(57)【要約】      （修正有）【課題】合成樹脂管部材本体の曲がり部を金属製管材にできるだけ近い部分に設けることができるとともに、できるだけ部品点数が少なく、組み立て作業性がよい異種管接合継手を提供する。【解決手段】異種管接合継手Ａであって、合成樹脂管部材１ａが、エルボ構造をした合成樹脂管部材本体１１と一端で外周方向に張り出す鍔部１２とを有し、金属管部材２ａが、一端に雌ねじ筒部を有し、この雌ねじ筒部に隣接して雌ねじ筒部より内側に鍔状に張り出す合成樹脂管部材の受部２１ｃを備え、合成樹脂管部材の一端部が鍔部を受部に当接した状態に雌ねじ筒部内に挿入されるとともに、雄ねじ部３１を有して断面円弧状をした複数の割り筒部材が組み合わされて形成される雄ねじ筒部材が、合成樹脂管部材本体に外嵌された状態で雌ねじ筒部内に雄ねじ部がねじ込まれ、雄ねじ部の端面と受部との間で、鍔部が挟着されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂製管材に接合される合成樹脂管部材と、金属樹脂製管材に接合される金属樹脂製管材とが接続されてなる異種管接合継手であって、
前記合成樹脂管部材が、エルボ構造をした合成樹脂管部材本体とこの合成樹脂管部材本体の一端で外周方向に張り出す鍔部とを有し、
前記金属管部材が、一端に雌ねじ筒部を有し、この雌ねじ筒部に隣接して雌ねじ筒部より内側に鍔状に張り出す合成樹脂管部材の受部を備え、
前記合成樹脂管部材の一端部が前記鍔部を前記受部に当接した状態に前記雌ねじ筒部内に挿入されるとともに、雄ねじ部を有して断面円弧状をした複数の割り筒部材が組み合わされて形成される雄ねじ筒部材が、前記合成樹脂管部材本体に外嵌された状態で前記雌ねじ筒部内に雄ねじ部ねじ込まれ、前記雄ねじ部の端面と前記受部との間で前記鍔部が挟着されていることを特徴とする異種管接合継手。
【請求項２】
合成樹脂管部材本体の他端が他の合成樹脂管材との管端部が挿入され電気融着される受口構造を備えている請求項１に記載の異種管接合継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合成樹脂製管材（ポリエチレン樹脂管等）と金属製管材（金属ネジ接合部等）という異種の管材を相対回転可能に接合する異種管接合継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、水道本管等は、従来の金属製管材から、耐震性や防食性を備えたポリエチレン管等の合成樹脂製管材に変更されつつある。しかし、建物敷地内の止水栓は、金属製であるため、この合成樹脂製管材と直接接続することができない。
そこで、金属製の止水栓と、合成樹脂製管材とを接続するための継手として、図１４あるいは図１５に示すような異種管接合継手１００，２００が提案されている（特許文献１，２参照）。
【０００３】
すなわち、異種管接合継手１００は、一端に電気融着式の受口１１１を有する合成樹脂管部材１１０の他端に、一端にねじ受口１２１が形成された金属管部材１２０の他端がインサート成形されている。また、異種管接合継手２００は、一端に電気融着式の受口２１１を有する合成樹脂管部材２１０の他端に、金属管部材本体２２０の一端がインサート成形されるとともに、金属管部材本体２２０の他端に金属製ユニオン２３０が支持されている。
【０００４】
そして、異種管接合継手２００は、例えば、図１６に示すような配管構造に用いられる。
すなわち、この配管構造は、建物敷地内に設けられた止水栓３００に金属製ユニオン２３０を介して接続されるとともに、受口２１１に合成樹脂製管材としての短管４１０の一端を挿入して電気融着し、建物敷地と水道本管４００が埋設されている公道等との官民境界付近で電気融着式エルボ４２０を介して短管４１０と、水道本管４００から分岐された分岐管路の垂直管部４３０とを連結するような場合に用いられる。
【０００５】
ところで、上記異種管接合継手１００，２００は、金属管部材１２０のインサート部あるいは金属管部材本体２２０のインサート部において、合成樹脂管部材１１０，２１０との界面での止水性能が問題となる。前記界面にゴムパッキンをインサート成形する構造が採れればよいが、射出成形時の熱による変形等によって、ゴムパッキンの止水性能を十分発揮できない。したがって、金属管部材１２０のインサート部あるいは金属管部材本体２２０のインサート部に複雑な溝加工を施すとともに、インサート部に外嵌した金属製かしめリング１３０、２４０をかしめることによって止水性を確保するようにしている。
