(57)【要約】【課題】圧縮バネを使用した場合に生じるような座屈の問題を好適に回避することができ、保守、点検作業を簡単に行うことができるスプリング遊具を提供する。【解決手段】上部が接地面Ｇから上方へ突出するように固定された円筒状部材１０と、円筒状部材１０の内側へ挿通され、上下方向へ摺動可能なように支持されたシャフト１１と、その上端に固定された上物４と、円筒状部材１０の内側に配置され、シャフト１１を弾力的に支えるメインスプリング２ａと、その下方に連結固定され、メインスプリング２ａよりもバネ定数が高いサブスプリング２ｂとによって構成し、メインスプリング２ａの上端を円筒状部材１０の上部に対して固定するとともに、メインスプリング２ａの下端とシャフト１１の下端とを接続した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部が接地面から上方へ突出するように固定された円筒状部材と、
前記円筒状部材の内側へ挿通され、上下方向へ摺動可能なように支持されたシャフトと、
前記シャフトの上端に固定された上物と、
前記円筒状部材の内側に配置され、前記シャフトを弾力的に支えるメインスプリングと、
その下方に連結固定され、前記メインスプリングよりもバネ定数が高いサブスプリングと、によって構成されるスプリング遊具であって、
前記メインスプリングの上端が、前記円筒状部材の上部に対して固定されるとともに、前記メインスプリングの下端と前記シャフトの下端とが接続されていることを特徴とするスプリング遊具。
【請求項２】
前記メインスプリングの下端と前記シャフトの下端とが、スプリングホルダを介して接続され、
前記サブスプリングが、前記スプリングホルダの下側に接続されていることを特徴とする、請求項１に記載のスプリング遊具。
【請求項３】
前記サブスプリングの下方側に、ゴム製のストッパが接続固定されていることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のスプリング遊具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、公園等の施設に設置される遊具に関し、特に、スプリングを利用して動作するように構成された遊具に関する。
【背景技術】
【０００２】
「スプリング遊具」と称される遊具には様々なタイプのものがあり、例えば、図５に示すようなスプリング遊具１０１がよく知られている。図５のスプリング遊具１０１は、設置面Ｇから鉛直方向へ立設させたコイルスプリング１０２の上に、台座１０３を介して上物１０４（動物や乗物等を模したもの）を載置し、幼児等が上物１０４に跨って、前後左右に揺動させて遊べるように設計されている。この種の遊具１０１は、幼児が上物１０４に跨って遊ぶことが前提とされているので、「着座型スプリング遊具」と呼ばれている。また、図６に示すように、床状の上物１０４を複数本のコイルスプリング１０２によって支え、複数の幼児等が、上物１０４の上で立ったまま遊具１０１を揺動させて遊べるように設計されたもの（立ち乗り型スプリング遊具）なども商品化されている。
【０００３】
ところで、これらのスプリング遊具１０１のように、構成要素としてコイルスプリング１０２を使用する遊具は、利用者等の指が挟まったりしないよう、安全性を充分に考慮して設計されている。より具体的に説明すると、使用時において、ピッチが利用者等の指の太さよりも狭くなるほどコイルスプリング１０２が収縮してしまうと、指が挟まって抜けなくなるような事故が生じかねないため、一般的には、ピッチが２５ｍｍ以下にはならないよう、比較的太く、剛性の高いコイルスプリング１０２（線径：１８〜２０ｍｍ程度、バネ定数：８０〜１５０Ｎ／ｍｍ程度）が使用されている。
【０００４】
図５や図６に示したようなスプリング遊具１０１は、上述の通り、太く、剛性の高いコイルスプリング１０２が使用されているため、体重の軽い幼児が使用する場合には硬すぎ、幼児において「楽しい」と感じられるような振幅、周期で揺動させることが難しい、という問題がある。
【０００５】
