(57)【要約】【課題】様々な曲率を有するトンネルや暗渠内で運搬台車から据付台車への管の載せ換えや据付作業を容易に行えるようにする。【解決手段】トンネル１０や暗渠内での管の運搬据付に際し、フレーム３２、載置される新設管１６を鉛直軸の回りに回転する際に支持する回転支持機構３４、管の円周方向回転機構３６及び芯出し機構３８を備えた据付台車３０を既設管１４の手前に配置し、新設管が載置されるメインフレーム２２、メインフレームを前方の鉛直軸の回りに回転するメインフレーム回転機構２４、及び、メインフレームの後方を左右に移動する移動機構２８を備えた運搬台車２０上に新設管を配置して据付台車に近づけ、運搬台車の前方を中心に新設管を鉛直軸の回りに回転させつつ、新設管の後方を左右に移動して据付台車と運搬台車の通り芯を合わせ、運搬台車上の新設管を据付台車に載せ換え、据付台車の円周方向回転機構で新設管の天地を決めると共に芯出し機構で芯出しして、新設管を既設管にセットする。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネル・暗渠内での管の運搬据付方法であって、
フレーム、載置される新設管を鉛直軸の回りに回転する際に支持する回転支持機構、管の円周方向回転機構及び芯出し機構を備えた据付台車を既設管の手前に配置し、
新設管が載置されるメインフレーム、該メインフレームを前方の鉛直軸の回りに回転するメインフレーム回転機構、及び、前記メインフレームの後方を左右に移動する移動機構を備えた運搬台車上に新設管を配置して前記据付台車に近づけ、
前記運搬台車の前方を中心に新設管を鉛直軸の回りに回転させつつ、新設管の後方を左右に移動して前記据付台車と前記運搬台車の通り芯を合わせ、
前記運搬台車上の新設管を前記据付台車に載せ換え、
前記据付台車の円周方向回転機構で新設管の天地を決めると共に前記芯出し機構で芯出しして、
新設管を既設管にセットすることを特徴とするトンネル・暗渠内での管の運搬据付方法。
【請求項２】
トンネル・暗渠内での管の運搬据付装置であって、
既設管の手前に配置される、フレーム、載置される新設管を鉛直軸の回りに回転する際に支持する回転支持機構、管の円周方向回転機構及び芯出し機構を備えた据付台車と、
新設管が載置されるメインフレーム、該メインフレームを前方の鉛直軸の回りに回転するメインフレーム回転機構、及び、前記メインフレームの後方を左右に移動する移動機構を備えた運搬台車と、
を備えたことを特徴とするトンネル・暗渠内での管の運搬据付装置。
【請求項３】
前記据付台車の回転支持機構が、前記据付台車の走行方向と直交する水平方向に配設された管回転支点用の回転受けローラと、該回転受けローラを上下動するための機構と、を含むことを特徴とする請求項２に記載のトンネル・暗渠内での管の運搬据付装置。
【請求項４】
前記据付台車の円周方向回転機構が、該据付台車の走行方向と平行に水平に配設された回転軸を有する、左右で対の円周方向回転ローラを含むことを特徴とする請求項２に記載のトンネル・暗渠内での管の運搬据付装置。
【請求項５】
前記据付台車の芯出し機構が、該据付台車の走行方向と直交する方向に水平に配設された回転軸を有する、互いに独立して上下動可能な複数の管位置決め支持ローラを含むことを特徴とする請求項２に記載のトンネル・暗渠内での管の運搬据付装置。
【請求項６】
前記複数の管位置決め支持ローラが、前記据付台車の前方及び後方に配設された、それぞれ左右一対の先端ローラ及び後端ローラを含むことを特徴とする請求項５に記載のトンネル・暗渠内での管の運搬据付装置。
【請求項７】
前記運搬台車がボギー台車で支持され、前記メインフレーム回転機構が、前方のボギー台車中心を回転中心として前記メインフレームを回転するようにされていることを特徴とする請求項２に記載のトンネル・暗渠内での管の運搬据付装置。
【請求項８】
