(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
給電モジュールにおけるコイルと受電モジュールにおけるコイルとを対向配置し、これらコイルの対向面を除いた少なくとも一部の面を覆う磁性部材を配置し、
前記給電モジュールにおけるコイルと前記受電モジュールにおけるコイルとの間で磁界を変化させて、前記給電モジュールにおけるコイルから前記受電モジュールにおけるコイルに共振現象による電力伝送を行うに際して、伝送特性『Ｓ２１』の測定波形を、前記給電モジュールにおけるコイル及び前記受電モジュールにおけるコイルの共振周波数に対して低周波側と高周波側とにピークを分離させ、
前記低周波側のピーク付近の周波数に、前記給電モジュールに供給する交流電力の周波数を設定し、前記給電モジュールにおけるコイルに流れる電流の向きと前記受電モジュールにおけるコイルに流れる電流の向きとが同じ向きになる同相共振モードでの前記共振現象によって、前記給電モジュールにおけるコイル及び前記受電モジュールにおけるコイルの外周側及び内周側に、前記同相共振モードでの前記共振現象を発生させない場合に比べて磁界強度が小さい磁界空間を形成、又は、前記高周波側のピーク付近の周波数に、前記給電モジュールに供給する交流電力の周波数を設定し、前記給電モジュールにおけるコイルに流れる電流の向きと前記受電モジュールにおけるコイルに流れる電流の向きとが逆向きになる逆相共振モードでの前記共振現象によって、前記給電モジュールにおけるコイル及び前記受電モジュールにおけるコイルの内周側に、前記逆相共振モードでの前記共振現象を発生させない場合に比べて磁界強度が小さい磁界空間を形成することを特徴とする磁界空間の形成方法。
【請求項２】
前記磁性部材は、給電モジュールにおけるコイル及び／又は受電モジュールにおけるコイルの内周面を覆うように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の磁界空間の形成方法。
【請求項３】
前記磁性部材は、給電モジュールにおけるコイル及び／又は受電モジュールにおけるコイルの外周面を覆うように配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁界空間の形成方法。
【請求項４】
前記磁性部材は、給電モジュールにおけるコイル及び受電モジュールにおけるコイルの対向面とは反対側の面を覆うように配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の磁界空間の形成方法。
【請求項５】
前記給電モジュールにおけるコイルは、給電コイル及び給電共振器であり、
前記受電モジュールにおけるコイルは、受電コイル及び受電共振器であり、
前記給電コイルに給電された電力を前記給電共振器に対して電磁誘導により給電し、前記給電共振器に給電された電力を前記給電共振器と前記受電共振器とを共振させることによって磁界エネルギーとして前記給電共振器から前記受電共振器に伝送し、前記受電共振器に伝送された電力を電磁誘導により前記受電コイルに給電することにより前記電力伝送を行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の磁界空間の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、比較的磁界強度が小さな磁界空間を形成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ノート型ＰＣ、タブレット型ＰＣ、デジタルカメラ、携帯電話など人が携帯しながら使用できる電子機器が急速に普及してきている。そして、これらの電子機器の多くには充電池が搭載されており、定期的な充電が必要とされる。この電子機器の充電池への充電作業を簡易にするために、給電装置と電子機器に搭載された受電装置との間で無線による電力伝送を利用した給電技術（磁界を変化させて電力伝送を行う無線電力伝送技術）により、充電池を充電する機器が増えつつある。
【０００３】
例えば、無線電力伝送技術としては、コイル間の電磁誘導を利用して電力伝送を行う技術や（例えば、特許文献１参照）、給電装置及び受電装置が備える共振器（コイル）間の共振現象を利用して磁場を結合させることにより電力伝送を行う技術が挙げられる（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
一方で、上記ノート型ＰＣ、タブレット型ＰＣ、デジタルカメラ、携帯電話など人が携帯しながら使用できる電子機器は、携帯性を向上させるために、更なる小型化（コンパクト化）が求められている。
【０００５】
そこで、無線電力伝送技術を採用しつつ、コンパクト化された電子機器とするために、上記のような無線電力伝送技術で使用するコイルの内周側（内部）に、例えば、整流器、充電池などの充電関連電子部品を収納することが考えられる。
【０００６】
しかしながら、上記の無線電力伝送技術では、無線電力伝送技術で使用するコイル周辺に磁界が発生する。その結果、コイルの内周側（内部）に収納された整流器、充電池などの充電関連電子部品などに、磁界に起因する渦電流が発生して発熱し、整流器、充電池などの充電関連電子部品に悪影響を及ぼす問題がある。
【０００７】
上記磁界による問題を解決するために、例えば、特許文献３には、充電池（二次電池）を備えた受電装置のスパイラルコイルと整流器との間に磁性箔体を配置して磁束の影響を低減させる受電装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第４６２４７６８号公報
【特許文献２】特開２０１０−２３９７６９号公報
【特許文献３】国際公開２００７／０８０８２０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
もっとも、特許文献３の図３に示された電子機器１の内部に二次電池１３が収納されているが、回路基板１５自体は受電コイル１１の外側に配置されており、十分にコンパクト化されているとは言えない。また、受電コイル１１の内部に収納された二次電池１３に対しては、二次電池１３と受電コイル１１との間に配置された磁性箔体１６によって、受電コイル１１による磁束の影響が低減されるが、特許文献３の図１６を参照すると、給電装置３０側には、磁性箔体１６が採用されていないことから、電力伝送時に、受電コイル１１の内部に収納された二次電池１３は、給電装置３０側の給電コイル３１による磁束の影響を受けるので、二次電池１３に対する十分な磁束の遮蔽効果が得られないと考えられる。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、給電モジュールにおけるコイルと受電モジュールにおけるコイルとの間で磁界を変化させて電力伝送を行う際に、コイル周辺で発生する磁界を遮断して、コイルの周辺の所望位置に意図的に磁界強度の小さな磁界空間を形成する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するための発明の一つは、給電モジュールにおけるコイルと受電モジュールにおけるコイルとを対向配置し、これらコイルの対向面を除いた少なくとも一部の面を覆う磁性部材を配置し、
前記給電モジュールにおけるコイルと前記受電モジュールにおけるコイルとの間で磁界を変化させて、前記給電モジュールにおけるコイルから前記受電モジュールにおけるコイルに共振現象による電力伝送を行うに際して、伝送特性『Ｓ２１』の測定波形を、前記給電モジュールにおけるコイル及び前記受電モジュールにおけるコイルの共振周波数に対して低周波側と高周波側とにピークを分離させ、
前記低周波側のピーク付近の周波数に、前記給電モジュールに供給する交流電力の周波数を設定し、前記給電モジュールにおけるコイルに流れる電流の向きと前記受電モジュールにおけるコイルに流れる電流の向きとが同じ向きになる同相共振モードでの前記共振現象によって、前記給電モジュールにおけるコイル及び前記受電モジュールにおけるコイルの外周側及び内周側に、前記同相共振モードでの前記共振現象を発生させない場合に比べて磁界強度が小さい磁界空間を形成、又は、前記高周波側のピーク付近の周波数に、前記給電モジュールに供給する交流電力の周波数を設定し、前記給電モジュールにおけるコイルに流れる電流の向きと前記受電モジュールにおけるコイルに流れる電流の向きとが逆向きになる逆相共振モードでの前記共振現象によって、前記給電モジュールにおけるコイル及び前記受電モジュールにおけるコイルの内周側に、前記逆相共振モードでの前記共振現象を発生させない場合に比べて磁界強度が小さい磁界空間を形成することを特徴とする磁界空間の形成方法である。
【００１２】
上記方法によれば、磁性部材が、給電モジュールにおけるコイルと受電モジュールにおけるコイルとが対向する面を除いた少なくとも一部の面を覆うことにより、給電モジュールにおけるコイルと受電モジュールにおけるコイルとの間で磁界を変化させて電力伝送を行う際に、給電モジュールにおけるコイル及び受電モジュールにおけるコイルの周辺で発生する磁界を磁性部材により遮断して、給電モジュールにおけるコイル及び受電モジュールにおけるコイルの周辺の所望位置に当該所望位置以外の磁界強度よりも小さな磁界強度を有する磁界空間を形成することができる。
このように給電モジュールにおけるコイル及び受電モジュールにおけるコイルの周辺の所望位置に当該所望位置以外の磁界強度よりも小さな磁界強度を有する磁界空間を形成することができるので、例えば、受電モジュールにおけるコイルで受電した交流電力を整流する整流器や、整流した直流電力を蓄える充電池や、電子機器などを、比較的小さな磁界強度を有する磁界空間に収納した場合、磁界に起因する渦電流の発生が抑制されているので、整流器や充電池や電子機器などが発熱するのを防止することができる。
そして、整流器や充電池や電子機器などを、比較的小さな磁界強度を有する磁界空間に収納することにより、整流器や充電池や電子機器などの発熱を防止しつつ、コンパクト化が可能となる。
【００１３】
また、上記課題を解決するための発明の一つは、上記磁界空間の形成方法において、前記磁性部材が、給電モジュールにおけるコイル及び／又は受電モジュールにおけるコイルの内周面を覆うように配置されていることを特徴としている。
【００１４】
上記方法によれば、給電モジュールにおけるコイル及び／又は受電モジュールにおけるコイルの内周側で発生する磁界を遮断して、給電モジュールにおけるコイル及び／又は受電モジュールにおけるコイルの内周側に比較的小さな磁界強度を有する磁界空間を形成することができる。
【００１５】
また、上記課題を解決するための発明の一つは、上記磁界空間の形成方法において、前記磁性部材が、給電モジュールにおけるコイル及び／又は受電モジュールにおけるコイルの外周面を覆うように配置されていることを特徴としている。
【００１６】
上記方法によれば、給電モジュールにおけるコイル及び／又は受電モジュールにおけるコイルの外周側で発生する磁界を遮断して、給電モジュールにおけるコイル及び／又は受電モジュールにおけるコイルの外周側に比較的小さな磁界強度を有する磁界空間を形成することができる。
【００１７】
また、上記課題を解決するための発明の一つは、上記磁界空間の形成方法において、前記磁性部材が、給電モジュールにおけるコイル及び受電モジュールにおけるコイルの対向面とは反対側の面を覆うように配置されていることを特徴としている。
【００１８】
上記方法によれば、給電モジュールにおけるコイル及び受電モジュールにおけるコイルの対向面とは反対側の面付近で発生する磁界を遮断して、給電モジュールにおけるコイル及び受電モジュールにおけるコイルの対向面とは反対側の面付近に比較的小さな磁界強度を有する磁界空間を形成することができる。
【００１９】
また、上記課題を解決するための発明の一つは、上記磁界空間の形成方法において、前記給電モジュールにおけるコイルから前記受電モジュールにおけるコイルに共振現象により前記電力伝送を行うことを特徴としている。
【００２０】
上記方法によれば、コイル間の共振現象を利用した電力伝送を行うことにより、給電モジュールにおけるコイル及び受電モジュールにおけるコイルの周辺の所望位置に当該所望位置以外の磁界強度よりも小さな磁界強度を有する磁界空間を形成することができる。
【００２１】
また、上記課題を解決するための発明の一つは、上記磁界空間の形成方法において、前記給電モジュールにおけるコイルは、給電コイル及び給電共振器であり、前記受電モジュールにおけるコイルは、受電コイル及び受電共振器であり、前記給電コイルに給電された電力を前記給電共振器に対して電磁誘導により給電し、前記給電共振器に給電された電力を前記給電共振器と前記受電共振器とを共振させることによって磁界エネルギーとして前記給電共振器から前記受電共振器に伝送し、前記受電共振器に伝送された電力を電磁誘導により前記受電コイルに給電することにより前記電力伝送を行うことを特徴としている。
【００２２】
上記方法によれば、給電コイル及び給電共振器と、受電コイル及び受電共振器とを使用した磁界共鳴方式による電力伝送を行うことにより、給電共振器及び受電共振器の周辺の所望位置に当該所望位置以外の磁界強度よりも小さな磁界強度を有する磁界空間を形成することができる。
【発明の効果】
【００２３】
給電モジュールにおけるコイルと受電モジュールにおけるコイルとの間で磁界を変化させて電力伝送を行う際に、コイル周辺で発生する磁界を遮断して、コイルの周辺の所望位置に意図的に磁界強度の小さな磁界空間を形成する方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】磁界空間の形成方法の概略説明図である。
【図２】比較例に係る無線電力供給システムの構成図である。
【図３】比較例に係る伝送特性Ｓ２１の測定結果を示したグラフである。
【図４】比較例に係る磁界強度分布図である。
【図５】実施例１に係る無線電力供給システムの構成図である。
【図６】実施例１に係る伝送特性Ｓ２１の測定結果を示したグラフである。
【図７】実施例１に係る磁界強度分布図である。
【図８】実施例２に係る無線電力供給システムの構成図である。
【図９】実施例２に係る伝送特性Ｓ２１の測定結果を示したグラフである。
【図１０】実施例２に係る磁界強度分布図である。
【図１１】実施例３に係る無線電力供給システムの構成図である。
【図１２】実施例３に係る伝送特性Ｓ２１の測定結果を示したグラフである。
【図１３】実施例３に係る磁界強度分布図である。
【図１４】実施例４に係る伝送特性Ｓ２１の測定結果を示したグラフである。
【図１５】実施例４に係る磁界強度分布図である。
【図１６】実施例５に係る伝送特性Ｓ２１の測定結果を示したグラフである。
【図１７】実施例５に係る磁界強度分布図である。
【図１８】第二比較例に係る無線電力供給システムの構成図である。
【図１９】第二比較例に係る伝送特性Ｓ２１の測定結果を示したグラフである。
【図２０】第二比較例に係る磁界強度分布図である。
【図２１】第二実施例に係る無線電力供給システムの構成図である。
【図２２】第二実施例に係る伝送特性Ｓ２１の測定結果を示したグラフである。
【図２３】第二実施例に係る磁界強度分布図である。
【図２４】第三比較例に係る無線電力供給システムの構成図である。
【図２５】第三比較例に係る伝送特性Ｓ２１の測定結果を示したグラフである。
【図２６】第三比較例に係る磁界強度分布図である。
【図２７】第三実施例に係る無線電力供給システムの構成図である。
【図２８】第三実施例に係る伝送特性Ｓ２１の測定結果を示したグラフである。
【図２９】第三実施例に係る磁界強度分布図である。
【図３０】第四比較例に係る無線電力供給システムの構成図である。
【図３１】第四比較例に係る伝送特性Ｓ２１の測定結果を示したグラフである。
【図３２】第四実施例に係る無線電力供給システムの構成図である。
【図３３】第四実施例に係る伝送特性Ｓ２１の測定結果を示したグラフと磁界強度分布図である。
【図３４】第四実施例２に係る伝送特性Ｓ２１の測定結果を示したグラフである。
【図３５】第五比較例に係る無線電力供給システムの構成図である。
【図３６】第五比較例に係る伝送特性Ｓ２１の測定結果を示したグラフである。
【図３７】第五比較例に係る磁界強度分布図である。
【図３８】第五実施例に係る無線電力供給システムの構成図である。
【図３９】第五実施例に係る伝送特性Ｓ２１の測定結果を示したグラフである。
【図４０】第五実施例に係る磁界強度分布図である。
【図４１】第六実施例に係る無線電力供給システムの構成図、伝送特性Ｓ２１の測定結果を示したグラフ、及び、磁界強度分布図である。
【図４２】実施形態２に係る無線電力供給システムの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に本発明に係る磁界空間の形成方法を実施例及び実施形態に基づいて説明する。
【００２６】
（概要）
本発明に係る磁界空間の形成方法は、例えば、図１に示すような無線電力供給システム２００によって実現される。無線電力供給システム２００は、給電コイル２１及び給電共振器２２を備える給電モジュール２０２と、受電コイル３１及び受電共振器３２を備える受電モジュール２０３を主な構成要素とし、給電共振器２２及び受電共振器３２には、ソレノイド型のコイルが使用されており、給電共振器２２及び受電共振器３２は、この給電共振器２２のコイル面と受電共振器３２のコイル面同士が対向するように配置されている。また、給電共振器２２のコイル内周面側には、給電共振器２２のコイル内周面全体を覆う円筒状の磁性部材２３が配置されている。同様に、受電共振器３２のコイル内周面側にも、受電共振器３２のコイル内周面全体を覆う円筒状の磁性部材３３が配置されている。また、給電モジュール２０２の給電コイル２１と後述するネットワークアナライザ１１０の出力端子１１１は配線により接続され、任意の周波数で交流電力を出力端子１１１から給電コイル２１に出力可能としている。また、受電モジュール２０３の受電コイル３１とネットワークアナライザ１１０の入力端子１１２は配線により接続され、受電コイル３１から入力端子１１２に入力された電力を測定可能としている。そして、給電モジュール２０２の給電共振器２２から受電モジュール２０３の受電共振器３２に共振現象を利用して磁界を変化させて電力伝送を行うことで、給電共振器２２及び受電共振器３２の周辺で発生する磁界を磁性部材２３・３３により遮断して、給電共振器２２及び受電共振器３２のコイル内周面側（所望位置）に、当該コイル内周面側以外の磁界強度よりも磁界強度が小さな磁界空間Ｚを形成する。
【００２７】
ここで、給電共振器２２及び受電共振器３２とは、例えば、コイルを使用した共振器で、スパイラル型やソレノイド型やループ型などのコイルが挙げられる。また、共振現象とは、２つ以上のコイルが共振周波数において同調することをいう。また、コイルとコイルとを対向配置するとは、コイルの径方向断面をコイル面として、コイル面同士が直交しないように向かい合わせに配置することをいう。所望位置とは、詳細は後述するが、給電モジュール２０２におけるコイル（給電共振器２２）又は受電モジュール２０３におけるコイル（受電共振器３２）の内周側又は外周側の空間をいう。
【００２８】
（第一の実施例）
