(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部で免震構造物の下部構造体に固定されるようになっている収容体と、この収容体に収容された粘性体と、収容体内に、当該収容体の内壁面と所定の隙間をもって且つ一部の部位が粘性体内に没入されて配されていると共に上部で免震構造物の上部構造体に固定されるようになっている水平移動自在な抵抗板とを具備しており、収容体に対する抵抗板の相対移動において、抵抗板の粘性体内に没入された部位により粘性体を剪断して、この剪断により収容体に対する抵抗板の相対移動のエネルギを減衰させるようにした粘性ダンパであって、収容体には、所定高さに狭窄部が設けられており、抵抗板の粘性体内に没入された部位の両幅広平坦面に対面すると共に粘性体内に没入された収容体の内壁面は、一方の幅広平坦面に近接した近接面と、この近接面の最下縁及び最上縁に上下方向で隣接して位置していると共に、当該近接面と比較して一方の幅広平坦面からより多く離反した離反面とを具備しており、狭窄部は、収容体の近接面からなる狭窄部位と、この近接面に対面する収容体の内壁面からなる狭窄部位とからなっており、抵抗板は、両狭窄部位間に挿通されており、近接面からなる狭窄部位の最下縁は、収容体に対する抵抗板の相対移動における抵抗板の粘性体内に没入された部位の下縁の最大上昇位置よりも上方に配されており、粘性体は、近接面からなる狭窄部位の最上縁が、抵抗板の移動に伴い上下動する粘性体の上面の最大下降位置よりも下方に配されるように、収容体に収容されており、一方の幅広平坦面から近接面までの距離と当該一方の幅広平坦面から離反面までの距離との比が１／３以下であり、粘性ダンパの性能が、両狭窄部位間を移動する抵抗板の剪断抵抗により決定づけられることを特徴とする粘性ダンパ。
【請求項２】
収容体は、本体と、この本体の対向する両内面の少なくとも一方に固着された矩形体とを具備しており、抵抗板の一方の幅広平坦面に対面する矩形体の側壁面が近接面とされている請求項１に記載の粘性ダンパ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の粘性ダンパを用いた免震構造物であって、免震構造物の下部構造体と上部構造体との間には、下部構造体に対する上部構造体の相対的な横方向の移動を許容すると共に、この横方向の移動において下部構造体に対して上部構造体に相対的な縦移動を生じさせる免震支承装置が配されている免震構造物。
【請求項４】
免震構造物が展示物用の免震台である請求項３に記載の免震構造物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、下部構造体と上部構造体との間に、下部構造体に対する上部構造体の相対的な横方向の移動を許容すると共に、この横方向の移動において下部構造体に対して上部構造体に相対的な縦移動を生じさせる免震支承装置が配されている免震構造物に用いて好適な粘性ダンパ及びこのような粘性ダンパを具備した免震構造物に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
例えば美術館、博物館、寺院等の建物内には、仏像、彫刻、陶磁器等の貴重な美術品又は骨董品が展示台上に載置され又は展示ケース内に収容されて展示されているが、展示台又は展示ケースが直接に建物の床上に載置されていると、地震の発生により転倒して美術品が破壊、損傷される虞がある。
【０００３】
このため特公昭６２−３２３００号公報に記載された免震支承装置を、展示台又は展示ケースと建物の床と間に介在させて、地震の振動を展示台又は展示ケースに伝達させないで、地震の振動エネルギを適宜に吸収して、美術品の破壊、損傷を回避する免震台に用いることが提案されている。
【０００４】
