電子式扉開閉システム
【課題】 安定した電源供給が可能でセキュリティーに強く、使い勝手に優れた電子式扉開閉システムを提供する。
【解決手段】 鍵部1００に充電式電池１５を組み込み、かかる鍵部1００を錠部２００の鍵差込口７に挿入した状態で、充電式電池１５より認証回路１７、１９に電力を供給し、認証用データの相互通信により鍵部１００の正当性の認証を行い、認証が取れた時点で、充電式電池１５よりモータ２１に電力を供給するとともに、モータ制御部２０によりモータ２１を駆動し、ロック機構２２を介してデットボルト１３による扉６の施錠／解錠を行う。
【解決手段】 鍵部1００に充電式電池１５を組み込み、かかる鍵部1００を錠部２００の鍵差込口７に挿入した状態で、充電式電池１５より認証回路１７、１９に電力を供給し、認証用データの相互通信により鍵部１００の正当性の認証を行い、認証が取れた時点で、充電式電池１５よりモータ２１に電力を供給するとともに、モータ制御部２０によりモータ２１を駆動し、ロック機構２２を介してデットボルト１３による扉６の施錠／解錠を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充電式電池を内蔵した電子鍵を用いた電子式扉開閉システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、いわゆるピッキングなどによる犯罪が急増しており、これら犯罪への対策として鍵形状の新たな開発や複数の錠の設置によるセキュリティー強化などが行われている。しかし、現状では、完全な犯罪防止までに至っていない。
【０００３】
一方、これら鍵の形態に代わるものとして、電子的な認証を行うようにした様々な電子式扉開閉システムも考えられており、例えば、暗証番号を使用したもの、ＩＣカードによる電子認証を行うもの、あるいは生態認証を利用するものなどが知られている。これらの方法を用いたシステムはセキュリティーとしては優れており、基本的にピッキングなどにより鍵を用いずに開錠することは困難とされている。
【０００４】
ところで、これら電子認証を用いたシステムでは、電子的な認証を実行するための電源を必要とし、さらにシステムによっては電子認証後に扉を開錠するための電源を必要とすることがある。このため、このようなシステムを設置した扉では、扉内部に専用の電源を設ける必要があり、このことが既存の扉への設置を難しくしている。また、このようなシステムでは停電により電源からの給電が止まると、扉の開閉ができなくなり、不便を生じるとともに、場合によってはこれがセキュリティーの弱点となることがあった。
【０００５】
従来、このような問題を解消するものとして、扉内部に設ける電源に電池を用いたものも考えられている。しかし、電池を電源とするものでは、定期的な電池交換が必要となり、予備として用意しておく電池の費用、作業に要する人件費などコストがかかり、特にホテルなど多数の部屋が存在する場所においてシステムを運用する業態ではその影響は極めて大きい。
【０００６】
そこで、従来、特許文献１に開示されるように鍵と錠本体との間で識別照合のためのデータの相互通信を行う電子錠であって、鍵側にバッテリを設け、このバッテリを鍵と錠本体の電源として用い、また、錠本体にバッテリの電力で充電されるコンデンサを設け、このコンデンサの電力により錠本体から鍵への送信やロック機構のアクチュエータの駆動を行うようにしたものがある。
【特許文献１】特開平９−１３２９７７号公報
【特許文献２】特開２００５−１２３１８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、このような特許文献１のものは、鍵側のバッテリの寿命がくると、交換又は充電するようにしているが、バッテリを交換するのでは、上述したのと同様に、予備として用意されるバッテリの費用、作業に要する人件費などコストがかかってしまう。また、バッテリを充電するのにも、通常の二次電池の場合で１〜２時間程度を要するため、この間、電子錠として使用できなくなることがある。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、安定した電源供給が可能でセキュリティーに強く、使い勝手に優れた電子式扉開閉システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１記載の発明は、鍵部と、該鍵部が着脱される錠部を有し、前記鍵部が装着された際に前記鍵部の正当性の認証を行う認証手段を有する電子式扉開閉システムにおいて、前記鍵部は、１０Ｃ以上の電流で急速充電可能な充電式電池を有し、前記錠部は、前記認証手段の認証結果に応じて扉開閉を行う扉開閉手段を有し、前記鍵部の前記充電式電池より前記認証手段及び前記錠部の扉開閉手段に対しそれぞれの動作に必要な電力を供給可能としたことを特徴としている。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記鍵部は、少なくとも前記錠部に電力を供給する電源用端子を有し、前記錠部は、前記鍵部が挿脱される鍵挿脱部を備え、該鍵挿脱部に前記鍵部の電源用端子に接続可能な電源用端子を有し、前記鍵挿脱部への前記鍵部の装着の際に前記鍵部の電源用端子より前記錠部の電源用端子を介して前記充電式電池より前記錠部の扉開閉手段に対し動作に必要な電力を供給可能としたことを特徴としている。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記鍵部を保管する鍵保管部をさらに有し、該鍵保管部は前記鍵部が保管された状態で前記充電式電池を急速充電する充電手段を備えたことを特徴としている。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記鍵部は複数の部屋に対応して複数個用いられ、前記鍵保管部は、前記複数の部屋ごとの鍵部に対応して複数個配置され、これら複数の鍵保管部は、対応する鍵部が保管された状態で前記充電式電池を急速充電する充電手段を各別に備えたことを特徴としている。
【００１３】
請求項５記載の発明は、請求項1又は２記載の発明において、前記鍵部は、少なくとも前記電源用端子を外部から保護する保護手段を有することを特徴としている。
【００１４】
請求項６記載の発明は、請求項1乃至５のいずれかに記載の発明において、前記充電式電池は、リチウムイオン二次電池からなることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、安定した電源供給が可能でセキュリティーに強く、使い勝手に優れた電子式扉開閉システムを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施の形態を図面に従い説明する。
【００１７】
図1（ａ）（ｂ）は、本発明の一実施の形態にかかる電子式扉開閉システムの概略構成を示している。図において、１００は鍵部で、この鍵部１００は、カード状の鍵本体１を有している。この鍵本体１は、一方板面に電池収納部２が設けられている。この電池収納部２には、後述する充電式電池１５が収納される。また、鍵本体１は、前記一方板面の端部に電源用端子３ａ、３ｂ及びデータ通信用端子４が配置されている。電源用端子３ａ、３ｂは、後述する錠部２００への電力供給及び充電式電池１５の充電を行うのに用いられる。データ通信用端子４は、錠部２００との認証用データの相互通信を行うのに用いられる。
【００１８】
錠部２００は、錠本体５を有している。この錠本体５は、扉６の側縁部に設けられている。錠本体５には、鍵挿脱部として鍵差込口７が設けられ、この鍵差込口７より前記鍵部１００を挿脱可能にしている。鍵差込口７の奥部には、電源用端子８ａ、８ｂ及びデータ通信用端子９が配置されている。これら電源用端子８ａ、８ｂ及びデータ通信用端子９は、前記鍵部１００の電源用端子３ａ、３ｂ及びデータ通信用端子４に対応するもので、鍵差込口７に鍵部１００が挿入された状態で、これら電源用端子３ａ、３ｂ及びデータ通信用端子４と電気的に接続される。
【００１９】
