公益社団法人新化学技術推進協会御中

将来の IoT 社会にイノベーションを起こすエネルギーデバイス
ならびにマイクロバッテリーに関わる将来技術と市場＜調査報告書＞
2017 年 10 月 31 日

株式会社富士経済
東京マーケティング本部
監修者：専務取締役本部長 南波佐間 浩〒103-0016 東京都中央区日本橋小網町 19-5
akebono 日本橋ビル
ＴＥＬ：03-3664-5821
ＦＡＸ：03-3661-9514

＜ 調 査 概 要 ＞
１．調査背景と目的
IoT 社会では社会生活に必要な情報を、電気信号もしくは光信号（いずれも電磁波信号）に変換
し、いつどこにいても必要な情報量を高速に受けとり、さらに迅速・的確に対応していく AI 技術が求められている。10 年後の IoT 社会が電気信号を取り扱う限り、エネルギーデバイスと電源に関する課題解決は必須である。そこで、IoT 社会を世界レベルで俯瞰することを試み、将来（10 年後）の IoT 社会において最も発展が期待される分野は何か、そこに求められるイノベー
ション技術は何か、そして化学産業が貢献できる対象は何かについて調査した。
その調査結果を元に今後の技術目標、技術分野についてさらに議論を深めていき、エネルギーデ
バイス、マイクロバッテリー向け材料の開発に繋げることを目的とした。

２．調査対象・調査項目・調査手法
調査ｽﾃｰｼﾞ１：市場性〔文献調査〕（調査対象）（調査項目）

1．ウェアラブル機器

1．対象フィールド

2．インプラント機器

2．利用シーン

3．屋内環境センシング

3．市場規模（現状、10 年後）

4．セキュリティ

4．競合技術

5．見守り

5．乖離の要因（技術課題、社会課題）

6．産業施設6．業界団体および関連展示会

7．道路インフラ
8．物流貨物
調査ｽﾃｰｼﾞ 2：技術領域（調査対象）<エリア区分>欧米：ロシア・トルコ含む欧州およびカナダ、米国
中国アジア：中国、ｲﾝﾄﾞ、東ｱｼﾞｱ/東南ｱｼﾞｱ/中央ｱｼﾞｱ/南ｱｼﾞｱを含み豪州は含まず
途上国：日本、欧米、中国アジアを除く国〔ヒアリング調査〕（調査項目）

1．ウェアラブル機器

1．求められる情報処理量

2．セキュリティ

2．エネルギーデバイスに求められること

3．産業施設3．マイクロバッテリーに求められること*関連団体および主要企業へのヒアリングを元に作成

３．調査期間2017 年 5 月～10 月（中間報告：5 月 12 日、7 月 11 日、8 月 1 日、10 月 3 日）＜ 目 次 ＞
1．総括
１－１

調査対象分野総括..............................................................................

1

１－２

有望 3 分野総括...................................................................................

2

１－２－１

材料開発を取り巻く環境の変化と将来展望（2015 年～2025 年）........

2

１－２－２

IoT 技術全般に求められること..........................................................

3

１－２－３

エネルギーデバイス、マイクロバッテリーに求められること...........

4

１－２－４

材料技術に求められること................................................................

6

１－２－５

ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ・ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ向け材料開発関連ﾛｰﾄﾞﾏｯﾌﾟ.......................

7

2．調査ステージ 1：市場性
２－１

調査対象分野の選定............................................................................

8

２－２

10 年後の期待値および期待値からの乖離要因....................................

8

２－２－１

ウェアラブル機器...............................................................................

11

２－２－２

インプラント機器...............................................................................

16

２－２－３

屋内環境センシング...........................................................................

21

２－２－４

セキュリティ......................................................................................

26

２－２－５

見守り.................................................................................................

31

２－２－６

産業施設..............................................................................................

36

２－２－７

道路インフラ.......................................................................................

41

２－２－８

物流貨物...............................................................................................

46

２－３

調査対象分野の比較分析、有望３分野抽出.........................................

51

3．調査ステージ２：技術領域
３－１

ウェアラブル機器................................................................................

52

３－１－１

求められる情報処理量.........................................................................

52

３－１－２

エネルギーデバイスに求められること...............................................

57

３－１－３

マイクロバッテリーに求められること...............................................

58

３－１－４

ウェアラブル機器総括........................................................................

60

３－１－５

ヘルスケア IoT コンソーシアム...........................................................

62

３－１－６

NTT データ経営研究所........................................................................

66

３－１－７

FDK....................................................................................................

68

３－１－８

日立マクセル.......................................................................................

71

３－２

セキュリティ.......................................................................................

73

３－２－１

求められる情報処理量.........................................................................

73

３－２－２

エネルギーデバイスに求められること...............................................

74

３－２－３

マイクロバッテリーに求められること...............................................

75

３－２－４

セキュリティ総括................................................................................

76

３－２－５

セコム..................................................................................................

79

３－２－６

A 社......................................................................................................

82

３－２－７

ローム.................................................................................................

84

３－３

産業施設..............................................................................................

89

３－３－１

求められる情報処理量.........................................................................

89

３－３－２

エネルギーデバイスに求められること...............................................

90

３－３－３

マイクロバッテリーに求められること...............................................

91

３－３－４

産業施設総括.......................................................................................

91

３－３－５

情報通信研究機構................................................................................

94

３－３－６

A 社.....................................................................................................

100

３－３－７

B 社......................................................................................................

104

1.総括

１－１．調査対象分野総括

１－１．調査対象分野総括

図表 1-1 調査対象分野総括
利用シーン*

市場規模**

競合技術

乖離の要因

（現在どの程度採用されているか）（今後どの程度採用ポテンシャルがあるか）（競合からの切替えは進み易いか）（市場拡大を阻害する課題は少ないか）

ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ：世界 25 年 24,795 百万円

ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ：二酸化ﾏﾝｶﾞﾝﾘﾁｳﾑ

技術課題＝ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ：寿命、重市場は中規模日本 15 年 160 百万円→25 年 660 百万円 △電池、ﾘﾁｳﾑ電池（ｺｲﾝ/ﾗﾐﾈｰﾄ） ○量、ｾﾝｻ機能、ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ：発電効搭載製品自体の市場は拡大○

ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ：世界 25 年 49,590 百万円

ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ：直近：一次電池、率、コスト、ｾﾝｻ機能

電源問題は常に課題とされ、材料開発によ22

日本 15 年 4 百万円→25 年 1,320 百万円 △将来：二次電池

ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ（日本 11.4%、世界 1.1%）：一

ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ：世界 25 年 183,195 百万円

ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ：人;ﾘﾁｳﾑﾖｳ素電池、

技術課題＝ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ：人体（動物）100%搭載による市場規模ポテンシャル大馬（競走馬）

次電池△、二次電池△、採用個数 1 個 △日本 15 年 7,920 百万円→25 年 9,935 百万円

×への影響、ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ：小型、大搭載製品自体の現状市場は僅少

×

牛（肉食牛）

ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ（0.0%）：太陽電池―、そのｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ：世界 25 年 183,195 百万円

ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ：人;ﾘﾁｳﾑﾖｳ素電

出力

電源は必ず問題になるも、まずは一次電池

13

他△（振動、ｸﾞﾙｺｰｽ）、採用個数 1 個 ×

日本 15 年 0 百万円→25 年 9,935 百万円 ○池/ﾜｲﾔﾚｽ給電、馬牛;ｺｲﾝ電池 ×

制度の整備

ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ：世界 25 年 1,683 百万円

ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ：有線方式、ｱﾙｶﾘ乾技術課題＝ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ：長寿命、小市場規模は小さいものの、有線より無線に

日本 15 年 7 百万円→25 年 283 百万円 ×電池、ﾘﾁｳﾑ電池（CR123A 等） △電力、ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ：効率（光電）

コスト優位性があり、無線化進む△

ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ：世界 25 年 4,482 百万円

ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ：有線方式、一次

社会課題＝電材事業者配線ﾋﾞｼﾞﾈｽの太陽電池搭載機種の発売も増加しており、

15

日本 15 年△百万円→25 年 754 百万円 ×電池

ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ：有線方式、ｱﾙｶﾘ乾技術課題＝ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ：薄型、長寿市場規模最大、有線より無線にコスト優位○

電池、ﾘﾁｳﾑ電池（CR123A 等） △命、高容量、小電力、警戒距離大、電性あり、無線化のニーズあり、○

波伝搬、ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ：効率（光電）

火災検知器等は一次電池で十分か（ｴﾈﾙｷﾞ

17

分野

対象フィールド

1. ウ ェ ア

ヘルスケアバンド、ランニン

ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ（100.0%）：一次電池○、二ラブル機

グウォッチ、スマートウォッ

次電池◎、採用個数 1 個

器チ、スマートグラス/HMD、ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ（1.3%）：太陽電池△(ﾗﾝﾆﾝ

その他機器（hitoe 等）

ｸﾞｳｫｯﾁ)、その他―、採用個数 1 個

2. イ ン プ

人（心臓、目、脳）

ラント機
器

○
○

3. 屋 内 環

温湿度センサﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ（9.8%）：一次電池◎、二次電

境センシ

CO2 センサ

池△、採用個数 1 個

ング

照度センサ

ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ（0.1%）：太陽電池△、その他△（SAW）、採用個数 1 個△△○

馬/牛;コイン電池○

×

社会課題＝ﾌﾟﾗｲﾊﾞｼｰ、装着感○

社会課題＝信頼性向上、認証

×○

消失、認知度向上

有望評価***

る技術的ブレークスルーニーズ高い搭載機の信頼性向上が先か

他に比して市場形成が進み易い分野か

4. セ キ ュ

開閉センサ

ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ（12.9%）：一次電池◎、二次ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ：世界 25 年 227,576 百万円

リティ

侵入センサ

電池△、採用個数 2 個△

日本 15 年 267 百万円→25 年 3,956 百万円

火災検知器

ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ（0.0%）：太陽電池△（室内ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ：世界 25 年 1,161,953 百万円

ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ：有線方式、一次監視カメラ

光/自然光）、その他―、採用個数 1 個 △日本 15 年△百万円→25 年 21,863 百万円 ○

電池

高齢者

ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ（100.0%）：一次電池○、二ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ：世界 25 年 12,930 百万円

ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ：二酸化ﾏﾝｶﾞﾝﾘﾁｳﾑ

技術課題＝ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ：小型、軽市場は中規模、搭載製品の市場は拡大中

子ども

次電池○、採用個数 1 個○

日本 15 年 6 百万円→25 年 318 百万円 △電池、ﾘﾁｳﾑ電池（角、ﾗﾐﾈｰﾄ） ×

量、長寿命、人体への影響、ｴﾈﾙｷﾞｰ

GPS 搭載は二次電池、非搭載は一次電池と△ペット

ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ（0.0%）：太陽電池―、そのｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ：世界 25 年 240,480 百万円

ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ：一次電池、二次ﾃﾞﾊﾞｲｽ：大出力

既存の電源デバイスに応じたアプリ開発が15

日本 15 年△百万円→25 年 3,120 百万円 △電池

ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ：世界 25 年 45,300 百万円

ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ：機器組み込み、有技術課題＝ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ：小型、長寿

国のﾊﾞｯｸｱｯﾌﾟを受け先進国で導入が進む

日本 15 年 4 百万円→25 年 4,530 百万円 △線方式、ﾘﾁｳﾑ電池（CR123A） △命 、防 爆、 耐熱、 ｾ ﾝｻ 精度 、通 信 距

現在は製造設備機器への組み込みが大半○

ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ：世界 25 年 120,800 百万円

ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ：機器組み込み、

離、価格、ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ：発電効率

製造設備後付けによる有効なソリューション

18

日本 15 年△百万円→25 年 12,080 百万円 ○有線方式、一次電池△

社会課題＝ｾｷｭﾘﾃｨ、認知信頼性 ○が見いだせられれば市場の急拡大もﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ：世界 25 年 2,700 百万円

ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ：有線方式、二酸化ﾏ

技術課題＝ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ：小型、低価

市場は小さい、大半が無線

日本 15 年 127 百万円→25 年 540 百万円 ×ﾝｶﾞﾝﾘﾁｳﾑ電池△

格、有効なセンシング項目確立、高耐有効なセンシング項目を確立できておらず×ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ：世界 25 年 2,700 百万円

ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ：有線方式、一次久性、ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ：発電効率

市場拡大が見通し難い（感震用途が期待さ

14

日本 15 年△百万円→25 年 540 百万円 ×電池

ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ：世界 25 年 22,000 百万円
日本 15 年 2 百万円→25 年 2,200 百万円 △化ﾏﾝｶﾞﾝﾘﾁｳﾑ電池

ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ：世界 25 年 22,000 百万円

ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ：パッシブ方式、一日本 15 年△百万円→25 年 2,200 百万円 △

次電池

5.見守り

他―

×

6. 産 業 施

FA 劣化診断（光電センサ、

ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ（0.1%）：一次電池◎、二次電設

ひずみ、圧力センサ）

池△、採用個数 1 個

FA 異常検知（赤外線等）

ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ（0.0%）：太陽電池△、そのPA（流量ｾﾝｻ、ﾚﾍﾞﾙ等）

他（振動、熱電）△、採用個数 1 個

7. 道 路 イ

道路インフラ（ひずみゲー

ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ（80.0%）：一次電池◎、二次ンフラ

ジ、加速度センサ等）

電池―、採用個数 1 個

地震防災（感震センサ等）

ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ（0.0%）：太陽電池△、その他（振動、気流）△、採用個数 1 個

×
△
△
△

8. 物 流 貨所在管理（アクティブ RFID）

ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ（100.0%）：一次電池◎、二物

壊れ物管理（振動センサ）

次電池△、採用個数 1 個

温度管理（温度センサ）

ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ（0.0%）：太陽電池△、その他（振動）△、採用個数 1 個

○
△

×

△

社会課題＝プライバシーの保護

社会課題＝プライバシーの保護△△れるも現時点で市場拡大見通し不透明）

ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ：パッシブ方式、二酸

技術課題＝ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ：小型、低価大半が無線、市場ポテンシャルは中規模

×格、平坦性、低消費電力、ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞ

ﾊﾟｯｼﾌﾞ方式が普及しており、電池を必要とす△

ﾊﾞｲｽ：発電効率るｱｸﾃｨﾌﾞ方式の市場拡大は限定的

15×

社会課題＝信頼性

社会課題＝需要の検証、ﾆｰｽﾞは本当にあるか△**市場規模：2025 年市場規模は搭載率 100%と仮定した場合の規模 ***有望性評価：各項目の○3 点、△2 点、×1 点として点数評価

1

進んでおり、材料開発ニーズ少ないか△△

注：各項目の白抜印は㈱富士経済による有望度評価（○：有望、△：条件次第で有望、×：有望度低）をベースに、委員会メンバーとの議論を踏まえ作成*◎：主に採用、○：採用、△：採用少、―：採用事例見られない、％：2015 年搭載率ｰﾃﾞﾊﾞｲｽﾆｰｽﾞ小）出典：富士経済作成

１－２．有望 3 分野総括

１－２．有望 3 分野総括
１－２－１．材料開発を取り巻く環境の変化と将来展望（2015 年～2025 年）
項目

ウェアラブル機器

セキュリティ

IoT 拡大に向けキーとなるのは？
ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ・ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰの対抗馬は？

自己満足的ニーズでなく、画像認識技術
本当のニーズの把握
無線給電
有線式（ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ、一次電池）
主に電池ﾒｰｶｰが対応すべき
何を解決すれば、ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲ
ﾗﾐﾈｰﾄ型 LiB 電池の課題
ｽ・ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰの採用が増える
無線式の認知度向上（薄くて、軽くて、大容量で、か？
形状設定自由）
ﾗﾐﾈｰﾄ型 LiB：
ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ全般：
既存
封止材、接着剤
既存電池で対応可
必要な材料開発は？
ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ全般：
ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ全般：
新規
劇的な効率向上可能材料
劇的な効率向上 or 劇的な低ｺｽﾄ化
全部置き換わったとした場合、
ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ：248 億円
ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ：2,300 億円
世界市場の大きさは？
ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ：496 億円
ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ：1 兆 1,600 億円
ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ・ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰの市
中～高
低～中
場発展性は

ウェアラブル機器

20,000

5,000
0

0
2025年

現
状
技
術

―

新規全固体電池等開発次第で上振れ

5,905 百万円

現状技術8,265 百万円
8,265 百万円
8,265 百万円

(百万円)
250,000

有線式て、大容量で、形状設定自由なラミネート型リチウムイオン電池が有望視されており、主に封止材や接着剤で、市場ポテンシャル上振れの可能性を有する。
・セキュリティは、画像認識技術に注目が集まる。ただし画像関連は既存の電池では対応不十分であり、当面

一次電池全般：耐熱、防爆、耐油等化合物太陽電池、ﾎﾟｽﾄ BiTe 系熱電：効率向上
ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ：4530 億円
ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ：1,208 億円

は有線式が主流となる。既存の一次電池で対応可能な製品が多く、新たな材料開発の課題は少ない。
・産業施設は、有効なセンシング項目が見出され、無線式の信頼性が向上することで、随時無線センサの導入が進む。導入に際し、既存の一次電池は耐熱、防爆、耐油等が求められるが、無線給電の実用化次第
で二次電池の導入も期待される。エネルギーデバイスは、センサ寿命向上等の条件が整えば導入の可能性が高いため、太陽電池や熱電発電の材料開発が鋭意進められている。

中

産業施設

ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ市場規模

150,000

50,000

新規
その他
技術課題

2015年

マイクロバッテリー
2015 年2025 年
材料課題
ﾃﾞﾊﾞｲｽ課題
その他技術
封止材等
形状設定等
無線給電

・ウェアラブル機器は、自己満足的なニーズでなく、本当のニーズを捉えた機器より普及が進む。薄くて、軽くの課題が多い。市場ポテンシャルは、他の 2 分野に比べ小さいが、全固体電池等新型電池の開発次第

100,000

新規ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ課題（劇的な効率向上）

10,000

現状技術

新
規
技
術

新規材料課題（劇的な効率向上）

30,000

既存その他技術課題（無線給電）

2015年

有効なセンシング項目の発見

無線式の信頼性向上（無線給電の実用化）

200,000

40,000

既存ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ課題（形状設定等）

10,000ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ市場規模

50,000

既存材料課題（封止材/接着剤等）

20,00015,000(百万円)
60,000新規全固体電池等開発次第で上振れ

25,000器、エネルギーデバイスは産業施設が有望市場と思われる。

セキュリティ

ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ市場規模(百万円)
30,000

・有望 3 分野を取り巻く環境を鑑みると、各々異なる背景を抱えており、マイクロバッテリーはウェアラブル機

産業施設

新規材料課題（コスト半減）50,000800,000

40,000

その他技術課題（省電力設計等）

600,000

社会課題（認知度向上）400,000
200,000

現状技術

0622 百万円

2015年

―
材料課題
ﾃﾞﾊﾞｲｽ課題
その他技術
社会課題
現状技術

新
規
技
術

材料課題

新規材料課題（劇的な効率向上）

マイクロバッテリー
2015 年2025 年―ー
コスト半減→
49,584 百万円
監視ｶﾒﾗ向け→
49,584 百万円
省電力設計等→
49,584 百万円
認知度向上→
49,584 百万円
4,637 百万円
29,240 百万円

ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ市場規模
新規/既存材料課題（耐熱/防爆/耐油等）

100,000

その他技術課題（無線給電等充電技術）

30,000

現状技術

0
2025年

エネルギーデバイス
2015 年2025 年―
劇的な効率向上→929,562 百万円
劇的な効率向上→116,195 百万円
その他技術課題→
116,195 百万円
―
―
―

2015年

―
材料課題
ﾃﾞﾊﾞｲｽ課題
その他技術
社会課題
現状技術

新
規
技
術

社会課題
（有効なｾﾝｼﾝｸﾞ項目発見）
現状技術

2025年

ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ
課題**内側ほど課題小外側ほど課題大その他課題（競合が強い等）

2

20,000
0

ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ
課題

その他課題
（競合が強い等）**内側ほど課題小外側ほど課題大ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ市場規模

材料課題

新規材料課題（劇的な効率向上）
新規/既存ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ課題（効率向上）
その他技術課題（ｾﾝｻ寿命向上）
社会課題（ｾﾝｻ大量導入）

2015年

社会課題

ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ課
題

材料課題

40,000

マイクロバッテリー
2015 年2025 年
ーー ―*耐熱/防爆/耐油等→
5,657 百万円
*耐熱/防爆/耐油等→
5,657 百万円
無線給電等充電技術→ 22,627 百万円
有効なｾﾝｼﾝｸﾞ項目発見→ 22,627 百万円
37 百万円
46 百万円

社会課題

ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ課
題80,00060,00010,000

新規その他
技術課題

(百万円)
140,000
120,000

新規/既存ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ課題（耐熱/防爆/耐油等）

20,000

新規ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ課題（劇的な効率向上）

2015年

2025年

社会課題

その他課題
（競合が強い等）(百万円)
60,0001,000,000

0

エネルギーデバイス
2015 年2025 年
32,465 百万円
劇的な効率向上→
劇的な効率向上→12,175 百万円
その他技術課題→
4,058 百万円

ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ市場規模

新規ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ課題（監視ｶﾒﾗ向け）

現状技術

2025年

148 百万円(百万円)
1,200,000

2025年

エネルギーデバイス
2015 年2025 年―
劇的な効率向上→ 30,200 百万円*効率向上→ 30,200 百万円
センサ寿命向上→ 30,200 百万円
センサ大量導入→ 30,200 百万円――*既存技術の延長線課題含む

ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ課
題ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ
課題**内側ほど課題小外側ほど課題大１－２．有望 3 分野総括

１－２－２．IoT 技術全般に求められること

ウ
ェ
ア
ラ
ブ
ル
機
器

二次電池

寿命
ﾍﾙｽｹｱﾊﾞﾝﾄﾞ

48 時間

3年
ｽﾏｰﾄｳｫｯﾁ

24 時間

GPS 非搭載
ﾗﾝﾆﾝｸﾞｳｫｯﾁ

1年

GPS 搭載ﾗﾝﾆﾝｸﾞｳｫｯﾁ

ﾍﾙｽｹｱﾊﾞﾝﾄﾞ

1 ヵ月

12 時間

Bluetooth
ﾍｯﾄﾞｾｯﾄ00

ｽﾏｰﾄｸﾞﾗｽ

100

メーカー

補聴器

0
mAh

300

製品
項目

セ
キ
ュ
リ
テ
ィ

一次電池

寿命

製品型番

種類*

0

電池
容量
(mAh)

CR17450E
2,400-R-CM1HS-407(標準)
6LR61
500
侵入センサ
同(ｵﾌﾟｼｮﾝ電池)
U9VL
1,200
火災報知器
SHK3271K
CR-2/3AZ
1,600
CR-AGCF
ガス警報器 A 社
MC-315S
300
2DK
監視カメラ Netgear
Arlo
CR123A
5,400*CR：二酸化ﾏﾝｶﾞﾝﾘﾁｳﾑ電池、LR：ｱﾙｶﾘﾏﾝｶﾞﾝ電池 **動体検知次第通信
開閉センサ

竹中ｴﾝｼﾞﾆｱ
ﾘﾝｸﾞ
竹中ｴﾝｼﾞﾆｱ
ﾘﾝｸﾞ
ﾊﾟﾅｿﾆｯｸ

TXF-115CL

産
業
施
設

100

電圧
(V)

寿命
(年)

3

8

9
9
3

2
4
10

mAh

300

通信
頻度 周波数帯(回/日) (MHz)
20

426

100

315

1
2 週間
3
3
に1回
数ヶ月
3
**

426
426
2,400

出典
ウェアラブル機器・セキュ
リティ：各種資料を元に富士経済作成
産業施設：情報通信研究機
構公開資料

・ウェアラブル機器は自己満足的なニーズでなく本当のニーズの把握、セキュリティは画像認識技術の向上、産業施設は有効なセンシング項目の発見が重要となる。
・ウェアラブル機器は、電池メーカーにとって確実な普及が見込める機器でない限り、当該機器に対応した電池製造が難しく、Apple Watch のような本当のニーズを捉えたものから普及していく。
・セキュリティは、様々な IoT 技術を取り入れて市場が拡大してきた。現在は監視カメラを中心とした画像認識技術の向上に至り、更なる市場拡大のため、画像認識技術の向上を図っている。
・産業施設は、現場では手探りで有効なセンシング項目の探索を行っているが、現場にノウハウが溜まることで、有効なセンシング項目が見出されてきている。
3

１－２．有望 3 分野総括

１－２－３．エネルギーデバイス、マイクロバッテリーに求められることエネルギーデバイス
分
野

ウ
ェ
ア
ラ
ブ
ル
機
器

新規/
既存

ｴﾈﾙｷﾞｰ
ﾃﾞﾊﾞｲｽ

既存

太陽
電池

熱電
発電
新規
振動
発電

セ
キ
ュ
リ
テ
ィ

既存

太陽
電池

新規

全般
全般

既存
産
業
施
設

新規

振動
発電

求められること
発電量、薄型・フレキシブル
・発電量が少ない（μW から mW）ことから期待薄。
・搭載するなら、薄型でフレキシブルなもの。
・期待するとすれば、色素増感や有機薄膜の効率向上。
発電量、蓄電からのリーク対策
・南カリフォルニア大学の ASSIST において開発が進む。
・開発成果を活かし、2017 年に Indiegogo 社から熱電発電搭載時計発売。
・課題は熱電発電後に蓄えたバッテリーからのリーク。
非共振、摩擦帯電式、エラストマーおよび電極の耐久性
・共振タイプでなく非共振タイプ、静電誘導式より摩擦帯電式の需要。
・有望視される EAP（Electro Active Polymer）方式は、エラストマーおよび電極の耐久性が課題。
。
発電量
・既存製品として太陽電池搭載開閉センサが発売済も、発電量が不足。
・発売済品は外付け一次電池と組み合わせた使用が一般的。
劇的な発電効率向上
・発電量が足りないからといって数%の発電量向上は意味がない。
・向上させるなら劇的な向上が必要。
発電量
・FA 分野、PA 分野とも発電量が足りず、普及していない。
発電量、異なる振動周波数への対応
・FA 分野は、実証で振動発電が検討されるも発電量不足により採用断念。
・PA 分野は、回転機振動からエネルギー回収する製品が発売済も、回転機によって異なる振動周波数に対応しきれず普及していない。

太陽
電池

発電量
・日射量の多い中東地域では太陽電池製品が商品化。

熱電
発電

発電量、小温度差でも効率の高い発電
・2017 年 KELK 社より温湿度センサ＋熱電発電のモジュールが発売も、実用可能なのは大きな温度差を取れる特定条件に限られる。
・小温度差でも使用可能な汎用品とするには、新材料による効率向上が必須。

・エネルギーデバイスは、発電量が少なく、今のところ実用に耐えうるものはごく僅かである。
・ウェアラブル機器は、太陽電池が実用化で先行し、熱電発電、振動発電が開発中となる。薄型でフレキシブルなものが求められるが、時計以上の機能が付加されると発電量が不安である。
・セキュリティは、太陽電池が実用化しているが、発電量が足りず一次電池との組み合わせが一般的である。実用化に耐えうるには、劇的な発電効率の向上が求められる。
・産業施設は、発電量が足りず普及していないが、いくつか実用的な商品が発売されており、セキュ
リティ分野よりも普及の可能性は高い。振動発電は異なる振動周波数に対応すること、太陽電池
は中東地域以外で実用可能な効率となること、熱電発電は小さな温度差でも使用可能な新材料による効率向上が求められる。

4

１－２．有望 3 分野総括

マイクロバッテリー
分
野

ウ
ェ
ア
ラ
ブ
ル
機
器

セ
キ
ュ
リ
テ
ィ

新規/
既存

既存

ﾏｲｸﾛ
ﾊﾞｯﾃﾘｰ
一次電池

求められること少ない
・腕時計なら酸化銀電池か二酸化マンガンリチウム電池（コイン）。
・補聴器のようなエネルギー密度が求められる場合は空気亜鉛電池。
・空気亜鉛電池で新型一次電池の開発は落ち着いており開発要素は少ない。

二次電池

コイン型もしくはラミネート型の性能向上
・リチウムイオン電池のコイン型もしくはラミネート型を使用

ﾗﾐﾈｰﾄ型
ﾘﾁｳﾑｲｵﾝ
二次
電池

新規

二次
電池

既存

一次
電池

新規

全般
一次
電池

産
業
施
設

求められること

既存

塩化
ﾁｵﾆﾙﾘﾁｳ
ﾑ電池

新規

全般

薄さ、形状自由設定、安全性
・ウェアラブル機器は、バッテリー形状に対する要求が大きく、薄くて形状を自由に設定できるラミネート型のニーズが高い。
・薄くするには、ラミネート型は膨れ易く、保護回路厚みを考えると薄さには限界があり、身につけるものとして、安全性は最重要。
新規電池への要求は小さい・フィールド機器向けに比べ充電が容易なため新規二次電池の開発が活発。
・酸化銀二次電池、空気亜鉛二次電池、全固体電池が期待されている。
・ただし既存電池も開発要素が多く、新規電池の開発優先順位は低い。
低コスト化、薄型化
・既存は全て 1 次電池で、二酸化ﾏﾝｶﾞﾝﾘﾁｳﾑ電池やｱﾙｶﾘﾏﾝｶﾞﾝ電池を使用。
・既存 1 次電池には、低コスト化に加え、薄型化が求められる。
監視カメラ向けの大容量電池
・既存の電池で十分である。
・将来的には、監視カメラの消費電力に耐えうる電池が必要。
求められること少ない
・既存は全て 1 次電池で、二酸化ﾏﾝｶﾞﾝﾘﾁｳﾑ電池や塩化ﾁｵﾆﾙﾘﾁｳﾑ電池を使用。
電圧降下の分かり易さ、空輸の許可
・PA 分野は、塩化ﾁｵﾆﾙﾘﾁｳﾑ電池が無線ｾﾝｻの標準採用電池の位置を確保中。
・塩化ﾁｵﾆﾙﾘﾁｳﾑ電池は、電圧降下がほとんどないため電池寿命の判断が難しい
点、危険物扱いとなるため空輸が難しい点が課題。
求められること少ない、将来的に無線給電対応電池の要求
・既存の電池で十分・将来的には、無線給電技術が確立されれば、それに対応した電池が必要。

・マイクロバッテリーは、ウェアラブル機器において二次電池の開発が求められるが、セキュリティや産業施設は一次電池が主力のため要求事項は少ない。
・ウェアラブル機器は、バッテリー形状に対する要求が大きく、薄くて形状を自由に設定できるラミネート型リチウムイオン二次電池のニーズが高い。身につけるものとして安全性は最重要である。既存の二次電池は技術的に完成されておらず、全固体等の新規電池の開発優先順位は低い。
・セキュリティは、既存の一次電池（二酸化ﾏﾝｶﾞﾝﾘﾁｳﾑ電池、ｱﾙｶﾘﾏﾝｶﾞﾝ電池）で十分である。将来
的には、監視カメラの消費電力に耐えうる電池が必要になると考えられる。
・産業施設も、既存の一次電池（二酸化ﾏﾝｶﾞﾝﾘﾁｳﾑ電池、塩化ﾁｵﾆﾙﾘﾁｳﾑ電池）で十分である。将来的に無線給電技術が確立されれば、それに対応した電池が必要になると考えられる。

