(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
断熱壁で囲まれた断熱領域と、断熱領域の一部または全部であって所定の環境を形成することができる試験室を有し、断熱領域の内外を連通する貫通孔を有する環境試験装置において、
断熱壁に空隙部が形成されており、当該空隙部にブロック体が内蔵され、当該ブロック体に前記貫通孔が設けられており、前記空隙部及び／又は試験室内が外気に対して負圧に調整されることを特徴とする環境試験装置。
【請求項２】
空調機部を有し、試験室と空調機部の間で空気を循環させて試験室内を所望の環境に維持することが可能であり、
前記貫通孔の断熱領域側は、被試験物が設置される被試験物設置領域よりも、空気の流れ方向の下流側となる領域に開いていることを特徴とする請求項１に記載の環境試験装置。
【請求項３】
ブロック体は縁部にリブを有するものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の環境試験装置。
【請求項４】
ブロック体には、前記貫通孔とブロック体の側面とを連通する連通孔が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の環境試験装置。
【請求項５】
前記断熱壁を有する本体部と、封鎖部材を有し、本体部の断熱壁に切り欠き部があり、当該切り欠き部の断熱壁の端面側に開く開口部を前記封鎖部材が覆い、前記空隙部は、前記切り欠き部の内壁の一部または全部と封鎖部材によって囲まれることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の環境試験装置。
【請求項６】
封鎖部材は、前記開口部を覆う端面封鎖部と、前記切り欠き部内に入り込む挿入部を有し、挿入部が切り欠き部の内壁の一部及びブロック体と当接することを特徴とする請求項５に記載の環境試験装置。
【請求項７】
負圧発生装置と、気液分離装置を有し、前記空隙部及び／又は試験室の空気が負圧発生装置で吸引され、気液分離装置で水分を除去した後に大気開放されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の環境試験装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の環境試験装置と、被試験物に外力を与える外力付与装置を有し、
外力付与装置は、他部材を着脱可能に保持する保持部材と、保持部材を動作させる駆動部を有し、
前記駆動部は断熱領域の外にあり、前記保持部材は断熱領域の外又は内にあり、
試験室内の被試験物と前記保持部材が前記貫通孔を通じて直接又は間接に接続されることを特徴とする試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試験室内に所望の環境を作ることができる環境試験装置に関するものである。また本発明は、材料試験等の試験を行う試験装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
金属素材やゴム等の基本特性を試験する材料試験装置が知られている。材料試験装置には、例えば引っ張り試験機、圧縮試験機、剪断試験機、硬さ試験機、衝撃試験機等がある。ゴムや樹脂を被試験物とするクリープ試験機も知られている。
引っ張り試験機は、一対の掴み具と、一方の掴み具を移動させる移動装置と、掴み具の移動量を検知する伸び量計と、引っ張り荷重を検知する荷重計を有するものである。引っ張り試験は、所定形状に成形された試料（被試験物）の両端を、前記した一対の掴み具で掴み、移動装置で一方の掴み具を他方から離れる方向に移動させる。そしてその間の試料の伸びを伸び量計で測定し、試料に掛かっている引っ張り荷重を荷重計で測定し、試料の応力・歪み線図等を作成するときの資料とする。
【０００３】
また低温環境下や高温環境下における素材の性能を試験する試験装置が知られている。  例えば引っ張り試験を行う装置であるならば、恒温装置（環境試験装置）を備え、恒温装置の試験室に被試験物を設置して引っ張り試験を実施するものである。以下、恒温装置を備える試験装置を通常の試験装置と区別するために「複合試験装置」と称する。
【０００４】
特許文献１に開示された恒温槽は、複合試験装置の構成部材として利用されるものであり、恒温槽の上部に掴み具等の試験治具を貫通させる貫通孔が設けられている。
【０００５】
複合試験装置の一つたる複合型の引っ張り試験装置は、恒温装置と、被試験物を引っ張る引っ張り装置によって構成されている。引っ張り装置は、前記した引っ張り試験機と同様に、一対の掴み具と、一方の掴み具を移動させる移動装置と、掴み具の移動量を検知する伸び量計と、荷重計を有するものである。
複合型の引っ張り試験装置で使用される引っ張り装置は、移動装置にロッドが設けられている。そしてロッドの先端に掴み具が取り付けられている。
【０００６】
複合型の引っ張り試験装置は、前記したロッドを恒温槽の貫通孔に挿通し、掴み具を恒温装置の試験室内に設置したものである。
複合型の引っ張り試験装置では、一対の掴み具はいずれも恒温装置の試験室内にあり、試験室内で試料が掴まれる。
そしてロッドを移動して試験室内で試料を引っ張り、その間の試料の伸びと試料に掛けられた荷重を測定する。
【０００７】
複合試験装置に使用される恒温装置には、前記した様にロッド等を挿通するための貫通孔が設けられている。
そのため貫通孔からの外気の進入や、貫通孔からの試験室内の空気の漏れを防止するため、ロッドの外周と、貫通孔の内壁の間に、シール部材が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−３１４６９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
引っ張り試験は、金属素材やゴム等の基本性能を試験するものとして広く普及しているが、近年、膜の様な薄い部材を引っ張り試験の対象とする要望がある。
