WO2024079995A1

WO2024079995A1 - 回転体、およびその製造方法

Info

Publication number: WO2024079995A1
Application number: PCT/JP2023/030173
Authority: WO
Inventors: 忠義高橋; 智博植田
Original assignee: パナソニックＩｐマネジメント株式会社
Priority date: 2022-10-11
Filing date: 2023-08-22
Publication date: 2024-04-18

Abstract

回転体は、回転部分と、回転部分に固定された装置とを備える。その装置は、基板と、受電部と、基板に取り付けられた扁平形二次電池とを含む。受電部は、電磁誘導を用いて給電を受けるための構造を有する。二次電池は、有底円筒状の正極缶と有底円筒状の負極缶とを含む外装体を含む。二次電池は、回転部分の回転中心から見て基板よりも内側に配置されている。

Description

回転体、およびその製造方法

　本開示は、扁平形二次電池を有する装置が固定された回転部分を備えた回転体、およびその製造方法に関する。

　ファクトリーオートメーション機器(ＦＡ機器)の回転部分には、カメラや、モータ、ドリルなどの回転部分の位置の状態をモニタするための装置が取り付けられることがある。また、タイヤの状態をモニタするための装置がタイヤに取り付けられることがある。それらの装置に用いられる電池の取り付け方法について、様々な提案がなされている。

　特許文献１（特開２０１１－０１４４５２号公報）の請求項１には、「基板を備えタイヤに取り付けられる装置に用いる扁平形電池の取り付け方法であって、前記タイヤの回転中心から見て、前記扁平形電池を前記基板より内側に配置することを特徴とする扁平形電池の取り付け方法」が記載されている。

　特許文献２（国際公開第２０１７／１５５０３５号）の請求項１には、「タイヤ内に配置されるタイヤ空気圧検出システムであって、前記タイヤ内の空気圧を検出する空気圧検出装置と、前記空気圧検出装置に電力を供給する二次電池とを備え、前記二次電池は、リチウム合金を活物質とする負極と、正極とを備えたリチウム二次電池である、タイヤ空気圧検出システム」が記載されている。

特開２０１１－０１４４５２号公報国際公開第２０１７／１５５０３５号

　ファクトリーオートメーション機器（ＦＡ機器）のロボットアーム、監視カメラ、モータやタイヤなどさまざまな遠心力のかかる回転部分がある。この回転部分の中にあるセンサ等の取得情報が重要となるが、電気配線の急な断線や頻繁な一次電池の交換などの理由により、取得した情報を維持する為に二次電池化が検討されている。特許文献１では、自動車の走行による外部からの衝撃・振動による電池内部の構成部品の破損防止の抑制として、回転部に取り付けられる装置で、基板への電池の取り付け法が提案されているが、二次電池の充放電の影響などが加味されていない。特許文献２では、タイヤ空気圧検出システム電源にリチウム合金を負極活物質に用いたリチウム二次電池が提案されているが、評価は素電池で実施されている。実際の装置を想定して、基板に扁平形二次電池を実装して電気接続された状態では評価されていない。

　本開示に係る回転体に固定された装置は、電池交換不要で、回転部分の状態のモニタリングに適した長期信頼性が高い。

　本開示の一側面に係る回転体は、回転中心について回転するように構成された回転部分と、前記回転部分に固定された装置とを備える。前記装置は、基板と、受電部と、前記基板に取り付けられた扁平形二次電池とを含む。前記受電部は、電磁誘導を用いて給電を受けるための構造を有する。前記扁平形二次電池は、有底円筒状の正極缶と有底円筒状の負極缶とを含む外装体を含む。前記扁平形二次電池は、前記回転部分の前記回転中心から見て前記基板よりも前記回転中心の近く配置されている。

　本開示の他の一側面に係る回転体の製造方法では、基板と、受電部と、前記基板に取り付けられた扁平形二次電池とを含む装置を準備する。回転中心について回転するように構成された回転部分を準備する。前記装置を前記回転部分に固定する。前記受電部は、電磁誘導を用いて給電を受けるための構造を有する。前記扁平形二次電池は、有底円筒状の正極缶と有底円筒状の負極缶とを含む外装体を含む。前記装置を前記回転部分に固定することは、前記扁平形二次電池が前記回転部分の前記回転中心から見て前記基板よりも前記回転中心の近くに配置されるように前記装置を前記回転部分に固定することを含む。

　本開示によれば、回転部分の状態のモニタリングに適した長期信頼性の高い装置が固定された回転体が得られる。

図１は、実施形態１に係る装置と回転部分の一例を模式的に示す。図２Ａは、実施形態１に係る装置で用いられる扁平形二次電池の一例を模式的に示す上面図である。図２Ｂは、図２Ａの扁平形二次電池の線IIＢ－IIＢに沿った断面を模式的に示す。図３は、実施形態１の装置一例の構成を模式的に示す図である。