次に、上記の無線電力供給システム２００のように、給電モジュール２０２における給電共振器２２と受電モジュール２０３における受電共振器３２とを対向配置し、これらの対向面を除いた少なくとも一部の面を覆うように磁性部材を配置した上記無線電力供給システムによって形成される磁界空間Ｚについて、比較例及び実施例１〜３の磁界強度などを測定することにより第一の実施例として説明する。なお、磁界空間Ｚの磁界強度等を測定するに際して、比較例及び実施例１〜３に合わせて変更した無線電力供給システム１００・２００・３００・４００を用いて測定する（図２、図５、図８、図１１参照）。
【００２９】
具体的には、比較例として、図２に示す給電モジュール１０２及び受電モジュール１０３に磁性部材を備えていない無線電力供給システム１００によって形成される磁界空間Ｚについて、受電共振器３２のコイル内周側に金属片を挿入したときと金属片を挿入していないときの磁界強度の変化及び後述する伝送特性『Ｓ２１』の変化を測定する。
【００３０】
また、実施例１として、図５に示す給電モジュール２０２及び受電モジュール２０３において、給電共振器２２及び受電共振器３２のコイル内周面全体を覆う円筒状の磁性部材２３・３３を備えた無線電力供給システム２００によって形成される磁界空間Ｚについて、受電共振器３２のコイル内周側に金属片を挿入したときと金属片を挿入していないときの磁界強度の変化及び伝送特性『Ｓ２１』の変化を測定する。
【００３１】
また、実施例２として、図８に示す給電モジュール３０２及び受電モジュール３０３において、給電共振器２２及び受電共振器３２のコイル内周面全体を覆う円筒状の磁性部材２３・３３と、給電共振器２２及び受電共振器３２のコイル外周面全体を覆う円筒状の磁性部材２４・３４とを備えた無線電力供給システム３００によって形成される磁界空間Ｚについて、受電共振器３２のコイル内周側に金属片を挿入したときと金属片を挿入していないときの磁界強度の変化及び伝送特性『Ｓ２１』の変化を測定する。
【００３２】
また、実施例３として、図１１に示す給電モジュール４０２及び受電モジュール４０３において、給電共振器２２及び受電共振器３２のコイル内周面全体を覆う円筒状の磁性部材２３・３３と、給電共振器２２及び受電共振器３２のコイル外周面全体を覆う円筒状の磁性部材２４・３４と、給電共振器２２及び受電共振器３２のコイル対向面とは反対側の側面を覆うリング形状の磁性部材２５・３５とを備えた無線電力供給システム４００によって形成される磁界空間Ｚについて、受電共振器３２のコイル内周側に金属片を挿入したときと金属片を挿入していないときの磁界強度の変化及び伝送特性『Ｓ２１』の変化を測定する。
【００３３】
（比較例に係る無線電力供給システム１００の構成）
比較例で用いる無線電力供給システム１００は、図２に示すように、給電コイル２１及び給電共振器２２を備える給電モジュール１０２と、受電コイル３１及び受電共振器３２を備える受電モジュール１０３とを備えている。そして、給電コイル２１にはネットワークアナライザ１１０（アジレント・テクノロジー株式会社製）の出力端子１１１を接続している。また、受電コイル３１には、ネットワークアナライザ１１０の入力端子１１２を接続している。このように構成された無線電力供給システム１００において、給電モジュール１０２に電力が供給されると、給電共振器２２から受電共振器３２に共振現象により電力を磁界エネルギーとして供給される。
【００３４】
ネットワークアナライザ１１０は、任意の周波数で交流電力を出力端子１１１から給電コイル２１に出力可能としている。また、ネットワークアナライザ１１０は、受電コイル３１から入力端子１１２に入力された電力を測定可能としている。更に、ネットワークアナライザ１１０は、詳細は後述するが、図３に示す伝送特性『Ｓ２１』を測定可能としている。
【００３５】
給電コイル２１は、ネットワークアナライザ１１０から得られた電力を電磁誘導によって給電共振器２２に供給する役割を果たす。この給電コイル２１は、線径１ｍｍφの銅線材（絶縁被膜付）を１回巻にして、コイル径１００ｍｍφに設定している。
【００３６】
受電コイル３１は、給電共振器２２から受電共振器３２に磁界エネルギーとして伝送された電力を電磁誘導によってネットワークアナライザ１１０の入力端子１１２に出力する役割を果たす。この受電コイル３１は、給電コイル２１同様に、線径１ｍｍφの銅線材（絶縁被膜付）を１回巻にして、コイル径１００ｍｍφに設定している。
【００３７】
給電共振器２２及び受電共振器３２は、それぞれＬＣ共振回路であり、磁界共鳴状態を創出する役割を果たす。なお、本実施例では、ＬＣ共振回路のコンデンサ成分については素子によって実現しているが、コイルの両端を開放し、浮遊容量によって実現してもよい。このＬＣ共振回路では、インダクタンスをＬ、コンデンサ容量をＣとすると、（式１）によって定まるｆが共振周波数となる。
ｆ＝１／（２π√（ＬＣ））・・・（式１）
【００３８】
また、給電共振器２２及び受電共振器３２は、線径１ｍｍφの銅線材（絶縁被膜付）を３回巻にした、コイル径１００ｍｍφのソレノイド型のコイルである。また、給電共振器２２及び受電共振器３２は、共振周波数を１３．０ＭＨｚとしている。また、給電共振器２２と受電共振器３２とは、給電共振器２２のコイル面と受電共振器３２のコイル面同士が平行に対向するように配置されている。
【００３９】
上記のように、給電共振器２２の共振周波数と受電共振器３２の共振周波数とを同一値とした場合（共振）、給電共振器２２と受電共振器３２との間に磁界共鳴状態を創出することができる。給電共振器２２及び受電共振器３２が共振した状態で磁界共鳴状態が創出されると、給電共振器２２から受電共振器３２に電力を磁界エネルギーとして伝送することができる。
【００４０】
また、給電コイル２１と給電共振器２２との間の距離Ａを１５ｍｍに設定し、受電コイル３１と受電共振器３２との間の距離Ｂを１５ｍｍに設定し、給電共振器２２と受電共振器３２との間の距離Ｃを３０ｍｍに設定している（図２参照）。
【００４１】
なお、比較例及び実施例１〜３では、磁界強度及び伝送特性『Ｓ２１』を測定するに際して、受電共振器３２のコイル内周側に挿入する金属片には、厚み２０ｍｍで、直径が７６ｍｍφの円形のアルミ製のアルミ片６０を使用する。また、実施例４及び実施例５では、厚み２０ｍｍで、直径が５８ｍｍφの円形のアルミ製のアルミ片６０を使用する。
【００４２】
（比較例の測定結果）
比較例に係る無線電力供給システム１００によって形成される磁界空間Ｚについて、受電共振器３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときとアルミ片６０を挿入していないときの磁界強度の変化及び後述する伝送特性『Ｓ２１』の変化の測定結果について説明する。なお、磁界空間Ｚにおける磁界強度の測定に関しては、電磁界解析を用いて解析し、磁界強度を色調で表示させることによって測定する。
【００４３】
まず、ネットワークアナライザ１１０を使用して、比較例に係る無線電力供給システム１００において、受電共振器３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入していないときの伝送特性『Ｓ２１』を、無線電力供給システム１００に供給する交流電力の周波数を変えながら測定する。この際、図３のグラフに示すように、横軸を出力端子１１１から出力される交流電力の周波数とし、縦軸を伝送特性『Ｓ２１』として測定する。
【００４４】
ここで、伝送特性『Ｓ２１』とは、出力端子１１１から信号を入力したときの入力端子１１２を通過する信号を表しており、デシベル表示され、数値が大きいほど送電効率が高いことを表す。また、送電効率とは、ネットワークアナライザ１１０に無線電力供給システム１０１を接続した状態で、出力端子１１１から給電モジュールに供給される電力に対する入力端子１１２に出力される電力の比率のことをいう。即ち、伝送特性『Ｓ２１』が高いほど、送電効率が高くなることを意味する。
【００４５】
測定の結果、図３に示すように、測定された伝送特性『Ｓ２１』の測定波形１４１は、低周波側と高周波側とにピークが分離する。分離したピークのうち、高周波側の周波数をｆH、低周波側の周波数をｆLとして表す。
【００４６】
そして、この低周波側のピーク付近の周波数fLに、給電モジュール１０２に供給する交流電力の周波数を設定した場合（同相共振モード）、給電共振器２２及び受電共振器３２が同位相で共振状態となり、給電共振器２２に流れる電流の向きと受電共振器３２に流れる電流の向きとが同じ向きになる。この同相共振モードにおける磁界強度分布を図４（Ａ）に示す。この図４（Ａ）の磁界強度分布から、給電共振器２２及び受電共振器３２の外周側に、磁界による影響が低減されて、比較的小さな磁界強度を有する磁界空間Ｚ１５１を確認することができる。ここで、給電モジュールにおけるコイル（給電共振器２２）に流れる電流の向きと受電モジュールにおけるコイル（受電共振器３２）に流れる電流の向きとが同じ向きとなる共振状態を同相共振モードと呼ぶことにする。
【００４７】
一方、高周波側のピーク付近の周波数ｆHに、給電モジュール１０２に供給する交流電力の周波数を設定した場合（逆相共振モード）、給電共振器２２及び受電共振器３２が逆位相で共振状態となり、給電共振器２２に流れる電流の向きと受電共振器３２に流れる電流の向きとが逆向きになる。この逆相共振モードにおける磁界強度分布を図４（Ｂ）に示す。この図４（Ｂ）の磁界強度分布から、給電共振器２２及び受電共振器３２の内周側に、磁界による影響が低減されて、比較的小さな磁界強度を有する磁界空間Ｚ１５３を確認することができる。ここで、給電モジュールにおけるコイル（給電共振器２２）に流れる電流の向きと受電モジュールにおけるコイル（受電共振器３２）に流れる電流の向きとが逆向きとなる共振状態を逆相共振モードと呼ぶことにする。
【００４８】
次に、比較例に係る無線電力供給システム１００において、受電共振器３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときの伝送特性『Ｓ２１』を、無線電力供給システム１００に供給する交流電力の周波数を変えながら測定する。
【００４９】
測定の結果を、受電共振器３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときの伝送特性『Ｓ２１』の測定波形１４２として図３に記す。この測定波形１４２において、低周波側のピーク付近の周波数fLにおける伝送特性『Ｓ２１』が、受電共振器３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入しないときの伝送特性『Ｓ２１』の測定波形１４１に比べて、著しく低下することが分かる。同様に、高周波側のピーク付近の周波数fHにおける伝送特性『Ｓ２１』も、受電共振器３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入しないときの伝送特性『Ｓ２１』の測定波形１４１に比べて、著しく低下することが分かる。
【００５０】
また、受電共振器３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときの同相共振モードにおける磁界強度分布を図４（Ｃ）に示す。また、受電共振器３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときの逆相共振モードにおける磁界強度分布を図４（Ｄ）に示す。このように、比較例に係る無線電力供給システム１００において、受電共振器３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入した場合の磁界強度分布は、アルミ片６０の影響を直接受けていることが分かる。換言すれば、アルミ片６０は、無線電力供給システム１００において発生する磁界の影響を直接受けていることが分かる。
【００５１】
（実施例１に係る無線電力供給システム２００の構成）
次に、実施例１で用いる無線電力供給システム２００は、図５に示すように、給電コイル２１、給電共振器２２及び給電共振器２２のコイル内周面全体を覆う円筒状の磁性部材２３を備える給電モジュール２０２と、受電コイル３１、受電共振器３２及び受電共振器３２のコイル内周面全体を覆う円筒状の磁性部材３３を備える受電モジュール２０３とを備えている。そして、比較例同様に、給電コイル２１にはネットワークアナライザ１１０の出力端子１１１が接続され、受電コイル３１には、ネットワークアナライザ１１０の入力端子１１２が接続されている。
【００５２】
磁性部材２３・３３は、磁性粉末が分散された樹脂により形成されている。この磁性部材２３・３３で使用する樹脂は、熱硬化性樹脂でも熱可塑性樹脂でもよく、特に限定されるものではない。例えば、熱硬化性樹脂であれば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ビニルエステル樹脂、シアノエステル樹脂、マレイミド樹脂、シリコン樹脂などが挙げられる。また、熱可塑性樹脂であれば、アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂などが挙げられる。なお、本実施例では、エポキシ樹脂を主成分とした樹脂を用いている。
【００５３】
また、樹脂中に分散する磁性粉末には、軟磁性粉末を使用している。軟磁性粉末としては、特に限定されるものではないが、純Fe、Fe-Si、Fe−Al-Si(センダスト)、Fe-Ni(パーマロイ)、ソフトフェライト、Fe基アモルファス、Co基アモルファス、Fe-Co(パーメンジュール)などを用いることができる。
【００５４】
上記磁性部材２３・３３は、厚み１ｍｍ、外径８０ｍｍφ、内径７８ｍｍの円筒形状をしており、その透磁率を１００としている。なお、その他の構成は、比較例に係る無線電力供給システム１００と同様である。
【００５５】
（実施例１の測定結果）
実施例１に係る無線電力供給システム２００によって形成される磁界空間Ｚについて、受電共振器３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときとアルミ片６０を挿入していないときの磁界強度の変化及び伝送特性『Ｓ２１』の変化の測定結果について説明する。
【００５６】
まず、ネットワークアナライザ１１０を使用して、実施例１に係る無線電力供給システム２００において、受電共振器３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入していないときの伝送特性『Ｓ２１』を、無線電力供給システム２００に供給する交流電力の周波数を変えながら測定する。
【００５７】
測定の結果、図６に示すように、測定された伝送特性『Ｓ２１』の測定波形２４１は、低周波側と高周波側とにピークが分離する。
【００５８】
そして、この低周波側のピーク付近の周波数fLに、給電モジュール２０２に供給する交流電力の周波数を設定した場合（同相共振モード）の磁界強度分布を図７（Ａ）に示す。この図７（Ａ）の磁界強度分布から、給電共振器２２及び受電共振器３２の外周側に、磁界による影響が低減されて、比較的小さな磁界強度を有する磁界空間Ｚ２５１を確認することができる。また、給電共振器２２及び受電共振器３２の内周側に、磁界による影響が若干低減された磁界強度を有する磁界空間Ｚ２５２を確認することができる。このように、同相共振モードにおいて、給電共振器２２及び受電共振器３２の内周側に、比較例に比べて小さな磁界強度を有する磁界空間Ｚ２５２を形成することができる。
【００５９】
一方、高周波側のピーク付近の周波数ｆHに、給電モジュール２０２に供給する交流電力の周波数を設定した場合（逆相共振モード）の磁界強度分布を図７（Ｂ）に示す。この図７（Ｂ）の磁界強度分布から、給電共振器２２及び受電共振器３２の内周側に、磁界による影響が低減されて、比較的小さな磁界強度を有する磁界空間Ｚ２５３を確認することができる。このように、逆相共振モードにおいて、給電共振器２２及び受電共振器３２の内周側に、比較例に比べて小さな磁界強度を有する磁界空間Ｚ２５３を形成することができる。また、逆相共振モードで形成した磁界空間Ｚ２５３は、同相共振モードで形成した磁界空間Ｚ２５２よりも広く形成することができる。
【００６０】
次に、実施例１に係る無線電力供給システム２００において、受電共振器３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときの伝送特性『Ｓ２１』を、無線電力供給システム２００に供給する交流電力の周波数を変えながら測定する。
【００６１】
測定の結果を、受電共振器３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときの伝送特性『Ｓ２１』の測定波形２４２として図６に記す。この測定波形２４２において、低周波側のピーク付近の周波数fLにおける伝送特性『Ｓ２１』は、受電共振器３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入しないときの伝送特性『Ｓ２１』の測定波形２４１に比べて、若干低下するものの、伝送特性の値は高い値を維持していることが分かる。一方、高周波側のピーク付近の周波数fHにおける伝送特性『Ｓ２１』は、受電共振器３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入しないときの伝送特性『Ｓ２１』の測定波形２４１に比べて、ほぼ同じ値を維持していることが分かる（図６のポイントＰ参照）。
【００６２】
また、受電共振器３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときの同相共振モードにおける磁界強度分布を図７（Ｃ）に示す。また、受電共振器３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときの逆相共振モードにおける磁界強度分布を図７（Ｄ）に示す。このように、実施例１に係る無線電力供給システム２００において、受電共振器３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入した場合の磁界強度分布は、比較例に比べて、アルミ片６０の影響をあまり受けていないことが分かる。即ち、給電モジュール２０２と受電モジュール２０３との間で電力伝送を行う際に、給電共振器２２及び受電共振器３２の周辺で発生する磁界を磁性部材２３・３３により遮断して、給電共振器２２及び受電共振器３２のコイル内周側に、比較例に係る磁界空間Ｚ１５３よりも大きな磁界空間Ｚ２５３を形成することができる。また、アルミ片６０に対しては、無線電力供給システム２００において発生する磁界の影響が低減されていると言える。
【００６３】
（実施例２に係る無線電力供給システム３００の構成）
次に、実施例２で用いる無線電力供給システム３００は、図８に示すように、給電コイル２１、給電共振器２２、給電共振器２２のコイル内周面全体を覆う円筒状の磁性部材２３及び給電共振器２２のコイル外周面全体を覆う円筒状の磁性部材２４を備える給電モジュール３０２と、受電コイル３１、受電共振器３２、受電共振器３２のコイル内周面全体を覆う円筒状の磁性部材３３及び受電共振器３２のコイル外周面全体を覆う円筒状の磁性部材３４を備える受電モジュール３０３とを備えている。そして、実施例１同様に、給電コイル２１にはネットワークアナライザ１１０の出力端子１１１が接続され、受電コイル３１には、ネットワークアナライザ１１０の入力端子１１２が接続されている。
【００６４】
