(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
折版屋根材（１０）が、交互に連続する山部分（１１）と谷部分（１２）とを備えており、
隣接する折版屋根材（１０）どうしが、山部分（１１）の上面上方に突出するはぜ締め構造（１３）で連結してある屋根に設置される太陽電池モジュール（Ｍ）であって、
太陽電池モジュール（Ｍ）は、折版屋根材（１０）の屋根面で支持されるベース体（１）と、ベース体（１）に装着される電池本体（２）とからなり、
ベース体（１）は、折版屋根材（１０）の山部分（１１）に締結金具（２５）で締結固定される一対の締結壁（３）と、締結壁（３）に連続して上向きに立上がる一対の脚壁（４）と、両脚壁（４）どうしを繋ぐ組付壁（５）とを備えており、
締結壁（３）および脚壁（４）に、はぜ締め構造（１３）を跨ぐ溝（６）が切り欠き形成してあり、
電池本体（２）が、プラスチックフィルム基板（２０）の表面に太陽電池層（２１）を形成してなるフィルム型アモルファス太陽電池で構成されており、
プラスチックフィルム基板（２０）が前記組付壁（５）に貼付固定してある太陽電池モジュール。
【請求項２】
交互に連続する山部分（１１）と谷部分（１２）とを備えた折版屋根材（１０）の表面に太陽電池モジュール（Ｍ）が設置されており、
隣接する折版屋根材（１０）どうしが、山部分（１１）の上方に突出するはぜ締め構造（１３）を介して連結されており、
太陽電池モジュール（Ｍ）は、折版屋根材（１０）で支持されるベース体（１）と、ベース体（１）に装着されるシート状の電池本体（２）とからなり、
ベース体（１）は、折版屋根材（１０）の山部分（１１）に締結金具（２５）で締結固定される一対の締結壁（３）と、締結壁（３）に連続して上向きに立ちあがる一対の脚壁（４）と、両脚壁（４）どうしを繋ぐ組付壁（５）とを備えていて、締結壁（３）および脚壁（４）にはぜ締め構造（１３）を跨ぐ溝（６）が切り欠き形成されており、
締結金具（２５）は、はぜ締め構造（１３）の首部分（１７）を挟持する一対の取付脚（３０）と、締結壁（３）を山部分（１１）と協同して上下に挟持する一対の押え壁（３３）とを備えた金具本体（２６）と、一対の取付脚（３０）を引き寄せ固定するボルト（２７）を含み、
太陽電池モジュール（Ｍ）が複数個の締結金具（２５）で、折版屋根材（１０）の山部分（１１）に直接固定してあることを特徴とする太陽電池モジュールの折版屋根への取り付け構造。
【請求項３】
金具本体（２６）が、一対の取付脚（３０）と、両取付脚（３０）の上部で対向するボルト（２７）用の締結座（３１）と、両締結座（３１）どうしを繋ぐ上壁（３２）と、取付脚（３０）の下部に連続する押え壁（３３）を一体に折り曲げて形成されており、
上壁（３２）の上面に、仮設枠（４０）を受け止め支持する枠受座（４１）とボルト（４２）とが締結固定してある請求項２記載の太陽電池モジュールの折版屋根への取り付け構造。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、屋根設置用の太陽電池モジュールと、太陽電池モジュールの折版屋根用への取り付け構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
屋根上に太陽電池を設置する形態には、表面に太陽電池が一体化してある屋根材を葺きあげる形態と、既存の屋根の上面に太陽電池モジュールを設置する形態（以下、単に据置き型と言う）とがある。据置き型の設置形態においては、屋根上に架台を構築したうえで、その上面に太陽電池モジュールを配置する。折版屋根材で葺きあげた屋根においては、山部と谷部とが交互に連続するので、山部の上面に先の架台と同様の支持枠を組んだうえで、その上面に太陽電池モジュールを配置し、各種の金具で固定している（特許文献１、２、３参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１５５８０３号公報（段落番号０００９、図２、図３）
