(57)【要約】      （修正有）【課題】従来の橋は重く高価な部材を使用し、建設には多大の経費と時間が掛かる。また建設の他撤去にも多大の経費と時間が掛かっていた。軽量、安価で手軽に建設又は撤去できる橋を提供する。【解決手段】１組の主部材1a、1bの接続点、荷重の掛かる力点2aに人、車両などの荷重を踏み板又は床板又は主桁3を載せ、それからの力を圧縮抗力を持つ主部材1a、1bで両端の圧縮抗力を持つ支点、作用点（橋台、橋脚又はガセットプレート）2b，2cに圧縮応力で伝え、受け止める。踏み板又は床板又は主桁3は、発泡プラスチックのような軽量なものでよい。【選択図】図１
2015010321.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
踏み板又は床板又は主桁3から受ける荷重を、１組又は複数組の部材１a，１bの一方をピン接合又は部材の曲げ許容応力以内なら綱接合した接続点（力点２a）で受け止め、その力を部材1a,1bの他方（作用点）とピン接合又は部材の曲げ許容応力以内なら綱接合の、踏み板又は床板又は主桁3の両端側に設置した支点2b,2cに圧縮応力で振り分け伝え、受け止め、保持する部材圧縮応力保持機構装置
【請求項２】
踏み板又は床板又は主桁１の下空間に部材1a,1bが設置が出来ないか取れない場合、踏み板又は床板又は主桁3から受ける荷重を、１組又は複数組の部材1a,1bの一方をピン接合又は部材の曲げ許容応力以内なら綱接合した接続点（力点２a）からワイヤーのような引っ張り力に強い部材で吊り下げて受け止め、その力を部材1a,1bの他方（作用点）とピン接合又は部材の曲げ許容応力以内なら綱接合の,踏み板又は床板又は主桁3の両端側に設置した支点2b,2cに圧縮応力で振り分け伝え、受け止め、保持する部材圧縮応力保持機構装置
【請求項３】
部材1a,1bの両端を箱状のキャップもので覆い、踏み板又は床板又は主桁3、支点2b,2cとの接続を強固にした又はその箱状のもの同士をワイヤーのような引っ張り抗力を持つ部材で繋いだ請求項１から請求項2のいずれかに記載の部材圧縮応力保持機構装置
【請求項４】
各組の部材1a,1b同士がぶつかることがないように部材の一端を留めるピンに設置した部材の左右の配列が部材の他端を留める支点2b,2cに設置したガセットプレートの左又は右側に設置した請求項１から請求項3のいずれかに記載の部材圧縮応力保持機構装置
【請求項５】
部材1a,1bを設置位置の圧縮応力に応じて、大きい圧縮力ほどそれより小さい圧縮力のものより部材の断面積を大きくするように、その断面積を変えた請求項１から請求項4のいずれかに記載の部材圧縮応力保持機構装置
【請求項６】
支点2b,2c間をワイヤーのような引っ張り力に強い部材で繋いで広がないようにした請求項１又は請求項5の部材圧縮応力保持機構装置
【請求項７】
部材１a,1b又は踏み板又は床板又は主桁3を発泡プラスチックとした請求項１から請求項6のいずれかに記載の部材圧縮応力保持機構装置
【請求項８】
踏み板又は床板又は主桁3を側溝の蓋、容器の壁、天井、床に置きかえ支点2b,2c間と隣接する支点2c,2bをワイヤーのような引っ張り力に強い部材で繋いで広がないようにした請求項１から請求項７のいずれかに記載の部材圧縮応力保持機構装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築、構造物の部材の組立、構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の構造物の部材の組立、構成、保持機構として梁、トラス、ラーメンなどがあるが、それらの一例の橋の構造による分類として、桁橋、斜張橋、吊り橋、アーチ橋、ラーメン橋、トラス橋などがあり、力の働きをみると、桁橋には曲げ力、引っ張り力が、吊り橋の主部材であるワイヤーには引っ張り応力が働き、両端を重し、アンカーで引き留めなければならない。斜張橋、吊り橋は支柱の両端を主部材であるワイヤーに引っ張り力がまた斜張橋は斜めに吊っているので不安定である。