錠本体５には、認証確認用の表示部１０が設けられている。この表示部１０は、鍵本体１の正当性の認証取得の可否を表示するもので、例えば、認証が取れたときは青色、認証が取れないときは赤色の発光体を点灯する。ここでの発光体としては、例えばＬＥＤが用いられる。
【００２０】
扉６には、ドアノブ１１が設けられている。このドアノブ１１は、扉６を開閉する際に操作されるもので、不図示の開閉機構を介してラッチボルト１２が連結されている。また、錠本体５には、ラッチボルト１２と並んでデットボルト１３が設けられている。このデットボルト１３は、錠部２００の後述するモータ２１、ロック機構２２とともに扉開閉手段を構成するもので、これらモータ２１、ロック機構２２に連動して扉６の施錠又は解錠を行なう。
【００２１】
図２は、このように構成された電子式扉開閉システムの回路構成を示している。なお、図２は、上述した図１と同一部分には同符号を付している。
【００２２】
鍵部１００は、充電式電池１５を有している。この充電式電池１５には、大電流により急速充電が可能なリチウムイオン二次電池が用いられる。リチウムイオン二次電池は、例えば、図３（ａ）（ｂ）に示すように肉薄で矩形状をした電池本体１５１を有している。この電池本体１５１は、正極端子１５ａと負極端子１５ｂが同一側部から突出して設けられ、また周囲にはアルミラミネート外装が施されている。
【００２３】
ここで、リチウムイオン二次電池について詳細に説明する。かかる、リチウム二次電池は、リチウムチタン酸化物を活物質として含む負極を備えている。活物質であるリチウムチタン酸化物は、特許文献２に開示される通り、リチウムを吸蔵・放出可能な材料であり、リチウムイオンの挿入・離脱が１．４Ｖから１．７Ｖ／Ｌｉ付近で行われる。このため、この二次電池は大電流での急速充電を行っても、従来の負極活物質に炭素材料を用いた場合と比べてリチウムの析出が起こらずに安全性を確保できる。また、リチウムの吸蔵放出に伴う膨張収縮が生じるのを抑制することができるため、２０Ｃ電流の急速充電を繰り返し行った際にも負極活物質の構造破壊を抑えることができる。その結果、充放電を繰り返し行った場合においても長い寿命を維持できる。電池の電位としては２．４Ｖ程度であることから、従来のニッケル水素蓄電池やニッケルカドミウム蓄電池の２本直列分に相当するため、使用本数で５０％の減量化が達成できる。
【００２４】
具体的には、以下のような方法で組み立てたリチウムイオン二次電池は２０Ｃで３分間充電することにより約８０％電池容量まで充電することが可能な急速充電二次電池であることが確認されている。ここで、『Ｃ』は充放電率を表す単位であり、完全放電から完全充電（または完全充電から完全放電）までを定電流充電した場合に計算上１時間で行えるレートを１Ｃとして表現する。１／１０時間の場合、１０Ｃと表現する。したがって、例えば２０Ｃ充電とは、１Ｃ充電の２０倍の電流が必要になる。
【００２５】
＜負極の作製＞
活物質として、平均粒子径５μｍでＬｉ吸蔵電位が１．５５Ｖ(ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ+)のチタン酸リチウム（Ｌｉ4Ｔｉ5Ｏ12）粉末と、導電剤として平均粒子径０．４μｍの炭素粉末と、結着剤としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）とを重量比で９０：７：３となるように配合し、これらをｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）溶媒に分散してスラリーを調製した。
【００２６】
なお、活物質の粒子径の測定には、レーザー回折式粒度分布測定装置（島津製作所株式会社 型番ＳＡＬＤ−３００）を用いた。まず、ビーカー等に試料約０．１ｇを入れた後、界面活性剤と１〜２ｍＬの蒸留水を添加して十分に攪拌し、攪拌水槽に注入した。２秒間隔で、６４回光強度分布を測定し、粒度分布データを解析し、累積度数分布が５０％の粒径（Ｄ５０）を平均粒子径とした。
【００２７】
次いで、厚さ１０μｍのアルミニウム箔（純度９９．９９％）を負極集電体に前記スラリーを塗布し、乾燥した後、プレスを施すことにより電極密度２．４ｇ／ｃｍ3の負極を作製した。
【００２８】
＜正極の作製＞
活物質としてリチウムコバルト酸化物（ＬｉＣｏＯ2）と、導電材として黒鉛粉末と、結着剤としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）とを重量比で８７：８：５となるように配合し、これらをｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）溶媒に分散させてスラリーを調製した。厚さ１５μｍのアルミニウム箔（純度９９．９９％）にスラリーを塗布し、乾燥した後、プレスすることにより電極密度３．５ｇ／ｃｍ3の正極を作製した。
【００２９】
＜二次電池の組み立て＞
容器（外装部材）の形成材料として、厚さが０．１ｍｍのアルミニウム含有ラミネートフィルムを用意した。このアルミニウム含有ラミネートフィルムのアルミニウム層は、膜厚約０．０３ｍｍであった。アルミニウム層を補強する樹脂には、ポリプロピレンを使用した。このラミネートフィルムを熱融着で貼り合わせることにより、容器（外装部材）を得、さらに金属アルミニウムの容器に収めた。
【００３０】
次いで、前記正極に帯状の前記正極端子１５ａを電気的に接続すると共に、前記負極に帯状の前記負極端子１５ｂを電気的に接続した。厚さ１２μｍのポリエチレン製多孔質フィルムからなるセパレータを正極に密着させて被覆した。セパレータで被覆された正極に負極を対向するように重ね、これらを渦巻状に捲回して電極群を作製した。この電極群をプレスして扁平状に成形した。容器（外装部材）に扁平状に成形した電極群を挿入した。
【００３１】
エチレンカーボネート（ＥＣ）とγ−ブチルラクトン（ＧＢＬ）が体積比（ＥＣ：ＧＢＬ）で１：２の割合で混合された有機溶媒にリチウム塩であるＬｉＢＦ4を１．５ｍｏｌ／Ｌ溶解させ、液状の非水電解質を調製した。得られた非水電解質を前記容器内に注液し、リチウム二次電池を組み立てた。このようなリチウム二次電池は、満充電時電圧２．８Ｖ、放電終止電圧１．５Ｖで使用することができる。
【００３２】
この実施の形態では、前記充電式電池１５として、１０Ｃ以上の電流で急速充電可能なリチウムイオン二次電池が使用される。勿論、かかる充電式電池１５は、上述した２０Ｃで３分間充電することにより約８０％電池容量まで充電可能なものである。
【００３３】
図２に戻って、充電式電池１５の出力端子には、電源用端子３ａが接続されるとともに、スイッチ１６を介して他の電源用端子３ｂが接続されている。また、充電式電池１５の出力端子には、認証手段としての認証回路１７が接続されている。認証回路１７には、データ通信用端子４が接続されている。認証回路１７は、前記データ通信用端子４を介して後述する錠部２００の他の認証手段としての認証回路１９との間で認証用データの相互通信を行い、鍵部１００の正当性の認証を行うもので、正当性を判断するとスイッチ制御部１８により前記スイッチ１６をオンさせる。
【００３４】
一方、錠部２００は、電源端子８ａに認証回路１９が接続されている。認証回路１９には、データ通信用端子９が接続されている。認証回路１９は、前記認証回路１７と同様にデータ通信用端子９を介して鍵部１００の認証回路１７との間で認証用データの相互通信を行い、鍵部１００の正当性の認証を行うもので、正当性を判断するとモータ制御部２０によりモータ２１を駆動させる。モータ２１には、他の電源端子８ｂが接続され、鍵部1００側の充電式電池１５よりスイッチ１６を介して電力が供給可能になっている。モータ２１には、ロック機構２２が接続されている。ロック機構２２は、モータ２１を駆動源として動作するもので、前記デットボルト１３による扉６の施錠又は解錠を行う。
【００３５】
次に、このように構成した扉開閉システムの作用を説明する。
【００３６】
