(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＡＴＶネットワークシステムにおいて、保安器とＣＡＴＶ伝送路に接続される通信機器間に設けられ、前記通信機器の電源線からのサージの進入を阻止し、前記通信機器を保護するサージ保護装置であって、
筐体と、
前記保安器からの通信回線である第１中心導体と第１外部導体とを有する第１同軸ケーブルにより、前記保安器と接続し、前記第１中心導体が接続される第１中心端子と、前記第１外部導体が接続される第１外側端子とを有した回線端子と、
前記通信機器と、第２中心導体と第２外部導体とを有する第２同軸ケーブルにより接続し、前記第２中心導体が接続される第２中心端子と、前記第２外部導体が接続される第２外側端子とを有した機器端子と、
前記回線端子の前記第１外側端子又は前記機器端子の前記第２外側端子と前記筐体間に設けられた第１コンデンサと、
前記機器端子の第２中心端子と前記回線端子の前記第１中心端子とを結ぶ信号線路に設けられた第２コンデンサと、
前記機器端子の第２中心端子と、前記機器端子の第２外側端子との間に配設され、前記第２中心端子と前記第２外側端子とを、直流的に同電位とするインダクタンスと、
を備えたことを特徴とするサージ保護装置。
【請求項２】
前記回線端子又は前記機器端子はＲＦ端子であり、該ＲＦ端子は外側導体が前記筐体とコンデンサで接続された絶縁型ＲＦ端子であることを特徴とする請求項１に記載のサージ保護装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のサージ保護装置に通信回路を設置して形成するサージ保護付通信装置であって、
前記筐体の内部に配設された基板であって、該筐体と同電位に接続された第１導体部を有し、該第１導体部に前記回線端子の前記第１外側端子が接続された基板と、
前記基板の上に前記第１導体部と絶縁分離して形成され、前記機器端子の前記第２外側端子が接続された第２導体部と、
前記第１導体部と前記第２導体部とを接続する第３コンデンサと、
を有し、
前記通信回路は、第２コンデンサと前記回線端子の前記第１中心端子との間、又は、前記第２コンデンサと前記機器端子の前記第２中心端子との間に設けられて
いることを特徴とするサージ保護付通信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、雷サージ等のサージノイズから機器を保護するサージ保護装置に関する。特に、通信機器又は受信装置の筐体を非接地としてサージの侵入を阻止し、通信機器又は受信装置を保護するサージ保護装置に関する。
本発明は、ＴＶ受信装置、及びデータ通信を保護する例えばＣＡＴＶ用のサージ保護装置及びＣＡＴＶ用のサージ保護付通信装置に適用できる。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、雷サージによるコンピュ−タ装置等の宅内通信機器の破壊が問題となっている。例えば、図７に示すＣＡＴＶシステムがある。これは、コンピュ−タ装置１１０をＣＡＴＶ回線に接続してデータ通信するシステムである。コンピュ−タ装置１１０は、例えばツイストペア線でケーブルモデム等のチューナー装置１１５に接続され、チューナ装置１１５は同軸ケーブル１２５、保安器１００を介してＣＡＴＶ回線に接続されている。勿論、チューナー装置１１５は図示しないＴＶ受信装置も接続可能であり、同じ回線でＴＶ受信も行われている。保安器１００の構成としては、特開平０４−３８１２０号公報に記載のものが知られている。
従来のこのシステムにおいては、各装置は電源線１３０を共通とし、特にチューナー装置１１５の筐体は同軸ケーブル１２５の外皮導体及び保安器１００を介して接地されている。
【０００３】