　以下では、本開示に係る実施形態について例を挙げて説明するが、本開示は以下で説明する例に限定されない。以下の説明では、具体的な数値や材料を例示する場合があるが、本開示の効果が得られる限り、他の数値や材料を適用してもよい。以下の説明において、構成要素の例や方法の例を列挙する場合、特に記載がない限り、列挙された例のうちの１つのみを用いてもよいし、列挙された例のうちの複数を併用してもよい。

　（回転部分に取り付けられる装置）
　本実施形態に係る装置は、回転部分に取り付けられる装置である。当該装置を以下では、「装置（Ｄ）」と称する場合がある。装置（Ｄ）は、基板と、受電部と、基板に取り付けられた扁平形二次電池とを含む。受電部は、電磁誘導を用いて給電を受けるための構造を有する。扁平形二次電池は、有底円筒状の正極缶と有底円筒状の負極缶とを含む外装体を含む。扁平形二次電池は、回転部分の回転中心から見て基板よりも内側に配置されている。基板には、正極缶が対向していてもよいし、負極缶が対向していてもよい。好ましい一例では、基板には正極缶が対向しており、すなわち負極缶は正極缶について基板の反対側に位置する。

　装置（Ｄ）では、扁平形二次電池は、回転部分の回転中心から見て基板よりも内側に配置されている。外部より磁界共鳴や磁界結合などの電磁誘導を用いて給電を受ける受電部は、回転部分の回転中心から見て基板よりも外側に配置されていることが好ましい。

　二次電池の充電に利用する電磁誘導の給電装置は回転中心の外側に配置されていて、供給される電力は距離に反比例する為、受電部は基板より外側に配置されることが好ましい。また、扁平形二次電池の外装缶（正極缶および負極缶）は磁性を有しているので、基板より内側に配置することで給電装置からの距離を遠ざけることで、供給される磁束（磁界）によって加熱されることを抑制できる。その結果、電磁誘導加熱よって周囲環境温度以上に温度上昇を抑制でき、扁平形二次電池の著しい劣化や膨れを低減できる。外装缶は、鉄、ステンレス、耐食性の金属、ステンレスと耐食性の金属のクラッド材や前記材料のめっき品での素材を部品加工していて、素材自身からまたは部品加工されることで磁性を帯びている。

　さらに、装置（Ｄ）では、二次電池の特性劣化の観点から、正極缶が基板に対向し、負極缶を正極缶よりも回転中心の近くに配置することがより好ましい。すなわち、正極缶は、負極缶を間にして基板の反対側に位置することが好ましい。この構成によれば、電磁誘導による給電のために回転部分の外側から供給される磁束（磁界）によって負極缶が加熱されることを抑制できる。これらの効果によって、負極と電解質との反応による特性劣化を抑制できる。正極と負極の電極活物質と電解質との反応は、高温では特に負極と電解質の反応（還元）が起こりやすいので、負極の反応や電池の膨れを抑制することで、電池特性を維持できる。

　正極缶の材質および負極缶の材質はそれぞれ独立に、オーステナイト系ステンレス、オーステナイト系ステンレスとフェライト系ステンレスとからなる２相ステンレス、およびニッケル合金からなる群より選択される少なくとも一種であってもよい。正極缶の材質および負極缶の材質は同じでもよく異なっていてもよい。オーステナイト系ステンレスとしては、ＳＵＳ３０１，ＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３０５，ＳＵＳ３１０，ＳＵ３１６，ＳＵＳ３１６Ｌが挙げられる。２相ステンレスとしては、ＳＵＳ３２９Ｊ１，ＳＵＳ３２９Ｊ３Ｌ，ＳＵＳ３２９Ｊ４Ｌが挙げられる。ニッケル合金としては、２３Ｃｒ－３５Ｎｉ－７．５Ｍｏ－０．２Ｎ、２３Ｃｒ－２５Ｎｉ－５．５Ｍｏ－０．２Ｎが挙げられる。これらの材質は、他材料に比べて磁性が弱い。磁性の弱い材料からなる外装缶（正極缶および負極缶）を用いることによって、外装缶が、電磁誘導による給電のために供給される磁束によって加熱されることを抑制できる。その結果、温度上昇による扁平形二次電池の劣化を更に抑制できる。効果としては、外装缶の片方を磁性の弱い前記材料を用いてもよい。例えば負極缶に用いる。両方とも磁性の弱い前記材料を用いることがさらに好ましい。以上のように、上記の構成によれば、回転部分状態のモニタリングに適した長期信頼性の高い装置が固定された回転体が得られる。

　回転部分は、機械の回転部分であってもよい。機械は特に限定されず、装置（Ｄ）が取り付けられる回転部分を含む機械であればよい。機械の例には、輸送機械、製造機械、測定機械、工作機械、その他の機械が含まれる。輸送機械の例には、自動車（自動四輪車、自動三輪車、自動二輪車、およびその他の自動車）などが含まれる。製造機械の例には、ファクトリーオートメーション機器（ＦＡ機器）、およびその他の製造機械が含まれる。