図４は、扉開閉の動作を説明するためのフローチャートである。まず、ステップ４０１で鍵部１００を錠部２００の鍵差込口７から挿入する。すると、鍵部１００の電源用端子３ａ、３ｂ及びデータ通信用端子４と、錠部２００の電源用端子８ａ、８ｂ及びデータ通信用端子９が各別に接続され、図２に示す電気回路が構成される。
【００３７】
この状態で、充電式電池１５より錠部２００の認証回路１９に電力が供給される(ステップ４０２)。この場合、鍵部１００の認証回路１７には、充電式電池１５より常時電力が供給されている。
【００３８】
これら認証回路１７、１９は、データ通信用端子４、９を介して認証用データの相互通信を行い、鍵部１００の正当性の認証を行う(ステップ４０３)。ここで、鍵部１００の正当性が判断できない場合は、扉開閉は不許可となり、スイッチ制御部１８によるスイッチ１６のオン動作は阻止される(ステップ４０４)。また、鍵本体１の正当性の認証が取れないことで、表示部１０の赤色のＬＥＤが点灯し、扉開閉の不許可の旨が表示される。
【００３９】
一方、認証回路１７、１９で、鍵部１００の正当性が判断されると、スイッチ制御部１８によりスイッチ１６がオンし、充電式電池１５よりスイッチ１６を介してモータ２１に電力が供給され(ステップ４０５)、これと同時に、モータ制御部２０によりモータ２１が駆動される。モータ２１が駆動されると、ロック機構２２が動作し、デットボルト１３による扉６の施錠又は解錠が行われる(ステップ４０６)。この場合、ロック機構２２は、例えば最初に鍵部１００を錠部２００の鍵差込口７に差し込んだときに扉６の施錠を行い、次に鍵部１００を錠部２００の鍵差込口７に差し込んだときに扉６の解錠を行う。また、鍵本体１の正当性の認証が取れると、表示部１０の青色のＬＥＤが点灯し、扉開閉の許可の旨が表示される。
【００４０】
その後、鍵部１００を錠部２００の鍵差込口７から抜き取ることで、処理を終了する（ステップ４０７）。
【００４１】
ところで、このような鍵部１００に内蔵される充電式電池１５は、一度満充電にすれば、鍵の開閉動作が数十回〜百回程度可能であるが、安全を考えて常に満充電状態にしておくのが望ましい。
【００４２】
そこで、この実施の形態では、例えば室内の扉６近くに、鍵部１００を常時保管する鍵保管部として鍵置き場を設け、この鍵置き場に充電器の機能を付加するようにしている。図５は、このような鍵置き場の一例を示すものである。図において、２３は鍵置き場で、この鍵置き場２３は、平面上に載置される据置き型をしており、上部に鍵差込口２３ａが設けられている。この鍵差込口２３ａには、上述したカード状の鍵部１００が差し込まれる。鍵部１００は、鍵差込口２３ａに差し込まれた状態で前記電源用端子３ａ、３ｂを介して充電手段である充電器２４に電気的に接続される。充電器２４は、電源コード２５を介して不図示のＡＣ電源に接続され、充電式電池１５を満充電まで充電する。
【００４３】
鍵置き場２３の前面には、充電ステータス表示部２６が設けられている。この充電ステータス表示部２６は、充電式電池１５の充電状態を表示するもので、充電式電池１５の充電中は発光体を点灯し、満充電になると消灯する。ここでの発光体としては、例えばＬＥＤが用いられる。
【００４４】
したがって、このようにすれば、鍵部1００に充電式電池１５を組み込み、かかる鍵部1００を錠部２００の鍵差込口７に挿入した状態で、充電式電池１５より認証回路１７、１９に電力を供給し、認証用データの相互通信により鍵部１００の正当性の認証を行い、認証が取れた時点で、充電式電池１５よりモータ２１に電力を供給するとともに、モータ制御部２０によりモータ２１を駆動し、ロック機構２２を介してデットボルト１３による扉６の施錠／解錠を行わせるようにした。また、鍵部１００に組み込まれる充電式電池１５として１０Ｃ以上の電流で急速充電できるリチウムイオン二次電池が用いられことも特徴としている。これにより、かかるシステムでは、充電式電池１５を内蔵する鍵部１００が無ければシステムを起動することができず、しかも、扉６の施錠／解錠は、モータ２1を使用して電動で行われるため、いわゆるピッキングのような道具で鍵穴を操作して開閉する操作は全くできなくなり、セキュリティーを向上させることができる。また、停電となっても充電式電池１５を使用することで、扉６の開閉は可能であり、停電によるセキュリティーの低下を防ぐことができる。
【００４５】
また、鍵部1００は、携帯可能なので、充電式電池１５を充電するための充電器は何処にあってもよく、このため扉内部に電源を設ける必要がなくなり、既存の錠との交換も容易に行うことができる。
【００４６】
さらに充電式電池１５を用いることで、電池交換のコストがかからず経済的である。特にホテルのように多数の部屋が存在し、夫々の部屋に鍵を使用しているような場合は、さらに有用で、多大な電池交換費用を無くし、コストの削減につなげることができる。また、多量の廃棄電池を出さずに済むことから、地球環境に対しても好ましい。
【００４７】
一方、充電式電池１５を用いた場合、電池切れと充電の手間がある。電池切れを起こしてしまった場合は、扉６が開閉不能となることが心配され、また、充電の手間が必要と言うことは、電池切れを誘発する要因となってしまう。これに対し、本発明では、図４で述べたように例えば室内に、鍵部１００を常時保管する鍵置き場２３を設け、この鍵置き場２３の鍵差込口２３ａに鍵部１００が差し込むだけで充電式電池１５を充電する充電器２４の機能を付加するようにしている。これにより、ユーザの在室中は、鍵部１００を鍵置き場２３に置くのみで余計な手間をかけることなく常に充電式電池１５を満充電状態にできるので、安定した電源供給が可能で、電池切れの心配がなくなるとともに、充電不足で鍵が作動できなくなるような事態を回避できる。
【００４８】
さらに、本発明で使用する充電式電池１５は、上述した特許文献２で述べたような急速充電を可能にしたものなので、充電の手間がさらに減らすことができ、また、急に充電が必要となった場合、あるいは使用間隔が短く十分に充電の時間が取れないような場合においても迅速に対応することができる。このことは、前記特許文献１で述べたバッテリを充電するのに１〜２時間程度を要するものと比べ、充電式電池１５を数分程度の短時間で満充填まで復帰できるので、扉開閉が長時間できなくなるような不都合を回避できる。また、特許文献１で述べたロック機構のアクチュエータの駆動をバッテリにより充電されるコンデンサの電力を用いたものと比べ、扉開閉が頻繁に行われることがあっても、充電式電池１５の急速充電により迅速に対応できるので、従来のアクチュエータが繰り返し駆動される結果、コンデンサの放電により充電容量が充分でなくなりアクチュエータの駆動が困難となって、扉開閉が不能に陥るような不都合も回避できる。
【００４９】
さらに、電池切れを考慮すると容量の大きな電池を搭載するのが普通で、それによって電池自体が大きくなり、仮に、このような電池を鍵部に組み込めば、鍵部自体も大きくなってしまう。しかし、本発明の充電式電池１５のように急速充電が可能で、短い時間で満充電にすることができるのであれば、比較的小さな容量のものであっても、頻繁に充電するような運用を行えばシステムは支障なく運用できる。そのため、通常の充電式電池を使う場合よりも、小さな鍵部を設計することも可能となる。
【００５０】
(変形例１)
上述した実施の形態では、室内に鍵部１００を常時保管する鍵置き場を設け、この鍵置き場に充電器の機能を付加するようにしたが、例えばホテルにおいてフロントの各部屋ごとの鍵保管部としての鍵置き場にそれぞれ充電器の機能を付加することもできる。図６は、このようなホテルのフロントに設けられる各部屋ごとの鍵置き場の一例を示すものである。図において、３１はフロントの壁面で、この壁面３１には、各部屋番号ごとに鍵置き場３２ａ、３２ｂ、…３２ｎが並べて配置されている。これら鍵置き場３２ａ、３２ｂ、…３２ｎは、宿泊客の鍵を各部屋ごとに保管管理するもので、それぞれ鍵差込口３３ａ、３３ｂ、…３３ｎが設けられている。これら鍵差込口３３ａ、３３ｂ、…３３ｎには、上述したカード状の鍵部１００が差し込まれる。図示例では、鍵差込口３３ａと３３ｎに鍵部１００が差し込まれている。また、鍵置き場３２ａ、３２ｂ、…３２ｎ内部には、不図示の充電器が各別に設けられ、各鍵差込口３３ａ、３３ｂ、…３３ｎより鍵部１００が差し込まれた状態で、鍵部１００に対し前記電源用端子３ａ、３ｂを介して充電器が電気的に接続される。充電器は、不図示のＡＣ電源に接続され、各鍵部１００の充電式電池１５を満充電まで充電する。
