(57)【要約】【解決手段】把持機構９は、コンクリート打設室内に挿入されたバイブレータをコンクリート打設室外で把持する把持状態とその把持状態を解除する把持解除状態Ｑとを取り得る。駆動機構（把持駆動部１０及び油圧シリンダ）は、把持機構９を前進位置Ｆと後退位置との間で往復移動させるとともに、把持機構９が前進位置Ｆから後退位置へ移動する際に把持状態になるとともに把持機構９が後退位置から前進位置Ｆへ移動する際に把持解除状態Ｑになるように、把持機構９を駆動させる。コンクリート打設室にバイブレータを挿入した後、コンクリート打設室にコンクリートを充填し、次に、把持機構９によりバイブレータをコンクリート打設室内でトンネル１の長手方向Ｘに沿って移動させる。【効果】バイブレータをコンクリート打設室内で円滑に移動させるとともに、コンクリート打設室内でバイブレータによりコンクリートの締固めを確実に行う。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート打設室内に挿入されるバイブレータをコンクリート打設室外で把持する把持状態とその把持状態を解除する把持解除状態とを取り得る把持機構と、
その把持機構を前進位置と後退位置との間で往復移動させるとともに、その把持機構が前進位置から後退位置へ移動する際に前記把持状態になるとともにその把持機構が後退位置から前進位置へ移動する際に前記把持解除状態になるように、その把持機構を駆動させて、前記バイブレータをコンクリート打設室内で移動させる駆動機構と
を備えたことを特徴とするコンクリート締固め用バイブレータシステム。
【請求項２】
前記駆動機構は、前記把持機構を前進位置と後退位置との間で往復移動させる往復駆動部のほかに、その把持機構を前進位置から後退位置へ移動させる駆動力により把持機構を把持解除状態から把持状態にするとともに、その把持機構を後退位置から前進位置へ移動させる駆動力により把持機構を把持状態から把持解除状態にする把持駆動部を備えていることを特徴とする請求項１に記載のコンクリート締固め用バイブレータシステム。
【請求項３】
前記把持機構は、バイブレータを挟持する把持状態とその挟持を解除する把持解除状態とを取り得る挟持部材を備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のコンクリート締固め用バイブレータシステム。
【請求項４】
前記バイブレータを案内するガイドを設けたことを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３に記載のコンクリート締固め用バイブレータシステム。
【請求項５】
前記コンクリート打設室はトンネル内に設置した型枠とトンネルの内周壁面との間に設けられ、前記バイブレータは先端部に振動体を有するパイプであって前記把持機構が前進位置から後退位置へ移動する際にコンクリート打設室内でトンネルの長手方向に沿って移動することを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれかの請求項に記載のコンクリート締固め用バイブレータシステム。
【請求項６】
トンネル内に設置した型枠とトンネルの内周壁面との間に設けたコンクリート打設室に、先端部に振動体を有するパイプを主体とするバイブレータを挿入した後、このコンクリート打設室の全部または一部にコンクリートを充填し、
次に、前記コンクリート打設室外で設置した把持機構が駆動機構により前進位置から後退位置へ移動する際に前記バイブレータを把持するとともに後退位置から前進位置へ移動する際にこのバイブレータの把持を解除して、バイブレータをコンクリート打設室内でトンネルの長手方向に沿って移動させる