上記の免震支承装置は、下耐圧板と、この下耐圧板上に配された中間耐圧板と、この中間耐圧板上に配される上耐圧板と、中間耐圧板を、水平面内の一の方向に移動可能とするように下耐圧板上で支持して、下耐圧板と中間耐圧板との間に介在されたローラベアリングと、上耐圧板を、水平面内の他の一の方向に移動可能とするように中間耐圧板上で支持して、中間耐圧板と上耐圧板との間に介在された他のローラベアリングとを具備してなるものであるが、この免震支承装置では、振動エネルギに対しての減衰量が必ずしも十分でなく、地震が治まってからも展示台又は展示ケースが振動する虞があり、これを防ぐためにこの種の免震支承装置には粘性ダンパが通常併設される。
【０００５】
ところで、粘性体を収容する収容体と、この収容体内に、当該収容体の内壁面と所定の隙間をもって粘性体内に配された抵抗板とを具備した粘性ダンパをこの種の免震支承装置に併設する場合、この免震支承装置が相対的な横方向の移動を許容すると共に、この横方向の移動において下部構造体（下耐圧板又は中間耐圧板）に対して上部構造体（中間耐圧板又は上耐圧板）に相対的な縦移動を生じさせるために、中間耐圧板又は上部構造体に取り付けられた抵抗板に収容体に対して同じく相対的な縦移動を生じさせることになる。
【０００６】
上記の粘性ダンパによって生じる粘性剪断抵抗力の大きさは、横方向に沿う収容体の内壁面に対面する抵抗板の粘性体に接する面の面積と、当該収容体の内壁面と抵抗板の面との隙間間隔（距離）と、隙間に配された粘性体の粘性と、収容体と抵抗板との間の相対速度とに関与する結果、上記のように収容体に対して抵抗板に相対的な縦移動が生じると、抵抗板の粘性体への没入量が変化して収容体の内壁面に対面する抵抗板の粘性体に接する面積が変化することになる。このように粘性体に接する抵抗板の面積が変化すると、これに基づいて当該粘性ダンパによって生じる粘性剪断抵抗力の大きさが変化することとなり、地震の振動エネルギを所望に減衰させることができなくなる虞がある。
【０００７】
本発明は、前記諸点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、下部構造体に対する上部構造体の相対的な横方向の移動を許容すると共に、この横方向の移動において下部構造体に対して上部構造体に相対的な縦移動を生じさせる免震支承装置に併用して好適であって、上部構造体に相対的な縦移動が生じて抵抗板の粘性体への没入量が変化しても、これによっては粘性剪断抵抗力の大きさを変化させないで、所望に地震の振動エネルギを減衰させることができる粘性ダンパ及びこのような粘性ダンパを具備した免震構造物を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の粘性ダンパは、下部で免震構造物の下部構造体に固定されるようになっている収容体と、この収容体に収容された粘性体と、収容体内に、当該収容体の内壁面と所定の隙間をもって且つ一部の部位が粘性体内に没入されて配されていると共に上部で免震構造物の上部構造体に固定されるようになっている水平移動自在な抵抗板とを具備しており、収容体に対する抵抗板の相対移動において、抵抗板の粘性体内に没入された部位により粘性体を剪断して、この剪断により収容体に対する抵抗板の相対移動のエネルギを減衰させるようにした粘性ダンパであって、収容体には、所定高さに狭窄部が設けられており、抵抗板の粘性体内に没入された部位の両幅広平坦面に対面すると共に粘性体内に没入された収容体の内壁面は、一方の幅広平坦面に近接した近接面と、この近接面の最下縁及び最上縁に上下方向で隣接して位置していると共に、当該近接面と比較して一方の幅広平坦面からより多く離反した離反面とを具備しており、狭窄部は、収容体の近接面からなる狭窄部位と、この近接面に対面する収容体の内壁面からなる狭窄部位とからなっており、抵抗板は、両狭窄部位間に挿通されており、近接面からなる狭窄部位の最下縁は、収容体に対する抵抗板の相対移動における抵抗板の粘性体内に没入された部位の下縁の最大上昇位置よりも上方に配されており、粘性体は、近接面からなる狭窄部位の最上縁が、抵抗板の移動に伴い上下動する粘性体の上面の最大下降位置よりも下方に配されるように、収容体に収容されており、一方の幅広平坦面から近接面までの距離と当該一方の幅広平坦面から離反面までの距離との比が１／３以下であり、粘性ダンパの性能が、両狭窄部位間を移動する抵抗板の剪断抵抗により決定づけられることを特徴とする。
