(57)【要約】      （修正有）【課題】作業者が、フィールド（現場）において、バルブを手動で直接操作することなく、バルブを視認できる距離から、安全、確実、かつ直感的にバルブの操作を可能とする、さらに汎用製品を使用することによって、バルブ操作装置の導入を容易とする、バルブ操作方法、およびバルブ開度調節装置を提供する。【解決手段】移動通信器１３を移動させることにより、移動前後の移動通信器に内蔵されたカメラ１４により撮影したバルブ開度設定のための基準板１２の基準線の像の空間的なずれの大きさ、または移動前後の移動通信器からバルブ若しくは前記バルブ近傍に設置された基準板までの距離の違いに基づき、非接触でバルブの開度を調節する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非接触でバルブの開度を調節するバルブ操作方法において、
移動通信器を移動させることにより、移動前後の前記移動通信器に内蔵されたカメラにより撮影したバルブ開度設定のための基準板の基準線の像の空間的なずれの大きさにづき、非接触で前記バルブの開度を調節することを特徴とするバルブ操作方法。
【請求項２】
前記空間的なずれの大きさは、前記移動通信器の移動前後で、前記カメラにより撮影した前記移動通信器の前記基準線に対する傾きの角度の大きさであること、
を特徴とする請求項１記載のバルブ操作方法。
【請求項３】
前記空間的なずれの大きさは、前記移動通信器の移動前後で、前記カメラにより撮影した前記基準板の印の大きさの変化量であること、
を特徴とする請求項１記載のバルブ操作方法。
【請求項４】
非接触でバルブの開度を調節するバルブ操作方法において、
加速度センサを備える検出器を振ることにより加速度を変化させ、前記加速度センサで検知した加速度の変化回数から振る回数をカウントし、前記検出器を振る回数に基づき、非接触でバルブの開度を調節することを特徴とするバルブ操作方法。
【請求項５】
非接触でバルブの開度を調節するバルブ開度調節装置において、
バルブ開度を設定するための基準線を有する基準板と、
前記基準線を撮影するための移動通信器に内蔵されたカメラと、
前記カメラにより撮影した前記基準線の像の位置を解析する画像処理手段と、
前記画像処理手段により解析した前記像の位置情報に基づきバルブ開度を設定し、設定したバルブ開度によりバルブを操作するバルブ操作手段、
から構成されることを特徴とするバルブ開度調節装置。
【請求項６】
非接触でバルブの開度を調節するバルブ開度調節装置において、
バルブ開度を設定するための印を有する基準板と、
前記印を撮影するための移動通信器に内蔵されたカメラと、
前記カメラにより撮影した前記印の像の大きさを解析する画像処理手段と、
前記画像処理手段により解析した前記像の大きさの情報に基づきバルブ開度を設定し、設定したバルブ開度によりバルブを操作するバルブ操作手段、
から構成されることを特徴とするバルブ開度調節装置。
【請求項７】
非接触でバルブの開度を調節するバルブ開度調節装置において、
加速度センサを備える検出器と、
前記検出器を振った回数を前記加速度センサによりカウントするカウント手段と、
前記カウント手段によってカウントされたカウント回数に基づきバルブ開度を設定し、設定したバルブ開度により前記バルブを操作するバルブ操作手段、
から構成されることを特徴とするバルブ開度調節装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触でバルブの開度を調節するバルブ操作方法、およびバルブ開度調節装置において、詳しくは、作業者が、フィールド（現場）において、バルブを手動で直接操作することなく、バルブを視認できる距離から非接触で、安全、確実、かつ直感的にバルブの操作を可能とする、さらに汎用製品を使用することによって、バルブ操作装置の導入を容易とする、バルブ操作方法、およびバルブ開度調節装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のバルブの操作方法には、作業者がバルブを握り、バルブを回す方法や（例えば、特許文献１（第５図）参照）、フィールドにおいてフィールド通信器を使用してバルブに設置されたバルブ操作装置にフィールド通信を通して指令することにより、バルブを操作する方法や（例えば、特許文献２（第１図）参照）、バルブのあるフィールドから遠隔にある操作室からバルブに指令し、バルブを操作する方法（例えば、特許文献２（第２図）参照）などがある。
