(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物に所定の間隔をもって配設された構造部材であって、隣接する構造部材同士を連結する構造部材の連結部材において、
前記構造部材に形成された孔に球面軸受が取り付けられるとともに、前記球面軸受に支持される球体と、前記球体の中に球体部が支持される球面孔とが形成されることにより、前記球面軸受及び前記球体、前記球体部及び前記球面孔からなる回転中心を略一致させた二重の球状回転体が前記構造部材の前記孔に設けられ、
隣接する一方側の構造部材に設けられた前記球体と、他方側の構造部材に設けられた前記球体部とが線材によって連結されてなることを特徴とする構造部材の連結部材。
【請求項２】
前記構造部材は、箍部材又は梁部材等の構造体を構成する構造部材であることを特徴とする請求項１に記載の構造部材の連結部材。
【請求項３】
前記線材と前記球体とは、ねじ連結されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の構造部材の連結部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は建築物等の構造物を構成する構造部材同士を線材で連結する連結部材に係り、特に構造物に所定の間隔をもって配設された箍部材同士を連結する構造部材の連結部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の構造物では、サッシを用いることなく多数枚のガラス板を支持し、これらのガラス板によって外壁を構築する例が増えている（例えば、非特許文献１）。非特許文献１の構法は、隣接する４枚のフェイスガラスの各隅部を支持部材によって挟持し、これらの支持部材を十字状に張られたケーブルに連結することによってガラス壁面の剛性を確保するものである。
【０００３】
この構法は外壁をガラス板によって構築する構法であるが、最近では建築物の骨組をドーム型に構築し、この骨組に多数枚のガラス板を支持させることにより、建築物全体に透明感を与えるようにしたドーム型の建築物が増えている（例えば、非特許文献２）。非特許文献２の骨組は、鋼材によるトラス又はラーメン構造の構造体であるが、リング状に形成された箍部材を上下方向に所定の間隔をもって配設することにより、ドーム型構造物の骨組を構築することもできる。この場合、上下に隣接する箍部材同士を連結部材により連結し、構造物の剛性を確保する必要がある。
【非特許文献１】「建築と都市」、１９９５年  ２月号Ｎｏ．２９３、ｐ８５、１２０、１２１、１３５〜１３７
【非特許文献２】「日経アーキテクチャー」、１９９９年１１月２９日号、ｐ１３０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述の如く、リング状の箍部材を用いてドーム型構造物の骨組を構築した場合、上下に隣接する箍部材同士を連結する連結部材が重要となる。連結部材としてロッド等の線材を利用した場合には、線材の両端部を箍部材に設けた接続部に接続する訳であるが、箍部材の組立誤差等に起因して上下に位置する箍部材の各々の接続部の位置がズレると、箍部材同士を線材によって連結することができないという問題があった。また、箍部材に後発的に変位が生じた場合等に、局部的な応力発生を招く恐れもあった。
【０００５】
本発明は、従来の構造部材の連結部材が有する問題を解決しようとするものであり、箍部材等の構造物を構成する構造部材に取付誤差等が生じていても局部的な応力発生を生じさせず、構造部材同士を問題なく連結することができる構造部材の連結部材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】
【０００６】
