(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
転てつ機を構成する筐体のロックピース配設部の近傍に設けられた窓部を閉塞する開閉可能な蓋体の内側に取り付けられて、前記ロックピースと鎖錠かんに設けられている切り欠きとの係合部を撮影可能なロック偏移監視装置であって、
前記蓋体の内壁に固定された１または２以上のプリント配線基板と、
前記プリント配線基板の外表面の前記係合部を臨む位置に実装された撮像手段と、
前記撮像手段を囲むように配置され前記プリント配線基板の外表面に実装された複数個の発光素子と、
前記プリント配線基板に実装され前記撮像手段により撮影された映像データを無線で送信可能な無線通信手段と、
を備え、前記蓋体の下部には、当該蓋体を前記転てつ機の筐体に対して、水平方向の軸の回りに回動可能に連結するヒンジ部が設けられていることを特徴とする転てつ機のロック偏移監視装置。
【請求項２】
前記プリント配線基板に実装されている前記無線通信手段に電気的に接続され、前記蓋体の側部を貫通して水平方向に沿って外部へ突出する棒状アンテナを備え、該棒状アンテナは前記蓋体の下部近傍から水平方向に沿って外部へ突出するように配設されていることを特徴とする請求項１に記載の転てつ機のロック偏移監視装置。
【請求項３】
前記撮像手段は、広角レンズを備えたスチールカメラで構成され、横並びに配設されている２個のロックピースのほぼ中間部に対向する部位に１個配設されていることを特徴とする請求項１または２に記載の転てつ機のロック偏移監視装置。
【請求項４】
前記プリント配線基板には、給電用の電線端部を接続可能な端子台が実装されていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の転てつ機のロック偏移監視装置。
【請求項５】
前記蓋体の内側には、前記プリント配線基板を覆うように樹脂が充填され、前記撮像手段および前記発光素子の頭部が前記樹脂の表面から露出するように構成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の転てつ機のロック偏移監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道軌道に設けられている転てつ機における鎖錠かんの位置を固定するためのロックピースの偏移を監視するロック偏移監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道軌道の分岐点には、ポイントを転換し車両の進路を変えるための転てつ機を備えた分岐器が設置されている。転てつ機には、種々の形式のものがあるが、その一つに、トングレールを移動させる動作かんと分岐器の転換完了位置を照査する鎖錠かんを備えたＮＳ形電気転てつ機がある。
ＮＳ形電気転てつ機にはロックピースと呼ばれる部品が設けられており、このロックピースを鎖錠かんに設けられている凹部に係合させることで、分岐器の転換完了位置を照査すると共に鎖錠かんの移動を阻止する。
【０００３】
かかる転てつ機においては、ポイント転換時に鎖錠かんが正規位置まで正確に移動しないとロックピースが鎖錠かんの凹部に係合しないため、ロック不良を起こしポイントが転換不能になることがある。そして、一旦このような故障が発生すると、列車の運行を停止して転てつ機の不具合を解消する作業を行う必要があるため、列車ダイヤの大幅な乱れを招く原因となっていた。
【０００４】
従来、ＮＳ形電気転てつ機においては、転てつ機のケースのロックピース近傍に、確認用の窓とそれを覆う開閉可能な蓋が設けられており、定期的に蓋を開けてロックピースの状態を目視で転てつ機を１台ずつ点検する保守作業が行われていた。しかるに、大きな駅の構内等には、多数の分岐器が比較的離れた位置に設置されているため、すべての転てつ機を点検するには多大な時間と労力を要するという課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１５４９３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一方、鎖錠かんの異常の有無を監視するため、転てつ機の上方に小型の監視用テレビカメラを水平姿勢にて設置し、プリズムまたは反射鏡により直下の被写体を撮像することで、転てつ機の鎖錠かんに設けた目盛をモニタにより確認できるようにすることによって、監視員の作業時間の低減を可能にした監視カメラシステムに関する発明が提案されている（特許文献１参照）。