【００５１】
鍵置き場３２ａ、３２ｂ、…３２ｎのそれぞれの前面には、充電ステータス表示部３４ａ、３４ｂ、…３４ｎが設けられている。これら充電ステータス表示部３４ａ、３４ｂ、…３４ｎは、鍵差込口３３ａ、３３ｂ、…３３ｎより差し込まれた各鍵部１００の充電式電池１５の充電状態を表示するもので、充電式電池１５の充電中は発光体を点灯し、満充電になると消灯する。ここでの発光体としては、例えばＬＥＤが用いられる。
【００５２】
したがって、このようにすれば、宿泊客の鍵の返却あるいは一次預かりの際に、鍵部１００を対応する部屋番号の鍵置き場３２ａ、３２ｂ、…３２ｎの鍵差込口３３ａ、３３ｂ、…３３ｎに差し込むことで、鍵貸し出し状況の把握と同時に、鍵部1００の充電式電池１５の充電を行うことができる。この場合、宿泊客の鍵の返却あるいは一次預かりの際に必ず充電式電池１５が充電されることになり、しかも、充電式電池１５は、急速充電が可能であるから、返却された鍵をまたすぐ使用することがあっても、充電式電池１５が充電不足になることがない。また、万が一電池切れとなった場合においても、急速充電によって素早く充電式電池１５を使用可能な状態まで復帰させることができる。
【００５３】
このことは、ホテルのフロントに限らず、例えばカラオケボックスのように頻繁に利用者が入れ替わるような業態であっても、部屋ごとに用意される鍵置き場に鍵部１００を差し込むだけで急速充電ができるので、迅速な対応が可能であり、鍵部１００の充電式電池１５が充電不足になることがない。
【００５４】
(変形例２)
図７（ａ）（ｂ）は、鍵部１００の変形例を示すもので、上述した実施の形態と同一部分には同符号を付している。
【００５５】
この場合、カード状をした鍵本体４１は、電源用端子３ａ、３ｂ及びデータ通信用端子４が配置される一方板面の長手方向の両側縁に沿って一対のスライドガイドレール４２、４３が設けられている。これらスライドガイドレール４２、４３には、保護手段の端子保護蓋４４が設けられている。この端子保護蓋４４は、スライドガイドレール４２、４３に沿ってスライド可能となっており、図７（ａ）に示すように鍵本体４１の電源用端子３ａ、３ｂ及びデータ通信用端子４上を覆うことで、これら電源用端子３ａ、３ｂ及びデータ通信用端子４を外部から保護可能にする。
【００５６】
このような鍵部１００によれば、使用していないときは、端子保護蓋４４により電源用端子３ａ、３ｂ及びデータ通信用端子４上を覆い保護することができるので、不用意に電源用端子３ａ、３ｂ及びデータ通信用端子４が何かに触れて破損するようなことを確実に防止できる。
【００５７】
その他、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、その要旨を変更しない範囲で種々変形することが可能である。例えば、上述した実施の形態では、鍵部１００及び錠部２００にそれぞれ認証回路１７、１９を設けたが、鍵部１００及び錠部２００のいずれか一方に設けるようにしてもよい。この場合、鍵部１００側のみに認証回路を設けた場合は、認証回路が鍵部１００の正当性を認証すると、錠部２００のモータ制御部２０に直接指示を与えモータ２１を駆動させるようにすればよい。また、錠部２００側のみに認証回路を設けた場合は、スイッチ１６を錠部２００側に設け、認証回路が鍵部１００の正当性を認証したときスイッチ１６をオンさせるようにすればよい。また、スイッチ１６は、トランジスタなどの半導体スイッチを用いてもよい。さらに、充電式電池１５の形状は、矩形状に限らず、鍵部１００の形状に合わせて任意の形状のものを用いることができる。さらにロック機構２２の駆動には、モータ２１に限らず、ソレノイドのようなアクチュエータを用いても良い。
【００５８】
さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示されている複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出できる。例えば、実施の形態に示されている全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題を解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出できる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の一実施の形態にかかる電子式扉開閉システムの概略構成を示す図。
【図２】一実施の形態にかかる電子式扉開閉システムの回路構成を示す図。
【図３】一実施の形態に用いられる充電式電池の概略構成を示す図。
【図４】一実施の形態にかかる電子式扉開閉システムの動作を説明するフローチャート。
【図５】一実施の形態に用いられる鍵置き場の概略構成を示す図。
【図６】本発明の変形例１のホテルフロントに各部屋ごとに設けられる鍵置き場の概略構成を示す図。
【図７】本発明の変形例２の鍵部の概略構成を示す図。
【符号の説明】
【００６０】
１００…鍵部、２００…錠部
１…鍵本体、２…電池収納部
３ａ．３ｂ…電源用端子、４…データ通信用端子
５…錠本体、６…扉、７…鍵差込口
８ａ．８ｂ…電源用端子、９…データ通信用端子
１０…表示部、１１…ドアノブ
１２…ラッチボルト、１３…デットボルト
１５…充電式電池、１５１…電池本体、１５ａ…正極端子
１５ｂ…負極端子、１６…スイッチ、１７．１９…認証回路
１８…スイッチ制御部、２０…モータ制御部
２１…モータ、２２…ロック機構、２３…鍵置き場
２３ａ…鍵差込口、２４…充電器、２５…電源コード
２６…充電ステータス表示部、３１…壁面
３２ａ、３２ｂ、…３２ｎ…鍵置き場
３３ａ、３３ｂ、…３３ｎ…鍵差込口
３３ａ…充電ステータス表示部、４１…鍵本体
４２．４３…スライドガイドレール、４４…端子保護蓋
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充電式電池を内蔵した電子鍵を用いた電子式扉開閉システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、いわゆるピッキングなどによる犯罪が急増しており、これら犯罪への対策として鍵形状の新たな開発や複数の錠の設置によるセキュリティー強化などが行われている。しかし、現状では、完全な犯罪防止までに至っていない。
【０００３】
一方、これら鍵の形態に代わるものとして、電子的な認証を行うようにした様々な電子式扉開閉システムも考えられており、例えば、暗証番号を使用したもの、ＩＣカードによる電子認証を行うもの、あるいは生態認証を利用するものなどが知られている。これらの方法を用いたシステムはセキュリティーとしては優れており、基本的にピッキングなどにより鍵を用いずに開錠することは困難とされている。
【０００４】
ところで、これら電子認証を用いたシステムでは、電子的な認証を実行するための電源を必要とし、さらにシステムによっては電子認証後に扉を開錠するための電源を必要とすることがある。このため、このようなシステムを設置した扉では、扉内部に専用の電源を設ける必要があり、このことが既存の扉への設置を難しくしている。また、このようなシステムでは停電により電源からの給電が止まると、扉の開閉ができなくなり、不便を生じるとともに、場合によってはこれがセキュリティーの弱点となることがあった。
【０００５】
従来、このような問題を解消するものとして、扉内部に設ける電源に電池を用いたものも考えられている。しかし、電池を電源とするものでは、定期的な電池交換が必要となり、予備として用意しておく電池の費用、作業に要する人件費などコストがかかり、特にホテルなど多数の部屋が存在する場所においてシステムを運用する業態ではその影響は極めて大きい。
【０００６】
