クランク105Rが上面117から下面118に向かって、或いはその逆方向に変形する。右側クランク105Rが上面117から下面118に向かって変形する場合、第1ひずみゲージ369aは圧縮されるので抵抗値が減少し、第2ひずみゲージ369b4は伸張されるので抵抗値が増加する。そのため、第1検出回路373a4のA出力は正出力(電位Vabが高く電位Vrが低い)となる。また、右側クランク105Rが下面118から上面117に向かって変形する場合、第1ひずみゲージ369a4は伸張されるので抵抗値が増加し、第2ひずみゲージ369b4は圧縮されるので抵抗値が減少する。そのため、第1検出回路373a4のA出力は負出力(電位Vabが低く電位Vrが高い)となる。   First, how each deformation is detected (measured) in the output A of the first detection circuit 373a4 will be described. In the bending deformation x, the right crank 105R is deformed from the upper surface 117 toward the lower surface 118 or in the opposite direction. When the right crank 105R is deformed from the upper surface 117 toward the lower surface 118, the first strain gauge 369a is compressed and thus the resistance value is decreased, and the second strain gauge 369b4 is expanded and the resistance value is increased. Therefore, the output A of the first detection circuit 373a4 is a positive output (the potential Vab is high and the potential Vr is low). Further, when the right crank 105R is deformed from the lower surface 118 toward the upper surface 117, the first strain gauge 369a4 is expanded and thus the resistance value is increased, and the second strain gauge 369b4 is compressed and the resistance value is decreased. Therefore, the output A of the first detection circuit 373a4 is a negative output (the potential Vab is low and the potential Vr is high).

曲げ変形yは、右側クランク105Rが外面120から内面119に向かって、或いはその逆方向に変形する。右側クランク105Rが外面120から内面119に向かって変形する場合、第1ひずみゲージ369a4、第2ひずみゲージ369b4ともに圧縮されるので、どちらも抵抗値が減少する。そのため、第1検出回路373a4のA出力はゼロ(電位Vabと電位Vrに電位差が無い)となる。また、右側クランク105Rが内面119から外面120に向かって変形する場合、第1ひずみゲージ369a4、第2ひずみゲージ369b4ともに伸張されるので、どちらも抵抗値が増加する。そのため、第1検出回路373a4のA出力はゼロとなる。   In the bending deformation y, the right crank 105R is deformed from the outer surface 120 toward the inner surface 119 or in the opposite direction. When the right crank 105R is deformed from the outer surface 120 toward the inner surface 119, since both the first strain gauge 369a4 and the second strain gauge 369b4 are compressed, the resistance value of both decreases. Therefore, the output A of the first detection circuit 373a4 is zero (there is no potential difference between the potential Vab and the potential Vr). Further, when the right crank 105R is deformed from the inner surface 119 toward the outer surface 120, both the first strain gauge 369a4 and the second strain gauge 369b4 are expanded, so that the resistance value of both increases. Therefore, the output A of the first detection circuit 373a4 is zero.

引張変形zは、右側クランク105Rが長手方向に伸張または圧縮されるように変形する。右側クランク105Rが伸張する場合、第1ひずみゲージ369a4、第2ひずみゲージ369b4ともに伸張されるので、どちらも抵抗値が増加する。そのため、第1検出回路373a4のA出力はゼロとなる。また、右側クランク105Rが圧縮する場合、第1ひずみゲージ369a4、第2ひずみゲージ369b4ともに圧縮されるので、どちらも抵抗値が減少する。そのため、第1検出回路373a4のA出力はゼロとなる。   The tensile deformation z is deformed so that the right crank 105R is stretched or compressed in the longitudinal direction. When the right crank 105R is extended, both the first strain gauge 369a4 and the second strain gauge 369b4 are extended, so that the resistance value of both increases. Therefore, the output A of the first detection circuit 373a4 is zero. Further, when the right crank 105R is compressed, both the first strain gauge 369a4 and the second strain gauge 369b4 are compressed, so that the resistance value of both decreases. Therefore, the output A of the first detection circuit 373a4 is zero.

ねじれ変形rzは、右側クランク105Rが、ねじれるように変形する。右側クランク105Rが図6(b)の矢印の方向にねじれる場合、第1ひずみゲージ369a4、第2ひずみゲージ369b4ともに伸張されるので、どちらも抵抗値が増加する。そのため、第1検出回路373a4のA出力はゼロとなる。また、右側クランク105Rが図6(b)の矢印と逆方向にねじれる場合、第1ひずみゲージ369a4、第2ひずみゲージ369b4ともに伸張されるので、どちらも抵抗値が増加する。そのため、第1検出回路373a4のA出力はゼロとなる。   The torsional deformation rz deforms so that the right crank 105R is twisted. When the right crank 105R is twisted in the direction of the arrow in FIG. 6B, both the first strain gauge 369a4 and the second strain gauge 369b4 are expanded, so that the resistance value of both increases. Therefore, the output A of the first detection circuit 373a4 is zero. Further, when the right crank 105R is twisted in the direction opposite to the arrow in FIG. 6B, both the first strain gauge 369a4 and the second strain gauge 369b4 are expanded, so that the resistance value of both increases. Therefore, the output A of the first detection circuit 373a4 is zero.

以上のように、A出力からは、曲げ変形xのみが検出される。即ち、第1検出回路373a4は、第1ひずみゲージ369a4および第2ひずみゲージ369b4が接続され、クランク105に生じている回転方向ひずみを検出する。   As described above, only the bending deformation x is detected from the A output. That is, the first detection circuit 373a4 is connected to the first strain gauge 369a4 and the second strain gauge 369b4 and detects the rotational strain generated in the crank 105.

次に、第2検出回路373b4のB出力において、各変形がどのように検出(測定)されるかを説明する。曲げ変形xは、右側クランク105Rが上面117から下面118に向かって、或いはその逆方向に変形する。右側クランク105Rが上面117から下面118に向かって変形する場合、第3ひずみゲージ369c4、第4ひずみゲージ369d4ともに伸張されるのでともに抵抗値が増加する。そのため、第2検出回路373b4のB出力はゼロとなる。また、右側クランク105Rが下面118から上面117に向かって変形する場合、第3ひずみゲージ369c4、第4ひずみゲージ369d4ともに圧縮されるのでともに抵抗値が減少する。そのため、第2検出回路373b4のB出力はゼロとなる。   Next, how each deformation is detected (measured) in the B output of the second detection circuit 373b4 will be described. In the bending deformation x, the right crank 105R is deformed from the upper surface 117 toward the lower surface 118 or in the opposite direction. When the right crank 105R is deformed from the upper surface 117 toward the lower surface 118, both the third strain gauge 369c4 and the fourth strain gauge 369d4 are expanded, so that the resistance value increases. Therefore, the B output of the second detection circuit 373b4 is zero. When the right crank 105R is deformed from the lower surface 118 toward the upper surface 117, both the third strain gauge 369c4 and the fourth strain gauge 369d4 are compressed, so that the resistance value decreases. Therefore, the B output of the second detection circuit 373b4 is zero.

曲げ変形yは、右側クランク105Rが外面120から内面119に向かって、或いはその逆方向に変形する。右側クランク105Rが外面120から内面119に向かって変形する場合、第3ひずみゲージ369c4は圧縮されるので抵抗値が減少し、第4ひずみゲージ369d4は伸張されるので抵抗値が増加する。そのため、第2検出回路373b4のB出力は正出力(電位Vcdが高く電位Vrが低い)となる。また、右側クランク105Rが内面119から外面120に向かって変形する場合、第3ひずみゲージ369c4は伸張されるので抵抗値が増加し、第4ひずみゲージ369d4は圧縮されるので抵抗値が減少する。そのため、第2検出回路373b4のB出力は負出力(電位Vcdが低く電位Vrが高い)となる。   In the bending deformation y, the right crank 105R is deformed from the outer surface 120 toward the inner surface 119 or in the opposite direction. When the right crank 105R is deformed from the outer surface 120 toward the inner surface 119, the third strain gauge 369c4 is compressed and thus the resistance value is decreased, and the fourth strain gauge 369d4 is expanded and the resistance value is increased. Therefore, the output B of the second detection circuit 373b4 is a positive output (the potential Vcd is high and the potential Vr is low). Further, when the right crank 105R is deformed from the inner surface 119 toward the outer surface 120, the third strain gauge 369c4 is expanded and thus the resistance value is increased, and the fourth strain gauge 369d4 is compressed and the resistance value is decreased. Therefore, the output B of the second detection circuit 373b4 is a negative output (the potential Vcd is low and the potential Vr is high).

引張変形zは、右側クランク105Rが長手方向に伸張または圧縮されるように変形する。右側クランク105Rが伸張する場合、第3ひずみゲージ369c4、第4ひずみゲージ369d4ともに伸張されるのでともに抵抗値が増加する。そのため、第2検出回路373b4のB出力はゼロとなる。また、右側クランク105Rが圧縮する場合、第3ひずみゲージ369c4、第4ひずみゲージ369d4ともに圧縮されるのでともに抵抗値が減少する。そのため、第2検出回路373b4のB出力はゼロとなる。   The tensile deformation z is deformed so that the right crank 105R is stretched or compressed in the longitudinal direction. When the right crank 105R is extended, both the third strain gauge 369c4 and the fourth strain gauge 369d4 are extended, so that the resistance value increases. Therefore, the B output of the second detection circuit 373b4 is zero. Further, when the right crank 105R is compressed, both the third strain gauge 369c4 and the fourth strain gauge 369d4 are compressed, so that the resistance value decreases. Therefore, the B output of the second detection circuit 373b4 is zero.

ねじれ変形rzは、右側クランク105Rが、ねじれるように変形する。右側クランク105Rが図6(b)の矢印の方向にねじれる場合、第3ひずみゲージ369c4、第4ひずみゲージ369d4ともに伸張されるのでともに抵抗値が増加する。そのため、第2検出回路373b4のB出力はゼロとなる。また、右側クランク105Rが図6(b)の矢印と逆方向にねじれる場合、第3ひずみゲージ369c4、第4ひずみゲージ369d4ともに伸張されるのでともに抵抗値が増加する。そのため、第2検出回路373b4のB出力はゼロとなる。   The torsional deformation rz deforms so that the right crank 105R is twisted. When the right crank 105R is twisted in the direction of the arrow in FIG. 6B, both the third strain gauge 369c4 and the fourth strain gauge 369d4 are extended, so that the resistance value increases. Therefore, the B output of the second detection circuit 373b4 is zero. Further, when the right crank 105R is twisted in the direction opposite to the arrow in FIG. 6B, both the third strain gauge 369c4 and the fourth strain gauge 369d4 are extended, so that the resistance value increases. Therefore, the B output of the second detection circuit 373b4 is zero.

以上のように、B出力からは、曲げ変形yが検出される。即ち、第2検出回路373b4は、第3ひずみゲージ369c4および第4ひずみゲージ369d4が接続され、クランク105に生じている内外方向ひずみを検出する。   As described above, the bending deformation y is detected from the B output. That is, the second detection circuit 373b4 is connected to the third strain gauge 369c4 and the fourth strain gauge 369d4, and detects the inward and outward strain generated in the crank 105.

そして、第1検出回路373a4のA出力と、第2検出回路373b4のB出力から、推進力Ftは第1の実施例に示した(1)式により、損失力Frは次の(8)式によりそれぞれ算出する。以下に(1)式を再掲する。
Ft=p(A−A0)+q(B−B0)[kgf]・・・(1)
Fr=s(A−A0)+u(B−B0)[kgf]・・・(8)
From the A output of the first detection circuit 373a4 and the B output of the second detection circuit 373b4, the propulsive force Ft is expressed by the equation (1) shown in the first embodiment, and the loss force Fr is expressed by the following equation (8). Respectively. The formula (1) is shown again below.
Ft = p (A−A0) + q (B−B0) [kgf] (1)
Fr = s (A−A0) + u (B−B0) [kgf] (8)

ここで、p、q、s、uは係数であり、第1の実施例に示した(3)〜(6)式からなる連立方程式により算出される値である。以下に(3)〜(6)式を再掲する。
m=p(Am−A0)+q(Be−B0)・・・(3)
0=s(Am−A0)+u(Be−B0)・・・(4)
0=p(Ae−A0)+q(Bm−B0)・・・(5)
m=s(Ae−A0)+u(Bm−B0)・・・(6)
Here, p, q, s, and u are coefficients, which are values calculated by simultaneous equations composed of the equations (3) to (6) shown in the first embodiment. The expressions (3) to (6) are shown again below.
m = p (Am−A0) + q (Be−B0) (3)
0 = s (Am−A0) + u (Be−B0) (4)
0 = p (Ae−A0) + q (Bm−B0) (5)
m = s (Ae−A0) + u (Bm−B0) (6)

係数p、q、s、uおよびA0、B0は予め算出又は測定可能な値であるので、AおよびBを(1)式および(8)式に代入することで推進力Ftおよび損失力Frが算出できる。   The coefficients p, q, s, u, and A0 and B0 are values that can be calculated or measured in advance. It can be calculated.

また、(1)式ではB出力を用いてA出力の補正をしている。(8)式ではA出力を用いてB出力の補正をしている。即ち、各式の算出を行っている測定モジュール制御部351が補正手段して機能している。これにより、第1検出回路373a4や第2検出回路373b4に含まれる検出対象以外のひずみの影響を排除することができる。なお、第1ひずみゲージ369a4と第2ひずみゲージ369b4がクランク方向(中心軸C1と平行な方向)にずれが無い場合、Ae=A0となりB出力による補正の必要がなくなる。また、第3ひずみゲージ369c4と第4ひずみゲージ369d4がクランク方向にずれが無い場合、Be=B0となりA出力による補正の必要がなくなる。   In the equation (1), the A output is corrected using the B output. In equation (8), the A output is used to correct the B output. That is, the measurement module control unit 351 that calculates each formula functions as a correction unit. Thereby, it is possible to eliminate the influence of distortion other than the detection target included in the first detection circuit 373a4 and the second detection circuit 373b4. If the first strain gauge 369a4 and the second strain gauge 369b4 are not displaced in the crank direction (direction parallel to the central axis C1), Ae = A0 and correction by the B output is not necessary. Further, when the third strain gauge 369c4 and the fourth strain gauge 369d4 are not displaced in the crank direction, Be = B0 and correction by the A output is not necessary.

このようにして算出された推進力Ftと損失力Frは、第1の実施例と同様にサイクルコンピュータ201に送信される。測定モジュール制御部351における動作や、サイクルコンピュータ201及びケイデンスセンサ501の動作は、図7及び図8に示したフローチャートと同様である。   The propulsive force Ft and the loss force Fr calculated in this way are transmitted to the cycle computer 201 as in the first embodiment. The operations in the measurement module control unit 351 and the operations of the cycle computer 201 and the cadence sensor 501 are the same as those in the flowcharts shown in FIGS.

本実施例によれば、測定モジュール301は、自転車1のクランク105の内面119に設けられた第1ひずみゲージ369a4、第2ひずみゲージ369b4と、クランク105の上面117に設けられた第3ひずみゲージ369c4、第4ひずみゲージ369d4と、第1ひずみゲージ369a4および第2ひずみゲージ369b4が接続され、クランク105に生じている曲げ変形xを検出する第1検出回路373a4と、第3ひずみゲージ369c4および第4ひずみゲージ369d4が接続され、クランク105に生じている曲げ変形yを検出する第2検出回路373b4と、を有している。そして、第1ひずみゲージ369a4乃至第4ひずみゲージ369d4が、クランク105の長手方向に対して検出方向が平行になるように設けられている。このようにすることにより、第1検出回路373a4で検出された曲げ変形xと、第2検出回路373b4で検出された曲げ変形yからクランク105に加わっている推進力Ftや損失力Frを測定することができる。したがって、簡便な方法で推進力Ftや損失力Frを測定することができる。また、第1ひずみゲージ369a4と第2ひずみゲージ369b4をクランク105の内面119に設けることで、ユーザの足と干渉することがない。   According to the present embodiment, the measurement module 301 includes a first strain gauge 369a4 and a second strain gauge 369b4 provided on the inner surface 119 of the crank 105 of the bicycle 1, and a third strain gauge provided on the upper surface 117 of the crank 105. 369c4, the fourth strain gauge 369d4, the first strain gauge 369a4 and the second strain gauge 369b4 are connected, the first detection circuit 373a4 for detecting the bending deformation x generated in the crank 105, the third strain gauge 369c4 and the second strain gauge 369c4 4 strain gauge 369d4 is connected, and it has 2nd detection circuit 373b4 which detects the bending deformation y which has arisen in the crank 105. FIG. The first strain gauge 369a4 to the fourth strain gauge 369d4 are provided so that the detection direction is parallel to the longitudinal direction of the crank 105. Thus, the propulsive force Ft and the loss force Fr applied to the crank 105 are measured from the bending deformation x detected by the first detection circuit 373a4 and the bending deformation y detected by the second detection circuit 373b4. be able to. Therefore, the propulsive force Ft and the loss force Fr can be measured by a simple method. Further, by providing the first strain gauge 369a4 and the second strain gauge 369b4 on the inner surface 119 of the crank 105, there is no interference with the user's foot.

また、第1ひずみゲージ369a4および第2ひずみゲージ369b4が、クランク105内面119の長手方向の中心軸C1に対して対称になるように設けられているので、曲げ変形xを精度良く検出することができる。   Further, since the first strain gauge 369a4 and the second strain gauge 369b4 are provided so as to be symmetrical with respect to the central axis C1 in the longitudinal direction of the inner surface 119 of the crank 105, the bending deformation x can be detected with high accuracy. it can.

また、第3ひずみゲージ369c4および第4ひずみゲージ369d4が、クランク105上面117の長手方向の中心軸C2に対して対称になるように設けられているので、曲げ変形yを精度良く検出することができる。   Further, since the third strain gauge 369c4 and the fourth strain gauge 369d4 are provided so as to be symmetric with respect to the central axis C2 in the longitudinal direction of the upper surface 117 of the crank 105, the bending deformation y can be detected with high accuracy. it can.

また、第1検出回路373a4および第2検出回路373b4がブリッジ回路で構成され、第1ひずみゲージ369a4および第2ひずみゲージ369b4が、第1検出回路373a4を構成するブリッジ回路において電源に対して直列に接続され、第3ひずみゲージ369c4および第4ひずみゲージ369d4が、第2検出回路373b4を構成するブリッジ回路において電源に対して直列に接続され、さらに、第1検出回路373a4を構成するブリッジ回路および第2検出回路373b4を構成するブリッジ回路の第1ひずみゲージ369a4乃至第4ひずみゲージ369d4以外の抵抗素子が、固定抵抗Rで構成されているので、ブリッジ回路により、曲げ変形xや曲げ変形yを検出することができ、簡便な回路構成で推進力Ftや損失力Frを測定することができる。   In addition, the first detection circuit 373a4 and the second detection circuit 373b4 are configured by a bridge circuit, and the first strain gauge 369a4 and the second strain gauge 369b4 are serially connected to the power supply in the bridge circuit configuring the first detection circuit 373a4. The third strain gauge 369c4 and the fourth strain gauge 369d4 are connected in series to the power supply in the bridge circuit that constitutes the second detection circuit 373b4, and further, the bridge circuit that constitutes the first detection circuit 373a4 and the first Since the resistance elements other than the first strain gauge 369a4 to the fourth strain gauge 369d4 of the bridge circuit constituting the second detection circuit 373b4 are composed of the fixed resistance R, the bridge circuit detects the bending deformation x and the bending deformation y. The propulsive force Ft with a simple circuit configuration It can be measured loss force Fr.

また、固定抵抗Rが、第1検出回路と第2検出回路とで共有しているので、第1検出回路と第2検出回路とを事実上1つの回路とすることができ、回路をさらに簡便にすることができる。   Further, since the fixed resistor R is shared by the first detection circuit and the second detection circuit, the first detection circuit and the second detection circuit can be practically made into one circuit, and the circuit is further simplified. Can be.

また、推進力Ftの算出にねじれ変形rzが作用しないので、ペダル103上の荷重位置が変化しても推進力Ftが変化しない。   Further, since the torsional deformation rz does not act on the calculation of the propulsive force Ft, the propulsive force Ft does not change even if the load position on the pedal 103 changes.

また、第1検出回路373a4において、第1ひずみゲージ369a4と第2ひずみゲージ369b4は接続順序が逆であってもよい。また、第2検出回路373b4において、第3ひずみゲージ369c4と第4ひずみゲージ369d4は接続順序が逆であってもよい。   In the first detection circuit 373a4, the connection order of the first strain gauge 369a4 and the second strain gauge 369b4 may be reversed. In the second detection circuit 373b4, the connection order of the third strain gauge 369c4 and the fourth strain gauge 369d4 may be reversed.

次に、本発明の第5の実施例にかかる測定装置を図18乃至図21を参照して説明する。なお、前述した第1の実施例と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。   Next, a measuring apparatus according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The same parts as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

本実施例では、測定モジュール301の測定モジュールひずみ検出回路365の構成と、ひずみゲージ369の配置が異なる。本実施例のひずみゲージ369は、図18に示すように、第1ひずみゲージ369a5、第2ひずみゲージ369b5、第3ひずみゲージ369c5、第4ひずみゲージ369d5から構成されている。そして、ひずみゲージ369のそれぞれの端子は、測定モジュールひずみ検出回路365に接続されている。   In the present embodiment, the configuration of the measurement module strain detection circuit 365 of the measurement module 301 is different from the arrangement of the strain gauges 369. As shown in FIG. 18, the strain gauge 369 of the present embodiment includes a first strain gauge 369a5, a second strain gauge 369b5, a third strain gauge 369c5, and a fourth strain gauge 369d5. Each terminal of the strain gauge 369 is connected to the measurement module strain detection circuit 365.

図19に、本実施例におけるひずみゲージ369のクランク105への配置を示す。ひずみゲージ369は、クランク105の内面119に接着されている。クランク105の内面とは、クランク軸107が突設されている(接続されている)面であり、クランク105の回転運動により定義される円を含む平面と平行な面(側面)である。また、図19には図示しないが、クランク105の外面120は、内面119と対向しペダルクランク軸115が突設されている(接続されている)面である。つまり、ペダル103が回転自在に設けられている面である。クランク105の上面117は、内面119および外面120と同じ方向に長手方向が延在し、かつ内面119および外面120と直交する面の一方である。クランク105の下面118は、上面117と対向する面である。   FIG. 19 shows the arrangement of the strain gauge 369 on the crank 105 in this embodiment. The strain gauge 369 is bonded to the inner surface 119 of the crank 105. The inner surface of the crank 105 is a surface on which the crankshaft 107 is protruded (connected), and is a surface (side surface) parallel to a plane including a circle defined by the rotational motion of the crank 105. Although not shown in FIG. 19, the outer surface 120 of the crank 105 is a surface on which the pedal crankshaft 115 is protruded (connected) so as to face the inner surface 119. That is, it is a surface on which the pedal 103 is rotatably provided. The upper surface 117 of the crank 105 is one of the surfaces extending in the longitudinal direction in the same direction as the inner surface 119 and the outer surface 120 and orthogonal to the inner surface 119 and the outer surface 120. A lower surface 118 of the crank 105 is a surface facing the upper surface 117.

第1ひずみゲージ369a5と第2ひずみゲージ369b5は、互いに直交かつ重ねられて(重層して)配置されている。また、第1ひずみゲージ369a5の検出方向と第2ひずみゲージ369b5の検出方向との間の中間方向が、クランク105の長手方向になるように配置されている。つまり、第1ひずみゲージ369a5の検出方向とクランク105の軸の方向とは45度の角度を有する。第2ひずみゲージ369b5の検出方向とクランク105の軸の方向とは45度の角度を有する。また、第1ひずみゲージ369a5と第2ひずみゲージ369b5が重ねられた交点部分が内面119の中心軸C1上となるように配置されている。つまり、第1ひずみゲージ369a5と第2ひずみゲージ369b5は、中心軸C1を中心として対称となるように配置されている。   The first strain gauge 369a5 and the second strain gauge 369b5 are arranged so as to be orthogonal to each other and overlapped (overlapped). Further, the intermediate direction between the detection direction of the first strain gauge 369a5 and the detection direction of the second strain gauge 369b5 is arranged to be the longitudinal direction of the crank 105. That is, the detection direction of the first strain gauge 369a5 and the axis direction of the crank 105 have an angle of 45 degrees. The detection direction of the second strain gauge 369b5 and the axis direction of the crank 105 have an angle of 45 degrees. Further, the intersection portion where the first strain gauge 369a5 and the second strain gauge 369b5 are overlapped is arranged on the central axis C1 of the inner surface 119. That is, the first strain gauge 369a5 and the second strain gauge 369b5 are disposed so as to be symmetric with respect to the central axis C1.

