(57)【要約】【課題】自転車シェアリングシステムに使用するための、携帯電話と近距離無線通信することができる安価な電子錠を提供すること。【解決手段】リングロック２０に電子モジュール３０を付加した電子錠１０であって、電子モジュール３０は、電子錠１０を開閉させるモータ４０とウォームギア５０とラックギア６０とラックギア６０の左右の移動を止めるストッパ７０とからなる駆動部８０と、電子錠１０を開錠するための鍵ＩＤ及びパスワードを送受信するための近距離無線通信チップを備えたマイコン部９０と、電池ボックス１００とからなり、携帯電話と前記近距離無線通信チップとが、近距離無線通信することができることを特徴とする電子錠１０とした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リングロックに電子モジュールを付加した電子錠であって、
前記電子モジュールは、電子錠を開閉させるモータとウォームギアとラックギアと前記ラックギアの左右の移動を止めるストッパとからなる駆動部と、
電子錠を開錠するための鍵ＩＤ及びパスワードを送受信するための近距離無線通信チップを備えたマイコン部と、電池ボックスとからなり、
携帯電話と前記近距離無線通信チップとが、近距離無線通信することができることを特徴とする電子錠。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現在普及率の極めて高い個人所有の携帯電話（主にスマートフォン）を使用することで、コストを掛けずに実現することができる自転車シェアリングシステムに使用する、携帯電話との通信機能を備えた電子錠に関する。
【背景技術】
【０００２】
通勤や通学時に、最寄り駅までの足として使用される自転車で、最寄り駅周辺の駐輪場等に停められている個人所有の自転車は、帰宅時間である夕方までは、駐輪場等の場所をただ占有しているだけであり、何の価値も生み出してない。加えて都市部では、駅周辺の駐輪場は供給不足の状態にあり、結果として、不法に留め置かれている自転車が後を立たず、通行者の妨げになる等、深刻な社会問題となっている。
【０００３】
上記問題を解決するために、自転車に設置された錠、携帯電話、及びレンタルサーバが情報連携しあうことで、鍵や赤外線リモコンのような電子錠と一対一対応するようなものをユーザに持たせることなく、自転車のような移動物のレンタルサービスに於いて、駐車場を介さずに（いわゆる「どこでも駐車場」）レンタルすることが出来るようにすることを目的として、無線、有線、赤外線、電磁誘導磁界などによってユーザと接続し合い、開錠を可能にする錠システムおよびその錠に関する技術が開示されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２３２１５２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に係る方法では、自転車に設置された電子錠から位置情報を取得しており、個々の自転車に取り付ける電子錠にＧＰＳ（Global Positioning System：全地球測位網）機能を持たせた機器が必要となり、自転車１台毎に設置する電子錠が高価になってしまい、製造コストが掛かってしまう。さらに、特許文献１に係る方法では、自転車に設置された電子錠自体がサーバと通信するようになっている（特許文献１：図１参照）。かかる仕組みでは、自転車の電子錠にはサーバとの通信機能（＝３Ｇなどの携帯電話通信機能を使った通信）が必要となり、電子錠の製造コストが、さらに高くなってしまうため好ましくない。
【０００６】
本発明の目的は、駅周辺の駐輪場に置かれたままになっている自転車、及び駅周辺の空きスペースに限らず、商店街の店先等の空きスペースを有効に活用することができ、しかも、低コストで実現することができ、さらに、自転車シェアリングにおける偏在問題を解決し得る画期的な自転車シェアリングシステムに使用することができる安価な電子錠を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本願請求項１に記載した発明は、リングロックに電子モジュールを付加した電子錠であって、前記電子モジュールは、電子錠を開閉させるモータとウォームギアとラックギアと前記ラックギアの左右の移動を止めるストッパとからなる駆動部と、電子錠を開錠するための鍵ＩＤ、及びパスワードを送受信するための近距離無線通信チップを備えたマイコン部と、電池ボックスとからなり、携帯電話と前記近距離無線通信チップとが、近距離無線通信することができることを特徴とする電子錠であることを特徴とするものである。尚、本明細書中においてリングロックとは、図１に記載したような市販されているリングロック（汎用品）のことを言う。
