(57)【要約】【課題】想定を超えた振幅ストロークとされた地震が発生し、地盤側に配置された支承プレートの外側に脱落した場合であっても、再び上記支承プレート上に容易に復帰することができるとともに、既設の装置と容易に交換可能な免震装置及びこの免震状態解除装置を用いた免震構造物を提供する。【解決手段】構造物５２を構成する土台５３に上端が固定されてなる束部材１１と、この束部材１１の下端に固定され、下面の中央には、地盤上に水平に設置された支承プレート６４の上面に支持されてなる円盤状の摺動部材２５が配置されてなるとともに、下面には下方に凸となる湾曲面が上記摺動部材２５の周囲に形成されてなる湾曲プレート２１と、を備えてなる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物を構成する土台に上端が固定されてなる束部材と、
この束部材の下端に固定され、下面の中央には、地盤上に水平に設置された支承プレートの上面に支持されてなる円盤状の摺動部材が配置されてなるとともに、下面には下方に凸となる湾曲面が上記摺動部材の周囲に形成されてなる湾曲プレートと、
を備えてなることを特徴とするものである免震装置。
【請求項２】
前記湾曲プレートの下面の中央には、下方が開放された凹部が形成されてなるとともに、この凹部内には、前記免震構造物の荷重を受けることにより撓むとともに常時前記摺動部材の下面で免震構造物を支持させる弾性板が収納されてなることを特徴とする請求項１記載の免震装置。
【請求項３】
前記湾曲プレートは、前記束部材の下端に固定されたベース部材と、このベース部材の下面に固定されてなるとともに下面には下方に凸となる湾曲面が形成された硬質樹脂からなる湾曲部材と、から構成されてなることを特徴とする請求項１記載の免震装置。
【請求項４】
上記第１ないし第３の発明の何れかにおいて、前記束部材の下端と湾曲プレートとの間には肉厚が均一化された第２の弾性板が配置されてなることを特徴とする請求項１，２又は３記載の何れかの免震装置。
【請求項５】
前記請求項１ないし４記載の何れかの免震装置が配置されたことを特徴とする免震構造物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造物側と地盤側とを互いに相対的に摺動させることにより免震される免震構造に使用される免震装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
周知の通り、これまで地震による振動から構造物を保護するために設けられる免震装置の種類としては、例えば（１）ゴム板を重ね合わせた（又は間に鉄板を介在させた）積層ゴムにより上部構造物を下方から支持するもの（積層ゴム免震）や、（２）地震による震動をダンパー装置により吸収するもの、（３）地盤と上部構造物との間を絶縁するもの等が提案されている。そして、例えば上記（３）の絶縁方法としては、液体、磁力又は空気で上部構造物を浮上させるものや、地盤と上部構造物とを滑らせるもの（滑り支承又は滑り免震）、或いはロールベアリング等の球体を転動させるもの（コロ免震）等がそれぞれ提案され、一部では実用化されているものもある。また、従来の免震装置又は免震構造では、上述した（１）の装置又は構造と（３）の装置又は構造を併用させたもの等も提案されている。したがって、これらの免震装置又は免震構造を採用することにより、地震の震動から構造物を保護することができ、地震による被害を回避することが可能となる。
【０００３】
例えば、図９に示す免震構造物は、基礎コンクリート（以下、これを地盤という場合がある。）５１と免震構造物５２を構成する土台５３との間に、第１の免震装置５４と、第２の免震装置５５とが配置されている。上記第１の免震装置５４は、上記基礎コンクリート５１の上面に水平に設けられた第１の支持プレート５７上に固定された下部円盤プレート５８と、この下部円盤プレート５８と同じ形状からなる上部円盤プレート５９と、上記下部円盤プレート５８と上部円盤プレート５９とにより挟持され図示しない多数の円盤状のゴムが積層された円柱状の積層体６０とから構成されている。なお、この例では、上記土台５３の下面には、固定部材６１が固定され、この固定部材６１の下面に固定された固定プレート６２に対して上記上部円盤プレート５９が図示しないボルト・ナットからなる複数の締結具により固定されている。