(57)【要約】【課題】  軽量であると共に防音機能及び換気性に優れている遮音パネル及びこれを備えた防音構造並びに防音室を提供すること。【解決手段】  互いに間隔を空けて配置され中空層２を介して対向する２つのパネル部材３と、２つのパネル部材を支持する枠部材４とを備え、パネル部材が、外面材６と、中空層側の内面材７と、外面材と内面材とで内部に支持された複数の中空筒状構造体８とを有したハニカムパネルであり、外面材が、内面材よりも剛性の高い非通気性の板材で構成され、内面材が、内外に通気可能なシート状又は板状の通気性材で構成されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに間隔を空けて配置され中空層を介して対向する２つのパネル部材と、
２つの前記パネル部材を支持する枠部材とを備え、
前記パネル部材が、外面材と、前記中空層側の内面材と、前記外面材と前記内面材とで内部に支持された複数の中空筒状構造体とを有したハニカムパネルであり、
前記外面材が、前記内面材よりも剛性の高い非通気性の板材で構成され、
前記内面材が、内外に通気可能なシート状又は板状の通気性材で構成されていることを特徴とする遮音パネル。
【請求項２】
請求項１に記載の遮音パネルにおいて、
前記中空筒状構造体が、紙製であり、
前記内面材が、不織布であることを特徴とする遮音パネル。
【請求項３】
複数の請求項１又は２に記載の遮音パネルが並べられて構成された壁、天井又は床を有し、
前記枠部材に、互いに隣接する前記遮音パネルの前記中空層に連通する内側流通孔が形成されていることを特徴とする防音構造。
【請求項４】
請求項３に記載の防音構造を備え、
複数の前記遮音パネルのうち、室内と前記中空層とを接続する室内側通気口が形成されているものと、室外と前記中空層とを接続する室外側通気口が形成されているものとを有し、
前記室外側通気口の近傍に、前記中空層内の空気を吸引して室外に排出可能又は室外の空気を前記中空層内に給気可能なファンが設けられていることを特徴とする防音室。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軽量であると共に防音機能及び換気性に優れている遮音パネル及びこれを備えた防音構造並びに防音室に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、軽量化や剛性を高める素材として、いわゆるハニカムコアと呼ばれる複数の中空筒状構造体がパネル内部の充填材として広く利用されている（特許文献１及び特許文献２参照）。このハニカムコアは、パネルの構造強度（特に圧縮強度）の強化と軽量化とに寄与する構造体として広く知られている。
しかしながら、このハニカムコアを用いたハニカムパネルは、ハニカム構造自体が音の橋（サウンドブリッジ）となって振動を伝達するので、遮音効果を発揮し難いと考えられている。このため、従来の遮音パネルでは、板状材料やシート状材料を積層して重量を付加したり、パネル内部にグラスウールやロックウールなどの吸音材を充填し、遮音性能を高めている。
【０００３】
また、一重板（単板又は積層板）のパネルの場合では、重量を２倍にすると遮音性能がおよそ５ｄＢ上昇するという質量則に規制されるので、遮音性能を高めるためには板を重くせざるを得ない。例えば、３０ｄＢ（ａｔ５００Ｈｚ）の遮音性を有するパネルの重量が２０ｋｇ／ｍ２とすれば、このパネルの遮音性能を４０ｄＢ（ａｔ５００Ｈｚ）にするためには、パネルの重量を８０ｋｇ／ｍ２にする必要がある。
【０００４】
このように一重板パネルでは重量が嵩むため、軽量化のためにハニカム構造を用いた二重パネルが提案されている。例えば、特許文献３では、表面材と裏面材との間に断面略ハニカム状の吸音材層を二重に有し、その間にフェルト製シート等の複数の吸音材を貼り合わせたり挿入するなどして、軽量で遮音性能を高める工夫がなされている防音壁用部材が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１２２９１号公報
【特許文献２】特開平７−８２８７２号公報
