(57)【要約】      （修正有）【課題】磁気活性化させた補給水の供給と土壌の水分の磁気活性化で、微生物の活発な活動を促し、また植物の根部近傍の土中に埋設した導線により、土壌における地電流の増大に伴う大地電圧の安定化を図ることができる土壌改良方法および土壌改良装置を提供する。【解決手段】土壌面に複数植立する植物の根部近傍の土中に導線Ｃを埋設し、かつ当該植物への補給水を流通する配管パイプ２にコイル３を巻装すると共に、偏波長を伴う交流の電磁界誘起電流を、上記導線Ｃおよびコイル３に出力するようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
土壌面に複数植立する植物の根部近傍の土中に導線を埋設し、かつ当該植物への補給水を流通する配管パイプにコイルを巻装すると共に、偏波長を伴う交流の電磁界誘起電流を、上記導線およびコイルに出力するようにしたことを特徴とする土壌改良方法。
【請求項２】
複数の永久磁石要素を異なる磁化方向に周期的に配列した筒状の交番磁場発生体を、銅製の中空パイプに内嵌固定し、かつ大小径の異なる複数の孔を無作為に穿設した鉄ニッケル合金製の固定筒体と、大小径の異なる複数の孔を無作為に穿設した鉄ニッケル合金製の回転筒体を交番磁場発生体内に同軸状に配設する一方、上記交番磁場発生体の軸芯位置に、電磁波の誘導体をなす銅線を長手方向に挿通して駆動機構を構成すると共に、上記銅線の両端部を、植物への補給水が流通する配管パイプに巻装してなるコイルと、土壌面に複数植立する植物の根部近傍の土中に埋設した導線にそれぞれ接続し、前記回転筒体の回転駆動に連繋して当該銅線に偏波長を伴う交流の電磁界誘起電流を発生させるように構成したことを特徴とする土壌改良装置。
【請求項３】
複数の永久磁石要素を異なる磁化方向に周期的に配列した筒状の交番磁場発生体を、銅製の中空パイプに内嵌固定し、かつ複数のスリットを周方向に穿設した鉄ニッケル合金製の固定筒体と、複数のスリットを周方向に穿設した鉄ニッケル合金製の振動筒体を交番磁場発生体内に同軸状に配設する一方、上記交番磁場発生体の軸芯位置に、電磁波の誘導体をなす銅線を挿通して駆動機構を構成すると共に、上記銅線の両端部を、植物への補給水が流通する配管パイプに巻装してなるコイルと、土壌面に複数植立する植物の根部近傍の土中に埋設した導線にそれぞれ接続し、前記振動筒体の長手方向擺動駆動に連繋して当該銅線に偏波長を伴う交流の電磁界誘起電流を発生させるように構成したことを特徴とする土壌改良装置。
【請求項４】
上記駆動機構の回転筒体は、その一端に内嵌したリングの周方向に所定間隔を存して受溝部を刻設し、該受溝部に駆動モータの駆動ギヤを噛合させて回転駆動されることを特徴とする請求項２記載の土壌改良装置。
【請求項５】
上記駆動機構の振動筒体は、その一端側に付設した超音波振動子を介して擺動駆動されることを特徴とする請求項３記載の土壌改良装置。
【請求項６】
上記コイルは、一方のコイル端を中心として外方へ漸次拡開する渦巻き状のパターン面を、可撓性を有するフィルム基板上に印捺して形成されていることを特徴とする請求項２および３に記載の土壌改良装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、畑、果樹園等の農地の土壌を改良する方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、農地はその肥料として人糞や堆肥など自然のものが多用されてきたが、社会の急激な高度成長に伴い、各種の化学肥料や農薬によって農作物の栽培が行なわれるようになり、その結果として農作物の増産が達成される反面、農地の生態系が破壊されて健全な農作物の生産に危機感がひろまっているのが現状である。  
【０００３】