例えば、近年盛んなエナジーデバイスであるリチウムイオンバッテリーの絶縁材や、燃料電池の電解質膜等を引っ張り試験の対象とする事例が生じてきた。
リチウムイオンバッテリーの絶縁材や、燃料電池の電解質膜等は、厚さが極めて薄いため、引っ張り試験に際して試料に掛ける引っ張り荷重は、極めて小さい。
そのため引っ張り試験に際してロッドを移動する際における、ロッドとシール部材の間の摺動抵抗を無視することができない。
【００１０】
例えば金属素材やゴム等を引っ張り試験する場合には、金属素材をＪＩＳ等で規格された大きさや形状に成形し、これを試験対象として試験を行う。そのため試験対象は、相当の断面積を有しており、破断に至るまでに掛ける引っ張り荷重は相当に大きい。
これに対してリチウムイオンバッテリーの絶縁材等は、破断に至るまでの応力はある程度あるものの、試料の断面積が小さいために、引っ張り試験に際して試料に掛ける荷重は極めて小さいものとなる。
【００１１】
そのためリチウムイオンバッテリーの絶縁材等を試験対象とする場合には、シール材の摺動抵抗を無視することができず、ロッドと貫通孔の内壁間のシール部材を外した状態で試験を行わざるを得ない。
【００１２】
しかしながら、ロッドと貫通孔の内壁間のシール部材を外した状態で引っ張り試験を行うと、数々の弊害が生じる。
【００１３】
関連する問題点として、結露の問題がある。複合試験装置は、温度だけを制御する温度槽を有するものが一般的であり、湿度槽や温度・湿度槽を有する複合試験装置はあまり普及していない。
この原因は、単に湿度を制御する機能を有する装置が高価であるというだけでなく、ロッドと貫通孔の間や各部の微小な隙間から湿気が漏れ、結露が生じて引っ張り装置側にダメージを与えてしまう懸念があるためであると思われる。
【００１４】
また試料に一定の荷重をかけた状態で、耐久試験を行う場合がある。即ち、過酷な環境下に試料を晒した上で、試料に一定の引っ張り力等を負荷し、長時間放置してその変化を調べる。耐久試験を行う上で、試験期間の長短は、試験の信頼性に大きな影響を与える。しかしながら、従来技術の試験装置では、エナジーデバイス等に対してこの種の試験を実施することができない。
【００１５】
また従来技術の試験装置では、疲労試験についても、実施が困難である。
疲労試験は、試料に繰り返し応力を負荷して破断に至るまでの繰り返し回数を調べるものであり、一週間以上の期間を有することが普通である。従来技術の試験装置は、高湿度環境下における連続使用が困難であるから、高湿度環境下における疲労試験を実施することが困難である。
また加水分解が発生する環境下で疲労試験やクリープ試験を行いたいという要求があり、この場合は、高湿度環境下で試験を行うこととなるが、前記した様に各部の微小な隙間から湿気が漏れるという問題があるために実施することが困難である。
【００１６】
また燃料電池の電解質膜等の耐久試験は、摂氏９０度、湿度９０パーセントといった、高温高湿環境で実施される場合があるが、従来技術の複合試験装置では、貫通孔から高温高湿の空気が漏れ、外気で冷やされて大量に結露が発生する。大量の結露は、装置の故障を誘発することとなる。
【００１７】
また貫通孔からの外気の進入や、貫通孔からの試験室内の空気の漏れを防止するためには、貫通孔と、ロッド等との隙間は小さいほうが望ましい。
しかしながら、試験室は断熱壁で覆われており、ロッド等の外形に合致した貫通孔を設けることは困難である。
即ち断熱壁は、二枚の金属板が一定の間隔をあけて対峙し、両者の間に断熱材が配置されたものである。断熱壁に貫通孔を設けるには、二枚の金属板と中間の断熱材に開口を設ける必要がある。そして金属板の開口端は、断熱材側に水蒸気等が侵入しない様に、端面処理を行う必要がある。
開口端の端面処理は、板金加工であり、寸法精度は低い。そのため加工の都合上、恒温装置にロッド等の外形に合致した貫通孔を設けることは難しい。
【００１８】
本発明は、従来技術の上記した問題点に注目し、ロッド等が貫通孔内を移動する際に抵抗が小さく、且つ貫通孔の内部やその近傍に結露が生じにくく、長時間に渡って連続使用をすることが可能な試験装置（複合試験装置）を提供することを課題とする。また本発明は、複合試験装置に採用することが望ましい環境試験装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記した課題を解決するための請求項１に記載の発明は、断熱壁で囲まれた断熱領域と、断熱領域の一部または全部であって所定の環境を形成することができる試験室を有し、断熱領域の内外を連通する貫通孔を有する環境試験装置において、断熱壁に空隙部が形成されており、当該空隙部にブロック体が内蔵され、当該ブロック体に前記貫通孔が設けられており、前記空隙部及び／又は試験室内が外気に対して負圧傾向に調整されることを特徴とする環境試験装置である。
【００２０】
本発明の環境試験装置は、断熱領域の内外を連通する貫通孔を有している。貫通孔は、例えば本装置を引っ張り試験装置と組み合わせて使用する際に、引っ張り試験装置のロッド等を挿通するものである。なお本発明では、貫通孔に挿通する部材は、ロッド等の掴み具等を動かすものに限らず、被試験物の一部や、被試験物に接続された部材、試験室の内外を繋ぐ電線や配管、試験室の外から試験室内の物を移動させたり姿勢変更する装置の一部であってもよい。貫通孔に挿通する部材は、貫通孔内で動くものであることが好ましい。
本発明の環境試験装置では、断熱壁に空隙部が形成されており、当該空隙部にブロック体が内蔵され、当該ブロック体に前記貫通孔が設けられている。そのため貫通孔に挿通される物の形状に合わせた形状の貫通孔を形成させやすい。さらに貫通孔の端面処理は簡単なもので足る。
本発明の環境試験装置では、空隙部内にブロック体が収容されているので、空隙部の実効的な容積が小さく、空隙部内を負圧に保ちやすい。
また本発明では、空隙部や試験室内が外気に対して負圧に調整されるので、試験室内の空気が外に漏れにくく、結露等を生じさせにくい。
【００２１】