第3ひずみゲージ369c5は、クランク105の長手方向に対して検出方向が平行、つまり、内面119の中心軸C1に対して平行かつ、中心軸C1上に設けられている。第4ひずみゲージ369d5は、クランク105の長手方向に対して検出方向が垂直、つまり、内面119の中心軸C1に対して垂直かつ、中心軸C1上に設けられている。   The third strain gauge 369c5 is provided on the central axis C1 so that the detection direction is parallel to the longitudinal direction of the crank 105, that is, parallel to the central axis C1 of the inner surface 119. The fourth strain gauge 369d5 is provided on the central axis C1 with the detection direction perpendicular to the longitudinal direction of the crank 105, that is, perpendicular to the central axis C1 of the inner surface 119.

即ち、クランク105の長手方向に延在する軸である中心軸C1と平行な方向(図19の縦方向)、つまり、クランク105の長手方向と平行な方向が、第3ひずみゲージ369c5の検出方向となり、中心軸C1と垂直な方向(図19の横方向)、つまり、クランク105の長手方向と垂直な方向が、第4ひずみゲージ369d5の検出方向となる。したがって、第3ひずみゲージ369c5と第4ひずみゲージ369d5は検出方向が互いに直交している。   That is, the direction parallel to the central axis C1 (the vertical direction in FIG. 19) that is the axis extending in the longitudinal direction of the crank 105, that is, the direction parallel to the longitudinal direction of the crank 105 is the detection direction of the third strain gauge 369c5. Thus, the direction perpendicular to the central axis C1 (lateral direction in FIG. 19), that is, the direction perpendicular to the longitudinal direction of the crank 105 is the detection direction of the fourth strain gauge 369d5. Therefore, the detection directions of the third strain gauge 369c5 and the fourth strain gauge 369d5 are orthogonal to each other.

なお、第1ひずみゲージ369a5乃至第4ひずみゲージ369d5の配置は図19に限らない。つまり、第3ひずみゲージ369c5及び第4ひずみゲージ369d5は、中心軸C1と平行または垂直の関係が維持され、第1ひずみゲージ369a5及び第2ひずみゲージ369b5は、互いに直交し、中心軸C1と45度の関係が維持されていれば他の配置でもよい。但し、中心軸C1上に配置する方が、後述する各変形を精度良く検出できるので好ましい。   In addition, arrangement | positioning of the 1st strain gauge 369a5 thru | or the 4th strain gauge 369d5 is not restricted to FIG. That is, the third strain gauge 369c5 and the fourth strain gauge 369d5 are maintained in a parallel or perpendicular relationship with the central axis C1, the first strain gauge 369a5 and the second strain gauge 369b5 are orthogonal to each other, and the central axes C1 and 45 Other arrangements may be used as long as the degree relationship is maintained. However, the arrangement on the central axis C1 is preferable because each deformation described later can be accurately detected.

また、図19では、クランク105を単純な直方体として説明しているが、デザイン等により、角が丸められていたり、一部の面が曲面で構成されていてもよい。そのような場合でも、上述した配置を極力維持するようにひずみゲージ369を配置することで、後述する各変形を検出することができる。但し、上記した中心軸C1との関係(平行または垂直または45度)と、第1ひずみゲージ369a5及び第2ひずみゲージ369b5が互いに直交する関係にあることがずれるにしたがって検出精度が低下する。   In FIG. 19, the crank 105 is described as a simple rectangular parallelepiped, but the corners may be rounded or a part of the surface may be configured by a curved surface depending on the design or the like. Even in such a case, each deformation described later can be detected by arranging the strain gauge 369 so as to maintain the above-described arrangement as much as possible. However, the detection accuracy decreases as the relationship (parallel or vertical or 45 degrees) with the center axis C1 described above and the first strain gauge 369a5 and the second strain gauge 369b5 are in a relationship orthogonal to each other.

測定モジュールひずみ検出回路365は、第1ひずみゲージ369a5、第2ひずみゲージ369b5、第3ひずみゲージ369c5、第4ひずみゲージ369d5が接続されて、ひずみゲージ369のひずみ量が電圧として出力される。測定モジュールひずみ検出回路365の出力は、測定モジュールA/D363によって、アナログ情報からデジタル情報であるひずみ情報に変換される。そして、ひずみ情報信号は測定モジュール記憶部353に出力される。測定モジュール記憶部353に入力されたひずみ情報信号は、測定モジュールRAM355にひずみ情報として記憶される。   The measurement module strain detection circuit 365 is connected to the first strain gauge 369a5, the second strain gauge 369b5, the third strain gauge 369c5, and the fourth strain gauge 369d5, and outputs the strain amount of the strain gauge 369 as a voltage. The output of the measurement module strain detection circuit 365 is converted from analog information to strain information that is digital information by the measurement module A / D 363. The strain information signal is output to the measurement module storage unit 353. The strain information signal input to the measurement module storage unit 353 is stored in the measurement module RAM 355 as strain information.

測定モジュールひずみ検出回路365を図20に示す。測定モジュールひずみ検出回路365は、2つのブリッジ回路である第1検出回路373a5と第2検出回路373b5とで構成されている。第1検出回路373a5の第1系統側では、電源Vccから順に、第2ひずみゲージ369b5、第1ひずみゲージ369a5の順に接続されている。即ち、第1ひずみゲージ369a5および第2ひずみゲージ369b5が電源Vccに対して直列に接続されている。第2系統側では、電源Vccから順に、固定抵抗R、固定抵抗Rの順に接続されている。第2検出回路373b5の第1系統側では、電源Vccから順に、第3ひずみゲージ369c5、第4ひずみゲージ369d5の順に接続されている。即ち、第3ひずみゲージ369c5および第4ひずみゲージ369d5が電源Vccに対して直列に接続されている。第2系統側では、電源Vccから順に、固定抵抗R、固定抵抗Rの順に接続されている。   The measurement module strain detection circuit 365 is shown in FIG. The measurement module strain detection circuit 365 includes a first detection circuit 373a5 and a second detection circuit 373b5 that are two bridge circuits. On the first system side of the first detection circuit 373a5, the second strain gauge 369b5 and the first strain gauge 369a5 are connected in this order from the power source Vcc. That is, the first strain gauge 369a5 and the second strain gauge 369b5 are connected in series to the power source Vcc. On the second system side, the fixed resistor R and the fixed resistor R are connected in this order from the power source Vcc. On the first system side of the second detection circuit 373b5, the third strain gauge 369c5 and the fourth strain gauge 369d5 are connected in this order from the power source Vcc. That is, the third strain gauge 369c5 and the fourth strain gauge 369d5 are connected in series with the power supply Vcc. On the second system side, the fixed resistor R and the fixed resistor R are connected in this order from the power source Vcc.

即ち、2つの固定抵抗Rは、第1検出回路373a5と第2検出回路373b5とで共有している。ここで、2つの固定抵抗Rは同一の抵抗値を有している。また、2つの固定抵抗Rは、ひずみゲージ369の圧縮又は伸長が生ずる前の抵抗値と同一の抵抗値を有する。なお、第1ひずみゲージ369a5乃至第4ひずみゲージ369d5は同じ抵抗値を有している。   That is, the two fixed resistors R are shared by the first detection circuit 373a5 and the second detection circuit 373b5. Here, the two fixed resistors R have the same resistance value. The two fixed resistors R have the same resistance value as that before the compression or expansion of the strain gauge 369 occurs. The first strain gauge 369a5 to the fourth strain gauge 369d5 have the same resistance value.

ひずみゲージ369の抵抗値は、公知のように圧縮されている場合には抵抗値が下がり、伸長されている場合には抵抗値が上がる。この抵抗値の変化は、変化量がわずかな場合には比例している。また、ひずみゲージ369の検出方向は、配線が伸びている方向であり、上述したように第3ひずみゲージ369c5が、中心軸C1と平行な方向、第4ひずみゲージ369d5が、中心軸C1と垂直な方向となる。第1ひずみゲージ369a5、第2ひずみゲージ369b5が、45度の方向となる。この検出方向以外において圧縮又は伸長が生じた場合には、ひずみゲージ369に抵抗値の変化は生じない。   As is well known, the resistance value of the strain gauge 369 decreases when it is compressed, and increases when it is expanded. This change in resistance value is proportional when the amount of change is small. The detection direction of the strain gauge 369 is the direction in which the wiring extends. As described above, the third strain gauge 369c5 is parallel to the central axis C1, and the fourth strain gauge 369d5 is perpendicular to the central axis C1. Direction. The first strain gauge 369a5 and the second strain gauge 369b5 are oriented at 45 degrees. When compression or expansion occurs in a direction other than the detection direction, the strain gauge 369 does not change its resistance value.

このような特性を持つひずみゲージ369を使用した第1検出回路373a5は、第1ひずみゲージ369a5と第2ひずみゲージ369b5の検出方向で圧縮または伸長されていない場合は、第1ひずみゲージ369a5と第2ひずみゲージ369b5との間の電位Vabと、2つの固定抵抗Rの間の電位Vrとの電位差はほぼゼロとなる。   When the first detection circuit 373a5 using the strain gauge 369 having such characteristics is not compressed or expanded in the detection direction of the first strain gauge 369a5 and the second strain gauge 369b5, the first detection gauge 369a5 and the first strain gauge 369a5 The potential difference between the potential Vab between the two strain gauges 369b5 and the potential Vr between the two fixed resistors R is substantially zero.

第1ひずみゲージ369a5が圧縮され、第2ひずみゲージ369b5が伸張された場合は、第1ひずみゲージ369a5の抵抗値が減少して第2ひずみゲージ369b5の抵抗値が増加するために、電位Vabが低くなり、電位Vrは変化しない。つまり、電位Vabと電位Vrとの間に電位差が発生する。第1ひずみゲージ369a5が伸張され、第2ひずみゲージ369b5が圧縮された場合は、第1ひずみゲージ369a5の抵抗値が増加して第2ひずみゲージ369b5の抵抗値が減少するために、電位Vabが高くなり、電位Vrは変化しない。つまり、電位Vabと電位Vrとの間に電位差が発生する。   When the first strain gauge 369a5 is compressed and the second strain gauge 369b5 is expanded, the resistance value of the first strain gauge 369a5 decreases and the resistance value of the second strain gauge 369b5 increases. The potential Vr does not change. That is, a potential difference is generated between the potential Vab and the potential Vr. When the first strain gauge 369a5 is expanded and the second strain gauge 369b5 is compressed, the resistance value of the first strain gauge 369a5 increases and the resistance value of the second strain gauge 369b5 decreases. It becomes higher and the potential Vr does not change. That is, a potential difference is generated between the potential Vab and the potential Vr.

第1ひずみゲージ369a5、第2ひずみゲージ369b5ともに圧縮された場合は、第1ひずみゲージ369a5、第2ひずみゲージ369b5ともに抵抗値が減少するために、電位Vabと、電位Vrとの電位差はほぼゼロとなる。第1ひずみゲージ369a5、第2ひずみゲージ369b5ともに伸張された場合は、第1ひずみゲージ369a5、第2ひずみゲージ369b5ともに抵抗値が増加するために、電位Vabと、電位Vrとの電位差はほぼゼロとなる。   When both the first strain gauge 369a5 and the second strain gauge 369b5 are compressed, the resistance value of both the first strain gauge 369a5 and the second strain gauge 369b5 decreases, so the potential difference between the potential Vab and the potential Vr is almost zero. It becomes. When both the first strain gauge 369a5 and the second strain gauge 369b5 are stretched, the resistance value of both the first strain gauge 369a5 and the second strain gauge 369b5 increases, so that the potential difference between the potential Vab and the potential Vr is almost zero. It becomes.

第2検出回路373b5も第1検出回路373a5と同様の動作となる。つまり、第3ひずみゲージ369c5が圧縮され、第4ひずみゲージ369d5が伸張された場合は、電位Vcdが高くなり、電位Vrは低くなり、電位Vcdと電位Vrとの間に電位差が発生する。第3ひずみゲージ369c5が伸張され、第4ひずみゲージ369d5が圧縮された場合は、電位Vcdが低くなり、電位Vrは高くなり、電位Vcdと電位Vrとの間に電位差が発生する。第3ひずみゲージ369c5、第4ひずみゲージ369d5ともに圧縮された場合と、第3ひずみゲージ369c5、第4ひずみゲージ369d5ともに伸張された場合は、電位Vcdと、電位Vrとの電位差はほぼゼロとなる。   The second detection circuit 373b5 operates similarly to the first detection circuit 373a5. That is, when the third strain gauge 369c5 is compressed and the fourth strain gauge 369d5 is expanded, the potential Vcd is increased, the potential Vr is decreased, and a potential difference is generated between the potential Vcd and the potential Vr. When the third strain gauge 369c5 is expanded and the fourth strain gauge 369d5 is compressed, the potential Vcd is decreased, the potential Vr is increased, and a potential difference is generated between the potential Vcd and the potential Vr. When both the third strain gauge 369c5 and the fourth strain gauge 369d5 are compressed and when both the third strain gauge 369c5 and the fourth strain gauge 369d5 are expanded, the potential difference between the potential Vcd and the potential Vr becomes almost zero. .

そこで、第1検出回路373a5の電位Vabが測定できる第1ひずみゲージ369a5と第2ひずみゲージ369b5との接続点と、電位Vrが測定できる2つの固定抵抗Rの接続点と、を第1検出回路373a5の出力(以降A出力)とする。第2検出回路373b5の電位Vcdが測定できる第3ひずみゲージ369c5と第4ひずみゲージ369d5との接続点と、電位Vrが測定できる2つの固定抵抗Rの接続点と、を第2検出回路373b5の出力(以降B出力)とする。このA出力とB出力がひずみ情報となる。   Therefore, the first detection circuit includes a connection point between the first strain gauge 369a5 and the second strain gauge 369b5 that can measure the potential Vab of the first detection circuit 373a5, and a connection point between the two fixed resistors R that can measure the potential Vr. The output of 373a5 (hereinafter referred to as A output). The connection point between the third strain gauge 369c5 and the fourth strain gauge 369d5 that can measure the potential Vcd of the second detection circuit 373b5 and the connection point of the two fixed resistors R that can measure the potential Vr of the second detection circuit 373b5. Output (hereinafter referred to as B output). The A output and B output become strain information.

ここで、図19のように配置され、図20のように第1ひずみゲージ369a5、第2ひずみゲージ369b5、第3ひずみゲージ369c5、第4ひずみゲージ369d5が接続された測定モジュールひずみ検出回路365によって、曲げ変形x、曲げ変形y、引張変形z、ねじれ変形rzを検出(測定)する方法を説明する。   Here, the measurement module strain detection circuit 365 is arranged as shown in FIG. 19 and connected to the first strain gauge 369a5, the second strain gauge 369b5, the third strain gauge 369c5, and the fourth strain gauge 369d5 as shown in FIG. A method for detecting (measuring) the bending deformation x, the bending deformation y, the tensile deformation z, and the torsional deformation rz will be described.

まず、第1検出回路373a5のA出力において、各変形がどのように検出(測定)されるかを説明する。曲げ変形xは、右側クランク105Rが上面117から下面118に向かって、或いはその逆方向に変形する。右側クランク105Rが上面117から下面118に向かって変形する場合、図21に示したように、第1ひずみゲージ369a5の一端は伸張されるが、他端は圧縮される。その結果、第1ひずみゲージ369a5内部で伸長及び圧縮の両方が生じ第1ひずみゲージ369a5の抵抗値は変化しない。第2ひずみゲージ369b5も同様である。そのため、第1検出回路373a5のA出力はゼロとなる。また、右側クランク105Rが下面118から上面117に向かって変形する場合も同様に、第1ひずみゲージ369a5、第2ひずみゲージ369b5ともに伸張及び圧縮の両方が生じ抵抗値は変化しない。そのため、第1検出回路373a5のA出力はゼロとなる。   First, how each deformation is detected (measured) in the output A of the first detection circuit 373a5 will be described. In the bending deformation x, the right crank 105R is deformed from the upper surface 117 toward the lower surface 118 or in the opposite direction. When the right crank 105R is deformed from the upper surface 117 toward the lower surface 118, as shown in FIG. 21, one end of the first strain gauge 369a5 is expanded, but the other end is compressed. As a result, both expansion and compression occur in the first strain gauge 369a5, and the resistance value of the first strain gauge 369a5 does not change. The same applies to the second strain gauge 369b5. Therefore, the output A of the first detection circuit 373a5 is zero. Similarly, when the right crank 105R is deformed from the lower surface 118 toward the upper surface 117, both the first strain gauge 369a5 and the second strain gauge 369b5 are both expanded and compressed, and the resistance value does not change. Therefore, the output A of the first detection circuit 373a5 is zero.

曲げ変形yは、右側クランク105Rが外面120から内面119に向かって、或いはその逆方向に変形する。右側クランク105Rが外面120から内面119に向かって変形する場合、第1ひずみゲージ369a5、第2ひずみゲージ369b5ともに伸張されるので、どちらも抵抗値が増加する。そのため、第1検出回路373a5のA出力はゼロとなる。また、右側クランク105Rが内面119から外面120に向かって変形する場合、第1ひずみゲージ369a5、第2ひずみゲージ369b5ともに圧縮されるので、どちらも抵抗値が減少する。そのため、第1検出回路373a5のA出力はゼロとなる。   In the bending deformation y, the right crank 105R is deformed from the outer surface 120 toward the inner surface 119 or in the opposite direction. When the right crank 105R is deformed from the outer surface 120 toward the inner surface 119, both the first strain gauge 369a5 and the second strain gauge 369b5 are stretched, so that the resistance value of both increases. Therefore, the output A of the first detection circuit 373a5 is zero. Further, when the right crank 105R is deformed from the inner surface 119 toward the outer surface 120, both the first strain gauge 369a5 and the second strain gauge 369b5 are compressed, so that the resistance value of both decreases. Therefore, the output A of the first detection circuit 373a5 is zero.

引張変形zは、右側クランク105Rが長手方向に伸張または圧縮されるように変形する。右側クランク105Rが伸張する場合、第1ひずみゲージ369a5、第2ひずみゲージ369b5ともに圧縮されるので、どちらも抵抗値が減少する。そのため、第1検出回路373a5のA出力はゼロとなる。また、右側クランク105Rが圧縮する場合、第1ひずみゲージ369a5、第2ひずみゲージ369b5ともに伸張されるので、どちらも抵抗値が増加する。そのため、第1検出回路373a5のA出力はゼロとなる。   The tensile deformation z is deformed so that the right crank 105R is stretched or compressed in the longitudinal direction. When the right crank 105R expands, both the first strain gauge 369a5 and the second strain gauge 369b5 are compressed, so that the resistance value of both decreases. Therefore, the output A of the first detection circuit 373a5 is zero. Further, when the right crank 105R is compressed, both the first strain gauge 369a5 and the second strain gauge 369b5 are expanded, so that the resistance value of both increases. Therefore, the output A of the first detection circuit 373a5 is zero.

ねじれ変形rzは、右側クランク105Rが、ねじれるように変形する。右側クランク105Rが図6(b)の矢印の方向にねじれる場合、第1ひずみゲージ369a5は伸張されるので抵抗値が増加し、第2ひずみゲージ369b5は圧縮されるので抵抗値が減少する。そのため、第1検出回路373a5のA出力は正出力(電位Vabが高く電位Vrが低い)となる。また、右側クランク105Rが図6(b)の矢印と逆方向にねじれる場合、第1ひずみゲージ369a5は圧縮されるので抵抗値が減少し、第2ひずみゲージ369b5は伸張されるので抵抗値が圧縮する。そのため、第1検出回路373a5のA出力は負出力(電位Vabが低く電位Vrが高い)となる。   The torsional deformation rz deforms so that the right crank 105R is twisted. When the right crank 105R is twisted in the direction of the arrow in FIG. 6B, the first strain gauge 369a5 is expanded and thus the resistance value is increased, and the second strain gauge 369b5 is compressed and the resistance value is decreased. Therefore, the output A of the first detection circuit 373a5 is a positive output (the potential Vab is high and the potential Vr is low). Further, when the right crank 105R is twisted in the direction opposite to the arrow in FIG. 6B, the resistance value decreases because the first strain gauge 369a5 is compressed, and the resistance value is compressed because the second strain gauge 369b5 is expanded. To do. Therefore, the output A of the first detection circuit 373a5 is a negative output (the potential Vab is low and the potential Vr is high).

以上のように、A出力からは、ねじれ変形rzのみが検出される。即ち、第1検出回路373a5は、第1ひずみゲージ369a5および第2ひずみゲージ369b5が接続され、クランク105に生じているねじれ方向ひずみを検出する。   As described above, only the torsional deformation rz is detected from the A output. That is, the first detection circuit 373a5 is connected to the first strain gauge 369a5 and the second strain gauge 369b5, and detects a twist direction strain generated in the crank 105.

次に、第2検出回路373b5のB出力において、各変形がどのように検出(測定)されるかを説明する。曲げ変形xは、右側クランク105Rが上面117から下面118に向かって、或いはその逆方向に変形する。右側クランク105Rが上面117から下面118に向かって変形する場合、第3ひずみゲージ369c5、第4ひずみゲージ369d5は曲がるだけのため、検出方向に圧縮も伸張もされないので抵抗値は変化しない。そのため、第2検出回路373b5のB出力はゼロとなる。また、右側クランク105Rが下面118から上面117に向かって変形する場合、第3ひずみゲージ369c5、第4ひずみゲージ369d5は曲がるだけのため、検出方向に圧縮も伸張もされないので抵抗値は変化しない。そのため、第2検出回路373b5のB出力はゼロとなる。   Next, how each deformation is detected (measured) in the B output of the second detection circuit 373b5 will be described. In the bending deformation x, the right crank 105R is deformed from the upper surface 117 toward the lower surface 118 or in the opposite direction. When the right crank 105R is deformed from the upper surface 117 toward the lower surface 118, since the third strain gauge 369c5 and the fourth strain gauge 369d5 are only bent, the resistance value does not change because they are neither compressed nor expanded in the detection direction. Therefore, the B output of the second detection circuit 373b5 is zero. Further, when the right crank 105R is deformed from the lower surface 118 toward the upper surface 117, the third strain gauge 369c5 and the fourth strain gauge 369d5 are only bent, so that the resistance value does not change because they are neither compressed nor expanded in the detection direction. Therefore, the B output of the second detection circuit 373b5 is zero.

曲げ変形yは、右側クランク105Rが外面120から内面119に向かって、或いはその逆方向に変形する。右側クランク105Rが外面120から内面119に向かって変形する場合、第3ひずみゲージ369c5は圧縮されるので抵抗値が減少し、第4ひずみゲージ369d5は伸張されるので抵抗値が増加する。そのため、第2検出回路373b5のB出力は正出力(電位Vcdが高く電位Vrが低い)となる。また、右側クランク105Rが内面119から外面120に向かって変形する場合、第3ひずみゲージ369c5は伸張されるので抵抗値が増加し、第4ひずみゲージ369d5は圧縮されるので抵抗値が減少する。そのため、第2検出回路373b5のB出力は負出力(電位Vcdが低く電位Vrが高い)となる。   In the bending deformation y, the right crank 105R is deformed from the outer surface 120 toward the inner surface 119 or in the opposite direction. When the right crank 105R is deformed from the outer surface 120 toward the inner surface 119, the third strain gauge 369c5 is compressed and thus the resistance value is decreased, and the fourth strain gauge 369d5 is expanded and the resistance value is increased. Therefore, the output B of the second detection circuit 373b5 is a positive output (the potential Vcd is high and the potential Vr is low). Further, when the right crank 105R is deformed from the inner surface 119 toward the outer surface 120, the third strain gauge 369c5 is expanded and thus the resistance value is increased, and the fourth strain gauge 369d5 is compressed and the resistance value is decreased. Therefore, the output B of the second detection circuit 373b5 is a negative output (the potential Vcd is low and the potential Vr is high).

引張変形zは、右側クランク105Rが長手方向に伸張または圧縮されるように変形する。右側クランク105Rが伸張する場合、第3ひずみゲージ369c5は伸張されるので抵抗値が増加し、第4ひずみゲージ369d5は圧縮されるので抵抗値が減少する。そのため、第2検出回路373b5のB出力は負出力となる。また、右側クランク105Rが圧縮する場合、第3ひずみゲージ369c5は圧縮されるので抵抗値が減少し、第4ひずみゲージ369d5は伸張されるので抵抗値が増加する。そのため、第2検出回路373b5のB出力は正出力となる。   The tensile deformation z is deformed so that the right crank 105R is stretched or compressed in the longitudinal direction. When the right crank 105R is expanded, the third strain gauge 369c5 is expanded and thus the resistance value is increased, and the fourth strain gauge 369d5 is compressed and the resistance value is decreased. Therefore, the B output of the second detection circuit 373b5 is a negative output. Further, when the right crank 105R compresses, the third strain gauge 369c5 is compressed and thus the resistance value decreases, and the fourth strain gauge 369d5 is expanded and the resistance value increases. Therefore, the B output of the second detection circuit 373b5 is a positive output.

