JP4909713B2

JP4909713B2 - センサ装置

Info

Publication number: JP4909713B2
Application number: JP2006309358A
Authority: JP
Inventors: 隆司上田
Original assignee: 株式会社キャットアイ
Priority date: 2006-11-15
Filing date: 2006-11-15
Publication date: 2012-04-04
Anticipated expiration: 2026-11-15
Also published as: EP1923302B1; EP1923302A1; ES2333749T3; CN100575176C; CN101181915A; US20080111668A1; HK1118774A1; DE602007002543D1; ATE443652T1; JP2008120345A

Description

本発明は、センサ装置に関し、特に、自転車の走行速度などを把握するためのセンサ装置に関する。

自転車の走行速度などを計測するための計測装置が従来から知られている。
たとえば、特開２００５−６７３５４号公報（特許文献１）においては、自転車の後輪とギアクランクの位置する部分に配設される計測本体部と、自転車に乗った状態で視界に入る位置に配置されて計測本体部から送られる信号に基づいて所定の情報を表示する表示部とを有する計測装置が開示されている。

ここでは、計測本体部は、ギアクランクの所定の部位の動きを検知して、ペダルを漕ぐ調子を把握するための第１センサ部と、後輪の所定の部位の動きを検知して、自転車の走行速度を把握するための第２センサ部と、第１および第２センサ部と電気的に接続され、第１および第２センサ部によって検知された信号を無線により表示部へ送るための送信部とを有する。

また、下記の非特許文献１には、フレームに当接するベース部材と、ベース部材に固定され、内部にケイデンスセンサが内蔵された本体部材と、本体部材に対して回動可能に取り付けられ、内部に速度センサが内蔵された回動部材とを備えたセンサ装置が開示されている。
特開２００５−６７３５４号公報 "Edge 205/305 Owner's Manual(pp16-18)"、[online]、GARMIN社、[平成１８年１１月１３日検索]、インターネット<URL: http://www.garmin.com/manuals/967_OwnersManual.pdf>

特許文献１に記載の計測装置は、第１と第２センサ部および送信部がそれぞれ別部材により構成された３ピース構造を有する。他方、自転車用のセンサ装置において、部品点数の低減および計測装置の小型化が要請されている。

また、自転車における所定の部位の動きをセンサ部により検知するためには、センサ部の性能に応じて、動きを検知しようとする部位とセンサ部との距離が適切な距離である必要がある。したがって、センサ部を自転車のフロントフォークやチェーンステーに固定する際に、固定されたセンサ部と上記所定の部位との距離を適切な距離に調整する必要がある。しかしながら、非特許文献１に記載のセンサ装置においては、本体部材がベース部材に対して回動しないため、センサ装置を楕円、矩形等様々な断面形状のチェーンステーに安定して固定しながら、ギアクランクとケイデンスセンサとの距離を変動させることができない。

本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、部品点数が低減されるとともに、小型化が図られ、かつ、動きを検知しようとする部位とセンサ部との距離を変動させることが可能な自転車用のセンサ装置を提供することにある。

本発明に係るセンサ装置は、自転車を構成するフレームに取り付けられるセンサ装置で
あって、フレームに固定される本体台座と、本体台座に対して所定の軸まわりに回動可能に取り付けられ、本体台座に対して所定の軸に直交する方向にならび、自転車における第１の部位の動きを検知する第１のセンサ部を有する本体部材と、本体部材に対して回動可能に取り付けられ、自転車における第２の部位の動きを検知する第２のセンサ部を有する回動部材とを備え、本体部材は、第１と第２のセンサ部に電気的に接続され、第１と第２のセンサ部により検知された信号を本体部材の外部に送信する送信部を含み、本体部材は、第１の部位と第１のセンサ部との距離を変動させるように本体台座に対して回動し、回動部材は、第２の部位と第２のセンサ部との距離を変動させるように本体部材に対して回動する。

上記構成によれば、本体部材が第１のセンサ部と送信部とを含むことで、第１のセンサ部と送信部とが別部材により構成される場合と比較して、センサ装置の部品点数を低減するとともに、該装置の小型化を図ることができる。また、本体部材が本体台座に対して回動可能であるため、第１の部位と第１のセンサ部との距離を適切な距離に調整することができる。さらに、回動部材が本体部材に対して回動可能であるため、第２の部位と第２のセンサ部との距離を適切な距離に調整することができる。