磁性部材２４・３４は、実施例１の磁性部材２３・３３と同様に、磁性粉末が分散された樹脂により形成されている。この磁性部材２４・３４は、厚み１ｍｍ、外径１２０ｍｍφ、内径１１８ｍｍφの円筒形状をしており、その透磁率を１００としている。なお、その他の構成は、実施例１に係る無線電力供給システム２００と同様である。
【００６５】
（実施例２の測定結果）
実施例２に係る無線電力供給システム３００によって形成される磁界空間Ｚについて、受電共振器３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときとアルミ片６０を挿入していないときの磁界強度の変化及び伝送特性『Ｓ２１』の変化の測定結果について説明する。
【００６６】
まず、ネットワークアナライザ１１０を使用して、実施例２に係る無線電力供給システム３００において、受電共振器３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入していないときの伝送特性『Ｓ２１』を、無線電力供給システム３００に供給する交流電力の周波数を変えながら測定する。
【００６７】
測定の結果、図９に示すように、測定された伝送特性『Ｓ２１』の測定波形３４１は、低周波側と高周波側とにピークが分離する。
【００６８】
そして、この低周波側のピーク付近の周波数fLに、給電モジュール３０２に供給する交流電力の周波数を設定した場合（同相共振モード）の磁界強度分布を図１０（Ａ）に示す。この図１０（Ａ）の磁界強度分布から、給電共振器２２及び受電共振器３２の内周側に、磁界による影響が若干低減された磁界強度を有する磁界空間Ｚ３５２を確認することができる。このように、同相共振モードにおいて、給電共振器２２及び受電共振器３２の内周側に、比較例に比べて小さな磁界強度を有する磁界空間Ｚ３５２を形成することができる。
【００６９】
一方、高周波側のピーク付近の周波数ｆHに、給電モジュール３０２に供給する交流電力の周波数を設定した場合（逆相共振モード）の磁界強度分布を図１０（Ｂ）に示す。この図１０（Ｂ）の磁界強度分布から、給電共振器２２及び受電共振器３２の内周側に、磁界による影響が低減されて、比較的小さな磁界強度を有する磁界空間Ｚ３５３を確認することができる。このように、逆相共振モードにおいて、給電共振器２２及び受電共振器３２の内周側に、比較例に比べて小さな磁界強度を有する磁界空間Ｚ３５３を形成することができる。また、逆相共振モードで形成した磁界空間Ｚ３５３は、同相共振モードで形成した磁界空間Ｚ３５２よりも広く形成することができる。
【００７０】
次に、実施例２に係る無線電力供給システム３００において、受電共振器３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときの伝送特性『Ｓ２１』を、無線電力供給システム３００に供給する交流電力の周波数を変えながら測定する。
【００７１】
測定の結果を、受電共振器３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときの伝送特性『Ｓ２１』の測定波形３４２として図９に記す。この測定波形３４２において、低周波側のピーク付近の周波数fLにおける伝送特性『Ｓ２１』は、受電共振器３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入しないときの伝送特性『Ｓ２１』の測定波形３４１に比べて、若干低下するものの、伝送特性の値は高い値を維持していることが分かる。一方、高周波側のピーク付近の周波数fHにおける伝送特性『Ｓ２１』は、受電共振器３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入しないときの伝送特性『Ｓ２１』の測定波形３４１に比べて、ほぼ同じ値を維持していることが分かる（図９のポイントＰ参照）。
【００７２】
また、受電共振器３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときの同相共振モードにおける磁界強度分布を図１０（Ｃ）に示す。また、受電共振器３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときの逆相共振モードにおける磁界強度分布を図１０（Ｄ）に示す。このように、実施例２に係る無線電力供給システム３００において、受電共振器３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入した場合の磁界強度分布は、比較例に比べて、アルミ片６０の影響をあまり受けていないことが分かる。即ち、給電モジュール３０２と受電モジュール３０３との間で電力伝送を行う際に、給電共振器２２及び受電共振器３２の周辺で発生する磁界を磁性部材２３・３３及び磁性部材２４・３４により遮断して、給電共振器２２及び受電共振器３２のコイル内周側に、比較例に係る磁界空間Ｚ１５３よりも大きな磁界空間Ｚ３５３を形成することができる。また、アルミ片６０に対しては、無線電力供給システム３００において発生する磁界の影響が低減されていると言える。
【００７３】
また、実施例２に係る無線電力供給システム３００が形成する磁界空間Ｚ３５３は、実施例１に係る無線電力供給システム２００が形成する磁界空間Ｚ２５３に比べて、広くなっていることが分かる。これは、実施例２に係る無線電力供給システム３００では、給電共振器２２及び受電共振器３２のコイル外周面全体を覆う円筒状の磁性部材２４・３４が設けられていることから、給電共振器２２及び受電共振器３２の外周側に発生する磁界を遮断しているためである。
【００７４】
（実施例３に係る無線電力供給システム４００の構成）
次に、実施例３で用いる無線電力供給システム４００は、図１１に示すように、給電コイル２１、給電共振器２２、給電コイル２１と給電共振器２２のコイル内周面全体を覆う円筒状の磁性部材２３、給電コイル２１と給電共振器２２のコイル外周面全体を覆う円筒状の磁性部材２４及び給電共振器２２のコイル対向面とは反対側の側面を覆うリング形状の磁性部材２５を備える給電モジュール４０２と、受電コイル３１、受電共振器３２、受電コイル３１と受電共振器３２のコイル内周面全体を覆う円筒状の磁性部材３３、受電コイル３１と受電共振器３２のコイル外周面全体を覆う円筒状の磁性部材３４及び受電共振器３２のコイル対向面とは反対側の側面を覆うリング形状の磁性部材３５を備える受電モジュール４０３とを備えている。そして、実施例２同様に、給電コイル２１にはネットワークアナライザ１１０の出力端子１１１が接続され、受電コイル３１には、ネットワークアナライザ１１０の入力端子１１２が接続されている。
【００７５】
磁性部材２５・３５は、実施例１の磁性部材２３・３３と同様に、磁性粉末が分散された樹脂により形成されている。この磁性部材２５・３５は、厚み１ｍｍ、外径１２０ｍｍ、内径８０ｍｍのＯリング形状をしており、その透磁率を１００としている。なお、その他の構成は、実施例２に係る無線電力供給システム３００と同様である。
【００７６】
（実施例３の測定結果）
実施例３に係る無線電力供給システム４００によって形成される磁界空間Ｚについて、受電共振器３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときとアルミ片６０を挿入していないときの磁界強度の変化及び伝送特性『Ｓ２１』の変化の測定結果について説明する。
【００７７】
まず、ネットワークアナライザ１１０を使用して、実施例３に係る無線電力供給システム４００において、受電共振器３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入していないときの伝送特性『Ｓ２１』を、無線電力供給システム４００に供給する交流電力の周波数を変えながら測定する。
【００７８】
測定の結果、図１２に示すように、測定された伝送特性『Ｓ２１』の測定波形４４１は、低周波側と高周波側とにピークが分離する。
【００７９】
そして、この低周波側のピーク付近の周波数fLに、給電モジュール４０２に供給する交流電力の周波数を設定した場合（同相共振モード）の磁界強度分布を図１３（Ａ）に示す。この図１３（Ａ）の磁界強度分布から、給電共振器２２及び受電共振器３２の内周側に、磁界による影響が若干低減された磁界強度を有する磁界空間Ｚ４５２を確認することができる。このように、同相共振モードにおいて、給電共振器２２及び受電共振器３２の内周側に、比較例に比べて小さな磁界強度を有する磁界空間Ｚ４５２を形成することができる。
【００８０】
一方、高周波側のピーク付近の周波数ｆHに、給電モジュール４０２に供給する交流電力の周波数を設定した場合（逆相共振モード）の磁界強度分布を図１３（Ｂ）に示す。この図１３（Ｂ）の磁界強度分布から、給電共振器２２及び受電共振器３２の内周側に、磁界による影響が低減されて、比較的小さな磁界強度を有する磁界空間Ｚ４５３を確認することができる。このように、逆相共振モードにおいて、給電共振器２２及び受電共振器３２の内周側に、比較例に比べて小さな磁界強度を有する磁界空間Ｚ４５３を形成することができる。また、逆相共振モードで形成した磁界空間Ｚ４５３は、同相共振モードで形成した磁界空間Ｚ４５２よりも広く形成することができる。
【００８１】
次に、実施例３に係る無線電力供給システム４００において、受電共振器３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときの伝送特性『Ｓ２１』を、無線電力供給システム４００に供給する交流電力の周波数を変えながら測定する。
【００８２】
測定の結果を、受電共振器３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときの伝送特性『Ｓ２１』の測定波形４４２として図１２に記す。この測定波形４４２において、低周波側のピーク付近の周波数fLにおける伝送特性『Ｓ２１』は、受電共振器３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入しないときの伝送特性『Ｓ２１』の測定波形４４１に比べて、ほぼ同じ値を維持していることが分かる。また、高周波側のピーク付近の周波数fHにおける伝送特性『Ｓ２１』も、受電共振器３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入しないときの伝送特性『Ｓ２１』の測定波形４４１に比べて、ほぼ同じ値を維持していることが分かる（図１２のポイントＰ参照）。
【００８３】
また、受電共振器３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときの同相共振モードにおける磁界強度分布を図１３（Ｃ）に示す。また、受電共振器３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときの逆相共振モードにおける磁界強度分布を図１３（Ｄ）に示す。このように、実施例３に係る無線電力供給システム４００において、受電共振器３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入した場合の磁界強度分布は、比較例に比べて、アルミ片６０の影響をあまり受けていないことが分かる。即ち、給電モジュール４０２と受電モジュール４０３との間で電力伝送を行う際に、給電共振器２２及び受電共振器３２の周辺で発生する磁界を磁性部材２３・３３、磁性部材２４・３４及び磁性部材２５・３５により遮断して、給電共振器２２及び受電共振器３２のコイル内周側に、比較例に係る磁界空間Ｚ１５３よりも大きな磁界空間Ｚ４５３を形成することができる。また、アルミ片６０に対しては、無線電力供給システム４００において発生する磁界の影響が低減されていると言える。
【００８４】
また、実施例３に係る無線電力供給システム４００が形成する磁界空間Ｚ４５３は、実施例２に係る無線電力供給システム３００が形成する磁界空間Ｚ３５３に比べて、広くなっていることが分かる。これは、実施例３に係る無線電力供給システム４００では、給電共振器２２及び受電共振器３２の側面を覆う磁性部材２５・３５が設けられていることから、給電共振器２２及び受電共振器３２の側面に発生する磁界を遮断しているためである。
【００８５】
（磁性部材の厚みの変化にともなう磁界空間Ｚの変化）
次に、磁性部材２３・３３の厚みを増やした場合の磁界空間Ｚの変化について、実施例４・実施例５における磁界強度及び伝送特性『Ｓ２１』を測定することにより説明する。
【００８６】
（実施例４に係る無線電力供給システム５００の構成）
具体的に、実施例４における無線電力供給システム５００は、実施例１に係る無線電力供給システム２００における磁性部材２３・３３の厚みを１ｍｍから１０ｍｍに増加させた磁性部材１２３・１３３を使用しており（図１５参照）、その他の構成は実施例１と同じである。そして、この無線電力供給システム５００によって形成される磁界空間Ｚについて、受電共振器３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときとアルミ片６０を挿入していないときの磁界強度の変化及び伝送特性『Ｓ２１』の変化を測定する。
【００８７】
（実施例４の測定結果）
まず、ネットワークアナライザ１１０を使用して、実施例４に係る無線電力供給システム５００において、受電共振器３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入していないときの伝送特性『Ｓ２１』を、無線電力供給システム５００に供給する交流電力の周波数を変えながら測定する。
【００８８】
測定の結果、図１４に示すように、測定された伝送特性『Ｓ２１』の測定波形５４１は、低周波側と高周波側とにピークが分離する。
【００８９】
そして、この低周波側のピーク付近の周波数fLに、給電モジュール５０２に供給する交流電力の周波数を設定した場合（同相共振モード）の磁界強度分布を図１５（Ａ）に示す。この図１５（Ａ）の磁界強度分布から、給電共振器２２及び受電共振器３２の内周側に、磁界による影響が低減された磁界強度を有する磁界空間Ｚ５５２を確認することができる。しかも、実施例４に係る無線電力供給システム５００では、同相共振モードにおいて、給電共振器２２及び受電共振器３２の内周側に、実施例１に係る無線電力供給システム２００が形成する磁界空間Ｚ２５２に比べてより広い磁界空間Ｚ５５２を形成することができる。これは、実施例４に係る無線電力供給システム５００では、給電共振器２２及び受電共振器３２の内周面を覆う磁性部材１２３・１３３が、実施例１に比べて厚くなっていることから、給電共振器２２及び受電共振器３２の内周面側に発生する磁界をより確実に遮断しているためである。
【００９０】
一方、高周波側のピーク付近の周波数ｆHに、給電モジュール５０２に供給する交流電力の周波数を設定した場合（逆相共振モード）の磁界強度分布を図１５（Ｂ）に示す。この図１５（Ｂ）の磁界強度分布から、給電共振器２２及び受電共振器３２の内周側に、磁界による影響が低減されて、比較的小さな磁界強度を有する磁界空間Ｚ５５３を確認することができる。このように、逆相共振モードにおいて、給電共振器２２及び受電共振器３２の内周側に、実施例１に係る無線電力供給システム２００が形成する磁界空間Ｚ２５３に比べてより広い磁界空間Ｚ５５３を形成することができる。これは、実施例４に係る無線電力供給システム５００では、給電共振器２２及び受電共振器３２の内周面を覆う磁性部材１２３・１３３が、実施例１に比べて厚くなっていることから、給電共振器２２及び受電共振器３２の内周面側に発生する磁界をより確実に遮断しているためである。また、逆相共振モードで形成した磁界空間Ｚ５５３は、同相共振モードで形成した磁界空間Ｚ５５２よりも広く形成することができる。
【００９１】
次に、実施例４に係る無線電力供給システム５００において、受電共振器３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときの伝送特性『Ｓ２１』を、無線電力供給システム５００に供給する交流電力の周波数を変えながら測定する。
【００９２】
測定の結果を、受電共振器３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときの伝送特性『Ｓ２１』の測定波形５４２として図１４に記す。この測定波形５４２において、低周波側のピーク付近の周波数fLにおける伝送特性『Ｓ２１』は、受電共振器３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入しないときの伝送特性『Ｓ２１』の測定波形５４１に比べて、ほぼ同じ値を維持していることが分かる（図１４のポイントＰ１参照）。また、高周波側のピーク付近の周波数fHにおける伝送特性『Ｓ２１』も、受電共振器３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入しないときの伝送特性『Ｓ２１』の測定波形５４１に比べて、ほぼ同じ値を維持していることが分かる（図１４のポイントＰ２参照）。
【００９３】
また、受電共振器３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときの同相共振モードにおける磁界強度分布を図１５（Ｃ）に示す。また、受電共振器３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときの逆相共振モードにおける磁界強度分布を図１５（Ｄ）に示す。このように、実施例４に係る無線電力供給システム５００において、受電共振器３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入した場合の磁界強度分布は、実施例１に比べて、アルミ片６０の影響をほぼ受けていないことが分かる。即ち、給電共振器２２及び受電共振器３２の内周面を覆う磁性部材１２３・１３３の厚みを増やせば、給電モジュール５０２と受電モジュール５０３との間で電力伝送を行う際に、給電共振器２２及び受電共振器３２のコイル内周側に、比較的大きな磁界空間Ｚ５５２・Ｚ５５３を形成することができる。
【００９４】
（実施例５に係る無線電力供給システム６００の構成）
具体的に、実施例５における無線電力供給システム６００は、実施例２に係る無線電力供給システム３００における磁性部材２３・３３の厚みを１ｍｍから１０ｍｍに増加させた磁性部材１２３・１３３を使用しており（図１７参照）、その他の構成は実施例２と同じである。そして、この無線電力供給システム６００によって形成される磁界空間Ｚについて、受電共振器３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときとアルミ片６０を挿入していないときの磁界強度の変化及び伝送特性『Ｓ２１』の変化を測定する。
【００９５】
（実施例５の測定結果）
まず、ネットワークアナライザ１１０を使用して、実施例５に係る無線電力供給システム６００において、受電共振器３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入していないときの伝送特性『Ｓ２１』を、無線電力供給システム６００に供給する交流電力の周波数を変えながら測定する。
【００９６】
測定の結果、図１６に示すように、測定された伝送特性『Ｓ２１』の測定波形６４１は、低周波側と高周波側とにピークが分離する。
【００９７】