アーチ橋のアーチ、弧、曲線部分、ラーメン橋の中間部分には曲げ力、引っ張り応力が働く。トラス橋の主要部材には引っ張り力、圧縮応力が働く。部材には圧縮応力と引っ張り応力の両方が働いている。一般に部材の圧縮応力に対する抗力はその部材の引っ張り応力に対する抗力と比較して大きい、通常その比は１０倍ぐらいである。特に内部に空隙などを有する場合は実質的な断面積が小さくなり格段に大きくなる。同じ部材で圧縮力と同じ引っ張り力を得るには圧縮抗力の場合より大きい断面積のものを必要とするので、部材に圧縮力のみが掛かるように構成すれば最小の断面積、容積ですむ。梁機構の部材で両端が支持されているものはその部材に直角に加えられる力に対して伸びようとする曲げ、引っ張り応力が働く。トラス、ラーメンもそれに使われている部材に対して同様に引っ張り、曲げ力、圧縮応力が働く。一般に支点間のスパン、働く力が大きくなるほど引っ張り、曲げ応力は大きくなるので、それに耐えられるようにする抗力には部材に加えられる力と同方向、横方向即ち部材の奥行きの幅の寸法、面積を大きくせざるを得なかったので部材の体積の増大は重量、価格の増大を招いた。応力に対する抗力を持つ部材ならなんでもよいが、引っ張り、曲げ力、圧縮抗力を同時に満足する部材の一例としての鉄等金属は加工し難く、重く、高価であり、コンクリートは鉄等より安価であるが重く、加工しにくい。木製は前者より加工し易く、軽く、安価である。発泡スチロールのような合成又は発泡プラスチックなら前記の物と比較して引っ張り応力、曲げ応力には弱いが格段、圧倒的に加工し易く、軽く、そこそこの圧縮抗力を持ち、中の空洞などが潰れても実質断面積は増え安全である。また部材の設置方向が鉛直に近づく程、その自重を圧縮応力として受け止められる。以上のように各部材は一長一短の特徴を持つ。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許公開H11-61985    トラス構造で圧縮、引っ張り力の両方を使っている。
【０００４】
【特許文献２】特許公開２００５−１９４８６７    トラス構造で圧縮、引っ張り力の両方を使っている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
多数の構造物を加工し易く軽量、安価な部材を使って簡単な構成で容易に制作、設置出来ない点である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一般に部材の圧縮応力に対する抗力はその部材の引っ張り応力に対する抗力と比較して大きいので部材には圧縮力のみか又は出来るだけ多く掛かるように構成すればよい。主部材の横方向に働く力を極力小さくし、それと直角方向の力が最大限に働くようにすれば部材の縦方向即ち部材の長さの寸法は設置箇所の必要、必須な部材の両端間の長さに、圧縮応力は断面積にうまく合致し、部材の体積、重量、価格を合理的に理由づけられ、必要最小限なもので済む。主部材を出来るだけ圧縮応力のみにうち勝つように構成する。２つの主部材の一端同士をピン接合（力点）し、その他端を両脇の支点（作用点）にそれぞれピン接合、繋げて、力点に負荷、荷重を加えれば、その２つの主部材には力の平行四辺形によりそれを分担し縦方向、直角方向の圧縮応力が働き、その主部材の横方向の応力は少なくとも自重に耐えるようにして、その主部材の縦方向の大きい圧縮力だけ、出来るだけに耐えられるようにする。圧縮応力に耐えられる部材なら何でもよいが、その一つとして金属等と比較して安価、軽量で加工し易く圧縮力に比較的強くて、道路などの土木関連にも使われるように思ったより強靱さを持つ発泡プラスチックのような軽量なものが望ましい。また部材として１種類の他、数種類を組み合わせ、縦又は横方向に積層するように混在したものでもよい。
