サイクルトレーナーと特許について

 今まで、タイヤにローラーを押し付けるタイプのトレーナー（写真上）を使っていましたが、タイヤの摩耗や騒音の問題があり、思い切って写真のタイプのトレーナー（写真下）を購入しました。
スマートトレーナーと見た目は同じですが、私が購入したものは、一定負荷の廉価版です。負荷用のモータが内蔵されておらず、走行シミュレーションができません。

このような、タイヤをローラーに押し付けないタイプのトレーナーが、いつごろ開発されたのかを、過去に特許等で出願された明細書を参考に確認していきたいと思います。
なお、国内の出願についてJ-PlatPatで検索しました。

WO2002/062426　自転車用トレーニング装置
美津濃株式会社さんの出願が見つかりました。課題には、「タイヤの消耗が通常の屋外走行によるものよりも激しいといった問題があり」という記載や、「タイヤ及びローラの回転による振動によって自転車用トレーナのフレームなどから床面に伝わって発生する振動音による騒音が大きくなるといった問題もあり」という記載がありました。

実用新案登録第3174536号　二輪車訓練装置
負荷が変動する、スマートトレーナーの実案です。床に設置する足の部分の形状は違いますが、私が購入したものに近い形状です。課題には、「タイヤの磨耗を防いで現実感のあるシミュレーションを実現し」と、記載されています。

2002年頃には、自転車の後輪を取り外すタイプのトレーナーが、公開されていたことが確認できました。ピックアップした数は少ないですが、目的のものがでてきたので、今回は調査はここまでにしました。あとは、以下に気になったものをいくつか示してみました。

JPZ 000003358　自転車運動器
明治39年登録の実案が見つかりました。タイヤをローラーに押し付けるタイプで今回の対象から外れますが、自転車用トレーナーの日本最古でしょうか。自転車のフレームもホリゾンタルで意外と格好良いと思いました。

特開2004-338653　電動アシスト自転車
ソニーさんが、電動アシスト自転車を開発していた頃の出願だと思われます。この頃は、ものづくり企業として、絶頂期を迎えていたような気がします。二足歩行ロボットも開発していました。私は、これらの試作をしていた工場で働いていました。
あと、発明者の方の名前にも注目してみてください。

特開昭56-052078　サイクリングシミュレーション装置

ヤマハ株式会社さんの出願です。コンピュータを使った仮想空間での走行シミュレーションについて、この頃にはすでに発明されていたようです。

トレーナーは、購入したものの色々と忙しく、まだ自転車を設置していません。
これから、外を自転車で走ることは大変なのでトレーナーを活用して、体力を維持していきたいと思います。

自転車のデータ測定（Bluetooth）2024

　昨年に引き続き、BLEのセンサをsimulinkに接続する試みです。Arduino MKR WiFi 1010に、simulinkモデルを書き込んで動かすことを想定しています。

　今年は、新しいセンサを導入することにしました。見た目は、スマートトレーナーと同じです。しかしながら、私が購入したものは、一定負荷の廉価版です。つまりモータが内蔵されておらず、走行シミュレーションができません（以下でトレーナーと呼ぶことにします）。
　自転車の後輪を外し、トレーナーのギアにチェーンをかけて自転車をセットします。自転車の後輪部分に負荷が加わり、この負荷はチェーンを介して前のギア伝達されます。前のギアにはクランクとべダルが付いているので、ペダルを漕ぐと一定負荷で走行しているのと同じになります。
　その時の、速度およびパワーが内蔵のセンサで測定できます。センサで測定したデータは、BLEで送信されます。

　モデルは、昨年の使いまわしです。すでに、画面にある通りトレーナーからの値が取得できました。ここまでは、あまり苦労せず出来るようになりました。

　左上の１つ目の受信のブロックの設定です。まず、Scanでトレーナーを検索します。トレーナーの回転することろを回すと、BLEのセンサがONになり、選択するところに表示されます。選択後、一度OKを押して設定を閉じてからもう一度設定を開くと、NOZA－ONEと表示されます。以下のように設定しました。

　左下の２つ目の受信のブロックの設定です。Scanは必要ありません。以下のように設定しました。

　右の送信のブロックです。以下のように設定しました。今回は、送信のブロックを２つ作成すると、上手く動かなかったので１つにしています。この辺りは良く分かっていません。

　これで、あとは、センサで取得した値を物理値に変換することになります。実は、まだ自転車を設置していないので、これから少しづつ進めていこうと思います。
　最初からこれを購入して色々やればよかったのかもしれませんが、去年と一昨年の試行錯誤も役に立っていると思います。

　トレーナーの詳細は、以下を参考にしてみてください。
　上から、youtube、アマゾンのリンクです。これ以外にも色々あります。
Xplova NOZA One（エクスプローバ ノザ ワン）

XPLOVA(エクスプローバ) NOZAone ノザワン パワーバイクトレーナー

新しいサドル

 パナソニック(Panasonic) ソフトクッションサドル 自転車 ブラック NSSS045

サドルを変えてみました。

近所を走った限りでは、良い感じでした。

もう少し距離を乗って感想を書きたいと思います。

自転車の回転検出センサと特許について

 自転車の回転検出センサを昨年から試行錯誤で、使い始めました。このようなものです（真ん中の銀色の部品の下にあるゴムバンドのようなものです）。ハブ（車輪の中心にある部品です）に付けます。車輪と同じ方向に同じ回転数で回転します。

