(57)【要約】  【課題】  設置位置を選ぶことなく、フラッシュ洗浄のための弁体の転倒作動時に土砂等の固形異物が確実に下流側に搬送され、弁体の開閉動作に支障を生じることの無い信頼性の高いフラッシュゲートを提供する。  【解決手段】  下端部が水路８の底部または底部近傍でゲート部７に枢着され、前記水路８を閉塞する起立止水姿勢と前記水路８を開放する転倒姿勢との間で揺動自在な弁体２と、前記水路８の水位がフラッシュ実行水位に上昇するまで前記起立止水姿勢を保持部により維持するとともに、フラッシュ実行水位に達すると前記保持部を解除して前記転倒姿勢への揺動を許容する姿勢切替機構３を備えたフラッシュゲートであって、前記弁体２の前記転倒姿勢への傾動に伴い、または転倒姿勢にあるときに、水路８の底部と前記弁２体との間に通水可能な開口が形成されるように構成する。  【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下端部が水路の底部または底部近傍でゲート部に枢着され、前記水路を閉塞する起立止水姿勢と前記水路を開放する転倒姿勢との間で揺動自在な弁体と、前記水路の水位がフラッシュ実行水位に上昇するまで前記起立止水姿勢を保持部により維持するとともに、フラッシュ実行水位に達すると前記保持部を解除して前記転倒姿勢への揺動を許容する姿勢切替機構を備えたフラッシュゲートであって、
前記弁体が転倒姿勢にあるときに、水路の底部と前記弁体との間に通水可能な開口が形成されるフラッシュゲート。
【請求項２】
前記姿勢切替機構による前記弁体の前記転倒姿勢への傾動に伴い水路の底部と前記弁体との間に通水可能な開口が形成される請求項１記載のフラッシュゲート。
【請求項３】
前記起立止水姿勢及び前記転倒姿勢への傾動の過程で前記水路の水が流入し、前記転倒姿勢で流入した水が排出される中空部を前記弁体に備えるとともに、前記起立止水姿勢から前記転倒姿勢への姿勢変更に伴って蓄積された弾性エネルギーにより、転倒姿勢から起立止水姿勢に前記弁体を自動復帰する姿勢復帰機構を備え、前記転倒姿勢への前記弁体の傾動開始により前記弁体に作用する転倒促進力が前記姿勢復帰機構による姿勢復帰力に打ち勝って前記弁体を転倒させるように構成してある請求項１または２記載のフラッシュゲート。
【請求項４】
前記姿勢復帰機構は、前記弁体の揺動軸心周りに配置され、前記弁体を起立方向に常時付勢するスプリングと、前記スプリングによる前記転倒姿勢から前記起立止水姿勢への姿勢復帰動作に伴い姿勢復帰力を増大させる方向に移動するバランスウェイトを備えて構成される請求項３記載のフラッシュゲート。
【請求項５】
前記スプリングを収容するスプリングケースが前記ゲート部に設けられ、前記開口の幅と前記水路の幅が略等しくなるように構成されている請求項４記載のフラッシュゲート。
【請求項６】
前記弁体の下流側対向面に突起を設け、前記突起が前記水路の底部と接当した状態で、前記弁体の上端部が下端部より底部に近接し、且つ、前記弁体の上端部及び下端部と前記水路の底部との間に開口が形成される転倒姿勢規制機構を設けてある請求項１から５の何れかに記載のフラッシュゲート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、河川、下水配管、用水路などを定期的にフラッシュ洗浄するフラッシュゲートに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、河川、下水配管、用水路などを定期的にフラッシュ洗浄するフラッシュゲートが知られている。例えば、特許文献１には、基部が水路の底部に枢着された起立・転倒自在な堰板と、堤防上に設置された巻上装置とを備え、前記巻上装置によって起立状態に支持された堰板が、水位の一定以上の上昇によって転倒させられるとともに、転倒によって水路の水位が所定の起立水位まで低下したときは巻上装置を作動させて再度起立させられるように構成された転倒堰において、前記堰板に水路の水が流入する水タンクを設けるとともに、該水タンクには、水タンクの横断面積と同等以上の面積を有する上向きの開口を形成することにより、転倒時には堰板の重量を大きくして、確実かつ迅速に倒伏させることができるとともに、該倒伏によって迅速に重量を低減することが可能となり、放水後に迅速に再起立させ、貯水を再開することのできるものが提案されている。
