(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気車両を駐車可能とした駐車場に設置される複数の車室と、
外部電源から電力が供給される電源幹線と、
制御部と、前記車室に駐車した車両の受電側接続器が接続され前記電源幹線から電力が供給される給電側接続器と、前記給電側接続器に流れる電流値を測定する電流センサと、を備えた充電ユニットと、を備え、
前記制御部は、前記電流センサにより給電開始時に検出された待機電流値をしきい値として設定し、充電中の電流値が前記しきい値以下になった場合に充電完了と判断して充電を終了するように制御することを特徴とする車両用充電システム。
【請求項２】
前記充電ユニットは、前記しきい値を超えてからの充電時間を測定するタイマを備えており、前記制御部は、前記タイマによる充電時間が一定時間経過した場合に、充電を終了するように制御することを特徴とする請求項１に記載の車両用充電システム。
【請求項３】
前記タイマは、給電を開始してから一定時間の監視時間を測定する機能をさらに備え、前記制御部は、前記監視時間中に電流値が前記しきい値を超えない場合に、充電を終了するように制御することを特徴とする請求項２に記載の車両用充電システム。
【請求項４】
電力供給を開始して待機電流が流れた後に、電流値が前記しきい値を超えた場合に、一定時間の計測を開始する充電開始判断タイマと、充電電流が流れている状態から、電流値が前記しきい値以下となった場合に、一定時間の計測を開始する充電終了判断タイマと、をさらに備え、
前記制御部は、電流値がしきい値を超えて前記充電開始判断タイマによる計測が開始され、一定時間が経過したときに、充電電流が流れている場合に、充電が開始されたものと判断するとともに、電流値が前記しきい値以下となり前記充電終了判断タイマによる計測が開始され、一定時間が経過したときに、待機電流が流れている場合に、充電が終了したものと判断することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車両用充電システム。
【請求項５】
前記充電ユニットは、供給される電圧値を検出する電圧検出部を備えていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車両用充電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両用充電システムに係り、特に、車両により待機電流値が異なった場合でも、確実に充電の開始制御および終了制御を行うことを可能とした車両用充電システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気自動車が普及しつつあり、電気自動車に対する充電システムが開発されてきている。このような充電システムにおいては、電気自動車を駐車場に駐車させた際に、複数の車両に対して充電することが行われている。
【０００３】
ここで、複数のバッテリに対して充電を行う場合に、初期に電力を供給したときの、電流値の情報に基づいて、充電容量などを表示するようにした技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２３８１７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記特許文献１に記載の技術においては、充電する対象が、例えば、携帯用ビデオカメラなどの比較的小容量のバッテリに対する技術であり、電気自動車などの大容量のバッテリを備えた車両に対しては、適用が困難である。
【０００６】
一方、車両に対して充電する手段としては、一般家庭用の電源を用いた家庭用充電と、急速充電とが考えられる。しかしながら、急速充電は、充電時間は短いものの、設備が大規模となり、設備コストが高くなってしまうという問題を有している。また、家庭用充電は、一般的な商用電力で充電が可能であるが、充電に時間がかかるという問題を有している。さらに、複数のコンセントを用意することにより、複数の車両に対して充電が可能であるが、複数の少量に対応するためには、合計総電力が多く必要となり、使用する電線も太いものを用いる必要があり、設備工事も大掛かりなものとなってしまうという問題を有している。
【０００７】