また主部材が可燃性のものは放火等の防止の為にその周囲を鉄、金属などの難燃性の薄い板で覆うてもよい。部材に引っ張り力が加わる場合は鉄柱など変形しにくいものを使用、併用してもよいが、本案の趣旨により、軽く、特に引っ張り力だけに強いように設計された物、例えばワイヤー、薄い帯状、糸状の炭素繊維などが望ましい。
【発明の効果】
【０００７】
１  一つの力点と２つの作用点、その力点と作用点の間を板、棒状の部材で繋げ、作用点間を固定して三角形を形成するので機械的に強く、安定する。
２  部材の圧縮抗力を利用し、引っ張り抗力は無視するので部材の容積を少なく出来る。
３  主部材が発泡プラスチックなら容易な生産、切断、接着で安価な製作、軽量な運搬、容易な組立が出来、設置費用が安く出来る。また容易に分解、撤去が出来る。
４  川等を跨ぐ橋、側溝の蓋、屋根の梁、天井、壁、床などの構造物に利用出来る。発泡プラスチックのような部材の橋なら安価な製造、設置費で設置個数を低予算で大幅に増やせ、社会インフラ、生活基盤の向上が期待出来る。災害時、非常時などなら早急な設置、復旧が期待出来る。
５  各組の左右の部材1a,1bをぶつからないようにピンとガセットプレートの左右の同側又は反対側にそれぞれ設置すれば、施工が楽でスッキリして見た目に美しい。
【０００８】
安価で軽量、汎用な部品、最少な部品点数、簡易な構造で容易な設置を実現した。
【実施例】
【０００９】
図１は１組の主部材1a、1bの接続点、荷重の掛かる力点2aに人、車両などの荷重を踏み板又は床板又は主桁3を載せ、それからの力を圧縮抗力を持つ主部材1a、1bで両端の圧縮抗力を持つ支点、作用点（橋台、橋脚又はガセットプレート）2b，2cに圧縮応力で伝え、受け止める本構造物の一例である。踏み板又は床板又は主桁3は金属のような堅牢なものでもよいが発泡プラスチックのような軽量なものが望ましい。踏み板又は床板が発泡プラスチックのようなものなら、その底部に軽量化の為に筋交い、網目状、格子状の金属類を敷いて、たるまないように保持するのが望ましい。支点（橋台、橋脚）2b，2cを強固、特に外側に開く圧縮力に耐えられるように設置すれば2b，2c間を繋ぐ副部材１ｃはいらないが、安全の為、比較的軽く、引っ張り力に強いワイヤー等引っ張り抗力を持つ部材１ｃで繋いでもよい。橋台２ｂ、２ｃは切削、盛り土などの法面で容易に受け止め、保持、支持出来る。吊り橋のように主部材のロープの引っ張り力の抗力の重しが要らない。
【００１０】
図２は図１で踏み板、床板、主桁３の下空間に主部材1a、1bが設置が出来ないか取れない場合、主部材1a、1bの接続点、力点２aと踏み板、床板、主桁３を引っ張り力に強い副部材ワイヤー２eなどの引っ張り抗力を持つ副部材で繋げ、吊り下げたものである。副部材は板、棒状のものでもよい。
【００１１】
図３は図１の負荷荷重Ｐ１、力点2a、部材1a、1b支点2b，2c間の力の平行四辺形の関係を表した図である。部材1a、1bに働く圧縮力Ｐ２，Ｐ３の合力が概負荷荷重Ｐ１になればよい。圧縮力Ｐ２，Ｐ３は部材1a、1bを変形自在な糸に換え、吊った場合に対応する引っ張り力Ｐ２，Ｐ３でもある。部材が圧縮や曲げ変形するなら接合部の角度θ1,θ2,θ3は点線のように変わるので部材接合部が回転出来なければ部材は曲がって折れるか力の平行四辺形の関係が成り立たない恐れがあるので、回転出来るようにピン接合する。ピンの材質として金属、合金、木質、合成プラスチックなど力を受け止められるものならなんでもよい。またボルト状の他、パイプ状のように中空でもよい。力の平行四辺形が成り立つようにするピン接合手段の一例として出来るだけ回転抵抗力を減らし、最大限、部材への圧縮力のみがかかるように、ピンと部材の間にベアリング、ピンと部材側にそれぞれ同極になるように磁力の反発又は吸引力で隙間を得る磁石、グリース等の滑剤、介在物を設置する等の方法がある。部材の貫通穴はハトメ等で補強が望ましい。圧縮や曲げ変形しないか、変形が破断などに至らないか力の平行四辺形が概成り立つ部材の曲げ許容応力範囲以内か、無視出来るものなら回転しない剛接合でもよい。