WO2017104296A1 - 小型電子機器 - Google Patents

小型電子機器 Download PDF

Info

Publication number
WO2017104296A1
WO2017104296A1 PCT/JP2016/083066 JP2016083066W WO2017104296A1 WO 2017104296 A1 WO2017104296 A1 WO 2017104296A1 JP 2016083066 W JP2016083066 W JP 2016083066W WO 2017104296 A1 WO2017104296 A1 WO 2017104296A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
storage device
power
electricity storage
electronic device
small electronic
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/083066
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
小野寺　英晴
伊藤　高廣
Original Assignee
国立大学法人九州工業大学
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 国立大学法人九州工業大学 filed Critical 国立大学法人九州工業大学
Priority to US16/061,621 priority Critical patent/US11450489B2/en
Priority to EP16875281.4A priority patent/EP3392999B1/en
Publication of WO2017104296A1 publication Critical patent/WO2017104296A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/78—Cases; Housings; Encapsulations; Mountings
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/04—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances
    • A61B1/041—Capsule endoscopes for imaging
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/08—Structural combinations, e.g. assembly or connection, of hybrid or EDL capacitors with other electric components, at least one hybrid or EDL capacitor being the main component
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/22—Electrodes
    • H01G11/30—Electrodes characterised by their material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/485—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of mixed oxides or hydroxides for inserting or intercalating light metals, e.g. LiTi2O4 or LiTi2OxFy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/54—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of silver
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/109—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure of button or coin shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/117—Inorganic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/117—Inorganic material
    • H01M50/119—Metals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/124—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure
    • H01M50/1243—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure characterised by the internal coating on the casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/216—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for button or coin cells
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/345—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering using capacitors as storage or buffering devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/11—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure having a chip structure, e.g. micro-sized batteries integrated on chips
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present invention relates to a small electronic device.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2015-243020 for which it applied to Japan on December 14, 2015, and uses the content here.
  • the electricity storage device includes a primary battery, a secondary battery, an electric double layer capacitor, and the like, and there are a battery that cannot be charged and a battery that can be charged.
  • the power source of the small electronic device may be disposed inside the small electronic device or may be disposed outside the small electronic device. In the case where a small electronic device has a power source therein, an electricity storage device can be used as the power source. However, since the capacity of the power storage device decreases as the size of the power storage device decreases, a sufficient operation time as an electronic device may not be obtained.
  • a small electronic device When a small electronic device receives power from a power source disposed outside, power can be supplied to the small electronic device via a lead wire from a power source having a sufficient amount of power, such as a commercial power source or a large power storage device.
  • a power source having a sufficient amount of power such as a commercial power source or a large power storage device.
  • a lead wire For example, in a small electronic device used in the body, it is very difficult to supply power via a lead wire. Further, even in a small electronic device that is used in the ground, in water, or in the air, it is difficult to supply power via a lead wire.
  • Patent Document 1 describes that most everyday materials (including animals, plants, and humans) are non-magnetic, and their interaction with a magnetic field is minimal. When a material such as metal is present nearby, there is a problem that received power is reduced.
  • a capsule endoscope as disclosed in Patent Document 2 has been put into practical use.
  • the capsule endoscope is swallowed from the mouth and images the inside of the body using a camera or LED, and a power source is a coin-shaped silver oxide battery (primary battery) incorporated in the capsule.
  • the capsule endoscope is moved by the peristaltic movement of the digestive tract, and the inspection time is about 8 hours from swallowing to ejection.
  • Japanese Patent No. 5190108 Japanese National Table 2003-526268 International Publication No. 2014/014062 Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-302581 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-210898
  • an object of the present invention is to provide a small electronic device that can prevent the operation of the operation component from being hindered by the storage device being arranged near the operation component that operates by electromagnetic force. It is another object of the present invention to provide a small electronic device that can suppress a decrease in received power due to the storage device being disposed near a receiving coil for wireless power transmission.
  • a small electronic device includes an operating component that operates by electromagnetic force, an electrical storage device, and a case in which the operating component and the electrical storage device are accommodated, and the electrical storage device Is made of a non-magnetic material.
  • the power storage device is formed of a non-magnetic material, it is possible to suppress a change in the magnetic field due to the power storage device being disposed near the operating component that operates by electromagnetic force. Therefore, it is possible to prevent the operation of the operating component from being hindered by the storage device being disposed near the operating component.
  • a small electronic device includes a power receiving coil for wireless power transmission, a power storage device, and a case in which the power receiving coil and the power storage device are accommodated, and the power storage
  • the device is made of a nonmagnetic material. According to this configuration, since the power storage device is formed of a non-magnetic material, it is possible to suppress a decrease in received power due to the storage device being disposed near the power receiving coil for wireless power transmission.
  • a small electronic device includes an operating component that operates by electromagnetic force, a power receiving coil for wireless power transmission, a power storage device, the operating component, the power receiving coil, and the power storage.
  • the electricity storage device is formed of a non-magnetic material.
  • the power storage device is formed of a non-magnetic material, it is possible to suppress a change in the magnetic field due to the power storage device being disposed near the operating component that operates by electromagnetic force. Therefore, it is possible to prevent the operation of the operating component from being hindered by the storage device being disposed near the operating component.
  • a decrease in received power due to the storage device being disposed near the receiving coil for wireless power transmission can be suppressed.
  • the power storage device may be disposed inside the power receiving coil.
  • a limited space in the case can be used effectively, and the case can be downsized. Therefore, a small electronic device can be further downsized.
  • the power storage device may include an exterior body made of nonmagnetic stainless steel.
  • the exterior body compared with the case where the exterior body is formed of aluminum which is difficult to press, the exterior body can be manufactured by an easy press process, and the manufacturing cost can be reduced. Therefore, an inexpensive small electronic device can be provided.
  • the electricity storage device includes an exterior body, and contacts the electrolyte of the electricity storage device in the exterior body.
  • the electrode of the electricity storage device is silver oxide, manganese dioxide, lithium cobaltate, lithium manganate, lithium titanate,
  • the material may include at least one of zinc, carbon, activated carbon, silicon, silicon monoxide, and lithium.
  • a small electronic device including a high-capacity electricity storage device formed of a nonmagnetic material can be obtained.
  • the power storage device may be a coin type.
  • the power storage device can be accommodated in the cylindrical case without a gap. For this reason, it is possible to reduce the size of the case, and it is possible to further reduce the size of the small electronic device. In addition, the limited space in the case can be effectively used, and a smaller electronic device with higher performance can be obtained.
  • the small electronic device may be a capsule endoscope.
  • the capsule endoscope has a high-performance capsule endoscope that has a self-running function and that suppresses a decrease in received power due to wireless power transmission, and can reduce the burden on the patient.
  • the small electronic device According to the small electronic device according to each aspect of the present invention, it is possible to prevent the operation of the operating component from being hindered by the storage device being arranged near the operating component. In addition, a decrease in received power due to the storage device being disposed near the power receiving coil for wireless power transmission can be suppressed.
  • a capsule endoscope 1 that captures an image of the inside of a body using a camera or an LED by being swallowed from a mouth of a human body
  • the small electronic device is not limited to the capsule endoscope, and the present invention is also applied to other small electronic devices equipped with components that operate by electromagnetic force, such as actuators, relays, switches, speakers, earphones, and the like. Is possible.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a capsule endoscope according to the present embodiment, and is a cross-sectional view when viewed in a cross-section including a central axis thereof.
  • the capsule endoscope 1 can be self-propelled by a driving force of an actuator 4 (operation part) described later, and has a function of mounting a small camera and an LED inside to image the inside of a human body. More specifically, as shown in FIG. 1, the capsule endoscope 1 includes a capsule 2 (case), a pair of power storage devices 3, an actuator 4, a power receiving coil 5, a camera 6, an LED 7, And a control circuit 8.
  • the pair of power storage devices 3, the actuator 4, the power receiving coil 5, the camera 6, the LED 7, and the control circuit 8 are disposed inside the capsule 2.
  • the capsule 2 is made of, for example, a resin material and is formed in a cylindrical shape with both end portions being hemispherical.
  • One end 2a of the capsule 2 has translucency.
  • the capsule 2 has an outer diameter of 11 mm and a length of about 26 mm.
  • the capsule 2 is provided with a partition wall 2b that divides the internal space into two in the axial direction of the capsule 2 (hereinafter simply referred to as “axial direction”).
  • the partition wall 2b is provided so as to be orthogonal to the axial direction on the one end 2a side from the axial center.
  • the one end 2a side of the partition wall 2b is referred to as a first space S1
  • the opposite side is referred to as a second space S2.
  • the pair of power storage devices 3 are coin-shaped, and are arranged side by side in the axial direction in the second space S2 in a state of being connected in series so as to be coaxial with the capsule 2.
  • the power storage device 3 supplies power to the actuator 4, the camera 6, the LED 7, and the like through the control circuit 8.
  • the power storage device 3 supplies power from the power receiving coil 5 through the control circuit 8.
  • the electricity storage device 3 is formed of a non-magnetic material (a material that is not a ferromagnetic material).
  • FIG. 2 is a view showing the electricity storage device 3 according to the present embodiment, and is a cross-sectional view when seen in a cross section including the axis.