上記センサ装置において、好ましくは、回動部材は、本体部材に対して着脱可能に取り付けられる。

上記構成によれば、回動部材を本体部材に取り付けた場合には、第１と第２センサ部により２つの情報を検知することができ、回動部材を本体部材から取り外した場合には、第１センサ部により１つの情報のみを検知することができる。このように、上記構成によれば、センサ装置の使用時において、１つの局面では該センサ装置を２つの情報を検知するための装置として用い、他の局面では該センサ装置を１つの情報のみを検知する装置として用いることができる。また、上記とは異なる観点では、センサ装置の製造時において、２つの情報を検知するための装置の部品と１つの情報のみを検知する装置の部品とを共通化することができる。

１つの局面では、上記センサ装置において、第１の部位は自転車の車輪を含み、第１のセンサ部は、車輪の回転数に基づいて自転車の走行速度を検知する。この場合、好ましくは、第２の部位は自転車のギアクランクを含み、第２のセンサ部は、ギアクランクの回転数に基づいてペダルを漕ぐ調子を検知する。

他の局面では、第１の部位は自転車のギアクランクを含み、第１のセンサ部は、ギアクランクの回転数に基づいてペダルを漕ぐ調子を検知する。この場合、好ましくは、第２の部位は自転車の車輪を含み、第２のセンサ部は、車輪の回転数に基づいて自転車の走行速度を検知する。

上記センサ装置において、１つの例として、フレームは自転車のチェーンステーである。

本発明によれば、自転車用のセンサ装置の小型化を図ることができる。また、部品点数を低減することで、センサ装置の製造コストを低減することもできる。

さらに、他の観点では、センサ装置を楕円、矩形等様々な断面形状のチェーンステーに安定して固定しながら、動きを検知しようとする部位とセンサ部との距離を変動させて、その距離を適切な距離に調整することができる。

以下に、本発明の実施の形態について説明する。なお、同一または相当する部分に同一の参照符号を付し、その説明を繰返さない場合がある。

なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、以下の実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本発明にとって必ずしも必須のものではない。また、以下に複数の実施の形態が存在する場合、特に記載がある場合を除き、各々の実施の形態の特徴部分を適宜組合わせることは、当初から予定されている。

図１は、本発明の１つの実施の形態に係るセンサ装置が取り付けられる自転車を示す図である。図１を参照して、自転車１は、前輪２および後輪３と、ペダルとともに回転するギアクランク４と、チェーンステー５と、後述する計測装置による検知結果を表示する表示部６とを含んで構成される。

図２〜図８は、本実施の形態に係る「センサ装置」としての計測装置１０を示す図である。なお、図３，図４，図６，図７は、それぞれ、図２における矢印III，ＩＶ，ＶI，ＶII方向から計測装置１０を見た状態を示し、図５は、図３，図４における矢印Ｖ方向から計測装置１０を見た状態を示す。また、図８は、計測装置１０の斜視図を示す。

図２〜図８を参照して、本実施の形態に係る計測装置１０は、自転車１のチェーンステー５に取り付けられ、後輪３の回転数に基づいて自転車１の走行速度を検知するとともに、ギアクランク４の回転数に基づいてペダルを漕ぐ調子を検知する装置であって、チェーンステー５に当接するベース部材１００と、ベース部材１００に取り付けられるスピードセンサ２００と、スピードセンサ２００に取り付けられるケイデンスセンサ３００とを含んで構成される。

ベース部材１００は、ゴムパッド１１０と、ゴムパッド１１０に取り付けられる本体台座１２０とを有する。また、図３，図４に示すように、ゴムパッド１１０は、凹部１１１を有する。凹部１１１は、チェーンステー５を受け入れる。凹部１１１がチェーンステー５を受け入れた状態でベース部材１００とチェーンステー５とをバンド（図示せず）により締結することで、計測装置１０がチェーンステー５に固定される。

スピードセンサ２００は、本体台座１２０に取り付けられた状態で本体台座１２０に対して矢印ＤＲ２００方向に回動可能である。また、ケイデンスセンサ３００は、スピードセンサ２００に取り付けられた状態でスピードセンサ２００に対して矢印ＤＲ３００方向に回動可能である。

