JP2016512888A - 回転可能なトルク測定装置と方法 - Google Patents
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Abstract
回転軸を有するトルク測定装置であって、トルク測定装置は、内部の管状の構造、外部の管状の構造、および、複数のリブを含み、複数のリブは各々、 回転軸に平行なリブ長さ方向におけるリブの長さ寸法と、長さ方向に垂直な幅方向におけるリブの幅の寸法であって、軸方向に回転軸に延びるリブの幅の寸法と、長さ方向に垂直で、かつ幅方向に垂直な厚み方向における最小限のリブの厚み寸法を備え、長さ寸法は幅寸法よりも大きく、幅寸法は厚み寸法よりも大きく、複数のリブの各々は、リブの長さ方向とリブの幅方向にある中心平面を有し、内部の管状の構造と外部の管状の構造との間に加えられるトルクは、外部の管状の構造に対する内部の管状の構造の角変位をもたらす。【選択図】図９Ｊ
Description
関連出願への相互参照
本出願は、「ＲＯＴＡＴＡＢＬＥ ＴＯＲＱＵＥ−ＭＥＡＳＵＲＩＮＧ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ」と題された２０１３年３月１５日に出願された米国特許出願第１３／８４４，６８８号の利益を主張するものであり、該文献は参照により本明細書に組み込まれる。本出願は、「ＲＯＴＡＴＡＢＬＥ ＴＯＲＱＵＥ−ＭＥＡＳＵＲＩＮＧ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ」と題された２０１３年３月１５日に出願された米国特許出願第１３／８４４，７６９号の利益を主張するものであり、該文献は参照により本明細書に組み込まれる。
本出願は、「ＲＯＴＡＴＡＢＬＥ ＴＯＲＱＵＥ−ＭＥＡＳＵＲＩＮＧ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ」と題された２０１３年３月１５日に出願された米国特許出願第１３／８４４，６８８号の利益を主張するものであり、該文献は参照により本明細書に組み込まれる。本出願は、「ＲＯＴＡＴＡＢＬＥ ＴＯＲＱＵＥ−ＭＥＡＳＵＲＩＮＧ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ」と題された２０１３年３月１５日に出願された米国特許出願第１３／８４４，７６９号の利益を主張するものであり、該文献は参照により本明細書に組み込まれる。
本発明は一般にトルクセンサーとトルク検出の技術分野に関し、具体的には、シャフトに加えられるトルクを測定する方法と装置に関し、該装置の１つの用途は、自転車の乗り手によって加えられるトルク、力、および／またはエネルギーを測定することであり、該装置は、後輪ハブ（フリーハブとも呼ばれる）に取り付けられるとともに１以上のスプロケットカセットを保持する、カセットホルダーを備える。
自転車の乗り手が自転車に乗りながら楽にモニターすることができるディスプレイに情報を継続的に送信する自転車に取り付けられるトルク測定装置を使用する傾向が強まっている。トルク測定装置は、自転車の乗り手によって自転車のドライブトレインに加えられるトルクを計算することもある。測定されたトルクは、自転車のコンピューターディスプレイ上で乗り手に示される力測定値に変換されることもある。
「Ｃａｓｓｅｔｔｅ−ｂａｓｅｄ ｐｏｗｅｒ ｍｅｔｅｒ」と題され、２０１０年８月１７日にＲｏｅｓｓｉｎｇｈらに対して発行された米国特許第７，７７５，１２８号は参照により本明細書に組み込まれる。特許第７，７７５，１２８号では、Ｒｏｅｓｓｉｎｇｈらは、くぼんだ自転車のスプロケットカセットにより定義される空洞内に取り付けられた力感知構造を有するカセットに基づいた力測定装置について記載している。こうした力感知構造は、ユーザーの加えたトルクを測定するように構成されたトルク検出要素を含むトルク検出アセンブリを含んでいる。トルク検出要素は、測定されたデータを処理してそれを受信機に送信するように構成された電子機器アセンブリと通信する。トルク検出アセンブリは、後部プレートとフリーハブの間で固定されたトルクチューブまたは一連の曲げ梁（ｂｅｎｄｉｎｇ ｂｅａｍｓ）を備えることもある。トルクチューブあるいは曲げ梁は、ユーザーの加える力に応じて力の適用により引き起こされる歪みを測定するためにそれにつなげた歪みゲージを含むこともある。
「Ｔｏｒｑｕｅ ｓｅｎｓｏｒ ｆｏｒ ａ ｔｕｒｎｉｎｇ ｓｈａｆｔ」と題され、２００４年２月２４日にＮｉｃｏｔに対して発行された米国特許第６，６９４，８２８号は参照により本明細書に組み込まれる。特許第６，６９４，８２８号では、Ｎｉｃｏｔは、シャフトの右側部分の第１の面に置かれた少なくとも１つの磁場発生器と、シャフトの右側部分の第２の面に置かれた少なくとも１つの磁場検出器を有する装置について記載している。該検出器は検出器に対する磁場発生器の相対的な角度変化に従ってトルクに比例した信号を生成し、磁場発生器は回転シャフトに接続された支持機構によって支持された磁気構造を有している。磁場検出器は磁場発生器のほぼ反対側にあり、回転シャフトに接続された支持機構により支持されている。
内部のシャフトまたはハブと、シャフトまたはハブにトルク力を送る／シャフトまたはハブからトルク力を受け取る外部構造物との間に挿入可能なトルクを測定する一般に管状の装置が当該技術分野では必要とされており、とりわけ、スプロケットカセットまたはスプロケットと、運転される自転車の車輪との間のトルクを測定するスプロケットカセットホルダーまたはスプロケットホルダーに対するニーズが依然としてある。
いくつかの実施形態では、本発明は、自転車の後輪のハブ（フリーホイールハブまたはフリーハブとも呼ばれる）と１つ以上のスプロケットおよび／またはスプロケットの間に挟装するスプロケットカセットホルダーを含んでいる。スプロケットカセットホルダーは外部のフリーハブ部材を定義することもあり、自転車の後輪のハブは内部のフリーハブ部材を定義することもある。スプロケットは、外部のフリーハブ部材の形状によって定義され得るように、カセット方式で単独でまたはグループで組み立てられ、外部のフリーハブ部材につけられることもある。いくつかの実施形態では、スプロケットカセットホルダーは、トルク測定センサーとして使用される、電気的、光学的、機械的、および／または磁気的な変位を測定する装置および回路を備える。いくつかの実施形態では、変位測定装置は、ホルダーの内部部分に対するホルダーの外部部分の相対的な角変位を測定することにより、チェーンを介して自転車の乗り手によってスプロケットカセットホルダーのスプロケットに加えられるトルクに比例した信号を生成する。
いくつかの実施形態では、変位測定装置および回路は、スプロケットカセットホルダーの内部の空洞にある１つ以上のバッテリーなどの直流（ＤＣ）電源によって動力を供給される。いくつかの実施形態では、変位測定装置および回路はスプロケットカセットホルダーの内部の空洞に位置する。いくつかの実施形態では、スプロケットカセットホルダーの外部部分は外部のフリーハブ部材を定義し、ホルダーの内部部分は内部のフリーハブ部材を定義することもある。いくつかの実施形態では、バッテリー、変位測定装置および回路は、スプロケットカセットホルダーによって定義される外部のフリーハブ部材と内部のフリーハブ部材の間に位置することもある。
いくつかの実施形態では、信号はディスプレイにつながれた受信機ユニットに無線で送信される。いくつかのこうした実施形態ではディスプレイは自転車に取り付けられ、他の実施形態ではディスプレイは自転車の乗り手の手首に結び付けられる。いくつかの実施形態では、ディスプレイは、測定されたトルクによって決定された１つ以上のパラメーター（トルク、力、またはエネルギーなど）の数値を示す。いくつかの実施形態では、ディスプレイは、測定されたトルクによって決定された１つ以上のパラメーター（トルク、力、またはエネルギーなど）のグラフ表示を示す。いくつかの実施形態では、グラフ表示は、トリップの時間に応じてパラメーターの１つ以上のグラフを含んでいる。いくつかの実施形態では、現在のトリップのパラメーターのグラフ表示は、１以上の過去のトリップのパラメーターのグラフ表示と同時に表示される。
いくつかの実施形態では、変位測定装置および回路は、ホルダーの外部部分につけられたプレートと、ホルダーの内部部分に付けられた別のプレートとを含む平行なプレート間での電気測定を使用する。いくつかの実施形態では、変位測定装置および回路は、ホルダーの外部部分につけられた構造と、ホルダーの内部部分につけられた構造との間の光学測定を使用する。
図２Ａを簡潔に参照すると、いくつかの実施形態では、スプロケットカセットホルダー（２０１）の外部部分（２１１）は、他の一般に管状の部分の特有の径方向の寸法とは異なる特有の径方向の寸法をそれぞれが有している複数の一般に管状の部分（２１０）と（２１５）を有し、各々の一般に管状の部分（例えば、２１０）は、より小さな特有の径方向の寸法を有する一般に管状の部分とより大きな特有の径方向の寸法を有する隣接した一般に管状の部分との間で半径方向に延びる連結壁（例えば、２６０）によって隣接した一般に管状の部分（例えば、２１５）に連結する。いくつかの実施形態では、１以上の一般に管状の部分（例えば２１０）は、その１以上の一般に管状の部分（例えば２１０）の対向端部で連結壁（例えば２６０）に平行な面で半径方向に伸びる壁（例えば２６１）によって強化される。
いくつかの実施形態では、スプロケットカセットホルダーは複数の一般に管状の部分他を有し、その各々は他の一般に管状の部分の特有の径方向の寸法とは異なる特有の径方向の寸法を有している。各々の一般に管状の部分は、より小さな特有の径方向の寸法を有する一般に管状の部分とより大きな特有の径方向の寸法を有する隣接した一般に管状の部分との間で半径方向に延びる１つ以上の連結壁のようなリブによって隣接した一般に管状の部分に連結される。リブは、スプロケットカセットホルダーの外部部分と内部部分との間に回転トルクが加えられているときに、その外側の縁が接線方向に逸れるように構成され、一方で、リブは、スプロケットカセットホルダーの外部部分とスプロケットカセットホルダーの内部部分の両方をフリーハブの回転軸に対して同心となるように維持する。
いくつかの実施形態では、スプロケットカセットホルダーの内部部分は、自転車の後輪のフリーハブに対して固定された関係のままであるように構成された内表面と、外部部分の複数の一般に管状の部分の１つに対して複数の壁のようなリブによって連結される外表面とを有する少なくとも１つの一般に管状の部分を有している。いくつかの実施形態では、スプロケットカセットホルダーの内表面は内部のフリーハブ部材を定義し、ホルダーの外表面は外部のフリーハブ部材を定義することもある。いくつかの実施形態では、スプロケットカセットホルダーの内部のフリーハブ部材は自転車の車輪のフリーハブに同心的に外嵌されることもあれば、付けられることもある。いくつかの実施形態では、スプロケットカセットホルダーの外部のフリーハブ部材は、外部のフリーハブ部材に同心的に外嵌され、かつ付けられるように構成された１つのスプロケットまたはスプロケットのグループを受けることもある。
