(57)【要約】【課題】  従来の騒音低減装置は、ダクト換気扇などの送風機のモーター騒音を低減する為に、騒音源を囲うカバーを設けることによって騒音源からの放射音を低減させていた。特にダクト換気扇などの送風機は、大きな風量がカバー内を流れることによって、カバーの側面への衝突により振動音を発生させる。騒音源を囲うカバーは1mm程度の鋼板で作製されている為に強度が不足し、制振材料等の固着や、質量則に伴う材料自身の板厚ＵＰなどによる重量増加がない騒音低減装置を得る。【解決手段】  騒音源を覆った一つ又は複数の板材で作られケーシングと、該ケーシングは該板材料にて結合し略密閉された構造を設け、該板材の少なくとも一面に任意の曲率半径が全体又は部分的に設けられた騒音遮蔽板を外側又は内側に膨らむように備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モーター等の回転体を用いた騒音源と、前記騒音源を固定し、且つ前記騒音源を覆った一つ又は複数の板材で作られケーシングと、前記ケーシングは前記板材料にて結合し略密閉された構造を設け、前記板材の少なくとも一面に任意の曲率半径が全体又は部分的に設けられた騒音遮蔽板を外側又は内側に膨らむように備えたことを特徴とする騒音低減装置。
【請求項２】
前記板材の少なくとも一面に、前記板材と前記騒音遮蔽板との結合部を有する事を特徴とする請求項１記載の騒音低減装置。
【請求項３】
前記結合部は、接着又は溶着等の補助接合する事を特徴とする請求項１又は請求項２記載の騒音低減装置。
【請求項４】
前記騒音遮蔽板は、金属又は樹脂等少なくとも一方で成型した事を特徴とする請求項１乃至３何れかに記載の騒音低減装置。
【請求項５】
前記騒音遮蔽板の凹側に、一個又は複数のリブを固定した事を特徴とする請求項１乃至４何れかに記載の騒音低減装置。
【請求項６】
前記騒音遮蔽板の凹側又は凸側の少なくとも一方に、曲率面と略同形状の金属又は樹脂等の少なくとも一方の材質で形成された補強材を備えたことを特徴とする請求項１乃至５何れかに記載の騒音低減装置。
【請求項７】
前記騒音遮蔽板は、半円筒型、ドーム型、半球型に成型した事を特徴とする請求項１乃至６何れかに記載の騒音低減装置。
【請求項８】
前記騒音遮蔽板は、前記板材との前記結合部近傍の曲率が前記騒音遮蔽板の頂点近傍の曲率よりも小さい事を特徴とする請求項１乃至７何れかに記載の騒音低減装置。
【請求項９】
前記騒音遮蔽板は、前記板材との前記結合部近傍の板厚を前記騒音遮蔽板の頂点近傍より厚くした事を特徴とする請求項１乃至８何れかに記載の騒音低減装置。
【請求項１０】
ファンと、前記ファンを回転させるモーターと、前記モーターを固定し、且つ前記モーターを覆った一つ又は複数の板材で作られケーシングと、前記ケーシングは前記板材料にて結合し略密閉された構造を設け、前記ケーシングに任意の曲率半径が全体又は部分的に設けられた騒音遮蔽板を外側又は内側に膨らむように備えたことを特徴とする送風機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、騒音低減構造に関するものであって、モーター等の回転体を用いた騒音源から発生した音放射及び騒音源を覆ったケーシングからの振動音を低減するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の騒音低減装置においては、騒音発生箇所から音発生経路の経路内にヘルムホルツ型共鳴器を備える事で、伝搬経路の騒音を低減させることができる（例えば、特許文献１参照）。また、従来の騒音低減装置においては、ファンを覆う本体ケ−シングを補強リブで設けることで強度を上げ、振動特性を改善する（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２５９１８号公報  （第７頁、第１図）
