(57)【要約】【課題】損傷リスクが低く、安全性が高い、普及タイプの安価な飛行体を提供する。【解決手段】ガスが封入されて膨らむ主バルーン１０と、  上記主バルーン１０から突出するところに設けられ、ガスが封入されて膨らむ複数の突出バルーン部２０と、  上記突出バルーン部２０に設けられた飛行用のプロペラ３１とを備えた。  上記突出バルーン部２０によりプロペラ３１が保護されるため、何かに接触したときの損傷リスクが低く、安全性は高くなる。しかも、主バルーン１０は、張り合わせ構造の簡単なものを採用でき、形状的な制約も少ない。したがってコストと形状の制約が少なく、普及タイプの安価な飛行体を提供できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスが封入されて膨らむ主バルーンと、
上記主バルーンから突出するところに設けられ、ガスが封入されて膨らむ複数の突出バルーン部と、
上記突出バルーン部に設けられた飛行用のプロペラとを備えた
ことを特徴とする飛行体。
【請求項２】
上記突出バルーン部は上記プロペラの軸方向に貫通する開口部を有し、
上記開口部の貫通空間内に上記プロペラが配置されている
請求項１記載の飛行体。
【請求項３】
上記主バルーンは、上記プロペラの軸方向に長いアスペクト比である
請求項１または２記載の飛行体。
【請求項４】
上記主バルーンは、封入するガスの種類が異なる複数のガス封入空間を備えている
請求項１〜３のいずれか一項に記載の飛行体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のプロペラをもつ飛行体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空中撮影などを目的としてドローンと呼ばれる飛行体が開発されている。このような飛行体に関し、本出願人は下記の先行技術文献を把握している。
下記の特許文献１および２はいずれも、複数のプロペラをもつ飛行体を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第６０３７１９０号公報
【特許文献２】特許第５８７５０９３号公報
【０００４】
上記特許文献１には、つぎの記載がある。
［請求項１］
プロペラと、前記プロペラを駆動するモータとをそれぞれが有する複数のロータユニットと、
ガスが封入され、前記複数のロータユニットの上下方向の高さに亘って、前記複数のロータユニットの側方を覆うバルーンと、を備え、
前記バルーンには、当該バルーンを上下方向に貫通する複数の通気孔が形成され、
前記複数のロータユニットは、それぞれ、前記複数の通気孔の中に配置され、
前記バルーンの中心部には、一端が前記バルーンの上部に接合されて他端が前記バルーンの下部に接合される連結部材が設けられている
飛行体。
［００１７］
図３、図４及び図６に示すように、バルーン２０は、柔軟なシート状の材料（例えば、塩化ビニル）によって構成され、このシート状材料によって囲まれた閉空間であるガス空間２１を有する。図３、図４及び図６では、バルーン２０を構成するシート状材料の断面を太線で示している。バルーン２０の外側面を構成するシート状材料は、光を透過させる半透明の白色である。シート状の材料によって形成されたガス空間２１には、ヘリウムガス等の浮力を生じさせるためのガスが充填されている。このガス空間２１に充填されるガスとしては、空気よりも密度の小さいガスを用いてもよい。
［００１８］
図５に示すように、バルーン２０は、上下方向に延びる直線を対称軸とした回転対称性を有する形状に形成されている。この対称軸が、バルーン２０の中心軸Ｐとなる。図５に示すバルーン２０の形状は、９０°回転対称性を有している。つまり、バルーン２０は、中心軸Ｐまわりに９０°回転する毎に、回転する前と同じ形状となる。
［００１９］
図６に示すように、バルーン２０は、上下に扁平な形状である。また、バルーン２０は、側方から見て流線形状である。バルーン２０の高さは、バルーン２０の中心部から周縁部へ向かって次第に低くなる。具体的に、バルーン２０は、図６に示すバルーン２０の中心軸Ｐを通る断面の形状が、長軸が水平方向となって短軸が鉛直方向となる楕円形状である。つまり、このバルーン２０の断面の形状は、実質的に上下対称である。なお、このバルーン２０の断面形状は、厳密な焦点楕円である必要はなく、一見して楕円形と認識できる形状であればよい。