ねじれ変形rzは、右側クランク105Rが、ねじれるように変形する。右側クランク105Rが図6(b)の矢印の方向にねじれる場合、第3ひずみゲージ369c5は伸張されるので抵抗値が増加し、第4ひずみゲージ369d5は検出方向に変形しないので抵抗値は変化しない。そのため、第2検出回路373b5のB出力は負出力となる。また、右側クランク105Rが図6(b)の矢印と逆方向にねじれる場合、第3ひずみゲージ369c5は伸張されるので抵抗値が増加し、第4ひずみゲージ369d5は検出方向に変形しないので抵抗値は変化しない。そのため、第2検出回路373b5のB出力は負出力となる。   The torsional deformation rz deforms so that the right crank 105R is twisted. When the right crank 105R is twisted in the direction of the arrow in FIG. 6B, the resistance value increases because the third strain gauge 369c5 is expanded, and the resistance value does not change because the fourth strain gauge 369d5 does not deform in the detection direction. . Therefore, the B output of the second detection circuit 373b5 is a negative output. In addition, when the right crank 105R is twisted in the direction opposite to the arrow in FIG. 6B, the third strain gauge 369c5 is expanded and thus the resistance value increases, and the fourth strain gauge 369d5 is not deformed in the detection direction and thus the resistance value. Does not change. Therefore, the B output of the second detection circuit 373b5 is a negative output.

以上のように、B出力からは、曲げ変形y、引張変形z、ねじれ変形rzが検出される。即ち、第2検出回路373b5は、第3ひずみゲージ369c5および第4ひずみゲージ369d5が接続され、クランク105に生じている内外方向ひずみまたは引張方向ひずみを検出する。   As described above, the bending deformation y, the tensile deformation z, and the torsional deformation rz are detected from the B output. In other words, the second detection circuit 373b5 is connected to the third strain gauge 369c5 and the fourth strain gauge 369d5, and detects the internal / external strain or tensile strain generated in the crank 105.

そして、第1検出回路373a5のA出力と、第2検出回路373b5のB出力から、推進力Ftと損失力Frは、第1の実施例に示した(1)式と(2)式によりそれぞれ算出する。なお、引張変形zは曲げ変形yと比較すると非常に小さいので無視することができる。以下に(1)、(2)式を再掲する。
Ft=p(A−A0)+q(B−B0)[kgf]・・・(1)
Fr=s|A−A0|+u(B−B0)[kgf]・・・(2)
From the A output of the first detection circuit 373a5 and the B output of the second detection circuit 373b5, the propulsive force Ft and the loss force Fr are respectively expressed by the equations (1) and (2) shown in the first embodiment. calculate. The tensile deformation z is very small compared to the bending deformation y and can be ignored. The expressions (1) and (2) are shown again below.
Ft = p (A−A0) + q (B−B0) [kgf] (1)
Fr = s | A−A0 | + u (B−B0) [kgf] (2)

ここで、p、q、s、uは係数であり、第1の実施例に示した(3)〜(6)式からなる連立方程式により算出される値である。以下に(3)〜(6)式を再掲する。
m=p(Am−A0)+q(Be−B0)・・・(3)
0=s(Am−A0)+u(Be−B0)・・・(4)
0=p(Ae−A0)+q(Bm−B0)・・・(5)
m=s(Ae−A0)+u(Bm−B0)・・・(6)
Here, p, q, s, and u are coefficients, which are values calculated by simultaneous equations composed of the equations (3) to (6) shown in the first embodiment. The expressions (3) to (6) are shown again below.
m = p (Am−A0) + q (Be−B0) (3)
0 = s (Am−A0) + u (Be−B0) (4)
0 = p (Ae−A0) + q (Bm−B0) (5)
m = s (Ae−A0) + u (Bm−B0) (6)

係数p、q、s、uおよびA0、B0は予め算出又は測定可能な値であるので、AおよびBを(1)式および(2)式に代入することで推進力Ftおよび損失力Frが算出できる。   Since the coefficients p, q, s, u, and A0 and B0 are values that can be calculated or measured in advance, the propulsive force Ft and the loss force Fr can be obtained by substituting A and B into the equations (1) and (2). It can be calculated.

また、(1)式ではB出力を用いてA出力の補正をしている。(2)式ではA出力を用いてB出力の補正をしている。即ち、各式の算出を行っている測定モジュール制御部351が補正手段して機能している。これにより、第1検出回路373a5や第2検出回路373b5に含まれる検出対象以外のひずみの影響を排除することができる。なお、第1ひずみゲージ369a5と第2ひずみゲージ369b5がクランク方向(中心軸C1と平行な方向)にずれが無い場合、Ae=A0となりB出力による補正の必要がなくなる。   In the equation (1), the A output is corrected using the B output. In equation (2), the A output is used to correct the B output. That is, the measurement module control unit 351 that calculates each formula functions as a correction unit. Thereby, the influence of distortion other than the detection target contained in the 1st detection circuit 373a5 and the 2nd detection circuit 373b5 can be excluded. If the first strain gauge 369a5 and the second strain gauge 369b5 are not displaced in the crank direction (the direction parallel to the central axis C1), Ae = A0 and correction by the B output is not necessary.

このようにして算出された推進力Ftと損失力Frは、第1の実施例と同様にサイクルコンピュータ201に送信される。測定モジュール制御部351における動作や、サイクルコンピュータ201及びケイデンスセンサ501の動作は、図7及び図8に示したフローチャートと同様である。   The propulsive force Ft and the loss force Fr calculated in this way are transmitted to the cycle computer 201 as in the first embodiment. The operations in the measurement module control unit 351 and the operations of the cycle computer 201 and the cadence sensor 501 are the same as those in the flowcharts shown in FIGS.

本実施例によれば、測定モジュール301は、自転車1のクランク105の内面119に設けられた第1ひずみゲージ369a5、第2ひずみゲージ369b5、第3ひずみゲージ369c5及び第4ひずみゲージ369d5と、第1ひずみゲージ369a5および第2ひずみゲージ369b5が接続され、クランクに生じているねじれ変形rzを検出する第1検出回路373a5と、第3ひずみゲージ369c5および第4ひずみゲージ369d5が接続され、クランク105に生じている曲げ変形yおよび引張変形zを検出する第2検出回路373b5と、を有している。そして、第1ひずみゲージ369a5および第2ひずみゲージ369b5が、検出方向が互いに直交するとともに、第1ひずみゲージ369a5および第2ひずみゲージ369b5の検出方向の中間方向がクランク105の長手方向にとなるように設けられ、第3ひずみゲージ369c5が、クランク105の長手方向に対して検出方向が平行になるように設けられ、第4ひずみゲージ369d5が、クランク105の長手方向に対して検出方向が垂直になるように設けられている。このようにすることにより、第1検出回路373a5で検出されたねじれ変形rzと、第2検出回路373b5で検出された曲げ変形yおよび引張変形zからクランク105に加わっている推進力Ftや損失力Frを測定することができる。したがって、簡便な方法で推進力Ftや損失力Frを測定することができる。また、第1ひずみゲージ369a5乃至第4ひずみゲージ369d5がクランク105の内面119のみに設けられているので、1つの面のみで推進力Ftや損失力Frを測定することができ、また、内面119に設けることで、ユーザの足と干渉することがない。   According to the present embodiment, the measurement module 301 includes a first strain gauge 369a5, a second strain gauge 369b5, a third strain gauge 369c5, and a fourth strain gauge 369d5 provided on the inner surface 119 of the crank 105 of the bicycle 1. A first strain gauge 369a5 and a second strain gauge 369b5 are connected, a first detection circuit 373a5 for detecting torsional deformation rz generated in the crank, a third strain gauge 369c5 and a fourth strain gauge 369d5 are connected, and the crank 105 And a second detection circuit 373b5 for detecting the bending deformation y and the tensile deformation z occurring. The detection directions of the first strain gauge 369a5 and the second strain gauge 369b5 are orthogonal to each other, and the intermediate direction of the detection directions of the first strain gauge 369a5 and the second strain gauge 369b5 is the longitudinal direction of the crank 105. The third strain gauge 369c5 is provided so that its detection direction is parallel to the longitudinal direction of the crank 105, and the fourth strain gauge 369d5 is perpendicular to the longitudinal direction of the crank 105. It is provided to become. By doing so, the propulsive force Ft and the loss force applied to the crank 105 from the torsional deformation rz detected by the first detection circuit 373a5 and the bending deformation y and the tensile deformation z detected by the second detection circuit 373b5. Fr can be measured. Therefore, the propulsive force Ft and the loss force Fr can be measured by a simple method. Further, since the first strain gauge 369a5 to the fourth strain gauge 369d5 are provided only on the inner surface 119 of the crank 105, the propulsive force Ft and the loss force Fr can be measured with only one surface, and the inner surface 119 By providing in, it does not interfere with the user's foot.

また、第1ひずみゲージ369a5および第2ひずみゲージ369b5が、互いに重ねられているので、ひずみゲージ369のサイズを小さくすることができる。   Further, since the first strain gauge 369a5 and the second strain gauge 369b5 are overlapped with each other, the size of the strain gauge 369 can be reduced.

また、第1検出回路373a5および第2検出回路373b5がブリッジ回路で構成され、第1ひずみゲージ369a5および第2ひずみゲージ369b5が、第1検出回路373a5を構成するブリッジ回路において電源に対して直列に接続され、第3ひずみゲージ369c5および第4ひずみゲージ369d5が、第2検出回路373b5を構成するブリッジ回路において電源に対して直列に接続され、さらに、第1検出回路373a5を構成するブリッジ回路および第2検出回路373b5を構成するブリッジ回路の第1ひずみゲージ369a5乃至第4ひずみゲージ369d5以外の抵抗素子が、固定抵抗Rで構成されているので、ブリッジ回路により、曲げ変形xや曲げ変形yおよび引張変形zを検出することができ、簡便な回路構成で推進力Ftや損失力Frを測定することができる。   In addition, the first detection circuit 373a5 and the second detection circuit 373b5 are configured by a bridge circuit, and the first strain gauge 369a5 and the second strain gauge 369b5 are serially connected to the power supply in the bridge circuit configuring the first detection circuit 373a5. The third strain gauge 369c5 and the fourth strain gauge 369d5 are connected in series to the power supply in the bridge circuit constituting the second detection circuit 373b5, and further the bridge circuit and the first strain constituting the first detection circuit 373a5 2 Since the resistance elements other than the first strain gauge 369a5 to the fourth strain gauge 369d5 of the bridge circuit constituting the detection circuit 373b5 are configured by the fixed resistance R, the bridge circuit causes the bending deformation x, the bending deformation y, and the tension. Simple circuit that can detect deformation z It can be measured propulsive force Ft and loss force Fr in adult.

また、固定抵抗Rが、第1検出回路と第2検出回路とで共有しているので、第1検出回路と第2検出回路とを事実上1つの回路とすることができ、回路をさらに簡便にすることができる。   Further, since the fixed resistor R is shared by the first detection circuit and the second detection circuit, the first detection circuit and the second detection circuit can be practically made into one circuit, and the circuit is further simplified. Can be.

なお、上述した説明では、第3ひずみゲージ369c5と第4ひずみゲージ369d5を別々の素子として設けていたが、例えば十字状に互いに重ねられていてもよい。このようにすることにより、クランク105に設けるひずみゲージ369のサイズを小さくすることができる。また、第1ひずみゲージ369a5乃至第4ひずみゲージ369d5が全て重ねられていてもよい。この場合は、ひずみゲージ369を非常に小さくすることができる。あるいは、第1ひずみゲージ369a5と第2ひずみゲージ369b5を重ねずに個別に配置してもよい。   In the above description, the third strain gauge 369c5 and the fourth strain gauge 369d5 are provided as separate elements. However, they may be stacked in a cross shape, for example. By doing so, the size of the strain gauge 369 provided in the crank 105 can be reduced. Further, the first strain gauge 369a5 to the fourth strain gauge 369d5 may all be stacked. In this case, the strain gauge 369 can be made very small. Alternatively, the first strain gauge 369a5 and the second strain gauge 369b5 may be arranged individually without overlapping.

また、第1ひずみゲージ369a5乃至第4ひずみゲージ369d5の並びの順序は図19に示した順序でなくてもよく特に限定されない。   Further, the order of arrangement of the first strain gauge 369a5 to the fourth strain gauge 369d5 is not limited to the order shown in FIG. 19 and is not particularly limited.

また、図20では、2つのブリッジ回路を1つの回路に合わせた回路としていたが、別の回路として2つのブリッジ回路に分けてもよい。その場合、固定抵抗Rは、それぞれの回路に2つずつ必要となる。   In FIG. 20, two bridge circuits are combined into one circuit, but may be divided into two bridge circuits as separate circuits. In that case, two fixed resistors R are required for each circuit.

また、第1検出回路373a5において、第1ひずみゲージ369a5と第2ひずみゲージ369b5は接続順序が逆であってもよい。第2検出回路373b5において、第3ひずみゲージ369c5と第4ひずみゲージ369d5は接続順序が逆であってもよい。   In the first detection circuit 373a5, the connection order of the first strain gauge 369a5 and the second strain gauge 369b5 may be reversed. In the second detection circuit 373b5, the connection order of the third strain gauge 369c5 and the fourth strain gauge 369d5 may be reversed.

次に、本発明の第6の実施例にかかる測定装置を図22乃至図25を参照して説明する。なお、前述した第1の実施例と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。   Next, a measuring apparatus according to a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The same parts as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

本実施例では、測定モジュール301の測定モジュールひずみ検出回路365の構成と、ひずみゲージ369の配置が異なる。本実施例のひずみゲージ369は、図22に示すように、第1ひずみゲージ369a6、第2ひずみゲージ369b6、第3ひずみゲージ369c6から構成されている。そして、ひずみゲージ369のそれぞれの端子は、測定モジュールひずみ検出回路365に接続されている。   In the present embodiment, the configuration of the measurement module strain detection circuit 365 of the measurement module 301 is different from the arrangement of the strain gauges 369. As shown in FIG. 22, the strain gauge 369 according to the present embodiment includes a first strain gauge 369a6, a second strain gauge 369b6, and a third strain gauge 369c6. Each terminal of the strain gauge 369 is connected to the measurement module strain detection circuit 365.

図23に、本実施例におけるひずみゲージ369のクランク105への配置を示す。ひずみゲージ369は、クランク105の内面119に接着されている。クランク105の内面とは、クランク軸107が突設されている(接続されている)面であり、クランク105の回転運動により定義される円を含む平面と平行な面(側面)である。また、図23には図示しないが、クランク105の外面120は、内面119と対向しペダルクランク軸115が突設されている(接続されている)面である。つまり、ペダル103が回転自在に設けられている面である。クランク105の上面117は、内面119および外面120と同じ方向に長手方向が延在し、かつ内面119および外面120と直交する面の一方である。クランク105の下面118は、上面117と対向する面である。   FIG. 23 shows the arrangement of the strain gauge 369 on the crank 105 in this embodiment. The strain gauge 369 is bonded to the inner surface 119 of the crank 105. The inner surface of the crank 105 is a surface on which the crankshaft 107 is protruded (connected), and is a surface (side surface) parallel to a plane including a circle defined by the rotational motion of the crank 105. Although not shown in FIG. 23, the outer surface 120 of the crank 105 is a surface on which the pedal crankshaft 115 protrudes (is connected) so as to face the inner surface 119. That is, it is a surface on which the pedal 103 is rotatably provided. The upper surface 117 of the crank 105 is one of the surfaces extending in the longitudinal direction in the same direction as the inner surface 119 and the outer surface 120 and orthogonal to the inner surface 119 and the outer surface 120. A lower surface 118 of the crank 105 is a surface facing the upper surface 117.

第1ひずみゲージ369a6と第2ひずみゲージ369b6は、クランク105の長手方向に対して検出方向が平行、つまり、内面119の中心軸C1に対して平行かつ、内面119の中心軸C1に対して対称になるように設けられている。第3ひずみゲージ369c6は、中心軸C1上に設けられ、検出方向が中心軸C1に対して垂直かつ、第1ひずみゲージ369a6と第2ひずみゲージ369b6に挟まれるように設けられている。   The first strain gauge 369a6 and the second strain gauge 369b6 have a detection direction parallel to the longitudinal direction of the crank 105, that is, parallel to the central axis C1 of the inner surface 119 and symmetrical to the central axis C1 of the inner surface 119. It is provided to become. The third strain gauge 369c6 is provided on the center axis C1, and is provided so that the detection direction is perpendicular to the center axis C1 and is sandwiched between the first strain gauge 369a6 and the second strain gauge 369b6.

即ち、クランク105の長手方向に延在する軸である中心軸C1と平行な方向(図23の縦方向)、つまり、クランク105の長手方向と平行な方向が、第1ひずみゲージ369a6、第2ひずみゲージ369b6の検出方向となり、中心軸C1と垂直な方向(図23の横方向)、つまり、クランク105の長手方向と垂直な方向が、第3ひずみゲージ369c6の検出方向となる。したがって、第1ひずみゲージ369a6及び第2ひずみゲージ369b6と、第3ひずみゲージ369c6は検出方向が互いに直交している。   That is, the direction parallel to the central axis C1 that is the axis extending in the longitudinal direction of the crank 105 (the longitudinal direction in FIG. 23), that is, the direction parallel to the longitudinal direction of the crank 105 is the first strain gauge 369a6, The direction in which the strain gauge 369b6 is detected and the direction perpendicular to the central axis C1 (the lateral direction in FIG. 23), that is, the direction perpendicular to the longitudinal direction of the crank 105 is the direction in which the third strain gauge 369c6 is detected. Therefore, the detection directions of the first strain gauge 369a6, the second strain gauge 369b6, and the third strain gauge 369c6 are orthogonal to each other.

なお、第1ひずみゲージ369a6乃至第3ひずみゲージ369c6の配置は図23に限らない。つまり、中心軸C1と平行または垂直の関係が維持されていれば他の配置でもよい。但し、第1ひずみゲージ369a6及び第2ひずみゲージ369b6は、中心軸C1を挟んで対称に配置し、第3ひずみゲージ369c6は、中心軸C1上に配置する方が、後述する各変形を精度良く検出できるので好ましい。   In addition, arrangement | positioning of the 1st strain gauge 369a6 thru | or the 3rd strain gauge 369c6 is not restricted to FIG. In other words, other arrangements may be used as long as a parallel or vertical relationship with the central axis C1 is maintained. However, the first strain gauge 369a6 and the second strain gauge 369b6 are arranged symmetrically with respect to the central axis C1, and the third strain gauge 369c6 is arranged on the central axis C1 so that each deformation described later can be accurately performed. It is preferable because it can be detected.

また、図23では、クランク105を単純な直方体として説明しているが、デザイン等により、角が丸められていたり、一部の面が曲面で構成されていてもよい。そのような場合でも、上述した配置を極力維持するようにひずみゲージ369を配置することで、後述する各変形を検出することができる。但し、上記した中心軸C1との関係(平行または垂直)がずれるにしたがって検出精度が低下する。   In FIG. 23, the crank 105 is described as a simple rectangular parallelepiped, but the corners may be rounded or a part of the surface may be configured by a curved surface depending on the design or the like. Even in such a case, each deformation described later can be detected by arranging the strain gauge 369 so as to maintain the above-described arrangement as much as possible. However, the detection accuracy decreases as the relationship (parallel or vertical) with the center axis C1 is shifted.

測定モジュールひずみ検出回路365は、第1ひずみゲージ369a6、第2ひずみゲージ369b6、第3ひずみゲージ369c6が接続されて、ひずみゲージ369のひずみ量が電圧として出力される。測定モジュールひずみ検出回路365の出力は、測定モジュールA/D363によって、アナログ情報からデジタル情報であるひずみ情報に変換される。そして、ひずみ情報信号は測定モジュール記憶部353に出力される。測定モジュール記憶部353に入力されたひずみ情報信号は、測定モジュールRAM355にひずみ情報として記憶される。   The measurement module strain detection circuit 365 is connected to the first strain gauge 369a6, the second strain gauge 369b6, and the third strain gauge 369c6, and outputs the strain amount of the strain gauge 369 as a voltage. The output of the measurement module strain detection circuit 365 is converted from analog information to strain information that is digital information by the measurement module A / D 363. The strain information signal is output to the measurement module storage unit 353. The strain information signal input to the measurement module storage unit 353 is stored in the measurement module RAM 355 as strain information.

測定モジュールひずみ検出回路365を図24に示す。測定モジュールひずみ検出回路365は、2つのブリッジ回路である第1検出回路373a6と第2検出回路373b6とで構成されている。第1検出回路373a6の第1系統側では、電源Vcc側から順に、第1ひずみゲージ369a6、第2ひずみゲージ369b6の順に接続されている。即ち、第1ひずみゲージ369a6および第2ひずみゲージ369b6が電源Vccに対して直列に接続されている。第2系統側では、電源Vcc側から順に、固定抵抗R、固定抵抗Rの順に接続されている。第2検出回路373b6の第1系統側では、電源Vccから順に、第3ひずみゲージ369c6、第1検出回路373a6の順に接続されている。即ち、第1検出回路373a6が、第2検出回路373b6の第3ひずみゲージ369c6と電源Vccに対して直列に接続されている。第2系統側では、電源Vccから順に、固定抵抗R、固定抵抗2Rの順に接続されている。   The measurement module strain detection circuit 365 is shown in FIG. The measurement module strain detection circuit 365 includes a first detection circuit 373a6 and a second detection circuit 373b6 that are two bridge circuits. On the first system side of the first detection circuit 373a6, the first strain gauge 369a6 and the second strain gauge 369b6 are connected in this order from the power supply Vcc side. That is, the first strain gauge 369a6 and the second strain gauge 369b6 are connected in series to the power supply Vcc. On the second system side, the fixed resistor R and the fixed resistor R are connected in this order from the power supply Vcc side. On the first system side of the second detection circuit 373b6, the third strain gauge 369c6 and the first detection circuit 373a6 are connected in this order from the power supply Vcc. That is, the first detection circuit 373a6 is connected in series with the third strain gauge 369c6 of the second detection circuit 373b6 and the power supply Vcc. On the second system side, the fixed resistor R and the fixed resistor 2R are connected in this order from the power source Vcc.

第1検出回路373a6は、電源Vcc側が第3ひずみゲージ369c6と接続されている。このようにすることで、第2検出回路373b6としてみた場合、電源Vcc、第3ひずみゲージ369c6、第1ひずみゲージ369a6、第2ひずみゲージ369b6の順に直列接続される。また、3つの固定抵抗Rは同じ抵抗値かつ第1ひずみゲージ369a6乃至第3ひずみゲージ369c6の抵抗値よりも非常に大きい関係(例えばひずみゲージ369の抵抗値が1kΩの場合、固定抵抗Rの抵抗値は100kΩ以上)にある。即ち、第1ひずみゲージ369a6乃至第3ひずみゲージ369c6の抵抗値をGRとすると、R≫GRの関係となっている。また、固定抵抗2Rは固定抵抗Rの2倍の抵抗値を有する。なお、第1ひずみゲージ369a6乃至第3ひずみゲージ369c6は同じ抵抗値を有している。このようにすることで、無負荷の際に第1検出回路373a6の固定抵抗Rには殆ど電流が流れなくなり、第1ひずみゲージ369a6乃至第3ひずみゲージ369c6に流れる電流の大きさを等しくすることができる。   The first detection circuit 373a6 has the power supply Vcc side connected to the third strain gauge 369c6. In this way, when viewed as the second detection circuit 373b6, the power supply Vcc, the third strain gauge 369c6, the first strain gauge 369a6, and the second strain gauge 369b6 are connected in series in this order. Further, the three fixed resistors R have the same resistance value and are much larger than the resistance values of the first strain gauge 369a6 to the third strain gauge 369c6 (for example, when the resistance value of the strain gauge 369 is 1 kΩ, the resistance of the fixed resistor R) The value is 100 kΩ or more). That is, when the resistance value of the first strain gauge 369a6 to the third strain gauge 369c6 is GR, the relationship R >> GR is satisfied. The fixed resistor 2R has a resistance value twice that of the fixed resistor R. The first strain gauge 369a6 to the third strain gauge 369c6 have the same resistance value. By doing so, almost no current flows through the fixed resistor R of the first detection circuit 373a6 when there is no load, and the magnitude of the current flowing through the first strain gauge 369a6 to the third strain gauge 369c6 is made equal. Can do.

