(57)【要約】【課題】  電波吸収性能に優れた電波吸収体を提供する。【解決手段】  複数の構成部材を組み合わせた電波吸収体であって、構成部材は、合成樹脂にカーボンや金属微粉末等の導電体を分散固着させ適度な誘電損失を持たせたブロック１であり、一定間隔をおいて平行に配置した２個のブロックを１組とし、それぞれのブロックの組を、相対的に上段の組と、下段の組とに分けて少なくとも２組のブロックの組を上下段に配置し、上下段のブロックの組を互いに直交する方向に連結して２以上のブロックの組が井桁状に組み合わされている。【選択図】  図２
2010021459.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の構成部材を組み合わせた電波吸収体であって、
構成部材は、カーボンや金属微粉末等の導電体を分散させ、あるいは表面にシート抵抗値を保有させた定型の誘電損失体であり、
複数の構成部材は互いに角度をなして組合わされ、構成部材が占める領域と空間領域の断面に誘電損失体と自由空間を規則的に混在させ、なおかつ高さ方向に連続的に存在させる事で、全体としての誘電損失を等価的に低下させたことを特徴とする電波吸収体。
【請求項２】
構成部材は、合成樹脂にカーボンや金属微粉末等の導電体を分散固着させ適度な誘電損失を持たせたブロックであり、
一定間隔をおいて平行に配置した２個のブロックを１組とし、それぞれのブロックの組を、相対的に上段の組と、下段の組とに分けて少なくとも２組のブロックの組を上下段に配置し、上下段のブロックの組を互いに直交する方向に連結して２以上のブロックの組が井桁状に組み合わされていることを特徴とする請求項１に記載の電波吸収体。
【請求項３】
請求項１〜２のいずれか１に記載された電波吸収体の複数個をフェライト焼結体板上に積上げて電波暗室、電波無響室の内壁に設置したことを特徴とする電波吸収壁。
【請求項４】
井桁状に組み合わされた前記電波吸収体は、電波透明体のケース内に収容され、電波吸収体ユニットとして壁面に配列されていることを特徴とする請求項３に記載の電波吸収壁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電波暗室・電波無響室に用いる電波吸収体及びこの電波吸収体の複数個を組み合わせ、電波暗室や電波無響室内に配置することによって形成する電波吸収壁に関する。
【背景技術】
【０００２】
電波吸収体は、電子機器の放射電磁波測定・外来電磁波に対する耐力測定などを行う電波暗室を構成するために、部屋の天井面・側壁面、場合によっては床面に設けられる。電波収吸収体として、合成樹脂にカーボン・金属微粉末等の導電体を三次元で均一に分散させた誘電損失体をピラミッド状又はクサビ状に成型したものが知られている。
【０００３】
さらに、コスト低減や、輸送コストの低減を目的として、現場に材料を搬入し、現場にて中空のピラミッドまたはクサビ状に組立てる構造のものも知られている。
【０００４】
ところで、中空のピラミッドまたはクサビ構造とした電波吸収体を、動作周波数に広域の周波数が要求される電波暗室用に使用したときには、電波吸収体が専有する空間領域内で誘電損失体が不規則に存在することになり、部分的に誘電損失体の表面反射が大きくなり、良好な電波吸収特性を得る事が難しい。
【０００５】
また、このような用途に用いる電波吸収体においては、動作させる下限周波数の１／５波長程度の厚みが必要とされ、その条件を満たすように、電波吸収体の構成部材に、導電体を合成樹脂に分散固着させた誘電損失体を用いたときには、その体積が過大な大きさになるという問題点がある。
【特許文献１】特開２０００−５９０６７号公報
【特許文献２】特開平７−８６７８３号公報
【特許文献３】特開平７−２２７６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
