(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対峙させて立設した構造物それぞれから相対向させて梁部材を水平方向に突設するとともに、前記両梁部材を上下方向に所定間隔をもって重ね合わせて配置し、前記両梁部材の対向面の一方にラックギアを設け、他方に前記ラックギアと噛合するピニオンギアを回転自在に設け、
前記ピニオンギアに、前記両梁部材と略直交する水平方向に延出する回転軸を一体に連結し、該回転軸の先端部に前記ピニオンギアの回転力に抵抗する減衰器を設けたことを特徴とする減衰装置。
【請求項２】
前記減衰器は、前記回転軸に着脱自在に取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の減衰装置。
【請求項３】
対峙する前記構造物の少なくとも一方に、他方の構造物側の前記梁部材を相対移動可能に保持しつつ、その移動を案内する誘導部材を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の減衰装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、対峙させて立設した構造物相互間でこれらの振動を減衰するようにした減衰装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、高層ビル等の高層化した構造物では、地震等の振動外力が入力した場合に大きく揺動するのを抑制するため各種減衰装置が提案されている。例えば、特公昭５４−１３９１号公報（Ｅ０４Ｈ  ９／０２）には、複数の相隣接する構造物同士を、バネまたはダンパーの性能を有する発揮する減衰装置で接合するようにしたものが開示されている。
【０００３】
即ち、複数の構造物同士をバネまたはダンパーで接合することにより、接合したそれぞれの構造物の揺動を相互緩衝させることができ、延いては、それぞれの構造物に作用している地震力を低減できるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる従来の減衰装置にあっては、構造物同士を減衰装置を介して相互に接合するにあたって、図１５に示すように図示省略した一方の構造物から梁状の部材１を水平に突設し、この梁状部材１の先端部と相手側となる構造物２との間にバネまたはダンパーの性能を有する減衰装置、例えばいわゆるショックアブソーバ様のシリンダを備えた粘性ダンパー３を水平に配設する構造が考えられる。この場合、相手側の構造物２からは、梁状部材１の下側に重ね合わせて配置させて、当該梁状部材１の先端部を下方から支持するための短尺な受梁４が突設されている。ところで、このように梁状部材１の先端部と構造物２との間に粘性ダンパー３を水平に取付ける構造では、粘性ダンパー３の配置のために梁状部材１と構造物２との間に確保すべきスペースが大きくなり、必然的に構造物相互間の間隔を大きく設定しなければならないという課題があった。
【０００５】
そこで、本発明はかかる従来の課題に鑑みて、減衰装置の配置に関して工夫を凝らすことにより、必要な設置スペースを小さくすることを可能としつつ、従来と遜色のない減衰性能を確保することができる減衰装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために本発明は、対峙させて立設した構造物それぞれから相対向させて梁部材を水平方向に突設するとともに、前記両梁部材を上下方向に所定間隔をもって重ね合わせて配置し、前記両梁部材の対向面の一方にラックギアを設け、他方に前記ラックギアと噛合するピニオンギアを回転自在に設け、前記ピニオンギアに、前記両梁部材と略直交する水平方向に延出する回転軸を一体に連結し、該回転軸の先端部に前記ピニオンギアの回転力に抵抗する減衰器を設けたことを特徴とする。
【０００７】
また、前記減衰器は、前記回転軸に着脱自在に取り付けられることを特徴とする。
【０００８】