次に、計測装置１０の分解斜視図である図９，図１０を用いて、計測装置１０の内部構造について説明する。図９を参照して、「本体部材」としてのスピードセンサ２００は、プリント基板２１０と、バッテリ２２０と、カバー２３０，２４０とを含んで構成される。プリント基板２１０およびバッテリ２２０は、カバー２３０，２４０に囲まれた空間に収納される。プリント基板２１０上には、リードスイッチ２１１と「送信部」としての送信回路２１２とが形成されている。リードスイッチ２１１は、後輪３のスポークに取り付けられたマグネットの通過を検知する。これにより、スピードセンサ２００を用いて後輪３の回転数を検知することが可能になる。また、送信回路２１２は、リードスイッチ２１１および後述するリードスイッチ３１０と電気的に接続され、スピードセンサ２００およびケイデンスセンサ３００による検知結果を表示部６に向けて送信する。

図１０に示すように、ケイデンスセンサ３００は、リードスイッチ３１０と、カバー３２０，３３０とを含んで構成される。リードスイッチ３１０は、カバー３２０，３３０に囲まれた空間に収納される。そして、リードスイッチ３１０は、ギアクランク４に取り付けられたマグネットの通過を検知する。これにより、ケイデンスセンサ３００を用いてギアクランク４の回転数を検知することが可能になる。

スピードセンサ２００は、ネジ４００により、本体台座１２０に対して回転可能にベース部材１００に取り付けられている。ケイデンスセンサ３００は、ナット５００により、スピードセンサ２００に対して回転可能かつ着脱可能に取り付けられている。なお、ケイデンスセンサ３００を取り外してスピードセンサ２００のみを用いる場合には、ナット５００に代えてキャップ５００Ａを装着し、開口部の防水をする。

図１１は、計測装置１０を自転車１のチェーンステー５に固定した状態を示す図である。図１１を参照して、後輪３のスポークには、マグネット３Ａが取り付けられ、ギアクランク４にはマグネット４Ａが取り付けられる。スピードセンサ２００は、マグネット３Ａの通過を検知し、ケイデンスセンサ３００は、マグネット４Ａの通過を検知する。これにより、自転車１の走行速度およびペダルを漕ぐ調子が検知される。

計測装置１０を自転車１に取り付けるに際は、ゴムパッド１００をチェーンステー５に固定した状態で、スピードセンサ２００が矢印ＤＲ２００方向に回動させられ、ケイデンスセンサ３００が矢印ＤＲ３００方向に回動させられる。これにより、スピードセンサ２００とマグネット３Ａとの間隔、および、ケイデンスセンサ３００とマグネット４Ａとの間隔とが調整される。上記の間隔を適切に調整することにより、スピードセンサ２００によるマグネット３Ａの通過の検知と、ケイデンスセンサ３００によるマグネット４Ａの通過の検知とを適切に行なうことが可能になる。なお、スピードセンサ２００およびケイデンスセンサ３００と、マグネット３Ａ，４Ａとの適切な間隔とは、たとえば３ｍｍ程度である。

本実施の形態に係る計測装置１０によれば、スピードセンサ２００がリードスイッチ２１１とと送信回路２１２とを含むことで、リードスイッチ２１１と送信回路２１２とが別部材により構成される場合と比較して、計測装置１０の部品点数を低減するとともに、該装置の小型化を図ることができる。

また、計測装置１０において、ケイデンスセンサ３００をスピードセンサ２００に対して着脱可能に取り付けることで、ケイデンスセンサ３００をスピードセンサ２００に取り付けた場合には、リードスイッチ２１１とリードスイッチ３１０とにより２つの情報（スピード信号およびケイデンス信号）を検知することができ、ケイデンスセンサ３００をスピードセンサ２００から取り外した場合には、リードスイッチ２１１により１つの情報（スピード信号）のみを検知することができる。