剛接合の一例としてピンと部材を溶接、溶着、接着、一体成形、ボルト結合、摩擦抵抗の大きいものを挟む等の固定方法がある。また鉛直面との角度θ11,θ12のように角度によって部材の受ける力が変わるので大きな力を受ける部材の断面を一方の部材より太く、小さな力を受ける部材の断面は他方の部材より細くしてもよい。力点と支点を繋ぐ部材の長さに反比例するようにその部材の断面、圧縮力の大きさを設定する。また部材の本数を変えても良い。また風、地震などで上向き、逆方向の力が負荷点に加わるのなら部材には引っ張り力が働くので引っ張り力に耐えられる部材とする。部材の圧縮力、引っ張り力は最大負荷又は安全率を掛けた負荷力に耐えられるものとする。部材にワイヤー等、特に引っ張り力に強い部材を併設してもよい。発泡プラスチックのような引っ張り力に弱いものでそれに耐えられないものならその両端を板などで挟み、その板同士を引っ張り力に強く比較的軽量なワイヤー、棒材などで繋げてもよい。さらにそれを埋め込めば腐食しにくく、美観的にもよい。また部材の周囲を引っ張り力に強い薄い金属、炭素繊維等の繊維などで包装してもよいし、その包装部材を波形等に加工すれば横応力にも強くなる。接合部の角度θ1の大きさを変えれば部材1a、1bの受ける力も変えられる。
【００１２】
図４は図１で複数組の部材1a、1bを使用したものである。それぞれの部材1a、1bの接続点、力点2aからの力を部材1a、1bで両脇の支点2b，2cに振り分け、伝え、保持する。より長い又は重い踏み板、床板、主桁３の荷重を分散して支持、保持出来る。
【００１３】
図５は図２で複数組の部材1a、1bを使用したものである。踏み板、床板、主桁３を引っ張り力に強いワイヤーなどの副部材２eでそれぞれの力点2aから吊り下げ、それぞれの部材1a、1bの接続点、力点からの力を部材1a、1bで両脇の支点2b,2cに振り分け、伝え、保持する。力点２aは踏み板、床板、主桁３の当方の反対側の力点とピンとつなげて結合してもよいし、独立でもよい、力点２aの位置、高さは隣接と揃えても、不揃いでもよい。
【００１４】
図６は，部材1a、1bと踏み板、床板、主桁３、支点2b，2cとの接合手段を表したものである。部材1a、1bの平面、側面の形は四角、三角、円形などどういうものでもよい。部材を設置した場合その自重で設計時、直線状より下方に湾曲、変形してしまうなら、それを見越して予め上方に変形させて製作すればよい。踏み板など３と力点２aに隙間が空いて力が伝わらない場合はあて板のような物でその隙間を埋めて伝わるようにする。部材に力を加えた時、中折れしないように角柱、円柱,寸胴状の他、中間１ｄ１を太く又は側面の形が三角形１ｄ２、逆三角１e、台形状にしてもよい。部材に貫通穴を開け、ハトメ1fなどでその穴を補強して又は部材の端を堅牢なキャップ1gで覆い、踏み板など3とピン接合する。強風、地震などで上下、左右に部材に引っ張り力が働く又は恐れがある場合、引っ張り抗力を持たせる為に、部材に、両端のキャップ1gに繋いだ引っ張り力に強いワイヤー２eを併設、内包させてもよい。また図１の2b，2c間を繋ぐ副部材１ｃのように引っ張り力の他、同様に圧縮力が働くと思われる部材に使用してもよい。そのピンは踏み板3の両端に設置の他、貫通させて１本としてもよい。踏み板など３が図の矢印のように回転、ねじれるが踏み板３の両側に部材１a１、１b１を設置してもよい。また部材1a、1bの両方又は一方を複数本としてもよい、大きな力を安価な小種多量生産もので補強出来る。踏み板など3は１枚の他、複数の力点の内、一部が浮いて荷重が加わらないように平均に力が加わるように複数枚に分割３a設置してもよい。また半円柱又は球状の窪み1hに円柱又は球状の、部材1a、1bの端を挿入、上下又は上下、左右に回転出来るようにしてピン接合のようにしてもよい。  踏み板など3全体の両端はずり落ちないようにボルトを橋の縦方向に細長い貫通穴に緩く貫通して橋台、支承に固定又は隙間のある法面などで保持して、橋の縦長方向、前後に動くように伸縮させ、橋の横方向、左右には動かないよう、部材1a、1bに当たらないように、動きを制限して支持してもよい。