(57)【要約】【課題】グラウト材供給路の高さを鉛直方向上方に向けて大きくさせることなく、グラウト材をベースプレート下面の充填空間全体に短時間で充填させることができるグラウト材注入孔付き座金を提供すること。【課題手段】鉄骨柱２の下端に固着したベースプレート３と締付け用のナット４ａ，４ｂとの間に設けられ、グラウト材注入孔１１とボルト孔とを有すると共に、その下面側であってグラウト材注入孔１１とボルト孔との間にグラウト材供給路１５を設けた座金１であって、グラウト材供給路１５の内面上部は、グラウト材注入孔１１からボルト孔に近付くほどベースプレート３の方向に向かって傾斜している。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄骨柱の下端に固着したベースプレートと締付け用のナットとの間に設けられ、グラウト材注入孔とボルト孔とを有すると共に、その下面側であってグラウト材注入孔とボルト孔との間にグラウト材供給路を設けたグラウト材注入孔付き座金であって、グラウト材供給路の内面上部は、グラウト材注入孔からボルト孔に近付くほどベースプレートの方向に向かって傾斜していることを特徴とするグラウト材注入孔付き座金。
【請求項２】
請求項１記載のグラウト材注入孔付き座金において、
グラウト材供給路の内面上部は、さらに、グラウト材供給路の流路断面積がグラウト材注入孔の面積以上になるように傾斜していることを特徴とするグラウト材注入孔付き座金。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載のグラウト材注入孔付き座金において、
グラウト材供給路の内面上部は、さらに、当該座金をベースプレートに設置した際に、その延長線が常にベースプレートのボルト孔を通るように傾斜していることを特徴とするグラウト材注入孔付き座金。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか一の請求項に記載のグラウト材注入孔付き座金において、
グラウト材注入孔周囲の上側平面部を、それ以外の上側平面部よりも高く突出させたことを特徴とするグラウト材注入孔付き座金。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄骨柱の下端に固着したベースプレートと締付け用のナットとの間に設けられ、グラウト材注入孔とボルト孔とを有すると共に、その下面側であってグラウト材注入孔とボルト孔との間にグラウト材供給路を設けたグラウト材注入孔付き座金に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄骨造の露出型柱脚において、鉄骨柱と基礎コンクリートとを接合する際には、鉄骨柱の下端に固着したベースプレートに形成された複数のボルト孔に、下端部が基礎コンクリートに定着された複数のアンカーボルトの上端部をそれぞれ挿通させ、座金を介してそれら上端部に形成されたネジ部にナットを締め付けて固定させる。ここで、ベースプレート下面と基礎コンクリート上面との間には充填空間を形成し、その充填空間にグラウト材を充填させることで、鉄骨柱と基礎コンクリートとの一体化を図る。
【０００３】
このグラウト材の充填方法については、ベースプレートを取り囲むように堰板（木枠）を設置した後、別途、撹拌して生成したグラウト材をその堰板とベースプレート外周部との間から流し入れて、ベースプレート下面の充填空間を充填させるのが一般的である。この方法は、大量のグラウト材を直接、同充填空間に流し入れることができることから、大口径の鉄骨柱（大型のベースプレート）を施工する場合など、大きな充填空間にグラウト材を充填させるのに有効である。しかしながら、グラウト材を流し入れる際に空気を巻き込んで充填するため、ベースプレート下面との境界部分や充填されたグラウト材内部に空気溜りが生じたり、充填空間のコーナー領域やベースプレートのボルト孔とアンカーボルトとのクリアランスなどにグラウト材が完全に充填されないなど、グラウト材の充填性が懸念され、また、その充填状態を確認することができないといった問題がある。
