(57)【要約】      （修正有）【課題】木造建築などを構成する部材の据え付けに用い、耐震性を確保した上で、導入費用を抑制可能な連結具を提供すること。【解決手段】部材５１、６１を据え付けるための連結具１１は、部材５１、６１に設けた下穴５３、６３に差し込むシャフト２３を有し、このシャフト２３は、ドリフトピンなどの固定具４５で部材５１、６１に固定する。さらにシャフト２３には、固定具４５を通すための側孔２５を設け、側孔２５の両端には、側孔２５よりも内径を拡大した拡径部２６を設ける。拡径部２６では、固定具４５の周囲に隙間が確保され、固定具４５の変形が容易になり、過大な荷重が作用した際、固定具４５の変形によって衝撃が吸収され、耐震性を確保できる。しかも拡径部２６の形成は容易で、導入費用を抑制することができる。なお連結具は、側孔２５と拡径部２６を有するならば、その形状に制限はなく、シャフト２３をプレートに置き換えることもできる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
部材（５１、６１、７１）を据え付けるために用いる連結具であって、
前記連結具には、前記部材（５１、６１、７１）に設けた下穴（５３、６３、７３）に差し込むシャフト（２３）か、または該部材（５１、６１、７１）に設けたスリット（５４、６４、７４）に差し込むプレート（２４）のいずれかを有し、
前記シャフト（２３）または前記プレート（２４）は、前記部材（５１、６１、７１）の表面から差し込む棒状の固定具（４５または４６）によって該部材（５１、６１、７１）に固定される構造であって、該シャフト（２３）または該プレート（２４）には、該固定具（４５または４６）を通すための側孔（２５）を設けてあり、
前記側孔（２５）の両端には、該側孔（２５）よりも内径を拡大した拡径部（２６）を設けてあることを特徴とする連結具。
【請求項２】
前記拡径部（２６）の深さは、前記側孔（２５）の直径の１／１０以上であることを特徴とする請求項１記載の連結具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、木造建築などを構成する部材の据え付けに用い、部材に埋め込まれる棒状または板状の部位を有する連結具に関する。
【背景技術】
【０００２】
木造建築を始めとする各種木構造において、隣接する部材同士を連結する方法は様々だが、近年は強度やコストなどの観点から、棒状の金物を用いることも多い。この棒状の金物は、ホゾパイプなどと称され、部材同士の境界を跨ぐように差し込み、その後、部材の表面から金物に向けてドリフトピンなどを打ち込み、金物を介して部材同士を連結する。このような金物に関しては、様々な技術開発が進められており、後記の特許文献１のように、衝撃を吸収する機能を備えたものも存在する。
【０００３】
特許文献１では、接合された木材同士を引き離す方向に荷重が作用した場合でも、木材の割れが生じにくい接合金物が開示されている。この接合金物はパイプ状で、土台と柱など、隣接する木材を跨ぐように差し込んだ後、個々の木材の表面から接合金物に向けてピンを打ち込み、接合金物を介して木材同士を連結する。さらに接合金物の中間部には変形孔を設け、接合金物の強度を意図的に低下させている。この変形孔は、木材同士の境界付近に位置しており、地震などの際、変形孔の周辺が変形することで衝撃が吸収され、木材の割れを防ぐ。
【０００４】
また特許文献２では、部材同士の締結部において、外力を受けた際も部材同士の締結を維持できるドリフトピンが開示されている。このドリフトピンの中央付近には、断面径を縮小させた括れ部を設けてあり、過大な外力が作用した際、括れ部が変形することで木材への衝撃を逃し、木材の割れを回避して木造建築の骨組みの破壊を防止できる。
【０００５】
