(57)【要約】【課題】この発明は、１次コイル線および絶縁フィルムの軸方向への変位が抑えられ、かつ、絶縁性能を向上できるガス絶縁電気機器およびその１次巻線に適用される絶縁フィルムを得る。【解決手段】絶縁フィルム１１は、接着剤１３を所定の幅および長さを有するフィルム状の基材１２上に格子縞状パターンに塗布形成して構成されている。この格子縞状パターンは、該格子縞状パターンを構成する各ドット１３ａがそれぞれ８つのドット１３ａに囲まれ、かつ、各ドット１３ａの中心と隣接する８つのドット１３ａの中心とを結ぶ４つの直線Ｂ１からＢ４がそれぞれ基材１２の長さ方向Ａに対して傾斜するように形成されている。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
接着剤が所定の幅および長さを有するフィルム状の絶縁性基材の少なくとも一面上に格子縞状パターンに塗布形成されている電気機器用絶縁フィルムにおいて、
上記格子縞状パターンは、該格子縞状パターンを構成する各ドットがそれぞれ８つのドットに囲まれ、かつ、各ドットの中心と隣接する８つのドットの中心とを結ぶ４つの直線がそれぞれ上記絶縁性基材の長さ方向に対して傾斜するように形成されていることを特徴とする電気機器用絶縁フィルム。
【請求項２】
上記ドットは正方形に形成されていることを特徴とする請求項１記載の電気機器用絶縁フィルム。
【請求項３】
上記接着剤が上記絶縁性基材の両面に形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の電気機器用絶縁フィルム。
【請求項４】
上記絶縁性基材の両面に形成されているドットが互いにずれていることを特徴とする請求項３記載の電気機器用絶縁フィルム。
【請求項５】
鉄心に巻回された２次コイルと、この２次コイルの外周に巻回された１次コイルと、この１次コイルの外周に装着された電界緩和シールドとが、絶縁ガスを封入した容器内に収納されてなるガス絶縁電気機器において、
上記１次コイルは、１次コイル線の円筒形の巻回層と絶縁フィルムの円筒形の巻回層とを交互に多層に積層して多層円筒体に構成され、
上記絶縁フィルムは、接着剤が所定の幅および長さを有するフィルム状の絶縁性基材の少なくとも一面上に格子縞状パターンに塗布形成されて構成され、
上記格子縞状パターンは、該格子縞状パターンを構成する各ドットがそれぞれ８つのドットに囲まれ、かつ、各ドットの中心と隣接する８つのドットの中心とを結ぶ４つの直線がそれぞれ上記絶縁性基材の長さ方向に対して傾斜するように形成され、
上記絶縁フィルムの円筒形の巻回層は、上記絶縁性基材の長さ方向を上記１次コイル線の巻回方向に一致させて該絶縁フィルムを所定回巻回して構成されていることを特徴とするガス絶縁電気機器。
【請求項６】
上記ドットは正方形に形成されていることを特徴とする請求項５記載のガス絶縁電気機器。
【請求項７】
上記接着剤が上記絶縁性基材の両面に形成されていることを特徴とする請求項５又は請求項６記載のガス絶縁電気機器。
【請求項８】
上記絶縁性基材の両面に形成されているドットが互いにずれていることを特徴とする請求項７記載のガス絶縁電気機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ガス絶縁計器用変圧器等のガス絶縁電気機器およびそれの高圧コイルに適用される絶縁フィルムに関し、特に高圧コイルを構成する多層円筒巻線形のコイル構造の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のガス絶縁計器用変圧器では、矩形枠状に構成された鉄心が密閉容器内収納され、ＳＦ６ガス等の絶縁ガスが密閉容器内に封入されている。そして、２次コイルが矩形枠状に構成された鉄心の一辺に円筒状に巻回され、１次コイルが２次コイルの外周に同軸に円筒状に巻回され、電界緩和シールドが最外周に装着されている。この１次コイルは、１次コイル線が連続的に円筒状に巻回され、絶縁フィルムが円筒状に巻回された１次コイル線上に所定回巻回され、さらに１次コイル線が円筒状に巻回された絶縁フィルム上に連続的に円筒状に巻回され、これを繰り返して、多層円筒体に構成されている。そして、絶縁フィルムには、接着剤がフィルム全面に塗布されたもの、接着剤がフィルム上の一部にバー状に塗布されたものが用いられる。（例えば、特許文献１参照）