しかし、この監視カメラシステムは、転てつ機のケースから外部へ突出している鎖錠かんの部位に設けた目盛をカメラで撮影する方式であり、転てつ機のケース内のロックピースの状態を見ることはできない。
【０００７】
そこで、本発明者らは、転てつ機のケースに設けられている確認用の窓を覆う蓋を取り除いて、特許文献１に開示されているようなテレビカメラを窓部に取り付けてロックピースの状態を監視する装置について検討した。
しかしながら、監視したいロックピースは２個あるため、転てつ機のケースの確認用窓にテレビカメラを取り付けて監視する方式にあっては、カメラが２台必要で、装置が大型になってしまうとともに、撮影した映像データを伝送するケーブルや給電用の電線を配設しなければならず、装置の設置やその保守が面倒となる。また、最終的には、作業員が目視でロックピースの状態を確認したい場合があるが、確認用窓にテレビカメラを取り付けてしまうと、確認する作業が困難になってしまうという課題があることが明らかになった。
【０００８】
本発明の目的は、転てつ機内のロックピースの偏移状態をいつでも映像により確認することができるとともに、転てつ機のケース内部に配設してロックピースの偏移状態を監視することができるコンパクトなロック偏移監視装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、データ伝送用のケーブルや給電用の電線の敷設が不要であるとともに、必要であれば列車運行の間合いに確認用の窓を覆う蓋を開けてロックピースの偏移状態を目視で確認することができるロック偏移監視装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、この発明は、
転てつ機を構成する筐体のロックピース配設部の近傍に設けられた窓部を閉塞する開閉可能な蓋体の内側に取り付けられて、前記ロックピースと鎖錠かんに設けられている切り欠きとの係合部を撮影可能なロック偏移監視装置において、
前記蓋体の内壁に固定された１または２以上のプリント配線基板と、
前記プリント配線基板の外表面の前記係合部を臨む位置に実装された撮像手段と、
前記撮像手段を囲むように配置され前記プリント配線基板の外表面に実装された複数個の発光素子と、
前記プリント配線基板に実装され前記撮像手段により撮影された映像データを無線で送信可能な無線通信手段と、
を設け、前記蓋体の下部には、当該蓋体を前記転てつ機の筐体に対して、水平方向の軸の回りに回動可能に連結するヒンジ部を設けるようにした。
【００１０】
かかる構成によれば、撮像手段および無線通信手段を備えるため、転てつ機内のロックピースの偏移状態をいつでも映像により確認することができるとともに、既設の転てつ機の本体機構を変更することなく、転てつ機のケースの内部に配設することができるコンパクトなロック偏移監視装置を実現することができる。また、撮影された映像データを無線で送信する構成であるため、映像データを送信するためのケーブル敷設が不要となる。
さらに、蓋体の下部には、当該蓋体を前記転てつ機のケースに対して、水平方向の軸の回りに回動可能に連結するヒンジ部が設けられているため、蓋を開けてロックピースの偏移状態を目視で確認することができる。
【００１１】
また、望ましくは、前記プリント配線基板に実装されている前記無線通信手段に電気的に接続され、前記蓋体の側部を貫通して水平方向に沿って外部へ突出する棒状アンテナを備え、該棒状アンテナは前記蓋体の下部近傍から水平方向に沿って外部へ突出するように配設されているように構成する。
かかる構成によれば、アンテナが確認用窓を閉塞する蓋体の回転軸と平行であるため、蓋体を開閉する際に、転てつ機の既設のケーブル等の部品にアンテナが接触して損傷するのを回避することができる。また、アンテナの位置が蓋体の下部すなわち転てつ機の筐体の低い位置でありかつアンテナの向きが水平であるため、移動する作業員が足を引っ掛けて破損してしまうおそれが極めて少ない。