［００２０］
バルーン２０には、ロータユニット３０と同数（本実施の形態では４つ）の通気孔２２が形成されている。図６に示すように、各通気孔２２は、断面が概ね円形の通路であって、バルーン２０を上下方向へ貫通している。各通気孔２２の中心軸Ｑは、バルーン２０の中心軸Ｐと実質的に平行である。
【０００５】
上記特許文献２には、つぎの記載がある。
［請求項１］
内部に空気より小さい比重のガスを密閉してなる浮揚機体と、この浮揚機体の外周に複数個設けられ垂直方向の推力を発揮する垂直推進用プロペラと、前記浮揚機体の外周に複数個設けられ水平方向の推力を発揮する水平推進用プロペラとを有し、
前記浮揚機体は、水平方向の風の通り道となる薄い部分が少なくとも２方向に形成されているとともに、その外周縁の角度が側面視で鋭角状に形成されている、浮揚型飛行体。
［００１６］
本実施形態の浮揚型飛行体１は、図１に示すように、内部に空気より小さい比重のガスを密閉してなる浮揚機体２と、この浮揚機体２の外周に複数個設けられる垂直推進用プロペラ群３と、前記浮揚機体２の外周に複数個設けられる水平推進用プロペラ群４と、前記浮揚機体２内の前記ガスの温度を調節する温度調節手段５とを有する。以下、各構成について説明する。
［００１７］
浮揚機体２は、内部に空気より小さい比重のガスを密閉することで、周囲の空気と前記ガスとの比重差によって浮力を得て、空中に浮揚しやすくするものである。
［００１８］
本実施形態における浮揚機体２は、図１に示すように、平面視において４つの円盤状の浮揚室２１を略正方形の四隅に配置し、それぞれが一体的に連結された形状に形成されている。浮揚機体２の略中央位置には、上下方向の空気の流通を可能にするための上下開口部２２が形成されている。また、前記浮揚機体２の外周における前記浮揚室２１の連結位置には、垂直推進用プロペラ３１が配置されるためのプロペラ配置凹部２３が形成されている。なお、浮揚機体２の形状は略正方形に限定されるものではなく、円形リング状等、他の形状に変更してもよい。
［００１９］
また、浮揚機体２は、図２に示すように、側面視において、各浮揚室２１の中央が上下方向に膨出された形状に形成されているとともに、外周縁に向けて傾斜されてその傾斜角度が鋭角状に形成されている。よって、プロペラ配置凹部２３が形成されている各浮揚室２１の連結部分は薄い扁平状に形成されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１は、バルーン２０を上下方向に貫通する複数の通気孔２２が、バルーン２０自体に設けられている。このためバルーン２０は、張り合わせ構造が複雑になる。しかもバルーン２０の形状は上下方向に扁平にせざるをえない。上下が長いと通気孔２２が長くなって飛行性能が低下するからである。このように、上記特許文献１では、コストがかかるうえ、形状的に制約が大きな構造である。したがって、扁平な形状とハイコストが許される用途に限られるのが実情である。
【０００７】
上記特許文献２は、垂直推進用プロペラ群３と水平推進用プロペラ群４が、浮揚機体２の外周にそれぞれ複数個ずつ設けられている。このため、垂直推進用プロペラ群３も水平推進用プロペラ群４も、浮揚機体２の外側に露出した構造である。垂直推進用プロペラ群３はプロペラ配置凹部２３に配置されてはいるが、半分は浮揚機体２の外側に突出して設けられている。したがって、何らかの事情でコントロールを失った飛行体が何かに接触すると、両プロペラ群３，４が損傷するリスクが高い。動物や人を相手に接触すると、両プロペラ群３，４が相手を傷つける危険性が高い。
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明者はつぎの目的で本発明を完成した。
損傷リスクが低く、安全性が高い、普及タイプの安価な飛行体を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１記載の飛行体は、つぎの構成を採用した。
ガスが封入されて膨らむ主バルーンと、
