(57)【要約】      （修正有）【課題】化石燃料を使用せず、季節や天候に左右されない低騒音の自家発電用動力装置を提供する。【解決手段】シリンダー１内において上底部および下底部に電磁石３を有する錘ピストン２が、シリンダー上下に設置した電磁石と誘導バネ９を有する上部誘導子および下部誘導子の間で電磁石の引き合い作用および反発作用を利用するとともに、上部誘導子に連結された誘導ばねにより引き合い作用発生の距離を縮めて電磁石の引き合い作用の効率を高めて往復運動が繰り返される。ピストンの往復運動により得られる動力をクランク機構１４により回転運動へと変化させ、クランクシャフトにフライホイール１７を装備することでクランク機構の上死点および下死点を解消するとともにピストンの往復運動を円滑にして安定した動力を得られる。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
シリンダー内において、上底部および下底部に磁極固定台座１で固定された電磁石を備えた上下運動が可能な錘ピストン（以下、ピストンという）が、シリンダー上部に設置した誘導ばね固定子、シリンダー上部に設置した誘導ばね固定子と連結した誘導バネ、誘導バネと連結した可動台座、可動台座と連結した電磁石、電磁石と連結した磁極固定台座２からなる上部構造物（以下、上部誘導子という）と、シリンダー下部に設置した誘導ばね固定子、シリンダー下部に設置した誘導ばね固定子と連結した誘導バネ、誘導バネと連結した可動台座、可動台座と連結した電磁石、電磁石と連結した磁極固定台座２からなる下部構造物（以下、下部誘導子という）との間で、電磁石の引き合い作用および反発作用と、ピストンの重力を利用して往復運動を起こす動力発生装置であり、ピストンが自重により落下して可動範囲の最下部に達するまでの下降運動中には、ピストン上底部電磁石と上部誘導子の電磁石は反発作用をもたらす磁極同士になると同時に、ピストン下底部電磁石と下部誘導子の電磁石は引き合い作用をもたらす磁極同士になるよう各電磁石のプラス極とマイナス極を設定し、ピストンが可動範囲の最下部に達した瞬間に各電磁石の作用が逆になるよう各電磁石のプラス極とマイナス極を設定する事により、最下部に位置するピストンを上昇運動へ変化させ、さらに上部誘導子に連結された伸張限界にある誘導ばねにより引き合い作用発生の距離を縮めてピストンの上昇運動を助ける事でピストンを可動範囲の最上部まで上昇させ、ピストンが可動範囲の最上部に達した瞬間に、ピストン上底部電磁石と上部誘導子の電磁石は反発作用をもたらす磁極同士になると同時に、ピストン下底部電磁石と下部誘導子の電磁石は引き合い作用をもたらす磁極同士になるよう各電磁石のプラス極とマイナス極を設定し、ピストンの自重と相まってピストンは下降運動に変わる事でピストンの往復運動が繰り返され、ピストンの往復運動により得られる動力をクランク機構を介する事により回転運動へと変化させ、クランクシャフトにフライホイールを装備することでクランク機構の上死点および下死点を解消させるとともにシリンダー内を上下に往復するピストンの運動を円滑にして安定した動力を得られる、重力と電磁石の作用とばねの伸縮作用を組み合わせた自家発電用動力装置。
【請求項２】
請求項１に記載の発電用動力装置において、上部誘導子または下部誘導子にある電磁石とピストン側電磁石が引き合い作用の状態にある際に、上部誘導子または下部誘導子にある電磁石とピストン側電磁石が接触して起こる衝撃を防ぎ、なおかつ上記接触による衝撃音を防ぐため、上記電磁石同士が接触しない一定の隙間を保つための構造として、一方が可動台座に取り付けられた電磁石接触防止用バネ支柱固定子に電磁石接触防止用バネ支柱固定用ねじで固定され、上記電磁石同士が引き合い作用により接近した場合に電磁石接触防止用バネ支柱固定子と磁極固定台座１までの距離に上記電磁石同士が接触しない隙間を足した距離を収縮限界とするコイル状の電磁石接触防止用バネの内側を通り、さらに磁極固定台座１を貫通する電磁石接触防止用バネ支柱を有する構造体を、シリンダーの切り欠き部分から露出させた構造による自家発電用動力装置。
【請求項３】