【特許文献２】特開２００６−３０１１号公報  （第１４頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の騒音低減装置は、騒音を打ち消すための共鳴空間とこの共鳴空間による共振周波数と一致する、騒音の特定周波数の低減には効果を発揮していたが、共鳴空間の共鳴周波数と一致しない別の周波数帯域に対しての低減効果を得られないために、広い周波数帯域の騒音低減は困難であった。また、共鳴空間構造を騒音伝搬空間に設ける必要が有るために、ダクト換気扇等の風路が必要な筐体空間内には、共鳴空間への埃などが蓄積する事で共鳴空間の容積が変化して、騒音レベルの減衰効果が無くなるなどの問題を生じており、結果的にダクト換気扇等の風路に含まれる騒音成分の低減等への適用は困難であった。また、共鳴空間の構造形成が必要なために、空間創生のための部材が必要であるため、騒音低減のための装置生産コストが高い問題を生じていた。また、ダクト換気扇は排気及び吸気を効率的に行うために大きな風量を得るためのファンモータを搭載しており、このファンモータで発生する振動騒音やファンモータの回転で吸気したエアーによる筐体内部で発生する流体音、更にはエアーの流体がダクト換気扇の筐体に衝突する事で発生する筐体振動音が発生するために、様々な周波数特性を有する騒音が発生しており、特定の周波数成分を低減する共鳴型による騒音低減装置では、全ての騒音に対応することは困難であるという問題点があった。
【０００５】
また別の従来の騒音低減装置は、ダクト換気扇などの送風機のモーター騒音を低減する為に、騒音源を囲うカバーを設けることによって騒音源からの放射音を低減させていた。特にダクト換気扇などの送風機は、大きな風量がカバー内を流れることによって、カバーの側面への衝突により振動音を発生させる。騒音源を囲うカバーは1mm程度の鋼板で作製されている為に強度が不足し、強度を上げるために制振材料等の固着や、質量則に伴う材料自身の板厚ＵＰなどによっていたため製品そのものの重量が増加するという問題点があった。一例として、剛性を上げ振動音を防ぐためカバーに補強リブを取付け、剛性及び振動特性を改善している。補強リブの取付けには、補強リブの作成加工、取付け面の加工、取付けに要する時間が必要となり、さらに補強リブの材料費が掛かるという問題点があった。
【０００６】
本発明は、このような問題を解決し、補強リブの追加することなくカバーの加工による簡単な構成で騒音を低減し、さらに発生共振周波数を高くし人間の聴覚上で騒音がさらに低減されたと感じられる騒音低減装置を得ることを目的とする。
【０００７】
また、第2の目的としては、簡単な構成で効果的に騒音を低減し、さらに発生共振周波数が高い周波数に移動するために人間の聴覚にとって騒音がさらに低減されたと感じられる送風機を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係わる騒音低減装置は、モーター等の回転体を用いた騒音源と、該騒音源を固定し、且つ騒音源を覆った一つ又は複数の板材で作られたケーシングと、該ケーシングは前記板材料にて結合し略密閉された構造を設け、前記板材の少なくとも一面に任意の曲率半径が全体又は部分的に設けられた騒音遮蔽板を外側又は内側に膨らむように備えた物である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、騒音低減構造に関するものであって、モーター等の回転体を用いた騒音源から発生した音放射及び騒音源を覆ったケーシングからの振動音を低減するものである。この発明に関わる騒音低減装置においては、回転体を用いた騒音源を覆ったケーシングの少なくとも1面に金属又は樹脂等の少なくとも一方で作成された曲率を有する騒音遮蔽版を用いることにより、騒音を低減する。さらに発生共振周波数を高くし人間の聴覚上で騒音がさらに低減される。また騒音低減装置の構成が簡単になるので、製品の筐体の軽量化が実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
