(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
天窓の枠体に設けた固定横片を屋根面上に載置固定して天窓を屋根の開口部に取付け、この天窓の上方位置に隙間を介して採光パネルを配置し、天窓の枠体に天窓のガラスの下面に発生した結露水を枠体の内面側から外面側に排水するための排水孔を形成し、断面コ字状をした排水ガイドを固定横片に固着することで断面コ字状をした排水ガイドと固定横片とで内部がトンネル通路となった結露水排水トンネルを枠体の外面側に配設すると共に、結露水排水トンネルの水上側端部を排水孔に連通し、結露水排水トンネルの内部のトンネル通路の大きさを排水孔よりも大きく形成し、結露水排水トンネルの水下側端部を採光パネルの下方領域内において開口して成ることを特徴とする採光窓の結露水の排水構造。
【請求項２】
屋根上に多数のパネル状の太陽電池モジュールを配設すると共に、屋根に形成する天窓部分の上方位置において太陽電池モジュールに代えて採光パネルを配置して成ることを特徴とする請求項１記載の採光窓の結露水の排水構造。
【請求項３】
結露水排水トンネルを固定横片の上方領域内にのみ位置させて成ることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の採光窓の結露水の排水構造。
【請求項４】
結露水排水トンネルを屈曲させて成ることを特徴とする請求項３記載の採光窓の結露水の排水構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、天窓の上方に採光パネルを配置した採光窓における結露水の排水構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、屋根上に多数のパネル状の太陽電池モジュールを配設して太陽光発電を行うことが知られている。
【０００３】
このように屋根面に多数のパネル状の太陽電池モジュールを配置したものにおいて、採光窓の構造を形成する場合、従来にあっては、多数のパネル状の太陽電池モジュールのうちの一つの太陽電池モジュールの配置位置に天窓を取付けていた。
【０００４】
このため、屋根面には多数の太陽電池モジュールが敷設してある中の一部に天窓の枠部が露出し、屋根面の外観が不統一となって外観が良くないという問題があり、また、太陽電池モジュールの屋根面への取付けと、天窓の屋根への取付けとは取付け構造が異なるため、多数敷設した太陽電池モジュールの一つを除去した部分に天窓を外観の収まりや防水上の収まりが良いように施工するのは難しいものであった。
【０００５】
そこで、本発明に到る過程で、屋根上に多数のパネル状の太陽電池モジュールを配設すると共に、屋根に形成する天窓部分の上方位置において太陽電池モジュールに代えて太陽電池モジュールと外観が近似した採光パネルを配置することを考えた。つまり、天窓部分の上方に位置する採光パネルは一種のダミーパネルであって、太陽電池モジュールと同様の外観となるようなものとし、また、パネル状の太陽電池モジュールの取付けと同様に取付けるようにすることで、採光窓の構造を設けたものにおいて屋根の外観が統一され、また、収まりを良くすることができるものである。
【０００６】
天窓のガラスの下面には室内と外部との温度差により結露水が発生するので、天窓の枠体に排水孔を形成し、天窓のガラスの下面に発生した結露水を排水孔を利用して枠体の内面側から外面側に排水し、屋根面上に排水するようにしている。
【０００７】
