(57)【要約】【課題】ＣＡＴＶ等の幹線増幅器用であり、雷サージから保護するための幹線増幅器用雷害保護装置を提供することを課題とする。【解決手段】本幹線増幅器用雷害保護装置は、一端側電極、他端側電極及び中間電極を具備する三極放電管と、ハイパスフィルタとを備え、該三極放電管は、該幹線増幅器に接続する上流側幹線の各線に該一端側電極を接続し、該幹線増幅器に接続する下流側幹線の各線に該他端側電極を接続し、且つ該中間電極を直接接地し又は該幹線増幅器の筐体を介して接地し、該ハイパスフィルタは、該三極放電管の接続点と、該幹線増幅器との間の該上流側幹線、及び該三極放電管の接続点と、該幹線増幅器との間の該下流側幹線に設けることを特徴とする。これによって、雷サージが幹線増幅器内に進入することを防止し、保護することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端側電極、他端側電極及び中間電極を具備する三極放電管と、ハイパスフィルタとを備え、
該三極放電管は、該幹線増幅器に接続する上流側幹線の各線に該一端側電極を接続し、該幹線増幅器に接続する下流側幹線の各線に該他端側電極を接続し、且つ該中間電極を直接接地し又は該幹線増幅器の筐体を介して接地し、
該ハイパスフィルタは、該三極放電管の接続点と、該幹線増幅器との間の該上流側幹線、及び該三極放電管の接続点と、該幹線増幅器との間の該下流側幹線に設けることを特徴とする幹線増幅器用雷害保護装置。
【請求項２】
上記中間電極と接地点との間にバリスタを挿入して接続する請求項１記載の幹線増幅器用雷害保護装置。
【請求項３】
一端側電極及び他端側電極を具備する二極放電管と、ハイパスフィルタとを備え、
該二極放電管は、該幹線増幅器に接続する上流側幹線の各線に該一端側電極を接続し、該幹線増幅器に接続する下流側幹線の各線に該他端側電極を接続し、
該ハイパスフィルタは、該二極放電管の接続点と、該幹線増幅器との間の該上流側幹線、及び該二極放電管の接続点と、該幹線増幅器との間の該下流側幹線に設けることを特徴とする幹線増幅器用雷害保護装置。
【請求項４】
上記ハイパスフィルタは、上記上流側幹線及び上記下流側幹線に周着するフェライトコアである請求項１乃至３のいずれか一項に記載の幹線増幅器用雷害保護装置。
【請求項５】
上記上流側幹線と上記一端側電極との間、又は上記下流側幹線と上記他端側電極との間にローパスフィルタを接続する請求項１乃至４のいずれか一項に記載の幹線増幅器用雷害保護装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、幹線増幅器用雷害保護装置に関する。更に詳しくは、幹線増幅器用であり、通信品質が劣化することなく雷害に対する耐性を高めることができる幹線増幅器用雷害保護装置に関する。
本発明は、同軸ケーブル型ＣＡＴＶ等、放送や通信の配信に用いられる幹線用の幹線増幅器の雷害保護において広く利用される。
【０００２】
【従来の技術】
現在、ＣＡＴＶ放送等の配信に用いる幹線は、同軸ケーブルを主に用いられており、数百ｍ程の間隔で幹線増幅器が接続されて、幹線上の信号を増幅することによって長距離伝送による信号の劣化を抑えている。この幹線増幅器は、増幅回路基盤等をケース内に配設し、電柱間に張られているメッセンジャー線に、吊り下げて使用される。このメッセンジャー線は、電柱支柱部で電柱の接地線と接続されている。
また、ＣＡＴＶ用同軸ケーブルは、電力線と電話線の間の高さに設けられており落雷しにくいが、場合によっては同軸ケーブルに落雷したり、落雷した電力線及び電話線から誘導したりして発生した雷サージが流れることがある。幹線増幅器は耐雷性能を有しているが、この雷サージによって破損する場合がある。
このような、通信回線に接続された機器を雷サージから保護するための手段が提案されている（特許文献１〜４参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−４４６３６号公報（第２頁、第１図）