また、上記第２の免震装置５５は、上記基礎コンクリート５１上に形成され、上面は平滑な滑り面とされた支承プレート６４の上方に配置されてなるものであり、上端は上記土台５３の下面に固定され該土台５３から垂下してなる束部材６５が構成要素とされている。上記支承プレート６４は、上記基礎コンクリート５１上にモルタルにより成形性された支持台６６上に固定されてなるものであり、上面には図示しないフッ素樹脂等の滑材が塗布されている。また、上記束部材６５の下面には、フッ素樹脂等の滑材が塗布された摺動部材６８が固定され、地震が発生した場合には、上記支承プレート６４の上面と摺接するに構成されている。これら第１及び第２の免震装置５４，５５は、それぞれ複数配置されてなるとともに、免震構造物５２全体の荷重は、これら第１及び第２の免震装置５４，５５により支持されている。したがって、地震の発生により地盤側が振動すると、その加速度は大きく減衰されて免震構造物５２側に伝達される。すなわち、免震される（詳細は、例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
なお、上記第２の免震装置５５の下方（地盤側）に配置された支承プレート６４の広さ（面積）は、予め予測した地震による振動の振幅ストロークに対応したものであり、実際に発生した地震動の振幅ストロークがこの支承プレート６４の広さの範囲内であれば、想定通りに免震される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２２０６９４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、地震の大きさ（振幅ストロークの長さ）は、必ずしも常に上述した想定内のものではないことは言うまでもなく、構造物が軟弱な地盤に建設されている場合には、同じ震度であってもその軟弱な地盤や長周期地震動により建設された構造物のみが大きな振幅で揺れる場合もあり、そして、そのように想定を超える振幅ストロークの揺れが生じた場合には、上記支承プレート６４上から摺動部材６８が固定された束部材６５が脱落し、支承プレート６４と地盤側のコンクリート５１の上面との段差（落差）が大きい場合には、上記摺動部材６８が固定された束部材６５が支承プレート６４上に再び上がる（戻る）ことはなく、免震されない状態となる危険性もある。なお、既に設置された免震構造物に対して、こうした課題を手当てすることを考えた場合、既設の上記支承プレート６４の周囲に、図中仮想線で示すように、該支承プレートと同じ高さの延長部７０をモルタル等にて増設することも想定されるが、低い床下でこうした作業を行うことは極めて過酷であり、到底実行することはできず、むしろ、部材を交換する方が容易である。
【０００７】
そこで、本発明は、上述した従来の免震装置及びこの免震状態解除装置を用いた免震構造物が有する種々の課題を解決するために提案されたものであって、想定を超えた振幅ストロークとされた地震が発生し、地盤側に配置された支承プレートの外側に脱落した場合であっても、再び上記支承プレート上に容易に復帰することができるとともに、既設の装置と容易に交換可能な免震装置及びこの免震状態解除装置を用いた免震構造物を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するために提案されたものであって、第１の発明（請求項１記載の発明）は、免震装置に係るものであって、構造物を構成する土台に上端が固定されてなる束部材と、この束部材の下端に固定され、下面の中央には、地盤上に水平に設置された支承プレートの上面に支持されてなる円盤状の摺動部材が配置されてなるとともに、下面には下方に凸となる湾曲面が上記摺動部材の周囲に形成されてなる湾曲プレートと、を備えてなることを特徴とするものである。
【０００９】
上記第１の発明に係る免震装置では、発生した地震動の振幅ストロークが上記支承プレートの広さの範囲内に収まらず、この結果、往動した際に該支承プレートから一旦脱落した場合であっても、復動した場合には上記湾曲プレートに形成された湾曲面と支承プレートの角部とが互いに摺接し、容易に再び上記支承プレート上に復帰する。また、こうした構成に係る免震装置によれば、多少構造物をジャッキ等により上昇させることにより、既設の免震装置と容易に交換することができる。