【０００３】
図５は、従来のバルブ操作方法を例示したものである。
【０００４】
作業者は、バルブ５１のあるフィールド（現場）に行き、バルブ５１を手で回すなど、バルブ５１を直接操作し、バルブ５１のバルブ開度を調節する。
【０００５】
あるいは、作業者は、フィールドにおいてフィールド通信器５２に相当する携帯端末にバルブ開度を調節するためのバルブ操作量を入力する。フィールド通信器５２は、フィールド通信により、バルブ操作装置５３と接続され、入力されたバルブ操作量をバルブ操作装置５３に送信する。バルブ操作装置５３は、入力されたバルブ操作量に応じたバルブ操作を行い、バルブ５１のバルブ開度を調節する。
【０００６】
さらに、図５には示されていないが、作業者は、フィールド以外の場所にある操作室などにおいて、バルブに対し操作指令可能なホスト機器にバルブ操作量を入力する。ホスト機器は、バルブ操作装置に入力されたバルブ操作量をフィールド通信を通して送信し、バルブ操作装置は、送信されたバルブ操作量に応じたバルブ操作を行い、バルブ開度を調節する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−４２７４２
【特許文献２】特開２００６−１５７８６５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来のバルブ操作方法において、次のような問題があった。
第一に、フィールドに設置されているバルブを作業者が手で回すなど、バルブを直接操作する方法では、作業者が手動で操作する必要があるため、作業者にとって大きな力が必要となる場合があるという問題があった。また、屋外などに設置されているバルブでは、腐食等により錆びつき、手動による開閉操作が困難な場合があるという問題があった。さらに、バルブの設置場所によっては、高所、高温、低温などの環境にある作業者がバルブ操作の際に危険となる場合があるという問題があった。
【０００９】
第二に、フィールド通信器を用いて操作する方法では、フィールドにおいて作業者がフィールド通信可能な携帯端末にバルブ操作量を入力し操作しなければならず、手袋などをした状態では誤操作をしやすいという問題や、屋外では端末の表示画面が視認しにくい問題があった。また、フィールド通信のために、フィールド通信器を通信線に接続する必要があるが、そのような接続場所は配線盤が設置されている場所などに限られるため、作業者はバルブの開度を直接視認しながら操作することができない場合があるという問題があった。さらに、設定すべきバルブ操作量が予めわからない場合には、バルブ開度を適宜確認しながらバルブ操作量を調節する必要があるが、所望のバルブ開度になるまで、作業者は携帯端末に何度もバルブ操作量を入力しなければならない場合があるという問題があった。
【００１０】
第三に、作業者がフィールド以外の場所にある操作室などから操作する方法では、作業者はバルブ開度の変化を直接確認できないという問題があった。また、バルブ開度の調節では、流量センサなどからの流量データなどをフィードバックしてバルブ開度を調節する必要があるが、流量センサの応答性が悪い場合には、所定の時間内に所望のバルブ開度にすることが困難な場合があるという問題があった。
【００１１】
そこで本発明の目的は、作業者が、フィールド（現場）において、バルブを手動で直接操作することなく、バルブを視認できる距離から、安全、確実、かつ直感的にバルブの操作を可能とする、さらに汎用製品を使用することによって、バルブ操作装置の導入を容易とする、バルブ操作方法、およびバルブ開度調節装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
このような課題を達成するために、請求項１記載の発明は、
非接触でバルブの開度を調節するバルブ操作方法において、
移動通信器を移動させることにより、移動前後の前記移動通信器に内蔵されたカメラにより撮影したバルブ開度設定のための基準板の基準線の像の空間的なずれの大きさに基づき、非接触で前記バルブの開度を調節することを特徴とするものである。
