(57)【要約】【課題】  耐荷重性に優れた屋根を構築することができ、また建築現場における施工作業の容易化、安全性の向上および工期の短縮も図れ、しかも、母屋を有しない屋根構造も採用できる垂木連結ユニット、及びそれを用いた屋根構築方法を提供すること。【解決手段】  垂木連結ユニットＵを、垂木部材１・１…と連結板２・２…とから構成すると共に、前記垂木部材１については、トラス弦材11と；このトラス弦材11の上弦材及び下弦材の間に配置される束材、並びに左右の上弦材および左右の下弦材の継目部間に配置される鉛直束材、並びに枠内の対角線上に配置される斜材から成るトラス腹材12と；前記トラス弦材11及びトラス腹材12から構成される枠体両面に張り付けられる補強用合板13・13とから構成し、更に前記垂木部材１のトラス弦材11とトラス腹材12、及び連結板２に、厚さ91mm以下の木板材を使用して構成した。【選択図】  図３
2016138400.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建築物の屋根組を構築するために用いられる垂木連結ユニット(Ｕ)であって、
平行弦トラス構造から成る左右の直線部(Ｓ)(Ｓ)が頂点部(Ｔ)を介して逆Ｖ字型に一体となった合掌形状を成し、更に全体が板状に形成されて板厚方向に所定間隔で並置された垂木部材(１)(１)…と、隣り合う前記垂木部材(１)(１)同士の対向面に固定されて両者を繋ぐ連結板(２)(２)…とから構成される一方、
前記垂木部材(１)は、直線部(Ｓ)に沿って上下に平行に並んだ上弦材(11a)及び下弦材(11b)から成るトラス弦材(11)と；このトラス弦材(11)の上弦材(11a)及び下弦材(11b)の間にこれらと直交するように所定間隔で配置される束材(12a)(12a)…、並びに頂点部(Ｔ)で接合された左右の上弦材(11a)(11a)の継目部および左右の下弦材(11b)(11b)の継目部間に配置される鉛直束材(12b)、並びに前記上弦材(11a)、下弦材(11b)、及び隣り合う束材(12a)(12a)または隣り合う束材(12a)と鉛直束材(12b)によって囲われる枠内の対角線上に配置される斜材(12c)から成るトラス腹材(12)と；前記トラス弦材(11)及びトラス腹材(12)から構成される枠体両面に張り付けられる補強用合板(13)(13)とから成り、
更に前記垂木部材(１)のトラス弦材(11)とトラス腹材(12)、及び連結板(２)に、厚さ91mm以下の木板材が使用されていることを特徴とする垂木連結ユニット。
【請求項２】
垂木部材(１)のトラス弦材(11)とトラス腹材(12)、及び連結板(２)に、厚さ30〜76mmの木板材が使用されていることを特徴とする請求項１記載の垂木連結ユニット。
【請求項３】
垂木部材(１)の頂点部(Ｔ)において、トラス腹材(12)の斜材(12c)(12c)が、上弦材(11a)、下弦材(11b)、及び隣り合う束材(12a)と鉛直束材(12b)によって囲われる枠内の２本の対角線上に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の垂木連結ユニット。
【請求項４】
連結板(２)が、所定間隔で配置されたトラス腹材(12)の束材(12a)(12a)…の位置に合わせて垂木部材(１)の補強用合板(13)(13)上に取着されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一つに記載の垂木連結ユニット。
【請求項５】
垂木部材(１)の頂点下部において、左右の下弦材(11b)(11b)間に配置される横架材(14a)と、この横架材(14a)の中央と左右の下弦材(11b)(11b)の継目部間に配置される鉛直材(14b)と、前記横架材(14a)の中央と下弦材(11b)(11b)の間に斜めに配置される左右の方杖材(14c)(14c)とから構成される補強トラス部(14)が設けられ、この補強トラス部(14)の両面にも補強用合板(13’)(13’)が張り付けられていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一つに記載の垂木連結ユニット。
【請求項６】
