(57)【要約】【課題】係留系の共振の発生を抑制する技術の確立。【解決手段】波を受け地盤に支持されている地盤側固定構造体２と、地盤側固定構造体２と船舶３との間に介設される減衰構造体４と、減衰構造体４と船舶３との間の運動を空間的許容範囲で許容する第１運動制限体６と、船舶３と地盤側固定構造体２との間の運動を空間的許容範囲で許容する第２運動制限体５とから構成されている。船舶３と同体的に縦軸方向に揺動する減衰構造体４は、自己が持つ減衰性能により、船舶３の縦軸方向の運動エネルギーを減衰させる。その絶え間ない減衰は、長周期共振の発生条件をリアルタイムに崩してその共振を有効に抑制することができる。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
波を受け地盤に支持されている地盤側固定構造体と、
前記地盤側固定構造体と船舶との間に介設される減衰構造体と、
前記減衰構造体と前記船舶との間の運動を空間的許容範囲で許容する第１運動制限体と、
前記船舶と前記地盤側固定構造体との間の運動を空間的許容範囲で許容する第２運動制限体
とを具える係留システム。
【請求項２】
前記減衰構造体は、前記船舶の周囲の波を減衰する減衰構造を備えている
請求項１の係留システム。
【請求項３】
前記第１運動制限体は係留索である
請求項１の係留システム。
【請求項４】
前記第２運動制限体は、前記地盤側固定構造体と前記船舶との間に介設される係留索である
請求項３の係留システム。
【請求項５】
前記係留索は、
前記地盤側固定構造体と前記減衰構造体との間に介設される係留索と、
前記減衰構造体と前記船舶との間に介設される係留索とを備える
請求項４の係留システム。
【請求項６】
前記減衰構造体と前記地盤側固定構造体との間の運動を空間的許容範囲で許容する第３運動制限体
を更に具える請求項１の係留システム。
【請求項７】
前記第３運動制限体は係留索である
請求項６の係留システム。
【請求項８】
前記減衰構造体は波減衰構造を形成し、
前記波減衰構造は、液面より鉛直方向に下方に位置し減衰構造体に結合する板である
請求項１の係留システム。
【請求項９】
前記波減衰構造は、前記減衰構造体の鉛直断面形状が台形であり、
前記台形は上面側面積が下面側面積より狭い形状である
請求項１の係留システム。
【請求項１０】
前記波減衰構造は、液面より鉛直方向に下方に位置し前記減衰構造体に結合する迷路である
請求項１の係留システム。
【請求項１１】
減衰構造本体と、
前記減衰構造本体に対して相対的に運動する運動体と、
前記減衰構造本体と前記運動体の間に介設され前記減衰構造本体と前記運動体との間の相対的運動を減衰させる減衰構造と、
船舶を前記運動体に係留する係留構造
とを具える係留システム。
【請求項１２】
地盤固定構造体と、
前記地盤固定構造体と前記船舶との間の運動を空間的許容範囲で許容する運動制限体と
を更に具える
請求項１１の係留システム。
【請求項１３】
前記減衰構造は、前記減衰構造本体と前記運動体との間に介設される液体の存在である
請求項１２の係留システム。
【請求項１４】
前記減衰構造は、前記運動体と前記減衰構造本体との間の摩擦抵抗の存在である
請求項１２の係留システム。
【請求項１５】
前記減衰構造本体は地盤に対して固定されている
請求項１２の係留システム。
【請求項１６】
前記減衰構造本体は岸壁に固定されている
請求項１５の係留システム。
【請求項１７】
前記減衰構造本体は浮力を受け空間的許容範囲で動揺して地盤に対して固定されている
請求項１２の係留システム。
【請求項１８】
前記係留構造は、前記船舶と前記運動体との間の動揺を空間的許容範囲内で許容する係留索の存在である
請求項１２の係留システム。
【請求項１９】
前記減衰構造は、前記本体と前記運動体との間に介設される液体の存在であり、前記運動体は前記液体に浮く浮体であり、
前記浮体は、前記浮体の運動を減衰する
