JP3764124B2 - 自転車のペダリングの矯正装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自転車を効率良くしかも速く漕ぐ、いわゆるペダリングの技能を訓練するための介助装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
まずはじめに、自転車の動力伝達の仕組み一般について概説する。
【０００３】
図１は、自転車の駆動系を示すものであり、Ｆ１〜Ｆ３の矢印は駆動力の伝達方向を、ｒ１〜ｒ４はそれぞれ、クランクＣの長さ、クランクギア５の上死点−中心軸間の距離、ハブギア６の半径、及び後輪４の半径を表わしている。
図１に示すように、自転車は、脚の往復運動が車輪の回転運動に変えられることで駆動されるが、その際、クランクギア５と、後輪４の中心軸上に装備されたハブギア６との半径比、すなわちテコ比でもって脚の動きが拡大されて最終的に後輪に伝達される。テコ比はｒ２／ｒ３で決まり、これが大きいと、動きは大きく拡大されるが強い力が必要となる。「動きが大きく拡大される」とは、ペダルを１回転したときに車輪が回って自転車が進むことが出来る距離を表す。また「強い力が必要とされる」とは、大きなトルク＝踏力が必要とされることを意味する。これは反対に、自転車使用者にとってペダルを漕ぐ事が体感的に「重く」感じられると言うことを意味している。
したがって上記を要約すれば、ｒ３が小さいほど、また反対にｒ２が大きいほど、使用者にとってペダルを漕ぐ事が体感的に「重く」感じられると言うことになる。
【０００４】
次に、ペダリング技能の訓練を従来どのようにして行っていたかにつき、順を追って説明する。
【０００５】
一般的に、自転車使用者がペダルに力を渾め易いのはクランク位置が上死点から水平方向に向かって回転する期間―具体的には、クランクが、その中心軸を貫く水平線より±４５度の角度範囲にあるとき―である。ここでペダルの踏力による入力トルクは、クランクが略水平に位置するときに最大となることが理論的に知られている。他方、クランクが上下死点付近に位置する場合には、ペダルに上下方向に力を渾めても車輪の回転運動に変換されないことも知られている。
したがって、無駄な力を消費することなく、しかも速く自転車を駆動させるという目的を達成するためには、上下死点付近ではペダルに踏力を与えない一方で、クランクが略水平に位置するときにはペダルの踏力が最大となるようなペダリングができれば良い。これを実現するためには、実際に使用者がペダルに踏力を与え始めるべきポイントを、例えば”クランク角約何度の位置”というように、クランク角の位置として体で覚えることが必要となる。
このように自転車を効率的にしかも速く漕ぐ動作一般は、「ペダリング技術」や、また単に「ペダリング」と呼ばれ、自転車愛好家やトライアスロン選手、また競輪選手等が日々その訓練を行っている。
【０００６】
しかるに、ペダル１回転中における人間の脚の踏力の変化はおよそ図２に示されるような関係にあることが従来より知られている。同図からも明らかなように、一般的な使用者の踏力曲線７（図中にて「実際の踏力」と表わされる）は、同図に示される理想曲線８（図中にて「有効な踏力」と表わされる）とは大いに異なり、使用者が実際にペダルに渾めている力が最大となっているポイントＰ_ｍａｘは、理想状態である（上死点を０度とし、クランク回転方向を正としたときの）クランク角９０度の位置から大きくずれて（遅れて）いる。このため、ペダルの踏力は必ずしも全てが駆動力として路面に伝達されているわけではない。同図に示されるように、使用者の実際の踏力は「有効な踏力」（有効踏力）と「無効な踏力」（無効踏力）とに分かれ、有効踏力のみが自転車の駆動に寄与し、無効踏力は全く無駄な力となって使用者のスタミナを単に奪うだけとなる。
したがって、ペダリングを訓練する者にとっては、「如何に無効踏力を減らし、自己の踏力曲線を図２の理想曲線８に近づけるようにするか」が、その課題となっている。