本発明は、前記目的を達成するために、構造物に所定の間隔をもって配設された構造部材であって、隣接する構造部材同士を連結する構造部材の連結部材において、前記構造部材に形成された孔に球面軸受が取り付けられるとともに、前記球面軸受に支持される球体と、前記球体の中に球体部が支持される球面孔とが形成されることにより、前記球面軸受及び前記球体、前記球体部及び前記球面孔からなる回転中心を略一致させた二重の球状回転体が前記構造部材の前記孔に設けられ、隣接する一方側の構造部材に設けられた前記球体と、他方側の構造部材に設けられた前記球体部とが線材によって連結されてなることを特徴とする構造部材の連結部材を提供する。
【０００７】
本発明によれば、箍部材又は梁部材等の構造物を構成する構造部材の取付誤差により隣接する構造部材の各孔の位置にズレが生じても、すなわち、連続的に配置される線材が一直線に配設できない場合でも、そのズレは二重の球状回転体の追従動作によって吸収されるので、隣接する構造部材を問題なく連結できる。また、二重の球状回転体の追従動作によって、線材を例えばドーム形状に沿った傾斜角度に容易に斜設することができる。更に、構造部材に変位が後発的に生じた場合においても、二重の球状回転体の追従動作によって、その変位を吸収できる。
【０００８】
また、本発明によれば、線材と前記球体とを、ねじ連結したので、螺入量を調節することにより線材の張力を調節することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る構造部材の連結部材によれば、構造部材に形成された孔に回転中心を略一致させた二重の球状回転体を設け、隣接する一方側の構造部材に設けられた一方の球状回転体と、他方側の構造部材に設けられた他方の球状回転体とを線材によって連結して構成したので、構造部材に取付誤差等が生じていても局部的な応力発生を生じさせず、構造部材同士を問題なく連結することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下添付図面に従って、本発明に係る構造部材の連結部材の好ましい実施の形態について詳説する。
【００１１】
図１は、構造体（構造物）１０に多数枚のガラス板１２、１２…を配列支持させたドーム型建築物１４の縦断面図であり、図２はドーム型建築物１４の内観図、図３は構造体１０の模式図である。
【００１２】
図３の如く構造体１０は、楕円形状に形成された複数のリング状箍部材（構造部材）１６、１６…が上下方向に所定の間隔をもって水平方向に配置されるとともに、隣接するリング状箍部材１６、１６…が、多数本のケーブル１８、１８…によって筒状に組まれたネット部材２０により連結されて構成されている。ネット部材２０の上端部は各ケーブル１８、１８…の端部を結ぶ軌跡が略円形状となるように配置されて、図１、図２に示す構造体１０の中心部に立設された支柱２２の上部に固定され、ネット部材２０の下端部は各ケーブル１８、１８…の端部を結ぶ軌跡が略円形状となるように配置されて、図１に示す構造体基礎部２４に埋設されたアンカ部に不図示の張力調整部材を介して固定されている。張力調整部材または後述する連結部材３０（図６）でのケーブル１８の引き込みによって、ネット部材２０の各ケーブル１８、１８…には所定の張力が付与・調整され、これらのケーブル１８、１８…の交差部に図４〜図６に示す連結部材３０を介して図２のリング状箍部材１６、１６…が固定されている。
【００１３】
リング状箍部材１６をケーブル１８、１８の交差部に連結する連結部材３０は、図６の如く４本のねじ棒３２、３２…が平行に突設された受部材３４、第１のクランプ部材３６、第２のクランプ部材３８、及び第３のクランプ部材４０等から構成される。
【００１４】
受部材３４は、所定の幅を有する平板状のリング状箍部材１６の内周部に形成された切欠部１７にねじ棒３２、３２…が水平となるようにねじ止めや溶接等の固定手段によって固定されている。なお、リング状箍部材１６の形状は平板状に限定されるものではなく、例えば柱状でもよい。
【００１５】