そして、この低周波側のピーク付近の周波数fLに、給電モジュール６０２に供給する交流電力の周波数を設定した場合（同相共振モード）の磁界強度分布を図１７（Ａ）に示す。この図１７（Ａ）の磁界強度分布から、給電共振器２２及び受電共振器３２の内周側に、磁界による影響が低減された磁界強度を有する磁界空間Ｚ６５２を確認することができる。しかも、実施例５に係る無線電力供給システム６００では、同相共振モードにおいて、給電共振器２２及び受電共振器３２の内周側に、実施例２に係る無線電力供給システム３００が形成する磁界空間Ｚ３５２に比べてより広い磁界空間Ｚ６５２を形成することができる。これは、実施例５に係る無線電力供給システム６００では、給電共振器２２及び受電共振器３２の内周面を覆う磁性部材１２３・１３３が、実施例２に比べて厚くなっていることから、給電共振器２２及び受電共振器３２の内周面側に発生する磁界をより確実に遮断しているためである。
【００９８】
一方、高周波側のピーク付近の周波数ｆHに、給電モジュール６０２に供給する交流電力の周波数を設定した場合（逆相共振モード）の磁界強度分布を図１７（Ｂ）に示す。この図１７（Ｂ）の磁界強度分布から、給電共振器２２及び受電共振器３２の内周側に、磁界による影響が低減されて、比較的小さな磁界強度を有する磁界空間Ｚ６５３を確認することができる。このように、逆相共振モードにおいて、給電共振器２２及び受電共振器３２の内周側に、実施例２に係る無線電力供給システム３００が形成する磁界空間Ｚ３５３に比べてより広い磁界空間Ｚ６５３を形成することができる。これは、実施例５に係る無線電力供給システム６００では、給電共振器２２及び受電共振器３２の内周面を覆う磁性部材１２３・１３３が、実施例２に比べて厚くなっていることから、給電共振器２２及び受電共振器３２の内周面側に発生する磁界をより確実に遮断しているためである。また、逆相共振モードで形成した磁界空間Ｚ６５３は、同相共振モードで形成した磁界空間Ｚ６５２よりも広く形成することができる。
【００９９】
次に、実施例５に係る無線電力供給システム６００において、受電共振器３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときの伝送特性『Ｓ２１』を、無線電力供給システム６００に供給する交流電力の周波数を変えながら測定する。
【０１００】
測定の結果を、受電共振器３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときの伝送特性『Ｓ２１』の測定波形６４２として図１６に記す。この測定波形６４２において、低周波側のピーク付近の周波数fLにおける伝送特性『Ｓ２１』は、受電共振器３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入しないときの伝送特性『Ｓ２１』の測定波形６４１に比べて、ほぼ同じ値を維持していることが分かる（図１６のポイントＰ１参照）。また、高周波側のピーク付近の周波数fHにおける伝送特性『Ｓ２１』も、受電共振器３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入しないときの伝送特性『Ｓ２１』の測定波形６４１に比べて、ほぼ同じ値を維持していることが分かる（図１６のポイントＰ２参照）。
【０１０１】
また、受電共振器３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときの同相共振モードにおける磁界強度分布を図１７（Ｃ）に示す。また、受電共振器３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときの逆相共振モードにおける磁界強度分布を図１７（Ｄ）に示す。このように、実施例５に係る無線電力供給システム６００において、受電共振器３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入した場合の磁界強度分布は、実施例２に比べて、アルミ片６０の影響をほぼ受けていないことが分かる。即ち、給電共振器２２及び受電共振器３２の内周面を覆う磁性部材１２３・１３３の厚みを増やせば、給電モジュール６０２と受電モジュール６０３との間で電力伝送を行う際に、給電共振器２２及び受電共振器３２のコイル内周側に、比較的大きな磁界空間Ｚ６５２・Ｚ６５３を形成することができる。
【０１０２】
（第二の実施例）
上記の無線電力供給システム１００、２００、３００、４００では、給電モジュールにおける給電コイル及び給電共振器、受電モジュールにおける受電コイル及び受電共振器に、円形及びソレノイド型の円筒状のコイルを使用した場合について説明したが、第二の実施例では、給電モジュールにおける給電コイル及び給電共振器、受電モジュールにおける受電コイル及び受電共振器に、四角形状及び四角柱型の筒状のコイルを使用した場合の無線電力供給システムについて説明する。具体的には、給電モジュールにおける給電共振器と受電モジュールにおける受電共振器とを対向配置し、給電共振器及び受電共振器のコイル内周面側にコイル内周面全体を覆う四角柱型の筒状の磁性部材を配置した無線電力供給システムによって形成される磁界空間Ｚについて、磁界強度などを測定することにより第二の実施例として説明する。
【０１０３】
測定実験としては、第一の実施例同様に、第二の実施例に対する比較例（以後単に第二比較例）として、図１８に示す給電モジュール１１０２及び受電モジュール１１０３に磁性部材を備えていない無線電力供給システム１１００によって形成される磁界空間Ｚについて、受電共振器１１３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときとアルミ片６０を挿入していないときの伝送特性『Ｓ２１』の変化及び磁界強度の変化を測定する。
【０１０４】
また、第二の実施例における実施例（以後単に第二実施例）として、図２１に示す給電モジュール１２０２及び受電モジュール１２０３において、給電共振器１２２２及び受電共振器１２３２のコイル内周面全体を覆う四角柱型の筒状の磁性部材１２２３・１２３３を備えた無線電力供給システム１２００によって形成される磁界空間Ｚについて、受電共振器１２３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときとアルミ片６０を挿入していないときの伝送特性『Ｓ２１』の変化及び磁界強度の変化を測定する。
【０１０５】
（第二比較例に係る無線電力供給システム１１００の構成）
第二比較例で用いる無線電力供給システム１１００は、図１８に示すように、四角形状をした給電コイル１１２１と、四角柱型の筒状コイル構造をした給電共振器１１２２とを備える給電モジュール１１０２、及び、四角形状をした受電コイル１１３１と、四角柱型の筒状コイル構造をした受電共振器１１３２とを備える受電モジュール１１０３とを備えている。そして、第一の実施例同様に、給電コイル１１２１にはネットワークアナライザ１１０の出力端子１１１が接続され、受電コイル１１３１には、ネットワークアナライザ１１０の入力端子１１２が接続されている。
【０１０６】
給電コイル１１２１は、ネットワークアナライザ１１０から得られた電力を電磁誘導によって給電共振器１１２２に供給する役割を果たす。この給電コイル１１２１は、線径１ｍｍφの銅線材（絶縁被膜付）を１回巻にして、一辺が１００ｍｍの正方形状にしている。
【０１０７】
受電コイル１１３１は、給電共振器１１２２から受電共振器１１３２に磁界エネルギーとして伝送された電力を電磁誘導によってネットワークアナライザ１１０の入力端子１１２に出力する役割を果たす。この受電コイル１１３１は、給電コイル１１２１同様に、線径１ｍｍφの銅線材（絶縁被膜付）を１回巻にして、一辺が１００ｍｍの正方形状にしている。
【０１０８】
給電共振器１１２２及び受電共振器１１３２は、それぞれＬＣ共振回路であり、磁界共鳴状態を創出する役割を果たす。給電共振器１１２２及び受電共振器１１３２は、線径１ｍｍφの銅線材（絶縁被膜付）を３回巻にした、一辺が１００ｍｍの四角柱型の筒状コイル構造をしている。
【０１０９】
また、給電コイル１１２１と給電共振器１１２２との間の距離は１５ｍｍに設定し、給電共振器１１２２と受電共振器１１３２との間の距離は３０ｍｍに設定し、受電共振器１１３２と受電コイル１１３１との間の距離は１５ｍｍに設定している。また、給電共振器１１２２及び受電共振器１１３２は、共振周波数を１４．２ＭＨｚとしている。また、給電共振器１１２２と受電共振器１１３２とは、給電共振器１１２２のコイル面と受電共振器１１３２のコイル面同士が平行に対向するように配置されている。
【０１１０】
なお、磁界強度の変化及び伝送特性『Ｓ２１』の変化を測定するに際して、受電共振器１１３２のコイル内周側に挿入する金属片には、厚み２０ｍｍで、一辺が７６ｍｍの直方体形状のアルミ製のアルミ片６０を使用する。
【０１１１】
（第二比較例の測定結果）
第二比較例に係る無線電力供給システム１１００によって形成される磁界空間Ｚについて、受電共振器１１３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときとアルミ片６０を挿入していないときの磁界強度の変化及び伝送特性『Ｓ２１』の変化の測定結果について説明する。
【０１１２】
まず、ネットワークアナライザ１１０を使用して、無線電力供給システム１１００において、受電共振器１１３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入していないときの伝送特性『Ｓ２１』を、無線電力供給システム１１００に供給する交流電力の周波数を変えながら測定する。
【０１１３】
測定の結果、図１９に示すように、測定された伝送特性『Ｓ２１』の測定波形１１４１は、低周波側と高周波側とにピークが分離する。
【０１１４】
そして、この低周波側のピーク付近の周波数fLに、給電モジュール１１０２に供給する交流電力の周波数を設定した場合（同相共振モード）、給電共振器１１２２及び受電共振器１１３２が同位相で共振状態となり、給電共振器１１２２に流れる電流の向きと受電共振器１１３２に流れる電流の向きとが同じ向きになる。この同相共振モードにおける磁界強度分布を図２０（Ａ）に示す。この図２０（Ａ）の磁界強度分布から、給電共振器１１２２及び受電共振器１１３２の外周側に、磁界による影響が低減されて、比較的小さな磁界強度を有する磁界空間Ｚ１１５１を確認することができる。
【０１１５】
一方、高周波側のピーク付近の周波数ｆHに、給電モジュール１１０２に供給する交流電力の周波数を設定した場合（逆相共振モード）、給電共振器１１２２及び受電共振器１１３２が逆位相で共振状態となり、給電共振器１１２２に流れる電流の向きと受電共振器１１３２に流れる電流の向きとが逆向きになる。この逆相共振モードにおける磁界強度分布を図２０（Ｂ）に示す。この図２０（Ｂ）の磁界強度分布から、給電共振器１１２２及び受電共振器１１３２の内周側に、磁界による影響が低減されて、比較的小さな磁界強度を有する磁界空間Ｚ１１５３を確認することができる。
【０１１６】
次に、無線電力供給システム１１００において、受電共振器１１３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときの伝送特性『Ｓ２１』を、無線電力供給システム１１００に供給する交流電力の周波数を変えながら測定する。
【０１１７】
測定の結果を、受電共振器１１３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときの伝送特性『Ｓ２１』の測定波形１１４２として図１９に記す。この測定波形１１４２において、低周波側のピーク付近の周波数fLにおける伝送特性『Ｓ２１』が、受電共振器１１３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入しないときの伝送特性『Ｓ２１』の測定波形１１４１に比べて、著しく低下することが分かる。同様に、高周波側のピーク付近の周波数fHにおける伝送特性『Ｓ２１』も、受電共振器１１３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入しないときの伝送特性『Ｓ２１』の測定波形１１４１に比べて、著しく低下することが分かる。
【０１１８】
また、受電共振器１１３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときの同相共振モードにおける磁界強度分布を図２０（Ｃ）に示す。また、受電共振器１１３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときの逆相共振モードにおける磁界強度分布を図２０（Ｄ）に示す。このように、無線電力供給システム１１００において、受電共振器１１３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入した場合の磁界強度分布は、アルミ片６０の影響を直接受けていることが分かる。換言すれば、アルミ片６０は、無線電力供給システム１１００において発生する磁界の影響を直接受けていることが分かる。
【０１１９】
（第二実施例に係る無線電力供給システム１２００の構成）
第二実施例で用いる無線電力供給システム１２００は、図２１に示すように、四角形状をした給電コイル１２２１と、四角柱型の筒状コイル構造をした給電共振器１２２２と、給電共振器１２２２のコイル内周面全体を覆う四角柱型の筒形状をした磁性部材１２２３とを備える給電モジュール１２０２、及び、四角形状をした受電コイル１２３１と、四角柱型の筒状コイル構造をした受電共振器１２３２と、受電共振器１２３２のコイル内周面全体を覆う四角柱型の筒形状をした磁性部材１２３３とを備える受電モジュール１２０３、を備えている。そして、第二比較例同様に、給電コイル１２２１にはネットワークアナライザ１１０の出力端子１１１が接続され、受電コイル１２３１には、ネットワークアナライザ１１０の入力端子１１２が接続されている。
【０１２０】
磁性部材１２２３・１２３３は、磁性粉末が分散された樹脂により形成されている。この磁性部材１２２３・１２３３は、厚み１ｍｍ、一辺の外辺が８２ｍｍ、内辺が８０ｍｍ、高さが３０ｍｍの四角柱型の筒形状をしており、その透磁率を１００としている。なお、給電コイル１２２１や給電共振器１２２２や受電コイル１２３１や受電共振器１２３２などのその他の構成は、第二比較例に係る無線電力供給システム１１００と同様である。
【０１２１】
（第二実施例の測定結果）
第二実施例に係る無線電力供給システム１２００によって形成される磁界空間Ｚについて、受電共振器１２３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときとアルミ片６０を挿入していないときの磁界強度の変化及び伝送特性『Ｓ２１』の変化の測定結果について説明する。
【０１２２】
まず、ネットワークアナライザ１１０を使用して、無線電力供給システム１２００において、受電共振器１２３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入していないときの伝送特性『Ｓ２１』を、無線電力供給システム１２００に供給する交流電力の周波数を変えながら測定する。
【０１２３】
測定の結果、図２２に示すように、測定された伝送特性『Ｓ２１』の測定波形１２４１は、低周波側と高周波側とにピークが分離する。
【０１２４】
そして、この低周波側のピーク付近の周波数fLに、給電モジュール１２０２に供給する交流電力の周波数を設定した場合（同相共振モード）の磁界強度分布を図２３（Ａ）に示す。この図２３（Ａ）の磁界強度分布から、給電共振器１２２２及び受電共振器１２３２の外周側に、磁界による影響が低減されて、比較的小さな磁界強度を有する磁界空間Ｚ１２５１を確認することができる。また、給電共振器１２２２及び受電共振器１２３２の内周側に、磁界による影響が若干低減された磁界強度を有する磁界空間Ｚ１２５２を確認することができる。このように、同相共振モードにおいて、給電共振器１２２２及び受電共振器１２３２の内周側に、第二比較例に比べて小さな磁界強度を有する磁界空間Ｚ１２５２を形成することができる。
【０１２５】
一方、高周波側のピーク付近の周波数ｆHに、給電モジュール１２０２に供給する交流電力の周波数を設定した場合（逆相共振モード）の磁界強度分布を図２３（Ｂ）に示す。この図２３（Ｂ）の磁界強度分布から、給電共振器１２２２及び受電共振器１２３２の内周側に、磁界による影響が低減されて、比較的小さな磁界強度を有する磁界空間Ｚ１２５３を確認することができる。このように、逆相共振モードにおいて、給電共振器１２２２及び受電共振器１２３２の内周側に、第二比較例に比べて小さな磁界強度を有する磁界空間Ｚ１２５３を形成することができる。また、逆相共振モードで形成した磁界空間Ｚ１２５３は、同相共振モードで形成した磁界空間Ｚ１２５２よりも広く形成することができる。
【０１２６】
次に、無線電力供給システム１２００において、受電共振器１２３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときの伝送特性『Ｓ２１』を、無線電力供給システム１２００に供給する交流電力の周波数を変えながら測定する。
【０１２７】
測定の結果を、受電共振器１２３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときの伝送特性『Ｓ２１』の測定波形１２４２として図２２に記す。この測定波形１２４２において、低周波側のピーク付近の周波数fLにおける伝送特性『Ｓ２１』は、受電共振器１２３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入しないときの伝送特性『Ｓ２１』の測定波形１２４１に比べて、若干低下するものの、伝送特性の値は高い値を維持していることが分かる。一方、高周波側のピーク付近の周波数fHにおける伝送特性『Ｓ２１』は、受電共振器１２３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入しないときの伝送特性『Ｓ２１』の測定波形１２４１に比べて、ほぼ同じ値を維持していることが分かる（図２２のポイントＰ参照）。
【０１２８】
また、受電共振器１２３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときの同相共振モードにおける磁界強度分布を図２３（Ｃ）に示す。また、受電共振器１２３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときの逆相共振モードにおける磁界強度分布を図２３（Ｄ）に示す。このように、第二実施例に係る無線電力供給システム１２００において、受電共振器１２３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入した場合の磁界強度分布は、第二比較例に比べて、アルミ片６０の影響をあまり受けていないことが分かる。即ち、給電モジュールにおける給電コイル及び給電共振器、受電モジュールにおける受電コイル及び受電共振器に、四角形状及び四角柱型の筒状のコイルを使用し、更に、給電共振器及び受電共振器の内周面に沿った四角柱型の筒形状をした磁性部材を使用した場合の無線電力供給システム１２００においても、給電モジュール１２０２と受電モジュール１２０３との間で電力伝送を行う際に、給電共振器１２２２及び受電共振器１２３２の周辺で発生する磁界を磁性部材１２２３・１２３３により遮断して、給電共振器１２２２及び受電共振器１２３２のコイル内周側に、第二比較例に係る磁界空間Ｚ１１５３よりも大きな磁界空間Ｚ１２５３を形成することができる。また、アルミ片６０に対しては、無線電力供給システム１２００において発生する磁界の影響が低減されていると言える。
