(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧配電線により供給された電圧を降圧して低圧配電線により需要家宅に電力を供給する電力システムの前記高圧配電線及び前記低圧配電線に通信用の搬送波を重畳し、前記搬送波を用いて前記低圧配電線により電力の供給を受ける需要家宅に設けられた通信端末装置相互間、若しくは前記通信端末装置と上位ネットワークとの通信を行なうようにした電力線搬送通信システムであって、
前記低圧配電線は、前記高圧配電線に夫々開閉装置を介して並列接続された複数の低圧配電線により構成されると共に、前記夫々の開閉装置は、通信線を介して監視制御されるように構成されており、
前記低圧配電線との間で前記搬送波の授受を行う第１の結合器を介して前記複数の低圧配電線に夫々接続され、対応する前記低圧配電線に対する前記搬送波の送受信を行なうと共に、前記需要家宅に設けられた通信端末装置に対して通信データの送受信を行なう複数の電力線搬送通信器を備え、
前記複数の電力線搬送通信器のうちの少なくとも一つは、前記通信線との間で前記搬送波の授受を行う第２の結合器を介して前記通信線に対する前記搬送波の送受信を行なうと共に前記高圧配電線との間で前記搬送波の授受を行なう第３の結合器を介して前記高圧配電線に対する前記搬送波の送受信を行なう第１の電力線搬送通信器であり、
前記第１の電力線搬送通信器以外の前記複数の電力線搬送通信器は、前記高圧配電線との間で前記搬送波の授受を行なう第３の結合器を介して前記高圧配電線に対する前記搬送波の送受信を行なう第２の電力線搬送波通信器と、前記通信線との間で前記搬送波の授受を行う第２の結合器を介して前記通信線に対する前記搬送波の送受信を行なう第３の電力線搬送通信器とのうちの少なくとも一方を含み、
前記第２の電力線搬送通信器は、前記上位ネットワークに接続されている、
ことを特徴とする電力線搬送通信システム。
【請求項２】
前記複数の電力線搬送通信器が、相互にディフアレンシャルモードで通信を行うようにしたことを特徴とする請求項１に記載の電力線搬送通信システム。
【請求項３】
前記複数の前記電力線搬送通信器が、相互にコモンモードで通信を行うようにしたことを特徴とする請求項１に記載の電力線搬送通信システム。
【請求項４】
前記通信線を介して、１台の前記通信端末装置と複数の前記通信端末装置とが通信を行うようにしたことを特徴とする請求項１に記載の電力線搬送通信システム。
【請求項５】
前記第１の結合器は、フェライトコアを用いて構成されたことを特徴とする請求項１に記載の電力線搬送通信システム。
【請求項６】
前記通信線に低域通過フィルタを挿入したことを特徴とする請求項１に記載の電力線搬送通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電力線に通信用の搬送波を重畳し、需要家宅に設けられた通信端末装置相互間、若しくは該通信端末装置と上位ネットワーク間の通信を行う電力線搬送通信システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電力線搬送通信システムは、光ファイバと低圧配電線等を用いて、需要家宅に設けられたパーソナルコンピュータ等の通信端末装置相互間、若しくは該通信端末装置とインターネット等の上位ネットワークとの間の通信を実現するものである。【０００３】
図７は、例えば特許文献１に示された従来の電力線搬送通信システムの概略を示す構成図である。図７において、高圧配電線１に供給された高圧電力は、配電用変圧器２ａ、２ｂにより低圧電力に変圧されて低圧配電線３に供給される。需要家宅４ａ、４ｂは、前記低圧配電線３から低圧電力の供給を受ける。【０００４】
一方、高圧配電線１に沿って通信用の光ファイバ４が敷設されており、この光ファイバ４を通して送られる通信データは、光／電気変換器５ａ、５ｂにより光信号から電気信号に変換され、親局としての電力線搬送通信器６ａ、６ｂに送られる。電力線搬送通信器６ａ、６ｂは、そのデータを変調して搬送波により低圧配電線３に重畳する。各需要家宅４ａ、４ｂに設けられた子局としての電力線搬送通信器７ａ、７ｂは、低圧配電線３に重畳された搬送波からデータを復調し、パーソナルコンピュータ等の通信端末装置８ａ、８ｂに供給する。【０００５】
このように構成された電力線搬送通信システムは、低圧配電線３を介して需要家宅４ａ、４ｂ内に設けられた通信端末装置７ａ、７ｂ相互間で通信を行うことができ、また低圧配電線３及び光ファイバ４を介して、通信端末装置８ａ、８ｂとインターネット等の上位ネットワーク９との通信を行うことができる。
【特許文献１】特開2003-188780号公報（第２〜４頁、図１〜５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
然るに、このような従来の電力線搬送通信システムによれば、低圧配電線３を停電させて工事ができない場合や、低圧配電線３に供給された電圧が相当高い場合、若しくは低圧配電線３の線径が大きい場合、親機としての電力線搬送通信器６ａ、６ｂを低圧配電線３に接続することが困難となる課題があった。【０００７】
