JP6396063B2 - 自転車錠システムおよび方法、並びにこれらに使用する自転車錠装置 - Google Patents

Description

本発明は、自転車錠装置を解錠および施錠するための自転車錠システムおよび方法、並びにその自転車錠装置に関するものである。より詳細には、本発明は、サーバで管理される情報に基づきユーザ端末を用いて自転車錠装置を操作可能にするための自転車錠システムおよびその方法、並びに、それらに使用する自転車錠装置に関するものである。

自転車に取り付けられ、無線により操作可能な自転車錠が存在している（特許文献１，２）。特許文献１では、遠隔操作によって操作され、特定の認証コードが一致した場合にのみ錠動作を可能にするよう、錠駆動手段および錠機構部を内部に備える自転車用錠装置が開示される。また、特許文献２では、非接触型無線タグ機能を有するカードを用い、当該カードの固有ＩＤを自転車錠で検証することにより、物理錠を用いることなく解錠可能な電子錠装置が開示される。これらとは別に、昨今の都市部での放置自転車の解消、自転車レンタル・シェアリングを実現するために、駐輪場での駐輪管理や自転車貸し出し・返却管理を統合して行う管理システムも存在する（特許文献３）。特許文献３の管理システムは、駐輪場の精算機によって、駐輪場に設置された専用のロック装置を使用することによって実現される。

しかしながら、特許文献１，２に開示されるような従来技術の自転車錠は、従前からある物理錠を単に電子錠に置き換えたものに過ぎず、また、特許文献３に開示されるような従来技術の管理システムにおける自転車錠は、駐輪場に設置された専用装置であり、自転車本体に取り付ける持ち運び型のものではない。特許文献３の場合は、特に、駐輪場の設置場所を物理的に確保する必要があるため、非常にコストがかかる。

他方、昨今のスマートフォンのような無線通信ユーザ端末や無線通信技術の発展により、ユーザの身の回りにある様々な機器との相互接続や動作制御が可能であり、また、位置情報のような付加情報と共にサーバ側で管理することが可能である。自転車本体に取り付ける持ち運び型の自転車錠についてもこのような方式で実現できないかについて模索段階である。

特開２００９−１０２００６号公報 特開２０１２−２４１４２８号公報 特開２０１１−０３４３３５号公報

本発明の目的は、持ち運び型の自転車錠を用いた自転車管理システムを容易に実現することである。そして、持ち運び型の自転車錠に対し、自転車錠本体に様々な機能を実装すると共に、ユーザ端末を用いて遠隔操作できるようネットワークを介したサーバで情報を一元管理可能とするような、所謂「スマート自転車錠」および「スマート自転車錠システム」を提供することである。

上記の課題を解決するために、本発明の一実施形態によれば、持ち運び型の施錠装置、ユーザ端末、およびサーバを備える自転車錠システムを提供する。サーバは、施錠装置の装置情報およびユーザ端末のユーザ情報の関係情報を格納したテーブルを備え、ユーザ端末からの解錠要求に応答して、ユーザ情報に関連付けられた装置情報のリストを関係情報に基づいてテーブルから抽出するように構成される。そして、第１のユーザのユーザ端末が、サーバと第１の接続を確立し、解錠要求を送信して、第１ユーザのユーザ情報に関連付けられた装置情報リストをサーバから受け取ると共に、前記施錠装置と第２の接続を確立するために、施錠装置から第１の装置識別子を受け取る。次いで、上記第１装置識別子が上記装置情報リストに含まれているかを判定し、判定の結果に基づいて、施錠装置を解錠可能状態にさせる指示を施錠装置に送信するように構成されることを特徴とする。

本発明の他の実施形態によれば、上記自転車錠システムが備える施錠装置を提供する。本施錠装置は、コイルおよび磁石を備え、自転車の移動に伴い電磁誘導により発電を行なうための発電部、当該発電部に結合され、発電された電力を蓄電するための蓄電部、およびユーザ端末と物理的に接続可能な接続インタフェースを備えており、ユーザ端末が接続インタフェースを介して施錠装置と物理的に接続されたときに、制御部が、蓄電部に蓄電された電力をユーザ端末に供給させるように構成されることを特徴とする。

本発明の更なる他の実施形態によれば、ユーザ端末からの指示により自転車の施錠装置を解錠させる方法を提供する。本方法は、第１のユーザのユーザ端末によって実行される。そして、施錠装置の装置情報およびユーザ端末のユーザ情報の間の関係情報を格納したテーブルを備えるサーバと第１の接続を確立し、解錠要求をサーバに送信するステップ、サーバによって抽出された、第１ユーザのユーザ情報に関連付けられた対象装置の装置情報リストをサーバから受け取るステップ、前記施錠装置と第２の接続を確立するために、施錠装置から第１の装置識別子を受け取るステップ、上記第１装置識別子が上記装置情報リストに含まれているかを判定するステップ、判定の結果に基づいて、施錠装置を解錠可能状態にさせる指示を施錠装置に送信するステップを含む。

本発明は、上記の課題解決手段を備えることを通じ、ユーザ端末操作により制御可能で、且つ持ち運び型の自転車錠を採用する。本発明は、専用の駐輪場を設けることなく、如何なる場所もが駐輪場として管理される自転車錠システムを実現することができる。また、一元管理可能な情報は、自転車錠装置を操作可能なユーザ情報を含むことができ、これにより複数人の間での鍵の電子的な受け渡しを容易にし、更には、自転車錠装置の位置情報のような当該装置に関連付けられる如何なる情報をも含んでユーザに付加価値を提供することができる。

