(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主柱材間に配置される第１の斜材と、
該第１の斜材に交差するように、主柱材間に配置される第２の斜材とを備えた鉄塔の骨組構造において、
前記第１の斜材は、表裏に並列配置される第１の表側斜材部材および第１の裏側斜材部材で構成され、
前記第２の斜材は、表裏に並列配置される第２の表側斜材部材および第２の裏側斜材部材で構成され、
前記第１の斜材および第２の斜材が交差する交差部位において、
前記第１の表側斜材部材および第２の表側斜材部材のいずれか一方が、二分割されて同一直線上に直列配置され、残りの他方が、直列配置される前記いずれか一方の表側斜材部材の対向する端部間を貫通配置され、
さらに、前記残りの他方の裏側斜材部材が直列配置されるとともに、前記いずれか一方の裏側斜材部材が貫通配置されるように構成されることを特徴とする鉄塔の骨組構造。
【請求項２】
前記いずれか一方の表側斜材部材および裏側斜材部材と、前記残り他方の表側斜材部材および裏側斜材部材とは、山型鋼材により構成され、互いの一片が異なる方向に延出されるように、同一方向に延出される他片同士が接合されることを特徴とする請求項１に記載の鉄塔の骨組構造。
【請求項３】
前記第１の斜材および第２の斜材が交差する交差部位に連結板が配置され、
該連結板に、
直列配置される前記いずれか一方の表側斜材部材と、
貫通配置される前記残りの他方の表側斜材部材と、
貫通配置される一方の裏側斜材部材と、
直列配置される他方の裏側斜材部材とが連結されるように構成されることを特徴とする請求項１に記載の鉄塔の骨組構造。
【請求項４】
前記第１の斜材および第２の斜材によって、主柱材間に形成される前後左右の全構面において、
前記第１の表側斜材部材が直列配置されるとともに、前記第２の表側斜材部材が貫通配置され、
前記第２の裏側斜材部材が直列配置されるとともに、前記第１の裏側斜材部材が貫通配置されるように構成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の鉄塔の骨組構造。
【請求項５】
前記第１の斜材および第２の斜材によって、主柱材間に形成される前後の両構面において、
前記第１の表側斜材部材が直列配置されるとともに、前記第２の表側斜材部材が貫通配置され、
前記第２の裏側斜材部材が直列配置されるとともに、前記第１の裏側斜材部材が貫通配置されるように構成される一方、
前記第１の斜材および第２の斜材によって、主柱材間に形成される左右の両構面において、
前記第２の表側斜材部材が直列配置されるとともに、前記第１の表側斜材部材が貫通配置され、
前記第２の裏側斜材部材が貫通配置されるとともに、前記第１の裏側斜材部材が直列配置されるように構成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の鉄塔の骨組構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送電用鉄塔や無線用鉄塔に適用される鉄塔の骨組構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の送電用鉄塔や無線鉄塔の構造としては、主柱材および腹材に鋼管を使用した鋼管鉄塔と、主柱材および腹材に山型鋼を使用した山型鋼鉄塔と、主柱材に鋼管を使用し、腹材に山型鋼を使用したＰＬ鉄塔とに大別される。
【０００３】
鋼管鉄塔は、大型鉄塔に適用される。利点としては、鋼管の受ける風圧が山型鋼に比べて小さく、単一材としての強度が優れているため、鉄塔全体の重量が小さい。しかし、鋼管の内面の状況の把握が難しく、資材単価が高く、加工に高度な溶接技術を要するという欠点がある。
【０００４】
山型鋼鉄塔は、小中規模の鉄塔に適用される。利点としては、開放断面で外観点検により腐食状況を把握できる。また、資材単価が安く、加工は容易な切断や孔あけが主体である。欠点としては、鉄塔重量が鋼管鉄塔よりも大きくなり、基礎荷重増加により工事費が増大する。
【０００５】
