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青山学院大学 (神奈川県相模原市中央区淵野辺)

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特許7141889センサおよびコンポーネント

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-09-14

(45)【発行日】2022-09-26

(54)【発明の名称】センサおよびコンポーネント

(51)【国際特許分類】

G01B 7/16 20060101AFI20220915BHJP

B62M 6/50 20100101ALI20220915BHJP

【ＦＩ】

G01B7/16 R

B62M6/50

【請求項の数】 35

(21)【出願番号】P 2018160673

(22)【出願日】2018-08-29

(65)【公開番号】P2020034399

(43)【公開日】2020-03-05

【審査請求日】2020-09-16

(73)【特許権者】

【識別番号】000002439

【氏名又は名称】株式会社シマノ

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田博宣

(72)【発明者】

【氏名】高山仁志

(72)【発明者】

【氏名】木下恵利

【審査官】信田昌男

(56)【参考文献】

【文献】特開平０７－０８６６１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－３３２８５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５５－０２４４０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－１５８６３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１５７８３０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｂ７／１６

Ｂ６２Ｍ６／５０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転中心軸心まわりに回転する被測定物に取り付けられ、前記被測定物の前記回転中心軸心まわりのねじれを検出するための歪みセンサを含むセンサであって、
前記歪みセンサは、歪みゲージであり、
前記歪みセンサは、
可撓性を有するシート状の電気絶縁部材と、
前記電気絶縁部材に設けられ、予め定めるパターン部を有する導電膜と、を含み、
前記予め定めるパターン部は、前記電気絶縁部材が前記被測定物に取り付けられている状態で、前記被測定物の前記回転中心軸心まわりの周方向に９０°以上にわたり連続して延びている、センサ。

【請求項2】

【請求項3】

【請求項4】

【請求項5】

【請求項6】

回転中心軸心まわりに回転する被測定物に取り付けられ、前記被測定物の前記回転中心軸心まわりのねじれを検出するための歪みセンサを含むセンサであって、
前記歪みセンサは、
可撓性を有する電気絶縁部材と、
前記電気絶縁部材に設けられ、予め定めるパターン部を有する導電膜と、を含み、
前記予め定めるパターン部は、前記歪みセンサが前記被測定物に取り付けられている状態で、前記被測定物の前記回転中心軸心まわりの周方向に９０°以上にわたり延び、かつ２つのパターン部を含み、
前記歪みセンサが前記被測定物に取り付けられている状態で、前記２つのパターン部は、前記回転中心軸心に垂直な第１平面に交差するように配置される、センサ。

【請求項7】

前記２つのパターン部は、前記歪みセンサが前記被測定物に取り付けられている状態で、前記被測定物の前記周方向に１８０°以上にわたり延びている、請求項３～６のいずれか一項に記載のセンサ。

【請求項8】

前記被測定物の前記周方向において、前記２つのパターン部の長さは実質的に等しく、
前記回転中心軸心に平行な方向において、前記２つのパターン部の長さは実質的に等しい、請求項３～７のいずれか一項に記載のセンサ。

【請求項9】

前記２つのパターン部はそれぞれ、前記回転中心軸心に平行な方向および前記被測定物の前記周方向のそれぞれに対して傾斜して延びる部分を含み、
前記２つのパターン部は、前記回転中心軸心を含む平面に関して面対称に形成される、請求項３～８のいずれか一項に記載のセンサ。

【請求項10】

【請求項11】

前記歪みセンサが前記被測定物に取り付けられている状態で、前記回転中心軸心に平行な方向から見た場合、前記２つのパターン部は少なくとも一部が重なるように配置される、請求項１０に記載のセンサ。

【請求項12】

前記歪みセンサが前記被測定物に取り付けられている状態で、前記回転中心軸心に平行な方向から見た場合、前記２つのパターン部は全体が重なるように配置される、請求項１１に記載のセンサ。

【請求項13】

前記被測定物の前記周方向において、前記２つのパターン部の長さは実質的に等しく、
前記回転中心軸心に平行な方向において、前記２つのパターン部の長さは実質的に等しい、請求項１０～１２のいずれか一項に記載のセンサ。

【請求項14】

前記２つのパターン部は、前記回転中心軸心に平行な方向および前記被測定物の前記周方向のそれぞれに対して傾斜して延びる部分をそれぞれ含み、
前記２つのパターン部は、前記回転中心軸心に垂直な平面に対して対称に形成される、請求項１０～１３のいずれか一項に記載のセンサ。

【請求項15】

回転中心軸心まわりに回転する被測定物に取り付けられ、前記被測定物の前記回転中心軸心まわりのねじれを検出するための歪みセンサを含むセンサであって、
前記歪みセンサは、歪みゲージであり、
前記歪みセンサは、
可撓性を有する電気絶縁部材と、
前記電気絶縁部材に設けられ、予め定めるパターン部を有する導電膜と、を含み、
前記予め定めるパターン部は、前記歪みセンサが前記被測定物に取り付けられている状態で、前記被測定物の前記回転中心軸心まわりの周方向に９０°以上にわたり連続して延びており、
前記予め定めるパターン部は、第１パターン部、第２パターン部、第３パターン部および第４パターン部を含み、
前記歪みセンサが前記被測定物に取り付けられている状態で、
前記第１パターン部は、前記第２パターン部、前記第３パターン部および前記第４パターン部に対して、前記被測定物の前記周方向および前記回転中心軸心に平行な方向の少なくとも一方において間隔をあけて配置され、
前記第２パターン部は、前記第１パターン部、前記第３パターン部および前記第４パターン部に対して、前記被測定物の前記周方向および前記回転中心軸心に平行な方向の少なくとも一方において間隔をあけて配置され、
前記第３パターン部は、前記第１パターン部、前記第２パターン部および前記第４パターン部に対して、前記被測定物の前記周方向および前記回転中心軸心に平行な方向の少なくとも一方において間隔をあけて配置され、
前記第４パターン部は、前記第１パターン部、前記第２パターン部および前記第３パターン部に対して、前記被測定物の前記周方向および前記回転中心軸心に平行な方向の少なくとも一方において間隔をあけて配置される、センサ。

【請求項16】

回転中心軸心まわりに回転する被測定物に取り付けられ、前記被測定物の前記回転中心軸心まわりのねじれを検出するための歪みセンサを含むセンサであって、
前記歪みセンサは、
可撓性を有する電気絶縁部材と、
前記電気絶縁部材に設けられ、予め定めるパターン部を有する導電膜と、を含み、
前記予め定めるパターン部は、前記歪みセンサが前記被測定物に取り付けられている状態で、前記被測定物の前記回転中心軸心まわりの周方向に９０°以上にわたり延び、かつ前記予め定めるパターン部は、第１パターン部、第２パターン部、第３パターン部および第４パターン部を含み、
前記歪みセンサが前記被測定物に取り付けられている状態で、
前記第１パターン部は、前記第２パターン部、前記第３パターン部および前記第４パターン部に対して、前記被測定物の前記周方向および前記回転中心軸心に平行な方向の少なくとも一方において間隔をあけて配置され、
前記第２パターン部は、前記第１パターン部、前記第３パターン部および前記第４パターン部に対して、前記被測定物の前記周方向および前記回転中心軸心に平行な方向の少なくとも一方において間隔をあけて配置され、
前記第３パターン部は、前記第１パターン部、前記第２パターン部および前記第４パターン部に対して、前記被測定物の前記周方向および前記回転中心軸心に平行な方向の少なくとも一方において間隔をあけて配置され、
前記第４パターン部は、前記第１パターン部、前記第２パターン部および前記第３パターン部に対して、前記被測定物の前記周方向および前記回転中心軸心に平行な方向の少なくとも一方において間隔をあけて配置される、センサ。

【請求項17】

前記歪みセンサが前記被測定物に取り付けられている状態で、
前記第１パターン部および前記第２パターン部は、前記被測定物の前記周方向に間隔をあけて配置され、
前記第３パターン部および前記第４パターン部は、前記被測定物の前記周方向に間隔をあけて配置され、
前記第１パターン部および前記第３パターン部は、前記回転中心軸心に平行な方向に間隔をあけて配置され、
前記第２パターン部および前記第４パターン部は、前記回転中心軸心に平行な方向に間隔をあけて配置される、請求項１５または１６に記載のセンサ。

【請求項18】

前記歪みセンサが前記被測定物に取り付けられている状態で、
前記第１パターン部および前記第２パターン部は、前記回転中心軸心に垂直な第１平面に交差するように配置され、
前記第３パターン部および前記第４パターン部は、前記回転中心軸心に垂直な第２平面に交差するように配置される、請求項１７に記載のセンサ。

【請求項19】

前記歪みセンサが前記被測定物に取り付けられている状態で、前記回転中心軸心に平行な方向から見た場合、
前記第１パターン部および前記第３パターン部は、少なくとも一部が重なるように配置され、
前記第２パターン部および前記第４パターン部は、少なくとも一部が重なるように配置される、請求項１７または１８に記載のセンサ。

【請求項20】

前記歪みセンサが前記被測定物に取り付けられている状態で、前記回転中心軸心に平行な方向から見た場合、
前記第１パターン部および前記第３パターン部は、全体が重なるように配置され、
前記第２パターン部および前記第４パターン部は、全体が重なるように配置される、請求項１９に記載のセンサ。

【請求項21】

前記歪みセンサが前記被測定物に取り付けられている状態で、前記第１パターン部および前記第２パターン部と、前記第３パターン部および前記第４パターン部とは、前記被測定物の前記周方向に１８０°以上にわたり延びている、請求項１７～２０のいずれか一項に記載のセンサ。

【請求項22】

前記被測定物の前記周方向において、前記第１パターン部、前記第２パターン部、前記第３パターン部および前記第４パターン部の長さは実質的に等しく、
前記回転中心軸心に平行な方向において、前記第１パターン部、前記第２パターン部、前記第３パターン部および前記第４パターン部の長さは実質的に等しい、請求項１７～２１のいずれか一項に記載のセンサ。

【請求項23】

前記第１パターン部、前記第２パターン部、前記第３パターン部および前記第４パターン部は、前記回転中心軸心に平行な方向および前記被測定物の前記周方向のそれぞれに対して傾斜して延びる部分をそれぞれ含み、
前記第１パターン部および前記第２パターン部は、前記回転中心軸心を含む平面に関して面対称に形成され、
前記第３パターン部および前記第４パターン部は、前記回転中心軸心を含む平面に関して面対称に形成され、
前記第１パターン部および前記第３パターン部は、前記回転中心軸心に垂直な平面に対して対称に形成され、
前記第２パターン部および前記第４パターン部は、前記回転中心軸心に垂直な平面に対して対称に形成される、請求項１７～２２のいずれか一項に記載のセンサ。

【請求項24】

【請求項25】

前記歪みセンサは、前記電気絶縁部材に設けられ、前記ホイートストンブリッジ回路の４つの端子を構成する第１端子、第２端子、第３端子および第４端子をさらに含む、請求項２４に記載のセンサ。

【請求項26】

前記第１端子、前記第２端子、前記第３端子および前記第４端子は、前記被測定物の前記周方向において前記電気絶縁部材の端部にそれぞれ配置される、請求項２５に記載のセンサ。

【請求項27】

【請求項28】

【請求項29】

前記温度検出部は、前記被測定物の前記周方向において前記電気絶縁部材の端部に配置される、請求項２７または２８に記載のセンサ。

【請求項30】

前記被測定物は、人力駆動車の一部を含む、請求項１～２９のいずれか一項に記載のセンサ。

【請求項31】

前記電気絶縁部材は、前記被測定物に接着によって取り付けられる、または、前記被測定物に直接形成される、請求項１～３０のいずれか一項に記載のセンサ。

【請求項32】

被測定物と、
前記被測定物に取り付けられる歪みセンサと、を含むコンポーネントであって、
前記被測定物において前記歪みセンサが取り付けられる領域は、前記歪みセンサの前記被測定物に対向する取付面の周縁が前記被測定物に直接接触しないように形成される凹部を含み、
前記凹部には、前記被測定物と前記歪みセンサとを接着する接着剤が充填され、
前記接着剤は、前記被測定物と前記取付面の周縁とを接着する、コンポーネント。