【０００７】
さて、上記したように、理想的には無効踏力を生じさせることなくペダリングを継続できれば良いのであるが、実際には、（ａ）踏み遅れたり、反対に踏み始めが早過ぎたりするために踏力のピークがクランク角９０度の位置に来ない場合がその殆どであると共に、（ｂ）クランク角９０度を過ぎれば踏み止めて構わないにも拘わらず、実際にはクランク角９０度を過ぎてもなかなか踏み止めずに結果として無効踏力ばかりを増大させている、ことが少なくない。
従来、このような個人の癖、或いは個人差ともいうべき使用者各人のペダリング特性を矯正して理想的な状態に近づけてやるためには、例えば熟練したコーチが各使用者のペダリング状況を実際に観察して、経験と勘により指導するほか無かった。このため、正確な理論に従ったペダリングが実現できているかどうかの検証が、実際に訓練を受けている使用者個人には把握しがたく、不便であると共に、コーチ側からしても説得力に欠ける欠点があった。
【０００８】
このように、理論上、或いは頭の中ではそのように理解していても、実際に路上で自転車を漕いだ場合、クランクが水平付近にある時に最大の力を渾め、その他の部分では力を抜くという動作を無意識に、しかも連続的に、かつ長時間実行することは困難であり、そのため、ペダル１回転中の「どのポイントで自分が力を渾め始めるべきなのか」を自分自身の体に覚え込ませておく必要があるのだが、そのような訓練をするために、客観的にペダリング状態を把握することが可能で、しかもペダリング技術の訓練を有効にサポートし得る介助装置は、自転車が公衆の移動手段として一般的なものとなってから現在に至るまでの長い間一度も実用化された例が無く、従来はこれを個々人の勘によって体得するほかに途が無かった。加えて、他人にこのような実技の教習をなす場合であっても、それぞれの個人差があるため、客観的でしかも正確な教習はやはり困難であった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は以上のような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、従来の個々人の勘と努力による以外にペダリング技術の習得をする途が無かったという問題を解決し、しかも、個人差にも十分対応し得るペダリング練習介助装置を提供することにある。即ち本発明は、客観的にペダリング状況の把握が出来、かつ、正確な理論に従ったペダリング技能の訓練をなし得るようこれを介助せしめる装置を提供する事を解決課題とする。
本発明者は、クランクギアの上死点−中心軸間の距離ｒ２をペダル１回転中で物理的に変化させることができれば、テコ比（半径比）が変わることでクランクに掛かるトルクも変化し、それによって自転車操縦者にとってペダルを漕ぐ事が体感的に「重く」感じられるポイントと「軽く」感じられるポイントをペダル１回転中において適宜作り出すことが出来ること、さらにこれを利用することによってペダリングの矯正の介助をなさしめ、最終的にこの装置を利用した結果、効率の良いペダリング技能を使用者自身の体に覚え込ませることが実現できることを見い出し、本発明を完成したものである。
すなわち本発明者は、▲１▼従来、軽快な走行を可能とするための改良しか試みられていなかった自転車のクランク機構を、逆に、使用者のトルク発揮の弱いポイントにおいて使用者にとってペダルを漕ぐ事が体感的に「重く」感じられるようにするために使用すれば、使用者に力を発揮すべきポイントを体感的に示唆出来ることを見出し、また、▲２▼このような自転車用楕円クランクギアの（イ）外形形状、（ロ）楕円率、及び（ハ）クランクの取付位置等のパラメータを適宜調節変更すれば使用者の個人差や競技種目等の個別具体的な利用態様にも対応できることを見出し、その上で、このような変形クランクギアを装備させたサイクリングマシーンや自転車自体をペダリング練習介助装置として用いることによってペダリングの有効な練習介助と、併