第１のクランプ部材３６は、図５の如くその片面に一方のケーブル１８Ａが嵌入される溝４２が形成されるとともに、ねじ棒３２、３２…が挿入される４つの孔４４、４４…が形成されている。また、第２のクランプ部材３８は、その片面に他方のケーブル１８Ｂが嵌入される溝４６が形成されるとともに、ねじ棒３２、３２…が挿入される４つの孔４８、４８…が形成されている。更に、第３のクランプ部材４０は、第１のクランプ部材３６と第２のクランプ部材３８との間に配置され、その片面には第１のクランプ部材３６の溝４２とによって一方のケーブル１８Ａをクランプする溝５０が形成され、もう一方の片面には第２のクランプ部材３８の溝４６とによって他方のケーブル１８Ｂをクランプする溝５２が形成される。また、第３のクランプ部材４０には、ねじ棒３２、３２…が挿入される４つの孔５４、５４…が形成されている。
【００１６】
連結部材３０によるリング状箍部材１６とケーブル１８との連結手順について説明する。まず、第１のクランプ部材３６の孔４４、４４…にねじ棒３２、３２…を通し、第１のクランプ部材３６を受部材３４側に取り付ける。次に、第１のクランプ部材３６の溝４２に一方のケーブル１８Ａを嵌合させる。次いで、第３のクランプ部材４０の孔５４、５４…にねじ棒３２、３２…を通し、第３のクランプ部材４０を受部材３４側に取り付けるとともに第３のクランプ部材４０の溝５０を一方のケーブル１８Ａに嵌合させ、この後、第３のクランプ部材４０の溝５２に他方のケーブル１８Ｂを嵌合させる。
【００１７】
次いで、第２のクランプ部材３８の孔４８、４８…にねじ棒３２、３２…を通し、第２のクランプ部材３８の溝４６に他方のケーブル１８Ｂを嵌合させる。次いで、第２のクランプ部材３８から外方に突出している４本のねじ棒３２、３２…にワッシャ５６を介してナット５８を螺入し、ナット５８を締め付ける。これにより、一方のケーブル１８Ａ及び他方のケーブル１８Ｂの交差部において、リング状箍部材１６が固定される。
【００１８】
ところで、実施の形態の構造体１０はドーム型に形成されているため、ケーブル１８、１８を鉛直方向に対し、ドーム形状に沿った傾斜角度をもって斜設する必要がある。そこで、ケーブル１８、１８の傾斜角度や張力を調整するため、前記連結部材３０では図６の如く、受部材３４と第１のクランプ部材３６との間に半円形状のスペーサ６０、６０…を介在させている。このスペーサ６０には、ねじ棒３２を逃がすための溝６２、６２、６２が形成されている。ねじ棒３２、３２…を上下方向から挟むようにスペーサ６０、６０…を所定枚数介在させることによって、第１のクランプ部材３６が受部材３４から離れる。これにより、ケーブル１８Ａ、１８Ｂの実質的な連結位置が水平方向にずれるので、このケーブル連結位置を、上下に位置するリング状箍部材１６、１６…において適宜調節することにより、ケーブル１８Ａ、１８Ｂの傾斜角度や張力を調整することができる。
【００１９】
また、連結部材３０は図７の如く、クランプ部材３６、４０の溝４２と溝５０を突き合わせることによって形成されるケーブル嵌合筒状部の両端部６４が、ケーブル１８Ａの配設方向に対する角度に対し余裕をもった寸法の円錐形状に形成されている。これにより、ケーブル１８Ａが両端部６４によって傾斜角度が規制されたり、接触により磨耗したりする不具合を防止できる。クランプ部材３８、４０の溝４６と溝５２を突き合わせることによって形成されるケーブル嵌合筒状部の両端部も同様に円錐形状に形成されている。
【００２０】
なお、実施の形態のケーブル１８とリング状箍部材１６との連結構造では図８の如く、ケーブル１８Ａ、１８Ｂの交差位置においてケーブル１８Ａ、１８Ｂにリング状箍部材１６を連結したが、これに限定されるものではない。例えば、図９の如くケーブル１８Ａ、１８Ｂの交差位置以外の位置にリング状箍部材１６を固定してもよく、また、図１０の如く縦横にケーブル１８、１８…を配置し、縦横のケーブル１８、１８…同士を連結するとともに縦方向に配設したケーブル１８、１８…にリング状箍部材１６を連結してもよい。図８〜図１０の連結構造によれば、風圧等の外力が構造体に加わっても変形し難いという形状効果を得ることができる。
【００２１】
