(57)【要約】      （修正有）【課題】薄く、軽量であるにもかかわらず、優れた吸音性能を有する吸音構造体を提供すること。【解決手段】フェンダー１５に間隔をおいて配置される減衰層１２は、熱接着性繊維を含む繊維層、ポリマー層及びこれらを複合体のいずれかの形態からなり、前記減衰層１２のフェンダー１５側面にはフェンダー１５との空間に形成される空気層Ｓに連通し、底部が膜振動する多数の凹部１４が設けられており、前記減衰層１２の凹部１４と空間Ｓとによってレゾネータが構成されるようにしたことを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パネル、カーペット、外装壁または内装壁（以下、パネル等という）に間隔をおいて配置される減衰層からなり、前記減衰層のパネル等側面にはパネル等との間の空間に連通し、底部が膜振動する多数の凹部が設けられていることを特徴とする吸音構造体。
【請求項２】
凹部の底部が薄肉部またはフィルムから構成されていることを特徴とする請求項１に記載の吸音構造体。
【請求項３】
凹部が厚み方向に径小となるように設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の吸音構造体。
【請求項４】
減衰層が、熱接着性繊維を含む繊維層、ポリマー層及びこれらを複合体のいずれかからなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の吸音構造体。
【請求項５】
減衰層が、ｐ−（ｐ−トルエンスルホニルアミド）ジフェニルアミン、４，４’−ビス（α，α−ジメチルベンジル）ジフェニルアミン、オクチル化ジフェニルアミン、２，２’−メチレンビス（４−エチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、４，４’−チオビス（３−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、及びＮ，Ｎ’−ジ−２−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミンから選択された１種若しくは２種以上の化合物からなる有機減衰フィラーを含むことを特徴とする請求項４に記載の吸音構造体。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の吸音構造体を用いたことを特徴とするフェンダーライナー。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれかに記載の吸音構造体を用いたことを特徴とするフロアマット。
【請求項８】
カーペット上に設置されるフロアマットであって、
表皮層とバッキング層とからなり、
前記バッキング層には、該フロアマットをフロカーペット上に設置したとき、支柱として作用してフロカーペットとの間に空間を形成する多数の滑り止め用突起が設けられるとともに、底部に薄肉状の膜部分を有し、前記フロカーペットとの間の空間に繋がる多数の凹部が設けられていることを特徴とする請求項７に記載のフロアマット。
【請求項９】
フロアマットの外周がオーバーロック糸で縁かがりされており、該フロアマットをカーペット上に設置したときに、そのオーバーロック部分がカーペットに当たり、バッキング層とカーペットとの空間が密閉されるようにしたことを特徴とする請求項８に記載のフロアマット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、、例えばフェンダーライナー、リアライナー、ダッシュサイレンサー、フロアカーペット、フロアマット、ドアトリム、ピラー、天井材、ラゲージトリムなどの自動車や鉄道、航空機などの内外装材、或いは住宅の床材、天井材、壁材などの内装材として好適な吸音構造体に関する。詳細には、薄く軽量でありながら、しかも優れた吸音性を有する吸音構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば自動車のフェンダーライナーなどの内外装材の用途においては、近年、ハイブリット車、電気自動車、さらに燃料電池自動車など、モータを動力とする自動車の開発が進められる過程で、室内騒音もエンジン音に隠されていた風きり音やロードノイズ、石ハネ音がクローズアップされ、その対策が望まれている。
【０００３】
特許文献１には、ロードノイズや石ハネ音を低減させることを目的として、低密度の不織布と高密度の繊維構造体とを積層一体化してなる吸音構造体が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１４５１８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の吸音構造体の場合、十分な性能を確保するためには一定の厚みを必要としていた。ところが、フェンダーライナーなど自動車や鉄道、航空機などの内外装材には厳しい制限があり、そのような用途に適用する際には、吸音性を幾分落として厚みを薄くし、その厚みの制限をクリアする必要がある。このため、厳しい厚み制限がある自動車や鉄道、航空機などの内外装材に適用される吸音繊維体には、薄く、軽量でしかも十分な吸音性を有するものが求められていた。