(57)【要約】      （修正有）【課題】穴径が４０ｍｍ以下といった、比較的小さい穴をあける場合であっても、その穴が真円となるようガイドすることができ、しかもその穴あけ部位がどのような位置であっても自由に位置決めガイドできるよう構成されたガス溶断ガイド装置を提供する。【解決手段】ベースプレート２０と、上記ベースプレート２０を加工予定部近傍に固定するためのクランプ２１と、ベースプレート２０に対し、左右方向、上下方向、前後方向の３方向のうち少なくとも１方向に調整可能な調整機構を介して適宜の位置に位置決めされるガイドリングホルダ５９と、上記ガイドリングホルダ５９に回転自在に取り付けられ、その回転中心が加工予定部の中心と同軸になるよう位置決めされる大径のガイドリング６１と、上記ガイドリング６１に取り付けられ火口７０を軸方向に回転自在に支受しうる火口保持ガイド６２とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
火口を所定の位置に位置決めして溶断加工を行うためのガイド装置であって、ベース部と、上記ベース部を加工予定部近傍に固定するための固定手段と、固定されたベース部に対し、左右方向、上下方向、前後方向の３方向のうち少なくとも１方向に調整可能な調整機構を介して適宜の位置に位置決めされる位置決めブロックと、上記位置決めブロックに回転自在に取り付けられ、上記位置決めブロックの位置決めによってその回転中心が加工予定部の中心と同軸になるよう位置決めされる大径のガイドリングと、上記ガイドリングに取り付けられ火口を軸方向に回転自在に支受しうる火口保持ガイドとを備え、上記火口保持ガイドのガイドリングへの取り付け部が、火口回転中心とガイドリング回転中心との距離を調整するために移動可能になっていることを特徴とするガス溶断ガイド装置。
【請求項２】
上記ベース部に対し、調整機構が、水平方向および垂直方向の少なくとも一方に回動して適宜の角度で位置決めされるようになっている請求項１記載のガス溶断ガイド装置。
【請求項３】
上記調整機構に対し、位置決めブロックが、水平方向および垂直方向の少なくとも一方に回動して適宜の角度で位置決めできるようになっている請求項１または２記載のガス溶断ガイド装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスによって鋼材等の溶断加工を行う際、火口の位置決めをガイドするために用いられるガス溶断ガイド装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、鉄骨組付工事、地下鉄工事、橋梁建設工事等の土木工事においては、Ｈ型鋼やＣ型鋼等の鋼材を現場で組み合わせて固定する作業が多く行われている。例えば、図１３に示すように、Ｃ型鋼１にＨ型鋼２を直角方向に取り付ける場合、両者の重なり部にねじ止め用の穴３を貫通形成し、この穴３を利用してボルト締めして固定することが行われる。
【０００３】
上記穴３の形成には、ドリルを備えた穿孔機を用いる場合もあるが、穿孔機は重くて嵩張り、作業にも手間がかかるため、最近では、作業者が手持ち操作して鋼材を溶断するガス溶断具（例えば特許文献１を参照）で下穴をあけ、それをリーマ仕上げする方法が多用されている。
【０００４】
上記ガス溶断具の一例を図１４に示す。このものは、作業者が手でもって作業するための握り部４と、握り部４から延びる混合ガス配管５および酸素ガス配管６と、その先端に着脱自在に取り付けられる火口７とを備えている。そして、上記握り部４の端部には、燃料ガス供給ホースを接続するための継手と酸素ガス供給ホースを接続するための継手（ともに図示せず）が設けられており、握り部４に内蔵された燃料ガス供給路と酸素ガス供給路および調整部８を経由させることにより、上記混合ガス配管５に適宜の割合で燃料ガスと酸素ガスを導入するとともに、酸素ガス配管６に、酸素ガスを導入するようになっている。そして、火口７から噴射させた混合ガスに点火し、さらに酸素ガスを噴射して火炎を強くすることにより、鋼材を溶断することができるようになっている。