　回転部分はタイヤであってもよい。その場合、装置（Ｄ）は、タイヤ内の圧力のモニタリング（タイヤプレッシャーモニタリングシステム：ＴＰＭＳ）、タイヤ内の温度のモニタリング、タイヤの加速度のモニタリング、およびその他のモニタリングをするタイヤモニタリングシステム（ＴＭＳ）に用いることが可能である。それらの目的に応じて、装置（Ｄ）は必要なセンサなどの電子部品を含む。

　回転部分がタイヤである場合、装置（Ｄ）はタイヤの内側の面（使用時に外気に曝されない面）に固定される。例えば、装置（Ｄ）は、ホイル、バルブ、タイヤのトレッド面の地面への接地面に対して反対側の面、または、サイドウォール面の内側の面に固定されてもよい。装置（Ｄ）をタイヤに固定する方法は限定されない。

　タイヤは特に限定されず、公知のタイヤであってもよい。タイヤは、各種の輸送機械に用いられるタイヤであってもよいし、それ以外のタイヤであってもよい。

　回転部分は、ファクトリーオートメーション機器（ＦＡ機器）に含まれる回転部分であってもよい。その場合、装置（Ｄ）は、回転部分および／または周囲の状況についてのカメラなどによるモニタリング、回転部分の位置のモニタリング、回転部分の温度のモニタリング、その他のモニタリングに用いることが可能である。それら目的に応じて、装置（Ｄ）は必要なセンサなどの電子部品を含みうる。

　回転部分としては、ファクトリーオートメーション機器（ＦＡ機器）の方がタイヤに比べて、外部からの衝撃・振動による電池内部の構成部品の破損の影響を全く受けないのでより好ましい。また、タイヤについても、ホイル、バルブの方がタイヤのトレッド面やサイドウォール面よりも外部からの衝撃・振動による影響が少なく好ましい。また、周囲環境の温度変化衝撃の観点からも回転部分としては、ファクトリーオートメーション機器（ＦＡ機器）の方がタイヤに比べて、連続的に動作していて温度変化が少ないので好ましい。温度変化衝撃が大きいと、二次電池の充放電時の充電効率のバラツキや劣化反応が加速されやすい。ファクトリーオートメーション機器（ＦＡ機器）で、有人環境であれば周囲環境が最高で４０℃程度で、連続で使われると装置の温度は７０℃や８５℃まで到達する。また、無人環境で特殊な場合は１０５℃、１２５℃、１５０℃まで到達する。例えば、ドリルなどが考えられる。タイヤの場合も、路面温度と回転の状態などにより、１０５℃、１２５℃、１５０℃まで到達する。

　装置（Ｄ）は、回転部分の任意の位置に固定されてもよい。例えば、装置（Ｄ）は、回転部分の外周近傍に配置されてもよい。装置（Ｄ）を回転部分に固定する方法は限定されない。

　電池は、電池ホルダーを用いて基板に実装されてもよい（以下で説明する、取り付け方法（Ｍ）においても同様である）。あるいは、扁平形二次電池側に端子を設け、当該端子が基板に実装されていてもよい（以下で説明する、取り付け方法（Ｍ）においても同様である）。

　（扁平形二次電池の取り付け方法）
　本実施形態に係る取り付け方法は、基板を含み回転部分に取り付けられる装置に用いられる扁平形二次電池の取り付け方法である。当該取り付け方法を、以下では、「取り付け方法（Ｍ）」と称する場合がある。回転体は、回転部分と、回転部分に固定された装置（Ｄ）とを備える、装置（Ｄ）を準備し、回転部分を準備し、装置（Ｄ）を回転部分に固定することで回転体を製造する。装置（Ｄ）は、受電部と、基板に取り付けられた扁平形二次電池とを含む。受電部は、電磁誘導を用いて給電を受けるための構造を有する。扁平形二次電池は、有底円筒状の正極缶と有底円筒状の負極缶とを含む外装体を含む。扁平形二次電池は、回転部分の回転中心から見て基板よりも内側に配置される。基板には、正極缶が対向していてもよいし、負極缶が対向していてもよい。好ましい一例では、基板には正極缶が対向している。上述したように、受電部は、回転部分の回転中心から見て基板よりも外側に配置されていることが好ましい。

　取り付け方法（Ｍ）は、装置（Ｄ）について説明したように扁平形二次電池を取り付けることによって行うことができる。装置（Ｄ）について説明した事項は取り付け方法（Ｍ）に適用できるため、重複する説明を省略する場合がある。取り付け方法（Ｍ）によれば、装置（Ｄ）について説明した効果が得られる。

　本実施形態に係る装置（Ｄ）の構成および構成要素の例について、以下に説明する。ただし、装置（Ｄ）の構成および構成要素は、以下の説明に限定されない。上述したように、以下の説明は取り付け方法（Ｍ）にも適用できる。

