(57)【要約】【課題】　生ゴミや生分解性プラスチック、家畜の排泄物など、好気性微生物により分解される可能性が期待できる供試体に、さまざまな好気性微生物とを対応させて、容易に分解処理効果を確認することができる微生物を用いた分解処理シミュレーション装置を提供すること。【解決手段】　上部が開放され供試体が収容される容器３と、その容器３内を上下に収容部６と空気が供給される空気部７とに仕切る仕切部８と、前記仕切部８に設けられ、該仕切部８上に載置された供試体に空気部７の空気を供給して供試体の好気性を維持する空気供給部１１と、内部の気体を排出する排出口５を有する開閉可能な外側密閉容器２とを備えて構成する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
　開口部が形成され該開口部を密閉させる開閉可能な蓋を備えた容器を備え、前記容器内に、微生物によって分解処理される供試体が前記開口部を介して収容される収容部と、外部空気が供給される空気部とを、通気可能な仕切部で画設すると共に、前記空気部と連絡され前記空気部内に前記外部空気を送気させる送気口部と、前記収容部と連絡され前記収容部を介してなる供試空気を外部へ排気させる排気口部とを、設けたことを特徴とする微生物を用いた分解処理シミュレーション装置。
【請求項２】
　前記容器は、前記蓋を備えた外側密閉容器と、前記外側密閉容器内に配設され上部が開放された内側開放容器とを備えると共に、前記内側開放容器内の上下方向中途部を前記仕切部で仕切って前記収容部と前記空気部とが画設され、前記内側開放容器が前記外側密閉容器に対して出し入れ可能に構成されていることを特徴とする請求項１記載の微生物を用いた分解処理シミュレーション装置。
【請求項３】
　前記仕切部は、多数の貫通孔を有する仕切板と、その仕切板に取り付けられ該仕切板を前記内側開放容器の底面から所定の高さに維持する脚部とを備えてなることを特徴とする請求項１または２記載の微生物を用いた分解処理シミュレーション装置。
【請求項４】
　前記容器は、前記蓋を備えると共にその内側面中途部に係止部が突設された外側密閉容器と、通気可能な底面部を備え該係止部に底面縁部が支承されると共に上部が開放された内側開放容器とを備えてなり、前記底面部と前記係止部とで前記仕切部が構成されていると共に前記内側開放容器が前記外側密閉容器に対して出し入れ可能に構成されていることを特徴とする請求項１記載の微生物を用いた分解処理シミュレーション装置。
【請求項５】
　前記係止部は、前記外側密閉容器の内側面中途部に突設された爪と、その爪に縁部が支承され前記内側開放容器の底面部より幅狭な口が開口された載置プレートと、を備えて構成され、前記内側開放容器が、前記載置プレートに通気可能に載置されることを特徴とする請求項４に記載の微生物を用いた分解処理シミュレーション装置。
【請求項６】
　前記供試体には、バイオマスが含まれることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の微生物を用いた分解処理シミュレーション装置。
【請求項７】
　前記供試体には、家畜の排泄物が含まれることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の微生物を用いた分解処理シミュレーション装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、家畜の排泄物、生ゴミや生分解性プラスチックなど、好気性微生物により分解される可能性が期待できる供試体を、さまざまな好気性微生物と対応させて、供試体に好適な好気性微生物を発見することができる微生物を用いた分解処理シミュレーション装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
　近年、有機性の廃棄物の処理が問題になっている。例えば、豚、牛等の家畜を飼育する畜産施設例えば養豚場では、糞や尿等の排泄物が排出される。この排泄物は有機物濃度が高く、臭気がひどいため、養豚場の周辺においては環境に悪影響を及ぼすことがあり得る。このため、排泄物を処理する手段として、例えば、豚を飼育する豚舎のコンクリート床に、オガ屑及び籾殻に醗酵菌と米糠とを混合した混合物（敷料）を敷き詰めることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
