JP2004183477A - 接合金物 - Google Patents

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Abstract

【課題】従来の仕口を形成させて行う木質構造材同士の接合の利点は残しつつ、たとえば、通し柱と胴差しとの接合部分である仕口における横方向からの力に対する強度を飛躍的に高めることができ、しかも従来の木造軸組み工法の施工をそのまま用いることができる接合金物の提供をする。
【解決手段】一方の木質構造材2の側面に穿設されたホゾ穴に他方の木質構造材の端面に設けられたホゾが嵌合される木質軸組工法の接合部に用いられる接合金物1であって、前記ホゾが挿通可能な貫通孔11が穿設され、この貫通孔11を前記ホゾ穴を臨むように前記一方の木質構造材の側面に固定手段によって固着される支持板部10を備えていることを特徴としている。
【選択図】図2

Description

本発明は、木造建築の一般的な工法である木造軸組み工法における仕口部分に用いる接合金物に関する。
高温多湿である日本においては、木造建築が一般的である。また、この木造建築では、木質構造材としての通し柱、管柱などの縦材及び胴差し、桁、梁などの横架材を組み合わせて骨組みを形成する木造軸組み工法が一般に行われている。
上記木造軸組み工法では、縦材及び横架材にホゾやホゾ穴をそれぞれ設け、これらを嵌合させることによって縦材と横架材とを接合するようにしている。
しかし、上記ホゾとホゾ穴の嵌合部分(以下、「仕口」という。)では、ホゾ穴を設けた木質構造材がホゾ穴を設けた部分でその厚みが薄くなり強度的に脆弱なものとなってしまう。
たとえば、通し柱を縦材として使用し、この通し柱にホゾ穴を設け、ホゾが形成された胴差しを横架材として接合させた構造では、地震などにより胴差しが横方向に移動したとき、通し柱が仕口部分で折れてしまうおそれがあり、近年起こった阪神大震災の際も、通し柱が、仕口部分で折れてしまったために、家屋が崩壊したという例が多数見られている。
そこで、木造建築物の耐震性を高める方法として、たとえば、縦材と横架材との接合部分の強化を図るため、鉛直に保持される主構造材の長手方向に沿って所定長さの補強材を当接し、該補強材と前記主構造材を貫通して共通にボルト止めし、少なくとも前記補強材の端面に水平方向の構造材の側部を当接させ、該当接部の一方に設けたダボを他方に形成したダボ孔に嵌入させて結合することによって軸組みすることを特徴とする木造軸組み工法(たとえば、特許文献1等参照)や、柱の少なくとも一側面に沿う金属製の柱支持板と、該柱支持板に横架材を嵌合する受け部を溶接してなる接合金具において、前記柱支持板には柱に固定するためのボルトを挿通するボルト孔を形成し、前記受け部には横架材に固定するためのボルトを挿通するボルト穴を形成したことを特徴とする木造建築用の接合金具(たとえば、特許文献2等参照)を用いる方法が提案されている。
特開平10-299077号公報 特開平11-247298号公報
しかし、特開平10−299077号公報で提案されている木造軸組み工法では、通し柱などの主構造材に横架材を直接嵌合させるのではなく、主構造材の両側面に木質補強材を取り付け主構造材を補強するとともに、この木質補強材の端面に横架材の側部受けさせるようにしているが、このような構造の場合、木質補強材をある程度厚いものにしないと、横架材をしっかりと受けることができない。したがって、十分な接合強度を確保しようとすれば、補強材にかかるコストが嵩張るばかりか、必要とする容積も大きくなりスペースに無駄が生じるという問題がある。
また、特開平11−247298号公報で提案されている木造建築用の接合金具は、通し柱などの主構造材に横架材を嵌合する仕口を形成させるのではなく、その代わりに接合金具を使用するというものであり、主構造材と横架材とは、接合金具を介してボルトで接合するようにしている。したがって、仕口を形成させて接合させる場合に比べて、接合強度が弱くなり、地震などの横方向だけでなく、縦方向に対しての耐性も悪くなってしまうおそれがある。