5

１－２．有望 3 分野総括

１－２－４．材料技術に求められること分野ｴﾈﾙｷﾞｰ/
ﾊﾞｯﾃﾘｰｴﾈﾙｷﾞｰ
ﾃﾞﾊﾞｲｽ

ウ
ェ
ア
ラ
ブ
ル
機
器

種類
全般

全般
ﾏｲｸﾛ
ﾊﾞｯﾃﾘｰ

ﾗﾐﾈｰﾄ型
ﾘﾁｳﾑｲｵﾝ
二次電池
全固体

セ
キ
ュ
リ
テ
ィ

ｴﾈﾙｷﾞｰ
ﾃﾞﾊﾞｲｽ太陽電池

ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ

全般
振動発電

産
業
施
設

ｴﾈﾙｷﾞｰ
ﾃﾞﾊﾞｲｽ

太陽電池

熱電発電
ﾏｲｸﾛ
ﾊﾞｯﾃﾘｰ

全般

求められること
色素増感、有機薄膜、熱電発電、振動発電、材料レベルからの開発
・色素増感太陽電池、有機薄膜太陽電池、熱電発電、振動発電は各種材料技術が寄与する部分が多い。
（例：振動発電のゴム材料開発）
一次電池は要求少ない、二次電池は要求多い（導電性接着剤等）
・一次電池は、材料がある程度定まっており材料技術の開発要素は少ない。
・二次電池は、ﾘﾁｳﾑｲｵﾝ電池の材料が定まっておらず材料開発の要素は多い。
（例：セル間接合にリード線接続でなく導電性接着剤の要求）
封止材・接着剤技術（薄さ、軽さ、大容量のため）・ﾗﾐﾈｰﾄ型は、薄く/軽く/大容量を進める上で、封止材、接着剤が重要。
低価格な封止技術
・全固体電池になると逆に封止要求は低く、低価格で簡易な封止が必要。
劇的な効率向上のため色素増感太陽電池等の材料技術
・屋内使用のため、室内光で効率のよい色素増感太陽電池等の要求あり。
・効率数%向上は意味がなく、劇的な効率向上が必要。
求められること少ない・一次電池中心のため、材料技術課題少ない。
求められること少ない・材料開発よりも振動発電機構に課題あり。
効率向上につながる化合物系太陽電池技術
・効率向上が図れる化合物系太陽電池なら、普及可能性あり。
ポスト BiTe（ビスマステルル）系材料
・既存の BiTe（ビスマステルル）系は発電容量が足りない。
・現在開発中の BiTe 系より高い効率（ZT 係数向上）の材料が有望。
求められること少ない・一次電池中心のため、材料技術課題少ない。

・材料技術は、現在はウェアラブル機器のマイクロバッテリー、将来的には産業施設のエネルギー
デバイスを中心に求められる。
・ウェアラブル機器は、ラミネート型リチウムイオン電池の封止材や接着剤に対する要求が多い。一方全固体電池になると封止要求は低くなる。他具体的な要求として本調査にてセル間接合に導電性接着剤の要求が出てきた。一次電池は材料が定まっており材料技術の開発要素は少ない。
・セキュリティは、直近の材料技術課題は少ない。将来的には劇的な効率向上が求められる。
・産業施設は、IoT センサ電源用を狙って各種エネルギーデバイス搭載製品の発売が相次いでいる。実用化の早い太陽電池は、効率向上に向け化合物系等に期待されている。熱電発電は、既存の BiTe 系よりも高効率な材料が強く求められており、各種材料開発が進む。
・ああああｚｚｚああああああああああああああああああああああああああああああああああああああああ
あああ。
・ああああｚｚｚあああああああああああああああああああああああああああああああああああああああ
ああああ。
・ああああｚｚｚあああああああああああああああああああああああああああああああああ
ああああああああああ。

6

１－２．有望 3 分野総括

１－２－５．エネルギーデバイス・マイクロバッテリー向け材料開発関連ロードマップ
2010

2015

2020

2025

2030
・有望 3 分野の材料関連は各々異なった経緯を辿る。

ﾘﾁｳﾑｲｵﾝ二次電池（封止、接着）

ウ
ェ
ア
ラ
ブ
ル
機
器

無線給電
（電磁誘導）
実用化

・ウェアラブル機器は、既存のリチウムイオン二次電池の
全固体二次電池

一次電池
代替進む

封止、接着材が当面の課題である。無線給電の実用化

空気亜鉛二次電池

により、既存の一次電池代替が進み、二次電池市場は更に大きくなる。エネルギーデバイスは室内光で効率の太陽電池

よい太陽電池から採用が進み、次に熱電発電の採用可

熱電発電

能性が高い。期待される全固体電池は、自動車の採用見通しが得られる 2025 年頃からの採用見通しである。

一次電池

セ
キ
ュ
リ
テ
ィ

・セキュリティは、無線の認知度向上に伴い一次電池の採

無線の
認知度向上

二次電池
監視カメラ普及（省電力技術進展）用機器（開閉センサ等）が普及する。セキュリティ業界
劇的な
発電効率
向上

ｴﾈﾙｷﾞｰ
ﾃﾞﾊﾞｲｽ全般

は、目下のところ監視カメラ普及に注力しており、画像圧縮等省電力技術が進展次第で、有線電源から無線電源へ電池ニーズ高まりが期待される。エネルギーデ

一次電池
有効なｾﾝｼﾝｸﾞ
項目探索

産
業
施
設

無線の
信頼性向上

バイスは、劇的な発電率向上が必須のため、実用化は無線給電（磁界共鳴）実用化

二次電池

2030 年以降と当面先となる。
・産業施設は、無線の信頼性向上により、少ない消費電力

太陽電池
センサ
寿命向上

のセンサから一次電池採用機が普及する。画像等消費

熱電発電

定期修繕で交換不可なほど大量のセンサ導入

振動発電

電力の大きなセンサは、無線給電（磁界共鳴等）の技術進展次第で、二次電池採用機の普及が期待される。エ
ネルギーデバイスは、センサ寿命向上に加え大量のセンサ導入の条件が整えば、効率のよい太陽電池から順に導入が進むと考えられる。

7

種材料開発が進む。
・ああああｚｚｚああああああああああああああああああああ
あああああああああああああああああああああああ。
・ああああｚｚｚああああああああああああああああああああ2.調査ステージ 1：市場性

２－１．調査対象分野の選定

２－１．調査対象分野の選定・調査するにあたり、調査対象分野を選定した。
・選定にあたって、エネルギーハーベスティング技術の動向を直近で調査した分野カテゴ
リ（図表 2-1-1）を元に、当該調査を実施したエネルギーハーベスティングコンソーシア
ムの見解を踏まえ（図表 2-1-2、図表 2-1-3）、最終的に新化学技術推進協会の委員会議論の後、8 分野を選定した（図表 2-1-4）。
図表 2-1-1 調査対象分野選定にあたって元としたカテゴリー分野
大分類
個人

中分類
―

小分類
モバイル機器ウェアラブル機器

家庭

―

業務
施設

―

インプラント機器
住宅

用途

アプリケーション

無給電ﾓﾊﾞｲ
ﾙ機
無給電ｳｪｱﾗ
ﾌﾞﾙ機器
―
屋内環境セ
ンシング
ｾｷｭﾘﾃｨ

スマートフォン、ラップトップ PC、等のバッテ
リーレス化
腕時計型、リストバンド型、メガネ型等各種ウェアラブル機器のバッテリーレス化―
快適性モニタリング・省エネ制御（温度・湿度・
照度・CO2 センサ、空調自動制御等）
防犯（人感ｾﾝｻ、窓開閉ｾﾝｻ、ドア開閉ｾﾝｻ、監視ｶﾒﾗ等）、火災検知、施錠状態遠隔監視・制御
活動ﾓﾆﾀﾘﾝｸﾞ、体調ﾓﾆﾀﾘﾝｸﾞ、自動給餌
空気圧モニタリング、車体劣化診断
路面状況モニタリング

見守り
自動車（自家用車） 車体診断
走行環境モ
ニタリング
ｵﾌｨｽ、教育機関、 屋内環境セ
病院、老健施設ンシング
ｾｷｭﾘﾃｨ
商業施設（店舗等） ｾｷｭﾘﾃｨ

産業
施設
運輸

製造業等
農林水産
業
鉄道

インフ
ラ

自動車（旅
客用）
自動車（物
流・貨物用）
航空
ユーティ
リティ

道路ｲﾝﾌﾗ
その他

売り場環境
維持
ﾏｰｹﾃｨﾝｸﾞ
産業施設
製造設備診断農地、家畜、山林、 ―漁場
鉄道車両、線路、 ―橋梁、トンネル
バス、タクシー
―
トラック
飛行機
電力
ガス
石油製品
水道
道路、橋梁、ﾄﾝﾈﾙ
空港、港湾

車体診断
貨物ｾﾝｼﾝｸﾞ―
供給設備診断供給設備診断
供給ルート
健全性確保
―
―
―

快適性モニタリング・省エネ制御（温度・湿度・
照度・CO2 センサ、空調自動制御等）
防犯（人感ｾﾝｻ、窓開閉ｾﾝｻ、ドア開閉ｾﾝｻ、監視ｶﾒﾗ等）、火災検知、施錠状態遠隔監視・制御
防犯（人感ｾﾝｻ、窓開閉ｾﾝｻ、ドア開閉ｾﾝｻ、監視ｶﾒﾗ等）、火災検知、施錠状態遠隔監視・制御
商品の陳列乱れ検知、商品補充支援、商品減少率把握支援、等
顧客動線把握設備劣化診断、異常検知―――
空気圧モニタリング、車体劣化診断
振動センシング、温度センシング、等―
発電、送配電設備の劣化診断
ガス製造装置、ガス導管等の劣化診断
主要道路の路面ｾﾝｼﾝｸﾞ、主要橋梁の劣化診断等―――

出典：「ｴﾈﾙｷﾞｰﾊｰﾍﾞｽﾃｨﾝｸﾞ技術の用途の特定と市場動向・技術開発動向に関する分析」（NEDO、2016）8

２－１．調査対象分野の選定

図表 2-1-2 エネルギーハーベスティングコンソーシアムの見解（１）≪推奨分野≫①ウェアラブル機器
・ウェアブルは市場立ち上がりが早い分野
・hitoe（NTT、東レ）は多くの製品が発表されており、手袋や帽子とか搭載しやすい
・靴は買い替えのサイクルが早く市場が大きい②インプラント機器
・取り出すのが大変なのでニーズ高い
・ワイヤレス給電方式と競合する・ペースメーカー程度なら心臓の振動だけで電源供給が可能
・バイオ燃料電池は体内に遊離酸素が少なく、実用化のハードルは高い
・人より動物の方から市場が立ち上がりそう
・単価の高い馬や牛は採算が合う。豚は条件次第。ニワトリは採算が合わない。
③屋内環境センシング（住宅、業務）・センシングに必要なのは、温度、湿度、CO2
・ビルの見積もりで予算オーバーになると必ず削られるのがセンサ・そのため無料でセンサを入れて、テナントから料金を取るビジネスが検討されている
・予め壁紙や床材にセンサを埋め込んだタイプであれば大きく普及する可能があり、ハーベスタが必要となる・透明ガラス太陽電池と競合する。壁の温度差や床の圧電がエネルギー源。
④セキュリティ・イメージセンサのニーズが高まっている。
・CMOS は 100mW/個必要であり、ボタン電池だと足りない。消費電力低減が課題。
・プライバシーを気にしない世代が増えていることが追い風
・少子高齢化で空き家が増えていることも追い風
・窓へのセキュリティ用のセンサ設置は増えている⑤見守り
・見守りは人の見守りよりもペットの見守りにニーズがある
・犬や猫は寿命が短く、病気になる数も多い。
・ペットの病気を減らすため飼い主からの潜在ニーズは高い。
⑥産業施設
・Indusｔrie4.0 により市場が盛り上がっている・設備の予防保全の観点から導入が進む
・防爆エリアのニーズが高い・BLE（Bluetooth Low Energy）搭載のﾓﾊﾞｲﾙ機器が増えてきたので、専用の親機や子機不要となってきたことも追い風9

２－１．調査対象分野の選定

図表 2-1-3 エネルギーハーベスティングコンソーシアムの見解（２）⑦道路インフラ・何を計れば何が分かるかが明確となっていないため老朽インフラ対策としては下火・加速度センサで固有振動数を見るのは 1 次スクリーニングとしては有効だが、予防保全
対策としては弱い
・日本の高度経済成長期よりも前にインフラ整備が進み、切迫した対策ニーズが見込まれる欧米でも基本は目視点検
・それよりも、防災の観点から地震時の最大応力、最大加速力のセンシングが求められている
・地震が起きた時に最大値がとれれば、それに応じた対策が立てられる。
・その際は面的にペタペタと大量にばらまけるモジュールとなる≪非推奨分野≫①自動車
・自動車は一度入ると市場が大きいければなかなか立ち上がらない。
・5 年に 1 度のモデルチェンジサイクルを考えると、10 年後に実用化するものを見出すのは難しいのではないか。
②農業
・畜産は可能性があるが、それ以外はシステムとして組んで入れる必要があり素材メーカ
ーには不得手な領域
・可能性があるのは、トマト、イチゴ、花、サクランボ等の単価の高いもの
・植物工場も栽培条件の最適化がされていないので入る余地はある③電力、ガスインフラ
・コンソーシアムに電力系の会社が入っており、送電線の劣化診断系の話が出ている
・プロジェクトを立ち上げて何かしようとしているが、有効なアプリケーションの出口が見えていない・後付けでなく、最初からセンサが搭載されいるものであれば、可能性があるかもしれない
出典：ヒアリングを元に富士経済作成

図表 2-1-4 調査対象 8 分野

①ウェアラブル機器、②インプラント機器、③屋内環境センシング（住宅、業務）④セキュリティ、⑤見守り、⑥産業施設、⑦道路インフラ、⑧物流貨物*委員会議論により⑧物流貨物を追加

10

２－２－１．ウェアラブル機器

２－２．10 年後の期待値および期待値からの乖離要因
２－２－１．ウェアラブル機器
1）対象フィールド
・ウェアラブル機器は、現在主流となっている「ヘルスケアバンド」や「スマートウォッチ」による活動量/脈拍測定のほか、スポーツ分野においては「ランニングウォッチ」や「スマートグラス/HMD」の活用、以上 4 分野が主に期待されている。その他、目的ごとに必要なデータを取得するにあたり、最適な箇所への装着を想定した様々なウェアラブ
ル機器の商品化が進んでいる（図表 2-2-1-1）。
図表 2-2-1-1 ウェアラブル機器の調査対象

出典：「ｳｪｱﾗﾌﾞﾙ/ﾍﾙｽｹｱﾋﾞｯｸﾞﾃﾞｰﾀﾋﾞｼﾞﾈｽ総調査 2016(富士キメラ総研)」

・ウェアラブル機器は、図表 1-1 点線枠の主要 4 分野に加えて、スマートフォン連携ウォッチ（OS 非搭載）
、着衣型、皮膚貼り付け型、アクセサリー型などを含むその他機器分野、計 5 分野を対象とした。現状および 10 年後の普及台数（予測）は、「ウェアラブル/
ヘルスケアビッグデータビジネス総調査 2016（富士キメラ総研）」を参考とした（図表1-2）。年間販売台数は、日本が年間 159.6 万台から 10 年後 660 万台へ、世界が年間 5,909
万台から 10 年後 2 億 4795 万台へ各々大きく拡大する。地域別では欧米の市場が最も大きく、10 年後もその傾向は変わらない。
（図表 2-2-1-2）
11

２－２－１．ウェアラブル機器

図表 2-2-1-2 ウェアラブル機器市場規模
項目

応
用
製
品
（
千
台
）

日本
ﾍﾙｽｹｱﾊﾞﾝﾄﾞ
ﾗﾝﾆﾝｸﾞｳｫｯﾁ
ｽﾏｰﾄｳｫｯﾁ
ｽﾏｰﾄｸﾞﾗｽ/HMD
その他機器
欧米
中国アジア
途上国
世界計

2015 年2025 年

1,596
280
340
720
6
250
53,5402,950
1,000
59,086

6,600
1,700
400
1,500
300
2,700
211,220
21,6808,450
247,950(千台)
250,000

応用製品市場規模

200,000

中国ｱｼﾞｱ

途上国

150,000
欧米

100,000
50,000
日本

0
2015年

2025年

出典：「ｳｪｱﾗﾌﾞﾙ/ﾍﾙｽｹｱﾋﾞｯｸﾞﾃﾞｰﾀﾋﾞｼﾞﾈｽ総調査 2016(富士キメラ総研)」を参考に富士経済推定

2）利用シーン
・各々の機器は、何らかの電源を必要とすることから、マイクロバッテリーもしくはエネ
ルギーデバイスは必ず 1 つ搭載される。
・スマートウォッチ、スマートグラスは、消費電力が大きく主に充電式の 2 次電池が使用される。1 サイクルあたりの長寿命化が課題とされている。
・ランニングウォッチは、GPS 搭載機種は 2 次電池、非搭載機種は 1 次電池が主に使用される。セイコーウォッチは、GPS 非搭載機種において太陽電池搭載機種を販売している。
・ヘルスケアバンドは、1 次電池、2 次電池ともに使用される。心拍数レベルであれば 1 次
電池で十分であり、液晶画面（有機 EL パネルも含む）採用機種の場合、消費電力の大きさから 2 次電池が使用される傾向にある。本調査期間の範囲内では、エネルギーデバイ
ス採用機種は見られなかった。
・その他機器は、主にコイン型の 1 次電池が使用されている。着衣型として注目される hitoe（東レ、NTT）は、付属のトランスミッタの電源に 2 次電池を使用している。エネルギーデバイスの採用機種は、本調査期間の範囲内では見当たらなかった。
・以上より、ウェアラブル機器のマイクロバッテリーの採用個数は 1 個、エネルギーデバ
イスは採用されればランニングウォッチの事例のように 1 個だが、今のところほとんど
採用事例は見られない（図表 2-2-1-3）。
図表 2-2-1-3 ウェアラブル機器へのバッテリー/エネルギーデバイス採用個数
項目
ﾍﾙｽｹｱﾊﾞﾝﾄﾞ
ﾗﾝﾆﾝｸﾞｳｫｯﾁ
ｽﾏｰﾄｳｫｯﾁ
ｽﾏｰﾄｸﾞﾗｽ/HMD
その他機器
平均

ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ
採用
2次
個数
電池
○
1
◎
1
◎
1
◎
1
○
1
○
◎
1

1次
電池
◎
△
―
―
◎

ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ
太陽
その
採用
電池
他
個数
―
―
―
△
―
1
―
―
―
―
―
―
―
―
―
△

―

◎：主に採用、○：採用、△：採用少、―：採用事例見られない
12

備考

ｾｲｺ-ｳｫｯﾁが太陽電池機種販売

1
出典：商品ｶﾀﾛｸﾞより富士経済集計

２－２－１．ウェアラブル機器

3）市場規模（現状、10 年後）・マイクロバッテリーは、既に搭載率 100%であることから搭載数量は、ウェアラブル機器の台数に対応する。金額は 1 次電池の場合 10～20 円/個、2 次電池は 30～250 円/個と幅広い。大まかな市場規模を捉える目的から、1 個あたり 100 円とした場合、市場規模は現状の 2015 年は 59 億円、およそ 10 年後の 2025 年は 248 億円になるとみられる。
・エネルギーデバイスは、日本では現状ランニングウォッチの一部の搭載に限られる（搭載率 1.3％）。海外の搭載率は不明であるが、日本と同じとして推算した。価格は、アモ
ルファスシリコン太陽電池が電卓用 10～30 円/個、高級腕時計用 200～400 円/個と幅があり、熱電素子や圧電素子は 800 円/個以下が普及価格帯とみられる。このように非常に幅があるが、大まかな市場規模を捉える目的から、1 個あたり 200 円とした場合、2015
年の市場規模は 1.4 億円程度となる。これが搭載率が変わらない場合、10 年後の 2025
年は 6.2 億円、搭載率が 100%となると 496 億円まで市場規模が拡大する。
（図表 2-2-1-4）
図表 2-2-1-4 マイクロバッテリーおよびエネルギーデバイス市場規模

数
量
（
千
個
）
金
額
（
百
万
円
）

時期

2015 年

ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ搭載率

100.0%

100.0%

―

日本
欧米
中国アジア
途上国

1,596
53,540
2,950
1,000

―
―
―
―

6,600
211,220
21,680
8,450

世界計
日本
欧米
中国アジア
途上国

59,086
160
5,354
295
100

―
―
―
―
―

247,950660
21,122
2,168
845

世界計

5,909

―

24,795

時期2015 年

ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ搭載率

1.3%

数
量
（
千
個
）
金
額
（
百
万
円
）

2025 年

日本
欧米
中国アジア
途上国
世界計
日本
欧米
中国アジア
途上国
世界計

20
671
37
13
740
4
134
7
3
148

2025 年
1.3%

100.0%

80
2,650
270
110
3,110
16
530
54
22
622

6,600
211,220
21,6808,450
247,950
1,320
42,2404,340
1,690
49,590(百万円)
25,000

ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ市場規模
途上国
中国ｱｼﾞｱ

20,00015,000欧米

10,000
5,000
0

日本
2015年

(百万円)
50,0002025年
最大ﾎﾟﾃﾝｼｬﾙ（100.0%）ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ市場規模
途上国
中国ｱｼﾞｱ

40,00030,000欧米

20,00010,000
0
2015年

日本
2025年
2025年
現状技術 最大ﾎﾟﾃﾝｼｬﾙ（1.3%） （100.0%）

出典：「ｳｪｱﾗﾌﾞﾙ/ﾍﾙｽｹｱﾋﾞｯｸﾞﾃﾞｰﾀﾋﾞｼﾞﾈｽ総調査 2016(富士キメラ総研)」を参考に富士経済推定

13

２－２－１．ウェアラブル機器

4）競合技術・マイクロバッテリーは搭載率 100%であり、次世代の高性能バッテリーから見た場合、競合技術は既存のバッテリーとなる。現在は、1 次電池が二酸化マンガンリチウム電池（コイン）、2 次電池はリチウム電池（コイン、ラミネート）が主に使用されている。
・エネルギーデバイスは、搭載率 1.3%と低く、競合は既存の 1 次電池、2 次電池となる。
アモルファスシリコン太陽電池は、従来より 1 次電池の代替を狙って市場開拓を進めてきたことから、ヘルスケアバンド、ランニングウォッチ、その他ウェアラブル機器の皮
膚貼り付け型やアクセサリー型等、低消費電力機器の 1 次電池代替が初期のターゲットになると見られる。なお、エネルギーデバイス搭載のランニングウォッチは、リチウム二次電池＋アモルファスシリコン太陽電池の組み合わせによる採用である。
（図表 2-2-1-5）
図表 2-2-1-5 競合技術
項目

搭載率

既存の競合技術

マイクロバッテリー

100.0%

エネルギーデバイス

1.3%

二酸化ﾏﾝｶﾞﾝﾘﾁｳﾑ電池
リチウム電池（ｺｲﾝ、ﾗﾐﾈｰﾄ）
直近：1 次電池
将来：2 次電池

将来技術
次世代の高性能バッテリー
エネルギーデバイス＋2 次電池
出典：公表資料を元に富士経済作成

5）乖離の要因（1）技術課題・ウェアラブル機器普及には、バッテリー寿命と重量の克服が最重要とも言われており、次世代の高性能バッテリーにはより長寿命、高エネルギー密度が求められる。
・マイクロバッテリーの長寿命化が進めばエネルギーデバイスが必要なくなるが、長寿命化が期待できなければエネルギーデバイスとの組み合わせが重要となる。エネルギーデ
バイスの普及には、現在よりも発電効率の向上、低コスト化が強く求められる。現在、実例として商用化されている太陽電池搭載タイプには、発電効率は小さいが低コストな
アモルファスシリコン太陽電池が使用されている。
（図表 2-2-1-6）（2）社会課題・ウェアラブル機器普及には、プライバシー保護、身体に装着する抵抗感も課題となる。
抵抗感を失くすため、デバイス開発の際は装着感のよさとともにファッション性も重視する必要がある。
図表 2-2-1-6 乖離の要因
項目

対象

マイクロバッテリー

全般

技術課題
ﾊﾞｯﾃﾘ/ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ

その他

寿命、重量
センサ機能

エネルギーデバイス全般

発電効率、コスト

社会課題
プライバシー保護、身体に装着する抵抗感

出典：公表資料を元に富士経済作成
14

２－２－１．ウェアラブル機器

6）業界団体および関連展示会
図表 2-2-1-7 業界団体
団体名

会員
数

事務局

ﾍﾙｽｹｱ IoT
ｺﾝｿｰｼｱﾑ74

ﾆｭｰﾁｬｰﾈｯﾄﾜｰｸｽ

ｳｪｱﾗﾌﾞﾙ環
境情報ﾈｯﾄ
推進機構

39

―

概要
個人の健康・行動・環境等のﾃﾞｰﾀを個人が管理・運用するための「ﾍﾙｽｹｱ情報流通ｲﾝﾌﾗ」「IoT ﾌﾟﾗｯﾄﾌｫｰﾑ」を構築し、ﾍﾙｽｹｱ関連産業の活性化、新規事業の創出支援、国民医療の経済性向上のための横断的組織。
ﾏｲｸﾛﾏｼﾝ技術、ﾏｲｸﾛｾﾝｻ技術、ﾈｯﾄﾜｰｸ技術の融合により、動植物、人間、人工物に微小端末（ﾈｲﾁｬｰｲﾝﾀﾌｪｲｻ）を付け、ﾜｲﾔﾚｽﾃでその状態のｾﾝｼﾝｸﾞを行う「ｳｪｱﾗﾌﾞﾙ・ｲﾝﾌｫﾒｰｼｮﾝ・ﾈｯﾄﾜｰｸ」に関するｻｰﾋﾞｽの開発等を行う
出典：公表資料を元に富士経済作成

図表 2-2-1-8 関連展示会
展示会
ﾍﾙｽｹｱ
IT2017
ｳｪｱﾗﾌﾞﾙ
EXPO

開催時期
期間
間隔
2017 年 4 月
毎年19 日〜21 日
2018 年 1 月
毎年17 日〜19 日

場所

概要

東京

予防から治療後のサポート、介護までヘルスケアを変えるテクノロジーが集結

東京

ウェアラブル端末の活用と技術の専門展
出典：公表資料を元に富士経済作成

15

２－２－２．インプラント機器

２－２－２．インプラント機器
1）対象フィールド
・インプラント機器は、体内に埋め込む機器を対象とする（別稿のウェアラブル機器は外付け）。体への負担軽減から一度埋め込んだ後の電源が必ず課題となるため、マイクロバ
ッテリー、エネルギーデバイスへの期待が大きい分野である。現在実用化が進む「心臓（ペースメーカー）」を中心に、「目（網膜等）」や「脳（脳波等）」など積極的な開発が進められている。また、人への適用は各種規制が課題となるため、動物の方が実用化が早いとも言われている。動物においては 1 頭あたりの単価の高い「馬」「牛」の実証が先行している（犬、猫はインプラントよる詳細な体調管理よりも外付けによる活動量や温度センシングの方が主流）。本調査では、図表 2-2-2-1 を対象とする。
図表 2-2-2-1 インプラント機器の調査対象
目（網膜等）
脳（脳波等）
馬
心拍、呼吸、体温、活動量、お産、筋骨格診断

心臓（ﾍﾟｰｽﾒｰｶｰ）
牛
位置、ﾊﾞｲﾀﾙﾃﾞｰﾀ（体温）分娩、発情・人の場合、心臓（ペースメーカー）は、「ワイヤレス・エネルギー伝送関連技術の現状と応用展開 2013（富士経済）」によると、日本市場は 2015 年 66 千台から 2025 年 79 千台まで拡大するとみられる。世界市場は、富士経済保有の世界の医療機器全体市場の地域別割合から推定すると、2015 年 785 千台から 2025 年 940 千台まで拡大するとみられる（なお、目や脳は現在基礎研究レベルであり、10 年後の実用化の可能性は低いことから、市場算出対象外とした）。
・馬は、1 頭あたりの単価の高い競走馬を想定し、競走馬の世界統計をまとめた「ジャパン・スタッドブック・インターナショナル」を元に、直近の生産頭数の推移から 2025 年を推定した。日本は 2015 年 7 千頭から 2025 年 5 千頭へ、世界は 2015 年 93 千頭から 2025
年 80 千頭へ各々縮小すると考えられる。
・牛は、厳密な管理が必要で実証が進む肉用牛を対象とした。「畜産統計調査（農水省）」「World Markets and Trade（USDA）」を元に出生頭数を推定すると、日本は 2015 年
492 千頭、世界は 2015 年 70,356 千頭となる。牛の出生数近年横ばい傾向であることから、2025 年も同規模と推定した。
（図表 2-2-2-2）。
16

２－２－２．インプラント機器

図表 2-2-2-2 インプラント機器市場規模
2015 年2025 年

日本
人
馬
牛
欧米
人
馬
牛
中国アジア
人
馬
牛
途上国
人
馬
牛

562
66
7
492
23,418515
60
22,843
16,061103
315,95531,190101
2331,066

534
79
5
450
23,510617
50
22,84316,083123
515,95531,207121
20
31,066

世界計人
馬牛

71,234785
93
70,356

71,334940
80
70,314

項目

応
用
製
品
（
千
台
）

(千台)

応用製品市場規模（動物除く）

1,000
途上国

800

中国ｱｼﾞｱ

600
400

欧米

200
日本

0
2015年
(千台/
千頭)
80,0002025年

応用製品市場規模（全体）60,000途上国

40,000中国ｱｼﾞｱ
20,000
欧米
0

日本
2015年

2025年

出典：社内資料等を元に富士経済推定

2）利用シーン
・人（心臓）は、ペースメーカーに 1 次電池を使用し、5～10 年毎に手術を行い、電池を交換している。この身体的負担を和らげるため、心臓や横隔膜等の振動からエネルギーを収集するデバイスが検討されている。主だった研究では、中国とアメリカの研究チーム
が大型哺乳類に取り付けて実証試験を行った事例がみられる。
・人（目、脳）は、電池の交換が難しく、得られる振動エネルギーも期待できないことから、グルコースをエネルギーとしたバイオ燃料電池の研究が進む。ほか目の視力回復デバイスでは、ドイツの Tubingen 大学の研究者が太陽電池（光起電力センサ）エネルギー
デバイスに用いたデバイスの開発がみられる。
・馬は、単価の高い競走馬管理のため研究が進む。カナダのベンチャー企業 SeaHorse は、振動発電をエネルギー源に競争馬の心拍、呼吸、体温、活動量、お産、筋骨格等をセンシングするデバイスの開発を公表した。開発したデバイスは、非インプラント（コメカ
ミ付近に外付け）であるが、振動発電によるバッテリーレスとすることで、将来的にはインプラント化も見据えたものとみられる。
・牛は、家畜の中で最も単価が高く、インプラントセンサによる高効率生産が期待されている。日本の九州大学は、2011～2012 年度にセンサによる位置情報（放牧管理）、バイ
タルデータ（体温等）、分娩、発情を取得するデバイスを開発中である。バッテリー式とエネルギーデバイスによるバッテリーレス式の 2 つを開発中である。
（図表 2-2-2-3）

17

２－２－２．インプラント機器

図表 2-2-2-3 インプラント機器へのバッテリー/エネルギーデバイス採用個数
項目人（心臓）【参考】人（目）【参考】人（脳）
馬
牛
平均

1次
電池
◎
―
―
△
△
△

ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ
採用
2次
個数
電池
△
1
―
―
―
―
△
1
△
1
△
1

ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ
太陽
その
採用
電池
他
個数
―
△
1
△
△
1
―
△
1
―
△
1
―
△
1
―
△
1

◎：主に採用、○：採用、△：採用少、―：採用事例見られない

備考
その他：振動発電
その他：グルコース型燃料電池
その他：グルコース型燃料電池
その他：振動発電

出典：商品ｶﾀﾛｸﾞより富士経済集計

3）市場規模（現状、10 年後）・マイクロバッテリーは、心臓ペースメーカーで既に 100%採用されているが、馬や牛は今後の市場となる。ペースメーカーは、主にリチウムヨウ素電池が使用されている。金額
はペースメーカー1 台が 1,000～1,500 千円であることから、バッテリー価格 1 割の 120
千円/個と仮定して推定した。馬や牛は、採用される電池が未だ定まっていないことから
1 千円/個として推定した。
（図表 2-2-2-4）
図表 2-2-2-4 マイクロバッテリーおよびエネルギーデバイス市場規模
時期
ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ搭載率
数
量
（
千
個
）
金
額
（
百
万
円
）

日本
欧米
中国アジア
途上国
世界計
日本
欧米
中国アジア
途上国
世界計

2015 年

日本 11.4% 日本 14.8%
世界 1.1% 世界 1.3%
66
79
515
617
103
123
101
121
785
940
7,920
9,480
61,80074,04012,36014,76012,12014,52086,293112,800