　これは、前記敷料に含まれる発酵菌の作用により排泄物を分解処理して悪臭を抑える、としたものである。
【特許文献１】特開平８−９８１３号公報（第２頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
　この従来の豚舎の床構造は、養豚が飼育される豚舎の床に、オガ屑及び籾殻に醗酵菌と米糠とを混合した混合物を敷き詰めることを特徴としているが、そもそも、一般的に醗酵菌には、さまざまな種類があり、全ての種類の発酵菌が、豚の排泄物等の有機性の廃棄物を極めて効率的に分解処理可能なのではない。
【０００５】
　したがって、上記した混合物を豚舎に敷設する際は、その時点において、分解処理能が確認された周知の発酵菌を用いることになるが、その一方で、分解処理能が未確認である好気性微生物が数多く存在する。このような好気性微生物による分解処理は、生ゴミ（食物残さ、食品加工廃棄物）等の他の有機性廃棄物の処理においても大きく期待されている。
【０００６】
　かかることから、家畜の排泄物や生ゴミ、生分解性プラスチックなどに対して、さらなる好適な好気性微生物を発見することは、自然環境の保護や改善に繋がり、社会的ニーズに合致したものと言える。
　しかしながら、好気性微生物の分解処理効果を確認するために、例えば、大型構造物である上記した実際の豚舎に適用することは、数多くのリスクを負うし、もっとも、微生物の分解処理効果を確認するための供試空気を外気中から適正に採取することは困難である。
【０００７】
　そこで本発明は、家畜の排泄物や生ゴミ、生分解性プラスチックなど、好気性微生物により分解される可能性が期待できる供試体に、さまざまな好気性微生物を対応させて、容易に分解処理効果を確認することができる微生物を用いた分解処理シミュレーション装置を提供すること目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
　上記課題を解決するために本発明にかかる微生物を用いた分解処理シミュレーション装置は、下記の技術的手段を講じた。
　すなわち、請求項１にかかる微生物を用いた分解処理シミュレーション装置は、開口部が形成され該開口部を密閉させる開閉可能な蓋を備えた容器を備え、前記容器内に、微生物によって分解処理される供試体が前記開口部を介して収容される収容部と、外部空気が供給される空気部とを、通気可能な仕切部で画設すると共に、前記空気部と連絡され前記空気部内に前記外部空気を送気させる送気口部と、前記収容部と連絡され前記収容部を介してなる供試空気を外部へ排気させる排気口部とを、設けたことを特徴とする。
　請求項２にかかる微生物を用いた分解処理シミュレーション装置は、請求項１において、前記容器は、前記蓋を備えた外側密閉容器と、前記外側密閉容器内に配設され上部が開放された内側開放容器とを備えると共に、前記内側開放容器内の上下方向中途部を前記仕切部で仕切って前記収容部と前記空気部とが画設され、前記内側開放容器が前記外側密閉容器に対して出し入れ可能に構成されていることを特徴とする。
　請求項３にかかる微生物を用いた分解処理シミュレーション装置は、請求項１または２において、前記仕切部は、多数の貫通孔を有する仕切板と、その仕切板に取り付けられ該仕切板を前記内側開放容器の底面から所定の高さに維持する脚部とを備えてなることを特徴とする。
　請求項４にかかる微生物を用いた分解処理シミュレーション装置は、請求項１において、前記容器は、前記蓋を備えると共にその内側面中途部に係止部が突設された外側密閉容器と、通気可能な底面部を備え該係止部に底面縁部が支承されると共に上部が開放された内側開放容器とを備えてなり、前記底面部と前記係止部とで前記仕切部が構成されていると共に前記内側開放容器が前記外側密閉容器に対して出し入れ可能に構成されていることを特徴とする。
　請求項５にかかる微生物を用いた分解処理シミュレーション装置は、請求項４において、前記係止部は、前記外側密閉容器の内側面中途部に突設された爪と、その爪に縁部が支承され前記内側開放容器の底面部より幅狭な口が開口された載置プレートと、を備えて構成され、前記内側開放容器が、前記載置プレートに通気可能に載置されることを特徴とする。
