(57)【要約】【課題】  複数のスクリューシャフトを連結して用いる場合などで、各スクリューのピッチに多少のばらつきがあっても、スクリュー表面の土などを除去しそこなったり、除去板がスクリューに衝突して相対回転を阻害したりすることがない除去装置を提供することである。【解決手段】  掘削用のスクリュー６を挿入する回転筒１０に設けるとともに、スクリュー６の表面に接触して移動し、回転筒１０をスクリュー６に対して回転可能に支持するローラ１４と、回転筒１０の内周に固定し、回転筒１０とスクリュー６とが相対回転したとき、スクリュー６に付着した土を前縁１２ａで除去する除去板１２とを備え、上記除去板１２の前縁１２ａと回転筒１０の中心を通る半径を基準にした中心角であって、回転方向後方に形成される１８０度の範囲内に上記ローラ１４を設ける。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削用のスクリューを挿入する回転筒と、この回転筒に設けるとともに、スクリューの表面に接触して移動し、回転筒をスクリューに対して回転可能に支持するローラと、回転筒の内周に固定した除去板とを備え、上記回転筒とスクリューとが相対回転したとき、スクリューに付着した土を上記除去板の前縁で除去する構成にした除去装置において、上記除去板の前縁と回転筒の中心を通る半径を基準にした中心角であって、回転方向後方に形成される１８０度の範囲内に上記ローラを設けた除去装置。
【請求項２】
上記除去板に、上記ローラを回転自在に設けた請求項1に記載の除去装置。
【請求項３】
上記ローラの回転軸を回転筒の内周に固定するとともに、この回転軸に回転自在に設けたローラの少なくとも一部が除去板に対応するエリア内に位置する請求項１に記載の除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、掘削機のスクリューに付着した土などを除去する除去装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スクリューを回転しながら地中に押し込み、その後にそれを引き上げて掘削することが従来から行われている。このようにスクリューを地中に押し込んでからそれを引き上げる際には、当然のこととしてスクリューには土などが付着したままになるが、このスクリューに付着した土は、シャベルなどを用いて人力で取り除くこともあった。
しかし、スクリューに付着した土などを人力で取り除く作業が過酷でかつ危険なことから、近年、それを自動化する土などの除去装置が開発されている。
【０００３】
この装置は、例えば、図８に示す掘削機に取り付けて用いるものであるが、この掘削機は、掘削場所に起立させたガイド支柱であるリーダー１に一対のレール２を設けるとともに、このレール２には昇降機３を昇降可能に設けている。そして、この昇降機３には回転駆動機構４を設けるとともに、この回転駆動機構４にスクリューシャフト５を取り外し可能に設けている。
上記回転駆動機構４に、スクリューシャフト５を取り付けるとともに、このスクリューシャフト５を回転させながら押し下げていくと、スクリュー６が回転しながら地中に押し込まれる。スクリュー６を目的の深さまで押し込んだら、スクリュー６を掘削時と同一方向に回転させつつ、それを引き上げるが、このときスクリュー６間に満たされた土なども同時に引き上げられるので、上記スクリュー６の外径に相当する内径の掘削穴が形成される。
【０００４】
また、上記リーダー１であって、上記昇降機３よりも下方におけるレール２には、除去装置７を設けているが、この除去装置７は、図８、９に示すように、レール２に沿って昇降する取付部材８と、この取付部材８に固定され、図示しないリング状のギヤを収容したギヤボックス９と、このギヤボックス９の内側で上記リング状のギヤと一体的に回転可能に設けた回転筒１０とを備えている。
また、上記ギヤボックス９の上部には、油圧モータ１１を取り付け、この油圧モータ１１は、図示しない動力伝達機構を介して上記リング状のギヤに連結し、油圧モータ１１の駆動力が上記回転筒１０に伝達されるようにしている。従って、油圧モータ１１が駆動すれば、それにともなって回転筒１０も回転することになる。