請求項１記載の垂木連結ユニットを運搬可能な大きさで複数作製した後、これらの垂木連結ユニット(Ｕ)(Ｕ)…を軒桁(Ｎ)(Ｎ)上に端側から順次設置し、更に隣接配置した垂木連結ユニット(Ｕ)(Ｕ)の隣り合う垂木部材(１)(１)同士の対向面に連結板(２)(２)を固定して垂木連結ユニット(Ｕ)(Ｕ)同士を連結することを特徴とする垂木連結ユニットを用いた屋根構築方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、屋根構築部材及び屋根構築方法の改良、詳しくは、耐荷重性に優れた屋根を構築することができ、また建築現場における施工作業の容易化、安全性の向上および工期の短縮も図れ、しかも、母屋を有しない屋根構造も採用できる垂木連結ユニット、及びそれを用いた屋根構築方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
周知のとおり、代表的な木造建築構法である木造枠組壁構法において、小屋組みを構築する際には、プレカットした構造材を現場に持ち込んで組み立てるのが一般的であるが、現場で大量の構造材の組み立てる作業は時間がかかるだけでなく、高所での危険な作業を伴うため、施行作業の効率性や安全性の面で問題がある。
【０００３】
そこで、本件発明者は、以前に屋根形状に応じた垂木連結ユニット(逆Ｖ字型の垂木部材を複数並べて連結したもの)を予め工場で製造する方法を開発し(特許文献１参照)、これによって、現場で垂木連結ユニットをクレーンで吊り上げ、軒桁上に並べて設置するだけで簡単に屋根組みの施工を行えるようになった。
【０００４】
しかしながら、上記垂木連結ユニットに関しては、頂点下部に三角型の補強トラス部を形成していたものの、直線部分が一枚の木板材から構成されていたため、強度が充分とはいえなかった。そのため、上記従来技術では、小屋梁上に母屋束を立ててその上に設置した母屋上に垂木連結ユニットの補強トラス部を載置する必要があった。
【０００５】
一方、従来においては、逆Ｖ字型の垂木部材を、角材を梯子状に組んで成る枠体と、この枠体両面に張り付けられた合板とから構成する技術も公知となっているが(特許文献２参照)、この技術に関しては、枠体がトラス構造を成していなかったため、板材を用いて枠体を構成すると充分な強度を得られなかった。
【０００６】
また、上記角材を用いた垂木部材は、垂木部材一つ当たりの重量が大きかったため、屋根構造材の総重量が過大にならないように、垂木部材同士の間隔を大きく空ける必要があった。そのため、複数の垂木部材をトラック等に載る大きさで予め連結しておくことができず、現場の建築物上で組み立てる必要があった。
【０００７】
しかも、上記従来技術では、垂木部材同士の間隔を通常よりも大きく空ける必要があったため、野地板を張り付ける際にビス等を打ち込む箇所が少なくなり、野地板を垂木部材にしっかりと固定することができなかった。加えて、上記従来技術では、垂木部材の重量が大きかったため、軒桁に対する垂木部材の固定も強固に行う必要があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１１−１０６１９１号公報
【特許文献２】特許第４６１４１５１号公報（[0028]〜[0030],図６〜図８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、従来技術に上記問題があったことに鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、耐荷重性に優れた屋根を構築することができ、また建築現場における施工作業の容易化、安全性の向上および工期の短縮も図れ、しかも、母屋を有しない屋根構造も採用できる垂木連結ユニット、及びそれを用いた屋根構築方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者が上記技術的課題を解決するために採用した手段を、添付図面を参照して説明すれば、次のとおりである。
【００１１】