構造体１０に支持されるガラス板１２、１２は、図１１に示す点支持構造の支持部材７０によって、その４隅部が構造体１０のリング状箍部材１６に一体的に支持されている。すなわち、リング状箍部材１６、１６…の上下方向の間隔は、ガラス板１２の高さ寸法に略等しく、上下に隣接するリング状箍部材１６、１６の間に位置するガラス板１２の上辺の隅部が、そのリング状箍部材１６、１６のうち上側に位置するリング状箍部材１６の下面に取り付けられた支持部材７０、７０によって支持され、また、ガラス板１２の下辺の隅部が、下側に位置するリング状箍部材１６の上面に取り付けられた支持部材７０、７０によって支持されている。
【００２２】
また、実施の形態のガラス板支持構造は、水平方向に隣接するガラス板１２、１２…の左右の両辺部の一部が重なりをもつ（オーバーラップする）ようにガラス板１２表面の前後方向に所定寸法離間して対向して配置され、その重なり合う２枚のガラス板１２、１２の各隅部が一つの支持部材７０によって各々支持されている。
【００２３】
支持部材７０は図１１、図１２に示すように、４本のロッド状部材７２、７４、７６、７８、及び軸受８０、８２等から構成される。図１２において、ロッド状部材７２の右端部が、リング状箍部材１６に突設された軸受部８４にピン８６を介して上下方向に揺動自在に取り付けられている。また、ロッド状部材７２の左端部には、ロッド状部材７２と同軸上にねじ孔８８が形成され、このねじ孔８８にロッド状部材７４の右端部に形成された雄ねじ部９０が螺入されている。これにより、ロッド状部材７４は、ロッド状部材７２に対し伸縮自在に連結される。なお、軸受部８４は、リング状箍部材１６にピン８３を介して水平方向に回動自在に突設されている。
【００２４】
軸受部８４を水平方向に回動自在とする構成はこれに限られず、軸受部８４端部に凸状部を設け、この凸状部を覆って軸受部８４を回動自在に支持するカバー部材を設けてもよい。
【００２５】
ロッド状部材７４の左端部には球体９２が形成され、この球体９２が、軸受８０に回動、揺動、及び首振り自在に嵌合されている。軸受８０は、室内側のガラス板１２に予め形成されている孔１３に固定されるとともに、孔１３への取付易さを考慮して２分割に構成されている。
【００２６】
ロッド状部材７４の球体９２の内部には、球状の空洞部９４が形成され、この空洞部９４に、球体９６が回動自在に嵌合されている。また、球体９６にはねじ孔９８が形成され、このねじ孔９８に、ロッド状部材７６の右端部に形成された雄ねじ部１００が球体開口１０２を介して螺入されている。これにより、ロッド状部材７６がロッド状部材７４に対し伸縮自在、かつ回動、揺動、及び首振り自在に連結される。
【００２７】
ロッド状部材７６の左端部にはねじ孔１０４が形成され、このねじ孔１０４にロッド状部材７８の右端部に形成された雄ねじ部１０６が螺入されている。これにより、ロッド状部材７８は、ロッド状部材７６に対し伸縮自在に連結される。また、ロッド状部材７８の左端部には、球体１０８が形成され、この球体１０８は軸受８２に回動、揺動、及び首振り自在に連結されている。軸受８２は、室外側のガラス板１２に予め形成されている孔１３に固定されている。
【００２８】
このように構成された支持部材７０によれば、予め加工されたガラス板１２の孔１３に対し、室内側のガラス板１２の場合では、ロッド状部材７２がピン８３、８６の作用によって水平及び上下に揺動自在であること、及びロッド状部材７４がロッド状部材７２に対して伸縮自在であることによって、ロッド状部材７４の球体９２の位置を三次元方向に調節できるので、室内側のガラス板１２の孔１３が規定の位置からズレていても、すなわち、取付誤差が生じた場合でも、ロッド状部材７４の球体９２を孔１３の軸受８０に連結することができる。
【００２９】
また、室外側のガラス板１２の場合では、ロッド状部材７６が球体９６の作用によって首振り自在であり、かつロッド状部材７４に対して伸縮自在であること、及びロッド状部材７８がロッド状部材７６に対して伸縮自在であることによって、ロッド状部材７８の球体１０８の位置を三次元方向に調節できるので、室外側のガラス板１２の孔１３が規定の位置からズレていても、すなわち、取付誤差が生じた場合でも、ロッド状部材７８の球体１０８を孔１３の軸受８２に連結することができる。
