(57)【要約】【課題】ズリ投入部をコンパクトに構成して、立坑掘削機から連続排出されるズリを効率良く排出する。【解決手段】バケットコンベヤ４ｂからズリを受ける投入シュート７を有するズリ投入部６と、前記ズリ投入部６と地上側のズリ排出部８の間に設置されて、実カプセルＣを気送搬送する搬送ダクト１１および空カプセルＣを気送返送する返送ダクト１２と、搬送ダクト１１と返送ダクト１２に駆動エアを吸送するエア駆動装置１３とを具備し、ズリ投入部６に、空カプセルＣを返送ダクト１２出口のカプセル受入リフタ２４から投入シュート７の排出部７ａのズリ受けリフタ２５に移送する搬入揺動アーム２２と、実カプセルＣをズリ受けリフタ２５から搬送ダクト１２出口のカプセル送出リフタ２６に移送する搬出揺動アーム２３と有するカプセル受渡し装置２１を設けた。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
立坑掘削機のズリ排出コンベヤから連続排出されるズリをカプセルにより地上に搬送する気送カプセル式揚土設備であって、
ズリを前記ズリ排出コンベヤからカプセルに供給する投入シュートを有するズリ投入部と、前記ズリ投入部と地上側のズリ排出部とにわたって設置されカプセルを気送搬送する搬送ダクトおよび返送ダクトと、前記搬送ダクトと返送ダクトにカプセル駆動用のエアを給排出する気送駆動装置とを具備し、
前記ズリ投入部に、空カプセルを返送ダクトの出口から投入シュートの排出部に移送する搬入揺動アームと、実カプセルを投入シュートの排出部から搬送ダクトの出口に移送する搬出揺動アームと有するカプセル受渡し装置を設けた
ことを特徴とする気送カプセル式揚土設備。
【請求項２】
立坑掘削機のズリ排出コンベヤから連続排出されるズリをカプセルにより地上に搬送する気送カプセル式揚土設備であって、
ズリを前記ズリ排出コンベヤからカプセルに供給する投入シュートを有するズリ投入部と、立坑の中間部に配置された中継容器と、前記ズリ投入部と中継容器とにわたって設置され前記カプセルを気送搬送する搬送ダクトおよび返送ダクトと、前記中継容器と地上側のズリ排出部とにわたって設置され中継容器のズリを揚土カプセルにより気送搬送する搬入出ダクトと、前記搬送ダクトと返送ダクトと搬入出ダクトにそれぞれカプセル駆動用のエアを給排出する気送駆動装置とを具備し、
前記ズリ投入部に、空カプセルを返送ダクトの出口から投入シュートの排出部に移送する搬入揺動アームと、実カプセルを投入シュートの排出部から搬送ダクトの出口に移送する搬出揺動アームと有するカプセル受渡し装置を設けた
ことを特徴とする気送カプセル式揚土設備。
【請求項３】
ズリ排出コンベヤは、投入シュートとともに同一の垂直軸心まわりに旋回移動するように構成されるともに、投入シュートの排出部を前記垂直軸心上に配置し、
搬送ダクトの入口および返送ダクトの出口を前記ズリ排出コンベヤの旋回移動空間の外側に配置し、
搬入揺動アームおよび搬出揺動アームは、遊端のカプセル保持部がそれぞれズリ排出コンベヤの旋回移動空間を横断するように垂直軸心周りに回動自在とした
請求項１または２記載の気送カプセル式揚土設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立坑掘削機により掘削されて連続排出されるズリをカプセルを利用して地上に排出する気送カプセル式揚土設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、たとえば特許文献１のカプセル輸送装置には、立坑掘削機から排出されるズリをカプセルを介して地上に搬送する排土装置が開示されている。この排土装置は、立坑掘削機のカッターにより掘削された土砂を、搬送手段により泥水輸送されて一旦掘削物貯留部（タンク）に貯留した後、カプセルに投入し、カプセルを輸送管を介して地上に気送搬送するものである。