【０００４】
そこで、本出願人は、ボルト孔とグラウト材注入孔（以下、適宜「注入孔」と略す。）を備えるとともに、その注入孔からボルト孔にかけてグラウト材が流通するグラウト材供給路（以下、適宜「供給路」と略す。）を下面内部に形成したグラウト材注入孔付き座金（以下、適宜、「注入座金」と略す。）を用いて、グラウト材をベースプレート下面の充填空間に充填させる技術を出願している（特許文献１〜３参照。）。これら先願技術は、ベースプレートのボルト孔をアンカーボルト径に対して過大孔に形成するとともに、その過大孔（ボルト孔）を覆うように注入座金を設置する。そして、ベースプレートのコーナー部に設置した注入座金の注入孔に、漏斗などのグラウト材注入具の排出口を挿入させた後、その注入具内にグラウト材を流し入れることで、グラウト材の自重圧により、注入孔（注入具排出口）から供給路、ボルト孔（アンカーボルトとのクリアランス）を経て、ベースプレート下面の充填空間にグラウト材が流れ込んで充填される。
【０００５】
さらに、本出願人は、ボルト孔の下部に断面が下方に略アーチ状に拡がった凹部を形成するとともに、その凹部と注入孔とを供給路で連通し、かつ凹部の下縁部の内径をナットの側面平坦部間の距離と略等しく形成した注入座金を出願している（特許文献４参照。）。この注入座金は、座金としての強度の低下を避けながら供給路における流路断面積を効果的に大きくとれ、延いてはその座金自体の高さの縮小化にも有効なものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実公昭５８−０５３３６５号公報
【特許文献２】特公平０５−０６３５８５号公報
【特許文献３】実用新案登録第２５３２８１３号公報
【特許文献４】特開２００５−０６１１０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、通常、鉄骨柱の外径が大きくなるにつれ、ベースプレートの大きさ（幅）も大きくなるため、ベースプレート下面の充填空間も拡がり、その充填空間に充填されるグラウト材の量も増えることになる。また、グラウト材については、時間が経つにつれて固化し始めるため、徐々に流動性が低下していく性質がある。
【０００８】
ここで、上記特許文献１〜４に開示されたすべての注入座金は、その構成上、ボルト孔（ベースプレートのボルト孔）からずれた位置にグラウト材注入孔が設けられている。そのため、注入座金のグラウト材注入孔に装着したグラウト材注入具からグラウト材をその自重圧によってグラウト材注入孔へ注入すると、最初は、勢いよく鉛直（重力）方向に排出されてグラウト材注入孔内を流下するものの、その後は、ベースプレート上面に沿って水平方向に流動するので、グラウト材の流速が減少してしまう。これにより、ベースプレートのボルト孔とアンカーボルトとの間の隙間を介してベースプレート下面の充填空間に流れ込むまでの時間が、上述した同充填空間に直接流し入れる方法よりも遅くなるという問題があった。
【０００９】
そして、特に、大口径の鉄骨柱（大型のベースプレート）でグラウト材の充填作業を行う場合には、先に充填空間内に流れ込んだグラウト材の流動性が低下し始めるので、幾らその後からフレッシュなグラウト材を注入具内に流し入れても、充填空間内でスムーズに流れ込まなくなり、結果的に充填空間全体にグラウト材が行き渡らなくなる虞がある。よって、ベースプレート下面の充填空間に大量のグラウト材を短時間で充填させることが重要であり、その点で従来のグラウト材注入孔付き座金には改善の余地があった。
【００１０】
なお、水平方向に流動することに伴う「流速の減少」を解決することなく、大量のグラウト材をベースプレート下面の充填空間に流し込むために、注入座金の高さを大きくしたうえで、供給路全体の流路断面積を大きくさせる手段や、座金自体の高さはそのままで、単に、供給路からボルト孔にかけてその供給路を鉛直方向上方に向けて大きくさせる手段も考えられる。しかしながら、前者の手段によれば、従来よりも座金の高さを大きくさせるため、不経済につながるものであり、さらに、後者の手段も含め、座金としての強度低下及びその影響による柱脚性能の悪化などの問題が生じてしまうため、そもそも注入座金としての機能を満足するものではない。
