(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力線搬送通信のために用いられ、電力線に高周波信号を注入するための装置において、
前記電力線に巻回される信号線を有し、
前記電力線の周囲に巻回される管体を前記電力線の軸線方向に略半分に分割して成り、前記管体内には前記信号線が遊挿する案内部材を備えること
を特徴とする高周波信号注入装置。
【請求項２】
前記信号線は、同じ系統の２本の電力線を１組として、一端が相互に接続されること
を特徴とする請求項１に記載の高周波信号注入装置。
【請求項３】
前記信号線は、電力線に巻回される巻回部分と、残余の引出し部分とに分割されており、それらの間がコネクタによって接続可能であること
を特徴とする請求項１または２に記載の高周波信号注入装置。
【請求項４】
前記信号線は、前記電力線の外径よりも予め定める値だけ大きい内径の螺旋状に曲折して形成されており、前記螺旋のループ間から前記電力線が螺旋の内側に割り入れられた後、該信号線の両端が前記電力線から離反する方向にそれぞれ引張られることで該信号線は電力線に密着し、その密着した部分が前記巻回部分となり、密着していない部分が引出し部分となることを特徴とする請求項３に記載の高周波信号注入装置。
【請求項５】
前記信号線の少なくとも巻始め端および巻終り端には、前記信号線が挿通する締着部材を備え、
前記締着部材の内周面と前記信号線の外周面との少なくとも一方には、その端部の信号線のループで電力線を締付けるように、前記ループの緩み止めの逆止片を有すること
を特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の高周波信号注入装置。
【請求項６】
隣接する少なくとも１組の管体に、それらの管体間で引回された信号線のループで電力線を締付けるように、前記ループの緩み止めの逆止片を有すること
を特徴とする請求項１に記載の高周波信号注入装置。
【請求項７】
電力線搬送通信のために用いられ、前記電力線に巻回される信号線を有し、電力線に高周波信号を注入するための高周波信号注入装置における前記信号線を前記電力線に巻付けてゆく線材の巻付け器であって、
略半円弧状に湾曲した一対の湾曲部材と、
前記湾曲部材の凹部が対向するように配置して、その周方向の一端を連結するヒンジとを備え、
一方の湾曲部材には、外部から内周面に前記信号線を取込む導入孔が形成され、２つの湾曲部材の内周面には、前記導入孔に連なる螺旋状の溝が連通して形成されること
を特徴とする線材の巻付け器。
【請求項８】
前記信号線は、同じ系統の２本の電力線を１組として、一端が相互に接続されること
を特徴とする請求項７に記載の線材の巻付け器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力線搬送通信（ＰＬＣ）のために用いられ、電力線に高周波信号を注入するための装置に関し、また前記高周波信号の注入のために電力線に信号線を巻付ける線材の巻付け器に関る。
【背景技術】
【０００２】
上記のように電力線に高周波信号を注入するために、従来では、カップリングコンデンサ等の容量性結合が多く利用されている。しかしながら、この容量性結合を用いるには、コンデンサを電力線に接続する必要があり、充電部が表面に現れていない場合には適用できず、また電力線間を短絡させてしまう可能性があるという問題がある。
【０００３】
そこで、たとえば特許文献１では、電力線を外囲する筒状で、かつ軸線方向に２分割される磁性体を設け、その磁性体の周方向の一部分に、前記高周波信号のための信号線を巻回し、前記高周波信号を非接続で電力線に注入する信号注入装置が提案されている。そして、磁性体の外側にケースを設け、そのケースの入口の孔径を磁性体の孔径よりも小さくして電力線を固定することで、磁性体が電力線に接触しないようにし、磁性体間のギャップを安定に確保している。
【０００４】
ところが、このような信号注入装置も、磁性体を電力線に取付けなければならず、分電盤や配電盤などの内部で、電力線間に充分な間隔がなかったりすると、取付けが行えないという問題がある。そこで、このような場合には、従来から、信号線を電力線に沿わせることで、高周波信号を電力線に注入することが行われている。