しかしながら、上記のように、インサート部に複雑な溝加工を施すとともに、かしめリングをかしめるような構造にした場合、製造コストが高くなるとともに、組み立て作業性も悪いという問題がある。
【０００６】
一方、図１７に示すような円筒状合成樹脂管部材本体５１１の一端に円筒状合成樹脂管部材本体５１１の外周方向に張り出す鍔部５１２を有する合成樹脂管部材５１０に金属管部材としての金属製ユニオン５２０を装着した異種管接合継手５００が従来から使用されている。
この異種管接合継手５００の場合、円筒状合成樹脂管部材本体５１１の鍔部５１２が設けられていない端部を先頭に金属製ユニオン５２０内に挿入するだけで、組み立てることができ、上記異種管接合継手１００，２００に比べ、部品点数が少なく、製造コストを低く抑えることができるとともに、組み立て作業性に優れている。
【０００７】
また、この異種管接合継手５００を用いた場合でも、図１６に示すような配管構造とするためには、合成樹脂管部材本体５１１の鍔部５１２が設けられていない端部にエルボを接続する必要がある。
しかし、建物の構造の関係で止水栓が官民境界に近い位置に設けられている場合、壁等が邪魔になり、エルボの接続作業が困難なことがある。
【０００８】
そこで、本発明の発明者は、上記異種管接合継手５００の合成樹脂管部材本体５１１をエルボ状にして曲がり部をユニオン５２０の直近に設けることができれば、上記問題が解決できると考えたのであるが、上記のようなユニオン５２０の取付構造では、ユニオン５２０を合成樹脂管部材５１０の鍔部５１２側まで挿入しようとしても曲がり部が障害になり挿入ができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平０８−１３５８７７号公報
【特許文献２】特開２００８−６４１６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みて、合成樹脂管部材本体の曲がり部を金属製管材にできるだけ近い部分に設けることができるとともに、できるだけ部品点数が少なく、組み立て作業性がよい異種管接合継手を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明にかかる異種管接合継手は、合成樹脂製管材に接合される合成樹脂管部材と、金属樹脂製管材に接合される金属樹脂製管材とが接続されてなる異種管接合継手であって、前記合成樹脂管部材が、エルボ構造をした合成樹脂管部材本体とこの合成樹脂管部材本体の一端で外周方向に張り出す鍔部とを有し、前記金属管部材が、一端に雌ねじ筒部を有し、この雌ねじ筒部に隣接して雌ねじ筒部より内側に鍔状に張り出す合成樹脂管部材の受部を備え、前記合成樹脂管部材の一端部が前記鍔部を前記受部に当接した状態に前記雌ねじ筒部内に挿入されるとともに、雄ねじ部を有して断面円弧状をした複数の割り筒部材が組み合わされて形成される雄ねじ筒部材が、前記合成樹脂管部材本体に外嵌された状態で前記雌ねじ筒部内に雄ねじ部ねじ込まれ、前記雄ねじ部の端面と前記受部との間で前記鍔部が挟着されていることを特徴としている。
【００１２】
本発明の異種管接合継手は、合成樹脂管部材本体の他端が他の合成樹脂管材との管端部が挿入され電気融着される受口構造を備えている構造としてもよい。
【００１３】
本発明において、合成樹脂管部材の材質としては、特に限定されないが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル等が挙げられ、ポリエチレンが好ましい。
金属管部材の材質としては、特に限定されないが、例えば、砲金、真鍮、ステンレス鋼等が挙げられる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明にかかる異種管接合継手は、以上のように構成されているので、金属製管材と、合成樹脂製管材とを別途エルボなどの他の継手を用いなくてもその軸が交差した状態に接合することができる。また、合成樹脂製管材の金属製管材できるだけ近い位置に曲がり部設けることができる。しかも、部品点数が少なく、組み立て作業性がよい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明にかかる異種管接合継手の第１の実施の形態をあらわす断面図である。
