JP2016172979A - 電子錠、自転車および電動アシスト自転車 - Google Patents

Abstract

【課題】破壊されにくい自転車の電子錠を提供する。【解決手段】電子錠は、内部に中空部分を有する車体とハンドルとを含む自転車に設けられる電子錠である。車体は、ハンドルが固定される第１の部材と、第１の部材に連結される第２の部材と、を有し、第１の部材は、第２の部材に対してハンドルの回動方向に回動可能である。電子錠は、上述の中空部分に設けられる機構であって、第１の部材の第２の部材に対する回動を制限する制限機構と、制限機構を制御する制御部と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は電子錠に関し、特に、自転車に設けられる電子錠に関する。

従来、自転車の盗難防止または駐輪時に自転車を固定するための方法としては、自転車の車輪を固定する機械的な施錠部品あるいは施錠器具などを活用する方法が一般的である。この施錠器具は、例えば、紐状で伸縮する金属または強化繊維などで構成される器具を含む。これらは、いずれも、自転車の購入後に、自転車に外部から設置される機械または機構部品として提供される。したがって、ユーザは好みに応じて施錠方法を交換し、または選択することできる。

上述の施錠の方法としては、例えばＲＦＩＤ（radio frequency identifier）などの非接触式の鍵および当該非接触式の鍵の機能を有した携帯電話を使用する方法なども提案されている。

電気的に施錠する具体的な方法として、例えば、特許文献１（特開２０１２−２４１４２８号公報）、特許文献２（特開２００１−３４９１１０号公報）、特許文献３（特開２００１−３４９１１７号公報）、特許文献４（特開平１０−３１７７５４号公報）、および特許文献５（特開２００４−１１６２６１号公報）による方法が提案されている。

特開２０１２−２４１４２８号公報 特開２００１−３４９１１０号公報 特開２００１−３４９１１７号公報 特開平１０−３１７７５４号公報 特開２００４−１１６２６１号公報

上記に述べた物理鍵あるいは電子式で施錠および解錠する鍵は、自転車とは別の部品により構成されて、自転車の外部に装着される。したがって、自転車の走行が可能なように、この部品のみを破壊することは容易に可能である。そのため、自転車とは別部品で構成されて、自転車の外部に装着される鍵は、自転車の盗難防止の対策としては脆弱であるという課題があった。

また、一般に盗難防止の鍵としては、ダイヤルあるいは物理鍵にて施錠および解錠する紐状の装置も提案されているが、紐自体を破壊することは容易である。したがって、紐状の装置であっても、自転車の盗難防止の鍵としては脆弱であるという課題があった。

さらに、特許文献１は、非接触無線タグ機能を備えたカードを使用して、自転車の前輪あるいは後輪、あるいはその両方を固定する電子装置を開示している。この電子装置は、自転車とは別の部品である。そのため、上述したように、別部品であることによって生じる課題（自転車の盗難防止の対策としては脆弱であるという課題）への解決策にはなっていない。

本開示は、上記の課題を解決すべくなされたものであり、破壊されにくい自転車の電子錠を提供することである。

一実施の形態に従う電子錠は、内部に中空部分を有する車体とハンドルとを含む自転車に設けられる電子錠である。車体は、ハンドルが固定される第１の部材と、第１の部材に連結される第２の部材と、を有し、第１の部材は、第２の部材に対してハンドルの回動方向に回動可能である。電子錠は、上述の中空部分に設けられる機構であって、第１の部材の第２の部材に対する回動を制限する制限機構と、制限機構を制御する制御部と、を備える。

好ましくは、制限機構は、第１の部材と第２の部材のうちの一方から他方に向けて進出可能なシャフトと、他方に設けられて、シャフトが係合可能な孔と、を含む。

好ましくは、制御部は、上述の回動が制限されるように制限機構を制御し、および当該回動が制限されている場合には当該制限が解除されるように制限機構を制御する。

好ましくは、制御部は、車体に設けられる。
好ましくは、制御部は、ハンドルに設けられる。

好ましくは、制御部は、外部の端末と通信する通信部を含む。制御部は、制限機構を制御するための指令データを、通信部を介して外部の端末から受信する。

好ましくは、外部の端末は、無線通信式非接触ＩＣタグを含む。
好ましくは、外部の端末は、携帯通信端末を含む。

好ましくは、制御部は、画像を読み取る画像読み取り部を備え、画像は、制限機構を制御するための指令データを表す画像を含み、制御部は、画像読み取り部により読み取られた画像から指令データを取得する。

好ましくは、自転車は、当該自転車に走行のための補助力を供給する電動機を備え、制御部は、制限機構による回動を制限するための動作に連動して、電動機を制御する。

好ましくは、該自転車に電力を供給する電源部を備え、制御部は、制限機構による回動を制限するための動作に連動して、電源部を制御する。

他の実施の形態に従う自転車は、上述の電子錠を備える。
他の実施の形態に従う電動アシスト自転車は、走行のための補助力を供給する電動機を備える電動アシスト自転車であって、上記の電子錠を、さらに備える。

