(57)【要約】【課題】屋根上にシートを敷設してそのシート上に降り積もった雪を滑り落とす仕組みが簡易である点に着目して、シートとその上に降り積もった雪との間での摩擦がより小さくして雪の滑り落ちが容易に行なわれるようにし、雪降ろしに係る手間を軽減する。【解決手段】滑雪装置１を屋根上に乗せ置く線状または面状の電熱体２と、電熱体２を覆うようにして屋根上に敷いて上面に雪に対する滑性を有するシート４と、シート４の上に乗せ置いて該シート４を屋根上に止め置くための長尺な手段であって、長手方向が屋根の傾斜方向に沿っていてかつ前記長手方向に交差する方向に間隔をとってシート４上に配置され、表面に雪に対する滑性のある複数のスライダー５とからなるものとした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
屋根上に乗せ置く線状または面状の電熱体と、
前記電熱体を覆うようにして屋根上に敷いて電熱体からの熱を上面側に伝える伝熱性を備えていて、かつ雪に対する滑性を上面に有するシートと、
前記シートを屋根上に止め置くものであって、屋根の流れに沿って長尺とされ、前記流れの方向に交差する方向に間隔をとって前記シートの上に乗せ置かれていて、それぞれ表面に雪に対する滑性のある複数のスライダーとを備えてなるものであることを特徴とする滑雪装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積雪の多い寒冷地の建物の屋根に取り付けて、屋根に降り積もった雪が滑り落ちし易くなるようにした滑雪装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、屋根の上に降り積もった雪が屋根面の傾斜によって自然に滑り落ち易くなるように、雪が接する側に摩擦係数を小さくすべくフッ素樹脂フィルムやアクリル樹脂フィルムを貼った構造を有するシートをその屋根の上の雪が落ち難い部分や屋根全体に被せる技術が、特許文献１、特許文献２に示されている。そして、これらのシートにあっては、辺部に配したリングなどの係合部材を屋根に掛け止めたり、辺部に縫い込んだロープを地面のアンカーや建物の壁に付けたアンカーに掛け止めて固定するようにした点が示されている。
【０００３】
また、屋根上から雪を滑り落とすものではなく融雪する装置として、可撓性パイプを適宜間隔を持って下面に取り付けたネットを屋根上に敷設し、そのネットの上に同形状の防水シートを敷設し、前記可撓性パイプに温水を循環させるようにした融雪装置が提案されている（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】公開実用昭和６２−１９００６１号
【特許文献２】実用新案登録第３１２２８４３号公報
【特許文献３】公開実用昭和６３−０２３４４３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述の上面側を滑り易くしたシートを利用する雪降ろしは、シート上面での摩擦抵抗が小さくなっているもののその摩擦抵抗はほぼ一定であり、シート上から自然に滑り落ちる嵩高になるまで雪の降り積もりを待つこととなる。屋根上に配した防水シートの下に可撓性パイプを設けてこれに温水を送り込む融雪装置では、温水を得るためのボイラ設備が必要となり、コスト面や管理面などから一般家屋向けの設備とは言い難い。
【０００６】
また、現在においては、電熱線を網に組み付けたりなどして面状に広がりを持たせ、これを直接、屋根上に敷設し、給電された電熱線からの発熱にて融雪を行なう装置も提案されてはいる。しかし、温水利用のものと同様に敷設面の雪を融かすシステムであり、降り積もって嵩高となった雪を下方から電熱線の発熱にて温め続けたとしても、ネット状の形態である融雪装置との絡み合いで雪が自然に滑り落ちるということは生じ難く、通電し続けることで消費電力が大きくなるという不具合がある。
【０００７】