ＰＬ鉄塔は、主柱材については、鋼管鉄塔の特徴を有する。腹材については、山型鋼鉄塔の特徴を有する。
【０００６】
また、これらの鉄塔の骨組み構造としては、四角鉄塔と、矩形鉄塔とが一般的に知られている。四角鉄塔は、電線路の方向に対する強度と、電線路に対して直交方向の強度とが等しくなるように設計され、４面が同一形状の構面を有している。矩形鉄塔は、電線路の方向に対する強度と、電線路に対して直交方向の強度とが異なるように設計され、平行する２面が同一形状の構面を有している。
【０００７】
ここで、ＰＬ鉄塔の骨組構造について説明する。該骨組構造は、脚部と、本体部と、アームとを備えている。脚部は、鉄塔の本体およびアームを支持できるように骨組みされる。本体部は、アームに架設される送電線を所定の高さで支持できるように骨組みされる。アームは、複数の鉄塔の間に、３本の送電線を所定の間隔をおいて架設できるように骨組みされる。
【０００８】
そして、これらの部位の骨組みは、主柱材と、水平材と、斜材（腹材）とにより構成される。
【０００９】
主柱材は、鋼管材が使用され、地盤に埋設された、仮想輪郭線が四角形状の基礎体の四隅に支持されている。そして、主柱材は、所定の高さに到達するように、所定長さのものが軸方向に複数連結される。主柱材の連結は、下側の主柱材の端部に形成されたフランジと、上側の主柱材の端部に形成されたフランジとが接合されて、両フランジがボルト・ナットにより締結される。
【００１０】
水平材は、山型鋼が使用され、４本の主柱材の間に、主柱材の軸方向に所定の間隔をおいて水平方向に配置されるとともに、水平材のそれぞれの両端部が４本の柱材に連結されている。そして、主柱材と水平材との連結によって、鉄塔を、平面、左右の側面、前面、後面から見て、複数の四角形状の構面が形成されるようになる。
【００１１】
斜材は、第１斜材と、第２斜材とを備えている。第１斜材は、四角形状の構面において、上側に位置する水平材の中央部と左右に位置する主柱材の中央部とに斜めに架設される。また、第１斜材は、下側に位置する水平材の中央部と左右に位置する主柱材の中央部とに斜めに架設される。第２斜材は、主柱材および水平材の４箇所の連結部と、４本の第１斜材の中央部とに斜めに架設される。すなわち、４本の主柱材の間の４面において、水平材、第１斜材および第２斜材によりトラス構造が形成されている。そして、第１斜材に、多くの力を分担させて、水平材には、小さな力しか働かないようにしている。なお、水平材の中央部と一対の第１斜材との連結部を構面の交点という。
【００１２】
そして、このように構成される既設鉄塔においては、近年、台風が頻繁に襲来することから、耐風補強が実施されるようになっている。例えば、既設鉄塔の主柱材を補強するようにした鉄塔の骨組構造が公知になっている（特許文献１参照）。
【００１３】
該鉄塔の骨組構造は、軸方向に複数連結された主柱材のうち、一の主柱材の両端部のフランジ間を、一対の支持部材によって支持するようにしている。該支持部材は、一対の山型鋼と、連結部材とを備えている。一対の山型鋼は、略Ｔ字形状に配置されている。具体的には、互いの一片が異なる方向に延出されるように、同一方向に延出される他片同士が所定の間隔をおいて配置されている。
【００１４】
そして、略Ｔ字形状に配置された一対の山型鋼は、主柱材の中心を挟んで対称な位置において、主柱材の両端部のフランジ間に、主柱材の軸方向に沿って配置されている。連結部材は、一の主柱材の両端部にそれぞれ配置され、該主柱材のフランジを締結するボルトと、略Ｔ字形状に配置された一対の山型鋼の他片端部とを軸方向に連結できる構成になっている。
【００１５】
そして、一対の支持部材によって、一の主柱材の両端部のフランジ間が支持されるので、主柱材およびフランジの圧縮または引張強度が増加する。また、一対の支持部材によって、主柱材の両端部のフランジ、および、該フランジを締結するボルトの付近に重心が保持されるので、フランジおよびボルトに対して曲げモーメントが発生しなくなる。すなわち、既設鉄塔の主柱材が補強される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２００５−２８２３３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、前記特許文献１の鉄塔の骨組構造の場合、主柱材の強度対策はなされているものの、鉄塔の前後左右の構面に配置される斜材に対する強度対策は何ら施されていない。