そこで、このような問題を回避できる遊具として、図７に示すような構造のスプリング遊具１０１も製造されている。このスプリング遊具１０１においては、バネ定数の低い、比較的柔らかいスプリング（メインスプリング１０２ａ）が使用されており、幼児（体重の軽い者）が使用する場合でも、好適な動作態様（周期が長く、柔らかな動作）を期待することができる。
【０００６】
ここで、図７のスプリング遊具１０１の構成をより具体的に説明すると、この遊具１０１は、基本的には、垂直方向に立設固定された円筒状部材１１０と、この円筒状部材１１０の内側へ挿通され、上下方向に摺動可能なように支持されたシャフト１１１と、シャフト１１１の上端に固定された円盤状のステップ（上物１０４）と、円筒状部材１１０の内側に配置され、シャフト１１１を弾力的に支持するメインスプリング１０２ａ（圧縮バネ）と、メインスプリング１０２ａよりも短く、バネ定数が高い（硬い）サブスプリング１０２ｂとによって構成されており、使用者が上物１０４の上に立ち、メインスプリング１０２ａの弾性力（反発力）により、上下動させて遊べるように構成されている。
【０００７】
尚、メインスプリング１０２ａよりも短く硬いサブスプリング１０２ｂは、幼児が通常の方法以外の方法で遊んだ場合（例えば、上物１０４の上に飛び乗ったような場合）や、このスプリング遊具１０１のターゲットである幼児よりも体重の重い者（児童或いは大人等）が使用した場合等において、安全性を確保するために配置されている。つまり、このスプリング遊具１０１においては、幼児が通常の方法で使用することを前提に、動作の基礎となるメインスプリング１０２ａとして、バネ定数が低く、柔らかいものが使用されているため、通常の方法以外の方法で使用された場合や、ターゲット外の児童や大人が使用した場合には、メインスプリング１０２ａが急激に収縮してしまうことがある。このとき、サブスプリング１０２ｂが配置されていない場合には、シャフト１１１が最下点に達した際に衝撃が生じ、その衝撃が上物１０４、及び、使用者に伝わって非常に危険であり、また、機構の耐久性を著しく低下させてしまうことになる。
【０００８】
バネ定数が高く、硬いサブスプリング１０２ｂは、メインスプリング１０２ａよりも短く構成されており、図７に示すように、シャフト１１１が最上点に位置しているときには、サブスプリング１０２ｂの上端とシャフト１１１の下端は離れている。そして、シャフト１１１が下降し、シャフト１１１の下端がサブスプリング１０２ｂの上端に接触した瞬間から、最下点に至るまでの間、サブスプリング１０２ｂが作用し、メインスプリング１０２ａの収縮速度を低下させ、最下点到達時における衝撃の発生を回避し、或いは、衝撃を低減化することができる。
【０００９】
メインスプリング１０２ａのバネ定数を６Ｎ／ｍｍ程度、サブスプリング１０２ｂのバネ定数を１０Ｎ／ｍｍとした場合、荷重の大きさ（Ｎ）と撓み量（ｍｍ）の関係について、図８のグラフに示すような特性が得られる。このグラフからも分かるように、体重の軽い幼児が使用した場合（荷重が６００Ｎ以下である場合）、撓み量が比較的大きく、長い周期の柔らかな動作態様を期待できる。また、幼児が使用する限り、通常の方法以外の方法で遊んだ場合や、幼児よりも体重の大きい児童等が使用した場合、サブスプリング１０２ｂの作用により、そのエネルギーを吸収することができる。このエネルギーの大きさは、図８の「荷重−撓み曲線」を、撓みについて積分することによって見積もることができる。尚、このような特性は、不等ピッチスプリングを用いても得ることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
図７に示したようなスプリング遊具１０１を、「幼児を対象とする遊具」とするためには、上述したようにバネ定数を小さく設定する必要があるが、このことは「ストロークの増大」をもたらすことになる。このため、スプリングが長くなり、スプリングの直径と自由長の比（即ち「縦横比」）が大きくなる。図７に示したような圧縮バネ（メインスプリング１０２ａ）は、縦横比が大きい場合（具体的には、「３」よりも大きい場合）、座屈を起こし易くなるため、縦横比を「３以下」にすることが推奨されているが、遊具としての機能を満たすためには、この値を小さく保つことは難しい。
【００１１】