ところが、上記のような採光窓の構造において、採光パネルが破損した場合、採光パネルの破損した個所から内部に雨が吹き込み、天窓の枠体に形成した結露水を排水するための排水孔から室内に流れ込むという問題がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、採光パネルが破損した場合に、採光パネルの破損部分から雨が吹き込んでも、天窓の枠体に設けた結露水排水孔から室内に雨が流れ込むのを簡単な構成で防止できる採光窓の結露水の排水構造を提供することを課題とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために本発明に係る採光窓の結露水の排水構造は、天窓３の枠体１８に設けた固定横片２４を屋根面上に載置固定して天窓３を屋根１の開口部２に取付け、この天窓３の上方位置に隙間を介して採光パネル５を配置し、天窓３の枠体１８に天窓３のガラス１４の下面に発生した結露水を枠体１８の内面側から外面側に排水するための排水孔５０を形成し、断面コ字状をした排水ガイド５２を固定横片２４に固着することで断面コ字状をした排水ガイド５２と固定横片２４とで内部がトンネル通路５１ａとなった結露水排水トンネル５１を枠体１８の外面側に配設すると共に、結露水排水トンネル５１の水上側端部を排水孔５０に連通し、結露水排水トンネル５１の内部のトンネル通路５１ａの大きさを排水孔５０よりも大きく形成し、結露水排水トンネル５１の水下側端部を採光パネル５の下方領域内において開口して成ることを特徴とするものである。
【００１０】
このような構成とすることで、天窓３のガラス１４の下面側に発生した結露水はガラス１４の下面の傾斜に沿って水下側に流れて枠体１８に到り、枠体１８の排水孔５０を通って枠体１８の内面側から外面側に排水され、枠体１８の外面側において結露水排水トンネル５１を経て採光パネル５の下方領域内において屋根１上に排水されるものである。そして、仮に、採光パネル５が破損した場合、採光パネル５の破損した部分から採光パネル５と屋根１面との間の隙間に風雨が吹き込むが、この採光パネル５の破損した部分から採光パネル５と屋根１面との間の隙間に風雨が吹き込んだ風雨が排水孔５０から天窓３内（室内空間）に入り込むには、隙間→結露水排水トンネル５１の端部の開口→結露水排水トンネル５１のトンネル通路５１ａ→排水孔５０→天窓３の内部という経路で入る必要があり、結露水排水トンネル５１の内部のトンネル通路５１ａの大きさを排水孔５０よりも大きく形成してあるので、吹き込んだ風雨の一部が結露水排水トンネル５１の開口から内部に入っても吹き込んだ風雨の圧力損失を大きくして排水孔５０から天窓３内部に雨水が入らないようにできるものである。
【００１１】
また、屋根１上に多数のパネル状の太陽電池モジュール８を配設すると共に、屋根１に形成する天窓３部分の上方位置において太陽電池モジュール８に代えて採光パネル５を配置することが好ましい。このような構成とすることで、採光パネル５を太陽電池モジュール８のダミーパネルとして利用することで、屋根１上の太陽電池モジュール８を多数並べた部分に天窓３が露出しないようにできるものである。
【００１２】
また、枠体１８に屋根１に固定するための固定横片２４ａを設け、結露水排水トンネル５１を固定横片２４ａの上方領域内にのみ位置させることが好ましい。このような構成とすることで、結露水排水トンネル５１が天窓３の外側方に飛び出さず、天窓３を梱包、搬送する際に結露水排水トンネル５１が邪魔にならず、また、天窓３を屋根１の開口部２に施工する際も結露水排水トンネル５１が邪魔にならないものである。
【００１３】
また、結露水排水トンネル５１を屈曲させることが好ましい。このような構成とすることで、上記のように結露水排水トンネル５１を固定横片２４ａの上方領域内にのみ位置させて梱包、搬送、施工の際に結露水排水トンネル５１が邪魔にならないようにするに当たって、結露水排水トンネル５１の長さを長くできて、いっそう風雨の吹き込み時の圧力損失を更に大きくできて、排水孔５０から天窓３内部に雨水が入らないようにできるものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【００１５】
屋根１に開口部２を設け、この開口部２には天窓３が取付けられる。ここで、屋根１面には図６に示すように多数のパネル状の太陽電池モジュール８が配設される。そして、多数のパネル状の太陽電池モジュール８のうち上記天窓３の真上においては太陽電池モジュール８に代えてダミーパネルである採光パネル５を配置する。つまり、屋根１の開口部２に取付けた天窓３の上方位置に隙間を介して採光パネル５を配置する。