【請求項33】

前記凹部は、前記歪みセンサの前記周縁の全周にわたり形成される、請求項３２に記載のコンポーネント。

【請求項34】

前記被測定物において、前記歪みセンサに対向する前記凹部のエッジは曲面によって形成される、請求項３２または３３に記載のコンポーネント。

【請求項35】

前記接着剤は、前記歪みセンサの周縁のうち、前記取付面とは反対側の面にも設けられる、請求項３２～３４のいずれか一項に記載のコンポーネント。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、センサ、および、センサを含むコンポーネントに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、被測定物のねじれを検出するセンサは、可撓性を備えた単一の電気絶縁部材の表面に金属膜のパターンで形成される歪みセンサを含む。センサは、電気絶縁部材を被測定物の表面に取り付けられ、被測定物のねじれを検出する。特許文献１の捩れモーメント検出装置は、従来のセンサの一例である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１６－６１６８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

歪みセンサによる被測定物のねじれの検出精度が高いことが好ましい。
本開示の目的の１つは、被測定物のねじれの検出精度を向上できるセンサおよびコンポーネントを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の第１側面に従うセンサは、回転中心軸心まわりに回転する被測定物に取り付けられ、前記被測定物の前記回転中心軸心まわりのねじれを検出するための歪みセンサを含むセンサであって、前記歪みセンサは、可撓性を有する電気絶縁部材と、前記電気絶縁部材に設けられ、予め定めるパターン部を有する導電膜と、を含み、前記予め定めるパターン部は、前記歪みセンサが前記被測定物に取り付けられている状態で、前記被測定物の前記回転中心軸心まわりの周方向に９０°以上にわたり延びている。
第１側面のセンサによれば、歪みセンサが被測定物の回転中心軸心まわりのねじれを検出する範囲が広くなるため、被測定物の回転中心軸心まわりのねじれの検出精度を向上できる。

【0006】

本開示の第１側面に従う第２側面のセンサにおいて、前記歪みセンサが前記被測定物に取り付けられている状態で、前記予め定めるパターン部は、前記回転中心軸心に平行な方向および前記被測定物の前記周方向のそれぞれに対して傾斜して延びる部分を含む。
第２側面のセンサによれば、被測定物の回転中心軸心まわりのねじれの方向とパターン部が延びる方向とが近づくことによって、歪みセンサによる被測定物の回転中心軸心まわりのねじれの検出精度を向上できる。

【0007】

本開示の第１または第２側面に従う第３側面のセンサにおいて、前記予め定めるパターン部は、２つのパターン部を含み、前記歪みセンサが前記被測定物に取り付けられている状態で、前記２つのパターン部は、前記被測定物の前記周方向に間隔をあけて配置される。
第３側面のセンサによれば、歪みセンサが被測定物の回転中心軸心まわりのねじれを検出する範囲が広くなるため、被測定物の回転中心軸心まわりのねじれの検出精度を向上できる。

【0008】

本開示の第１または第２側面に従う第４側面のセンサにおいて、前記予め定めるパターン部は、２つのパターン部を含み、前記歪みセンサが前記被測定物に取り付けられている状態で、前記２つのパターン部は、前記回転中心軸心に垂直な第１平面に交差するように配置される。
第４側面のセンサによれば、被測定物の回転中心軸心に平行な方向において、２つのパターン部が被測定物のうちの概ね同じ箇所に配置されるため、回転中心軸心に平行な方向において被測定物のうちの概ね同じ箇所の回転中心軸心まわりのねじれを、被測定物の回転中心軸心まわりの周方向において広く検出できる。したがって、被測定物の回転中心軸心まわりのねじれの検出精度を向上できる。

【0009】

本開示の第３または第４側面に従う第５側面のセンサにおいて、前記２つのパターン部は、前記歪みセンサが前記被測定物に取り付けられている状態で、前記被測定物の前記周方向に１８０°以上にわたり延びている。
第５側面のセンサによれば、歪みセンサが被測定物の回転中心軸心まわりのねじれを検出する範囲がより広くなるため、被測定物の回転中心軸心まわりのねじれの検出精度を一層向上できる。

【0010】

本開示の第３～第５側面のいずれか一つに従う第６側面のセンサにおいて、前記被測定物の前記周方向において、前記２つのパターン部の長さは実質的に等しく、前記回転中心軸心に平行な方向において、前記２つのパターン部の長さは実質的に等しい。
第６側面のセンサによれば、２つのパターン部の長さの違いに起因する、被測定物の回転中心軸心まわりのねじれの検出精度のばらつきを抑制できる。

【0011】

本開示の第３～第６側面のいずれか一つに従う第７側面のセンサにおいて、前記２つのパターン部はそれぞれ、前記回転中心軸心に平行な方向および前記被測定物の前記周方向のそれぞれに対して傾斜して延びる部分を含み、前記２つのパターン部は、前記回転中心軸心を含む平面に関して面対称に形成される。
第７側面のセンサによれば、被測定物が回転中心軸心まわりに第１方向にねじれる場合、および、被測定物が第１方向とは反対の第２方向にねじれる場合の両方において、被測定物の回転中心軸心まわりのねじれを精度よく検出できる。

【0012】

本開示の第１または第２側面に従う第８側面のセンサにおいて、前記予め定めるパターン部は、２つのパターン部を含み、前記歪みセンサが前記被測定物に取り付けられている状態で、前記２つのパターン部は、前記回転中心軸心に平行な方向に間隔をあけて配置される。
第８側面のセンサによれば、回転中心軸心に平行な方向において、被測定物の異なる箇所における回転中心軸心まわりのねじれを検出できる。

【0013】

本開示の第８側面に従う第９側面のセンサにおいて、前記歪みセンサが前記被測定物に取り付けられている状態で、前記回転中心軸心に平行な方向から見た場合、前記２つのパターン部は少なくとも一部が重なるように配置される。
第９側面のセンサによれば、被測定物の回転中心軸心まわりの周方向において、２つのパターン部が概ね同じ箇所に配置されるため、回転中心軸心に平行な方向において被測定物の異なる箇所かつ周方向において被測定物の概ね同じ箇所における回転中心軸心まわりのねじれを検出できる。

【0014】

本開示の第９側面に従う第１０側面のセンサにおいて、前記歪みセンサが前記被測定物に取り付けられている状態で、前記回転中心軸心に平行な方向から見た場合、前記２つのパターン部は全体が重なるように配置される。
第１０側面のセンサによれば、被測定物の回転中心軸心まわりの周方向において、２つのパターン部が同じ箇所に配置されるため、回転中心軸心に平行な方向において被測定物の異なる箇所かつ周方向において被測定物の同じ箇所における回転中心軸心まわりのねじれを検出できる。

【0015】

本開示の第８～第１０側面のいずれか一つに従う第１１側面のセンサにおいて、前記被測定物の前記周方向において、前記２つのパターン部の長さは実質的に等しく、前記回転中心軸心に平行な方向において、前記２つのパターン部の長さは実質的に等しい。
第１１側面のセンサによれば、２つのパターン部の長さの違いに起因する、被測定物の回転中心軸心まわりのねじれの検出精度のばらつきを抑制できる。

【0016】

本開示の第８～第１１側面に従う第１２側面のセンサにおいて、前記２つのパターン部は、前記回転中心軸心に平行な方向および前記被測定物の前記周方向のそれぞれに対して傾斜して延びる部分をそれぞれ含み、前記２つのパターン部は、前記回転中心軸心に垂直な平面に対して対称に形成される。
第１２側面のセンサによれば、被測定物が回転中心軸心まわりに第１方向にねじれる場合、および、被測定物が第１方向とは反対の第２方向にねじれる場合の両方において、被測定物の回転中心軸心まわりのねじれを精度よく検出できる。

【0017】

本開示の第１または第２側面に従う第１３側面のセンサにおいて、前記予め定めるパターン部は、第１パターン部、第２パターン部、第３パターン部および第４パターン部を含み、前記歪みセンサが前記被測定物に取り付けられている状態で、前記第１パターン部は、前記第２パターン部、前記第３パターン部および前記第４パターン部に対して、前記被測定物の前記周方向および前記回転中心軸心に平行な方向の少なくとも一方において間隔をあけて配置され、前記第２パターン部は、前記第１パターン部、前記第３パターン部および前記第４パターン部に対して、前記被測定物の前記周方向および前記回転中心軸心に平行な方向の少なくとも一方において間隔をあけて配置され、前記第３パターン部は、前記第１パターン部、前記第２パターン部および前記第４パターン部に対して、前記被測定物の前記周方向および前記回転中心軸心に平行な方向の少なくとも一方において間隔をあけて配置され、前記第４パターン部は、前記第１パターン部、前記第２パターン部および前記第３パターン部に対して、前記被測定物の前記周方向および前記回転中心軸心に平行な方向の少なくとも一方において間隔をあけて配置される。
第１３側面のセンサによれば、被測定物の回転中心軸心まわりの周方向において歪みセンサがねじれを検出する範囲が広くなり、回転中心軸心に平行な方向において、被測定物の異なる箇所における回転中心軸心まわりのねじれを検出できる。したがって、被測定物の回転中心軸心まわりのねじれの検出精度を向上できる。

【0018】

本開示の第１３側面に従う第１４側面のセンサにおいて、前記歪みセンサが前記被測定物に取り付けられている状態で、前記第１パターン部および前記第２パターン部は、前記被測定物の前記周方向に間隔をあけて配置され、前記第３パターン部および前記第４パターン部は、前記被測定物の前記周方向に間隔をあけて配置され、前記第１パターン部および前記第３パターン部は、前記回転中心軸心に平行な方向に間隔をあけて配置され、前記第２パターン部および前記第４パターン部は、前記回転中心軸心に平行な方向に間隔をあけて配置される。
第１４側面のセンサによれば、被測定物の回転中心軸心まわりの周方向において歪みセンサがねじれを検出する範囲が広くなり、回転中心軸心に平行な方向において、被測定物の異なる箇所における回転中心軸心まわりのねじれを検出できる。したがって、被測定物の回転中心軸心まわりのねじれの検出精度を向上できる。

【0019】

本開示の第１４側面に従う第１５側面のセンサにおいて、前記歪みセンサが前記被測定物に取り付けられている状態で、前記第１パターン部および前記第２パターン部は、前記回転中心軸心に垂直な第１平面に交差するように配置され、前記第３パターン部および前記第４パターン部は、前記回転中心軸心に垂直な第２平面に交差するように配置される。
第１５側面のセンサによれば、被測定物の回転中心軸心に平行な方向において、第１パターン部および第２パターン部が被測定物のうちの概ね同じ箇所に配置され、第３パターン部および第４パターン部が被測定物のうちの概ね同じ箇所に配置される。このため、回転中心軸心に平行な方向において被測定物のうちの概ね同じ箇所の回転中心軸心まわりのねじれを、被測定物の回転中心軸心まわりの周方向において広く検出できる。したがって、被測定物の回転中心軸心まわりのねじれの検出精度を向上できる。

【0020】

本開示の第１４または第１５側面に従う第１６側面のセンサにおいて、前記歪みセンサが前記被測定物に取り付けられている状態で、前記回転中心軸心に平行な方向から見た場合、前記第１パターン部および前記第３パターン部は、少なくとも一部が重なるように配置され、前記第２パターン部および前記第４パターン部は、少なくとも一部が重なるように配置される。
第１６側面のセンサによれば、被測定物の回転中心軸心まわりの周方向において、第１パターン部および第３パターン部が概ね同じ箇所に配置され、第２パターン部および第４パターン部が概ね同じ箇所に配置される。このため、回転中心軸心に平行な方向において被測定物の異なる箇所かつ周方向において被測定物の概ね同じ箇所における回転中心軸心まわりのねじれを検出できる。