　（扁平形二次電池）
　扁平形二次電池は、平面形状が円形である電池であり、コイン形およびボタン形の二次電池が含まれる。扁平形二次電池は、水溶液系二次電池であってもよく、非水電解質二次電池であってもよく、リチウム二次電池やリチウムイオン二次電池であってもよい。リチウムイオン二次電池は特に限定されず、公知のリチウムイオン二次電池を用いてもよい。例えば、負極活物質にチタン酸リチウムを用いた公知のコイン形リチウムイオン二次電池を用いてもよい。扁平形二次電池の製造方法は限定されず、公知の方法で製造してもよい。

　扁平形二次電池は、正極、負極、電解質、および外装体を含む。正極と負極との間にはセパレータが配置されうる。本開示の実施形態に必須の事項以外の事項は特に限定されず、公知の構成および構成要素を適用してもよい。

　正極は、正極合剤を含み、正極合剤は正極活物質を含む。正極活物質には、リチウムイオンを可逆的に吸蔵および放出可能な物質を用いることができる。正極活物質の例には、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、およびＡｌからなる群より選択される少なくとも１種とリチウムとを含有する複合酸化物が含まれ、例えば、コバルト酸リチウム、マンガン酸リチウム、３元系のニッケル・マンガン・コバルトリチウム複合酸化物、オリビン型リン酸鉄リチウム、リン酸コバルトリチウムが含まれる。正極合剤は、正極活物質に加えて、各種の添加剤（結着剤、導電材など）を含んでもよい。または、各種の添加剤がなく、正極活物質だけからなる正極合剤を焼結させて正極として用いてもよい。負極は、負極合剤を含み、負極合剤は負極活物質を含む。負極合剤は、負極活物質に加えて、各種の添加剤（結着剤、導電材など）を含んでもよい。または、各種の添加剤がなく、負極活物質だけからなる負極合剤を焼結させて負極として用いてもよい。正極および負極はそれぞれ、円柱状に成形されていてもよい。また、正極および負極を円柱状に成形させたものを用いると、遠心力による電解液の分布の偏りの影響が軽減される。

　負極活物質としてリチウム金属またはリチウム合金を用いてもよい。しかし、リチウム金属を用いた場合には、デンドライト形成による容量低下が生じやすくなる。リチウム合金を用いた場合には、充放電時の負極活物質の膨張・収縮によって負極活物質が微粉化し、放電容量が低下しやすい。また、外部からの衝撃・振動による電池内部の構成部品の破損の点からも、リチウム合金系の材料はより影響を受けやすい。そのため、負極活物質として、リチウムイオンを可逆的に吸蔵および放出可能な酸化物（例えば遷移金属酸化物）を用いることが好ましい。遷移金属酸化物は、少なくとも遷移金属を含み、遷移金属以外の元素を含んでもよい。負極活物質の酸化物（例えば遷移金属酸化物）は、ＳｉＯ、ＳｎＯ、ＣｕＯ、Ｃｕ_２Ｏ、Ｆｅ_２Ｏ_３、Ｆｅ_３Ｏ_４、ＺｎＯ、ＰｂＯ、ＭｏＯ、ＭｏＯ_２、ＴｉＯ_２、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＴｉＮｂ_２Ｏ_７、Ｌｉ_４Ｔｉ_５Ｏ_１２、Ｌｉ_２ＴｉＯ_３、Ｌｉ_１．４Ａｌ_０．４Ｔｉ_１．６（ＰＯ_４）_３などである。前記酸化物に添加されてもよい元素として、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｃ、Ｙ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｍｇ、およびＢからなる群より選択される少なくとも１種が挙げられる。好ましくは、金属リチウムに対する電位が１Ｖ以上で非水電解液や固体電解質の還元分解しにくい、ＭｏＯ、ＭｏＯ_２、ＴｉＯ_２、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＴｉＮｂ_２Ｏ_７、Ｌｉ_４Ｔｉ_５Ｏ_１２、Ｌｉ_２ＴｉＯ_３、Ｌｉ_１．４Ａｌ_０．４Ｔｉ_１．６（ＰＯ_４）_３が好ましい。さらに、充放電時の膨張収縮（体積変化）が非常に小さいリチウムとチタンとを含有する複合酸化物であってもよく、リチウムとチタンとの複合酸化物であってもよい。

　当該複合酸化物の例には、チタン酸リチウムが含まれ、具体的には、初期状態がＬｉ_４Ｔｉ_５Ｏ_１２で表されるチタン酸リチウムが含まれる。Ｔｉの一部は他の元素で置換されてもよいが、他の元素の含有率はＴｉの含有率に比べて小さい。他の元素の例には、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｃ、Ｙ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｍｇ、およびＢからなる群より選択される少なくとも１種が挙げられる。