以下の詳細な記載は例示目的で多くの細目を含んでいるが、当業者は以下の詳細に対する多くの変更や修正が本発明の範囲内であることを認識するだろう。非常に狭くかつ特定の例を用いて特別な実施形態を例証している；しかしながら、請求項に記載される本発明はこうした例にだけ制限されるように意図されておらず、むしろ付属の請求項の全範囲を含んでいる。これに応じて、本発明の以下の好ましい実施形態は、本発明の主題の一般法則を失うことなく、かつ、本発明の主題に制約を課すことなく述べられている。さらに、好ましい実施形態の以下の詳細な記載では、本発明の一部を形成する添付の図面について言及されており、これらは本発明が実施され得る特定の実施形態を例証する目的で示されている。他の実施形態を利用してもよく、本発明の範囲から逸脱することなく構造的な変化がなされることを理解されたい。図中で示され、本明細書で記載される実施形態は、すべての特定の実施形態には含まれていない特徴を含むこともある。特別な実施形態が記載された特徴のすべてのサブセットのみを含むこともあれば、特別な実施形態が記載された特徴をすべて含むこともある。
同じ参照番号が多数の図に現われる同一の成分を参照するためにすっかり使用されるように、図に一般に現われる参考番号の主要なディジットは、その成分が最初に導入される図番号に相当する。信号や連結は同じ参照番号またはラベルによって参照されることもあり、実際の意味は記載の文脈のおけるその使用法から明らかになるであろう。
図１Ａは、本発明のいくつかの実施形態に従って、図１Ｂの切断線１Ａで見られるように、トルクを測定するカセットホルダー（１０１）の側方断面図であり、該ホルダー（１０１）はホルダー（１０１）の回転軸を通る中心平面を各々が有している複数のシングルリブを使用する。さらに図１Ｂを参照すると、それぞれの可撓性を有するリブ（１２８）は外部の管状の構造（１１０）を内部の管状の構造（１３０）に連結し、複数の可撓性を有するリブ（１２８）は内部の管状の構造（１３０）に外部の管状の構造（１１０）を連結するただ一つの構造部材である。複数の可撓性を有するリブ（１２８）のおかげで、外部の管状の構造（１１０）は、内部の管状の構造（１３０）に対してわずかに回転しつつ、内部の管状の構造（１３０）と装置の回転軸（９９）に対して同心でかつ中心にあるままで維持される。これにより、管状の構造（１１０または１３０）の少なくとも１つに対して付けられた回転変位測定装置は、外部の管状の構造（１１０）に取り付けられたチェーン駆動式のスプロケットと、内部の管状の構造（１３０）から内部に突き出る複数のスプライン（１３１と１３２）を収容する複数のスロットを有するハブとの間に加えられるトルクを測定することが可能である。いくつかの実施形態では、カセットホルダー（１０１）は、適切な１つの金属片から粉砕されるおよび／または該金属片として鋳造される（つまり、いくつかの実施形態は、適切な金属を使用してカセットホルダー（１０１）のベース形状を鋳造することで始まり、その後、粉砕作業を行って最終的な所望の形状を達成する）。他の実施形態では、カセットホルダー（１０１）は適切なポリマー材料または複合材料から粉砕されるおよび／または鋳造される。
いくつかの実施形態では、カセットホルダー（１０１）の中央の穴（１６１）は、スプライン（１３１と１３２）がハブ内のスロットに嵌った状態で、自転車の後輪のハブに嵌合する。
図１Ａ、図１Ｂ、および図１Ｃで示されるカセットホルダー（１０１）の実施形態では、それぞれの可撓性を有するリブ（１２８）は、カセットホルダー（１０１）の回転軸（９９）を含む径方向平面（９８）と同一平面上にある中心平面（９０）を特徴とする径方向リブ（その用語が本明細書で使用されているように）である。言い換えれば、カセットホルダー（１０１）の回転軸（９９）は各リブ（１２８）の中心平面（９０）内に位置する。図１Ａは図１Ｂの頂部または底部のリブ（１２８）の中心平面（９０）を通る断面図である。
図１Ｂは、本発明のいくつかの実施形態に従って、図１Ａの切断線１Ｂで見られるように、トルクを測定するカセットホルダー（１０１）の端部断面図である。いくつかの実施形態では、スプライン（１３２）は、ハブに対してあらかじめ定義された方向を有するように位置合わせするために、他のスプライン（１３１）とは異なる形（つまり、これは「鍵がついている」）である。いくつかの実施形態では、この鍵の付いたスプラインは本発明の機能には必要ではないが、特定のメーカーの旧来の自転車のハブと共にトルクを測定するカセットホルダー（１０１）を使用できるようにするために使用される。ここのこうした旧来式のハブについて、本発明の様々な実施形態は、所定のハブに接続するために必要なスプラインで作られる。いくつかの実施形態では、外部の管状部材（１１０）の外側表面も、スロット、ピン、または、他のホルダー、および／または鍵、および／またはスプロケットまたはスプロケットのカセット／クラスタがカセットホルダー（１０１）の外部に取り付けられることになっている方向を示すしるし（例えば、以下に記載の図１ｉと図３Ｃで説明される例を参照）で作られる。いくつかの実施形態では、径方向リブ（１２８）は、グループごとに１つ以上のリブのグループで配置される（１つのグループ当たり１つのリブと４つのグループが図１Ｂで示されているが、他の実施形態は、１つのグループ当たり１つを超えるリブとリブの３つまたは４つのグループ（あるいは他の適切な数のグループ）を含んでいる）。いくつかの実施形態では、リブ（１２８）のそれぞれのグループはスロット（１１１）によって隣接するグループから離れている。いくつかの実施形態では、それぞれのスロット（１１１）は、スプライン（１３１）または（１３２）の後部または外部部分に向かっておよび／または後部または外部部分へと伸びる内部スロット延長部（１２７）（これはリブ（１２８）の径方向の寸法を広げる）を含む、両端部で開いている幅広の端部を有しており、リブはそれぞれのスプライン（１３１）または（１３２）にある。したがって、外部の管状部材（１１０）からの（リブ（１２８）を介して伝えられる）トルクは、まさにスプライン（１３１）または（１３２）で内部の管状部材（１３０）に移され、これがトルクをハブに伝達する。内部の管状部材がその内側に利用可能なほとんどの材料を有しているスプライン（１３１）または（１３２）でリブの幅の広い内部のスロット延長部（１２７）の位置を決めることによって、これにより、スプラインから離れた位置でスロットが内向きに延びる場合、実際に起こり得るよりも広いリブを形成することができる。いくつかの実施形態では、外部の管状部材（１１０）は、スプロケット（図２ｉを参照）から可撓性を有するリブ（１２８）までトルクを伝達するために、および、スロット（１１１）の外部延長部を内部の延長部（１２７）（延長部（１２６）によって図２Ｄで示されるような）に対向させることを可能にするために、それぞれの可撓性を有するリブ（１２８）に隣接するスプラインを含んでいる。
図１Ｃは、本発明のいくつかの実施形態に従って、図１Ｂの切断線１Ｃで見られるように、トルクを測定するカセットホルダー（１０１）の側方断面図である。この断面図の例では、図１Ｂの１Ｃでの径方向の平面断面は、垂直な径方向平面（９８）から時計回りに約３０度であり、図１Ｂの左上側のスプライン（１３１）は貫通孔の中心穴（１６１）の向こう側で目に見える。
図１Ｄは、本発明のいくつかの実施形態に従って、複数のシングルリブを使用するトルクを測定するカセットホルダー（１０４）の端部断面図であり、各々のリブはホルダー（１０４）の回転軸から中心を外れた中心面を有している。図１Ｂの径方向リブ（１２８）とは対照的に、図１Ｄの傾いたリブ（１２０）はそれぞれ中心平面（９０）を有しており、この平面は回転軸（９９）の中心からそれぞれの傾いたリブ（１２０）に向かって伸びる径方向平面（９８）からある角度で中心を外れている。リブ（１２０）がこうして傾いているため、壁を広げることなく、または外部の管状部材（１１０）を内側に変形させることなく、または、内部の管状部材（１３０）を外側に変形させることなく、内部の管状部材（１３０）に対して時計回り方向（図１Ｄの視点から見て）へ外部の管状部材（１１０）の膨大な回転量（図１Ｂのカセットホルダー（１０１）と比較して）が可能となる。等しい厚さと、それぞれの中心平面（９０）と径方向平面（９８）の間の同じ傾き角度とを有するような壁を形成することで、それぞれの傾いたリブ（１２０）は等しい（実質的に等しい）量だけ曲がり、内部の管状の構造（１３０）に対して、および装置の回転軸（９９）に対して、外部の管状の構造（１１０）を同軸かつ中心にあるよう維持する。
図１Ｄ１は図１Ｄの上部中央部分の拡大した断面図である。それぞれのリブ（１２０）の個々の中心平面（９０）は、回転軸と平行であり、かつ内部の管状の構造（１３０）の最小の外部の径方向寸法１３０．１の次の個々のリブ（１２０）内に位置する個々の第１の幾何学線９２．１から、回転軸と平行であり、かつ外部の管状の構造（１１０）の最大の内部の径方向寸法１１０．１の隣の個々のリブ（１２０）内に位置する個々の第２の幾何学線９２．２まで、リブ（１２０）内部で伸びる。第１の幾何学線９２．１と個々の第２の幾何学線９２．２の間の距離は、リブ（１２０）の幅９２である。
いくつかの実施形態では、複数のリブ（１２９）はそれぞれ、回転軸（９９）と平行な長さ方向にリブ長さ寸法（９３）、長さ方向に垂直な幅方向に、および回転軸から短い方の径方向距離にある線と回転軸から長い方の径方向距離にある線とから伸びているリブ幅方向寸法（９２）、および長さ方向に垂直で、かつ幅方向に垂直な厚さ方向に最小のリブ厚み寸法（９１）を有しており、長さ寸法は幅寸法よりも大きく、幅寸法は厚み寸法よりも大きい。いくつかの実施形態では、最小のリブ厚み寸法（９１）はリブ幅寸法（９２）の３３％未満である（いくつかの実施形態では、リブ厚み寸法（９１）はリブ幅寸法（９２）の１２％から２５％の範囲であり、いくつかの実施形態では、リブ厚み寸法（９１）はリブ幅寸法（９２）の約１４％である）、リブ厚み寸法（９１）はリブ長さ寸法（９３）の１６％未満である（図１Ａを参照）（いくつかの実施形態では、リブ厚み寸法（９１）はリブ長さ寸法（９３）の３％から１０％の範囲であり、いくつかの実施形態では、リブ厚み寸法（９１）はリブ長さ寸法（９３）の約４％である）。いくつかの実施形態では、その内径端とその外径端でのリブ（１２０）の壁は丸く、中央よりもわずかに厚い。
図１Ｅは、本発明のいくつかの実施形態に従って、図１Ａの切断線１Ｂで見られるように、複数のリブを使用するトルクを測定するカセットホルダー（１０５）の端部断面図であり、リブはそれぞれホルダー（１０５）の回転軸から中心を外れた中心平面を有しているが、回転軸を通る平面がリブの全幅内にあるように十分に厚い。いくつかの実施形態では、リブ厚み寸法（図１Ｄの寸法（９１）を参照）は、リブ幅寸法（図１Ｄの寸法（９２）を参照）の約３３％であり、リブ厚み寸法（９１）はリブ長さ寸法（９３）（図１Ａを参照）の１６％未満である。いくつかの実施形態では、その内径端とその外径端でのリブ１２９の壁は丸く、中央よりもわずかに厚い。より厚いスプライン（１２９）（図１Ｄのスプライン（１２０）の厚さと比べて）を使用することで、外部の管状部材（１１０）と内部の管状部材（１１０）の間で大量のトルクが収容される。