これに加えて、自転車錠について、単なる施錠装置としての機能に加え、自転車移動時の発電および充電機能、充電された電力を、接続インタフェースを通じて内部の各要素や外部機器に供給する機能、様々な外部要因を感知するセンサ機能など如何なる機能やそのための手段も実装し、これに基づく自転車に関連する付加価値をユーザに提供することができる。

図１は、本発明の一実施形態による自転車錠システムの例示の全体概略図である。 図２は、図１の自転車錠システムを用いた自転車錠装置の施錠処理に関する例示のフロー図である。 図３は、図１の自転車錠システムを用いた自転車錠装置の解錠処理に関する例示のフロー図である。 図４は、図１の自転車錠システムを用いた自転車錠装置に対するユーザ共有処理に関する例示のフロー図である。 図５は、図１の自転車錠システムが備えるサーバに格納される関係情報テーブルおよびこれに関する各テーブル間の関連図である。 図６は、図１の自転車錠システムが備える自転車施錠装置が備える各手段に関する例示の概念ブロック図である。 図７は、図６の自転車施錠装置の例示の平面構造図である。 図８は、図７の自転車施錠装置が備える自転車施錠機構の例示の断面構造図である。 図９は、図３の自転車錠装置の施錠に関連した、ユーザ端末の表示部における例示の画面である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
第１実施形態：自転車錠システム
図１は、本発明の一実施形態による自転車錠システム１００の例示の全体概略図である。図示のように、自転車錠システム１００は、自転車錠１０、ユーザ端末２０、およびサーバ３０を備える。自転車錠１０とユーザ端末２０、およびユーザ端末２０とサーバ３０が、それぞれ相互接続により協働することで動作する。

自転車の施錠装置（自転車錠）１０は、主に、制御部１１、通信部（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ(登録商標)モジュール）１２、および自転車施錠機構１３を備える。自転車錠１０は、自転車の施錠場所において、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ(登録商標)モジュール１２によりユーザ端末２０との通信が可能である（より具体的には、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ(登録商標)Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ；ＢＬＥ４１による通信とするのがよい）。

スマートフォンのようなユーザ端末２０は、アプリケーション２１、自転車錠１０と通信するための第１通信部（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ(登録商標)モジュール）２２、第２通信部（ＩＰネットワーク・モジュール）２３、各種情報を出力表示する表示部（ディスプレイ）２４、および位置情報を取得するＧＰＳ装置２５を備える。なお、ＧＰＳ装置２５は、ユーザ端末２０に具備されてもよいし、後述するとおり、自転車錠１０が具備するように構成してもよい。ユーザ端末２０はまた、第２通信部２３を用いて、ＩＰネットワーク（インターネット）４２を介して任意の場所でサーバ３０と通信することもできる。

サーバ３０は、サーバ・プログラム３１と各種情報を格納したテーブルを備える。テーブルには、ユーザ端末やユーザに関する各種ユーザ情報を格納するユーザ情報テーブル３２、自転車錠に関する各種自転車錠情報を格納する自転車錠情報テーブル３３、自転車に関する各種自転車情報を格納する自転車情報テーブル３４、ユーザ端末のユーザ情報と自転車錠の自転車錠情報の関係情報（関連付け情報）を格納する関係情報テーブル３５、その他各種情報テーブルが含まれる。

なお、上記の自転車錠１０、ユーザ端末２０、およびサーバ３０の各構成要素は、代表的なものを模式的に記載したに過ぎない点に留意すべきである。

次に図２および図３を参照して、図１に記載した自転車錠システム１００を用いて、自転車錠を解錠または施錠するための具体的な情報処理について説明する。なお、以降の各情報処理フローにおいて、図示した各ステップの処理順序には限定されない点に留意すべきである。
１−１．施錠処理
図２は、自転車錠１０の施錠処理に関連する例示のフロー図である。まずユーザは、自身の自転車を駐輪場等の所定の場所に駐輪したら、自転車錠が備える自転車施錠１３を操作して施錠行為を実施する（Ｓ０１１）。そして、ユーザは、ユーザ端末２０においてアプリケーション２１を起動させて（Ｓ０２１）、インターネットを介してサーバ３０との接続を行う。接続時には、一例としてサーバ３０との間でユーザＩＤ／パスワードによるユーザ認証処理が実施される（Ｓ０２２，Ｓ０３１）。

ところで、ユーザ端末２０は、自転車錠１０との間ですでに通信が確立された状態にある。何故ならば、当該接続は、例えば自転車錠１０を解錠した際（後述の図３のステップＳ１２２，Ｓ１２８）を含め、自転車に乗る際にはすでに確立されているのが通常だからであり、その後、自転車を運転および停車して駐輪場で施錠するまでの一連の自転車動作にわたり、当該通信は維持されるからである。なお、接続は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ(登録商標)Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ（ＢＬＥ）に基づくものとするのがよく、ＢＬＥによって超低消費電力無線通信技術を用いて所定の範囲内にあるＢｌｕｅｔｏｏｔｈ(登録商標)モジュール１２，２２同士を容易且つ効率的に接続可能である。また、当該施錠処理に際しては、ユーザ端末２０は、上記通信を通じて、自転車錠１０を一意に識別するための識別情報、ここではＢＬＥアドレスおよび自転車錠ＩＤを自転車錠１０から順次取得済みの状態である（図示せず）。ここで、ＢＬＥアドレスは、自転車錠のＢｌｕｅｔｏｏｔｈ(登録商標)モジュール１２の製造時に付された一意の識別アドレスのことであり、また、自転車錠ＩＤは、本システム１００が一意に識別するために各自転車錠に付した識別コードである。即ち、ＢＬＥアドレスと自転車錠ＩＤは１対１に対応している。