【０００９】
本発明において、収容体は、下部で免震構造物の下部構造体に固定されるようになっており、抵抗板は、上部で免震構造物の上部構造体に固定されるようになっている。収容体は、好ましい例では、本体と、この本体の対向する両内面の少なくとも一方に、より好ましくは両内面に溶接等により固着された矩形体とを具備しており、幅広平坦面に対面する矩形体の側壁面が近接面とされるが、これに代えて、収容体を、本体のみで構成し、この本体の対向する両内面の少なくとも一方を、好ましくは、両内面を適宜変形し若しくは肉厚にして、これにより近接面と離反面とを具備した収容体の内壁面としてもよい。
【００１０】
また、近接面は、必ずしも連続面である必要はなく、複数の部分近接面の集合体であってもよい。本体の対向する両内面の夫々に矩形体等を固着して近接面とする場合、この近接面を互いに対面するように、同位置に配する必要はなく、一方の近接面が他方の近接面に対して縦方向及び横方向の少なくとも一方にずれていてもよい。粘性体としては、高粘性を有するシリコン製のものを使用するのが好ましい。
【００１１】
本発明では、離反面は、近接面と比較して、抵抗板の幅広平坦面からより多く離反していればよいのであるが、具体的には、好ましくは、幅広平坦面と近接面との距離ｄ１と、幅広平坦面と離反面との距離ｄ２との比ｄ１／ｄ２が１／３以下であればよく、より好ましくは、１／１０以下であればよい。
【００１２】
上記の粘性ダンパを用いた本発明の免震構造物では、免震構造物の下部構造体と上部構造体との間に、下部構造体に対する上部構造体の相対的な横方向の移動を許容すると共に、この横方向の移動において下部構造体に対して上部構造体に相対的な縦移動を生じさせる免震支承装置が配されている。本発明の免震構造物は、好ましい例では、展示物用の免震台であるが、本発明は、これに必ずしも限定されず、例えば事業用の免震ビル、免震集合住宅、免震戸建住宅等であってもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を、図に示す好ましい実施例に基づいて更に詳細に説明する。なお、本発明はこれら実施例に何等限定されないのである。
【００１４】
【実施例】
図１及び図２において、本例の粘性ダンパ１は、粘性体２を収容する収容体３と、収容体３内に、当該収容体３の内壁面４と所定の隙間をもって且つ一部の部位５が粘性体２内に没入されて配された抵抗板６とを具備している。
【００１５】
収容体３は、底板１１、一対の互いに対向する側板１２及び１３並びに一対の互いに対向する横板１４及び１５からなる本体１６と、側板１２及び１３の対向面１７及び１８に夫々溶接等により固着された矩形体１９及び２０とを具備している。収容体３は、その下部で溶接等により免震構造物の下部構造体２１の上面２２に固定される。なお、底板１１を省いて、収容体３を取り付ける下部構造物２１の上面２２を底板として用いてもよい。
【００１６】
抵抗板６は、その上部で溶接等により免震構造物の上部構造体２５の下面２６に固定される。
【００１７】
収容体３の内壁面４において、収容体３に対する抵抗板６の横方向の相対移動方向、本例では水平方向Ｈに沿う部位５の平坦面、すなわち幅広平坦面３１及び３２に夫々対面する収容体３の内壁面３３及び３４は、平坦面３１及び３２に近接する近接面３５及び３６と、近接面３５及び３６の下縁３７及び３８に隣接して位置しており、近接面３５及び３６と比較して平坦面３１及び３２からより多く離反した離反面３９及び４０とを具備している。このように本例では、部位５の両平坦面３１及び３２に夫々対面する矩形体１９及び２０の側壁面が近接面３５及び３６とされており、離反面３９及び４０と同様の離反面４１及び４２が、近接面３５及び３６の上縁４３及び４４に隣接して位置して設けられている。