【００１２】
さらに、望ましくは、前記撮像手段は、広角レンズを備えたスチールカメラで構成され、横並びに配設されている２個のロックピースのほぼ中間部に対向する部位に１個配設されているようにする。
これにより、２つのロックピースを有する転てつ機に適用するに際して、２つのロックピースに対応して２つの撮像手段を設ける場合よりも、装置をコンパクトに構成することができる。そのため、既設のＮＳ形電気転てつ機に対しても、内部部品との干渉を回避しつつ所望の部位を撮影して、ロックピースの偏移状態を監視することができる。
【００１３】
さらに、望ましくは、前記プリント配線基板には、給電用の電線端部を接続可能な端子台が実装されているようにする。
これにより、既設の転てつ機内部の電源系から電力を取り出してロック偏移監視装置の基板に給電することができるため、設置したロック偏移監視装置に対して外部から給電するケーブルもしくは電線を設ける必要がなく、配線の敷設作業および保守を不要とすることができる。
【００１４】
また、望ましくは、  前記蓋体の内側には、前記プリント配線基板を覆うように樹脂が充填され、前記撮像手段および前記発光素子の頭部が前記樹脂の表面から露出するように構成する。
転てつ機は屋外に配設されるため、筐体の確認用窓部から雨水が侵入するおそれがあるが、上記のように構成することにより、基板（電子回路）の耐水性を向上させ、故障の発生を減少させることができる。また、撮像手段および前記発光素子の頭部が前記樹脂の表面から露出するように構成されているため、撮像手段による撮影や発光素子による照明に悪影響を与えることもない。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、転てつ機内のロックピースの偏移状態をいつでも映像により確認することができるとともに、転てつ機の筐体内部に配設してロックピースの偏移状態を監視することができるコンパクトなロック偏移監視装置を実現することができる。
また、本発明のロック偏移監視装置にあっては、データ伝送用のケーブルや給電用の電線の敷設が不要であるとともに、必要であれば列車運行の間合いに確認用の窓を覆う蓋を開けてロックピースの偏移状態を目視で確認することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係るロック偏移監視装置が適用される転てつ機の上蓋を外した状態を示す平面図である。
【図２】転てつ機を構成する転換装置および鎖錠装置の構成例を示す斜視図である。
【図３】鎖錠かんとその位置調整機構の関係を示す概略図である。
【図４】本発明に係るロック偏移監視装置の一実施形態を示す正面図である。
【図５】ロック蓋の内側に設けられた実施形態のロック偏移監視装置の断面構造の一例を示す断面側面図である。
【図６】実施形態のロック偏移監視装置の１つの撮像デバイス（カメラ）により撮影された２個のロックピースのそれぞれのロック状態を示す撮影映像図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら、本発明に係るロック偏移監視装置の一実施形態について詳細に説明するが、先ず実施形態のロック偏移監視装置が適用される転てつ機について説明する。
図１は本実施形態に係るロック偏移監視装置が適用される転てつ機１００の上蓋を外した状態を示す平面図、図２は動作かんを含む転換装置１１０および鎖錠かんを含む鎖錠装置１２０の構成を示す斜視図である。なお、図２の転換装置１１０および鎖錠装置１２０は、図１に示されている内部機構を構成する部品や部材（動力伝達機構や電気回路等）の下方に配設される。
【００１８】
本実施形態に係るロック偏移監視装置が適用される転てつ機１００は、図１に示すように、鉄道線路の分岐器のトングレールを動かす動作かん１１１と、動作かん１１１を鎖錠するための鎖錠かん１２１と、外部ケーブルが導入されるケーブル導入部１０１Ａ、１０１Ｂと、転換装置１１０や鎖錠装置１２０、電気回路等を収容する筐体（ケース）１０５とを備えている。
