(57)【要約】【課題】小型で持ち運び易く、作業が容易にでき、測定精度を高めることができる架線測定器及び架線測定方法を提供する。【解決手段】電車５０のレール１ａ，１ｂ上に位置決めされる架台２と、レーザ測定器３の照射部１７からトロリ線４や曲線引金具５のアイ金具６までの距離を測定するレーザ測定器３が設けられ、架台２上にレーザ測定器３を支持するベース部材１４が設けられ、ベース部材１４は、レール１ａ，１ｂの左右方向の傾き角度を反映する【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電車のレール上に位置決めされる架台と、レーザ測定器の照射部から架線までの距離を測定するレーザ測定器が設けられ、前記架台上に前記レーザ測定器を支持する支持面が設けられ、前記支持面は、前記レールの左右方向の傾き角度を反映するものであることを特徴とする架線測定器。
【請求項２】
前記架台に、前記レールに対して位置決め可能な位置決め部が設けられたことを特徴とする請求項１に記載の架線測定器。
【請求項３】
レールの傾きを、架線に向けてレーザ光を照射するレーザ測定器の照射部が基準位置から変位した量に置き換え、この変位量に基いてレールから架線までの距離を測定することを特徴とする架線測定方法。
【請求項４】
前記レール上に架台を位置決めする架台位置決め工程と、前記架台上にレーザ測定器を支持する支持工程と、前記レーザ測定器のレーザ光を前記架線に向かって照射する照射工程と、前記レーザ測定器の照射部から前記架線までの距離と左右方向のレールの傾き角度を測定する測定工程と、前記測定工程の測定データに基いて前記レールから前記架線までの距離を演算する演算工程とで構成したことを特徴とする請求項３に記載の架線測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電車の架線を測定する架線測定器及び架線測定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電車のパンタグラフが接触するトロリ線の高さや、レールの左右の高低差及びトロリ線に取付けられる曲線引金具の取付け角度を測定する架線測定器が知られている。この架線測定器は、測定ゲージ棒と、測定ゲージ棒に摺動可能に取付けられた測定腕とを備えたものである。
この架線測定器にて測定を行う場合には、測定ゲージ棒をレール上に載置し、測定腕をトロリ線や曲線引金具の両端に当接し、測定ゲージ棒及び測定腕に刻印された目盛りを目視するようにしている。これによりトロリ線のレールに対する高さや、トロリ線に取付けられる曲線引金具の取付け角度を測定できる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開昭５８−３９９０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上述の架線測定器は、レール上からトロリ線までの高さを測定ゲージ棒で測定するため、測定ゲージ棒が長くなり、架線測定器全体が非常に大きなものとなってしまう。また、重量も重く、持ち運びが困難であるという課題がある。
一方、測定ゲージ棒に取付けられた測定腕を直接トロリ線に当てて測定するため、安全を確保する必要もある。
さらに、測定ゲージ棒及び測定腕に刻印された目盛りを目視することで測定するため、測定精度にバラツキがあるという課題もある。
【０００４】
そこで、この発明は、小型で持ち運び易く、作業が容易にでき、測定精度を高めることができる架線測定器及び架線測定方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、電車のレール上に位置決めされる架台と、レーザ測定器のレーザ照射部から架線までの距離を測定するレーザ測定器が設けられ、前記架台上に前記レーザ測定器を支持する支持面が設けられ、前記支持面は、前記レールの左右方向の傾き角度を反映するものであることを特徴とする。
このように構成することで、架線を非接触で測定することができ、架線測定器を小さくし、軽量化できる。また、レールの左右方向の傾き角度を測定に反映することができる。