実施の形態１に係る自転車の外観を模式的に示す図である。 図１のフロントフォーク２にヘッドチューブ３を連結する態様を模式的に示す図である。 実施の形態１に係る電磁ロック機構を模式的に説明する図である。 実施の形態１に係るハンドルロックの態様を説明する図である。 実施の形態１に係る電子錠制御端末４０が搭載される部位を模式的に示す図である。 実施の形態１に係る電子錠制御端末４０のハードウェア構成図である。 実施の形態１に係る電磁ロック機構１０Ａの構成図である。 実施の形態１に係る電子錠による施錠および解錠の処理を示すフローチャートである。 実施の形態２に係る電子錠の取付け態様を模式的に示す図である。

以下、図面を参照しつつ、自転車に備えられる電子錠であって、自転車の盗難防止を可能にする電子錠を説明する。以下の説明では、図面中の同一の部材には同一の参照符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、以下の説明では、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

＜技術思想＞
本実施の形態に係る技術思想は、以下のとおりである。

電子錠は、内部に中空部分を有する車体とハンドルとを含む自転車に設けられる電子錠である。自転車の車体は、ハンドルが固定される第１の部材と、第１の部材に連結される第２の部材と、を有する。第１の部材は、第２の部材に対してハンドルの回動方向に自在に回動可能である。また、電子錠は、車体の中空内部に設けられる機構であって、第１の部材の第２の部材に対する回動を制限する制限機構と、当該制限機構を制御する制御部と、を備える。

上記に述べたように、電子錠は自転車の車体の内部に設けられる。これより、電子錠が自転車とは別の部品で構成されて自転車に外付けされる場合に比較して、本実施の形態に係る電子錠を破壊することは困難である。また、電子錠は車体の内部に設けられているので、車体を破壊することなく、電子錠を破壊することも実質的に不可能である。したがって、本実施の形態に係る電子錠は、上述した従来の課題を解消することが可能であり、自転車の盗難防止用の電子錠として有効である
[実施の形態１]
（自転車１の構成）
図１は、実施の形態１に係る自転車の外観を模式的に示す図である。図１を参照して、自転車１は、内部に中空部分を有する車体と、ハンドル３０とを備える。自転車１は、さらに、車輪、サドルおよびペダルを備える。以下では、車体およびハンドル３０を主体に説明する。

車体は、内部に中空部分を有するフレーム（図中の斜線部参照）を含む。図１を参照して、フレームは、前輪とハンドル３０が接続されるフロントフォーク２（「第１の部材」）、フロントフォーク２に連結されるヘッドチューブ３（「第２の部材」）、ヘッドチューブ３に一体的に連結されるトップチューブ４およびダウンチューブ８を備える。当該フレームは、さらに、サドルが接続されるシートチューブ５、後輪が接続されるシートステイ６およびチェーンステイ７を含む。

図２は、図１のフロントフォーク２にヘッドチューブ３を連結する態様を模式的に示す図である。図２を参照して、ヘッドチューブ３は略円筒状で内部は中空である。また、ヘッドチューブ３は、内部の中空部分にべアリングなど（図示せず）を有する。

フロントフォーク２は中空部分を有する略円柱状のフォークコラム２１を備える。フォークコラム２１の外径Ｄは、ヘッドチューブ３の内径と整合している。フォークコラム２１は、ヘッドチューブ３の中空内部に図中矢印方向から挿通される。ヘッドチューブ３に挿通されたフォークコラム２１の一方端部には、ハンドル３０が、ステム３１などの部品により固定され、他方端部の側には前輪の軸が接続される。

ヘッドチューブ３に挿通されたフォークコラム２１は、上述のベアリングを介してヘッドチューブ３の内部の中空部分で回動可能である。したがって、ユーザが、車体の舵を左右に調整するためにハンドル３０を回動操作すると、当該回動に連動して、フロントフォーク２は、ヘッドチューブ３に対してハンドル３０の回動方向に回動する。つまり、フロントフォーク２は、ヘッドチューブ３に対してハンドル３０の回動方向に回動可能なように、上述のベアリングを介してヘッドチューブ３に連結されている。

なお、ヘッドチューブ３およびフロントフォーク２は、上述したように内部に中空部分を有するが、図１に示された他のフレーム部分（ヘッドチューブ３およびフロントフォーク２を除くフレーム部分）も、いずれも内部が中空である略筒状の形状を有してよい。フレームの主な材料は、アルミニウム、チタン、クロム、モリブデン、およびこれら材料を主成分とする金属材料、または金属合金材料を含む。または、フレームの主な材料として、カーボンまたは炭素繊維と樹脂とを合成してなるＦＲＰ（Fiber Reinforced Plastics）などが含まれてもよい。フレームは、このように各種材料を用いて形成されるが、本実施の形態による電子錠の機能および効果は、フレームの材料により制限されるものではない。

