(57)【要約】【課題】経時変化による建築用木材の強度の低下並びに見栄えの悪化を防止可能な心持材の背割り溝埋木及びその埋木の製造方法を提供する。【解決手段】心持材に施された背割り溝に嵌入され、接着剤によって背割り溝に接着される板状の埋木において、背割り溝の溝幅より厚い板材であって、溝幅の経時変化による拡幅を見越した見越板厚の板材を、その厚さ方向に予め圧縮して形成する。及び、心持材に施された背割り溝に嵌入され、接着剤によって背割り溝に接着される板状の埋木の製造方法であって、背割り溝の溝幅の経時変化による拡幅を見越した見越板厚の板材を、その厚さ方向に圧縮する圧縮工程を備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
心持材に施された背割り溝に嵌入され、接着剤によって前記背割り溝に接着される板状の埋木において、
前記背割り溝の溝幅より厚い板材であって、前記溝幅の経時変化による拡幅を見越した見越板厚の板材を、その厚さ方向に予め圧縮してなることを特徴とする心持材の背割り溝埋木。
【請求項２】
前記圧縮量は、前記見越板厚と、経時変化前の前記溝幅との略差分に相当することを特徴とする請求項１記載の心持材の背割り溝埋木。
【請求項３】
前記板材の断面形状は、上底が下底より短い略台形状に形成され、しかも前記台形の対向する脚辺のうち少なくとも一方の脚辺は、前記上底から伸びる辺であって、前記上底に対して９０度より大きい傾斜角度の第１脚辺部と、前記第１脚辺部に連続し前記傾斜角度より大きい傾斜角度の第２脚辺部とで形成されることを特徴とする請求項１又は２記載の心持材の背割り溝埋木。
【請求項４】
心持材に施された背割り溝に嵌入され、接着剤によって前記背割り溝に接着される板状の埋木の製造方法であって、
前記背割り溝の溝幅の経時変化による拡幅を見越した見越板厚の板材を、その厚さ方向に圧縮する圧縮工程を備えることを特徴とする心持材の背割り溝埋木の製造方法。
【請求項５】
前記圧縮量は、前記見越板厚と、経時変化前の前記溝幅との略差分に相当することを特徴とする請求項４記載の心持材の背割り溝埋木の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜３のいずれかに記載の心持材の背割り溝埋木を備えてなる建築用心持材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築用木材として用いられる心持材に設けられた背割り溝に埋め込まれる心持材の背割り溝埋木及びこの埋木の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、家の柱や梁等に使用される建築用木材として心持材がある。この心持材は、樹心をその内部に有する木材であり、樹心を中心とした年輪層が木材内の水分を筒状に幾重にも包み込むような構造を有する。
【０００３】
このような心持材は、例えば柱として設置された状態での変形を抑えるため、所定の含水率となるまで乾燥して用いられる。その乾燥過程は、表面側より乾燥が始まり徐々に内部へと乾燥が進行する。その際、木材の収縮も表面側から先に始まり、表面側にひび割れが生じ、乾燥に伴って徐々にひび割れの大きさや数が進行し、心持材の強度が低下する等の問題につながる虞があった。
【０００４】
このようなひび割れを防止するため、心持材の長尺方向に沿って背割り溝を設け、この背割り溝に埋木を埋め込むことにより、心持材の強度向上を図る技術が知られている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−６１１３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には、柱、梁、桁等の木材の所定の部位に長手方向に延びる背割り用の溝が形成されて定形溝とされ、この定形溝に対し密着するように埋め木が埋め込まれ、一体化された背割り処理木材に関する技術が開示されている。