【特許文献１】特開２００４−３５６７７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の従来技術では、電力線に沿わせる信号線には、適当な長さが必要であり、実際の作業現場によっては、それだけの長さの結合区間が確保できない場合がある。
【０００６】
本発明の目的は、電力線に非接続で高周波信号を注入するにあたって、沿わせる信号線の結合区間を短縮することができる高周波信号注入装置およびそれに用いる線材の巻付け器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の高周波信号注入装置は、電力線搬送通信のために用いられ、電力線に高周波信号を注入するための装置において、前記電力線に巻回される信号線を有し、前記電力線の周囲に巻回される管体を前記電力線の軸線方向に略半分に分割して成り、前記管体内には前記信号線が遊挿する案内部材を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の高周波信号注入装置では、前記信号線は、同じ系統の２本の電力線を１組として、一端が相互に接続されることを特徴とする。
【０００９】
さらにまた、本発明の高周波信号注入装置では、前記信号線は、電力線に巻回される巻回部分と、残余の引出し部分とに分割されており、それらの間がコネクタによって接続可能であることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の高周波信号注入装置では、前記信号線は、前記電力線の外径よりも予め定める値だけ大きい内径の螺旋状に曲折して形成されており、前記螺旋のループ間から前記電力線が螺旋の内側に割り入れられた後、該信号線の両端が前記電力線から離反する方向にそれぞれ引張られることで該信号線は電力線に密着し、その密着した部分が前記巻回部分となり、密着していない部分が引出し部分となることを特徴とする。
【００１１】
さらにまた、本発明の高周波信号注入装置では、前記信号線の少なくとも巻始め端および巻終り端には、前記信号線が挿通する締着部材を備え、前記締着部材の内周面と前記信号線の外周面との少なくとも一方には、その端部の信号線のループで電力線を締付けるように、前記ループの緩み止めの逆止片を有することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の高周波信号注入装置は、隣接する少なくとも１組の管体に、それらの管体間で引回された信号線のループで電力線を締付けるように、前記ループの緩み止めの逆止片を有することを特徴とする。
【００１３】
さらにまた、本発明の線材の巻付け器は、電力線搬送通信のために用いられ、前記電力線に巻回される信号線を有し、電力線に高周波信号を注入するための高周波信号注入装置における前記信号線を前記電力線に巻付けてゆく線材の巻付け器であって、略半円弧状に湾曲した一対の湾曲部材と、前記湾曲部材の凹部が対向するように配置して、その周方向の一端を連結するヒンジとを備え、一方の湾曲部材には、外部から内周面に前記信号線を取込む導入孔が形成され、２つの湾曲部材の内周面には、前記導入孔に連なる螺旋状の溝が連通して形成されることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の線材の巻付け器は、前記信号線は、同じ系統の２本の電力線を１組として、一端が相互に接続されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の高周波信号注入装置は、以上のように、電力線搬送通信のために用いられ、電力線に高周波信号を注入するための装置において、電力線に重畳すべき高周波信号の信号源からの高周波信号が与えられ、電力線に沿うことで前記高周波信号を電力線に注入する信号線を、電力線に並行に沿わせるのではなく、巻付ける。そして、管体に信号線を通してゆくだけで、簡単に巻付けを行うことができ、より効率的、かつ、安全に実施することができる。