  • the electricity storage device 3 mainly includes the exterior body 10 and the electrode body 20 accommodated in the exterior body 10 together with the electrolytic solution 25.
  • the exterior body 10 is formed in a circular shape in plan view. More specifically, the exterior body 10 is assembled into the positive electrode can 11 via the bottomed cylindrical positive electrode can 11 and the gasket 12, and defines an accommodation space S between the positive electrode can 11.
  • a negative electrode can 13 having a top cylindrical shape. In the accommodation space S, the electrode body 20 and the electrolytic solution 25 are accommodated.
  • the inner diameter of the positive electrode can 11 is larger than the outer diameter of the negative electrode can 13.
  • a protective film 14 is provided on the entire portion of the positive electrode can 11 facing the accommodation space S. The protective film 14 prevents the positive electrode can 11 from coming into contact with the electrolytic solution 25 and corroding to accelerate the performance deterioration of the electricity storage device 3, particularly when the electricity storage device 3 can be charged.
  • the presence or absence of the protective film 14 does not matter in a primary battery that cannot be charged.
  • the gasket 12 has an annular shape and is fitted in the peripheral wall portion 11 a of the positive electrode can 11.
  • a groove portion 12 a that holds the peripheral wall portion 13 a of the negative electrode can 13 is formed over the entire circumference.
  • the negative electrode can 13 is fixed in the positive electrode can 11 by caulking the peripheral wall portion 11 a of the positive electrode can 11 while the peripheral wall portion 13 a is held in the groove portion 12 a of the gasket 12.
  • the electrode body 20 is formed in a disk shape that matches the inner shape of the exterior body 10.
  • the electrode body 20 includes a positive electrode 21, a negative electrode 22, and a separator 23 interposed between the positive electrode 21 and the negative electrode 22.
  • the positive electrode 21 is laminated on the positive electrode can 11 via the protective film 14 and is electrically connected to the positive electrode can 11.
  • the negative electrode 22 is directly laminated on the negative electrode can 13 and is electrically connected to the negative electrode can 13.
  • the positive electrode 21 and the negative electrode 22 of the electricity storage device 3 are required to have sufficient capacity (weight density) and be nonmagnetic. Table 1 below shows the results of examining whether or not the active material of various power storage devices having a high capacity is attracted to the magnet.
  • the test method in Table 1 is that a samarium cobalt magnet (manufactured by Seiko Instruments Inc.) having a maximum energy product of 30 MGOe (239 kJ / m 3 ) is brought into contact with a powdered active material (Li-only foil) and attracted to the magnet. Those that did not were evaluated as Good, those that were weakly aspirated as Not Good, those that were aspirated as Bad, and those that were strongly aspirated as Very Bad. Fe was evaluated for reference as a representative example of a ferromagnetic material. In general, power storage devices are often used by compressing powder in order to increase the capacity per volume.
  • MnO 2 is used for the positive electrode and Zn is used for the negative electrode. MnO 2 was weakly attracted to the magnet. Zn was not attracted to the magnet.
  • Ag 2 O is used for the positive electrode and Zn is used for the negative electrode. Neither Ag 2 O nor Zn was attracted to the magnet.
  • MnO 2 is used for the positive electrode and Li is used for the negative electrode. MnO 2 was weakly attracted to the magnet. Li was not attracted to the magnet.
  • Li 4 Mn 5 O 12 or Li 4 Ti 5 O 12 is used for the positive electrode.
  • the negative electrode is used in combination with an active material such as Si or SiO and Li.
  • an active material such as Si or SiO and Li.
  • Li 4 Mn 5 O 12 used for the positive electrode was weakly attracted to the magnet, while Li 4 Ti 5 O 12 was not attracted to the magnet.
  • Si used for the negative electrode was weakly attracted to the magnet, while SiO was not attracted to the magnet.
  • LiCoO 2 is used for the positive electrode and C is used for the negative electrode. Neither LiCoO 2 nor C was attracted to the magnet.
  • activated carbon is used for both the positive electrode and the negative electrode. The activated carbon was not attracted to the magnet.
  • the above-mentioned active material, except for Li was the same in both powder and pellet forms.
  • the electrolytic solution 25 of the electricity storage device 3 is required to be nonmagnetic.
  • the electrolytic solution was put in a glass bottle, and a magnet was brought close to the outside of the glass bottle to observe whether the electrolytic solution was sucked.
  • an aqueous sodium hydroxide solution or an aqueous potassium hydroxide solution is used in an alkaline battery or a silver oxide battery. The sodium hydroxide aqueous solution and potassium hydroxide aqueous solution were not attracted to the magnet.
  • lithium primary batteries lithium ion secondary batteries, and electric double layer capacitors
  • propylene carbonate ethylene carbonate, sulfolane, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, dimethoxyethane, and acetonitrile are used as solvents.
  • the solvent described above was not attracted to the magnet.
  • Examples of the electrolyte include lithium perchlorate, lithium borofluoride, lithium hexafluorophosphate, lithium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide, lithium bis (fluorosulfonyl) imide, tetraethylammonium borofluoride, 5-azonia spiro (4, 4) Nonanetetrafluoroborate is used.
  • the electrolyte described above was not attracted to the magnet. Furthermore, the mixture of the above-described solvent and electrolyte was not attracted by the magnet.
  • the exterior body 10 of the electricity storage device 3 is required to be nonmagnetic.
  • Table 2 below shows the results of examining whether or not the materials of the exterior bodies of various power storage devices are attracted by the magnet.
  • the magnetic test method for the outer package shown in Table 2 is that a plate-like material with a thickness of 0.2 mm and a material obtained by pressing this plate into a can shape as a positive electrode can or a negative electrode can be brought close to a magnet and sucked. Observed whether or not. Those that were not attracted by the magnet were evaluated as Good, those that were weakly attracted were evaluated as Not Good, those that were attracted were evaluated as Bad, and those that were strongly attracted were evaluated as Very Bad.
  • cold rolled steel sheet mainly composed of iron and ferritic stainless steel (SUS430) were strongly attracted to the magnet.
  • Austenitic ferrite duplex stainless steel SUS329J4L was attracted to the magnet.
  • Austenitic stainless steel SUS304, SUS316L was not attracted to the magnet in the plate shape, but weakly attracted to the magnet in the case of being pressed into a can shape. This is presumably because part of austenite was transformed into magnetic martensite during the process of pressing the plate.
  • Non-magnetic stainless steel (NM17 manufactured by Eggplant Steel Strip Co., Ltd.) was not attracted to the magnet, either in the form of a plate or pressed into a can. Aluminum and copper were not attracted by the magnet. Nickel was strongly attracted to the magnet.
  • the active material used for the positive electrode 21 and the negative electrode 22 can be selected based on the results of the magnet test shown in Table 1, for example.
  • a silver oxide battery (SR) is applied as the electricity storage device 3
  • the nonmagnetic electricity storage device 3 can be obtained at a voltage of 1.5 V by using Ag 2 O as the positive electrode active material and Zn as the negative electrode active material.
  • a lithium secondary battery is applied as the electricity storage device 3
  • it is nonmagnetic at a voltage of 1.5 V by using Li 4 Ti 5 O 12 as the positive electrode active material and using a material obtained by reacting Li with SiO as the negative electrode active material.
  • the power storage device 3 can be obtained.
  • a lithium ion secondary battery is employed as the electricity storage device 3
  • the nonmagnetic electricity storage device 3 can be formed at a voltage of 3.7 V by using LiCoO 2 as the positive electrode active material and C as the negative electrode active material.
  • the nonmagnetic electricity storage device 3 can be obtained by using activated carbon for the positive electrode 21 and the negative electrode 22.
  • an alkaline dry battery, an alkaline battery (LR), a lithium primary battery (CR), a lithium secondary battery, or the like is applied as the power storage device 3
  • a Mn-based active material is used for the positive electrode 21. Since the Mn-based active material is weakly attracted by the magnet, it is desirable to dispose the Mn-based active material away from the actuator 4 that operates by electromagnetic force. If necessary, a mixture of a conductive additive made of carbon and a resin binder is compressed into the active material described above to obtain a positive electrode 21 and a negative electrode 22.
  • the separator 23 is made of a nonmagnetic material such as polypropylene, polyethylene, polytetrafluoroethylene, or cellulose.
  • a mixture of any of the above-described solvents and an electrolyte is used.
  • the material forming the exterior body 10 of the electricity storage device 3 can be selected from the test results shown in Table 2, for example, in consideration of the processing method of the exterior body 10.
  • nonmagnetic stainless steel is optimal as a material.
  • Aluminum is a non-magnetic material, but is difficult to press because it is soft and difficult to stretch.
  • the exterior body 10 must also consider strength, weight, corrosion resistance, and the like.
  • Aluminum is light in weight and excellent in corrosion resistance in air or in a non-aqueous electrolyte, but has a disadvantage of low mechanical strength. Copper has the disadvantage of being easily oxidized in air. Various stainless steels have mechanical strength and stable corrosion resistance in air, but are inferior to aluminum in corrosion resistance in non-aqueous electrolytes.
  • the positive electrode can 11 and the negative electrode can 13 are formed by pressing a non-magnetic stainless steel plate.
  • the gasket 12 is made of a resin material that is a non-magnetic material having insulation properties, such as nylon, polypropylene, polyphenylene sulfide, and polyether ether ketone.
  • the protective film 14 is made of a non-magnetic material having conductivity and hardly corroded. Specifically, the protective film 14 is formed of a material containing at least one of carbon and aluminum. The protective film 14 is formed, for example, by applying a paste obtained by mixing carbon powder, resin, and solvent on the inner surface of the positive electrode can 11 and drying it. The protective film 14 can also be formed by depositing aluminum on the inner surface of the positive electrode can 11 by vapor deposition or sputtering. Furthermore, the protective film 14 can be formed by producing a clad plate made of aluminum and a material that is not attracted by a magnet such as non-magnetic stainless steel and pressing the clad plate into a can shape. Thus, it is the most preferable form that all the members used for the electricity storage device 3 are formed of a material that is not attracted by the magnet.
  • the actuator 4 is disposed between the electricity storage device 3 and the partition wall 2b in the second space S2.
  • the actuator 4 includes a pipe 41, a magnet 43 disposed in the pipe 41, and a pair of coils 45 disposed at both ends of the pipe 41.
  • the pipe 41 is formed in a cylindrical shape whose both end portions are closed with, for example, aluminum.
  • the pipe 41 is arranged coaxially with the capsule 2.
  • the magnet 43 is formed shorter than the length of the pipe 41, and is disposed so that the position in the pipe 41 can be displaced in the axial direction.
  • the pair of coils 45 are wound around the outer peripheral surfaces of both ends of the pipe 41, respectively.
  • the actuator 4 applies the alternating current generated by the control circuit 8 to the coil 45, thereby causing the magnet 43, which is a mover, to reciprocate along the axial direction and collide with the inertial force or the outer wall due to the movement of the mover.
  • the capsule endoscope 1 is advanced in a certain direction by the impact force generated when the operation is performed.
  • the power receiving coil 5 is disposed on the opposite side of the actuator 4 with the power storage device 3 sandwiched in the second space S2.
  • the power receiving coil 5 is formed in a hollow shape.