近接面３５及び３６の最上縁でもある上縁４３及び４４は、収容体３に対する抵抗板６の相対移動、本例では地震による収容体３に対する抵抗板６の縦方向である垂直方向Ｖの相対移動における粘性体２の上面４５の最大下降位置よりも下方に配されている。したがって、本例では、収容体３には、近接面３５からなる狭窄部位と、近接面３５に対面する収容体３の内壁面であって近接面３６からなる狭窄部位とからなって、粘性体２を収容する収容体３内を狭窄する狭窄部が所定高さに設けられており、抵抗板６の粘性体２内に没入された部位５の平坦面３１に対面する収容体３の内壁面３３は、平坦面３１に近接した近接面３５と、近接面３５の下縁３７及び上縁４３に隣接して位置していると共に、当該近接面３５と比較して平坦面３１からより多く離反した離反面３９とを具備しており、抵抗板６は、近接面３５からなる狭窄部位及び近接面３６からなる狭窄部位の両狭窄部位間に挿通されており、粘性体２は、近接面３５からなる狭窄部位の最上縁でもある上縁４３が、抵抗板６の移動に伴い上下動する粘性体２の上面４５の最大下降位置よりも下方に配されるように、収容体３に収容されている。
【００１８】
近接面３５及び３６の最下縁でもある下縁３７及び３８は、収容体３に対する抵抗板６の垂直方向Ｖの相対移動における部位５の下縁５１の最大上昇位置よりも上方に配されている。したがって、近接面３５からなる狭窄部位の最下縁でもある下縁３７は、収容体３に対する抵抗板６の相対移動における抵抗板６の粘性体２内に没入された部位５の下縁５１の最大上昇位置よりも上方に配されている。
【００１９】
部位５の平坦面３１及び３２と近接面３５及び３６との距離ｄ１と、部位５の平坦面３１及び３２と離反面３９及び４０並びに４１及び４２との距離ｄ２との比ｄ１／ｄ２は、１／３以下であり、より好ましい例では、１／１０以下である。
【００２０】
以上の粘性ダンパ１では、収容体３に対する抵抗板６の水平方向Ｈの相対移動において、部位５により粘性体２を剪断してこの剪断により収容体３に対する抵抗板６の水平方向Ｈの相対移動のエネルギを減衰させるようになっている。そして、粘性ダンパ１では、離反面３９及び４０並びに４１及び４２に比較して近接面３５及び３６が平坦面３１及び３２に十分に近接して位置しているため、離反面３９及び４０並びに４１及び４２と平坦面３１及び３２との間で生じる粘性剪断抵抗に比較して近接面３５及び３６と平坦面３１及び３２との間で生じる粘性剪断抵抗が十分に大きくなり、離反面３９及び４０並びに４１及び４２と平坦面３１及び３２との間で生じる粘性剪断抵抗を無視できることになり、結局、上記の剪断により生じる粘性剪断抵抗は、近接面３５及び３６と平坦面３１及び３２との間で生じる粘性剪断抵抗に実質的に依存することになる。このように粘性ダンパ１では、その性能が、近接面３５からなる狭窄部位及び近接面３６からなる狭窄部位の両狭窄部位間を移動する抵抗板６の剪断抵抗により決定づけられる。
【００２１】
したがって、粘性ダンパ１では、地震において収容体３に対して抵抗板６に水平方向Ｈの相対移動に加えて垂直方向Ｖの相対移動が生じて抵抗板６の粘性体２への没入量（部位５の粘性体２に接する面積）が変化しても、その垂直方向Ｖの相対移動により、部位５の下縁５１が近接面３５及び３６の下縁３７及び３８を超えて上昇せず、しかも、抵抗板６の粘性体２への没入量の変化に起因する粘性体２の上面４５の変動において粘性体２の上面４５が近接面３５及び３６の上縁４３及び４４を超えて下降しない限り、近接面３５及び３６と平坦面３１及び３２との粘性体２を介在した面積が一定であり、かつ部位５による粘性体２の剪断で生じる粘性剪断抵抗が、主に、近接面３５及び３６と平坦面３１及び３２との間で生じる粘性剪断抵抗に依存した値となる結果、この値でもって収容体３に対する抵抗板６の水平方向Ｈ及び垂直方向Ｖの相対移動のエネルギが減衰されるようになっている。換言すれば、粘性ダンパ１では、収容体３に対して抵抗板６の相対的な縦移動が生じて抵抗板６の粘性体２への没入量が変化しても、これによっては粘性剪断抵抗力の大きさを変化させないで、所望に地震の振動エネルギを減衰させることができるのである。