【特許文献２】特許第３３５２６４７号公報（段落番号００１３、図３）
【特許文献３】特開２００２−２９４９５５号公報（段落番号００５１、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
据置き形の従来の太陽電池モジュールは、殆どが結晶系太陽電池で構成されていて、全体が硬質パネル化されている。そのため個々の太陽電池モジュールの重量が大きいうえ、設置するのに支持枠や取付金具等を多用しなければならない。勢い、太陽電池を設置した後の屋根全体の重量が大きくなり、建物躯体に対する荷重負荷が増加するのを避けられない。また、製造メーカによって太陽電池モジュールの大きさに違いがあり、しかも、太陽電池モジュールの縦横のサイズと折版屋根材の働き幅とが一致しないため、太陽電池モジュールの大きさや、屋根材の働き幅に応じて専用の支持枠や取付金具等を用意する必要があり、太陽電池モジュールの設置コストが嵩む。
【０００５】
太陽電池モジュールを直線列状に、あるいは格子状に設置する場合には、隣接する太陽電池モジュールどうしを繋ぐための連結金具などを別途用意する必要があり、その分だけ設置の手間やコストがさらに増加する。隣接するモジュールどうしの連結を容易化するためのフレームや連結構造を備えている太陽電池モジュールがあるが、その場合でも、連結専用の支持枠や支持レールを用意する必要があり、設置コストや屋根重量が増加するのを避けられない。
【０００６】
本発明の目的は、結晶系の太陽電池モジュールに比べて、構造が簡単で軽量化できるうえ、その設置に要するコストが少なくて済む太陽電池モジュールを提供することにある。本発明の目的は、より簡単な構造で太陽電池モジュールを屋根面に設置でき、従来の設置構造に比べて施工コストを大幅に削減でき、しかも設置構造が簡単な分だけ屋根の全体重量を削減して建物躯体に対する負荷重量を減少できる太陽電池モジュールの折版屋根用への取り付け構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の太陽電池モジュールは、折版屋根材１０が、交互に連続する山部分１１と谷部分１２とを備えており、隣接する折版屋根材１０どうしが、山部分１１の上面上方に突出するはぜ締め構造１３で連結してある屋根に設置される太陽電池モジュールを前提とする。太陽電池モジュールＭは、折版屋根材１０の屋根面で支持されるベース体１と、ベース体１に装着される電池本体２とからなる。ベース体１は、折版屋根材１０の山部分１１に締結金具２５で締結固定される一対の締結壁３と、締結壁３に連続して上向きに立ち上がる一対の脚壁４と、両脚壁４どうしを繋ぐ組付壁５とを備えている。締結壁３および脚壁４に、はぜ締め構造１３を跨ぐ溝６を切り欠き形成する。電池本体２は、プラスチックフィルム基板２０の表面に太陽電池層２１を形成してなるフィルム型アモルファス太陽電池で構成し、プラスチックフィルム基板２０を前記組付壁５に貼付固定する。
【００１０】
本発明に係る太陽電池モジュールの折版屋根への取り付け構造では、交互に連続する山部分１１と谷部分１２とを備えた折版屋根材１０の表面に太陽電池モジュールＭを設置する。隣接する折版屋根材１０どうしは、山部分１１の上方に突出するはぜ締め構造１３を介して連結されている。太陽電池モジュールＭは、折版屋根材１０で支持されるベース体１と、ベース体１に装着されるシート状の電池本体２とからなる。ベース体１は、折版屋根材１０の山部分１１に締結金具２５で締結固定される一対の締結壁３と、締結壁３に連続して上向きに立ちあがる一対の脚壁４と、両脚壁４どうしを繋ぐ組付壁５とを備えていて、締結壁３および脚壁４にはぜ締め構造１３を跨ぐ溝６が切り欠き形成される。締結金具２５は、はぜ締め構造１３の首部分１７を挟持する一対の取付脚３０と、締結壁３を山部分１１と協同して上下に挟持する一対の押え壁３３とを備えた金具本体２６と、一対の取付脚３０を引き寄せ固定するボルト２７を含む。以て、太陽電池モジュールＭが複数個の締結金具２５で、折版屋根材１０の山部分１１に直接固定してあることを特徴とする。
