TW201723450A - 曲柄總成 - Google Patents

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Toshio Tetsuka
Fumiaki Yoshida
Shintaro Mori
Toru Arai
Kui Li
Tomoaki Watanuki
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Shimano Kk
Minebea Co Ltd
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Abstract

本發明之目的在於提供一種可更正確地測定對自行車用曲柄作用之力之曲柄總成。 本發明之曲柄總成包含自行車用曲柄臂101、及第1～第3檢測電路1～3。第1檢測電路1可檢測作用於第1方向之力(Fθ)。第2檢測電路2可檢測作用於第2方向之力(Fr)。第3檢測電路3可檢測力矩(L)。第1檢測電路1包含配置於安裝面101a之第1應變感測器11。第2檢測電路2包含配置於安裝面101a之第2應變感測器21。第3檢測電路3包含配置於安裝面101a之第3應變感測器。

Description

曲柄總成
本發明係關於一種曲柄總成者。
於專利文獻1中，揭示有一種測定作用於自行車用曲柄之力之測定裝置。 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]日本專利特開2014-134507號公報
[發明所欲解決之問題] 期望一種可更正確地測定作用於自行車用曲柄之力之曲柄總成。 [解決問題之技術手段] 本發明之第1態樣之曲柄總成具備自行車用曲柄臂、及第1～第3檢測電路。自行車用曲柄臂具有以連結於腳踏板軸之方式構成之腳踏板軸連結部。自行車用曲柄臂可圍繞曲柄軸之軸心旋轉。於經由腳踏板軸對自行車用曲柄臂賦予載荷時，第1檢測電路可檢測作用於第1方向之力(Fθ)。第1方向係以曲柄軸之軸心為中心之圓之腳踏板軸之切線方向。於經由腳踏板軸對自行車用曲柄臂賦予載荷時，第2檢測電路可檢測作用於第2方向之力(Fr)。第2方向係與以曲柄軸之軸心為中心之圓之半徑方向平行之方向。於經由腳踏板軸對自行車用曲柄臂賦予載荷時，第3檢測電路可檢測作用於自行車用曲柄臂之與曲柄軸及腳踏板軸交叉之軸線周圍之力矩(L)。自行車用曲柄臂包含與曲柄軸之軸心交叉之安裝面。第1檢測電路包含配置於安裝面之第1應變感測器。第2檢測電路包含配置於安裝面之第2應變感測器。第3檢測電路包含配置於安裝面之第3應變感測器。 根據該構成，可藉由第1檢測電路檢測作用於第1方向之力(Fθ)，且藉由第2檢測電路檢測作用於第2方向之力(Fr)，並藉由第3檢測電路檢測作用於自行車用曲柄臂之與曲柄軸及腳踏板軸交叉之軸線周圍之力矩(L)。其結果，本發明之曲柄總成可更正確地測定作用於自行車用曲柄之力。又，第1至第3檢測電路全部安裝於安裝面上。即，由於第1～第3檢測電路全部安裝於相同面，故曲柄總成之構造成為簡易者。 較佳為，第1應變感測器之檢測方向係為，自與曲柄軸之軸向平行之方向觀看時，相對於第2方向以第1角度傾斜。較佳為，第1角度係根據自行車用曲柄臂之形狀而設定。較佳為，第1角度為25°以內。 較佳為，第2應變感測器之檢測方向係為，自與曲柄軸之軸向平行之方向觀看時，相對於第2方向以第2角度傾斜。較佳為，第2角度係根據自行車用曲柄臂之形狀而設定。較佳為，第2角度為25°以內。 較佳為，第3應變感測器之檢測方向係以自與曲柄軸之軸向平行之方向觀看時與第1方向及第2方向交叉之方式設置。 較佳為，第1檢測電路包含複數個第1應變感測器。複數個第1應變感測器中之至少1個第1應變感測器之檢測方向係為，自與曲柄軸之軸向平行之方向觀看時相對於第2方向以第3角度傾斜。較佳為，第3角度係根據自行車用曲柄臂之形狀而設定。較佳為，第3角度為25°以內。 較佳為，複數個第1應變感測器中之至少1個第1應變感測器之檢測方向係為，自與曲柄軸之軸向平行之方向觀看時，沿著第2方向。 較佳為，第1檢測電路包含4個第1應變感測器。安裝面係由包含曲柄軸之軸心且與第2方向平行之平面分成第1區域與第2區域。4個第1應變感測器中之2個第1應變感測器配置於第1區域。4個第1應變感測器中之另2個第1應變感測器配置於第2區域。 較佳為，配置於第1區域之2個第1應變感測器於第2方向上隔開間隔配置。配置於第2區域之2個第1應變感測器於第2方向上隔開間隔配置。 較佳為，配置於第1區域之2個第1應變感測器之檢測方向係為，自與曲柄軸之軸向平行之方向觀看時平行於第2方向。配置於第2區域之2個第1應變感測器之檢測方向係為，自與曲柄軸之軸向平行之方向觀看時相對於第2方向以第4角度傾斜。較佳為，第4角度係根據自行車用曲柄臂之形狀而設定。較佳為，第4角度為25°以內。 較佳為，第2檢測電路進而包含設置於安裝面之第4應變感測器。第4應變感測器之檢測方向係為，自與曲柄軸之軸向平行之方向觀看時相對於第1方向以第5角度傾斜。較佳為，第5角度係根據自行車用曲柄臂之形狀而設定。較佳為，第5角度為25°以內。 