(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上階梁と一体の垂れ壁と下階梁と一体の腰壁との間に目地間隙を設けた方立て壁であって、
壁の外表面から一部を刳り抜いて垂れ壁と腰壁との間に形成された窪みと、
該窪みの上下端に設けられたダンパー取付金物と、
該ダンパー取付金物の両側に配置して一体に接合する一対の制震ダンパーと
を備え、制振ダンパー及びダンパー取付金物のそれぞれに上下方向に沿ったスリット状で個々の端部が開放する長孔を形成し、これらの長孔に通した高力ボルトによって制振ダンパー及びダンパー取付金物を接合することを特徴とする方立て壁。
【請求項２】
窪みを、下地板で閉鎖することを特徴とする請求項１に記載の方立て壁。
【請求項３】
制震ダンパーの長孔に添え板を当てて、高力ボルトで接合することを特徴とする請求項１または２に記載の方立て壁。
【請求項４】
制震ダンパーが、極低降伏点鋼パネルによる鋼材ダンパーであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の方立て壁。
【請求項５】
プレキャスト垂れ壁とプレキャスト腰壁との間に目地間隙を保持したプレキャスト方立て壁であって、
壁の外表面から一部を刳り抜いて垂れ壁と腰壁との間に形成された窪みと、
該窪みの上下端に設けられたダンパー取付金物と、
該ダンパー取付金物の両側に配置して一体に接合する一対の制震ダンパーと
を予め備え、制振ダンパー及びダンパー取付金物のそれぞれに上下方向に沿ったスリット状で個々の端部が開放する長孔を形成し、これらの長孔に通した高力ボルトによって制振ダンパー及びダンパー取付金物を接合したことを特徴とするプレキャスト方立て壁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、制震ダンパー付方立て壁に関し、特に、建物の構成部材である方立て壁内に制震ダンパーを有効に組み込んだ制震ダンパー付方立て壁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の設計基準だけでは、大きな地震力に対して必ずしも完全でないとの認識から、建物の耐震安全性がクローズアップされてきており、その対策として地震力を大幅に減らすことのできる制震構造が脚光を浴び社会的な関心事になっている。このため、各方面から制震構造に関する提案が数多くなされているが、簡便にしてローコストで、効果的な制震構造は未だに開発されていない状況にある。
【０００３】
これまでは、建物の構造躯体に対して制震装置を付加したものが多く提案されてきており、制震装置を構造材の一部に組み合わせた制震構造が、地震時の層間変形を効果的に減衰装置に伝えることができることと建物として基本的な構成で制震架構を構築できることから広く採用されている。
【０００４】
制震装置を構造材の一部に組み込む形態としては、壁、ブレース、曲げ柱を対象にするのが代表的なものであるが、スパンに亘る壁やブレースは建築計画への制約条件が厳しく意匠上で採用し難いきらいがある。又、曲げ柱は、建築計画の自由度を阻害し難いメリットはあるが、梁や曲げ柱の変形によって層間変位の一部がダンパーの変位になるだけで、制震効果が小さいという問題があった。
特に、コンクリート造（以下、ＲＣ造と略称する）建物では、層間変位が小さいことでダンパーによるエネルギー吸収が小さくなることや、ダンパーまわりの変形に対応した仕上げのためのコストアップが大きいために、制震構造にすることの大きな障害になっていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題点に鑑みてその解決を図るものであり、柱梁から成るフレーム架構内に方立て壁を設け、この中に制震ダンパーを組み込むことで、地震時における応答低減効果の確立が図れる制震ダンパー付方立て壁を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明である方立て壁は、上階梁と一体の垂れ壁と下階梁と一体の腰壁との間