請求項１に記載の自家発電用動力装置において、ピストンの往復運動を発生させる構造のシリンダー構造を複数連結することで、より大きな力と動作の安定性を図る自家発電用動力装置。
【請求項４】
請求項２に記載の自家発電用動力装置において、ピストンの往復運動を発生させる構造のシリンダー構造を複数連結することで、より大きな力と動作の安定性を図る自家発電用動力装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本考案は、物体の重力とバネの伸縮および磁気の特性による自家発電用動力に関する。
【背景技術】
【０００２】従来の自家発電技術は、化石燃料の燃焼によるエンジン発電または化石燃料の化学反応による発電と、水力、風力、太陽光などの自然現象を利用した方法を動力源とする発電が主流となっている。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００３】従来の化石燃料の燃焼によるエンジン発電または化石燃料の化学反応による発電は燃料となる資源が有限であること、なかでも化石燃料の燃焼によるエンジン発電は騒音や排気ガスの発生により設置場所や使用する時間帯が制限されることがあり、水力、風力、太陽光などを利用した発電は気象条件に左右されやすいこと、などの欠点があった。【０００４】本考案は、以上のような従来の欠点に鑑み、企業や個人が使用する発電設備または発電機器の動力源として、有限資源への依存度を軽減し、季節や天候に左右されず、公害となる排気ガスを発生させない環境にやさしい安全で安定した自家発電用動力装置を提供する事を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】上記目的を達成するために、請求項１の考案はシリンダー内において、上底部および下底部に磁極固定台座１で固定された電磁石を備えた上下運動が可能な錘ピストン（以下、ピストンという）が、シリンダー上部に設置した誘導ばね固定子、シリンダー上部に設置した誘導ばね固定子と連結した誘導バネ、誘導バネと連結した可動台座、可動台座と連結した電磁石、電磁石と連結した磁極固定台座２からなる上部構造物（以下、上部誘導子という）と、シリンダー下部に設置した誘導ばね固定子、シリンダー下部に設置した誘導ばね固定子と連結した誘導バネ、誘導バネと連結した可動台座、可動台座と連結した電磁石、電磁石と連結した磁極固定台座２からなる下部構造物（以下、下部誘導子という）との間で、電磁石の引き合い作用および反発作用と、ピストンの重力を利用して往復運動を起こす動力発生装置であり、ピストンが自重により落下して可動範囲の最下部に達するまでの下降運動中には、ピストン上底部電磁石と上部誘導子の電磁石は反発作用をもたらす磁極同士になると同時に、ピストン下底部電磁石と下部誘導子の電磁石は引き合い作用をもたらす磁極同士になるよう各電磁石のプラス極とマイナス極を設定してピストンが可動範囲の最下部に達した瞬間に各電磁石の作用が逆になるよう各電磁石のプラス極とマイナス極を設定する事により、最下部に位置するピストンを上昇運動へ変化させ、さらに上部誘導子に連結された伸張限界にある誘導ばねにより引き合い作用発生の距離を縮めてピストンの上昇運動を助ける事でピストンを可動範囲の最上部まで上昇させ、ピストンが可動範囲の最上部に達した瞬間に、ピストン上底部電磁石と上部誘導子の電磁石は反発作用をもたらす磁極同士になると同時に、ピストン下底部電磁石と下部誘導子の電磁石は引き合い作用をもたらす磁極同士になるよう各電磁石のプラス極とマイナス極を設定し、ピストンの自重と相まってピストンは下降運動に変わる事でピストンの往復運動が繰り返され、ピストンの往復運動により得られる動力をクランク機構を介する事により回転運動へと変化させ、クランクシャフトにフライホイールを装備することでクランク機構の上死点および下死点を解消させるとともにシリンダー内を上下に往復するピストンの運動を円滑にして安定した動力を得られる、重力と電磁石の作用とばねの伸縮作用を組み合わせた自家発電用動力装置を構成したものである。