そこで本発明は、屋根上にシートを敷設してそのシート上に降り積もった雪を滑り落とす仕組みが簡易である点に着目して、シートとその上に降り積もった雪との間での摩擦をより小さくして雪の滑り落ちが容易に行なわれるようにすることを課題とし、雪降ろしに係る手間を軽減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考慮してなされたもので、屋根上に乗せ置く線状または面状の電熱体と、前記電熱体を覆うようにして屋根上に敷いて電熱体からの熱を上面側に伝える伝熱性を備えていて、かつ雪に対する滑性を上面に有するシートと、前記シートを屋根上に止め置くものであって、屋根の流れに沿って長尺とされ、前記流れの方向に交差する方向に間隔をとって前記シートの上に乗せ置かれていて、それぞれ表面に雪に対する滑性のある複数のスライダーとを備えてなるものであることを特徴とする滑雪装置を提供して、上記課題を解消するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、本滑雪装置を覆うように雪が降ると、スライダーの上およびスライダー間のシート上に雪が積もる。降り積もった雪はそれが接するシート面とスライダー面での接触摩擦のために滑落せずに積もることとなる。本発明の滑雪装置での発熱体に通電すると電熱体の発熱によりシート上部の雪面が融け始め、シート面には水膜、極端な場合は空洞ができ、雪はスライダー間に跨るブリッジ状態となる。この液状化あるいは空洞化により、雪を保持していたシート面の接触摩擦は著しく低下もしくはゼロになる。そのようになるともはや雪を保持する接触摩擦はスライダー面だけとなる。そして、スライダー面の面積はシート面の面積に比べ著 しく小さいため、雪は自重に抗し切れずに滑落を始める（なお、滑落開始条件は屋根の傾斜角度、雪質、雪の重さ、気温等に依存する）。このように本滑雪装置は雪の滑り落ちを誘発させ易くなるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る滑雪装置の実施の形態を示す説明図である。
【図２】実施の形態における電熱体と支持体とを示す説明図である。
【図３】支持体に組み付けた電熱体を配した屋根を示すもので、（ａ）は屋根面側から見た状態で示す説明図、（ｂ）は棟に沿った方向から見た状態で示す説明図である。
【図４】屋根面に被せ付けたシートを示すもので、（ａ）は屋根面側から見た状態で示す説明図、（ｂ）は棟に沿った方向から見た状態で示す説明図である。
【図５】シート上に乗せ置いたスライダーを示すもので、（ａ）は屋根面側から見た状態で示す説明図、（ｂ）は棟に沿った方向から見た状態で示す説明図である。
【図６】スライダーを示す説明図である。
【図７】融雪による雪のブリッジを示す説明図である。
【図８】他の実施の形態を示す説明図である。
【図９】融雪範囲のパターンを示す説明図である。
【図１０】スライダーの他の例を示すもので、瓦葺き屋根での棟側での配置例を示す説明図である。
【図１１】スライダーの配置例を示すもので、（ａ）は屋根面側から見た状態で示す説明図、（ｂ）は屋根面の軒方向に沿った断面で示す説明図である。
【図１２】同じくスライダーの配置例を斜視状態で示す説明図である。
【図１３】雪押し出し器の構成を概略的に示す説図である。
【図１４】制御の流れを概略的に説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
つぎに本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図中１は滑雪装置で、該滑雪装置１は傾斜のある屋根に取り付けられるものである。図１に示すように滑雪装置１は給電により発熱する電熱体２、電熱体２を面状に広がりのある形に保つためにこの電熱体２が組み付けられる網状であって、屋根上に広げることで前記電熱体２を屋根上に乗せ置くように配置する支持体３、前記電熱体２と支持体３とを覆う柔軟な防水性のあるシート４、前記シート４の上に乗せてこのシート４と前記電熱体２と支持体３とが屋根上で移動することのないように支持する手段である長尺なスライダー５とを備えてなるものである。
【００１２】
（電熱体）