  • the power receiving coil 5 is used for wireless power transmission together with an external power transmission coil (not shown).
  • the electric power generated in the power receiving coil 5 is supplied to the actuator 4, the camera 6, the LED 7, and the like through the control circuit 8 and is also used for charging the power storage device 3.
  • the camera 6 is attached to the partition wall 2b in the first space S1.
  • the camera 6 can image the outside of the capsule 2 through the one end 2a of the capsule 2 having translucency.
  • the LED 7 is attached to the partition wall 2b in the first space S1.
  • the LED 7 can irradiate the outside of the capsule 2 through the one end 2a of the capsule 2 having translucency.
  • LED7 may be provided independently and multiple may be provided.
  • the control circuit 8 is disposed between the actuator 4 and the peripheral wall of the capsule 2 in the second space S2.
  • the capsule endoscope 1 configured as described above supplies power transmitted wirelessly from an external power transmission coil (not shown) to the power receiving coil 5 to the actuator 4, the camera 6, the LED 7, and the like, and a pair of Used to charge the electricity storage device 3.
  • an external power transmission coil not shown
  • the amount of power supplied from the power storage device 3 to the actuator 4, the camera 6, the LED 7, and the like is limited to the decrease in received power due to changes in the position and angle of the capsule endoscope 1 with respect to the power transmission coil. Can do.
  • the capsule endoscope 1 can be driven by a small power storage device 3 having a small capacity compared to a configuration that operates only with the power supplied from the power storage device 3.
  • the electrical storage device 3 it is desirable to employ an electric double layer capacitor that can take out a larger current instantaneously than a primary battery or a secondary battery.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a capsule endoscope 101 for evaluating the influence of the power storage device 3 on the actuator 4.
  • the capsule endoscope 101 is configured for evaluation, and the capsule endoscope 101 according to the present embodiment is not provided with the exception that the power receiving coil 5, the camera 6, and the LED 7 are not provided. It has the same configuration as the mirror 1.
  • the electricity storage device 3 is a coin-shaped electric double layer capacitor, and has an outer diameter of 9.4 mm and a thickness of 2.0 mm per piece.
  • the positive electrode can 11 and the negative electrode can 13 are formed by pressing a nonmagnetic stainless steel plate.
  • the protective film 14 is formed by applying and drying a paste in which carbon black, a phenol resin, and a solvent are mixed on the inner surface of the positive electrode can 11.
  • As the electrolytic solution 25 1 mol / L of tetraethylammonium borofluoride dissolved in propylene carbonate was used.
  • the positive electrode can 11 is formed of SUS329J4L
  • the negative electrode can 13 is formed of SUS304
  • the protective film 14 is not provided. It was referred to as “Comparison electricity storage device”.
  • the first comparative power storage device was attracted by the magnet.
  • the magnet 43 which is a mover, could not be reciprocated, and the capsule endoscope 101 could not be run.
  • the electricity storage device 3 is formed of a non-magnetic material, the change in the magnetic field due to the electricity storage device 3 being disposed near the actuator 4 that operates by electromagnetic force is suppressed. It can be seen that the operation of the actuator 4 can be prevented from being hindered. Thereby, it is possible to secure a sufficient driving force by the actuator 4 and to prevent the power consumption of the actuator 4 from increasing.
  • the small electronic device 201 includes a power receiving coil 5 and a 150 mW light bulb 209 connected to the power receiving coil 5. Electric power is transmitted from the power transmission means 210 to the small electronic device 201.
  • the power transmission unit 210 includes an AC generator 211 using a commercial power source and a power transmission coil 213 connected to the AC generator 211.
  • the power transmission unit 210 wirelessly transmits power from the power transmission coil 213 to the power reception coil 5.
  • the light bulb 209 when power was transmitted from the power transmission coil 213 to the small electronic device 201, the light bulb 209 was brightly lit. Furthermore, when electric power is transmitted from the power transmission coil 213 to the small electronic device 201 in a state where the power storage device 3 is arranged side by side with the power receiving coil 5 between the small electronic device 201 and the power transmission coil 213, the brightness of the light bulb 209 is increased. The light did not change and it was brightly lit.
  • the power storage device 3 when the power storage device 3 was replaced with the first comparative power storage device, the brightness of the light bulb 209 became dark. From the above results, according to the present embodiment, it can be seen that since the electricity storage device 3 is formed of a non-magnetic material, it is possible to suppress a decrease in received power due to the electricity storage device 3 being disposed near the power receiving coil 5. .
  • the light bulb when the power storage device 3 is arranged inside (inside) the power receiving coil 5 of the small electronic device 201, the light bulb is similar to the state in which the power storage device 3 is arranged side by side with the power receiving coil 5. 209 is brightly lit. Thus, even if the electricity storage device 3 that is not attracted by the magnet is placed inside the hollow power receiving coil 5, there is no influence of the received power, so that the space inside the capsule 2 can be used effectively.
  • the actuator 4 is enlarged to obtain a larger driving force, a cell collection mechanism is provided, or a medicine is mounted.
  • a mechanism capable of directly administering to the affected part in the body can be provided, and the capsule endoscope 1 with higher performance can be obtained.
  • the positive electrode can 11 and the negative electrode can 13 are made of nonmagnetic stainless steel, the protective film 14 is not provided, and the other configuration is the same as that of the power storage device 3 of the present embodiment.
  • a device hereinafter referred to as “second comparative power storage device”. Table 3 below shows the results of the magnet test and the durability test of the power storage device 3 and the second comparative power storage device.
  • the capacity retention rate was measured by the following procedure.
  • Capacity measurement 1 After charging the storage device 3 and the second comparative storage device at 2.5 V each, the discharge current per electrode area was discharged at 35 mA / cm 2 and the time from 80% to 40% of the charging voltage From this, the storage capacity C1 was calculated.
  • the electricity storage device 3 and the second comparative electricity storage device were placed in a constant temperature bath at 40 ° C., and were continuously charged at a voltage of 2.5 V for 1 week.
  • Capacity measurement 2 The capacity C2 was calculated by the same method as the capacity measurement 1 described above.
  • the capacity retention rate was C2 / C1. As shown in Table 3, the capacity retention rate of the second comparative power storage device was 0, whereas the power storage device 3 had a capacity retention rate of 92%.
  • the electrical storage device 3 can be an electric double layer capacitor with little deterioration.
  • the electricity storage device 3 is formed of a nonmagnetic material, it is possible to suppress a change in the magnetic field due to the electricity storage device 3 being disposed near the actuator 4 that operates by electromagnetic force. . Therefore, it is possible to prevent the operation of the actuator 4 from being hindered by arranging the power storage device 3 near the actuator 4.
  • the electricity storage device 3 is formed of a non-magnetic material, it is possible to suppress a decrease in received power due to the electricity storage device 3 being disposed near the power reception coil 5 for wireless power transmission.
  • the power storage device 3 and the power receiving coil 5 supply power to the actuator 4, the camera 6, the LED 7, and the like through the control circuit 8. For this reason, the amount of power supplied from the power storage device 3 to the actuator 4, the camera 6, the LED 7, and the like can be limited only to a decrease in received power due to a change in position and angle of the capsule endoscope 1 with respect to the power transmission coil. Thereby, the capsule endoscope 1 can be driven by the small power storage device 3 having a small capacity.
  • the exterior body 10 of the electricity storage device 3 is formed of nonmagnetic stainless steel, it can be easily formed by pressing as compared with the case where the exterior body is formed of aluminum that is difficult to press, Manufacturing cost can be reduced. Therefore, an inexpensive capsule endoscope 1 can be provided.
  • a protective film 14 formed of a material containing at least one of carbon and aluminum is provided on the surface of the exterior body 10 that contacts the electrolytic solution 25 of the electricity storage device 3 in the positive electrode can 11. Therefore, it can prevent that the exterior body 10 and the electrolyte solution 25 contact, and the exterior body 10 corrodes. Therefore, it is possible to suppress the performance deterioration of the electricity storage device 3.
  • the exterior body 10 is made of nonmagnetic stainless steel, so that the protective film 14 is provided to reliably prevent the corrosion of the nonmagnetic stainless steel and more effectively degrade the performance of the electricity storage device 3. Can be suppressed.
  • the electrodes (positive electrode 21 and negative electrode 22) of the electricity storage device 3 are at least one of silver oxide, manganese dioxide, lithium cobaltate, lithium manganate, lithium titanate, zinc, carbon, activated carbon, silicon, silicon monoxide and lithium. Therefore, the capsule endoscope 1 including the high-capacity electricity storage device 3 formed of a non-magnetic material is obtained.
  • the electricity storage device 3 is coin-shaped, it can be accommodated in the cylindrical capsule 2 without any gap. For this reason, the capsule 2 can be reduced in size, and the capsule endoscope 1 can be further reduced in size. Further, the limited space in the capsule 2 can be used effectively, and the capsule endoscope 1 with higher performance can be obtained.
  • the capsule endoscope 1 of this embodiment can be set as the high performance capsule endoscope 1 which was provided with the self-propelled function and the fall of the received electric power by wireless power transmission was suppressed, and a patient's body Can be reduced.
  • the power storage device 3 has a coin shape, but is not limited to a coin shape.
  • a cylindrical shape such as a dry battery formed by plastically deforming a metal plate by pressing or the like.
  • a flat plate type or the like may be employed.
  • the power storage device 3 is arranged side by side with the power receiving coil 5, but is not limited to this arrangement.
  • the power storage device 3 may be disposed inside the power receiving coil 5 as illustrated in FIG. 5. According to this configuration, the space inside the capsule 2 can be effectively used, and the capsule endoscope 1 with higher performance can be obtained.
  • the capsule endoscope 1 includes the actuator 4 and the power receiving coil 5, but is not limited to this configuration.
  • the capsule endoscope 1 may include the actuator 4 but may not include the power receiving coil 5.
  • the capsule endoscope includes the power receiving coil 5 and does not need to include the actuator 4.
  • the electrical storage device 3 of the said embodiment is provided with the protective film 14 in the whole part which faces the accommodation space S among the positive electrode cans 11, it is not limited only to this structure, It faces the accommodation space S. However, it may be provided on a part of the surface in contact with the electrolytic solution 25.
  • the small electronic device of the present invention it is possible to prevent the operation of the operating component from being hindered by the storage device being disposed near the operating component.
  • a decrease in received power due to the storage device being disposed near the receiving coil for wireless power transmission can be suppressed. Therefore, industrial applicability is great.
  • Capsule endoscope small electronic equipment
  • Capsule case
  • Power storage device 4
  • Actuator actuating part
  • Power receiving coil 10
  • Exterior body 14
  • Protective film 21 Positive electrode (electrode) 22
  • Negative electrode 25

