(57)【要約】【課題】  所定の開口率の開口を有するにもかかわらず表面が意匠的に均一に見え、かつまた硬い風合いを持つ平面材料のように見え、意匠性に優れつつ、音響制御を容易に行うことが可能な音場制御パネル及び音場制御パネルの使用方法を提供することにある。【解決手段】  所定の開口率を有する基板と、基板の正面に設けられ、所定の粒径の粒体又は及び粉体と、粒体及び粉体を基板に固着させるバインダとを所定の割合で混合した塗材からなる表面層と、基板の背面に配設された吸音材とを備えることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パネル状で、空間の音響制御を行う音場制御パネルにおいて、
所定の開口率を有する基板と、
該基板の正面に設けられ、所定の粒径の粒体又は及び粉体と、該粒体及び粉体を該基板に固着させるバインダとを所定の割合で混合した塗材からなる表面層と、
該基板の背面に配設された吸音材とを備えることを特徴とする音場制御パネル。
【請求項２】
前記表面層が、音響的な拡散反射面を構成することを特徴とする請求項１記載の音場制御パネル。
【請求項３】
前記塗材が塗布された状態の前記基板の開口率が、２０％〜２５％であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の音場制御パネル。
【請求項４】
前記塗材の粒体の粒径が１ｍｍ〜４ｍｍであり、前記塗材の粉体の粒径が１ｍｍ未満であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の音場制御パネル。
【請求項５】
前記塗材の前記粒体又は及び前記粉体との合計の重量が、該塗材の全重量の５０％〜８０％であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の音場制御パネル。
【請求項６】
前記塗材の粒体及び粉体が、瓦又は陶磁器を粉砕したものであることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の音場制御パネル。
【請求項７】
前記バインダが、水系合成樹脂エマルションであることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の音場制御パネル。
【請求項８】
前記吸音材が、グラスウール又はロックウールであることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の音場制御パネル。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のいずれかに記載の音場制御パネルを、建築物の壁面に密着又は１０ｍｍ〜１００ｍｍの空隙を有して配置して使用することを特徴とする音場制御パネルの使用方法。
【請求項１０】
請求項１〜請求項８のいずれかに記載の音場制御パネルを、建築物の天井面に密着又は
５０ｍｍ〜５００ｍｍの空隙を有して配置して使用することを特徴とする音場制御パネルの使用方法。
【請求項１１】
請求項１〜請求項８のいずれかに記載の音場制御パネルを、車両の内装表面又は内装裏面に配置して使用することを特徴とする音場制御パネルの使用方法。
【請求項１２】
請求項１〜請求項８のいずれかに記載の音場制御パネルを、建築構造物又は土木建造物の表面に密着又は１０ｍｍ〜５００ｍｍの空隙を有して配置して使用することを特徴とする音場制御パネルの使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パネル状で、空間の音場制御を行う音場制御パネル及び音場制御パネルの使用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、会議室や応接室等で、会話の音声が反響したり会話が不明瞭になって聞き取りにくい等の音響障害を軽減させるために、吸音効果や拡散反射効果を利用する各種の音響パネルが提案されている。吸音効果を使用したものとしては、発泡樹脂等の吸音材を剥き出しにして壁面に設ける方法が、音響スタジオ等で採用されてきた。