【０００５】
上記のようにした回転筒１０は、上記スクリュー６の外周を覆う直径を保持している。この回転筒１０内壁には、スクリューシャフト５の外周及びスクリュー６の表面に沿って、回転筒１０の約半周分の大きさの除去板１２を固定している。そして、掘削作業時に引き上げたスクリュー６に対して回転筒１０を回転させたとき、この除去板１２がスクリュー６の表面に沿って移動し、スクリュー６間に満たされた土などを除去するようにしている。
また、上記回転筒１０の内壁であって上記除去板１２の上方には、スクリューシャフト５に向かって突出する回転軸１３を固定し、この回転軸１３にローラ１４を回転可能に設けている。
なお、回転軸１３及びローラ１４は、図１０に示すように、回転筒１０の円周方向において、上記除去板１２から外れた位置であって、上記除去板１２より上方でスクリュー６の表面に接触する位置に設けられている。
【０００６】
上記ローラ１４は、スクリュー６の表面に接触することによって回転筒１０を支持し、その下方においてスクリュー６表面と除去板１２の前縁１２ａとの間隔が所定の大きさを保つようにしている。上記除去板の前縁１２ａとスクリュー６表面との所定の間隔とは、除去板１２の前縁１２ａがスクリュー６表面に突き当たってスクリュー６の回転を阻害することがない程度に離れた距離であり、しかも、スクリュー６表面に付着した土などを除去できる程度に近い距離である。
なお、図９中、符号１５は、回転筒１０に形成した開放部であり、除去板１２がスクリュー６に対して回転したときに、その前縁１２ａが掻き取った土や石などを回転筒１０の外部へ放出しやすくするためのものである。
【０００７】
また、図１１を用いて、上記除去板１２、ローラ１４、及びスクリュー６の位置関係について説明する。但し、この図１１は、上記各部材の位置関係を説明するための模式図でで、各部材の形状や寸法を正確に表したものではない。
上記ローラ１４及び除去板１２は、溶接などによって回転通１０の内壁に固定されているので、ローラ１４とスクリュー６表面との接点Ｐから除去板１２の前縁１２ａまでの軸方向の距離Ｌ１は、除去装置固有のものである。このようなローラ１４がスクリュー６の表面に接触することによって、除去板１２の前縁１２ａとスクリュー６表面ｐ１との距離ｄ１を維持するようにしている（図１１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−２５６９７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記のような掘削機では、スクリュー６の外径によって掘削穴の内径が決まるので、目的の掘削穴の内径に応じた外径のスクリュー６を用いることになるが、目的の深さの穴を形成するためには、目的深さ以上のスクリュー６が必要であるが、その長さを実現するために、複数のスクリューシャフト５を連結して用いることがある。
【００１０】
一方で、スクリュー６のピッチには厳密な規格がなく、スクリューシャフト５ごとに、スクリューのピッチに多少のばらつきがあるのが現実である。スクリュー６のピッチが異なるということは、スクリュー６の表面の傾斜が異なるということであるが、このように傾きにばらつきのあるスクリュー６を連結した掘削機に、上記従来の除去装置７を使用した場合には、以下のような問題があった。
【００１１】
図１０のように、上記ローラ１４を、除去板１２の前縁１２ａから後縁１２ｂの方向、すなわち、除去板１２の回転方向後方に２７０度回転した位置に設けた従来の除去装置の場合、ローラ１４と除去板１２の前縁とは、スクリュー６のほぼ４分の３ピッチ分離れている。ローラ１４とスクリュー６表面との接点Ｐから除去板１２までの軸方向距離は、図１１に示す距離Ｌ１となるが、除去板１２及びローラ１４は回転筒１０の内壁に固定されているので、上記距離Ｌ１は一定である。
そして、スクリュー６が実線で示す傾斜を持つ場合、上記ローラ１４がスクリュー６に接触することによって、除去板１２の前縁１２ａとスクリュー６の表面ｐ１との距離ｄ１が維持され、上記前縁１２ａでスクリュー６に付着した土などを除去できる。