【００１６】
それゆえ、電力線に非接続で高周波信号を注入するにあたって、沿わせる信号線の結合区間を短縮することができる。
【００１７】
また、本発明の線材の巻付け器は、以上のように、電力線搬送通信用の信号線を電力線に巻付けるために使用され、略半円弧状に湾曲した一対の湾曲部材と、前記湾曲部材の凹部が対向するように配置して、その周方向の一端を連結するヒンジとを備えて構成し、他端側を開放して前記凹部に円柱または円筒を抱え込んだ後に前記他端側を閉じることで該巻付け器を前記電力線に取付け、一方の湾曲部材に設けた導入孔から、２つの湾曲部材の内周面に連通して形成された螺旋状の溝に信号線を送り込み、先端が出た状態で固定して、以後は該巻付け器を回転させてゆくことで、信号線を前記電力線の周囲に巻付けつつ、該巻付け器を前記電力線の軸方向に進行させてゆく。
【００１８】
それゆえ、狭いスペースでも、電力線の外周面に、簡単に、等間隔で螺旋状に信号線を巻付けてゆくことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る高周波信号注入装置１の概略的構成を示す図である。この高周波信号注入装置１は、電力線搬送通信（ＰＬＣ）のために用いられ、電力線（幹線）２，３に高周波信号を注入するために用いられる。注入されたＰＬＣ信号は、引込み線４，５を通して各住居へ供給される。
【００２０】
この高周波信号注入装置１は、電力線に重畳すべき高周波信号の信号源であるＰＬＣ信号発生器１０に、信号線１１，１２を備えて構成される。信号線１１，１２は、マンション等の分電盤や配電盤内、あるいは電柱上等で、電力線２，３のアクセス可能な部位に取付けられる。
【００２１】
注目すべきは、従来は電力線２，３に並行に沿わせるだけであった信号線１１，１２を、本発明では、電力線２，３に巻回していることである。したがって、電力線２，３に非接続で高周波信号を注入するにあたって、沿わせる信号線１１，１２の結合区間Ｈ１を短縮することができる。前記結合区間Ｈ１は、従来のように沿わせるだけであれば１ｍ程度必要であったところ、本発明では１０ｃｍ程度にまで短縮することができる。
【００２２】
図２は、上述のように信号線１１，１２を電力線２，３に巻付ける巻付け器２１の一構成例を示す図であり、図２（ａ）は全体の斜視図である。この巻付け器２１は、略半円弧状に湾曲した一対の湾曲部材２２，２３と、湾曲部材２２，２３の凹部２４を対向するように配置して、その周方向の一端を連結するヒンジ２５とを備えて構成される。
【００２３】
一方の湾曲部材（図２（ａ）では２３）には、外部から内周面に線材を取込む導入孔２６が形成され、２つの湾曲部材２２，２３の内周面には、図２（ｂ）にも示すような、導入孔２６に連なる螺旋状の溝２７が連通して形成されている。この図２（ｂ）は湾曲部材２２，２３の内周面を周方向に展開した図であり、図２（ｃ）は湾曲部材２２，２３の或る部分での軸線方向の断面図である。
【００２４】
上述のように構成される巻付け器２１は、図３で示すように、電力線２，３の周囲に信号線１１，１２を巻付けてゆくにあたって、先ず該巻付け器２１は湾曲部材２２，２３の他端側が開放されて、凹部２４内に電力線２，３が挟み込まれ、前記他端側を閉じることで、電力線２，３に取付けられる。
【００２５】
続いて、導入孔２６から信号線１１，１２の先端が差込まれ、その先端は溝２７を案内されて、湾曲部材２２，２３において、導入孔２６とは反対側から取出される。その先端部が、結束バンド２９等で電力線２，３に固定された後、該巻付け器２１が螺旋状の溝２７をせり上がる方向（図３では矢印を付して示す）に回転されることで、導入孔２６から信号線１１，１２が順次取込まれて電力線２，３の外周面に巻付けられてゆくとともに、該巻付け器２１は電力線２，３の軸方向に進行してゆく。これによって、狭いスペースでも、前記電力線２，３の外周面に、簡単に、等間隔で螺旋状に信号線１１，１２を巻付けてゆくことができる。
【００２６】
