(57)【要約】【課題】車輌毎に設定した情報提供に基づいた正しいサービスを行う。【解決手段】列車１１の車輌１４毎に漏洩同軸ケーブル１５をアンテナとして配置し、その各漏洩同軸ケーブルの一端をそれぞれ無線基地局１６に接続する。各無線基地局はＬＡＮケーブル１８を介してサーバ１９に接続している。無線基地局毎に配信できるコンテンツ内容や無線伝送速度を決め、サーバの記憶部に予め設定する。ある車輌の無線基地局からコンテンツのダウンロード要求があると、サーバは該当する無線基地局に対してそのコンテンツを配信できるかを判断し、配信できるコンテンツであれば、該当する無線基地局に対し、決められた無線伝送速度の指定値を送信するとともに該当するコンテンツをダウンロードする。無線基地局はコンテンツのダウンロード要求を行った当該車輌内の無線端末に対し、指定された無線伝送速度でコンテンツをダウンロードする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
列車の車輌毎に配置した、伝送路の周囲の狭い範囲に輻射特性を有する複数の伝送路アンテナと、
列車の各車輌に対応して設けるとともに前記各伝送路アンテナにそれぞれ接続し、該当する伝送路アンテナを介して当該車輌内の無線端末と無線通信を行う複数の無線基地局と、
この各無線基地局と接続し、前記各無線基地局からそれぞれ当該車輌内の無線端末への情報提供のためのサービス内容をそれぞれ車輌毎に設定したサーバとを備えたことを特徴とする無線ＬＡＮシステム。
【請求項２】
サーバは、情報提供のためのサービス内容として、無線伝送速度を車輌毎に設定したことを特徴とする請求項１記載の無線ＬＡＮシステム。
【請求項３】
サーバは、情報提供のためのサービス内容として、情報提供の範囲を車輌毎に設定したことを特徴とする請求項１記載の無線ＬＡＮシステム。
【請求項４】
車輌は、天井部に照明灯を長手方向に沿って配置するとともにこの照明灯の下方に照明灯からの直接光が乗客の視野に入るのを避けるための非金属材からなるカバーを配置し、このカバーの照明灯配置側に伝送路アンテナを配置したことを特徴とする請求項１記載の無線ＬＡＮシステム。
【請求項５】
車輌は、天井部近傍の側面に長手方向に沿って非金属材からなる荷物棚を配置し、この荷物棚に伝送路アンテナを配置したことを特徴とする請求項１記載の無線ＬＡＮシステム。
【請求項６】
列車の車輌毎に配置した、伝送路の周囲の狭い範囲に輻射特性を有する複数の伝送路アンテナと、
列車の各車輌に対応して設けるとともに前記各伝送路アンテナにそれぞれ接続し、該当する伝送路アンテナを介して当該車輌内の無線端末と無線通信を行うとともに無線通信時の送信電力を制御する制御手段を設けた複数の無線基地局と、
この各無線基地局と接続し、前記各無線基地局からそれぞれ当該車輌内の無線端末への情報提供のためのサービス内容をそれぞれ車輌毎に設定したサーバと、
列車が走行中か停止中かを検出する検出手段を備え、
前記検出手段が列車の停止中を検出すると、前記各無線基地局は、制御手段により送信電力を列車の走行中よりも小さく制御するとともに当該車輌内の無線端末に送信電力を小さくさせる制御信号を送信することを特徴とする無線ＬＡＮシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新幹線などの列車内で運用される無線ＬＡＮシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、列車内で運用される無線ＬＡＮシステムとしては、図１４に示すように、車輌１の天井部にホイップアンテナ２を一体に取り付けた無線基地局３を１又は複数個所に設置し、この無線基地局３と車輌１内のユーザが所持している無線端末４とが無線通信を行うものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−１７３４５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、ホイップアンテナ２を一体に取り付けた無線基地局３では、基地局３からの送信電波は、図１５に示すように、無指向性に近い輻射パターン５になり、例えば、車輌１から数十ｍ離れた地点Ｐまで到達することがある。このため、車輌の外に出た電波が周辺の物体に反射して前後の車輌内に戻ることや車輌間のデッキを通過して前後の車輌内に直接電波が到達することがあり、当該車輌の無線基地局が他の車輌の無線端末と無線接続することや当該車輌の無線端末が他の車輌の無線基地局と無線接続することがあった。