【００１２】
しかし、上記スクリュー６のピッチが僅かに異なり、上記実線で示した傾斜より僅かに大きい破線で示す傾斜を持つスクリュー６を用いた場合、図１１に示したように、除去板１２の前縁１２ａとスクリュー６表面ｐ２との距離ｄ２が上記距離ｄ１よりも大きくなる。このように、除去板１２の前縁１２ａとスクリュー表面との距離が大きくなると、スクリュー６に付着した土などが除去板１２をすり抜けて、除去できなくなることがある。
反対に、スクリュー６の傾斜が小さくなって上記前縁１２ａとスクリュー６の表面との距離が小さくなりすぎると、上記前縁１２ａがスクリュー６の表面に接触してしまったりして、抵抗が大きくなって回転筒１０とスクリュー６との相対回転がスムーズにできなくなったり、スクリュー６の表面を傷つけてしまったりすることがある。
【００１３】
この発明の目的は、複数のスクリューシャフトを連結して用いる場合などで、各スクリューのピッチに多少のばらつきがあっても、スクリュー表面の土などを除去しそこなったり、除去板がスクリューに衝突して相対回転を阻害したりすることがない除去装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
第１の発明は、掘削用のスクリューを挿入する回転筒と、この回転筒に設けるとともに、スクリューの表面に接触して移動し、回転筒をスクリューに対して回転可能に支持するローラと、回転筒の内周に固定した除去板とを備え、上記回転筒とスクリューとが相対回転したとき、スクリューに付着した土を上記除去板の前縁で除去する構成にした除去装置において、上記除去板の前縁と回転筒の中心を通る半径を基準にした中心角であって、回転方向後方に形成される１８０度の範囲内に上記ローラを設けた点に特徴を有する。
【００１５】
第２の発明は、第１の発明を前提とし、上記除去板に、上記ローラを回転自在に設けた点に特徴を有する。
第３の発明は、第１の発明を前提とし、上記ローラの回転軸を回転筒の内周に固定するとともに、この回転軸に回転自在に設けたローラの少なくとも一部が除去板に対応するエリア内に位置させる点に特徴を有する。
なお、上記除去板に対応するエリアとは、除去板の前縁を含む直線から除去板の後縁を含む直線までの間のエリアのことである。
【発明の効果】
【００１６】
第１〜第３の発明によれば、複数のスクリューを連結して用いる場合など、各スクリューのピッチに多少のばらつきがあっても、除去板とスクリュー表面との距離の変化を小さくできる。そのため、どのスクリューに対しても表面に付着した土などを確実に除去することができる。
特に、第２、第３の発明によれば、除去板の前縁からローラまでの回転方向の距離を短くすることができるため、スクリューのピッチのばらつきによる影響をさらに小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施形態の除去板を回転筒の上方から見た状態を示す平面図である。
【図２】第１実施形態の除去板とスクリューの位置関係を示す模式図である。
【図３】第２実施形態の平面図である。
【図４】第３実施形態の平面図である。
【図５】第４実施形態の平面図である。
【図６】第４実施形態の側面側の断面図である。
【図７】第５実施形態の側面側の断面図である。
【図８】従来例の除去装置を備えた掘削機の全体図である。
【図９】従来例の除去装置の概観図である。
【図１０】従来例の除去装置の除去板を回転筒の上方から見た図である。
【図１１】従来例の除去板とスクリューとの位置関係を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１、図２に示す第１実施形態の除去装置は、除去板１２とローラ１４が、上記従来の除去装置とは異なるが、各部材の機能や、図８に示す掘削機に取り付けることによって発揮する除去装置としての機能は、上記従来例の除去装置７と同じである。従って、以下の説明においても、従来例と同様の部材には、図８〜図１１と同様の符号を用いる。
【００１９】