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、薄く、軽量であるにもかかわらず、優れた吸音性能を有する吸音構造体を提供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】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、パネル、カーペット、外装壁または内装壁（以下、パネル等という）に間隔をおいて配置される減衰層からなり、前記減衰層のパネル等側面にはパネル等との間の空間に連通し、底部が膜振動する多数の凹部が設けられていることを特徴とする吸音構造体をその要旨とした。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、凹部の底部が薄肉部またはフィルムから構成されていることを特徴とする請求項１に記載の吸音構造体をその要旨とした。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、凹部が厚み方向に径小となるように設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の吸音構造体をその要旨とした。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、減衰層が、熱接着性繊維を含む繊維層、ポリマー層及びこれらを複合体のいずれかからなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の吸音構造体をその要旨とした。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、減衰層が、ｐ−（ｐ−トルエンスルホニルアミド）ジフェニルアミン、４，４’−ビス（α，α−ジメチルベンジル）ジフェニルアミン、オクチル化ジフェニルアミン、２，２’−メチレンビス（４−エチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、４，４’−チオビス（３−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、及びＮ，Ｎ’−ジ−２−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミンから選択された１種若しくは２種以上の化合物からなる有機減衰フィラーを含むことを特徴とする請求項４に記載の吸音構造体をその要旨とした。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の吸音構造体を用いたことを特徴とするフェンダーライナーをその要旨とした。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の吸音構造体を用いたことを特徴とするフロアマットをその要旨とした。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、カーペット上に設置されるフロアマットであって、
表皮層とバッキング層とからなり、
前記バッキング層には、該フロアマットをフロカーペット上に設置したとき、支柱として作用してフロカーペットとの間に空間を形成する多数の滑り止め用突起が設けられるとともに、底部に薄肉状の膜部分を有し、前記フロカーペットとの間の空間に繋がる多数の凹部が設けられていることを特徴とする請求項７に記載のフロアマットをその要旨とした。
【００１５】
請求項９に記載の発明は、フロアマットの外周がオーバーロック糸で縁かがりされており、該フロアマットをカーペット上に設置したときに、そのオーバーロック部分がカーペットに当たり、バッキング層とカーペットとの空間が密閉されるようにしたことを特徴とする請求項８に記載のフロアマットをその要旨とした。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の吸音構造体にあっては、減衰層のパネル等側面に設けた前記パネル等との間の空間に繋がる凹部の底部に音が当たると膜振動するようになっており、この膜部分とパネル等との間の空間に形成される空気層とが振動系を構成し、その吸音効果によって騒音の低減化がなされるようになっている。
【００１７】
また、本発明の吸音構造体にあっては、音が当たると膜振動する底部を有する多数の凹部が減衰層とパネル等との間の空間に形成される空気層に繋がっており、その空気層と減衰層のパネル等側面に設けた多数の凹部内の空気とによってレゾネータが構成されるようになっている。このため、そのヘルムホルツ共鳴による吸音効果によってロードノイズや石ハネ音、雨音、風きり音などの騒音が効果的に低減されるようになっている。
【００１８】
また、本発明の吸音構造体にあっては、減衰層として有機減衰フィラーを含むポリマーが付着した繊維層または有機減衰フィラーを配合したポリマー層を用いた場合には、減衰層に含まれる有機減衰フィラーが音や振動のエネルギーを熱や電気のエネルギーに変換して騒音の減衰化がなされるようになっている。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明を適用したフェンダーライナーを示す斜視図。
