(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネル内の切羽における掘削ずりを破砕し、破砕した掘削ずりをトンネルの坑口方向に移送するコンベア装置を備えるクラッシャーと、前記トンネル内に配置され、前記クラッシャーによって移送された掘削ずりを前記トンネルの坑口方向に搬送するベルトコンベアとの間に配設され、前記クラッシャーによって移送された掘削ずりを前記ベルトコンベアに移載するテールピース台車であって、
前記コンベア装置から前記掘削ずりを投入されるホッパと、前記ベルトコンベアにおけるテールプーリと、が搭載された台車本体と、
前記テールプーリを移動させることによって前記ベルトコンベアにおけるベルトの蛇行を抑制する蛇行抑制機構を備え、
前記蛇行抑制機構が前記台車本体に設けられており、前記蛇行抑制機構の上方に、前記コンベア装置を配置するコンベア装置配置空間が形成されていることを特徴とするテールピース台車。
【請求項２】
前記蛇行抑制機構は、水平面上における前記トンネルの掘進方向に対する直交方向、鉛直方向、前記ベルトコンベアのチルト方向、および前記テールプーリの鉛直軸周りの旋回方向のうちの少なくとも１方向に前記テールプーリを移動させる機構である請求項１に記載のテールピース台車。
【請求項３】
前記台車本体に、前記クラッシャーと接続される接続部材が設けられている請求項１または請求項２に記載のテールピース台車。
【請求項４】
前記台車本体に従動車輪が取り付けられている請求項３に記載のテールピース台車。
【請求項５】
前記台車本体は、フレーム材が組み合わされたフレーム構造をなしている請求項４に記載のテールピース台車。
【請求項６】
前記ホッパを搭載するホッパ搭載部が前記台車本体に設けられており、
前記ホッパ搭載部に、前記ホッパに掘削ずりが投入された際における衝撃を吸収する衝撃吸収構造が設けられている請求項１〜請求項５のうちのいずれか１項に記載のテールピース台車。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のうちのいずれか１項に記載のテールピース台車を用いた掘削ずりの移送方法であって、
前記クラッシャーで破砕した掘削ずりを前記コンベア装置によって前記ホッパまで移送して前記ホッパに投入し、
前記ホッパに投入された掘削ずりを前記ベルトコンベアに移載することを特徴とする掘削ずりの移送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネル内に配置されるテールピース台車および掘削ずりの移送方法に係り、特に、切羽で掘削した掘削ずりを破砕した後、ベルトコンベアに移載するテールピース台車および掘削ずりの移送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
山岳トンネルにおいて切羽を掘削する際には、たとえば切羽に対して発破を行う方法が採られている。発破によって生じた土砂（以下「掘削ずり」という）を坑外に運搬する方法として、近年、トンネル内に設けられたベルトコンベアによって掘削ずりを搬送して排出する運搬方式が採られている。
【０００３】
ベルトコンベアを用いた運搬方式では、掘削によって生じた掘削ずりを破砕するクラッシャーをトンネル内に配置しておき、掘削ずりをホイルローダでクラッシャーまで搬送した後にクラッシャーで破砕する。続いて、クラッシャーで小径に破砕した掘削ずりをベルトコンベアに移載し、ベルトコンベアによって坑口まで運搬している。
【０００４】
クラッシャーで破砕した掘削ずりをベルトコンベアに移載する際には、テールピース台車が用いられる。このようなテールピース台車として、従来、掘削ずりをトンネルの坑外まで搬送する連続ベルトコンベアのほか、掘削ずりをクラッシャーのクラッシャーコンベアから連続ベルトコンベアまで搬送する第２ベルトコンベアを備えるバックアップデッキが知られている（たとえば、特許文献１参照）。この第２ベルトコンベアは、テールピース台車に設けられた構造用架台に載置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２１０４００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記特許文献１に開示されたバックアップコンベアでは、第２ベルトコンベアが設けられていることから、装置全体として大型化を招く傾向があるというという問題があった。さらに、装置全体の大型化に伴い、たとえば小断面のトンネルに用いることができないという問題があった。