即ち、本発明は、建築物の屋根組を構築するために用いられる垂木連結ユニットＵを、平行弦トラス構造から成る左右の直線部Ｓ・Ｓが頂点部Ｔを介して逆Ｖ字型に一体となった合掌形状を成し、更に全体が板状に形成されて板厚方向に所定間隔で並置された垂木部材１・１…と、隣り合う前記垂木部材１・１同士の対向面に固定されて両者を繋ぐ連結板２・２…とから構成する一方、
前記垂木部材１については、直線部Ｓに沿って上下に平行に並んだ上弦材11a及び下弦材11bから成るトラス弦材11と；このトラス弦材11の上弦材11a及び下弦材11bの間にこれらと直交するように所定間隔で配置される束材12a・12a…、並びに頂点部Ｔで接合された左右の上弦材11a・11aの継目部(近傍部位を含む)および左右の下弦材11b・11bの継目部(近傍部位を含む)間に配置される鉛直束材12b、並びに前記上弦材11a、下弦材11b、及び隣り合う束材12a・12aまたは隣り合う束材12aと鉛直束材12bによって囲われる枠内の対角線上に配置される斜材12cから成るトラス腹材12と；前記トラス弦材11及びトラス腹材12から構成される枠体両面に張り付けられる補強用合板13・13とから構成し、
更に前記垂木部材１のトラス弦材11とトラス腹材12、及び連結板２に、厚さ91mm以下の木板材を使用した点に特徴がある。
【００１２】
また、上記垂木部材１のトラス弦材11とトラス腹材12、及び連結板２については、重量と強度のバランスを考慮して、厚さ30〜76mmの木板材を使用するのが好ましい。
【００１３】
また更に、上記垂木部材１の頂点部Ｔにおいて、トラス腹材12の斜材12c・12cを、上弦材11a、下弦材11b、及び隣り合う束材12aと鉛直束材12bによって囲われる枠内の２本の対角線上に配置することによって、垂木部材１の頂点部Ｔの強度を高めることができる。
【００１４】
そして更に、上記連結板２については、トラス腹材12の束材12a・12a…によって固定部分にかかる負荷を吸収できるように、所定間隔で配置された束材12a・12a…の位置に合わせて垂木部材１上に取着するのが好ましい。
【００１５】
また特に、上記垂木連結ユニットＵを大型に構築する場合には、垂木部材１の頂点下部において、左右の下弦材11b・11b…間に配置される横架材14aと、この横架材14aの中央と左右の下弦材11b・11bの継目部間に配置される鉛直材14bと、前記横架材14aの中央と下弦材11b・11bの間に斜めに配置される左右の方杖材14c・14cとから構成される補強トラス部14を設け、この補強トラス部14の両面にも補強用合板13’・13’を張り付けて構成することで、垂木連結ユニットＵの頂点部Ｔの強度を確保することができる。
【００１６】
一方、上記垂木連結ユニットを用いて屋根を構築する場合には、垂木連結ユニットＵを運搬可能な大きさで複数作製した後、これらの垂木連結ユニットＵ・Ｕ…を軒桁Ｎ・Ｎ上に端側から順次設置し、更に隣接配置した垂木連結ユニットＵ・Ｕの隣り合う垂木部材１・１同士の対向面に連結板２・２を固定して垂木連結ユニットＵ・Ｕ同士を連結することにより効率的な施工が行える。
【発明の効果】
【００１７】
本発明では、複数の垂木部材を連結板で繋いで構成した垂木連結ユニットにおいて、各垂木部材を、平行弦トラス構造から成る枠体両面に補強用合板を張り付けて構成し、更にトラス弦材やトラス腹材に厚さ91mm以下の板材を使用したことにより、垂木部材同士の間隔を狭めて垂木部材を高密度に配置することが可能となる。
【００１８】
また、本発明の垂木連結ユニットは、上記平行弦トラス構造により従来よりも強度が増しているため、母屋を有しない屋根構造にも問題なく使用することができる。しかも、本発明では、予めプレカット工場等で作製した垂木連結ユニットをクレーン等で軒桁上に設置するだけで、耐荷重性に優れた屋根を簡単に構築できる。
【００１９】
また更に、本発明の垂木連結ユニットは、垂木部材単体の重量はそれほど大きくならないため、軒桁等に対する据え付け作業も簡単に行える。そしてまた、野地板の張り付け作業に関しても、垂木部材が高密度に配置されているため、野地板全体に止着部材を打ち込んで垂木部材にしっかりと固定することができる。
【００２０】
他方また、本発明の垂木連結ユニットは、安価な木板材と合板から作製しているため、製造コストも抑えられる。特に垂木部材同士を繋ぐ連結板については、垂木部材のトラス弦材やトラス腹材の切れ端を利用することができるため、材料となる木材を効率的に使用して材料費を抑制できる。