　請求項６にかかる微生物を用いた分解処理シミュレーション装置は、請求項１〜５の何れかにおいて、前記供試体には、バイオマスが含まれることを特徴とする。
　請求項７にかかる微生物を用いた分解処理シミュレーション装置は、請求項１〜５の何れかにおいて、前記供試体には、家畜の排泄物が含まれることを特徴とする。
【０００９】
　上記技術的手段によれば、当該装置へ所望の空気供給装置（エア供給手段）によって容器内にその外部の空気（外部空気）を供給して、微生物の働きを活発にしえる環境とし、前記容器内の空気（供試空気）を前記排気口部を介して採取する。そして、この採取された供試空気を、検知管、ガスクロマトグラフィーなどの所望の分析手段によって成分分析する。この一連の動作を所定時間経過後に繰り返し又は連続して行うことで、微生物による供試体の分解処理効果を把握する。このシミュレーションを、異なる微生物に適宜交換させて観測することで好適な微生物を知見していく。
【発明の効果】
【００１０】
　本発明によれば、生ゴミや生分解性プラスチック、家畜の排泄物など、好気性微生物により分解される可能性が期待できる供試体に、さまざまな好気性微生物を対応させて、容易に分解処理効果を確認することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
　以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。図１〜図５は実施の形態１を、図６は実施の形態２を、図７は実施の形態３を、夫々示す。
（実施の形態１）
　実施の形態１にかかる微生物を用いた分解処理シミュレーション装置１は、供試体Ａを、家畜例えば豚の排泄物を含む使用済み敷料にし、かかる供試体Ａを容器２、３内に収容して実験を行うのに好適なものが例示されている。
【００１２】
　外側容器２は、密閉可能な容器（外側密閉容器）であることが好ましい。外側密閉容器２の形状は、特に限定されず、円形状、楕円形状、多角形状等どのように形成してもよく、例えば図示するように矩形箱状に形成してもよい。
　外側密閉容器２は、内側容器３を出し入れできる開口部を有することが好ましい。外側密閉容器２の開口部を閉塞する蓋４は、外側密閉容器２にヒンジを介して一体的に設けてもよいし、個別に設けてもよい。
【００１３】
　外側密閉容器２の一側面（第１側面）２ａの上方には、容器２内の気体を容器２外に排出する排出口５が一体的に設けられている。排出口５は、外側密閉容器２内の供試空気をサンプリングするときにも使用されるものであり、また、適宜、公知の検出手段（図示せず）とチューブ等を介して接続することもできる。排出口５は、第１側面２ａの表面から突出し、例えばチューブが装着される円筒状に形成することが好ましく、サンプリング手段または検出手段の形状に合わせて設計することが可能である。
　外側密閉容器２の大きさは、収容した内側容器３との間の空間に滞留している空気量がサンプリングするのに十分な量の範囲から任意に決められる。例えば、通常、アンモニア濃度を検知管を用いて測定する場合には、数百立方センチメートルの容量が必要である。
【００１４】
　内側容器３は、上部が開放された内側開放容器であり、外側密閉容器２の底面２ｃ上に収容（載置）されるように形成されている。内側開放容器３の形状は、横断面矩形状、円形状、楕円形状、多角形状等どのように形成してもよく、例えば、上部が開放された矩形箱状に形成されている。また、内側開放容器３は、縦断面ほぼ凹状又は上方にいくに連れて漸次内側面が外側に傾斜したおおよそ凹状に形成することが好ましい。
　内側開放容器３の大きさは、外側密閉容器２内にその開口部を介して収容することができると共に、実験を行うために十分な量の供試体Ａを収容可能な大きさとする等、実験の条件に適応した範囲から任意に決められる。
【００１５】
　内側開放容器３内には、その容器３内を重力方向上下に収容部６と空気が供給される空気部７とに仕切る仕切部８が設けられている。仕切部８は、どのように形成してもよいが、内側開放容器３に着脱自在に形成されていることが好ましい。具体的には例えば、仕切部８は、図５に示すように、仕切板９と脚部１０とからなる。