せて客観的なペダリングの指導を実現するべく、本発明を完成したのである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決可能な本発明の、自転車のペダリングの矯正装置は、ペダルを先端に装着したクランクを中心軸上に取り付け、クランクの回転に応じてクランクギアが回転するようになっている装置であって、使用者のペダリングの状態を観測し、使用者がペダルに掛ける力を大とする必要がある箇所にクランクが到達した位置で、クランクギアの垂直方向の径が大となり、使用者がペダルに掛ける力を抜く必要がある箇所にクランクが到達した位置で、クランクギアの垂直方向の径が小となるようにクランクギアの形状が変形されていることを特徴とするものである。
【００１１】
このように、本発明は、使用者が力を渾め始めるべきポイントをトルク変化を体感させることで示唆し、それによってペダル１回転中で使用者が一番力付けたい、及び／又は力を付けるべきポイントに踏力が掛かるよう、変形クランクギアを応用したペダリング練習をさせることで、ペダリング練習の有効な介助を可能としたものである。又本発明を利用することにより、ペダル１回転中におけるその使用者のトルク発揮が弱いポイントを、本発明の介助装置を利用してトルクを掛け増さしめることによって修正することができるというさらなる効果を得ることもできる。尚本発明は、具体的にトルク変化を体感させるための手段として、以下に詳細に説明するような変形クランクギア及びこれを装備した自転車を使用するが、自転車はサイクリングマシーンであっても構わない。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい一実施形態につき説明する。尚本発明は下記実施形態及び実施例に限定されるものではない。
【００１３】
i)はじめに、本発明のペダリング練習介助装置に使用する変形クランクギアを各使用者向けに調製する前に、まずその使用者の癖を見ることから行う。具体的には、通常の真円形状のクランクギアを装備した通常の自転車やサイクリングマシーンに、更にペダル圧センサ、クランク角センサ及びデータロガーを含む測定装置を組み込み、この装置を用いて得られた測定データによりその人の癖を判断する。測定すべきデータとしては、例えば時間を横軸とし、ペダル圧とそれに対応したクランク角とが縦軸上に並列的に表示される様なものが好ましい。また踏力データとクランク長さの値を用いて、トルク瞬時値データを併せて同時に表示すれば、ペダリング状態の客観的な把握がより容易かつ確実に行える。このようにして得られた使用者の測定データから、使用者の癖、特にペダル１回転中でトルク発揮が極端に弱いポイントを特定するほか、使用者の踏力のピークがペダル１回転中のどの位置で発揮されているのか、踏力のピークがクランク角９０度即ち水平の位置に来ていなければ踏み遅れているのか、反対に踏み始めが早過ぎたりするのか、更にはクランク角９０度の位置を過ぎてもペダルをなかなか踏み止めない傾向があるかどうか、等の趨勢を測定データを参酌しながら把握する。
【００１４】
ii)上記測定後、例えば「クランク角何度の位置」という形でその使用者のトルク発揮の弱い箇所が特定される。その箇所に使用者をもってトルクを掛け増さしめてペダリングの癖を矯正するべく、本発明のペダリング矯正装置に用いるべき変形クランクギアが調製される。すなわち、トルク発揮の弱いそのポイントにおいて使用者にとってペダルを漕ぐ事が体感的に「重く」感じられるように、このポイントに対応したクランクギアの上死点−中心軸間の距離ｒ２（図１参照）を大きく取って使用者に注意を促すようにする。そのような癖が顕著である場合には、楕円形状を超えた変形形状としても構わない。
【００１５】