請求項１２の係留システム。
【請求項２０】
前記波減衰構造は、前記液体の液面より鉛直方向に下方に位置し前記浮体に結合する板である
請求項１９の係留システム。
【請求項２１】
前記波減衰構造は、前記浮体の鉛直断面形状が台形であり、
前記台形は上面側面積が下面側面積より狭い形状である
請求項１９の係留システム。
【請求項２２】
前記波減衰構造は、前記液体の液面より鉛直方向に下方に位置し前記浮体に結合する迷路である
請求項１９の係留システム。
【請求項２３】
前記迷路は複数に連鎖的に接続するオリフィスである
請求項２２の係留システム。
【請求項２４】
波を受け地盤に支持されている地盤側固定構造と、
減衰構造とを具え、
前記減衰構造は、
地盤側固定減衰構造体と、
前記地盤側固定減衰構造体に対して運動する可動側減衰構造体と、
前記可動側減衰構造体と船舶との間の運動を空間的許容範囲で許容する運動制限体とを備える
係留システム。
【請求項２５】
前記運動制限体は係留索である
請求項２４の係留システム。
【請求項２６】
前記地盤側固定構造は港湾に建設されている岸壁である
請求項２５の係留システム。
【請求項２７】
前記減衰構造は、前記地盤側固定構造と前記船舶との間の運動を空間的許容範囲で許容する他の運動制限体とを更に備える
請求項２４の係留システム。
【請求項２８】
前記他の運動制限体は係留索である
請求項２７の係留システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、係留システムに関し、特に、岸壁に船舶を安定的に係留する係留システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
物資を輸送する船舶は、港湾の岸壁に係留される。その物資は、岸壁に係留された船舶と岸壁側設備との間で双方向に移送される。近年、静穏な湾内に係留されている船舶が長周期で大きく動揺して係留索（係留鎖を含む）が破断する多数の事例が報告されている。このような不思議な現象は、港湾関係者で重要視されている。そのような現象の原因である外力原因として、波の長周期成分、変動波漂流力、サブハーモニックモーションが考えられている。これらの原因に共通する物理的原因は、係留系の固有周期の共振である。湾口に設置される防波堤は、波の遮蔽効果を有するが、その締切度を大きくすれば、湾内の水質が悪化するため、ある程度の大きさの湾口を設けることが不可避的である。長周期の波は、ほとんど減衰しないで湾内に侵入し、現在は、長周期動揺発生時には荷役作業を中断すること以外に適切な対処手段がない現状にある。
【０００３】
係留系の共振の発生を抑制する技術の確立が求められる。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−３３５４８５号
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、係留系の共振の発生を抑制する技術を確立することができる係留システムを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
その課題を解決するための手段が、下記のように表現される。その表現中に現れる技術的事項には、括弧（）つきで、番号、記号等が添記されている。その番号、記号等は、本発明の実施の複数の形態又は複数の実施例のうちの少なくとも１つの実施の形態又は複数の実施例を構成する技術的事項、特に、その実施の形態又は実施例に対応する図面に表現されている技術的事項に付せられている参照番号、参照記号等に一致している。このような参照番号、参照記号は、請求項記載の技術的事項と実施の形態又は実施例の技術的事項との対応・橋渡しを明確にしている。このような対応・橋渡しは、請求項記載の技術的事項が実施の形態又は実施例の技術的事項に限定されて解釈されることを意味しない。
【０００７】