【００２１】
以上のように、本発明によって、積雪等の大きな負荷にも耐え得る頑丈な屋組を構築できるだけでなく、屋根の施工作業の容易化、安全性の向上および工期の短縮を図れ、しかも、材料コストも抑えられる垂木連結ユニットを提供できることから、本発明の実用的価値は頗る高い。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施例１における垂木連結ユニットを構成する垂木部材を表わす全体斜視図及びＸ−Ｘ’断面図である。
【図２】本発明の実施例１における垂木連結ユニットを構成する垂木部材の構造を表わす分解斜視図である。
【図３】本発明の実施例１における垂木連結ユニット及びその設置状態を表わす斜視図である。
【図４】本発明の実施例１における垂木連結ユニット及びその設置状態を表わす正面図である。
【図５】本発明の実施例２における垂木連結ユニット及びその設置状態を表わす全体正面図である。
【図６】本発明の実施例２における垂木連結ユニットを構成する垂木部材の構造を表わす分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
『実施例１』
本発明の実施例１を、図１から図４に基いて以下に説明する。ちなみに同図において、符号１で指示するものは、木製の垂木部材であり、符号２で指示するものは、同じく木製の連結板である。また符号Ｕで指示するものは、垂木部材および連結板から構成される垂木連結ユニットである。
【００２４】
[垂木部材の構成]
まず垂木部材１の構成について説明すると、本実施例では、垂木部材１の全体形状を、図１に示すように木板材から構成された薄型の板状とし、更に左右の直線部Ｓ・Ｓが頂点部Ｔを介して逆Ｖ字型に一体となった合掌形状としている。なお、垂木部材１の左右の直線部Ｓ・Ｓが成す角度は、屋根勾配に応じて自由に設計変更することができる。
【００２５】
また、上記垂木部材１の左右の直線部Ｓ・Ｓは、図１の断面図及び図２に示すように、直線部Ｓに沿って上下に平行に並べて配置される上弦材11a及び下弦材11bを含むトラス弦材11と、これら上弦材11aと下弦材11bの内側に配置される束材12a、鉛直束材12b及び斜材12cを含むトラス腹材12とによって、平行弦トラス構造を成すように形成している。
【００２６】
なお、上記トラス腹材12の内、束材12a・12a…は、トラス弦材11の上弦材11a及び下弦材11bの間に、これらと直交するように所定間隔で配置される部材であり、鉛直束材12bは、頂点部Ｔで接合された左右の上弦材11a・11aの継目部および左右の下弦材11b・11bの継目部付近に配置される部材である。
【００２７】
また、上記トラス腹材12の斜材12cは、束材12a・12a…、鉛直束材12b、上弦材11a、下弦材11b、及び隣り合う束材12a・12aによって囲われる直線部Ｓの矩形枠内の対角線上、並びに束材12a・12a…、鉛直束材12b、上弦材11a、下弦材11b、及び隣り合う束材12aと鉛直束材12bによって囲われる頂点部Ｔの台形枠内の対角線上に配置される部材である。
【００２８】
また本実施例では、上記垂木部材１の頂点部Ｔにおいて、トラス腹材12の斜材12c・12cを、台形枠内の２本の対角線上に交差するように配置することによって、矩形枠内の１本の対角線上にのみ斜材12cを配置した直線部Ｓよりも頂点部Ｔの強度が大きくなるようにしている。
【００２９】
そしてまた、本実施例においては、上記垂木部材１を構成するトラス弦材11とトラス腹材12に、厚さ91mm(3寸程度)以下の木板材を使用しているが、垂木部材１の強度を確保しつつ、より薄型に形成するために、厚さ30〜76mm(1〜2寸程度)のものを使用するのがより好ましい。
【００３０】
そして更に、上記トラス弦材11及びトラス腹材12から構成した平行弦トラス構造の枠体には、図１の断面図及び図２に示すように、補強用合板13・13を両面に張り付けて垂木部材１を構成している。なお本実施例では、補強用合板13に安価で耐久性に優れた構造用合板を使用している。
【００３１】
