(57)【要約】【課題】本発明は、簡単な構成にて構造物に作用する揺れを免震する免震構造を提供する。【解決手段】第一部材１５ａと第二部材１５ｂの間に傾斜可能に配置され、端部に挿入穴が形成された免震柱８と、免震柱８を囲むように複数配置され、免震柱８が傾き始める際の支点を形成させる傾斜支点形成用部材１３と、第一部材１５ａと第二部材１５ｂのうち少なくとも一方から突出するように取り付けられ、免震柱８に挿入される挿入部材１１と、を備えている。免震柱８は、傾斜支点形成用部材１３を支点として傾くとともに、挿入穴に挿入部材１１の外周面１１ｃが当接して傾斜角度が制限される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一部材と第二部材の間に傾斜可能に配置され、端部に挿入穴が形成された免震柱と、
前記免震柱を囲むように複数取り付けられ、前記免震柱が傾き始める際の支点を形成させる傾斜支点形成用部材と、
前記第一部材と第二部材のうち少なくとも一方から突出するように取り付けられ、前記免震柱の挿入穴に挿入される挿入部材と、を備え、
前記免震柱は、前記傾斜支点形成用部材を支点として傾くとともに、前記挿入穴に前記挿入部材の外周が当接して傾斜角度が制限されることを特徴とする免震構造。
【請求項２】
前記免震柱は、傾斜角度が自重で傾斜から復帰できる傾斜角度に前記挿入部材によって制限されることを特徴とする請求項１に記載の免震構造。
【請求項３】
前記挿入部材は、先細り形状となっていることを特徴とする請求項１又は２に記載の免震構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立体倉庫、ボイラ鉄骨、立体パーキング、荷役設備等の構造物に適用して、構造物の揺れを低減する免震構造及び該免震構造を備えた免震装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
立体倉庫は、複数の鋼鉄製の柱と複数段の鋼鉄製の梁を備えることによって複数のラック（棚）を立体的に組み立てた構成を有している。大規模な地震が発生した場合には、この立体倉庫が損壊する可能性があり、又、この立体倉庫に格納された荷が落下して損傷する可能性がある。これによって、立体倉庫に免震構造を備えて地震に対する安全性を高めることが考えられている。
【０００３】
立体倉庫の免震構造としては、立体倉庫を構成する複数の柱の各下端部と基礎との間に、積層ゴムからなる免震構造を備えたものがある（特許文献１）。また、立体倉庫の柱を上下の途中位置で切断した構成として、上側の二本の柱の下端を水平な第一水平部材で連結し、上側の二本の柱に対応する下側の二本の柱の上端部を、前記第一水平部材と係合可能な水平な第二水平部材で連結することにより、前記第一水平部材と第二水平部材を長手方向へ低摩擦部材を介してスライド可能とし、前記第一水平部材と第二水平部材とを粘弾性体で接続したものがある（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１０４８８３号公報
【特許文献２】特開２０１３−０３９９８９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、特許文献１のように、多数の柱が設けられる立体倉庫の各柱の下端に積層ゴムによる免震構造を備えた場合には、基礎の増設が必要なことや積層ゴムが比較的高価であることから立体倉庫の設備コストが増加する問題があった。
【０００６】
また、特許文献２においても、前記第一水平部材と第二水平部材を設け、更に、前記第一水平部材と第二水平部材とを接続する粘弾性体を設ける必要があるために、構造が複雑となって立体倉庫の設備コストが増加する問題があった。
【０００７】