【００１６】
屋根１の野地面の主体を構成する構造用合板１６には図７（ａ）のように開口部２が形成してあり、この開口部２の周囲の裏面側には図７（ｂ）のように補強材４０が取付けられる。更に、図７（ｃ）のように構造用合板１６の上にルーフィングのような防水性を有する屋根下地材１７を敷設してある。上記開口部２には図７（ｄ）のように天窓３を嵌め込んで取付けてある。天窓３は枠体１８の上部内周部にガラス１４（添付図面の実施形態ではペアガラス）を載置し、枠体１８の上部に取付ける枠部６により上記ガラス１４を押圧して枠体１８と枠部６とで挟持することで構成してある。
【００１７】
枠体１８は、水下側下枠材２０ａと水上側下枠材２０ｂと両側下枠材２０ｃとを矩形状に枠組み一体化して構成した下枠体２０の上部に、水下側上枠材２１ａと水上側上枠材２１ｂと両側上枠材２１ｃとを矩形状に枠組み一体化して構成した上枠体２１を釘やねじのような固着具２２により固着して構成してある。水下側下枠材２０ａ上には載置台４６上にガラス１４の端部が載置され、水上側下枠材２０ｂと両側下枠材２０ｃ上には上面の段部２３にガラス１４の端部が載置してあり、矩形状をした枠部６を矩形状をした上枠体２１にビス１５で固着することで、枠部６の先端の押さえ片によりガラス１４を押さえるようになっている。
【００１８】
また、上枠体２１を構成する水下側上枠材２１ａと水上側上枠材２１ｂと両側上枠材２１ｃには固定横片２４ａ、２４ｂ、２４ｃが設けてあり、それぞれ固着具２２により屋根１の構造用合板１６を貫通して開口部２の周囲の補強材４０とに固着してある。つまり、固定横片２４ａ、２４ｂ、２４ｃを屋根１に固着具２２により固着することで天窓３が屋根１に取付けられるものである。
【００１９】
枠体１８の上枠体２１を構成する一部材である水下側枠材２１ａの下部には図８のように排水孔５０が設けてある。水下側下枠材２０ｂ上においてガラス１４の端部を載置している載置台４６には上記排水孔５０に連通するように排水溝４６ａが形成してあり、ガラス１４の下面に発生した結露水は屋根勾配と同じ傾斜のガラス１４の下面に沿って水下側に流れ、排水溝４６ａを経て排水孔５０から水下側枠材２１ａの外面側に排水されるようになっている。ここで、載置台４６をピース状としたものにおいては載置台４６と載置台４６との間の隙間に排水孔５０が位置するようにしてもよく、この場合は、ガラス１４の下面に発生した結露水は載置台４６間の隙間から排水孔５０に流れるようになっている。
【００２０】
水下側枠材２１ａには結露水排水トンネル５１が設けられる。添付図面に示す実施形態においては図９に示すように断面コ字状をした排水ガイド５２を固定横片２４ａにビス等により固着することで断面コ字状をした排水ガイド５２と固定横片２４ａとで内部がトンネル通路５１ａとなった結露水排水トンネル５１が形成してある。
【００２１】
結露水排水トンネル５１の内部のトンネル通路５１ａは両端部が開口となっており、一端の開口が上記排水孔５０に連通しており、他端の水下側端部の開口が採光パネル５の下方領域内に位置している。このように結露水排水トンネル５１の水下側端部を採光パネル５の下方領域内において開口することで、後述のように屋根１面に太陽電池モジュール８を施工するに当たって、天窓３部分に設けられる結露水排水トンネル５１に邪魔されることなく、太陽電池モジュール８の施工ができるものである。
【００２２】
特に、添付図面に示すように結露水排水トンネル５１を固定横片２４ａの上方領域内にのみ位置するように形成することで（つまり結露水排水トンネル５１が固定横片２４ａから外側方に飛び出さないように形成することで）、天窓３を梱包、搬送する際に結露水排水トンネル５１が邪魔にならず、また、天窓３を屋根１の開口部２に施工したり、太陽電池モジュール８を施工する際に結露水排水トンネル５１が邪魔にならず、施工性が向上するものである。
【００２３】
