(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャスターのロック機構であって、
その平面が前記キャスターの回転軸に対して垂直になるように該キャスターに固定される第１の平板状部材と、
前記第１の平板状部材の上方に配置され、その平面が該第１の平板状部材の平面との平行を維持したまま該回転軸の軸方向に移動可能に固定される第２の平板状部材と、
前記キャスターのロック状態とロック解除状態を切り換えるロック状態切替手段と、
を含み、
前記第２の平板状部材の前記第１の平板状部材に対向する平面には、それぞれが異なる長さを有するＮ個（Ｎは２以上の整数。以下同様。）の棒状の突起部が前記回転軸の軸心を中心とする同心円上に形成され、
前記第１の平板状部材には、前記キャスターが直進方向に向いたときに最短の前記突起部が嵌合可能な円形開口部が形成されるとともに、その余の（Ｎ−１）個の前記突起部が摺動自在に嵌合可能な（Ｎ−１）個の円弧状開口部が前記同心円上に形成され、
前記ロック状態切替手段は、前記第２の平板状部材の前記軸方向の位置を変更して、最長の前記突起部が前記円弧状開口部に嵌合不可能な第１の状態と、最短の前記突起部が前記円形開口部に嵌合可能な第２の状態を実現する、
ロック機構。
【請求項２】
Ｍ個（Ｍは３以上の整数。以下同様。）の前記突起部と、（Ｍ−１）個の前記円弧状開口部を備え、各該円弧状開口部は、自身に嵌合する前記突起部の長さが短くなるほど、その開口幅が小さくなるように形成される、
請求項１に記載のロック機構。
【請求項３】
前記第１の平板状部材および前記第２の平板状部材は、円板状部材である、
請求項１または２に記載のロック機構。
【請求項４】
前記キャスターは、車椅子の前輪である、
請求項１〜３のいずれか一項に記載のロック機構。
【請求項５】
キャスターのロック機構であって、
その平面が前記キャスターの回転軸に対して垂直になるように該キャスターに固定される第１の平板状部材と、
前記第１の平板状部材の上方に配置され、その平面が該第１の平板状部材の平面との平行を維持したまま該回転軸の軸方向に移動可能に固定される第２の平板状部材と、
前記キャスターのロック状態とロック解除状態を切り換えるロック状態切替手段と、
を含み、
前記第１の平板状部材の前記第２の平板状部材に対向する平面には、それぞれが異なる長さを有するＮ個（Ｎは２以上の整数。以下同様。）の棒状の突起部が前記回転軸の軸心を中心とする同心円上に形成され、
前記第２の平板状部材には、前記キャスターが直進方向に向いたときに最短の前記突起部が嵌合可能な円形開口部が形成されるとともに、その余の（Ｎ−１）個の前記突起部が摺動自在に嵌合可能な（Ｎ−１）個の円弧状開口部が前記同心円上に形成され、
前記ロック状態切替手段は、前記第２の平板状部材の前記軸方向の位置を変更して、最長の前記突起部が前記円弧状開口部に嵌合不可能な第１の状態と、最短の前記突起部が前記円形開口部に嵌合可能な第２の状態を実現する、
ロック機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャスタのロック機構に関し、より詳細には、車椅子のキャスタに好適なロック機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、車椅子の前輪は、車体の方向変換を容易にするために、旋回自在のキャスタになっているが、キャスタが旋回自在であることは、一方で、いわゆる“片流れ”の原因となる。ここで、“片流れ”とは、車椅子で傾斜路を横断する際に、車体が谷側に傾くことに伴って、キャスタが谷側に旋回することが原因で、車椅子が谷側に流される現象をいう。
【０００３】
一般に、野外の路面には、水はけのために路面中央を頂点として２〜３％の横断勾配が設けられており、この勾配が常に車椅子の片流れを誘引する。そのため、車椅子の使用者は、車体の向きを山側に向けるように常に気を配る必要があり、このことが、肉体的・精神的に大きな負担となっていた。
【０００４】