【０００６】
請求項２に記載した発明は、前記架台に、前記レールに対して位置決め可能な位置決め部が設けられたことを特徴とする。
このように構成することで、レール上から外れることなく架台を位置決めすることができ、レールからレーザ測定器までの距離を一定に保つことができる。
【０００７】
請求項３に記載した発明は、レールの傾きを、架線に向けてレーザ光を照射するレーザ測定器の照射部が基準位置から変位した量に置き換え、この変位量に基いてレールから架線までの距離を測定することを特徴とする。
このような測定方法とすることで、レールから架線までの距離を容易に測定することができる。
【０００８】
請求項４に記載した発明は、前記レール上に架台を位置決めする架台位置決め工程と、前記架台上にレーザ測定器を支持する支持工程と、前記レーザ測定器のレーザ光を前記架線に向かって照射する照射工程と、前記レーザ測定器から前記架線までの距離と左右方向のレールの傾き角度を測定する測定工程と、前記測定工程の測定データに基いて前記レールから前記架線までの距離を演算する演算工程とで構成したことを特徴とする。
このような測定方法とすることで、レールから架線までの距離を確実に測定することができる。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載した発明によれば、架線を非接触で測定することができ、架線測定器を小さくし、軽量化できるため、作業が容易で持ち運び易い効果がある。
また、レールの左右方向の傾き角度を測定に反映することができるため、正確に測定できる効果がある。
【００１０】
請求項２に記載した発明によれば、レール上から外れることなく架台を位置決めすることができ、レールからレーザ測定器までの距離を一定に保つことができるため、測定のバラツキを減少させる効果がある。
【００１１】
請求項３に記載した発明によれば、レールから架線までの距離を容易に測定することができるため、短時間で測定できる効果がある。
【００１２】
請求項４に記載した発明によれば、レールから架線までの距離を確実に測定することができるため、測定精度を高めることができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
尚、図中の一点鎖線は水平方向と、垂直方向を示している。
図１、図２（ａ），図２（ｂ）に示すように、この発明の実施形態の架線測定器は、架台２と、レーザ測定器３とで構成されたもので、電車５０のレール１ａ，１ｂ上にレーザ測定器３を取付けた架台２がセットされている。
そのレーザ測定器３の上方には、架線であるトロリ線４や曲線引金具５がレール１ａ，１ｂに沿う方向に配索されている。
レール１ａ，１ｂは、そのレール１ａ，１ｂの上面１１ａ，１１ｂに接する面である軌道面１５が水平方向に対して傾き角度θ１傾いた状態で設置されている。
【００１４】
架台２はＦＲＰで成型され、レーザ測定器３をレール１ａ，１ｂに対して常に一定の位置にセットするためのもので、板状のベース部材１４に、四本の脚１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄの一端が回動可能に取付けられている。
脚１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄは、右側と左側とにそれぞれ二本ずつ組となった状態で設けられ、それぞれ組となった脚１２ａ，１２ｂと脚１２ｃ，１２ｄとの他端寄りに、両者を固定する断面Ｌ型の部材２５ａが跨るようにして設けられている。
【００１５】
脚１２ａ，１２ｂの他端には、アルミ製のブラケット３７ａ，３７ｂがそれぞれ設けられ、脚１２ｃ，１２ｄの他端には、アルミ製のブラケット３７ｃ，３７ｄがそれぞれ設けられている。
これらブラケット３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄは、脚１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄの他端の外面と下面とを保護するものである。