較佳為，第2檢測電路包含2個第2應變感測器、與2個第4應變感測器。2個第4應變感測器中之一者之第4應變感測器之檢測方向係為，自與曲柄軸之軸向平行之方向觀看時相對於第1方向以第6角度傾斜。較佳為，第6角度係根據自行車用曲柄臂之形狀而設定。較佳為，第6角度為25°以內。 較佳為，安裝面係由包含曲柄軸之軸心且與第2方向平行之平面分成第1區域與第2區域。2個第2應變感測器中之一個第2應變感測器、與2個第4應變感測器中之一個第4應變感測器配置於第1區域。2個第2應變感測器中之另一個第2應變感測器、與2個第4應變感測器中之另一個第4應變感測器配置於第2區域。 較佳為，於第1方向上，2個第2應變感測器配置於2個第4應變感測器之間。 較佳為，2個第4應變感測器之檢測方向互為不同。 較佳為，第3檢測電路包含至少2個第3應變感測器。2個第3應變感測器之檢測方向互為不同。 較佳為，第3檢測電路包含4個第3應變感測器。安裝面係由包含曲柄軸之軸心且與第2方向平行之平面分成第1區域與第2區域。4個第3應變感測器中之2個第3應變感測器配置於第1區域。4個第3應變感測器中之另2個第3應變感測器配置於第2區域。 較佳為，配置於第1區域之2個第3應變感測器於第2方向上隔開間隔配置。配置於第2區域之2個第3應變感測器於第2方向上隔開間隔配置。 較佳為，4個第3應變感測器中之至少一個第3應變感測器之檢測方向係為，自與曲柄軸之軸向平行之方向觀看時相對於自第1方向傾斜45°之方向以第7角度傾斜。較佳為，第7角度係根據自行車用曲柄臂之形狀而設定。較佳為，第7角度為25°以內。 較佳為，自行車曲柄總成進而包含：片材構件，其安裝有第1檢測電路、第2檢測電路、及第3檢測電路。 本發明之第2態樣之曲柄總成具備自行車用曲柄臂、與第1檢測電路。自行車用曲柄臂具有以連結於腳踏板軸之方式構成之腳踏板軸連結部。自行車用曲柄臂可圍繞曲柄軸之軸心旋轉。於經由腳踏板軸對自行車用曲柄臂賦予載荷時，第1檢測電路可檢測作用於第1方向之力(Fθ)。第1方向係以曲柄軸之軸心為中心之圓之腳踏板軸之切線方向。自行車用曲柄臂具有與曲柄軸之軸心交叉之安裝面。第1檢測電路包含設置於安裝面之第1應變感測器。第1應變感測器之檢測方向係為，自與曲柄軸之軸向平行之方向觀看時，自與第1方向正交之第2方向於25°之範圍以內傾斜。 本發明之第3態樣之曲柄總成具備自行車用曲柄臂、與第2檢測電路。自行車用曲柄臂具有以連結於腳踏板軸之方式構成之腳踏板軸連結部。自行車用曲柄臂可圍繞曲柄軸之軸心旋轉。於經由腳踏板軸對自行車用曲柄臂賦予載荷時，第2檢測電路可檢測作用於第2方向之力(Fr)。第2方向係與以旋轉軸線為中心之圓之半徑方向平行之方向。自行車用曲柄臂包含與曲柄軸之軸心交叉之安裝面。第2檢測電路包含分別設置於安裝面之第2應變感測器與第4應變感測器。第2應變感測器之檢測方向係為，自與曲柄軸之軸向平行之方向觀看時，與第2方向所成之角度為25°以內。第4應變感測器之檢測方向係為，自與曲柄軸之軸向平行之方向觀看時，自與第2方向正交之第1方向於25°之範圍以內傾斜。 本發明之第4態樣之曲柄總成具備自行車用曲柄臂、與第3檢測電路。自行車用曲柄臂具有以連結於腳踏板軸之方式構成之腳踏板軸連結部。自行車用曲柄臂可圍繞曲柄軸之軸心旋轉。於經由腳踏板軸對自行車用曲柄臂賦予載荷時，第3檢測電路可檢測作用於自行車用曲柄臂之與曲柄軸及腳踏板軸交叉之軸周圍之力矩(L)。自行車用曲柄臂具有與曲柄軸之軸心交叉之安裝面。第3檢測電路包含設置於安裝面之第3應變感測器。第3應變感測器之檢測方向係為，自與曲柄軸之軸向平行之方向觀看時，相對於如下之第3方向，於25°之範圍以內傾斜，該第3方向係相對於以曲柄軸之軸心為中心之圓之腳踏板軸之切線方向即第1方向傾斜45°者。 較佳為，自行車用曲柄臂係相對於包含曲柄軸之軸心與腳踏板軸之軸心之平面非對稱地形成。 本發明之第5態樣之曲柄總成具備自行車用曲柄臂、與第1檢測電路。自行車用曲柄臂具有以連結於腳踏板軸之方式構成之腳踏板軸連結部，且可圍繞曲柄軸之軸心旋轉。於經由腳踏板軸對自行車用曲柄臂賦予載荷時，第1檢測電路可檢測作用於第1方向之力(Fθ)。第1方向係以曲柄軸之軸心為中心之圓之腳踏板軸之切線方向。自行車用曲柄臂中，於圍繞曲柄軸之軸心之旋轉方向之上游側端面及下游側端面中之至少一者具有安裝面。第1檢測電路包含設置於安裝面之第1應變感測器。第1應變感測器之檢測方向係為，自與包含曲柄軸之軸心與腳踏板軸之軸心之平面垂直之方向觀看時，相對於垂直於曲柄軸之軸心與腳踏板軸之軸心之平面，於25°之範圍以內傾斜。 [發明之效果] 根據本發明之曲柄總成，可更正確地測定作用於自行車用曲柄之力。
