JP4949363B2 - 自転車用錠装置 - Google Patents

Description

本発明は、遠隔操作によって操作され、認証コードが一致した場合に錠動作がなされる盗難防止に適した自転車用錠装置に関する。

自転車において、盗難防止のために従来から種々の錠装置が数多く提案されて使用されている。そして近年では、電子技術の発展によって、自転車等二輪車の分野においても送受信装置の組合せを利用した錠装置が提案されてきている。
それらの例として、例えば下記特許文献１および２に開示されたものがある。
前者のものは、手動によって施錠された錠を、通常の手動鍵によって解錠することができる他に、錠に対応して予め設定された識別コードを含む光信号を発信手段から受けた場合にのみ、受信手段側である錠において解錠制御信号を発生して解錠動作がなされるように構成したものである。

また後者のものは、前後両輪の少なくとも一方の車輪の回転が、手動によるロックバーの押込みにより阻止されて施錠されたものを、送信手段側からのＩＤコードを含む電波の送信により、受信手段側である錠側にて送信手段側からの前記ＩＤコードを識別して照合一致した場合にのみ電磁式解除バルブを作動させて、前記ロックバーの復元により解錠がなされるように構成したものである。
特開平８−２６０７８４号公報 特開平１０−１９６１８８号公報

しかしながら、このように構成された従来の遠隔操作式の自転車用錠装置においては、いずれのものも、施錠を手動にて行い、解錠のみを光あるいは電波を利用した遠隔操作により行うように構成されている。
何故なら、施錠を遠隔操作で行う場合には、通常、車輪のスポーク間等に侵入して車輪の回転を阻止する閂等の錠機構部の施錠動作時に、スポークに当接する位置にて車輪が停止していると施錠が不可能となるために、施錠は広く手動によって行われているのである。そのため、折角、遠隔操作にて錠の解錠が行われて手等を汚すことなく自転車の走行がなされても、走行終了後に泥土で汚れた閂等の錠機構部を、再び手指をもって操作せねばならず、不衛生であった。
また、これらの電波の送受信による遠隔操作式の自転車用錠装置では、受信側を常時受信可能な待機状態にしておく必要があって電池の寿命に限りがあり、度々電池の交換を余儀なくされていた。

そこで本件出願人は、これら前記従来の遠隔操作式の自転車用錠装置における諸課題を解決して、施錠動作および解錠動作のいずれの場合も遠隔操作のみにて行い、かつ異物検出部の採用により走行中の錠の誤作動を禁止できるようにした自転車用錠装置（特願平１０−３１３２２３号）および、受信部分を間欠動作として電池寿命を延ばすことを可能にした自転車用錠装置（特願平１０−７９１３６号）を提案した。

本発明は、これらの提案発明をさらに改良して、受信側の間欠動作をよりきめ細かく制御して電池寿命をさらに向上させた自転車用錠装置を提供することを目的とする。

このため本発明は、送信手段からのコード信号を受けて認証コードが設定したものと一致した場合にのみ錠機構部を動作させる錠駆動手段を駆動するための信号を発生する受信手段を有する自転車用錠装置であって、前記受信手段の電源を断続的にオン・オフさせて間欠受信を行うように構成された自転車用錠装置において、前記間欠受信のオンとオフの時間比率を電源電圧に応じて変化させるように構成したことを特徴とするものである。
また本発明は、送信手段からのコード信号を受けて認証コードが設定したものと一致した場合にのみ錠機構部を動作させる錠駆動手段を駆動するための信号を発生する受信手段を有する自転車用錠装置であって、前記受信手段の電源を断続的にオン・オフさせて間欠受信を行うように構成された自転車用錠装置において、前記間欠受信のオンとオフの時間比率を前回キー操作からの経過時間に応じて変化させるように構成したことを特徴とするもので、これらを課題解決のための手段とするものである。

本発明によれば、送信手段からのコード信号を受けて認証コードが設定したものと一致した場合にのみ錠機構部を動作させる錠駆動手段を駆動するための信号を発生する受信手段を有する自転車用錠装置であって、前記受信手段の電源を断続的にオン・オフさせて間欠受信を行うように構成された自転車用錠装置において、前記間欠受信のオンとオフの時間比率を電源電圧あるいは前回キー操作からの経過時間に応じてに変化させるように構成したことにより、間欠動作をよりきめ細かく制御でき、電源の能力が低下した電圧の低下あるいは前回キー操作からの経過時間が大となった場合に、受信手段側の間欠受信のオフ時間を長くして、電源の寿命をより増大させることができる。
このように、本発明によれば、受信側の間欠動作をよりきめ細かく制御して電池寿命をさらに向上させた自転車用錠装置が提供される。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１〜図４は本発明の自転車用錠装置の１実施の形態を示すもので、図１は本発明の自転車用錠装置が設置された自転車の全体側面図、図２は本発明の自転車用錠装置のキーである送信手段を示す正面図および内部正面図、図３は本発明の自転車用錠装置の錠である受信手段を示す内部正面図および全体正面図、図４は送信手段および受信手段を含むは本発明の自転車用錠装置の全体ブロック構成図である。
図１に示すように、自転車の車輪に近接する部位、図示の例では後車輪に近接するリヤホーク７等の適宜部位に受信手段を構成する錠装置２が設置される。