【００１１】
そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、グラウト材供給路の高さ（深さ）を鉛直方向上方に向けて大きくさせることなく、また、注入座金の高さを抑えつつ、グラウト材をベースプレート下面の充填空間全体に短時間で充填させることができるグラウト材注入孔付き座金を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明に係るグラウト材注入孔付き座金は、鉄骨柱の下端に固着したベースプレートと締付け用のナットとの間に設けられ、グラウト材注入孔とボルト孔とを有すると共に、その下面側であってグラウト材注入孔とボルト孔との間にグラウト材供給路を設けたグラウト材注入孔付き座金であって、グラウト材供給路の内面上部は、グラウト材注入孔からボルト孔に近付くほどベースプレートの方向に向かって傾斜していることを特徴とする。
ここで、グラウト材供給路の内面上部は、さらに、グラウト材供給路の流路断面積がグラウト材注入孔の面積以上になるように傾斜していると良い。
また、グラウト材供給路の内面上部は、さらに、当該座金をベースプレートに設置した際に、その延長線が常にベースプレートのボルト孔を通るように傾斜していても良い。
またさらに、グラウト材注入孔周囲の上側平面部を、それ以外の上側平面部よりも高く突出させるようにしても良い。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るグラウト材注入孔付き座金では、グラウト材供給路の内面上部は、グラウト材注入孔からボルト孔に近付くほどベースプレートの方向に向かって傾斜しているので、グラウト材注入具に入れたグラウト材は、自重圧によって、最初は鉛直（重力）方向にグラウト材注入孔内を流下し、ベースプレート上面に沿って水平方向に流動するものの、その後のグラウト材の流れは、グラウト材供給路の内面上部の傾斜に沿って、グラウト材注入孔からベースプレートのボルト孔に向かって斜めに流動する。そのため、グラウト材供給路の高さ（深さ）を鉛直方向上方に向けて大きくさせることなく、また、注入座金の高さを抑えつつ、グラウト材をベースプレート下面の充填空間全体に短時間で充填させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る注入座金の使用状態の一例を示す斜視図である。
【図２】注入座金の斜視図である。
【図３】注入座金の平面図である。
【図４】注入座金の正面図である。
【図５】注入座金の底面図である。
【図６】図３におけるI−I線断面図である。
【図７】図４におけるII−II線断面図である。
【図８】図４におけるIII−III線断面図である。
【図９】従来例におけるグラウト材の流れを示す断面図である。
【図１０】実施形態１の注入座金におけるグラウト材の流れを示す断面図である。
【図１１】（ａ），（ｂ）それぞれ、従来の注入座金の底面図、IV−IV線断面図である。
【図１２】従来例における（流路断面積／注入孔面積）の変化を示す図（グラフ）である。
【図１３】（ａ），（ｂ）それぞれ、実施形態１の注入座金の底面図、V−V線断面図である。
【図１４】実施形態１における（流路断面積／注入孔面積）の変化を示す図（グラフ）である。
【図１５】（ａ）〜（ｃ）それぞれ、実施形態２の注入座金におけるグラウト材供給路の内面上部の傾斜角度の特徴を示す断面図である。
【図１６】（ａ），（ｂ）それぞれ、実施形態３の注入座金の平面図、VI-VI線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、本発明に係る実施形態１の注入座金１について図面を参照して説明する。
【００１６】