【０００４】
ところで、列車内に各種コンテンツを格納したサーバを設け、各車輌にいる乗客の持っている無線端末に無線基地局を介して乗客が要求するコンテンツをダウンロードしてサービスを提供する場合に、グリーン車輌と普通車輌のように乗車料金のグレードによって提供するコンテンツを変えるようにサービス内容の差異化を図る場合に、上記のように当該車輌以外の車輌に直接電波が到達することや車輌外で反射した電波が到達することがあると、グリーン車輌に提供するコンテンツが普通車輌に漏れることになり、正しいサービス提供ができなくなるという問題があった。  
そこで本発明は、車輌毎に設定した情報提供に基づいた正しいサービスができる無線ＬＡＮシステムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、列車の車輌毎に配置した、伝送路の周囲の、例えば半径３ｍ程度の狭い範囲に輻射特性を有する複数の伝送路アンテナと、列車の各車輌に対応して設けるとともに各伝送路アンテナにそれぞれ接続し、該当する伝送路アンテナを介して当該車輌内の無線端末と無線通信を行う複数の無線基地局と、この各無線基地局と接続し、各無線基地局からそれぞれ当該車輌内の無線端末への情報提供のためのサービス内容をそれぞれ車輌毎に設定したサーバとを備えた無線ＬＡＮシステムにある。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、サーバから提供される情報を無線基地局は当該車輌に配置した伝送路の周囲の狭い範囲に輻射特性を有する伝送路アンテナを介して無線端末に無線送信するので、情報が他の車輌の無線端末に漏れることは無く、車輌毎に設定した情報提供に基づいた正しいサービスができる無線ＬＡＮシステムを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。  
（第１の実施の形態）
図１において、１１は例えば新幹線などの列車で、この列車１１は先端と後端に運転用の車輌１２と１３を配置し、その間に複数の乗客用の車輌１４を連結している。
【０００８】
乗客用の各車輌１４には、それぞれ車輌の長手方向に沿って伝送路アンテナとして、漏洩同軸ケーブル１５を配置し、その一端に無線基地局１６を接続し、その他端に終端器１７を接続している。前記各車輌１４に配置した無線基地局１６は、それぞれＬＡＮケーブル１８を介して、例えば、先端の運転用の車輌１２に配置されたサーバ１９に接続している。
【０００９】
前記各車輌１４は、例えば、図２及び図３に示すように、アルミなど電波にとって比較的透過損失の大きい材料からなる天井部２０の両側にそれぞれ照明灯２１，２２を長手方向に沿って配置し、それぞれの照明灯２１，２２の下方に、この照明灯２１，２２からの直接光が乗客の視野に入るのを避けるための非金属材からなるカバーとして、間接照明器具の照明反射フード２３，２４を配置している。そして、照明灯配置側である照明反射フード２３，２４の内側に漏洩同軸ケーブル１５を配置している。この１対の漏洩同軸ケーブル１５の一端は共通の無線基地局１６に接続し、他端は個々に終端器１７に接続している。前記照明反射フード２３，２４は、比較的電波透過損失の小さい樹脂で構成されている。
【００１０】
この構成によって、漏洩同軸ケーブル１５を乗客の視野から隠蔽することができ、しかも、電波が比較的透過損失の大きい天井部２０を透過することなく車輌内を伝搬するようになる。
【００１１】