【特許文献３】特開平１１−２７００１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来の技術において、以下の課題が残されている。
すなわち、従来の遮音パネルでは、上述したように遮音性能を高めるために吸音材を内部に充填しているが、そのために全体の重量が増大し、やはり軽量化が困難になってしまうという不都合があった。また、吸音材として代表的なグラスウールやロックウール等の繊維状材料を用いる場合、施工や解体時などの作業時において人体に影響のある粉塵が発生するおそれがあることから、取り扱いに特に注意が必要になるという不都合もあった。
一方、防音が必要な部屋に遮音パネルを設置する場合、換気口等の開口部から外部への音漏れを防ぐために、換気口等に防音フード等の消音機能を有する設備を取り付ける必要があり、設備コストが増大するという不都合もあった。
【０００７】
本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたもので、軽量であると共に防音機能及び換気性に優れている遮音パネル及びこれを備えた防音構造並びに防音室を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、第１の発明に係る遮音パネルは、互いに間隔を空けて配置され中空層を介して対向する２つのパネル部材と、２つの前記パネル部材を支持する枠部材とを備え、前記パネル部材が、外面材と、前記中空層側の内面材と、前記外面材と前記内面材とで内部に支持された複数の中空筒状構造体とを有したハニカムパネルであり、前記外面材が、前記内面材よりも剛性の高い非通気性の板材で構成され、前記内面材が、内外に通気可能なシート状又は板状の通気性材で構成されていることを特徴とする。
【０００９】
この遮音パネルでは、外面材が、内面材よりも剛性の高い非通気性の板材で構成され、内面材が、内外に通気可能なシート状又は板状の通気性材で構成されているので、剛性の高い外面材により音を反射して内部への侵入を抑制し、通気性材の内面材により内部に侵入した音及び中空層を移動する音を吸音すると共に中空層を介して換気を行うことができる。また、二重のハニカムパネル（パネル部材）で軽量かつ高剛性が得られると共に、これらの間に中空層を設けることで、パネル部材間の遮音性能と換気機能とを併せ持つことが可能になる。さらに、通気性のある内面材を介して空気がハニカムコアの中空筒状構造体内に入り、中空筒状構造体自体に空気の温度が伝わることで、パネル全体の熱伝導性が高くなり、床暖房等に用いるパネルとしても適している。
【００１０】
第２の発明に係る遮音パネルは、第１の発明において、前記中空筒状構造体が、紙製であり、前記内面材が、不織布であることを特徴とする。
すなわち、この遮音パネルでは、中空筒状構造体が紙製であり、内面材が不織布であるので、低コストかつクリーンな素材で高い遮音・吸音効果及び換気機能を得ることができる。
【００１１】
第３の発明に係る防音構造は、複数の第１又は第２の発明の遮音パネルが並べられて構成された壁、天井又は床を有し、前記枠部材に、互いに隣接する前記遮音パネルの前記中空層に連通する内側流通孔が形成されていることを特徴とする。
すなわち、この防音構造では、複数の第１又は第２の発明の遮音パネルが並べられて構成された壁、天井又は床を有し、枠部材に、互いに隣接する遮音パネルの中空層に連通する内側流通孔が形成されているので、内側流通孔を介して中空層内の空気がパネル間で流通可能になり、遮音パネルが軽量で施工性に優れる上、クリーンな消音換気システムとしても機能する。
【００１２】
第４の発明の防音室は、第３の発明の防音構造を備え、複数の前記遮音パネルのうち、室内と前記中空層とを接続する室内側通気口が形成されているものと、室外と前記中空層とを接続する室外側通気口が形成されているものとを有し、前記室外側通気口の近傍に、前記中空層内の空気を吸引して室外に排出可能又は室外の空気を前記中空層内に給気可能なファンが設けられていることを特徴とする。