【００１６】
さらに、ブラケット３７ａ，３７ｂの下面には、アルミ製で断面Ｌ字型の位置決め部材１３ａが脚１２ａと脚１２ｂとに跨ってレール１ａの敷設方向を中心に回動可能に設けられ、ブラケット３７ｃ，３７ｄの下面には、アルミ製で断面Ｌ字型の位置決め部材１３ｂが脚１２ｃと脚１２ｄとに跨ってレール１ｂの敷設方向を中心に回動可能に設けられている。
【００１７】
位置決め部材１３ａ，１３ｂは、架台２をレール１ａ，１ｂ上に安定してセットさせ、ベース部材１４上に取付けられたレーザ測定器３を常にレール１ａ，１ｂ間の中心にセットさせるためのもので、ブラケット３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄの下面を覆うフラットプレートと、レール１ａ，１ｂの内側面３５ａ，３５ｂに当接するインナーストッパとで構成されている。
また、位置決め部材１３ａ，１３ｂの下面には、ナイロン樹脂製の板状部材３６ａ，３６ｂが設けられている。
板状部材３６ａ，３６ｂは、レール１ａ，１ｂの上面１１ａ，１１ｂに当接するものである。
【００１８】
脚１２ａと脚１２ｄとの間には、ステー２８が両者に跨るようにして設けられ、ステー２８の一端が回動可能に支持されている。
脚１２ｄには、長穴２９がそのステー２８の他端を起点として脚１２ｄの長手方向に沿う方向に下方に向かって設けられ、ステー２８の他端は、この長穴２９上を摺動可能に支持されている。
ステー２８は、ベース部材１４を軌道面１５に対して平行に保ち、脚１２ａ，１２ｂと脚１２ｃ，１２ｄとを開閉可能にするためのものである。
【００１９】
レーザ測定器３は、角度計を備え、且つ、レーザ光を架線に照射し、反射光を取り込むことによって架線高さを測定するためのもので、測定器本体３０に支持部３２が回動軸３４を介して回動可能に支持されている。
支持部３２の下部には、台座２７が設けられ、台座２７は、架台２のベース部材１４上に固定している。
レーザ測定器３を動作させるためのバッテリーには、単三電池が６本使用されている。つまり、この実施形態では、レーザ測定器３はＤＣ９Ｖで動作するものである。
【００２０】
測定器本体３０の先端には、レーザ光を照射する照射部１７が設けられている。
測定器本体３０の一側面には、レーザ光を的確に架線に照準を合わせるための望遠鏡２３と、夜間作業の場合にレーザ光の先端を見え易くするためのライト２４とがブラケット４０を介して設けられている。
測定器本体３０の他側面には、照準を微調整しながら合わせるためのつまみ３３が設けられている。
また、レーザ測定器３には、演算機能を備えたパソコン（パーソナルコンピュータ）９が接続され、レーザ測定器３によって測定されたデータをパソコン９で演算、管理ができるようになっている。
【００２１】
トロリ線４は、二点鎖線で示す電車５０に給電を行うもので、電車５０のパンタグラフ５１が当接するように配設され、トロリ線４の上方には、トロリ線４を吊るための吊架線７が設けられている。
吊架線７には、下方に垂れるワイヤー１０の一端が取付けられ、ワイヤー１０の他端には、トロリ線４が取付けられている。
吊架線７は、このワイヤー１０が軌道面１５に対して鉛直方向に沿うように配設されている。
【００２２】
また、トロリ線４には、トロリ線４から左上方向に向かって湾曲しながら延出する曲線引金具５が設けられている。
曲線引金具５はトロリ線４をレール１ａ，１ｂの軌道に沿う方向に配索するためのもので、曲線引金具５のトロリ線４と反対端にはアイ金具６が設けられている。
アイ金具６は、図示しない支柱等に支持された状態で、トロリ線４に接する水平面７０より上方にあることが保安上要求されている。
ここで、トロリ線４とアイ金具６を結ぶ直線２１の距離Ｌ４は９００ｍｍであることが義務付けられ、直線２１と軌道面１５に並行でトロリ線４に接する面２２との間の角度（以下曲引角度という）θ４は、トロリ線４の軌道のカーブの大きさに応じて一定の制限を受ける。
【００２３】
レーザ測定器３の照射部１７から照射されるレーザ光をトロリ線４やアイ金具６に向かって照射するには、レーザ測定器３の測定器本体３０を支持部３２に設けられた回動軸３４を中心に傾け、つまみ３３によって微調整することでできる。