前記漏洩同軸ケーブル１５は、図４に示すように、中心導体１５ａの外周を絶縁体１５ｂで覆い、その絶縁体１５ｂの外周を外部導体１５ｃで覆い、その外部導体１５ｃの外周を樹脂材などの被覆材１５ｄで覆ったもので、前記外部導体１５ｃの左右の下側には複数のスロット１５ｅが所定の間隔、例えば、通信に使用する周波数の約１／２波長の間隔で配置されている。
【００１２】
前記漏洩同軸ケーブ１５は、例えば、その周囲３ｍ程度までの同心円空間に所要電界強度が分布するように結合損失を設定している。結合損失は、スロット１５ｅの開口面積によって決定される。また、前記漏洩同軸ケーブル１５の長手方向の電界強度分布については、その範囲を例えば２ｍ以下になるように設定している。すなわち、漏洩同軸ケーブル１５から漏洩する電波の方向はスロット１５ｅの開いている直角方向を基準にして電波の進行方向に角度θだけずれる。これを輻射角度と称し、スロット間隔を調整することによってこの輻射角度θを小さく設定することができる。そして、この輻射角度θによって漏洩同軸ケーブ１５の終端部よりも先まで電界強度が分布することになり、その範囲が２ｍ以下になるように設定している。
【００１３】
この構成によって、車輌１４内の１対の漏洩同軸ケーブ１５によって形成される送信電波の電界強度分布は図５に示すようになる。すなわち、車輌１４の長手方向の全長に渡って漏洩同軸ケーブル１５のスロット１５ｅを分散配置しているので、無線基地局１６からの送信電波の電界強度が車輌内空間の長手方向に沿って分散するとともに漏洩同軸ケーブル１５の比較的近傍に集中するため、一方の漏洩同軸ケーブル１５-1によって電界強度分布２５ａが形成され、他方の漏洩同軸ケーブル１５-2によって電界強度分布２５ｂが形成され、全体として車輌１４内全体をカバーすることができるとともに車輌１４外への電波の漏洩は抑制される。
【００１４】
前記各車輌１４に配置した無線基地局１６は、図６に示すように、漏洩同軸ケーブル１５を送受信共用にするために切替え制御するアンテナスイッチ１６１、送信部１６２及び受信部１６３、送受信制御を行う通信制御部１６４等を設け、前記通信制御部１６４を、ＬＡＮケーブル１８を介して前記サーバ１９に接続している。
【００１５】
前記サーバ１９は、図７に示すように、全体を制御する制御部本体１９１、ＬＡＮケーブル１８に接続し、送受信制御を行う通信制御部１９２、ハードディスク等の記憶部１９３等を設け、前記記憶部１９３に、映画やビッフェへのオーダーや到着時刻情報や二ユースなどの各種コンテンツを格納した各種コンテンツ格納部１９４、各基地局への配信を管理する情報を格納した配信管理情報格納部１９５を設けている。
【００１６】
前記各車輌１４に配置した無線基地局１６は、ＥＳＳ−ＩＤ(extended service set identity)がそれぞれ設定され、前記サーバ１９は各無線基地局１６に設定されているＥＳＳ−ＩＤを管理情報として配信管理情報格納部１９５で管理している。従って、サーバ１９は、無線基地局１６からコンテンツのダウンロード要求を受け取ったときに、要求内に含まれているＥＳＳ−ＩＤを調べることによってどの車輌の無線基地局１６からの要求なのかを知ることができる。
【００１７】
通常、列車には、普通車輌とグリーン車輌の２種類の車輌があり、乗車料金が異なり、グリーン車輌は普通車輌よりも乗車料金が高く設定されている。このため、普通車輌とグリーン車輌とでは、無線伝送速度及びコンテンツの配信内容を異ならせている。
【００１８】
例えば、グリーン車輌に配置されている無線基地局１６にはサーバ１９は無線伝送速度を５４Ｍｂｐｓに設定するためのコマンドを送信する。無線基地局１６はこのコマンドを受信すると乗客が所持している無線端末との無線伝送速度を５４Ｍｂｐｓにするためにデジタル変復調モードを切替える。また、普通車輌に配置されている無線基地局１６にはサーバ１９は無線伝送速度を６Ｍｂｐｓに設定するためのコマンドを送信する。無線基地局１６はこのコマンドを受信すると乗客が所持している無線端末との無線伝送速度を６Ｍｂｐｓにするためにデジタル変復調モードを切替える。