【００１０】
また、第２の発明（請求項２記載の発明）は、上記第１の発明において、前記湾曲プレートの下面の中央には、下方が開放された凹部が形成されてなるとともに、この凹部内には、前記免震構造物の荷重を受けることにより撓むとともに常時前記摺動部材の下面で免震構造物を支持させる弾性板が収納されてなることを特徴とするものである。
【００１１】
この第２の発明に係る免震装置では、免震構造物の荷重を受けることにより撓むとともに常時前記摺動部材の下面で免震構造物を支持させる弾性板が上記凹部内に収納されていることから、この免震装置が複数設置されている場合に多少の高さのバラツキが生じている場合であっても、摺動部材の下面と支承プレートの上面との間隙間が形成されてしまうことを有効に防止することができる。
【００１２】
また、第３の発明（請求項３記載の発明）は、前記第１の発明において、前記湾曲プレートは、前記束部材の下端に固定されたベース部材と、このベース部材の下面に固定されてなるとともに下面には下方に凸となる湾曲面が形成された硬質樹脂からなる湾曲部材と、から構成されてなることを特徴とするものである。
【００１３】
この第３の発明に係る免震装置によれば、支承プレートの周端と摺接する面が硬質樹脂により成形されていることから、金属素材からなる湾曲プレートと比較した場合、支承プレートの周囲に形成された段差部からより容易に該支承プレート上に再び復帰させることができる。なお、上記硬質樹脂としては、例えば、アクリル系、ウレタン系、エポキシ系、スチレン系、ポリエチレンテレフタレート系、ポリカーボネート系等の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、または紫外線硬化型樹脂を用いることができる。
【００１４】
また、第４の発明（請求項４記載の発明）は、上記第１ないし第３の発明の何れかにおいて、前記束部材の下端と湾曲プレートとの間には肉厚が均一化された第２の弾性板が配置されてなることを特徴とするものである。
【００１５】
この第４の発明に係る免震装置では、支承プレートの直径よりも短い振幅ストロークからなる地震動が発生している場合には、上記摺動部材は常に支承プレート上に位置することから、上記第２の弾性部材にも均一に荷重が作用し、よって均一に撓んだ状態で推移するが、該摺動部材の中心が支承プレートの端部よりも外側に移動し該支承プレートから脱落する過程においては、上記第２の弾性部材には支承プレート側に偏って荷重が作用する。また、支承プレート上から脱落した後に再び支承プレート上に復帰する過程においても、上記第２の弾性部材には支承プレート側に偏って荷重が作用する。このように、偏って荷重が作用した場合、上記第２の弾性部材は偏って撓み、この結果支承プレート側が上方となるとともに支承プレート側から離れた側は下方となり全体としては傾斜した状態となる。したがって、こうした第４の発明によれば、支承プレートの直径を超える振幅ストロークの地震が発生した場合であっても、より一層支承プレート上に摺動部材が復帰することとなる。
【００１６】
また、第５の発明（請求項５記載の発明）は、免震構造物に係るものであって、前記第１ないし第４の免震装置免震装置を用いたことを特徴とするものである。
【００１７】
上記第５の発明に係る免震構造物による場合であっても、上記第１ないし第４の発明と同じ作用効果を奏する。
【発明の効果】
【００１８】
上記第１の発明（請求項１記載の発明）に係る免震装置や第４の発明に係る免震構造物によれば、発生した地震動の振幅ストロークが上記支承プレートの広さの範囲内に収まらず、この結果、往動した際に該支承プレートから一旦脱落した場合であっても、復動した場合には上記湾曲プレートに形成された湾曲面と支承プレートの角部とが互いに摺接し、容易に再び上記支承プレート上に復帰する。また、こうした構成に係る免震装置によれば、多少構造物をジャッキ等により上昇させることにより、既設の免震装置と容易に交換することができる。
【００１９】
上記第２の発明（請求項２記載の発明）に係る免震装置によれば、この免震装置が複数設置されている場合に多少の高さのバラツキが生じている場合であっても、摺動部材の下面と支承プレートの上面との間に隙間が形成されてしまうことを有効に防止することができる。