【００１３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、
前記空間的なずれの大きさは、前記移動通信器の移動前後で、前記カメラにより撮影した前記移動通信器の前記基準線に対する傾きの角度の大きさであること、
を特徴とするものである。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項１記載の発明において、
前記空間的なずれの大きさは、前記移動通信器の移動前後で、前記カメラにより撮影した前記基準板の印の大きさの変化量であること、
を特徴とするものである。    
【００１５】
請求項４記載の発明は、
非接触でバルブの開度を調節するバルブ操作方法において、
加速度センサを備える検出器を振ることにより加速度を変化させ、前記加速度センサで検知した加速度の変化回数から振る回数をカウントし、前記検出器を振る回数に基づき、非接触でバルブの開度を調節することを特徴とするものである。
【００１６】
請求項５記載の発明は、
非接触でバルブの開度を調節するバルブ開度調節装置において、
バルブ開度を設定するための基準線を有する基準板と、
前記基準線を撮影するための移動通信器に内蔵されたカメラと、
前記カメラにより撮影した前記基準線の像の位置を解析する画像処理手段と、
前記画像処理手段により解析した前記像の位置情報に基づきバルブ開度を設定し、設定したバルブ開度によりバルブを操作するバルブ操作手段、
から構成されることを特徴とするものである。
【００１７】
請求項６記載の発明は、
非接触でバルブの開度を調節するバルブ開度調節装置において、
バルブ開度を設定するための印を有する基準板と、
前記印を撮影するための移動通信器に内蔵されたカメラと、
前記カメラにより撮影した前記印の像の大きさを解析する画像処理手段と、
前記画像処理手段により解析した前記像の大きさの情報に基づきバルブ開度を設定し、設定したバルブ開度によりバルブを操作するバルブ操作手段、
から構成されることを特徴とするものである。      
【００１８】
請求項７記載の発明は、
非接触でバルブの開度を調節するバルブ開度調節装置において、
加速度センサを備える検出器と、
前記検出器を振った回数を前記加速度センサによりカウントするカウント手段と、
前記カウント手段によってカウントされたカウント回数に基づきバルブ開度を設定し、設定したバルブ開度により前記バルブを操作するバルブ操作手段、
から構成されることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば以下のような効果がある。
【００２０】
作業者がバルブに触れることなく、バルブに近接した場所から、移動通信器を傾けるだけで、バルブ操作を行うことができるので、バルブが危険な場所に設置されている場合であっても、バルブを安全に操作可能なバルブ操作方法、およびバルブ開度調節装置を提供することができる。
【００２１】
移動通信器を傾けるだけで、作業者は手袋などを装着した状態でバルブ操作を行うことができるので、細かい操作が不要となり作業者の作業効率を向上させることが可能なバルブ操作方法、およびバルブ開度調節装置を提供することができる。
【００２２】
作業者がバルブに近接した場所からバルブ操作指令をし、作業者がバルブの実際の動きを視認しながらバルブ操作を行うことができるので、確実なバルブ操作が可能なバルブ操作方法、およびバルブ開度調節装置を提供することができる。
【００２３】
バルブ開度が移動通信器を傾ける大きさで決まるので、バルブ開度の大きさを作業者が直感的に把握できるバルブ操作方法、およびバルブ開度調節装置を提供することができる。
【００２４】
移動通信器は、カメラ、画像処理装置、及び通信装置を備えた機器であれば、スマートフォン、ノートＰＣなどの汎用機器を使用することが可能であるので、専用機器を必要としない、バルブ操作方法、およびバルブ開度調節装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施例を示したバルブ開度調節装置の構成図である。
【図２】本発明の実施例であるカメラによる基準板の撮影状態を示した図である。
【図３】本発明の実施例であるカメラを左にｘ度傾けた（回転させた）状態で基準板を撮影した際の基準板の撮像を示した図である。
