(57)【要約】【課題】極めて簡明で経済的に構成することができ、建物の平面位置の場所ごとにかかる荷重に応じた摩擦力を調整し得、有効な減震作用を発揮する建築物用減震基礎構造を提供する。【解決手段】建築物用減震基礎構造は、建築物の基礎を、基盤部１と、その上面上に配置する可動基礎部２とで構成し、可動基礎部２の下面に上側摺動板２３を配置し、かつ基盤部１の上面に上側摺動板２３に対面して摺接する下側摺動板を配置し、上側摺動板２３は、滑面の板材で構成し、下側摺動板として、複数のボールを固設した保持板１１ａ及び滑面の板材１１ｂを採用し、それらを組み合わせて基盤部１を構成する。また、基盤部１の上面に該上面から立ち上がる複数の膨出部１０を構成し、この膨出部１０の各膨出面に複数のボールを固設した保持板１１ａ及び滑面の板材１１ｂを配置する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建築物の基礎を、基盤部と、その上面上に配置する可動基礎部とで構成し、
前記可動基礎部の下面に上側摺動板を配置し、かつ前記基盤部の上面に該上側摺動板に対面して摺接する下側摺動板を配置し、
前記上側摺動板は、滑面の板材で構成し、
前記下側摺動板として、複数のボールを固設した保持板及び滑面の板材を採用し、それらを組み合わせて前記基盤部を構成することを特徴とした建築物用減震基礎構造。
【請求項２】
前記可動基礎部の基部を上部より幅の広い幅広部に構成し、かつ前記可動基礎部の幅広部の下面と対面して摺接する前記基盤部の上面に該上面から立ち上がる複数の膨出部を構成し、
前記可動基礎部の幅広部の下面に前記上側摺動板を配置し、複数の前記膨出部の各膨出面に前記下側摺動板を配置することを特徴とした請求項１に記載の建築物用減震基礎構造。
【請求項３】
建築物の平面位置の場所ごとにかかる荷重に応じて、前記下側摺動板の前記複数のボールを固設した保持板と、前記滑面の板材を組み合わせて配置することを特徴とした請求項１又は２に記載の建築物用減震基礎構造。
【請求項４】
前記基礎に、前記基盤部の上部で外周から前記可動基礎部を囲み、かつ前記可動基礎部の幅広部の側面が当接する高さに、補助基礎部を付設し、該補助基礎部と前記可動基礎部の上部との隙間を覆うカバー部材が前記補助基礎部に固定されていることを特徴とした請求項１から３のいずれかに記載の建築物用減震基礎構造。
【請求項５】
前記上側摺動板として１．０〜２．０ｍｍの厚さのステンレススチールの板材を採用し、前記下側摺動板の前記保持板には、１．０〜２．０ｍｍの厚さのステンレススチールの板材を採用し、かつこれに均等に複数のボールの保持孔を配設し、各保持孔の保持空間に直径１５〜１８ｍｍのボールを転動自在に装入し、前記下側摺動板の前記滑面の板材には１．０〜２．０ｍの厚さのステンレススチールの板材を採用することを特徴とした請求項１から４のいずれかに記載の建築物用減震基礎構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、戸建て住宅の基礎を下方の基盤部とその上に構成した可動基礎部とで構成して、下方の基盤部と上方の可動基礎部の相対的な水平動を許容できるようにすることにより、地震時に建物本体に伝わる揺れを減衰させ、その倒壊等の被害を最小限に留めようとする建築物用減震基礎構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、地震等から建物の倒壊を防ぐため、建物の免震構造が普及している。免震構造は、鉛直方向に建物の荷重を支えながら、水平方向に柔軟に変位する免震装置を設置することで、地震による地盤の動きに付随して振動しないようにしている。免震装置には、建物を支え、地震のときに建物をゆっくりと移動させるボールスライドレールや防水性のある塩ビシートなどのアイソレータが使用される。また、免震装置には、震動エネルギーを吸収して振動を抑えるダンパーをアイソレータと組み合わせて使用されることも多い。
【０００３】
