(57)【要約】      （修正有）【課題】太陽光の反射光の実質的全てを屋内の天井に照射し得る時間を可及的に長時間にできる太陽光採光装置を提案する。【解決手段】上面側が太陽光を反射するミラー面に形成されていると共に、下面側が非反射面に形成された複数枚の帯状板１２，１２・・が、上下方向に所定の間隙Ｐを介して積層され、且つ各帯状板１２が、そのミラー面１２ａで反射された前記太陽光の実質的全てが屋内の天井に照射されるように、帯状板１２の太陽光入射側端部を中心にして室内側端部が回動可能に設けられており、太陽光を採光する採光時間内において、太陽光の水平面に対する入射角が最小入射角のとき、各帯状板１２が、そのミラー面１２ａの全面で反射された太陽光が屋内の天井に照射されるように回動した際に、帯状板１２の各太陽光入射側端部に、ミラー面１２ａで反射されることなく間隙Ｐを通過して室内に射し込む太陽光を遮光する遮光板１６が設けられている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光を屋内の天井に向けて照射する太陽光採光装置において、
該太陽光が射し込む家屋の窓に対して左右方向に延び、上面側が前記太陽光を反射するミラー面に形成されていると共に、下面側が照射された太陽光を所定方向に反射することのない非反射面に形成された複数枚の帯状板が、上下方向に所定の間隙を介して積層され、
且つ前記帯状板の各々が、そのミラー面で反射された前記太陽光の実質的全てが屋内の天井に照射されるように、前記帯状板の太陽光入射側端部を中心にして室内側端部が回動可能に設けられており、
前記太陽光を採光する採光時間内において、前記太陽光の水平面に対する入射角が最小入射角のとき、前記帯状板の各々が、そのミラー面の全面で反射された前記太陽光の実質的全てが屋内の天井に照射されるように回動した際に、前記帯状板の各太陽光入射側端部に、前記ミラー面で反射されることなく前記間隙を通過して室内に射し込む太陽光を遮光するように、その下方に位置する帯状板のミラー面の方向に斜めに延出された遮光板が設けられていることを特徴とする太陽光採光装置。
【請求項２】
遮光板が、最小入射角が１５°で入射する太陽光を帯状板の各ミラー面の全面で反射し、前記ミラー面で反射された太陽光の実質的全てが屋内の天井に照射されるように、前記帯状板を回動した際に、前記帯状板の各太陽光入射側端部に、前記ミラー面で反射されることなく帯状板間の間隙を通過して室内に射し込む太陽光を遮光するように、その下方に位置する帯状板のミラー面の方向に斜めに延出された遮光板が設けられている請求項１記載の太陽光採光装置。
【請求項３】
遮光板が、太陽光の一部を分散して透過する半透明樹脂等の材料から形成された遮光板である請求項１又は請求項２記載の太陽光採光装置。
【請求項４】
遮光板が、その帯状板側端部を中心にしてミラー面側端部が帯状板から独立して単独で回動可能に設けられている請求項１〜３のいずれか一項記載の太陽光採光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は太陽光採光装置に関し、更に詳細には太陽光を屋内の天井に向けて照射する太陽光採光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、図９に示す様に、家屋の窓１００から入る太陽光を屋内１０２の天井１０４に向けて照射し、屋内１０２の全体を照明する太陽光採光装置１０６が用いられつつある。
かかる太陽光採光装置１０６としては、下記特許文献１に提案されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１７０４６７号公報（特許請求の範囲、図１）
【０００４】