さらに、特許文献２では、柱を免震する方向が前記第一水平部材と第二水平部材がスライドする長手方向に限定されてしまい、このスライドの方向と直交する方向に対しては免震できないという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記従来の問題に鑑みてなしたもので、簡単な構成にて構造物に作用する揺れを免震する免震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】
【０００９】
本発明の免震構造は、第一部材と第二部材の間に傾斜可能に配置され、端部に挿入穴が形成された免震柱と、前記免震柱を囲むように複数取り付けられ、前記免震柱が傾き始める際の支点を形成させる傾斜支点形成用部材と、前記第一部材と第二部材のうち少なくとも一方から突出するように取り付けられ、前記免震柱の挿入穴に挿入される挿入部材と、を備え、前記免震柱は、前記傾斜支点形成用部材を支点として傾くとともに、前記挿入穴に前記挿入部材の外周が当接して傾斜角度が制限されることを特徴としている。
【００１０】
前記免震柱は、傾斜角度が自重で傾斜から復帰できる傾斜角度に前記挿入部材によって制限されることが好ましい。
【００１１】
前記挿入部材は、先細り形状となっていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、簡単な構成にて構造物に作用する揺れを免震できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】（ａ）は立体倉庫の側面図であり、（ｂ）は立体倉庫の正面図であり、図１（ａ）のＩｂ−Ｉｂ矢視図である。
【図２】（ａ）は、平常時の免震構造の側面図であり、（ｂ）は、平常時の免震構造の平面図であり、図２（ａ）のＩＩｂーＩＩｂ矢視図である。
【図３】免震構造が免震する様子を示した側面図である。
【図４】挿入部材の長さを変更させた際の免震柱が傾斜する様子を示した側面図である。
【図５】（ａ）は、免震構造の挿入部材を先細りにした様子を示した図である。（ｂ）は、挿入部材を先細りにした際に免震柱が傾斜する様子を示した図である。
【図６】挿入部材を上下の水平フランジに取り付けた様子を示す側面図である。
【図７】（ａ）は、平常時の立体倉庫の側面を示す正面図であり、（ｂ）は、免震柱が傾いて立体倉庫を構成する柱を免震する様子を示した正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための形態の例（以下、本実施例と称する）を、図１〜図７を参照しながら説明する。本実施例では、免震構造５を立体倉庫１００（構造物）に適用した場合で説明する。図１（ａ）は、立体倉庫１００の側面図を示している。また、図１（ｂ）は、立体倉庫１００の正面図を示し、図１（ａ）のＩｂ−Ｉｂ矢視図となっている。
【００１５】
立体倉庫１００は、複数の鋼鉄製の柱１と、複数段の鋼鉄製の梁２と、を備えることによって複数のラック３（棚）が立体的に組み立てられた構成を有している。この立体倉庫１００は、スタッカークレーン４を挟む位置に所要の高さを有して立設され、スタッカークレーン４の走行方向に沿って延びる奥行を有している。
【００１６】
そして、この立体倉庫１００は、スタッカークレーン４の走行方向と直交する方向の幅が格納される荷に対応した狭い幅となっている。また、この立体倉庫１００を構成する複数の柱１は、ラック３の荷の重量を支持するための高い強度を有している。
【００１７】
図２（ａ）は、平常時の免震構造５を示す側面図であり、図２（ｂ）は、平常時の免震構造５の平面図で（ａ）のＩＩｃーＩＩｃ矢視図である。
【００１８】
免震構造５は、免震柱８と、複数の傾斜支点形成用部材１３と、挿入部材１１と、シート状の弾性部材１２と、を備えている。
【００１９】