前記運搬台車がボギー台車で支持され、前記移動機構が、後方のボギー台車上で前記メインフレームを左右に移動するようにされていることを特徴とする請求項２又は７に記載のトンネル・暗渠内での管の運搬据付装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネル・暗渠内での管の運搬据付方法及び装置に係り、特に、シールドトンネルや暗渠内に鋼管を敷設する際に用いるのに好適な、様々な曲率を有するトンネル内で運搬台車から据付台車への管の載せ換え及び据付作業を容易に行うことが可能な、トンネル・暗渠内での管の運搬据付方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
シールドトンネルや暗渠内に鋼管を敷設する場合、従来は、図１に示す本発明の実施形態の図を利用して説明する如く、立坑１２からトンネル１０内に持ち込んだ新設管１６を運搬台車２０上に載せ、バッテリーカー等の自走車１８でレール１１上を既設管１４のところまで搬入し、運搬台車２０上で既設管１４に新設管１６を据付けていた。例えば特許文献１には、運搬台車上で上下方向の位置決め及び円周方向の位置決めを行う技術が記載され、特許文献２には、自走車の待ち時間を短縮する技術が記載され、特許文献３〜６には、トンネル曲線部に対応する技術が記載されている。又、特許文献７、８には、運搬台車と据付台車（接合台車）を別にして作業効率を向上することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２４７２０８号公報
【特許文献２】特開２００１−２８０５４１号公報
【特許文献３】特開２０１３−１２７２８１号公報
【特許文献４】特開平１１−２５５１１７号公報
【特許文献５】特開２００２−１１５４９９号公報
【特許文献６】特開２０００−２７２５１０号公報
【特許文献７】特開２００６−４５９２１号公報
【特許文献８】特開２００５−６８９５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、運搬台車と据付台車（接合台車）を別にした場合、工期の短縮が図れる一方で、従来は、様々な曲率を有するトンネルや暗渠内で管を運搬台車から据付台車に載せ換えたり、管を据付ける作業が容易ではなかった。
【０００５】
本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたもので、様々な曲率を有するトンネルや暗渠内で運搬台車から据付台車への管の載せ換えや据付作業を容易に行えるようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、トンネル・暗渠内での管の運搬据付方法であって、フレーム、載置される新設管を鉛直軸の回りに回転する際に支持する回転支持機構、管の円周方向回転機構及び芯出し機構を備えた据付台車を既設管の手前に配置し、新設管が載置されるメインフレーム、該メインフレームを前方の鉛直軸の回りに回転するメインフレーム回転機構、及び、前記メインフレームの後方を左右に移動する移動機構を備えた運搬台車上に新設管を配置して前記据付台車に近づけ、前記運搬台車の前方を中心に新設管を鉛直軸の回りに回転させつつ、新設管の後方を左右に移動して前記据付台車と前記運搬台車の通り芯を合わせ、前記運搬台車上の新設管を前記据付台車に載せ換え、前記据付台車の円周方向回転機構で新設管の天地を決めると共に前記芯出し機構で芯出しして、新設管を既設管にセットすることにより、前記課題を解決したものである。
【０００７】
本発明は、又、トンネル・暗渠内での管の運搬据付装置であって、既設管の手前に配置される、フレーム、載置される新設管を鉛直軸の回りに回転する際に支持する回転支持機構、管の円周方向回転機構及び芯出し機構を備えた据付台車と、新設管が載置されるメインフレーム、該メインフレームを前方の鉛直軸の回りに回転するメインフレーム回転機構、及び、前記メインフレームの後方を左右に移動する移動機構を備えた運搬台車と、を備えたことを特徴とするトンネル・暗渠内での管の運搬据付装置により、同じく前記課題を解決したものである。