この問題を受けて、従来、車椅子のキャスタの旋回をロックする機構が種々提案されている（例えば、特許文献１）。しかしながら、これまで提案されてきた機構では、一旦、車椅子を停止させて、キャスタの向きを直してからでないと、キャスタをロックすることができなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−１３０９９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
車椅子が走行する路面の状況や車椅子が進行すべき方向は時々刻々と変化する。このことに鑑みれば、車椅子の走行中に、任意のタイミングでキャスタのロック／解除を行うことができれば理想的である。本発明は、この着想に基づいてなされたものであり、車椅子の走行中に、キャスタのロック／解除を自在に行うことができる新規なロック機構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】
【０００７】
本発明者は、車椅子の走行中に、キャスタのロック／解除を自在に行うことができる新規なロック機構につき鋭意検討した結果、以下の構成に想到し、本発明に至ったのである。
【０００８】
すなわち、本発明によれば、キャスターのロック機構であって、その平面が前記キャスターの回転軸に対して垂直になるように該キャスターに固定される第１の平板状部材と、前記第１の平板状部材の上方に配置され、その平面が該第１の平板状部材の平面との平行を維持したまま該回転軸の軸方向に移動可能に固定される第２の平板状部材と、前記キャスターのロック状態とロック解除状態を切り換えるロック状態切替手段と、を含み、前記第２の平板状部材の前記第１の平板状部材に対向する平面には、それぞれが異なる長さを有するＮ個（Ｎは２以上の整数。以下同様。）の棒状の突起部が前記回転軸の軸心を中心とする同心円上に形成され、前記第１の平板状部材には、前記キャスターが直進方向に向いたときに最短の前記突起部が嵌合可能な円形開口部が形成されるとともに、その余の（Ｎ−１）個の前記突起部が摺動自在に嵌合可能な（Ｎ−１）個の円弧状開口部が前記同心円上に形成され、前記ロック状態切替手段は、前記第２の平板状部材の前記軸方向の位置を変更して、最長の前記突起部が前記円弧状開口部に嵌合不可能な第１の状態と、最短の前記突起部が前記円形開口部に嵌合可能な第２の状態を実現する、ロック機構が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
上述したように、本発明によれば、車椅子の走行中に、キャスタのロック／解除を自在に行うことができる新規なロック機構が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態のロック機構を適用した車椅子を示す図。
【図２】本実施形態のロック機構のキャスター側の拡大図。
【図３】本実施形態のロック機構を構成する円板状部材を示す図。
【図４】本実施形態のロック機構がキャスタをロックする仕組みを説明するための図。
【図５】本実施形態のロック機構がキャスタをロックする仕組みを説明するための図。
【図６】本実施形態のロック機構における突起部と開口部の位置関係を説明するための図。
【図７】別の実施形態のロック機構のキャスター側の拡大図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を図面に示した実施の形態をもって説明するが、本発明は、図面に示した実施の形態に限定されるものではない。なお、以下に参照する各図においては、共通する要素について同じ符号を用い、適宜、その説明を省略するものとする。
【００１２】
図１（ａ）は、本発明の実施形態であるロック機構１００を適用した車椅子５０を示し、図１（ｂ）は、本実施形態のロック機構１００を拡大して示す。
【００１３】
図１に例示する車椅子５０では、フレーム５６に固定された円筒状の軸受５４に対して、旋回自在型のキャスター５２の回転軸が回転自在に軸支されている。本実施形態のロック機構１００は、このキャスター５２の回転軸周りの旋回をロックするための機構であり、円板状部材１０と、円板状部材２０と、ロック状態切替手段３０を含んで構成されている。
【００１４】