【００２０】
上記第３の発明（請求項３記載の発明）に係る免震装置によれば、支承プレートの周端と摺接する面が硬質樹脂により成形されていることから、金属素材からなる湾曲プレートと比較した場合、支承プレートの周囲に形成された段差部からより容易に該支承プレート上に再び復帰させることができる。
【００２１】
上記第４の発明（請求項４記載の発明）に係る免震装置によれば、摺動部材の中心が支承プレートの端部よりも外側に移動し該支承プレートから脱落する過程や、支承プレート上から脱落した後に再び支承プレート上に復帰する過程においても、上記第２の弾性部材には支承プレート側に偏って荷重が作用し、このように偏って荷重が作用した場合、上記第２の弾性部材は偏って撓み、この結果支承プレート側が上方となるとともに支承プレート側から離れた側は下方となり全体としては傾斜した状態となることから、支承プレートの直径を超える振幅ストロークの地震が発生した場合であっても、より一層支承プレート上に摺動部材が復帰することとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】免震装置が免震構造物に配置されている状態を模式的に示す側面図である。
【図２】図１に示す免震装置を示す断面図である。
【図３】図１に示す免震装置の分解斜視図である。
【図４】収納ケースを用いて摺動部材を配置した状態を示す断面図である。
【図５】図４に示す免震装置の分解斜視図である。
【図６】湾曲プレートを２つの素材により構成した免震装置を示す断面図である。
【図７】湾曲プレートと束部材との間に第２の円盤状弾性板を配置した免震装置を示す断面図である。
【図８】図７に示す免震装置の構造を持たない免震装置とそれを持つ免震装置とが支承プレート上に復帰する際の作用を模式的に示す模式図であって、（ａ）は、図７に示す免震装置の構造を持たない免震装置を模式的に示す模式図であり、（ｂ）は、図７に示す免震装置の構造を持つ免震装置を模式的に示す模式図である。
【図９】従来の免震構造物を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明に係る免震装置及びこの免震装置を備えた免震構造物の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２４】
この実施の形態に係る免震構造は、図１に示すように、基礎コンクリート（以下、これを地盤という場合がある。）５１と免震構造物５２を構成する土台５３との間に、図８に示す第１の免震装置５４と、本発明に係る第２の免震装置１０とが配置されている。上記第１の免震装置５４は、先に説明したことからここでの説明は省略する。そして、上記第２の免震装置１０は、上記基礎コンクリート５１上に形成され、上面は平滑な滑り面とされた支承プレート６４の上方に配置されてなるものであり、上端は上記土台５３の下面に固定され該土台５３から垂下してなる束部材１１が構成要素とされている。上記支承プレート６４は、上記基礎コンクリート５１上にモルタルにより成形された支持台６６上に固定されてなるものであり、上面には図示しないフッ素樹脂等の滑材が塗布されている。また、上記束部材１１は、鉄を素材としてなるものであり、図２に示すように、方形状に成形された上部固定板部１２と、この上部固定板部１２に上端が溶接され下方に垂下してなる第１の垂下板部１３と、上記上部固定板部１２に上端が溶接され下方に垂下してなるとともに上記第１の垂下板部１３と直角に交差してなる第２の垂下板部１４と、上記上部固定板部１２と面対向してなるとともに上記第１及び第２の垂下板部１３，１４の下端に溶接されてなる下部固定板部１５とから構成されている。
【００２５】