図４および図５は、実験結果を示すグラフである。これらのグラフは、電力線２，３に巻付ける信号線１１，１２の巻付けピッチと、電力線２，３と信号線１１，１２との隙間（信号線１１，１２の巻径）とを変化させたときの、各周波数における注入損失を示している。図４は信号線１１，１２の展開長が１ｍの場合のデータであり、図５は信号線１１，１２の展開長が５０ｃｍの場合のデータであり、共に１．６ｍｍの径である。図４および図５には、同じ長さの信号線を並行に沿わせた場合のデータも併せて示している。
【００２７】
実験方法は、図６に示す通りであり、電力線２，３にはノイズカットトランス１５およびＬＩＳＮ（Line Impedance Stabilisation Network）１６を介在し、信号線１１，１２には、スペクトルアナライザ１７のトラッキングジェネレータから、ＰＬＣ信号として、測定周波数帯を掃引した信号（２〜３０ＭＨｚ、出力電力：０ｄＢｍ）を注入する。その信号を引込み線４，５に設けたコンセント１８からスペクトルアナライザ１７に取込み、解析する。
【００２８】
また、図４および図５のグラフで示している信号線１１，１２の巻付けピッチ、および電力線２，３と信号線１１，１２との隙間は、模式的に表せば、図７で示される。
【００２９】
図４および図５から、電力線２，３と信号線１１，１２との隙間がないと、並行に沿わせた場合と略同等の結合特性を得ることができ、１ｍで最小−２０ｄＢ、５０ｃｍで最小−３０ｄＢ程度の注入損失であることが理解される。また、隙間がある場合は５〜２０ｄＢ程度特性が低下し、いずれの場合も、特定の周波数で大きな特性の落ち込みのないことが理解される。こうして、結合区間Ｈ１を短縮することができ、分電盤や配電盤内で、電力線２，３へのアクセス可能な領域が小さくても、非接続で、電力線搬送通信のための高周波信号を注入することができる。
【００３０】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態に係る高周波信号注入装置について、前述の図１を用いて説明する。この高周波信号注入装置は、前述の高周波信号注入装置１に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。注目すべきは、この高周波信号注入装置では、信号線１１，１２は、同じ系統の２本の電力線２，３を１組として、それらの遊端が、短絡線１９によって接続されており、これらの信号線１１，１２および短絡線１９がループ状に形成されていることである。
【００３１】
信号線１１，１２は、同じ系統であれば任意の組合わせの２本の電力線２，３に設けられれば、残余の１線にも同様に高周波信号が重畳し、たとえば単相３線の場合で、ホット側２線の組合わせや、何れか一方のホット側１線に接地線の組合わせでもよい。また、信号線１１，１２の巻き方向も任意である。前述の高周波信号注入装置１では、必ずしも２本の信号線１１，１２は必要ではなく、それらの内の１本が設けられていればよい。
【００３２】
図８〜図１０は、実験結果を示すグラフである。これらのグラフは、電力線２，３に巻付ける信号線１１，１２の巻付けピッチおよび電力線２，３と信号線１１，１２との隙間を一定として、信号線１１，１２の遊端を開放した場合と、短絡線１９で短絡した場合とにおける注入損失を示すグラフである。図８は信号線１１，１２の展開長が１ｍの場合のデータであり、図９は信号線１１，１２の展開長が５０ｃｍの場合のデータであり、図１０は信号線１１，１２の展開長が２ｍの場合のデータである。
【００３３】
このように構成することで、信号線が１本の場合に比べて、結合区間Ｈ１を略１／２にすることができる。また、同じ２本でも、図８〜図１０で示すように、前述の高周波信号注入装置１のような開放端の場合に比べて、特定の周波数での注入損失の落ち込みが小さく、また全般に注入損失が小さいので、さらに好適である。さらにまた、ループ状に形成することで、本実験で用いた信号線１１，１２の長さの範囲では、長さによらず、略等しい周波数特性を有していることが理解される。
【００３４】
［第３実施形態］