ことを特徴とするトンネルにおける覆工コンクリート締固め方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特にトンネルにおける覆工コンクリートの品質を高めるためにその覆工コンクリートを締固めるためのバイブレータシステム、並びに、そのバイブレータシステムを利用したトンネルにおける覆工コンクリート締固め方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１では、トンネル１２のコンクリート打設室内に挿入された長尺の振動具２４の基端部に接続ケーブル２８が連結され、このコンクリート打設室内にコンクリート１４を注入した後、その接続ケーブル２８をリール３２に巻いて振動具２４をコンクリート打設室内で移動させることによりこのコンクリート１４を締固めている。
【特許文献１】特開第２００１−２６２９８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記特許文献１では、コンクリート打設室内のコンクリート１４で振動具２４を接続ケーブル２８により移動させると、接続ケーブル２８には大きな張力が生じる。その接続ケーブル２８の断面積があまり小さ過ぎると、接続ケーブル２８の張力が不足して振動具２４を接続ケーブル２８により円滑に移動させることができない。そのため、接続ケーブル２８の断面積を大きくしてその強度を上げる必要があった。しかし、接続ケーブル２８の断面積をあまり大きくし過ぎると、接続ケーブル２８をリール３２に対し円滑に巻くことができなかった。従って、コンクリート１４の締固めを確実に行うことができなかった。
【０００４】
この発明は、バイブレータ（前記振動具２４に該当）をコンクリート打設室内で円滑に移動させるとともに、コンクリート打設室内でバイブレータによりコンクリートの締固めを確実に行うことを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
後記実施形態の図面（図１〜５に示す第１実施形態、図６〜８に示す第２実施形態、図９に示す第１，２実施形態の別例）の符号を援用して本発明を説明する。
請求項１の発明にかかるコンクリート締固め用バイブレータシステムは、下記のように構成されている。
【０００６】
このバイブレータシステムは、下記の把持機構（９）と駆動機構（１０，１３）とを備えている。この把持機構（９）においては、コンクリート打設室（３）内に挿入されるバイブレータ（２８）をコンクリート打設室（３）外で把持する把持状態（Ｐ）とその把持状態（Ｐ）を解除する把持解除状態（Ｑ）とを取り得る。この駆動機構（１０，１３）においては、その把持機構（９）を前進位置（Ｆ）と後退位置（Ｂ）との間で往復移動させるとともに、その把持機構（９）が前進位置（Ｆ）から後退位置（Ｂ）へ移動する際に前記把持状態（Ｐ）になるとともにその把持機構（９）が後退位置（Ｂ）から前進位置（Ｆ）へ移動する際に前記把持解除状態（Ｑ）になるように、その把持機構（９）を駆動させて、前記バイブレータ（２８）をコンクリート打設室（３）内で移動させる。例えば、この把持機構（９）は、案内レール（６）上をバイブレータ（２８）の移動方向（Ｘ）に沿って往復移動する。ちなみに、把持機構（９）を把持状態（Ｐ）にするタイミングや、把持機構（９）を把持解除状態（Ｑ）にするタイミングについては、把持機構（９）の往復移動位置に合わせて適宜設定することができる。
【０００７】
請求項１の発明では、従来技術と異なり接続ケーブルを採用せず、その接続ケーブルに代えて上記把持機構（９）及び駆動機構（１０，１３）を採用しているので、従来技術の問題点を解消してバイブレータ（２８）をコンクリート打設室（３）内で円滑に移動させることができる。
【０００８】
請求項１の発明を前提とする請求項２の発明において、前記駆動機構（１０，１３）は、前記把持機構（９）を前進位置（Ｆ）と後退位置（Ｂ）との間で往復移動させる往復駆動部（例えば、油圧等による流体シリンダ１３）のほかに、その把持機構（９）を前進位置（Ｆ）から後退位置（Ｂ）へ移動させる駆動力により把持機構（９）を把持解除状態（Ｑ）から把持状態（Ｐ）にするとともに、その把持機構（９）を後退位置（Ｂ）から前進位置（Ｆ）へ移動させる駆動力により把持機構（９）を把持状態（Ｐ）から把持解除状態（Ｑ）にする把持駆動部（１０）、例えば流体シリンダ１３に連結したリンク機構、を備えている。請求項２の発明では、把持機構（９）の前進及び後退と把持機構（９）の把持及び把持解除とを行う駆動機構（１０，１３）を簡単な構造にすることができる。