図１に示すように、この注入座金１は、鉄骨柱２の下端部に接合されたベースプレート３と締付け用のナット４との間に設けられるものである。ベースプレート３は基礎コンクリート５の上方にレベル調整用モルタル７（図１０参照。）を介して所定間隔を空け設置してグラウト材の充填空間Ｓ（図１０参照。）を形成すると共に、その基礎コンクリート５に埋設したアンカーボルト６の頭部をベースプレート３のボルト孔３１（図１０参照。）から突出させ、この注入座金１を介してナット４により締付けて固定される。なお、図１では、ベースプレート３と基礎コンクリート５との間に、硬化したグラウト材５１を図示しており、グラウト材の注入方法等は、図１０などで後述する。
【００１７】
注入座金１は、図２〜図８に示すように、グラウト材注入孔１１とボルト孔１２とを有しており、上面側に締付け用のナット４と面接触する上側平面部１３を有する一方、下面（底面）側にベースプレート５と面接触する下側平面部１４を有する。
【００１８】
グラウト材注入孔１１は、ボルト孔１２よりも小径であって、後述する図１０に示すように、グラウト材注入孔１１にグラウト材を自重で注入するグラウト材注入具８の排出口８１が挿入できるよう排出口８１の外径に応じた内径としている。また、グラウト材注入孔１１の入口部分の深さｈ１（図６参照）、即ち、グラウト材注入具８の排出口８１が挿入される範囲を、その排出口８１の突出量ｈ２（図１０参照。）とほぼ同じにすると、排出口８１の先端部から排出されたグラウト材がよりスムーズにグラウト材供給路１５を通過する。
【００１９】
ボルト孔１２は、グラウト材注入孔１１より大きく設定してあり、その下部の周囲には、図５の底面図や、図６のI−I線断面図、さらには図８のIII−III線断面図に示すように、断面が下方に略アーチ状に拡がった凹部１６を上述の特許文献４に記載された従来の注入座金と同様に設けている。そのため、図１０に示すように、グラウト材注入孔１１から注入したグラウト材は、グラウト材注入孔１１とボルト孔１２との間のグラウト材供給路１５を通って凹部１６に行き渡り、アンカーボルト６とベースプレート３のボルト孔３１との間の隙間を介して充填空間Ｓに流れ込む。
【００２０】
そして、この注入座金１では、図５の底面図や図６のI−I線断面図等に示すように、グラウト材注入孔１１からボルト孔１２までの間におけるグラウト材供給路１５の内面上部は、グラウト材注入孔１１からボルト孔１２に近付くほどベースプレート３の方へ、すなわち図６上、下方へ近付くように傾斜させている。
【００２１】
（グラウト材の流れ方）
次に、この注入座金１と、上述の特許文献４に記載された従来の注入座金とにおけるグラウト材の流れを比較しながら説明する。
【００２２】
図９は、従来の注入座金１０におけるグラウト材の流れを示す断面図、図１０は、実施形態１の注入座金１におけるグラウト材の流れを示す断面図である。なお、図９および図１０において、７は基礎コンクリート５の上面に設置した無収縮性モルタル等からなるレベル調整用モルタルであり、ベースプレート３の設置状態の調整を介して鉄骨柱１の設置高さや垂直性を調整するものである。また、グラウト材を注入する場合には、図９および図１０に示すように、基礎コンクリート５の上面とベースプレート３の下面との間の空間の周囲を、堰板９等を用いて塞いだ上、注入座金のグラウト材注入孔にグラウト材注入具８の排出口８１を差込んで、グラウト材の注入が行われる。
【００２３】
図９に示すように、特許文献４に記載された従来の注入座金１０では、グラウト材注入孔とボルト孔との間におけるグラウト材供給路の内面上部はベースプレート３上面と平行に水平であるため、グラウト材注入具８からその自重圧によってグラウト材を注入すると、最初は、勢いよく鉛直（重力）方向に排出されてグラウト材注入孔内を流下するものの、その後は、ベースプレート３の上面に沿って水平方向、すなわち矢印α方向に流動し、グラウト材の流速が減少する。
【００２４】