【０００７】
他方、この種のテールピース台車では、連続ベルトコンベアの蛇行を抑制する蛇行抑制機構が設けられることが多い。上記特許文献１に開示されたバックアップデッキにおけるテールピース台車に蛇行抑制機構を設ける際には、第２ベルトコンベアが載置された構造用架台に吊持される形で設けられる。このため、蛇行抑制機構を設けるためにも構造用架台が必要となり、装置全体の大型化を避けられないものであった。
【０００８】
そこで、本発明の課題は、装置全体の小型化を図ることにより、たとえば小断面のトンネルにおいても使用することができるテールピース台車を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決した本発明に係るテールピース台車は、トンネル内の切羽における掘削ずりを破砕し、破砕した掘削ずりをトンネルの坑口方向に移送するコンベア装置を備えるクラッシャーと、トンネル内に配置され、クラッシャーによって移送された掘削ずりをトンネルの坑口方向に搬送するベルトコンベアとの間に配設され、クラッシャーによって移送された掘削ずりをベルトコンベアに移載するテールピース台車であって、コンベア装置から掘削ずりを投入されるホッパと、ベルトコンベアにおけるテールプーリと、が搭載された台車本体と、テールプーリを移動させることによってベルトコンベアにおけるベルトの蛇行を抑制する蛇行抑制機構を備え、蛇行抑制機構が台車本体に設けられており、蛇行抑制機構の上方に、コンベア装置を配置するコンベア装置配置空間が形成されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係るテールピース台車においては、蛇行抑制機構の上方に蛇行抑制機構を設けるための構造用架台や構造用架台に搭載される第２ベルトコンベアなどが設けられていない。その代わり、蛇行抑制機構の上方に、クラッシャーにおけるコンベア装置を配置するコンベア装置配置空間が形成されている。このため、クラッシャーにおけるコンベア装置からホッパに直接掘削ずりを投入することができ、装置全体の小型化を図ることにより、たとえば小断面のトンネルにおいても使用することができる。
【００１１】
ここで、蛇行抑制機構は、水平面上におけるトンネルの掘進方向に対する直交方向、鉛直方向、ベルトコンベアのチルト方向、およびテールプーリの鉛直軸周りの旋回方向のうちの少なくとも１方向にテールプーリを移動させる機構である態様とすることができる。
【００１２】
このように、水平面上におけるトンネルの掘進方向に対する直交方向、鉛直方向、ベルトコンベアのチルト方向、およびテールプーリの鉛直軸周りの旋回方向のうちの少なくとも１方向にテールプーリを移動させる機構であることにより、ベルトコンベアにおけるベルトの蛇行を好適に抑制することができる。
【００１３】
また、台車本体に、クラッシャーと接続される接続部材が設けられている態様とすることができる。
【００１４】
このように、台車本体にクラッシャーと接続される接続部材が設けられていることにより、テールピース台車をクラッシャーによって牽引して移動させることができる。このため、テールピース台車に駆動モータなどの駆動源を設ける必要がなくなる。したがって、その分テールピース台車の小型化を図ることができる。
【００１５】
さらに、台車本体に従動車輪が取り付けられている態様とすることができる。
【００１６】
このように、台車本体に従動車輪が取り付けられていることにより、クラッシャーによって牽引したテールピース台車を容易に走行させることができる。
【００１７】
また、台車本体は、フレーム材が組み合わされたフレーム構造をなしている態様とすることができる。
【００１８】
このように、台車本体に従動車輪が取り付けられる場合には、クローラを設ける場合などのように台車本体に底板などを設ける必要がなくなる。このため、台車本体が、フレーム材が組み合わされたフレーム構造をなしている構造とすることができ、テールピース台車の軽量化を図ることができる。
