(57)【要約】【課題】機能的及び構造的に簡素で、地盤中既設杭を容易に切断して確実に撤去できるようにした既設杭の撤去装置を提供すること。【解決手段】既設杭の外周面に切欠溝５を削成するビット４を備え、中空状既設杭６Ａの周囲地盤Ｇを掘削して地盤Ｇ中に建て込まれるケーシング１と、ケーシング１を回転させつつ地盤Ｇ中に圧入する回転圧入手段２と、ビット４で削成された切欠溝よりも上方位置で前記中空状既設杭６Ａを掴んで抜き出す抜き出し手段とからなり、ビット４は、ケーシング１の内周面下端部に枢軸８により枢着され、ケーシング１を掘削方向に回転させる時はケーシング１内周面寄りに倒れて退避し、ケーシング１を掘削方向と逆方向に回転させる時に掘削土砂の抵抗を受けて退避位置から起立し、既設杭６の外周面に切欠溝５を形成するようになっている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
既設杭の外周面に切欠溝を削成するビットを備え、中空状既設杭の周囲地盤を掘削して地盤中に建て込まれるケーシングと、ケーシングを回転させつつ地盤中に圧入する回転圧入手段と、前記ビットで削成された切欠溝よりも上方位置で前記中空状既設杭を掴んで抜き出す抜き出し手段とからなり、前記ビットは、ケーシングの内周面下端部に枢軸により枢着されていて、ケーシングを掘削方向に回転させる時はケーシング内周面寄りに倒れて退避し、ケーシングを掘削方向と逆方向に回転させる時に掘削土砂の抵抗を受けて退避位置から起立し、既設杭の外周面にその全周に亙って切欠溝を削成するようになっている既設杭の撤去装置。
【請求項２】
既設杭の外周面に切欠溝を削成するビットを備え、中実状既設杭の周囲地盤を掘削して地盤中に建て込まれるケーシングと、ケーシングを回転させつつ地盤中に圧入する回転圧入手段と、地盤中に建て込んだケーシングで囲まれる中実状既設杭の内部を掘削して中空状にする掘削手段と、掘削手段によって中空状にされた既設杭をビットで削成された切欠溝より上方位置で掴んで抜き出す抜き出し手段とからなり、前記ビットは、ケーシングの内周面下端部に枢軸により枢着されていて、ケーシングを掘削方向に回転させる時はケーシング内周面寄りに倒れて退避し、ケーシングを掘削方向と逆方向に回転させる時に掘削土砂の抵抗を受けて退避位置から起立し、既設杭の外周面にその全周に亙って切欠溝を削成するようになっている既設杭の撤去装置。
【請求項３】
前記抜き出し手段はハンマーグラブからなる請求項１又は２に記載の既設杭の撤去装置。
【請求項４】
前記掘削手段はアースオーガーからなる請求項２又は３に記載の既設杭の撤去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、都市部の再開発や橋の架け替えなどの工事等において、旧建造物を解体してその跡地に新たな建造物を構築するような場合に、地中に埋設されているコンクリート製の既設杭を撤去するための既設杭の撤去装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
既設杭の撤去手段として、一般的には、既設杭を囲繞するようにケーシングを建て込んで周囲の地盤を保護した上で、クレーンに吊持したチゼル（重鎮）をケーシングの内側に落下させて既設杭を上端部側から破砕し、その破砕物をハンマーグラブによって地上へ引き上げる操作を繰り返す方法が行われている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記のような撤去手段では、チゼル落下時の衝撃に伴って発生する大きな振動や騒音が問題になると共に、チゼルとハンマーグラブを頻繁に交換する必要があって作業能率が悪い上に、既設杭の内部に埋設されている鉄筋がチゼルやハンマーグラブに絡まって引き上げが困難になることもあった。
【０００４】