そこで、近年は、肥沃な農地を復元させるために土壌微生物を活性化させることが有用であることが知見され、そのためには土壌に含まれる水分の内容が重要となるが、現状では、土壌中に含有する過剰な窒素成分や酸性化物質・農薬などが雨で流出し、あるいは酸性雨等の影響で自然環境の悪化が進行して、池や井戸、水道水等の水質が低下しているため、このような水を田畑に供給したり、農作物に散水しただけでは微生物を活性化させることができない、という環境上の問題を有するものであった。  
【０００４】
そこで、磁気的水処理部を通過させて磁化活性化させた磁気処理水を、土壌に散水して土壌中の微生物を活性化させるようにした提案がなされている。    
【特許文献１】特開平１０−６６４６１号公報
【０００５】
上記特許文献１では、磁気により磁化活性化させた水を土壌に供給することにより、微生物を活性化させて肥沃な土壌に改良することが、ビニールハウスにおける小規模な栽培に限れば効果として期待できるものの、稲作、麦、とうもろこしなどのような自然環境下での農作物育成では、前述のような土壌中に含有する過剰な窒素成分、酸性化物質・農薬の流出、あるいは酸性雨の影響が大となって、磁気処理水の散水効果を十分に得ることができないものであった。  
【０００６】
一方、地球の大地は、地電流によるごく微弱な電流電圧（ミリボルト単位）が測定されるが、この電圧値が高く、かつ安定していると農作物を含む植物の成長に良い影響を与えることが知られている。ここで「地電流」について説明すると、図８に示すように、地球の地表面から約１００Ｋｍ上方のところに電離層ａと呼ばれるイオンや電子を豊富に含む層域があり、ここに流れるシート状の電流ｂによって誘導された磁場ｃ（誘導磁場）は大気中を浸透して地表面ｄに進入する。そして、このシート状の電流ｂが常に変化することに伴って誘導磁場ｃも変動し、その変動を受けて、地球の大地では地中に地電流ｅが誘導されることになる。  
【０００７】
ここで、この地電流による大地電圧が約２００ｍＶを境として、それ以下だと電位が常に上下動して非常に不安定であるのに対し、２００ｍＶ以上では電位の上下動のバラツキが少なく安定した大地電圧となることが知見されており、特に、湿気が多く粘土質の土地の割合が大きい日本においては、当該粘土質の土地の電気抵抗が小さいことに起因して大地電圧がかなり低い測定値を示し、植物の成長に適した土地環境に関しては、自然環境の破壊や都市化が進むにつれて、ますますその確保か困難となっているのが現状である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、叙上の如き実状に鑑み、より現実的な土壌改良を追究する研究、開発の過程で創案されたものであって、その意図するところは、「全ての植物は、土中の根から養分や水分を吸収する」という植物生育の原点に立ち返り、磁気活性化させた補給水を土壌の表面から供給し、農作物の根部近傍に位置する土壌の水分をも磁気活性化させて土中の微生物を活性化することにより、好気性細菌をはじめとする土壌微生物の活発な活動を促すと共に、植物の根部近傍の土中に埋設した導線により、土壌における地電流の増大に伴う大地電圧の安定化を図り、植物の成長に不適な土地環境においても土地の活性を促し、限られた土地の有効活用を強力に推進することができる土壌改良方法および土壌改良装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
課題を解決するため本発明が採用した第１の技術手段は、土壌面に複数植立する植物の根部近傍の土中に導線を埋設し、かつ当該植物への補給水を流通する配管パイプにコイルを巻装すると共に、偏波長を伴う交流の電磁界誘起電流を、上記導線およびコイルに出力するようにしたことを特徴とするものである。  
【００１０】