そこで、本発明は、上記問題を鑑みて、従来の仕口を形成させて行う木質構造材同士の接合の利点は残しつつ、たとえば、通し柱と胴差しとの接合部分である仕口における横方向からの力に対する強度を飛躍的に高めることができ、しかも従来の木造軸組み工法の施工をそのまま用いることができる接合金物の提供を目的としてなされた。
このような目的を達成するために、本発明にかかる接合金物は、一方の木質構造材の側面に穿設されたホゾ穴に他方の木質構造材の端面に設けられたホゾが嵌合される木質軸組工法の接合部に用いられる接合金物であって、前記ホゾが挿通可能な貫通孔が穿設され、この貫通孔を前記ホゾ穴を臨むように前記一方の木質構造材の側面に固定手段によって固着される支持板部を備えていることを特徴とする構成とした。
本発明の接合金物によって接合される木質構造材としては、木造建築に用いられている柱状をしている木製の構造材であれば、特に限定されず、たとえば、通し柱、管柱などの柱として使用される縦材、胴差し、桁、梁などの横架材などが挙げられる。
また、本発明の接合金物の材質は、鋼、ステンレス鋼やメッキ鋼など鉄材のように木材よりも硬質で剛性を備えた金属材料が好ましい。
本発明の接合金物は、支持板部が木質構造材の一側面にのみ取り付けられるだけでなく、板状材が断面視略L字状に折り曲げ形成された直交する2つの支持板部を有するもの、板状材が断面視略コ字形状に折り曲げ形成された木質構造材の3方の面に沿う3つの支持板部を備えたものも含まれる。
貫通孔は、ホゾが挿通可能であれば、特に限定されないが、ホゾ穴と略同じ大きさか、ホゾ穴よりも少し大きめの大きさをしていることが好ましい。すなわち、貫通孔がホゾ穴よりも小さければ、ホゾがホゾ穴に嵌合されず、従来の木造軸組み工法を行うことができなくなってしまう。一方、貫通孔が大きすぎると、支持板の木質構造材に対する補強効果が十分に行えなくなってしまうおそれがある。
固定手段としては、特に限定されないが、たとえば、釘、ボルトなどや接着剤が挙げられるが、釘やボルトを用いる場合、支持板部に予め釘やボルトなどの胴部が挿通可能で、釘やボルトの頭部あるいはナットなどの径より小径の孔を穿設しておくことが好ましい。
さらに、本発明の接合金物においては、接合された他方の木質構造材の側面に添設される胴受けを備えていることが好ましい。
上記胴受けは、木材の1つの側面を受けるように一箇所だけに設けられていても良いし、二箇所以上に設けられていても構わない。
また、胴受けは、胴受け形成部と、この胴受け形成部に直交するように設けられた支持板添設部とを有する断面略L字形をした胴受け形成金具を備え、胴受けが、前記胴受け形成金具の支持板添設部を支持板部の所定位置に固定することによって形成される構成としてもよい。
胴受けに受けられる木質構造材は、ボルトやビスなどによって胴受けに固定できるようにすることが、より接合される木質構造材間の接合を強固にすることが可能となるため好ましい。
さらに、上記のように胴受け形成金具を用いて胴受けを形成する構造の場合、支持板部が選択可能な複数段の胴受け形成金具固定位置を備えていることが好ましい。
また、本発明の接合金物において、支持板部との間で一方の木質構造材を挟むように配置される当て板を有し、支持板部および当て板がその対応する位置にボルトの挿通孔を備えている構成としてもよい。
当て板の材質としては特に限定されないが、支持板と同じように木材よりも硬度の高い金属で形成されていると、より補強効果を高めることができるため好ましい。
また、上記当て板は、その当接する木質構造材の幅よりも狭い幅に形成されていることが好ましい。
すなわち、本発明の接合金物を、たとえば、木造軸組み構造のコーナー部分における通し柱と胴差しとの接合部分における仕口強化を目的として使用した場合、当て板は、通常、木造軸組み構造の外側に配置されることとなる。この場合、当て板の幅が木質構造材よりも狭く形成されていないと、外部から木製パネルを釘などで打ち付ける際に、この接合金物が配置される部分だけ釘などを打ち付けることができなくなるという問題が生じてしまう。
また、ホゾ穴の幅は、木質構造材の幅の半分よりも狭いことが好ましく、また、木質構造材の幅の1/3よりも広いことが好ましい。