そこで、従来、特許文献１に開示されるように鍵と錠本体との間で識別照合のためのデータの相互通信を行う電子錠であって、鍵側にバッテリを設け、このバッテリを鍵と錠本体の電源として用い、また、錠本体にバッテリの電力で充電されるコンデンサを設け、このコンデンサの電力により錠本体から鍵への送信やロック機構のアクチュエータの駆動を行うようにしたものがある。
【特許文献１】特開平９−１３２９７７号公報
【特許文献２】特開２００５−１２３１８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、このような特許文献１のものは、鍵側のバッテリの寿命がくると、交換又は充電するようにしているが、バッテリを交換するのでは、上述したのと同様に、予備として用意されるバッテリの費用、作業に要する人件費などコストがかかってしまう。また、バッテリを充電するのにも、通常の二次電池の場合で１〜２時間程度を要するため、この間、電子錠として使用できなくなることがある。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、安定した電源供給が可能でセキュリティーに強く、使い勝手に優れた電子式扉開閉システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１記載の発明は、鍵部と、該鍵部が着脱される錠部を有し、前記鍵部が装着された際に前記鍵部の正当性の認証を行う認証手段を有する電子式扉開閉システムにおいて、前記鍵部は、１０Ｃ以上の電流で急速充電可能な充電式電池を有し、前記錠部は、前記認証手段の認証結果に応じて扉開閉を行う扉開閉手段を有し、前記鍵部の前記充電式電池より前記認証手段及び前記錠部の扉開閉手段に対しそれぞれの動作に必要な電力を供給可能としたことを特徴としている。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記鍵部は、少なくとも前記錠部に電力を供給する電源用端子を有し、前記錠部は、前記鍵部が挿脱される鍵挿脱部を備え、該鍵挿脱部に前記鍵部の電源用端子に接続可能な電源用端子を有し、前記鍵挿脱部への前記鍵部の装着の際に前記鍵部の電源用端子より前記錠部の電源用端子を介して前記充電式電池より前記錠部の扉開閉手段に対し動作に必要な電力を供給可能としたことを特徴としている。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記鍵部を保管する鍵保管部をさらに有し、該鍵保管部は前記鍵部が保管された状態で前記充電式電池を急速充電する充電手段を備えたことを特徴としている。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記鍵部は複数の部屋に対応して複数個用いられ、前記鍵保管部は、前記複数の部屋ごとの鍵部に対応して複数個配置され、これら複数の鍵保管部は、対応する鍵部が保管された状態で前記充電式電池を急速充電する充電手段を各別に備えたことを特徴としている。
【００１３】
請求項５記載の発明は、請求項1又は２記載の発明において、前記鍵部は、少なくとも前記電源用端子を外部から保護する保護手段を有することを特徴としている。
【００１４】
請求項６記載の発明は、請求項1乃至５のいずれかに記載の発明において、前記充電式電池は、リチウムイオン二次電池からなることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、安定した電源供給が可能でセキュリティーに強く、使い勝手に優れた電子式扉開閉システムを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施の形態を図面に従い説明する。
【００１７】
図1（ａ）（ｂ）は、本発明の一実施の形態にかかる電子式扉開閉システムの概略構成を示している。図において、１００は鍵部で、この鍵部１００は、カード状の鍵本体１を有している。この鍵本体１は、一方板面に電池収納部２が設けられている。この電池収納部２には、後述する充電式電池１５が収納される。また、鍵本体１は、前記一方板面の端部に電源用端子３ａ、３ｂ及びデータ通信用端子４が配置されている。電源用端子３ａ、３ｂは、後述する錠部２００への電力供給及び充電式電池１５の充電を行うのに用いられる。データ通信用端子４は、錠部２００との認証用データの相互通信を行うのに用いられる。
【００１８】
錠部２００は、錠本体５を有している。この錠本体５は、扉６の側縁部に設けられている。錠本体５には、鍵挿脱部として鍵差込口７が設けられ、この鍵差込口７より前記鍵部１００を挿脱可能にしている。鍵差込口７の奥部には、電源用端子８ａ、８ｂ及びデータ通信用端子９が配置されている。これら電源用端子８ａ、８ｂ及びデータ通信用端子９は、前記鍵部１００の電源用端子３ａ、３ｂ及びデータ通信用端子４に対応するもので、鍵差込口７に鍵部１００が挿入された状態で、これら電源用端子３ａ、３ｂ及びデータ通信用端子４と電気的に接続される。
【００１９】
錠本体５には、認証確認用の表示部１０が設けられている。この表示部１０は、鍵本体１の正当性の認証取得の可否を表示するもので、例えば、認証が取れたときは青色、認証が取れないときは赤色の発光体を点灯する。ここでの発光体としては、例えばＬＥＤが用いられる。
【００２０】
扉６には、ドアノブ１１が設けられている。このドアノブ１１は、扉６を開閉する際に操作されるもので、不図示の開閉機構を介してラッチボルト１２が連結されている。また、錠本体５には、ラッチボルト１２と並んでデットボルト１３が設けられている。このデットボルト１３は、錠部２００の後述するモータ２１、ロック機構２２とともに扉開閉手段を構成するもので、これらモータ２１、ロック機構２２に連動して扉６の施錠又は解錠を行なう。
【００２１】
図２は、このように構成された電子式扉開閉システムの回路構成を示している。なお、図２は、上述した図１と同一部分には同符号を付している。
【００２２】
鍵部１００は、充電式電池１５を有している。この充電式電池１５には、大電流により急速充電が可能なリチウムイオン二次電池が用いられる。リチウムイオン二次電池は、例えば、図３（ａ）（ｂ）に示すように肉薄で矩形状をした電池本体１５１を有している。この電池本体１５１は、正極端子１５ａと負極端子１５ｂが同一側部から突出して設けられ、また周囲にはアルミラミネート外装が施されている。
【００２３】
ここで、リチウムイオン二次電池について詳細に説明する。かかる、リチウム二次電池は、リチウムチタン酸化物を活物質として含む負極を備えている。活物質であるリチウムチタン酸化物は、特許文献２に開示される通り、リチウムを吸蔵・放出可能な材料であり、リチウムイオンの挿入・離脱が１．４Ｖから１．７Ｖ／Ｌｉ付近で行われる。このため、この二次電池は大電流での急速充電を行っても、従来の負極活物質に炭素材料を用いた場合と比べてリチウムの析出が起こらずに安全性を確保できる。また、リチウムの吸蔵放出に伴う膨張収縮が生じるのを抑制することができるため、２０Ｃ電流の急速充電を繰り返し行った際にも負極活物質の構造破壊を抑えることができる。その結果、充放電を繰り返し行った場合においても長い寿命を維持できる。電池の電位としては２．４Ｖ程度であることから、従来のニッケル水素蓄電池やニッケルカドミウム蓄電池の２本直列分に相当するため、使用本数で５０％の減量化が達成できる。
【００２４】
具体的には、以下のような方法で組み立てたリチウムイオン二次電池は２０Ｃで３分間充電することにより約８０％電池容量まで充電することが可能な急速充電二次電池であることが確認されている。ここで、『Ｃ』は充放電率を表す単位であり、完全放電から完全充電（または完全充電から完全放電）までを定電流充電した場合に計算上１時間で行えるレートを１Ｃとして表現する。１／１０時間の場合、１０Ｃと表現する。したがって、例えば２０Ｃ充電とは、１Ｃ充電の２０倍の電流が必要になる。
【００２５】
＜負極の作製＞
