(57)【要約】      （修正有）【課題】テルミット溶接反応時において、デジタルノギスを使用してレール移動量を正確に測定するためのレール支持具を提供する。【解決手段】レール１同士の溶接に際して、レール１同士間の移動量を測定するデジタルノギス４０を装着するためのレール支持具１０であって、レール１同士の各頭部２上に嵌合して載置され各頭部２に対して固定する固定手段１２を有する一対のレール支持部材１１と、各レール支持部材１１からレール１の長手方向に対して直交する方向に延長して連結される各アーム部２０と、デジタルノギス４０の固定側測定部４２と可動側測定部４３をそれぞれ固定するために各アーム部２０に設けたノギス固定部３０，３０とを備える。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
レール同士の溶接に際して、レール同士間の移動量を測定するデジタルノギスを装着するためのレール支持具であって、
前記レール同士の各頭部又は各底部に嵌合して載置され前記各頭部又は各底部に対して固定する固定手段を有する一対のレール支持部材と、
前記各レール支持部材からレールの長手方向に対して直交する方向に延長して連結される各アーム部と、
前記デジタルノギスの固定側測定部と可動側測定部をそれぞれ固定するために前記各アーム部に設けたノギス固定部と、
を備えることを特徴とするレール支持具。
【請求項２】
前記ノギス固定部は、
前記デジタルノギスの固定側測定部又は可動側測定部に設けた方柱部が挿入される矩形状貫通穴と、
水平面方向におけるレール溶接側に向かって前記方柱部を固定する第１ねじ孔と、
前記第１ねじ孔を貫通し前記矩形状貫通穴内において先端が前記方柱部に当接する第１ねじ材と、
を備えた請求項１に記載のレール支持具。
【請求項３】
前記各ノギス固定部において、前記第１ねじ孔に対して直交する方向に第２ねじ孔を設け、前記第２ねじ孔を貫通し前記矩形状貫通穴内において先端が前記方柱部に当接する第２ねじ材を備えた請求項１に記載のレール支持具。
【請求項４】
前記アーム部はＬ字片で構成され、該Ｌ字片の鉛直面に前記ノギス固定部を設けた請求項１に記載のレール支持具。
【請求項５】
前記アーム部は、前記レール支持部材のレール腹部の高さ位置から連結される請求項１に記載のレール支持具。
【請求項６】
レール同士の溶接に際して、レール同士間の移動量を測定するデジタルノギスを装着するためのレール支持具であって、
前記レール同士の各頭部又は各底部に嵌合して載置され前記各頭部又は各底部に対して固定する固定手段を有する一対のレール支持部材と、
前記各レール支持部材からレールの長手方向に対して直交する方向に延長して連結される第１アーム部及び第２アーム部と、
前記第２アーム部に一端が固定され、前記第１アーム部を貫通して配置されるロッド部と、
前記デジタルノギスの測定部の一方を固定するために前記第１アーム部に対して固定されたノギス固定部と、
前記デジタルノギスの測定部の他方を固定するために前記ロッド部に固定されたノギス固定部と、
を備えることを特徴とするレール支持具。
【請求項７】
前記ロッド部の前記第２アーム部に対する固定は、第２アーム部側に受けた円筒部に、ロッド部先端に軸方向に直交して設けた円柱部を嵌合して行う請求項６に記載のレール支持具。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、レール同士をテルミット溶接により接続する場合に、レール同士間の移動量を測定するデジタルノギスを装着するためのレール支持具に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道線路で行われているレールのテルミット溶接方法は、次の手順で行われる。
先ず、図８に示すように、レール同士の端面を一定の隙間１００を開けて突き合わせた後、その隙間の周囲を珪砂で製造した耐火材１０１で覆う。この耐火材１０１には、レール１の端面、及び端面の周囲を確実に溶融するために高さ６ｍｍ、幅４０ｍｍの凸状の溶接余盛部が形成されている。
