(57)【要約】【課題】インピーダンスアッパ回路を用いることなく電力線から見た電力線搬送通信装置の回路の平衡度を向上することができる電力線搬送通信装置、及び電力線搬送通信用結合回路を提供する。【解決手段】導体線１１に一端が接続される第１巻線２１１、及び第２巻線２１２からなる第１トランスと、導体線２１２に一端が接続される第３巻線２２１、及び当該第３巻線２２１に磁気的に結合すると共に第２巻線２１２と直列接続される第４巻線２２２からなる第２トランス２２とを備える結合回路２と、第１巻線２１１及び第３巻線２２１の他端に接続されると共に、導体線１１，１２により供給される電源電圧を、第１巻線２１１及び第３巻線２２１を介して受電する電源回路３と、第２巻線２１２及び第４巻線２２２の直列回路に接続され、当該直列回路を介して通信を行うＰＬＣモデム４とを備えた。【選択図】図１
2008227837.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源電圧の供給及び通信信号の伝送に共用される第１及び第２導体線を用いて通信を行う電力線搬送通信装置において、
前記第１導体線に一端が接続される第１巻線、及び当該第１巻線に磁気的に結合する第２巻線を有する第１トランスと、前記第２導体線に一端が接続される第３巻線、及び当該第３巻線に磁気的に結合すると共に前記第２巻線と直列接続される第４巻線を有する第２トランスとを備える結合回路と、
前記第１及び第３巻線の他端に接続されると共に、前記第１及び第２導体線により供給される電源電圧を、前記第１及び第３巻線を介して受電する受電部と、
前記第２及び第４巻線の直列回路に接続され、当該直列回路を介して前記第１及び第２導体線を用いた通信を行う通信部とを備えること
を特徴とする電力線搬送通信装置。
【請求項２】
前記通信部は、前記直列回路の端子電圧に基づき前記通信信号を取得する受信回路を備えること
を特徴とする請求項１記載の電力線搬送通信装置。
【請求項３】
前記通信部は、送信しようとするデータを表す信号を、前記直列回路へ供給することによって、前記結合回路により前記第１及び第２導体線に前記通信信号を生じさせる送信回路を備えること
を特徴とする請求項１又は２記載の電力線搬送通信装置。
【請求項４】
前記電源電圧に対してインピーダンスが増大し、前記通信信号に対してインピーダンスが減少するインピーダンス素子が、前記第１巻線の他端と前記第３巻線の他端との間にさらに接続されること
を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電力線搬送通信装置。
【請求項５】
前記直列回路において、前記第２巻線は、前記通信信号の周波数帯域を通過させる帯域通過フィルタを介して前記第４巻線と接続されていること
を特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電力線搬送通信装置。
【請求項６】
前記直列回路における前記第２巻線と前記第４巻線との接続点は、グラウンドに接続されていること
を特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電力線搬送通信装置。
【請求項７】
前記第２巻線と前記接続点との間、及び前記第４巻線と前記接続点との間には、前記通信信号の周波数帯域を通過させる帯域通過フィルタがそれぞれ設けられていること
を特徴とする請求項６記載の電力線搬送通信装置。
【請求項８】
前記結合回路は、前記第１及び第２導体線に生じるコモンモード電圧を減衰させるコモンモードチョークトランスをさらに備えること
を特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の電力線搬送通信装置。
【請求項９】
前記結合回路は、前記第１及び第２トランスが同一のコアを共有し、前記第１及び第３巻線が、互いに同一極性で当該コアに巻回されることで、当該第１及び第３巻線により前記コモンモードチョークトランスが構成されること
を特徴とする請求項８記載の電力線搬送通信装置。
【請求項１０】
前記コアは、環状であって、当該コアにおける前記第１トランスが構成される部分と前記第２トランスが構成される部分との間の一対の連結位置に、予め設定された間隔を有して互いに対向する突起部がそれぞれ設けられていること
を特徴とする請求項９記載の電力線搬送通信装置。
【請求項１１】
前記コアは、環状であって、当該コアにおける前記第１巻線の巻回位置と前記第３巻線の巻回位置との間の一対の連結位置に、予め設定された間隔を有して互いに対向する突起部がそれぞれ設けられており、
前記第２及び第４巻線は、前記突起部に巻回されていること
を特徴とする請求項９記載の電力線搬送通信装置。
【請求項１２】
電源電圧の供給及び通信信号の伝送に共用される第１及び第２導体線を用いて通信を行う電力線搬送通信に用いられる電力線搬送通信用結合回路であって、
前記第１導体線に一端が接続される第１巻線、及び当該第１巻線に磁気的に結合する第２巻線を備える第１トランスと、
前記第２導体線に一端が接続される第３巻線、及び当該第３巻線に磁気的に結合すると共に前記第２巻線と直列接続される第４巻線を備える第２トランスと、
前記第１及び第３巻線の他端に生じる電圧を前記電源電圧として出力する電源出力端子と、
前記第２及び第４巻線の直列回路に生じる電圧を、前記通信信号として出力する信号出力端子と
を備えることを特徴とする電力線搬送通信用結合回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源電圧の供給及び通信信号の伝送に共用される第１及び第２導体線を用いて通信を行う電力線搬送通信に用いられる電力線搬送通信用結合回路、及び電力線搬送通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１３は、背景技術に係る電力線搬送通信装置の構成を示すブロック図である。図１３に示す電力線搬送通信装置１００は、電力線のＬ相とＮ相とにインピーダンスアッパ回路１０１を介して接続される電源回路１０２と、電力線のＬ相とＮ相とに結合回路１０３を介して接続されるＰＬＣ（電力線搬送通信）モデム１０４とを備えている。