ひずみゲージ369の抵抗値は、公知のように圧縮されている場合には抵抗値が下がり、伸長されている場合には抵抗値が上がる。この抵抗値の変化は、変化量がわずかな場合には比例している。また、ひずみゲージ369の検出方向は、配線が伸びている方向であり、上述したように第1ひずみゲージ369a6、第2ひずみゲージ369b6が、中心軸C1と平行な方向、第3ひずみゲージ369c6が、中心軸C1と垂直な方向となる。この検出方向以外において圧縮又は伸長が生じた場合には、ひずみゲージ369に抵抗値の変化は生じない。   As is well known, the resistance value of the strain gauge 369 decreases when it is compressed, and increases when it is expanded. This change in resistance value is proportional when the amount of change is small. The detection direction of the strain gauge 369 is the direction in which the wiring extends, and as described above, the first strain gauge 369a6 and the second strain gauge 369b6 are parallel to the central axis C1, and the third strain gauge 369c6 is The direction is perpendicular to the central axis C1. When compression or expansion occurs in a direction other than the detection direction, the strain gauge 369 does not change its resistance value.

このような特性を持つひずみゲージ369を使用した第1検出回路373a6は、第1ひずみゲージ369a6と第2ひずみゲージ369b6の検出方向で圧縮または伸長されていない場合は、第1ひずみゲージ369a6と第2ひずみゲージ369b6との間の電位Vabと、2つの固定抵抗Rの間の電位Vrとの電位差はほぼゼロとなる。   The first detection circuit 373a6 using the strain gauge 369 having such characteristics has the first strain gauge 369a6 and the first strain gauge 369a6 when the first strain gauge 369a6 and the second strain gauge 369b6 are not compressed or expanded in the detection direction. The potential difference between the potential Vab between the two strain gauges 369b6 and the potential Vr between the two fixed resistors R is substantially zero.

第1ひずみゲージ369a6が圧縮され、第2ひずみゲージ369b6が伸張された場合は、第1ひずみゲージ369a6の抵抗値が減少して第2ひずみゲージ369b6の抵抗値が増加するために、電位Vabが高くなり、電位Vrは変化しない。つまり、電位Vabと電位Vrとの間に電位差が発生する。第1ひずみゲージ369a6が伸張され、第2ひずみゲージ369b6が圧縮された場合は、第1ひずみゲージ369a6の抵抗値が増加して第2ひずみゲージ369b6の抵抗値が減少するために、電位Vabが低くなり、電位Vrは変化しない。つまり、電位Vabと電位Vrとの間に電位差が発生する。   When the first strain gauge 369a6 is compressed and the second strain gauge 369b6 is expanded, the resistance value of the first strain gauge 369a6 decreases and the resistance value of the second strain gauge 369b6 increases. It becomes higher and the potential Vr does not change. That is, a potential difference is generated between the potential Vab and the potential Vr. When the first strain gauge 369a6 is expanded and the second strain gauge 369b6 is compressed, the resistance value of the first strain gauge 369a6 increases and the resistance value of the second strain gauge 369b6 decreases. The potential Vr does not change. That is, a potential difference is generated between the potential Vab and the potential Vr.

第1ひずみゲージ369a6、第2ひずみゲージ369b6ともに圧縮された場合は、第1ひずみゲージ369a6、第2ひずみゲージ369b6ともに抵抗値が減少するために、電位Vabと、電位Vrとの電位差はほぼゼロとなる。第1ひずみゲージ369a6、第2ひずみゲージ369b6ともに伸張された場合は、第1ひずみゲージ369a6、第2ひずみゲージ369b6ともに抵抗値が増加するために、電位Vabと、電位Vrとの電位差はほぼゼロとなる。   When both the first strain gauge 369a6 and the second strain gauge 369b6 are compressed, the resistance value of both the first strain gauge 369a6 and the second strain gauge 369b6 decreases, so that the potential difference between the potential Vab and the potential Vr is almost zero. It becomes. When both the first strain gauge 369a6 and the second strain gauge 369b6 are extended, the resistance value of both the first strain gauge 369a6 and the second strain gauge 369b6 increases, so that the potential difference between the potential Vab and the potential Vr is almost zero. It becomes.

第2検出回路373b6は、第3ひずみゲージ369c6の検出方向で圧縮または伸長されていない場合は、第3ひずみゲージ369c6と第1検出回路373a6との間の電位Vcと、固定抵抗Rと固定抵抗2Rとの間の電位V2rとの電位差はほぼゼロとなる。   When the second detection circuit 373b6 is not compressed or expanded in the detection direction of the third strain gauge 369c6, the potential Vc between the third strain gauge 369c6 and the first detection circuit 373a6, the fixed resistance R, and the fixed resistance The potential difference with the potential V2r between 2R is almost zero.

第3ひずみゲージ369c6が圧縮された場合は、第3ひずみゲージ369c6の抵抗値が減少するために、電位Vcが高くなり、電位V2rは変化しない。つまり、電位Vcと電位V2rとの間に電位差が発生する。第3ひずみゲージ369c6が伸張された場合は、第3ひずみゲージ369c6の抵抗値が増加するために、電位Vcが低くなり、電位V2rは変化しない。つまり、電位Vcと電位V2rとの間に電位差が発生する。   When the third strain gauge 369c6 is compressed, the resistance value of the third strain gauge 369c6 decreases, so the potential Vc increases and the potential V2r does not change. That is, a potential difference is generated between the potential Vc and the potential V2r. When the third strain gauge 369c6 is extended, the resistance value of the third strain gauge 369c6 increases, so the potential Vc decreases and the potential V2r does not change. That is, a potential difference is generated between the potential Vc and the potential V2r.

そこで、第1検出回路373a6の電位Vabが測定できる第1ひずみゲージ369a6と第2ひずみゲージ369b6との接続点と、電位Vrが測定できる2つの固定抵抗Rの接続点と、を第1検出回路373a6の出力(以降A出力)とする。第2検出回路373b6の電位Vcが測定できる第3ひずみゲージ369c6と第1検出回路373a6との接続点と、電位V2rが測定できる固定抵抗Rと固定抵抗2Rとの接続点と、を第2検出回路373b6の出力(以降B出力)とする。このA出力とB出力がひずみ情報となる。   Therefore, the first detection circuit includes a connection point between the first strain gauge 369a6 and the second strain gauge 369b6 that can measure the potential Vab of the first detection circuit 373a6 and a connection point between the two fixed resistors R that can measure the potential Vr. The output of 373a6 (hereinafter referred to as A output). Second detection is made of a connection point between the third strain gauge 369c6 and the first detection circuit 373a6 capable of measuring the potential Vc of the second detection circuit 373b6, and a connection point between the fixed resistor R and the fixed resistor 2R capable of measuring the potential V2r. It is assumed that the output of the circuit 373b6 (hereinafter referred to as B output). The A output and B output become strain information.

ここで、図23のように配置され、図24のように第1ひずみゲージ369a6、第2ひずみゲージ369b6、第3ひずみゲージ369c6が接続された測定モジュールひずみ検出回路365によって、曲げ変形x、曲げ変形y、引張変形z、ねじれ変形rzを検出(測定)する方法を説明する。   Here, as shown in FIG. 23, the measurement module strain detection circuit 365 to which the first strain gauge 369a6, the second strain gauge 369b6, and the third strain gauge 369c6 are connected as shown in FIG. A method for detecting (measuring) the deformation y, the tensile deformation z, and the torsional deformation rz will be described.

まず、第1検出回路373a6のA出力において、各変形がどのように検出(測定)されるかを説明する。曲げ変形xは、右側クランク105Rが上面117から下面118に向かって、或いはその逆方向に変形する。右側クランク105Rが上面117から下面118に向かって変形する場合、第1ひずみゲージ369a6は圧縮されるので抵抗値が減少し、第2ひずみゲージ369b6は伸張されるので抵抗値が増加する。そのため、第1検出回路373a6のA出力は正出力(電位Vabが高く電位Vrが低い)となる。また、右側クランク105Rが下面118から上面117に向かって変形する場合、第1ひずみゲージ369a6は伸張されるので抵抗値が増加し、第2ひずみゲージ369b6は圧縮されるので抵抗値が減少する。そのため、第1検出回路373a6のA出力は負出力(電位Vabが低く電位Vrが高い)となる。   First, how each deformation is detected (measured) in the output A of the first detection circuit 373a6 will be described. In the bending deformation x, the right crank 105R is deformed from the upper surface 117 toward the lower surface 118 or in the opposite direction. When the right crank 105R is deformed from the upper surface 117 toward the lower surface 118, the first strain gauge 369a6 is compressed and thus the resistance value is decreased, and the second strain gauge 369b6 is expanded and the resistance value is increased. Therefore, the output A of the first detection circuit 373a6 is a positive output (the potential Vab is high and the potential Vr is low). Further, when the right crank 105R is deformed from the lower surface 118 toward the upper surface 117, the first strain gauge 369a6 is expanded and thus the resistance value is increased, and the second strain gauge 369b6 is compressed and the resistance value is decreased. Therefore, the output A of the first detection circuit 373a6 is a negative output (the potential Vab is low and the potential Vr is high).

曲げ変形yは、右側クランク105Rが外面120から内面119に向かって、或いはその逆方向に変形する。右側クランク105Rが外面120から内面119に向かって変形する場合、第1ひずみゲージ369a6、第2ひずみゲージ369b6ともに圧縮されるので、どちらも抵抗値が減少する。そのため、第1検出回路373a6のA出力はゼロ(電位Vabと電位Vrに電位差が無い)となる。また、右側クランク105Rが内面119から外面120に向かって変形する場合、第1ひずみゲージ369a6、第2ひずみゲージ369b6ともに伸張されるので、どちらも抵抗値が増加する。そのため、第1検出回路373a6のA出力はゼロとなる。   In the bending deformation y, the right crank 105R is deformed from the outer surface 120 toward the inner surface 119 or in the opposite direction. When the right crank 105R is deformed from the outer surface 120 toward the inner surface 119, both the first strain gauge 369a6 and the second strain gauge 369b6 are compressed, so the resistance value of both decreases. Therefore, the output A of the first detection circuit 373a6 is zero (there is no potential difference between the potential Vab and the potential Vr). Further, when the right crank 105R is deformed from the inner surface 119 toward the outer surface 120, both the first strain gauge 369a6 and the second strain gauge 369b6 are stretched, so that the resistance value of both increases. Therefore, the output A of the first detection circuit 373a6 is zero.

引張変形zは、右側クランク105Rが長手方向に伸張または圧縮されるように変形する。右側クランク105Rが伸張する場合、第1ひずみゲージ369a6、第2ひずみゲージ369b6ともに伸張されるので、どちらも抵抗値が増加する。そのため、第1検出回路373a6のA出力はゼロとなる。また、右側クランク105Rが圧縮する場合、第1ひずみゲージ369a6、第2ひずみゲージ369b6ともに圧縮されるので、どちらも抵抗値が減少する。そのため、第1検出回路373a6のA出力はゼロとなる。   The tensile deformation z is deformed so that the right crank 105R is stretched or compressed in the longitudinal direction. When the right crank 105R is extended, both the first strain gauge 369a6 and the second strain gauge 369b6 are extended, so that the resistance value of both increases. Therefore, the output A of the first detection circuit 373a6 is zero. Further, when the right crank 105R is compressed, both the first strain gauge 369a6 and the second strain gauge 369b6 are compressed, so that the resistance value of both decreases. Therefore, the output A of the first detection circuit 373a6 is zero.

ねじれ変形rzは、右側クランク105Rが、ねじれるように変形する。右側クランク105Rが図6(b)の矢印の方向にねじれる場合、第1ひずみゲージ369a6、第2ひずみゲージ369b6ともに伸張されるので、どちらも抵抗値が増加する。そのため、第1検出回路373a6のA出力はゼロとなる。また、右側クランク105Rが図6(b)の矢印と逆方向にねじれる場合、第1ひずみゲージ369a6、第2ひずみゲージ369b6ともに伸張されるので、どちらも抵抗値が増加する。そのため、第1検出回路373a6のA出力はゼロとなる。   The torsional deformation rz deforms so that the right crank 105R is twisted. When the right crank 105R is twisted in the direction of the arrow in FIG. 6B, both the first strain gauge 369a6 and the second strain gauge 369b6 are extended, so that the resistance value of both increases. Therefore, the output A of the first detection circuit 373a6 is zero. Further, when the right crank 105R is twisted in the direction opposite to the arrow in FIG. 6B, both the first strain gauge 369a6 and the second strain gauge 369b6 are expanded, so that the resistance value of both increases. Therefore, the output A of the first detection circuit 373a6 is zero.

以上のように、A出力からは、曲げ変形xのみが検出される。即ち、第1検出回路373a6は、第1ひずみゲージ369a6および第2ひずみゲージ369b6が接続され、クランク105に生じている回転方向ひずみを検出する。   As described above, only the bending deformation x is detected from the A output. That is, the first detection circuit 373a6 is connected to the first strain gauge 369a6 and the second strain gauge 369b6, and detects the rotational strain generated in the crank 105.

次に、第2検出回路373bのB出力において、各変形がどのように検出(測定)されるかを説明する。曲げ変形xは、右側クランク105Rが上面117から下面118に向かって、或いはその逆方向に変形する。右側クランク105Rが上面117から下面118に向かって変形する場合、第1ひずみゲージ369a6は圧縮されるので抵抗値が減少し、第2ひずみゲージ369b6は伸張されるので抵抗値が増加し、第3ひずみゲージ369c6は検出方向で圧縮も伸張もされないので抵抗値は変化しない。そのため、第2検出回路373b6のB出力はゼロとなる。また、右側クランク105Rが下面118から上面117に向かって変形する場合、第1ひずみゲージ369a6は伸張されるので抵抗値が増加し、第2ひずみゲージ369b6は圧縮されるので抵抗値が減少し、第3ひずみゲージ369c6は検出方向で圧縮も伸張もされないので抵抗値は変化しない。そのため、第2検出回路373b6のB出力はゼロとなる。   Next, how each deformation is detected (measured) in the B output of the second detection circuit 373b will be described. In the bending deformation x, the right crank 105R is deformed from the upper surface 117 toward the lower surface 118 or in the opposite direction. When the right crank 105R is deformed from the upper surface 117 toward the lower surface 118, the first strain gauge 369a6 is compressed and thus the resistance value is decreased. The second strain gauge 369b6 is expanded and the resistance value is increased. Since the strain gauge 369c6 is not compressed or expanded in the detection direction, the resistance value does not change. Therefore, the B output of the second detection circuit 373b6 is zero. Further, when the right crank 105R is deformed from the lower surface 118 toward the upper surface 117, the first strain gauge 369a6 is expanded and thus the resistance value is increased, and the second strain gauge 369b6 is compressed and the resistance value is decreased, Since the third strain gauge 369c6 is not compressed or expanded in the detection direction, the resistance value does not change. Therefore, the B output of the second detection circuit 373b6 is zero.

曲げ変形yは、右側クランク105Rが外面120から内面119に向かって、或いはその逆方向に変形する。右側クランク105Rが外面120から内面119に向かって変形する場合、第1ひずみゲージ369a6、第2ひずみゲージ369b6は圧縮されるので抵抗値が減少し、第3ひずみゲージ369c6は伸張されるので抵抗値が増加する。そのため、第2検出回路373b6のB出力は正出力(電位Vcが高く電位V2rが低い)となる。また、右側クランク105Rが内面119から外面120に向かって変形する場合、第1ひずみゲージ369a6、第2ひずみゲージ369b6は伸張されるので抵抗値が増加し、第3ひずみゲージ369c6は圧縮されるので抵抗値が減少する。そのため、第2検出回路373b6のB出力は負出力(電位Vcが低く電位V2rが高い)となる。   In the bending deformation y, the right crank 105R is deformed from the outer surface 120 toward the inner surface 119 or in the opposite direction. When the right crank 105R is deformed from the outer surface 120 toward the inner surface 119, the first strain gauge 369a6 and the second strain gauge 369b6 are compressed, so that the resistance value decreases, and the third strain gauge 369c6 is expanded, so that the resistance value is increased. Will increase. Therefore, the output B of the second detection circuit 373b6 is a positive output (the potential Vc is high and the potential V2r is low). Further, when the right crank 105R is deformed from the inner surface 119 toward the outer surface 120, the first strain gauge 369a6 and the second strain gauge 369b6 are expanded, so that the resistance value is increased, and the third strain gauge 369c6 is compressed. The resistance value decreases. Therefore, the output B of the second detection circuit 373b6 is a negative output (the potential Vc is low and the potential V2r is high).

引張変形zは、右側クランク105Rが長手方向に伸張または圧縮されるように変形する。右側クランク105Rが伸張する場合、第1ひずみゲージ369a6、第2ひずみゲージ369b6は伸張されるので抵抗値が増加し、第3ひずみゲージ369c6は圧縮されるので抵抗値が減少する。そのため、第2検出回路373b6のB出力は負出力となる。また、右側クランク105Rが圧縮する場合、第1ひずみゲージ369a6、第2ひずみゲージ369b6は圧縮されるので抵抗値が減少し、第3ひずみゲージ369c6は伸張されるので抵抗値が増加する。そのため、第2検出回路373b6のB出力は正出力となる。   The tensile deformation z is deformed so that the right crank 105R is stretched or compressed in the longitudinal direction. When the right crank 105R is expanded, the first strain gauge 369a6 and the second strain gauge 369b6 are expanded, so that the resistance value is increased, and the third strain gauge 369c6 is compressed, so that the resistance value is decreased. Therefore, the B output of the second detection circuit 373b6 is a negative output. When the right crank 105R is compressed, the first strain gauge 369a6 and the second strain gauge 369b6 are compressed and thus the resistance value is decreased, and the third strain gauge 369c6 is expanded and the resistance value is increased. Therefore, the B output of the second detection circuit 373b6 is a positive output.

ねじれ変形rzは、右側クランク105Rが、ねじれるように変形する。右側クランク105Rが図6(b)の矢印の方向にねじれる場合、第1ひずみゲージ369a6、第2ひずみゲージ369b6は伸張されるので抵抗値が増加し、第3ひずみゲージ369c6は検出方向で圧縮も伸張もされないので抵抗値は変化しない。そのため、第2検出回路373b6のB出力は負出力となる。また、右側クランク105Rが図6(b)の矢印と逆方向にねじれる場合、第1ひずみゲージ369a6、第2ひずみゲージ369b6は伸張されるので抵抗値が増加し、第3ひずみゲージ369c6は検出方向で圧縮も伸張もされないので抵抗値は変化しない。そのため、第2検出回路373b6のB出力は負出力となる。   The torsional deformation rz deforms so that the right crank 105R is twisted. When the right crank 105R is twisted in the direction of the arrow in FIG. 6 (b), the first strain gauge 369a6 and the second strain gauge 369b6 are expanded, so that the resistance value increases, and the third strain gauge 369c6 is compressed in the detection direction. Since it is not stretched, the resistance value does not change. Therefore, the B output of the second detection circuit 373b6 is a negative output. Further, when the right crank 105R is twisted in the direction opposite to the arrow in FIG. 6B, the first strain gauge 369a6 and the second strain gauge 369b6 are expanded, so that the resistance value increases, and the third strain gauge 369c6 is in the detection direction. The resistance value does not change because neither compression nor expansion is performed. Therefore, the B output of the second detection circuit 373b6 is a negative output.

以上のように、B出力からは、曲げ変形y、引張変形z、ねじれ変形rzが検出される。即ち、第2検出回路373b6は、第3ひずみゲージ369c6が接続され、クランク105に生じている内外方向ひずみまたは引張方向ひずみを検出する。   As described above, the bending deformation y, the tensile deformation z, and the torsional deformation rz are detected from the B output. That is, the second detection circuit 373b6 is connected to the third strain gauge 369c6, and detects the inward / outward strain or the tensile strain generated in the crank 105.

そして、第1検出回路373a6のA出力と、第2検出回路373b6のB出力から、推進力Ftと損失力Frは、第1の実施例に示した(1)式と(2)式によりそれぞれ算出する。なお、引張変形zは曲げ変形yと比較すると非常に小さいので無視することができる。以下に(1)、(2)式を再掲する。
Ft=p(A−A0)+q(B−B0)[kgf]・・・(1)
Fr=s|A−A0|+u(B−B0)[kgf]・・・(2)
From the A output of the first detection circuit 373a6 and the B output of the second detection circuit 373b6, the propulsive force Ft and the loss force Fr are respectively expressed by the expressions (1) and (2) shown in the first embodiment. calculate. The tensile deformation z is very small compared to the bending deformation y and can be ignored. The expressions (1) and (2) are shown again below.
Ft = p (A−A0) + q (B−B0) [kgf] (1)
Fr = s | A−A0 | + u (B−B0) [kgf] (2)

ここで、p、q、s、uは係数であり、第1の実施例に示した(3)〜(6)式からなる連立方程式により算出される値である。以下に(3)〜(6)式を再掲する。
m=p(Am−A0)+q(Be−B0)・・・(3)
0=s(Am−A0)+u(Be−B0)・・・(4)
0=p(Ae−A0)+q(Bm−B0)・・・(5)
m=s(Ae−A0)+u(Bm−B0)・・・(6)
Here, p, q, s, and u are coefficients, which are values calculated by simultaneous equations composed of the equations (3) to (6) shown in the first embodiment. The expressions (3) to (6) are shown again below.
m = p (Am−A0) + q (Be−B0) (3)
0 = s (Am−A0) + u (Be−B0) (4)
0 = p (Ae−A0) + q (Bm−B0) (5)
m = s (Ae−A0) + u (Bm−B0) (6)

係数p、q、s、uおよびA0、B0は予め算出又は測定可能な値であるので、AおよびBを(1)式および(2)式に代入することで推進力Ftおよび損失力Frが算出できる。   Since the coefficients p, q, s, u, and A0 and B0 are values that can be calculated or measured in advance, the propulsive force Ft and the loss force Fr can be obtained by substituting A and B into the equations (1) and (2). It can be calculated.

また、(1)式ではB出力を用いてA出力の補正をしている。(2)式ではA出力を用いてB出力の補正をしている。即ち、各式の算出を行っている測定モジュール制御部351が補正手段して機能している。これにより、第1検出回路373a6や第2検出回路373b6に含まれる検出対象以外のひずみの影響を排除することができる。なお、第1ひずみゲージ369a6と第2ひずみゲージ369b6がクランク方向(中心軸C1と平行な方向)にずれが無い場合、Ae=A0となりB出力による補正の必要がなくなる。   In the equation (1), the A output is corrected using the B output. In equation (2), the A output is used to correct the B output. That is, the measurement module control unit 351 that calculates each formula functions as a correction unit. Thereby, the influence of distortion other than the detection target contained in the 1st detection circuit 373a6 or the 2nd detection circuit 373b6 can be excluded. If the first strain gauge 369a6 and the second strain gauge 369b6 are not displaced in the crank direction (the direction parallel to the central axis C1), Ae = A0 and correction by the B output is not necessary.

このようにして算出された推進力Ftと損失力Frは、第1の実施例と同様にサイクルコンピュータ201に送信される。測定モジュール制御部351における動作や、サイクルコンピュータ201及びケイデンスセンサ501の動作は、図7及び図8に示したフローチャートと同様である。   The propulsive force Ft and the loss force Fr calculated in this way are transmitted to the cycle computer 201 as in the first embodiment. The operations in the measurement module control unit 351 and the operations of the cycle computer 201 and the cadence sensor 501 are the same as those in the flowcharts shown in FIGS.

