(57)【要約】【課題】比較的簡単な構成でありながら、ＳＡＥ  Ｊ１７７２規格およびＧＢ／Ｔ規格に準拠した２つの充電口における充電プラグの嵌合状態を判定することができる車載充電装置、および該車載充電装置を備えた電動車両を提供する。【解決手段】車載充電装置１は、第１充電口１１（ＳＡＥ  Ｊ１７７２規格）に接続された第１嵌合検知線１３および第２充電口１２（ＧＢ／Ｔ規格）に接続された第２嵌合検知線１４の接続点３を所定電圧ＶＣＣにプルアップするプルアップ抵抗Ｒ１と、接続点３の電圧に基づいて、第１充電口１１と第１充電プラグ２０の嵌合状態および第２充電口１２と第２充電プラグ３０の嵌合状態の判定を行う嵌合状態判定部２とを備える。嵌合状態判定部２は、接続点３の電圧が互いに重複しない５つの所定の電圧範囲のうちのどの電圧範囲に含まれるのかに基づいて上記判定を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳＡＥ  Ｊ１７７２規格に準拠した第１充電口と、ＧＢ／Ｔ規格に準拠した第２充電口とを備えた電動車両に搭載される車載充電装置であって、
前記第１充電口に接続された第１嵌合検知線および前記第２充電口に接続された第２嵌合検知線の接続点を所定電圧にプルアップするプルアップ抵抗と、
前記接続点の電圧に基づいて、前記第１充電口と充電プラグの嵌合状態および前記第２充電口と充電プラグの嵌合状態の判定を行う嵌合状態判定部と、
を備え、
前記嵌合状態判定部は、前記接続点の電圧が互いに重複しない複数の所定の電圧範囲のうちのどの電圧範囲に含まれるのかに基づいて前記判定を行う
ことを特徴とする車載充電装置。
【請求項２】
前記所定の電圧範囲は５つ有り、当該５つの電圧範囲が、
（１）前記第１充電口および前記第２充電口のいずれにも充電プラグが嵌合していない状態に対応する第１電圧範囲と、
（２）前記第１充電口に充電プラグが不完全に嵌合し、かつ前記第２充電口に充電プラグが嵌合していない状態に対応する第２電圧範囲と、
（３）前記第１充電口に充電プラグが完全に嵌合し、かつ前記第２充電口に充電プラグが嵌合していない状態に対応する第３電圧範囲と、
（４）前記第２充電口に所定の第１嵌合検知用抵抗を有する充電プラグが嵌合し、かつ前記第１充電口に充電プラグが嵌合していない状態に対応する第４電圧範囲と、
（５）前記第２充電口に所定の第２嵌合検知用抵抗を有する充電プラグが嵌合し、かつ前記第１充電口に充電プラグが嵌合していない状態に対応する第５電圧範囲と、
であることを特徴とする請求項１に記載の車載充電装置。
【請求項３】
ＳＡＥ  Ｊ１７７２規格に準拠した第１充電口と、
ＧＢ／Ｔ規格に準拠した第２充電口と、
前記第１充電口に接続された第１嵌合検知線および前記第２充電口に接続された第２嵌合検知線の接続点を所定電圧にプルアップするプルアップ抵抗と、
前記接続点の電圧に基づいて、前記第１充電口と充電プラグの嵌合状態および前記第２充電口と充電プラグの嵌合状態の判定を行う嵌合状態判定部と、
を備え、
前記嵌合状態判定部は、前記接続点の電圧が互いに重複しない複数の所定の電圧範囲のうちのどの電圧範囲に含まれるのかに基づいて前記判定を行う
ことを特徴とする電動車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充電口と充電プラグの嵌合状態を判定する機能を有する車載充電装置、および該車載充電装置を備えた電動車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
車載バッテリに対する充電の安全性および確実性を担保するために、電気自動車やプラグインハイブリッド車等の電動車両（以下、単に「車両」ともいう）の車載充電装置は、通常、充電口と充電プラグの嵌合状態を判定する機能を有している。例えば、ＳＡＥ  Ｊ１７７２規格に準拠した充電口を備えた電動車両の車載充電装置は、充電口と充電プラグが嵌合していない未嵌合状態と、充電口と充電プラグが浅く嵌合（半嵌合）している半嵌合状態と、充電口と充電プラグが深く嵌合（完全嵌合）している完全嵌合状態とを判定するよう構成されている。
【０００３】
上記の判定について、図９を参照しつつ詳細に説明する。
【０００４】
電動車両５０は、ＳＡＥ  Ｊ１７７２規格に準拠した充電口５１（これには、嵌合検知用端子５１ａと、接地端子５１ｂと、嵌合検知用端子５１ａと接地端子５１ｂの間に接続された抵抗Ｒ２が含まれる）と、車載充電装置４０とを備えている。一方、ＳＡＥ  Ｊ１７７２規格に準拠した充電プラグ２０は、嵌合検知用端子２１ａおよび接地端子２１ｂと、これらの間において直列接続された嵌合検知用抵抗Ｒ３，Ｒ４と、嵌合検知用抵抗Ｒ３に並列接続されたスイッチＳＷ１とを備えている。スイッチＳＷ１は、充電口５１と充電プラグ２０が深く嵌合しているときに限って閉状態となる。