上記の弱点是正に加えて、踏力のピークがクランク角９０度の位置に来ないという問題、すなわち（ａ）「踏み遅れたり、反対に踏み始めが早過ぎたりする」問題の矯正にも本発明のペダリング矯正装置は役立ち得る。使用者の癖が「踏み遅れて」いる傾向にあれば、▲１▼まず使用者が力を渾め始めているポイントを把握し、次に▲２▼そのポイントよりも早いポイント（クランク角位置）において使用者にとってペダルを漕ぐ事が体感的に「重く」感じられるように、その早めのポイントに対応するクランクギアの上死点−中心軸間の距離ｒ２（図１参照）を大きく取り、使用者に踏み始めを早くするような注意を促すことが可能なように変形クランクギアを調製する。上記の「早めのポイント」は使用者の癖に応じて適宜選択、または調整される。ここで、▲１▼楕円率を主とする、変形クランクギアの外形形状、▲２▼（変形クランクギアの長軸又は短軸との関係における）左右のクランクの取付角度が主たる変更対象となる。使用者の踏み遅れ癖が顕著な場合には、楕円率を上げるほか、究極的には楕円形状を超えて、菱形に近い形状としても構わない。
一方、使用者の癖が「踏み始めが早過ぎ」ている傾向に有れば、反対に遅めのポイントについてそのような処置を行えば良い。
【００１６】
尚調製されるべき変形クランクギアの完成予想イメージを出来るだけ明瞭なものとするため、好ましくは標準的な形状の「標準楕円クランクギア」を予め用意し、これを適宜調節することで最終的な使用者個人向けの変形クランクギアを調製する事が好ましい。
ここで標準楕円クランクギアは、例えば▲１▼楕円の短軸と略平行に左右のクランクが延びているものであって、▲２▼楕円率が約１．１乃至１．３の範囲にあり、また、▲３▼単純な楕円形状であって、菱形や、弧の膨らみを局部的に大きくしたり、小さくしたりしていないもの、であることが好ましい。このような標準楕円クランクギアを基準に使用者の癖や傾向に合わせてそれぞれ各人用の変形クランクギアの形状を決定して行けばギアの調製作業は容易となる。
【００１７】
さらに、（ｂ）「クランク角９０度を過ぎれば踏み止めて構わないにも拘わらず、実際にはクランク角９０度を過ぎてもなかなか踏み止めずに結果として無効踏力ばかりを増大させている」癖を矯正するには、クランク角９０度の位置を過ぎればペダルを漕ぐ事が体感的に極端に「軽く」感じられるように変形クランクギアを調製すれば良く、具体的にはクランク角９０度の位置に対応するクランクギアの上死点−中心軸間の距離ｒ２（図１参照）を小さく取って、使用者に踏み止めるよう注意を促せば良い。
【００１８】
このように測定、傾向把握及びそれに沿ったギア調製という各作業を経て、使用者個人向けの変形クランクギアは調製される。これを、後述する実施例において詳しく説明するように自転車やサイクリングマシーンに装備すれば、ペダリング矯正装置として使用者のペダリング技術の向上に資することが可能となる。
【００１９】
【実施例】
実施例１
以下では、実際に使用者各人向けの変形クランクギアを調製してゆく流れ、及びそれによって調製された変形クランクギアを自転車に装備してペダリングの練習に供する実施態様について説明する。図３に、本発明の一実施例となるペダリング練習介助装置１のクランクギア部分を抜き出して示す。同図に示されるクランクギアＧは、以下に説明する要領に沿って必要な条件を決定し、これに基づいて製作した変形クランクギアの一例（標準的なもの）である。
【００２０】
尚図３に示すように、変形クランクギアＧの長軸が上死点付近にあるときチェーンは水平方向斜めからこのクランクギアに掛かって来るため、上死点付近におけるチェーンの掛かり始めのポイントは、上死点から回転方向に対して遅れ方向に若干ずれる。
ここで、チェーンの掛かり始め（Ｘ点）において、クランクギアＧの長軸とチェーンとの挟角が丁度直角となるときにクランクギアからチェーンへの伝達トルクが最大となるため、このときにクランクアームが水平方向に位置するよう、本実施例ではクランクアームはクランクギアＧの短軸上の位置から回転方向に対して進み方向に若干ずらした位置にセットされている。
【００２１】
