(57)【要約】【課題】ダクト製作費並びに設置コストを削減可能な鉄道車両のダクト構造の提供。【解決手段】空調装置１５０と車室空間１２５とを繋ぐ流路であるダクト空間１１７を備え、ダクト空間１１７が鉄道車両１００の車室床部１０２の下より側構体１０３を通って屋根部１０１側に抜ける鉄道車両１００のダクト構造において、側構体１０３の表面に断熱材層１３６が形成され、側構体１０３の内側に配置される内装パネル１３０には、断熱材層１３６に当接する仕切板１３１が形成され、断熱材層１３６の表面と、内装パネル１３０と、仕切板１４１とで構成されたダクト空間１１７が、流路として利用される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空調装置と室内とを繋ぐ流路を備え、前記流路が鉄道車両の客室床の下より側構体に沿って天井側に抜ける鉄道車両のダクト構造において、
前記側構体の室内側表面に断熱材層が形成され、
前記側構体の内側に配置される内装パネルには、前記断熱材層に当接する仕切板が形成され、
前記断熱材層の表面と、前記内装パネルと、前記仕切板とで構成された空間が、前記流路として利用されること、
を特徴とする鉄道車両のダクト構造。
【請求項２】
請求項１に記載の鉄道車両のダクト構造において、
前記内装パネルの継ぎ目には、前記内装パネル端部の一方にＬ字状のフランジ部を備え、前記内装パネル端部の他方に弾性部材が備えられ、
前記フランジ部と前記弾性部材とが当接することで、空気漏れを防止していること、
を特徴とする鉄道車両のダクト構造。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の鉄道車両のダクト構造において、
前記内装パネルの前記流路側の表面に、断熱塗装が施されること、
を特徴とする鉄道車両のダクト構造。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の鉄道車両のダクト構造において、
前記内装パネル内に設けられた前記流路の出口側に、調和空気の流れを案内する案内ダクトが設けられていること、
を特徴とする鉄道車両のダクト構造。
【請求項５】
請求項４に記載の鉄道車両のダクト構造において、
前記案内ダクトの少なくとも一部が前記断熱材層を形成する断熱材の一部で構成されていること、
を特徴とする鉄道車両のダクト構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両のダクト構造に関する技術であり、特に鉄道車両内部に配置される空調用の空気流路を形成するにあたって、その部品点数や取り付け工程などを簡素化する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両には車室内の快適性を高めるために、空調設備が備えられている。空調設備は、車室内に冷気、暖気を送り出すことができる。新幹線（登録商標）などの車両では、その構成上、空調装置が車両の下部に設置されることが多く、車両下部より立ち上げダクト等を用いて空調用の調和空気流路が形成され、車室に向けて吹き出すような構成を採られるケースが多い。
【０００３】
特許文献１には、鉄道車両用空調装置に関する技術が公開されている。複数の側窓を車体１左右両側に有すると共に、側窓上側に荷棚を車体左右両側に設けた車両の床中に主ダクトを配設している。主ダクトに接続された側窓の間を荷棚の下側まで立ち上げられた縦ダクトを備え、縦ダクトからの調和空気を荷棚の下面に沿った方向に吹き出す吹き出し口を、車体左右両側に対向して設けている。荷棚の下面は滑らかに形成し、吹き出し口は調和空気を扇状に拡散吹き出しするように形成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３４８７８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載されるような立ち上がりダクト（縦ダクト）を用いる方法では、概ね座席と座席の間に形成される吹寄部毎に形成される必要がある。この為、１車両に２０箇所以上の立ち上がりダクトが設置されることになる。この結果、ダクト製作費並びに設置コストなどが発生する。コスト削減の求められる鉄道車両は、こうした部分の簡略化を進める事での対策が望まれている。