免震柱８は、無底の角筒形状の筒状本体８ａと、この筒状本体８ａの両端部に形成された矩形のフランジ８ｂ（張出部）と、を有する。免震柱８は、例えば、両端部に矩形のフランジ８ｂが形成された角筒の角形鋼材である。免震柱８は、角筒の角形鋼材であることから両端部に挿入穴を有している。そして、この免震柱８は、第一部材と第二部材の間に傾斜可能に配置される。本実施例では、第一部材が柱１の水平フランジ１５ａ、第二部材が柱１の水平フランジ１５ｂの構成で説明する。すなわち、免震柱８は、免震する構造物の一部である柱１の水平フランジ１５ａ，水平フランジ１５ｂの間に傾斜可能に配置される。
【００２０】
ここで、本実施例では、免震柱８を矩形のフランジ８ｂを有した角形鋼材で説明したがこれに限定されない。免震柱８は、柱形状で端部のいずれか一方に挿入穴が形成されていれば良く、例えば、丸形鋼材でも良い。また、免震柱８は、両端部にフランジ８ｂが形成された構成で説明したがフランジ８ｂは必須の構成でなく、その形状も例えば、円形でも良い。また、フランジ８ｂは、長辺と短辺を有する長方形状、長軸と短軸を有する楕円も含み、また、一部が切り欠きされた形状も含む。
【００２１】
また、本実施例では、免震する構造物の一部である柱１の水平フランジ１５ａを第一部材とし、水平フランジ１５ｂを第二部材として説明したがこれに限定されない。例えば、第一部材、第二部材は、構造物の一部を用いずに、免震する構造物に対する取り付け部となる二つの板状部材１６ａ、１６ｂを更に上下に備えるようにしても良い。この場合は、第一部材が板状部材１６ａ、第二部材が板状部材１６ｂとなる。そして、板状部材１６ａ、１６ｂと、免震柱８と、複数の傾斜支点形成用部材１３，１３，１３，１３と、一対の挿入部材１１，１１と、シート状の弾性部材１２と、で免震装置２５を構成する。この免震装置２５は、免震する構造物とは独立してユニット化された装置である。
【００２２】
この場合は、第一部材が板状部材１６ａ、第二部材が板状部材１６ｂとなる。そして、板状部材１６ａ、１６ｂと、免震柱８と、複数の傾斜支点形成用部材１３，１３，１３，１３と、挿入部材１１と、シート状の弾性部材１２，１２と、で免震装置２５を構成する。この免震装置２５は、免震する構造物とは独立してユニット化された装置である。
【００２３】
傾斜支点形成用部材１３は、例えば、鋭角な山形鋼であり、免震柱８が傾き始める際の支点を形成する。図２（ａ）、（ｂ）に示すとおり、傾斜支点形成用部材１３は、矩形のフランジ８ｂの四辺に対応するよう水平フランジ１５ａ、１５ｂのそれぞれに対して計四つ（複数）取り付けられて、免震柱８のフランジ８ｂの四方を囲む。この際、各傾斜支点形成用部材１３は、矩形のフランジ８ｂの対応する辺に対してそれぞれ隙間をとって取り付けられる。これによって、傾斜支点形成用部材１３，１３，１３，１３は、免震柱８が水平方向に滑らないようにストッパーとして機能する。
【００２４】
この鋭角な山形鋼である傾斜支点形成用部材１３は、免震柱８から離れるに従って水平フランジ１５ａ（１５ｂ）から離れる傾斜面を有するように配置される。この傾斜面は、免震柱８の位置ズレを矯正する。すなわち、傾斜面は、免震柱８が傾斜から復帰する際に位置ズレを生じていても、免震柱８のフランジ８ｂがこの傾斜面を滑ることで所定位置に導かれて位置ズレが矯正されるようになっている。
【００２５】
本実施例では、傾斜支点形成用部材１３を鋭角な山形鋼で説明したがこれに限定されない。傾斜支点形成用部材１３は、免震柱８が傾斜する際に支点となればどのような部材が用いられても良い。例えば、鋭角な山形鋼でなく通常の直角な山形鋼でも良い。
【００２６】
挿入部材１１は、例えば、円筒形状である。この挿入部材１１は、水平フランジ１５ａから突出するように水平フランジ１５ａに対して取り付けられる。そして、この挿入部材１１は、免震構造５を構成する際、免震柱８の挿入穴に挿入される。本実施例では、挿入部材１１の形状を円筒形状で説明したがこれに限定されない。挿入部材１１の形状は、円柱でも角柱でも角筒でも良い。例えば、挿入部材１１は、一般的に建築資材等として流通している角形鋼管を用いることもできる。
【００２７】