【０００３】
上述した特許文献１等に記載された技術によれば、転倒した堰板を再度起立させるための巻上装置や堰板支持ワイヤなどの部品が必要とされ、構造が複雑になるばかりか、電源設備が整備されていない地域、場所では稼動できないという問題があり、本願出願人は先に人力や電動機などの動力を必要とする巻上装置を使用せずに、起立止水姿勢にある弁体を自動的に転倒させてフラッシュ洗浄を行ない、洗浄後に弁体を起立止水姿勢に自動的に復帰させるフラッシュゲートとして、図９に示すように、基部ａが水路ｂの底部で枢着され、前記水路ｂを閉塞する起立止水姿勢と前記水路ｂを開放する転倒姿勢との間で揺動自在な弁体ｃと、前記水路ｂの水位がフラッシュ実行水位ＨＨＷＬに上昇するまで前記起立止水姿勢をロック機構により維持するとともに、フラッシュ実行水位ＨＨＷＬに達するとフロートに連動して前記ロック機構を解除して、前記転倒姿勢への揺動を許容する姿勢切替機構ｄと、揺動軸心周りに配置された弾性部材と弁体の内部を上下に移動可能なバランスウェイトを備え、転倒姿勢にある前記弁体を前記起立止水姿勢に自動復帰させる姿勢復帰機構ｅを備えたフラッシュゲートを出願している（特願２００３−０９８４３２号）。
【特許文献１】特開２００１−１３１９４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の転倒式のフラッシュゲートは、弁体の転倒姿勢への傾動に伴ない弁体の上端部を越えて下流側に水が流出するように構成されていたため、上流側の底部に堆積している土砂等の固形物が下流側に流下するときには上流側の水位が低く、固形物の搬送力が弱くなるという問題があった。そこで、底部に堆積している土砂等を確実に下流側に流下させるため、転倒姿勢に移行した弁体が上流側水路の底面より低くなるように、フラッシュゲートを上流側水路の底部より下流側水路の底部が低くなる段差部に設置し、弁体の揺動軸心が上流側水路の底部よりも低い位置に配置されるように構成されていたが、転倒姿勢にある弁体の一部が上流側水路の底部よりも僅かでも高い位置にあると土砂等の固形物が弁体近傍に溜まり、弁体の開閉動作に支障が生じる虞があった。
【０００５】
一方、段差部が形成されていない管路等にフラッシュゲートを設置する場合には、ゲートの下流側底面を掘削して凹部を形成し、転倒姿勢にある弁体が凹部に収容されるように構成されていたが、そのような凹部に水や土砂が堆積して、やはり弁体の開閉動作に支障が生じる虞があった。
【０００６】
本発明の目的は、上述の従来欠点に鑑み、設置位置を選ぶことなく、フラッシュ洗浄のための弁体の転倒作動時に土砂等の固形異物が確実に下流側に搬送され、弁体の開閉動作に支障を生じることの無い信頼性の高いフラッシュゲートを提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の目的を達成するため、本発明によるフラッシュゲートの第一の特徴構成は、特許請求の範囲の書類の請求項１に記載した通り、下端部が水路の底部または底部近傍でゲート部に枢着され、前記水路を閉塞する起立止水姿勢と前記水路を開放する転倒姿勢との間で揺動自在な弁体と、前記水路の水位がフラッシュ実行水位に上昇するまで前記起立止水姿勢を保持部により維持するとともに、フラッシュ実行水位に達すると前記保持部を解除して前記転倒姿勢への揺動を許容する姿勢切替機構を備えたフラッシュゲートであって、前記弁体が転倒姿勢にあるときに、水路の底部と前記弁体との間に通水可能な開口が形成される点にある。