実施の形態１．
以下、本発明に係る騒音低減装置の好適な実施の形態について図１、図２を参照して説明する。図１は、実施の形態１に係る騒音低減装置１０を適用した天井裏等に使用される送風機（ダクト換気扇）を示す装置搭載概略図である。送風機２は、一般的にケーシング又は消音ボックス（筐体）として、左面３、右面４、上面５、底面６、前面７及び後面８の全６面を金属又は樹脂等の少なくとも一方の板材により囲われている。各面の接合方法は、ネジ止めやカシメ処理、更には接着や溶接などで結合（構成又は成型）しており、略密閉した構造を得ている。寸法は上面５及び底面６：390mmX520mm厚さ1mmであり、左面３及び右面４：320mmX520mm厚さ1mmであり、前面７及び後面８：320mmX390mm厚さ1mmである。前面７と後面８の一部にはそれぞれ、排気用ダクト２１及び吸気用ダクト２０が接続している（ダクト径φ200、厚さ1mm）。上記の様に構成したダクト換気扇２の内部を図２に示す。ダクト換気扇２のファンとして例えばシロッコファン１１が底面６に搭載されており、ファンモータの回転に伴いダクト換気扇２の後面８に接続した吸気用ダクト２０から吸込んだ空気（エアー）等１２ａ、１２ｂは、消音ボックスの左面３と右面４に沿ってシロッコファン１１の中に両側から吸込まれ、シロッコファン１１後方から空気（エアー）等１２ｃを排出し前面７に接続した排気用ダクト２１から外部に放出される。
【００１１】
この例で用いられたダクト換気扇の送風されるエアー風量は、約８００立方メートル／ｈである。吸気用ダクト２０から吸気して排気用ダクト２１から排出される。
【００１２】
上記吸入から排出までの経路において、筐体を構成する部材の一部である左面３に任意の曲率半径Ｒを持たせ、半円筒状の騒音遮音板（以下「曲率遮音板」と記す）３０（図３）を形成することで強度（剛性）が上がる。曲率遮音板３０は剛性の向上により、筐体内部から筐体外部に透過していた吸気用ダクト２０から吸入したエアー１２ａの流入で発生する流体音や、ダクト換気扇の筐体部材に衝突することで発生する振動音が少なくなり、騒音低減効果を有する。曲率遮音板３０が外側に膨らんでいる場合には、左面３側のエアーの管壁抵抗が少なくなり、さらに振動音が低減する。曲率遮音板３０が外側に膨らんでいる場合の説明をしたが、曲率遮音板３０が内側に膨らんでいる場合も剛性の向上により、騒音低減効果を有する。
【００１３】
曲率遮音板３０（厚さ1mm）は、曲率面部３１と筐体の箱体に形成するための板材の接合部３２、曲率面部３１の端部と板材の接合部３２の剛性を上げる為の結合材３３で構成されている(図３（Ａ）（Ｂ）)。図３（Ａ）は曲率の有る面が筐体の外側に突出した場合であり、図３（Ｂ）は曲率面が筐体の内側に突出した場合を示す。図３（Ａ）及び図３（Ｂ）では剛性を上げる為の結合材３３は、曲率面部３１の凹側の端部で板材料の接合部３２の剛性を上げる為の結合材３３で構成されているが、曲率面部３１の凸側の端部で板材の接合部３２の剛性を上げる為の結合材３３で構成されていても同様の効果がある（図示せず）。
【００１４】
この例のケーシングで用いられた曲率遮音板３０は、金属又は樹脂等の少なくとも一方の板材が使用されている。成型の方法は、型によるプレス又は射出等である。
【００１５】