【0021】

本開示の第１６側面に従う第１７側面のセンサにおいて、前記歪みセンサが前記被測定物に取り付けられている状態で、前記回転中心軸心に平行な方向から見た場合、前記第１パターン部および前記第３パターン部は、全体が重なるように配置され、前記第２パターン部および前記第４パターン部は、全体が重なるように配置される。
第１７側面のセンサによれば、被測定物の回転中心軸心まわりの周方向において、第１パターン部および第３パターン部が同じ箇所に配置され、第２パターン部および第４パターン部が同じ箇所に配置される。このため、回転中心軸心に平行な方向において被測定物の異なる箇所かつ周方向において被測定物の同じ箇所における回転中心軸心まわりのねじれを検出できる。

【0022】

本開示の第１４～第１７側面のいずれか一つに従う第１８側面のセンサにおいて、前記歪みセンサが前記被測定物に取り付けられている状態で、前記第１パターン部および前記第２パターン部と、前記第３パターン部および前記第４パターン部とは、前記被測定物の前記周方向に１８０°以上にわたり延びている。
第１８側面のセンサによれば、被測定物の回転中心軸心まわりの周方向において歪みセンサがねじれを検出する範囲が広くなる。したがって、被測定物の回転中心軸心まわりのねじれの検出精度を向上できる。

【0023】

本開示の第１４～第１８側面のいずれか一つに従う第１９側面のセンサにおいて、前記被測定物の前記周方向において、前記第１パターン部、前記第２パターン部、前記第３パターン部および前記第４パターン部の長さは実質的に等しく、前記回転中心軸心に平行な方向において、前記第１パターン部、前記第２パターン部、前記第３パターン部および前記第４パターン部の長さは実質的に等しい。
第１９側面のセンサによれば、第１パターン部、第２パターン部、第３パターン部および第４パターン部のそれぞれの長さの違いに起因する、被測定物の回転中心軸心まわりのねじれの検出精度のばらつきを抑制できる。

【0024】

本開示の第１４～第１９側面のいずれか一つに従う第２０側面のセンサにおいて、前記第１パターン部、前記第２パターン部、前記第３パターン部および前記第４パターン部は、前記回転中心軸心に平行な方向および前記被測定物の前記周方向のそれぞれに対して傾斜して延びる部分をそれぞれ含み、前記第１パターン部および前記第２パターン部は、前記回転中心軸心を含む平面に関して面対称に形成され、前記第３パターン部および前記第４パターン部は、前記回転中心軸心を含む平面に関して面対称に形成され、前記第１パターン部および前記第３パターン部は、前記回転中心軸心に垂直な平面に対して対称に形成され、前記第２パターン部および前記第４パターン部は、前記回転中心軸心に垂直な平面に対して対称に形成される。
第２０側面のセンサによれば、被測定物が回転中心軸心まわりに第１方向にねじれる場合、および、被測定物が第１方向とは反対の第２方向にねじれる場合の両方において、被測定物の回転中心軸心まわりのねじれを精度よく検出できる。

【0025】

本開示の第１～第２０側面のいずれか一つに従う第２１側面のセンサにおいて、前記予め定めるパターン部は、ホイートストンブリッジ回路の少なくとも一部を構成する。
第２１側面のセンサによれば、被測定物がねじれると予め定めるパターン部によってホイートストンブリッジ回路の出力電圧が変化するので、被測定物の回転中心軸心まわりのねじれを検出できる。

【0026】

本開示の第２１側面に従う第２２側面のセンサにおいて、前記歪みセンサは、前記電気絶縁部材に設けられ、前記ホイートストンブリッジ回路の４つの端子を構成する第１端子、第２端子、第３端子および第４端子をさらに含む。
第２２側面のセンサによれば、被測定物がねじれると予め定めるパターン部によってホイートストンブリッジ回路の出力電圧が変化するので、被測定物の回転中心軸心まわりのねじれを検出できる。

【0027】

本開示の第２２側面に従う第２３側面のセンサにおいて、前記第１端子、前記第２端子、前記第３端子および前記第４端子は、前記被測定物の前記周方向において前記電気絶縁部材の端部にそれぞれ配置される。
第２３側面のセンサによれば、第１～第４端子を予め定めるパターン部よりも電気絶縁部材の端部側に好適に配置できる。

【0028】

本開示の第１～第２３側面のいずれか一つに従う第２４側面のセンサにおいて、前記センサは、温度検出部をさらに含む。
第２４側面のセンサによれば、歪みセンサの温度による影響を反映できるため、被測定物の回転中心軸心まわりのねじれの検出精度をより向上できる。

【0029】

本開示の第２４側面に従う第２５側面のセンサにおいて、前記温度検出部は、前記被測定物の前記周方向において前記電気絶縁部材の端部に配置される。
第２５側面のセンサによれば、温度検出部を予め定めるパターン部よりも電気絶縁部材の端部側に好適に配置できる。

【0030】

本開示の第１～第２５側面に従う第２６側面のセンサにおいて、前記被測定物は、人力駆動車の一部を含む。
第２６側面のセンサによれば、人力駆動車の一部のねじれを好適に検出できる。

【0031】

本開示の第１～第２６側面に従う第２７側面のセンサにおいて、前記電気絶縁部材は、前記被測定物に接着によって取り付けられる、または、前記被測定物に直接形成される。
第２７側面のセンサによれば、電気絶縁部材を被測定物に好適に取り付けることができる、または、電気絶縁部材を被測定物に好適に形成できる。

【0032】

本開示の第２８側面に従うコンポーネントは、被測定物と、前記被測定物に取り付けられる歪みセンサと、を含むコンポーネントであって、前記被測定物において前記歪みセンサが取り付けられる領域は、前記歪みセンサの前記被測定物に対向する取付面の周縁が前記被測定物に直接接触しないように形成される凹部を含み、前記凹部には、前記被測定物と前記歪みセンサとを接着する接着剤が充填される。
第２８側面のコンポーネントによれば、歪みセンサの取付面の周縁が被測定物から剥がれることを抑制でき、センサの耐久性が向上する。したがって、歪みセンサが被測定物から離間することによる、歪みセンサの検出精度の低下を抑制できる。

【0033】

本開示の第２８側面に従う第２９側面のコンポーネントにおいて、前記凹部は、前記歪みセンサの前記周縁の全周にわたり形成される。
第２９側面のコンポーネントによれば、歪みセンサの取付面の周縁が被測定物から剥がれることを一層抑制できる。したがって、歪みセンサが被測定物から離間することによる、歪みセンサの検出精度の低下を一層抑制できる。

【0034】

本開示の第２８または第２９側面に従う第３０側面のコンポーネントにおいて、前記被測定物において、前記歪みセンサに対向する前記凹部のエッジは曲面によって形成される。
第３０側面のコンポーネントによれば、曲面によって歪みセンサの取付面の周縁と凹部との間の隙間が大きくなるため、取付面の周縁を接着する接着剤の厚さが厚くなる。したがって、歪みセンサの取付面の周縁が被測定物から剥がれにくくなるため、歪みセンサの検出精度の低下を抑制できる。

【発明の効果】

【0035】

本開示のセンサおよびコンポーネントによれば、被測定物の歪の検出精度を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【0036】

【図1】実施形態のセンサを含む人力駆動車の側面図。

【図2】人力駆動車のコンポーネントの一例の縦断面図。

【図3】コンポーネントの電気的な構成を示すブロック図。

【図4】図２の４－４線の断面図。

【図5】センサの平面図。

【図6】被測定物とセンサとの分解斜視図。

【図7】被測定物にセンサが取り付けられている状態の斜視図。

【図8】（ａ）は被測定物およびセンサの一部の断面図、（ｂ）は（ａ）の一部の拡大図。

【図9】変形例のセンサの平面図。

【図10】変形例のセンサの平面図。

【図11】変形例のセンサの平面図。

【図12】変形例のセンサの平面図。

【図13】変形例のセンサの平面図。

【図14】変形例の被測定物の一部の斜視図。

【図15】変形例の被測定物の一部の斜視図。

【発明を実施するための形態】

【0037】

図１～図８を参照して、実施形態のセンサ８０を含む人力駆動車１０について説明する。人力駆動車１０は、少なくとも人力駆動力によって駆動することができる車両である。人力駆動車１０は、車輪の数が限定されず、例えば１輪車および３輪以上の車輪を有する車両も含む。人力駆動車１０は、例えばマウンテンバイク、ロードバイク、シティバイク、カーゴバイク、および、リカンベントなどの種々の種類の自転車を含む。自転車は、電気モータによって駆動力が与えられる電動自転車（Ｅ－ｂｉｋｅ）を含む。電動自転車は、電気モータによって推進が補助される電動アシスト自転車を含む。以下、実施の形態において、人力駆動車１０を、２つの車輪を有する自転車として説明する。

【0038】

図１に示されるとおり、人力駆動車１０は、クランク１２と、駆動輪１４とを含む。人力駆動車１０は、フレーム１６をさらに含む。クランク１２には、人力駆動力が入力される。クランク１２は、フレーム１６に対して回転可能なクランク軸１２Ａと、クランク軸１２Ａの軸方向の両端部にそれぞれ設けられるクランクアーム１２Ｂとを含む。各クランクアーム１２Ｂには、一対のペダル１８が個別に連結される。駆動輪１４は、クランク１２が回転することによって駆動される。駆動輪１４は、フレーム１６に支持される。クランク１２と駆動輪１４とは、駆動機構２０によって連結される。駆動機構２０は、クランク軸１２Ａに結合される第１回転体２２を含む。第１回転体２２は、スプロケット、プーリ、または、ベベルギアを含む。クランク軸１２Ａと第１回転体２２とは、一体に回転するように結合されていてもよく、第１ワンウェイクラッチ４６を介して結合されてもよい。第１ワンウェイクラッチ４６は、クランク１２が第１回転方向に回転した場合に、第１回転体２２を第１回転方向に回転させ、クランク１２が第１回転方向とは反体の第２回転方向に回転した場合に、第１回転体２２を第２回転方向に回転させないように構成される。第１ワンウェイクラッチ４６は、ラチェット式のクラッチ、ローラクラッチ、および、スプラグ式のクラッチのいずれによって構成されてもよい。駆動機構２０は、連結部材２４と、第２回転体２６とをさらに含む。連結部材２４は、第１回転体２２の回転力を第２回転体２６に伝達する。連結部材２４は、例えば、チェーン、ベルト、または、シャフトを含む。第１回転方向は、人力駆動車１０を前進させる場合のクランク軸１２Ａの回転方向である。

【0039】

第２回転体２６は、駆動輪１４に連結される。第２回転体２６は、スプロケット、プーリ、または、ベベルギアを含む。第２回転体２６と駆動輪１４との間には、第２ワンウェイクラッチが設けられていることが好ましい。第２ワンウェイクラッチは、第２回転体２６が第３回転方向に回転した場合に、駆動輪１４を第３回転方向に回転させ、第２回転体２６が第３回転方向とは反対の第４回転方向に回転した場合に、駆動輪１４を第４回転方向に回転させないように構成される。第３回転方向は、人力駆動車１０を前進させる場合の第２回転体２６の回転方向である。本実施形態では、第３回転方向は第１回転方向と同じ方向である。

【0040】

人力駆動車１０は、前輪および後輪を含む。フレーム１６には、フロントフォーク１６Ａを介して前輪が取り付けられている。フロントフォーク１６Ａには、ハンドルバー１０Ｈがステム１６Ｂを介して連結されている。以下の実施形態では、後輪を駆動輪１４として説明するが、前輪が駆動輪１４であってもよい。