解決しようとする問題点は、電波暗室などの壁面に設置する電波吸収体においては、動作させる下限周波数の１／５波長程度の厚さが必要とされ、その条件を満たすように、電波吸収体の構成部材に、導電体を合成樹脂に分散固着させた誘電損失体を用いたときには、その体積が過大な大きさになるという点である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、誘電損失体の誘電損失を高めに設定し、吸収体が専有する空間領域内に誘電損失体と自由空間を規則的に混在させて吸収体専有空間全体の誘電損失を等価的に下げることによって、波長の長い低周波に対応できる厚さを有するにもかかわらず、必要な誘電損失体の体積を半分程度に抑えた点を最大の特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明による電波吸収体によれば、非常に広い周波数帯域で良好な吸収性能が得られる。また、構成部材を井桁に組み合わせることによって、電波吸収体の体積中の誘電損失体の占める割合を５０％以下とすることが可能となり、合成樹脂に導電体を分散固着させる工程及びその資材を削減する事が可能となり大幅なコストダウンを図ることができる利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
波長の長い低周波に対応できる厚さを有するにもかかわらず、必要な誘電損失体の体積を半分程度に抑えるという目的を、合成樹脂にカーボンや金属微粉末等の導電体を分散固着させ適度な誘電損失を持たせたブロックもしくは、表面にカーボン繊維を固着させ適度なシート抵抗値を有するプレートを井桁状に組み合わせることによって実現した。
【００１０】
本発明は、複数の構成部材を組み合わせた電波吸収体である。構成部材は、カーボンや金属微粉末等の導電体を分散させ、あるいは表面にシート抵抗値を保有させた定型の誘電損失体である。複数の構成部材は互いに角度をなして組合わされており、構成部材が占める領域と空間領域とに誘電損失体と自由空間とを規則的に混在させ、全体としての誘電損失を等価的に低下させたことを特徴としている。
【００１１】
図１は、電波吸収体の構成部材にブロックを用いる例である。図１（ａ）、（ｂ）に示すブロック１は、合成樹脂にカーボン等の導電体を分散させ、定型の直方体に固化したものである。この実施例においては、説明の都合上、直方体の長辺側を上下縁とする姿勢で、ブロックの上下を区別して説明する。ブロック１には、対抗する２辺、この実施例においては長辺側の２辺には、１辺の長さＬを５等分し、Ｌ／５の間隔で、両端及び中央３箇所に凸部２、両凸部間の２箇所に凹部３を形成することによって、ブロック１の上下縁にそれぞれ、角型の凸部２及び凹部３を交互に形成している。
【００１２】
本発明において、凹部３は、後述するように上段に配置されたブロックと、下段に配置されたブロックとを互いに噛み合わせるための切欠きであり、その間隔（Ｌ／５）は、ブロック１の厚みｄに合わせてある。図２は、２個以上のブロックを井桁状に組み合わせた例を示している。図２（ａ）は、ブロックの組を上下段に組み合わせた電波吸収体の正面図、図２（ｂ）は同側面図である。
【００１３】
図２（ａ）、（ｂ）において、並列に配置した２個のブロック（第１のブロックの組）１ａに対し、その下方位置に、直角方向に各凹部を向き合わせてそれぞれ２個のブロック（第２のブロックの組）１ｂを平行に配列し、第１のブロックの組１ａのブロックの凹部に第２のブロックの組１ｂのブロックの凹部を互いに噛み合わせて第１ブロックの組１ａと第２ブロックの組１ｂとを上下に連結し、同様に２個の第２ブロックの組１ｂの下方位置に直角方向から各凹部を向き合わせて２個の第３ブロックの組１ｃを平行に配列し、第２ブロックの組１ｂブロックの凹部に第３ブロックの組１ｃのブロックの凹部を互いに噛み合わせて第２ブロックの組１ｂと第３ブロックの組１ｃとを上下に連結する。
【００１４】
以下同様に第３ブロックの組と第４ブロックの組とを連結することによって、順次第Ｎ−１ブロックと第Ｎブロック（ただし、Ｎは正の整数である）を連結することによって、図３に示すように少なくともブロックの組を上下２段、この実施例においては上下３段に連結して図３に示すように、上下段のブロックを井桁状に組み合わせて電波吸収体４の組み立てを完了する。