【０００３】
また、例えば、特許文献１に示される音響用壁面部材は、前面バフルの縦横の寸法が、おのおの基準寸法の整数倍である略直方体のキャビネット前面の外周部の少なくとも２辺に接する部分に、音を吸収する吸音部を、その吸音率が前記バフルの全投影面平均で１０〜４０パーセントになるように配置し、吸音部以外の前面バフル部分に、その表面より突起した多面体状の反射体を設けている。
【０００４】
さらに、特許文献２に示される吸音パネルは、前面および背面を有し、前面と背面との間に複数本の空洞が配列された吸音パネルであって、前面に複数本の空洞のうちいずれか１本または複数本に連通する１個または複数個の開口部を形成し、背面に複数本の空洞のうち他のいずれか１本または複数本に連通する１個または複数個の開口部を形成し、前面側に開口部を有する空洞と背面側に開口部を有する空洞を形成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０５−１４８９１９号公報
【特許文献２】特開２００９−０３０４３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の音響パネルでは、表面に大きな凹凸があったり、部分的に開口があったりして、見た目が均一では無く、部屋の壁面の意匠性を損ねかねない。また、吸音材を剥き出しにして壁面に用いる場合、吸音性能には優れるものの、壁面の見た目が当然に極端に柔らかく見え、通常の住空間を構成する壁面としては、違和感があって意匠性に劣ることになる。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、所定の開口率の開口を有するにもかかわらず表面が意匠的に均一に見え、かつまた硬い風合いを持つ平面材料のように見え、意匠性に優れつつ、音場制御を容易に行うことが可能な音場制御パネル及び音場制御パネルの使用方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載の音場制御パネルは、所定の開口率を有する基板と、基板の正面に設けられ、所定の粒径の粒体又は及び粉体と、粒体及び粉体を基板に固着させるバインダとを所定の割合で混合した塗材からなる表面層と、基板の背面に配設された吸音材とを備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の音場制御パネルは、表面層が、音響的な拡散反射面を構成することを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の音場制御パネルは、塗材が塗布された状態の基板の開口率が、２０％〜２５％であることを特徴とする。
【００１１】
請求項４記載の音場制御パネルは、塗材の粒体の粒径が１ｍｍ〜４ｍｍであり、塗材の粉体の粒径が１ｍｍ未満であることを特徴とする。
【００１２】
請求項５記載の音場制御パネルは、塗材の粒体又は及び粉体との合計の重量が、塗材の全重量の５０％〜８０％であることを特徴とする。
【００１３】
請求項６記載の音場制御パネルは、塗材の粒体及び粉体が、瓦又は陶磁器を粉砕したものであることを特徴とする。
【００１４】
請求項７記載の音場制御パネルは、バインダが、水系合成樹脂エマルションであることを特徴とする。
【００１５】
請求項８記載の音場制御パネルは、吸音材が、グラスウール又はロックウールであることを特徴とする。
【００１６】
請求項９記載の音場制御パネルの使用方法は、請求項１〜請求項８のいずれかに記載の音場制御パネルを、建築物の壁面に密着又は１０ｍｍ〜１００ｍｍの空隙を有して配置して使用することを特徴とする。
【００１７】
請求項１０記載の音場制御パネルの使用方法は、請求項１〜請求項８のいずれかに記載の音場制御パネルを、建築物の天井面に密着又は５０ｍｍ〜５００ｍｍの空隙を有して配置して使用することを特徴とする。
【００１８】
請求項１１記載の音場制御パネルの使用方法は、請求項１〜請求項８のいずれかに記載の音場制御パネルを、車両の内装表面又は内装裏面に配置して使用することを特徴とする。
【００１９】