【0041】

人力駆動車１０は、例えば、バッテリ２８、コンポーネント３０、および、人力駆動車用制御装置７０をさらに含む。以下では、人力駆動車用制御装置７０を単に制御装置７０と記載する。コンポーネント３０の一例は、ドライブユニット３０Ａを含む。ドライブユニット３０Ａは、フレーム１６に設けられる。

【0042】

バッテリ２８は、１または複数のバッテリセルを含む。バッテリセルは、充電池を含む。バッテリ２８は、人力駆動車１０に設けられ、バッテリ２８と有線で電気的に接続される他の電気部品に電力を供給する。他の電気部品は、例えばドライブユニット３０Ａおよび制御装置７０を含む。バッテリ２８は、フレーム１６の外部に取り付けられてもよく、少なくとも一部がフレーム１６の内部に収容されてもよい。

【0043】

図２に示されるように、ドライブユニット３０Ａは、人力駆動車１０の推進をアシストする電気モータ３２と、出力部３４と、伝達体３３と、電気モータ３２の回転速度を複数段階で減速する減速機構３６と、クラッチ機構３８と、ハウジング４０とを含む。出力部３４は、伝達体３３および第１ワンウェイクラッチ４６を介して、クランク軸１２Ａに連結される。本実施形態では、出力部３４は、クランク軸１２Ａが第１回転方向に回転する場合、第１回転方向に回転し、クランク軸１２Ａが第２回転方向に回転する場合、回転しない。クラッチ機構３８は、出力部３４と減速機構３６との間に設けられ、減速機構３６から出力部３４に電気モータ３２の回転力を伝達するように構成される。第１ワンウェイクラッチ４６は省略されてもよく、この場合、出力部３４と、伝達体３３とが一体に回転するように互いに連結される。第１ワンウェイクラッチ４６が省略される場合、出力部３４と伝達体３３とは、一体に形成されていてもよい。

【0044】

減速機構３６は、好ましくは、電気モータ３２の出力軸３２Ａに設けられる第１歯車４２と、第１歯車４２と噛み合う第２歯車４４とを含む。好ましくは、第１歯車４２の直径は、第２歯車４４の直径よりも小さく、第１歯車４２の歯数は、第２歯車４４の歯数よりも少ない。

【0045】

出力部３４は、中空軸であり、クランク軸１２Ａの回転中心軸心Ｃ１と出力部３４の回転中心軸心とが一致するようにクランク軸１２Ａのまわりに配置される。出力部３４には、第１ワンウェイクラッチ４６が設けられる。出力部３４は、クランク軸１２Ａの回転中心軸心Ｃ１の延びる方向において、第１端部３４Ａおよび第２端部３４Ｂを含む。第１端部３４Ａは、回転中心軸心Ｃ１に平行な方向において、ハウジング４０から突出する。第１端部３４Ａにおいてハウジング４０から突出した部分には、図１の第１回転体２２が連結される。出力部３４の第２端部３４Ｂは、ハウジング４０に収容される。伝達体３３は、中空軸であり、クランク軸１２Ａの回転中心軸心Ｃ１と出力部３４の回転中心軸心とが一致するようにクランク軸１２Ａのまわりに配置される。伝達体３３は、クランク軸１２Ａの回転中心軸心Ｃ１の延びる方向において、第１端部３３Ａおよび第２端部３３Ｂを含む。出力部３４の第２端部３４Ｂと、伝達体３３の第１端部３３Ａとの間に、第１ワンウェイクラッチ４６が設けられる。伝達体３３の第２端部３３Ｂは、クランク軸１２Ａの回転中心軸心Ｃ１まわりにクランク軸１２Ａに対して相対回転しないようにクランク軸１２Ａに連結される。第１ワンウェイクラッチ４６は、クランク軸１２Ａが第１回転方向に回転する場合、出力部３４を回転中心軸心Ｃ１まわりの第１回転方向に回転させ、クランク軸１２Ａが第２回転方向に回転する場合、出力部３４を回転中心軸心Ｃ１まわりの第２回転方向に回転させないように構成される。出力部３４および伝達体３３の一方は、第１ワンウェイクラッチ４６の内輪と一体に形成されていてもよく、出力部３４および伝達体３３の他方は、第１ワンウェイクラッチ４６の内輪と一体に形成されていてもよい。出力部３４は、ハウジング４０の内部に設けられる第１軸受４８によってハウジング４０に対して回転可能に支持される。第１軸受４８は、例えば転がり軸受を含む。

【0046】

クランク軸１２Ａは、出力部３４の内周部に設けられる第２軸受５０を介して出力部３４に支持される。第２軸受５０は、例えばすべり軸受を含む。クランク軸１２Ａは、ハウジング４０の内部に設けられる第３軸受５２によってハウジング４０に対して回転可能に支持される。

【0047】

電気モータ３２は、図１のペダル１８から後輪までの人力駆動力の伝達経路、または、前輪に回転を伝達するように設けられる。電気モータ３２は、図１の人力駆動車１０のフレーム１６、後輪、および、前輪の少なくとも１つに設けられる。電気モータ３２は、フレーム１６のみ、後輪のみ、前輪のみ、または、フレーム１６、後輪および前輪のうちの任意の組み合わせに設けられる。一例では、電気モータ３２は、クランク軸１２Ａから第１回転体２２までの動力伝達経路に結合される。電気モータ３２と出力部３４との間の動力伝達経路には、好ましくは、クランク軸１２Ａを第１回転方向に回転させた場合にクランク１２の回転力によって電気モータ３２が回転しないように第２ワンウェイクラッチ５８が設けられる。

【0048】

電気モータ３２は、例えばインナーロータ型のモータを含む。電気モータ３２は、ステータ３２Ｂおよびロータ３２Ｃを含む。ステータ３２Ｂは、電力が供給されることにより磁界が生成されるコイルを含む。ロータ３２Ｃは、電磁鋼板等の磁性体および永久磁石の少なくとも一方を含む。本実施形態では、ロータ３２Ｃに出力軸３２Ａが固定される。出力軸３２Ａは、第４軸受５４および第５軸受５６によってハウジング４０に対して回転可能に支持される。第４軸受５４および第５軸受５６はそれぞれ、例えば転がり軸受を含む。

【0049】

クラッチ機構３８は、好ましくは、第２ワンウェイクラッチ５８を含む。第２ワンウェイクラッチ５８は、ローラクラッチ、ラチェット式ワンウェイクラッチ、および、スプラグ式ワンウェイクラッチのいずれによって構成されていてもよい。第２ワンウェイクラッチ５８は、例えば、内輪体５８Ａと、外輪体５８Ｂと、内輪体５８Ａと外輪体５８Ｂとの間に設けられる伝達体５８Ｃとを含む。伝達体５８Ｃは、例えば、ローラ、爪、または、スプラグを含む。第２ワンウェイクラッチ５８は、回転中心軸心Ｃ１まわりにおいて出力部３４の外周部に設けられる。第２ワンウェイクラッチ５８の内輪体５８Ａが出力部３４の外周部に設けられる。第２ワンウェイクラッチ５８の内輪体５８Ａは、出力部３４に一体に形成されてもよい。

【0050】

減速機構３６は、好ましくは、第２ワンウェイクラッチ５８の外周部に設けられる第３歯車６０と、第３歯車６０と噛み合う第４歯車６２とをさらに含む。好ましくは、第３歯車６０の直径は、第４歯車６２の直径よりも大きく、第３歯車６０の歯数は、第４歯車６２の歯数よりも多い。第２ワンウェイクラッチ５８の外輪体５８Ｂは、第３歯車６０の内周部に設けられる。外輪体５８Ｂは、第３歯車６０と一体に形成されてもよい。

【0051】

減速機構３６は、第２歯車４４と第４歯車６２とが設けられる回転軸６４をさらに含む。第２歯車４４と第４歯車６２とは、一体に回転するように構成される。好ましくは、第２歯車４４の直径は、第４歯車６２の直径よりも大きく、第２歯車４４の歯数は、第４歯車６２の歯数よりも多い。回転軸６４は、第６軸受６６および第７軸受６８によってハウジング４０に対して回転可能に支持される。第６軸受６６および第７軸受６８はそれぞれ、例えば転がり軸受を含む。減速機構３６は、電気モータ３２の回転速度を２段階で減速するが、３段階以上で減速する構成にしてもよい。

【0052】

ドライブユニット３０Ａは、好ましくは、電気モータ３２を制御するための電子部品が実装される回路基板６９をさらに含む。制御装置７０は、回路基板６９に設けられる。回路基板６９は、プリント配線基板を含む。

【0053】

図３に示されるように、制御装置７０は、電気モータ３２を制御する制御部７２と、制御部７２に制御され、電気モータ３２を駆動する駆動回路７４とを含む。制御部７２は、バッテリ２８および駆動回路７４と有線または無線によって通信可能に接続される。駆動回路７４は、バッテリ２８から電気モータ３２への電力の供給を制御する。駆動回路７４は、インバータ回路を含む。

【0054】

制御部７２は、制御プログラムを実行する演算処理装置を含む。演算処理装置は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）またはＭＰＵ（Micro Processing Unit）を含む。制御部７２は、１または複数のマイクロコンピュータを含んでいてもよい。制御部７２は、複数の場所に離れて配置される複数の演算処理装置を含んでいてもよい。制御装置７０は、記憶部７６をさらに含む。記憶部７６には、各種の制御プログラムおよび各種の制御処理に用いられる情報が記憶される。記憶部７６は、例えば不揮発性メモリおよび揮発性メモリを含む。

【0055】

制御部７２は、人力駆動力に応じて、電気モータ３２を駆動するように構成される。制御部７２は、人力駆動力に対して、電気モータ３２による補助力が予め定める比率となるように、電気モータ３２を駆動する。予め定める比率は、複数設けられ、例えばハンドルに設けられる操作部によって選択されてもよい。制御部７２は、人力駆動力が所定値以上になると電気モータ３２を駆動する。所定値は、例えば５Ｎｍ以上の値である。

【0056】

人力駆動車１０は、センサ８０をさらに含む。一例では、図２に示されるように、ドライブユニット３０Ａは、センサ８０をさらに含む。センサ８０は、好ましくは、クランク軸１２Ａと、出力部３４のうちのクラッチ機構３８が連結される部分３４Ｃとの間の人力駆動力の伝達経路に設けられる。センサ８０は、トルクセンサを含む。トルクセンサは、人力駆動力のトルクを検出するために用いられる。センサ８０には、フレキシブルプリント配線基板８１を介して、第１回路基板９０が接続される。第１回路基板９０は、基板ホルダ９２を介して伝達体３３に取り付けられる。ハウジング４０の収容空間Ｓには、回転中心軸心Ｃ１に平行な方向において第１回路基板９０と対向し、第１回路基板９０との間に隙間をあけて配置される第２回路基板９４が設けられる。第２回路基板９４は、例えば基板ホルダ９６を介してハウジング４０に取り付けられるが、ハウジング４０に直接取り付けられてもよい。第２回路基板９４は、例えば電気ケーブルによって回路基板６９と電気的に接続される。