【００１９】
さらに、ホッパを搭載するホッパ搭載部が台車本体に設けられており、ホッパ搭載部に、ホッパに掘削ずりが投入された際における衝撃を吸収する衝撃吸収構造が設けられている態様とすることができる。
【００２０】
このように、ホッパ搭載部に、ホッパに掘削ずりが投入された際における衝撃を吸収する衝撃吸収構造が設けられていることにより、ホッパを通じてベルトコンベアのベルトに与える衝撃を緩和することができる。したがって、ホッパに対する掘削ずりの投入に伴うベルトの損傷を防止することができる。
【００２１】
他方、上記課題を解決した本発明に係る掘削ずりの移送方法は、上記テールピース台車を用いた掘削ずりの移送方法であって、クラッシャーで破砕した掘削ずりをコンベア装置によってホッパまで移送してホッパに投入し、ホッパに投入された掘削ずりをベルトコンベアに移載することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係るテールピース台車によれば、装置全体の小型化を図ることにより、たとえば小断面のトンネルにおいても使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】テールピース台車が配置されたトンネルの側断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】テールピース台車の平面図である。
【図４】テールピース台車の側面図である。
【図５】蛇行抑制機構における水平方向への移動構造の正面図である。
【図６】蛇行抑制機構における鉛直方向への移動構造の側面図である。
【図７】蛇行抑制機構における旋回方向への移動構造の平面図である。
【図８】テールピース台車の動作状態を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、各実施形態において、同一の機能を有する部分については同一の符号を付し、重複する説明は省略することがある。また、本実施形態では、特に示す場合を除き、トンネルの坑口側を「前方」、切羽側を「後方」と表示して説明する。
【００２５】
図１は、本発明の実施形態に係るテールピース台車が配置されたトンネルの側断面図である。図１に示すように、トンネルＴ内には、連続ベルトコンベア１が設けられており、切羽Ｋの近傍位置には、クラッシャー２が配置されている。連続ベルトコンベア１における後部側には、本実施形態に係るテールピース台車３が配置されており、テールピース台車３よりも切羽Ｋ側の位置にクラッシャー２が配置される。クラッシャー２は、切羽Ｋにおける発破作業によって生じた掘削ずりを破砕し、破砕した掘削ずりをテールピース台車３に移載する。
【００２６】
連続ベルトコンベア１の切羽Ｋ側端部は、テールピース台車３の坑口側端部に配置されており、テールピース台車３に移載された掘削ずりを坑口まで搬送する。これらのテールピース台車３および連続ベルトコンベア１は、図２に示すように、トンネルＴの掘進方向に見て、トンネルＴの側端部に配置されている。
【００２７】
連続ベルトコンベア１は、図３および図４に示すように、切羽Ｋ側に配置されたテールプーリ１０を備えている。このテールプーリ１０は、テールピース台車３に搭載されている。テールプーリ１０には、コンベアベルト１１が巻き回されており、テールプーリ１０の回転に伴ってコンベアベルト１１が移動し、コンベアベルト１１上の掘削ずりをトンネルの坑口方向に搬送する。
【００２８】
さらに、連続ベルトコンベア１は、コンベアフレーム１２を備えており、コンベアフレーム１２の上面側には、テールプーリ１０から送り出されるコンベアベルト１１の移動を案内するキャリアローラ１３が設けられている。キャリアローラ１３は、コンベアフレーム１２上においてコンベアベルト１１の移動方向に離間して複数設置されている。一方、コンベアフレーム１２の下面側には、テールプーリ１０に戻るコンベアベルト１１を案内するリターンローラ１４が設けられている。
【００２９】