本発明による係留システムは、波を受け地盤に支持されている地盤側固定構造体（２）と、地盤側固定構造体（２）と船舶（３）との間に介設される減衰構造体（４）と、減衰構造体（４）と船舶（３）との間の運動を空間的許容範囲で許容する第１運動制限体（６）と、船舶（３）と地盤側固定構造体（２）との間の運動を空間的許容範囲で許容する第２運動制限体（５）とから構成されている。
【０００８】
船舶と同体的に縦軸方向に揺動する減衰構造体（４）は、自己が持つ減衰性能により、船舶の縦軸方向の運動エネルギーを減衰させる。その絶え間ない減衰は、共振を有効に抑制することができる。
【０００９】
第１運動制限体（５）は係留索鎖又は係留索であることが好ましい。係留索は係留索鎖の１種である。第２運動制限体（５）は、地盤側固定構造体（２）と船舶（３）との間に介設される係留索鎖（５）であることが好ましい。地盤側に係留される船舶（３）はある程度の揺動を許容され、その揺動のエネルギーが減衰構造体（４）により減衰される。減衰構造体（４）は波減衰構造を有することが好ましい。その波減衰構造は、図２〜図１８に示される本体形状、板構造、迷路のような波減衰性を有する。
【００１０】
第２運動制限体（６）は、地盤側固定構造体（２）と減衰構造体（４）との間に介設される係留索鎖（５’）であることが好適に可能である。そのような係留索鎖は、地盤側固定構造体（２）と減衰構造体（４）との間に介設される係留索鎖（５’）と、減衰構造体（４）と船舶（３）との間に介設される係留索鎖（６’）とから形成されることは、減衰性を向上させる点で更に好ましい。
【００１１】
本発明による係留システムは、減衰構造本体（１８）と、減衰構造本体（１８）に対して相対的に運動する運動体（４’）と、減衰構造本体（１８）と運動体（４’）の間に介設され減衰構造本体（１８）と運動体（４’）との間の相対的運動を減衰させる減衰構造と、船舶（３）を運動体（４’）に係留する係留構造とから構成されている。その減衰構造は、減衰構造本体（１８）と運動体（４’）との間に介設される液体の存在である。又は、減衰構造は、運動体（４’）と減衰構造本体（１８）との間の摩擦抵抗の存在である。減衰構造本体（１８）は地盤に対して固定されている。地盤固定構造体と船舶との間の運動を空間的許容範囲で許容する運動制限体の追加は、船体の安定のためにより好ましい。
【００１２】
減衰構造本体（１８）は浮力（図１９）を受け空間的許容範囲で動揺して地盤に対して固定されていることが可能である。減衰構造本体（１８）は岸壁に固定されてることが可能である。係留構造は、船舶と運動体（４’）との間の動揺を空間的許容範囲内で許容する係留索鎖の存在であり得る。減衰構造は、減衰構造本体（１８）と運動体（４’）との間に介設される液体の存在であり得る。この場合には、運動体（４’）は液体に浮く浮体として構成され、その浮体は、液体に生成される波を減衰する波減衰構造を備えることが効果的である。液体を用いるこのような減衰構造は、既述の減衰構造体（４）に均等的に代替され得る。
【００１３】
波減衰構造は、多様に構成されることが可能であり、液体の液面より鉛直方向に下方に位置し浮体に結合する板（１１）であり得る。波減衰構造は、浮体（図６の９）の鉛直断面形状が台形であり、その台形は上面側面積が下面側面積より狭い形状である。波減衰構造は、液体の液面より鉛直方向に下方に位置し浮体に結合する迷路（１４〜１７）であり得る。迷路（１４〜１７）は複数に連鎖的に接続するオリフィス（１６）であり得る。
【００１４】