【特許文献２】
特開平６−１２１４５６号公報（第２頁）
【特許文献３】
特開平１０−１９１５５５号公報（第２頁、第１図）
【特許文献４】
特開平１０−９４１６８号公報（第３頁、第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらの保護手段は、幹線増幅器を保護するためのものではなく末端の端末等を保護するものであり、幹線の途中に設けられている幹線増幅器を保護することを考慮していない。また、幹線上の雷サージを大地に逃がす方法があるが、大地への回路が比較的高インピーダンスであるため、雷サージが大地に流れると同時に幹線増幅器側にも流れ、幹線増幅器の損傷の原因になる場合があった。
本発明は、上記問題点を解決するものであり、ＣＡＴＶ等の幹線増幅器用であり、雷サージから保護するための幹線増幅器用雷害保護装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、下記１．〜５．の通りである。
１．一端側電極、他端側電極及び中間電極を具備する三極放電管と、ハイパスフィルタとを備え、該三極放電管は、該幹線増幅器に接続する上流側幹線の各線に該一端側電極を接続し、該幹線増幅器に接続する下流側幹線の各線に該他端側電極を接続し、且つ該中間電極を直接接地し又は該幹線増幅器の筐体を介して接地し、該ハイパスフィルタは、該三極放電管の接続点と、該幹線増幅器との間の該上流側幹線、及び該三極放電管の接続点と、該幹線増幅器との間の該下流側幹線に設けることを特徴とする幹線増幅器用雷害保護装置。
２．上記中間電極と接地点との間にバリスタを挿入して接続する上記１．記載の幹線増幅器用雷害保護装置。
３．一端側電極及び他端側電極を具備する二極放電管と、ハイパスフィルタとを備え、該二極放電管は、該幹線増幅器に接続する上流側幹線の各線に該一端側電極を接続し、該幹線増幅器に接続する下流側幹線の各線に該他端側電極を接続し、該ハイパスフィルタは、該二極放電管の接続点と、該幹線増幅器との間の該上流側幹線、及び該二極放電管の接続点と、該幹線増幅器との間の該下流側幹線に設けることを特徴とする幹線増幅器用雷害保護装置。
４．上記ハイパスフィルタは、上記上流側幹線及び上記下流側幹線に周着するフェライトコアである上記１．乃至３．のいずれか一項に記載の幹線増幅器用雷害保護装置。
５．上記上流側幹線と上記一端側電極との間、又は上記下流側幹線と上記他端側電極との間にローパスフィルタを接続する上記１．乃至４．のいずれか一項に記載の幹線増幅器用雷害保護装置。
【０００６】
【発明の効果】
本発明の三極放電管を用いた幹線増幅器用雷害保護装置によれば、雷サージを大地に流し、且つ幹線増幅器内に流れないように迂回させることができるため、幹線増幅器を雷サージから保護することができる。また、幹線増幅器の両側にハイパスフィルタを設けることで雷サージが幹線増幅器内に進入することを防止することができる。更に、三極放電管によって通常状態における絶縁を行っているため、幹線増幅器用雷害保護装置を介して信号が迂回したり、帰還が掛かって発振したりすることがない。
【０００７】
本発明の二極放電管を用いた幹線増幅器用雷害保護装置によれば、幹線増幅器内に流れないように迂回させることができるため、幹線増幅器を雷サージから保護することができる。また、幹線増幅器の両側にハイパスフィルタを設けることで雷サージが幹線増幅器内に進入することを防止することができる。更に、二極放電管によって通常状態における絶縁を行っているため、幹線増幅器用雷害保護装置を介して信号が迂回したり、帰還が掛かって発振したりすることがない。
【０００８】
また、中間電極と大地との間にバリスタを設ける場合は、両者間の電位差によって常時電流が流れ、ノイズや故障等を防止することができる。
更に、ハイパスフィルタとして、フェライトコアを用いることで容易に、雷サージが幹線増幅器内に進入することを防止することができる。