例えば、ユーザがレンタル／購入等により自転車錠１０を初回利用するような、ユーザと自転車の関連付けが未だに行われていない場合を想定すると、ユーザ端末２０は、自転車錠の識別情報をサーバ３０に送信して、自転車錠を自身のユーザ情報（例えば、ユーザＩＤ）に関連付けるために自転車錠登録要求を行う（Ｓ０２３）。この際、自転車錠を取り付けた自転車の識別情報（例えば、自転車ＩＤ）を自転車錠情報（例えば、自転車錠ＩＤ）に関連付けるよう、併せて要求する。自転車登録要求を受けたサーバ２０は、これに応答して、自転車錠情報および自転車情報をユーザ情報に関連付けてその関係情報を関係情報テーブル３５に格納する（Ｓ０３２、図５において後述）。

なお、当該自転車錠登録処理は、施錠行為を実施した（Ｓ０１１）直後のタイミングには限定されず、任意のタイミングに行うことができる点に留意すべきである。例えば、ユーザは、当該自転車錠登録処理を、施錠行為を実施する（Ｓ０１１）直前のタイミングで実施しても構わないし、（施錠行為とは異なる）後述する解錠行為の前のタイミングで実施しても、更には、ユーザが自転車錠をレンタル／購入した時点で実施しても構わない。

この際、ユーザ端末のＧＰＳ装置２５で取得した情報を自転車錠の位置情報として、例えばサーバの自転車錠情報テーブル３３に格納するように構成してもよい。ＧＰＳ装置が自転車錠１０に具備される場合であっても同様である。また、自転車錠のステータス管理をサーバで行うために、Ｓ０１２において自転車錠１０から「施錠状態」のステータスについてユーザ端末２０に送信し、更にユーザ端末２０からサーバ３０に転送されて、自転車錠情報テーブル３２に施錠状態のステータスを格納してもよい。
このようにして、自転車錠システム１００における自転車錠の施錠処理は完了する。

１−２．解錠処理
図３は、自転車錠１０の解錠処理に関連する例示のフロー図である。本フローでは、自転車錠１０とユーザ端末２０間、およびユーザ端末２０とサーバ３０間のそれぞれの相互作用に基づいて自転車錠に関する識別情報の検証を実施し、ユーザ端末２０が自転車錠１０に解錠指示を送信することで自転車錠を解錠状態に移行させる（解錠状態への移行については図７，８において後述）。

最初に、ユーザは自身のユーザ端末のアプリケーション２１を起動させて（Ｓ１２１）、サーバ３０とのインターネット接続を行う。この際、一例としてユーザＩＤやパスワードのようなユーザ情報に基づいてサーバとの間でユーザ認証が行われる（Ｓ１２２，Ｓ１３１）。そして、ユーザは、自身のユーザ情報（例えばユーザＩＤ）をサーバ３０に送信することで、解錠要求を行う（Ｓ１２３）。当該解錠要求により、ユーザ情報に関連付けられた自転車錠のリストがサーバ３０に要求される。

サーバ３０では、ユーザ端末２０から受信した解錠要求に応答する形で、受信したユーザ情報に関連付けられた自転車錠のリスト３６を関係情報テーブル３５から抽出して作成し、ユーザ端末２０に戻す（Ｓ１３２）。自転車錠リスト３６に収容される自転車錠の識別情報には、自転車錠ＩＤおよびＢＬＥアドレスの１つ以上のセットが含まれる。また、自転車錠リスト３６は、これ以外にも上記セットに自転車錠を取り付けた自転車の情報（例えば自転車名）を含むように構成してもよい。更に、サーバ３０において自転車錠の位置情報や施錠状態ステータスを自転車錠情報テーブル３２等で管理している場合には、これらの情報も併せて抽出し、自転車錠リスト３６に付加してユーザ装置２０に送信してもよい。

自転車錠リスト３６を受信したユーザ端末２０は、自身のユーザ情報にどの自転車錠が関連付けられているか、および／またはどの自転車を施錠して利用することが可能かを表示部２４に表示してユーザに確認させることができる（Ｓ１２４）。また、サーバ３０から受け取った施錠状態ステータスを用いて、各ステータスと共に、またはステータスごとに表示部２４に表示してもよく、更には、受け取った位置情報を用いて、図９（２）のように、関連付けられた各自転車錠の位置情報を地図画像と重ね合わせて表示部２４上に表示してもよい。位置情報のユーザへの提示は、後記する自転車錠のユーザ共有処理を通じて、施錠したユーザとは異なるユーザが自転車を解錠して利用するような場合に特に有効となる。

他方、ユーザ端末２０および自転車錠１０の間において、ユーザ端末２９はまず、自転車錠１０に格納されたＢＬＥアドレスを当該自転車錠１０から受信する（Ｓ１１１，Ｓ１２５）。具体的には、ＢＬＥ接続に先立ち、自転車錠が具備するＢｌｕｅｔｏｏｔｈ(登録商標)通信モジュール１２は、自身のＢＬＥアドレスを定常的にブロードキャストしており、対応するユーザ端末のＢｌｕｅｔｏｏｔｈ(登録商標)モジュール２２が所定の範囲内にあるときに上記ＢＬＥアドレスを入手するように構成される。

次いで、ユーザ端末２０では、ステップＳ１２５で受け取ったＢＬＥアドレスが、ステップＳ１２４で受け取った関係情報に含まれているかどうかを判定する（Ｓ１２６）。ＢＬＥアドレスが一致する場合には、当該ＢＬＥアドレスを有する自転車錠が解錠対象となる。解錠対象の特定は、表示部２４に表示され、ユーザに関連付けられた自転車情報（例えば自転車名）をユーザに明示的に選択させてもいいし（Ｓ１２７）、上記一致したＢＬＥアドレスをユーザ端末が自動的に指定して次のステップに進むように構成してもいい。ステップＳ１２７で開錠対象が特定されると、図９（１）の表示画面例のような画面に従って、ユーザは解錠命令を発行し、ユーザ端末２０は、自転車錠を解錠状態にさせる指示を自転車錠１０に送信する（Ｓ１２８）。なお、図９（１）では、一例として、ユーザが「Ｕｎｌｏｃｋ」領域にタッチして当該領域をアクティブにすることで、解錠命令を発行することができる。