【0057】

図５に示されるように、センサ８０は、回転中心軸心まわりに回転する被測定物に取り付けられ、被測定物の回転中心軸心まわりのねじれを検出するための歪みセンサ８２を含む。歪みセンサ８２は、可撓性を有する電気絶縁部材８４と、電気絶縁部材８４に設けられ、予め定めるパターン部８６Ｘを有する導電膜８６と、を含む。予め定めるパターン部８６Ｘは、歪みセンサ８２が被測定物に取り付けられている状態で、被測定物の回転中心軸心まわりの周方向に９０°以上にわたり延びている。被測定物は、人力駆動車１０の一部を含む。本実施形態では、被測定物は、図２の伝達体３３を含む。本実施形態における以降の説明において、被測定物と記載した場合、伝達体３３を示す。この場合、被測定物の回転中心軸心は、回転中心軸心Ｃ１を含む。歪みセンサ８２は、伝達体３３の回転中心軸心Ｃ１まわりのねじれを検出するように構成される。予め定めるパターン部８６Ｘは、歪みセンサ８２が出力部３４に取り付けられている状態で、伝達体３３の回転中心軸心Ｃ１まわりの周方向に９０°以上にわたり延びている。以降の説明において、歪みセンサ８２が被測定物に取り付けられている状態とは、歪みセンサ８２が伝達体３３に取り付けられている状態を含み、被測定物の周方向は、回転中心軸心Ｃ１まわりの周方向を含む。本実施形態では、図４に示されるように、歪みセンサ８２は、伝達体３３の外周面に取り付けられる。歪みセンサ８２は、好ましくは、回転中心軸心Ｃ１まわりの周方向において伝達体３３の３／４以上、さらに好ましくは、回転中心軸心Ｃ１まわりの周方向において伝達体３３の７／８以上、さらに好ましくは、回転中心軸心Ｃ１まわりの周方向において伝達体３３の９／１０以上の範囲にわたり設けられる。本実施形態では、歪みセンサ８２は、歪みゲージを含む。

【0058】

図５に示されるように、電気絶縁部材８４は、例えばシート状に形成される。電気絶縁部材８４は、樹脂によって形成される。電気絶縁部材８４として、例えばポリイミドフィルムが用いられる。電気絶縁部材８４は、長手方向を有する。歪みセンサ８２が被測定物に取り付けられている状態で、電気絶縁部材８４の長手方向は、被測定物の周方向と平行である。電気絶縁部材８４は、長手方向において第１端部８４Ａおよび第２端部８４Ｂを有する。

【0059】

導電膜８６の予め定めるパターン部８６Ｘは、例えば金属箔を電気絶縁部材８４に蒸着させることによって形成される。金属箔を形成する材料は、例えばニッケル、クロム、アルミニウム、金、および、銅等が用いられる。導電膜８６は、シリコン等の半導体材料によって形成されてもよい。

【0060】

歪みセンサ８２は、パターン部８６Ｘを覆い、電気絶縁部材８４との間にパターン部８６Ｘを挟むカバーフィルムをさらに含む。カバーフィルムは、樹脂によって形成される。カバーフィルムとして、例えばポリイミドフィルムが用いられる。カバーフィルムは、電気絶縁部材８４とは異なる樹脂材料によって形成されてもよい。

【0061】

本実施形態では、予め定めるパターン部８６Ｘは、第１パターン部８６Ａ、第２パターン部８６Ｂ、第３パターン部８６Ｃおよび第４パターン部８６Ｄを含む。一例では、歪みセンサ８２が被測定物に取り付けられている状態で、第１パターン部８６Ａは、第２パターン部８６Ｂ、第３パターン部８６Ｃおよび第４パターン部８６Ｄに対して、被測定物の周方向および回転中心軸心Ｃ１に平行な方向の少なくとも一方において間隔をあけて配置される。第２パターン部８６Ｂは、第１パターン部８６Ａ、第３パターン部８６Ｃおよび第４パターン部８６Ｄに対して、被測定物の周方向および回転中心軸心Ｃ１に平行な方向の少なくとも一方において間隔をあけて配置される。第３パターン部８６Ｃは、第１パターン部８６Ａ、第２パターン部８６Ｂおよび第４パターン部８６Ｄに対して、被測定物の周方向および回転中心軸心Ｃ１に平行な方向の少なくとも一方において間隔をあけて配置される。第４パターン部８６Ｄは、第１パターン部８６Ａ、第２パターン部８６Ｂおよび第３パターン部８６Ｃに対して、被測定物の周方向および回転中心軸心Ｃ１に平行な方向の少なくとも一方において間隔をあけて配置される。本実施形態では、第１パターン部８６Ａおよび第２パターン部８６Ｂは、被測定物の周方向に間隔をあけて配置される。第３パターン部８６Ｃおよび第４パターン部８６Ｄは、被測定物の周方向に間隔をあけて配置される。第１パターン部８６Ａおよび第３パターン部８６Ｃは、回転中心軸心Ｃ１に平行な方向に間隔をあけて配置される。第２パターン部８６Ｂおよび第４パターン部８６Ｄは、回転中心軸心Ｃ１に平行な方向に間隔をあけて配置される。歪みセンサ８２が被測定物に取り付けられている状態で、第１パターン部８６Ａおよび第２パターン部８６Ｂは、回転中心軸心Ｃ１に垂直な第１平面ＰＬ１に交差するように配置される。第３パターン部８６Ｃおよび第４パターン部８６Ｄは、回転中心軸心Ｃ１に垂直な第２平面ＰＬ２に交差するように配置される。第１平面ＰＬ１および第２平面ＰＬ２は、回転中心軸心Ｃ１に沿う方向において間隔をあけて配置される。図５に示されるように、電気絶縁部材８４を展開した場合、センサ８０の平面視において、第１平面ＰＬ１および第２平面ＰＬ２は、電気絶縁部材８４の長手方向と平行な直線によって示される。

【0062】

好ましくは、歪みセンサ８２が被測定物に取り付けられている状態で、回転中心軸心Ｃ１に平行な方向から見た場合、第１パターン部８６Ａおよび第３パターン部８６Ｃは、少なくとも一部が重なるように配置され、第２パターン部８６Ｂおよび第４パターン部８６Ｄは、少なくとも一部が重なるように配置される。本実施形態では、歪みセンサ８２が被測定物に取り付けられている状態で、回転中心軸心Ｃ１に平行な方向から見た場合、第１パターン部８６Ａおよび第３パターン部８６Ｃは、全体が重なるように配置され、第２パターン部８６Ｂおよび第４パターン部８６Ｄは、全体が重なるように配置される。

【0063】

第１パターン部８６Ａ、第２パターン部８６Ｂ、第３パターン部８６Ｃおよび第４パターン部８６Ｄはそれぞれ、第１端部Ｅ１および第２端部Ｅ２を含む。電気絶縁部材８４を平面上に展開した場合、電気絶縁部材８４の長手方向において、第１パターン部８６Ａの第１端部Ｅ１は、第２パターン部８６Ｂ側とは反対側の端部であり、第１パターン部８６Ａの第２端部Ｅ２は、第２パターン部８６Ｂ側の端部である。第２パターン部８６Ｂの第１端部Ｅ１は、第１パターン部８６Ａ側の端部であり、第２パターン部８６Ｂの第２端部Ｅ２は、第１パターン部８６Ａ側とは反対側の端部である。第３パターン部８６Ｃの第１端部Ｅ１は、第４パターン部８６Ｄ側とは反対側の端部であり、第３パターン部８６Ｃの第２端部Ｅ２は、第４パターン部８６Ｄ側の端部である。第４パターン部８６Ｄの第１端部Ｅ１は、第３パターン部８６Ｃ側の端部であり、第４パターン部８６Ｄの第２端部Ｅ２は、第３パターン部８６Ｃ側とは反対側の端部である。

【0064】

好ましくは、歪みセンサ８２が被測定物に取り付けられている状態で、第１パターン部８６Ａ、第２パターン部８６Ｂ、第３パターン部８６Ｃおよび第４パターン部８６Ｄはそれぞれ、被測定物の周方向に９０°以上にわたり延びている。第１パターン部８６Ａが被測定物の周方向に９０°以上にわたり延びているとは、歪みセンサ８２が被測定物に取り付けられている状態で、第１パターン部８６Ａの第１端部Ｅ１および第２端部Ｅ２と回転中心軸心Ｃ１とのなす角度が９０°以上となるように第１パターン部８６Ａが形成されることである。第２パターン部８６Ｂ、第３パターン部８６Ｃおよび第４パターン部８６Ｄについても、第１パターン部８６Ａと同様に規定される。本実施形態では、被測定物に取り付けられている状態で、第１パターン部８６Ａ、第２パターン部８６Ｂ、第３パターン部８６Ｃおよび第４パターン部８６Ｄはそれぞれ、被測定物の周方向に約１５０°にわたり延びている。

【0065】

好ましくは、歪みセンサ８２が被測定物に取り付けられている状態で、第１パターン部８６Ａおよび第２パターン部８６Ｂと、第３パターン部８６Ｃおよび第４パターン部８６Ｄとは、被測定物の周方向に１８０°以上にわたり延びている。第１パターン部８６Ａおよび第２パターン部８６Ｂが被測定物の周方向に１８０°以上にわたり延びているとは、第１パターン部８６Ａの第１端部Ｅ１および第２端部Ｅ２と回転中心軸心Ｃ１とのなす角度と、第２パターン部８６Ｂの第１端部Ｅ１および第２端部Ｅ２と回転中心軸心Ｃ１とのなす角度との合計が１８０°以上となるように第１パターン部８６Ａおよび第２パターン部８６Ｂが形成されることである。第３パターン部８６Ｃおよび第４パターン部８６Ｄについても第１パターン部８６Ａおよび第２パターン部８６Ｂと同様に規定される。さらに好ましくは、歪みセンサ８２が被測定物に取り付けられている状態で、第１パターン部８６Ａおよび第２パターン部８６Ｂと、第３パターン部８６Ｃおよび第４パターン部８６Ｄとは、被測定物の周方向に２７０°以上にわたり延びている。本実施形態では、歪みセンサ８２が被測定物に取り付けられている状態で、第１パターン部８６Ａおよび第２パターン部８６Ｂと、第３パターン部８６Ｃおよび第４パターン部８６Ｄとは、被測定物の周方向に約３００°にわたり延びている。

【0066】

電気絶縁部材８４を平面上に展開した場合、電気絶縁部材８４の長手方向から見て、第１パターン部８６Ａおよび第２パターン部８６Ｂは、少なくとも一部が重なるように配置され、第３パターン部８６Ｃおよび第４パターン部８６Ｄは、少なくとも一部が重なるように配置される。電気絶縁部材８４を平面上に展開した場合、本実施形態では、図５に示されるとおり、電気絶縁部材８４の長手方向から見て、第１パターン部８６Ａおよび第２パターン部８６Ｂは、全体が重なるように配置され、第３パターン部８６Ｃおよび第４パターン部８６Ｄは、全体が重なるように配置される。

【0067】

歪みセンサ８２が被測定物に取り付けられている状態で、予め定めるパターン部８６Ｘは、回転中心軸心Ｃ１に平行な方向および被測定物の周方向のそれぞれに対して傾斜して延びる部分を含む。本実施形態では、第１パターン部８６Ａ、第２パターン部８６Ｂ、第３パターン部８６Ｃおよび第４パターン部８６Ｄは、回転中心軸心Ｃ１に平行な方向および被測定物の周方向のそれぞれに対して傾斜して延びる部分をそれぞれ含む。第１パターン部８６Ａおよび第２パターン部８６Ｂは、回転中心軸心Ｃ１を含む平面ＰＬＡに関して面対称に形成され、第３パターン部８６Ｃおよび第４パターン部８６Ｄは、回転中心軸心Ｃ１を含む平面ＰＬＡに関して面対称に形成される。第１パターン部８６Ａおよび第３パターン部８６Ｃは、回転中心軸心Ｃ１に垂直な平面ＰＬＢに対して面対称に形成され、第２パターン部８６Ｂおよび第４パターン部８６Ｄは、回転中心軸心Ｃ１に垂直な平面ＰＬＢに対して面対称に形成される。平面ＰＬＢは、図５では、回転中心軸心Ｃ１に平行な方向において、第１パターン部８６Ａと第３パターン部８６Ｃとの間、かつ、第２パターン部８６Ｂと第４パターン部８６Ｄとの間に配置される。図５では、平面ＰＬＢは、電気絶縁部材８４の長手方向に沿って延びる。

