(57)【要約】      （修正有）【課題】太陽光発電装置の設置など、屋根上に設置する架台等の支持金具を、屋根瓦を除去したり取り替えたりすることなく施工できるようにする。【解決手段】頭部に貫通孔８を有する屋根瓦９と、前記貫通孔に挿通され、かつ前記屋根瓦に係止される第一金具１と、屋根上設置物又はその支持架台を前記屋根瓦に固定するために前記第一金具に係止される第二金具５とからなる屋根上設置物取付け架台用金具の支持構造を採用する。第一金具１の基端部２は、瓦裏９２に係止される引っ掛かり部が形成されており、先端部３はナット４が螺合して、屋根瓦９上に第二金具を固定することができる。また、貫通孔８は、下方に葺かれている屋根瓦９との重なり部に設けられており、前記貫通孔は、パッキン材及び／又はコーキング材によって密封され埋められている。【選択図】図１９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
頭部に貫通孔（８）を有する屋根瓦（９）と、前記貫通孔に挿通され、かつ前記屋根瓦に係止される第一金具（１）と、屋根上設置物又はその支持架台を前記屋根瓦に固定するために前記第一金具に係止される第二金具（５）とからなる屋根上設置物取付け架台用金具の支持構造。
【請求項２】
前記第一金具は、その基端部（２）に屋根瓦（９）の裏面（９２）に係止される引っ掛かり部（２２）が形成されており、先端部（３）にナット（４）が螺合するねじ部（３２）が設けられているＬ字形金具である請求項１記載の屋根上設置物取付け架台用金具の支持構造。
【請求項３】
前記引っ掛かり部（２２）が、前記屋根瓦（９）の裏面（９２）と面接触している請求項２記載の屋根上設置物取付け架台用金具の支持構造。
【請求項４】
前記貫通孔（８）とそれに挿通された第一金具（1）との隙間が密封されている請求項１記載の屋根上設置物取付け架台用金具の支持構造。
【請求項５】
前記隙間が、パッキン材（６）及び／又はコーキング剤（７）並びに接着剤（７１）により密封されている請求項４記載の屋根上設置物取付け架台用金具の支持構造。
【請求項６】
前記屋根瓦（９）に形成されている貫通孔（８）が、前記屋根瓦とその下位に葺かれている他の屋根瓦との重なり部に設けられている請求項１記載の屋根上設置物取付け架台用金具の支持構造。
【請求項７】
前記重なり部分が、コーキング剤（７）又は接着剤（７１）で埋められている請求項６記載の屋根上設置物取付け架台用金具の支持構造。
【請求項８】
屋根瓦（９）に穴を開け貫通孔（８）を設ける工程と、前記貫通孔にコーキング剤（７）を充填する工程と、前記貫通孔に第一金具（１）を挿入する工程と、さらに前記貫通孔にパッキン材（６）を貫通孔に挿入する工程と、第二金具（５）を前記第一金具に係止する工程と、前記第一金具に屋根状設置物を係止させて前記屋根瓦上で第二金具（５）で固定する工程とからなる屋根上設置物の支持方法。
【請求項９】
瓦（９）の本体頭部において、その瓦の下位に葺かれる瓦（９）の尻部と重なる部位に、屋根上設置物を係止させる金具（１）を挿通させるための貫通孔（８）が透設されている屋根上設置物の支持瓦。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、住宅等の屋根の上に屋根瓦を介して設置される太陽光発電装置や温水器等の屋根上設置物の支持構造、支持方法及び支持瓦に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
住宅の屋根上には、限られた空間を活用しようと様々なものが取付けられる。例として、空調設備の室外機や温水器のほか、昨今は環境低負荷型エネルギーの活用として、太陽光エネルギーを利用した太陽光発電装置の設置がある。太陽光発電装置は、その活用が世界中で期待されており、住宅屋根上への設置が進んでいる。
【０００３】
前記太陽光発電装置を屋根上に取付ける金具として、図２１に記載した特許文献１記載の発明のように、野地面１０１に固定された下地材１０２に固定する基端部１０３と、基端部から起立部１０４を上方に曲折して立ち上げ、さらに前記起立部上端から基端部側の上方にほぼ平行状に向くように一体的に曲折形成された水平部１０５を備えた金具１００がある。なお、前記水平部は、太陽光発電装置設置用の架台取付けが可能な構造を有している。