本発明による係留システムは、波を受け地盤に支持されている地盤側固定構造（１８）と、減衰構造とから構成されている。その減衰構造は、地盤側固定減衰構造体（１８）と、地盤側固定減衰構造体（１８）に対して運動する可動側減衰構造体（４’）と、可動側減衰構造体（４’）と船舶（３）との間の運動を空間的許容範囲で許容する運動制限体とで形成され得る。その運動制限体は係留索鎖（２１）であり得る。地盤側固定構造（１８）は港湾に建設されている岸壁であり得る。減衰構造は、地盤側固定構造（１８）と船舶（３）との間の運動を空間的許容範囲で許容する他の運動制限体とを更に備えることは有効である。他のその運動制限体は係留索鎖（１９）であり得る。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図に対応して、本発明による係留システムは、地盤側固定構造体（以下、岸壁といわれる）と船舶との間に介設されている。その係留構造１は、図１に示されるように、岸壁２と船舶３との間に介設される減衰浮体４と第１係留索鎖５と第２係留索鎖６とから構成されている。ここで、係留索鎖は、２浮体の間の相対的運動を空間的許容範囲で許容しその空間的許容範囲外で２浮体の間の相対的運動を制限し、その両端が両端間の最大距離と最小距離の間で自由に運動することができる物体である。減衰浮体４は、岸壁２と船舶３との間で船舶３の縦軸線方向に並んで配置されている。
【００１６】
第１係留索鎖５は、岸壁２と船舶３との間に複数本的に介設されている。第１係留索鎖５の一端は岸壁２に固着され、第１係留索鎖５の他端は船舶３に固着されている。第２係留索鎖６は、そのプレストラインが減衰浮体４に固縛されている。第２係留索鎖６は、複数本（例示：２本）が用いられ、その２本は互いに交叉している。第２係留索鎖６の一端は減衰浮体４に固着され、第２係留索鎖６の他端は船舶３に固着されている。岸壁２と減衰浮体４との間に第１フェンダ７が介設され、減衰浮体４と船舶３との間に第２フェンダ８が介設されている。
【００１７】
減衰浮体４は、船舶３に対して同体的に動揺する。その動揺は、縦軸線のまわりの回転運動であるロール、縦軸線方向の並進運動であるサージ、横軸線方向の並進運動であるスウェイ、横軸線まわりのピッチ、鉛直線方向の並進運動であるヒーブ、鉛直線まわりの回転運動であるヨーの６つの運動の合成である。減衰浮体４の運動は、主としてサージである。減衰浮体４は、主として縦軸方向線形運動に関して減衰性を有している。減衰浮体４に同体的に運動する船舶３は、減衰浮体４の縦軸方向減衰効果の影響を受ける。船舶３は、その減衰効果により、長周期共振の増幅を抑制する。
【００１８】
図２〜図６は、減衰浮体４の造波減衰を増大させる公知の減衰構造を多様に示している。これらの減衰構造は、最近に出願人会社が開発した構造であり、その減衰効果が確認されている。図２は、浮体９と浮体９の底面側の１辺に水平方向に突き出る減衰板１１とから構成される減衰浮体４を示している。図３は、浮体９の本体面と減衰板１１との境界領域に減衰穴１２が形成されている減衰浮体４を示している。図４は、縦軸方向（前後方向）に２体の既述の減衰板１１が配置されている減衰浮体４を示している。図５は、その２体の減衰板１１について既述の減衰穴１２が形成されている減衰浮体４を示している。図６は、浮体５の鉛直断面形状が台形である減衰浮体４を示している。ここで、台形は、上面側面積が下面側面積より狭いことである。
【００１９】
図７〜図１８は、抗力抵抗を増大させる公知の減衰構造を多様に示している。これらの減衰構造は、最近に出願人会社が開発した構造であり、その減衰効果が確認されている。図７は、浮体９と浮体９の底面側の１辺に鉛直方向下方に突き出る減衰板１１’とから構成される減衰浮体４を示している。
【００２０】
図８は、浮体９の本体面と減衰板１１’との境界領域に減衰穴１２’が形成されている減衰浮体４を示している。図９は、縦軸方向（前後方向）に２体の既述の減衰板１１’が配置されている減衰浮体４を示している。図１０は、その２体の減衰板１１’について既述の減衰穴１２’が形成されている減衰浮体４を示している。
【００２１】
図１１は、浮体９と浮体９の底面から鉛直方向下方に突き出る多数の減衰板１１’とから構成される減衰浮体４を示している。図１４は、それらの多数の減衰板１１’について既述の減衰穴１２’がそれぞれに形成されている減衰浮体４を示している。図１５は、上下に配列される２層状浮体１３とその２層の間を結合する多列円柱群１４とから構成される減衰浮体４を示している。