　電解質には、非水溶媒にリチウム塩を溶解させた非水電解液、またはリチウムを含有する硫化物系、酸化物系、塩化物系などの無機固体電解質やリチウムを含有する高分子固体電解質などの固体電解質やイオン液体を用いることができる。固体電解質を用いると遠心力による電解液の分布の偏りの影響を完全に無視することができ、より好ましい。セパレータには、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのオレフィン系材料や、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などのエンジニアリングプラスチック材料、セルロース系材料、ガラスなどの無機材料などの絶縁性の材料（例えば絶縁性の樹脂）からなる不織布や微多孔膜を用いてもよい。

　外装体は、有底円筒状の正極缶と有底円筒状の負極缶とを含む。正極缶と負極缶とがガスケットを介して対向するように配置され、コイン形またはボタン形の外装体を構成する。正極合剤は正極缶側に配置され、負極合剤は負極缶側に配置される。正極缶、負極缶、およびガスケットのそれぞれの材質は特に限定されず、それぞれに用いられる公知の材質を用いてもよい。ただし、正極缶および負極缶の材質は、上述した材質（オーステナイト系ステンレスやニッケル合金）であることが好ましい。ガスケットの材質は扁平形二次電池の動作温度（１５０℃以上）に耐えうるものが好ましい。例えば、ポリフィレサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、テトラフルオロエチレンとペルフルオロエーテルの共重合体（ＰＦＡ）などのエンジニアリングプラスチックや、オレフィン系の材料などである。また、前記材料にガラスやフィラーを添加したものも使用可能である。

　正極缶は正極端子として機能することができ、負極缶は負極端子として機能することができる。正極合剤と正極缶との間には、導電層（カーボン層、集電体など）が配置されていてもよい。負極合剤と負極缶との間には、導電層（カーボン層、集電体など）が配置されていてもよい。

　好ましくは、正極缶は基板に対向するように配置される。正極缶の底面は、通常、基板と略平行になるように配置されるが、基板と略平行の状態からある程度（例えば３０°以下の角度）傾いていてもよい。

　（基板）
　基板は特に限定されず、扁平形二次電池を安定に保持できる基板であればよい。基板には、公知の基板を用いてもよい。基板の例には、プリント基板として用いられている公知の基板が含まれる。基板の材料の例には、紙、樹脂、ガラス、およびセラミクスなどが含まれる。これらの材料の少なくとも１種で基板が構成されていてもよい。基板は、電気配線を含む。

　（扁平形二次電池以外の電子部品など）
　装置（Ｄ）は、その目的に応じて、扁平形二次電池以外の電子部品（電子部品は電子機器を構成していてもよい）などを含みうる。そのような電子部品の例には、センサ、カメラ、受電部、送信部、処理部などが含まれる。これらの電子部品には、必要に応じて扁平形二次電池から電力が供給される。

　センサの例には、回転位置をモニタするためのセンサ、圧力センサ、加速度センサ、および温度センサ、位置センサなどが含まれる。圧力センサは、例えば、タイヤ内の圧力をモニタするために用いられる。送信部は、各種の情報（例えばセンサによって得られた情報など）を受信部に送信するための素子であり、アンテナなどを含む。処理部は、各種の処理や制御を行う。例えば、処理部は、センサから出力された情報をアンテナを介して送信する。処理部には、集積回路（ＩＣ）などを用いてもよい。

　送信部から送信された情報は、例えば、機械本体（車体、ＦＡ機器など）などに配置された受信部によって受信される。受信された情報は、回転部分を含む機械などに配置された制御装置によって処理されて利用される。

　装置（Ｄ）の扁平形二次電池は、磁界共鳴や磁界結合などの電磁誘導を利用した無線給電によって充電される。そのため、無線給電のための送電部（コイル、アンテナなど）が機械本体（車体、ＦＡ機器など）などに配置される。受電部は、電磁誘導によって電力を生じる部分である。受電部の例には、コイルおよびアンテナが含まれる。

　（端子）
　正極缶および負極缶のそれぞれには、端子（リード端子）の一端が接続されうる。端子の他端は、基板の電気配線に接続されうる。端子の形状は特に限定されず、電気的な接続が可能なものであればよい。例えば、端子には、ステンレスなどの金属からなる端子を用いることができる。磁界共鳴や磁界結合などの電磁誘導を利用した無線給電で行われる場合は、特に、磁性が弱い材料が好ましい。材質は、それぞれ独立に、オーステナイト系ステンレス、オーステナイト系ステンレスとフェライト系ステンレスとからなる２相ステンレス、およびニッケル合金からなる群より選択される少なくとも一種であってもよい。正極缶および負極缶の材質は互いに同じでも異なっていてもよい。端子は、例えば、扁平形二次電池の外装缶に抵抗溶接又はレーザ溶接にて接続されている。また、基板と端子との電気接続は、例えば、端子と基板がハンダ付けされている。