また本実施例では、上記補強用合板13・13の張り付けを、補強用合板13の外側から内側のトラス弦材11やトラス腹材12に対し釘やビス等の止着部材を打ち込んで行っている(図示せず)。また更に、頂点部Ｔに張り付ける補強用合板13の形状を、Ｖ型または三角型とすることにより、左右のトラス弦材11・11の継ぎ板の機能を発揮させることができる。
【００３２】
[垂木連結ユニットの構成]
次に上記垂木部材１を用いた垂木連結ユニットＵの構成について説明する。本実施例では、図３に示すように、複数の垂木部材１・１…を板厚方向に所定間隔で起立させて並置し、更に隣り合う垂木部材１・１同士の対向面に複数の連結板２・２…を固定して両者を繋ぐことにより、複数の垂木部材１・１…が一体となった垂木連結ユニットＵを作製している。
【００３３】
また本実施例では、上記垂木部材１・１に対する連結板２の取り付けを、ビスや釘等の止着部材で行っているが(図示せず)、トラス腹材12の束材12a・12a…によって連結板２の固定部分にかかる負荷を吸収できるように、所定間隔で配置された束材12a・12a…の位置に合わせて連結板２を垂木部材１上に取着するのが好ましい。
【００３４】
また本実施例では、垂木部材１の頂点部Ｔに、二本の連結板２を寄せて配置することによって頂点部Ｔの強度を高めている。そしてまた、本実施例では、上記連結板２に厚さ91mm以下の木板材を使用しているが、垂木連結ユニットＵの強度および重量のバランスを考慮して厚さ30〜76mmのものを使用するのがより好ましい。
【００３５】
また更に、本実施例においては、上記連結板２・２…を垂木部材１の上縁側にのみ配置しているが、垂木連結ユニットＵの強度を上げるために、垂木部材１の上縁側と下縁側に連結板２・２をそれぞれ配置することもできる。また、連結板２の上下幅を大きくすることによって、束材12aや鉛直束材12bに連結板２を止着部材で固定することもできる。
【００３６】
そして、上記のように垂木連結ユニットＵを構成したことにより、複数の垂木部材１・１…が一体となった構造体を、予めプレカット工場等で作製することが可能となる。しかも、垂木部材１を薄型化して高密度に配置することで、屋根面の強度を高めることもできる。また、連結板２に、トラス弦材11やトラス腹材12の切れ端を使用すれば、製造コストも安価となる。
【００３７】
[垂木連結ユニットを用いた屋根構築方法]
次に上記垂木連結ユニットＵを用いた屋根構築方法について説明する。まず本実施例では、プレカット工場等において、図３に示すような運搬可能な大きさ(トラック等の荷台に載るサイズ)の垂木連結ユニットＵを複数作製し、これらを建築現場まで移送する。もちろん、垂木連結ユニットＵは必要に応じて現場で組み立てることもできる。
【００３８】
その後、図３及び図４に示すように、クレーン等で垂木連結ユニットＵを吊り上げて、築造中の建築構造体の軒桁Ｎ・Ｎ上に載置し、垂木連結ユニットＵの両端に取り付けた煽止め金具を軒桁Ｎに固定して据え付けを行う。そして、これを端側から順次繰り返して垂木連結ユニットＵ・Ｕ…を桁行方向に並べ、隣接配置した垂木連結ユニットＵ・Ｕの隣り合う垂木部材１・１同士の対向面に、連結板２・２を固定して垂木連結ユニットＵ・Ｕ同士を連結する。
【００３９】
そして、軒桁Ｎ・Ｎ上に垂木連結ユニットＵを設置した後は、図４に示すように垂木連結ユニットＵの上側に野地板Ｂを張り付けて屋根面の施工を行う。これにより、屋根の構築作業を迅速かつ容易に行うことが可能となるため、安全性の向上並びに工期の短縮が図れる。また屋根面の施工時において、垂木部材１・１…が高密度に配置されていることにより、野地板Ｂ・Ｂ…の張り付けも容易に行える。
【００４０】
また、上記垂木連結ユニットＵ・Ｕ同士を軒桁Ｎ・Ｎ上で連結する際、連結板２のビス打ちを容易化するために、隣接する垂木連結ユニットＵ・Ｕの連結板２の固定位置をズラしておくのが望ましい(例えば、一方の垂木連結ユニットＵの連結板２・２…の間に他方の垂木連結ユニットＵの連結板２・２…が配置されるようにする等)。
【００４１】
『実施例２』
