WO2013046472A1 - 回転角度検出装置及び回転角度検出方法 - Google Patents

回転角度検出装置及び回転角度検出方法 Download PDF

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泰輝 児玉
隆二郎 藤田
岳彦 塩田
剛 並木
章雄 福島
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
    • G01D5/245—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains using a variable number of pulses in a train
    • G01D5/2454—Encoders incorporating incremental and absolute signals
    • G01D5/2455—Encoders incorporating incremental and absolute signals with incremental and absolute tracks on the same encoder
    • G01D5/2457—Incremental encoders having reference marks

Definitions

  • the present invention relates to a rotation angle detection device and a rotation angle detection method for detecting a rotation angle of a bicycle crank.
  • a cycle computer that is mounted on a bicycle and calculates and displays information related to the traveling of the bicycle and information related to the movement of the driver.
  • the cycle computer calculates predetermined information based on signals transmitted from various sensors provided on the bicycle.
  • the cycle computer described in Patent Document 1 calculates and displays the overall power of pedaling based on various data output from a pedal rotation detection magnetic sensor and an acceleration sensor.
  • This invention is made
  • the purpose is to do.
  • a rotation angle detection device is a reference among a plurality of magnets arranged in parallel at a predetermined angular interval around a predetermined base point. And a magnetic sensor including a first element for detecting a reference magnet and a second element for detecting at least a non-reference magnet other than the reference magnet.
  • a rotation angle detection method is a rotation angle detection method for detecting a rotation angle of a rotating body that rotates about a predetermined rotation axis.
  • (A) is a side view of a bicycle to which a pedaling monitor is attached, and (b) is a front view of the bicycle to which a pedaling monitor is attached.
  • (A) is a schematic diagram of the crank rotation angle detection sensor of FIG. 1
  • (b) is a perspective view of a first magnet
  • (c) is a perspective view of a second magnet.
  • It is a schematic diagram showing the use condition of a crank rotation angle detection sensor.
  • It is a figure showing the attachment condition of the rotation direction component detection sensor of FIG. 1, and a radial direction component detection sensor.
  • (A) is a figure showing a mode that a rotation direction distortion sensor unit is affixed on a crankshaft
  • (b) is a figure showing a mode that a radial direction distortion sensor unit is affixed on a crankshaft. It is an external view of the cycle computer of FIG.
  • It is an electrical block diagram of a pedaling monitor.
  • (A) is an electrical block diagram of the right foot unit
  • (b) is an electrical block diagram of the left foot unit.
  • It is a control block diagram of a pedaling monitor.
  • It is a flowchart which shows the main process for left legs.
  • (A) is a flowchart showing a left foot timer interrupt process in the power meter mode
  • (b) is a flowchart showing a left foot timer interrupt process in the pedaling monitor mode. It is a flowchart which shows the main process for right feet. It is a flowchart which shows the crank rotation angle detection signal interruption process for right feet. It is a flowchart which shows a left leg data reception interruption process. It is a flowchart which shows the timer interruption process for right feet in power meter mode. It is a flowchart which shows the timer interruption process for right feet in pedaling monitor mode.
  • (A) is a figure showing the rotation angle determination table for right legs
  • (b) is a figure showing the rotation angle determination table for left legs.
  • FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a crank rotation angle detection sensor according to Embodiment 2.
  • FIG. 10 is a schematic diagram illustrating a crank rotation angle detection sensor according to Embodiment 3.
  • FIG. 10 is a schematic diagram illustrating a crank rotation angle detection sensor according to Embodiment 4.
  • FIG. 10 is a schematic diagram illustrating a crank rotation angle detection sensor according to a fifth embodiment. It is a schematic diagram showing the crank rotation angle detection sensor in other embodiment.
  • FIG. 1A is a side view showing a state in which a pedaling monitor 100 that calculates and displays pedal action force by pedaling of each foot for each predetermined crank rotation angle and is attached to the bicycle B is shown in FIG.
  • FIG. 2 is a front view showing a state where the pedaling monitor 100 is attached to the bicycle B.
  • the bicycle B has a vehicle body frame B1 and two wheels B2 (front wheel B21 and rear wheel B22) that support the frame B1 movably by being pivotally supported by the frame B1 before and after the bicycle B.
  • the driving mechanism B3 transmits a propulsive force for propelling the bicycle B to the rear wheel B22, the handle B4 for the driver to steer, and the saddle B5 for the driver to sit on.
  • the drive mechanism B3 has a rotation shaft (crank shaft) at one end, and the rotation shaft is rotatably supported at the other end of the crank B31.
  • a pedal B32 that receives force from the driver, etc., a chainring B34 that is connected to the crank B31 with the crankshaft at the one end of the crank B31 as a common rotating shaft, and rotates integrally with the crank B1, and
  • a pedal B32 By connecting to a rear sprocket (not shown) arranged so as to rotate integrally with the rear wheel B22 using the rotation axis of the rear wheel B22 as a common rotation axis, a pedal B32 such as a pedal depression force is provided.
  • a chain B33 that transmits a force acting on the rear wheel (hereinafter referred to as “pedal acting force”) to the rear wheel B22 via the crank B31.
  • the crank B31 has a right crankshaft B311 disposed on the right side facing the traveling direction of the bicycle B and a left crankshaft B312 disposed on the left side facing the traveling direction of the bicycle B, and these left and right crankshafts B311. , B312 are fixed at a point-symmetrical position with the crankshaft as a symmetric point.
  • the pedal B32 is also a right pedal B321 that is rotatably supported by a right pedal shaft (not shown) attached to the tip of the right crankshaft B311 and a left pedal attached to the tip of the left crankshaft B312. And a left pedal B322 rotatably supported by a shaft (not shown).
  • the right crankshaft B311 and the left crankshaft B312 and the right pedal B321 and the left pedal B322 have the same shape and structure.
  • the pedaling monitor 100 is a crank rotation angle detection sensor 2 that detects the rotation angle of the crank B31, and a rotation that detects the magnitude of the rotation direction component of the crank acting force B31 (hereinafter referred to as “pedal acting force rotation direction component”).
  • Directional component detection sensor 3 a radial direction for detecting the magnitude of a radial component (or radial direction of rotation of the crank B31) component (hereinafter referred to as “pedal operational force radial component”) of the pedal acting force as a center.
  • the cycle computer 1 Right foot unit 6 for credit, left foot unit 7, and comprises a cycle computer 1 for display of the pedal force acting at a given crank angle.
  • the sensors 2 to 5 and the units 6 to 7 are connected by wire. Further, the cycle computer 1, the right foot unit 6, and the left foot unit 7 include a transmitter (not shown) and are connected wirelessly.
  • the crank rotation angle is expressed with reference to the right crankshaft B311. That is, when the right crankshaft B311 is positioned in the 12 o'clock direction (the tip is directed upward), the crank rotation angle is “0 °”.
  • the crank rotation angle detection sensor 2 indicates the crank rotation angle “90 °” when the right crankshaft B311 indicates the direction of 3 o'clock (the front end faces forward), and the right crankshaft B311 indicates the direction of 9 o'clock.
  • the crank rotation angle “270 °” is indicated.
  • the range of the crank rotation angle ( ⁇ ) detected by the crank rotation angle detection sensor 2 is 0 ° or more and less than 360 ° (0 ⁇ ⁇ ⁇ 360 °), and the right crankshaft B311 is rotated from the 12 o'clock direction.
  • the direction of rotation around is the “+” direction.
  • the crank rotation angle detection sensor 2 includes an annular frame-shaped member 20 and a magnet group 21 including a plurality of magnets fixed to the surface of the frame-shaped member 20 at a predetermined interval. Magnets 21a and 21b) and a magnetic sensor 22.
  • the frame-shaped member 20 to which the magnet group 21 is fixed has an annular shape with an outer diameter of 54 mm and an inner diameter of 44 mm, and the magnet group 21 faces the crank B31 with the center C of the frame-shaped member 20 and the crankshaft aligned. In this way, it is fixed to the side surface of the frame B1.
  • the magnetic sensor 22 is fixed to the chain ring B34 and rotates together with the crank B31.
  • the magnet group 21 is composed of twelve magnets 21a to 21l, and is arranged at 30 ° intervals with the center C of the annular frame-shaped member 20 as the center.
  • the magnets 21a and 21l are composed of neodymium magnets having very strong magnetic force and coercive force.
  • the magnets 21a and 21l are composed of two first neodymium magnets (3 mm ⁇ 3 mm ⁇ 3 mm) in series (both N poles are stacked on the same straight line in the same direction), and the other magnets 21b.
  • the magnet 21k includes two second neodymium magnets (2 mm ⁇ 2 mm ⁇ 3 mm) having a smaller magnetic force than the first neodymium magnet. That is, the magnet group 21 includes two types of magnets having different magnetic forces.
  • the magnet 21a and the magnet 21b are arranged in a state where the respective central axes coincide with the radial direction of the frame-shaped member 20.
  • the magnets whose north pole faces outward and the magnets facing inward (center side) are alternately arranged in the circumferential direction of the frame-shaped member 20.
  • the N poles of the magnet 21a, the magnet 21c, the magnet 21e, the magnet 21g, the magnet 21i, and the magnet 21k face outward in the radial direction (radial direction) of the frame-shaped member 20, and the magnet 21b, the magnet 21d, the magnet 21f, The north poles of the magnet 21h, the magnet 21j, and the magnet 21l face the radially inner side (center) of the frame-shaped member 20. Furthermore, the distance L4 between the radially outer ends of the magnets 21a to 21l and the center C of the frame-shaped member 20 is the same.
  • the magnetic sensor 22 includes a first element portion 22a, a second element portion 22b, and a third element portion 22c accommodated in a case 22d.
  • the first element portion 22a and the second element portion 22b detect magnetic lines of force (magnetic field) in a predetermined direction (horizontal leftward in FIG. 2A), and detect magnetic lines of force opposite to the detection direction (N pole) Hi is output when the opposing magnet is detected), and Lo is output when the magnetic lines of force in the same direction as the detection direction are detected (when the magnet facing the south pole is detected). Note that the first element portion 22a and the second element portion 22b maintain the output state when a magnetic field line having a predetermined strength is not detected.
  • the crank rotation angle detection sensor 2 When the crank rotation angle detection sensor 2 is in use (when the frame member 20 and the magnetic sensor 22 are appropriately fixed to the bicycle B), when viewed from the side of the bicycle B, the first element portion 22a and the second element The portion 22b is arranged on the outer side in the radial direction of the frame-shaped member 20, that is, at a position farther from the center C of the frame-shaped member 20 than the magnets 21a to 21l. Further, the detection directions of the element portions 22a and 22b are the same, and the center C of the frame-shaped member 20 is located on each detection direction. The first element portion 22a is disposed closer to the center C of the frame-shaped member 20 than the second element portion 22b, and is closer to the outer tips of the magnets 21a to 21l passing in the detection direction.
  • the first element portion 22a is disposed at a position 9.0 mm away from the outer tip of the nearest magnet (the one closer to the intersection of the magnet movement path and the detection direction), and the second element portion 22b is the most It is arranged at a position 13.5 mm away from the outer tip of the adjacent magnet.
  • the crank rotation angle ( ⁇ ) “0 °” (when the right crankshaft B311 indicates 12:00)
  • the second element portion 22b detects the magnet 21a (the magnet 21a is detected by the second element portion 22).
  • the frame-shaped member 20 and the magnetic sensor 22 are fixed to the bicycle B so as to be positioned on the detection direction of the bicycle B.
  • the magnetic sensor 22 is provided with a third element part 22c having lower power consumption than the first element part 22a and the second element part 22b.
  • the third element portion 22c is provided in the vicinity of the first element portion 22a, and activates the system of the unit 6 when any of the magnets 21a to 21l is detected.
  • the first element portion 22a of the magnetic sensor 22 passes in front of the magnets 21a to 21l. Switch the output to Hi or Lo. Similarly, every time the second element portion 22b of the magnetic sensor 22 passes in front of the magnets 21a and 21l, the output is switched between Hi and Lo.
  • the “Hi” or “Lo” output from the first element portion 22a detects that the crank B31 has rotated 30 ° (hereinafter referred to as “interval angle detection signal”).
  • the crank rotation angle ( ⁇ ) can be detected at intervals of 0 ° to 30 °.
  • the Hi output from the second element portion 22b becomes Lo when passing in front of the magnet 21l arranged in the opposite direction with the same magnetic force. That is, it is reset. Therefore, the crank rotation angle can be detected continuously. Therefore, “Lo” output from the second element portion 22b is hereinafter referred to as “reset signal”.
  • the reference magnet 21a is a second magnet.
  • the second element portion 22b can detect the reference magnet 21a when the element portion 22b is closest to the second element portion 22b in the detection direction of the element portion 22b (hereinafter referred to as “second detection direction”).
  • the first element part 22a When the magnet 21l is closest to the first element part 22a in the detection direction of the first element part 22a (hereinafter referred to as “first detection direction”), the first element part 22a can detect the magnets 21b to 21k, It is desirable that the first element portion 22a cannot detect the reference magnet 21a when the reference magnet 21a is farthest from the first element portion 22a in the first detection direction.
  • the center C is arranged on the central axis of each of the magnets 21a to 21l, and the directions of the N poles are alternately switched in the circumferential direction.
  • the magnets 21a to 21l are arranged at predetermined intervals, and when the magnets 21a to 21l and the element portions 22a and 22b are closest to each other, the magnets 21a to 21l
  • the central axis and the detection direction of each element part 22a, 22b correspond.
  • the detection accuracy of the crank rotation angle by the crank rotation angle detection sensor 2 is improved. This is because the magnitude of the relative magnetic field with respect to each element part 22a, 22b increases.
  • the ratio of the lengths of the magnets 21a to 21l in the central axis direction can be increased. Further, a bobbin can be attached to the magnets 21a to 21l.
  • the magnets 21a to 21l are installed on the frame member 20 so that the central axes of the magnets 21a to 21l and the surface of the frame member 20 are parallel to each other.
  • the thickness of the frame-shaped member 20 can be suppressed with respect to the magnet having the same thickness, and the cost can be suppressed.
  • the rotational direction component detection sensor 3 includes a sensor unit 3a composed of two strain sensors (hereinafter referred to as “rotational direction strain sensor unit 3”). As shown in FIG. 1 and FIG. A right rotation direction component detection sensor 31 and a left crankshaft B312 that are attached to the front surface (the surface that faces the traveling direction when the crankshafts B311 and B312 indicate the 6 o'clock direction). Left rotation direction component detection sensor 32).
  • the rotation direction component detection sensor 3 includes a rotation direction distortion detection circuit connected to each terminal of a distortion sensor constituting a rotation direction distortion sensor unit 3a (not shown), and rotation direction component control for comprehensively controlling the sensor 3. Part.
  • the strain sensors constituting the rotational direction strain sensor units 31a and 32a are bonded in a state of being orthogonal to each other on the front surfaces of the crankshafts B311 and B312.
  • the rotation direction distortion detection circuit amplifies and adjusts the output of each distortion sensor, and transmits information indicating a uniform distortion amount (hereinafter referred to as “rotation direction distortion information”) to the rotation direction component control unit.
  • the rotational direction component control part of each sensor 31 and 32 is based on the rotational direction distortion amount information transmitted by each rotational direction distortion detection circuit, and the rotational direction component Fx (N) of the crank acting force from the following number (1).
  • a rotation direction component detection signal corresponding to each pedal acting force rotation direction component Fx is transmitted to each unit 6, 7. [Number (1)]
  • Fx mg (X ⁇ Xz) / (Xc ⁇ Xz)
  • m represents mass
  • g represents gravitational acceleration
  • X represents the amount of strain detected by the rotational direction strain detection circuit
  • Xc represents that the crankshaft B31 is held in a horizontal state.
  • Xz is the amount of distortion of the front of the crankshaft B31 when the crankshaft B31 is unloaded.
  • Xc and Xz are acquired, for example, by attaching the sensor unit 3a to the front surface of the crankshaft B31 and calibrating it before using the sensor 3.
  • the radial direction component detection sensor 4 includes a sensor unit 4a composed of two strain sensors (hereinafter referred to as “radial direction strain sensor unit 4”), and as shown in FIGS. 1 and 4, the outer surface of the crankshaft B31.
  • the radial direction component detection sensor 4 is attached to (a right radial direction component detection sensor 41 attached to the right crankshaft B311 and a left radial direction component detection sensor 42 attached to the left crankshaft B312).
  • the radial direction component detection sensor 4 includes a radial direction distortion detection circuit connected to each terminal of a strain sensor constituting a radial direction strain sensor unit 4a (not shown), and radial direction component control for comprehensively controlling the sensor 4. Part.
  • the strain sensors constituting the radial strain sensor units 41a and 42a are bonded to each other on the outer surfaces of the crankshafts B311 and B312 so as to be orthogonal to each other.