請求項２に記載の発明は、空調機部を有し、試験室と空調機部の間で空気を循環させて試験室内を所望の環境に維持することが可能であり、前記貫通孔の断熱領域側は、被試験物が設置される被試験物設置領域よりも、空気の流れ方向の下流側となる領域に開いていることを特徴とする請求項１に記載の環境試験装置である。
【００２２】
空調機部と試験室は、共通の筐体に収容されたものであってもよく、別々の筐体を有していてダクト等で接続されているものであってもよい。
本発明の環境試験装置では、貫通孔は断熱領域側においては、被試験物が設置される被試験物設置領域よりも、空気の流れ方向の下流側となる領域に開いている。
本発明では、前記空隙部又は試験室内のいずれかを外気に対して負圧に調整する。
仮に試験室内を外気に対して負圧とすれば、貫通孔から外気が試験室側に流れ込むこととなる。しかしながら、貫通孔は被試験物設置領域よりも、空気の流れ方向の下流側となる領域に開いているので、断熱領域に流れ込んだ外気は、被試験物設置領域には拡散せず、試験環境に影響を与えにくい。
またブロック体が収容された空隙部を負圧にすれば、試験室内の空気が吸引されることになるが、空気の流れ方向の下流側は、上流側に比べて圧力が低いので、試験室から吸引される空気の量は少ないものとなる。
【００２３】
請求項３に記載の発明は、ブロック体は縁部にリブを有するものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の環境試験装置である。
【００２４】
本発明の環境試験装置では、ブロック体の縁部にリブが設けられている。リブは、空隙部の内壁を強く押し、ブロック体と空隙部の内壁との気密性が確保される。
【００２５】
ブロック体には、前記貫通孔とブロック体の側面とを連通する連通孔が設けられていることが望ましい（請求項４）。
【００２６】
前記断熱壁を有する本体部と、封鎖部材を有し、本体部の断熱壁に切り欠き部があり、当該切り欠き部の断熱壁の端面側に開く開口部を前記封鎖部材が覆い、前記空隙部は、前記切り欠き部の内壁の一部または全部と封鎖部材によって囲まれることが望ましい（請求項５）。
【００２７】
請求項６に記載の発明は、封鎖部材は、前記開口部を覆う端面封鎖部と、前記切り欠き部内に入り込む挿入部を有し、挿入部が切り欠き部の内壁の一部及びブロック体と当接することを特徴とする請求項５に記載の環境試験装置である。
【００２８】
本発明の環境試験装置では、封鎖部材は、断熱壁の端面に開く開口部を覆う端面封鎖部と、本体部の切り欠き部内に入り込む挿入部を有し、挿入部が切り欠き部の内壁の一部と当接する。そのため封鎖部材と、切り欠き部との気密性を確保しやすい。また挿入部は、ブロック体とも当接する。そのためブロック体の固定に寄与する。
【００２９】
前記空隙部及び／又は試験室内は、外気に対して０．１ｍｍＡｑ（０．９８Ｐａ）から１０ｍｍＡｑ（９８Ｐａ）低い圧力に調整されることが望ましい。
【００３０】
請求項７に記載の発明は、負圧発生装置と、気液分離装置を有し、前記空隙部及び／又は試験室の空気が負圧発生装置で吸引され、気液分離装置で水分を除去した後に大気開放されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の環境試験装置である。
【００３１】
本発明は、特に高湿度環境下で試験を行う場合に推奨される。気液分離装置の位置は、空隙部及び／又は試験室と負圧発生装置の間であることが望ましいが、負圧発生装置の吐出側であってもよい。
【００３２】
複合型試験機の発明は、請求項１乃至７のいずれかに記載の環境試験装置と、被試験物に外力を与える外力付与装置を有し、外力付与装置は、他部材を着脱可能に保持する保持部材と、保持部材を動作させる駆動部を有し、前記駆動部は断熱領域の外にあり、前記保持部材は断熱領域の外又は内にあり、試験室内の被試験物と前記保持部材が前記貫通孔を通じて直接又は間接に接続されることを特徴とする試験装置である。
【００３３】
本発明によると、所定の環境下で被試験物に外力を与えることができる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明の環境試験装置は、貫通孔の内部やその近傍に結露が生じ難く、長時間に渡って連続使用をすることができる。
本発明の環境試験装置は、引っ張り装置等の外力付与装置と組み合わせることによって複合試験装置として使用することができる。そしてこの試験装置は、結露が生じにくく、長時間に渡って連続使用をすることができる。
本発明の試験装置は、ロッド等が貫通孔内を移動する際の抵抗が小さい。そのため被試験物に掛かる荷重等を正確に検知することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施形態の試験装置の斜視図であり、環境試験装置の扉を閉じた状態における斜視図である。
【図２】図１に示す試験装置の斜視図であり、環境試験装置の扉を開いた状態における斜視図である。
【図３】図１に示す試験装置の環境試験装置本体の断面斜視図である。
【図４】図１に示す試験装置の環境試験装置本体の分解斜視図である。
【図５】図１に示す試験装置の環境試験装置本体を組み立てる際の様子を示す斜視図である。
【図６】（ａ）は図１に示す試験装置の環境試験装置本体の縦断面図と、環境試験装置本体に接続される空調機部の断面図であり、（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図である。
【図７】図１に示す試験装置の環境試験装置本体を図６とは異なる方向から切断した断面図である。
【図８】図１に示す試験装置の環境試験装置本体に、掴み具を入れた状態における図６と同じ方向からの断面図である。
【図９】図１に示す試験装置の環境試験装置本体に、掴み具を入れた状態における図７と同じ方向からの断面図である。
【図１０】（ａ）は、ブロック体の斜視図であり、（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図である。