即ち本考案はピストンの重力、電磁石による引き合い作用と反発作用の力、電磁石による引き合い作用を助ける誘導ばねの働き、フライホイールの惰性力によるピストンの安定的往復運動、ピストンの往復運動を回転運動に変換するクランク機構の各要素により、自家発電用動力装置を構成するものである。【０００６】請求項２の考案は、請求項１に記載の発電用動力装置において、上部誘導子または下部誘導子にある電磁石とピストン側電磁石が引き合い作用の状態にある際に、上部誘導子または下部誘導子にある電磁石とピストン側電磁石が接触して起こる衝撃を防ぎ、なおかつ上記接触による衝撃音を防ぐため、上記電磁石同士が接触しない一定の隙間を保つための構造として、一方が可動台座に取り付けられた電磁石接触防止用バネ支柱固定子に電磁石接触防止用バネ支柱固定用ねじで固定され、上記電磁石同士が引き合い作用により接近した場合に電磁石接触防止用バネ支柱固定子と磁極固定台座１までの距離に上記電磁石同士が接触しない隙間を足した距離を収縮限界とするコイル状の電磁石接触防止用バネの内側を通り、さらに磁極固定台座１を貫通する電磁石接触防止用バネ支柱を有する構造体を、シリンダーの切り欠き部分から露出させた構造による自家発電用動力装置を構成したものである。即ち本考案は請求項１に記載の発電用動力装置における上部誘導子または下部誘導子にある電磁石とピストン側電磁石が引き合い作用の状態にある際に、前記電磁石同士の接触を避け、衝撃や騒音を防ぐ構造を有する自家発電用動力装置を構成するものである。【０００７】請求項３の考案は、請求項１に記載の自家発電用動力装置において、ピストンの往復運動を発生させる構造のシリンダー構造を複数連結することで、より大きな力と動作の安定性を図る自家発電用動力装置を構成するものである。【０００８】請求項４の考案は、請求項２に記載の自家発電用動力装置において、ピストンの往復運動を発生させる構造のシリンダー構造を複数連結することで、より大きな力と動作の安定性を図る自家発電用動力装置を構成するものである。
【考案の効果】
【０００９】本考案にあっては次に列挙する効果が得られる。
（１）本考案はピストンの重力、電磁石による引き合い作用と反発作用の力、電磁石による引き合い作用を助ける誘導ばねの働き、フライホイールの惰性力によるピストンの安定的往復運動、ピストンの往復運動を回転運動に変換するクランク機構の各要素により構成されており、ピストンの重力作用、電磁石の持つ特性、フライホイールによるクランク機構の上死点および下死点の解消などの既知の要素に加え、電磁石に必要な電源としては、本考案は発電用動力を構成することから、本考案を動力源とした発電用モーターなどからの供給が容易であり、なおかつ磁極の反転については、本考案の構成のなかで容易に解決できるものであり、電磁石の引き合い作用を助ける誘導ばねの働きによって、電磁石の引き合い作用発生に至らない距離にあるピストンをも誘導することが可能となり、錘であるピストンの可動範囲を広げることができ、錘であるピストンの可動範囲を広げることにより、ピストンの重力による落下作用と電磁石同士の反発作用を十分に発揮できることから、発電に要する動力を円滑に供給する。
（２）本考案にあっては化石燃料を使用しないので有限資源への依存度を軽減することができるとともに有害な排気ガスを発生させず、引火や爆発の危険もないので、安全で安心である。
（３）本考案は気象条件に左右されないので季節や天候を問わず自家発電のための動力をいつでも安定して得られる。
（４）請求項２に記載の衝撃や騒音を防ぐ構造により、屋内外を問わず設置できる。
（５）地震や津波、火災その他の天災や人災により、化石燃料や水道、商用電力の供給が断たれても可動できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本考案を実施するための最良の第１の形態とした複数シリンダー連結型正面図
【図２】シリンダーの斜視図
【図３】本考案の最小構成部分であり錘ピストンが最上部に達した時の正面図
【図４】本考案の最小構成部分であり錘ピストンが最下部に達した時の正面図
【図５】ピストン側電磁石の磁極固定台座と電磁石を配したピストンの正面図
【図６】ピストン側電磁石の磁極固定台座と電磁石を配したピストンの平面図