次に、本実施の形態の動作について説明する。上のように成型した曲率遮音板３０と接合部３２が、接着又は接合してネジ止めやカシメ処理、更には接着や溶接などで堅固に固定（以下「完全固定」と記す）した左面３を設けた箱体であるダクト換気扇２の筐体を形成する。完全固定により、接合部３２で摺動などの微小の摩擦的な動きは生じない。上記の如く、曲率面部３１の周囲を完全固定することで、平らな面で生じていた共振点が高い周波数に移動すると共に、平らな面で生じていた振動モードは分割振動モードとなるために、平らな面で生じていた板自身の大きな振動は、減衰させる事ができる。このために、従来の平らな面状態で形成した場合のダクト換気扇の、吸気用ダクト２０から吸気したエアーが筐体の内壁面（構造体）に衝突することで発生させていた筐体面の振動を減衰させることができる。また、曲率面部３１は振動（振動モード）が接合部３２による完全固定により曲率面部３１は振動しなくなるために、ダクト換気扇の筐体内部を流れるエアーの圧力変化等が原因の筐体内の圧力変化による筐体面への圧力による振動加振の影響をほとんど受けなくなり、筐体内部で発生していた流体等に伴う音放射を筐体外部にほとんど漏らさないようにする事ができる。
【００１６】
図５に曲率面部３１から垂直に1.5mの距離で周波数分析器によって測定した、従来の平らな筐体面で構成したダクト換気扇の騒音特性（実線）と本発明による騒音低減装置による曲率遮音板で構成したダクト換気扇の騒音特性（点線）の比較結果を示す。図５において本発明による騒音低減装置による曲率遮音板で構成したダクト換気扇の騒音特性（点線）では騒音特性の全周波数において騒音が下がる効果がある。また従来の騒音特性にあるピーク部（共振周波数部）の周波数が高く移動しながら、且つ減衰することにより、人間の聴覚上で騒音が下がると感じる効果がある。（図５Ａ→Ｂに一例を示す）
【００１７】
測定にて使用した騒音低減装置１０の曲率遮音板３０の曲率半径Ｒ、曲率半径の幅Ｌ、曲率半径高さＨの関係（図４）を以下の式で表す。
Ｒ＝Ｌ２＋Ｈ２／２Ｈ----  式（１）
上記式（１）により得られた曲率半径Ｒ及び曲率半径高さＨは、曲率遮音板３０が騒音低減装置として効果を得る一例の値ではあるが、曲率半径Ｒがより小さく、且つ曲率半径高さＨが高くした場合にも同様の効果がある。
【００１８】
本発明の騒音低減装置で構成した送風機（ダクト換気扇）では、面の振動による振動音及び筐体内部での放射音の透過が減衰するために、騒音が全帯域で減衰する効果がある。
【００１９】
実施の形態２．
なお実施の形態１では、曲率遮音板３０の曲率面の凹部分に補強材等は入れなかったが、図６（Ａ）に示すように例えば鋼材製のリブ（強固辺）３５（厚さ2mm）を4枚補強材として追加すると曲率遮音板３０の剛性はさらに向上する。リブ３５は、図５（Ｂ）に示すように例えばアーク溶接の結合材３３にて複数点の接合面で曲率遮音板３０に結合（接着又は溶着等）させている。リブ３５を追加したことにより曲率遮音板３０の剛性はさらに上がり、面の振動による振動音及び筐体内部での放射音の透過が減衰するために、騒音が全帯域で減衰する効果が上がる。実施の形態２では、リブ３５を4枚縦方向に補強材として使用したが、1枚又は複数のリブ３５があれば効果があり、横方向又は格子状に配置しても同様な効果がある。厚さは補強材として効果があれば任意の厚さで同様の効果がある。材質は、鋼材以外でも金属又は樹脂等の少なくとも一方を用いれば同様の効果がある。リブ３５に補強された曲率遮音板３０は、突出面が筐体の内側又は外側何れの面でも同様の効果がある。
【００２０】
図７（Ａ）に示すように曲率遮音板３０の凹部分に曲率面と略同形状の金属又は樹脂等の少なくとも一方の材質で形成された凹部補強部材３６を追加すると曲率遮音板３０の剛性はさらに向上する。凹部補強部材３６は、例えばスポット溶接にて複数の接合点で曲率遮音板３０に結合（接着又は溶着等）させている。凹部補強部材３６を追加したことにより曲率遮音板３０の剛性はさらに上がり、面の振動による振動音及び筐体内部での放射音の透過が減衰するために、騒音が全帯域で減衰する効果が上がる。上記例ではスポット溶接による複数の接合点で結合させた例を説明したが、接着等で全面を結合させても良い。また、図８（Ａ）に示すように曲率遮音板３０の凸部分に曲率面と略同形状の金属又は樹脂等の少なくとも一方の材質で形成された凸部補強部材３７を追加すると同様の効果がある。図７（Ａ）図８（Ａ）の曲率遮音板３０は、曲率遮音板３０が外側に膨らんでいる場合の説明を実施したが、図７（Ｂ）図８（Ｂ）の曲率遮音板３０が内側に膨らんでいる場合も剛性の向上により、騒音低減効果を有する。曲率遮音板３０に、補強部材３６又は凸部補強部材３７を取付けた例を説明したが、補強部材３６及び凸部補強部材３７を曲率遮音板３０に取付けても同様の効果がある