さらに、対峙する前記構造物の少なくとも一方に、他方の構造物側の前記梁部材を相対移動可能に保持しつつその移動を案内する誘導部材を設けたことを特徴とする。
【０００９】
以上の構成により本発明の減衰装置にあっては、対峙させて立設した構造物それぞれから相対向させて梁部材を水平方向に突設し、両梁部材を上下方向に所定間隔をもって重ね合わせ、両梁部材の対向面の一方にラックギアを設け、他方にラックギアと噛合するピニオンギアを設け、このピニオンギアに回転軸を一体に連結し、回転軸の先端部にピニオンギアの回転力に抵抗する減衰器を設けたので、地震等の振動外力が構造物に作用してそれぞれの梁部材が相対変位した場合に、この相対変位によりピニオンギア及び回転軸が回転して減衰器による抵抗力が発生し、この抵抗力により構造物の揺動が抑制されることになる。
この場合、回転軸は、両梁部材と略直交する水平方向に延出し、その先端部に減衰器が設けられているので、両梁部材間には、ラックギアとピニオンギアのみを介在させればよく、両梁部材の上下方向の間隔を狭くすることができる。
また、減衰器は、両梁部材と略直交する水平方向に延出する回転軸の先端部に設けられているので、一方の構造物から突設させた梁部材と他方の構造物との間のスペースは、予め想定される両者間の相対変位量に設定しておけばよいので、構造物相互間の間隔を狭くすることができる。
【００１０】
また、減衰器を回転軸に着脱自在に取り付けたので、減衰器が故障した場合等に減衰器を容易に交換することができる。また、減衰性能の異なる減衰器に交換することにより、所望の減衰性能に容易に調整することができる。
【００１１】
更に、前記対峙する構造物の少なくとも一方に、他方の構造物側の梁部材を相対移動可能に保持しつつ、その移動を案内する誘導部材を設けることにより、ラックギアとピニオンギアとの噛合を常時保証することができて、減衰作用を確実に発揮させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を添付図面を参照して詳細に説明する。図１から図６は本発明の減衰装置の一実施例を示し、図１は要部の側面図、図２は要部の断面正面図、図３は粘性減衰器の取外し状態を示す正面断面図、図４は粘性減衰器の横断面図、図５は粘性減衰器の取付け部分の正面断面図、図６は本発明の減衰装置を用いた構造物の一例を示す概略図である。
【００１３】
即ち、本発明の減衰装置１０は図６に示すように、一対の構造物としての第１，第２ビル１２，１４間に跨がって配置される。第１，第２ビル１２，１４は所定間隔をもって対峙して立設され、これら第１，第２ビル１２，１４は固有周期の異なる高層建築物として構築される。そして、前記減衰装置１０は、前記第１，第２ビル１２，１４の各階の柱部分から水平方向に対向させて突設したＨ型鋼でなる第１，第２梁部材１６，１８の先端部間に構成される。
【００１４】
図１に示すように前記第２梁部材１８は、第１ビル１２の外側柱２０の近傍まで突設されると共に、前記第１梁部材１６はこの外側柱２０から第２梁部材１８の下側に突設され、これら第１，第２梁部材１６，１８の先端部は上下方向に所定間隔をもって互いに重ね合わされる。そして、前記第１梁部材１６は前記第２梁部材１８の自由端部となった先端部の短尺な受梁として構成される。尚、Ｈ型鋼で形成された前記第１，第２梁部材１６，１８は、図２に示すようにウエブ１６ａ，１８ａが縦向きとなるように配置される。
【００１５】
前記第２梁部材１８の先端部の下側フランジ１８ｂ下面に、この第２梁部材１８の延設方向に沿ってラックギア２２が設けられると共に、前記第１梁部材１６の上側フランジ１６ｂ上面に、前記ラックギア２２に噛合するピニオンギア２４が軸受２６を介して支持される。このピニオンギア２４の両側にはこれと一体的に回転する回転軸２４ａが連結される。このとき、前記ピニオンギア２４の回転軸２４ａは第１梁部材１６の延設方向に対して直角で水平に配置される。そしてこの回転軸２４ａの両側に、これの回転に抵抗する粘性抵抗力を発生する一対の粘性減衰器２８が着脱自在に取付けられることにより、前記減衰装置１０が構成される。