通常、１つの建物に対して複数の免震装置が並列に配置されている。一般に建物の平面位置の場所ごとにかかる荷重は異なるため、各免震装置に分担される支持荷重の大きさは均等ではなく、各装置にかかる摩擦力は異なる。それにより、各装置の免震周期も異なってくるため、各免震装置にかかる支持荷重を測定し、それに応じた免震装置を配置することが望まれている。しかし、実際には各免震装置にかかる支持荷重を測定することは難しく、各装置にかかる摩擦力や免震周期を所定の値に調整することも困難である。
【０００４】
特許文献１には、建物の水平移動を許容しつつ、建物の重量を支持する支承部と、建物の水平移動を抑制する摩擦ダンパー部とが、建物とその下方の下部構造体との間の上下方向隙間に並列に介装されてなる免震装置が開示されている。その摩擦ダンパー部は、建物と下部構造体との水平方向の相対変位に応じて水平方向に摺動する上下一対の摩擦部材と、その一対の摩擦部材に対して直列に配置されて、水平力に応じて上端と下端とが水平方向に相対変位する弾性体を備えている。
【０００５】
その免震装置には、さらに、一対の摩擦部材に対して直列に配置されて、一対の摩擦部材に鉛直方向の圧接力を付与する皿ばねと、皿ばねのたわみ量を調節することにより圧接力の大きさを調節する調節機構が備えられている。それにより、この免震装置によると、摩擦部材の摩擦力、及び、ダンパー弾性体による免震周期を、所定の目標値に設定し易く且つ維持し易いとされている。
【０００６】
特許文献２は、本件出願人の出願に係るもので、上記の特許文献１の免震装置と比べると、極めて簡明で、経済的に構成することができる。特許文献２には、建物の荷重を確実に受け止めつつ、有効な減震作用を発揮できるようにすることを目的として構成された戸建て建築物用減震基礎構造が開示されている。
【０００７】
特許文献２の戸建て建築物用減震基礎構造は、その基礎が、上面を平坦に構成した基盤部と、その基盤部の上面上にそれと分離状態に配した可動基礎部から構成されている。また、可動基礎部の下面に、下方に突出する多数のボールを転動自在に保持した上部基板が固設されている。それにより、建築物の荷重を多数のボールを介して基盤部で受けると共に、地震の際にその揺れを該ボールの転動動作によって有効に減衰させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第５２４０３４１号明細書
【特許文献２】特開２０１２−１７７２２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１の免震装置は、摩擦部材の摩擦力やダンパー弾性体による免震周期を、所定の目標値に設定し易いとされているが、構成部品が多く、構成が非常に複雑である。そのため、より構成が簡易でありながらも、建物の平面位置の場所ごとにかかる荷重に応じた摩擦力を調整し得る免震装置が望まれる。
【００１０】
特許文献２の建築物用減震基礎構造は、極めて簡明で、建物の荷重を確実に受け止めつつ、有効な減震作用を発揮できるものであるが、建物の平面位置の場所ごとにかかる荷重に応じた摩擦力を調整し得る構成とはなっていない。また、上部基板に多数のボールを転動自在に保持した上部基板が固設されているが、上部基板が可動基礎部の底面を覆うように設置されていないため、可動基礎部のコンクリートが剥離し、ボールが転動するたびに、騒音が発生するという問題がある。
【００１１】
本発明は、上記課題に鑑み、特許文献２の建築物用減震基礎構造を更に発展させ、極めて簡明で経済的に構成し得、建物の平面位置の場所ごとにかかる荷重に応じた摩擦力を調整し得、有効な減震作用を発揮する建築物用減震基礎構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の１は、建築物の基礎を、基盤部と、その上面上に配置する可動基礎部とで構成し、前記可動基礎部の下面に上側摺動板を配置し、かつ前記基盤部の上面に該上側摺動板に対面して摺接する下側摺動板を配置し、前記上側摺動板は、滑面の板材で構成し、前記下側摺動板として、複数のボールを固設した保持板及び滑面の板材を採用し、それらを組み合わせて前記基盤部を構成することを特徴とした建築物用減震基礎構造である。