そのほか特許文献３では、木造集成材の屋根構造が開示されている。この屋根構造では、梁部材同士の交差部に角型鋼管を配置するほか、梁部材の接合端部には、接合用パイプ材を埋め込み、さらに、引き寄せボルトを接合用パイプ材に螺合させることで、梁部材を角型鋼管に引き寄せる。そして接合用パイプ材は、ボルトまたはドリフトピンで梁部材に固定する。そのため接合用パイプ材の側周面には、ネジ孔またはピン挿入孔を設けてあり、ボルトやドリフトピンを差し込めるようにしてある。なお、ネジ孔やピン挿入孔の両端部には、面取り（符号：１０）を設けてある。面取りは、ボルトなどの差し込みを容易にする役割を果たす。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−２２６１７５号公報
【特許文献２】特開２０１１−１１７１９１号公報
【特許文献３】特開平１０−３１１１１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記の特許文献１や特許文献２では、金属の弾塑性変形を利用して衝撃を吸収しており、その結果、部材の破損を防ぎ、耐震性が確保される。このように、部材の据え付けに用いる各種連結具を意図的に変形させ、耐震性を確保する技術は、様々なものが提案されているが、必然的にその構造が複雑化し、導入費用の増加が避けられない。しかし近年は、木造建築の施工価格の削減要求が厳しく、連結具についても、耐震性を確保した上で、導入費用の抑制を求められている。
【０００８】
本発明はこうした実情を基に開発されたもので、木造建築などを構成する部材の据え付けに用い、耐震性を確保した上で、導入費用を抑制可能な連結具の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の課題を解決するための請求項１記載の発明は、部材を据え付けるために用いる連結具であって、前記連結具には、前記部材に設けた下穴に差し込むシャフトか、または該部材に設けたスリットに差し込むプレートのいずれかを有し、前記シャフトまたは前記プレートは、前記部材の表面から差し込む棒状の固定具によって該部材に固定される構造であって、該シャフトまたは該プレートには、該固定具を通すための側孔を設けてあり、前記側孔の両端には、該側孔よりも内径を拡大した拡径部を設けてあることを特徴とする連結具である。
【００１０】
本発明による連結具は、木造建築を始めとする各種木構造において、部材を据え付けるために用い、必ずシャフトまたはプレートのいずれかを有するものとする。そのうちシャフトは、単純な棒状のもので、部材に設けた下穴に差し込み、さらに差し込み後の抜けを防ぐため、部材の表面からシャフトに向け、何らかの固定具を差し込むものとする。なおシャフトの横断面は、原則として円形であるが、条件によっては他の形状にすることもできる。加えてシャフトは、中空状ではないものとする。
【００１１】
プレートは板状で、部材に設けたスリットに差し込む。通常のスリットは、その入口のほか、左右両端が部材の表面に露出する。ただし、美観の向上や結露対策でスリットの幅を抑制することがあり、その場合は入口だけが部材の表面に露出する。さらにプレートについても、その抜けを防ぐため、部材の表面から何らかの固定具を差し込む。
【００１２】
本発明による連結具は、シャフト単体またはプレート単体で構成される場合もあれば、シャフトまたはプレートを他の部品と組み合わせる場合もある。シャフト単体またプレート単体で構成される場合、シャフトまたはプレートは、隣接する部材を跨ぐように差し込み、さらに部材の表面からシャフトなどに向けて固定具を差し込み、部材同士を連結する。なお、シャフトまたはプレートを他の部品と組み合わせる場合の例としては、柱脚金物や接合金物が挙げられる。
【００１３】
本発明による連結具が柱脚金物である場合、その構造は、基礎コンクリートに載せられる筒体または箱体と、柱などの部材に差し込まれるシャフトまたはプレートと、の二要素を一体化したものとなる。筒体や箱体は、アンカーボルトなどを介して基礎コンクリートに引き寄せられ、またシャフトやプレートは、筒体や箱体の上面から突出する。なおここでのシャフトやプレートは、通常、一本の部材だけに差し込まれる。
【００１４】