次に、耐火材１０１の内部を酸素・プロパンバーナーで約１０００℃に加熱した後、隙間１００上にテルミット反応用の坩堝１０２を配置し、坩堝１０２内にレール１と同じ化学組成になるように配合されたテルミット剤１０３を入れてテルミット反応を起こさせる。
【０００３】
そして、隙間１００にテルミット反応により生成させた２２００℃以上の高温の溶融金属を自動出湯栓１０４から流し込んで、隙間１００を溶融金属で充填することによりレール１同士の溶接を行う。
その後、列車車輪の接触するレール１の頭頂面と頭部両側面の溶接余盛りだけは、溶接部が高温の時に専用の熱間剪断器で除去し、更にグラインダー研磨で表面の凹凸だけを研磨除去し、以後、溶接部は１００℃以下の温度になるまで放冷される。
溶接部の温度が１００℃以下になった時点で、レール１の頭頂面と頭部両側面の仕上げ研磨が行われ、列車が支障なく通過できるようにレール頭部と同じ形状に仕上げられる（特許文献１参照）。
【０００４】
テルミット溶接時においては、レール同士を静止させた状態で行う必要があり、何らかの原因によりレール同士が移動した場合には、溶接部に亀裂が発生したり、亀裂が発生し易い状態になる等、溶接品質に劣化が生じるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１７５７０７号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、テルミット溶接時の経過時間（レール同士の隙間にテルミット反応により生成させた高温の溶融金属を流し込んでからの時間）において、品質が良好となる溶接を実現させるためには、一定期間（例えば５０Ｎレールの場合、９０秒から１６０秒）にレールを移動させないことが重要であり、その移動量も０．４ｍｍ以下であることが解明されてきた。
従来、レールの移動量を測定する場合は、テルミット溶接開始前に、溶接を行う各レールにカスガイの両端部で印を付け、テルミット溶接終了後に再度印に対してカスガイをあてがうことにより、そのずれ量について、溶接開始時に対するレール間の移動量として測定していた。上記測定方法によれば、１ｍｍ以上の移動を把握できるにすぎなかった。
すなわち、テルミット溶接時における許容できる移動量は０．４ｍｍ以下なので、上記測定方法では移動量が０．４ｍｍ以下かどうかの正確な判定ができないという課題があった。
【０００７】
本考案は、上記実情に鑑みて提案されたものであり、テルミット溶接反応時において、デジタルノギスを使用してレール移動量を正確に測定するためのレール支持具を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため本考案（請求項１）は、レール（１）（１）同士の溶接に際して、レール同士間の移動量を測定するデジタルノギス（４０）を装着するためのレール支持具（１０）であって、次の構成を含むことを特徴としている。
前記レール（１）（１）同士の各頭部（レール頭部２）（レール頭部２）又は各底部に嵌合して載置され前記各頭部又は各底部に対して固定する固定手段（係止ねじ１２）を有する一対のレール支持部材（１１）（１１）。
前記各レール支持部材（１１）（１１）からレールの長手方向に対して直交する方向に延長して連結される各アーム部（２０）（２０）。
前記デジタルノギス（４０）の固定側測定部（４２）と可動側測定部（４３）をそれぞれ固定するために前記各アーム部（２０）（２０）に設けたノギス固定部（３０）（３０）。
【０００９】
請求項２は、請求項１のレール支持具において、
前記ノギス固定部（３０）（３０）は、
前記デジタルノギス（４０）の固定側測定部（４２）又は可動側測定部（４３）に設けた方柱部（４８）が挿入される矩形状貫通穴（３１）と、
水平面方向におけるレール溶接側に向かって前記方柱部（４８）を固定する第１ねじ孔（３２）と、
前記第１ねじ孔（３２）を貫通し前記矩形状貫通穴（３１）内において先端が前記方柱部（４８）に当接する第１ねじ材（３３）と、
を備えたことを特徴としている。
【００１０】
請求項３は、請求項１のレール支持具において、