シート状の弾性部材１２は、例えば、ゴムシートであり、免震柱８と水平フランジ１５ａ（１５ｂ）の間に介在させる部材である。シート状の弾性部材１２は、金属と比較して体積変化の少ない非圧縮性材料である。ゴムシートは、免震柱８と水平フランジ１５ａ（１５ｂ）の間に介在させて圧縮荷重を受けると、非圧縮のために外側に張り出そうとするが、上下を面で拘束されているために変形することができず、結果的に高い剛性で圧縮荷重を支持する。
【００２８】
本実施例では、シート状の弾性部材１２をゴムシートで説明したがゴムシートに限定されない。例えば、発泡材料にて代替することもできる。また、シート状の弾性部材１２は、免震構造５の必須の構成ではなく、免震構造５の構成から外しても良い。
【００２９】
図３を参照しながら地震の揺れが発生した際に免震構造５が作用する様子を説明する。図３は、免震構造５が免震する様子を示した側面図である。ここで、図中の矢印は、地震の揺れの方向を示す。
【００３０】
図３に示すとおり、図の矢印に示すように左方向へ地震の揺れが発生したとする。そうすると、下側の水平フランジ１５ａが左方向へ移動し、上側の水平フランジ１５ｂが慣性によってその場にとどまろうとする。そうすると、免震柱８は、フランジ８ｂが傾斜支点形成用部材１３を支点として傾くことによって、上側の水平フランジ１５ｂに対する下側の水平フランジ１５ａの相対移動を許容する。ここで、免震柱８は、所定角度まで傾斜すると、挿入部材１１の外周面１１ｃが免震柱８の内周面８ｃに当接してこれ以上傾かないように制限される。
【００３１】
図４を参照しながら、挿入部材１１の長さと免震柱８の最大の傾斜角度の関係を説明する。図４は、挿入部材１１の長さを変更させた際の免震柱８が傾斜する様子を示した側面図である。図４に示すとおり、挿入部材１１の長さを先に示したものよりも短くすると免震柱８の傾斜できる最大の傾斜角度が大きくすることができる。そして、この挿入部材１１の長さは、免震柱８が傾斜した際に免震柱８が自重で傾斜から復帰できる傾斜角度に調整される。これによって、免震構造５は、免震柱８が自重によって必ず元の姿勢に復元する。
【００３２】
図５を参照しながら、挿入部材１１の長さを変更せずに、免震柱８の最大の傾斜角度を変更する様子を説明する。図５（ａ）は、免震構造５の挿入部材１１を先細りにした様子を示した図である。図５（ｂ）は、挿入部材１１を先細りにした際に免震柱８が傾斜する様子を示した図である。
【００３３】
挿入部材２１は、図５（ａ）に示すとおり、免震柱８の内部に挿入される側が先細り、すなわち、水平フランジ１５ａから離れるに従って細くなっている円錐台形状となっている。図５（ｂ）に示すとおり、この先細りの挿入部材２１は、円筒形状の挿入部材１１を採用した場合と比較して、免震柱８がより傾斜しないと内周面８ｃが先細りの挿入部材２１の外周面２１ｃに当接しない。すなわち、先細りの挿入部材２１は、先端側を細くすればするほど免震柱８が傾ける角度を大きくすることができる。そして、先細りの挿入部材２１は、細さを調整することで免震柱８の傾斜角度を、自重で傾斜から復帰できる傾斜角度に調整することができる。
【００３４】
ここで、先端側が先細りの形状を、円錐台で説明したがこれに限定されない。先端側が先細りの挿入部材２１は、円錐形状、角錐形状、角錐台形状でもよい。また、先細りの挿入部材２１は、中空でも中実でもどちらでも良い。
【００３５】
また、以上の説明では、挿入部材１１、先細りの挿入部材２１は、下側の水平フランジ１５ａと上側の水平フランジ１５ｂのいずれか一方、本実施例では下側の水平フランジ１５ａのみに取り付ける態様で説明したがこれに限定されない。図６で示すように、上側の水平フランジ１５ｂにも取り付けても良い。図６は、挿入部材１１を上下の水平フランジ１５ａ、１５ｂに取り付けた様子を示している。
【００３６】
