(57)【要約】【課題】狭隘な坑道部内等での溶接作業が不要で、天候に左右されることなく、容易かつ強固に接続することができる上、非常に安価に製造することが可能な２本以上の鋼管からなる鋼管セットを提供する。【解決手段】鋼管セットＳ１は、片方の端縁の周辺部分を他の部分より小径に加工するとともに、その小径部分に、端縁から軸方向に沿った第一凹部４ａとその第一凹部４ａと略直交する第二凹部４ｂとを有するＬ字状の係合凹状溝４，４を設けた第一鋼管Ｐ１と、その第一鋼管Ｐ１の小径部分と略同一な内径を有しており、片方の端縁際の内面に突起体１５，１５を設けた第二鋼管Ｐ２とを有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに接続した状態で使用される二つ以上の円筒状の鋼管からなる鋼管セットであって、少なくとも、
片方の端縁の周辺部分を他の部分の内径より小径に加工するとともに、その小径部分に、端縁から軸方向に沿った第一凹部とその第一凹部と略直交する第二凹部とを有する係合凹状溝を設けた第一鋼管と、
その第一鋼管の小径部分の外径より大きな内径を有しており、片方の端縁際の内面に突起体を設けた第二鋼管とを有していることを特徴とする鋼管セット。
【請求項２】
前記第一鋼管の小径部分の基端に、前記第二鋼管と略同一な内外径を有する扁平な円筒状の接合部材が固着されていることを特徴とする請求項１に記載の鋼管セット。
【請求項３】
前記第一鋼管の小径部分が、プレス絞り加工によって形成されたものであることを特徴とする請求項１、または請求項２に記載の鋼管セット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤沈下した建造物の基礎の沈下補修工事等において好適に用いられる相互接続可能な２つ以上の鋼管からなる鋼管セットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地盤沈下（不同沈下）によって傾斜した建造物の基礎の傾きを修正する方法として、図８の如く、傾斜した建造物の基礎Ｂの下側を部分的に掘削し、その坑道部Ｖにおいて、鋼管（あるいは鋼管杭）Ｐを垂直にセットし、その鋼管Ｐの上にジャッキＪを載置し、建造物の自重を反力として鋼管Ｐを支持層（地盤中の硬い地層）まで圧入して、当該鋼管Ｐを建造物の支持体として安定させた後に、さらに、ジャッキＪを操作して基礎Ｂを押し上げて水平化する方法（所謂、アンダーピニング工法）が知られている（特許文献１）。かかるアンダーピニング工法により沈下補修工事を行う際には、不同沈下を起こすような建造物の地盤では、支持層（地盤中の硬い地層）が地表から深い所に存在しているので、鋼管の先端を支持層へ到達させるために長い鋼管が必要になる。それゆえ、図８（ｂ）の如く、先に地盤中に圧入した鋼管Ｐの上方に、別の鋼管Ｐ’を継ぎ足すことが必要となる。そのように鋼管Ｐ’を継ぎ足す場合には、圧入された鋼管Ｐの上端に、同一径の鋼管Ｐ’を載置し、それらの鋼管Ｐ，Ｐ’の接合部分を溶接によって接続する方法が採用される（溶接部分Ｙ）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１８２７４１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、上記したような建造物の基礎の補修工事においては、狭く、かつ、地下水が湧き出して滞留した坑道部内で鋼管を接続する必要があるため、上記したような溶接による鋼管の接続方法では、容易に鋼管の接続作業を進めることができず、作業環境・作業品質を確保することが困難である上、作業効率の向上を図ることもできない。
【０００５】