（電磁ロック機構）
実施の形態では、電子制御端末４０（後述する）は、フロントフォーク２のヘッドチューブ３に対する回動（ハンドル３０の回動方向への回動）が制限されるよう電磁ロック機構（「制限機構」）を制御し、および当該回動が制限されている状態では当該制限が解除されるように電磁ロック機構を制御する。電磁ロック機構による当該回動の制限と解除を説明する。

図３は、実施の形態１に係る電磁ロック機構を模式的に説明する図である。図３（Ａ）は、上記の回動の制限解除の態様、すなわち電磁ロック機構による解錠時の態様を示す。図３（Ｂ）は上記の回動制限時の態様、すなわち電磁ロック機構による施錠時の態様を示す。図３を参照して、実施の形態１に係る電子錠は、フレームの中空内部に設けられる電磁ロック機構１０Ａ，１０Ｂと、電磁ロック機構１０Ａ，１０Ｂを制御する制御部と、を備える。電磁ロック機構１０Ａ，１０Ｂは、フロントフォーク２（「第１の部材」）のヘッドチューブ３（「第２の部材」）に対する回動を制限する「制限機構」に相当する。電子錠制御端末４０（後述する）は、電磁ロック機構１０Ａ，１０Ｂを制御する「制御部」に相当する。電磁ロック機構１０Ａは、トップチューブ４の内部の中空部分に設置される。また、電磁ロック機構１０Ｂは、ダウンチューブ８の内部の中空部分に設置される。

電磁ロック機構１０Ａは、シャフト１１Ａと、孔４Ａ，２１Ａを含む。孔４Ａは、トップチューブ４の側壁に貫通孔として予め形成される。孔２１Ａは、ヘッドチューブ３の側壁に貫通孔として予め形成される。シャフト１１Ａは、ヘッドチューブ３からフロントフォーク２に向けて進出可能である。また、進出後のシャフト１１Ａは、フロントフォーク２からヘッドチューブ３に向けて後退することが可能である。孔４Ａ，孔２１Ａは、進出したシャフト１１Ａが係合可能であり、かつ後退するシャフト１１Ａが通過可能なサイズ（形状）を有する。

電磁ロック機構１０Ｂは、電磁ロック機構１０Ａと同様の構成を有する。具体的には、電磁ロック機構１０Ｂは、シャフト１１Ｂと、孔４Ｂ，２１Ｂを含む。孔４Ｂは、トップチューブ４の側壁に貫通孔として予め形成される。孔２１Ｂは、ヘッドチューブ３の側壁に貫通孔として予め形成される。シャフト１１Ｂは、ヘッドチューブ３からフロントフォーク２に向けて進出可能である。進出後のシャフト１１Ｂは、フロントフォーク２からヘッドチューブ３に向けて後退することが可能である。孔４Ｂ，孔２１Ｂは、進出したシャフト１１Ｂが係合可能であり、かつ後退するシャフト１１Ａが通過可能なサイズ（形状）を有する。

施錠時（図３（Ｂ）参照）は、電磁ロック機構１０Ａ，１０Ｂは、シャフト１１Ａ，１１Ｂを、ヘッドチューブ３からフロントフォーク２に向けて進出させる。電磁ロック機構１０Ａ，１０Ｂは、シャフト１１Ａ，１１Ｂを、上記に述べた貫通孔を通過するよう進出させることにより、シャフト１１Ａ，１１Ｂを貫通孔に係合させる。係合状態において、フォークコラム２１はヘッドチューブ３の中空部分における回動が制限される。これにより、フロントフォーク２に固定されたハンドル３０の回動が制限される。ハンドル３０の回動が制限された状態を、以下、「ハンドルロック」ともいう。ハンドル３０の回動が制限されることで、自転車１は電子錠により施錠される。

施錠後の解施時（図３（Ａ）参照）には、電磁ロック機構１０Ａ，１０Ｂは、フロントフォーク２の方向に進出させていたシャフト１１Ａ，１１Ｂを、フロントフォーク２からヘッドチューブ３に向けて後退させる。その結果、シャフト１１Ａ，１１Ｂの上述の係合状態は解かれて、フォークコラム２１はヘッドチューブ３の中空部分における回動が可能となる。これにより、ハンドル３０は自在に回動可能な状態となり（「ハンドルロック」は解除されて）、自転車１の電子錠は解錠される。

なお、トップチューブ４とダウンチューブ８のヘッドチューブ３の側の端部が開放（側面を有しない）されている場合には、トップチューブ４とダウンチューブ８における孔４Ａ，４Ｂの形成は省略される。その場合には、シャフト１１Ａ，１１Ｂそれぞれが、孔２１Ａ，２１Ｂと係合することにより、施錠が実現される。