本発明が採用した第２の技術手段は、複数の永久磁石要素を異なる磁化方向に周期的に配列した筒状の交番磁場発生体を、銅製の中空パイプに内嵌固定し、かつ大小径の異なる複数の孔を無作為に穿設した鉄ニッケル合金製の固定筒体と、大小径の異なる複数の孔を無作為に穿設した鉄ニッケル合金製の回転筒体を交番磁場発生体内に同軸状に配設する一方、上記交番磁場発生体の軸芯位置に、電磁波の誘導体をなす銅線を長手方向に挿通して駆動機構を構成すると共に、上記銅線の両端部を、植物への補給水が流通する配管パイプに巻装してなるコイルと、土壌面に複数植立する植物の根部近傍の土中に埋設した導線にそれぞれ接続し、前記回転筒体の回転駆動に連繋して当該銅線に偏波長を伴う交流の電磁界誘起電流を発生させるように構成したことを特徴とするものである。  
【００１１】
本発明が採用した第３の技術手段は、複数の永久磁石要素を異なる磁化方向に周期的に配列した筒状の交番磁場発生体を、銅製の中空パイプに内嵌固定し、かつ複数のスリットを周方向に穿設した鉄ニッケル合金製の固定筒体と、複数のスリットを周方向に穿設した鉄ニッケル合金製の振動筒体を交番磁場発生体内に同軸状に配設する一方、上記交番磁場発生体の軸芯位置に、電磁波の誘導体をなす銅線を挿通して駆動機構を構成すると共に、上記銅線の両端部を、植物への補給水が流通する配管パイプに巻装してなるコイルと、土壌面に複数植立する植物の根部近傍の土中に埋設した導線にそれぞれ接続し、前記振動筒体の長手方向擺動駆動に連繋して当該銅線に偏波長を伴う交流の電磁界誘起電流を発生させるように構成したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
したがって本発明によれば、農作物を育成する土壌面とその土中に対して、同時に磁気活性化させた水分を供給することができ、農薬、酸性雨等の影響を可及的に低減しつつ、長期に亘って信頼性の高い土壌の改良状態を継続させることができ、農作物の健全な育成を効率よく推進することができると共に、植物の根部近傍に埋設した導線に電磁界誘起電流が流れることにより、土中の水分子およびそのイオンを媒体として電解エネルギーが与えられて電磁界処理が行われ、大地電圧の安定化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
駆動機構を構成する銅線の両端部を、植物への補給水が流通する配管パイプに巻装したコイルと、土壌面に複数植立する植物の根部近傍の土中に埋設した導線にそれぞれ接続し、この銅線に偏波長を伴う交流の電磁界誘起電流を発生させるようにした。
【実施例１】
【００１４】
本発明の構成を、添付図面に基づいて詳細に説明する。  図１〜図７において、１は土壌改良装置であり、該土壌改良装置１は、土壌Ａに補給水を流通する配管パイプ２の供給口２ａ近傍の外周面に巻装されるコイル３と、当該コイル３の両端に設けられた接続端３ａ、３ｂに交流信号を出力する駆動機構４を備えると共に、上記駆動機構４から出力される交流信号は、苗群Ｂの根部Ｂ´近傍の土中に埋設した導線Ｃにも供給されて電磁界処理を行うようになっている。  
【００１５】
上記駆動機構４は、シリコン樹脂で形成された基体５ａに複数の永久磁石要素５ｂ、５ｂ…を異なる磁化方向（図４（ｃ）の矢印で示す）に周期的な配列で埋設した筒状の交番磁場発生体６を、両端面７ａ、７ａを封鎖してなる銅製の中空パイプ７に内嵌固定し、かつ大小径の異なる複数の孔８ａ、８ｂ、８ｃを無作為に穿設した鉄ニッケル合金製の固定筒体８と、大小径の異なる複数の孔９ａ、９ｂ、９ｃを無作為に穿設した鉄ニッケル合金製の回転筒体９を、上記交番磁場発生体６内に同軸状に配設して構成されると共に、上記中空パイプ７の軸芯位置に、電磁波の誘導体としての銅線１０を長手方向に挿通し、前記回転筒体９の回転駆動に連繋して当該銅線１０に交流電流を誘起するようになっている。  
【００１６】
すなわち、上記交番磁場発生体６は、中空パイプ７の端縁部に嵌着固定したフレームリング１１、１１間に