【特許文献１】特開２００３−３２８６８８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記排土装置では、立坑掘削機の掘削部から泥水輸送されたズリをフィルタにより固液分離して貯留するために、大容量の掘削物貯留部（タンク）が立坑掘削機の上部に設置されている。この立坑掘削機の上部には、掘削機のカッタ駆動源やグリッパ駆動源となる油圧ユニットなどが多くの機器を設置する必要があり、大容量の掘削物貯留部があると立坑掘削機の上部空間の有効利用が図れないという問題があった。
【０００４】
本発明は上記問題点を解決して、立坑掘削機から連続排出されるズリ投入部をコンパクトに構成して、効率良く排出できる気送カプセル式揚土設備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】
請求項１記載の発明は、立坑掘削機のズリ排出コンベヤから連続排出されるズリをカプセルにより地上に搬送する気送カプセル式揚土設備であって、ズリを前記ズリ排出コンベヤからカプセルに供給する投入シュートを有するズリ投入部と、前記ズリ投入部と地上側のズリ排出部とにわたって設置されカプセルを気送搬送する搬送ダクトおよび返送ダクトと、前記搬送ダクトと返送ダクトにカプセル駆動用のエアを給排出する気送駆動装置とを具備し、前記ズリ投入部に、空カプセルを返送ダクトの出口から投入シュートの排出部に移送する搬入揺動アームと、実カプセルを投入シュートの排出部から搬送ダクトの出口に移送する搬出揺動アームと有するカプセル受渡し装置を設けたものである。
【０００６】
請求項２記載の発明は、立坑掘削機のズリ排出コンベヤから連続排出されるズリをカプセルにより地上に搬送する気送カプセル式揚土設備であって、ズリを前記ズリ排出コンベヤからカプセルに供給する投入シュートを有するズリ投入部と、立坑の中間部に配置された中継容器と、前記ズリ投入部と中継容器とにわたって設置され前記カプセルを気送搬送する搬送ダクトおよび返送ダクトと、前記中継容器と地上側のズリ排出部とにわたって設置され中継容器のズリを揚土カプセルにより気送搬送する搬入出ダクトと、前記搬送ダクトと返送ダクトと搬入出ダクトにそれぞれカプセル駆動用のエアを給排出する気送駆動装置とを具備し、前記ズリ投入部に、空カプセルを返送ダクトの出口から投入シュートの排出部に移送する搬入揺動アームと、実カプセルを投入シュートの排出部から搬送ダクトの出口に移送する搬出揺動アームと有するカプセル受渡し装置を設けたものである。
【０００７】
請求項３記載の発明は、ズリ排出コンベヤは、投入シュートとともに同一の垂直軸心まわりに旋回移動するように構成されるともに、投入シュートの排出部を前記垂直軸心上に配置し、搬送ダクトの入口および返送ダクトの出口を前記ズリ排出コンベヤの旋回移動空間の外側に配置し、搬入揺動アームおよび搬出揺動アームは、遊端のカプセル保持部がそれぞれズリ排出コンベヤの旋回移動空間を横断するように垂直軸心周りに回動自在としたものである。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１記載の発明によれば、返送ダクトと搬送ダクトとを設け、カプセル受渡し装置により２本の揺動アームを使用して返送ダクトの出口と投入シュートの排出部の間と、投入シュートの排出部と搬送ダクトの出口の間でカプセルを移送するので、ズリ排出コンベヤから連続して排出されるズリを順次カプセルに投入してズリを効率良く搬出することができる。これにより立坑掘削機の上部に大容量の掘削物貯留部を不要として、立坑掘削機の上部空間の有効利用を図ることができる。
【０００９】
請求項２記載の発明によれば、請求項１の作用効果に加えて、立坑の中間部に中継容器を配置してズリを一旦貯留し、さらに中継容器からズリが投入された揚土カプセルを搬入出ダクトを使用して気送搬送するので、立坑掘削機の上部空間を占有することなく、ズリ排出量の変動を効果的に吸収することができる。
【００１０】