本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたもので、振動や騒音が少なく、機能的及び構造的に簡素で、地盤中に埋設されているコンクリート製の中空状既設杭あるいは中実状既設杭を容易に切断して確実に撤去できるようにした既設杭の撤去装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するための手段を、後述する実施形態の参照番号を付して説明すると、請求項１に係る発明は、既設杭の外周面に切欠溝５を削成するビット４を備え、中空状既設杭６Ａの周囲地盤Ｇを掘削して地盤Ｇ中に建て込まれるケーシング１と、ケーシング１を回転させつつ地盤Ｇ中に圧入する回転圧入手段２と、前記ビット４で削成された切欠溝よりも上方位置で前記中空状既設杭６Ａを掴んで抜き出す抜き出し手段３とからなり、前記ビット４は、ケーシング１の内周面下端部に枢軸８により枢着されていて、ケーシング１を掘削方向に回転させる時はケーシング１内周面寄りに倒れて退避し、ケーシング１を掘削方向と逆方向に回転させる時に掘削土砂の抵抗を受けて退避位置から起立し、既設杭６Ａの外周面にその全周に亙って切欠溝５を削成するようになっていることを特徴としている。
【０００６】
請求項２に係る発明は、既設杭の外周面に切欠溝を削成するビット４を備え、中実状既設杭６Ｂの周囲地盤Ｇを掘削して地盤Ｇ中に建て込まれるケーシング１と、ケーシング１を回転させつつ地盤Ｇ中に圧入する回転圧入手段２と、地盤Ｇ中に建て込んだケーシング１で囲まれる中実状既設杭６Ｂの内部を掘削して中空状にする掘削手段１３と、掘削手段１３によって中空状にされた既設杭６Ｂをビット４で削成された切欠溝５より上方位置で掴んで抜き出す抜き出し手段３とからなり、前記ビット４は、ケーシング１の内周面下端部に枢軸８により枢着されていて、ケーシング１を掘削方向に回転させる時はケーシング１内周面寄りに倒れて退避し、ケーシング１を掘削方向と逆方向に回転させる時に掘削土砂の抵抗を受けて退避位置から起立し、既設杭６Ｂの外周面にその全周に亙って切欠溝５を削成するようになっていることを特徴とする。
【０００７】
請求項３は、請求項１又は２に記載の既設杭の撤去装置において、前記抜き出し手段３はハンマーグラブからなることを特徴とする。
【０００８】
請求項４は、請求項２又は３に記載の既設杭の撤去装置において、前記掘削手段１３はアースオーガーからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
上記解決手段による発明の効果を、後述する実施形態の参照番号を付して説明すると、請求項１に係る発明の撤去装置によれば、ビット４を備え、中空状既設杭６Ａの周囲地盤Ｇを掘削して建て込まれるケーシング１と、ケーシング１を地盤Ｇ中に回転圧入する回転圧入手段２と、ビット４で削成された切欠溝より上方位置で中空状既設杭６Ａを掴んで抜き出す抜き出し手段３とからなるもので、ビット４は、ケーシング１の内周面下端部に枢着されて、ケーシング１を地盤Ｇの掘削方向に回転させる時はケーシング１内周面寄りに倒れて退避し、ケーシング１を地盤Ｇの掘削方向と逆方向に回転させる時には掘削土砂の抵抗を受けて退避位置から起立して既設杭６の外周面に切欠溝５を形成しながら中空状既設杭６Ａに埋設された縦筋９を切断できるようになっているから、地盤Ｇ中の既設杭６を容易に切断して撤去することができる。また、この撤去装置は、構造が簡単で部品点数が少なく、機能的及び構造的にきわめて簡素で、製作コストを安くできて安価に提供することができる。
【００１０】