【０００３】
結合回路１０３は、インピーダンスアッパ回路１０１と並列に接続されている。結合回路１０３は、トランス１０５の一次巻線が、電源商用周波数に対して高インピーダンスとなり、電力線搬送通信の通信信号周波数に対して低インピーダンスになるキャパシタ１０６，１０７を介して電力線のＬ相とＮ相とに接続されて構成されている。そして、トランス１０５の二次巻線を介して、ＰＬＣモデム１０４が信号を入出力することにより、電力線から通信を取得したり、電力線に対して並列に信号を重畳したりすることで、電力線搬送通信が実行可能にされている。
【０００４】
このようにして、電力線のＬ相とＮ相とによって通信信号が伝送される場合、電力線から見た電力線搬送通信装置１００の平衡度が低いと、信号品質の劣化や不要輻射の増大を招くこととなる。そこで、電力線から見た電力線搬送通信装置１００の回路の平衡度を向上させるために、キャパシタ１０６，１０７が設けられている。
【０００５】
また、電力線のＬ相とＮ相とに直接電源回路１０２を接続すると、電源回路１０２の入力インピーダンスによりＬ相とＮ相との間のインピーダンスが低下してしまい、電力線による信号伝送が困難となる。そこで、電源商用周波数に対して高インピーダンスとなり、電力線搬送通信の通信信号周波数に対して低インピーダンスになるインピーダンスアッパ回路１０１を備えることで、電力線の線間インピーダンスの低下を抑制するようになっている。
【０００６】
また、図１４に示す電力線搬送通信装置１１０のように、結合回路１０３ａのトランス１０８における一次巻線を二つに分割し、分割された各一次巻線の間に電源商用周波数に対して高インピーダンスとなり、電力線搬送通信の通信信号周波数に対して低インピーダンスになるキャパシタ１０９を接続することで、回路の平衡度を向上しつつキャパシタの数を減少させる技術も知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
しかしながら、図１４に示す電力線搬送通信装置１１０においても、インピーダンスアッパ回路１０１を削除することはできない。インピーダンスアッパ回路１０１としては、一般的にはチョークコイルが用いられる。そして、回路の平衡度を向上させるためには、電力線のＬ相とＮ相とのいずれにも、インピーダンスアッパ回路１０１を挿入する必要があるため、部品数や回路の実装面積が増大するという、不都合があった。
【０００８】
そこで、インピーダンスアッパ回路１０１が不要であって、従って部品数や回路の実装面積を低減することができる回路方式として、図１５に示す電力線搬送通信装置１１１が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００９】
図１５に示す電力線搬送通信装置１１１における結合回路１０３ｂは、電力線に対して直列に信号を重畳するもので、電力線のＮ相がトランス１１３の一次巻線を介して電源回路１０２に接続されている。また、電源回路１０２の入力端子間に、電源商用周波数に対して高インピーダンスとなり、電力線搬送通信の通信信号周波数に対して低インピーダンスになるキャパシタ１１４が接続されている。これにより、図１５に示す電力線搬送通信装置１１１では、インピーダンスアッパ回路を不要とし、部品数や回路の実装面積が低減されている。
【特許文献１】ＷＯ  ２００４／０８４４３０  Ａ１号公報
【特許文献２】特開２００６−７４７６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、図１５に示す電力線搬送通信装置１１１では、電力線のＮ相にトランス１１３が介設されるため、Ｌ相とＮ相とでインピーダンスに差異が生じて回路が不平衡となる結果、電力線搬送通信の信号品質が劣化したり、不要輻射が増大したりするという不都合があった。
【００１１】
本発明は、このような事情に鑑みて為された発明であり、インピーダンスアッパ回路を用いることなく電力線から見た電力線搬送通信装置の回路の平衡度を向上することができる電力線搬送通信装置、及び電力線搬送通信用結合回路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】
【００１２】
本発明に係る電力線搬送通信装置は、電源電圧の供給及び通信信号の伝送に共用される第１及び第２導体線を用いて通信を行う電力線搬送通信装置において、前記第１導体線に一端が接続される第１巻線、及び当該第１巻線に磁気的に結合する第２巻線を有する第１トランスと前記第２導体線に一端が接続される第３巻線、及び当該第３巻線に磁気的に結合すると共に前記第２巻線と直列接続される第４巻線を有する第２トランスとを備える結合回路と、前記第１及び第３巻線の他端に接続されると共に、前記第１及び第２導体線により供給される電源電圧を、前記第１及び第３巻線を介して受電する受電部と、前記第２及び第４巻線の直列回路に接続され、当該直列回路を介して前記第１及び第２導体線を用いた通信を行う通信部とを備える。
【００１３】
この構成によれば、第１及び第２導体線と電源電圧を受電する受電部との間に、第１トランスの第１巻線と第２トランスの第３巻線とがそれぞれ直列接続されており、第１トランスの第２巻線と第２トランスの第４巻線との直列回路を介して通信部が接続されているので、第１及び第２導体線に対して直列に信号の入出力を行うことが可能となる結果、背景技術に係る電力線に並列に接続された結合回路を介して信号の入出力を行うもののようにインピーダンスアッパ回路を備える必要がない。また、電源電圧の供給及び通信信号の伝送に共用される第１導体線と第２導体線とに、第１トランスの第１巻線と第２トランスの第３巻線とがそれぞれ接続されるので、背景技術のように、電力線の一相のみにトランスの巻線が接続されるものに比べて第１及び第２導体線から見た電力線搬送通信装置の平衡度を向上することができる。
【００１４】
また、前記通信部は、前記直列回路の端子電圧に基づき前記通信信号を取得する受信回路を備えることが好ましい。この構成によれば、第１導体線から第１トランスへ供給される信号に応じて当該第１トランスの第２巻線に誘起される信号と、第２導体線から第２トランスへ供給される信号に応じて当該第２トランスの第４巻線に誘起される信号とに基づいて、通信信号が受信されるので、第１及び第２導体線側から通信部を見た回路インピーダンスの平衡度が向上される。
