(57)【要約】【課題】結線が容易にでき、かつ、相間電圧を抑制することができる送電装置及び受電装置を提供すること。【解決手段】非接触給電システム１０は、道路側に設けられる送電装置２０と車両側に設けられる受電装置３０との間で、非接触で送電を行い、車両に設けられる蓄電池１２を充電する。送電装置２０は、Ｕ相の送電コイル２６ｕを有するＵ相の送電側共振部２０ａと、３相電流のうち、Ｖ相の送電コイル２６ｖを有するＶ相の送電側共振部２０ｂと、Ｗ相の送電コイル２６ｗを有するＷ相の送電側共振部２０ｃと、を備える。各送電側共振部２０ａ〜２０ｃは、それぞれ送電コイル２６ｕ，２６ｖ，２６ｗの一端に直列接続される送電側第１コンデンサ２５ｕ，２５ｖ，２５ｗと、他端に直列接続される送電側第２コンデンサ２７ｕ，２７ｖ，２７ｗと、を有し、各送電側共振部２０ａ〜２０ｃの一端が中性点Ｎ２に接続されている。受電装置３０も同様に構成されている。【選択図】      図１
2020174515.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車外に設けられる送電装置（２０，１２０）と車両に設けられる受電装置（３０，１３０）との間で、非接触で送電を行い、車両に設けられる蓄電池（１２）を充電する非接触給電システム（１０）の送電装置において、
多相交流電流が入力される送電部（２４，１２４）を備え、
前記送電部には、相ごとに送電側共振部（２０ａ〜２０ｃ，１２０ａ，１２０ｂ）が設けられ、
前記各送電側共振部は、それぞれ送電コイル（２６ｕ，２６ｖ，２６ｗ，１２６ｕ，１２６ｖ）と、前記送電コイルの一端に直列接続される第１コンデンサ（２５ｕ，２５ｖ，２５ｗ，１２５ｕ，１２５ｖ）と、他端に直列接続される第２コンデンサ（２７ｕ，２７ｖ，２７ｗ，１２７ｕ，１２７ｖ）と、を有する送電装置。
【請求項２】
車外に設けられる送電装置（２０）と車両に設けられる受電装置（３０）との間で、非接触で送電を行い、車両に設けられる蓄電池（１２）を充電する非接触給電システム（１０）の送電装置において、
３相電流のうち、Ｕ相の電流が入力されるＵ相の送電コイル（２６ｕ）を有するＵ相の送電側共振部（２０ａ）と、
３相電流のうち、Ｖ相の電流が入力されるＶ相の送電コイル（２６ｖ）を有するＶ相の送電側共振部（２０ｂ）と、
３相電流のうち、Ｗ相の電流が入力されるＷ相の送電コイル（２６ｗ）を有するＷ相の送電側共振部（２０ｃ）と、を備え、
前記各送電側共振部は、それぞれ前記送電コイルの一端に直列接続される第１コンデンサ（２５ｕ，２５ｖ，２５ｗ）と、他端に直列接続される第２コンデンサ（２７ｕ，２７ｖ，２７ｗ）と、を有し、
各々の前記送電側共振部の一端が中性点（Ｎ２）に接続される一方、他端から各相の電流が入力される送電装置。
【請求項３】
車外に設けられる送電装置（２０）と車両に設けられる受電装置（３０）との間で、非接触で送電を行い、車両に設けられる蓄電池（１２）を充電する非接触給電システム（１０）の送電装置において、
３相電流のうち、Ｕ相の電流が入力されるＵ相の送電コイル（２６ｕ）を有するＵ相の送電側共振部（２０ａ）と、
３相電流のうち、Ｖ相の電流が入力されるＶ相の送電コイル（２６ｖ）を有するＶ相の送電側共振部（２０ｂ）と、
３相電流のうち、Ｗ相の電流が入力されるＷ相の送電コイル（２６ｗ）を有するＷ相の送電側共振部（２０ｃ）と、を備え、
前記各送電側共振部は、それぞれ前記送電コイルの一端に直列接続される第１コンデンサ（２５ｕ，２５ｖ，２５ｗ）と、他端に直列接続される第２コンデンサ（２７ｕ，２７ｖ，２７ｗ）と、を有し、
前記送電側共振部は、デルタ結線されている送電装置。
【請求項４】
前記各送電側共振部は、並列に接続されている請求項１に記載の送電装置。
【請求項５】
前記各送電側共振部は、前記送電コイルを中心としてその回路構成が対称となっており、
前記各送電側共振部において、前記第１コンデンサと前記第２コンデンサの容量が、同一とされるように設定されている請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の送電装置。
【請求項６】
車外に設けられる送電装置（２０，１２０）と車両に設けられる受電装置（３０、１３０）との間で、非接触で送電を行い、車両に設けられる蓄電池（１２）を充電する非接触給電システム（１０）の受電装置において、
多相交流電流が出力される受電部（３４，１３４）を備え、
前記受電部には、相ごとに受電側共振部（３０ａ〜３０ｃ，１３０ａ，１３０ｂ）が設けられ、
前記各受電側共振部は、それぞれ受電コイル（３６ｕ，３６ｖ，３６ｗ，１３６ｕ，１３６ｖ）と、前記受電コイルの一端に直列接続される第１コンデンサ（３５ｕ，３５ｖ，３５ｗ，１３５ｕ，１３５ｖ）と、他端に直列接続される第２コンデンサ（３７ｕ，３７ｖ，３７ｗ，１３７ｕ，１３７ｖ）と、を有する受電装置。
【請求項７】
車外に設けられる送電装置（２０）と車両に設けられる受電装置（３０）との間で、非接触で送電を行い、車両に設けられる蓄電池（１２）を充電する非接触給電システム（１０）の受電装置において、
３相電流のうち、Ｕ相の電流が出力されるＵ相の受電コイル（３６ｕ）を有するＵ相の受電側共振部（３０ａ）と、
３相電流のうち、Ｖ相の電流が出力されるＶ相の受電コイル（３６ｖ）を有するＶ相の受電側共振部（３０ｂ）と、
３相電流のうち、Ｗ相の電流が出力されるＷ相の受電コイル（３６ｗ）を有するＷ相の受電側共振部（３０ｃ）と、を備え、
前記各受電側共振部は、それぞれ前記受電コイルの一端に直列接続される第１コンデンサ（３５ｕ，３５ｖ，３５ｗ）と、他端に直列接続される第２コンデンサ（３７ｕ，３７ｖ，３７ｗ）と、を有し、
各々の前記受電側共振部の一端が中性点（Ｎ３）に接続される一方、他端から各相の電流が出力される受電装置。
【請求項８】
車外に設けられる送電装置（２０）と車両に設けられる受電装置（３０）との間で、非接触で送電を行い、車両に設けられる蓄電池（１２）を充電する非接触給電システム（１０）の受電装置において、
３相電流のうち、Ｕ相の電流が出力されるＵ相の受電コイル（３６ｕ）を有するＵ相の受電側共振部（３０ａ）と、
３相電流のうち、Ｖ相の電流が出力されるＶ相の受電コイル（３６ｖ）を有するＶ相の受電側共振部（３０ｂ）と、
３相電流のうち、Ｗ相の電流が出力されるＷ相の受電コイル（３６ｗ）を有するＷ相の受電側共振部（３０ｃ）と、を備え、
前記各受電側共振部は、それぞれ前記受電コイルの一端に直列接続される第１コンデンサ（３５ｕ，３５ｖ，３５ｗ）と、他端に直列接続される第２コンデンサ（３７ｕ，３７ｖ，３７ｗ）と、を有し、
前記受電側共振部は、デルタ結線されている受電装置。
【請求項９】
前記各受電側共振部は、並列に接続されている請求項６に記載の受電装置。
【請求項１０】
前記各受電側共振部は、前記受電コイルを中心としてその回路構成が対称となっており、
前記各受電側共振部において、前記第１コンデンサと前記第２コンデンサの容量が、同一とされるように設定されている請求項６〜９のうちいずれか１項に記載の受電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触で送電する非接触給電システムの送電装置、及び受電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車などに搭載される蓄電池に給電を行うシステムとして、非接触で送電を行う非接触給電システムがある（例えば特許文献１）。非接触給電システムでは、送電装置側にインバータ回路を設け、そのインバータ回路から送電コイルに交流電力を供給する。そして、送電コイルから車両側の受電コイルに対して非接触で電力を送電し、受電コイルから蓄電池に対して給電を行う。
【０００３】