ロック状態切替手段３０は、円板状部材２０の位置を変更することによりキャスター５２のロック状態とロック解除状態の切替を行うための手段であり、図１（ｂ）に示すように、円板状部材２０の上面に連結される棒状のリンク部材３２と、リンク部材３２の上端に接続されるレバー３３と、連結部材３５を介して車椅子５０のフレーム５８に固定される両端開放の円筒部材３４と、車椅子５０のフレーム５６に固定されるガイド部材３８を含んで構成されている。
【００１５】
ここで、図１（ｂ）の上側の円に拡大して示すように、円筒部材３４には、レバー３３を係止するために、深さの異なる２つの切り欠き３４ａ，３４ｂが形成されている。加えて、図１（ｂ）の下側の円に拡大して示すように、ガイド部材３８には、リンク部材３２を挿入するガイド穴３８ａが形成されており、リンク部材３２は、円筒部材３４とガイド穴３８ａの双方を貫通することによって、その長手方向に摺動可能に支持されている。
【００１６】
図２は、ロック機構１００のキャスター５２側の拡大図であり、図２（ａ）は、ロック機構１００を車椅子５０の側面から見た図を示し、図２（ｂ）は、ロック機構１００を車椅子５０の正面から見た図を示す。
【００１７】
円板状部材１０は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、その平面がキャスター５２の回転軸５２ａの軸心Ｒに対して垂直になるように、キャスター５２に適切な方法で固定されており、キャスター５２の旋回に追従して、円板状部材１０が軸心Ｒを中心として回転するように構成されている。
【００１８】
一方、円板状部材２０の中心には、開口部２３が形成されており、円板状部材２０は、その開口部２３に軸受５４が貫通する形で、円板状部材１０の上方に平行に配置される。ここで、円板状部材２０の上面には、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、リンク部材３２が、長手方向周りに回転自在に固定されており、これにより、リンク部材３２の長手方向の摺動に追従して、円板状部材２０が、円板状部材１０の平面との平行を維持したまま、軸心Ｒの軸方向に移動可能とされている。
【００１９】
加えて、円板状部材２０の円板状部材１０に対向する平面には、それぞれが異なる長さを有する３個の棒状の突起部２２が、当該平面の垂直方向に突出する形で形成されており、円板状部材１０には、３個の突起部２２のそれぞれが嵌合するための３個の開口部１２が形成されている。
【００２０】
ここで、図３に基づいて、円板状部材２０と円板状部材１０をより詳細に説明する。なお、図３（ａ）は、円板状部材２０の上面図とＡ−Ａ’線の断面図を並べて示し、図３（ｂ）は、円板状部材１０の上面図とＢ−Ｂ’線の断面図を並べて示す。
【００２１】
図３（ａ）に示すように、円板状部材２０には、円板状部材１０に対向する平面に、それぞれが異なる長さを有する３個の突起部２２ａ、２２ｂ、２２ｃが形成されている。ここで、３個の突起部２２ａ、２２ｂ、２２は、それぞれの中心が軸心Ｒを通る直線Ｌ上に位置するように、所定の間隔をおいて配置されており、軸心Ｒから離れるにつれて、その長さが短くなり、軸心Ｒから見て最遠の位置に、最短の長さを有する突起部２２ｃが配置されている。また、各突起部２２は、円板状部材１０の表面に当接したときの摩擦抵抗を小さくするために、その先端が半球状に形成されている。
【００２２】
一方、円板状部材１０には、最長の突起部２２ａが嵌合可能な位置に円弧状開口部１２ａが形成され、突起部２２ａより短い突起部２２ｂが嵌合可能な位置に円弧状開口部１２ｂが形成され、最短の突起部２２ｃが嵌合可能な位置に円形開口部１２ｃが形成されている。ここで、３個の開口部１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、それぞれの中心が軸心Ｒを通る直線Ｌ上に位置するように、３個の突起部２２の間隔と同じ間隔をおいて形成されている。
【００２３】
本実施形態では、２つの円弧状開口部１２ａと円弧状開口部１２ｂは、軸心Ｒを中心とする同心円弧上に配置されており、各開口部１２に突起部２２が嵌合した場合に、突起部２２が弧長方向に相対的に摺動自在となるように構成されている。ここで、本実施形態では、最長の突起部２２ａが嵌合する円弧状開口部１２ａの円弧の中心角が４０度とされ、突起部２２ａより短い突起部２２ｂが嵌合する円弧状開口部１２ｂの円弧の中心角が２０度とされている。