電熱体２は一般家庭でのコンセントからの給電を受けて発熱することのできる電熱線を、熱伝導率のよい耐水性のある被覆材で覆い、長尺にして柔軟性のある細幅の帯状とした形態を呈しているものである。具体的な一例を挙げれば、リボン状発熱体を二本シールドしたものを好みの長さに切り、末端処理して使うものが採用できる。図２に示すように支持体３はある程度の柔軟性を有する合成樹脂製の網であり、電熱体２がＳ字状の曲がりを繰り返すように網の目に通されており、電熱体２を面状の広がりのある形態に保つ役割を有するものである。そして、この支持体３を屋根上に広げることで電熱体２が広がりのある形態にて屋根上に配置された状態となるものである。（図３参照）
【００１３】
（シート）
上記シート４は一般家屋の屋根の傾斜面を覆うもので、上面をフッ素樹脂フィルムやアクリル樹脂フィルムを貼って雪に対する良好な滑性を備えている。そして、図４に示すように電熱体２と支持体３とを屋根の傾斜面に配置した状態でこれらがシート下面側となるように傾斜面を覆うことのできる広さを有する。前記シート４として市販のものを採用する場合、広い傾斜面である屋根面を一枚のシートで覆うことができないことも予想される。その場合には複数枚のシート４を用いて屋根面を覆ってもよい。
【００１４】
図示された実施の形態では、切り妻屋根の二面の傾斜した屋根面それぞれに上記支持体３に電熱体２を組み付けた状態で配置され、屋根面それぞれにある支持体３は屋根頂部（棟部分）を越えるロープなどの手段により連結されて、屋根面から滑り落ちないように支持されている。さらに前記電熱体２と支持体３とをシート下面側としながら両屋根面に亘る広がりのあるシート４で敷設して屋根面を覆っている。そして、屋根面それぞれには傾斜方向で長さにほぼ対応するスライダー５が配置されていて、棟部分を越えるロープなどの手段によって一方の屋根面それぞれのスライダー５が連結されている。
【００１５】
（スライダー）
上記スライダー５は上述したように電熱体２を組み付けた支持体３、シート４が屋根面で移動することのないようにその屋根面に対して固定させるものであり、図５に示すようにシート４の上から屋根面の傾斜方向に沿って乗せ置いてシート４の上面側から押え付けている。シート４などの移動が生じないようにスライダー５には下端部側に錘６が取り付けられている。（図６参照）
【００１６】
滑雪装置１は本装置１の上に降り積もった雪全てを融かすものではなく、シート４の下にある電熱体２の発熱による融雪作用により雪のシート側の部分を融かして雪とシート面との間の摩擦を小さくし、或いは空間を形成し、そして、スライダー５の上に乗っている雪をこのスライダー５上で滑らせるようにすることで、ある程度嵩高の積雪状態のままでも滑り落とすことができるようにしているものである。
【００１７】
スライダー５はシート４の上面からシート４、支持体３、電熱体２を屋根面側に押さえる重しとしての役割を有するとともに、降り積もった雪からの荷重を受けても顕著な変形をせず（雪の滑り落ちに支承がある変形が生じなければよい）、さらにスライダー５の上で雪がスムーズに滑り落ちるようにするために、金属製の棒材が良好に使用できる。さらにスライダー５の上に降り積もる雪を融雪する上では熱伝導性が良好な材料を選択するのも好ましい。
【００１８】
上記スライダー５は屋根の流れ（傾斜）に沿った方向を長手方向として乗せ置き、また、傾斜方向に直交となる方向に間隔を置いて平行に複数本を並べ置くようにするものであって、スライダー５の全てや大部分を、電熱体２の配設範囲、或いは電熱体２の発熱によるシート４を介した融雪作用が及ぶ範囲（融雪範囲Ａ）を通るように配置する。これにより隣り合う対のスライダー５の間が、電熱体２の発熱による融雪が生じる部分となるので、本装置１の上に嵩高に雪が降り積もったとしても、前記電熱体２に給電を行なって発熱させてシート４側の雪を融かし、図７に示すようにその融雪によりシート４と雪ａとの間に空間を形成させるとともにスライダー５に雪ａが乗ったブリッジｂの状態となるようにすれば、上述したようにスライダー５の上を雪ａが滑る滑雪を起こすことが頗る簡単になる。