このシステム近傍に落雷があると、例えば、ＣＡＴＶ回線側からサージが侵入する。そして、それにより上記通信機器が破壊される場合がある。そのため従来より、保安器１００には図８に示すような対策がとられていた。即ち、ＣＡＴＶ回線側、即ち入力端子（ＩＮ）側の信号線路１０１と接地線路１０２間に避雷器であるアレスタ１０３とインダクタンス１０４を設け、それによりサージを吸収していた。又、信号線路１０１にコンデンサ１０５を設けそれによりサージの宅内への侵入を阻止していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図７に示すように落雷によるサージは送電線を介してコンピュ−タ装置１１０又はチューナー装置１１５から侵入する場合がある。例えば、送電線のグランドワイヤーに落雷があると雷サージ（３ＫＶ〜５ｋＶ）は接地、柱上トランス１３１を介して電源線１３０に侵入する。電源線１３０から侵入したサージは、電源線１３０、チューナー装置１１５筐体、同軸ケーブル１２５の外部導体、保安器１００筐体を経由して接地にバイパスされる。この時、チューナー装置１１５筐体は同軸ケーブル１２５と保安器１００筐体で接地となっているため、チューナー装置１１５の入力端子側（例えばツイストペア線）で絶縁破壊が起こり、チューナー装置１１５のＲＦ回路を破壊する場合があった。
【０００５】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、その目的は保安器と通信機器間にサージ保護装置を挿入し、通信機器筐体を直流的に非接地としてサージの侵入を阻止し、受信機器又は通信機器を保護することである。
又、その装置を用いたサージ保護付通信装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段・作用および効果】
上記の課題を解決するために請求項１のサージ保護装置は、ＣＡＴＶネットワークシステムにおいて、保安器とＣＡＴＶ伝送路に接続される通信機器間に設けられ、通信機器の電源線からのサージの進入を阻止し、通信機器を保護するサージ保護装置であってネットワークシステムにおいて、筐体と、保安器からの通信回線である第１中心導体と第１外部導体とを有する第１同軸ケーブルにより、保安器と接続し、第１中心導体が接続される第１中心端子と、第１外部導体が接続される第１外側端子とを有した回線端子と、通信機器と、第２中心導体と第２外部導体とを有する第２同軸ケーブルにより接続し、第２中心導体が接続される第２中心端子と、第２外部導体が接続される第２外側端子とを有した機器端子と、回線端子の第１外側端子又は機器端子の第２外側端子と筐体間に設けられた第１コンデンサと、機器端子の第２中心端子と回線端子の第１中心端子とを結ぶ信号線路に設けられた第２コンデンサと、機器端子の第２中心端子と、機器端子の第２外側端子との間に配設され、第２中心端子と第２外側端子とを、直流的に同電位とするインダクタンスと、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
このサージ保護装置は通信機器と保安器から延出された通信回線間に挿入される。従来例で説明したように、サージ侵入経路は２経路ある。１つは、通信回線経路であり、一つは電源線経路である。通信回線経路のサージは、通常保安器のアレスタ等の避雷器で吸収される。電源線経路のサージは、例えば順に電源線、通信機器筐体、同軸ケーブル外側導体、保安器筐体そして接地に流れる。本発明では、保安器と通信機器間にサージ保護装置を挿入している。サージ保護装置とは、例えば、回線端子又は機器端子と筐体間に挿入した第１コンデンサである。そして、これによりサージ保護装置筐体を非接地としている。非接地であるので、上記筐体経路でサージ電流は流れることはない。
【０００８】
又、第２コンデンサは、信号経路に誘起されたサージの保安器側への流入を阻止する。即ち、サージは信号経路を流れることはない。即ち、両コンデンサによって、完全にサージ電流の通過が阻止される。よって、機器端子に接続される通信機器はサージによって破壊されることはない。即ち、通信機器をサージ電流から保護することができる。
【０００９】
又、請求項２のサージ保護装置によれば、回線端子又は機器端子はＲＦ端子であり、そのＲＦ端子は外側導体が筐体とコンデンサで接続された絶縁型ＲＦ端子であることを特徴とする。