図２（Ａ）に示すように、本発明の自転車用錠装置のキーである送信手段１は、ポケット等に入る大きさの小型で所定形状のフレームに、ボタン２４および２５と、電池残量や送信状態あるいは錠状態を表示するＬＥＤ３１とを有する。
そして図２（Ｂ）に示すように、送信手段１の内部には、前記ボタン２４の押下のもとにボタン２５を押す（妄りに送信が行われないように）と、所定のコード信号を出力する送信スイッチ２６、２７と、送信信号を送出する送信コイル２８と、種々の送信制御を行うとともに固有のコード信号の認証値が記憶されている送信制御用ＣＰＵ２９と、送信用電池３０とを備えている。
なお、本発明の送信ボタン２５は、後述するように、錠駆動手段が錠機構部の現在の錠状態の認識のもとに施錠動作あるいは解錠動作を行うように構成されていることによって、１つの送信ボタンのみの設置で足りるものであるが、施錠用ボタンと解錠用ボタンの両方を設置するようにもできる。

図３（Ｂ）に示すように、本発明の自転車用錠装置の錠である受信手段２は、所定形状のフレームに後輪スポーク間等に侵入して車輪の回転を阻止して施錠を行う馬蹄形閂１２が装着された錠機構部８と、錠装置の制御部の制御用電源および錠機構部８の動作を司る錠駆動部９の駆動用電源となる電池を出し入れする電池カバー１１と、後述する送信手段からのコード信号を受信する信号受信部１０と、警報用音声等を発生するスピーカー２２とを有する。
図３（Ａ）に示すように、受信手段２の内部には、錠機構部８内に配置されて後輪スポーク間等に侵入して施錠をなすところの馬蹄形閂１２と、錠駆動部９を構成して前記馬蹄形閂１２の外周に形成された歯に噛合して施錠あるいは解錠動作させるウォームホイール１４、該ウォームホイール１４をウォーム１３を介して駆動するモータ１５と、これらから構成される錠駆動部９を制御する基板１６上に設置された受信制御用ＣＰＵ１７、受信コイル１９、電池２１およびマイクロフォン２０とを有する。マイクロフォン２０は前記スピーカー２２にて発生させる警報用音声を適宜録音することができる。
施錠や解錠のために、前記馬蹄形閂１２が動作して移動する軌跡内には、対向配置される一対の発光素子３および受光素子４等からなる異物検出部が設置される。

図４は、送信手段および受信手段を含むは本発明の自転車用錠装置の全体ブロック構成図である。
キーである送信手段側では、送信スイッチ２６、２７が押下されて送信信号ＴＳが送信制御部３７に送出されると、送信制御部３７では認証コード記憶部３８にて記憶されている固有の認証コードに対応した信号ＴＣを変調回路３９に送出し、変調回路３９にて変調された信号は送信部２８から特定のコード信号として空中に発信される。このとき、送信制御部３７からはＬＥＤを断続的に発光させる制御信号も送出する。該ＬＥＤはこの送信状態の他、送信側の電池残量等も表示できる。

錠である受信手段側では、電源供給スイッチ３３の投入のもとで、固有の認証コードに対応した認証コード信号を受信部１９において受信すると、復調回路３２にて復調して受信制御部３４への固有の認証コード信号ＲＳとして入力する。 受信制御部３４では、電源電圧検出部３５にて駆動電圧等が所定のレベル以上にあることが確認され（信号ＶＳ）、認証コード記憶部３６にて記憶されている受信手段側の認証コードと前記受信した送信手段側からのコード信号における認証コードとが一致した場合には、前記馬蹄形閂１２等の錠機構部８を動作させる錠駆動部９のモータ１５を駆動するための駆動信号ＬＤを送出することになる。このとき、受信制御部３４から作動報知部４１に作動報知信号ＦＤが送出されて、施錠あるいは解錠の動作が行われることを音声等により報知される。