【図１１】図１に示す試験装置の環境試験装置本体の天面部分の拡大断面図である。
【図１２】本発明の他の実施形態の試験装置の断面図である。
【図１３】本発明のさらに他の実施形態の試験装置の断面図である。
【図１４】本発明のさらに他の実施形態の試験装置の斜視図である。
【図１５】ブロック体の変形例を示す斜視図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下さらに本発明の実施形態について説明する。
本実施形態の試験装置１は、複合試験装置であり、より詳細には複合型の引っ張り試験装置である。本発明の試験装置１は、高湿度環境下で材料試験を行うものとして好適である。
本実施形態の試験装置１は、環境試験装置２と、外力付与装置３によって構成されている。また本実施形態で採用する環境試験装置２は、環境試験装置本体５と空調機部６が分離されており、それぞれ独立した装置となっている。
また本実施形態の試験装置１は、補助器材として外力付与装置載置台１３０と、恒温槽用架台１３１を有している。
【００３７】
環境試験装置２の環境試験装置本体５は、図３の様に断熱壁１０で覆われた筐体であり、本体側筐体部７と、扉９を有している。
本体側筐体部７は、天面壁１１、底面壁１２、奥面壁１３、左右側面壁１５，１６を有しており、前面側が開口している。そして本体側筐体部７の開口部分に前記した扉９が取り付けられている。
そのため扉９を閉じることによって本体側筐体部７が閉空間となる。
環境試験装置本体５内は、天面壁１１、底面壁１２、奥面壁１３、左右側面壁１５，１６及び扉９で囲まれた断熱領域１７となっている。
【００３８】
環境試験装置本体５の本体側筐体部７には、外部と連通する部位が４か所に設けられている。
即ち天面壁１１と底面壁１２に、ロッド挿通用貫通孔２０，２１が設けられている。
また奥面壁１３に空気吐出側貫通孔２２と、空気吸引側貫通孔２３が設けられている。      
【００３９】
天面壁１１に設けられたロッド挿通用貫通孔２０は、図１乃至図５の様に、断面形状が円形の孔である。ロッド挿通用貫通孔２０は、天面壁１１に設けられたものであって鉛直方向に延び、その軸線は、試験室８の中心線に略一致する。
ロッド挿通用貫通孔２０は、天面壁１１を貫通し、一方の開口は断熱領域１７に開いている。またロッド挿通用貫通孔２０の他方の開口は、環境試験装置本体５の外に開いている。
即ちロッド挿通用貫通孔２０には、断熱領域側開口１８と、外部側開口２６がある。
【００４０】
本実施形態では、天面壁１１と底面壁１２に、図６，７の様に直方体の空洞部４５，４６が設けられ、当該空洞部４５，４６にブロック体１００が内蔵されており、ブロック体１００に貫通孔１０５が設けられている。そして当該貫通孔１０５がロッド挿通用貫通孔２０，２１として機能する。
【００４１】
後記する様に空洞部４５，４６の内壁は、ブロック体１００と接し、気密性が確保されている。そのためブロック体１００に設けられた貫通孔１０５が、実質的に試験室８を貫通する開口であり、断熱領域１７内と環境試験装置２外とを連通するものである。
【００４２】
天面壁１１の空洞部４５及びブロック体１００の構造と、底面壁１２の空洞部４６及びブロック体１００の構造は同一であるから、代表して天面壁１１側の構造を説明する。
本実施形態では、図４に示すように空洞部４５は、環境試験装置本体５の本体側筐体部７に設けられた、切り欠き部５２と、切り欠き部５２の開口を覆う封鎖部材３１によって形成されている。
【００４３】
即ち本体側筐体部７の天面壁１１の端部には図４、図５の様に切り欠き部５２がある。切り欠き部５２は、断熱壁１０を欠落させたものであり、その形状は長方形である。
【００４４】
本体側筐体部７の切り欠き部５２に注目すると、切り欠き部５２は、天面壁１１の端部側から奥側に向かう洞穴状となっている。洞穴状部分の形状は前記した様に長方形である。
図６に示すように本体側筐体部７の断熱壁１０内には配管２８が埋設されており、本体側筐体部７の切り欠き部５２と外部が当該配管２８で繋がっている。また配管２８は外部に設置された気液分離装置５３と負圧発生装置５８に接続されている。負圧発生装置５８は、減圧装置であり、具体的には送風機であり、送風機の吸い込み側が配管２８に接続されている。
【００４５】
切り欠き部５２の試験室８の内外面（上下面）には、覆い板５６が設けられている。
より詳細に説明すると、本体側筐体部７の天面壁１１の端部の切り欠き部５２には、図５の様に上面側を覆う覆い板５６ａと、下面側を覆う覆い板５６ｂがある。
上下の覆い板５６ａ，５６ｂの端辺には、半円状の切り欠き５７が設けられている。
【００４６】
一方、封鎖部材３１は、図４に示すように、切り欠き部５２に挿入される挿入部３７を有し、その両面に覆い板３８ａ，３８ｂが装着されたものである。
挿入部３７の大きさ及び形状は、本体側筐体部７の天面壁１１の切り欠き部５２にすっぽりとはまり込む形状であり、幅及び高さは切り欠き部５２と等しい。ただし奥行きは、切り欠き部５２の深さよりも短い。
挿入部３７は断熱材で作られている。
【００４７】
覆い板３８ａ，３８ｂの形状は、切り欠き部５２に設けられた覆い板５６と同一である。即ち封鎖部材３１の上下の覆い板３８ａ，３８ｂの端辺にも、同様に半円状の切り欠き５７が設けられている。
【００４８】
封鎖部材３１は、挿入部３７が本体側筐体部７の天面壁１１の切り欠き部５２に挿入される。そして切り欠き部５２の内面と、挿入部３７の先端面との間で直方体の空洞部４５が形成されている。なお封鎖部材３１の挿入部３７の側面と、切り欠き部５２の内壁は密着し、両者の間は気密性が確保されている。
また覆い板５６ａ，５６ｂの端辺に設けられた半円状の切り欠き５７と、封鎖部材３１の覆い板３８ａ，３８ｂに設けられた半円状の切り欠き５７同士が合致して円形を呈する。
【００４９】
以上、天面壁１１の空洞部４５について説明したが、底面壁１２の空洞部４６についても同様である。
【００５０】
次にブロック体１００について説明する。ブロック体１００は、シリコン樹脂等の比較的軟質の樹脂を素材とする発泡体である。ブロック体１００には断熱効果がある。