【００１５】
また、前記通信部は、送信しようとするデータを表す信号を、前記直列回路へ供給することによって、前記結合回路により前記第１及び第２導体線に前記通信信号を生じさせる送信回路を備えることが好ましい。この構成によれば、送信回路から第１トランスの第２巻線と第２トランスの第４巻線とへ送信しようとするデータを表す信号が供給され、第１トランスの第１巻線と第２トランスの第３巻線とによって、第１及び第２導体線へそれぞれ当該データを示す通信信号が出力されるので、第１及び第２導体線側から通信部を見た回路インピーダンスの平衡度が向上される。
【００１６】
また、前記電源電圧に対してインピーダンスが増大し、前記通信信号に対してインピーダンスが減少するインピーダンス素子が、前記第１巻線の他端と前記第３巻線の他端との間にさらに接続されることが好ましい。この構成によれば、インピーダンス素子のインピーダンスが電源電圧に対して増大するので、第１及び第２導体線から供給された電源電圧をインピーダンス素子で低下させるおそれを低減される。また、インピーダンス素子によって、第１導体線から第１巻線、及び第３巻線を介して第２導体線に至る通信信号の電流経路が形成されるので、第１及び第２導体線により伝送された通信信号を第１及び第２トランスと作用させて、第２及び第４巻線に通信信号を誘起させることが容易となる。
【００１７】
また、前記直列回路において、前記第２巻線は、前記通信信号の周波数帯域を通過させる帯域通過フィルタを介して前記第４巻線と接続されていることが好ましい。この構成によれば、電力線搬送通信装置によって通信信号の送信が行われる場合には、帯域通過フィルタによって、第２及び第４巻線を流れる信号から通信信号以外の周波数成分が除去されて、第１及び第３巻線から第１及び第２導体線へ出力される通信信号のＳ／Ｎ比（信号対雑音比）が増大され、通信信号の品質が向上されると共に、不要な周波数成分が低減されて第１及び第２導体線から放射される不要輻射が低減される。一方、電力線搬送通信装置によって通信信号の受信が行われる場合には、帯域通過フィルタによって、第１及び第２導体線から第１及び第２トランスへ入力され、第２及び第４巻線に誘起された信号から、通信信号以外の周波数成分が除去されてＳ／Ｎ比が増大されるので、通信の信頼性を向上させることができる。
【００１８】
また、前記直列回路における前記第２巻線と前記第４巻線との接続点は、グラウンドに接続されていることが好ましい。この構成によれば、第２巻線と第４巻線との接続点がグラウンドに接続されているので、第１導体線から見た結合回路のインピーダンスと第２導体線から見た結合回路のインピーダンスとが、グラウンドを中心にして正負に対称となる結果、第１及び第２導体線から見た電力線搬送通信装置のインピーダンスの平衡度が向上する。
【００１９】
また、前記第２巻線と前記接続点との間、及び前記第４巻線と前記接続点との間には、前記通信信号の周波数帯域を通過させる帯域通過フィルタがそれぞれ設けられていることが好ましい。この構成によれば、電力線搬送通信装置によって通信信号の送信が行われる場合には、各帯域通過フィルタによって、第２及び第４巻線を流れる信号からそれぞれ通信信号以外の周波数成分が除去されて、第１及び第３巻線から第１及び第２導体線へ出力される通信信号のＳ／Ｎ比（信号対雑音比）が増大され、通信信号の品質が向上されると共に、不要な周波数成分が低減されて第１及び第２導体線から放射される不要輻射が低減される。一方、電力線搬送通信装置によって通信信号の受信が行われる場合には、各帯域通過フィルタによって、第１及び第２導体線から第１及び第２トランスへ入力され、第２及び第４巻線に誘起された信号から、通信信号以外の周波数成分がそれぞれ除去されてＳ／Ｎ比が増大されるので、通信の信頼性を向上させることができる。
【００２０】
また、前記結合回路は、前記第１及び第２導体線に生じるコモンモード電圧を減衰させるコモンモードチョークトランスをさらに備えることが好ましい。この構成によれば、電力線搬送通信装置によって通信信号の受信が行われる場合には、他の電力線搬送通信装置から第１及び第２導体線によって伝送されてきた通信信号に重畳されているコモンモード電圧が、コモンモードチョークトランスによって低減されるので、第１及び第２トランスによって取得される通信信号のＳ／Ｎ比が向上する結果、電力線搬送通信の信頼性を向上することができる。また、電力線搬送通信装置によって通信信号の送信が行われる場合には、第１及び第２トランスによって第１及び第２導体線に印加された信号に含まれるコモンモード成分が、コモンモードチョークトランスによって低減されるので、第１及び第２導体線から放射されるコモンモード成分に起因する不要輻射が低減される。
【００２１】
また、前記結合回路は、前記第１及び第２トランスが同一のコアを共有し、前記第１及び第３巻線が、互いに同一極性で当該コアに巻回されることで、当該第１及び第３巻線により前記コモンモードチョークトランスが構成されることが好ましい。この構成によれば、トランスのコア数を低減することができるので、結合回路を小型化することが容易となる。
【００２２】
また、前記コアは、環状であって、当該コアにおける前記第１トランスが構成される部分と前記第２トランスが構成される部分との間の一対の連結位置に、予め設定された間隔を有して互いに対向する突起部がそれぞれ設けられていることが好ましい。
【００２３】
この構成によれば、第１及び第３巻線により構成されるコモンモードチョークトランスによってコモンモード成分を低減しつつ、第１トランスが構成される部分と第２トランスが構成される部分との間の一対の連結位置に設けられた突起部によって、ノーマルモード成分、すなわち通信信号に基づく磁束の流れる経路が形成されることで、第１及び第２トランスと通信信号とを作用させることが可能となる。また、一対の突起部の対向位置に予め設定された間隔が設けられているので、突起部の磁気抵抗が増大される結果、第１及び第２導体線から供給される電源電圧により生じる磁束によって、コアが飽和するおそれが低減される。