【００１３】
本発明の２は、本発明の１の建築物用減震基礎構造において、前記可動基礎部の基部を上部より幅の広い幅広部に構成し、かつ前記可動基礎部の幅広部の下面と対面して摺接する前記基盤部の上面に該上面から立ち上がる複数の膨出部を構成し、前記可動基礎部の幅広部の下面に前記上側摺動板を配置し、複数の前記膨出部の各膨出面に前記下側摺動板を配置することを特徴とした建築物用減震基礎構造である。
【００１４】
本発明の３は、本発明の１又は２の建築物用減震基礎構造において、建築物の平面位置の場所ごとにかかる荷重に応じて、前記下側摺動板の前記複数のボールを固設した保持板と、前記滑面の板材を組み合わせて配置することを特徴とした建築物用減震基礎構造である。
【００１５】
本発明の４は、本発明の１から３のいずれかの建築物用減震基礎構造において、前記基礎に、前記基盤部の上部で外周から前記可動基礎部を囲み、かつ前記可動基礎部の幅広部の側面が当接する高さに、補助基礎部を付設し、該補助基礎部と前記可動基礎部の上部との隙間を覆うカバー部材が前記補助基礎部に固定されていることを特徴とした建築物用減震基礎構造である。
【００１６】
本発明の５は、本発明の１から４のいずれかの建築物用減震基礎構造において、前記上側摺動板として１．０〜２．０ｍｍの厚さのステンレススチールの板材を採用し、前記下側摺動板の前記保持板には、１．０〜２．０ｍｍの厚さのステンレススチールの板材を採用し、かつこれに均等に複数のボールの保持孔を配設し、各保持孔の保持空間に直径１５〜１８ｍｍのボールを転動自在に装入し、前記下側摺動板の前記滑面の板材には１．０〜２．０ｍの厚さのステンレススチールを採用することを特徴とした建築物用減震基礎構造である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の１の建築物用減震基礎構造によれば、基礎を、基盤部と、その上面上に配置する可動基礎部とで構成し、その可動基礎部の下面に上側摺動板を配置し、かつ基盤部の上面に該上側摺動板に対面して摺接する下側摺動板を配置し、上側摺動板は、滑面の板材で構成し、下側摺動板として、複数のボールを固設した保持板及び滑面の板材を採用して構成したものであり、建築物の荷重を数カ所に配した点状の部材で受けるのではなく、広い面積を持った面状の部材（可動基礎部の下面、上側摺動板、下側摺動板、基盤部の上面）で受けることとしたものであるため、たとえ、地盤が良くない場合であっても、簡単な構成でありながら、建築物の荷重を容易かつ確実に受け止めることが可能である。更に地震による横揺れを受けた場合には、複数のボールを固設した保持板と、滑面の板材により、いずれの方向へもスムーズにスライド移動することが可能である。また、下側摺動板に複数のボールを固設した保持板と、滑面の板材を採用することにより、地震の際に可動基礎部の水平方向の滑り具合を調整することができ、地震による横揺れを良好に減衰させることができる。また、本発明の建築物用減震基礎構造は構成が簡易であり、一般の基礎構造に追加する構成が少ないので、経済的に作成することができる。
【００１８】
本発明の２の建築物用減震基礎構造によれば、上側摺動板及び下側摺動板を建築物の荷重に適合する適切な広さと適切な板（複数のボールを固設した保持板又は滑面の板材）で構成することが容易にでき、そのため単位面積当たりの荷重を適切に保持しながら、地震の際の良好な横揺れ減衰作用を確保することができる。
【００１９】
本発明の３の建築物用減震基礎構造によれば、建築物の平面位置の場所ごとにかかる荷重に応じて、複数のボールを固設した保持板と、滑面の板材を適当に組み合わせて配置することで、建築物の平面位置の場所ごとにかかる荷重に応じた摩擦力を調整することができる。また、それにより横揺れの振動周期を所定の値に調整することも可能となる。
【００２０】