【０００３】
【特許文献１】
実開昭６０−１４６３２６号公報（第５頁６行目乃至第６頁６行目）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この従来のガス絶縁計器用変圧器の１次コイルにおいて、接着剤がフィルム全面に塗布されている絶縁フィルムを用いた場合、大きな接着強度が得られる。そこで、輸送時の機械的外力や１次コイル線に大電流が流入した際に働く電磁機械力により、１次コイル線や絶縁フィルムが軸方向にずれることが防止される。しかしながら、円筒状に巻回された絶縁フィルム間に絶縁ガスが浸透し難くなり、絶縁性能を悪化させる恐れがあった。
一方、接着剤がフィルム上の一部にバー状に塗布された絶縁フィルムを用いた場合には、十分な接着強度が得られない。そこで、輸送時の機械的外力や通電時の電磁機械力が作用したときに、１次コイル線や絶縁フィルムが多層円筒体の軸方向にずれてしまう恐れがあった。この１次コイル線や絶縁フィルムが軸方向に変位しやすくなることは、ガス絶縁計器用変圧器の取り扱いや輸送中の制限が多くなり、またガス絶縁開閉装置等への取付姿勢も制限されるため、取り扱いが不便なうえ、ハンドリング中の管理が複雑になるばかりでなく、ガス絶縁開閉装置等の小型化・縮小化の障害となる。
【０００５】
この発明は、上記の課題を解消するためになされたもので、接着剤のフィルム上への塗布パターンを工夫して、十分な接着強度を確保するとともに、絶縁ガスの絶縁フィルム間への浸透を容易にし、１次コイル線および絶縁フィルムの軸方向への変位を抑え、かつ、絶縁性能を向上できるガス絶縁電気機器およびその１次コイルに適用される電気機器用絶縁フィルムを提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る電気機器用絶縁フィルムは、接着剤が所定の幅および長さを有するフィルム状の絶縁性基材の少なくとも一面上に格子縞状パターンに塗布形成されて構成され、上記格子縞状パターンは、該格子縞状パターンを構成する各ドットがそれぞれ８つのドットに囲まれ、かつ、各ドットの中心と隣接する８つのドットの中心とを結ぶ４つの直線がそれぞれ上記絶縁性基材の長さ方向に対して傾斜するように形成されているものである。
【０００７】
また、この発明に係るガス絶縁電気機器は、１次コイルは、１次コイル線の円筒形の巻回層と絶縁フィルムの円筒形の巻回層とを交互に多層に積層して多層円筒体に構成され、上記絶縁フィルムは、接着剤が所定の幅および長さを有するフィルム状の絶縁性基材の少なくとも一面上に格子縞状パターンに塗布形成されて構成され、上記格子縞状パターンは、該格子縞状パターンを構成する各ドットがそれぞれ８つのドットに囲まれ、かつ、各ドットの中心と隣接する８つのドットの中心とを結ぶ４つの直線がそれぞれ上記絶縁性基材の長さ方向に対して傾斜するように形成され、かつ、上記絶縁フィルムの円筒形の巻回層は、上記絶縁性基材の長さ方向を上記１次コイル線の巻回方向に一致させて該絶縁フィルムを所定回巻回して構成されているものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図について説明する。
実施の形態
図１はこの発明の実施の形態に係るガス絶縁計測用変圧器の全体構造を示す断面図、図２はこの発明の実施の形態に係るガス絶縁計測用変圧器の１次コイルの構造を説明する要部断面図、図３はこの発明の実施の形態に係るガス絶縁計測用変圧器の１次コイルに適用される絶縁フィルムの要部を示す平面図である。