【００１１】
金具本体２６は、一対の取付脚３０と、両取付脚３０の上部で対向するボルト２７用の締結座３１と、両締結座３１どうしを繋ぐ上壁３２と、取付脚３０の下部に連続する押え壁３３を一体に折り曲げて形成する。上壁３２の上面には、仮設枠４０を受け止め支持する枠受座４１とボルト４２とを締結固定する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明においては、折版屋根材１０の屋根面に装着されるベース体１と、フィルム型アモルファス太陽電池からなる電池本体２とで太陽電池モジュールを構成するので、従来の結晶系の太陽電池モジュールに比べてモジュール重量を大幅に軽量化できる。フィルム型アモルファス太陽電池で電池本体２を構成するので、従来の結晶系モジュールに比べて太陽電池モジュールを容易に長尺化でき、その分だけ太陽電池モジュールの生産効率を向上できるうえ、施工の手間を軽減できる。
【００１４】
さらに、締結壁３、脚壁４、組付壁５などでベース体１を構成し、締結壁３を折版屋根材１０の山部分１１に締結金具２５で締結することにより、太陽電池モジュールを折版屋根材１０に直接固定するので、太陽電池モジュールを設置するのに必要な金具や枠体などを最小限化でき、太陽電池モジュールの軽量化と併せて、屋根および建物躯体に対する太陽電池システムの負荷重量を小さくできる。もちろん、金具や枠体などを省略できる分だけ、施工の手間や設置に要するコストを削減できる。
【００１５】
ベース体１の締結壁３および脚壁４に、はぜ締め構造１３を跨ぐ溝６を切り欠き形成した太陽電池モジュールによれば、隣接する折版屋根材１０どうしが、山部分１１の上面上方に突出するはぜ締め構造１３で連結してある屋根において、溝６がはぜ締め構造１３を跨ぐ状態でベース体１を載置することにより、太陽電池モジュールを折版屋根材１０に直接固定できるので、従来の太陽電池モジュールの設置構造において不可欠であった、架台や支持枠、あるいは架台などを固定するための締結金具などを省略して、より簡単な構造で太陽電池モジュールを折版屋根材１０に設置できる。
【００１７】
本発明に係る太陽電池モジュールの取り付け構造では、ベース体１と、ベース体１に装着されるシート状の電池本体２とで太陽電池モジュールＭを構成し、ベース体１を折版屋根材１０の山部分１１に締結金具２５で直接固定するので、従来の結晶系の太陽電池モジュールで構成した太陽電池システムに比べて全体重量を大幅に軽量化できる。
【００１８】
さらに、ベース体１に設けた締結壁３を、はぜ締め構造１３に締結した締結金具２５で折版屋根材１０の山部分１１に対して締結固定して、折版屋根材１０自体を太陽電池モジュールＭ用の架台として利用し、従来のこの種構造において不可欠であった架台や、架台を固定するための金具などを省略するので、太陽電池モジュールＭを設置するのに必要な金具などを最小限化でき、太陽電池モジュールＭの軽量化と併せて、屋根および建物躯体に対する太陽電池システムの負荷重量を小さくできる。もちろん、架台、金具、および枠体などを省略できる分だけ施工の手間や設置コストを大幅に削減できる。
【００１９】
一対の取付脚３０と、締結座３１と、両締結座３１どうしを繋ぐ上壁３２と、取付脚３０の下部に連続する押え壁３３を一体に折り曲げて金具本体２６を形成し、上壁３２の上面に、仮設枠４０を受け止め支持する枠受座４１とボルト４２とを締結固定した太陽電池モジュールの取り付け構造によれば、仮設枠４０を枠受座４１およびボルト４２に組み付けることにより、太陽電池モジュールＭの上面に沿って足場を構築できるので、太陽電池モジュールＭを傷つけることもなく、その部分補修や交換などを行うことができ、太陽電池モジュールＭを設置した後のメンテナンス作業や部材交換作業などを効果的に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