以下の記事も参考にしてください。

https://cycle1300ss.blogspot.com/2023/12/bluetooth2023.html

このBluetooth接続できるセンサは、サイクルコンピュータ用ですが、いつ頃から製品化されたのか分かりません。私が以前から使っているセンサは、磁石を使う以下のようなものです。

特開2001-171583

磁石を使っている公報の例です。48が磁石です。

ハブに取付けるセンサは、軽く検索したところ見つかりませんでした。以下は、ハブ内部のスペーサーに取付けるセンサでかなり近いですが、センシングの方法が異なります。磁気を使う記載があります。

特開2008-162583

テストしているハブに取付けるセンサは、加速度や角度を検出していると思われますが、詳細がまだ分かりません。公報で確認したかったのですが、できませんでした。

実際に、ハブに固定するものではありませんが、加速度センサから速度を算出している以下のようなものが見つかりました。10がセンサです。

特開2012-106553

（弁理士試験の部分意匠や部品の意匠を理解するときの自転車の絵を思い出すような図面です）

今回は国内のみの公報を確認しただけなので、センサ技術の変遷まで辿り着くことができませんでした。また時間があったら、製品のカタログなどを辿ってみたいと思いました。

自転車のデータ測定（Bluetooth）2023

昨年に引き続き、BLEのスピード・ケイデンスセンサをsimulinkに接続する試みです。Arduino MKR WiFi 1010に、simulinkモデルを書き込んで動かすことを想定しています。

以下のページが参考になるのですが、なかなかハードルが高そうです。

サイクリングスピード・ケイデンスサービス 1.0

https://www.bluetooth.com/ja-jp/specifications/specs/cycling-speed-and-cadence-service-1-0/

参考にさせていただいたブログです。大変助かりました。有難うございました。

susutex’s blog様

https://susutex.hatenablog.com/entry/2017/08/24/200000

昨年分からなかった一番上の数字、1だとスピードセンサ、2だとケイデンスセンサを示していることが分かりました。昨年試したときは２を示しており、センサはケイデンスモードにしていたので、問題ないことが確認できました。

今年は、スピードセンサとケイデンスセンサとが兼用のものでないセンサも購入して試してみました。それぞれ別々のsimulinkモデルにしています。一つのモデルにしたところ、監視と調整で動かすとエラーが出たりしたためです（PCスペックの問題かもしれません）。

モデル自体については、複雑なことはほとんど無くBLEの送信及び受信ブロックを配置し、CentralでScanを押せばメータを検索する設定になります。メータが見つかったら、一端BLEのブロックの設定をOKで閉じ、もう一度設定を開くと先ほど検索したセンサがデバイスのところに表示されます。なお、一つのブロックで設定すれば、他のブロックにもデバイスが反映されていましたのでスキャンは不要です。

スピードセンサ

ケイデンスセンサ

ケイデンスの場合の設定（BLE Sendブロック）

今回は上手く動いてくれました。一部疑問点は残るものの、一番上の数字がスピードセンサでは１、ケイデンスセンサでは２を示しています。2A5C（CSC Feature）に２を送信していますが、スピードセンサで試す時にこのようにしないと動かなかったりしたので、２にしています。本来は１だと思うのですが分かりません。2A5B（CSC Measurement）で受信するのがデータです。

テストでは、センサを手に持って振って値が変わるかを確認しますが、何度もやっていると時々センサが吹っ飛びそうになります。

自転車に取り付けて確認してみましたが、速度に変換する計算がまだできていないため、今後引き続き取り組んでいきたいと思っています。今のところ、ホイールを回転させると数値が変わっていき、ホイールが止まると数値変化も止まります。上から２－５番目の数値は累積値になっていました。６，７はホイールが回転していると常に変化していました。

以下のCSC Measurementに詳細が記載されています。

https://www.bluetooth.com/specifications/specs/gatt-specification-supplement-4/

スピードセンサ（リアホイールのハブに固定します。写真真ん中辺り）

実はサイクルコンピュータもあるのですが、simulinkで遠回りですが慌てず進めていきたいと思います。昨年とあまり変わらずすみません。今回、自転車での確認からをMacbook Airで試してみましたが特に問題なく環境を移行できています。さらにCOMポートの設定がオートでできるので、使いやすくなりました。

サイクルコンピュータ

ペアリングすればすぐ速度を検出しました。

今回使用したセンサです。配線がいらないので煩わしさが全くありません。私が購入した時よりも500円ほどお安くなっています。

スピードセンサ

https://amzn.to/3GBD70s

ケイデンスセンサ

https://amzn.to/3RzmvvJ

Birdy CLASSIC 9速化

 ALTUS(アルタス）のリアディレーラーを入手したので、試してみたところ一応つくのですが地面すれすれになるので諦めました。11-36のスプロケットを考えていました。

次は、SORAのロングゲージで再挑戦しました。スプロケットは11-32です。こちらは写真のとおり上手く行きました。二枚目の写真の黒色のスプロケットは11-36で、こちらも使えなくなってしまいました。

先に調べてから試してみるべきでした。インナー、アウターケーブルは切ってしまったので、新しいものを購入することになってしまいました。シフターは、DEOREが余っていたので活用できました。

ミニPCの現在

 ノートPCを購入したため、ミニPCを持ち歩くことはやめています。

そのかわり、ミニPCは自宅で起動したままにしてあります。

chrome Remote desktopで接続できるようにして、さらにdesktopなどのフォルダを

OneDriveにバックアップするようにしています。

ノートPCは、Macbook airです。

このやり方で、MacでもWindowsの環境を併用できるようにしました。

また、OneDriveのお陰で、ワードなどのオフィス系のファイルも扱えるようになり

Macでも問題なさそうです。