ブロック体１００の形状は、図１０の様に、概ね直方体形状である。
詳細に説明すると、ブロック体１００は直方体を基本とし、対向する一対の面（本実施形態では上下面１０１ａ，１０１ｂ）の各辺部にリブ１０２が設けられた形状である。
【００５１】
ブロック体１００の対向する一対の面（本実施形態では上下面１０１ａ，１０１ｂ）は、前記したリブ１０２を含めて一つの平面である。リブ１０２の断面形状は、図１０の様に直角三角形であり、頂角ａが鋭角である。
ブロック体１００の上下面１０１ａ，１０１ｂは略正方形であり、前記したリブ１０２は、正方形の上下面１０１ａ，１０１ｂの４辺に設けられている。
従って、ブロック体１００の側面には、上下面１０１ａ，１０１ｂのリブ１０２によって囲まれた凹部１０３がある。
【００５２】
ブロック体１００には、上下面１０１ａ，１０１ｂを貫通する貫通孔１０５が設けられている。本実施形態では、貫通孔１０５は、ブロック体１００の中心を上下に貫通するものである。
【００５３】
貫通孔１０５の平面断面形状は、後記するロッド７６，７８の断面形状に対して相似形であり、円形である。貫通孔１０５は挿通されるものの形状に合致させて成形されるべきであり、挿通されるものの断面形状が長方形であるならば貫通孔１０５の平面断面形状はこれに合わせて長方形にする。
上下に貫通する貫通孔１０５は、図１０（ｂ）の様に開口部分が他の部位に比べてやや狭くなっている。
【００５４】
また本実施形態では、ブロック体１００の側面にも貫通孔（連通孔）１０６が設けられている。本実施形態では、側面を貫通する貫通孔１０６は、上下に並べて２個設けられている。貫通孔１０６の断面形状は円形である。
側面を貫通する貫通孔１０６は、前記した上下に貫通する貫通孔１０５と直交するものである。即ち側面を貫通する貫通孔１０６は、ブロック体１００の内部で上下に貫通する貫通孔１０５と連通する連通孔である。
そのため上下に貫通する貫通孔１０５は、側面を貫通する貫通孔１０６を介してブロック体１００の側面の凹部１０３と連通する。なお側面を貫通する貫通孔１０６は、貫通孔１０５と直交していなくてもよい。
【００５５】
またブロック体１００の一つの側面には、図１０の様に切れ目１０７が設けられている。切れ目１０７は、上下に貫通する貫通孔１０５と平行に設けられており、両端はブロック体１００の上下面１０１ａ，１０１ｂに至っている。
切れ目１０７の深さは、上下に貫通する貫通孔１０５にまで至っている。
【００５６】
ブロック体１００は、前記した様に天面壁１１の空洞部４５と、底面壁１２の空洞部４６にそれぞれ一個ずつ設けられている。
天面壁１１の空洞部４５に注目すると、図１１に示すようにブロック体１００の上下面１０１ａ，１０１ｂは、空洞部４５の上下面と接している。より具体的には、ブロック体１００の上面１０１ａは、本体側筐体部７側の上部の覆い板５６ａと封鎖部材３１側の上部の覆い板３８ａの双方と接している。ブロック体１００の下面１０１ｂは、本体側筐体部７側の下部の覆い板５６ｂと封鎖部材３１側の下部の覆い板３８ｂの双方と接している。
【００５７】
またブロック体１００のリブ１０２は、空洞部４５の内側の側壁１１０（挿入部３７の端面を含む）と接している。そのため空洞部４５の内側の側壁１１０と、ブロック体１００の側面の凹部１０３との間には図１１の様に空隙１０８がある。空隙１０８は、ブロック体１００の側面の全周を環状にとりまく。
前記した様にリブ１０２の断面形状は、三角形であるから、リブ１０２の先端が空洞部４５の内側の側壁１１０に押しつけられ、ブロック体１００の側面の凹部１０３（空隙１０８）は、空洞部４５の側壁１１０で封鎖されて遮蔽された空間となっている。
【００５８】
また空洞部４５の上端側と下端側は、リブ１０２によって環状に封鎖されるので、空洞部４５の内周面部分においては、試験室８の内外の気密性が確保される。即ち、空洞部４５内にブロック体１００があり、ブロック体１００の上端側と下端側を取り巻くリブ１０２が空洞部４５の側壁１１０と接しているから、ブロック体１００の部分については、試験室８の内外の気密性が確保される。
従って、理論的には、試験室８の内外を連通するのは、ブロック体１００を上下に貫通する貫通孔１０５だけである。
【００５９】
底面壁１２についても同様であり、空洞部４６の上端側と下端側は、リブ１０２によって環状に封鎖されるので、空洞部４６の内周面部分においては試験室８の内外の気密性が確保され、試験室８の内外を連通するのは、ブロック体１００を上下に貫通する貫通孔１０５だけである。
【００６０】
次に奥面壁１３に形成された空気吐出側貫通孔２２と空気吸引側貫通孔２３について説明する。
空気吐出側貫通孔２２と空気吸引側貫通孔２３は、空気を流通させるための孔であり、いずれも奥面壁１３に大径の管３８，３９が挿通されて形成されている。
管３８，３９は、いずれも奥面壁１３を貫通する。管３８，３９の断熱領域１７側の開口端４０，４１は、奥面壁１３と同一の平面にある。
これに対して管３８，３９の外部側の開口端４３，４４は、環境試験装置本体５の背面側に突出している。
【００６１】
空気吐出側貫通孔２２は、奥面壁１３に設けられたものであって水平方向に延び、その軸線は、後記する試験室８の中心線と略直交する。
空気吸引側貫通孔２３は、空気吐出側貫通孔２２の真下にずれた位置に設けられている。
【００６２】
次に断熱領域１７の内部構造について説明する。断熱領域１７の内部には、仕切り部材４８が設けられ、試験室８と、流路形成部５５とに区切られている。
仕切り部材４８の形状は板状である。
仕切り部材４８は、断熱領域１７の奥面壁１３と平行であって断熱領域１７の内壁から一定の距離を置いて設置されている。
また仕切り部材４８には通気用の小孔６０が多数設けられている。そして小孔６０が設けられた領域と空気吐出側貫通孔２２との間が、接続ダクト６１で接続されている。接続ダクト６１は外観形状がテーパー状であり、空気吐出側貫通孔２２に接続される部位の内径が小さく、仕切り部材４８に接続される側の内径は大きい。