図１Ｆは、本発明のいくつかの実施形態に従って、図１Ｈの切断線１Ｆで見られるように、トルクを測定するカセットホルダー（１０６）の端部断面図である。いくつかの実施形態では、カセットホルダー（１０６）は、複数のマルチリブ群（１２２）を備え、それぞれのマルチリブ群（１２２）は複数の傾いたリブ（１２１）を有し、それぞれのリブ（１２０）はカセットホルダー（１０６）の回転軸（９９）から中心を外れた中心平面（９０）を有している。いくつかの実施形態では、複数のリブ（１２０）は、それぞれのスプライン（１３１）または（１３２）の中央部分から外側に伸びている。いくつかの実施形態では、１つ以上のリブ（１２０）はそれぞれのスプライン（１３１）または（１３２）の側部を越えたところから外側に伸びているが、依然としてスプラインに近い。それぞれのマルチリブ群（１２２）の多くの傾いたリブ（１２１）を使用することで（図１Ｄの単一のスプライン（１２０）と比較して）、外部の管状部材（１１０）と内部の管状部材（１３０）の間で大量のトルクが得られ、同様に、図１Ｅのより厚くより堅いリブ（１２９）よりも多くの角度の偏向が得られる。図１Ｆの他の態様は類似の番号の付いた参照文献について上に記載された通りである。いくつかの実施形態において、切断線１Ｈは一対の穴部（１２３）のそれぞれ１つを通る（図１Ｆの頂部の１つと底部のもう１つ）。いくつかの実施形態では、リブ（１２２）の各群内の複数（１２５）の穴部（１２３）は、１つ以上の内部のリブを形成する（例えば、ここに示された実施形態では、３つの穴部（１２３）はそれぞれの群（１２２）で４つのリブ（１２１）を形成する）。
図１Ｇは、本発明のいくつかの実施形態に従って、図１Ｆの切断線１Ｇで見られるように、トルクを測定するカセットホルダー（１０６）の側方断面図である。いくつかの実施形態では、回転軸（９９）がそれぞれのリブ（１２１）の中心平面（９０）にないようにそれぞれのリブは傾いているが、図１Ｆの切断線１Ｇに沿った径方向平面は、図１Ｇで示されるように、それぞれのリブ（１２１）の少なくともいくつかの完全に内部にある。
図１Ｈは、本発明のいくつかの実施形態に従って、図１Ｆの切断線１Ｈで見られるように、トルクを測定するカセットホルダー（１０６）の側方断面図である。いくつかの実施形態では、図１Ｆの切断線１Ｈは、この図１Ｈの（１２３）と標識された開口部によって示されるように、一対の穴部（１２３）のそれぞれ１つを通る（図１Ｆの頂部の１つと底部のもう１つ）。
図１ｉは、本発明のいくつかの実施形態に従って、図１Ｊまたは１Ｋの切断線１ｉで見られるように、複数のマルチリブ群を使用するトルクを測定するカセットホルダー（１０６）の端部断面図であり、それぞれのマルチリブ群は複数のリブを有し、それぞれのリブはホルダー（１０６）の回転軸から中心を外れた中心平面を有する。いくつかの実施形態では、リブ（１２２）のそれぞれの群内の複数（１２５）の穴部（１２３）は１つ以上の内部のリブを形成する（例えば、ここで示された実施形態では、４つの穴部（１２３）は各群（１２２）において５つのリブ（１２１）を形成する）。いくつかの実施形態では、ここで示されるように、複数の開口部（１１１）のぞれぞれは、複数のスロット（１１４）および／またはポスト（１４０）の１つのための空間を提供するために、その中心で内側に向かってまたはその中心付近で狭くなっている。いくつかの実施形態では、１つ以上のスプロケットまたはスプロケットカセットは、外部の管状部材（１１０）の外側の周りに取り付けられ、回転すると、スロット（１１４）の側および／またはポスト（１４０）の１つの面に対してその回転トルク力を加える。いくつかの実施形態では、それぞれのポストは円筒形である（断面が円形）。他の実施形態では、それぞれのポストは回転軸を通る平面にある平らな面を有している。
図１ｉ１は、トルクを測定するカセットホルダー（１０６）用の４つの代替物ポスト（１４２）についての端部断面図であり、それぞれのポストは回転軸を通る平面にある平らな面を有している。
図１Ｊは、本発明のいくつかの実施形態に従って、図１ｉの切断線１Ｊで見られるように、トルクを測定するカセットホルダー（１０６）の側方断面図である。
図１Ｋは、本発明のいくつかの実施形態に従って、図１ｉの切断線ＩＫで見られるように、トルクを測定するカセットホルダー（１０６）の側方断面図である。
図１Ｌは、本発明のいくつかの実施形態に従って、図１Ｍまたは図１Ｎの切断線ＩＬで見られるように、複数のマルチリブ群（１２２）を使用するトルクを測定するカセットホルダー（１０８）の端部断面図であり、それぞれのマルチリブ群は複数のリブ（１２１）を有し、それぞれのリブはホルダー（１０８）の回転軸（９９）から中心を外れた中心平面（９０）を有する。いくつかの実施形態では、単一の細長い穴部（１２３）は、それぞれのリブ群（１２２）で２つのリブ（１２１）を形成し、各々のリブは、その特徴的な中心平面（９０）が回転軸（９９）とリブ群（１２２）の間に伸びる径方向平面に対して一定の角度となるように、一定の角度で傾いている。いくつかの実施形態では、各開口部（１１１）の内部の延長部（１２７）の少なくともいくつかは、その対応するスプライン（１３２）へ内部深くに伸びるため、内部の管状部材（１３０）の内部で完全に嵌合する回転軸（９９）上に中心のある完全な円はない。いくつかの実施形態では、回転軸（９９）上に中心のある円の円周のすべてではないが少なくとも大部分は、内部の管状部材（１３０）の内部で嵌合する。いくつかの実施形態では、回転軸（９９）上に中心のある円の円周のすべてではないが少なくとも８０％は、内部の管状部材（１３０）の内部で嵌合する。同様に、外部のスロットまたはグルーブ１１４を形成する外部の管状部材（１１０）の内部の偏向の少なくとも一部は内部深くにまで伸びるため、外部の管状部材（１１０）の内部で嵌合する回転軸（９９）上に中心のある完全な円はない。いくつかの実施形態では、回転軸（９９）上に中心のある円の円周のすべてではないが少なくとも大部分は、外部の管状部材（１１０）の内部深くで嵌合する。いくつかの実施形態では、回転軸（９９）上に中心のある円の円周のすべてではないが少なくとも７０％は、外部の管状部材（１１０）の内部深くに嵌合する。
図１Ｍは、本発明のいくつかの実施形態に従って、図１Ｌの切断線１Ｍで見られるように、トルクを測定するカセットホルダー（１０８）側方断面図である。
図１Ｎは、本発明のいくつかの実施形態に従って、図１Ｌの切断線ＩＮで見られるように、トルクを測定するカセットホルダー（１０８）の側方断面図である。
図２Ａは、本発明のいくつかの実施形態に従って、図２Ｃの切断線２Ａで２Ｃ見られるように、複数のマルチリブ群（１２２）（図１Ｆのような）を使用するトルクを測定するカセットホルダー（２０１）の側方断面図であり、各マルチリブ群は複数のリブ（１２１）を有し、各々のリブはホルダー（２０１）の回転軸から中心を外れた中心平面を有する。いくつかの実施形態では、各々の傾いたリブ（１２１）は、その外側縁で片持ち式の外部の管状構造（２１１）の外側のリブ支持部分（２１０）と接続し、片持ち式の外部の管状構造（２１１）は、外側のリブ支持部分（２１０）の左端を補強する正面の補強壁（２６２）、外側のリブ支持部分（２１０）の右側の端部と外部の筐体部分（２１５）の左端を補強する中央の補強壁（２６０）（これは、いくつかの実施形態では、その円周の大部分で厚いが、複数の外部の周辺位置で薄くなっている（ここでは、２つの外部の位置、頂部と底部で薄くなっており（図２Ｂを参照））、他の実施形態では、図２Ｂで示される４つの他の外部のボルト穴を含めるために、より多くの位置で、例えば、６０度の間隔で広がった６つの位置で薄くなっている）を含む。いくつかの実施形態では、外部のボルト穴および／または薄くなった部分は、内部のスプロケットカセットがトルクを加えることができる複数のポケット（２１６）および／または平らな面（２１７）（図２Ｂを参照）を形成する。いくつかの実施形態では、外部の筐体部分（２１５）の内壁と（２３０）の外壁との間、およびトルクを測定するカセットホルダー（２０１）の後（左側）端部から中央の補強壁（２６０）の左または後ろまでのドーナツ形状のスペースは、内部構造（２３０）と外部の筐体部分（２１５）との間の回転移動を可能にする後壁および後壁のテフロン（登録商標）スリップリングまたはゴム製のＯリング、ならびに内部構造（２３０）と正面の補強壁（２６１）の右側の端部との間の回転移動を可能にする正面壁のテフロン（登録商標）スリップリングまたはゴム製のＯリングを用いて、ゴミや油や水から密封可能な筐体を提供する。いくつかの実施形態では、外部の筐体部分（２１５）の内壁と（２３０）の外部の壁との間の筐体は、トルクを測定する電子機器用の電子機器を含むように使用される。
図２Ｂは本発明のいくつかの実施形態に従って、トルクを測定するカセットホルダー（２０１）の裏側の等角図である。図２Ｂ上の参考番号は、図２Ａについて記載された類似する番号の構造を指す。図２Ｂの他の態様は、図１Ｄ乃至図１Ｎの記載の類似の番号の参照について上に記載した通りである。
図２Ｃは、本発明のいくつかの実施形態に従って、切断線２Ｃの図２Ａで見られるように、トルクを測定するカセットホルダー（２０１）についての端部断面図である。いくつかの実施形態において、正面の補強壁（２６１）は、円形の内部径（２５１）、１つ以上のクラスタのスプロケット（スプロケットカセットと呼ばれる）を収容する複数のノッチ（２５３）を有する外部周囲（２５２）、および／または内部に突き出るスプラインを有する１つ以上の個々のスプロケットを備える。いくつかの実施形態において、スプロケットカセットの内部の周囲は、カセットホルダー（２０１）の外部の周囲（２５２）上のぴったりと合う形状を有しており、自転車のペダルスプロケットからのチェーンによって駆動されることで、カセットがそれに外部の管状の構造（２１１）にトルクを加える。
図２Ｄは、本発明のいくつかの実施形態に従って、図２Ａの切断線２Ｄで見られるように、トルクを測定するカセットホルダー（２０１）についての端部断面図である。いくつかの実施形態では、複数のポスト（２５６）（図ｌｉと図１Ｌのポスト（１４０）に対応する）はノッチ（２５３）へ部分的に凹入して形成される。いくつかの実施形態では、ポスト（２５６）には削られたまたはドリルで開けられた軸方向の穴がある（例えば、いくつかの実施形態では、こうした穴部（随意にネジが刻設される）を用いて、トルクを測定するカセットホルダー（２０１）にスプロケットカセットを取り付けるために使用されるボルトを固定する。いくつかの実施形態では、内部の周囲（２５４）は円形ののこぎり形状のビットを用いて下部を切り落とされ、正面の補強壁（２６１）をリブ（１２１）から完全に分離したままにするが、正面の補強壁（２６１）を外側のリブ支持部分（２１０）に接続するように外部の周辺壁（２５５）を残しておく。
図２Ｅは、本発明のいくつかの実施形態に従って、切断線２Ｅの図２Ａで見られるように、トルクを測定するカセットホルダー（２０１）の端部断面図である。図２Ｅの記載は、その図の中の同じまたは類似の構造を指す類似する番号の付いた参考番号を用いて、上記の図ｌｉと図２Ｄの記載において説明される。