【図４】本発明の実施例であるカメラを右にｙ度傾けた（回転させた）状態で基準板を撮影した際の基準板の撮像を示した図である。
【図５】従来のバルブ操作方法の例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１は、本発明の実施例を示した、バルブ開度調節装置１の構成図である。
【００２７】
バルブ開度調節装置１は、バルブ１１、基準板１２、移動通信器１３、フィールド通信器１７、およびバルブ操作器２１から構成される。
【００２８】
バルブ１１は、バルブ開閉操作対象のバルブである。
【００２９】
基準板１２は、バルブを操作する作業者によって視認可能な、バルブ１１に近接する場所に設置される、バルブ１１のバルブ開度を設定するために使用される基準板である。
【００３０】
移動通信器１３は、カメラ１４、画像処理手段１５、及び無線通信手段１６から構成され、基準板１２をカメラ１４により撮影し、撮影した画像を画像処理手段１５により画像処理し、処理後の情報を無線通信手段１６によりフィールド通信器１７に無線で送信する。
【００３１】
フィールド通信器１７は、無線通信手段１８、処理手段１９、及びフィールド通信手段２０から構成され、無線通信手段１６により送信された上記処理後の情報を無線通信手段１８により受信し、その情報を処理手段１９により処理し、処理後の情報をフィールド通信手段２０により、フィールド通信手段によって、バルブ操作器２１に送信する。
【００３２】
バルブ操作器２１は、フィールド通信手段２２、処理手段２３、及びバルブ操作手段２４から構成され、フィールド通信手段によって送信された上記情報を、フィールド通信手段２２により受信し、その情報を処理手段２３により処理し、処理後の情報に基づき、バルブ操作手段２４により、バルブ１１に対しバルブ開閉操作を行う。
【００３３】
図２は、移動通信器１３に内蔵されたカメラ１４による基準板１２の撮影状態を示した図である。すなわち、図２は、カメラ１４を基準板１２に対し平行に左または右に傾ける（回転させる）前の基準板１２の撮影状態を示した図である。
【００３４】
基準板１２の面上には、二つの円状の印が形成されており、カメラ１４を傾ける前に撮影した印を、印２−１−ａ、印２−２−ａとし、印２−１−ａ及び印２−２−ａ のそれぞれの中心を結ぶ直線を軸２−３−ａとする。この軸２−３−ａを、バルブ１１のバルブ開度およびバルブ回転方向を設定するための基準線とする。
【００３５】
図３は、基準板１２に対し平行にカメラ１４を左にｘ度傾けた（回転させた）後のカメラ１４による基準板1２の撮像である。カメラ１４を左にｘ度傾けた後に撮影した印を、印２−１−ｂ、印２−２−ｂとし、印２−１−ｂ及び印２−２−ｂ のそれぞれの中心を結ぶ直線を軸２−３−ｂとする。なお、図３は、カメラ１４を傾ける前の軸２−３−ａも記載されている。本実施例では、カメラ１４を左に回転させた場合に、上記撮像における軸の回転方向を＋方向とする。
【００３６】
図４は、基準板１２に対し平行にカメラ１４を右にｙ度傾けた（回転させた）後のカメラ１４による基準板１２の撮像である。カメラ１４を右にｙ度傾けた後に撮影した印を、印２−１−ｃ、印２−２−ｃとし、印２−１−ｃ及び印２−２−ｃ のそれぞれの中心を結ぶ直線を軸２−３−ｃとする。なお、図４は、カメラ１４を傾ける前の軸２−３−ａも記載されている。本実施例では、カメラ１４を右に回転させた場合に、上記撮像における軸の回転方向を−方向とする。
【００３７】
図１において、バルブ開度調節装置１の動作について説明する。
バルブ開閉作業者が、バルブ１１に近接したところに設定されている基準板１２に対し、バルブ１１を開閉操作したい場合は、バルブ１１から離れた位置から移動通信器１３を左または右に傾け、傾けた状態で移動通信器１３に内蔵されたカメラ１４により基準板１２を撮影する。
【００３８】
撮影された基準板１２の撮像は、移動通信器１３の画像処理手段１５で解析される。画像処理手段１５は、基準板１２上の二つ円状の印の中心を検出し、その中心を通る１本の軸を検出して記憶する。
【００３９】
最初に撮影した移動通信器１３の傾きに対応する前記軸の傾きと、直近に撮影した移動通信器１３の傾きに対応する前記軸の傾きの差分がバルブ開閉度に対応する。また、移動通信器１３を傾ける向き（右、左）が、バルブ１１のバルブ回転方向（−、＋）に対応する。