クラッシャー２は、図１に示すように、発破作業によって生じた掘削ずりを破砕する破砕部２１を備えている。破砕部２１には、破砕前の掘削ずりを投入する投入口および破砕後の掘削ずりを排出する排出口が形成されている。また、破砕部２１における排出口には、破砕した掘削ずりをトンネルの坑口方向に移送するコンベア装置であるクラッシャーベルトコンベア２２が設けられている。クラッシャーベルトコンベア２２は、破砕部２１における排出口から排出された破砕後の掘削ずりを上方に搬送する。
【００３０】
また、クラッシャーベルトコンベア２２の先端部には、掘削ずり投入ホッパ２３が設けられている。掘削ずり投入ホッパ２３は、クラッシャーベルトコンベア２２によって搬送された掘削ずりをテールピース台車３に投入する。さらに、クラッシャー２は、いわゆる自走式であり、駆動源となるモータやモータに電力を供給するバッテリやケーブル、さらには駆動用のクローラなどを備えている。
【００３１】
テールピース台車３は、図３および図４に示すように、台車本体３０を備えている。台車本体３０は、フレーム構造をなしており、坑口側から見て左側位置に配置された左サイドフレーム３０Ａおよび右側位置に配置された右サイドフレーム３０Ｂを備えている。また、左右サイドフレーム３０Ａ，３０Ｂの後端部に掛け渡されたバックフレーム３０Ｃと、左右サイドフレーム３０Ａ，３０Ｂの長手方向途中位置に掛け渡された補強フレーム３０Ｄ，３０Ｅを備えている。
【００３２】
左右サイドフレーム３０Ａ，３０Ｂの側方には、それぞれ車輪３１およびアウトリガー３２が設けられている。車輪３１は、従動車輪であり、他の動力による推進力がテールピース台車３に付与された際に回転してテールピース台車３を移動させる。また、アウトリガー３２は、サイドフレーム３０Ａ，３０Ｂの外側にそれぞれ配設されており、クラッシャー２からテールピース台車３に対する掘削ずりの投入作業が行われる際に、地面にセットされて台車本体３０を水平に保持したまま固定する。
【００３３】
台車本体３０の中央部には、油圧タンク３３が設けられており、その前方位置には操作レバー３４が設けられている。また、操作レバー３４は、制御盤３５に電気的に接続されている。この操作レバー３４を作業員が操作するによって、制御盤３５に設けられた制御装置によって、蛇行抑制機構４や連続ベルトコンベア１が制御される。さらに、バックフレーム３０Ｃの後ろ側には、牽引プレート３６が設けられている。牽引プレート３６は、クラッシャー２に設けられた図示しない牽引部材が接続可能とされている。
【００３４】
台車本体３０における前側には、連続ベルトコンベア１の蛇行を抑制する蛇行抑制機構４が設けられている。蛇行抑制機構４は、図５にも示すように、左右サイドフレーム３０Ａ，３０Ｂにおける長手方向略中央位置よりもやや前方位置において、左右サイドフレーム３０Ａ，３０Ｂに対して直交して掛け渡される水平レール４１を備えている。
【００３５】
水平レール４１には、水平レール４１に沿って移動するテールスライドユニット４２が取り付けられている。テールスライドユニット４２は、水平レール４１の上下位置にそれぞれ配置されるスライド車輪４２Ａを備えている。さらに、テールスライドユニット４２には、水平シリンダ４３の水平シリンダロッド４３Ａが取り付けられている。
【００３６】
水平シリンダ４３における水平シリンダ本体４３Ｂは、台車本体３０における左サイドフレーム３０Ａに取り付けられている。この水平シリンダ４３を伸縮させると、スライド車輪４２Ａが水平レール４１に沿って走行し、テールスライドユニット４２が水平レール４１に沿って、水平面上におけるトンネルの掘進方向に対する直交方向である左右方向に沿って移動する。
【００３７】
テールスライドユニット４２には、鉛直方向に移動する上下テールユニット４４が取り付けられている。図６に示すように、上下テールユニット４４は、テールスライドユニット４２の先端側表面に沿って配置される車輪４４Ａを備えている。さらに、上下テールユニット４４には、鉛直シリンダ４５の鉛直シリンダロッド４５Ａが取り付けられている。
【００３８】
また、テールスライドユニット４２は、鉛直シリンダ４５を保持するシリンダ保持ブラケット４２Ｂを備えており、鉛直シリンダ４５の鉛直シリンダ本体４５Ｂは、鉛直方向に沿って配置され、テールスライドユニット４２におけるシリンダ保持ブラケット４２Ｂに保持されている。この鉛直シリンダ４５を伸縮させると、車輪４４Ａがテールスライドユニット４２の先端側表面に沿って走行し、上下テールユニット４４が鉛直方向に沿って移動する。