【００１６】
前記粘性減衰器２８は図３，図４に示すように、筒状のケーシング２８ａ内に回転羽根３０を回転可能に取付けると共に、この回転羽根３０の外周りに沿って適宜間隙を隔てて複数の仕切板３２をケーシング２８ａ内側に放射状に取付け、さらに前記ケーシング２８ａ内にシリコンオイル等の粘性流体を封入することにより、取り外し可能な単体として構成される。また、前記回転羽根３０の回転軸３０ａの一端部はケーシング２８ａの一端面２８ｂから液密状態を保持しつつ突出され、この突出端部に第１ラッチ３４が設けられる。更に、前記ケーシング２８ａの前記一端面２８ｂの外周にはねじ部２８ｃが形成され、このねじ部２８ｃに連結ナット３６が螺合される。
【００１７】
一方、前記ピニオンギア２４の軸受２６には、その両側の前記粘性減衰器２８側に延出させて当該粘性減衰器２８の取付面２６ａが設けられ、この取付面２６ａに粘性減衰器２８が着脱可能に取付けられる。即ち、図３に示すように前記取付面２６ａの外側には前記ケーシング２８ａの一端面２８ｂと同径の筒状突起２６ｂが突設され、この筒状突起２６ｂの外周にねじ部２６ｃが形成されている。そして、図５に示すようにケーシング２８ａと筒状突起２６ｂとを突合わせた状態で、それぞれのねじ部２８ｃ，２６ｃに跨がって連結ナット３６が螺合されるようになっている。
【００１８】
また、前記筒状突起２６ｂの中心部には前記ピニオンギア２４の回転軸２４ａ端部が突出しており、この回転軸２４ａの端部には前記回転羽根３０の回転軸３０ａに設けた第１ラッチ３４に噛合する第２ラッチ３８が設けられる。そして、前記ケーシング２８ａが筒状突起２６ｂに固定された状態で第１，第２ラッチ３４，３８が互いに噛合され、ピニオンギア２４の回転を回転羽根３０に伝達できるようになっている。
【００１９】
以上の構成により本実施例の減衰装置１０にあっては、第１，第２ビル１２，１４に地震等の振動外力が作用して、それぞれから水平方向に突設した第１，第２梁部材１６，１８が突設方向に相対変位した場合に、この相対変位によりラックギア２２に噛合したピニオンギア２４が回転する。すると、ピニオンギア２４の回転軸２４ａに連結した粘性減衰器２８の回転羽根３０が回転してケーシング２８ａ内に封入した粘性流体を撹拌し、これにより粘性抵抗が発生する。このため、前記第１，第２梁部材１６，１８の相対変位力に対して前記粘性減衰器２８による粘性抵抗が作用し、延いては、前記第１，第２ビル１２，１４の揺動を抑制することができる。
【００２０】
ところで、前記粘性減衰器２８を、第１，第２梁部材１６，１８の重合部分に設けたピニオンギア２４、ひいてはこのピニオンギア２４の両側から突設した回転軸２４ａから回転力を取出して作動させるようにしたので、この粘性減衰器２８を第１，第２梁部材１６，１８の延設方向に対して直角方向であるこれら梁部材１６，１８の側方に配置することができる。従って、第２梁部材１８と第１ビル１２との間のスペースを、予め想定される地震発生時における第２梁部材１８と第１ビル１２との間の相対変位量に設定しておけばよく、延いては、第１，第２ビル１２，１４間の間隔を小さくすることができる。
【００２１】
また、本実施例では前記粘性減衰器２８を単体で取り扱うことができる構成とし、ケーシング２８ａに形成したねじ部２８ｃと、取付面２６ａの筒状突起２６ｂに形成したねじ部２６ｃとの間に跨がって連結ナット３６を螺合することで装着するようにしたので、この連結ナット３６により前記粘性減衰器２８を着脱することができる。したがって、前記粘性減衰器２８が故障した場合などにも、この粘性減衰器２８の交換を容易に行うことができると共に、かつまた、粘性流体の種類や羽根数を変えた減衰性能の異なる粘性減衰器２８の交換のみで所望の減衰能に調整することができる。
【００２２】
図７，図８は他の実施例を示し、前記実施例と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べる。尚、図７は要部の側面図、図８は要部の平面図である。
【００２３】