【００２４】
また、前記コアは、環状であって、当該コアにおける前記第１巻線の巻回位置と前記第３巻線の巻回位置との間の一対の連結位置に、予め設定された間隔を有して互いに対向する突起部がそれぞれ設けられており、前記第２及び第４巻線は、前記突起部に巻回されているようにしてもよい。この構成によれば、第２及び第４巻線を、突起部に隣接して巻回することができるので、第２及び第４巻線の直列回路を単一の巻線で構成することで、製造工数を低減することが容易となる。また、ノーマルモード成分、すなわち通信信号に応じて、第１巻線により生じる磁束と第３巻線により生じる磁束とが、足し合わされて突起部を流れるので、第２及び第４巻線を突起部に巻回することで、磁気の結合度を増大させることができる。
【００２５】
また、本発明に係る電力線搬送通信用結合回路は、電源電圧の供給及び通信信号の伝送に共用される第１及び第２導体線を用いて通信を行う電力線搬送通信に用いられる電力線搬送通信用結合回路であって、前記第１導体線に一端が接続される第１巻線、及び当該第１巻線に磁気的に結合する第２巻線を備える第１トランスと、前記第２導体線に一端が接続される第３巻線、及び当該第３巻線に磁気的に結合すると共に前記第２巻線と直列接続される第４巻線を備える第２トランスと、前記第１及び第３巻線の他端に生じる電圧を前記電源電圧として出力する電源出力端子と、前記第２及び第４巻線の直列回路に生じる電圧を、前記通信信号として出力する信号出力端子とを備える。
【００２６】
この構成によれば、第１及び第２導体線と電源電圧を外部に出力する電源出力端子との間に、第１トランスの第１巻線と第２トランスの第３巻線とがそれぞれ直列接続されており、第１トランスの第２巻線と第２トランスの第４巻線との直列回路を介して外部に通信信号を出力する信号出力端子が接続されているので、第１及び第２導体線に対して直列に信号の入出力を行うことが可能となる結果、背景技術に係る電力線に並列に接続された結合回路を介して信号の入出力を行うもののようにインピーダンスアッパ回路を備える必要がない。また、電源電圧の供給及び通信信号の伝送に共用される第１導体線と第２導体線とに、第１トランスの第１巻線と第２トランスの第３巻線とがそれぞれ接続されるので、背景技術のように、電力線の一相のみにトランスの巻線が接続されるものに比べて第１及び第２導体線から見た電力線搬送通信用結合回路の平衡度を向上することができる。
【発明の効果】
【００２７】
このような構成の電力線搬送通信装置及び電力線搬送通信用結合回路は、第１及び第２導体線に、第１トランスの第１巻線と第２トランスの第３巻線とがそれぞれ直列接続されており、第１トランスの第２巻線と第２トランスの第４巻線との直列回路を介して外部に通信信号が出力されるので、第１及び第２導体線に対して直列に信号の入出力を行うことが可能となる結果、背景技術に係る電力線に並列に接続された結合回路を介して信号の入出力を行うもののようにインピーダンスアッパ回路を備える必要がない。また、電源電圧の供給及び通信信号の伝送に共用される第１導体線と第２導体線とに、第１トランスの第１巻線と第２トランスの第３巻線とがそれぞれ接続されるので、背景技術のように、電力線の一相のみにトランスの巻線が接続されるものに比べて第１及び第２導体線から見た回路の平衡度を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。
【００２９】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る電力線搬送通信用結合回路を用いた電力線搬送通信装置の構成の一例を示す回路図である。図１に示す電力線搬送通信装置１は、電力線搬送通信用結合回路の一例である結合回路２と、電源回路３（受電部）と、ＰＬＣモデム４（通信部）とを備えている。結合回路２は、トランス２１（第１トランス）と、トランス２２（第２トランス）と、キャパシタＣ１（インピーダンス素子）と、接続端子Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５とを備えている。
【００３０】
トランス２１と、トランス２２とは、同一のコア２０を共有している。具体的には、コア２０に、第１巻線２１１、第２巻線２１２、第３巻線２２１、及び第４巻線２２２が同一極性方向に巻回されており、第１巻線２１１と第２巻線２１２とによってトランス２１が構成され、第３巻線２２１と第４巻線２２２とによってトランス２２が構成されている。なお、トランス２１と、トランス２２とは、必ずしも同一のコア２０を共有するものに限らないが、コア２０を共有することで、結合回路２の部品数を低減し、結合回路２を小型化することが容易となる。
【００３１】
接続端子Ｔ１，Ｔ２は、電源電圧の供給及び通信信号の伝送に共用される外部の導体線１１（第１導体線）及び導体線１２（第２導体線）を接続するための接続端子である。導体線１１と導体線１２との間には、例えば商用交流電源電圧や直流電圧等の電源電圧が印加されている。また、導体線１１及び導体線１２には、図略の他の電力線搬送通信装置が接続されており、導体線１１及び導体線１２を介して電力線搬送通信装置同士で互いに電力線搬送通信を実行可能にされている。そして、例えば電源ライン側（Ｌ）の導体線１１が接続端子Ｔ１に接続され、中性線側（Ｎ）の導体線１２が接続端子Ｔ２に接続されている。
【００３２】
そして、第１巻線２１１の一端が接続端子Ｔ１に接続され、第３巻線２２１の一端が接続端子Ｔ２に接続されている。また、第１巻線２１１の他端が接続端子Ｔ３に接続され、第３巻線２２１の他端が接続端子Ｔ４に接続されている。この場合、接続端子Ｔ３，Ｔ４が電源出力端子の一例に相当している。
【００３３】
さらに、第２巻線２１２の一端が接続端子Ｔ５に接続され、第２巻線２１２の他端が第４巻線２２２の一端に接続されて第２巻線２１２と第４巻線２２２とが同一極性方向で直列接続され、第４巻線２２２の他端がＰＬＣモデム４の回路グラウンドに接続されている。この場合、接続端子Ｔ５が信号出力端子の一例に相当している。
【００３４】