【００１９】
なお、家屋それぞれで異なる屋根面の傾斜、雪質に応じて、電熱体２の配設密度やスライダー５の配設間隔を調整することが好ましい。
【００２０】
図示の実施の形態では、一つの屋根面において、一枚のシート４の下に一つの電熱体２を配して、一つの融雪範囲が形成されるようにしているものである。しかしながら、本発明はこの実施の形態に限定されるものではなく、例えば図８にその一例として示すように一つの屋根面を軒方向に複数に区画し、その区画Ｂ一つごとに、支持体３に組み付けられた電熱体２の発熱による融雪範囲Ａを設定してもよく、各区画Ｂごとに電熱体２への給電を制御することで滑雪が部分的に生じ易くなる。その他、屋根の流れ方向に区画を分離形成することも可能である。図９は融雪範囲Ａのパターン例を示していて、（ａ）は先に例示しているように屋根面のほぼ全面を融雪範囲Ａとしているものであり、（ｂ）は同じく先に例示したように軒方向に融雪範囲Ａが分けられた例であり、さらに（ｃ）は流れ方向に融雪範囲Ａを分けた例、（ｄ）は棟側に融雪範囲Ａを配した例、（ｅ）は軒側に融雪範囲Ａを配した例を示している。
【００２１】
上記実施の形態では電熱体２を電熱線を利用して帯状とし、これを支持体３である網の目に通して面状の広がりのある形状に保ち易くした例を示しているが、電熱体２として面状の電熱シートを採用してもよい。この場合、網による支持体３は必ずしも必要とはしない。
【００２２】
スライダー５として表面に滑性のある金属製の棒材を例示しているが、スライダー５としてはこの他に、断面矩形である硬質の芯材を用意してこの表面に樹脂フィルムを巻くことで滑性を備えるようにしたものや断面矩形とされて表面に滑性を備える樹脂棒材が採用できる。即ち、スライダー５は融雪により形成されたブリッジの脚部分を支えながらその脚部分が滑り易くなる素材であればよく、前述の例の他に樹脂成形板、そして天然材としては表面に滑性が認められる竹材などが利用できる。また、スライダー５の横断面形状は特に限定されるものではなく、シート４にスライダー５を置いたときにスライダー５の上面がシート４から数センチの高さ位置にあるようになればよい。なお、スライダー５は上述したようにシート４を押さえる重しの役割も有するものであることから、いずれの材料を採用した場合でも、シート４側に荷重を加えてシート４を押さえる手段を有する必要はある。
【００２３】
本滑雪装置１を設置する屋根が瓦葺きである場合、瓦の桟（盛り上がり部分）が棟側から軒側に連続しているとともに瓦の谷（凹面状部分）も棟側から軒側に連続している。そして、屋根面には、瓦で葺くことにより屋根の流れ方向に定間隔の位置にして段差を持った傾斜面が広く存在することとなる。本滑雪装置１でのスライダー５は上述した例のように屋根の流れ方向に沿って連続した棒状体や帯状体の形態となるものに限定されるものではく、このような瓦葺きに応じることができる構成を有するものであってもよいものである。
【００２４】
図１０から図１２は瓦葺きに適用できる例を示している。スライダー５は、それぞれが瓦長さに応じた長さとされ断面略Ｔ字状とした複数の短冊状部材５ａを連結部材５ｂを介して連結することでスライダー長手方向（屋根流れ方向）に長尺とされ、連結部材５ｂの連結部分において瓦側の段差に応じる折曲が可能となるように設けられている。連結部材５ｂは例えば針金材からなるものであり、この連結部材５ｂが上位の短冊状部材５ａの下端側に回動可能に連結され、また下位の短冊状部材５ａの上端側に回動可能に連結されており、連結部材５ｂのある短冊状部材５ａの連結部分で段状に高さ位置の違いを生じさせて瓦頭位置側の段差に応じる段差が得られるようにしている。
【００２５】
そして上記構造のスライダー５にあっては、図１２に示すように瓦葺き屋根面での谷位置に通されていて、短冊状部材５ａの間の前記連結部材５ｂの位置での折れ曲がりにより短冊状部材５ｂが略階段状にして屋根の流れ方向に沿って配置されるようにしている。これによって、段差を持って屋根の流れ方向に配置される屋根瓦の谷部分それぞれに前記短冊状部材が対応するようにしてスライダー５が屋根の流れ方向に沿った方向にして配置される。なお、図１１において（ａ）は屋根上方から見たスライダー５の並びを示し、（ｂ）は流れに交差する方向でのスライダー５の並びを示した。