[第1實施形態] 以下，一面參照圖式一面說明本發明之曲柄總成之第1實施形態。另，於以下之說明中，右、左係以自行車之前進方向為基準之方向，且將該方向定義為車寬方向。 如圖1所示，自行車200具有第1曲柄臂101、第2曲柄臂(省略圖示)、曲柄軸102、第1腳踏板103、及第2腳踏板(省略圖示)。 曲柄軸102於自行車200之車寬方向上延伸。曲柄軸102係可圍繞軸心旋轉地支持於自行車200。第1曲柄臂101設置於曲柄軸102之第1端部(右端部)，且自第1端部於徑向上延伸，第2曲柄臂設置於曲柄軸102之第2端部(左端部)，且自第2端部於徑向上延伸。第1曲柄臂101與第2曲柄臂係自曲柄軸102於圍繞曲柄軸102之軸心相位相差180°之方向上延伸。第1曲柄臂101及第2曲柄臂可以曲柄軸102之軸心為旋轉軸線旋轉。第1腳踏板103介隔腳踏板軸103a安裝於第1曲柄臂101之遊動端部，第2腳踏板安裝於第2曲柄臂之遊動端部。 如圖2所示，第1曲柄臂101具有以連結於腳踏板軸103a之方式構成之腳踏板軸連結部101b。具體而言，腳踏板軸連結部101b係螺孔。第1腳踏板103之腳踏板軸103a螺合於第1曲柄臂101之腳踏板軸連結部101b。同樣，第2腳踏板之腳踏板軸螺合於第2曲柄臂之腳踏板軸連結部。第1曲柄臂101進而包含可連結前鏈輪104之鏈輪連結部105。鏈輪連結部105係由於曲柄軸102之徑向延伸之複數條臂構成，且於複數條臂之遊動端部具有平行於曲柄軸102之軸向之貫通孔。第1曲柄臂101係藉由壓入或接著等固定構造，固定於曲柄軸102。第2曲柄臂與第1曲柄臂101不同，不具備鏈輪連結部。第2曲柄臂係藉由螺栓等固定構造可裝卸地固定於曲柄軸102。第1曲柄臂101具有長度方向與寬度方向。長度方向與寬度方向相互正交。 第1曲柄臂101具有安裝面101a。安裝面101a既可僅由平面構成，亦可僅由曲面構成，還可包含平面及曲面之兩者而構成。安裝面101a係與曲柄軸102之軸心102a交叉之面。具體而言，安裝面101a朝向車寬方向。更具體而言，安裝面101a係於車寬方向上，朝向左側、即自行車200之車架側之面。第1曲柄臂101相對於包含曲柄軸102之軸心102a與腳踏板軸103a之軸心103b之平面P為非對稱。 如圖3所示，測定裝置10係安裝於第1曲柄臂101，而測定因騎乘人踏動腳踏板而作用於第1曲柄臂101之力。詳細而言，測定裝置10可藉由檢測第1曲柄臂101上產生之應變，而測定作用於第1曲柄臂101之力。另，為了檢測第2曲柄臂之應變，亦可於第2曲柄臂安裝具有與測定裝置10相同之構成之其他測定裝置。測定裝置10具備第1檢測電路1、第2檢測電路2、及第3檢測電路3。第1檢測電路1、第2檢測電路2、及第3檢測電路3係設置於片材構件4。片材構件4具有電性絕緣性。第1檢測電路1、第2檢測電路2、及第3檢測電路3係設置於片材構件4之表面或內部。該片材構件4安裝於第1曲柄臂101。片材構件4係例如藉由接著固定於安裝面101a。另，安裝有第1檢測電路1、第2檢測電路2、及第3檢測電路3之曲柄臂相當於本發明之曲柄總成。如此，計測裝置10係一體地形成，故可於適當之應力場對於各應變感測器高精度地決定位置、角度且容易地貼附。又，與逐個貼附應變感測器相比，可提高生產性。進而，因由相同電阻作成應變感測器，故可期待溫度特性之提昇。 第1檢測電路1於經由腳踏板軸103a對第1曲柄臂101賦予載荷時，可檢測作用於第1方向之力(Fθ)。另，第1方向係以曲柄軸102之軸心102a為中心之圓之腳踏板軸103a之切線方向。第1方向亦可為以曲柄軸102之軸心102a為中心之圓之腳踏板軸103a之軸心103b之切線方向。具體而言，第1方向平行於第1曲柄臂101之寬度方向(參照圖2)。又，後述之第2方向係與以曲柄軸102之軸心102a為中心之圓之半徑方向平行之方向。詳細而言，第2方向係於腳踏板軸103a上，垂直於曲柄軸102之軸心102a及腳踏板軸103a之軸心103b之方向。第2方向平行於第1曲柄臂101之長度方向(參照圖2)。 第1檢測電路1具有配置於安裝面101a之至少1個第1應變感測器11。具體而言，第1檢測電路1包含4個第1應變感測器11。第1檢測電路1係使用4個第1應變感測器11而構成惠斯登電橋電路。將4個第1應變感測器11分別設為第1應變感測器11A、11B、11C、11D。第1應變感測器11係由應變儀元件構成。應變儀元件並不限定於薄膜型、靜電電容型、半導體型、厚膜型、壓電型，只要為可檢測曲柄臂之應變者則種類不拘。 安裝面101a被分成第1區域A1與第2區域A2。另，包含曲柄軸102之軸心102a且與第2方向平行之平面P將安裝面101a分成第1區域A1與第2區域A2。4個第1應變感測器11之中，2個第1應變感測器11A、11B配置於第1區域A1，其餘2個第1應變感測器11C、11D配置於第2區域A2。4個第1應變感測器11係以第1應變感測器11A、11B於惠斯登電橋電路中構成一方之對向之邊、且第1應變感測器11C、11D於惠斯登電橋電路中構成另一方之對向之邊之方式連接。 配置於第1區域A1之2個第1應變感測器11A、11B係於第2方向上隔開間隔配置。又，配置於第2區域A2之2個第1應變感測器11C、11D亦於第2方向上隔開間隔配置。 各第1應變感測器11之檢測方向係為，自與曲柄軸102之軸向平行之方向觀看時，與第2方向所成之角度為25°以內。第1應變感測器11之檢測方向係構成第1應變感測器11之電阻延伸之方向。 詳細而言，配置於第1區域A1之2個第1應變感測器11A、11B之檢測方向係為，自與曲柄軸102之軸向平行之方向觀看時，與第2方向實質上平行。又，配置於第2區域A2之2個第1應變感測器11C、11D之檢測方向係為，自與曲柄軸102之軸向平行之方向觀看時，與第2方向所成之角度為25°以內。