前記各ノギス固定部（３０）において、前記第１ねじ孔（３２）に対して直交する方向に第２ねじ孔（３４）を設け、前記第２ねじ孔（３４）を貫通し前記矩形状貫通穴（３１）内において先端が前記方柱部（４８）に当接する第２ねじ材（３５）を備えたことを特徴としている。
【００１１】
請求項４は、請求項１のレール支持具において、
前記アーム部（２０）はＬ字片で構成され、該Ｌ字片の鉛直面（２１）に前記ノギス固定部（３０）を設けたことを特徴としている。
【００１２】
請求項５は、請求項１のレール支持具において、
前記アーム部（２０）は、前記レール支持部材（１１）のレール腹部（３）の高さ位置から連結されることを特徴としている。
【００１３】
請求項６のレール支持具（１０）は、デジタルノギス（４０）と異なる小型のデジタルノギス（５０）を使用するタイプであり、レール（１）（１）同士の溶接に際して、レール同士間の移動量を測定するデジタルノギス（５０）を装着するために、次の構成を含むことを特徴としている。
前記レール（１）（１）同士の各頭部（レール頭部２）（レール頭部２）又は各底部に嵌合して載置され前記各頭部又は各底部に対して固定する固定手段（係止ねじ１２）を有する一対のレール支持部材（１１）（１１）。
前記各レール支持部材（１１）（１１）からレールの長手方向に対して直交する方向に延長して連結される第１アーム部（２０Ａ）及び第２アーム部（２０Ｂ）。
前記第２アーム部（２０Ｂ）に一端が装着され、前記第１アーム部（２０Ａ）を貫通して配置されるロッド部（２５）。
前記デジタルノギス（５０）の一方の測定部（固定側測定片５１Ａ）を固定するために前記第１アーム部（２０Ａ）に対して固定されたノギス固定部（３０Ａ）。
前記デジタルノギス（５０）の他方の測定部（可動側測定片５１Ｂ）を固定するために前記ロッド部（２５）に固定されたノギス固定部（３０Ｂ）。
【００１４】
請求項７は、請求項６のレール支持具において、
前記ロッド部（２５）の前記第２アーム部（２０Ｂ）に対する装着は、第２アーム部側に受けた円筒部（２７）に、ロッド部先端に軸方向に直交して設けた円柱部（２５Ａ）を嵌合して行うことを特徴としている。
【考案の効果】
【００１５】
本考案によれば、レール（１）（１）同士の各頭部（レール頭部２）（レール頭部２）上に一対のレール支持部材（１１）が固定手段（係止ねじ１２）により固定され、各レール支持部材（１１）の各アーム部（２０）（２０）に設けた各ノギス固定部（３０）（３０）にデジタルノギス（４０）の固定側測定部（４２）と可動側測定部（４３）がそれぞれ固定されることでレール同士間にデジタルノギス（４０）が装着されるので、テルミット溶接後において、固定側測定部（４２）と可動側測定部（４３）との距離からレール同士の移動量を正確に計測することができる。
【００１６】
また、各ノギス固定部（３０）において、両側からレール溶接側に向かって、固定側測定部（４２）及び可動側測定部（４３）の各方柱部（４８）に当接する各第１ねじ材（３３）で固定することで、確実な固定を図ることができる。
【００１７】
更に、各ノギス固定部（３０）の水平面において、互いに直交する第１ねじ材（３３）及び第２ねじ材（３５）で方柱部（４８）を固定することで、より確実な固定を実現することができる。
【００１８】
また、一方のレール支持部材（１１）及び第１アーム部（２０Ａ）に固定されるノギス固定部（３０Ａ）と、他方のレール支持部材（１１）及び第２アーム部（２０Ｂ）にロッド部（２５）を介して固定されるノギス固定部（３０Ｂ）との移動量を計測することで、小型のデジタルノギス（５０）を使用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本考案の実施形態の一例に係るレール支持具をレール間に架設し、デジタルノギスを装着した状態の斜視説明図である。
【図２】ノギス固定部の拡大斜視説明図である。
【図３】デジタルノギスを使用してレール移動量を計測した場合の計測結果を示すグラフ図である。
【図４】本考案の実施形態の他の例に係るレール支持具をレール間に架設し、デジタルノギスを装着した状態の斜視説明図である。
【図５】方形支持片に対するロッド部の固定状態を説明するための組立参考説明図である。
