JP2016014254A - Electronic lock - Google Patents
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Abstract
Description
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。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is a communication function with a mobile phone used in a bicycle sharing system that can be realized without cost by using a personally owned mobile phone (mainly a smartphone) that has a very high penetration rate. It is related with the electronic lock provided with.
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。 Bicycles that are used as feet to the nearest station when commuting to and from school, and privately-owned bicycles that are parked around the nearest station occupy a place such as a bicycle parking area until the evening when it is time to return home. It ’s just not producing any value. In addition, in urban areas, bicycle parking lots around stations are in short supply, resulting in serious social problems such as illegally parked bicycles not standing behind and hindering passers-by. Yes.
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)。 In order to solve the above problem, the user has a one-to-one correspondence with an electronic lock such as a key or an infrared remote control by the information linkage between the lock, mobile phone, and rental server installed on the bicycle. In order to make it possible to rent a moving object such as a bicycle without going through the parking lot (so-called “anywhere parking lot”), the wireless, wired, infrared, A lock system that connects with a user by an electromagnetic induction magnetic field or the like to enable unlocking and a technology related to the lock are disclosed (Patent Document 1).
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。 However, in the method according to Patent Document 1, position information is obtained from an electronic lock installed on a bicycle, and the electronic lock attached to each bicycle has a GPS (Global Positioning System) function. Equipment is required, and electronic locks installed for each bicycle become expensive, resulting in increased manufacturing costs. Furthermore, in the method according to Patent Document 1, the electronic lock itself installed on the bicycle communicates with the server (see Patent Document 1: FIG. 1). In such a mechanism, the electronic lock of the bicycle requires a communication function with the server (= communication using a mobile phone communication function such as 3G), which is not preferable because the manufacturing cost of the electronic lock is further increased.
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。 The purpose of the present invention is not limited to bicycles left in the bicycle parking lots around the station, and free space around the station, it is possible to effectively utilize the free space such as the storefront of the shopping street, Another object of the present invention is to provide an inexpensive electronic lock that can be realized at a low cost and can be used in an innovative bicycle sharing system that can solve the uneven distribution problem in bicycle sharing.
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。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in claim 1 of the present application is an electronic lock in which an electronic module is added to a ring lock, and the electronic module includes a motor for opening and closing the electronic lock, a worm gear, a rack gear, and the rack gear. A drive unit composed of a stopper for stopping the left and right movements, a key ID for unlocking the electronic lock, a microcomputer unit equipped with a short-range wireless communication chip for transmitting and receiving a password, and a battery box, A cellular phone and the short-range wireless communication chip are electronic locks that are capable of short-range wireless communication. In addition, in this specification, a ring lock means a commercially available ring lock (general-purpose product) as shown in FIG.
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。 An electronic lock according to the first aspect of the present invention includes a drive unit including a motor that opens and closes an electronic lock, a worm gear, a rack gear, and a stopper that stops the movement of the rack gear to the left and right, and a key for unlocking the electronic lock. The microcomputer part provided with the near field communication chip for transmitting and receiving ID and a password, and the battery box are provided.
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。 By modularizing electronic components in this way, a wide variety of ring locks can be handled. Since a ring lock (general-purpose product) that is already available and available at low cost can be used as it is, an electronic lock can be manufactured at low cost.
<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)。
<Structure of electronic lock>
Hereinafter, the
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。
The
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。
Thus, by modularizing the electronic component with the
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。
FIG. 2 is a view for explaining the mechanism of the
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。
The
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。
FIG. 3 is a diagram for explaining a mechanism of battery box locking. The
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。
In order to solve the above problem, as shown in FIG. 3, a mechanism that allows the battery to be replaced only when the
<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。
<Effects of electronic lock>
What is desired to be implemented in the present invention is to move the
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。
When unlocking the electronic lock according to the present invention, first, the
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。
As a basic design concept, the
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。
Furthermore, the
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。
Since the
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。
With this mechanism alone, when the battery runs out during locking, the battery cannot be replaced. Therefore, a mechanism that can lock and unlock the
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。
Most of the conventional
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。
Furthermore, the bicycle lock management and the bicycle lock management, the
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。 According to the present invention, the means of transportation around the station can be expected to increase in addition to buses and taxis, increasing the choice of means of transportation for bicycle users. And if the use of bicycles, which are eco-friendly vehicles that are kind to the earth, will increase, not only will it contribute to the prevention of global warming by reducing CO 2 , but the range of actions for bicycle users will also expand, contributing greatly to the local economy. I think that it can be expected. In addition, it becomes possible to share personally-owned bicycles placed in bicycle parking lots, etc., and uneven distribution in rotation sharing by using various empty spaces in the streets such as storefronts in shopping streets as well as around the station You will be able to solve the problem.
<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。
<Example of electronic lock change>
The configuration of the electronic lock according to the present invention is not limited to the aspect of the above embodiment, and the
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。 Since the electronic lock according to the present invention has an excellent effect as described above, it is placed in a bicycle parking lot near the station while a bicycle user used for commuting, attending school, etc. goes to a company or school. It can be suitably used in the field relating to electronic locks used in bicycle sharing systems that effectively utilize bicycles that remain.
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
10.
Claims (1)
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。 An electronic lock with an electronic module added to a ring lock,
The electronic module includes a drive unit including a motor that opens and closes an electronic lock, a worm gear, a rack gear, and a stopper that stops the left and right movements of the rack gear;
It consists of a microcomputer unit with a short-range wireless communication chip for sending and receiving a key ID and password for unlocking the electronic lock, and a battery box,
An electronic lock, wherein a mobile phone and the short-range wireless communication chip can perform short-range wireless communication.
Priority Applications (1)
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JP2014136342A JP2016014254A (en) | 2014-07-01 | 2014-07-01 | Electronic lock |
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JP2014136342A JP2016014254A (en) | 2014-07-01 | 2014-07-01 | Electronic lock |
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JP2016014254A true JP2016014254A (en) | 2016-01-28 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2014136342A Pending JP2016014254A (en) | 2014-07-01 | 2014-07-01 | Electronic lock |
Country Status (1)
Country | Link |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2014
- 2014-07-01 JP JP2014136342A patent/JP2016014254A/en active Pending
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