【００２６】
瓦葺き屋根用とした上記例において、瓦の谷の部分を通るように屋根の流れ方向に沿う方向としたスライダー５それぞれは、スライダー５の上端側を棟側に渡した横の線材５ｃに支持させるとともに、スライダー５のそれぞれの長手方向に間隔をおいた複数個所に横の線材５ｄを取り付け、隣り合うスライダー５の間であって瓦の桟の上に沿って屋根の流れ方向に配した布製のシート５ｅに前記横の線材５ｄを掛け渡してスライダー５の並びを維持できるようにしている（図１１、図１２参照）。
なお、屋根の葺き材が瓦とした屋根を本実施の形態の適用例としたが、これに限定されるものではなく、茅葺の屋根やスレート葺の屋根などであってもよいものである。
【００２７】
本装置１においては、雪を滑落させても人を直撃する事が無いことを確認した後に手動で電熱体２に給電するようにしてもよいが、本装置１では、積雪重量を検出して電熱体２への給電を制御する雪重量検出スイッチ７を棟上に配置して、この雪重量検出スイッチ７の動作によって電熱体２の給電が自動的に行なえるようにすることが可能である。図示した実施の形態では、棟上に配置された雪重量検出スイッチ７を有する例を示している。
【００２８】
本実施の形態での雪重量検出スイッチ７はピエゾ素子（圧力センサとして使用）とタイマーを組み込んでなるもので、雪重量検出スイッチ７上に降り積もった雪の重量が既定値以上になったかどうかをピエゾ素子で検出し、人通りの無い夜間であるか否かをタイマーで確認し、雪の重みが既定値以上であることと夜間であることの二つの条件が満たされると電熱体２への給電を開始するように設けられているものである。そして、雪の下が融けて雪が滑り落ちて雪重量検出スイッチ７上の雪の重量が既定値未満となったことが検出されることで給電を停止するように設けられている。
【００２９】
上記例での制御では、使用する電力が夜間電力であり、雪が落下するまでの短時間しか通電しないので経済的である。その上、タイマーと組み合わせて人通りが無い、或いは少ないと推定できる夜間に滑雪が生じ易くなるようにしているので、落雪が人を直撃する可能性が低下している。また、この例での制御にあっては、電熱体２を発熱させるための条件として、雪重量検出スイッチ７上に降り積もる雪の重量が既定値以上になることがその条件の一つであり、逆にいえば、その重量に積雪するまで給電されないために経済的である。
【００３０】
屋根面に降り積もった雪の上記シートと相対する側を融雪し、上記スライダー５上を滑らせて滑雪させる本実施の形態について、その滑雪が生じ易く補助するべく雪の押し出し手段を備えるようにすることも可能である。図１３は棟に配置された雪押し出し器８を示していて、上記電熱体２へ給電を開始してその開始後に所定時間経過しても滑雪が生じない場合に、図示しない制御部のコントロールの下で、前記雪押し出し器８に対して雪を屋根面の傾斜方向に押し出す動作を行なうものである。
【００３１】
（雪押し出し器）
上記雪押し出し器８は必要時に雪を屋根下側に押し出す動作をするものであり、本発明において雪押し出し器の構成が限定されるものではないが、実施の形態である上記滑雪装置１が備えるに適する雪押し出し器８の一例を以下に説明する。図にて概略的に示すように、雪押し出し器８は機械部９と蛇腹部１０とに分かれていて、機械部９にあるブロア１１が外部空気を吸引してブロア１１の吐出側に連結のヒータ１２に通して加温し、そのヒータ１２で温められた空気が蛇腹部１０にある蛇腹１３と前記機械部９にある電磁バルブ１４とを順に通ってから外部に送り出し可能されているものである。前記電磁バルブ１４から吐出する温められた空気は雪に向けて拭き付けられ、この雪押し出し器８周りを雪を含めて温めるようにすることを目的としている。
【００３２】