また、車両に充電を行う場合に、コンセントに流れる電流値を検出し、給電を開始した後、電流値が０になった場合に、充電が完了したと判断して充電を終了するように制御すれば、充電の終了を判断することが可能であるが、給電を開始してから充電が開始されるまでの間、および充電が終了した後には、充電電流よりも低い電流値の待機電流が流れることがある。そのため、電流値が０となった場合に、充電が完了したものと判断する制御では、待機電流を消費することとなり、電力の無駄が生じてしまうという問題を有している。
【０００８】
そのため、電流値に一定のしきい値を設定し、電流値がこのしきい値より低くなった場合に、充電が完了したと判断して充電を終了するようにすることもできるが、待機電流値は、車両の種類や製造メーカーによって異なることから、車両の種類によっては、しきい値の設定により、待機電流値がしきい値より高くなってしまうことがあり、やはり、電力の無駄が生じてしまうという問題を有している。
【０００９】
本発明は前記した点に鑑みてなされたものであり、車両により待機電流値が異なった場合でも、確実に充電の開始制御および終了制御を行うことができ、待機電流の消費を防止して省電力化を図ることのできる車両用充電システムを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は前記目的を達成するために、請求項１の発明に係る車両用充電システムは、電気車両を駐車可能とした駐車場に設置される複数の車室と、
外部電源から電力が供給される電源幹線と、
制御部と、前記車室に駐車した車両の受電側接続器が接続され前記電源幹線から電力が供給される給電側接続器と、前記給電側接続器に流れる電流値を測定する電流センサと、を備えた充電ユニットと、を備え、
前記制御部は、前記電流センサにより給電開始時に検出された待機電流値をしきい値として設定し、充電中の電流値が前記しきい値以下になった場合に充電完了と判断して充電を終了するように制御することを特徴とする。
【００１１】
請求項２に係る発明は、請求項１において、前記充電ユニットは、前記しきい値を超えてからの充電時間を測定するタイマを備えており、前記制御部は、前記タイマによる充電時間が一定時間経過した場合に、充電を終了するように制御することを特徴とする。
【００１２】
請求項３に係る発明は、請求項２において、前記タイマは、給電を開始してから一定時間の監視時間を測定する機能をさらに備え、前記制御部は、前記監視時間中に電流値が前記しきい値を超えない場合に、充電を終了するように制御することを特徴とする。
【００１３】
請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項において、電力供給を開始して待機電流が流れた後に、電流値が前記しきい値を超えた場合に、一定時間の計測を開始する充電開始判断タイマと、充電電流が流れている状態から、電流値が前記しきい値以下となった場合に、一定時間の計測を開始する充電終了判断タイマと、をさらに備え、
前記制御部は、電流値がしきい値を超えて前記充電開始判断タイマによる計測が開始され、一定時間が経過したときに、充電電流が流れている場合に、充電が開始されたものと判断するとともに、電流値が前記しきい値以下となり前記充電終了判断タイマによる計測が開始され、一定時間が経過したときに、待機電流が流れている場合に、充電が終了したものと判断することを特徴とする。
【００１４】
請求項５に係る発明は、請求項１から請求項４のいずれか一項において、前記充電ユニットは、供給される電圧値を検出する電圧検出部を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に係る発明によれば、制御部により、電流センサにより給電開始時に検出された待機電流値をしきい値として設定し、充電中の電流値がしきい値以下になった場合に充電完了と判断して充電を終了するように制御するようにしているので、車両によって待機電流値が異なった場合でも、確実に充電を終了させることができる。その結果、充電時に、待機電流を消費してしまうことを防止することができ、省電力化を図ることができる。
【００１６】
請求項２に係る発明によれば、制御部により、タイマによる充電時間が一定時間経過した場合に、充電を終了するように制御するようにしているので、充電の際の電流値がしきい値以下にならない場合でも、一定時間で充電を終了させることができる。
【００１７】