上記主バルーンから突出するところに設けられ、ガスが封入されて膨らむ複数の突出バルーン部と、
上記突出バルーン部に設けられた飛行用のプロペラとを備えた。
【００１０】
請求項２記載の飛行体は、請求項１記載の構成に加え、つぎの構成を採用した。
上記突出バルーン部は上記プロペラの軸方向に貫通する開口部を有し、
上記開口部の貫通空間内に上記プロペラが配置されている。
【００１１】
請求項３記載の飛行体は、請求項１または２記載の構成に加え、つぎの構成を採用した。
上記主バルーンは、上記プロペラの軸方向に長いアスペクト比である。
【００１２】
請求項４記載の飛行体は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の構成に加え、つぎの構成を採用した。
上記主バルーンは、封入するガスの種類が異なる複数のガス封入空間を備えている。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１記載の発明は、上記主バルーンから突出するところに複数の突出バルーン部が設けられ、上記突出バルーン部に飛行用のプロペラが設けられている。
このため、上記突出バルーン部によりプロペラが保護されるため、何かに接触したときの損傷リスクが低く、安全性は高くなる。しかも、主バルーンは、張り合わせ構造の簡単なものを採用でき、特許文献１のような形状的な制約も少ない。したがってコストと形状の制約が少なく、普及タイプの安価な飛行体を提供できる。
【００１４】
請求項２記載の発明は、上記突出バルーン部に上記プロペラの軸方向に貫通する開口部を有し、上記開口部の貫通空間内に上記プロペラが配置されている。このため、突出バルーン部に設けられた貫通空間内でプロペラが保護されるため、何かに接触したときの損傷リスクが低く、安全性は高くなる。
【００１５】
請求項３記載の発明は、上記主バルーンが上記プロペラの軸方向に長いアスペクト比である。特許文献１のような形状的な制約がなく、バラエティに富んださまざまな形状で、普及タイプの安価な飛行体を提供できる。
【００１６】
請求項４記載の発明は、上記主バルーンが封入するガスの種類が異なる複数のガス封入空間を備えている。たとえば、浮揚性のガスを封入する室のほかに、空気を封入する室を設けることが可能になり、高価な浮揚性のガスの使用量を節約することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態を説明する図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は縦断面図である。
【図２】推進ユニットを説明する図であり（Ａ）は平面図、（Ｂ）は縦断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態を説明する縦断面図である。
【図４】本発明の第３実施形態の第１例を説明する縦断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態の第２例を説明する図であり、（Ａ）は横断面図、（Ｂ）は縦断面図である。
【図６】各実施形態を具現化した外観例を示す第１例である。
【図７】各実施形態を具現化した外観例を示す第２例である。
【図８】各実施形態を具現化した外観例を示す第３例である。
【図９】各実施形態を具現化した外観例を示す第４例である。
【図１０】各実施形態を具現化した外観例を示す第５例である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
つぎに、本発明を実施するための形態を説明する。
【００１９】
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の飛行体の第１実施形態を示す。（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は縦断面図である。上記縦断面図では、シート状材料の断面を太線で示している。
【００２０】
〔全体構造〕