【０００５】
しかしながら、上記ガス溶断具による溶断作業は、作業者による手作業のため、正確な位置に正確な形状で溶断加工を行うことが容易でなく、作業者に高度の熟練が要求されるという問題がある。
【０００６】
例えば、穴あけ加工において、図１５（ａ）に示すように、穴１０を、予定の穴径（鎖線Ｘで示す）より小さく溶断してしまった場合、リーマ仕上げに時間がかかり、作業効率が悪い。また、図１５（ｂ）示すように、穴１０′を、予定の穴径より大きく溶断してしまった場合、これをリーマ仕上げすると、さらに穴径が大きくなって、予定の大きさのボルトでは止めることができなくなるという問題がある。
【０００７】
そこで、上記溶断作業を補助するものとして、例えば、ガス溶断具の火口部分を一端側に取り付け、その取り付け位置から一定の距離をおいて突出形成された突起を中心として、コンパスで描く要領で、火口を回転させて真円を描きながら溶断することができるようにした案内具が提案されている（特許文献２を参照）。
【特許文献１】特開２００１−３２１９３２公報
【特許文献２】特開平９−２４４６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、作業現場では、穴径２０〜３０ｍｍの穴あけが必要な場合が多いのに対し、上記特許文献２の発明は、その構造上、火口取り付け部と回転中心となる突起との距離がある程度必要で、通常、穴径４０ｍｍ以上の穴をあける場合にしか適用できないという問題があった。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、穴径が４０ｍｍ以下といった、比較的小さい穴をあける場合であっても、その穴が真円となるようガイドすることができ、しかもその穴あけ部位がどのような位置であっても自由に位置決めガイドできるよう構成されたガス溶断ガイド装置の提供をその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するため、本発明は、火口を所定の位置に位置決めして溶断加工を行うためのガイド装置であって、ベース部と、上記ベース部を加工予定部近傍に固定するための固定手段と、固定されたベース部に対し、左右方向、上下方向、前後方向の３方向のうち少なくとも１方向に調整可能な調整機構を介して適宜の位置に位置決めされる位置決めブロックと、上記位置決めブロックに回転自在に取り付けられ、上記位置決めブロックの位置決めによってその回転中心が加工予定部の中心と同軸になるよう位置決めされる大径のガイドリングと、上記ガイドリングに取り付けられ火口を軸方向に回転自在に支受しうる火口保持ガイドとを備え、上記火口保持ガイドのガイドリングへの取り付け部が、火口回転中心とガイドリング回転中心との距離を調整するために移動可能になっているガス溶断ガイド装置を第１の要旨とする。
【００１１】
また、本発明は、そのなかでも、特に、上記ベース部に対し、調整機構が、水平方向および垂直方向の少なくとも一方に回動して適宜の角度で位置決めされるようになっているガス溶断ガイド装置を第２の要旨とする。
【００１２】
さらに、本発明は、それらのなかでも、特に、上記調整機構に対し、位置決めブロックが、水平方向および垂直方向の少なくとも一方に回動して適宜の角度で位置決めできるようになっているガス溶断ガイド装置を第３の要旨とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、従来困難であったガス溶断具による略真円形状の、比較的小径の穴まで含む穴あけ加工を、簡単な動作で行うことができる。そして、上記装置は、鉄板、Ｈ型鋼、Ｃ型鋼、チャンネル、アングル等、どのような鉄材、鋼材に対しても、その表裏を問わず、また、水平方向、垂直方向、斜め方向を問わず、取り付けることができるため、鉄骨組付工事、地下鉄工事、橋梁建設工事等、各種の建築工事、土木工事等において、現場作業の高能率化を実現することができる。特に、上記装置は、穴径の大きさ調整を簡単に行うことができるため、目的の穴径を即座に設定して効率よく加工を行うことができ、使い勝手がよい。