【０００６】
そこで、本発明はこの様な課題を解決する為に、ダクト製作費並びに設置コストを削減可能な鉄道車両のダクト構造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】
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明の一態様による鉄道車両のダクト構造は、以下のような特徴を有する。
【０００８】
（１）空調装置と室内とを繋ぐ流路を備え、前記流路が鉄道車両の客室床の下より側構体に沿って天井側に抜ける鉄道車両のダクト構造において、前記側構体の室内側表面に断熱材層が形成され、前記側構体の内側に配置される内装パネルには、前記断熱材層に当接する仕切板が形成され、前記断熱材層の表面と、前記内装パネルと、前記仕切板とで構成された空間が、前記流路として利用されること、を特徴とする。
【０００９】
上記（１）に記載の態様によれば、従来の様に空調装置用に専用のダクト部材を用意する必要が無くなるため、ダクト部材を鉄道車両内部に組み付ける工数などを削減できる。鉄道車両の車内には、このような流路が複数設けられ、具体的には新幹線などの車両では１吹寄部毎に取り付けられるため、１つの車両で３０〜４０箇所程度のダクトが設けられる。そうなると、ダクト部材を鉄道車両に取り付ける時にはそれなりの工数を必要とする。
【００１０】
しかしながら、本発明では、断熱材層と内装パネルと仕切り板とで構成された空間を空調装置と室内とを繋ぐ流路としている。したがって、内装パネルを取り付けることでダクト空間を形成することが可能となる。この結果、ダクト施工の工数を減らし、ダクト部材に必要なコストを削減することができ、結果的に製造コストの削減に寄与することができる。
【００１１】
（２）（１）に記載の鉄道車両のダクト構造において、前記内装パネルの継ぎ目には、前記内装パネル端部の一方にＬ字状のフランジ部を備え、前記内装パネル端部の他方に弾性部材が備えられ、前記フランジ部と前記弾性部材とが当接することで、空気漏れを防止していること、が好ましい。
【００１２】
上記（２）に記載の態様によれば、内装パネル端部の一方と他方が当接し、その間に弾性材料を用いた目地部材が用いられているために、内装パネル側からの調和空気の漏れを防ぐことができる。流路に接続される空調装置から供給される調和空気は、冷気、暖気などを送り出す程度の圧力であるため高圧とはならない。そのため、内装パネルの継ぎ目に弾性部材を用いてシールすることで空気漏れを防ぐことができ、流路に面する内装パネルに継ぎ目があったとしても、流路として機能させることができる。通常、このような流路は窓と窓との間に配置されるため、内装パネルの継ぎ目が流路部分に配置されることが多くなる。しかしながら、このような構成を採ることで、空調用の調和空気流路として機能させることが可能となる。
【００１３】
（３）（１）又は（２）に記載の鉄道車両のダクト構造において、前記内装パネルの前記流路側の表面に、断熱塗装が施されること、が好ましい。
【００１４】
上記（３）に記載の態様によれば、内装パネルに断熱塗装を施す事によって、空調装置に接続される流路の断熱性を高める事ができる。内装パネルは樹脂製の板である場合には、ある程度の断熱性を有してはいるが、断熱塗装を施す事でより断熱性を高めることが可能となる。
【００１５】
（４）（１）乃至（３）のいずれか１つに記載の鉄道車両のダクト構造において、前記内装パネル内に設けられた前記流路の出口側に調和空気の流れを案内する案内ダクトが設けられること、が好ましい。
【００１６】
上記（４）に記載の態様によれば、流路の出口側に調和空気の流れを案内する案内ダクトが設けられているために、任意の方向に調和空気を案内することが可能である。内装パネルを利用した流路を用いる場合、出口の形状に工夫が必要となり、ここに案内ダクトを用いることで任意の方向に調和空気を吹き出す事ができる。この結果、鉄道車両内に送り出す調和空気が均一に広がるように調整することが出来る。
【００１７】
（５）（４）に記載の鉄道車両のダクト構造において、前記案内ダクトの少なくとも一部が前記断熱材層を形成する断熱材の一部で構成されていること、が好ましい。