【００４０】
例えば、図３に示すように、移動通信器１３を傾ける（回転させる）前の軸（基準線）２−３−ａと、基準板２に対し移動通信器１３を左にｘ度傾けた（回転させた）後の軸（基準線）２−３−ｂとでなす角度ｘ度の大きさに対応して、移動通信器１３を左に傾けた左方向（通常は、バルブが開く方向）にバルブ１１のバルブが動く。
【００４１】
また、図４に示すように、移動通信器１３を傾ける（回転させる）前の軸（基準線）２−３−ａと、基準板２に対し移動通信器１３を右にｙ度傾けた（回転させた）後の軸（基準線）２−３−ｃとでなす角度ｙ度の大きさに対応して、移動通信器１３を右に傾けた右方向（通常は、バルブが閉まる方向）にバルブ１１のバルブが動く。
【００４２】
画像処理手段１５は、上記のように、最初に撮影した軸の傾きと、直近に撮影した軸の傾きを比較し、傾きの変化量と変位方向を検出する。傾きの変化量をバルブ開度の大きさ、傾きの変化方向をバルブ回転方向にそれぞれ対応させておく。
撮影した軸（基準線）の傾きの変化量、及び軸の傾きの変化方向が、特許請求の範囲の基準線の像の空間的なずれの大きさに相当する。
【００４３】
移動通信器１３は、画像処理手段１５によって検出された軸の傾きの変化量と変位方向をバルブ制御量として、無線通信手段１６によって、フィールド通信器１７に通知する。
【００４４】
フィールド通信器１７は、無線通信手段１６によって送信されたバルブ制御量を、無線通信手段１８によって受信し、受信したバルブ制御量を処理手段１９によって、バルブ１１に対するバルブ操作量を算出する。
【００４５】
次に、フィールド通信器１７は、算出されたバルブ操作量を、フィールド通信手段２０によって、フィールド通信を通じ、バルブ操作器２１のフィールド通信手段２２に渡す。
【００４６】
バルブ操作器２１は、フィールド通信手段２２に渡されたバルブ操作量を、処理手段２３によって所定の処理をし、処理後のバルブ操作量に従い、バルブ操作手段２４によって、バルブ１１に対しバルブ開閉操作を行う。
【００４７】
基準板上に形成される基準線を形成するための印の個数は、一般的には２個以上であり、それぞれの印の中心を結ぶ軸は一本の直線であればよく、また、印の形状は円形でなくてもよく、四角形、星形など、その形状の幾何学的中心が決定できればよい。
【００４８】
基準板の印の形状を工夫することによって、印の個数を１個にすることも可能である。これにより、基準板の設置コストを低減させることができる。
【００４９】
また、基準板の印の形を対応するバルブごとに変えることにより、操作対象のバルブを識別することができる。さらに、操作対象以外のバルブの基準板を撮影した場合、移動通信器にアラームを表示するなどして、操作対象以外のバルブに対する誤操作を防止することができる。
【００５０】
基準板の印にバルブを特定する情報を付加することもできる。例えば、基準板の印を、ＱＲコード（登録商標）で構成し、そのＱＲコードにバルブを特定する情報を入力しておく。移動通信器で撮影した画像から、軸の位置情報だけではなく、操作対象のバルブの情報も合わせて取得できる。バルブ操作者は、操作するバルブを別途指定しなくても、操作対象のバルブに対し、開閉操作を行うことができる。
【００５１】
基準板の印が形成されている面に、基準板の印の他に、セキュリティコードの印をマークしておき、そのセキュリティコードに、操作対象のバルブに対応した基準板の情報を入力しておく。移動通信器によって基準板を撮影する際に、セキュリティコードも合わせて照合し、例えば、操作すべき対象のバルブに対応した基準板でなければ、バルブ操作ができないように設定する。作業者は、実際に現場に行って、移動通信器により、セキュリティコードの印が記載された基準板を撮影して、操作すべき対象のバルブに対応した基準板であることを移動通信器が確認できなければ、バルブ操作ができない。これにより、作業者による意図しないバルブ操作を防止することができる。
【００５２】
さらに、移動通信器の位置情報を利用することにより、作業者が移動通信器を使用して、実際に現場でバルブ操作しているのか否かを判別することができる。移動通信器の位置情報を、移動通信器が備えたＧＰＳ（Global Positioning System）装置などによって取得し、操作対象のバルブが設置してある場所と照合する。照合結果から、バルブ設置場所以外で移動通信器を使用している場合には、例えば、バルブ操作をできない設定をすることにより、作業者によるバルブ操作に対してセキュリティを確保することができる。