【００２１】
実施の形態３．
なお、本発明では、曲率遮音板３０を一面にだけ搭載した場合を示したが、ダクト２０、２１が接続される面以外の面全てに搭載しても同等の効果を発揮する(図９)。
【００２２】
また、曲率遮音板３０の曲率面部の構造をドーム形状５０に成型した例を図１０に示す。図に示すように、ドーム形状に形成しても同等の遮音及び振動音低減効果を発揮する事が出来る。図１１にドーム形状５０の一例をＡ-Ａ′での断面図を示す。Ａ-Ａ′断面での頂点Ｃはドーム部の頂点を示しており、斜面Ｄ部は平面にて形成されている。斜面Ｄ部は平面にて形成されているが、曲面で形成されて且つ外側又は内側に膨らんでいても同様の効果がある。図１２にドーム形状５０の一例をＢ-Ｂ′での断面図を示す。Ｂ-Ｂ′断面での頂点Ｅは半円筒部の頂点を示しており、斜面Ｄ部は平面にて形成されている。破線Ｆの内部の頂点Ｅを含む曲面部は外側に膨らんでいるが、内側に膨らんでいても同様の効果がある。斜面Ｆ部は平面にて形成されているが、外側又は内側に膨らんでいても同様の効果がある。
【００２３】
また、曲率遮音板３０を一面に複数設けた例を図１３及び図１４に示す。図に示すように、複数の曲率遮音板３０を形成しても同等の遮音及び振動音低減効果を発揮する事が出来る。さらに、複数の曲率遮音板３０がダクト２０、２１が接続される面以外の面全てに搭載しても同等の効果を発揮する(図示せず)。図１３及び図１４は、曲率遮音板３０が密着して形成されているが、該曲率遮音板３０は、離して配置しても同様の効果がある。
【００２４】
また、結合部３２近傍の曲率遮音板３０の曲面部における曲率を変えた例を図１５に示す。曲率遮音板３０の頂点近傍部分（Ａ部分）の曲率Ｒａより、結合部３２近傍（Ｂ部分）の曲率遮音板３０を曲率Ｒａより小さい曲率Ｒｂにする事により、曲率遮音板３０の剛性はさらに上がり、面の振動による振動音及び筐体内部での放射音の透過が減衰するために、騒音が全帯域で減衰する効果が上がる。この例では、ＡとＢの２つの部分に分けて、結合部３２側の曲率Ｒｂを小さくしたが、曲面を２個以上ｎ個の部分に分け、曲率Ｒｎが結合部３２側に近づくほど小さくしても同様の効果がある。
【００２５】
また、結合部３２近傍の曲率遮音板３０の曲面部における厚みを変えた例を図１６に示す。曲率遮音板３０の頂点近傍部分（Ａ部分）の厚さＴａより、結合部３２近傍（Ｂ部分）の曲率遮音板３０の厚さをＴａより厚いＴｂにする事により、結合部３２での曲率遮音板３０と板材との結合強度が上がり、曲率遮音板３０の剛性はさらに上がる。面の振動による振動音及び筐体内部での放射音の透過が減衰するために、騒音が全帯域で減衰する効果が上がる。この例では、ＡとＢの２つの部分に分けて、結合部３２側の厚さＴｂを厚くしたが、曲面を２個以上ｎ個の部分に分け、厚さＴｎが結合部３２側に近づくほど厚くしても同様の効果がある。
【００２６】
曲率遮音板３０の形状は、半円筒形、ドーム型に成形した曲率遮音板３０で説明したが、半球型の曲率遮音板３０でも同様の効果がある（図示せず）。
【００２７】
実施の形態４．
ダクト換気扇以外の家電製品、図１７に示すように、例えば洗濯機の前面のように生活者への音放射面となり得る前面側に搭載しても同等の効果を発揮する事ができる。図１７において、６０は洗濯機の本体外装、６１は水槽、６２は脱水槽であり、６３は洗濯機の前面装（生活者への音放射面）である。図に示すように、洗濯機の設置場所の殆どは両側面が壁や別の構造体や家電製品に囲まれる場合が多く、前面装６３だけが生活者の環境に露出し音放射の面となる場合が多い。この音放射面の対策として、前面装６３に騒音低減装置１０を取付又は固着して、容易に音放射の低減を図ることが可能となる。  