請求項３記載の発明によれば、ズリ排出コンベヤが垂直軸心周りで旋回するものであっても、投入シュートの排出部を旋回中心である垂直軸心上に配置して、搬入揺動アームおよび搬出揺動アームの遊端部に設けられたカプセル保持部を、ズリ排出コンベヤの旋回移動空間を横断するように旋回移動させるので、投入シュートの排出部にカプセルを連続して搬入搬出することができ、ズリを効率良く排出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
［実施の形態１］
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、この気送カプセル式揚土設備５は、立坑掘削機１により掘削されて連続的に排出されるズリを、カプセルＣに投入して地上に気送搬送するものである。
【００１２】
立坑掘削機１は、いわゆるＴＢＭ（トンネルボーリングマシン）と称されるもので、本体１ａの下部にはたとえば垂直軸心（掘削軸心）Ｏを中心に回転駆動されて地盤を掘削するカッタ装置３と排土装置４が設けられ、その上部に推進装置２が設けられている。前記排土装置４は、水平軸心周りに旋回移動されるバケットにより、掘削ズリ（土砂）を連続的に掻き揚げる旋回バケット４ａと、旋回バケット４ａにより投下されたズリを上方に連続搬送するバケットコンベヤ（ズリ排出コンベヤ）４ｂにより構成されており、旋回バケット４ａは、周方向から均一にズリを集めるために、バケットコンベヤ４ｂと共に垂直軸心（立坑中心）Ｏ周りに旋回移動されつつズリの排出を行う。また推進装置２は、たとえば掘削側壁に複数の押圧体を掘削地盤に押付けるグリッパ装置を上下に二段に配置し、前記グリッパ装置を互いに接近離間させることで本体１ａを推進させるものである。
【００１３】
立坑掘削機１の本体１ａの上部には、ズリ揚土設備５にズリを積み込むズリ投入部６が設けられており、ズリ投入部６にはバケットコンベヤ４ｂにより排出された土砂を受ける投入シュート７がバケットコンベヤ４ｂと一体に旋回移動空間Ｍ（図３）を旋回移動可能に配設され、投入シュート７の排出部７ａが垂直軸心Ｏ上に配置される。
【００１４】
気送カプセル式揚土設備５は、旋回移動空間Ｍの外周側に配置されてズリ投入部６と地上側のズリ排出部８を接続し実カプセルＣを気送搬送する搬送ダクト１１および空カプセルＣを気送返送する返送ダクト１２と、ズリ排出部８で搬送ダクト１１と返送ダクト１２に駆動エアを吸引する気送駆動装置１３とが具備されている。
【００１５】
また図２，図３に示すように、ズリ投入部６には、空カプセルＣを返送ダクト１２の出口から投入シュート７の排出部７ａの直下に移送する搬入揺動アーム２２と、実カプセルＣを投入シュート７の排出部７ａから搬送ダクト１１の入口に移送する搬出揺動アーム２３と、返送ダクト１２の下端部出口に配置され空カプセルＣを返送ダクト１２内で受けとめて移載高さまで下げる空カプセル受入リフタ２４と、投入シュート７の排出部７ａの下方に設置されて空カプセルＣにズリを投入するズリ受けリフタ２５と、搬送ダクト１１の下端部入口に配置され実カプセルＣを移載高さから搬送ダクト１１内に嵌入する実カプセル送出リフタ２６とを具備したカプセル受渡し装置２１が設けられている。
【００１６】
前記カプセル受渡し装置２１の搬入揺動アーム２２および搬出揺動アーム２３は、旋回移動空間Ｍの外周側でシリンダやモータなどの図示しない揺動駆動装置によりそれぞれ垂直軸２２ａ，２３ａを中心に所定角度の範囲で揺動自在に支持され、遊端部に形成された凹部（カプセル保持部）２２ｂ，２３ｂをカプセルＣの胴部に外嵌させるとともに、一対の係止爪２２ｃ，２３ｃを開閉動してカプセルＣを開放保持することができる。
【００１７】