すなわち、ホゾ穴の幅が狭すぎると、ホゾを端部に備えた棒状の木材のホゾの幅も狭くしなければならなくなり、これに伴い棒状の木材を保持する力が弱くなってしまうおそれがある。また、ホゾ穴の幅が広すぎると、木質構造材の強度が弱まってしまうおそれがある。
本発明にかかる接合金物は、以上のように構成されているので、支持板部によってホゾ穴が形成された木質構造材の仕口部分を補強できるとともに、貫通孔が設けられているので、接合金物を取り付けた後であっても、ホゾ穴にホゾを嵌合させることが可能でとなり、作業の効率化を図ることもできる。
また、胴受けを備える構造とすれば、上記効果に加え、ホゾとホゾ穴の仕口部分以外の胴受け部分でもホゾが形成されている他方の木質構造材の側面(胴部分)を受けて他方の木質構造材を胴受けを介して接合金物に固定することが可能となる。したがって、接合される木質構造材同士をより確りと強固に固定することが可能となる。
一方、胴受けが、胴受け形成部と、この胴受け形成部に直交するように設けられた支持板添設部とを有する断面略L字形をした胴受け形成金具を備え、胴受けが、前記胴受け形成金具の支持板添設部を支持板部の所定位置に固定することによって形成される構成とすれば、現場施工で胴受形成金具の取り付け位置を変更することができる。
すなわち、胴受けに受けられる木質構造材の太さが場所によって異なる場合にも1種類の接合金物を用意するだけで対応することができる。
また、支持板部が選択可能な複数段の胴受け形成金具固定位置を備えている構成とすれば、現場施工での胴受形成金具の取り付け位置変更作業をより容易かつ迅速に行えるようになる。
さらに、支持板部との間で一方の木質構造材を挟むように配置される当て板を有し、支持板部および当て板がその対応する位置にボルトの挿通孔を備えている構成とすれば、ボルトによって木質構造材を、支持板部と当て板との間でしっかりと挟み込んだ状態で補強でき、より高いレベルの木質構造材の補強が可能となる。
そして、当て板が、その当接する木質構造材の幅よりも狭い幅に形成されている構成とすれば、当て板の両側に木質構造材の露出部が形成され、当て板の上にパネル材を配置させたとき、当て板の両側の露出部に釘を打ち込んでパネル材を木質構造材に固定させることが可能となる。
以下に、本発明を、その実施の形態をあらわす図面を参照しつつ詳しく説明する。
図1は、本発明にかかる接合金物の1実施の形態を、木造軸組み工法における角の通し柱と胴差し(横架材)との仕口の補強に使用した状態を示した斜視図、図2は図1を別の角度から拡大した様子を示した斜視図である。
図1及び図2に示したように、接合金物1は、鉄製の金物本体1aと、当て板1bとを備えている。
金物本体1aは、図1および図2に示したように、貫通孔11を有する2つの支持板部10と、各支持板部10の貫通孔11の上下に設けられた胴受け12とを備えている。
すなわち、2つの支持板部10は、図1および図2に示したように、金属製の板材を断面視略L字形状に折り曲げることによって形成されており、木質構造材としての角柱からなる通し柱2の内側に沿うように取り付けられるようになっていて、各支持板部10の貫通孔11の上下にビス挿通孔101と、ボルト挿通孔102が設けられている。
貫通孔11は、通し柱2に設けられているホゾ穴21と略同じ大きさに形成されており、通し柱2に取り付けた支持板部10の外側からでも、もう一方の木質構造材である胴差し3の端面に設けられているホゾ31が貫通孔11を貫通してホゾ穴21に嵌合できるようになっている。
上下の胴受け12は、図2に示したように、それぞれ胴差し固定用ボルトを挿通させるためのボルト孔121が設けられている。
ビス挿通孔101は、図示していないが、支持板部10を通し柱2に取り付け固定する固定手段としてのビスの胴部を挿通可能になっており、ボルト挿通孔102は、後述する当て板1bを通し柱2の支持板部10との間で挟むように配置した状態で、通し柱2を挟着状態で固定する固定手段としての通しボルト(図示せず)の胴部が挿通可能になっている。
当て板1bは、図2に示したように、通し柱2の幅よりも狭い幅をした金属製の平板形状をしており、支持板部10のボルト挿通孔2に対応する位置に、前述の通しボルトの胴部が挿通可能なボルト挿通孔131を備えている。