【０００８】
上述の構成によれば、弁体が転倒姿勢に移行したときに、水路の底部と弁体との間に形成された開口から水とともに土砂を確実に流下させることができるので、土砂等が弁体近傍に堆積することが無くなり、開閉動作の信頼性が向上する。そしてこのようなフラッシュゲートであれば、水路の段差部に設置したり、下流側の底面を掘削して凹部を形成する必要が無くなり、管路や流路の平坦な底部に容易に構築することができるようになった。
【０００９】
同第二の特徴構成は、同請求項２に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、前記姿勢切替機構による前記弁体の前記転倒姿勢への傾動に伴い水路の底部と前記弁体との間に通水可能な開口が形成される点にある。
【００１０】
弁体が転倒姿勢に向けて傾動する過程で水路の底部と弁体との間に開口が形成されるように構成すると、弁体の傾動時には上流側水位がフラッシュ実行水位にあるので、底部の水圧も高い状態にあり、このような高い水圧の下で底部に堆積している土砂が開口から下流側に確実に流下される。従って、仮に下流側の底面を掘削して凹部を形成したフラッシュゲートであっても、前記凹部に土砂が堆積して弁体の開閉動作が妨げられるような不都合は解消されるのである。
【００１１】
同第三の特徴構成は、同請求項３に記載した通り、上述の第一または第二特徴構成に加えて、前記起立止水姿勢及び前記転倒姿勢への傾動の過程で前記水路の水が流入し、前記転倒姿勢で流入した水が排出される中空部を前記弁体に備えるとともに、前記起立止水姿勢から前記転倒姿勢への姿勢変更に伴って蓄積された弾性エネルギーにより、転倒姿勢から起立止水姿勢に前記弁体を自動復帰する姿勢復帰機構を備え、前記転倒姿勢への前記弁体の傾動開始により前記弁体に作用する転倒促進力が前記姿勢復帰機構による姿勢復帰力に打ち勝って前記弁体を転倒させるように構成してある点にある。
【００１２】
上述の構成によれば、フラッシュ実行水位まで上昇している水路内の水圧が押圧力として弁体に付加され、この押圧力が姿勢復帰機構による姿勢復帰力に打ち勝って弁体を転倒方向に傾動させる。この状態で、弁体には前記押圧力と弁体の自重及び中空部内に流入している水の重量和による大きな転倒促進力が作用し、弁体は急激に転倒して水路が開放される結果、フラッシュ洗浄が実行される。フラッシュ洗浄と同時に中空部内の水も下流側に放出されて、姿勢復帰機構に抗する力が弁体の自重程度に低減される結果、弁体は起立止水姿勢に復帰して次のフラッシュ洗浄に備えるのである。
【００１３】
同第四の特徴構成は、同請求項４に記載した通り、上述の第三特徴構成に加えて、前記姿勢復帰機構は、前記弁体の揺動軸心周りに配置され、前記弁体を起立方向に常時付勢するスプリングと、前記スプリングによる前記転倒姿勢から前記起立止水姿勢への姿勢復帰動作に伴い姿勢復帰力を増大させる方向に移動するバランスウェイトを備えて構成される点にあり、このように構成することにより、転倒姿勢から起立止水姿勢への復帰に伴ない漸次低下するスプリングの復帰力をバランスウェイトが補償して迅速に起立止水姿勢に復帰させることができるのである。
【００１４】
同第５の特徴構成は、同請求項五に記載した通り、上述の第四特徴構成に加えて、前記スプリングを収容するスプリングケースが前記ゲート部に設けられ、前記開口の幅と前記水路の幅が略等しくなるように構成されている点にあり、このように構成することにより、弁体が転倒姿勢に移行したときに前記開口が水路の幅と略等しく構成することができ、スプリングケースにより水や堆積した土砂の流下が妨げられることが無くなるのである。
【００１５】