時期

2015 年

ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ搭載率

0.0%

数
量
（
千
個
）
金
額
（
百
万
円
）

日本
欧米
中国アジア
途上国
世界計
日本
欧米
中国アジア
途上国
世界計

2025 年

534
23,51016,08331,207
71,334
9,935
96,93030,72045,610183,195

2025 年
0.0%

0
△
0
0
△
0
△
0
0
△

100.0%

100.0%
0
△
0
0
△
0
△
0
0
△

534
23,51016,08331,207
71,334
9,935
96,93030,72045,610183,195*上記ﾃﾞﾊﾞｲｽ市場規模は完成品出荷先と同一エリアに振り分け推定(百万円)
200,000
180,000
160,000
140,000
120,000
100,000
80,00060,00040,00020,0000

ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ市場規模

途上国
中国ｱｼﾞｱ

欧米
日本
2015年

(百万円)
200,000
180,000
160,000
140,000
120,000
100,000
80,00060,00040,00020,000
0

2025年
現状技術

ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ市場規模
途上国
中国ｱｼﾞｱ

欧米

日本
2015年

2025年
2025年
現状技術 最大ﾎﾟﾃﾝｼｬﾙ（0.0%） （100.0%）

出典：各種資料を元に富士経済推定

例：日本のペースメーカーは輸入 100%でバッテリーも海外製だが、図表中は日本に市場数値計上
18

2025年
最大ﾎﾟﾃﾝｼｬﾙ（100.0%）２－２－２．インプラント機器

・エネルギーデバイスは、現在実証開発段階である。ペースメーカー（振動発電）は、既存のリチウムヨウ素電池と同程度の単価が普及価格帯の目安と考えられ、12 万円/個にて推定した。馬は、振動発電が検討されており、振動発電の普及価格帯から鑑みて 1 千円/
個にて試算した。牛は、採用が検討されるエネルギーデバイス種は不明であるが、馬と同様 1 千円/個にて試算した。

4）競合技術・マイクロバッテリーは、ペースメーカーにて 1 次電池のリチウムヨウ素電池が使用されている。ペースメーカー自体の低消費電力化が進められており、既存のリチウムヨウ素
電池を使い続ける可能性もありえる。ワイヤレス給電やエネルギーデバイスによる発電が実用化すると、2 次電池が必要となるため、当該用途の 2 次電池の市場が立ち上がる可能性もある。馬や牛のインプラント機器は、市場未形成であり明確な競合技術は想定し難い。センシングの点数が少ないと低価格なコイン電池で十分であるが、GPS 搭載等消費電力が大きくなると高エネルギー密度の電池が必要となる。
・エネルギーデバイスは、ペースメーカーでは振動発電が検討されているが、1 次電池のリ
チウムヨウ素電池、ワイヤレス給電が競合となる。馬や牛では、振動発電等が検討されている。センシングの点数が少ない場合、競走馬の平均寿命は 5 年、肉用牛の平均寿命
は 3 年と短く、低価格な 1 次電池のコイン電池で十分な側面もある。
（図表 2-2-2-5）
図表 2-2-2-5 競合技術項目
マイクロバッテリー
エネルギーデバイス

搭載率

既存の競合技術

日本 11.4% ﾍﾟｰｽﾒｰｶｰ：リチウムヨウ素電池
馬、牛：コイン電池
世界 1.1%
ﾍﾟｰｽﾒｰｶｰ：リチウムヨウ素電池
ワイヤレス給電
0.0%
馬、牛：コイン電池

将来技術（発電・給電ﾃﾞﾊﾞｲｽ）＋2 次電池
太陽電池
振動発電
出典：公表資料を元に富士経済作成

5）乖離の要因（1）技術課題・インプラント機器は、電源確保が最大の課題でありマイクロバッテリーおよびエネルギーデバイスに求められることも多い。
・現状商用化されている心臓ペースメーカーは、1 次電池のリチウムヨウ素電池が使用されている。リチウムヨウ素電池は、人体への影響を考慮して電解液を使用せず固体電解質を使用する電池であり、体内へ取り込む電池への安全性の要求は高い。
・現在検討されているワイヤレス給電には、マイクロバッテリーが必要となる。ワイヤレ
ス給電が採用されることで、マイクロバッテリーの普及が進むが、ワイヤレス給電自体確立された技術でないため、ワイヤレス給電自体の技術向上が必要とされる。
19

２－２－２．インプラント機器

・エネルギーデバイスは、九州大学が牛のインプラントで実証をした場合、センサーのデータを近距離でしか受信できなかったため、より高感度、高伝送なセンシングデバイス
もしくは、小型大出力のエネルギーデバイスが求められている。
（2）社会課題
・人体に埋め込み機器には、信頼性向上のため人体への影響が少ないことを担保する実証、認証制度の整備が必要となり、必然的に普及の時間がかかる。そのため人体よりも動物
より先に導入される可能性が高い。
（図表 2-2-2-6）
図表 2-2-2-6 乖離の要因
項目

対象

マイクロバッテリー

人全般

エネルギーデバイス全般

技術課題
ﾊﾞｯﾃﾘ/ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ
―
人体（動物）への影響
人体（動物）への影響
小型、大出力

社会課題

その他
ﾜｲﾔﾚｽ給電

信頼性向上
認証制度の整備―

出典：公表資料を元に富士経済作成

6）業界団体および関連展示会
図表 2-2-2-7 業界団体
団体名
日本不整脈
デバイス工
業会日本ウマ科
学会
農業・食品
産業技術総
合研究機構

会員
数

事務局

概要

9

―

植込み型ペースメーカ等の心臓疾患の治療機器の製造販売業者及び販売業者（総発売元に限る）の業界団体――

JRA 競走馬 獣医学や畜産学に限らず、ウマに関する人文科学や芸術なども取り
総合研究所 込んで、学術や技術の向上と普及を促進
同機構内の畜産草地研究所は、良質で安全な畜産物を生産するため、―草地・飼料作物の生産から家畜生産および家畜排せつ物の処理・利用まで、畜産に関する研究を一体的、総合的に推進
出典：公表資料を元に富士経済作成

図表 2-2-2-8 関連展示会
展示会
農業資材
EXPO

開催時期
期間
間隔
2017 年 10 月
毎年11 日〜13 日

場所

概要

千葉

900 社が出展する日本最大*の農業展の中に、畜産の専
門エリアを設置
出典：公表資料を元に富士経済作成

20

２－２－３．屋内環境センシング

２－２－３．屋内環境センシング
1）対象フィールド
・屋内環境センシングは、空調制御に用いる温湿度および CO2 センシング、照明制御に用いる照度センシングが主となる。空調・照明機器に組み込むセンサは、電源問題が生じないため対象外とした。現在、空調・照明機器から離れた箇所に設置されるセンサは、
電源コードによる有線方式が主流である。無線式は、施工が簡易で安価なためテナント
更新等のリニューアル案件に採用される。現在は、無線式の認知度および信頼性が低い
ため有線式が主流であるが、徐々に無線式の導入割合が高まっており、マイクロバッテ
リーおよびエネルギーデバイスにとって将来的な有望用途の 1 つである。
（図表 2-2-3-1）
図表 2-2-3-1 屋内環境センシングの調査対象
温湿度センサ

CO2 センサ

照度センサ

・温湿度センサは、温度センサと温湿度センサに分かれる。100 ㎡に 1 個の割合で設置され、施設規模が大きくなるほど、採用個数が多くなる。病院、図書館、データセンターといった、高度な温度管理を必要とする設備に導入される。計装装置メーカーの実績が多く、日本ではアズビル、ジョンソンコントロールズの実績が大きい。
・CO2 センサは、快適な室内環境が必要な箇所もしくは農業ハウスで使用される。空調機
メーカーの開発が先行している。
・照度センサは、空調に比べて普及している。オフィスの導入が多く飲食店、衣料店、ﾌﾞﾗﾝﾄﾞｼｮｯﾌﾟ等の商業施設も一定割合導入が進む。照明器具メーカーが普及を牽引している。
・現在の市場規模は、温湿度センサが「2016 エネルギーマネジメントシステム関連市場実態総調査（富士経済）」、CO2 センサが「Global Advanced CO2 Sensor Industry 2016
Market Research Report（GosReports）」、照度センサが「Special Appli. 光源/照明市場
実態・技術・予測 2016 年版」を参照し、海外の市場規模は空調機器と照明機器の導入台

21

２－２－３．屋内環境センシング

数を元に、欧米のセンサは日本と同程度の導入割合、中国アジアと途上国のセンサは 5
分の 1 の導入割合と想定し推定した。（図表 2-2-3-2）
図表 2-2-3-2 屋内環境センシング市場規模
2015 年2025 年

日本
温湿度センサ
CO2 センサ
照度センサ
欧米
温湿度センサ
CO2 センサ
照度センサ
中国アジア
温湿度センサ
CO2 センサ
照度センサ
途上国
温湿度センサ
CO2 センサ
照度センサ

240
44
5
193
915
132
10
773
193
35
3
155
58
18
2
39

942
60
5
877
3,703
180
15
3,508
755
48
5
702
230
24
4
175

世界計
温湿度センサ
CO2 センサ
照度センサ

1,408
229
20
1,159

5,603
312
29
5,262

項目

応
用
製
品
（
千
台
）

応用製品市場規模（全体）

(千台)
6,000

途上国
5,000

中国ｱｼﾞｱ

4,000

3,000

欧米

2,000

1,000
日本
0
2015年

2025年

出典：社内資料等を元に富士経済推定

2）利用シーン
・温湿度センサ、CO2 センサ、照度センサとも有線方式が主流であるが、無線は一定割合
普及している（1 割程度）
。大型の施設は有線、中小型の施設は無線の割合が高い。
・無線の際は、1 次電池が使用され、寿命は 3 年～10 年と通信頻度により差が出る。電池
交換時の人件費削減のため、エネルギーデバイス＋二次電池（キャパシタ含む）が提案されている。EnOcean は温度センサモジュールとの商品名で、太陽電池＋キャパシタの製品を発売している。また温度センサ大手の SEMITEC やサイミックス（親会社は日本
写真印刷）が、太陽電池を搭載した温度センサを販売している。光以外では、富士電機
が電波（SAW デバイス）をエネルギー源としたデバイスを開発している。
（図表 2-2-3-3）
図表 2-2-3-3 屋内環境センシングへのバッテリー/エネルギーデバイス採用個数
項目
温湿度センサ
CO2 センサ
照度センサ
平均

ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ
採用
2次
個数
電池
―
1～4
△
1～4
―
1～4
◎
△
1

1次
電池
◎
◎
◎

ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ
太陽
その
採用
電池
他
個数
△
△
1
―
―
―
―
―
―
△

△

◎：主に採用、○：採用、△：採用少、―：採用事例見られない
22

備考
その他：電波（SAW）

1
出典：商品ｶﾀﾛｸﾞより富士経済集計

２－２－３．屋内環境センシング

3）市場規模（現状、10 年後）・マイクロバッテリーは、無線方式の機種に採用されている。温湿度センサ、CO2 センサ、照度センサは無線方式が一定数普及しており、およそ 1 割程度の普及とみられる。
CR123A 等のエネルギー密度の高い長寿命なリチウム一次電池が 1 個使用される。リチ
ウム電池を 300 円程度として市場規模を試算した。
・エネルギーデバイスは、温湿度センサにおいて商用化されている。欧州では EnOcean 製品の市場が形成されている。欧州の温湿度センサの 1%に採用されたと想定すると、2015
年 168 千個の市場規模となる。金額は、エネルギーハーベストの普及価格帯とされる 800
円/個を単価とした場合、2015 年 134 百万円の規模となる。（図表 2-2-3-4）
図表 2-2-3-4 マイクロバッテリーおよびエネルギーデバイス市場規模

数
量
（
千
個
）
金
額
（
百
万
円
）

時期

2015 年

ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ搭載率

9.8%

9.8%

100.0%

日本
欧米
中国アジア
途上国

24
90
19
6

90
360
70
20

942
3,703
755
203

世界計
日本
欧米
中国アジア
途上国

139
7
27
6
2

550
30
110
20
10

5,603
283
1,110
230
60

世界計

42

160

1,683

時期

2015 年

ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ搭載率

0.1%

数
量
（
千
個
）
金
額
（
百
万
円
）

2025 年

日本
欧米
中国アジア
途上国
世界計
日本
欧米
中国アジア
途上国
世界計

2025 年
0.1%

100.0%

△
1
△
△

△
2
△
△

1
△
1
△
△

2
△
2
△
△

1

2

942
3,703
755
203
5,603
754
2,962
604
162
4,482

(百万円)
1,800
1,600
1,400
1,200
1,000
800
600
400
200
0

ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ市場規模
途上国
中国ｱｼﾞｱ

欧米

日本
2015年

(百万円)
5,000
4,500
4,000
3,500
3,000
2,500
2,000
1,500
1,000
500
0

2025年
現状技術
(9.8%)

2025年
最大ﾎﾟﾃﾝｼｬﾙ（100.0%）ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ市場規模
途上国
中国ｱｼﾞｱ

欧米

日本
2015年

2025年
現状技術
（0.1%）

2025年
最大ﾎﾟﾃﾝｼｬﾙ（100.0%）

出典：各種資料を元に富士経済推定

23

２－２－３．屋内環境センシング

4）競合技術・マイクロバッテリーは、現在搭載率 9.9%である。非搭載の機種は、有線により電源を得ており有線式が競合となる。無線の場合、温湿度センサは CR123A リチウム一次電池の3Ｖが一般的である（アズビル、パナソニック、オムロン等）。当該センサは、10 分の送信間隔で 3 年程度の寿命となり、競合技術として 1 つのターゲットとなる。大容量リチ
ウム一次電池で寿命 12 年の製品や、アルカリ乾電池 4 本を搭載した無線式センサも存在する。
・エネルギーデバイスは、既存の有線方式による電源供給、および 1 次電池が競合技術となる。現在は、主に室内光からエネルギーを得る製品が実用化しており、当該システム
が 1 つの開発ターゲットと考えられる。欧州で一定量普及している EnOcean 製品は太陽電池＋大容量キャパシタの製品となる。
（図表 2-2-3-5）
図表 2-2-3-5 競合技術項目

搭載率

マイクロバッテリー

9.8%

エネルギーデバイス

0.1%

既存の競合技術
有線方式
アルカリ乾電池
ﾘﾁｳﾑ電池（CR123A 等）
有線方式
1 次電池

将来技術
次世代の長寿命バッテリー
エネルギーデバイス（太陽電池）+キャパシタ
出典：公表資料を元に富士経済作成

5）乖離の要因（1）技術課題
・マイクロバッテリーは、長寿命化が一番の課題となる。現在は 3 年の電池寿命が一般的であり、テナント等の入れ替わりが激しく、簡易施工が求められる箇所で無線式が採用される。3 年以上センシングする場合は、有線式もしくは電池交換で対応することとなる。
バッテリーの長寿命化により無線式の導入数拡大が期待される市場である。
・エネルギーデバイスは、効率化が求められている。有線式と比べると工事費を含むトー
タルコストでは無線式の方が低価格とみられ、他用途ではネックとなるエネルギーデバ
イスの価格が課題とはなり難い。
（2）社会課題
・屋内環境センシング分野では、技術課題よりも社会課題の方が大きい。有線式のシステ
ムでは、電材事業者が配線を行うビジネスが確立されており、既存のビジネスを変えることに対する抵抗感がある。そのため無線式の認知度も低い。（図表 2-2-3-6）

24

２－２－３．屋内環境センシング

図表 2-2-3-6 乖離の要因
項目

対象

マイクロ
バッテリー
エネルギー
デバイス

技術課題
ﾊﾞｯﾃﾘ/ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ

社会課題

その他

全般

長寿命

小電力

全般

効率（光電）―

電材事業者配線ビジネスの消失、認知度向上

出典：公表資料を元に富士経済作成

6）業界団体および関連展示会
図表 2-2-3-7 業界団体
団体名

会員
数

事務局

日本計装工
業会

148

―

日本冷凍空
調工業会

165

―

日本照明工
業会

198

―

概要
計装における調査研究と技術の向上、運営の合理化等に努め、計装工事の健全な進歩発展を通じ、広く社会に貢献することを目指す。
冷凍・空調機、同応用製品および冷凍機応用装置ならびにこれらに使用する補器、部品、自動機器および付属品の生産、流通、貿易および消費の増進に関する施策、その他諸施策の充実を図る。
日本電球工業会と日本照明器具工業会が合併して 2013 年に誕生した照明関連の工業会
出典：公表資料を元に富士経済作成

図表 2-2-3-8 関連展示会
展示会
計 測 展
2017
SENSOR
EXPO
JAPAN
HVAC＆R
JAPAN

開催時期
期間
間隔
2017 年 11 月 29
隔年日～12 月 1 日

場所

概要

東京

オートメーションと計測の先端技術総合展をコンセプトに行う専門展示会

2017 年 9 月 13
日～15 日毎年

東京

センサ・コントロールとその応用技術、機器、シス
テム、ネットワークに関する専門展示会

2018 年 2 月 27
日～3 月 2 日

隔年

千葉

冷凍・空調・暖房に関する専門展示会
出典：公表資料を元に富士経済作成

25

２－２－４．セキュリティ

２－２－４．セキュリティ
1）対象フィールド
・セキュリティは、（窓・ドア）開閉センサ、侵入センサ、火災検知器、監視カメラが主な対象となる。どちらも電源コードによる有線方式が主流であるが、配線不要の設置性が評価されワイヤレスの無線方式も一定数普及してきている。
（図表 2-2-4-1）
図表 2-2-4-1 セキュリティの調査対象
火災検知器

開閉センサ

・開閉センサは、「防犯設備機器に関する市場統計調査（日本防犯設備協会）」を参照した。
窓・ドアに設置した本体とマグネットが離れた瞬間にブザー音で警告するものであり、マグネットスイッチとも言われる。他のデバイスに比べ最も低コストとなる。開閉情報を送信することで、窓から離れた箇所の警報器を鳴らしたり、窓の閉め忘れ情報を携帯端末で確認するシステムの構築が可能となる。
・侵入センサは、建物内外の侵入者を赤外線センサで検知するものである。警備会社が提供する機械警備の 1 システムとして、主に検知した情報は警備会社へ提供される。
・火災検知器は、火災による熱や煙、炎を検知し火災情報信号を受信機・中継器・消化設備などに伝送する装置である。
・監視カメラは、アナログカメラとデジタルカメラに分かれ、近年はデジタルカメラが普及してきている。
・侵入センサ、火災検知器、監視カメラはともに「2016 セキュリティ関連市場の将来展望（富士経済）」を参照した。海外市場は、公開情報が見当たらなかったため、海外へ幅広く展開するオプティクスの売上割合を元に割り振ることで推計した（監視カメラは、「2017 ﾜｰﾙﾄﾞﾜｲﾄﾞｴﾚｸﾄﾛﾆｸｽ市場総調査（富士キメラ総研）」参照）。
（図表 2-2-4-2）

26

２－２－４．セキュリティ

図表 2-2-4-2 セキュリティ市場規模

応
用
製
品
（
千
台
）

項目

2015 年2025 年

日本
開閉センサ
侵入センサ
火災検知器
監視カメラ
欧米
開閉センサ
侵入センサ
火災検知器
監視カメラ
中国アジア
開閉センサ
侵入センサ
火災検知器
監視カメラ
途上国
開閉センサ
侵入センサ
火災検知器
監視カメラ
世界計
開閉センサ
侵入センサ
火災検知器
監視カメラ

8,767
133
1,443
6,259
932
106,3101,330
14,43062,59027,96096,496
120
1,299
1,878
93,20021,262266
2,886
12,518
5,592
232,853
1,849
20,05883,245
127,684

10,650
100
1,750
7,300
1,500
136,500
1,000
17,50073,00045,000181,575
1,800
7,875
21,900150,000
27,300200
3,500
14,6009,000
356,025
3,100
30,625
116,800
205,500(千台)

応用製品市場規模（全体）400,000

350,000

途上国

300,000

250,000
中国ｱｼﾞｱ200,000

150,000

100,000
欧米
50,000

日本

0
2015年

2025年

出典：社内資料等を元に富士経済推定

2）利用シーン・開閉センサ、侵入センサは、有線方式が主流であるが、無線は一定割合普及している（2割程度）。無線の場合送信機に一次電池が使用される。電池寿命は１年～8 年と幅広く、使用する電池の種類やデータ送信頻度により差が生じる。エネルギーデバイスに関して、開閉センサは、EnOcean のマグネットコンタクトモジュールが、屋内の微弱な光で発電し、開閉情報を無線で送信するデバイスを発売している。侵入センサは、太陽電池と鉛電池を組み合わせた屋外設置タイプが商品化されている。
・火災検知器は、建物の新築・改修時は有線方式、居住後の後付け時は無線方式が主流である。無線方式には一次電池が使用され、寿命は 10 年前後の専用リチウム電池が使用されることが多い。エネルギーデバイスが使用された事例は見当たらない。
・監視カメラは、有線方式が主流であり、無線方式は小型の画素数の小さい簡易カメラに一部使用される。無線方式は常設ではなくスポット的に使用され、電池寿命は待機時で 1～6 ヶ月、録画時で 1～5 時間程度である。データを転送するタイプは一次電池、データを転送しないタイプはデータ抜き取り時に電池交換するため二次電池が多い。屋外の自然光で発電する方式も存在する。
（図表 2-2-5-3）

27

２－２－４．セキュリティ

図表 2-2-4-3 セキュリティへのバッテリー/エネルギーデバイス採用個数
ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ
採用
2次
個数
電池
―
1～2
―
1～2
―
1
○
1～4
◎
△
2

1次
電池
◎
◎
◎
○

項目
開閉センサ
侵入センサ
火災検知器
監視カメラ
平均

ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ
太陽
その
採用
電池
他
個数
△
―
1
△
―
1
―
―
―
△
―
1
△
―
1

◎：主に採用、○：採用、△：採用少、―：採用事例見られない

備考
屋内の微弱な光で発電
主に屋外の自然光で発電
主に屋外の自然光で発電
出典：商品ｶﾀﾛｸﾞより富士経済集計

3）市場規模（現状、10 年後）・マイクロバッテリーは、無線方式の機種に採用されている。開閉センサ、侵入センサは20%程度、火災検知器は 10%程度、監視カメラは 1%程度が無線方式とみられる。開閉セ
ンサ、侵入センサはアルカリ乾電池複数個、もしくはリチウム電池（主に CR123A）1 個が使用される。火災検知器は主に専用リチウム一次電池が 1 個使用される。監視カメラ
は、リチウム電池 CR123A 等エネルギー密度の高い電池が複数個使用されることが多い。
アルミ乾電池は 1 個あたり 20 円程度、リチウム電池は 300 円程度で市場規模を試算した。
・エネルギーデバイスは、事例レベルで存在するが現状の市場規模は僅少である。開閉セ
ンサは、EnOcean のマグネットコンタクトモジュールが光電変換素子を用いたデバイスである。侵入センサは、屋外設置タイプの中に 5～10W の太陽電池、50Wh 程度の鉛電池を搭載したものが商品化されている。今回は、製品あたり太陽電池 5～10W が 1 個搭載されたと想定し、1,500 円として市場規模を試算した。（図表 2-2-4-4）
図表 2-2-4-4 マイクロバッテリーおよびエネルギーデバイス市場規模

数
量
（
千
個
）
金
額
（
百
万
円
）

時期

2015 年2025 年

ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ搭載率

12.9%

12.9%

100.0%

日本
欧米
中国アジア
途上国
世界計
日本
欧米
中国アジア
途上国

1,127
11,8303,410
2,370
18,737
267
2,840
960
570

1,370
17,54023,3303,510
45,750510
8,550
18,4701,710

14,575
226,500
486,410
47,150774,635
3,956
66,560143,750
13,310

世界計

3,808

29,250227,576(百万円)
250,000

ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ市場規模
途上国

200,000
150,000

中国ｱｼﾞｱ100,000
50,000

欧米
日本

0
2015年

2025年
現状技術
(12.9%)

2025年
最大ﾎﾟﾃﾝｼｬﾙ（100.0%）（次頁へつづく）

28

２－２－４．セキュリティ（前頁から）
時期

2015 年

ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ搭載率

0.0%

数
量
（
千
個
）
金
額
（
百
万
円
）

2025 年
0.0%

100.0%

日本
欧米
中国アジア
途上国

△
△
△
△

△
△
△
△

14,575
226,500
486,410
47,150

世界計
日本
欧米
中国アジア
途上国

△
△
△
△
△

△
△
△
△
△

774,635
21,863339,750
729,61570,725

世界計△△

1,161,953(百万円)
1,200,000

ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ市場規模
途上国

1,000,000
800,000
中国ｱｼﾞｱ600,000
400,000
200,000

欧米

0
2015年

日本
2025年
2025年
現状技術 最大ﾎﾟﾃﾝｼｬﾙ（0.0%） （100.0%）

出典：各種資料を元に富士経済推定

4）競合技術・マイクロバッテリーは、現在搭載率 12.9%である。非搭載の機種は、有線により電源を得ている。開閉センサ、侵入センサ、火災検知器は、データ送信頻度の少ない場合はア
ルカリ乾電池、多い場合は専用のリチウム電池（主に CR123A）が採用されている。長寿命化のため、アルカリ乾電池から専用のリチウム電池への切り替えが進んでいるとみられ、将来的にも長寿命な高性能バッテリーが求められる。また、消費電力の少ない開閉センサでは、コイン電池（CR2032）1 個でセンサ情報を送信するデバイス等が検討されている。
・エネルギーデバイスは、既存の有線方式による電源供給、および 1 次電池が競合技術となる。現在は、室内光や自然光からエネルギーを得る製品が実用化しており、当該シス
テムが 1 つの開発ターゲットと考えられる。開閉センサでは、EnOcean が既に当該デバイスを発売している。光電変換素子と大容量キャパシタを組み合わせたデバイスである。
侵入センサは、屋外の大型機種において太陽電池＋鉛電池のシステムが実用化している。
屋内の小型機種においても、太陽電池＋2 次電池の実用化が期待される。（図表 2-2-4-5）
図表 2-2-4-5 競合技術項目

搭載率

マイクロバッテリー

12.9%

エネルギーデバイス

0.0%

既存の競合技術
有線方式
アルカリ乾電池
ﾘﾁｳﾑ電池（CR123A）
有線方式
1 次電池

将来技術
次世代の長寿命バッテリー
エネルギーデバイス（太陽電池）+2 次電池 or キャパシタ
出典：公表資料を元に富士経済作成

29

２－２－４．セキュリティ

5）乖離の要因（1）技術課題
・マイクロバッテリーは長寿命化、エネルギーデバイスは効率化が共通の課題となる。
・開閉センサ、火災検知器は、設置するスペースの都合上、薄型が求められる。
・開閉センサ、侵入センサは、他のセキュリティ機器に比べて消費電力が少ないことから、より小型の電池で賄うことが可能である。そのため小電力設計が強く求められる。
・火災検知器、監視カメラは商用化から日が浅く、他のセキュリティ機器に比べて、セン
サ情報の電波伝搬安定性が課題とされている。
（2）社会課題・セキュリティを強化すると、特にプライバシーの保護が課題となってくる。（図表 4-6）
図表 2-2-4-6 乖離の要因
項目

対象

マイクロ
バッテリー

開閉ｾﾝｻ
侵入ｾﾝｻ
火災検知器
監視ｶﾒﾗ

エネルギー
デバイス

全般

技術課題
その他
ﾊﾞｯﾃﾘ/ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ
薄型、長寿命小電力
高容量、長寿命
小電力、警戒距離大薄型、長寿命
電波伝搬
長寿命
電波伝搬
効率（光電）

社会課題

プライバシーの保護

電波伝搬
出典：公表資料を元に富士経済作成

6）業界団体および関連展示会
図表 2-2-4-7 業界団体
団体名

会員
数

事務局

概要

日本防犯設
備協会

74

―

防犯機器及び防犯システム並びに情報セキュリティシステムに関する調査・研究及び防犯設備等の設置等に携わる者に対する研修その他の事業を行う
出典：公表資料を元に富士経済作成

図表 2-2-4-8 関連展示会
展示会
SECURITYSHOE 2017

開催時期
期間
間隔
2017 年 3 月 7
毎年日～10 日場所
東京

概要
セキュリティ・安全管理の総合展示会
出典：公表資料を元に富士経済作成

30

２－２－５．見守り

２－２－５．見守り
1）対象フィールド
・見守りは、高齢者、子ども、ペットが主な対象となる。屋内固定型は、電源コードもし
くは乾電池で電源を容易に得られることから対象から外し、見守り機能に特化したウェ
アラブル機器を対象とする。別稿で取り上げたウェアラブル機器は、センシング情報を自らが確認することを主とするが、本稿で取り上げたウェアラブル機器は、第三者がセンシング情報を確認する。
（図表 2-2-5-1）
図表 2-2-5-1 見守りの調査対象
高齢者

子ども

ペット

・高齢者は「ウェアラブル/ヘルスケアビッグデータビジネス調査（富士キメラ総研）」の専用機利用型市場を参照した。高齢者が専用端末を携帯し、通常時は GPS で第三者が位置確認、ボタンを押した緊急時は第三者がかけつける見守りサービスが主となる。市場は見守りサービス新規契約者が新たに保持する専用端末機の台数をカウントした。国内市
場は毎年着実に市場は成長している。海外の市場規模は不明だが、欧州で同様のサービスが存在するが高齢者がサービスを使いこなせていないとの報告もあり、普及していな
い模様である。そのため海外は欧米に日本と同程度の市場規模に留まるとして試算した。
10 年後の将来、全ての高齢者が見守り専用端末を保有するとした場合、80 歳より持ち始めるとした場合、日本は 1.000 万台/年の市場となる。海外は欧米が日本と同様の 100%
保有率、その他が 50%の保有率として人口比で最大ポテンシャル市場を推定した。
・子どもは、「2016 セキュリティ関連市場の将来展望（富士経済）」を参照した。主に登下校時に子どもの安全を見守りたい保護者ニーズに対し、鉄道系事業者が展開している。IC
カードで始まったサービスであるが、現在は校門や街中のスポットに子どもが保有する
IC カードを読み取るコイルを設置し、通過情報をメールで自動背信するサービスの普及が進む（例：「ミマモルメ」阪神電気鉄道）。海外で子どもの登下校に対するサービスが見当たらなかったことから、海外市場は未形成と推定して市場規模を試算した。10 年後の将来、小学校入学と同時に全員が保有するとした場合、日本は 900 万台/年の市場となる。海外は欧米が日本と同様の 100％、その他が 50%の保有率として人口比で推定した。

31

２－２－５．見守り・ペットは、導入台数について公開資料が存在しなかったため、各種情報より市場規模の概数を捉えることとした。主なデバイスは、首輪にセンサを取り付け温度、湿度、活動量をセンシングし、留守時のペットの様子を飼主が把握する機能を有するものである。
日本では、主に富士通が「わんダント 2」の名称にて展開する。初代「わんダント」は、2012 年に発売し 4 年で 40 万件の導入を目標としていたが、同タイプを展開していた NTT
ドコモが 2016 年にサービスを停止（製造：NEC）したこと等、ペット見守り用デバイス
は未だ市場形成初期の黎明期と想定される。そのため市場規模は 2015 年 10 千台程度と推定した。海外は、事例が見当たらなかったことから、市場未形成とした。10 年後の日
本は、犬 10,000 千頭弱、猫 10,000 頭弱の 1 割に毎年見守り機能付き首輪がつくとして試算した。海外はペットの飼育率（1 人あたりのペット数）の高い欧米は日本の 2 倍、その他は日本の半分として人口比を元に推定した。
（図表 2-2-5-2）
図表 2-2-5-2 見守り市場規模2015 年2025 年

日本
高齢者
子ども
ペット
欧米
高齢者
子ども
ペット
中国アジア
高齢者
子ども
ペット
途上国
高齢者
子ども
ペット

103
34
59
10
34
34
△
△
△
△
△
△
△
△
△
△

3,900
1,000
900
2,000
53,1009,000
8,100
36,00070,20018,00016,20036,00027,300
7,000
6,300
14,000