（実施例）  図１ないし図５は本発明に係る太陽電池モジュールと、その折版屋根への取り付け構造の実施例を示す。図５において太陽電池モジュールＭは、ベース体１と、ベース体１に装着される電池本体２とで構成する。ベース体１は、一対の締結壁３と、締結壁３に連続して上向きに立ち上がる一対の脚壁４と、両脚壁４の上端どうしを繋ぐ組付壁５とを一体に備えた横長のパネル体からなり、鋼板をロール成形して、あるいはベンダー成型により形成する。
【００２３】
図３に示すように隣接する折版屋根材１０どうしは、山部分１１の上面上方に突出するはぜ締め構造１３で連結してある。締結壁３および脚壁４に、図５に示すようにはぜ締め構造１３を跨ぐための溝６を一定間隔おきに切り欠き形成する。溝６の隣接ピッチは、横方向に隣接するはぜ締め構造１３の隣接ピッチに一致させる。
【００２５】
図１に示すように、電池本体２は、プラスチックフィルム基板２０の表面に太陽電池層２１を形成したフィルム型のアモルファス太陽電池からなる。フィルム型のアモルファス太陽電池は、ガラス基板の表面に太陽電池層を形成した結晶系太陽電池に比べて、単位面積あたりの重量を軽量化できるうえ、湾曲変形できるので曲面に沿って配置できる特長を有する。因みに、この実施例の電池本体２は、１平方ｍ当り１kgの重量しかなく、従来の結晶系太陽電池に比べて１０分の１にまで軽量化できる。
【００２６】
プラスチックフィルム基板２０は、耐候性、なかでも紫外線によって劣化しにくいプラスチック材、例えばフッ素樹脂などを素材にして形成してあり、その片面に太陽電池層２１をプラズマＣＶＤ法で形成する。電池本体２は、プラスチックフィルム基板２０を先の組付壁５に接着することにより、ベース体１と一体化する。図１における符号２２は接着剤層を示す。
【００２７】
太陽電池モジュールＭの設置例を図１ないし図４に示す。この設置例における折版屋根材１０は、逆台形状の谷部分１２の両端に山部分１１が形成され、山部分１１の端部にはぜ継手１３ａ・１３ｂが折り曲げ形成してある。隣接する折版屋根材１０の山部分１１は、屋根下地に固定したタイトフレーム１５で受け止め支持され、タイトフレーム１５に固定した吊子１６にはぜ継手１３ａ・１３ｂを締め込むことにより、隣接する折版屋根材１０どうしが連結される。
【００２８】
上記のように、隣接する折版屋根材１０どうしが、山部分１１の上方に突出するはぜ締め構造１３を介して連結してある屋根においては、各溝６がはぜ締め構造１３を跨ぐようにしてベース体１を山部分１１の上面に載置し、ベース体１の締結壁３をはぜ締め構造１３に締結した締結金具２５で固定することにより、太陽電池モジュールＭを折版屋根材１０に直接固定する。
【００２９】
図１および図４において締結金具２５は、クリップ状の金具本体２６と、金具本体２６をはぜ締め構造１３に締結するボルト２７およびナット２８で構成する。金具本体２６は、はぜ締め構造１３の首部１７を挟持する一対の取付脚３０と、両取付脚３０の上部で対向するボルト２７用の締結座３１と、両締結座３１の上端どうしを繋ぐ上壁３２と、取付脚３０の下部に連続する押え壁３３を一体に備えており、厚みが２mm強の鋼材を折り曲げて形成する。締結座３１の幅方向中央にはボルト挿通穴が通設され、その両側に外形が涙滴状の補強リブ３４が膨出形成してある（図４参照）。
【００３０】
垂直の締結座３１に連続する一対の取付脚３０は、部分円弧状に形成されて下すぼまり状に折り曲げられており、その下端に押え壁３３が横向きに折り曲げてある。自由状態における締結金具２５は、取付脚３０と押え壁３３との間の屈折部３５の対向間隔が、はぜ締め構造１３の左右幅より僅かに大きく設定してあるが、図１に示すように、対向する締結座３１をボルト２７とナット２８で締め付けて固定した状態では、屈折部３５がはぜ締め構造１３の首部１７を左右に挟持し、押え壁３３が締結壁３を山部１１と協同して上下に挟持固定している。
【００３１】