挟持されて配設されており、当該交番磁場発生体６の内周面に外周面が面着する固定筒体８を、同じくフレームリング１１、１１間に同軸状に挟持すると共に、上記固定筒体８の内方に所定の間隙を存して回転筒体９が環状のベアリングＤ、Ｄを介して回転自在に配設されている。  
【００１７】
上記回転筒体９は、その両端周縁部の内面にリング１２ａ、１２ｂをそれぞれ同軸状に内嵌して構成されており、該リングのうち、一方のリング１２ｂの内周には、受溝部１２ｃが周設されると共に、上記中空パイプ７の端面７ａには、図示しない制御部からの制御信号により回転速度が１００ｒｐｍ〜１０００ｒｐｍの範囲で可変可能なパルスモータ１３が配設されており、その回転駆動ギヤ１３ａに上記受溝部１２ｃを噛合させて回転筒体９を回転駆動するようになっている。  
【００１８】
一方、前記コイル３は、図７に示すように、一方の接続端３ｂ（コイル端３ｂ）を中心として外方へ漸次方形状に拡開するパターン面３ｃを、可撓性を有するフィルム基板３ｄ上に印捺して形成されている。  
【００１９】
本実施例１は、叙上の如く構成されているから、図示しない制御部から制御信号がパルスモータ１３に送出されると、該パルスモータ１３の回転駆動が開始されて駆動機構４の回転筒体９が回転駆動される。この時、交番磁場発生体６で発生する交番磁界に対して、固定筒体８の無作為に穿設された複数の孔８ａ、８ｂ…と、上記回転筒体９の無作為に穿設された複数の孔９ａ、９ｂ…との重合および重合の解除が経時的に連続して行われ、結果として、上記固定筒体８および回転筒体９を介して交番磁界の遮断、通過が繰り返されることになる。  
【００２０】
そして、中空パイプ７の軸芯位置に挿通した銅線１０を交番磁界が通過した時点で、当該銅線１０に起電力が発生すると同時に、この起電力が銅線１０を流れて磁界が発生し、上記交番磁界の遮断、通過が繰り返されることにより、偏波長を伴う交流の電磁界誘起電流が銅線１０に伝達されることになる。  
【００２１】
上述のように、銅線１０に誘起された電磁界誘起電流は、そのままコイル３の接続端３ａ、３ｂ間に印加され、電磁界が誘起されて配管パイプ２内に磁場と電場が生じると共に、磁場と電場の電子エネルギーによって、当該配管パイプ２内を流通する補給水の水分子にイオンを媒体として電解エネルギが与えられて電磁界処理が行われることになる。  
【００２２】
そして、電磁界処理された補給水は、その表面張力が低下して水クラスタが小粒子化され、これにより土壌に存在する微生物を活性化し、好気性細菌の活動を活発にさせて、土壌改良を促進することができる。  
【００２３】
一方、上記銅線１０に誘起された電磁界誘起電流は、上述のコイル３への印加とは別に、土壌Ａに植立した苗群Ｂの根部Ｂ´近傍に位置する導線Ｃにも印加され、電磁界が土中においても誘起されて、当該導線Ｃの電流方向に対し磁場と電場が生じると共に、磁場と電場の電子エネルギーによって、根部Ｂ´近傍の土中の水分子にイオンを媒体として電解エネルギが与えられて電磁界処理が行われ、電磁界処理された土中の水分は、前述と同様に、その表面張力が低下して水クラスタが小粒子化され、これにより土壌に存在する微生物を活性化し、菌根菌や根粒菌などの好気性細菌の活動を活発にさせることになる。  
【００２４】
そして、上述のような作用が、苗群Ｂの根部Ｂ´近傍において行われることにより、当該根部Ｂ´からの水分吸収および養分吸収で生育する苗群Ｂは、良好な生長過程を経て健全な稲として育つことになる。  
【００２５】
更に、上記導線Ｃを苗群Ｂの根部Ｂ´近傍の土中に埋設したことにより、偏波長を伴う交流の電磁界誘起電流が、土壌Ａにもともと存在する地電流と協働して、当該土壌Ａにおける大地電圧の安定化を図ることができ、苗群Ｂの成長に不適な土地環境においても土地の活性を促し、限られた土地の有効活用を強力に推進することができる。  
【００２６】