本実施例によれば、測定モジュール301は、自転車1のクランク105の内面119に設けられた第1ひずみゲージ369a6、第2ひずみゲージ369b6及び第3ひずみゲージ369c6と、第1ひずみゲージ369a6および第2ひずみゲージ369b6が接続され、クランク105に生じている曲げ変形xを検出する第1検出回路373a6と、第3ひずみゲージ369c6が接続され、クランク105に生じている曲げ変形yおよび引張変形zを検出する第2検出回路373b6と、を有している。そして、第1ひずみゲージ369a6および第2ひずみゲージ369b6が、クランク105の長手方向に対して検出方向が平行になるように設けられ、第3ひずみゲージ369c6が、クランク105の長手方向に対して検出方向が垂直になるように設けられている。このようにすることにより、第1検出回路373a6で検出された曲げ変形xと、第2検出回路373b6で検出された曲げ変形yおよび引張変形zからクランク105に加わっている推進力Ftや損失力Frを測定することができる。したがって、簡便な方法で推進力Ftや損失力Frを測定することができる。また、第1ひずみゲージ369a6乃至第3ひずみゲージ369c6がクランク105の内面119のみに設けられているので、1つの面のみで推進力Ftや損失力Frを測定することができ、また、内面119に設けることで、ユーザの足と干渉することがない。   According to the present embodiment, the measurement module 301 includes a first strain gauge 369a6, a second strain gauge 369b6, a third strain gauge 369c6, a first strain gauge 369a6 and a first strain gauge 369a6 provided on the inner surface 119 of the crank 105 of the bicycle 1. 2 strain gauges 369b6 are connected, and a first detection circuit 373a6 that detects bending deformation x generated in the crank 105 and a third strain gauge 369c6 are connected, and bending deformation y and tensile deformation z generated in the crank 105 are detected. And a second detection circuit 373b6 for detection. The first strain gauge 369a6 and the second strain gauge 369b6 are provided so that the detection direction is parallel to the longitudinal direction of the crank 105, and the third strain gauge 369c6 is detected with respect to the longitudinal direction of the crank 105. It is provided so that the direction is vertical. Thus, the propulsive force Ft and the loss force applied to the crank 105 from the bending deformation x detected by the first detection circuit 373a6 and the bending deformation y and the tensile deformation z detected by the second detection circuit 373b6. Fr can be measured. Therefore, the propulsive force Ft and the loss force Fr can be measured by a simple method. Further, since the first strain gauge 369a6 to the third strain gauge 369c6 are provided only on the inner surface 119 of the crank 105, the propulsive force Ft and the loss force Fr can be measured with only one surface, and the inner surface 119 By providing in, it does not interfere with the user's foot.

また、第1検出回路373a6および第2検出回路373b6がブリッジ回路で構成され、第1ひずみゲージ369a6および第2ひずみゲージ369b6が、第1検出回路373a6を構成するブリッジ回路において電源Vccに対して直列に接続され、第3ひずみゲージ369c6が、第2検出回路373b6を構成するブリッジ回路において電源Vccに対して直列に接続され、さらに、第1検出回路373a6を構成するブリッジ回路および第2検出回路373b6を構成するブリッジ回路の第1ひずみゲージ369a6乃至第3ひずみゲージ369c6以外の抵抗素子が、固定抵抗Rおよび固定抵抗2Rで構成されているので、ブリッジ回路により、曲げ変形xや曲げ変形yおよび引張変形zを検出することができ、簡便な回路構成で推進力Ftや損失力Frを測定することができる。   Further, the first detection circuit 373a6 and the second detection circuit 373b6 are configured by a bridge circuit, and the first strain gauge 369a6 and the second strain gauge 369b6 are serially connected to the power supply Vcc in the bridge circuit configuring the first detection circuit 373a6. The third strain gauge 369c6 is connected in series to the power supply Vcc in the bridge circuit constituting the second detection circuit 373b6, and further the bridge circuit and the second detection circuit 373b6 constituting the first detection circuit 373a6 Since the resistance elements other than the first strain gauge 369a6 to the third strain gauge 369c6 of the bridge circuit that constitutes are configured by the fixed resistance R and the fixed resistance 2R, the bridge circuit causes the bending deformation x, the bending deformation y, and the tension. A simple circuit structure that can detect deformation z. In can be measured propulsive force Ft and loss force Fr.

また、第1検出回路373a6が、第2検出回路373b6の第3ひずみゲージ369c6と電源Vccに対して直列に接続されていているので、第1検出回路373a6と第2検出回路373b6を1つの回路とすることができ、回路構成をより簡便にすることができる。   Further, since the first detection circuit 373a6 is connected in series to the third strain gauge 369c6 of the second detection circuit 373b6 and the power supply Vcc, the first detection circuit 373a6 and the second detection circuit 373b6 are combined into one circuit. The circuit configuration can be further simplified.

また、固定抵抗Rの抵抗値をR、第1ひずみゲージ369a6乃至第3ひずみゲージ369c6の抵抗値をGRとしたときに、RとGRが、R≫GRの関係となっているので、第1ひずみゲージ369a6乃至第3ひずみゲージ369c6に流れる電流を等しくすることができる。したがって、無負荷時にはB出力が平衡状態となる。   Further, when the resistance value of the fixed resistor R is R and the resistance values of the first strain gauge 369a6 to the third strain gauge 369c6 are GR, R and GR have a relationship of R >> GR. The currents flowing through the strain gauge 369a6 to the third strain gauge 369c6 can be made equal. Therefore, the B output is in an equilibrium state when there is no load.

第1ひずみゲージ369a6および第2ひずみゲージ369b6が、中心軸C1に対して対称となるように設けられているので、曲げ変形xを精度良く検出することができる。   Since the first strain gauge 369a6 and the second strain gauge 369b6 are provided so as to be symmetric with respect to the central axis C1, the bending deformation x can be detected with high accuracy.

なお、本実施例において、図25に示したように、測定モジュールひずみ検出回路365は、第3ひずみゲージ369cと並列に切替スイッチ3746が接続されていてもよい。即ち、第1検出回路373aを電源Vccに直接接続する切替手段を有している。   In this embodiment, as shown in FIG. 25, the measurement module strain detection circuit 365 may be connected to the changeover switch 3746 in parallel with the third strain gauge 369c. That is, it has switching means for directly connecting the first detection circuit 373a to the power supply Vcc.

切替スイッチ3746がOFFの場合は図24と同様である。切替スイッチ3746がONの場合は、第1検出回路373a6の電源Vcc側が直接電源Vccと接続されることとなる。そのため、A出力の出力電圧値を上昇させることができる。そのため、ノイズの影響を少なくすることができる。   When the changeover switch 3746 is OFF, it is the same as FIG. When the changeover switch 3746 is ON, the power supply Vcc side of the first detection circuit 373a6 is directly connected to the power supply Vcc. Therefore, the output voltage value of A output can be increased. Therefore, the influence of noise can be reduced.

なお、上述した説明では、第1ひずみゲージ369a6、第2ひずみゲージ369b6と、第3ひずみゲージ369c6を別々の素子として設けていたが、例えば第1ひずみゲージ369a6と第3ひずみゲージ369c6あるいは第2ひずみゲージ369a6と第3ひずみゲージ369c6が十字状に互いに重ねられていてもよい。このようにすることにより、クランク105に設けるひずみゲージ369のサイズを小さくすることができる。   In the above description, the first strain gauge 369a6, the second strain gauge 369b6, and the third strain gauge 369c6 are provided as separate elements. For example, the first strain gauge 369a6 and the third strain gauge 369c6 or the second strain gauge 369c6 are provided. The strain gauge 369a6 and the third strain gauge 369c6 may overlap each other in a cross shape. By doing so, the size of the strain gauge 369 provided in the crank 105 can be reduced.

また、第1ひずみゲージ369a6乃至第3ひずみゲージ369c6の並びの順序は図23に示した順序でなくてもよく特に限定されない。   Further, the order of the arrangement of the first strain gauge 369a6 to the third strain gauge 369c6 is not limited to the order shown in FIG.

また、図24では、2つのブリッジ回路を1つの回路に合わせた回路としていたが、別の回路として2つのブリッジ回路に分けてもよい。その場合、第2検出回路373b6では、第1検出回路373a6が接続されていた部分に固定抵抗2Rと同じ抵抗を接続する必要がある。   In FIG. 24, two bridge circuits are combined into one circuit, but may be divided into two bridge circuits as separate circuits. In that case, in the second detection circuit 373b6, it is necessary to connect the same resistor as the fixed resistor 2R to the portion where the first detection circuit 373a6 was connected.

また、第1検出回路373a6において、第1ひずみゲージ369a6と第2ひずみゲージ369b6は接続順序が逆であってもよい。第2検出回路373b6において、第3ひずみゲージ369c6と第1検出回路373a6は接続順序が逆であってもよい。但し、第3ひずみゲージ369c6と第1検出回路373a6の接続順序を逆にする場合は、固定抵抗Rと固定抵抗2Rも接続順序も逆にする必要がある。   In the first detection circuit 373a6, the connection order of the first strain gauge 369a6 and the second strain gauge 369b6 may be reversed. In the second detection circuit 373b6, the connection order of the third strain gauge 369c6 and the first detection circuit 373a6 may be reversed. However, when the connection order of the third strain gauge 369c6 and the first detection circuit 373a6 is reversed, it is necessary to reverse the connection order of the fixed resistor R and the fixed resistor 2R.

次に、本発明の第7の実施例にかかる測定装置を図26乃至図28を参照して説明する。なお、前述した第1の実施例と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。   Next, a measuring apparatus according to a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The same parts as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

本実施例では、測定モジュール301の測定モジュールひずみ検出回路365の構成と、ひずみゲージ369の配置が異なる。本実施例のひずみゲージ369は、図26に示すように、第1ひずみゲージ369a7、第2ひずみゲージ369b7から構成されている。そして、ひずみゲージ369のそれぞれの端子は、測定モジュールひずみ検出回路365に接続されている。   In the present embodiment, the configuration of the measurement module strain detection circuit 365 of the measurement module 301 is different from the arrangement of the strain gauges 369. As shown in FIG. 26, the strain gauge 369 of the present embodiment includes a first strain gauge 369a7 and a second strain gauge 369b7. Each terminal of the strain gauge 369 is connected to the measurement module strain detection circuit 365.

図27に、本実施例におけるひずみゲージ369のクランク105への配置を示す。ひずみゲージ369は、クランク105の内面119に接着されている。クランク105の内面とは、クランク軸107が突設されている(接続されている)面であり、クランク105の回転運動により定義される円を含む平面と平行な面(側面)である。また、図27には図示しないが、クランク105の外面120は、内面119と対向しペダルクランク軸115が突設されている(接続されている)面である。つまり、ペダル103が回転自在に設けられている面である。クランク105の上面117は、内面119および外面120と同じ方向に長手方向が延在し、かつ内面119および外面120と直交する面の一方である。クランク105の下面118は、上面117と対向する面である。   FIG. 27 shows the arrangement of the strain gauge 369 on the crank 105 in this embodiment. The strain gauge 369 is bonded to the inner surface 119 of the crank 105. The inner surface of the crank 105 is a surface on which the crankshaft 107 is protruded (connected), and is a surface (side surface) parallel to a plane including a circle defined by the rotational motion of the crank 105. Although not shown in FIG. 27, the outer surface 120 of the crank 105 is a surface on which the pedal crankshaft 115 is protruded (connected) so as to face the inner surface 119. That is, it is a surface on which the pedal 103 is rotatably provided. The upper surface 117 of the crank 105 is one of the surfaces extending in the longitudinal direction in the same direction as the inner surface 119 and the outer surface 120 and orthogonal to the inner surface 119 and the outer surface 120. A lower surface 118 of the crank 105 is a surface facing the upper surface 117.

第1ひずみゲージ369a7と第2ひずみゲージ369b7は、クランク105の長手方向に対して検出方向が平行、つまり、内面119の中心軸C1に対して平行かつ、内面119の中心軸C1に対して対称になるように設けられている。   The first strain gauge 369a7 and the second strain gauge 369b7 have a detection direction parallel to the longitudinal direction of the crank 105, that is, parallel to the central axis C1 of the inner surface 119 and symmetrical to the central axis C1 of the inner surface 119. It is provided to become.

即ち、クランク105の長手方向に延在する軸である中心軸C1と平行な方向(図27の縦方向)、つまり、クランク105の長手方向と平行な方向が、第1ひずみゲージ369a7、第2ひずみゲージ369b7の検出方向となる。   That is, the direction parallel to the central axis C1 that is the axis extending in the longitudinal direction of the crank 105 (the longitudinal direction in FIG. 27), that is, the direction parallel to the longitudinal direction of the crank 105 is the first strain gauge 369a7, This is the detection direction of the strain gauge 369b7.

なお、第1ひずみゲージ369a7および第2ひずみゲージ369b7の配置は図27に限らない。つまり、中心軸C1と平行の関係が維持されていれば他の配置でもよい。但し、第1ひずみゲージ369a7及び第2ひずみゲージ369b7は、中心軸C1を挟んで対称に配置する方が、後述する各変形を精度良く検出できるので好ましい。   In addition, arrangement | positioning of the 1st strain gauge 369a7 and the 2nd strain gauge 369b7 is not restricted to FIG. That is, other arrangements may be used as long as the parallel relationship with the central axis C1 is maintained. However, it is preferable to arrange the first strain gauge 369a7 and the second strain gauge 369b7 symmetrically with respect to the central axis C1, because each deformation described later can be detected with high accuracy.

また、図27では、クランク105を単純な直方体として説明しているが、デザイン等により、角が丸められていたり、一部の面が曲面で構成されていてもよい。そのような場合でも、上述した配置を極力維持するようにひずみゲージ369を配置することで、後述する各変形を検出することができる。但し、上記した中心軸C1との関係(平行)がずれるにしたがって検出精度が低下する。   In FIG. 27, the crank 105 is described as a simple rectangular parallelepiped, but the corners may be rounded or a part of the surface may be configured by a curved surface depending on the design or the like. Even in such a case, each deformation described later can be detected by arranging the strain gauge 369 so as to maintain the above-described arrangement as much as possible. However, the detection accuracy decreases as the relationship (parallel) with the center axis C1 described above shifts.

測定モジュールひずみ検出回路365は、第1ひずみゲージ369a7、第2ひずみゲージ369b7が接続されて、ひずみゲージ369のひずみ量が電圧として出力される。測定モジュールひずみ検出回路365の出力は、測定モジュールA/D363によって、アナログ情報からデジタル情報であるひずみ情報に変換される。そして、ひずみ情報信号は測定モジュール記憶部353に出力される。測定モジュール記憶部353に入力されたひずみ情報信号は、測定モジュールRAM355にひずみ情報として記憶される。   The measurement module strain detection circuit 365 is connected to the first strain gauge 369a7 and the second strain gauge 369b7, and the strain amount of the strain gauge 369 is output as a voltage. The output of the measurement module strain detection circuit 365 is converted from analog information to strain information that is digital information by the measurement module A / D 363. The strain information signal is output to the measurement module storage unit 353. The strain information signal input to the measurement module storage unit 353 is stored in the measurement module RAM 355 as strain information.

測定モジュールひずみ検出回路365を図28に示す。測定モジュールひずみ検出回路365は、2つのブリッジ回路である第1検出回路373a7と第2検出回路373b7とで構成されている。第1検出回路373a7の第1系統側では、定電流電源3747側から順に、第1ひずみゲージ369a7、第2ひずみゲージ369b7の順に接続されている。即ち、第1ひずみゲージ369a7および第2ひずみゲージ369b7が定電流電源374に対して直列に接続されている。第2系統側では、定電流電源3747側から順に、固定抵抗R、固定抵抗Rの順に接続されている。第2検出回路373b7の第1系統側では、定電流電源3747に、第1検出回路373a7が接続されている。即ち、第1ひずみゲージ369a7および第2ひずみゲージ369b7が、第1検出回路373a7を構成するブリッジ回路において定電流電源3747に対して直列に接続されている。第2系統側では、定電圧電源Vccから順に、固定抵抗R1、固定抵抗R2の順に接続されている。また、第1検出回路373a7は、第2検出回路373b7を構成するブリッジ回路において、抵抗として機能する。つまり、第1検出回路373a7が第2検出回路373b7を構成するブリッジ回路における抵抗の1つとして機能させている。   The measurement module strain detection circuit 365 is shown in FIG. The measurement module strain detection circuit 365 includes a first detection circuit 373a7 and a second detection circuit 373b7 that are two bridge circuits. On the first system side of the first detection circuit 373a7, the first strain gauge 369a7 and the second strain gauge 369b7 are connected in this order from the constant current power source 3747 side. That is, the first strain gauge 369a7 and the second strain gauge 369b7 are connected in series to the constant current power source 374. On the second system side, the fixed resistor R and the fixed resistor R are connected in this order from the constant current power source 3747 side. On the first system side of the second detection circuit 373b7, the first detection circuit 373a7 is connected to the constant current power source 3747. That is, the first strain gauge 369a7 and the second strain gauge 369b7 are connected in series to the constant current power source 3747 in the bridge circuit constituting the first detection circuit 373a7. On the second system side, the fixed resistor R1 and the fixed resistor R2 are connected in this order from the constant voltage power source Vcc. The first detection circuit 373a7 functions as a resistor in the bridge circuit constituting the second detection circuit 373b7. That is, the first detection circuit 373a7 functions as one of the resistors in the bridge circuit that constitutes the second detection circuit 373b7.

第1検出回路373a7は、定電流電源3747側が直接接続されている。このようにすることで、第1ひずみゲージ369a7と第2ひずみゲージ369b7の抵抗値の変化が後述するB出力において直接取り出せることができる。つまり、定電流電源3747とすることで、後述する電位V1(図28参照)が第1検出回路373a7の動作に応じて変化することができるので、電源と第1検出回路373a7との間にひずみゲージ素子を設ける必要が無くなる。なお、2つの固定抵抗Rは同じ抵抗値を有している。また、第1ひずみゲージ369a7および第2ひずみゲージ369b7は同じ抵抗値を有している。また、固定抵抗R1とR2は、無負荷の状態で後述するV2(図28参照)の電位が、V1(図28参照)の電位と同じ電位となるような抵抗値とすることが望ましい。   The first detection circuit 373a7 is directly connected to the constant current power supply 3747 side. By doing in this way, the change of resistance value of the 1st strain gauge 369a7 and the 2nd strain gauge 369b7 can be taken out directly in B output mentioned below. That is, by using the constant current power source 3747, a potential V1 (see FIG. 28) to be described later can be changed according to the operation of the first detection circuit 373a7, so that a distortion occurs between the power source and the first detection circuit 373a7. There is no need to provide a gauge element. Note that the two fixed resistors R have the same resistance value. The first strain gauge 369a7 and the second strain gauge 369b7 have the same resistance value. Further, it is desirable that the fixed resistors R1 and R2 have resistance values such that the potential of V2 (see FIG. 28), which will be described later, becomes the same potential as the potential of V1 (see FIG. 28) in a no-load state.

ひずみゲージ369の抵抗値は、公知のように圧縮されている場合には抵抗値が下がり、伸長されている場合には抵抗値が上がる。この抵抗値の変化は、変化量がわずかな場合には比例している。また、ひずみゲージ369の検出方向は、配線が伸びている方向であり、上述したように第1ひずみゲージ369a7、第2ひずみゲージ369b7が、中心軸C1と平行な方向となる。この検出方向以外において圧縮又は伸長が生じた場合には、ひずみゲージ369に抵抗値の変化は生じない。   As is well known, the resistance value of the strain gauge 369 decreases when it is compressed, and increases when it is expanded. This change in resistance value is proportional when the amount of change is small. The detection direction of the strain gauge 369 is the direction in which the wiring extends, and as described above, the first strain gauge 369a7 and the second strain gauge 369b7 are parallel to the central axis C1. When compression or expansion occurs in a direction other than the detection direction, the strain gauge 369 does not change its resistance value.

このような特性を持つひずみゲージ369を使用した第1検出回路373a7は、第1ひずみゲージ369a7と第2ひずみゲージ369b7の検出方向で圧縮または伸長されていない場合は、第1ひずみゲージ369a7と第2ひずみゲージ369b7との間の電位Vabと、2つの固定抵抗Rの間の電位Vrとの電位差はほぼゼロとなる。   When the first detection circuit 373a7 using the strain gauge 369 having such characteristics is not compressed or expanded in the detection direction of the first strain gauge 369a7 and the second strain gauge 369b7, The potential difference between the potential Vab between the two strain gauges 369b7 and the potential Vr between the two fixed resistors R is substantially zero.

第1ひずみゲージ369a7が圧縮され、第2ひずみゲージ369b7が伸張された場合は、第1ひずみゲージ369a7の抵抗値が減少して第2ひずみゲージ369b7の抵抗値が増加するために、電位Vabが高くなり、電位Vrは変化しない。つまり、電位Vabと電位Vrとの間に電位差が発生する。第1ひずみゲージ369a7が伸張され、第2ひずみゲージ369b7が圧縮された場合は、第1ひずみゲージ369a7の抵抗値が増加して第2ひずみゲージ369b7の抵抗値が減少するために、電位Vabが低くなり、電位Vrは変化しない。つまり、電位Vabと電位Vrとの間に電位差が発生する。   When the first strain gauge 369a7 is compressed and the second strain gauge 369b7 is expanded, the resistance value of the first strain gauge 369a7 decreases and the resistance value of the second strain gauge 369b7 increases. It becomes higher and the potential Vr does not change. That is, a potential difference is generated between the potential Vab and the potential Vr. When the first strain gauge 369a7 is expanded and the second strain gauge 369b7 is compressed, the resistance value of the first strain gauge 369a7 increases and the resistance value of the second strain gauge 369b7 decreases. The potential Vr does not change. That is, a potential difference is generated between the potential Vab and the potential Vr.

第1ひずみゲージ369a7、第2ひずみゲージ369b7ともに圧縮された場合は、第1ひずみゲージ369a7、第2ひずみゲージ369b7ともに抵抗値が減少するために、電位Vabと、電位Vrとの電位差はほぼゼロとなる。第1ひずみゲージ369a7、第2ひずみゲージ369b7ともに伸張された場合は、第1ひずみゲージ369a7、第2ひずみゲージ369b7ともに抵抗値が増加するために、電位Vabと、電位Vrとの電位差はほぼゼロとなる。   When both the first strain gauge 369a7 and the second strain gauge 369b7 are compressed, the resistance value of both the first strain gauge 369a7 and the second strain gauge 369b7 decreases, so that the potential difference between the potential Vab and the potential Vr is almost zero. It becomes. When both the first strain gauge 369a7 and the second strain gauge 369b7 are extended, the resistance value of both the first strain gauge 369a7 and the second strain gauge 369b7 increases, so that the potential difference between the potential Vab and the potential Vr is almost zero. It becomes.

第2検出回路373b7は、第1検出回路373a7の第1ひずみゲージ369a7、第2ひずみゲージ369b7の抵抗値が増加した場合は、定電流電源3747と第1検出回路373a7との間の電位V1が高くなり、固定抵抗R1と固定抵抗R2との間の電位V2は変化しない。つまり、電位V1と電位V2との間に電位差が発生する。第1検出回路373a7の第1ひずみゲージ369a7、第2ひずみゲージ369b7の抵抗値が減少した場合は、電位V1が低くなり、電位V2は変化しない。つまり、電位V1と電位V2との間に電位差が発生する。第1検出回路373a7の第1ひずみゲージ369a7、第2ひずみゲージ369b7の抵抗値がいずれも変化しない、または、一方が増加して他方が減少する場合は、電位V1、V2とも変化しない。つまり、電位V1と電位V2との電位差はほぼゼロとなる。   When the resistance values of the first strain gauge 369a7 and the second strain gauge 369b7 of the first detection circuit 373a7 increase, the second detection circuit 373b7 has a potential V1 between the constant current power supply 3747 and the first detection circuit 373a7. The potential V2 between the fixed resistor R1 and the fixed resistor R2 does not change. That is, a potential difference is generated between the potential V1 and the potential V2. When the resistance values of the first strain gauge 369a7 and the second strain gauge 369b7 of the first detection circuit 373a7 decrease, the potential V1 becomes low and the potential V2 does not change. That is, a potential difference is generated between the potential V1 and the potential V2. When the resistance values of the first strain gauge 369a7 and the second strain gauge 369b7 of the first detection circuit 373a7 do not change, or when one increases and the other decreases, neither the potentials V1 and V2 change. That is, the potential difference between the potential V1 and the potential V2 is almost zero.

そこで、第1検出回路373a7の電位Vabが測定できる第1ひずみゲージ369a7と第2ひずみゲージ369b7との接続点と、電位Vrが測定できる2つの固定抵抗Rの接続点と、を第1検出回路373a7の出力(以降A出力)とする。第2検出回路373b7の電位V1が測定できる定電流電源3747と第1検出回路373a7との接続点と、電位V2が測定できる固定抵抗R1と固定抵抗R2との接続点と、を第2検出回路373b7の出力(以降B出力)とする。このA出力とB出力がひずみ情報となる。   Therefore, the first detection circuit includes a connection point between the first strain gauge 369a7 and the second strain gauge 369b7 that can measure the potential Vab of the first detection circuit 373a7, and a connection point between the two fixed resistors R that can measure the potential Vr. The output of 373a7 (hereinafter referred to as A output). A connection point between the constant current power source 3747 capable of measuring the potential V1 of the second detection circuit 373b7 and the first detection circuit 373a7, and a connection point between the fixed resistance R1 and the fixed resistance R2 capable of measuring the potential V2 are provided in the second detection circuit. The output is 373b7 (hereinafter referred to as B output). The A output and B output become strain information.