に目地間隙を設けた方立て壁であって、壁の外表面から一部を刳り抜いて垂れ壁と腰壁との間に形成された窪みと、該窪みの上下端に設けられたダンパー取付金物と、該ダンパー取付金物の両側に配置して一体に接合する一対の制震ダンパーとを備え、制振ダンパー及びダンパー取付金物のそれぞれに上下方向に沿ったスリット状で個々の端部が開放する長孔を形成し、これらの長孔に通した高力ボルトによって制振ダンパー及びダンパー取付金物を接合することを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明である方立て壁は、上述した請求項１において、窪みを下地板で閉鎖することを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明である方立て壁は、上述した請求項１または２において、制震ダンパーの長孔に添え板を当てて、高力ボルトで接合することを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明である方立て壁は、上述した請求項１〜３のいずれか一つにおいて、制震ダンパーが、極低降伏点鋼パネルによる鋼材ダンパーであることを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明であるプレキャスト方立て壁は、プレキャスト垂れ壁とプレキャスト腰壁との間に目地間隙を保持したプレキャスト方立て壁であって、壁の外表面から一部を刳り抜いて垂れ壁と腰壁との間に形成された窪みと、該窪みの上下端に設けられたダンパー取付金物と、該ダンパー取付金物の両側に配置して一体に接合する一対の制震ダンパーとを予め備え、制振ダンパー及びダンパー取付金物のそれぞれに上下方向に沿ったスリット状で個々の端部が開放する長孔を形成し、これらの長孔に通した高力ボルトによって制振ダンパー及びダンパー取付金物を接合したことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明による制震ダンパー付方立て壁を備えた建物は、基本的に、上階梁と一体の垂れ壁と下階梁と一体の腰壁との間に目地間隙を設けた方立て壁を備えた建物であって、方立て壁の一部を刳り抜いて垂れ壁と腰壁の間に形成された窪みと、窪みの上下端に設けられたダンパー取付金物及びダンパー取付金物に設置する制震ダンパーから構成しており、建築計画上でプランの制約が少なく、ローコスト、短工期で施工できると同時に、建物全体としての耐震安全性の向上を図っている。
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１は、方立て壁に制震ダンパーを組み込んだ状態を説明するための一部を切り欠いた正面図である。
方立て壁１は、上階梁２と一体の垂れ壁３と下階梁４と一体の腰壁５とから構成されており、両壁の間にはシーリングした目地間隙６を設けて互いに分離しているので、水平方向に相対移動が可能になっている。垂れ壁３の下端部分７と腰壁５の上端部分８には、それぞれの壁を刳り抜いて一体の窪み９を形成しており、制震ダンパー１０を窪み９の中に設置している。
【００１６】
制震ダンパー１０は、垂れ壁３に形成された窪み９の上面と、腰壁５に形成された窪み９の底面とに設けられたダンパー取付金物１１、１１’とに結合されており、垂れ壁３にネジ１２等で装着された内壁仕上げ用の下地板１３によって隠蔽されている。下地板１３は、腰壁５とは接合せずに縁切りしており、互いにスライドできる状態になっている。
尚、ダンパー取付金物１１、１１’は、後述するようにアンカー鉄筋で、垂れ壁３と腰壁５に強固に設置されている。
【００１７】
図２は、図１の（ａ）−（ａ）矢視断面図（ａ）と（ｂ）−（ｂ）矢視断面図（ｂ）であり、制震ダンパーの設置状態を示している。
本実施の形態では、制震ダンパー１０として極低降伏点鋼による履歴系の鋼材ダンパーを採用しているので、以下の制震ダンパーは、鋼材ダンパー１５として説明する。