  • the radial direction distortion detection circuit amplifies and adjusts the output of each strain sensor, and controls information indicating the unified distortion amount detected by the sensor unit 4a (hereinafter referred to as “radial direction distortion information”).
  • m represents mass
  • g represents gravitational acceleration
  • Y represents the amount of strain detected by the radial strain detection circuit
  • Yu represents the pedal B32 located at the bottom dead center.
  • Yz is the amount of distortion of the outer surface of the crankshaft B31 when the crankshaft B31 is unloaded.
  • Yu and Yz are acquired, for example, by attaching the sensor unit 4a to the outer surface of the crankshaft B31 and calibrating it before using the sensor 4.
  • the cadence detection sensor 5 is composed of, for example, a cadence sensor composed of a magnet fixed to the left crankshaft B312 and a magnet detector mounted at a predetermined position of the frame B1, and the magnet is detected per unit time (one minute).
  • the number of rotations of the crank B31 per unit time is detected by detecting the number n (rpm) of passing the front of the magnet detector. From this sensor 5, a cadence detection signal corresponding to the rotation speed of the crank B 31 per unit time is transmitted to each unit 6, 7.
  • the pedaling monitor 100 is based on the right rotational direction component detection signal transmitted from the right rotational direction component detection sensor 31 and the right radial direction component detection signal transmitted from the right radial direction component detection sensor 41.
  • the left foot unit 7 for calculating the torque, power, etc. of the left foot and the cycle computer 1 for visualizing these calculation results comprehensively or in combination based on the calculation results of the units 6 and 7. Is done.
  • the cycle computer 1 is fixed to the bicycle B via a predetermined mounting member 8 that can be attached to and detached from the handle B4 of the bicycle B.
  • the cycle computer 1 includes an input unit 11 for inputting predetermined information, a display unit 12 for displaying predetermined information, and a control unit 13 having an arithmetic circuit for executing predetermined processing related to pedaling (see FIG. 7). ), And a housing 14 that houses the input unit 11, the display unit 12, and the control unit 13.
  • the input unit 11 includes three operable operation units 11a, 11b, and 11c that are juxtaposed in a state of protruding from the upper surface of the housing 14, and a power source that can be slid to perform ON / OFF switching of power supply.
  • a switch 11d is provided.
  • the input unit 11 includes an input control circuit 11e that relays an input signal associated with the operation of the operation units 11a to 11c and the power switch 11d as control information to the control unit 13.
  • Each operation unit 11a, 11c has a button structure, and 11b has a cross key structure.
  • the input control circuit 11e converts it into control information corresponding to the operation and transmits it to the control unit 13. Accordingly, the driver can input a plurality of types of input of the operation units 11a to 11c, such as input of specific information regarding the driver and bicycle and start / end of measurement, depending on the combination of operations.
  • the display unit 12 includes, for example, a liquid crystal panel 12a for displaying torque, power, etc. for each predetermined crank rotation angle for each foot, and a display for performing display control of the liquid crystal panel 12a according to information to be displayed. And a control circuit 12e.
  • the input unit 11 and the display unit 12 can be integrated by using the liquid crystal panel 12a as a touch panel.
  • the control unit 13 of the cycle computer 1 includes a CPU 13a, ROM 13b, RAM 13c, oscillation circuit 13d, recording medium I / F 13e, communication I / F 13f, sensor I / F 13g, right foot unit transmission I / F 13h, right foot unit.
  • the reception I / F 13i, the left foot unit transmission I / F 13j, and the left foot unit reception I / F 13k are connected by a bus 13l.
  • the CPU 13a controls basic operations as a cycle computer including display of predetermined parameters related to pedaling based on a program stored in advance in the ROM 13b.
  • the ROM 13b stores in advance a program code for executing basic processing as a cycle computer executed by the CPU 13a.
  • the RAM 13c functions as a working area for data and the like in arithmetic processing performed when the CPU 13a executes basic processing as a cycle computer.
  • the oscillation circuit 13d includes a crystal resonator as a clock oscillator, and outputs a pulse signal to the CPU 13a at a predetermined cycle by counting generated clocks.
  • the recording medium I / F 13e is an interface for recording predetermined information on a recording medium such as a memory card.
  • the communication I / F 13f is an interface for transmitting / receiving data to / from an external processing device such as a mobile terminal such as a mobile phone or a PC installed at home or the like.
  • the sensor I / F 13g is an interface for taking in various detection signals transmitted from a predetermined sensor.
  • the right foot unit transmission I / F 13 h is an interface for transmitting a mode conversion signal to the right foot unit 6.
  • the right foot unit receiving I / F 13 i is an interface for receiving data from the right foot unit 6.
  • the left foot unit transmission I / F 13 j is an interface for transmitting a mode conversion signal to the left foot unit 7.
  • the left foot unit receiving I / F 13 k is an interface for receiving data from the left foot unit 7.
  • the input unit 11, the display unit 12, and the control unit 13 described above are configured to transmit and receive necessary information data via the bus 13l.
  • the right foot unit 6 is attached to the right crank B311 of the bicycle B.
  • the right foot unit 6 includes a control unit 61 that includes a calculation circuit that executes predetermined processing related to calculation of torque and power by pedaling with the right foot, and a housing (case) 62 that houses the control unit 61.
  • the left foot unit 7 is attached to the left crank B312 of the bicycle B, and includes a control unit 71 including an arithmetic circuit for executing predetermined processing relating to calculation of torque and power by pedaling on the left foot, and control.
  • a housing 72 that accommodates the portion 71 is included.
  • the control unit 71 of the left foot unit 7 includes a CPU 71a, a ROM 71b, a RAM 71c, an oscillation circuit 71d, a sensor I / F 71e, a siphon receiving I / F 71f, a siphon transmitting I / F 71g,
  • the right foot unit transmission I / F 71h is connected to each other by a bus 71j.
  • the CPU 71a controls the basic operation of the left foot unit 7 including calculation of torque and power by pedaling on the left foot based on a program stored in advance in the ROM 13b.
  • the ROM 71b stores in advance program codes for executing basic processing as a cycle computer executed by the CPU 71a.
  • the RAM 71c functions as a working area for data and the like in arithmetic processing performed when the CPU 71a executes basic processing as the left foot unit 7.
  • the oscillation circuit 71d includes a crystal resonator as a clock oscillator, and counts a clock generated according to a function mode (pedaling monitor mode / power meter mode) set when the power is turned on at a predetermined cycle. A pulse signal is output to the CPU 71a.
  • the oscillation circuit 71d outputs pulse signals at intervals of 6.05 Hz in the pedaling monitor mode, and outputs pulse signals at intervals of 4.10 Hz in the power meter mode.
  • the sensor I / F 71e is an interface for taking in various detection signals transmitted from the crank rotation angle detection sensor 2, the left rotation direction component detection sensor 32, the left radial direction component detection sensor 42, and the cadence detection sensor 5 described above. It is.
  • the reciprocal I / F 71 f is an interface for receiving a mode switching signal transmitted from the cycle computer 1.
  • the sicon transmission I / F 71g is an interface for transmitting various calculation value data transmitted to the cycle computer 1 in the pedaling monitor mode described later.
  • the right foot unit transmission I / F 71h is an interface for transmitting various calculation value data transmitted to the cycle computer 1 in the power meter mode.
  • the control unit 61 of the right foot unit 6 includes a CPU 61a, a ROM 61b, a RAM 61c, an oscillation circuit 61d, a sensor I / F 61e, a silicon reception I / F 61f, a silicon transmission I / F 61g,
  • the left foot unit receiving I / F 61h is connected to each other by a bus 61j.
  • the CPU 61a based on a program stored in the ROM 61b in advance, generates torque and power by pedaling with the right foot, and overall torque and power by pedaling with both feet, cumulative torque, cumulative power, and contribution to the right foot.
  • the basic operation of the right foot unit 6 including the calculation of is controlled.
  • program codes for executing basic processing as the right foot unit 6 executed by the CPU 61a are stored in advance.
  • the RAM 61c functions as a working area for data and the like in arithmetic processing performed when the CPU 61a executes basic processing as the right foot unit 6.
  • the oscillation circuit 61d includes a crystal resonator as a clock oscillator, and counts a clock generated according to a function mode (pedaling monitor mode / power meter mode) set when the power is turned on. A pulse signal is output to the CPU 61a.
  • the oscillation circuit 61d outputs pulse signals at intervals of 6.00 Hz in the pedaling monitor mode, and outputs pulse signals at intervals of 4.00 Hz in the power meter mode.
  • the reciprocal I / F 61e is an interface for receiving a mode switching signal transmitted from the cycle computer 1.
  • the sensor I / F 61f is an interface for capturing various detection signals transmitted from the crank rotation angle detection sensor 2, the right rotation direction component detection sensor 31, the right radial direction component detection sensor 41, and the cadence detection sensor 5 described above. It is.
  • the Saikon transmission I / F 61 f is an interface for transmitting various calculation value data transmitted to the cycle computer 1.
  • the left foot unit receiving I / F 61g is an interface for receiving various calculation value data transmitted from the left foot unit 7 in the power meter mode.
  • FIG. 9 is a block diagram showing a controllable (or functional) configuration of the pedaling monitor 100 according to the embodiment of the present invention.
  • the left foot unit 7 of the pedaling monitor 100 includes a measurement data receiving unit 7A, a mode switching signal receiving unit 7B, a mode switching unit 7C, a frequency switching unit 7D, a frequency transmitting unit 7E, a calculating unit 7F, and a left foot data transmitting unit 7G.
  • the measurement data receiving unit 7A outputs a crank rotation angle detection signal output from the crank rotation angle detection sensor 2, a left rotation direction component detection signal output from the left rotation direction component detection sensor 32, and a left radial direction component detection sensor 42.
  • the left radiation direction component detection signal and the cadence detection signal output from the cadence detection sensor 5 are received and stored in each storage area of the RAM 71c.
  • the mode switching signal receiving unit 7B receives the mode switching signal output from the cycle computer 1.
  • the mode switching unit 7C turns on the pedaling mode flag in the cycle mode flag storage area of the RAM 71c and switches from the power meter mode which is the initial setting to the pedaling mode. Switch.
  • the frequency switching unit 7D sets the frequency of the pulse signal output from the frequency transmission unit 7E (oscillation circuit 71d), which will be described later, to the CPU 71a, from the initial setting of 4.10 Hz to 6. Switch to 05 Hz.
  • the frequency transmitter 7E has a crystal resonator as a clock oscillator, and counts the clock generated according to the mode (pedaling monitor mode / power meter mode) set when the power is turned on. A pulse signal is output to the CPU 71a.
  • the calculation unit 7F Based on the crank rotation angle ( ⁇ ) stored in the RAM 71c, the rotation direction component (N) of the pedal action force relating to the left foot, and the radial direction component (N) of the pedal action force relating to the left foot, the calculation unit 7F The torque and power (energy consumption) related to pedaling are calculated and stored in the left torque storage area and the left power storage area of the RAM 71c.
  • the left foot data transmission unit 7G transmits the left torque data and the left work rate data based on the function mode (power meter mode / pedaling mode).
  • the left foot data transmission unit 7G transmits the left torque data and the left work rate data to the right foot unit 6 in the power meter mode and to the cycle computer 1 in the pedaling mode.
  • the right foot unit 6 of the pedaling monitor 100 includes a measurement data receiving unit 6A, a mode switching signal receiving unit 6B, a mode switching unit 6C, a frequency transmitting unit 6E, a calculating unit 6F, a left foot data receiving unit 6G, and a right foot data transmitting unit 6H.
  • the measurement data receiving unit 6A is output from the crank rotation angle detection signal output from the crank rotation angle detection sensor 2, the rotation direction component detection signal output from the right rotation direction component detection sensor 31, and the right radial direction component detection sensor 41. And a cadence detection signal output from the cadence detection sensor 5 and stored in each storage area of the RAM 61c.
  • the mode switching signal receiving unit 6B receives the mode switching signal output from the cycle computer 1.
  • the mode switching unit 6C turns on the pedaling mode flag in the cycle mode flag storage area of the RAM 61c and switches from the power meter mode which is the initial setting to the pedaling mode. Switch.
  • the frequency switching unit 6D changes the frequency of the pulse signal output from the frequency transmission unit 6E (oscillation circuit 61d), which will be described later, to the CPU 61a from the initial setting of 4.00 Hz to 6 Switch to .00Hz.
  • the frequency transmitter 6E includes a crystal resonator as a clock oscillator, and counts a clock generated regardless of a function mode (pedaling monitor mode / power meter mode) set when the power is turned on. To output a pulse signal to the CPU 61a.
  • the calculation unit 6F Based on the crank rotation angle ( ⁇ ), the rotation direction component (N) of the pedal action force related to the right foot, and the radial direction component (N) of the pedal action force related to the right foot stored in the RAM 61c, the calculation unit 6F The torque and the power related to pedaling are calculated and stored in the right torque storage area and the right power storage area of the RAM 63c.
  • the left foot data receiving unit 6G receives the left torque data and the left work rate data transmitted from the left foot unit 7 in the power meter mode, and stores them in the left torque data storage region and the left work rate data storage region of the RAM 61c.
  • the right foot data transmission unit 6H transmits predetermined calculation value data to the cycle computer 1 regardless of the mode type.
  • step S1001 the CPU 71a performs an initialization process.
  • the CPU 71a reads a startup program from the ROM 71b and initializes a predetermined storage area of the RAM 71c.
  • step S1002 the CPU 71a sets the function mode to the power meter mode. That is, the power meter mode is set as the initial setting of the function mode. Specifically, a power meter flag (for example, “00H”) is turned on in the function mode flag storage area of the RAM 71c. Then, the CPU 71a determines whether or not a mode switching signal is output from the cycle computer 1 in step S1003. If the CPU 71a determines that the mode switching signal is not output, the process proceeds to step S1005. If the CPU 71a determines that the mode switching signal is output, the pedaling monitor flag (for example, “01H”) is stored in the mode flag of the RAM 71c in step S1004. By turning on the area, the function mode is set to the pedaling monitor mode.
  • the pedaling monitor flag for example, “01H
  • step S1006 the CPU 71a calculates the average value of torque and the average value of the power related to the left foot in one rotation of the crank B31, and calculates the left torque data indicating the average value of the torque and the left value indicating the average value of the power.
  • the work rate data is stored in the left torque data storage region and the left work rate data storage region of the RAM 71c, respectively.
  • step S1007 the torque update flag and the work rate are stored in the torque update flag storage region and the work rate update flag storage region of the RAM 71c, respectively. Turn on the update flag. Thereafter, steps S1003 to S1007 are repeated until a predetermined interrupt process is performed.
  • the calculation method of the average value of torque concerning the left foot and the average value of power is not particularly limited.
  • the left foot unit 7 receives the measurement data (detection signal) transmitted from the left rotation direction component detection sensor 32, the left radial direction component detection sensor 42, and the cadence detection sensor 5 at predetermined time intervals. And stored in a predetermined area of the RAM 71c. And CPU71a calculates the average value of the torque which concerns on a left leg, and the average value of work power using these data. Further, necessary data other than the measurement data such as the crank length L1 is acquired by appropriate processing such as input using the input unit 11 of the cycle computer 1.
  • crank rotation angle detection signal interrupt processing Next, the left foot crank rotation angle detection signal interruption process will be described with reference to FIG.
  • the crank rotation angle detection signal including the reference angle detection signal or the interval angle detection signal is output to the left foot unit 7 by the crank rotation angle detection sensor 2, and the following left foot crank rotation angle detection signal interrupt processing is executed. Is done.
  • step S2001 the CPU 71a determines whether or not the signal is a reference angle detection signal. If the CPU 71a determines that the signal is a reference angle detection signal, the CPU 71a resets the rotation angle determination counter provided in the RAM 71c (sets the counter value to "0") in step S2002, and stores the pedal action force data in the RAM 71c in step S2003. Clear the area and end the interrupt process.
  • the CPU 71a determines that it is not a reference angle detection signal, that is, an interval angle detection signal, the CPU 71a updates it by adding “1” to the counter value of the rotation angle determination counter in step S2004, and stores it in the ROM 71b in step S2005.
  • the current crank rotation angle is determined using the rotation angle determination table.
  • the crank rotation angle detection sensor 2 has the crank B31. Since the interval angle detection signal is transmitted to the left foot unit 7 every rotation of 30 ° (since one rotation of the crank B31 is divided into 12), the counter value range is “1” to “12”.
  • crank rotation angle increases by 30 °.
  • the right crankshaft B311 faces the 12 o'clock direction
  • the left crankshaft B312 faces the 6 o'clock direction. That is, the right crankshaft B311 and the left crankshaft B312 are shifted by 180 °. Therefore, when the counter value is “7”, the crank rotation angle ( ⁇ ) of the left crankshaft B312 is “0 °”.
  • the pedal action force data indicating the pedal action force is stored in the pedal action force data storage area of the RAM 71c, and the interruption process is terminated.