図２Ｆは、本発明のいくつかの実施形態に従って、図２Ａの切断線２Ｆ（つまり、中央の補強壁（２６０）を通って）で見られるように、トルクを測定するカセットホルダー（２０１）の端部断面図である。
図２Ｇは、本発明のいくつかの実施形態に従って、図２Ａの切断線２Ｇで見られるように、トルクを測定するカセットホルダー（２０１）の端部断面図である。いくつかの実施形態では、複数のノッチ（２５８）は、カセットホルダー（２０１）の正面側（図２Ａの左側）に取り付けられる直径の大きなスプロケットカセットを支持する。
図２Ｈは、本発明のいくつかの実施形態に従って、図２Ａの切断線２Ｈで見られるように、トルクを測定するカセットホルダー（２０１）の端部断面図である。いくつかの実施形態では、複数のノッチ（２５９）は、カセットホルダー（２０１）の裏側（図２Ａの右側）へ取り付けられた直径の大きなスプロケットカセットを支持する。
図２ｉは、本発明のいくつかの実施形態に従って、図２Ａの切断線２ｉで見られるように、トルクを測定するカセットホルダー（２０１）（しかし、同様に、図２Ａでは示されない複数のスプロケットカセット（２９１−２９４）を示している）を使用して、スプロケットアセンブリ（２０５）の側方断面図である。いくつかの実施形態では、直径の小さなスプロケットカセット（２９１）は、カセットホルダー（２０１）の正面（左側）端部に取り付けられる（例えば、いくつかの実施形態では、左側の面でカセットホルダー（２０１）と整合するボルトまたは右側に面した突出部を用いて）。いくつかの実施形態では、中小の直径を備えたスプロケットカセット（２９２）は、カセットホルダー（２０１）の片持ちにされた外部の管状の構造（２１１）の外側リブ支持部分（２１０）のまわりに取り付けられる（例えば、いくつかの実施形態では、外側リブ支持部分（２１０）のまわりのカセットホルダー（２０１）と整合する内部に面したタブ、スプライン、または突出部を用いて）。いくつかの実施形態では、中くらいから大きな直径のスプロケットカセット（２９３）は、カセットホルダー（２０１）の片持ちにされた外部の管状の構造（２１１）の外側の筐体部分（２１５）の左側端部のまわりに取り付けられる（例えば、いくつかの実施形態では、外側の筐体部分（２１５）の左側端部のまわりのカセットホルダー（２０１）と整合する内部に面したタブ、スプライン、または突出部を用いて）。いくつかの実施形態では、大きな直径のスプロケットカセット（２９４）は、カセットホルダー（２０１）の片持ちにされた外部の管状の構造（２１１）の外側の筐体部分（２１５）の右側端部のまわりに取り付けられる（例えば、いくつかの実施形態では、外側の筐体部分（２１５）の右側端部のまわりのカセットホルダー（２０１）と整合する内部に面したタブ、スプライン、または突出部を用いて）。スプライン（２３１）はハブ（８０）中の溝に圧入されるか、またはぴったりと滑る。スプロケットカセット（２９１）−（２９４）によって加えられるトルクは、片持ちにされた外部の管状の構造（２１１）に加えられ、リブ（１２１）は、内部の管状の構造（２３０）（スプライン（２３１）とハブ（８０）中の対応する溝に付けられる）に対する片持ちにされた外部の管状の構造（２１１）間の回転変位を可能にする。
図２Ｊは、本発明のいくつかの実施形態に従って、切断線２Ｊの図２Ａで見られるように、トルクを測定するカセットホルダー（２０１）についての端部断面図である。外部構造物（２１１）の内径表面（２７１）と内部構造（１３０）の外径表面（２７２）は、いくつかの実施形態では、回転変位センサーと電子機器が置かれるスペースを定義する。いくつかの実施形態では、ポスト（２１８）および／または凹部（２１９）は、外部構造物（２１１）に付けられたセンサーの一部が取り付けられる構造である。いくつかの実施形態では、内部構造（１３０）の１つ以上の凹部または他の構造は、内部構造（１３０）に取り付けられたセンサーの一部が取り付けられる構造である。
図２Ｋは、本発明のいくつかの実施形態に従って、トルクを測定するカセットホルダー（２０１）の正面の上部等角図である。
図２Ｌは、本発明のいくつかの実施形態に従って、トルクを測定するカセットホルダー（２０１）の部分断面図の等角図である。
図２Ｍは、本発明のいくつかの実施形態に従って、トルクを測定するカセットホルダー（２０１）の縮小されたサイズの背面図である。
図２Ｎは、本発明のいくつかの実施形態に従って、トルクを測定するカセットホルダー（２０１）のサイズを縮小した正面図である。
図２Ｏは、本発明のいくつかの実施形態に従って、トルクを測定するカセットホルダー（２０１）のサイズを縮小した右側面図である。
図２Ｐは、本発明のいくつかの実施形態に従って、トルクを測定するカセットホルダー（２０１）のサイズを縮小した平面図である。
図２Ｑは、本発明のいくつかの実施形態に従って、トルクを測定するカセットホルダー（２０１）の縮小されたサイズの底面図である。
図３Ａは、本発明のいくつかの実施形態に従って、図３Ｃの切断線で見られるように、各々が複数のリブを有する複数のマルチリブ群を使用するトルクを測定するカセットホルダー（３０１）の側方断面図であり、各々のリブはホルダー（３０１）の回転軸から中心を外れた中心平面を有している。
図３Ｂは本発明のいくつかの実施形態に従って、トルクを測定するカセットホルダー（３０１）の裏側の等角図である。
図３Ｃは、本発明のいくつかの実施形態に従って、切断線３Ｃの図３Ａで見られるように、トルクを測定するカセットホルダー（３０１）の端部断面図である。
図３Ｄは、本発明のいくつかの実施形態に従って、図３Ａの切断線３Ｄで見られるように、トルクを測定するカセットホルダー（３０１）の端部断面図である。
図３Ｅは、本発明のいくつかの実施形態に従って、切断線３Ｅの図３Ａで見られるように、トルクを測定するカセットホルダー（３０１）の端部断面図である。
図３Ｆは、本発明のいくつかの実施形態に従って、図３Ａの切断線３Ｇで見られるように、トルクを測定するカセットホルダー（３０１）を使用するスプロケットアセンブリ（３０５）の側方断面図である。
図３Ｇは、本発明のいくつかの実施形態に従って、トルクを測定するカセットホルダー（３０１）の部分断面等角図である。
図３Ｈは、本発明のいくつかの実施形態に従って、トルクを測定するカセットホルダー（３０１）の裏側の等角図である。
図４Ａは、スプロケットアセンブリの外側に取り付けられたトルクセンサーを使用する本発明のいくつかの実施形態に係る略図である。
図４Ｂは、スプロケットアセンブリの内側に取り付けられたトルクセンサーを使用する本発明のいくつかの実施形態に係る略図である。
図５は、本発明のいくつかの実施形態に従って、トルクを測定するカセットホルダー（１０１）、（２０１）、（３０１）、（４０１）、（７０１）、および（９０１）の内部または外部に位置することもある電気回路（５０１）の略図である。いくつかの例において、カセットホルダー（１０１）、（２０１）、（３０１）、（４０１）、（７０１）、および（９０１）は、トルク測定センサーとして使用される回路（５０１）とともに、電気的、光学的、機械的、および／または磁気的な変位測定装置を含む。回路（５０１）は、エンコーダ（５２２）から電気的、光学的、機械的、または磁気的な信号を受け取ることもある。
いくつかの実施形態において、回路（５０１）は、エンコーダ（５２２）、エンコーダ（５２２）からデータを受け取るように連結されたエンコーダリーダ／センサー、エンコーダリーダ／センサー（５２４）からデータを受け取るように連結された作動受信機（５２６）、受信機（５２６）から作動信号を受け取るように連結されたＡＤ変換器（５２８）、変換器（５２８）からの検出したデータに基づいてデジタル値を受け取るように連結された処理装置（５３０）を含む。いくつかの実施形態では、電源入力（５１２）は、ＤＣ−ＤＣ変換器（５１８）を駆動するバッテリー（５１６）に接続された充電器（５１４）に伝えられ、これが電気回路（５０１）の残りに動力を供給する。いくつかの実施形態では、処理装置（５３０）は、アンテナ（５４２）とトランシーバー（５４０）を介して遠隔コンピューターにデータを送り、該コンピューターから指令を受け取る。いくつかの実施形態では、遠隔のコンピューターは、実施形態によっては自転車のハンドルに取り付けられるディスプレイを含んでいる。
いくつかの実施形態では、変位測定装置は、ホルダーの内部部分に対するホルダーの外部部分の相対的な角変位を測定することにより、チェーンによってスプロケットカセットホルダーのスプロケットに対して自転車の乗り手によって加えられたトルクに比例した信号を生成する。
いくつかの例において、変位測定装置および回路は、スプロケットカセットホルダーの内部の空洞に位置する、１つ以上のバッテリーなどの直流（ＤＣ）電源によって動力を供給される。いくつかの例において、変位測定装置および回路は、スプロケットカセットホルダーの内部の空洞に位置する。スプロケットカセットホルダーの外部部分は外部のフリーハブ部材を定義することもあり、ホルダーの内部部が内部のフリーハブ部材を定義することもある。いくつかの例において、バッテリー、変位測定装置および回路は、スプロケットカセットホルダーによって定義される、外部のフリーハブ部材と内部のフリーハブ部材の間に位置することもある。
いくつかの例において、信号は、ディスプレイに接続された受信機ユニットに無線で送信される。いくつかのこうした例において、ディスプレイは自転車に取り付けられ、他の例では、ディスプレイは自転車の乗り手の手首に結び付けられる。いくつかの例において、ディスプレイは、測定されたトルクによって決定された１つ以上のパラメーター（トルク、力、またはエネルギーなど）の数値を示す。いくつかの例において、ディスプレイは、測定されたトルクによって決定された１つ以上のパラメーター（トルク、力、またはエネルギーなど）のグラフ表示を示す。いくつかの例において、グラフ表示は、トリップに応じたパラメーターの１つ以上のグラフを含んでいる。いくつかの例において、最新のトリップのパラメーターのグラフ表示は、１つ以上の過去のトリップのパラメーターのグラフ表示と同時に表示される。
いくつかの例において、変位測定装置および回路は、ホルダーの外部部分に付けられたプレートを含む平行なプレートと、ホルダーの内部部分に付けられた別のプレートとの間の電気測定を使用する。いくつかの例において、変位測定装置および回路は、ホルダーの外部部分に付けられた構造と、ホルダーの内部部分に付けられた構造との間の光学測定を使用する。
図６Ａは、本発明のいくつかの実施形態に従って、トルクを測定するカセットホルダーの外部のフリーハブ部材に取り付けられ得る一群のスプロケットの一体成形のスプロケットカセットアセンブリ（６０１）の部分断面等角図である。
図６Ｂは、本発明のいくつかの実施形態に従って、一体成形のスプロケットカセットアセンブリ（６０１）の側方断面図である。
図７Ａは、本発明のいくつかの実施形態に従って、トルクを測定するカセットホルダー（７０１）の縮小されたサイズの正面図である。いくつかの実施形態では、内部のスペーサー（７０２Ａ）のスプラインは、トルクを測定するカセットホルダー（７０１）を保持するために、フリーハブの端部に螺入されたカセット保持リングによって保持されることもある。カセットホルダーリングによって保持される内部のスペーサー（７０２Ａ）のスプラインは、カセットホルダー（７０１）のスプラインをフリーハブに対して強く押し付けて、フリーハブ上でカセットホルダーを保持する。