【図７】ピストン側電磁石の磁極固定台座と電磁石を配したピストンの斜視図
【図８】可動台座側電磁石の磁極固定台座と電磁石を配した可動台座の正面図
【図９】可動台座側電磁石の磁極固定台座と電磁石を配した可動台座の平面図
【図１０】可動台座側電磁石の磁極固定台座と電磁石を配した可動台座の斜視図
【考案を実施するための形態】
【００１１】以下、本考案を実施するための形態を図面と各図共通の符号に基づき説明する。
【００１２】図１は、本考案を実施するための形態の好適な一例として、図３〜図４に示す本考案のシリンダー構造を４連結した正面図であって、視覚的にわかりやすいようにシリンダー自体は透過してシリンダー内部の構造を説明する図であり、以下からはこの図１に基づいて説明する。
【００１３】図２はシリンダー（１）の斜視図であり、本考案の請求項１に記載の発電用動力装置において、上部誘導子または下部誘導子にある電磁石とピストン側電磁石が引き合い作用の状態にある際に、前記電磁石同士の接触を避け、衝撃や騒音を防ぐ構造のための、磁極固定台座１（４）の凸部および可動台座（５）の凸部をシリンダー外部に露出させるための切り欠きを有する。
【００１４】図３〜図４は本考案の最小構成部分であり、図３は錘ピストン（２）が最上部に達した時の正面図、図４は錘ピストン（２）が最下部に達した時の図であって、視覚的にわかりやすいようにシリンダー自体は透過し、シリンダー内部の構造を説明する図である。
【００１５】図５〜図７は錘ピストン（２）の上底部および下底部に、磁極固定台座１（４）で固定された電磁石（３）を備えた、ピストン構造体の正面図、平面図、斜視図である。
【００１６】図８〜図１０は、電磁石接触防止用バネ支柱固定子（６）を取り付けた可動台座（５）と磁極固定台座２（７）に、電磁石（３）を固定した構造体の正面図、平面図、斜視図である。
【００１７】図７に示すように、適度な重さを持つ錘ピストン（２）の上底部および下底部に棒状の電磁石（３）４個の一端を磁極が同じになるように並列に接続して均等な位置に固定する。なおこの際の電磁石（３）の個数には拘らないが、後述の上部誘導子および下部誘導子に固定される電磁石の数と一致させる。錘ピストン（２）に固定された電磁石（３）のもう一端を、ピストン支柱（１０）を錘ピストン（２）に固定できるようピストン支柱（１０）が貫通する穴と、電磁石接触防止用バネ支柱（１１）が貫通する穴を備えた磁極固定台座１（４）で固定し、これらの構造体（以下、ピストン構造体という）をシリンダー（１）内に、可動状態であるとともに電磁石接触防止用バネ支柱（１１）が貫通する穴ための凸状部分をシリンダー（１）の切り欠き部から露出させる形で配置する。この時シリンダー（１）と可動のピストン構造体との摩擦抵抗を最小限にするため、ボールベアリングその他による摩擦低減の措置を施すか、エレキテルの構造をシリンダー（１）およびピストン構造体に施し、静粛化を図るとともに静電気を取り出し、動作確認用ランプに応用するなど、これらの摩擦対策および隙間対策を行うことが望ましい。なお、錘ピストン（２）の下底部に配置する磁極固定台座１（４）については、ピストン支柱（１０）が貫通するための穴は必ずしも必要とはせず、また同じ構造で上記の穴があっても構わない。
【００１８】図１０に示すように、電磁石接触防止用バネ支柱固定子（６）を備えた可動台座（５）に、棒状の電磁石（３）４個の一端を磁極が同じになるように並列に接続して均等な位置に固定する。この際の電磁石（３）の個数には拘らないが、前述のピストン構造体に配置した電磁石の数と一致させる。可動台座（５）に固定された電磁石（３）のもう一端を磁極固定台座２（７）で固定する。可動台座（５）は、電磁石（３）が固定された面の反対側で、誘導ばね固定子（８）と連結された誘導ばね（９）の一方と連結し、ピストン構造体を内包したシリンダー（１）の上部および下部の内側に誘導ばね固定子（８）部分を固定する。（以下、これらの構造体のうち、シリンダー（１）の上部に設置する構造体を上部誘導子といい、シリンダー（１）の下部に設置する構造体を下部誘導子という）この時、電磁石接触防止用バネ支柱固定子（６）の部分がシリンダー（１）の切り欠き部から露出させる形で配置する。