請求項３に係る発明によれば、制御部により、監視時間中に電流値がしきい値を超えない場合に、充電を終了するように制御するようにしているので、例えば、すでに満充電状態となっている場合など、充電が不要な場合に適正に充電を終了させることができる。
【００１８】
請求項４に係る発明によれば、制御部により、電流値がしきい値を超えて充電開始判断タイマによる計測が開始され、一定時間が経過したときに、充電電流が流れている場合に、充電が開始されたものと判断するとともに、電流値がしきい値以下となり充電終了判断タイマによる計測が開始され、一定時間が経過したときに、待機電流が流れている場合に、充電が終了したものと判断するようにしているので、待機電流または充電電流が流れている状態で、ノイズ電流が流れた場合でも、充電開始または充電終了を適正に判断することが可能となる。
【００１９】
請求項５に係る発明によれば、充電ユニットに、供給される電圧値を検出する電圧検出部を設けるようにしているので、電圧検知部により供給される電圧値を検出することにより、接続不良やショートなどの異常や漏電などを検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る車両用充電システムの第１実施形態を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係る車両用充電システムの第１実施形態における充電電流の変化を示す説明図である。
【図３】本発明に係る車両用充電システムの第１実施形態における他の充電電流の変化を示す説明図である。
【図４】本発明に係る車両用充電システムの第１実施形態における充電動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明に係る車両用充電システムの第１実施形態における給電動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明に係る車両用充電システムの第２実施形態を示す概略構成図である。
【図７】本発明に係る車両用充電システムの第２実施形態におけるノイズ電流による充電を開始しないで充電を終了する場合の例を示す説明図である。
【図８】本発明に係る車両用充電システムの第２実施形態におけるノイズ電流による充電の途中で充電を終了する場合の例を示す説明図である。
【図９】本発明に係る車両用充電システムの第２実施形態におけるノイズ電流が流れても充電を適正に完了する場合の例作を示す説明図である。
【図１０】本発明に係る車両用充電システムの第２実施形態における給電動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２２】
図１は本発明に係る車両用充電システムの第１実施形態を示す概略図である。図１に示すように、本実施形態の車両用充電システムは、例えば、電気自動車などのバッテリの電力で走行する車両１を駐車させるため、駐車場２に設置されるものであり、この駐車場２は、複数の車室３を備えている。
【００２３】
また、車両用充電システムは、図示しない外部電源からの電力が供給される分電盤４を備えており、分電盤４には、漏電遮断器５が設置されている。また、車両用充電システムは、駐車場２の各車室３に設置された充電ユニット６を備えており、充電ユニット６には、各種制御を行う制御部７が設けられている。各充電ユニット６には、車室に駐車した車両１の受電側接続器としての電源プラグ８が差し込まれる給電側接続器としてのコンセント９が設けられている。本実施形態においては、コンセント９部分には、コンセント９部分を被覆するカバー部材１０が設けられており、さらに、コンセント９部分には、制御部７の制御信号により、カバー部材１０を閉状態に保持するロック機構１１が設けられている。このロック機構１１は、コンセント９に電源プラグ８が差し込まれた状態で、カバー部材１０を閉状態に保持するものである。なお、カバー部材１０を設けない場合には、ロック機構１１として、コンセント９に差し込まれた電源プラグ８が抜けないように保持する機構で構成するようにしてもよい。
【００２４】
また、充電ユニット６には、コンセント９に電気的に接続された電力開閉器１２が設けられており、電力開閉器１２は、電源幹線１３との接続を開閉するスイッチであり、分電盤４からの電源幹線１３が漏電遮断器１４を介して接続されている。また、充電ユニット６には、コンセント９に送られる電流値を検出して制御部７に送る電流センサ１５が設けられており、充電ユニット６には、コンセント９に供給される電圧値を検出する電圧検知部１６が設けられている。