特許文献１に提案されている太陽光採光装置を図１０に示す。図１０に示す太陽光採光装置１０６は、太陽光が射し込む家屋の窓に対して左右方向に延び、上面側が太陽光を反射するミラー面に形成されていると共に、下面側が拡散面に形成された複数枚の平板状の帯状板１０８，１０８・・が、上下方向に所定の間隙を介して積層されており、帯状板１０８，１０８・・の各々が、そのミラー面で反射された太陽光を屋内の天井に照射されるように、連結体１１０によって回動可能に設けられている。
更に、連結体１１０は、帯状板１０８，１０８・・の各傾斜角βを調整する調整機構１１２に連結され、この調整機構１１２は、制御装置１１４によって制御されている。
この制御装置１１４では、帯状板１０８，１０８・・の各ミラー面への太陽光の入射角αに対し、帯状板１０８，１０８・・の各ミラー面で反射された反射光が屋内の天井に照射されるように、帯状板１０８，１０８・・の各傾斜角βを調整する信号を調整機構１１２に発信する。かかる信号を受信した調整機構１１２では、連結体１１０を上方方向又は下方方向に移動し、帯状板１０８，１０８・・の各傾斜角βを調整する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図１０に示す太陽光採光装置１０６では、図１１（ａ）に示す様に、太陽の高度変化に因って太陽光の入射角αが変化したとき、帯状板１０８，１０８・・の各ミラー面で反射されることなく帯状板間の間隙を通過して室内に射し込む太陽光Ｔ（以下、洩れ込み太陽光Ｔと称することがある）が発生する。この洩れ込み太陽光Ｔが照射される室内の箇所は、太陽光が直接照射されるため、室内の他の箇所に比較して極めて照度が高くなり、室内に著しいコントラストを形成する。このため、室内に居る人の目に悪い影響を与える。
この点、図１０に示す太陽光採光装置１０６では、帯状板１０８，１０８・・の各々を、図１１（ａ）に示す１０８′の位置まで回動することによって、洩れ込み太陽光Ｔを遮光して天井への反射光とすることができ、ミラー面で反射された太陽光の実施的全てを天井に反射できる。
ところで、図１１（ａ）において、太陽光の入射角αは４５°であったが、太陽の高度が低くなって太陽光の入射角αが４０°となったとき、洩れ込み太陽光Ｔを遮光すべく、帯状板１０８，１０８・・の各傾斜角βを、図１１（ｂ）に示す傾斜角β′まで回動する。
【０００６】
しかし、図１１（ｂ）に示す帯状板１０８，１０８・・の各ミラー面で反射された反射光の多くは、そのミラー面の上方に位置する帯状板１０８の下面によって遮光され、屋内の天井に照射される反射光は、ミラー面で反射された反射光の一部となる。このため、屋内の天井が暗くなり、屋内１０２を照明する蛍光灯等の電気照明設備を点灯することが必要となる。
また、図１０に示す太陽光採光装置１０６についての本発明者等の検討によれば、洩れ込み太陽光Ｔを遮光すると共に、帯状板１０８のミラー面で反射された太陽光の反射光の実質的全てを屋内の天井に照射できる時間は、短時間であることが判明した。
そこで、本発明の課題は、上面がミラー面に形成され且つ回動可能に設けられた複数枚の帯状板を、所定間隙を介して上下方向に積層し、帯状板間の間隙を通過して室内に射し込む太陽光を遮光すると共に、帯状板のミラー面で反射された太陽光の反射光の実質的全てを屋内の天井に照射し得る時間を可及的に長時間にできる太陽光採光装置を提案することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、前記課題を解決すべく検討した結果、ミラー面で反射されることなく帯状板間の間隙を通過して室内に射し込む太陽光を遮光する遮光板を、帯状板の太陽光入射側端部から下方に位置する帯状板のミラー面の方向に傾斜して設けることによって、帯状板間の間隙を通過して室内に射し込む太陽光を遮光すると共に、帯状板のミラー面で反射された太陽光の反射光の実質的全てを屋内の天井に照射し得る時間を、平板状の帯状板１０８よりも長くできることを見出し、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