(57)【要約】【課題】車内表示用の画像データの伝送速度の向上が図れる鉄道車両内情報ネットワーク装置を提供する。【解決手段】本発明の鉄道車両内情報ネットワーク装置では、サーバ１０は各車両１５上の表示装置１０１に表示させる画像データを特定の車両１５ａ上の変調伝送装置１１ａに出力し、変調伝送装置１１ｂ、１１ｃは、他の変調伝送装置から送られてきた画像データを中継するとともに画像データ記憶手段１８１に保持し、当該画像データの中継後に画像データ記憶手段に保持している当該画像データを画像データ再送手段１７ｉｎにて表示装置１０１に送信して表示させることを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各車両に搭載され、受信したデータを中継する変調伝送装置と、各車両に搭載された表示装置と、それぞれ隣接する車両上の前記変調伝送装置間および各車両上の変調伝送装置と表示装置との間を接続する伝送線と、特定の車両上に設置され、当該車両上の変調伝送装置に対して画像データを送出するサーバとを備えた鉄道車両内情報ネットワーク装置において、
前記変調伝送装置は、
前記隣接する他の変調伝送装置との間のデータ伝送および前記表示装置へのデータ伝送に使用する周波数帯を信号干渉の影響を回避できる伝送周波数帯に分割して使用する使用周波数調整手段と、
他の変調伝送装置から送られてきた前記画像データを保持する画像データ記憶手段と、
前記画像データ記憶手段に保持している画像データを前記表示装置に送信する画像データ再送手段とを具備し、
前記サーバは、各車両上の表示装置に表示させる画像データを前記特定の車両上の変調伝送装置に出力し、
前記変調伝送装置は、他の変調伝送装置から送られてきた前記画像データを中継するとともに前記画像データ記憶手段に保持し、当該画像データの中継後に前記画像データ記憶手段に保持している当該画像データを前記画像データ再送手段にて前記表示装置に送信することを特徴とする鉄道車両内情報ネットワーク装置。
【請求項２】
前記変調伝送装置は、
隣接する他の変調伝送装置から前記画像データを受信するサイドと隣接する他の変調伝送装置に前記画像データを中継して送信するサイドと、前記表示装置に前記画像データを伝送するサイドとで異なる周波数帯を使用し、
他の変調伝送装置から送られてきた前記画像データを中継するとともに前記画像データ記憶手段に保持する際には、隣接する変調伝送装置との間のデータ伝送に使用する周波数帯を共に一定域だけ広くし、かつ、前記表示装置との間のデータ伝送に使用する周波数帯を一定域だけ狭くし、
当該画像データの中継後に前記画像データ記憶手段に保持している当該画像データを前記画像データ再送手段にて前記表示装置に送信する際には、隣接する変調伝送装置との間のデータ伝送に使用する周波数帯を共に一定域だけ狭くし、かつ、前記表示装置との間のデータ伝送に使用する周波数帯を一定域だけ広くすることを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両内情報ネットワーク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伝送線の特性に合わせて変調した信号を送信するとともに、受信した信号を復調する変調伝送装置を使用した鉄道車両内情報ネットワーク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両内の制御装置や表示装置間でのデータの送受信には、ネットワーク伝送が行われている。鉄道車両内においてべースバンド伝送による高速な通信を行う場合には、高周波通信用の伝送線、例えば同軸ケーブルやシールド付撚線を使用する必要がある。一方で、例えば周波数分割多重方式を用いた変調伝送装置を伝送媒体の特性に合わせた電気信号へ変換して通信を行うことで、高周波通信用の伝送線を使用せずに、一般の単芯シールド線、多芯シールド線、シールド無し撚線や単線などを用いて、高速な通信を行うことが可能である。