鋼材ダンパー１５を設置するためのダンパー取付金物１１は、Ｈ形に製造されており、ウエブ１７の両側に補強用のリブプレート１８を溶接付けしている。ダンパー取付金物１１は、垂れ壁３に形成された窪み９の上面に、リブプレート１８の面一まで埋設されてアンカー鉄筋で固定されており、同様に、ダンパー取付金物１１’も腰壁５に形成された窪み９の底面に埋設されている。
【００１８】
鋼材ダンパー１５は、極低降伏点鋼１４の両端に取付部１６、１６’を一体に形成している。取付部１６、１６’は、降伏してエネルギー吸収するパネル部よりも幅広の拡張部１９を形成しており、ダンパー取付金物１１、１１’と確実に結合できるように構成している。又、極低降伏点鋼１４の両側にはダンパーリブプレート２０が溶接されていて、極低降伏点鋼１４が面外変形したり、ねじれを生じないように補強してある。
【００１９】
鋼材ダンパー１５は、一般に降伏応力が小さく、１ｍｍ以下の小さな変形でも降伏してエネルギーの吸収ができることから、層間変位が小さい建物にも幅広く適用でき、温度依存性や振動数依存性も無く安定した履歴特性が得られる。
そして、鋼材ダンパーが降伏した状態でも架構の大部分は降伏せずに弾性を保持しており、地震応答解析によっても梁の残留変形は最大変形と比較して充分に小さく、地震後にも建物に有害な残留変形を残さずに機能を維持できるメリットを発揮できる。又、鋼材ダンパーの塑性率が過大な場合や火災、地震の後に鋼材ダンパーの取り替えが求められる場合にも、鋼材ダンパーのみの取り替えで対応できる。
【００２０】
鋼材ダンパー１５の設置については、詳細な説明は後述するが、本実施の形態では、２個の鋼材ダンパー１５がダンパー取付金物１１、１１’のウエブ１７に両側から抱き合わせるように配備されており、高力ボルト２１で結合している。鋼材ダンパー１５の取付部１６、１６’とダンパー取付金物１１、１１’のウエブ１７とは、添え板２２、２３を当てた上から高力ボルト２１で、２面摩擦接合を形成して一体化している。
【００２１】
添え板２２は取付部１６、１６’に当てられ、添え板２３が両側の拡張部１９に当てられているが、これによって、鋼材ダンパーの取付部が添え板によって全域に亘って堅固に固定されることから、鋼材ダンパーの水平移動には無関係になり、極低降伏点鋼１４のせん断降伏機構の形成が明確になる。
【００２２】
図３は、鋼材ダンパーとダンパー取付金物との結合部を詳細に説明するための分解斜視図である。
上述のように、鋼材ダンパー１５とダンパー取付金物１１との結合は、ダンパー取付金物１１のウエブ１７の両側に鋼材ダンパー１５の取付部１６、１６を抱き合わせに接合して、その上から添え板２２、２３を当てて高力ボルト２１で２面摩擦接合状態に締結している。
この際に、高力ボルト２１を通す孔は、図示のようにダンパー取付金物１１のウエブ１７に櫛歯状に形成したスリット状の長孔２４であり、取付部１６に同じく櫛歯状に形成したスリット状の長孔２５である。
【００２３】
これらの長孔２４、２５によって、高力ボルト２１を挟んで鋼材ダンパー１５とダンパー取付金物１１とは、その設定位置を上下方向に移動、調整させることが可能になっている。従って、鋼材ダンパー１５を設定したり、取り替える際には、鋼材ダンパー１５を上方に引き上げることで、窪み９の底面に埋設されているダンパー取付金物１１’のウエブ１７を乗り越えて容易に脱着させることができる。
尚、鋼材ダンパー１５とダンパー取付金物１１との間に、高力ボルト２１によって構成した２面摩擦接合は、水平方向の力に対して互いに機能させており、添え板と共に高力ボルトで一体にして滑りを生じさせないため、ボルト孔として上下方向にスリット状に形成した上記長孔は機能的に何らの問題も発生させるものでない。
【００２４】
次に、鋼材ダンパーの取り外し作業を図４に基づいて説明する。
鋼材ダンパー１５の取り外しは、先ず、鋼材ダンパー１５を隠蔽している内壁仕上げ用の下地板を取り除いて高力ボルト２１を弛めることで行われる。次いで図４（ａ）に示すように、高力ボルト２１からナットと押さえ板２２、２３を除去することで、前面にある片方の鋼材ダンパー１５は容易に撤去できる。