固定具は、シャフトやプレートを部材に固定するために用いる。そのため固定具は、必然的に棒状となり、具体例としては、ドリフトピンやボルトが挙げられる。ドリフトピンは、部材との摩擦で自然に固定されるが、ボルトについては、その先部にナットを螺合させて固定する。
【００１５】
固定具を差し込むため、シャフトやプレートには、あらかじめ側孔を設けておく。側孔は、必然的にシャフトの側周面やプレートの表裏面を貫く。なお一つの部材に対し、固定具は一本だけ差し込むこともあるが、部材のヒビ割れを防ぐため、通常は複数本を差し込む。また側孔の内径は、固定具の外径と同等とし、連結具の緩みを防ぐ。さらに部材についても、側孔と同心となる位置に何らかの孔を加工しておく。このように、固定具を用いてシャフトやプレートを部材に固定することは、周知の技術である。
【００１６】
拡径部は、側孔の両端の内径を拡大させた部位で、差し込まれた固定具の周囲に隙間を確保するために設ける。この隙間は、固定具の変形を促進させる役割を担い、部材に引張荷重などが加わると、側孔と拡径部との境界を支点として固定具に曲げモーメントが作用し、固定具が変形する。したがって拡径部の深さを増すに連れ、固定具がより変形しやすくなる。なお、側孔の両端に面取りを設けることは、広く行われている。しかし拡径部は、単なる面取りとは目的が異なり、より規模が大きくなる。
【００１７】
請求項２記載の発明は、拡径部の深さを規定するもので、拡径部の深さは、側孔の直径の１／１０以上であることを特徴とする。前記のように拡径部は、面取りとは目的が異なり、相応の大きさが必要になる。そこでこの発明のように、拡径部の深さの目安を規定することもできる。なお拡径部の深さとは、側孔の軸線方向において、拡径部の入口から、拡径部と側孔との境界までの距離を意味する。そのほか拡径部の内径は、固定具の変形を妨げない程度に拡張する必要がある。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１記載の発明のように、連結具の側孔の両端に拡径部を設けることで、側孔に差し込まれたドリフトピンなどの固定具の変形が容易になる。したがって地震などで過大な荷重が作用すると、固定具に弾塑性変形が生じて衝撃を吸収し、部材の破損を防ぎ、耐震性が確保される。しかも拡径部は、連結具の製造時、側孔の両端をわずかに切削するだけで形成できるため、工程の大きな変更を伴うことがない。そのため製造時の費用増加が抑制され、導入費用も抑制可能で、耐震性に優れた木造建築の普及に貢献する。
【００１９】
請求項２記載の発明のように、拡径部の深さを規定することで、本発明による拡径部は、従来の面取りとは異なるものであることが明確になる。また拡径部の深さが十分に確保されることで、固定具が部材と連結具のいずれにも接触しない範囲が増大し、過大な荷重が作用した際、固定具が確実に変形し、本来の機能を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明による連結具の形状例とその使用例を示す斜視図で、丸棒状の連結具と小径の固定具を用い、直立する部材と、水平に伸びる部材を丁字状に連結することを想定している。
【図２】図１の二部材を丁字状に連結した状態を示す斜視図と縦断面図で、下方の部材の上面と、上方の部材の下面が接触している。
【図３】図２の二部材に引張荷重が作用し、固定具が変形した状態を示す縦断面図だが、図の右側には、側孔の周辺を拡大した横断面と縦断面を描いてある。なお図３の左側の縦断面は、図２の縦断面とは切断面の向きが９０度異なる。
【図４】本発明による連結具の形状例と使用例を示す斜視図で、上下に並ぶ三部材を一体化している。
【図５】プレートだけで構成される連結具の形状例と使用例を示す斜視図で、連結具を介して上下の部材を一体化する。
【図６】筒体とシャフトを一体化した連結具を用い、部材を基礎コンクリートに据え付ける場合を示す斜視図で、この連結具は、一般に柱脚金物と称される。
【図７】箱体とプレートを一体化した連結具を用い、部材を基礎コンクリートに据え付ける場合を示す斜視図で、この連結具は、一般に柱脚金物と称される。