また、図７の例では、メインスプリング１０２ａが、その内側に配置されているサブスプリング１０２ｂと干渉することがある。そのような干渉を回避するためには、メインスプリング１０２ａを右巻き、サブスプリング１０２ｂを左巻きにするなどの対策を講じればよいと考えられるが、座屈の問題を完全に解決することは難しい。
【００１２】
また、図８のグラフに示したように、バネ定数を非線形にしたり、機構を円筒状部材１１０の内部に納めるなどの工夫を重ねると、部品点数が増加し、構造が複雑化してしまうことになるが、構造が複雑であると、メンテナンスが困難になってしまうという問題がある。例えば、図７のスプリング遊具１０１においては、スプリング１０２ａ，１０２ｂの下端を円筒状部材１１０の底部に対して強固に取り付ける必要があるが、この場合、設置後の分解修理が極めて困難になってしまう。
【００１３】
本発明は、上記のような従来技術の問題を解決すべくなされたものであって、圧縮バネを使用した場合に生じるような座屈の問題を好適に回避することができ、保守、点検作業を簡単に行うことができるスプリング遊具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】
【００１４】
本発明に係るスプリング遊具は、上部が接地面から上方へ突出するように固定された円筒状部材と、円筒状部材の内側へ挿通され、上下方向へ摺動可能なように支持されたシャフトと、シャフトの上端に固定された上物と、円筒状部材の内側に配置され、シャフトを弾力的に支えるメインスプリングと、その下方に連結固定され、メインスプリングよりもバネ定数が高いサブスプリングと、によって構成され、メインスプリングの上端が、円筒状部材の上部に対して固定されるとともに、メインスプリングの下端とシャフトの下端とが接続されていることを特徴としている。
【００１５】
尚、このスプリング遊具においては、メインスプリングの下端とシャフトの下端とが、スプリングホルダ（ミドルスプリングホルダ）を介して接続され、サブスプリングが、当該スプリングホルダの下側に接続されていることが好ましく、更に、サブスプリングの下方側に、ゴム製のストッパが接続固定されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のスプリング遊具は、メインスプリングの上端が円筒状部材の上部に対して固定されるとともに、メインスプリングの下端とシャフトの下端とが接続されているため、メインスプリングに対し、引っ張り方向へ力が作用することになり、このため、バネ定数を小さく設定するとともに、ストロークを大きく取ることができ、圧縮バネを使用した場合に生じるような座屈の問題を好適に回避することができる。
【００１７】
また、本発明のスプリング遊具は、特性の異なる弾性体を上手く組み合わせることによって、１４〜４０ｋｇ程度の体重の者を対象とすることができ、３〜６歳の幼児だけでなく、６〜１２歳の児童等であっても好適に遊ばせることができ、より幅広い年齢層の子供を対象とする遊具を実現することができる。
【００１８】
更に、本発明のスプリング遊具は、上物から先端までの可動部分が一体的な構造となっており、かつ、それらの可動部分が、円筒状部材の上部のみに接続されているため、円筒状部材に対する固定を解除するだけで、可動部分全体を円筒状部材から取り外すことができ、保守、点検作業を簡単に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付図面に沿って本発明のスプリング遊具を実施するための最良の形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係るスプリング遊具１の垂直断面図である。このスプリング遊具１は、基本的には、大半（全長の約３／４）が接地面Ｇ下に埋設され、上部（全長の約１／４）が接地面Ｇから鉛直上方へ突出するように固定された円筒状部材１０と、この円筒状部材１０の内側へ挿通され、上下方向に摺動可能なように支持されたシャフト１１と、シャフト１１の上端に固定された円盤状のステップ（上物４）と、円筒状部材１０の内側に配置され、シャフト１１を弾力的に支えるメインスプリング２ａと、その下方に連結固定され、メインスプリング２ａよりもバネ定数が高いサブスプリング２ｂとによって構成されている。