そして、上記束部材１１は、図１に示すように、上記土台５３に対してボルト１７及びナット１８により固定される部位であり、このため上記上部固定板部１２には、上記ボルト１７を構成する図示しない軸部が挿通される貫通穴１２ａが複数穿設されている。一方、上記下部固定板部１５には、図２又は図３に示すように、４つの貫通穴１５ａが穿設され、この下部固定板部１５の下面には、本発明を構成する湾曲プレート２１が固定されている。この湾曲プレート２１は、上面は水平面となされ同一の径となされた短尺の円柱部２１ａと、この円柱部２１ａの下端から下方に凸となる湾曲面が形成された湾曲面部２１ｂと、この湾曲プレート２１の下面の中央に形成され下方が開放された凹部２１ｃとを備えている。そして、上記湾曲面部２１ｂには、この湾曲プレート２１を上記下部固定板部１５に固定するために用いられるボルト２２の軸部２２ａ（図２参照）が螺着される４つのネジ穴２１ｄが形成されている。すなわち、この湾曲プレート２１は、上記束部材１１を構成する下部固定板部１５の下面に対して、上記４つのボルト２２により、上記円柱部２１ａの上面が接合された状態で固定されている。
【００２６】
また、上記凹部２１ｃは円形状に成形されてなるものであり、この凹部２１ｃ内には、円盤状弾性体２４と摺動部材２５の一部が収容されてなる。上記円盤状弾性体２４は、これらの免震装置１０により支持される免震構造物５２の分散された荷重により、図１に示すように、上記摺動部材２５全体が凹部２１ｃ内に没入しない程度に撓むものである。なお、この円盤状弾性体２４が収容される上記凹部２１ｃの内径寸法は、図２に示すように、円盤状弾性体２４の撓み量を考慮して、該円盤状弾性体２４の外形寸法よりも大径とされている。
【００２７】
また、上記摺動部材２５は、鉄を素材としてなるとともに、下面にはフッ素樹脂等の滑材が塗布されてなり、全体形状は略円盤状に成形されている。なお、平面とされた下面の外周にはテーパ面２５ａが形成されている。
【００２８】
したがって、上述した構成に係る免震装置１０によれば、図１に示す状態において、振幅ストロークが上記支承プレート６４の径よりも長い地震（揺れ）が発生し、それによって、支承プレート６４上から免震装置１０が往動して脱落し、その後に復動する際に、該支承プレート６４の端部（段差部）にこの免震装置１０が当接すると、上記湾曲プレート２１に形成された湾曲面（湾曲面部２１ｂ）により、スムーズに該支承プレート６４上に復帰する。したがって、上記免震装置１０やこの免震装置１０を用いた免震構造物５２によれば、支承プレート６４上から免震装置１０が脱落しても、免震機能が不全となる事態を有効に防止することができ、また、上記支承プレート６４から脱落する際と復帰する際における騒音も軽減することが可能となる。
【００２９】
なお、上記湾曲プレート２１は、鋳鉄を使用し上面を切削して平面としたものであっても良いし、ステンレススチールを切削したものであっても良い。また、上記湾曲面の形状に関しても、さらに湾曲部２１ｂの外径寸法を大径とするとともに、なだらかな湾曲面を形成したものであっても良い。
【００３０】
また、図４及び図５に示すように、上記湾曲プレート２１に形成された凹部２１ｃ内に収容された上記摺動部材２５は、収納ケース２７に収納された状態で配置されたものであっても良い。この収納ケース２７は、図５に示すように、円盤状に成形された天板部２７ａと、この天板部２７ａの周端から垂下してなるリング状の枠板部２７ｂとが鉄又はステンレススチールにより一体成形されてなるものである。そして、上記枠板部２７ｂの外径寸法は上記凹部２１ｃの内径寸法よりも僅かに短いものとされてなるとともに、その内径寸法は、上記摺動部材２５の外径寸法よりも僅かに長いものとされている。
【００３１】
こうした構成に係る収納ケース２７は、複数の免震装置１０により支持すべき免震構造物５２の荷重により、円盤状弾性体２４が大きく撓んでしまうことにより、上記摺動部材２５全体が凹部２１ｃ内に没入してしまうことを防止することができる。換言すれば、免震構造物５２の荷重に応じて、必要に応じて適宜この収納ケース２７に収納した状態で上記摺動部材２５を配置することにより、上記天板部２７ａの肉厚分嵩上げされることとなるとともに荷重を支持した状態で摺動部材２５が湾曲プレート２１の下面から下方に突出した状態とすることが可能となる。
【００３２】
また、上記実施の形態に係る免震装置１０を構成する湾曲プレート２１は、短尺の円柱部２１ａと上記湾曲面部２１ｂとが一体成形されたものを図示して説明したが、本発明は、必ずしも同じ素材により鋳造し又は切削加工することにより一体成形されてなるものに限定されず、例えば、図６に示す湾曲プレート３１のように、鉄又はステンレススチールを素材とするベース部材３２と、このベース部材３２の下面に被着されてなり硬質樹脂により一体成形された湾曲部材３３とから構成されている。