本発明は、上記建造物の基礎の補修工事における従来の鋼管の接続方法が有する問題点を解消し、工事現場（坑道部内）での溶接作業が不要で、建造物の基礎の補修工事のように狭く地下水の滞留した環境下でもきわめて容易に接続（相互接続）することが可能な複数の鋼管からなる鋼管セットを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の内、請求項１に記載された発明は、互いに接続した状態で使用される二つ以上の円筒状の鋼管からなる鋼管セットであって、少なくとも、片方の端縁の周辺部分を他の部分の内径より小径に加工するとともに、その小径部分に、端縁から軸方向に沿った第一凹部とその第一凹部と略直交する第二凹部とを有する係合凹状溝を設けた第一鋼管と、その第一鋼管の小径部分の外径より大きな内径を有しており、片方の端縁際の内面に突起体を設けた第二鋼管とを有していることを特徴とするものである。
【０００７】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記第一鋼管の小径部分の基端に、前記第二鋼管と略同一な内外径を有する扁平な円筒状の接合部材が固着されていることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項３に記載された発明は、請求項１、または請求項２に記載された発明において、前記第一鋼管の小径部分が、プレス絞り加工（鋼管に外部から圧力を加えて径が小さくなるように絞り込む加工）によって形成されたものであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に係る鋼管セットによれば、沈下した基礎の補修工事の坑道部内等の狭隘なスペースにおいても、第一鋼管の上端の小径部分に形成された係合凹状溝の内部に第二鋼管の下端際の内面に形成された突起体を嵌め込むようにして、第一鋼管の上端の小径部分に第二鋼管の下端際の部分を外嵌させて、第二鋼管を第一鋼管に対して十分に嵌め込んだ後に（押し込んだ後に）、第二鋼管を第一鋼管に対して所定の方向に回転させるだけで、溶接作業を必要とすることなく、第一鋼管と第二鋼管とをきわめて容易に接続することができる。また、接続された状態においては、第二鋼管の突起体が、第一鋼管の係合凹状溝の第一凹部と直交した第二凹部内に入り込んだ状態になるので、引っ張りに対しても一定の耐力を発現し得るため、一旦、埋設した鋼管を引き抜くこともできる。
【００１０】
請求項２に係る鋼管セットは、第二鋼管の下端の端面全体が第一鋼管の小径部分に溶接された接合部材の上端面全体と密着した状態（所謂、メタルタッチした状態）で、第一鋼管と第二鋼管とが接続されるので、鉛直荷重に対して十分な耐力を発現することができ、第一鋼管に対する第二鋼管の相対位置が変化する事態を生じさせない。
【００１１】
請求項３に係る鋼管セットは、第一鋼管の小径部分がプレス絞り加工によって形成されたものであるため、安価かつ容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】鋼管セットを示す説明図（正面図）である。
【図２】鋼管セットを示す説明図（斜視図）である。
【図３】第一鋼管を示す説明図である（ａは正面図であり、ｂは平面図であり、ｃは底面図であり、ｄは鉛直断面図（ａにおけるＡ−Ａ線断面図）である）。
【図４】第一鋼管の上端際の小径部分の水平断面図である（ａは図３におけるＢ−Ｂ線断面図であり、ｂは図３におけるＣ−Ｃ線断面図である）。
【図５】第二鋼管を示す説明図である（ａは正面図であり、ｂは平面図であり、ｃは底面図であり、ｄは鉛直断面図（ａにおけるＤ−Ｄ線断面図）である）。
【図６】第三鋼管を示す説明図である（ａは正面図であり、ｂは平面図であり、ｃは底面図であり、ｄは鉛直断面図（ａにおけるＥ−Ｅ線断面図）である）。
【図７】第一鋼管、第二鋼管および第三鋼管を接続した状態の正面図である。