シリンダー（１）と上下各誘導子の可動部分との摩擦抵抗を最小限にするため、ボールベアリングその他による摩擦低減の措置を施すか、エレキテルの構造をシリンダー（１）および上下各誘導子の可動部分に施し、静粛化を図るとともに静電気を取り出し、動作確認用ランプなどに応用するなど、これらの摩擦対策および隙間対策を行うことが望ましい。上部誘導子の誘導ばね固定子（８）と可動台座（５）と磁極固定台座２（７）には、ピストン支柱（１０）を錘ピストン（２）に固定できるようピストン支柱（１０）が貫通する穴を設けることとするが、下部誘導子の各部には同様の穴は必ずしも必要とはせず、また同じ構造で上記の穴があっても構わない。
【００１９】ピストン支柱（１０）の一端は、上部誘導子ならびにピストン構造体の上部側の磁極固定台座１（４）を貫通して錘ピストン（２）に固定され、もう一端は、シリンダー（１）の上部に露出してクランク継手（１４）と可動状態で連結される。錘ピストン（２）に固定されたクランク継手（１４）は、フライホイール（１７）ならびに動力伝達用歯車（１８）と連結されたクランクシャフト（１５）に連結され、クランクシャフト（１５）は、クランクシャフト軸受（１６）により支持される。
【００２０】上部誘導子に配置した各電磁石の各磁極は、可動台座（５）側、磁極固定台座２（７）側でそれぞれ、磁極が同じになるように並列に接続してあるので、それぞれの磁極からでる配線は、被服電線に経由してシリンダー（１）の切り欠き部分からシリンダー外に引き出すのがよく、下部誘導子も同様とする。さらにピストン構造体に配置した各電磁石の各磁極は、錘ピストン（２）側、磁極固定台座１（４）側でそれぞれ、磁極が同じになるように並列に接続してあるので、それぞれの磁極からでる配線は、被服電線に経由してシリンダー（１）の切り欠き部分からシリンダー外に引き出すのがよい。
【００２１】本考案において、上部誘導子または下部誘導子にある電磁石とピストン側電磁石が引き合い作用の状態にある際に、上部誘導子または下部誘導子にある電磁石の磁極とピストン側電磁石の磁極が接触して起こる衝撃を防ぎ、なおかつ上記接触による衝撃音を防ぐため、上記電磁石同士が接触しない一定の隙間を保つための構造の一例として、コイル状の電磁石接触防止用バネ（１２）の中を通り、ピストン構造体の磁極固定台座１（４）の凸状部分の穴を貫通させた電磁石接触防止用バネ支柱（１１）を、可動台座（５）に取り付けた電磁石接触防止用バネ支柱固定子（６）の部分で、電磁石接触防止用バネ支柱固定用ねじ（１３）によって固定する。電磁石接触防止用バネ（１２）の一端は、電磁石接触防止用バネ支柱固定用ねじ（１３）で電磁石接触防止用バネ支柱（１１）を固定した電磁石接触防止用バネ支柱固定子（６）の部分で固定し、もう一端は、磁極固定台座１（４）に固定する。電磁石接触防止用バネ（１２）は、上部誘導子または下部誘導子に配置された各電磁石と、ピストン構造体に配置された各電磁石の各磁極同士が引き合い作用により接近した場合に電磁石接触防止用バネ支柱固定子（６）と磁極固定台座１（４）までの距離に上記各磁極同士が接触しない隙間を足した距離を収縮限界とする寸法と構造とし、シリンダー内におけるピストン構造体の可動範囲内において、上部誘導子または下部誘導子に配置された各電磁石と、ピストン構造体に配置された各電磁石の各磁極同士が反発作用に転じたあと、電磁石接触防止用バネ支柱固定子（６）と磁極固定台座１（４）までの距離が最大となる場合にあって、損傷を受けない範囲の余裕ある伸長限界の寸法と構造である事が重要である。