【０００９】
請求項１または請求項２の発明を前提とする請求項３の発明において、前記把持機構（９）は、バイブレータ（２８）を挟持する把持状態（Ｐ）とその挟持を解除する把持解除状態（Ｑ）とを取り得る挟持部材（一対の挟持体２３，２５、固定挟持筒４１及び可動挟持体４２）を備えている。請求項３の発明では、バイブレータ（２８）を挟持部材（２３，２５、４１，４２）により機械的に挟持して把持するので、バイブレータ（２８）を確実に送ることができる。
【００１０】
請求項１または請求項２または請求項３の発明を前提とする請求項４の発明において、前記バイブレータ（２８）を案内するガイド（４，３３，７，１１，１２，３４）を設けている。例えば、前記コンクリート打設室（３）内に設けた内側ガイド（４，３３）については、第１実施形態では、バイブレータ（２８）が挿通される環状の案内輪（４ａ）を有し、バイブレータ（２８）の移動方向（Ｘ）に沿って複数並設され、第２実施形態では、コンクリート補強鉄筋（３５）を組んだ鉄筋組付け体である。例えば、前記コンクリート打設室（３）外に設けた外側ガイド（１２，３４）については、第１実施形態では、バイブレータ（２８）の基端部（３０ａ）を支持する支持台（１２）を含み、この支持台（１２）がバイブレータ（２８）の基端部（３０ａ）とともに移動し、第２実施形態では、コンクリート補強鉄筋（３５）を組んだ鉄筋組付け体であってバイブレータ（２８）の基端部（３０ａ）を支持する。請求項４の発明では、バイブレータ（２８）をガイド（４，３３，７，１１，１２，３４）により確実に送ることができる。
【００１１】
請求項１から請求項４のうちいずれかの請求項の発明を前提とする請求項５の発明において、前記コンクリート打設室（３）はトンネル（１）内に設置した型枠（２）とトンネル（１）の内周壁面（１ａ）との間に設けられ、前記バイブレータ（２８）は先端部に振動体（２９）を有するパイプ（３０）を主体とし、前記把持機構（９）が前進位置（Ｆ）から後退位置（Ｂ）へ移動する際にコンクリート打設室（３）内でトンネル（１）の長手方向（Ｘ）に沿って移動する。請求項５の発明では、請求項１から請求項４のうちいずれかの請求項の発明の効果をトンネル（１）内のコンクリート打設室（３）で発揮させることができる。
【００１２】
請求項６の発明にかかるトンネルの覆工コンクリート締固めは、下記の方法により行われる。
トンネル（１）内に設置した型枠（２）とトンネル（１）の内周壁面（１ａ）との間に設けたコンクリート打設室（３）に、先端部に振動体（２９）を有するパイプ（３０）を主体とするバイブレータ（２８）を挿入した後、このコンクリート打設室（３）の全部または一部にコンクリートを充填する。次に、前記コンクリート打設室（３）外で設置した把持機構（９）が駆動機構（１０，１３）により前進位置（Ｆ）から後退位置（Ｂ）へ移動する際に前記バイブレータ（２８）を把持するとともに後退位置（Ｂ）から前進位置（Ｆ）へ移動する際にこのバイブレータ（２８）の把持を解除して、バイブレータ（２８）をコンクリート打設室（３）内でトンネル（１）の長手方向（Ｘ）に沿って移動させる。
【００１３】
請求項６の発明では、従来技術と異なり接続ケーブルを採用せず、その接続ケーブルに代えて上記把持機構（９）及び駆動機構（１０，１３）による送り動作を採用しているので、従来技術の問題点を解消してバイブレータ（２８）をトンネル（１）内のコンクリート打設室（３）内で円滑に移動させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、バイブレータ（２８）をコンクリート打設室（３）内で円滑に移動させるとともに、コンクリート打設室（３）内でバイブレータ（２８）によりコンクリートの締固めを確実に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