ボルト２７の引き寄せ締結力を利用して、押え壁３３を締結壁３に強固に押し付けるために、取付脚３０の下半部分に傾斜壁３６を設けている。締結金具２５をはぜ締め構造１３に上方から係止したのちボルト２７を締め付けると、傾斜壁３６がはぜ締め部分の下あご部分に接当し、下あご部分から受ける締め付け反力によって、締結金具２５の全体が徐々に下向きに押し下げられる。その結果、押え壁３３が締結壁３に密着して、溝６に臨む締結壁３を山部分１１およびタイトフレーム１５と協同して強固に挟持固定できる。
【００３２】
同様にして、はぜ締め構造１３とベース体１との交差部分を締結金具２５で締結することにより、左右に長い太陽電池モジュールＭを、屋根の軒棟方向と直交する状態で設置できる。なお、太陽電池モジュールＭの両端は、図２に示すように、山部分１１から片持ち梁状に突出ていてもよい。折版屋根材１０の山部分１１の隣接ピッチやはぜ締め構造１３にもよるが、山部分１１の隣接ピッチが比較的小さい場合には、図３に示すように山部分１１の隣接ピッチの２ピッチ（あるいは３ピッチ）おきに、はぜ締め構造１３とベース体１との交差個所を締結金具２５で締結すればよい。また、隣接するはぜ締め構造１３の隣接ピッチが大きい場合には、はぜ締め構造１３とベース体１との交差個所の全てを締結金具２５で締結するとよい。
【００３３】
太陽電池モジュールＭを、図２に示すように軒棟方向へ隣接して設置する場合には、例えば最下段の太陽電池モジュールＭの軒先側に位置する締結壁３のみを折版屋根材１０に固定したのち、その上方に次段の太陽電池モジュールＭを所定間隔をあけて載置する。そのうえで、上下のベース体１・１の間に露出するはぜ締め構造１３に締結金具２５を締結して、下段のベース体１の棟側に位置する締結壁３と、上段のベース体１の軒先側に位置する締結壁３の両者を、締結金具２５で同時に固定する。
【００３４】
以後、同様にして複数の太陽電池モジュールＭを軒棟方向へ隣接する状態で固定し、さらに横方向へ隣接する状態で設置することにより、図２に示すような合計面積が大きく、発電電力量が大きな太陽光発電システムを構築することができる。図示していないが、個々の太陽電池モジュールＭで発電された電力は、個々のモジュールから導出された出力ケーブルを介して出力調整器へ出力され、そこで電圧を調整したのち交流電流に変換されて商用電源などに供給される。
【００３５】
金具本体２６の上壁３２の上面には、仮設枠４０を支持するための枠受座４１が、上壁３２の内面側から挿通されるボルト４２と、上壁３２の上面側からボルト４２にねじ込まれるナット４３とで締結固定してある。枠受座４１は正方形または円形に切断した鋼板で形成されており、その中央部分にボルト４２用の挿通穴が通設してある。図４に示すように、仮設枠４０はハット形断面のチャンネル材からなり、そのチャンネル溝壁に先のボルト４２を挿通するための挿通穴４４が形成してある。挿通穴４４の隣接ピッチは、横方向のボルト列を構成するボルト４２の隣接ピッチに一致させてある。必要があれば、挿通穴４４の隣接ピッチが、軒棟方向のボルト列を構成するボルト４２の隣接ピッチに一致させてある仮設枠４０も併せて設けることができる。
【００３６】
各挿通穴４４がボルト４２に外嵌する状態で、仮設枠４０を枠受座４１の上面に載置することにより、仮設枠４０を太陽電池モジュールＭと平行に支持でき、あるいは仮設枠４０を太陽電池モジュールＭと直交する状態で支持できる。いずれにしろ、枠受座４１で支持した仮設枠４０を足場とすることにより、既設の太陽電池モジュールＭを踏みつけることなく、そのメンテナンスや、交換作業などを効果的に行うことができる。必要があれば、仮設枠４０の上面に足場パネルを締結してもよい。
【００３７】
上記の実施例では、隣接する折版屋根材１０どうしが丸はぜ構造のはぜ締め構造１３で連結してある場合について説明したが、折版屋根材１０どうしが角はぜ構造のはぜ締め構造１３で連結してある場合には、図６に示す金具本体２６を使用する。角はぜ構造のはぜ締め構造１３では、はぜ締め部分が吊子１６の一側方においてかしめ変形される。そのため、金具本体２６の一方の取付脚３０は、締結座３１に連続して垂直に形成し、他方の取付脚３０に限って傾斜壁３６を形成する。他は先の実施例と同じであるので、同じ部材に同じ符号を付してその説明を省略する。以下の実施例についても同様に扱う。