　（電池ホルダー）
　素電池を挿入して電気接触をとるように電池ホルダーが基板に取り付けられてもよい。電池と接触する端子部分には、ステンレスなどの金属が用いられている。磁界共鳴や磁界結合などの電磁誘導を利用した無線給電で行われる場合は、特に、磁性が弱い材料が好ましい。材質は、それぞれ独立に、オーステナイト系ステンレス、オーステナイト系ステンレスとフェライト系ステンレスとからなる２相ステンレス、およびニッケル合金からなる群より選択される少なくとも一種であってもよい。

　（樹脂）
　装置（Ｄ）は、扁平形二次電池および／または電子部品などを覆う樹脂を含んでもよい。樹脂には、電子部品の封止に用いられる樹脂を用いてもよい。樹脂の例には、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂が含まれる。樹脂は、無機粒子などのフィラーを含んでもよい。

　樹脂は、基板と扁平形二次電池との間に配置されてもよい。樹脂は、扁平形二次電池の周囲を囲むように配置されてもよい。樹脂は、扁平形二次電池とそれに接続される端子の周囲を囲むように配置されてもよい。この構成によれば、扁平形二次電池と端子との接続または電池ホルダーから扁平形二次電池がはずれることを特に抑制できる。装置（Ｄ）が、扁平形二次電池を囲む筐体を含む場合、筐体の内部が樹脂で充填されていてもよい。

　（筐体）
　装置（Ｄ）は、扁平形二次電池を囲む筐体を含んでもよい。筐体は、装置（Ｄ）の一部を囲んでもよいし、装置（Ｄ）の全体を囲んでもよい。ただし、筐体は、電磁誘導を利用した無線給電が可能なように選択される。筐体は特に限定されず、金属および／または樹脂からなる筐体を用いてもよい。

　以下では、本開示に係る実施形態の例について、図面を参照して具体的に説明する。以下で説明する実施形態は、上述した記載に基づいて変更できる。また、以下で説明する事項を、上記の実施形態に適用してもよい。また、以下で説明する実施形態において、本開示に係る発明に必須ではない事項は省略してもよい。

　（実施形態１）
　実施形態１では、装置（Ｄ）および取り付け方法（Ｍ）の例について説明する。図１に、装置１００が取り付けられた回転部分１０の一例の側面図を示す。回転体５０は、回転部分１０と、回転部分１０に固定された装置１００とを備える。なお、図１では、回転部分１０の外縁の輪郭のみを示す。回転部分１０は回転中心Ｃを中心に回転するように構成されている。

　装置１００は、扁平形の二次電池２００を含む。二次電池２００の上面図を図２Ａに示し、図２Ａの線IIＢ－IIＢにおける断面図を図２Ｂに示す。図２Ａおよび図２Ｂに示すように、二次電池２００は、コイン形（低い円柱状）の形状を有する。

　二次電池２００は、外装体２１０、正極２２１、負極２２２、セパレータ２２３、および非水電解質を含む。外装体２１０は、有底円筒状の正極缶２１１、有底円筒状の負極缶２１２、およびガスケット２１３を含む。正極缶２１１と負極缶２１２とをガスケットを介して対向させることによって、コイン形の外装体２１０が形成されている。

　正極缶２１１は、円形の底面２１１ｂと底面２１１ｂの外縁部から立ち上がる円筒状の部分とを含む。負極缶２１２は、円形の底面２１２ｂと底面２１２ｂの外縁部から立ち上がる円筒状の部分とを含む。図２Ｂに示す一例では、負極缶２１２の円筒状の部分の少なくとも一部は、正極缶２１１の円筒状の部分の内側に配置されている。正極缶２１１と負極缶２１２の材質はオーステナイト系ステンレスのＳＵＳ３１６Ｌからなる。

　正極２２１および負極２２２はそれぞれ、正極合剤および負極合剤を円柱状に成形することによって形成されている。その後、１００℃以上の高温化で乾燥されている。正極合剤は、活物質のコバルト酸リチウム、導電剤のアセチレンブラック、結着剤のフッ素系樹脂からなる。負極合剤は、活物質のチタン酸リチウム、導電剤のアセチレンブラック、結着剤のゴム系材料からなる。充電された状態で電池電圧が２．６Ｖである。正極２２１は正極缶２１１側に配置され正極缶２１１に対向して当接している。負極２２２は負極缶２１２側に配置され負極缶２１２に対向して当接している。正極２２１と負極２２２との間にはセパレータ２２３が配置されている。セパレータ２２３、正極２２１、負極２２２には非水電解液が充填されている。

　装置１００の構成および配置の一例を図３に模式的に示す。なお、以下の図では、図面を見やすくするために一部のハッチングを省略する。また、図３では、回転部分１０については、外縁の輪郭の一部のみを示す。図３を参照して、装置１００は、基板１１０、端子（リード端子）１２１および１２２、筐体１４０、受電部１６０、および扁平形二次電池２００を含む。