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Endoscopes (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Cell Separators (AREA)
  • Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
  • Medical Preparation Storing Or Oral Administration Devices (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

この小型電子機器は、電磁力により動作する作動部品と、蓄電デバイスと、前記作動部品および前記蓄電デバイスが収容されるケースと、を備え、前記蓄電デバイスが、非磁性体により形成されている。

Description

小型電子機器
　本発明は、小型電子機器に関する。
　本願は、２０１５年１２月１４日に、日本国に出願された特願２０１５－２４３０２０号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　従来から小型電子機器は、その電源として商用電源や蓄電デバイス、太陽光を利用している。蓄電デバイスは、一次電池や二次電池、電気二重層キャパシタなどを含み、充電不可能なものと充電可能なものとがある。小型電子機器の電源は、小型電子機器の内部に配置される場合と、小型電子機器の外部に配置される場合と、がある。小型電子機器が内部に電源を持つ場合は、電源として蓄電デバイスを用いることができる。しかしながら、蓄電デバイスは小型になるほど容量が小さくなるため、電子機器として十分な作動時間が得られないことがある。小型電子機器が外部に配置された電源より受電する場合は、商用電源や大型の蓄電デバイスなど十分な電力量を持った電源からリード線を介して小型電子機器へ電力を供給することができる。しかしながら、例えば体内で利用する小型電子機器においては、リード線を介して給電することが非常に困難となる。また、地中や水中、空中で利用する小型電子機器においても、リード線を介して給電することは困難である。
　近年、電力を供給する手段として、ワイヤレス電力伝送技術が開示されている（例えば特許文献１参照）。この技術を用いると、リード線の配置が困難な機器や、リード線が邪魔になる機器に対して、外部に配置された電源から給電できる可能性がある。これを機にさまざまな伝送方式が研究され、現在、電磁誘導方式や磁界共鳴方式、電界結合方式、電波を利用した方式等が研究されている。これらの方式は、利用周波数や伝送電力、伝送効率、伝送距離などで使い分けられている。これらのうち、磁界を利用した方式は、比較的大きな電力を送電できることから、広く用いられている。これは、送電部および受電部のそれぞれにコイルを設け、２つのコイル間の磁界を利用して電力を伝送するものである。しかしながら、２つのコイルの位置（距離や角度）が変化すると受電電力が低下するため、電力伝送の際は送電部と受電部との相対位置が固定される場合に限られていた。また、特許文献１には、大部分の日常的材質（動物、植物及び人間を含む）は非磁性であり、それらと磁界との相互作用は最小限であるとの記載があるが、コイルの近くに金属などの材料が存在すると受電電力が低下する課題がある。
　例えば小型電子機器として、特許文献２に開示されているようなカプセル内視鏡が実用化されている。カプセル内視鏡は、口から飲み込まれることで、カメラやＬＥＤを用いて体内を撮像するもので、電源はカプセル内に組み込まれたコイン形の酸化銀電池（一次電池）が用いられている。カプセル内視鏡は、消化管の蠕動運動により移動し、検査時間は飲み込んでから排出されるまでの約８時間とされている。
　さらに近年、自走可能なカプセル内視鏡が開示されている（例えば特許文献３参照）。このカプセル内視鏡は、自走機能を備えているため、体内通過に要する時間が１～２時間と短くなり、患者の身体への負担を低減できるとともに、体外から前進や後退のコントロールができ、体内の任意位置を撮像できる可能性がある。カプセル内視鏡を自走させる方法としては、カプセル中に固定したコイルに交流電流を流し、可動子である磁石を往復運動させ、可動子の運動による慣性力や外壁に衝突する際に発生する衝撃力を利用して駆動させる方法（ムービングマグネット方式）と、磁石を固定しコイルに電流を流すことでコイルが振動し、その反動によって駆動させる方法（ムービングコイル方式）とがある。これら方法のどちらも、一定方向に進行するカプセル内視鏡である。しかしながら、このような小型で高機能な電子機器は、消費電力が大きくなる。カプセル内に酸化銀電池を配置してテストしたところ、すぐに電池がなくなり、容量が不十分であった。電池の容量不足は、酸化銀電池を大きくすれば解消するが、カプセルが大きくなるおそれがある。
　そこで、外部の送電コイルからカプセル内に配置した受電コイルへワイヤレスで電力を伝送すれば、電力不足が解消すると考えられる。しかしながら、カプセルは、小腸など曲がりくねった消化管内を移動し、２つのコイルの距離や角度が変化するため、受電電力の低下や、電力伝送の遮断といった不具合が生じることがある。これらの不具合を解消するため、蓄電デバイスを併用し、受電電力が安定なときに蓄電デバイスへ充電し、受電電力が不安定なときに蓄電デバイスの電力で駆動する方法が考えられる。この方法により、送電コイルと受電コイルの距離や角度が変化しても安定した電力を供給できると考えられる。このように構成したカプセルは、可動子である磁石と、受電のための受電コイルと、蓄電デバイスとを、互いに近くに配置する必要がある。
日本国特許第５１９０１０８号公報 日本国特表２００３－５２６２６８号公報 国際公開第２０１４／０１４０６２号 日本国特開平７－３０２５８１号公報 日本国特開２０１１－２１０８９８号公報
　しかしながら、従来の蓄電デバイスは、特許文献４や特許文献５などで開示されているように、外装に冷間圧延鋼板やステンレスなど磁石に吸引される材料を用いており、さらに電極材料の磁性も考慮されていない。本発明者らが調べたところ、現在市販されている円筒型の乾電池（単１～単４型乾電池）、アルカリ電池（ＬＲ）、酸化銀電池（ＳＲ）、リチウム電池（ＣＲ）、および電気二重層キャパシタは、全て磁石に吸着された。このため、磁石により形成された可動子の近くに、磁石に吸引される蓄電デバイスを配置すると、可動子の動きが妨げられてカプセルの駆動力が十分に得られないという課題がある。また、ワイヤレス電力伝送のための受電コイルの近くに、磁石に吸引される蓄電デバイスを配置すると、受電電力が低下するという課題もある。
　そこで、本発明は、電磁力により動作する作動部品の近くに蓄電デバイスが配置されることによって作動部品の動作が妨げられることを防止できる小型電子機器の提供を目的とする。また、ワイヤレス電力伝送のための受電コイルの近くに蓄電デバイスが配置されることによる受電電力の低下を抑制できる小型電子機器の提供も目的とする。
　本発明は、上記課題を解決して係る目的を達成するために以下を採用した。
（１）本発明の第１の態様に係る小型電子機器は、電磁力により動作する作動部品と、蓄電デバイスと、前記作動部品および前記蓄電デバイスが収容されるケースと、を備え、前記蓄電デバイスが、非磁性体により形成されている。
　この構成によれば、蓄電デバイスが非磁性体により形成されているため、電磁力により動作する作動部品の近くに蓄電デバイスが配置されることによる磁界の変化を抑制できる。したがって、作動部品の近くに蓄電デバイスが配置されることによって作動部品の動作が妨げられることを防止できる。
（２）本発明の第２の態様に係る小型電子機器は、ワイヤレス電力伝送のための受電コイルと、蓄電デバイスと、前記受電コイルおよび前記蓄電デバイスが収容されるケースと、を備え、前記蓄電デバイスが、非磁性体により形成されている。
　この構成によれば、蓄電デバイスが非磁性体により形成されているため、ワイヤレス電力伝送のための受電コイルの近くに蓄電デバイスが配置されることによる受電電力の低下を抑制できる。
（３）本発明の第３の態様に係る小型電子機器は、電磁力により動作する作動部品と、ワイヤレス電力伝送のための受電コイルと、蓄電デバイスと、前記作動部品、前記受電コイルおよび前記蓄電デバイスが収容されるケースと、を備え、前記蓄電デバイスが、非磁性体により形成されている。
　この構成によれば、蓄電デバイスが非磁性体により形成されているため、電磁力により動作する作動部品の近くに蓄電デバイスが配置されることによる磁界の変化を抑制できる。したがって、作動部品の近くに蓄電デバイスが配置されることによって作動部品の動作が妨げられることを防止できる。また、ワイヤレス電力伝送のための受電コイルの近くに蓄電デバイスが配置されることによる受電電力の低下を抑制できる。
（４）上記（２）又は上記（３）に記載の小型電子機器において、前記蓄電デバイスが、前記受電コイルの内側に配置されていてもよい。
　この場合、ケース内の限られたスペースを有効利用でき、ケースを小型化することが可能となる。したがって、小型電子機器をより小型化することができる。
（５）上記（１）～上記（４）の何れか一項に記載の小型電子機器において、前記蓄電デバイスが、非磁性ステンレスにより形成された外装体を備えてもよい。
　この場合、プレス加工が難しいアルミニウムにより外装体が形成される場合と比較して、外装体を容易なプレス加工により製造することができ、製造コストを低減させることができる。したがって、安価な小型電子機器を提供できる。
（６）上記（１）～上記（５）の何れか一項に記載の小型電子機器において、前記蓄電デバイスが、外装体を備え、前記外装体のうち、前記蓄電デバイスの電解液と接触する面の少なくとも一部に、炭素およびアルミニウムのうち少なくともいずれか一方を含む材料により形成された保護膜が設けられている、構成を採用してもよい。
　この場合、外装体と電解液とが接触して外装体が腐食することを防止できる。したがって、蓄電デバイスの性能劣化を抑制することができる。