【００３０】
これにより、室内側のガラス板１２と室外側のガラス板１２とが平行でない場合や取付誤差が生じている場合でも、双方のガラス板１２、１２を一つの支持部材７０によって容易に接合できるので、多様なガラス配置に対応可能である。また、接合時において、取付誤差は吸収されるので局部的な応力の発生も防止でき、強度的な性能を向上させることができる。また、位置ズレが後発的に生じた場合においても、位置ズレに自在に追従しそのズレを吸収できる。更に、吸収時にロッド状部材７２、７４、７６、７８に曲げが生じないため、ロッド状部材７２、７４、７６、７８に過大な強度を持たせる必要はなく比較的細い形状とすることができる。
【００３１】
なお本例では、ガラス板１２の上辺の隅部及び下辺の隅部のどちらにも、同じ仕様の支持部材７０を用いたが、例えば上辺の隅部を支持する支持部材については、自由度を一部制約したものを用い、ガラス板１２の位置決めが容易となるようにすることもできる。
【００３２】
一方、リング状箍部材１６、１６…は、図１に示すようにケーブル１８、１８…の他、上下方向に配設されたロッド（線材）１１０、１１０…（図１１参照）を有する連結部材を介して連結されて各々が補助的に支持され変形の防止や姿勢の安定化が図られている。
【００３３】
本発明の実施の形態の連結部材は、ロッド１１０と、上下２本のロッド１１０、１１０をリング状箍部材１６に開口された孔１７において連結するジョイント１１２とから構成される。また、ロッド１１０は、ジョイント１１２によって所定の張力が付与され、この張力によって構造体１０に剛性を持たせている。
【００３４】
ジョイント１１２は図１３、図１４に示すように、球面軸受１１４、ロッド下部支持体１１８、及びロッド上部支持体１２４等から構成される。球面軸受１１４は、リング状箍部材１６の孔１７に取り付けられる。また、ロッド下部支持体１１８には、球面軸受１１４に支持される球体１１６とロッド１１０の下部球体部１１０Ａが支持される球面孔１１７とが形成されている。これによってリング状箍部材１６の孔１７には、球面軸受１１４及び球体１１６、下部球体部１１０Ａ及び球面孔１１７からなる、回転中心を略一致させた二重の球状回転体が設けられる。
【００３５】
更に、ロッド上部支持体１２４は、ロッド下部支持体１１８の雌ねじ部１２０に螺入される雄ねじ部１２２とロッド１１０の上部係合部１１０Ｂが係合される貫通孔１２３とが形成されている。かかる構成により、ロッド１１０の上部が、球面軸受１１４と球体１１６とからなる一方の球状回転体に支持され、ロッド１１０の下部が球面孔１１７と下部球体部１１０Ａとからなる、他方の球状回転体に支持される。
【００３６】
球面軸受１１４は、孔１７に対する取り付け易さを考慮して上軸受１２６及び下軸受１２８から構成される。また、上軸受１２６及び下軸受１２８は、孔１７に装着された上軸受１２６に、ロッド下部支持体１１８の球体１１６を押し付けた後、上軸受１２６に形成された雌ねじ部１２７に、下軸受１２８に形成された雄ねじ部１２９を螺合させることにより、孔１７に取り付けられる。また、このときに球体１１６が上軸受１２６と下軸受１２８とに挟持されるので、ロッド下部支持体１１８は球面軸受１１４に首振り自在に支持され、そして、ロッド下部支持体１１８の球面孔１１７に対し、ロッド１１０の下部球体部１１０Ａが首振り自在に支持される（二重の球状回転体の作用）。したがって、ロッド下部支持体１１８と下部球体部１１０Ａとは、互いに独立して、回動可能である。
【００３７】