本実施の形態では、２つの電磁ロック機構１０Ａ，１０Ｂを備える。自転車１の施錠のために、両方の電磁ロック機構を用いるか、一方のみを用いるかは、ユーザが上述の電子制御端末４０を操作することにより、切換えることができる。

なお、実施の形態１では、自転車１は、２つの電磁ロック機構１０Ａ，１０Ｂを備えるが、電磁ロック機構は１個であってもよい。例えば、自転車１が、フレームとしてトップチューブ４を有しない車種である場合には、ダウンチューブ８にのみ電磁ロック機構が内蔵されるとしてもよい。

（ハンドルロックの態様）
実施の形態１では、フロントフォーク２の側壁において孔２１Ａ，２１Ｂが形成される位置を変化させることにより、ハンドルロック時のハンドル３０の回動量を変化させることができる。

図４は、実施の形態１に係るハンドルロックの態様を説明する図である。図４には、自転車１のハンドル３０の部分の上面において、破線の軸Ｘが示される。軸Ｘは、フロントフォーク２の内部の中空部分を通過する中心軸（フロントフォーク２の長手方向に延びる軸）と直交する仮想の軸である。実施の形態１では、フロントフォーク２の側面における孔２１Ａ，２１Ｂの位置を変化させることによって、ハンドルロック時に、ハンドル３０の回動量を示す角度３２を変化させることができる。角度３２は、ハンドルロック時に、ハンドル３０と軸Ｘとのなす角度により表される。

図４（Ａ）は、ハンドル３０を軸Ｘと平行な状態、すなわち、ハンドル３０のバーがヘッドチューブ３に対して垂直な状態でハンドルロックされた状態を示す。図４（Ｂ）の場合には、孔２１Ａ，２１Ｂは、フロントフォーク２が、図４（Ａ）の位置から中心軸周りに角度３２だけ回動した状態で、フロントフォーク２の側壁に形成される。したがって、図４（Ｂ）では、ハンドル３０を軸Ｘに対して角度３２だけ回動させた状態でハンドルロックすることができる。図４（Ｂ）のようにハンドル３０を回動させて自転車１が施錠された状態では、車体の直進性が大きく損なわれて、高い盗難防止効果を得ることができる。

（電子錠制御端末４０の取付け位置と構成）
実施の形態１では、ユーザが電子錠を操作するための電子錠操作装置が提供される。電子錠操作装置は、車体に装着される電子錠制御端末４０と、電磁ロック機構１０Ａ，１０Ｂを含む。

図５は、実施の形態１に係る電子錠制御端末４０が搭載される自転車１の部位を模式的に示す図である。図５では、ユーザが、電子錠制御端末４０に携帯通信端末１００をかざした状態で、電子錠制御端末４０が携帯通信端末１００と赤外線通信等の近距離無線通信をしている態様が示される。電子錠制御端末４０は、ユーザが操作可能な位置に装着される。例えば、図５では、電子錠制御端末４０は、トップチューブ４の外部側面であって、ヘッドチューブ３側に設置されているが、設置位置は、図５の箇所に限定されない。

（電子錠制御端末４０の構成）
図６は、実施の形態１に係る電子錠制御端末４０のハードウェア構成図である。図６を参照して、電子錠制御端末４０は、各部を制御するためのＣＰＵ（Central Processing Unit）４１、メモリ４２、電磁ロック機構１０Ａ，１０Ｂと通信するための通信Ｉ／Ｆ（インターフェイスの略）４３、および外部の端末等と通信するための外部通信Ｉ／Ｆ４４を備える。電子錠制御端末４０は、さらに、ディスプレイ５３を制御する表示コントローラ４５、メモリカード５２等の各種の記憶媒体についてデータを読み書きするためのデバイスＩ／Ｆ４６、タイマ４７、操作部５１からの入力を受付ける入力Ｉ／Ｆ４８、バッテリーなどの電源部４９、および情報を読み書きするためのリーダー／ライタ５０を備える。操作部５１は、ユーザが操作可能なキー、スイッチ等を含む。

メモリ４２は、プログラムおよびデータを記憶するためのＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory）等を含む。メモリ４２は、後述するＩＤデータ４２１を格納する。

通信Ｉ／Ｆ（インターフェイスの略）４３は、電磁ロック機構１０Ａ，１０Ｂとフレーム内部に配線されたケーブル（図示せず）を介して通信する。

外部通信Ｉ／Ｆ４４は、アンテナ４４１を介して、携帯通信端末１００（図５参照）等の各種端末と無線通信する。

リーダー／ライタ５０は、ＲＦＩＤ（radio frequency identifier）、ＮＦＳ、Bluetooth（登録商標）などにより、外部の無線タグ（図示せず）と通信する機能を有する。無線タグは、無線通信式非接触ＩＣ（Integrated Circuit）を含む。リーダー／ライタ５０は、通信により、無線タグからデータを読み出し、また無線タグにデータを書き込む。