  • the direction of the pedal action force F (for example, the angle with respect to the ground surface) is determined using the crank rotation angle ( ⁇ ). ⁇ ) can also be calculated, and pedal operation force data indicating the crank rotation angle ( ⁇ ), the pedal operation force (F), and the direction ( ⁇ ) of the pedal operation force can be stored. Further, as will be described later, pedal action force data relating to one rotation of the crank B31 is collectively transmitted when the crank B31 makes one rotation. Therefore, it is assumed that an area for storing data for at least one rotation is secured in the pedal action force data storage area of the RAM 71c (for example, at least twelve pedal action force data can be stored). .
  • the clock interrupt is generated at predetermined intervals by the oscillation circuit 71d provided in the left foot unit 7, whereby the following timer interrupt process is executed.
  • the CPU 71a receives the pulse signal from the oscillation circuit 71d, the CPU 71a checks the function mode flag storage area. If the power mode flag is ON, the CPU 71a performs steps S3001 to S3003, and the pedaling monitor mode flag is ON. Steps S3501 to S3504 are performed. As described above, in the power meter mode, pulse signals are output to the CPU 71a at intervals of 4.10 Hz. Therefore, the left foot timer interrupt processing in the power meter mode is performed at intervals of 4.10 Hz.
  • step S3001 the CPU 71a determines whether or not the update flag is turned on in the update flag storage area of the RAM 71c.
  • the CPU 71a transmits the left torque data and the left work rate data stored in the RAM 71c to the right foot unit 6 in step S3002, and turns off the update flag in step S3003.
  • the left foot timer interruption process is terminated. If the CPU 71a determines that the update flag is not turned on, the CPU 71a ends the left foot timer interruption process as it is.
  • step S3501 the CPU 71a determines whether or not the update flag is turned on in the update flag storage area of the RAM 71c. When determining that the update flag is turned on, the CPU 71a transmits the left torque data and the left power data stored in the RAM 71c to the cycle computer 1 in step S3502, and turns off the update flag in step S3503.
  • step S3504 the CPU 71a obtains a plurality of pedal action force data (for one rotation of the crank B31) associated with a predetermined crank rotation angle stored in the pedal action force data storage area of the RAM 71c. This is transmitted to the cycle computer 1 and the left foot timer interruption process is terminated. If the CPU 71a determines in step S3501 that the update flag is not turned on, the CPU 71a directly ends the left foot timer interrupt process.
  • step S4001 the CPU 61a performs initialization processing.
  • the CPU 61a reads the activation program from the ROM 61b and initializes a predetermined storage area of the RAM 61c.
  • step S4002 the CPU 61a sets the function mode to the power meter mode. That is, the power meter mode is set as the initial setting of the function mode. Specifically, a power meter flag (for example, “00H”) is turned on in the function mode flag storage area of the RAM 61c. Then, the CPU 61a determines whether or not a mode switching signal is output from the cycle computer 1 in step S4003. If the CPU 61a determines that the mode switching signal has not been output, the process proceeds to step S4005. If the CPU 61a determines that the mode switching signal has been output, in step S4004, the pedaling monitor flag (eg, “01H”) is stored in the mode flag stored in the RAM 61c. By turning on the area, the function mode is set to the pedaling monitor mode.
  • a power meter flag for example, “00H”
  • the pedaling monitor flag eg, “01H”
  • step S4006 the CPU 61a calculates an average value of torque and an average value of the work rate for the right foot in one rotation of the crank B31, and right torque data indicating the average value of the torque and a right value indicating the average value of the work rate.
  • the work rate data is stored in the right torque data storage region and the right work rate data storage region of the RAM 61c, respectively.
  • step S4007 the torque update flag and the work rate are stored in the torque update flag storage region and the work rate update flag storage region of the RAM 61c, respectively. Turn on the update flag. Thereafter, steps S4003 to S4007 are repeated until a predetermined interrupt process is performed.
  • the calculation method of the average value of the torque concerning the right foot and the average value of the power is not particularly limited.
  • the right foot unit 6 receives measurement data (detection signals) transmitted from the right rotation direction component detection sensor 31, the right radial direction component detection sensor 41, and the cadence detection sensor 5 at predetermined time intervals. And stored in a predetermined area of the RAM 61c. And CPU61a calculates the average value of the torque which concerns on a right leg, and the average value of work power using these data. Further, necessary data other than the measurement data such as the crank length L1 is acquired by appropriate processing such as input using the input unit 11 of the cycle computer 1.
  • crank rotation angle detection signal interrupt processing Next, the right foot crank rotation angle detection signal interruption process will be described with reference to FIG.
  • the crank rotation angle detection signal which is a reference angle detection signal or an interval angle detection signal, is output to the right foot unit 6 by the crank rotation angle detection sensor 2, whereby the following timer interruption process is executed.
  • step S5001 the CPU 61a determines whether or not the signal is a reference angle detection signal. If the CPU 61a determines that the signal is the reference angle detection signal, in step S5002, the CPU 61a resets the rotation angle determination counter provided in the RAM 61c (sets the counter value to "0"), and in step S5003, the pedal operation force of the RAM 61c described later. The data storage area is cleared, and the interrupt process ends.
  • the CPU 61a determines that it is not the reference angle detection signal, that is, the interval angle detection signal, the CPU 61a updates the counter value of the rotation angle determination counter by adding “1” in step S5004, and stores it in the ROM 61b in step S5005.
  • the current crank rotation angle is determined using the rotation angle determination table.
  • the pedal action force data indicating the action force is stored in the pedal action force data storage area of the RAM 71c, and the interrupt process is terminated.
  • the direction of the pedal action force F (for example, the angle with respect to the ground surface) is determined using the crank rotational angle ( ⁇ ).
  • ⁇ ) can also be calculated, and pedal operation force data indicating the crank rotation angle ( ⁇ ), the pedal operation force (F), and the direction ( ⁇ ) of the pedal operation force can be stored.
  • pedal action force data relating to one rotation of the crank B31 is collectively transmitted when the crank B31 makes one rotation. Therefore, it is assumed that an area for storing data for at least one rotation is secured in the pedal action force data storage area of the RAM 61c (for example, at least twelve pedal action force data can be stored). .
  • the clock interrupt is generated at predetermined intervals by the oscillation circuit 61d provided in the right foot unit 6, whereby the following timer interrupt process is executed.
  • the CPU 61a checks the function mode flag storage area. If the power mode flag is ON, the CPU 61a performs steps S7001 to S7016, and the pedaling monitor mode flag is ON. Steps S7501 to S7504 are performed. As described above, in the power meter mode, pulse signals are output to the CPU 61a at 4.0 Hz intervals. Therefore, the right foot timer interrupt processing in the power meter mode is performed at 4.00 Hz intervals.
  • step S7003 the CPU 61a determines whether or not the torque update flag is turned on in the torque update flag storage area of the RAM 61c. If the CPU 61a determines that the torque update flag is not ON, it moves the process to step S7007, and if it determines that the torque update flag is ON, it moves the process to step S7004.
  • step S7004 the CPU 61a indicates the left torque indicated by the left torque data transmitted from the left foot unit 7 and stored in the left torque data storage area, and the right torque data stored in the right torque data storage area.
  • the total torque (by both feet) is calculated by adding the right torque, and the total torque data is stored in the total torque data storage area of the RAM 61c.
  • the CPU 61a calculates the accumulated torque in step S7005. For example, the CPU 61a calculates the cumulative torque for a predetermined period, and stores cumulative torque data indicating the cumulative torque in the cumulative torque storage area of the RAM 61c. Here, the CPU 61a calculates a new accumulated torque by adding the current total torque to the previous accumulated torque stored in the accumulated torque storage area, and stores the accumulated torque data in the accumulated torque storage area. .
  • step S7006 the CPU 61a turns off the torque update flag.
  • step S7007 the CPU 61a transmits the total torque data stored in the total torque data storage area and the cumulative torque data stored in the cumulative torque data storage area to the cycle computer 1. Then, the process proceeds to step S7015.
  • step S7008 the CPU 61a determines whether or not the work rate update flag is turned on in the work rate update flag storage area of the RAM 61c. If the CPU 61a determines that the work rate update flag is not turned on, it moves the process to step S7013, and if it determines that the work rate update flag is turned on, it moves the process to step S7009.
  • step S7009 the CPU 61a stores the left work rate indicated by the left work rate value data transmitted from the left foot unit 7 and stored in the left work rate data storage area, and the right work rate data storage area.
  • the total power (by both feet) is calculated by adding the right power indicated by the right power data, and the total power data indicating the total power is stored in the total power data storage area of the RAM 61c. To do.
  • step S7010 the CPU 61a calculates the right foot contribution. That is, the right CPU 61a calculates the right foot contribution, which is the ratio of the right work rate to the total work rate calculated in step S7009, and stores the right foot contribution data in the right foot contribution data storage area.
  • the CPU 61a calculates the cumulative power in step S7011. For example, the CPU 61a calculates the cumulative work rate and stores cumulative work rate data indicating the cumulative work rate in the cumulative work rate storage area of the RAM 61c. Here, a new cumulative power is calculated by adding the current power to the previous cumulative power stored in the cumulative power storage area, and the cumulative power data is stored in the cumulative power storage area.
  • the CPU 61a turns off the work rate update flag in step S7012, and in step S5013, the total work rate data stored in the total work rate data storage area, the right foot contribution data stored in the right foot contribution data storage area, and The accumulated power data stored in the accumulated power data storage area is transmitted to the cycle computer 1, and the process proceeds to step S7014.
  • the processing content determination counter “4” is reset, in the timer interrupt processing in the power meter mode of the right foot unit 6, the work rate, the right foot contribution, and the accumulation at a rate of once every four times. It can be said that the work rate is calculated.
  • the CPU 61a acquires cadence data from the cadence detection sensor 5 in step S7015, transmits the cadence data to the cycle computer 1 in step S7016, and ends the right foot timer interrupt process in the power meter mode.
  • step S7501 the CPU 61a determines whether or not the update flag is turned on in the update flag storage area of the RAM 61c. If the CPU 61a determines that the update flag is ON, the CPU 61a transmits the right torque data and right work rate data stored in the RAM 61c to the cycle computer 1 in step S7502, and turns OFF the update flag in step S7503.
  • step S7504 the CPU 61a obtains a plurality of pedal action force data (for one rotation of the crank B31) associated with a predetermined crank rotation angle stored in the pedal action force data storage area of the RAM 61c. This is transmitted to the cycle computer 1 and the right foot timer interruption process is terminated. If the CPU 61a determines in step S7501 that the update flag is not turned on, the CPU 61a ends the right foot timer interrupt process as it is.
  • the pedaling monitor 100 including the right foot unit 6 and the left foot unit 7 separately measures the pedal acting force by the right foot and the pedal acting force by the left foot, and a predetermined crank rotation angle with respect to pedaling by each foot. Can be measured and analyzed.
  • the right foot unit 6 and the left foot unit 7 are provided with a power meter mode. In the power meter mode, left torque data and left work rate data measured by the left foot unit 7 are transmitted to the right foot unit 6. The left torque and the left work rate indicated by these data are added to the right torque and the right work rate measured by the right foot unit 6 to calculate the overall torque and the overall work rate. (A predetermined standard such as “ANT”) is transmitted to the cycle computer 1.
  • the right foot unit 6 and the left foot unit 7 Can be used for the cycle computer 1. Thereby, the versatility of the right foot unit 6 and the left foot unit 7 can be enhanced.
  • the data transmission interval (4.00 Hz) of the right foot unit 6 and the data transmission interval (4.00 Hz) of the left foot unit 7 are different. Therefore, it is possible to suppress an increase in the period during which data cannot be received due to data collision. Furthermore, since the data transmission interval between the units 6 and 7 is shorter than the data transmission interval between the left foot unit 7 and the cycle computer 1, an incomplete overall torque and work rate (data to the cycle computer 1) It is possible to prevent the transmission of the torque measured by the left foot unit 7 to be transmitted and the total torque and work rate consisting only of the work rate.
  • the power meter mode is initially set, even for a cycle computer that is not originally designed and designed to separately measure the pedal force of both feet, the right foot unit 6 and the left foot The unit 7 can be applied reliably.
  • crank rotation angle detection sensor 2 shown in FIG. 19 will be described as another embodiment. This is the same as the other parts except that the shapes of the magnets 21a to 21l, the fixing position and fixing direction of the frame-like member 20, and the fixing position and fixing direction of the magnetic sensor 22 are different. Therefore, the description about the part using the same name and code
  • the frame-like member 20 has an annular shape having an outer diameter of 54 mm and an inner diameter of 44 mm, as in the first embodiment.
  • the frame-like member 20 is formed with cylindrical insertion holes 20a to 20l in the thickness direction in which the magnets 21a to 21l are inserted.
  • the centers (central axes) of the cross-sections of the respective insertion holes 20a to 20l are arranged at 30 ° intervals on the circumference having a radius of 50 mm from the center C of the frame-shaped member 20.
  • the insertion holes 20a to 20l are divided into an insertion hole 20a and an insertion hole 20l, and an insertion hole 20b to an insertion hole 20k. That is, the diameters of the insertion holes 20a and 20l are 6 mm, and the diameters of the insertion holes 20b to 20k are 4 mm.
  • the magnets 21a to 21l are inserted and fixed in the insertion holes 20a to 20l. That is, the magnets 21a to 21l also have a cylindrical shape, the cross sections of the magnets 21a and 21l have a circular shape with a diameter of 6 mm, and the cross sections of the magnets 21b to 21k have a circular shape with a diameter of 4 mm. Further, N poles are formed at one end of the magnets 21a and 21b, and S poles are formed at the other end.
  • the central axes of the magnets 21a to 21l fitted into the fitting holes 20a to 20l are the crank B31. It is parallel to the direction of the crankshaft. Further, the magnets 21a to 21l are alternately arranged in opposite directions, and the N pole of the reference magnet 21a faces the crank B31.
  • the configuration of the magnetic sensor 22 is the same as that in the first embodiment, but the relationship with the magnets 21a to 21l when being fixed to the chain ring B34 is different from that in the first embodiment.
  • the magnetic sensor 22 includes the first element portion 22a and the second element portion 22b.
  • the measurement direction of the second element portion 22b is parallel to the central axis of the magnets 21a to 21l, that is, orthogonal to the plane of the frame-like member 20, and the movement path of the magnets 21a to 21b and both the element portions 22a and 22b. Are arranged to face each other.
  • the crankshaft B311 when the crankshaft B311 is oriented in the 12 o'clock direction (when the crank rotation angle is 0 °), the reference magnet 21a on the frame member 20 and the second element portion of the fixed magnetic sensor 22 are used.
  • the frame member 20 and the magnetic sensor 22 are appropriately fixed so as to face 22b.
  • the position where the magnetic sensor 22 is fixed is not particularly limited.
  • crank rotation angle detection sensor 2 shown in FIG. 20 will be described as another embodiment.
  • the configuration of the other parts is the same except that the types of the magnets 21a and 21l of the first embodiment, the fixing position of the frame-like member 20 and the fixing position of the magnetic sensor 22 are different. Therefore, the description about the part using the same name and code
  • the magnets 21a to 21l are all composed of the same type of magnet (for example, a magnet having a size of 2 mm ⁇ 2 mm ⁇ 3 mm in the first embodiment).
  • the positions where the magnets 21a and 21l are fixed specifically, the distances from the center C of the frame-like member 20 are different.
  • the reference magnet 21a and the reset magnet 21l have the outer tips thereof in contact with the outer peripheral surface of the frame member 20, and the other magnets 21b to 21k have the inner tips of the inner periphery of the frame member 20. It is fixed to the frame-like member 20 so as to contact the surface.
  • the magnetic sensor 22 is fixed to the chain ring B34 so that the first element portion 22a can detect all the magnets 21a to 21l and the second element portion 22b can detect only the reference magnet 21a and the reset magnet 21l. .
  • crank rotation angle detection sensor 2 can be reduced by using a single magnet for the magnets 21a to 21l.
  • crank rotation angle detection sensor 2 shown in FIG. 21 will be described as another embodiment.
  • the only difference is the configuration of the magnet 21a and the magnet 21b of the first embodiment, and the configuration of the other parts is the same. Therefore, the description about the part using the same name and code
  • the magnets 21a to 21l are all composed of the same type of magnet (for example, a magnet having a size of 2 mm ⁇ 2 mm ⁇ 3 mm in the first embodiment).
  • the positions where the magnet 21a and the magnet 21l are fixed, specifically, the distance from the center C of the frame member 20 are all the same, but the bobbin 23 is attached only to the reference magnet 21a and the reset magnet 21l.
  • the strength of the magnetic field is larger than that of the other magnets 21b to 21k. Therefore, only the reference magnet 21a and the reset magnet 21l can be detected by the second element portion 22b.
  • the cost of the crank rotation angle detection sensor 2 can be reduced by unifying all the types of the magnets 21a to 21l.