この絶縁型ＲＦ端子を回線端子に適用する場合は、第１コンデンサをいちいち設ける必要がない。又、この絶縁型ＲＦ端子を機器端子に適用する場合は、第３コンデンサをいちいち設ける必要がない。よって、その製造工程数を低減することができる。即ち、製造工程数が低減される利便性のよいサージ保護装置となる。
【００１０】
又、機器端子の第２中心端子と、機器端子の第２外側端子との間には、第２中心端子と第２外側端子とを、直流的に同電位とするハイパスフィルタを設けても良い。
請求項１及び請求項２に記載のサージ保護装置において、サージ電流は、第１コンデンサ及び第２コンデンサで阻止されるものの筐体には、サージ電圧が印可される。この印可によって、通信機器のＲＦ回路の信号線路にサージ電圧が誘起され破壊される場合がある。特に、通信機器が同軸ケーブルに接続されてい場合は、その構造が中心導体と外部導体からなるコンデンサの一種であることから、その容量に基づいたサージ電圧の分圧が中心導体に印加され、それにより通信機器のＲＦ回路が破壊されることがある。
【００１１】
本発明においては、機器端子の第２中心端子と、機器端子の第２外側端子とを接続するインダクタンスを設けている。即ち、インダクタンスは、ハイパスフィルタであるので、高周波（ＲＦ信号）は通過される。
又、インダクタンスであるので低周波に対しては両端子は同電位となる。即ち、低周波であるサージに対して通信機器筐体と信号線路は同電位となる。即ち、サージが発生した場合には、サージ電圧は通信機器筐体と信号線路に電位差なく同じに印加される。サージ電圧が印加されても電位差がないので、通信機器は破壊されることはない。即ち、サージ電流の通過とサージ電圧の誘起を阻止して通信機器を保護するサージ保護装置となる。
【００１２】
又、インダクタンスであるので、高周波には高リアクタンスとなりＲＦ信号は通過される。又、インダクタンスであるので低周波に対しては両端子が同電位となる。即ち、低周波であるサージに対して通信機器筐体と信号線路は同電位となる。これにより、請求項３に記載のサージ保護付通信装置を容易に実現することができる。又、製造工程も容易となる。
【００１３】
又、請求項３のサージ保護付通信装置は、請求項１又は請求項２に記載のサージ保護装置に通信回路を設置して形成するサージ保護付通信装置であって、筐体の内部に配設された基板であって、該筐体と同電位に接続された第１導体部を有し、該第１導体部に回線端子の第１外側端子が接続された基板と、基板の上に第１導体部と絶縁分離して形成され、機器端子の第２外側端子が接続された第２導体部と、第１導体部と第２導体部とを接続する第３コンデンサと、を有し、通信回路は、第２コンデンサと回線端子の第１中心端子との間、又は、第２コンデンサと機器端子の第２中心端子との間に設けられていることを特徴とする。ここで、通信回路とは例えばＣＡＴＶホームターミナル等のチューナー回路である。
【００１４】
この構成は、第３コンデンサによって第２導体部を非接地とする構成である。即ち、第３コンデンサが外部通信機器筐体、同軸ケーブル外側導体、第２導体部、第２導体部、サージ保護装置筐体、保安器筐体を経由するサージをサージ保護装置筐体直前で確実に遮断する。サージ流入経路が遮断されるので、サージによって通信回路は破壊されることはない。よって、サージに対して頑強なサージ保護付通信装置となる。
特に、インダクタンスによって筐体と信号線路が常に同電位となって通信回路にはサージが誘起されない。よって、サージから完全に保護される通信装置となる。
【００１５】
又、通信回路と第２導体部は１つの基板上に一体に形成される。即ち、サージ保護付通信装置を小型化することができる。
又、通信回路及び第２導体部が周囲がサージ保護装置筐体に同電位にされた第１導体部を有した基板上に形成されることを特徴とする。この構成は、通信回路、第２導体部、第１導体部が１枚の基板上に形成されることを意味する。即ち、この１枚の基板をサージ保護装置筐体に設置するだけでサージ保護付通信装置が形成される。即ち、サージ保護付通信装置をより小型化することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