【００２４】
以上、本実施形態のロック機構１００の構造について説明してきたが、続いて、本実施形態のロック機構１００がキャスター５２の旋回をロックする仕組みを説明する。
【００２５】
図４（ａ）は、キャスター５２のロックを解除する第１の状態を示す。本実施形態においては、リンク部材３２の上端に接続されるレバー３３が円筒部材３４の浅い方の切り欠き３４ａに係止することで、ロック機構１００が第１の状態に遷移する。
【００２６】
第１の状態では、リンク部材３２に連結する円板状部材２０と円板状部材１０の間の離間距離が、円板状部材２０に形成される最長の突起部２２ａの長さ（円板状部材２０の平面からの突出量）よりも大きい距離Ｄに維持される。この場合、円板状部材２０に形成された３個の突起部２２はいずれも対応する開口部１２に嵌合することができないので、円板状部材１０は、３６０°旋回可能な状態となり、円板状部材１０に固定されるキャスター５２（図示せず）はフリーとなる。
【００２７】
一方、本実施形態では、キャスター５２をロックするにあたって、円筒部材３４の切り欠き３４ａに係止されるレバー３３の係止を解いて、リンク部材３２を長手方向周りに回転させ、レバー３３を円筒部材３４の深い方の切り欠き３４ｂに係止する。ここで、本実施形態の円筒部材３４は、切り欠き３４ｂの深さと切り欠き３４ａの深さの差分が距離Ｄと等しいかそれよりも若干大きくなるように構成されており、レバー３３を切り欠き３４ｂに係止することによって、ロック機構１００が第２の状態に遷移する。
【００２８】
第２の状態では、リンク部材３２に連結する円板状部材２０が自重で降下することにより、円板状部材２０に形成された３個の突起部２２が円板状部材１０に形成された３個の開口部１２に嵌合可能な状態が実現される。
【００２９】
図４（ｂ）は、上述した第２の状態を経て、キャスター５２がロックされた状態を示す。この場合、自重で降下した円板状部材２０に形成された３個の突起部２２ａ、２２ｂおよび２２ｃが、それぞれ、円板状部材１０に形成された円弧状開口部１２ａ、円弧状開口部１２ｂおよび円形開口部１２ｃに嵌合することにより、円板状部材１０が旋回不能な状態となり、円板状部材１０に固定されるキャスター５２（図示せず）がロックされる。
【００３０】
一方、キャスター５２のロックを解除する場合は、切り欠き３４ｂに係止されるレバー３３の係止を解いて、リンク部材３２を長手方向周りに回転させ、レバー３３を切り欠き３４ａに係止する。これにより、リンク部材３２に連結する円板状部材２０が軸心Ｒ方向に上昇して、円板状部材２０と円板状部材１０の間に離間距離Ｄが維持され、円板状部材１０は、３６０°旋回可能な状態となり、円板状部材１０に固定されるキャスター５２（図示せず）は再びフリーとなる。
【００３１】
図５は、ロック機構１００が上述した第２の状態に遷移した場合において、円板状部材２０に形成された３個の突起部２２が円板状部材１０に形成された３個の開口部１２に順次嵌合していく様子を時系列的に示す。なお、図５においては、車椅子５０の直進方向を矢線で示す。
【００３２】
レバー３３が切り欠き３４ｂに係止されることにより、ロック機構１００が第２の状態に遷移した直後は、円板状部材２０に形成された最長の突起部２２ａが円板状部材１０の上面に当接するものの円弧状開口部１２ａには嵌合しないので、図５（ａ）に示すように、円板状部材１０とこれに固定されるキャスター５２は、３６０°旋回可能な状態が維持される。
【００３３】
続いて、図５（ａ）に示す状態から、車椅子５０を漕いで車体を直進させると、キャスター５２は、図５（ｂ）に示すように、車輪を直進方向とは反対の方向に向けた状態で、軸心Ｒを中心として、約４０°〜４５°の角度範囲で揺動する。
【００３４】