  • crank rotation angle detection sensor 2 shown in FIG. 22 will be described as another embodiment. This is different from the first embodiment in that the types of magnets constituting the magnets 21b to 21k, the orientation of the magnets 21a and 21l, the configuration of the first element portion 22a, and the second element portion 22b are not provided. However, the configuration of the other parts is the same. Therefore, the description about the part using the same name and code
  • the magnets 21a to 21l are all composed of the same type of magnet (for example, a magnet having a size of 3 mm ⁇ 3 mm ⁇ 3 mm in the first embodiment). Further, the magnet 21a and the magnet 21l are arranged with their respective central axes orthogonal to the surface of the frame-shaped member 20, and the north pole of the magnet 21a and the south pole of the magnet 21l face the crank B31 (the embodiment). 2). That is, the magnets 21a and 21l and the magnets 21b to 21k differ in the direction of the magnetic flux.
  • the 1st element part 22a becomes a structure which can detect separately the magnetism of the direction orthogonal to the radial direction of the frame-shaped member 20b, and the surface of the frame-shaped member 20b. That is, the crank rotation angle detection sensor 2 can detect the reference angle (0 °) and the interval angle by using the difference in the magnetic flux direction between the magnets 21a and 21l and the magnets 21b to 21k. Thereby, restrictions on the distance between the magnets 21a to 21l and the first element portion 22a are relaxed. Specifically, the crank rotation angle can be detected even when the distance between the magnets 21a to 21l and the first element portion 22a is 0 mm.
  • the installable range of the crank rotation angle detection sensor 2 is widened and the usability is enhanced.
  • the second element portion 22b is not necessary, the number of parts is reduced and the cost is reduced.
  • the types of magnets can be unified, costs can be reduced.
  • the frame-shaped member 20 and the magnet group 21 are attached to the frame B1, and the magnetic sensor 22 is attached to the chain ring B34. It may be attached to the ring B34 and the magnetic sensor 22 may be attached to the frame B1.
  • the crank rotation angle detection sensor 2 is attached to the bicycle B, but a part or all of the crank rotation angle detection sensor 2 may be incorporated in the bicycle B.
  • the frame-shaped member 20 and the magnet group 21 may be integrated into the chain ring B34. In this case, there is no frame-shaped member 20, and only the magnet group 21 may be incorporated and integrated into the chain ring B34.
  • the crank rotation angle detection sensor 2 has a structure in which the magnet group 21 cannot move with respect to the frame-shaped member 20, but as shown in FIG.
  • the frame-shaped member 20 includes an annular base body 20A and a rotary member 20C fitted in an annular groove 20B formed in the base body 20A, and a magnet group 21 is fixed.
  • the crank rotation angle detection sensor 2 includes a reference magnet 21a and a dedicated element portion (second element portion) 22b for detecting one specific crank rotation angle (0 °).
  • a plurality of reference magnets and dedicated element portions can be provided. That is, the first reference element for detecting the first reference point (for example, 0 °) and the first reference element portion for detecting only the first reference magnet, and the second reference point (180 °) are detected.
  • the second reference magnet, the first reference magnet, and the second reference element portion that detects only the second reference magnet may be provided.
  • the reset magnet 21l is provided to reset the second element portion 22b that has become Hi. This is the same as the first to fourth embodiments. This is because, when the two-element portion 22b does not detect a magnetic field having a predetermined strength, it is configured to hold Hi. Therefore, when the second element portion 22b is automatically “0” or reset, it is not necessary to provide the reset magnet 21l. However, when the second element portion 22b outputs Lo, the second reference point at the crank rotation angle can be detected.
  • neodymium magnets are used, but other types of magnets may be used.
  • the interval between the detected crank rotation angles and the reference crank rotation angle are not limited to those in the first to fifth embodiments.
  • shape of the frame-shaped member 20 is not limited to the first to fifth embodiments.
  • the calculated value data calculated by the left foot unit 7 is transmitted to the right foot unit 6, and the calculated values are summed up by the right foot unit 6.
  • the katsura value data calculated by the right foot unit 6 can be transmitted to the left foot unit 7, and the calculated values can be summed and transmitted to the cycle computer 1.
  • the strain detection sensor is used to measure the pedal action force, but the type of sensor used is not limited to this.
  • the torque and the power are measured in the right foot unit 6 and the left foot unit 7, but the transmission of data is performed by the pedal acting force, and the torque and the power are calculated by the cycle computer 1. You can also.
  • the pedaling monitor 100 is a pedal other than a bicycle that travels on the road, such as an exercise bike that is installed in a sports gym or the like and cannot be used for training, or a boat that is manually driven by a pedal (for example, a swan boat).
  • the present invention can be applied to a vehicle that rotates a crank connected to the vehicle.
  • the pedal operation force and the average torque are displayed by the cycle computer 1, but the pedal operation force and the average torque are displayed by the application software of the mobile terminal such as a mobile phone. Can also be displayed.
  • the mobile terminal may be installed on the bicycle B or carried by the driver.

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Abstract

　自転車に取り付けることが容易な回転角度検出装置及び回転角度検出方法を提供する。　所定の基点を中心Ｃに所定の角度間隔をおいて並設された複数の磁石２１ａ～２１と、前記複数の磁石の中で基準となる基準磁石２１ａを検出する第１素子２２ａと少なくとも基準磁石以外の非基準磁石を検出する第２素子２１ｂ～２１ｌとを備える磁気センサ２２とを備える。

Description

回転角度検出装置及び回転角度検出方法
　本発明は、自転車のクランクの回転角度を検出する回転角度検出装置及び回転角度検出方法に関する。
　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を算出し、表示するサイクルコンピュータと称される装置がある。サイクルコンピュータは、自転車に設けられた各種センサから送信される信号に基づいて所定の情報を算出する。例えば、特許文献１に記載のサイクルコンピュータは、ペダル回転検出磁気センサや加速度センサから出力される各種データに基づいてペダリングによる全体の仕事率を算出し、表示する。
特開平７－１５１６２０号公報 特開２００１－３４９７４７号公報
　しかしながら、特許文献１に記載のサイクルコンピュータは、クランクの回転角度を測定していないため、例えば、所定のクランク回転角度位置におけるペダル作用力等を算出することができない。サイクルコンピュータに対する要望は様々であるが、ペダリングスキルに拘るアスリート志向の高い人等は自己のペダリングを分析するために所定のクランク回転角度位置におけるペダル作用力を測定したいという要望もある。ここで特許文献２に記載のような回転角度位置を検出する装置があるものの、これは外周部にＮ極とＳ極とが交互に形成された磁極を有する円板と、磁極に対向するように同一円周上にホール素子を支持する静止部材とで構成されるため自転車に取り付けることは非常に困難である。
　本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、上述のような問題を解決することを課題の一例とするものであり、これらの課題を解決することができる回転角度検出装置を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、本発明に係る回転角度検出装置は、所定の基点を中心に所定の角度間隔をおいて並設された複数の磁石と、前記複数の磁石の中で基準となる基準磁石を検出する第１素子と少なくとも前記基準磁石以外の非基準磁石を検出する第２素子とを備える磁気センサと、を有することを特徴とする。
　上記課題を解決するために、本発明に係る回転角度検出方法は、所定の回転軸を中心に回転する回転体の回転角度を検出する回転角度検出方法において、前記回転軸を中心に所定の角度間隔をおいた状態で前記回転体に並設された複数の磁石の中で基準となる基準磁石を検出する基準角度検出工程と、前記複数の磁石の中で少なくとも前記基準磁石を除く非基準磁石を検出する非基準磁石検出工程と、を有することを特徴とする。