空気吐出側貫通孔２２と、仕切り部材４８の小孔６０が設けられた領域との間が、接続ダクト６１で接続されているから、空気吐出側貫通孔２２は、仕切り部材４８の小孔６０とのみ連通し、流路形成部５５とは連通しない。
【００６３】
次に空調機部６について説明する。空調機部６は、図６の様に、内部に一連の空気流路６３を有している。空気流路６３は、断熱壁６４で覆われている。
本実施形態では、図面下側の開口が空気戻り口６５として、上側の開口が空気往き口６６として機能する。そして空気流路６３内には、空気戻り口６５から順に加湿装置５９、プレクーラ６７、メインクーラ６８及び加熱器７０が設置されている。また加熱器７０と空気往き口６６との間に送風機７１が設けられている。
空調機部６は、空気戻り口６５から空気を導入し、加湿装置５９、プレクーラ６７、メインクーラ６８及び加熱器７０を通過させて空気を所定の温度及び湿度に調整して空気往き口６６から排出するものである。この様に本実施形態で採用する空調機部６は、加湿能力を備えており、高加湿環境を作ることができる。
【００６４】
次に外力付与装置３について説明する。
外力付与装置３は、引っ張り試験機である。外力付与装置３は、図１、図２に示すように基台部７２と、門型フレーム７３を有している。
門型フレーム７３には、図示しないガイドレールがあり、門型フレーム７３のガイドレールに昇降桟（駆動部）７５が係合している。
そして昇降桟７５の下部に上ロッド７６が設けられており、当該上ロッド７６の先端に上側掴み具（保持部）７７が設けられている。即ち駆動部たる昇降桟７５に、上ロッド７６を介して保持部たる上側掴み具７７が取り付けられている。
【００６５】
また基台部７２には、下ロッド７８が設けられており、当該下ロッド７８の先端に下側掴み具（保持部）７９が設けられている。
外力付与装置３には、公知の引っ張り試験機と同様に、上側掴み具７７を上方に移動させる移動装置と、掴み具の移動量を検知する伸び量計と、引っ張り荷重を検知する荷重計を有している（いずれも図示せず）。
【００６６】
次に補助器材について説明する。本実施形態の試験装置１は、補助器材として外力付与装置載置台１３０と、恒温槽用架台１３１を有している。
外力付与装置載置台１３０は、単なるテーブルであり、外力付与装置３を載せる載置板１３２と、載置板１３２を中空に支持する脚部１３３とを有している。
【００６７】
恒温槽用架台１３１は、台座部１３５と、テレスコピックガイド１３６を有している。台座部１３５は、略立方体であり、ある程度の重量を有している。
テレスコピックガイド１３６は、台座部１３５の上面に配されたものであり、２本の伸縮棹１３７ａ，１３７ｂが平行に設けられたものである。伸縮棹１３７ａ，１３７ｂは、固定側部材と可動側部材を有しており、固定側部材に対して可動側部が直線方向に移動可能である。従って伸縮棹１３７ａ，１３７ｂは、可動側部を移動させることによってその全長を伸縮させることができる。
テレスコピックガイド１３６は、各伸縮棹１３７ａ，１３７ｂの固定側部材が台座部１３５の上面に固定されている。そして伸縮棹１３７ａ，１３７ｂの全長を伸ばすと、可動側部が台座部１３５から片持ち状に張り出す。
【００６８】
次に試験装置１を構成する各部材間の関係について説明する。
本実施形態の試験装置１は、前記した様に環境試験装置２と、外力付与装置３によって構成されており、さらに環境試験装置２は、環境試験装置本体５と空調機部６によって構成されている。
環境試験装置２を構成する環境試験装置本体５と空調機部６とは、図６の様に２本のダクト８０，８１によって接続されている。
即ち環境試験装置本体５の空気吸引側貫通孔２３を構成する管３９と、空調機部６の空気戻り口６５が、戻り側ダクト８１によって接続されている。
また環境試験装置本体５の空気吐出側貫通孔２２を構成する管３８と、空調機部６の空気往き口６６が、往き側ダクト８０によって接続されている。
そのため環境試験装置本体５の断熱領域１７と、空調機部６の空気流路６３は、一連の循環流路を構成する。
また、往き側ダクト８０を含む空気吐出側ダクト、戻り側ダクト８１を含む空気吸引側ダクトには、それぞれ断熱材１５０，１５１が施工され、エネルギーロスが少なくなっている。
【００６９】
外力付与装置３は、図１、図２の様に、外力付与装置載置台１３０の載置板１３２上に載置されている。
環境試験装置２の環境試験装置本体５は、外力付与装置３の門型フレーム７３に囲まれた空間に設置されている。
より詳細には、図１、図２の様に、外力付与装置３の背面側に恒温槽用架台１３１が配置されており、恒温槽用架台１３１のテレスコピックガイド１３６の可動側部によって環境試験装置本体５が恒温槽用架台１３１の台座部１３５から張出した状態で支持されている。そして環境試験装置本体５は、恒温槽用架台１３１のテレスコピックガイド１３６で片持ち状に支持され、外力付与装置３の門型フレーム７３内に差し入れられている。
環境試験装置本体５は、恒温槽用架台１３１によって中空に支持されて外力付与装置３の門型フレーム７３内に配置されており、外力付与装置３の基台部７２とは接していない。
【００７０】
そして外力付与装置３の上ロッド７６が、環境試験装置本体５のロッド挿通用貫通孔２０を貫通し、先端の上側掴み具７７が、試験室８の中央に至っている。
より詳細には、上ロッド７６は、環境試験装置本体５のロッド挿通用貫通孔２０に挿通され、上側掴み具７７が、仕切り部材４８の小孔６０の高さ近傍に至っている。
【００７１】
また外力付与装置３の下ロッド７８が、環境試験装置本体５のロッド挿通用貫通孔２１を貫通し、先端の下側掴み具７９が、試験室８の中央に至っている。
より詳細には、下ロッド７８は、環境試験装置本体５のロッド挿通用貫通孔２１を通過し、下側掴み具７９が、仕切り部材４８の小孔６０の高さ近傍に至っている。
【００７２】