【００１８】
上記（５）に記載の態様によれば、案内ダクトの一部が断熱材層を利用して形成されているため、案内ダクトの取り付け手順の簡易化を図ることが可能となり、コスト削減に貢献することが可能となる。これは、案内ダクトを三次元形状で構成するために、複数のパーツを用いて形成しなければならないケースが考えられ、そうした場合に断熱材層の一部を成形して案内ダクトの機能を持たせることで、施工性や部品点数の削減に貢献することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施形態の、鉄道車両の断面図である。
【図２】第１実施形態の、車室空間側から側構体を見た断面図である。
【図３】第１実施形態の、側構体吹寄部の断面図である。
【図４】従来の、側構体吹寄部の断面図である。
【図５】第２実施形態の、車室空間側から側構体を見た断面図である。
【図６】第２実施形態の、側構体吹寄部の断面図である。
【図７】第３実施形態の、車室空間側から側構体を見た断面図である。
【図８】第３実施形態の、側構体吹寄部の断面図である。
【図９】第３実施形態の、側構体吹寄部の上部の断面図である。
【図１０】第３実施形態の、鉄道車両の部分側面断面図である。
【図１１】第４実施形態の、鉄道車両の部分側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
まず、本発明の第１の実施形態について図面を用いて説明を行う。図１に、第１実施形態の鉄道車両の断面図を示す。なお、断面部分を示すハッチングなどは説明の都合上、省略している。また、説明のためにセンターラインから右半分を側構体部分の吹寄部断面とし、左半分を側構体部分の窓部断面としている。鉄道車両１００は、屋根部１０１、車室床部１０２、及び側構体１０３にて車室空間１２５が囲まれる造りとなっている。
【００２１】
側構体１０３の中央部には側窓１０４が配置され、下部には側梁１０７が配置されている。また、側構体１０３の車内側には内装パネル１３０が設けられている。上部には車室空間１２５に突き出すように荷物棚１４０が設けられている。
【００２２】
車室床部１０２には、シート１２０が備え付けられ、リターン口１１８が開口している。リターン口１１８は、車室床部１０２の下側に配置される床中吸気ダクト１１３に接続されている。床中吸気ダクト１１３は、鉄道車両１００の進行方向に連通するように２本、配置されている。床中吸気ダクト１１３の外側に平行に配置されるのが床中送気ダクト１１１である。床中送気ダクト１１１も２本配置されている。
【００２３】
床中吸気ダクト１１３は床下吸気ダクト１１４で接続され、床中送気ダクト１１１は、床下送気ダクト１１２で接続されている。また、床中送気ダクト１１１は、側構体１０３と内装パネル１３０との間に形成されるダクト空間１１７に接続される。その接続口、通風口には分岐ダクト１１５と風量調整部１１６が設けられている。
【００２４】
床中送気ダクト１１１及び床中吸気ダクト１１３と、床下送気ダクト１１２及び床下吸気ダクト１１４の間には、気密床１０６で仕切られており、気密床１０６と車室床部１０２との間は複数の床受１０５によって支えられている。気密床１０６は、側梁１０７に渡された横梁１０８によって支えられている。床下送気ダクト１１２及び床下吸気ダクト１１４は、空調装置１５０と接続されている。空調装置１５０は１両の鉄道車両１００に対して１つか２つ設けられることが多い。
【００２５】
側構体１０３の車室空間１２５側には、断熱材層１３６が設けられ、その内側に内装パネル１３０が配置される。図２に、車室空間側から側構体を見た断面図を示す。図１のＡＡ断面に相当する。図３に、側構体吹寄部の断面図を示す。図１及び図２のＢＢ断面に相当する。図２に示されるように内装パネル１３０は、吹寄部１３４に継ぎ目が来るような構成となっている。この断面図として示されているのが図３である。便宜上、図３の左側に示される内装パネル１３０を第１内装パネル１３０Ａとし、右側に示される内装パネル１３０を第２内装パネル１３０Ｂとしている。第１内装パネル１３０Ａは、その端にＬ形フランジ部１３２を備え、第２内装パネル１３０Ｂは、その端に形成される端部材１３３に沿って隙間塞ぎ部材１３５を備えている。隙間塞ぎ部材１３５にはスポンジ状の弾性部材が用いられている。