上記動作かん１１１および鎖錠かん１２１は筐体１０５の貫通するように配設され、一部（中央）が筐体１０５内に収容され、両端がそれぞれ筐体１０５の外方へ突出されている。
【００１９】
また、筐体１０５の端部には動作かん１１１を駆動する電動機（モータ）１３０が設けられ、筐体１０５の内部には、電動機（モータ）１３０の動力を動作かん１１１へ伝達する動力伝達機構１０４と、外部ケーブルの配線が接続される配線端子盤１０２と、制御リレー１７１および回路制御器１７２を備えた電気回路部１７０が設けられている。
さらに、筐体１０５の電動機１３０の取付け側と反対側の側壁には、内部の状態を目視するための窓と該窓を閉塞するためのロック蓋１０６が設けられている。
【００２０】
制御リレー１７１は、ジャック板および複数の配線を介して配線端子盤１０２と接続されている。また、制御リレー１７１は、電力配線と端子台１０８を介して電動機１３０と電気的に接続され、電動機１３０を駆動制御する。
回路制御器１７２は、鎖錠かん１２１のロック機構（鎖錠装置）に連動するように設けられた作動レバー１０３の一部が挿入され、該作動レバー１０３の位置に応じて複数の接点を切り替えて鎖錠かん１２１の位置を検出する。なお、作動レバー１０３は、後述のロックピース１２２Ａ，１２２Ｂに連動して動作される。
【００２１】
図２に示すように、転換装置１１０および鎖錠装置１２０は、摩擦クラッチ１３１および中間歯車１３２を介して電動機１３０の回転力が伝達される転換歯車１３３に設けられた転換ローラ１３４が、動作かん１１１側のカム１３５に嵌合されており、電動機１３０の回転駆動力によって動作かん１１１を長手方向に移動させることにより、図示しないトングレールを移動させ、ポイントを転換する。
【００２２】
また、鎖錠装置１２０は、トングレールの定位に対応する主鎖錠かん１２１Ａと反位に対応する副鎖錠かん１２１Ｂ及びロックピース１２２Ａ，１２２Ｂを有し、転換装置１１０の動作かん１１１がトングレールを移動させると、このトングレールにフロントロッド（図示省略）及び接続かん１２４を介して連結されている前記鎖錠かん１２１（１２１Ａ，１２１Ｂ）がその長手方向の、トングレールの定位と反位に対応する位置に移動される。
そして、ロックピース１２２Ａ，１２２Ｂは、トングレールの定位と反位に対応して設けられた２個のカムバー１２３Ａ，１２３Ｂにそれぞれ設けられており、動作かん１１１の移動に伴い転換ローラ１３４を介して作動されるカムバー１２３Ａ，１２３Ｂによって、トングレールの定位と反位に対応して移動される。
【００２３】
そのとき、各鎖錠かん１２１Ａ，１２１Ｂに設けてある切り欠き１２１ａ，１２１ｂ（図３参照）が各ロックピース１２２Ａ，１２２Ｂに対向する位置にある時は、そのロックピースが切り欠きに進入して、鎖錠かん１２１Ａ，１２１Ｂをその位置にロックするようになっている。すなわち、鎖錠装置１２０のロックピース１２２Ａ，１２２Ｂは、トングレールが定位又は反位に移動されたことを確認して、換言すると、分岐器の開通方向を検知して、それぞれの状態で鎖錠かんを鎖錠するようになっている。
【００２４】
さらに、トングレールの基本レールに対する密着状態を確保した後は、鎖錠かん１２１Ａ，１２１Ｂの各ロックピース１２２Ａ，１２２Ｂに対する位置関係を調整する必要がある。この調整のために、図３に示すように、トングレールの定位転換を検知し、これを保持するための主鎖錠かん１２１Ａの調整機構１４０Ａと、トングレールの反位転換を検知し、これを保持するための副鎖錠かん１２１Ｂの調整機構１４０Ｂとが設けられている。
なお、図３において、符号１２１ａが付されているのが、ロックピース１２２Ａが係合される主鎖錠かん１２１Ａの切り欠き、符号１２１ｂが付されているのが、ロックピース１２２Ｂが係合される副鎖錠かん１２１Ｂの切り欠きである。
【００２５】
また、図示しないが、ロックピース１２２Ａの下面に主鎖錠かん１２１Ａの下端部が係合可能な切り欠きが、ロックピース１２２Ｂの上面に主鎖錠かん１２１Ａの上端部が係合可能な切り欠きが設けられており、図６（Ａ）に示すように、ロックピース１２２Ａが後退した状態と、図６（Ｂ）に示すように、ロックピース１２２Ｂが後退した状態が、それぞれ定位と反位でのロック状態であり、ロックピースが突出した状態が非ロック状態である。