【０００４】
この構造により、下地材１０２に固定された金具１００は、屋根と直接固定され、屋根材１０６をそのままにして屋根材１０６の隙間から延びた水平部１０５の上部に、太陽光発電装置を設置可能にするという効果を発揮する。
【０００５】
また、上述とは別の取付け例として、図２２に記載した特許文献２記載の発明のように、屋根材１１０の上に太陽光発電装置を設置する際は、支持装置１１１を使用する公知技術がある。この支持装置１１１は、屋根材一枚の部分又は全部を除去し、露出した下地材（図示なし）に固定金具１１２を取付け、前記固定金具と、除去した屋根材の左右屋根材１１４の一部を覆うことができるよう金属成形瓦１１３で覆っている。つまり、太陽光発電装置は、屋根材１１０に取って替わって固定金具１１２と金属成形瓦１１３を施工することにより、固定金具１１２上に設置される。
【０００６】
この施工により、前記支持装置１１１を用いた方法は、廃棄物発生量を最小限にでき、屋根材１１０とほぼ一体の納まりとなるため、汎用性が高く、止水性、施工性の向上を図ることができ、固定金具１１２により太陽光発電装置の設置が可能という効果を発揮する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−００２６５０号公報
【特許文献２】特開２００７−１４６５９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１発明及び特許文献２発明には、以下の問題があった。屋根に屋根材が葺かれた状態において、太陽光発電装置を取付けるための架台を設置するためには、屋根材を一度取り外して、露出した野地面に金具や支持装置を施工する必要があった。
【０００９】
さらに、特許文献１記載の方法では、屋根瓦を一度取り外し、金具を設置して元に戻した屋根瓦に釘打ちができないため、前記屋根瓦の固定強度が低下する。また、金具によって屋根材に隙間が生じないよう屋根材に加工が必要であるといった、施工性の悪さが問題であった。
【００１０】
一方、特許文献２記載の方法では、この施工方法により取り外した屋根材は、元通りにすることなくそのまま廃棄物となり、廃棄物の発生が余儀なくされる。しかも、廃棄物の量は、屋根材に前記支持装置や金具を施工する数に比例し、場合によっては多くの処理費用等のコストを要していた。さらには、屋根材一枚分程度の大きさの金属成形瓦が必要となり、支持装置自体が大型のものとなり、取り扱いが手間であった。つまり、従来技術は、屋根材の取り外し作業が必要であり、施工性、材料コスト、廃棄物の発生等の面において改善の余地があった。
【００１１】
以上のことをかんがみ、本発明の課題は、屋根材に屋根上設置物を設置するための金具を取付ける方法であって、屋根材の取り外し作業を必要とせず、必要部材の簡素化による施工の容易性かつコスト面に優れた屋根上設置物の支持構造及び支持方法並びに支持瓦を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上記の課題を解決するために、頭部に貫通孔を有する屋根瓦と、前記貫通孔に挿通され、かつ前記屋根瓦に係止される第一金具と、屋根上設置物又はその支持架台を屋根瓦に固定するために前記第一金具に係止される第二金具からなる屋根上設置物の支持構造とする。
【００１３】
前記手段を採用することにより、屋根瓦に設けた貫通孔を通して第一金具を屋根瓦に直接引っ掛けることを可能とし、さらに第一金具に対して第二金具を係止させることにより、屋根上で設置物又はその支持架台を第一金具及び第二金具を介して屋根瓦上に固定することができる。
【００１４】
本発明は、上記の作用と以降に述べる効果をより効果的に発揮させるために、第一金具の基端部には、屋根瓦の裏面に係止される引っ掛かり部が形成されており、先端部にナットが螺合するねじ部が設けられているＬ字形金具であるという手段を採用する。この手段を採用することにより、第一金具の瓦裏での引っ掛かりとナットの螺合により、第二金具を固定することができる。なお、基端部の少なくとも瓦の裏面と接する部位を平とすることにより、前記瓦裏での引っ掛かりを安定させることも可能である。