上記結露水排水トンネル５１は内部のトンネル通路５１ａの大きさ（トンネル通路５１ａの排水方向と直交する断面積）を排水孔５０の断面積よりも大きく形成してある。このように、結露水排水トンネル５１の内部のトンネル通路５１ａの大きさを排水孔５０よりも大きく形成することで、吹き込んだ風雨の一部が結露水排水トンネル５１の開口から内部に入っても吹き込んだ風雨の圧力損失を大きくして排水孔５０から天窓３内部に雨水が入らないようにできるようにしている。ここで、圧力の損失係数が８以上となるように設定すると結露水排水トンネル５１を通って排水孔５０からの雨の浸入を防止できるものであり、このように圧力の損失係数が８以上となるように上記トンネル通路５１ａの断面積と排水孔５０の断面積との比や、長さを設定するものである。必要な断面積比が取れない場合や、直線状の結露水排水トンネル５１の長さが十分に取れない場合には、図１０に示すようにＬ状のように結露水排水トンネル５１を屈曲することで必要な圧力の損失係数が取れるようにする。また、図１１に示すように固定横片２４ａがへ字状に屈曲してある場合にはへ字状に屈曲した排水ガイド５２を用いてへ字状に屈曲した結露水排水トンネル５１を形成するものである。
【００２４】
上記の枠体１８の屋根１の開口部２への取付け部分の周囲の上面には各固定横片２４ａ、２４ｂ、２４ｃの上面からルーフィングのような防水性を有する屋根下地材１７上にかけて図７（ｅ）のように防水テープ２５を貼着してあり、これにより天窓３の枠体１８の屋根１への取付け部分から内部に水が浸入しないようになっている。ここで、図３、図４、図５のように、固定横片２４ａ、２４ｂ、２４ｃの下面と屋根下地材１７との間にパッキン、シール材、接着剤等の防水材２６を介装することでよりいっそう天窓３の枠体１８の屋根１への取付け部分の防水性を向上させることができるものである。
【００２５】
また、枠体１８の屋根１の開口部２への取付け部分の周囲の上面には図７（ｆ）のように不燃板２７が敷設してある。不燃板２７は端部が枠体１８に近接していて防水材２６の屋根下地材１７に貼り付けた部分の上に重ねてある。不燃板２７としては例えば０．３５ｍｍ厚以上のガルバリウム鋼板が用いられる。更に、不燃板２７の上には図１乃至図５、図７（ｇ）のように枠体１８の周囲からある距離をおいて横片２８ａと縦片２８ｂとを有する不燃材２８を配置して横片２８ａ部分を釘打ち等により取付けてある。また、天窓３の枠部６上には後述の採光パネル５が積雪により下方に撓んだ際に採光パネル５を支持するための支持部７が設けてある。
【００２６】
また、天窓３の下部にはルーバを備えたルーバユニット４１を取付けて採光と遮光の選択、採光量の選択等ができるようにしてある。
【００２７】
屋根１にパネル状の太陽電池モジュール８を配設するには以下のようにして配設してある。すなわち、図１乃至図５に示すようにパネル状をした太陽電池モジュール８の周囲にはモジュール枠２９が装着してあり、このモジュール枠２９は下枠材２９ａ、上枠材２９ｂ、両側枠材２９ｃを矩形状に枠組みして形成してある。下枠材２９ａ、上枠材２９ｂ、両側枠材２９ｃには嵌め込み溝部３０が設けてあって、この嵌め込み溝部３０にパネル状をした太陽電池モジュール８の外周縁部がはめ込んである。パネル状をした太陽電池モジュール８の下面部には防火板３１が取着してある。上枠材２９ｂの下面部には取付け金具係止部３２が設けてあり、上枠材２９ｂの上面部には係合部３３が設けてある。一方、下枠材２９ａの下面部には被係合部３４が設けてある。また、側枠材２９ｃには係止孔３５が設けてある。
【００２８】