また、接続端子Ｔ３と接続端子Ｔ４との間には、キャパシタＣ１が接続されている。電力線搬送通信で使用可能な周波数は、１０ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚと２ＭＨｚ〜３０ＭＨｚとがあり、商用交流電源電圧の周波数より周波数が高い。従って、キャパシタＣ１は、直流電源電圧や商用交流電源電圧の周波数に対してインピーダンスが増大し、電力線搬送通信の通信信号周波数に対してインピーダンスが減少する。これにより、接続端子Ｔ１，Ｔ２によって受電された電源電圧を、接続端子Ｔ３，Ｔ４を介して電源回路３へ供給しつつ、電力線搬送通信の通信信号を、接続端子Ｔ１から第１巻線２１１、第３巻線２２１を介して接続端子Ｔ２へ流すことにより、第１巻線２１１に磁気結合された第２巻線２１２と、第３巻線２２１に磁気結合された第４巻線２２２とに当該通信信号を誘起させることができる。そして、第２巻線２１２と第４巻線２２２とに誘起された通信信号が、接続端子Ｔ５からＰＬＣモデム４へ出力される。
【００３５】
なお、電源回路３の入力インピーダンスが、電力線搬送通信の通信信号周波数に対して充分小さければ、キャパシタＣ１を設けなくてもよい。
【００３６】
電源回路３は、例えばスイッチング電源回路や電圧レギュレータ等の電源回路である。そして、電源回路３は、導体線１１及び導体線１２から、結合回路２を介して供給された電源電圧に基づき、ＰＬＣモデム４その他、電力線搬送通信装置１内部の回路の動作用電源電圧を生成すると共に供給する。なお、導体線１１及び導体線１２によって供給された例えば直流電源電圧等の電源電圧で、電力線搬送通信装置１の内部の回路がそのまま動作可能な場合、電源回路３を備えず、接続端子Ｔ３，Ｔ４から電力線搬送通信装置１内部の各回路部へ電源電圧を供給するようにしてもよい。この場合、接続端子Ｔ３，Ｔ４から供給された電源電圧により動作する回路部が、受電部の一例に相当する。
【００３７】
ＰＬＣモデム４は、例えば、変復調回路４１と、送信回路４２と、受信回路４３と、接続端子Ｔ６とを備えている。接続端子Ｔ６は、接続端子Ｔ５と接続されている。
【００３８】
変復調回路４１は、他の電力線搬送通信装置へ送信しようとするデータを、電力線搬送通信用の信号形式に変調して送信回路４２へ出力する。送信回路４２は、例えばバッファ回路４２１を用いて構成されている。そして、送信回路４２は、変復調回路４１から出力された信号に応じて、接続端子Ｔ６，Ｔ５を介して第２巻線２１２、第４巻線２２２の直列回路に信号電流を流すことにより、トランス２１，２２によって、導体線１１，１２に電力線搬送通信の通信信号を印加させるようになっている。
【００３９】
受信回路４３は、例えば信号増幅回路４３１を用いて構成されている。そして、第２巻線２１２、第４巻線２２２の直列回路によって得られた信号を、接続端子Ｔ５，Ｔ６を介して受信すると共に増幅して変復調回路４１へ出力する。変復調回路４１は、受信回路４３から出力された信号を復調して、他の電力線搬送通信装置から電力線搬送通信により送信されたデータを取得する。
【００４０】
上述のように構成された電力線搬送通信装置１は、導体線１１，１２と直列に接続される第１巻線２１１，第３巻線２２１によって、導体線１１，１２への電力線搬送通信信号の印加、及び導体線１１，１２からの電力線搬送通信信号の取得が行われるので、背景技術に係る図１３、図１４に示す電力線搬送通信装置１１０，１１１のようにインピーダンスアッパ回路１０１を設ける必要がなく、回路を簡素化して部品数を削減し、回路の実装面積を低減して電力線搬送通信装置１を小型化することが容易となる。
【００４１】
また、図１に示す電力線搬送通信装置１は、導体線１１，１２に第１巻線２１１、第３巻線２２１がそれぞれ直列接続されるので、導体線１１，１２から見た電力線搬送通信装置１のインピーダンスが平衡となる。これにより、電力線搬送通信装置１は、インピーダンスアッパ回路を用いることなく電力線から見た電力線搬送通信装置の回路の平衡度を向上することができる結果、背景技術に係る図１５に示す電力線搬送通信装置１１１のように回路が不平衡となって、電力線搬送通信の信号品質が劣化したり、不要輻射が増大したりするおそれが低減される。
【００４２】
なお、図２に示す電力線搬送通信装置１ａのように、第１巻線２１１に磁気結合された第２巻線２１２と第３巻線２２１に磁気結合された第4巻線２２２との間にバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）２３（帯域通過フィルタ）をさらに設ける構成としてもよい。バンドパスフィルタ２３は、電力線搬送通信の通信帯域として規定されている１０ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚや、２ＭＨｚ〜３０ＭＨｚ等の周波数帯域のうち、電力線搬送通信装置１ａによって電力線搬送通信に用いられる通信信号の周波数帯域のみを通過させるように、フィルタ特性が設定されている。
【００４３】
これにより、電力線搬送通信の送信時には、送信回路４２により出力された信号から、電力線搬送通信に用いられる通信信号以外の周波数成分が除去されてＳ／Ｎ比が増大され、電力線搬送通信の信号品質が向上されると共に、不要な周波数成分が低減されて、導体線１１，１２から放射される不要輻射が低減される。また、電力線搬送通信の受信時には、導体線１１，１２からトランス２１，２２によって得られた信号から、通信信号以外の周波数成分が除去されてＳ／Ｎ比が増大された信号が、受信回路４３によって受信されるので、通信の信頼性を向上させることができる。
【００４４】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る電力線搬送通信用結合回路を用いた電力線搬送通信装置１ｂについて説明する。図３は、本発明の第２の実施形態に係る結合回路２ｂ、及び電力線搬送通信装置１ｂの構成の一例を示す回路図である。
【００４５】
図３に示す結合回路２ｂは、図１に示す結合回路２とは、第２巻線２１２と第４巻線２２２との接続点ＰがＰＬＣモデム４の回路グラウンドに接続されている点、及び接続端子Ｔ７をさらに備え、第４巻線２２２の他端がグラウンドではなく接続端子Ｔ７に接続されている点で異なる。この場合、接続端子Ｔ５，Ｔ７が信号出力端子の一例に相当している。