同第六の特徴構成は、同請求項６に記載した通り、上述の第一から第五の何れかの特徴構成に加えて、前記弁体の下流側対向面にリブ等で構成される突起を設け、前記突起が前記水路の底部と接当した状態で、前記弁体の上端部が下端部より底部に近接し、且つ、前記弁体の上端部及び下端部と前記水路の底部との間に開口が形成される転倒姿勢規制機構を設けてある点にあり、これにより、転倒姿勢にある弁体と水路の底面との間に確実に開口が形成される。さらに、弁体の上端部が下端部より底部に近接した状態で転倒姿勢が維持されるので、中空部からの水の排出、バランスウェイトの上端側への移動が確実に保証されるのである。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明した通り、本発明によれば、設置位置を選ぶことなく、フラッシュ洗浄のための弁体の転倒作動時に土砂等の固形異物が確実に下流側に搬送され、弁体の開閉動作に支障を生じることの無い信頼性の高いフラッシュゲートを提供することができるようになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に本発明によるフラッシュゲートの実施の形態を図１から図７に基づいて説明する。図１から図４に示すように、フラッシュゲート１は、下端部に設けた軸部９が水路８の平坦な底部または底部近傍でゲート部７を構成する左右一対の門柱７Ａの間に枢着され、前記水路８を閉塞し水路８の上流側に水を貯留する起立止水姿勢（図４において実線で示される）と、前記水路８を開放して下流側に通水する転倒姿勢（図４において破線で示される）との間で軸心Ｐ周りに揺動自在な弁体２と、前記水路８の水位がフラッシュ実行水位ＨＨＷＬに上昇するまで前記起立止水姿勢を保持部３０により維持するとともに、フラッシュ実行水位ＨＨＷＬに達すると前記保持部３０を解除して前記転倒姿勢への揺動を許容する姿勢切替機構３と、転倒姿勢にある前記弁体２を前記起立止水姿勢に自動復帰させる姿勢復帰機構４を備えて構成される。
【００１８】
図２に示すように、前記弁体２は下側両端部に切欠部２７が形成され、前記起立止水姿勢において下端部に前記水路８の底部と面一に配置されたゲート部７の基部７Ｃと水密に接触するシール部材２ａを取り付けるとともに、図１に示すように、水路８の上流側対向面２２の幅方向両端部が前記門柱７Ａに配されたシール面７ａに水密に接当し、前記切欠部２７の端部が前記門柱７Ａの下部から中央方向に突出形成された膨出部７Ｂに配されたシール面７ｂに水密に接当することで、上流側から下流側への水の流出を防止するように構成されている。
【００１９】
図１、図２及び図７に示すように、前記弁体２の上流側対抗面２２側には壁面に複数の小径の開口部２３が形成された中空部２０が設けられ、前記起立止水姿勢において前記開口部２３から前記中空部２０に水路８の水が流入し、前記転倒姿勢において天面に形成した排水口２４から中空部２０内の水が流出するように構成されるとともに、前記中空部２０の左右端部側に後述するバランスウェイト４２の移動通路２５が形成されている。
【００２０】
前記姿勢復帰機構４は、前記起立止水姿勢から前記転倒姿勢への姿勢変更に伴って蓄積された弾性エネルギーにより、転倒姿勢から起立止水姿勢に前記弁体２を自動復帰するように構成され、具体的には、前記弁体２の揺動軸心Ｐ周りに配置され、前記弁体２を起立方向に常時付勢するようにスプリングケース４１内に捻り固定された左右一対のつる巻スプリング４０と、前記スプリング４０による前記転倒姿勢から前記起立止水姿勢への姿勢復帰動作に伴い姿勢復帰力を増大させるように前記移動経路２５内を移動するバランスウェイト４２を備えて構成される。
【００２１】
前記姿勢切替機構３は、図２及び図６に示すように、前記弁体２と前記弁体２が離接するゲート部７に分割設置され、前記弁体２側に設置されたフロート３１、フロート棒３２、係脱機構３３と、前記ゲート部７側に設置された係合孔３４で構成されている。前記フロート３１は前記中空部２０に上下移動自在に収容され、前記フロート棒３１を介して前記弁体２の下流側対向面２６側のケース３５に設置された前記係脱機構３３に連結されている。尚、前記係脱機構３３は前記弁体２の内部に配置されるものであってもよい。
