(57)【要約】【課題】搬送性と組立て性に優れ、高強度なインフィルユニットと、このインフィルユニットを含むスケルトンインフィルを提供すること。【解決手段】インフィルユニット１０は、複数の繊維強化プラスチック製のパネル１，８がジョイント材４を介して相互に接合され、閉合した多面体構造からなる。スケルトンインフィル３０は、複数の柱１１と複数の梁１２が交互に格子状に接合されることにより複数の格子体１５を形成し、複数の格子体１５が水平方向に並設されて一つの格子体ユニット１８を形成し、一つもしくは複数の積層した格子体ユニット１８からなる、スケルトン構造体２０と、格子体ユニット１８に収容されているインフィルユニット１０と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の繊維強化プラスチック製のパネルがジョイント材を介して相互に接合され、閉合した多面体構造を形成していることを特徴とする、インフィルユニット。
【請求項２】
前記ジョイント材は、
複数の被係合部を有する軸状の第一ジョイントと、
前記被係合部に係合される係合部と、前記パネルの端部が嵌まり込む嵌合溝とを有する軸状の第二ジョイントと、を備えていることを特徴とする、請求項１に記載のインフィルユニット。
【請求項３】
前記ジョイント材が、金属製もしくは繊維強化プラスチック製であることを特徴とする、請求項１又は２に記載のインフィルユニット。
【請求項４】
前記第一ジョイントの前記被係合部のうち、外部に露出している被係合部に係合して該被係合部を外部から視認不可とするカバー材を有することを特徴とする、請求項２又は３に記載のインフィルユニット。
【請求項５】
前記多面体構造を形成する一つの面には、前記ジョイント材を介してキャップ材が接合されており、
前記キャップ材は、繊維強化プラスチック製のキャップ枠と、該キャップ枠の内側に配設されている透光性パネルとを有することを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のインフィルユニット。
【請求項６】
複数の柱と複数の梁が交互に格子状に接合されることにより複数の格子体が形成され、複数の該格子体が水平方向に並設されて一つの格子体ユニットを形成し、一つの該格子体ユニットもしくは積層する複数の該格子体ユニットからなる、スケルトン構造体と、
前記格子体ユニットに収容されている、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のインフィルユニットと、を有することを特徴とする、スケルトンインフィル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インフィルユニット及びスケルトンインフィルに関する。
【背景技術】
【０００２】
持続可能な社会を実現するべく、スクラップアンドビルドによることなく、半永久的に使用できる建物の開発が要請されている。一方、別の観点では、建物の施工に当たり職人が減少している現在及び将来において、熟練度や専門知識を要することなく、誰でも施工することが可能であって、施工に要する期間が短い建物の開発が要請されている。
【０００３】
上記様々な要請を充足可能な建物として、インフィル建物（住宅）や、スケルトン構造体にインフィルユニットが取り外し可能に設置されたスケルトンインフィル建物（住宅）が挙げられる。スケルトンインフィル住宅は、建物のスケルトン構造体（柱、梁等の構造躯体）とインフィル（住戸内の内装や設備等）とが分離された住宅であり、例えば、分譲マンション等の集合住宅に多用されている。スケルトン構造体とインフィルが分離されていることにより、ライフスタイルの変化に応じて間取りや設備などの内装を容易に改造できるため、長期的な有効利用を可能とした建物となる。
【０００４】