【００４６】
図３に示すＰＬＣモデム４ｂは、図１に示すＰＬＣモデム４とは、送信回路４２ｂ、受信回路４３ｂの構成が異なる点、及び接続端子Ｔ８をさらに備える点で異なる。
【００４７】
接続端子Ｔ８は、接続端子Ｔ７に接続されている。送信回路４２ｂは、図１に示す送信回路４２とは、変復調回路４１から出力された信号に応じて負極性の電圧を、接続端子Ｔ８，Ｔ７を介して第４巻線２２２の他端へ供給する負極性のバッファ回路４２２をさらに備える点で異なる。
【００４８】
受信回路４３ｂは、図１に示す受信回路４３とは、第４巻線２２２によって得られた負極性の信号を、接続端子Ｔ７，Ｔ８を介して受信すると共に増幅して変復調回路４１へ出力する負極性の信号増幅回路４３２をさらに備える点で異なる。なお、接続端子Ｔ１〜Ｔ８は、端子台やコネクタの他、例えばランドやパッド等の配線パターンであってもよい。
【００４９】
このように構成された電力線搬送通信装置１ｂは、第２巻線２１２と第４巻線２２２との接続点ＰがＰＬＣモデム４の回路グラウンドに接続されているので、導体線１１から見た電力線搬送通信装置１ｂのインピーダンスと導体線１２から見た電力線搬送通信装置１ｂのインピーダンスとが、グラウンドを中心にして正負に対称となる結果、導体線１１，１２から見た電力線搬送通信装置１ｂにおけるインピーダンスの平衡度が向上する。
【００５０】
なお、図４に示す電力線搬送通信装置１ｃのように、結合回路２ｃは、バンドパスフィルタ２３と同様のバンドパスフィルタ２３１，２３２をさらに備え、第２巻線２１２と接続点Ｐとの間にバンドパスフィルタ２３１を設け、第４巻線２２２と接続点Ｐとの間にバンドパスフィルタ２３２を設ける構成としてもよい。
【００５１】
これにより、電力線搬送通信の送信を行う際は、送信回路４２ｂにより出力された信号から、バンドパスフィルタ２３１，２３２によって電力線搬送通信に用いられる通信信号以外の周波数成分が除去されてＳ／Ｎ比が増大され、電力線搬送通信の信号品質が向上される。また、バンドパスフィルタ２３１，２３２によって、不要な周波数成分が低減されて、導体線１１，１２から放射される不要輻射が低減される。さらに、電力線搬送通信の受信を行う際には、導体線１１，１２からトランス２１，２２によって取得された信号から、バンドパスフィルタ２３１，２３２によって通信信号以外の周波数成分が除去されてＳ／Ｎ比が増大された信号が、受信回路４３ｂによって受信されるので、通信の信頼性を向上させることができる。
【００５２】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態に係る電力線搬送通信用結合回路を用いた電力線搬送通信装置１ｄについて説明する。図５は、本発明の第３の実施形態に係る結合回路２ｄ、及び電力線搬送通信装置１ｄの構成の一例を示す回路図である。図５に示す電力線搬送通信装置１ｄは、図１に示す電力線搬送通信装置１とは、結合回路２ｄにおいて、導体線１１，１２と、第１巻線２１１、第３巻線２２１との間にコモンモードチョークトランス２４が設けられている点で異なる。
【００５３】
図５に示す電力線搬送通信装置１ｄでは、他の電力線搬送通信装置から導体線１１，１２によって伝送されてきた通信信号に重畳されているコモンモード電圧が、コモンモードチョークトランス２４によって低減されるので、トランス２１，２２によって取得される通信信号のＳ／Ｎ比が向上する結果、電力線搬送通信の信頼性を向上することができる。また、送信の際にトランス２１，２２によって電源電圧に重畳された電力線搬送通信信号におけるコモンモード電圧が、コモンモードチョークトランス２４によって低減されるので、導体線１１，１２から放射されるコモンモード電圧に起因する不要輻射が低減される。
【００５４】
なお、コモンモードチョークトランス２４は、必ずしも独立した単体のコモンモードチョークトランスである必要はなく、例えば図６に示す電力線搬送通信装置１ｅのように、トランス２１，２２と、コモンモードチョークトランス２４とが、環状のコア２０を共有する構成としてもよい。これにより、トランスのコア数を低減することができるので、結合回路２ｅを小型化することが容易となる。
【００５５】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態に係る電力線搬送通信用結合回路である結合回路２ｆを用いた電力線搬送通信装置１ｆについて説明する。図７は、本発明の第４の実施形態に係る結合回路２ｆ、及び電力線搬送通信装置１ｆの構成の一例を示す回路図である。図７に示す電力線搬送通信装置１ｆは、図１に示す電力線搬送通信装置１とは、結合回路２ｆの構成が異なる。そして、図６に示す電力線搬送通信装置１ｅのより具体的な構成の一例に相当している。
【００５６】
図７に示す結合回路２ｆは、環状、例えば略長方形状のコア２０ｆの一辺に、第１巻線２１１と第２巻線２１２とが同一極性方向に巻回されて、第１巻線２１１と第２巻線２１２とからトランス２１が構成されている。また、トランス２１が構成されている辺と、相対向するコア２０ｆの一辺に、第３巻線２２１と第４巻線２２２とが同一極性方向に巻回されて、第３巻線２２１と第４巻線２２２とからトランス２２が構成されている。
【００５７】
また、第１巻線２１１と第３巻線２２１とは、接続端子Ｔ１，Ｔ２側からコモンモード電流が流入した場合に、第１巻線２１１により生じる磁束と第３巻線２２１により生じる磁束とが互いに強めあう方向、すなわち互いに同一極性方向で、コア２０ｆに巻回されている。これにより、第１巻線２１１と第３巻線２２１とによって、コモンモードチョークトランスが構成される。
【００５８】
そして、コア２０ｆにおけるトランス２１が構成されている辺と、トランス２２が構成されている辺とを連結する一対の辺から、互いに対向する方向に突出した突起部２０１，２０２が設けられている。突起部２０１，２０２の対向面には、例えば１ｍｍ程度に設定された間隔Ｇが設けられている。
【００５９】