この発明は、このような従来のシステムに於ける課題を解決するためになされたもので、電力線搬送通信器を、低圧配電線等の配電線のみではなく非充電の既設通信線に接続し、需要家宅に設けられた通信端末装置相互間、若しくは通信端末装置と上位ネットワークとの間の通信を行い得る電力線搬送通信システムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る電力線搬送通信システムは、高圧配電線により供給された電圧を降圧して低圧配電線により需要家宅に電力を供給する電力システムの前記高圧配電線及び前記低圧配電線に通信用の搬送波を重畳し、前記搬送波を用いて前記低圧配電線により電力の供給を受ける需要家宅に設けられた通信端末装置相互間、若しくは前記通信端末装置と上位ネットワークとの通信を行なうようにした電力線搬送通信システムであって、前記低圧配電線は、前記高圧配電線に夫々開閉装置を介して並列接続された複数の低圧配電線により構成されると共に、前記夫々の開閉装置は、通信線を介して監視制御されるように構成されており、前記低圧配電線との間で前記搬送波の授受を行う第１の結合器を介して前記複数の低圧配電線に夫々接続され、対応する前記低圧配電線に対する前記搬送波の送受信を行なうと共に、前記需要家宅に設けられた通信端末装置に対して通信データの送受信を行なう複数の電力線搬送通信器を備え、前記複数の電力線搬送通信器のうちの少なくとも一つは、前記通信線との間で前記搬送波の授受を行う第２の結合器を介して前記通信線に対する前記搬送波の送受信を行なうと共に前記高圧配電線との間で前記搬送波の授受を行なう第３の結合器を介して前記高圧配電線に対する前記搬送波の送受信を行なう第１の電力線搬送通信器であり、前記第１の電力線搬送通信器以外の前記複数の電力線搬送通信器は、前記高圧配電線との間で前記搬送波の授受を行なう第３の結合器を介して前記高圧配電線に対する前記搬送波の送受信を行なう第２の電力線搬送波通信器と、前記通信線との間で前記搬送波の授受を行う第２の結合器を介して前記通信線に対する前記搬送波の送受信を行なう第３の電力線搬送通信器とのうちの少なくとも一方を含み、前記第２の電力線搬送通信器は、前記上位ネットワークに接続されていることを特徴とする電力線搬送通信システムである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明による電力線搬送通信システムによれば、低圧配電線は、高圧配電線に夫々開閉装置を介して並列接続された複数の低圧配電線により構成されると共に、前記夫々の開閉装置は、通信線を介して監視制御されるように構成されており、前記低圧配電線との間で前記搬送波の授受を行う第１の結合器を介して前記複数の低圧配電線に夫々接続され、対応する前記低圧配電線に対する前記搬送波の送受信を行なうと共に、前記需要家宅に設けられた通信端末装置に対して通信データの送受信を行なう複数の電力線搬送通信器を備え、前記複数の電力線搬送通信器のうちの少なくとも一つは、前記通信線との間で前記搬送波の授受を行う第２の結合器を介して前記通信線に対する前記搬送波の送受信を行なうと共に前記高圧配電線との間で前記搬送波の授受を行なう第３の結合器を介して前記高圧配電線に対する前記搬送波の送受信を行なう第１の電力線搬送通信器であり、前記第１の電力線搬送通信器以外の前記複数の電力線搬送通信器は、前記高圧配電線との間で前記搬送波の授受を行なう第３の結合器を介して前記高圧配電線に対する前記搬送波の送受信を行なう第２の電力線搬送波通信器と、前記通信線との間で前記搬送波の授受を行う第２の結合器を介して前記通信線に対する前記搬送波の送受信を行なう第３の電力線搬送通信器とのうちの少なくとも一方を含み、前記第２の電力線搬送通信器は、前記上位ネットワークに接続されているようにしたので、停電工事ができない場合や、配電線の電圧が非常に高い場合、或いは配電線の線径が大きくて電力線搬送通信器を配電線に接続できないような場合でも、何ら問題なく電力線搬送通信器を通信線に接続することができ、安定して通信端末装置相互間、若しくは該通信端末装置と上位ネットワークとの間の通信を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る電力線搬送通信システムを示す構成図である。
図１において、高圧配電線１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄによって配電されている高圧電力は、変電所１０ａ、１０ｂ、１０ｃに設けられた変圧器２ａ、２ｂ、２ｃにより、低圧電力に変圧される。変圧器２ａ、２ｂ、２ｃによって変圧された低圧電力は、低圧配電線３ａ、３ｂ、３ｃを通して需要家宅４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｆに供給される。【００１１】
各変電所１０ａ、１０ｂ、１０ｃには、開閉装置であるスイッチギア１１ａ、１１ｂ、１１ｃが設けられており、高圧配電線１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄと、変圧器２ａ、２ｂ、２ｃ及び低圧配電線３ａ、３ｂ、３ｃとは、このスイッチギア１１ａ、１１ｂ、１１ｃを介して電気的に接続されている。各スイッチギア１１ａ、１１ｂ、１１ｃの内部には、スイッチギア１１ａ、１１ｂ、１１ｃの動作状態を遠隔監視制御するための通信器１２ａ、１２ｂ、１２ｃが設けられている。【００１２】