【図２】図１のフェンダーライナーを車体に取り付けたときの要部拡大断面図。
【図３】本発明を適用したフェンダーライナーの別の形態を示す分解斜視図。
【図４】本発明を適用したフロアマットの要部拡大断面図。
【図５】図４に示す凹部の要部拡大模式図。
【図６】凹部を形成する彫刻ロールを示す拡大模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を図面に示したフェンダーライナーに適用した例に従って詳しく説明する。 図１及び図２に示すライナー１１は減衰層１２からなり、フェンダー１５に間隔をおいて配置されている。
【００２１】
減衰層は、熱接着性繊維を含む繊維層、ポリマー層及びこれらを複合体のいずれかの形態を採ることができる。減衰層として繊維層の形態を採る場合、繊維層としては、織物、編物、紙、不織布、フィルム及びこれらの複合物などを挙げることができる。繊維層を構成する繊維素材としては特に限定されず、ポリプロピレンやポリエチレンなどのポリオレフィン系繊維、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル系繊維、ナイロン６、ナイロン６６などのポリアミド系繊維、ポリアクリロニトリルなどのアクリル系繊維、或いはポリビニルアルコール系繊維といった合成繊維、レーヨン繊維などの再生繊維、アセテート繊維などの半合成繊維、綿や麻などの植物繊維、羊毛繊維や羽毛繊維などの動物性繊維から選ばれる１種若しくは２種以上を挙げることができる。
【００２２】
また、減衰層として繊維層の形態を採る場合、繊維層中には熱接着性繊維が含まれている。熱接着性繊維としては、１４０℃以下の融点の樹脂成分からなる低融点繊維や低融点の樹脂成分と高融点の樹脂成分とを組合せた複合繊維を適用することができる。具体的には、例えばポリエステル−ポリプロピレン、ポリプロピレン−低融点ポリプロピレン、ポリプロピレン−ポリエチレン、ポリエチレン酢酸ビニル共重合体−ポリプロピレン、ポリエステル−低融点ポリエステル、ポリアミド−低融点ポリアミド、ポリエステル−ポリアミドなどを挙げることができる。
【００２３】
繊維層中の熱接着性繊維の含有量は、用途や使用状態を考慮して適宜決定するとよい。具体的には２０〜１００重量％、好ましく４０〜８０重量％である。２０重量％未満であると保形性に劣り、後述する凹部の成形が困難となり、さらに凹部の膜振動する底部を成形できなくなる恐れがある。
【００２４】
減衰層としてポリマー層の形態を採る場合、ポリマー層を構成するポリマーとしては、例えばポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアクリル酸メチル、ポリメタクリル酸メチル、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリアミド、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアセタール、フッ素樹脂、不飽和ポリエステル、エポキシ、フェノール、メラミン、ウレタン及びケイ素樹脂、スチレンーブチレンースチレン共重合体（ＳＢＳ）、スチレンーエチレン−ブチレンースチレン共重合体（ＳＥＢＳ）の中から選ばれる少なくとも１種、若しくは２種以上が望ましい。
【００２５】
図１に示すライナー１１のフェンダー１５側面には音が当たると膜振動する底部を有する多数の凹部１４が設けられている。この凹部１４底部の膜部分とフェンダー１５との間の空間に形成される空気層Ｓとによって振動系が形成され、その吸音効果によって騒音の低減化がなされるようになっている。
【００２６】
また、ライナー１１は、音が当たると膜振動する底部を有する多数の凹部１４内の空気と前記凹部１４が繋がるフェンダー１５との間の空間に形成される空気層Ｓとによってレゾネータが構成されるようになっており、そのヘルムホルツ共鳴により優れた吸音効果が発揮され、ロードノイズや石ハネ音、雨音、風きり音などの騒音が効果的に低減されれるようになっている。
【００２７】
凹部は、減衰層が繊維層の場合、繊維層中に含まれる熱接着性繊維の融点若しくはそれよりも僅かに高い温度に加熱した後、または加熱状態で、例えば図６に示すように、凹部の形状に対応する多数のピンを外周面に有し、内部に冷媒を通した彫刻ロールと、これを押圧する押圧ロール（図示しない）とでコールドプレスして穴空け加工を行うことで、繊維層に凹部を成形できる。この時、穴空け加工を行う彫刻ロールのピンの先端部分（凹部の底部に相当）の熱接着性繊維がプレス時の熱と圧力でフィルム化し、膜振動可能な凹部の底部が形成されることになる。
【００２８】
減衰層としてポリマー層の形態を採る場合、押出機から押し出された樹脂を例えば図６に示すように、凹部の形状に対応する多数のピンを外周面に有し、内部に冷媒を通した彫刻ロールと、これを押圧する押圧ロール（図示しない）とでコールドプレスして穴空け加工を行うことで、多数の凹部を有する減衰層を成形できる。この時、彫刻ロール外周面のピンが貫通しないようにプレスすることで、先端部分（凹部の底部に相当）が薄肉化し、膜振動可能な凹部の底部が形成されることになる。