また、ローパスフィルタを具備する場合は、幹線増幅器用雷害保護装置を介して信号が迂回することをより確実に抑止することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の幹線増幅器用雷害保護装置を図１〜８を用いて説明する。
上記「幹線」は、任意の放送及び通信等に用いられる線であり、ＣＡＴＶ伝送路等を例示することができる。また、幹線は、同軸ケーブル及び平衡型ケーブル等任意の線種を選択することができる。
上記「三極放電管」は、真空又はガスで満たされる管内に３つの電極を有する避雷器（アレスタともいう）である。また、各電極は間隔を空けて設けられ、一端側電極及び他端側電極の間に中間電極が位置する。
また、中間電極は、直接接地してもよいし、幹線増幅器を介して接地してもよい。幹線増幅器の筐体は通常接地されているため、中間電極を筐体に接続するだけで接地することができるからである。
上記「二極放電管」は、真空又はガスで満たされる管内に間隔を空けて設けられた２つの電極を有する避雷器である。
三極放電管及び二極放電管の動作開始電圧は、電源による続流を防止するために電源電圧の２〜４倍（特に好ましくは２．５〜３．５倍、更に好ましくは２．５〜３倍）が好ましい。
【００１０】
上記「ハイパスフィルタ」は、高周波である通信信号の損失がなく、低周波である雷サージの損失を発生させるようなフィルタである。また、ハイパスフィルタは、幹線増幅器に接続される上流側幹線及び下流側幹線のいずれも設けることが好ましい。更に、幹線増幅器を介して分岐する幹線である場合は、各分岐線に設けることが好ましい。このように幹線増幅器に接続される全ての幹線にハイパスフィルタを設けるのは、いずれの幹線に雷サージが流れても幹線増幅器内に流れることを防止することができるからである。
【００１１】
このハイパスフィルタは、１ＭＨｚ〜２ＧＨｚ（特に好ましくは５ＭＨｚ〜１．２ＧＨｚ、更に好ましくは１０ＭＨｚ〜１ＧＨｚ）の高周波において、インピーダンスが幹線のインピーダンスの１／４以下（特に好ましくは１／５以下、更に好ましくは１／６以下）が好ましい。また、１ＭＨｚ未満（特に好ましくは７００ｋＨｚ未満、更に好ましくは５００ｋＨｚ）の低周波において、インピーダンスが幹線のインピーダンスの５倍以上（特に好ましくは７倍以上、更に好ましくは１０倍以上）が好ましい。
このような範囲とするのは、雷サージの周波数帯は５００ｋＨｚ未満、特にエネルギーの大半を有する周波数帯は１０ｋＨｚ未満の低周波であるためである。一方、通信信号はＣＡＴＶ等では１０ＭＨｚ〜１ＧＨｚの周波数帯で通信を行うため、より低周波である雷サージの周波数帯を減衰させることで幹線増幅器に雷サージが到達することを防止することができる。
【００１２】
このようなハイパスフィルタの好例として幹線の周面を囲うように配置することができ、通信信号の周波数帯の透磁率が低いフェライトコアを挙げることができる。このようなフェライトコアは、図２に示すように、通信信号の周波数帯となる高周波で透磁率が小さくなるものを挙げることができる。またフェライトコアの形状は、円筒形状及び角筒形状等を例示することができる。また、円筒形状等を縦割りしたものであり、使用時に組み合わせて円筒形状等になるものも例示することができる。
【００１３】
上記「ローパスフィルタ」は、上記高周波である通信信号の損失があり、上記低周波である雷サージの損失をないフィルタである。このローパスフィルタは、上記高周波において、インピーダンスが幹線のインピーダンスの５倍以上（特に好ましくは、７倍以上、更に好ましくは１０倍以上）が好ましい。また、上記低周波において、インピーダンスが幹線のインピーダンスの１／４以下（特に好ましくは、１／５以下、更に好ましくは１／６以下）が好ましい。
このようなローパスフィルタとしてインダクタを例示することができる。また、インダクタの種類も特に問わず、空芯コイルや芯巻きコイル等を挙げることができる。