ここで、軌道面１５と平行で照射部１７に接する面を測定レベル１６とする。
【００２４】
また、レーザ測定器３は、測定器本体３０を傾けてトロリ線４やアイ金具６に向かって照準を合わせることで、測定器本体３０が傾き、レーザ測定器３の角度計によって照射部１７からトロリ線４までを直線で結んだ線１８と測定レベル１６との間の角度θ２と、照射部１７からアイ金具６までを直線で結んだ線１９と測定レベル１６との角度θ３とを測定することができる。
軌道面１５、および、測定レベル１６の水平方向に対する傾き角度θ１は、ベース部材１４が軌道面１５と平行になっていることから、ベース部材１４上に固定されたレーザ測定器３の角度計によって測定できるようになっている。
【００２５】
図３、図４に示すように、レーザ測定器３によって測定レベル１６の水平方向に対する傾き角度θ１と、照射部１７からトロリ線４までの距離Ｌ２と、照射部１７からトロリ線４までを直線で結んだ線１８と測定レベル１６との間の角度θ２と、照射部１７からアイ金具６までの距離Ｌ３と、照射部１７からアイ金具６までを直線で結んだ線１９と測定レベル１６との角度θ３とを測定する。
軌道面１５から測定レベル１６までの距離ｈ０は架台２のサイズに基いて決定する値である。また、レール１ａ，１ｂ間（軌間）の距離Ａは、在来線や幹線に基いて決定する値である。
【００２６】
レール１ａとレール１ｂとの高低差であるレールカントＣと、軌道面１５からトロリ線４までの高さＨと、照射部１７から測定レベル１６に対して鉛直方向に向かって延出した線２０とトロリ線４の間の距離（以下トロリ線４の偏位という）ｄと、曲引角度θ４とは、レーザ測定器３によって測定された各測定データに基いてパソコン９の演算機能によって算出されるものである。
【００２７】
具体的には、レールカントＣは、Ｃ＝Ａ×ｔａｎθ１の計算方法によって算出される値である。
トロリ線４の高さＨは、Ｈ＝Ｌ２×ｃｏｓ（９０°−θ２）＋ｈ０の計算方法によって算出される値である。
トロリ線４の偏位ｄは、ｄ＝Ｌ２×ｓｉｎ（９０°−θ２）の計算方法によって算出される値である。
曲引角度θ４は、θ４＝θ５−θ２の計算方法によって算出される値である。
【００２８】
ここで、θ５は、照射部１７からトロリ線４までを直線で結んだ線１８と、トロリ線４とアイ金具６を結んだ線２１との間の角度で、θ５＝ｃｏｓ−１（（Ｌ２２＋Ｌ４２−Ｌ３２）／２×Ｌ２×Ｌ４）の計算方法で算出される値である。
Ｌ４は、トロリ線４とアイ金具６を結んだ線２１の距離で、Ｌ４２＝Ｌ２２＋Ｌ３２−２×Ｌ２×Ｌ３×ｃｏｓ（θ３−θ２）の計算方法によって算出される値である（以下曲引き長さという）。
【００２９】
したがって、架線の測定にあたっては、まず、レール１ａ，１ｂ上に架台２の位置決め部材１３ａ，１３ｂをレール１ａ，１ｂに当接するようにしてセットする（位置決め工程）。
次に、レーザ測定器３を架台２のベース部材１４上に固定する（支持工程）。
そして、レーザ測定器３を用いて測定する（測定工程）れば、レーザ測定器３の測定データに基いてパソコン９の演算機能によってトロリ線４までの高さＨと、トロリ線４の偏位ｄと、曲引角度θ４とが算出されることになる（演算工程）。
これにより、架線と非接触で正確な測定結果を得ることができる。
【００３０】
また、架線から離れた軌道面１５に近い部分にレーザ測定器３をセットすることができるため、架台２を小型化することが可能となる。
さらに、架台２に設けられた位置決め部材１３ａ，１３ｂをレール１ａ，１ｂの上面１１ａ，１１ｂとレール１ａの内側面３５ａ，３５ｂとに当接することで、架台２に取付けられたレーザ測定器３を常にレール１ａ，１ｂの中心にセットすることが可能となるため、くり返し精度が向上し、測定精度が向上する。
【００３１】
そして、脚１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄに、位置決め部材１３ａ，１３ｂが回動可能に設けられていることにより、レール１ａ，１ｂ間（軌間）の距離Ａが変更した場合でも、ステー２８を変更するという容易な作業だけでレール１ａ，１ｂ上に架台２をセットできる。