したがって、返送ダクト１２により搬入された空カプセルＣを空カプセル受入リフタ２４の受け台上に受取り、空カプセル受入リフタ２４の受け台を下降させて空カプセルＣを返送ダクト１２から抜き出する。そして、搬入揺動アーム２２の凹部２２ｂに空カプセルＣを嵌合して係止爪２２ｃに保持させ、空カプセル受入リフタ２４の受け台上から旋回移動空間Ｍを通ってズリ受けリフタ２５の受け台上に移送する。ズリ受けリフタ２５の受け台を上昇させて投入シュート７の排出部７ａズリを受取った後、搬出揺動アーム２３の凹部２３ｂに実カプセルＣを嵌合して係止爪２３ｃに保持させ、ズリ受けリフタ２５の受け台上から旋回移動空間Ｍを通って実カプセル送出リフタ２６の受け台上に移送する。
【００１８】
前記カプセルＣは、図２に示すように、搬送ダクト１１および返送ダクト１２を移動自在で下面が閉鎖され上面が開放された円筒形で、その胴部周囲に搬送ダクト１１および返送ダクト１２との間に所定隙間をあけて気密性を保持し気送力を受けるシール部Ｃｓが設けられている。また胴部の外周には、搬送ダクト１１および返送ダクト１２の内面を案内するガイドローラＣｒが設けられている。
【００１９】
また、搬送ダクト１１および返送ダクト１２はそれぞれ立坑内に支持架構を介して保持されている。前記カプセル受渡し装置２１は、立坑掘削機１の掘進に伴って下降するため、搬送ダクト１１と返送ダクト１２をそれぞれ延長するダクト延長装置２７が各下端部に設けられており、所定距離を掘削すると、搬送ダクト１１および返送ダクト１２の下端部にそれぞれダクト分割体１１ａ，１２ａを順次接続し、ボルト締結されて延長される。
【００２０】
地上側のズリ排出部８には、図４に示すように、搬送ダクト１１および返送ダクト１２の一部を構成する可動ダクト３２と共に実カプセルＣが離脱されて反転しズリを排出するカプセル反転装置３１が設けられている。このカプセル反転装置３１は、搬送ダクト１１および返送ダクト１２の切欠き部１１ｂ，１２ｂに嵌合可能な可動ダクト３２が嵌脱自在に配置されている。そして搬送ダクト１１と反転排出部１４と返送ダクト１２の間にわたって敷設されたガイドレール３３上に、図示しない走行駆動装置により、可動ダクト３２が台車３４を介して移動自在に配置される。搬送ダクト１１の上端部には、受圧部材３５ｂにより吸引上昇される実カプセルＣを受け止め、さらに押出用シリンダ３５ａにより下方に押出して第２ストッパ３６に受け渡す第１ストッパ３５が設けられている。また、第２ストッパ３６は、図５に示すように、可動ダクト３２の下端部で出退用シリンダ３６ｃにより連動リンク３６ｂを介して周方向一定間隔ごとに配置された複数の支持爪３６ａを同期して回動させ出退させる。さらに図６に示すように、台車３４に設けられた反転駆動装置３９は、台車３４に設けられた軸受３８に水平軸部３７を介して可動ダクト３２が回動自在に支持され、反転用シリンダ３９ａを伸縮してラック３９ｂおよび一部切欠きのリングギヤ３９ｃにより水平軸部３７を介して可動ダクト３２を傾転することができる。
【００２１】
前記気送駆動装置１３は、ブロアユニット１３ａから、開閉弁１５ａを有する吸引管１５が搬送ダクト１１の切欠き部１１ｂの上部および下部にそれぞれ接続され、吸引管１５の上端側を負圧とすることで実カプセルＣを搬送ダクト１１の下端入口から吸引輸送する。またブロアユニット１３ａから開閉弁１６ａを有する吸引管１６が返送ダクト１２の切欠き部１２ｂの上部および下部にそれぞれに接続され、返送ダクト１２の上端側を負圧とすることで、切欠き部１２ｂに投入された空カプセルＣを下端出口に吸引輸送する。
【００２２】
上記構成において、ズリ投入部６では、立坑掘削機１により地盤が掘削されてズリがバケットコンベヤ４ｂから投入シュート７に排出されると、返送ダクト１２から返送された空カプセルＣが、カプセル受渡し装置２１により搬入揺動アーム２２を介してカプセル受入リフタ２４の受け台上からズリ受けリフタ２５の受け台上に移送され、排出部７ａから空カプセルＣにズリが投入される。ズリが空カプセルＣに所定量投入されると、排出部７ａの開閉ホッパが閉じられ、搬出揺動アーム２３により実カプセルＣがズリ受けリフタ２５の受け台からカプセル送出リフタ２６の受け台に移送されると同時に、次の空カプセルＣが搬入揺動アーム２２によりズリ受けリフタ２５の受け台上に移送され、空カプセルＣへのズリの投入が再開される。そして実カプセルＣは、カプセル送出リフタ２６により搬送ダクト１１内に挿入され、気送駆動装置１３により実カプセルＣが搬送ダクト１１に沿って吸引上昇される。