【０００９】
図１において、２次コイル２が矩形枠状に構成された鉄心１の一辺に円筒状に巻回され、さらに１次コイル３が２次コイル２の外周に同軸に円筒状に巻回されて電圧変成部を構成している。そして、電界緩和シールド４が１次コイル３の外周に装着されている。電界緩和シールド４は、１次コイル線の巻き終わりと同電位となっており、１次円筒導体７および引き出し端子８を介して外部の電気機器と電気的に接続できるようになっている。
この電圧変成部は、タンク５、カバー６および絶縁スペーサ９からなる容器内に収納されている。そして、タンク５、カバー６、絶縁スペーサ９および引き出し端子８は、ガスケット（図示せず）を介して気密に連結されている。また、引き出し端子８とカバー６とが、絶縁スペーサ９により電気的に絶縁されている。さらに、容器内には、ＳＦ６等の絶縁ガス１０が封入されている。
【００１０】
この１次コイル３は、図２に示されるように、絶縁フィルム１１が円筒状の２次コイル２上に所定回巻回され、ついで１次コイル線３ａが絶縁フィルム１１上に連続的に円筒状に巻回され、さらに絶縁フィルム１１が円筒状に巻回された１次コイル線３ａ上に所定回巻回され、これを繰り返して、絶縁フィルム１１の円筒形の巻回層と１次コイル線３ａの円筒形の巻回層とが交互に積層された多層円筒体に構成されている。そして、絶縁フィルム１１の基材１２には熱硬化性の接着剤１３が塗布されており、絶縁フィルム１１の巻回層と１次コイル線３ａの巻回層とが交互に積層された後、接着剤１３を加熱硬化させて、絶縁フィルム１１と１次コイル線３ａとを一体化した多層円筒体の１次コイル３が得られる。
【００１１】
絶縁フィルム１１は、図３に示されるように、接着剤１３が所定幅および長さを有するフィルム状の絶縁性の基材１２上に格子縞状パターンに塗布されて形成されている。つまり、接着剤１３は、各ドット１３ａがそれぞれ８つのドット１３ａに囲まれ、かつ、各ドット１３ａと隣接する８つのドット１３ａとの中心を結ぶ４つの直線Ｂ１〜Ｂ４の全てが基材１２の長さ方向Ａ（第１コイル線３ａの巻回方向Ａに相当する）に対して傾きを有する（平行ではない）格子縞状パターンに塗布されている。ここで、格子縞状パターンとは、ドット１３ａをピッチｐで１列に配列されたドット列が、このドット列の配列方向と直交する方向にピッチｐで多列に配列されたものである。
【００１２】
このように構成された絶縁フィルム１１を、円筒状に巻回されている第２コイル２上あるいは第１コイル線３ａ上に、基材１２の幅方向を第２コイル２の軸方向に一致させて（基材１２の長さ方向を第１コイル線３ａの巻回方向に一致させて）所定回巻回した場合、ドット１３ａは第１コイル線３ａの巻回方向Ａに１列に並ばない。そして、第１コイル線３ａの巻回方向Ａに対する傾き角度が最も小さい直線Ｂ２上のドット１３ａが、図２に示されるように、上段のドット１３ａが下層のドット１３ａに対して軸方向一側にシフトするように重なっている。また、ドット１３ａが格子縞状に配列されているので、ドット１３ａが基材１２上に均等に分布している。その結果、絶縁フィルム１１を所定回巻回してなる円筒形の巻回層においては、径方向におけるドット１３ａの重なり具合が、軸方向および周方向に関して均一化される。
そこで、絶縁フィルム１１の円筒形の巻回層の外周面に凹凸の発生が抑えられるので、絶縁フィルム１１の円筒形の巻回層上に、第１コイル線３ａを整列状態に、即ち蛇行することなく、かつ、粗密になることなく巻回できる。
【００１３】
ここで、比較のために、ドット１３ａが第１コイル線３ａの巻回方向Ａに１列に並んでいる場合について説明する。なお、図４は参考例としての絶縁フィルムの要部を示す平面図である。