【０００５】
車載充電装置４０は、嵌合検知用端子５１ａに接続された嵌合検知線５２を点４２において所定電圧ＶＣＣにプルアップするプルアップ抵抗Ｒ１と、嵌合状態判定部４１とを備えている。
【０００６】
充電口５１と充電プラグ２０が浅く嵌合すると、嵌合検知用端子５１ａと嵌合検知用端子２１ａ、および接地端子５１ｂと接地端子２１ｂがそれぞれ電気的に接続され、抵抗Ｒ２に嵌合検知用抵抗Ｒ３，Ｒ４が並列接続された状態となる。そして、充電口５１と充電プラグ２０が深く嵌合すると、スイッチＳＷ１によって嵌合検知用抵抗Ｒ３が短絡され、嵌合検知用抵抗Ｒ４だけが抵抗Ｒ２に並列接続されているかのような状態となる。このように、嵌合状態が変化すると、抵抗Ｒ２および嵌合検知用抵抗Ｒ３，Ｒ４の合成抵抗ＲＣが変化するため、点４２の電圧も変化する。嵌合状態判定部４１は、この電圧の変化に基づいて嵌合状態を判定する。
【０００７】
なお、上記の構成は、例えば、非特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】SURFACE VEHICLE RECOMMENDED PRACTICE "SAE Electric Vehicle and Plug in Hybrid Electric Vehicle Conductive Charge Coupler", SAE International, SAE J1772 JAN2010, 2010.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、中国をはじめとする幾つかの国では、先行するＳＡＥ  Ｊ１７７２規格と併存するかたちでＧＢ／Ｔ規格が普及しつつある。したがって、これらの国で使用される電動車両は、両方の規格に対応していることが利便性の点で望ましい。しかしながら、図９に示す電動車両５０にＧＢ／Ｔ規格に準拠した充電口（５２ａ，５２ｂ）を追加し、さらに、車載充電装置４０に抵抗Ｒ１’および嵌合状態判定部４３を追加すると、車載充電装置４０の構成が複雑になってしまう（図１０参照）。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その課題とするところは、比較的簡単な構成でありながら、ＳＡＥ  Ｊ１７７２規格に準拠した充電口における充電プラグの嵌合状態と、ＧＢ／Ｔ規格に準拠した充電口における充電プラグの嵌合状態とを判定することができる車載充電装置、および該車載充電装置を備えた電動車両を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために鋭意検討した結果、本発明者は、ＳＡＥ  Ｊ１７７２規格に準拠した充電口に接続された嵌合検知線およびＧＢ／Ｔ規格に準拠した充電口に接続された嵌合検知線の接続点における電圧が、各充電口の嵌合状態に１：１に対応することを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１２】
すなわち、本発明に係る車載充電装置は、ＳＡＥ  Ｊ１７７２規格に準拠した第１充電口と、ＧＢ／Ｔ規格に準拠した第２充電口とを備えた電動車両に搭載される車載充電装置であって、前記第１充電口に接続された第１嵌合検知線および前記第２充電口に接続された第２嵌合検知線の接続点を所定電圧にプルアップするプルアップ抵抗と、前記接続点の電圧に基づいて、前記第１充電口と充電プラグの嵌合状態および前記第２充電口と充電プラグの嵌合状態の判定を行う嵌合状態判定部とを備え、前記嵌合状態判定部は、前記接続点の電圧が互いに重複しない複数の所定の電圧範囲のうちのどの電圧範囲に含まれるのかに基づいて前記判定を行うことを特徴とする。
【００１３】
この構成では、第１充電口（ＳＡＥ  Ｊ１７７２）に接続された第１嵌合検知線および第２充電口（ＧＢ／Ｔ）に接続された第２嵌合検知線の接続点の電圧に基づいて、第１充電口における嵌合状態および第２充電口における嵌合状態の判定が行われるので、第１充電口における嵌合状態を判定するための嵌合状態判定部と第２充電口における嵌合状態を判定するための嵌合状態判定部とを別々に備える場合に比べ、構成が単純化される。
【００１４】