世界計
高齢者
子ども
ペット

71,234785
93
70,356

154,500
35,00031,50088,000

項目

応
用
製
品
（
千
台
）

(千台)

応用製品市場規模（全体）160,000
140,000

途上国

120,000
100,000
中国ｱｼﾞｱ80,00060,00040,000欧米
20,000
日本

0
2015年

2025年

出典：社内資料等を元に富士経済推定

2）利用シーン
・高齢者は、専用端末が GPS を利用した位置検索機能を有することが一般的なため、消費電力が多く充電式の二次電池を使用することとなる。
・子どもは、GPS 機能を有さず、校門等のスポット通過時をセンシングするのみであることから、消費電力が少なく一次電池を使用することが一般的である。寿命は 1 年～6 年と製品によって異なり、電池がなくなると自ら交換するか、もしくは端末タグごと交換する。エネルギーデバイスを組み合わせた製品はない。より詳細な見守り機能として GPS32

２－２－５．見守りが必要な場合は、別途二次電池を搭載した GPS 端末を使用する。
・ペットは、温度、湿度、活動量をセンシングする。飼い主留守時の見守り機能として通信頻度が多くなることから、富士通の場合、電池寿命 4 年の一次電池「わんダント」から、電池寿命 5 日の二次電池「わんダント 2」に変わる等、二次電池の割合が高まっている。今のところエネルギーデバイス搭載機種は存在しない。
（図表 2-2-5-3）
図表 2-2-5-3 見守りへのバッテリー/エネルギーデバイス採用個数
ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ
採用
2次
個数
電池
◎
1
○
1～2
◎
1
○
○
1

ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ
太陽
その
採用
電池
他
個数
―
―
―
―
―
―
―
―
―

1次
電池
△
◎
○

項目
高齢者
子ども
ペット
平均

―

―

◎：主に採用、○：採用、△：採用少、―：採用事例見られない

備考
GPS は標準搭載
GPS はオプション
GPS は非搭載が一般的―
出典：商品ｶﾀﾛｸﾞより富士経済集計

3）市場規模（現状、10 年後）
図表 2-2-5-4 マイクロバッテリーおよびエネルギーデバイス市場規模

数
量
（
千
個
）
金
額
（
百
万
円
）

時期

2015 年

ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ搭載率

100.0%

日本
欧米
中国アジア
途上国
世界計
日本
欧米
中国アジア
途上国
世界計

103
34
△
△

9

ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ搭載率

0.0%

3,900
53,10070,20027,300154,500
318
4,662
5,724
2,226
12,930

―
―
―
―
―
―
―
―
―
―

137
6
3
△
△
2015 年

日本
欧米
中国アジア
途上国
世界計
日本
欧米
中国アジア
途上国
世界計

100.0%

―

時期

数
量
（
千
個
）
金
額
（
百
万
円
）

2025 年2025 年
0.0%

△
△
△
△
△
△
△
△
△
△

100.0%
3,900
53,10070,20027,300154,500
3,120
42,48056,16021,840240,480

△
△
△
△
△
△
△
△
△
△

(百万円)
14,000

ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ市場規模

12,000途上国

10,0008,000

中国ｱｼﾞｱ

6,000
4,000
欧米

2,000

日本

0
2015年

(百万円)
140,000

2025年
最大ﾎﾟﾃﾝｼｬﾙ（100.0%）ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ市場規模

120,000

途上国

100,000
80,000中国ｱｼﾞｱ60,00040,000欧米

20,000
0
2015年

日本
2025年
2025年
現状技術 最大ﾎﾟﾃﾝｼｬﾙ（0.0%） （100.0%）

出典：各種資料を元に富士経済推定

33

２－２－５．見守り・マイクロバッテリーは、既に 100%採用されている。子どもの登下校見守りは一次電池で10～20 円/個、高齢者やペットの見守りは二次電池で 30～250 円/個と幅広い。子どもの登下校を 20 円/個、それ以外を 100 円/個と設定した場合、2015 年は日本で 6 百万円、世界で 9 百万円の規模と小さい。10 年後の将来、見守り用センサが標準搭載となれば、日本で 318 百万円、世界で 12,930 百万円の規模となる。
・エネルギーデバイスは、現在採用されている事例はみられず、バッテリーのみで対応可能と思われる。しかしながら、ペット見守り用のデバイス電源が、電池寿命が課題とな
り一次電池から二次電池へ切り替わった事例もあり、エネルギーデバイスの性能向上次第で、採用される余地はある。熱電発電や振動発電の普及価格帯とされる 800 円/個とす
ると、10 年後全ての見守り用端末に採用された場合、最大で日本 3,120 百万円、世界
240,480 百万円の市場規模になると推定される。
（図表 2-2-5-4）4）競合技術・マイクロバッテリーは、搭載率 100%であり、次世代の高性能バッテリーから見た場合、競合技術は既存のバッテリーとなる。高齢者向け専用端末機では主に角型のリチウム電
池（二次電池）、子ども向け専用タグでは主に二酸化マンガンリチウム電池（一次電池）、
ペット向けタグでは主にラミネート型のリチウム電池が使用されている。
（図表 2-2-5-5）・エネルギーデバイスは、採用されている事例は見当たらず搭載率 0%とみられる。ただし、ペット見守り用デバイスで通信頻度向上のため一次電池→二次電池と電源が変わる等、
エネルギーデバイスと組み合わせた電池長寿命化、充電レスのニーズはあるとみられる。
図表 2-2-5-5 競合技術
搭載率

既存の競合技術

マイクロバッテリー

100.0%

エネルギーデバイス

0.0%

二酸化ﾏﾝｶﾞﾝﾘﾁｳﾑ電池
ﾘﾁｳﾑ電池（角、ﾗﾐﾈｰﾄ）
1 次電池、2 次電池

項目

将来技術
次世代の高性能バッテリー
エネルギーデバイス+2 次電池
出典：公表資料を元に富士経済作成

5）乖離の要因（1）技術課題・ウェアラブル機器と同様、小型、軽量化の要求は強い。特にペットは、小型、軽量化がネックとなり、ある程度力の強い犬の商品化が進むが、犬に比べて力の弱い猫の見守り
デバイスは商品化が遅れている。
・人体へ身につけるため、人体への影響が懸念されている。特に子ども向けデバイスで要求が強い。
・見守り機能が高性能化するとバッテリーの容量拡大、エネルギーデバイス搭載ニーズが高まる。GPS 搭載機（主に高齢者向け）は二次電池であるが、GPS を搭載しなくとも通信頻度が高くなると、一次電池でなく二次電池のニーズが高まる。
・バッテリー、エネルギーデバイス以外では、センシング機能が課題となる。高齢者や子34

２－２－５．見守りども向けのデバイスは、市販機種の技術がある程度確立しているが、ペット向けは市販化から日が浅く、随時センシング機能を改良しながらデバイスの性能を向上させている段階とみられる。
（2）社会課題・見守り機能を強化すればするほど、プライバシーの保護が課題となる。特に子どもの場
合は重要となる。
（図表 2-2-5-6）
図表 2-2-5-6 乖離の要因

高齢者
子ども

技術課題
ﾊﾞｯﾃﾘ/ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ
小型、軽量
長寿命、人体への影響

その他
―
―

ペット

小型、軽量、長寿命、

センサ機能

全般

人体（動物）への影響
小型、大出力項目

対象

マイクロバッテリー

エネルギーデバイス

社会課題

プライバシーの保護

出典：公表資料を元に富士経済作成

6）業界団体および関連展示会
図表 2-2-5-7 業界団体
団体名

会員
数

事務局

日本防犯設
備協会

74

―

在宅医療サ
ポート協会

―

―

見守り ID 協会――

日本ﾍﾟｯﾄ用
品工業会

75

―

概要
防犯機器及び防犯システム並びに情報セキュリティシステムに関する調査・研究及び防犯設備等の設置等に携わる者に対する研修その他の事業を行う
高齢者の不安を解消するため地域の住民・行政・医療機関と連携し、緊急通報装置「愛ことば」を活用した在宅医療支援システムの運用
地域の関係機関・団体等と連携を図りながら、最新技術を活用し情報の ID 化を推進する事で、ID で見守る仕組みを構築し、高齢者や子供達そして保護者が安心して生活できる地域社会を目指す
安全かつ高品質なペット用品の製造販売と普及に努め、ペット業界の健全な振興と発展に寄与するためのペット用品メーカー業界団体
出典：公表資料を元に富士経済作成
図表 2-2-5-8 関連展示会

展示会
CareTEX20
17
CareTEX 関
西 2017
SECURITYSHOE 20172017 ｼﾞｬﾊﾟﾝ
ﾍﾟｯﾄﾌｪｱ
Interpets

開催時期
期間
間隔
2017 年 3 月
毎年15 日〜17 日
2017 年 10 月
毎年18 日〜20 日
2017 年 3 月 7
毎年日～10 日2017 年 2 月 24
隔年日～26 日2017 年 3 月 30
隔年
日～4 月 2 日

場所

概要

東京

介護業界最大級の BtoB 展示会

大阪

介護業界西日本最大級の BtoB 展示会

東京

セキュリティ・安全管理の総合展示会

大阪

アジア最大級のペットの祭典

東京

日本最大のペット関連機器・用品の総合展示会
出典：公表資料を元に富士経済作成

35

２－２－６．産業施設

２－２－６．産業施設
1）対象フィールド
・産業用施設のセンサ利用は、大きく FA（組立工場）分野と PA（プラント工場）分野に分かれる。近年 Industrie4.0 による国家的支援を受け、様々なセンシングが試行されセンシング手法が定まっていない。そのため、最大ポテンシャルを把握する目的から、生産設備組み込みのセンサまで含め、広く市場を捉えることとした。
・FA 分野は、生産設備の劣化診断およびワークの異常検知にセンサが使用される。通常のセンサは、生産設備に組み込みによる使用が一般的で、電源の課題は生じ難い。しかしながら、近年 Industrie4.0 による国家的支援を受け、工場の生産技術担当者が後付けでセンサ設置するなど、試験的な導入効果の検証を行っており、後付けによる無線式の導入が期待されている。
・PA 分野は、生産する流体の状態センシングがプラントの劣化診断を兼ねることが多い。
PA 分野は運転管理のため元々センサが設置されているが、劣化診断を含めた高品質管理のため後付けでセンサが設置される。（図表 2-2-6-1）
図表 2-2-6-1 産業用施設センシングの調査対象
FA（組立工場）分野

劣化診断：光電センサ、ひずみゲージ、圧力センサ

PA（プラント工場）分野

異常検知：赤外線センサ、
超音波センサ、変位センサ

劣化診断+状態ｾﾝｼﾝｸﾞ：流量セ
ンサ、ﾚﾍﾞﾙｾﾝｻ、密度センサ

・FA 分野の劣化診断は、光電センサ、ひずみゲージ、圧力センサが用いられる。光電セン
サは、物体の有無や表面状態の変化などを検出するセンサであり、微細な変化を可視化することで、予防保全を可能とする。ひずみゲージは、測定対象のひずみを捉え生産設
備の疲労度や耐久性の推定を可能とする。圧力センサは、流体の圧力を測定するセンサであり、設備の故障予知を可能とする。
・FA 分野の異常検知は、温度センサ、赤外線センサ、超音波センサ、変位センサが用いられる。温度センサ、赤外線センサは主にワークの温度を測定して異常を検知する。超音波センサ、変位センサは主にワークの形状を測定し、ワークの異常を検知する。
・PA 分野は、流量センサ、レベルセンサ、密度センサ等が使用される。流量センサは流体
36

２－２－６．産業施設の量の測定、レベルセンサは液体や粉体の深さの測定、密度センサは流体の密度の測定をすることで、流体の状態を把握し設備の故障予防に活用する。
・これらセンサの世界市場規模は、「2017 ｾﾝｻｰﾃﾞﾊﾞｲｽ/ﾋﾞｯｸﾞﾃﾞｰﾀ･IoT 市場調査総覧（富士キメラ総研）」を参考とした。世界市場を 100 とすると、日本は 10、欧米は 30、中国ア
ジアは 40、途上国は 20 と想定し、推計をを行った。（図表 2-2-6-2）
図表 2-2-6-2 産業用施設市場規模
2015 年2025 年

日本
FA 劣化診断FA 異常検知PA
欧米
FA 劣化診断FA 異常検知PA
中国アジア
FA 劣化診断FA 異常検知
PA
途上国
FA 劣化診断FA 異常検知PA

12,312
9,410
2,415
487
36,93728,2307,245
1,462
49,25037,6409,660
1,940
24,625
18,8204,830
975

15,10011,0003,400
70045,30033,000
10,2002,100
60,40044,00013,6002,802
30,20022,000
6,800
1,400

世界計
FA 劣化診断FA 異常検知PA

123,125
94,10024,152
4,873

151,000
110,000
34,000
7,000

項目

応
用
製
品
（
千
台
）

応用製品市場規模（全体）(千台)
160,000
140,000

途上国

120,000
100,000
中国ｱｼﾞｱ80,00060,00040,000欧米

20,000
日本
0
2015年

2025年

出典：社内資料等を元に富士経済推定

2）利用シーン
・産業用施設で使用されるセンサは、FA 分野が機器組み込み、PA 分野が有線式が大半であり、バッテリーが必要となる無線式はほとんど採用されていない。無線式は、有線式に比べ施工コストが安いため、センサを後付けする際において一部採用が始まっている。
無線式の際は、バッテリーに 1 次電池が 1～4 個採用されるが、通常は高容量のリチウム1 次電池が 1 個採用される。
（図表 2-2-6-3）
図表 2-2-6-3 産業用施設へのバッテリー/エネルギーデバイス採用個数
項目
FA 劣化診断FA 異常検知PA
平均

ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ
採用
2次
個数
電池
△
1～4
△
1～4
△
1～4
◎
△
1

1次
電池
◎
◎
◎

ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ
太陽
その
採用
電池
他
個数
△
△
1
△
△
1
―
△
―
△

△

◎：主に採用、○：採用、△：採用少、―：採用事例見られない

37

備考
その他：振動発電
その他：振動発電
その他：振動発電、熱電発電

1
出典：商品ｶﾀﾛｸﾞより富士経済集計

２－２－６．産業施設

・PA 分野では 2～4 年の定期修繕の際にバッテリーが交換されるが、バッテリ交換の手間を削減するため、エネルギーデバイスのニーズが大きい。エネルギーデバイスは、モーター等の振動を駆動源とする振動発電、配管の熱を利用する熱電発電、自然光を利用する太陽電池と複数提案されているが、現在はどれも実証研究の段階である。

3）市場規模（現状、10 年後）・マイクロバッテリーは、センサの無線化がほとんど普及していないため、現状の普及率
を 0.1%と仮定して市場規模を推定した。バッテリーは CR123A 等の高エネルギー密度のリチウム一次電池が 1 個使用されることが多い。リチウム電池を 300 円程度として市場規模を試算した。
・エネルギーデバイスは、実証段階のレベルである。主なところでは、太陽電池、熱電発
電、振動発電等が実サイトに設置して検証中である。実現にはいくつものハードルがあるが、2025 年に 100%の搭載率、金額はエネルギーハーベストの普及価格帯とされる 800
円/個を単価として推定した。
（図表 2-2-6-4）
図表 2-2-6-4 マイクロバッテリーおよびエネルギーデバイス市場規模

数
量
（
千
個
）
金
額
（
百
万
円
）

時期

2015 年

ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ搭載率

0.1%

0.1%

100.0%

日本
欧米
中国アジア
途上国

12
37
49
25

15
45
60
30

15,10045,30060,40030,200

世界計
日本
欧米
中国アジア
途上国

123
4
11
15
7

151
5
14
18
9

151,000
4,530
13,59018,120
9,060

世界計

37

45

45,300時期2015 年

ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ搭載率

0.0%

数
量
（
千
個
）
金
額
（
百
万
円
）

2025 年

日本
欧米
中国アジア
途上国
世界計
日本
欧米
中国アジア
途上国
世界計

2025 年
0.0%

△
△
△
△
△
△
△
△
△
△

100.0%
15,10045,30060,40030,200151,000
12,08036,24048,32024,160120,800

△
△
△
△
△
△
△
△
△
△

(百万円)
50,00045,00040,00035,00030,00025,00020,00015,00010,0005,000
0

ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ市場規模
途上国

中国ｱｼﾞｱ

欧米
日本
2015年

(百万円)
140,000

2025年
現状技術(0.1%)

2025年
最大ﾎﾟﾃﾝｼｬﾙ（100.0%）ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ市場規模

120,000

途上国

100,000
80,000中国ｱｼﾞｱ60,00040,000欧米

20,000

日本

0
2015年

2025年
2025年
現状技術 最大ﾎﾟﾃﾝｼｬﾙ（0.0%） （100.0%）

出典：各種資料を元に富士経済推定

38

２－２－６．産業施設

4）競合技術・マイクロバッテリーは、産業施設の大半のセンサが機器組み込み、有線方式であることから、搭載率は 0.1%と小さい。無線の場合はリチウム電池（CR123A 等）が搭載されることが多い。日立ﾊｲﾃｸｿﾘｭｰｼｮﾝｽﾞの温度センサは CR123A、共和電業のひずみゲージはCR123A（3V）、日本システム開発の変位センサは 4.5V（電池種不明）が使用されている。
寿命は 2～4 年の定期修繕を見据えて、4 年以上で設定されることが多い。
・エネルギーデバイスは、1 次電池が競合技術となる。定期修繕時の電池交換負担軽減のため、エネルギーデバイスのニーズは大きい。エネルギーデバイスは発電量が一定ではな
いため、蓄電デバイスとセットでの導入となる。EnOcean の温度センサは太陽電池（蓄電：キャパシタ）、ABB の温度センサは熱電発電、オムロンの温度センサ or ひずみゲー
ジは振動発電を使用している。
（図表 2-2-6-5）
図表 2-2-6-5 競合技術項目

搭載率

マイクロバッテリー

0.1%

エネルギーデバイス

0.0%

既存の競合技術
機器組み込み、有線方式
ﾘﾁｳﾑ電池（CR123A 等）
機器組み込み、有線方式
1 次電池

将来技術
次世代の長寿命バッテリー
太陽電池/振動発電/熱電発電+2 次電池/キャパシタ
出典：公表資料を元に富士経済作成

5）乖離の要因（1）技術課題
・マイクロバッテリーは、小型、長寿命が求められることは、他の用途と同様である。目安として、センサデバイス全体で 500 円玉程度の大きさ、2～4 年の定期修繕間隔に耐え得る 4 年以上の寿命が求められる。
・産業施設特有の性能として、PA 分野では防爆性と耐熱性が求められる。防爆性は点火源とみなされないスペック（1.2V 以下、0.1A 以下、25mW 以下）とするか、樹脂充填による防爆構造とすることが求められる。防爆性に関しては、認定制度が整備されており、
上記対策により認定を受ける必要がある。耐熱性は、工場内に表面温度が 300℃程度の機器もあり、設置場所の条件を設けないで自由に使用するならば、300℃程度の耐熱性は必要となる。
・その他、マイクロバッテリー以外の箇所では、センシング精度、通信距離、低価格等が求められる。センシング精度は、工場でセンシングする情報は微弱な信号が多く、エアバック起動のような大きな物理量の変化の検知ではないため、他用途のセンサよりも計測精度の向上が求められる。通信距離は、工場内は液体や金属の障害物が多数存在する
ため、それら障害物を回避するようなシステムの構築等により、通信距離を確保する必要がある。低価格ニーズは、バッテリー自体よりも無線センサモジュール自体に求められる。産業用施設の無線センサモジュールは、案件毎の個別対応になる傾向が強く、1 モ

39

２－２－６．産業施設

ジュールあたりの価格が必然的に高くなってしまう。バッテリーメーカー、センサモジュールメーカー、システム SIer、ソリューションベンダー等、サプライヤが何層にも分かれていることも、価格が高くなる要因の 1 つである。
・エネルギーデバイスは、発電効率が求められている。ただし発電効率の向上には限界があるため、現在はセンサ部、無線部、マイコン部の省電力化の技術開発が積極的に行われている。
（2）社会課題
・有線より無線の方が施工コストが安いことから、無線式導入のインセンティブは高い。
しかしながら、無線システムの認知度が低いこと、信頼性が落ちること、産業施設は秘匿情報を扱うことが多くセキュリティに不安があることから、普及に時間を要している。
（図表 2-2-6-6）
図表 2-2-6-6 乖離の要因
項目

対象

マイクロ
バッテリー
エネルギー
デバイス

FA
PA

技術課題
その他
ﾊﾞｯﾃﾘ/ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ
小型、長寿命センシング精度
通信距離、低価格
防爆性、耐熱性

全般

発電効率

省電力化

社会課題
セキュリティ
認知度
信頼性

出典：公表資料を元に富士経済作成

6）業界団体および関連展示会
図表 2-2-6-7 業界団体
団体名
Industrial
Value chain
Initiative
日本ﾌﾟﾗﾝﾄﾒ
ﾝﾃﾅﾝｽ協会
日本電気計
測器工業会

会員
数

事務局

52

―

382

日本能率
協会

121

―

概要
ものづくりと IT が融合したあたらしい社会をﾃﾞｻﾞｲﾝし、あるべき方向に向かわせるための活動において、それぞれの企業のそれぞれの現場が、それぞれの立場で、等しくｲﾆｼｱﾃｨﾌﾞをとるためのﾌｫｰﾗﾑ
生産活動に関する諸課題や情報を調査収集し、課題か池いつに必要な技術および技能を研究する
産業のマザーツールである電気計測器の業界を代表する団体
出典：公表資料を元に富士経済作成
図表 2-2-6-8 関連展示会

展示会
ｽﾏｰﾄ工場
EXPO
ﾌﾟﾗﾝﾄﾒﾝﾃﾅ
ﾝｽｼｮｰ
SENSOR
EXPO
JAPAN

開催時期
期間
間隔
2018 年 1 月 17
毎年日～19 日2017 年 7 月 19
毎年日～21 日東京

製造業 IoT、AI、FA/ロボットによる工場革新展

東京

工場設備の維持管理・保全技術を対象にした国内唯一の専門展示会2017 年 9 月 13
日～15 日東京

センサ・コントロールとその応用技術、機器、シス
テム、ネットワークに関する専門展示会

毎年

場所

概要

出典：公表資料を元に富士経済作成
40

２－２－７．道路インフラ

２－２－７．道路インフラ
1）対象フィールド
・道路インフラセンサ利用は、道路、橋、トンネルの劣化具合を診断する道路インフラ分
野と、地震による地滑りや建物崩壊の危険性をセンシングする地震防災分野に分かれる。
・道路インフラ分野は、無線センサネットワークの有望分野として早くから実証が進められてきたが、何を計ると何が分かるかが明確となっておらず、実証の域を脱していない。
むしろ、防災の観点から地震の際の振動の最大値をセンシングすることで、次に地震が来た際の対策を立てるための予防措置として期待が高まっている。（図表 2-2-7-1）
図表 2-2-7-1 道路インフラの調査対象
道路インフラ分野

地震防災分野

感震センサ（加速度センサ）等

ひずみゲージ、加速度センサ等

・道路インフラ分野は、加速度センサによる固有振動数計測（オムロン等）、ひずみゲージ
による亀裂の診断（東芝等）等が実証されている。優先度が高いのは、橋、トンネルであるが、技術的難易度が高い。そのため実用化は、道路関連のシステムから実用化が進むと予想される。市場規模は、「2017 ｾﾝｻｰﾃﾞﾊﾞｲｽ/ﾋﾞｯｸﾞﾃﾞｰﾀ･IoT 市場調査総覧（富士キメラ総研）」を参照し、エリア別の詳細区分は、世界市場を 100 とすると日本は 20、欧
米は 60、中国アジアは 10、途上国は 10 と想定し、推計を行った。
・地震防災分野は、感震センサ（主に加速度センサの技術を使用）との名称で実証、実用化が進む。感震センサは、地震の際の震動の最大値をセンシングすることが期待されているが、現状はガスインフラに設置し地震の際にガス供給を一時停止する目的で使用されている。感震センサ以外では、変位センサを用いて法面（斜面）をセンシングし、がけ崩れ予防の実証に使用されている。感震センサの市場規模は、整理された公表値が存在しないため、メーカーの販売目標を参考に推計を行った。世界市場は道路インフラ分野と同様の想定にて推計した。
（図表 2-2-7-2）

41

２－２－７．道路インフラ

図表 2-2-7-2 道路インフラ市場規模
項目

応
用
製
品
（
千
台
）

日本
道路インフラ
地震防災
欧米
道路インフラ
地震防災
中国アジア
道路インフラ
地震防災
途上国
道路インフラ
地震防災
世界計
道路インフラ
地震防災2015 年2025 年

530
520
10
1,590
1,560
30
265
260
5
265
260
5
2,650
2,600
50

1,800
800
1,000
5,400
2,400
3,000
900
400
500
900
400
500
9,000
4,000
5,000

(千台)
10,000応用製品市場規模（全体）

9,000

途上国

8,000

中国ｱｼﾞｱ

7,000
6,000
5,000

欧米

4,000
3,000
2,000
1,000

日本

0
2015年

2025年

出典：社内資料等を元に富士経済推定

2）利用シーン
・道路インフラで使用されるセンサは、電源確保の課題を抱えるシステムが多く、大半が無線式とみられる。電源のバッテリーは、5～10 年の寿命の 1 次電池が使用される。エネ
ルギーデバイスは、太陽電池が使用されることが多い。トンネル内設置に向け、気流発電の事例がみられる。
（図表 2-2-7-3）
図表 2-2-7-3 道路インフラへのバッテリー/エネルギーデバイス採用個数
項目
道路インフラ地震防災
平均

ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ
採用
1次
2次
個数
電池
電池
◎
―
1
◎
―
1
◎
―
1

ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ
太陽
その
採用
電池
他
個数
△
△
1
△
―
1
△
△
1

◎：主に採用、○：採用、△：採用少、―：採用事例見られない

42

備考
その他：振動発電、気流発電

出典：商品ｶﾀﾛｸﾞより富士経済集計

２－２－７．道路インフラ

3）市場規模（現状、10 年後）・道路インフラ分野では、センサの無線化が進んでいるため、マイクロバッテリーが普及している。本調査では、現在の普及率を 80%と仮定して市場規模を推定した。バッテリ
ーは、3～12V の二酸化マンガンリチウム電池（1 次電池）が 1 個使用される。使用される電池を 1 個 300 円程度として市場規模を試算した。
・エネルギーデバイスは、現在道路インフラで使用される無線センサが実証レベルのものが多く、大半はエネルギーデバイスを搭載した 10 年以上のセンサ寿命を意識した設計となっていない。しかしながら、実用化のためにはエネルギーデバイス搭載は必須である。
実用化の際は、主に太陽電池が採用されるとみられる。本調査では 2025 年の将来像としてエネルギーハーベスト普及価格帯とされる 1 個 800 円として推定した。
（図表 2-2-7-4）
図表 2-2-7-4 マイクロバッテリーおよびエネルギーデバイス市場規模

数
量
（
千
個
）
金
額
（
百
万
円
）

時期

2015 年

ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ搭載率

80.0%

80.0%

100.0%

日本
欧米
中国アジア
途上国

424
1,272
212
212

1,440
4,320
720
720

1,800
5,400
900
900

世界計
日本
欧米
中国アジア
途上国

2,120
127
383
64
64

7,230
430
1,300
220
220

9,000
540
1,620
270
270

638

2,160

2,700

世界計
時期

2015 年

ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ搭載率

0.0%

数
量
（
千
個
）
金
額
（
百
万
円
）

2025 年

日本
欧米
中国アジア
途上国
世界計
日本
欧米
中国アジア
途上国
世界計

2025 年
0.0%

△
△
△
△
△
△
△
△
△
△

100.0%
1,800
5,400
900
900
9,000
540
1,620
270
270
2,700

△
△
△
△
△
△
△
△
△
△

(百万円)
10,000
9,000
8,000
7,000
6,000
5,000
4,000
3,000
2,000
1,000
0

ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ市場規模
途上国
中国ｱｼﾞｱ

欧米

日本
2015年

(百万円)
3,000

2025年
現状技術
(80.0%)

2025年
最大ﾎﾟﾃﾝｼｬﾙ（100.0%）ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ市場規模

2,500

途上国

2,000

中国ｱｼﾞｱ

1,500

欧米

1,000
500
日本

0
2015年

2025年
現状技術
（0.0%）

2025年
最大ﾎﾟﾃﾝｼｬﾙ（100.0%）

出典：各種資料を元に富士経済推定

43

２－２－７．道路インフラ

4）競合技術・マイクロバッテリーは、1 次電池の二酸化マンガンリチウム電池の採用が多い。NMEMS
技術研究機構の実証では、5～10 年のバッテリー寿命が求められていたが、実際の道路イ
ンフラの寿命は 30～100 年非常に長く、現実的には 1 次電池だけでは対応できず、エネ
ルギーデバイスが必要となる。
・エネルギーデバイスは、屋外設置が基本となることから、太陽電池搭載デバイスの開発が進む。特に防災用途では、多数のデバイスをばら撒く必要があることから、電池交換
でなく半永久使用のニーズが高く、エネルギーデバイスは必須である。アズビルの感震センサ、三菱電機の変位センサとも太陽電池を使用している。（図表 2-2-7-5）
図表 2-2-7-5 競合技術
項目

搭載率

既存の競合技術

将来技術

マイクロバッテリー

80.0%

エネルギーデバイス

0.0%

有線方式
二酸化ﾏﾝｶﾞﾝﾘﾁｳﾑ電池
有線方式
1 次電池

―
太陽電池（振動/気流）+2 次電池
出典：公表資料を元に富士経済作成

5）乖離の要因（1）技術課題
・小型、低価格が求められることは、他の用途と同様である。道路インフラ分野は、バッ
テリーの長寿命化に限界があるため、無線の場合はエネルギーデバイスとの組み合わせによる自立電源が基本となる。エネルギーデバイスは、各種実証が進めれられているが、目標の発電量が確保できず、課題の 1 つとされている。
・バッテリ/エネルギーデバイス以外では、有効なセンシング項目が確立されていないことが大きな課題である。何を計測すれば何の効果が出るか定めない限り、道路インフラ分野におけるセンサ市場は拡大していかない。また、寒冷地、海浜周辺、排気ガスの状況
等、過酷な環境下における耐久性向上も 1 つの課題となる。
（2）社会課題
・道路インフラにおけるセンシングは、新しい土木メンテナンス技術のため、信頼度が低い。まずは信頼性を保証する項目を確立することが先決となる。
（図表 2-2-7-6）
図表 2-2-7-6 乖離の要因
項目

対象

ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ

全般

ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ

全般

技術課題
ﾊﾞｯﾃﾘ/ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ
小型、低価格
発電効率

その他

有効なｾﾝｼﾝｸﾞ項目確立
高耐久性

社会課題
信頼性

出典：公表資料を元に富士経済作成
44

２－２－７．道路インフラ

6）業界団体および関連展示会
図表 2-2-7-7 業界団体
団体名

会員
数

事務局

概要

NMEMS 技術研究機構―

ﾏｲｸﾛﾏｼﾝ
ｾﾝﾀｰ

土木研究所

―

―

無線センサネットワークの技術組合。現在「道路インフラモニタリ
ングシステムの研究開発」の研究開発事業を実施中。
土木技術に関する研究開発、技術指導、成果の普及等を行うことにより、土木技術の向上を図り、良質な社会資本の効率的な整備に資することを目的として設立された国立研究開発法人。
出典：公表資料を元に富士経済作成

図表 2-2-7-8 関連展示会
展示会

開催時期
期間
間隔

場所

概要

インフラ検
査・維持管
理展

2017 年 7 月 19
日～21 日毎年

東京

インフラの老朽化対策に関する最新の技術・取り組みに関する専門展示会。

震災対策技
術展東北

2017 年 8 月 3
日～4 日

毎年

横浜

震災対策技術に関する総合展示会。横浜、大阪、東
北の 3 箇所で行われる。大阪は 2017 年 6 月 1 日～2日、横浜は 2017 年 2 月 2 日～3 日開催。