図３に示すペダリング練習介助装置１は、変形クランクギアＧと、これを装備した自転車Ｂとからなっている。自転車Ｂには、変形クランクギアＧを装備する際に伴うチェーンの弛みを補償する公知の弛み補償装置が装備されている。
i)まず、指導者の観察や、センサ等を用いた機械的測定によって、力がどんな風にペダルに掛かっているかを把握する。本実施例では、通常のクランクギアを装備した自転車又はサイクリングマシーンにペダル圧センサ、クランク角センサ等の測定手段を付加することによって必要なデータを機械的に得ている。本実施例ではペダル圧、クランク角、踏力の入力方向等のデータを測定している。
ii)次に、得られたデータを処理して▲１▼ペダル１回転中の踏力分布、及び、▲２▼上記踏力分布においてペダル（クランク）に入力される踏力を有効踏力成分と無効踏力成分に分解してそれぞれの大きさをあらわした図を作成する。ペダル１回転中の踏力分布はペダル圧センサとクランク角センサのデータを併せ用いることで作成可能である。
iii) ii)で作成した図から、使用者のペダリング特性を分析、特定する。本実施例でペダリング特性とは、即ち使用者の癖のことをいい、▲１▼踏み遅れ（クランク角９０度を超えた後にMAX踏力に達している）、▲２▼踏み始めが速すぎ（クランク角９０度を超える前にMAX踏力に達している）、及び▲３▼例えばクランク角９０度を超えてもまだまだ踏みやめることなく、無効踏力が顕著である、等の事象をいう。
iv)分析後、どのパラメータ（楕円率、クランク取付位置等）をどのように変形させるかを決定し、その上で、使用者各個人用の変形クランクギアを調製する。ペダリング矯正用変形クランクギアは、楕円形状のクランクギアであって左右のクランクがその短軸と略平行にそれぞれその中心より延びているもの（標準楕円クランクギア）が標準的である。さらに使用者の癖や競技種目に合わせて適宜形状を変更し、単なる楕円でない、変形楕円クランクギアとされる。このとき、上記の標準楕円クランクギアを基準にして、そこからどのように変形するかを把握すれば完成後の個人用クランクギアのイメージがし易い。
使用者個人用の変形クランクギアを調製するに当たっては、次の事項を決定する。
▲１▼クランクを楕円長軸上或いは短軸上から何度の位置に傾けて取り付けるべきか、
▲２▼楕円率、
▲３▼左右の踏力差があれば、クランクギアの形状もこれに合わせて左右非対称に形成すべきか、
また、
▲４▼上記の癖によっては楕円に限られず、さらなる変形形状とすべきか、即ち、（ａ）一部変形、例えば、（イ）弧の形状をさらに外部へ張り出すか、また（ロ）内部に凹ませるか、さらには、（ｂ）全体形状を、菱形のような楕円から著しくかけ離れた形状とするか。
v)このようにして決定された条件に基づきクランクギアを製作し、これを路上走行用の自転車に装備することによって使用者のペダリング技能の向上に利用する。
【００２２】
図４に、本発明のペダリング練習介助装置にて使用する変形クランクギアＧの一実施例を示す。変形クランクギアＧは外周部に歯型が形成された環状の楕円盤であって、本実施例ではアルミニウム合金からなっているが材料はこれに限定されず強度が十分に確保されるもので有ればよい。また、変形クランクギアＧは、通常自転車に装備される真円形のクランクギアを取り外して容易に交換できるように、その内周側に設けられる取付穴部２が図４に一点鎖線で示したように中心軸の同心円上に形成されることが好ましい。変形クランクギアと後輪のハブギアとのテコ比（半径比）を変えることにより、使用者に対してペダルに力を渾めるべきポイントを強く示唆することが可能となるが、脚力等の個人差を勘案して、このテコ比は適当な値が選択される。また楕円率に関しては、楕円率が高い程、発生トルクの差が大きくなり、使用者に対してペダルに力を渾めるべきポイントを強く示唆することが可能となる一方、あまり極端にすればチェーンの弛み補償装置に工夫を要するため、本実施例では楕円率は１．１乃至１．３程度としている。
【００２３】
実施例２