このようなローパスフィルタの好例としてインダクタを例示することができる。
【００１４】
また、上記「バリスタ」は、通常使用される電圧及び電流では高抵抗であり、サージ電流のような高電圧大電流では低抵抗を示す素子であればよく、酸化亜鉛及び炭化ケイ等を用いた電圧非直線抵抗素子等を例示することができる。
【００１５】
【実施例】
以下、図１〜図８を用いて本発明の幹線増幅器用雷害保護装置を実施例により説明する。
１．三極放電管を用いた幹線増幅器用雷害保護装置
（１）幹線増幅器用雷害保護装置の構成
本実施例１の幹線増幅器用雷害保護装置は、ＣＡＴＶ伝送路である幹線中に設けられる幹線増幅器を雷サージから保護するための幹線増幅器用雷害保護装置である。
本幹線増幅器用雷害保護装置は図１に示すように、同軸ケーブルの幹線３、４に接続された幹線増幅器２をバイパスするように接続する保護装置であり、
筐体１０内に、三極放電管１１１、１１２と、バイパス線１２１、１２２と、フェライトコア１３１、１３２と、バリスタ１６１、１６２とを備える。
尚、幹線増幅器２は、メッセンジャー線５を介して接地されている。
【００１６】
バイパス線１２１、１２２は、幹線増幅器２の上流側の幹線３と、下流側の幹線４とをバイパス接続する。
三極放電管１１１、１１２は、バイパス線１２１、１２２上に設けられたガス封入式の避雷器であり、幹線３、４を流れる信号の電圧では放電を起こさないよう、放電開始電圧が設定されている。また、三極放電管１１１、１１２は、一端側電極及び他端側電極をそれぞれバイパス線１２１、１２２に接続し、中間電極を幹線増幅器２の筐体に接続している。このため、接地点となる幹線増幅器２は、メッセンジャー線５を介して接地されているため、中間電極を接地したことと等価であるためである。
尚、中間電極を幹線増幅器２の筐体に接続することなく、大地にそのまま接続する接地を行ってもよい。
【００１７】
フェライトコア１３１、１３２は、図２に示すように約１ＭＨｚ以上の周波数の透磁率が低い材質を用い、約５００ｋＨｚ未満の雷サージを吸収することができる。このため、通信等に用いる１０ＭＨｚ以上の周波数帯の透磁率が低く、通信信号の劣化にほとんど影響を与えない。更に、フェライトコア１３１、１３２は、幹線３、４である同軸ケーブルの外径とほぼ同じ大きさである内径の中心孔を備えた円筒形状であり、図１に示すように、中心孔に幹線を貫通させた状態で使用する。
バリスタ１６１、１６２は、酸化亜鉛素子等を用い上流又は下流の幹線３、４に流れた雷サージの続流が、バイパス線１２１、１２２を介して下流又は上流の幹線４、３に流れないようにするためのものである。
【００１８】
（２）幹線増幅器用雷害保護装置の効果
このような幹線増幅器用雷害保護装置は、雷サージが幹線３、４上を流れても、三極放電管１１１、１１２を介して幹線増幅器用雷害保護装置１の筐体に流れ、更に、メッセンジャー線を伝って大地に流すことができる。また、三極放電管１１１、１１２を介して反対側の幹線４、３上に流れるため、幹線増幅器２内の回路に雷サージが流れることを抑制することができる。更に、幹線増幅器２の両側にハイパスフィルタであるフェライトコア１３１、１３２を設けているため、雷サージをフェライトコア１３１、１３２で熱に変えて減衰することができ、幹線増幅器２内の回路に雷サージが流れることを防止することができる。
更に、三極放電管１１１、１１２によって通常状態における絶縁を行っているため、幹線増幅器用雷害保護装置を介して信号が迂回したり、帰還が掛かって発振したりすることがない。
【００１９】
２．ローパスフィルタを具備する幹線増幅器用雷害保護装置
本実施例２の幹線増幅器用雷害保護装置は、図３に示すように、実施例１の幹線増幅器用雷害保護装置にローパスフィルタであるインダクタ１４１、１４２を設けたものである。このインダクタ１４１、１４２は通信等に用いる１０ＭＨｚ以上の周波数帯のインピーダンスが高くなるように設定された空芯コイルであり、図３に示すように、三極放電管１１１、１１２の他端側電極と下流側幹線４との間に設けられている。