【００２３】
ズリ排出部８では、吸引上昇される実カプセルＣが第１ストッパ３５により受け止められた後、実カプセルＣが第２ストッパ３６に受け渡されて可動ダクト３２内に配置される。そして可動ダクト３２に設けられた保持具（図示せず）により実カプセルＣが保持される。次いで搬送ダクト１１と可動ダクト３２とのシールが解除された後、台車３４を介して可動ダクト３２が搬送ダクト１１の切欠き部１１ｂから反転排出位置１４に移動され、反転駆動装置３９により搬送ダクト１１を介して実カプセルＣが反転され、ズリが地上側シュート４０から貯留ホッパ（図示せず）やベルトコンベヤ装置に排出される。
【００２４】
反転駆動装置３９により可動ダクト３２と共に空カプセルＣが元の正立姿勢に復帰され、反転位置１４から返送ダクト１２の切欠き位置１２ｂに移動されて嵌合され、シールされる。そして、気送駆動装置１３により空カプセルＣが吸引減速されつつ返送ダクト１２内をズリ投入部６まで下降される。
【００２５】
上記実施の形態によれば、空カプセルＣの返送ダクト１２と実カプセルＣの搬送ダクト１１とを設けるとともに、搬入揺動アーム２２および搬出揺動アーム２３によりカプセルＣを連続して投入シュート７の排出部７ａに搬入搬出することができる。したがって、バケットコンベヤ４ｂから連続して排出されるズリを順次カプセルＣに投入して効率良く搬出することができる。これにより、立坑掘削機１の上部のズリ投入部６に従来のような大容量の掘削物貯留部を不要とすることができる。
【００２６】
また旋回バケット４ａと共に垂直軸心Ｏ周りに旋回移動されるバケットコンベヤ４ｂであっても、投入シュート７の排出部７ａを旋回中心である垂直軸心Ｏ上に配置し、さらに搬入揺動アーム２２および搬出揺動アーム２３をバケットコンベヤ４ｂの旋回移動空間Ｍを横断するように回動させることで、カプセルＣを連続して搬入搬出することができ、ズリを効率良く排出することができる。
【００２７】
［実施の形態２］
気送カプセル式揚土設備の実施の形態２を図７および図８を参照して説明する。なお、実施の形態１と同一部材には同一符号を付して説明を省略する。
【００２８】
上記実施の形態１では、搬送ダクト１１および返送ダクト１２によりカプセルＣを循環移動させてズリを排出したが、実施の形態２では、図７に示すように、立坑の中間部のズリ中継部５０に中継容器５１とカプセル反転装置３１を設置し、搬送ダクト１１および返送ダクト１２により中継容器５１にズリを搬送して一旦貯留し、さらに中継容器２１からズリを揚土カプセルＣｘにより搬入出ダクト５２を介して地上側のズリ排出部８に気送搬送するものである。
【００２９】
すなわち、実施の形態１で地上側に設けられたカプセル反転装置３１がズリ中継部５０に設置される。そして反転排出部１４で排出されたズリが中継容器５１に投入される。また前記中継容器５１の下端で開閉ホッパ付きの出口部５１ａと、搬入出ダクト５２の下端入口部５２ａには、それぞれリフタ５３が配置されるとともに、両リフタ５３間で揚土カプセルＣｘを搬送する移送装置（図示せず）が配置されている。
【００３０】
また、搬送ダクト１１および返送ダクト１２ならびに中継容器５１は、立坑掘削機１と一体に推進され、ダクト延長装置５７はズリ中継部５０で搬入出ダクト５２の下端部に設置される。
【００３１】
図７において、１３Ａは搬送ダクト１１と返送ダクト１２からエアを吸引する気送駆動装置、１３Ｂは搬入出ダクト５２からエアを吸引する気送駆動装置である。