図５には、本発明のペダリング練習介助装置の別の実施例が示されている。これは、例えば上記の工程を経て製作された、変形クランクギアＧを装備したサイクリングマシーンＭに、クランク角センサＳ及びペダル圧センサＱを取り付けたものである。これらセンサからの出力信号は、サイクリングマシーンＭに内蔵された制御装置１０において演算処理が行われる。これにより、使用者が実際にペダルに渾めている力が最大となっているポイントＰ_ｍａｘ（図２参照）が「クランク角何度の位置」といったかたちでサイクリングマシーンＭのディスプレイ１１に表示され、使用者に現在の自己のペダリング状況が伝達される。ディスプレイ１１には、クランク数回転に一回の割合や、一定時間毎に逐次、Ｐ_ｍａｘの平均値（クランク角度位置）等が表示されるようになっている。サイクリングマシーンＭは、例えばフィットネスジム等で提供されるようなものであれば良く、本実施例では通常の自転車同様、ペダルを漕いだ際に一定の負荷が操作者に対して与えられるものを用いている。
このようなペダリング矯正装置によれば、変形クランクギアＧを用いたペダリング訓練の効果や練習の進み具合をリアルタイムでチェックでき、また使用者の訓練の進み度合いを体系的に管理することもできる。
【００２４】
実施例３
本実施例はペダリング状況のテレメトリーシステムとなっており、主にトラック状の周回路を練習地として、実際の路上での▲１▼ペダリングデータの収集と、▲２▼ペダリングの癖や訓練成果等を把握する目的で使用するものである。
図６に示すペダリング矯正装置１において、自転車Ｂの車体内にはクランク角センサＳ、またペダルにはペダル圧センサＱが取り付けられる。これらの出力信号は制御装置２４に導かれ、使用者が実際にペダルに渾めている力が最大となっているポイントＰ_ｍａｘを特定する処理が施される。その後、例えばクランクの数回転毎の平均データから算定されたＰ_ｍａｘの平均値（クランク角度位置）のデータは、外部に設置されたテレメトリー装置Ｔ内の受信装置２１へと、送信装置２０を介して送信され、データロガーＤにより記録及びデータ蓄積される。このデータは、リアルタイムで表示されるほか、練習後の再生、チェックが可能になっている。データチェックの簡単のため、練習中に、周回路上の少なくとも１点を通過したことを逐次知らせる信号（トラックマーク）２５を、Ｐ_ｍａｘのデータと共にテレメトリー装置に送信する。テレメトリー装置では、受信したＰ_ｍａｘの平均値データをトラックマークと共にデータロガーＤに記録するほか、ディスプレイ２３に逐次表示する。本実施例では、Ｐ_ｍａｘの平均値及びトラックマーク２５のデータを時系列的にディスプレイ上に表示するようにしている。
【００２５】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、個人差や競技種目に応じて変形クランクギアの楕円率や、左右のクランクの変形クランクギアの長軸又は短軸に対する取付角度を変更すること等により、ペダル１回転中で使用者に対して「ここで力を渾め始めるべき」と示唆するポイントを自由に調整できるので、汎用性に富み、しかも有効なペダリング矯正装置を提供できる。ここで、ペダルを漕ぐことを「重く」、又は「軽く」感じさせるためには、それぞれ、ペダル１回転中のその所望のポイントに対応する中心軸−上死点間のクランクギアの半径ｒ２を「大きく」、又は「小さく」取るだけで良く、装置の複雑化を回避できる。
本発明のペダリング練習介助装置において使用する変形クランクギアは、各使用者個人に対応して自由に構成出来るものであり、例えば左右で踏力の異なる使用者や、左右で力を渾め始めるポイントが相違している使用者に対しても、有効なペダリング練習の介助をなし得るものであるほか、例えばその矯正をさせる手段としても利用できる。変形クランクギアは、癖が顕著でなければ標準的な形態のものを用いれば足りるが、そうでなければ、上記したように楕円率を上げる等して構成することが、有効なペダリング矯正手段となる。
【００２６】