〔第１実施形態〕
まず、本発明の第１実施形態について図１〜５を参照して説明する。
図１（ａ）（ｂ）及び図５（ａ）に示すように、トンネル１内に設置された型枠２とトンネル１の内周壁面１ａとの間にはアーチ状のコンクリート打設室３が設けられている。このコンクリート打設室３内の天井部分には内周方向の複数箇所（例えば四箇所）で複数の内側ガイド４がトンネル１の長手方向Ｘへ並設されている。図５（ｂ）（ｃ）に示すように、この各内側ガイド４は円環状の案内輪４ａ（受け部）を有している。なお、型枠２には各内側ガイド４の付近で検査窓２ａが設けられている。
【００１６】
前記コンクリート打設室３の外端部を仕切る型板３ａの付近において内周方向の複数箇所（例えば四箇所）でそれぞれ支持台５が型枠２の内側から外側へトンネル１の長手方向Ｘに沿って延設されている。この各支持台５の中間部分には型板３ａの外側付近からトンネル１の長手方向Ｘに沿って延びる案内レール６が載設されている。図２（ａ）（ｂ）及び図５（ｄ）に示すように、この各案内レール６でトンネル１の長手方向Ｘの両側である両端部（型板３ａ側の一端部とその反対側になる他端部）にはガイドローラ台７（外側ガイド）が取り付けられている。把持機構９と把持駆動部１０（駆動機構の一部であるリンク機構）とを組み付けた送り機構８がこの両ガイドローラ台７間で各案内レール６に対しトンネル１の長手方向Ｘへ移動可能に支持されている。この各案内レール６で型板３ａ側の一端部には型板３ａに面する洗浄リング台１１（外側ガイド）がガイドローラ台７に隣接して取り付けられている。この各案内レール６の他端部付近で支持ローラ台１２（外側ガイド）が各支持台５に対しトンネル１の長手方向Ｘへ移動可能に支持されてこの他端部に対し接近及び離間し得る。
【００１７】
前記各案内レール６内には往復駆動部である油圧シリンダ１３（駆動機構の一部である流体シリンダ）が取り付けられ、そのピストンロッド１３ａが案内レール６の一端部側へ向けて延びている。図３及び図４（ａ）（ｂ）に示すように、前記送り機構８の把持駆動部１０においては、第一レバー１４と第二レバー１５と第三レバー１６とがそれぞれ可動台１７に対し支軸１８，１９，２０により回動可能に支持されている。この第一レバー１４の第一腕部１４ａと第二レバー１５の第一腕部１５ａ、この第二レバー１５の第二腕部１５ｂと第三レバー１６の腕部１６ａ、この第一レバー１４の第二腕部１４ｂと前記油圧シリンダ１３のピストンロッド１３ａとは、それぞれ、長孔２１に対するピン２２の係入による滑り対偶により互いに連結されている。前記送り機構８の把持機構９においては、下側挟持体２３（挟持部材）が前記可動台１７に対し上下動可能に支持されているとともに前記第二レバー１５の第一腕部１５ａに対し支軸２４で回動可能に支持され、上側挟持体２５（挟持部材）が前記第三レバー１６の腕部１６ａに対し支軸２６で回動可能に支持されているとともに圧縮コイルばね２７により付勢されている。前記ピストンロッド１３ａが伸長すると、前記送り機構８が案内レール６の一端部側に接近して前進位置Ｆとなり、前記ピストンロッド１３ａが収縮すると、前記送り機構８が案内レール６の一端部側から離間して後退位置Ｂとなる。
【００１８】
各バイブレータ２８は先端部に振動体２９を有する細長いパイプ３０（鋼管）を主体とし、このパイプ３０内を通る電線３１がこの振動体２９に接続されているとともにパイプ３０の基端部３０ａから引き出されている。この各バイブレータ２８は、前記支持ローラ台１２上と両ガイドローラ台７上と把持機構９の上下両側挟持体２５，２３間と洗浄リング台１１内とに挿入されるとともに、型板３ａのシール口部からコンクリート打設室３内に挿入されて各ガイド４の案内輪４ａ内に挿入される。各バイブレータ２８のパイプ３０の基端部３０ａと支持ローラ台１２との間には連動チェーン３２が連結されている。前記ピストンロッド１３ａが収縮して前記把持駆動部１０の第一レバー１４の第二腕部１４ｂに回動力（駆動力）が加わると、この把持駆動部１０により前記把持機構９の上下両側挟持体２５，２３が互いに接近してバイブレータ２８のパイプ３０を挟持する把持状態Ｐとなる。前記ピストンロッド１３ａが伸長して前記把持駆動部１０の第一レバー１４の第二腕部１４ｂに回動力（駆動力）が加わると、この把持駆動部１０により前記把持機構９の上下両側挟持体２５，２３が互いに離間してバイブレータ２８のパイプ３０の挟持を解除する把持解除状態Ｑとなる。