本発明の４の建築物用減震基礎構造によれば、基盤部の上部で外周から可動基礎部を囲み、かつ可動基礎部の幅広部の側面が当接する高さに、補助基礎部を付設し、補助基礎部を付設し、該補助基礎部と可動基礎部の上部との隙間を覆うカバー部材が前記補助基礎部に固定されているため、地震の横揺れの際に、補助基礎部と可動基礎部との間できる隙間を不都合が生じないようにカバーすることができる。それにより、地震の際に、可動基礎部の横方向スライド移動が支障なく行われ、かつその際に隙間が開いてしまうような問題も生じない。
【００２１】
本発明の５の建築物用減震基礎構造によれば、上側摺動板と下側摺動板を適切なサイズのボール及び板材を利用することにより、可動基礎部及びその上の建築物の荷重を適切に受け、かつ良好な横揺れ減衰作用を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施例である基盤部及び補助基礎部の平面図である。
【図２】本発明の一実施例である基盤部と補助基礎部及び可動基礎部の断面図である。
【図３】図２の周辺部付近の拡大断面図である。
【図４】本発明の一実施例である基礎部の膨出部上に設置された複数のボールを固設した保持板とその上の可動基礎部の拡大断面図である。
【図５】本発明の一実施例である基礎部の膨出部上に設置された複数のボールを固設した保持板の平面図（Ａ）、Ａ−Ａ断面図（Ｂ）、Ｂ−Ｂ断面図（Ｃ）である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態（以下実施例と記す）を、図面に基づいて説明する。なお、以下の図において、共通する部分には同一の符号を付しており、同一符号の部分に対して重複した説明を省略する。
【００２４】
本実施例の建築物用減震基礎構造は、図１〜３に示すように、基本的に、建物の基礎を最下部の基盤部１と該基盤部１の上面上に配置した可動基礎部２で構成したものである。可動基礎部２の下面には上側摺動板２３を配置し、かつ基盤部１の上面には、上側摺動板２３に対面して摺接する下側摺動板１１を配置して構成され、下側摺動板１１として、複数のボールを固設した保持板１１ａと、滑面の板材１１ｂが配置される。
【００２５】
基盤部１は、一般の基礎を構築する技法によって作成するものであり、例えば、図２に示すように、地盤の必要範囲を掘り下げ、砂利１５を敷き、転圧し、更に型枠を作成し、その内部に鉄筋を配した上でコンクリートを打設して構成するものである。本実施例では、基礎は、基本的にベタ基礎として構成したものであり、基盤部１は、従って基礎の構築領域全体に配設し、可動基礎部２の下面と上下対応する部位に膨出部１０を僅かに立ち上げて構成したものである。膨出部１０はコンクリート又はモルタルで構成される。
【００２６】
この膨出部１０は、図２〜図５に示すように、上面は平坦に構成し、その幅を可動基礎部２の下面の当接面の幅と略同一に構成したものである。膨出部１０の上面の幅を可動基礎部２の下面の当接面の幅より広く又は狭く構成してもよい。同じ幅に構成した場合は、該膨出部１０の上面に配置する下側摺動板１１の上面がほぼ常時上側摺動板２３の下方に位置することとなり、塵埃等が付着しにくくなる利点がある。本実施例では、平面視において膨出部１０の上面は四辺形で、一辺の寸法が６００ｍｍ〜７００ｍｍで構成する。また、隣り合う膨出部１０の間隔は、本実施例では４００ｍｍとする。膨出部１０の大きさや隣り合う膨出部１０の間隔は、これらの値に限定されず、地震の際に可動基礎部２の水平方向のスライド往復動を支障なく行うのに十分な大きさと間隔であればよい。また、膨出部１０の立ち上がり寸法は数１０ｍｍ程度が良く、本実施例では５０ｍｍで構成する。
【００２７】
図１の平面図に示すように、基盤部１の膨出部１０の上面には、複数のボールを固設した保持板１１ａと、滑面の板材１１ｂが、バランスよく配置される。好ましくは、建築物の平面位置の場所ごとにかかる荷重に応じて配置される。それにより、地震の際に可動基礎部２の水平方向の滑り具合を調整することができる。つまり、建築物の平面位置の場所ごとにかかる荷重に応じた摩擦力を調整することができる。なお、図１において、保持板１１ａは１枚の正方形で表示しているが、実際には後述するように、複数の長方形の保持板１１ａが膨出部１０の上面に配置されている（図５参照）。