【００２０】
メインスプリング２ａは、上端が、アッパースプリングホルダ５を介して円筒状部材１０の上部に固定され、メインスプリング２ａの下端とシャフト１１の下端とが、円筒状部材１０の内側において上下方向に摺動可能なように配置されたミドルスプリングホルダ６を介して接続されており、かかる構成により、使用者が上物４の上に立ち、メインスプリング２ａの弾性力を利用して、上下動させて遊べるようになっている。
【００２１】
図２は、図１に示す円筒状部材１０の内側上端に固定されているアッパースプリングホルダ５、及び、その内側に装着されている角筒型スペーサ１２の斜視図である。アッパースプリングホルダ５は、図示されているように略円柱状の外観を呈している。より詳細には、アッパースプリングホルダ５の上半部は、円柱状に形成され、外径寸法が円筒状部材１０の内径寸法よりも僅かに小さく設定されており、円筒状部材１０の内側に隙間なく収まるようになっている。
【００２２】
アッパースプリングホルダ５の外周面の下半部には、メインスプリング２ａの固定手段として機能する螺旋状の溝５ｃが形成されている。この螺旋状の溝５ｃは、メインスプリング２ａの形状に対応しており、メインスプリング２ａの上端部分を溝５ｃ内に嵌合させるようにして、メインスプリング２ａをアッパースプリングホルダ５の下半部に巻き付けることにより、しっかりと固定できるように構成されている。
【００２３】
アッパースプリングホルダ５の中心部には、上面から下面へと貫通する空洞５ａが形成されている。この空洞５ａは、断面の内側形状が正方形となっているが、長手方向に一様ではなく、中間に段部５ｂが形成されており、この段部５ｂを境界として、下半部は上半部よりも開口が狭くなっている。
【００２４】
角筒型スペーサ１２は、図１に示されているように、アッパースプリングホルダ５の上半部内側（図２に示す空洞５ａ内）に装着されている。この角筒型スペーサ１２は、摩擦係数が小さく、かつ、耐摩耗性に優れた素材（例えば、超高分子量ポリエチレンなど）によって形成されている。
【００２５】
図３は、図１に示す円筒状部材１０の内側に配置されているミドルスプリングホルダ６、及び、その下半部に装着されている円筒型スペーサ１５の斜視図である。このミドルスプリングホルダ６は、図示されているように、基本的には、四枚の垂直な板状部材６ａ〜６ｄを鉛直軸線周りに等間隔、等角度で組み合わせた形状をしており、各板状部材６ａ〜６ｄの上半部には、メインスプリング２ａの固定手段として機能する切欠１３が、それぞれ複数個ずつ形成されている。また、各板状部材６ａ〜６ｄの下半部には、サブスプリング２ｂの固定手段として機能する小孔１４が、それぞれ二つずつ形成されている。
【００２６】
板状部材６ａ〜６ｄの切欠１３の大きさや形成位置は、メインスプリング２ａの形状に対応しており、メインスプリング２ａの下端部分を各切欠１３内に嵌合させるようにして、メインスプリング２ａをミドルスプリングホルダ６の上半部に巻き付けることにより、しっかりと固定できるようになっている。一方、板状部材６ａ〜６ｄの小孔１４の大きさや形成位置は、サブスプリング２ｂの形状に対応しており、サブスプリング２ｂの上端部分を各小孔１４内へ挿通させるようにして、サブスプリング２ｂをミドルスプリングホルダ６の下半部に巻き付けることにより、しっかりと固定できるようになっている。
【００２７】
円筒型スペーサ１５は、図１に示されているように、ミドルスプリングホルダ６の下半部の外側に装着されている。円筒型スペーサ１５は、外径寸法が円筒状部材１０の内径寸法よりも僅かに小さく設定されており、角筒型スペーサ１２と同様に、摩擦係数が小さく、耐摩耗性に優れた素材（例えば、超高分子量ポリエチレンなど）によって形成されている。従って、ミドルスプリングホルダ６は、その下半部外側に装着されている円筒型スペーサ１５により、円筒状部材１０の内側において、左右方向へぶれることなく、上下方向へ円滑に摺動するようになっている。
【００２８】