活物質として、平均粒子径５μｍでＬｉ吸蔵電位が１．５５Ｖ(ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ+)のチタン酸リチウム（Ｌｉ4Ｔｉ5Ｏ12）粉末と、導電剤として平均粒子径０．４μｍの炭素粉末と、結着剤としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）とを重量比で９０：７：３となるように配合し、これらをｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）溶媒に分散してスラリーを調製した。
【００２６】
なお、活物質の粒子径の測定には、レーザー回折式粒度分布測定装置（島津製作所株式会社 型番ＳＡＬＤ−３００）を用いた。まず、ビーカー等に試料約０．１ｇを入れた後、界面活性剤と１〜２ｍＬの蒸留水を添加して十分に攪拌し、攪拌水槽に注入した。２秒間隔で、６４回光強度分布を測定し、粒度分布データを解析し、累積度数分布が５０％の粒径（Ｄ５０）を平均粒子径とした。
【００２７】
次いで、厚さ１０μｍのアルミニウム箔（純度９９．９９％）を負極集電体に前記スラリーを塗布し、乾燥した後、プレスを施すことにより電極密度２．４ｇ／ｃｍ3の負極を作製した。
【００２８】
＜正極の作製＞
活物質としてリチウムコバルト酸化物（ＬｉＣｏＯ2）と、導電材として黒鉛粉末と、結着剤としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）とを重量比で８７：８：５となるように配合し、これらをｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）溶媒に分散させてスラリーを調製した。厚さ１５μｍのアルミニウム箔（純度９９．９９％）にスラリーを塗布し、乾燥した後、プレスすることにより電極密度３．５ｇ／ｃｍ3の正極を作製した。
【００２９】
＜二次電池の組み立て＞
容器（外装部材）の形成材料として、厚さが０．１ｍｍのアルミニウム含有ラミネートフィルムを用意した。このアルミニウム含有ラミネートフィルムのアルミニウム層は、膜厚約０．０３ｍｍであった。アルミニウム層を補強する樹脂には、ポリプロピレンを使用した。このラミネートフィルムを熱融着で貼り合わせることにより、容器（外装部材）を得、さらに金属アルミニウムの容器に収めた。
【００３０】
次いで、前記正極に帯状の前記正極端子１５ａを電気的に接続すると共に、前記負極に帯状の前記負極端子１５ｂを電気的に接続した。厚さ１２μｍのポリエチレン製多孔質フィルムからなるセパレータを正極に密着させて被覆した。セパレータで被覆された正極に負極を対向するように重ね、これらを渦巻状に捲回して電極群を作製した。この電極群をプレスして扁平状に成形した。容器（外装部材）に扁平状に成形した電極群を挿入した。
【００３１】
エチレンカーボネート（ＥＣ）とγ−ブチルラクトン（ＧＢＬ）が体積比（ＥＣ：ＧＢＬ）で１：２の割合で混合された有機溶媒にリチウム塩であるＬｉＢＦ4を１．５ｍｏｌ／Ｌ溶解させ、液状の非水電解質を調製した。得られた非水電解質を前記容器内に注液し、リチウム二次電池を組み立てた。このようなリチウム二次電池は、満充電時電圧２．８Ｖ、放電終止電圧１．５Ｖで使用することができる。
【００３２】
この実施の形態では、前記充電式電池１５として、１０Ｃ以上の電流で急速充電可能なリチウムイオン二次電池が使用される。勿論、かかる充電式電池１５は、上述した２０Ｃで３分間充電することにより約８０％電池容量まで充電可能なものである。
【００３３】
図２に戻って、充電式電池１５の出力端子には、電源用端子３ａが接続されるとともに、スイッチ１６を介して他の電源用端子３ｂが接続されている。また、充電式電池１５の出力端子には、認証手段としての認証回路１７が接続されている。認証回路１７には、データ通信用端子４が接続されている。認証回路１７は、前記データ通信用端子４を介して後述する錠部２００の他の認証手段としての認証回路１９との間で認証用データの相互通信を行い、鍵部１００の正当性の認証を行うもので、正当性を判断するとスイッチ制御部１８により前記スイッチ１６をオンさせる。
【００３４】
一方、錠部２００は、電源端子８ａに認証回路１９が接続されている。認証回路１９には、データ通信用端子９が接続されている。認証回路１９は、前記認証回路１７と同様にデータ通信用端子９を介して鍵部１００の認証回路１７との間で認証用データの相互通信を行い、鍵部１００の正当性の認証を行うもので、正当性を判断するとモータ制御部２０によりモータ２１を駆動させる。モータ２１には、他の電源端子８ｂが接続され、鍵部1００側の充電式電池１５よりスイッチ１６を介して電力が供給可能になっている。モータ２１には、ロック機構２２が接続されている。ロック機構２２は、モータ２１を駆動源として動作するもので、前記デットボルト１３による扉６の施錠又は解錠を行う。
【００３５】
次に、このように構成した扉開閉システムの作用を説明する。
【００３６】
図４は、扉開閉の動作を説明するためのフローチャートである。まず、ステップ４０１で鍵部１００を錠部２００の鍵差込口７から挿入する。すると、鍵部１００の電源用端子３ａ、３ｂ及びデータ通信用端子４と、錠部２００の電源用端子８ａ、８ｂ及びデータ通信用端子９が各別に接続され、図２に示す電気回路が構成される。
【００３７】
この状態で、充電式電池１５より錠部２００の認証回路１９に電力が供給される(ステップ４０２)。この場合、鍵部１００の認証回路１７には、充電式電池１５より常時電力が供給されている。
【００３８】
これら認証回路１７、１９は、データ通信用端子４、９を介して認証用データの相互通信を行い、鍵部１００の正当性の認証を行う(ステップ４０３)。ここで、鍵部１００の正当性が判断できない場合は、扉開閉は不許可となり、スイッチ制御部１８によるスイッチ１６のオン動作は阻止される(ステップ４０４)。また、鍵本体１の正当性の認証が取れないことで、表示部１０の赤色のＬＥＤが点灯し、扉開閉の不許可の旨が表示される。
【００３９】
一方、認証回路１７、１９で、鍵部１００の正当性が判断されると、スイッチ制御部１８によりスイッチ１６がオンし、充電式電池１５よりスイッチ１６を介してモータ２１に電力が供給され(ステップ４０５)、これと同時に、モータ制御部２０によりモータ２１が駆動される。モータ２１が駆動されると、ロック機構２２が動作し、デットボルト１３による扉６の施錠又は解錠が行われる(ステップ４０６)。この場合、ロック機構２２は、例えば最初に鍵部１００を錠部２００の鍵差込口７に差し込んだときに扉６の施錠を行い、次に鍵部１００を錠部２００の鍵差込口７に差し込んだときに扉６の解錠を行う。また、鍵本体１の正当性の認証が取れると、表示部１０の青色のＬＥＤが点灯し、扉開閉の許可の旨が表示される。
【００４０】
その後、鍵部１００を錠部２００の鍵差込口７から抜き取ることで、処理を終了する（ステップ４０７）。
【００４１】
ところで、このような鍵部１００に内蔵される充電式電池１５は、一度満充電にすれば、鍵の開閉動作が数十回〜百回程度可能であるが、安全を考えて常に満充電状態にしておくのが望ましい。
【００４２】
そこで、この実施の形態では、例えば室内の扉６近くに、鍵部１００を常時保管する鍵保管部として鍵置き場を設け、この鍵置き場に充電器の機能を付加するようにしている。図５は、このような鍵置き場の一例を示すものである。図において、２３は鍵置き場で、この鍵置き場２３は、平面上に載置される据置き型をしており、上部に鍵差込口２３ａが設けられている。この鍵差込口２３ａには、上述したカード状の鍵部１００が差し込まれる。鍵部１００は、鍵差込口２３ａに差し込まれた状態で前記電源用端子３ａ、３ｂを介して充電手段である充電器２４に電気的に接続される。充電器２４は、電源コード２５を介して不図示のＡＣ電源に接続され、充電式電池１５を満充電まで充電する。
【００４３】
鍵置き場２３の前面には、充電ステータス表示部２６が設けられている。この充電ステータス表示部２６は、充電式電池１５の充電状態を表示するもので、充電式電池１５の充電中は発光体を点灯し、満充電になると消灯する。ここでの発光体としては、例えばＬＥＤが用いられる。