【００２５】
さらに、充電ユニット６には、充電スイッチ１７が配設されており、充電スイッチ１７をＯＮ動作することにより、制御部７により電力開閉器１２をＯＮ動作させるように構成されている。そして、電力開閉器１２がＯＮ動作されると、電源幹線１３とコンセント９とを接続してコンセント９に電源が供給されるように構成されている。さらに、充電ユニット６には、例えば、充電受付などの所定の案内表示を行う表示部１８が設けられており、この表示部１８は、例えば、案内表示の確認操作やキャンセル操作などの案内にしたがった操作を行うことができるように構成されている。さらに、充電ユニット６には、メモリ１９およびタイマ２０が配設されている。
【００２６】
一般に、図２および図３に示すように、電力の供給を開始した直後の一定時間は、充電中に対して比較的少ない待機電流が流れ、その後、比較的多い充電電流が流れて充電が開始されるものである。そして、この待機電流は、電気自動車、ハイブリッド自動車あるいは電動スクーターなど車両１の種類や製造メーカーによって異なるものであり、例えば、図２および図３は、異なる車両１の充電中の電流値の変化を示したものであり、これによれば、待機電流値に大きな差があることがわかる。
【００２７】
そのため、本実施形態においては、電力供給を開始した後、電流センサ１５により、待機電流値を測定し、制御部７は、待機電流値をしきい値としてメモリ１９に記憶させ、充電電流が流れて充電が行われた後に待機電流まで電流値が低下した場合に、充電完了と判断するように構成されている。そして、制御部７は、充電が完了したと判断した場合には、電力開閉器１２をＯＦＦ動作させるように構成されており、これにより、電源幹線１３とコンセント９とが切り離され、電力が完全に供給されない状態となる。
【００２８】
次に、本実施形態の動作について、図４に示すフローチャートを参照して説明する。
【００２９】
本実施形態においては、まず、電圧検知部１６により、給電電圧を検知し（ＳＴ１）、電圧を検知しない場合は、充電が不可である旨を表示部１８に表示させる（ＳＴ２）。電圧を検知した後、充電スイッチ１７がＯＮされた場合には（ＳＴ３）、充電ユニット６のカバー部材１０を開いて、コンセント９に、車両１の充電プラグを差し込んだ後（ＳＴ４）、表示部１８の案内表示にしたがって充電の確認を選択する（ＳＴ５）。その後、制御部７によりロック機構１１を動作させてカバー部材１０をロックさせ（ＳＴ６）、ロックが完了したら（ＳＴ７：ＹＥＳ）、給電が開始される（ＳＴ８）。一方、ロックが完了しない場合は（ＳＴ７：ＮＯ）、ロックできない旨の異常を報知する（ＳＴ９）。
【００３０】
次に、給電動作について、図５に示すフローチャートを参照して説明する。
【００３１】
まず、メモリ１９に記憶されている電流しきい値を初期化した後（ＳＴ２０）、電力供給をＯＮにする（ＳＴ２１）。そして、電流センサ１５により、給電電流値を測定し（ＳＴ２２）、電流値が０より大きい場合は、待機電流が流れているものと判断し、このときの電流値をしきい値として設定する（ＳＴ２３）。一方、給電電流が０のままの場合は、電圧検知部１６により電圧値を検出し（ＳＴ２４）、電圧を検出できた場合は、電源プラグ８が接続されていない旨の異常を報知する（ＳＴ２５）。また、電圧を検出できない場合は、ショートである旨の異常を報知する（ＳＴ２６）。
【００３２】
そして、タイマ２０により、一定の監視時間を計測開始し（ＳＴ２７）、監視時間中に給電電流値を測定し（ＳＴ２８）、給電電流値がしきい値を超えた場合は、待機電流が流れたと判断して、タイマ２０により充電時間を計測する（ＳＴ２９）。一方、監視時間中に給電電流がしきい値を超えない場合は、例えば、すでに満充電であると判断して、監視時間が終了後（ＳＴ３０）、充電を終了する。
【００３３】
そして、給電電流値を測定し（ＳＴ３１）、給電電流値がしきい値以下となった場合には、充電を終了する。また、給電電流値がしきい値より大きい場合に、充電時間が終了したら（ＳＴ３２）、電力供給をＯＦＦにする（ＳＴ３３）。
【００３４】