【００１９】
図１（ａ）に示すように、コンクリートの打設前に各バイブレータ２８をコンクリート打設室３内に挿入して振動体２９をトンネル１の長手方向Ｘでコンクリート打設室３内の最深部に位置させる。その後、このコンクリート打設室３内に覆工コンクリートＣを下部側から天井部分側へ順次充填する。次に、油圧シリンダ１３のピストンロッド１３ａの後退により把持機構９が前進位置Ｆから後退位置Ｂへ移動する際にバイブレータ２８のパイプ３０を把持するとともに、そのピストンロッド１３ａの前進により把持機構９が後退位置Ｂから前進位置Ｆへ移動する際にバイブレータ２８のパイプ３０の把持を解除する往復動作を繰り返す。そのため、バイブレータ２８は、その振動体２９によりコンクリート打設室３内で覆工コンクリートＣの締固めを行いながら、トンネル１の長手方向Ｘに沿って最深部側から入口側へ強制的に送られ、図１（ｂ）に示す状態となる。その場合、バイブレータ２８のパイプ３０の基端部３０ａにある連動チェーン３２により支持ローラ台１２が引かれてこのパイプ３０を支えながら支持台５に沿って後退する。
【００２０】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について第１実施形態との相違点を中心に図６〜８を参照して説明する。
【００２１】
第１実施形態の各内側ガイド４は省略され、トンネル１内には内側ガイド３３と外側ガイド３４とがコンクリート打設室３の内外にわたりトンネル１の長手方向Ｘに沿って延設されている。この内側ガイド３３及び外側ガイド３４は、それぞれ、コンクリート補強鉄筋３５を組んだ鉄筋組付け体である。この鉄筋組付け体は、トンネル１の長手方向Ｘに沿って互いにほぼ平行な状態で直線状に延びる一組の上下両横鉄筋３５ａ，３５ｂをトンネル１の内周方向へ多数並設したものと、この上下両横鉄筋３５ａ，３５ｂの外側でトンネル１の内周方向に沿って互いにほぼ平行な状態で円環状に延びる一組の上下両鉄筋環３５ｃ，３５ｄをトンネル１の長手方向Ｘへ多数並設したものとからなる。
【００２２】
第１実施形態の支持ローラ台１２は省略され、前記送り機構８や両ガイドローラ台７や洗浄リング台１１は、それぞれ、前記外側ガイド３４に設けられた空間からその内側に挿入されている。各バイブレータ２８は、この外側ガイド３４内で両ガイドローラ台７上と把持機構９の上下両側挟持体２５，２３間と洗浄リング台１１内とに挿入されるとともに、コンクリート打設室３内で型板３ａのシール口部から内側ガイド３３内に挿入される。各バイブレータ２８のパイプ３０の基端部３０ａにはピアノ線などの線材を筒状に組んだ膨出体３６（支持体）が取着され、その膨出体３６が外側ガイド３４内に載せられて接触している。各パイプ３０の基端部３０ａから引き出された電線３１は、支持台５上の案内ローラ台３７に巻き掛けられている。各バイブレータ２８は前記内側ガイド３３内及び外側ガイド３４内でトンネル１の長手方向Ｘに沿って移動し、その際には各バイブレータ２８の基端部３３ａの膨出体３６が外側ガイド３４内に支えられながら移動する。
【００２３】
〔図９に示す第１，２実施形態の別例〕