【０１２９】
（第三の実施例）
第一の実施例における無線電力供給システム１００、２００、３００、４００では、給電モジュールにおける給電コイル及び給電共振器、受電モジュールにおける受電コイル及び受電共振器に、円形及びソレノイド型の円筒状のコイルを使用した場合、また、第二の実施例における無線電力供給システム１２００では、給電モジュールにおける給電コイル及び給電共振器、受電モジュールにおける受電コイル及び受電共振器に、四角形状及び四角柱型の筒状のコイルを使用した場合について説明したが、第三の実施例では、給電モジュールにおける給電コイル及び給電共振器、受電モジュールにおける受電コイル及び受電共振器に、図２４に示すように三日月形状及び三日月型の筒状のコイルを使用した場合の無線電力供給システムについて説明する。具体的には、給電モジュールにおける給電共振器と受電モジュールにおける受電共振器とを対向配置し、給電共振器及び受電共振器のコイル内周面側にコイル内周面全体を覆う三日月型の筒状の磁性部材を配置した無線電力供給システムによって形成される磁界空間Ｚについて、磁界強度などを測定することにより第三の実施例として説明する。
【０１３０】
測定実験としては、第一の実施例同様に、第三の実施例に対する比較例（以後単に第三比較例）として、図２４に示す給電モジュール１３０２及び受電モジュール１３０３に磁性部材を備えていない無線電力供給システム１３００によって形成される磁界空間Ｚについて、受電共振器１３３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときとアルミ片６０を挿入していないときの伝送特性『Ｓ２１』の変化及び磁界強度の変化を測定する。
【０１３１】
また、第三の実施例における実施例（以後単に第三実施例）として、図２７に示す給電モジュール１４０２及び受電モジュール１４０３において、給電共振器１４２２及び受電共振器１４３２のコイル内周面全体を覆う三日月型の筒状の磁性部材１４２３・１４３３を備えた無線電力供給システム１４００によって形成される磁界空間Ｚについて、受電共振器１４３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときとアルミ片６０を挿入していないときの伝送特性『Ｓ２１』の変化及び磁界強度の変化を測定する。
【０１３２】
（第三比較例に係る無線電力供給システム１３００の構成）
第三比較例で用いる無線電力供給システム１３００は、図２４に示すように、三日月形状をした給電コイル１３２１と、三日月型の筒状コイル構造をした給電共振器１３２２とを備える給電モジュール１３０２、及び、三日月形状をした受電コイル１３３１と、三日月型の筒状コイル構造をした受電共振器１３３２とを備える受電モジュール１３０３とを備えている。そして、第一の実施例同様に、給電コイル１３２１にはネットワークアナライザ１１０の出力端子１１１が接続され、受電コイル１３３１には、ネットワークアナライザ１１０の入力端子１１２が接続されている。
【０１３３】
給電コイル１３２１は、ネットワークアナライザ１１０から得られた電力を電磁誘導によって給電共振器１３２２に供給する役割を果たす。この給電コイル１３２１は、線径１ｍｍφの銅線材（絶縁被膜付）を１回巻にして、図２４に示すように、給電コイル１３２１のコイルの外円の直径を６０ｍｍとし、内円の直径が３０ｍｍとなる三日月形状にしている。
【０１３４】
受電コイル１３３１は、給電共振器１３２２から受電共振器１３３２に磁界エネルギーとして伝送された電力を電磁誘導によってネットワークアナライザ１１０の入力端子１１２に出力する役割を果たす。この受電コイル１３３１は、給電コイル１３２１同様に、線径１ｍｍφの銅線材（絶縁被膜付）を１回巻にして、受電コイル１３３１のコイルの外円の直径を６０ｍｍとし、内円の直径が３０ｍｍとなる三日月形状にしている。
【０１３５】
給電共振器１３２２及び受電共振器１３３２は、それぞれＬＣ共振回路であり、磁界共鳴状態を創出する役割を果たす。給電共振器１３２２及び受電共振器１３３２は、線径１ｍｍφの銅線材（絶縁被膜付）を３回巻にして（線間は０．１ｍｍとしている）、コイルの外円の直径を６０ｍｍとし、内円の直径が３０ｍｍとなる三日月型の筒状コイル構造をしている。
【０１３６】
また、給電コイル１３２１と給電共振器１３２２との間の距離は１０ｍｍに設定し、給電共振器１３２２と受電共振器１３３２との間の距離は８ｍｍに設定し、受電共振器１３３２と受電コイル１３３１との間の距離は１０ｍｍに設定している。また、給電共振器１３２２及び受電共振器１３３２は、共振周波数を１５．５ＭＨｚとしている。また、給電共振器１３２２と受電共振器１３３２とは、給電共振器１３２２のコイル面と受電共振器１３３２のコイル面同士が平行に対向するように配置されている。
【０１３７】
なお、磁界強度の変化及び伝送特性『Ｓ２１』の変化を測定するに際して、受電共振器１３３２のコイル内周側に挿入する金属片には、厚み５ｍｍの直方体形状のアルミ製のアルミ片６０を受電共振器１３３２のコイル内周形状（三日月形状）に沿う形状にしたものを使用する。
【０１３８】
（第三比較例の測定結果）
第三比較例に係る無線電力供給システム１３００によって形成される磁界空間Ｚについて、受電共振器１３３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときとアルミ片６０を挿入していないときの磁界強度の変化及び伝送特性『Ｓ２１』の変化の測定結果について説明する。
【０１３９】
まず、ネットワークアナライザ１１０を使用して、無線電力供給システム１３００において、受電共振器１３３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入していないときの伝送特性『Ｓ２１』を、無線電力供給システム１３００に供給する交流電力の周波数を変えながら測定する。
【０１４０】
測定の結果、図２５に示すように、測定された伝送特性『Ｓ２１』の測定波形１３４１は、低周波側と高周波側とにピークが分離する。
【０１４１】
そして、この低周波側のピーク付近の周波数fLに、給電モジュール１３０２に供給する交流電力の周波数を設定した場合（同相共振モード）、給電共振器１３２２及び受電共振器１３３２が同位相で共振状態となり、給電共振器１３２２に流れる電流の向きと受電共振器１３３２に流れる電流の向きとが同じ向きになる。この同相共振モードにおける磁界強度分布を図２６（Ａ）に示す。この図２６（Ａ）の磁界強度分布から、給電共振器１３２２及び受電共振器１３３２の外周側に、磁界による影響が低減されて、比較的小さな磁界強度を有する磁界空間Ｚ１３５１を確認することができる。
【０１４２】
一方、高周波側のピーク付近の周波数ｆHに、給電モジュール１３０２に供給する交流電力の周波数を設定した場合（逆相共振モード）、給電共振器１３２２及び受電共振器１３３２が逆位相で共振状態となり、給電共振器１３２２に流れる電流の向きと受電共振器１３３２に流れる電流の向きとが逆向きになる。この逆相共振モードにおける磁界強度分布を図２６（Ｂ）に示す。この図２６（Ｂ）の磁界強度分布から、給電共振器１３２２及び受電共振器１３３２の内周側に、磁界による影響が低減されて、比較的小さな磁界強度を有する磁界空間Ｚ１３５３を確認することができる。
【０１４３】
次に、無線電力供給システム１３００において、受電共振器１３３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときの伝送特性『Ｓ２１』を、無線電力供給システム１３００に供給する交流電力の周波数を変えながら測定する。
【０１４４】
測定の結果を、受電共振器１３３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときの伝送特性『Ｓ２１』の測定波形１３４２として図２５に記す。この測定波形１３４２において、低周波側のピーク付近の周波数fLにおける伝送特性『Ｓ２１』が、受電共振器１３３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入しないときの伝送特性『Ｓ２１』の測定波形１３４１に比べて、著しく低下することが分かる。同様に、高周波側のピーク付近の周波数fHにおける伝送特性『Ｓ２１』も、受電共振器１３３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入しないときの伝送特性『Ｓ２１』の測定波形１３４１に比べて、著しく低下することが分かる。
【０１４５】
また、受電共振器１３３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときの同相共振モードにおける磁界強度分布を図２６（Ｃ）に示す。また、受電共振器１３３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときの逆相共振モードにおける磁界強度分布を図２６（Ｄ）に示す。このように、無線電力供給システム１３００において、受電共振器１３３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入した場合の磁界強度分布は、アルミ片６０の影響を直接受けていることが分かる。換言すれば、アルミ片６０は、無線電力供給システム１３００において発生する磁界の影響を直接受けていることが分かる。
【０１４６】
（第三実施例に係る無線電力供給システム１４００の構成）
第三実施例で用いる無線電力供給システム１４００は、図２７に示すように、三日月形状をした給電コイル１４２１と、三日月型の筒状コイル構造をした給電共振器１４２２と、給電共振器１４２２のコイル内周面全体を覆う三日月型の筒状の磁性部材１４２３とを備える給電モジュール１４０２、及び、三日月形状をした受電コイル１４３１と、三日月型の筒状コイル構造をした受電共振器１４３２と、受電共振器１４３２のコイル内周面全体を覆う三日月型の筒状の磁性部材１４３３とを備える受電モジュール１４０３、を備えている。そして、第三比較例同様に、給電コイル１４２１にはネットワークアナライザ１１０の出力端子１１１が接続され、受電コイル１４３１には、ネットワークアナライザ１１０の入力端子１１２が接続されている。
【０１４７】
磁性部材１４２３・１４３３は、磁性粉末が分散された樹脂により形成されている。この磁性部材１４２３・１４３３は、給電共振器１４２２及び受電共振器１４３２の内周面に沿った、厚み１ｍｍの三日月型の筒形状をしており、その透磁率を１００としている。なお、給電コイル１４２１や給電共振器１４２２や受電コイル１４３１や受電共振器１４３２などのその他の構成は、第三比較例に係る無線電力供給システム１３００と同様である。
【０１４８】
（第三実施例の測定結果）
第三実施例に係る無線電力供給システム１４００によって形成される磁界空間Ｚについて、受電共振器１４３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときとアルミ片６０を挿入していないときの磁界強度の変化及び伝送特性『Ｓ２１』の変化の測定結果について説明する。
【０１４９】
まず、ネットワークアナライザ１１０を使用して、無線電力供給システム１４００において、受電共振器１４３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入していないときの伝送特性『Ｓ２１』を、無線電力供給システム１４００に供給する交流電力の周波数を変えながら測定する。
【０１５０】
測定の結果、図２８に示すように、測定された伝送特性『Ｓ２１』の測定波形１４４１は、低周波側と高周波側とにピークが分離する。
【０１５１】
そして、この低周波側のピーク付近の周波数fLに、給電モジュール１４０２に供給する交流電力の周波数を設定した場合（同相共振モード）の磁界強度分布を図２９（Ａ）に示す。この図２９（Ａ）の磁界強度分布から、給電共振器１４２２及び受電共振器１４３２の外周側に、磁界による影響が低減されて、比較的小さな磁界強度を有する磁界空間Ｚ１１４５１を確認することができる。また、給電共振器１４２２及び受電共振器１４３２の内周側に、磁界による影響が若干低減された磁界強度を有する磁界空間Ｚ１４５２を確認することができる。このように、同相共振モードにおいて、給電共振器１４２２及び受電共振器１４３２の内周側に、第三比較例に比べて小さな磁界強度を有する磁界空間Ｚ１４５２を形成することができる。
【０１５２】
一方、高周波側のピーク付近の周波数ｆHに、給電モジュール１４０２に供給する交流電力の周波数を設定した場合（逆相共振モード）の磁界強度分布を図２９（Ｂ）に示す。この図２９（Ｂ）の磁界強度分布から、給電共振器１４２２及び受電共振器１４３２の内周側に、磁界による影響が低減されて、比較的小さな磁界強度を有する磁界空間Ｚ１４５３を確認することができる。このように、逆相共振モードにおいて、給電共振器１４２２及び受電共振器１４３２の内周側に、第三比較例に比べて小さな磁界強度を有する磁界空間Ｚ１４５３を形成することができる。また、逆相共振モードで形成した磁界空間Ｚ１４５３は、同相共振モードで形成した磁界空間Ｚ１４５２よりも広く形成することができる。
【０１５３】
次に、無線電力供給システム１４００において、受電共振器１４３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときの伝送特性『Ｓ２１』を、無線電力供給システム１４００に供給する交流電力の周波数を変えながら測定する。
【０１５４】
測定の結果を、受電共振器１４３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときの伝送特性『Ｓ２１』の測定波形１４４２として図２８に記す。この測定波形１４４２において、低周波側のピーク付近の周波数fLにおける伝送特性『Ｓ２１』は、受電共振器１４３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入しないときの伝送特性『Ｓ２１』の測定波形１４４１に比べて、若干低下するものの、伝送特性の値は高い値を維持していることが分かる。一方、高周波側のピーク付近の周波数fHにおける伝送特性『Ｓ２１』は、受電共振器１４３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入しないときの伝送特性『Ｓ２１』の測定波形１４４１に比べて、ほぼ同じ値を維持していることが分かる（図２８のポイントＰ参照）。
【０１５５】
また、受電共振器１４３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときの同相共振モードにおける磁界強度分布を図２９（Ｃ）に示す。また、受電共振器１４３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときの逆相共振モードにおける磁界強度分布を図２９（Ｄ）に示す。このように、第三実施例に係る無線電力供給システム１４００において、受電共振器１４３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入した場合の磁界強度分布は、第三比較例に比べて、アルミ片６０の影響をあまり受けていないことが分かる。即ち、給電モジュールにおける給電コイル及び給電共振器と受電モジュールにおける受電コイル及び受電共振器に、三日月形状及び三日月型の筒状のコイルを使用し、更に、給電共振器及び受電共振器の内周面に沿った三日月型の筒形状をした磁性部材を使用した場合の無線電力供給システム１４００においても、給電モジュール１４０２と受電モジュール１４０３との間で電力伝送を行う際に、給電共振器１４２２及び受電共振器１４３２の周辺で発生する磁界を磁性部材１４２３・１４３３により遮断して、給電共振器１４２２及び受電共振器１４３２のコイル内周側に、第三比較例に係る磁界空間Ｚ１３５３よりも大きな磁界空間Ｚ１４５３を形成することができる。また、アルミ片６０に対しては、無線電力供給システム１４００において発生する磁界の影響が低減されていると言える。
【０１５６】
（第四の実施例）
第一の実施例における無線電力供給システム１００、２００、３００、４００では、給電モジュールにおける給電コイル及び給電共振器、受電モジュールにおける受電コイル及び受電共振器に、コイル径を１００ｍｍφに設定した同径のものを使用した場合について説明したが、第四の実施例では、給電モジュールにおける給電コイル及び給電共振器、受電モジュールにおける受電コイル及び受電共振器に、図３０に示すように、コイル径が異なるものを使用した場合の無線電力供給システムについて説明する。具体的には、受電モジュールにおける受電コイル及び受電共振器のコイル径が、給電モジュールにおける給電コイル及び給電共振器のコイル径よりも小さくしたものを使用する。そして、給電モジュールにおける給電共振器と受電モジュールにおける受電共振器とを対向配置し、給電共振器及び受電共振器のコイル内周面側にコイル内周面全体を覆う円筒状の磁性部材を配置した無線電力供給システムによって形成される磁界空間Ｚについて、磁界強度などを測定することにより第四の実施例として説明する。
【０１５７】
測定実験としては、第一の実施例同様に、第四の実施例に対する比較例（以後単に第四比較例）として、図３０に示す給電モジュール１５０２及び受電モジュール１５０３に磁性部材を備えていない無線電力供給システム１５００によって形成される磁界空間Ｚについて、受電共振器１５３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときとアルミ片６０を挿入していないときの伝送特性『Ｓ２１』の変化を測定する。
【０１５８】
また、第四の実施例における実施例（以後単に第四実施例）として、図３２に示す給電モジュール１６０２及び受電モジュール１６０３において、給電共振器１６２２及び受電共振器１６３２のコイル内周面全体を覆う円筒状の磁性部材１６２３・１６３３を備えた無線電力供給システム１６００によって形成される磁界空間Ｚについて、受電共振器１６３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときとアルミ片６０を挿入していないときの伝送特性『Ｓ２１』の変化及びアルミ片６０を挿入していないときの磁界強度を測定する。なお、第四実施例では、給電共振器１６２２のコイル内周面全体を覆う円筒状の磁性部材１６２３の径を変えた３つのモデル（モデルＡ１、モデルＡ２、モデルＡ３：詳細は後述する）を使用して測定する。
【０１５９】
（第四比較例に係る無線電力供給システム１５００の構成）
第四比較例で用いる無線電力供給システム１５００は、図３０に示すように、円形状をした給電コイル１５２１と、円筒形状をした給電共振器１５２２とを備える給電モジュール１５０２、及び、円形状をした受電コイル１５３１と、円筒形状をした受電共振器１５３２とを備える受電モジュール１５０３とを備えている。そして、第一の実施例同様に、給電コイル１５２１にはネットワークアナライザ１１０の出力端子１１１が接続され、受電コイル１５３１には、ネットワークアナライザ１１０の入力端子１１２が接続されている。