なお、図１に示すように、導線Ｃの埋設位置より下方の土壌位置に、土壌改良資材として、多孔質で保水性に優れ、土壌の透水性を高めることができる複数の木炭１５を敷設すれば、前記本発明の効果と相まって、土中の微生物がミネラル分を多く含む木炭の多孔部分に住み着き、その活動が活性化されて苗群Ｂの良好な生長を一層高めることができる。
【実施例２】
【００２７】
次に、実施例２について詳細に説明する。なお、前記実施例１と同一の構成部材については同一の符号を付与して説明する。  図９〜図１２において、１６は他の構成からなる駆動機構であり、該駆動機構１６は、被処理液体が流通する配管パイプ２の外周面に巻装されたコイル３の両端に交流信号を出力するように構成されている。  
【００２８】
上記駆動機構１６は、シリコン樹脂で形成された基体５ａに複数の永久磁石要素５ｂ、５ｂ…を異なる磁化方向に周期的な配列で埋設した筒状の交番磁場発生体６を、両端面７ａ、７ａを封鎖してなる銅製の中空パイプ７に内嵌固定し、かつ複数のスリット１７ａを周方向に穿設鉄ニッケル合金製の固定筒体１７と、複数のスリット１８ａを周方向に穿設鉄ニッケル合金製の振動筒体１８を、上記交番磁場発生体６内に同軸状に配設して構成されると共に、上記中空パイプ７の軸芯位置に、電磁波の誘導体としての銅線１０を長手方向に挿通し、上記振動筒体１８の長手方向擺動駆動に連繋して当該銅線１０に交流電流を誘起するようになっている。  
【００２９】
すなわち、上記交番磁場発生体６は、中空パイプ７の端縁部に嵌着固定したフレームリング１１、１１間に挟持されて配設されており、当該交番磁場発生体６の内周面に外周面が面着する固定筒体１７を、同じくフレームリング１１、１１間に同軸状に挟持すると共に、上記固定筒体１７の内方に所定の間隙を存して振動筒体１８が緩衝体１８ｂ、１８ｂを介して揺動自在に配設されている。  
【００３０】
上記振動筒体１８は、その両端周縁部の内面にリング１９ａ、１９ｂをそれぞれ同軸状に嵌着して構成されており、該リングのうち、一方のリング１９ｂの内周には、超音波振動子２０の先端部２０ａが固着されると共に、上記中空パイプ７の端面７ａには、図示しない制御部からの制御信号により振幅数が３００回／秒の性能を有する超音波発生器２１が配設されており、上記超音波振動子２０を介して振動筒体１８を擺動駆動するようになっている。  
【００３１】
一方、前記コイル３は、図７に示すように、一方の接続端３ｂ（コイル端３ｂ）を中心として外方へ漸次方形状に拡開するパターン面３ｃを、可撓性を有するフィルム基板３ｄ上に印捺して形成されている。  
【００３２】
本実施例２は、叙上の如く構成されているから、超音波発生器２１から制御信号が超音波振動子２０に送出されると、該振動子２０の先端部２０ａを介して駆動機構１６の振動筒体１８が長手方向に擺動駆動される。この時、交番磁場発生体６で発生する交番磁界に対して、固定筒体１７の複数のスリット１７ａと、上記振動筒体１８の複数のスリット１８ａとの重合および重合の解除が経時的に連続して行われ、結果として、上記固定筒体１７および揺動筒体１７を介して交番磁界の遮断、通過が繰り返されることになる。  
【００３３】
そして、中空パイプ７の軸芯位置に挿通した銅線１０を交番磁界が通過した時点で、当該銅線１０に起電力が発生すると同時に、この起電力が銅線１０を流れて磁界が発生し、上記交番磁界の遮断、通過が繰り返されることにより、偏波長を伴う交流の電磁界誘起電流が銅線１０に伝達されることになる。  
【００３４】
上述のように、銅線１０に誘起された電磁界誘起電流は、そのままコイル３の接続端３ａ、３ｂ間に印加され、電磁界が誘起されて配管パイプ２内に磁場と電場が生じると共に、磁場と電場の電子エネルギーによって当該配管パイプ２内を流通する補給水に対し、水分子およびその中のイオンを媒体として電解エネルギが与えられて電磁界処理が行われることになる。  
【００３５】
そして、電磁界処理された補給水は、その表面張力が低下して水クラスタが小粒子化され、これにより土壌に存在する微生物を活性化し、好気性細菌の活動を活発にさせて、土壌改良を促進することができる。  
