(57)【要約】      （修正有）【課題】木製骨組材を共通の心棒を介して接合する方法であり、接合部材が木製骨組材から露出せず、心棒方向への引っ張り力に対して十分な抵抗力を持たせ、木製骨組材の接合状態を強固に維持できる接合方法を提供する。【解決手段】心棒５に複数の貫通孔を設け複数の抜止環７Ａを配し、互いに接合し合う木製骨組材１Ａ、１Ｂの各接合面に挿入孔２Ａ、２Ｂを心棒５の全長の半分より僅かに深く穿孔し、木製骨組材１Ａ、１Ｂの外側面から樹脂注入出孔３Ａ、３Ｂを穿孔し、心棒５を一方の木製骨組材１Ａの挿入孔２Ａに挿入し、心棒５の残部側を他方の木製骨組材１Ｂの挿入孔２Ｂに挿入して接合面同士を密接させ、木製骨組材１Ａ、１Ｂの外側面に設けた差込み孔４Ａ、４Ｂから貫通孔を介してドリフトピン６を打ち込み、一方の樹脂注入出孔３Ａより固着用樹脂を注入し、他方の樹脂注入出孔３Ｂから固着用樹脂が出るまで注入する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
心棒に適宜間隔又は等間隔で複数の貫通孔を設け、前記貫通孔及び木製骨組材の接合面を避けた位置、且つ適宜間隔又は等間隔で複数の抜止環を配し、互いに接合し合う複数の前記木製骨組材の各接合面に１つ又は複数の挿入孔を前記心棒に対応した深さ、且つ接合方法に対応した深さに穿孔し、複数の前記木製骨組材の外側面から前記挿入孔の最深部に到達する樹脂注入出孔を穿孔し、複数の前記木製骨組材の外側面から前記貫通孔に対応する位置に、前記挿入孔を貫通するドリフトピンの全長より深い差込み孔を穿孔し、前記心棒を一方の前記木製骨組材の前記挿入孔に挿入し、前記心棒の残部側を、他方の前記木製骨組材の前記挿入孔に挿入して、前記木製骨組材の接合面同士を密接させ、前記差込み孔から前記貫通孔を介して前記ドリフトピンを打ち込み、前記樹脂注入出孔より固着用樹脂を注入し、前記挿入孔を充填し、前記樹脂注入出孔から前記固着用樹脂が出るまで注入する木製骨組材の接合方法。
【請求項２】
前記抜止環に対応した位置の前記挿入孔内に前記挿入孔より大きな径の拡張部を形成する請求項１に記載の木製骨組材の接合方法。
【請求項３】
前記心棒に前記抜止環を配さない請求項１又は請求項２に記載の接合方法。
【請求項４】
前記差込み孔及び前記樹脂注入出孔に木栓をする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の木製骨組材の接合方法。
【請求項５】
切り欠き溝及び円孔を形成した前記抜止環を配した請求項１又は請求項２又は請求項４に記載の木製骨組材の接合方法。
【請求項６】
前記心棒の一端面又は両端面に雌螺子が形成され、前記心棒に連結されることによって前記木製骨組材の端面に固定されると共に、グローブジョイントに連結される接合金具を取付ける請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の木製骨組材の接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接合部材が木製骨組材から露出せず、心棒方向への引っ張り力に対して十分な抵抗力があり、木製骨組材の接合状態を強固に維持できる接合方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
公共建築物木材利用促進法の施行により、学校、社会福祉施設、病院、運動施設、社会教育施設等の大規模な木造建築物の施工が増加している。
【０００３】
従来の木造建築の接合方法として、蟻継ぎ等の継手と呼ばれる伝統的な接合方法で接合されていたが、熟練した技術が必要であり、木材の複雑な加工に時間と手間がかかる等の問題があった。そのため、近年では金属プレートやボルト、ナット等の接合金具を用いた接合方法が一般的になっている。