【００２６】
また、第１内装パネル１３０Ａ及び第２内装パネル１３０Ｂにはそれぞれ車室空間１２５の高さ方向に連続して形成される仕切板１３１が設けられており、内装パネル１３０を取り付けた状態で、その仕切板１３１の先端が断熱材層１３６に埋没するように当接している。また、内装パネル１３０のダクト空間１１７に面する部分には、断熱塗装１３７が施されている。また、ダクト空間１１７は分岐ダクト１１５を介して床中送気ダクト１１１に接続されており、ダクト空間１１７を形成する内装パネル１３０とはシール材１２２によって気密が保たれている。
【００２７】
次に、空調装置１５０からの調和空気の流れについて簡単に説明する。ここで言う調和空気は空調装置１５０から車内までの経路を流れる流体を指し、単に空気という場合は車内から空調装置に戻るもの等を指すこととする。空調装置１５０は、床下送気ダクト１１２に接続され、床中送気ダクト１１１に繋がっているので、空調装置１５０からの調和空気は床中送気ダクト１１１内を鉄道車両１００の長手方向に送られる。そして、床中送気ダクト１１１に設けられている複数の分岐ダクト１１５から、風量調整部１１６を通過してダクト空間１１７に調和空気が送られる。
【００２８】
ダクト空間１１７は、車室空間１２５の上側、荷物棚１４０の下辺りに開口しており、ここから車室空間１２５に連通する。よって、調和空気はダクト空間１１７から車室空間１２５に送られる。そして、車室空間１２５の空気はリターン口１１８から床中吸気ダクト１１３に送られ、床下吸気ダクト１１４を通って空調装置１５０に戻ってくる。図１には、Ａ１からＡ６まで順に調和空気及び空気の流路が示されているが、概ねこの通りに調和空気及び空気は鉄道車両１００内部を循環することになる。また、図２に示されるように、ダクト空間１１７から車室空間１２５への吹き出し口は、Ａ４１、Ａ４２、Ａ４３の３方向に調和空気が分かれるように吹き出し口が工夫されている。
【００２９】
第１実施形態の鉄道車両用のダクト構造は上記構成であるので、以下に示すような作用及び効果を奏する。
【００３０】
まず、ダクト製作に関するコストの削減が可能になる点が効果としてあげられる。これは、第１実施形態の鉄道車両用のダクト構造が、空調装置１５０と車室空間１２５とを繋ぐ流路であるダクト空間１１７を備え、ダクト空間１１７が鉄道車両１００の車室床部１０２の下より側構体１０３を通って屋根部１０１側に抜ける鉄道車両１００のダクト構造において、側構体１０３の表面に断熱材層１３６が形成され、側構体１０３の内側に配置される内装パネル１３０には、断熱材層１３６に当接する仕切板１３１が形成され、断熱材層１３６の表面と、内装パネル１３０と、仕切板１３１とで構成されたダクト空間１１７が、流路として利用されること、を特徴とする為である。
【００３１】
このように、側構体１０３に内装パネル１３０と仕切板１３１と断熱材層１３６とで囲まれた空間を作り、ダクト空間１１７として空調装置１５０からの調和空気を送る構成とすることで、立ち上がりダクトなどの部材を使わずに流路を形成することが可能となる。ダクト空間１１７は内装パネル１３０を側構体１０３の車室空間１２５側に取り付けることで形成される。
【００３２】
図４に、従来の、側構体吹寄部の断面図を示す。図４では、同じ機能を果たすものに関しては、同じ符号を示している。側構体１０３の内表面には断熱材層１３６とＬ形金具２１１が設けられている。そして、Ｌ形金具２１１に支持されるようにダクト部材２１０が設けられる。ダクト部材２１０の内部がダクト空間１１７として機能する。従来は、このようなダクト部材２１０を設けて空調装置１５０からの調和空気を車室空間１２５に供給していたが、このダクト部材２１０は１両の鉄道車両１００に３０〜４０本前後取り付けられる。
【００３３】
こうしたダクト部材２１０は所定の断熱性能を備えたものであり、部材そのもののコストも必要だが、複数のダクト部材２１０を鉄道車両１００の側構体１０３に取り付けていく作業は、取り付け数が多い事などからそれなりの工数を必要とする。第１実施形態の方法であれば、こうしたダクト部材２１０を省略できる上に、取り付け工事を必要としなくなるため、その分の製造コストの削減を図ることが可能となる。