ここで、互いに直交するＸＹＺ方向にそれぞれ延びる複数の第一梁、複数の第二梁、及び複数の柱によって六面開口の立方体または直方体形状の単位区画体を複数個形成したスケルトン構造体と、スケルトン構造体の単位区画体内に嵌め入れ可能なインフィルユニットとを備える建物が提案されている。インフィルユニットは、六面体のうちの五面が閉塞されている筒状体と、筒状体の開口端に装着されるキャップ体とにより形成されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１８−１０５０１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載のスケルトン構造体とインフィルユニットとを備える建物によれば、住空間の拡張や縮小を柔軟に行うことが可能になる。ところで、特許文献１に記載されるインフィルユニットは、六面体のうちの五面が一体に閉塞している筒状体を構成要素としていることから、筒状体の規模は比較的大きなものとなり、その搬送性に課題を有する。
【０００７】
本発明は上記する問題に鑑みてなされたものであり、搬送性と組立て性に優れ、高強度なインフィルユニットと、このインフィルユニットを含むスケルトンインフィルを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成すべく、本発明によるインフィルユニットの一態様は、
複数の繊維強化プラスチック製のパネルがジョイント材を介して相互に接合され、閉合した多面体構造を形成していることを特徴とする。
【０００９】
本態様によれば、繊維強化プラスチック製のパネルがジョイント材を介して相互に接合されて多面体構造を形成していることにより、搬送の際は組立て前のパネルやジョイント材を搬送することにより、搬送性が良好になる。また、ジョイント材を介してパネル同士を接合する施工方法にて多面体構造を形成できることから、ビスや釘、ボンド等を使用することなく、誰でも簡単に、可及的に短い施工期間で多面体構造からなるインフィルユニットを施工することができる。さらに、繊維強化プラスチック製のパネルは比較的軽量で、しかも高強度な部材であることから、組立てに際しては例えば人力でも行うことができ、形成された多面体構造からなるインフィルユニットは高強度な構造体となる。
【００１０】
また、本発明によるインフィルユニットの他の態様において、前記ジョイント材は、
複数の被係合部を有する軸状の第一ジョイントと、
前記被係合部に係合される係合部と、前記パネルの端部が嵌まり込む嵌合溝とを有する軸状の第二ジョイントと、を備えていることを特徴とする。
【００１１】
本態様によれば、例えば、パネルの端部が嵌め込まれる第二ジョイント同士を第一ジョイントが係合することにより、組み付けが簡単でシンプルな構成であって、かつ接合強度の高いジョイント構造を有するインフィルユニットを形成することができる。ここで、被係合部は軸状の凹部であり、係合部はこの軸状の凹部と相補的な形状を有する軸状の凸部からなる形態や、その逆の形態などである。例えば、第一ジョイントが、正方形断面の四辺の中央位置にそれぞれ被係合部である凹部を有する軸状の部材であり、第二ジョイントが、この凹部に係合される係合部である凸部を有する軸状の部材である場合、第一ジョイントに組み付け時の方向性が存在しないことから、第一ジョイントの有する四つの凹部のいずれか一つもしくは複数に対して一つもしくは複数の第二ジョイントの有する凸部を係合させることができる。そのため、良好な施工性が享受される。
【００１２】
また、本発明によるインフィルユニットの他の態様において、前記ジョイント材が、金属製もしくは繊維強化プラスチック製であることを特徴とする。
【００１３】
本態様によれば、ジョイント材が金属製もしくは繊維強化プラスチック製であることにより、繊維強化プラスチック製のパネルと相俟って、全体剛性の高い多面体構造からなるインフィルユニットを形成できる。また、第一ジョイントと第二ジョイントはいずれも軸状であり、かついずれも繊維強化プラスチック製もしくは金属製の部材であることから、例えば、パネルの端部が嵌め込まれている第二ジョイントの係合部に対して第一ジョイントの被係合部をスライドレールのようにスライドさせながら係合することにより、第一ジョイントと第二ジョイントのスムーズな係合を図ることができる。
【００１４】
また、本発明によるインフィルユニットの他の態様は、前記第一ジョイントの前記被係合部のうち、外部に露出している被係合部に係合して該被係合部を外部から視認不可とするカバー材を有することを特徴とする。
【００１５】