【０００４】
近年では、天井に天井板等の仕上げを施さず、木製骨組材が見えるように意図的に設計、施工されており、解放感があり、また、木の質感がアクセントとなることで、あたたかみのある空間となるため露出天井にする大規模な木造建築物が増加している。
【０００５】
しかし、金属プレートやボルト、ナット等の接合金具を用いて接合を行った露出天井の場合、金属プレートやボルト、ナット等の接合金具が木製骨組材の外側に露出するため木造建築物において重要視される木の質感やぬくもり等の美的外観が損なわれる等の問題がある。
【０００６】
金属プレートやボルト、ナット等の接合金具が木製骨組材の外側に露出せず美観を損なわない工法としてドリフトピン工法等が知られているが、接合金具の取付け部位が特殊なプレカット形状となるため、対応できるプレカット工場が限定されてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平３−５５４３号公報
【特許文献２】特許第３６２６７４７号公報
【特許文献３】特開２０１２−１４０８２０号公報
【特許文献４】特許第４９５０６０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
天井板を貼らずに、梁等の木製骨組材を下から見えるように意図的に露出させた木造建築物が増加しているが、木製骨組材の接合に金属プレートやボルト、ナット等の接合金具を用いた接合方法では、接合金具が木製骨組材の外側に露出するため、美観が損なわれる問題点がある。
【０００９】
継手による接合方法は、木材の複雑な加工や接合に熟練した技術が必要であるため簡易な工法ではなく、手間と時間がかかるためコストアップに繋がる。
【００１０】
ドリフトピン工法では、接合金具の取付け部位に、高い木材加工精度が要求される特殊なプレカット形状となるため、対応できるプレカット工場が限られてしまう等の問題点がある。
【００１１】
特許文献１で提案されている、接合する木製骨組材の各接合面に穿孔して挿入孔を形成し、両挿入孔に跨るように1本又は複数の心棒を挿入し、各木製骨組材の接合面を密接し、注入孔から各挿入孔に固着用樹脂を注入する方法がある。しかし、この方法の場合、硬化した固着用樹脂が抜け止めとして機能するが、挿入孔及び心棒が直線であるため、硬化した固着用樹脂も直線となり、心棒方向への引っ張り力に対する抵抗力に欠け、挿入孔内において心棒がずれる恐れがある。
【００１２】
また、特許文献２にて提案されている、接合する木製骨組材の各接合面に穿孔して挿入孔を形成し、挿入孔の途中に複数の孔拡張部を形成し、両挿入孔に跨るように１本の心棒を挿入し、各木製骨組材の接合面を密接し、注入孔から各挿入孔に固着用樹脂を注入する方法が提案されている。この方法の場合、挿入孔及び孔拡張部にて硬化した固着用樹脂が、心棒の抜け止めとして機能しているが、抜け止めとして機能するのは硬化した固着用樹脂であるため、心棒方向への引っ張り力に対する抵抗力として必ずしも十分とはいえない面がある。
【００１３】
また、特許文献３で提案されている、接合する木製骨組材の各接合面に穿孔して挿入孔を形成し、木製骨組材の外側面から挿入孔の最深部に到達する注入孔を形成し、挿入孔の途中に複数の孔拡張部を適宜数形成し、孔拡張部に対応する位置に抜止環を配した心棒を、両挿入孔に跨るように挿入し、各木製骨組材の接合面を密接し、注入孔から固着用樹脂を注入する方法を提案している。この方法の場合、挿入孔及び孔拡張部にて硬化した固着用樹脂が抜止環を芯とした瘤状となることで、抜け止めとして機能しているが、孔拡張部の形成に手間と時間がかかる問題がある。