【００１８】
そこで、本発明は、鉄塔の構面に配置される斜材に対する強度を十分に確保できる鉄塔の骨組構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明に係る鉄塔の骨組構造は、主柱材間に配置される第１の斜材と、該第１の斜材に交差するように、主柱材間に配置される第２の斜材とを備えた鉄塔の骨組構造において、前記第１の斜材は、表裏に並列配置される第１の表側斜材部材および第１の裏側斜材部材で構成され、前記第２の斜材は、表裏に並列配置される第２の表側斜材部材および第２の裏側斜材部材で構成され、前記第１の斜材および第２の斜材が交差する交差部位において、前記第１の表側斜材部材および第２の表側斜材部材のいずれか一方が、二分割されて同一直線上に直列配置され、残りの他方が、直列配置される前記いずれか一方の表側斜材部材の対向する端部間を貫通配置され、さらに、前記残りの他方の裏側斜材部材が直列配置されるとともに、前記いずれか一方の裏側斜材部材が貫通配置されるように構成されることを特徴とする。
【００２０】
かかる構成によれば、二分割されて直列配置される斜材部材によって、該直列配置される斜材部材にかかる大きな荷重を安定して分散できる。また、直列配置される斜材部材の端部間を貫通配置される斜材部材によって、該貫通配置される斜材部材にかかる荷重を十分に受けることができる。また、直列配置された斜材部材と、貫通配置された斜材部材とが表裏に配置されるので、十分な強度を確保できる。さらに、直列配置された表裏の斜材部材と、貫通配置された表裏の斜材部材とが交差するように配置されるので、鉄塔における振動および鉛直方向の荷重に対する強度を確保することができる。
【００２１】
また、第１および第２の斜材に、山型鋼材が使用されており、断面がＬ字形状で開放断面となるため、内部腐食がない。また、第１および第２の斜材の設備点検が外観主体で行えて、設備状況を把握しやすい。また、第１および第２の斜材の加工に高度な溶接技術を必要としない（単純加工となり、不良品が少なくなる。）。また、第１および第２の斜材に、山型鋼材を使用しているので、鉄塔重量は大きくなるが、資材単価を低減できる。ＰＬ鉄塔に比べて部材数および受風面積が減少して、鉄塔重量および基礎荷重が小さくなり、請負代を低減できる。
【００２２】
また、本発明によれば、前記いずれか一方の表側斜材部材および裏側斜材部材と、前記残り他方の表側斜材部材および裏側斜材部材とが、山型鋼材により構成され、互いの一片が異なる方向に延出されるように、同一方向に延出される他片同士が接合されるような構成を採用することもできる。
【００２３】
かかる構成によれば、前記いずれか一方の表側斜材部材および裏側斜材部材と、前記残り他方の表側斜材部材および裏側斜材部材とが、山型鋼材の互いの一片が異なる方向に延出されるように、同一方向に延出される山型鋼材の他片同士が接合される。すなわち、前記いずれか一方の表側斜材部材および裏側斜材部材と、前記残り他方の表側斜材部材および裏側斜材部材とがＴ字形状に接合されるので、異なる方向に延出される互いの一片と、同一方向に接合される他片とで、斜材の強度が向上する。また、前記いずれか一方の表側斜材部材および裏側斜材部材と、前記残り他方の表側斜材部材および裏側斜材部材とがＴ字形状に接合されることで、雨水の滞留による部材腐食を防止することができ、非開放断面の鋼管よりも腐食耐性が高くなる。
【００２４】
また、本発明によれば、前記第１の斜材および第２の斜材が交差する交差部位に連結板が配置され、該連結板に、直列配置される前記いずれか一方の表側斜材部材と、貫通配置される前記残りの他方の表側斜材部材と、貫通配置される一方の裏側斜材部材と、直列配置される他方の裏側斜材部材とが連結されるように構成するようにしてもよい。
【００２５】