【図８】沈下した建造物の基礎の補修工事の様子を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る鋼管セットの一実施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
＜鋼管セットの構成＞
［実施例１］
図１、図２は、鋼管セットを示したものである。鋼管セットＳ１は、同一径（外径、内径）を有する３つの円筒状の鋼管である第一鋼管Ｐ１、第二鋼管Ｐ２、および第三鋼管Ｐ３によって構成されている。
【００１５】
図３、図４は、第一鋼管Ｐ１を示したものである。第一鋼管Ｐ１の管本体２は、鋼鉄によって、外径約１３９．８ｍｍ（内径約１３０．８ｍｍ）、厚さ４．５ｍｍの長尺な円筒状に形成されており、上端際に、プレス絞り加工によって、外径約１３０．０ｍｍ（内径約１２１．０ｍｍ）、厚さ４．５ｍｍの小径部分が形成されている。そして、管本体２の小径部分以外の一定の径を有する部分（大径部分）の長さが、約７２６ｍｍになっており、小径部分の長さが、約７６ｍｍになっている。また、大径部分と小径部分との間には、基端側から先端側にかけてなだらかに小径になるように、長さ約１０ｍｍのテーパ部が形成されている。
【００１６】
また、その小径部分の基端際には、小径部分以外の部分と同一の外径、内径を有する高さ約１４．０ｍｍの扁平な円筒状の接合部材３が嵌め込まれており、その接合部材３の下端縁のみが、管本体２に溶接されている。そして、管本体２の下端から接合部材３の上端までの長さ（有効長さ）が、７５０ｍｍになっており、接合部材３の上端から管本体２の上端までの長さが、約６２ｍｍになっている。
【００１７】
さらに、小径部分の上端際には、バーリング加工によって、第二鋼管Ｐ２の突起体１５，１５と係合させるための２つの係合凹状溝４，４が、管本体２の中心軸に対して対称に配置されるように設けられている。各係合凹状溝４，４は、端縁から軸方向に沿った第一凹部４ａとその第一凹部４ａと略直交する第二凹部４ｂとを有するＬ字状に形成されている。また、第一凹部４ａ、第二凹部４ｂとも、断面の形状は略半円弧状になっており、約２０ｍｍの幅を有している。加えて、第一凹部４ａは、約４２ｍｍの長さを有しており、第二凹部４ｂは、約４０ｍｍの長さを有している。
【００１８】
図５は、第二鋼管Ｐ２を示したものであり、第二鋼管Ｐ２の管本体１２も、第一鋼管Ｐ１と同様に、鋼鉄によって、外径約１３９．８ｍｍ（内径約１３０．８ｍｍ）、厚さ４．５ｍｍの長尺な円筒状に形成されている。また、第一鋼管Ｐ１と同様に、上端際の部分には、プレス絞り加工によって、外径約１３０．０ｍｍ（内径約１２１．０ｍｍ）、厚さ４．５ｍｍの小径部分が形成されている、さらに、第一鋼管Ｐ１と同様に、小径部分の基端際に、小径部分以外の部分と同一の外径、内径を有する扁平な円筒状の接合部材１３が嵌め込まれ、管本体１２に溶接されている。そして、第一鋼管Ｐ１と同様に、管本体１２の下端から接合部材１３の上端までの長さ（有効長さ）が、７５０ｍｍになっており、接合部材１３の上端から管本体１２の上端までの長さが、約６２ｍｍになっている。加えて、管本体１２の小径部分には、第一鋼管Ｐ１と同様に（第一鋼管Ｐ１の係合凹状溝４，４の設置態様と同じ設置態様となるように）、２つの係合凹状溝１４，１４が設けられている。
【００１９】
また、第二鋼管Ｐ２の管本体１２の下端際（下端から約３０ｍｍ上方の部分）には、バーリング加工によって、内壁から内側へ突出するように、略半球状の突起体１５が、形成されている。当該突起体は、管本体１２の外面側の外径が約１６ｍｍになっており、内面側の外径が約１０ｍｍになっている。なお、第二鋼管Ｐ２の管本体１２の下端から各突起体１５，１５までの長さ（管本体１２の下端から各突起体１５，１５の中央までの長さ：図５におけるβ）は、第一鋼管Ｐ１の接合部材３の上端から各係合凹状溝４，４の第二凹部４ｂまでの長さ（接合部材３の上端から第二凹部４ｂの中央までの長さ：図３におけるα）と同じになるように調整されている。