【００１４】
本発明は、木製骨組材を共通の心棒を介して接合する方法であり、接合部材が木製骨組材から露出せず、心棒方向への引っ張り力に対して十分な抵抗力を持たせ、木製骨組材の接合状態を強固に維持できる接合方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
心棒に適宜間隔又は等間隔で複数の貫通孔を設け、前記貫通孔及び接合面を避けた位置、且つ適宜間隔又は等間隔で複数の抜止環を配し、互いに接合し合う複数の木製骨組材の各接合面に１つ又は複数の挿入孔を心棒の全長の半分より僅かに深く穿孔し、複数の前記木製骨組材の外側面から前記挿入孔の最深部に到達する樹脂注入出孔を穿孔し、複数の前記木製骨組材の外側面から前記貫通孔に対応する位置に、前記挿入孔を貫通するドリフトピンの全長より深い差込み孔を穿孔し、前記心棒を一方の前記木製骨組材の前記挿入孔に挿入し、前記心棒の残部側を、他方の前記木製骨組材の前記挿入孔に挿入して、前記木製骨組材の接合面同士を密接させ、前記木製骨組材の外側面に設けた前記差込み孔から前記貫通孔を介してドリフトピンを打ち込み、一方の前記樹脂注入出孔より固着用樹脂を注入し、他方の前記樹脂注入出孔から固着用樹脂が出るまで注入する。
【００１６】
前記心棒は、雄螺子加工された金属製の棒状が望ましく、また、前記抜止環は、前記心棒に対応したナットが望ましく、周縁部に切り欠き溝又は円孔を適宜数形成したものが望ましい。
【００１７】
樹脂注入出孔及び差込み孔に木栓を嵌め、穿孔した穴を塞ぐことで、ドリフトピン及び固着用樹脂の木製骨組材の外側面への露出を防ぐ。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る木製骨組材の接合方法は、挿入孔及び差込み孔の全体に固着用樹脂が硬化することで、心棒及び抜止環及びドリフトピンと挿入孔及び差込み孔の内壁との間に隙間が出来にくいため、硬化した固着用樹脂が、抜け止めとして機能し、且つ木製骨組材の外側から心棒に設けた貫通孔を介して打ち込まれたドリフトピン及びドリフトピン周辺で硬化した固着用樹脂によって更に強固に接合状態が保持されるため、心棒が挿入孔内においてずれ動くことが防止され、且つ心棒方向への引っ張り力に対して抵抗力もあり、強固な接合状態が維持される。
【００１９】
抜止環に切り欠き溝又は円孔を設けることで、固着用樹脂の注入工程において、挿入孔及び拡張部及び差込み孔に迅速かつ満遍なく充填が行える効果がある。
【００２０】
熟練の技術による継手加工や特殊な形状のプレカット加工が必要ではなくなるため、比較的簡易に施工でき、加工時間の削減とコストダウンに繋がる。
【００２１】
露出天井の木造建築物において、ドリフトピン及び固着用樹脂が木製骨組材の外側に露出しないため、美的外観を損なうことが無い。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】木製骨組材準備工程後の概略断面図
【図２】木製骨組材の接合工程を示す概略断面図
【図３】木製骨組材接合後の概略断面図
【図４】貫通孔及び抜止環を設けた心棒の概略図
【図５】切り欠き溝及び円孔を設けた抜止環の概略図
【図６】片側の木製骨組材の挿入孔の穿孔深さを変更した場合の接合工程を示す概略断面図である。片側の木製骨組材の挿入孔を心棒が完全に挿入できる深さに穿孔した実施例を示す概略断面図（ａ）、挿入孔内に心棒を完全挿入した実施例を示す概略断面図（ｂ）、挿入孔の穿孔深さを変更した場合の木製骨組材の接合工程を示す概略断面図（ｃ）、挿入孔の穿孔深さを変更した場合の木製骨組材接合後の概略断面図（ｄ）