【００４４】
したがって、このようにすれば、鍵部1００に充電式電池１５を組み込み、かかる鍵部1００を錠部２００の鍵差込口７に挿入した状態で、充電式電池１５より認証回路１７、１９に電力を供給し、認証用データの相互通信により鍵部１００の正当性の認証を行い、認証が取れた時点で、充電式電池１５よりモータ２１に電力を供給するとともに、モータ制御部２０によりモータ２１を駆動し、ロック機構２２を介してデットボルト１３による扉６の施錠／解錠を行わせるようにした。また、鍵部１００に組み込まれる充電式電池１５として１０Ｃ以上の電流で急速充電できるリチウムイオン二次電池が用いられことも特徴としている。これにより、かかるシステムでは、充電式電池１５を内蔵する鍵部１００が無ければシステムを起動することができず、しかも、扉６の施錠／解錠は、モータ２1を使用して電動で行われるため、いわゆるピッキングのような道具で鍵穴を操作して開閉する操作は全くできなくなり、セキュリティーを向上させることができる。また、停電となっても充電式電池１５を使用することで、扉６の開閉は可能であり、停電によるセキュリティーの低下を防ぐことができる。
【００４５】
また、鍵部1００は、携帯可能なので、充電式電池１５を充電するための充電器は何処にあってもよく、このため扉内部に電源を設ける必要がなくなり、既存の錠との交換も容易に行うことができる。
【００４６】
さらに充電式電池１５を用いることで、電池交換のコストがかからず経済的である。特にホテルのように多数の部屋が存在し、夫々の部屋に鍵を使用しているような場合は、さらに有用で、多大な電池交換費用を無くし、コストの削減につなげることができる。また、多量の廃棄電池を出さずに済むことから、地球環境に対しても好ましい。
【００４７】
一方、充電式電池１５を用いた場合、電池切れと充電の手間がある。電池切れを起こしてしまった場合は、扉６が開閉不能となることが心配され、また、充電の手間が必要と言うことは、電池切れを誘発する要因となってしまう。これに対し、本発明では、図４で述べたように例えば室内に、鍵部１００を常時保管する鍵置き場２３を設け、この鍵置き場２３の鍵差込口２３ａに鍵部１００が差し込むだけで充電式電池１５を充電する充電器２４の機能を付加するようにしている。これにより、ユーザの在室中は、鍵部１００を鍵置き場２３に置くのみで余計な手間をかけることなく常に充電式電池１５を満充電状態にできるので、安定した電源供給が可能で、電池切れの心配がなくなるとともに、充電不足で鍵が作動できなくなるような事態を回避できる。
【００４８】
さらに、本発明で使用する充電式電池１５は、上述した特許文献２で述べたような急速充電を可能にしたものなので、充電の手間がさらに減らすことができ、また、急に充電が必要となった場合、あるいは使用間隔が短く十分に充電の時間が取れないような場合においても迅速に対応することができる。このことは、前記特許文献１で述べたバッテリを充電するのに１〜２時間程度を要するものと比べ、充電式電池１５を数分程度の短時間で満充填まで復帰できるので、扉開閉が長時間できなくなるような不都合を回避できる。また、特許文献１で述べたロック機構のアクチュエータの駆動をバッテリにより充電されるコンデンサの電力を用いたものと比べ、扉開閉が頻繁に行われることがあっても、充電式電池１５の急速充電により迅速に対応できるので、従来のアクチュエータが繰り返し駆動される結果、コンデンサの放電により充電容量が充分でなくなりアクチュエータの駆動が困難となって、扉開閉が不能に陥るような不都合も回避できる。
【００４９】
さらに、電池切れを考慮すると容量の大きな電池を搭載するのが普通で、それによって電池自体が大きくなり、仮に、このような電池を鍵部に組み込めば、鍵部自体も大きくなってしまう。しかし、本発明の充電式電池１５のように急速充電が可能で、短い時間で満充電にすることができるのであれば、比較的小さな容量のものであっても、頻繁に充電するような運用を行えばシステムは支障なく運用できる。そのため、通常の充電式電池を使う場合よりも、小さな鍵部を設計することも可能となる。
【００５０】
(変形例１)
上述した実施の形態では、室内に鍵部１００を常時保管する鍵置き場を設け、この鍵置き場に充電器の機能を付加するようにしたが、例えばホテルにおいてフロントの各部屋ごとの鍵保管部としての鍵置き場にそれぞれ充電器の機能を付加することもできる。図６は、このようなホテルのフロントに設けられる各部屋ごとの鍵置き場の一例を示すものである。図において、３１はフロントの壁面で、この壁面３１には、各部屋番号ごとに鍵置き場３２ａ、３２ｂ、…３２ｎが並べて配置されている。これら鍵置き場３２ａ、３２ｂ、…３２ｎは、宿泊客の鍵を各部屋ごとに保管管理するもので、それぞれ鍵差込口３３ａ、３３ｂ、…３３ｎが設けられている。これら鍵差込口３３ａ、３３ｂ、…３３ｎには、上述したカード状の鍵部１００が差し込まれる。図示例では、鍵差込口３３ａと３３ｎに鍵部１００が差し込まれている。また、鍵置き場３２ａ、３２ｂ、…３２ｎ内部には、不図示の充電器が各別に設けられ、各鍵差込口３３ａ、３３ｂ、…３３ｎより鍵部１００が差し込まれた状態で、鍵部１００に対し前記電源用端子３ａ、３ｂを介して充電器が電気的に接続される。充電器は、不図示のＡＣ電源に接続され、各鍵部１００の充電式電池１５を満充電まで充電する。
【００５１】
鍵置き場３２ａ、３２ｂ、…３２ｎのそれぞれの前面には、充電ステータス表示部３４ａ、３４ｂ、…３４ｎが設けられている。これら充電ステータス表示部３４ａ、３４ｂ、…３４ｎは、鍵差込口３３ａ、３３ｂ、…３３ｎより差し込まれた各鍵部１００の充電式電池１５の充電状態を表示するもので、充電式電池１５の充電中は発光体を点灯し、満充電になると消灯する。ここでの発光体としては、例えばＬＥＤが用いられる。
【００５２】
したがって、このようにすれば、宿泊客の鍵の返却あるいは一次預かりの際に、鍵部１００を対応する部屋番号の鍵置き場３２ａ、３２ｂ、…３２ｎの鍵差込口３３ａ、３３ｂ、…３３ｎに差し込むことで、鍵貸し出し状況の把握と同時に、鍵部1００の充電式電池１５の充電を行うことができる。この場合、宿泊客の鍵の返却あるいは一次預かりの際に必ず充電式電池１５が充電されることになり、しかも、充電式電池１５は、急速充電が可能であるから、返却された鍵をまたすぐ使用することがあっても、充電式電池１５が充電不足になることがない。また、万が一電池切れとなった場合においても、急速充電によって素早く充電式電池１５を使用可能な状態まで復帰させることができる。
【００５３】
このことは、ホテルのフロントに限らず、例えばカラオケボックスのように頻繁に利用者が入れ替わるような業態であっても、部屋ごとに用意される鍵置き場に鍵部１００を差し込むだけで急速充電ができるので、迅速な対応が可能であり、鍵部１００の充電式電池１５が充電不足になることがない。
【００５４】
(変形例２)
図７（ａ）（ｂ）は、鍵部１００の変形例を示すもので、上述した実施の形態と同一部分には同符号を付している。
【００５５】
この場合、カード状をした鍵本体４１は、電源用端子３ａ、３ｂ及びデータ通信用端子４が配置される一方板面の長手方向の両側縁に沿って一対のスライドガイドレール４２、４３が設けられている。これらスライドガイドレール４２、４３には、保護手段の端子保護蓋４４が設けられている。この端子保護蓋４４は、スライドガイドレール４２、４３に沿ってスライド可能となっており、図７（ａ）に示すように鍵本体４１の電源用端子３ａ、３ｂ及びデータ通信用端子４上を覆うことで、これら電源用端子３ａ、３ｂ及びデータ通信用端子４を外部から保護可能にする。
【００５６】
このような鍵部１００によれば、使用していないときは、端子保護蓋４４により電源用端子３ａ、３ｂ及びデータ通信用端子４上を覆い保護することができるので、不用意に電源用端子３ａ、３ｂ及びデータ通信用端子４が何かに触れて破損するようなことを確実に防止できる。
【００５７】