【０００３】
車両内の端末が接続されたネットワーク装置に中継装置を接続し、隣接する他の車両の中継装置との間で通信フレームを変調し交互に送信するように構成し、信号減衰やノイズに対して強く、列車用の信号線である引き通し線を利用しながらも通信の安定性を向上させたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、鉄道車両用伝送装置として、自車両内では２対のツイストペアケーブルによるＣＳＭＡ／ＣＤ方式を採用でき、車両間は１対のツイストペアケーブルにてネットワークを構築できるようにしたものがある（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
しかし、鉄道車両内の伝送線は、他用途の線やノイズ発生源となる機器と近接して配線されることが多く、ノイズの影響を受け易い。図９に示すように、変調伝送装置１１ａ、１１ｂが伝送線１２で接続されている場合に、その伝送線１２に近接した配線１３がある場合には、近接した配線１３からのノイズの影響を受けることになる。また、図１０に示すように、伝送線１２に近接してノイズ発生源機器１４が設置されている場合にも、そのノイズ発生源機器１４からのノイズの影響を受けることになる。さらに、図１１のように伝送線１２同士が近接して配線された場合は、伝送線１２間で信号が干渉することがあり、信号が干渉すると、伝送エラーの発生や伝送速度の低下等が発生することになる。
【０００６】
このような技術的な問題点を解決する鉄道車両内情報ネットワーク装置として、伝送線の特性に合わせて変調した信号を送信するとともに受信した信号を復調する変調伝送装置と、隣接する車両間の変調伝送装置同士を接続して信号を伝送する伝送線と、各車両内の表示装置のような車内機器と接続して信号を伝送する伝送線とを備え、変調伝送装置には、外来ノイズの影響や信号の干渉の影響を回避する伝送特性低下防止手段として使用周波数調整回路を採用し、車両間の変調伝送装置間の伝送に用いる周波数帯領域と車両内の表示装置のような車内機器との間の伝送に用いる周波数帯領域とを分割し、各々の伝送線間の信号の干渉を防止するようにしたものが提案されている。この提案されている鉄道車両内情報ネットワーク装置によれば、伝送線同士が近接して配線されても伝送線間で信号が干渉することがなく、伝送エラーの発生や伝送速度の低下を防止し、安定して高速なデータ伝送から確保できる利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１１３１０３号公報
【特許文献２】特開２００５−８０２５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、このような提案されている鉄道車両内情報ネットワーク装置に対して、さらに伝送速度の向上が図れる鉄道車両内情報ネットワーク装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、各車両に搭載され、受信したデータを中継する変調伝送装置と、各車両に搭載された表示装置と、それぞれ隣接する車両上の前記変調伝送装置間および各車両上の変調伝送装置と表示装置との間を接続する伝送線と、特定の車両上に設置され、当該車両上の変調伝送装置に対して画像データを送出するサーバとを備えた鉄道車両内情報ネットワーク装置において、前記変調伝送装置は、前記隣接する他の変調伝送装置との間のデータ伝送および前記表示装置へのデータ伝送に使用する周波数帯を信号干渉の影響を回避できる伝送周波数帯に分割して使用する使用周波数調整手段と、他の変調伝送装置から送られてきた前記画像データを保持する画像データ記憶手段と、前記画像データ記憶手段に保持している画像データを前記表示装置に送信する画像データ再送手段とを具備し、