この参考例としての絶縁フィルム２０においては、図４に示されるように、ドット１３ａが縦横に同一ピッチｐで配列された格子縞状パターンに基材１２上に塗布形成されている。そして、この格子縞状パターンを構成する各ドット１３ａは、それぞれ８つのドット１３ａに囲まれ、かつ、各ドット１３ａと隣接する８つのドット１３ａとの中心を結ぶ４つの直線Ｃ１〜Ｃ４のうち１本の直線Ｃ２が基材１２の長さ方向Ａ（第１コイル線３ａの巻回方向Ａに相当する）と平行になっている。
【００１４】
この絶縁フィルム２０を円筒状に巻回されている第２コイル２上あるいは第１コイル線３ａ上に、基材１２の幅方向を第２コイル２の軸方向に一致させて（基材１２の長さ方向を第１コイル線３ａの巻回方向に一致させて）所定回巻回した場合、直線Ｃ２上のドット１３ａが第１コイル線３ａの巻回方向Ａに１列に並んでしまう。そこで、絶縁フィルム２０を所定回巻回してなる円筒形の巻回層においては、図５に示されるように、ドット１３ａは径方向に重なってしまい、同様にドット１３ａ間の隙間も径方向に重なってしまう。その結果、径方向に関するドット１３ａの重なり具合が、軸方向に関して不均一となってしまう。
そこで、絶縁フィルム２０の円筒形の巻回層上に第１コイル線３ａを巻回してなる参考例としての第１コイル２１においては、第１コイル線３ａはドット１３ａ間の隙間が重なっている部位に移動してしまい、蛇行、かつ、粗密に巻回されてしまう。
【００１５】
このように、この実施の形態によれば、絶縁性フィルム１１は、所定幅および長さを有する基材１２上に接着剤１３を格子縞状パターンに塗布して形成されている。そして、格子縞状パターンを構成する各ドット１３ａがそれぞれ８つのドット１３ａに囲まれ、かつ、各ドット１３ａと隣接する８つのドット１３ａとの中心を結ぶ４つの直線Ｂ１〜Ｂ４の全てが基材１２の長さ方向Ａに対して傾きを有している。そこで、この絶縁フィルム１１を用いることにより、第１コイル線３ａが蛇行することなく、かつ、粗密になることなく均一に巻回された多層円筒体の第１コイル３を作製することができる。
【００１６】
また、接着剤１３を基材１２に格子縞状パターンに塗布しているので、接着強度が大きくなり、輸送時の機械的外力や通電時の電磁機械力に起因する１次コイル線３ａや絶縁フィルム１１の軸方向ずれの発生を抑えることができる。その結果、ガス絶縁計器用変圧器の取り扱いや輸送中の制限が少なくなり、またガス絶縁開閉装置等への取付姿勢の制限も少なくなり、取り扱いやハンドリング中の管理が簡易となる。また、本ガス絶縁計器用変圧器を採用すれば、ガス絶縁開閉装置等の小型化・縮小化が図られる。
さらに、接着剤１３を基材１２に格子縞状パターンに塗布しているので、円筒状に巻回された絶縁フィルム１１間に絶縁ガスが浸透しやすくなり、絶縁性能を向上させることができる。
【００１７】
ついで、絶縁フィルムの具体例について説明する。
実施例１．
この実施例１では、基材１２には厚み２５〜１００μｍ、幅５０〜３００ｍｍのポリエステルフィルムを用い、接着剤１３には熱硬化性のエポキシ系接着剤を用いた。また、ドット１３ａは１辺を５〜２０ｍｍとする正方形とした。さらに、図６に示されるように、各ドット１３ａが縦横に同一ピッチｐで配列された接着剤塗布パターンを用いた。この接着剤塗布パターンにおいては、各ドット１３ａと隣接する８つのドット１３ａとの中心を結ぶ４つの直線Ｂ１〜Ｂ４の相互関係は、直線Ｂ１、Ｂ２が直交し、直線Ｂ３、Ｂ４が直交し、かつ、直線Ｂ１、Ｂ３が４５度の角度で交差している。そして、直線Ｂ２を基材１２の長さ方向Ａに対して所定角度傾けて接着剤１３を基材１２に塗布して、絶縁フィルム１１Ａを作製した。
【００１８】
従って、この絶縁フィルム１１Ａでは、接着剤１３は、各ドット１３ａがそれぞれ８つのドット１３ａに囲まれ、かつ、各ドット１３ａと隣接する８つのドット１３ａとの中心を結ぶ４つの直線Ｂ１〜Ｂ４の全てが基材１２の長さ方向Ａに対して傾きを有する格子縞状パターンに形成されている。