【００１５】
さらに、本発明では、同様の目的のために、前記貫通孔とそれに挿通された第一金具との隙間が密封されているという手段を採用する。前記隙間には、貫通孔の形状に合わせたパッキン材及び／又はコーキング剤並びに接着剤を挿入又は充填することにより、屋根瓦の表面を流下する水が、貫通孔から野地面に浸入しない。
【００１６】
さらに加えて本発明では、前記貫通孔が、前記屋根瓦とその下位に葺かれている他の屋根瓦との重なり部分に設けられているという手段を採用することにより、万が一、水が貫通孔に施した密封を突破し瓦裏に漏出しても、下位に葺かれた屋根瓦上に落下するため、野地面に水を漏出させることはない。よって、前記隙間の密封と、貫通孔を下方に屋根瓦が葺かれている位置に設けることにより、防水性能を十分に確保することができる。また、前記重なり部分をコーキング剤又は接着剤で埋めることにより、屋根瓦とその下位に葺かれている他の屋根瓦は、互いに固着させることができ、耐風強度、耐震強度の向上が図られる。
【００１７】
また、本発明に係る屋根上設置物の支持構造は、屋根瓦に穴を開け貫通孔を設ける工程と、前記貫通孔にコーキング剤を充填する工程と、前記貫通孔に第一金具を挿入する工程と、さらに前記貫通孔にパッキン材を貫通孔に挿入する工程と、前記第一金具に屋根上設置物を係止させて、第二金具で固定する工程とからなる方法によって、実現できる。
【００１８】
前記方法を採用することにより、施工性、防水性、耐風性もしくは耐震性のいずれの性能について一つ以上欠落させることなく、最適な構造とすることができる。
【００１９】
上記構造及び方法は、瓦の本体頭部において、その瓦の下位に葺かれる瓦の尻部と重なる部位に、屋根上設置物を係止させる金具を挿通させるための貫通孔が透設されている構造の屋根瓦が存在して、初めて実現される。なお、本発明に係る明細書において使用される屋根瓦、瓦又は瓦本体なる用語は、実質上同一の技術的意味を有し、屋根瓦を修飾するために瓦の要部を呼称しなければならないとき、瓦本体なる用語を使用することもある。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、屋根瓦の上に屋根上設置物を設置する際に、屋根瓦の取り外し作業を皆無とし、廃棄物をほぼ発生させることなく、容易に施工できコスト面に優れるという効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る第一金具の正面図である。
【図２】本発明に係る第一金具の左側面図である。
【図３】本発明に係る第二金具の正面図である。
【図４】本発明に係る第二金具の平面図である。
【図５】本発明に係る第二金具の底面図である。
【図６】本発明に係る第二金具の右側面図である。
【図７】本発明に係るパッキン材の平面図である。
【図８】本発明に係るパッキン材の長さ方向の断面図である。
【図９】本発明に係る屋根瓦の平面図である。
【図１０】本発明に係る屋根瓦の正面図である。
【図１１】本発明に係る屋根瓦の右側面図である。
【図１２】本発明に係る固定構造の施工方法のうち、屋根瓦の穴あけ工程である。
【図１３ａ】本発明に係る固定構造の施工方法のうち、コーキング剤の充填工程である。
【図１３ｂ】図１３ａに記載の固定構造の施工方法において、接着剤を充填した図である。
【図１４】本発明に係る固定構造の施工方法のうち、第一金具の挿入工程である。
【図１５ａ】図１４に記載の第一金具挿入工程の挿入過程を示した図である。
【図１５ｂ】図１４に記載の第一金具挿入工程の挿入過程を示した図である。
【図１５ｃ】図１４に記載の第一金具挿入工程の挿入過程を示した図である。
【図１５ｄ】図１４に記載の第一金具挿入工程の挿入過程を示した図である。
【図１６】本発明に係る固定構造の施工方法のうち、パッキン材挿入工程である。
【図１７】本発明に係る固定構造の施工方法のうち、第二金具取付け工程である。
【図１８】本発明に係る固定構造の施工方法のうち、ナット取付け工程である。