更に、ユーザ端末２０は、自転車錠１０とのＢＬＥ通信接続を確立して、自転車錠１０との間で各種情報の受け渡しを行うことが可能である（Ｓ１１２，Ｓ１２８）。一例として、ユーザ端末２０は自転車錠１０から自転車錠ＩＤを受け取ることができる。自転車錠１０との通信確立後、ユーザ端末２０は、自転車錠の解錠状態への指示と共に、ステップＳ１２４で受け取った自転車錠リストに含まれ、且つ上記一致したＢＬＥアドレスに対応する自転車錠ＩＤについても自転車錠１０に送信する（Ｓ１２９）。

自転車錠１０は、通信部１２で解錠可能状態への指示を受け取ると、併せて受け取った自転車錠ＩＤが自転車錠ＩＤを特定する識別子であるか否かについて、記憶領域に記憶される自身の自転車錠ＩＤと照合することによって検証する（Ｓ１１３）。検証が成功した場合には、自転車施錠機構１３のサーボ・モータを回転させてロックを解除することにより（図８で後述）、自転車施錠機構１３を制御して解錠状態に移行させる（Ｓ１１４）。物理的な解錠動作は、ロックが解除されることにより自動的になされてもよいし、またはその後のユーザ操作により手動でなされてもよい（Ｓ１１５）。なお、施錠状態ステータスを、サーバ３０の例えば自転車錠情報テーブル３２において管理している場合には、ユーザ操作による解錠処理後に、ユーザ端末を経由してサーバ３０に「解錠状態」のステータスを送信し、当該ステータスを自転車錠情報テーブル３２に格納してもよい。
このようにして、自転車錠システム１００における自転車錠の解錠処理は完了する。

これより、図４および図５を参照して、これら施錠処理と解錠処理の間の動作として行われ得る、特定の自転車錠１０に対するユーザの共有処理について説明する。
１−３．自転車錠のユーザ共有処理
図４は、図１の自転車錠システムを用いた自転車錠装置に対するユーザ共有処理に関する例示のフロー図である。自転車錠のユーザ共有とは、図２に示した処理により自転車錠１０を施錠したユーザ（ユーザＡ）とは異なる別のユーザ（ユーザＢ）についても、自転車錠１０を解錠可能なようにユーザＡがユーザＢに権限を付与するものである。つまり、本発明の自転車錠システム１００は、図２の施錠処理をしたユーザ（ユーザＡ）と図３の解錠処理をしたユーザ（ユーザＢ）が異なるように構成することを可能にする。特定の自転車錠１０に対する当該ユーザ共有は、自転車錠１０と既に関連付けられているユーザＡによるユーザ端末の操作に基づいて、ユーザＢのユーザ情報を当該自転車錠１０に関連付け、この新規の関係情報を関係情報テーブル３５に追加、格納することにより実施可能である。

最初に、ユーザＡは自身のユーザ端末のアプリケーション２１を起動させて（Ｓ２２１）、サーバ３０との間でインターネット接続を行う。この際、一例として、ユーザＩＤやパスワードのようなユーザ情報に基づいてサーバとの間でユーザ認証が行われる（Ｓ２２２，Ｓ２３１）。もっとも、図２に示した自転車錠の施錠処理実施後に、同一通信接続内でユーザ共有処理を引き続き実施する場合には、これらの処理は省略される点に留意すべきである。

ユーザＡのユーザ端末２０は、関係情報として自身に関連付けられている自転車錠の情報についてサーバ３０を検索する（Ｓ２２３）。サーバ３０はこれに応答して、主に関係情報テーブル３５を用いてユーザＡに関連付けられた自転車錠の識別情報を抽出し、ユーザＡのユーザ端末に戻す（Ｓ２３２）。これにより、ユーザＡは他の人に権限付与したい自転車錠１を特定する（Ｓ２２４）。

引き続き、ユーザＡのユーザ端末２０はサーバ３０と協働して、解錠権限を付与することになるユーザ情報をサーバ３０から抽出して（Ｓ２２５，Ｓ２３３）、ユーザＢを特定する（Ｓ２２６）。ユーザＡのユーザ端末２０は、自転車錠１およびユーザＢを特定すると、ユーザＢを自転車錠１０に対して関連付けるよう、関係情報テーブル３５への関係情報の追加要求をサーバ３０に行う（Ｓ２２７）。サーバ３０は、これに応答して、自転車錠１とユーザＢの関連付けを関係情報として新たに関係情報テーブル３５に追加、格納する（Ｓ２３４）。

図５は、ユーザ共有により関係情報が追加された関係情報テーブル３５、並びにこれに関するユーザ情報テーブル３２、自転車錠情報テーブル３３、および自転車情報テーブル３４の間の関連を例示している。

ユーザ情報テーブル３２は、その項目としてユーザＩＤ、ユーザ名およびパスワード等のユーザ情報を含む。自転車錠情報テーブル３３は、その項目として、自転車錠ＩＤ、ＢＬＥアドレス、施錠状態ステータスおよび施錠位置情報等の自転車錠情報を含む。自転車情報テーブル３４は、その項目として、自転車ＩＤおよび自転車名等の自転車情報を含む。なお、これらテーブルにおいて、ユーザを一意に特定する識別子はユーザＩＤであり、自転車錠を一意に特定する識別子は自転車錠ＩＤおよびＢＬＥアドレスであり、自転車を一意に特定する識別子は自転車ＩＤであることが当業者にとって理解されよう。