そして、図４に示すように、充電が終了したら（ＳＴ１０）、給電電流値を測定し（ＳＴ１１）、電流値が０となったら、その後、カバー部材１０のロック機構１１を解除し（ＳＴ１２）、利用者が電源プラグ８を外すことにより（ＳＴ１３）、全ての充電動作が完了する。また、給電電流が０以上の場合は、ＯＦＦすることができない旨の異常を報知する（ＳＴ１４）。なお、コンセント９を接続した後、キャンセルを選択した場合は（ＳＴ１５）、電源プラグ８をコンセント９から外して充電を終了する（ＳＴ１３）。
【００３５】
以上述べたように、本実施形態においては、給電した際に、電流センサ１５により待機電流を測定し、制御部７により測定した待機電流値をしきい値として設定し、電流値がしきい値以下になった場合に、充電を終了させるようにしているので、車両１によって待機電流値が異なった場合でも、確実に充電を終了させることができる。その結果、充電時に、待機電流を消費してしまうことを防止することができ、省電力化を図ることができる。
【００３６】
なお、前記実施形態においては、タイマ２０により充電時間を計測し、電流値がしきい値以下になっていない場合でも、充電時間が経過した場合には充電を終了させるようにしているが、充電時間の計測を行わず、電流値がしきい値以下になった場合にのみ充電を終了させるように制御してもよい。
【００３７】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
【００３８】
本実施形態においては、図６に示すように、充電ユニット６には、充電開始判断タイマ２１および充電終了判断タイマ２２がそれぞれ設けられている。そして、電力供給を開始した後、電流センサ１５により、待機電流値を測定し、制御部７は、待機電流値をしきい値としてメモリ１９に記憶させ、充電電流が流れて充電が行われた後に待機電流まで電流値が低下した場合に、充電完了と判断するように構成されている点については、前記第１実施形態と同様である。
【００３９】
この場合に、本実施形態においては、電力供給を開始して待機電流が流れた後に、電流値がしきい値を超えた場合に、充電開始判断タイマ２１により時間の計測を開始させるように構成されている。そして、制御部７は、電流値がしきい値を超えて充電開始判断タイマ２１による計測が開始され、一定時間が経過した場合に、充電電流が流れている場合に、充電が開始されたものと判断するように構成されている。
【００４０】
また、充電終了判断タイマ２２は、充電電流が流れている状態から、電流値がしきい値以下となった場合に、充電終了判断タイマ２２により時間の計測を開始するように構成されている。そして、制御部７は、電流値がしきい値以下となり充電終了判断タイマ２２による計測が開始され、一定時間が経過した場合に、待機電流が流れている場合に、充電が終了したものと判断するように構成されている。
【００４１】
電力を供給して待機電流あるいは充電電流が流れている状態においては、通常、何らかの理由により、ノイズ電流が流れてしまうことがある。このように場合に、電流値のしきい値のみにより制御してしまうと、ノイズ電流により、充電制御の誤動作が生じるおそれがある。すなわち、例えば、図７に示すように、電力供給を開始した後、待機電流が流れている状態で、しきい値を超えるノイズ電流が流れた場合に、ノイズ電流が流れたことにより、充電が開始されたと判断し、ノイズ電流がしきい値まで低下したことで、充電が終了したものと判断されてしまい、実際には、充電が開始されていないにもかかわらず、充電が終了してしまうことがある。また、例えば、図８に示すように、充電電流が流れている状態で、しきい値以下となるノイズ電流が流れた場合に、充電が終了したものと判断してしまい、充電が終了してしまうことがある。
【００４２】
本実施形態においては、このようなノイズ電流による不都合を解消するものであり、前述のように、充電開始判断タイマ２１および充電終了判断タイマ２２により、一定時間が経過した時に、充電電流または待機電流が流れている場合に、充電が開始または終了したものと判断するようにしているので、例えば、図９に示すように、待機電流が流れている状態で、しきい値を超えるノイズ電流が流れた場合でも、充電開始判断タイマ２１による一定時間が経過するまでに、待機電流に戻れば、縦断開始とは判断されないことになる。また、充電電流が流れている状態で、しきい値以下となるノイズ電流が流れた場合でも、充電終了判断タイマ２２による一定時間が経過するまでに、充電電流に戻れば、充電終了とは判断されないことになる。