この段階では、ダンパー取付金物１１のウエブ１７に形成した長孔２４は、高力ボルト２１とスリットの上端との間に所定の間隙を残しており、同様に、鋼材ダンパー１５の取付部１６に形成した長孔２５も、高力ボルト２１とスリットの下端との間に所定の間隙を残している。
【００２５】
長孔２４、２５に形成されたスリットによる間隙は、高力ボルトとの関係において、図４（ｂ）に示すように、両間隙がゼロになるまで鋼材ダンパー１５を上方に持ち上げると、鋼材ダンパー１５の下方の取付部１６’がダンパー取付金物１１’のウエブ１７を乗り越えることができるように設定されている。
これによって、方立て壁の窪み９の奥に設置されている鋼材ダンパー１５も、添え板２２、２３と一体のままで容易に取り外し撤去できることになる。
従って、鋼材ダンパーの塑性率が過大になった場合や、火災、地震の後に鋼材ダンパーの取り替えが求められる場合にも、鋼材ダンパーのみの取り替えで簡潔に対応できることになり、建物のメンテナンス面において大きく貢献することになる。
【００２６】
さらに、鋼材ダンパーの取り替え作業は、小さなスペースでも容易に出来ると同時に、取り替え作業は溶接を不要にするボルト接合を取り外すだけのものであるから、火気の配慮が不要になり火災への安全性と施工性の向上を図ることができる。
【００２７】
上記実施の形態では、制震ダンパーとして鋼材ダンパーを採用した場合について説明してきたが、本発明は、これに何ら限定されるものでなく、図５に概略的断面図で示すように、粘弾性材３１を用いた粘弾性ダンパー３０等の他の制震ダンパーであっても当然に採用可能である。
即ち、粘弾性ダンパー３０は、鋼材ダンパー１５の場合と同様に、垂れ壁３と腰壁５の端部に一体に形成されている窪み９に設置されるものであり、窪み９は、垂れ壁３にネジ１２で装着された内壁仕上げ用の下地板１３によって隠蔽されることで、容易に適用することが出来る。
このように、方立て壁の中に形成した制震ダンパーとダンパー取付金物との結合状態を、本発明のように構成することによって、上記以外の各種制震ダンパーにおいても、それぞれの制震ダンパーの特性を効率的に発揮できる建物を構築できることは明らかである。
【００２８】
上述のように、本発明による制震ダンパー付方立て壁を備えた建物は、見つけ幅の小さい方立て壁のみの配置によって架構を構成しており、建築計画上で必要になる通路開口や設備計画で必要なダクトスペース等を確保することが出来るので、建物のプラン上の制約を大幅に低減することができる。さらに、制震ダンパーとして極低降伏点鋼による履歴系の鋼材ダンパーを採用する場合には、層間変位が小さくても極低降伏点鋼の降伏による履歴吸収エネルギーが大きいので、地震力が低減されて耐震安全性が向上し、地震時の加速度も低減されることから建物内の什器や備品、設備機器の損傷を防止できるものである。
【００２９】
上記実施の形態では、制震ダンパーの設置を、建物における通常の施工方法で行われるものとして説明してきた。しかし、本発明による制震ダンパー付方立て壁を備えた建物は、方立て壁の中に制震ダンパーを収納設置することを特徴にしているところから、その施工法においても種々の展開が可能になっている。
以下に、その施工方法について実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００３０】
図６には、本発明による制震ダンパー付方立て壁をＰＣ化して新築建物に施工する方法を示している。
図６（ａ）は、本発明による制震ダンパー付ＰＣ方立て壁を示す斜視図である。
制震ダンパー付ＰＣ方立て壁４０は、工場において予め製造するものであり、最初に所定形状の垂れ壁４３と腰壁４５が、適宜の配筋と型枠によるコンクリートの打設によって製造されている。垂れ壁４３と腰壁４５とには、目地間隙４６を保持しながら一体に形成される窪み４９のための切り込みが形成されており、切り込み側面に鋼材ダンパー１５を結合するためのダンパー取付金物が埋設されている。この際に、壁筋４２を予め垂れ壁４３に設置しておくか否かは状況に応じて適宜選択できる。