【図８】正面板とプレートを丁字状に一体化した連結具を用い、二部材を丁字状に接合する場合を示す斜視図で、この連結具は、一般に接合金物などと称される。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１は、本発明による連結具１１の形状例とその使用例を示す。図１では、丸棒状の連結具１１と小径の固定具４５を用い、直立する部材５１と、水平に伸びる部材６１を丁字状に連結することを想定しており、いずれの部材５１、６１とも木材（集成材を含む）である。なお図１の部材５１は柱で、部材６１は横架材で、柱の上面に横架材の下面を載せる。
【００２２】
連結具１１は、丸棒状のシャフト２３だけで構成される単純な形状で、中空ではない。そして連結具１１は、両部材５１、６１の境界を跨ぐように差し込む。そのため部材５１には、その上面中心から下方に伸びる有底の下穴５３を加工してある。また部材６１については、上下面を貫く下穴６３を加工してある。いずれの下穴５３、６３とも、連結具１１を緩みなく差し込める内径としてあり、下穴５３、６３を貫くように連結具１１を差し込むと、二部材５１、６１の自由な変位が規制される。
【００２３】
連結具１１を部材５１、６１と一体化するため、部材５１、６１の側面から連結具１１に向け、固定具４５を打ち込む。図１では、固定具４５としてドリフトピンを用いている。そして部材５１、６１の側面には、固定具４５を打ち込むため、下穴５３、６３と交差して反対面に到達するピン孔５５、６５を加工してある。また連結具１１には、その側周面を貫く側孔２５を設けてあり、ピン孔５５、６５と側孔２５を同心に揃えた後、固定具４５を打ち込む。なおピン孔５５、６５は、固定具４５を摩擦で保持できる内径としてあり、打ち込み後、固定具４５が自然に脱落することはない。さらに側孔２５についても、固定具４５との緩みは最小限に留めてある。
【００２４】
側孔２５やピン孔５５、６５の個数や配置は、用途に応じて自在に決めることができ、図１では、部材６１の側面に計三列のピン孔６５を加工してあるが、これらは上下に並んでいる。対して部材５１では、木目方向に沿って割れが伸展することを避けるため、直交する二方向にピン孔５５を加工してある。当然ながらピン孔５５、６５は、側孔２５の配置に基づき、所定の位置に加工する必要がある。
【００２５】
このように、隣接する部材５１、６１の境界を跨ぐように連結具１１を差し込み、さらに、ドリフトピンなどの固定具４５で部材５１、６１に連結具１１を取り付ける方法は、従来と何ら変わりがない。しかし本発明では、個々の側孔２５の両端に拡径部２６を設け、固定具４５の変形を生じやすくしている。
【００２６】
固定具４５を打ち込んだ後、拡径部２６の内部では、固定具４５の周囲に隙間が確保され、固定具４５を屈曲させるような外力に対し、抵抗することができない。そのため部材５１、６１に引張荷重が作用すると、側孔２５と拡径部２６との境界が支点となり、固定具４５に曲げモーメントが作用し、その弾塑性変形を誘発させ、衝撃を吸収する。
【００２７】
図２は、図１の二部材５１、６１を丁字状に連結した状態を示し、下方の部材５１の上面と、上方の部材６１の下面が接触している。また二部材５１、６１を貫くように連結具１１が差し込まれ、部材５１、６１の側面から打ち込んだ固定具４５は、連結具１１を貫いており、連結具１１は、部材５１、６１と一体化している。したがって二部材５１、６１を引き離すような荷重は、連結具１１だけを介して伝達される。対して圧縮荷重は、二部材５１、６１の接触面のほか、連結具１１でも伝達される。
【００２８】
図３は、図２の二部材５１、６１に引張荷重が作用し、固定具４５が変形した状態を示す縦断面だが、図の右側には、側孔２５の周辺を拡大した横断面と縦断面を描いてある。なお図３の左側の縦断面は、図２の縦断面とは切断面の向きが９０度異なる。そして二部材５１、６１に引張荷重が作用すると、その荷重は、固定具４５を介して連結具１１に伝達される。その際、連結具１１には引張荷重が作用するが、固定具４５については、部材５１、６１と連結具１１との間でせん断荷重が作用する。
【００２９】