　実施形態１では、受電部１６０が、基板１１０を挟んで二次電池２００の反対側に配置されている例を示す。しかし、受電部１６０の少なくとも一部は、二次電池２００と同じ側に配置されてもよい。受電部１６０は、配線を介して二次電池２００等に接続されている。

　筐体１４０は、二次電池２００を囲んでおり、装置１００の外装体として機能する。二次電池２００は、正極缶２１１に接続された端子１２１と負極缶２１２に接続された端子１２２とによって基板１１０の配線にハンダ付けされている。端子１２１と１２２の材質はオーステナイト系ステンレスのＳＵＳ３０４からなる。受電部１６０によって受けられた電力は、端子１２１および１２２を介して二次電池２００に供給される。なお、端子１２１および端子１２２の形状および外装缶への接続位置は、図３に示す例に限定されない。

　二次電池２００は、回転部分１０の回転中心Ｃから見て基板１１０よりも内側すなわち回転中心Ｃの近くに配置されている。外部からの磁界共鳴や磁界結合などの電磁誘導の磁束による二次電池の加熱が軽減される。二次電池２００は、正極缶２１１が基板１１０に対向するように配置されている。負極缶２１２は正極缶２１１について基板１１０の反対側に位置する。さらに、高温充電状態で、負極と電解液との反応も抑制することができる。加えて、外装缶と端子の材料に磁性が弱いものを採用することで、磁束による加熱も軽減できる。

　特許文献１の発明は、タイヤの外部からの衝撃・振動による電池内部の構成部品の破損防止に対する発明であり、この構成では、磁界共鳴や磁界結合などの電磁誘導による充電を想定しておらず、二次電池が磁束により加熱され電池の劣化が加速される。その為、すぐに二次電池の交換が必要になる。また、電池の予想以上の膨れ（周囲環境以上の温度で）により、基板と端子の接続部の剥がれや基板の割れなども起こってしまう。また、その熱により、基板に一緒に実装されている他の部品へも熱劣化を引き起こしうる。特許文献２の発明では、回転部への二次電池の提案がされているが、充電等を加味した装置を想定されていない。本発明は、実際の回転部での電磁誘導による充電を用いた装置において、受電の効率を高くしつつ、熱によるに二次電池の劣化を軽減し、電池交換不要で長期信頼性の高い装置が固定された回転体を実現できる。

　（付記）
　上記の記載によって以下の技術が開示される。

　（技術１）
　回転中心について回転するように構成された回転部分と、
　前記回転部分に固定された装置と、
を備え、
　前記装置は、基板と、受電部と、前記基板に取り付けられた扁平形二次電池とを含み、
　前記受電部は、電磁誘導を用いて給電を受けるための構造を有し、
　前記扁平形二次電池は、有底円筒状の正極缶と有底円筒状の負極缶とを含む外装体を含み、
　前記扁平形二次電池は、前記回転部分の前記回転中心から見て前記基板よりも前記回転中心の近く配置されている、回転体。

　（技術２）
　前記受電部は、前記回転部分の前記回転中心から見て前記基板よりも前記回転部分内において外側に配置されている技術１に記載の回転体。

　（技術３）
　前記基板には前記正極缶が対向している、技術１または２に記載の回転体。

　（技術４）
　前記負極缶は、前記正極缶について前記基板の反対側に位置する、技術３に記載の回転体。

　（技術５）
　前記正極缶の材質は、オーステナイト系ステンレス、オーステナイト系ステンレスとフェライト系ステンレスとからなる２相ステンレス、およびニッケル合金からなる群より選択される少なくとも一種であり、
　前記負極缶の材質は、オーステナイト系ステンレス、オーステナイト系ステンレスとフェライト系ステンレスとからなる２相ステンレス、およびニッケル合金からなる群より選択される少なくとも一種である、技術１～４のいずれか１つに記載の回転体。

　（技術６）
　前記回転部分がタイヤである、技術１～５のいずれか１つに記載の回転体。

　（技術７）
　前記回転部分が、ファクトリーオートメーション機器に含まれる回転部分である、技術１～５のいずれか１つに記載の回転体。

　（技術８）
　回転体の製造方法であって、
　基板と、受電部と、前記基板に取り付けられた扁平形二次電池とを含む装置を準備することと、
　回転中心について回転するように構成された回転部分を準備することと、
　前記装置を前記回転部分に固定することと、
を含み、
　前記受電部は、電磁誘導を用いて給電を受けるための構造を有し、
　前記扁平形二次電池は、有底円筒状の正極缶と有底円筒状の負極缶とを含む外装体を含み、
　前記装置を前記回転部分に固定することは、前記扁平形二次電池が前記回転部分の前記回転中心から見て前記基板よりも前記回転中心の近くに配置されるように前記装置を前記回転部分に固定することを含む、製造方法。