【００２２】
次に、粘性ダンパ１を免震構造物としての展示物用の免震台６１に用いた例を図３及び図４に示す。図３及び図４において、免震台６１は、下部構造物としての下部枠体６２と、下部枠体６２に対して上部構造物（次の上部枠体６４に対しては下部構造物となる）としての中間枠体６３と、下部構造物としての中間枠体６３に対して上部構造物としての上部枠体６４と、下部枠体６２と中間枠体６３との間及び中間枠体６２と上部枠体６４との間に夫々配された複数の免震支承装置６５とを具備しており、粘性ダンパ１は、免震支承装置６５と同様に、下部枠体６２と中間枠体６３との間及び中間枠体６３と上部枠体６４との間に夫々配されている。免震台６１の上部枠体６４に固定して展示ケース６６等が載置される。
【００２３】
各免震支承装置６５は、同様に構成されており、下部枠体６２と中間枠体６３との間に配された免震支承装置６５の夫々は、円弧上面７１を有して下部枠体６２に固着された下部ローラ受け７２と、円弧下面７３を有して中間枠体６３に固着された上部ローラ受け７４と、下部ローラ受け７２及び上部ローラ受け７４間に配されたローラ７５とを具備しており、中間枠体６３と上部枠体６４との間に配された免震支承装置６５の夫々は、同じく円弧上面７１を有して中間枠体６３に固着された下部ローラ受け７２と、円弧下面７３を有して上部枠体６４に固着された上部ローラ受け７４と、下部ローラ受け７２及び上部ローラ受け７４間に配されたローラ７５とを具備している。
【００２４】
下部枠体６２と中間枠体６３との間に配されて、下部枠体６２に対して中間枠体６３を免震支持する免震支承装置６５は、ローラ７５の下部ローラ受け７２と上部ローラ受け７４との間での転動により下部枠体６２に対する中間枠体６３の水平方向ＨにおけるＨ１方向の移動を許容し、Ｈ１方向の移動において下部枠体６２に対して中間枠体６３に縦移動、すなわちＶ方向の移動を生じさせ、中間枠体６３と上部枠体６４との間に配されて、中間枠体６３に対して上部枠体６４を免震支持する免震支承装置６５は、ローラ７５の下部ローラ受け７２と上部ローラ受け７４との間での転動により中間枠体６３に対する上部枠体６４の水平方向ＨにおいてＨ１方向に直交するＨ２方向の移動を許容し、Ｈ２方向の移動において中間枠体６３に対して上部枠体６４に縦移動、すなわちＶ方向の移動を生じさせる。
【００２５】
下部枠体６２と中間枠体６３との間に配された粘性ダンパ１においては、その収容体３は、下部で溶接等により下部枠体６２の上面に固定され、その抵抗板６は、上部で溶接等により中間枠体６３の下面に固定されており、中間枠体６３と上部枠体６４との間に配された粘性ダンパ１においては、その収容体３は、下部で溶接等により中間枠体６３の上面に固定され、その抵抗板６は、上部で溶接等により上部枠体６４の下面に固定されている。
【００２６】
以上の免震台６１では、地震により床７６が水平方向Ｈ１又はＨ２に振動した場合、下部枠体６２に対して中間枠体６３が水平方向Ｈ１に又は中間枠体６３に対して上部枠体６４が水平方向Ｈ２に相対的に移動されると共に、下部枠体６２に対して中間枠体６３が又は中間枠体６３に対して上部枠体６４が垂直方向Ｖに移動されて、展示ケース６６への床７６からの水平方向Ｈ１又はＨ２の振動の伝達を防止するようになっている。そして、免震台６１では、下部枠体６２に対する中間枠体６３の水平方向Ｈ１及び垂直方向Ｖの相対移動において又は中間枠体６３に対する上部枠体６４の水平方向Ｈ２及び垂直方向Ｖの相対移動において、粘性ダンパ１により粘性剪断抵抗が生じて、当該相対移動のエネルギが減衰される。しかも、免震台６１では、下部枠体６２に対して中間枠体６３が又は中間枠体６３に対して上部枠体６４が垂直方向Ｖに移動されても、上記のように抵抗板６の粘性体２への没入量の変化に影響されることなしに、粘性ダンパ１により所望の粘性剪断抵抗が生じる結果、地震による床７６に対する展示ケース６６の垂直方向Ｖ及び水平方向Ｈ１又はＨ２の相対的な振動が可及的速やかに減衰されることになる。