前記第１実施形態における送り機構８の把持機構９及び把持駆動部１０が変更されている。この把持駆動部１０においては、図示しない可動台に対しレバー３８が支軸３９により回動可能に支持され、このレバー３８の第一腕部３８ａが図示しない油圧シリンダ１３のピストンロッド１３ａに対し支軸４０により回動可能に支持されている。この把持機構９においては、図示しない可動台に固定挟持筒４１（挟持部材）が取着されているとともに、この固定挟持筒４１内に挿入された可動挟持体４２（挟持部材）が前記レバー３８の第二腕部３８ｂに対し支軸４３により回動可能に支持されている。このピストンロッド１３ａが伸縮すると、前記第１実施形態（特に図２参照）と同様に送り機構８が前進位置Ｆと後退位置Ｂとを取る。このピストンロッド１３ａが伸長してレバー３８の第一腕部３８ａに回動力（駆動力）が加わると、図９（ａ）に示すように、可動挟持体４２が下動してバイブレータ２８のパイプ３０の挟持を解除する把持解除状態Ｑとなる。このピストンロッド１３ａが収縮してレバー３８の第一腕部３８ａに回動力（駆動力）が加わると、図９（ｂ）（ｃ）に示すように、可動挟持体４２が上動してバイブレータ２８のパイプ３０を固定挟持筒４１との間で挟持する把持状態Ｐとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】（ａ）は第１実施形態にかかるバイブレータシステムをトンネルの天井部分に設置してコンクリートの打設を行う前の状態を側面側から見た部分断面図であり、（ｂ）は同じくコンクリートの打設を行った後の状態を側面側から見た部分断面図である。
【図２】（ａ）は第１実施形態にかかるバイブレータシステムにおいて把持機構が前進位置にある状態を側面側から見た部分拡大断面図であり、（ｂ）は同じく後退位置にある状態を側面側から見た部分拡大断面図である。
【図３】第１実施形態にかかるバイブレータシステムにおいて把持機構の把持解除状態を側面側から見た部分拡大断面図である。
【図４】（ａ）は第１実施形態にかかるバイブレータシステムにおいて把持機構の把持状態を側面側から見た部分拡大断面図であり、（ｂ）は同じく正面側から見た部分断面図である。
【図５】（ａ）は第１実施形態にかかるトンネルのコンクリート打設室の天井部分を正面側から見た部分断面図であり、（ｂ）はそのコンクリート打設室内に設けたガイドを正面側から見た部分拡大断面図であり、（ｃ）は同じく側面側から見た部分拡大断面図であり、（ｄ）は図３（ａ）のガイドローラ台を正面側から見た部分断面図である。
【図６】（ａ）は第２実施形態にかかるバイブレータシステムをトンネルの天井部分に設置してコンクリートの打設を行う前の状態を側面側から見た部分断面図であり、（ｂ）は同じくコンクリートの打設を行った後の状態を側面側から見た部分断面図である。
【図７】（ａ）は第２実施形態にかかるバイブレータシステムにおいて把持機構が前進位置にある状態を側面側から見た部分拡大断面図であり、（ｂ）は同じく後退位置にある状態を側面側から見た部分拡大断面図である。
【図８】（ａ）は第２実施形態にかかるトンネルのコンクリート打設室の天井部分を正面側から見た部分断面図であり、（ｂ）は同じく側面側から見た部分拡大断面図である。
【図９】（ａ）は第１，２実施形態の別例にかかるバイブレータシステムにおいて把持機構の把持解除状態を側面側から見た部分拡大断面図であり、（ｂ）は同じく把持機構の把持状態を側面側から見た部分拡大断面図であり、（ｃ）は同じく正面側から見た部分断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１…トンネル、１ａ…内周壁面、２…型枠、３…コンクリート打設室、４…内側ガイド、９…把持機構、１０…把持駆動部（駆動機構）、１２…支持ローラ台（内側ガイド）、１３…油圧シリンダ（駆動機構）、２３…下側挟持体（挟持部材）、２５…上側挟持体（挟持部材）、２８…バイブレータ、２９…振動体、３０…パイプ、３３…内側ガイド、３４…外側ガイド、４１…固定挟持筒（挟持部材）、４２…可動挟持体（挟持部材）、Ｆ…前進位置、Ｂ…後退位置、Ｐ…把持状態、Ｑ…把持解除状態、Ｘ…トンネルの長手方向（バイブレータの移動方向）。
【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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