（第１実施例）
図１に本発明のサージ保護装置の回路図を示す。本発明のサージ保護装置１０は、筐体１１、通信回線への回線端子１２、通信機器への機器端子１３、信号線路１４、回線端子１２を筐体１１と直流的に遮断する第１コンデンサ１５ａ、１５ｂ、信号線路１４を直流的に遮断する第２コンデンサ１６から構成される。
尚、回線端子１２、機器端子１３は例えばＲＦ端子であり、それぞれ第１端子である外側端子１２ａと第２端子である中心端子１２ｂ、第１端子である外側端子１３ａと第２端子である中心端子１３ｂを備えている。
【００１７】
このサージ保護装置１０は、例えばＣＡＴＶシステムにおいては図２のように用いられる。即ち、市中からの通信回線を屋内に延出する保安器２０とＣＡＴＶホームターミナルであるチューナ装置３０間に設けられる。尚、チューナ装置３０後段には、例えばＴＶ受信装置４０、ケーブルモデム装置５５、コンピュ−タ装置５０が接続される。そして、各装置はコンピュ−タ装置５０とケーブルモデム装置５５間を除いて、全て同軸ケーブルによって接続されている。即ち、各筐体は、同軸ケーブルの外側導体によって全て同電位となっている。
又、保安器２０は従来例で説明した保安器と同等である。即ち、保安器２０の筐体は接地となっており、回線から侵入するサージはアレスタ等の避雷器を介して接地に流れるものとする。
【００１８】
本実施例は、屋内電源線１００からサージが侵入した場合にそれを阻止する例である。図１、図２を用いてサージ回避動作を説明する。例えば、このシステム近傍の電力線に落雷があると屋内電源線１００及び／又はＣＡＴＶ通信回線１１０にサージが発生する。電力線に発生したサージは、例えば電源線１００、コンピュータ装置５０筐体に侵入する。この時、ケーブルモデム５５筐体がチューナ装置３０筐体、同軸ケーブル１０５、サージ保護装置１０の筐体１１を介して接地となっていると、例えばコンピュータ装置５０とケーブルモデム５５間のツイストペア線でサージ破壊が起こり、例えばケーブルモデム５５のＲＦ回路が破壊される。
【００１９】
しかしながら、本実施例のサージ保護装置１０の筐体１１は第１コンデンサ１５ａ、１５ｂによって、保安器２０の接地とは直流的には非接地となっている。又、信号線路１４も第２コンデンサ１６によって直流的に非接地となっている。即ち、両者とも直流的には非接地となっているので、ＴＶ受信装置４０、コンピュータ装置５０等の各装置の信号線路側にも筐体側にもサージ電流は流れることはない。よって、このサージ保護装置１０を保安器２０後段に接続すれば、宅内通信機器をサージから保護することができる。このサージ通過の防止が本発明の第１の特徴である。尚、上記例では第１コンデンサ１５ａ、１５ｂは回線端子１２側に設けたが、勿論機器端子１３側でもよい。要は、保安器２０の接地と非接続とする箇所ならばどちらでもよい。
【００２０】
（第２実施例）
第１実施例は、サージ保護装置１０の筐体１１を第１コンデンサ１２ａ、１２ｂで、信号線路１４を第２コンデンサ１６で非接地とし、それにより下流の各通信機器を非接地としてサージの通過を阻止する１例であった。
しかしながら、電源線１００から侵入したサージは、第１コンデンサ１５ａ，１５ｂ及び第２コンデンサ１６で通過が阻止されるが、例えば筐体１１にはサージ電圧が印可される。このサージ電圧が印加されると、下流のチューナ装置３０等の通信機器のＲＦ回路の信号線路にサージ電圧が誘起され破壊される場合がある。特に、同軸ケーブル１０５はその構造が中心導体と外部導体からなるコンデンサの一種となることから、その容量に基づいたサージ電圧の分圧が中心導体に印加され、それに接続された通信機器のＲＦ回路が破壊されることがある。
本実施例は、この問題を解決するために図３に示すようにサージ保護装置１０の機器端子１３の外側端子１３ａと中心端子１３ｂ間にハイパスフィルタであるインダクタンス１７を備えた。これが、本発明の第２の特徴である。
【００２１】