SENSOR
EXPO
JAPAN2017 年 9 月 13
日～15 日毎年

東京

センサ・コントロールとその応用技術、機器、シス
テム、ネットワークに関する専門展示会
出典：公表資料を元に富士経済作成

45

２－２－８．物流貨物

２－２－８．物流貨物
1）対象フィールド
・物流貨物は、貨物自体にセンサを取り付けるタイプと貨物を運ぶコンテナに取り付けるタイプに分かれる。またセンシングする内容により、主に所在管理、壊れ物管理、温度管理に分かれる。
・物流貨物のシステムは、従来よりアクティブ RFID タグにより貨物の所在管理がなされてきたが、近年はアクティブ RFID タグに振動センサや温度センサを取り付けることで、壊れ物管理や温度管理等、付加価値の高い物流システムの整備が進む。（図表 2-2-8-1）
図表 2-2-8-1 物流貨物の調査対象

所在管理

壊れ物管理

温度管理

・所在管理は、リーダー側からの発信により RFID タグを読み取るパッシブ式と、RFID タ
グ側からの発信によりタグを読み取るアクティブ式に分かれる。パッシブ式は読み取りの距離が短いが価格が安く広く普及している。一方アクティブ式は読み取りの距離が長いが価格が高く普及していない。本調査は、アクティブ式がバッテリーを搭載していることから対象とし、パッシブ式を対象外とした（市場規模数値の参考：「RFID ソリュー
ションビジネスの将来展望（富士キメラ総研）」）。
・壊れ物管理は、アクティブ式の RFID タグに振動センサを取り付けて管理を行う。現在の物流システムでは、ほぼ振動センサ非搭載だが、将来はワレモノ指定の貨物に取り付けることが想定される。ただし、ワレモノに指定されていない貨物も指定物に準ずる取扱いを実施する傾向にあるため、2025 年には貨物の全数に搭載されるとして推計した。
・温度管理は、同じくタグに温度センサを取り付けて管理を行う。現在の物流システムでは、コンテナに備え付けられた温度計によって温度管理がなされてきたが、データ収集に人手を要するため、将来的には貨物ごとに温度センサを取り付けた温度管理が期待さ46

２－２－８．物流貨物

れる。温度管理が必要なクール便は、貨物全体の 1 割とされ、2025 年には全クール便の貨物に温度センサが取り付けられるとして市場を推計した。
・なお、海外のエリア別の詳細区分は、世界の国別コンテナ取扱個数より、日本 10、欧米
25、中国アジア 50、途上国 15 として推計した。また将来的には所在管理用のタグに振動センサや温度センサが搭載されると想定されるため、図表 2-2-8-2 の合計値は所在管理の市場規模と同数とした。
図表 2-2-8-2 物流貨物市場規模
項目

応
用
製
品
（
千
台
）

日本*
所在管理
壊れ物管理
温度管理
欧米*
所在管理
壊れ物管理
温度管理
中国アジア*
所在管理
壊れ物管理
温度管理
途上国*
所在管理
壊れ物管理
温度管理
世界計*
所在管理
壊れ物管理
温度管理

2015 年2025 年

100
100
10
10
250
250
25
25
500
500
50
50
150
150
15
15
1,000
1,000
100
100

22,00022,00022,0002,200
55,00055,00055,0005,500
110,000
110,000
110,000
11,00033,00033,00033,0003,300
220,000
220,000
220,000
22,000(千台)

応用製品市場規模（全体）250,000

途上国

200,000

150,000
中国ｱｼﾞｱ100,000

50,000

欧米

日本
0
2015年

2025年

*所在管理用途のセンサは、壊れ物管理、温度管理を兼ねるとみられるため上表の計は所在管理の値と同等となる

出典：社内資料等を元に富士経済推定

2）利用シーン
・今回対象とした物流貨物分野は、アクティブ式 RFID を対象としていることから、全て 1次電池を使用している。CR2032 等コイン型の安い 1 次電池が使用されている。無線の種類や頻度によって、１年～10 年と幅広い。アクティブ式 RFID に振動センサや温度セン
サを取り付けると、消費電力が増加し、アルカリ乾電池（1 次電池）
、2 次電池、エネル
ギーデバイスを使用することとなる。
・振動センサや温度センサを取り付けたものは、コンテナ全体をセンシングするデバイスと、個々の貨物をセンシングするデバイスに分かれる。コンテナ全体の場合、デバイス
は大きくなり（例：㈱スリックの製品 75.5mm×60.5mm×33mm）、電源にアルカリ乾電池や 2 次電池が使用される。コンテナの適切な位置に設置される。個々の貨物をセンシングする場合、RFID タグと同程度の形状となる。既存の 1 次電池のみでは電力が足りない場合、小型の太陽電池（例：日本サイプレス㈱の製品 15mm×15mm、1.2μW）や、トラックの振動を生かした振動発電が検討されている。
（図表 2-2-8-3）
47

２－２－８．物流貨物

図表 2-2-8-3 物流貨物へのバッテリー/エネルギーデバイス採用個数
ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ
採用
2次
個数
電池
―
1～2
△
1～2
△
1～2
◎
△
1

1次
電池
◎
◎
◎

項目
所在管理
壊れ物管理
温度管理
平均

ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ
太陽
その
採用
電池
他
個数
△
―
1
△
△
1
△
△
1
△
―
1

◎：主に採用、○：採用、△：採用少、―：採用事例見られない

備考

その他：振動発電
その他：振動発電
出典：商品ｶﾀﾛｸﾞより富士経済集計

3）市場規模（現状、10 年後）・マイクロバッテリーは、必ず採用される（搭載率 100%）。アルカリ乾電池や 2 次電池が使用される場合もあるが、大抵は 3V 程度の二酸化マンガンリチウム電池のコイン電池が1 個使用される。使用される電池を 1 個 20 円として市場規模を試算した。
・エネルギーデバイスは、現在ほとんど採用されていない。温度や振動のセンシングにより電力が不足した場合に備え、小型の太陽電池搭載機種が開発されている。小型の太陽電池を 1 枚 100 円として市場規模を推定した。（図表 2-2-8-4）
図表 2-2-8-4 マイクロバッテリーおよびエネルギーデバイス市場規模

数
量
（
千
個
）
金
額
（
百
万
円
）

時期

2015 年

ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ搭載率

100.0%

100.0%

100.0%

100
250
500
150
1,000
2
5
10
3
20

22,00055,000110,000
33,000220,000
2,200
5,500
11,0003,300
22,00022,00055,000110,000
33,000220,000
2,200
5,500
11,0003,300
22,000

日本
欧米
中国アジア
途上国
世界計
日本
欧米
中国アジア
途上国
世界計
時期

2015 年

ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ搭載率

0.0%

数
量
（
千
個
）
金
額
（
百
万
円
）

日本
欧米
中国アジア
途上国
世界計
日本
欧米
中国アジア
途上国
世界計

2025 年2025 年
0.0%

△
△
△
△
△
△
△
△
△
△

100.0%
22,00055,000110,000
33,000220,000
2,200
5,500
11,0003,300
22,000

△
△
△
△
△
△
△
△
△
△

(百万円)
25,000

ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ市場規模
途上国

20,00015,000中国ｱｼﾞｱ

10,000
5,000

欧米

0

日本
2015年

(百万円)
25,0002025年
現状技術(100.0%)2025年
最大ﾎﾟﾃﾝｼｬﾙ（100.0%）ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ市場規模
途上国

20,00015,000中国ｱｼﾞｱ

10,000
5,000

欧米
日本

0
2015年

2025年
現状技術
（0.0%）

2025年
最大ﾎﾟﾃﾝｼｬﾙ（100.0%）

出典：各種資料を元に富士経済推定

48

２－２－８．物流貨物

4）競合技術・バッテリーは、電池が不要なパッシブ RFID が普及しており、電池が必要なアクティブ
RFID にとってパッシブ RFID が一番の競合となる。現状のアクティブ RFID は、読み取りの距離が長いが価格が高く、市場は限定的である。アクティブ RFID は、実用製品に
二酸化マンガンリチウム電池が多く、同電池が競合となる。現状の RFID タグに複数のセンサを搭載すると、電池寿命が短くなり、場合によっては次世代の長寿命バッテリーの開発が必要になる。
・エネルギーデバイスは、太陽電池搭載デバイスの開発が進む。エネルギーデバイスが必要になるかどうかは、1 次電池の高いエネルギー密度化、消費電力の低減化の動向次第となる。
（図表 2-2-8-5）
図表 2-2-8-5 競合技術
項目

搭載率

既存の競合技術

将来技術

マイクロバッテリー
エネルギーデバイス

100.0%
0.0%

ﾊﾟｯｼﾌﾞ方式、二酸化ﾏﾝｶﾞﾝﾘﾁｳﾑ電池
ﾊﾟｯｼﾌﾞ方式、1 次電池

次世代の高性能バッテリー
太陽電池+2 次電池

出典：公表資料を元に富士経済作成

5）乖離の要因（1）技術課題
・小型、低価格が求められることは、他の用途と同様である。輸送時に使用するため、荷物の邪魔にならない小型化ニーズは強い。貨物を隙間無く積み込むため、デバイスにおける厚みは NG であり、平坦性が求められる。
・旧来よりアクティブ RFID タグにおいて実用化が進んでおり、他の用途と比べて課題は少ない。センシング点数を増やし消費電力が増加した場合、バッテリーの長寿命化で対応するか、エネルギーデバイスを組み合わせるか、デバイス自体の低消費電力化を進めるか、寿命の短縮化を受け入れるかの、どちらかの対応になる。
（図表 2-2-8-6）（2）社会課題
・振動センシングによる壊れ物管理、温度センシングによる温度管理は、そもそもニーズが存在するか、需要の検証が重要とみられる。
・壊れ物は、トラック内を厳密に管理したとしても、倉庫からの積み込み時や仕分け時等、厳密に管理する箇所は他にも存在し、トータルで管理しなければ効果がない。また温度管理は、トラック内は元々温度計で管理されており、個々の荷物毎の厳密な温度管理やシステムを組んで温度の自動管理まで必要とされているか、検証する必要がある。ニーズが存在しさえすれば、マイクロバッテリー搭載率は 100%であるため、市場は必ず形成
され得る。

49

２－２－８．物流貨物

図表 2-2-8-6 乖離の要因
技術課題
ﾊﾞｯﾃﾘ/ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ

項目

対象

マイクロ
バッテリー

全般

小型、低価格

エネルギー
デバイス

全般

発電効率

社会課題

その他
平坦性
低消費電力

需要の検証
ニーズは本当にあるのか

出典：公表資料を元に富士経済作成

6）業界団体および関連展示会
図表 2-2-8-7 業界団体
団体名
日本ﾛｼﾞｽﾃｨ
ｸｽｼｽﾃﾑ協会
日本自動認識ｼｽﾃﾑ協会

会員
数

事務局

837

―

118

―

概要
輸送、保管、包装、荷役、流通加工、情報等を総合的にマネジメン
トすることで業界の発展を目指す業界団体。
自動認識機器及びそれに関連するソフトウェアに関する調査研究、規格の立案及び標準化の推進、普及及び啓発を行う業界団体。
出典：公表資料を元に富士経済作成

図表 2-2-8-8 関連展示会
展示会
国際物流総
合展
自動認識総
合展

開催時期
期間
間隔
2018 年 9 月 11
隔年日～14 日2017 年 9 月 13
毎年日～15 日場所

概要

東京

物流・ロジスティクスの総合展示会。

東京

自動認識技術・ソリューションの専門展示会。
出典：公表資料を元に富士経済作成

50

２－３．物流貨物

２－３．調査対象分野の比較分析、有望３分野抽出
・以上より、8 分野を図表 1-1 の通り比較分析し、貴協会の委員会にて議論の末、①ウェア
ラブル機器、②セキュリティ、③産業施設の 3 分野を選定した。

51

２－３．物流貨物

3.調査ステージ 2：技術領域

３－１．ウェアラブル機器

３－１．ウェアラブル機器
３－１－１．求められる情報処理量・ウェアラブル機器分野では、既に市場が形成されているヘルスケアバンド、ランニング
ウォッチ、スマートウォッチ、スマートグラス/HMD に加え、その他機器（ヒアラブル機器含む）を対象とした（図表 2-2-1-1）。各機器の情報処理量は公表されていないため、代わりにシェア上位の代表的製品における電池容量、寿命、通信方式、センシング項目を纏めることとした。
図表 2-2-1-1 ウェアラブル機器の調査対象（再掲）

出典：「ｳｪｱﾗﾌﾞﾙ/ﾍﾙｽｹｱﾋﾞｯｸﾞﾃﾞｰﾀﾋﾞｼﾞﾈｽ総調査 2016(富士キメラ総研)」

・ヘルスケアバンドは、Fitbit の製品が 2014 年に大ヒットし、2015 年より日本でも市場が本格的に立ち上がった製品である（図表 3-1-1-1）。バッテリーは主に 100mAh 以下の二次電池が使用され、1 回の充電で 1.5 日～7 日間使用できる。心拍数管理に馴染みのある欧米人向けに、余計な機能をそぎ落として健康管理に特化していることが特徴である。
GPS 搭載製品もあるが、電池寿命が 5 時間程度と短く、GPS 搭載は主流でない。一次電池を採用する場合は、100～300mAh で半年～1 年程度の寿命である。

52

３－１．ウェアラブル機器

図表 3-1-1-1 主要ヘルスケアバンド一覧
ﾒｰｶｰ

商品名

FitbitCharge
HR

外観

電池
二次
電池

Fitbit

Surge

二次
電池

Jawbo
ne

UP3

二次
電池

ｿﾆｰ
ﾓﾊﾞｲﾙ
ｿﾆｰ
ﾓﾊﾞｲﾙ
ｾｲｺｰ
ｴﾌﾟｿﾝ

Smart
Band2
SWR12
Smart
BandTalk
SWR30
PUL
SENSE
PS-500B
PUL
SENSE
PS-100

寿命

通信

センサ

用途

価格
(千円)

日本
発売

5日

Bluetooth
4.0

加速度
高度
心拍

健康管理
ﾌｨｯﾄﾈｽ

20

15 年
4月

Bluetooth
4.0

加速度、
ｼﾞｬｲﾛ、高 健康管理
度、心拍、 ﾌｨｯﾄﾈｽ
GPS

32

16 年
5月

健康管理
ﾌｨｯﾄﾈｽ

26

15 年
7月

健康管理
ﾌｨｯﾄﾈｽ

15

15 年
12 月

健康管理
ﾌｨｯﾄﾈｽ

18

14 年
11 月

健康管理
ﾌｨｯﾄﾈｽ

20

14 年
11 月

健康管理
ﾌｨｯﾄﾈｽ

15

14 年
11 月

健康管理
ﾌｨｯﾄﾈｽ

13

16 年
1月

健康管理
ﾌｨｯﾄﾈｽ

9

16 年
6月

7日
GPS
5 時間
100
mAh
7日
38
mAh

Bluetooth
4.0

二次
電池

2日

Bluetooth
4.1

二次
電池

3日

Bluetooth
3.0

ﾘﾁｳﾑｲｵﾝ
電池

1.5 日
75
mAh

Bluetooth
Smart

ﾘﾁｳﾑｲｵﾝ
ﾎﾟﾘﾏｰ
1.5 日
電池
ﾎﾞﾀﾝ一
6 ヶ月
MisfitWeara SHINE2
次電池
220
bles
CR2032 mAh
ﾎﾞﾀﾝ一
1年
Garmi
Vivofit3次電池
140n
CR1632 mAh*一覧掲載機種はメーカーシェア上位企業製品
ｾｲｺｰ
ｴﾌﾟｿﾝ

Bluetooth
Smart
Bluetooth
4.1

加速度
心拍
加速度
心拍
加速度

加速度
心拍
加速度
心拍
加速度
ﾃﾞｼﾞﾀﾙｺ
ﾝﾊﾟｽ―

Bluetooth

出典：公開資料を元に富士経済作成

・ランニングウォッチは、ランニング時に使用する機器であり、GPS 搭載機は二次電池、GPS 非搭載機は一次電池もしくは太陽電池と分かれる（図表 3-1-1-2）。近年市場が拡大
する GPS 搭載機は、100mAh 程度の二次電池で 12 時間程度の寿命となる。GPS 非搭載の一次電池機種の電池寿命は 2 年程度である。
図表 3-1-1-2 主要ランニングウォッチ一覧
ﾒｰｶｰ

商品名

外観

電池

ｾｲｺｰ
ｴﾌﾟｿﾝ

Wristable
GPS
SF-810

二次
電池

ｾｲｺｰ
ｴﾌﾟｿﾝ

Wristable
GPS
Q-10B

ﾘﾁｳﾑｲｵﾝ
ﾎﾟﾘﾏｰ
電池

Garmi
n

Foreathlet
e935

二次
電池

寿命

センサ

用途

価格
(千円)

日本
発売

加速度
Bluetooth
心拍
Smart
GPS

ﾗﾝﾆﾝｸﾞ

35

14 年
10 月

Bluetooth
GPS
Smart

ﾗﾝﾆﾝｸﾞ

13

17 年
8月

GPS、
Bluetooth
加速度、
Smart
心拍

ﾗﾝﾆﾝｸﾞ

58

17 年
5月

通信

20
時間
GPS
13 時間
GPS
100m
Ah
21
時間
GPS

（次頁へつづく）
53

３－１．ウェアラブル機器（前頁から）
外観

用途

価格
(千円)

日本
発売

GPS ､ ﾃ ﾞBluetooth ｼﾞﾀﾙｺﾝﾊﾟ
Smart
ｽ、高度、
加速度

ﾗﾝﾆﾝｸﾞ
ﾌｨｯﾄﾈｽ

40

15 年
3月

―

―

―

ﾗﾝﾆﾝｸﾞ

15

―

2年

NFC

―

ﾗﾝﾆﾝｸﾞ

13

14 年
12 月

Bluetooth ―ﾗﾝﾆﾝｸﾞ

14

14 年
9月

ﾒｰｶｰ

商品名

電池

寿命

Suunt
o

Ambit3
Run

二次
電池

14
日間
時計ﾓ
ｰﾄﾞ

ｾｲｺｰ
ｳｫｯﾁ

SUPER
RUNNERS SOLAR

太陽
電池

ｾｲｺｰ
ﾈｸｽﾃｰ
ｼﾞ

AP02

一次
電池

通信

一次
2年
電池
220
CR2032 mAh*一覧掲載機種はメーカーシェア上位企業製品
カシオ
計算機

STB-1000

センサ

出典：公開資料を元に富士経済作成・スマートウォッチは、2015 年に発売された Apple Watch が市場を切り開いてきたが、その他メーカーは苦戦を強いられている（図表 3-1-1-3）。スマートウォッチは、スマートフ
ォンと Bluetooth で連携し、より手軽な操作でメール、SNS、スケジュール管理等を行うことを可能とする製品である。バッテリーを消費する機能はスマートフォン側に集約させることで、246mAh～420mAh 程度の二次電池で、実用に耐えうる 18 時間～4 日程
度寿命を実現している。
Apple は、2017 年 10 月に Apple Watch Series3 を発売し、3G/LTE
通信機能を搭載する等、新たなスマートウォッチの使い方の提案を進めている。
図表 3-1-1-3 主要スマートウォッチ一覧
ﾒｰｶｰ

商品名

Apple

Apple
Watch
Series1

ｿﾆｰ
ﾓﾊﾞｲﾙ

外観

電池

寿命

通信

二次
電池

18
時間
246
mAh

802.11b/g/n
Bluetooth
4.0

Smart
Watch 3
SWR50

二次
電池

2日
420m
Ah

Wi-Fi
Bluetooth
4.0

Sam
sung
EL

Gear S3

二次
電池

Motor
ola

Moto 360
2nd

二次
電池

PebblePebble
Time

二次
電池

3～4
日
380
mAh
1.5 日
300
mAh

802.11b/g/n
Bluetooth
4.2
802.11b/g
Bluetooth
4.0
Bluetooth
4.0

10 日

*一覧掲載機種はメーカーシェア上位企業製品

センサ

重さ
（g）

加速度
ｼﾞｬｲﾛ
25～69
心拍
環境光
加速度
ｼﾞｬｲﾛ
38
磁気
GPS
加速度、ｼﾞ
ｬｲﾛ、圧力、
59～63
HRM 、 ｱ ﾝ
ﾋﾞｴﾝﾄﾗｲﾄ
加速度
ｼﾞｬｲﾛ
―
心拍
―

42.5

価格
(千円)

日本
発売

28
15 年
～
4月
2180

25

14 年
10 月

42

16 年
12 月

42

15 年
12 月

15

―

出典：公開資料を元に富士経済作成

54

３－１．ウェアラブル機器

・スマートグラス／HMD は、ヘルスケアバンド、ランニングウォッチ、スマートウォッチに比べると市場は小さい（図表 3-1-1-4）。Google が当該市場を牽引してきたが、2015 年に販売を一旦中止し、2017 年より業務用向けに販売を再開する等、市場は未だ黎明期である。搭載される二次電池は 570mAh～1,240mAh と大きいがバッテリー寿命が 1 時間
～8 時間と短く、実用に耐えうるレベルに達していない。PlayStation VR のようなゲー
ム用は有線の電源コード、Samsung の Gear VR のようなスマートフォン連携型の VR
は接続中のスマートフォンより給電する等、スマートグラス/HMD にバッテリーを搭載しない形式から市場が形成されている。
図表 3-1-1-4 主要スマートグラス／HMD 一覧
ﾒｰｶｰ

商品名

外観

電池

寿命

Googl
e

Google
Glass

二次
電池

8 時間
570
mAh

ｾｲｺｰ
ｴﾌﾟｿﾝ

Moverio
BT-200ﾘﾁｳﾑｲｵﾝ
ﾎﾟﾘﾏｰ
電池

6 時間
1,240
mAh

Vuzix

Vuzix
M100

二次
電池

1 時間

JINS

JINS
MEME
ES

二次
電池

12
時間

ｿﾆｰ
ﾓﾊﾞｲﾙ

Smart
Eyeglass
Developer

ﾘﾁｳﾑｲｵﾝ
電池

80 分
ｶﾒﾗ使
用時

通信

センサ

用途

価格
(千円)

加速度、
ｼﾞｬｲﾛ、ｺﾝ 業務用
802.11b/g
168
ﾊ ﾟ ｽ 、 照 AR 表示度、近接802.11b/g/ 加 速 度 、
民生用
ｼﾞｬｲﾛ、ｺﾝn Blue70
AR 表示
tooth3.0
ﾊﾟｽ、GPS
802.11b/g/ 加速度、ｼﾞ
業務用
ｬｲﾛ、地磁n Blue120
AR 表示
tooth4.0
気、GPS
加速度
ﾊﾞｲﾀﾙｾﾝｼ
ｼﾞｬｲﾛ
ﾝ ｸ ﾞ （ 疲 39
BLE
眼電位
れ、眠気）
加速度
802.11b/g
ｼﾞｬｲﾛ
AR 表示
Bluetooth
100
ｺﾝﾊﾟｽ
(開発機)
3.0
照度

ｿﾆｰ・ｲ
ﾝﾀﾗｸﾃｨ PlayStat
電源―
ﾌﾞｴﾝﾀﾃ ion VR
コード
ｲﾝﾒﾝﾄ
接続中
Sam
のｽﾏﾎよ ―
sung
Gear VREL
り給電*一覧掲載機種はメーカーシェア上位企業製品

有線

―

加速度
角速度
外部ｶﾒﾗ

VR ｹﾞｰﾑ

42

日本
発売
13 年
2月
14 年
6月
13 年
15 年
11 月
15 年
3月

16 年
10 月

ｼﾞｬｲﾛ
17 年
VR
加速度
16
ｽﾏﾎ接続
4月
近接
出典：公開資料を元に富士経済作成

・ヒアラブル機器は、耳に装着する無線のウェアラブル機器として、補聴器、ヘッドホン、イヤホン（Bluetooth ヘッドセット）、その他用途（自動翻訳、騒音遮断等）に分かれる（図表 3-1-1-5）。補聴器は 100mAh～620mAh の空気亜鉛一次電池が標準搭載されており、2 日～20 日の寿命を有する。ヘッドホンは、大きな二次電池を搭載し、ソニーの製品で 20 時間の寿命である。無線のイヤホン（Bluetooth ヘッドセット）は、iPhone7 よりイヤホンジャクがなくなり、急激に立ち上がった市場である。音楽を聴くだけでなく、
騒音遮断、自動翻訳、バイタルデータ取得による健康管理まで、腕、眼鏡に続く第 3 弾として、耳のウェアラブル機器として、昨今注目されている。2 時間～8 時間寿命の二次55

３－１．ウェアラブル機器電池であるが、イヤホンケース自体にバッテリが搭載されており、イヤホンケースと組み合わせると 1 日程度の寿命を有する。
図表 3-1-1-5 主要ヒアラブル機器一覧
ﾒｰｶｰ

商品名

外観

電池

寿命

通信

Phona
k

PhonakNaida V

空気亜
鉛一次
電池

Phona
k

Phonak
バート V

空気亜
鉛一次
電池

ソニー

MDR-1000X

ﾘﾁｳﾑｲｵﾝ
二次電
池

20
時間

Bluetooth4.1Apple

AirPods

二次
電池

5 時間

Bluetooth

6～20 日
310 ～ ―
620mAh
2～9
日
―
100～
310
mAh

Beats
二次
8 時間
by Dr.
BeatsX
電池
Dre
Doppl
二次
2 時間
er
Here One
電池
Labs
Waver
―
―
ly
PilotsLabs*一覧掲載機種はメーカーシェア上位企業製品

センサ

用途

価格 日本
(千円) 発売
150
～
―
460

―

補聴器

―

補聴器

180
～
520

―

―

ﾍｯﾄﾞﾎﾝ

37

16 年
10 月

加速度
光学

イヤホン
（完全ﾜｲ
ﾔﾚｽ）

17

16 年
12 月

Blueto
oth

―

イヤホン

13

17 年
2月

Blueto
oth

―

イヤホン
騒音遮断

34

16 年

Blueto
oth

―

自動翻訳

41

17 年
11 月

出典：公開資料を元に富士経済作成

・その他ウェアラブル機器として、衣服、靴、ヘアバンド、指輪、腹部等、様々な個所に装着する機器のうち、主だったものを図表 3-1-1-6 の通り紹介する。
どれも Fitbit や Apple
Watch、Bluetooth ヘッドセットのように普及しているわけではなく、未だ市場のニーズを捉えきれていない。特に 2020 年の東京オリンピックが開かれることから、スポーツの競技力向上デバイスとして、adidas の miCoach SPEED CELL 等が発売されているが、
miCoach SPEED CELL は販売中止になる等、市販化に成功している事例はほとんどない。
図表 3-1-1-6 主要その他ウェアラブル機器一覧
ﾒｰｶｰ

商品名

ｺﾞｰﾙﾄﾞ
ｳｨﾝ

C3fit
IN-pulse

adidasmiCoach
SPEED
CELL

外観

電池

寿命

通信

40
時間
200m
Ah
100
一次電池 時間
CR2032 220mAh
ﾘﾁｳﾑｲｵﾝ
二次
電池

センサ

加速度
Bluetooth
心拍
Smart
心電位
Bluetooth
加速度
Smart

56

用途

価格
(千円)

日本
発売

心拍測定
（着衣）

11

14 年
12 月

競技状況
計測
14 年
9
(ｽﾊﾟｲｸ中10 月
敷き下)（次頁へつづく）

３－１．ウェアラブル機器（前頁から）
ﾒｰｶｰ

商品名

MTI

karadafit

ログバ
ー

Ring
ZERO

外観

電池

寿命

価格
(千円)

日本
発売

健康管理
ﾌｨｯﾄﾈｽ(ﾍｱﾊﾞﾝﾄﾞ)

3

13 年
3月

Bluetooth ―ｺﾝﾄﾛｰﾙﾃﾞﾊﾞｲｽ
（指輪）

17

15 年
4月

Bluetooth 超音波

排泄予知
(腹部は
りつけ)

24

16 年
12 月

通信

1年
一次電池
220
CR2032mAh
12ﾘﾁｳﾑｲｵﾝ
時 間
ﾎﾟﾘﾏｰ
22
電池
mAh

NFC

ﾄﾘﾌﾟﾙ･
ﾀﾞﾌﾞﾘｭ
60―
D free時間
ｰ･ｼﾞｬﾊﾟﾝ*一覧掲載機種はメーカーシェア上位企業製品

センサ

用途

加速度

出典：公開資料を元に富士経済作成

・以上をまとめると、図表 3-1-1-7 となる。
図表 3-1-1-7 ウェアラブルデバイス搭載バッテリー
二次電池

寿命

寿命

ﾍﾙｽｹｱﾊﾞﾝﾄﾞ

48 時間

3年
ｽﾏｰﾄｳｫｯﾁ

24 時間

GPS 非搭載
ﾗﾝﾆﾝｸﾞｳｫｯﾁ

1年

GPS 搭載ﾗﾝﾆﾝｸﾞｳｫｯﾁ

一次電池

ﾍﾙｽｹｱﾊﾞﾝﾄﾞ

1 ヵ月

12 時間

Bluetooth
ﾍｯﾄﾞｾｯﾄ00100

ｽﾏｰﾄｸﾞﾗｽ

補聴器

0
300

mAh

0

100

300

mAh

出典：公開資料を元に富士経済作成

３－１－２．エネルギーデバイスに求められること
1）既存のエネルギーデバイスおよび要求事項
・エネルギーデバイスは、発電量が少ない（μW から mW、せいぜい数 W）ことから期待されていない。ランニングウォッチにおいて太陽電池が使用されているが、腕時計に必要な電力は 1μW に満たないとも言われており、発電量の増加が目下の課題である。薄型でフレキシブルなものが求められるため、色素増感太陽電池や有機薄膜太陽電池にて効率向上が進められている。

2）新規のエネルギーデバイスおよび要求事項
・新規のエネルギーデバイスとして、熱電発電と振動発電が開発されている。
・熱電発電は、南カリフォルニア大学の研究コンソーシアム ASSIST において開発が進ん
57

３－１．ウェアラブル機器でいる。コンソーシアムでは、胸部に貼り付けるパッチ型の熱電発電はそのまま心拍数・動き・呼吸を計測するデバイス、手首に貼り付ける熱電発電は気温・湿度・空気中の有機化合物を計測するデバイスを開発している。また 2017 年 9 月より、Indiegogo から熱電発電によるバッテリー不要の時計、MATRIX Power Watch が発売される模様である。
課題は、熱電発電後に蓄えたバッテリーからのリークとしている。
・振動発電は、共振タイプでなく非共振タイプ、静電誘導式より摩擦帯電式がウェアアラ
ブル機器には適している。EAP（Electro Active Polymer）方式は、電気印加方式やエラ
ストマーおよび電極の耐久性が課題となる。

3）材料技術のイノベーションが寄与する部分
・色素増感太陽電池、有機薄膜太陽電池、熱電発電、振動発電は材料技術のイノベーションが寄与する部分が多い。例えば振動発電の EAP 方式において、2015 年にリコーより
従来の PVDF 系とは異なるより柔軟で発電ポテンシャルが高いゴム材料が発表された。

３－１－３．マイクロバッテリーに求められること
1）既存のマイクロバッテリーおよび要求事項
・既存のマイクロバッテリーは、一次電池は腕時計なら酸化銀電池か二酸化マンガンリチ
ウム電池（コイン）、補聴器のようなエネルギー密度が求められる電池は空気亜鉛電池が実用化されている。二次電池は、リチウムイオン電池のコイン型もしくはラミネート型が使用される（図表 3-1-3-1）。
・既存バッテリーは、エネルギー密度の向上よりも、バッテリー形状に対する要求が大きい。一次電池は、空気亜鉛電池で新型電池の開発は落ちついており、一次電池自体の開発要素は少ない。二次電池は、薄くて形状を自由に設定できるラミネート型のニーズが高い（電池メーカーヒアリングより）。ラミネート型は既に商用化されているが、開発に向けた要求事項は多い。薄くするには、ラミネート型は膨れ易く、保護回路厚みを考えると薄さには限界がある。また身につけるものとして、安全性は最重要である。
図表 3-1-3-1 市場に流通する主な一次電池
電池