【００２２】
図１２は、減衰板１１”の改良を示している。減衰板１１”は、鉛直方向部位と水平方向部位から形成され、その水平方向部位は、鉛直方向部位の先頭部位又は後尾部位から縦軸線方向に延びている。図１３は、２様の減衰穴１２”が図１２の減衰板１１”に開けられる減衰板１１”を示している。一様の減衰穴１２”は鉛直部位と浮体９の底面との間に配置され、他様の減衰穴１２”は鉛直部位と水平部位との間に配置されている。
【００２３】
図１６は、２層状浮体１３とその２層の間を結合する多穴構造膜１５とから構成される減衰浮体４を示している。図１７は、２層状浮体１３とその２層の間を結合する多数のオリフィス１６の連鎖構造とから構成される減衰浮体４を示している。図１８は、２層状浮体１３とその２層の間を結合する迷路構造１７とから構成される減衰浮体４を示している。多列円柱群１４と多穴構造膜１５とオリフィス１６は、流体の流れに関して迷路構造に等価である。
【００２４】
図１９は、本発明による係留システムの実施の他の形態を示している。実施の本形態では、実施の既述の形態の第１係留索鎖５と第２係留索鎖６とにそれぞれに代えられて第１係留索鎖５’と第２係留索鎖６’とが用いられている。第１係留索鎖５’は、岸壁２と減衰浮体４との間に複数本的に介設されている。第１係留索鎖５’の一端は岸壁２に固着され、第１係留索鎖５’の他端は減衰浮体４に固着されている。第２係留索鎖６’は、減衰浮体４に固縛されている。第２係留索鎖６’は、複数本（例示：４本）が用いられ、その４本のうちの２本は互いに交叉している。第２係留索鎖６’の一端は減衰浮体４に固着され、第２係留索鎖６’の他端は船舶３に固着されている。実施の本形態の減衰効果は、実施の図１の形態の減衰効果に概ね等価である。
【００２５】
図２０は、本発明による係留システムの実施の更に他の形態を示している。実施の本形態の減衰構造は、外界（外界水）に対する外力的反作用に基づく減衰性を持たず、内力的反作用に基づく減衰性を有している。その係留構造１は、減衰容器（減衰構造本体）１８と、容器内減衰浮体４’と、第３係留索鎖１９と第４係留索鎖２１とから構成されている。第３係留索鎖１９は、岸壁２と船舶３との間に介設されている。容器内減衰浮体４’は、減衰容器１８の中に注入されている液体（海水）に浮く容器内浮体である。第４係留索鎖２１は、容器内減衰浮体４’と船舶３との間に介設されている。容器内減衰浮体４’としては、図２〜図１８に示される既述の減衰浮体４がそのままに用いられ得る。
【００２６】
減衰容器１８は、図２１に示されるように、海底（地盤）に対して固定されている。容器内減衰浮体４’は、減衰容器１８に固定されている案内軌条（図示されず）に案内されて船舶３の縦軸方向に運動することができる。容器内減衰浮体４’は、その案内軌条に摩擦的に接触して運動することが好ましく、又は、その案内軌条と容器内減衰浮体４’との間に摩擦摺動部材が介設されることが好ましい。容器内減衰浮体４’の外側面又は容器内減衰浮体４’の内側面が摩擦面であることは可能である。
【００２７】
容器内減衰浮体４’の上端部位２２は、図２１に示されるように、減衰容器１８の天井から鉛直方向上方に突き出ている。その上端部位２２に、係留索鎖固縛機器２３が取り付けられている。第４係留索鎖２１のそれぞれの一端は、係留索鎖固縛機器２３に固着されている。
【００２８】
係留構造１は、更に、複数の動揺制限体２４を構成している。動揺制限体２４は、海底に固定されている。動揺制限体２４と船舶３との間にフェンダ２５が介設されている。両側の第３係留索鎖１９により岸壁側に引き戻される張力を受ける船舶３は、フェンダ２５を介して動揺制限体２４に弾力的に接合する。複数の動揺制限体２４は、船舶３の運動を縦軸線方向に概ね限定している。