【図２】図１の異種管接合継手を構成する合成樹脂管部材の断面図である。
【図３】図１の異種管接合継手を構成する金属管部材の本体部の側面図である。
【図４】図３の本体部の断面図である。
【図５】図１の異種管接合継手を構成する金属管部材の接続部本体部材の側面図である。
【図６】図５の接続部本体部材の断面図である。
【図７】図１の異種管接合継手を構成するスプリングの側面図である。
【図８】図１の異種管接合継手を構成する雄ねじ筒部材の側面図である。
【図９】図８の雄ねじ筒部材の断面図である。
【図１０】図１の異種管接合継手を構成する回り止めピンの正面図である。
【図１１】本発明にかかる異種管接合継手の第２の実施の形態をあらわす断面図である。
【図１２】本発明にかかる異種管接合継手の第３の実施の形態をあらわす断面図である。
【図１３】本発明にかかる異種管接合継手の第４の実施の形態をあらわす断面図である。
【図１４】公知の異種管接合継手の１例をあらわす断面図である。
【図１５】公知の異種管接合継手の他例をあらわす断面図である。
【図１６】図１５の異種管接合継手を用いた水道本管と止水栓との接続配管構造の１例を説明する図である。
【図１７】公知の異種管接合継手の他例をあらわす断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、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、本発明にかかる異種管接合継手の１つの実施の形態をあらわしている。
【００１７】
図１に示すように、この異種管接合継手Ａは、合成樹脂管部材１ａと、金属管部材２ａと、雄ねじ筒部材３と、シールリングとしてのＯリング４と、回り止めピン５とから構成されている。
【００１８】
すなわち、合成樹脂管部材１ａは、ポリエチレン樹脂を射出成形してなり、図１および図２に示すように、合成樹脂管部材本体１１と、鍔部１２とを備えている。
合成樹脂管部材本体１１は、９０°曲がり部１１ａの一端に短尺直管部１１ｂが連設され、９０°曲がり部１１ａの一端に長尺直管部１１ｃが連設されている。
【００１９】
鍔部１２は、短尺直管部１１ｂの先端部に外側に張り出すように設けられている。
また、９０°曲がり部１１ａの端部と、鍔部１２との距離は、後述する雄ねじ筒部材３の管軸方向の長さと略同じか少し長い程度になっている。
さらに、合成樹脂管部材本体１１は、短尺直管部１１ｂの外径をｄ1、短尺直管部１１ｂの内径をｄ2、鍔部１２の外径をｄ3としたとき、d32−ｄ12＞ｄ12−ｄ22を満足している。
【００２０】
金属管部材２ａは、砲金、真鍮、ステンレス鋼等の金属材料からなり、本体部２１と、ユニオン接続部２２とを備えている。
本体部２１は、図１、図３及び図４に示すように、後述する雄ねじ筒部材３が螺合する雌ねじ筒部２１ａを有し、他側にユニオン接続部２２を係止する係止鍔部２１ｂを備え、雌ねじ筒部２１ａ側の基端部に鍔部１２の端面に圧接される受部２１ｃがリング状に設けられ、この受部２１ｃに後述するＯリング４が嵌合保持されるリング溝２１ｄが穿設されている。
【００２１】
また、雌ねじ筒部２１ａの内径は、鍔部１２の外径ｄ3よりバラツキ分と最小限隙間分を合わせた間隔程度だけ僅かに大きな径となっているとともに、外側から内側に貫通するねじ孔２１ｅが１つの穿設されている。
係止鍔部２１ｂは、一側に小径部２１ｆを有し、他側に大径部２１ｇを備える２段構造になっている。
【００２２】
ユニオン接続部２２は、接続部本体部材２３と、スプリング２４とから形成されている。
すなわち、接続部本体部材２３は、図５に示すように、外形が略六角形をして図１及び図６に示すように、一側内周面にスプリング係止溝２３ａを有し、他側内周面に雌ねじ２３ｂが形成された大径部２１ｇと略同じか少し大径の内径を備えた筒状をしている。
スプリング２４は、図７に示すように，無負荷状態でスプリング係止溝２３ａの径より大きな径をした略Ｃ字形をしている。
【００２３】
そして、ユニオン接続部２２は、接続部本体部材２３を、本体部２１の中央部付近にスプリング係止溝２３ａ部分が配置されるように、本体部２１に外嵌するとともに、縮径状態に保持したスプリング２４を、本体部２１と接続部本体部材２３との隙間に挿入し、スプリング係止溝２３ａに係止させることによって、本体部２１にその軸方向にスライド自在に保持されている。
【００２４】