各通信器１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、通信線１３ａ、１３ｂ、１３ｃを介して、コントロールセンター１４に設けられた通信器１５に接続されている。各通信線線１３ａ、１３ｂ、１３ｃは、例えばカレントループ方式などの通信方式で使用される１本または２本以上のケーブルから構成されている。通信器１５は、コントロールセンター１４に設けられた遠隔監視制御盤１６に接続されている。【００１３】
各変電所１０ａ、１０ｂ、１０ｃに設けられたスイッチギア１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、それぞれ通信器１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、通信線１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、及び通信器１５を介して遠隔監視制御盤１６により監視制御される。【００１４】
親局としての電力線搬送通信器６ａは、高圧配電線用結合器１７ａを介して高圧配電線１ｂに結合されると共に、低圧配電線用結合器１９ａを介して低圧配電線３ａに結合されている。この電力線搬送通信器６ａは、上位ネットワーク９にも接続されている。また、別の親局としての電力線搬送通信器６ｂは、高圧配電線用結合器１７ｂを介して高圧配電線１ｂに結合されると共に、低圧配電線用結合器１８ａを介して通信線１３ｃに結合されている。更にこの電力線搬送通信器６ｂは低圧配電線用結合器１９ｂを介して低圧配電線３ｂにも結合されている。更に別の親局としての電力線搬送通信器６ｃは、低圧配電線用結合器１８ｂを介して通信線１３ｃに結合され、且つ低圧配電線用結合器１９ｃを介して低圧配電線３ｃに結合されている。低圧配電線用結合器１９ａ、１９ｂ、１９ｃは第１の結合器を構成し、低圧配電線用結合器１８ａ、１８ｂは第２の結合器を構成し、高圧配電線用結合器１７ａ、１７ｂは第３の結合器を構成している。更に、電力線搬送通信器６ｂは第１の電力線搬送通信器を構成し、電力線搬送通信器６ａは第２の電力線搬送通信器を構成し、電力線搬送通信器６ｃは第３の電力線搬送通信器を構成している。
【００１５】
各高圧配電線用結合器１７ａ、１７ｂ、及び低圧配電線用結合器１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、及び１８ａ、１８ｂは、夫々周知の結合器である。また、電力線搬送通信器６ａ、６ｂ、６ｃは、変調回路及び復調回路等を有する周知のモデムにより構成されている。【００１６】
各需要家宅４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｆに設けられた子局としての電力線搬送通信宅内装置７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ、７ｆは、各需要家宅４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｆのコンセントを介して低圧配電線３ａ、３ｂ、３ｃに接続されている。
各需要家宅４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｆに設けられたパーソナルコンピュータ等の通信端末装置８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅ、８ｆは、対応する電力線搬送通信宅内装置７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ、７ｆに接続されている。【００１７】
電力線搬送通信宅内装置７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ、７ｆは、変調回路及び復調回路等を備えた周知のモデムにより構成されている。【００１８】
次に、このように構成されたこの発明の実施の形態１に係る電力線搬送通信システムに於ける、電力線搬送通信器と通信線との結合について説明する。
図２に於いて、電力線搬送通信器６ｃは、低圧配電線用結合器１８ｂを介して通信線１３ｃを構成する２本のケーブルに結合されている。低圧配電線用結合器１８ｂは、周知の結合器であって、コンデンサ１８１ａ、１８１ｂと結合トランス１８２とから構成されている。
尚、低圧配電線用結合器１８ａも低圧配電線用結合器１８ｂと同様に構成され、電力線搬送通信器６ｂを２本の通信線１３ｃに結合している。【００１９】
この実施の形態１では、通信線１３ｂ、１３ｃに結合された電力線搬送通信器６ｂ、６ｃは、ディファレンシャルモードで通信するよう構成されている。【００２０】
次に実施の形態１に係る電力線搬送通信システムの動作について説明する。
図１において、電力線搬送通信器６ａと６ｂは、高圧配電線用結合器６ａ，６ｂ、及び高圧配電線１ｂを介して通信することができる。電力線搬送通信器６ｂと６ｃは、低圧配電線用結合器１８ａ、１８ｂ、及び通信線１３ｃを介して通信することができる。また、電力線搬送通信器６ａと、電力線搬送通信宅内装置７ａ、７ｂとは低圧配電線３ａを通して通信することができ、電力線搬送通信器６ｂと、電力線搬送通信宅内装置７ｃ、７ｄとは低圧配電線３ｂを通して通信することができ、電力線搬送通信器６ｃと、電力線搬送通信宅内装置７ｅ、７ｆとは低圧配電線３ｃを通して通信することができる。【００２１】