【００２８】
一般に複数のボールを固設した保持板１１ａの方が、滑面の板材１１ｂよりも摩擦係数（又は転がり摩擦係数）が小さく、滑りやすいため、例えば、基盤部１の周辺には、滑面の板材１１ｂを配置し、内部に複数のボールを固設した保持板１１ａを配置する（図示せず）。このように配置することによって、可動基礎部２が必要以上に滑りすぎるのを防ぐことができる。
【００２９】
可動基礎部２は、概ね一般の住宅の基礎の布基礎部分に相当するものであり、本実施例では、図２〜図５に示すように、該可動基礎部２の基部を上部より幅の広い幅広基部２２に構成し、かつ上部の立ち上がり部２１を幅広基部２２から立ち上げ状態に構成したものである。立ち上がり部２１は、その上に建物の土台を配置する部位であり、一般の住宅の基礎の立ち上がり部に対応する。可動基礎部２は、上側摺動板２３の周囲に型枠を構築し、内部に鉄筋類を配した上で、コンクリートを打設して作成する。
【００３０】
図２、３に示すように、基盤部１の上部には、外周から可動基礎部２を囲み、かつ可動基礎部の幅広部２２の側面が当接する高さに、補助基礎部４が付設されている。補助基礎部４は、例えば、幅広基部２２と当接する面に透水マット４１を介し、ゴムチップ等のゴム製の緩衝材４４が配置され、さらにスポンジ部材４３と発泡スチロール４２から構成される。このように構成することで、地震の際、可動基礎部２の横揺れによる衝突の衝撃を緩和することができる。
【００３１】
また、この補助基礎部４と可動基礎部２の上部の立ち上がり部２１との間には、補助基礎部４にカバー部材３が固定されている。従って、地震の横揺れの際、補助基礎部４と可動基礎部２との間できる隙間を不都合が生じないようにカバー部材３でカバーすることができる。それにより、地震の際に可動基礎部２の横方向スライド移動が支障なく行われ、かつその際に隙間が開いてしまうような問題も生じない。さらに、補助基礎部４とカバー部材３の上面には、例えば防湿シート５１を介して砂利５２が敷かれて地面５が形成されており、雨水等の侵入を抑制することができる。
【００３２】
可動基礎部２の下面に配置される上側摺動板２３は、膨出部１０の上面と同様に平面視において四辺形で、一辺が６００〜７００ｍｍ、０．５〜２．０ｍｍの厚さのステンレススチールの板材で構成したものである。好ましくは、１．０〜２．０ｍｍの厚さで、更に耐食性を向上させるために、モリブデンが添加されたステンレススチールの板材で構成される。また、上側摺動板２３は、図３、図４に示すように、断面視において、幅広基部２２の底部から上に３０ｍｍ程度、幅広基部２２の側面を覆い、さらにコの字型フック状に幅広基部２２の内部に１５ｍｍ程度埋まる様な箱型の形状で形成され、幅広基部２２に設置される。なお、上記の寸法は一例であり、上側摺動板２３の形状はこれに限定されない。このように、上側摺動板２３を可動基礎部２に設置することにより、可動基礎部２の底部のコンクリートが剥離するのを防止することができる。
【００３３】
また、上側摺動板２３に対面する下側摺動板１１（複数のボールを固設した保持板１１ａ、又は滑面の板材１１ｂ）は、膨出部１０の上面に覆い被さるように配置される。図５（Ａ）の平面図に示すように、複数のボールを固設した保持板１１ａは、平面視において長方形で、長辺が６００ｍｍ〜７００ｍｍ、短辺が５０ｍｍ〜１００ｍｍ、厚みが０．５〜２．０ｍｍのステンレススチールの板材、好ましくは、１．０〜２．０ｍｍの厚さで、モリブデンが添加されたステンレススチールの板材を採用する。かつこれに均等に複数のボール１３の保持孔１４を配設し、各保持孔１４の保持空間に直径１６〜１８ｍｍの１個のボール１３を転動自在に装入する。本実施例では、直径１７．５ｍｍのステンレススチール製のボールを使用する。
【００３４】