【0068】

第１パターン部８６Ａ、第２パターン部８６Ｂ、第３パターン部８６Ｃおよび第４パターン部８６Ｄはそれぞれ、複数の第１部分８６Ｐおよび複数の第２部分８６Ｑを含む。第１部分８６Ｐは、歪みセンサ８２が被測定物に取り付けられている状態で、回転中心軸心Ｃ１に平行な方向および被測定物の周方向のそれぞれに対して傾斜して延びる。本実施形態では、第１部分８６Ｐは、好ましくは、回転中心軸心Ｃ１に平行な方向および被測定物の周方向のそれぞれに対して４５°傾斜して延びている。第２部分８６Ｑは、第１部分８６Ｐが延びる方向において、第１部分８６Ｐの両端部に設けられる。第２部分８６Ｑは、歪みセンサ８２が被測定物に取り付けられている状態で、被測定物の周方向に沿って延びる。第２部分８６Ｑは、歪みセンサ８２が被測定物に取り付けられている状態で、被測定物の周方向に隣り合う第１部分８６Ｐを接続する。

【0069】

好ましくは、被測定物の周方向において、第１パターン部８６Ａ、第２パターン部８６Ｂ、第３パターン部８６Ｃおよび第４パターン部８６Ｄの長さは実質的に等しく、回転中心軸心Ｃ１に平行な方向において、第１パターン部８６Ａ、第２パターン部８６Ｂ、第３パターン部８６Ｃおよび第４パターン部８６Ｄの長さは実質的に等しい。一例では、第１パターン部８６Ａにおける全ての第１部分８６Ｐおよび第２部分８６Ｑの合計の長さ、第２パターン部８６Ｂにおける全ての第１部分８６Ｐおよび第２部分８６Ｑの合計の長さ、第３パターン部８６Ｃにおける全ての第１部分８６Ｐおよび第２部分８６Ｑの合計の長さ、および、第４パターン部８６Ｄにおける全ての第１部分８６Ｐおよび第２部分８６Ｑの合計の長さは実質的に等しい。

【0070】

図３に示されるように、予め定めるパターン部８６Ｘは、ホイートストンブリッジ回路８７の少なくとも一部を構成する。本実施形態では、第１パターン部８６Ａの配線抵抗は、ホイートストンブリッジ回路８７の第１抵抗Ｒ１を含む。第２パターン部８６Ｂの配線抵抗は、ホイートストンブリッジ回路８７の第２抵抗Ｒ２を含む。第３パターン部８６Ｃの配線抵抗は、ホイートストンブリッジ回路８７の第３抵抗Ｒ３を含む。第４パターン部８６Ｄの配線抵抗は、ホイートストンブリッジ回路８７の第４抵抗Ｒ４を含む。

【0071】

図５に示されるように、電気絶縁部材８４は、第１パターン部８６Ａ、第２パターン部８６Ｂ、第３パターン部８６Ｃおよび第４パターン部８６Ｄを電気的に接続する第１～第６配線８５Ａ～８５Ｆを含む。本実施形態では、第１配線８５Ａの長さ、第２配線８５Ｂの長さ、第４配線８５Ｄの長さ、および、第５配線８５Ｅの長さは等しい。第３配線８５Ｃの長さおよび第６配線８５Ｆの長さは等しい。

【0072】

歪みセンサ８２は、電気絶縁部材８４に設けられ、ホイートストンブリッジ回路８７の４つの端子を構成する第１端子８７Ａ、第２端子８７Ｂ、第３端子８７Ｃおよび第４端子８７Ｄをさらに含む。本実施形態では、第１端子８７Ａおよび第３端子８７Ｃは、入力端子を含み、第２端子８７Ｂおよび第４端子８７Ｄは出力端子を含む。第１端子８７Ａ、第２端子８７Ｂ、第３端子８７Ｃおよび第４端子８７Ｄは、予め定めるパターン部８６Ｘと同様に、例えば金属箔を電気絶縁部材８４に蒸着させることによって形成される。

【0073】

第１端子８７Ａは、第１配線８５Ａを介して第１パターン部８６Ａの第１端部Ｅ１と電気的に接続され、第２配線８５Ｂを介して第３パターン部８６Ｃの第１端部Ｅ１とを電気的に接続される。第１配線８５Ａは、第１パターン部８６Ａの第１端部Ｅ１と第１端子８７Ａとに接続される。第２配線８５Ｂは、第３パターン部８６Ｃの第１端部Ｅ１と第１端子８７Ａとに接続される。第１配線８５Ａおよび第２配線８５Ｂは、予め定めるパターン部８６Ｘと同様に、例えば金属箔を電気絶縁部材８４に蒸着させることによって形成される。

【0074】

第２端子８７Ｂは、第３配線８５Ｃを介して第１パターン部８６Ａの第２端部Ｅ２と第２パターン部８６Ｂの第１端部Ｅ１とに電気的に接続される。第３配線８５Ｃは、第１パターン部８６Ａの第２端部Ｅ２と第２パターン部８６Ｂの第１端部Ｅ１とを電気的に接続する第１部分８５Ｐと、第１部分８５Ｐから分岐して第２端子８７Ｂに向けて延びる第２部分８５Ｑとを含む。第２部分８５Ｑは、回転中心軸心Ｃ１に平行な方向において、第１パターン部８６Ａと第３パターン部８６Ｃとの間に配置される。第３配線８５Ｃは、予め定めるパターン部８６Ｘと同様に、例えば金属箔を電気絶縁部材８４に蒸着させることによって形成される。

【0075】

第３端子８７Ｃは、第４配線８５Ｄを介して第２パターン部８６Ｂの第２端部Ｅ２と電気的に接続され、第５配線８５Ｅを介して第４パターン部８６Ｄの第２端部Ｅ２とを電気的に接続される。第４配線８５Ｄは、第２パターン部８６Ｂの第２端部Ｅ２と第３端子８７Ｃとを電気的に接続する。第５配線８５Ｅは、第４パターン部８６Ｄの第２端部Ｅ２と第３端子８７Ｃとを電気的に接続する。第４配線８５Ｄおよび第５配線８５Ｅは、予め定めるパターン部８６Ｘと同様に、例えば金属箔を電気絶縁部材８４に蒸着させることによって形成される。

【0076】

第４端子８７Ｄは、第６配線８５Ｆを介して第３パターン部８６Ｃの第２端部Ｅ２と第４パターン部８６Ｄの第１端部Ｅ１とに電気的に接続される。第６配線８５Ｆは、第３パターン部８６Ｃの第２端部Ｅ２と第４パターン部８６Ｄの第１端部Ｅ１とを電気的に接続する第１部分８５Ｒと、第１部分８５Ｒから分岐して第４端子８７Ｄに向けて延びる第２部分８５Ｓとを含む。第２部分８５Ｓは、回転中心軸心Ｃ１に平行な方向において、第２パターン部８６Ｂと第４パターン部８６Ｄとの間に配置される。第６配線８５Ｆは、予め定めるパターン部８６Ｘと同様に、例えば金属箔を電気絶縁部材８４に蒸着させることによって形成される。

【0077】

好ましくは、第１端子８７Ａ、第２端子８７Ｂ、第３端子８７Ｃおよび第４端子８７Ｄは、被測定物の周方向において電気絶縁部材８４の端部にそれぞれ配置される。一例では、第１端子８７Ａ、第２端子８７Ｂ、第３端子８７Ｃおよび第４端子８７Ｄは、電気絶縁部材８４の長手方向の両端部に配置される。より詳細には、第１端子８７Ａおよび第２端子８７Ｂは、電気絶縁部材８４の第１端部８４Ａに配置され、第３端子８７Ｃおよび第４端子８７Ｄは、電気絶縁部材８４の第２端部８４Ｂに配置される。一例では、第１端子８７Ａおよび第２端子８７Ｂは、電気絶縁部材８４の長手方向から見て、互いに重なるように配置される。一例では、第２端子８７Ｂは、第１端子８７Ａよりも第１パターン部８６Ａおよび第３パターン部８６Ｃ側に配置される。一例では、第３端子８７Ｃおよび第４端子８７Ｄは、電気絶縁部材８４の長手方向から見て、互いに重なるように配置される。一例では、第４端子８７Ｄは、第３端子８７Ｃよりも第２パターン部８６Ｂおよび第４パターン部８６Ｄ側に配置される。

【0078】

好ましくは、センサ８０は、温度検出部８８をさらに含む。温度検出部８８は、例えばサーミスタ、または、感温ダイオードを含む。温度検出部８８は、被測定物の周方向において電気絶縁部材８４の端部に配置される。本実施形態では、温度検出部８８は、電気絶縁部材８４の第１端部８４Ａに配置される。温度検出部８８は、第１端子８７Ａおよび第２端子８７Ｂよりも電気絶縁部材８４の第１端部８４Ａの端縁側に配置される。この場合、被測定物の周方向において、第１端子８７Ａおよび第２端子８７Ｂは、温度検出部８８と第１パターン部８６Ａおよび第３パターン部８６Ｃとの間に配置される。

【0079】

センサ８０は、電気絶縁部材８４に設けられる第５端子８７Ｅおよび第６端子８７Ｆをさらに含む。第５端子８７Ｅおよび第６端子８７Ｆは、温度検出部８８と電気的に接続される。一例では、第５端子８７Ｅおよび第６端子８７Ｆと温度検出部８８とは、電気絶縁部材８４に設けられる配線パターンによって接続される。配線パターンは、予め定めるパターン部８６Ｘと同様に、例えば金属箔を電気絶縁部材８４に蒸着させることによって形成される。一例では、回転中心軸心Ｃ１に沿う方向から見て、温度検出部８８と、第５端子８７Ｅおよび第６端子８７Ｆとは、互いに重なるように配置される。一例では、電気絶縁部材８４の長手方向から見て、第５端子８７Ｅおよび第６端子８７Ｆは、互いに重なるように配置される。第５端子８７Ｅおよび第６端子８７Ｆは、予め定めるパターン部８６Ｘと同様に、例えば金属箔を電気絶縁部材８４に蒸着させることによって形成される。

【0080】

電気絶縁部材８４が被測定物の概ね全周にわたり延びる場合、電気絶縁部材８４の第１端部８４Ａと第２端部８４Ｂとが被測定物の回転中心軸心Ｃ１まわりの周方向において隣り合う。このため、第１～第４端子８７Ａ～８７Ｄが互いに近くに配置される。さらに、温度検出部８８、第５端子８７Ｅおよび第６端子８７Ｆが第１～第４端子８７Ａ～８７Ｄの近くに配置される。このため、例えば、１枚のフレキシブル回路基板によって、第１～第６端子８７Ａ～８７Ｆと図２の第１回路基板９０との電気的な接続を図ることができるので、歪みセンサ８２と第１回路基板９０とを容易に電気的に接続できる。

【0081】

次に、センサ８０、第１回路基板９０および第２回路基板９４の回路構成について説明する。
図３に示されるように、第１回路基板９０には、センサ８０から出力される信号を処理する第１信号処理回路９０Ａと、第１信号処理回路９０Ａに接続される第１アンテナ部９０Ｂとが設けられる。第１信号処理回路９０Ａは、例えば、オペアンプ９１Ａ、ＡＤＣ（analog to digital converter）９１Ｂ、ＡＤＣ９１Ｃ、演算回路９１Ｄ、変調回路９１Ｅおよび電源回路９１Ｆを含む。

【0082】

オペアンプ９１Ａは、歪みセンサ８２の第２端子８７Ｂおよび第４端子８７Ｄに電気的に接続され、歪みセンサ８２の第２端子８７Ｂと第４端子８７Ｄとの電位差に応じた信号を増幅して出力する。