この錠機構部８の施錠あるいは解錠の動作は、錠駆動部９からの錠機構部８の現在の錠状態の認識（信号ＣＲ）のもとになされる。すなわち、錠機構部８が施錠状態にあることが認識されれば解錠動作が行われ、錠機構部８が解錠状態にあることが認識されれば施錠動作が行われる。つまり、送信手段１側におけるボタン２５の押下による単一のコード信号の送信のみにて受信手段２側にて自動的に施錠か解錠かの判断がなされて錠動作が行われる。

ところが、前記一対の発光素子３および受光素子４等からなり、検出のための信号ＳＤを送受信しているところの異物検出部３４が、スポーク等の異物を前記馬蹄形閂１２等の錠機構部８の移動軌跡内にて検出していた場合（検出信号ＳＯ）、前記受信制御部３４からの駆動信号ＬＤは錠駆動部９の駆動を阻止する信号となり、当時に警報出力部４０に警報信号ＳＰを送出して前記スピーカー２２から錠の動作が阻止されていることを報知する。
これによって、搭乗者は、僅か自転車を移動させることによって、馬蹄形閂１２等の錠機構部８が異物である例えばスポークから開放された位置に臨むことになり、その時点で、錠駆動部９によって馬蹄形閂１２等の錠機構部８を駆動させて錠動作が行われ、遠隔操作が完了する。

本発明に特徴的な点は、前記異物検出部３４に隣接して例示されている振動検出部４４によって、自転車の走行停止信号ＳＳが検出された後の所定時間のみ施錠のための駆動信号ＬＤが錠駆動部９に送出されるものである。
自転車の走行停止が検出されるセンサーとしては、振動センサーに限らず、フォトセンサーやリードスイッチと磁石とからなる近接スイッチ等も採用され得る。
また、本発明の他の特徴的な点としては、受信制御部３４から電源供給スイッチ３３に対して断続的なオン・オフ信号ＰＳを送出して、受信手段側の電源を電源電圧あるいは前回キー操作からの経過時間に応じて変化させた所定比率でオン・オフ制御するように構成したものである。

図５〜図１２は、本発明の自転車用錠装置の制御フローを示すもので、これに基づいて以下、本発明の錠装置の制御を説明する。
図５はキーである送信側の送信手段の制御フローで、ステップＳ１において電源が投入（ボタン２４の押下）されると、ステップＳ２において初期設定がなされ、施錠あるいは解錠のためのキー入力がなされるのを待つ待機状態になる。ステップＳ３においてボタン２５が押下され、キー入力が検出されると、前述したように、送信制御部３７から認証コード記憶部３８にて記憶されている固有の認証コードに対応したコード信号が出力（ステップＳ４）されて空中に発信される。

図６に示すように、受信側の受信手段では、ステップＳ５において電源が投入され、ステップＳ６において初期設定が行われる。
ステップＳ７において、受信許可状態であるかどうかが判断され、すなわちマイコンがオンで受信手段がオフ（電源オフ）の省エネモードの場合はステップＳ８に移行して所定のＴｅ時間の間ＣＰＵ省電力モードに入り、受信手段がオン（電源オン）で受信許可状態であればステップＳ９に移行して受信動作ルーチンを行った後、ステップＳ１７にて受信データの有無を判断する。
ステップＳ９にて受信動作ルーチンに入ると、図７に示すように、先ず、ステップＳ１０において受信制御用ＣＰＵ１７（図３（Ａ））を時間Ｔａの間省電力モード（電源オフ）にする。その後、ステップＳ１１にて受信回路に電源を供給（図４の電源供給スイッチ３３をオン）した後、ステップＳ１２にて受信制御用ＣＰＵ１７を所定時間Ｔｂの間省電力モードにする。

次いで、ステップＳ１３において受信コイル１９が送信コイル２８からの送信信号を受信したかどうか判断する。
送信信号を受信した場合には、ステップＳ１４にて受信制御部３４（図４）がその送信信号の受信データを取り込み、このルーチンを終了する。
それに対して、送信信号を受信しない場合には、ステップＳ１５において信号ＰＳ（図４）がローレベルであり、電源電圧検出部３５からの電圧信号ＶＳの値を検出して、電源電圧が所定値以上ならルーチンを終了し、電源電圧が所定値以下ならステップＳ１６において期間Ｔａを所定時間ｄｔを増大させる。すなわち、電源電圧が低下して電源の能力が落ちた場合は省エネモードの電源オフ時間を大きく採って寿命を増大させる。