この実施例では第１梁部材１６を突設した第１ビル１２に、第２梁部材１８の先端部を相対移動可能に保持しつつ、この第２梁部材１８を第１梁部材１６の延設方向に案内する誘導部材４２を設けてある。即ち、前記第１梁部材１６を設けた前記第１ビル１２の柱２０に、この第１梁部材１６の延設方向に対して直角方向に梁４０が突設されており、この梁４０に前記誘導部材４２が取付けられる。前記誘導部材４２は前記柱２０を挟んだ両側に構成され、前記梁４０に溶接等により固設した取付ブラケット４４に、ボルト４６，ナット４６ａを介して取付けられる取付部４２ａと、この取付部４２ａから前記第２梁部材１８方向に向かって斜めに突設する一対の腕部４２ｂと、これらの腕部４２ｂの先端部それぞれに回転自在に取付けられ、第２梁部材１８のウエブ１８ａを両側から挟圧しつつ転動する一対のローラ４２ｃとを備える。
【００２４】
また、図７に示すように第１，第２梁部材１６，１８のラックギア２２およびピニオンギア２４が取付けられる部分のウエブ１６ａ，１８ａ高さを小さくして、これらラックギア２２およびピニオンギア２４の取付による上下方向高さの増加を抑えるようになっている。
【００２５】
従って、この実施例では一対の腕部４２ｂを、第２梁部材１８の先端部の振れを抑制する水平反力受けとして機能させながら、誘導部材４２の一対のローラ４２ｃが第２梁部材１８のウエブ１８ａの両側を挟持して、この第２梁部材１８を第１梁部材１６に沿った方向に案内することができるので、ラックギア２２とピニオンギア２４との噛合を確実化させて、粘性減衰器２８による振動減衰効果を十分に発揮させることができる。
【００２６】
図９は他の実施例を示し、前記各実施例と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べる。尚、図９は要部の断面正面図である。
【００２７】
即ち、この実施例にあっても誘導部材５０を設けたもので、この誘導部材５０は粘性減衰器２８を取り付けるための一対の取付面２６ａの上端部に水平方向の取付座５２をそれぞれ形成し、これらの取付座５２にコ字状ブラケット５４を介してローラ５６を回転自在に取付けて構成してある。これらのローラ５６は両側に形成した一対の取付座５２に互いに対向させて配置されている。そして、前記一対のローラ５６を第２梁部材１８の下方フランジ１８ｂの両側にこれを挟み込むように当接させてある。
【００２８】
従って、この実施例にあっても一対のローラ５６が第２梁部材１８の両側を挟持して、第１，第２梁部材１６，１８の相対変位に際して第２梁部材１８を第１梁部材１６の延設方向に案内することができる。
【００２９】
図１０は他の実施例を示し、前記各実施例と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べる。尚、図１０は要部の断面正面図である。
【００３０】
即ち、この実施例ではピニオンギア２４の回転軸２４ａを途中で分断して、ピニオンギア２４に連なる基軸２４ｂと、第２ラッチ３８に連なる先端軸２４ｃとし、これら基軸２４ｂと先端軸２４ｃとを上下に配置すると共に、これら基軸２４ｂと先端軸２４ｃとを小ギア６０ａ，大ギア６０ｂからなる変速ギア６０を介して連結してある。
【００３１】
従って、この実施例では前記変速ギア６０によってピニオンギア２４の回転数を変化させて粘性減衰器２８に伝達することができるため、この粘性減衰器２８の回転羽根３０による粘性流体の撹拌力を変化させて粘性抵抗を調節することができる。尚、本実施例では前記変速ギア６０によってピニオンギア２４の回転数を減速する場合を開示したが、これに限ることなく粘性流体の粘度とか粘性減衰器２８の大きさ等に応じて小ギア６０ａ，大ギア６０ｂを入替えて増速させる構成とすることもできる。
【００３２】
尚、この実施例では前記大ギア６０ｂの下側、つまり前記小ギア６０ｂの噛合側とは反対側にアイドラギア６０ｃを噛合させて、このアイドラギア６０ｃで小ギア６０ｂの噛合圧力を受止めて、先端軸２４ｃを安定させている。
【００３３】