雄ねじ筒部材３は、金属管部材２ａと同様の材料で形成され、短尺直管部１１ｂの外径と略同じか少し大きな内径をしており、図１及び図９に示すように一端に雌ねじ筒部２１ａに螺合する雄ねじ部３１を有し、他端に図８に示すように外形が断面略六角形をしたナット部３２を備えている。
また、この雄ねじ筒部材３は、筒の中心軸に沿って分割された断面半円弧状した２つの半割り筒部材３ａ，３ｂからなり、その分割面を合わせることにより形成されるようになっている。
【００２５】
回り止めピン５は、図１０に示すように、金属管部材２ａと同種の材料で形成され、一端にねじ孔２１ｅに螺合する雄ねじ部５１を有し、他端にねじ孔２１ｅと略同じが少し小さい外径のピン本体５２を備えている。
雄ねじ部５１側の端面には、六角レンチを受ける六角形の穴（図示せず）が穿設されている。
【００２６】
そして、この異種管接合継手Ａは、以下のようにして製造される。
すなわち、短尺直管部１１ｂの鍔部１２と９０°曲がり部１１ａとの間の部分を２つの半割り筒部材３ａ，３ｂで挟み込み、その分割面同士を密着させて雄ねじ筒部材３をその雄ねじ部３１側が鍔部１２側を向いた状態に短尺直管部１１ｂに外嵌させる。
金属管部材２ａを、リング溝２１ｄにＯリング４を嵌合した状態で受部２１ｃが、鍔部１２の端面に当接するように配置する。なお、Ｏリング４の素材としては、耐老化性・耐候性・耐オゾン性・耐油性（アルコール・ケトン(MEK)・酢酸エチル）に優れたEPDM（「エチレンプロピレンジエンゴム」の略称）等が好適である。
【００２７】
つぎに、雄ねじ筒部材３を、鍔部１２側にスライドさせて、雄ねじ筒部材３の雄ねじ部３１を雌ねじ筒部２１ａに螺合し、規定のトルクＴになるまで締め込む。
ここで規定のトルクＴとは、受部２１ｃと鍔部１２の端面との面圧（Ｐｓ）を、異種管接合継手Ａ内を流れる内部流体の内水圧より、高くすることができるトルクであれば、特に限定されないが、合成樹脂管部材１ａが上記のようにポリエチレン製である場合、応力緩和特性から、５０年使用を想定した長期経過後では初期面圧の１／３になる可能性があることが実験によって分かっているので、面圧（Ｐｓ）が、内水圧の３倍以上となるトルクとすることが好ましい。なお、トルクの上限は特に限定されないが、金属継手本体の面圧（Ps）は、シールするためには、内部流体の内水圧より、高いのが望ましい。
【００２８】
因みに、締め付けトルク（Ｔ）と、締め付け力（Ｆ）は、一般に次式から求められる。
Ｆ＝Ｔ／(ｄ・ｃ)                    ・・・式(１)
Ｐｓ＝Ｆ／ａ                        ・・・式(２)
（上記式（１）中、Ｔは締め付けトルク  (kgf・cm)、ｄは雌ねじ筒部ネジ径、ｃはネジの摩擦係数、式(２)中、ａは受部２１ｃと鍔部１２の端面との接触面の面積(cm2)である。）
【００２９】
より具体的に説明すると、雌ねじ筒部２１ａのねじ径ｄ＝４．０３ｃｍ(M42)、ねじの摩擦係数ｃ＝０．２、合成樹脂管部材１ａの鍔部１２が外径＝４０．２ｍｍ、内径＝２５ｍｍ、リング溝２１ｄが外径＝３７ｍｍ  内径＝２８ｍｍとすると、
ａ＝π／４×(４０．２2−２５2−(３７2−２８2))＝３．１９ｃｍ2
式(１)、(２)より、
Ｐｓ＝Ｔ／(４．０３×０．２×３．１９)kgf/ｃｍ2        ・・・式  (３)
内水圧と面圧とが同じであれば、止水できるため、内水圧を１０ kgf／ｃｍ2とすると、
１０ kgf／ｃｍ2＝Ｔ／(４．０３×０．２×３．１９）kgf／ｃｍ2であるから初期必要締め付けトルクＴが２５．７kgf・ｃｍ以上あれば、合成樹脂管部材１ａと金属管部材２ａとの接合部において十分止水可能である。
しかし、５０年使用を想定した場合、上記のように、５０年経過後には面圧が初期面圧の１／３まで低下する可能性があるので、初期面圧を２５．７kgf・ｃｍ×３＝７７．１kgf・ｃｍ以上とすることが好ましい。
【００３０】
上記のようにして規定のトルク（Ｔ)で雄ねじ部３１と雌ねじ筒部２１ａとを締め込んだ後、雌ねじ筒部２１ａのねじ孔２１ｅをガイドにしてボール盤等により雄ねじ部３１の途中位置まで達する径方向の有底ピン穴３１ａを形成する。
つぎに、ピン本体５２が有底ピン穴３１ａに入り込むまで回り止めピン５の雄ねじ部５１をねじ孔２１ｅに螺合させる。
【００３１】
この異種管接合継手Ａは、以上のように、短尺直管部１１ｂの長さを、雄ねじ筒部材３が外嵌できるだけの長さにしたので、曲がり部１１ａと接続される金属製管材との距離を最小限にすることができる。