図８、図９は、図７に示す結合回路２ｆの動作を説明するための説明図である。まず、導体線１１，１２から接続端子Ｔ１，Ｔ２を介して第１巻線２１１、第３巻線２２１へ、コモンモード電流Ｉｃｍが入力された場合、図８に示すように、第１巻線２１１で生じる磁束と第３巻線２２１で生じる磁束とは同一方向で足し合わされ、コア２０ｆを流れる磁束Ｂ１が強められる。
【００６０】
そうすると、コモンモード電流Ｉｃｍに対するインピーダンスが増大する結果、コモンモード電流Ｉｃｍ、すなわちコモンモードノイズが低減される。
【００６１】
次に、電力線搬送通信に用いられる通信信号に対する結合回路２ｆの動作を説明する。まず、電力線搬送通信装置１ｆによる信号受信の際に、他の電力線搬送通信装置から導体線１１，１２を介して電力線搬送通信装置１ｆへ供給される通信信号は、ノーマルモードの信号であるから、図９に示すように、導体線１１から接続端子Ｔ１を介して第１巻線２１１へ流れる電流と、導体線１２から接続端子Ｔ２を介して第３巻線２２１へ流れる電流とは、流れる方向が逆向きであって電流値が等しい差動電流Ｉｄｍとなる。
【００６２】
ここで、もし仮に、突起部２０１，２０２がなかったとすれば、第１巻線２１１、第３巻線２２１により生じる磁束は、コア２０ｆの外周を互いに逆向きに流れて相殺される結果、第２巻線２１２、第４巻線２２２には通信信号が誘起されず、従って、電力線搬送通信装置１ｆは、通信信号を受信することができない。電力線搬送通信装置１ｆによる信号送信の際においても、同様に、送信回路４２から出力された信号に応じて第２巻線２１２及び第４巻線２２２で生成される磁束は、互いに相殺されて第１巻線２１１、第３巻線２２１に通信信号が誘起されない結果となって、電力線搬送通信装置１ｆは通信信号を送信することができない。
【００６３】
しかしながら、コア２０ｆには、突起部２０１，２０２によってノーマルモードの磁束が流れる磁束の通路が形成されているので、電力線搬送通信装置１ｆによる信号受信の際、差動電流Ｉｄｍに応じて第１巻線２１１により生じる磁束Ｂ２は、第１巻線２１１、第２巻線２１２、及び突起部２０１，２０２を流れ、差動電流Ｉｄｍに応じて第３巻線２２１により生じる磁束Ｂ３は、第３巻線２２１、第４巻線２２２、及び突起部２０１，２０２を流れる。そうすると、磁束Ｂ２と磁束Ｂ３とは、突起部２０１，２０２を同一方向に流れるから、互いに相殺されることがない。
【００６４】
従って、電力線搬送通信装置１ｆによる信号受信の際、通信信号である差動電流Ｉｄｍに応じて、第１巻線２１１、第３巻線２２１により生じる磁束Ｂ２，Ｂ３により第２巻線２１２、第４巻線２２２に信号電圧が誘起され、当該信号電圧が接続端子Ｔ５，Ｔ６を介して受信回路４３へ出力されることで、電力線搬送通信装置１ｆが通信信号を受信することが可能となる。同様に、送信回路４２から出力された信号に応じて第２巻線２１２及び第４巻線２２２で生成される磁束は、互いに相殺されずに、第１巻線２１１、第３巻線２２１に通信信号が誘起されて導体線１１，１２に印加されている電源電圧に重畳される結果、電力線搬送通信装置１ｆは通信信号を送信することが可能となる。
【００６５】
ここで、もし仮に、突起部２０１，２０２の間に間隔Ｇが設けられておらず、突起部２０１と突起部２０２とが連結されていたとすれば、突起部２０１，２０２の磁気抵抗が低下して導体線１１，１２から供給される電源電流によって生じる磁束Ｂ２，Ｂ３が増大する。そうすると、電源電流によって生じる磁束Ｂ２，Ｂ３によってコア２０ｆが飽和し易くなるため、コア２０ｆを飽和させないためにはコア２０ｆを大型化しなければならないという、不都合が生じる。また、突起部２０１，２０２の磁気抵抗が低下すると、図８に示すコモンモード電流Ｉｃｍが第１巻線２１１、第３巻線２２１に流れた場合、第１巻線２１１、第３巻線２２１により生じた磁束は、それぞれ磁気抵抗の小さい突起部２０１，２０２を流れる結果、突起部２０１，２０２で互いに磁束が相殺されてしまい、コモンモード電圧の低減効果が低下してしまうという不都合が生じる。
【００６６】
しかしながら、図７に示すように、コア２０ｆの突起部２０１と突起部２０２との間には、間隔Ｇが設けられており、磁気抵抗が増大されることによって電源電流によるコア２０ｆの飽和が生じにくくされることで、コア２０ｆを小型化することが容易にされている。また、間隔Ｇにより突起部２０１，２０２の磁気抵抗が増大されることによって、コモンモード電流Ｉｃｍにより生じた磁束が突起部２０１，２０２を流れることが低減される結果、突起部２０１，２０２によるコモンモード電圧の低減効果の低下が抑制される。
【００６７】
上述したように、図７に示す結合回路２ｆ、及び電力線搬送通信装置１ｆによれば、導体線１１，１２からの電力線搬送通信信号の取得、及び導体線１１，１２に印加されている電源電圧への電力線搬送通信信号の重畳を行うトランス２１，２２と、コモンモード電圧を低減するコモンモードチョークトランスとを、一つのコア２０ｆを用いて構成することができるので、磁気コアの数を減らして結合回路２ｆを小型化すると共に、コストを低減することが容易となる。
【００６８】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態に係る電力線搬送通信用結合回路を用いた電力線搬送通信装置１ｇについて説明する。図１０は、本発明の第５の実施形態に係る結合回路２ｇ、及び電力線搬送通信装置１ｇの構成の一例を示す回路図である。図１０に示す電力線搬送通信装置１ｇは、図７に示す電力線搬送通信装置１ｆとは、結合回路２ｇの構成が異なる。そして、図６に示す電力線搬送通信装置１ｅのより具体的な構成の一例に相当している。
【００６９】
図１０に示す結合回路２ｇは、突起部２０１，２０２に、第５巻線２２３が巻回されて構成されている。そして、第５巻線２２３の一端が接続端子Ｔ５に接続され、第５巻線２２３の他端がＰＬＣモデム４の回路グラウンドに接続されている。この場合、第５巻線２２３は、第２巻線と第４巻線との直列回路の一例に相当している。なお、第５巻線２２３の代わりに、第２巻線２１２と第４巻線２２２とを直列に接続して突起部２０１，２０２に巻回するようにしてもよいが、第２巻線２１２と第４巻線２２２とを、単体の第５巻線２２３に置き換えることによって、図７に示す結合回路２ｆよりも、コア２０ｆへの巻線の巻回箇所を減らして製造工数を低減することが容易となる。