本態様によれば、第一ジョイントのうち、外部に露出している被係合部にカバー材が係合されて外部から視認不可とされていることにより、被係合部が外部に露出することが抑止され、外観意匠性に優れたインフィルユニットを形成することができる。
【００１６】
また、本発明によるインフィルユニットの他の態様において、前記多面体構造を形成する一つの面には、前記ジョイント材を介してキャップ材が接合されており、
前記キャップ材は、繊維強化プラスチック製のキャップ枠と、該キャップ枠の内側に配設されている透光性パネルとを有することを特徴とする。
【００１７】
本態様によれば、多面体構造を形成する一つの面において透光性パネルを有するキャップ材が接合されていることにより、インフィル内への十分な採光を図ることができる。
【００１８】
また、本発明によるスケルトンインフィルの一態様は、
複数の柱と複数の梁が交互に格子状に接合されることにより複数の格子体が形成され、複数の該格子体が水平方向に並設されて一つの格子体ユニットを形成し、一つの該格子体ユニットもしくは積層する複数の該格子体ユニットからなる、スケルトン構造体と、
前記格子体ユニットに収容されている前記インフィルユニットと、を有することを特徴とする。
【００１９】
本態様によれば、高剛性のインフィルユニットがスケルトン構造体の格子体の内部に配設されていることにより、スケルトン構造体を高強度に補強することなく、全体として高剛性なスケルトンインフィルを形成することができる。例えば、梁と柱が相互に接合されることにより立方体もしくは直方体の格子体が形成され、スケルトン構造体は、この格子体を複数備えた構造を有しているが、スケルトン構造体にインフィルユニットが配設されることにより全体として剛性の高い構造体が形成される。そのため、スケルトン構造体を構成する格子体の構面内にブレース等を配設して格子体を補強することは不要となる。複数の格子体が水平方向に並設されて一つの格子体ユニットが形成されてなる一階（平屋）のスケルトン構造体においては、一つの格子体ユニットの各格子体にインフィルユニットが配設されることにより、複数のインフィルユニットが配設された平屋の集合住宅等を形成できる。また、複数の格子体ユニットが積層されてなるスケルトン構造体においては、複数階の集合住宅等を形成できる。
【発明の効果】
【００２０】
以上の説明から理解できるように、本発明のインフィルユニット及びスケルトンインフィルによれば、搬送性と組立て性に優れ、高強度なインフィルユニットと、このインフィルユニットを含むスケルトンインフィルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施形態に係るインフィルユニットの一例の分解斜視図である。
【図２】図１のII部を分解して拡大した図であって、ジョイント材の一例を詳細に示す斜視図である。
【図３】実施形態に係るインフィルユニットの一例の斜視図である。
【図４】ジョイント材に取付けられるカバー材の一例の斜視図である。
【図５】ジョイント材にカバー材が取り付けられている状態のインフィルユニットの一例の斜視図である。
【図６】実施形態に係るスケルトンインフィルの一例の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、実施形態に係るインフィルユニットとスケルトンインフィルの一例について、添付の図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く場合がある。
【００２３】
［実施形態に係るインフィルユニット］
はじめに、図１乃至図３を参照して、実施形態に係るインフィルユニットの一例について説明する。ここで、図１は、実施形態に係るインフィルユニットの一例の分解斜視図であり、図２は、図１のII部を分解して拡大した図であって、ジョイント材の一例を詳細に示す斜視図である。また、図３は、実施形態に係るインフィルユニットの一例の斜視図である。
【００２４】
インフィルユニット１０は、複数の繊維強化プラスチック製のパネル１，８と、キャップ材７とが、複数のジョイント材４を介して相互に接合され、閉合した多面体構造（図示例は六面体構造）を形成している。パネル１，８等を形成する繊維強化プラスチック（ＦＲＰ：Fiber-Reinforced Plastics）には、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ：carbon fiber reinforced plastic）、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ：glass fiber reinforced plastic）、セルロースナノファイバー等を含むＦＲＰなどが含まれる。