本実施例のように、機器端子１３の中心端子１３ｂと外側端子１３ａにインダクタンス１７を設ければ、低周波においては両者は同電位となる。即ち、低周波であるサージ電圧が印加された場合でも常に同電位となるので、信号線路１４、即ちそれに接続された下流の各装置のＲＦ回路にはサージ電圧は誘起されない。即ち、電力線１００から侵入したサージは完全に阻止される。よって、通信機器は完全にサージから保護される。尚、インダクタンス１７は高周波には高リアクタンスとなるのでＲＦ信号は通過することができる。即ち、ＴＶ受信又はデータ通信には何ら影響を与えることはない。
【００２２】
（第３実施例）
図４（ａ）、（ｂ）に本発明のサージ保護装置を用いたサージ保護付通信装置を示す。図４（ａ）は構成上面図であり、図４（ｂ）は構成側面図である。ここでは、通信回路であるチューナ回路を上記サージ保護装置に挿入しＣＡＴＶ用チューナ装置とした１例で示す。勿論、ケーブルモデム等の他の通信装置としてもよい。尚、第１実施例及び第２実施例と同等の部位は、同じ番号で示してある。本実施例のサージ保護付通信装置は、筐体１１と同電位である筐体基板１１Ａ、回線端子１２、機器端子１３、第２コンデンサ１６、チューナ回路１８、チューナ回路１８の筐体に相当するチューナ回路筐体基板１８Ａ、信号線路１４、そして第３コンデンサ１９から構成される。
【００２３】
上記構成要素は、例えば全て筐体基板１１Ａ上に形成される。形成方法は以下の通りである。例えば、先ず筐体基板１１Ａ上にチューナ回路１８を形成する。その後、所定領域をエッチング等により導体膜を剥離して絶縁部１８Ｂを形成しする。そして、その絶縁部１８Ｂ両側の筐体基板１１Ａの導体部（グランド部）とチューナ回路筐体基板１８Ａの導体部を第３コンデンサ１９で接続する。これにより、全ての構成要素が一枚の基板上に形成される。その後、機器端子１３と回線端子１２を装着する。このようにして、サージ保護付通信装置は製造される。尚、筐体基板１１Ａの斜線部は残存した導体膜である。
【００２４】
又、図５にその回路図を示す。図から分かるように本実施例の特徴は、チューナ回路１８をサージ保護装置１０の回線端子１２と機器端子１３間、特に回線端子１２と第２コンデンサ１６間に挿入し、チューナ回路筐体基板１８Ａを第３コンデンサ１９でサージ保護装置１０の筐体１１（図４では、筐体基板１１Ａ）に接続したことである。又、筐体１１を回線端子１２の外側端子１２ａと図示しない同軸ケーブルと保安器筐体によって接地としたことである。尚、機器端子１３は、図４において絶縁部１８Ｂを有して筐体基板１１Ａに装着されているので絶縁型ＲＦ端子と等価となり、図５の回路上ではそれを外側端子１３ａに接続された第１コンデンサ１５ａ、１５ｂで示した。
【００２５】
この構成によるサージ回避動作を説明する。例えば、チューナ回路１８の電源線１１０ａからサージが侵入した場合は、サージはチューナ回路１８筐体及び／又は信号線路に侵入するが、チューナ回路筐体基板１８Ａに侵入したサージは第３コンデンサ１９によって接地への流入が阻止される。又、信号線路に侵入したサージは第２コンデンサ１６及び従来例（図８）に示した保安器２０側のコンデンサ１０５によって阻止される。よって、チューナ回路１８はサージによって破壊されることはない。即ち、チューナ回路１８はサージから保護される。
【００２６】
又、他に機器端子１３に接続される同軸ケーブルからサージが侵入する場合がある。即ち、図２において電源線１００から各装置の筐体を介して侵入するサージがある。同軸ケーブル１０５の外部導体を介して侵入したサージは、機器端子１３側に設けられた第１コンデンサ１５ａ、１５ｂ（絶縁部に相当）及び第３コンデンサ１９によって阻止される。又、同軸ケーブルから中心端子１３ｂに侵入したサージは、第２コンデンサ１６によって阻止される。よって、機器端子１３後段に接続された通信機器もサージから保護される。このように、チューナ回路１８等の通信回路をサージ保護装置１０に組み込んでサージ保護付通信装置とすれば、通信機能とサージ保護機能の両方の機能を満たす利便性に優れた装置とすることができる。
【００２７】
（第４実施例）