【００２７】
上記の粘性ダンパ１では、側板１２及び１３の対向面１７及び１８に夫々固着された矩形体１９及び２０により近接面３５及び３６と離反面３９及び４０並びに４１及び４２とを形成したが、これに代えて、図５に示すように側板１２及び１３の中間部を断面コ字状に曲折させて、近接面３５及び３６と離反面３９及び４０並びに４１及び４２とを形成してもよい。
【００２８】
また、図６に示すように、近接面３５及び３６が垂直方向Ｖにおいて互いにずれて対面するように、矩形体１９及び２０とを側板１２及び１３の対向面１７及び１８に夫々溶接等により固着してもよく、この場合には、近接面３５及び３６の最下縁は、下側の近接面３６の下縁３８となり、近接面３５及び３６の最上縁は、上側の近接面３５の上縁４３となり、下縁３８を部位５の下縁５１の最大上昇位置よりも上方に配し、上縁４３を粘性体２の上面４５の最大下降位置よりも下方に配する。
【００２９】
更に、図７に示すように、近接面３５及び３６の夫々が垂直方向Ｖにおいて断続されて配された複数の部分近接面３５ａ及び３５ｂ並びに３６ａ及び３６ｂの集合体からなるように、夫々複数の部分矩形体１９ａ及び１９ｂ並びに２０ａ及び２０ｂからなる矩形体１９及び２０を側板１２及び１３の対向面１７及び１８に夫々溶接等により固着してもよく、この場合には、近接面３５及び３６の最下縁は、下側の部分近接面３６ｂの下縁３８ｂとなり、近接面３５及び３６の最上縁は、上側の部分近接面３５ａの上縁４３ａとなり、下縁３８ｂを部位５の下縁５１の最大上昇位置よりも上方に配し、上縁４３ａを粘性体２の上面４５の最大下降位置よりも下方に配する。
【００３０】
また、近接面３５及び３６を互いに同一の面積をもって形成する必要はなく、図８に示すように、近接面３５の面積を近接面３６の面積よりも小さくしてもよく、更に、図９に示すように、平坦面３１に近接する近接面３５を省いて、粘性ダンパ１を形成してもよい。この場合、狭窄部は、近接面３６からなる狭窄部位と、この近接面３６に対面する収容体３の内壁面３３の一部の壁面からなる狭窄部位とからなる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、下部構造体に対する上部構造体の相対的な横方向の移動を許容すると共に、この横方向の移動において下部構造体に対して上部構造体に相対的な縦移動を生じさせる免震支承装置に併用して好適であって、上部構造体に相対的な縦移動が生じて抵抗板の粘性体への没入量が変化しても、これによっては粘性剪断抵抗力の大きさを変化させないで、所望に地震の振動エネルギを減衰させることができる粘性ダンパ及びこのような粘性ダンパを具備した免震構造物を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい一実施例の側面断面説明図である。
【図２】図１の実施例の粘性ダンパの分解斜視図である。
【図３】図１の実施例を免震台に用いた例の正面図である。
【図４】図３の例の側面図である。
【図５】本発明の好ましい他の実施例の側面断面説明図である。
【図６】本発明の好ましい更に他の実施例の側面断面説明図である。
【図７】本発明の好ましい更に他の実施例の側面断面説明図である。
【図８】本発明の好ましい更に他の実施例の側面断面説明図である。
【図９】本発明の好ましい更に他の実施例の側面断面説明図である。
【符号の説明】
１  粘性ダンパ
２  粘性体
３  収容体
４、３３、３４  内壁面
５  部位
６  抵抗板
３１、３２  平坦面
３５、３６  近接面
３７、３８  下縁
３９、４０  離反面
４３、４４  上縁
４５  上面
５１  下縁
【図１】
0004285796.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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