このような幹線増幅器用雷害保護装置は、三極放電管１１１、１１２とインダクタ１４１、１４２という２つの素子によって平常時の絶縁を保ち、信号が流れることを防止することができる。
【００２０】
３．複数筐体の幹線増幅器用雷害保護装置
本実施例３の幹線増幅器用雷害保護装置は、図４に示すように、実施例２の幹線増幅器用雷害保護装置にバリスタ１７１、１７２を設けたものである。このバリスタ１７１、１７２は図４に示すように、三極放電管１１１、１１２の一端側電極と上流側幹線４との間に設けられている。
更に、本幹線増幅器用雷害保護装置は、２つの筐体１０１、１０２を備え、筐体１０１には、フェライトコア１３１及びバリスタ１７１、１７２を具備し、筐体１０２には、三極放電管１１１、１１２、バリスタ１６１、１６２及びフェライトコア１３２を備える。
このような幹線増幅器用雷害保護装置は、三極放電管１１１、１１２、インダクタ１４１、１４２及びバリスタ１７１、１７２という３つの素子によって平常時の絶縁を保ち、信号が流れることを防止することができる。更に、筐体を２つに分けることにより、幹線増幅器用雷害保護装置の配設の自由度を上げ、容易に配設することができる。
【００２１】
４．パイパス線にバリスタを有する三極放電管を用いた幹線増幅器用雷害保護装置
本実施例４の幹線増幅器用雷害保護装置は、図５に示すように、実施例１の幹線増幅器用雷害保護装置にバリスタ１７１、１７２を設けたものである。このバリスタ１７１、１７２は図５に示すように、三極放電管１１１、１１２の他端側電極と下流側幹線４との間に設けられている。
このような幹線増幅器用雷害保護装置は、実施例２及び３と同様に、三極放電管１１１、１１２及びバリスタ１７１、１７２という２つの素子によって平常時の絶縁を保ち、信号が流れることを防止することができる。
【００２２】
５．分岐を有する幹線増幅器用雷害保護装置
本実施例５の幹線増幅器用雷害保護装置は、幹線の分岐に用いられる幹線増幅器を雷サージから保護するための幹線増幅器用雷害保護装置である。
本幹線増幅器用雷害保護装置は図６に示すように、同軸ケーブルの幹線３、４ａ、４ｂに接続された幹線増幅器２１をバイパスするように接続する保護装置である。
また、幹線３、４ａ間は、三極放電管１１１ａ、１１２ａと、バイパス線１２１ａ、１２２ａと、フェライトコア１３１、１３２ａと、バリスタ１６１ａ、１６２ａと、インダクタ１４１ａ、１４２ａとを備える。
更に、幹線３、４ｂ間は、三極放電管１１１ｂ、１１２ｂと、バイパス線１２１ｂ、１２２ｂと、フェライトコア１３１、１３２ｂと、バリスタ１６１ｂ、１６２ｂと、インダクタ１４１ｂ、１４２ｂとを備える。尚、フェライト１３１は、どちらの分岐に対しても共通に用いられる。
【００２３】
このような幹線増幅器用雷害保護装置は、いずれの幹線３、４ａ、４ｂに対しても実施例２等と同様の効果を得ることができる。つまり、いずれの幹線３、４ａ、４ｂに雷サージが流れても、大地に流れると共に残りの２本の幹線に流すことができ、幹線増幅器２内の回路に雷サージが流れることを防止することができる。
【００２４】
６．二極放電管を用いた幹線増幅器用雷害保護装置
（１）幹線増幅器用雷害保護装置の構成
本実施例６の幹線増幅器用雷害保護装置は、二極放電管を用いた幹線増幅器用雷害保護装置であり、図７に示すように、筐体１０内に、二極放電管１５１、１５２と、バイパス線１２１、１２２と、フェライトコア１３１、１３２と、インダクタ１４１、１４２とを備える。
尚、幹線増幅器２は、メッセンジャー線５を介して接地されている。
【００２５】
バイパス線１２１、１２２は、幹線増幅器２の上流側の幹線３と、下流側の幹線４とをバイパス接続する。