【００２２】シリンダー内におけるピストン構造体の可動範囲内においてピストン構造体のストロークは、ピストン構造体の上部側の磁極固定台座１（４）を基準とし、クランク機構が上死点の位置にある場合のピストン構造体の上部側の磁極固定台座１（４）の位置から、クランク機構が下死点の位置にある場合のピストン構造体の上部側の磁極固定台座１（４）の位置までとする。このストロークの距離は、図４に示すようにピストン構造体が可動範囲の最下部に達した状態のとき、下部誘導子側の各電磁石とピストン構造体の下部側の各電磁石が反発作用に転じた際、上部誘導子側の各電磁石とピストン構造体の上部側の各電磁石が引き合い作用により、ピストン構造体が上部誘導子に引きつけられはじめる位置にまでピストン構造体を押し上げられる程度の反発力と、図３に示すようにピストン構造体が可動範囲の最上部に達した状態のとき、上部誘導子側の各電磁石とピストン構造体の上部側の各電磁石が反発作用に転じた際のピストン構造体が落下するその錘ピストン（２）の重力とを十分に発揮する距離とし、このストロークの距離は当然、クランク機構の上死点から下死点までの距離と同じとする。
【００２３】図１に示すように４組のシリンダーを連結した場合は、各クランクの角度を適度にずらし、クランク機構における上死点および下死点を有効に解消しうる角度をもって構成することとする。クランクシャフト（１５）に連結されるフライホイール（１７）は前述の上死点および下死点の解消を補助するとともに、各シリンダーにおけるピストン構造体の往復運動を円滑なものとしうる、適度の重量をもつものとする。
【００２４】前述した、それぞれの電磁石の各磁極からシリンダー外部へ被服電線に経由して引き出された配線は、各シリンダーにおける動作を考慮して回路とし、各磁極同士の引き合い、反発を切り替える方法は、クランクシャフトに接触端子を設けてスウィッチとするなどの方法が望ましいが、他の方法でも構わない。
【００２５】本考案に使われる電磁石への電流の供給は、本考案の動力による回転運動により発電する発電用モーターなどから供給されるのが望ましいが、始動時などは他の方法による電流の供給方法で速やかな始動を実現する方法をとってもよい。
【００２６】本考案における自家発電用動力装置の始動は、フライホイール（１７）を手動で回転させて始動する。また他の方法により始動させてもよい。
【００２７】本考案は自家発電用動力装置であるため、連結されるであろう発電用モーターまたは発電機器や設備（以下、発電機器という）に動力伝達用歯車（１８）を介して動力が伝達されるが、動力伝達用歯車（１８）の大きさやギヤの数、ギヤのピッチなどは、発電機器側の大きさや能力との兼ね合いを重視して設計するものとする。
【００２８】本考案における自家発電用動力装置と発電機器との接続については、動力伝達用歯車（１８）と発電機器の受動歯車とを直接、またはギヤ比等を考慮して設計された他の１個または複数個の歯車を介して接続することで発電できるようにするものであるが、本考案における自家発電用動力装置を、油圧ポンプなどに接続して動力を増大させ、その増大させた動力を発電機器に伝達して発電させることもできる。ただし、油圧ポンプなどを介在する場合の騒音などは考慮されたい。
【００２９】図１は、本考案を実施するための形態の好適な一例として記載しているが、このシリンダー構造を、より多数連結して、より大きな動力とすることもできる。その連結方法は、直列型でも上下対向型でも連結方法は問わない。
【００３０】本考案を実施するにあたり、容易に連想できる付随構造として、本考案に使われる電磁石への電流の供給時の回路中に可動抵抗を設けるなどして、電磁石の作用を制御することも可能であり、また上記回路中にスィッチを設けて本考案の装置を安全に停止させることも可能である。さらに発電機器の異常時や地震の際にそれらを感知して本装置を停止させる安全対策を付加させることも有効な対策であることを併記する。
【符号の説明】
【００３１】１  シリンダー
２  錘ピストン
３  電磁石
４  磁極固定台座１
５  可動台座
６  電磁石接触防止用バネ支柱固定子
７  磁極固定台座２
８  誘導ばね固定子
９  誘導ばね
１０  ピストン支柱
１１  電磁石接触防止用バネ支柱
１２  電磁石接触防止用バネ
１３  電磁石接触防止用バネ支柱固定用ねじ
１４  クランク継手
１５  クランクシャフト
１６  クランクシャフト軸受
１７  フライホイール
１８  動力伝達用歯車
【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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