【００１５】
井桁状に組み合わされた電波吸収体は、そのままでフェライト焼結体板上に積上げて電波暗室などの壁面に設置されるが、あるいは、井桁状に組み合わされた電波吸収体を図４に示すように電波透明体のケース５内に収容し、さらに、必要によりケース５の開口を図５に示すようにカバー５ａで塞いで電波吸収体ユニット６とする。図６は、得られた角柱状の電波吸収体ユニット６をフェライト焼結体板（図示略）上に積み上げて縦横に配列し、電波暗室の壁面などに設置した例を示している。
【００１６】
図７は、電波吸収体の構成部材にプレートを用いる例である。プレート７は、表面にカーボン繊維を固着させ適度なシート抵抗値を持たせた皮膜皮膜を表面に有する平板であるが、合成樹脂にカーボン等の導電体を分散させて平板状に固化することによっても得られる。
【００１７】
図７において、この実施例に用いたプレート７は、縦長の長方形で、その短辺側の上縁（又は下縁）から中央部位にかけてプレート７の厚みに相当する幅のスリット１０を２条並列に開口したものである。
【００１８】
図７のプレート７の組み立てに際しては、図８に示すようにまず、２枚のプレートを第１プレートの組７ａとして一定間隔をおいて平行に配列し、次に上下の向きを逆転したプレートを第２プレートとし、第２プレートの組７ｂの姿勢を第１プレートの組７ａに対し、直角方向の姿勢で一定間隔をおいて平行に配列し、両組のプレートに開口されたスリットを上下方向から互いにかみ合わせて図示のように井桁状に組み合わせる。
【００１９】
なお図示は略すが、この実施例においても、井桁状に組み合わされた電波吸収体の組を電波透明体のケース内に収容し、さらに、必要により開口をカバーで塞いで角柱状の電波吸収体ユニットに仕上げ、得られた電波吸収体ユニットを、フェライト焼結体板上に縦横に配列し、電波暗室の壁面などに設置する点は前実施例と同じである。
【００２０】
本発明による電波吸収体によれば、構成部材の組み立てによって形成される井桁の間隙＞波長となる高周波域では、構成部材の誘電損失を高めに設定することによって、電磁波を効率よく吸収できる。さらに、井桁の間隙＜波長となる低周波域では井桁の間隙は無いものとみなされ、実際の誘電率よりも誘電損失体で構成された電波吸収体として作用し、電波吸収性能を劣化させる表面反射が小さくなる。
【００２１】
したがって、本発明の電波吸収体によれば、非常に広い周波数帯域で良好な吸収性能が得られる。また、本発明の電波吸収体による電波吸収特性は、誘電損失体の誘電率・電波吸収体中の誘電損失体の体積率および電波吸収体の構成部材であるブロックを積み上げる段数を選択することにより調整可能である。
【００２２】
また、構成部材を井桁に組み合わせることによって、電波吸収体が専有する空間領域内に誘電損失体と自由空間が混在しており、電波吸収体の体積中の誘電損失体の占める割合を５０％以下とすることが可能である。次に本発明の実施例について、具体的な例を挙げ、図を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００２３】
図９に示すブロックを１０個用い、２個ずつを１組として図１０のように５段の井桁状の電波吸収体に組立て、その電波吸収特性を測定した。本実施例に用いたブロック、ならびに組み立てられた電波吸収体は以下のとおりである。
【００２４】
（１）ブロック
ブロックは、発泡ウレタン基材にカーボンをラテックスで固着させ、上下縁にそれぞれ２箇所に凹部を形成したものである。カーボンの固着量は発泡ウレタン基材体積に対し0.3g/Lである。
ブロック寸法、５８０ｍｍ×４８４ｍｍ×１１６ｍｍ
凹部の幅１１６ｍｍ、深さ７５ｍｍ  ブロックの長辺側の端縁に２個所形成した。
【００２５】
（２）電波吸収体
フェライト焼結体板の上に、図１０のように、５段の井桁状に組み立てた電波吸収体を積み上げた。このとき、底面５８０ｍｍ×５８０ｍｍフェライト焼結体板１３上に５段に積み上げられた電波吸収体の高さ１８２０ｍｍ（体積約0.612ｍ3）中に含まれるブロックの体積は0.284ｍ3であり、電波吸収体中の誘電損失体の体積率は約４６％である。