図１１は、本発明の第３実施形態に係る高周波信号注入装置３０の構成を示す図である。この高周波信号注入装置３０は、前述の高周波信号注入装置２０に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。注目すべきは、この高周波信号注入装置３０では、信号線３１，３２は、電力線２，３にそれぞれ巻回され、螺旋状に癖付けされた（カールした）巻回部分３１ａ，３２ａと、残余の直線状の引出し部分３１ｂ，３２ｂとに分割されており、それらの間がコネクタ３３，３４によって接続可能となっていることである。
【００３５】
このように構成することで、巻回部分３１ａ，３２ａの電力線２，３への巻付けの際に引出し部分３１ｂ，３２ｂが邪魔にならず、良好な作業性で巻付けを行うことができる。
【００３６】
［第４実施形態］
図１２は、本発明の第４実施形態に係る高周波信号注入装置における信号線４１の電力線２への巻付け方法を示す図である。電力線３への巻付けも同様に行うことができる。この信号線４１も、前述の信号線３１，３２と同様に、巻回部分４１ａと、引出し部分４１ｂとに分割されている。注目すべきは、この信号線４１では、図１２（ａ）および図１２（ｂ）で示すように、全長に亘って、螺旋状に癖付けされて（カールして）おり、両端付近にコネクタ３３，３４が設けられていることである。
【００３７】
そして、図１２（ａ）から図１２（ｂ）で示すように、電力線２の外径よりも予め定める値だけ大きい内径の螺旋状に曲折して形成されている信号線４１の螺旋のループ間から、電力線２が螺旋の内側に割り入れられた後、図１２（ｃ）で示すように、該信号線４１の両端が電力線２から離反する方向にそれぞれ引張られることで該信号線４１は電力線２に密着し、その密着した部分が巻回部分４１ａとなり、密着していない部分が引出し部分４１ｂとなる。巻回部分４１ａの両端は、コネクタ３３で引出し部分４１ｂが切離され、ＰＬＣ信号発生器１０からの引出し線と、コネクタ３３で接続される。
【００３８】
このように構成することで、信号線４１の設置の際は、螺旋のループ間から電力線２を螺旋の内側に順に割り入れてゆき、割り入れ終了後に信号線４１の両端を引張るという簡単な作業で、設置を行うことができる。
【００３９】
［第５実施形態］
図１３は、本発明の第５実施形態に係る高周波信号注入装置における信号線３１の電力線２への巻付け方法を示す図である。電力線３への信号線３２の巻付けも同様に行うことができる。注目すべきは、本実施の形態では、図１３（ａ）で示すように、信号線３１の少なくとも巻始め端および巻終り端には、該信号線３１が挿通する締着部材５１，５２が設けられていることである。締着部材５１，５２間は、連結片５４によって接続されている。図１３（ｂ）に、締着部材５１付近を拡大して示す。
【００４０】
そして、図１４（ａ）および図１４（ｂ）で示す締着部材５１ａや、図１４（ｃ）および図１４（ｄ）で示す締着部材５１ｂで示すように、締着部材５１，５２の内周面と信号線３１の外周面との少なくとも一方には（図１４では、締着部材５１ａ，５１ｂ側のみ）、信号線３１の端部のループ３１ｃ，３１ｄで電力線２を締付けるように、ループの緩み止めの逆止片５３ａ，５３ｂが設けられている。したがって、図１４（ａ）および図１４（ｃ）から図１４（ｂ）および図１４（ｄ）で示すように、締着部材５１ａ，５１ｂに対して、逆止片５３ａ，５３ｂが信号線３１によって跳ね上げられる方向には挿入可能であり、逆止片５３ａ，５３ｂが信号線３１の外周面に噛み込むことで、挿入方向とは逆方向への抜け止めが行われる。
【００４１】
このように構成される締着部材５１ａ，５１ｂを用いることで、巻付け作業を円滑に行うことができるとともに、使用によって信号線３１がずり落ちることを防止することができる。
【００４２】
［第６実施形態］
図１５（ａ）は、本発明の第６実施形態に係る高周波信号注入装置における信号線３１の電力線２への巻付け方法を示す斜視図であり、図１５（ｂ）はそれを模式的に示す電力線２の軸直角断面図である。電力線３への信号線３２の巻付けも同様に行うことができる。注目すべきは、本実施の形態では、信号線３１は案内部材６１によって電力線２に巻付けられることである。
【００４３】