なお、本実施形態で採用するブロック体１００には、切れ目１０７が設けられているため、ロッド７６，７８をブロック体１００の切れ目１０７に押し当て、ロッド７６，７８を切れ目１０７に押し込むと、ブロック体１００の弾性によって切れ目１０７が押し広げられ、ロッド７６，７８が切れ目１０７の中に割り込んで行き、ブロック体１００の中に入る。そして遂には、ロッド７６，７８はブロック体１００を上下に貫通する貫通孔１０５に到達し、ロッド７６，７８が貫通孔１０５に挿通された状態とすることができる。
【００７３】
本実施形態では、上ロッド７６及び下ロッド７８が環境試験装置本体５の断熱壁１０を連通する。即ちロッド７６，７８が環境試験装置本体５の断熱壁１０を連通する貫通孔２０，２１（ブロック体１００の貫通孔１０５）に挿入される。そのため前記した様に、ブロック体１００の貫通孔１０５の平面断面形状は、ロッド７６，７８の断面形状に対して相似形となっている。
前記した様に、ブロック体１００の貫通孔１０５は、開口部分が他の部位に比べてやや狭くなっている。
貫通孔１０５の最も面積が狭い部分の内壁と、ロッド７６，７８の間の隙間は、平均で０．５ｍｍから３ｍｍであり、より望ましくは平均で１ｍｍから２ｍｍである。
また貫通孔１０５の最も面積が狭い部分の内壁と、ロッド７６，７８の間の隙間の面積は、挿通される物（本実施形態ではロッド７６，７８）の断面積の３倍以下であることが望ましい。より望ましくは、２倍以下である。さらに望ましくは１倍以下である。
【００７４】
本実施形態では、上側掴み具７７と下側掴み具７９で試料（被試験物）の両端が保持される。そのため試料は、試験室８内であって特に上側掴み具７７と下側掴み具７９の間の領域に設置されることとなる。従って本実施形態の試験装置１では、上側掴み具７７と下側掴み具７９の間の領域が、被試験物設置領域１１５となる。
【００７５】
また環境試験装置本体５の天面壁１１及び底面壁１２に埋設された配管（気体吸引部）２８に、気液分離装置５３と負圧発生装置５８が接続されている。
【００７６】
次に、本実施形態の試験装置１の作用について説明する。
本実施形態の試験装置１を使用して引っ張り試験を行う場合は、試料（被試験物）を所定の形状に成形する。そして環境試験装置本体５の扉９を開き、試料の両端を上側掴み具７７と下側掴み具７９で掴む。そして環境試験装置本体５の扉９を閉じる。
その後、負圧発生装置５８を起動する。
また空調機部６を起動して、所定の温度に調整された空気を試験室８に供給し、試験室８内を所定の温度環境に維持する。
そして外力付与装置３を起動し、上ロッド７６を一定の速度で上昇させて試料（被試験物）に引っ張り荷重を掛け、破断する。そしてその間の試料の伸びと荷重の関係を記録する。
【００７７】
試験中における環境試験装置２（環境試験装置本体５と空調機部６）の空気の流れは、図６の矢印の通りである。即ち空調機部６の送風機７１を起動することにより、環境試験装置本体５の空気吸引側貫通孔２３から戻り側ダクト８１を経由して断熱領域１７内の空気が空調機部６に導入される。そして空調機部６に導入された空気は、空調機部６の空気流路６３を流れ、その間に所望の温度に調整される。そして調整後の空気が、往き側ダクト８０を経由して、環境試験装置本体５の空気吐出側貫通孔２２に導入される。
【００７８】
ここで空気吐出側貫通孔２２は、接続ダクト６１で、直接的に仕切り部材４８の小孔６０が形成された部位に接続されている。即ち空気吐出側貫通孔２２から接続ダクト６１を経由して小孔６０に繋がっている。そのため空調機部６から環境試験装置本体５に供給された空気は、仕切り部材４８に設けられた小孔６０からのみ試験室８内に供給される。
【００７９】
試験室８内には仕切り部材４８に設けられた小孔６０から次々と空気が供給されるので、試験室８の被試験物設置領域１１５は高圧雰囲気となる。一方、下流側にある貫通孔１０５の周囲は、被試験物設置領域１１５の周囲に比べると低圧傾向となる。
そのため試験室８内における貫通孔１０５の周辺は、低圧傾向であり、貫通孔１０５から外に向かって空気が漏れにくく、かつ空気の流れによって貫通孔１０５周辺からの外乱から被試験物設置領域１１５が守られるため温度精度が良い。
【００８０】
また本実施形態では、試験室８の内外を連通する貫通孔１０５の開口面積は、ロッド７６，７８が挿通し得るだけの開口面積でしかない。さらに貫通孔１０５の内壁と、ロッド７６，７８との隙間が小さく設定されているから、実際の開口面積は極めて小さく、試験室８内の空気は貫通孔１０５から漏れにくい。
【００８１】
さらに加えて本実施形態では、ブロック体１００が収容された空洞部４５，４６に配管２８が接続され、配管２８の他端は負圧発生装置５８に接続されていて、空洞部４５，４６内が吸引されている。
そのため空洞部４５，４６の内側の側壁１１０と、ブロック体１００の側面の凹部１０３との間の空隙１０８が負圧傾向となり、空洞部４５，４６と覆い板５６ａ，５６ｂ，３８ａ，３８ｂとの隙間から試験室８内の空気が漏れることが阻止される。
【００８２】
またブロック体１００の側面に設けられた水平方向にのびる貫通孔１０６が試験室８の内外を連通する貫通孔１０５と繋がっているから、試験室８の内外を連通する貫通孔１０５内が負圧傾向となり、貫通孔１０５から試験室８内の空気が漏れることが阻止される。
本実施形態においては、空洞部４５，４６と覆い板５６ａ，５６ｂ，３８ａ，３８ｂとの隙間や、貫通孔１０５から試験室８内の空気が漏れる懸念は低い。
試験室８内の空気が仮に高温高湿であったとしても内部の高温高湿の空気が漏れて結露する懸念は低い。
そのため空洞部４５，４５や貫通孔１０５から試験室８内の空気が漏れる懸念は低い。
【００８３】
前記した様に、試験を行う際にはブロック体１００が収容された空洞部４５，４６や、ブロック体１００に形成された貫通孔１０５を負圧傾向とするが、空洞部４５，４６や貫通孔１０５の負圧傾向が強すぎると、試験室８の環境を乱す懸念があり、負圧傾向が弱すぎると、試験室８内の空気が外に漏れる懸念がある。
実際には負圧の程度は僅かでよい。具体的にはこれらの空間が、周囲の環境よりも０．１ｍｍＡｑ（０．９８Ｐａ）から１０ｍｍＡｑ（９８Ｐａ）程度低くすることが望ましい。より推奨される範囲は、周囲の環境よりも０．２ｍｍＡｑ（１．９６Ｐａ）から５ｍｍＡｑ（４９Ｐａ）程度低い圧力であり、最も推奨される範囲は、０．２ｍｍＡｑ（１．９６Ｐａ）から０．８ｍｍＡｑ（７．８４Ｐａ）である。