（ａ）はペダリングモニタが取り付けられた自転車の側面図、（ｂ）はペダリングモニタが取り付けられた自転車の正面図である。 （ａ）は図１のクランク回転角度検出センサの模式図、（ｂ）は第１磁石の斜視図、（ｃ）は第２磁石の斜視図である。 クランク回転角度検出センサの使用状態を表す模式図である。 図１の回転方向成分検出センサ及び放射方向成分検出センサの取り付け状況を表す図である。 （ａ）は回転方向歪みセンサユニットがクランクシャフトに貼り付けられている様子を表す図、（ｂ）は放射方向歪みセンサユニットがクランクシャフトに貼り付けられている様子を表す図である。 図１のサイクルコンピュータの外観図である。 ペダリングモニタの電気的なブロック図である。 （ａ）は右足用ユニットの電気的なブロック図、（ｂ）は左足用ユニットの電気的なブロック図である。 ペダリングモニタの制御的なブロック図である。 左足用メイン処理を示すフローチャートである。 左足用クランク回転角度検出信号割込処理を示すフローチャートである。 （ａ）はパワーメータモードにおける左足用タイマ割込処理を示すフローチャート、（ｂ）はペダリングモニタモードにおける左足用タイマ割込処理を示すフローチャートである。 右足用メイン処理を示すフローチャートである。 右足用クランク回転角度検出信号割込処理を示すフローチャートである。 左足データ受信割込処理を示すフローチャートである。 パワーメータモードにおける右足用タイマ割込処理を示すフローチャートである。 ペダリングモニタモードにおける右足用タイマ割込処理を示すフローチャートである。 （ａ）は右足用の回転角度判定テーブルを表す図、（ｂ）は左足用の回転角度判定テーブルを表す図である。 実施の形態２におけるクランク回転角度検出センサを表す模式図である。 実施の形態３におけるクランク回転角度検出センサを表す模式図である。 実施の形態４におけるクランク回転角度検出センサを表す模式図である。 実施の形態５におけるクランク回転角度検出センサを表す模式図である。 その他の実施の形態におけるクランク回転角度検出センサを表す模式図である。
（実施の形態１）
　以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら具体的に説明する。図１（ａ）は、各足のペダリングによるペダル作用力を所定のクランク回転角度毎に算出し、表示するペダリングモニタ１００が自転車Ｂに取り付けられている様子を表す側面図、図１（ｂ）はペダリングモニタ１００が自転車Ｂに取り付けられている様子を表す正面図である。自転車Ｂは、車体のフレームＢ１と、当該自転車Ｂの前後においてフレームＢ１で回転自在に軸支されることにより、フレームＢ１を移動自在に支持する二つの車輪Ｂ２（前輪Ｂ２１及び後輪Ｂ２２）と、自転車Ｂを推進させるための推進力を後輪Ｂ２２に伝える駆動機構Ｂ３と、運転者が操縦するためのハンドルＢ４と、運転者が着座するためのサドルＢ５とを有する。
　駆動機構Ｂ３は、一端に回動軸（クランク軸）を有し、斯かる回動軸がフレームＢ１に対して回転自在に軸支されるクランクＢ３１、クランクＢ３１の他端において回転自在に軸支されると共に、運転者等から力を受けるペダルＢ３２、クランクＢ３１の上記一端にあるクランク軸を共通の回動軸としてクランクＢ３１に接続され、クランクＢ１と一体的に回動するチェーンリングＢ３４、及び、後輪Ｂ２２の回動軸を共通の回動軸として後輪Ｂ２２と一体的に回転するように配されたリアスプロケット（図示せず）とに連結されることで、ペダル踏力等のペダルＢ３２に作用する力（以下、「ペダル作用力」という）をクランクＢ３１を介して後輪Ｂ２２に伝達するチェーンＢ３３を具備する。
　クランクＢ３１は、自転車Ｂの進行方向を向いて右側に配置される右クランクシャフトＢ３１１と、自転車Ｂの進行方向を向いて左側に配置される左クランクシャフトＢ３１２とを有し、これら左右クランクシャフトＢ３１１、Ｂ３１２は、上記クランク軸を対称点とする点対称となる位置で固着されている。また、ペダルＢ３２も、右クランクシャフトＢ３１１の先端部に取り付けられた右ペダル軸（図示せず）に回転自在に支持される右ペダルＢ３２１と、左クランクシャフトＢ３１２の先端部に取り付けられた左ペダル軸（図示せず）に回転自在に支持される左ペダルＢ３２２とを有する。なお、右クランクシャフトＢ３１１と左クランクシャフトＢ３１２と、右ペダルＢ３２１と左ペダルＢ３２２とはそれぞれは同一形状・構造である。
　ペダリングモニタ１００は、クランクＢ３１の回転角度を検出するクランク回転角度検出センサ２、ペダル作用力のクランクＢ３１の回転方向成分（以下、「ペダル作用力回転方向成分」という）の大きさを検出する回転方向成分検出センサ３、ペダル作用力のクランク軸を中心とする放射方向（又は、クランクＢ３１の回転半径方向）成分（以下、「ペダル作用力放射方向成分」という）の大きさを検出する放射方向成分検出センサ４、クランクＢ３１の回転速度を検出するケイデンス検出センサ５、及び、クランク回転角度センサ２、回転方向成分検出センサ３、並びに放射方向成分検出センサ４から送信される検出信号（計測データ）に基づいて、所定のクランク回転角度におけるペダル作用力を算出し、サイクルコンピュータ１に送信する右足用ユニット６、左足用ユニット７、及び、所定のクランク回転角度におけるペダル作用力の表示等を行うサイクルコンピュータ１を備える。
　なお、各センサ２～５と、各ユニット６～７とは有線で接続されている。また、サイクルコンピュータ１、右足用ユニット６及び左足用ユニット７は図示しない発信機を備え、無線で接続されている。
　また、本実施の形態において、クランク回転角度は、右クランクシャフトＢ３１１を基準に表されるものとする。つまり、右クランクシャフトＢ３１１が１２時の方向に位置する（先端が上方を向く）ときに、クランク回転角度は「０°」である。また、クランク回転角度検出センサ２は、右クランクシャフトＢ３１１が３時の方向を指す（先端が前方を向く）とき、クランク回転角度「９０°」を示し、右クランクシャフトＢ３１１が９時の方向を指す（先端が後方を向く）とき、クランク回転角度「２７０°」を示す。そして、クランク回転角度検出センサ２が検出するクランク回転角度（θ）の範囲は０°以上３６０°未満（０≦θ＜３６０°）となっており、右クランクシャフトＢ３１１が１２時の方向から時計回りで回転する向きを「＋」方向とする。
　クランク回転角度検出センサ２は、図２（ａ）に示すように、円環状の枠状部材２０、枠状部材２０の表面に所定間隔をおいて固定された複数の磁石からなる磁石群２１（磁石２１ａ、２１ｂ）及び磁気センサ２２からなる。磁石群２１が固定された枠状部材２０は、外径５４ｍｍ、内径４４ｍｍの円環状を呈し、枠状部材２０の中心Ｃとクランク軸とが一致した状態で、磁石群２１がクランクＢ３１に対向する様にフレームＢ１の側面に固定されている。一方、磁気センサ２２はチェーンリングＢ３４に固定され、クランクＢ３１と共に回転する。
　磁石群２１は１２個の磁石２１ａ～磁石２１ｌからなり、円環状の枠状部材２０の中心Ｃを中心として３０°間隔で配置されている。磁石２１ａ、磁石２１ｌは、非常に強い磁力及び保磁力を有するネオジム磁石で構成されている。具体的に、磁石２１ａ、２１ｌは第１ネオジム磁石（３ｍｍ×３ｍｍ×３ｍｍ）が２つ直列してなり（双方のＮ極が同一直線上で同一方向を向いて重ねられ）、その他の磁石２１ｂ～磁石２１ｋは、第１ネオジム磁石より磁力が小さい第２ネオジム磁石（２ｍｍ×２ｍｍ×３ｍｍ）が２つ直列してなる。すなわち、磁石群２１は、磁力の異なる２種類の磁石からなる。
　また、磁石２１ａ、磁石２１ｂは、各中心軸が枠状部材２０の半径方向と一致した状態で配置されている。そして、Ｎ極の向きが外側を向く磁石と内側（中心側）を向く磁石とが枠状部材２０の周方向に交互に入れ替わって配置されている。具体的には、磁石２１ａ、磁石２１ｃ、磁石２１ｅ、磁石２１ｇ、磁石２１ｉ、磁石２１ｋのＮ極が枠状部材２０の半径方向（放射方向）外側を向き、磁石２１ｂ、磁石２１ｄ、磁石２１ｆ、磁石２１ｈ、磁石２１ｊ、磁石２１ｌのＮ極が枠状部材２０の半径方向内側（中心）を向いている。さらに、各磁石２１ａ～２１ｌの半径方向外側先端と枠状部材２０の中心Ｃとの距離Ｌ４は同一となっている。
　磁気センサ２２は、第１素子部２２ａ、第２素子部２２ｂ及び第３素子部２２ｃがケース２２ｄに収容されてなる。第１素子部２２ａ及び第２素子部２２ｂは、所定方向において磁力線（磁界）を検出し（図２（ａ）において水平方向左向き）、その検出方向と逆向きの磁力線を検出する場合（Ｎ極が対向する磁石を検出する場合）にＨｉを出力し、検出方向と同一の向きの磁力線を検出する場合（Ｓ極が対向する磁石を検出する場合）にＬｏを出力する。なお、第１素子部２２ａ及び第２素子部２２ｂは所定の強さの磁力線を検出しない場合、出力状態を保持する。
　クランク回転角度検出センサ２の使用状態において（枠状部材２０及び磁気センサ２２が適切に自転車Ｂに固定された状態で）、自転車Ｂの側方からみると、第１素子部２２ａと第２素子部２２ｂは、枠状部材２０の半径方向外側、すなわち、枠状部材２０の中心Ｃから磁石２１ａ～磁石２１ｌより遠い位置に配されている。また、素子部２２ａと２２ｂの検出方向は一致しており、各検出方向上に枠状部材２０の中心Ｃが位置している。そして、第１素子部２２ａの方が第２素子部２２ｂより枠状部材２０の中心Ｃから近い位置に配されており、検出方向上を通過する磁石２１ａ～磁石２１ｌの外側先端に近い。具体的に、第１素子部２２ａは最も近接する磁石の外側先端（磁石の移動経路と検出方向との交点で近い方）から９．０ｍｍ離れた位置に配され、第２素子部２２ｂは最も近接する磁石の外側先端から１３．５ｍｍ離れた位置に配されている。これは、後述するように、第１素子部２２ａを用いて全ての磁石２１ａ～磁石２１ｌを検出し、第２素子部２２ｂを用いてクランク回転角度＝「０°」を示す磁石２１ａを検出するためである。なお、クランク回転角度（θ）＝「０°」のとき（右クランクシャフトＢ３１１が１２時を示すとき）、第２素子部２２ｂが磁石２１ａを検出するように（磁石２１ａが第２素子部２２の検出方向上に位置するように）、枠状部材２０及び磁気センサ２２が自転車Ｂに固定されている。
　また、磁気センサ２２には、第１素子部２２ａ及び第２素子部２２ｂより低消費電力の第３素子部２２ｃが設けられている。第３素子部２２ｃは第１素子部２２ａの近傍に設けられており、いずれかの磁石２１ａ～２１ｌを検出すると、ユニット６のシステムを起動させる。
　次に図３を用いて、クランク回転角度検出センサ２によるクランク回転角度の検出方法について説明する。前述したように、円環状の枠状部材２０には、その中心Ｃを中心として３０°間隔で磁石２１ａ～磁石２１ｌが配置されており、最も磁力の高い磁石２１ａはクランク回転角度（θ）＝０°となるときに、第２素子部２２ｂに検出される位置に配されている（以下、磁石２１ａのことを「基準磁石２１ａ」ともいう）。また、磁石２１ａ～磁石２１ｌのＮ極の向きが交互に入れ替わっている。よって、チェーンリングＢ３４に固定された磁気センサ２２が、クランクＢ３１の回転に伴ってクランク軸を中心に回転すると、磁気センサ２２の第１素子部２２ａは磁石２１ａ～磁石２１ｌの前を通過する度にＨｉ又はＬｏと出力を切り換える。同様に、磁気センサ２２の第２素子部２２ｂは磁石２１ａ、２１ｌの前を通過する度にＨｉ又はＬｏと出力を切り換える。この第１素子部２２ａから出力される「Ｈｉ」又は「Ｌｏ」は、クランクＢ３１が３０°回転したことを検出するものである（以後「間隔角度検出信号」という）。一方、第２素子部２２ｂから出力する「Ｈｉ」は、クランク回転角度（θ）＝０°を検出するものである（以後「基準角度検出信号」という）。
　このように、間隔角度検出信号と基準角度検出信号とを用いることにより、クランク回転角度（θ）を０°から３０°間隔で検出することができる。なお、第２素子部２２ｂから出力されたＨｉは、同一の磁力で逆向きに配置された磁石２１ｌの前を通過するとＬｏとなる。すなわち、リセットされる。よって、クランク回転角度を連続して検出することができる。よって、以後、第２素子部２２ｂから出力する「Ｌｏ」を「リセット信号」という。
　また、第１素子部２２ａと基準磁石２１ａとが最も遠く離れた位置関係にあるときに、第１素子部２２ａが基準磁石２１ａを検出してしまうことを防ぐためには、基準磁石２１ａが第２素子部２２ｂの検出方向上（以下、「第２検出方向」という）で第２素子部２２ｂに最も接近したときに第２素子部２２ｂが基準磁石２１ａを検出でき、最も磁力の小さい磁石２１ｂ～磁石２１ｌが第１素子部２２ａの検出方向上（以下、「第１検出方向」という）で第１素子部２２ａに最も接近したときに第１素子部２２ａが磁石２１ｂ～磁石２１ｋを検出でき、基準磁石２１ａが第１検出方向上で第１素子部２２ａから最も離隔したときに第１素子部２２ａが基準磁石２１ａを検出できないことが望ましい。
　なお、本実施の形態では、各磁石２１ａ～磁石２１ｌの中心軸上に中心Ｃが配され、Ｎ極の向きが周方向において交互に入れ替わっている。これにより、隣り合う磁石同士の反発が抑えられるので、各磁石２１ａ～磁石２１ｌの保磁力の低下を抑えることができる。
　また、本実施の形態では、磁石２１ａ～磁石２１ｌが所定間隔をおいて配置され、各磁石２１ａ～磁石２１ｌと各素子部２２ａ、２２ｂとが最も接近したときに、各磁石２１ａ～磁石２１ｌの中心軸と、各素子部２２ａ、２２ｂの検出方向とが一致する。これにより、クランク回転角度検出センサ２によるクランク回転角度の検出精度が向上する。これは、各素子部２２ａ、２２ｂに対する相対的な磁界の大きさが増大するからである。
　また、磁石２１ａ～磁石２１ｌの磁力を高めてクランク回転角度の検出精度を高めるために、各磁石２１ａ～磁石２１ｌの中心軸方向の長さの比率を高くすることもできる。また、磁石２１ａ～２１ｌにボビンを装着させることもできる。
　また、磁石２１ａ～２１ｌの中心軸と枠状部材２０の表面とが平行になるように磁石２１ａ～２１ｌを枠状部材２０に設置する方が、中心軸方向の長さ（又は、磁界の強さ）が同一の磁石に対して枠状部材２０の厚さを抑えることができ、コストを抑えることができる。
　回転方向成分検出センサ３は、２つの歪みセンサからなるセンサのユニット３ａ（以下、「回転方向歪みセンサユニット３」という）を備えており、図１及び図４に示すように、クランクシャフトＢ３１の正面（各クランクシャフトＢ３１１、Ｂ３１２が６時の方向を指すとき、進行方向を向く面）に取り付けられている（右クランクシャフトＢ３１１に取り付けられている右回転方向成分検出センサ３１、左クランクシャフトＢ３１２に取り付けられている左回転方向成分検出センサ３２）。また、回転方向成分検出センサ３は、図示しない回転方向歪みセンサユニット３ａを構成する歪みセンサの各端子に接続された回転方向歪み検出回路、及び、センサ３を包括的に制御する回転方向成分制御部も具備する。
　図５（ａ）に示すように、各回転方向歪みセンサユニット３１ａ、３２ａを構成する歪みセンサは、各クランクシャフトＢ３１１、Ｂ３１２の正面において互いに直交した状態で接着されている。回転方向歪み検出回路は、各歪みセンサの出力の増幅及び調整を行い、統一的な歪み量を表す情報（以下、「回転方向歪み情報」という）を回転方向成分制御部に送信する。各センサ３１、３２の回転方向成分制御部は、各回転方向歪み検出回路が送信した回転方向歪み量情報に基づいて、次の数（１）より、クランク作用力の回転方向成分Ｆｘ（Ｎ）を算出し、各ペダル作用力回転方向成分Ｆｘに応じた回転方向成分検出信号を各ユニット６、７に送信する。
［数（１）］
　　　Ｆｘ＝ｍｇ（Ｘ－Ｘｚ）／（Ｘｃ－Ｘｚ）
　
　ここで、「ｍ」は質量を表し、「ｇ」は重力加速度を表し、「Ｘ」は回転方向歪み検出回路によって検出された歪み量、「Ｘｃ」はクランクシャフトＢ３１が水平状態に保持されているときにペダルＢ３２に垂直な力（Ｎ）が作用した場合のクランクシャフトＢ３１の正面の歪み量、「Ｘｚ」はクランクシャフトＢ３１が無負荷状態である場合におけるクランクシャフトＢ３１の正面の歪み量を表す。なお、Ｘｃ、Ｘｚは、例えば、当該センサ３を使用する前にセンサユニット３ａをクランクシャフトＢ３１の正面に貼り付けて校正することによって取得される。
　放射方向成分検出センサ４は、２つの歪みセンサからなるセンサのユニット４ａ（以下、「放射方向歪みセンサユニット４」という）を備え、図１及び図４に示すように、クランクシャフトＢ３１の外側面に放射方向成分検出センサ４が取り付けられている（右クランクシャフトＢ３１１に取り付けられている右放射方向成分検出センサ４１、左クランクシャフトＢ３１２に取り付けられている左放射方向成分検出センサ４２）。また、放射方向成分検出センサ４は、図示しない放射方向歪みセンサユニット４ａを構成する歪みセンサの各端子に接続された放射方向歪み検出回路、及び、センサ４を包括的に制御する放射方向成分制御部を具備している。
　図５（ｂ）に示すように、各放射方向歪みセンサユニット４１ａ、４２ａを構成する歪みセンサは、各クランクシャフトＢ３１１、Ｂ３１２の外側面において互いに直交した状態で接着されている。放射方向歪み検出回路は、各歪みセンサの出力の増幅及び調整を行い、当該センサユニット４ａが検出した統一的な歪み量を表す情報（以下、「放射方向歪み情報」という）を放射方向成分制御部に送信する。各センサ４１、４２の放射方向成分制御部は、各放射方向歪み検出回路が送信した放射方向歪み量情報に基づいて、次の数（２）より、クランク作用力の放射方向成分Ｆｙを算出し、各ペダル作用力放射方向成分Ｆｙに応じた放射方向成分検出信号を各測定ユニット６、７に送信する。
［数（２）］
　　　Ｆｙ＝ｍｇ（Ｙ－Ｙｚ）／（Ｙｕ－Ｙｚ）
　
　ここで、「ｍ」は質量を表し、「ｇ」は重力加速度を表し、「Ｙ」は放射方向歪み検出回路によって検出された歪み量、「Ｙｕ」はペダルＢ３２が下死点に位置するときにペダルＢ３２に垂直な力（Ｎ）が作用した場合のクランクシャフトＢ３１の外側面の歪み量、「Ｙｚ」はクランクシャフトＢ３１が無負荷状態である場合におけるクランクシャフトＢ３１の外側面の歪み量を表す。なお、Ｙｕ、Ｙｚは、例えば、当該センサ４を使用する前にセンサユニット４ａをクランクシャフトＢ３１の外側面に貼り付けて校正することによって取得される。