請求項２に係る発明によれば、ビット４を備え、中実状既設杭６Ｂの周囲地盤Ｇを掘削して建て込まれるケーシング１と、ケーシング１を地盤Ｇ中に回転圧入する回転圧入手段２と、地盤Ｇ中に建て込んだケーシング１で囲まれる中実状既設杭６Ｂの内部を掘削して中空状にする掘削手段１３と、掘削手段１３により中空状にされた既設杭６Ｂをビット４で削成された切欠溝５より上方位置で掴んで抜き出す抜き出し手段３とからなるもので、ビット４は、請求項１に記載のものと同じく、ケーシング１を地盤Ｇの掘削方向に回転させる時はケーシング１内周面寄りに倒れて退避し、逆方向に回転させる時は掘削土砂の抵抗を受けて退避位置から起立して既設杭６Ｂ外周面に切欠溝５を削成しながら既設杭６Ｂの外周部に埋設された縦筋９を切断できるようになっているから、中実状の既設杭６Ｂであっても、ケーシング１のビット４による切断に先立ち、その中実状既設杭６Ｂを掘削手段１３により掘削して中空状に形成することによって、その中実状既設杭６Ｂを、中空状既設杭６Ａの場合と同じように容易に切断して撤去することができる。また、この撤去装置は、構造が簡単にして、部品点数が少なく、機能的及び構造的にきわめて簡素で、製作コストを安くできて安価に提供することができる。
【００１１】
請求項３に記載のように、抜き出し手段３としてハンマーグラブを使用した場合には、ケーシング１内での既設杭６Ａ，６Ｂの掴持作業及びケーシング１外への抜き出し作業を能率良く行うことができる。
【００１２】
請求項４に記載のように、掘削手段１３としてアースオーガを使用した場合には、他の掘削装置に比べて、中実状既設杭６Ｂの内部掘削を効率良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】(a) は本発明に係る既設杭の撤去装置に使用するケーシングを示す一部断面正面図、(b) は(a) のＸ−Ｘ線断面図である。
【図２】(a) は図１の(a) のＹ−Ｙ線拡大断面図、(b) は(a) のＺ−Ｚ線断面図である。
【図３】(a) ，(b) は本発明に係る撤去装置を使用して中空状既設杭を撤去する最初の工程の説明図、(c) は(a) のＶ−Ｖ線断面図、(d) は(b) のＷ−Ｗ線断面図である。
【図４】次の工程の説明図、(c) は(a) のＱ−Ｑ線断面図である。
【図５】最後の工程の説明図である。
【図６】(a) ，(b) は本発明に係る撤去装置を使用して中実状既設杭を撤去する場合の工程の一部を説明する説明図、(c) は(a) のＲ−Ｒ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら説明すると、図１の(a) は本発明に係る既設杭の撤去装置に使用するケーシングを示す一部断面正面図、(b) は(a) のＸ−Ｘ線断面図であり、図２の(a) は図１の(a) のＹ−Ｙ線拡大断面図、(b) は(a) のＺ−Ｚ線断面図であり、図３〜図５は撤去装置の使用による既設杭の撤去方法を示す説明図である。この既設杭の撤去装置は、コンクリート製の例えば中空状既設杭６Ａの外周面に切欠溝５を削成するビット４を備えていて、中空状既設杭６Ａの周囲地盤Ｇを掘削して地盤Ｇ中に建て込まれるケーシング１と、このケーシング１を回転させつつ地盤Ｇ中に圧入する回転圧入手段２と、前記ビット４で削成された切欠溝５よりも上方位置で前記中空状既設杭６Ａを掴んで抜き出す抜き出し手段３とから構成される。
【００１５】
図１の(a) 及び(b) に示すように、ケーシング１には内周面の下端部に切欠溝削成用のビット４が周方向一定間隔おきに例えば３つ設けられ、ケーシング１の下端には掘削刃７が周方向一定間隔おきに複数突設されている。各ビット４は、図２の(a) に示すように平面視略々三角形に形成されたビット本体４ｏと、このビット本体４ｏの先端側に取り付けられた超硬チップ４ａとからなるもので、ケーシング１の内周面下端部に枢軸８で枢着されていて、ケーシング１を図２の(a) の矢印ａで示す右方向（地盤掘削方向、即ちケーシング１の打ち込み方向）に回転させる時は同図の仮想線で示すようにケーシング１の内周面寄りの退避位置に倒れて退避しており、ケーシング１を同図矢印ｂで示す左方向（地盤掘削方向と逆方向、即ちケーシング１の引き抜き方向）に回転させる時には掘削土砂の抵抗を受けて、実線で示すように退避位置から起立し、コンクリート製中空状既設杭６Ａの外周面にその全周に亙って切欠溝５を連続的に形成しながら、この中空状既設杭６Ａに埋設された縦筋９を切断することができるようになっている。