かかる構成によれば、直列配置された表裏の斜材部材と、貫通配置された表裏の他の斜材部材とが、連結板の表裏で接続されるので、鉄塔に係る振動や荷重が連結板の片面に偏ることがなく、連結板の両面でバランスよく受けることができる。また、連結板における斜材部材の接続が、連結板の表裏でなされるので、斜材部材を連結板の表面または裏面のいずれか一方に接続する場合に比して、多くの締結部材を使用して接続する必要がなく、連結板を小さくできる。そして、連結板を小さくできることから、その分風圧にも耐えられるようになる。
【００２６】
また、本発明によれば、前記第１の斜材および第２の斜材によって、主柱材間に形成される前後左右の全構面において、前記第１の表側斜材部材が直列配置されるとともに、前記第２の表側斜材部材が貫通配置され、前記第２の裏側斜材部材が直列配置されるとともに、前記第１の裏側斜材部材が貫通配置されるように構成するようにしてもよい。
【００２７】
かかる構成によれば、前後左右の全構面の骨組構造を同じにすることで、全構面の強度が均一化されて、荷重や振動をバランスよく受けることができる。
【００２８】
また、本発明によれば、前記第１の斜材および第２の斜材によって、主柱材間に形成される前後の両構面において、前記第１の表側斜材部材が直列配置されるとともに、前記第２の表側斜材部材が貫通配置され、前記第２の裏側斜材部材が直列配置されるとともに、前記第１の裏側斜材部材が貫通配置されるように構成される一方、前記第１の斜材および第２の斜材によって、主柱材間に形成される左右の両構面において、前記第２の表側斜材部材が直列配置されるとともに、前記第１の表側斜材部材が貫通配置され、前記第２の裏側斜材部材が貫通配置されるとともに、前記第１の裏側斜材部材が直列配置されるように構成してもよい。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、二分割された第１の表側斜材部材を同一直線上に直列配置し、直列配置した第１の表側斜材部材の対向する端部間に、第２の表側斜材部材を貫通配置する一方、第２の裏側斜材部材を同一直線上に直列配置し、直列配置した第２の裏側斜材部材の対向する端部間に、第１の裏側斜材部材を貫通配置するようにしたので、鉄塔における振動および鉛直方向の荷重に対して十分な強度を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態に係る鉄塔の骨組構造を示す概略斜視図。
【図２】図１の主柱材間の構面を示す正面図。
【図３】（ａ）は、図２の交差部位を示す斜視図、（ｂ）は、主柱材と、水平材および補強材との接続部位を示す斜視図、（ｃ）は、図３（ｂ）のＢ−Ｂ矢視断面図。
【図４】図３（ａ）の分解斜視図。
【図５】図３（ａ）のＡ―Ａ矢視断面図。
【図６】表側斜材部材および裏側斜材部材をＴ字形状に接合した状態を示す断面図。
【図７】図１に示す鉄塔の骨組構造の変形例を示す概略図であり、左右の構面の骨組み構造を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明に係る鉄塔の骨組構造の実施形態について図１〜図６を参照しながら説明する。なお、図１は、鉄塔の一部の骨組構造を概略的に示し、便宜上、隣接する構面の骨組みのみを図示している。図２は、一構面における骨組構造の一部を拡大して図示しており、この骨組構造が前後左右の全構面に共通して形成されているものとする。
【００３２】
本実施形態に係る鉄塔１の骨組構造は、図１および図２に示すように、基礎面２と、主柱材３，…と、第１の斜材４と、第２の斜材５と、水平材６と、補強材７と、構面８ａ〜８ｄとを備えている。
【００３３】
基礎面２は、図１に示すように、鉄塔１が設置される地面に平面視四角形状に形成されている。
【００３４】
主柱材３は、図１に示すように、鋼管材が使用され、基礎面２の四隅に４本立設されている。具体的には、基礎面２に埋設された基礎体（図示せず）によって支持されている。
【００３５】