すなわち、金物本体1aと、当て板1bとは、当て板1bを支持板部10との間に通し柱2が挟まれるように配置されるとともに、ボルト挿通孔102(あるいはボルト挿通孔131)側から、通し柱2に穿設されてボルト挿通孔(図示せず)を介してボルト挿通孔131(あるいはボルト挿通孔102)に向かって通しボルトを挿通し、通しボルトの先端にナットをねじ込むことによって、通し柱2を間に挟着した状態で固定されるようになっている。
通し柱2は、図1に示したように、木質構造物のコーナー部分の土台4から鉛直方向に立ち上げられており、その途中に後述する胴差し3の端部に設けられたホゾ31を嵌合するホゾ穴21が設けられている。
胴差し3は、図1に示したように、断面視縦長の長方形をした角材にて構成されており、端面にホゾ31が形成されているとともに、ホゾ31をホゾ穴21に嵌合させたとき上下の胴受け12にそれぞれ設けられているボルト孔121に一致するボルト挿入孔30が設けられている。
次に、本実施の形態に示した接合金物1を用いた木造軸組み工法の施工方法について説明する。
(1)厚み3mm〜5mmの長方形の鉄板を四寸角の通し柱2に沿うように断面略L字状に折り曲げて長さ600mm〜700mmの支持板部10部分を形成させるとともに、支持板部10にH字状の切り込みを入れた後、この切り込みをたたき出して、ホゾ穴21の開口部と略同じ大きさをした(50mm×180mm)貫通孔11および胴受け12を形成させる。
(2)図1に示したように、金物本体1aを、木造建築物のコーナー部分に鉛直方向に立てられた通し柱2の内側に位置する二面に、2つの支持板部10がその貫通孔11を通し柱2のホゾ穴21に一致させた状態となるように通し柱2に沿わせる。
(3)図2に示したように、支持板部10との間で通し柱2を挟み込むように、厚み4mm〜6mm、幅50mm前後、長さ600mm〜700mmの鉄板からなる当て板1bを配置して、当て板1bの通しボルト挿通孔131と、支持板部10のボルト挿通孔102との間に通しボルトを挿通させ、両者を固定する。
(4)支持板部10のビス挿通孔101を介して通し柱2にビス(図示せず)を打ち込むかねじ込み、支持板部10を通し柱2にしっかり固定する。
以上の操作を行うことにより、通し柱2に接合金物1が取り付け固定された状態となる。
(5)図1に示したように、胴差し3のホゾ31を、貫通孔11を介してホゾ穴21に嵌合させる。
このとき、胴差し3を受けている胴受け12の上下それぞれに設けられているボルト孔121間を連結するように連結ボルトをボルト挿入孔30を介して取り付ける。
(6)上述した工程を行った後、通常の木質構造物の構築と同様の操作を行い、図3に示したように、外側からパネル板4を釘で打ち付け、一般に行われている軸組み工法と同様の操作で外側仕上げを行う。
以上の操作を行うことにより、木質構造物の構築において、通し柱2に胴差し3が確実に保持固定された状態となる。
接合金物1は、上述したように取り付けることにより、通常、通し柱2のホゾ穴21部分に集中する胴差し3から加えられる横方向(水平方向)からの力を接合金物1の全体で分散するようになっているとともに、通し柱2よりも硬度的に優れている鉄により構成されているため、通し柱2をより効率良く補強することが可能となる。
すなわち、接合金物1は、木造軸組み工法における仕口強化に用いることで、従来であれば、地震などにより住宅の崩壊が生じる程度の大きさの強い力が胴差し3から通し柱2に働いた場合であっても、この力は接合金物1が取り付けられている部分全体に分散されるとともに、鉄板からなる支持板部10が受け止めるため、住宅が崩壊してしまうことを防ぐことができる。
また、接合金物1は、通し柱2に沿わせるようにして金物本体1aと当て板1bとを通しボルトおよびビスで固定するだけの非常に容易な操作で取り付けることができる。
しかも、接合金物1は、胴受け12により上下から胴差し3をそれぞれ通しボルトにより固定するようになっているため、従来行われていたホゾとホゾ穴のみの固定と比べてより強固に胴差し3を通し柱2に固定することができる。