【発明の効果】
【０００８】
本願請求項１に記載した発明に係る電子錠は、電子錠を開閉させるモータとウォームギアとラックギアと前記ラックギアの左右の移動を止めるストッパとからなる駆動部と、電子錠を開錠するための鍵ＩＤ及びパスワードを送受信するための近距離無線通信チップを備えたマイコン部と、電池ボックスを備えている。
【０００９】
このように電子部品をモジュール化することにより、幅広い種類のリングロックに対応することが可能となる。既に流通している低コストで入手できるリングロック（汎用品）をそのまま利用することができるため、電子錠を低コストで製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】電子錠の構造を説明するための図である。
【図２】駆動部の仕組みを説明するための図である。
【図３】電池ボックス施錠の仕組みを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜電子錠の構造＞
以下、本発明に係る電子錠１０について、図１〜図３を参照しつつ詳細に説明する。図１は、本発明に係る電子錠１０の構造を説明するための図である。電子錠１０を最初から独自に製造すると高コスト化につながるため、駆動部８０、マイコン部９０、電池ボックス１００の３つのブロックからなる電子モジュール３０によりモジュール化を図った上で既存のリングロック（汎用品）２０に簡単に付加するような構造としている（図１参照）。
【００１２】
駆動部８０は、マイコン部９０からの解錠信号を受信した際に、リングロック２０の施錠部位を動作させる電子部品であり、リングロック２０開錠のためのレバーの機能を制御している。マイコン部９０は、携帯電話との無線通信のモジュール、携帯電話からの信号を解析し駆動部８０に解錠信号を送信するプログラム、電池残量を測定するプログラム、鍵のＩＤ／パスワードを保存・変更するプログラム、鍵のＩＤ／パスワードを保存するメモリを備えており、電池ボックス１００は、マイコン部９０、及び、駆動部８０を動作させるのに必要な独立電源である。
【００１３】
このように電子部品を電子モジュール３０によりモジュール化することにより、幅広い種類のリングロック２０に対応することが可能となる。既に流通している低コストで入手できるリングロック（汎用品）２０をそのまま利用することができるため、電子錠１０を低コストで製造することが可能となる。
【００１４】
図２は、電子錠１０の電子モジュール３０に組み込まれた駆動部８０の仕組みを説明するための図である。本発明に係る電子錠１０の駆動部８０は、モータ４０とウォームギア５０とラックギア６０とストッパ７０とからなる。本来的には、ウォームギア５０とは、ねじ歯車（ウォーム）とそれに合う歯車（ウォームホイール）を組み合わせた機構である。円柱に螺旋状に連続的に歯を切った（ねじのように螺旋状に歯を切った）「ウォーム」と、円盤の側面に、このウォームと併せて円弧状の歯を切った「ウォームホイール」を組み合わせて使われるギアシステムのことである。しかしながら、本明細書においては、「ウォーム」のことをさして「ウォームギア５０」と記載することとする。
【００１５】
ラックギア６０とは、回転力を直線の動きに変換する為に、歯を直線状に配置したギアのことである。通常は、ウォームギア５０とラックギア６０とを組み合わせることは無い。一般的に、「ラック・アンド・ピニオン」と言われているように、ラックギア６０にはピニオンギアを組み合わせるのが通常である。
【００１６】
図３は、電池ボックス施錠の仕組みを説明するための図である。電子錠１０は、電池が切れると開錠することができなくなる。このため、電池交換の機構が必要となるが、電池ボックス１００そのものにも施錠機能がついてないと、悪戯などにより電池が抜かれてしまった際に、電子錠１０が使えなくなってしまう危険性がある。そこで、電池ボックス１００自体にも錠前（錠と鍵）をつけることが考えられるが、コストが掛かり好ましくない。
【００１７】