上記の構成の太陽電池モジュール８は屋根１の上に載置した固定金具３６，３７を用いて取付けるものである。固定金具３６、３７はピース状をしていてそれぞれ被係止部３６ａ、３７ａが設けてある。この固定金具３６、３７は屋根１上の太陽電池モジュール８を配置する個所の周囲に配置して固着具により固定され、固定金具３６の被係止部３６ａに太陽電池モジュール８の上枠材２９ｂの取付け金具係止部３２を係止し、太陽電池モジュール８の側枠材２９ｃの係止孔３５に固定金具３７の被係止部３７ａを係止し、また、太陽電池モジュール８の下枠材２９ａの被係合部３４を下段の太陽電池モジュール８の上枠材２９ｂの係合部３３に係合する。このようにして、太陽電池モジュール８の周囲を下段の太陽電池モジュール８の上枠材２９ｂ、固定金具３６、３７を利用して屋根１の上に取付けるものである。同様にして軒棟方向に太陽電池モジュール８を多段に配設して取付けていくものである。なお、軒棟方向の軒側端部においては図示を省略しているが、屋根１上にスタータ金具を取付け、このスタータ金具の係合部に軒側端部の太陽電池モジュール８の下枠材２９ａの被係合部３４を係合することにより取付けるものである。また、軒と平行な方向においては、図５のように軒と平行な方向に隣接する太陽電池モジュール８の側枠材２９ｃの外側面同士を近接対向させ、モジュール間カバー３８を両側枠材２９ｃの上面を覆うようにして被着するようになっている。
【００２９】
上記のようにして屋根１上に多数の太陽電池モジュール８を軒と平行な方向及び軒棟方向に配設して取付けるのであるが、本発明においては、前述のように屋根１の開口部２に取付けた天窓３の上方位置においては太陽電池モジュール８に代えて図１乃至図５、図７（ｈ）に示すように採光パネル５を配置する。この採光パネル５は太陽電池モジュール８と同様に周囲に下枠材２９ａ、上枠材２９ｂ、両側枠材２９ｃを矩形状に枠組みして形成したモジュール枠２９が装着してあり、下枠材２９ａ、上枠材２９ｂ、両側枠材２９ｃに設けた嵌め込み溝部３０に採光パネル５の外周縁部がはめ込んである。
【００３０】
そして、採光パネル５は上記した太陽電池モジュール８の取付けと同様にして、採光パネル５のモジュール枠２９の周囲を下段の太陽電池モジュール８の上枠材２９ｂ、固定金具３６、３７を利用して屋根１の上に取付けるものである。
【００３１】
上記のようにして採光パネル５を太陽電池モジュール８と同様にして屋根１上に配設して取付けるのであるが、この場合、屋根１の開口部２に天窓３を取付ける際に不燃板２７の上に天窓３の枠体１８の周囲からある距離をおいて取付けた不燃材２８は図１乃至図５に示すように、天窓３に対して軒側にずれて位置する固定金具３６よりも軒側にずれた位置に取付け、天窓３よりも棟側にずれて位置する固定金具３６よりも棟側にずれた位置に取付け、天窓３の左右両方に位置する太陽電池モジュール８を支持している固定金具３７よりも採光パネル５から外側にずれた位置にそれぞれ位置するように施工してＬ状の不燃材２８の縦片２８ｂにより隣接する固定金具３６、３７間を遮蔽する。
【００３２】
上記のようにして屋根１の開口部２に取付けた天窓３の上方位置に隙間を介して採光パネル５を配置することで採光窓を構成するものであり、採光パネル５、天窓３のガラス１４を通して室内の採光をすることができるものである。
【００３３】
しかして、天窓３の内面側は室内空間であるため、冬期においては天窓３のガラス１４の下面側に結露が発生する。この天窓３のガラス１４の下面に発生した結露水はガラス１４の下面の傾斜に沿って水下側に流れて枠体１８に到り、枠体１８の排水孔５０を通って枠体１８の内面側から外面側に排水され、更に枠体１８の外面側において結露水排水トンネル５１を排水ガイドとして採光パネル５の下方領域内において屋根１上に排水するものである。
【００３４】
ここで、仮に、採光パネル５が何らかの理由で破損した場合、採光パネル５の破損した部分から採光パネル５と屋根１面との間の隙間に風雨が吹き込むことになる。この採光パネル５の破損した部分から採光パネル５と屋根１面との間の隙間に風雨が吹き込んだ風雨の一部が結露水排水トンネル５１の水下側開口から結露水排水トンネル５１内に吹き込むことがあるが、上記のように、結露水排水トンネル５１の内部のトンネル通路５１ａの大きさを排水孔５０よりも大きく形成してあるので、吹き込んだ風雨の一部が結露水排水トンネル５１の開口から内部に入っても吹き込んだ風雨の圧力損失を大きくして排水孔５０から天窓３内部に雨水が入らないようにできるものである。