本実施形態の飛行体１は、主バルーン１０と、突出バルーン部２０と、プロペラ３１とを備えている。図示した状態では、上記主バルーン１０は、ガスが封入されて膨らんでいる。上記突出バルーン部２０も同様に、ガスが封入されて膨らんでいる。上記プロペラ３１は、この飛行体１を飛行させるための推進力を発揮するものである。
【００２１】
〔主バルーン〕
上記主バルーン１０は、柔軟なシート状材料から構成され、上記シート状材料によって囲まれたガス封入空間１１を内部に有している。上記主バルーン１０は、密閉空間である上記ガス封入空間１１にガスが封入されることにより、図示したように膨らむことができる。
【００２２】
上記主バルーン１０は、上記プロペラ３１の軸方向に長いアスペクト比である。図示した例では、上下面がそれぞれ凸面状になった大略円柱状に形成されている。直径方向よりも高さ方向に長いアスペクト比である。つまり、上記プロペラ３１の軸方向は、円柱状の高さ方向に沿っている。それが上下方向でもある。
【００２３】
上記主バルーン１０の下面には、制御ユニット１２が取り付けられている。上記制御ユニット１２は、制御装置１３と、バッテリー１４と、それらを収容する収容ボックス１５とを備えている。上記制御装置１３は上記プロペラ３１を含む推進ユニット３０を制御する。上記バッテリー１４は上記制御装置１３の電源であり、上記推進ユニットの３０の動力源でもある。上記推進ユニット３０については後述する。
【００２４】
上記主バルーン１０には、空気よりも比重の軽い浮揚性ガスを封入することができる。このようにすることにより、プロペラ３１の推進力を節約しながら飛行体１を飛行させることができる。上記浮揚性ガスは、代表的な例としてヘリウムガスや水素ガスをあげることができる。ヘリウムガスと窒素ガスの混合ガスやヘリウムガスと空気の混合ガスを用いることもできる。
【００２５】
上記主バルーン１０に封入するガスは、必ずしも浮揚性ガスである必要はない。また、後述するように、突出バルーン部２０に浮揚性ガスを封入し、主バルーンには浮揚性でないガスを封入することもできる。
【００２６】
〔突出バルーン部〕
突出バルーン部２０は、主バルーン１０と同様に、柔軟なシート状材料から構成され、上記シート状材料によって囲まれたガス封入空間２１を内部に有している。上記突出バルーン２０は、密閉空間である上記ガス封入空間２１にガスが封入されることにより、図示したように膨らむことができる。
【００２７】
上記突出バルーン部２０は、上記主バルーン１０から突出するところに複数が設けられている。この例ではひとつの主バルーン１０に対し、４つの突出バルーン部２０が設けられている。図示した例では、大略円柱状の主バルーン１０における外周面の前後左右にひとつずつ突出バルーン部２０が配置されている。言い換えると、複数の突出バルーン部２０が上記外周面に沿って等間隔に配置されている。図示した例では、４つの突出バルーン部２０は、主バルーン１０の高さ方向において同じ高さに配置されている。
【００２８】
上記突出バルーン部２０は、上記プロペラ３１の軸方向に貫通する開口部２２を有している。そして、上記開口部２２の貫通空間内に上記プロペラ３１が配置されている。
図示した例では、上記突出バルーン部２０は円筒状に形成されていて、円筒の通路にあたる空間が上記開口部２２である。上記開口部２２は、上記プロペラ３１の軸方向つまり上下方向に貫通している。上記開口部２２の上端と下端のあいだに上記プロペラ３１が配置されている。
【００２９】
上記突出バルーン部２０には、上述した浮揚性ガスを封入することができる。そうすることにより、プロペラ３１の推進力を節約しながら飛行体１を飛行させることができる。
【００３０】
上記突出バルーン部２０に封入するガスは、必ずしも浮揚性ガスである必要はない。上述したように、主バルーン１０に浮揚性ガスを封入し、突出バルーン部２０には浮揚性でないガスを封入することもできる。
【００３１】
図示した例では、主バルーン１０のガス封入空間１１と、上記突出バルーン部２０のガス封入空間２１とは、互いに独立した密閉空間で、連通していない。つまり、突出バルーン部２０を構成する４つのバルーンを主バルーン１０の周囲に接合した構造である。
【００３２】
〔プロペラ〕
上記プロペラ３１は、上記突出バルーン部２０に設けられた飛行用のものである。つまり上記プロペラ３１の推進力によって、本飛行体が飛行できるのである。