ここで、図27のように配置され、図28のように第1ひずみゲージ369a7、第2ひずみゲージ369b7が接続された測定モジュールひずみ検出回路365によって、曲げ変形x、曲げ変形y、引張変形z、ねじれ変形rzを検出(測定)する方法を説明する。   Here, the bending deformation x, the bending deformation y, and the tensile deformation z are performed by the measurement module strain detection circuit 365 arranged as shown in FIG. 27 and connected to the first strain gauge 369a7 and the second strain gauge 369b7 as shown in FIG. A method for detecting (measuring) the torsional deformation rz will be described.

まず、第1検出回路373a7のA出力において、各変形がどのように検出(測定)されるかを説明する。曲げ変形xは、右側クランク105Rが上面117から下面118に向かって、或いはその逆方向に変形する。右側クランク105Rが上面117から下面118に向かって変形する場合、第1ひずみゲージ369a7は圧縮されるので抵抗値が減少し、第2ひずみゲージ369b7は伸張されるので抵抗値が増加する。そのため、第1検出回路373a7のA出力は正出力(電位Vabが高く電位Vrが低い)となる。また、右側クランク105Rが下面118から上面117に向かって変形する場合、第1ひずみゲージ369a7は伸張されるので抵抗値が増加し、第2ひずみゲージ369b7は圧縮されるので抵抗値が減少する。そのため、第1検出回路373a7のA出力は負出力(電位Vabが低く電位Vrが高い)となる。   First, how each deformation is detected (measured) in the output A of the first detection circuit 373a7 will be described. In the bending deformation x, the right crank 105R is deformed from the upper surface 117 toward the lower surface 118 or in the opposite direction. When the right crank 105R is deformed from the upper surface 117 toward the lower surface 118, the first strain gauge 369a7 is compressed and thus the resistance value decreases, and the second strain gauge 369b7 is expanded and the resistance value increases. Therefore, the output A of the first detection circuit 373a7 is a positive output (the potential Vab is high and the potential Vr is low). Further, when the right crank 105R is deformed from the lower surface 118 toward the upper surface 117, the first strain gauge 369a7 is expanded and thus the resistance value is increased, and the second strain gauge 369b7 is compressed and the resistance value is decreased. Therefore, the output A of the first detection circuit 373a7 is a negative output (the potential Vab is low and the potential Vr is high).

曲げ変形yは、右側クランク105Rが外面120から内面119に向かって、或いはその逆方向に変形する。右側クランク105Rが外面120から内面119に向かって変形する場合、第1ひずみゲージ369a7、第2ひずみゲージ369b7ともに圧縮されるので、どちらも抵抗値が減少する。そのため、第1検出回路373a7のA出力はゼロ(電位Vabと電位Vrに電位差が無い)となる。また、右側クランク105Rが内面119から外面120に向かって変形する場合、第1ひずみゲージ369a7、第2ひずみゲージ369b7ともに伸張されるので、どちらも抵抗値が増加する。そのため、第1検出回路373a7のA出力はゼロとなる。   In the bending deformation y, the right crank 105R is deformed from the outer surface 120 toward the inner surface 119 or in the opposite direction. When the right crank 105R is deformed from the outer surface 120 toward the inner surface 119, since both the first strain gauge 369a7 and the second strain gauge 369b7 are compressed, the resistance value of both decreases. Therefore, the output A of the first detection circuit 373a7 is zero (there is no potential difference between the potential Vab and the potential Vr). Further, when the right crank 105R is deformed from the inner surface 119 toward the outer surface 120, both the first strain gauge 369a7 and the second strain gauge 369b7 are expanded, so that the resistance value of both increases. Therefore, the output A of the first detection circuit 373a7 is zero.

引張変形zは、右側クランク105Rが長手方向に伸張または圧縮されるように変形する。右側クランク105Rが伸張する場合、第1ひずみゲージ369a7、第2ひずみゲージ369b7ともに伸張されるので、どちらも抵抗値が増加する。そのため、第1検出回路373a7のA出力はゼロとなる。また、右側クランク105Rが圧縮する場合、第1ひずみゲージ369a7、第2ひずみゲージ369b7ともに圧縮されるので、どちらも抵抗値が減少する。そのため、第1検出回路373a7のA出力はゼロとなる。   The tensile deformation z is deformed so that the right crank 105R is stretched or compressed in the longitudinal direction. When the right crank 105R is extended, both the first strain gauge 369a7 and the second strain gauge 369b7 are extended, so that the resistance value of both increases. Therefore, the output A of the first detection circuit 373a7 is zero. Further, when the right crank 105R is compressed, both the first strain gauge 369a7 and the second strain gauge 369b7 are compressed, so that the resistance value of both decreases. Therefore, the output A of the first detection circuit 373a7 is zero.

ねじれ変形rzは、右側クランク105Rが、ねじれるように変形する。右側クランク105Rが図6(b)の矢印の方向にねじれる場合、第1ひずみゲージ369a7、第2ひずみゲージ369b7ともに伸張されるので、どちらも抵抗値が増加する。そのため、第1検出回路373a7のA出力はゼロとなる。また、右側クランク105Rが図6(b)の矢印と逆方向にねじれる場合、第1ひずみゲージ369a7、第2ひずみゲージ369b7ともに伸張されるので、どちらも抵抗値が増加する。そのため、第1検出回路373a7のA出力はゼロとなる。   The torsional deformation rz deforms so that the right crank 105R is twisted. When the right crank 105R is twisted in the direction of the arrow in FIG. 6B, both the first strain gauge 369a7 and the second strain gauge 369b7 are extended, so that the resistance value of both increases. Therefore, the output A of the first detection circuit 373a7 is zero. Further, when the right crank 105R is twisted in the direction opposite to the arrow in FIG. 6B, both the first strain gauge 369a7 and the second strain gauge 369b7 are expanded, so that the resistance value of both increases. Therefore, the output A of the first detection circuit 373a7 is zero.

以上のように、A出力からは、曲げ変形xのみが検出される。即ち、第1検出回路373a7は、第1ひずみゲージ369a7および第2ひずみゲージ369b7が接続され、クランク105に生じている回転方向ひずみを検出する。   As described above, only the bending deformation x is detected from the A output. That is, the first detection circuit 373a7 is connected to the first strain gauge 369a7 and the second strain gauge 369b7, and detects the rotational strain generated in the crank 105.

次に、第2検出回路373b7のB出力において、各変形がどのように検出(測定)されるかを説明する。曲げ変形xは、右側クランク105Rが上面117から下面118に向かって、或いはその逆方向に変形する。右側クランク105Rが上面117から下面118に向かって変形する場合、第1ひずみゲージ369a7は圧縮されるので抵抗値が減少し、第2ひずみゲージ369b7は伸張されるので抵抗値が増加する。そのため、電位V1は変化しないため、第2検出回路373b7のB出力はゼロとなる。また、右側クランク105Rが下面118から上面117に向かって変形する場合、第1ひずみゲージ369a7は伸張されるので抵抗値が増加し、第2ひずみゲージ369b7は圧縮されるので抵抗値が減少する。そのため、電位V1は変化しないため、第2検出回路373b7のB出力はゼロとなる。   Next, how each deformation is detected (measured) in the B output of the second detection circuit 373b7 will be described. In the bending deformation x, the right crank 105R is deformed from the upper surface 117 toward the lower surface 118 or in the opposite direction. When the right crank 105R is deformed from the upper surface 117 toward the lower surface 118, the first strain gauge 369a7 is compressed and thus the resistance value decreases, and the second strain gauge 369b7 is expanded and the resistance value increases. Therefore, since the potential V1 does not change, the B output of the second detection circuit 373b7 becomes zero. Further, when the right crank 105R is deformed from the lower surface 118 toward the upper surface 117, the first strain gauge 369a7 is expanded and thus the resistance value is increased, and the second strain gauge 369b7 is compressed and the resistance value is decreased. Therefore, since the potential V1 does not change, the B output of the second detection circuit 373b7 becomes zero.

曲げ変形yは、右側クランク105Rが外面120から内面119に向かって、或いはその逆方向に変形する。右側クランク105Rが外面120から内面119に向かって変形する場合、第1ひずみゲージ369a7、第2ひずみゲージ369b7ともに圧縮されるので、どちらも抵抗値が減少する。そのため、第2検出回路373b7のB出力は正出力(電位V1が高く電位V2が低い)となる。また、右側クランク105Rが内面119から外面120に向かって変形する場合、第1ひずみゲージ369a7、第2ひずみゲージ369b7ともに伸張されるので、どちらも抵抗値が増加する。そのため、第2検出回路373b7のB出力は負出力(電位V1が低く電位V2が高い)となる。   In the bending deformation y, the right crank 105R is deformed from the outer surface 120 toward the inner surface 119 or in the opposite direction. When the right crank 105R is deformed from the outer surface 120 toward the inner surface 119, since both the first strain gauge 369a7 and the second strain gauge 369b7 are compressed, the resistance value of both decreases. Therefore, the output B of the second detection circuit 373b7 is a positive output (the potential V1 is high and the potential V2 is low). Further, when the right crank 105R is deformed from the inner surface 119 toward the outer surface 120, both the first strain gauge 369a7 and the second strain gauge 369b7 are expanded, so that the resistance value of both increases. Therefore, the output B of the second detection circuit 373b7 is a negative output (the potential V1 is low and the potential V2 is high).

引張変形zは、右側クランク105Rが長手方向に伸張または圧縮されるように変形する。右側クランク105Rが伸張する場合、第1ひずみゲージ369a7、第2ひずみゲージ369b7ともに伸張されるので、どちらも抵抗値が増加する。そのため、第2検出回路373b7のB出力は負出力となる。また、右側クランク105Rが圧縮する場合、第1ひずみゲージ369a7、第2ひずみゲージ369b7ともに圧縮されるので、どちらも抵抗値が減少する。そのため、第2検出回路373b7のB出力は正出力となる。   The tensile deformation z is deformed so that the right crank 105R is stretched or compressed in the longitudinal direction. When the right crank 105R is extended, both the first strain gauge 369a7 and the second strain gauge 369b7 are extended, so that the resistance value of both increases. Therefore, the B output of the second detection circuit 373b7 is a negative output. Further, when the right crank 105R is compressed, both the first strain gauge 369a7 and the second strain gauge 369b7 are compressed, so that the resistance value of both decreases. Therefore, the B output of the second detection circuit 373b7 is a positive output.

ねじれ変形rzは、右側クランク105Rが、ねじれるように変形する。右側クランク105Rが図6(b)の矢印の方向にねじれる場合、第1ひずみゲージ369a7、第2ひずみゲージ369b7ともに伸張されるので、どちらも抵抗値が増加する。そのため、第2検出回路373b7のB出力は負出力となる。また、右側クランク105Rが図6(b)の矢印と逆方向にねじれる場合、第1ひずみゲージ369a7、第2ひずみゲージ369b7ともに伸張されるので、どちらも抵抗値が増加する。そのため、第2検出回路373b7のB出力は負出力となる。   The torsional deformation rz deforms so that the right crank 105R is twisted. When the right crank 105R is twisted in the direction of the arrow in FIG. 6B, both the first strain gauge 369a7 and the second strain gauge 369b7 are extended, so that the resistance value of both increases. Therefore, the B output of the second detection circuit 373b7 is a negative output. Further, when the right crank 105R is twisted in the direction opposite to the arrow in FIG. 6B, both the first strain gauge 369a7 and the second strain gauge 369b7 are expanded, so that the resistance value of both increases. Therefore, the B output of the second detection circuit 373b7 is a negative output.

以上のように、B出力からは、曲げ変形y、引張変形z、ねじれ変形rzが検出される。即ち、第2検出回路373b7は、第1検出回路373a7と、定電流電源3747が接続され、クランク105に生じている内外方向ひずみまたは引張方向ひずみを検出する。   As described above, the bending deformation y, the tensile deformation z, and the torsional deformation rz are detected from the B output. That is, the second detection circuit 373b7 is connected to the first detection circuit 373a7 and the constant current power source 3747, and detects the internal / external strain or tensile strain generated in the crank 105.

そして、第1検出回路373a7のA出力と、第2検出回路373b7のB出力から、推進力Ftと損失力Frは、第1の実施例に示した(1)式と(2)式によりそれぞれ算出する。なお、引張変形zは曲げ変形yと比較すると非常に小さいので無視することができる。以下に(1)、(2)式を再掲する。
Ft=p(A−A0)+q(B−B0)[kgf]・・・(1)
Fr=s|A−A0|+u(B−B0)[kgf]・・・(2)
From the A output of the first detection circuit 373a7 and the B output of the second detection circuit 373b7, the propulsive force Ft and the loss force Fr are respectively expressed by the equations (1) and (2) shown in the first embodiment. calculate. The tensile deformation z is very small compared to the bending deformation y and can be ignored. The expressions (1) and (2) are shown again below.
Ft = p (A−A0) + q (B−B0) [kgf] (1)
Fr = s | A−A0 | + u (B−B0) [kgf] (2)

ここで、p、q、s、uは係数であり、第1の実施例に示した(3)〜(6)式からなる連立方程式により算出される値である。以下に(3)〜(6)式を再掲する。
m=p(Am−A0)+q(Be−B0)・・・(3)
0=s(Am−A0)+u(Be−B0)・・・(4)
0=p(Ae−A0)+q(Bm−B0)・・・(5)
m=s(Ae−A0)+u(Bm−B0)・・・(6)
Here, p, q, s, and u are coefficients, which are values calculated by simultaneous equations composed of the equations (3) to (6) shown in the first embodiment. The expressions (3) to (6) are shown again below.
m = p (Am−A0) + q (Be−B0) (3)
0 = s (Am−A0) + u (Be−B0) (4)
0 = p (Ae−A0) + q (Bm−B0) (5)
m = s (Ae−A0) + u (Bm−B0) (6)

係数p、q、s、uおよびA0、B0は予め算出又は測定可能な値であるので、AおよびBを(1)式および(2)式に代入することで推進力Ftおよび損失力Frが算出できる。   Since the coefficients p, q, s, u, and A0 and B0 are values that can be calculated or measured in advance, the propulsive force Ft and the loss force Fr can be obtained by substituting A and B into the equations (1) and (2). It can be calculated.

また、(1)式ではB出力を用いてA出力の補正をしている。(2)式ではA出力を用いてB出力の補正をしている。即ち、各式の算出を行っている測定モジュール制御部351が補正手段して機能している。これにより、第1検出回路373a7や第2検出回路373b7に含まれる検出対象以外のひずみの影響を排除することができる。なお、第1ひずみゲージ369a7と第2ひずみゲージ369b7がクランク方向(中心軸C1と平行な方向)にずれが無い場合、Ae=A0となりB出力による補正の必要がなくなる。   In the equation (1), the A output is corrected using the B output. In equation (2), the A output is used to correct the B output. That is, the measurement module control unit 351 that calculates each formula functions as a correction unit. Thereby, the influence of distortion other than the detection target contained in the 1st detection circuit 373a7 or the 2nd detection circuit 373b7 can be excluded. If the first strain gauge 369a7 and the second strain gauge 369b7 are not displaced in the crank direction (the direction parallel to the central axis C1), Ae = A0 and correction by the B output is not necessary.

このようにして算出された推進力Ftと損失力Frは、第1の実施例と同様にサイクルコンピュータ201に送信される。測定モジュール制御部351における動作や、サイクルコンピュータ201及びケイデンスセンサ501の動作は、図7及び図8に示したフローチャートと同様である。   The propulsive force Ft and the loss force Fr calculated in this way are transmitted to the cycle computer 201 as in the first embodiment. The operations in the measurement module control unit 351 and the operations of the cycle computer 201 and the cadence sensor 501 are the same as those in the flowcharts shown in FIGS.

本実施例によれば、測定モジュール301は、自転車1のクランク105の内面119に設けられた第1ひずみゲージ369a7および第2ひずみゲージ369b7と、第1ひずみゲージ369a7および第2ひずみゲージ369b7と定電流電源374が接続され、クランク105に生じている曲げ変形xを検出する第1検出回路373a7と、第1検出回路373a7と、定電流電源374が接続され、クランク105に生じている曲げ変形yおよび引張変形zを検出する第2検出回路373b7と、を有している。そして、第1ひずみゲージ369a7および第2ひずみゲージ369b7が、クランク105の長手方向に対して検出方向が平行になるように設けられている。このようにすることにより、第1検出回路373a7で検出された曲げ変形xと、第2検出回路373b7で検出された曲げ変形yおよび引張変形zからクランク105に加わっている推進力Ftや損失力Frを測定することができる。したがって、簡便な方法で推進力Ftや損失力Frを測定することができる。また、定電流電源3747を用いているので、ひずみゲージの素子数を少なくすることができる。さらに、第1ひずみゲージ369a7および第2ひずみゲージ369b7がクランク105の内面119のみに設けられているので、1つの面のみで推進力Ftや損失力Frを測定することができ、また、内面119に設けることで、ユーザの足と干渉することがない。   According to the present embodiment, the measurement module 301 includes a first strain gauge 369a7 and a second strain gauge 369b7 provided on the inner surface 119 of the crank 105 of the bicycle 1, a first strain gauge 369a7, and a second strain gauge 369b7. A first detection circuit 373a7 for detecting a bending deformation x generated in the crank 105, to which a current power source 374 is connected, a first detection circuit 373a7, and a bending deformation y generated in the crank 105 to which a constant current power source 374 is connected. And a second detection circuit 373b7 for detecting the tensile deformation z. The first strain gauge 369a7 and the second strain gauge 369b7 are provided so that the detection direction is parallel to the longitudinal direction of the crank 105. Thus, the propulsive force Ft and the loss force applied to the crank 105 from the bending deformation x detected by the first detection circuit 373a7 and the bending deformation y and the tensile deformation z detected by the second detection circuit 373b7. Fr can be measured. Therefore, the propulsive force Ft and the loss force Fr can be measured by a simple method. In addition, since the constant current power source 3747 is used, the number of strain gauge elements can be reduced. Furthermore, since the first strain gauge 369a7 and the second strain gauge 369b7 are provided only on the inner surface 119 of the crank 105, the propulsive force Ft and the loss force Fr can be measured with only one surface, and the inner surface 119 By providing in, it does not interfere with the user's foot.

また、第1検出回路373a7および第2検出回路373b7がブリッジ回路で構成され、第1ひずみゲージおよび第2ひずみゲージが、第1検出回路373a7を構成するブリッジ回路において定電流電源3747に対して直列に接続され、さらに、第1検出回路373a7を構成するブリッジ回路および第2検出回路373b7を構成するブリッジ回路の第1ひずみゲージ369a7および第2ひずみゲージ369b7以外の抵抗素子が、固定抵抗R、固定抵抗R1および固定抵抗R2で構成されているので、ブリッジ回路により、曲げ変形xや曲げ変形yおよび引張変形zを検出することができ、簡便な回路構成で推進力Ftや損失力Frを測定することができる。   Further, the first detection circuit 373a7 and the second detection circuit 373b7 are configured by a bridge circuit, and the first strain gauge and the second strain gauge are serially connected to the constant current power source 3747 in the bridge circuit configuring the first detection circuit 373a7. In addition, a resistance element other than the first strain gauge 369a7 and the second strain gauge 369b7 of the bridge circuit constituting the first detection circuit 373a7 and the bridge circuit constituting the second detection circuit 373b7 is connected to Since it is configured by the resistor R1 and the fixed resistor R2, the bending deformation x, the bending deformation y, and the tensile deformation z can be detected by the bridge circuit, and the propulsive force Ft and the loss force Fr are measured with a simple circuit configuration. be able to.

第1ひずみゲージ369a7および第2ひずみゲージ369b7が、中心軸C1に対して対称となるように設けられているので、曲げ変形xを精度良く検出することができる。   Since the first strain gauge 369a7 and the second strain gauge 369b7 are provided so as to be symmetric with respect to the central axis C1, the bending deformation x can be detected with high accuracy.

なお、第1検出回路373a7において、第1ひずみゲージ369a7と第2ひずみゲージ369b7は接続順序が逆であってもよい。   In the first detection circuit 373a7, the connection order of the first strain gauge 369a7 and the second strain gauge 369b7 may be reversed.

次に、本発明の第8の実施例にかかる測定装置を図29乃至図31を参照して説明する。なお、前述した第1の実施例と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。   Next, a measuring apparatus according to an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The same parts as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

本実施例では、測定モジュール301の測定モジュールひずみ検出回路365の構成と、ひずみゲージ369の配置が異なる。本実施例のひずみゲージ369は、図29に示すように、第1ひずみゲージ369a8、第2ひずみゲージ369b8から構成されている。そして、ひずみゲージ369のそれぞれの端子は、測定モジュールひずみ検出回路365に接続されている。   In the present embodiment, the configuration of the measurement module strain detection circuit 365 of the measurement module 301 is different from the arrangement of the strain gauges 369. As shown in FIG. 29, the strain gauge 369 of the present embodiment includes a first strain gauge 369a8 and a second strain gauge 369b8. Each terminal of the strain gauge 369 is connected to the measurement module strain detection circuit 365.

図30に、本実施例におけるひずみゲージ369のクランク105への配置を示す。ひずみゲージ369は、クランク105の内面119に接着されている。クランク105の内面とは、クランク軸107が突設されている(接続されている)面であり、クランク105の回転運動により定義される円を含む平面と平行な面(側面)である。また、図30には図示しないが、クランク105の外面120は、内面119と対向しペダルクランク軸115が突設されている(接続されている)面である。つまり、ペダル103が回転自在に設けられている面である。クランク105の上面117は、内面119および外面120と同じ方向に長手方向が延在し、かつ内面119および外面120と直交する面の一方である。クランク105の下面118は、上面117と対向する面である。   FIG. 30 shows the arrangement of the strain gauge 369 on the crank 105 in this embodiment. The strain gauge 369 is bonded to the inner surface 119 of the crank 105. The inner surface of the crank 105 is a surface on which the crankshaft 107 is protruded (connected), and is a surface (side surface) parallel to a plane including a circle defined by the rotational motion of the crank 105. Although not shown in FIG. 30, the outer surface 120 of the crank 105 is a surface on which the pedal crankshaft 115 is protruded (connected) so as to face the inner surface 119. That is, it is a surface on which the pedal 103 is rotatably provided. The upper surface 117 of the crank 105 is one of the surfaces extending in the longitudinal direction in the same direction as the inner surface 119 and the outer surface 120 and orthogonal to the inner surface 119 and the outer surface 120. A lower surface 118 of the crank 105 is a surface facing the upper surface 117.

第1ひずみゲージ369a8と第2ひずみゲージ369b8は、互いに直交かつ重ねられて(重層して)配置されている。また、第1ひずみゲージ369a8の検出方向と第2ひずみゲージ369b8の検出方向との間の中間方向が、クランク105の長手方向になるように配置されている。つまり、第1ひずみゲージ369a8の検出方向とクランク105の中心軸C1の方向とは45度の角度を有する。第2ひずみゲージ369b8の検出方向とクランク105の中心軸C1の方向とは45度の角度を有する。また、第1ひずみゲージ369a8と第2ひずみゲージ369b8が重ねられた交点部分が内面119の中心軸C1上となるように配置されている。つまり、第1ひずみゲージ369a8と第2ひずみゲージ369b8は、中心軸C1を中心として対称となるように配置されている。   The first strain gauge 369a8 and the second strain gauge 369b8 are arranged so as to be orthogonal to each other and overlapped (overlapped). Further, the intermediate direction between the detection direction of the first strain gauge 369a8 and the detection direction of the second strain gauge 369b8 is arranged to be the longitudinal direction of the crank 105. That is, the detection direction of the first strain gauge 369a8 and the direction of the central axis C1 of the crank 105 have an angle of 45 degrees. The detection direction of the second strain gauge 369b8 and the direction of the central axis C1 of the crank 105 have an angle of 45 degrees. Further, the intersection portion where the first strain gauge 369a8 and the second strain gauge 369b8 are overlapped is arranged on the central axis C1 of the inner surface 119. That is, the first strain gauge 369a8 and the second strain gauge 369b8 are arranged so as to be symmetric about the central axis C1.

なお、第1ひずみゲージ369a8および第2ひずみゲージ369b8の配置は図30に限らない。つまり、第1ひずみゲージ369a8および第2ひずみゲージ369b8は、互いに直交し、中心軸C1と45度の関係が維持されていれば他の配置でもよい。但し、中心軸C1上に配置する方が、後述する各変形を精度良く検出できるので好ましい。   In addition, arrangement | positioning of the 1st strain gauge 369a8 and the 2nd strain gauge 369b8 is not restricted to FIG. In other words, the first strain gauge 369a8 and the second strain gauge 369b8 may be in other arrangements as long as they are orthogonal to each other and the relationship between the central axis C1 and 45 degrees is maintained. However, the arrangement on the central axis C1 is preferable because each deformation described later can be accurately detected.