この防音室では、複数の遮音パネルのうち、室内と中空層とを接続する室内側通気口が形成されている遮音パネルと、室外と中空層とを接続する室外側通気口が形成されている遮音パネルとを有し、室外側通気口の近傍に、中空層内の空気を吸引して室外に排出可能又は室外の空気を中空層内に給気可能なファンが設けられているので、室内の空気を排出可能又は室外の空気を室内に給気可能である。すなわち、室内側通気口から室内の空気を連通された中空層内を介してファンにより吸引して室外に排出する、又は室外側通気口から室外の空気を連通された中空層内を介してファンにより吸引して室内に給気することができる。また、中空層を移動する音が内面材で吸音されることから、室外側通気口から外部への音漏れを抑制でき、室外側通気口に消音機能を設ける必要がない。また、室内の換気効率が高まる位置に給気口と排気口とを設けることにより、防音室内で発生する熱による温度変化を制御して、快適な室内空間を実現することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明の遮音パネルによれば、外面材が、内面材よりも剛性の高い非通気性の板材で構成され、内面材が、内外に通気可能なシート状又は板状の通気性材で構成されているので、軽量であると共に防音機能及び換気性に優れている。
したがって、この遮音パネルを用いた防音構造及び防音室によれば、軽量で施工性に優れる上、クリーンな消音換気システムとしても機能することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る遮音パネル及びこれを備えた防音構造並びに防音室の一実施形態において、遮音パネルを示す断面図である。
【図２】本実施形態において、防音室を示す横断面図である。
【図３】図２のＡ−Ｂ断面図である。
【図４】本実施形態において、防音室を示す正面図である。
【図５】本実施形態において、防音室を示す平面図である。
【図６】本実施形態において、防音室を示す側面図である。
【図７】本実施形態において、防音室を示す背面図である。
【図８】本発明に係る遮音パネル及びこれを備えた防音構造並びに防音室の第１実施例において、音響透過損失測定の結果を示すグラフである。
【図９】本発明に係る遮音パネル及びこれを備えた防音構造並びに防音室の第２実施例において、遮音パネルの消音量測定に用いた防音構造を示す断面図である。
【図１０】本発明に係る第２実施例において、消音量測定の結果を示すグラフである。
【図１１】本発明に係る遮音パネル及びこれを備えた防音構造並びに防音室の第３実施例において、遮音性能（室内音圧レベル差）の測定結果を示すグラフである。
【図１２】本発明に係る第３実施例において、室内の温度上昇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】
【００１５】
以下、本発明における遮音パネル及びこれを備えた防音構造並びに防音室の一実施形態を、図１から図７に基づいて説明する。
【００１６】
本実施形態における遮音パネル１は、図１に示すように、互いに間隔を空けて配置され中空層２を介して対向する２つのパネル部材３と、２つのパネル部材３を支持する枠部材４とを備えている。なお、２つのパネル部材３の間であって枠部材４側には、スペーサ５が配されている。
上記パネル部材３は、外面材６と、中空層２側の内面材７と、外面材６と内面材７とで内部に支持された複数の中空筒状構造体８とを有したハニカムパネルである。
【００１７】
上記外面材６は、内面材７よりも剛性の高い非通気性の板材で構成され、上記内面材７は、内外に通気可能で外面材６よりも吸音性の高いシート状又は板状の通気性材で構成されている。本実施形態では、中空筒状構造体８が、紙製ハニカムコアであり、外面材６が、合板（いわゆるベニヤ板等の木質ボード）であり、内面材７が、ガラス不織布である。また、枠部材４は、木材やアルミ材等で形成されている。
【００１８】
また、この遮音パネル１を用いた防音構造は、複数の遮音パネル１が並べられて構成された壁、天井又は床を有したものであり、例えば、図２から図７に示す防音室１０は、床を除いた四方の壁と天井に遮音パネル１を並べて設置した防音構造を備えている。
本実施形態の防音室１０は、複数の遮音パネル１のうち、室内と中空層２とを接続する室内側通気口１１が形成されているものと、室外と中空層２とを接続する室外側通気口１２が形成されているものとを有している。