また、リーダー／ライタ５０は、ＱＲコード（登録商標）のリーダー機能を有する。ＱＲコードのリーダー機能として、赤外線により画像をスキャンすることにより、画像からＱＲコードを読み込む赤外線リーダー、または、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）により画像をスキャンしＱＲコードを読み込むＣＣＤセンサを有する。なお、画像読み取り部として、赤外線リーダーまたはＣＣＤセンサを示したが、これらに限定されない。

（電磁ロック機構の構成）
図７は、実施の形態１に係る電磁ロック機構１０Ａの構成図である。図７を参照して、電磁ロック機構１０Ａは、シャフト１１Ａ、シャフト１１Ａの進出および後退を電磁力により制御するためのソレノイド部１２Ａ、および制御部１３Ａを含む。シャフト１１Ａの進出と後退には、シャフト１１Ａに関連したバネ等（図示せず）の負荷が用いられる。

制御部１３Ａは、電子錠制御端末４０の通信Ｉ／Ｆ４３から送信される指令信号に基づき、ソレノイド部１２Ａに電流信号を出力する。ソレノイド部１２Ａへの通電により生じる電磁力により上記のバネが伸長し、または引き戻される。このバネの運動に連動してシャフト１１Ａが進出または後退する（図７の太線矢印参照）。

また、実施の形態１では、ソレノイド部１２Ａに通電されない状態でも、シャフト１１Ａの進出または後退（施錠または解錠）の状態を維持するために、例えば、ソレノイド部１２Ａに永久磁石が組込まれている。永久磁石の磁力により、ソレノイド部１２Ａへの無通電時もシャフト１１Ａの状態（施錠または解錠の状態）を維持することができる。これにより、ソレノイド部１２Ａに通電する期間を、シャフト１１Ａを移動（進出または後退）させるときのみに限定できて、施錠または解錠のための電力消費量を抑制することができる。

図７では、電磁ロック機構１０Ａの構成を示したが、電磁ロック機構１０Ｂも図７と同様の構成を有するので、電磁ロック機構１０Ｂの説明は繰返さない。なお、シャフト１１Ａの進出および後退は、電磁力を用いる方法に限定されない。また、上述のハンドルロックを実現できる方法であれば、シャフトを用いる方法に限定されない。

このように実施の形態１では、電子錠による施錠または解錠のための電力消費量を抑制することができる。したがって、車体に付属の電池容量が十分ではない、または運転中に当該電池を充電する機能を備えていない自転車であっても、電池を消耗させることなく、施錠または解錠を実施することができる。

（指令信号の取得）
電子錠制御端末４０は、施錠または解錠のための指令信号を取得する。取得方法には、リーダー/ライタ５０による方法、または、外部通信Ｉ／Ｆ４４による方法が含まれる。

まず、リーダー/ライタ５０による方法を説明する。無線タグ（図示せず）に指令データが記憶されている場合には、リーダー/ライタ５０は、ユーザが携帯した無線タグと通信し、通信により無線タグから読み出された指令データをＣＰＵ４１に出力する。

また、リーダー/ライタ５０は、ＱＲコードを表す画像を、赤外線リーダーまたはＣＣＤセンサにより走査する。リーダー/ライタ５０は、走査により読み取られたＱＲコードに基づく指令データを、ＣＰＵ４１に出力する。ＣＰＵ４１は、リーダー/ライタ５０からの指令データを、アナログの指令信号に変換し、通信Ｉ／Ｆ４３を介して電磁ロック機構１０Ａ，１０Ｂに送信する。なお、ＱＲコードの画像は、紙面に印字された画像、または携帯通信端末１００の画面に表示される画像を含む。

次に、外部通信Ｉ／Ｆ４４による方法を説明する。この方法では、電子錠制御端末４０は、携帯通信端末１００等の端末から送信された指令データを、外部通信Ｉ／Ｆ４４を介して受信する。具体的には、ユーザは、電子錠制御端末４０のデバイスＩ／Ｆ４６に、ＧＰＲＳ（General Packet Radio Service）またはＧＭＳ（global system for mobile communications）などの携帯通信を可能にするＳＩＭカード（Subscriber Identity Module Card）を装着する。そして、ユーザが携帯通信端末１００を操作すると、携帯通信端末１００は、ＳＩＭカードが装着された電子錠制御端末４０に指令データを送信する。ＣＰＵ４１は、指令データをアナログの指令信号に変換し、通信Ｉ／Ｆ４３を介して電磁ロック機構１０Ａ，１０Ｂに送信する。