本発明に係るロック偏移監視装置は、この切り欠きへ係合するロックピース１２２Ａ，１２２Ｂの偏移（正しい係合状態からのずれ）を監視するものである。
【００２６】
次に、図４〜図６を用いて、本発明に係るロック偏移監視装置１４０の一実施形態について説明する。
図４において、符号１０６が付されているのは、転てつ機の筐体１０５の側壁に設けられたロック確認用の窓を閉塞するように装着されるロック蓋である。図４に示すように、本実施形態のロック偏移監視装置は、ロック蓋１０６の内側の凹部に収納可能な大きさに構成されている。ロック蓋１０６は、下部に開閉の際の回動中心となるピンが挿入される一対のヒンジ部１０６ａが設けられ、上部中央に当該ロック蓋１０６を筐体１０５に結合するための止着部１０６ｂが設けられている。図示しないが、ロック蓋１０６の止着部１０６ｂと筐体１０５側の止着部との間には、フック式の留め金具が設けられている。
【００２７】
本実施形態のロック偏移監視装置１４０は、プリント配線基板１４１と、該基板１４１上に実装されロックピース１２２Ａ，１２２Ｂの係合部分を撮影するための撮影デバイス１４２、ロック蓋１０６を閉じた状態で内部を明るくして撮影デバイス１４２による撮影を可能にするＬＥＤ素子（発光ダイオード素子）１４３、撮影デバイス１４２やＬＥＤ素子１４３を駆動制御する機能を備えたＩＣ（半導体集積回路）１４４やコンデンサ１４５などの電子部品により基板上に構成された電子回路、撮影した映像データを外部へ送信する無線通信手段としての無線通信モジュール１４６、該無線通信モジュール１４６に電気的に接続されロック蓋１０６の側壁を貫通して筐体の外方へ突出するように設けられた棒状のアンテナ１４７、回路に給電するためのリード線端部のコネクタが接続される端子台１４８等を備えている。プリント配線基板１４１は、１枚でも良いが、本実施形態では複数枚（例えば３枚）の基板を所定の間隔をおいて積層した構成を採用している（図５参照）。
【００２８】
上記プリント配線基板１４１は、ロック蓋１０６の内壁面上部に設けられたボス部（図示略）に、ビス１４９によって固定されている。また、撮影デバイス１４２は、図２の矢印Ｃの方向から、ロックピース１２２Ａ，１２２Ｂの先端部を撮影可能な向きに配設されている。
さらに、本実施形態では、図５に示すように、プリント配線基板１４１同士の隙間やプリント配線基板１４１とロック蓋１０６の内壁との隙間および一番上のプリント配線基板１４１の表面を覆うように、絶縁性のレジン（樹脂）１５０を注入することで、基板（電子回路）の耐水性を向上させるように構成されている。なお、このとき、撮影デバイス１４２やＬＥＤ素子１４３の頭部がレジン１５０の表面から露出するようにレジン１５０の厚みを設定するのが良い。
【００２９】
また、本実施形態では、撮影デバイス１４２として、静止画を撮影する手動ピント方式のスチールカメラが使用され、静止画を連続して撮影し、撮影した映像データを無線通信で外部へ送信するように構成されている。このように、動画を撮影するテレビカメラではなく手動ピント方式のスチールカメラを使用することで、撮像デバイスの小型化、低消費電力化を達成することができる。その結果、ロック偏移監視装置１４０を構成する電子回路に外部から給電する必要がなくなり、もともと転てつ機内部に設けられている動作かん１１１や鎖錠かん１２１の位置を検出するセンサ等に給電する電源系の配線を分岐して、端子台１４８から給電することができ、外部から給電するための配線を設ける必要がなくなる。
【００３０】
さらに、映像データを無線通信で送信することで、データを伝送するケーブルを敷設する必要もなくなる。また、映像データは、タブレットのような携帯端末で直接受信して表示させることができるため、従来の転てつ機のようにわざわざロック蓋を開けて内部を視認する必要がないため、短時間にロックピースの状態を確認することができる。