【００２９】
容器内減衰浮体４’は、船舶３と概ね同体に縦軸線方向に動揺する。容器内減衰浮体４’は、既述の通りに、減衰効果を受ける。この場合の減衰効果は、減衰容器１８の中で発揮される。その減衰効果は、第４係留索鎖２１を介して船舶３に伝播し、第３係留索鎖１９と容器内減衰浮体４’と減衰容器１８と第４係留索鎖２１とで形成される係留系の長周期共振の増幅を抑制する。
【００３０】
図２２は、本発明による係留システムの実施の更に他の形態を示している。実施の本形態では、減衰容器１８は岸壁２に接地されている。岸壁２と船舶３との間に、複数のフェンダ２６が縦軸線方向に配列されて岸壁２の側面に固着されている。図２３に示されるように、容器内減衰浮体４’と第４係留索鎖２１と船舶３との係留関係は、実施の図２０の形態のそれに全く同じである。係留系の長周期共振の増幅を抑制する物理系は、実施の図２０の形態のそれに全く同じである。実施の本形態は、船舶３を岸壁２に最接近させることができる。減衰容器１８の一部は、岸壁２に埋め込まれる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明による係留システムは、係留系の共振の発生を抑制する技術を確立して、長周期共振の増幅を抑制し船舶を安定的に岸壁その他の地盤側固定構造（揺動構造を含む）に係留することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明による係留システムの実施の形態を示す平面図である。
【図２】図２は、減衰浮体を示す正面図である。
【図３】図３は、他の減衰浮体を示す正面図である。
【図４】図４は、更に他の減衰浮体を示す正面図である。
【図５】図５は、更に他の減衰浮体を示す正面図である。
【図６】図６は、更に他の減衰浮体を示す正面図である。
【図７】図７は、更に他の減衰浮体を示す正面図である。
【図８】図８は、更に他の減衰浮体を示す正面図である。
【図９】図９は、更に他の減衰浮体を示す正面図である。
【図１０】図１０は、更に他の減衰浮体を示す正面図である。
【図１１】図１１は、更に他の減衰浮体を示す正面図である。
【図１２】図１２は、更に他の減衰浮体を示す正面図である。
【図１３】図１３は、更に他の減衰浮体を示す正面図である。
【図１４】図１４は、更に他の減衰浮体を示す正面図である。
【図１５】図１５は、更に他の減衰浮体を示す正面図である。
【図１６】図１６は、更に他の減衰浮体を示す正面図である。
【図１７】図１７は、更に他の減衰浮体を示す正面図である。
【図１８】図１８は、更に他の減衰浮体を示す正面図である。
【図１９】図１９は、本発明による係留システムの実施の他の形態を示す平面図である。
【図２０】図２０は、本発明による係留システムの実施の更に他の形態を示す平面図である。
【図２１】図２１は、図２０の側面断面図である。
【図２２】図２２は、本発明による係留システムの実施の更に他の形態を示す平面図である。
【図２３】図２３は、図２２の側面断面図である。
【符号の説明】
２…地盤側固定構造体
３…船舶
４…減衰構造体
４’運動体
５…第２運動制限体
５’係留索鎖
６…第１運動制限体
１１…板
１４…多列円柱群
１５・・・多穴構造体
１６…オリフィス
１７・・・迷路構造
１８…本体（地盤側固定減衰構造体）
１９…係留索鎖
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2004268683.tif 000018
【図１７】
2004268683.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
2004268683.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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