上記した通り、本発明のペダリング矯正装置を用いれば、ペダル１回転中に発生する負荷変動（トルク変化）をどの速度域でも体感でき、どこで力を入れるのかを学習することが無意識に実行出来る。そのため、ペダリングの訓練を効率良く行える。
こうして、本発明のペダリング矯正装置を用いて自分がペダルに渾める力を最大に持ってゆくべきクランクの角度位置を体に覚え込ませることに容易に成功した使用者は、実際の路上において真円のクランクギアが装備された自転車を漕ぐ際においても、効率良く、自分の持てるスタミナをペダリングに充てることができ、長時間、高速に自転車を走らせることが可能となる。また、無駄な力をペダルに渾めることが無くなるため、疲労が大幅に低減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 自転車の駆動系を簡単に説明する図である。
【図２】 ペダル１回転中における人間の脚の踏力の変化を示す図である。
【図３】 ペダリング練習介助装置のクランクギア部分を示す図である。
【図４】 変形クランクギアの一実施例を示す側面図である。
【図５】 本発明の一実施例を示すブロック図である
【図６】 本発明の別の実施例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ ペダリング練習介助装置
２ 取付穴部
３ ペダル
４ 後輪
５ クランクギア
６ ハブギア
７ 一般的な使用者の踏力曲線
８ 理想曲線
１０ 制御装置
１１ ディスプレイ
２０ 送信装置
２１ 受信装置
２３ ディスプレイ
２４ 制御装置
２５ トラックマーク
Ｂ 自転車
Ｃ クランク
Ｄ データロガー
Ｆ 焦点
Ｆ’ 焦点
Ｍ サイクリングマシーン
Ｑ ペダル圧センサ
Ｇ 変形クランクギア
Ｓ クランク角センサ
Ｔ テレメトリー装置

Claims (4)

1. ペダルを先端に装着したクランクを中心軸上に備えたクランクギアから、無端帯状のフレキシブル駆動部材を介して被駆動対象に使用者からの前記クランクギアの回転力を伝達するペダリングの矯正装置であって、
   前記クランクギアの形状が、
   前記使用者に、ペダルを先端に装着したクランクを中心軸上に備えた円形クランクギアにクランク角センサと、使用者が前記ペダル、前記クランク又は前記円形クランクギアに対して及ぼす力を測定する力センサとを組み込んだペダリング測定装置を予め使用せしめることにより測定された、前記使用者がクランク１回転中にペダルに掛けている力の大きさの変化から求められる使用者のペダリング特性の内、少なくとも、トルクの極大点が来ている角度位置の測定結果に応じて、
   前記トルクの極大点がクランク角９０°の位置からずれ、クランク角９０°から回転方向前方の角度位置にあるときには、前記クランクが、クランク角９０°の位置に到達したとき、或いは上死点からクランク角９０°迄の角度位置にあるときにおける、前記クランクギアの中心軸からフレキシブル駆動部材が掛かり始める点までの距離がより長くなる様変形され、
   前記クランク１回転中において前記使用者が前記ペダルに掛ける力を強める必要がある角度位置に前記クランクが到達したときに、前記クランクギアの中心軸からフレキシブル駆動部材が掛かり始める点迄の距離が相対的に長くなる様に変形されており、
   前記使用者に、前記ペダルに掛ける力を強める必要がある角度位置を、前記クランクギアから前記フレキシブル駆動部材への伝達トルクの変化を意図的に体感せしめることによって示唆する様構成したことを特徴とするペダリング矯正装置。
2. 前記クランクギアの形状が、さらに、
   前記ペダリング測定装置を予め使用せしめることにより測定された前記使用者のペダリング特性の内、クランクが、クランク角９０°の位置から下死点に至る迄の角度位置にあるときにおけるペダル踏力の測定結果に応じて、