自與曲柄軸102之軸向平行之方向觀看時，各第1應變感測器11之檢測方向與第2方向所成之角度相當於本發明之第1角度、第3角度、及第4角度。較佳為，自與曲柄軸102之軸向平行之方向觀看時，配置於第2區域A2之2個第1應變感測器11C、11D之檢測方向係於相對於第2方向25°以內，相對於第2方向傾斜。該傾斜角度係根據第1曲柄臂101之形狀而決定。已知，尤其是設計為非對稱之曲柄臂，若將各第1應變感測器11之檢測方向配置成自與曲柄軸102之軸向平行之方向觀看時與第2方向平行，則誤差會變多。相對於此，藉由如上述般對第1應變感測器11C、11D之檢測方向附加傾斜，可減少該誤差。此處，誤差係表示對Fr施加負荷時之Fθ干涉輸出。因此，可使檢測精度提昇。另，4個第1應變感測器11A、11B、11C、11D之中，只要至少1個之檢測方向自與曲柄軸102之軸向平行之方向觀看時相對於第2方向傾斜即可。 第2檢測電路2係於經由腳踏板軸103a對第1曲柄臂101賦予載荷時，可檢測作用於第2方向之力(Fr)。又，第2方向係與以曲柄軸102之軸心102a為中心之圓之半徑方向平行之方向。詳細而言，第2方向係於腳踏板軸103a上，垂直於曲柄軸102之軸心102a及腳踏板軸103a之軸心103b之方向。第2方向平行於第1曲柄臂101之長度方向(參照圖2)。 第2檢測電路2具有至少1個第2應變感測器21、與至少1個第4應變感測器22。第2應變感測器21及第4應變感測器22係由應變儀元件構成。應變儀元件並不限定於薄膜型、靜電電容型、半導體型、厚膜型、壓電型，只要為可檢測曲柄臂之應變者則種類不限。具體而言，第2檢測電路2具有2個第2應變感測器21A、21B、與2個第4應變感測器22A、22B。第2檢測電路2係使用2個第2應變感測器21A、21B及2個第4應變感測器22A、22B構成惠斯登電橋電路。詳細而言，以第2應變感測器21A及第4應變感測器22A於惠斯登電橋電路中構成一方之對向之邊，且第2應變感測器21B及第4應變感測器22B於惠斯登電橋電路中構成另一方之對向之邊之方式連接。 第2應變感測器21及第4應變感測器22配置於安裝面101a。詳細而言，1個第2應變感測器21A與1個第4應變感測器22A配置於第1區域A1，其餘之第2應變感測器21B及第4應變感測器22B配置於第2區域A2。 自與曲柄軸102之軸向平行之方向觀看時，各第2應變感測器21之檢測方向與第2方向所成之角度為25°以內。較佳為，自與曲柄軸102之軸向平行之方向觀看時，各第2應變感測器21之檢測方向實質上平行。另，第2應變感測器21之檢測方向係構成第2應變感測器21之電阻延伸之方向。 自與曲柄軸102之軸向平行之方向觀看時，各第4應變感測器22之檢測方向與第1方向所成之角度為25°以內。自與曲柄軸102之軸向平行之方向觀看時，各第4應變感測器22之檢測方向與第1方向所成之角度相當於本發明之第5角度及第6角度。較佳為，自與曲柄軸102之軸向平行之方向觀看時，各第4應變感測器22之檢測方向於相對於第1方向25°以內，相對於第1方向傾斜。該傾斜角度係根據第1曲柄臂101之形狀而決定。已知，尤其是於非對稱地設計之曲柄臂中，若將各第4應變感測器22之檢測方向配置成自與曲柄軸102之軸向平行之方向觀看時與第1方向平行，則誤差變多。相對於此，藉由如上述般對第4應變感測器22之檢測方向附加傾斜，可減少該誤差。此處，誤差係表示負荷Fθ時之Fr之干涉輸出。因此，可使檢測精度提昇。另，第4應變感測器22A、22B之中，只要至少1個之檢測方向自與曲柄軸102之軸向平行之方向觀看時相對於第1方向傾斜即可。 2個第4應變感測器22之檢測方向相互不同。即，2個第4應變感測器22之檢測方向相對於第1方向傾斜之方向相互相反。詳細而言，2個第4應變感測器22之檢測方向相對於平面P實質上成為線對稱。另，第4應變感測器22之檢測方向係構成第4應變感測器22之電阻延伸之方向。 各第2應變感測器21於第1方向上相互隔開間隔配置。且，該等2個第2應變感測器21於第1方向上，較2個第4應變感測器22更接近平面P而配置，且較佳為，配置於2個第4應變感測器22之間。各第2應變感測器21及各第4應變感測器22係較第1應變感測器11更靠近曲柄軸102而配置。 第3檢測電路3於經由腳踏板軸103a對第1曲柄臂101賦予載荷時，可檢測力矩(L)。另，由第3檢測電路3檢測之力矩(L)係作用於第1曲柄臂101之與曲柄軸102及腳踏板軸103a交叉之軸線之周圍之力矩。力矩(L)係例如作用於第1曲柄臂101之與曲柄軸102之軸心102a及腳踏板軸103a之軸心103b交叉之軸線周圍之力。 第3檢測電路3具有配置於安裝面101a之至少1個第3應變感測器31。具體而言，第3檢測電路3具有4個第3應變感測器31A、31B、31C、31D。第3檢測電路3係使用4個第3應變感測器31構成惠斯登電橋電路。第3應變感測器31係由應變儀元件構成。應變儀元件並不限定於薄膜型、靜電電容型、半導體型、厚膜型、壓電型，只要為可檢測曲柄臂之應變者則種類不限。 2個第3應變感測器31A、31B配置於第1區域A1，其餘2個第3應變感測器31C、31D配置於第2區域A2。