【００７０】
図１１、図１２は、図１０に示す結合回路２ｇの動作を説明するための説明図である。まず、導体線１１，１２から接続端子Ｔ１，Ｔ２を介して第１巻線２１１、第３巻線２２１へ、コモンモード電流Ｉｃｍが入力された場合、図１１に示すように、第１巻線２１１で生じる磁束と第３巻線２２１で生じる磁束とは同一方向で足し合わされ、コア２０ｆを流れる磁束Ｂ１が強められる。そうすると、コモンモード電流Ｉｃｍに対するインピーダンスが増大する結果、コモンモード電流Ｉｃｍ、すなわちコモンモードノイズが低減される。
【００７１】
次に、電力線搬送通信に用いられる通信信号に対する結合回路２ｇの動作を説明する。まず、電力線搬送通信装置１ｇによる信号受信の際に、他の電力線搬送通信装置から導体線１１，１２を介して電力線搬送通信装置１ｇへ供給される通信信号は、ノーマルモードの信号であるから、図１２に示すように、導体線１１から接続端子Ｔ１を介して第１巻線２１１へ流れる電流と、導体線１２から接続端子Ｔ２を介して第３巻線２２１へ流れる電流とは、流れる方向が逆向きであって電流値が等しい差動電流Ｉｄｍとなる。
【００７２】
そうすると、図９に示す結合回路２ｆの場合と同様、コア２０ｆには、突起部２０１，２０２によって磁束の通路が形成されているので、電力線搬送通信装置１ｇによる信号受信の際、差動電流Ｉｄｍに応じて第１巻線２１１により生じる磁束Ｂ２は、第１巻線２１１、突起部２０１，２０２、及び突起部２０１，２０２に巻回されている第５巻線２２３を流れ、差動電流Ｉｄｍに応じて第３巻線２２１により生じる磁束Ｂ３は、第３巻線２２１、突起部２０１，２０２、及び突起部２０１，２０２に巻回されている第５巻線２２３を流れる。そうすると、磁束Ｂ２と磁束Ｂ３とは、突起部２０１，２０２を同一方向に流れるから、互いに相殺されることがなく、かつ磁束Ｂ２と磁束Ｂ３とが足しあわされて第５巻線２２３を流れるから、第５巻線２２３と、第１巻線２１１及び第３巻線２２１との結合度が増大する。
【００７３】
従って、図１０に示す結合回路２ｇでは、第５巻線２２３の巻数が、第２巻線２１２と第４巻線２２２とをあわせた巻数と同一であれば、図９に示す結合回路２ｆと比べて、信号受信時には略２倍の受信信号レベルが得られ、送信時には略２倍の出力信号レベルが得られるので、通信品質を向上させることができる。また、図１０に示す結合回路２ｇでは、図９に示す結合回路２ｆと同等の送受信信号レベルを確保しつつ、第５巻線２２３の巻数を、第２巻線２１２と第４巻線２２２とをあわせた巻数より減少させることができるので、結合回路２ｇを小型化することが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電力線搬送通信用結合回路を用いた電力線搬送通信装置の構成の一例を示す回路図である。
【図２】図１に示す電力線搬送通信用結合回路を用いた電力線搬送通信装置の変形例を示す回路図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る電力線搬送通信用結合回路、及び電力線搬送通信装置の構成の一例を示す回路図である。
【図４】図３に示す電力線搬送通信用結合回路、及び電力線搬送通信装置の変形例を示す回路図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る電力線搬送通信用結合回路、及び電力線搬送通信装置の構成の一例を示す回路図である。
【図６】図５に示す電力線搬送通信用結合回路、及び電力線搬送通信装置の変形例を示す回路図である。
【図７】本発明の第４の実施形態に係る電力線搬送通信用結合回路、及び電力線搬送通信装置の構成の一例を示す回路図である。
【図８】図７に示す電力線搬送通信用結合回路の動作を説明するための説明図である。
【図９】図７に示す電力線搬送通信用結合回路の動作を説明するための説明図である。
【図１０】本発明の第５の実施形態に係る電力線搬送通信用結合回路、及び電力線搬送通信装置の構成の一例を示す回路図である。
【図１１】図１０に示す電力線搬送通信用結合回路の動作を説明するための説明図である。
【図１２】図１０に示す電力線搬送通信用結合回路の動作を説明するための説明図である。
【図１３】背景技術に係る電力線搬送通信装置の構成を示すブロック図である。
【図１４】背景技術に係る電力線搬送通信装置の構成を示すブロック図である。
【図１５】背景技術に係る電力線搬送通信装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００７５】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ  電力線搬送通信装置
２，２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ  結合回路
３  電源回路
４，４ｂ  ＰＬＣモデム
１１，１２  導体線
２０，２０ｆ  コア
２１，２２  トランス
２３，２３１，２３２  バンドパスフィルタ
２４  コモンモードチョークトランス
４１  変復調回路
４２，４２ｂ  送信回路
４３，４３ｂ  受信回路
２０１，２０２  突起部
２１１  第１巻線
２１２  第２巻線
２２１  第３巻線
２２２  第４巻線
２２３  第５巻線
４２１，４２２  バッファ回路
４３１，４３２  信号増幅回路
Ｃ１  キャパシタ
Ｇ  間隔
Ｐ  接続点
Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６，Ｔ７，Ｔ８  接続端子
【図１】
2008227837.tif 000003
【図２】
2008227837.tif 000004
【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】
2008227837.tif 000013
【図１２】
2008227837.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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