　ケイデンス検出センサ５は、例えば左クランクシャフトＢ３１２に固定されたマグネットと、フレームＢ１の所定位置に装着されたマグネット検出器とで構成されるケイデンスセンサからなり、単位時間当たり（１分間）にマグネットがマグネット検出器の正面を通過する回数ｎ（ｒｐｍ）を検出することで、単位時間当たりのクランクＢ３１の回転数を検出する。このセンサ５からは、単位時間当たりのクランクＢ３１の回転数に応じたケイデンス検出信号が各ユニット６、７に送信される。
　次に、図７を用いて、ペダリングモニタ１００の構成について構成する。ペダリングモニタ１００は、右回転方向成分検出センサ３１から送信される右回転方向成分検出信号及び右放射方向成分検出センサ４１から送信される右放射方向成分検出信号に基づいて右足によるトルクや仕事率（消費エネルギー）等を計算する右足用ユニット６と、左回転方向成分検出センサ３２から送信される左回転方向成分検出信号及び左放射方向成分検出センサ４２から送信される左放射方向成分検出信号に基づいて左足によるトルクや仕事率等を計算する左足用ユニット７と、これらの両ユニット６、７による計算結果に基づいてこれらの計算結果を総合的に又は複合的に可視化するサイクルコンピュータ１とで構成される。
　図６に示すように、サイクルコンピュータ１は、自転車ＢのハンドルＢ４に着脱可能である所定の取付部材８を介して自転車Ｂに固定されている。サイクルコンピュータ１は、所定の情報を入力するための入力部１１、所定の情報を表示するための表示部１２、ペダリングに関わる所定の処理を実行する演算回路を具備する制御部１３（図７参照）、及び、これら入力部１１、表示部１２並びに制御部１３を収容する筐体１４を有する。
　入力部１１は、筐体１４の上面から突出した状態で並設された操作可能な３つの操作部１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、及び、電力供給のＯＮ／ＯＦＦ切り換えを行うためのスライド操作可能な電源スイッチ１１ｄを備えている。
　図６に示すように、入力部１１は、操作部１１ａ～１１ｃ及び電源スイッチ１１ｄの操作に伴う入力信号を制御部１３への制御情報として中継する入力制御回路１１ｅを備える。各操作部１１ａ、１１ｃはボタン構造からなり、１１ｂは十字キー構造からなる。各操作部１１ａ～１１ｃが操作されると、入力制御回路１１ｅは操作に対応する制御情報に変換して制御部１３に送信する。これによって、運転者は、操作の組み合わせによって、運転者や自転車に関する固有情報の入力や計測の開始／終了等、操作部１１ａ～１１ｃの種類以上の複数の種類の入力が可能となる。
　表示部１２は、例えば、各足についての所定のクランク回転角度毎のトルクや仕事率等を表示するための液晶パネル１２ａと、表示すべき情報に応じて当該液晶パネル１２ａの表示制御を行う表示制御回路１２ｅとを具備する。なお、液晶パネル１２ａをタッチパネルにして、入力部１１と表示部１２とを一体化することも可能である。
　サイクルコンピュータ１の制御部１３は、ＣＰＵ１３ａ、ＲＯＭ１３ｂ、ＲＡＭ１３ｃ、発振回路１３ｄ、記録媒体用Ｉ／Ｆ１３ｅ、通信用Ｉ／Ｆ１３ｆ、センサ用Ｉ／Ｆ１３ｇ、右足用ユニット送信用Ｉ／Ｆ１３ｈ、右足用ユニット受信用Ｉ／Ｆ１３ｉ、左足用ユニット送信用Ｉ／Ｆ１３ｊ、及び、左足用ユニット受信用Ｉ／Ｆ１３ｋからなり、これら各構成部はバス１３ｌによって接続されている。
　ＣＰＵ１３ａは、ＲＯＭ１３ｂに予め記憶されているプログラムに基づいて、ペダリングに係る所定のパラメータの表示等を含むサイクルコンピュータとしての基本動作を制御する。ＲＯＭ１３ｂには、ＣＰＵ１３ａが実行するサイクルコンピュータとしての基本処理を実行するためのプログラムコードが予め記憶されている。ＲＡＭ１３ｃは、ＣＰＵ１３ａがサイクルコンピュータとしての基本処理を実行する際に行う演算処理において、データ等のワーキングエリアとして機能する。
　発振回路１３ｄは、クロック発振子としての水晶振動子を具備しており、発生するクロックを計数することにより所定周期でＣＰＵ１３ａにパルス信号を出力する。記録媒体用Ｉ／Ｆ１３ｅは、所定の情報をメモリカード等の記録媒体に記録する際のインターフェースである。通信用Ｉ／Ｆ１３ｆは、携帯電話等の移動端末や自宅等に設置されるＰＣといった外部の処理機器との間でデータの送受信を行うためのインターフェースである。センサ用Ｉ／Ｆ１３ｇは、所定のセンサから送信される各種検出信号を取り込むためのインターフェースである。右足用ユニット送信用Ｉ／Ｆ１３ｈは、右足用ユニット６へのモード変換信号の送信を行うためのインターフェースである。右足用ユニット受信用Ｉ／Ｆ１３ｉは、右足用ユニット６からのデータの受信を行うためのインターフェースである。左足用ユニット送信用Ｉ／Ｆ１３ｊは、左足用ユニット７へのモード変換信号の送信を行うためのインターフェースである。左足用ユニット受信用Ｉ／Ｆ１３ｋは、左足用ユニット７からのデータの受信を行うためのインターフェースである。なお、上述した入力部１１、表示部１２、及び、制御部１３は、バス１３ｌを介して必要な情報データの送受信がされる構成である。
　図１に示すように、右足用ユニット６は、自転車Ｂの右クランクＢ３１１に装着されている。右足用ユニット６は、右足でのペダリングによるトルク及び仕事率の算出に関する所定の処理を実行する演算回路を具備する制御部６１、及び、制御部６１を収容する筐体（ケース）６２を有する。左足用ユニット７も同様に、自転車Ｂの左クランクＢ３１２に装着されており、左足でのペダリングによるトルク及び仕事率の算出に関する所定の処理を実行する演算回路を具備する制御部７１、及び、制御部７１を収容する筐体７２を有する。
　左足用ユニット７の制御部７１は、図８（ｂ）に示すように、ＣＰＵ７１ａ、ＲＯＭ７１ｂ、ＲＡＭ７１ｃ、発振回路７１ｄ、センサ用Ｉ／Ｆ７１ｅ、サイコン受信用Ｉ／Ｆ７１ｆ、サイコン送信用Ｉ／Ｆ７１ｇ、及び、右足用ユニット送信用Ｉ／Ｆ７１ｈからなり、これら各構成部はバス７１ｊによって接続されている。
　ＣＰＵ７１ａは、ＲＯＭ１３ｂに予め記憶されているプログラムに基づいて、左足でのペダリングによるトルク及び仕事率の算出を含む左足用ユニット７の基本動作を制御する。ＲＯＭ７１ｂには、ＣＰＵ７１ａが実行するサイクルコンピュータとしての基本処理を実行するためのプログラムコードが予め記憶されている。ＲＡＭ７１ｃは、ＣＰＵ７１ａが左足用ユニット７としての基本処理を実行する際に行う演算処理において、データ等のワーキングエリアとして機能する。
　発振回路７１ｄは、クロック発振子としての水晶振動子を具備しており、電源投入時に設定される機能モード（ペダリングモニタモード／パワーメータモード）に応じて発生するクロックを計数することにより所定周期でＣＰＵ７１ａにパルス信号を出力する。発振回路７１ｄは、ペダリングモニタモードにおいて６．０５Ｈｚ間隔でパルス信号を出力し、パワーメータモードにおいて４．１０Ｈｚ間隔でパルス信号を出力する。センサ用Ｉ／Ｆ７１ｅは、上述したクランク回転角度検出センサ２、左回転方向成分検出センサ３２、左放射方向成分検出センサ４２、及び、ケイデンス検出センサ５から送信される各種検出信号を取り込むためのインターフェースである。サイコン受信用Ｉ／Ｆ７１ｆは、サイクルコンピュータ１から送信されるモード切換信号の受信を行うためのインターフェースである。サイコン送信用Ｉ／Ｆ７１ｇは、後述するペダリングモニタモードにおいてサイクルコンピュータ１に送信される各種の計算値データの送信を行うためのインターフェースである。右足ユニット送信用Ｉ／Ｆ７１ｈは、パワーメータモードにおいてサイクルコンピュータ１に送信される各種の計算値データの送信を行うためのインターフェースである。
　右足用ユニット６の制御部６１は、図８（ａ）に示すように、ＣＰＵ６１ａ、ＲＯＭ６１ｂ、ＲＡＭ６１ｃ、発振回路６１ｄ、センサ用Ｉ／Ｆ６１ｅ、サイコン受信用Ｉ／Ｆ６１ｆ、サイコン送信用Ｉ／Ｆ６１ｇ、及び、左足ユニット受信用Ｉ／Ｆ６１ｈからなり、これら各構成部はバス６１ｊによって接続されている。
　ＣＰＵ６１ａは、ＲＯＭ６１ｂに予め記憶されているプログラムに基づいて、右足でのペダリングによるトルク並びに仕事率、及び、両足でのペダリングによる全体的なトルク並びに仕事率、累積トルク並びに累積仕事率、右足貢献度の算出を含む右足用ユニット６の基本動作を制御する。ＲＯＭ６１ｂには、ＣＰＵ６１ａが実行する右足用ユニット６としての基本処理を実行するためのプログラムコードが予め記憶されている。ＲＡＭ６１ｃは、ＣＰＵ６１ａが右足用ユニット６としての基本処理を実行する際に行う演算処理において、データ等のワーキングエリアとして機能する。
　発振回路６１ｄは、クロック発振子としての水晶振動子を具備しており、電源投入時に設定される機能モード（ペダリングモニタモード／パワーメータモード）に応じて発生するクロックを計数することにより所定周期でＣＰＵ６１ａにパルス信号を出力する。発振回路６１ｄは、ペダリングモニタモードにおいて６．００Ｈｚ間隔でパルス信号を出力し、パワーメータモードにおいて４．００Ｈｚ間隔でパルス信号を出力する。サイコン受信用Ｉ／Ｆ６１ｅは、サイクルコンピュータ１から送信されるモード切換信号の受信を行うためのインターフェースである。センサ用Ｉ／Ｆ６１ｆは、上述したクランク回転角度検出センサ２、右回転方向成分検出センサ３１、右放射方向成分検出センサ４１、及び、ケイデンス検出センサ５から送信される各種検出信号を取り込むためのインターフェースである。サイコン送信用Ｉ／Ｆ６１ｆは、サイクルコンピュータ１に送信される各種の計算値データの送信を行うためのインターフェースである。左足用ユニット受信用Ｉ／Ｆ６１ｇは、パワーメータモードにおいて左足用ユニット７から送信される各種の計算値データの受信を行うためのインターフェースである。
　図９は、本発明の実施の形態に係るペダリングモニタ１００の制御的な（又は、機能的な）構成を示すブロック図である。ペダリングモニタ１００の左足用ユニット７は、計測データ受信部７Ａ、モード切換信号受信部７Ｂ、モード切換部７Ｃ、周波数切換部７Ｄ、周波数発信部７Ｅ、算出部７Ｆ及び左足データ送信部７Ｇを有する。
　計測データ受信部７Ａは、クランク回転角度検出センサ２から出力されるクランク回転角度検出信号、左回転方向成分検出センサ３２から出力される左回転方向成分検出信号、左放射方向成分検出センサ４２から出力される左放射方向成分検出信号、及び、ケイデンス検出センサ５から出力されるケイデンス検出信号を受信し、ＲＡＭ７１ｃの各記憶領域に記憶する機能を有する。
　モード切換信号受信部７Ｂは、サイクルコンピュータ１から出力されるモード切換信号を受信する。モード切換部７Ｃは、モード切換信号受信部７Ｂがモード切換信号を受信することを契機に、ＲＡＭ７１ｃのサイクルモードフラグ記憶領域にペダリングモードフラグをＯＮし、初期設定であるパワーメータモードからペダリングモードに切り換える。周波数切換部７Ｄは、モード切換部７Ｃがペダリングモードに切り換えたことを契機に、後述する周波数発信部７Ｅ（発振回路７１ｄ）がＣＰＵ７１ａに出力するパルス信号の周波数を初期設定の４．１０Ｈｚから６．０５Ｈｚに切り換える。
　周波数発信部７Ｅは、クロック発振子としての水晶振動子を具備しており、電源投入時に設定されるモード（ペダリングモニタモード／パワーメータモード）に応じて発生するクロックを計数することにより所定周期でＣＰＵ７１ａにパルス信号を出力する。
　算出部７Ｆは、ＲＡＭ７１ｃに記憶されたクランク回転角度（θ）、左足に係るペダル作用力の回転方向成分（Ｎ）及び左足に係るペダル作用力の放射方向成分（Ｎ）に基づいて、左足でのペダリングに係るトルク及び仕事率（消費エネルギー）を計算し、ＲＡＭ７１ｃの左トルク記憶領域及び左仕事率記憶領域に記憶する。
　左足データ送信部７Ｇは、機能モードに基づいて（パワーメータモード／ペダリングモード）左トルクデータ及び左仕事率データを送信する。左足データ送信部７Ｇは左トルクデータ及び左仕事率データを、パワーメータモードであれば右足用ユニット６に送信し、ペダリングモードであればサイクルコンピュータ１に送信する。
　一方、ペダリングモニタ１００の右足用ユニット６は、計測データ受信部６Ａ、モード切換信号受信部６Ｂ、モード切換部６Ｃ、周波数発信部６Ｅ、算出部６Ｆ、左足データ受信部６Ｇ及び右足データ送信部６Ｈを有する。
　計測データ受信部６Ａは、クランク回転角度検出センサ２から出力されるクランク回転角度検出信号、右回転方向成分検出センサ３１から出力される回転方向成分検出信号、右放射方向成分検出センサ４１から出力される放射方向成分検出信号、及び、ケイデンス検出センサ５から出力されるケイデンス検出信号を受信し、ＲＡＭ６１ｃの各記憶領域に記憶する機能を有する。
　モード切換信号受信部６Ｂは、サイクルコンピュータ１から出力されるモード切換信号を受信する。モード切換部６Ｃは、モード切換信号受信部６Ｂがモード切換信号を受信することを契機に、ＲＡＭ６１ｃのサイクルモードフラグ記憶領域にペダリングモードフラグをＯＮし、初期設定であるパワーメータモードからペダリングモードに切り換える。周波数切換部６Ｄは、モード切換部６Ｃがペダリングモードに切り換えたことを契機に、後述する周波数発信部６Ｅ（発振回路６１ｄ）がＣＰＵ６１ａに出力するパルス信号の周波数を初期設定の４．００Ｈｚから６．００Ｈｚに切り換える。
　周波数発信部６Ｅは、クロック発振子としての水晶振動子を具備しており、電源投入時に設定される機能モード（ペダリングモニタモード／パワーメータモード）に関わらず発生するクロックを計数することにより所定周期でＣＰＵ６１ａにパルス信号を出力する。
　算出部６Ｆは、ＲＡＭ６１ｃに記憶されたクランク回転角度（θ）、右足に係るペダル作用力の回転方向成分（Ｎ）及び右足に係るペダル作用力の放射方向成分（Ｎ）に基づいて、右足でのペダリングに係るトルク及び仕事率を計算し、ＲＡＭ６３ｃの右トルク記憶領域及び右仕事率記憶領域に記憶する。
　左足データ受信部６Ｇは、パワーメータモードにおいて左足用ユニット７から送信される左トルクデータ及び左仕事率データを受信し、ＲＡＭ６１ｃの左トルクデータ記憶領域及び左仕事率データ記憶領域に記憶する。右足データ送信部６Ｈは、モードの種類に関わらず所定の計算値データをサイクルコンピュータ１に送信する。
　次に、図１０～図１２を用いて、左足用ユニット７が所定の計算値データ（左トルクデータ及び左仕事率データ）を送信する処理・方法について説明する。
（左足用メイン処理）
　左足用ユニット７に電力が供給されると、ＣＰＵ７１ａにシステムリセットが発生し、ＣＰＵ７１ａは図１０に示すメイン処理を行う。ＣＰＵ７１ａは、まず、ステップＳ１００１において、初期化処理を行う。この処理において、ＣＰＵ７１ａは、ＲＯＭ７１ｂから起動プログラムを読み込むと共に、ＲＡＭ７１ｃの所定の記憶領域を初期化する処理を行う。
　次に、ＣＰＵ７１ａはステップＳ１００２において機能モードをパワーメータモードに設定する。すなわち、機能モードの初期設定としてパワーメータモードが設定される。具体的に、ＲＡＭ７１ｃの機能モードフラグ記憶領域にはパワーメータフラグ（例えば、「００Ｈ」）がＯＮされる。そして、ＣＰＵ７１ａは、ステップＳ１００３においてサイクルコンピュータ１からモード切換信号が出力されたか否かを判定する。ＣＰＵ７１ａは、モード切換信号が出力されていないと判定するとステップＳ１００５に処理を移し、モード切換信号が出力されたと判定すると、ステップＳ１００４においてペダリングモニタフラグ（例えば、「０１Ｈ」）をＲＡＭ７１ｃのモードフラグ記憶領域にＯＮすることで、機能モードをペダリングモニタモードに設定する。
　ＣＰＵ７１ａは、ステップＳ１００５において、クランクＢ３１が１回転したか否かを判定する。すなわち、ＣＰＵ７１ａは、クランク回転角度検出センサ２から、クランク回転角度（θ）＝０°を示す基準角度検出信号を受信したか否かを判定する。ここで、基準角度検出信号を受信していないと判定するとステップＳ１００３に処理を戻し、基準角度検出信号を受信したと判定すると、ステップＳ１００６に処理を移す。
　ＣＰＵ７１ａは、ステップＳ１００６において、当該クランクＢ３１の１回転における左足に係るトルクの平均値及び仕事率の平均値を計算して、トルクの平均値を示す左トルクデータ及び仕事率の平均値を示す左仕事率データをそれぞれＲＡＭ７１ｃの左トルクデータ記憶領域及び左仕事率データ記憶領域に記憶し、ステップＳ１００７において、ＲＡＭ７１ｃのトルク更新フラグ記憶領域及び仕事率更新フラグ記憶領域にそれぞれ、トルク更新フラグ及び仕事率更新フラグをＯＮする。以降は、所定の割込み処理が行われるまで、ステップＳ１００３～ステップＳ１００７を繰り返し行う。
　なお、左足に係るトルクの平均値及び仕事率の平均値の計算方法は特に限定されない。上述したように、左足用ユニット７は、左回転方向成分検出センサ３２、左放射方向成分検出センサ４２及びケイデンス検出センサ５から所定の時間間隔で送信されてくる測定データ（検出信号）を受信し、ＲＡＭ７１ｃの所定領域に記憶している。そして、ＣＰＵ７１ａはこれらのデータを用いて左足に係るトルクの平均値及び仕事率の平均値を計算する。また、クランク長Ｌ１等の測定データ以外に必要なデータは、サイクルコンピュータ１の入力部１１を用いた入力等の適宜な処理によって取得するものとする。