　（技術９）
　前記受電部は、前記回転部分の前記回転中心から見て前記基板よりも外側に配置されている、技術８に記載の製造方法。

　（技術１０）
　前記基板には前記正極缶が対向している、技術８または９に記載の製造方法。

　（技術１１）
　前記負極缶は、前記正極缶について前記基板の反対側に位置する、技術１０に記載の製造方法。

　（技術１２）
　前記正極缶の材質は、オーステナイト系ステンレス、オーステナイト系ステンレスとフェライト系ステンレスとからなる２相ステンレス、およびニッケル合金からなる群より選択される少なくとも一種であり、
　前記負極缶の材質は、オーステナイト系ステンレス、オーステナイト系ステンレスとフェライト系ステンレスとからなる２相ステンレス、およびニッケル合金からなる群より選択される少なくとも一種である、技術８～１１のいずれか１つに記載の製造方法。

　（技術１３）
　前記回転部分がタイヤである、技術８～１２のいずれか１つに記載の製造方法。

　（技術１４）
　前記回転部分が、ファクトリーオートメーション機器に含まれる回転部分である、技術８～１２のいずれか１つに記載の製造方法。

　本開示は、回転部分に取り付けられる装置を備えた回転体、および回転体の製造方法に利用できる。

１０　　回転部分
５０　　回転体
１００　　装置
１１０　　基板
１２１，１２２　　端子
１４０　　筐体
１６０　　受電部
２００　　扁平形二次電池
２１０　　外装体
２１１　　正極缶
２１２　　負極缶
２１３　　ガスケット
２２１　　正極
２２２　　負極
２２３　　セパレータ
Ｃ　　回転中心

Claims

　回転中心について回転するように構成された回転部分と、
　前記回転部分に固定された装置と、
を備え、
　前記装置は、基板と、受電部と、前記基板に取り付けられた扁平形二次電池とを含み、
　前記受電部は、電磁誘導を用いて給電を受けるための構造を有し、
　前記扁平形二次電池は、有底円筒状の正極缶と有底円筒状の負極缶とを含む外装体を含み、
　前記扁平形二次電池は、前記回転部分の前記回転中心から見て前記基板よりも前記回転中心の近く配置されている、回転体。
　前記受電部は、前記回転部分の前記回転中心から見て前記基板よりも前記回転部分内において外側に配置されている請求項１に記載の回転体。
　前記基板には前記正極缶が対向している請求項１または２に記載の回転体。
　前記負極缶は、前記正極缶について前記基板の反対側に位置する、請求項３に記載の回転体。
　前記正極缶の材質は、オーステナイト系ステンレス、オーステナイト系ステンレスとフェライト系ステンレスとからなる２相ステンレス、およびニッケル合金からなる群より選択される少なくとも一種であり、
　前記負極缶の材質は、オーステナイト系ステンレス、オーステナイト系ステンレスとフェライト系ステンレスとからなる２相ステンレス、およびニッケル合金からなる群より選択される少なくとも一種である、請求項１または２に記載の回転体。
　前記回転部分がタイヤである、請求項１または２に記載の回転体。
　前記回転部分が、ファクトリーオートメーション機器に含まれる回転部分である、請求項１または２に記載の回転体。
回転体の製造方法であって、
　基板と、受電部と、前記基板に取り付けられた扁平形二次電池とを含む装置を準備することと、
　回転中心について回転するように構成された回転部分を準備することと、
　前記装置を前記回転部分に固定することと、
を含み、
　前記受電部は、電磁誘導を用いて給電を受けるための構造を有し、
　前記扁平形二次電池は、有底円筒状の正極缶と有底円筒状の負極缶とを含む外装体を含み、
　前記装置を前記回転部分に固定することは、前記扁平形二次電池が前記回転部分の前記回転中心から見て前記基板よりも前記回転中心の近くに配置されるように前記装置を前記回転部分に固定することを含む、製造方法。
　前記受電部は、前記回転部分の前記回転中心から見て前記基板よりも外側に配置されている請求項８に記載の製造方法。
　前記基板には前記正極缶が対向している、請求項８または９に記載の製造方法。
　前記負極缶は、前記正極缶について前記基板の反対側に位置する、請求項１０に記載の製造方法。
　前記正極缶の材質は、オーステナイト系ステンレス、オーステナイト系ステンレスとフェライト系ステンレスとからなる２相ステンレス、およびニッケル合金からなる群より選択される少なくとも一種であり、
　前記負極缶の材質は、オーステナイト系ステンレス、オーステナイト系ステンレスとフェライト系ステンレスとからなる２相ステンレス、およびニッケル合金からなる群より選択される少なくとも一種である、請求項８または９に記載の製造方法。
　前記回転部分がタイヤである、請求項８または９に記載の製造方法。
　前記回転部分が、ファクトリーオートメーション機器に含まれる回転部分である、請求項８または９に記載の製造方法。