【０００８】
ここで、前記据付台車の回転支持機構は、前記据付台車の走行方向と直交する水平方向に配設された管回転支点用の回転受けローラと、該回転受けローラを上下動するための機構と、を含むことができる。
【０００９】
又、前記据付台車の円周方向回転機構は、該据付台車の走行方向と平行に水平に配設された回転軸を有する、左右で対の円周方向回転ローラを含むことができる。
【００１０】
又、前記据付台車の芯出し機構は、該据付台車の走行方向と直交する方向に水平に配設された回転軸を有する、互いに独立して上下動可能な複数の管位置決め支持ローラを含むことができる。
【００１１】
又、前記複数の管位置決め支持ローラは、前記据付台車の前方及び後方に配設された、それぞれ左右一対の先端ローラ及び後端ローラを含むことができる。
【００１２】
又、前記運搬台車をボギー台車で支持し、前記メインフレーム回転機構が、前方のボギー台車中心を回転中心として前記メインフレームを回転するようにすることができる。
【００１３】
又、前記運搬台車をボギー台車で支持し、前記移動機構が、後方のボギー台車上で前記メインフレームを左右に移動するようにすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、様々な曲率を有するトンネルや暗渠内で運搬台車から据付台車への管の載せ換えや据付作業を容易に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態におけるトンネル内での新設管の搬送状況を示す正面図
【図２】同じく直線部での管据付状況を示す平面図
【図３】同じく据付台車の構成を示す（Ａ）平面図、（Ｂ）正面図、（Ｃ）右側面図、（Ｄ）左側面図、（Ｅ）平面図のＥ−Ｅ線に沿う円周方向回転時の端部断面図、（Ｆ）平面図のＦ−Ｆ線に沿う管回転時の中央部断面図
【図４】同じく短管用運搬台車の構成を示す（Ａ）平面図、（Ｂ）正面図
【図５】同じく長尺管用運搬台車の構成を示す（Ａ）平面図、（Ｂ）正面図
【図６】同じく運搬台車のメインフレームを分割して示す分解図
【図７】同じく運搬台車の回転機構を示す平面図
【図８】同じくメインフレーム回転移動治具の設置状態を示す（Ａ）平面図、（Ｂ）右側面図、（Ｃ）左側面図
【図９】同じく直線部の管移設手順を示す流れ図
【図１０】同じく新設管の芯出し手順を示す流れ図
【図１１】同じく（Ａ）各ローラの可動状況、及び（Ｂ）管の軸方向可動状況を示す正面図
【図１２】同じく管の左右可動状況を示す断面図
【図１３】同じく曲線部の管移設手順を示す流れ図
【図１４】同じく曲線部の管据付状況の問題点を示す平面図
【図１５】同じく通り芯を合わせている状態を示す平面図
【図１６】同じく曲線部管据付状況を示す正面図
【図１７】同じく通り芯を合わせた後の状態を示す平面図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態及び実施例に記載した内容により限定されるものではない。又、以下に記載した実施形態及び実施例で開示した構成要素は適宜組み合わせてもよいし、適宜選択して用いてもよい。
【００１７】
従来例のように、新設管１６を運搬台車２０で既設管１４の位置まで搬入し、運搬台車２０上で既設管１４と新設管１６の据付を行うと、その間、運搬台車２０を占有してしまい、次の新設管の運搬に時間ロスが伴う。そこで本発明の実施形態では、図１に示す如く、既設管１４の前方に据付台車３０を配置し、該運搬台車２０上の新設管１６を据付台車３０に載せ換え、据付台車３０上で既設管１４と新設管１６の据付を行う。これにより、据付台車３０での作業時間分、新設管１６の運搬時間の短縮を図ることができる。
【００１８】