配置於第1區域A1之2個第3應變感測器31A、31B係於第2方向上相互隔開間隔配置。又，配置於第2區域A2之2個第3應變感測器31C、31D係於第2方向上相互隔開間隔配置。以2個第3應變感測器31A、31B於惠斯登電橋電路中構成一方之對向之邊，且2個第3應變感測器31C、31D於惠斯登電橋電路中構成另一方之對向之邊之方式連接。各第3應變感測器31於第1方向上配置於2列的第1應變感測器11之間較佳。 各第3應變感測器31之檢測方向係自與曲柄軸102之軸向平行之方向觀看時與第1方向及第2方向交叉之方向。各第3應變感測器31C、31D之檢測方向係為，自與曲柄軸102之軸向平行之方向觀看時，與自第1方向傾斜45°之方向所成之角度為25°以內。自與曲柄軸102之軸向平行之方向觀看時，各第3應變感測器31C、31D之檢測方向與自第1方向傾斜45°之方向所成之角度相當於第7角度。自與曲柄軸102之軸向平行之方向觀看時，自第1方向傾斜45°之方向相當於本發明之第3角度。配置於第2區域A2之2個第3應變感測器31C、31D之檢測方向於相對於自第1方向傾斜45°之方向25°以內，相對於第1方向傾斜。該傾斜角度係根據第1曲柄臂101之形狀而決定。已知，尤其是於非對稱地設計之曲柄臂中，若將各第3應變感測器31C、31D之檢測方向配置成自與曲柄軸102之軸向平行之方向觀看時自第1方向傾斜45°之方向，則誤差變多。相對於此，藉由如上述般對第3應變感測器31之檢測方向附加傾斜，可減少該誤差。此處，誤差係表示負荷Fr時之L之干涉輸出。因此，可使檢測精度提昇。另，4個第3應變感測器31A、31B、31C、31D之中，只要至少1個之檢測方向相對於自第1方向傾斜45°之方向傾斜即可。 配置於第1區域A1之各第3應變感測器31A、31B之檢測方向、與配置於第2區域A2之各第3應變感測器31C、31D之檢測方向係相互不同。即，配置於第1區域A1之各第3應變感測器31A、31B之檢測方向、與配置於第2區域A2之各第3應變感測器31C、31D之檢測方向係相對於第1方向傾斜之方向相反。詳細而言，配置於第1區域A1之各第3應變感測器31A、31B之檢測方向、與配置於第2區域A2之各第3應變感測器31C、31D之檢測方向係檢測方向於65°～115°之範圍不同。另，第3應變感測器31之檢測方向係構成第3應變感測器31之電阻延伸之方向。 於第1應變感測器11及第3應變感測器31、與第2應變感測器21及第4應變感測器22之間，形成有複數個電極40。複數個電極40設置於片材構件4，且於片材構件4之外表面露出。複數個電極40於第1方向並排成一行而設置。亦可使用於施加恆電壓之電極及接地電極中之至少一者於第1檢測電路1、第2檢測電路2、及第3檢測電路3中共通化。於圖3所示之例中，於第1檢測電路1及第2檢測電路2中將用於施加恆電壓之電極及接地電極共通化。且，於第2檢測電路2及第3檢測電路3中將用於施加恆電壓之電極及接地電極共通化。於複數個電極，經由電線或可撓性印刷配線基板，連接外部之電性電路。於測定裝置10中，因將複數個電極排成一行配置，故與外部之電路之連接變容易。外部之電性電路係包含恆壓電壓、AD轉換器及微電腦等而構成。微電腦可藉由使用自各檢測電路輸出之信號所表示之作用於第1方向之力(Fθ)、作用於第2方向之力(Fr)及力矩(L)與特定之運算式，測定騎乘人對曲柄臂賦予之力，而使測定精度提昇。微電腦連接於無線通信裝置，而經由無線通信裝置將測定之結果發送至外部之電腦、腳踏車碼表等。 [變化例] 以上，雖對本發明之實施形態予以說明，但本發明並不限定於該等，只要不脫離本發明之宗旨則可進行各種變更。變化例 1 例如，於上述實施形態中，第1～第3檢測電路1～3雖構成4儀法之電橋電路，但各檢測電路1～3之構成並不特別限定於此。例如，各檢測電路1～3亦可為1儀法之電橋電路、或2儀法之電橋電路。於使用1或2儀法之電橋電路之情形時，於連接於電極之外部之電路基板，設置有與設置於安裝面101a之應變感測器一併形成電橋電路之固定電阻。於藉由1儀法之電橋電路構成第1檢測電路1之情形時，例如於第1區域A1設置1個第1應變感測器11。於藉由1儀法之電橋電路構成第2檢測電路2之情形時，例如於與平面P重疊之位置設置1個第2應變感測器21。於藉由1儀法之電橋電路構成第3檢測電路3之情形時，例如於與平面P重疊之位置設置1個第4應變感測器22。於藉由2儀法之電橋電路構成第1檢測電路1之情形時，將2個第1應變感測器11中之一者之第1應變感測器設置於第1區域A1，且將另一者之第1應變感測器11設置於第2區域A2。於藉由2儀法之電橋電路構成第2檢測電路2之情形時，例如於與平面P重疊之位置設置1個第2應變感測器21及1個第4應變感測器22。於藉由2儀法之電橋電路構成第3檢測電路3之情形時，例如於與平面P重疊之位置設置2個檢測方向不同之第4應變感測器22。變化例 2 於上述實施形態中，安裝第1～第3檢測電路1～3之面即安裝面101a雖於車寬方向上朝向左側，但並不特別限定於此。例如，安裝面101a亦可為於車寬方向上朝向右側、即自行車200之與車架相反側之面。