また、このロッド下部支持体１１８の雌ねじ部１２０に、図１４の如くロッド上部支持体１２４の雄ねじ部１２２が螺入される。これにより、ロッド１１０、１１０がリング状箍部材１６に取り付けられたジョイント１１２を介して連結され、雌ねじ部１２０に対する雄ねじ１２２の螺入量を調節することにより、ロッド１１０、１１０に与えられる張力を調節することができる。なお、ロッド下部支持体１１８へのロッド１１０の取り付けは、例えば、上部係合部１１０Ｂが形成されていないロッド１１０をロッド下部支持体１１８の下方から球面孔１１７に挿通した後、ロッド上部支持体１２４の貫通孔１２３に挿通し、その後に上部係合部１１０Ｂを形成すればよい。また、上部係合部１１０Ｂを形成することに代えて、貫通孔１２３にロッド１１０を挿通した後に、ボルトによりロッド１１０上部とロッド上部支持体１２４とを固定してもよい。同様に、ロッド１１０をロッド下部支持体１１８に挿通した後に、下部球体部１１０Ａを設けてもよい。
【００３８】
このように構成されたリング状箍部材１６の連結部材によれば、上下に配設されるロッド１１０、１１０を一直線に配設できない場合や、リング状箍部材１６の取付誤差等に起因して、上下に位置するリング状箍部材１６、１６の各孔１７、１７の位置がズレた場合にも、そのズレは二重の球状回転体の追従動作によって吸収されるので、上下に位置するリング状箍部材１６、１６を問題なく連結できる。
【００３９】
また、二重の球状回転体の追従動作によって、ロッド１１０をドーム形状に沿った傾斜角度に容易に斜設することができる。また、二重の球状回転体により、リング状箍部材１６はその連結位置において回転方向に拘束されないので、局部的な応力の発生を防ぎ、リング状箍部材１６の強度的な性能が向上する。同様に、ロッド１１０に曲げが生じないため、ロッド１１０を比較的細い形状とすることもできる。更に、リング状箍部材１６に変位が後発的に生じても、二重の球状回転体の追従動作によって、その変位を吸収できる。
【００４０】
実施の形態では、構造部材としてリング状箍部材１６を例示したが、これに限定されるものではなく、構造物を構成する梁部材同士の連結においても、実施の形態の連結部材を使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】ドーム型構造体の縦断面図
【図２】図１に示したドーム型構造体の内観図
【図３】図１に示したドーム型構造体の骨組を模式的に示した斜視図
【図４】ケーブルにリング状箍部材を連結する連結部材の正面図
【図５】図４に示した連結部材を５−５から見た矢視図
【図６】図４に示した連結部材の組立斜視図
【図７】図４に示した連結部材のクランプ部材端部を示した要部拡大図
【図８】ケーブルに対するリング状箍部材の第１連結例を示した模式図
【図９】ケーブルに対するリング状箍部材の第２連結例を示した模式図
【図１０】ケーブルに対するリング状箍部材の第３連結例を示した模式図
【図１１】ガラス板をリング状箍部材に支持させる支持部材の斜視図
【図１２】図１１に示した支持部材の断面図
【図１３】上下に位置するリング状箍部材の支持用ロッドの組立断面図
【図１４】図１３に示したロッドの組立断面図
【符号の説明】
【００４２】
１０…構造体、１２…ガラス板、１３、１７、４４、４８、５４…孔、１４…ドーム型建築物、１６…リング状箍部材、１８、１８Ａ、１８Ｂ…ケーブル、２０…ネット部材、２２…支柱、２４…構造体基礎部、３０…連結部材、３２…ねじ棒、３４…受部材、３６…第１のクランプ部材、３８…第２のクランプ部材、４０…第３のクランプ部材、４２、４６、５０、５２、６２…溝、５６…ワッシャ、５８…ナット、６０…スペーサ、６４…両端部、７０…支持部材、７２、７４、７６、７８…ロッド状部材、８０、８２…軸受、８３、８６…ピン、８４…軸受部、８８、９８、１０４…ねじ孔、９０、１００、１０６、１２０、１２２、１２７、１２９…雄ねじ部、９２、９６、１０８、１１６…球体、９４…空洞部、１０２…球体開口、１１０…ロッド、１１０Ａ…下部球体部、１１０Ｂ…上部係合部、１１２…ジョイント、１１４…球面軸受、１１７…球面孔、１１８…ロッド下部支持体、１２３…貫通孔、１２４…ロッド上部支持体、１２６…上軸受、１２８…下軸受
【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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