その他、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、その要旨を変更しない範囲で種々変形することが可能である。例えば、上述した実施の形態では、鍵部１００及び錠部２００にそれぞれ認証回路１７、１９を設けたが、鍵部１００及び錠部２００のいずれか一方に設けるようにしてもよい。この場合、鍵部１００側のみに認証回路を設けた場合は、認証回路が鍵部１００の正当性を認証すると、錠部２００のモータ制御部２０に直接指示を与えモータ２１を駆動させるようにすればよい。また、錠部２００側のみに認証回路を設けた場合は、スイッチ１６を錠部２００側に設け、認証回路が鍵部１００の正当性を認証したときスイッチ１６をオンさせるようにすればよい。また、スイッチ１６は、トランジスタなどの半導体スイッチを用いてもよい。さらに、充電式電池１５の形状は、矩形状に限らず、鍵部１００の形状に合わせて任意の形状のものを用いることができる。さらにロック機構２２の駆動には、モータ２１に限らず、ソレノイドのようなアクチュエータを用いても良い。
【００５８】
さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示されている複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出できる。例えば、実施の形態に示されている全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題を解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出できる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の一実施の形態にかかる電子式扉開閉システムの概略構成を示す図。
【図２】一実施の形態にかかる電子式扉開閉システムの回路構成を示す図。
【図３】一実施の形態に用いられる充電式電池の概略構成を示す図。
【図４】一実施の形態にかかる電子式扉開閉システムの動作を説明するフローチャート。
【図５】一実施の形態に用いられる鍵置き場の概略構成を示す図。
【図６】本発明の変形例１のホテルフロントに各部屋ごとに設けられる鍵置き場の概略構成を示す図。
【図７】本発明の変形例２の鍵部の概略構成を示す図。
【符号の説明】
【００６０】
１００…鍵部、２００…錠部
１…鍵本体、２…電池収納部
３ａ．３ｂ…電源用端子、４…データ通信用端子
５…錠本体、６…扉、７…鍵差込口
８ａ．８ｂ…電源用端子、９…データ通信用端子
１０…表示部、１１…ドアノブ
１２…ラッチボルト、１３…デットボルト
１５…充電式電池、１５１…電池本体、１５ａ…正極端子
１５ｂ…負極端子、１６…スイッチ、１７．１９…認証回路
１８…スイッチ制御部、２０…モータ制御部
２１…モータ、２２…ロック機構、２３…鍵置き場
２３ａ…鍵差込口、２４…充電器、２５…電源コード
２６…充電ステータス表示部、３１…壁面
３２ａ、３２ｂ、…３２ｎ…鍵置き場
３３ａ、３３ｂ、…３３ｎ…鍵差込口
３３ａ…充電ステータス表示部、４１…鍵本体
４２．４３…スライドガイドレール、４４…端子保護蓋
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鍵部と、該鍵部が着脱される錠部を有し、前記鍵部が装着された際に前記鍵部の正当性の認証を行う認証手段を有する電子式扉開閉システムにおいて、
前記鍵部は、１０Ｃ以上の電流で急速充電可能な充電式電池を有し、
前記錠部は、前記認証手段の認証結果に応じて扉開閉を行う扉開閉手段を有し、
前記鍵部の前記充電式電池より前記認証手段及び前記錠部の扉開閉手段に対しそれぞれの動作に必要な電力を供給可能としたことを特徴とする電子式扉開閉システム。
【請求項２】
前記鍵部は、少なくとも前記錠部に電力を供給する電源用端子を有し、
前記錠部は、前記鍵部が挿脱される鍵挿脱部を備え、該鍵挿脱部に前記鍵部の電源用端子に接続可能な電源用端子を有し、
前記鍵挿脱部への前記鍵部の装着の際に前記鍵部の電源用端子より前記錠部の電源用端子を介して前記充電式電池より前記錠部の扉開閉手段に対し動作に必要な電力を供給可能としたことを特徴とする請求項1記載の電子式扉開閉システム。
【請求項３】
前記鍵部を保管する鍵保管部をさらに有し、該鍵保管部は前記鍵部が保管された状態で前記充電式電池を急速充電する充電手段を備えたことを特徴とする請求項1記載の電子式扉開閉システム。
【請求項４】
前記鍵部は複数の部屋に対応して複数個用いられ、
前記鍵保管部は、前記複数の部屋ごとの鍵部に対応して複数個配置され、これら複数の鍵保管部は、対応する鍵部が保管された状態で前記充電式電池を急速充電する充電手段を各別に備えたことを特徴とする請求項３記載の電子式扉開閉システム。
【請求項５】
前記鍵部は、少なくとも前記電源用端子を外部から保護する保護手段を有することを特徴とする請求項1又は２記載の電子式扉開閉システム。
【請求項６】
前記充電式電池は、リチウムイオン二次電池からなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の電子式扉開閉システム。
【請求項１】
鍵部と、該鍵部が着脱される錠部を有し、前記鍵部が装着された際に前記鍵部の正当性の認証を行う認証手段を有する電子式扉開閉システムにおいて、
前記鍵部は、１０Ｃ以上の電流で急速充電可能な充電式電池を有し、
前記錠部は、前記認証手段の認証結果に応じて扉開閉を行う扉開閉手段を有し、
前記鍵部の前記充電式電池より前記認証手段及び前記錠部の扉開閉手段に対しそれぞれの動作に必要な電力を供給可能としたことを特徴とする電子式扉開閉システム。
【請求項２】
前記鍵部は、少なくとも前記錠部に電力を供給する電源用端子を有し、
前記錠部は、前記鍵部が挿脱される鍵挿脱部を備え、該鍵挿脱部に前記鍵部の電源用端子に接続可能な電源用端子を有し、
前記鍵挿脱部への前記鍵部の装着の際に前記鍵部の電源用端子より前記錠部の電源用端子を介して前記充電式電池より前記錠部の扉開閉手段に対し動作に必要な電力を供給可能としたことを特徴とする請求項1記載の電子式扉開閉システム。
【請求項３】
前記鍵部を保管する鍵保管部をさらに有し、該鍵保管部は前記鍵部が保管された状態で前記充電式電池を急速充電する充電手段を備えたことを特徴とする請求項1記載の電子式扉開閉システム。
【請求項４】
前記鍵部は複数の部屋に対応して複数個用いられ、
前記鍵保管部は、前記複数の部屋ごとの鍵部に対応して複数個配置され、これら複数の鍵保管部は、対応する鍵部が保管された状態で前記充電式電池を急速充電する充電手段を各別に備えたことを特徴とする請求項３記載の電子式扉開閉システム。
【請求項５】
前記鍵部は、少なくとも前記電源用端子を外部から保護する保護手段を有することを特徴とする請求項1又は２記載の電子式扉開閉システム。
【請求項６】
前記充電式電池は、リチウムイオン二次電池からなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の電子式扉開閉システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００７−２９１６０１（Ｐ２００７−２９１６０１Ａ）
【公開日】平成１９年１１月８日（２００７．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１１６９８２（Ｐ２００６−１１６９８２）
【出願日】平成１８年４月２０日（２００６．４．２０）
【出願人】（０００００３５３９）東芝電池株式会社 (109)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１１月８日（２００７．１１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年４月２０日（２００６．４．２０）
【出願人】（０００００３５３９）東芝電池株式会社 (109)
【Ｆターム（参考）】
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