【００２５】
パネル１は平面視長方形の四つの側面を形成し、四つの側面により形成される中空の四角柱体の一端には、ドア８ａを備えた平面視略正方形のパネル８がジョイント材４を介して接合される。
【００２６】
一方、キャップ材７は、繊維強化プラスチック製のキャップ枠５と、キャップ枠５の内側に配設されている、ガラスや透光性を有する樹脂等から形成される透光性パネル６とを有し、四つの側面により形成される中空の四角柱体の他端において、ジョイント材４を介して取り付けられるようになっている。
【００２７】
平面視長方形のパネル１の四つの端面は、両面が若干切断されて一般部よりも厚みの薄い凸状の端部１ａを有しており、この凸状の端部１ａが第二ジョイント３の有する嵌合溝３ｃに嵌め込まれるようになっている。
【００２８】
図２に詳細に示すように、ジョイント材４は、第一ジョイント２と第二ジョイント３を有する。第一ジョイント２は、軸状で断面が略正方形（隅角部が面取りされている）の本体２ａと、本体２ａの四つの端面の中央位置に開設されている被係合部２ｂ（係合凹部）とを有する。
【００２９】
一方、第二ジョイント３は、軸状で断面形状が略コの字状の本体３ａと、第一ジョイント２の被係合部２ｂに係合する係合部３ｂ（係合凸部）と、パネル１の端部１ａが嵌まり込む嵌合溝３ｃとを有する。
【００３０】
第一ジョイント２の被係合部２ｂ、第二ジョイント３の係合部３ｂはともに軸状を呈しており、相互に係合した際に係脱しないように細幅の首部と首部よりも大径の円形部が連続する相補的な断面形状を有している。図２に示すように、係合部３ｂの一端を被係合部２ｂの一端にＸ方向に嵌め込み、スライドさせるスライドレール式の係合によりジョイント材４が形成される。尚、相補的な形状の被係合部２ｂと係合部３ｂは、図示例の首部と円形部の連続した断面形状以外の断面形状を有していてもよい。
【００３１】
一部のパネル１の端部１ａは第二ジョイント３の嵌合溝３ｃに嵌め込まれ、他の一部のパネル１の端部１ａは第二ジョイント３の嵌合溝３ｃに嵌め込まれるとともに、係合部３ｂが第一ジョイント２の被係合部２ｂに係合される。そして、一方のパネル１側の被係合部２ｂに対して他方のパネル１側の係合部３ｂが係合することにより、四つの側面により形成される中空の四角柱体が形成される。さらに、六面体の四つの隅角部には第一ジョイント２が鉛直方向に立設した姿勢で配設されており、この第一ジョイント２の有する一つの被係合部２ｂに対して、四つの側面により形成される中空の四角柱体の有する係合部３ｂが係合されるようになっている。
【００３２】
図１に戻り、キャップ材７は、キャップ枠５と、キャップ枠５の内側に配設されている透光性パネル６とを有し、キャップ枠５の内側（中空の四角柱体側の側面）には、第二ジョイント３の嵌合溝３ｃが嵌まり込む突起枠５ａが設けられている。この突起枠５ａの四辺に対して四つの第二ジョイント３が取り付けられている。
【００３３】
中空の四角柱体の開口側の両端には、図１に示すように、四つの第一ジョイント２が矩形枠状に配設されている。キャップ枠５の四辺に取り付けられている四つの第二ジョイント３の係合部３ｂが、矩形枠状の四つの第一ジョイント２のうちの対応する第一ジョイント２の被係合部２ｂに係合されることにより、キャップ材７が中空の四角柱体に取り付けられる。また、平面視略正方形のパネル８の内側（中空の四角柱体側の側面）にも、キャップ枠５の突起枠５ａと同様な突起枠（図示せず）が設けられており、この突起枠に対して第二ジョイント３の嵌合溝３ｃが嵌まり込んでいる（図示せず）。そして、キャップ材７と同様に、パネル８を中空の四角柱体の端部に取り付けることができる。
【００３４】
このようにして、図３に示すように、複数の繊維強化プラスチック製のパネル１，８とキャップ材７が、複数のジョイント材４を介して相互に接合されてなるインフィルユニット１０が構成される。尚、図示例において、インフィルユニット１０の長手方向の長さはＬである。