前記サーバは、各車両上の表示装置に表示させる画像データを前記特定の車両上の変調伝送装置に出力し、前記変調伝送装置は、他の変調伝送装置から送られてきた前記画像データを中継するとともに前記画像データ記憶手段に保持し、当該画像データの中継後に前記画像データ記憶手段に保持している当該画像データを前記画像データ再送手段にて前記表示装置に送信する鉄道車両内情報ネットワーク装置を特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、各車両上において変調伝送装置が隣接する他の変調伝送装置との間のデータ伝送および同一車両内の表示装置へのデータ伝送に使用する周波数帯を信号干渉の影響を回避できる伝送周波数帯に分割して使用し、かつ、車両内の表示装置には画像データを一時的に保持しておき、中継の後に再送することにより、信号干渉を起こさず、伝送速度の向上が図れる鉄道車両内情報ネットワーク装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の１つの実施の形態の鉄道車両内情報ネットワーク装置を示すブロック図。
【図２】上記実施の形態の鉄道車両内情報ネットワーク装置における変調伝送装置の内部構成を示すブロック図。
【図３】上記実施の形態の鉄道車両内情報ネットワーク装置における変調伝送装置に設けられた変復調回路のブロック図。
【図４】上記実施の形態の鉄道車両内情報ネットワーク装置における変調伝送装置間のデータ伝送の動作説明図。
【図５】上記実施の形態の鉄道車両内情報ネットワーク装置における変調伝送装置での周波数分割の説明図。
【図６】上記実施の形態の鉄道車両内情報ネットワーク装置における伝送線の領域ごとに異なる周波数を使用した状態を示すブロック図。
【図７】上記実施の形態の鉄道車両内情報ネットワーク装置における変調伝送装置での周波数分割の他の例を示す説明図。
【図８】上記実施の形態の鉄道車両内情報ネットワーク装置における変調伝送装置での周波数の分割のさらに別の例の説明図。
【図９】鉄道車両内情報ネッドワークの変調伝送装置間を接続する伝送線に近接して他の配線がありノイズの影響を受ける場合の説明図。
【図１０】鉄道車両内情報ネットワーク装置の変調伝送装置間を接続する伝送線に近接してノイズ発生源機器がありノイズの影響を受ける場合の説明図。
【図１１】鉄道車両内情報ネットワーク装置の変調伝送装置問を接続する伝送線同士が近接して配線され伝送線間で信号が干渉する場合の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。尚、以下の説明では車両は１５ａ、１５ｂ、１５ｃの３両編成とし、各車両に搭載されている機器の識別には文字ａ、ｂ、ｃを用いて示す。また機器の搭載車両を区別することになく説明する場合にはａ、ｂ、ｃの添え字を付さないで説明する。車両編成は２両であってもよいし、４両以上であってもよい。そして４両以上の編成の場合、中間の２両では、一方の車両の上り側でＡ領域の周波数を使用し、下り側でＢ領域の周波数を使用すれば、この車両の下り側に隣接する他方の車両では、その上り側ではＢ領域の周波数を使用し、下り側Ｄ／Ａ領域の周波数を使用する。また、特定の車両として先頭車両１５ａにのみサーバ１０が搭載されているものとして説明する。このサーバ１０は最後尾車両１５ｃにも搭載されることもある。
【００１３】
図１に示すように、本発明の１つの実施の形態の鉄道車両内情報ネットワーク装置では、各車両１５にデータの中継、転送、配信を行う変調伝送装置１１が設置され、また１台あるいは複数台の表示装置１０１〜１０４が設置されている。先頭車両１５ａには画像データを送出するためのサーバ１０も設置されている。
【００１４】
隣接する車両１５間の変調伝送装置１１同士は伝送線１２にて接続され、各車両内の変調伝送装置１１と表示装置１０１とは伝送線１２１で接続されている。鉄道車両１５ａ〜１５ｃ間も、各車両内に複数台設置される表示装置１０１〜１０４間もリピート接続としてある。