【００３４】
また、内装パネル１３０の継ぎ目には、内装パネル１３０の端部の一方（第１内装パネル１３０Ａ）にＬ形フランジ部１３２を備え、内装パネル１３０の端部の他方（第２内装パネル１３０Ｂ）に弾性材料を用いた隙間塞ぎ部材１３５が備えられ、Ｌ形フランジ部１３２と隙間塞ぎ部材１３５とが当接することで、調和空気漏れを防止している。
【００３５】
空調装置１５０から供給される調和空気は、車室空間１２５内を正圧に保つことができ、室内温度を調整できる程度で良いため、ダクト空間１１７内の圧力が高くなることは無い。したがって、Ｌ形フランジ部１３２を設けて隙間塞ぎ部材１３５と当接する程度のシールで空気漏れを防ぐことができることを確認している。このため、吹寄部１３４に内装パネル１３０の継ぎ目が配置された場合でも、空調装置１５０からの流路として機能させることができる。
【００３６】
また、内装パネル１３０の流路側、つまりダクト空間１１７に面する部分の表面に、断熱塗装１３７が施される。このため、内装パネル１３０の断熱性能を高めることが可能となる。内装パネル１３０の車室空間１２５側は乗客が触れる部分である為、触れた際に不快な感じがしない程度に断熱が行われる事が望ましい。内装パネル１３０の材質にはアルミニウム合金などが用いられることが多く、断熱性能を持たせる為には断熱塗装１３７を用いて断熱性を高めることが必要となる。
【００３７】
この様な断熱塗装１３７の厚みを適切に調整することによって、車室空間１２５内からの輻射熱を利用した暖房及び冷房も可能となる。更に、ダクト空間１１７は内装パネル１３０の形状を利用した構造となるので、立ち上がりダクトを用いる場合よりも有効断面積を大きくし易いというメリットも得られる。有効断面積が大きくなることで空調に用いる調和空気の流速を下げ、風切り音などの流体騒音を低く抑えた暖房及び冷房を実現することが可能となる。また、立ち上がりダクトを用いない分、鉄道車両１００の軽量化に繋がる。
【００３８】
次に、本発明の第２の実施形態について図面を用いて説明を行う。第２実施形態は第１実施形態の構成とほぼ同じであるが、内装パネルの構成が若干異なる。図５に、第２実施形態の、車室空間側から側構体を見た断面図を示す。第１実施形態の図２に対応する。図６に、側構体吹寄部の断面図を示す。図５のＣＣ断面であり、第１実施形態の図３に対応する。なお、第１実施形態と同じ機能を果たすものには、同じ符号を付し相違する点のみを説明する。
【００３９】
鉄道車両１００の側構体１０３には、第１実施形態と同様に断熱材層１３６が車室空間１２５側に設けられており、その上に内装パネル３３０が設けられている。ただし、内装パネル３３０は吹寄部に注目してみると３つのピースからなり、第１内装パネル３３０Ａ、第２内装パネル３３０Ｂ、及び第３内装パネル３３０Ｃを有する。第２内装パネル３３０Ｂが吹寄部の中央に来るような配置となり、左右から第１内装パネル３３０Ａと第３内装パネル３３０Ｃとが重ねられるように配置される。
【００４０】
第２内装パネル３３０Ｂには、仕切板３３１が２箇所に設けられており、第２内装パネル３３０Ｂが側構体１０３に取り付けられた状態で、仕切板３３１は断熱材層１３６に部分的に埋没するように構成されている。また、第２内装パネル３３０Ｂと仕切板３３１と断熱材層１３６で囲まれる空間がダクト空間１１７になり、ダクト空間１１７に面した第２内装パネル３３０Ｂと仕切板３３１の表面には断熱塗装１３７が行われている。
【００４１】
第２実施形態の鉄道車両のダクト構造は上記構成である為、第１実施形態と同様の作用及び効果を奏する。また、第２内装パネル３３０Ｂの様に構造的に継ぎ目がない為、第１実施形態に示したようなＬ形フランジ部１３２や隙間塞ぎ部材１３５を必要とせず、空調装置１５０からの調和空気がより高圧であっても漏れる心配を必要としない点で優れている。
【００４２】