関係情報テーブル３５は、ユーザ情報テーブル３２のユーザＩＤと、自転車錠テーブル３３の自転車錠ＩＤ（またはＢＬＥアドレスとしてもよい）と、自転車情報テーブル３４の自転車ＩＤとの関連付けを関係情報として格納する。図５の例では、図４に示したユーザ共有処理を実施した結果として、ユーザＩＤ：０００１（ユーザＡ）およびユーザＩＤ：００５０（ユーザＢ）が共に、自転車錠ＩＤ：ＡＡＢＢ（自転車錠１）（且つ自転車ＩＤ：ｂｂ１１）に関連付けられていることが理解されよう。

図９（３）の表示画面例は、このようなユーザ端末２０におけるユーザ共有処理の画面例である。当該画面例は、ユーザＡの操作画面である。ユーザＡが当該画面で「はい」をタッチにより選択すると、サーバ３０側で「友達（弟）」であるユーザＢに対し自転車錠１０が関連付けされる。これにより、ユーザＢと自転車錠１０の関係情報が関係情報テーブル３５に生成および格納される。そして、図３に示した自転車錠の解錠処理時においてサーバ３０によって生成され、ユーザＢに関連付けられる自転車錠リスト３６に、当該自転車錠１０は収容されることになる。このようにして、ユーザＢに解錠権限が付与されることになる。即ち、ユーザＢは自身のユーザ端末を使用して、図３に示した解錠処理フローを実施することが可能である。

このようにして、ユーザ共有処理を実施することにより、面倒な物理鍵の受け渡しを行う必要なく、自転車錠の解錠権限を電子的に付与することができる。即ち、持ち運び型の自転車錠を用いた自転車レンタルの仕組みを容易に実現できる。

次に、図６〜８を参照して、本発明の自転車錠システムが備える自転車錠について更に詳細に説明する。
第２実施形態：自転車施錠装置（自転車錠）
図６は、本発明の自転車錠システムが備える自転車錠１０が備える各手段を概念的に示したブロック図である。図示のとおり、自転車錠１０は、自転車錠の各要素を制御するための制御部１１、ユーザ端末２０とＢＬＥ接続するための通信部（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ(登録商標)モジュール）１２、自転車錠を物理的に施錠および解錠するための施錠機構１３、施錠機構が備えるサーボ・モータ１４、自転車錠の識別情報をはじめとした各種情報を格納する記憶部１５、自転車の移動に伴い発電を行なうための発電部１６、発電部に結合され発電された電力を蓄積するための蓄電部１７、および、蓄電部に結合され、ユーザ端末２０と接続可能な外部接続インタフェース１８を備える。

自転車錠１０は、上記以外にも、蓄電部１７から供給される電力がゼロの場合や故障した場合、およびユーザ端末２０を紛失した場合などの緊急の場合に、施錠された自転車錠を物理的な鍵を用いて物理的に解錠可能な緊急解除部１９１、ユーザ端末とのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ(登録商標)通信を確立した際に反応して点滅する点灯部１９２、ユーザ端末とのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ(登録商標)通信を確立した際に反応して鳴動する鳴動部１９３、および自転車錠の位置情報を収集するＧＰＳ部１９４、並びに自転車錠の外部環境を感知するための感知部１９５を備えてもよい。

上記各手段の動作は制御部１１によって制御される。以下に、自転車錠１０が備える各手段を用いて実装される機構や機能について詳述する。
２−１．自転車錠の自転車施錠機構による解錠／施錠
図７は、自転車錠１０の例示の平面構造図である。図示のとおり、自転車錠はリング錠と同様の形状をしている。施錠機構１３は、主に、可動部１３２、スイッチ１３３、およびサーボ・モータ１４を収容した筐体１３４を備える。可動部１３２は、ガイド１３１に沿って移動可能であり、その一端には付勢可能な摘み１３５が設けられ、ガイド１３１の内壁との間がバネ１３７で連結される。ユーザは、摘み１３５を操作して可動部１３２を、タイヤのスポークの周りを囲うようにガイド１３１に沿って移動させる。そして、可動部の他端１３６がガイドの外部につき出すようにして、自転車錠１０の端部近辺まで接近すると、中にあるスポークが抜けない状態となる。その位置で可動部１３２を固定すると「施錠状態」となる。

他方、可動部１３２が施錠機構１３に収納されるようにしてガイド上に搭置され、バネ１３５が凡そ自然状態となった状態が「解錠状態」である。「解錠状態」では、可動部の他端１３６と自転車錠１０の端部にできる空間からスポークを自由に抜き差し可能である。

引き続き図８を用いて、施錠機構１３を用いた自転車錠１０の施錠／解錠動作についてより詳細に説明する。図８は、図７の自転車施錠機構１３の断面構造図である。なお、図８では、筐体１３４は省略している。

施錠機構１３を用いた自転車錠１０の施錠動作は次のとおりである。バネ１３７が反発する方向に可動部の摘み１３５をガイド１３１に沿って移動させる。可動部１３５の所定の底面部には凹部１３２ａが設けられており、可動部１３５が所定の位置まで移動されると、スイッチ１３３の係止部１３３ａがバネ１３８によって垂直方向に押し上げられ、凹部１３２ａに収納されることで、可動部１３５がスイッチ１３３によって固定される。固定位置では、可動部端１３６がガイドの外部につきだして自転車錠１０の端部近辺まで接近しており、この状態で自転車錠は「施錠状態」となる。