【００５３】
本実施例では、基準板のある平面に対し、移動通信器を左、あるいは右に傾けることによって、バルブ開度および回転方向を設定したが、操作対象のバルブ若しくはバルブ近傍に設置された基準板に対し、移動通信器を前後方向に移動させることによっても設定することができる。すなわち、移動通信器を基準板のある方向に近づけると基準板と移動通信器の距離が短くなり、移動通信器で撮影される基準板上の印が移動通信器を移動させる前と比較して大きく映る。反対に、移動通信器を基準板から遠ざけると基準板と移動通信器の距離が長くなり、移動通信器で撮影される基準板上の印の大きさが移動通信器を移動させる前と比較して小さく映る。移動通信器の移動前後で撮影される印の大きさの差をバルブ開度の大きさに、移動体通信器の基準板に対する前後の移動方向をバルブ回転（右あるいは左）方向に、それぞれ設定することができる。
【００５４】
また、本実施例では、バルブの開度を決定するにあたり、移動体通信を傾けた際の移動通信器の傾きの大きさに応じて、バルブ開度を決定している。バルブの開閉操作においては、移動通信器の傾きの大きさ以外に、例えば、移動体通信器を初期状態から左に傾け、左に傾いている間は、バルブ開度が一定量で増加する動作、及び、移動体通信器を初期状態から右に傾け、左に傾いている間は、バルブ開度が一定量で減少する動作を、バルブの開閉操作に用いることができる。
【００５５】
移動通信器に加速度センサを備える検出器を搭載し、作業者が移動通信器を傾けるのではなく、振ることによって、加速度の変化を検出器により検出し、バルブ開度などのパラメータを変更できるようにすることもできる。例えば、移動通信器を一振りすることにより、検出器が、正方向に加速度の変化を検出した場合には、バルブ開度の設定値を１増加、あるいは、移動通信器を上記とは反対方向に一振りすることにより、負方向に加速度の変化を検出した場合には、バルブ開度の設定値を１減少させることにより、バルブ開度の設定値の変更が可能である。これにより、作業者が手袋をしたままなど、キーや画面操作など、細かい操作が困難な現場の環境において、容易にバルブ操作をすることができる。
【００５６】
移動通信器の傾きの大きさを、バルブの開閉操作以外にも利用することができる。例えば、移動通信器を初期の位置から３０度左に傾けると、あるパラメータの数値が３０増加するなど、移動通信器の傾きの大きさを、パラメータの調節に利用することができる。
【００５７】
また、移動通信器は、カメラ、画像処理手段、及び通信手段を備えた機器であれば、携帯電話、スマートフォン、タブレット端末、ノートＰＣなどの汎用機器を使用することができる。
【００５８】
このように、作業者により移動通信器を回転させる前後の、移動通信器に内蔵されたカメラによって撮影した基準板上の軸（基準線）の傾きの変化量、及び軸の傾きの変化方向が、操作対象のバルブの開度の大きさ、及びバルブの回転方向に対応するので、作業者が、フィールド（現場）において、バルブを手動で直接操作することなく、バルブを視認できる距離から、安全、確実、かつ直感的にバルブの操作を可能とする、また、移動通信器は、カメラ、画像処理手段、及び通信手段を備えた機器であれば、スマートフォン、ノートＰＣなどの汎用機器を使用することができるので、専用機器を必要としない、バルブ操作方法、およびバルブ開度調節装置を実現することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１  バルブ開度調節装置
１１  バルブ
１２  基準板
１３  移動通信器
１４  カメラ
１５  画像処理手段
２４  バルブ操作手段
２−１−ａ  印
２−２−ａ  印
２−１−ｂ  印
２−２−ｂ  印
２−１−ｃ  印
２−２−ｃ  印  
２−３−ａ  基準線
２−３−ｂ  基準線
２−３−ｃ  基準線
【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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