図７を参照しながら、免震柱８が傾いて立体倉庫１００を免震する様子を説明する。図７（ａ）は、平常時の立体倉庫１００の側面を示す側面図である。図７（ｂ）は、免震柱８が傾いて立体倉庫１００を免震する様子を示した正面図である。図７においては、免震柱が傾いて免震する様子を解り易く説明する都合上、傾斜支点形成用部材１３を省略している。
【００３７】
図７に示すとおり、立体倉庫１００は、免震柱８を同じ高さ位置に複数備えている。免震構造５は、立体倉庫１００のうち免震構造５よりも上側がロッキングする挙動を発生させないために、立体倉庫１００の上側から１／３〜１／２程度の高さ位置に設置されている。このように、免震構造５を立体倉庫１００の上部に設置しても、免震構造５によって、免震構造５よりも上側の揺れが小さくなることで、結果的に免震構造５よりも下側の揺れも小さくなることが発明者の研究によって判明している。また、免震構造５は、免震柱８のフランジ８ｂの形状を正方形とし、フランジ８ｂを構成する辺を立体倉庫１００の幅方向と奥行き方向に沿うようにして配置している。
【００３８】
図７（ａ）の状態から、例えば、図７（ｂ）の矢印で示す様に地震によって左方向に揺れたとする。立体倉庫１００は、免震柱８を挟んで下側のラック３ｂが左方向へ移動する。このとき、上側のラック３ａは、慣性によりその場にとどまろうとする。
【００３９】
そうすると、複数の免震柱８は、上側が右、下側が左となるようそれぞれが同じ様に傾くようになっている。すなわち、立体倉庫１００は、免震柱８が傾くことで、上側のラック３ａをその場にとどめつつ下側のラック３ｂの水平変位を許容する。
【００４０】
以上により、地震が発生しその揺れが外力として立体倉庫１００に作用しても、免震柱８が傾くことにより立体倉庫１００が免震され、立体倉庫１００に対して大きな応力が作用しなくなっている。
【００４１】
なお、左方向へ地震による揺れが発生した場合で説明したが、図中、右方向へ地震による揺れが発生した場合、複数の免震柱８は、上側が左、下側が右となるようにそれぞれ同じように傾いて、立体倉庫１００を免震する。
【００４２】
また、図中、奥から手前に向かう方向に揺れが発生した場合、複数の免震柱８は、上側が奥、下側が手前となるようにそれぞれ同じように傾いて、立体倉庫１００を免震する。同様に、図中、手前から奥に向かう方向に揺れが発生した場合、複数の免震柱８は、上側が手前、下側が奥となるようにそれぞれ同じように傾いて、立体倉庫１００を免震する。
【００４３】
以上に説明した立体倉庫１００は、免震柱８のフランジ８ｂの形状を正方形とし、そのフランジ８ｂを構成する辺を立体倉庫１００の幅方向と奥行き方向に沿うよう配置する構成で説明したがこれに限定されない。例えば、免震構造５を構成する免震柱８のフランジ８ｂは、長辺と短辺を有する長方形とし、長辺を立体倉庫１００の奥行方向に沿わせ、短辺を立体倉庫１００の幅方向に沿わせるように配置しても良い。このように配置すると、立体倉庫１００の奥行方向よりも幅方向の方が、免震機能が作用し易くなり、幅方向の揺れに伴う荷の落下を効果的に防ぐことができる。また、免震構造５は、免震柱８のフランジ８ｂの長辺を想定される揺れを考慮して十分な長さとして、立体倉庫１００の幅方向のみを免震する一軸免震とすることもできる。
【００４４】
本発明の免震構造５によれば、免震柱８が傾斜支点形成用部材１３を支点として傾くとともに、免震柱８が所定以上傾くと免震柱８の内周面８ｃが挿入部材１１の外周面１１ｃと当接して免震柱８の傾斜角度を制限する。これによって、水平フランジ１５ａ（第一部材）と水平フランジ１５ｂ（第二部材）の相対移動に伴う応力を吸収でき、簡単な構成にて地震の揺れを水平二軸方向で免震するとともに免震対象の損壊を防止できる。
【００４５】