【０００７】
特許文献１の背割り処理木材の製造方法によれば、木材に背割り溝を入れ、次に乾燥炉により人工的に乾燥させ、次にこの乾燥により歪んだ背割り溝を、例えば切削工具を用いて楔状断面に定形加工する。一方、この定形溝の楔状断面に対応する埋め木を別途製材して用意する。この埋め木は、楔状断面を有する板状のもので、定形溝の溝断面よりやや大きな寸法を有する。そして埋め木は、その両側面に適宜の接着剤を塗布され、定形溝の開口から所定のプレス機械によってその溝内に圧入される。
【０００８】
このような背割り処理木材は例えば２０年〜５０年の間、家屋の柱として用いられることがあるが、この間、背割り処理木材の定形溝の幅は、湿度が低下するとやや広がり、湿度が上昇するとやや閉じることを繰返しながらも、長年の間に加工当初の幅より広がる傾向にある。
【０００９】
そのため、特許文献１の背割り処理木材によれば、経時変化によって定形溝が拡幅することで定形溝の内側面から埋木が剥離し（図３（ｃ）参照）、背割り処理木材の強度低下や家の柱等の見栄えが悪くなる虞があるという問題があった。
【００１０】
そこで、本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、経時変化による建築用木材の強度の低下並びに見栄えの悪化を防止可能な心持材の背割り溝埋木及びその埋木の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１の発明は、心持材に施された背割り溝に嵌入され、接着剤によって前記背割り溝に接着される板状の埋木において、前記背割り溝の溝幅より厚い板材であって、前記溝幅の経時変化による拡幅を見越した見越板厚の板材を、その厚さ方向に予め圧縮してなる、心持材の背割り溝埋木である。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１記載の心持材の背割り溝埋木において、前記圧縮量は、前記見越板厚と、経時変化前の前記溝幅との略差分に相当することを特徴とする。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１又は２記載の心持材の背割り溝埋木において、前記板材の断面形状は、上底が下底より短い略台形状に形成され、しかも前記台形の対向する脚辺のうち少なくとも一方の脚辺は、前記上底から伸びる辺であって、前記上底に対して９０度より大きい傾斜角度の第１脚辺部と、前記第１脚辺部に連続し前記傾斜角度より大きい傾斜角度の第２脚辺部とで形成されることを特徴とする。
【００１４】
請求項４の発明は、心持材に施された背割り溝に嵌入され、接着剤によって前記背割り溝に接着される板状の埋木の製造方法であって、前記背割り溝の溝幅の経時変化による拡幅を見越した見越板厚の板材を、その厚さ方向に圧縮する圧縮工程を備える、心持材の背割り溝埋木の製造方法である。
【００１５】
請求項５の発明は、請求項４記載の心持材の背割り溝埋木の製造方法において、前記圧縮量は、前記見越板厚と、経時変化前の前記溝幅との略差分に相当することを特徴とする。
【００１６】
請求項６の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の心持材の背割り溝埋木を備えてなる建築用心持材である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、心持材に施された背割り溝に嵌入され、接着剤によって前記背割り溝に接着される板状の埋木において、前記背割り溝の溝幅より厚い板材であって、前記溝幅の経時変化による拡幅を見越した見越板厚の板材を、その厚さ方向に予め圧縮してなる構成であるから、経時変化によって背割り溝の溝幅が拡幅する際に、接着剤によって背割り溝の内側面に接着した埋木にも板厚を厚くさせる力が働くが、圧縮された埋木はその木材組織の特質として備えている復元力によって元の厚みに戻ろうとするため、背割り溝の拡幅に埋木も追随して厚くなる。そのため、経時変化によって背割り溝が拡幅しても、その側面から埋木が剥離し難いことから、経時変化による建築用木材の強度の低下並びに見栄えの悪化を防止可能な心持材の背割り溝埋木を提供できる。