【図６】方形支持片に対するロッド部の固定状態を説明するための一部側面説明図である。
【図７】本考案の実施形態の他の例に係るレール支持具のレールへの装着状態を示す断面説明図である。
【図８】レール同士間にテルミット溶接を行う場合の説明図である。
【考案を実施するための形態】
【００２０】
本考案のレール支持具の実施形態の一例について、図１及び図２を参照しながら説明する。なお、この例では、５０Ｎレール同士間でテルミット溶接を行った場合について説明する。
本考案のレール支持具１０は、レール１，１同士間にテルミット溶接Ａが行われた場合に、レール同士間の移動量を測定するデジタルノギス４０をレール同士間に架設する道具として採用されるものである。
【００２１】
デジタルノギス４０は、図１に示されるように、長尺片４１と、長尺片４１の一端側に固定された固定側測定部４２と、長尺片４１に対して貫通してスライド可能に装着された可動側測定部４３を備え、固定側測定部４２の下面には方柱部４８が固定され、可動側測定部４３の下面には方柱部４８が固定されるとともに、方柱部４８同士の相対距離を計測した値が表示される表示部４４を備えている。
【００２２】
レール支持具１０は、一対のレール支持部材１１，１１と、各レール支持部材１１，１１に連結される各アーム部２０，２０と、アーム部２０に設けられたノギス固定部３０を備えて構成される。
レール支持部材１１は、レール頭部２に対して上方から嵌まるようなコ字状片に形成されている。各レール支持部材１１は、レール頭部２の側面に沿った壁面を貫通する係止ねじ１２から成る固定手段を備えることで、テルミット溶接を行う左右の各レール頭部２上に嵌合固定して載置されるようになっている。
【００２３】
各レール支持部材１１には、レール１の長手方向に対して直交する方向にアーム部２０が連結されている。各アーム部２０は、それぞれテルミット溶接Ａから離れた側に鉛直面２１を有するＬ字状片で形成されている。
この例では、レール支持部材１１とアーム部２０の上面が同一平面に位置するように連結したが、レール支持部材１１のレール腹部３の高さ位置にアーム部２０が連結されようにしても良い。この場合、レール頭部２より高い場所にディジタルノギス４０が位置することを防止し、レール周辺での作業をし易くすることができる。
また、レール支持部材１１、アーム部２０及びノギス固定部３０はそれぞれ鋼で構成され、溶接により連結されている。
【００２４】
各ノギス固定部３０は、各アーム部２０におけるＬ字状片の鉛直面２１に設けられている。ノギス固定部３０は、デジタルノギス４０の固定側測定部４２の方柱部４８、可動側測定部４３の方柱部４８をそれぞれ固定するためのもので、図２に示すように、デジタルノギス４０の固定側測定部４２（又は可動側測定部４３）に設けた方柱部４８が挿入される矩形状貫通穴３１を有して構成されている。そして、ノギス固定部３０は、水平面方向におけるレール溶接側に向かって穿孔する第１ねじ孔３２と、第１ねじ孔３２を貫通し矩形状貫通穴３１内において先端が方柱部４８に当接する第１ねじ材３３を備えることにより、方柱部４８を固定するようになっている。
【００２５】
また、ノギス固定部３０は、第１ねじ孔３２に対して直交する方向に第２ねじ孔３４を設け、第２ねじ孔３４を貫通し矩形状貫通穴３１内において先端が方柱部４８に当接する第２ねじ材３５を備えている。第１ねじ材３３及び第２ねじ材３５が互いに９０度ずれた方向から方柱部４８に当接することで、ノギス固定部３０内における方柱部４８の固定状態をより強固にすることができる。
【００２６】
上述したレール支持具１０によれば、テルミット溶接時後におけるレール同士の移動量を計測する場合に、一方側のレール１のアーム部２０の固定側測定部４２に固定された方柱部４８に対して、他方側のレール１のアーム部２０の可動側測定部４３に固定された方柱部４８が移動することで、長尺片４１に対して可動側測定部４３が移動し、この移動量をデジタルノギス４０で測定することができる。
【００２７】
次に、テルミット溶接時において、上述したレール支持具１１を利用して左右レールの移動量を計測する手順について説明する。