これにより、電力線搬送通信宅内装置７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ、７ｆを、既存の低圧配電線３ａ、３ｂ、３ｃと、高圧配電線１ｂ、及び通信線１３ｃを通して上位ネットワーク９に接続することができる。その結果、需要家宅４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｆに設けられた通信端末装置８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅ、８ｆ相互間、及びこれらの通信端末装置と上位ネットワーク９との通信が可能となる。【００２２】
実施の形態２．
実施の形態１では、電力線搬送通信器を通信線を構成する２本のケーブルに結合し、ディファレンシャルモードで通信する場合について述べたが、実施の形態２では、通信線を構成する１本のケーブルに電力線搬送通信器を結合し、コモンモードで通信するようにしたものである。【００２３】
図３は、実施の形態２に係る電力線搬送通信システムに於ける電力線搬送通信器と通信線との結合を示す構成図である。
図３に於いて、電力線搬送通信器６ｃは、低圧配電線用結合器１８ｂを介して通信線１３ｃを構成するケーブルのうちの１本に接続されている。低圧配電線用結合器１８ｂは、周知の結合器であって、コンデンサ１８１ａ、１８１ｂと結合トランス１８２とから構成されている。低圧配電線用結合器１８ｂは接地されており、通信線を構成するケーブルのうちの１本を使用してコモンモードで通信する。これにより、通信線を構成するケーブルの使用数を低減することができる。低圧配電線用結合器１８ａも上記低圧配電線用結合器１８ｂと同様に構成され、電力線搬送通信器６ｂを通信線１３ｃを構成するケーブルのうちの１本に結合している。
尚、実施の形態２に於ける電力線搬送通信システムのその他の構成は実施の形態１と同様である。【００２４】
実施の形態３．
実施の形態１では、１台の電力線搬送通信器６ｂと１台の電力線搬送通信器６ｃとが、通信線１３ｃを使用して１：１で通信する場合について述べたが、実施の形態３によれば、１台の電力線搬送通信器と２台以上の電力線搬送通信器とを、通信線を使用して１：ｎ（ｎ＞１）で通信するようにしたものである。【００２５】
図４は実施の形態３に係る電力線搬送通信システムに於ける電力線搬送通信器と通信線との結合を示す構成図である。
図４に於いて、電力線搬送通信器６１ａは、低圧配電線用結合器１８０ａを介して３組の通信線１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃに結合されている。電力線搬送通信器６１ｂ、６１ｃ、６１ｄは、それぞれ低圧配電線用結合器１８０ｂ、１８０ｃ、１８０ｄにより、通信線１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃに結合されている。
各電力線搬送通信器６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄは、各々通信線１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃを構成する２本のケーブルに結合され、ディファレンシャルモードで通信する。【００２６】
このように構成された実施の形態３による装置によれば、電力線搬送通信器６１ａは、通信線１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ経由で３台の電力線搬送通信器６１ｂ、６１ｃ、６１ｄと通信することができる。
尚、実施の形態３に於ける電力線搬送通信システムのその他の構成は実施の形態１と同様である。【００２７】
通信線ではなく配電線を使用する場合、短絡を防ぐため、１組の配電線に対し１個の低圧配電線用結合器が必要になるが、通信線１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃは充電されていないため、１個の低圧配電線用結合器１８０ａを使用してこれら複数の通信線１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃに同時に信号を注入することができる。【００２８】
実施の形態４．
次に、実施の形態４として、電力線搬送通信器と通信線を結合する結合器としてフェライトコアを用いた場合について説明する。
図５において、低圧配電線用結合器１８ｂを構成するフェライトコア１８ｂ１は、通信線１３ｃを構成する一方のケーブルにより貫通されている。低圧配電線用結合器１８ｂを構成するフェライトコア１８ｂ２は、通信線１３ｃを構成する他方のケーブルにより貫通されている。また、電力線搬送通信器６ｃから導出された信号線は、フェライトコア１８ｂ１、１８ｂ２のそれぞれを貫通している。従って、電力線搬送通信器６ｃからの信号は、フェライトコア１８ｂ１、１８ｂ２によって通信線１３ｃに注入される。