次に、本発明の第３の実施形態について図面を用いて説明を行う。第３実施形態は第１実施形態とほぼ同じ構成であるが、内装パネルの構成が異なる。図７に、第３実施形態の車室空間側から側構体を見た断面図を示す。第１実施形態の図２に対応する。図８に、側構体の断面図を示す。図７のＤＤ断面であり、第１実施形態の図３に対応する。図９に、側構体の上部の断面図を示す。図７のＥＥ断面である。図１０に、鉄道車両の部分断面図を示す。
【００４３】
第３実施形態では内装パネルに、内装外側パネル４３０と内装内側パネル４４０の２種類が用いられた造形となっている。内装外側パネル４３０は、側窓１０４を中心として切り欠かれた形状となっており、内装外側パネル４３０に内装内側パネル４４０が重ねられるようにして側構体１０３に取り付けられる。内装内側パネル４４０は車室空間１２５内に向けて反り上がった形状であり、出口には案内ダクト４３５が設けられている。
【００４４】
内装外側パネル４３０には仕切板４３１が設けられており、断熱材層１３６に埋没するように配置される。内装外側パネル４３０には、Ｌ形フランジ部４３２や端部材４３３、隙間塞ぎ部材１３５などが第１実施形態と同様に設けられる。鉄道車両１００の車室床部１０２と内装外側パネル４３０との隙間は内装下部パネル４４５で塞がれている。車室空間１２５の上部、即ち、ダクト空間１１７の出口付近には、案内ダクト４３５が設けられている。この案内ダクト４３５は、内装外側パネル４３０の一部が切り欠かれて、内装外側パネル４３０と断熱材層１３６の間に配置され、ダクト空間１１７からの調和空気を案内する機能を備える。
【００４５】
第３実施形態の鉄道車両のダクト構造は上記構成である為、第１実施形態と同様の作用及び効果を奏する。また、案内ダクト４３５を利用することで、適切な向きに風を送ることが容易になる。
【００４６】
次に、本発明の第４の実施形態について図面を用いて説明を行う。第４実施形態は第３実施形態とほぼ同じ構成であり、案内ダクト４３５の構成が多少異なる。図１１に、鉄道車両の部分断面図を示す。
【００４７】
第４実施形態では、第３実施形態で用いている案内ダクト４３５の代わりに案内部材４３６を用いている。案内部材４３６は、断熱材層１３６の一部にはめ込むように設けられ、断熱材層１３６と同じ材質で形成されている。ただし、分かり易いように分離して示しているだけで、必要に応じて断熱材層１３６に一体的に形成されても良い。無論、案内部材４３６だけ別の断熱材を用いて形成しても良い。この案内部材４３６は、案内ダクト４３５と同等の働きをするので、第３実施形態と同様の効果が得られる。ただし、断熱材層１３６の一部として形成すれば、組み付け手順の効率化が期待できるため、コスト削減に貢献できる。
【００４８】
以上、本発明に係る鉄道車両のダクト構造の実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されるわけではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。例えば、パネル背面の断熱処理について、断熱塗料に限らず多孔質系の断熱材や不織布系の断熱材を貼り付けても良い。
【符号の説明】
【００４９】
１００      鉄道車両
１０１      屋根部
１０２      車室床部
１０３      側構体
１０４      側窓
１０５      床受
１０６      気密床
１０７      側梁
１０８      横梁
１１１      床中送気ダクト
１１２      床下送気ダクト
１１３      床中吸気ダクト
１１４      床下吸気ダクト
１１５      分岐ダクト
１１６      風量調整部
１１７      ダクト空間
１１８      リターン口
１２０      シート
１２２      シール材
１２５      車室空間
１３０      内装パネル
１３１      仕切板
１３２      Ｌ形フランジ部
１３３      端部材
１３４      吹寄部
１３５      隙間塞ぎ部材
１３６      断熱材層
１３７      断熱塗装
１４０      荷物棚
１５０      空調装置
【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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