上述した内容について要約すると、以下のようになる。すなわち、本実施の形態に係る計測装置１０は、自転車１を構成する「フレーム」としてのチェーンステー５に取り付けられる「センサ装置」であって、チェーンステー５に当接する「ベース部材」としてのゴムパッド１００と、ゴムパッド１００に対して回動可能に取り付けられ、自転車１における「第１の部位」としての後輪３の動きを検知する「第１のセンサ部」としてのリードスイッチ２１１を有する「本体部材」としてのスピードセンサ２００と、スピードセンサ２００に対して回動可能に取り付けられ、自転車１における「第２の部位」としてのギアクランク４の動きを検知する「第２のセンサ部」としてのリードスイッチ３１０を有する「回動部材」としてのケイデンスセンサ３００とを備える。ここで、スピードセンサ２００は、リードスイッチ２１１およびリードスイッチ３１０に電気的に接続され、リードスイッチ２１１およびリードスイッチ３１０により検知された信号をスピードセンサ２００の外部に送信する「送信部」としての送信回路２１２を含む。スピードセンサ２００は、後輪３とリードスイッチ２１１との距離を変動させるようにゴムパッド１００に対して回動し、ケイデンスセンサ３００は、ギアクランク４とリードスイッチ３１０との距離を変動させるようにスピードセンサ２００に対して回動する。

なお、本実施の形態に係るセンサ装置が取り付けられる自転車は、図１に示される自転車１に限定されず、たとえば三輪自転車であってもよい。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の１つの実施の形態に係るセンサ装置が取り付けられる自転車を示す図である。本発明の１つの実施の形態に係るセンサ装置を示す正面図である。図２に示されるセンサ装置を矢印III方向から見た図である。図２に示されるセンサ装置を矢印IＶ方向から見た図である。図２〜図４に示されるセンサ装置を矢印Ｖ方向から見た図である。図２〜図５に示されるセンサ装置を矢印ＶI方向から見た図である。図２〜図６に示されるセンサ装置を矢印ＶII方向から見た図である。図２〜図７に示されるセンサ装置の斜視図である。図２〜図８に示されるセンサ装置の分解斜視図（その１）である。図２〜図８に示されるセンサ装置の分解斜視図（その２）である。図２〜図１０に示されるセンサ装置を自転車のチェーンステーに固定した状態を示す図である。

符号の説明

１自転車、２前輪、３後輪、３Ａ，４Ａマグネット、４ギアクランク、５チェーンステー、６表示部、１０計測装置、１００ゴムパッド、１１０凹部、２００スピードセンサ、２１０プリント基板、２１１リードスイッチ、２１２送信回路、２２０バッテリ、２３０，２４０カバー、３００ケイデンスセンサ、３１０リードスイッチ、３２０，３３０カバー、４００ネジ、５００ナット、５００Ａキャップ。

Claims

自転車を構成するフレームに取り付けられるセンサ装置であって、
前記フレームに固定される本体台座と、
前記本体台座に対して所定の軸まわりに回動可能に取り付けられ、前記本体台座に対して前記所定の軸に直交する方向にならび、前記自転車における第１の部位の動きを検知する第１のセンサ部を有する本体部材と、
前記本体部材に対して回動可能に取り付けられ、前記自転車における第２の部位の動きを検知する第２のセンサ部を有する回動部材とを備え、
前記本体部材は、前記第１と第２のセンサ部に電気的に接続され、前記第１と第２のセンサ部により検知された信号を前記本体部材の外部に送信する送信部を含み、
前記本体部材は、前記第１の部位と前記第１のセンサ部との距離を変動させるように前記本体台座に対して回動し、
前記回動部材は、前記第２の部位と前記第２のセンサ部との距離を変動させるように前記本体部材に対して回動する、センサ装置。
前記回動部材は、前記本体部材に対して着脱可能に取り付けられる、請求項１に記載のセンサ装置。
前記第１の部位は前記自転車の車輪を含み、
前記第１のセンサ部は、前記車輪の回転数に基づいて前記自転車の走行速度を検知する、請求項１または請求項２に記載のセンサ装置。
前記第２の部位は前記自転車のギアクランクを含み、
前記第２のセンサ部は、前記ギアクランクの回転数に基づいてペダルを漕ぐ調子を検知する、請求項１から請求項３のいずれかに記載のセンサ装置。
前記第１の部位は前記自転車のギアクランクを含み、
前記第１のセンサ部は、前記ギアクランクの回転数に基づいてペダルを漕ぐ調子を検知する、請求項１または請求項２に記載のセンサ装置。
前記第２の部位は前記自転車の車輪を含み、
前記第２のセンサ部は、前記車輪の回転数に基づいて前記自転車の走行速度を検知する、請求項１、請求項２または請求項５のいずれかに記載のセンサ装置。
前記フレームは前記自転車のチェーンステーである、請求項１から請求項６のいずれかに記載のセンサ装置。