なお、前記所定の電圧範囲は５つ有り、当該５つの電圧範囲は、（１）前記第１充電口および前記第２充電口のいずれにも充電プラグが嵌合していない状態に対応する第１電圧範囲と、（２）前記第１充電口に充電プラグが不完全に嵌合し、かつ前記第２充電口に充電プラグが嵌合していない状態に対応する第２電圧範囲と、（３）前記第１充電口に充電プラグが完全に嵌合し、かつ前記第２充電口に充電プラグが嵌合していない状態に対応する第３電圧範囲と、（４）前記第２充電口に所定の第１嵌合検知用抵抗を有する充電プラグが嵌合し、かつ前記第１充電口に充電プラグが嵌合していない状態に対応する第４電圧範囲と、（５）前記第２充電口に所定の第２嵌合検知用抵抗を有する充電プラグが嵌合し、かつ前記第１充電口に充電プラグが嵌合していない状態に対応する第５電圧範囲である。
【００１５】
また、本発明に係る電動車両は、ＳＡＥ  Ｊ１７７２規格に準拠した第１充電口と、ＧＢ／Ｔ規格に準拠した第２充電口と、前記第１充電口に接続された第１嵌合検知線および前記第２充電口に接続された第２嵌合検知線の接続点を所定電圧にプルアップするプルアップ抵抗と、前記接続点の電圧に基づいて、前記第１充電口と充電プラグの嵌合状態および前記第２充電口と充電プラグの嵌合状態の判定を行う嵌合状態判定部とを備え、前記嵌合状態判定部は、前記接続点の電圧が互いに重複しない複数の所定の電圧範囲のうちのどの電圧範囲に含まれるのかに基づいて前記判定を行うことを特徴とする。
【００１６】
この構成でも、第１充電口（ＳＡＥ  Ｊ１７７２）に接続された第１嵌合検知線および第２充電口（ＧＢ／Ｔ）に接続された第２嵌合検知線の接続点の電圧に基づいて、第１充電口における嵌合状態および第２充電口における嵌合状態の判定が行われるので、第１充電口における嵌合状態を判定するための嵌合状態判定部と第２充電口における嵌合状態を判定するための嵌合状態判定部とを別々に備える場合に比べ、プルアップ抵抗および嵌合状態判定部からなる車載充電装置の構成が単純化される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、比較的簡単な構成でありながら、ＳＡＥ  Ｊ１７７２規格に準拠した充電口における充電プラグの嵌合状態と、ＧＢ／Ｔ規格に準拠した充電口における充電プラグの嵌合状態とを判定することができる車載充電装置、および該車載充電装置を備えた電動車両を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施例に係る車載充電装置を備えた電動車両の一部、並びに該車両を充電するためのＳＡＥ  Ｊ１７７２規格に準拠した充電プラグおよびＧＢ／Ｔ規格に準拠した充電プラグの概略的な構成を示す図である。
【図２】図１に示す電動車両の、充電口と充電プラグが一切嵌合していない状態を示す図である。
【図３】図１に示す電動車両等の、ＳＡＥ  Ｊ１７７２規格に準拠した充電口と充電プラグが半嵌合している状態を示す図である。
【図４】図１に示す電動車両等の、ＳＡＥ  Ｊ１７７２規格に準拠した充電口と充電プラグが完全嵌合している状態を示す図である。
【図５】図１に示す電動車両等の、ＧＢ／Ｔ規格に準拠した充電口と充電プラグが嵌合している状態を示す図である。
【図６】図１に示す電動車両等の、ＧＢ／Ｔ規格に準拠した充電口と充電プラグが嵌合している状態を示す図である。
【図７】図１に示す嵌合状態判定部が判定を行う際に使用する所定の電圧範囲を示す図である。
【図８】本発明の変形例に係る車載充電装置を備えた電動車両の一部、並びに該車両を充電するためのＳＡＥ  Ｊ１７７２規格に準拠した充電プラグおよびＧＢ／Ｔ規格に準拠した充電プラグの概略的な構成を示す図である。
【図９】従来の車載充電装置を備えた電動車両の一部、並びに該車両を充電するためのＳＡＥ  Ｊ１７７２規格に準拠した充電プラグの概略的な構成を示す図である。
【図１０】本発明者が、図１に示す車載充電装置および電動車両を発明する前に検討を行った車載充電装置および電動車両を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照しながら、本発明に係る車載充電装置および電動車両の実施例について説明する。
【００２０】
図１に示すように、本発明の実施例に係る電動車両１０は、ＳＡＥ  Ｊ１７７２規格に準拠した第１充電口１１と、ＧＢ／Ｔ規格に準拠した第２充電口１２と、車載充電装置１とを備えている。同図に示すように、第１充電口１１は、嵌合検知用端子１１ａと、接地端子１１ｂと、これらの間に接続された抵抗Ｒ２とを含んでいる。一方、第２充電口１２は、嵌合検知用端子１２ａと、接地端子１２ｂとを含んでいる。