そして、特許文献１に記載の非接触給電システムでは、１次コイル及び直接コンデンサを２分割して、１次部分コイルと直接部分コンデンサとを交互に直列接続している。これにより、１次コイル及び直列コンデンサの端子間電圧の上昇を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１７６９１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記構成では、端子間電圧の上昇を抑制することができる一方で、１次コイルを分割することにより、結線が複雑になるという問題があった。また、３相共振コイルを採用する場合には、端子間電圧だけではなく、相間電圧（線間電圧）の上昇を抑制する必要もある。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、結線が容易にでき、かつ、相間電圧を抑制することができる送電装置及び受電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
課題を解決するための第１の手段は、車外に設けられる送電装置と車両に設けられる受電装置との間で、非接触で送電を行い、車両に設けられる蓄電池を充電する非接触給電システムの送電装置において、多相交流電流が入力される送電部を備え、前記送電部には、相ごとに送電側共振部が設けられ、前記各送電側共振部は、それぞれ送電コイルと、前記送電コイルの一端に直列接続される第１コンデンサと、他端に直列接続される第２コンデンサと、を有する。
【０００８】
第２の手段は、車外に設けられる送電装置と車両に設けられる受電装置との間で、非接触で送電を行い、車両に設けられる蓄電池を充電する非接触給電システムの送電装置において、３相電流のうち、Ｕ相の電流が入力されるＵ相の送電コイルを有するＵ相の送電側共振部と、３相電流のうち、Ｖ相の電流が入力されるＶ相の送電コイルを有するＶ相の送電側共振部と、３相電流のうち、Ｗ相の電流が入力されるＷ相の送電コイルを有するＷ相の送電側共振部と、を備え、前記各送電側共振部は、それぞれ前記送電コイルの一端に直列接続される第１コンデンサと、他端に直列接続される第２コンデンサと、を有し、各々の前記送電側共振部の一端が中性点に接続される一方、他端から各相の電流が入力される。
【０００９】
第３の手段は、車外に設けられる送電装置と車両に設けられる受電装置との間で、非接触で送電を行い、車両に設けられる蓄電池を充電する非接触給電システムの送電装置において、３相電流のうち、Ｕ相の電流が入力されるＵ相の送電コイルを有するＵ相の送電側共振部と、３相電流のうち、Ｖ相の電流が入力されるＶ相の送電コイルを有するＶ相の送電側共振部と、３相電流のうち、Ｗ相の電流が入力されるＷ相の送電コイルを有するＷ相の送電側共振部と、を備え、前記各送電側共振部は、それぞれ前記送電コイルの一端に直列接続される第１コンデンサと、他端に直列接続される第２コンデンサと、を有し、前記送電側共振部は、デルタ結線されている。
【００１０】
上記各手段によれば、各送電側共振部は、それぞれ送電コイルの一端に直列接続される第１コンデンサと、他端に直列接続される第２コンデンサと、を有している。
【００１１】
このため、回路構成的に、送電コイルは、送電コイルを２つに分割した分割コイルが直列接続されたものとみなすことができる。そして、第１コンデンサの電圧と、第１コンデンサ側の分割コイルの電圧は、反転している。同様に、第２コンデンサの電圧と、第２コンデンサ側の分割コイルの電圧は、反転している。このため、相電圧及び相間電圧を低減することが可能となる。また、実際にコイルを分割構成するわけではないので、結線を容易に行うことができる。
【００１２】
第４の手段は、車外に設けられる送電装置と車両に設けられる受電装置との間で、非接触で送電を行い、車両に設けられる蓄電池を充電する非接触給電システムの受電装置において、多相交流電流が出力される受電部を備え、前記受電部には、相ごとに受電側共振部が設けられ、前記各受電側共振部は、それぞれ受電コイルと、前記受電コイルの一端に直列接続される第１コンデンサと、他端に直列接続される第２コンデンサと、を有する。
【００１３】
第５の手段は、車外に設けられる送電装置と車両に設けられる受電装置との間で、非接触で送電を行い、車両に設けられる蓄電池を充電する非接触給電システムの受電装置において、３相電流のうち、Ｕ相の電流が出力されるＵ相の受電コイルを有するＵ相の受電側共振部と、３相電流のうち、Ｖ相の電流が出力されるＶ相の受電コイルを有するＶ相の受電側共振部と、３相電流のうち、Ｗ相の電流が出力されるＷ相の受電コイルを有するＷ相の受電側共振部と、を備え、前記各受電側共振部は、それぞれ前記受電コイルの一端に直列接続される第１コンデンサと、他端に直列接続される第２コンデンサと、を有し、各々の前記受電側共振部の一端が中性点に接続される一方、他端から各相の電流が出力される。
【００１４】
第６の手段は、車外に設けられる送電装置と車両に設けられる受電装置との間で、非接触で送電を行い、車両に設けられる蓄電池を充電する非接触給電システムの受電装置において、３相電流のうち、Ｕ相の電流が出力されるＵ相の受電コイルを有するＵ相の受電側共振部と、３相電流のうち、Ｖ相の電流が出力されるＶ相の受電コイルを有するＶ相の受電側共振部と、３相電流のうち、Ｗ相の電流が出力されるＷ相の受電コイルを有するＷ相の受電側共振部と、を備え、前記各受電側共振部は、それぞれ前記受電コイルの一端に直列接続される第１コンデンサと、他端に直列接続される第２コンデンサと、を有し、前記受電側共振部は、デルタ結線されている。
【００１５】
上記各手段によれば、各受電側共振部は、それぞれ受電コイルの一端に直列接続される第１コンデンサと、他端に直列接続される第２コンデンサと、を有している。
【００１６】
このため、回路構成的に、受電コイルは、受電コイルを２つに分割した分割コイルが直列接続されたものとみなすことができる。そして、第１コンデンサの電圧と、第１コンデンサ側の分割コイルの電圧は、反転している。同様に、第２コンデンサの電圧と、第２コンデンサ側の分割コイルの電圧は、反転している。このため、相電圧及び相間電圧を低減することが可能となる。また、実際にコイルを分割構成するわけではないので、結線を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】非接触給電システムの電気的構成を示す回路図。
【図２】送電コイルを示す斜視図。
【図３】受電コイルを示す斜視図。
【図４】（ａ）は、比較例における共振回路を示す回路図、（ｂ）は、比較例における相間電圧を示す図。
【図５】（ａ）は、共振回路を示す回路図、（ｂ）は、相間電圧を示す図。
【図６】（ａ）は、従来における相関電位差を示す図、（ｂ）は、本実施形態の相間電位差を示す図、（ｃ）は、相間電位差の抑制効果を示す図。
【図７】第２実施形態の非接触給電システムの電気的構成を示す回路図。
【図８】第２実施形態の送電コイルを示す平面図。
【図９】（ａ）は、比較例における共振回路を示す回路図、（ｂ）は、比較例における相間電圧を示す図。
【図１０】（ａ）は、第２実施形態の共振回路を示す回路図、（ｂ）は、第２実施形態の相間電圧を示す図。
【図１１】（ａ）は、第３実施形態における共振回路を示す回路図、（ｂ）は、第３実施形態における相間電圧を示す図。
【図１２】（ａ）は、比較例における共振回路を示す回路図、（ｂ）は、比較例における相間電圧を示す図。
【図１３】第４実施形態における非接触給電システムの電気的構成を示す回路図。
【図１４】（ａ）は、第４実施形態における共振回路を示す回路図、（ｂ）は、第４実施形態における相間電圧を示す図。
【図１５】（ａ）は、比較例における共振回路を示す回路図、（ｂ）は、比較例における相間電圧を示す図。
【図１６】別例における共振回路を示す回路図。
【図１７】別例における共振回路を示す回路図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第１実施形態）
本実施形態における非接触給電システム１０は、商用電源１１から供給された電力を、非接触で送電する送電装置２０、及び、送電装置２０から非接触で電力を受電する受電装置３０を備える。送電装置２０は、車両が走行する道路（高速道路など）、駐車される駐車スペース等の地上に埋設されている。受電装置３０は、電気自動車やハイブリッド自動車などの車両に搭載され、蓄電池としての車載バッテリ１２に対して電力を出力することで、車載バッテリ１２を充電するものである。
【００１９】