また、図30では、クランク105を単純な直方体として説明しているが、デザイン等により、角が丸められていたり、一部の面が曲面で構成されていてもよい。そのような場合でも、上述した配置を極力維持するようにひずみゲージ369を配置することで、後述する各変形を検出することができる。但し、上記した中心軸C1との関係(45度)や互いに直交している関係がずれるにしたがって検出精度が低下する。   In FIG. 30, the crank 105 is described as a simple rectangular parallelepiped, but the corner may be rounded or a part of the surface may be configured by a curved surface depending on the design or the like. Even in such a case, each deformation described later can be detected by arranging the strain gauge 369 so as to maintain the above-described arrangement as much as possible. However, the detection accuracy decreases as the relationship with the central axis C1 (45 degrees) and the relationship orthogonal to each other shift.

測定モジュールひずみ検出回路365は、第1ひずみゲージ369a8、第2ひずみゲージ369b8が接続されて、ひずみゲージ369のひずみ量が電圧として出力される。測定モジュールひずみ検出回路365の出力は、測定モジュールA/D363によって、アナログ情報からデジタル情報であるひずみ情報に変換される。そして、ひずみ情報信号は測定モジュール記憶部353に出力される。測定モジュール記憶部353に入力されたひずみ情報信号は、測定モジュールRAM355にひずみ情報として記憶される。   The measurement module strain detection circuit 365 is connected to the first strain gauge 369a8 and the second strain gauge 369b8, and the strain amount of the strain gauge 369 is output as a voltage. The output of the measurement module strain detection circuit 365 is converted from analog information to strain information that is digital information by the measurement module A / D 363. The strain information signal is output to the measurement module storage unit 353. The strain information signal input to the measurement module storage unit 353 is stored in the measurement module RAM 355 as strain information.

測定モジュールひずみ検出回路365を図31に示す。測定モジュールひずみ検出回路365は、2つのブリッジ回路である第1検出回路373a8と第2検出回路373b8とで構成されている。第1検出回路373a8の第1系統側では、定電流電源3748側から順に、第2ひずみゲージ369b8、第1ひずみゲージ369a8の順に接続されている。即ち、第1ひずみゲージ369a8および第2ひずみゲージ369b8が定電流電源3748に対して直列に接続されている。第2系統側では、定電流電源3748側から順に、固定抵抗R、固定抵抗Rの順に接続されている。第2検出回路373b8の第1系統側では、定電流電源3748に、第1検出回路373a8が接続されている。即ち、第1ひずみゲージ369a8および第2ひずみゲージ369b8が、第1検出回路373a8を構成するブリッジ回路において定電流電源3748に対して直列に接続されている。第2系統側では、定電圧電源Vccから順に、固定抵抗R1、固定抵抗R2の順に接続されている。また、第1検出回路373a8は、第2検出回路373b8を構成するブリッジ回路において、抵抗として機能する。つまり、第1検出回路373a8が第2検出回路373b8を構成するブリッジ回路における抵抗の1つとして機能させている。   The measurement module strain detection circuit 365 is shown in FIG. The measurement module strain detection circuit 365 includes a first detection circuit 373a8 and a second detection circuit 373b8 which are two bridge circuits. On the first system side of the first detection circuit 373a8, the second strain gauge 369b8 and the first strain gauge 369a8 are connected in this order from the constant current power source 3748 side. That is, the first strain gauge 369a8 and the second strain gauge 369b8 are connected in series to the constant current power source 3748. On the second system side, the fixed resistor R and the fixed resistor R are connected in this order from the constant current power source 3748 side. On the first system side of the second detection circuit 373b8, the first detection circuit 373a8 is connected to the constant current power source 3748. That is, the first strain gauge 369a8 and the second strain gauge 369b8 are connected in series to the constant current power source 3748 in the bridge circuit constituting the first detection circuit 373a8. On the second system side, the fixed resistor R1 and the fixed resistor R2 are connected in this order from the constant voltage power source Vcc. The first detection circuit 373a8 functions as a resistor in the bridge circuit constituting the second detection circuit 373b8. That is, the first detection circuit 373a8 functions as one of the resistors in the bridge circuit constituting the second detection circuit 373b8.

第1検出回路373a8は、定電流電源3748側が直接接続されている。このようにすることで、第1ひずみゲージ369a8と第2ひずみゲージ369b8の抵抗値の変化が後述するB出力において直接取り出せることができる。つまり、定電流電源374とすることで、後述する電位V1(図31参照)が第1検出回路373a8の動作に応じて変化することができるので、電源と第1検出回路373a8との間にひずみゲージ素子を設ける必要が無くなる。なお、2つの固定抵抗Rは同じ抵抗値を有している。また、第1ひずみゲージ369a8および第2ひずみゲージ369b8は同じ抵抗値を有している。また、固定抵抗R1とR2は、無負荷の状態で後述するV2(図31参照)の電位が、V1(図31参照)の電位と同じ電位となるような抵抗値とすることが望ましい。   The first detection circuit 373a8 is directly connected to the constant current power supply 3748 side. By doing in this way, the change of resistance value of the 1st strain gauge 369a8 and the 2nd strain gauge 369b8 can be taken out directly in B output mentioned below. That is, by using the constant current power supply 374, a potential V1 (see FIG. 31) described later can be changed according to the operation of the first detection circuit 373a8, so that a distortion occurs between the power supply and the first detection circuit 373a8. There is no need to provide a gauge element. Note that the two fixed resistors R have the same resistance value. The first strain gauge 369a8 and the second strain gauge 369b8 have the same resistance value. Further, it is desirable that the fixed resistors R1 and R2 have resistance values such that the potential of V2 (see FIG. 31), which will be described later, becomes the same potential as the potential of V1 (see FIG. 31) in a no-load state.

ひずみゲージ369の抵抗値は、公知のように圧縮されている場合には抵抗値が下がり、伸長されている場合には抵抗値が上がる。この抵抗値の変化は、変化量がわずかな場合には比例している。また、ひずみゲージ369の検出方向は、配線が伸びている方向であり、上述したように第1ひずみゲージ369a8、第2ひずみゲージ369b8が、中心軸C1と平行な方向となる。この検出方向以外において圧縮又は伸長が生じた場合には、ひずみゲージ369に抵抗値の変化は生じない。   As is well known, the resistance value of the strain gauge 369 decreases when it is compressed, and increases when it is expanded. This change in resistance value is proportional when the amount of change is small. The detection direction of the strain gauge 369 is the direction in which the wiring extends, and as described above, the first strain gauge 369a8 and the second strain gauge 369b8 are parallel to the central axis C1. When compression or expansion occurs in a direction other than the detection direction, the strain gauge 369 does not change its resistance value.

このような特性を持つひずみゲージ369を使用した第1検出回路373a8は、第1ひずみゲージ369a8と第2ひずみゲージ369b8の検出方向で圧縮または伸長されていない場合は、第1ひずみゲージ369a8と第2ひずみゲージ369b8との間の電位Vabと、2つの固定抵抗Rの間の電位Vrとの電位差はほぼゼロとなる。   When the first detection circuit 373a8 using the strain gauge 369 having such characteristics is not compressed or expanded in the detection direction of the first strain gauge 369a8 and the second strain gauge 369b8, the first detection gauge 369a8 and the first strain gauge 369a8 The potential difference between the potential Vab between the two strain gauges 369b8 and the potential Vr between the two fixed resistors R is almost zero.

第1ひずみゲージ369a8が圧縮され、第2ひずみゲージ369b8が伸張された場合は、第1ひずみゲージ369a8の抵抗値が減少して第2ひずみゲージ369b8の抵抗値が増加するために、電位Vabが低くなり、電位Vrは変化しない。つまり、電位Vabと電位Vrとの間に電位差が発生する。第1ひずみゲージ369a8が伸張され、第2ひずみゲージ369b8が圧縮された場合は、第1ひずみゲージ369a8の抵抗値が増加して第2ひずみゲージ369b8の抵抗値が減少するために、電位Vabが高くなり、電位Vrは変化しない。つまり、電位Vabと電位Vrとの間に電位差が発生する。   When the first strain gauge 369a8 is compressed and the second strain gauge 369b8 is expanded, the resistance value of the first strain gauge 369a8 decreases and the resistance value of the second strain gauge 369b8 increases. The potential Vr does not change. That is, a potential difference is generated between the potential Vab and the potential Vr. When the first strain gauge 369a8 is expanded and the second strain gauge 369b8 is compressed, the resistance value of the first strain gauge 369a8 increases and the resistance value of the second strain gauge 369b8 decreases. It becomes higher and the potential Vr does not change. That is, a potential difference is generated between the potential Vab and the potential Vr.

第1ひずみゲージ369a8、第2ひずみゲージ369b8ともに圧縮された場合は、第1ひずみゲージ369a8、第2ひずみゲージ369b8ともに抵抗値が減少するために、電位Vabと、電位Vrとの電位差はほぼゼロとなる。第1ひずみゲージ369a8、第2ひずみゲージ369b8ともに伸張された場合は、第1ひずみゲージ369a8、第2ひずみゲージ369b8ともに抵抗値が増加するために、電位Vabと、電位Vrとの電位差はほぼゼロとなる。   When both the first strain gauge 369a8 and the second strain gauge 369b8 are compressed, the resistance value of both the first strain gauge 369a8 and the second strain gauge 369b8 decreases, so the potential difference between the potential Vab and the potential Vr is almost zero. It becomes. When both the first strain gauge 369a8 and the second strain gauge 369b8 are stretched, the resistance value of both the first strain gauge 369a8 and the second strain gauge 369b8 increases, so that the potential difference between the potential Vab and the potential Vr is almost zero. It becomes.

第2検出回路373b8は、第1検出回路373a8の第1ひずみゲージ369a8、第2ひずみゲージ369b8の抵抗値が増加した場合は、定電流電源3748と第1検出回路373a8との間の電位V1が高くなり、固定抵抗R1と固定抵抗R2との間の電位V2は変化しない。つまり、電位V1と電位V2との間に電位差が発生する。第1検出回路373a8の第1ひずみゲージ369a8、第2ひずみゲージ369b8の抵抗値が減少した場合は、電位V1が低くなり、電位V2は変化しない。つまり、電位V1と電位V2との間に電位差が発生する。第1検出回路373a8の第1ひずみゲージ369a8、第2ひずみゲージ369b8の抵抗値がいずれも変化しない、または、一方が増加して他方が減少する場合は、電位V1、V2とも変化しない。つまり、電位V1と電位V2との電位差はほぼゼロとなる。   When the resistance values of the first strain gauge 369a8 and the second strain gauge 369b8 of the first detection circuit 373a8 increase, the second detection circuit 373b8 has a potential V1 between the constant current power supply 3748 and the first detection circuit 373a8. The potential V2 between the fixed resistor R1 and the fixed resistor R2 does not change. That is, a potential difference is generated between the potential V1 and the potential V2. When the resistance values of the first strain gauge 369a8 and the second strain gauge 369b8 of the first detection circuit 373a8 decrease, the potential V1 becomes low and the potential V2 does not change. That is, a potential difference is generated between the potential V1 and the potential V2. When the resistance values of the first strain gauge 369a8 and the second strain gauge 369b8 of the first detection circuit 373a8 do not change, or when one increases and the other decreases, the potentials V1 and V2 do not change. That is, the potential difference between the potential V1 and the potential V2 is almost zero.

そこで、第1検出回路373a8の電位Vabが測定できる第1ひずみゲージ369a8と第2ひずみゲージ369b8との接続点と、電位Vrが測定できる2つの固定抵抗Rの接続点と、を第1検出回路373a8の出力(以降A出力)とする。第2検出回路373b8の電位V1が測定できる定電流電源3748と第1検出回路373a8との接続点と、電位V2が測定できる固定抵抗R1と固定抵抗R2との接続点と、を第2検出回路373b8の出力(以降B出力)とする。このA出力とB出力がひずみ情報となる。   Therefore, the first detection circuit includes a connection point between the first strain gauge 369a8 and the second strain gauge 369b8 capable of measuring the potential Vab of the first detection circuit 373a8, and a connection point between the two fixed resistors R capable of measuring the potential Vr. The output is 373a8 (hereinafter referred to as A output). The second detection circuit includes a connection point between the constant current power source 3748 capable of measuring the potential V1 of the second detection circuit 373b8 and the first detection circuit 373a8, and a connection point between the fixed resistance R1 and the fixed resistance R2 capable of measuring the potential V2. The output is 373b8 (hereinafter referred to as B output). The A output and B output become strain information.

ここで、図30のように配置され、図31のように第1ひずみゲージ369a8、第2ひずみゲージ369b8が接続された測定モジュールひずみ検出回路365によって、曲げ変形x、曲げ変形y、引張変形z、ねじれ変形rzを検出(測定)する方法を説明する。   Here, the bending deformation x, the bending deformation y, and the tensile deformation z are performed by the measurement module strain detection circuit 365 that is arranged as shown in FIG. 30 and to which the first strain gauge 369a8 and the second strain gauge 369b8 are connected as shown in FIG. A method for detecting (measuring) the torsional deformation rz will be described.

まず、第1検出回路373a8のA出力において、各変形がどのように検出(測定)されるかを説明する。曲げ変形xは、右側クランク105Rが上面117から下面118に向かって、或いはその逆方向に変形する。右側クランク105Rが上面117から下面118に向かって変形する場合、図21に示したように、第1ひずみゲージ369a8の一端は伸張されるが、他端は圧縮される(図21は第5の実施例の説明図であるが本実施例も同様である)。その結果、第1ひずみゲージ369a8内部で伸長及び圧縮の両方が生じ第1ひずみゲージ369a8の抵抗値は変化しない。第2ひずみゲージ369b8も同様である。そのため、第1検出回路373a8のA出力はゼロとなる。また、右側クランク105Rが下面118から上面117に向かって変形する場合も同様に、第1ひずみゲージ369a8、第2ひずみゲージ369b8ともに伸張及び圧縮の両方が生じ抵抗値は変化しない。そのため、第1検出回路373a8のA出力はゼロとなる。   First, how each deformation is detected (measured) in the output A of the first detection circuit 373a8 will be described. In the bending deformation x, the right crank 105R is deformed from the upper surface 117 toward the lower surface 118 or in the opposite direction. When the right crank 105R is deformed from the upper surface 117 toward the lower surface 118, as shown in FIG. 21, one end of the first strain gauge 369a8 is expanded, while the other end is compressed (FIG. Although it is an explanatory view of the embodiment, the present embodiment is the same). As a result, both expansion and compression occur in the first strain gauge 369a8, and the resistance value of the first strain gauge 369a8 does not change. The same applies to the second strain gauge 369b8. Therefore, the output A of the first detection circuit 373a8 is zero. Similarly, when the right crank 105R is deformed from the lower surface 118 toward the upper surface 117, both the first strain gauge 369a8 and the second strain gauge 369b8 are both expanded and compressed, and the resistance value does not change. Therefore, the output A of the first detection circuit 373a8 is zero.

曲げ変形yは、右側クランク105Rが外面120から内面119に向かって、或いはその逆方向に変形する。右側クランク105Rが外面120から内面119に向かって変形する場合、第1ひずみゲージ369a8、第2ひずみゲージ369b8ともに伸張されるので、どちらも抵抗値が増加する。そのため、第1検出回路373a8のA出力はゼロとなる。また、右側クランク105Rが内面119から外面120に向かって変形する場合、第1ひずみゲージ369a8、第2ひずみゲージ369b8ともに圧縮されるので、どちらも抵抗値が減少する。そのため、第1検出回路373a8のA出力はゼロとなる。   In the bending deformation y, the right crank 105R is deformed from the outer surface 120 toward the inner surface 119 or in the opposite direction. When the right crank 105R is deformed from the outer surface 120 toward the inner surface 119, since both the first strain gauge 369a8 and the second strain gauge 369b8 are expanded, the resistance value of both increases. Therefore, the output A of the first detection circuit 373a8 is zero. In addition, when the right crank 105R is deformed from the inner surface 119 toward the outer surface 120, both the first strain gauge 369a8 and the second strain gauge 369b8 are compressed, so that the resistance value of both decreases. Therefore, the output A of the first detection circuit 373a8 is zero.

引張変形zは、右側クランク105Rが長手方向に伸張または圧縮されるように変形する。右側クランク105Rが伸張する場合、第1ひずみゲージ369a8、第2ひずみゲージ369b8ともに圧縮されるので、どちらも抵抗値が減少する。そのため、第1検出回路373a8のA出力はゼロとなる。また、右側クランク105Rが圧縮する場合、第1ひずみゲージ369a8、第2ひずみゲージ369b8ともに伸張されるので、どちらも抵抗値が増加する。そのため、第1検出回路373a8のA出力はゼロとなる。   The tensile deformation z is deformed so that the right crank 105R is stretched or compressed in the longitudinal direction. When the right crank 105R extends, both the first strain gauge 369a8 and the second strain gauge 369b8 are compressed, so that the resistance value of both decreases. Therefore, the output A of the first detection circuit 373a8 is zero. Further, when the right crank 105R is compressed, both the first strain gauge 369a8 and the second strain gauge 369b8 are expanded, so that the resistance value of both increases. Therefore, the output A of the first detection circuit 373a8 is zero.

ねじれ変形rzは、右側クランク105Rが、ねじれるように変形する。右側クランク105Rが図6(b)の矢印の方向にねじれる場合、第1ひずみゲージ369a8は伸張されるので抵抗値が増加し、第2ひずみゲージ369b8は圧縮されるので抵抗値が減少する。そのため、第1検出回路373a8のA出力は正出力(電位Vabが高く電位Vrが低い)となる。また、右側クランク105Rが図6(b)の矢印と逆方向にねじれる場合、第1ひずみゲージ369a8は圧縮されるので抵抗値が減少し、第2ひずみゲージ369b8は伸張されるので抵抗値が増加する。そのため、第1検出回路373a8のA出力は負出力(電位Vabが低く電位Vrが高い)となる。   The torsional deformation rz deforms so that the right crank 105R is twisted. When the right crank 105R is twisted in the direction of the arrow in FIG. 6B, the first strain gauge 369a8 is expanded and the resistance value is increased, and the second strain gauge 369b8 is compressed and the resistance value is decreased. Therefore, the output A of the first detection circuit 373a8 is a positive output (the potential Vab is high and the potential Vr is low). When the right crank 105R is twisted in the direction opposite to the arrow in FIG. 6B, the resistance value decreases because the first strain gauge 369a8 is compressed, and the resistance value increases because the second strain gauge 369b8 is expanded. To do. Therefore, the output A of the first detection circuit 373a8 is a negative output (the potential Vab is low and the potential Vr is high).

以上のように、A出力からは、ねじれ変形rzのみが検出される。即ち、第1検出回路373a8は、第1ひずみゲージ369a8および第2ひずみゲージ369b8が接続され、クランク105に生じているねじれ方向ひずみを検出する。   As described above, only the torsional deformation rz is detected from the A output. In other words, the first detection circuit 373a8 is connected to the first strain gauge 369a8 and the second strain gauge 369b8, and detects the strain in the twist direction generated in the crank 105.

次に、第2検出回路373b8のB出力において、各変形がどのように検出(測定)されるかを説明する。曲げ変形xは、右側クランク105Rが上面117から下面118に向かって、或いはその逆方向に変形する。右側クランク105Rが上面117から下面118に向かって変形する場合、上述したように、第1ひずみゲージ369a8、第2ひずみゲージ369b8ともに内部で伸張及び圧縮の両方が生じ抵抗値は変化しない。そのため、電位V1は変化しないため、第2検出回路373b8のB出力はゼロとなる。また、右側クランク105Rが下面118から上面117に向かって変形する場合も同様に、第1ひずみゲージ369a8、第2ひずみゲージ369b8ともに内部で伸張及び圧縮の両方が生じ抵抗値は変化しない。そのため、電位V1は変化しないため、第2検出回路373b8のB出力はゼロとなる。   Next, how each deformation is detected (measured) in the B output of the second detection circuit 373b8 will be described. In the bending deformation x, the right crank 105R is deformed from the upper surface 117 toward the lower surface 118 or in the opposite direction. When the right crank 105R is deformed from the upper surface 117 toward the lower surface 118, both the first strain gauge 369a8 and the second strain gauge 369b8 are both internally expanded and compressed, and the resistance value does not change. Therefore, since the potential V1 does not change, the B output of the second detection circuit 373b8 is zero. Similarly, when the right crank 105R is deformed from the lower surface 118 toward the upper surface 117, both the first strain gauge 369a8 and the second strain gauge 369b8 are both expanded and compressed and the resistance value does not change. Therefore, since the potential V1 does not change, the B output of the second detection circuit 373b8 is zero.

曲げ変形yは、右側クランク105Rが外面120から内面119に向かって、或いはその逆方向に変形する。右側クランク105Rが外面120から内面119に向かって変形する場合、第1ひずみゲージ369a8、第2ひずみゲージ369b8ともに伸張されるので、どちらも抵抗値が増加する。そのため、第2検出回路373b8のB出力は正出力(電位V1が高く電位V2が低い)となる。また、右側クランク105Rが内面119から外面120に向かって変形する場合、第1ひずみゲージ369a8、第2ひずみゲージ369b8ともに圧縮されるので、どちらも抵抗値が減少する。そのため、第2検出回路373b8のB出力は負出力(電位V1が低く電位V2が高い)となる。   In the bending deformation y, the right crank 105R is deformed from the outer surface 120 toward the inner surface 119 or in the opposite direction. When the right crank 105R is deformed from the outer surface 120 toward the inner surface 119, since both the first strain gauge 369a8 and the second strain gauge 369b8 are expanded, the resistance value of both increases. Therefore, the output B of the second detection circuit 373b8 is a positive output (the potential V1 is high and the potential V2 is low). In addition, when the right crank 105R is deformed from the inner surface 119 toward the outer surface 120, both the first strain gauge 369a8 and the second strain gauge 369b8 are compressed, so that the resistance value of both decreases. Therefore, the output B of the second detection circuit 373b8 is a negative output (the potential V1 is low and the potential V2 is high).

引張変形zは、右側クランク105Rが長手方向に伸張または圧縮されるように変形する。右側クランク105Rが伸張する場合、第1ひずみゲージ369a8、第2ひずみゲージ369b8ともに圧縮されるので、どちらも抵抗値が減少する。そのため、第2検出回路373b8のB出力は負出力となる。また、右側クランク105Rが圧縮する場合、第1ひずみゲージ369a8、第2ひずみゲージ369b8ともに伸張されるので、どちらも抵抗値が増加する。そのため、第2検出回路373b8のB出力は正出力となる。   The tensile deformation z is deformed so that the right crank 105R is stretched or compressed in the longitudinal direction. When the right crank 105R extends, both the first strain gauge 369a8 and the second strain gauge 369b8 are compressed, so that the resistance value of both decreases. Therefore, the B output of the second detection circuit 373b8 is a negative output. Further, when the right crank 105R is compressed, both the first strain gauge 369a8 and the second strain gauge 369b8 are expanded, so that the resistance value of both increases. Therefore, the B output of the second detection circuit 373b8 is a positive output.

ねじれ変形rzは、右側クランク105Rが、ねじれるように変形する。右側クランク105Rが図6(b)の矢印の方向にねじれる場合、第1ひずみゲージ369a8は伸張されるので抵抗値が増加し、第2ひずみゲージ369b8は圧縮されるので抵抗値が減少する。そのため、第2検出回路373b8のB出力はゼロとなる。また、右側クランク105Rが図6(b)の矢印と逆方向にねじれる場合、第1ひずみゲージ369a8は圧縮されるので抵抗値が減少し、第2ひずみゲージ369b8は伸張されるので抵抗値が増加する。そのため、第2検出回路373b8のB出力はゼロとなる。   The torsional deformation rz deforms so that the right crank 105R is twisted. When the right crank 105R is twisted in the direction of the arrow in FIG. 6B, the first strain gauge 369a8 is expanded and the resistance value is increased, and the second strain gauge 369b8 is compressed and the resistance value is decreased. Therefore, the B output of the second detection circuit 373b8 is zero. When the right crank 105R is twisted in the direction opposite to the arrow in FIG. 6B, the resistance value decreases because the first strain gauge 369a8 is compressed, and the resistance value increases because the second strain gauge 369b8 is expanded. To do. Therefore, the B output of the second detection circuit 373b8 is zero.

以上のように、B出力からは、曲げ変形y、引張変形zが検出される。即ち、第2検出回路373b8は、第1検出回路373a8と、定電流電源3748が接続され、クランク105に生じている内外方向ひずみまたは引張方向ひずみを検出する。   As described above, the bending deformation y and the tensile deformation z are detected from the B output. That is, the second detection circuit 373b8 is connected to the first detection circuit 373a8 and the constant current power source 3748, and detects the internal / external strain or tensile strain generated in the crank 105.