【００３５】
【発明の効果】
上記のように本発明の請求項１記載の発明にあっては、天窓の枠体に設けた固定横片を屋根面上に載置固定して天窓を屋根の開口部に取付け、この天窓の上方位置に隙間を介して採光パネルを配置し、天窓の枠体に天窓のガラスの下面に発生した結露水を枠体の内面側から外面側に排水するための排水孔を形成し、断面コ字状をした排水ガイドを固定横片に固着することで断面コ字状をした排水ガイドと固定横片とで内部がトンネル通路となった結露水排水トンネルを枠体の外面側に配設すると共に、結露水排水トンネルの水上側端部を排水孔に連通し、結露水排水トンネルの内部のトンネル通路の大きさを排水孔よりも大きく形成し、結露水排水トンネルの水下側端部を採光パネルの下方領域内において開口したので、天窓のガラスの下面側に発生した結露水を枠体の排水孔、結露水排水トンネルを通して屋根上に排水することができるものである。しかも、仮に、採光パネルが破損して、採光パネルと屋根面との間の隙間に風雨が吹き込んでも、結露水排水トンネルの内部のトンネル通路の大きさを排水孔よりも大きく形成してあるので、吹き込んだ風雨の圧力損失が大きく、簡単な構成で排水孔から天窓内部に雨水が入らないようにできるものである。
【００３６】
また、請求項２記載の発明にあっては、上記請求項１記載の発明の効果に加えて、屋根上に多数のパネル状の太陽電池モジュールを配設すると共に、屋根に形成する天窓部分の上方位置において太陽電池モジュールに代えて採光パネルを配置してあるので、採光パネルを太陽電池モジュールのダミーパネルとして利用することで、屋根上の太陽電池モジュールを多数並べた部分に天窓が露出しないようにできて屋根の外観を良くすることができるものである。
【００３７】
また、請求項３記載の発明にあっては、上記請求項１又は請求項２記載の発明の効果に加えて、枠体に屋根に固定するための固定横片を設け、結露水排水トンネルを固定横片の上方領域内にのみ位置させてあるので、結露水排水トンネルが天窓の外側方に飛び出さず、天窓を梱包、搬送する際に結露水排水トンネルが邪魔にならず、また、天窓を屋根の開口部に施工する際も結露水排水トンネルが邪魔にならならず、施工性が向上するものである。
【００３８】
また、請求項４記載の発明にあっては、上記請求項３記載の発明の効果に加えて、結露水排水トンネルを屈曲させてあるので、結露水排水トンネルを固定横片の上方領域内にのみ位置させて梱包、搬送、施工の際に結露水排水トンネルが邪魔にならないようにするに当たって、結露水排水トンネルの長さを長くできて、いっそう風雨の吹き込み時の圧力損失を更に大きくできて、排水孔から天窓内部に雨水が入らないようにできるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の採光窓の軒棟方向の断面図である。
【図２】同上の採光窓の軒と平行な方向の断面図である。
【図３】同上の採光窓の水下側の拡大断面図である。
【図４】同上の採光窓の水上側の拡大断面図である。
【図５】同上の採光窓の側部の拡大断面図である。
【図６】同上の採光窓を形成した屋根の一例の斜視図である。
【図７】同上の採光窓の形成順序を示す概略説明図である。
【図８】同上の排水孔、結露水排水トンネル部分の拡大断面図である。
【図９】同上に用いる結露水排水トンネル部分の斜視図である。
【図１０】同上の結露水排水トンネル部分の他の実施形態の斜視図である。
【図１１】同上の結露水排水トンネル部分の更に他の実施形態の斜視図である。
【符号の説明】
１  屋根
２  開口部
３  天窓
５  採光パネル
８  太陽電池モジュール
１４  ガラス
１８  枠体
２４ａ  固定横片
５０  排水孔
５１  結露水排水トンネル
５１ａ  トンネル通路
【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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