拡径部２６は、図３の右上に描くように、側孔２５の両端に形成された円錐状の部位で、連結具１１の中心から遠ざかるに連れ、内径が増大する。したがって、側孔２５に固定具４５を打ち込んだ際、拡径部２６の中で隙間が確保され、固定具４５の変形を許容する。なお拡径部２６の深さとは、拡径部２６の入口を起点とし、側孔２５と拡径部２６との境界までの距離を指す。そして図３の拡径部２６の深さは、側孔２５の直径と同等か、それ以上としてある。
【００３０】
二部材５１、６１に引張荷重が作用することで、固定具４５にはせん断荷重が作用し、側孔２５と拡径部２６との境界を支点として固定具４５が変形する。この変形に伴い、部材５１、６１のピン孔５５、６５が部分的に変形する。したがって固定具４５の剛性が高いと、部材５１、６１にヒビ割れを生じさせる恐れがあり、これらの点を考慮して固定具４５の直径を決める。当然ながら拡径部２６の深さが増すことで、固定具４５は、より容易に変形する。
【００３１】
図４は、本発明による連結具１２の形状例と使用例を示し、上下に並ぶ三部材５１、６１、７１を一体化している。この連結具１２は、シャフト２３だけで構成されるが、三部材５１、６１、７１を跨ぐように差し込んであり、上下の部材５１、７１で中間の部材６１を挟み込む。なお上下の部材５１、７１は柱で、中間の部材６１は横架材で、三部材５１、６１、７１を跨ぐように同心で下穴５３、６３、７３を加工してあり、さらに上下の部材５１、７１には、固定具４５を差し込むピン孔５５、７５を加工してある。また連結具１２には、計六箇所に側孔２５を設けてあり、個々の側孔２５の両端に拡径部２６を設けてある。
【００３２】
図５は、プレート２４だけで構成される連結具１３の形状例と使用例を示し、連結具１３を介して上下の部材５１、７１を一体化する。この連結具１３には、その表裏面を貫く側孔２５を計八箇所に設けてあり、個々の側孔２５の両端には円錐状の拡径部２６を設けてある。また下方の部材５１の上部中央と、上方の部材７１の下部中央には、連結具１３を差し込むスリット５４、７４を加工してある。さらに個々の部材５１、７１には、その側面を貫くピン孔５５、７５を計四箇所に加工してあり、そこに固定具４５を打ち込む。
【００３３】
図５の右方に描くように、連結具１３を介して上下の部材５１、７１を一体化すると、連結具１３はスリット５４、７４に収容され、連結具１３を貫くように固定具４５が打ち込まれている。その後、過大な引張荷重が作用すると、拡径部２６で固定具４５が変形し、部材５１、７１の破損を防ぐ。なお図５では、スリット５４、７４が部材５１、７１の側面に露出しているが、部材５１、７１としてＣＬＴなどの大形の板材を用いる場合、スリット５４、７４が角穴状になり、連結具１３が完全に埋め込まれることもある。
【００３４】
図６は、筒体３１とシャフト２３を一体化した連結具１４を用い、部材５１を基礎コンクリート８１に据え付ける場合を示す。この連結具１４は、一般に柱脚金物と称されるもので、筒体３１は円筒状であり、その下面には、基礎コンクリート８１から突出するアンカーボルト８２を差し込む。そして筒体３１を基礎コンクリート８１に据え付けるため、側窓３２から内部にワッシャ８４と基礎ナット８５を差し入れ、基礎ナット８５をアンカーボルト８２に螺合させる。
【００３５】
連結具１４のシャフト２３は丸棒状で、その側周面には側孔２５を設けてあり、側孔２５の両端には拡径部２６を設けてある。また部材５１については、その下面が筒体３１の上面に載るほか、シャフト２３を差し込むための下穴５３や、固定具４５を打ち込むためのピン孔５５を加工してある。そして部材５１の据え付け後、部材５１を引き抜く方向に過大な荷重が作用すると、拡径部２６で固定具４５が変形し、部材５１の破損を防ぐ。
【００３６】
図７は、箱体３４とプレート２４を一体化した連結具１５を用い、部材５１を基礎コンクリート８１に据え付ける場合を示す。この連結具１５は、一般に柱脚金物と称されるもので、箱体３４は矩形断面であり、その上面からプレート２４が突出しており、プレート２４は、部材５１の下部に加工したスリット５４に差し込む。また、箱体３４の下面にアンカーボルト８２を差し込み、箱体３４の内部に突出したアンカーボルト８２に基礎ナット８５を螺合させると、連結具１５が基礎コンクリート８１に据え付けられる。