図１に本実施形態における非接触給電システム１０の電気的構成を示す。非接触給電システム１０の送電装置２０には、商用電源１１が接続されており、商用電源１１から供給される交流電力を送電装置２０に入力するように構成されている。一方、非接触給電システム１０の受電装置３０には、車載バッテリ１２が接続されており、受電装置３０から電力を車載バッテリ１２に出力し、充電が実施されるように構成されている。送電装置２０及び受電装置３０は、３相給電を実施可能とすべく、それぞれ３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のコイルを有する。
【００２０】
まず、送電装置２０について説明する。送電装置２０は、商用電源１１に接続されるＡＣ−ＤＣコンバータ２１と、ＡＣ−ＤＣコンバータ２１に接続されるインバータ回路２２と、インバータ回路２２に接続される送電フィルタ回路２３と、送電フィルタ回路２３に接続される送電共振回路２４と、を備える。
【００２１】
ＡＣ−ＤＣコンバータ２１は、商用電源１１から供給される交流電力を直流電力に変換し、インバータ回路２２に供給するものである。インバータ回路２２から見た場合、ＡＣ−ＤＣコンバータは、直流電源に相当する。
【００２２】
インバータ回路２２は、ＡＣ−ＤＣコンバータ２１から供給される直流電力を所定の周波数の交流電力に変換するものである。このインバータ回路２２として、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相の交流電力（３相電流）に変換する３相インバータを用いている。
【００２３】
インバータ回路２２は、ＡＣ−ＤＣコンバータ２１に接続されている。具体的には、ＡＣ−ＤＣコンバータ２１の正極端子にインバータ回路２２の高電位側端子が接続されている。一方、ＡＣ−ＤＣコンバータ２１の負極端子にインバータ回路２２の低電位側端子が接続されている。
【００２４】
インバータ回路２２は、それぞれ３相の相数と同数の上下アームを有するフルブリッジ回路により構成されている。各アームに設けられたスイッチング素子のオンオフにより、各相における電流が調整される。
【００２５】
詳しく説明すると、インバータ回路２２は、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相からなる３相において、スイッチング素子としての上アームスイッチＳｐと下アームスイッチＳｎとの直列接続体をそれぞれ備えている。本実施形態では、各相における上アームスイッチＳｐ及び下アームスイッチＳｎとして、電圧制御形の半導体スイッチング素子を用いており、具体的にはＩＧＢＴを用いている。なお、ＭＯＳＦＥＴを用いてもよい。各相における上アームスイッチＳｐ及び下アームスイッチＳｎには、それぞれフリーホイールダイオード（還流ダイオード）Ｄｐ，Ｄｎが逆並列に接続されている。
【００２６】
各相の上アームスイッチＳｐの高電位側端子（コレクタ）は、ＡＣ−ＤＣコンバータ２１の正極端子に接続されている。また、各相の下アームスイッチＳｎの低電位側端子（エミッタ）は、ＡＣ−ＤＣコンバータ２１の負極端子（グランド）に接続されている。各相の上アームスイッチＳｐと下アームスイッチＳｎとの間の中間接続点は、それぞれ送電フィルタ回路２３に接続されている。
【００２７】
すなわち、Ｕ相における上アームスイッチＳｐと下アームスイッチＳｎとの間の中間接続点は、送電フィルタ回路２３等を介して、送電共振回路２４のＵ相の送電コイル２６ｕに接続されている。同様に、Ｖ相における上アームスイッチＳｐと下アームスイッチＳｎとの間の中間接続点は、送電フィルタ回路２３等を介して、送電共振回路２４のＶ相の送電コイル２６ｖに接続されている。同様に、Ｗ相における上アームスイッチＳｐと下アームスイッチＳｎとの間の中間接続点は、送電フィルタ回路２３等を介して、送電共振回路２４のＷ相の送電コイル２６ｗに接続されている。
【００２８】
送電フィルタ回路２３は、インバータ回路２２から入力される交流電力から所定の周波数域の交流電力以外を除去する回路である。この送電フィルタ回路２３として、バンドパスフィルタを用いている。送電フィルタ回路２３は、各相ごとに、２つのリアクトルが直列接続された直列接続体２３ａ〜２３ｃを備えている。また、送電フィルタ回路２３は、各直列接続体２３ａ〜２３ｃの中間接続点に対して一端が接続されるコンデンサ２３ｄ〜２３ｆと、を備える。コンデンサ２３ｄ〜２３ｆの他端は、接続点Ｎ１で接続されている。つまり、コンデンサ２３ｄ〜２３ｆの他端同士が接続されている。
【００２９】
送電共振回路２４は、送電フィルタ回路２３から入力した交流電力（３相交流電流）を受電装置３０に対して出力する回路であり、送電部に相当する。送電共振回路２４は、各相ごとに、送電側の第１コンデンサとしての送電側第１コンデンサ２５ｕ，２５ｖ，２５ｗと、送電コイル２６ｕ，２６ｖ，２６ｗと、送電側の第２コンデンサとしての送電側第２コンデンサ２７ｕ，２７ｖ，２７ｗと、が直列接続された送電側共振部２０ａ〜２０ｃを備えている。送電側共振部２０ａ〜２０ｃは、いわゆるスター結線されている。すなわち、送電側共振部２０ａ〜２０ｃの一端は、送電フィルタ回路２３に接続されており、他端は、中性点Ｎ２に接続されている。
【００３０】
送電側第１コンデンサ２５ｕ，２５ｖ，２５ｗと、送電側第２コンデンサ２７ｕ，２７ｖ，２７ｗのコンデンサ容量は同じである。そして、相互インダクタンスを考慮した場合に、力率補償するため（力率を最大にするため）に、数式（１）〜（５）に示すようにそのコンデンサ容量が設定されている。
【００３１】
なお、数式において、送電側第１コンデンサ２５ｕのコンデンサ容量をＣｓｕ１とし、送電側第２コンデンサ２７ｕのコンデンサ容量をＣｓｕ２とする。また、送電側第１コンデンサ２５ｖのコンデンサ容量をＣｓｖ１とし、送電側第２コンデンサ２７ｖのコンデンサ容量をＣｓｖ２とする。また、送電側第１コンデンサ２５ｗのコンデンサ容量をＣｓｗ１とし、送電側第２コンデンサ２７ｗのコンデンサ容量をＣｓｗ２とする。また、数式において、送電コイル２６ｕの自己インダクタンスをＬｕ１とし、送電コイル２６ｖの自己インダクタンスをＬｖ１とし、送電コイル２６ｗの自己インダクタンスをＬｗ１としている。
【００３２】
また、送電コイル２６ｕと送電コイル２６ｖとの間における相互インダクタンスをＭｕｖ１としている。また、送電コイル２６ｕと送電コイル２６ｗとの間における相互インダクタンスをＭｕｗ１としている。また、送電コイル２６ｖと送電コイル２６ｗとの間における相互インダクタンスをＭｖｗ１としている。インバータ駆動周波数をｆとし、共振電気角周波数をωとしている。
【数１】
2020174515.tif 000003
【００３３】
受電装置３０は、送電共振回路２４から電力を供給される受電共振回路３１と、受電共振回路３１に接続される受電フィルタ回路３２と、受電フィルタ回路３２に接続される整流回路３３と、整流回路３３に接続されるＤＣ−ＤＣコンバータ３４と、を備える。
【００３４】
受電共振回路３１は、非接触で送電共振回路２４から電力を入力し、受電フィルタ回路３２に交流電力（３相交流電流）を出力する回路であり、受電部に相当する。受電共振回路３１は、送電共振回路２４と同一の構成となっており、送電共振回路２４に対して磁場共鳴可能に構成されている。
【００３５】
すなわち、受電共振回路３１は、各相ごとに、受電側の第１コンデンサとしての受電側第１コンデンサ３５ｕ，３５ｖ，３５ｗと、受電コイル３６ｕ，３６ｖ，３６ｗと、受電側の第２コンデンサとしての受電側第２コンデンサ３７ｕ，３７ｖ，３７ｗと、が直列接続された受電側共振部３０ａ〜３０ｃを備えている。受電側共振部３０ａ〜３０ｃは、いわゆるスター結線されている。すなわち、受電側共振部３０ａ〜３０ｃの一端は、中性点Ｎ３に接続され、他端は、受電フィルタ回路３２に接続されている。この受電共振回路３１と送電共振回路２４との共振周波数は同一に設定されている。
【００３６】
受電側第１コンデンサ３５ｕ，３５ｖ，３５ｗと、受電側第２コンデンサ３７ｕ，３７ｖ，３７ｗのコンデンサ容量は同じである。また、送電装置２０と同様に、相互インダクタンスを考慮した場合に、力率補償するため（力率を最大にするため）に、数式（１）〜（５）に示すようにそのコンデンサ容量が設定されている。なお、数式において、Ｃｓｕ１，Ｃｓｕ２，Ｃｓｖ１，Ｃｓｖ２，Ｃｓｗ１，Ｃｓｗ２，Ｌｕ１，Ｌｖ１，Ｌｗ１，Ｍｕｖ１，Ｍｕｗ１，Ｍｖｗ１は、それぞれ受電装置３０のものとして対応させて読み替える。