請求項１２記載の音場制御パネルの使用方法は、請求項１〜請求項８のいずれかに記載の音場制御パネルを、建築構造物又は土木建造物の表面に密着又は１０ｍｍ〜５００ｍｍの空隙を有して配置して使用することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１の発明によれば、所定の開口率を有する基板と、基板の正面に設けられ、所定の粒径の粒体又は及び粉体と、粒体及び粉体を基板に固着させるバインダとを所定の割合で混合した塗材からなる表面層と、基板の背面に配設された吸音材とを備えることから、所定の開口率の開口を有するにもかかわらず表面が意匠的に均一に見え、かつまた硬い風合いを持つ平面材料のように見え、意匠性に優れつつ、音場制御を容易に行うことが可能である。
【００２１】
請求項２の発明によれば、表面層が、音響的な拡散反射面を構成することから、吸音及び反射による音場制御を容易に行うことができる。
【００２２】
請求項３の発明によれば、塗材が塗布された状態の基板の開口率が、２０％〜２５％であることから、全音響透過性を有し、吸音と同時に拡散反射とを組み合わせて吸音及び反射による音場制御が可能となる。
【００２３】
請求項４及び請求項５の発明によれば、塗材の粒体の粒径が１ｍｍ〜４ｍｍであり、塗材の粉体の粒径が１ｍｍ未満であり、または、塗材の粒体又は及び粉体との合計の重量が、塗材の全重量の５０％〜８０％であることから、反射による音場制御を容易に行うことができる。
【００２４】
請求項６の発明によれば、塗材の粒体及び粉体が、瓦又は陶磁器を粉砕したものであることから、材料としての調達が容易で、また物質的に安定であると共に、音響的な拡散反射に好ましい硬度を有している。
【００２５】
請求項７の発明によれば、バインダが、水系合成樹脂エマルションであることから、壁紙に近い風合いを作り出すことができる。
【００２６】
請求項８の発明によれば、吸音材が、グラスウール又はロックウールであることから、吸音性能に優れている。
【００２７】
請求項９〜請求項１２の発明によれば、請求項１〜請求項８のいずれかに記載の音場制御パネルを、建築物の壁面や建築物の天井面や車両の内装表面又は内装裏面や建築構造物又は土木建造物の表面に使用することで、効果的な吸音と吸音されなかった音の表面凹凸による散乱反射が連携し、残響低減と音場拡散が同時に奏功することになり、会話が聞き取りにくかったり、音の響きが悪かったり、異音が残る等の空間の音響障害を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る音場制御パネルの一例を示す外観説明図である。
【図２】同音場制御パネルの構造を示す説明図である。
【図３】同音場制御パネルの構造を示す端面説明図である。
【図４】同音場制御パネルの表面の様子を示す説明図である。
【図５】同音場制御パネルの使用方法の一例を示す説明図である。
【図６】同音場制御パネルの使用方法の他の例を示す説明図である。
【図７】同音場制御パネルの使用方法のさらに他の例を示す説明図である。
【図８】同音場制御パネルの第一の実施例を示す説明図である。
【図９】同音場制御パネルの第一の実施例における測定方法を示す説明図である。
【図１０】同音場制御パネルの第一の実施例における残響時間の測定結果を示すグラフである。
【図１１】同音場制御パネルの第一の実施例における平均吸音率の測定結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の形態について図面を参照しながら具体的に説明する。図１は、本発明に係る音場制御パネルの一例を示す外観説明図である。図２は、同音場制御パネルの構造を示す説明図である。図３は、同音場制御パネルの構造を示す端面説明図である。図４は、同音場制御パネルの表面の様子を示す説明図である。図５は、同音場制御パネルの使用方法の一例を示す説明図である。図６は、同音場制御パネルの使用方法の他の例を示す説明図である。図７は、同音場制御パネルの使用方法のさらに他の例を示す説明図である。
【００３０】