、太陽光を屋内の天井に向けて照射する太陽光採光装置において、該太陽光が射し込む家屋の窓に対して左右方向に延び、上面側が前記太陽光を反射するミラー面に形成されていると共に、下面側が照射された太陽光を所定方向に反射することのない非反射面に形成された複数枚の帯状板が、上下方向に所定の間隙を介して積層され、且つ前記帯状板の各々が、そのミラー面で反射された前記太陽光の実質的全てが屋内の天井に照射されるように、前記帯状板の太陽光入射側端部を中心にして室内側端部が回動可能に設けられており、前記太陽光を採光する採光時間内において、前記太陽光の水平面に対する入射角が最小入射角のとき、前記帯状板の各々が、そのミラー面の全面で反射された前記太陽光の実質的全てが屋内の天井に照射されるように回動した際に、前記帯状板の各太陽光入射側端部に、前記ミラー面で反射されることなく前記間隙を通過して室内に射し込む太陽光を遮光するように、その下方に位置する帯状板のミラー面の方向に斜めに延出された遮光板が設けられていることを特徴とする太陽光採光装置にある。
【０００８】
かかる本発明において、遮光板を、最小入射角が１５°で入射する太陽光を帯状板の各ミラー面の全面で反射し、前記ミラー面で反射された太陽光の実質的全てが屋内の天井に照射されるように、前記帯状板を回動した際に、前記帯状板の各太陽光入射側端部に、前記ミラー面で反射されることなく帯状板間の間隙を通過して室内に射し込む太陽光を遮光するように、下方に位置する帯状板のミラー面の方向に斜めに延出された遮光板を設けることによって、日本国内の学校や事務所等において、その採光時間内に充分な太陽光を天井に採光できる。
この遮光板を、太陽光の一部を分散して透過する半透明樹脂等の材料から形成された遮光板とすることによって、分散され眩しさが解消された太陽光を室内に入射できるため、室内に載置された物品等に影を形成でき、室内の人が視覚で物品等を容易に立体的に把握できる。
また、遮光板を、その帯状板側端部を中心にしてミラー面側端部が帯状板から独立して単独で回動可能に設けることによって、帯状板のミラー面に入射する太陽光量を調整でき、室内の明るさを調整できる。
【０００９】
本発明に係る太陽光採光装置では、太陽光を採光する採光時間内において、太陽光の入射角が最小入射角のとき、ミラー面で反射した太陽光の実質的全てを屋内の天井に照射できるように帯状板を回動しても、ミラー面で反射されることなく帯状板間の間隙を通過して室内に射し込む太陽光を、帯状板の太陽光入射側端部に、その下方に位置する帯状板のミラー面の方向に斜めに延出された遮光板を設けることによって遮光できる。
その結果、太陽光を採光する採光時間内では、ミラー面で反射した太陽光の実質的全てを屋内の天井に照射できると共に、ミラー面で反射されることなく帯状板間の間隙を通過して室内に射し込む太陽光を遮光できる。
しかも、本発明に係る太陽光採光装置では、帯状板の太陽光入射側端部に、下方に位置する帯状板のミラー面の方向に斜めに延出する遮光板を設けているため、図１０に示す太陽光採光装置で用いた平板状の帯状板に比較して、ミラー面で反射した太陽光の実質的全てを屋内の天井に照射できる採光時間を長くできる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明に係る太陽光採光装置の一例を図１に示す。図１に示す太陽光採光装置１０は、太陽光が射し込む家屋の窓に対して左右方向に延びる複数枚の帯状板１２，１２・・が、上下方向に所定の間隙Ｐを介して積層されている。この帯状板１２，１２・・の各々は、太陽光が入射する太陽光入射側に垂下された紐体１４ａと、太陽光の反射光が射出する室内側に垂下された紐体１４ｂとに、間隔Ｐで掛け渡された紐体１４ｃ，１４ｃ・・上に載置・固定されている。
かかる紐体１４ａ，１４ｂのうち、紐体１４ａは、その一端部２０ａが固定部材２０に固定されていると共に、紐体１４ａの他端部が最下端の帯状板１２が載置されている帯状部材１８に固定されている。