【００３７】
受電フィルタ回路３２は、受電共振回路３１から入力される交流電力に含まれる所定の周波数域の交流電力以外を除去するものである。この受電フィルタ回路３２として、バンドパスフィルタを用いている。受電フィルタ回路３２は、各相ごとに、２つのリアクトルが直列接続された直列接続体３２ａ〜３２ｃを備えている。また、受電フィルタ回路３２は、各直列接続体３２ａ〜３２ｃの中間接続点に対して一端が接続されるコンデンサ３２ｄ〜３２ｆを備える。コンデンサ３２ｄ〜３２ｆの他端は、接続点Ｎ４で接続されている。つまり、コンデンサ３２ｄ〜３２ｆの他端同士が接続されている。
【００３８】
整流回路３３は、交流電力を全波整流する回路である。本実施形態では、整流回路３３として、ダイオードブリッジから構成される全波整流回路を採用したが、６つのスイッチング素子（例えばＭＯＳＦＥＴ）から構成される同期整流回路を用いてもよい。
【００３９】
ＤＣ−ＤＣコンバータ３４は、整流回路３３から入力される直流電力を変圧し、車載バッテリ１２に出力するものである。車載バッテリ１２は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３４から入力された直流電力を充電する。
【００４０】
また、送電装置２０には、送電装置２０の制御を行う送電制御部６０が設けられており、受電装置３０には、受電装置３０の制御を行う受電制御部７０が設けられている。送電制御部６０は、ＡＣ−ＤＣコンバータ２１やインバータ回路２２等の制御を行う。受電制御部７０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３４等の制御を行う。また、車両には、ＥＣＵ５０（Electronic Control Unit）が設けられており、受電制御部７０に対して指示を行い、車両の走行中に非接触給電を実施させ、車載バッテリ１２を充電させる。
【００４１】
上記構成によれば、送電装置２０及び受電装置３０の相対位置が磁場共鳴可能な位置にある状況において、交流電力が送電共振回路２４に入力された場合、送電コイル２６ｕ，２６ｖ，２６ｗと、受電コイル３６ｕ，３６ｖ，３６ｗと、が磁場共鳴する。これにより、受電装置３０は、送電装置２０からエネルギーの一部を受け取る。すなわち、交流電力を受電する。なお、本実施形態では、説明の都合上、送電装置２０及び受電装置３０の相対位置が磁場共鳴可能な位置にあることを前提とする。
【００４２】
次に、送電コイル２６ｕ，２６ｖ，２６ｗ及び受電コイル３６ｕ，３６ｖ，３６ｗの機械的構成について説明する。図２は、送電コイル２６ｕ，２６ｖ，２６ｗ及び受電コイル３６ｕ，３６ｖ，３６ｗを上面側（車両側、受電側）から見た斜視図であり、図３は、下面側（道路側、送電側）から見た斜視図である。
【００４３】
図２に示すように、送電コイル２６ｕ，２６ｖ，２６ｗは、巻線（例えばリッツ線）が平面状に巻かれることで形成されている角型の平面コイルとなっている。その際、送電コイル２６ｕ，２６ｖ，２６ｗは、環状に形成されている。各送電コイル２６ｕ，２６ｖ，２６ｗの形状及び巻き数は同じとされている。
【００４４】
これらの送電コイル２６ｕ，２６ｖ，２６ｗは、鉄心としてのフェライトコア２８上に配置され、固定されている。詳しく説明すると、フェライトコア２８は、長方形の平板状に形成されており、その長手方向が道路の延伸方向に沿うように配置されている。また、フェライトコア２８の短手方向が道路の幅方向となり、かつ、平面が道路の路面に対して平行となるように配置されている。そして、フェライトコア２８の平面上において、送電コイル２６ｕ，２６ｖ，２６ｗが長手方向に沿って配置されている。その際、送電コイル２６ｕ，２６ｖ，２６ｗは、フェライトコア２８よりも車両側（上側）になるように配置されている。
【００４５】
そして、送電コイル２６ｕ，２６ｖ，２６ｗは、フェライトコア２８上で、長手方向において相互の位置がずれるように配置されている。より詳しくは、送電コイル２６ｕ，２６ｖ，２６ｗで囲まれた領域が、他の送電コイル２６ｕ，２６ｖ，２６ｗで囲まれた領域に対して相互に重複するように配置されている。その際、送電コイル２６ｕ，２６ｖ，２６ｗは、長手方向において等間隔でずれるように配置されている。より詳しくは、電気角で１２０°ずらして配置されている。なお、本実施形態では、送電コイル２６ｕが長手方向中央に配置されており、送電コイル２６ｖ，２６ｗが、送電コイル２６ｕの長手方向両側に配置されている。
【００４６】
次に、受電コイル３６ｕ，３６ｖ，３６ｗについて説明する。受電コイル３６ｕ，３６ｖ，３６ｗは、送電コイル２６ｕ，２６ｖ，２６ｗとほぼ同様に構成されている。
【００４７】
すなわち、図３に示すように、受電コイル３６ｕ，３６ｖ，３６ｗは、巻線（例えばリッツ線）が平面状に巻かれることで形成されている角型の平面コイルとなっている。その際、受電コイル３６ｕ，３６ｖ，３６ｗは、環状に形成されている。各受電コイル３６ｕ，３６ｖ，３６ｗの形状及び巻き数は同じとされている。
【００４８】
これらの受電コイル３６ｕ，３６ｖ，３６ｗは、鉄心としてのフェライトコア３８上に配置され、固定されている。詳しく説明すると、フェライトコア３８は、長方形の平板状に形成されており、その長手方向が車両の進行方向に沿うように配置されている。また、フェライトコア３８の短手方向が車両の幅方向となり、かつ、平面が車両の底面に対して平行となるように配置されている。つまり、フェライトコア３８の平面が、道路の路面に対向するように配置されている。そして、フェライトコア３８上において、受電コイル３６ｕ，３６ｖ，３６ｗが進行方向（長手方向）に沿って配置されている。その際、受電コイル３６ｕ，３６ｖ，３６ｗは、フェライトコア３８よりも道路側（下側）になるように配置されている。
【００４９】
そして、受電コイル３６ｕ，３６ｖ，３６ｗは、フェライトコア３８上で、長手方向において相互の位置がずれるように配置されている。より詳しくは、受電コイル３６ｕ，３６ｖ，３６ｗで囲まれた領域が、他の受電コイル３６ｕ，３６ｖ，３６ｗで囲まれた領域に対して相互に重複するように配置されている。その際、受電コイル３６ｕ，３６ｖ，３６ｗは、長手方向において等間隔でずれるように配置されている。より詳しくは、電気角で１２０°ずらして配置されている。なお、本実施形態では、受電コイル３６ｕが長手方向中央に配置されており、受電コイル３６ｖ，３６ｗが、受電コイル３６ｕの長手方向両側に配置されている。
【００５０】
ところで、送電共振回路２４や受電共振回路３１において、コイルやコンデンサの端子間電圧（相電圧）が高くなると、高電圧対策が必要となる。特にコイルとコンデンサを直列に接続すると、端子間電圧が上昇しやすくなるために問題となる。また、３相給電では、相間電圧が高くなると、部分放電が発生し、絶縁破壊が生じる可能性があり、絶縁層を厚くする、又は相間距離を離すなどの対策を行う必要がある。
【００５１】
ここで、比較例（従来例）を図４に示し、図４に示す回路構成における端子間電圧と、相間電圧について説明する。図４の回路構成では、共振回路は、コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗと当該コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗに直列に接続されたコンデンサＣｕ，Ｃｖ，Ｃｗとからなり、一端が中性点Ｎ０に接続されている。なお、送電側及び受電側のいずれも同様である。
【００５２】
この場合、コイルＬｕ，Ｌｖ，ＬｗとコンデンサＣｕ，Ｃｖ，Ｃｗとの間における接続点Ｎａ，Ｎｂ，Ｎｃにおける相電圧（Ｕ相電圧、Ｖ相電圧、Ｗ相電圧、いずれもベクトル値）の大きさは、各相同じ値である。なお、位相は１２０度ずつずれる。この相電圧が、端子間電圧に相当する。そして、相間電圧（Ｕ−Ｖ相間電圧、Ｖ−Ｗ相間電圧、Ｗ−Ｕ相間電圧、いずれもベクトル値）の大きさは、相電圧及び相間電圧の電圧ベクトル図に示すように（図４（ｂ）参照）、相電圧の大きさの√３倍となる。
【００５３】
次に、本実施形態の回路構成における端子間電圧（相電圧）と、相間電圧について図５に基づいて説明する。図５は、送電側共振部２０ａ〜２０ｃの回路構成を示す図である。