【００１９】
また、コンテンツとしては、グリーン車輌には、普通車輌に配信される到着時刻情報、ニュースなど簡単な情報の他、普通車輌には配信されない、例えば、映画やビッフェへのオーダーなどのコンテンツも配信するようにして差異化を図っている。  
そして、どの車輌にはどの無線伝送速度でどのようなコンテンツを配信するかは、前記配信管理情報格納部１９５に、ＥＳＳ−ＩＤと無線伝送速度と配信するコンテンツの内容を対応させることによって管理している。
【００２０】
従って、前記サーバ１９は、無線基地局１６からのコンテンツのダウンロード要求を受け取ると、要求内のＥＳＳ−ＩＤと前記配信管理情報格納部１９５の管理情報を照合し、この無線基地局１６にはどの無線伝送速度でどのようなコンテンツを配信できるかを調べ、要求されたコンテンツが配信できるコンテンツであれば、要求のあった無線基地局１６へ無線伝送速度を設定するためのコマンドを送信し、さらに前記各種コンテンツ格納部１９４から該当するコンテンツを読み出して送信するようになっている。
【００２１】
前記無線基地局１６がサーバ１９に対してコンテンツのダウンロードを要求するときの双方の通信制御は、図８及び図９に基づいて行われる。すなわち、無線基地局１６は、図８に示すように、無線端末からコンテンツのダウンロード要求を受けると、Ｓ１にて、サーバ１９にＥＳＳ−ＩＤを付してコンテンツのダウンロードを要求する。この状態でサーバ１９からの自局宛ての設定コマンド受信に待機し、Ｓ２にて、設定コマンドの受信を判断すると、Ｓ３にて、設定コマンドの無線伝送速度の指定値に応じて、通信制御部１６４はデジタル変復調モードを切替える。続いて、Ｓ４にて、サーバ１９から要求したコンテンツを受信し、該当する無線端末に設定した無線伝送速度でダウンロードする。
【００２２】
一方、サーバ１９は、図９に示すように、Ｓ１１にて、無線基地局１６からのコンテンツのダウンロード要求の受信を確認すると、Ｓ１２にて、要求内のＥＳＳ−ＩＤと配信管理情報格納部１９５の管理情報を照合し、要求されたコンテンツが配信できるか判断する。そして配信できるコンテンツであれば無線伝送速度の指定値を読み出す。
【００２３】
そして、Ｓ１３にて、無線伝送速度の指定値を含めた設定コマンドを該当するＥＳＳ−ＩＤの無線基地局１６に対して送信する。続いて、Ｓ１４にて、該当するＥＳＳ−ＩＤの無線基地局１６に対して要求のあったコンテンツを配信する。
【００２４】
このような構成においては、車輌１４内にいる乗客は所持している無線端末を操作し、車輌１４内の無線基地局１６に対して漏洩同軸ケーブル１５を介してコンテンツのダウンロードを要求する。当該無線基地局１６は、無線端末からコンテンツのダウンロード要求を受けると、サーバ１９に対してＬＡＮケーブル１８を介して、要求されたコンテンツのダウンロードをＥＳＳ−ＩＤを付して要求する。
【００２５】
サーバ１９は無線基地局１６からコンテンツのダウンロード要求を受信すると、まず、要求内のＥＳＳ−ＩＤと配信管理情報格納部１９５の管理情報を照合し、要求されたコンテンツがこの無線基地局１６に対して配信できるコンテンツであれば、当該無線基地局１６に対して、まず、無線伝送速度の指定値を含めた設定コマンドを送信する。
【００２６】
当該無線基地局１６は、設定コマンドを受信すると、無線伝送速度の指定値によって通信制御部１６４のデジタル変復調モードを切替える。例えば、当該無線基地局１６がグリーン車輌に設置されているものであれば、デジタル変復調モードを無線伝送速度が５４Ｍｂｐｓになるように切替える。また、当該無線基地局１６が普通車輌に設置されているものであれば、デジタル変復調モードを無線伝送速度が６Ｍｂｐｓになるように切替える。
【００２７】
この状態で、当該無線基地局１６は、続いて、サーバ１９から要求したコンテンツの配信を受け、コンテンツを受け取ると、そのコンテンツを設定した無線伝送速度で該当する無線端末にダウンロードする。無線端末はダウンロードされたコンテンツをディスプレイに表示して見ることができる。