【００３３】
そして、上記ベース部材３２には、このベース部材３２を上記下部固定板部１５に固定するために用いられるボルト２２の軸部２２ａ（図２参照）が螺着される４つのネジ穴３２ａが形成されているとともに、中央には上記円盤状弾性体２４が収容される凹部３２ｂが形成され、この凹部３２ｂの周囲には、円環状の垂下枠部３２ｃが形成されている。一方、上記湾曲部材３３は、ポリカーボネート樹脂により一体成形されてなるものであり、中央には、上記凹部３２ｂ内径と同じ内径の開口３３ａが形成され、上面には上記ベース部材３２の下面と同じ形状に成形されており、該湾曲部材３３の上面はベース部材３２の下面に接着されている。
【００３４】
上述した構成に係る免震装置１０によれば、想定を超えた振幅ストロークとされた地震が発生し、地盤側に配置された支承プレートの外側に脱落した場合であっても、再び上記支承プレート上に容易に復帰することができるばかりではなく、鉄やステンレススチールにより成形された湾曲プレートと比較して、より一層上記支承プレート６４から脱落する際と復帰する際における騒音を軽減することが可能となる。
【００３５】
またさらに、本発明に係る免震装置１０では、図７に示すように、上記湾曲プレート２１と上記束部材１１を構成する下部固定板部１５との間に、第２の円盤状弾性板４１を介在・固定したものであっても良い。この第２の円盤状弾性板４１は、上記湾曲プレート２１の外径寸法と同じ外径に成形されてなるものであり、免震構造物５２の荷重により撓む性質を有してなるものであって、外周側には上記ボルト２２の軸部２２ａが挿通される挿通穴４１ａが形成されている。
【００３６】
こうした構成に係る免震装置１０やこの免震装置１０を用いた免震構造物５２によれば、上記第２の円盤状弾性板４１を構成要素としていることから、上記円盤状弾性体２４による作用を補充・補完することが可能となるばかりではなく、上記摺動部材２５の中心が支承プレート６４の端部よりも外側に移動し該支承プレート６４から脱落する過程や、支承プレート６４上から脱落した後に再び支承プレート６４上に復帰する過程においても、上記第２の円盤状弾性板４１は、支承プレート６４側に偏って荷重が作用し、このように偏って荷重が作用した場合、上記第２の円盤状弾性板４１は偏って撓み、この結果支承プレート６４側が上方となるとともに支承プレート６４から離れた側は下方となり全体としては傾斜した状態となることから、支承プレート６４の直径を超える振幅ストロークの地震が発生した場合であっても、より一層支承プレート６４上に摺動部材が復帰することとなる。すなわち、先に説明した免震装置１０では、例えば、上記支承プレート６４上から脱落した免震装置１０が再び該支承プレート６４に復帰する過程では、図８の（ａ）に示すように、一切その水平状態に変化はなく、その水平状態のままで支承プレート６４の角部に当接することとなるため、復帰する際の抵抗並びにその振動は大きなものとなる。これに対して、上述した第２の円盤状弾性板４１を構成要素とする免震装置１０によれば、図８の（ｂ）に示すように、上記支承プレート６４上から脱落した免震装置１０が再び該支承プレート６４に復帰する過程では、該第２の円盤状弾性板４１が支承プレート６４の角部によって偏った状態で撓み、この結果支承プレート６４側が上方となって傾斜した状態となる。このため、より免震装置１０は、支承追うレート６４上に復帰し易くなり、同時に復帰の際の衝撃や騒音も低減することが可能となる。そして、このことは支承プレート６４上から脱落する際であっても同じであり、その際の衝撃や騒音も低減することが可能となる。
【符号の説明】
【００３７】
１０  免震装置
１１  束部材
２１  湾曲プレート
２１ｂ  湾曲面部
２１ｃ  凹部
２４  円盤状弾性体
２５  摺動部材
３２  ベース部材
３３  湾曲部材
４１  第２の円盤状弾性体
５１  コンクリート（地盤）
５２  免震構造物
５３  土台
６４  支承プレート
【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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