その後、キャスター５２が約４０°〜４５°の角度範囲で揺動する過程で、最長の突起部２２ａの直下に円弧状開口部１２ａが位置する瞬間が訪れる。この瞬間、円板状部材２０（図示せず）が自重で降下することにより、図５（ｃ）に示すように、突起部２２ａが円弧状開口部１２ａに嵌合する。これ以降、突起部２２ａが、円弧状開口部１２ａの弧長方向を限度として、相対的に摺動することにより、円板状部材１０とこれに固定されるキャスター５２の揺動角度範囲が円弧状開口部１２ａの円弧の中心角４０°に制限される。
【００３５】
その後、キャスター５２が揺動角度範囲４０°で揺動する過程で、最長の突起部２２ａより短い突起部２２ｂの直下に円弧状開口部１２ｂが位置する瞬間が訪れる。この瞬間、円板状部材２０（図示せず）がさらに降下することにより、図５（ｄ）に示すように、突起部２２ｂが円弧状開口部１２ｂに嵌合する。これ以降、突起部２２ａが、円弧状開口部１２ｂの弧長方向を限度として、相対的に摺動することにより、円板状部材１０とこれに固定されるキャスター５２の揺動角度範囲が円弧状開口部１２ｂの円弧の中心角２０°に制限される。
【００３６】
その後、キャスター５２が揺動角度範囲２０°で揺動する過程で、最短の突起部２２ｃの直下に円形開口部１２ｃが位置する瞬間が訪れる。この瞬間、円板状部材２０がさらに降下することにより、図５（ｅ）に示すように、突起部２２ｃが円形開口部１２ｃに嵌合する。その結果、円板状部材１０とこれに固定されるキャスター５２の旋回が完全にロックされる。
【００３７】
以上、説明したように、本実施形態によれば、車椅子５０の直進に伴って、３個の突起部２２が、長いものから順番に、対応する開口部１２に収まることによって、キャスター５２は、その車輪５２ｂの車軸方向が車椅子５０の直進方向に対して垂直となった状態でロックされる。裏を返せば、本実施形態では、円形開口部１２ｃは、キャスター５２が直進方向に向いたとき、すなわち、キャスター５２の車輪５２ｂの車軸方向が車椅子５０の直進方向に対して垂直となったときに、突起部２２ｃが自身に嵌合するように、適切な位置に形成される。
【００３８】
以上、本実施形態のロック機構１００がキャスター５２の旋回をロックする仕組みについて説明してきたが、続いて、円板状部材２０に形成される突起部と円板状部材１０に形成される開口部１２の数およびその配置位置について説明する。
【００３９】
まず、円板状部材２０に形成される突起部と円板状部材１０に形成される開口部１２の数について説明する。
【００４０】
上述した実施形態では、３個の突起部２２とこれに対応する開口部１２を含む態様を例にとって説明してきたが、本発明は、突起部の数を３個に限定するものではなく、突起部の数はＮ個（Ｎは２以上の整数。以下同様。）であればよい。
【００４１】
例えば、突起部の数が２個の場合には、ロック機構１００は、最短の突起部が嵌合可能な１個の円形開口部と、最長の突起部が嵌合可能な１個の円弧状開口部を含む。例えば、突起部の数がＭ個（Ｍは３以上の整数。以下同様。）の場合には、ロック機構１００は、最短の突起部が嵌合可能な１個の円形開口部と、その余の（Ｍ―１）個の突起部が嵌合可能な（Ｍ―１）個の円弧状開口部を含む。この場合、（Ｍ―１）個の各円弧状開口部は、自身に嵌合する突起部の長さが短くなるほど、その中心角が小さくなるように形成される。
【００４２】
次に、円板状部材２０に形成される突起部２２と円板状部材１０に形成される開口部１２の配置位置について説明する。
【００４３】
上述した実施形態では、複数の突起部とこれに対応する複数の開口部が軸心Ｒを通る直線Ｌ上に配置される態様を例にとって説明してきたが、本発明の原理上、複数の突起部とこれに対応する複数の開口部は、必ずしも、軸心Ｒを通る直線Ｌ上に配置されている必要はなく、図６に例示するような態様で、複数の突起部とこれに対応する複数の開口部を配置してもよい。
【００４４】
図６に示す例では、軸心Ｒを中心とする３つの同心円Ｃ１〜Ｃ３の上に、３個の突起部とこれに対応する３個の開口部が配置されている。具体的には、最長の突起部２２ｘとこれが嵌合可能な円弧状開口部１２ｘが円Ｃ１上に配置され、突起部２２ｙとこれが嵌合可能な円弧状開口部１２ｙが円Ｃ２上に配置され、突起部２２ｚとこれが嵌合可能な円形開口部１２ｚが円Ｃ３上に配置されている。
【００４５】