【００５４】
以下の説明では、回路構成において、送電側第１コンデンサ２５ｕ，２５ｖ，２５ｗと送電コイル２６ｕ，２６ｖ，２６ｗとの間における接続点を、それぞれ接続点Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１と示す。また、送電側第２コンデンサ２７ｕ，２７ｖ，２７ｗと送電コイル２６ｕ，２６ｖ，２６ｗとの間における接続点を、それぞれ接続点Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２と示す。
【００５５】
また、中性点Ｎ２に対する接続点Ｕ１の電圧（ベクトル値）を、Ｖｕ１と示し、中性点Ｎ２に対する接続点Ｖ１の電圧（ベクトル値）を、Ｖｖ１と示し、中性点Ｎ２に対する接続点Ｗ１の電圧（ベクトル値）を、Ｖｗ１と示す。
【００５６】
なお、送電側と受電側の回路構成は同じであるため、送電側のみについて説明し、受電側についてはその説明を省略する。受電側に読み替える場合、送電側第１コンデンサ２５ｕ，２５ｖ，２５ｗは、受電側第１コンデンサ３５ｕ，３５ｖ，３５ｗに対応し、送電コイル２６ｕ，２６ｖ，２６ｗは、受電コイル３６ｕ，３６ｖ，３６ｗに対応し、送電側第２コンデンサ２７ｕ，２７ｖ，２７ｗは、受電側第２コンデンサ３７ｕ，３７ｖ，３７ｗに対応する。また、中性点Ｎ２は、中性点Ｎ３に対応する。送電側共振部２０ａ〜２０ｃは、受電側共振部３０ａ〜３０ｃに対応する。
【００５７】
送電側共振部２０ａ〜２０ｃでは、送電コイル２６ｕ，２６ｖ，２６ｗを送電側第１コンデンサ２５ｕ，２５ｖ，２５ｗと、送電側第２コンデンサ２７ｕ，２７ｖ，２７ｗとの間に配置し、送電コイル２６ｕ，２６ｖ，２６ｗを中心として対称に設けている。そして、送電側第１コンデンサ２５ｕ，２５ｖ，２５ｗと、送電側第２コンデンサ２７ｕ，２７ｖ，２７ｗのコンデンサ容量は同じである。
【００５８】
このため、送電側第１コンデンサ２５ｕ，２５ｖ，２５ｗを実際には分割構成されていないものの、回路構成的には、送電コイル２６ｕ，２６ｖ，２６ｗは、送電コイル２６ｕ，２６ｖ，２６ｗを１／２に分割した分割コイルＬ１，Ｌ２を直列接続されたものとみなすことができる。
【００５９】
すなわち、送電側共振部２０ａ〜２０ｃは、送電側第１コンデンサ２５ｕ，２５ｖ，２５ｗと、分割コイルＬ１と、分割コイルＬ２と、送電側第２コンデンサ２７ｕ，２７ｖ，２７ｗと、をこの順番で直列接続されたものとみなすことができる。また、送電側共振部２０ａ〜２０ｃの一端（送電側第１コンデンサ２５ｕ，２５ｖ，２５ｗ側の一端）を中性点Ｎ２に接続している。そして、中性点Ｎ２における電位は０Ｖ（基準電位）となる。
【００６０】
送電側第１コンデンサ２５ｕ，２５ｖ，２５ｗの電圧と、分割コイルＬ１の電圧（ベクトル値）は、反転している（１８０度位相がずれている）。同様に、送電側第２コンデンサ２７ｕ，２７ｖ，２７ｗの電圧と、分割コイルＬ２の電圧（ベクトル値）は、反転している（１８０度位相がずれている）。また、共振時において、電圧の振幅も同一となる。このため、分割コイルＬ１，Ｌ２の中間点Ｈ０の電位も０Ｖ（基準電位）となり、分割コイルＬ１の電圧と、分割コイルＬ２の電圧も、同様に、反転している（１８０度位相がずれる）ことがわかる。
【００６１】
したがって、中間点Ｈ０（基準電位）に対する接続点Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１の電圧Ｖｕ２，Ｖｖ２，Ｖｗ２と、中性点Ｎ２（基準電位）に対する接続点Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１の電圧Ｖｕ１，Ｖｖ１，Ｖｗ１とは数式（６）〜（１０）のような関係にある。なお、中間点Ｈ０に対する接続点Ｕ１の電圧（ベクトル値）を、Ｖｕ２と示し、中間点Ｈ０に対する接続点Ｖ１の電圧（ベクトル値）を、Ｖｖ２と示し、中間点Ｈ０に対する接続点Ｗ１の電圧（ベクトル値）を、Ｖｗ２と示す。
【００６２】
−Ｖｕ１＝Ｖｕ２・・・（６）
−Ｖｖ１＝Ｖｖ２・・・（７）
−Ｖｗ１＝Ｖｗ２・・・（８）
−Ｖｕ１−Ｖｖ１−Ｖｗ１＝０・・・（９）
Ｖｕ２＋Ｖｖ２＋Ｖｗ２＝０・・・（１０）
よって、接続点Ｕ１に対する接続点Ｕ２の電圧であるＵ相の相電圧（ベクトル値）Ｐｕ，接続点Ｖ１に対する接続点Ｖ２の電圧であるＶ相の相電圧（ベクトル値）Ｐｖ，接続点Ｗ１に対する接続点Ｗ２の電圧であるＷ相の相電圧（ベクトル値）Ｐｗは、数式（１１）〜（１６）及び図５（ｂ）に示すようになる。なお、中間点Ｈ０に対する接続点Ｕ２の電圧ベクトルを、Ｖｕ３と示し、中間点Ｈ０に対する接続点Ｖ２の電圧ベクトルを、Ｖｖ３と示し、中間点Ｈ０に対する接続点Ｗ２の電圧ベクトルを、Ｖｗ３と示す。
【００６３】
Ｐｕ＝Ｖｕ３−Ｖｕ２・・・（１１）
Ｐｖ＝Ｖｖ３−Ｖｖ２・・・（１２）
Ｐｗ＝Ｖｗ３−Ｖｗ２・・・（１３）
Ｖｕ３＝−Ｖｕ２・・・（１４）
Ｖｖ３＝−Ｖｖ２・・・（１５）
Ｖｗ３＝−Ｖｗ２・・・（１６）
従って、数式（１１）〜（１６）及び図５（ｂ）に示すように、相電圧Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗの大きさは、同じとなる。そして、数式（１１）〜（１６）及び図５（ｂ）に示す電圧ベクトル図に基づいて、接続点Ｕ１−接続点Ｖ１間の相間電圧Ｐｕｖ１は、数式（１７）及び図５（ｂ）に示すようになる。接続点Ｕ２−接続点Ｖ２間の相間電圧Ｐｕｖ２は、数式（１８）及び図５（ｂ）に示すようになる。接続点Ｖ１−接続点Ｗ１間の相間電圧Ｐｖｗ１は、数式（１９）及び図５（ｂ）に示すようになる。接続点Ｖ２−接続点Ｗ２間の相間電圧Ｐｖｗ２は、数式（２０）及び図５（ｂ）に示すようになる。接続点Ｗ１−接続点Ｕ１間の相間電圧Ｐｗｕ１は、数式（２１）及び図５（ｂ）に示すようになる。接続点Ｗ２−接続点Ｕ２間の相間電圧Ｐｗｕ２は、数式（２２）及び図５（ｂ）に示すようになる。
【００６４】
Ｐｕｖ１＝Ｖｕ２−Ｖｖ２・・・（１７）
Ｐｕｖ２＝Ｖｕ３−Ｖｖ３・・・（１８）
Ｐｖｗ１＝Ｖｖ２−Ｖｗ２・・・（１９）
Ｐｖｗ２＝Ｖｖ３−Ｖｗ３・・・（２０）
Ｐｗｕ１＝Ｖｗ２−Ｖｕ２・・・（２１）
Ｐｗｕ２＝Ｖｗ３−Ｖｕ３・・・（２２）
したがって、数式（１７）〜（２２）及び図５（ｂ）に示すように、相間電圧Ｐｕｖ１，Ｐｕｖ２，Ｐｖｗ１，Ｐｖｗ２，Ｐｗｕ１，Ｐｗｕ２の大きさは、同じとなる。また、相間電圧Ｐｕｖ１，Ｐｕｖ２，Ｐｖｗ１，Ｐｖｗ２，Ｐｗｕ１，Ｐｗｕ２の大きさは、相電圧Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗの大きさの１／２×√３倍となる。例えば、相間電圧Ｐｕｖ１の大きさは、数式（２３）に示すように、相電圧Ｐｕの大きさの１／２×√３倍となる。つまり、理論上、相間電圧を半減することができる。
【００６５】
｜Ｐｕｖ１｜＝｜Ｐｕ｜×１／２×√３・・・（２３）
次に、本実施形態の回路構成による作用及び効果について説明する。図６（ａ）に、比較例の回路構成（図４参照）における相間電位差（相間電圧）を示し、図６（ｂ）に、本実施形態の回路構成（図１参照）における相間電位差（相間電圧）を示す。また、図６（ｃ）に、比較例の回路構成における最大相間電位差（最大相間電圧）と、本実施形態の回路構成における最大相間電位差（最大相間電圧）との比較を示す。
【００６６】
図６に示すように、本実施形態の回路構成にすることにより、比較例の回路構成に比較して、送電側及び受電側のいずれにおいても、相間電圧を低減することができる。また、図６（ｃ）に示すように、最大相間電圧を４６パーセント低減することができる。これにより送電コイル２６ｕ，２６ｖ，２６ｗの絶縁層の厚さを低減することができる。受電コイル３６ｕ，３６ｖ，３６ｗの絶縁層の厚さも同様に、低減することができる。なお、相間電圧にばらつきが生じるのは距離の違いによる相互インダクタンスに起因するものである。
【００６７】
また、送電コイル２６ｕ，２６ｖ，２６ｗ及び受電コイル３６ｕ，３６ｖ，３６ｗを実際に分割構成しているわけではないので、結線が容易となっている。
【００６８】
（第２実施形態）
上記第１実施形態において、次のように構成を変更してもよい。以下、第２実施形態では、主に、上記各実施形態で説明した構成に対する相違部分について説明する。また、第２実施形態では、非接触給電システム１０の基本構成として、第１実施形態のものを例に説明する。