上記課題を解決すべく、図３に提示するように、電池ボックス１００の蓋の裏に、蓋部フック１１０を設置し、リングロック２０が開錠した状態でのみ、電池を交換できるような機構とした。かかる機構は、既存のリングロック２０の構造を利用することにより、電池交換のためだけに必要な錠前が不要となり、低コストでの電子錠１０の製造を可能とするものである。
【００１８】
＜電子錠の作用効果＞
本発明において実施したいのは、自転車の施錠及び開錠のために、電子錠１０の電子モジュール３０に組み込まれた駆動部８０の一部品であるラックギア６０を左右に動かすことである。ラックギア６０にピニオンギアを組み合わせた機構であれば、ギア比が低いため、自転車に乗っている時、道路のちょっとした凸凹が伝達した際の振動によるピニオンギアの回転により、ラックギア６０が簡単に左右に動いてしまい、必要のない時に作動してしまう虞があり好ましくない。それに対してウォームギア５０はその構造上、ギア比が高く、道路のちょっとした凸凹が伝達した際の振動に起因したウォームギア５０の回転によるラックギア６０の移動量は極めて小さいため、実用性を考慮してウォームギア５０を採用することとした。
【００１９】
本発明に係る電子錠を開錠する際は、まず、携帯電話からの電気信号をマイコン部９０が受け取り、マイコン部９０は、携帯電話からの電気信号を解析し、駆動部８０に解錠信号を送信する。駆動部８０は、マイコン部９０からの解錠信号を受信した際に、リングロック２０の施錠部位をモータ４０の回転により動作させる。この時、モータ４０の回転に連動してウォームギア５０が回転し、ウォームギア５０の回転に連動してラックギア６０がウォームギア５０の回転中心軸に沿って左右に移動する。移動したラックギア６０は、ラックギア６０の移動方向に対して左右に設置したストッパ７０により止まるような構造になっている（図２（ａ）参照）。あるいは、図２（ｂ）のようにモータ４０の回転軸に、モータ４０の回転と連動したストッパ７０を設置する。ウォームギア５０の回転により、ラックギア６０がストッパ７０の位置まで移動することにより、ラックギア６０自体がストッパ７０の回転運動を止め、ストッパ７０の回転運動が止まることで、モータシャフトの回転が止まるような機構であっても良い。サーボモータを使用すれば、ラックギア６０の移動量をストッパ７０無しでも制御することができるが、サーボモータは高価なので低コスト実現の観点からは好ましくない。
【００２０】
基本的な設計コンセプトとして、自転車に設置する電子錠１０は、極力コストを掛けないようにしているので、鍵ＩＤやパスワードの認証機能が、最低限あれば良いものとする。この認証機能は、携帯電話との近距離無線通信機能（ｎｆｃ、ｗｉｆｉ、ｂｌｕｅｔｏｏｔｈなど）により携帯電話から通知された鍵ＩＤ／パスワードを電子錠１０が保管している鍵ＩＤ／パスワードとの整合性をチェックする機能のことである。
【００２１】
さらに、自転車に設置する電子錠１０は、極力コストを掛けないようにするため、電池残量を表示する機能、電池切れアラームを鳴らす機能を持たせないようにすることもできる。かかる場合には、電子錠１０側で電池残量を測定するが、電池残量に関する情報は、携帯電話で開錠したタイミング（＝電子錠１０と携帯電話が鍵ＩＤ、パスワードを通信するタイミング）で電子錠１０側から携帯電話側にデータを送信し、携帯電話側で電池残量を表示し、電池残量がある値よりも少ない時にはアラームを鳴らすようにしている。要するに、自転車側に備え付けられた装置の機能は極力削ぎ落とすという基本思想により、安価な自転車に設置する電子錠１０を実現している。
【００２２】
本発明に係る電子錠１０は、電池駆動であるため電池の交換が必要となる。電池抜き取り等の悪戯を防止する観点から、電池ボックス１００自体にも何らかの施錠機構が必要である。しかしながら、電池交換のためだけに別途、錠前を用意すると、電子錠１０にコストが掛かってしまい好ましくない。そこで、図３に示すように、電池を出し入れする蓋の裏に蓋部フック１１０を設置して、リングロック２０を施錠した状態では、蓋部フック１１０が、リングロックに設置した蓋部フック引っ掛け部１２０（リングロック２０の開閉に連動して動く、例えば図３のような棒状の部材でも良い）に、引っ掛かることにより、電池を出し入れする蓋が開かないが、リングロック２０を開錠した状態の時には、蓋部フック１１０に引っ掛けた蓋部フック引っ掛け部１２０が外れ、電池を出し入れする蓋が開き電池を交換することができるような機構とした。
【００２３】