また、係止部１３３ａがバネ１３８によって垂直方向に押し上げられる際に、サーボ・モータ１４の先端に設けたプロペラ１４１が自動的に９０度回転して、スイッチの下に潜り込むことでスイッチ１３３をロックするように構成される。このように構成することにより、プロペラ１４１の位置を９０度回転させて戻す（即ちプロペラを取り除く）まではスイッチのロックは解除されず、スイッチを押し下げることは不可能となる。自転車走行中に不意の動作により当該施錠動作が行なわれるのは非常に危険なことであるから、このようなプロペラ１４１によるロック機構を設けることは安全面の点で非常に有効である。なお、プロペラ１４１の位置を９０度回転させて戻す動作は、次に説明する解錠動作において、ユーザ端末２０から自転車鍵１０を解錠状態にする指示（図３のステップＳ１２８）を受けた際の応答動作となる。

次に、施錠機構１３を用いた自転車錠１０の解錠動作は次のとおりである。自転車錠１０では、ユーザ端末から解錠状態への指示を受け取ると（Ｓ１２９）、サーボ・モータ１４のプロペラ１４１が９０度回転してスイッチのロックが解除される。これにより、ユーザがスイッチ１３３を押し込むことが可能になる。そして、ユーザがスイッチ１３３を押し込むと、スイッチの係止部１３３ａは、可動部１３５の凹部１３２ａから外れ、バネ１３７の反発力によってガイド１３１の外部に突き出ていた可動部１３２が施錠機構１３に収納されるようにしてガイド上に搭置される。これにより、自転車錠１０は「解錠状態」となり、解錠動作は完了する。

なお、上記の実施例は、解錠動作に際し、ユーザによるスイッチ１３３の押し込み操作を伴うものであるが、これに限定されない。即ち、他の実施例では、当該スイッチ１３３の押し込み操作を不要としてもよい。具体的には、ユーザ端末から解錠状態への指示を受け取ると（Ｓ１２９）、ロック解除と同時にスイッチの係止部１３３ａが可動部１３５の凹部１３２ａから外れるようにして自動的に解錠動作を実施させてもよい。

なお、図示していないが、本施錠機構１３ではスイッチ１３３の下部にタクタイル・スイッチを設けている。タクタイル・スイッチは、ユーザによってスイッチが押し下げられる、またはバネ１３８の反発力でスイッチが押し上げられるといった動作を検出可能である。これにより、ユーザ操作による「施錠状態」への移行（Ｓ０１１）や「解錠状態」への移行（Ｓ１１４）を検出し、通信部１２を経由して当該検出をユーザ端末２０に送信し、更にはサーバ３０に転送することで、自転車錠１０およびサーバ３０の間で自転車錠の施錠／解錠状態ステータスを同期させることができる。

２−２．自転車錠の発電部による発電機能
発電部１６は、磁石およびコイルを備えており（図示せず）、自転車の移動に伴い電磁誘導により発電を行なう。発電の一態様では、発電部１６は、複数の磁石を有するロータを備え、自転車を移動によるタイヤの回転に連動してロータを回転させることにより、コイル内部の磁界に変化を生じさせる。つまり、電磁誘導によって誘導電流を発生させることにより、発電が可能となる。

このようにして発電部１６で発電した電力は、発電部１６に結合される蓄電部１７に蓄電可能である。なお、図６では発電部１６を２箇所記載しているが、本自転車錠１０は、発電部１６の個数には限定されない点に留意すべきである。また、発電部１６による上記の発電方式は例示的なものに過ぎず、これに限定されない点に留意すべきである。

２−３．自転車錠の蓄電部からの給電機能
蓄電部１６に蓄積された電力は、自転車の移動時のみならず停止時においても様々な態様で利用可能である。本発明の自転車錠システム１００では、ユーザに自転車錠１０の電源ＯＮ／ＯＦＦ操作を要求するのは妥当でなく、電源をＯＮ状態で維持し続けることになるため、自転車錠に蓄電機能が備わっていない場合には、電池切れにより動作不能になる場合が懸念される。特に制御部１１および通信部１２に対して電力供給することは自転車錠装置を継続的に動作させるために必要不可欠である。この点、蓄電部１７は、自転車停止時であっても、上記制御部１１および通信部１２をはじめとした各手段への電力供給手段として有効に機能し、その結果、各手段は継続動作可能となる。

これ以外にも、自転車錠１０が、外部接続インタフェース１８によってユーザ端末２０と物理的に接続された場合には、自転車錠１０はユーザ端末の充電器として機能させることもできる。その結果、蓄電部１７から外部接続インタフェース１８を介してユーザ端末２０に電力を供給することが可能となる。

更に、自転車錠１０は、制御部１１により電力モードを制御でき、蓄電部１７からの供給電力量を増減可能である。具体的には、図３のステップＳ１１２のようなユーザ端末とのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ(登録商標)通信の確立（即ち、ＢＬＥ接続によるペアリング処理）が一定時間実施されない場合には、制御部１１は、蓄電部１７からの給電を制限させて、自転車錠１０を休止状態（低電力モード）に移行させる。他方、ユーザ端末とのＢＬＥ接続によるペアリング処理が実施された場合には、制御部１１は、自転車錠１０を通常状態に戻して、蓄電部１７からの通常の給電を行うように構成させる。

２−４．自転車錠のその他の機能
上記の蓄電部からの給電機能を設けたことにより、自転車錠１０にはより多くの構成要素を具備させることができ、単なる自転車錠に留まらない多機能な装置を構成することが可能となる。