（７）上記（１）～上記（６）の何れか一項に記載の小型電子機器において、前記蓄電デバイスの電極が、酸化銀、二酸化マンガン、コバルト酸リチウム、マンガン酸リチウム、チタン酸リチウム、亜鉛、炭素、活性炭、ケイ素、一酸化ケイ素およびリチウムのうち少なくとも１つを材質として含んでもよい。
　この場合、非磁性体により形成された高容量な蓄電デバイスを備えた小型電子機器とすることができる。
（８）上記（１）～上記（７）の何れか一項に記載の小型電子機器において、前記蓄電デバイスがコイン形であってもよい。
　この場合、蓄電デバイスを円筒状のケース内に隙間なく収容することができる。このため、ケースを小型化することが可能となり、小型電子機器をより小型化することができる。また、ケース内の限られたスペースを有効に利用することが可能となり、より高性能な小型電子機器とすることができる。
（９）上記（１）～上記（８）の何れか一項に記載の小型電子機器が、カプセル内視鏡であってもよい。
　この場合、自走機能を備えてかつ、ワイヤレス電力伝送による受電電力の低下が抑制された高性能なカプセル内視鏡となり、患者の負担を低減することができる。
　本発明の上記各態様に係る小型電子機器によれば、作動部品の近くに蓄電デバイスが配置されることによって作動部品の動作が妨げられることを防止できる。また、ワイヤレス電力伝送のための受電コイルの近くに蓄電デバイスが配置されることによる、受電電力の低下も抑制できる。
本発明の一実施形態に係るカプセル内視鏡の概略構成を示す断面図である。 同実施形態に係る蓄電デバイスの断面図である。 アクチュエータに対する蓄電デバイスの影響評価用のカプセル内視鏡の概略構成を示す断面図である。 受電コイルに対する蓄電デバイスの影響評価用の小型電子機器および送電手段の概略構成図である。 受電コイルに対する蓄電デバイスの影響評価用の小型電子機器および送電手段の概略構成図である。
　以下、本発明の小型電子機器における好適な実施形態として、例えば人体の口から飲み込まれることで、カメラやＬＥＤを用いて体内を撮像するカプセル内視鏡１を例に説明する。なお、小型電子機器は、カプセル内視鏡のみに限定されず、電磁力により動作する部品、例えばアクチュエータ、リレー、スイッチ、スピーカー、イヤホン、などを搭載した他の小型電子機器にも本発明は適用可能である。
　図１は、本実施形態に係るカプセル内視鏡の概略構成を示す図であって、その中心軸線を含む断面で見た場合の断面図である。
　カプセル内視鏡１は、後述するアクチュエータ４（作動部品）の駆動力により自走可能とされ、内部に小型カメラおよびＬＥＤを搭載して、人体の体内を撮像する機能を備えている。より詳細に説明すると、図１に示すように、カプセル内視鏡１は、カプセル２（ケース）と、一対の蓄電デバイス３と、アクチュエータ４と、受電コイル５と、カメラ６と、ＬＥＤ７と、制御回路８と、を備えている。一対の蓄電デバイス３、アクチュエータ４、受電コイル５、カメラ６、ＬＥＤ７および制御回路８は、カプセル２の内部に配置されている。
　カプセル２は、例えば樹脂材料からなり、両端部が半球状とされた円筒状に形成されている。カプセル２の一端部２ａは、透光性を有している。カプセル２は、例えば外径が１１ｍｍ、長さが２６ｍｍ程度になっている。カプセル２には、内部空間をカプセル２の軸方向（以下、単に「軸方向」という。）において２つに分割する隔壁２ｂが設けられている。隔壁２ｂは、軸方向中央よりも一端部２ａ側において、軸方向に直交するように設けられている。以下、カプセル２の内部空間のうち、隔壁２ｂよりも一端部２ａ側を第１空間Ｓ１とし、その反対側を第２空間Ｓ２とする。
　一対の蓄電デバイス３は、コイン形であって、カプセル２と同軸となるように直列に接続された状態で、第２空間Ｓ２において軸方向に並んで配置されている。蓄電デバイス３は、制御回路８を通じて、アクチュエータ４やカメラ６、ＬＥＤ７等に電力を供給する。蓄電デバイス３は、制御回路８を通じて、受電コイル５から電力を給電する。蓄電デバイス３は、非磁性体（強磁性体でない物質）により形成されている。
　図２は、本実施形態に係る蓄電デバイス３を示す図であって、その軸線を含む断面で見た場合の断面図である。
　図２に示すように、蓄電デバイス３は、外装体１０と、電解液２５とともに外装体１０内に収容された電極体２０と、を主に備えている。
　外装体１０は、平面視で円形状に形成されている。具体的に言うと、外装体１０は、有底筒状の正極缶１１と、ガスケット１２を介して正極缶１１内に組み付けられるとともに、正極缶１１との間に収容空間Ｓを画成する有頂筒状の負極缶１３と、を有している。収容空間Ｓには、電極体２０および電解液２５が収容される。図示の例において、正極缶１１の内径は、負極缶１３の外径よりも大きくなっている。正極缶１１のうち、収容空間Ｓに面する部分の全体には、保護膜１４が設けられている。保護膜１４は、特に蓄電デバイス３が充電可能な場合において、正極缶１１が電解液２５と接触して腐食することにより蓄電デバイス３の性能劣化を促進させることを防止する。なお、正極缶１１と電解液２５との接触による腐食は充電時に起こるため、充電不可能な一次電池においては、保護膜１４の有無は問わない。
　ガスケット１２は、環状とされ、正極缶１１の周壁部１１ａ内に嵌合されている。ガスケット１２には、負極缶１３の周壁部１３ａを保持する溝部１２ａが全周に亘って形成されている。負極缶１３は、周壁部１３ａがガスケット１２の溝部１２ａ内に保持された状態で、正極缶１１の周壁部１１ａをカシメることで、正極缶１１内に固定されている。
　電極体２０は、外装体１０の内形に合わせた円板状に形成されている。電極体２０は、正極２１と、負極２２と、正極２１と負極２２との間に介在するセパレータ２３と、を備えている。正極２１は、保護膜１４を介して正極缶１１に積層されて、正極缶１１と導通している。負極２２は、負極缶１３に直接積層されて、負極缶１３と導通している。
　以下、蓄電デバイス３を構成する部材の材質について詳述する。
　最初に、蓄電デバイス３の正極２１および負極２２を構成する活物質について述べる。蓄電デバイス３の正極２１および負極２２は、十分な容量（重量密度）をもち、かつ非磁性であることが求められる。高容量である各種蓄電デバイスの活物質が磁石に吸引されるかどうかを調べた結果を以下の表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１におけるテストの方法は、粉末の活物質（Ｌｉのみ箔）に、最大エネルギー積が３０ＭＧＯｅ（２３９ｋＪ／ｍ３）のサマリウムコバルト磁石（セイコーインスツル株式会社製）を接触させ、磁石に吸引されなかったものをＧｏｏｄ、弱く吸引されたものをＮｏｔ　Ｇｏｏｄ、吸引されたものをＢａｄ、強力に吸引されたものをＶｅｒｙ　Ｂａｄとして評価した。Ｆｅは、強磁性体の代表例として参考用に評価した。また、一般に、蓄電デバイスは、体積当たりの容量を高めるために粉末を圧縮して利用することが多い。そこで、活物質の塑性変形によって磁性が変化するかどうかを確かめるために、活物質と樹脂バインダーを９：１の割合（活物質：樹脂バインダー＝９：１）で混ぜた粉末を４ｔｆ／ｃｍ２（３９２ＭＰａ）の力で圧縮し、ペレット状にしたものを、上記と同じ磁石に接触させて評価した。
　アルカリ電池では、正極にＭｎＯ２が用いられ、負極にＺｎが用いられる。ＭｎＯ２は弱く磁石に吸引された。Ｚｎは磁石に吸引されなかった。
　酸化銀電池では、正極にＡｇ２Ｏが用いられ、負極にＺｎが用いられる。Ａｇ２ＯおよびＺｎのいずれも、磁石に吸引されなかった。
　リチウム一次電池では、正極にＭｎＯ２が用いられ、負極にＬｉが用いられる。ＭｎＯ２は弱く磁石に吸引された。Ｌｉは磁石に吸引されなかった。
　リチウム二次電池では、正極にＬｉ４Ｍｎ５Ｏ１２又はＬｉ４Ｔｉ５Ｏ１２が用いられる。また、負極には、ＳｉやＳｉＯ等の活物質とＬｉとが組み合わされて用いられる。これらの材料のうち、正極に用いられるＬｉ４Ｍｎ５Ｏ１２は弱く磁石に吸引された一方、Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２は磁石に吸引されなかった。また、負極に用いられるＳｉは弱く磁石に吸引された一方、ＳｉＯは磁石に吸引されなかった。
　リチウムイオン二次電池では、正極にＬｉＣｏＯ２が用いられ、負極にＣが用いられる。ＬｉＣｏＯ２およびＣのいずれも、磁石には吸引されなかった。
　電気二重層キャパシタでは、正極および負極のいずれにも活性炭が用いられる。活性炭は、磁石に吸引されなかった。
　なお、上述した活物質は、Ｌｉを除いて、いずれも、粉末状およびペレット状のどちらにおいても結果は同じであった。
　次に、蓄電デバイスの電解液の磁性について述べる。蓄電デバイス３の電解液２５は、非磁性であることが求められる。
　電解液の磁性のテスト方法は、ガラス瓶に電解液を入れ、ガラス瓶の外から磁石を近づけ、電解液が吸引されるかどうかを観察した。
　アルカリ電池や酸化銀電池では、水酸化ナトリウム水溶液や水酸化カリウム水溶液が用いられる。水酸化ナトリウム水溶液および水酸化カリウム水溶液は、磁石に吸引されなかった。
　リチウム一次電池やリチウムイオン二次電池、電気二重層キャパシタでは、溶媒としてプロピレンカーボネートやエチレンカーボネート、スルホラン、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジメトキシエタン、アセトニトリルが用いられる。上述した溶媒は、磁石に吸引されなかった。電解質としては、過塩素酸リチウムやホウフッ化リチウム、ヘキサフルオロリン酸リチウム、リチウムビス（トロフルオロメタンスルホニル）イミド、リチウムビス（フルオロスルホニル）イミド、ホウフッ化テトラエチルアンモニウム、５－アゾニアスピロ（４、４）ノナンテトラフルオロボラートが用いられる。上述した電解質は、磁石に吸引されなかった。さらに、上述した溶媒と電解質とを混合したものも、磁石に吸引されなかった。
　また、イオン液体である１－エチル３－メチルイミダゾリウムテトラフルオロボラートは、磁石に吸引されなかった。なお、近年、磁石に吸引されるイオン液体も見出されているが、蓄電デバイス３の電解液２５としては好ましくない。