係る機構だけでは、施錠中に電池切れを起こしてしまった際には、電池交換が出来ないこととなる。そこで、電子錠１０が施錠状態であっても、リングロック２０が施錠・解錠できる機構が必要である。本発明に係る電子錠は、電池切れにより電子鍵１０が機能してない状態でも、既存のリングロック２０自体の施錠・解錠機能（例えば、暗証番号を押す等）を使って電子錠１０を開閉することができる。即ち、施錠中に電池切れを起こしてしまった時は、既存のリングロック２０の施錠・解錠機能を使って開錠してから電池交換を行うことができる。自転車の電子錠１０は、必要最低限の機能として、電池電圧の測定、携帯電話より送信される開錠信号の妥当性確認を行うのみである。これにより、高価な通信モジュール、高スペックなマイコンを使う必要がなく、安価な施錠システムを提供することができる。
【００２４】
従来からある自転車の電子錠１０の殆どは、利用が許可されたユーザ情報を電子錠１０のマイコン内部に保存する方式を採用しているが、この方式では電子錠１０のマイコンのハードディスクに保存できる数のユーザしか利用することができない。これに対して、本発明に係る電子錠１０では、許可されたユーザの情報を電子錠１０に保存するのではなく、鍵ＩＤとパスワードをサーバ（集中管理するためのサーバ）に保存し、自転車所有者と利用が許可された自転車利用者との間でサーバ上のデータを共有する方式を採用しているため、利用者数を大幅に増やすことができる。さらに、パスワードを自動更新する仕組み（いわゆるワンタイムパスワード）も備え、セキュリティレベルを向上させている。
【００２５】
さらに、自転車の貸し借りの管理、及び自転車の施錠管理を、自転車に設置された、携帯電話と近距離無線通信することができる電子錠１０と、自転車利用者が個人で保有する携帯電話、携帯電話と通信するサーバ（集中管理するためのサーバ）を活用して実現することにより、駐輪場毎の専用サーバ設置費用が不要となり運用コストを大幅に削減することができる。このようなシステムにより、低コストでレンタル自転車の鍵をセキュアに（セキュリティー上安全に）自転車利用者に渡すことが可能となる。
【００２６】
本発明により、駅周辺の交通手段が、バス、タクシー以外にも増え、自転車利用者にとっての交通手段の選択肢が増えることが期待できる。そして、地球に優しくＥＣＯな乗り物である自転車の利用が増えれば、ＣＯ２削減による地球温暖化防止に寄与するだけでなく、自転車利用者の行動範囲が広がり、地域経済に対しても大きく寄与することも期待できるものと考える。さらに、駐輪場等に置かれた個人所有の自転車をシェアできるようになり、駅周辺のみならず、商店街における店舗の軒先等、街中での様々な空きスペースを利用することで自転シェアリングにおける偏在問題を解決することができるようになる。
【００２７】
＜電子錠の変更例＞
本発明に係る電子錠の構成は、上記実施形態の態様に何ら限定されるものではなく、電子錠１０、リングロック２０、電子モジュール３０、モータ４０、ウォームギア５０、ラックギア６０、ストッパ７０、駆動部８０、マイコン部９０、電池ボックス１００、蓋部フック１１０、蓋部フック引っ掛け部１２０等の構成を、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、必要に応じて適宜変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明に係る電子錠は、上記の如く優れた効果を奏するものであるので、通勤、通学等に使用する自転車の使用者が会社や学校等に行っている間、駅近辺の駐輪場に置かれたままになっている自転車を有効に活用するような自転車シェアリングシステムに使用する電子錠に関する分野で好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００２９】
１０・・電子錠
２０・・リングロック
３０・・電子モジュール
４０・・モータ
５０・・ウォームギア
６０・・ラックギア
７０・・ストッパ
８０・・駆動部
９０・・マイコン部
１００・・電池ボックス
１１０・・蓋部フック
１２０・・蓋部フック引っ掛け部
【図１】
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【図２】
2016014254.tif 000004
【図３】
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