【００１９】
上記室内側通気口１１は、左右の壁に設置された遮音パネル１の下端部に配されて内側のパネル部材３を貫通して設けられている。
上記室外側通気口１２は、天井に設置された遮音パネル１の中央に配されて外側のパネル部材３を貫通して設けられている換気口である。
【００２０】
また、室外側通気口１２の近傍には、中空層２内の空気を吸引して室外に排出可能又は室外の空気を中空層２内に給気可能なファン１３が設けられている。このファン１３は室外側通気口１２の上部に設置されている換気扇の小型軸流ファンである。
上記遮音パネル１の枠部材４には、互いに隣接する遮音パネル１の中空層２に連通する内側流通孔４ａが形成されている。この内側流通孔４ａは、枠部材４の剛性を損なわない程度の形状及び個数で形成されている。
【００２１】
また、天井に設置した遮音パネル１の内側には、多数の貫通孔が形成された有孔天井板１４が、スペーサ２５を介して遮音パネル１から離間させて設置されている。
さらに、この防音室１０では、背面側の壁に設置された遮音パネル１の一つに室外の空気が流入可能に外側のパネル部材３に貫通した室外吸気口１５が形成されている。また、背面側の遮音パネル１における内側のパネル部材３には、中空層２まで貫通した背面換気開口部１６が形成されている。
【００２２】
上記室外吸気口１５は、背面側の壁の下部に設けられていると共に、背面換気開口部１６は、背面側の壁の上部に設けられている。したがって、室外吸気口１５は、中空層２と背面換気開口部１６とを介して有孔天井板１４と遮音パネル１との間の通気空間１４ａに連結されている。
【００２３】
このように、この防音室１０では、天井の室外側通気口１２と左右の壁の室内側通気口１１とを、中空層２と内側流通孔４ａとを介して連結して給気系又は排気系とし、天井の有孔天井板１４と背面側の壁の室外吸気口１５とを、中空層２及び通気空間１４ａを介して連結して排気系又は給気系として、全体として換気システムを構成している。なお、図３において、矢印は強制排気時の空気の流れを示している。
なお、防音室１０の正面には、二重ガラスののぞき窓１７が設けられた扉１８が設置されている。
【００２４】
このように本実施形態の遮音パネル１では、外面材６が、内面材７よりも剛性の高い非通気性の板材で構成され、内面材７が、内外に通気可能なシート状又は板状の通気性材で構成されているので、剛性の高い外面材６により音を反射して内部への侵入を抑制し、通気性材の内面材７により内部に侵入した音及び中空層２を移動する音を吸音すると共に中空層２を介して換気を行うことができる。また、二重のハニカムパネル（パネル部材３）で軽量かつ高剛性が得られると共に、これらの間に中空層２を設けることで、パネル部材３間の遮音性能と換気機能とを併せ持つことが可能になる。
【００２５】
通常、パネル表面の外面板に到達した音は、外面板により一部が反射され、一部がパネル内部で消費され、残りがパネルを透過する。したがって、透過する音のエネルギーを小さくして遮音性能を大きくするためには、音の反射率を高め、パネル内部での音の消費を大きくする必要がある。音は、表面の外面板を振動させることによってパネル内部に伝わるが、本実施形態の遮音パネル１では、外面材６の剛性が高いために振動し難く、反射率が高くなってパネル内部に音が侵入し難い。
【００２６】
また、パネル表面の外面材６の内側に設けた中空筒状構造体８による無数のセル構造が外面材６の振動を規制することにより剛性がより高まり、音の反射率がさらに大きくなって遮音性能が向上する。しかしながら、パネル内部に侵入した音は、無数のセル構造が音の橋として他方の面に音を伝えて遮音性能を損ねるが、本遮音パネル１では、中空層２が介在しているため、一方のパネル部材３と他方のパネル部材３とが直接接触せず、ハニカムコアである中空筒状構造体８からの音の伝搬が極力低減される。
【００２７】
さらに、パネル内部の吸音による音の消費について説明すると、ハニカムコアである中空筒状構造体８自体又はこれに外面材６を貼った状態では吸音効果がほとんど得られないが、通気性材の内面材７を内側に貼ると音が内面材７に吸音される。その吸音率は、通気性材の粘性抵抗や開口率と、ハニカムコア（中空筒状構造体８）のセルサイズやセル高さによって異なる。言い換えれば、通気性材（内面材７）及びハニカムコア（中空筒状構造体８）の選定により、任意の吸音率に設定可能である。