　次に、蓄電デバイス３の外装体１０について述べる。蓄電デバイス３の外装体１０は、非磁性であることが求められる。各種蓄電デバイスの外装体の材料が磁石に吸引されるかどうかを調べた結果を以下の表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表２に示した外装体の磁性のテスト方法は、厚み０．２ｍｍの板状のものと、この板を正極缶や負極缶として缶状にプレス加工したものと、をそれぞれ磁石に近づけて吸引されるかどうかを観察した。磁石に吸引されなかったものをＧｏｏｄ、弱く吸引されたものをＮｏｔ　Ｇｏｏｄ、吸引されたものをＢａｄ、強力に吸引されたものをＶｅｒｙ　Ｂａｄとして評価した。
　表２に示すように、鉄を主成分とする冷間圧延鋼板（ＳＰＣＥ）や、フェライト系ステンレス（ＳＵＳ４３０）は、強力に磁石に吸引された。オーステナイト・フェライト二相ステンレス（ＳＵＳ３２９Ｊ４Ｌ）は、磁石に吸引された。オーステナイト系ステンレス（ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６Ｌ）は、板状では磁石に吸引されなかったが、缶状にプレス加工されたものでは磁石に弱く吸引された。これは、板をプレス加工する過程でオーステナイトの一部が磁性のあるマルテンサイトに変態したためと考えられる。非磁性ステンレス鋼（ナス鋼帯株式会社製　ＮＭ１７）は、板状でも、缶状にプレス加工されたものでも、磁石に吸引されなかった。また、アルミニウムおよび銅は、磁石に吸引されなかった。ニッケルは、磁石に強力に吸引された。
　上記のテスト結果により、正極２１および負極２２に用いる活物質は、例えば表１に示した磁石テストの結果に基づいて選ぶことができる。
　蓄電デバイス３として酸化銀電池（ＳＲ）を適用する場合、正極活物質にＡｇ２Ｏ、負極活物質にＺｎを用いることで、電圧１．５Ｖで非磁性の蓄電デバイス３とすることができる。
　蓄電デバイス３としてリチウム二次電池を適用する場合、正極活物質にＬｉ４Ｔｉ５Ｏ１２を用い、負極活物質にＳｉＯにＬｉを反応させたものを用いることで、電圧１．５Ｖで非磁性の蓄電デバイス３とすることができる。
　蓄電デバイス３としてリチウムイオン二次電池を採用する場合、正極活物質にＬｉＣｏＯ２、負極活物質にＣを用いることで、電圧３．７Ｖで非磁性の蓄電デバイス３とすることができる。
　蓄電デバイス３として電気二重層キャパシタを採用する場合、正極２１および負極２２に活性炭を用いることで、非磁性の蓄電デバイス３とすることができる。
　蓄電デバイス３としてアルカリ乾電池やアルカリ電池（ＬＲ）、リチウム一次電池（ＣＲ）、リチウム二次電池等を適用する場合、正極２１にＭｎ系の活物質が用いられる。Ｍｎ系の活物質は、磁石に弱く吸引されるため、電磁力により動作するアクチュエータ４から距離を離して配置することが望ましい。
　上述した活物質に対して、必要に応じて炭素からなる導電助剤および樹脂バインダーを混合したものを圧縮し、正極２１および負極２２とする。
　セパレータ２３は、ポリプロピレンやポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、セルロース等の非磁性体の材料で形成されている。
　電解液２５は、上述したいずれかの溶媒と電解質とを混合したものを用いている。
　蓄電デバイス３の外装体１０を形成する材料は、外装体１０の加工方法も考慮して、例えば表２に示したテストの結果から選ぶことができる。例えば金属板を塑性変形させることなく外装体１０を形成する場合は、オーステナイト系ステンレス、非磁性ステンレス、アルミニウムおよび銅のうちいずれかの材料により形成することが好ましい。プレス加工等により塑性変形させて外装体１０を形成する場合は、材料として非磁性ステンレスが最適である。アルミニウムは、非磁性体であるが、柔らかく伸びにくいためプレス加工が難しい。また、外装体１０は、強度や重さ、耐食性等も考慮しなければならない。アルミニウムは、軽量であり、空気中や非水電解液中での耐食性に優れる一方で、機械的強度が低いという欠点がある。銅は、空気中で酸化しやすいという欠点がある。各種ステンレスは、機械的強度があり空気中での耐食性が安定しているが、非水電解液中の耐食性においてアルミニウムよりも劣る。本実施形態では、正極缶１１および負極缶１３は、非磁性ステンレスの板材をプレス加工することにより形成されている。
　ガスケット１２は、ナイロンやポリプロピレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン等の絶縁性を有する非磁性体である樹脂材料により形成されている。
　保護膜１４は、導電性を有する非磁性体であり、かつ腐食しにくい材料により形成される。具体的に言うと、保護膜１４は、炭素およびアルミニウムのうちの少なくともいずれか一方を含む材料により形成されている。保護膜１４は、例えば、炭素粉末と樹脂と溶媒とを混合したペーストを正極缶１１の内面に塗布して乾燥させることで形成される。また、保護膜１４は、アルミニウムを正極缶１１の内面に蒸着やスパッタリング等により成膜することでも形成可能である。さらに、保護膜１４は、非磁性ステンレス等の磁石に吸引されない材料と、アルミニウムと、からなるクラッド板を作製し、このクラッド板を缶状にプレス加工することで形成することも可能である。
　このように、蓄電デバイス３に用いるすべての部材を磁石に吸引されない材料で形成するのが最も好ましい形態である。
　前記アクチュエータ４は、第２空間Ｓ２内の、蓄電デバイス３と隔壁２ｂとの間に配置されている。アクチュエータ４は、パイプ４１と、パイプ４１内に配置された磁石４３と、パイプ４１の両端部に配置された一対のコイル４５と、を備えている。パイプ４１は、例えばアルミニウムにより、両端部が閉塞された円筒状に形成されている。パイプ４１は、カプセル２と同軸に配置されている。磁石４３は、パイプ４１の長さよりも短く形成され、パイプ４１内における位置を軸方向に変位可能に配置されている。一対のコイル４５は、それぞれパイプ４１の両端部の外周面に捲回されている。アクチュエータ４は、制御回路８で生成された交流電流がコイル４５に印加されることで、可動子である磁石４３を軸方向に沿って往復運動させ、可動子の移動による慣性力や外壁に衝突する際に発生する衝撃力で、カプセル内視鏡１を一定方向に進行させる。
　受電コイル５は、第２空間Ｓ２内において、蓄電デバイス３を挟んでアクチュエータ４と反対側に配置されている。受電コイル５は、中空状に形成されている。受電コイル５は、図示しない外部の送電コイルとともに、ワイヤレス電力伝送に用いられる。受電コイル５において発電された電力は、制御回路８を通じて、アクチュエータ４やカメラ６、ＬＥＤ７等に供給されるとともに、蓄電デバイス３の充電にも用いられる。
　カメラ６は、第１空間Ｓ１内において隔壁２ｂに取り付けられている。カメラ６は、透光性を有するカプセル２の一端部２ａを介して、カプセル２の外部を撮像可能とされている。
　ＬＥＤ７は、第１空間Ｓ１内において隔壁２ｂに取り付けられている。ＬＥＤ７は、透光性を有するカプセル２の一端部２ａを介して、カプセル２の外部を照射可能とされている。なお、ＬＥＤ７は、単独で設けられてもよいし、複数設けられてもよい。
　制御回路８は、第２空間Ｓ２内において、アクチュエータ４とカプセル２の周壁との間に配置されている。
　上記のように構成されたカプセル内視鏡１は、外部の送電コイル（不図示）から受電コイル５へワイヤレスで伝送された電力を、アクチュエータ４やカメラ６、ＬＥＤ７等への給電、および一対の蓄電デバイス３の充電に用いる。このように構成することで、蓄電デバイス３からアクチュエータ４やカメラ６、ＬＥＤ７等に供給する電力量は、送電コイルに対するカプセル内視鏡１の位置や角度変化による受電電力の低下分のみとすることができる。これにより、カプセル内視鏡１は、蓄電デバイス３から供給される電力のみで動作する構成と比較して、容量が小さい小型の蓄電デバイス３により駆動可能となる。なお、蓄電デバイス３としては、一次電池や二次電池よりも瞬間的に大きな電流を取り出せる電気二重層キャパシタを採用することが望ましい。
　以下、本実施形態の作用について説明する。
　最初に、アクチュエータ４に対する蓄電デバイス３の影響について評価した結果を説明する。
　図３は、アクチュエータ４に対する蓄電デバイス３の影響評価用のカプセル内視鏡１０１の概略構成を示す断面図である。
　図３に示すように、カプセル内視鏡１０１は、評価用に構成されたものであり、前記受電コイル５、前記カメラ６および前記ＬＥＤ７を備えていない点以外は、本実施形態のカプセル内視鏡１と同様の構成を有している。
　より詳細に説明すると、カプセル内視鏡１０１において、蓄電デバイス３は、コイン形の電気二重層キャパシタであり、外径が９．４ｍｍ、一枚あたりの厚さが２．０ｍｍとなっている。正極缶１１および負極缶１３は、非磁性ステンレスの板材をプレス加工することにより形成されている。保護膜１４は、カーボンブラックとフェノール樹脂と溶媒とを混合したペーストを正極缶１１の内面に塗布して乾燥させることで形成されている。正極２１および負極２２は、活性炭とカーボンブラックとポリテトラフルオロエチレンとを７：２：１の割合（活性炭：カーボンブラック：ポリテトラフルオロエチレン＝７：２：１）で混ぜ、圧縮したものにより形成されている。電解液２５は、プロピレンカーボネートにホウフッ化テトラエチルアンモニウムを１ｍｏｌ／Ｌ溶解したものを用いた。
　このように作製した蓄電デバイス３の表面に、最大エネルギー積が３０ＭＧＯｅ（２３９ｋＪ／ｍ３）のサマリウムコバルト磁石を接触させたところ、蓄電デバイス３は、磁石に吸引されなかった。このように作製した一対の蓄電デバイス３を直列接続し、５Ｖで充電してからアクチュエータ４と並んで配置し、可動子である磁石４３を左右に動かして、カプセル内視鏡１０１の駆動力をデジタルフォースゲージで測定したところ、０．５Ｎであった。