この第１実施形態では、除去板１２の外周が回転筒１０の内壁に固定されている点は、従来の除去装置と同じであるが、除去板１２の長さを図１０に示す従来装置よりも短くしている。そして、ローラ１４の回転軸１３を、上記除去板１２の前縁１２ａから回転方向後方へ９０度回転した位置に設けている。このような除去装置における、上記除去板１２、ローラ１４及びスクリュー６の位置関係を図２の模式図に示している。すなわち、ローラ１４とスクリュー６表面との接点Ｐから上記除去板１２の前縁１２ａまでは、回転方向後方に９０度ずれていて、軸方向には距離Ｌ２離れている。この距離Ｌ２は回転筒１０ごとに決まっている固定の値である。
なお、符号図中１２ｂは、上記除去板１２の後縁である。
【００２０】
このような除去装置は、ローラ１４がスクリュー６の表面に接触して回転筒１０を支持することによって、除去板１２の前縁１２ａとスクリュー表面との距離を保って、上記前縁１２ａで土などを除去するようにしている。
しかし、この第１実施形態の除去装置においても、スクリュー６のピッチにばらつきがあれば、スクリュー６の傾斜がばらつき、上記前縁１２ａとスクリュー６表面との距離が変化してしまう。例えば、図２には、実線で示すスクリュー６と、それよりも傾斜が大きい破線で示すスクリュー６とを示している。これら実線及び破線のスクリュー６の傾斜は、図１１に示したものと同じである。
【００２１】
そして、上記ローラ１４が接点Ｐで実線のスクリュー６表面に接触しているときには、除去板１２の前縁１２ａとスクリュー６の表面ｐ１との距離ｄ１が保たれるが、破線で示したスクリュー６を用いた場合、上記前縁１２ａとスクリュー６表面ｐ３との距離は距離ｄ３となる。このように、スクリュー６の傾斜にばらつきがあると、除去板１２の前縁１２ａとスクリュー６表面との距離が変化するが、この変化量は、図２に示すとおり、図１１に示した従来例と比べて小さい。
【００２２】
その理由は、この第１実施形態の除去装置では、除去板１２の前縁１２ａから上記接点Ｐまでの距離が、上記従来例と比べて短くなっているためである。このように、上記前縁１２ａからローラ１４の接点Ｐまでの距離が短くなればなるほど、上記前縁１２ａとスクリュー６表面との距離は、スクリュー６のピッチの影響を受け難くなる。そして、上記ローラ１４を、上記除去板１２の前縁１２ａと回転中心とを通る半径を基準にした中心角であって回転方向後方に形成される角度が１８０度の範囲内に設けた場合、スクリュー６のピッチのばらつきによって上記前縁１２ａとスクリュー６表面との距離が変動したとしても、その変動が実質的に問題にならない程度に収まることを確認している。
【００２３】
従って、上記除去板１２の前縁１２ａから回転方向後方に、上記角度１８０度より小さい９０度だけ離れた位置にローラ１４を設けたこの第１実施形態の除去装置は、複数のスクリューシャフト５を連結して用いる掘削機に適用した場合、各スクリュー６のピッチに多少のばらつきがあったとしても、問題なくスクリュー表面に付着した土などを除去できるものである。なお、スクリューピッチのばらつきは、複数のスクリューシャフト５間だけでなく、同一のスクリューシャフト５内のスクリューにおいても発生する可能性があるが、そのようなスクリューに対しても、この第１実施形態の除去装置ならスクリュー表面に付着した土などを除去することができる。
さらに、使用中にスクリュー６が変形してスクリュー６の傾斜が変化してしまうこともあるが、この実施形態の除去装置なら、このようなスクリューの変化にも対応できる。
【００２４】
図３に示す第２実施形態は、上記ローラ１４を、上記第１実施形態よりも、さらに除去板１２の前縁１２ａに近づけたもので、その他の構成は第１実施形態と同様である。この第２実施形態は、図示の通り、上記ローラ１４の回転軸１３を除去板１２の後縁１２ｂの位置とほぼ一致させて回転筒１０の内壁に固定するとともに、除去板１２には、切り欠き１２ｃを形成している。そして、この切り欠き１２ｃ内に、ローラ１４の前方部分を挿入している。つまり、ローラ１４の一部を、除去板１２に対応するエリア内に位置させている。
【００２５】
そして、この第２実施形態の除去装置は、上記除去板１２の後縁１２ｂの近傍でローラ１４をスクリュー６の表面に接触させ、前縁１２ａとスクリュー６表面との距離を保持している。