図４は、図１に示す円筒状部材１０の内側に配置されているロウアースプリングホルダ７の斜視図である。ロウアースプリングホルダ７は、図示されているように、基本的には、四枚の垂直な板状部材７ａ〜７ｄを鉛直軸線周りに等間隔、等角度で組み合わせた形状をしており、各板状部材７ａ〜７ｄには、サブスプリング２ｂの固定手段として機能する小孔１６が、それぞれ二つずつ形成されている。
【００２９】
板状部材７ａ〜７ｄの小孔１６の大きさや形成位置は、サブスプリング２ｂの形状に対応しており、サブスプリング２ｂの下端部分を各小孔１６内へ挿通させるようにして、サブスプリング２ｂをロウアースプリングホルダ６の下半部に巻き付けることにより、しっかりと固定できるようになっている。尚、ロウアースプリングホルダ７の下方側には、図１に示されているように、ゴム製のストッパ８が装着されている。
【００３０】
図１に示されているように、ミドルスプリングホルダ６は、その下方のロウアースプリングホルダ７に対し、サブスプリング２ｂを介して連結された状態となっており、上方のアッパースプリングホルダ５に対しては、メインスプリング２ａを介して連結された状態となっている。そして、アッパースプリングホルダ５は、円筒状部材１０の内側上端において固定されている。従って、ミドルスプリングホルダ６（並びに、その下方側に連結されているサブスプリング２ｂ、及び、ロウアースプリングホルダ７）は、円筒状部材１０の内部において、アッパースプリングホルダ５からメインスプリング２を介して弾力的に吊り下げられた状態となっている。
【００３１】
そして、シャフト１１は、アッパースプリングホルダ５の内側（図２に示す空洞５ａ内）、及び、角筒型スペーサ１２の内側に挿通された状態で、その下端が、ミドルスプリングホルダ６に対して固定されている。従って、シャフト１１（及び、その上端に固定されている上物４）は、ミドルスプリングホルダ６と同様に、上下方向へ摺動し、上物４に対して加えられた荷重と、メインスプリング２ａの弾性力によって動作するように構成されている。
【００３２】
上述したように、図７に示したような従来のスプリング遊具１０１においては、メインスプリング１０２ａとして「圧縮バネ」が使用されていた。そして、幼児が使用する場合でも、好適な動作態様（周期が長く、柔らかな動作）が得られるようにするためには、バネ定数を小さく設定する必要があるところ、圧縮バネを使用する場合には、座屈の問題を回避するため、縦横比を「３以下」にすること（即ち、スプリングの全長を短くすること）が求められ、その結果、ストロークを短く、バネ定数を高く設定する必要があった。つまり、図７のスプリング遊具１０１のように、圧縮バネを使用する場合、周期が長く、柔らかな動作が得られるような遊具とすることは困難であった。
【００３３】
本実施形態のスプリング遊具１では、メインスプリング２ａとして「引張りバネ」が使用されている（即ち、引っ張り方向へ力が作用するような構成となっている）ため、バネ定数を小さく設定するとともに、ストロークを大きく取ることができ、圧縮バネを使用した場合に生じるような座屈の問題を好適に回避することができる。
【００３４】
そして、メインスプリング２ａよりもバネ定数の高い圧縮バネ（サブスプリング２ｂ）が、メインスプリング２ａの下方側に接続されており、更に、サブスプリング２ｂの下方側にゴム製のストッパ８が接続固定されている。これらの弾性材料が組み合わせられることにより、次のような態様で動作することになる。
【００３５】
まず、上物４に対して荷重が載荷された場合、バネ定数の小さいメインスプリング２ａが単体で伸長する。ここで、載荷された荷重が小さい場合（例えば、体重２０ｋｇ以下の幼児が通常の方法で使用した場合）には、ストッパ８が円筒状部材１０の底部に接する前に、メインスプリング２ａの伸長が止まり、収縮に転じることになる。
【００３６】
一方、載荷された荷重が大きく（例えば、幼児が通常の方法以外の方法で使用した場合や、それよりも体重の大きい児童等が使用した場合等）、ストッパ８が円筒状部材１０の底部に接するまでメインスプリング２ａが伸長した場合、ストッパ８が円筒状部材１０の底部に接した時点から、サブスプリング２ｂが効き始める。
【００３７】