図１１は他の実施例を示し、前記実施例と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べる。尚、図１１は要部の断面正面図である。
【００３４】
即ち、この実施例では第２梁部材１８の下側フランジ１８ｂ下面に、断面が二等辺三角形状の座６２の底辺を取付け、この座６２の斜め下方を指向する両辺に一対のラックギア２２，２２を傾斜状態で取付けると共に、これらラックギア２２，２２にそれぞれ一対のピニオンギア２４，２４を噛合してある。前記ピニオンギア２４，２４のそれぞれの軸受２６，２６は、前記ラックギア２２，２２と平行となるように傾斜した状態で第１梁部材１６の上側フランジ１６ｂに断面直角三角形状の座６４を介して取付けられる。そして、傾斜されたピニオンギア２４，２４の回転軸２４ａ，２４ａのそれぞれの上端部に粘性減衰器２８，２８が連結される。
【００３５】
従って、この実施例にあっては傾斜したラックギア２２，２２をピニオンギア２４，２４で支持することができるため、傾斜したそれぞれのラックギア２２，２２およびピニオンギア２４，２４の組み合わせ構造自体を誘導部材として用いることができ、第２梁部材１８の先端部を第１梁部材１６の延設方向に案内することができる。
【００３６】
ところで以上の実施例にあっては、図１２の（ａ）に示すように、梁部材１６，１８の相対変位方向がこれらの延設方向である場合に限って説明してきたが、これに限らず、図１２（ｂ）のように両梁部材１６，１８の相対変位方向がそれらの幅方向であったり、図１２（ｃ）のように一方の梁部材１６に関しては延設方向であって、他方の梁部材１８にとっては幅方向となる場合など、一対の構造物１２，１４の隣接配置のバリエーションにしたがって梁部材１６，１８の配置がいかなる関係となっても、本発明を適用することができる。
【００３７】
殊に図１２（ｂ）の場合には、粘性減衰器２８，２８が梁部材１６，１８の直上若しくは直下に位置することを避けるために、ピニオンギア２４と粘性減衰器２８との間を連結する軸系に、ベベルギア１００を介設して回転力の伝達方向を変更する構成としている。
【００３８】
また、図１２（ｃ）では、粘性減衰器２８を梁部材１６，１８の直上若しくは直下に位置しないように外側に張り出させた場合において、回転軸２４ａが片持ち支持となることを避けるために、粘性減衰器２８とは反対側に錘１０２を付した構成を示していて、これによりバランスを確保しつつ減衰装置１０を構成することができる。
【００３９】
ところで、上述した各実施例は減衰装置１０を図６に示した第１，第２ビル１２，１４間に適用した場合を開示したが、これに限ることなく図１３および図１４に示す場合にあっても本発明を適用することができる。
【００４０】
即ち、図１３は大きな間隔をもって両側に立設した一対の支柱（またはビル）７０，７２の上端部間に跨がってケーブル７４を懸垂状態で配索し、このケーブル７４に柱７６を支持させるとともにさらに梁７８を組み込んで、前記支柱７０，７２間にビル躯体８０を構築したもので、このビル躯体８０の梁７８の両側と前記一対の支柱７０，７２との間に前記減衰装置１０を組み込むようにしている。従って、この実施例では前記支柱７０，７２とビル躯体８０との間で減衰装置１０が作用して、これらの揺動を抑えることができる。
【００４１】
一方、図１４は同様に両側に立設した構造物としての一対の支柱（ビルでもよい）８２，８４間に、柱８６および梁８８を組込んでビル躯体９０を構築したもので、このビル躯体９０の梁８８の両側と前記一対の支柱８２，８４との間に減衰装置１０が組み込まれている。従って、この実施例にあっても前記支柱８２，８４とビル躯体９０との間で減衰装置１０が作用して、これらの揺動を抑えることができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の請求項１に示す減衰装置にあっては、対峙させて立設した構造物それぞれから相対向させて梁部材を水平方向に突設し、両梁部材を上下方向に所定間隔をもって重ね合わせ、両梁部材の対向面の一方にラックギアを設け、他方にラックギアと噛合するピニオンギアを設け、このピニオンギアに回転軸を一体に連結し、回転軸の先端部にピニオンギアの回転力に抵抗する減衰器を設けたので、地震等の振動外力が構造物に作用してそれぞれの梁部材が相対変位した場合に、この相対変位によりピニオンギア及び回転軸が回転して減衰器による抵抗力が発生し、この抵抗力により構造物の揺動が抑制されることになる。