【００１６】
　仕切板９は、例えばプラスチックを用いてほぼ矩形平板状に形成されている。仕切板９の大きさは、特に限定されないが、内側開放容器３内に配置される容器内壁に接するか、又は近接するような大きさに形成することが好ましい。
　仕切板９には、仕切板９上に載置された供試体Ａに空気部７の空気を供給して供試体Ａの好気性を維持する空気供給部１１が設けられている。空気供給部は、供試体Ａの好気性を維持することができるならばどのように設けてもよく、例えば、空気部７と収容部６とを連通させる貫通孔１１を多数設けるようにしてもよい。貫通孔１１の形状は、円形状、矩形状、楕円形状、多角形状どのように形成してもよく、また、空気部７側の端部と収容部６側の端部との大きさを変えてもよい。
　この空気供給部１１を有する仕切部８としては、供試体Ａの形状・大きさ及び保形性の度合いに合わせて、網、フィルター、すのこ状物等どのようなものを用いてもよく、例えば分散板を用いてもよいが、図示するように安価で汎用性の点からプラスチック製の網（多数の貫通孔１１を有する仕切板９）を用いることがよい。
【００１７】
　脚部１０は、仕切板９を内側開放容器３内の所定の位置に位置させるものであり、仕切板９を安定して保持できれば、どのように形成してもよい。例えば、脚部１０は、仕切板９の四隅近傍とほぼ中央部の５箇所に取り付けられている。これら脚部１０の先端部を内側開放容器３の底面に載置することにより、図３に示すように仕切板９が内側開放容器３内の所定の位置に位置されるようになっている。このため、脚部１０の長さを変えることにより、仕切板９の内側開放容器３内の位置を任意に変えられる。
【００１８】
　内側開放容器３の空気部７には、図１乃至図４に示すように、空気を供給する空気管１２が接続されている。空気管１２としては、例えばプラスチック製のものが用いられ、外側密閉容器２外に位置されている部分ではゴムチューブを用いるようにしてもよい。空気管１２から空気が空気部７に供給されるが、単に空気管１２の先端部を空気部７内に位置するだけでは、空気部７の一箇所にのみ空気が片寄って供給される虞があるので、空気部７のほぼ全域に空気管１２からの空気が供給されるように、空気管１２の先端部に空気分散部材１３を取り付けることが好ましい。
　空気分散部材１３は、どのようなものを用いてもよく、例えば市販の水槽用のエアストーンを図示するようにほぼＵ字状に形成して空気部７内に配置するようにしてもよい。
　この空気管１２の上流側は、外側密閉容器２を貫通して外部に延出している。
【００１９】
　空気管１２の内側開放容器３及び外側密閉容器２の配設は、どのようにしてもよいが、外側密閉容器２は、排出口５を有し密閉条件が厳しいものではないため、例えば外側密閉容器２の第１側面２ａと対向する第２側面２ｂの下方に空気管１２の外径とほぼ同じ大きさの貫通孔を設けると共に、内側開放容器３のその第２側面２ｂと対向する第１側面３ａの下方に空気管１２の外径とほぼ同じ大きさの貫通孔を設け、これら貫通孔を例えばプラスチック製の空気管１２を貫通させて空気管１２の先端部を内側開放容器３の空気部７内に位置させるようにしてもよい。
【００２０】
　空気管１２の上流側端部は、例えば空気ポンプ等の空気供給装置１４に接続されている。空気供給装置１４は、仕切部８（仕切板９）上に載置された供試体Ａの好気性を維持する（良好にする）のに十分な空気を供給するものである。この空気供給装置１４としては、供給する空気量を調節することができる装置が好ましいが、このような装置は高価であるため水槽に空気を送る安価で汎用されている市販の空気ポンプを用いてもよい。このような空気ポンプ等は、供給する空気量を調節することができないので、この場合には、空気管１２に空気量を調節する空気調節弁を設けるようにすることが好ましい。
【００２１】
　次に、以上のように構成された実施の形態１にかかる微生物を用いた分解処理シミュレーション装置を用いた処理実験について説明する。