容量
（mAh）

酸化銀電池
6～165
（SR）
二酸化ﾏﾝｶﾞ 16φ20～140
ﾝ ﾘ ﾁ ｳ ﾑ 電 池 20φ25～240（ｺｲﾝ）（CR） 24φ70～600
空気亜鉛電
80～600池（PR）
ﾘﾁｳﾑｲｵﾝ二0.2～100
次電池(ｺｲﾝ)ﾘﾁｳﾑｲｵﾝ二次
1,300～4,000
電池(ﾗﾐﾈｰﾄ)

電圧
（V）
1.55
3
1.4
3
3.6～
3.7

価格
(円/ｾﾙ)
10～
15
10～
20
15～
20
20～
40
250～
350

主用途

電池種

腕時計

一次

腕時計

一次

補聴器・集音器

一次特徴
電圧安定、経年劣化が少なく、長寿命高ｴﾈﾙｷﾞｰ密度、小型軽量、耐環境性、低自己放電率
高ｴﾈﾙｷﾞｰ密度
安定した放電電圧
小型、長寿命、安定電圧、
高信頼性

時計情報ﾊﾞｯｸｱｯﾌﾟ
二次
ﾋｱﾗﾌﾞﾙ
ｽﾏﾎ、ﾀﾌﾞﾚｯﾄ PC
二次 軽量化、薄型化可能
ｳｪｱﾗﾌﾞﾙ
出典：社内資料を元に富士経済作成
58

３－１．ウェアラブル機器

2）新規のマイクロバッテリーおよび要求事項
・ウェアラブル機器のバッテリーは、フィールド機器向けの電池に比べ充電が容易である
ことから、二次電池の開発が活発である。既存のリチウムイオン電池（ラミネート型中心）に加えて、酸化銀二次電池、空気亜鉛二次電池の開発も検討されている。ただし、既存のリチウムイオン電池も開発が活発であり、酸化銀二次電池や空気亜鉛二次電池が実用化するかどうか不透明な部分が多い。また全固体電池の実用化も期待されている。
図表 3-1-3-2 蓄電池種別のエネルギー密度

出典：「蓄電池の種類とエネルギー密度」（日経テクノロジー、2013）3）材料技術のイノベーションが寄与する部分
・一次電池は、材料がある程度定まっており、既存電池の僅かな改良や形状の工夫で対応することが主であり、材料技術の開発要素は少ない。
・一方、二次電池はリチウムイオン電池のコイン型、ラミネート型ともに、材料が定まっておらず材料開発の要素は多い。特にラミネート型は、薄く、軽く、大容量を進める上で、封止材、接着剤の開発がポイントになるとみられる。全固体電池になると逆に封止要求は低くなるため、低価格で簡易な封止が求められる。またセル間の接合に際しリード線接続でなく導電性接着剤による接続が求められている。
・なお、電池とは異なるが、パッチ型のウェアラブル製品を人体に接着する際、くっつきやすく剥がれやすい接着剤が期待されている。

59

３－１．ウェアラブル機器

３－１－４．ウェアラブル機器総括
図表 3-1-4-1 ウェアラブル機器総括
IoT 拡大に向けキーとなるのは？
ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ・ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰの対抗馬は？
何を解決すれば、ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ・
ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰの採用が増えるか？

自己満足的ニーズでなく、本当のニーズの把握
無線給電（ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ、一次電池）
主に電池ﾒｰｶｰが対応すべきﾗﾐﾈｰﾄ型 LiB 電池の課題（薄くて、軽くて、大容量で、形状設定自由）

既存

ﾗﾐﾈｰﾄ型 LiB 電池：封止材、接着剤

新規

ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ全般：劇的な効率向上可能な材料

必要な材料開発は？
全部置き換わったとした場合、世界市場の大きさは？
ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ・ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰの
市場発展性は

マイクロバッテリー：248 億円
エネルギーデバイス：496 億円
中～高
出典：富士経済作成

・IoT 拡大に向けキーとなるのは、自己満足的ニーズでなく、本当のニーズの把握である。
例えば、健康管理用途で普及したヘルスケアバンドは、潜在的ニーズを抱える一定の層には普及したが、市場を切り開いてきた Fitbit は裾野拡大に向けて次の一手を打てずに苦労している。警察官や軍隊等、バイタルサインを必ず収集しなければ、業務遂行上問題となるような本当のニーズを捉えることが重要である。電池メーカーの立場として、確実な普及が見込めるウェアラブル機器でない限り、当該機器に対応した電池（形状等のカスタマイズ）を製造することは難しく、そのような箇所から普及が進むとみられる。
・無線給電は、二次電池にとって市場拡大の後押しを図る技術だが、エネルギーデバイス
や一次電池にとって強力な対抗馬となる。例えば、補聴器は元々空気亜鉛一次電池が使用されていたが、補聴器に通信機能が付加されることで電池寿命が課題となっていた。
エネルギーハーベストで寿命増加をすることもできるが、無線給電＋二次電池で 1～3 日
毎に充電することで、電池寿命を解消する技術として期待されている。
・それらの状況を変えていくには、本当のニーズを把握することが大切だが、ニーズ把握
後は二次電池の課題解決が重要となる。特に、薄くて、軽くて、大容量で、形状設定の自由が利くラミネート型リチウムイオン電池の開発が期待されている。既にスマートフ
ォン等で実用化されている電池だが、電池の発火事項等技術的に未成熟な部分が多い。
・必要な材料開発は、封止材、接着剤の開発がポイントとなる。主に、ラミネート型リチ
ウムイオン電池の薄くて、軽くて、大容量のニーズに応えるため、安全な封止材、接着剤技術が求められる。
・ウェアラブル機器の世界市場は、マイクロバッテリー248 億円（2025 年）、エネルギーデ
バイス 496 億円（2025 年）の市場ポテンシャルを有する（図表 3-1-4-2）。これらの市場
規模に近づくには、マイクロバッテリーは現状技術（リチウムイオン二次電池）のままで 100%の搭載率で 248 億円だが、エネルギーデバイスは 6 億円に留まる。
60

３－１．ウェアラブル機器

図表 3-1-4-2 10 年後の市場規模期待値との乖離状況(百万円)
30,00025,00020,000

ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ市場規模(百万円)
60,000新規全固体電池等開発次第で上振れ

50,000

既存材料課題（封止材/接着剤等）

40,00015,000

既存ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ課題（形状設定等）

30,00010,000

既存その他技術課題（無線給電）

20,0005,000

ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ市場規模

10,000

現状技術

新規材料課題（劇的な効率向上）
新規ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ課題（劇的な効率向上）

現状技術

0

0
2015年

新規
その他
技術課題

2015年

2025年

2025年

出典：富士経済推定

・マイクロバッテリーは、現状技術のリチウムイオン二次電池等において本当のニーズを捉えた機器に搭載されるものより導入が進む。左上図のその他技術にあたる実用初期段
階の無線給電が普及することで、一次電池から二次電池の切り替えが進むとみられる。
現状技術のリチウムイオン二次電池に求められる薄くて、軽くて、大容量に応えるため、封止材や接着剤等の材料を含めた安全性の確保技術が求められる。また次世代、酸化銀
二次電池、空気亜鉛二次電池、全固体二次電池等、次世代二次電池の開発も進んでおり、
次世代二次電池次第では、左上図以上の市場の伸びも期待される。
・エネルギーデバイスは、劇的な発電効率向上のため、材料段階からの開発が必要となる。
・以上の課題を整理すると、図表 3-1-4-3 となる。
図表 3-1-4-3 ウェアラブル機器分野の課題

社会課題

その他課題
（競合が強
い等）

ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ
課題

ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞ
ｲｽ課題

材料課題

*内側ほど課題小、外側ほど課題大

出典：富士経済推定61

３－１．ウェアラブル機器

３－１－５．ヘルスケア IoT コンソーシアム
1）概要
・ヘルスケア IoT コンソーシアムは、2016 年 2 月の IoT 推進ラボ（経産省）にてファイナ
リストを受賞した北海道大学とニューチャーネットワークスの案件がベースとなっている。その後 NEDO の予算を獲得し「個人主導型の健康データ流通社会を実現するヒュー
マンセントリック IoT システムの研究開発」のテーマにて、ウェアラブルバイタルサイ
ンセンサを実用化するためのプロジェクトを遂行している（図表 3-1-5-1）。
・現在、79 機関（2017 年 8 月時点）が会員として参加しており、ビジネスモデル部会、ヒューマンインターフェイス部会、IoT プラットフォーム部会、法制度・標準化部会の 4 部
会で構成されている（図表 3-1-5-2）。本調査では、センサまわりのデバイスの要求事項やAPI（Application Programming Interface）を検討しているヒューマンインターフェイ
ス部会に話を聞いた。具体的なウェアラブル機器は、眼鏡、補聴器、靴、服、ブレスレ
ッド、時計を想定している。
図表 3-1-5-1 ヘルスケア IoT コンソーシアムが目指すもの

出典：ヘルスケア IoT コンソーシアムホームページ

62３－１．ウェアラブル機器

図表 3-1-5-2 ヘルスケア IoT コンソーシアム組織図

出典：ヘルスケア IoT コンソーシアムホームページ

・ヒューマンインターフェイス部会では、ユースケースを整理したり、API を検討したり（データを処理して送るか、処理せずに送るか）を検討している。電源まわりは、二次電池、一次電池、エネルギーハーベストの 3 種類を明確に分けて検討している。
・3 つの中では二次電池を軸に検討している。一次電池は一部の使い捨て用途の採用に留まる。エネルギーハーベストは発電量が足らず実用化の検討の土台に上がり難いとの評価である（図表 3-1-5-3）。
図表 3-1-5-3 ウェアラブル分野における採用有望度

デバイス

有望度

概要

二次電池

◎

採用の中心。各アプリケーションに応じた独自のニーズが強い。

一次電池

△

一部の使い捨て用途への採用に留まる。

エネルギーハーベスト

×

発電量が少なく実用化には遠い。

有望度：高 ◎＜○＜△＜×低

出典：ヒアリングを元に富士経済作成

63

３－１．ウェアラブル機器

2）二次電池・二次電池はユースケースにより、機能を極力絞り込んで小さくするケースと、機能を付加して大きくなるケースに二極化している。
・ウェアラブルデバイスを設計する場合、まずはセンシングした情報を送信する時間（健康診断のようなものなら 3 時間程度、睡眠時に使用するものなら 12 時間程度）および充電するタイミング（1 日に 1 回、半日に 1 回等）からおよその電池容量を設計する。次に電池の大きさ、保護回路・安全性を設計し、最後に電池の形状を決める模様である。
・電池は、ポストリチウムのような次世代電池ではなく、現状のリチウムイオン電池を前提にウェアラブル機器を設計している。現状のリチウム電池であろうと要求事項は多い。
・まずは身につけるものなので、リチウムとしての安全性は最重要である。
・そして非常に重要なのは電池の形状としている。電池メーカーからサンプルを得る場合、電池メーカーは汎用のコイン電池を多数用意するが、実際にウェアラブルデバイスは形状が多様であり、コイン、円筒、キャラメル、フィルム等、多様な電池の形状が求められる。電池メーカーにとって、市場拡大が見込めるなら多様な形状にカスタマイズ可能であるが、市場が不透明であれば特定のウェアラブル機器向けに電池形状をカスタマイズすることは考え難い。ウェアラブル機器の大半のスペースを電池が占有することからも、ウェアラブル機器に応じた形状の課題は非常に重要である。
・機能を極力絞り込んだものであれば、無線部を小さく、信号処理部分を小さくすることで、現状 100～150mAh 程度のキャラメル大の大きさであるが、10mAh 程度の電池も出てくるものと考えられている。
・給電方式は、AC 電源は電気安全法の関係上制約が大きいため、規制の少ない USB で充電するタイプの製品が多い。現在開発が進むのが、ワイヤレス給電であり年内に NFC 方式の 200mW 程度の給電がリリースされる様子である。ヒアラブルの補聴器は電池を大きくすることが難しいので、ワイヤレス給電の用途として有望視されている。ワイヤレ
ス給電は、コイルの薄さが課題であったが、コイルは徐々に薄くなっており、防水不要のメリットから今後普及が進むとされている。

3）一次電池・一次電池は、主に使い捨て用途に採用される。
・既に実用化しているのは心電センサで、心電図を計測する際に体に張りつけて使用することとなる。近年では、2015 年にバイタル・コネクトとオムロンが、心電図以外に、心拍数、呼吸状態、姿勢や対表面温度などの主要な測定項目を連続的に収集する張りつけ型の「ヘルスパッチ」を開発し、日本で医療機器の認証を取得した。
・また飲み薬にセンサとバッテリを搭載したデジタルヘルス分野も有望視されている。元々
カプセル内視鏡で実用化していた技術であるが、大塚製薬とプロテウスが共同で開発し、2015 年に米国で認証を取得した。大塚製薬の薬はバッテリを搭載していない（胃酸で発64

３－１．ウェアラブル機器

電）が、薬の市場規模の大きさからいって、人体に影響のない超小型のマイクロバッテ
リが開発されれば大きな市場ポテンシャルを有する。

4）エナジーハーベスト
・エナジーハーベストは、発電量が少ないことから、ヘルスケア IoT コンソーシアムのメ
ンバーにとって、あまり有望視されていない。電池を大きくすることが難しい補聴器も、エナジーハーベストでなくワイヤレス給電が検討されている。2017 年末にリリースされるワイヤレス給電では、200mW 程度を給電するものであり、補聴器であれば 1～3 日に1 回の給電で十分との認識であった。
・1 つ実用の可能性があるとすれば、靴に圧電膜を設けて発電を行う NTT 等の技術開発が注目されている。

65

３－１．ウェアラブル機器

３－１－６．NTT データ経営研究所
1）概要
・ヘルスケア IoT コンソーシアムへ専門委員の立場で携わるとともに、エネルギーハーベ
スティングコンソーシアムの事務局を担う。
・ウェアラブル機器に対する電源を比較評価し、ウェアラブル機器に対するエネルギーハ
ーベスティング技術の開発動向および今後の展望について見解を徴収した。

2）電源オプション
・電源は、電源配線、電池、無線電力伝送、エネルギーハーベスティングに分かれる（図表 3-1-6-1）。
・電源配線は、配線可能で、配線コストが安い場合に選択される。ウェアラブル機器は、
スマートフォンと連携して使用することが多いため、実用的な製品としてイヤホンによるコードが実用化されている。また、衣服を配線として利用する導電性布の技術開発が繊維メーカーの方で進んでいる。2014 年に東レが導電性繊維 hitoe を発売し、同年 12
月にゴールドウィンから心拍計測衣服が発売された。心拍センサと電池内蔵のトランス
ミッタ間を導電性繊維でつなぐ設計となる。
図表 3-1-6-2 ウェアラブルデバイスの電源オプション

配線可能？

YES

YES
配線コスト安い？能？

電源配線

NO
NO

電池コスト・
電池取り替え
コスト安い？
NO
無線電力
伝送可能？

YES
電池

YES

無線電力伝送NO

エネルギー
ハーベスティング？

出典：「ヘルスケア・ウェアラブルデバイスの開発」（NTT データ経営研究所、2017）

・電池は、使い捨ての一次電池と充電して再利用する二次電池に分かれる。ウェアラブル
機器は、交換や充電の手間は屋外のセンサほど困難ではないが、電池の入手が困難な場
合や、電池交換に特殊工具が必要となることで、ウェアラブル機器自体を交換しなければならないケースもある。二次電池の充電も、本人が充電可能でない場合（高齢者、病人、子ども、動物）は採用し辛い。電池の交換や充電がスムーズになされる用途におい66

３－１．ウェアラブル機器ては、利用が拡大していくこととなる。ただし、電池の交換や充電の手間は、ウェアラ
ブル機器普及の大きな課題になっており、ほかの選択肢への期待も大きい。
・無線電力伝送は、数 mm 程度の距離で給電する技術は、夜間に身体から外して充電する
スマートウォッチ等で既に利用されている。身につけた状態で充電する際は、人体への影響を考慮する必要がある。実用化されているものとしては、スイスの Sensimed 社の眼圧センサ Triggerfish があげられる。
・エネルギーハーベスティングは、μW から mW、せいぜい数 W の電力しか得られないが、ウェアラブルデバイスの消費電力が急速に低下してきたため、期待が高まっている。実際に腕時計では、生活光、人体の動き、体温と外気温との温度差で発電し稼動する製品が販売されている。ただし、腕時計に必要な電力は 1μW に満たない。

3）エネルギーハーベスト
・エネルギーハーベスティングは、太陽電池、電波、力学的エネルギー、熱エネルギーに分かれる。
・太陽電池は、既にアモルファスシリコンの太陽電池が、腕時計や電卓などで実用化されている。また、色素増感太陽電池や有機薄膜太陽電池が実用化レベルに近づいている。
・電波は、エネルギー密度が低く、無線センサの電源とすることは現時点では困難である。
・力学的エネルギーは、加速度の変動を入力とする振動発電の研究が盛んである。人体に起因する振動は、振幅が大きく、周波数が低く、安定しないため、共振タイプのデバイ
スは適さず、非共振タイプのデバイスが研究されている。またウェアラブル機器には、薄型でフレキシブルの特性が望ましく、日本で開発が進む静電誘導式よりも米国で開発が進む摩擦帯電方式の方が適している。EAP（Electro Active Polymer）方式は、電気印加方式やエラストマーおよび電極の耐久性が課題となる。ポリマー系の材料は PVDF が知られているが、より柔軟で発電ポテンシャルが高いゴム材料が 2015 年にリコーより発表されている。
・熱エネルギーは、熱電発電が最も実用化に近い。電極間の温度差をつけるために、大きなヒートシンクが必要となる。ウェアラブル機器向けでは、南カリフォルニア大学の研究コンソーシアム ASSIST の開発が進んでいる。
・現時点で、エネルギーハーベスティング技術でウェアラブル機器の電源を担うことは困難である。しかしながら、屋外設置のエネルギーハーベスティングに比べ、動作温度領域が狭く、長寿命への要求も高くないため、材料、形状、フレキシビリティに対応しつつ、さらなるコスト低下を進めていくことが重要としている。

67

３－１．ウェアラブル機器

３－１－７．FDK
1）概要
・富士通の連結子会社として、主に一次電池・二次電池を製造する電池メーカーである。
・一次電池・二次電池とも比較的小容量の電池を製造しており（図表 3-1-7-1、図表 3-1-7-2の赤線枠）、ウェアラブルデバイスに採用される電池を多数扱う

電池
ﾏﾝｶﾞﾝ乾電
池（R）

容量
（mAh）
単3
700～1,000

ｱﾙｶﾘﾏﾝｶﾞﾝ 単 3
乾電池（LR） 2,000～2,700
ｱﾙｶﾘﾎﾞﾀﾝ電
25～120
池（LR）
酸化銀電池
6～165
（SR）
二酸化ﾏﾝｶﾞ 16φ20～140
ﾝ ﾘ ﾁ ｳ ﾑ 電 池 20φ25～240（ｺｲﾝ）（CR） 24φ70～600
二酸化ﾏﾝｶﾞCR17450 級
ﾝﾘﾁｳﾑ電池
2,000～2,600[ｼﾘﾝﾀﾞ](CR)
塩化ﾁｵﾆﾙﾘﾁ 単 3
ｳﾑ電池（ER） 2,400～2,600
空気亜鉛電80～600
池（PR）*赤線枠：FDK 製造電池

図表 3-1-7-1 市場に流通する主な一次電池
電圧
価格
主用途
（V） （円/ｾﾙ）

特徴

1.5

5～20

灯下器具

短時間使用を繰り返す機器や小電流で長時間仕様する
機器に適す

1.5

10～40

リモコン

ﾏﾝｶﾞﾝ乾電池代替で導入進む

1.5

5～15

玩具、雑貨

低価格、軽負荷用途に適す

1.55

10～15

腕時計、置時計

電圧安定、経年劣化が少な
く、長寿命

3

10～20

玩具、時計

高ｴﾈﾙｷﾞｰ密度、小型軽量、耐環境性、低自己放電率

3100～150

火災警報器、メータ、計測器

低自己放電率
業務・産業用途

3.6

200～250

メータ、計測器

1.4

15～20

高電圧、使用温度帯広い、屋外使用可、業務・産業用途
高ｴﾈﾙｷﾞｰ密度
補聴器・集音器
安定した放電電圧
出典：社内資料を元に富士経済作成

図表 3-1-7-2 市場に流通する主な二次電池
容量
電圧
価格
主用途
特徴
（mAh）
（V） （円/ｾﾙ）
ニッケル水素 単 3乾電池代替
30～120―1.2
電池
1,000～2,700
ｺｰﾄﾞﾚｽ電話
ﾘﾁｳﾑｲｵﾝ二次 18650 ﾀｲﾌﾟ
EV、ﾓﾊﾞｲﾙﾁｬｰｼﾞｬｰ
3.6～
120～190
高耐久性
電池(ｼﾘﾝﾀﾞ)
1,100～3,200
電動工具、ﾉｰﾄ PC
3.7
ﾘﾁｳﾑｲｵﾝ二次 スマホ向け
3.6～
160～300 スマホ
高耐久性
電池(角)
2,000～3,000
3.7
ﾘﾁｳﾑｲｵﾝ二次
ｽﾏﾎ、ﾀﾌﾞﾚｯﾄ PC
3.6～
1,300～4,000
250～350
軽量化、薄型化可能電池(ﾗﾐﾈｰﾄ)
ｳｪｱﾗﾌﾞﾙ
3.7
ｶﾒﾗ・ﾉｰﾄ PC 時計
ﾘﾁｳﾑｲｵﾝ二次
小型、長寿命、安定電圧、
0.2～100
20～40
情報ﾊﾞｯｸｱｯﾌﾟ
3
電池(ｺｲﾝ)
高信頼性
ﾋｱﾗﾌﾞﾙ
電気二重層ｷｬｽﾏﾎ時計情報ﾊﾞｯｸｱ 特性劣化がないため数万
―
―
15～30
ﾊﾟｼﾀ
ｯﾌﾟ、メータ
ｻｲｸﾙ以上の充放電が可能*赤線枠：FDK 製造電池
出典：社内資料を元に富士経済作成
電池

68

３－１．ウェアラブル機器

2）ウェアラブル機器市場の見通し
・ウェアラブルの IoT でできることはあまり多くない。子ども、老人、営業マン向けの見守りセンサ、脈拍、呼吸、体温、血圧等の身体情報を把握するバイタルサインセンサのどちらかである。
・バイタルサインセンサは、ユーザーの自己満足的な要素が強く、市場が今後も広がるかどうか疑問を呈している。むしろ、警察官や軍隊等、バイタルサインを必ず収集しなけ
れば、業務遂行上問題となるような用途において、導入が進むと考えている。また導入には時間がかかるが、医療現場でモニタリングすべきバイタルサインが出てくれば、新たなウェアラブル医療機器の導入が進むとしている。
・現在話題の、時計や眼鏡に関するウェアラブル機器は、携帯電話の延長としての情報端末に近く、IoT による新しい技術とみなしていない。時計や眼鏡のウェアラブル機器ならば、従来のスマートフォンを中心とした携帯電話で使用される二次電池で十分対応できるとしている。

3）その他市場（セキュリティ、産業施設）の見通し
・セキュリティ分野では、見守りに注目している。見守りには、薄くて、小さくてあわよ
くば、1 年で交換してもらえる一次電池に期待している。小学生の名札やワッペンに取り付けるとなると、1 年毎に交換が必要になる。ただし、現状は GPS 非搭載の 6 年寿命のものが主流であることから、GPS 搭載の 1 年寿命製品が普及することに期待している。
・産業施設では、センサ＋一次電池の引き合いが多く一定量普及するとしている。ただし、産業施設では電池交換の問題が必ず発生するため、1 年に 1 回の定期修繕時の対応が必要としている。寿命を長い電池はもちろんのこと、寿命になることを自ら知らせる電池（現状の塩化チオニルリチウムでは不十分）として、電圧の設計変更が必要になるとしている。

4）一次電池・IoT 関連のリアルな商談は一次電池が多く、二次電池は少ない。二次電池は、リチウムイ
オン電池の材料が確定しておらず、開発要素も多いため開発が活発である。しかしながら、IoT に適した電池かどうかは別の話であり、IoT 分野では一次電池が主流になっていくものと認識している。
・一次電池は、空気亜鉛電池で容量に対するブレークスルーは落ち着いる。そのため、一次電池を IoT 分野で使用するには、既存電池のちょっとした特性の改良や形状の工夫で対応することとなり、一次電池自体の開発要素は少ない。

69

３－１．ウェアラブル機器

5）二次電池・二次電池を入れるメリットは、近くで充電できて初めて発揮される。そのため、従来通り、自動車と携帯が中心の市場としている。ウェアラブル機器も、バイタルセンシング
のみではなく、従来の携帯の延長として、引き続き多機能が求められるならば、二次電池が引き続き搭載される。
・二次電池の中では、薄くて形状を自由に設定できるラミネート型が採用の中心となる。
ラミネート型は、限りなく薄く、軽く、容量は大きくが求められてくる。しかしながら、ラミネート型は膨れ易く、保護回路もつける必要があるため、結局は機器自体にそれなりの厚みがでてしまう。そのため、薄く、軽く、大容量を突き詰めることで見えてくる
ような次世代ウェアラブル機器は、今のところ見出せていないとのことである。
・薄く、軽く、大容量のラミネート型の技術開発を進める上で、封止材･接着剤の開発がポイントとなってくるとしており、材料メーカーにはよい封止材・接着剤の提供を求めていた。また現在開発が進む全固体電池においては、従来の液体封止に比べて簡易な封止技術の確立が開発ポイントの 1 つともしている。またセル間の接合に際しても、リード線で接続するのではなく、導電性の接着剤により接合ができるものを求めていた。
・また電池とは異なるが、接着剤への要求は多く、絆創膏のようなウェアラブルデバイス
を直接人体に接着する場合、くっつきやすく剥がれやすい接着剤を欲しいとしていたり、工場に無線センサを取り付ける場合、油汚れにも強い絶対に剥がれない接着剤が必要としていた。

6）エナジーハーベスト
・ウェアラブルデバイスで通信を伴う場合、10～20mAh は流れていないといけないので、
ハーベスト系だと電力が足らず難しいとの評価である。

70

３－１．ウェアラブル機器

３－１－８．日立マクセル
1）概要
・FDK と同じく、比較的小型の電池を製造するメーカーである。小型二次電池の適用先としてウェアラブル機器に着目している。ウェアラブル機器は、長距離通信などの高出力を必要としないため、携帯電話の 10 分の 1 以下の出力で駆動することができるとしている（図表 3-1-8-1）。
図表 3-1-8-1 ウェアラブルデバイスの電力消費動向
消費電力
アプリケーション
100μW
Sensor system
Smartband（Bluetooth low energy）
1mW
Headset（Bluetooth）
10mW
100mW
Smart Watch
1W
Cellular Smart Phone
10W
Note PC
100W
Drone
出典：「ヘルスケア・ウェアラブルデバイスの開発」（日立マクセル、2017）を元に作成

・以下では、日立マクセルの研究者がウェアラブル機器に搭載される電池について、公表
論文において総合評価を行っていたため、当該論文を元に取り纏めた。

2）コイン形リチウムイオン二次電池
・コイン形リチウムイオン二次電池（CLB）は、数ある電池の中で最もウェアラブル機器に適している。コイン形は、ウェアラブル機器に重要な体積エネルギー密度や小型化・薄型化の点でも非常に有利である。特にパルス放電特性や充放電サイクル特性にも優れるため、ウェアラブル機器の本命としている（図表 3-1-8-2）。
図表 3-1-8-2 ウェアラブルデバイス用電源に求められる性能と各種電池の特性比較
コイン形 LIB
ｺｲﾝ形二酸化ﾏﾝｶﾞ
ラミネート形項目
角形 LIB（CLB）
ﾝﾘﾁｳ電池（ML）
LIB
体積エネルギー密度◎◎×△(電池体積 1cc 以下の場合)
小型化
◎
◎
△
○
薄型化
○
○
×
◎
安全性
◎
◎
○
○
放電特性（パルス特性）◎
×◎◎充放電サイクル特性◎△◎◎
出典：「ヘルスケア・ウェアラブルデバイスの開発」（日立マクセル、2017）

・特に CLB937 は、10mm 以下の直径と小さく、小型センサや補聴器などへ採用が広がりつつある。また従来のコイン形電池は、セパレータを解して各一枚ずつ正極、負極電極が対向して配置する構造であるため、電極面積が制約され、出力特性の向上に限界があ71

３－１．ウェアラブル機器

る。一方 CLB は、独自の積層構造により電極面積を飛躍的に向上させることが可能となっており、同一サイズのコイン形電池に比べて 40 倍の出力向上が可能となる。

3）角形リチウムイオン二次電池
・角形リチウムイオン二次電池は、携帯電話、スマートフォン等に幅広く使われている。
アルミ金属製筐体を用いた薄型、かつ堅牢な構造が特徴である。ヘッドセット形ウェア
ラブル機器等に使用されている。

4）ラミネート形リチウムイオン二次電池
・ラミネート形リチウムイオ二次電池は、スマートフォンやタブレット PC に採用される電池として市販化されている。主に採用薄型化を特徴として、カード形デバイスに実装する電源としても適している。同社は、小型ラミネート形 LIB として従来比 2 倍の体積エ
ネルギー密度の製品を開発している。

5）その他二次電池
・酸化銀二次電池は、酸化銀一次電池と同様、正極に酸化銀、負極に亜鉛粉末を用いたシンプルな構成である。高容量、高出力に加えて、急速充電性能が高くウェアラブルデバ
イスに適している。
・空気亜鉛二次電池は、実用化に向け開発中の電池である。一次電池は、主に補聴器用の電池として市販化されている。空気中の酸素を正極活物質として使用するため、正極の空きスペースに負極亜鉛を多く充填することが可能で、同サイズの酸化銀電池に比べ、容量が大きくなる。補聴器は、近年通信機能等が付加されるなど、大電流特性の要求が強まっており、空気亜鉛電池の二次電池化が求められている。（図表 3-1-3-2）
図表 3-1-3-2 蓄電池種別のエネルギー密度（再掲）

出典：「蓄電池の種類とエネルギー密度」（日経テクノロジー、2013）72

３－２．セキュリティ

３－２．セキュリティ
３－２－１．求められる情報処理量・セキュリティ分野では、開閉センサ、侵入センサ、火災報知器（ガス警報器含む）、監視カメラの 4 分野で無線機器が商用化されている（図表 2-2-4-1）。リーディングカンパニ
ーのセコムの場合、2030 年ビジョンにおいて、広範な監視による死角のない無いセキュ
リティに向け、監視カメラに注力している。
図表 2-2-4-1 セキュリティの調査対象（再掲）
火災検知器

開閉センサ

・各無線機器の情報処理量は公表されていないため、代わりに代表的製品における電池容
量、寿命、通信頻度等を取り纏めることとした（図表 3-2-1-1）。
・開閉センサは、市場の 2 割程度が無線機器とされる。大手の竹中エンジニアリングの製品によると、1 日に 20 回の開閉情報を通信するため、2,400mAh の二酸化マンガンリチ
ウム電池を搭載し、8 年寿命に設定している。
・侵入センサは、同じく市場の 2 割程度が無線機器とされる。大手の竹中エンジニアリン
グの製品によると、1 日に 100 回の赤外線センサによる侵入情報を通信するため、500mAh、
9V のアルカリマンガン電池を搭載し、2 年寿命に設定している。寿命をプラス 4 年とする場合は、オプションの 1,200mAh、9V のリチウム電池が使用される。
・火災報知器は、市場の 1 割程度が無線機器とされる。大手のパナソニックの製品によると、1 日に 1 回の動作確認通信を行うため、1,600mAh の二酸化マンガンリチウム電池を搭載している。寿命は、火災報知機器自体の寿命（設置義務プラス、法令により 10 年で交換の義務）の 10 年に合わせて設定している。