【００１８】
また、前記圧縮量は、前記見越板厚と、経時変化前の前記溝幅との略差分に相当する構成であるから、背割り溝に埋木を嵌入する際に無理なく嵌入でき、嵌入に伴う背割り溝の溝底部近傍の亀裂を確実に防止できる。
【００１９】
また、前記板材の断面形状は、上底が下底より短い略台形状に形成され、しかも前記台形の対向する脚辺のうち少なくとも一方の脚辺は、前記上底から伸びる辺であって、前記上底に対して９０度より大きい傾斜角度の第１脚辺部と、前記第１脚辺部に連続し前記傾斜角度より大きい傾斜角度の第２脚辺部とで形成される構成であるから、背割り溝に嵌入された埋木は、経時変化により背割り溝の上端側が下端側より大きく拡幅する傾向にあるという背割り溝の拡幅の特質に追随しやすいので、背割り溝の側面から埋木が更に剥離し難いことから、経時変化による建築用木材の強度の低下並びに見栄えの悪化を更に防止可能な心持材の背割り溝埋木を提供できる。
【００２０】
また、心持材に施された背割り溝に嵌入され、接着剤によって前記背割り溝に接着される板状の埋木の製造方法であって、前記背割り溝の溝幅の経時変化による拡幅を見越した見越板厚の板材を、その厚さ方向に圧縮する圧縮工程を備える構成であるから、経時変化によって背割り溝の溝幅が拡幅する際に、接着剤によって背割り溝の内側面に接着した埋木にも板厚を厚くさせる力が働くが、圧縮された埋木はその木材組織の特質として備えている復元力によって元の厚みに戻ろうとするため、背割り溝の拡幅に埋木も追随して厚くなる。そのため、経時変化によって背割り溝が拡幅しても、その側面から埋木が剥離し難いことから、経時変化による建築用木材の強度の低下並びに見栄えの悪化を防止可能な心持材の背割り溝埋木の製造方法を提供できる。
【００２１】
また、前記圧縮量は、前記見越板厚と、経時変化前の前記溝幅との略差分に相当する構成であるから、背割り溝の埋木を嵌入する際に背割り溝に無理なく嵌入でき、嵌入に伴う背割り溝の溝底部近傍の亀裂を確実に防止できる。
【００２２】
また、  請求項１〜３のいずれかに記載の心持材の背割り溝埋木を備えてなる建築用心持材であるから、経時変化によっても背割り溝から埋木が剥離し難いため、経時変化による強度の低下並びに見栄えの悪化を防止可能な建築用心持材を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施例に係る心持材の背割り溝埋木を説明する斜視図である。
【図２】心持材の加工方法の例を示す横断面説明図である。
【図３】背割り溝の経時変化の例の説明図である。
【図４】本発明の第１実施例に係る心持材の背割り溝埋木の横断面説明図である。
【図５】本発明の第１実施例に係る心持材の背割り溝埋木の製造方法の説明図である。
【図６】本発明の第１実施例に係る心持材の背割り溝埋木の製造方法の説明図である。
【図７】本発明の第１実施例に係る心持材の横断面説明図である。
【図８】本発明の第２実施例に係る心持材の背割り溝埋木の横断面説明図である。
【図９】本発明の第２実施例に係る工具刃の先端部分の説明図である。
【図１０】心持材の亀裂例を示す横断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態に係る心持材の背割り溝埋木について図を用いて説明する。
まず、本実施形態の第１実施例に係る心持材の背割り溝埋木１０について図１〜図７を用いて説明する。
【００２５】
本実施例における心持材の背割り溝埋木１０は、図１に示す様に、心持材１に施された背割り溝３に嵌入され、接着剤Ｍによって背割り溝３に接着される板材である。
