(57)【要約】【課題】本発明は、より細くて軽い構成部材を用いて構造を必要最小限とするとともにトラス又はラーメン構造の構造体と同等の剛性を備えた構造体及びガラス板支持構造を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の構造体１０によれば、筒状に組まれたネット部材２０に複数のリング状箍部材１６、１６…を連結してなる略樽型の一体型構造体であり、構造的に高剛性を有するとともに互助作用を有している。したがって、実施の形態の構造体１０は、多数本の鋼材によるトラス又はラーメン構造の構造体と比較し、より細くて軽量な構成部材を用いながら同等の剛性を得ることができる。また、この構造体１０に支持部材７０を介してガラス板１２が支持されたガラス板支持構造によれば、全体として透明感の高い建築物を提供できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本の線材によって立体形状に組まれた線材ネット部材に、略円形又は多角形に形成されたリング状箍部材が所定の間隔をもって連結されてなる線材とリング状箍部材の構造体。
【請求項２】
前記構造体の上部及び下部が固定構造物によって支持されることによりドーム型に構成されたことを特徴とする請求項１に記載の線材とリング状箍部材の構造体。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のリング状箍部材の構造体によってガラス板が支持されてなることを特徴とするガラス板支持構造。
【請求項４】
前記ガラス板は、前記リング状箍部材に支持部材を介して支持されていることを特徴とする請求項３に記載のガラス板支持構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は構造体に係り、特に建築物の壁面を構成するガラス板を支持するために好適な構造体及びガラス板支持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の建築物では、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の骨組みは、トラス又はラーメン構造の構造体であり、また、ガラス板同士の連結構法は、ＤＰＧ（Dot Point Glazing ）と称される点支持構法が採用されている。
【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】
しかしながら、前記非特許文献２の構造体は、鋼材によるトラス又はラーメン構造であるため、鋼材の本数が非常に多くなり、構成部材が大きな建造物になるという問題があった。
【０００５】
本発明は、従来の構造体が有する問題を解決しようとするものであり、より細くて軽い構成部材を用いて構造を必要最小限とするとともにトラス又はラーメン構造の構造体と同等の剛性を備えた線材とリング状箍部材の構造体及びガラス板支持構造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、複数本の線材によって立体形状に組まれた線材ネット部材に、略円形又は多角形に形成されたリング状箍部材が所定の間隔をもって連結されてなることを特徴とする線材とリング状箍部材の構造体を提供する。
【０００７】
本発明によれば、例えば筒状等の立体的な形状を有する骨組み状に組まれた線材ネット部材と複数のリング状箍部材とからなる一体型の構造体は、樽に例えると線材ネット部材が胴部に相当し、この胴部を締める箍がリング状箍部材に相当し、構造的に高剛性を有するとともに互助作用を有している。よって、本発明の構造体は、多数本の鋼材によるトラス又はラーメン構造の構造体と比較し、軽量でありながら同等の剛性を得ることができる。また、所定の張力をもって張設された線材ネット部材にリング状箍部材を連結することによって、強固な剛性を確保でき、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も得ることができる。更に、本発明は、多数本の鋼材からなる従来の構造体と比較して構成部材を細くできるので、構造体にガラス板を支持させたガラス板支持構造の建築物において、透明感が向上する。
【０００８】
また、本発明によれば、前記構造体の上部及び下部を固定構造物によって支持することで、構造体をドーム型に構成することができる。このドーム型の構造体に多数のガラス板を支持部材を介して支持させたガラス板支持構造によれば、全体としてより透明感の高いドーム型建築物を提供できる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る線材とリング状箍部材の構造体によれば、複数本の線材によって、立体形状に組まれた線材ネット部材に、略円形又は多角形に形成されたリング状箍部材を所定の間隔をもって連結して構成したので、多数本の鋼材によるトラス又はラーメン構造の構造体と比較して、より細くて軽量な構成部材を用いながら同等の剛性を得ることができる。
【００１０】
また、本発明に係るガラス板支持構造によれば、リング状箍部材の構造体にガラス板を支持させたので、全体としてより透明感の高い建築物を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下添付図面に従って、本発明に係る線材とリング状箍部材の構造体の好ましい実施の形態について詳説する。
【００１２】
図１は、実施の形態の構造体１０に多数枚のガラス板１２、１２…が配列支持されてなるドーム型建築物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。
【００１３】
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１６、１６…が上下方向に所定の間隔をもって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（線材）１８、１８…によって筒状に組まれたネット部材（線材ネット部材）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（固定構造物）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（固定構造物）２４に埋設された不図示の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。かかる構造により実施の形態の構造体１０は、筒状に組まれたネット部材２０が胴部に相当し、この胴部を締める箍がリング状箍部材１６、１６…に相当する、略樽構造の構造を呈している。なお、リング状箍部材１６の形状は楕円に限定されるものではなく、円形又は矩形状でもよい。また、線材はワイヤロープ等のケーブル１８に限定されるものではなく、ロッド等の直棒状の線材でもよい。