【図１９】本発明に係る固定構造の施工完了を示した図である。
【図２０】本発明に係る固定構造を施工した屋根の外観の斜視図である。
【図２１】従来の金具の施工状態を表した図である。
【図２２】従来の支持装置の施工状態を表した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
（実施例１）
本発明における第１の実施例を説明する。図１〜図１１に示すように、本発明の固定構造Ａは、第一金具１、ナット４、第二金具５、パッキン材６、コーキング剤７及び屋根瓦９の部材群により構成されている。まず、これらの部材群について説明する。
【００２３】
図１〜図２及び図１４に示すように、第一金具１は、側面がＬ字形をなす棒状体からなり、その基端部２に後述する瓦本体９の裏面９２と面接触可能な略平らに加工された平面部２２を有している。基端部２の全長は、瓦本体９の頭部に透設された貫通孔８の径より大きく、前記瓦裏９２側へ適度に引っ掛けることができるよう、例として１５〜２５ｍｍとする。
【００２４】
先端部３は、基端部２と略直角の関係にあり、先端面３１寄りにねじ部３２を有し、そのねじ部３２にナット４が螺合される構造になっている。先端部３の全長は、瓦本体９の頭部とその下位に葺かれる他の瓦本体の尻部との重なり部分の高さ以上になっており、いかなる場合においても先端面３１が瓦表９１よりも突出できる程度であって、しかも施工後に瓦表９１より突出し外観を損ねない程度とし、例として４０〜５０ｍｍとする。
【００２５】
なお、第一金具１は基本的に屋外へ露出する場所に施工されるため、材質は、例としてオーステナイト系ステンレス鋼（例としてＳＵＳ３０４Ｊ３）とし、耐食性や強度を持ったものを選択するものとする。第一金具の材料径は、貫通孔８に挿入可能とするため、例として直径３．９〜５．２ｍｍ（ねじ径４．５〜６．０ｍｍ）を選択するものとする。
【００２６】
図３〜図６及び図１７に示すように、第二金具５は、略平な板材を２箇所で屈曲させて、側面をほぼコの字形又は逆コの字形にした、下部５１、支持部５２及び上部５３からなる屈曲板状金物であって、その下部５１には、前記第一金具１を通すためのねじ穴５４が設けられており、上部５３には、後述する屋根上設置物又はその架台を固定することができる長穴５５が設けられている。また、下部５１と支持部５２とは略直角関係とし、支持部５２と上部５３は、上部５３が野地面（図示なし）と略平行となるよう屋根瓦９の戻り勾配（野地面の勾配と屋根瓦９の瓦表９１の勾配との差）を考慮してやや鈍角の関係となるようにし、その角度は例として９２〜１００度を選択する。
【００２７】
第二金具５は、屋根瓦９上に施工され、屋外の環境に直接影響を受けるために、耐久性、耐食性、耐塩性等に優れていることが求められることから、材質は、例としてオーステナイト系ステンレス鋼（例としてＳＵＳ３０４）を選択するものとする。ねじ穴５４の径は、第一金具１を通すことができるよう、第一金具１の先端部３を挿通可能な程度とし、例として直径５〜８ｍｍを選択するものとする。第二金具５の板厚は、簡易形状でも強度が確保できるよう、例として板厚を３ｍｍ程度とする。
【００２８】
図７〜図８及び図１６に示すように、パッキン材６は、瓦本体９に開けた貫通孔８に対する水の浸入を防ぐほか、貫通孔８とそれに挿入された第一金具１との隙間（遊び）をなくす働きがある。形状は、止水性や第一金具１にナット４を螺合した際の第一金具１の瓦表９１側への戻りを防止する意味で、挿入時の瓦裏９２側にテーパーであったり、略Ｔ字であったりすることが望ましい。なお、パッキン材の形状は、貫通孔８と第一金具１に合わせて略筒状のものとしてもよい（図７及び図８には、前記パッキン材の形状が略筒状のものしか描かれていない）。
【００２９】
パッキン材６の外径は、貫通孔８の径と同じ１０〜１３ｍｍか、それよりも若干小さく、パッキン材６が貫通孔８に容易に挿入できる程度とする。内径は、第一金具１と馴染み易いよう第一金具１のねじ径とほぼ同程度とし、例として４．５ｍｍ〜６．０ｍｍとする。長さは、瓦本体９の厚みと同程度となるように、例として１２〜１４ｍｍを選択する。材質は、後述するシリコン系コーキング剤の影響を考慮して、例として塩化ビニル系のものを選択する。