ここで、心持材１の一般的な加工方法について、図１及び図２を用いて説明する。図２は、心持材１の加工方法の例の横断面（すなわち心持材の長手方向に直交する方向の断面）説明図である。
心持材１の元となる製材生木Ｔは、例えば３ｍ〜４ｍの長尺角材からなり、その横断面は、図２（ａ）に示すように、例えば１辺の長さが略１３ｃｍの略正方形状であって中央部に樹心Ｓを有する。
【００２６】
そして、この製材生木Ｔには、図２（ｂ）に示すように、例えば略３ｍｍの溝幅で樹心まで至る深さの溝２が、一側面の長手方向に沿って丸鋸盤等によって削成される。このように、加工された製材生木Ｔは、例えば含水率が１８％以下となるまで数ヶ月の間常温下で乾燥される。この乾燥により、溝２が、図２（ｃ）に示す様に、溝底部５の幅より溝口７の幅がやや広くなるようにやや拡幅する。
【００２７】
次に、回転刃等の切削工具を用い、図２（ｄ）に示す様に、溝２を断面視で等脚台形状に拡幅加工し背割り溝３を形成する。より詳しくは、背割り溝３は、例えば樹心側溝幅６、すなわち背割り溝３の下端の幅が略５ｍｍで、対向する溝側面９，９の垂直方向に対する傾斜角が略３度でそれぞれ形成される。このように形成することにより、背割り溝３の上端側の溝幅８が例えば略１１ｍｍで形成される。
次に、例えば従来の埋木４として、背割り溝３に嵌合する断面細長台形状で心持材１の長さを有する板材を準備し、この埋木４に接着剤Ｍを塗布し、プレス機で背割り溝３に推し込む、すなわち嵌入する（図２（ｅ）及び図２（ｆ））。なお、接着剤Ｍは、例えば集成材用接着剤として用いられる水性高分子イソシアネート系接着剤等の接着力に優れた接着剤が望ましい。
そして、さらに周りを所望の寸法に切削仕上げ（図２（ｇ））することで、埋木４を備えた心持材１が製造される。
【００２８】
このように形成される背割り溝３は、上述した様に、湿度が低下するとやや広がり、湿度が上昇するとやや閉じることを繰返しながらも、長年の間に広がる傾向にある（図３参照）。図３（ａ）は、経時変化前の、すなわち加工当初（図２（ｇ）参照）の背割り溝３を説明する一部省略横断面図であり、図３（ｂ）は、経時変化後の背割り溝３´を説明する一部省略横断面図であり、図３（ｃ）は、経時変化後の背割り溝３´を説明する斜視説明図である。図３において、符号Ａは、上述した経時変化前の背割り溝３の上端の幅を示し、符号Ｂは、経時変化後に広がった背割り溝３´の上端の幅を示す。
【００２９】
従来の埋木４によれば、経時変化による背割り溝３´の拡幅により、図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示すように、背割り溝３´の内側面から埋木４が剥離し、強度の低下や見栄えの悪化を招く虞があるという問題があった。発明者は、長年の研究により、例えばＡ＝略１１ｍｍで形成された背割り溝３が、経時変化後にＢ＝略１３ｍｍ程度に拡幅することを知得し、本発明に至った。
【００３０】
次に、図４を用い、本実施例の心持材の背割り溝埋木１０について、製造方法を交えて説明する。図４（ａ）は、加工前の生板材１６を説明する横断面図を示し、図４（ｂ）は、板材１２を説明する横断面図を示し、図４（ｃ）は、心持材の背割り溝埋木１０を説明する横断面図である。
【００３１】
先ず、図４（ａ）示す様に、断面視長方形状で略心持材１の長さを有する生板材１６を、例えば四面カンナ装置を用い、図４（ｂ）及び図５に示す様に、断面視台形状の板材１２に切削する。図５は、工具刃１４を回転させつつ生板材１６の一方の側面を切削し、斜面１８を形成している様子を示す斜視説明図である。図５において、符号Ｅは、生板材１６の送り方向、符号２１は、工具刃１４の回転軸、符号Ｇは工具刃１４の回転方向をそれぞれ示す。図５において、工具刃の先端は、送り方向から視た場合、水平（回転軸２１）に対して例えば７度〜８度で右上がりに傾斜した先端となっている。
【００３２】