【0083】

ＡＤＣ９１Ｂは、オペアンプ９１Ａの出力端子に接続され、オペアンプ９１Ａからの信号をデジタル信号に変換して出力する。
ＡＤＣ９１Ｃは、温度検出部８８と電気的に接続される。一例では、ＡＤＣ９１Ｃは、図５の第５端子８７Ｅおよび第６端子８７Ｆと電気的に接続される。ＡＤＣ９１Ｃは、温度検出部８８の検出結果に応じた信号をデジタル信号に変換して出力する。

【0084】

演算回路９１Ｄは、ＡＤＣ９１Ｂ，９１Ｃと電気的に接続され、ＡＤＣ９１Ｂからのデジタル信号およびＡＤＣ９１Ｃからのデジタル信号に応じて被測定物のねじれ量を演算する。一例では、演算回路９１Ｄは、温度検出部８８の検出結果に応じて第２端子８７Ｂと第４端子８７Ｄとの電位差を補正したうえで、補正した第２端子８７Ｂと第４端子８７Ｄとの電位差に応じて被測定物のねじれ量を演算する。

【0085】

変調回路９１Ｅは、演算回路９１Ｄと電気的に接続される。変調回路９１Ｅは、演算回路９１Ｄの演算結果を搬送波に重畳させるように、演算回路９１Ｄの演算結果の信号波の振幅および周波数の少なくとも一方を変更し、第１アンテナ部９０Ｂに出力する。

【0086】

電源回路９１Ｆは、変調回路９１Ｅおよび第１アンテナ部９０Ｂに電気的に接続される。電源回路９１Ｆは、第１アンテナ部９０Ｂから供給される交流電力を直流電力に変換して歪みセンサ８２に出力する。一例では、電源回路９１Ｆは、第１端子８７Ａおよび第３端子８７Ｃに電気的に接続される。

【0087】

第１アンテナ部９０Ｂは、２次側コイル９１Ｇを含む。第１アンテナ部９０Ｂは、例えば搬送波を生成するための発振回路をさらに含む。発振回路の一例は、ＬＣ共振回路を含む。

【0088】

第２回路基板９４には、第１アンテナ部９０Ｂに対向する第２アンテナ部９４Ｂが設けられる。第２回路基板９４には、第２アンテナ部９４Ｂが受信する信号を処理する第２信号処理回路９４Ａが設けられる。第２回路基板９４は、例えば、回路基板６９に電気ケーブルおよびコネクタの少なくとも一方を介して電気的に接続される。第２回路基板９４は、回路基板６９と一体に形成されていてもよく、第２信号処理回路９４Ａは、回路基板６９に実装されていてもよい。

【0089】

第２アンテナ部９４Ｂは、１次側コイル９５Ａを含む。第２アンテナ部９４Ｂは、例えば搬送波を生成するための発振回路をさらに含む。発振回路の一例は、ＬＣ共振回路を含む。

【0090】

第２信号処理回路９４Ａは、変調回路９５Ｂを含む。変調回路９５Ｂは、制御部７２に電気的に接続されている。変調回路９５Ｂは、２次側コイル９１Ｇから１次側コイル９５Ａに送信される変調波を復調して制御部７２に出力したり、回路基板６９を通じてバッテリ２８から供給される直流電力を交流電力に変換して１次側コイル９５Ａに与えたりする。

【0091】

センサ８０の出力は、第１アンテナ部９０Ｂを介して第２アンテナ部９４Ｂに無線送信される。制御部７２は、センサ８０によって検出されるねじれ量に応じて人力駆動力を取得する。一例では、記憶部７６には、出力部３４のねじれ量と人力駆動力との対応関係を示す演算用テーブル、または関数が記憶されている。制御部７２は、記憶部７６に記憶されている演算用テーブルまたは関数を用いて、出力部３４のねじれ量から人力駆動力を取得する。制御部７２は、取得した人力駆動力に応じて電気モータ３２を制御する。

【0092】

次に、図６～図８を参照して、被測定物である伝達体３３にセンサ８０を取り付けるための取付構造について説明する。図６および図７では、便宜上、歪みセンサ８２から第１～第６端子８７Ａ～８７Ｆ、温度検出部８８、および、パターン部８６Ｘを省略し、第３歯車６０を省略して示している。

【0093】

コンポーネント３０は、被測定物と、被測定物に取り付けられる歪みセンサ８２と、を含む。被測定物において歪みセンサ８２が取り付けられる領域は、歪みセンサ８２の被測定物に対向する取付面８４Ｃの周縁が被測定物に直接接触しないように形成される凹部３５を含む。図８に示されるように、凹部３５には、被測定物と歪みセンサ８２とを接着する接着剤ＳＤが充填される。本実施形態では、凹部３５は出力部３４に形成される。

【0094】

電気絶縁部材８４は、被測定物に接着によって取り付けられる。図７および図８に示されるように、電気絶縁部材８４は、出力部３４に接着によって取り付けられる。
図６に示されるように、凹部３５は、歪みセンサ８２の周縁の全周にわたり形成される。本実施形態では、歪みセンサ８２の周縁は、電気絶縁部材８４の周縁を含む。一例では、凹部３５は、出力部３４の全周にわたり形成される。本実施形態では、凹部３５は、出力部３４の回転中心軸心Ｃ１まわりの周方向に延びる一対の第１凹部３５Ａと、一対の第１凹部３５Ａを繋ぐように回転中心軸心Ｃ１に平行な方向に延びる第２凹部３５Ｂとを含む。

【0095】

図８（ａ）（ｂ）に示されるように、好ましくは、被測定物において、歪みセンサ８２に対向する凹部３５のエッジは曲面３５Ｘによって形成される。本実施形態では、歪みセンサ８２に対向する凹部３５の全周におけるエッジは曲面３５Ｘによって形成される。歪みセンサ８２が被測定物に取り付けられている状態において、曲面３５Ｘは、歪みセンサ８２の取付面８４Ｃの周縁部と対向する。図８（ａ）（ｂ）に示されるように、本実施形態においては、凹部３５は、底面および歪みセンサ８２に対向していないエッジは、曲面によって形成される。凹部３５の形状は、任意に変更可能である。凹部３５の形状は、電気絶縁部材８４の周縁が被測定物に接触しないような形状であればよく、例えば凹部３５の長手方向に垂直な方向の断面を長方形または正方形としてもよい。

【0096】

接着剤ＳＤは、被測定物と歪みセンサ８２との間と、凹部３５とのそれぞれに塗布される。凹部３５によって囲まれる部分３４Ｒの外面の接着剤ＳＤの厚さは、凹部３５に充填される接着剤ＳＤの厚さよりも薄い。凹部３５に充填される接着剤ＳＤは、歪みセンサ８２の取付面８４Ｃの周縁に接触する。接着剤ＳＤは、歪みセンサ８２の周縁のうち、取付面８４Ｃとは反対側の面にも設けられてもよい。

【0097】

（変形例）
実施形態に関する説明は、本開示に従うセンサおよびコンポーネントが取り得る形態の例示であり、その形態を制限することを意図していない。本開示に従うセンサおよびコンポーネントが取り得る形態は、例えば以下に示される実施形態の変形例を含む。本開示に従うセンサおよびコンポーネントが取り得る形態は、相互に矛盾しない少なくとも２つの変形例を組み合せた形態を含む。以下の変形例において、実施形態の形態と共通する部分については、実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。

【0098】

・実施形態において、第１パターン部８６Ａ、第２パターン部８６Ｂ、第３パターン部８６Ｃおよび第４パターン部８６Ｄを接続する配線の構成および第１～第４端子８７Ａ～８７Ｄの配置構成はそれぞれ、任意に変更可能である。一例では、配線の構成および第１～第４端子８７Ａ～８７Ｄの配置構成を図９または図１０のように変更してもよい。

【0099】

図９に示されるように、第１～第４端子８７Ａ～８７Ｄは、電気絶縁部材８４の長手方向の中央に配置される。歪みセンサ８２は、第１～第４配線８５Ｇ～８５Ｊを含む。第１配線８５Ｇは、第１パターン部８６Ａの第１端部Ｅ１と第３パターン部８６Ｃの第１端部Ｅ１と第１端子８７Ａとに電気的に接続される。第２配線８５Ｈは、第２パターン部８６Ｂの第２端部Ｅ２と第４パターン部８６Ｄの第２端部Ｅ２と第２端子８７Ｂとに電気的に接続される。第３配線８５Ｉは、第３パターン部８６Ｃの第２端部Ｅ２と第４パターン部８６Ｄの第１端部Ｅ１と第３端子８７Ｃとに電気的に接続される。第３配線８５Ｉは、回転中心軸心Ｃ１に平行な方向に沿って延びる部分を有する。第４配線８５Ｊは、第１パターン部８６Ａの第２端部Ｅ２と第２パターン部８６Ｂの第１端部Ｅ１と、第４端子８７Ｄとに電気的に接続される。第４配線８５Ｊは、第２パターン部８６Ｂおよび第４パターン部８６Ｄを迂回するように延びる。図９に示される歪みセンサ８２では、第１端子８７Ａおよび第２端子８７Ｂが図３のホイートストンブリッジ回路８７の入力端子を構成し、第３端子８７Ｃおよび第４端子８７Ｄがホイートストンブリッジ回路８７の出力端子を構成する。

【0100】

図１０に示されるように、第１～第４端子８７Ａ～８７Ｄは、電気絶縁部材８４の長手方向の中央に配置される。歪みセンサ８２は、第１～第４配線８５Ｋ～８５Ｎを含む。第１配線８５Ｋは、第１パターン部８６Ａの第１端部Ｅ１と第２パターン部８６Ｂの第２端部Ｅ２と第１端子８７Ａとに電気的に接続される。第２配線８５Ｌは、第１パターン部８６Ａの第２端部Ｅ２と第３パターン部８６Ｃの第２端部Ｅ２と第２端子８７Ｂとに電気的に接続される。第３配線８５Ｍは、第２パターン部８６Ｂの第１端部Ｅ１と第４パターン部８６Ｄの第１端部Ｅ１と第３端子８７Ｃとに電気的に接続される。第４配線８５Ｎは、第３パターン部８６Ｃの第１端部Ｅ１と第４パターン部８６Ｄの第２端部Ｅ２と第４端子８７Ｄとに電気的に接続される。第４配線８５Ｎは、第１パターン部８６Ａ、第２パターン部８６Ｂ、および、第４パターン部８６Ｄを迂回するように延びる。図１０に示される歪みセンサ８２では、第１端子８７Ａおよび第４端子８７Ｄが図３のホイートストンブリッジ回路８７の入力端子を構成し、第２端子８７Ｂおよび第３端子８７Ｃがホイートストンブリッジ回路８７の出力端子を構成する。

【0101】

・図９および図１０に示される変形例の歪みセンサ８２は、温度検出部８８、第５端子８７Ｅおよび第６端子８７Ｆをさらに含んでもよい。この場合、温度検出部８８、第５端子８７Ｅおよび第６端子８７Ｆは、例えば電気絶縁部材８４の長手方向において第１～第４端子８７Ａ～８７Ｄと隣り合う箇所に設けられる。

【0102】

・実施形態において、予め定めるパターン部８６Ｘの構成は、任意に変更可能である。一例では、予め定めるパターン部８６Ｘは、図１１～図１３のように変更してもよい。
図１１に示されるように、予め定めるパターン部８６Ｘは、１つのパターン部を含む。この場合、予め定めるパターン部８６Ｘは、歪みセンサ８２が被測定物に取り付けられている状態で、被測定物の回転中心軸心Ｃ１まわりの周方向に９０°以上にわたり延びている。歪みセンサ８２は、第１端子８７Ｘおよび第２端子８７Ｙを含む。第１端子８７Ｘは、パターン部８６Ｘの第１端部Ｅ１に電気的に接続され、第２端子８７Ｙは、パターン部８６Ｘの第２端部Ｅ２に電気的に接続される。予め定めるパターン部８６Ｘは、第１パターン部８６Ａと同様の形状を有する。