図７Ｂは、本発明のいくつかの例によって、トルクを測定するカセットホルダー（７０１）のための電力ポートを含む内部スペーサ（７０２）の正面の上部等角図である。ミニジャックレセプタクルが内部スペーサ（７０２）の内部体積（７０５）内にあり、水などの汚染物質の侵入からミニジャックを密閉するためにポットに入れられることもある。
図７Ｃは、本発明のいくつかの例に従って、トルクを測定するカセットホルダー（７０１）のための電力ポートを含むスペーサー（７０２）の正面図である。ミニジャックレセプタクルは内部スペーサ（７０２）の電力ポート孔（７０６）によってミニジャックを受け取ることもある。内部スペーサ（７０２）は、内部体積（７０５）内のミニジャックレセプタクルから回路（５０１）の充電器（５１４）に電源入力（５１２）の電源信号を分散させるために、後ろ側に面する穴部（７０７）を含むこともある。
図７Ｄは、本発明のいくつかの例に従って、トルクを測定するカセットホルダー（７０１）のサイズを縮小した径方向に切り取った背面図である。カセットホルダー（７０１）は、内部体積（７０５）内のミニジャックからの電源入力（５１２）の電源信号から後方に面した穴部（７０７）を通るワイヤーによって力を受け取り、回路（５０１）の充電器（５１４）に電源信号を分散させることもある。
図８Ａは、本発明のいくつかの実施形態に従って、トルク測定センサーとして使用される変位測定装置および回路のエンコーダセンサーと共に使用され得るエンコーダ（８０１）の正面の上部等角図である。エンコーダ（８０１）は、取り付け孔（８０４）を介してエンコーダホルダー（８０２）の取り付け孔（８０３）に堅く取り付けられてもよい。
図８Ｂは、本発明のいくつかの例に従って、エンコーダホルダー（８０２）の正面の上部等角図であり、該ホルダーは、エンコーダ（８０１）または別のエンコーダと、トルク測定センサーとして使用される変位測定装置および回路のエンコーダセンサーと共に使用されることもある。エンコーダホルダー（８０２）は、取り付け孔（８０５）によってトルクを測定するカセットホルダー（９０１）の取り付け孔（８０６）に堅く取り付けられてもよい。
図９Ａは、本発明のいくつかの例に従って、トルクを測定するカセットホルダー（９０１）の正面の上部等角図であって、カセットホルダー（９０１）の外部部分は外部のフリーハブ部材（９０２）を定義することもあり、ホルダーの内部部分が内部のフリーハブ部材（９０３）を定義することもある。
図９Ｂは、本発明のいくつかの例に従って、図３Ｃの切断線３Ａで同様に見られるように、各々が複数のリブを有する複数のマルチリブ群を使用する外部のフリーハブ部材（９０２）を備えたトルクを測定するカセットホルダー（９０１）の側方断面図であり、各々のリブはホルダー（９０１）の回転軸から中心を外れた中心平面を有している。
図９Ｃは、本発明のいくつかの例に従って、トルクを測定するカセットホルダー（９０１）の裏側の等角図である。
図９Ｄは、本発明のいくつかの例に従って、トルクを測定するカセットホルダー（９０１）のための裏蓋（９０４）の背面図であり、裏蓋（９０４）の内部の半径（９０４Ａ）は内部のフリーハブ部材（９０３）の密封縁（９０３Ａ）に対して摩擦のない密封を形成する。同様に、内部スペーサ（７０２Ａ）の密封縁と密封縁（７０３）の間に挟まれてもよい。裏蓋（９０４）はカセットホルダー（９０１）中の取り付けボス（９０９）に対して取り付け孔（９０８）を介して付けられることもある。回路（５０１）は、取り付け孔（９０８）と取り付けボス（９０９）を介して、あるいはカセットホルダー（９０１）の外部の管状構造に堅く取り付けられた他の取り付けボスを介して、裏蓋（９０４）および／またはカセットホルダー（９０１）に堅く付けられることもある。
図９Ｅは、トルクを測定するカセットホルダー（９０１）のための表蓋ガスケットリング（９０５）の正面の平面図であり、表蓋リング（９０５）の外側半径（９０５Ａ）は外部のフリーハブ部材（９０２）の密封縁（９１２）に対して摩擦のない密封を形成する。表蓋リング（９０５）は、本発明のいくつかの例に従って、取り付け孔（７０４）を介して内部のフリーハブ部材（９０３）に堅く連結され得る内部スペーサ（７０２Ａ）の密封縁（７０３）に堅く付けられることもある。
図９Ｆは、本発明のいくつかの例に従って、トルクを測定するカセットホルダー（９０１）の外部のフリーハブ部材に付けられることもあるスプロケットのグループの一体成形のスプロケットカセットアセンブリ（９０６）の正面の上部等角図である。電力ポートノッチ（９１１）により、ミニジャックの電源プラグを、電力ポート孔（７０６）を介して内部スペーサ（７０２）のミニジャックレセプタクルの中へ挿入することが可能となる。
図９Ｇは、本発明のいくつかの例に従って、一体成形のスプロケットカセットアセンブリ（９０６）の側方断面図である。一体成形のスプロケットカセット（９０６）は、取り付け孔（９０７）を介してカセットホルダー（９０１）の外部のフリーハブ部材の取り付けボス（９１０）に堅く付けられることもある。一体成形のスプロケットカセット（９０６）は、スプライン（９０２Ａ）および（９０２Ｂ）、ならびに、カセットホルダー（９０１）の外部のフリーハブ部材の位置合わせ機能（９０２）に完全に一致するスプロケットカセット（９０６）の内表面の他の機能を介して、カセットホルダー（９０１）の外部のフリーハブ部材に同心的に位置合わせされてもよい。
図９Ｈと９ｉは、一体成形のスプロケットカセット（９０６）の内表面のさらなる等角図を示し、カセット（９０６）はスプライン（９０２Ａ）と（９０２Ｂ）などの位置合わせ機能を含み、カセットホルダー（９０１）の外部のフリーハブ部材上の位置合わせ機能（９０２）に一体成形のスプロケットカセット（９０６）を同心的に位置合わせすることもある。
図９Ｊは、本発明のいくつかの実施形態に従って、トルクを測定するカセットホルダー（９０１）の裏側の等角図である。
いくつかの実施形態では、本発明は自転車向けのフリーハブアセンブリを提供し、ここで、アセンブリは、駆動ギア構造を取り付けるように構成された外部のフリーハブ部材であって、外部のフリーハブ部材が内部を定義するとともに、駆動ギア構造が自転車のペダルに対してユーザーによって加えられた力によって駆動されるのに適した、外部のフリーハブ部材；外部のフリーハブ部材の内部に含まれる内部のフリーハブ部材；外部のフリーハブ部材と内部のフリーハブ部材の間に置かれる一方向駆動機構；および、外部のフリーハブ部材上のトルク検出構造であって、一方向駆動機構を介してフリーハブアセンブリの外部のフリーハブ部材から内部のフリーハブ部材へ伝えられたトルクを検出するように構成および配置された、トルク検出構造を含む。いくつかの実施形態は、トルク検出構造に相互に接続された電子機器アセンブリをさらに含み、電子機器アセンブリは、ユーザーによって駆動ギア配置に対して力が加えられると外部のフリーハブ部材の経験したトルクに対応したトルク検出構造からの信号を受け取り、信号を処理してトルクデータを生成し、処理されたトルクデータを受信機に送信する。いくつかの実施形態では、駆動ギア配置は、外部のフリーハブ部材に隣接して位置付けられた空洞を定義し、電子機器アセンブリはその空洞内に収容される。いくつかの実施形態では、電子機器アセンブリは、フリーハブアセンブリの軸方向の最も内側の部分に取り付けられた後方のディスクに入れられる。いくつかの実施形態では、トルク検出構造は、外部のフリーハブ部材にマウントされた少なくとも１つのトルク検出要素を含む。いくつかの実施形態では、トルク検出要素は、外部のフリーハブ部材に固定された少なくとも１つの歪みゲージを含む。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの歪みゲージは、外部のフリーハブ部材の外部の周辺で互いに離間して配された複数の歪みゲージを含む。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの歪みゲージは外部のフリーハブ部材の内部内に収容される。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの歪みゲージは、外部のフリーハブ部材の内部を定義する外部のフリーハブ部材の内壁のまわりに配された複数の歪みゲージを含む。いくつかの実施形態では、複数の歪みゲージは、外部のフリーハブ部材の周辺部のまわりに互いに９０度の間隔で配置される。いくつかの実施形態では、外部のフリーハブ部材は、駆動ギア配置に外部のフリーハブ部材を連結するように構成された複数のスプラインを含み、外部のフリーハブ部材は、少なくとも１つの歪みゲージを受け取るための少なくとも１つの窪んだ領域を含む。いくつかの実施形態では、外部のフリーハブ部材は、内部の部材と外部の部材を有する２つの部分からなる構築物を備え、トルク検出要素は外部のフリーハブ部材の外側の部材に固定される。
いくつかの実施形態では、本発明は、力入力構造を有するユーザー駆動型の装置とともに使用される力感知駆動アセンブリを提供し、該アセンブリは、力入力構造による駆動に適したフリーハブアセンブリであって、フリーハブアセンブリが力入力構造の要素を取り付けるように構成された外部のフリーハブ部材を含み、外部のフリーハブ部材が内部を定義する、フリーハブアセンブリ；外部のフリーハブ部材の内部内に入れられた内部のフリーハブ部材；および、外部のフリーハブ部材と内部のフリーハブ部材の間に置かれた一方向駆動機構；外部のフリーハブ部材上のトルク検出構造であって、ユーザーによって力入力構造に加えられたトルクを検出するように構成および配置された、トルク検出構造；および、トルク検出構造に相互に接続された電子機器アセンブリであって、力入力構造に対してユーザーが力を加えた後に外部のフリーハブ部材によって経験されたトルクに対応するトルク検出要素からの信号を受け取る、電子機器アセンブリ、を含む。いくつかの実施形態では、力入力構造は内部空洞を定義し、電子機器アセンブリは空洞内に入れられる。いくつかの実施形態では、外部のフリーハブ部材は内表面と外表面を含み、内表面は外部のフリーハブ部材の内部を定義する。いくつかの実施形態では、トルク検出構造は、外部のフリーハブ部材の外表面に固定される。いくつかの実施形態では、トルク検出構造は、外部のフリーハブ部材の内表面に固定される。いくつかの実施形態では、電子機器アセンブリは、力入力構造の軸方向に最も内側の部分に取り付けられる後方のディスクを含む。いくつかの実施形態では、トルク検出構造は少なくとも１つのトルク検出要素を含む。いくつかの実施形態では、少なくとも１つのトルク検出要素は歪みゲージを含む。いくつかの実施形態では、少なくとも１つのトルク検出要素は、外部のフリーハブ部材の一部のまわりに取り付けられた複数の歪みゲージを含む。
いくつかの実施形態では、本発明は、自転車の後輪のフリーハブに適合し、１つ以上のスプロケットカセットを保持し、かつフリーハブと１つ以上のスプロケットカセットとの間のトルクを代表する測定可能な回転変位を示す、カセットホルダー（２０１または３０１など）を含む装置を提供する。