【００３８】
金具本体２６をボルト２７ではぜ締め構造１３に締結した状態においては、垂直の取付脚３０と傾斜壁３６とではぜ締め構造１３が挟持固定されて、屈曲部３５が首部１７と接当することはない。ボルト２７を完全に締結した状態では、先の実施例と同様に、傾斜壁３６がはぜ締め構造１３の下あご部分から締め付け反力を受けるので、押え壁３３を締結壁３に密着させて、溝６に臨む締結壁３を山部分１１およびタイトフレーム１５と協同して強固に挟持固定できる。
【００４５】
図７および図８にベース体１の変形例を示す。そこでは、ベース体１の締結壁３を壁端縁へ向かって上り傾斜させて、締結壁３と脚壁４との屈曲部３ａが折版屋根材１０の山部分１１で受け止められるようにした。この場合の締結金具２５は、押え壁３３の軒先縁および棟縁に連続して、それぞれへ字状の係止片３７を形成し、締結金具２５をはぜ締め構造１３に締結した状態において、ベース体１の締結壁３を係止片３７で押圧固定できるようにした。この固定状態において、押え壁３３は山部分１１から浮き離れており、屈曲部３ａのみが折版屋根材１０の山部分１１を押圧している。
【００４６】
図９および図１０はベース体１の別の変形例を示す。図９に示すベース体１は、棟側の脚壁４の上下高さを軒先側の脚壁４の上下高さより大きくして、組付壁５を軒先側へ向かって下り傾斜させるようにした。このように、組付壁５が軒先側へ向かって下り傾斜させてあると、屋根の勾配が小さい場合でも、太陽光の電池本体２に対する入射角度を大きくして、太陽電池モジュールＭの発電効率を向上できる。
【００４７】
図１０に示すベース体１は組付壁５を上突湾曲面で形成して、電池本体２を湾曲面に沿って配置できるようにした。
【００４８】
折版屋根材１０によっては、両端の山部分１１の間に複数の谷部分１２と山部分１１を形成することがある。こうした場合には、中間に位置する山部分１１にベース体１の締結壁３をワンサイドボルトで締結することができる。
【００４９】
上記以外に、ベース体１はアルミニウム板材やステンレス板材で形成することができる。溝６ははぜ締め構造１３を跨ぐことが可能であればよく、その形状や溝高さは実施例で説明した構造には限定しない。金具本体２６は、それぞれ取付脚３０と締結座３１と上壁３２と押え壁３３とを一体に備えた一対の金具で構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】太陽電池モジュールの設置構造を示す縦断正面図である。
【図２】太陽電池モジュールの設置例を示す斜視図である。
【図３】折版屋根材と太陽電池モジュールの関係構造を示す縦断正面図である。
【図４】図１におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図５】太陽電池モジュールの斜視図である。
【図６】締結金具の別の実施例を示す縦断正面図である。
【図７】ベース体の別の実施例を示す断面図である。
【図８】締結金具の別の実施例を示す縦断側面図である。
【図９】太陽電池モジュールの別の実施例を示す断面図である。
【図１０】太陽電池モジュールのさらに別の実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１  ベース材
２  電池本体
３  締結壁
４  脚壁
６  溝
２５  締結金具
２６  金具本体
２７  ボルト
３０  取付脚
３１  締結座
３３  押え壁
Ｍ  太陽電池モジュール
【図１】
0004430019.tif 000002
【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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