73

３－２．セキュリティ

・ガス警報器は、同じく市場の 1 割程度が無線機器とされる。大手の A 社の製品によると、2 週間に 1 回の動作確認通信を行うため、300mAh の二酸化マンガンリチウムを搭載している。火災報知器と異なり設置の義務はない。機器の寿命が 3 年（ガスセンサが 3 年程度しかもたない）であることから、電池寿命も 3 年に設定している。
・監視カメラは、市場の 1%程度が無線機器であり、手掛けているのは中小のベンチャー企業が中心である。近年複数の新製品が発売されているが、その中でも注目度の高い
Netgear 社の製品と取り上げた。同製品は、監視カメラによる動体検知次第稼動するものであり、二酸化マンガンリチウム電池 4 本、計 5,400mAh 分を搭載している。寿命は明確に公表せず数ヶ月程度としている。
図表 3-2-1-1 代表的製品における電池および通信
製品
項目

メーカー

製品型番

種類*

CR17450E-R-CM1HS-407(標準)
6LR61
侵入センサ
同(ｵﾌﾟｼｮﾝ電池)
U9VL
火災報知器
SHK3271K
CR-2/3AZ
CR-AGCF
ガス警報器 A 社
MC-315S
2DK
監視カメラ Netgear
Arlo
CR123A*CR：二酸化ﾏﾝｶﾞﾝﾘﾁｳﾑ電池、LR：ｱﾙｶﾘﾏﾝｶﾞﾝ電池**動体検知次第通信
開閉センサ

竹中ｴﾝｼﾞﾆｱ
ﾘﾝｸﾞ
竹中ｴﾝｼﾞﾆｱ
ﾘﾝｸﾞ
ﾊﾟﾅｿﾆｯｸ

TXF-115CL

電池
容量
(mAh)

電圧
(V)

寿命
(年)

2,400

3

8

500
1,200
1,600

9
9
3

2
4
10

通信
頻度 周波数帯(回/日) (MHz)
20

426

100

315

1
426
2 週間
300
3
3
426
に1回
5,400
3 数ヶ月
**
2,400
出典：各種資料を元に富士経済作成

３－２－２．エネルギーデバイスに求められること
1）既存のエネルギーデバイスおよび要求事項
・既存では、EnOcean の製品として、太陽電池搭載開閉センサモジュールが製品化されている（図表 3-2-2-1、国内販売代理店ローム）。主に電池交換の手間を敬遠する介護施設やオフィスビルの会議室の引き合いが多い。開閉センサ従来の外部侵入犯を防ぐセキュリ
ティ目的よりも、部屋の使用状況を管理する見守り監視目的に使用される。
・要求されるのは発電量である。既存の EnOcean の太陽電池では発電量が足りず、実使用では外付けの一次電池を使用することが多い。完全なバッテリーレスというよりも、一次電池寿命を 10 年程度まで延長する使い方が一般的となっている。
・ただし、セキュリティ用途で使用される開閉センサは、図表 3-2-1-1 の通り寿命 8 年のものが既に発売されており、わざわざ太陽電池と組み合わせて一次電池の長寿命化を試みる必要性は薄いとみられる。

74

３－２．セキュリティ

図表 3-2-2-1 EnOcean の開閉センサモジュール

出典：ロームホームページ

2）新規のエネルギーデバイスおよび要求事項
・EnOcean の担当者曰く、太陽電池の発電効率が低いからといって、より高効率なエネル
ギーデバイスを開発することに、警鐘を鳴らしている。
・無線モジュールはマーケットインで開発する必要があり、実際は各用途により求める電源のスペックが異なってくる。EnOcean のように量産効果により低コストでベースの部分を製造し、あとは用途に応じてユーザー側でバッテリーで調整するのが現実的としている。

3）材料技術のイノベーションが寄与する部分
・屋内で使用することから、室内光で効率のよい色素増感太陽電池等が求められるとみられる。しかしながら、EnOcean の担当者曰く発電効率を数%上げるために材料開発を進めることはナンセンスとしている。既存開発品の数倍の劇的な発電効率につながる材料
でなければ、開発は意味がないものとみられる。

３－２－３．マイクロバッテリーに求められること
1）既存のマイクロバッテリーおよび要求事項
・既存のマイクロバッテリーは、図表 3-2-1-1 の通り全て 1 次電池で、二酸化マンガンリチ
ウム電池（CR）もしくはアルカリマンガン電池（LR）が使用されている。
・既存 1 次電池には、低コスト化に加え、薄型化が求められている（ヒアリング A 社）。

75

３－２．セキュリティ

2）新規のマイクロバッテリーおよび要求事項
・セキュリティ分野の新規市場として、ガス警報器の常時監視用途、監視カメラの市場が挙げられるが、既存の電池で十分とみられる。
・ガス警報器は、現在 2 週間に 1 度程度の動作確認通信が行われるのみだが、ガス自由化に伴いガス供給事業者が他社と差別化するため、ガス漏れ常時監視のソリューションが検討されており、電池容量が拡大する可能性がある。またガス警報器自体も、現在はセンサ寿命から 3 年と設定されているが、センサの技術開発が進み将来的には 5 年程度の寿命が必要となってくる。
・監視カメラは、一次電池ではどれほど間欠運転しても数ヶ月しか寿命がもたないため、製品化されている無線監視カメラは、一部の中小ベンチャーの製品のみである。ただし、セキュリティ大手のセコムは、広範な監視による死角のないセキュリティを指向しており、その際は多数の仮設カメラが必要となる。現在、東京マラソン等の大規模イベント
を広範囲に監視する際は、有線の監視カメラと警備員が胸に装着するウェアラブルカメ
ラ（二次電池搭載）を組み合わせで監視している。それらのカメラは常設ではないため、
1～2 日寿命の二次電池が必要になるとみられる。

3）材料技術のイノベーションが寄与する部分
・セキュリティ分野は、既存の電池で十分対応できるため、材料技術のイノベーションが寄与する部分は少ない。
・既存の 1 次電池は、低コストかつ薄型化が求められるが絶対的なものではない。パナソ
ニックの薄型火災報知器の新製品を開発した際は、搭載する電池種は変えずに、間欠運
転のパターンを変更することで電池容量を半分にして薄型を実現させた。

３－２－４．セキュリティ総括
図表 3-2-4-1 セキュリティ総括
IoT 拡大に向けキーとなるのは？

画像認識技術ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ・ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰの対抗馬は？
何を解決すれば、ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ・
ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰの採用が増えるか？
既存

有線式
無線式の認知度向上
ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ全般：既存電池で対応可

必要な材料開発は？
新規
全部置き換わったとした場合、世界市場の大きさは？
ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ・ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰの
市場発展性はｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ全般：
劇的な効率向上 or 劇的な低コスト化
マイクロバッテリー：2,300 億円
エネルギーデバイス：1 兆 1,600 億円
低～中
出典：富士経済作成
76

３－２．セキュリティ

・IoT 拡大に向けキーとなるのは、画像認識技術である。セキュリティ会社は、人手をかけず安全・安心を進めていくことを追求してきたが、現在、監視カメラを中心とした画像認識技術にたどり着いた。
・エネルギーデバイスやマイクロバッテリーが搭載されるには、有線式が対抗馬となる。
業界が注力する監視カメラは、バッテリーのもちが圧倒的に足りず、大半が有線式である。バッテリー搭載で大手セキュリティ会社が実用化にこぎつけているのは、イベント等の仮設警備を行う際、警備員がウェアラブルタイプの監視カメラ（充電式二次電池）を装着する程度である。施工の手間はあるが、イベントの仮設カメラも有線式が大半である。監視カメラ以外の開閉センサ等も有線式が主流である。無線式の一次電池搭載型
は、既存施設の後付けによる設置が大半となるが、セキュリティ分野の後付けニーズは少ない。施設の新設時は、海外と比べて日本の施工業者は有線を引き回すことに長けており、配線のしやすい構造（例：海外は石造りで配線困難）からも、有線式が多くなる。
・それらの状況を変えていくには、無線式の認知度向上が重要となる。有線式と無線式を比較すると機器単体では有線式が安いが、施工費込みでは無線式が安くなる。セコムのようなセキュリティ会社は、無線に対するアレルギーは少なく有線式も無線式も一定割合普及している認識を持つ。一方、ロームのような無線式のセンサを扱う事業者は、機器単体のコスト差から無線式がほとんど普及していないとしている。このギャップの背景には、電材事業者が配線を行うビジネスが確立されており、既存のビジネスを変えることに対する抵抗感があるとされる。既存のビジネスが直ぐに変わることは難しいが、将来的には無線式の認知度向上により徐々に無線式の導入が進むものと考えられる。
・必要な材料開発は、発電効率が倍になったり、一次電池のコストが半分になるなど、圧倒的な成果が求められている。EnOcean の担当者曰く、学会で発表されるエネルギーデ
バイスの成果は数%の向上であり、現場から求められるものとはかけ離れているとしている。現状のエネルギーデバイスでは発電効率が足らず、一次電池のコストダウンは行き着いているところがある。
図表 3-2-4-2 10 年後の市場規模期待値との乖離状況(百万円)
250,000
200,000
150,000
100,000
50,000

ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ市場規模
新規材料課題（コスト半減）800,000

その他技術課題（省電力設計等）

600,000

社会課題（認知度向上）400,000
200,000

現状技術

0

現状技術

2015年

ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ市場規模

1,000,000

新規ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ課題（監視ｶﾒﾗ向け）

現状技術

0

(百万円)
1,200,000

新規材料課題（劇的な効率向上）

新規ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ課題（劇的な効率向上）
新規その他
技術課題

2015年

2025年

2025年

出典：富士経済推定77

３－２．セキュリティ

・セキュリティの世界市場は、有線式のものが全て無線式のマイクロバッテリーに置き換わった場合 2,300 億円（2025 年）、全て無線式のエネルギーデバイスに置き換わった場合
1 兆 1,600 億円（2025 年）の大きな市場ポテンシャルを有する（図表 3-2-4-2）。これらの市場規模に近づくには、現状技術のままではマイクロバッテリーが 292 億円、エネル
ギーデバイスが 0 億円に留まる。
・マイクロバッテリーは、無線式の認知度向上により時間がかかるが徐々に社会課題の解消に向かうとみられる。それと同時に、電波伝搬や省電力設計等バッテリー以外の課題の解消が進むとみられる。残されたマイクロバッテリーおよび材料の課題は主に監視カ
メラ用バッテリーの問題である。監視カメラに耐えうるバッテリーを開発するのはハードルが高いが、二次電池の開発が進むことで仮設の監視カメラから導入が進むとみられる。監視カメラ以外では、既存の一次電池の利用で十分であり、更なる市場拡大にはコ
ストが半分になる等、圧倒的な成果が求められる。
・エネルギーデバイスは、劇的な発電効率向上が必要となり、そのためには材料段階から開発を進める必要があるとみられる。
・以上の課題を整理すると、図表 3-2-4-3 となる。
図表 3-2-4-3 セキュリティ分野の課題

社会課題

その他課題
（競合が強
い等）

ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ
課題

ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞ
ｲｽ課題

材料課題

出典：富士経済推定*内側ほど課題小、外側ほど課題大78

３－２．セキュリティ

３－２－５．セコム
1）概要
・企業、家庭の警備業をベースとするセキュリティ業界のリーディングカンパニーである。
セキュリティは売上の 6 割を占めるが、切れ目のない安全・安心を提供するため、防災、医療、保険、情報通信といった、安全・安心につながる周辺領域も事業として行う。
・2017 年 5 月に「セコムグループ 2030 年ビジョン」を策定し、2030 年に向けセコムが取り組むビジョンを取り纏めた。ビジョンによると、図表 3-2-5-1 のようなサービスを想定している。
図表 3-2-5-1 セコムが今後事業展開を図る具体的サービス

出典：「セコムグループ 2030 年ビジョン（セコム）」

2）注力するセキュリティサービス
・これらの中では、最新のセキュリティ技術を用いた、広範な監視による死角のない無い
セキュリティに注力している。東京マラソンでは、常駐警備員は無線カメラ（バッテリー駆動）を活用することで、セキュリティの精度を上げている。また立体セキュリティとして上空からカメラで監視することで、不審車両の進入、ビルの上からの狙撃を把握している。また上空から見ることで、どこに仮設カメラ（有線）を置けば有効な警備になるか分析することが可能となる。さらに監視カメラの点数も多くなるためビッグデー
タ解析により、パニックが起こった際の不審物の特定を図っている（図表 3-2-5-2）。

79

３－２．セキュリティ

図表 3-2-5-2 広範な監視による死角の無いセキュリティ（例：東京マラソン）

出典：セコムニュースリリース

・また基盤事業の 1 つホームセキュリティでは、2017 年 7 月に「セコム・ホームセキュリ
ティ NEO」を発売し、現在の社会的ニーズおよび IoT 技術に応じた商品にバージョンア
ップを図った（図表 3-2-5-3）。具体的には 3 つの特長を有する。
・1 つ目はコンパクト&フレキシブルである。従来は壁固定型のコントローラーであったが、クライアントの生活スタイルに合わせて設置できる卓上据え置き型とした。2 つ目はスマホで操作可能とした点である。ホームセキュリティの状態を、いつでもどこでもスマホで確認可能なシステムとした。3 つ目はサービスの拡張性である。第一弾として、ウェア
ラブルデバイスの「セコム・マイドクターウォッチ（リチウムイオンポリマー電池）」と連携を可能とした。活動量表示、転倒検知、ライフ監視、救急通報ボタン機能を搭載し健康管理ニーズに応えた製品である。また第二弾として、2017 年内に宅配ボックスとの連携も視野に入れている。

80

３－２．セキュリティ

図表 3-2-5-3 最新のホームセキュリティサービス「セコム・ホームセキュリティ NEO」

出典：セコムニュースリリース

3）セコムが考える IoT サービス・セキュリティは人による警備が主力であるが、ある建物を 365 日 24 時間守るためには 5人、日本全国の建物を警備するには 1,500 万人が必要になる。これでは事業として成り立たないため、あらゆるところにセンサを取り付けて、いかに人手を減らすかというのが、セコムの基本的な考えである。セコムの沿革として、人手を減らしたサービスライ
ンナップ増加とともに、セコムの事業規模は大きく拡大してきた。
・また切れ目なき安全・安心を提供するため、機器レンタルによる月々のサービス料金徴
収が基本のスタンスとなる。また基本的に機器は自社製造となる。そのため、セキュリ
ティ機器へ新規デバイスを搭載する際は、自ら設計し機器レンタルにより顧客へ提供していくため、セコム主導で新規デバイスの市場が切り開かれていくものとみられる。

4）有線、無線、電源まわりに対するニーズ・センサは、有線タイプと無線タイプを共にラインナップしている。安全・安心を届ける会社であるが、有線による安定性に強くこだわっているわけではなく、無線でも一定の信頼性を得ており無線に対する抵抗感は少ない。カメラによる常時監視は有線だが、ドアの開閉センサや火災報知機といった、緊急時に通信をしないセンサは無線で十分との認識である。
・無線の場合、バッテリーは 10 年もつことを条件としている。10 年経てばセコムグループの社員がバッテリーの交換に訪問し、顧客接点をもつことで営業の機会としている。そのため、バッテリーレスによるニーズが小さい。またバッテリーレスのエネルギーハー
ベストは、他社から商品として出ているが、発電が不安定であり、安全・安心を提供するセコムとしては、無線ほどの信頼感は未だ得ていない。

81

３－２．セキュリティ

３－２－６．Ａ社
1）会社概要・工場および家庭のガスセンサメーカーである。
・家庭分野のガスセンサでは、設置義務のある火災警報器と、（日本国内は）任意設置のガス警報器の 2 つに分かれる。同社は両機種ともラインナップしている。特に、ガス警報器は国内最大手として幅広いラインナップを揃える。

2）製品概要・火災警報器は、家庭への設置義務が必須であり、設置から 10 年経過すると警報器ごと交換しなければならないことが、法律で規定されている。電源は有線式と無線式をラインナップしており、無線式は専用のリチウム電池（一次電池）が使用される。複数の火災報知器を無線で連携する場合に備え、無線装置も揃えている。（図表 3-2-6-1）
・火災報知器は設置が義務化されており、10 年で機器ごと交換されることから、電池に求められる要求事項も少ない。

種類
感知方式

図表 3-2-6-1 電池式火災報知器仕様
火災報知器（一般）
火災報知器（台所用） 無線装置
煙感知式（光電式）
熱感知サーミスタ式
―

外観

対象火災
警報方式

住居火災
台所火災
赤色ランプ転倒、音声による警報音

電池

専用リチウム電池

電池寿命
通信
使用温度範囲外形寸法
質量

通常の使用状態において約 10 年――
0℃～40℃
φ98×H41mm
φ98×H43mm
約 130g
約 100g――
円筒形リチウム一次電池（CR17450E-R（2,400mAh）×2）
周波数 400MHz 帯、通信距離 500m
-10～50℃
W52×H110×D22mm
約 100g
出典：A 社ホームページ

・ガス警報器は、都市ガス用と LP ガス用に分かれる。都市ガス用は、電源が有線式と無線式（電池式）のものをラインナップしているが、LP ガス用は、全て電源が有線式となる。
ただし、LP ガスは LP ガスボンベの漏れを宅内でも検知できるよう、通信に関しては無線式がラインナップされている。
・ガス警報器は、日本国内で設置が義務化されておらず、メーカーやガス会社各社より様々な提案が実施されており、市場拡大余地は存在する。

82

３－２．セキュリティ

・ガスセンサの寿命は、現在 3 年程度であり、メーカー側も 5 年後に取替えを推奨している。電池は専用のリチウム電池を使用しており、メーカー取替推奨である 5 年程度に寿命を設定している。
・2017 年 4 月よりガス自由化が始まり、ガスの安全性を他社との差別化要素として提案する動きがある。差別化のため、ガス警報器によるガス漏れ状態の監視頻度を上げることも検討されており、新製品による市場が形成される可能性を有する。ガス警報器は、マ
イコンメータと同じくガス会社の費用負担で設置するものである。そのため、新規顧客獲得のためガス会社が費用負担を行うことで、監視頻度を高めたよりガス警報器の設置が進む可能性も考えられる。

種類

図表 3-2-6-2 電池式ガス警報器仕様
都 市 ガ ス 用 住 宅 火 都 市 ガ ス 用 ガ ス ・ LP ガス用
災・ガス・CO 警報器 CO 警報器

無線装置

外観

検知対象ガス

電池寿命
追加機能
通信
使用温度範囲都市ガス、CO ガス
都市ガス：MEMS 熱線型半導体式
CO ガス：電気化学式
都市ガス：爆発下限界濃度 1/4 の都市ガスに対し 60 秒以内に警報
CO ガス：550ppmCO に 5 分以内、300ppmCOに 10 分以内に警報
専用リチウム電池 専用リチウム電池
CR-AGCF2DK
CR-AGDC34K（DC3V、300mA）（DC3V、300mA）
―
―
火災報知器
―
―
―
0℃～40℃
0℃～50℃

外形寸法

W85×H100×D30mm

W85×H100×D22mm

質量

175g

125g

検知原理

警報方式

電池

83

―
―
―

円筒形リチウム一次電池（CR17450E-R（2,400mAh）×2）
約 10 年―
周波数 400MHz 帯、通信距離 500m
-10～50℃
ﾏｲｺﾝﾒｰﾀ用：W96×H173×D45mm
警報器用：W52×H110×D22mm
ﾏｲｺﾝﾒｰﾀ用：約 300g
警報器用：約 100g
出典：A 社ホームページ

３－２．セキュリティ

３－２－７．ローム
1）概要・ロームは、エネルギーハーベスト製品の商用化で先行する EnOcean 社のアジア圏唯一のプロモータとして、同製品の輸入販売を行う。自社で開発することも可能であるが、エナジーハーベスト製品の市場の反応を見るため、2013 年 4 月より扱いを始めた。
・EnOcean は、ドイツの Siemens 社からスピンオフして設立した会社であり、エナジーハーベスト製品を量産化している唯一の企業とも言われている。極小エネルギーによる無線通信技術として国際標準規格 ISO/IEC 14543-3-10 を取得し、300 社超のアライアンス
企業とともに世界展開を図る。
・図表 3-2-7-1 の赤枠内が EnOcean 社の主な製品である。一定規模の市場を有するアプリ
ケーション（スイッチ、温度センサ、開閉センサ）はモジュールの形式で提供するとともに、技術の鍵となる電磁誘導発電素子および無線送信基板自体の販売も行う。
図表 3-2-7-1 EnOcean 製品のラインナップ

出典：ロームホームページ

2）技術的な特徴
・EnOcean 製品は、「バッテリ不要の無線通信」をが一番の特徴に、他の通信とは一線を画したデバイスとなる。通信は 315MHz～928MHz 帯（日本：928MHz 帯）を使用している。通信距離は周波数帯に応じて数 10m から 200m 程度、日本では屋内は 20m、屋外は120m 程度、データレートは 125kbps（Zigbee の 10 分の 1、Blootooth の 2 分の 1 程度）である。特定小電力無線や Sub-GHz 無線などと同じく、データレート低めで通信距離は
長めのアプリケーションに適した通信である（図表 3-2-7-2）。
84

３－２．セキュリティ

図表 3-2-7-2 EnOcean の通信距離とデータレートの関係

出典：ロームホームページ

・限られたサイズと動きで、最大効率の発電を行い、最小限の消費電量で必要な無線性能を達成することを目指して設計されている。低消費電力といわれる Zigbee や Bluetoothより 10～1,000 分の 1 のエネルギーで動作するだけでなく、バッテリ不要でメンテナン
スフリーであることを特徴としている（図表 3-2-7-3）。
図表 3-2-7-3 EnOcean の通信距離と消費エネルギーの関係

出典：ロームホームページ
85３－２．セキュリティ

・EnOcean 製品は図表 3-2-7-4 の構成となっている。左側のブロックは EnOcean の無線センサモジュールで、マイコン搭載超消費電力無線通信 LSI が低消費電力化のキーデバイ
スとなっている。日本国内の 928MHz 帯の Dolphin V4 の場合、ディープスリープ時の消費電流はわずか 100nA である。
図表 3-2-7-4 EnOcean のハードウェアおよびソフトウェア

出典：ロームホームページ

3）市場における評価
・欧米では照明制御スイッチとして 20 万棟以上の実績があるが、日本国内では照明制御ス
イッチのニーズは小さい。日本は業者が壁に穴を簡単に開けて配線を敷くため、欧州の住宅事情（石造りが多く配線が困難）に比べてスイッチ用途は普及していない。
・一方、開閉センサや温度センサといった EnOcean 独自のモジュールに加えて、EnOceanの無線通信基板を利用した電流センサ、CO2 センサ、人感センサといった、センサノー
ドとしての需要が、日本では徐々に増えている。中でも介護施設の導入は、バッテリー交換負担を懸念する高齢者のニーズにマッチして、開閉センサ、人感センサ、温湿度センサの導入が進む。またオフィスビルでは、会議室の使用状況を管理するため、開閉セ
ンサや人感センサの導入が進む。
・センサ別でみると、開閉センサモジュールの使用が最も多く、セキュリティ用途や見守り用途で使用される。次に温湿度センサモジュールが多い。ただし、今後はスマートホームや HEMS（Home Energy Management System）により、空調の省エネに向けに温湿度モジュールの市場拡大に期待している。

86

３－２．セキュリティ

・開閉センサモジュールは、太陽電池を搭載し、屋内の微弱な光で発電するモジュールとなる。太陽電池で発電した電力を蓄える蓄電キャパシタを備え、Dolphin V4 が無線機能
およびマイコン機能を提供している。搭載している磁気式コンタクトセンサは、磁石の接近または離隔により状態が変化し、これをトリガとして情報を無線送信する。また正常に動作し続けていることを示す信号も 25 分おきに送信する（図表 3-2-1-2）。
・また温度センサモジュールは図表 3-2-7-5 の通りである。
図表 3-2-1-2 EnOcean の開閉センサモジュール（再掲）

出典：ロームホームページ

図表 3-2-7-5 EnOcean の温度センサモジュール

出典：ロームホームページ
87３－２．セキュリティ

4）無線センサネットワークの課題
・EnOcean の製品は、商用化を狙った商品として、できるだけコストを落とした汎用品を組み合わせたモジュールである。枯れた技術の組み合わせをした点に最大の特徴がある。
・そのため日本国内で使用する際は、ベースの無線モジュールを活用しつつも、ユーザー側でアプリケーションに応じて、センサやバッテリーをカスタマイズするケースが多い。
・センサでは、温湿度センサの精度が低い（17℃～27℃間では±0.5K、0℃～40℃では±1K）
ため、精度の高いセンサを別途取り付けて使用するケースが多い。

5）マイクロバッテリーの課題
・既存の EnOcean の蓄電キャパシタで特に問題はないとしている。

6）エネルギーハーベストの課題
・既存の EnOcean の太陽電池では発電量が足りないケースが多いため、その際は外付けの一次電池を使用する。その際通常は太陽電池と蓄電キャパシタを使用し、蓄電キャパシ
タの蓄電量が足りなくなれば、外付けの一次電池を使用することとなる。
・そのため、実使用上は完全なバッテリーレスというよりも、一次電池の交換を長期間実施しなくても済むような使い方となっている。外付けの一次電池の寿命は、導入施設の特性やセンサの寿命にもよるが、10 年程度で設定されることが多い。
・以上の通り、同社の担当者曰く発電効率の高いエネルギーハーベストやエネルギー密度の高いバッテリーは、今のところ必要がないとしている。無線モジュールはマーケット
インで開発する必要があり、実際は各用途により求める電源のスペックが異なってくる。
EnOcean のように量産効果により低コストでベースの部分を製造し、あとは用途に応じてバッテリーで調整するのが現実的としている。

88

３－３．産業施設

３－３．産業施設
３－３－１．求められる情報処理量
・産業施設分野では、FA（組立工場）と PA（プラント工場）に分かれる。
・FA では、情報通信研究機構を幹事とした無線センサの実証プロジェクトに注目が集まる。
2015 年より三菱重工工作機械栗東工場、トヨタ自動車堤工場/高岡工場の 3 工場で実証を行い、実際に工場でニーズのあるユースケースを 130 例取り纏め、そのうち 40 例を 2017
年 3 月に公開した。当該プロジェクトの反響は大きく、2017 年度より新たな企業が参画
し、製造現場のにおける具体的なノウハウが着実に積み重ねられている。
・FA 分野では、データサイズが大きい 60GHz 帯、データサイズやデータ生成頻度が中程度の 5GHz 帯、2.4GHz 帯、データサイズが小さくノード数が多い 920MHz 帯に分かれる。
データ量が送れて、それほど距離が必要ない Wi-Fi が選択されることが多い。SIGFOXや LoRa の 920MHz 帯の LPWA（Low Power Wide Area）は、温湿度を 30 分や 1 時間おきに送付する環境センシング程度なら使用できるが、それ以上となると Wi-Fi の領域となる。マイクロバッテリーやエネルギーデバイスは、それら 920 帯の領域で検討されることが多い。
（図表 3-3-1-1）
図表 3-3-1-1 FA 分野ネットワークの分類

出典：情報通信研究機構公開資料

・PA 分野は、国際標準規格の ISA100 や WirelessHART が選ばれる。どちらも 2.4GHz
帯を活用し、データ通信量が少ない分長寿命化を可能とした PA 独自の規格である。
ISA100 は即時性、WirelessHART は従来主流の HART 規格（有線）を拡張可能な点に89

３－３．産業施設

特長がある。無線ではミリセック（1000 分の 1 秒）単位の精密監視は難しく、10 分に 1回程度の傾向監視に使用される。実証段階の FA 分野と異なり、PA 分野では後付けによるプラント老朽化の予防保全ニーズを背景に、無線センサが徐々に普及し始めており、中でもガスセンサおよび振動センサのニーズが大きい（図表 3-3-1-2）。
図表 3-3-1-2 PA 代表的製品における電池および通信
製品

ガスセンサ
振動センサ
振動センサ

A社
B社
B社

KD-100e-SWiNS
e-SWiNS

電池
容量
種類*
(mAh)
塩化ﾁｵﾆﾙﾘﾁｳﾑ 19,000
二酸化ﾏﾝｶﾞﾝﾘﾁｳﾑ
―
振動発電
―

温湿度ｾﾝｻKELK

熱電 EH ﾃﾞﾊﾞｲｽ

熱電発電

項目

メーカー

製品型番

通信
寿命
頻度 周波数帯(年) (回/時間) (MHz)
―
2
2,400
3
0.2
920
3
6
920
36～
―
―
―
2,400
3,600
出典：各種資料を元に富士経済作成
電圧
(V)
3.6
3
―

３－３－２．エネルギーデバイスに求められること
1）既存のエネルギーデバイスおよび要求事項
・エネルギーデバイスは、FA、PA とも発電量が足りず、普及していない。
・FA 分野でエネルギーをとるとすれば振動発電であるが、実証を取りまとめる情報通信研
究機構の担当者曰く、振動発電でも発電量が足りないとの評価である。
・PA 分野では、回転機の振動を活かした振動発電が商品化されている。回転機は、機器によって振動する周波数が異なり、現在の商用化されている振動発電デバイスでは幅広い振動に対応しきれない。振動発電は、ユーザーが試しに 1 つ取り付けるレベルであり、ユーザーから実使用上信頼されるほどの性能には至っていない。
・日射量の多い中東地域では太陽電池製品も発売されているが、その他の地域では発電量が足りず展開されていない。

2）新規のエネルギーデバイスおよび要求事項
・2017 年 6 月より、KELK 社が温湿度センサ＋無線通信チップ内蔵の熱電発電モジュール「熱電 EH デバイス」を発売した。
・今回取材したガスセンサメーカーは、熱電発電は発電量が足りず実用に耐えられないとしており、実力は未知数である（ガスセンサーのバッテリーで 19Ah、寿命 2 年が目安）。
一方で、ドイツの Micropelt 社の熱電発電モジュールが行った、ロイヤルダッチシェル社
工場の実証によると、温度差 20℃で 1mW の電力 2Ah の単 3 電池 3 個分、温度差 65℃
で単 3 電池 30 個分、寿命 5～10 年程度の 16Ah 容量のバッテリーパックを充分置換できるレベルとしている。

3）材料技術のイノベーションが寄与する部分
・振動発電は、幅広い振動周波数帯に耐えうるものとしており、材料開発よりも振動発電機構の問題と考えられる。
90

３－３．産業施設

・太陽電池は、中東地域の PA 分野では既に実用化されているようなので、既存太陽電池の効率から劇的に効率が高める化合物系の太陽電池なら、中東地域以外への展開可能性が考えられる。
・熱電発電は、既存の実用化しているビスマステルル系であれば、発電容量が足りず、仮に実用化できたとしても温度差 65℃一定といった好条件でなければ導入が難しい技術とみられる。ただしビスマステルル系より ZT（←効率を示す）の高い材料は多数開発されており、開発の余地はある。

３－３－３．マイクロバッテリーに求められること
1）既存のマイクロバッテリーおよび要求事項
・既存のマイクロバッテリーは、図表 3-2-1-2 の通り全て 1 次電池で、二酸化マンガンリチ
ウム電池（CR）もしくは塩化チオニルリチウム電池（ER）が使用されている。中でも、PA 分野では、塩化チオニルリチウム電池が無線センサの標準採用電池としての位置を確保しつつある。
・塩化チオニルリチウム電池は、電圧降下がほとんどないため電池寿命の判断が難しい点、
危険物扱いとなるため空輸が難しい点が課題とされている。