一方、紐体１４ｂは、その一端部は固定されておらず矢印Ａ方向に上下動可能であると共に、紐体１４ｂの他端部が最下端の帯状板１２が載置されている帯状部材１８に固定されている。
このため、紐体１４ｃ，１４ｃ・・上に載置・固定されている帯状板１２は、紐体１４ｂを矢印Ａ方向に上下することによって、その太陽光入射側端部を中心にして室内側端部が回動可能である。
【００１１】
この帯状板１２は、アルミ板等の軽金属から成る金属板の一面側がめっき等によって鏡面（ミラー面）１２ａに形成され、間隙Ｐから入射する太陽光を反射して天井に射出する反射面に形成されていると共に、金属板の他面側を粗面１２ｂに形成して非反射面に形成している。
或いは、帯状板１２は、樹脂板の一面側にアルミ箔等の金属箔を貼着してミラー面１２ａに形成すると共に、樹脂板の他面側を粗面１２ｂに形成したものであってもよい。
かかる帯状板１２の太陽光入射側端部には、その下方に位置する帯状板１２のミラー面の方向に斜めに延出される遮光板１６が設けられている。この遮光板１６は、固定部材２０に一端部２０ｂが固定されて垂下された紐体１４ｄと紐体１４ａの帯状板１２の太陽光入射側端部近傍との間に斜めに掛け渡された紐体１４ｅに載置・固定されている。この紐体１４ｅは、一端部２０ａ、２０ｂの各々が固定部材２０に固定されている紐体１４ａ，１４ｄの間に掛け渡されているため、帯状板１２の室内側端部が回動しても、遮光板１６は水平線に対して所定角度で傾斜した状態で固定されている。
【００１２】
かかる遮光板１６は、アルミ板等の軽金属から成る金属板或いは樹脂板等の不透明部材によって形成されており、その長さ及び角度は、図２に示す様に、太陽光を採光する採光時間内において、太陽光の水平面に対する入射角θが最小入射角θｍｉｎになったときの状態で決定される。
つまり、太陽光の入射角θが最小入射角θｍｉｎとなったとき、帯状板１２，１２・・の各々が、そのミラー面１２ａの全面で反射された太陽光の実質的全てが屋内の天井に照射されるように回動した際に、帯状板１２，１２の間隙Ｐから入射した太陽光のうち、帯状板１２のミラー面１２ａで反射されることなく室内に直接射し込む太陽光を遮光するように、遮光板１６の長さ及び水平線に対する遮光板１６の傾斜角γが決定される。
具体的には、太陽光の最小入射角θｍｉｎを１５°とすることが好ましい。日本国内において、太陽光の最小入射角θｍｉｎが１５°となる太陽の高度に到達する時間は、夏季で午前７時ごろであり、冬季で午前９時ごろであるため、実用に耐えることができるからである。
ところで、遮光板１６の長さは、帯状板１２，１２の間隙Ｐの間隔長によって異なる。このため、採用する帯状板１２，１２の間隙Ｐの間隔長に適合する遮光板１６の長さを求める。
尚、遮光板１６は、傾斜角γで固定されているため、遮光板１６の傾斜角γと対頂角である角度θｃは、遮光板１６によって遮光される太陽光の最高入射角θｃである。
【００１３】
太陽の高度が次第に高くなり、太陽光の入射角θが次第に大きくなると、帯状板１２，１２・・の各ミラー面１２ａで反射した反射光の実質的全てが屋内の天井に照射されるように、帯状板１２，１２・・の紐体１４ｂを矢印Ａ方向に上下動して帯状板１２，１２・・を回動する。
図３（ｂ）は、太陽光の入射角θが３０°の場合であり、帯状板１２，１２・・の各ミラー面１２ａは、略水平となっている。この場合も、帯状板１２，１２の間隙Ｐから入射する太陽光のうち、帯状板１２のミラー面１２ａで反射されることなく室内に入射する太陽光を遮光板１６によって遮光している。
図３（ａ）は、太陽光の入射角θが４５°の場合であり、帯状板１２，１２・・のミラー面１２ａは、その室内側端部が水平線よりも下方となるように傾斜されている。この場合も、帯状板１２，１２の間隙Ｐから入射する太陽光のうち、帯状板１２のミラー面１２ａで反射されることなく室内に入射する太陽光を遮光板１６によって遮光している。