ここで、メインスプリング２ａのバネ定数をＫ１、サブスプリング２ｂのバネ定数をＫ２とした場合、ストッパ８が円筒状部材１０の底部に接している間における総体でのバネ定数Ｋは、
Ｋ＝（Ｋ１＋Ｋ２）
のように代数和となる。
【００３８】
上物４に載荷された荷重の大きさが、７０ｋｇよりも小さい場合には、ストッパ８が円筒状部材１０の底部に接した後、ある時点で、サブスプリング２ｂの圧縮が止まり、その後は、伸長に転じることになる。
【００３９】
一方、上物４に載荷された荷重の大きさが、７０ｋｇよりも大きい場合には、ストッパ８が円筒状部材１０の底部に接した後、サブスプリング２ｂが最も短くなるまで圧縮される。この時点から、ゴム製のストッパ８が効き始める。ゴムの弾性は、強い非線形性を示し、吸収した弾性エネルギーは熱となるので、小さな体積でも衝撃を好適に和らげることができる。
【００４０】
本実施形態のスプリング遊具１では、上述のように特性の異なる弾性体を上手く組み合わせることによって、１４〜４０ｋｇ程度の体重の者を対象とすることができ、３〜６歳の幼児だけでなく、６〜１２歳の児童等であっても好適に遊ばせることができる。つまり、従来のスプリング遊具と比べ、より幅広い年齢層の子供を対象者とすることができる。
【００４１】
また、図７のスプリング遊具１０１においては、メインスプリング１０２ａが、その内側に配置されているサブスプリング１０２ｂと干渉するという問題があったが、本実施形態のスプリング遊具１においては、メインスプリング２ａとサブスプリング２ｂとが重ならないよう、上下方向へ縦列接続されているため、そのような問題は生じない。
【００４２】
尚、本実施形態のスプリング遊具１においては、使用者における挟み込み等の事故を防止するため、図１に示されているように、シャフト１１の上方部分が、ゴム製の蛇腹状カバー１７によって覆われている。
【００４３】
また、本実施形態のスプリング遊具１においては、上物４から先端のゴムストッパ８までの可動部分が一体的な構造となっており、かつ、それらの可動部分が、円筒状部材１０の上部のみに接続されているため、カバー１７を取り外し、円筒状部材１０に対するアッパースプリングホルダ５の固定を解除するだけで、可動部分全体を円筒状部材１０から取り外すことができ、保守、点検作業を簡単に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るスプリング遊具１の垂直断面図。
【図２】図１に示す円筒状部材１０の内側上端に固定されているアッパースプリングホルダ５、及び、その内側に装着されている角筒型スペーサ１２の斜視図。
【図３】図１に示す円筒状部材１０の内側に配置されているミドルスプリングホルダ６、及び、その下半部に装着されている円筒型スペーサ１５の斜視図。
【図４】図１に示す円筒状部材１０の内側に配置されているロウアースプリングホルダ７の斜視図。
【図５】従来のスプリング遊具１０１（着座型）の側面図。
【図６】従来のスプリング遊具１０１（立ち乗り型）の側面図。
【図７】従来のスプリング遊具１０１の垂直断面図。
【図８】図７のスプリング遊具１０１における荷重の大きさ（Ｎ）と撓み量（ｍｍ）の関係を示すグラフ。
【符号の説明】
【００４５】
１：スプリング遊具、
２：コイルスプリング、
２ａ：メインスプリング、
２ｂ：サブスプリング、
４：上物、
５：アッパースプリングホルダ、
５ａ：空洞、
５ｂ：段部、
５ｃ：溝、
６：ミドルスプリングホルダ、
６ａ〜６ｄ：板状部材、
７：ロウアースプリングホルダ、
７ａ〜７ｄ：板状部材、
８：ストッパ、
９：ベース、
１０：円筒状部材、
１１：シャフト、
１２：角筒型スペーサ、
１３：切欠、
１４：小孔、
１５：円筒型スペーサ、
１６：小孔、
１７：カバー、
１０１：スプリング遊具、
１０２：コイルスプリング、
１０２ａ：メインスプリング、
１０２ｂ：サブスプリング、
１０３：台座、
１０４：上物、
１１０：円筒状部材、
１１１：シャフト、
Ｇ：設置面
【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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