この場合、回転軸は、両梁部材と略直交する水平方向に延出し、その先端部に減衰器が設けられているので、両梁部材間には、ラックギアとピニオンギアのみを介在させればよいことになり、両梁部材の上下方向の間隔を狭くすることができる。また、減衰器は、両梁部材と略直交する水平方向に延出する回転軸の先端部に設けられているので、一方の構造物から突設させた梁部材と他方の構造物との間のスペースは、予め想定される両者間の相対変位量に設定しておけばよいことになり、構造物相互間の間隔を狭くすることができる。
【００４３】
また、本発明の請求項２に示す減衰装置にあっては、減衰器は、回転軸に着脱自在に取り付けられているので、減衰器が故障した場合等に減衰器を容易に交換することができる。また、減衰性能の異なる減衰器に交換することにより、所望の減衰性能に容易に調整することができる。
【００４４】
更に、本発明の請求項３にあっては、前記対峙する構造物の少なくとも一方に、他方の構造物側の梁部材を相対移動可能に保持しつつ、その移動を案内する誘導部材を設けたので、ラックギアとピニオンギアとの噛合を常時保証して減衰作用を確実に発揮させることができ、延いては、減衰器による抵抗力を効率よく発生させて、構造物の揺動抑制効果を向上させることができるという各種優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の減衰装置の一実施例を示す要部の側面図である。
【図２】本発明の減衰装置の一実施例を示す要部の正面断面図である。
【図３】本発明の減衰装置の一実施例に用いられる粘性減衰器の取外し状態の正面断面図である。
【図４】本発明の減衰装置の一実施例に用いられる粘性減衰器の横断面図である。
【図５】本発明の減衰装置の一実施例に用いられる粘性減衰器の取付け部分の正面断面図である。
【図６】本発明の減衰装置を用いた構造物の一実施例を示す概略図である。
【図７】本発明の他の実施例を示す要部の側面図である。
【図８】本発明の他の実施例を示す要部の平面図である。
【図９】本発明の他の実施例を示す要部の正面断面図である。
【図１０】本発明の他の実施例を示す要部の正面断面図である。
【図１１】本発明の他の実施例を示す要部の正面断面図である。
【図１２】本発明に係る梁部材が異なる位置関係にある場合の他の実施例を示す概略平面図である。
【図１３】本発明の減衰装置を用いた構造物の他の実施例を示す概略図である。
【図１４】本発明の減衰装置を用いた構造物の他の実施例を示す概略図である。
【図１５】従来の減衰装置を示す要部の側面図である。
【符号の説明】
１０  減衰装置                      １２  第１ビル（構造物）
１４  第２ビル（構造物）            １６  第１梁部材
１８  第２梁部材                    ２２  ラックギア
２４  ピニオンギア                  ２４ａ  回転軸
２８  粘性減衰器                    ４２，５０  誘導部材
７０，７２，８２，８４  支柱（構造物）
【図１】
0003711611.tif 000002
【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】
0003711611.tif 000013
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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