【００３３】
図２は、上記プロペラ３１を有する推進ユニット３０を示す図である。（Ａ）はその平面図、（Ｂ）は縦断面図である。
【００３４】
この推進ユニット３０は、円筒状のフレーム３２の中心に、プロペラ３１の軸３３が配置されている。プロペラ３１の軸方向は、フレーム３２の円筒状の高さ方向に沿っている。上記軸３３の軸受け３４は、複数の支持部材３６によってフレーム３２に支持されている。符号３５は上記プロペラ３１を回転駆動するモータ３５である。
【００３５】
〔第１実施形態の効果〕
本実施形態では、上記主バルーンから突出するところに複数の突出バルーン部が設けられ、上記突出バルーン部に飛行用のプロペラが設けられている。
このため、上記突出バルーン部によりプロペラが保護されるため、何かに接触したときの損傷リスクが低く、安全性は高くなる。しかも、主バルーンは、張り合わせ構造の簡単なものを採用でき、特許文献１のような形状的な制約も少ない。したがってコストと形状の制約が少なく、普及タイプの安価な飛行体を提供できる。
【００３６】
本実施形態では、上記突出バルーン部に上記プロペラの軸方向に貫通する開口部を有し、上記開口部の貫通空間内に上記プロペラが配置されている。このため、突出バルーン部に設けられた貫通空間内でプロペラが保護されるため、何かに接触したときの損傷リスクが低く、安全性は高くなる。
【００３７】
本実施形態では、上記主バルーンが上記プロペラの軸方向に長いアスペクト比である。特許文献１のような形状的な制約がなく、バラエティに富んださまざまな形状で、普及タイプの安価な飛行体を提供できる。
【００３８】
〔第２実施形態〕
図３は、本発明の第２実施形態を示す。
この第２実施形態では、主バルーン１０のガス封入空間１１と、突出バルーン部２０のガス封入空間２１がつながって共通のガス封入空間４１になっている。つまり、４つの突出バルーン部２０と主バルーン１０が一体化した構造である。
それ以外は上記第１実施形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。この第２実施形態でも上記第１実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００３９】
〔第３実施形態〕
図４および図５は、本発明の第３実施形態を示す。
【００４０】
この第３実施形態では、上記主バルーン１０は、封入するガスの種類が異なる複数のガス封入空間（この例では第１ガス封入空間１６Ａと第２ガス封入空間１６Ｂである）を備えている。
【００４１】
〔第１例〕
図４は第１例を説明する縦断面図である。この例では、上記主バルーン１０の内部が上下２つに仕切られて、上側の第１ガス封入空間１６Ａと下側の第２ガス封入空間１６Ｂが設けられている。この例では、たとえば、上側の第１ガス封入空間１６Ａに比重が軽い浮揚性のガスを封入し、下側の第２ガス封入空間１６Ｂにはコストのかからない空気を封入することができる。このようにすることにより、浮揚性ガスの使用量を減らしたり、浮揚特性を調節したりすることができる。
【００４２】
この場合、浮揚性ガスを封入する第１ガス封入空間１６Ａを、第２ガス封入空間１６Ｂより容積を小さくすることにより、浮揚性ガスの使用量をより少なくできる。反対に、浮揚性ガスを封入する第１ガス封入空間１６Ａを、第２ガス封入空間１６Ｂより容積を大きくすることにより、浮揚性を大きくすることができる。
【００４３】
また、上側に配置された第１ガス封入空間１６Ａに比較的比重の軽い浮揚性ガスを封入し、下側に配置された第２ガス封入空間１６Ｂに比較的比重の重い空気を封入する。このようにすることで、浮揚姿勢を安定させることができる。
【００４４】
〔第２例〕
図５は第２例であり、（Ａ）は横断面図、（Ｂ）は縦断面図である。この例では、上記主バルーン１０の内部が周辺部と内側部の内外２つに仕切られて、内側の第１ガス封入空間１６Ａと外側の第２ガス封入空間１６Ｂが設けられている。この例では、たとえば、内側の第１ガス封入空間１６Ａに比重が軽い浮揚性のガスを封入し、外側の第２ガス封入空間１６Ｂにはコストのかからない空気を封入することができる。
【００４５】