【図７】抜止環を配さない場合の接合工程を示す概略断面図（ａ）及び抜止環を配さない場合の木製骨組材接合後の概略断面図（ｂ）
【図８】挿入孔内に拡張部を設けた場合の接合工程を示す概略断面図（ａ）及び挿入孔内に拡張部を設けた場合の木製骨組材接合後の概略断面図（ｂ）
【図９】本発明によるトラス骨組部材の加工例及び接合工程を示す概略断面図（ａ）及びトラス骨組材の接合例を示す概略断面図（ｂ）
【発明を実施するための形態】
【００２３】
木製骨組材準備工程
一対の木製骨組材１Ａと木製骨組材１Ｂの端面同士を接合する場合である。
木製骨組材１Ａ及び木製骨組材１Ｂの各々接合面の中央部から心棒５の全長の半分より僅かに深く穿孔して、挿入孔２Ａ及び挿入孔２Ｂを形成する。前記挿入孔２Ａ及び前記挿入孔２Ｂの形状は円孔で、前記心棒５に設けた抜止環７Ａ又は抜止環７Ｂ又は抜止環７Ｃより僅かに大きな径で形成される。実施例では、前記挿入孔２Ａ及び前記挿入孔２Ｂは１つであるが、前記木製骨組材１Ａ及び前記木製骨組材１Ｂのサイズや用途、形状に応じて複数設ける。
【００２４】
前記木製骨組材１Ａ及び前記木製骨組材１Ｂの外側面から前記挿入孔２Ａ及び前記挿入孔２Ｂの最深部に到達する樹脂注入出孔３Ａ及び樹脂注入出孔３Ｂを穿孔する。
【００２５】
前記心棒５に設けられた複数の貫通孔９に対応する位置に前記木製骨組材１Ａ及び前記木製骨組材１Ｂの外側面から前記挿入孔２Ａ及び前記挿入孔２Ｂの直角方向に、前記挿入孔２Ａ及び前記挿入孔２Ｂを貫通するドリフトピンの全長より深く穿孔し、差込み孔４Ａ及び差込み孔４Ｂを形成する。前記差込み孔４Ａ及び前記差込み孔４Ｂの直径は、前記心棒５に設けられた前記貫通孔９よりも僅かに大きく穿孔することで、ドリフトピン挿入工程において、前記貫通孔９と前記差込み孔４Ａ及び前記差込み孔４Ｂの位置合わせが容易となる。図１では前記差込み孔４Ａ及び前記差込み孔４Ｂは各々１ヶ所であるが、前記心棒５に設けた前記貫通孔９の数に合わせて設ける。
【００２６】
心棒準備工程
前記心棒５には、複数の前記貫通孔９が適宜間隔又は等間隔で穿孔されている。また、前記心棒５には、前記抜止環７Ａ又は前記抜止環７Ｂ又は前記抜止環７Ｃを、前記貫通孔９及び前記木製骨組材１Ａ及び前記木製骨組材１Ｂの接合面を避けた位置、且つ適宜間隔又は等間隔で複数配する。前記心棒５は雄螺子加工された金属性の棒材で、前記抜止環７Ａ又は前記抜止環７Ｂ又は前記抜止環７Ｃは、前記心棒５に対応するナットが望ましい。また、前記心棒５は、金属製の棒材又はパイプ材であってもよく、その場合、複数の前記貫通孔９が適宜間隔又は等間隔で穿孔されており、前記抜止環７Ａ又は前記抜止環７Ｂ又は前記抜止環７Ｃは、金属環等で溶接等により適宜間隔又は等間隔で固定される。前記抜止環７Ａ及び前記抜止環７Ｂ及び前記抜止環７Ｃの配置数は、前記木製骨組材１Ａ及び前記木製骨組材１Ｂのサイズや用途、形状に応じた数を配する。
【００２７】
前記抜止環７Ａ又は前記抜止環７Ｂ又は前記抜止環７Ｃの周縁部に切り欠き溝１０又は円孔１１を設けるのが望ましい。前記切り欠き溝１０又は前記円孔１１を設けることで、樹脂注入工程において、固着用樹脂１２を滞ることなく迅速に充填することができる。図５で示す前記抜止環７Ａ及び前記抜止環７Ｂ及び前記抜止環７Ｃの形状や前記切り欠き溝１０及び前記円孔１１の形状は一例である。
【００２８】
心棒の挿入工程
前記抜止環７Ａ又は前記抜止環７Ｂ又は前記抜止環７Ｃを配した前記心棒５の前記貫通孔９と前記差込み孔４Ａ及び前記差込み孔４Ｂの方向を合わせ対応するように、前記挿入孔２Ａから挿入し、前記心棒５の残部側を前記挿入孔２Ｂに挿入し、前記木製骨組材１Ａと前記木製骨組材１Ｂの各々の接合面同士を密接する。
【００２９】
ドリフトピンの挿入工程