【００２２】
前記係脱機構３３は、図６に示すように、前記弁体２の中空部２０内で回動自在に水平に支持された支軸３３Ａと、前記下流側対向面２６に水密に貫通突出した前記支軸３３Ａの一端部に基部が固着された回動板３３Ｂと、前記回動板３３Ｂの自由端部に連結され略水平支持された一対のロッド３３Ｃと、前記ロッド３３Ｃの先端部に取り付けられたロック爪部３３Ｄとから構成され、前記回動板３３Ｂが前記フロート３１の上下動に応じて回動する支軸３３Ａに連動して軸心Ｐ２回りに回動することにより、前記ロッド３３Ｃが往復運動可能に構成されている。
【００２３】
前記ロック爪部３３Ｄは、前記ロッド３３Ｃの先端部に固着されたケース３３Ｅにスプリング３３Ｆを介して内挿され、前記スプリング３３Ｆの付勢力によりケース３３Ｅの外部に突出保持されており、前記弁体２が起立止水姿勢に復帰する直前にテーパー面３３ｄがゲート部７の左右の門柱７Ａに干渉することで、ケース３３Ｅ内に押圧されながら摺動し、起立止水姿勢に復帰したときに前記門柱７Ａに形成された前記係合孔３４に係合してロック状態となる。即ち、前記係脱機構３３が、起立止水姿勢を維持する保持部３０となる。
【００２４】
前記起立止水姿勢にある前記弁体２の開口部２３から中空部２０への水の流入に伴って前記フロート３１が上昇し、フラッシュ実行水位ＨＨＷＬより低水位ＨＷＬでは前記ロック状態が維持されるが、フラッシュ実行水位ＨＨＷＬに達すると前記係脱機構３３による係合状態が解消され、前記弁体２は転倒姿勢への傾動を開始する。
【００２５】
つまり、前記弁体２には、フラッシュ実行水位ＨＨＷＬまで上昇している水路８の水圧が押圧力として負荷され、この押圧力が前記姿勢復帰機構４におけるつる巻スプリング４０のバネ力に打ち勝って転倒姿勢になるように少し傾動する。この状態で、前記押圧力と前記弁体２の自重及び中空部２０内の水の重量和が作用して転倒促進力が働き、図４に示す転倒角θ＝９０＋α度の状態に急速に転倒して前記水路８が下流側に開放され、フラッシュ洗浄が行なわれる。この状態で、前記移動通路２５の下部（前記弁体２の下端側）に位置していたバランスウェイト４１が上部（前記弁体２の上端側）に転動する。
【００２６】
フラッシュ洗浄の終了とほぼ同時に前記中空部２０内の水は前記天面の開口部２４から下流側に排水され、転倒促進力が大幅に低減され、前記姿勢復帰機構４のつる巻スプリング４０による復帰付勢力が、前記弁体の自重と傾倒した弁体２の先端側に移動したバランスウェイト４１の重量和より大きくなり、起立方向に回動して復帰作動する。
【００２７】
前記つる巻スプリング４０による復帰付勢力は前記弁体２が転倒姿勢から起立止水姿勢に復帰するにつれて漸次低下するが、姿勢変更に伴いバランスウェイト４１が基部側へ移動して弁体２の重心を下げることで前記復帰付勢力を補い、前記弁体２を急激に起立止水姿勢に復帰する。この状態で、前記係脱機構３３により係合状態となり、起立止水姿勢が維持されるのである。
【００２８】
さらに詳述すると、前記弁体２の下流側対向面２６の両端部には、前記軸部９が固定された突起としての左右一対のリブ５０で構成される転倒姿勢規制機構５が設けられている。図４に示すように、前記姿勢切替機構３による前記弁体２の前記転倒姿勢への傾動の初期に、前記シール部材２ａが前記ゲート部７の基部７Ｃと離間して、前記水路８の底部（前記ゲート部７の基部７Ｃの上面）と前記弁体２との間に通水可能な僅かな開口６が形成される。前記弁体２の傾動に伴いその開口面積を広げ、前記転倒姿勢において前記リブ５０が前記水路８の底部と接当した状態で、前記弁体２の上端部が下端部より底部に近接し、且つ、前記弁体の上端部及び下端部と前記水路の底部との間に大きな開口６が形成されるように構成してある。尚、ここで突起としてはリブで構成されるものに限定されるものではなく、またリブの形状や構成位置も図示されたものに限定されるものではない。
【００２９】