【００１６】
尚、各枢軸８は、図２の(a) ，(b) に示すようにケーシング１に設けられた開口部２０内に取り付けられた取付枠２１の上下横枠部２２，２２を貫通するように取り付けられ、この枢軸８にビット４の基端部側が回転自在に枢着されている。
【００１７】
前記回転圧入手段２は、一般的なオールケーシング工法に使用される全周回転圧入装置からなるもので、図３〜図５に概略示すように、ベースフレーム２ａの四隅に設けた昇降シリンダ２ｂに連結された昇降フレーム２ｃを備え、この昇降フレーム２ｃにはケーシング１が挿通されるテーパ孔（図示省略）を有する回転フレーム（図示省略）が回転可能に支持されていて、昇降フレーム２ｃに連結されたチャックシリンダ（図示省略）によってケーシング１とテーパ孔との間に楔部材を挿入して、回転フレームとケーシング１とを締結するようになっており、ケーシング１を建て込む時は、ケーシング１を回転フレームに把持した状態で回転フレームをモータ（図示省略）によって回転駆動させると共に、昇降シリンダ２ｂを下降させることにより、ケーシング１を回転させながら地盤Ｇ中に押し込んでゆくようになっている。
【００１８】
ケーシング１の上端部には、図示は省略するが、後続のケーシングの下端部を連結して継ぎ足しができるように連結部が形成されている。尚、ビット４及び掘削刃７は、先行ケーシング１の下端部のみに設けられ、後続のケーシングには設けられておらず、そして後続ケーシングには上下端部に継ぎ足し用の連結部が形成されている。
【００１９】
前記抜き出し手段３は、図４に示すように、クレーン（図示省略）から垂下されるワイヤー１０によって吊支される基枠１１の下部に開閉自在な一対のシェル１２，１２を装備したハンマーグラブからなるもので、上記ワイヤー１０は、ハンマーグラブをケーシング１内に吊り込む手段とシェル１２，１２を閉じる手段とを兼用していて、このハンマーグラブをケーシング１内に吊り込んだ状態でワイヤー１０を適宜に巻き上げることにより、シェル１２，１２が閉じて、図４の(a) ，(c) に示すようにケーシング１内で既設杭６Ａ（又は後述する既設杭６Ｂ）を掴持するようになっている。尚、ここに示す抜き出し手段３としてのハンマーグラブは一例で、どのようなタイプのハンマーグラブでもよい。
【００２０】
上記のように構成される既設杭撤去装置によって中空状の既設杭６Ａを撤去するには、先ず図３の(a) ，(b) に示すように、既設杭６Ａの埋設されている地盤Ｇ中に、この既設杭６Ａを囲繞するように配置したケーシング１を、回転圧入手段２により図２の(a) 及び図３の(a) に示す矢印ａの方向に回転させて、先端部の掘削刃７により既設杭６の周囲地盤Ｇを掘削しながら圧入していく。この時、ケーシング１を矢印ａで示す右方向、即ち地盤掘削方向に回転させるから、このケーシング１の各ビット４は、図２の(a) の仮想線で示す退避位置に退避している（図３の(c) 参照）。
【００２１】
こうしてケーシング１を回転圧入手段２によって地盤Ｇ中の所定深さまで回転圧入させた後、その回転を停止し、図３の(b) に示すように、回転圧入手段２によるケーシング１の回転を逆転させて、ケーシング１を同図の(b) 及び図２の(a) の矢印ｂの方向に複数回回転させる。この時、ケーシング１は、矢印ｂの右方向、即ちケーシング１の引き抜き方向に回転させるから、既設杭切断手段３の各ビット４は、掘削した周囲地盤Ｇの掘削土砂の抵抗を受けて図２の(a) の実線で示すように起立し、この起立姿勢でケーシング１が複数回（例えば４〜５回）回転することによって、図３の(d) に示すように、中空状既設杭６Ａの外周面にその全周に亙って所定深さで所要幅ｄの切欠溝５を削成しながら、既設杭６Ａに埋設されている縦筋９を切断すると共に、この既設杭６Ａを切欠溝５のところで切断する。
【００２２】