【００６９】
図７に示すように、第２実施形態における送電装置１２０及び受電装置１３０は、２相給電を実施可能とすべく、それぞれ２相（Ｕ相、Ｖ相）のコイルを有する。
【００７０】
まず、送電装置１２０について説明する。第２実施形態のインバータ回路２２は、第１実施形態と同様に構成されており、直流電流を、Ｕ相、Ｖ相の２相の交流電力（２相交流電流）に変換する。第２実施形態の送電共振回路１２４は、送電フィルタ回路２３から入力した交流電力を受電装置１３０に対して出力する回路（送電部）である。送電共振回路１２４は、各相ごとに、送電側の第１コンデンサとしての送電側第１コンデンサ１２５ｕ，１２５ｖと、送電コイル１２６ｕ，１２６ｖと、送電側の第２コンデンサとしての送電側第２コンデンサ１２７ｕ，１２７ｖと、が直列接続された送電側共振部１２０ａ，１２０ｂを備えている。
【００７１】
Ｕ相の送電側共振部１２０ａの一端は、送電フィルタ回路２３を介して、インバータ回路２２のＵ相における中間接続点（上アームスイッチＳｐと下アームスイッチＳｎとの間の接続点）に接続されており、他端は、接続点Ｎ１２に接続されている。Ｖ相の送電側共振部１２０ｂの一端は、送電フィルタ回路２３を介して、インバータ回路２２のＶ相における中間接続点に接続されており、他端は、接続点Ｎ１２に接続されている。そして、接続点Ｎ１２は、送電フィルタ回路２３を介さずに、インバータ回路２２において、Ｕ相及びＶ相以外の中間接続点に接続されている。
【００７２】
送電側第１コンデンサ１２５ｕ，１２５ｖと、送電側第２コンデンサ１２７ｕ，１２７ｖのコンデンサ容量は同じとなるように設定されている。そして、相互インダクタンスを考慮した場合に、力率補償するため（力率を最大にするため）に、数式（３１）〜（３３）に示すようにそのコンデンサ容量が設定されている。
【００７３】
なお、数式において、送電側第１コンデンサ１２５ｕのコンデンサ容量をＣｓｕ１１とし、送電側第２コンデンサ１２７ｕのコンデンサ容量をＣｓｕ１２とする。また、送電側第１コンデンサ１２５ｖのコンデンサ容量をＣｓｖ１１とし、送電側第２コンデンサ１２７ｖのコンデンサ容量をＣｓｖ１２とする。また、数式において、送電コイル１２６ｕの自己インダクタンスをＬｕ１１とし、送電コイル１２６ｖの自己インダクタンスをＬｖ１１としている。また、インバータ駆動周波数をｆとし、共振電気角周波数をωとしている。
【数２】
2020174515.tif 000004
【００７４】
第２実施形態の受電装置１３０について説明する。第２実施形態の受電共振回路１３１は、送電共振回路１２４と同一の構成となっており、送電共振回路１２４に対して磁場共鳴可能に構成されている。
【００７５】
すなわち、受電共振回路１３１は、各相ごとに、受電側の第１コンデンサとしての受電側第１コンデンサ１３５ｕ，１３５ｖと、受電コイル１３６ｕ，１３６ｖと、受電側の第２コンデンサとしての受電側第２コンデンサ１３７ｕ，１３７ｖと、が直列接続された受電側共振部１３０ａ，１３０ｂを備えている。受電側共振部１３０ａ，１３０ｂの一端は、接続点Ｎ１３に接続され、他端は、受電フィルタ回路３２に接続されている。また、接続点Ｎ１３は、受電フィルタ回路３２を介さずに、整流回路３３に接続されている。この受電共振回路１３１と送電共振回路１２４との共振周波数は同一に設定されている。
【００７６】
受電側第１コンデンサ１３５ｕ，１３５ｖと、受電側第２コンデンサ１３７ｕ，１３７ｖのコンデンサ容量は同じとなるように設定されている。また、送電装置１２０と同様に、相互インダクタンスを考慮した場合に、力率補償するため（力率を最大にするため）に、数式（３１）〜（３３）に示すようにそのコンデンサ容量が設定されている。なお、数式において、Ｃｓｕ１１，Ｃｓｕ１２，Ｃｓｖ１１，Ｃｓｖ１２，Ｌｕ１１，Ｌｖ１１は、それぞれ受電装置１３０のものとして対応させて読み替える。
【００７７】
上記構成によれば、送電装置１２０及び受電装置１３０の相対位置が磁場共鳴可能な位置にある状況において、交流電力が送電共振回路１２４に入力された場合、送電コイル１２６ｕ，１２６ｖと、受電コイル１３６ｕ，１３６ｖと、が磁場共鳴する。これにより、受電装置１３０は、送電装置１２０からエネルギーの一部を受け取る。すなわち、交流電力を受電する。なお、本実施形態では、説明の都合上、送電装置１２０及び受電装置１３０の相対位置が磁場共鳴可能な位置にあることを前提とする。
【００７８】
次に、送電コイル１２６ｕ，１２６ｖ及び受電コイル１３６ｕ，１３６ｖの機械的構成について説明する。図８は、送電コイル１２６ｕ，１２６ｖを上面側（車両側、受電側）から見た平面図である。なお、受電コイル１３６ｕ，１３６ｖの機械的構成は、送電コイル１２６ｕ，１２６ｖと同様であるため、図及び詳細な説明を省略する。
【００７９】
図８に示すように、送電コイル１２６ｕ，１２６ｖは、巻線（例えばリッツ線）が平面状に巻かれることで形成されている角型の平面コイルとなっている。その際、送電コイル１２６ｕ，１２６ｖは、環状に形成されている。各送電コイル１２６ｕ，１２６ｖの形状及び巻き数は同じとされている。
【００８０】
これらの送電コイル１２６ｕ，１２６ｖは、鉄心としてのフェライトコア１２８上に配置され、固定されている。そして、フェライトコア１２８の平面上において、送電コイル１２６ｕ，１２６ｖが長手方向に沿って配置されている。その際、送電コイル１２６ｕ，１２６ｖは、フェライトコア１２８よりも車両側（上側）になるように配置されている。
【００８１】
そして、送電コイル１２６ｕ，１２６ｖは、フェライトコア１２８上で、長手方向において相互の位置がずれるように配置されている。より詳しくは、送電コイル１２６ｕ，１２６ｖで囲まれた領域が、他の送電コイル１２６ｕ，１２６ｖで囲まれた領域に対して相互に重複するように配置されている。その際、送電コイル１２６ｕ，１２６ｖは、長手方向において電気角で所定角度ずれるように配置されている。より詳しくは、電気角で９０°ずらして配置されている。
【００８２】
ところで、送電共振回路１２４や受電共振回路１３１では、第１実施形態と同様に、端子間電圧や相間電圧を低減させることが望まれている。ここで、図９に比較例を示し、図９の回路構成における端子間電圧と、相間電圧について説明する。図９の回路構成では、共振回路は、コイルＬｕ，Ｌｖと当該コイルＬｕ，Ｌｖに直列に接続されたコンデンサＣｕ，Ｃｖとからなり、一端が接続点Ｎ１０に接続されている。なお、送電側及び受電側のいずれも同様である。
【００８３】
この場合、コイルＬｕ，ＬｖとコンデンサＣｕ，Ｃｖとの間における接続点Ｎａ，Ｎｂにおける相電圧（Ｕ相電圧、Ｖ相電圧、いずれもベクトル値）の大きさは、各相同じ値である。なお、２相給電の場合、位相は９０度ずれる。この相電圧が、端子間電圧に相当する。そして、相間電圧（Ｕ−Ｖ相間電圧、ベクトル値）の大きさは、相電圧及び相間電圧の電圧ベクトル図に示すように（図９（ｂ）参照）、相電圧の大きさの√２倍となる。
【００８４】
次に、第２実施形態の回路構成における端子間電圧（相電圧）と、相間電圧について図１０に基づいて説明する。図１０（ａ）は、送電側共振部１２０ａ，１２０ｂの回路構成を示す図である。
【００８５】
第２実施形態では、回路構成において、送電側第１コンデンサ１２５ｕ，１２５ｖと送電コイル１２６ｕ，１２６ｖとの間における接続点を、それぞれ接続点Ｕ１，Ｖ１と示す。また、送電側第２コンデンサ１２７ｕ，１２７ｖと送電コイル１２６ｕ，１２６ｖとの間における接続点を、それぞれ接続点Ｕ２，Ｖ２と示す。また、接続点Ｎ１２に対する接続点Ｕ１の電圧（ベクトル値）を、Ｖｕ１１と示し、接続点Ｎ１２に対する接続点Ｖ１の電圧（ベクトル値）を、Ｖｖ１１と示す。
【００８６】
なお、送電側と受電側の回路構成は同じであるため、送電側のみについて説明し、受電側についてはその説明を省略する。受電側に読み替える場合、送電側第１コンデンサ１２５ｕ，１２５ｖは、受電側第１コンデンサ１３５ｕ，１３５ｖに対応し、送電コイル１２６ｕ，１２６ｖは、受電コイル１３６ｕ，１３６ｖに対応し、送電側第２コンデンサ１２７ｕ，１２７ｖは、受電側第２コンデンサ１３７ｕ，１３７ｖに対応する。また、接続点Ｎ１２は、接続点Ｎ１３に対応する。送電側共振部１２０ａ，１２０ｂは、受電側共振部１３０ａ，１３０ｂに対応する。