制震ダンパー付ＰＣ方立て壁４０は、上記の垂れ壁４３と腰壁４５との間に目地間隙４６を保持しながら、鋼材ダンパー１５を両壁のダンパー取付金物に結合することによって、一体に組み立てられている。
【００３１】
図６（ｂ）は、制震ダンパー付ＰＣ方立て壁を現場において上下階の梁に取り付ける施工状態を示している。
施工現場に搬入された制震ダンパー付ＰＣ方立て壁４０は、上下階の梁２、４の間で規定された位置に配置される。次いで、上階梁２と垂れ壁４３とが壁筋４２を梁内にアンカーすることで一体化を図り、下階梁４と腰壁４５とは後からグラウトするスリーブジョイント４７によって、本体構造と一体に架構される。これによって、上下階の梁間には制震ダンパー１５が設置された状態が構成される。
その後、目地間隙４６に所定のシーリング処理を施し、制震ダンパー付ＰＣ方立て壁４０には、目地部での可動を配慮した内外装仕上げを施工することによって鋼材ダンパー付ＰＣ方立て壁の取付を完了する。
【００３２】
図７には、本発明による制震ダンパー付方立て壁を既存の建物に施工する方法を示している。
本実施の形態では、最初に図７（ａ）に示すように、上下階の既存梁２、４の所定位置にケミカルアンカー５２を設け、新規に設ける方立て壁（垂れ壁、腰壁）内の所定位置にアンカー鉄筋５３を配置する。
次いで、図７（ｂ）に示すように、壁筋５４を配筋し、鋼材ダンパー１５及びダンパー取付金物１１、１１’を所定の位置に設置する。この際には、鋼材ダンパー１５とダンパー取付金物１１、１１’とを予め高力ボルト２１で一体に結合した状態にして設置する。
型枠で、垂れ壁、腰壁の形状を画成してから、コンクリートを打設することで所望の方立て壁５０を構成するが、以降の目地処理と内外装仕上げの施工は上記実施の形態と同様である。
【００３３】
尚、上記の実施の形態では、垂れ壁と腰壁を同様の施工法で構築する場合を説明しているが、垂れ壁と腰壁の内一方の壁をＰＣ化し、他方の壁を現場打ちコンクリートにすることも可能である。このケースでは、図７で示した既存の建物に制震ダンパー付方立て壁を新設する場合には、腰壁をＰＣ化し、垂れ壁を現場打ちコンクリートにすることが効果的である。
【００３４】
以上、本発明を実施の形態に基づいて詳細に説明してきたが、本発明による制震ダンパー付方立て壁を備えた建物は、基本的に、上階梁と一体の垂れ壁と下階梁と一体の腰壁との間に目地間隙を設けた方立て壁を備えた建物であって、壁の一部を刳り抜いて垂れ壁と腰壁の間に形成された窪みと、窪みの上下端に設けられたダンパー取付金物及びダンパー取付金物に設置する制震ダンパーから構成されることを特徴としており、これによって、建築計画上でプランの制約が少なく、ローコスト、短工期で施工できると同時に、建物全体としての耐震安全性の向上を図っているものであるから、上記実施の形態に何ら限定されるものでなく、具体例も含めた本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは当然のことである。
【００３５】
【発明の効果】
本発明は、上階梁と一体の垂れ壁と下階梁と一体の腰壁との間に目地間隙を設けた方立て壁を備えた建物であって、壁の一部を刳り抜いて垂れ壁と腰壁の間に形成された窪みと、窪みの上下端に設けられたダンパー取付金物及びダンパー取付金物に設置する制震ダンパーから構成されることを特徴としているので、以下の効果を発揮している。
（１）見つけ幅が小さい方立て壁に制震ダンパーを設置したことから、建築計画上  で必要な通路開口や設備計画で必要なダクトスペースを確保できるので、建築  計画上でプランの制約が少ない。
（２）軸力を負担していない方立て壁に制震ダンパーを設置したことから、制震ダ  ンパーの設置と取り替えが、居住者に負担を掛けることなく、補修工事も少な  くして工期を短縮して施工できる。
（３）方立て壁のみの設置で済むことから、ローコスト、短工期で施工できると同  時に、建物全体としての耐震安全性の向上が図れる。
【００３６】
また、本発明は、窪みを下地板で閉鎖することを特徴としているので、上記効果に加えて、建物の内装仕上げを容易にする効果を発揮している。
【００３７】