ただし、円形開口部１２ｚは、キャスター５２の車輪５２ｂの車軸方向が車椅子５０の直進方向に対して垂直となったときに、突起部２２ｚが自身に嵌合するように、適切な位置に形成されており、円形開口部１２ｚは、突起部２２ｚが円形開口部１２ｚに嵌合したときに、突起部２２ｙが自身の中心にくるように、適切な位置に形成されており、円形開口部１２ｚは、突起部２２ｚが円形開口部１２ｚに嵌合したときに、突起部２２ｙが自身の中心にくるように、適切な位置に形成されている。
【００４６】
以上、説明したように、本実施形態のロック機構１００によれば、車椅子の走行中に、任意のタイミングでキャスター５２のロック／解除を行うことができる。本実施形態のロック機構１００は、その操作に大きな力を必要とせず、椅子に座ったままの状態で、手元のレバー３３を上下するだけで、簡単にキャスター５２のロック／解除を行うことができる。また、本実施形態のロック機構１００は、既存の自走式車椅子に対して簡単に後付けがすることができる。
【００４７】
以上、本発明について実施形態をもって説明してきたが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の設計変更が可能である。
【００４８】
例えば、上述した実施形態では、開口部１２を有する円板状部材１０をキャスター５２に固定し、突起部２２を有する円板状部材２０を円板状部材１０の上方に配置する態様を示したが、図７に示すように、突起部２２を有する円板状部材２０の方をキャスター５２に固定し、開口部を有する円板状部材１０を円板状部材２０の上方に配置するようにしてもよい。この場合、図７に示すように、開口部を有する円板状部材１０の上面にロック状態切替手段３０のリンク部材３２が固定され、リンク部材３２の長手方向の摺動に追従して、円板状部材１０が、円板状部材２０の平面との平行を維持したまま、軸心Ｒの軸方向に移動可能とされることにより、上述したのと同様の原理で、キャスター５２のロック／解除が実現される。
【００４９】
また、上述した実施形態では、突起部が形成される部材および上述した開口部が形成される部材として、円板状の部材を例示したが、当該部材は、必ずしも円板状の外形を有している必要はなく、キャスター５２の旋回を阻害しない適切な外形を有する平板状であればよい。
【００５０】
また、上述した実施形態では、突起部が形成される円板状部材が自重で降下する態様を例示したが、適切な手段を介して、突起部が形成される円板状部材の降下方向に付勢力を与えるようにしてもよい。
【００５１】
また、本発明のロック機構は、車椅子の片方の前輪（キャスター）のみに適用してもよいし、両輪に適用してもよい。
【００５２】
また、上述した実施形態では、本発明のロック機構を車椅子に適用した例について説明したが、本発明のロック機構の適用対象は、車椅子に限定されるものではなく、本発明のロック機構は、旋回自在型のキャスタを備える全ての移動体に対して適用が可能である。
【００５３】
その他、当業者が推考しうる実施態様の範囲内において、本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。
【実施例】
【００５４】
上記図に示したロック機構を作製して、既存の自走式車椅子に搭載し、その車椅子に乗って、排水勾配が設けられた路面を走行した。走行中に、手元のレバー３３を切り欠き３４ｂに係止した状態から、ハンドリムを一漕ぎすると、直ちに、キャスタがロックした。併せて、走行中に、ロックを片手で簡単に解除できることを確認した。
【符号の説明】
【００５５】
１０…円板状部材、１２…開口部、２０…円板状部材、２２…突起部、２３…開口部、３０…ロック状態切替手段、３２…リンク部材、３３…レバー、３４…円筒部材、３４ａ,３４ｂ…切り欠き、３５…連結部材、３８…ガイド部材、３８ａ…ガイド穴、５０…車椅子、５２…キャスター、５２ａ…回転軸、５２ｂ…車輪、５４…軸受、５６…フレーム、５８…フレーム、１００…ロック機構
【図１】
0006781366.tif 000002
【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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