図４及び図５（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、保持孔１４にはボール１３が半分程度、嵌る大きさになっている。ボール１３の保持孔１４は、本実施例では断面視において半球状に配設するが、凹状又は逆台形状であってもよい。また、図５（Ａ）に示すように、保持板１１ａの保持孔１４は平面視において、直径が１８〜１９ｍｍの円形に構成し、これを中心間距離で等間隔（例えば１２５ｍｍ）になるように長手方向に５個、配設する。図５（Ａ）に示すように、例えば５枚の保持板１１ａを平行に等間隔で、膨出部１０の上面に配置する。このように保持板１１ａを複数枚配置することにより、複数の保持孔１４（本実施例では２５個）が膨出部１０の上面に配設される。保持板１１ａと保持板１１ａの間には、隙間２０が生じるが、図５（Ｂ）のＡ−Ａ断面図に示すように、保持板１１ａを配した面が全体として平坦になるように、隙間２０にモルタル又はコンクリートが敷き詰められる。保持板１１ａの各保持孔１４にはボール１３が転動自在に装入される。図４に示すように、保持孔１４に装入されたボール１３は、可動基礎部２の幅広部２２の下面に配置される上側摺動板２３に接合するように保持される。
【００３５】
下側摺動板１１の滑面の板材１１ｂには０．５〜２．０ｍの厚さのステンレススチールの板材、好ましくは、１．０〜２．０ｍｍの厚さで、モリブデンが添加されたステンレススチールの板材を採用する。板材１１ｂは平面視において四辺形で、一辺の寸法が６００ｍｍ〜７００ｍｍであり、膨出部１０の上面に覆い被さるように、箱型の形状をしており、膨出部１０に嵌められる。また、板材１１ｂは、可動基礎部２の幅広部２２の下面に配置される上側摺動板２３に接合するように、膨出部１０に配置される。なお、膨出部１０の上面に配置される保持板１１ａのボールを含めた高さと、板材１１ｂの高さは同じ高さとなるように膨出部１０の高さが調整されている。それにより、地震の際に可動基礎部２の横方向スライド移動が支障なく行われる。
【００３６】
以上説明してきた様に、本実施例の建築物用減震基礎構造によれば、建物の基盤部１と、その上面上に配置する可動基礎部２とで構成し、その可動基礎部２の下面に上側摺動板２３を配置し、かつ基盤部１の上面に該上側摺動板２３に対面して摺接する下側摺動板１１を配置し、上側摺動板２３は、滑面の板材で構成したものであり、建築物の荷重を数カ所に配した点状の部材で受けるのではなく、広い面積を持った面状の部材（可動基礎部２の下面、上側摺動板２３、下側摺動板１１、基盤部１の上面）で受けることとしたものであるため、たとえ、地盤が良くない場合であっても、簡単な構成でありながら、建築物の荷重を容易かつ確実に受け止めることが可能である。更に地震による横揺れを受けた場合には、下側摺動板１１の複数のボールを固設した保持板１１ａと、滑面の板材１１ｂの作用により、いずれの方向へもスムーズにスライド移動することが可能である。
【００３７】
また、下側摺動板１１に複数のボールを固設した保持板１１ａと、滑面の板材１１ｂを採用することにより、地震の際に可動基礎部の水平方向の滑り具合を調整することができ、地震による横揺れを良好に減衰させることができる。さらに、本発明の建築物用減震基礎構造は構成が簡易であり、一般の基礎構造に追加する構成が少ないので、経済的に作成することができる。
【００３８】
なお、上述した実施例の建築物用減震基礎構造は一例であり、その構成は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１    基盤部
２    可動基礎部
３    カバー部材
４    補助基礎部
５    地面
１０  膨出部
１１  下側摺動板
１１ａ  複数のボールを固設した保持板
１１ｂ  滑面の板材
１３  ボール
１４  保持孔
１５  砂利
２１  可動基礎部の上部
２２  可動基礎部の幅広部
２３  上側摺動板
【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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