【００３９】
また、図７にも示すように、上下テールユニット４４には、旋回フレーム４６が接続されており、旋回フレーム４６に連続ベルトコンベア１におけるテールプーリ１０が搭載されている。旋回フレーム４６は、鉛直方向に沿って打ち込まれたピン４６Ａによって上下テールユニット４４に接続されている。このため、旋回フレーム４６は、鉛直軸周りに旋回可能とされている。
【００４０】
さらに、蛇行抑制機構４は、旋回シリンダ４７を備えている。旋回シリンダ４７におけるシリンダロッド４７Ｂは、接続ロッド４８を介して上下テールユニット４４に接続されており、旋回シリンダ４７におけるシリンダ本体４７Ａは、旋回フレーム４６に取り付けられている。接続ロッド４８は、旋回シリンダ４７におけるシリンダロッド４７Ｂおよび上下テールユニット４４に対してそれぞれ揺動可能に取り付けられている。このため、旋回シリンダ４７を伸縮させることにより、旋回フレーム４６および旋回フレーム４６に取り付けられたテールプーリ１０は、このテールプーリ１０の後方に設定された鉛直軸周りに揺動する。
【００４１】
また、台車本体３０における先端部には、ホッパ搭載部５が設けられている。ホッパ搭載部５は、テールフレーム５１を備えている。テールフレーム５１は、旋回フレーム４６における下端部に接続されており、前方に延在している。テールフレーム５１における上方には、連続ベルトコンベア１におけるコンベアフレーム１２が配置されている。コンベアフレーム１２は、図４に示すように、旋回フレーム４６に対して、トンネルＴの掘進方向に直交する水平軸回りに揺動可能となるヒンジ機構４９によって接続されている。
【００４２】
さらに、テールフレーム５１における先端部とコンベアフレーム１２における先端部との間には、スプリング５２が介在されている。これらの旋回フレーム４６に揺動可能に接続されたコンベアフレーム１２と、テールフレーム５１と、スプリング５２等によってサスペンション機構が構成されている。
【００４３】
また、コンベアフレーム１２上には、ホッパ５３が配設されており、ホッパ５３の前方にスカート５４が配設されている。このホッパ５３に対して、クラッシャー２における掘削ずり投入ホッパ２３から掘削ずりが直接投入される。蛇行抑制機構４における各部材は、ホッパ５３よりも低い位置に配置されている。
【００４４】
さらに、蛇行抑制機構４およびホッパ搭載部５は、全体的にホッパ５３の設置位置よりも低い位置に設けられており、台車本体３０の上方には、本発明のコンベア装置配置空間となる空間が形成されている。このため、台車本体３０の上方には、テールピース台車３よりも切羽Ｋ側に配置されたクラッシャー２におけるクラッシャーベルトコンベア２２が、他の物体等の障害物に接触することなくホッパ５３に届くまでの配置空間が形成されている。
【００４５】
次に、本実施形態に係るテールピース台車の動作および作用について説明する。本実施形態に係るテールピース台車３は、クラッシャー２から掘削ずりを投入されるホッパ５３を備えている。掘削ずりの投入を行う際には、クラッシャー２における図８に示すように、掘削ずり投入ホッパ２３をテールピース台車３の上方に配置し、その先端部をホッパ５３の上部に配置する。次に、クラッシャー２で破砕された掘削ずりをクラッシャーベルトコンベア２２で搬送し、テールピース台車３に設けられたホッパ５３に投入する。
【００４６】
ここで、本実施形態に係るテールピース台車３では、蛇行抑制機構を設けるための構造用架台や、構造用架台に搭載されるベルトコンベアなどが設けられていない。このため、クラッシャー２におけるクラッシャーベルトコンベア２２を配置する配置空間が形成されている。このため、テールピース台車３としての小型化を図ることができる。
【００４７】
テールピース台車３の小型化を図ることにより、装置の簡素化はもちろん、たとえば従来のバックアップデッキを用いることができない小断面のトンネルを掘削する場合においても、テールピース台車３を利用することができる。さらに、テールピース台車３の小型化を図ることにより、トンネルを正面視した際の側方に大きく寄せてテールピース台車３や連続ベルトコンベア１を配置することができる。したがって、トンネル内の中央位置をその他の作業を行う空間として有効利用することができる。