【００２８】
本発明に係る騒音低減装置は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。任意の曲率半径が全体又は部分的に設けられた騒音遮蔽版で騒音低減装置が構成されるので、構成（装置）が非常に簡単で装置の軽量化が実現される。その結果、家電製品への組込みが容易となり、騒音の少ない優れた家電製品を低コストで提供することが可能となる
【００２９】
本発明は上記実施の形態に限定されることなく、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内において、各種の変更が可能である。また、上記実施の形態では、本発明を送風機（ダクト換気扇）や洗濯機に適用する例を示したが、上記製品に限定されることなく、例えば、除湿機やエアコンなど音を発生する全ての機器に適用可能である。
【００３０】
本発明における曲率遮音板３０は、曲率部により構成されているが、曲率部を逸脱しない範囲で平面部が一部に形成されていてもほぼ同様な効果を得る。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明の活用例として、ダクト換気扇の広範囲の周波数域（様々な周波数特性）の騒音を全ての周波数域を減衰できる騒音低減装置がある。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】この発明の実施の形態１に係る騒音低減装置を適用したダクト換気扇を示す装置搭載概略図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る騒音低減装置の内面説明図である。
【図３】この発明の他の曲率遮音板の構成方法を示す断面図である。
【図４】この発明の曲率遮音板の設計を示す断面図である。
【図５】この発明のダクト換気扇の騒音の周波数特性比較図である。
【図６】この発明の他の曲率遮音板の補強材を用いて強化した構成方法を示す正面図及び断面図である。
【図７】この発明の他の曲率遮音板の構成方法を示す断面図である。
【図８】この発明の他の曲率遮音板の構成方法を示す断面図である。
【図９】この発明のダクト換気扇の筐体の４面に騒音低減装置形成した概略図である。
【図１０】この発明の騒音低減装置の面をドーム型に成型した上面図である。
【図１１】この発明の騒音低減装置の面をドーム型に成型した図１０Ａ-Ａ′断面図である。
【図１２】この発明の騒音低減装置の面をドーム型に成型した図１０Ｂ-Ｂ′断面図である。
【図１３】この発明の他の曲率遮音板の実施例を示す外観図である。
【図１４】この発明の他の曲率遮音板の実施例を示す外観図である。
【図１５】この発明の他の曲率遮音板の実施例を示す断面図である。
【図１６】この発明の他の曲率遮音板の実施例を示す断面図である。
【図１７】この発明の騒音低減装置を適用した洗濯機の側部断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
２ダクト換気扇、１０騒音低減装置、２０吸気用ダクト、２１排気用ダクト、３０曲率遮音板、３１曲率面部、３２接合部、３３結合材、３５リブ（強固辺）、３６凹部補強部材、３７凸部補強部材、５０ドーム形状曲率遮音板。
【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】
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【図１７】
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