【００２１】
車載充電装置１は、第１充電口１１の嵌合検知用端子１１ａに接続された第１嵌合検知線１３、および第２充電口１２の嵌合検知用端子１２ａに接続された第２嵌合検知線１４の接続点３を所定電圧ＶＣＣにプルアップするプルアップ抵抗Ｒ１と、接続点３の電圧に基づいて、第１充電口１１および第２充電口１２における嵌合状態の判定を行う嵌合状態判定部２とを備えている。
【００２２】
車載充電装置１は、第１充電口１１または第２充電口１２から供給された交流電力を、車載バッテリが必要とする直流電力に変換する電力変換部（不図示）も備えている。
【００２３】
第１充電口１１を使用した充電は、ＳＡＥ  Ｊ１７７２規格に準拠した第１充電プラグ２０を通じて行われる。第１充電プラグ２０は、嵌合検知用端子２１ａと、接地端子２１ｂと、これらの間において直列接続された嵌合検知用抵抗Ｒ３，Ｒ４と、嵌合検知用抵抗Ｒ３に並列接続された第１スイッチＳＷ１とを備えている。第１スイッチＳＷ１は、充電口１１と第１充電プラグ２０が深く嵌合（完全嵌合）しているときに限って閉状態となる。
【００２４】
第２充電口１２を使用した充電は、ＧＢ／Ｔ規格に準拠した第２充電プラグ３０を通じて行われる。第２充電プラグ３０は、嵌合検知用端子３１ａと、接地端子３１ｂと、これらの間において直列接続された嵌合検知用抵抗Ｒ５および第２スイッチＳＷ２とを備えている。第２スイッチＳＷ２は、充電口１２と第２充電プラグ３０が嵌合しているときに限って閉状態となる。
【００２５】
本実施例における、プルアップ抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ２および嵌合検知用抵抗Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５の抵抗値および公差、並びに所定電圧ＶＣＣの電圧値は下表の通りである。なお、第２充電プラグ３０には、２２０Ωの嵌合検知用抵抗Ｒ５を備えたタイプと、６８０Ωの嵌合検知用抵抗Ｒ５を備えたタイプの２種類が存在する。
【表１】
2017220968.tif 000003
【００２６】
図２に、第１充電口１１と第１充電プラグ２０が嵌合しておらず、かつ第２充電口１２と第２充電プラグ３０が嵌合していない状態の電動車両１０を示す。この場合、接続点３の電圧は、プルアップ抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との分圧である。したがって、各抵抗の公差を考慮すると、接続点３の電圧は４．３９Ｖ〜４．５１Ｖとなる（表２参照）。
【表２】
2017220968.tif 000004
なお、上表中のＲＣは、抵抗Ｒ２および嵌合検知用抵抗Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５の合成抵抗である（以下同様）。
【００２７】
図３に、第１充電口１１と第１充電プラグ２０が半嵌合し、かつ第２充電口１２と第２充電プラグ３０が嵌合していない状態の電動車両１０等を示す。この場合、合成抵抗ＲＣは、次式で計算される。
【数１】
2017220968.tif 000005
また、接続点３の電圧は、プルアップ抵抗Ｒ１と合成抵抗ＲＣの分圧である。したがって、各抵抗の公差を考慮すると、接続点３の電圧は２．６０Ｖ〜２．９２Ｖである（表３参照）。
【表３】
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【００２８】
図４に、第１充電口１１と第１充電プラグ２０が完全嵌合し、かつ第２充電口１２と第２充電プラグ３０が嵌合していない状態の電動車両１０等を示す。この場合、合成抵抗ＲＣは、次式で計算される。
【数２】
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また、接続点３の電圧は、プルアップ抵抗Ｒ１と合成抵抗ＲＣの分圧である。したがって、各抵抗の公差を考慮すると、接続点３の電圧は１．３７Ｖ〜１．６４Ｖである（表４参照）。
【表４】
2017220968.tif 000008
【００２９】
図５に、第１充電口１１と第１充電プラグ２０が嵌合しておらず、かつ第２充電口１２と６８０Ωの嵌合検知用抵抗Ｒ５を備えたタイプの第２充電プラグ３０が嵌合した状態の電動車両１０等を示す。この場合、合成抵抗ＲＣは、次式で計算される。
【数３】
2017220968.tif 000009