【００１４】
また、火口を取り付ける位置決めブロックが、固定されたベース部に対し、左右方向、上下方向、前後方向の３方向のうち少なくとも１方向に調整可能になっており、この装置を固定した状態のまま、火口を位置決めブロックごと移動して、連続的な溶断加工を行うことができるため、単なる穴加工だけでなく、切断加工、開先加工等、さまざまな加工を自在に行うことができるという利点を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
つぎに、本発明の実施の形態について説明する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施の形態の構成を模式的に示す斜視図であり、図２はそのＡ−Ａ′矢視図である。これらの図において、２０はベースプレートで、このベースプレート２０には、装置全体を、溶断加工予定部近傍に固定するための左右一対のクランプ２１が取り付けられている。
【００１７】
より詳しく説明すると、上記ベースプレート２０は、図２のＢ−Ｂ′矢視図である図３と、そのＣ−Ｃ′矢視図である図４と、そのＤ−Ｄ′断面図である図５に示すように、その背面に設けられたガイドプレート２２と、その上下に設けられた押さえガイド２３、２４によって、左右方向に移動自在に支受されている。そして、上記ベースプレート２０の長手方向に沿って取り付けられたラック２５が、ガイドプレート２２上のガイドブロック２２ａに取り付けられたピニオン２６と噛み合っており、このピニオン２６を回動させることによって、上記クランプ２１で固定されたベースプレート２０に対し、ガイドプレート２２を左右方向の適宜の位置に位置決めできるようになっている。なお、左右のクランプ２１同士の間隔は、それらをベースプレート２０に固定する際、長穴２１ａで調整することができるようになっている。
【００１８】
また、上記ガイドプレート２２（図１に戻る）の裏面（クランプ２１が取り付けられる面と反対側の面）には、略角筒状のハウジング２７が取り付けられており、このハウジング２７内には、図２に示すように、ベアリング２８を介して、水平方向に延びる第１の横送りシャフト２９が回転自在に支受されている。そして、上記ハウジング２７は、ラチェット機構（図示せず）により、第１の横送りシャフト２９に対し、周方向に１０度ずつ回動した位置で固定できるようになっている。
【００１９】
一方、上記第１の横送りシャフト２９には、第１の横送りブロック３０が、この横送りシャフト２９の軸方向に摺動自在に取り付けられている。そして、上記横送りシャフト２９の一側面には、図示のように軸方向に延びる溝が形成されており、この溝内に、ラック３１が嵌入固定されている。そして、その一個所が、上記横送りブロック３０の下面に設けられた送りハンドル（ピニオンの機能を果たす）３２と噛み合っている。したがって、上記送りハンドル３２を回動させることにより、第１の横送りブロック３０を、矢印Ｐ方向（クランプ２１によるベースプレート２０の固定位置に対して前後方向）の適宜の位置に位置決めすることができる。
【００２０】
また、上記第１の横送りブロック３０（図１に戻る）には、２本の平行な縦送りシャフト３３、３４が上下方向に摺動自在に挿通されており、図１のＥ−Ｅ′矢視図である図６に示すように、それぞれの一側面に、軸方向にラック３５、３６が直接形成されている。そして、上記ラック３５、３６は、上記第１の横送りブロック３０に取り付けられる送りハンドル３７によって同軸的に回動が与えられる２個のピニオン３８、３９とそれぞれ噛み合っており、上記送りハンドル３７を回動させることにより、上記縦送りシャフト３３、３４を、矢印Ｑ方向（クランプ２１によるベースプレート２０の固定位置に対して上下方向）に昇降させることができるようになっている。
【００２１】
そして、上記縦送りシャフト３３、３４の上端部には、第２の横送りブロック４０が固定されており、縦送りシャフト３３、３４の昇降動作に伴って昇降するようになっている。