また、受信手段側における省エネモードの電源オフ時間を左右する基準としては、図８に示すように、ステップＳ１５において前回キー操作から所定時間以内であるかどうかを判断するように構成してもよい。この場合は、前回キー操作がなされて施錠あるいは解錠動作がなされてから所定時間以上が経過した場合は、自転車が使用されていない状態が続いているものと見做して、省エネモードの電源オフ時間を大きく採るように構成するものである。
これらの省エネモードの電源オフ時間を大きく採る方式としては、所定の時間ｄｔを１つづつ増大させる方法や複数の所定値を徐々に増大させる方法等適宜選定される。
また、増大させた電源オフ時間は、再度キー操作がなされた場合にＴａを所定値に戻すことも可能である。
一方、前記ステップＳ９（図６）にての受信動作ルーチンを行った後、ステップＳ１７にて受信データの有無を判断し、受信データがある場合はステップＳ１８の認証照査ルーチンに進み、それに対して受信データがない場合にはステップＳ７に戻る。

図９に示すように、ステップＳ１８からの認証照査ルーチンでは、ステップＳ１９にて認証コードを照査した後、ステップＳ２０にて認証コードの照査に成功したか否かを判断し、このルーチンを終了する。
認証コードの照査に成功した場合には、ステップＳ２１にて認証フラグを立て、図６のステップＳ２２にて認証の成功が確認されると、ステップＳ２３の走行停止判断ルーチンに移行する。
図１０に示すように、ステップＳ２３からの走行停止判断ルーチンでは、ステップＳ２４において異物検出センサー出力が判断され、所定時間内に変化があれば（例えば回転する車輪スポークを検出して）自転車は走行中と判断されてステップＳ２５に移行し、所定時間内変化ない場合は、自転車が停止中か、あるいは走行中であっても異物検出センサーが故障したかあるいはセンサーが汚れて検出機能を一時的に喪失したものもしくは走行は停止していても運搬移動中と判断されてステップＳ２６に移行し、振動センサー出力の判断がなされる。
振動センサー出力に所定時間内の変化があればステップＳ２８にて自転車移動（あるいは場合によっては走行中のセンサー汚染による検出機能の一時的喪失）が判断され、振動センサー出力に所定時間内の変化がなければステップＳ２７にて自転車の停車が確認される。

一方、図１１に示すように、前記図３（Ａ）に示した一対の発光素子３および受光素子４等からなる異物検出部が、スポーク等の異物を前記馬蹄形閂１２等の錠機構部８の移動軌跡内にて検出していた場合には、ステップＳ４３にて異物検出部割込みがなされ、ステップＳ４４によってＴｄ’時間の間、錠駆動部であるモータ作動を禁止する。このルーチンは錠装置の制御中に割り込まれた情報として存在することになる。
また、本発明では、図６におけるステップＳ２２にて認証の成功が確認された場合にのみ、異物検出ルーチンを行うようにしてもよいものである。つまり、受信したコード信号が受信手段側にて設定された認証コードと一致して認証コードの照査に成功した場合にのみ、異物検出を行い（前述の発光素子３および受光素子４間で光の送受を行い）、異物が存在すればＴｄ’時間モータの作動を禁止する。これによって、異物の検出に要する電力を必要最小限に抑えることが可能になる。

また、図１１に示すように、振動センサー等からなる振動検出部すなわち走行検出がなされると、ステップＳ４１によって振動センサー割込みがなされ、Ｔｄ時間の間、錠駆動部であるモータ作動を禁止する。このルーチンは錠装置の制御中に割り込まれた情報として存在することになる。これにより、異物検出部の発光素子３および受光素子４が汚染して信号の授受を行えないことによる「異物なし」との誤信号によって走行中に施錠される危険が解消される。
本例でも、認証の成功が確認された場合にのみ、振動センサー割込みがなされるようにしてもよい。

図６のステップ２３による走行停止判断ルーチンが終了すると、ステップＳ２９の錠動作ルーチンに移行する。
図１２に示すように、ステップＳ２９からの錠動作ルーチンでは、ステップＳ３０においてモータ作動が可能かどうか判断される。前記異物検出部割込みルーチンがなされて、馬蹄形閂１２等の移動軌跡内にスポーク等の異物の存在が検出されていると、ステップＳ３１に移行して警報Ｂ（例えば錠動作が行われないことの所定の警報音や表示）の出力がなされる。
馬蹄形閂１２等の移動軌跡内にスポーク等の異物が検出されなければ、モータの作動が可能となり、ステップＳ３２に移行し、現在の錠状態が判断される。
錠が閉じていれば、すなわち施錠状態にあればステップＳ３３に移行して、開方向モータをオンさせて解錠動作させる。また、錠が開いていれば、すなわち解錠状態にあれば、ステップＳ３４に移行し、自転車が停車後所定時間内であればステップＳ３５にて閉方向モータをオンさせて施錠動作させ、停車後所定時間が経過していればステップＳ３１に移行し、警報Ｂ出力により例えば施錠が促される。