また、本発明の免震構造５によれば、挿入部材１１は、免震柱８の傾斜角度を、免震柱８が自重で傾斜から復帰できる傾斜角度に制限する。これによって、免震柱８は、自重によって必ず元の姿勢に復元できる。そして、挿入部材１１を、一般的に建築資材として流通している角形鋼管を用いた場合、材料の入手が容易であり、低コストを図ることができる。また、挿入部材１１を角形鋼管とし免震柱８も角形鋼管を用いて、挿入部材１１の外側面と免震柱の内側面が平行となるように配置すると、挿入部材１１の外側面と免震柱８の内側面を線接触させることができ、接触面積を大きくとることができる。また、挿入部材１１を円形鋼管として場合は、挿入部材１１の外側面と免震柱の内側面を平行に合わせて配置する必要がなく、施工がし易いというメリットがある。
【００４６】
また、本発明の免震構造５によれば、挿入部材２１が先細り形状となっている。これによって、先細りの挿入部材２１は、長さを短くすることなく免震柱８の傾斜角度を、免震柱８が自重で傾斜から復帰できる傾斜角度に制限できる。ここで、挿入部材１１の長さを変更することでも免震柱８の傾斜角度を変更することもできる。しかしながら、挿入部材１１の長さを短くすると免震柱８が挿入部材１１から外れてしまうおそれがある。先細りの挿入部材２１は、その長さを短くすることで免震柱８が外れてしまうことを考慮することなく、免震柱８が自重で傾斜から復帰できる傾斜角度に調整できる。
【００４７】
また、本発明の免震構造５によれば、免震柱８のフランジ８ｂと水平フランジ１５ａ（１５ｂ）の間にシート状の弾性部材１２を介在させている。これによって、介在されたシート状の弾性部材１２は、緩衝材として作用し、免震柱８と水平フランジ１５ａ（１５ｂ）の接触に伴う高周波振動の発生を抑制できる。また、シート状の弾性部材１２がゴムシートである場合は、ゴムシートのばね剛性を利用することによって、免震柱８の復元力を調整することができる。
【００４８】
また、本発明の免震構造５によれば、第一部材、第二部材を、免震する構造物の一部である柱の水平フランジ１５ａ、１５ｂを用いて免震構造５を構成する。これによって、構造物の一部である柱１の水平フランジ１５ａ、１５ｂのそれぞれに挿入部材１１を取り付け、そして、挿入部材１１を免震柱８に挿入させ、傾斜支点形成用部材１３を四つ取り付けるだけで既存の構造物に免震機能を持たすことができる。
【００４９】
また、本発明の免震構造５は、第一部材、第二部材を構造物の一部を用いずに、免震する構造物の取り付け部となる上下の二つの板状部材１６ａ、１６ｂを更に備えてユニット化させた免震装置２５としても良い。これによって、工場で組み立てられた免震装置２５を構造物の途中、例えば、柱のフランジとフランジの間に配置し、板状部材１６ａ、１６ｂをフランジに固定するだけで容易に構造物に免震機能を持たすことができ、また、取り外しも一括して行うことができる。よって、このユニット化した免震装置２５は、取り付け、取り外しの作業負担を減らすことができる。
【００５０】
また、本発明の免震構造５及び該免震構造を備えた免震装置２５は、免震する構造物の垂直方向に複数段配置するようにしても良い。このように配置すると、単段で免震する場合よりも、より大きな揺れを吸収できる。
【００５１】
なお、本発明の免震構造及び該免震構造を備えた免震装置は、上述の実施例に示した立体倉庫１００以外に、ボイラ鉄骨、立体パーキング、荷役設備等の様々な構造物に適用できる。また、本発明の免震構造及び該免震構造を備えた免震装置は、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更できる。
【符号の説明】
【００５２】
５  免震構造
８  免震柱
８ｃ  内周面（内周）
１１  挿入部材
１１ｃ  外周面（外周）
１２  シート状の弾性部材
１３  傾斜支点形成用部材
１５ａ  水平フランジ（第一部材）
１５ｂ  水平フランジ（第二部材）
１６ａ  板状部材（第一部材）
１６ｂ  板状部材（第二部材）
２１  挿入部材
２５  免震装置
【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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