【００１４】
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。
【００１５】
受部材３４は、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リング状箍部材１６に固定されている（本例では、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。また、複数のリング状箍部材１６、１６…は、上下方向（垂直方向）のみならず、斜め方向や水平方向に所定の間隔をもって配置してもよい。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
このように構成された構造体１０によれば、筒状に組まれたネット部材２０に複数のリング状箍部材１６、１６…を連結してなる略樽型の一体型構造体なので、構造的に高剛性を有するとともに構造上の役割を特定的に分担させることができる。したがって、実施の形態の構造体１０は、多数本の鋼材によるトラス又はラーメン構造の構造体と比較し、軽量でありながら同等の剛性を得ることができる。
【００２２】
また、所定の張力をもって張設されたネット部材２０にリング状箍部材１６、１６…を連結しているため、更に強固な剛性を確保でき、風圧等の外力が構造体１０に加わっても変形し難いという形状効果も得ることができる。更に、この構造体１０は、多数本の鋼材からなる従来の構造体と比較して構成部材を細くでき、より透明感を向上させたドーム型建築物１４を提供できる。
【００２３】
また、ケーブル１８にリング状箍部材１６を連結する連結部材３０によれば、ケーブル１８Ａ、１８Ｂの交差部にリング状箍部材１６が固定される位置において、コンパクトに、かつ最小限の部品構成でリング状箍部材１６をケーブル１８に連結することができる。また、ケーブル１８Ａ、１８Ｂの長さと固定位置を適切に設計することにより、ケーブル１８Ａ、１８Ｂへの張力導入作業を、ケーブル１８Ａ、１８Ｂにリング状箍部材１６を連結する作業と同時に行うことができる。
【００２４】
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９、図１０の連結構造においても、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。
【００２５】
ところで、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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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に形成された孔１３に固定されるとともに、孔１３への取り付け易さを考慮して２分割に構成されている。
【００３０】
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。
【００３１】
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に形成された孔１３に固定されている。
【００３２】
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、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。
【００３３】
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、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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
一方、リング状箍部材１６、１６…は、前述のように本例では、所定の幅を有する平板状であるので、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１１０、１１０…（図１１参照）に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。
【００３７】
ロッド１１０は、リング状箍部材１６に設けられた図１１に示すジョイント１１２を介して上下方向に連結される。
【００３８】
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に開口された孔１７に取り付けられる。また、ロッド下部支持体１１８は、球面軸受１１４に支持される球体１１６とロッド１１０の下部係合部１１０Ａが係合される貫通孔１１７とが形成されている。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。
【００３９】
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る。そして、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に与えられる張力が調節される。
【００４０】
また、ジョイント１１２に球面軸受１１４を使用することにより、ロッド１１０がドーム形状に沿った傾斜角度に追従するので、ロッド１１０を容易に斜設することができる。
【００４１】
更に、実施の形態のガラス板支持構造によれば、構成部材が細いリング状箍部材の構造体１０に支持部材７０を介してガラス板１２を支持させたので、全体としてより透明感の高い建築物を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】実施の形態の構造体の縦断面図
【図２】図１に示した構造体の内観図
【図３】図１に示した構造体の模式図
【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】
【００４３】
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…雄ねじ部、９２、９６、１０８、１１６…球体、１０２…球体開口、１１０…ロッド、１１０Ａ…下部係合部、１１０Ｂ…上部係合部、１１２…ジョイント、１１４…球面軸受、１１７、１２３…貫通孔、１１８…ロッド下部支持体、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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