（左足用クランク回転角度検出信号割込処理）
　次に、図１１を用いて左足用クランク回転角度検出信号割込処理について説明する。クランク回転角度検出センサ２によって、基準角度検出信号又は間隔角度検出信号からなるクランク回転角度検出信号が左足用ユニット７に出力されることで、以下の左足用クランク回転角度検出信号割込処理が実行される。
　ＣＰＵ７１ａは、ステップＳ２００１において、当該信号は基準角度検出信号であるか否かを判定する。ＣＰＵ７１ａは、基準角度検出信号であると判定すると、ステップＳ２００２において、ＲＡＭ７１ｃに設けられた回転角度判定カウンタをリセット（カウンタ値に「０」をセット）し、ステップＳ２００３においてＲＡＭ７１ｃのペダル作用力データ記憶領域をクリアし、当該割込処理を終了する。
　ＣＰＵ７１ａは、基準角度検出信号ではない、すなわち、間隔角度検出信号であると判定すると、ステップＳ２００４において回転角度判定カウンタのカウンタ値を「１」加算することで更新し、ステップＳ２００５において、ＲＯＭ７１ｂに格納されている回転角度判定テーブルを用いて現在のクランク回転角度を判定する。左足用の回転角度判定テーブルは、図１８（ａ）に示すように、カウンタ値とクランク回転角度とが対応付けられており、本実施の形態では、クランク回転角度検出センサ２は、クランクＢ３１が３０°回転する度に間隔角度検出信号を左足用ユニット７に送信することから（クランクＢ３１の１回転が１２分割されているから）、カウンタ値の範囲は「１」～「１２」となっており、カウンタ値が「１」増加するとクランク回転角度が３０°増加する。ここで、基準角度検出信号が出力されたとき、右クランシャフトＢ３１１は１２時の方向を向いているが、左クランクシャフトＢ３１２は６時の方向を向いている。すなわち、右クランクシャフトＢ３１１と左クランクシャフトＢ３１２とは１８０°ずれている。よって、カウンタ値が「７」のときに左クランクシャフトＢ３１２のクランク回転角度（θ）が「０°」となる。
　ＣＰＵ７１ａは、ステップＳ２００６において現在のペダル作用力Ｆを計算し（例えば、Ｆ＝（（Ｆｘ）＾２＋（Ｆｙ）＾２）＾（１／２））、ステップＳ２００７においてクランク回転角度が対応付けられたペダル作用力を示すペダル作用力データをＲＡＭ７１ｃのペダル作用力データ記憶領域に記憶し、当該割込処理を終了する。
　なお、本実施の形態では、左足に係る回転方向成分Ｆｘと放射方向成分Ｆｙとが検出されているので、当該クランク回転角度（θ）を用いてペダル作用力Ｆの向き（例えば、地表に対する角度α）も算出して、クランク回転角度（θ）、ペダル作用力（Ｆ）及びペダル作用力の向き（α）を示すペダル作用力データを記憶することもできる。また、後述するように、クランクＢ３１が１回転することを契機に、クランクＢ３１の１回転分に係るペダル作用力データがまとめて送信される。よって、ＲＡＭ７１ｃのペダル作用力データ記憶領域には、少なくも１回転分のデータを記憶する領域が確保されているものとする（例えば、少なくとも１２個のペダル作用力データを記憶することができる）。
（パワーメータモードにおける左足用タイマ割込処理）
　次に、図１２（ａ）を用いてパワーメータモードにおける左足用タイマ割込処理について説明する。左足用ユニット７に設けられた発振回路７１ｄによって、所定の周期毎にクロックパルスが発生することで、以下のタイマ割込処理が実行される。ＣＰＵ７１ａは、発振回路７１ｄからのパルス信号を受信すると、機能モードフラグ記憶領域を確認し、パワーモードフラグがＯＮされていれば、ステップＳ３００１～ステップＳ３００３を行い、ペダリングモニタモードフラグがＯＮされていればステップＳ３５０１～ステップＳ３５０４を行う。前述したとおり、パワーメータモードにおいては、パルス信号が４．１０Ｈｚ間隔でＣＰＵ７１ａに出力される。したがって、当該パワーメータモードにおける左足用タイマ割込処理は４．１０Ｈｚ間隔で行われる。
　ＣＰＵ７１ａは、ステップＳ３００１において、ＲＡＭ７１ｃの更新フラグ記憶領域に更新フラグがＯＮされているか否かを判定する。ＣＰＵ７１ａは、更新フラグがＯＮされていると判定すると、ステップＳ３００２において、ＲＡＭ７１ｃに記憶されている左トルクデータ及び左仕事率データを右足用ユニット６に送信し、ステップＳ３００３において更新フラグをＯＦＦし、当該左足用タイマ割込処理を終了する。ＣＰＵ７１ａは、更新フラグがＯＮされていないと判定すると、そのまま当該左足用タイマ割込処理を終了する。
（ペダリングモニタモードにおける左足用タイマ割込処理）
　次に、図１２（ｂ）を用いてペダリングモニタモードにおける左足用タイマ割込処理について説明する。ペダリングモニタモードにおいては、パルス信号が６．０５Ｈｚ間隔でＣＰＵ７１ａに出力される。したがって、当該ペダリングモニタモードにおける左足用タイマ割込処理は６．０５Ｈｚ間隔で行われる。
　ＣＰＵ７１ａは、ステップＳ３５０１において、ＲＡＭ７１ｃの更新フラグ記憶領域に更新フラグがＯＮされているか否かを判定する。ＣＰＵ７１ａは、更新フラグがＯＮされていると判定すると、ステップＳ３５０２において、ＲＡＭ７１ｃに記憶されている左トルクデータ及び左仕事率データをサイクルコンピュータ１に送信し、ステップＳ３５０３において更新フラグをＯＦＦする。
　次に、ＣＰＵ７１ａは、ステップＳ３５０４において、ＲＡＭ７１ｃのペダル作用力データ記憶領域に記憶されている所定のクランク回転角度が対応付けられた複数の（当該クランクＢ３１の１回転分の）ペダル作用力データをサイクルコンピュータ１に送信し、当該左足用タイマ割込処理を終了する。ＣＰＵ７１ａは、ステップＳ３５０１において更新フラグがＯＮされていないと判定すると、そのまま当該左足用タイマ割込処理を終了する。
　次に、図１３～図１７を用いて、右足用ユニット６が所定の計算値データ（右トルクデータ及び右仕事率データ）を送信する処理・方法について説明する。
（右足用メイン処理）
　右足用ユニット６に電力が供給されると、ＣＰＵ６１ａにシステムリセットが発生し、ＣＰＵ６１ａは図１３に示すメイン処理を行う。ＣＰＵ６１ａは、まず、ステップＳ４００１において、初期化処理を行う。この処理において、ＣＰＵ６１ａは、ＲＯＭ６１ｂから起動プログラムを読み込むと共に、ＲＡＭ６１ｃの所定の記憶領域を初期化する処理を行う。
　次に、ＣＰＵ６１ａは、ステップＳ４００２において、機能モードをパワーメータモードに設定する。すなわち、機能モードの初期設定としてパワーメータモードが設定される。具体的には、ＲＡＭ６１ｃの機能モードフラグ記憶領域にパワーメータフラグ（例えば、「００Ｈ」）がＯＮされる。そして、ＣＰＵ６１ａは、ステップＳ４００３においてサイクルコンピュータ１からモード切換信号が出力されたか否かを判定する。ＣＰＵ６１ａは、モード切換信号が出力されていないと判定するとステップＳ４００５に処理を移し、モード切換信号が出力されたと判定すると、ステップＳ４００４においてペダリングモニタフラグ（例えば、「０１Ｈ」）をＲＡＭ６１ｃのモードフラグ記憶領域にＯＮすることで、機能モードをペダリングモニタモードに設定する。
　ＣＰＵ６１ａは、ステップＳ４００５において、クランクＢ３１が１回転したか否かを判定する。すなわち、ＣＰＵ６１ａは、クランク回転角度センサ２から、クランク回転角度（θ）＝０°を示す基準角度検出信号を受信したか否かを判定する。ここで、クランク回転角度（θ）＝０°を示す基準角度検出信号を受信していないと判定するとステップＳ４００３に処理を戻し、クランク回転角度（θ）＝０°を示す基準角度検出信号を受信したと判定すると、ステップＳ４００６に処理を移す。
　ＣＰＵ６１ａは、ステップＳ４００６において、当該クランクＢ３１の１回転における右足に係るトルクの平均値及び仕事率の平均値を計算して、トルクの平均値を示す右トルクデータ及び仕事率の平均値を示す右仕事率データをそれぞれＲＡＭ６１ｃの右トルクデータ記憶領域及び右仕事率データ記憶領域に記憶し、ステップＳ４００７において、ＲＡＭ６１ｃのトルク更新フラグ記憶領域及び仕事率更新フラグ記憶領域にそれぞれ、トルク更新フラグ及び仕事率更新フラグをＯＮする。以降は、所定の割込み処理が行われるまで、ステップＳ４００３～ステップＳ４００７を繰り返し行う。
　なお、右足に係るトルクの平均値及び仕事率の平均値の計算方法は特に限定されない。上述したように、右足用ユニット６は、右回転方向成分検出センサ３１、右放射方向成分検出センサ４１及びケイデンス検出センサ５から所定の時間間隔で送信されてくる測定データ（検出信号）を受信し、ＲＡＭ６１ｃの所定領域に記憶している。そして、ＣＰＵ６１ａはこれらのデータを用いて右足に係るトルクの平均値及び仕事率の平均値を計算する。また、クランク長Ｌ１等の測定データ以外に必要なデータは、サイクルコンピュータ１の入力部１１を用いた入力等の適宜な処理によって取得するものとする。
（右足用クランク回転角度検出信号割込処理）
　次に、図１４を用いて右足用クランク回転角度検出信号割込処理について説明する。クランク回転角度検出センサ２によって、基準角度検出信号又は間隔角度検出信号からなるクランク回転角度検出信号が右足用ユニット６に出力されることで、以下のタイマ割込処理が実行される。
　ＣＰＵ６１ａは、ステップＳ５００１において、当該信号は基準角度検出信号であるか否かを判定する。ＣＰＵ６１ａは、基準角度検出信号であると判定すると、ステップＳ５００２において、ＲＡＭ６１ｃに設けられた回転角度判定カウンタをリセット（カウンタ値に「０」をセット）し、ステップＳ５００３において後述するＲＡＭ６１ｃのペダル作用力データ記憶領域をクリアし、当該割込処理を終了する。
　ＣＰＵ６１ａは、基準角度検出信号ではない、すなわち、間隔角度検出信号であると判定すると、ステップＳ５００４において回転角度判定カウンタのカウンタ値を「１」加算することで更新し、ステップＳ５００５において、ＲＯＭ６１ｂに格納されている回転角度判定テーブルを用いて現在のクランク回転角度を判定する。右足用の回転角度判定テーブルは、図１８（ｂ）に示すように、カウンタ値とクランク回転角度とが対応付けられており、本実施の形態では、クランク回転角度検出センサ２は、クランクＢ３１が３０°回転する度に間隔角度検出信号を右足用ユニット６に送信することから、カウンタ値の範囲は「１」～「１２」となっており、カウンタ値が「１」増加するとクランク回転角度が３０°増加する。そして、カウンタ値が「１」のときクランク回転角度（θ）＝「０°」を示す。
　ＣＰＵ６１ａは、ステップＳ５００６において現在のペダル作用力Ｆを計算し（Ｆ＝（（Ｆｘ）＾２＋（Ｆｙ）＾２）＾（１／２））、ステップＳ５００７においてクランク回転角度が対応付けられたペダル作用力を示すペダル作用力データをＲＡＭ７１ｃのペダル作用力データ記憶領域に記憶し、当該割込処理を終了する。
　なお、本実施の形態では、右足に係る回転方向成分Ｆｘと放射方向成分Ｆｙとが検出されているので、当該クランク回転角度（θ）を用いてペダル作用力Ｆの向き（例えば、地表に対する角度α）も算出して、クランク回転角度（θ）、ペダル作用力（Ｆ）及びペダル作用力の向き（α）を示すペダル作用力データを記憶することもできる。また、後述するように、クランクＢ３１が１回転することを契機に、クランクＢ３１の１回転分に係るペダル作用力データがまとめて送信される。よって、ＲＡＭ６１ｃのペダル作用力データ記憶領域には、少なくも１回転分のデータを記憶する領域が確保されているものとする（例えば、少なくとも１２個のペダル作用力データを記憶することができる）。
（左足データ受信割込処理）
　次に、図１５を用いてペダリングモニタモードにおける左足データ受信割込処理について説明する。ＣＰＵ６１ａは、左足用ユニット７から左トルクデータ及び左仕事率データを受信すると、ステップＳ６００１において、それぞれＲＡＭ６１ｃの左トルクデータ記憶領域及び左仕事率データ記憶領域に記憶し、当該左足データ受信割込処理を終了する。
（パワーメータモードにおける右足用タイマ割込処理）
　次に、図１６を用いてパワーメータモードにおける右足用タイマ割込処理について説明する。右足用ユニット６に設けられた発振回路６１ｄによって、所定の周期毎にクロックパルスが発生することで、以下のタイマ割込処理が実行される。ＣＰＵ６１ａは、発振回路６１ｄからのパルス信号を受信すると、機能モードフラグ記憶領域を確認し、パワーモードフラグがＯＮされていれば、ステップＳ７００１～ステップＳ７０１６を行い、ペダリングモニタモードフラグがＯＮされていればステップＳ７５０１～ステップＳ７５０４を行う。前述したとおり、パワーメータモードにおいては、パルス信号が４．０Ｈｚ間隔でＣＰＵ６１ａに出力される。したがって、当該パワーメータモードにおける右足用タイマ割込処理は４．００Ｈｚ間隔で行われる。
　ＣＰＵ６１は、ステップＳ７００１において、ＲＡＭ６１ｃに設けられた処理内容判定カウンタのカウンタ値を「１」加算し、ステップＳ７００２において処理内容判定カウンタ＝「４」であるか否かを判定する。ＣＰＵ６１ａは、処理内容判定カウンタ＝「４」であると判定するとステップＳ７００８に処理を移し、処理内容判定カウンタ＝「４」ではないと判定するとステップＳ７００３に処理を移す。
　ＣＰＵ６１ａは、ステップＳ７００３において、ＲＡＭ６１ｃのトルク更新フラグ記憶領域にトルク更新フラグがＯＮされているか否かを判定する。ＣＰＵ６１ａは、トルク更新フラグがＯＮされていないと判定するとステップＳ７００７に処理を移し、トルク更新フラグがＯＮされていると判定するとステップＳ７００４に処理を移す。
　ＣＰＵ６１ａは、ステップＳ７００４において、左足用ユニット７から送信されてきて左トルクデータ記憶領域に記憶されている左トルクデータが示す左トルクと、右トルクデータ記憶領域に記憶されている右トルクデータが示す右トルクとを足し合わせることで全体の（両足による）トルクを計算し、ＲＡＭ６１ｃの全体トルクデータ記憶領域に全体トルクデータを記憶する。
　ＣＰＵ６１ａは、ステップＳ７００５において累積トルクを計算する。例えば、ＣＰＵ６１ａは、所定期間のトルクの累計を算出し、ＲＡＭ６１ｃの累積トルク記憶領域にトルクの累計を示す累積トルクデータを記憶する。ここで、ＣＰＵ６１ａは、累積トルク記憶領域に記憶されている前回までの累積トルクに今回の全体トルクを加算することで、新たな累積トルクを算出し、累積トルク記憶領域に累積トルクデータを記憶する。
　ＣＰＵ６１ａは、ステップＳ７００６においてトルク更新フラグをＯＦＦし、ステップＳ７００７において、全体トルクデータ記憶領域に記憶されている全体トルクデータ及び累積トルクデータ記憶領域に記憶されている累積トルクデータをサイクルコンピュータ１に送信し、ステップＳ７０１５に処理を移す。
　ＣＰＵ６１ａは、ステップＳ７００８において、ＲＡＭ６１ｃの仕事率更新フラグ記憶領域に仕事率更新フラグがＯＮされているか否かを判定する。ＣＰＵ６１ａは、仕事率更新フラグがＯＮされていないと判定するとステップＳ７０１３に処理を移し、仕事率更新フラグがＯＮされていると判定するとステップＳ７００９に処理を移す。
　ＣＰＵ６１ａは、ステップＳ７００９において、左足用ユニット７から送信されてきて左仕事率データ記憶領域に記憶されている左仕事率値データが示す左仕事率と、右仕事率データ記憶領域に記憶されている右仕事率データが示す右仕事率とを足し合わせることで全体の（両足による）仕事率を計算し、ＲＡＭ６１ｃの全体仕事率データ記憶領域に全体の仕事率を示す仕事率全体仕事率データを記憶する。
　ＣＰＵ６１ａは、ステップＳ７０１０において、右足貢献度を計算する。すなわち、右ＣＰＵ６１ａは、ステップＳ７００９で計算した全体の仕事率に対する右仕事率の割合である右足貢献度を計算し、右足貢献度データ記憶領域に右足貢献度データを記憶する。
　ＣＰＵ６１ａは、ステップＳ７０１１において累積仕事率を計算する。例えば、ＣＰＵ６１ａは、仕事率の累計を算出し、ＲＡＭ６１ｃの累積仕事率記憶領域に仕事率の累計を示す累積仕事率データを記憶する。ここでは、累積仕事率記憶領域に記憶されている前回までの累積仕事率に今回の仕事率を加算することで、新たな累積仕事率を算出し、累積仕事率データを累積仕事率記憶領域に記憶する。
　ＣＰＵ６１ａは、ステップＳ７０１２において仕事率更新フラグをＯＦＦし、ステップＳ５０１３において、全体仕事率データ記憶領域に記憶されている全体仕事率データ、右足貢献度データ記憶領域に記憶されている右足貢献度データ及び累積仕事率データ記憶領域に記憶されている累積仕事率データをサイクルコンピュータ１に送信し、ステップＳ７０１４に処理を移す。
　ＣＰＵ６１ａは、ステップＳ７０１４において処理内容判定カウンタをリセット（＝「０」）する。このように、処理内容判定カウンタ＝「４」となるとリセットされることから、右足用ユニット６のパワーメータモードにおけるタイマ割込処理では４回に１回の割合で仕事率、右足貢献度及び累積仕事率が計算されると言える。
　ＣＰＵ６１ａは、ステップＳ７０１５において、ケイデンス検出センサ５からケイデンスデータを取得し、ステップＳ７０１６においてケイデンスデータをサイクルコンピュータ１に送信し、当該パワーメータモードにおける右足用タイマ割込処理を終了する。
（ペダリングモニタモードにおける右足用タイマ割込処理）
　次に、図１７を用いてペダリングモニタモードにおける右足用タイマ割込処理について説明する。前述したとおり、ペダリングモニタモードにおいては、パルス信号が６．００Ｈｚ間隔でＣＰＵ６１ａに出力される。したがって、当該ペダリングモニタモードにおける右足用タイマ割込処理は６．００Ｈｚ間隔で行われる。