　まず、外側密閉容器２の蓋４を開いて開口部を開口し、この開口部から内側開放容器３を底面２ｃ上に載置する。プラスチック製の空気管１２を、外側密閉容器２の貫通孔に貫通させてから内側開放容器３の貫通孔に貫通させて、先端部を内側開放容器３の空気部７内に位置させる。この空気管７の先端部に図４に示すように空気分散部材１３を取り付ける。空気管１２の下流側端部を必要に応じて空気調節弁を取り付けてから空気ポンプ１４に接続する。
【００２２】
　仕切部８（仕切板９）を内側開放容器３内に入れて、内側開放容器３内を図１及び図２に示すように重力方向上下に収容部６と空気部７とに仕切る。なお、仕切板９は、空気管１２の先端部に空気分散部材１３を取り付けた後に内側開放容器３内に入れるが、これは、空気管１２を空気ポンプ１４に接続する前でも後でもどちらでもよい。
【００２３】
　仕切板９上に、水分量を調節した使用済みの敷料を適量（例えば内側開放容器３の８分目ぐらいまで）敷き詰める。この敷料に微生物を投入して混合する（供試体Ａとなる）。なお、微生物を混合した敷料（供試体Ａ）を仕切板９上に敷き詰めるようにしてもよい。その後、外側密閉容器２の蓋４を閉じて外側密閉容器２を密閉する。そして、空気ポンプ１４を駆動させ、空気部７への空気量を必要に応じて空気調節弁を用いて調節する。
【００２４】
　空気ポンプ１４から外部空気が空気管１２及び空気分散部材１３を介して空気部７に供給される。空気部７内の空気は、仕切板９の貫通孔１１を介して供試体Ａに供給される。このように、仕切板９に接触している部分及びその近傍に貫通孔１１から空気が供給されるため、供試体Ａは全体的に良好な好気的状態となり、敷料全体で好気性微生物が良好に作用できる。つまり、好気性微生物を十分に機能させることができる。
【００２５】
　また、供試体Ａの撹拌を定期的に又は供試体Ａの状態を見ながら行い、乾燥した部分と湿気を帯びた部分とが片寄ることなく、供試体Ａ全体を好気的な条件に維持することが好ましい。供試体Ａの撹拌は、どのようにしてもよい。
【００２６】
　空気は、敷料Ａを介して内側開放容器３から外側密閉容器２内に一旦滞留してから外側密閉容器２の排出口５から容器２外に排出される。この排出口５に例えばゴムチューブを装着し、空気をサンプリングして空気中に含まれるアンモニアなどの悪臭物質の濃度を測定する。これにより、好気性微生物による敷料の処理状態を把握することが可能となる。つまり、好気性微生物の効果を判定することができる。
【００２７】
　したがって、実施の形態１にかかる分解処理シミュレーション装置１は、仕切板９上の供試体Ａの好気性を良好に維持することができるので、好気性微生物による敷料の処理状態を正確に、かつ、経時的に把握することができ、悪臭を分解する微生物のスクリーニング（たくさんの候補微生物から有用なものを絞り込む作業）を行えると共に、微生物に適した敷料の種類、あるいは敷料に加え、微生物の働きを助けることのできる添加剤などのスクリーニングも行え、かつ、微生物の投入時期の検討も行えることになる。
【００２８】
　また、容器（外側容器２）が密閉容器であることにより、好気性微生物による敷料の処理状態を一層正確に把握することができる。すなわち、悪臭成分は、糞・尿由来のアンモニア等、気化する悪臭物質であり、容器を密閉しないと発生した悪臭物質は空気中に飛散してしまい、定量分析ができないからである。
【００２９】
　また、容器は、上部が開放された内側開放容器３と、その内側開放容器３を収容する外側密閉容器２とからなることにより、敷料Ａを介した空気が内側開放容器３の外側の外側密閉容器２内に一旦滞留するため、敷料Ａが乾燥しすぎてしまう心配もない。
【００３０】
　また、外側密閉容器２、内側開放容器３、仕切部８、空気管１２を分解できるので、清掃が簡単であり、再利用が可能である。また、外側密閉容器２、内側開放容器３及び仕切部８がプラスチックにより成形されていることで、一層清掃が簡単である。
　また、排出口５が容器２の表面から突出した円筒状に形成されていることにより、気体採取チューブを容易に装着することができ、サンプリングを容易に行える。
【００３１】
（実施の形態２）
　実施の形態２にかかる微生物を用いた分解処理シミュレーション装置１０１は、図６に示すように、実施の形態１で例示した外側密閉容器２と内側容器３とを組合わせるように、空気管１２と排出口５とを設けた容器２０１と、蓋４とを備えて構成した例である。なお、他の構成は実施の形態１と同一であるため、共通する構成は実施の形態１と同一符号を付して説明は省略する。