図に示す音場制御パネル１は、パネル状で、空間の音場制御を行うもので、後述するように、会議室等の壁面に配置して用いるものである。音場制御パネル１は、基板１０、塗材２０及び吸音材３０で構成されている。
【００３１】
基板１０は、所定の開口率を有する板材で、背面に薄肉状の吸音材３０を配置可能な構造になっている。具体的には、例えば図２に示すように、基板１０は、断面視略コ字状で、端部を内側に折り曲げることで、吸音材３０を保持するような構造が考えられる。図５に示すように、壁面Ｗに音場制御パネル１を配置する場合には、基板１０の背面から吸音材３０が脱落しないような構造にする必要があるが、脱落しなければ、どのような構造であってもよい。さらに、図６に示すように、天井面Ｃに音場制御パネル１を配置する場合には、単に皿状にするだけでも、基板１０の背面から吸音材３０が脱落することはなく、簡易な構造であってもよい。
【００３２】
後述する塗材２０が塗布された状態の基板１０の開口率は、２０％〜２５％が好ましく、この開口率であれば、音響を全透過させつつ、基板１０の背面の吸音材３０が表面から目立って見えるようにはならない。この塗材２０が塗布された状態の開口率２０％〜２５％の基板１０としては、具体的には、パンチングメタルが好ましい。パンチングメタルの場合、開口率を定め安いと共に、塗材２０を保持する強度及び壁面Ｗ等に設置した場合に変形しないような強度が十分にあるうえ、加工も容易で、形状を保持しやすい。尚、基板１０の材質は特に限定しないが、塗材２０を保持する強度及び壁面Ｗ等に設置した場合に変形しないような強度が必要である。基板１０は、例えば、パンチングメタルやエキスパンドメタルのような鋼板の他、木板、樹脂板等が考えられる。
【００３３】
塗材２０は、所定の粒径の粒体又は及び粉体と、粒体及び粉体を基板に固着させるバインダとを所定の割合で混合したもので、基板１０に塗布する前は所定の粘性を有し、乾燥すると固化して、基板１０の表面に表面層を形成する。
【００３４】
塗材２０は、所定の粒径の粒体、所定の粒径の粉体及びバインダを所定の割合で混合したものである。但し、必ずしも粒体と粉体の両方が混合されている必要はなく、いずれかのみであっても構わない。粒体の粒径は１ｍｍ〜４ｍｍであり、粉体の粒径は１ｍｍ未満である。また、粒体及び粉体と、バインダとを混合する割合は、粒体又は及び粉体との合計の重量が、塗材２０の全重量の５０％〜８０％になるような割合である。このような塗材２０を基板１０に塗布した場合の塗材２０（表面層）の厚みは、１ｍｍ〜５ｍｍ程度である。
【００３５】
粒体及び粉体は、天然石、人工石、火山灰、コンクリート等を粉砕したもので、音を反射する固さを持っていれば、その材質によって限定されるものではない。但し、特に、瓦や陶磁器を粉砕したものは、化学変化が起きにくく物質的に安定しているので好ましい。さらに、瓦や陶磁器も、リサイクルの観点から、廃瓦や、便器や洗面台等の製造過程で規格外になって廃棄された陶磁器屑を用いるのが好ましい。
【００３６】
バインダは、水系合成樹脂エマルションで、特に、アクリル・スチレン共重合体水性エマルションであることが好ましく、例えば、アクリル・スチレン共重合体、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールモノイソプチレート、フタル酸ジ−ノルマル−ブチル、エチレングリコール及び水等から構成されている。
【００３７】
吸音材３０は、吸音可能で、薄肉状に可能なものであればよい。吸音材３０としては、例えば、ウレタン樹脂等の連続気泡多孔質材やグラスウールやロックウール等である。この中でも、グラスウールやロックウールは、吸音性に優れており、好ましい。
【００３８】
このように構成された音場制御パネル１を、建築物の壁面Ｗに配置して使用する場合（図５参照）は、壁面Ｗに音場制御パネル１を係止したり吊ったりして配置するようにする。この場合、設置する音場制御パネル１の大きさや枚数は、配置する部屋等の広さや用途によって定めるようにする。尚、壁面Ｗとしては、部屋に限らず、廊下や階段や通路といった場所でもよく、特に限定されるものではない。
【００３９】