この第２実施形態の除去装置も、ローラ１４とスクリュー６との接点Ｐ（図２参照）から上記除去板１２の前縁１２ａまでの距離が短いので、スクリュー６のピッチに多少のばらつきがあったとしても、上記前縁１２ａとスクリュー６表面との距離の変化が小さく、土などの除去に悪影響を及ぼすことはない。
また、この第２実施形態の除去装置は、ローラ１４の接点Ｐと除去板１２の前縁１２ａとの距離が上記第１実施形態よりも短いため、上記第１実施形態の除去装置と比べて、スクリュー６のピッチがばらついたときの影響をさらに受け難いものである。
【００２６】
図４に示す第３実施形態の除去装置は、上記ローラ１４の全体を、除去板１２のエリア内に設けたものである。
具体的には、除去板１２の中央付近に、矩形の挿入孔１２ｄを形成し、この挿入孔１２ｄ内にローラ１４を位置させるように、回転軸１３を回転筒１０の内壁に固定している。そして、ローラ１４はこの挿入孔１２ｄ内で、スクリュー６表面に接触している。
このように、ローラ１４を除去板１２のエリア内に設けることによって、上記他の実施形態よりも、さらに除去板１２の前縁１２ａにローラ１４を近づけることができる。従って、この第３実施形態の除去装置に置いても、スクリュー６のピッチがばらついても、その影響を受け難く、スクリュー６表面の土などを確実に除去することができる。
【００２７】
図５、図６に示す第４実施形態は、回転筒１０の内壁に固定した除去板１２にローラ１４を取り付けた除去装置である。図５，６に示すように、除去板１２の中央付近に挿入孔１２ｄを形成するとともに、この挿入孔１２ｄの両脇に一対の軸受部材１６，１６を固定している。これら軸受部材１６，１６で回転軸１３を回転自在に支持するとともに、ローラ１４を上記挿入孔１２ｄから下方に臨ませてスクリュー６の表面に接触させている。
この第４実施形態の除去装置は、上記第３実施形態と同様に、スクリュー６のピッチがばらついても、その影響をより受け難く、スクリュー６表面の土などを除去することができる。
なお、この第４実施形態では、上記ローラ１４を除去板１２に設けているので、除去板１２とローラ１４とを一体的に取り扱うことができ、回転筒１０への取り付けが容易になる。
【００２８】
図７に示す第５実施形態は除去板１２の後縁１２ｂに軸受部材１７を固定し、この軸受部材１７にローラ１４の回転軸１３を支持させた除去装置である。但し、この実施形態の除去板１２は、中心角を９０度より小さくした扇型のもので、上記ローラ１４が除去板１２の前縁１２ａと回転筒１０の中心を通る半径を基準として回転方向後方に９０度の範囲内に位置させている。すなわち、この実施形態においても、上記ローラ１４が除去板１２の前縁１２ａと回転筒１０の中心を通る半径を基準として回転方向後方に１８０度の範囲内に位置するようにしている。
そのため、第５実施形態の除去装置も、除去板１２の後縁１２ｂの近傍に位置するローラ１４とスクリュー６との接点Ｐから除去板１２の前縁１２ａまでの距離が短い。そこで、上記接点Ｐが接触するスクリュー６のピッチが多少変化しても、前縁１２ａとスクリュー６の表面ｐ１との距離ｄ１の変化量を少なくできる。
【００２９】
従って、この第５実施形態においても、多少ピッチの異なる複数のスクリュー６を連結して使用しても、ピッチのばらつきの影響を受けることなく、スクリュー６に付着した土などを除去できる。
また、この実施形態においても、除去板１２とローラ１４とを一体的に取り扱うことができ、回転筒１０への取り付けが容易になる。
【００３０】
なお、スクリュー６のピッチにばらつきがあっても、その影響を小さくするために、ローラ１４とスクリュー６表面との接点Ｐを、除去板１２の前縁１２ａに近づけることが必要であるが、その具体的構成は上記実施形態に限らない。例えば、除去板１２の底面に、小さなローラ１４を取り付けてもかまわない。
【００３１】
また、上記ローラ１４を除去板１２に対応したエリア外に設ける場合に、除去板１２の前縁１２ａからローラ１４までの距離を短くするためには、除去板１２の円周方向長さを短くする必要がある。