【００２６】
（３）測定方法
低周波領域での特性は、図１１に示すネットワークアナライザ１５を用いてストリップライン法によって測定した。測定に際しては、縦６００ｍｍ、横７２００ｍｍの角型ストリップライン導波管を用いた。８はストリップライン導波管の外導体、９は、外導体８内に差し込まれた内導体を示している。
【００２７】
この導波管の測定面積（６０ｃｍ×１２０ｃｍ）の範囲内に、被測定物を設置し、３０ＭＨｚ〜３００ＭＨｚの電波吸収性能を測定した。
高周波領域（０．７ＧＨｚ〜４．５ＧＨｚ）での特性は、図１２に示すネットワークアナライザ１６を用い、フリースペース法によって測定した。測定に際しては、送信ホーンアンテナ１１及び受信ホーンアンテナ１２の下方３０００ｍｍの位置に被測定物Ｍを設置した。被測定物Ｍの周囲には不要反射波除去用の電波吸収体１４を置いた。
【００２８】
（４）測定結果
電波吸収体の電波吸収性能の測定に先立ち、フェライト焼結体板の単体についての電波吸収性能を測定した。フェライト焼結体板の単体の低周波域の測定結果を図１３（ａ）、高周波域の測定結果を図１３（ｂ）に示す。次に、実施例１としてこのフェライト焼結体板単体上に上記電波吸収体を置いて電波吸収性能を測定した。低周波域の測定結果および高周波域の測定結果をそれぞれ図１４（ａ）、（ｂ）に示す。図から明らかなように、低周波、高周波域において、フェライト焼結体板の吸収特性を損ねることなく、電波吸収体としての特性を有している事がわかる。また、図１３と、図１４とを比較して明らかなように、フェライト焼結体板の上に、５段の井桁状に組み立てた電波吸収体を積み上げた実施例１による減衰量は、低周波域から高周波域の広い範囲にわたって大幅に増大することが示された。
【実施例２】
【００２９】
実施例１に用いたブロックと同じ形状で、カーボンの固着量は発泡ウレタン基材体積に対し0.4g/Lとしたブロック１０個を用い、２個ずつを１組として実施例１と同じように５段の井桁状の電波吸収体に組立て、フェライト焼結体板上に積み上げてその電波吸収特性を測定した。
【００３０】
誘電損失体の体積率は、約４６％となる。実施例２として前記フェライト焼結体板単体上におかれた電波吸収体の電波吸収性能の測定結果を図１５に示す。図１５（ａ）は、低周波域の測定結果、（ｂ）は、高周波域の測定結果を示している（以下同じ）。この例においても、実施例１と同様に低周波、高周波域において、フェライト焼結体板の吸収特性を損ねることなく、電波吸収体としての特性を有している事がわかる。また、実施例１の結果と比較し、カーボン固着量が増加しているため、高周波領域での特性が５〜１０dＢ程良くなっている事が確認できる。
【実施例３】
【００３１】
実施例１に用いたブロックと同じ形状で、カーボンの固着量は発泡ウレタン基材体積に対し0.4g/Lとしたブロック１０個を用い、２個ずつを１組として図１７に示すように３段の井桁状の電波吸収体に組立て、フェライト焼結体板１３上に積み上げてその電波吸収特性を測定した。誘電損失体の体積率は約４４％となる。
【００３２】
実施例３として前記フェライト焼結体板単体上におかれた電波吸収体の電波吸収性能の測定結果を図１７に示す。図から明らかなように、この例においても、低周波、高周波域において、フェライト焼結体板の吸収特性を損ねることなく、電波吸収体としての特性を有している事がわかる。また、実施例２のブロックとカーボン固着量は同一であるが、実施例３では３０ＭＨzで−２６ｄＢが−１８ｄＢになっていることから、低周波領域で特性が悪化していることを確認できる。これは電波吸収体自体の高さが減少しているからである。
【実施例４】
【００３３】
カーボンの固着量は発泡ウレタン基材体積に対し0.８g/Lとした図１８に示すブロック１０個を用い、２個ずつを１組として図１９のように５段の井桁状の電波吸収体に組立て、フェライト焼結体板上に積み上げてその電波吸収特性を測定した。誘電損失体の体積率は約２１％となる。