【００２９】
凹部１４の形状としては円錐状、角錐状、半球状、円柱状、四角柱状など特に限定されないが、厚み方向に径小となるように設けられているものの方がホルムヘルツ共鳴を引き起こし易いという点で好ましい。凹部１４の大きさ（凹部の断面積）を変更することで、ホルムヘルツ共鳴を引き起こす音の周波数が変わる為、吸音したい音の周波数に合わせて凹部の大きさを適宜決定するとよい。
【００３０】
凹部１４の底部は上記のとおり薄肉部またはフィルムから構成され、この凹部１４底部に音が当たるとその膜部分１７が膜振動するようになっている。この場合、膜厚が厚ければ厚いほど、低い周波数の音を捕らえやすく、薄くなれば高い周波数の音に効くようになる。また、膜の張り具合によっても、吸音する音の種類が変わることになる。つまり、緩く張られた膜は低い周波数の音を吸音し、強く張られた膜は高い周波数の音を捕らえ、吸音することになる。
【００３１】
減衰層１２は有機減衰フィラーを含むポリマーが付着した繊維層または有機減衰フィラーを配合したポリマー層で構成することができる。具体的には有機減衰フィラーを配合した熱可塑性エラストマーや水系エマルジョン樹脂などのポリマーを繊維層に塗布または含浸して付着させたり、ポリマー層を構成するポリマーに有機減衰フィラーを配合して成形することで作製することができる。
【００３２】
有機減衰フィラーは、音、振動、衝撃、電磁波、電気及び熱のエネルギーを熱または電気のエネルギーに変換して減衰することが可能な化合物である。具体的にはｐ−（ｐ−トルエンスルホニルアミド）ジフェニルアミン、４，４’−ビス（α，α−ジメチルベンジル）ジフェニルアミン、オクチル化ジフェニルアミン、２，２’−メチレンビス（４−エチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、４，４’−チオビス（３−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、及びＮ，Ｎ’−ジ−２−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミンから選択された１種若しくは２種以上の化合物を挙げることができる。
【００３３】
尚、ポリマーの選択に際しては、前述の有機減衰フィラーとの相溶性のほか、用途や使用形態に応じて、取り扱い性、成形性、入手容易性、温度性能（耐熱性や耐寒性）、耐候性、価格なども考慮するのが望ましい。
【００３４】
有機減衰フィラーのポリマーへの配合量としては、ポリマー１００重量部に対し１〜２００重量部の割合で含まれていることが望ましい。有機減衰フィラーの含有量が１重量部を下回る場合、十分なエネルギー減衰性を得ることができず、２００重量部を上回る場合には、範囲を超える分だけの減衰性が得られず不経済となるからである。
【００３５】
上記ポリマー中には有機減衰フィラーの他にフタロシアニン化合物、ヨウ素系化合物及び金属イオンの少なくとも１種をさらに含ませることもできる。これらフタロシアニン化合物、ヨウ素系化合物及び金属イオンは、単独で抗菌、抗ウイルス性、消臭、アレルゲン低減効果などの複数の機能を発揮するためより好ましい。
【００３６】
上記ポリマー中には、例えばマイカ鱗片、ガラス片、グラスファイバー、カーボンファイバー、炭酸カルシウム、バライト、沈降硫酸バリウム等の物質や、腐食防止剤、染料、酸化防止剤、制電剤、安定剤、湿潤剤などを必要に応じて適宜加えることができる。
【００３７】
図１に示すライナー１１は、有機減衰フィラーを配合したエマルジョン樹脂を繊維層に付着させた減衰層１２を用い、その外側面に不織布からなる表面層（図示しない）を設けたものである。
【００３８】
減衰層１２は、凹部１４の底部の膜振動と背面空気層Ｓとによる吸音効果、並びに凹部１４と空気層Ｓのヘルムホルツによる吸音効果に加え、有機減衰フィラーが、吸音性、制振性、防振性、衝撃吸収性、電磁波吸収性、帯電防止性、断熱性といった性能を合わせ持つため、複数の性能が同時に要求される用途にも使用することができる。
【００３９】
次に、図３に示す本発明の吸音構造体をフェンダーライナーに適用した別の形態を説明する。このライナー２１はフェンダー（図示しない）に隙間を設けて取り付けられる。このライナー２１は、目付の異なる２枚の不織布２２と前記複数の不織布２２の間に挟まれるフィルム２４とからなる減衰層を用いたものであり、２枚の不織布２２には多数の貫通孔２３が形成されており、これら２枚の不織布２２は前記多数の貫通孔２３が重なるように積層することで、各貫通孔２３にフィルム２４が露出するようになっている。
【００４０】
このライナー２１にあっては、積層一体化された２枚の不織布２２に設けた多数の貫通孔２３にフィルム２４が露出しており、フェンダー（図示しない）側の各貫通孔２２が凹部を構成し、各貫通孔２２に露出するフィルム２４が凹部底部の膜部分を構成するようになっている。そして、貫通孔２２に露出するフィルム２４を通して音が侵入し、フェンダー（図示しない）側の貫通孔２２内の空気とフェンダーの隙間に形成された空気層がレゾネーターとして作用し、ヘルムホルツ共鳴により音の減衰がなされるようになっている。また、多数の貫通孔２３に露出するフィルム２４が音の衝突によって膜振動し、フィルム２４とフェンダー（図示しない）の隙間に形成された空気層とで構成された振動系の作用により音の減衰がなされるようになっている。