【００１９】
また、この絶縁フィルム１１Ａを用いて第１コイル３を作製した場合、ドット１３ａが正方形に形成されているので、絶縁フィルム１１Ａ間に形成される絶縁ガスの浸透経路が一定の幅のストレート状に構成され、絶縁ガスの浸透性が向上される。
また、ドット１３ａが正方形であるので、接着剤塗布パターンの設計、作製が容易となる。
【００２０】
実施例２．
この実施例２では、図７に示されるように、上記実施例１の接着剤塗布パターンに対して、直線Ｂ３の方向に並ぶドット１３ａを直線Ｂ４の方向の一側に距離ｄづつシフトさせた接着剤塗布パターンを用いた。そして、直線Ｂ２を基材１２の長さ方向Ａに対して所定角度傾けて接着剤１３を基材１２に塗布して、絶縁フィルム１１Ｂを作製した。
従って、この絶縁フィルム１１Ｂにおいても、接着剤１３は、各ドット１３ａがそれぞれ８つのドット１３ａに囲まれ、かつ、各ドット１３ａと隣接する８つのドット１３ａとの中心を結ぶ４つの直線Ｂ１〜Ｂ４の全てが基材１２の長さ方向Ａに対して傾きを有する格子縞状パターンに形成されている。
また、この実施例２においても、ドット１３ａが正方形に形成されているので、上記実施例１と同様の効果が得られる。
【００２１】
実施例３．
この実施例３では、図８に示されるように、上記実施例２の接着剤塗布パターンに対して、さらに直線Ｂ４の方向に並ぶドット１３ａを直線Ｂ３の方向の一側に距離ｄずつシフトさせた接着剤塗布パターンを用いた。そして、直線Ｂ２を基材１２の長さ方向Ａに対して所定角度傾けて接着剤１３を基材１２に塗布して、絶縁フィルム１１Ｃを作製した。
従って、この絶縁フィルム１１Ｃにおいても、接着剤１３は、各ドット１３ａがそれぞれ８つのドット１３ａに囲まれ、かつ、各ドット１３ａと隣接する８つのドット１３ａとの中心を結ぶ４つの直線Ｂ１〜Ｂ４の全てが基材１２の長さ方向Ａに対して傾きを有する格子縞状パターンに形成されている。
また、この実施例３においても、ドット１３ａが正方形に形成されているので、上記実施例１と同様の効果が得られる。
【００２２】
ここで、実施例１〜３において、ドット１３ａ間の隙間は、狭すぎると絶縁ガスの浸透経路が確保されなくなり、広すぎると所定回巻回された絶縁フィルムの外周面に凹凸が発生することから、ドット１３ａの１辺の長さの１／１０〜１／２、好ましくはドット１３ａの１辺の長さの１／４〜１／２とすればよい。
【００２３】
実施例４．
この実施例４では、図９に示されるように、円形の各ドット１３ｂがそれぞれ８つのドット１３ｂに囲まれ、かつ、各ドット１３ｂと隣接する８つのドット１３ｂとの中心を結ぶ４つの直線Ｂ１〜Ｂ４の全てが基材１２の長さ方向Ａに対して傾きを有する格子縞状パターンに接着剤１３を基材１２に塗布して絶縁フィルム１１Ｄを作製した。
ここで、ドット１３ｂは直径を５〜２０ｍｍとする円形としている。また、ドット１３ｂ間の隙間は、ドット１３ｂの直径の長さの１／１０〜１／２、好ましくはドット１３ａの１辺の長さの１／４〜１／２とすればよい。
【００２４】
なお、上記各実施例では、ドット１３ａ、１３ｂは正方形若しくは円形としているが、ドット形状は正方形、円形に限定されるものではなく、各ドットがそれぞれ８つのドットに囲まれ、かつ、各ドットと隣接する８つのドットとの中心を結ぶ４つの直線Ｂ１〜Ｂ４の全てが基材１２の長さ方向Ａに対して傾きを有する格子縞状パターンに形成されていればよく、例えば、三角形、長方形、５角形、それ以上の多角形、楕円形でもよい。
また、上記各実施例では、基材１２としてポリエステルフィルムを用いるものとしているが、基材１２はポリエステルフィルムに限定されるものではなく、電気絶縁性を有していればよく、例えばポリプロピレンフィルムでもよい。
また、上記各実施例では、接着剤１３としてエポキシ系接着剤を用いるものとしているが、接着剤１３はエポキシ系接着剤に限定されるものではなく、熱硬化性接着剤であればよく、例えばウレタン系接着剤でもよい。