図５（ａ）に示すように、前記弁体２の転倒姿勢への傾動の初期には上流側水位がフラッシュ実行水位ＨＨＷＬにあるため、底部に大きな水圧が作用して前記水路８の上流側底面に堆積している土砂が、図中一点鎖線で示すように、前記開口６から流下し始め、傾動に伴う開口面積の増大により流量が増えて勢いよく下流側に流出し、図５（ｂ）に示すように、前記転倒姿勢で形成される大きな開口状態で確実に土砂が流下するように構成されている。
【００３０】
図７に示すように、前記門柱７Ａの下部から中央方向に突出形成された膨出部７Ｂは、同じく前記門柱７Ａの下部から中央方向に突出形成されたスプリングケース４１との接触を回避するべく前記弁体２の下部に形成された前記切欠部２７に対する起立止水姿勢におけるシールを確保するために配置されたものであるが、前記膨出部７Ｂの上流側水路ではフラッシュ洗浄時の水の流れが緩慢になり、土砂が堆積する虞があるため、前記弁体２の開放時に水流を滑らかにして土砂の堆積を回避する案内壁部８ａが設けられている。
【００３１】
以下、別実施形態を説明する。上述した実施形態では、前記膨出部７Ｂの上流側水路に案内壁部８ａを設けて、土砂の滞留を回避するように構成したものを説明したが、スプリングケース４１を門柱７Ａの内部に構成することにより、前記開口６の幅と前記水路８の幅が略等しくなるように構成することが可能となり、上流側に堆積した土砂を確実に下流側に移送することが可能となる。
【００３２】
また、姿勢復帰機構４を構成するスプリング４０を前記弁体２の揺動軸心Ｐ周りに配置したものを説明したが、スプリング４０の設置位置はこれに限定されるものではなく、他の位置に配置して、その復帰付勢力をギア機構等で構成される動力伝達手段を介して前記弁体２に伝達するように構成するものであってもよい。例えば、スプリングを門柱７Ａの上方に前記揺動軸心Ｐと平行姿勢に配置し、門柱７Ａ内に動力伝達機構を配置してその復帰付勢力を前記弁体２に伝えるように構成すれば、上流側に土砂が滞留する虞のある膨出部７Ｂを設ける必要がなくなる。
【００３３】
上述した実施形態はフラッシュゲートを上流側と下流側の水路の底部が平坦な位置に設置し、下流側底部に弁体が転倒したときの収容部となる凹部を形成することのない場合を説明したが、下流側底部に凹部を形成するものであっても、本発明によれば、当該凹部に土砂が堆積する不都合を解消できるものであり、また段差部に設置するものであっても適用可能である。
【００３４】
上述した何れの実施形態も本発明の一例であり、該記載の具体的構成により本発明の範囲が限定されるものではなく、公知のフラッシュゲートに対して本発明による作用効果を奏するように、弁体が転倒姿勢へ向けて傾動下とき、または転倒姿勢にあるときに、水路の底部と前記弁体との間に通水可能な開口が形成されるものであればその構成を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】フラッシュゲートの平面図
【図２】フラッシュゲートの下流側から見た正面図
【図３】弁体が起立止水姿勢にあるフラッシュゲートの側断面図
【図４】弁体が起立止水姿勢から転倒姿勢に姿勢変更するフラッシュゲートの説明図
【図５】弁体が転倒姿勢にあるときの通水状態の説明図
【図６】フラッシュゲートの姿勢切替機構の説明図
【図７】弁体が転倒姿勢にあるフラッシュゲートの平面図
【図８】別実施形態を示し、弁体が転倒姿勢にあるフラッシュゲートの平面図
【図９】従来例を示し、弁体が起立止水姿勢から転倒姿勢に姿勢変更するフラッシュゲートの説明図
【符号の説明】
【００３６】
１：フラッシュゲート
２：弁体
３：姿勢切替機構
４：姿勢復帰機構
５：転倒姿勢規制機構
５０：リブ（突出部）
【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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