【０１６０】
給電コイル１５２１は、ネットワークアナライザ１１０から得られた電力を電磁誘導によって給電共振器１５２２に供給する役割を果たす。この給電コイル１５２１は、線径１ｍｍφの銅線材（絶縁被膜付）を１回巻にして、内径が５４ｍｍφの円形状にしている。
【０１６１】
受電コイル１５３１は、給電共振器１５２２から受電共振器１５３２に磁界エネルギーとして伝送された電力を電磁誘導によってネットワークアナライザ１１０の入力端子１１２に出力する役割を果たす。この受電コイル１５３１は、線径１ｍｍφの銅線材（絶縁被膜付）を１回巻にして、内径が３６ｍｍφの円形状にしている。
【０１６２】
給電共振器１５２２及び受電共振器１５３２は、それぞれＬＣ共振回路であり、磁界共鳴状態を創出する役割を果たす。給電共振器１５２２は、線径１ｍｍφの銅線材（絶縁被膜付）を４回巻にした、コイルの内径５４ｍｍφのソレノイド型のコイルで、共振周波数を１７．２ＭＨｚとしている。一方、受電共振器１５３２は、線径１ｍｍφの銅線材（絶縁被膜付）を６回巻にした、コイルの内径３６ｍｍφのソレノイド型のコイルで、共振周波数を１７．２ＭＨｚとしている。
【０１６３】
また、給電コイル１５２１と給電共振器１５２２との間の距離は５ｍｍに設定し、給電共振器１５２２と受電共振器１５３２との間の距離は１８ｍｍに設定し、受電共振器１５３２と受電コイル１５３１との間の距離は５ｍｍに設定している。また、給電共振器１５２２と受電共振器１５３２とは、給電共振器１５２２のコイル面と受電共振器１５３２のコイル面同士が平行に対向するように配置されている。
【０１６４】
なお、磁界強度の変化及び伝送特性『Ｓ２１』の変化を測定するに際して、受電共振器１５３２のコイル内周側に挿入する金属片には、直径２７ｍｍφ厚み１０ｍｍの円柱形状のアルミ製のアルミ片６０を使用する。
【０１６５】
（第四比較例の測定結果）
第四比較例に係る無線電力供給システム１５００によって形成される磁界空間Ｚについて、受電共振器１５３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときとアルミ片６０を挿入していないときの磁界強度の変化及び伝送特性『Ｓ２１』の変化の測定結果について説明する。
【０１６６】
まず、ネットワークアナライザ１１０を使用して、無線電力供給システム１５００において、受電共振器１５３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入していないときの伝送特性『Ｓ２１』を、無線電力供給システム１５００に供給する交流電力の周波数を変えながら測定する。
【０１６７】
測定の結果、図３１に示すように、測定された伝送特性『Ｓ２１』の測定波形１５４１は、低周波側と高周波側とにピークが分離する。
【０１６８】
次に、無線電力供給システム１５００において、受電共振器１５３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときの伝送特性『Ｓ２１』を、無線電力供給システム１５００に供給する交流電力の周波数を変えながら測定する。
【０１６９】
測定の結果を、受電共振器１５３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときの伝送特性『Ｓ２１』の測定波形１５４２として図３１に記す。この測定波形１５４２において、低周波側のピーク付近の周波数fLにおける伝送特性『Ｓ２１』、及び、高周波側のピーク付近の周波数fHにおける伝送特性『Ｓ２１』が、受電共振器１５３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入しないときの伝送特性『Ｓ２１』の測定波形１５４１に比べて、著しく低下することが分かる。
【０１７０】
（第四実施例に係る無線電力供給システム１６００の構成）
第四実施例で用いる無線電力供給システム１６００は、図３２に示すように、円形状をした給電コイル１６２１と、円筒形状をした給電共振器１６２２と、給電共振器１６２２のコイル内周面全体を覆う円筒状の磁性部材１６２３とを備える給電モジュール１６０２、及び、円形状をした受電コイル１６３１と、円筒形状をした受電共振器１６３２と、受電共振器１６３２のコイル内周面全体を覆う円筒状の磁性部材１６３３とを備える受電モジュール１６０３とを備えている。そして、第四比較例同様に、給電コイル１６２１にはネットワークアナライザ１１０の出力端子１１１が接続され、受電コイル１６３１には、ネットワークアナライザ１１０の入力端子１１２が接続されている。
【０１７１】
磁性部材１６２３・１６３３は、磁性粉末が分散された樹脂により形成されている。そして、モデルＡ１では、図３２に示すように、磁性部材１６２３の内径は、４６ｍｍφで、厚みは１ｍｍの円筒形状をしており、その透磁率を１００としている。モデルＡ２では、図３２に示すように、磁性部材１６２３の内径は、３７ｍｍφで、厚みは１ｍｍの円筒形状をしており、その透磁率を１００としている。モデルＡ３では、図３２に示すように、磁性部材１６２３の内径は、２８ｍｍφで、厚みは１ｍｍの円筒形状をしており、その透磁率を１００としている。なお、モデルＡ１、モデルＡ２、モデルＡ３における磁性部材１６３３の内径は、共通の２８ｍｍφで、厚みは１ｍｍの円筒形状をしており、その透磁率を１００としている。また、給電コイル１６２１や給電共振器１６２２や受電コイル１６３１や受電共振器１６３２などのその他の構成は、第四比較例に係る無線電力供給システム１５００と同様である。
【０１７２】
（第四実施例の測定結果）
第四実施例に係る無線電力供給システム１６００によって形成される磁界空間Ｚについて、受電共振器１６３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときとアルミ片６０を挿入していないときの磁界強度の変化及び伝送特性『Ｓ２１』の変化の測定結果について説明する。
【０１７３】
まず、ネットワークアナライザ１１０を使用して、無線電力供給システム１６００において、受電共振器１６３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入していないときの伝送特性『Ｓ２１』を、無線電力供給システム１６００に供給する交流電力の周波数を変えながら測定する。
【０１７４】
測定の結果、図３３に示すように、モデルＡ１では、測定された伝送特性『Ｓ２１』の測定波形１６４１Ａ１は、低周波側と高周波側とにピークが分離する。
【０１７５】
そして、モデルＡ１において、高周波側のピーク付近の周波数ｆHに、給電モジュール１６０２に供給する交流電力の周波数を設定した場合（逆相共振モード）の磁界強度分布を図３３のモデルＡ１に示す。この磁界強度分布から、給電共振器１６２２及び受電共振器１６３２の内周側に、磁界による影響が低減されて、比較的小さな磁界強度を有する磁界空間ＺＡ１を確認することができる。このように、逆相共振モードにおいて、給電共振器１６２２及び受電共振器１６３２の内周側に、小さな磁界強度を有する磁界空間ＺＡ１を形成することができる。
【０１７６】
また、モデルＡ２でも、測定された伝送特性『Ｓ２１』の測定波形１６４１Ａ２は、低周波側と高周波側とにピークが分離する。
【０１７７】
そして、モデルＡ２において、高周波側のピーク付近の周波数ｆHに、給電モジュール１６０２に供給する交流電力の周波数を設定した場合（逆相共振モード）の磁界強度分布を図３３のモデルＡ２に示す。この磁界強度分布から、モデルＡ１同様に、給電共振器１６２２及び受電共振器１６３２の内周側に、磁界による影響が低減されて、比較的小さな磁界強度を有する磁界空間ＺＡ２を確認することができる。このように、逆相共振モードにおいて、モデルＡ１に比べて磁性部材１６２３の内径を小さくしたモデルＡ２でも、給電共振器１６２２及び受電共振器１６３２の内周側に、モデルＡ１同様の磁界強度を有する磁界空間ＺＡ２を形成することができる。
【０１７８】
また、モデルＡ３でも、測定された伝送特性『Ｓ２１』の測定波形１６４１Ａ３は、低周波側と高周波側とにピークが分離する。
【０１７９】
そして、モデルＡ３において、高周波側のピーク付近の周波数ｆHに、給電モジュール１６０２に供給する交流電力の周波数を設定した場合（逆相共振モード）の磁界強度分布を図３３のモデルＡ３に示す。この磁界強度分布から、モデルＡ１・モデルＡ２同様に、給電共振器１６２２及び受電共振器１６３２の内周側に、磁界による影響が低減されて、比較的小さな磁界強度を有する磁界空間ＺＡ３を確認することができる。このように、逆相共振モードにおいて、モデルＡ１・モデルＡ２に比べて磁性部材１６２３の内径を小さくしたモデルＡ３でも、給電共振器１６２２及び受電共振器１６３２の内周側に、モデルＡ１・モデルＡ２同様の磁界強度を有する磁界空間ＺＡ３を形成することができる。
【０１８０】
次に、無線電力供給システム１６００において、受電共振器１６３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときの伝送特性『Ｓ２１』を、無線電力供給システム１６００に供給する交流電力の周波数を変えながら測定する。
【０１８１】
モデルＡ１の測定結果を、受電共振器１６３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときの伝送特性『Ｓ２１』の測定波形１６４２Ａ１として図３３に記す。この測定波形１６４２Ａ１において、低周波側のピーク付近の周波数fLにおける伝送特性『Ｓ２１』は、受電共振器１６３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入しないときの伝送特性『Ｓ２１』の測定波形１６４１Ａ１に比べて、若干低下するものの、伝送特性の値は高い値を維持していることが分かる。一方、高周波側のピーク付近の周波数fHにおける伝送特性『Ｓ２１』は、受電共振器１６３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入しないときの伝送特性『Ｓ２１』の測定波形１６４１Ａ１に比べて、ほぼ同じ値を維持していることが分かる（図３３のモデルＡ１のポイントＰ参照）。
【０１８２】
次に、モデルＡ２の測定結果を、受電共振器１６３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときの伝送特性『Ｓ２１』の測定波形１６４２Ａ２として図３３に記す。この測定波形１６４２Ａ２において、低周波側のピーク付近の周波数fLにおける伝送特性『Ｓ２１』は、受電共振器１６３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入しないときの伝送特性『Ｓ２１』の測定波形１６４１Ａ２に比べて、若干低下するものの、伝送特性の値は高い値を維持していることが分かる。一方、高周波側のピーク付近の周波数fHにおける伝送特性『Ｓ２１』は、受電共振器１６３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入しないときの伝送特性『Ｓ２１』の測定波形１６４１Ａ２に比べて、ほぼ同じ値を維持していることが分かる（図３３のモデルＡ２のポイントＰ参照）。
【０１８３】
次に、モデルＡ３の測定結果を、受電共振器１６３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときの伝送特性『Ｓ２１』の測定波形１６４２Ａ３として図３３に記す。この測定波形１６４２Ａ３において、低周波側のピーク付近の周波数fLにおける伝送特性『Ｓ２１』は、受電共振器１６３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入しないときの伝送特性『Ｓ２１』の測定波形１６４１Ａ３に比べて、若干低下するものの、伝送特性の値は高い値を維持していることが分かる。一方、高周波側のピーク付近の周波数fHにおける伝送特性『Ｓ２１』は、受電共振器１６３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入しないときの伝送特性『Ｓ２１』の測定波形１６４１Ａ３に比べて、ほぼ同じ値を維持していることが分かる（図３３のモデルＡ３のポイントＰ参照）。
【０１８４】
上記測定結果によれば、給電共振器１６２２のコイル内周面全体を覆う円筒状の磁性部材１６２３の径を変えた３つのモデル（モデルＡ１、モデルＡ２、モデルＡ３）において、高周波側のピーク付近の周波数fHにおける伝送特性『Ｓ２１』は、受電共振器１６３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入しないときの伝送特性『Ｓ２１』の測定波形１６４１Ａ３に比べてそれぞれ、ほぼ同じ値を維持していることが分かる。即ち、磁性部材１６２３の内径を小さくした場合でも、給電共振器１６２２及び受電共振器１６３２の内周側に、比較的小さな磁界強度を有する磁界空間を形成することができる。
【０１８５】
次に、上記第四実施例の無線電力供給システム１６００では、磁性部材１６２３・１６３３の厚みを１ｍｍにしたものを使用していたが、次の第四実施例２では、磁性部材１６２３・１６３３の厚みを２ｍｍに増やした場合の無線電力供給システム１６００によって形成される磁界空間Ｚについて、受電共振器１６３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときとアルミ片６０を挿入していないときの伝送特性『Ｓ２１』の変化を測定する。なお、第四実施例のモデルＡ１の磁性部材１６２３・１６３３の厚みを１ｍｍから２ｍｍに変更したものをモデルＡ１−２として説明する。同様に、第四実施例のモデルＡ２の磁性部材１６２３・１６３３の厚みを１ｍｍから２ｍｍに変更したものをモデルＡ２−２とし、第四実施例のモデルＡ３の磁性部材１６２３・１６３３の厚みを１ｍｍから２ｍｍに変更したものをモデルＡ３−２として説明する。その他の構成は、第四実施例の無線電力供給システム１６００と同様である。
【０１８６】
測定の結果、受電共振器１６３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときとアルミ片６０を挿入していないとき、図３４に示すように、モデルＡ１−２では、測定された伝送特性『Ｓ２１』の測定波形１６４１Ａ１−２は、低周波側と高周波側とにピークが分離する。
【０１８７】
一方、モデルＡ１−２において、受電共振器１６３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときの伝送特性『Ｓ２１』の測定結果を、測定波形１６４２Ａ１−２として図３４に記す。この測定波形１６４２Ａ１−２において、高周波側のピーク付近の周波数fHにおける伝送特性『Ｓ２１』は、受電共振器１６３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入しないときの伝送特性『Ｓ２１』の測定波形１６４１Ａ１−２に比べて、ほぼ同じ値を維持していることが分かる（図３４のモデルＡ１−２のポイントＰ１参照）。また、低周波側のピーク付近の周波数fLにおける伝送特性『Ｓ２１』も、受電共振器１６３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入しないときの伝送特性『Ｓ２１』の測定波形１６４１Ａ１−２に比べて、ほぼ同じ値を維持していることが分かる（図３４のモデルＡ１−２のポイントＰ２参照）。
【０１８８】
また、受電共振器１６３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときとアルミ片６０を挿入していないとき、モデルＡ２−２でも、測定された伝送特性『Ｓ２１』の測定波形１６４１Ａ２−２は、低周波側と高周波側とにピークが分離する。
【０１８９】
一方、モデルＡ２−２において、受電共振器１６３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときの伝送特性『Ｓ２１』の測定結果を、測定波形１６４２Ａ２−２として図３４に記す。この測定波形１６４２Ａ２−２において、高周波側のピーク付近の周波数fHにおける伝送特性『Ｓ２１』は、受電共振器１６３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入しないときの伝送特性『Ｓ２１』の測定波形１６４１Ａ２−２に比べて、ほぼ同じ値を維持していることが分かる（図３４のモデルＡ２−２のポイントＰ１参照）。また、低周波側のピーク付近の周波数fLにおける伝送特性『Ｓ２１』も、受電共振器１６３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入しないときの伝送特性『Ｓ２１』の測定波形１６４１Ａ２−２に比べて、ほぼ同じ値を維持していることが分かる（図３４のモデルＡ２−２のポイントＰ２参照）。
【０１９０】
また、受電共振器１６３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときとアルミ片６０を挿入していないとき、モデルＡ３−２でも、測定された伝送特性『Ｓ２１』の測定波形１６４１Ａ３−２は、低周波側と高周波側とにピークが分離する。
【０１９１】
一方、モデルＡ３−２において、受電共振器１６３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときの伝送特性『Ｓ２１』の測定結果を、測定波形１６４２Ａ３−２として図３４に記す。この測定波形１６４２Ａ３−２において、高周波側のピーク付近の周波数fHにおける伝送特性『Ｓ２１』は、受電共振器１６３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入しないときの伝送特性『Ｓ２１』の測定波形１６４１Ａ３−２に比べて、ほぼ同じ値を維持していることが分かる（図３４のモデルＡ３−２のポイントＰ１参照）。また、低周波側のピーク付近の周波数fLにおける伝送特性『Ｓ２１』も、受電共振器１６３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入しないときの伝送特性『Ｓ２１』の測定波形１６４１Ａ３−２に比べて、ほぼ同じ値を維持していることが分かる（図３４のモデルＡ３−２のポイントＰ２参照）。
【０１９２】
上記測定結果によれば、給電共振器１６２２のコイル内周面全体を覆う円筒状の磁性部材１６２３の厚みを増やした３つのモデル（モデルＡ１−２、モデルＡ２−２、モデルＡ３−２）において、受電共振器１６３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したとき、高周波側のピーク付近の周波数fHにおける伝送特性『Ｓ２１』だけでなく、低周波側のピーク付近の周波数fLにおける伝送特性『Ｓ２１』も、受電共振器１６３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入しないときの伝送特性『Ｓ２１』の測定波形に比べて、ほぼ同じ値を維持していることが分かる。
【０１９３】
（第五の実施例）