また、雄ねじ筒部材３を２つの半割り筒部材３ａ，３ｂをその分割面同士を密着させることによって形成できるようにしたので、合成樹脂管部材１ａがエルボ構造をしていても、部品点数が少なく安価に提供できる。
さらに、短尺直管部１１ｂの外径をｄ1、短尺直管部１１ｂの内径をｄ2、鍔部１２の外径をｄ3としたとき、ｄ32−ｄ12＞ｄ12−ｄ22を満足するように構成したので、短尺直管部１１ｂが破断するような引っ張り力が加わっても鍔部１２から金属管部材２ａおよび雄ねじ筒部材３が抜け落ちることがない。
【００３２】
また、雄ねじ部３１と雌ねじ筒部２１ａとを、予め規定したトルク範囲内のトルクにて締め付けた後、雌ねじ筒部２１ａに形成したねじ孔２１ｅと連通する有底ピン穴３１ａを雄ねじ部３１に形成し、ピン本体５２の先端が有底ピン穴３１ａに入り込むまで回り止めピン５の雄ねじ部５１をねじ孔２１ｅに螺合させるようにしたので、施工状態で振動等が異種管接合継手Ａに加わっても、雄ねじ部３１と雌ねじ筒部２１ａとの螺合状態が緩むことがなく、雄ねじ部３１と雌ねじ筒部２１ａとを予め規定した範囲内の締め付けトルクの締め付け状態に安定して維持できる。
さらに、受部２１ｃと鍔部１２の端面とを挟圧していることで、管軸方向に外力が加わっても、抜け方向へも差し込み方向へも面接触により移動が規制される。したがって、テーパ面シールの場合のような軸方向外力の影響によるシール圧変動がなく、軸方向外力の影響によるシール圧変動を抑えることができる。
【００３３】
図１１は、本発明にかかる異種管接合継手の第２の実施の形態をあらわしている。
図１１に示すように、この異種管接合継手Ｂは、合成樹脂管部材１ｂが上記長尺直管部１１ｃに代えて、端部に電気融着式の受口を有する直管部１１ｄを備えている以外は、上記異種管接合継手Ａと同様になっている。
【００３４】
図１２は、本発明にかかる異種管接合継手の第３の実施の形態をあらわしている。
図１２に示すように、この異種管接合継手Ｃは、金属管部材２ｂの金属製管材との接合部がユニオン構造ではなく、雄ねじ筒２５となっている以外は、上記異種管接合継手Ａと同様になっている。
【００３５】
図１３は、本発明にかかる異種管接合継手の第２の実施の形態をあらわしている。
図１３に示すように、この異種管接合継手Ｄは、金属管部材２ｃの金属製管材との接合部がユニオン構造ではなく、雌ねじ筒２６となっている以外は、上記異種管接合継手Ａと同様になっている。
【００３６】
本発明は、上記の実施の形態に限定されない。たとえば、上記の実施の形態では、回り止めピンを用いて、回り止めを図るようにしていたが、雄ねじ筒部材あるいは袋ナット７と、金属管部材とのねじ接合部において回り止めを図ることができれば、他の方法を用いるようにしても構わない。
【００３７】
また、上記の実施の形態では、シールリングとして、Ｏリングが用いられていたが、シール性を確保することができれば、他の構造のメカニカルシールを用いるようにしても良い。また、リング溝は、金属管部材側ではなく、合成樹脂管部材側に設けるようにしても構わない。
さらに、上記の実施の形態では、雄ねじ筒部材が２つ割り筒部材から構成されていたが、３つ以上の割り筒部材から構成されていて構わないし、半割り筒部材の他方の半割り筒部材との接合面に突条または突起及びこの突条または突起に対応する部分に溝または穴を設けて位置決めできるようにしても構わない。
【符号の説明】
【００３８】
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ  異種管接合継手
１ａ，１ｂ  合成樹脂管部材
１１  合成樹脂管部材本体
１１ａ  曲がり部
１１ｂ  短尺直管部
１１ｃ  長尺直管部
１１ｄ  受口を有する直管部
１２  鍔部
２ａ，２ｂ，２ｃ  金属管部材
２１  本体部
２１ａ  雌ねじ筒部
２１ｃ  受部
２１ｄ  リング溝
２１ｅ  ねじ孔
２２  ユニオン接続部
２５  雄ねじ筒
２６  雌ねじ筒
３  雄ねじ筒部材
３ａ，３ｂ  半割り筒部材（分割体）
４  Ｏリング（シールリング）
５  回り止めピン
５１  雄ねじ部
５２  ピン本体
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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