【００４３】
なお、その他の構成については、前記第１実施形態と同様であるので、同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００４４】
次に、本実施形態の動作について、図１０に示すフローチャートを参照して説明する。なお、充電についての動作は前記第１実施形態と同様であるので、本実施形態においては、給電動作についてのみ説明する。
【００４５】
本実施形態においては、まず、メモリ１９に記憶されている電流しきい値および充電開始判断タイマ２１、充電終了判断タイマ２２をそれぞれ初期化した後（ＳＴ４０）、電力供給をＯＮにする（ＳＴ４１）。そして、電流センサ１５により、給電電流を測定し（ＳＴ４２）、電流値が０より大きい場合は、待機電流が流れているものと判断し、このときの電流値をしきい値として設定する（ＳＴ４３）。一方、給電電流が０のままの場合は、電圧検知部１６により電圧値を検出し（ＳＴ４４）、電圧を検出できた場合は、電源プラグ８が接続されていない旨の異常を報知する（ＳＴ４５）。また、電圧を検出できない場合は、ショートである旨の異常を報知する（ＳＴ４６）。
【００４６】
そして、タイマ２０により、一定の監視時間を計測開始し（ＳＴ４７）、監視時間中に給電電流を測定し（ＳＴ４８）、給電電流値がしきい値を超えた場合は、充電開始判断タイマ２１により一定時間計測する（ＳＴ４９）。その後、充電開始判断タイマ２１により、一定時間の計測が終了するまでに、給電電流値がしきい値を超えた場合でも、そのまま充電開始判断タイマ２１による計測は継続される。そして、充電開始判断タイマ２１により一定時間の計測が終了したら（ＳＴ５０：ＹＥＳ）、充電電流が流れたと判断して、タイマ２０により充電時間を計測する（ＳＴ５１）。一方、監視時間中に給電電流がしきい値を超えない場合は、例えば、すでに満充電であると判断して、監視時間が終了後（ＳＴ５２）、充電を終了する。
【００４７】
そして、給電電流値を測定し（ＳＴ５３）、給電電流値がしきい値以下となった場合には、充電終了判断タイマ２２により一定時間計測する（ＳＴ５４）。そして、充電終了判断タイマ２２により一定時間の計測が終了するまでに、給電電流値がしきい値以下となった場合でも、充電時間が終了まではそのまま充電終了判断タイマ２２による計測は継続される。そして、充電終了判断タイマ２２により一定時間の計測が終了した場合（ＳＴ５５：ＹＥＳ）および給電電流がしきい値以上の場合に充電時間が終了した場合には（ＳＴ５６）、充電を終了し、電力供給をＯＦＦにする（ＳＴ５７）。
【００４８】
以上述べたように、本実施形態においても前記第１実施形態と同様に、給電した際に、電流センサ１５により待機電流を測定し、制御部７により測定した待機電流値をしきい値として設定し、電流値がしきい値以下になった場合に、充電を終了させるようにしているので、車両１によって待機電流値が異なった場合でも、確実に充電を終了させることができる。その結果、充電時に、待機電流を消費してしまうことを防止することができ、省電力化を図ることができる。さらに、本実施形態においては、充電開始判断タイマ２１および充電終了判断タイマ２２により、一定時間の計測中に、待機電流値がしきい値を超えたい場合および充電電流値がしきい値以下となった場合でも、充電開始または充電終了と判断しないようにしているので、待機電流または充電電流が流れている状態で、ノイズ電流が流れた場合でも、充電開始または充電終了を適正に判断することが可能となる。
【００４９】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１  車両
２  駐車場
３  車室
４  分電盤
６  充電ユニット
７  制御部
８  電源プラグ
９  コンセント
１０  カバー部材
１１  ロック機構
１２  電力開閉器
１３  電源幹線
１４  漏電遮断機
１５  電流センサ
１６  電圧検知部
１７  充電スイッチ
１８  表示部
１９  メモリ
２０  タイマ
２１  充電開始判断タイマ
２２  充電終了判断タイマ
【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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