【００３５】
ここで、第一ジョイント２と第二ジョイント３は、アルミニウムやスチール等の金属製、もしくはパネル１，８と同様に炭素繊維強化プラスチック製の部材である。特に、第一ジョイント２と第二ジョイント３がいずれも炭素繊維強化プラスチック製の場合には、パネル１，８及びキャップ枠５と合わせて、インフィルユニット１０のほぼ全体が炭素繊維強化プラスチック製となることから、極めて高強度な閉合する多面体構造となる。
【００３６】
また、図示するインフィルユニット１０は、ビスや釘、ボンド等を使用することなく、ジョイント材４を介して比較的軽量なパネル１，８等を接合することにより施工できる。第一ジョイント２の有する軸状の被係合部２ｂと第二ジョイント３の有する軸状の係合部３ｂを、スライドレール式に係合して多面体構造を形成することから、横材勝ちの取り合いや縦材勝ちの取り合いを勘案して、係合する順序に留意する必要はあるものの、施工に際して熟練度や専門知識は不要であり、誰でも比較的容易に施工することが可能になる。そのため、可及的に短い施工期間でインフィルユニット１０を施工することができる。
【００３７】
また、インフィルユニット１０は、パネル１，８等とジョイント材４を個別に現地に搬送し、現地にて組み立てることにより施工できることから、搬送性と組立て性に優れている。尚、例えば図３に示す長さＬのインフィルユニット１０が長手方向に二基以上連接してなるインフィルユニットであってもよい。この場合、長手方向に延びる四つの隅角部には全長に亘る（例えば、二基が連接する場合は長さ２Ｌの）ジョイント材４が設けられ、中折れしない構造とされるのが好ましい。
【００３８】
インフィルユニット１０を単独で使用する場合、平屋の家屋や仮設住宅等として使用することができる。また、インフィルユニット１０は地盤にアンカー材（図示せず）等により固定されるのが好ましい。さらに、インフィルユニット１０が自走式の移動装置（電気式の回転シャフトと車輪）を備えていてもよい。
【００３９】
また、パネル１には、採光用の窓等の開口部が設けられてもよく、パネル１やキャップ枠５には、電気配線等を収容する各種配管がそれらの内部に埋設されているのが好ましい。
【００４０】
図３において、インフィルユニット１０を外観すると、相互に接合されるパネル１，８等の隅角部にある第一ジョイント２において、外部に露出している被係合部２ｂが視認できる。そこで、このように外部に露出している被係合部２ｂを外部から視認不可とするべく、図４に示すカバー材９を適用するのが好ましい。
【００４１】
カバー材９は、断面視略Ｌ字状を有する軸状の部材であり、Ｌ字状を形成する二面においてそれぞれ、長手方向に延出する係合凸部９ｂを有している。ここで、カバー材９も、パネル１，８と同素材である繊維強化プラスチック製とすることができ、その他、アルミニウムやスチール等の金属製であってもよい。
【００４２】
図３に示す隅角部にある第一ジョイント２において、外部に露出している被係合部２ｂに対して、カバー材９の有する各係合凸部９ｂを係合させることにより、図５に示すように、外部に露出している被係合部２ｂにカバー材９が係合されて外部から視認不可とされる。このことにより、被係合部２ｂが外部に露出することが抑止され、外観意匠性に優れたインフィルユニット１０を形成することができる。
【００４３】
［実施形態に係るスケルトンインフィル］
次に、図６を参照して、実施形態に係るスケルトンインフィルの一例について説明する。ここで、図６は、実施形態に係るスケルトンインフィルの一例の斜視図である。
【００４４】
スケルトンインフィル３０は、積層する複数の格子体ユニット１８からなるスケルトン構造体２０と、格子体ユニット１８に収容されている複数のインフィルユニット１０とを有する。
【００４５】
格子体ユニット１８は、ｘｙ平面、ｙｚ平面、及びｘｚ平面内において形成される複数の格子体１５が水平方向に並設されることにより構成されており、各格子体１５は、柱１１と梁１２が相互に接合されることにより形成されている。柱１１と梁１２は、Ｈ形鋼等の形鋼材からなり、相互にボルト接合や溶接接合により形成されてもよいし、例えばプレキャストの鉄筋コンクリート製であってもよい。