装置のいくつかの実施形態において、フリーハブは回転軸を備え、カセットホルダーは、フリーハブに一致した内部の管状の構造、１つ以上のスプロケットカセットに一致した外部の管状の構造、および回転軸に平行なリブ長さ方向における長さ寸法と、長さ方向に垂直な幅寸法における、回転軸からより短い径方向距離で線から、かつ回転軸からのより長い径方向距離で線から延びるリブの幅寸法と、長さ方向に垂直な厚み方向における、幅方向に垂直な最小限のリブの厚み寸法とを各々が有する複数のリブ、を備え、長さ寸法は幅寸法よりも大きく、幅寸法は厚さ寸法よりも大きい。
いくつかの実施形態では、本発明は、回転軸を有するトルク測定デバイスを含む装置を提供し、トルク測定デバイスは、内部の管状の構造、外部の管状の構造、および、回転軸に平行なリブ長さ方向における長さ寸法と、長さ方向に垂直な幅寸法における、回転軸からより短い径方向距離で線から、かつ回転軸からのより長い径方向距離で線から延びるリブの幅寸法と、長さ方向に垂直な厚み方向における、幅方向に垂直な最小限のリブの厚み寸法とを各々が有する複数のリブを備え、長さ寸法は幅寸法よりも大きく、幅寸法は厚さ寸法よりも大きく、複数のリブの各々は、リブの長さ方向とリブの厚さ方向にある中心平面を有しており、内部の管状の構造と外部の管状の構造との間に加えられたトルクは、外部の管状の構造に対する内部の管状の構造の角変位をもたらす。
いくつかの実施形態では、トルク測定デバイスは自給式のバッテリー駆動の回転変位測定ユニットをさらに含み、該回転変位測定ユニットは、ｄｃ電源、外部の管状の構造に対する内部の管状の構造の角変位を検出するセンサー、検出した角変位の規模に基づいて信号を生成するセンサーに動作可能に接続された電子回路、および信号を送信するために動作可能に接続された無線送信機を含む。
いくつかの実施形態では、本発明は、回転の中心軸を有する第１の内部の管状の構造；回転の中心軸を囲む第２の外部の管状の構造であって、第１の内部構造の少なくとも一部がその内部に位置する、第２の外部の管状の構造；第２の外部の管状の構造と第１の内部の管状の構造が回転の中心軸のまわりを互いに対して回転するように構成されるように、第２の管状の構造に第１の管状の構造を接続するように構成された複数のリブであって、第１のリブと第２のリブを含む、複数のリブ；および、第１のリブと第２のリブの間に形成されたスロットであって、スロットが、第１のリブの第１の端部と第２のリブの第２の端部の間に延びる長さを有するとともに、第１の端部で第１の径方向の幅と第２の端部で第２の径方向の幅を有し、第１の径方向の幅は、スロット長さに沿った端部のない位置の第３の径方向の幅よりも広い、スロット、を備える、装置を提供する。
いくつかの実施形態では、第１の径方向の幅は、第２の径方向の幅と実質的に等しい。いくつかの実施形態では、第１の内部の管状の構造は、第１の内部構造の第１の周辺位置での第１のスプラインの延長部と、第１の内部構造の第２の周辺位置での第２のスプラインの延長部を含む複数のスプライン延長部を含み、スロットの第１の端部は、第１の径方向の幅が第１のスプライン延長部に伸びるように、第１の周辺位置に位置する。
いくつかの実施形態では、本発明は、回転の中心軸を有する第１の内部の管状の構造；回転の中心軸を囲む第２の外部の管状の構造であって、第１の内部構造の少なくとも一部がその内部に位置する、第２の外部の管状の構造；第２の外部の管状の構造と第１の内部の管状の構造が回転の中心軸のまわりを互いに対して回転するように構成されるように、第２の管状の構造に第１の管状の構造を接続するように構成された複数のリブであって、複数のリブが第１のリブと第２のリブを含み、第１のリブが第１のリブの中心を通る特徴的な中心平面を有し、第１のリブの中心平面が、第１のリブで始まり回転の中心軸を通る回転軸平面から中心を外れている、複数のリブ、を含む装置を提供する。いくつかの実施形態では、第１のリブは、回転軸の平面が第１のリブの第１の幅の内部にあるように、第１の幅を有している。
いくつかの実施形態では、本発明は、回転の中心軸を有する第１の内部の管状の構造；回転の中心軸を囲む第２の外部の管状の構造であって、第１の内部構造の少なくとも一部がその内部に位置する、第２の外部の管状の構造；第２の外部の管状の構造と第１の内部の管状の構造が回転の中心軸のまわりを互いに対して回転するように構成されるように、第２の管状の構造に第１の管状の構造を接続するように構成された複数のリブであって、複数のリブがリブの第１のサブセットとリブの第２のサブセットを含み、リブの第１のサブセットは第１の周辺距離によってリブの第２のサブセットから離され、リブの第１のサブセットは第１のリブと第２のリブを含み、リブの第２のサブセットは第３のリブと第４のリブを含み、第１のリブは第２のリブから第２の周辺距離にあり、第１の周辺距離は第２の周辺距離よりも大きい、複数のリブを含む装置を提供する。いくつかの実施形態では、第１のリブは、第１のリブの中心を通る特徴的な中心平面を有し、第１のリブの中心平面は、第１のリブで始まり回転軸の中心を通る回転軸の中心平面から中心を外れている。
いくつかの実施形態では、本発明はある装置を提供し、該装置は、回転の中心軸を有する第１の内部の管状の構造；回転の中心軸を囲む第２の外部の管状の構造であって、第１の内部構造の少なくとも一部が第２の外部の管状の構造の内部に位置し、第２の外部の管状の構造が該装置と１つ以上のスプロケットを接続するように構成された複数の溝を含む、第２の外部の管状の構造；および、第２の外部の管状の構造と第１の内部の管状の構造が回転の中心軸のまわりを互いに対して回転するように構成されるように、第２の管状の構造に第１の管状の構造を接続するように構成された複数のリブであって、複数のリブがリブの第１のサブセットとリブの第２のサブセットを含み、リブの第１のサブセットは第１の周辺距離によってリブの第２のサブセットから離され、リブの第１のサブセットは第１のリブと第２のリブを含み、リブの第２のサブセットは第３のリブと第４のリブを含み、第１のリブは第２のリブから第２の周辺距離にあり、第１の周辺距離は第２の周辺距離よりも大きい、複数のリブ、を含んでいる。いくつかの実施形態は、第２の外部の管状の構造の外側に配された複数のピンを備え、複数のピンは、装置と１つ以上のスプロケットとの間の接続を提供するように構成される。
上記の記載は例証的なもので限定的なものではないことを意図していることが理解されよう。本明細書に記載されるような様々な実施形態の多くの特徴と利点が様々な実施形態の構造や機能の詳細と併せて前述の記載で説明されてきたが、こうした詳細に対する他の多くの実施形態や変更は本記載を検討した当業者には明らかとなるであろう。したがって、本発明の範囲は、請求項を参照するとともに、こうした請求項が与えられた同等物の十分な範囲とともに、決定されなければならない。添付の請求項において、用語「含んでいる（Ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」と「そこにおいて（ｉｎ ｗｈｉｃｈ）」はそれぞれ、各々の用語の平易な英語の同等物として用いられている。さらに、用語「第１の」、「第２の」、および「第３の」などは、単なるラベルとして使用されているにすぎず、その対象に数の条件を課すことを意図したものではない。
図１Ｂは、本発明のいくつかの実施形態に従って、図１Ａの切断線１Ｂで見られるように、トルクを測定するカセットホルダー（１０１）の端部断面図である。いくつかの実施形態では、スプライン（１３２）は、ハブに対してあらかじめ定義された方向を有するように位置合わせするために、他のスプライン（１３１）とは異なる形（つまり、これは「鍵がついている」）である。いくつかの実施形態では、この鍵の付いたスプラインは本発明の機能には必要ではないが、特定のメーカーの旧来の自転車のハブと共にトルクを測定するカセットホルダー（１０１）を使用できるようにするために使用される。ここのこうした旧来式のハブについて、本発明の様々な実施形態は、所定のハブに接続するために必要なスプラインで作られる。いくつかの実施形態では、外部の管状部材（１１０）の外側表面も、スロット、ピン、または、他のホルダー、および／または鍵、および／またはスプロケットまたはスプロケットのカセット／クラスタがカセットホルダー（１０１）の外部に取り付けられることになっている方向を示すしるし（例えば、以下に記載の図１ｉと図３Ｃで説明される例を参照）で作られる。いくつかの実施形態では、径方向リブ（１２８）は、グループごとに１つ以上のリブのグループで配置される（１つのグループ当たり１つのリブと４つのグループが図１Ｂで示されているが、他の実施形態は、１つのグループ当たり１つを超えるリブとリブの３つまたは４つのグループ（あるいは他の適切な数のグループ）を含んでいる）。いくつかの実施形態では、リブ（１２８）のそれぞれのグループはスロット（１１１）によって隣接するグループから離れている。いくつかの実施形態では、それぞれのスロット（１１１）は、スプライン（１３１）または（１３２）の後部または外部部分に向かっておよび／または後部または外部部分へと伸びる内部スロット延長部（１２７）（これはリブ（１２８）の径方向の寸法を広げる）を含む、両端部で開いている幅広の端部を有しており、リブはそれぞれのスプライン（１３１）または（１３２）にある。したがって、外部の管状部材（１１０）からの（リブ（１２８）を介して伝えられる）トルクは、まさにスプライン（１３１）または（１３２）で内部の管状部材（１３０）に移され、これがトルクをハブに伝達する。内部の管状部材がその内側に利用可能なほとんどの材料を有しているスプライン（１３１）または（１３２）でリブの幅の広い内部のスロット延長部（１２７）の位置を決めることによって、これにより、スプラインから離れた位置でスロットが内向きに延びる場合、実際に起こり得るよりも広いリブを形成することができる。いくつかの実施形態では、外部の管状部材（１１０）は、スプロケット（図２ｉを参照）から可撓性を有するリブ（１２８）までトルクを伝達するために、および、スロット（１１１）の外部延長部を内部の延長部（１２７）（延長部（１２６）によって図１Ｄで示されるような）に対向させることを可能にするために、それぞれの可撓性を有するリブ（１２８）に隣接するスプラインを含んでいる。
いくつかの実施形態では、複数のリブ（１２０）はそれぞれ、回転軸（９９）と平行な長さ方向にリブ長さ寸法（９３）、長さ方向に垂直な幅方向に、および回転軸から短い方の径方向距離にある線と回転軸から長い方の径方向距離にある線とから伸びているリブ幅方向寸法（９２）、および長さ方向に垂直で、かつ幅方向に垂直な厚さ方向に最小のリブ厚み寸法（９１）を有しており、長さ寸法は幅寸法よりも大きく、幅寸法は厚み寸法よりも大きい。いくつかの実施形態では、最小のリブ厚み寸法（９１）はリブ幅寸法（９２）の３３％未満である（いくつかの実施形態では、リブ厚み寸法（９１）はリブ幅寸法（９２）の１２％から２５％の範囲であり、いくつかの実施形態では、リブ厚み寸法（９１）はリブ幅寸法（９２）の約１４％である）、リブ厚み寸法（９１）はリブ長さ寸法（９３）の１６％未満である（図１Ａを参照）（いくつかの実施形態では、リブ厚み寸法（９１）はリブ長さ寸法（９３）の３％から１０％の範囲であり、いくつかの実施形態では、リブ厚み寸法（９１）はリブ長さ寸法（９３）の約４％である）。いくつかの実施形態では、その内径端とその外径端でのリブ（１２０）の壁は丸く、中央よりもわずかに厚い。