また踏み板など3の上面、両脇に落下防止の欄干5を設置してもよい。軽量化又は風圧軽減の為に踏み板など3に強度を損なわない範囲以内で窪み、貫通穴３ｂを設けてもよい。部材1a、1bにも軽量化又は風圧軽減の為に強度を損なわない範囲以内で窪み、貫通穴３bを設置してもよい。またそれらが弱い場合はつぶれないよう、ハトメ、輪っか等で補強してもよい。ガセットプレー2b,2cと踏み台など３に記してある数字１．２，３の同数字同士を繋ぐように部材1a、1bを配列すれば部材同士がぶつからない。ガセットプレー2b、２ｃを直線状に配置し、そのガセットプレー2bの裏面と,2cの表面又はその逆又は2b,2cを横方向にずらして同面（側面の他円柱又は球状の窪み1hの上面を含む）に設置すれば部材同士がぶつからない。また一組又は複数組の部材1a、1b、ガセットプレー2b,2cの内、同組の部材1a、1b、ガセットプレー2b,2cを同一平面上に設置し、平面同士をずらして設置してもぶつからないようにする・・・図７の丸数字３
【００１５】
図７は運搬しやすいように長い部材を切断したものを、設置現場で繋ぐ方法を表したものである。
板状のもの4aを両側にあててボルト4bで繋ぐ、接着剤、溶接4cで部材同士を繋ぐ・・・丸数字１
部材の繋ぎ面を一方の部材に突起部凸部4dを他方の部材に窪み、凹部4eのように組み手を加工し、はめこみ、組んで繋ぐ・・・丸数字２
または丸数字１，２を組み合わせたものでもよい。
丸数字３は図６の部材1a、1b、ガセットプレー2b,2cを同一平面上に設置し、平面同士をずらして設置してぶつからないようにするものである。
【００１６】
図８は部材の端部に設置したキャップ１ｇの保持方法を示す。部材の端部を金属など堅牢なもので力を、段落０００２で記載したように部材の両端（２支点）で支持されているものはその部材に直角に加えられる力に対して伸びようとする曲げ、引っ張り応力が働き、弱くなるので、そうならないように底面全面で受けるよう密着して被せ、横に鍔を付け、ピン6を挿入保持する。両端のそのキャップ１ｇ同士を引っ張り力補強の為に副部材のワイヤー２eで繋いでもよい・・・丸数字１
ピン6を他端まで貫通させ保持する・・・丸数字２
頂部に貫通穴を持つ保持金具２ｇを設置したもの・・・丸数字３
部材に貫通穴を開けハトメ１ｆを設置しピンを挿入保持したもの・・・丸数字４
【００１７】
図９は力点と踏み板、床板、主桁３をなるべく部材1a,1bに均等に力が加わるように、ぶら下げて保持する手段を示す。部材1a,1b間の中間のピン6に接続する・・・丸数字１
部材をコの字型の金具2ｆで部材を避けて挟みピン６と接続する・・・丸数字２
【００１８】
図１０は運びやすく、施工し易いように剛接合同士の部材1a、1bを予め板１ｊに固定したものである。1a,1bを１枚の板１ｈの両面に設置しても、1a,1bを１枚の違う板の片面にそれぞれ設置し、設置してない面同士を張り合わせてもよい。一例として溶接、接着、ボルト結合等の他、一体成形、板状の物を削って部材を浮かびあがらせる、の固定方法がある。１iはピン６挿入穴である。
【００１９】
図１１は側溝、建物等の天井又は容器に設置した例を表す。
踏み板、床板、主桁３に対応する側溝７の蓋３b又は屋根、天井の裏側に、蓋、天井の表、上から受けた力を力点２aで受け止め、下に反らないように本装置を設置した例を示す。力点２aと蓋３bの間に板状の介在物を置いてもよいし、作用点2b,2cにワイヤー等副部材１ｃを繋げて広がらないようにしてもよい・・・丸数字１
踏み板、床板、主桁３に対応する容器８を構成する板が容器内の液体等の力で本案の作用点2b,2c同士をワイヤー等2dで外側に反らない、膨らまないように繋げ、また隣接する板同士が離れないように隣接する作用点同士をボルト、ワイヤー等副部材2ｈで繋いだもの。天井に設置の場合はずり落ちないように作用点2b,2cの受け台を８aを容器内部に取り付けてもよいし作用点2b,2cにワイヤー等部材2gを繋げてもよい。取り付けは横の他、縦、斜め方向でもよい・・・丸数字２