前記木製骨組材１Ａと前記木製骨組材１Ｂの接合面が前記心棒５を介して密接した状態で、前記差込み孔４Ａ及び前記差込み孔４Ｂから前記貫通孔９を介し、前記ドリフトピン６を前記木製骨組材１Ａ及び前記木製骨組材１Ｂの外側面から打ち込み、前記差込み孔４Ａ及び前記差込み孔４Ｂに木栓８Ｂを詰めて、前記ドリフトピン６を押し止めする。
【００３０】
樹脂注入工程
実施例として、前記木製骨組材１Ａに設けた樹脂注入孔３Ａから固着用樹脂１２を注入する場合とする。
前記樹脂注入出孔３Ａから固着用樹脂１２の注入を行い、前記固着用樹脂１２が前記挿入孔２Ａに流入し、前記心棒５及び前記ドリフトピン６及び前記抜止環７Ａ又は前記抜止環７Ｂ又は前記抜止環７Ｃと前記挿入孔２Ａ及び前記差込み孔４Ａの内壁との間の隙間を通り、前記挿入孔２Ａから密接している前記挿入孔２Ｂ内へと流入し、前記木製骨組材１Ｂに挿入された前記心棒５及び前記ドリフトピン６及び前記抜止環７Ａ又は前記抜止環７Ｂ又は前記抜止環７Ｃと前記挿入孔２Ｂと前記差込み孔４Ｂの内壁との間を通り、前記挿入孔２Ｂを充填した後、前記樹脂注出入孔３Ｂから排出されるまで行い、前記樹脂注入出孔３Ａ及び前記樹脂注入出孔３Ｂに木栓８Ａをする。
【００３１】
図６は、木製骨組材の接合作業において、図２で示す前記木製骨組材１Ａに前記心棒５を挿入し、前記心棒５の残部側が前記木製骨組材１Ａから露出した状態で前記木製骨組材１Ｂの挿入が行えない場合の木製骨組材の接合工程の実施例である。
木製骨組材準備工程において、図６（ａ）に示すように片側の前記木製骨組材１Ａの接合面の中央部に前記心棒５の全長より僅かに深く穿孔し、前記挿入孔２Ａを形成する。後述する工程において図６（ｃ）に示す状態で接合を行うため、前記心棒５を前記挿入孔２Ｂの最深部に接触した状態で、前記木製骨組材１Ａの外側面から、前記貫通孔１０に対応する位置に、前記挿入孔２Ａを貫通する前記ドリフトピン６の全長より深い前記差込み孔４Ａを形成する。心棒準備工程において、前記挿入孔２Ａに挿入する側の前記心棒５の先端部に、前記木製骨組材１Ａ及び前記木製骨組材１Ｂの外部から安全に作業できる長さのピアノ線１４を取付ける。前記挿入孔２Ａに、前記ピアノ線１４を取付けた側から前記心棒５を完全に挿入し、前記木製骨組材１Ａと前記木製骨組材１Ｂの接合面に前記ピアノ線１４を挟み込み、前記ピアノ線１４の片側が前記木製骨組材１Ａ及び前記木製骨組材１Ｂの外側に出た状態で、接合面同士を密接し、外側に出した前記ピアノ線１４の片側を前記木製骨組材１Ｂ方向に引っ張り、前記心棒５が前記挿入孔２Ａから前記挿入孔２Ｂに挿入され、前記心棒５が前記挿入孔２Ｂの最深部に接触するまで引っ張り、ドリフトピン挿入工程及び樹脂注入工程を行う。
また、はみ出ている前記ピアノ線１４は、前記木製骨組材１Ａ及び前記木製骨組材１Ｂの表面で切断する。前記ピアノ線１４は、前記木製骨組材１Ａと前記木製骨組材１Ｂの接合面に挟まれた状態で接合及び切断されるが、前記ピアノ線１４は、シャープペンの芯程度の太さのため、美観を損ねることもなく、また、接合状態を弛緩する等の影響を及ぼす恐れはない。
また、前記心棒５に取付ける部材は、前記ピアノ線１４に限られず、ワイヤー等の鉄線や鋼線、且つ径の小さい帯状の部材を使用してもよい。
【００３２】
また、図７は前記抜止環７Ａ又は前記抜止環７Ｂ又は前記抜止環７Ｃを設けない場合での木製骨組材の接合工程の実施例である。この場合、前記抜止環７Ａ又は前記抜止環７Ｂ又は前記抜止環７Ｃの前記切り欠き溝１０及び前記円孔１１の加工や取付け等に要する時間やコストの削減に繋がる。前記挿入孔２Ａ及び前記挿入孔２Ｂと前記差込み孔２Ａ及び前記差込み孔２Ｂ内で硬化した前記固着用樹脂１２と前記ドリフトピン６によって接合状態を維持できる。