図１Ｅは、本発明のいくつかの実施形態に従って、図１Ａの切断線１Ｂで見られるように、複数のリブを使用するトルクを測定するカセットホルダー（１０５）の端部断面図であり、リブはそれぞれホルダー（１０５）の回転軸から中心を外れた中心平面を有しているが、回転軸を通る平面がリブの全幅内にあるように十分に厚い。いくつかの実施形態では、リブ厚み寸法（図１Ｄの寸法（９１）を参照）は、リブ幅寸法（図１Ｄの寸法（９２）を参照）の約３３％であり、リブ厚み寸法（９１）はリブ長さ寸法（９３）（図１Ａを参照）の１６％未満である。いくつかの実施形態では、その内径端とその外径端でのリブ１２９の壁は丸く、中央よりもわずかに厚い。より厚いスプライン（１２９）（図１Ｄのスプライン（１２０）の厚さと比べて）を使用することで、外部の管状部材（１１０）と内部の管状部材（１３０）の間で大量のトルクが収容される。
図１Ｆは、本発明のいくつかの実施形態に従って、図１Ｈの切断線１Ｆで見られるように、トルクを測定するカセットホルダー（１０６）の端部断面図である。いくつかの実施形態では、カセットホルダー（１０６）は、複数のマルチリブ群（１２２）を備え、それぞれのマルチリブ群（１２２）は複数の傾いたリブ（１２１）を有し、それぞれのリブ（１２１）はカセットホルダー（１０６）の回転軸（９９）から中心を外れた中心平面（９０）を有している。いくつかの実施形態では、複数のリブ（１２１）は、それぞれのスプライン（１３１）または（１３２）の中央部分から外側に伸びている。いくつかの実施形態では、１つ以上のリブ（１２１）はそれぞれのスプライン（１３１）または（１３２）の側部を越えたところから外側に伸びているが、依然としてスプラインに近い。それぞれのマルチリブ群（１２２）の多くの傾いたリブ（１２１）を使用することで（図１Ｄの単一のスプライン（１２０）と比較して）、外部の管状部材（１１０）と内部の管状部材（１３０）の間で大量のトルクが得られ、同様に、図１Ｅのより厚くより堅いリブ（１２９）よりも多くの角度の偏向が得られる。図１Ｆの他の態様は類似の番号の付いた参照文献について上に記載された通りである。いくつかの実施形態において、切断線１Ｈは一対の穴部（１２３）のそれぞれ１つを通る（図１Ｆの頂部の１つと底部のもう１つ）。いくつかの実施形態では、リブ（１２２）の各群内の複数（１２５）の穴部（１２３）は、１つ以上の内部のリブを形成する（例えば、ここに示された実施形態では、３つの穴部（１２３）はそれぞれの群（１２２）で４つのリブ（１２１）を形成する）。
図２Ａは、本発明のいくつかの実施形態に従って、図２Ｂの切断線２Ａで２Ｃ見られるように、複数のマルチリブ群（１２２）（図１Ｆのような）を使用するトルクを測定するカセットホルダー（２０１）の側方断面図であり、各マルチリブ群は複数のリブ（１２１）を有し、各々のリブはホルダー（２０１）の回転軸から中心を外れた中心平面を有する。いくつかの実施形態では、各々の傾いたリブ（１２１）は、その外側縁で片持ち式の外部の管状構造（２１１）の外側のリブ支持部分（２１０）と接続し、片持ち式の外部の管状構造（２１１）は、外側のリブ支持部分（２１０）の左端を補強する正面の補強壁（２６１）、外側のリブ支持部分（２１０）の右側の端部と外部の筐体部分（２１５）の左端を補強する中央の補強壁（２６０）（これは、いくつかの実施形態では、その円周の大部分で厚いが、複数の外部の周辺位置で薄くなっている（ここでは、２つの外部の位置、頂部と底部で薄くなっており（図２Ｂを参照））、他の実施形態では、図２Ｂで示される４つの他の外部のボルト穴を含めるために、より多くの位置で、例えば、６０度の間隔で広がった６つの位置で薄くなっている）を含む。いくつかの実施形態では、外部のボルト穴および／または薄くなった部分は、内部のスプロケットカセットがトルクを加えることができる複数のポケット（２１６）および／または平らな面（２１７）（図２Ｂを参照）を形成する。いくつかの実施形態では、外部の筐体部分（２１５）の内壁と（２３０）の外壁との間、およびトルクを測定するカセットホルダー（２０１）の後（左側）端部から中央の補強壁（２６０）の左または後ろまでのドーナツ形状のスペースは、内部構造（２３０）と外部の筐体部分（２１５）との間の回転移動を可能にする後壁および後壁のテフロン（登録商標）スリップリングまたはゴム製のＯリング、ならびに内部構造（２３０）と正面の補強壁（２６１）の右側の端部との間の回転移動を可能にする正面壁のテフロン（登録商標）スリップリングまたはゴム製のＯリングを用いて、ゴミや油や水から密封可能な筐体を提供する。いくつかの実施形態では、外部の筐体部分（２１５）の内壁と（２３０）の外部の壁との間の筐体は、トルクを測定する電子機器用の電子機器を含むように使用される。
図２ｉは、本発明のいくつかの実施形態に従って、トルクを測定するカセットホルダー（２０１）（しかし、同様に、複数のスプロケットカセット（２９１−２９４）を示している）を使用して、スプロケットアセンブリ（２０５）の側方断面図である。いくつかの実施形態では、直径の小さなスプロケットカセット（２９１）は、カセットホルダー（２０１）の正面（左側）端部に取り付けられる（例えば、いくつかの実施形態では、左側の面でカセットホルダー（２０１）と整合するボルトまたは右側に面した突出部を用いて）。いくつかの実施形態では、中小の直径を備えたスプロケットカセット（２９２）は、カセットホルダー（２０１）の片持ちにされた外部の管状の構造（２１１）の外側リブ支持部分（２１０）のまわりに取り付けられる（例えば、いくつかの実施形態では、外側リブ支持部分（２１０）のまわりのカセットホルダー（２０１）と整合する内部に面したタブ、スプライン、または突出部を用いて）。いくつかの実施形態では、中くらいから大きな直径のスプロケットカセット（２９３）は、カセットホルダー（２０１）の片持ちにされた外部の管状の構造（２１１）の外側の筐体部分（２１５）の左側端部のまわりに取り付けられる（例えば、いくつかの実施形態では、外側の筐体部分（２１５）の左側端部のまわりのカセットホルダー（２０１）と整合する内部に面したタブ、スプライン、または突出部を用いて）。いくつかの実施形態では、大きな直径のスプロケットカセット（２９４）は、カセットホルダー（２０１）の片持ちにされた外部の管状の構造（２１１）の外側の筐体部分（２１５）の右側端部のまわりに取り付けられる（例えば、いくつかの実施形態では、外側の筐体部分（２１５）の右側端部のまわりのカセットホルダー（２０１）と整合する内部に面したタブ、スプライン、または突出部を用いて）。スプライン（２３１）はハブ（８０）中の溝に圧入されるか、またはぴったりと滑る。スプロケットカセット（２９１）−（２９４）によって加えられるトルクは、片持ちにされた外部の管状の構造（２１１）に加えられ、リブ（１２１）は、内部の管状の構造（２３０）（スプライン（２３１）とハブ（８０）中の対応する溝に付けられる）に対する片持ちにされた外部の管状の構造（２１１）間の回転変位を可能にする。
図３Ａは、本発明のいくつかの実施形態に従って、図３Ｅの切断線で見られるように、各々が複数のリブを有する複数のマルチリブ群を使用するトルクを測定するカセットホルダー（３０１）の側方断面図であり、各々のリブはホルダー（３０１）の回転軸から中心を外れた中心平面を有している。
図３Ｆは、本発明のいくつかの実施形態に従って、トルクを測定するカセットホルダー（３０１）を使用するスプロケットアセンブリ（３０５）の側方断面図である。
図４Ａは、スプロケットアセンブリの外側に取り付けられたトルクセンサーを使用する本発明のいくつかの実施形態に係る装置（４０１）の略図である。いくつかの実施形態において、装置（４０１）は、「固定子」と「回転子」部分（４１０）を含み、「固定子」部分はいくつかの実施形態のセンサー、電子機器、および無線送信機のフリーハブ位置上のスプロケットの外であり、ハブ部分に取り付けられ、トルク測定装置の「回転子」部分は外側部分に取り付けられる。
図４Ｂは、スプロケットアセンブリの内側に取り付けられたトルクセンサーを使用する本発明のいくつかの実施形態に係る装置（４０２）の略図である。いくつかの実施形態において、装置（４０２）は、「固定子」と「回転子」部分（４２０）を含み、「固定子」部分はいくつかの実施形態のバッテリー、センサー、電子機器、および無線送信機のフリーハブ位置上のスプロケットの外であり、ハブ部分に取り付けられ、トルク測定装置の「回転子」部分は外側部分に取り付けられる。
いくつかの実施形態において、回路（５０１）は、エンコーダ（５２２）、エンコーダ（５２２）からデータを受け取るように連結されたエンコーダリーダ／センサー（５２４）、エンコーダリーダ／センサー（５２４）からデータを受け取るように連結された作動受信機（５２６）、受信機（５２６）から作動信号を受け取るように連結されたＡＤ変換器（５２８）、変換器（５２８）からの検出したデータに基づいてデジタル値を受け取るように連結された処理装置（５３０）を含む。いくつかの実施形態では、電源入力（５１２）は、ＤＣ−ＤＣ変換器（５１８）を駆動するバッテリー（５１６）に接続された充電器（５１４）に伝えられ、これが電気回路（５０１）の残りに動力を供給する。いくつかの実施形態では、処理装置（５３０）は、アンテナ（５４２）とトランシーバー（５４０）を介して遠隔コンピューターにデータを送り、該コンピューターから指令を受け取る。いくつかの実施形態では、遠隔のコンピューターは、実施形態によっては自転車のハンドルに取り付けられるディスプレイを含んでいる。
図７Ａは、本発明のいくつかの実施形態に従って、トルクを測定するカセットホルダー（７０１）の縮小されたサイズの正面図である。いくつかの実施形態では、内部のスペーサー（７０２）のスプラインは、トルクを測定するカセットホルダー（７０１）を保持するために、フリーハブの端部に螺入されたカセット保持リングによって保持されることもある。カセットホルダーリングによって保持される内部のスペーサー（７０２Ａ）のスプラインは、カセットホルダー（７０１）のスプラインをフリーハブに対して強く押し付けて、フリーハブ上でカセットホルダーを保持する。
図９Ｂは、本発明のいくつかの例に従って、図３Ｅの切断線３Ａで同様に見られるように、各々が複数のリブを有する複数のマルチリブ群を使用する外部のフリーハブ部材（９０２）を備えたトルクを測定するカセットホルダー（９０１）の側方断面図であり、各々のリブはホルダー（９０１）の回転軸から中心を外れた中心平面を有している。
図９Ｄは、本発明のいくつかの例に従って、トルクを測定するカセットホルダー（９０１）のための裏蓋（９０４）の背面図であり、裏蓋（９０４）の内部の半径（９０４Ａ）は内部のフリーハブ部材（９０３）の密封縁（９０３Ａ）に対して摩擦のない密封を形成する。同様に、裏蓋（９０４）は内部スペーサ（７０２）の密封縁（９０３Ａ）と密封縁（７０３）の間に挟まれてもよい。裏蓋（９０４）はカセットホルダー（９０１）中の取り付けボス（９０９）に対して取り付け孔（９０８）を介して付けられることもある。回路（５０１）は、取り付け孔（９０８）と取り付けボス（９０９）を介して、あるいはカセットホルダー（９０１）の外部の管状構造に堅く取り付けられた他の取り付けボスを介して、裏蓋（９０４）および／またはカセットホルダー（９０１）に堅く付けられることもある。