また、実施の形態１では、自転車１のユーザを識別するＩＤデータを受信したことを条件に、施錠または解錠を行うことも可能である。例えば、メモリ４２は、予め自転車１の正当なユーザの識別子を示すＩＤ４２１を記憶する。ＣＰＵ４１は、外部端末または無線タグとの通信によりＩＤデータを受信した場合に、受信したＩＤデータがＩＤ４２１と一致したことを条件に、指令信号を通信Ｉ／Ｆ４３を介して電磁ロック機構１０Ａ，１０Ｂに送信する。なお、ＩＤ４２１は、リーダー／ライタ５０または外部通信Ｉ／Ｆ４４を介して受信されて、メモリ４２に格納されるものとする。

なお、電子錠制御端末４０は、ＩＤデータによる認証に成功したことを条件に、リーダー／ライタ５０または外部通信Ｉ／Ｆ４４に対して、無線タグまたは携帯通信端末１００からの指令データの受信を許可するとしてもよい。

このように、電子錠制御端末４０は、指令データを受信したことを条件に、またはユーザが自転車１の正当な所有者であることが認証されたことを条件に、指令信号を送信して施錠または解錠を実施することができる。

（指令信号の出力制限）
実施の形態の背景として、自転車は道路交通法では車道を走る軽車両であるので、本来は、車両と同等の安全性が要求される。したがって、自転車１の走行中のユーザの意図に反した施錠（ハンドルロック）を回避するために、実施の形態１では、上記の指令信号が自転車１の走行時に出力されるのを防止する機能を有する。

具体的には、ＣＰＵ４１は、自転車１に取付けられた速度センサ等（図示せず）の出力に基づき、自転車１が走行状態であるか否かを判断する。ＣＰＵ４１は、自転車１が走行状態であると判断する期間は、通信Ｉ／Ｆ４３から、施錠または解錠のための指令信号が出力されるのを禁止する。また、ＣＰＵ４１は、例えば走行状態ではないと判断される期間が３分以上継続したときは、指令信号を出力し施錠を実施する。

この走行状態を判断するための時間は、上記の３分以上に限定されない。当該時間は、例えば、走行時の信号待ち時間などを考慮して設定されることが望ましい。ユーザは、電子錠制御端末４０を操作することにより、当該時間を変更することができる。

（電子錠を制御するための処理）
図８は、実施の形態１に係る電子錠による施錠および解錠の処理を示すフローチャートである。このフローチャートにより示されるプログラムは、メモリ４２に格納される。ＣＰＵ４１は、メモリ４２からプログラムを読出し、読出されたプログラムを実行することにより、処理を実現する。

まず、電子錠制御端末４０のＣＰＵ４１は、リーダー／ライタ５０または外部通信Ｉ／Ｆ４４を介してデータを受信するか否かを判断する（ステップＳ１）。ここで受信され得るデータは、上記に述べた指令データまたはＩＤデータである。データが受信されないと判断される間は（ステップＳ１でＮＯ）、ステップＳ１の処理が繰返される。

ＣＰＵ４１はデータを受信したと判断すると（ステップＳ１でＹＥＳ）、受信されたデータに基づき、当該データは指令データを示すか否かを判断する（ステップＳ２）。ＣＰＵ４１が、受信データは指令データを示すと判断した場合（ステップＳ２でＹＥＳ）、処理は後述するステップＳ５に移る。

一方、ＣＰＵ４１は、受信データは指令データを示さない、すなわち受信データはＩＤデータであると判断すると（ステップＳ２でＮＯ）、ＣＰＵ４１は、受信されたＩＤデータとメモリ４２のＩＤ４２１とを照合する（ステップＳ３１）。

ＣＰＵ４１は、ステップＳ３の照合の結果に基づき、両方の識別子が一致しているか否かを判断する（ステップＳ４）。ＣＰＵ４１が両方の識別子は一致していないと判断すると（ステップＳ４でＮＯ）、処理はステップＳ１に戻る。したがって、ユーザの認証に成功しない場合には、指令信号は出力されず、施錠または解錠は実施されない。

一方、ＣＰＵ４１が両方の識別子は一致していると判断すると（ステップＳ４でＹＥＳ）、すなわちユーザは正当なユーザであると判断されると、処理はステップＳ５に移る。

ステップＳ５では、自転車１の施錠または解錠が実施される。具体的には、ＣＰＵ４１は、指令信号を生成し、生成された指令信号を通信Ｉ／Ｆ４３を介して電磁ロック機構１０Ａ，１０Ｂに送信する。電磁ロック機構１０Ａ，１０Ｂでは、指令信号に従い、各ソレノイド部１２Ａが通電されることにより、シャフト１１Ａ，１１Ｂは、進出または後退する。これにより、自転車１の施錠または解錠が実施される。