【００１４】
更に、太陽の高度が高くなり、太陽光の入射角θが６０°となったとき、図４（ａ）に示す様に、帯状板１２，１２・・の各ミラー面１２ａは、その室内側端部が水平線よりも更に下方となるように傾斜される。この場合、帯状板１２，１２の間隙Ｐから入射される太陽光の全てをミラー面１２ａで反射して屋内の天井に照射できる。このため、遮光板１６で遮光される太陽光はなくなる。
日本において、太陽の高度が最も高くなる時期は夏至であって、夏至における太陽光の入射角θは７５°である。太陽光の入射角θが７５°となったときでも、図１に示す太陽光採光装置１０では、図４（ｂ）に示す様に、帯状板１２，１２・・の各ミラー面１２ａは、その室内側端部が水平線よりも更に下方となるように傾斜され、その傾斜度は最高となる。この場合でも、帯状板１２，１２の間隙Ｐから入射される太陽光は、遮光板１６によって遮光されることなく、その略全てをミラー面１２ａで反射して屋内の天井に照射できる。
ここで、図２〜図４に示す様に、太陽の高度が高くなるに従って、帯状板１２，１２・・は回動し、帯状板１２，１２の間隙Ｐから入射される太陽光を反射する帯状板１２の反射面積が小さくなる。
しかし、太陽の高度が高くなるに従って太陽光の光量は増加するため、帯状板１２，１２の間隙Ｐから入射される太陽光を反射する帯状板１２の反射面積が減少しても、帯状板１２の反射面で反射されて天井に反射される反射光量は殆ど変わらず、室内を充分に明るくでき充分に実用に耐えることができる。
【００１５】
図２〜図３に示す様に、遮光板１６は、帯状板１２，１２の間隙Ｐから入射する太陽光のうち、帯状板１２のミラー面１２ａで反射されることなく室内に入射する太陽光を完全に遮光している。
このため、室内には、帯状板１２のミラー面１２ａで反射された太陽光のみが天井に照射されている。このため、天井から照明されている室内に載置された物品等には影が形成され難く、人の視覚で物品等を立体的に把握し難くなる。
この点、遮光板１６として、太陽光の一部を分散して透過する半透明樹脂等の材料から形成した遮光板を採用することによって、遮光板から分散され眩しさが解消された太陽光を室内に入射でき、物品等に影を形成できるため、人の視覚で物品を容易に立体的に把握できる。
図１〜図４に示す遮光板１６は、紐体１４ａ，１４ｄとの間に掛け渡された紐体１４ｅに載置・固定されているが、図５に示す様に、遮光板１６に設けられたフック２２，２２によって紐体１４ａに装着してもよい。このフック２２は、図６に示す様に、横断面形状が四角形の部材２２ａと横断面形状が三角形の部材２２ｂとの間に、紐体１４ａを曲折して挿通し、その摩擦によって遮光板１６を係止するものである。このため、フック２２を紐体１４ａから容易に取り外すことができ、遮光板１６の位置変更等を容易に行うことができる。
尚、帯状板１２，１２・・の回動は、紐体１４ｂを手動で矢印Ａ方向に上下動してもよく、特許文献１に記載されている様に、自動的に行ってもよい。
【００１６】
図１〜図６に示す太陽光採光装置１０では、遮光板１６，１６・・は所定の傾斜角γで固定されているが、図７に示す太陽光採光装置５０の様に、紐体１４ｄを上下方向に上下動可能とし、遮光板１６，１６・・の各々の水平線に対する傾斜角γを可変としてもよい。
図７に示す太陽光採光装置５０では、制御部によって制御されているモータ２６ａ，２６ｂによって、レバー２４ａ，２４ｂの先端部が上下方向に回動する。このレバー２４ａの先端部には、紐体１４ｂの一端部が固定され、帯状板１２，１２・・の各々が回動可能に設けられており、レバー２４ｂの先端部には、紐体１４ｂの一端部が固定され、遮光板１６，１６・・の各々が、帯状板１２，１２・・とは独立して単独で傾斜角γを変更するように回動可能に設けられている。
尚、図７に示す太陽光採光装置５０においては、図１に示す太陽光採光装置１０を構成する部材と同一部材については、同一番号を付して詳細な説明を省略した。