図９Ｅは、トルクを測定するカセットホルダー（９０１）のための表蓋ガスケットリング（９０５）の正面の平面図であり、表蓋リング（９０５）の外側半径（９０５Ａ）は外部のフリーハブ部材（９０２）の密封縁（９１２）に対して摩擦のない密封を形成する。表蓋リング（９０５）は、本発明のいくつかの例に従って、取り付け孔（７０４）を介して内部のフリーハブ部材（９０３）に堅く連結され得る内部スペーサ（７０２）の密封縁（７０３）に堅く付けられることもある。
図９Ｇは、本発明のいくつかの例に従って、一体成形のスプロケットカセットアセンブリ（９０６）の側方断面図である。一体成形のスプロケットカセット（９０６）は、取り付け孔（９０７）を介してカセットホルダー（９０１）の外部のフリーハブ部材の取り付けボス（９１０）に堅く付けられることもある。一体成形のスプロケットカセット（９０６）は、スプライン（９０２Ａ）および（９０２Ｂ）、ならびに、カセットホルダー（９０１）の外部のフリーハブ部材（９０２）の位置合わせ機能に完全に一致するスプロケットカセット（９０６）の内表面の他の機能を介して、カセットホルダー（９０１）の外部のフリーハブ部材に同心的に位置合わせされてもよい。
図９Ｈと９ｉは、一体成形のスプロケットカセット（９０６）の内表面のさらなる等角図を示し、カセット（９０６）はスプライン（９０２Ａ）と（９０２Ｂ）などの位置合わせ機能を含み、カセットホルダー（９０１）の外部のフリーハブ部材（９０２）上の位置合わせ機能に一体成形のスプロケットカセット（９０６）を同心的に位置合わせすることもある。
Claims (30)
- 回転軸を有するトルク測定装置を備える装置であって、
トルク測定装置が
内部の管状の構造、
外部の管状の構造、および、
内部の管状の構造と外部の管状の構造の間で連結された複数のリブを含み、
複数のリブのそれぞれの別々の１つが、
回転軸に平行な長さ方向における個別のリブの長さ寸法と、
長さ方向に垂直な個別の幅方向における個別のリブの幅の寸法であって、回転軸に平行であり、内部の管状の構造の最小の外側の径方向寸法に隣接する個別のリブ内にある個別の第１の幾何学線から、回転軸に平行であり、外部の管状の構造の最大の内側の径方向寸法に隣接する個別のリブ内にある個別の第２の幾何学線まで、個別の平面に延びる、個別のリブの幅の寸法と、
長さ方向に垂直で、かつ幅方向に垂直な厚み方向における個別のリブの厚
み寸法を備え、
リブの長さ寸法はリブの幅寸法よりも大きく、
内部の管状の構造と外部の管状の構造との間に加えられるトルクは、内部の管状の構造に対する外部の管状の構造の角変位をもたらす、
装置。 - 第３の管状の構造をさらに含み、トルク測定装置は第３の管状の構造に取り付けられる、請求項１に記載の装置。
- リブ幅の寸法は厚み寸法よりも大きい、請求項１に記載の装置。
- 複数のリブの各々は、複数のリブの各々の個別の平面が回転軸を通らないように傾いている、請求項１に記載の装置。
- 複数のリブの各々の個別の平面は回転軸を通る、請求項１に記載の装置。
- 外部の管状の構造は、内部の管状の構造に対する外部の管状の構造の角変位の間、内部の管状の構造に同心のままである、請求項１に記載の装置。
- フレーム、前輪、フリーハブを有する後輪、およびチェーンによって後輪に連結されたスプロケットペダルクランクを有する自転車をさらに含み、
トルク測定装置はフリーハブに取り付けられるように構成される、請求項１に記載の装置。 - フレーム、前輪、フリーハブを有する後輪、およびチェーンによって後輪に連結されたスプロケットペダルクランクを有する自転車をさらに含み、
トルク測定装置の内部の管状の構造はフリーハブ上でカセットとして嵌るように構成される、請求項１に記載の装置。 - フレーム、前輪、スプロケットクラスターとフリーハブを有する後輪、およびチェーンによって後輪に連結されたスプロケットペダルクランクを有する自転車をさらに含み、
トルク測定装置はスプロケットクラスターとフリーハブとの間に取り付けられ、スプロケットカセットはトルク測定装置の外部の管状の構造に付けられる、請求項１に記載の装置。 - フレーム、前輪、スプロケットクラスターとフリーハブを有する後輪、およびチェーンによって後輪に連結されたスプロケットペダルクランクを有する自転車をさらに含み、
スプロケットクラスターはトルク測定装置の外部の管状の構造を含む、請求項１に記載の装置。 - フレーム、前輪、スプロケットクラスターとフリーハブを有する後輪、およびチェーンによって後輪に連結されたスプロケットペダルクランクを有する自転車をさらに含み、
スプロケットクラスターは一体成形のスプロケットカセットを含み、一体成形のスプロケットカセットは複数のスプロケットを含む、請求項１に記載の装置。 - トルク測定装置は自給式の回転変位測定ユニットをさらに備え、
該回転変位測定ユニットは、
電源、
外部の管状の構造に対する内部の管状の構造の角変位を検出するように構成されたセンサー、
検出された角変位の大きさに基づいて信号を生成する、センサーと電源に動作可能に連結された電子回路、および、
電子回路に動作可能に連結され、かつ信号を無線で送信するように構成された無線送信機、を含む、請求項１に記載の装置。 - フレーム、前輪、フリーハブを有する後輪、およびチェーンによって後輪に連結されたスプロケットペダルクランクを有する自転車をさらに含み、
トルク測定装置はフリーハブに付けられるように構成される、請求項１２に記載の装置。 - フレーム、前輪、フリーハブを有する後輪、およびチェーンによって後輪に連結されたスプロケットペダルクランクを有する自転車をさらに含み、
トルク測定装置の内部の管状の構造はフリーハブ上でカセットとして嵌るように構成される、請求項１２に記載の装置。 - 電源は内部の管状の構造と外部の管状の構造との間の空間に収容される、請求項１２に記載の装置。
- 電源は内部の管状の構造と外部の管状の構造との間の空間の外側に収容される、請求項１２に記載の装置。
- 回転軸を有するトルク測定装置を作るための方法であって、
内部の管状の構造と、外部の管状の構造と、内部の管状の構造と外部の管状の構造との間で連結された複数のリブとを形成するために金属の単一のブロックを形成する工程を含み、
複数のリブの各々１つが、
回転軸に平行なリブ長さ方向における個別のリブの長さ寸法と、
長さ方向に垂直な個別の幅方向における個別のリブの幅の寸法であって、回転軸に平行であり、内部の管状の構造の最小の外側の径方向寸法に隣接する個別のリブ内にある個別の第１の幾何学線から、回転軸に平行であり、外部の管状の構造の最大の内側の径方向寸法に隣接する個別のリブ内にある個別の第２の幾何学線まで、個別の平面に延びる、個別なリブの幅の寸法と、
長さ方向に垂直で、かつ幅方向に垂直な厚み方向における個別のリブの厚
み寸法を備え、
リブの長さ寸法はリブの幅寸法よりも大きい、方法。 - 金属の単一ブロックを形成する工程は金属の単一ブロックを鋳造する工程を含む、請求項１７に記載の方法。
- 金属の単一ブロックを形成する工程は、金属の単一ブロックを粉砕する工程を含み、
粉砕する工程は、
トルク測定装置の内周囲を切り落とす工程、
外部の管状の構造の正面の補強壁を複数のリブの一部から完全に切り離されたままにする工程、および、
正面の補強壁を外部の管状の構造の外側のリブ支持部分に接続するために外部の周辺壁を残す工程、を含む、請求項１７に記載の方法。 - トルクを測定するための方法であって、
回転軸を有するトルク測定装置を提供する工程、
外部の管状の構造と内部の管状の構造との間で第１のトルクを加える工程、
第１のトルクを加えている間に、外部の管状の構造に対する内部の管状の構造の変位を検出する工程、および、
検出された変位に基づいて第１のトルクの値を決定する工程を含み、
トルク測定装置が、
内部の管状の構造、
外部の管状の構造、および、
内部の管状の構造と外部の管状の構造の間で連結された複数のリブを含み、
複数のリブのそれぞれの別々の１つが、
回転軸に平行なリブ長さ方向における個別のリブの長さ寸法と、
長さ方向に垂直な個別の幅方向における個別のリブの幅の寸法であって、回転軸に平行であり、内部の管状の構造の最小の外側の径方向寸法に隣接する個別のリブ内にある個別の第１の幾何学線から、回転軸に平行であり、外部の管状の構造の最大の内側の径方向寸法に隣接する個別のリブ内にある個別の第２の幾何学線まで、個別の平面に延びる、個別なリブの幅の寸法と、
長さ方向に垂直で、かつ幅方向に垂直な厚み方向における個別のリブの厚
み寸法を備え、
リブの長さ寸法はリブの幅寸法よりも大きい、方法。 - 第３の管状の構造を提供する工程と、
トルク測定装置を第３の管状の構造に取り付ける工程をさらに含む、請求項２０に記載の方法。 - フレーム、前輪、フリーハブを有する後輪、およびチェーンによって後輪に連結されたスプロケットペダルクランクを有する自転車を提供する工程と、
トルク測定装置をフリーハブに取り付ける工程をさらに含む、請求項２０に記載の方法。 - フレーム、前輪、スプロケットクラスターとフリーハブを有する後輪、およびチェーンによって後輪に連結されたスプロケットペダルクランクを有する自転車を提供する工程と、
トルク測定装置の外部の管状の構造に、スプロケットクラスターを取り付ける工程をさらに含む、請求項２０に記載の方法。 - 第１のトルクの値を決定する工程は、
ディスプレイに動作可能に連結された受信機を提供する工程、
検出された変位の大きさに基づいて信号を生成する工程、および、
受信機に信号を無線で送信する工程をさらに含む、請求項２０に記載の方法。 - トルク測定装置を駆動するように構成された電源を設ける工程、および、
内部の管状の構造と外部の管状の構造の間に電源を取り付ける工程、をさらに含む、請求項２０に記載の方法。 - 変位を検出する工程は、
内部の管状の部材に取り付けられた第１のプレートを提供する工程、
外部の管状の部材に取り付けられた第２のプレートを提供する工程であって、第２のプレートは第１のプレートと平行である、工程、
第１のトルクを加えている間に第１のプレートと第２のプレートとの間の角変位を電気的に測定する工程、を含む、請求項２０に記載の方法。 - 変位を検出する工程は、
内部の管状の部材に取り付けられた第１の光学構造を提供する工程、
外部の管状の部材に取り付けられた第２の光学構造を提供する工程、
第１のトルクを加えている間に第１の光学構造と第２の光学構造の間の角変位を光学的に測定する工程、を含む、請求項２０に記載の方法。 - 複数のリブの各々の個別の平面は回転軸を通る、請求項２０に記載の方法。
- 複数のリブの各々は、複数のリブの各々の個別の平面が回転軸を通らないように傾いている、請求項２０に記載の方法。
- 外部の管状の部材は、第１のトルクを加えている間に、内部の管状の構造に同心のままである、請求項２０に記載の方法。
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