（電源の制御）
自転車１として、モーター等の電動機（図示せず）により供給される補助力を利用して走行可能な自転車（以下、電動アシスト自転車という）を適用することができる。電動アシスト自転車に電子錠を設置した場合には、ＣＰＵ４１は、電動機の始動または停止の制御を、解錠または施錠動作と連動して実施する。または、ＣＰＵ４１は、電動機に対する電源部４９からの電源の供給または停止を（すなわち、電動機の始動または停止を）、解錠または施錠動作と連動して制御する。具体的には、解錠または施錠動作と同時に、電動機の始動または停止を実施し、または電動機に対する電源部４９からの電源の供給または停止を実施する。または、解錠または施錠とは非同時に、すなわち解錠または施錠から予め定められた時間が経過したときに、電動機の始動または停止が実施され、または電動機に対する電源部４９からの電源の供給または停止が実施されるとしてもよい。

また、電源の供給または停止を解錠または施錠動作に自動的に連動させることなく、ユーザが手動で実施してもよい。また、ユーザは、電子錠制御端末４０を操作することにより、電源の供給または停止を、解錠または施錠動作に自動的に連動させるか否か決定することができる。

なお、電源部４９は、電動機のみでなく自転車１の各部に電力を供給する場合には、ＣＰＵ４１は、各部への電力の供給または停止を、解錠または施錠動作に連動して実施するとしてもよい。

このように、ユーザが、電源の供給または停止を、解錠または施錠動作に自動的に連動させるか否かを選択的に決定することができるので、次の利点が得られる。つまり、連動を実施しないことにより、電動アシスト自転車の電源部４９のバッテリーの容量が減った場合、または電源部４９に不具合が生じた場合に、この不具合により電子錠そのものの操作または制御回路に悪影響が及ぶのを回避することができる。また、ユーザがバッテリー容量の維持を目的として走行中でも電源の供給を停止することを要求する場合には、当該連動が実施されないことで、当該要求を満たすことができる。

（物理的な鍵の併用）
実施の形態１では、自転車１には、電子錠操作装置とは別にユーザが手動操作する物理的な鍵を併用してもよい。これにより、電子錠操作装置への電源供給が断たれた場合、または誤動作により電子錠による施錠および解錠が行えない場合には、電子錠に代えて物理的な鍵の使用によって、施錠または解錠をすることが可能となる。

（位置情報の利用）
実施の形態１に係る電子錠操作装置は、ユーザに、自転車１の発見を支援するための情報を提供する機能を備える。具体的には、電子錠操作装置は、ＧＰＳ（Global Positioning System）など位置情報計測システムを備える。ＣＰＵ４１は、位置情報計測システムを利用して、自転車１の位置情報を取得し、取得された位置情報をユーザの携帯通信端末１００に送信する。

これにより、自転車１が盗まれた場合であっても、電源部４９の電池が消耗するまでの時間においては、ユーザは携帯通信端末１００を操作することで、電子制御端末４０から自転車１の位置情報を受信し確認することができる。

［実施の形態２］
実施の形態２では、実施の形態１の変形例が示される。図９は、実施の形態２に係る電子錠の取付け態様を模式的に示す図である。

実施の形態１では、電磁ロック機構１０Ａ，１０Ｂは、トップチューブ４，ダウンチューブ８に内蔵されたが、取付け位置は、ここに限定されない。例えば、図９に示されるように、電磁ロック機構１０Ａ，１０Ｂは、フロントフォーク２の内部の中空部分に設置されてもよい。図９では、電子錠制御端末４０は、ハンドル３０をフロントフォーク２に固定するためのステム３１の上部に取付けられている。電子錠制御端末４０は、ステム３１の内部の中空部分およびヘッドチューブ３の内部の中空部分に配線されたケーブル（図示せず）を介して、ヘッドチューブ３内部の電磁ロック機構１０Ａ，１０Ｂと通信する。

図９では、シャフト１１Ａは、施錠時は、フロントフォーク２からヘッドチューブ３に向けて進出して、孔２１Ａ，４Ａに係合し、ハンドルロック状態が実現される。また、解錠時は、シャフト１１Ａは、ヘッドチューブ３からフロントフォーク２に向けて後退して、ハンドルロック状態が解除される。シャフト１１Ｂも、同様に動作する。

このように、電磁ロック機構１０Ａ，１０Ｂが、フロントフォーク２に内蔵される場合であっても、実施の形態１と同様に、自転車１に対する施錠および解錠を実施することができる。

［実施の形態３］
実施の形態３では、実施の形態１と２の変形例が示される。実施の形態３では、電子錠により車輪の回転を制限する場合を説明する。

実施の形態３では、電子錠の電磁ロック機構は、フロントフォーク２あるいは後輪側部にかかるシートステイ６またはチェーンステイ７に内蔵される。または、自転車１のデザインに合わせて異なるその他の後輪タイヤに側するステイ部品の内部に、電磁ロック機構が設置される。このような設置態様により、実施の形態１または２と同様にシャフトが進出して、進出したシャフトが、車輪のスポーク部またはホイールに設置されたシャフトを通す機構と連結されて、車輪の回転が制限される。これにより、汎用的に市販されている自転車の物理鍵や電子錠以上に、外部からの破壊に対する耐久性とその強度を確保することができる。