そして、第1検出回路373a8のA出力と、第2検出回路373b8のB出力から、推進力Ftと損失力Frは、第1の実施例に示した(1)式と第4の実施例で示した(8)式によりそれぞれ算出する。なお、引張変形zは曲げ変形yと比較すると非常に小さいので無視することができる。以下に(1)、(8)式を再掲する。
Ft=p(A−A0)+q(B−B0)[kgf]・・・(1)
Fr=s(A−A0)+u(B−B0)[kgf]・・・(8)
From the A output of the first detection circuit 373a8 and the B output of the second detection circuit 373b8, the propulsive force Ft and the loss force Fr are the same as the expression (1) and the fourth embodiment shown in the first embodiment. Each is calculated by the equation (8) shown. The tensile deformation z is very small compared to the bending deformation y and can be ignored. The expressions (1) and (8) are shown again below.
Ft = p (A−A0) + q (B−B0) [kgf] (1)
Fr = s (A−A0) + u (B−B0) [kgf] (8)

ここで、p、q、s、uは係数であり、第1の実施例に示した(3)〜(6)式からなる連立方程式により算出される値である。以下に(3)〜(6)式を再掲する。
m=p(Am−A0)+q(Be−B0)・・・(3)
0=s(Am−A0)+u(Be−B0)・・・(4)
0=p(Ae−A0)+q(Bm−B0)・・・(5)
m=s(Ae−A0)+u(Bm−B0)・・・(6)
Here, p, q, s, and u are coefficients, which are values calculated by simultaneous equations composed of the equations (3) to (6) shown in the first embodiment. The expressions (3) to (6) are shown again below.
m = p (Am−A0) + q (Be−B0) (3)
0 = s (Am−A0) + u (Be−B0) (4)
0 = p (Ae−A0) + q (Bm−B0) (5)
m = s (Ae−A0) + u (Bm−B0) (6)

係数p、q、s、uおよびA0、B0は予め算出又は測定可能な値であるので、AおよびBを(1)式および(8)式に代入することで推進力Ftおよび損失力Frが算出できる。   The coefficients p, q, s, u, and A0 and B0 are values that can be calculated or measured in advance. It can be calculated.

また、(1)式ではB出力を用いてA出力の補正をしている。(8)式ではA出力を用いてB出力の補正をしている。即ち、各式の算出を行っている測定モジュール制御部351が補正手段して機能している。これにより、第1検出回路373a8や第2検出回路373b8に含まれる検出対象以外のひずみの影響を排除することができる。なお、第1ひずみゲージ369a8と第2ひずみゲージ369b8がクランク方向(中心軸C1と平行な方向)にずれが無い場合、Ae=A0となりB出力による補正の必要がなくなる。また、本実施例の場合常にBe=B0となるのでA出力による補正は必要がなくなる。   In the equation (1), the A output is corrected using the B output. In equation (8), the A output is used to correct the B output. That is, the measurement module control unit 351 that calculates each formula functions as a correction unit. Thereby, the influence of distortion other than the detection target contained in the 1st detection circuit 373a8 or the 2nd detection circuit 373b8 can be excluded. If the first strain gauge 369a8 and the second strain gauge 369b8 are not displaced in the crank direction (direction parallel to the central axis C1), Ae = A0 and correction by the B output is not necessary. In the present embodiment, Be = B0 is always satisfied, so that correction by the A output is not necessary.

このようにして算出された推進力Ftと損失力Frは、第1の実施例と同様にサイクルコンピュータ201に送信される。測定モジュール制御部351における動作や、サイクルコンピュータ201及びケイデンスセンサ501の動作は、図7及び図8に示したフローチャートと同様である。   The propulsive force Ft and the loss force Fr calculated in this way are transmitted to the cycle computer 201 as in the first embodiment. The operations in the measurement module control unit 351 and the operations of the cycle computer 201 and the cadence sensor 501 are the same as those in the flowcharts shown in FIGS.

本実施例によれば、測定モジュール301は、自転車1のクランク105の内面119に設けられた第1ひずみゲージ369a8および第2ひずみゲージ369b8と、第1ひずみゲージ369a8および第2ひずみゲージ369b8と定電流電源3748が接続され、クランク105に生じているねじれ変形rzを検出する第1検出回路373a8と、第1検出回路373a8と、定電流電源3748が接続され、クランク105に生じている曲げ変形yおよび引張変形zを検出する第2検出回路373b8と、を有している。そして、第1ひずみゲージ369a8および第2ひずみゲージ369b8が、検出方向が互いに直交するとともに、第1ひずみゲージ369a8および第2ひずみゲージ369b8の検出方向の中間方向がクランク105の長手方向にとなるように設けられている。このようにすることにより、第1検出回路373a8で検出されたねじれ変形rzと、第2検出回路373b8で検出された曲げ変形yおよび引張変形zからクランク105に加わっている推進力Ftや損失力Frを測定することができる。したがって、簡便な方法で推進力Ftや損失力Frを測定することができる。また、定電流電源3748を用いているので、ひずみゲージの素子数を少なくすることができる。さらに、第1ひずみゲージ369a8および第2ひずみゲージ369b8がクランク105の内面119のみに設けられているので、1つの面のみで推進力Ftや損失力Frを測定することができ、また、内面119に設けることで、ユーザの足と干渉することがない。   According to the present embodiment, the measurement module 301 includes a first strain gauge 369a8 and a second strain gauge 369b8 provided on the inner surface 119 of the crank 105 of the bicycle 1, and a first strain gauge 369a8 and a second strain gauge 369b8. A first deformation circuit 373a8 for detecting torsional deformation rz generated in the crank 105, to which a current power supply 3748 is connected, a first detection circuit 373a8, and a constant current power supply 3748 are connected, and bending deformation y generated in the crank 105 And a second detection circuit 373b8 for detecting the tensile deformation z. The detection directions of the first strain gauge 369a8 and the second strain gauge 369b8 are orthogonal to each other, and the intermediate direction of the detection direction of the first strain gauge 369a8 and the second strain gauge 369b8 is the longitudinal direction of the crank 105. Is provided. Thus, the propulsive force Ft and the loss force applied to the crank 105 from the torsional deformation rz detected by the first detection circuit 373a8 and the bending deformation y and the tensile deformation z detected by the second detection circuit 373b8. Fr can be measured. Therefore, the propulsive force Ft and the loss force Fr can be measured by a simple method. In addition, since the constant current power source 3748 is used, the number of strain gauge elements can be reduced. Further, since the first strain gauge 369a8 and the second strain gauge 369b8 are provided only on the inner surface 119 of the crank 105, the propulsive force Ft and the loss force Fr can be measured with only one surface, and the inner surface 119. By providing in, it does not interfere with the user's foot.

また、第1検出回路373a8および第2検出回路373b8がブリッジ回路で構成され、第1ひずみゲージおよび第2ひずみゲージが、第1検出回路373a8を構成するブリッジ回路において定電流電源3748に対して直列に接続され、さらに、第1検出回路373a8を構成するブリッジ回路および第2検出回路373b8を構成するブリッジ回路の第1ひずみゲージ369a8および第2ひずみゲージ369b8以外の抵抗素子が、固定抵抗R、固定抵抗R1および固定抵抗R2で構成されているので、ブリッジ回路により、曲げ変形xや曲げ変形yおよび引張変形zを検出することができ、簡便な回路構成で推進力Ftや損失力Frを測定することができる。   Further, the first detection circuit 373a8 and the second detection circuit 373b8 are configured by a bridge circuit, and the first strain gauge and the second strain gauge are serially connected to the constant current power source 3748 in the bridge circuit configuring the first detection circuit 373a8. In addition, a resistance element other than the first strain gauge 369a8 and the second strain gauge 369b8 of the bridge circuit constituting the first detection circuit 373a8 and the bridge circuit constituting the second detection circuit 373b8 is connected to Since it is configured by the resistor R1 and the fixed resistor R2, the bending deformation x, the bending deformation y, and the tensile deformation z can be detected by the bridge circuit, and the propulsive force Ft and the loss force Fr are measured with a simple circuit configuration. be able to.

また、第1ひずみゲージ369a8および第2ひずみゲージ369b8が、互いに重ねられているので、ひずみゲージ369のサイズを小さくすることができる。   In addition, since the first strain gauge 369a8 and the second strain gauge 369b8 are overlapped with each other, the size of the strain gauge 369 can be reduced.

なお、第1ひずみゲージ369a8と第2ひずみゲージ369b8を重ねずに個別に配置してもよい。   Note that the first strain gauge 369a8 and the second strain gauge 369b8 may be arranged individually without overlapping.

また、第1検出回路373a8において、第1ひずみゲージ369a8と第2ひずみゲージ369b8は接続順序が逆であってもよい。   In the first detection circuit 373a8, the connection order of the first strain gauge 369a8 and the second strain gauge 369b8 may be reversed.

また、上述した8つの実施例では、サイクルコンピュータ201は1秒毎の平均推進力と平均損失力を表示していたが、例えば、クランク105の回転角度(30°など)毎に平均推進力と平均損失力を算出してその大きさを矢印等で表示するようにしてもよい。クランク105の回転角度は、例えばクランクギアの外周部近傍に狭装された、発光部と受光部とを有する光学式の回転検出センサからなり、発光部と受光部との間を通過するギアの歯の数をカウントし、このカウント値とギアの歯数との比を求めることで、回転角度を検出する方法や、ポテンションメータ等の既存のセンサにより検出する方法等が挙げられる。   In the eight embodiments described above, the cycle computer 201 displays the average propulsive force and the average loss force per second, but for example, the average propulsive force for each rotation angle of the crank 105 (30 °, etc.) The average loss force may be calculated and the magnitude thereof may be displayed with an arrow or the like. The rotation angle of the crank 105 is composed of, for example, an optical rotation detection sensor having a light emitting part and a light receiving part, which is confined in the vicinity of the outer periphery of the crank gear, and a gear passing between the light emitting part and the light receiving part. There are a method of detecting the rotation angle, a method of detecting with an existing sensor such as a potentiometer, and the like by counting the number of teeth and obtaining a ratio between the count value and the number of teeth of the gear.

また、算出された推進力Ftや損失力Frからクランク105の回転角度ごとの伝達効率を算出して表示しても良い。伝達効率とは、ペダル103に作用する力に対する推進力Ftの寄与率であり、ペダリング状態を示す指標となる。また、伝達効率に所定の閾値を設定し、その閾値以下である場合は、ペダリング状態が悪く、非効率的であると判定し、その結果を図形等により表示してもよい。   Further, the transmission efficiency for each rotation angle of the crank 105 may be calculated from the calculated propulsive force Ft and the loss force Fr and displayed. The transmission efficiency is a contribution ratio of the propulsive force Ft to the force acting on the pedal 103 and is an index indicating the pedaling state. Further, a predetermined threshold value may be set for the transmission efficiency, and if it is equal to or less than the threshold value, it may be determined that the pedaling state is poor and inefficient, and the result is displayed as a graphic or the like.

また、上述した8つの実施例において、右側クランク105Rにひずみゲージ369を設けていたが、左側クランク105Lにも設けることが可能である。これによって、ユーザは、左右のペダリングバランスを知ることが可能となる。   In the eight embodiments described above, the strain gauge 369 is provided on the right crank 105R, but it can also be provided on the left crank 105L. As a result, the user can know the left and right pedaling balance.

また、クランク105の製造過程においてひずみゲージ369を、クランク105の内部に埋め込んでも良い。また、クランク105が中空構造の場合には、ひずみゲージ369を中空の内側に接着しても良い。これらの方法によると、クランク105の外観を害せずにひずみゲージ369を配置することができる。また、ひずみゲージ369が外部に露出しないことから、ひずみゲージ369の耐久性を向上させることが可能となる。   Further, the strain gauge 369 may be embedded in the crank 105 during the manufacturing process of the crank 105. When the crank 105 has a hollow structure, the strain gauge 369 may be bonded to the inside of the hollow. According to these methods, the strain gauge 369 can be disposed without deteriorating the appearance of the crank 105. Further, since the strain gauge 369 is not exposed to the outside, durability of the strain gauge 369 can be improved.

また、図4などでは、ひずみゲージ369がクランク105の中央近傍に設けられているように記載しているが、ペダル103寄りやクランク軸107寄りに設けてもよい。ペダル103寄りに設けるとクランク105のひずみ量が小さいためにひずみゲージ369の寿命を延ばすことができる。クランク軸107寄りに設けるとてこの原理によりひずみゲージ369の出力が大きくなりノイズの影響を小さくすることができる。   4 and the like, the strain gauge 369 is described as being provided near the center of the crank 105, but may be provided near the pedal 103 or the crankshaft 107. When provided near the pedal 103, the strain of the crank 105 is small, so that the life of the strain gauge 369 can be extended. If it is provided near the crankshaft 107, the output of the strain gauge 369 is increased by this principle, and the influence of noise can be reduced.

また、ひずみゲージ369をクランク105の内面119に設けたが、外面120に設けてもよい。但し、外面120に設けた場合ユーザの足と緩衝する可能性があるので、内面119に設けたほうが好ましい。   Further, although the strain gauge 369 is provided on the inner surface 119 of the crank 105, it may be provided on the outer surface 120. However, when provided on the outer surface 120, there is a possibility of buffering with the user's foot.

また、ひずみゲージ369は、それぞれ1つの素子で構成するに限らず、複数素子から構成してもよい。また、ひずみゲージ369の抵抗値も全て同じに限らないが、各ひずみゲージ369や固定抵抗Rは、各変形を検出した際に正出力や負出力が出力される関係となる抵抗値としなければならない。   Further, the strain gauge 369 is not limited to being composed of one element, but may be composed of a plurality of elements. The resistance values of the strain gauges 369 are not limited to the same, but the strain gauges 369 and the fixed resistance R must have resistance values that have a relationship of outputting a positive output or a negative output when each deformation is detected. Don't be.

本発明おける人力機械とは、自転車1、フィットネスバイク等のクランク105を備えた人力で駆動される機械をいう。つまり、クランク105を備えた人力で駆動(必ずしも場所的な移動をする必要はない)される機械であれば、人力機械はどの様なものであっても良い。   The human-powered machine according to the present invention refers to a machine driven by human power provided with a crank 105 such as a bicycle 1 or a fitness bike. In other words, any human-powered machine may be used as long as it is a machine that is driven by a human power equipped with the crank 105 (it is not always necessary to move locally).

本発明における測定装置とは、サイクルコンピュータ201の一部であってもよいし、他の独立した装置であっても良い。さらに、物理的に別れた複数の装置の集合体であっても良い。場合によっては、ひずみゲージ369(測定モジュールひずみ検出回路365)以外は通信を介することとし全く別の場所にある装置であってもよい。つまり、測定モジュール301は、本発明における測定装置の一例である。   The measuring device in the present invention may be a part of the cycle computer 201 or may be another independent device. Further, it may be an aggregate of a plurality of devices physically separated. In some cases, a device other than the strain gauge 369 (measurement module strain detection circuit 365) may be a device in a completely different place through communication. That is, the measurement module 301 is an example of a measurement apparatus according to the present invention.

また、本発明は上記実施例に限定されるものではない。即ち、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。かかる変形によってもなお本発明の測定装置の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。   Further, the present invention is not limited to the above embodiment. That is, those skilled in the art can implement various modifications in accordance with conventionally known knowledge without departing from the scope of the present invention. Of course, such modifications are included in the scope of the present invention as long as the configuration of the measuring apparatus of the present invention is provided.

1 自転車(人力機械)
105 クランク
119 内面(側面)
120 外面(側面)
369a 第1ひずみゲージ
369b 第2ひずみゲージ
369c 第3ひずみゲージ
369d 第4ひずみゲージ
369e 第5ひずみゲージ
369f 第6ひずみゲージ
369g 第7ひずみゲージ
369h 第8ひずみゲージ
373a 第1検出回路
373b 第2検出回路
373c 第1検出回路
373d 第2検出回路
C1 中心軸
R 固定抵抗
ST11 測定モジュールA/DにてA/D変換(回転方向ひずみ検出工程、内外方向ひずみまたは引張方向ひずみ検出工程)
ST33 平均推進力、平均損失力算出(推進力測定工程、損失力測定工程)
1 Bicycle (human-powered machine)
105 Crank 119 Inner surface (side surface)
120 External surface (side surface)
369a 1st strain gauge 369b 2nd strain gauge 369c 3rd strain gauge 369d 4th strain gauge 369e 5th strain gauge 369f 6th strain gauge 369g 7th strain gauge 369h 8th strain gauge 373a 1st detection circuit 373b 2nd detection circuit 373c 1st detection circuit 373d 2nd detection circuit C1 Center axis R Fixed resistance ST11 A / D conversion by measurement module A / D (rotational direction strain detection process, internal / external strain or tensile direction strain detection process)
ST33 Average propulsive force, average loss force calculation (propulsion force measurement process, loss force measurement process)

Claims (10)

人力機械のクランクの回転する方向に生じている回転方向ひずみを検出する第1検出回路と、
前記クランクの前記回転する方向とは別の方向に生じている別方向ひずみを検出する第2検出回路と、
前記第1検出回路の検出結果に基づいて前記人力機械の推進力を測定し、前記第2検出回路の検出結果に基づいて前記人力機械の損失力を測定する制御部と、を有することを特徴とする測定装置。
A first detection circuit that detects a rotational direction strain generated in a direction in which a crank of a human-powered machine rotates;
A second detection circuit for detecting another direction strain generated in a direction different from the direction of rotation of the crank;
A control unit that measures a propulsive force of the manpower machine based on a detection result of the first detection circuit and measures a loss force of the manpower machine based on the detection result of the second detection circuit. A measuring device.
前記第2検出回路は、前記別方向ひずみとして、前記クランクの回転運動により定義される円を含む平面と垂直な方向に生じている内外方向ひずみ、または、前記クランクの長手方向と平行な方向に生じている引張方向ひずみのうち少なくとも一方を検出することを特徴とする請求項1に記載の測定装置。   The second detection circuit may be a strain in an inward / outward direction generated in a direction perpendicular to a plane including a circle defined by the rotational movement of the crank, or a direction parallel to a longitudinal direction of the crank as the separate direction strain. The measuring apparatus according to claim 1, wherein at least one of the generated strains in the tensile direction is detected. 前記平面と平行な前記クランクの面である側面に設けられた第1ひずみゲージ、第2ひずみゲージ、第3ひずみゲージ及び第4ひずみゲージを更に備え、
前記第1検出回路は、前記第1ひずみゲージおよび前記第2ひずみゲージが接続され、
前記第2検出回路は、前記第3ひずみゲージおよび前記第4ひずみゲージが接続され、
前記第1ひずみゲージ乃至前記第3ひずみゲージは、前記クランクの長手方向に対して検出方向が平行になるように設けられ、
前記第4ひずみゲージは、前記クランクの長手方向に対して検出方向が垂直になるように設けられている、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の測定装置。
A first strain gauge, a second strain gauge, a third strain gauge and a fourth strain gauge provided on a side surface which is a surface of the crank parallel to the plane;
The first detection circuit is connected to the first strain gauge and the second strain gauge,
The second detection circuit is connected to the third strain gauge and the fourth strain gauge,
The first strain gauge to the third strain gauge are provided so that a detection direction is parallel to a longitudinal direction of the crank,
The fourth strain gauge is provided so that the detection direction is perpendicular to the longitudinal direction of the crank.
The measuring apparatus according to claim 1 or 2, wherein
前記第1検出回路の出力および前記第2検出回路の出力に基づいて、それぞれの検出回路が検出するひずみ以外に混入しているひずみ成分を補正する補正手段を有していることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の測定装置。   It has a correction means for correcting a distortion component mixed in other than the distortion detected by each detection circuit based on the output of the first detection circuit and the output of the second detection circuit. The measuring apparatus according to claim 1. 前記第1ひずみゲージおよび前記第2ひずみゲージが、前記クランク側面の長手方向の中心軸に対して対称となるように設けられていることを特徴とする請求項3または4に記載の測定装置。   5. The measuring apparatus according to claim 3, wherein the first strain gauge and the second strain gauge are provided so as to be symmetric with respect to a longitudinal central axis of the crank side surface. 前記第3ひずみゲージと前記第4ひずみゲージが、互いに重ねられていることを特徴とする請求項3乃至5のうちいずれか一項に記載の測定装置。   The measurement apparatus according to claim 3, wherein the third strain gauge and the fourth strain gauge are overlapped with each other. 前記第1検出回路および前記第2検出回路がブリッジ回路で構成され、
前記第1ひずみゲージおよび前記第2ひずみゲージが、前記第1検出回路を構成する前記ブリッジ回路において電源に対して直列に接続され、
前記第3ひずみゲージおよび前記第4ひずみゲージが、前記第2検出回路を構成する前記ブリッジ回路において電源に対して直列に接続され、
前記第1検出回路を構成する前記ブリッジ回路および前記第2検出回路を構成する前記ブリッジ回路の前記第1乃至第4ひずみゲージ以外の抵抗素子が、固定抵抗で構成されている、
ことを特徴とする請求項3乃至6のうちいずれか一項に記載の測定装置。
The first detection circuit and the second detection circuit are configured by a bridge circuit,
The first strain gauge and the second strain gauge are connected in series to a power source in the bridge circuit constituting the first detection circuit,
The third strain gauge and the fourth strain gauge are connected in series to a power source in the bridge circuit constituting the second detection circuit;
A resistance element other than the first to fourth strain gauges of the bridge circuit constituting the first detection circuit and the bridge circuit constituting the second detection circuit is constituted by a fixed resistor,
The measuring apparatus according to any one of claims 3 to 6, wherein
前記固定抵抗が、前記第1検出回路と前記第2検出回路とで共有していることを特徴とする請求項7に記載の測定装置。   The measurement apparatus according to claim 7, wherein the fixed resistor is shared by the first detection circuit and the second detection circuit. 前記平面と平行な前記クランクの面である側面に設けられた第1ひずみゲージ、第2ひずみゲージ、第3ひずみゲージ、第4ひずみゲージ、第5ひずみゲージ、第6ひずみゲージ、第7ひずみゲージ、第8ひずみゲージを更に備え、
前記第1検出回路は、前記第1ひずみゲージ、前記第2ひずみゲージ、前記第5ひずみゲージおよび前記第6ひずみゲージが接続され、
前記第2検出回路は、前記第3ひずみゲージ、前記第4ひずみゲージ、前記第7ひずみゲージおよび前記第8ひずみゲージが接続され、
前記第1ひずみゲージ、前記第2ひずみゲージ、前記第3ひずみゲージおよび前記第8ひずみゲージは、前記クランクの長手方向に対して検出方向が平行になるように設けられ、
前記第4ひずみゲージ、前記第5ひずみゲージ、前記第6ひずみゲージ、前記第7ひずみゲージは、前記クランクの長手方向に対して検出方向が垂直になるように設けられている、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の測定装置。
A first strain gauge, a second strain gauge, a third strain gauge, a fourth strain gauge, a fifth strain gauge, a sixth strain gauge, and a seventh strain gauge provided on a side surface that is a surface of the crank parallel to the plane. , Further comprising an eighth strain gauge,
The first detection circuit is connected to the first strain gauge, the second strain gauge, the fifth strain gauge, and the sixth strain gauge,
The second detection circuit is connected to the third strain gauge, the fourth strain gauge, the seventh strain gauge, and the eighth strain gauge,
The first strain gauge, the second strain gauge, the third strain gauge, and the eighth strain gauge are provided so that a detection direction is parallel to a longitudinal direction of the crank,
The fourth strain gauge, the fifth strain gauge, the sixth strain gauge, and the seventh strain gauge are provided so that the detection direction is perpendicular to the longitudinal direction of the crank.
The measuring apparatus according to claim 1 or 2, wherein
前記第1検出回路および前記第2検出回路がブリッジ回路で構成され、
前記第1ひずみゲージおよび前記第6ひずみゲージ、前記第2ひずみゲージおよび前記第5ひずみゲージが、前記第1検出回路を構成する前記ブリッジ回路においてそれぞれ対角の位置に接続され、
前記第3ひずみゲージおよび前記第8ひずみゲージ、前記第4ひずみゲージおよび前記第7ひずみゲージが、前記第2検出回路を構成する前記ブリッジ回路においてそれぞれ対角の位置に接続されている、
ことを特徴とする請求項9に記載の測定装置。
The first detection circuit and the second detection circuit are configured by a bridge circuit,
The first strain gauge, the sixth strain gauge, the second strain gauge, and the fifth strain gauge are respectively connected to diagonal positions in the bridge circuit constituting the first detection circuit;
The third strain gauge, the eighth strain gauge, the fourth strain gauge, and the seventh strain gauge are connected to diagonal positions in the bridge circuit constituting the second detection circuit, respectively.
The measuring apparatus according to claim 9.
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