加えて、当て板1bは、取り付けられる通し柱2の幅よりも狭く形成されているため、図3に示したように釘などを打ち付けることが可能なスペースを有し、外壁用のパネル4を釘などで通し柱2に用意に固定させることが可能となる。
図4は、本発明にかかる接合金物の他の実施の態様であって、その木造軸組み工法における角の通し柱と胴差し(横架材)との仕口の補強に使用した状態を示した斜視図、図5はその木質構造材の接合状態の断面図である。
図4に示すように、この接合金物6は、金具本体60が、構造材添設金具61と、胴受け形成金具62、63とから形成されている以外は、上記の接合金物1と同じになっている。
すなわち、構造材添設金具61は、貫通孔61bを有する2つの支持板部61aのみから構成されている。
各支持板部61aは、貫通孔61bの上側に2つの通しボルト挿通孔61cが穿設され、貫通孔61bの下側に5つの通しボルト挿通孔61dが、等ピッチで穿設され、上下の端部にビス挿通孔61eが穿設されている。
胴受け形成金具62,62'は、それぞれ胴受け形成部62aと、この胴受け形成部62aに直交するように設けられた支持板添設部62bとを有する断面略L字形をしている。そして、胴受け形成部62aには、ボルト孔62cが穿設されている。
一方、貫通孔61bの上側に配置される胴受け形成金具62の支持板添設部62bには、支持板部61aの貫通孔61bの上側に穿設された2つの通しボルト挿通孔61cに一致する2つの通しボルト挿通孔62dが穿設されている。
また、貫通孔61bの下側に配置される胴受け形成金具62'の支持板添設部62bには、支持板部61aの貫通孔61bの下側に穿設された5つの通しボルト挿通孔61dと同じピッチで3つの通しボルト挿通孔62eが穿設されている。
そして、この接合金物6は、たとえば、つぎのようにして使用される。
すなわち、まず、図5に示すように、通し柱2の通しボルト7が挿通される位置に、通しボルト7を挿通可能なボルト挿通孔25を穿設したのち、構造材添設金具61の支持板部61aを支持板部61aの貫通孔61bが通し柱2のホゾ穴21に一致するように通し柱2に沿わせ、ビス(図示せず)をビス挿通孔61eにねじ込んで、構造材添設金具61を仮固定する。
つぎに、当て板1b'を支持板部61aとの間で通し柱2を挟み込むように配置するとともに、胴受け形成金具62,62'の支持板添設部62bを、ボルト挿通孔62d,62eが支持板部61aの通しボルト挿通孔61cに一致するように支持板部61aに沿わせた状態で、胴受け形成金具62,62'側あるいは当て板1b'側(本実施の形態では、胴受け形成金具62,62'側)から通しボルト7を挿通し、他方で外部に露出した通しボルト7の先端にナット8をねじ込むことによって、支持板部61aと当て板1b’との間で通し柱2を挟み込むと同時に胴受け形成部62aによって所定の高さ位置に胴受けを形成する。
そして、上記接合金物1と同様に胴差し3のホゾ31を、貫通孔11を介してホゾ穴21に嵌合させ、胴受けとなる胴受け形成部62bにそれぞれに設けられているボルト孔62cのいずれか一方から胴差し3に設けられたボルト挿入孔30を介して他方のボルト孔62cまで連結ボルトを挿入しその先端にナットをねじ込むことによって胴差し3を接合金物6に固定するようになっている。
この接合金物6は、上記のように、金具本体60が、構造材添設金具61と、胴受け形成金具62,62'とから形成され、胴受け形成金具62,62'の支持板添設部62bをそれぞれ支持板部61aに添設状態で固定することによって胴受けが形成されるとともに、構造材添設金具61が、支持板部61aの貫通孔61bの下側に5つの通しボルト挿通孔61dを備えているので、下側の胴受け形成金具62'の固定位置を上下3段階に選択できる。すなわち、下側の胴受けの高さ位置を3段階に変えることができる。したがって、たとえば、1階にガレージを備える住宅などのように、通し柱2間の距離が長いために、強度上胴差し3を太いものにしなければならない部分が一部に存在するような場合、図5に示すように、太い胴差し3を用いる部分では、支持板部61aの下側の3つの通しボルト挿通孔61cを用いて胴受け形成金具62'を固定し、他の部分は、上側の3つ、あるいは中間の3つの通しボルト挿通孔61cを用いて固定すれば、1種類の接合金物6を用意するだけで対応することができ、コストダウンを図ることができる。