　これに対して、正極缶１１をＳＵＳ３２９Ｊ４Ｌにより形成し、負極缶１３をＳＵＳ３０４により形成し、保護膜１４設けず、これら以外は上記蓄電デバイス３と同様に構成した蓄電デバイス（以下、「第１の比較用蓄電デバイス」という。）を作製した。この第１の比較用蓄電デバイスに対して、上述のサマリウムコバルト磁石を接触させたところ、第１の比較用蓄電デバイスは、磁石に吸引された。第１の比較用蓄電デバイスとアクチュエータ４との組合せでは、可動子である磁石４３を往復運動させることができず、カプセル内視鏡１０１を走行させることができなかった。
　以上の結果より、本実施形態によれば、蓄電デバイス３が非磁性体により形成されているため、電磁力により動作するアクチュエータ４の近くに蓄電デバイス３が配置されることによる磁界の変化を抑制でき、アクチュエータ４の動作が妨げられるのを防止できることがわかる。これにより、アクチュエータ４による十分な駆動力を確保できるとともに、アクチュエータ４の消費電力が大きくなることを防止できる。
　次に、受電コイル５に対する蓄電デバイス３の影響について評価した結果を説明する。
　図４および図５は、受電コイル５に対する蓄電デバイス３の影響評価用の小型電子機器２０１および送電手段２１０の概略構成図である。
　図４に示すように、小型電子機器２０１は、受電コイル５と、受電コイル５に接続された１５０ｍＷの電球２０９と、を備えている。小型電子機器２０１には、送電手段２１０から電力を伝送する。送電手段２１０は、商用電源を利用した交流発生器２１１と、交流発生器２１１に接続された送電コイル２１３と、を備えている。送電手段２１０は、送電コイル２１３から受電コイル５へワイヤレスで電力を伝送する。
　最初に、小型電子機器２０１に対して送電コイル２１３から電力を伝送すると、電球２０９は、明るく点灯した。さらに、小型電子機器２０１と送電コイル２１３との間において、上記蓄電デバイス３を受電コイル５と並べて配置した状態で、小型電子機器２０１に対して送電コイル２１３から電力を伝送すると、電球２０９の明るさは変化せず、明るく点灯した。
　これに対して、蓄電デバイス３を前記第１の比較用蓄電デバイスに置き換えたところ、電球２０９の明るさは暗くなった。
　以上の結果より、本実施形態によれば、蓄電デバイス３が非磁性体により形成されているため、蓄電デバイス３が受電コイル５の近くに配置されることによる受電電力の低下を抑制できることがわかる。
　また、図５に示すように、小型電子機器２０１の受電コイル５の内側（内部）に、蓄電デバイス３を配置したところ、蓄電デバイス３を受電コイル５と並んで配置した状態と同様に、電球２０９は明るく点灯した。このように、中空状の受電コイル５の内側に、磁石に吸引されない蓄電デバイス３を入れても受電電力の影響がないことから、カプセル２の内部のスペースを有効利用できる。蓄電デバイス３の配置換えによって形成されたカプセル２内の空きスペース分の活用として、アクチュエータ４を大きくして、より大きな駆動力を得るようにしたり、細胞の採取機構を設けたり、薬を搭載して体内の患部へ直接投薬できる機構を設けたりすることができ、より高性能なカプセル内視鏡１にできる。
　次に、保護膜１４の作用について評価した結果を説明する。
　上記蓄電デバイス３に対する比較用の蓄電デバイスとして、正極缶１１および負極缶１３を非磁性ステンレスにより形成し、保護膜１４は設けず、これら以外は本実施形態の蓄電デバイス３と同様に構成した蓄電デバイス（以下、「第２の比較用蓄電デバイス」という。）を作製した。蓄電デバイス３および第２の比較用蓄電デバイスの磁石テストおよび耐久試験の結果を以下の表３に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　表３における磁石テストの方法は、蓄電デバイス３および第２の比較用蓄電デバイスをそれぞれ磁石に近づけて引き寄せられるかどうかを観察した。磁石に吸引されなかったものをＧｏｏｄ、弱く吸引されたものをＮｏｔ　Ｇｏｏｄ、吸引されたものをＢａｄ、強力に吸引されたものをＶｅｒｙ　Ｂａｄとして評価した。その結果、蓄電デバイス３および第２の比較用蓄電デバイスは、いずれも磁石に吸引されなかった。
　耐久試験は、下記の手順で容量維持率を測定した。
（１）容量測定１
　蓄電デバイス３および第２の比較用蓄電デバイスをそれぞれ２．５Ｖで充電した後、電極面積当たりの放電流値が３５ｍＡ/ｃｍ２で放電し、充電電圧の８０％から４０％になるまでの時間から蓄電容量Ｃ１を計算した。
（２）４０℃の恒温槽内に蓄電デバイス３および第２の比較用蓄電デバイスを入れ、電圧２．５Ｖで１週間充電し続けた。
（３）容量測定２
　上記容量測定１と同じ方法により容量Ｃ２を計算した。
（４）容量維持率をＣ２／Ｃ１とした。
　表３に示すように、第２の比較用蓄電デバイスは、容量維持率が０であったのに対し、蓄電デバイス３は、容量維持率が９２％となった。
　以上の結果より、正極缶１１に保護膜１４を形成したことで、正極缶１１の腐食を防ぐことができたことがわかる。これにより、蓄電デバイス３を劣化が少ない電気二重層キャパシタとすることができる。
　このように、本実施形態によれば、蓄電デバイス３が非磁性体により形成されているため、電磁力により動作するアクチュエータ４の近くに蓄電デバイス３が配置されることによる磁界の変化を抑制できる。したがって、アクチュエータ４の近くに蓄電デバイス３が配置されることによってアクチュエータ４の動作が妨げられることを防止できる。
　また、蓄電デバイス３が非磁性体により形成されているため、ワイヤレス電力伝送のための受電コイル５の近くに蓄電デバイス３が配置されることによる受電電力の低下を抑制できる。
　さらに、カプセル内視鏡１では、蓄電デバイス３および受電コイル５が制御回路８を通じて、アクチュエータ４やカメラ６、ＬＥＤ７等に電力を供給する。このため、蓄電デバイス３からアクチュエータ４やカメラ６、ＬＥＤ７等に供給する電力量は、送電コイルに対するカプセル内視鏡１の位置や角度変化による受電電力の低下分のみとすることができる。これにより、カプセル内視鏡１は、容量が小さい小型の蓄電デバイス３により駆動可能となる。
　また、蓄電デバイス３の外装体１０は、非磁性ステンレスにより形成されているので、プレス加工が難しいアルミニウムにより外装体が形成される場合と比較して、容易にプレス加工により形成することができ、製造コストを低減させることができる。したがって、安価なカプセル内視鏡１を提供できる。
　また、外装体１０のうち、正極缶１１における蓄電デバイス３の電解液２５と接触する面には、炭素およびアルミニウムのうち少なくともいずれか一方を含む材料により形成された保護膜１４が設けられているので、外装体１０と電解液２５とが接触して外装体１０が腐食することを防止できる。したがって、蓄電デバイス３の性能劣化を抑制することができる。特に、本実施形態では、外装体１０は非磁性ステンレスにより形成されているので、保護膜１４を設けることで非磁性ステンレスの腐食を確実に防止し、蓄電デバイス３の性能劣化をより効果的に抑制することができる。
　また、蓄電デバイス３の電極（正極２１および負極２２）は、酸化銀、二酸化マンガン、コバルト酸リチウム、マンガン酸リチウム、チタン酸リチウム、亜鉛、炭素、活性炭、ケイ素、一酸化ケイ素およびリチウムのうち少なくとも１つを含むので、非磁性体により形成された高電気容量の蓄電デバイス３を備えたカプセル内視鏡１が得られる。
　また、蓄電デバイス３はコイン形であるので、円筒状のカプセル２内に隙間なく収容することができる。このため、カプセル２を小型化することが可能となり、カプセル内視鏡１をより小型化することができる。また、カプセル２内の限られたスペースを有効に利用することが可能となり、より高性能なカプセル内視鏡１とすることができる。
　そして、本実施形態のカプセル内視鏡１によれば、自走機能を備え、ワイヤレス電力伝送による受電電力の低下が抑制された高性能なカプセル内視鏡１とすることができ、患者の身体への負担を低減することができる。
　なお、本発明は、図面を参照して説明した上述の実施形態のみに限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
　例えば、上記実施形態においては、蓄電デバイス３はコイン形とされているが、コイン形のみに限定されず、例えば金属板をプレス加工等により塑性変形させることで形成した、乾電池のような円筒型や、平板型等を採用してもよい。
　また、上記実施形態では、カプセル内視鏡１において、蓄電デバイス３は受電コイル５と並んで配置されているが、この配置のみに限定されない。例えば、図１に示すカプセル内視鏡１において、図５に示したように、蓄電デバイス３を受電コイル５の内側に配置してもよい。この構成によれば、カプセル２の内部のスペースを有効利用でき、より高性能なカプセル内視鏡１とすることができる。
　また、上記実施形態において、カプセル内視鏡１は、アクチュエータ４および受電コイル５を備えているが、この構成のみに限定されない。カプセル内視鏡１は、アクチュエータ４を備える一方、受電コイル５を備え無い構成を採用してもよい。また、カプセル内視鏡は、受電コイル５を備えるとともに、アクチュエータ４を備えていなくてもよい。
　また、上記実施形態の蓄電デバイス３は、正極缶１１のうち、収容空間Ｓに面する部分の全体に保護膜１４が設けられているが、この構成のみに限定されず、収容空間Ｓに面し、電解液２５と接触する面の一部に設けられていてもよい。
　その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。
　本発明の小型電子機器によれば、作動部品の近くに蓄電デバイスが配置されることによって作動部品の動作が妨げられることを防止できる。また、ワイヤレス電力伝送のための受電コイルの近くに蓄電デバイスが配置されることによる受電電力の低下も抑制できる。よって、産業上の利用可能性は大である。
　１…カプセル内視鏡（小型電子機器）
　２…カプセル（ケース）
　３…蓄電デバイス
　４…アクチュエータ（作動部品）
　５…受電コイル
　１０…外装体
　１４…保護膜
　２１…正極（電極）
　２２…負極（電極）
　２５…電解液