【００３０】
図１３ａに示すように、コーキング剤７は、パッキン材６と同様に貫通孔８内への水の侵入を防ぐほか、接着する特性を生かして上下位の屋根瓦９同士を接着し、耐風性能、耐震性能の向上を図る働きがある。材質は、シリコン系、変成シリコン系又はウレタン系など、耐久性や止水性や接着性の高いものを選択することが望ましい。
【００３１】
また、図１３ｂに示すように、接着剤７１は、瓦内部に注入し、瓦と下方に葺かれる瓦とを接着して、瓦内部に水の浸入を防ぐほか、強風や振動等に対しても瓦の浮き上がりやズレを防止する働きがある。材質は、瓦と下方に葺かれる瓦との間にある空間を、その全体にわたって埋められるよう、例として一液性又は二液性のポリウレタン系発泡体を形成するものを用いる。なお、発泡体を形成することで、屋根瓦９と、下方に葺かれる屋根瓦９との間の空間の周囲に接着する面積が大きくなり、接着強度が向上できる。
【００３２】
図９〜図１１に示すように、本発明の屋根瓦９は、一般的にＦ形瓦として用いられている、略平面を有する瓦であり、前記屋根瓦９の頭部寄りの部位に貫通孔８を有している。前記貫通孔８は、屋根瓦１枚当りに２箇所以上有しており、それぞれに第一金具１を挿通して、上述した第二金具５が十分かつ安定して固定されるようになっている。また、屋根瓦９は、瓦本体よりも頭部のほうが厚みを有しており、屋根瓦９と下位に葺かれる屋根瓦９の重なり部分との間にはいくらかの空間が存在しているため、貫通孔８より第一金具１を挿通することが可能であり、さらにはコーキング材７又は接着剤７１を充填することが可能である。  
【００３３】
次に、上述した部材群を屋根瓦に取付ける施工方法について説明する。まず、図１２に示すように、第二金具５を固定させる屋根瓦９を選択し、その屋根瓦９のうち軒先側において下方に葺かれる別の屋根瓦９が存在する位置で、前記第二金具５に設けたねじ穴５４を参考に貫通孔８を開ける位置をマーキングする。マーキング位置に従って、ドリル等を用いて穴を開け、これを貫通孔８とする。この際、ドリルの刃が下方に葺かれる別の屋根瓦９を傷めないよう、ドリル本体に対し屋根瓦９のみ穴を開けられるような治具を用いればなお良い。
【００３４】
続けて、図１３ａ又は図１３ｂに示すように、前記工程によって設けられた貫通孔８より、コーキング剤７又は接着剤７１を瓦内部に向かって充填する。充填量は、貫通孔８と、その下方の屋根瓦９の重なり部の空間が埋まる程度でよい。
【００３５】
さらに続いて、図１４に記載のように、コーキング剤７又は接着剤７１を充填した貫通孔８に第一金具１を挿入する。第一金具１の基端部２は貫通孔８の径よりも長く、基端部２を屋根瓦９と平行にして挿入することは不可能であるから、第一金具１の貫通孔８への挿入は、第一金具１に回転動作を加える。まず、図１５ａに示すように、先端部３と瓦本体９を平行にし、基端面２１を貫通孔8に挿入する。次に、図１５ｂ及び図１５ｃに示すように、基端面２１の貫通孔８への挿入深さに応じて、先端面３１を、瓦表９１側に円弧を描くように回転させながら挿入する。この回転動作により、基端部２は、貫通孔８を通って瓦裏９２側へ到達させることができる。
【００３６】
すると、貫通孔８に挿入した第一金具１は、図１５ｄに示すように、屋根瓦９に対し鉛直上向きに引き上げられても基端部２が瓦裏９２に引っかかるため、貫通孔８より抜けることはない。貫通孔８に挿入後の第一金具１を取り出す場合は、前記回転動作の逆の手順により可能である。なお、コーキング剤７又は接着剤７１の充填を行った後に第一金具１を挿入するが、前記コーキング剤７又は接着剤７１は、充填当初は半固体状の弾性体であるため、第一金具１の挿入には影響されない。
【００３７】
さらに、図１６に示すように、第一金具１の先端からパッキン材６を挿入する。パッキン材６は、第一金具１をその先端部３にあらかじめ取付けておいて貫通孔８に挿入してもよい。そして、図１７に示すように、第二金具５のねじ穴５４に第一金具１を取付ける。穴あけ工程において、貫通孔８は、あらかじめねじ穴５４の位置を参考にして設けられているので、第一金具１に合わせてねじ穴５４を取付けるのみでよい。