これに対し、実施形態１の注入座金１の場合、図１０に示すように、グラウト材は、従来の注入座金１０の場合と同様に、自重圧によって、最初は、鉛直（重力）方向にグラウト材注入孔１１内を流下し、その後は、グラウト材注入孔１１の真下のベースプレート３の上面に当たり、ベースプレート３の上面に沿って水平方向に流動するものの、その一部はグラウト材注入孔１１の真下のベースプレート３の上面に滞留して残存する。しかし、この注入座金１の場合、グラウト材注入孔１１とボルト孔１２との間におけるグラウト材供給路１５の内面上部がベースプレート５の方向に向かって傾斜しているため、グラウト材注入孔１１真下のベースプレート３上面に滞留したグラウト材とも相まって、グラウト材供給路１５内をグラウト材がその傾斜に沿って斜め方向、すなわちβ方向に流動し、直接、ベースプレート３のボルト孔３１に向かって流動する。
【００２５】
そのため、この注入座金１の場合、グラウト材供給路１５内でグラウト材の流速が低下せず、従来よりも速くベースプレート３下面の充填空間Ｓにグラウト材を流し込むことができる。その結果、この注入座金１によれば、グラウト材供給路１５の高さを鉛直方向上方に向けて大きくさせることなく、グラウト材の自重圧だけでも充填空間Ｓ全体にグラウト材を短時間で充填させることができる。
【００２６】
（流路断面積の変化）
次に、この注入座金１と、上述の特許文献４に記載された従来の注入座金１０におけるグラウト材供給路１５の流路断面積の変化を比較しながら説明する。なお、この注入座金１と、特許文献４に記載された従来の注入座金１０との違いは、グラウト材供給路１５の内面上部を傾斜させたか否かだけである。
【００２７】
図１１（ａ），（ｂ）は、それぞれ、上述の特許文献４に記載された従来の注入座金１０の底面図、IV−IV線断面図であり、図１２は、図１１（ａ），（ｂ）におけるＡ〜Ｅ線におけるグラウト材注入孔の面積に対するグラウト材供給路の流路断面積、すなわち（流路断面積／注入孔面積）を示している。つまり、特許文献４に記載された従来の注入座金１０は、上述したようにグラウト材注入孔とボルト孔との間におけるグラウト材供給路の内面上部は、ベースプレート３と平行に水平であるため、図１１（ａ），（ｂ）に示すようなグラウト材供給路の場合、図１２に示すように、Ａ線、Ｂ線の位置、およびＢ線からＣ線に達するまでの間では（流路断面積／注入孔面積）が１．０未満となり、グラウト材注入孔の面積よりも小さい流路断面積が存在する。これでは、ベースプレート３の上面に沿って水平方向に流動する点だけでなく、注入座金１０のグラウト材供給路にグラウト材注入孔の面積よりも小さい流路断面積が存在している点からもグラウト材の流速が遅くなる。
【００２８】
これに対し、この注入座金１では、図１３（ａ），（ｂ）に示すようなグラウト材供給路を有し、特に、図１３（ｂ）に示すように、グラウト材注入孔１１とボルト孔１２との間におけるグラウト材供給路１５の内面上部がベースプレート５の方向に向かって傾斜しているため、その間におけるグラウト材供給路１５の流路断面積も図１０に示す従来の注入座金１０よりも増大し、図１４に示すように、Ａ〜Ｄ線の全ての地点で、（流路断面積／注入孔面積）が１．０以上となる。つまり、グラウト材注入孔１１とボルト孔１２の間のグラウト材供給路１５の流路断面積は、グラウト材注入孔１１の面積よりも常に大きいことになる。
【００２９】
その結果、この注入座金１によれば、グラウト材をその自重圧によってグラウト材注入孔１１へ注入した際、グラウト材がグラウト材供給路１５の内面上部の傾斜に沿って直接ベースプレート３のボルト孔３１に向かって流動するだけでなく、グラウト材注入孔１１とボルト孔１２との間におけるグラウト材供給路１５の流路断面積がグラウト材注入孔１１の面積よりも常に大きい点からもグラウト材の流速が向上し、さらに充填空間Ｓ全体にグラウト材を短時間で充填させることができる。
【００３０】
実施形態２．
次に、実施形態２の注入座金１’について図面を参照して説明する。
【００３１】
ベースプレート３のボルト孔３１は、アンカーボルト６を通した状態でも、ベースプレート３の下の充填空間Ｓに行き渡るように過大孔にして、その内周面とアンカーボルト６の外周面との間にグラウト材が通る一定の隙間を設けているため、図１５（ａ）に示すように、アンカーボルト６の中心とベースプレート３のボルト孔３１の中心とをほぼ一致させれば、アンカーボルト６の周囲にグラウト材が通る一定の隙間が均等に設けられる。しかし、実際の現場では、図１５（ｂ），（ｃ）に示すように、アンカーボルト６の中心がベースプレート３のボルト孔３１の中心からずれることがある。