Claims (9)

  1. 　電磁力により動作する作動部品と、
    　蓄電デバイスと、
    　前記作動部品および前記蓄電デバイスが収容されるケースと、
    を備え、
    　前記蓄電デバイスが、非磁性体により形成されている
    　ことを特徴とする小型電子機器。
  2. 　ワイヤレス電力伝送のための受電コイルと、
    　蓄電デバイスと、
    　前記受電コイルおよび前記蓄電デバイスが収容されるケースと、
    を備え、
    　前記蓄電デバイスが、非磁性体により形成されている
    　ことを特徴とする小型電子機器。
  3. 　電磁力により動作する作動部品と、
    　ワイヤレス電力伝送のための受電コイルと、
    　蓄電デバイスと、
    　前記作動部品、前記受電コイルおよび前記蓄電デバイスが収容されるケースと、
    を備え、
    　前記蓄電デバイスが、非磁性体により形成されている
    　ことを特徴とする小型電子機器。
  4. 　前記蓄電デバイスが、前記受電コイルの内側に配置されている
    　ことを特徴とする請求項２または３に記載の小型電子機器。
  5. 　前記蓄電デバイスが、非磁性ステンレスにより形成された外装体を備える
    　ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の小型電子機器。
  6. 　前記蓄電デバイスは、外装体を備え、
    　前記外装体のうち、前記蓄電デバイスの電解液と接触する面の少なくとも一部に、炭素およびアルミニウムのうち少なくともいずれか一方を含む材料により形成された保護膜が設けられている
    　ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の小型電子機器。
  7. 　前記蓄電デバイスの電極は、酸化銀、二酸化マンガン、コバルト酸リチウム、マンガン酸リチウム、チタン酸リチウム、亜鉛、炭素、活性炭、ケイ素、一酸化ケイ素およびリチウムのうち少なくとも１つを材質として含む
    　ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の小型電子機器。
  8. 　前記蓄電デバイスはコイン形である
    　ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の小型電子機器。
  9. 　カプセル内視鏡であることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の小型電子機器。
PCT/JP2016/083066 2015-12-14 2016-11-08 小型電子機器 WO2017104296A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/061,621 US11450489B2 (en) 2015-12-14 2016-11-08 Small electronic device
EP16875281.4A EP3392999B1 (en) 2015-12-14 2016-11-08 Capsule endoscope

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015-243020 2015-12-14
JP2015243020A JP6654031B2 (ja) 2015-12-14 2015-12-14 小型電子機器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017104296A1 true WO2017104296A1 (ja) 2017-06-22

Family

ID=59056049

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2016/083066 WO2017104296A1 (ja) 2015-12-14 2016-11-08 小型電子機器

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11450489B2 (ja)
EP (1) EP3392999B1 (ja)
JP (1) JP6654031B2 (ja)
WO (1) WO2017104296A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114424388A (zh) * 2019-09-30 2022-04-29 株式会社村田制作所 二次电池
CN113497492B (zh) * 2021-09-07 2021-12-07 成都斯普奥汀科技有限公司 基于多天线切换的三维多面体磁谐振无线充电传输装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007330404A (ja) * 2006-06-13 2007-12-27 Olympus Corp 無線給電システム及びこれを適用したカプセル内視鏡システム
JP2008109847A (ja) * 2006-09-28 2008-05-08 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 無線センシング装置
JP2015220108A (ja) * 2014-05-19 2015-12-07 Tdk株式会社 非接触電力伝送機構を内蔵した電子デバイス

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0658864B2 (ja) * 1984-12-25 1994-08-03 松下電器産業株式会社 電気二重層コンデンサ
JPH07302581A (ja) 1994-03-08 1995-11-14 Seiko Instr Inc アルカリ電池
DE20122489U1 (de) 2000-03-08 2005-12-15 Given Imaging Ltd. Vorrichtung und System für In-Vivo-Bildgebung
JP2003142040A (ja) 2001-11-06 2003-05-16 Nec Tokin Tochigi Ltd 密閉型電池
JP4481696B2 (ja) 2004-03-25 2010-06-16 オリンパス株式会社 体内情報取得装置システム
EP1839562B1 (en) 2004-03-25 2009-05-06 Olympus Corporation In-vivo information acquisition apparatus system
EP1827388A2 (en) * 2004-12-14 2007-09-05 E-Pill Pharma Ltd. Local delivery of drugs or substances using electronic permeability increase
US7800886B2 (en) * 2005-04-12 2010-09-21 Sumitomo Chemical Company, Limited Electric double layer capacitor
JP4827540B2 (ja) * 2005-10-05 2011-11-30 オリンパス株式会社 被検体内挿入装置
EP2130287A1 (en) 2007-03-27 2009-12-09 Massachusetts Institute of Technology Wireless energy transfer
WO2009078169A1 (ja) * 2007-12-18 2009-06-25 Panasonic Corporation コイン型電気二重層キャパシタおよびキャパシタ実装体
JP5363020B2 (ja) * 2008-04-07 2013-12-11 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 カプセル型医療装置および医療システム
JP2009295331A (ja) * 2008-06-03 2009-12-17 Sony Corp 負極集電体およびその形成方法、ならびに負極および二次電池
JP2011210898A (ja) 2010-03-29 2011-10-20 Seiko Instruments Inc 端子付扁平形電気化学セル
CN102972037B (zh) 2010-08-09 2015-07-15 松下电器产业株式会社 光设备、及包含该光设备的充电系统
JP6208934B2 (ja) 2011-09-26 2017-10-04 株式会社日本触媒 リチウムイオン二次電池
EP2792299B1 (en) 2012-07-20 2018-09-26 Kyushu Institute of Technology Movable capsule device
JP5850160B2 (ja) * 2012-07-30 2016-02-03 株式会社村田製作所 電子機器
JP2015069881A (ja) * 2013-09-30 2015-04-13 凸版印刷株式会社 電極およびそれを用いた電池
JP6466744B2 (ja) * 2014-03-11 2019-02-06 パナソニック株式会社 乱層構造物質、蓄電デバイス用活物質材料、電極および蓄電デバイス
KR102451371B1 (ko) * 2015-09-25 2022-10-06 엘지전자 주식회사 와치타입 이동 단말기 및 무선충전장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007330404A (ja) * 2006-06-13 2007-12-27 Olympus Corp 無線給電システム及びこれを適用したカプセル内視鏡システム
JP2008109847A (ja) * 2006-09-28 2008-05-08 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 無線センシング装置
JP2015220108A (ja) * 2014-05-19 2015-12-07 Tdk株式会社 非接触電力伝送機構を内蔵した電子デバイス

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3392999A4 *

Also Published As

Publication number Publication date
JP6654031B2 (ja) 2020-02-26
EP3392999A4 (en) 2018-10-24
EP3392999B1 (en) 2019-12-18
EP3392999A1 (en) 2018-10-24
JP2017112652A (ja) 2017-06-22
US11450489B2 (en) 2022-09-20
US20200143998A1 (en) 2020-05-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9774034B2 (en) Lithium-manganese composite oxide and secondary battery
CN110431692B (zh) 二次电池
KR102471728B1 (ko) 이차 전지, 및 이차 전지의 제작 방법
CN103370815B (zh) 电池及电池的制造方法
AU2020323485A8 (en) Rechargeable battery using iron negative electrode and manganese oxide positive electrode
US9088050B2 (en) Electrode group for thin batteries, thin battery, and electronic device
JP2020024946A (ja) 蓄電池
JP2016139609A (ja) 二次電池、電子機器
JP2016213190A (ja) 二次電池および電子機器
JP6723023B2 (ja) 二次電池用電極の製造方法
KR20160030932A (ko) 양극 활물질 및 이차 전지
US11881578B2 (en) Storage battery electrode, manufacturing method thereof, storage battery, and electronic device
US20110101914A1 (en) Electronic device suitable for bioimplantation
WO2017104296A1 (ja) 小型電子機器
US20210210792A1 (en) Cylindrical battery
JP2021015816A (ja) リチウムイオン二次電池
JP2008027766A (ja) リチウム電池
WO2016063176A1 (en) Lithium-ion storage battery and fabricating method thereof
JP6122213B1 (ja) 非水電解質電池、電池パック及び自動車
CN105742621A (zh) 蓄电池
JP2017069146A (ja) 化合物、添加剤、電解液及びリチウムイオン二次電池
CN111164814B (zh) 圆筒形二次电池
JP2019121498A (ja) フレキシブル電池
US11888141B2 (en) Air battery and detection device
JP2015220108A (ja) 非接触電力伝送機構を内蔵した電子デバイス

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16875281

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

DPE2 Request for preliminary examination filed before expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2016875281

Country of ref document: EP