本実施例の板材１２は、心持材１と略同じ長さを有し、その横断面形状は、図４（ｂ）に示す様に、例えば一方の底角θ１が直角で、高さが背割り溝３の溝深さよりやや長い台形状に形成される。より詳しくは、板材１２は、図４（ｂ）に示すように、上底１３側の厚さＣは、背割り溝３の樹心側溝幅６（略５ｍｍ）よりやや厚く、例えば略５．５ｍｍに形成される。一方、下底１５近傍の厚さＤは、図４（ｂ）に示す様に、上述した経時変化後の背割り溝３´の溝幅である略１３ｍｍに形成される。このように、板材１２は、背割り溝の溝幅より厚い板材であって、背割り溝３の溝幅の経時変化による拡幅を見越した見越板厚で形成される。
なお、板材の横断面形状は、本実施例のような一方の底角が直角の形状に限るものではなく、例えば等脚台形状であってもよい。
【００３３】
次に、図６に示す様に、圧縮装置２３を用いて板材１２をその厚さ方向に圧縮する。図６（ａ）は、板材１２を圧縮する圧縮装置２３の要部を説明する概略斜視図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＹ−Ｙ矢視図である。
本実施例の圧縮装置２３は、図６に示す様に、下側回転ローラ２４と、上側回転ローラ２２とを備える。
【００３４】
下側回転ローラ２４は、図６に示す様に、円筒状の回転体で形成され、その筒軸を回転軸２５とし、電動モータによって回転する。また、上側回転ローラ２２は、図６に示す様に、円筒状の回転体の一端側に円錐台状に縮径した円錐台状回転部２６を備え、その筒軸を回転軸２７として回転する。なお、本実施例の円錐台状回転部２６の側面の傾斜角度は、水平（回転軸２５）に対し例えば略６．５度で形成される。
この上側回転ローラ２２は、図６（ｂ）に示す様に、その回転軸２５を下側回転ローラ２４の回転軸２７と平行にした状態で、下側回転ローラ２４の上方に間隔Ｌを設けて配置され、下側回転ローラ２４と反対方向に回転する。
【００３５】
そして、図６（ａ）に示す様に、長手方向を回転軸２５に直交させた状態の板材１２を、矢印Ｆの方向に押しながら上側回転ローラ２２と下側回転ローラ２４との間を通過させる。その際、図６（ｂ）に示す様に、上側回転ローラ２２と下側回転ローラ２４との間隔Ｌを調整しておくことで、板材１２がその厚さ方向に圧縮される。より詳しくは、図６（ｂ）に示す様に、円錐台状回転部２６と下側回転ローラ２４との間を、板材１２を通過させ、図４（ｃ）に示す様に、本実施例の心持材の背割り溝埋木１０を形成させる。
【００３６】
このように、上述した間隔Ｌを調整することにより板材１２の圧縮量を調整できるが、圧縮量は、例えば板材１２の細胞壁を破壊せず、残留歪として細胞に蓄積される程度に設定することが望ましい。木材の細胞壁が破壊されるほど強く圧縮すると、板材１２の厚さの復元が期待できなくなるからである。
本実施例では、図４（ｃ）に示す様に、圧縮量Ｈは、見越板厚（例えば、Ｄ＝１３ｍｍ）と、経時変化前の溝幅（例えば、Ａ＝１１ｍｍ）との略差分に相当するように設定した。
次に、上述した心持材１の加工方法において、従来の埋木４に替えて本実施例の心持材の背割り溝埋木１０を用いた心持材１の経時変化の様子を図７に示す。
図７（ａ）は、加工当初の背割り溝３の様子を示し、図７（ｂ）は、経時変化後に広がった背割り溝３´の様子を示す。図７（ｂ）に示す様に、経時変化によって溝幅が拡幅しても背割り溝３´から埋木１０が剥離していないことがわかる。
【００３７】
このように、本実施例の心持材の背割り溝埋木１０は、心持材１に施された背割り溝３に嵌入され、接着剤Ｍによって背割り溝３に接着される板状の埋木において、背割り溝３の溝幅（Ａ）より厚い板材であって、溝幅の経時変化による拡幅を見越した見越板厚（Ｂ）の板材を、その厚さ方向に予め圧縮してなる構成となっているのである。
また、本実施例の心持材の背割り溝埋木の製造方法によれば、背割り溝３の溝幅の経時変化による拡幅を見越した見越板厚の板材を、その厚さ方向に圧縮する圧縮工程を備える構成となっているのである。