【００２２】
上記第２の横送りブロック４０には、図１、図２およびそのＦ−Ｆ′矢視図である図７に示すように、前記第１の横送りシャフト２９と同様、その一側面の軸方向に延びる溝内にラック４１が嵌入固定された第２の横送りシャフト４２が、その軸方向に摺動自在に取り付けられている。そして、上記ラック４１の一個所が、上記第２の横送りブロック４０の上面に取り付けられた送りハンドル（ピニオンの機能を果たす）４３と噛み合っており、上記送りハンドル４３を回動させることにより、第２の横送りブロック４０を、矢印Ｐ′方向（クランプ２１によるベースプレート２０の固定位置に対して前後方向）の適宜の位置に位置決めすることができる。
【００２３】
そして、上記第２の横送りシャフト４２の前端部には、溶断加工のためのガス供給部（市販ユニット）４４を取り付けた略角筒状のハウジング５０が、ベアリング５１を介して、上記横送りシャフト４２に対し回転自在に取り付けられている。このハウジング５０も、前記第１の横送りシャフト２９に取り付けられているハウジング２７と同様、ラチェット機構（図示せず）により、周方向に１０°ずつ回動した位置で固定できるようになっている。
【００２４】
また、上記ハウジング５０の前方には、図２のＧ−Ｇ′断面図である図８に示すように、ハウジング５０の左右両面と下面の３方向から延びる連結部材５５〜５７を介して、ガイドプレート５８が取り付けられ、さらに、このガイドプレート５８に、位置決めブロックであるガイドリングホルダ５９が取り付けられている。
【００２５】
そして、上記ガイドリングホルダ５９には、図１０に示すように、ベアリング６０を介してガイドリング６１が回転自在に保持されており、さらに、このガイドリング６１に、溶断加工用の火口（市販品）７０を回転自在に支受する火口保持ガイド６２が取り付けられている。
【００２６】
上記火口保持ガイド６２（図７に戻る）は、平面視略正方形のフランジ部６２ａを有し、この部分が、ガイドリング６１の上面に形成された平面視略長方形の凹部６１ａ内に入り込むようになっている。そして、ガイドリング６１への取り付け穴が、前後方向に延びる長穴６３になっている。また、ガイドリング６１の、火口保持ガイド６２の円筒部分が嵌入する部分は、火口保持ガイド６２を外した状態の平面図である図９に示すように、前後方向に延びる長穴６１ｂに形成されている。
【００２７】
したがって、上記ガイドリング６１に火口保持ガイド６２を取り付けた状態で、火口保持ガイド６２を、ガイドリング６１と一体的に回転することができる。そして、上記長穴６３を利用して、火口保持ガイド６２を、その回転中心がガイドリング６１の回転中心（図９においてＯで示す）から前方（図の右方向）にずれるよう取り付けることにより、火口保持ガイド６２の回転半径を大きくすることができる。
【００２８】
上記火口保持ガイド６２の回転半径（火口保持ガイド６２の回転中心とガイドリング６１の回転中心Ｏとの距離）は、ガイドリング６１の上面に貼付された左右一対のスケールプレート７１を目で見ながら調節することができる（この例では、上記回転半径を、０ｍｍ〜２０ｍｍの間で調整可能になっている）。
【００２９】
なお、図１０に示すように、上記ガイドリング６１の回転中心Ｏを、加工予定部の中心に正確に位置決めする手段として、ガイドプレート５８の下部に、位置決め手段８０が設けられている。この位置決め手段８０は、通常は、ガイドプレート５８に沿って垂直に折り立てられているが、装置を加工予定部に取り付ける際、鎖線で示すように水平に倒され、その先端に設けられた基準ピン８１が、加工予定部に付されたケガキ線の中心に合うよう、前述の各調整機能を用いてこの部分の位置決め調整を行うようになっている。これにより、火口保持ガイド６２の適正な位置決めを行うことができる。
【００３０】