【００４６】
図示例において、一つの格子体１５は立方体状のスケルトン構造を呈しており、格子体ユニット１８は、平面視において三行三列の計九つの格子体１５が相互に接合されることにより形成されている。さらに、図示例のスケルトン構造体２０は、二つの格子体ユニット１８が積層することにより、計十八個の格子体１５が相互に接合されることにより形成されている。尚、格子体ユニット１８は、図示例以外の数の格子体１５により形成されてもよく、スケルトン構造体２０は、一つの格子体ユニット１８から形成されてもよいし、三つ以上の格子体ユニット１８の積層体であってもよい。
【００４７】
ここで、インフィルユニット１０の長さＬは、二つの格子体１５の長さと略同程度の長さを有しており、キャップ材７が格子体１５の端部に係止されている。図示例では、紙面の前面の六個の格子体１５のうち、左側の二個の格子体１５にそれぞれインフィルユニット１０が配設されている。また、紙面右側の六個の格子体１５のうち、左側の二個の格子体１５にそれぞれインフィルユニット１０が配設されている。また、紙面の右後面の六個の格子体１５のうち、左側の二個の格子体１５にそれぞれインフィルユニット１０が配設されている。さらに、紙面の左後面の六個の格子体１５のうち、左側の二個の格子体１５にそれぞれインフィルユニット１０が配設されている。
【００４８】
このように各インフィルユニット１０を配設することにより、各インフィルユニット１０が他のインフィルユニット１０と干渉することなく、計八基のインフィルユニット１０をスケルトン構造体２０に配設できる。そして、図示例の構成において、中央にはインフィルユニット１０が存在しない上下方向に延出する空間ＥＳが形成される。一方、下段の格子体ユニット１８は、複数の柱１１にて支持されており、一階はピロティＰを形成している。このピロティＰと中央の空間ＥＳは連通している。
【００４９】
例えば、空間ＥＳをエレベータシャフトとして適用し、インフィルユニット１０の居住者がピロティＰからエレベータシャフトＥＳ内のエレベータ（図示せず）を利用して各住戸にアクセスすることができる。また、空間ＥＳに階段を設けてもよいし、ピロティＰを電気自動車等の車両の乗り入れ場とし、空間ＥＳに車両用リフト（図示せず）を取り付け、車両用リフトを昇降して車両を各住戸にアクセスさせた後、乗員が各住戸に出入りできるようにしてもよい。
【００５０】
既述するように、インフィルユニット１０を単体で使用する場合には、インフィルユニット１０を仮設住宅等として使用できる。また、複数のインフィルユニット１０をスケルトン構造体２０に配設してスケルトンインフィル３０として使用する場合には、マンション等の集合住宅、オフィス、病院、老人ホーム等として使用することができる。そして、スケルトンインフィル３０を構成する一つのインフィルユニット１０の住人が引っ越し等をする場合は、対象となるインフィルユニット１０をスケルトン構造体２０から取り外し、トラック等でインフィルユニット１０を引っ越し先に搬送したり、インフィルユニット１０に自走手段を取り付け、引っ越し先に走行させた後、新規のインフィルユニット１０をスケルトン構造体２０に配設することもできる。
【００５１】
上記実施形態に挙げた構成等に対し、その他の構成要素が組み合わされるなどした他の実施形態であってもよく、また、本発明はここで示した構成に何等限定されるものではない。この点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。
【符号の説明】
【００５２】
１：パネル、１ａ：端部、２：第一ジョイント、２ａ：本体、２ｂ：被係合部（係合凹部）、３：第二ジョイント、３ａ：本体、３ｂ：係合部（係合凸部）、３ｃ：嵌合溝、４：ジョイント材、５：キャップ枠、６：透光性パネル、７：キャップ材、８：パネル、８ａ：ドア、１０：インフィルユニット、１１：柱、１２梁、１５：格子体、１８：格子体ユニット、２０：スケルトン構造体、３０：スケルトンインフィル、ＥＳ：エレベータシャフト（空間）、Ｐ：ピロティ
【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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