【００４８】
また、ホッパ５３に掘削ずりを投入する際、掘削ずりは、クラッシャーベルトコンベア２２からホッパ５３に向けて落下するので、ホッパ５３は、掘削ずりの落下による衝撃を受ける。ここで、ホッパ５３の下方には、スプリング５２等のサスペンション機構が設けられている。このサスペンション機構におけるスプリング５２等により、掘削ずりの落下による衝撃を吸収することができる。その結果、掘削ずりの落下による連続ベルトコンベア１におけるコンベアベルト１１等の損傷を防止することができる。
【００４９】
さらに、本実施形態に係るテールピース台車３では、蛇行抑制機構４として、水平方向および鉛直方向のほか、鉛直軸周りの旋回方向へテールプーリ１０を移動させることによってコンベアベルト１１の蛇行を抑制している。このように、鉛直軸周りの旋回方向にテールプーリ１０を移動させることにより、コンベアベルト１１の蛇行をより好適に抑制することができる。
【００５０】
また、本実施形態に係るテールピース台車３は、従動車輪となる車輪３１が設けられており、自走のためのクローラなどが設けられていない態様となっている。このため、台車本体３０に底板などを設ける必要がなくなるので、台車本体３０が、フレーム材が組み合わされたフレーム構造をなしている構造とすることができ、テールピース台車３の軽量化を図ることができる。加えて、台車本体３０の後端部には、接続部材である牽引プレート３６が設けられている。このため、テールピース台車３が自走しない場合でも、クラッシャー２に牽引されて移動することができる。
【００５１】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。たとえば、上記実施形態では、テールピース台車３は牽引されて走行可能とされているが、動力源を設けて自走式とする態様とすることもできる。この場合には、走行車輪に代えてクローラなどを用いることが好適となる。また、上記実施形態においては、水平シリンダ４３および鉛直シリンダ４５をそれぞれ１本ずつ設けることによってテールピース台車３を全体的に小型化しているが、これらのシリンダを複数本設ける態様とすることもできる。
【００５２】
さらに、上記実施形態では、テールプーリ１０を３方向に移動可能としてコンベアベルト１１の蛇行を抑制するようにしているが、他の方向、たとえばコンベアベルト１１のチルト方向に移動可能とすることもできる。衝撃吸収構造として、スプリング５２等を用いたサスペンション構造を用いているが、他の構造とすることもできる。
【符号の説明】
【００５３】
１…連続ベルトコンベア
２…クラッシャー
３…テールピース台車
４…蛇行抑制機構
５…ホッパ搭載部
１０…テールプーリ
１１…コンベアベルト
１２…コンベアフレーム
１３…キャリアローラ
１４…リターンローラ
２１…破砕部
２２…クラッシャーベルトコンベア
２３…掘削ずり投入ホッパ
３０…台車本体
３０Ａ…左サイドフレーム
３０Ｂ…右サイドフレーム
３０Ｃ…バックフレーム
３０Ｄ，３０Ｅ…補強フレーム
３１…車輪
３２…アウトリガー
３３…油圧タンク
３４…操作レバー
３５…制御盤
３６…牽引プレート
４１…水平レール
４２…テールスライドユニット
４２Ａ…スライド車輪
４２Ｂ…シリンダ保持ブラケット
４３…水平シリンダ
４３Ａ…水平シリンダロッド
４３Ｂ…水平シリンダ本体
４４…上下テールユニット
４４Ａ…車輪
４５…鉛直シリンダ
４５Ａ…鉛直シリンダロッド
４５Ｂ…鉛直シリンダ本体
４６…旋回フレーム
４６Ａ…ピン
４７…旋回シリンダ
４７Ａ…シリンダ本体
４７Ｂ…シリンダロッド
４８…接続ロッド
４９…ヒンジ機構
５１…テールフレーム
５２…スプリング
５３…ホッパ
５４…スカート
Ｋ…切羽
Ｔ…トンネル
【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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