この場合、中空状既設杭６Ａは、ビット４によって切欠溝５を削成する時にほとんどの埋設縦筋９が切断されていれば、切欠溝５内にコンクリートの切り残しがあっても差し支えない。即ち、縦筋材９が確実に切断されておれば、コンクリートの切り残し部分は脆いから、後述する抜き出し手段３によって容易に分断可能となる。図３の(b) 及び(d) は、切欠溝５内にコンクリートの切り残し部分はあるが、埋設縦筋９は殆ど切断されている状態を示す。
【００２３】
その後、抜き出し手段としてのハンマーグラブ３を、図４の(a) に示すように、クレーンで操作されるワイヤー１０により、ケーシング１内に吊り込んで両シェル１２，１２を閉じ、このシェル１２，１２によって既設杭６Ａを切欠溝５よりも上方位置で掴持する。こうして切欠溝５より上方位置で既設杭６Ａを掴んだままハンマーグラブ３をケーシング１から引き上げることにより、図５に示すように、既設杭６Ａを、地盤Ｇ中に埋設された残部既設杭６ｏから切り離してケーシング１から抜き出す。
【００２４】
尚、図４の(b) は、既設杭６Ａを掴んだハンマーグラブ３をケーシング１から引き上げる前にケーシング１を回転圧入手段２により所要高さ迄引き上げて、欠溝５より上方の既設杭６Ａを残部既設杭６ｏから分断する方法を示している。この場合、回転圧入手段２は、ケーシング１を回転させることなく上昇させるだけであるから、ケーシング１の下端部にあるビット４は、図示のように起立姿勢のまま切欠溝５内に食い込んだ状態にあって、ケーシング１の上昇に伴い既設杭６Ａを保持したまま引き上げるようになるため、残部既設杭６ｏから確実に切り離すことができる。
【００２５】
上述した図３〜図５に示す工程では、地盤Ｇ中に埋設されている既設杭６Ａの上端部側のみを切断し撤去しただけであるから、引き続き残部既設杭６ｏを撤去する必要がある。しかして、残部既設杭６ｏを撤去するには、図示は省略するが、図５に示すケーシング１の上端部に後続のケーシングを継ぎ足した後、図３の(a) ，(b) によって説明した方法と同じ様な方法で、回転圧入手段２によりケーシング１を切削方向に回転させ、既設杭６の周囲地盤Ｇを掘削しながら所定深さまで回転圧入させた後、その回転を停止してケーシング１の回転を逆転させ、ビット４を起立させることにより、地盤中にある既設杭６Ａの外周面に切欠溝５を削成する。その後、抜き出し手段３によって図４及び図５による説明と同じ様な操作を行い、既設杭６をケーシング１から抜き出して地盤中から地上に排出する。このような操作を繰り返し行うことによって、最終的に既設杭６を地盤Ｇ中から撤去することができる。
【００２６】
上記のようにして既設杭６Ａを地盤Ｇ中から撤去した後、その地盤Ｇ中に建て込んだケーシング１を回転圧入手段２によって順次引き上げる。
【００２７】
以上説明した撤去装置は、既設杭の外周面に切欠溝５を削成するビット４を備え、中空状既設杭６Ａの周囲地盤Ｇを掘削して地盤Ｇ中に建て込まれるケーシング１と、ケーシング１を回転させつつ地盤Ｇ中に圧入する回転圧入手段２と、ビット４で削成された切欠溝よりも上方位置で前記中空状既設杭６Ａを掴んで抜き出す抜き出し手段３とからもので、ビット４は、ケーシング１の内周面下端部に枢着されていて、ケーシング１を地盤Ｇの掘削方向に回転させる時にはケーシング１内周面寄りに倒れて退避し、ケーシング１を地盤Ｇの掘削方向と逆方向に回転させる時には掘削土砂の抵抗を受けて退避位置から起立して既設杭６の外周面に切欠溝５を形成しながら、既設杭６Ａの外周部に埋設された縦筋９を切断することができるようになっているから、地盤Ｇ中の既設杭６を上述のように容易に切断して撤去することができ、そしてこの撤去装置は、構造が簡単で部品点数が少なく、機能的及び構造的にきわめて簡素であるから、製作が容易で安価に提供することができることになる。
【００２８】