従来の除去装置では、除去板１２の内周側がスクリューシャフト５に沿って、スクリュー６の回転ブレを防止するようにしていたが、上記実施形態のように除去板１２を小さくすると、除去板１２がスクリューシャフト５のブレを防止する効果が薄れてしまう。その場合には、スクリュー６の外周と回転筒１０の内周との寸法精度を高めて、これらによって回転ブレを防止するようにすればよい。
【００３２】
一方、第３、第４実施形態のように、除去板１２に対応したエリアの内側にローラ１４を設けた場合には、除去板１２が大きくても、ローラ１４の取り付け位置を除去板１２の前縁１２ａに近づけることができる。言い換えれば、前縁１２ａからローラ１４の接点までの距離を短く保ちながら、除去板１２を大きくして、除去板１２によってスクリューシャフト５のブレを防止することもできるということである。
【００３３】
また、上記いずれの実施形態も、従来の除去装置と比べて、除去板１２を小さくするとともに、除去板１２とローラ１４との軸方向距離が短くなっている。そのため、上記除去板１２やローラ１４を取り付ける回転筒１０の軸方向長さを短くすることができ、除去装置全体の軸方向長さを小さくすることができる。
除去装置は、掘削機の掘削作業中、スクリュー６の外周において地上で待機している必要があるため、除去装置の軸方向長さの分だけ、掘削に機能するスクリュー６の有効長さが短くなってしまう（図８参照）。しかし、上記実施形態のように除去装置の軸方向長さが短くできれば、その分、スクリュー６の有効長さを長くできるというメリットがある。また、図９に示す除去装置においても、モータ１１を、ギヤボックス９に対して下方に設けることによって除去装置の軸方向長さをさらに短くすることもできる。
【００３４】
一方で、回転筒１０に溶接した除去板１２を長くすると、除去板１２に回転筒１０の補強リブや、スクリューシャフト５の振れ止めとしての機能を発揮させることができる。
特に、回転筒１０に開放部１５を大きく形成した場合には、回転筒１０の強度が落ちてしまうので、回転筒１０の強度を維持するために除去板１２を長くすることが有効である。
そして、上記除去板１２の長さは、長ければ長いほど、上記補強リブとしての機能や、スクリューシャフト５の振れ止めとしての機能が十分なものになるが、回転筒１０内で除去板１２の中心角が１８０度以上になると、回転筒１０にスクリューシャフト５を挿入する作業が難しくなって、スクリューシャフトの挿入作業性が悪くなる。そこで、回転筒１０の補強、スクリューシャフト５の触れ止め、スクリューシャフト５挿入の作業性の全てを満足するためには、除去板１２を中心角が１８０度以下の扇型にすることが好ましい。
【００３５】
しかし、除去板１２を回転筒１０の補強リブとして機能させるため長くした場合には、使用によるスクリューのゆがみや、異なるスクリューシャフト５間のスクリューピッチのばらつきなどが原因で、除去板１２の後縁１２ｂ側とスクリュー６の表面との距離が大きく変動してしまうことがあり、特に、スクリュー６とスクリューシャフト５との溶接部の盛り上がった部分に、除去板１２の後縁１２ｂが接触してしまう可能性がある。そこで、除去板１２の後縁１２ｂ側においてスクリューシャフト５側に隙間を形成するための切り欠きを形成するようにする。このような切り欠きを形成すれば、除去板１２を長くして、除去板１２の後縁１２ｂ側の上下の変動が大きくなっても除去板１２がスクリュー６に接触することを防止できる。
【符号の説明】
【００３６】
５      スクリューシャフト
６      スクリュー
１０    回転筒
１２    除去板
１２ａ  前縁
１２ｂ  後縁
１２ｃ  切り欠き
１２ｄ  挿入孔
１３    回転軸
１４    ローラ
１６    軸受部材
１７    軸受部材
【図１】
2011089292.tif 000003
【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】
2011089292.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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