次に本発明の実施例２について、図５及び図６に基いて以下に説明する。この実施例２では、前記図中に示すように、垂木部材１の頂点下部において、左右の下弦材11b・11b…間に配置される横架材14aと、この横架材14aの中央と左右の下弦材11b・11bの継目部間に配置される鉛直材14bと、前記横架材14aの中央と下弦材11b・11bの間に斜めに配置される左右の方杖材14c・14cとから構成される補強トラス部14を設けている。
【００４２】
そして、上記補強トラス部14の両面には、三角型の形状を成す補強用合板13’・13’を両面に張り付けている。なお本実施例では、補強用合板13’の外側から内側の横架材14aや鉛直材14b、方杖材14cにビス等の止着部材を打ち込んで補強用合板13’・13'の張り付けを行っており、これにより補強用合板13’が横架材14aや鉛直材14b、方杖材14cを繋ぐ継ぎ板の役割を果たす。
【００４３】
また本実施例では、上記三角型の補強用合板13’・13'を、補強トラス部14よりも一回り大きく形成して、補強用合板13’の外側から左右の下弦材11b・11bに止着部材を打ち込んで固定しているため、補強用合板13’・13'が補強トラス部14と下弦材11b・11bを繋ぐ継ぎ板の役割も果たしている。
【００４４】
また、上記補強トラス部14には、トラス弦材11やトラス腹材12と同じ厚さ91mm以下の木板材を使用しているが、垂木部材１の強度を確保しつつ、より薄型に形成するために、厚さ30〜76mmのものを使用するのがより好ましい。
【００４５】
そして、上記のように垂木連結ユニットＵを構成したことにより、垂木連結ユニットＵを大型化した場合でも、頂点部Ｔの強度を充分に確保することができる。なお、補強トラス部14の各部材に、トラス弦材11やトラス腹材12の切れ端を使用すれば、製造コストが嵩む問題も生じない。
【００４６】
本発明は、概ね上記のように構成されるが、本発明は図示の実施形態に限定されるものでは決してなく、「特許請求の範囲」の記載内において種々の変更が可能であって、例えば、トラス弦材11やトラス腹材12を用いた垂木部材１の平行弦トラス構造については、プラットトラスやハウトラス等、屋根形状に応じて自由に変更することができる。
【００４７】
また、垂木部材１の補強トラス部14の形状についても、単純梁系トラスであれば、キングポストトラスやハウトラス、フィンクトラス、プラットトラス、クイーンポストトラス等、求められる強度に応じて自由に選択することができる。
【００４８】
また更に、垂木部材１の補強トラス部14に張り付ける補強用合板13’については、頂点部Ｔに張り付ける補強用合板13を兼ねた五角形型の形状とすることもできる。また、大型の垂木部材１を作製する際には、トラス弦材11の左右の上弦材11aや下弦材11bを一枚の板材から形成する必要はなく、複数の板材を継いで形成することもでき、上記何れのものも本発明の技術的範囲に属する。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
近年、建築分野においては、従来よりも施工コストを抑制でき、かつ、施工効率も向上できる新しい屋根施工方法の開発が求められている。そのような中で、本発明の垂木連結ユニット及びそれを用いた屋根構築方法は、建築物の屋根組みを効率的に構築できるだけでなく、構造強度の面でも全く問題を生じない有用な技術であるため、その産業上の利用価値は非常に高い。
【符号の説明】
【００５０】
１  垂木部材
11  トラス弦材
11a  上弦材
11b  下弦材
12  トラス腹材
12a  束材
12b  鉛直束材
12c  斜材
13  補強用合板
14  補強トラス部
14a  横架材
14b  鉛直材
14c  方杖材
２  連結板
Ｓ  直線部
Ｔ  頂点部
Ｕ  垂木連結ユニット
Ｎ  軒桁
Ｂ  野地板
【図１】
2016138400.tif 000003
【図２】
2016138400.tif 000004
【図３】
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【図４】
2016138400.tif 000006
【図５】
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【図６】
2016138400.tif 000008