【００２８】
なお、中空筒状構造体８及び内面材７の吸音機構は、グラスウールやロックウールなどの多孔質材料の吸音機構、板状材料の吸音機構、又は有孔板等のヘルムフォルツ吸音機構などの単一な吸音機構ではなく、それらの総合体若しくはセル内部で音の進行が規制される効果によるものと考えられる。
この中空筒状構造体８及び内面材７による吸音効果により、パネル内部に侵入した音が吸音されることでパネル内部の音圧が低下し、パネル内部の遮音性能がさらに向上する。
【００２９】
また、一対のパネル部材３間の中空層２内を移動する音は、移動距離に応じて内面材７に吸音されるため、この遮音パネル１は、換気のための消音ダクトとしても活用可能である。
さらに、通気性のある内面材７を介して空気がハニカムコアの中空筒状構造体８内に入り、中空筒状構造体８自体に空気の温度が伝わることで、パネル全体の熱伝導性が高くなり、床暖房等に用いるパネルとしても適している。
【００３０】
なお、遮音パネル１の遮音性は、ハニカムコア（中空筒状構造体８）のセルサイズやセル高さを変化させることで任意に調整可能である。
このように、本実施形態の遮音パネル１では、上記の作用により、軽量なハニカム構造を活用しつつ高い遮音性能と換気機能とを兼ね備えることができる。
また、この遮音パネル１では、中空筒状構造体８が紙製であり、内面材７が不織布であるので、低コストかつクリーンな素材で高い遮音・吸音効果及び換気機能を得ることができる。
【００３１】
さらに、上記遮音パネル１で構成された防音構造を有する防音室１０では、複数の遮音パネル１のうち、室内と中空層２とを接続する室内側通気口１１が形成されている遮音パネル１と、室外と中空層２とを接続する室外側通気口１２が形成されている遮音パネル１とを有し、室外側通気口１２の近傍に、中空層２内の空気を吸引して室外に排出可能又は室外の空気を中空層２内に給気可能なファン１３が設けられているので、室内の空気を排出可能又は室外の空気を室内に給気可能である。
【００３２】
すなわち、室内側通気口１１から室内の空気を連通された中空層２内を介してファン１３により吸引して室外に排出する、又は室外側通気口１２から室外の空気を連通された中空層２内を介してファン１３により吸引して室内に給気することができる。また、中空層２を移動する音が内面材７で吸音されることから、室外側通気口１２から外部への音漏れを抑制でき、室外側通気口１２に消音機能を設ける必要がない。
【００３３】
したがって、この防音室１０では、軽量で施工性に優れる上、繊維や粉塵粒子が発生しないクリーンな消音換気システムとしても機能するため、エアコン等の空調機器を使用しなくても、機密性の高い防音室１０内で発生する熱による温度変化を制御して快適な室内空間を実現することができる。
【実施例】
【００３４】
＜第１実施例＞
次に、上記本実施形態の遮音パネルについて、実際に音響透過損失測定器を用いて音響透過損失測定を行った結果を、図８に示す。
なお、この試験を行った遮音パネル（第１実施例）は、中空筒状構造体として、高さ１５ｍｍ、セルサイズ（中空筒状構造体の筒サイズ）１２．７ｍｍの紙製ハニカムコアを用い、その表裏面に、外面板として厚さ４ｍｍの合板と、内面板としてガラス不織布とを接着した２つのパネル部材を用いた。また、２つのパネル部材は、２０ｍｍの中空層を介して周囲を厚さ５０ｍｍの枠材で囲んで一体化した。したがって、遮音パネル全体の厚さは、５８ｍｍである。なお、全体寸法は、４５０×４５０ｍｍである。
【００３５】
また、比較例として、上記中空筒状構造体の両面に表面材（合板）を接着しただけで構成されたパネルについても同様に測定を行った。その測定結果も併せて図８に示す（図中、「表面材と中空層のみのパネル」と表記）。また、パネル重量から求めた質量則の音響透過損失についても併せて図８に示す（図中、「質量則からの計算値」と表記）。
これらの結果からわかるように、比較例や質量則からの計算値に比べて、本発明の第１実施例（図中、「図１のパネル」と表記）は、軽量で遮音性能の高いパネルであることがわかる。