【００２５】
また、上記各実施例では、接着剤１３を基材１２の一面にのみ塗布形成するものとしているが、接着剤１３を基材１２の両面に塗布形成してもよい。この場合、接着強度がさらに大きくなり、１次コイル線および絶縁フィルムの軸方向の変位が確実に抑えられる。さらに、両面に塗布形成されたドットの位置が互いにずれるようにすれば、絶縁フィルムを所定回巻回した際に、径方向におけるドットの重なり具合が、軸方向および周方向に関してさらに均一化される。
【００２６】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように、電気機器用絶縁フィルムは、接着剤が所定の幅および長さを有するフィルム状の絶縁性基材の少なくとも一面上に格子縞状パターンに塗布形成されて構成され、格子縞状パターンは、該格子縞状パターンを構成する各ドットがそれぞれ８つのドットに囲まれ、かつ、各ドットの中心と隣接する８つのドットの中心とを結ぶ４つの直線がそれぞれ絶縁性基材の長さ方向に対して傾斜するように形成されている。そこで、この電気機器用絶縁フィルムを所定回巻回することにより、外周に凹凸の発生が抑えられ、十分な接着強度が確保され、かつ、通気路が絶縁フィルム間に形成される円筒形の巻回層が得られる。
【００２７】
また、この発明は、１次コイル線の円筒形の巻回層と絶縁フィルムの円筒形の巻回層とを交互に多層に積層して多層円筒体の１次コイルを構成している。そして、絶縁フィルムは、接着剤が所定の幅および長さを有するフィルム状の絶縁性基材の少なくとも一面上に格子縞状パターンに塗布形成されて構成され、格子縞状パターンは、該格子縞状パターンを構成する各ドットがそれぞれ８つのドットに囲まれ、かつ、各ドットの中心と隣接する８つのドットの中心とを結ぶ４つの直線がそれぞれ絶縁性基材の長さ方向に対して傾斜するように形成され、さらに、絶縁フィルムの円筒形の巻回層は、絶縁性基材の長さ方向を１次コイル線の巻回方向に一致させて該絶縁フィルムを所定回巻回して構成されている。そこで、１次コイル線および絶縁フィルムの軸方向への変位を抑え、かつ、絶縁性能を向上できるガス絶縁電気機器が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態に係るガス絶縁計測用変圧器の全体構造を示す断面図である。
【図２】この発明の実施の形態に係るガス絶縁計測用変圧器の１次コイルの構造を説明する要部断面図である。
【図３】この発明の実施の形態に係るガス絶縁計測用変圧器の１次コイルに適用される絶縁フィルムの要部を示す平面図である。
【図４】この発明の参考例としての絶縁フィルムの要部を示す平面図である。
【図５】この発明の参考例としての絶縁フィルムを適用したガス絶縁計測用変圧器の１次コイルの構造を説明する要部断面図である。
【図６】この発明の実施例１に係る絶縁フィルムの要部を示す平面図である。
【図７】この発明の実施例２に係る絶縁フィルムの要部を示す平面図である。
【図８】この発明の実施例３に係る絶縁フィルムの要部を示す平面図である。
【図９】この発明の実施例４に係る絶縁フィルムの要部を示す平面図である。
【符号の説明】
１  鉄心、２  ２次コイル、３  １次コイル、３ａ  １次コイル線、４  電界緩和シールド、５  タンク（容器）、６  カバー（容器）、９  絶縁スペーサ（容器）、１１、１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ  絶縁フィルム、１２  基材、１３  接着剤、１３ａ、１３ｂ  ドット。
【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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