【００３２】
（実施の形態３）
　実施の形態３にかかる微生物を用いた分解処理シミュレーション装置１０２は、図７に示すように、実施の形態１で例示した内側容器３内に配設された仕切板９に替えて、通気可能な底面部を有した内側容器３０１を、外側密閉容器２０２内の中途部に位置させるようにした例であり、共通する構成は実施の形態１と同一符号を付して説明は省略する。
【００３３】
　実施の形態３にかかる微生物を用いた分解処理シミュレーション装置１０２は、内側面中途部に爪（係止部）２０３が突設された外側密閉容器２０２と、連通孔３０２が設けられて通気可能な底面部を備えると共に上部が開放された内側開放容器３０１と、その内側開放容器３０１の底面部より幅狭な口４０３が開口されると共に内側開放容器３０１の底面部外縁を案内する凸部４０２が設けられ外側密閉容器２０２内の側面と摺接可能な所要の形状からなる載置プレート４０１とを備えて構成されている。
【００３４】
　そして、その爪２０３に載置プレート４０１縁部が支承されて保持されると共に、その載置プレート４０１に設けられた凸部４０２内に内側開放容器３０１の底面部が挿脱可能に載置されている。
　このように内側開放容器３０１の底面部と載置プレート４０１とで仕切部を構成しても良いもので、かかる構成にすることにより、内側開放容器３０１が外側密閉容器２０２に対して簡単に出し入れすることができるので、利便性を向上することができる。
【００３５】
　以上、本実施の形態にかかる微生物を用いた分解処理シミュレーション装置を説明したが、上述した実施形態は、本発明の好適な実施形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。例えば、排出口部は、容器の蓋に設けても良いものである。
　また、上記実施の形態においては、アンモニア等を含む使用済敷料に微生物を混合し、通常の空気を送り込んで実験を行う場合を例示したが、アンモニアのない新品の敷料に微生物を混合し、そこにアンモニアを混合した空気を外部空気として送り込み、微生物の作用を確認する実験にも本発明は適用が可能である。
　さらに、本実施の形態にかかる微生物を用いた分解処理シミュレーション装置に供試されるものとして、豚の排泄物について例示したが、このものに限定されず、食物残さ、食品加工廃棄物等の生ゴミや生分解性プラスチック、他の家畜の排泄物など、好気性微生物により分解される可能性が期待できる供試体を用い、その作用に由来して空気中の期待の組成が変化し得る実験系であれば、特に限定されず適用可能である。例えば、バイオマスを用いた好気的発酵実験が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】実施の形態１にかかる微生物を用いた分解処理シミュレーション装置の一部切欠した斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿える縦断正面図である。
【図３】内側開放容器に仕切部を設けた状態を示す拡大平面図である。
【図４】内側開放容器の拡大平面図である。
【図５】仕切部の斜視図である。
【図６】実施の形態２にかかる微生物を用いた分解処理シミュレーション装置の一部切欠した斜視図である。
【図７】実施の形態３にかかる微生物を用いた分解処理シミュレーション装置の縦断面図である
【符号の説明】
【００３７】
１　　微生物を用いた分解処理シミュレーション装置
２　　外側密閉容器（容器、外側容器）
２ａ　第１側面
２ｂ　第２側面
２ｃ　底面
３　　内側開放容器（容器、内側容器）
３ａ　第１側面
４　　蓋
５　　排出口
６　　収容部
７　　空気部
８　　仕切部
９　　仕切板
１０　脚部
１１　貫通孔（空気供給部）
１２　空気管
１３　空気分散部材
１４　空気ポンプ（空気供給装置）
【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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