尚、他の低圧配電線用結合器１８ａも低圧配電線用結合器１８ｂと同様に、フェライトコアで構成してもよい。その他の構成は、実施の形態１と同様である。【００２９】
この実施の形態４によれば、通信線１３ｃを切断することなく、電力線搬送通信器６ｃから通信線１３ｃに、非接触で信号を注入することができる。【００３０】
実施の形態５．
次に、実施の形態５について説明する。
図６は、実施の形態５に係る電力線搬送通信システムの主要部の構成を示す構成図である。
図６において、変電所４３に設けられた電力線搬送通信器４４ａ、４４ｂは、低圧配電線用結合器４５ａ、４５ｂを介してそれぞれ通信線４６ａ、４６ｂに結合されている。通信線４６ａ、４６ｂは、低域通過フィルタ４７により接続されている。
電力線搬送通信器４４ａ、４４ｂ、低圧配電線用結合器４５ａ、４５ｂ、及び低域通過フィルタ４７は、それぞれ周知の構成である。
尚、図６では、変電所４３内のスイッチギア、変圧器等は省略している。
また、その他の構成は実施の形態１の構成とほぼ同様である。【００３１】
この実施の形態５によれば、通信線４６ａ、４６ｂは、低域通過フィルタ４７によって接続されているため、通信線４６ａに注入された電力線搬送通信器４４ａの高周波信号と、通信線４６ｂに注入された電力線搬送通信器４４ｂの高周波信号とは互いに干渉せず、通信線の周波数利用効率を向上させることができる。【００３２】
また、通信規格ＩＴＵ−ＴＶ．２９などの規格に準拠したモデムの信号は、低周波帯域信号であるため、低域通過フィルタ４７を通過する。これにより、電力線搬送通信器４４ａ、４４ｂによる通信と、ＩＴＵ−ＴＶ．２９等の通信規格等の規格に準拠したモデムによる通信を、同じ通信線４６ａ、４６ｂを用いて行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
この発明に係る電力線搬送通信システムは、高圧配電線、低圧配電線等の電力線に、搬送波を重畳して通信を行う分野に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】この発明の実施の形態１に係る電力線搬送通信システムを示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る電力線搬送通信システムの主要部の構成図である。
【図３】この発明の実施の形態２に係る電力線搬送通信システムの主要部の構成図である。
【図４】この発明の実施の形態３に係る電力線搬送通信システムの主要部の構成を示す構成図である。
【図５】この発明の実施の形態４に係る電力線搬送通信システムの主要部の構成を示す構成図である。
【図６】この発明の実施の形態５に係る電力線搬送通信システムの主要部を示す構成図である。
【図７】従来の電力線搬送通信システムの構成を示す構成図である。
【符号の説明】
【００３５】
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ    高圧配電線
２ａ、２ｂ、２ｃ    変圧器
３ａ、３ｂ、３ｃ    低圧配電線
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｆ    需要家宅
６ａ、６ｂ、６ｃ    電力線搬送通信器
７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ、７ｆ    需要家宅内の電力線搬送通信器
８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅ、８ｆ    通信端末装置
９    上位ネットワーク
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ    変電所
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ    スイッチギア
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ    通信器
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ    通信線
１４    コントロールセンター
１５    通信器
１６    遠隔監視制御盤
１７ａ、１７ｂ    高圧配電線用結合器
１８ａ、１８ｂ    低圧配電線用結合器
１９ａ、１９ｂ、１９ｃ    低圧配電線用結合器
１８１ａ、１８１ｂ    コンデンサ
１８２    結合トランス
１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ    通信線
１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｃ、１８０ｄ    低圧配電線用結合器
６１ａ、６１ｂ、６１ｃ    電力線搬送通信器
１８ｂ１，１８ｂ２    フェライトコア
４３    変電所
４４ａ、４４ｂ    電力線搬送通信器
４５ａ、４５ｂ    低圧配電線用結合器
４７    低域通過フィルタ
【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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