また、音場制御パネル１を、建築物の天井面Ｃに配置して使用する場合（図６参照）は、天井面Ｃに音場制御パネル１を係止したり吊ったりして配置するようにする。この天井面Ｃに音場制御パネル１を吊る場合、図７に示すように、天井面Ｃから吊り具４を垂らし、その垂らされた吊り具４に音場制御パネル１を固定するようにしてもよい。すなわち、図６に示すように、天井面Ｃと音場制御パネル１との間に、空隙を持たせるようにしてもよい。壁面Ｗと音場制御パネル１との間にも、空隙を持たせるようにしてもよい。この壁面Ｗや天井面Ｃと音場制御パネル１との間の空隙の幅としては、音場制御上、５０ｍｍ〜５００ｍｍが、好ましい。但し、音場制御の効果だけでなく、壁面Ｗや天井面Ｃ等の設置する場所の意匠性を考慮し、空隙の幅を定めることも必要である。このように、音場制御パネル１の背後に空気層を設けることにより、音が表裏両面から入射することになり、空隙がない場合に比べ、実質数１０％大きな吸音力を得ることができる。
【００４０】
尚、壁面Ｗと同様に、設置する音場制御パネル１の大きさや枚数は、配置する部屋等の広さや用途によって定めるようにする。また、天井面Ｃとしては、部屋に限らず、廊下や階段や通路といった場所でもよく、特に限定されるものではない。
【００４１】
さらに、音場制御パネル１を、交通輸送機器の内装表面又は内装裏面に配置して使用することもできる。ここで交通輸送機器とは、自動車に限らず、電車や航空機や船舶等の人が乗って移動する機器であればよい。
【実施例１】
【００４２】
以下、音場制御パネル１を会議室Ｒに設置して、会議室Ｒの空間の音場制御に係る試験を行った結果を示す。図８は、同音場制御パネルの第一の実施例を示す説明図である。図９は、同音場制御パネルの第一の実施例における測定方法を示す説明図である。図１０は、同音場制御パネルの第一の実施例における残響時間の測定結果を示すグラフである。図１１は、同音場制御パネルの第一の実施例における平均吸音率の測定結果を示すグラフである。
【００４３】
試験は、図８に示す面積Ｓｆ＝１５．４６平方メートルの会議室Ｒの壁面Ｗに密着するように、６枚の音場制御パネル１を吊り下げて行った。会議室Ｒの体積は３９．８８立方メートルで、内表面積は５８．８０平方メートルで、理論限界周波数は２１６Ｈｚで、窓５４及びドア５６を構造上有し、事務机５０及びテーブル５２が配置されていた。
【００４４】
音場制御パネル１は、全体の大きさが、縦９００ｍｍ、横６００ｍｍ、厚さ２５ｍｍである。音場制御パネル１の基板１０は、２．５φで間隔が５．０ｍｍの孔を有するパンチングメタルである。そして、基板１０の表面層を形成する塗材２０は、粒体及び粉体が廃瓦の粉砕物で、粒体と粉体とバインダとが重量比でほぼ同じ割合で混合されたものである。
【００４５】
吸音材３０には、密度が３２ｋｇ／立方メートルで厚みが約２０ｍｍのグラスウールを使用した。
【００４６】
実験では、音場制御パネル１を配置しない場合（空室）と、音場制御パネル１を配置した場合（パネル設置６）と、それぞれで残響時間と平均吸音率を測定した。測定系は、図９に示すように、測定器４０としては、アコー製のデジタル音響測定器（自乗積分プロセッサ）であるＡＳ−２を使用し、スピーカー４４には、ソニー製のＳＳ−Ｓ５０を使用し、マイク４２には、無指向性マイクロホンのアコー製の７０５２を使用した。
【００４７】
まず、音場制御パネル１を配置しない場合（空室）では、５００Ｈｚの残響時間（Ｔ６０）、平均吸音率（α）は、図１０及び図１１に示すのように、それぞれＴ６０＝０．７０秒、α＝０．１６であった。これは、会議環境の推奨範囲α＝０．２２〜０．２８を大きく外れており、特段の吸音処理を施さない平均的な会議室環境で、このままでは残響過多で、話しにくく、また会話が聞き取りにくい状況である。
【００４８】
これに対し、音場制御パネル１を配置した場合（パネル設置６）では、５００Ｈｚの残響時間、平均吸音率はそれぞれＴ６０＝０．５２秒、α＝０．２１となり、大きく変化し、音声の主要帯域（５００Ｈｚ〜５ｋＨｚ）では、ほぼ推奨範囲に収まった。聴感的にも、会議室Ｒ内の話し易さや聞き取り易さは大きく向上してた。