【００１５】
図２に示すように、各車両１５の変調伝送装置１１は、上り側、下り側、車内用の３方の変復調回路１７ｕｐ、１７ｄｗ、１７ｉｎを備え、これらの変復調回路１７ｕｐ、１７ｄｗ、１７ｉｎにて伝送線１２、１２１との信号の送受信を行う。各車両１５の変調伝送装置１１はまた、中継処理器１８と使用周波数設定器１９とを備えている。中継処理器１８は変復調回路１７ｕｐ、１７ｄｗ、１７ｉｎそれぞれと接続されている。使用周波数設定器１９も変復調回路１７ｕｐ、１７ｄｗ、１７ｉｎそれぞれと接続されていて、変復調回路１７ｕｐ、１７ｄｗ、１７ｉｎそれぞれの使用する周波数を設定する。また、中継処理器１８には、受信した画像データを一時的に保持する画像データ記憶部１８１を備えている。
【００１６】
図３に示すように、変復調回路１７は、送信回路部２１、受信回路部２２、パワーオン・リセット手段２４、変調制御部２５から構成され、変調制御部２５は使用周波数調整手段３１を有している。
【００１７】
次に、本実施の形態の鉄道車両内情報ネットワーク装置によるデータ伝送動作について説明する。図４に示すように、変調伝送装置１１ａ、１１ｂは伝送線１２を介して接続され互いに信号を送受信する。いま、変調伝送装置１１ａから変調伝送装置１１ｂに信号を送信する場合について説明する。変調伝送装置１１ａ、１１ｂは同一構成であるので、変調伝送装置１１ａについて説明する。
【００１８】
通常のシステム運用中においては、変調制御部２５は送信回路部２１を介して伝送線１２に信号を送信し、伝送線１２からの信号を受信回路部２２で受信し、変調制御部２５に入力している。先頭車両１５ａの変調伝送装置１１ａでは、使用周波数設定器１９は下り側の伝送線１２に対する変復調回路１７ｄｗに対して周波数Ａの帯域を使用するように設定信号を出力し、上り側の伝送線１２に対する変復調回路１７ｕｐに対して周波数Ｂの帯域を使用する設定信号を出力する。
【００１９】
尚、この先頭車両１５ａに隣接する車両１５ｂの変調伝送装置１１ｂでは、使用周波数設定器１９は下り側の伝送線１２に対する変復調回路１７ｄｗに対して周波数Ｂの帯域を使用するように設定信号を出力し、上り側の伝送線１２に対する変復調回路１７ｕｐに対して周波数Ａの帯域を使用する設定信号を出力する。
【００２０】
使用周波数設定器１９は表示装置１０１ａに対する変復調回路１７ｉｎに対して周波数Ｃの帯域を使用するように設定信号を出力する。そして、この周波数帯域Ａ、Ｂ、Ｃについては後述するが、中継処理器１８によって伝送線１２上での変調伝送装置１１ａ、１１ｂ間のデータ伝送を行わせる動作モードの際には周波数帯域Ａ、Ｂを広く設定し、周波数帯域Ｃは狭める。逆に、中継処理器１８によって伝送線１２１により表示装置１０１ａに対して画像データを伝送させる動作モードの際には周波数帯域Ａ、Ｂを狭め、周波数帯域Ｃを広げる設定にする。
【００２１】
このような通常のシステム運用中において、例えば、変調制御部２５は、あるタイミングまたは周期的に使用周波数調整手段３１を動作させ、使用周波数調整手段３１により、使用周波数設定器１９にて指定された周波数帯域内で使用周波数を自動的に選定する動作を行う。
【００２２】
図４に示すように、変復調回路１７ｄｗの使用周波数調整手段３１は、下り側の変調伝送装置１１ｂ内の変復調回路１７ｕｐに対し使用周波数調整用データｄ１１を送信する。変調伝送装置１１ｂ内の変復調回路１７ｕｐは、使用周波数調整用データｄ１１を受信すると、例えば、周波数対ノイズ比を判定して、その判定結果データｄ１２を変調伝送装置１１ａ内の変復調回路１７ｄｗに送信する。変調伝送装置１１ａ内の変復調回路１７ｄｗでは、使用周波数調整手段３１により判定結果データｄ１２を受信する。
【００２３】