又，於第1曲柄臂101為中空狀之情形時，亦可於為劃定內部空間之面且朝向車寬方向之任一面安裝第1～第3檢測電路1～3。變化例 3 於上述實施形態中，配置於第2區域A2之第1應變感測器11之檢測方向雖相對於第2方向傾斜，但並不特別限定於此。例如，亦可為所有第1應變感測器11之檢測方向與第2方向實質上平行。例如，亦可為配置於第2區域A2之第1應變感測器11中之至少一者之檢測方向與第2方向實質上平行。變化例 4 於上述實施形態中，第4應變感測器22之檢測方向雖相對於第1方向傾斜，但並不特別限定於此。例如，亦可為所有第4應變感測器22之檢測方向與第1方向實質上平行。例如，亦可為2個之第4應變感測器22中之至少一者之檢測方向與第1方向實質上平行。變化例 5 於上述實施形態中，配置於第2區域A2之第3應變感測器31之檢測方向雖相對於自第1方向傾斜45°之方向傾斜，但並不特別限定於此。例如，亦可為所有第3應變感測器31之檢測方向與自第1方向傾斜45°之方向實質上平行。例如，亦可為配置於第2區域A2之第3應變感測器31中之至少一者之檢測方向與自第1方向傾斜45°之方向實質上平行。變化例 6 於上述實施形態中，亦可設為具備第1檢測電路1、第2檢測電路2、第3檢測電路3中之至少一個，而不具備其他檢測電路之構成。變化例 7 於上述實施形態中，亦可為各第2應變感測器21A、21B及各第4應變感測器22A、22B之中，至少1個應變感測器之檢測方向相對於成為基準之方向傾斜。例如，亦可為，各第2應變感測器21A、21B之中，至少1個之檢測方向自與曲柄軸102之軸向平行之方向觀看時相對於成為基準之第2方向傾斜，且各第4應變感測器22A、22B之中，至少1個之檢測方向自與曲柄軸102之軸向平行之方向觀看時相對於成為基準第1方向傾斜。自與曲柄軸102之軸向平行之方向觀看時，各第2應變感測器21A、21B之檢測方向與第2方向所成之角度相當於本發明之第2角度。變化例 8 既可於第1曲柄臂101及第2曲柄臂之兩者設置檢測裝置10，亦可僅於第1曲柄臂101及第2曲柄臂之任一者設置檢測裝置10。於在第1曲柄臂101及第2曲柄臂之兩者設置檢測裝置10之情形時，亦可於設置於第1曲柄臂101之檢測裝置10、與設置於第2曲柄臂之檢測裝置10，將構成設為不同。例如，可藉由於設置於第1曲柄臂101之檢測裝置10、與設置於第2曲柄臂之檢測裝置10，將應變感測器之檢測方向設為不同，而於各曲柄臂，進行最優化之計測。[ 第 2 實施形態 ] 第2實施形態之曲柄總成與第1實施形態之曲柄總成之不同之處僅在於設置第1檢測電路之位置及第1檢測電路之構成，其他構成與第1實施形態之曲柄總成相同。因此，僅對不同之部分進行說明，對相同之構成使用同一參照符號並省略說明。 如圖4所示，第2實施形態之曲柄總成包含第1曲柄臂101、與第1檢測電路50。第1檢測電路50與第1檢測電路1同樣，於經由腳踏板軸103a對第1曲柄臂101賦予載荷時，可檢測作用於第1方向之力(Fθ)。第1曲柄臂101中，於圍繞曲柄軸102之軸心102a之旋轉方向之上游側端面及下游側端面中之至少一者具有安裝面101c。上游側端面及下游側端面係寬度方向之兩端面。第1檢測電路50包含設置於安裝面101c之第1應變感測器51。第1應變感測器51之檢測方向係為，自與包含曲柄軸102之軸心102a與腳踏板軸103a之軸心103b之平面P垂直之方向觀看時，相對於垂直於曲柄軸之軸心102a與腳踏板軸103a之軸心103b之平面，於25°之範圍以內相對於上述平面傾斜。該傾斜角度係根據第1曲柄臂101之形狀而決定。 亦可於曲柄軸102之上游側端面及下游側端面之各者具有安裝面101c，並連接設置於各者之安裝面101c之各第1應變感測器51而形成惠斯登電橋電路。於該情形時，以各安裝面101c之第1應變感測器51於惠斯登電橋電路中構成對向之邊之方式連接。於上游側端面及下游側端面之各者上所設置之安裝面101c上所設有之各第1應變感測器51之檢測方向自與平面P垂直之方向觀看時，既可為不同方向，亦可為相同方向。
1‧‧‧第1檢測電路
2‧‧‧第2檢測電路
3‧‧‧第3檢測電路
4‧‧‧片材構件
10‧‧‧測定裝置
11A～11D‧‧‧第1應變感測器
21A‧‧‧第2應變感測器
21B‧‧‧第2應變感測器
22A‧‧‧第4應變感測器
22B‧‧‧第4應變感測器
31A～31D‧‧‧第3應變感測器
40‧‧‧電極
50‧‧‧第1檢測電路
51‧‧‧第1應變感測器
101‧‧‧第1曲柄臂
101a‧‧‧安裝面
101b‧‧‧腳踏板軸連結部
101c‧‧‧安裝面
102‧‧‧曲柄軸
102a‧‧‧軸心
103‧‧‧第1腳踏板
103a‧‧‧腳踏板軸
103b‧‧‧軸心
104‧‧‧前鏈輪
105‧‧‧鏈輪連結部
200‧‧‧自行車
A1‧‧‧第1區域
A2‧‧‧第2區域
Fr‧‧‧力
Fθ‧‧‧力
P‧‧‧平面
圖1係自行車之側視圖。 圖2係第1實施形態之曲柄總成之立體圖。 圖3係顯示第1～第3檢測電路之圖。 圖4係第2實施形態之曲柄總成之立體圖。
1‧‧‧第1檢測電路
2‧‧‧第2檢測電路
3‧‧‧第3檢測電路
4‧‧‧片材構件
10‧‧‧測定裝置
11A~11D‧‧‧第1變形感測器