［各実施の形態の変形例］
電子錠操作装置は、電源部４９として、独自のバッテリーを備えてもよい。または、自転車１のライトなどに使われるダイナモなどを電源として利用してもよい。または、自転車１が電動アシスト自転車である場合には、電子錠操作装置は、電源部４９として、電動機を動作させるためのバッテリーを利用してもよい。したがって、自転車１は電子錠を内蔵した場合であっても、自転車１の本来の機能に制限または制約が課されるものではない。

また、無線タグの機能を、他の機能と共有してもよい。例えば無線タグの機能を、公共交通機関、社員証、学生証などの複数のＩＤプログラムが登録された無線通信式非接触ＩＣカードあるいは携帯電話などのアプリケーションと共有することも可能である。この場合に、電子錠操作装置の電子錠のためのＩＤデータ等の認証データを、ユーザの生活スタイルに合わせた多様な媒体に登録しておくことが可能になる。

これにより、ユーザは、認証データが登録された媒体を多様な形式で所有することができるので、１個の媒体を紛失したとしても、他の媒体を代用することが容易となる。したがって、実施の形態１によれば、従来のような物理的鍵を紛失した場合に自転車１の施錠/解錠が不可能になるとの不便性が軽減される。

今回開示された実施の形態は例示であって、上記内容のみに制限されるものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 自転車、２ フロントフォーク、３ ヘッドチューブ、４ トップチューブ、４Ａ，４Ｂ，２１Ａ，２１Ｂ 孔、８ ダウンチューブ、１０Ａ，１０Ｂ 電磁ロック機構、１１Ａ，１１Ｂ シャフト、１２Ａ ソレノイド部、１３Ａ 制御部、２１ フォークコラム、３０ ハンドル、３１ ステム、３２ 角度、４０ 電子錠制御端末、４９ 電源部、１００ 携帯通信端末。

Claims (13)

1. 内部に中空部分を有する車体とハンドルとを含む自転車に設けられる電子錠であって、
   前記車体は、
   ハンドルが固定される第１の部材と、
   前記第１の部材に連結される第２の部材と、を有し、
   前記第１の部材は、前記第２の部材に対して前記ハンドルの回動方向に回動可能であって、
   前記電子錠は、
   前記中空部分に設けられる機構であって、前記第１の部材の前記第２の部材に対する回動を制限する制限機構と、
   前記制限機構を制御する制御部と、を備える、電子錠。
2. 前記制限機構は、
   前記第１の部材と前記第２の部材のうちの一方から他方に向けて進出可能なシャフトと、
   前記他方に設けられて、前記シャフトが係合可能な孔と、を含む、請求項１に記載の電子錠。
3. 前記制御部は、前記回動が制限されるように前記制限機構を制御し、および当該回動が制限されている場合には当該制限が解除されるように前記制限機構を制御する、請求項１または２に記載の電子錠。
4. 前記制御部は、前記車体に設けられる、請求項１から３のいずれか１項に記載の電子錠。
5. 前記制御部は、前記ハンドルに設けられる、請求項１から３のいずれか１項に記載の電子錠。
6. 前記制御部は、
   外部の端末と通信する通信部を含み、
   前記制限機構を制御するための指令データを、前記通信部を介して外部の端末から受信する、請求項１から５のいずれか１項に記載の電子錠。
7. 前記外部の端末は、無線通信式非接触ＩＣタグを含む、請求項６に記載の電子錠。
8. 前記外部の端末は、携帯通信端末を含む、請求項６または７に記載の電子錠。
9. 前記制御部は、画像を読み取る画像読み取り部を備え、
   前記画像は、前記制限機構を制御するための指令データを表す画像を含み、
   前記制御部は、前記画像読み取り部により読み取られた画像から前記指令データを取得する、請求項１から８のいずれか１項に記載の電子錠。
10. 前記自転車は、当該自転車に走行のための補助力を供給する電動機を備え、
    前記制御部は、前記制限機構による前記回動を制限するための動作に連動して、前記電動機を制御する、前記１から９のいずれか１項に記載の電子錠。
11. 前記自転車は、当該自転車に電力を供給する電源部を備え、
    前記制御部は、前記制限機構による前記回動を制限するための動作に連動して、前記電源部を制御する、請求項１から１０のいずれか１項に記載の電子錠。
12. 請求項１から１１のいずれか１項に記載の電子錠を備える、自転車。
13. 走行のための補助力を供給する電動機を備える電動アシスト自転車であって、
    請求項１から１１のいずれか１項に記載の電子錠を、さらに備える、電動アシスト自転車。

Images