この場合、相対的に容積の小さい第１ガス封入空間１６Ａに浮揚性ガスを封入し、相対的に容積の大きい第２ガス封入空間１６Ｂに空気を封入することにより、浮揚性ガスの使用量をより少なくできる。反対に、相対的に容積の小さい第１ガス封入空間１６Ａに空気を封入し、相対的に容積の大きい第２ガス封入空間１６Ｂに浮揚性ガスを封入することにより、浮揚性を大きくすることができる。
【００４６】
図４の第１例も図５の第２例も、複数のガス封入空間を設けるための仕切りは、主バルーン１０の径方向において浮揚性のバランスが崩れないように配慮して設けることが好ましい。
【００４７】
この第３実施形態では、上記主バルーン１０が封入するガスの種類が異なる複数のガス封入空間を備えている。たとえば、浮揚性のガスを封入する室のほかに、空気を封入する室を設けることが可能になり、高価な浮揚性のガスの使用量を節約することができる。
【００４８】
この第３実施形態において、一部のガス封入空間を突出バルーン部２０のガス封入空間２１とつなげて共通のガス封入空間とすることもできる。たとえば、図４に示す例において、突出バルーン部２０のガス封入空間２１と第２ガス封入空間１６Ｂをつなげて共通のガス封入空間にすることができる。図５に示す例において、突出バルーン部２０のガス封入空間２１と第２ガス封入空間１６Ｂをつなげて共通のガス封入空間にすることもできる。
【００４９】
それ以外は上記第１〜第２実施形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。この第３実施形態でも上記第１〜第２実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００５０】
〔具現化した外観例〕
上述した各実施形態をおもちゃに具現化した外観例を示す。
図６は第１例である。帽子を着用した人の顔を模した主バルーン１０と、帽子のツバを模した突出バルーン部２０を有し、上記突出バルーン部２０にプロペラ３１が設けられている。
図７は第２例である。パラソルの柄にぶら下がった人形を模した主バルーン１０と、パラソルを模した突出バルーン部２０を有し、上記突出バルーン部２０にプロペラ３１が設けられている。
図８は第３例である。ブランコに乗った人形を模した主バルーン１０と、ブランコを吊り下げる天井を模した突出バルーン部２０を有し、上記突出バルーン部２０にプロペラ３１が設けられている。
図９は第４例である。ネコの顔を模した主バルーン１０と、ネコの両手を模した突出バルーン部２０を有し、上記突出バルーン部２０にプロペラ３１が設けられている。
図１０は第５例である。ロボットを模した主バルーン１０と、ロボットの頭上に取り付けたヘリコプタの回転翼を模した突出バルーン部２０を有し、上記突出バルーン部２０にプロペラ３１が設けられている。
【００５１】
〔変形例〕
上記各実施形態では、複数設けた突出バルーン部のすべてにプロペラ３１を配置したものを説明した。しかし本発明はこれに限定するものではなく、複数設けた突出バルーン部の一部にプロペラ３１を配置しない態様を含むことができる。
【００５２】
上記各実施形態では、主バルーン１０がひとつである例を説明した。しかし本発明はこれに限定するものではなく、主バルーン１０が複数存在する態様を含むことができる。
【００５３】
〔他の変形例〕
以上は本発明の特に好ましい実施形態について説明した。しかし本発明は、図示した実施形態に限定する趣旨ではない。本発明は各種の態様に変形して実施することができる。つまり本発明は各種の変形例を包含する趣旨である。
【符号の説明】
【００５４】
１：飛行体
１０：主バルーン
１１：ガス封入空間
１２：制御ユニット
１３：制御装置
１４：バッテリー
１５：収容ボックス
１６Ａ：第１ガス封入空間
１６Ｂ：第２ガス封入空間
２０：突出バルーン部
２１：ガス封入空間
２２：開口部
３０：推進ユニット
３１：プロペラ
３２：フレーム
３３：軸
３４：軸受け
３５：モータ
３６：支持部材
４１：ガス封入空間
【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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