【００８７】
送電側共振部１２０ａ，１２０ｂでは、送電コイル１２６ｕ，１２６ｖを送電側第１コンデンサ１２５ｕ，１２５ｖと、送電側第２コンデンサ１２７ｕ，１２７ｖとの間に配置し、送電コイル１２６ｕ，１２６ｖを中心として対称に設けている。そして、送電側第１コンデンサ１２５ｕ，１２５ｖと、送電側第２コンデンサ１２７ｕ，１２７ｖのコンデンサ容量は同じとなるように設定されている。
【００８８】
このため、送電側第１コンデンサ１２５ｕ，１２５ｖを実際には分割構成されていないものの、回路構成的には、送電コイル１２６ｕ，１２６ｖは、送電コイル１２６ｕ，１２６ｖを１／２に分割した分割コイルＬ１１，Ｌ１２を直列接続されたものとみなすことができる。
【００８９】
すなわち、送電側共振部１２０ａ，１２０ｂは、送電側第１コンデンサ１２５ｕ，１２５ｖと、分割コイルＬ１１と、分割コイルＬ１２と、送電側第２コンデンサ１２７ｕ，１２７ｖと、をこの順番で直列接続されたものとみなすことができる。また、送電側共振部１２０ａ，１２０ｂの一端（送電側第１コンデンサ１２５ｕ，１２５ｖ側の一端）を接続点Ｎ１２に接続している。
【００９０】
送電側第１コンデンサ１２５ｕ，１２５ｖの電圧と、分割コイルＬ１１の電圧（ベクトル値）は、反転している（１８０度位相がずれている）。同様に、送電側第２コンデンサ１２７ｕ，１２７ｖの電圧と、分割コイルＬ１２の電圧（ベクトル値）は、反転している（１８０度位相がずれている）。また、共振時において、電圧の振幅も同一となる。このため、分割コイルＬ１１，Ｌ１２の中間点Ｈ１０の電位は、接続点Ｎ１２と同電位となり、分割コイルＬ１１の電圧と、分割コイルＬ１２の電圧も、同様に、反転している（１８０度位相がずれる）ことがわかる。
【００９１】
したがって、中間点Ｈ１０（基準電位）に対する接続点Ｕ１，Ｖ１の電圧Ｖｕ１２，Ｖｖ１２と、接続点Ｎ１２（基準電位）に対する接続点Ｕ１，Ｖ１の電圧Ｖｕ１１，Ｖｖ１１とは数式（３４）〜（３５）のような関係にある。なお、中間点Ｈ１０に対する接続点Ｕ１の電圧（ベクトル値）を、Ｖｕ１２と示し、中間点Ｈ１０に対する接続点Ｖ１の電圧（ベクトル値）を、Ｖｖ１２と示す。
【００９２】
−Ｖｕ１１＝Ｖｕ１２・・・（３４）
−Ｖｖ１１＝Ｖｖ１２・・・（３５）
よって、接続点Ｕ１に対する接続点Ｕ２の電圧であるＵ相の相電圧（ベクトル値）Ｐｕ，接続点Ｖ１に対する接続点Ｖ２の電圧であるＶ相の相電圧（ベクトル値）Ｐｖは、数式（３６）〜（３９）及び図１０（ｂ）に示すようになる。なお、中間点Ｈ１０に対する接続点Ｕ２の電圧ベクトルを、Ｖｕ１３と示し、中間点Ｈ１０に対する接続点Ｖ２の電圧ベクトルを、Ｖｖ１３と示す。
【００９３】
Ｐｕ＝Ｖｕ１３−Ｖｕ１２・・・（３６）
Ｐｖ＝Ｖｖ１３−Ｖｖ１２・・・（３７）
Ｖｕ１３＝−Ｖｕ１２・・・（３８）
Ｖｖ１３＝−Ｖｖ１２・・・（３９）
従って、数式（３６）〜（３９）及び図１０（ｂ）に示すように、相電圧Ｐｕ，Ｐｖの大きさは、同じとなる。そして、数式（３６）〜（３９）及び図１０（ｂ）に示す電圧ベクトル図に基づいて、接続点Ｕ１−接続点Ｖ１間の相間電圧Ｐｕｖ１１は、数式（４０）及び図１０（ｂ）に示すようになる。接続点Ｕ２−接続点Ｖ２間の相間電圧Ｐｕｖ１２は、数式（４１）及び図１０（ｂ）に示すようになる。
【００９４】
Ｐｕｖ１１＝Ｖｕ１２−Ｖｖ１２・・・（４０）
Ｐｕｖ１２＝Ｖｕ１３−Ｖｖ１３・・・（４１）
したがって、数式（３６）〜（４１）及び図１０（ｂ）に示すように、相間電圧Ｐｕｖ１１，Ｐｕｖ１２の大きさは、同じとなる。また、相間電圧Ｐｕｖ１１，Ｐｕｖ１２の大きさは、相電圧Ｐｕ，Ｐｖの大きさの１／２×√２倍となる。例えば、相間電圧Ｐｕｖ１１の大きさは、数式（４２）に示すように、相電圧Ｐｕの大きさの１／２×√２倍となる。つまり、理論上、相間電圧を半減することができる。
【００９５】
｜Ｐｕｖ１｜＝｜Ｐｕ｜×１／２×√２・・・（４２）
次に、第２実施形態の回路構成による作用及び効果について説明する。第２実施形態の回路構成にすることにより、図９の回路構成に比較して、送電側及び受電側のいずれにおいても、相間電圧を低減することができる。具体的には、最大相間電圧を５０パーセント低減することができる。これにより送電コイル１２６ｕ，１２６ｖの絶縁層の厚さを低減することができる。受電コイル１３６ｕ，１３６ｖの絶縁層の厚さも同様に、低減することができる。また、送電コイル１２６ｕ，１２６ｖ及び受電コイル１３６ｕ，１３６ｖを実際に分割構成しているわけではないので、結線が容易となっている。
【００９６】
（第３実施形態）
上記第１実施形態において、次のように構成を変更してもよい。以下、第３実施形態では、主に、上記各実施形態で説明した構成に対する相違部分について説明する。また、第３実施形態では、非接触給電システム１０の基本構成として、第１実施形態のものを例に説明する。
【００９７】
第１実施形態において、送電側共振部２０ａ〜２０ｃ（及び受電側共振部３０ａ〜３０ｃ）は、いわゆるスター結線されていたが、図１１（ａ）に示すように、デルタ結線を行ってもよい。すなわち、送電側共振部２０ａの一端を、送電側共振部２０ｂの一端に接続し、他端を、送電側共振部２０ｃの一端に接続する。そして、送電側共振部２０ｂの他端と、送電側共振部２０ｃの他端を接続する。また、各送電側共振部２０ａ〜２０ｃの一端を、送電フィルタ回路２３を介して、インバータ回路２２に接続する。より詳しくは、各送電側共振部２０ａ〜２０ｃの一端を、インバータ回路２２の各相における中間接続点に接続する。受電装置３０も同様である。
【００９８】
デルタ結線が行われる場合も、送電共振回路２４や受電共振回路３１では、第１実施形態と同様に、相間電圧などを低減させることが望まれている。ここで、図１２（ａ）に比較例を示し、図１２（ａ）のデルタ結線がされた回路構成における端子間電圧と、相間電圧について説明する。図１２（ａ）の回路構成では、共振回路は、コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗと当該コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗに直列に接続されたコンデンサＣｕ，Ｃｖ，Ｃｗとからなり、これらがデルタ結線されている。なお、送電側及び受電側のいずれも同様である。
【００９９】
この場合、コイルＬｕ，Ｌｖ，ＬｗとコンデンサＣｕ，Ｃｖ，Ｃｗとの間における接続点Ｎａ，Ｎｂ，Ｎｃにおける相電圧（Ｕ相電圧、Ｖ相電圧、Ｗ相電圧、いずれもベクトル値）の大きさは、各相同じ値である。なお、位相は１２０度ずつずれる。この相電圧が、端子間電圧に相当する。そして、相間電圧（Ｕ−Ｖ相間電圧、Ｖ−Ｗ相間電圧、Ｗ−Ｕ相間電圧、いずれもベクトル値）の大きさは、相電圧及び相間電圧の電圧ベクトル図に示すように（図１２（ｂ）参照）、相電圧の大きさの√３倍となる。
【０１００】
次に、本実施形態の回路構成における端子間電圧（相電圧）と、相間電圧について図１１に基づいて説明する。
【０１０１】
第３実施形態では、回路構成において、送電側第１コンデンサ２５ｕ，２５ｖ，２５ｗと送電コイル２６ｕ，２６ｖ，２６ｗとの間における接続点を、それぞれ接続点Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１と示す。また、送電側第２コンデンサ２７ｕ，２７ｖ，２７ｗと送電コイル２６ｕ，２６ｖ，２６ｗとの間における接続点を、それぞれ接続点Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２と示す。
【０１０２】
また、送電側共振部２０ｂと送電側共振部２０ｃとの接続点Ｎ２１に対する接続点Ｕ１の電圧（ベクトル値）を、Ｖｕ１と示す。電側共振部２０ａと送電側共振部２０ｂとの接続点Ｎ２２に対する接続点Ｖ１の電圧（ベクトル値）を、Ｖｖ１と示す。電側共振部２０ａと送電側共振部２０ｃとの接続点Ｎ２３に対する接続点Ｗ１の電圧（ベクトル値）を、Ｖｗ１と示す。
【０１０３】