【００３６】
一方、上記銅線１０に誘起された電磁界誘起電流は、上述のコイル３への印加とは別に、土壌Ａに植立した苗群Ｂの根部Ｂ´近傍に位置する導線Ｃにも印加され、電磁界が土中においても誘起されて、当該導線Ｃの電流方向に対し磁場と電場が生じると共に、磁場と電場の電子エネルギーによって、根部Ｂ´近傍の土中の水分子にイオンを媒体として電解エネルギが与えられて電磁界処理が行われ、電磁界処理された土中の水分は、前述と同様に、その表面張力が低下して水クラスタが小粒子化され、これにより土壌に存在する微生物を活性化し、菌根菌や根粒菌などの好気性細菌の活動を活発にさせることになる。  
【００３７】
そして、上述のような作用が、苗群Ｂの根部Ｂ´近傍において行われることにより、当該根部Ｂ´からの水分吸収および養分吸収で生育する苗群Ｂは、良好な生長過程を経て健全な稲として育つことになる。  
【００３８】
更に、上記導線Ｃを苗群Ｂの根部Ｂ´近傍の土中に埋設したことにより、偏波長を伴う交流の電磁界誘起電流が、土壌Ａにもともと存在する地電流と協働して、当該土壌Ａにおける大地電圧の安定化を図ることができ、苗群Ｂの成長に不適な土地環境においても土地の活性を促し、限られた土地の有効活用を強力に推進することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
実施例に限らず、その他の栽培方法（水耕栽培など）にも応用することができ、また駆動機構自体をコンパクトに構成することができるので、小規模な家庭菜園や住宅のベランダで楽しめる水耕栽培セットにも適用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】実施例１における土壌改良装置の全体配置図
【図２】駆動機構とコイルの要部拡大図
【図３】駆動機構の拡大図
【図４】（ａ）は展開した交番磁場発生体の平面図、（ｂ）は同上正面図、（ｃ）は永久磁石要素の配列を示す説明図、（ｄ）は展開した固定筒体の平面図、（ｅ）は同上正面図
【図５】（ａ）は展開した回転筒体の平面図、（ｂ）は同上正面図、（ｃ）はリングの縦断面図、（ｄ）は同上正面図、（ｅ）はリングの縦断面図、（ｆ）は同上正面図
【図６】（ａ）は各構成部材の配置を示す側面図、（ｂ）は同上斜視図
【図７】（ａ）はコイルの平面図、（ｂ）は同上正面図、（ｃ）は同上右側面図
【図８】電離層と地球の大地との関係を示す説明図
【図９】実施例２における土壌改良装置の全体図
【図１０】（ａ）は展開した交番磁場発生体の平面図、（ｂ）は同上正面図、（ｃ）は展開した固定筒体の平面図、（ｄ）は同上正面図
【図１１】（ａ）は展開した振動筒体の平面図、（ｂ）は同上正面図、（ｃ）はリングの縦断面図、（ｄ）は同上正面図、（ｅ）はリングの縦断面図、（ｆ）は同上正面図
【図１２】（ａ）は各構成部材の配置を示す側面図、（ｂ）は同上斜視図
【符号の説明】
【００４１】
１      土壌改良装置２      配管パイプ３      コイル３ａ    接続端３ｂ    接続端３ｃ    パターン面３ｄ    フィルム基板４      駆動機構５ｂ    永久磁石要素６      交番磁場発生体７      中空パイプ８      固定筒体８ａ    孔８ｂ    孔８ｃ    孔９      回転筒体９ａ    孔９ｂ    孔９ｃ    孔１０    銅線１２ｃ  受溝部１３    パルスモータ（駆動モータ）１３ａ  駆動ギヤ１６    駆動機構１７    固定筒体１７ａ  スリット１８    揺動筒体１８ａ  スリット２０    超音波振動子
【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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