判定結果データｄ１２を受信した使用周波数調整手段３１は、結果確認データｄ１３を変調伝送装置１１ｂ内の変復調回路１７ｕｐに対して送信するとともに、判定結果データｄ１２に基づいて使用周波数を自動的に選定する。例えば、ノイズの少ない使用周波数を自動的に選定する。これにより、変調伝送装置１１ａ内の変復調回路１７ｄｗは使用周波数を確定させる。
【００２４】
以上の説明では、あるタイミングまたは周期的に使用周波数調整手段３１により使用周波数を自動的に選定する動作を行うようにしたが、電源起動または変調伝送装置リセット時に行うようにしてもよい。電源起動または変調伝送装置リセット時には、パワーオン・リセット手段２４により、使用周波数調整手段３１を動作させる。また、運転台に設置される表示操作器やパソコン等の保守用端末からの指令により、使用周波数を自動的に選定するようにすることも可能である。
【００２５】
さらに、変復調回路１７の使用周波数調整手段３１は使用周波数を選定し、選定した結果の使用周波数を確定させたときは、図３に示すように、選定結果記録部３２に記憶する。すなわち、使用周波数調整手段３１は、使用周波数を選定したときはその使用周波数選定値を選定結果記録部３２に記億し、変復調回路１７は、電源再起動時や変調伝送装置リセット時に、その記憶した使用周波数選定値の使用周波数で伝送を行う。電源起動または変調伝送装置リセット時には、パワーオン・リセット手段２４により使用周波数調整手段３１を動作させる。尚、記憶した使用周波数選定値で伝送を開始した後に、前記説明に従い使用周波数選定を改めて行ってもよい。
【００２６】
次に、使用周波数調整手段３１は、ＯＦＤＭ方式で周波数帯を複数に分割し、別ネットワークとの信号干渉の影響を回避できるように、伝送路特性に合わせて分割した使用周波数帯を割り当てる動作について説明する。
【００２７】
図５は周波数帯を３つに分割した例を示している。伝送線１２、１２１の領域に対応させて、Ａ領域、Ｂ領域、Ｃ領域の３つの領域に周波数帯を分割する。周波数帯は、例えば、２ＭＨｚ〜３０ＭＨｚである。そして、伝送線の領域（Ａ領域、Ｂ領城、Ｃ領域）ごとにそれぞれ異なる領域の周波数帯を使用する。通常モードでは、図５（ａ）に示したように周波数帯をＡ領域、Ｂ領域、Ｃ領域で等分割して使用する。図６は伝送線の領域（Ａ領域、Ｂ領域、Ｃ領域）ごとに異なる周波数帯ｆａ〜ｆｃを使用した場合の鉄道車両内情報ネットワーク装置の構成である。例えば、伝送線１２ａの使用周波数帯はＡ領域の周波数帯ｆａ、伝送線１２ｂの使用周波数帯はＢ領域の周波数帯ｆｂ、伝送線１２１、１２１ｂ、１２１ｃの使用周波数帯はいずれもＣ領域の周波数帯ｆｃとする。これにより、近接する伝送線１２、１２１の使用周波数帯は異なる領域の周波数帯ｆａ〜ｆｃとなる。例えば、ｆａ＝２〜１２ＭＨｚ、ｆｂ＝１２〜２２ＭＨｚ、ｆｃ＝２２〜３０ＭＨｚとなる。
【００２８】
例えば、先頭の鉄道車両１５ａでは、変調伝送装置１１ａから引き出された伝送線＝１２ａ、１２１ａは、それぞれ異なる領域の周波数帯ｆａ、ｆｃとなり、次の鉄道車両１５ｂでは、変調伝送装置１１ｂから引き出された伝送線１２ａ、１２ｂ、１２１ｂは、それぞれ異なる領域の周波数帯ｆａ、ｆｂ、ｆｃとなる。そして、次の鉄道車両１５ｃでは、変調伝送装置１１ｃから引き出された伝送線１２ｂ、１２１ｃは、それぞれ異なる領域の周波数帯ｆｂ、ｆｃとなる。これにより、各々の伝送線１２、１２１の信号が干渉することはなくなる。
【００２９】
本実施の形態にあって、周波数帯を３つに分割したが、動作モードに応じて分割する周波数帯領域の幅は変化させる。また、周波数帯ｆａとｆｂとの間、ｆｂとｆｃとの間は連続であっても連続でなくても構わない。また、図７に示すように、周波数ｆをさらに細かく分割し、Ａ領域に対して、Ａ０、Ａ１、Ａ２…の周波数ｆａ０、ｆａ１、ｆａ２…を使用し、Ｂ領域に対して、Ｂ０、Ｂ１、Ｂ２…の周波数ｆｂ０、ｆｂ１、ｆｂ２…を使用し、Ｃ領域に対して、Ｃ０、Ｃ１、Ｃ２…の周波数ｆｃ０、ｆｃ１、ｆｃ２…を使用するようにしてもよい。さらに、図８に示すように、図５の周波数帯分割と図７の周波数分割を併用し、Ａ領域に対してＡ０、Ａ１、Ａ２、…、Ａｋの周波数ｆａ０、ｆａ１、ｆａ２、…、ｆａｋを使用し、Ｂ領域に対してＢｍ、Ｂｍ＋１、Ｂｍ＋２、…、Ｂｎの周波数ｆｂｍ、ｆｂｍ＋１、ｆｂｍ＋２、…、ｆｂｎを使用し、Ｃ領域に対してＣｐ、Ｃｐ＋１、Ｃｐ＋２、…、Ｃｑの周波数ｆｃｐ、ｆｃｐ＋１、．ｆｃｐ＋２、…、ｆｑを使用するようにしてもよい。