又、トンネル１０は直線でなく、多くの曲率線部を有しているので、運搬台車２０に鉛直軸の回りに新設管１６を回転する機能を設けることで、既設管１４の手前に設置してある据付台車３０との軸芯を調整可能とする。
【００１９】
更に、新設管１６の単管長は、トンネル１０の曲率により通過検討等を行い、その都度変更されるため、運搬台車２０に管軸方向に伸縮機能を持たせている。
【００２０】
又、運搬台車２０のメインフレームの構造を変更することなく、台車のみ変更することで、多様なゲージ幅に対応できるようにしている。
【００２１】
以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。本実施形態は、図１に全体構成の正面図を示し、図２に直線部据付状況の平面図を示す如く、既設管１４の手前（図の右側）に配置される据付台車３０と、バッテリーカー等の自走車１８に押されて、レール１１上を走行し、新設管１６を立坑１２から据付台車３０の位置まで運搬する運搬台車２０から構成される。
【００２２】
前記据付台車３０は、図３に詳細に示す如く、フレーム３２と、載置される新設管１６を鉛直軸の回りに回転する際に支持する回転支持機構３４と、管の円周方向回転機構３６と、芯出し機構３８とを備えている。
【００２３】
前記回転支持機構３４は、据付台車３０中央部の走行方向と直交する水平方向（図３（Ａ）の上下方向）に配設された管回転支点用の回転受けローラ３４Ａと、該回転受けローラ３４Ａを上下動するための機構である上下動用ジャッキ３４Ｂを備えている。
【００２４】
前記円周方向回転機構３６は、据付台車３０の走行方向と平行に水平に配設された回転軸を有する、左右で対の円周方向回転ローラ３６Ａを据付台車３０の走行方向前後に備えている。
【００２５】
前記芯出し機構３８は、据付台車３０の走行方向と直交する方向に水平に配設された、回転軸を有する、互いに独立して上下動可能な、据付台車３０の前方側の管位置決め支持ローラ（先端ローラと称する）３８Ａ及び、据付台車３０の後方側の管位置決め支持ローラ（後端ローラと称する）３８Ｂと、それらの上下動用ジャッキ３８Ｃ、３８Ｄを、据付台車３０の前方及び後方に計４組備えている。
【００２６】
なお、前記各ローラを上下動するためのジャッキのコントローラは、新設管１６内に設置して操作を行うことができる。
【００２７】
一方、前記運搬台車２０は、図４（短管用運搬台車）、図５（長尺管用運搬台車）及び図６（メインフレーム分割図）に詳細に示す如く、新設管１６が載置されるメインフレーム２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ（２２と総称する）と、該メインフレーム２２を前方（図の左方）の鉛直軸の回りに回転するメインフレーム回転機構を構成する回転ピン２６と、該メインフレーム２２の後方（図の右方）を左右に移動する移動機構２８とを備えている。
【００２８】
前記メインフレーム２２は、先頭メインフレーム２２Ａと末尾メインフレーム２２Ｂを直結することにより、図４に示す短管用運搬状態としたり、前記先頭メインフレーム２２Ａと末尾メインフレーム２２Ｂの間に１個以上の長尺管用中継ぎメインフレーム２２Ｃを連結することによって、図５に例示するような長尺管用運搬台車とすることができる。
【００２９】
前記先頭メインフレーム２２Ａ及び末尾メインフレーム２２Ｂには、それぞれボギー台車２４Ａ、２４Ｂ（２４と総称する）が設けられ、トンネル１０内を曲線部に従って円滑に移動できるようにされている。
【００３０】
ボギー台車２４Ａ、２４Ｂは、それぞれメインフレーム２２Ａ、２２Ｂとピン構造で連結することで、メインフレーム２２に回転機能を持たせている。
【００３１】
なお、メインフレーム２２とボギー台車２４は分割でき、ボギー台車２４を交換することでレール１１のゲージ幅に対応可能とされている。図において、２５は、ボギー台車２４の車輪である。
【００３２】
前記メインフレーム２２Ａ、２２Ｂには新設管１６を移動するための管移動ローラ２３がそれぞれ設けられている。