【００３６】
＜第２実施例＞
次に、消音量を測定するために、第２実施例として、図９に示すように、遮音パネル１を用いた防音構造を作製した。この防音構造は、並べて設置した遮音パネル１の上下木口（枠部材４）にそれぞれ換気用開口部２１を設けたものである。これら換気用開口部２１は、中空層２に連通している。消音量測定は、一方の換気用開口部２１にスピーカー２２からノイズを発生させると共に、上下の換気用開口部２１において音圧レベルをマイク２３で測定して差（音圧レベル差）を求め、これを消音量とした試験を行った。その際の消音量測定の結果を図１０に示す。
【００３７】
なお、音の回り込みを防止するために、遮音パネル１の外周を、１２．５ｍｍ厚の石膏ボード２４で覆って測定を行った。また、上下の換気用開口部２１の距離は２ｍとした。さらに、換気用開口部２１のサイズは、１５×２００ｍｍとした。
この測定の結果からわかるように、良好な消音量が得られている。
【００３８】
＜第３実施例＞
次に、第３実施例として、上記本実施形態の防音室を用いて、実際に遮音性能（室内外音圧レベル差）と防音室内の温度上昇とについて測定した結果を、図１１及び図１２に示す。
なお、防音室のサイズは、外形が、横６９０ｍｍ×縦５５５ｍｍ×奥行き５４３ｍｍであり、室内高４５０ｍｍとした。また、室内側通気口は、床面から３５ｍｍの高さで、１５０×２０ｍｍの開口としたと共に、室外吸気口は、床面から３５ｍｍの高さで、８０×３０ｍｍの開口とした。さらに、有孔天井板は、厚さ４ｍｍで、直径８ｍｍの貫通孔が１６個形成されたものを用いた。また、ファンは、直径８０ｍｍの小径軸流ファンを用いた。
【００３９】
換気効率については、室内中央に高さ２０ｃｍの位置に設置した４０Ｗの白熱灯を点灯し、ファンをＯＮ、ＯＦＦした際の上昇温度を測定して判定した。また、白熱灯は、輻射熱の影響を緩和するために黒い布で覆って使用した。温度計は、扉１８と右壁面から各１０ｃｍの位置で、高さ１５ｃｍに設置した。なお、計測中の室外温度は、２２〜２３．５℃であった。また、測定は、無換気の場合と、強制給気の場合と、強制排気の場合とでそれぞれ行った。
これらの測定結果からわかるように、本実施例の防音室では、遮音性能がＪＩＳ規格の遮音等級Ｄ−８０を満足している。また、本実施例の防音室では、室内の温度上昇も最大２．５℃と適切な結果が得られている。
【００４０】
この実施例の防音室は、ペットを想定したものであるが、ペットは換気が不十分であると自身の体温で室温が激しく上昇し、健康に有害となるおそれがあるが、本実施例の防音室では、上述したように温度上昇も最小限に抑えられ、鼻面で気流を感じることができることから、快適に室内にいることができる。
また、従来、人が入る防音室とする場合、温度上昇のために室内にエアコンが不可欠とされているが、本発明の防音室では、室外が空調されていれば、エアコン等の空調設備を防音室自体に設置することを不要にすることが可能である。
【００４１】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、本発明の遮音パネルを用いた防音構造を防音室に適用したが、防音壁や防音建具などの建築資材としても構わない。
また、内面材としては、微細な孔が多数形成されたパンチングパネル等を採用しても構わない。
さらに、内面材としてガラス不織布を採用したが、ポリエステル不織布などの他の不織布を採用しても構わない。
【符号の説明】
【００４２】
１…遮音パネル、２…中空層、３…パネル部材、４…枠部材、４ａ…内側流通孔、６…外面材、７…内面材、８…中空筒状構造体、１０…防音室、１１…室内側通気口、１２…室外側通気口、１３…ファン
【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９】
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【図８】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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