また、架台２の脚１２ａ，１２ｂと脚１２ｃ，１２ｄが開閉可能に設けられ、レーザ測定器３がＤＣ９Ｖで動作可能にすることで、レーザ測定器３に給電を行うためのバッテリーを軽量化し、持ち運びが容易にできる効果がある。
【００３２】
次に、曲線引金具５の向きがトロリ線４に対して反対側へ延出する場合について図１を援用し、図５、図６に基いて説明する。
軌道面１５の上方には、吊架線７が配設され、吊架線７から下方に垂れるワイヤー１０の下端には、トロリ線４が取付けられている点は前述と同様であるが、このトロリ線４には、トロリ線４から右上方向に向かって湾曲しながら延出する曲線引金具５が支持され、曲線引金具５のトロリ線４側と反対端に、アイ金具６が設けられている。
アイ金具６は図示しない支柱によって支持された状態となっている。
【００３３】
レーザ測定器３によって測定レベル１６の水平方向に対する傾き角度θ１と、照射部１７からトロリ線４までの距離Ｌ２と、照射部１７からトロリ線４までを直線で結んだ線１８と測定レベル１６との間の角度θ２と、照射部１７からアイ金具６までの距離Ｌ３と、照射部１７からアイ金具６までを直線で結んだ線１９と測定レベル１６との角度θ３とを測定する。
軌道面１５から測定レベル１６までの距離ｈ０は架台２のサイズに基いて決定する値である。また、レール１，１間（軌間）の距離Ａは、在来線や幹線に基いて決定する値である。
【００３４】
レールカントＣと、軌道面１５からトロリ線４の高さＨと、トロリ線４の偏位ｄと、曲引角度θ４とは、レーザ測定器３によって測定された各測定データに基いてパソコン９の演算機能によって算出されるものである。
具体的には、レールカントＣは、Ｃ＝Ａ×ｔａｎθ１の計算方法によって算出される値である。
トロリ線４の高さＨは、Ｈ＝Ｌ２×ｃｏｓ（９０°−θ２）＋ｈ０の計算方法によって算出される値である。
トロリ線４の偏位ｄは、ｄ＝Ｌ２×ｓｉｎ（９０°−θ２）の計算方法によって算出する値である。
曲引角度θ４は、θ４＝θ５−（１８０−θ２）の計算方法によって算出される値である。
【００３５】
ここで、θ５は、照射部１７からトロリ線４までを直線で結んだ線１８と、トロリ線４とアイ金具６を結んだ線２１との間の角度で、θ５＝ｃｏｓ−１（（Ｌ２２＋Ｌ４２−Ｌ３２）／２×Ｌ２×Ｌ４）の計算方法で算出される値である。
Ｌ４は、曲引き長さで、Ｌ４２＝Ｌ２２＋Ｌ３２−２×Ｌ２×Ｌ３×ｃｏｓ（θ３−θ２）の計算方法によって算出される値である。
【００３６】
したがって、曲線引金具５の延出方向の向きが左右逆の状態や、軌道面１５の傾き方向が左右逆の状態であっても、軌道面１５からトロリ線４までの高さＨと、トロリ線４の偏位ｄと、曲引角度θ４とを正確に測定することができる。
【００３７】
次に、図７に基いて測定結果の表示例について説明する。
レーザ測定器３によって測定された各値は、パソコン９に取り込まれてパソコン９の演算機能によって処理され、前記値、および、演算機能によって処理された測定結果パソコン９のディスプレイ上に表示される。
【００３８】
ディスプレイ上部には「在幹共有架線測定器」の文字が表示されている。
ディスプレイの左上側に、「日付」、「路線：」、「区間：」、「上下線：」、「線番号：」、「キロ程：」、「柱番号：」、「曲線半径：」、「径間：」、「曲引種別：」の文字がそれぞれ順に縦に並んで表示され、それぞれ対応する情報を各文字の右横に打ち込むようになっている。
【００３９】
これらの下方には、「軌道面」、「トロリ線」、「曲線引金具」の文字が縦に順に並んで表示され、これらの文字の右側には、「軌道面」の横に「角度＝」と入力欄の表示、単位、「トロリ線」の横に「距離＝」と「角度＝」と入力欄の表示、単位、「曲線引金具」の横に「距離＝」と「角度＝」と入力欄の表示、単位が表示されている。