上記の無線電力供給システム２００等では、給電コイル２１と給電共振器２２との間の距離Ａを１５ｍｍに設定し、受電コイル３１と受電共振器３２との間の距離Ｂを１５ｍｍに設定し、給電共振器２２と受電共振器３２との間の距離Ｃを３０ｍｍに設定した場合について説明したが（図２参照）、第五の実施例では、給電コイルと給電共振器との間の距離Ａ、及び、受電コイルと受電共振器との間の距離Ｂを０ｍｍに設定した場合、即ち、給電共振器の内周側に給電コイルを配置し、受電共振器の内周側に受電コイルを配置した場合の無線電力供給システムについて説明する。具体的には、給電共振器の内周側に給電コイルを配置し、更に、給電コイルの内周側に円筒状の磁性部材を配置した給電モジュール、及び、受電共振器の内周側に受電コイルを配置し、更に、受電コイルの内周側に円筒状の磁性部材を配置した受電モジュールを備えた無線電力供給システムによって形成される磁界空間Ｚについて、磁界強度などを測定することにより第五の実施例として説明する。
【０１９４】
測定実験としては、第一の実施例同様に、第五の実施例に対する比較例（以後単に第五比較例）として、図３５に示す給電モジュール１７０２及び受電モジュール１７０３に磁性部材を備えていない無線電力供給システム１７００によって形成される磁界空間Ｚについて、受電共振器１７３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときとアルミ片６０を挿入していないときの伝送特性『Ｓ２１』の変化及び磁界強度の変化を測定する。
【０１９５】
また、第五の実施例における実施例（以後単に第五実施例）として、図３８に示す給電モジュール１８０２及び受電モジュール１８０３において、給電共振器１８２２及び受電共振器１８３２のコイル内周面全体を覆う円筒状の磁性部材１８２３・１８３３を備えた無線電力供給システム１８００によって形成される磁界空間Ｚについて、受電共振器１８３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときとアルミ片６０を挿入していないときの伝送特性『Ｓ２１』の変化及び磁界強度の変化を測定する。
【０１９６】
（第五比較例に係る無線電力供給システム１７００の構成）
第五比較例で用いる無線電力供給システム１７００は、図３５に示すように、給電共振器１７２２の内周側に給電コイル１７２１を配置した給電モジュール１７０２、及び、受電共振器１７３２の内周側に受電コイル１７３１を配置した受電モジュール１７０３とを備えている。そして、第一の実施例同様に、給電コイル１７２１にはネットワークアナライザ１１０の出力端子１１１が接続され、受電コイル１７３１には、ネットワークアナライザ１１０の入力端子１１２が接続されている。
【０１９７】
給電コイル１７２１は、ネットワークアナライザ１１０から得られた電力を電磁誘導によって給電共振器１７２２に供給する役割を果たす。この給電コイル１７２１は、線径１ｍｍφの銅線材（絶縁被膜付）を１回巻にして、内径が７０ｍｍφの円形状にしている。
【０１９８】
受電コイル１７３１は、給電共振器１７２２から受電共振器１７３２に磁界エネルギーとして伝送された電力を電磁誘導によってネットワークアナライザ１１０の入力端子１１２に出力する役割を果たす。この受電コイル１７３１は、線径１ｍｍφの銅線材（絶縁被膜付）を１回巻にして、内径が７０ｍｍφの円形状にしている。
【０１９９】
給電共振器１７２２及び受電共振器１７３２は、それぞれＬＣ共振回路であり、磁界共鳴状態を創出する役割を果たす。給電共振器１７２２及び受電共振器１７３２は、線径１ｍｍφの銅線材（絶縁被膜付）を３回巻にした、コイルの内径１００ｍｍφのソレノイド型のコイルで、共振周波数を１２．９ＭＨｚとしている。
【０２００】
また、給電共振器１７２２と受電共振器１７３２との間の距離は３０ｍｍに設定している。
【０２０１】
なお、磁界強度の変化及び伝送特性『Ｓ２１』の変化を測定するに際して、受電共振器１７３２のコイル内周側に挿入する金属片には、直径５８ｍｍφ厚み２０ｍｍの円柱形状のアルミ製のアルミ片６０を使用する。
【０２０２】
（第五比較例の測定結果）
第五比較例に係る無線電力供給システム１７００によって形成される磁界空間Ｚについて、受電共振器１７３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときとアルミ片６０を挿入していないときの磁界強度の変化及び伝送特性『Ｓ２１』の変化の測定結果について説明する。
【０２０３】
まず、ネットワークアナライザ１１０を使用して、無線電力供給システム１７００において、受電共振器１７３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入していないときの伝送特性『Ｓ２１』を、無線電力供給システム１７００に供給する交流電力の周波数を変えながら測定する。
【０２０４】
測定の結果、図３６に示すように、測定された伝送特性『Ｓ２１』の測定波形１７４１は、低周波側と高周波側とにピークが分離する。
【０２０５】
そして、この低周波側のピーク付近の周波数fLに、給電モジュール１７０２に供給する交流電力の周波数を設定した場合（同相共振モード）、給電共振器１７２２及び受電共振器１７３２が同位相で共振状態となり、給電共振器１７２２に流れる電流の向きと受電共振器１７３２に流れる電流の向きとが同じ向きになる。この同相共振モードにおける磁界強度分布を図３７（Ａ）に示す。この図３７（Ａ）の磁界強度分布から、給電共振器１７２２及び受電共振器１７３２の外周側に、磁界による影響が低減されて、比較的小さな磁界強度を有する磁界空間Ｚ１７５１を確認することができる。
【０２０６】
一方、高周波側のピーク付近の周波数ｆHに、給電モジュール１７０２に供給する交流電力の周波数を設定した場合（逆相共振モード）、給電共振器１７２２及び受電共振器１７３２が逆位相で共振状態となり、給電共振器１７２２に流れる電流の向きと受電共振器１７３２に流れる電流の向きとが逆向きになる。この逆相共振モードにおける磁界強度分布を図３７（Ｂ）に示す。この図３７（Ｂ）の磁界強度分布から、給電共振器１７２２及び受電共振器１７３２の内周側に、磁界による影響が低減されて、比較的小さな磁界強度を有する磁界空間Ｚ１７５３を確認することができる。
【０２０７】
次に、無線電力供給システム１７００において、受電共振器１７３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときの伝送特性『Ｓ２１』を、無線電力供給システム１７００に供給する交流電力の周波数を変えながら測定する。
【０２０８】
測定の結果を、受電共振器１７３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときの伝送特性『Ｓ２１』の測定波形１７４２として図３６に記す。この測定波形１７４２において、低周波側のピーク付近の周波数fLにおける伝送特性『Ｓ２１』が、受電共振器１７３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入しないときの伝送特性『Ｓ２１』の測定波形１７４１に比べて、著しく低下することが分かる。同様に、高周波側のピーク付近の周波数fHにおける伝送特性『Ｓ２１』も、受電共振器１７３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入しないときの伝送特性『Ｓ２１』の測定波形１７４１に比べて、著しく低下することが分かる。
【０２０９】
また、受電共振器１７３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときの同相共振モードにおける磁界強度分布を図３７（Ｃ）に示す。また、受電共振器１７３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときの逆相共振モードにおける磁界強度分布を図３７（Ｄ）に示す。このように、無線電力供給システム１７００において、受電共振器１７３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入した場合の磁界強度分布は、アルミ片６０の影響を直接受けていることが分かる。換言すれば、アルミ片６０は、無線電力供給システム１７００において発生する磁界の影響を直接受けていることが分かる。
【０２１０】
（第五実施例に係る無線電力供給システム１８００の構成）
第五実施例で用いる無線電力供給システム１８００は、図３８に示すように、給電共振器１８２２の内周側に給電コイル１８２１を配置し、更に、給電コイル１８２１の内周側に円筒状の磁性部材１８２３を配置した給電モジュール１８０２、及び、受電共振器１８３２の内周側に受電コイル１８３１を配置し、更に、受電コイル１８３１の内周側に円筒状の磁性部材１８３３を配置した受電モジュール１８０３を備えている。そして、第五比較例同様に、給電コイル１８２１にはネットワークアナライザ１１０の出力端子１１１が接続され、受電コイル１８３１には、ネットワークアナライザ１１０の入力端子１１２が接続されている。
【０２１１】
磁性部材１８２３・１８３３は、磁性粉末が分散された樹脂により形成されている。この磁性部材１８２３・１８３３は、内径が６０ｍｍφで、高さが３０ｍｍで、厚みが１ｍｍの円筒形状をしており、その透磁率を１００としている。なお、給電コイル１８２１や給電共振器１８２２や受電コイル１８３１や受電共振器１８３２などのその他の構成は、第五比較例に係る無線電力供給システム１７００と同様である。
【０２１２】
（第五実施例の測定結果）
第五実施例に係る無線電力供給システム１８００によって形成される磁界空間Ｚについて、受電共振器１８３２のコイル内周側（より詳しくは、磁性部材１８３３の内周側）にアルミ片６０を挿入したときとアルミ片６０を挿入していないときの磁界強度の変化及び伝送特性『Ｓ２１』の変化の測定結果について説明する。
【０２１３】
まず、ネットワークアナライザ１１０を使用して、無線電力供給システム１８００において、受電共振器１８３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入していないときの伝送特性『Ｓ２１』を、無線電力供給システム１８００に供給する交流電力の周波数を変えながら測定する。
【０２１４】
測定の結果、図３９に示すように、測定された伝送特性『Ｓ２１』の測定波形１８４１は、低周波側と高周波側とにピークが分離する。
【０２１５】
そして、この低周波側のピーク付近の周波数fLに、給電モジュール１８０２に供給する交流電力の周波数を設定した場合（同相共振モード）の磁界強度分布を図４０（Ａ）に示す。この図４０（Ａ）の磁界強度分布から、給電共振器１８２２及び受電共振器１８３２の外周側に、磁界による影響が低減されて、比較的小さな磁界強度を有する磁界空間Ｚ１８５１を確認することができる。また、給電共振器１８２２及び受電共振器１８３２の内周側に、磁界による影響が若干低減された磁界強度を有する磁界空間Ｚ１８５２を確認することができる。このように、同相共振モードにおいて、給電共振器１８２２及び受電共振器１８３２の内周側に、第五比較例に比べて小さな磁界強度を有する磁界空間Ｚ１８５２を形成することができる。
【０２１６】
一方、高周波側のピーク付近の周波数ｆHに、給電モジュール１８０２に供給する交流電力の周波数を設定した場合（逆相共振モード）の磁界強度分布を図４０（Ｂ）に示す。この図４０（Ｂ）の磁界強度分布から、給電共振器１８２２及び受電共振器１８３２の内周側に、磁界による影響が低減されて、比較的小さな磁界強度を有する磁界空間Ｚ１８５３を確認することができる。このように、逆相共振モードにおいて、給電共振器１８２２及び受電共振器１８３２の内周側に、第五比較例に比べて小さな磁界強度を有する磁界空間Ｚ１８５３を形成することができる。また、逆相共振モードで形成した磁界空間Ｚ１８５３は、同相共振モードで形成した磁界空間Ｚ１８５２よりも広く形成することができる。
【０２１７】
次に、無線電力供給システム１８００において、受電共振器１８３２のコイル内周側（より詳しくは、磁性部材１８３３の内周側）にアルミ片６０を挿入したときの伝送特性『Ｓ２１』を、無線電力供給システム１８００に供給する交流電力の周波数を変えながら測定する。
【０２１８】
測定の結果を、受電共振器１８３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときの伝送特性『Ｓ２１』の測定波形１８４２として図３９に記す。この測定波形１８４２において、低周波側のピーク付近の周波数fLにおける伝送特性『Ｓ２１』は、受電共振器１８３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入しないときの伝送特性『Ｓ２１』の測定波形１８４１に比べて、若干低下するものの、伝送特性の値は高い値を維持していることが分かる。一方、高周波側のピーク付近の周波数fHにおける伝送特性『Ｓ２１』は、受電共振器１８３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入しないときの伝送特性『Ｓ２１』の測定波形１８４１に比べて、ほぼ同じ値を維持していることが分かる（図３９のポイントＰ参照）。
【０２１９】
また、受電共振器１８３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときの同相共振モードにおける磁界強度分布を図４０（Ｃ）に示す。また、受電共振器１８３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときの逆相共振モードにおける磁界強度分布を図４０（Ｄ）に示す。このように、第五実施例に係る無線電力供給システム１８００において、受電共振器１８３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入した場合の磁界強度分布は、第五比較例に比べて、アルミ片６０の影響をあまり受けていないことが分かる。即ち、給電共振器の内周側に給電コイルを配置し、更に、給電コイルの内周側に円筒状の磁性部材を配置した給電モジュール、及び、受電共振器の内周側に受電コイルを配置し、更に、受電コイルの内周側に円筒状の磁性部材を配置した受電モジュールを備えた無線電力供給システム１８００においても、給電モジュール１８０２と受電モジュール１８０３との間で電力伝送を行う際に、給電共振器１８２２及び受電共振器１８３２の周辺で発生する磁界を磁性部材１８２３・１８３３により遮断して、給電共振器１８２２及び受電共振器１８３２のコイル内周側に、第五比較例に係る磁界空間Ｚ１７５３よりも大きな磁界空間Ｚ１８５３を形成することができる。また、アルミ片６０に対しては、無線電力供給システム１８００において発生する磁界の影響が低減されていると言える。
【０２２０】
この無線電力供給システム１８００で使用した給電モジュール１８０２は、給電コイル１８２１が給電共振器１８２２の内周側に配置されており、更に、磁性部材１８２３が給電コイル１８２１の内周側に配置されているため、給電モジュール１８０２の中央断面に対して対称形状をしている。このため、給電モジュール１８０２の両側のどちらに受電モジュール１８０３を置いたとしても（距離などの他の条件が同一である場合）、給電モジュール１８０２が備える給電共振器１８２２と、受電モジュール１８０３が備える受電共振器１８３２との間で、同条件で磁界共鳴状態を創出し、無線電力伝送が可能となる。これは、当該無線電力供給システム１８００を構成する上で、給電モジュール１８０２等の配置（設計）に自由度は与えることになる。また、給電モジュール１８０２の両側にそれぞれ受電モジュール１８０３を配置した構成にすれば、１つの給電モジュール１８０２から２つの受電モジュール１８０３に対して無線電力伝送が可能となる。また、無線電力供給システム１８００で使用した給電モジュール１８０２では、給電コイル１８２１が給電共振器１８２２の外周側に配置された構成にしてもよく、この場合、磁性部材１８２３が給電共振器１８２２の内周側に配置されることになる。同様に、受電モジュール１８０３では、受電コイル１８３１が受電共振器１８３２の外周側に配置された構成にしてもよく、この場合、磁性部材１８３３が受電共振器１８３２の内周側に配置されることになる。
【０２２１】
（第六の実施例）
第一の実施例の実施例３に係る無線電力供給システム４００では、図１３に示すように、給電モジュール４０２の給電共振器２２と受電モジュール４０３における受電共振器３２とを対向配置し、給電共振器２２のコイル中心軸と受電共振器３２のコイル中心軸とが一致するように配置した場合について説明した（図１１〜１３参照）。第六の実施例では、図４１（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、給電共振器１９２２のコイル中心軸１９２７と受電共振器１９３２のコイル中心軸１９３７とが位置ズレするように（中心軸同士が一致しない）配置した場合の無線電力供給システム１９００について説明する。なお、無線電力供給システム１９００は、第一の実施例の実施例３に係る無線電力供給システム４００と同じ構成であり、給電共振器１９２２のコイル中心軸１９２７と受電共振器１９３２のコイル中心軸１９３７とが位置ズレするように配置した点で異なる。
【０２２２】
具体的には、第六実施例で用いる無線電力供給システム１９００は、図４１の断面図に示すように、給電コイル１９２１、給電共振器１９２２、給電コイル１９２１と給電共振器１９２２のコイル内周面全体を覆う円筒状の磁性部材１９２３、給電コイル１９２１と給電共振器１９２２のコイル外周面全体を覆う円筒状の磁性部材１９２４及び給電共振器１９２２のコイル対向面とは反対側の側面を覆うリング形状の磁性部材１９２５を備える給電モジュール１９０２と、受電コイル１９３１、受電共振器１９３２、受電コイル１９３１と受電共振器１９３２のコイル内周面全体を覆う円筒状の磁性部材１９３３、受電コイル１９３１と受電共振器１９３２のコイル外周面全体を覆う円筒状の磁性部材１９３４及び受電共振器１９３２のコイル対向面とは反対側の側面を覆うリング形状の磁性部材１９３５を備える受電モジュール１９０３とを備えている。そして、給電コイル１９２１にはネットワークアナライザ１１０の出力端子１１１が接続され、受電コイル１９３１には、ネットワークアナライザ１１０の入力端子１１２が接続されている。
【０２２３】
そして、無線電力供給システム１９００によって形成される磁界空間Ｚについて、受電共振器１９３２のコイル内周側（より詳細には、磁性部材１９３３の内周側）にアルミ片６０を挿入したときとアルミ片６０を挿入していないときの伝送特性『Ｓ２１』の変化及びアルミ片６０を挿入したときの磁界強度を測定する。なお、この第六実施例では、給電共振器１９２２のコイル中心軸１９２７と受電共振器１９３２のコイル中心軸１９３７との位置ズレが、５ｍｍに設定したモデルＡと、１０ｍｍに設定したモデルＢと、２０ｍｍに設定したモデルＣの３つのモデルを使用して測定する。
【０２２４】
（第六実施例の測定結果）
第六実施例に係る無線電力供給システム１９００によって形成される磁界空間Ｚについて、受電共振器１９３２のコイル内周側（より詳細には、磁性部材１９３３の内周側）にアルミ片６０を挿入したときとアルミ片６０を挿入していないときの磁界強度の変化及び伝送特性『Ｓ２１』の変化の測定結果について説明する。
【０２２５】