【００４１】
次に、図４及び図５に示す本発明の吸音構造体をフロアマットに適用した形態を説明する。図４及び図５に示すフロアマット３１は表皮層３３とバッキング層３２とからなる。
【００４２】
表皮層３３としては、ウィルトンカーペット、タフテッドカーペット、ニードルパンチカーペット、段通など様々な形態のものを採ることができる。図４に示すフロアマットの表皮層３３は、不織布、紙、布、フェルトあるいはこれらの複合物からなる基布３３ａにパイル糸３３ｂを所定のボリュームで略U字状となるように打ち込んだものである。尚、表皮層は、ニードルパンチカーペットのように、パイル糸を打ち込まない基布のみからなるものであっても良い。
【００４３】
バッキング層３２は、本発明に吸音構造体の減衰層を構成するものであり、裏面側（カーペット３６側）には多数の滑り止め用突起３５が所定間隔に設けられている。このため、図４に示すようにフロアマット３１をカーペット３６上に設置したとき、多数の滑り止め用突起３５が支柱として作用してバッキング層３２とカーペット３６との間には隙間が生じ、空間（空気層Ｓ）が形成されるようになっている。
【００４４】
また、バッキング層３２には、滑り止め用突起３５と交互に図５に示すような略円錐状の多数の凹部３４が設けられており、その底部には薄肉状の膜部分３７が形成されている。このバッキング層３２は、図６に示すように、図４及び図５に示す凹部３４の形状に対応する多数のピンと滑り止め用突起３５の形状に対応する多数の穴とを備え、内部に冷媒を通した彫刻ロールと、これを押圧する押圧ロール（図示しない）との間に、押出機のダイから押し出された溶融樹脂（半ゲル化状態）とともに表皮層３３を挟み入れてコールドプレスしてラミネート加工することで、図４に示す滑り止め用突起３５と交互に断面略円錐状の多数の凹部３４を設けたバッキング層３２を成形することができる。この時、彫刻ロールのピンが貫通しないようにプレスすることで、先端部分（凹部の底部に相当）が薄肉化し、膜振動可能な凹部３４底部の膜部分３７が形成されることになる。
【００４５】
このフロアマット３１にあっては、表皮層３３のパイル部３３ｂ（多孔質材料）が高周波数領域の音を効果的に吸音するようになっている。また、表皮層３３を通り抜けた音がバッキング層３２の凹部３４に当たることで、その底部の膜部分３７が膜振動し、その膜部分３７と背後のカーペット３６との間に形成された空間（空気層Ｓ）が振動系を構成し、中低周波数領域の音を効果的に吸音するようになている。さらに、バッキング層３２の凹部３４（内の空気）とこれに繋がる空間（空気層Ｓ）がレゾネータを構成し、ヘルムホルツ共鳴によって中低周波数領域の音が効果的に吸音されるようになっている。
【００４６】
また、このフロアマットの外周は、オーバーロック糸で縁かがりされており、該フロアマットをカーペット上に設置したときに、そのオーバーロック部がカーペットに当たり、バッキング層３２とカーペット３６との空気層Ｓがほぼ密閉されるので、前述の膜振動による吸音効果並びにレゾネータの吸音効果をより一層向上させることができる。
【００４７】
また、バッキング層３２を構成するポリマーには、有機減衰フィラーが配合されており、この有機減衰フィラーによって音のエネルギーが熱や電気のエネルギーに変換されて減衰されることから、上述の表皮層３３のパイル部３３ｂによる吸音効果、バッキング層３２の凹部３４の膜振動による吸音効果、並びに凹部３４と空気層Ｓによるヘルムホルツ共鳴による吸音効果に加え、より一層効果的な騒音の低減化を実現することができる。
【００４８】
尚、本発明は、上記例に限定されるものではなく、例えば本発明の吸音構造体をフェンダーライナーに適用する場合、ライナー１１背面の空気層Ｓの気密性を確保する為、ライナー１１のフェンダー１５側に空気層Ｓを仕切る凸部を設けるなど特許請求の範囲に記載された範囲で自由に変更して実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明の吸音構造体は、例えばルーフパネル、フロアパネル、床パネル、ドアパネル、フロントパネル、リアパネル、ボンネットなど自動車や鉄道、航空機のパネル構造に適用でき、さらにはフロアマット、ファーストカーペット、シート、ドアトリム、インストルメントパネルなどの内装材のほか、天井内装材、床内装材、バンパー、フェンダーライナー、エンジンカバーなどの外装材、住宅の天井や壁などの内装材、屋根のルーフィング、ドアなどの外装材などにも好適に使用することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１１、２１・・・ライナー
１２・・・減衰層
１３・・・表面層
１４・・・凹部
１５・・・フェンダー
Ｓ・・・空気層
【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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