先ず、テルミット溶接を行うレール同士の端面を一定の隙間を開けて突き合わせ、隙間上にテルミット反応用の坩堝を配置する。
レール頭部２にレール支持部材１１，１１を配置し、それぞれ係止ねじ１２で固定することで左右のレール１，１に対してレール支持具１０を固定する。
レール支持部１０の各ノギス固定部３０に、デジタルノギス４０の固定側測定部４２の方柱部４８と、可動側測定部４３の方柱部４８とをそれぞれ挿入し、第１ねじ材３３及び第２ねじ材３５で固定する。
この状態でデジタルノギス４０の移動量（レール同士の距離）を０にセットする。
【００２８】
次に、坩堝内にレールと同じ化学組成になるように配合されたテルミット剤を入れてテルミット反応を起こさせ、レール同士の隙間にテルミット反応により生成させた高温の溶融金属を流し込んで溶融金属で充填することによりレール同士のテルミット溶接Ａを行う。
デジタルノギス４０を使用し、テルミット溶接後の経過時間における移動量について、一定間隔（例えば３０秒）毎に計測する。
【００２９】
デジタルノギス４０の表示部４４において、３０秒毎に表示された計測結果を表にすると、例えば図３のグラフ図のようになる。折れ線Ｐはレール移動量が正常な例で、折れ線Ｑはレール移動量に異常が生じた場合の例である。
テルミット溶接時に、レール品質が良好となる溶接を実現させるためには、５０Ｎレールの場合、経過時間９０秒から１６０秒までの期間をレール移動禁止期間に、特に、経過時間１００秒から１１０秒までの期間をレール移動厳禁期間にすることが重要であり、その移動量も０．４ｍｍ以下であることが必要である。
【００３０】
図３のグラフ図における折れ線Ｐは、テルミット溶接後の１分３０秒後から２分３０後におけるデジタルノギスで計測した移動量（レール同士の相対的な距離変化）がほぼ一定であり、許容範囲０．４ｍｍ以下であるので、溶接品質に劣化は生じていないと判断することができる。
また、折れ線Ｑは、テルミット溶接後の１分３０秒後から２分３０後におけるデジタルノギスで計測した移動量（レール同士の相対的な距離変化）が１ｍｍ程度であり、許容範囲０．４ｍｍをはるかに超えた値であるので、溶接品質に劣化が生じている判断することができる。
【００３１】
図４は、レール支持具１０の実施形態の別の例を示すものである。
この例は、上述したレール支持具１０に使用されるデジタルノギス４０と異なる小型のデジタルノギス５０を使用するタイプである。図１と同一部材については、同一符号を付して説明を省略する。
デジタルノギス５０は、長尺片４１と、長尺片４１の一端側に形成された固定側測定片５１Ａと、長尺片４１に対して貫通してスライド可能に装着された可動側測定部４３に可動側測定片５１Ｂとを設け、固定側測定片５１Ａと可動側測定片５１Ｂ同士の相対距離を計測した値が表示される表示部４４を備えている。
【００３２】
以下、図１のレール支持具１０と異なる構成を中心に説明する。
第１アーム部２０Ａの鉛直面２１に方形支持片２２が連結され、この方形支持片２２に、後述するロッド部２５が貫通する固定側ノギス支持部２３が固定されている。一方、第２アーム部２０Ｂには、レール１側面に対面するように方形支持片２４が連結されている。
第１アーム部２０Ａと第２アーム部２０Ｂとの間には、ロッド部２５が装着されている。すなわち、ロッド部２５の一端が第２アーム部２０Ｂの方形支持片２４に固定されるとともに、ロッド部２５の他端側は、方形支持片２２及び固定側ノギス支持部２３を貫通して配置されている。したがって、ロッド部２５は、第１アーム部２０Ａ、方形支持部２２及び固定側ノギス支持部２３に対しては可動が可能になるよう構成われている。
【００３３】
第１アーム部２０Ａに対して固定された固定側ノギス支持部２３の側面位置にはノギス固定部３０Ａが固定され、このノギス固定部３０Ａにデジタルノギス５０の固定側測定片５１Ａが固定されている。
また、ロッド部２５にはノギス支持部２６が固定され、ノギス支持部２６の側面位置にノギス固定部３０Ｂが固定され、このノギス固定部３０Ｂにデジタルノギス５０の可動側測定片５１Ｂが固定されている。
【００３４】