   下死点を過ぎても、使用者が未だペダルを踏み込んでいるときには、前記クランクが、クランク角９０°の位置から下死点に至る迄の角度位置にあるときにおける、前記クランクギアの中心軸からフレキシブル駆動部材が掛かり始める点までの距離がより短くなる様変形され、
   前記クランク１回転中において前記使用者が前記ペダルに掛ける力を強め又は弱める必要がある角度位置に前記クランクが到達したときに、前記クランクギアの中心軸からフレキシブル駆動部材が掛かり始める点迄の距離が相対的に長く又は短くなる様に変形されており、
   前記使用者に、前記ペダルに掛ける力を強め又は弱める必要がある角度位置を、前記クランクギアから前記フレキシブル駆動部材への伝達トルクの変化を意図的に体感せしめることによって示唆する様構成したことを特徴とする請求項１に記載のペダリング矯正装置。
3. ペダルを先端に装着したクランクを中心軸上に備えたクランクギアから、無端帯状のフレキシブル駆動部材を介して後輪に使用者からの前記クランクギアの回転力を伝達する自転車のペダリングの矯正を行なうための方法であって、
   前記使用者に、ペダルを先端に装着したクランクを中心軸上に備えた円形クランクギアにクランク角センサと、使用者が前記ペダル、前記クランク又は前記円形クランクギアに対して及ぼす力を測定する力センサとを組み込んだペダリング測定装置を予め使用せしめることにより、前記使用者がクランク１回転中にペダルに掛けている力の大きさの変化から導き出される使用者のペダリング特性の内、少なくとも、トルクの極大点が来ている角度位置を測定し、
   その結果、前記クランクギアの形状を、
   前記トルクの極大点がクランク角９０°の位置からずれ、クランク角９０°から回転方向前方の角度位置にあるときには、前記クランクが、クランク角９０°の位置に到達したとき、或いは上死点からクランク角９０°迄の角度位置にあるときにおける、前記クランクギアの中心軸からフレキシブル駆動部材が掛かり始める点までの距離がより長くなる様変形して、
   前記クランクギアの形状を、前記測定によって特定された、前記クランク１回転中において前記使用者が前記ペダルに掛ける力を強める必要がある角度位置に前記クランクが到達したときに、前記クランクギアの中心軸からフレキシブル駆動部材が掛かり始める点までの距離が相対的に長くなる様に変形させ、
   そのようにして変形させたクランクギアを装備した自転車に、前記使用者を搭乗させてペダリングの訓練を行なわしめ、
   前記使用者に、前記ペダルに掛ける力を強める必要がある角度位置を、前記クランクギアから前記フレキシブル駆動部材への伝達トルクの変化を意図的に体感せしめることによって示唆する様にしたことを特徴とする自転車のペダリングの矯正方法。
4. さらに、前記ペダリング測定装置を使用することにより導き出される前記使用者のペダリング特性の内、クランクが、クランク角９０°の位置から下死点に至る迄の角度位置にあるときにおけるペダル踏力を測定し、
   その結果、前記クランクギアの形状を、
   下死点を過ぎても、使用者が未だペダルを踏み込んでいるときには、前記クランクが、クランク角９０°の位置から下死点に至る迄の角度位置にあるときにおける、前記クランクギアの中心軸からフレキシブル駆動部材が掛かり始める点までの距離がより短くなる様変形して、
   前記クランクギアの形状を、前記測定によって特定された、前記クランク１回転中において前記使用者が前記ペダルに掛ける力を強め又は弱める必要がある角度位置に前記クランクが到達したときに、前記クランクギアの中心軸からフレキシブル駆動部材が掛かり始める点までの距離が相対的に長く又は短くなる様に変形させ、
   前記使用者に、前記ペダルに掛ける力を強め又は弱める必要がある角度位置を、前記クランクギアから前記フレキシブル駆動部材への伝達トルクの変化を意図的に体感せしめることによって示唆する様にしたことを特徴とする請求項３に記載の自転車のペダリングの矯正方法。

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