自転車錠１０が備える点灯部１９２および／または鳴動部１９３は、例えば図３のＳ１１２のようなユーザ端末とのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ(登録商標)通信の確立（即ち、ＢＬＥ接続によるペアリング処理）が実施されたときに、制御部によって点灯および／または鳴動が実施されるように構成される。多数の自転車が駐輪されている駐輪場のような場所では、自転車の駐輪位置を特定するのは困難であるが、このように点灯部１９２や鳴動部１９３を動作させることにより、位置特定を容易にし、自転車を容易に見つけ出すことが可能になる。

また、自転車錠１０は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ(登録商標)による通信部１２以外にもＧＰＳ部１９４を備えてもよい。ＧＰＳ部１９４は、例えば自転車が停止しているときには、停止位置を記録して通信部１２を介してユーザ端末２０に送信することができる。ユーザ端末２０では、アプリケーション２１を用いて、図９（２）の画面例に示すように、この位置情報を地図画像と重ね合わせて表示部２４上に表示してもよい。自転車錠１０の位置情報を表示することは、自転車錠のユーザ共有により、自転車を駐輪させたユーザ以外のユーザ（即ち、駐輪場所を認識していないユーザ）が解錠処理を行うような場合に特に有効となる。

また、自転車錠１０がＧＰＳ部１９４を備えることにより、自転車が移動した位置を順次記録して通信部１２を介してユーザ端末２０に送信することができる。ユーザ端末２０では、アプリケーション２１を用いて、図９（４）の画面例に示すように、これらの位置情報を地図画像と重ね合わせて表示部２４上に表示することで、移動経路の確認や走行距離を計算することができる。

その他、自転車錠１０は、外部環境を感知するための感知部１９５を備えてもよい。感知部は様々なセンサの集合とすることができ、光センサ、温度センサ、湿度センサ、振動ジャイロセンサなどを含むことができる。例えば、光センサの場合は、周辺の明るさを検知して、点灯部１９２を点灯させることにより、自転車錠を夜間の安全灯として利用してもよい。更に、光センサ、温度センサ、湿度センサ、振動ジャイロセンサは、それぞれ感知できる明るさ情報、温度情報、湿度情報、振動情報および姿勢情報を、上記ＧＰＳ部での位置情報と同様、１９４通信部１２を介してユーザ端末２０に送信し、ユーザ端末２０のアプリケーションがサーバ３０と連携することによって、様々な形態の付加価値として利用可能である。

ユーザ端末２０のアプリケーションでは、受信した明るさ情報、温度情報、および湿度情報、並びにユーザ情報に基づいて、一例として、ユーザに対し給水タイミングを計算および提示することができる。また、受信した振動情報および姿勢情報に基づいて、ユーザの転倒、衝突等の事故を判断し、アプリケーションを通じて、予め登録された「友人」等の第三者に通報することができる。更には、受信したこれら各種情報がユーザ端末２０からサーバに向けて更に転送されると、サーバ３０では、位置に関連する情報（例えば位置周辺の店舗での特売情報やクーポンなど）や、環境に関する情報（天気予報など）をユーザ端末２０に配信することができる。

以上、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明したが、上記の説明は例示的な目的でなされたものに過ぎず、特徴を限定することを意図するものではない。上記の説明は、単に好適な実施形態を示し説明するためのものであって、本発明の技術的範囲内のすべての変更及び変形は、保護されるべきものである。

１００ 自転車錠システム
１０ 施錠装置（自転車鍵）
１１ 制御部
１２ 通信部（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ(登録商標)モジュール）
１３ 施錠機構
１３１ ガイド
１３２ 可動部
１３２ａ 凹部
１３３ スイッチ
１３３ａ 係止部
１３４ 筐体
１３５ 摘み
１３６ 可動部端
１３７，１３８ バネ
１４ サーボ・モータ
１５ 記憶部
１６ 発電部
１７ 蓄電部
１８ 外部接続インタフェース
１９１ 緊急解除部
１９２ 点灯部
１９３ 鳴動部
１９４ ＧＰＳ部
１９５ 感知部
２０ ユーザ端末
２１ アプリケーション
２２ 通信部（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ(登録商標)モジュール）
２３ 通信部（ＩＰネットワーク・モジュール）
２４ 表示部
２５ ＧＰＳ
３０ サーバ
３１ サーバ・プログラム
３２ ユーザ情報テーブル
３３ 自転車錠情報テーブル
３４ 自転車情報テーブル
３５ 関連付け情報テーブル
３６ 関係情報（自転車錠リスト）
４１ Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ(登録商標) Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ
４２ ＩＰネットワーク

Claims (14)