　ＣＰＵ６１ａは、ステップＳ７５０１において、ＲＡＭ６１ｃの更新フラグ記憶領域に更新フラグがＯＮされているか否かを判定する。ＣＰＵ６１ａは、更新フラグがＯＮされていると判定すると、ステップＳ７５０２において、ＲＡＭ６１ｃに記憶されている右トルクデータ及び右仕事率データをサイクルコンピュータ１に送信し、ステップＳ７５０３において更新フラグをＯＦＦする。
　次に、ＣＰＵ６１ａは、ステップＳ７５０４において、ＲＡＭ６１ｃのペダル作用力データ記憶領域に記憶されている所定のクランク回転角度が対応付けられた複数の（当該クランクＢ３１の１回転分の）ペダル作用力データをサイクルコンピュータ１に送信し、当該右足用タイマ割込処理を終了する。ＣＰＵ６１ａは、ステップＳ７５０１において更新フラグがＯＮされていないと判定すると、そのまま当該右足用タイマ割込処理を終了する。
　以上、右足用ユニット６と左足用ユニット７とを含むペダリングモニタ１００は、右足によるペダル作用力と、左足によるペダル作用力とを別々に測定し、各足によるペダリングに対して所定のクランク回転角度におけるペダル作用力を測定して分析することができる。そして、右足用ユニット６及び左足用ユニット７にはパワーメータモードが設けられており、パワーメータモードでは、左足用ユニット７で測定された左トルクデータ、左仕事率データが右足用ユニット６に送信され、これらのデータが示す左トルク、左仕事率が右足用ユニット６で測定された右トルク、右仕事率と合算されることで、全体のトルク、全体の仕事率が算出され、所定の周波数（所定の規格、例えば「ＡＮＴ」）でサイクルコンピュータ１に送信される。よって、サイクルコンピュータ１が、両足のペダル作用力を別々に測定する設計・仕様になっていない（例えば、単純なパワーメータとして機能する）場合であっても、右足用ユニット６及び左足用ユニット７をそのサイクルコンピュータ１に用いることができる。これにより、右足用ユニット６及び左足用ユニット７の汎用性を高めることができる。
　また、パワーメータモードにおいては、右足用ユニット６のデータ送信間隔（４．００Ｈｚ）と左足用ユニット７のデータ送信間隔（４．１０Ｈｚ）とが異なる。よって、データの衝突による受信できない期間の長期化を抑えることができる。さらに、ユニット６、７間のデータ送信間隔の方が、左足用ユニット７とサイクルコンピュータ１との間のデータ送信間隔より短いので、不完全な全体のトルク、仕事率（サイクルコンピュータ１へデータを送信する左足用ユニット７で測定されるトルク、仕事率のみからなる全体のトルク、仕事率）が送信されることを防ぐことができる。
　さらに、本実施の形態では、パワーメータモードが初期設定されるので、元々両足のペダル作用力を別々に測定する設計・仕様になっていないサイクルコンピュータであっても、右足用ユニット６及び左足用ユニット７を確実に適用させることができる。
（実施の形態２）
　次に、他の実施の形態として、図１９に示すクランク回転角度検出センサ２について説明する。これは前述の磁石２１ａ～磁石２１ｌの形状、枠状部材２０における固定位置、固定方向及び磁気センサ２２の固定位置、固定方向が異なるだけで、他の部分の構成については同一のものである。したがって、既に説明したものと同一の名称・符号を用いた部分についての説明は省略する。
　本実施の形態では、枠状部材２０は、実施の形態１と同様に、外径５４ｍｍ、内径４４ｍｍからなる円環状を呈している。枠状部材２０には、各磁石２１ａ～磁石２１ｌが嵌入する円柱状の嵌入孔２０ａ～２０ｌが厚さ方向に形成されている。各嵌入孔２０ａ～２０ｌの断面の中心（中心軸）は、枠状部材２０の中心Ｃから半径５０ｍｍの円周上において３０°間隔で配されている。嵌入孔２０ａ～嵌入孔２０ｌは、嵌入孔２０ａ及び嵌入孔２０ｌと、嵌入孔２０ｂ～嵌入孔２０ｋとに分けられる。すなわち、嵌入孔２０ａ及び嵌入孔２０ｌの直径が６ｍｍであり、嵌入孔２０ｂ～嵌入孔２０ｋの直径が４ｍｍとなっている。
　そして、各嵌入孔２０ａ～２０ｌには磁石２１ａ～磁石２１ｌが嵌入されて固定されている。すなわち、磁石２１ａ～２１ｌも円柱状を呈し、磁石２１ａ、２１ｌの断面は６ｍｍの直径からなる円形を呈し、磁石２１ｂ～２１ｋの断面は４ｍｍの直径からなる円形を呈している。また、磁石２１ａ、２１ｂの一端部にＮ極が形成され、他端部にＳ極が形成されており、嵌入孔２０ａ～２０ｌに嵌入している磁石２１ａ～磁石２１ｌの中心軸はクランクＢ３１のクランク軸の向きと平行になっている。さらに、各磁石２１ａ～磁石２１ｌは交互に逆向きに配されており、基準磁石２１ａのＮ極がクランクＢ３１の方を向いている。
　磁気センサ２２の構成は、実施の形態１の場合と同一であるが、チェーンリングＢ３４に固定される際の磁石２１ａ～磁石２１ｌとの関係が実施の形態１の場合と異なる。具体的には、第１素子部２２ａ及び第２素子部２２ｂにフレームＢ１に固定れた枠状部材２０上の磁石２１ａ～磁石２１ｌを検出させるため、磁気センサ２２は、第１素子部２２ａ及び第２素子部２２ｂの測定方向が、磁石２１ａ～磁石２１ｌの中心軸に平行、すなわち、枠状部材２０の平面に直交し、且つ、磁石２１ａ～磁石２１ｂと両素子部２２ａ、２２ｂの移動経路とが対向するように配されている。
　また、クランクシャフトＢ３１１が１２時の方向を向いているときに（クランク回転角度＝０°のときに）、枠状部材２０上の基準磁石２１ａと、固定された磁気センサ２２の第２素子部２２ｂとが対向するように、枠状部材２０及び磁気センサ２２が適宜に固定されている。磁気センサ２２が固定される位置は特に限定されない。
　本実施の形態では、第１素子部２２ａの検出対象となる磁石の反対側に他の磁石が存在し得ないので、中心Ｃから各磁石２１ａ～磁石２１ｌの中心までの距離と、各磁石２１ａ～磁石２１ｌの外側先端と第２素子部２２ｂとの距離Ｌ３等との関係の制約を緩和することができる。これにより、枠状部材２０の小型化を図り、コストを削減することができる。
（実施の形態３）
　次に、他の実施の形態として、図２０に示すクランク回転角度検出センサ２について説明する。実施の形態１の磁石２１ａ、磁石２１ｌを構成する磁石の種類、枠状部材２０における固定位置及び磁気センサ２２の固定位置が異なるだけで、他の部分の構成については同一のものである。したがって、既に説明したものと同一の名称・符号を用いた部分についての説明は省略する。
　本実施の形態では、磁石２１ａ～磁石２１ｌは全て同一種類の磁石（例えば、実施の形態１における２ｍｍ×２ｍｍ×３ｍｍの大きさからなる磁石）で構成される。しかしながら、磁石２１ａ、磁石２１ｌの固定される位置、具体的には、枠状部材２０の中心Ｃからの距離が異なる。具体的には、基準磁石２１ａ及びリセット磁石２１ｌは、その外側先端が枠状部材２０の外周面に接するように、その他の磁石２１ｂ～磁石２１ｋは、その内側先端が枠状部材２０の内周面に接するように枠状部材２０に固定されている。そして、磁気センサ２２は、第１素子部２２ａが全ての磁石２１ａ～２１ｌを検出でき、第２素子部２２ｂが基準磁石２１ａ及びリセット磁石２１ｌのみを検出できるようにチェーンリングＢ３４に固定されている。
　このように、磁石２１ａ～磁石２１ｌを構成する磁石の種類が単一になることによりクランク回転角度検出センサ２のコストを削減することができる。
（実施の形態４）
　次に、他の実施の形態として、図２１に示すクランク回転角度検出センサ２について説明する。これは実施の形態１の磁石２１ａ、磁石２１ｂの構成が異なるだけで、他の部分の構成については同一のものである。したがって、既に説明したものと同一の名称・符号を用いた部分についての説明は省略する。
　本実施の形態では、磁石２１ａ～磁石２１ｌは全て同一種類の磁石（例えば、実施の形態１における２ｍｍ×２ｍｍ×３ｍｍの大きさからなる磁石）で構成される。しかしながら、磁石２１ａ、磁石２１ｌの固定される位置、具体的には、枠状部材２０の中心Ｃからの距離が全て同一であるが、基準磁石２１ａ及びリセット磁石２１ｌにのみボビン２３が装着されている点で実施の形態１とは異なる。基準磁石２１ａ及びリセット磁石２１ｌにはボビン２３が装着されているので、他の磁石２１ｂ～２１ｋより磁界の強さが大きい。よって、基準磁石２１ａ及びリセット磁石２１ｌのみを第２素子部２２ｂで検出させることができる。このように、磁石２１ａ～磁石２１ｌの種類を全て統一することによりクランク回転角度検出センサ２のコストを削減することができる。
（実施の形態５）
　次に、他の実施の形態として、図２２に示すクランク回転角度検出センサ２について説明する。これは実施の形態１の磁石２１ｂ～磁石２１ｋを構成する磁石の種類、磁石２１ａ、磁石２１ｌの向き、第１素子部２２ａの構成、及び、第２素子部２２ｂが設けられていない点が異なるだけで、他の部分の構成については同一のものである。したがって、既に説明したものと同一の名称・符号を用いた部分についての説明は省略する。
　本実施の形態では、磁石２１ａ～磁石２１ｌは全て同一種類の磁石（例えば、実施の形態１における３ｍｍ×３ｍｍ×３ｍｍの大きさからなる磁石）で構成される。また、磁石２１ａ、磁石２１ｌは各中心軸が枠状部材２０の表面に直交した状態で配置され、磁石２１ａのＮ極及び磁石２１ｌのＳ極がクランクＢ３１の方を向いている（実施の形態２と同様な状態）。すなわち、磁石２１ａ及び磁石２１ｌと、磁石２１ｂ～磁石２１ｋとは磁束の方向について異なる。さらに、第１素子部２２ａは、枠状部材２０ｂの半径方向及び枠状部材２０ｂの表面に直交する方向の磁気を別々に検出することが可能な構成となっている。すなわち、クランク回転角度検出センサ２は、磁石２１ａ及び磁石２１ｌと、磁石２１ｂ～磁石２１ｋとの磁束の方向の違いを利用して、基準角度（０°）及び間隔角度を検出することができる。これにより、磁石２１ａ～磁石２１ｌと第１素子部２２ａとの距離についての制約が緩和される。具体的には、磁石２１ａ～磁石２１ｌと第１素子部２２ａとの距離が０ｍｍでもクランク回転角度を検出することができる。この結果、クランク回転角度検出センサ２の設置可能範囲が広くなり、使用性が高まる。また、第２素子部２２ｂが不要となるため、部品数が削減され、コストが削減される。さらに、磁石の種類を統一することができるのでコストを削減することができる。
（その他の実施の形態）
　実施の形態１～実施の形態５において、枠状部材２０及び磁石群２１がフレームＢ１に取り付けられ、磁気センサ２２がチェーンリングＢ３４に取り付けられているが、枠状部材２０及び磁石群２１がチェーンリングＢ３４に取り付けられ、磁気センサ２２がフレームＢ１に取り付けられてもよい。また、クランク回転角度検出センサ２は、自転車Ｂに取り付けられているが、その一部又は全部が自転車Ｂに組み込まれる構造であっても良い。例えば、枠状部材２０及び磁石群２１がチェーンリングＢ３４に組み込まれて一体化されてもよい。この場合、枠状部材２０がなく、磁石群２１のみがチェーンリングＢ３４に組み込まれて一体化されてもよい。
　また、実施の形態１～実施の形態５では、クランク回転角度検出センサ２は、磁石群２１が枠状部材２０に対して移動不可能な構造となっているが、図２３に示す様に、枠状部材２０が、円環状の基体２０Ａと、基体２０Ａに形成された円環状の溝２０Ｂに嵌合し、磁石群２１が固定された回転部材２０Ｃとからなり、回転部材２０Ｃは、中心Ｃを中心に回転可能、且つ、基体２０Ａに対して所望の位置で固定可能となる構造にすることもできる。この場合、枠状部材２０と磁気センサ２２を適当に自転車Ｂに設置した後、回転部材２０Ｃを回転させることでクランク回転角度＝０°を調整することができる。すなわち、クランク回転角度検出センサ２の取り付けが容易となる。
　また、クランク回転角度検出センサ２は、１つの特定のクランク回転角度（０°）を検出するために、基準磁石２１ａ及びそれ専用の素子部（第２素子部）２２ｂを有しているが、複数の特定のクランク回転角度を検出するために、複数の基準磁石及びそれ専用の素子部を設けることもできる。すなわち、第１基準点（例えば、０°）を検出するための第１基準磁石及び第１基準磁石のみを検出する第１基準用素子部と、第２基準点（１８０°）を検出するための第２基準磁石及び第１基準磁石並びに第２基準磁石のみを検出する第２基準用素子部等を設けるようにすることもできる。このように、複数の基準点を設けることにより、逆回転やノイズによる影響を排除し、予め設定されたクランク回転角度を検出することができる。
　また、実施の形態１～実施の形態４では、Ｈｉとなった第２素子部２２ｂをリセットするためにリセット磁石２１ｌが設けられているが、これは実施の形態１～実施の形態４において第２素子部２２ｂが所定の強さの磁界を検出しない場合、Ｈｉを保持する構成からなるためである。よって、第２素子部２２ｂが自動的に「０」又はリセットされる場合は、リセット磁石２１ｌを設ける必要はない。しかしながら、第２素子部２２ｂがＬｏを出力することによって、上記のクランク回転角度における第２基準点を検出することができる。
　また、実施の形態１～実施の形態５ではネオジム磁石が用いられているが他の種類の磁石であってもよい。また、検出するクランク回転角度の間隔及び基準となるクランク回転角度も実施の形態１～実施の形態５に限られない。さらには、枠状部材２０の形状も実施の形態１～実施の形態５に限られない。
　また、実施の形態１～実施の形態５では、パワーメータモードにおいて、左足用ユニット７で計算された計算値データを右足用ユニット６に送信し、右足用ユニット６で計算値を合算してサイクルコンピュータ１に送信しているが、右足用ユニット６で計算された桂庵値データを左足用ユニット７に送信し、左足用ユニット７で計算値を合算してサイクルコンピュータ１に送信することもできる。
　また、実施の形態１～実施の形態５では、ペダル作用力を測定するために歪み検出センサを用いているが、用いるセンサの種類はこれに限られない。実施の形態１では、右足用ユニット６及び左足用ユニット７においてトルク及び仕事率を測定しているが、データの送信はペダル作用力にして、トルク及び仕事率の算出をサイクルコンピュータ１で行うこともできる。
　また、ペダリングモニタ１００は路上を走行する自転車以外に、スポーツジム等に設置されるトレーニング用の走行不能なエクササイズバイク、又は、人力でペダルを漕いで推進する船（例えば、スワンボート）等のペダルに連結されたクランクを回転させる乗り物に適用することができる。
　また、実施の形態１～実施の形態５では、サイクルコンピュータ１によってペダル作用力やトルクの平均等が表示されているが、携帯電話等の移動端末のアプリケーションソフトウェアによってペダル作用力やトルクの平均等を表示するようにすることもできる。この場合、移動端末は自転車Ｂに設置しても、運転者が携帯するようにしてもよい。
１　　　　サイクルコンピュータ
２　　　　クランク回転角度検出センサ
３　　　　回転方向成分検出センサ
４　　　　放射方向成分検出センサ
５　　　　ケイデンス検出センサ
６　　　　右足用ユニット
７　　　　左足用ユニット
２０　　　フレーム
２０ａ　　嵌入孔
２１　　　磁石
２１ａ　　基準磁石
２１ｌ　　リセット磁石
２２　　　磁気センサ
２２ａ　　第１素子部
２２ｂ　　第２素子部
２２ｃ　　第３素子部
２２ｄ
１００　　ペダリングモニタ
Ｂ　　　　自転車
Ｂ１　　　フレーム
Ｂ２　　　車輪
Ｂ２１　　前輪
Ｂ２２　　後輪
Ｂ３　　　駆動機構
Ｂ３１　　クランク
Ｂ３１１　右クランクシャフト
Ｂ３１２　左クランクシャフト
Ｂ３２　　ペダル
Ｂ３２１　右ペダル
Ｂ３２２　左ペダル
Ｂ３３　　チェーン
Ｂ３４　　チェーンリング
Ｂ４　　　ハンドル
Ｂ５　　　サドル
Ｂ６　　　スポーク
Ｂ７　　　チェーンステイ
Ｂ８　　　タイヤ

Claims (6)

  1. 　所定の基点を中心に所定の角度間隔をおいて並設された複数の磁石と、
    　前記複数の磁石の中で基準となる基準磁石を検出する第１素子と少なくとも前記基準磁石以外の非基準磁石を検出する第２素子とを備える磁気センサと、を有することを特徴とする回転角度検出装置。
  2. 　前記複数の磁石は、各磁極が前記基点を中心とした放射方向または放射方向に直交する方向を向くように配されていることを特徴とする請求項１に記載の回転角度検出装置。
  3. 　前記複数の磁石は、前記基点を中心とした周方向に隣り合う磁石の磁極の向きが逆になるよう配されていることを特徴とする請求項２に記載の回転角度検出装置。
  4. 　前記複数の磁石の中で前記基準磁石の磁力の大きさが最も大きいことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載の回転角度検出装置。
  5. 　前記複数の磁石の中で前記基準磁石の磁極の向きがその他の磁石の磁極の向きと直交していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載の回転角度検出装置。
  6. 　所定の回転軸を中心に回転する回転体の回転角度を検出する回転角度検出方法において、
    　前記回転軸を中心に所定の角度間隔をおいた状態で前記回転体に並設された複数の磁石の中で基準となる基準磁石を検出する基準角度検出工程と、
    　前記複数の磁石の中で少なくとも前記基準磁石を除く非基準磁石を検出する非基準磁石検出工程と、を有することを特徴とする回転角度検出方法。
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