さらに図８に示すように、地上側のズリ排出部８には揚土カプセルＣｘを反転してズリを排出するカプセル反転装置６１が設けられている。このカプセル反転装置６１は、搬入出ダクト５２の切欠き部５２ｂに嵌合可能な可動ダクト６２が嵌脱自在に配置されている。そして搬入出ダクト５２と反転排出部６６との間にわたって敷設されたガイドレール６３上に、図示しない走行駆動装置により可動ダクト６２が台車６４を介して移動自在に配置されている。そして搬入出ダクト６２に沿って上昇された実揚土カプセルＣｘが第１ストッパ６５の受圧部材６５ｂにより受け止められ、さらに押出用シリンダ６５ａにより実揚土カプセルＣｘが下方に押出されて第２ストッパ６６に受け渡される。さらに走行駆動装置（図示せず）により台車６４を介して可動ダクト６２が搬入出ダクト５２の切欠き部５２ｂから反転排出部６６に移動され、台車６４に設けられた反転駆動装置６５により可動ダクト６２を介して傾転して揚土カプセルＣｘ内のズリを地上側シュート４０に排出する。
【００３２】
正立姿勢に復帰された可動ダクト６２は、台車６４を介して反転排出部５４から搬入出ダクト５２の切欠き部５２ｂに復帰され、気送駆動装置１３Ｂにより空揚土カプセルＣｘが吸引減圧されつつ下方に下降返送される。
【００３３】
上記実施の形態２によれば、立坑の中間部のズリ中継部５０に、中継容器５１を配置してズリを一旦貯留し、さらに中継容器５１から揚土カプセルＣｘを介して搬入出ダクト５２を使用して気送搬送するので、手狭な立坑掘削機１上部の空間を削減することなく、ズリの排出量の変動に効果的に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る気送カプセル式揚土設備の実施の形態１を示す全体構成図である。
【図２】同揚土設備のずり投入部を示す拡大正面図である。
【図３】同ずり投入部のカプセル受渡し装置を示す平面図である。
【図４】同ずり排出部のカプセル反転装置を示す正面断面図である。
【図５】同ずり排出部の第２ストッパを示す平面断面図である。
【図６】同ずり排出部の反転駆動装置を示す平面断面図である。
【図７】本発明に係る気送カプセル式揚土設備の実施の形態２を示す全体構成図で、（ａ）は掘削部からズリ中継部を示す構成図、（ｂ）はズリ排出部を示す構成図である。
【図８】同気送カプセル式揚土設備のカプセル反転装置を示す正面断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
Ｃ    カプセル
Ｃｘ  カプセル
Ｏ    垂直軸心
１    立坑掘削機
２    推進装置
３    カッタ装置
４    排土装置
４ａ  旋回バケット
４ｂ  バケットコンベヤ
５    気送式ズリ揚土設備
６    ズリ投入部
７    投入シュート
７ａ  排出部
８    ズリ排出部
１１    搬送ダクト
１１ａ  ダクト分割体
１２    返送ダクト
１２ａ  ダクト分割体
１３    気送駆動装置
２１    カプセル受渡し装置
２２    搬入揺動アーム
２２ｂ  凹部
２３    搬出揺動アーム
２３ｂ  凹部
２４    カプセル受入リフタ
２５    ズリ受けリフタ
２６    カプセル送出リフタ
２７    ダクト延長装置
３１    カプセル反転装置
３２    可動ダクト
３４    台車
３５    第１ストッパ
３６    第２ストッパ
３９    反転駆動装置
４０    地上側シュート
５０    ズリ中継部
５１    中継容器
５２    搬入出ダクト
５４    搬入出部
６１    カプセル反転装置
【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】
2006249789.tif 000007
【図６】
2006249789.tif 000008
【図７】
2006249789.tif 000009
【図８】
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