【００４９】
残響時間から逆算した６枚の音場制御パネル１を分散配置した実効的な吸音率（α１）は、５００Ｈｚ以上でほぼ１．００以上（α１≧１．００）を示している。これは音場制御パネル１を複数枚配置した面積効果によるもので、２ｋＨｚでは１．５０と面積の５割増し吸音を示し、音場制御パネル１と分散配置の有効性を示唆している。
【００５０】
以上のように、本実施の形態の音場制御パネル１によれば、所定の開口率を有する基板１０と、基板１０の正面に設けられ、所定の粒径の粒体又は及び粉体と、粒体及び粉体を基板に固着させるバインダとを所定の割合で混合した塗材２０からなる表面層と、基板１０の背面に配設された吸音材３０とを備えることから、所定の開口率の開口を有するにもかかわらず表面が意匠的に均一に見え、かつまた硬い風合いを持つ平面材料のように見え、意匠性に優れつつ、音場制御を容易に行うことが可能である。
【００５１】
また、塗材２０からなる表面層が、音響的な拡散反射面を構成することから、吸音及び反射による音場制御を容易に行うことができる。
【００５２】
さらに、塗材２０が塗布された状態の基板１０の開口率を２０％〜２５％にすることで、全音響透過性を有し、吸音と同時に拡散反射とを組み合わせて吸音及び反射による音場制御が可能となる。
【００５３】
さらに、塗材２０の粒体の粒径を１ｍｍ〜４ｍｍ、塗材２０の粉体の粒径を１ｍｍ未満にし、または、塗材２０の粒体又は及び粉体との合計の重量を、塗材２０の全重量の５０％〜８０％にすることで、反射による音場制御を容易に行うことができる。
【００５４】
さらに、塗材２０の粒体及び粉体に、瓦又は陶磁器を粉砕したものを用いることにより、材料としての調達が容易で、また物質的に安定であると共に、音響的な拡散反射に好ましい硬度を有することになる。
【００５５】
さらに、バインダを、水系合成樹脂エマルションとすることで、壁紙に近い風合いを作り出すことができる。
【００５６】
さらに、吸音材を、グラスウール又はロックウールにすることで、吸音性能に優れることになる。
【００５７】
また、音場制御パネル１を、建築物の壁面Ｗや建築物の天井面Ｃや車両の内装表面又は内装裏面や建築構造物又は土木建造物の表面に使用することで、効果的な吸音と吸音されなかった音の表面凹凸による散乱反射が連携し、残響低減と音場拡散が同時に奏功することになり、会話が聞き取りにくかったり、音の響きが悪かったり、異音が残る等の空間の音響障害を軽減することができる。さらに、壁面Ｗや天井面Ｃ等と音場制御パネル１との間に１０ｍｍ〜５００ｍｍの空隙を設けることで、音場制御パネル１の近傍の壁面Ｗや天井面Ｃ等で反射した音響を吸音することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
以上のように、本発明によれば、所定の開口率の開口を有するにもかかわらず表面が意匠的に均一に見え、かつまた硬い風合いを持つ平面材料のように見え、意匠性に優れつつ、音場制御を容易に行うことが可能な音場制御パネル及び音場制御パネルの使用方法を提供することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１・・・・・音場制御パネル
４・・・・・吊り具
１０・・・・基板
１０ａ・・・開口
２０・・・・塗材
３０・・・・吸音材
４０・・・・測定器
４２・・・・マイク
４４・・・・スピーカー
５０・・・・事務机
５２・・・・テーブル
５４・・・・窓
５６・・・・ドア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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４】
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【図１０】
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【図１１】
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