まず、ネットワークアナライザ１１０を使用して、無線電力供給システム１９００において、受電共振器１９３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入していないときの伝送特性『Ｓ２１』を、無線電力供給システム１９００に供給する交流電力の周波数を変えながら測定する。
【０２２６】
測定の結果、図４１に示すように、モデルＡ（位置ズレ５ｍｍ）では、測定された伝送特性『Ｓ２１』の測定波形１９４１Ａは、低周波側と高周波側とにピークが分離する。
【０２２７】
次に、モデルＡの無線電力供給システム１９００において、受電共振器１９３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときの伝送特性『Ｓ２１』を、無線電力供給システム１９００に供給する交流電力の周波数を変えながら測定する。
【０２２８】
モデルＡの測定結果を、受電共振器１９３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときの伝送特性『Ｓ２１』の測定波形１９４２Ａとして図４１に記す。この測定波形１９４２Ａにおいて、低周波側のピーク付近の周波数fLにおける伝送特性『Ｓ２１』は、受電共振器１９３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入しないときの伝送特性『Ｓ２１』の測定波形１９４１Ａに比べて、若干低下するものの、伝送特性の値は高い値を維持していることが分かる。一方、高周波側のピーク付近の周波数fHにおける伝送特性『Ｓ２１』は、受電共振器１９３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入しないときの伝送特性『Ｓ２１』の測定波形１９４１Ａに比べて、ほぼ同じ値を維持していることが分かる（図４１のモデルＡのポイントＰ参照）。
【０２２９】
また、図４１に示すように、モデルＢの無線電力供給システム１９００において、受電共振器１９３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入していないときに測定された伝送特性『Ｓ２１』の測定波形１９４１Ｂは、低周波側と高周波側とにピークが分離する。
【０２３０】
次に、モデルＢの無線電力供給システム１９００において、受電共振器１９３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときの伝送特性『Ｓ２１』を、無線電力供給システム１９００に供給する交流電力の周波数を変えながら測定する。
【０２３１】
モデルＢの測定結果を、受電共振器１９３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときの伝送特性『Ｓ２１』の測定波形１９４２Ｂとして図４１に記す。この測定波形１９４２Ｂにおいて、低周波側のピーク付近の周波数fLにおける伝送特性『Ｓ２１』は、受電共振器１９３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入しないときの伝送特性『Ｓ２１』の測定波形１９４１Ｂに比べて、若干低下するものの、伝送特性の値は高い値を維持していることが分かる。一方、高周波側のピーク付近の周波数fHにおける伝送特性『Ｓ２１』は、受電共振器１９３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入しないときの伝送特性『Ｓ２１』の測定波形１９４１Ｂに比べて、ほぼ同じ値を維持していることが分かる（図４１のモデルＢのポイントＰ参照）。
【０２３２】
また、図４１に示すように、モデルＣの無線電力供給システム１９００において、受電共振器１９３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入していないときに測定された伝送特性『Ｓ２１』の測定波形１９４１Ｃは、低周波側と高周波側とにピークが分離する。
【０２３３】
次に、モデルＣの無線電力供給システム１９００において、受電共振器１９３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときの伝送特性『Ｓ２１』を、無線電力供給システム１９００に供給する交流電力の周波数を変えながら測定する。
【０２３４】
モデルＣの測定結果を、受電共振器１９３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入したときの伝送特性『Ｓ２１』の測定波形１９４２Ｃとして図４１に記す。この測定波形１９４２Ｃにおいて、低周波側のピーク付近の周波数fLにおける伝送特性『Ｓ２１』は、受電共振器１９３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入しないときの伝送特性『Ｓ２１』の測定波形１９４１Ｃに比べて、若干低下するものの、伝送特性の値は高い値を維持していることが分かる。一方、高周波側のピーク付近の周波数fHにおける伝送特性『Ｓ２１』は、受電共振器１９３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入しないときの伝送特性『Ｓ２１』の測定波形１９４１Ｃに比べて、ほぼ同じ値を維持していることが分かる（図４１のモデルＣのポイントＰ参照）。
【０２３５】
上記測定結果によれば、給電共振器１９２２のコイル中心軸１９２７と受電共振器１９３２のコイル中心軸１９３７との位置ズレが、５ｍｍに設定したモデルＡと、１０ｍｍに設定したモデルＢと、２０ｍｍに設定したモデルＣの３つのモデルにおいて、高周波側のピーク付近の周波数fHにおける伝送特性『Ｓ２１』は、受電共振器１９３２のコイル内周側にアルミ片６０を挿入しないときの伝送特性『Ｓ２１』の測定波形１９４１Ａ・１９４１Ｂ・１９４１Ｃに比べてそれぞれ、ほぼ同じ値を維持していることが分かる。即ち、給電共振器１９２２のコイル中心軸１９２７と受電共振器１９３２のコイル中心軸１９３７とが位置ズレするように配置した場合でも、給電共振器１９２２及び受電共振器１９３２の内周側に、比較的小さな磁界強度を有する磁界空間を形成することができる。
【０２３６】
（実施形態１）
次に、上記実施例で説明した磁界空間Ｚの形成方法の活用例を実施形態１として簡単に説明する。
【０２３７】
例えば、上記無線電力供給システム２００において、給電コイル２１及び給電共振器２２を備える給電モジュール２０２と、受電コイル３１及び受電共振器３２を備える受電モジュール２０３を主な構成要素とし、給電共振器２２及び受電共振器３２には、ソレノイド型のコイルが使用されており、給電共振器２２及び受電共振器３２は、この給電共振器２２のコイル面と受電共振器３２のコイル面同士が対向するように配置されている。また、給電共振器２２のコイル内周面側には、給電共振器２２のコイル内周面全体を覆う円筒状の磁性部材２３が配置されている。同様に、受電共振器３２のコイル内周面側にも、受電共振器３２のコイル内周面全体を覆う円筒状の磁性部材３３が配置されている。そして、この実施形態では、給電モジュール２０２の給電コイル２１に、ネットワークアナライザ１１０の出力端子１１１の代わりに、給電モジュール２０２に供給する電力の周波数を調整する発振回路を介した交流電源を接続し、受電モジュール２０３の受電コイル３１に、ネットワークアナライザ１１０の入力端子１１２の代わりに、受電された交流電力を整流化する整流/安定化回路及び過充電を防止する充電回路を介した充電池を接続する。
【０２３８】
そして、給電モジュール２０２側の給電共振器２２の内周側（磁性部材２３の内周側）、即ち、磁界空間Ｚ２５３が形成される場所に、発振回路を収納し、受電モジュール２０３側の受電共振器３２の内周側（磁性部材３３の内周側）、即ち磁界空間Ｚ２５３が形成される場所に、整流/安定化回路を収納する。なお、充電回路及び充電池を受電モジュール２０３の受電共振器３２の内周側に収納してもよい。
【０２３９】
上記のように構成された無線電力供給システム２００では、交流電源から発振回路を介して給電コイル２１に供給された交流電力が、給電コイル２１と給電共振器２２との間の電磁誘導、給電共振器２２と受電共振器３２との間の共振（磁界共鳴状態）を利用した無線伝送、受電共振器３２と受電コイル３１との間の電磁誘導を経て、整流/安定化回路及び充電回路を介して充電池に供給される。そして、このように給電共振器２２から受電共振器３２に共振を利用した電力供給が行われる際に、給電共振器２２及び受電共振器３２の周辺で発生する磁界を磁性部材２３・３３により遮断して、給電共振器２２及び受電共振器３２の内周側に配置された発振回路や整流/安定化回路に対する磁界の影響が低減された、比較的小さな磁界強度を有する磁界空間Ｚ２５３を形成することができる。
【０２４０】
また、上記実施形態では、給電共振器２２及び受電共振器３２の内周側に形成される磁界空間Ｚ２５３内若しくは磁界空間Ｚ２５３付近に、磁界の影響を低減させたい発振回路及び整流/安定化回路を収納しているため、発振回路及び整流/安定化回路に対して、磁界に起因する渦電流の発生を低減・防止して、発熱による悪影響を抑制することができる。
【０２４１】
そして、発振回路及び整流/安定化回路などを、比較的小さな磁界強度を有する磁界空間Ｚ２５３に収納することにより、発振回路及び整流/安定化回路などの発熱を防止しつつ、コンパクト化が可能となる。
【０２４２】
また、上記実施形態では、給電共振器２２及び受電共振器３２の間や内周側や外周側、即ち、図７に示すように、磁界空間Ｚ２５１や磁界空間Ｚ２５２や磁界空間Ｚ２５３が形成される場所に、金属異物が存在しても、金属異物によって磁界が影響されずに、効率的かつ安全に給電モジュール２０２から受電モジュール２０３に共振現象を利用した電力供給をすることができる。
【０２４３】
なお、上記実施例及び実施形態では、磁性部材２３・３３、磁性部材２４・３４、磁性部材２５・３５を給電モジュール２０２及び受電モジュール２０３の両方に設けた構成としているが、給電モジュール２０２又は受電モジュール２０３の一方にだけ配置した構成としてもよい。
【０２４４】
（実施形態２）
また、例えば、図４２に示すように、無線電力供給システム２０００は、給電コイル２０２１、給電共振器２０２２及び磁性部材２０２３を備えた給電モジュール２００２が複数配置された送電シート２００６と、受電モジュール２００３内に収納された充電池２０６３及び受電された交流電力を整流化する整流/安定化回路や過充電を防止する充電回路などで構成された回路基盤２０６２を有するスマートフォン２００１から構成される。
【０２４５】
スマートフォン２００１は、充電池２０６３及び受電された交流電力を整流化する整流/安定化回路や過充電を防止する充電回路などで構成された回路基盤２０６２を収納した筐体本体２０７０、及び、筐体本体２０７０外周部に着脱可能に取り付けられた受電装置２０６０から構成されている。そして、受電装置２０６０は、筐体本体２０７０の外周部に着脱可能な枠体２０６１を備え、枠体２０６１の内部に受電モジュール２００３を収納している。受電モジュール２００３は、筐体本体２０７０の外周部に沿うように四角柱型の筒状コイル構造をした受電共振器２０３２の内周側に、四角形状をした受電コイル２０３１を配置し、更に、受電コイル２０３１の内周側に四角柱型の筒形状をした磁性部材２０３３を配置した構造をしている。なお、受電装置２０６０が筐体本体２０７０の外周部に取り付けられたことにより、受電モジュール２００３は充電池２０６３に電力を供給可能に接続されるものとする。また、給電モジュール２００２も、受電モジュール２００３と同じ構造をしている。
【０２４６】
そして、受電モジュール２００３は、送電シート２００６に組み込まれた複数の給電モジュール２００２と対になり、交流電源から発振回路を介して給電コイル２０２１に供給された交流電力が、給電コイル２０２１と給電共振器２０２２との間の電磁誘導、給電共振器２０２２と受電共振器２０３２との間の共振（磁界共鳴状態）を利用した無線伝送、受電共振器２０３２と受電コイル２０３１との間の電磁誘導を経て、整流/安定化回路及び充電回路などの回路基盤２０６２を介して充電池２０６３に供給される。
【０２４７】
上記のように給電共振器２０２２から受電共振器２０３２に共振を利用した電力供給が行われる際に、給電共振器２０２２及び受電共振器２０３２の周辺で発生する磁界を磁性部材２０２３・２０３３により遮断して、給電共振器２０２２及び受電共振器２０３２の内周側、即ち、筐体本体２０７０内部に収納されている回路基盤２０６２及び充電池２０６３に対する磁界の影響が低減された磁界空間を形成することができる。
【０２４８】
これによれば、筐体本体２０７０内部に形成された磁界空間内に、磁界の影響を低減させたい回路基盤２０６２及び充電池２０６３を収納しているため、回路基盤２０６２及び充電池２０６３に対して、磁界に起因する渦電流の発生を低減・防止して、発熱による悪影響を抑制することができる。
【０２４９】
また、回路基盤２０６２及び充電池２０６３を、受電共振器２０３２の内周側に収納することができるので、スマートフォン２００１のコンパクト化が可能となる。
【０２５０】
また、上記受電モジュール２００３では、受電共振器２０３２を筐体本体２０７０の外周部に沿うように四角柱型の筒状コイル構造にし、受電コイル２０３１を四角形状にし、更に、磁性部材２０３３も四角柱型の筒形状にすることにより、筐体本体２０７０の外周部の形状に適合するように変形させている（第二の実施例参照）。このように、受電コイル２０３１、受電共振器２０３２及び磁性部材２０３３は、本受電モジュール２００３を盛り込む機器に合わせた形状に変えることができる。例えば、イヤホン型音楽プレイヤー、補聴器、集音器などのように、耳に取り付けて使用する機器では、耳の形に合わせて三日月型の筐体が使用されるが、そのような三日月型の筐体に合わせて、受電コイル、受電共振器及び磁性部材を加工して取り付けることも可能である（第三の実施例参照）。
【０２５１】
また、スマートフォン２００１で使用した受電モジュール２００３は、受電コイル２０３１が受電共振器２０３２の内周側に配置されており、更に、磁性部材２０３３が受電コイル２０３１の内周側に配置されているため、受電モジュール２００３の中央断面に対して対称形状をしている（第五の実施例参照）。このため、スマートフォン２００１を送電シート２００６の上に置く際に、スマートフォン２００１の表面及び裏面のどちらの面を下にしたとしても、給電モジュール２００２が備える給電共振器２０２２と、受電モジュール２００３が備える受電共振器２０３２との間で、同条件で磁界共鳴状態を創出し、無線電力伝送が可能となり、スマートフォン２００１の充電池２０６３を充電する際の利便性を高めることができる。
【０２５２】
なお、上記スマートフォン２００１が備える受電モジュール２００３における受電コイル２０３１及び受電共振器２０３２のコイル径と、送電シート２００６が備える給電モジュール２００２における給電コイル２０２１及び給電共振器２０２２のコイル径は、同じ大きさでなくてもよく、受電モジュール２００３における受電コイル２０３１及び受電共振器２０３２のコイル径が、給電モジュール２００２における給電コイル２０２１及び給電共振器２０２２のコイル径よりも大きくても小さくてもよい（第四の実施例参照）。
【０２５３】
また、スマートフォン２００１を送電シート２００６の上に置き充電する際に、送電シート２００６が備える給電共振器２０２２のコイル中心軸と、スマートフォン２００１が備える受電共振器２０３２のコイル中心軸とが一致しなくてもよい（位置ズレしてもよい：第六の実施例参照）。
【０２５４】
上記実施形態２では、無線電力供給システムを説明するにあたりスマートフォン２００１を例示して説明したが、充電池を備えた機器であれば、タブレット型ＰＣ、デジタルカメラ、携帯電話、イヤホン型音楽プレイヤー、補聴器、集音器などにも使用することができる。また、本発明は、上記充電池を備えた機器以外であっても、例えば、照明機器やロボットなどへ電池を介さずに直接給電する機器に適用することも可能である。
【０２５５】
以上の詳細な説明では、本発明をより容易に理解できるように、特徴的部分を中心に説明したが、本発明は、以上の詳細な説明に記載する実施形態・実施例に限定されず、その他の実施形態・実施例にも適用することができ、その適用範囲は可能な限り広く解釈されるべきである。また、本明細書において用いた用語及び語法は、本発明を的確に説明するために用いたものであり、本発明の解釈を制限するために用いたものではない。また、当業者であれば、本明細書に記載された発明の概念から、本発明の概念に含まれる他の構成、システム、方法等を推考することは容易であると思われる。従って、請求の範囲の記載は、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で均等な構成を含むものであるとみなされるべきである。また、本発明の目的及び本発明の効果を充分に理解するために、すでに開示されている文献等を充分に参酌することが望まれる。
【符号の説明】
【０２５６】
２１  給電コイル
２２  給電共振器
２３  磁性部材
３１  受電コイル
３２  受電共振器
３３  磁性部材
１１０  ネットワークアナライザ
１１１  出力端子
１１２  入力端子
２００  無線電力供給システム
２０２  給電モジュール
２０３  受電モジュール
Ｚ  磁界空間
【図１】
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【図２】
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【図５】
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【図８】
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【図１１】
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【図１８】
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【図３０】
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【図３２】
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【図３５】
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【図３８】
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【図４２】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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【図９】
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【図１０】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３１】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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