【００３４】
この実施例に用いたブロックは、寸法、５８０ｍｍ×４８４ｍｍ×１１６ｍｍ、凹部（幅１６ｍｍ、深さ７５ｍｍ）をブロックの長辺側の端縁に２個所形成した。
【００３５】
実施例４として前記フェライト焼結体板単体上におかれた電波吸収体の電波吸収性能の測定結果を図２０に示す。この実施例においても、低周波、高周波域において、フェライト焼結体板の吸収特性を損ねることなく、電波吸収体としての特性を有している事がわかる。また実施例２と比較し、カーボン固着量を２倍にしたことで誘電体の体積を１／２（４６％→２１％）にすることが可能なことが確認できる。
【実施例５】
【００３６】
実施例１に用いたブロックと同じ形状で、発泡スチロール基材表面にカーボン繊維を固着させたブロックを用いた。カーボン繊維の付着量は発泡ウレタン基材体積に対し0.３g/ｍ３とした。誘電損失体の見かけの体積率は約６０％となる。
【００３７】
このブロック１０個を用い、２個ずつを１組として実施例１と同じように５段の井桁状の電波吸収体に組立て、フェライト焼結体板上に積み上げてその電波吸収特性を測定した。
【００３８】
実施例５として前記フェライト焼結体板単体上におかれた電波吸収体の電波吸収性能の測定結果を図２１に示す。図から明らかなように、低周波、高周波域において、フェライト焼結体板の吸収特性を損ねることなく、電波吸収体としての特性を有している事がわかる。またこの結果より、誘電体中にカーボンを均一に分散固着させた物を用いた場合とほぼ同等の性能となる事が確認できる。
【実施例６】
【００３９】
実施例６は、電波吸収体の構成部材にプレートを用いる例である。このプレートは、図２２に示すとおり、低誘電率材料（合成樹脂）の表面にカーボン繊維を分散させて平板状に固化した縦長で全長１８２０ｍｍ、幅５８０ｍｍの長方形で、その短辺側の上縁（又は下縁）から中央部位にかけてプレートの厚みに相当する幅で長さ９１０ｍｍスリットを２条並列に開口したものである。
【００４０】
カーボン繊維の固着量は0.3g/ｍ2である。この２枚のプレートを第１プレートの組として一定間隔をおいて平行に配列し、次に上下の向きを逆転したプレートを第２プレートとし、第２プレートの組の姿勢を第１プレートの組に対し、直角方向の姿勢で一定間隔をおいて平行に配列し、両組のプレートに開口されたスリットを上下方向から互いにかみ合わせて図２３に示すように上方より視て井桁状に組み合わせ、これをフェライト焼結体板１３上に積み重ねたものである。
【００４１】
実施例６として前記フェライト焼結体板単体上におかれた電波吸収体の電波吸収性能の測定結果を測定結果を図２４に示す。図から明らかなように、この例においても低周波、高周波域において、フェライト焼結体板の吸収特性を損ねることなく、電波吸収体としての特性を有している事がわかる。
【００４２】
以上のように構成部材としてのブロックあるいはプレートを井桁状に積み上げた本発明による電波吸収体の吸収性能は、各実施例に明らかなとおり、従来の電波吸収体と比較しても遜色ない特性を得ることができ、同程度の高さを有する従来の電波吸収体と比較し、使用する誘電損失体の体積を半分以下とすることが可能となり、製造コストを大幅に削減でき、さらに輸送・保管・施工の面でも従来の電波吸収体の施工に比べてはるかに有利である。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、電子機器の放射電磁波測定・外来電磁波に対する耐力測定などを行う電波暗室に設置する電波吸収体として、広い周波数領域に渡って良好な電波吸収性能が得られ、特に電波吸収体の体積中の誘電損失体の占める割合を５０％以下にとどめて良好な電波吸収特性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】電波吸収体の構成部材にブロックを用いる例を示す図であり、（ａ）は三面図、（ｂ）は斜視図である。
【図２】（ａ）はブロックの組を上下段に組み合わせた電波吸収体の正面図、（ｂ）は同側面図である。