モータが駆動して錠動作が行われると、ステップＳ３６にてモータすなわち錠の作動が行われたことを報知する作動報知出力がなされ、錠の操作者は、正常に錠動作が行われていることが確認できる。
次いで、ステップＳ３７において所定位置検出がなされ、馬蹄形閂１２等の錠機構部８が適正な位置に有るか否かが判断される。
適正な位置にあれば、錠動作ルーチンは終了し、適正な位置になければ、ステップＳ３８に移行して、モータ駆動が所定時間以内であるか否かを判断し、以内であればステップＳ３７に戻り、モータ駆動が所定時間を超える場合には、正常な錠動作が損なわれている（例えば錠駆動部の破損やその後の異物の介在等）ものとして、ステップＳ３９にて警報Ａ（例えば錠動作が正常に行われないことの所定の警報音や表示：前記ステップＳ３１の警報Ｂとは異なる種類のもの）の出力がなされ、ステップＳ４０に移行して、原因が取り除かれるまでの時間Ｔｅの間受信が禁止される。

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明の趣旨の範囲内で送信手段と受信手段との間の遠隔操作のための信号伝達手段の種類（例えば電波のみならず、光、音声等）、錠機構部の形式、錠駆動部の形式、異物検出部の形式、振動検出部の形状、形式および該振動検出部等の走行検出形式、電源能力低下時の省エネモードの電源オフ時間の増大方法、認証コードの設定方式、警報の類、現在の錠状態の認識形式等については適宜選定することができる。

本発明の自転車用錠装置の１実施の形態を示すもので、自転車用錠装置が設置された自転車の全体側面図である。 同、自転車用錠装置のキーである送信手段を示す正面図および内部正面図である。 同、自転車用錠装置の錠である受信手段を示す内部正面図および全体正面図である。 同、送信手段および受信手段を含む本発明の自転車用錠装置の全体ブロック構成図である。 同、キーである送信側の送信手段の制御フロー図である。 同、錠である受信側の受信手段の制御フロー図である。 同、受信動作ルーチンの制御フロー図である。 同、受信動作ルーチンのもう一つの制御フロー図である。 同、認証照査ルーチンの制御フロー図である。 同、走行停止判断ルーチンの制御フロー図である。 同、振動センサーおよび異物検出部割込みの制御フロー図である。 同、錠動作ルーチンの制御フロー図である。

符号の説明

１ 送信手段（キー）
２ 受信手段（錠）
３ 発光素子（異物検出部）
４ 受光素子（異物検出部）
７ リヤホーク
８ 錠機構部
９ 錠駆動部
１０ 信号受信部
１１ 電池カバー
１２ 馬蹄形閂
１３ ウォーム
１４ ウォームホイール
１５ モータ
１６ 基板
１７ 受信制御用ＣＰＵ
１９ 受信コイル
２０ マイクロフォン
２１ 電池
２２ スピーカー
２４、２５ ボタン
２６、２７ スイッチ
２８ 送信コイル
２９ 送信制御用ＣＰＵ
３０ 送信用電池
３１ ＬＥＤ
３２ 復調回路
３３ 電源供給スイッチ
３４ 受信制御部
３５ 電源電圧検出部
３６ 認証コード記憶部
３７ 送信制御部
３８ 認証コード記憶部
３９ 変調回路
４０ 警報出力部
４１ 作動報知部
４４ 振動検出部

Claims (2)

1. 送信手段からのコード信号を受けて認証コードが設定したものと一致した場合にのみ錠機構部を動作させる錠駆動手段を駆動するための信号を発生する受信手段を有する自転車用錠装置であって、前記受信手段の電源を断続的にオン・オフさせて間欠受信を行うように構成された自転車用錠装置において、前記間欠受信のオンとオフの時間比率を電源電圧に応じて変化させるように構成したことを特徴とする自転車用錠装置。
2. 送信手段からのコード信号を受けて認証コードが設定したものと一致した場合にのみ錠機構部を動作させる錠駆動手段を駆動するための信号を発生する受信手段を有する自転車用錠装置であって、前記受信手段の電源を断続的にオン・オフさせて間欠受信を行うように構成された自転車用錠装置において、前記間欠受信のオンとオフの時間比率を前回キー操作からの経過時間に応じて変化させるように構成したことを特徴とする自転車用錠装置。

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