【００３３】
前記運搬台車２０のメインフレーム２２を前方の鉛直軸の回りに回転する回転ピン（メインフレーム回転中心）２６は、図７に示す如く、例えば前方のボギー台車２４Ａの中心を回転中心として前記メインフレーム２２を回転するようにされている。
【００３４】
前記メインフレーム２２の後方を左右に移動する移動機構２８は、図７に示した如く、末尾メインフレーム２２Ｂ上に設置され、図８に詳細に示す如く、ボールねじ２８Ａを回転することによりロックナット２８Ｂが固定された移動治具２８Ｃを左右に移動可能とされている。従って、ボールねじ２８Ａを回転させることにより、メインフレーム２２の右側が左右（図７の上下）に動くため、その動きをメインフレーム回転中心２６で回転作動に変換し、曲がり部の管芯を合わせることができる。
【００３５】
図において、２８Ｄは、ボギー台車２４Ｂと連結される引点金物、２８Ｅは、移動治具２８Ｃの格納部である。
【００３６】
以下、作用を説明する。図１に示したように、運搬台車２０は、バッテリーカー等の自走車１８によりトンネル１０内に敷かれたレール１１上を移動し、据付台車３０に新設管１６を載せ換えると直ちに立坑１２側に戻り、構内を休むことなく管の運搬を行う。
【００３７】
又、据付台車３０は、既設管１４との通り芯上に設置されており、運搬台車２０から新設管１６を移設後、芯出しを行う機能を有している。従って、トンネル１０が全て直線であれば、立坑１２の大きさにより決まる最大単管長を運搬台車２０に載せた後、待ち受けている据付台車３０に移し、上下・左右の芯出し後に管の接合を行う単純作業で稼動する。
【００３８】
具体的には、図９に示す如く、既設管１４を設置後、その部分のレール１１を撤去し、既設管１４の手前に、既設管１４と通り芯を合致させた据付台車３０を配置する（ステップ１００）。
【００３９】
次いで、立坑１２から新設管１６を運搬台車２０に積み、自走車１８により既設管１４の手前に配置された据付台車３０の前まで運搬台車２０を輸送する（ステップ１２０）。
【００４０】
次いで、新設管１６を据付台車３０の回転受けローラ３４Ａ上に預ける（ステップ１３０）。
【００４１】
次いで、新設管１６を運搬台車２０から据付台車３０に載せ換える（ステップ１５０）。
【００４２】
なお、ステップ１３０、及びステップ１５０において、作業上必要があれば、運搬台車２０から自走車１８を切り離しておく。
【００４３】
運搬台車２０から据付台車３０への新設管１６の載せ換え（ステップ１５０）終了後、据付台車３０から運搬台車２０を引き離し、自走車１８で立坑１２に戻す（ステップ１６０）。
【００４４】
次いで、新設管１６の据付作業に移る（ステップ１７０）。
【００４５】
具体的には、図１０に手順を示す如く、据付台車３０の回転受けローラ３４Ａ上で通り芯を合わせた管体を、円周方向回転ローラ３６Ａに４点で預け、円周方向に回転して天地方向を決める（ステップ２００）。この時、回転受けローラ３４Ａは上下動用ジャッキ３４Ｂで下に下げて格納した状態となっている。
【００４６】
通り芯及び天地が決まったら、管位置決め支持用の先端ローラ３８Ａの高さを上下動用ジャッキ３８Ｃで管高さまで上昇させる（ステップ２１０）。
【００４７】
次いで、後端ローラ３８Ｂを上下動用ジャッキ３８Ｄで管高さまで上昇させ、先端ローラ３８Ａと後端ローラ３８Ｂの４点で管を支持する（ステップ２３０）。
【００４８】
次いで、先端及び後端ローラ３８Ａ、３８Ｂを最大高さまで上昇する（ステップ２４０）。
【００４９】
このとき、左右一対の先端ローラ３８Ａと同じく左右一対の後端ローラ３８Ｂの４点は、それぞれ独立した上下動用ジャッキ３８Ｃ、３８Ｄで上下動可能とされているので、図１１に示す如く上下方向の位置だけでなく、図１２に例示する如く左右方向の位置決めも可能である。
【００５０】
このようにして、上下・左右方向の位置決め決定後（ステップ２６０）、接合位置まで管を引き込む（ステップ２７０）。