第２アーム部２０Ｂに対するロッド部２５の固定は、図５及び図６に示すように、第２アーム部２０Ｂの方形支持片２４に固定した円筒部２７に、ロッド部２５の先端に軸方向に直交して設けた円柱部２５Ａを嵌合することで、円筒部２７に対してロッド部２５が回動可能なように軸着されている。これは、各レール間にレール支持具１０の各レール支持部材１１，１１を装着する場合に、ロッド部２５の他端を固定側ノギス支持部２３内に貫通させるに際し、先端部が回動することでロッド部２５の水平方向に対する角度を若干変化させることができ、それによりロッド部２５を固定側ノギス支持部２３内に貫通させ易くするためである。
【００３５】
上述したレール支持具１０では、各レール頭部２に対して上方から嵌まるようなコ字状片に形成したレール支持部材１１を使用したが、レール底部に対して固定するような構造であっても良い。
例えば、図７に示すように、レール固定板１１１、レール固定座１１２及び鉛直支持柱１１３から構成されるレール支持部材１１でレール１の底部を固定する。レール固定板１１１のフック部１１１ａと、レール固定板１１１に対して固定手段１２（ボルト１１４及びナット１１５）で固定されたレール固定座１１２のフック部１１２ａとで、レール固定板１１１上に載置されたレール１の底部を固定する。レール固定板１１１の端部には鉛直支持柱１１３が連結され、この鉛直支持柱１１３の外側に対して上述したアーム部２０が固定される。アーム部２０の構造及びこれに装着されるノギス等は図１又は図４で示した例と同じであるので、説明を省略する。
この例によれば、レール１の底部同士をレール支持部材１１（レール固定板１１１及びレール固定座１１２）と固定手段１２（ボルト１１４及びナット１１５）で固定することが可能となる。
上述の例では、鉛直支持柱１１３の外側に対してアーム部２０が固定される構成（アーム部２０を点線で示す）としたが、鉛直支持柱１１３の内側（点線と反対側）にアーム部２０が固定されるようにしてもよい。
【００３６】
上述したレール支持具１０によれば、テルミット溶接時後におけるレール同士の移動量を計測する場合に、一方側のレール１の第１アーム部２０Ａの固定側ノギス支持部２３のノギス固定部３０Ａに固定された固定側測定片５１Ａに対して、他方側のレール１の第２アーム部２０Ｂに対してロッド部２５及び可動側ノギス支持部２６を介して固定された可動側測定片５１Ｂが移動することで、長尺片４１に対して可動側測定部４３が移動し、この移動量を小型のデジタルノギス５０で測定することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１…レール、  ２…レール頭部、  ３…レール腹部、  １０…レール支持具、  １１…レール支持部材、  １２…係止ねじ（固定手段）、  ２０…アーム部、  ２０Ａ…第１アーム部、  ２０Ｂ…第２アーム部、  ２１…鉛直面、  ２２…方形支持片、  ２３…固定側ノギス支持部、  ２４…方形支持片、  ２５…ロッド部、  ２６…可動側ノギス支持部、  ２７…円筒部、  ３０…ノギス固定部、  ３１…矩形状貫通穴、  ３２…第１ねじ孔、  ３３…第１ねじ材、  ３４…第２ねじ孔、  ３５…第２ねじ材、  ４０…デジタルノギス、  ４１…長尺片、  ４２…固定側測定部、  ４３…可動側測定部、  ４４…表示部、  ４８…方柱部、  ５０…デジタルノギス、  ５１Ａ…固定側測定片、  ５１Ｂ…可動側測定片。
【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】
0003194871.tif 000007
【図６】
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【図７】
0003194871.tif 000009
【図８】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年10月17日(2014.10.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
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