【００２０】
図１２は橋の設置例である。
図１、図２のものを橋脚９、橋台１０に設置した例を示す。接合部の角度θ1の大きさを変えれば部材の受ける力が変わるので接合点の高さ、位置を変え、部材の長さ、断面積を変えてもよい。複数の接合点の高さ、位置は直線状の他、上又は下に弧状でも階段状の不揃いでもよいし、踏み板１の側面形状もそれに合わせて直線状、上又は下に弧状でも不揃いでもよい。意匠、美観上で決めてもよい。橋脚、橋台を堅牢に設置すれば必要ないが、開かないようにワイヤー等の、引っ張り応力にうち勝つ抗力を持つ副部材２ｄで繋げてもよい。１１，１２は踏み板、床板、主桁３が落下しないよう、伸縮を受け止めるように図６の 踏み板3全体の両端を踏み板の長手方向の細長い穴に緩く挿入した、穴の短径より大きい頭部、ワッシャを持つボルト１１で保持、踏み板など３の端の形状で隙間のある法面１２に緩く挿入し、滑らせて又は踏み板にローラを付けたローラ接合で制約するものである。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本装置は広い、長い板状のものを反らない、曲がらないように２支点で保持、支持する装置に関するもので建造物等に設置が期待される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】踏み板3を載せた本装置を設置した例である
【図２】踏み板3を吊り下げた本装置を設置した例である。
【図３】負荷Ｐ１、力点A、部材1a,1b、支点2b,2c間の力の平行四辺形の関係を表した図である。
【図４】図１のものを複数組の部材1a,1bで構成したものである。
【図５】図２のものを複数組の部材1a,1bで構成したものである。
【図６】部材1a,1bと踏み板３、支点２ｂ、２ｃとの接合を表したものである。
【図７】運搬しやすいように長い部材を切断したものを、設置現場で繋ぐ方法を表したもの
【図８】部材の端部の保持方法を示す。
【図９】踏み板３をぶら下げて保持する手段を示す。
【図１０】部材、ガセットプレートの設置例
【図１１】本装置を側溝、建物等の天井又は容器に設置した例を表す
【図１２】本装置の橋の設置例である。
【符号の説明】
【００２３】
１a ,１b   部材
1c  引っ張り副部材 
１ｄ１  中間部
１ｄ２  三角形状
1e  逆三角形状
1f  ハトメ
1g  キャップ
1h  窪み
1i  ピン６挿入穴
1a1  部材
1b1  部材
2a  力点
2b  支点、ガセットプレート
2c  支点、ガセットプレート
2d  引っ張り副部材
2e  副部材ワイヤー
2f  繋ぎ金具
2g  保持金具
3  踏み板、床板、主桁
3a 分割箇所
3b  蓋
4a  板状のもの
4b  ボルト
4c  接着剤、溶接
4d  凸状の組み手
4e  凹状の組み手
5  欄干
6  ピン
7  側溝
8  容器
8a  受け台
9  橋脚
10  橋台
11  ボルト
12  法面
P1  負荷荷重
P2  圧縮力
P3  圧縮力
θ１  角度
θ２  角度
θ３  角度
【図１】
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【図２】
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【図３】
2015010321.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2015010321.tif 000009
【図８】
2015010321.tif 000010
【図９】
2015010321.tif 000011
【図１０】
2015010321.tif 000012
【図１１】
2015010321.tif 000013
【図１２】
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