【００３２】
そこで、実施形態２の注入座金１’では、実施形態１と同様にグラウト材注入孔１１’とボルト孔１２’の間におけるグラウト材供給路１５’の内面上部を、グラウト材注入孔１１’からボルト孔１２’に近付くほどベースプレート３の方へ近付くように傾斜させるだけでなく、さらに、図１５（ｂ），（ｃ）に示すように、アンカーボルト６の中心がベースプレート３のボルト孔３１の中心からずれていても、その傾斜方向の延長線γが常にベースプレート３のボルト孔３１を通るように、傾斜面の傾斜角を設定したことを特徴とする。
【００３３】
このようにすれば、注入座金１’をベースプレート３に設置した際に、図１５（ｂ），（ｃ）に示すように、アンカーボルト６の中心がベースプレート３のボルト孔３１の中心からずれたとしても、グラウト材注入孔１１’から注入したグラウト材は、グラウト材供給路１５’の内面上部の傾斜面によって常に直接ベースプレート３のボルト孔３１に向かって斜めに流れ込むため、従来例よりも常に速くベースプレート３下面の充填空間Ｓにグラウト材を流し込むことができる。
【００３４】
実施形態３．
次に、実施形態３の注入座金１”について図面を参照して説明する。
【００３５】
図１６（ａ），（ｂ）は、それぞれ、実施形態３の注入座金１”の平面図、VI-VI線断面図である。この注入座金１”では、グラウト材注入具８の排出口８１が実施形態１，２の注入座金１，１’よりも高い位置に設定するため、図１６（ｂ）に示すように、グラウト材注入孔１１”周囲の上側平面部１３”を、それ以外の上側平面部１３”よりも高く突出させ、かつ、グラウト材注入孔１１”からボルト孔１２”までの間におけるグラウト材供給路１５”の内面上部の傾斜角度を、実施形態１，２の傾斜角度よりも大きくしたことを特徴とする。
【００３６】
そのため、実施形態３の注入座金１”によれば、実施形態１，２の注入座金１，１”よりも速くベースプレート３下面の充填空間Ｓにグラウト材を流し込み充填させることができる。
【００３７】
なお、この実施形態３の注入座金１”でも、グラウト材供給路１５”の内面上部を、当該供給路１５”の流路断面積がグラウト材注入孔１１”の面積以上になるように傾斜させても良いし、当該座金１”をベースプレート３に設置した際に、その延長線が常にベースプレート３のボルト孔３１を通るように傾斜させても良い。また、上記実施形態１〜３の説明では、アンカーボルト６の締付け用のナットとしてナット４ａ，４ｂからなるダブルナット４により説明したが、本発明では、これに限らず、弛み止めの措置を講じればシングルナットでも良い。また、アンカーボルト６は、丸鋼の端部に雄ネジを形成したものに限らず、竹節鉄筋の端部に雄ネジを形成したものや、ネジ節鉄筋等も用いることができる。
【符号の説明】
【００３８】
１，１’，１”…注入座金、１１，１１’，１１”…グラウト材注入孔、１２，１２’，１２”…ボルト孔、１３，１３”…上側平面部、１４…下側平面部、１５，１５’，１５”…グラウト材供給路、１６…凹部、２…鉄骨柱、３…ベースプレート、３１…ボルト孔、４ａ，４ｂ…ナット、５…基礎コンクリート、６…アンカーボルト、７…レベル調整用モルタル、８…グラウト材注入具、９…堰板、Ｓ…充填空間。
【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１３】
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【図１４】
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【図１５】
2014020177.tif 000017
【図１６】
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