【００２８】
このような一連の動作において、車輌１４内の無線基地局１６と無線端末は照明反射フード２３，２４の内側に配置した漏洩同軸ケーブル１５を介して無線通信を行うことになる。この場合に、漏洩同軸ケーブル１５の電界強度分布の範囲は車輌外にはほとんど広がらないので、無線基地局１６と無線端末との無線通信している情報が車輌１４の外の物体に反射して他の車輌に伝搬するおそれも、当該車輌１４から前後の車輌に直接波伝搬するおそれもない。
【００２９】
従って、グリーン車輌の無線端末のみにダウンロードするコンテンツが普通車輌に漏れるようなことは無く、車輌毎に設定したコンテンツの配信内容に従って正しくコンテンツ配信ができ、設定した情報提供に基づいた正しいサービスができる。しかも、グリーン車輌の無線基地局１６に対しては通信制御部１６４のデジタル変復調モードを無線伝送速度５４Ｍｂｐｓになるように切替え、これにより、無線基地局１６と無線端末が５４Ｍｂｐｓで無線通信できるようになるので、映画のように大容量の情報のダウンロードにも対処することができる。
【００３０】
（第２の実施の形態）
この実施の形態は車輌内における漏洩同軸ケーブルの配置の変形例について述べる。なお、前述した実施の形態と同一の部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００３１】
図１０に示すように、車輌１４内の天井部２０近傍の両側面に長手方向に沿って非金属材である樹脂からなる荷物棚２６，２７を配置している。そして、前記各荷物棚２６，２７の端部２６ａ，２７ａをパイプ状に形成し、そのパイプ内に漏洩同軸ケーブル１５を図１１に示すように通すことで配置している。
【００３２】
このように、荷物棚２６，２７に沿って漏洩同軸ケーブル１５を配置することで、座席付近で操作される無線端末と漏洩同軸ケーブル１５との距離をより短くすることができる。従って、漏洩同軸ケーブル１５における電界強度分布の範囲をさらに狭くすることが可能になる。また、荷物棚２６，２７の端部をパイプ状に形成し、そのパイプ内に漏洩同軸ケーブル１５を通すことで配置しているので、乗客の視野から漏洩同軸ケーブル１５を隠蔽することができる。
【００３３】
このようにして車輌１４内に２本の漏洩同軸ケーブル１５を配置したものにおいても、送信電波の電界強度分布は前述した実施の形態と同様になるので、全体として車輌１４内全体をカバーすることができるとともに車輌１４外への電波の漏洩は抑制される。
【００３４】
（第３の実施の形態）
この実施の形態は伝送路アンテナの変形例について述べる。  
前述した実施の形態では伝送路アンテナとして漏洩同軸ケーブルを使用したが、漏洩導波管も使用できる。このように漏洩導波管を使用しても漏洩同軸ケーブルを使用した場合と同様の作用効果が得られるものである。
【００３５】
また、図１２に示す構成の伝送路アンテナも使用できる。この伝送路アンテナは、通常の同軸ケーブル２８の途中に、プリント基板２９上に１／４波長結合器３０、終端抵抗器３１及び平面パッチアンテナ素子３２を設けたものを一定の間隔、例えば５０ｃｍ間隔で配置してなるアンテナで、同軸ケーブル２８内を通過する電力の一部をプリント基板２９上の１／４波長結合器３０によって平面パッチアンテナ素子３２へ給電する。  
このような構成の伝送路アンテナを使用しても漏洩同軸ケーブルを使用した場合と同様の作用効果が得られるものである。
【００３６】
（第４の実施の形態）
なお、前述した実施の形態と同一の部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。  
図１３に示すように、列車の車軸の一つである速度検出軸４１に回転数検出器４２を設けて回転数を検出し、運転制御装置４３に供給している。前記運転制御装置４３は、回転数検出器４２が検出した回転数によって列車が走行中か停車中かを判定するようにしている。そして、前記運転制御装置４３は判定した結果を通信インターフェイス４４からＬＡＮケーブル１８に送信し、各無線基地局１６に送信している。