【００３３】
また、図８は前記挿入孔２Ａ及び前記挿入孔２Ｂ内に、下記の拡張部形成工程を行い、拡張部１３Ａ及び拡張部１３Ｂを設けた場合の木製骨組材の接合工程の実施例である。
拡張部形成工程
前記挿入孔２Ａ及び前記挿入孔２Ｂ内に前記心棒５に配した前記抜止環７Ａ又は７Ｂ又は７Ｃに対応した位置に前記拡張部１３Ａ及び前記拡張部１３Ｂを設ける。前記拡張部１３Ａ及び前記拡張部１３Ｂは、前記木製骨組材１Ａ及び前記木製骨組材１Ｂの長さ方向に断面円形、楕円形、紡錘形等となるように形成され、前記挿入孔２Ａ及び前記挿入孔２Ｂより僅かに大きな径で形成する。前記拡張部１３Ａ及び前記拡張部１３Ｂの形成は、ラジアル方向に刃が出る市販の特殊穿孔機などを用いて行うことが出来る。また、図１では前記木製骨組材１Ａ及び前記木製骨組材１Ｂにおいて、前記拡張部１３Ａ及び前記拡張部１３Ｂの各々２ヶ所であるが、前記木製骨組材1A及び前記木製骨組材１Ｂのサイズや用途、形状に応じて複数設ける。
前記拡張部１３Ａ及び前記拡張部１３Ｂを設けることで、加工に手間がかかるが、硬化した前記固着用樹脂１２の形状が、瘤状となるため、抜け止めとして機能する。
【００３４】
特許第４９５０６０２号公報で提案されているトラス骨組材の加工にも対応できる。図９に示す前記木製骨組材１Ａ及び前記木製骨組材１Ｂは、前記心棒５に連結されることによって前記木製骨組材１Ａの端面に固定されると共に、グローブジョイント１６に連結される接合金具１５が取付けられて成る。
前記木製骨組材１Ａの一端面又は両端面の中央部に、前記心棒５の全長に対応するように穿孔して前記挿入孔２Ａを形成し、上述の通りに前記樹脂注入出孔３Ａ、前記差込み孔４Ａを形成し、前記心棒５は、金属製の棒材で、一端面又は両端面に雌螺子が形成されており、上述の通りに前記貫通孔９を設け、前記抜止環７Ａ又は前記抜止環７Ｂ又は前記抜止環７Ｃが溶接等で固定されており、前記心棒５の雌螺子側を外側になるように前記挿入孔２Ａに挿入し、ドリフトピンの挿入工程を行い、前記心棒５に接合金具１５を取付け、前記樹脂注入出孔３Ａから前記固着用樹脂１２の注入を行い、前記挿入孔２Ａを充填した後、前記樹脂注入出孔３Ａから排出されるまで行い、前記樹脂注入出孔３Ａに前記木栓８Ａをした、前記木製骨組材１Ａと同様に加工した前記木製骨組材１Ｂは、従来と同様に、１つのグローブジョイント１６に複数組み付けていくことで立体トラス等が完成する。
【００３５】
実施形態は２本の木製骨組材の端面同士を接合するものであるが、これに限られる訳ではなく、様々な実施形態に応用できる。
【符号の説明】
【００３６】
１Ａ、１Ｂ         
木製骨組材
２Ａ、２Ｂ          挿入孔
３Ａ、３Ｂ         
樹脂注入出孔
４Ａ、４Ｂ          差込み孔
５                   心棒
６                   ドリフトピン
７Ａ、７Ｂ、７Ｃ    抜止環
８Ａ、８Ｂ          木栓
９                   貫通孔
１０              
切り欠き溝
１１                   円孔
１２                   
固着用樹脂
１３Ａ、１３Ｂ       
拡張部
１４                   ピアノ線
１５                  
接続金具
１６                  
グローブジョイント
【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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