【００３０】
［通常の動作モード］
通常の運転モードでは、図５(ａ)に示したように分割帯域Ａ、Ｂ、Ｃは均等にし、隣接する変調伝送装置１１間のデータ伝送には周波数帯Ａ、Ｂを上り側と下り側で異ならせて使用し、表示装置１０１との間のデータ伝送には周波数帯Ｃを使用する。
【００３１】
［サーバからの画像データ伝送モード］
先頭車両１５ａのサーバ１０から画像データのような大容量のデータを各表示装置１０１に向けて伝送する場合には、周波数帯域を可変分割して使用する。まず、サーバ１０から各変調伝送装置１１に向けて画像データの伝送を通知する。これに対して、各変調伝送装置１１の中継処理器１８は使用周波数設定器１９に対して画像データ伝送モードであることを通知する。この動作モード通知を受け取ると、使用周波数設定器１９は、図５(ｂ)に示したように変調伝送装置間データ伝送用の変復調回路１７ｕｐ、１７ｄｗに対してＡ帯域、Ｂ帯域を通常モードよりも一定幅だけ拡げる指令を出力する。この際、表示装置１０１に対する変復調回路１７ｉｎには、Ｃ帯域を通常モードよりも一定幅だけ狭める指令を出力する。これにより、下流側の変調伝送装置１１はその中継処理器１８にて広い帯域で画像データを受信して隣接する他車両の変調伝送装置１１に順次に中継するとともに、画像データ記憶部１８１に一時的に保持する。
【００３２】
サーバ１０からの画像データの伝送が止まれば、中継処理器１８は使用周波数設定器１９に対して車両内データ伝送モードに切り換える指令を出力する。これを受けて、使用周波数設定器１９は、図５（ｃ）に示したように変調伝送装置間データ伝送用の変復調回路１７ｕｐ、１７ｄｗに対してＡ帯域、Ｂ帯域を通常モードよりも一定幅だけ狭める指令を出力し、逆に、表示装置１０１に対する変復調回路１７ｉｎにはＣ帯域を通常モードよりも一定幅だけ拡げる指令を出力する。これにより、画像データを表示装置１０１へ広帯域にて伝送し、大容量の画像データの伝送が速く行えるようにする。画像データの伝送完了後には、通常動作モードに復帰する。
【００３３】
以上述べたように、本発明の実施の形態によれば、変調伝送装置に外来ノイズの影響や干渉の影響を回避するための送信出力調整手段、受信感度調整手段、使用周波数調整手段を持たせて調整を行うので、高周波通信用の伝送線である同軸ケーブルやシールド線でなくとも、鉄道車両内の高速な情報ネットワーク装置を構築することができる。
【００３４】
加えて、画像データのような大容量のデータをサーバ１０から各車両１５内の表示装置１０１に伝送するのに、データが実際に伝送される伝送線１２または１２１の周波数帯域を拡げることにより、例えばサーバから各車両１５内の表示装置１０１にコンテンツをダウンロードするのに要する時間を短縮できるメリットがある。
【符号の説明】
【００３５】
１０…サーバ
１１…変調伝送装置
１２、１２１…伝送線
１５…鉄道車両
１７…変復調回路
１８…中継処理器
１９…使用周波数設定器
２０…送信出力調整手段
２１…送信回路部
２２…受信回路部
２４…パワーオン・リセット手段
２５…変調制御部
３１…使用周波数調整手段
３２…選定結果記録部
１０１〜１０４…表示装置
【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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