【００３７】
無線基地局１６の通信制御部１６４′は送受信制御を行うとともに送信部１６２′の電力利得を制御する。すなわち、前記運転制御装置４３から列車が停止中の判定結果を受信すると送信部１６２′の電力利得を小さくする制御を行い、前記運転制御装置４３から列車が走行中の判定結果を受信すると送信部１６２′の電力利得を大きくする制御を行う。
【００３８】
前記送信部１６２′は通信制御部１６４′から電力利得を小さくする制御を受けると漏洩同軸ケーブル１５への送信入力電力を第１の規定値まで下げる制御を行い、通信制御部１６４′から電力利得を大きくする制御を受けると漏洩同軸ケーブル１５への送信入力電力を第２の規定値まで上げる制御を行う。例えば、第１の規定値としては車輌内で最低の無線伝送速度を維持するに必要な受信電力が座席の無線端末に到達できる電力に設定し、第２の規定値としては最高の無線伝送速度を維持するに必要な受信電力が座席の無線端末に到達できる電力に設定している。
【００３９】
このような構成においては、列車が駅などで停車しているときには運転制御装置４３は回転数検出器４２が検出した回転数から列車が停車中であることを判定し、通信インターフェイス４４を介して無線基地局１６の通信制御部１６４′に伝える。これにより、通信制御部１６４′は送信部１６２′の電力利得を小さくする制御を行い、送信部１６２′は無線端末に対して情報を無線送信するときには漏洩同軸ケーブル１５への送信入力電力を第１の規定値まで下げる制御を行う。
【００４０】
これにより、駅で停車しているときのように電波が車輌外に漏れ、車輌外の無線端末によって受信される可能性が高い環境下においては漏洩同軸ケーブル１５への送信入力電力を最低限まで小さくできるので、電波が車輌外に漏れるおそれはない。また、列車が走行しているときのように電波が車輌外に多少漏れても車輌外の無線端末によって受信される可能性が無い環境下においては漏洩同軸ケーブル１５への送信入力電力を、最高の無線伝送速度を維持するに必要な受信電力まで高めることができるので、無線基地局１６から無線端末に対して効率のよいコンテンツのダウンロードができ、サービス性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の、第１の実施の形態に係る列車内に配置された無線ＬＡＮシステムの構成を示す図。
【図２】同実施の形態における車輌内の漏洩同軸ケーブルの配置例を示す横断面図。
【図３】同実施の形態における車輌内の漏洩同軸ケーブルの配置例を示す縦断面図。
【図４】同実施の形態で使用する漏洩同軸ケーブルの構成を示す図。
【図５】同実施の形態の漏洩同軸ケーブルによって形成される送信電波の電界強度分布を示す図。
【図６】同実施の形態で使用する無線基地局の要部構成を示すブロック図。
【図７】同実施の形態で使用するサーバの要部構成を示すブロック図。
【図８】同実施の形態の無線基地局によるコンテンツのダウンロード要求処理を示す流れ図。
【図９】同実施の形態のサーバによるコンテンツの配信処理を示す流れ図。
【図１０】本発明の、第２の実施の形態に係る車輌内の漏洩同軸ケーブルの配置例を示す横断面図。
【図１１】同実施の形態における漏洩同軸ケーブルの配置部の部分拡大図。
【図１２】本発明の、第３の実施の形態に係る伝送路アンテナの構成を示す図で、(a)は全体構成を示す図、(b)は(a)の点線の丸枠内の部分拡大図。
【図１３】本発明の、第４の実施の形態に係る無線基地局を含む要部ブロック図。
【図１４】列車内で運用される無線ＬＡＮシステムの従来例を示す図。
【図１５】同従来例における送信電波の輻射パターンを示す図。
【符号の説明】
【００４２】
１１…列車、１４…車輌、１５…漏洩同軸ケーブル、１６…無線基地局、１８…ＬＡＮケーブル、１９…サーバ。
【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】
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