第３実施例は、サージ保護装置１０の筐体基板１１Ａを接地とし、第３コンデンサ１９でチューナ回路１８と後段の通機機器を非接地とし、両者をサージから保護する１例であった。図６に、第４実施例のサージ保護付通信装置を示す。本実施例は、第３コンデンサ１９を回線端子１２側に設けるだけで、両者を非接地とする例である。尚、第３実施例と同じ部位には、同じ番号を記してある。
本実施例のサージ保護付通信装置は筐体基板１１Ａ、チューナ基板１８、機器端子１３、第２コンデンサ１６、第３コンデンサ１９、そして回線端子１２から構成される。尚、筐体基板１１Ａの斜線部は、第３実施例同様に導体膜を意味する。
【００２８】
この構成は、第１実施例（図１）における回線端子１２と第２コンデンサ１６間にチューナ回路１８を接続し、筐体基板１１Ａをチューナ回路１８のグランド部とした構成である。即ち、回線端子１２の外側端子１２ａのみが接地であり、チューナ回路１８、機器端子１３等の他の構成要素は第３コンデンサ１９によって全て非接地となっている（図６）。これにより、チューナ回路１８、即ち機器端子１３に接続される各通信機器の筐体経路は非接地となる。又、信号経路は第２コンデンサ及び、保安器側のコンデンサで非接地となる。よって、チューナ回路１８と機器端子１３に接続される各通信機器の両者がサージから保護される。このように構成することもできる。又、回線端子１２と第３コンデンサ１９は、まとめて絶縁型ＲＦ端子としてもよい。同等の効果が得られる。
【００２９】
（変形例）
以上、本発明を表わす１実施例を示したが、他にさまざまな変形例が考えられる。例えば第１実施例では、回線端子１２側に第１コンデンサ１５ａ、１５ｂを設けたが、それらを絶縁型ＲＦ端子に代えてもよい。即ち、回線端子１２を第１コンデンサ１５ａ、１５ｂと同等の成分を有した絶縁型ＲＦ端子としてもよい。コンデンサ搭載工程が省略できる。
【００３０】
又、例えば第１実施例では、回線端子１２側に第１コンデンサ１５ａ、１５ｂを設けたが、逆にそれらを機器端子１３側に設けてもよい。機器端子１３側に第１コンデンサ１５ａ、１５ｂを設けても、サージ保護装置１０の後段に接続される各装置は同様に非接地となり同等の効果がある。
【００３１】
又、第３、第４実施例は、回線端子１２側又は機器端子１３側にハイパスフィルタ（インダクタンス１７）を搭載しない例で説明したが、勿論搭載するのが望ましい。より、確実にサージを阻止することができる。
【００３２】
又、第１乃至第４実施例では通信回線をＣＡＴＶ通信回線としたが他の通信回線でもよい。例えば、中央装置と複数の端末装置が同軸ケーブルで接続された他のＬＡＮシステムでもよい。これにより、例えば様々な電源線から侵入したサージから端末装置を保護することができる。即ち、ＬＡＮシステムを保護することができる。
又、通信ケーブルをツイストペア線したＩＳＤＮ等の電話回線にも適用できる。電話回線と電話器の間に本発明のサージ保護装置を挿入すればよい。これにより、例えば電源線から侵入したサージから電話器を保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係るサージ保護装置の回路図。
【図２】本発明の第１実施例に係るサージ保護装置を適用したＣＡＴＶシステム構成図。
【図３】本発明の第２実施例に係るサージ保護装置の回路図。
【図４】本発明の第３実施例に係るサージ保護付通信装置構成図。
【図５】本発明の第３実施例に係るサージ保護付通信装置の回路図。
【図６】本発明の第４実施例に係るサージ保護付通信装置構成図。
【図７】従来例に係るサージ侵入経路説明図。
【図８】保安器回路図。
【符号の説明】
１０…サージ保護装置
１１…筐体
１２…回線端子
１２ａ、１３ａ…外側端子
１２ｂ、１３ｂ…中心端子
１３…機器端子
１３Ａ…絶縁型ＲＦ端子
１４…信号線路
１５ａ、ｂ…第１コンデンサ
１６…第２コンデンサ
１７…インダクタンス
１８…チューナ回路
１８Ａ…チューナ回路筐体基板
１９…第３コンデンサ
２０…保安器
３０…チューナ装置
【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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