【００５１】
次いで、例えば新設管１６後端部に管受け台（図示省略）を設置し、既設管１４と新設管１６を溶接（ステップ２８０）した後、各ローラを降ろして収納する（ステップ２９０）。
【００５２】
次いで、レール１１を取り外し、据付台車３０を新設管１６下より引き出して、次工程位置へセットする（ステップ３００）。
【００５３】
一方、通常、道路下に施工されるトンネルは、道路の曲率に合わせて線形が決められるため、多くの曲がりが存在する。その場合、管の運搬に際してトンネルの曲率により通過単管長が限定されるほか、管の据付も直線部と異なる。
【００５４】
以下、図１３を参照して、曲線部の管移設手順を説明する。図９のステップ１００と同様のステップ４００終了後、トンネルの曲がり半径により通過管長に合わせた運搬台車の長さを調整する（ステップ４１０）。具体的には、図４に例示したように、先頭メインフレーム２２Ａと末尾メインフレーム２２Ｂを直結した短管用運搬台車、あるいは、図５に例示したように、間に中継ぎメインフレーム２２Ｃを１個以上挿入した長尺管用運搬台車とする。
【００５５】
図９のステップ１２０と同様のステップ４２０終了後、運搬台車２０のメインフレーム２２を回転させて通り芯を合わせる（ステップ４４０）。この場合、運搬台車２０上の新設管１６を、そのまま据付台車３０に載せると、図１４に示す如く、管芯が合わない。そこで、図１５（平面図）及び図１６（正面図）に示す如く、まず新設管１６の先端を据付台車３０中央の回転受けローラ３４Ａに預ける（ステップ４３０）。
【００５６】
次いで、運搬台車２０の移動治具２８Ｃを左右動（図１５では上下動）させ、運搬台車２０のメインフレーム２２を回転ピン２６を中心に回転させて通り芯を合わせる（ステップ４４０）。
【００５７】
通り芯を合わせたら、図１７に示す如く、新設管１６を運搬台車２０から据付台車３０へ載せ換え（ステップ４５０）、直線部と同様に図１０に例示したような手順で新設管１６を据え付ける。
【００５８】
なお、ステップ４３０、ステップ４４０、及びステップ４５０において作業上必要があれば、運搬台車２０から自走車１８を切り離しておく。
【００５９】
又、運搬台車２０から据付台車３０への新設管１６の載せ換え（ステップ４５０）終了後、据付台車３０から運搬台車２０を引き離し、自走車１８で立坑１２に戻す（ステップ４６０）。
【００６０】
なお、前記実施形態においては、本発明がシールドトンネル内における鋼管の接合に適用されていたが、本発明の適用対象はこれに限定されない。また、上下動機構はジャッキによるものに限定されず、移動機構もボールねじによるものに限定されず、自走車もバッテリーカーに限定されない。
【符号の説明】
【００６１】
１０…トンネル
１１…レール
１４…既設管
１６…新設管
２０…運搬台車
２２…メインフレーム
２２Ａ…先頭メインフレーム
２２Ｂ…末尾メインフレーム
２２Ｃ…中継ぎメインフレーム
２４、２４Ａ、２４Ｂ…ボギー台車
２６…メインフレーム回転ピン
２８…移動機構
２８Ｃ…移動治具
３０…据付台車
３２…フレーム
３４…回転支持機構
３４Ａ…回転受けローラ
３４Ｂ、３８Ｃ、３８Ｄ…上下動用ジャッキ
３６…円周方向回転機構
３６Ａ…円周方向回転ローラ
３８…芯出し機構
３８Ａ…先端ローラ（管位置決め支持ローラ）
３８Ｂ…後端ローラ（管位置決め支持ローラ）
【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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【図１６】
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【図１７】
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