【００３８】
最後に、図１８に示すように、第一金具１の先端よりナット４を締め付ける。このとき、締め付け時の第二金具５の傷つき防止や、風などによる屋根瓦９の振動によるナットの緩み防止等の目的で、平ワッシャーやスプリングワッシャー又はダブルナット（いずれも図示なし）を併用してもよい。
【００３９】
上述した部材群の施工により、図１９に示すように、屋根上設置物又はその設置用架台（図１９には、前記架台の一要素である取付け用ボルト４１しか描かれていない）は、第一金具１及び第二金具５を介して屋根瓦９上に固定することができる。実際の設置作業においては、図２０に示すように、上述した施工方法により本発明を屋根瓦９に必要分だけ取付け、第二金具５の長穴５４にボルト４１等を装着し、その上に前記架台や屋根上設置物を取付ければよい。補修や取り替えなど本発明の構造を屋根瓦９より取り外す場合は、上述した工程を逆の順序で行うことにより可能である。防災性能に関して、本発明の固定構造Ａは、コーキング剤７又は接着剤７１の屋根瓦９への固着により対風圧、対振動に強い性能を発揮できる。
【００４０】
なお、本発明は上述の好例に限定されるものではなく、その根本的技術思想を逸脱しない範囲において適宜変更することができる。本発明における第一金具１の形状は略直角のＬ字状としたが、例えば、基端部と先端部との角を角面や丸面に面取り加工をしてもよいし、基端部が下方へ円弧状に曲げられていてもよい。また、本発明を構成する部材群の材質や大きさや数は、屋外環境に対して高耐久、高性能なものへ配置変換、追加することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、屋根瓦に空調の室外機や温水器太陽光発電装置など、屋根上設置物設置用架台の固定部材として幅広く応用できるものである。
【符号の説明】
【００４２】
１、    第一金具
２、       
基端部
２１、    基端面
２２、    引っ掛かり部
３、       
先端部
３１、    先端面
３２、    ねじ部
４、       
ナット
４１、    ボルト
５、       
第二金具
５１、    下部
５２、    支持部
５３、    上部
５４、    ねじ穴
５５、    長穴
６、    パッキン材
７、       
コーキング剤
７１、    接着剤
８、    貫通孔
９、    瓦本体
９１、    瓦表
９２、    瓦裏
１００、    金具
１０１、    野地面
１０２、    下地材
１０３、    基端部
１０４、    先端部
１０５、    水平部
１１０、    屋根瓦
１１１、    支持装置
１１２、    固定金具
１１３、    金属成形瓦
１１４、    左右屋根材
Ａ、    固定構造
【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１３ａ】
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【図１３ｂ】
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【図１４】
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【図１５ａ】
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【図１５ｂ】
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【図１５ｃ】
2010242379.tif 000020
【図１５ｄ】
2010242379.tif 000021
【図１６】
2010242379.tif 000022
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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