21A‧‧‧第2應變感測器
21B‧‧‧第2應變感測器
22A‧‧‧第4應變感測器
22B‧‧‧第4應變感測器
31A~31D‧‧‧第3應變感測器
40‧‧‧電極
101‧‧‧第1曲柄臂
101a‧‧‧安裝面
A1‧‧‧第1區域
A2‧‧‧第2區域
P‧‧‧平面

Claims (38)

  1. 一種曲柄總成，其包含： 自行車用曲柄臂，其具有以連結於腳踏板軸之方式構成之腳踏板軸連結部，且可圍繞曲柄軸之軸心旋轉； 第1檢測電路，其可檢測經由上述腳踏板軸對上述自行車用曲柄臂賦予載荷時，作用於以上述曲柄軸之軸心為中心之圓之上述腳踏板軸之切線方向即第1方向之力(Fθ)； 第2檢測電路，其可檢測經由上述腳踏板軸對上述自行車用曲柄臂賦予載荷時，作用於與以上述曲柄軸之軸心為中心之圓之半徑方向平行之第2方向之力(Fr)；及 第3檢測電路，其可檢測經由上述腳踏板軸對上述自行車用曲柄臂賦予載荷時，作用於上述自行車用曲柄臂之與上述曲柄軸及上述腳踏板軸交叉之軸線周圍之力矩(L)；且 上述自行車用曲柄臂包含與上述曲柄軸之軸心交叉之安裝面； 上述第1檢測電路包含配置於上述安裝面之第1應變感測器； 上述第2檢測電路包含配置於上述安裝面之第2應變感測器； 上述第3檢測電路包含配置於上述安裝面之第3應變感測器。
  2. 如請求項1之曲柄總成，其中 上述第1應變感測器之檢測方向係為，自與上述曲柄軸之軸向平行之方向觀看時，相對於上述第2方向以第1角度傾斜。
  3. 如請求項2之曲柄總成，其中 上述第1角度係根據上述自行車用曲柄臂之形狀而設定。
  4. 如請求項2或3之曲柄總成，其中 上述第1角度為25°以內。
  5. 如請求項1至4中任一項之曲柄總成，其中 上述第2應變感測器之檢測方向係為，自與上述曲柄軸之軸向平行之方向觀看時，相對於上述第2方向以第2角度傾斜。
  6. 如請求項5之曲柄總成，其中 上述第2角度係根據上述自行車用曲柄臂之形狀而設定。
  7. 如請求項5或6之曲柄總成，其中 上述第2角度為25°以內。
  8. 如請求項1至7中任一項之曲柄總成，其中 上述第3應變感測器之檢測方向係以自與上述曲柄軸之軸向平行之方向觀看時與上述第1方向及上述第2方向交叉之方式設置。
  9. 如請求項1至8中任一項之曲柄總成，其中 上述第1檢測電路包含複數個上述第1應變感測器；且 上述複數個第1應變感測器中之至少1個上述第1應變感測器之檢測方向係為，自與上述曲柄軸之軸向平行之方向觀看時，相對於上述第2方向以第3角度傾斜。
  10. 如請求項9之曲柄總成，其中 上述第3角度係根據上述自行車用曲柄臂之形狀而設定。
  11. 如請求項9或10之曲柄總成，其中 上述第3角度為25°以內。
  12. 如請求項9至11中任一項之曲柄總成，其中 上述複數個第1應變感測器中之至少1個上述第1應變感測器之檢測方向係為，自與上述曲柄軸之軸向平行之方向觀看時，沿著上述第2方向。
  13. 如請求項1至12中任一項之曲柄總成，其中 上述第1檢測電路包含4個上述第1應變感測器；且 上述安裝面係由包含上述曲柄軸之軸心且與上述第2方向平行之平面分成第1區域與第2區域； 上述4個第1應變感測器中之2個上述第1應變感測器配置於上述第1區域； 上述4個第1應變感測器中之另2個上述第1應變感測器配置於上述第2區域。
  14. 如請求項13之曲柄總成，其中配置於上述第1區域之上述2個第1應變感測器於上述第2方向上隔開間隔配置； 配置於上述第2區域之上述另2個第1應變感測器於上述第2方向上隔開間隔配置。
  15. 如請求項13或14之曲柄總成，其中 配置於上述第1區域之上述2個第1應變感測器之檢測方向係為，自與上述曲柄軸之軸向平行之方向觀看時，平行於上述第2方向； 配置於上述第2區域之上述另2個第1應變感測器之檢測方向係為，自與上述曲柄軸之軸向平行之方向觀看時，相對於上述第2方向以第4角度傾斜。
  16. 如請求項15之曲柄總成，其中 上述第4角度係根據上述自行車用曲柄臂之形狀而設定。
  17. 如請求項15或16之曲柄總成，其中 上述第4角度為25°以內。
  18. 如請求項1至17中任一項之曲柄總成，其中 上述第2檢測電路進而包含設置於上述安裝面之第4應變感測器； 上述第4應變感測器之檢測方向係為，自與上述曲柄軸之軸向平行之方向觀看時，相對於上述第1方向以第5角度傾斜。
  19. 如請求項18之曲柄總成，其中 上述第5角度係根據上述自行車用曲柄臂之形狀而設定。
  20. 如請求項18或19之曲柄總成，其中 上述第5角度為25°以內。
  21. 如請求項18至20中任一項之曲柄總成，其中 上述第2檢測電路包含2個上述第2應變感測器、與2個上述第4應變感測器；且 上述2個第4應變感測器中之至少一個上述第4應變感測器之檢測方向係為，自與上述曲柄軸之軸向平行之方向觀看時，相對於上述第1方向以第6角度傾斜。
  22. 如請求項21之曲柄總成，其中 上述第6角度係根據上述自行車用曲柄臂之形狀而設定。
  23. 如請求項21或22之曲柄總成，其中 上述第6角度為25°以內。