第１の斜材４は、図３（ａ）、図４および図５に示すように、表裏に並列配置される第１の表側斜材部材４０および第１の裏側斜材部材４１とで構成されている。第１の表側斜材部材４０および第１の裏側斜材部材４１は、図６に示すように、山型鋼材により構成され、Ｔ字形状に接合されている。具体的には、互いの一片４０ａ，４１ａが異なる方向に延出されるように、同一方向に延出される他片同士４０ｂ，４１ｂが接合されて、ボルトＢおよびナットＮにより締結されている。そうすることで、互いが異なる方向に延出される一片４０ａ，４１ａと、接合された同一方向に延出される他片４０ｂ，４１ｂとにより、長さ方向に対する強度を補強できるようになる。また、一対の山型鋼材が表裏に接合されることで、鉄塔１に対する振動や荷重を安定した状態で受けることができる。また、第１の表側斜材部材４０および第１の裏側斜材部材４１がＴ字形状に接合されることで、雨水の滞留による部材腐食を防止することができ、非開放断面の鋼管よりも腐食耐性が高くなる。
【００３６】
また、第１の斜材４は、図２に示すように、主柱材３の高さ方向に所定の間隔をおいて、主柱材３，３間に配置されている。また、第１の表側斜材部材４０，４０は、図３（ａ）、図４および図５に示すように、第２の斜材５と交差する交差部位Ｘにおいて、二分割されて同一直線上に直列配置されている。第１の裏側斜材部材４１は、図３（ａ）、図４および図５に示すように、二分割されて対向する第１の表側斜材部材４０，４０の端部間に貫通配置されている。
【００３７】
第２の斜材５は、図３（ａ）、図４および図５に示すように、表裏に並列配置される第２の表側斜材部材５０および第２の裏側斜材部材５１とで構成されている。また、第２の表側斜材部材５０および第２の裏側斜材部材５１は、前記第１の斜材４と同様に、山型鋼材により構成され、Ｔ字形状に接合されている。また、第２の表側斜材部材５０は、図３（ａ）、図４および図５に示すように、第１の表側斜材部材４０に交差するように、主柱材３，３間に配置されている。また、第２の表側斜材部材５０は、二分割されて対向する第２の裏側斜材部材５１，５１の端部間に貫通配置されている。第２の裏側斜材部材５１，５１は、図３（ａ）、図４および図５に示すように、第１の斜材４と交差する交差部位Ｘにおいて、二分割されて同一直線上に直列配置されている。この場合も、前記と同様に、Ｔ字形状に接合することで、第２の表側斜材部材および第２の裏側斜材部材において、雨水の滞留による部材腐食を防止することができる。
【００３８】
水平材６は、図３（ａ）〜（ｃ）、図４および図５に示すように、表裏に並列配置される表側水平材部材６０および裏側水平材部材６１で構成されている。表側水平材部材６０および裏側水平材部材６１は、一端部が、第１の斜材４と第２の斜材５の間の主柱材３に配置され、他端部が、第１の斜材４および第２の斜材５が交差する交差部位Ｘにおいて、第１の斜材４と第２の斜材５とで形成される、連結板１０の左右両側のスペースに配置されている。また、水平材６（表側水平材部材６０および裏側水平材部材６１）は、前記第１の斜材４と同様に、山型鋼材により構成され、Ｔ字形状に接合されている。また、水平材６（表側水平材部材６０および裏側水平材部材６１）は、第１の斜材４および第２の斜材５が交差する交差部位Ｘにおいて、二分割されて同一直線上に直列配置されている。すなわち、水平材６（表側水平材部材６０および裏側水平材部材６１）は、両側の主柱材３，３から第１の斜材４および第２の斜材５の交差部位Ｘに水平方向に架設されている（図２参照）。
【００３９】
補強材７は、山型鋼材により構成されている。また、補強材７は、図２および図３（ｂ）に示すように、柱材３と水平材６との接続部位Ｙから、第１の斜材４の中央部および第２の斜材５の中央部にそれぞれ架設されている。
【００４０】
構面８ａ〜８ｄは、図１に示すように、第１の斜材４、第２の斜材５、水平材６、補強材７によって、主柱材３，３の間（鉄塔１の前後左右の側面）に形成されている。そして、全構面８ａ〜８ｄにおいて、第１の斜材４、第２の斜材５、水平材６および補強材７が、三角形を基本単位とするトラス構造になるように骨組みされている。
【００４１】