これら入力欄には、レーザ測定器４からの測定データである軌道面１５の水平方向に対する傾き角度θ１と、レーザ測定器４から照射部１７の距離Ｌ２と、照射部１７からトロリ線４までを直線で結んだ線１８と測定レベル１６との間の角度θ２と、照射部１７からアイ金具６までの距離Ｌ３と、照射部１７からアイ金具６までを直線で結んだ線１９と測定レベル１６との角度θ３が測定値として表示される。
【００４０】
これらが表示されている右側には、「レールカント」、「トロリ線」、「曲引角度」の文字が縦に並んで順に表示され、これらの文字の右側には、「レールカント」の横に「高低差＝」と入力欄の表示、単位、「トロリ線」の横に「高さ＝」と「偏位＝」と入力欄の表示、単位、「曲引角度」の横に「角度＝」と入力欄の表示、単位が表示されている。これらの上方には「測定結果」の文字が表示されている。
【００４１】
これら入力欄には、パソコン９の演算機能によって算出された測定結果であるレールカントＣと、軌道面１５からトロリ線４の高さＨと、トロリ線４の偏位ｄと、曲引角度θ４が表示される。
さらにこれら今回の測定結果が表示されている部位の右側には、それぞれに対応して前回測定した際の測定結果が表示されている。また、前回測定した時の年月日が表示され、前回と今回の測定結果の差を比較できるようになっている。
【００４２】
ディスプレイの下部には、ファンクションキーＦ１、Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４，Ｆ５，Ｆ６，Ｆ７，Ｆ８に対応して、「終了」「呼出」「保存」「進む」「戻る」「次頁」「前頁」「一覧」の各文字が表示されている。
ここで、「終了」は、操作を終了するためのもので、「呼出」は、前回の測定データを呼出すためのもので、「保存」は、ディスプレイに表示された情報を保存するためのもので、「進む」と「戻る」は、カーソルがディスプレイに表示されている入力欄上を移動するためのもので、「次頁」と「前頁」は、パソコン９に記憶されたディスプレイ上の情報を順に表示させるもので、「一覧」は、測定結果の一覧をＥｘｃｅｌに表示するためのものである。
【００４３】
したがって、上述のディスプレイの表示例によれば、測定データと測定結果を一目で確認できる。また、前回の測定結果と今回の測定結果を並べて表示することで、前回の測定結果と今回の測定結果を容易に比較でき、経時的劣化状態を確認することができる。
さらに、測定箇所や日付などの情報を記入することができるため、測定管理がし易い。
そして、パソコン９のファンクションキーＦ１、Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４，Ｆ５，Ｆ６，Ｆ７，Ｆ８に対応しているため、測定作業の効率が向上する効果を奏することができる。
【００４４】
尚、この発明は上述した実施形態に限られるものではなく、架台２がＦＲＰで成型された場合について説明したが、アルミ、鉄、および、その他の樹脂で成型してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施形態における正面図である。
【図２】本発明の実施形態における架台を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図である。
【図３】本発明の実施形態における測定内容を示した正面図である。
【図４】本発明の実施形態における測定内容を示した正面図である。
【図５】本発明の実施形態における他の測定内容を示した正面図である。
【図６】本発明の実施形態における他の測定内容を示した正面図である。
【図７】本発明の実施形態におけるパソコンのディスプレイに表示される測定結果の表示例を示す図である。
【符号の説明】
【００４６】
１ａ…レール、１ｂ…レール、２…架台、３…レーザ測定器、４…トロリ線（架線）、５…曲線引金具（架線）、６…アイ金具（架線）、９…パソコン（パーソナルコンピュータ）、１３ａ…位置決め部材、１３ｂ…位置決め部材、１４…ベース部材（支持面）、１７…照射部、５０…電車
【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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