  24. 如請求項21至23中任一項之曲柄總成，其中 上述安裝面係由包含上述曲柄軸之軸心且與上述第2方向平行之平面分成第1區域與第2區域； 上述2個第2應變感測器中之一個上述第2應變感測器、與上述2個第4應變感測器中之一個上述第4應變感測器配置於上述第1區域； 上述2個第2應變感測器中之另一個上述第2應變感測器、與上述2個第4應變感測器中之另一個上述第4應變感測器配置於上述第2區域。
  25. 如請求項21至24中任一項之曲柄總成，其中 於上述第1方向上，上述2個第2應變感測器配置於上述2個第4應變感測器之間。
  26. 如請求項24或25之曲柄總成，其中 上述2個第4應變感測器之檢測方向互為不同。
  27. 如請求項1至26中任一項之曲柄總成，其中 上述第3檢測電路包含至少2個上述第3應變感測器；且 上述2個第3應變感測器之檢測方向互為不同。
  28. 如請求項27之曲柄總成，其中 上述第3檢測電路包含4個上述第3應變感測器；且 上述安裝面係由包含上述曲柄軸之軸心且與上述第2方向平行之平面分成第1區域與第2區域； 上述4個第3應變感測器中之2個上述第3應變感測器配置於上述第1區域； 上述4個第3應變感測器中之另2個上述第3應變感測器配置於上述第2區域。
  29. 如請求項28之曲柄總成，其中配置於上述第1區域之上述2個第3應變感測器於上述第2方向上隔開間隔配置； 配置於上述第2區域之上述2個第3應變感測器於上述第2方向上隔開間隔配置。
  30. 如請求項27至29中任一項之曲柄總成，其中 上述4個第3應變感測器中之至少一個上述第3應變感測器之檢測方向係為，自與上述曲柄軸之軸向平行之方向觀看時，相對於自上述第1方向傾斜45°之方向以第7角度傾斜。
  31. 如請求項30之曲柄總成，其中 上述第7角度係根據上述自行車用曲柄臂之形狀而設定。
  32. 如請求項30或31之曲柄總成，其中 上述第7角度為25°以內。
  33. 如請求項1至32中任一項之曲柄總成，其進而包含： 片材構件，其安裝有上述第1檢測電路、上述第2檢測電路、及上述第3檢測電路。
  34. 一種曲柄總成，其包含：自行車用曲柄臂，其具有以連結於腳踏板軸之方式構成之腳踏板軸連結部，且可圍繞曲柄軸之軸心旋轉；及 第1檢測電路，其可檢測經由上述腳踏板軸對上述自行車用曲柄臂賦予載荷時，作用於以上述曲柄軸之軸心為中心之圓之上述腳踏板軸之切線方向即第1方向之力(Fθ)；且 上述自行車用曲柄臂具有與上述曲柄軸之軸心交叉之安裝面； 上述第1檢測電路包含設置於上述安裝面之第1應變感測器； 上述第1應變感測器之檢測方向係為，自與上述曲柄軸之軸向平行之方向觀看時，自與上述第1方向正交之第2方向於25°之範圍以內傾斜。
  35. 一種曲柄總成，其包含： 自行車用曲柄臂，其具有以連結於腳踏板軸之方式構成之腳踏板軸連結部，且可圍繞曲柄軸之軸心旋轉；及 第2檢測電路，其可檢測經由上述腳踏板軸對上述自行車用曲柄臂賦予載荷時，作用於與以上述旋轉軸線為中心之圓之半徑方向平行之第2方向之力(Fr)；且 上述自行車用曲柄臂包含與上述曲柄軸之軸心交叉之安裝面； 上述第2檢測電路包含分別設置於上述安裝面之第2應變感測器與第4應變感測器； 上述第2應變感測器之檢測方向係為，自與上述曲柄軸之軸向平行之方向觀看時，與上述第2方向所成之角度為25°以內； 上述第4應變感測器之檢測方向係為，自與上述曲柄軸之軸向平行之方向觀看時，自與上述第2方向正交之第1方向於25°之範圍以內傾斜。
  36. 一種曲柄總成，其包含： 自行車用曲柄臂，其具有以連結於腳踏板軸之方式構成之腳踏板軸連結部，且可圍繞曲柄軸之軸心旋轉；及 第3檢測電路，其可檢測經由上述腳踏板軸對上述自行車用曲柄臂賦予載荷時，作用於上述自行車用曲柄臂之與上述曲柄軸及上述腳踏板軸交叉之軸線周圍之力矩(L)；且 上述自行車用曲柄臂具有與上述曲柄軸之軸心交叉之安裝面； 上述第3檢測電路包含設置於上述安裝面之第3應變感測器； 上述第3應變感測器之檢測方向係為，自與上述曲柄軸之軸向平行之方向觀看時，相對於如下之第3方向，於25°之範圍以內傾斜，該第3方向係相對於以上述曲柄軸之軸心為中心之圓之上述腳踏板軸之切線方向即第1方向傾斜45°。
  37. 如請求項34至36中任一項之曲柄總成，其中 上述自行車用曲柄臂係相對於包含上述曲柄軸之軸心與上述腳踏板軸之軸心之平面非對稱地形成。
  38. 一種曲柄總成，其包含： 自行車用曲柄臂，其具有以連結於腳踏板軸之方式構成之腳踏板軸連結部，且可圍繞曲柄軸之軸心旋轉；及 第1檢測電路，其可檢測經由上述腳踏板軸對上述自行車用曲柄臂賦予載荷時，作用於以上述曲柄軸之軸心為中心之圓之上述腳踏板軸之切線方向即第1方向之力(Fθ)；且 上述自行車用曲柄臂係於圍繞上述曲柄軸之軸心之旋轉方向之上游側端面及下游側端面中之至少一者具有安裝面； 上述第1檢測電路包含設置於上述安裝面之第1應變感測器； 上述第1應變感測器之檢測方向係為，自與包含上述曲柄軸之軸心與上述腳踏板軸之軸心之平面垂直之方向觀看時，相對於垂直於上述曲柄軸之軸心與上述腳踏板軸之軸心之平面，於25°之範圍以內傾斜。
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