そして、図３（ａ）、図４および図５に示すように、第１の斜材４および第２の斜材５が交差する交差部位Ｘには、多角形状（６角形状）の連結板１０が配置されている。該連結板１０は、その表裏に、直列配置される第１の表側斜材部材４０，４０と、貫通配置される第１の裏側斜材部材４１と、貫通配置される第２の表側斜材部材５０と、直列配置される第２の裏側斜材部材５１，５１とが連結される。
【００４２】
なお、図４に示すように、第１の斜材４、第２の斜材５、水平材６には、軸線方向に沿って等間隔にボルトＢの挿通孔Ｈが形成されている。また、連結板１０には、第１の斜材４、第２の斜材５、水平材６を締結固定するためのボルトＢの挿通孔Ｈが形成されている。
【００４３】
この骨組構造は、主柱材３，３間に形成される前後左右の全構面８ａ〜８ｄにおいて共通して構成されている。したがって、前後左右の全構面８ａ〜８ｄにおいて、強度が均一化されて、振動や荷重をバランスよく受けることができる。そして、連結板１０の表裏に、第１の斜材４および第２の斜材５が連結されるので、第１の斜材４および第２の斜材５の接続部の長さを大きくとる必要がなく、その分連結板１０を小さくすることができ、風圧にも耐えることができる。
【００４４】
また、水平材６と、補強材７との接続部位Ｙには、略矩形状の接続板１１が配置されている。該接続板１１は、水平材６および補強材７が接続されている（図２および図３（ｂ）参照）。
【００４５】
このように、前記実施形態によれば、二分割されて同一直線上に直列配置された斜材部材４０，５１の強度低下した分を、直列配置される斜材部材４０，５１の対向する端部間を貫通配置された斜材部材４１，５０によって補強することができる。さらに、表裏の第１の斜材部材４０，４１と、表裏の第２の斜材部材５０，５１とが交差するように配置されるので、鉄塔１における振動および鉛直方向の荷重に対して補強することができる。
【００４６】
また、第１および第２の斜材４，５に、山型鋼材が使用されているので、開放断面となるため、内部腐食がない。また、第１および第２の斜材４，５の設備点検が外観主体で行えて、設備状況を把握しやすい。また、第１および第２斜材４，５の加工に高度な溶接技術を必要としない（単純加工となり、不良品が少なくなる。）。また、第１および第２の斜材４，５に、山型鋼材を使用しているので、鉄塔重量は大きくなるが、資材単価を低減できる。ＰＬ鉄塔に比べて部材数および受風面積が減少して、鉄塔重量および基礎荷重が小さくなり、請負代を低減できる。
【００４７】
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、種々変更することができる。
【００４８】
例えば、前記実施形態の場合、前後左右の全構面８ａ〜８ｄにおいて、第１の表側斜材部材４０，４０が直列配置されるとともに、第１の裏側斜材部材４１が貫通配置されるようにする。一方、第２の表側斜材部材５０が貫通配置されるとともに、第２の裏側斜材部材５１，５１が直列配置されるようにした。しかし、図２に示すように、前後の構面８ａ，８ｃにおいて、第１の表側斜材部材４０，４０が直列配置されるとともに、第１の裏側斜材部材４１が貫通配置されるようにし、第２の表側斜材部材５０が貫通配置されるとともに、第２の裏側斜材部材５１，５１が直列配置されるようにする。そして、図７に示すように、左右の構面８ｂ，８ｄにおいて、第１の表側斜材部材４０が貫通配置されるとともに、第１の裏側斜材部材４１，４１が直列配置されるようにする。一方、第２の表側斜材部材５０，５０が直列配置されるとともに、第２の裏側斜材部材５１が貫通配置されるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１…鉄塔、３…主柱材、４…第１の斜材、５…第２の斜材、８ａ〜８ｄ…構面、１０…連結板、４０…第１の表側斜材部材、４１…第１の裏側斜材部材、５０…第２の表側斜材部材、５１…第２の裏側斜材部材、Ｓ…スペース、Ｘ…交差部位
【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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