また、中間点Ｈ０に対する接続点Ｕ１の電圧（ベクトル値）を、Ｖｕ２と示し、中間点Ｈ０に対する接続点Ｖ１の電圧（ベクトル値）を、Ｖｖ２と示し、中間点Ｈ０に対する接続点Ｗ１の電圧（ベクトル値）を、Ｖｗ２と示す。また、中間点Ｈ０に対する接続点Ｕ２の電圧ベクトルを、Ｖｕ３と示し、中間点Ｈ０に対する接続点Ｖ２の電圧ベクトルを、Ｖｖ３と示し、中間点Ｈ０に対する接続点Ｗ２の電圧ベクトルを、Ｖｗ３と示す。
【０１０４】
第１実施形態と同様の理由により、接続点Ｕ１に対する接続点Ｕ２の電圧であるＵ相の相電圧（ベクトル値）Ｐｕ，接続点Ｖ１に対する接続点Ｖ２の電圧であるＶ相の相電圧（ベクトル値）Ｐｖ，接続点Ｗ１に対する接続点Ｗ２の電圧であるＷ相の相電圧（ベクトル値）Ｐｗは、数式（１１）〜（１６）及び図１１（ｂ）に示すようになる。
【０１０５】
Ｐｕ＝Ｖｕ３−Ｖｕ２・・・（１１）
Ｐｖ＝Ｖｖ３−Ｖｖ２・・・（１２）
Ｐｗ＝Ｖｗ３−Ｖｗ２・・・（１３）
Ｖｕ３＝−Ｖｕ２・・・（１４）
Ｖｖ３＝−Ｖｖ２・・・（１５）
Ｖｗ３＝−Ｖｗ２・・・（１６）
そして、第１実施形態と同様の理由により、接続点Ｕ１−接続点Ｖ１間の相間電圧Ｐｕｖ１、接続点Ｕ２−接続点Ｖ２間の相間電圧Ｐｕｖ２、接続点Ｖ１−接続点Ｗ１間の相間電圧Ｐｖｗ１、接続点Ｖ２−接続点Ｗ２間の相間電圧Ｐｖｗ２、接続点Ｗ１−接続点Ｕ１間の相間電圧Ｐｗｕ１、及び接続点Ｗ２−接続点Ｕ２間の相間電圧Ｐｗｕ２は、それぞれ数式（１７）〜（２２）及び図１１（ｂ）に示すようになる。
【０１０６】
Ｐｕｖ１＝Ｖｕ２−Ｖｖ２・・・（１７）
Ｐｕｖ２＝Ｖｕ３−Ｖｖ３・・・（１８）
Ｐｖｗ１＝Ｖｖ２−Ｖｗ２・・・（１９）
Ｐｖｗ２＝Ｖｖ３−Ｖｗ３・・・（２０）
Ｐｗｕ１＝Ｖｗ２−Ｖｕ２・・・（２１）
Ｐｗｕ２＝Ｖｗ３−Ｖｕ３・・・（２２）
そして、第１実施形態と同様の理由により、相間電圧Ｐｕｖ１，Ｐｕｖ２，Ｐｖｗ１，Ｐｖｗ２，Ｐｗｕ１，Ｐｗｕ２の大きさは、相電圧Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗの大きさの１／２×√３倍となる。例えば、相間電圧Ｐｕｖ１の大きさは、数式（２３）に示すように、相電圧Ｐｕの大きさの１／２×√３倍となる。つまり、理論上、相間電圧を半減することができる。
【０１０７】
｜Ｐｕｖ１｜＝｜Ｐｕ｜×１／２×√３・・・（２３）
なお、送電側と受電側の回路構成は同じであるため、送電側のみについて説明し、受電側についてはその説明を省略する。
【０１０８】
よって、第３実施形態においても第１実施形態と同様に、図１２に示す比較例の回路構成に比較して、送電側及び受電側のいずれにおいても、相間電圧を低減することができる。これにより送電コイル２６ｕ，２６ｖ，２６ｗの絶縁層の厚さを低減することができる。受電コイル３６ｕ，３６ｖ，３６ｗの絶縁層の厚さも同様に、低減することができる。また、送電コイル２６ｕ，２６ｖ，２６ｗ及び受電コイル３６ｕ，３６ｖ，３６ｗを実際に分割構成しているわけではないので、結線が容易となっている。
【０１０９】
（第４実施形態）
上記第１実施形態において、次のように構成を変更してもよい。以下、第４実施形態では、主に、上記各実施形態で説明した構成に対する相違部分について説明する。また、第４実施形態では、非接触給電システム１０の基本構成として、第１実施形態のものを例に説明する。
【０１１０】
第１実施形態において、送電側共振部２０ａ〜２０ｃ（及び受電側共振部３０ａ〜３０ｃ）は、いわゆるスター結線されていたが、図１３，図１４に示すように、Ｖ結線を行ってもよい。すなわち、送電側共振部２０ｃの代わりに、コンデンサＣ１００を配置すればよい。受電装置３０も同様である。
【０１１１】
Ｖ結線が行われる場合も、送電共振回路２４や受電共振回路３１では、第１実施形態と同様に、相間電圧を低減させることが望まれている。ここで、図１５に比較例を示し、図１５のＶ結線がされた回路構成における端子間電圧と、相間電圧について説明する。
【０１１２】
図１５の回路構成では、共振回路は、コイルＬｕ，Ｌｖと当該コイルＬｕ，Ｌｖに直列に接続されたコンデンサＣｕ，Ｃｖとからなり、これらがＶ結線されている。なお、送電側及び受電側のいずれも同様である。
【０１１３】
この場合、コイルＬｕ，ＬｖとコンデンサＣｕ，Ｃｖとの間における接続点Ｎａ，Ｎｂにおける相電圧（Ｕ相電圧、Ｖ相電圧、いずれもベクトル値）の大きさは、各相同じ値である。なお、位相は６０度ずれる。この相電圧が、端子間電圧に相当する。そして、相間電圧（Ｐａ、Ｐｂ、いずれもベクトル値）の大きさは、相電圧及び相間電圧の電圧ベクトル図に示すように（図１５（ｂ）参照）、相電圧の大きさの√３倍となる。
【０１１４】
次に、本実施形態の回路構成における端子間電圧（相電圧）と、相間電圧について図１４に基づいて説明する。第１実施形態と同様の理由により、図１４（ｂ）に示すように、相間電圧Ｐｕｖ１，Ｐｕｖ２の大きさは、相電圧Ｐｕ，Ｐｖの大きさの１／２×√３倍となる。なお、送電側と受電側の回路構成は同じであるため、送電側のみについて説明し、受電側についてはその説明を省略する。
【０１１５】
よって、第４実施形態においても第１実施形態と同様に、図１４の回路構成に比較して、送電側及び受電側のいずれにおいても、相間電圧を低減することができる。これにより送電コイル２６ｕ，２６ｖの絶縁層の厚さを低減することができる。受電コイル３６ｕ，３６ｖの絶縁層の厚さも同様に、低減することができる。また、送電コイル２６ｕ，２６ｖ及び受電コイル３６ｕ，３６ｖを実際に分割構成しているわけではないので、結線が容易となっている。
【０１１６】
（他の実施形態）
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。なお、以下では、各実施形態で互いに同一又は均等である部分には同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。
【０１１７】
・上記実施形態では、送電側第１コンデンサ２５ｕ，２５ｖ，２５ｗと、送電側第２コンデンサ２７ｕ，２７ｖ，２７ｗのコンデンサ容量を同じにしたが、異ならせてもよい。この場合であっても、相間電圧を低減させることができる。受電側第１コンデンサ３５ｕ，３５ｖ，３５ｗと、受電側第２コンデンサ３７ｕ，３７ｖ，３７ｗのコンデンサ容量も同様に、異ならせてもよい。
【０１１８】
・上記実施形態においては、送電側第１コンデンサ２５ｕ，２５ｖ，２５ｗ、及び送電側第２コンデンサ２７ｕ，２７ｖ，２７ｗは、図１６に示すように、複数のコンデンサ（例えば、基板実装用のセラミックコンデンサ）の直列接続体を複数並列接続されたものにより構成されていてもよい。受電側第１コンデンサ３５ｕ，３５ｖ，３５ｗ、及び受電側第２コンデンサ３７ｕ，３７ｖ，３７ｗも同様である。
【０１１９】
・上記実施形態においては、送電側第１コンデンサ２５ｕ，２５ｖ，２５ｗ、及び受電側第１コンデンサ３５ｕ，３５ｖ，３５ｗを設けたが、いずれか一方（送電側又は受電側）のみ設けてもよい。
【０１２０】
・上記実施形態において、送電側共振部２０ａ〜２０ｃを、スター結線、デルタ結線、又はＶ結線させたが、図１７に示すように、各相コイルを並列に設けてもよい。なお、図１７では、３相給電の場合について図示したが、２相又は４相以上であってもよい。この場合も、同様に、相間電圧を低減させることができる。なお、受電側共振部３０ａ〜３０ｃにおいても、各相コイルを並列に設けてもよい。
【符号の説明】
【０１２１】
１０…非接触給電システム、１２…車載バッテリ、２０…送電装置、２０ａ，２０ｂ，２０ｃ…送電側共振部、２５ｕ，２５ｖ，２５ｗ…送電側第１コンデンサ、２６ｕ，２６ｖ，２６ｗ…送電コイル、２７ｕ，２７ｖ，２７ｗ…送電側第２コンデンサ、３０…受電装置、３０ａ，３０ｂ，３０ｃ…受電側共振部、３５ｕ，３５ｖ，３５ｗ…受電側第１コンデンサ、３６ｕ，３６ｖ，３６ｗ…受電コイル、３７ｕ，３７ｖ，３７ｗ…受電側第２コンデンサ、Ｎ２…中性点、Ｎ３…中性点。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2020174515.tif 000019
【図１６】
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【図１７】
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