2）新規のマイクロバッテリーおよび要求事項
・一次電池は開発がいきついていることもあり、新規開発のマイクロバッテリーは見当たらない。

3）材料技術のイノベーションが寄与する部分
・一次電池は、二次電池と異なり材料が定まっているため、材料技術のイノベーションが寄与する部分はほとんどない。

３－３－４．産業施設総括
図表 3-3-4-1 産業施設総括
IoT 拡大に向けキーとなるのは？

有効なセンシング項目の発見

ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ・ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰの対抗馬は？
何を解決すれば、ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ・
ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰの採用が増えるか？

有線式
無線式の信頼性向上（無線給電の実用化）

既存

一次電池全般：耐熱、防爆、耐油等

新規化合物太陽電池、ﾎﾟｽﾄ BiTe 系熱電：効率向上

必要な材料開発は？
全部置き換わったとした場合、世界市場の大きさは？
ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ・ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰの
市場発展性は

マイクロバッテリー：4530 億円
エネルギーデバイス：1,208 億円
中
出典：富士経済作成

91

３－３．産業施設

・IoT 拡大に向けキーとなるのは、有効なセンシング項目の発見である。産業施設の IoT は経営層から大きな期待がかかる一方、現場では手探りで有効なセンシング項目の探索をしているのが実情であり、有効なセンシング項目を見出すことが難しかった。しかし徐々に現場にノウハウが溜まってくることで、有効なセンシング項目が見出されてきている。
・エネルギーデバイスやマイクロバッテリーの対抗馬は、有線式である。FA 分野では、制御盤からの距離が近く電源確保が容易で有線式が有利とみられていたが、実際の運用現場では度重なるライン変更により有線配線複雑化解消に悩まされており、無線化のニーズは大きい。温湿度センサによる環境センシング程度ならバッテリーでも十分だが、実際はデータサイズやデータ生成頻度の高い方が有効なセンシング項目が多く、その際通信は無線で電源は有線といった歪な導入形態となる。PA 分野は、制御盤からの距離が遠く電源確保が難しいため、無線式が普及する素地がある。従来は無線方式がメーカーによってばらばらで、無線ネットワークを整備するにはコストと手間が大きかったが、近年無線の国際標準規格が設定され、無線センサの市場が大きく拡大している。
・それらの状況を変えていくには、無線式の信頼性向上が重要となる。PA 分野では、振動センサのように有効なセンシング項目を見出すことで普及する要因に加えて、一部エリアのプラント更新時に全て無線式に変えてしまうケースもある。無線化は日本よりも海外で進んでいるが、保守的な日本でも徐々に導入が進んでおり、口コミで無線化のよさと信頼感（セキュリティ不安の解消）が高まっている。FA 分野は、有効なセンシング項
目を得るには、一次電池では容量が足りないケースが多く、二次電池＋無線給電の実証が進められている。無線給電の場合、無線通信の干渉が問題となってくるため、その影響の検証が進められている。
・必要な材料開発は、既存の一次電池において耐熱、防爆、耐油等が求められる。エネル
ギーデバイスは、発電効率向上があともう一息のところまできており、新規の太陽電池（化合物系等）や熱電発電（ポスト BiTe 系）の開発が求められる。なお、産業施設で使用されるセンサは、寿命が 2～5 年程度であり、定期修繕により電池交換のタイミングが1～3 年毎に訪れることから、エネルギーデバイスによる電池交換レスのニーズは少ない。
センサ寿命が向上し、定期修繕でも対応しきれないほど大量のセンサが導入されるようになれば、エネルギーデバイスのニーズが高まるとみられる。
・産業施設の世界市場は、有線式のものが全て無線式のマイクロバッテリーに置き換わった場合 453 億円（2025 年）、全て無線式のエネルギーデバイスに置き換わった場合 1,208
億円（2025 年）の市場ポテンシャルを有する（図表 3-3-4-2）。これらの市場規模に近づ
くには、現状技術のままではマイクロバッテリーが 0.46 億円、エネルギーデバイスが 0
億円に留まる。
・マイクロバッテリーは、FA 分野では有効なセンシング項目を見出せるかどうかという社
会的課題をクリアすると同時に、無線給電技術（給電距離の短い電磁誘導式は除く）の進展といったその他技術要素の進展が鍵になるとみられる。PA 分野では、信頼性の向上

92

３－３．産業施設

といった社会的課題クリアにより徐々に普及が進むとみられる。バッテリや材料技術においては、産業施設特有の耐熱、防爆、耐油といった、悪環境に対応した技術が求められてくる。
・エネルギーデバイスは、劇的な発電効率向上を求める際は材料段階から開発を進める必要があるが、その割合は他の用途に比べて少ない。また一方で、センサ自体の寿命が 2～5 年と短く、エネルギーデバイスを必要となるバッテリーレスニーズを満たすには、センサ自体の寿命が 10 年程度伸びる必要がある。また 1～3 年の定期修繕でバッテリー交換が可能なため、定期修繕で交換しきれないほど大量にセンサが導入されることも（社会課題）、エネルギーデバイス普及には必要となる。
図表 3-3-4-2 10 年後の市場規模期待値との乖離状況(百万円)
60,00050,00040,000

ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ市場規模(百万円)
140,000

新規/既存材料課題（耐熱/防爆/耐油等）

120,000

新規/既存ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ課題（耐熱/防爆/耐油等）

新規材料課題（劇的な効率向上）

100,000

その他技術課題（無線給電等充電技術）

30,000ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ市場規模

20,00080,000 新規/既存既存ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞｲｽ課題（効率向上）

60,000

その他技術課題（ｾﾝｻ寿命向上）

40,00010,000
現状技術

0

社会課題
（有効なｾﾝｼﾝｸﾞ項目発見）

20,000

現状技術

2015年

社会課題
（ｾﾝｻの大量導入）

0

2015年

2025年

2025年

出典：富士経済推定

・以上の課題を整理すると、図表 3-3-4-3 となる。
図表 3-3-4-3 産業施設分野の課題

社会課題

その他課題
（競合が強
い等）

ﾏｲｸﾛﾊﾞｯﾃﾘｰ
課題

ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞﾊﾞ
ｲｽ課題

材料課題

*内側ほど課題小、外側ほど課題大

出典：富士経済推定

93

３－３．産業施設

３－３－５．情報通信研究機構
1）機構概要・情報通信研究機構のワイヤレスネットワーク総合研究センターがとりまとめ役として、2015 年 6 月より Flexible Factory Project を立ち上げ、工場内にワイヤレスセンサネッ
トワークを導入する時にどのような課題があるのかを検証してきた。
・ソリューション提供者側として、オムロン、国際電気通信基礎技術研究所、日本電気、
日本電気通信システム、富士通、富士通関西中部ネットテック、サンリツオートメイシ
ョン、村田機械、導入ユーザー側として三菱重工工作機械栗東工場、トヨタ自動車堤工
場/高岡工場がプロジェクトに参画している（図表 3-3-5-1）。
・実際に工場でニーズのあるユースケースを 130 例取り纏め、そのうち 40 例を 2017 年 3月に「製造現場における無線ユースケースと通信要件」として公開した（図表 3-3-5-2）。
公開による反響は大きく、2017 年度は新たなソリューション提供者や導入工場がプロジ
ェクトに参画し、製造現場における具体的なノウハウを積み重ねている。
図表 3-3-5-1 Flexible Factory Project の様子

出典：情報通信研究機構提プレスリリース

94

３－３．産業施設

図表 3-3-5-2 無線ユースケースおよび通信要件リスト（厳選 40 例）
ユースケース
送信ﾃﾞｰﾀｻｲｽﾞ
1 秒当たりのﾃﾞｰ
N
ｶﾃｺﾞﾘ
通信頻度
o
(ﾊﾞｲﾄ、平均）
ﾀ量（ﾊﾞｲﾄ/秒）*
目的
対象となる情報
ﾗｲﾝｶﾒﾗ(ﾗｲﾝｾﾝｻ)による寸法検査
寸法1 秒に 1 回
1 品質
30K
30,000
不良状態検知不良情報（動画） 500
100 ﾐﾘ秒に 1 個
2 品質
5,000
不正検知
異物混入等のおかしな動き
1 秒に 1 回
3 品質
1M
1,000,000
空調管理用ｾﾝｼﾝｸﾞ気流
1 秒に 1 回
4 品質
6464
温湿度による予防保全
機器自体の温度
数十
ﾘｱﾙﾀｲﾑ―
5 品質
設備監視
工具、消耗品の状態 数百
1 秒に 1 回
数百
6 品質
ｸﾘｰﾝﾙｰﾑ塵埃量管理
塵埃量(ﾊﾟｰﾃｨｸﾙ)
1 分に 1 回
7 管理
32
0.5
二酸化炭素濃度管理
CO2 濃度
1 分に 1 回
8 管理
16
0.3
照度管理
照度
1 分に 1 回
9 管理
16
0.3
動線解析
無線ﾋﾞｰｺﾝ
数十
1 秒に 2 回
数十
10 管理
人・ﾓﾉの位置測位
送達時間(位相)電波強度など 数十 K
1 秒に 1 回
数十×1,000
11 管理
製品位置管理製造中の製品の位置 200
1 秒に 1 回
12 管理
200
資産管理(ﾋﾞｰｺﾝ送信)
設備やモノの情報 200
1 秒に 1 回
13 管理
200
部品管理、在庫管理
RFID タグ30 分に 1～10 回
14 管理
1K
3
設備監視
PLC の稼動状況
1 秒～1 分に 1 回
15 管理
4K
133
ｴﾈﾙｷﾞｰ消費量計測
電力量、電流1 分に 1 回
16 管理64
1
パトライト状態監視
不良情報
1 時間に数回
17 管理
100
0.08
作業記録
テキストデータ
1 分に 1 回
18 管理
100
6,000
管理
作業証明
認証データ
3 時間に 1 回
19
1K0.1
工程完了確認画像、トルク波形 100～100K
10 秒～1 分に 1 回
20 管理
1,666
作業指示
映像
10 秒～1 分に 1 回
21 表示
600
20
作業ﾏﾆｭｱﾙ表示
テキストデータ
1 時間に 1 回
22 表示
100
0.03
情報表示(ﾃﾞｨｽﾌﾟﾚｰ)映像(動画/静止画) 5M
10 秒～1 分に 1 回
23 表示
166
滞留管理
ｶｳﾝﾀ（数量/残量） 数バイト
1 分に 1 回
24 表示
0.1
稼動監視
PLC の稼働状況
1 分に 2 回
25 表示
128
4
パトライト表示数バイト
10 分に 1 回
26 表示
ON/OFF
0.01
稼動監視
映像
連続
―
27 表示
6K
作業支援
10 秒～1 分に 1 回
28 表示
PLC
200
7
保全支援
映像、音声
100 ﾐﾘ秒に 1 個
29 表示
200
2,000
液体注入制御水量
1 分に 1 回
30 制御
64
1ｺﾝﾍﾞｱ制御ｽｲｯﾁ操作
1 日に 5 回
31 制御
PLC
16
0.001
ﾎﾟｶよけ締付け本数
パルス
1 分に 1 回
32 制御
64
1
危険動作検知画像
1 秒間に 10 回
33 安全
6K
60,000
10 秒に 1 回
34 安全
100
10
作 業 員 安 全 管理 に 向 バイタル情報
け た 生 体 情 報等 の 収 バイタル情報
1 分に 1 回
35 安全
200
3
集
歩容
約 100K
1 秒間に 1～10 回
36 安全
500,000
進入禁止ｴﾘｱへの立入検知
体温、赤外線
ｲﾍﾞﾝﾄ発生時―
37 安全
2
数 100K1 年に 2 回
38 その他 ﾛﾎﾞｯﾄ用ﾃｨｰﾁﾝｸﾞﾎﾞｯｸｽへのﾃﾞｰﾀ配信 座標データ等
0.01
動画
1 秒間に 30 回
39 その他 移動体の動画伝送
75K
2,250,000
1 秒間に 60 回
40 その他 熟練者の技術・ﾉｳﾊｳ抽出 映像、トルク波形 24K
1,440,000*1 秒当たりのデータ量：公表資料を元に富士経済計算
出典：情報通信研究機構提供資料「製造現場における無線ユースケースと通信要件」を元に作成

95

３－３．産業施設

2）市場背景・主に FA の加工組立工場は、ライン近辺に盤が設置され有線で電源をとりやすいが、多数のケーブルにより混線しており、有線ケーブルが切れた場合切断箇所の特定が困難である等、無線のニーズは高い。特に、近年は多品種少量生産が進むことで、ラインの組み換えが頻繁に行われることから、ラインの組み換え毎にケーブル類の接続負担が課題となっている（図表 3-3-5-3）。
図表 3-3-5-3 有線通信が受け入れられない理由

出典：情報通信研究機構公開資料

・最新の工作機械は、機械自体に多数のセンサが組み込まれており、無線センサは必要でない。一方、工場内には古い機械が多数存在しており（図表 3-3-5-4）、これらの工作機械
で最新の IoT 環境を整えるには、後付による無線センサが必要となる。
図表 3-3-5-4 無線センサの導入

出典：経済産業省産業機械課調査結果を元に情報通信研究機構作成96３－３．産業施設

・これらのニーズは元々存在していたが、IoT ソリューション提供側（例：富士通、日本電気等）がセンサと通信を提案しても、ユーザー工場はセンサと通信をどのように使えば、効果的な生産ラインを構築できるか分からず、導入が進んでこなかった。そこで、情報通信研究機構が取り纏め役となり、現場でトライアルによりセンサを取り付けることで、効果的なセンサ活用および運用上の課題を整理する、本プロジェクトが立ち上がった。
・本プロジェクトは、2017 年 3 月に 130 の効果的なセンサ活用事例を見出したとともに、有効なセンサ活用事例を探索していた他社が 2017 年 4 月以降新たに参画することで、工場内への IoT 導入でくすぶっていた市場が、徐々に拡大しつつある。

3）無線ネットワークの課題
・工場内のネットワークは、図表 3-3-5-5 の通り無線が 4％で残りは有線である。ただし無線ネットワークは近年最も増加率が高く、2017 年は全体の 6％にまで高まる見込みである。無線の中では、Wi-Fi および Bluetooth が主流である。ただし近年は Wi-Fi の伸びが大きく、2017 年時点で Wi-Fi は通信全体の 4％、無線全体の 3 分の 2 にまで割合が高まる見込みである。
図表 3-3-5-5 2016 年における FA 分野ネットワークの導入割合

出典：「Industrial network market shares 2016 according to HMS」Automation Inside Portal（2016）97

３－３．産業施設

・無線通信は、データサイズが大きい無線用途の 60GHz 帯、データサイズやデータ生成頻度が中程度の 5GHz 帯、2.4GHz 帯、データサイズが小さくノード数が多い 920MHz 帯に分かれる。
・FA 分野の工場内では、データ量が送れて、それほど距離が必要ない Wi-Fi が選択されることが多い。PA 分野で使用される無線 ISA100 や WirelessHART は、距離は出るがデー
タ量が少なく、FA 分野では選択され難い。SIGFOX や LoRa の 920MHz 帯は、温湿度を 30 分や 1 時間おきに送付する環境センシング程度なら使用できるが、それ以上となると Wi-Fi の領域となる。（図表 3-3-1-2）
図表 3-3-1-2 FA 分野ネットワークの分類（再掲）

出典：情報通信研究機構公開資料

98

３－３．産業施設

4）マイクロバッテリーの課題
・30 分から 1 時間おきに温湿度データを送付する環境センシングや、ねじ締め情報を送る
程度なら、一次電池によるバッテリーで十分である。しかしながら、温湿度データを 1
秒毎に送ったり、ねじ締めの強さデータを波形で送る場合は、有線による電源コードが必要となる（図表 3-3-5-7）。
図表 3-3-5-7 データ量が多くなるとバッテリー使用が困難になる例

出典：情報通信研究機構公開資料

・プロジェクト実証の 1 つとして、三菱重工工作機械の五面加工機の先端にセンサを取り付け、稼働状況をセンシングした。その際、通信は無線だが電源は有線であった。有線
なら、五面加工機の複雑な動きに耐えられず混線してしまうため、実証の五面加工機は単純な動きに限定された。そのため、将来的な実用化を見据え、無線給電による二次電池式のバッテリ搭載を検討している。ただし、無線給電は無線通信を干渉してしやすい
ため、無線給電による干渉度合いを検証している。
・FA 分野で使用するバッテリとしては、安全で、油や水に耐えうる仕様が求められる。

5）エネルギーハーベストの課題
・エネルギーハーベストは、FA 分野で使用するには発電量が足りない。
・エネルギーをとるとすれば振動発電であるが、振動発電でも発電量が足りないとの評価である。PA の分野では熱や光が検討されるが、FA の分野では熱を発生させるものが少なく、屋外光を取り入れることが難しいとされている。

99

３－３．産業施設

３－３－６．Ａ社
1）会社概要・工場および家庭のガスセンサメーカーである。
・工場のガスセンサでは、国内最大手として幅広いラインナップを揃える。

2）製品概要・ガスセンサは、有線式、無線式ともにラインナップしている。
・2016 年 7 月より無線式を発売したが、通信のみ無線式で電源は有線式となる。2017 年
中に電源も無線式（バッテリー式）のオール無線タイプを発売する予定である。
・無線式のネットワークは、図表 3-3-6-1 のような複数のルート経由を可能とするマルチホ
ップ式を採用し、国際標準化された工業用無線規格 ISA100 を使用している。
図表 3-3-6-1 無線式のシステム構成例

出典：A 社ホームページ

・無線ガス検知部は、防爆構造かつ-20～50℃の広範囲な温度に耐えうる設定とし、電源を有線とする場合は DC24V で最大 3.5W 消費する。
・高圧ガス保安法では、30 秒以内に応答すること、特殊なガスは 1 分以内に音や光を出すことが求められているが、同社の製品は 1 秒以内に検知する設定としている。
・その他の仕様は、図表 3-3-6-2 の通り。

100

３－３．産業施設

検知原理
検知対象ガス
外部通信
外部出力
防爆構造
使用範囲
電源
消費電力
外形寸法
質量

図表 3-3-6-2 無線ガス検知部（電源は有線）
熱線型半導体式 or 接触燃焼式仕様による無線（ISA100.11a 規格）
周波数：2,400～2,483.5MHz、通信レート：250kbps、無線出力電力：最大 12dBm
定格負荷は AC250V 3A or DC30V 3A（抵抗負荷）
ガス濃度アナログ信号：4-20mA 出力（ﾄﾗﾌﾞﾙ警報時 0.9mA 以下）
本体：Ex d [ia] IIC T5、無線モジュール：Ex ia ⅡC T4 X
温度：-20～50℃、湿度：10～90%RH（0～50℃）
DC24V（DC18V～35V）
最大 3.5W
H338×W146×D160mm
約 3.7kg
出典：A 社ホームページ

3）市場背景・プラントオートメーション（PA 分野）では、センサネットワークの導入コスト削減、試験的で簡易な設置、人手による巡回点検コスト削減等を目的に、無線ネットワークのニーズが高まっている。特に、今後センシングするデバイスが増加することで、1 つ 1 つのデバイスコストをいかに下げられるかが機器選択の鍵となってきており、イニシャルコ
ストが低くなる無線ネットワークへの期待は高い。
・PA 分野では、各メーカー独自の仕様で無線ネットワークを提案していたが、近年オープ
ンな規格（ISA100、WirelessHART）に統一されたことを期に、市場が成長期に移行しつつある。元々欧米で先行していたが、日本でも徐々に無線ネットワークが浸透しており、同社も含めメーカー各社は無線式の製品を相次ぎ発売している。
・FA 分野の生産はタクトで管理されているが、PA 分野は情報をモニタするのが主な管理となるため、工場設備のセンシングが普及している。中でも無線式は、ケーブルの引き回しが困難なエリア（道路の反対側、防爆エリア、高所エリア等）で、特に普及が進む。
セキュリティ等の課題によりユーザー経営層に拒否感はあるものの、現場の担当者レベ
ルでは無線のニーズが高く、今後確実に普及が進むものとみられる。
・無線化は、ガス検知器 1 つのみを無線化するよりも、他の検知器（温度、差圧、腐食、バルブの開閉等）と中継器を含めたセットで、プラント内のある特定のエリアを無線化するケースが多い。通信システムが主導する点では、回転機の振動センサモニタリングと市場背景が異なる。
・有線式を含めたガス検知器全体市場は、横這いから微増傾向だが、無線式ガス検知器の市場は大きく拡大している模様である。

101

３－３．産業施設

4）無線ネットワークの課題
・日本で無線ネットワークが普及しなかったのは、標準規格とセキュリティが要因である。
・標準規格は、ISA100 および WirelessHART の 2 つの国際標準規格が設定され、課題は解消された。どちらも 2.4GHz 帯を活用し、データの通信量が少ない分長寿命化を可能とした、PA 分野独自の規格である。ISA100 は即時性、WirelessHART は元々存在する有線の HART 規格を拡張できる点に特長がある。
・セキュリティの課題は、確かに存在する。ISA100 や WirelessHART の実績が積みあがり信頼性が増すことで、セキュリティの課題も徐々に解消されていくものとみられる。
・無線ネットワークを主導する日系メーカーの 1 つが横河電機であり、現在図表 3-3-6-3 のラインナップを有している。
図表 3-3-6-3 横河電機における無線ネットワーク機器一覧

出典：横河電機カタログ
102

３－３．産業施設

5）マイクロバッテリーの課題
・2017 年内に発売するバッテリー式は、単一サイズの塩化チオニルリチウムを 2 本使用する予定である（2 本で 19Ah）。塩化チオニルリチウムは-40～80℃で何年ももつので採用した。また既に発売している無線ネットワークの他の機器（図表 3-3-6-3 の電池も同様）
も、塩化チオニルリチウムを使用しており、信頼性が高い点も採用した理由である。
・バッテリー式は、5 秒以内にガス漏れを検知する設定で（有線式は 1 秒）、2 年の寿命を有する。PA 分野で使用するなら、最低でも年オーダーが必要であり、2 年であれば定期修繕のタイミングでの交換も想定して十分との認識である。有線式の 1 秒に慣れている
人は、バッテリー式でも 1 秒を望んでいるが、無線式の 5 秒が普及していくと、そちらが一般的になるかもしれないので、電池の容量を増やして 1 秒とするかどうかは様子見としている。
・塩化チオニルリチウムはイスラエルから輸入している。ただし危険物扱いになるため空輸ができない。そのため同社は、法律の改正か日系メーカーの製造を望んでいる。また
塩化チオニルリチウムは、アルカリ電池のように電圧が徐々に減っていかないため、電池寿命の判断が難しい。電池寿命が近づくと電池交換のアラームを鳴らす設定をする必要があるが、その設定が難しいため、同社は電池寿命が分かる特性を求めている。
・その他、有線通信ネットワークのエリアに無線通信ネットワークを後付けで敷く場合、現在電源は有線式が選択されるケースが多い。一方、何も通信ネットワークがないエリアに無線通信を敷設する場合、電源も無線のバッテリー式が選択される。今後バッテリー式が普及した場合、有線通信ネットワークの箇所でもバッテリー式が採用されるかど
うかは、工場設備担当者のバッテリー式に対する評価（「何だ無線バッテリー式は簡単でこれで十分じゃないか」となるかどうか）によって大きく変わってくる。

6）エネルギーハーベストの課題
・同社の見解として、エネルギーハーベストは発電量が不十分であり、安定して電源を供給できないとの認識を持つ。そのため、バッテリー式のガス検知器を開発する際も、エネルギーハーベストは具体的に検討していない。
・日射量の多い中東地域では太陽光発電併設のセンサもあるようだが、その他の地域では難しいとの認識を持つ。電池の寿命を延ばすための補助的な採用ならあるかもしれない
が、よく検討したことはないとしている。

103

３－３．産業施設

３－３－６．Ｂ社
1）会社概要・石油・化学・鉄鋼の大型プラントを対象に、計測・制御・情報の分野で最適な機器の販
売（自社製と他社製の組み合わせ）からコンサルティング、メンテナンスまで一貫した体制で顧客の生産活動をサポートするエンジニアリング企業である。
・回転機械状態監視システム（CMS）では国内最大手企業として、センサや中継器の製品は自社で内製している。製品は有線式が主流であるが、近年無線式ニーズの高まりを受け、2014 年頃に無線式を発売した。

2）製品概要・無線式のセンシングシステムは、図表 3-3-7-1 の構成となる。親機、中継機、子機、トランスデユーサの電源は有線の AC 電源であるが、ハーベストセンサは振動発電、バッテリーセンサはバッテリーで電源を賄っている。
図表 3-3-7-1 無線式のセンシングシステム構成イメージ

出典：B 社ホームページ

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・ハーベストセンサは、以下の自社製の振動発電デバイスを搭載している。50Hz もしくは60Hz の振動で発電し、発電した電気をコンデンサに貯めて、振動値を 10 分間隔で送信する設計である。1 個数十万円の価格で、振動をセンシングする。バッテリー交換の手間を減らし、センサ寿命（2～5 年）までバッテリーレスで使い続けることが可能な点を特長とする（図表 3-3-7-2）。
図表 3-3-7-2 ハーベストセンサ

無線通信
振動測定範囲
感度誤差
周波数応答
送信データ
加振条件
使用環境
外形寸法
質量
ケース材質

通信周波数：920MHz、ホッピング回数：3 回（中継 2 回まで）
18mm/s rms±15%
30Hz～1kHz
ｵｰﾊﾞｰｵｰﾙ値（加速度または速度の実効値）
周波数分析 TOP5（周波数分解能：10Hz）
加振周波数：50Hz、60Hz
加振力：6mm/s rms 時 送信間隔 10 分（25℃）
温度：0～+40℃、湿度：30～90%RH（非凝結、非浸せき）、
防滴構造：IP64 相当
約φ75×100(H)mm（突起部を除く）
約 600gプラスチック
出典：B 社カタログ

・バッテリセンサは、単 4 リチウム乾電池を 4 本を搭載し、6 時間に 1 回の通信で、3 年の寿命を有する。1 個数十万円の価格で、振動と温度をセンシングする（図表 3-3-7-3）。

項目
電池
振動測定範囲測定周波数範囲
温度測定範囲使用温度範囲
本体質量
本体構造
取付ねじ
外形寸法
外装ケース材質
ケーブル長さ

図表 3-3-7-3 バッテリーセンサ
コンバータ部仕様
センサ部仕様リチウム単 4×4 本―
18mm/s rms
30Hz～2kHz
0℃～80℃-10℃～+55℃-10℃～+80℃
約 320g
約 80g
IP64 相当
M6×6L（mm）
約φ75×100(H)mm
25(W)×25(D)×25(H)mm
プラスチックプラスチック、ベース：SUS
0.5m または 1m（コンバータ部―センサ部間）

センサ部

コンバータ部

出典：B 社カタログ

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3）市場背景・発電用タービンのような大型の回転機は、一度止まるとプラント全体が止まり、機会損
失、操業損失が莫大となる。そのため従来より、新設時の有線式センサにて細かな状態監視が行われており、異常があれば安全に止めて、すぐ再稼動できるようなシステムが組まれている。
・一方、中小の回転機はセンサがついていないものが大半であり、人による巡回点検が一般的である。大規模プラント工場では、2～3 名の専門家が常に巡回して 2～3 ヶ月で全ての回転機の点検を行っている。プラントでは危険な箇所が多く、高所や防護服をつけていかなければならないところ等、巡回点検は大変である。また、2～3 ヶ月に 1 回の点検であれば異常が見つかる割合が低く、後付けの簡易な無線式振動センサでセンシングすることで軽微な操業損失を低減するものである。
・無線式回転機状態監視は、国内では、A 社を含め、IMV、富士電機、旭化成エンジニア
リング等 5～6 社が参入する市場である。

4）無線ネットワークの課題・発売して 2～3 年経過しているが、月に何百台も出るものではなく、出荷が伸び悩んでいる。同社は回転機状態監視分野のリーディングカンパニーであることから、他社も同様の傾向と推察される。普及には主に 3 つの課題がある。
・1 つ目は、センサコストの課題である。1 個数十万円のセンサであるが、巡回点検人員を削減するには、数百個取り付け、数千万～数億円のイニシャルコストが必要になる。ただし、ポンプやファン等 100 万円未満の回転機の場合、1 個数十万円のセンサを取り付けるのはオーバースペックである。そのため、構内全部の回転機に設置するのではなく、危険区域等エリアを区切った上での設置、常設ではなく時期を区切ったテンポラリな設置をするケースが多い。
・2 つ目は、ネットワークコストの課題である。未だプラント工場は、無線ネットワークが整備されている工場が少なく、無線を整備するには膨大な投資が必要となる。そのため、回転機が集まる限定エリアへの導入となる。ネットワークは、920MHz の帯域で親機まで通信し、そこから先は LTE で届ける提案をしている。920MHz 帯域は、障害物の影響を受け難い特性を有する。ただし 920Mhz 帯域は乱立している状態であり、他社の無線
ネットワークと相互接続ができないことも、ネットワークコストが上昇する要因である。
・3 つ目は、セキュリティの課題である。無線は、敷地の境界付近では、工場外にセンシン
グ情報が流出することを懸念し、ユーザー側が導入に踏み切れない。また、そもそも無線ネットワークを社として許可しておらず、社内の LAN にセンサデータ自体をのせることを禁止している会社も一定数存在する。

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３－３．産業施設

5）エネルギーハーベストの課題
・同社の振動発電デバイスは、50kHz もしくは 60kHz でなければ発電し難い機器である。
一方で回転機は機器によって振動する周波数が異なり、同社の振動発電デバイスでは対応しきれないケースも多い。
・そのため、同社の振動発電式センサは商品化されているものの、ユーザー側から信頼されるほどの性能には至っていない。バッテリー式センサと併用して、ユーザーが試しに 1つ取り付けるレベルであり、発売から 3 年程度経つが、導入実績は数個に留まる。
・また同社の仕様である 10 分間隔のセンシングでは、傾向監視のレベルにとどまる。回転機の状態監視は、傾向監視と精密監視に分けられ、大型回転機に取り付けられる有線式センサでは、ミリセック（1000 分の 1 秒）単位の精密監視により、異常個所の特定が行われる。一方、エネルギーハーベスト等を用いた無線監視は、異常の傾向を把握するレベルであり、傾向監視により異常を把握した後、専門の検査会社に外注し精密監視を行う必要がある（図表 3-3-7-4）。
図表 3-3-7-4 精密監視と傾向監視
監視の種類

センサの種類

センシング頻度

目的

精密監視

有線式センサ1000 分の 1 秒

異常個所の特定

傾向監視

無線式センサ

10 分

異常の傾向を把握
出典：ヒアリングを元に富士経済作成

6）マイクロバッテリーの課題
・エネルギーハーベストに比べて、バッテリーに対する課題は少ない。バッテリーは、汎用的な単 4 リチウム乾電池（一次電池）を 4 本使用している。
・傾向監視は、10 分に 1 回、1 時間に 1 回、1 日に 1 回と機器によって、必要とするセン
シング頻度が異なる。10 分に 1 回の傾向監視は、リアルタイムで見ている人はほとんどおらず、実施する場合は 1 ヶ月といった期間を区切った監視となり、1 ヶ月程度であればバッテリー寿命は十分である。実際には、1 年～3 年の定期修繕のタイミングでバッテリー交換が可能なよう、「6 時間に 1 回の通信で 3 年程度」と、ほどよい仕様でバッテリー
容量が設計されている。一番多い使用は、1 日に 1 回のセンシングである。

7）他への用途展開
・他用途展開として、FA 分野に提案に訪れたこともあるが、FA 分野に無線式振動センサ
はほとんど採用されていない。FA の分野では、数千円で有線のセンサが商品化されており、工場の各所に制御ボックスが設置されていることから、有線で電源を容易に引くことができる。一方 PA 分野では、制御盤との距離が遠いため無線が重宝される。
・また PA 分野では、振動センサ以外にプラント老朽化の影響から、配管からの漏れを検知するガスセンサのニーズが高まっている。ガスセンサは、大手の新コスモス電機が多数展開していく模様である。
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