【００３７】
プレート２４には、その表裏面を貫く側孔２５を設けてあり、そこに固定具４６を差し込むことで、部材５１が連結具１５に固定される。そして側孔２５の両端には拡径部２６を設けてあるが、この連結具１５の拡径部２６は、これまでの円錐状ではなく、内径が変わらない円筒状としてあるが、その深さは、側孔２５の直径と同等か、それ以上としてある。このように拡径部２６は、固定具４６の周囲に隙間が確保できるならば、様々な形状を採用可能である。また図７では、固定具４６としてボルトを用いている。したがって、その先部には固定ナット４８を螺合しているほか、部材５１の表面の陥没を防ぐため、ワッシャ４７を用いている。そのほかピン孔５５は、固定具４６を余裕で差し込める内径としてある。
【００３８】
図８は、正面板３６とプレート２４を丁字状に一体化した連結具１６を用い、二部材５１、６１を丁字状に接合する場合を示す。この連結具１６は、一般に接合金物などと称されるもので、その正面板３６は単純な矩形状の金属板で、部材５１の側面に接触する。またプレート２４は、部材６１の端部中央に加工したスリット６４に差し込み、固定具４５で部材６１と一体化する。なお部材５１は直立する柱で、部材６１は水平に伸びる横架材で、柱の側面に横架材の端面が接触する。
【００３９】
正面板３６は、ネジ釘４９で部材５１に取り付ける。そのため正面板３６には、左右に三箇所ずつ釘孔３７を設けてある。なお釘孔３７の入り口は、ネジ釘４９の頭部を収容するため、内径を拡大してある。そのほかプレート２４の上部には、施工時の作業性を考慮して上溝２８を設けてあり、この上溝２８に対応し、部材６１の一番上のピン孔６５には、あらかじめ固定具４５を打ち込んでおく。したがって施工時、部材５１に連結具１６を取り付けた後、連結具１６の上方に部材６１を配置し、スリット６４にプレート２４を差し込むと、打ち込み済みの固定具４５が上溝２８に嵌まり込み、部材６１が連結具１６で受け止められる。
【００４０】
プレート２４には、側孔２５を二箇所に設けてあり、その両端には拡径部２６を設けてあり、固定具４５の変形が容易になる。そのため、二部材５１、６１の間に過大な引張荷重やせん断荷重が作用すると、拡径部２６の中で固定具４５が変形し、部材５１、６１の破損を防ぐ。なお上溝２８についても、その両端は、拡径部２６と同様の形状に仕上げてある。これまでの各図に示すように、本発明による連結具は、シャフト２３やプレート２４に側孔２５を設け、側孔２５の両端に拡径部２６を設けてあるならば、その具体的な形状は自在である。
【符号の説明】
【００４１】
１１  連結具（シャフトだけで構成されるもの・二部材を跨ぐ）
１２  連結具（シャフトだけで構成されるもの・三部材を跨ぐ）
１３  連結具（プレートだけで構成されるもの）
１４  連結具（柱脚金物・筒体とシャフトで構成されるもの）
１５  連結具（柱脚金物・箱体とプレートで構成されるもの）
１６  連結具（接合金物・正面板とプレートを丁字状に一体化したもの）
２３  シャフト
２４  プレート
２５  側孔
２６  拡径部
２８  上溝
３１  筒体
３２  側窓
３４  箱体
３６  正面板
３７  釘孔
４５  固定具（ドリフトピン）
４６  固定具（ボルト）
４７  ワッシャ
４８  固定ナット
４９  ネジ釘
５１  部材（柱）
５３  下穴
５４  スリット
５５  ピン孔
６１  部材（横架材）
６３  下穴
６４  スリット
６５  ピン孔
７１  部材（他の柱の上方に配置される柱）
７３  下穴
７４  スリット
７５  ピン孔
８１  基礎コンクリート
８２  アンカーボルト
８４  ワッシャ
８５  基礎ナット
【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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