【0103】

図１２に示されるように、予め定めるパターン部８６Ｘは、２つのパターン部８６Ａ，８６Ｂを含み、歪みセンサ８２が被測定物に取り付けられている状態で、２つのパターン部８６Ａ，８６Ｂは、被測定物の周方向に間隔をあけて配置される。好ましくは、歪みセンサ８２が被測定物に取り付けられている状態で、２つのパターン部８６Ａ，８６Ｂは、回転中心軸心Ｃ１に垂直な第１平面ＰＬ１に交差するように配置される。好ましくは、２つのパターン部８６Ａ，８６Ｂは、歪みセンサ８２が被測定物に取り付けられている状態で、被測定物の周方向に１８０°以上にわたり延びている。好ましくは、被測定物の周方向において２つのパターン部８６Ａ，８６Ｂの長さは実質的に等しく、回転中心軸心Ｃ１に平行な方向において、２つのパターン部８６Ａ，８６Ｂの長さは実質的に等しい。好ましくは、２つのパターン部８６Ａ，８６Ｂはそれぞれ、回転中心軸心Ｃ１に平行な方向および被測定物の周方向のそれぞれに対して傾斜して延びる部分を含み、２つのパターン部８６Ａ，８６Ｂは、回転中心軸心Ｃ１を含む平面ＰＬＡに関して面対称に形成される。パターン部８６Ａは、第１パターン部８６Ａと同様の形状を有する。パターン部８６Ｂは、第２パターン部８６Ｂと同様の形状を有する。

【0104】

図１２に示す歪みセンサ８２は、第１端子８７Ｘ、第２端子８７Ｙ、および、第３端子８７Ｚを含む。第１端子８７Ｘおよび第３端子８７Ｚは、電気絶縁部材８４の第１端部８４Ａに配置され、第２端子８７Ｙは、電気絶縁部材８４の第２端部８４Ｂに配置される。電気絶縁部材８４には、第１配線８５Ｘ、第２配線８５Ｙ、および、第３配線８５Ｚが設けられる。第１配線８５Ｘは、パターン部８６Ａの第１端部Ｅ１と第１端子８７Ｘとを接続する。第２配線８５Ｙは、パターン部８６Ｂの第２端部Ｅ２と第２端子８７Ｙとを接続する。第３配線８５Ｚは、実施形態の第３配線８５Ｃと同様であり、パターン部８６Ａの第２端部Ｅ２とパターン部８６Ｂの第１端部Ｅ１と第３端子８７Ｚとを接続する。

【0105】

図１３に示されるように、予め定めるパターン部８６Ｘは、２つのパターン部８６Ｂ，８６Ｄを含み、歪みセンサ８２が被測定物に取り付けられている状態で、２つのパターン部８６Ｂ，８６Ｄは、回転中心軸心Ｃ１に平行な方向に間隔をあけて配置される。好ましくは、歪みセンサ８２が被測定物に取り付けられている状態で、回転中心軸心Ｃ１に平行な方向から見た場合、２つのパターン部８６Ｂ，８６Ｄは少なくとも一部が重なるように配置される。図１３では、歪みセンサ８２が被測定物に取り付けられている状態で、回転中心軸心Ｃ１から平行な方向から見た場合、２つのパターン部８６Ｂ，８６Ｄは全体が重なるように配置される。好ましくは、被測定物の周方向において、２つのパターン部８６Ｂ，８６Ｄの長さは実質的に等しく、回転中心軸心Ｃ１に平行な方向において、２つのパターン部８６Ｂ，８６Ｄの長さは、実質的に等しい。好ましくは、２つのパターン部８６Ｂ，８６Ｄは、回転中心軸心Ｃ１に平行な方向および被測定物の周方向のそれぞれに対して傾斜して延びる部分をそれぞれ含み、２つのパターン部８６Ｂ，８６Ｄは、回転中心軸心Ｃ１に垂直な平面ＰＬＢに対して対称に形成される。平面ＰＬＢは、図１３では、回転中心軸心Ｃ１に平行な方向において２つのパターン部８６Ａ，８６Ｃの間に配置される。図１３では、平面ＰＬＢは、電気絶縁部材８４の長手方向に沿って延びる。例えば、図５に示す歪みセンサ８２に代えて、図１２に示す歪みセンサ８２を被測定物の軸方向に２つ並べて電気的に接続して、ブリッジ回路を構成してもよい。パターン部８６Ｂは、第２パターン部８６Ｂと同様の形状を有する。パターン部８６Ｄは、第４パターン部８６Ｄと同様の形状を有する。

【0106】

図１３に示す歪みセンサ８２は、第１端子８７Ｘ、第２端子８７Ｙ、および、第３端子８７Ｚを含む。第１端子８７Ｘは、電気絶縁部材８４の第１端部８４Ａに配置され、第２端子８７Ｙおよび第３端子８７Ｚは、電気絶縁部材８４の第２端部８４Ｂに配置される。電気絶縁部材８４には、第１配線８５Ｘ、第２配線８５Ｙ、および、第３配線８５Ｚが設けられる。第１配線８５Ｘは、パターン部８６Ｂの第１端部Ｅ１とパターン部８６Ｄの第１端部Ｅ１と第１端子８７Ｘとを接続する。第２配線８５Ｙは、パターン部８６Ｂの第２端部Ｅ２と第２端子８７Ｙとを接続する。第３配線８５Ｚは、パターン部８６Ｄの第２端部Ｅ２と第３端子８７Ｚとを接続する。例えば、図５に示す歪みセンサ８２に代えて、図１３に示す歪みセンサ８２を被測定物の周方向に２つ並べて設けて電気的に接続して、ブリッジ回路を構成してもよい。

【0107】

・図１１～図１３の変形例の歪みセンサ８２は、温度検出部８８をさらに含んでもよい。この場合、歪みセンサ８２は、第５端子８７Ｅおよび第６端子８７Ｆをさらに含むことが好ましい。

【0108】

・実施形態および変形例において、第１パターン部８６Ａ、第２パターン部８６Ｂ、第３パターン部８６Ｃおよび第４パターン部８６Ｄの電気絶縁部材８４における配置構成は任意に変更可能である。第１の例では、歪みセンサ８２が被測定物に取り付けられている状態で、第１パターン部８６Ａ、第２パターン部８６Ｂ、第３パターン部８６Ｃおよび第４パターン部８６Ｄは、被測定物の回転中心軸心Ｃ１まわりの周方向に間隔をあけて一列に配置されてもよい。第２の例では、歪みセンサ８２が被測定物に取り付けられている状態で、第１パターン部８６Ａ、第２パターン部８６Ｂ、第３パターン部８６Ｃおよび第４パターン部８６Ｄは、回転中心軸心Ｃ１に平行な方向において間隔をあけて配置されてもよい。この場合、例えば、回転中心軸心Ｃ１に平行な方向から見た場合、第１パターン部８６Ａ、第２パターン部８６Ｂ、第３パターン部８６Ｃおよび第４パターン部８６Ｄの少なくとも一部が重なるように配置される。言い換えると、回転中心軸心Ｃ１に平行な方向から見た場合、第１パターン部８６Ａ、第２パターン部８６Ｂ、第３パターン部８６Ｃおよび第４パターン部８６Ｄのうちの１つの少なくとも一部が、第１パターン部８６Ａ、第２パターン部８６Ｂ、第３パターン部８６Ｃおよび第４パターン部８６Ｄのうち他の１つ、２つ、または３つに重なるように配置される。

【0109】

・実施形態および変形例において、歪みセンサ８２から温度検出部８８を省略してもよい。この場合、歪みセンサ８２から第５端子８７Ｅおよび第６端子８７Ｆを省略してもよい。

【0110】

・実施形態および変形例において、予め定めるパターン部８６Ｘの形状は任意に変更可能である。一例では、予め定めるパターン部８６Ｘは、歪みセンサ８２が被測定物に取り付けられている状態で、回転中心軸心Ｃ１に平行な方向および被測定物の周方向のそれぞれに対して傾斜していない形状とすることもできる。予め定めるパターン部８６Ｘにおける被測定物の周方向における複数の第１部分８６Ｐの間隔、および、第１部分８６Ｐの長さは、任意に変更可能である。

【0111】

・実施形態および変形例において、凹部３５の形状は、任意に変更可能である。一例では、図１４に示されるように、複数の凹部３５が被測定物の回転中心軸心Ｃ１まわりの周方向に間隔をあけて形成されてもよい。

【0112】

・実施形態および変形例において、凹部３５の形状は、歪みセンサ８２の周縁の形状に応じて任意に変更可能である。一例では、図１５は、予め定めるパターン部８６Ｘが、歪みセンサ８２が被測定物に取り付けられている状態で、被測定物の回転中心軸心Ｃ１まわりの周方向で約９０°にわたり延びる歪みセンサ８２が出力部３４に取り付けられる場合を示す。

【0113】

・実施形態および変形例において、凹部３５が形成される被測定物に設けられる歪みセンサは、実施形態の金属歪ゲージの一例である歪みセンサ８２に限られない。例えば、歪みセンサとして、金属歪ゲージに代えて、半導体歪ゲージが用いられてもよい。半導体歪ゲージは、例えば金属板の一表面に設けられ、金属板の他表面が被測定物に接着される。

【0114】

・実施形態および変形例において、電気絶縁部材８４は、被測定物に直接形成されてもよい。この場合、出力部３４の外周面に絶縁膜が形成され、絶縁膜上に金属箔が蒸着されることによって予め定めるパターン部８６Ｘが形成される。予め定めるパターン部８６Ｘ上には、絶縁膜が形成される。電気絶縁部材８４が被測定物に直接形成される場合、被測定物において歪みセンサ８２が取り付けられる領域は、例えば図６に示される凹部３５を含んでもよい。この場合、出力部３４の外周面に形成される絶縁膜の一部が凹部３５にも形成されてもよい。

【0115】

・実施形態および変形例において、被測定物から凹部３５を省略してもよい。実施形態および変形例において、凹部３５は、歪みセンサ８２の周縁の少なくとも一部分に形成されてもよく、歪みセンサ８２の周縁の一部分のみ形成されてもよい。凹部３５は、好ましくは、歪みセンサ８２に与えられる応力が最も大きくなる位置に設けられる。

【0116】

・被測定物は、伝達体３３に限られず、人力駆動車１０において歪を検出する必要がある部品であってもよい。一例では、被測定物は、クランク軸１２Ａ，クランクアーム１２Ｂ、ペダル１８およびフレーム１６の少なくとも１つを含む。被測定物は、人力駆動車１０の部品以外の部品であってもよい。

【符号の説明】

【0117】

１０…人力駆動車、３０…コンポーネント、３４…出力部（被測定物の一例）、３５…凹部、３５Ｘ…曲面、８０…センサ、８２…歪みセンサ、８４…電気絶縁部材、８４Ｃ…取付面、８６…導電膜、８６Ｘ…予め定めるパターン部、８６Ａ…第１パターン部（パターン部）、８６Ｂ…第２パターン部（パターン部）、８６Ｃ…第３パターン部（パターン部）、８６Ｄ…第４パターン部（パターン部）、８７…ホイートストンブリッジ回路、８７Ａ…第１端子、８７Ｂ…第２端子、８７Ｃ…第３端子、８７Ｄ…第４端子、８８…温度検出部、ＳＤ…接着剤、Ｃ１…回転中心軸心、ＰＬＡ…回転中心軸心を含む平面、ＰＬＢ…回転中心軸心に垂直な平面、ＰＬ１…第１平面、ＰＬ２…第２平面。

【図1】