【００８４】
吸引量は、貫通孔１０５に挿通される物の断面積をＤｃｍ2 （平方センチメートル）として１Ｄ（Ｌ／ｍｉｎ）から１０Ｄ（Ｌ／ｍｉｎ）、より好ましくは２Ｄ（Ｌ／ｍｉｎ）から４Ｄ（Ｌ／ｍｉｎ）が適当である。
仮に貫通孔１０５に挿通される物が直径３０ｍｍの丸棒状であり断面積が７ｃｍ2 （平方センチメートル）であるならば、吸引量は、７（Ｌ／ｍｉｎ）から７０（Ｌ／ｍｉｎ）、より好ましくは１４（Ｌ／ｍｉｎ）から２８（Ｌ／ｍｉｎ）が適当である。
また仮に貫通孔１０５に挿通される物が帯状であり、断面形状が４ｍｍ×４０ｍｍの大きさであるならば、断面積は１．６ｃｍ2 （平方センチメートル）であり、吸引量は、１．６（Ｌ／ｍｉｎ）から１６（Ｌ／ｍｉｎ）、より好ましくは３．２（Ｌ／ｍｉｎ）から６．４（Ｌ／ｍｉｎ）が適当である。
【００８５】
また上ロッド７６及び下ロッド７８と、ロッド挿通用貫通孔２０，２１は、直接的に接触しない。そのため引っ張り試験の実施中は、上ロッド７６又は下ロッド７８が上又は下に移動するが、接触による抵抗は発生せず、荷重計は、試料に掛けられた引っ張り荷重を正確に検知することができる。
【００８６】
本実施形態の環境試験装置２では、空洞部４５，４６にブロック体１００が内蔵されており、ブロック体１００に設けた貫通孔１０５をロッド挿通用貫通孔２０，２１として機能させている。
ブロック体１００はシリコン等の樹脂であり、板金ではないから端面処理は不要であり、本実施形態でもなされていない。そのためロッド挿通用貫通孔２０，２１の加工が容易である。
【００８７】
以上説明した実施形態では、ブロック体１００が収容された空洞部４５，４６に負圧発生装置５８を接続し、空洞部４５，４６内を減圧したが、図１２に示す様に、試験室８に負圧発生装置５８を接続してもよい。
【００８８】
また本実施形態では、負圧発生装置５８に加えて気液分離装置５３を備え、試験室８内の高湿度の空気から水分を除去した後に大気開放することとしたが、気液分離装置５３は必須ではない。
【００８９】
以上説明した実施形態では、環境試験装置２は、環境試験装置本体５と空調機部６が分離されており、それぞれ独立した装置となっている。しかしながら本発明は、この構成に限定されるものではなく、図１３に示す試験装置９０の様に、一つの断熱筐体８３内に、空調機部８５が内蔵された環境試験装置８２を採用してもよい。
図１３に示す試験装置９０で採用する環境試験装置８２では、断熱筐体８３によって断熱領域８４が形成されている。断熱筐体８３の内部が空調機部８５と試験室９１に分かれている。空調機部８５には、加湿器８６と、冷却器８７と、ヒータ８８及び送風機８９が設けられている。
送風機８９の吐出口は、試験室９１内に開いている。
【００９０】
本実施形態の試験装置９０においても、環境試験装置８２の断熱筐体８３の天面壁１２０と底面壁１２１に、ロッド挿通用貫通孔２０，２１が設けられている。ロッド挿通用貫通孔２０，２１の形状や構造は、前記した実施形態と同一であり、当該空洞部４５，４６にブロック体１００が内蔵されており、ブロック体１００に貫通孔１０５が設けられ、当該貫通孔１０５がロッド挿通用貫通孔２０，２１として機能する。
【００９１】
上記した実施形態では、ロッド７６，７８ロッドを挿通する貫通孔２０，２１を上下に２個設けた例を示したが、貫通孔は、天面壁又は底面壁のいずれかだけに設けられていてもよい。側面壁に貫通孔が設けられていてもよい。また３以上の貫通孔を有していてもよい。
【００９２】
また上記した実施形態では、上側掴み具７７と下側掴み具７９を試験室内に配置し、ロッド７６，７８を貫通孔に挿通させた。
しかし本発明この構成に限定されるものではなく、図１４に示す試験装置の２００の様に上側掴み具７７と下側掴み具７９を試験室の外に配置し、被試験物や被試験物の一部を延長する部材を貫通孔に挿通させてもよい。
【００９３】
上記した実施形態は、いずれも複合型の引っ張り試験機であるが、本発明は、引っ張り試験機に限定されるものではなく、圧縮試験機、剪断試験機、硬さ試験機、衝撃試験機等にも応用することができる。
【００９４】
上記した二つの環境試験装置２、８２は、温度環境を調整する機能と湿度環境を調整する機能を有している例を示している。
本発明で採用可能な環境試験装置は、上記のものに限定されず、温度と湿度のいずれか、もしくは両方を調整することができるものであればよい。
【００９５】
以上説明した実施形態では、プロック体１００は、一塊の樹脂であるが、幾つかに分割されていてもよい。例えば図１５のブロック体１６０の様に、２個のブロック片１６１によって構成されていてもよい。
【符号の説明】
【００９６】
１  試験装置
２  環境試験装置
３  外力付与装置
５  環境試験装置本体
６  空調機部
７  本体側筐体部
８  試験室
１０  断熱壁
１７  断熱領域
１８  断熱領域側開口
２０，２１  ロッド挿通用貫通孔
４５，４６  空洞部（空隙部）
５２  切り欠き部
５３  気液分離装置
５８  負圧発生装置
１００，１６０  ブロック体
１０２  リブ
７６  上ロッド（駆動部）
７７  上側掴み具（保持部）
７８  下ロッド
７９  下側掴み具（保持部）
８２  環境試験装置
【図１】
0006360465.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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
0006360465.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
0006360465.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
0006360465.tif 000016