上記雪押し出し器８の動作は、上記電熱体２への給電が開始されてから所定時間後を経ても雪重量検出スイッチ７から得られる雪の重さが既定値より下がらない場合に、上述の制御部によりブロア１１からの空気がヒータ１２にて加温され（ブロアとヒータへの通電開始）、温められた空気が、収縮状態で蛇腹部１０に格納されている前記蛇腹１３と開状態の電磁バルブ１４とを経て外部に放出される。この動作は蛇腹１３を温めて伸長させ易くする動作である。前記制御部は、温められた空気の外部放出を所定時間を行なった後に電磁バルブ１４を閉じ（電磁バルブ１４へ通電することで閉動作する）、これによって蛇腹１３が伸長してこの蛇腹１３の自由端に取り付けられている押し出し板１５が雪押し出し器８側（棟側）で降り積もっている雪を押し出す。
【００３３】
蛇腹１３を収縮させて押し出し板１５を待機位置に戻す場合には、上記制御部の制御の下でブロア１１、ヒータ１２、電磁バルブ１４それぞれの通電が止められ、電磁バルブ１４への通電が止まるとこの電磁バルブ１４は開動作となって空気を外部に放出できるようになる。そして蛇腹１３には図示しない収縮スプリングを内蔵していて、その収縮スプリングの作用にて蛇腹１３が待機形態である収縮の状態に戻るように設けられている。
【００３４】
雪重量検出スイッチ７と雪押し出し器８とを備える滑雪装置１にあっては、その雪重量検出スイッチ７と雪押し出し器８とを互いに関連付けして動作を行なわせることができ、図１４に基づきながらその制御の一例を順に説明する。
【００３５】
（ａ）雪重量検出スイッチ７で雪の重量計測を連続的に行なう。
（ｂ）雪重量検出スイッチ７での計測値と既定値の比較を行なう。
（ｃ）計測値が既定値に至らない場合には、雪の重量計測（ａ）の段階に戻る。
（ｄ）計測値が既定値以上である場合には、現時刻の判定に移行する。
（ｅ）現時刻が５時から２３時であるか、或いは２４時から４時であるかを制御部が備える時計に基づいて判定する。
（ｆ）本滑雪装置では警報装置を有していて、現時刻が５時から２３時である場合には、警報装置を動作させる。
（ｇ）現時刻が２４時から４時である場合には、電熱体への給電回路をオンとする（電熱体への通電を行なう）。
（ｈ）電熱体へ給電している時間を計測する。
（ｉ）電熱体へ給電している時間を計測してなる経過時間が設定時間以上であるか否かを判定する。
（ｊ）電熱体給電の経過時間が設定時間以上である場合に雪押し出し器のブロアとヒータへの給電回路をオンとする（雪押し出し器のブロアとヒータとの始動を開始する）。電熱体給電の経過時間が設定時間未満である場合に電熱体給電時間の計測（ｉ）の段階に戻る。
（ｋ）雪押し出し器のブロアとヒータへ給電している時間を計測する。
（ｌ）雪押し出し器のブロアとヒータへ給電している時間を計測してなる経過時間が設定時間以上であるか否かを判定する。
（ｍ）雪押し出し器のブロアとヒータへの給電の経過時間が設定時間以上であるときに電磁バルブへ給電し、給電バルブを閉とする。即ち、蛇腹内の加温された空気の圧力を高めて蛇腹を伸長させ、押し出し板による雪の押し出しを行なう（蛇腹への通風開始）。雪押し出し器のブロアとヒータへの給電の経過時間が設定時間未満であるときには、雪押し出し器のブロアとヒータへの給電時間の計測（ｋ）の段階に戻る。
【００３６】
（ａ）から（ｍ）までの段階を経ることで電熱体の発熱により屋根面の雪の滑り落ちが生じ易くするとともに、その滑り落ちが生じ難い場合には雪押し出し器にて棟側から雪を押し出して滑り落とすようにする。そして、滑雪して雪の重量が小さくなるとその変化が検出されることとなり、電熱体への給電が止められるとともにブロア、ヒータ、電磁バルブへの給電も止まり、電磁バルブの開きによって上述したように蛇腹が収縮し押し出し板を待機位置に戻るように設けられている。
【符号の説明】
【００３７】
１…滑雪装置
２…電熱体
３…支持体
４…シート
５…スライダー
５ａ…短冊状部材
６…錘
７…雪重量検出スイッチ
８…雪押し出し器
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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