また、本発明は、制震ダンパーを、ダンパー取付金物の両側に配置して一体に接合することを特徴としているので、上記効果に加えて、複数の制震ダンパーを見つけ幅の小さい方立て壁の中に効率良く配置できる効果を発揮している。
【００３８】
また、本発明は、制震ダンパーとダンパー取付金物とに設けるボルト孔を、スリット状の長孔にすることを特徴としているので、上記効果に加えて、制震ダンパーを壁の窪みに挿入しての取付け及び窪みからの取外し作業を、狭いスペースにおいて、溶接を使用することなく、ボルトのみの操作で容易に施工できるから、火気への配慮が不要で、施工効率を向上できる効果を発揮している。
【００３９】
また、本発明は、制震ダンパーのボルト孔に添え板を当てて、高力ボルトで接合することを特徴としているので、上記効果に加えて、制震ダンパーのせん断降伏機構を明確に形成して、制震ダンパーの面外変形を確実に拘束する効果を発揮している。
【００４０】
また、本発明は、制震ダンパーが、極低降伏点鋼パネルによる鋼材ダンパーであることを特徴としているので、上記効果に加えて以下のような有効な効果を発揮し、さらにローコストに製造できると共に、層間変位の小さいＳＲＣ、ＲＣ造の建物に対しても有効に機能できる効果を発揮している。
（１）極低降伏点鋼パネルの降伏による履歴吸収エネルギーが大きく、建物に作用  する地震力と加速度が低減されるので、耐震安全性が向上すると共に建物内部  の什器、備品設備機器等の損傷を防止できる。
（２）構造部材の断面が小さくなって、構造区体のコストを低減できる。
（３）温度依存性や振動数依存性が無く、安定した履歴特性が得られる。
（４）極低降伏点鋼パネルの降伏応力が小さいので、大部分の架構は弾性を保持し  ており、地震後の建物に有害な残留変形を残さずに機能を維持できる。
（５）制震ダンパーの取り替えが必要になっても、鋼材ダンパーのみの取り替えで  対応できる。
【００４１】
また、本発明は、ＰＣ垂れ壁とＰＣ腰壁との間に目地間隙を保持したＰＣ方立て壁であって、垂れ壁と腰壁の一部を刳り抜いて一体の窪みを形成し、窪みの上下端に設けたダンパー取付金物に制震ダンパーを予め設置することを特徴としているので、工場での製作によって、現場作業を低減して工期を短縮し、併せて施工の効率化と精度の向上が図れる効果を発揮している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による制震ダンパー付方立て壁の一部を切り欠いた正面図
【図２】図１における（ａ）−（ａ）矢視断面図及び（ｂ）−（ｂ）矢視断面図
【図３】鋼材ダンパーとダンパー取付金物との結合を分解した斜視図
【図４】鋼材ダンパーを方立て壁から取り外す工程図
【図５】制震ダンパーの他の実施形態を示す断面図
【図６】制震ダンパー付ＰＣ方立て壁とそれを用いた取付施工図
【図７】既存建物に対する制震ダンパー付方立て壁の取付施工図
【符号の説明】
１  制震ダンパー付方立て壁、  ２  上階梁、  ３  垂れ壁、  ４  下階梁、
５  腰壁、  ６  目地間隙、  ７  垂れ壁の下端、  ８  腰壁の上端、
９  窪み、  １０  制震ダンパー、  １１、１１’  ダンパー取付金物、
１２  ネジ、  １３  下地板、  １５  鋼材ダンパー、  １６  取付部、
１７  ウエブ、  １８  リブプレート、  １９  拡張部、
２０  ダンパーリブプレート、  ２１  高力ボルト、  ２２、２３  添え板、
２４、２５  スリット状の長孔、
３０  粘弾性ダンパー、  ３１  粘弾性体、
４０  制震ダンパー付ＰＣ方立て壁、  ４２  壁筋、  ４３  垂れ壁、
４５  腰壁、  ４６  目地間隙、  ４７  スリーブジョイント、
４９  窪み、
５０  制震ダンパー付ＰＣ方立て壁、  ５２  ケミカルアンカー、
５３  アンカー鉄筋、  ５４  壁筋、
【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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