上述した撤去装置は中空状の既設杭６Ａを撤去する場合に使用するものであるが、杭内部が詰まった状態の中実状既設杭の場合には、この中実状既設杭の内部を掘削して中空状にする掘削手段１３を備えた撤去装置を使用する。図６はその掘削手段１３を備えた場合の撤去装置を示す。尚、中実状既設杭６Ｂは、地盤Ｇ中の中空状既設杭にセメントモルタル等が装填されて一体化した状態なっている杭を含むものとする。
【００２９】
即ち、杭内部が詰まった中実状の既設杭６Ｂを撤去する場合は、掘削手段１３として、図６に示すように、モータ（図示省略）によって回転駆動される回転軸１４にスクリュー１５を設けると共に、回転軸１４の先端部に掘削刃１６を設けてなる周知のアースオーガを使用するとよい。
【００３０】
そして、中実状既設杭６Ｂを撤去するには、先ず、中実状既設杭６Ｂの埋設されている地盤Ｇ中にケーシング１を、回転圧入手段２により図３の(a) に示す矢印ａの方向に回転させて、中実状既設杭６Ｂの周囲地盤Ｇを掘削しながらケーシング１を所定深さまで回転圧入させた後、図６の(a) に示すように、ケーシング１で囲まれる中実状既設杭６Ｂの内部をアースオーガ１３によって掘削しながら既設杭６Ｂの全長に亘って中空状にする。
【００３１】
こうして中実状既設杭６Ｂをアースオーガ１３によって中空状にした後は、中空状既設杭６Ａの場合と同様に、回転圧入手段２によってケーシング１を逆転させて、図６の(b) に示すように、中空状にされた既設杭６Ｂの外周面に切欠溝５を削成しながら、この既設杭６Ｂに埋設されている縦筋９を切断し、この中空状にされた既設杭６Ｂを切欠溝５のところで切断する。
【００３２】
この切断後は、図６の(b) に示すようにアースオーガ１３を引き上げて、図４の(a) に示すように、抜き出し手段としてのハンマーグラブ３を、クレーンで操作されるワイヤー１０によってケーシング１内に吊り込んで両シェル１２，１２により既設杭６Ｂを切欠溝５よりも上方位置で掴持する。こうして既設杭６Ｂを掴んだままハンマーグラブ３をケーシング１から引き上げることにより、この既設杭６Ｂを、地盤Ｇ中に埋設された残部既設杭６Ｂｏから切り離してケーシング１から抜き出し、地盤中から地上に排出する（図５参照）。以降、このような操作を繰り返し行うことにより、既設杭６Ｂを地盤Ｇ中から撤去することができる。
【００３３】
上記のように、中実状の既設杭６Ｂであっても、ケーシング１のビット４による切断に先立ち、その中実状既設杭６Ｂをアースオーガ１３により掘削して中空状に形成することによって、その中実状既設杭６Ｂを、中空状既設杭６Ａの場合と同じように容易に切断して撤去することができる。
【００３４】
上記実施形態では、中実状既設杭６Ｂの内部を掘削して中空状にするための掘削手段１３としてアースオーガを使用したが、アースオーガ以外の他の掘削装置を使用することができる。但し、アースオーガは、他の掘削装置に比べて、中実状既設杭６Ｂの内部掘削を効率良く行うことができる。
【００３５】
また上述した実施形態では、ビット４で削成された切欠溝より上方位置で中空状既設杭６Ａ又は中実状既設杭６Ｂを掴んで抜き出す抜き出し手段３として、ハンマーグラブを使用しているが、ハンマーグラブ以外のものを使用することができる。但し、ハンマーグラブは、ケーシング１内での既設杭６Ａ，６Ｂの掴持作業及びケーシング１外への抜き出し作業を能率良く行うことができる。
【符号の説明】
【００３６】
１            ケーシング
２            回転圧入手段
３            抜き出し手段（ハンマーグラブ）
４            ビット
５            切欠溝
６Ａ          中空状既設杭
６Ｂ          中実状既設杭
７            掘削刃
８            枢軸
９            鉄筋（縦筋）
１３          掘削手段（アースオーガ）
【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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