【図３】上下段のブロックを井桁状に組み合わせた状態の平面図である。
【図４】井桁状に組み合わされた電波吸収体を電波透明体のケース内に収容した状態の平面図である。
【図５】ケースの開口をカバーで塞いだ状態を示す図である。
【図６】角柱状の電波吸収体ユニットをフェライト焼結体板上に積み上げて縦横に配列し、電波暗室の壁面などに設置した例を示す図である。
【図７】電波吸収体の構成部材にプレートを用いる例を示す図である。
【図８】プレートを組み立てた状態を示す図である。
【図９】実施例１のブロックの三面図である。
【図１０】実施例１のブロックを５段の井桁状の電波吸収体に組立てた状態を示す図である。
【図１１】本発明において３０ＭＨｚ〜５００ＭＨｚの電波吸収性能に用いた測定系の概略図である。
【図１２】本発明において０．７ＧＨｚ〜４．５ＧＨｚの電波吸収性能に用いた測定系の概略図である。
【図１３】実施例１におけるフェライト焼結体板単体の測定結果であり、（ａ）は低周波域の測定結果、（ｂ）は高周波域の測定結果を示す図である。
【図１４】実施例１における電波吸収体の測定結果であり、（ａ）は低周波域の測定結果、（ｂ）は高周波域の測定結果を示す図である。
【図１５】実施例２における電波吸収体の測定結果であり、（ａ）は低周波域の測定結果、（ｂ）は高周波域の測定結果を示す図である。
【図１６】実施例３のブロックを３段の井桁状の電波吸収体に組立てた状態を示す図である。
【図１７】実施例３における電波吸収体の測定結果であり、（ａ）は低周波域の測定結果、（ｂ）は高周波域の測定結果を示す図である。
【図１８】実施例４のブロックの三面図である。
【図１９】実施例４のブロックを５段の井桁状の電波吸収体に組立てた状態を示す図である。
【図２０】実施例４における電波吸収体の測定結果であり、（ａ）は低周波域の測定結果、（ｂ）は高周波域の測定結果を示す図である。
【図２１】実施例５における電波吸収体の測定結果であり、（ａ）は低周波域の測定結果、（ｂ）は高周波域の測定結果を示す図である。
【図２２】実施例６の電波吸収体の構成部材にプレートを用いる例を示す図である。
【図２３】プレートを組み立てた状態を示す図である。
【図２４】実施例６における電波吸収体の測定結果であり、（ａ）は低周波域の測定結果、（ｂ）は高周波域の測定結果を示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
１  ブロック
１ａ，１ｂ，１ｃ  ブロックの組
２  凸部
３  凹部
４  電波吸収体
５  ケース
５ａ  カバー
６  電波吸収体ユニット
７  プレート
７ａ，７ｂ  プレートの組
８  外導体
９  内導体
１０  スリット
１１  送信ホーンアンテナ
１２  受信ホーンアンテナ
１３  フェライト焼結体板
１４  不要反射波除去用の電波吸収体
１５、１６  ネットワークアナライザ
Ｍ  被測定物
【図１】
2010021459.tif 000003
【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】
2010021459.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2010021459.tif 000017
【図１６】
2010021459.tif 000018
【図１７】
2010021459.tif 000019
【図１８】
2010021459.tif 000020
【図１９】
2010021459.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
2010021459.tif 000023
【図２２】
2010021459.tif 000024
【図２３】
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【図２４】
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