また、接続点３の電圧は、プルアップ抵抗Ｒ１と合成抵抗ＲＣの分圧である。したがって、各抵抗の公差を考慮すると、接続点３の電圧は３．０２Ｖ〜３．２０Ｖである（表５参照）。
【表５】
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【００３０】
図６に、第１充電口１１と第１充電プラグ２０が嵌合しておらず、かつ第２充電口１２と２２０Ωの嵌合検知用抵抗Ｒ５を備えたタイプの第２充電プラグ３０が嵌合した状態の電動車両１０等を示す。この場合、合成抵抗ＲＣは、次式で計算される。
【数４】
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また、接続点３の電圧は、プルアップ抵抗Ｒ１と合成抵抗ＲＣの分圧である。したがって、各抵抗の公差を考慮すると、接続点３の電圧は１．８３Ｖ〜１．９８Ｖである（表６参照）。
【表６】
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【００３１】
図７に示すように、上記の計算により求められた、第１充電口１１と第１充電プラグ２０の嵌合状態および第２充電口１２と第２充電プラグ３０の嵌合状態に対応する５つの電圧範囲は、互いに重複しない。
【００３２】
嵌合状態判定部２は、接続点３の電圧が上記５つの所定の電圧範囲のうちのどの電圧範囲に含まれるのかに基づいて、嵌合状態の判定を行う。例えば、嵌合状態判定部２は、接続点３の電圧が１．５Ｖである場合は、第１充電口１１と第１充電プラグ２０が完全嵌合しており、かつ第２充電口１２と第２充電プラグ３０が嵌合していないと判定する。また、嵌合状態判定部２は、接続点３の電圧が３．１Ｖである場合は、第２充電口１２と６８０Ωの嵌合検知用抵抗Ｒ５を備えたタイプの第２充電プラグ３０が嵌合しており、かつ第１充電口１１と第１充電プラグ２０が嵌合していないと判定する。
【００３３】
以上、本発明に係る車載充電装置および電動車両の実施例について説明してきたが、本発明の構成はこれに限定されるものではない。
【００３４】
例えば、本発明に係る電動車両１０は、車載充電装置１の代わりに車載充電装置１’を備えていてもよい。図８に示すように、車載充電装置１’は、嵌合状態判定部２’および電圧検出部４を含んでいる。そして、嵌合状態判定部２’は、電圧検出部４が検出した所定電圧ＶＣＣの電圧値と、プルアップ抵抗Ｒ１および合成抵抗ＲＣの抵抗値とから求めた５つの電圧範囲に基づいて嵌合状態を判定する。例えば、嵌合状態判定部２’は、接続点３の電圧が０．２７３×ＶＣＣ〜０．３２８×ＶＣＣの範囲に含まれている場合は、第１充電口１１と第１充電プラグ２０が完全嵌合しており、かつ第２充電口１２と第２充電プラグ３０が嵌合していないと判定する。また、嵌合状態判定部２’は、接続点３の電圧が０．６０４×ＶＣＣ〜０．６３９×ＶＣＣの範囲に含まれている場合は、第２充電口１２と６８０Ωの嵌合検知用抵抗Ｒ５を備えたタイプの第２充電プラグ３０が嵌合しており、かつ第１充電口１１と第１充電プラグ２０が嵌合していないと判定する。この構成によれば、所定電圧ＶＣＣが変動しても、嵌合状態を正しく判定することができる。
【００３５】
また、車載充電装置１，１’は、接続点３の電圧が所定の電圧範囲に含まれない場合（例えば、図７において接続点３の電圧が２．２Ｖである場合）に、何らかの異常が発生したとの判断を行い、第１充電口１１および第２充電口１２からの給電を中止するよう構成されていてもよい。
【符号の説明】
【００３６】
１，１’    車載充電装置
２，２’    嵌合状態判定部
３    接続点
４    電圧検出部
１０    電動車両
１１    第１充電口
１１ａ    嵌合検知用端子
１１ｂ    接地端子
１２    第２充電口
１２ａ    嵌合検知用端子
１２ｂ    接地端子
１３    第１嵌合検知線
１４    第２嵌合検知線
２０    第１充電プラグ
２１ａ    嵌合検知用端子
２１ｂ    接地端子
３０    第２充電プラグ
３１ａ    嵌合検知用端子
３１ｂ    接地端子
Ｒ１    プルアップ抵抗
Ｒ２    抵抗
Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５    嵌合検知用抵抗
ＳＷ１    第１スイッチ
ＳＷ２    第２スイッチ
【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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