また、上記ガイドプレート５８と、ガイドリングホルダ５９は、ベアリング８２を介して互いに回転自在に連結されており、上端部のインデックスプランジャー８３によって、ガイドリングホルダ５９を、左右に７．５°ずつ、傾斜した姿勢で固定することができるようになっている。その状態を、図１１に鎖線で示す。すなわち、上記インデックスプランジャー８３を手前に引き、側方に設けたレバー８４を操作していずれかの傾斜姿勢を与えたのち、インデックスプランジャー８３を元に戻すことにより、傾斜姿勢の固定を簡単に行うことができる。これにより、溶断対象面が傾斜している場合に、火口７０に角度をもたせることができる。
【００３１】
上記装置を用い、例えばつぎのようにして鋼材の穴あけ溶断加工を行うことができる。まず、加工すべき穴の穴径に合わせて、火口保持ガイド６２の位置を調整する（図７参照）。そして、クランプ２１（図１に戻る）を用いて、加工しようとする鋼材の加工予定部近傍に装置のベースプレート２０を固定する。このとき、必要があれば、クランプ２１同士の間隔を調整する。そして、前記ガイドプレート２２の左右方向の位置、ハウジング２７と第１の横送りシャフト２９がなす角度、第１の横送りブロック３０の前後方向の位置、第２の横送りブロック４０の上下方向の位置、上記第２の横送りブロック４０に対するハウジング５０の前後方向の位置、上記ハンジング５０と第２の横送りシャフト４２がなす角度、これら全てを適宜に位置決め調整することにより、加工予定部のケガキ線に、位置決め手段８０（図１０参照）の基準ピン８１を位置決めして、ガイドリング６１の回転中心の位置を適正に定める。
【００３２】
そして、ガス溶断用の火口７０を火口保持ガイド６２内に嵌入保持させるとともに、ガス供給部４４をハウジング５０の上面に取り付け、ガス供給部４４の管継手と、火口７０の管継手をガスホースで連結する。そして、送りハンドル３７を回動させて第２の横送りブロック４０から火口７０に至る部分上に持ち上げて下側から着火したのち、再び送りハンドル３７を逆に回転させて、これらの部分を元の位置に戻す。そして、火口７０を保持した火口保持ガイド６２をガイドリング６１ごと回転させる。この動作によって、加工予定部に、所定の穴径の穴を、ほぼ完全な真円形状であけることができる。
【００３３】
ちなみに、上記の方法により、２枚の鋼材を重ねた合計厚みが３２ｍｍの個所に、穴径２４ｍｍの溶断穴をあけ、穴径２５ｍｍのリーマ穴に仕上げる場合、全部で約６０秒しかかからず、高精度で効率よく穴あけ加工を行うことができた。
【００３４】
このように、上記ガス溶断ガイド装置によれば、従来困難であったガス溶断具による略真円形状の、比較的小径（例えば穴径４０ｍｍ以下）の穴あけ加工を、簡単な動作で行うことができる。そして、上記装置は、鉄板、Ｈ型鋼、Ｃ型鋼、チャンネル、アングル等、どのような鉄材、鋼材に対しても、その表裏を問わず、また、水平方向、垂直方向、斜め方向を問わず、取り付けることができるため、鉄骨組付工事、地下鉄工事、橋梁建設工事等、各種の建築工事、土木工事等において、現場作業の高能率化を実現することができる。特に、上記装置は、穴径の大きさ調整、火口の高さ調整を簡単に行うことができるため、現場において、その都度、最適な条件に装置を調整しながら加工を行うことができ、使い勝手がよい。そして、もちろん、穴径４０ｍｍを超える大きな穴も、より大径のガイドリング６１を備えた同様の装置により、簡単に穴加工することができる。
【００３５】
さらに、上記ガス溶断ガイド装置を固定した状態で、火口７０を保持した部分を、ガイドリングホルダー５９ごと、左右方向および上下方向に移動して位置決めすることができるため、穴加工に限らず、水平切断、斜め切断、重ね切断（２枚切り可能）、開先切断等、各種の加工を行うことができる。
【００３６】
また、固定手段として、上記の例のクランプ２１以外に、適宜の形状、形態のものに交換したり、マグネット、真空吸着機構等を利用することにより、Ｈ型鋼、Ｃ型鋼、アングル、チャンネル等の鋼材の外、シートパイル、シールドマシン、レール、管体等、各種のものの穴加工、切断加工、解体加工等を行うことができる。そして、固定部を補強するために、上記固定手段を用いた上で、さらにワイヤ等をかけることができる。
【００３７】