1. 持ち運び型の施錠装置、ユーザ端末、およびサーバを備えた自転車錠システムであって、
   前記サーバが、前記施錠装置の装置情報および前記ユーザ端末のユーザ情報の関係情報を格納したテーブルを備え、前記ユーザ端末からの解錠要求に応答して、前記ユーザ情報に関連付けられた装置情報のリストを前記テーブルから前記関係情報に基づいて抽出するように構成され、
   第１のユーザの前記ユーザ端末が、
   前記サーバと第１の接続を確立し、前記解錠要求を送信して、前記第１ユーザのユーザ情報に関連付けられた装置情報リストを前記サーバから受け取り、
   前記施錠装置と第２の接続を確立するために、前記施錠装置から該施錠装置の第１の装置識別子を受け取り、
   前記受け取った第１装置識別子が前記受け取った装置情報リストに含まれているかを判定し、該判定の結果に基づいて、前記第２接続を通じて、前記施錠装置を解錠可能にする指示を前記施錠装置に送信するように構成される、自転車錠システム。
2. 請求項１記載の自転車錠システムにおいて、前記装置情報リストが前記第１装置識別子と該第１装置識別子に関連付けられる第２の装置識別子の１つ以上のセットを含み、
   前記第１装置識別子が前記装置情報リストに含まれる場合には、
   前記第１ユーザのユーザ端末が、更に、前記受け取った第１装置識別子に対応する第２の装置識別子を、前記指示と共に前記施錠装置に送信し、
   前記施錠装置は、前記第１ユーザのユーザ端末から送信された前記第２装置識別子が当該施錠装置を特定するものかを検証し、前記指示および前記検証の結果に基づいて、前記施錠装置を解錠状態にする、自転車錠システム。
3. 請求項１または２記載の自転車錠システムにおいて、
   前記テーブルに格納された関係情報が、前記第１装置識別子と前記第１ユーザのユーザ情報および第２のユーザのユーザ情報との関連付けを含み、前記第１装置識別子と前記第１ユーザのユーザ情報との関連付けが、前記第２ユーザのユーザ端末による操作に基づき前記関係情報として前記テーブルに追加されたことを特徴とする、自転車錠システム。
4. 請求項１から３のいずれか一項記載の自転車錠システムにおいて、前記装置情報リストが前記第１装置識別子と該第１装置識別子に関連付けられ、前記施錠装置を取り付けた自転車の自転車情報との１つ以上のセットを含み、前記装置情報リストに収容される１つ以上の自転車情報を前記ユーザ端末が有する表示部に提示して、ユーザ操作により選択可能とするように構成したことを特徴とする、自転車錠システム。
5. 前記第１接続がＩＰ接続であり、前記第２接続がＢｌｕｅｔｏｏｔｈ接続である、請求項１から４のいずれか一項記載の自転車錠システム。
6. 請求項１から５のいずれか一項記載の自転車錠システムにおいて、
   前記施錠装置が、前記ユーザ端末と通信するための通信部と自転車を物理的に施錠するための施錠機構とを備え、
   前記施錠機構がサーボ・モータと該サーボ・モータに設置したロックとを備え、前記施錠装置の通信部が前記ユーザ端末から前記指示を受け取ったことに応答して、前記施錠装置が有する制御部装置が前記サーボ・モータを回転させることにより前記ロックを取り除くように構成される、自転車錠システム。
7. 請求項１から６のいずれか一項記載の自転車錠システムにおいて、前記施錠装置が、点灯部および／または鳴動部を備え、前記第２接続が確立されたときに、前記施錠装置が有する制御部が、前記点灯部の点灯、および／または前記鳴動部の鳴動を実施させるように構成される、自転車錠システム。
   
8. 請求項１から７のいずれか一項記載の自転車錠システムにおいて、前記施錠装置が、
   コイルおよび磁石を備え、自転車の移動に伴い電磁誘導により発電を行なうための発電部と、
   該発電部に結合され、発電された電力を蓄電するための蓄電部と、
   前記ユーザ端末と物理的に接続可能な接続インタフェースとを備えており、
   前記ユーザ端末が前記接続インタフェースを介して前記施錠装置と物理的に接続されたときに、前記施錠装置が有する制御部が、前記蓄電部に蓄電された電力を前記ユーザ端末に供給させるように構成される、自転車錠システム。
9. 請求項８記載の自転車錠システムにおいて、前記施錠装置が有する制御部が、前記蓄電部に蓄電された電力を前記施錠装置の各要素に供給させて、前記自転車が移動していないときでも前記施錠装置を動作可能にするように構成される、自転車錠システム。
10. 所与の時間にわたり、前記第２接続が確立されないときに、前記制御部が前記施錠装置を休止状態にさせるために、前記蓄電部からの給電を制限するように構成される、請求項９記載の自転車錠システム。
11. 請求項１から１０のいずれか一項記載の自転車錠システムにおいて、前記テーブルが含む前記施錠装置の装置情報が、前記ユーザ端末または前記施錠装置のいずれかが備えるＧＰＳ受信部で取得された位置情報を含み、前記サーバが抽出する前記関係情報が前記位置情報を含むように構成される、自転車錠システム。
12. ユーザ端末からの指示により自転車の施錠装置を解錠させる方法であって、第１のユーザの前記ユーザ端末によって実行される、
    前記施錠装置の装置情報および前記ユーザ端末のユーザ情報の間の関係情報を格納したテーブルを備えるサーバと第１の接続を確立し、解錠要求を前記サーバに送信するステップと、
    前記サーバによって抽出された、前記第１ユーザのユーザ情報に関連付けられた対象装置の装置情報リストを前記サーバから受け取るステップと、
    前記施錠装置と第２の接続を確立するために、前記施錠装置から該施錠装置の第１の装置識別子を受け取るステップと、
    前記受け取った第１装置識別子が前記受け取った装置情報リストに含まれているかを判定するステップと、
    前記判定の結果に基づいて、前記第２接続を通じて、前記施錠装置を解錠状態にする指示を前記施錠装置に送信するステップと
    を含む、方法。
13. 請求項１２記載の方法であって、更に、
    前記第１装置識別子が前記装置情報リストに含まれている場合には、前記第１ユーザのユーザ端末が、更に、前記装置情報リストに含まれ、且つ前記第１装置識別子に関連付けられた第２の装置識別子を、前記指示と共に前記施錠装置に送信して、前記施錠装置に前記第２装置識別子を検証させるステップを含む、方法。
14. 請求項１２または１３記載の方法において、
    前記テーブルに格納された関係情報が、前記第１装置識別子と前記第１ユーザのユーザ情報および第２のユーザのユーザ情報との関連付けを含み、前記第１装置識別子と前記第１ユーザのユーザ情報との関連付けが、前記第２ユーザのユーザ端末による操作に基づき前記関係情報として前記テーブルに追加されたことを特徴とする、自転車錠システム。