案内部材６１は、図１５（ｃ）でも示すように、電力線２の周囲に巻回される管体６２を電力線２の軸線方向に略半分に分割して成り、その管体６２内に信号線３１が遊挿する。そして、信号線３１を電力線２に巻回するにあたって、その案内部材６１が電力線２の前面側から裏側へ回し込まれた後、管体６２に信号線３１が順に挿通されてゆくことで、電力線２に信号線３１が巻付けられる。
【００４４】
このような案内部材６１を用いることで、電力線２の裏側まで手が入らない場所でも、前面側から該案内部材６１を回し込めれば、管体６２に信号線３１を通してゆくだけで、簡単に巻付けを行うことができる。また、前面のみからの作業で巻付けが可能であるので、巻付け作業を、より効率的、かつ、安全に実施することができる。
【００４５】
なお、多数配列される管体６２の内、特に端部側の隣接する少なくとも１組の入口に、上述の逆止片５３ａ，５３ｂが設けられてもよい。これによって、巻付け作業を円滑に行うとともに、使用によって信号線３１がずり落ちることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る高周波信号注入装置の概略的構成を示す図である。
【図２】図１で示す高周波信号注入装置で用いる電力線への信号線の巻付け器の一構成例を示す図である。
【図３】図２で示す巻付け器による巻付け方法を説明するための斜視図である。
【図４】電力線に巻付ける信号線の巻付けピッチと、電力線と信号線との隙間（信号線の巻径）とを変化させたときの、各周波数における注入損失を示すグラフである。
【図５】電力線に巻付ける信号線の巻付けピッチと、電力線と信号線との隙間（信号線の巻径）とを変化させたときの、各周波数における注入損失を示すグラフである。
【図６】図４および図５のデータを得るための実験方法を説明するための図である。
【図７】図４および図５のデータを得るための信号線の巻付けピッチ、および電力線と信号線との隙間を模式的に説明する図である。
【図８】電力線に巻付ける信号線の巻付けピッチおよび電力線と信号線との隙間を一定として、信号線の遊端を開放した場合（図１）と、短絡線で短絡した場合（図９）とにおける注入損失を示すグラフである。
【図９】電力線に巻付ける信号線の巻付けピッチおよび電力線と信号線との隙間を一定として、信号線の遊端を開放した場合と、短絡線で短絡した場合とにおける注入損失を示すグラフである。
【図１０】電力線に巻付ける信号線の巻付けピッチおよび電力線と信号線との隙間を一定として、信号線の遊端を開放した場合と、短絡線で短絡した場合とにおける注入損失を示すグラフである。
【図１１】本発明の第３実施形態に係る高周波信号注入装置の構成を示す図である。
【図１２】本発明の第４実施形態に係る高周波信号注入装置における信号線の電力線への巻付け方法を示す図である。
【図１３】本発明の第５実施形態に係る高周波信号注入装置における信号線の電力線への巻付け方法を示す図である。
【図１４】図１３で示す巻付けに用いられる締着部材の内部構造の一例を示す断面図である。
【図１５】本発明の第６実施形態に係る高周波信号注入装置における信号線の電力線への巻付け方法を示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
１，３０    高周波信号注入装置
２，３    電力線（幹線）
４，５    引込み線
１０    ＰＬＣ信号発生器
１１，１２，３１，３２，４１    信号線
１５    ノイズカットトランス
１６    ＬＩＳＮ
１７    スペクトルアナライザ
１９    短絡線
２１    巻付け器
２２，２３    湾曲部材
２４    凹部
２５    ヒンジ
２６    導入孔
２７    溝
２９    結束バンド
３１ａ，３２ａ，４１ａ    巻回部分
３１ｂ，３２ｂ，４１ｂ    引出し部分
３１ｃ，３１ｄ    ループ
３３，３４    コネクタ
５１，５１ａ，５１ｂ，５２    締着部材
５３ａ，５３ｂ    逆止片
５４    連結片
６１    案内部材
６２    管体
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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