また、開発当初、２個のロックピースに対応して２個のスチールカメラが使用することを考えたが、レンズに広角レンズを使用することで２個のロックピースを同時に撮影することができるポイントがあることを見出して、１個のスチールカメラを使用し、このカメラをロック蓋１０６の中心よりも下方であって、やや側方（図４ではやや右）寄りの位置に配設することとした。この位置は、横並びに配設されている２個のロックピースの中間から横に少しずれており、ロックピースをやや上方から撮影可能な位置である。
【００３１】
さらに、本実施形態においては、ＬＥＤ素子１４３を、撮影デバイス１４２を中心にしてこれを囲むように４個配設することで、図６（Ａ），（Ｂ）に示すように、影のない比較的鮮明な映像を撮影することができるようになった。なお、図６のうち、（Ａ）は主鎖錠かん１２１Ａの切り欠きにロックピース１２２Ａが係合している定位側ロック状態を撮影したもの、（Ｂ）は副鎖錠かん１２１Ｂの切り欠きにロックピース１２２Ｂが係合している反位側ロック状態を撮影したものである。
図６（Ｂ）より、副鎖錠かんの切り欠きに係合しているロックピースの周囲全体に僅かな隙間が生じているのが分かる。一方、図６（Ａ）の映像では、ロックピースの右側に隙間がなく密着していることが見て取れる。図６（Ｂ）は正常な状態であり、図６（Ａ）のように、ロックピースの周囲の隙間のいずれかがなくなっていたりすると、転てつ機の動作に不具合が発生し易い状態であるので、必要に応じて調整作業を行うこととなる。
【００３２】
また、本実施形態では、アンテナ１４７をロック蓋１０６の下部のヒンジ部１０６ａすなわち開閉時の回動中心に近い部位に、回動軸（ピン）と平行な向きとなるように取り付けているため、アンテナ１４７をロック蓋１０６の側壁を貫通して筐体外方へ突出するように設けたとしても、ロック蓋１０６の開閉時にアンテナが転てつ機のケーブル導入部１０１Ａ、１０１Ｂやこれに接続されているケーブル等の部品に接触して損傷するのを回避することができる。
また、アンテナ１４７を水平方向に設けているため、アンテナと地面との接触を防止することができる。さらに、アンテナの向きが垂直であると、近くを移動する作業員が足を引っ掛けて破損してしまうおそれがあるが、本実施形態のようにアンテナ１４７の向きが水平であり、かつ転てつ機の筐体の低い位置に設けられているため、作業員が足を引っ掛けて破損してしまうおそれが極めて少ないという利点がある。
【００３３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではない。例えば、上記実施形態では、１個のスチールカメラを設けているが、２個のスチールカメラを設けても良いし、ウェブカメラのような小型ものであって、ある程度解像度の高いものであれば、動画を撮影可能なデバイスであっても良い。
【００３４】
さらに、上記実施形態では、転てつ機内部を明るくする照明用のＬＥＤランプをロック蓋の開閉に拘わらず常時点灯させておくようにすることで、ロック偏移監視装置を構成する回路の規模を小さくして、装置をコンパクトに構成することができる。また、ＬＥＤランプを常時点灯させておくようにした場合、反射板等を設けてロック蓋を開いた際にＬＥＤランプの光が確認用の窓から内部に向かうようにすることで、ロック偏移の確認や鎖錠かんの位置調整のためにロック蓋を開いた際に、ロックピースの状態を目視し易くすることができる。
【符号の説明】
【００３５】
１００  電気転てつ機
１０４  動力伝達機構
１０５  筐体（ケース）
１０６  ロック蓋（蓋体）
１１０  転換装置
１１１  動作かん
１２０  鎖錠装置
１２１Ａ，１２１Ｂ  鎖錠かん
１２１ａ，１２１ｂ  切り欠き
１２２Ａ，１２２Ｂ  ロックピース
１３０  電動機
１４０  ロック偏移監視装置
１４１  プリント配線基板
１４２  撮影デバイス（撮像手段）
１４３  ＬＥＤ素子（発光素子）
１４６  無線通信モジュール（無線通信手段）
１４７  アンテナ
１５０  樹脂
【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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