【００３８】
次に、本実施形態の第２実施例に係る心持材の背割り溝埋木３０について、図８及び図９を用い、製造方法を交えて説明する。なお、第１実施例との相違点は、板材の横断面形状の相違であるため、実施例１と同じ部材及び部位には同じ符号或いは同じ符号に´を付した符号を用い、その説明を省略する。また、図８（ａ）は、圧縮前の板材２８を説明する横断面図であり、図８（ｂ）は、圧縮後の板材２８、すなわち本実施例の心持材の背割り溝埋木３０を説明する横断面図である。
【００３９】
本実施例の板材２８は、図８（ａ）に示す様に、上底１３が下底１５より短い断面視略台形状に形成され、しかも台形の対向する脚辺１７，１９のうち少なくとも一方の脚辺１９は、上底１３から伸びる辺であって、上底１３に対して９０度より大きい第１傾斜角度θ２の第１脚辺部１９ａと、第１脚辺部１９ａに連続し、第１傾斜角度より大きい第２傾斜角度θ３で下底１５まで伸びる第２脚辺部１９ｂとで形成される。
【００４０】
本実施例の板材２８の製造に係る工具刃１４´について図９を用いて説明する。図９は、図５において送り方向Ｅから視た場合の工具刃１４´の先端部分を示す。工具刃１４´の先端は、図９に示す様に、刃渡りの中途で傾斜角が屈折した形状となっている。図５及び図９に示す様に、このような工具刃１４´を回転させつつ、生板材１６の一方の側面を切削することにより、上述した脚辺１９を形成できる。
【００４１】
次に、このように形成された板材２８を、前述したと同様の圧縮装置２３を用いて圧縮することにより本実施例の心持材の背割り溝埋木３０を形成できる。
【００４２】
本実施例の心持材の背割り溝埋木３０によれば、経時変化により背割り溝３の上端側が下端側より大きく拡幅する傾向にあるという背割り溝３の拡幅の特質に追随してその板厚が復元しやすい。そのため、本実施例の心持材の背割り溝埋木３０によれば、背割り溝の側面から埋木が更に剥離し難いことから、経時変化による建築用木材の強度の低下並びに見栄えの悪化を更に防止可能な心持材の背割り溝埋木を提供できる。
【００４３】
なお、背割り溝の側面からの埋木の剥離防止のため、埋木の厚さを、この定形溝の経時変化による拡幅分を加えた厚さで形成し、上述したような圧縮をしないままの埋木を背割り溝に嵌入させる方法もある。しかしながら、その場合、プレス機械を用いて嵌入する際、圧縮した埋木を嵌入させる場合より強い力が必要となり、図１０に示す様に、背割り溝が押し広げられて溝底部近傍に亀裂Ｋが生じ、背割り処理木材の強度低下につながる虞があるという問題があった。
この点、本実施形態の心持材の背割り溝埋木１０，３０によれば、背割り溝に埋木を嵌入する際に無理なく嵌入でき、嵌入による背割り溝の溝底部近傍の亀裂を確実に防止できる。
【００４４】
これまで説明してきた様に、本実施形態の心持材の背割り溝埋木１０，３０によれば、経時変化による建築用木材の強度の低下並びに見栄えの悪化を防止可能な心持材の背割り溝埋木及びその埋木の製造方法を提供することができる。
【００４５】
以上、本発明の実施形態のうちいくつかを図面に基づいて詳細に説明したが、これらはあくまでも例示であり、当業者の知識に基づいて種々の変形、改良を施した他の形態で本発明を実施することが可能である。例えば、圧縮量は、本実施例の圧縮量に限るものではなく、上述した復元が期待でき、背割り溝に嵌入可能な板厚となる任意の圧縮量に設定しても良い。
【符号の説明】
【００４６】
１  心持材
３，３´  背割り溝
１０，３０  心持材の背割り溝埋木
１３  上底
１５  下底
１９ａ  第１脚辺部
１９ｂ  第２脚辺部
１７，１９  脚辺
１２，２８  板材
Ｈ  圧縮量
Ｍ  接着剤
【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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