なお、上記の例では、鋼材等に固定されたベースプレート２０に対し、火口７０を位置決めするために、ガイドプレート２２を左右方向に位置決め自在とし、ハウジング２７と第１の横送りシャフト２９のなす角度を１０°間隔で調整自在とし、上記ハンジング２７に対し、第１の横送りブロック３０を前後方向に位置決め自在としている。また、上記第１の横送りブロック３０に対し、第２の横送りブロック４０の高さを上下方向に位置決め自在とし、上記第２の横送りブロック４０に対し、ハウジング５０を前後方向に位置決め自在とし、さらに、その第２の横送りシャフト４２とハウジング５０のなす角度を１０°間隔で調整自在とし、このハウジング５０に、ガイドプレート５８およびガイドリングホルダ５９を取り付けて、火口７０の位置を調整可能に設定している。しかしながら、本発明において、上記調整機構は、全て必要なものではなく、火口７０を取り付けて位置決めを行う部材（この例ではガイドリングホルダ５９）が、固定されたベース部に対し、左右方向、上下方向、前後方向の少なくとも１方向に調整可能であれば差し支えない。ベース部の固定方法や、目的とする溶断加工の種類によっては、いずれか１方向の調整ができれば加工が可能となる場合があるからである。
【００３８】
そして、これらの調整機構は、上記の例に限らず、適宜の構成にすることができる。例えば、図１２に示すように、第１の横送りシャフトと第２の横送りシャフトを、それぞれ左右１対の２本のシャフト９０、９１で構成するようにしてもよい。そして、各シャフト９０、９１の送り機構を、それぞれの横送りブロック９２、９３に内蔵し、送りハンドル９４〜９６のみを外側に露出させるようにしてもよい。
【００３９】
もちろん、各送り機構を、ラック・ピニオン機構ではなく、ボールねじ機構やＬＭガイドを用いた機構等、各種の機構を適用することができる。また、上下のハウジング２７、５０を回動自在にして所定の角度ごとに位置決めできるようにすることも、任意である。
【００４０】
さらに、上記の例では、火口７０を左右に７．５°ずつ、合計１５°の傾斜を与えることができるようにしている（図１１参照）が、この構成も、必ずしも必要ではない。
【００４１】
そして、上記の例では、市販の火口７０とガス供給部４４を組み合わせて取り付けたが、用いる火口とガス供給部の規格や種類は特に限定するものではない。また、火口とガス供給部が一体となった製品を固定するようにしてもよい。さらに、図１４に示すような手動のガス溶断具の火口を、上記の例の火口保持ガイド６２に嵌入し、胴体部を、ハウジング５０の上面に乗せる等して用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施例を示す模式的な斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ′矢視図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ′矢視図である。
【図４】図３のＣ−Ｃ′矢視図である。
【図５】図４のＤ−Ｄ′断面図である。
【図６】図１のＥ−Ｅ′矢視図である。
【図７】図２のＦ−Ｆ′矢視図である。
【図８】図２のＧ−Ｇ′断面図である。
【図９】上記実施例のガイドリングの説明図である。
【図１０】図７のＨ−Ｈ′矢視図である。
【図１１】図１０のＩ−Ｉ′矢視図である。
【図１２】本発明の他の実施例を示す模式的な斜視図である。
【図１３】従来の穴あけ加工の説明図である。
【図１４】上記穴あけ加工に用いられるガス溶断具の説明図である。
【図１５】（ａ），（ｂ）はともに上記穴あけ加工の問題点の説明図である。
【符号の説明】
【００４３】
２０  ベースプレート
２１  クランプ
５９  ガイドリングホルダ
６１  ガイドリング
６２  火口保持ガイド
７０  火口
【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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