二極放電管１５１、１５２は、バイパス線１２１、１２２上に設けられたガス封入式の避雷器であり、幹線３、４を流れる信号の電圧では放電を起こさないよう、放電開始電圧が設定されている。また、二極放電管１５１、１５２は、一端側電極及び他端側電極をそれぞれバイパス線１２１、１２２に接続している。
また、フェライトコア１３１、１３２及びインダクタ１４１、１４２は実施例２と同様の構成とした。
【００２６】
（２）幹線増幅器用雷害保護装置の効果
このような幹線増幅器用雷害保護装置は、雷サージが幹線３、４上を流れても、二極放電管１５１、１５２を介して反対側の幹線４、３上に流れるため、幹線増幅器２内の回路に雷サージが流れることを抑制することができる。更に、幹線増幅器用２の両側にハイパスフィルタであるフェライトコア１３１、１３２を設けているため、雷サージをフェライトコア１３１、１３２で熱に変えて減衰することができ、幹線増幅器２内の回路に雷サージが流れることを防止することができる。
更に、二極放電管１５１、１５２によって通常状態における絶縁を行っているため、幹線増幅器用雷害保護装置を介して信号が迂回したり、帰還が掛かって発振したりすることがない。
【００２７】
７．二極放電管を用い、バリスタを設けた幹線増幅器用雷害保護装置
本実施例７の幹線増幅器用雷害保護装置は、図８に示すように、実施例６の幹線増幅器用雷害保護装置にバリスタ１７１、１７２を設けたものである。このバリスタ１７１、１７２は図８に示すように、二極放電管１５１、１５２の他端側電極と下流側幹線４との間に設けられている。
このような幹線増幅器用雷害保護装置は、実施例６と同様に、二極放電管、バリスタ１７１、１７２という２つの素子によって平常時の絶縁を保ち、信号が流れることを防止することができる。
【００２８】
尚、本発明においては、前記実施例に示すものに限られず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変更した態様とすることができる。即ち、三極放電管１１１、１１２、インダクタ１４１、１４２及びバリスタ１７１、１７２の順番は任意の順にすることができる。また、２つの筐体を備える幹線増幅器用雷害保護装置は、実施例３に限らず、実施例１、２、４〜７に適用することができる。
更に、本実施例１〜７は同軸ケーブルを用いた幹線に対する実施例であるが、これに限らず、平行ケーブルやツイストペアケーブル等のケーブルに対しても用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本幹線増幅器用雷害保護装置の回路図を説明するための模式図である。
【図２】本幹線増幅器用雷害保護装置に用いるフェライトコアの周波数に応じた透磁率の特性を説明するためのグラフである。
【図３】インダクタを有する幹線増幅器用雷害保護装置の回路図を説明するための模式図である。
【図４】パイパス線にインダクタ及びバリスタを有し、２分割された幹線増幅器用雷害保護装置の回路図を説明するための模式図である。
【図５】パイパス線にバリスタを有する幹線増幅器用雷害保護装置の回路図を説明するための模式図である。
【図６】下流側幹線が分岐する幹線増幅器用雷害保護装置の回路図を説明するための模式図である。
【図７】二極放電管を用いた幹線増幅器用雷害保護装置の回路図を説明するための模式図である。
【図８】二極放電管を用いた幹線増幅器用雷害保護装置の回路図を説明するための模式図である。
【符号の説明】
１；幹線増幅器用雷害保護装置、１０、１０１、１０２；筐体、１１１、１１２；三極放電管、１２１、１２２；バイパス線、１３１、１３２；フェライトコア、１４１、１４２；インダクタ、１５１、１５２；二極放電管、１６１、１６２、１７１、１７２；バリスタ、２、２１；幹線増幅器、３；上流側幹線、４、４ａ、４ｂ；下流側幹線、５；メッセンジャー線。
【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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