【００１７】
図７に示す太陽光採光装置５０によれば、図８に示す様に、モータ２６ｂを起動して傾斜角γ′の位置にある遮光板１６′を傾斜角γの位置まで遮光板１６を回動すると、帯状板１２のミラー面１２ａに入射する太陽光量を減少でき、室内の天井に射出する太陽光量も減少し、室内の明るさを調整できる。
この様に、遮光板１６の先端部を回動可能であれば、図１に示す遮光板１６が固定されている太陽光採光装置１０では、遮光板１６によって帯状板１２，１２の間隙Ｐから入射する太陽光量の調整ができなかった図４（ａ）（ｂ）に示す場合にも、遮光板１６を回動して帯状板１２のミラー面１２ａに入射する太陽光量を調整できる。このため、室内の明るさを略一定とすることができ、人の目にやさしい照明とすることができる。
この様に、図７に示す太陽光採光装置５０の遮光板１６も、太陽光の一部を分散して透過する半透明樹脂等の材料から形成した遮光板を採用することによって、遮光板から分散され眩しさが解消された太陽光を室内に入射でき、物品等に影を形成できるため、人の視覚で物品を容易に立体的に把握できる。
以上、説明してきた図１〜図７で用いた帯状板１２は、ミラー面１２ａが平坦面に形成されているが、ミラー面１２ａを曲面に形成してもよい。
【００１８】
【発明の効果】
本発明に係る太陽光採光装置よれば、帯状板間の間隙を通過して室内に射し込む太陽光を遮光すると共に、帯状板のミラー面で反射された太陽光の反射光の実質的全てを屋内の天井に照射し得る時間を可及的に長時間にできる。
このため、この太陽光採光装置を、学校や事務所等に好適に使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る太陽光採光装置の一例を説明するための概略図である。
【図２】図１に示す太陽光採光装置の帯状板１２，１２・・に最小入射角θｍｉｎで入射する太陽光に対する帯状板１２，１２・・及び反射方向を説明する説明図である。
【図３】図１に示す太陽光採光装置の帯状板１２，１２・・に入射角θで入射する太陽光に対する帯状板１２，１２・・の動き及び反射方向を説明する説明図である。
【図４】図１に示す太陽光採光装置の帯状板１２，１２・・に入射角θで入射する太陽光に対する帯状板１２，１２・・の動き及び反射方向を説明する説明図である。
【図５】遮光板１６の他の態様を説明する部分斜視図である。
【図６】遮光板１６を紐体１４ａに固定するフックについて説明する部分断面図である。
【図７】本発明に係る太陽光採光装置の他の例を説明するための概略図である。
【図８】図７に示す太陽光採光装置５０に設けられた遮光板１６の動作を説明するための説明図である。
【図９】室内の全体照明を説明する説明図である。
【図１０】従来の太陽光採光装置の概要を説明する概要図である。
【図１１】図１０に示す太陽光採光装置の帯状板１０８，１０８・・に入射角αで入射する太陽光に対する帯状板１０８，１０８・・の動き及び反射方向を説明する説明図である。
【符号の説明】
１０，５０  太陽光採光装置
１２  帯状板
１２ａ  ミラー面
１２ｂ  粗面
１４ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ          紐体
１６  遮光板
１８  帯状部材
２０  固定部材
２０ａ  紐体１４ａの一端部
２０ｂ  紐体１４ｄの一端部
２２        フック
２２ａ，２２ｂ  フック２２を構成する部材
２４ａ，２４ｂ  レバー
２６ａ，２６ｂ        モータ
Ｐ  間隙
γ  傾斜角
θ  入射角
θｍｉｎ  最小入射角
θｃ        最高入射角
【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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