勿論、この接合金物6は、上記接合金物1と同様の効果を備えていることは言うまでもない。
なお、本発明にかかる接合金物は、上記実施の形態に限定されない。
たとえば、上記実施の形態において、金物本体1aは、角柱からなるコーナー部分の通し柱2における内側二面を覆うために断面視略L字形状をしていたが、コーナー部分以外の通し柱2の補強に使用する場合などの場合、通し柱2の一面のみ沿うように平板状に形成されていても良い。また、円柱状の柱の補強に使用する場合は、側面の形状に合わせた円弧状に形成されていても良い。
また、本発明にかかる接合金物は、通し柱と胴差しとの接合のみに使用されるわけでもなく、ホゾおよびホゾ穴の仕口部分を備えている木質構造材の接合であれば、他の個所の補強に使用されても構わない。
さらに、上記実施の形態では、通し柱2や、接合金物1の大きさを述べていたが、使用する柱の大きさや材質により、接合金物1の大きさや、厚み、貫通孔11の大きさなどは任意に決めればよく、特に限定されない。
また、上記接合金物6の場合、貫通孔61bの下側に5つの通しボルト挿通孔61cが穿設されていたが、通しボルト挿通孔61cの数は4つでも構わないし、6つ以上でも構わないし、幅方向に2列に並んでいても構わない。さらに、貫通孔の上側の胴受け形成金具の取り付け位置も上下方向に選択可能にしても構わない。
さらに、上記実施の形態では、通しボルトによって胴受け形成金具を固定するようにしているが、溶接等の他の手段で固定するようにしても構わない。
また、上記実施の形態では、胴受け形成金具62,62'が断面略L字形をしていたが、胴受け形成部62aと支持板添設部62bと間に補強のためのステーを設けたような構造にしても構わない。
さらに、上記の実施の形態における構造材添設金具61を当て板に兼用するようにしても構わない。
本発明にかかる接合金物の1実施形態を通し柱に取り付けた様子を示した斜視図である。 図1を別の角度から拡大した様子を示した斜視図である。 木質軸組み工法の外側部分を加工する様子を示した斜視図である。 本発明にかかる接合金物の他の実施の態様であって、その木造軸組み工法における角の通し柱と胴差し(横架材)との仕口の補強に使用した状態を示した斜視図である。 図5の接合金物の木質構造材の接合状態の断面図である。
符号の説明
1,6 接合金物
1a,60 金物本体
1b,1b' 当て板
10,61a 支持板部
11,61b 貫通孔
2 通し柱(木質構造材)
21 ホゾ穴
3 胴差し(木質構造材)
31 ホゾ
7 通しボルト(固定手段)
8 ナット(固定手段)
61 構造材添設金具
61c 通しボルト挿通孔
62,62' 胴受け形成金具
62b 支持板添設部
62d,62e 通しボルト挿通孔

Claims (6)

  1. 一方の木質構造材の側面に穿設されたホゾ穴に他方の木質構造材の端面に設けられたホゾが嵌合される木質軸組工法の接合部に用いられる接合金物であって、
    前記ホゾが挿通可能な貫通孔が穿設され、この貫通孔を前記ホゾ穴を臨むように前記一方の木質構造材の側面に固定手段によって固着される支持板部を備えていることを特徴とする接合金物。
  2. 接合された他方の木質構造材の側面に添設される胴受けを備えている請求項1に記載の接合金物。
  3. 胴受け形成部と、この胴受け形成部に直交するように設けられた支持板添設部とを有する断面略L字形をした胴受け形成金具を備え、胴受けが、前記胴受け形成金具の支持板添設部を支持板部の所定位置に固定することによって形成される請求項2に記載の接合金物。
  4. 支持板部が選択可能な複数段の胴受け形成金具固定位置を備えている請求項3に記載の接合金物。
  5. 支持板部との間で一方の木質構造材を挟むように配置される当て板を有し、支持板部および当て板がその対応する位置にボルトの挿通孔を備えている請求項1〜請求項4のいずれかに記載の接合金物。
  6. 当て板が、その当接する木質構造材の幅よりも狭い幅に形成されている請求項5に記載の接合金物。
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