【００２０】
さらに、第三鋼管Ｐ３の管本体２３も、第一鋼管Ｐ１や第二鋼管Ｐ２と同様に、鋼鉄によって、外径約１３９．８ｍｍ（内径約１３０．８ｍｍ）、厚さ４．５ｍｍ、長尺な円筒状に形成されており、７５０ｍｍの長さを有している（なお、第三鋼管Ｐ３の管本体２３の長さは、後述するように地盤中に圧入された第一鋼管Ｐ１の先端が地盤中の支持層に到達した時点（圧入が完了した時点）における第二鋼管Ｐ２の基端から建造物の基礎までの残長に調整される）。また、下端際（下端から約３０ｍｍ上方の部分）には、第二鋼管Ｐ２と同様に（第一鋼管Ｐ２の突起体１５，１５の設置態様と同じ設置態様となるように）、バーリング加工によって、内壁から内側へ突出するように、略半球状の突起体２５，２５が形成されている。
【００２１】
＜鋼管セットの接続方法＞
上記した第一鋼管Ｐ１、第二鋼管Ｐ２、第三鋼管Ｐ３からなる鋼管セットＳ１の接続は、建造物の基礎の補修工事（沈下修正工事）の現場（坑道部内）において地盤に鉛直に立て込んだ（圧入した）第一鋼管Ｐ１の上部に第二鋼管Ｐ２を接続して継ぎ足し、その継ぎ足された第二鋼管Ｐ２の上部に第三鋼管Ｐ３を接続して継ぎ足す、という態様等にて実施される。
【００２２】
第一鋼管Ｐ１と第二鋼管Ｐ２とを接続する場合には、第一鋼管Ｐ１の上端の小径部分に形成された２つの係合凹状溝４，４の内部に、第二鋼管Ｐ２の下端際の内側に形成された突起体１５，１５を嵌め込むようにして、第一鋼管Ｐ１の小径部分に第二鋼管Ｐ２の下端際の部分を外嵌させる。そして、第二鋼管Ｐ２の下端が第一鋼管Ｐ１の小径部分に溶接された接合部材３の上端面と接合するまで、第二鋼管Ｐ２を第一鋼管Ｐ１に対して十分に嵌め込む（押し込む）。そのように第二鋼管Ｐ２を十分に押し込むと、第二鋼管Ｐ２の下端際の突起体１５，１５が、第一鋼管Ｐ１の係合凹状溝４，４の内部で、第一凹部４ａの下端まで達した状態となる。
【００２３】
上記の如く第二鋼管Ｐ２を第一鋼管Ｐ１に対して十分に嵌め込んだ後には、当該第二鋼管Ｐ２を第一鋼管Ｐ１に対して、反時計回りに回転させる。そのように第二鋼管Ｐ２を第一鋼管Ｐ１に対して回転させると、係合凹状溝４，４の内部で第一凹部４ａの下端まで達していた第二鋼管Ｐ２の突起体１５，１５が、第二凹部４ｂ，４ｂの内部に入り込む。そして、第二鋼管Ｐ２の突起体１５，１５が、第一鋼管Ｐ１の係合凹状溝４，４の内部で、第二凹部４ｂの先端に到達するまで、第二鋼管Ｐ２を第一鋼管Ｐ１に対して反時計回りに回転させることによって、第一鋼管Ｐ１と第二鋼管Ｐ２との接続を完了する。
【００２４】
上記の如く、第一鋼管Ｐ１と第二鋼管Ｐ２との接続を完了した後には、第二鋼管Ｐ２の上部に、さらに第三鋼管Ｐ３を接続する。この場合も、第一鋼管Ｐ１の上部に第二鋼管Ｐ２を接続する場合と同様に、第二鋼管Ｐ２の小径部分の各係合凹状溝１４，１４の内部に、第三鋼管Ｐ３の下端際の突起体２５，２５を嵌め込むようにして、第二鋼管Ｐ１の小径部分に第三鋼管Ｐ３の下端際の部分を外嵌させ、第三鋼管Ｐ３の下端が第二鋼管Ｐ２の接合部材１３の上端面と接合するまで、第三鋼管Ｐ３を第二鋼管Ｐ２に対して十分に押し込み、第三鋼管Ｐ３の突起体２５，２５を第二鋼管Ｐ２の係合凹状溝１４，１４の内部で第一凹部１４ａの下端まで至らしめる。しかる後、第三鋼管Ｐ３を第二鋼管Ｐ２に対して、反時計回りに十分に回転させて、第三鋼管Ｐ３の突起体２５，２５を、第二鋼管Ｐ２の係合凹状溝１４，１４の内部で、第二凹部１４ｂの先端に至らせることによって、第二鋼管Ｐ２と第三鋼管Ｐ３との接続を完了する。
【００２５】
上記の如く接続された鋼管セットＳ１においては、第一鋼管Ｐ１と第二鋼管Ｐ２との接続部において、第二鋼管Ｐ２の突起体１５，１５が第一鋼管Ｐ１の係合凹状溝４，４の内部で第二凹部４ｂの先端に至っているとともに、第二鋼管Ｐ２と第三鋼管Ｐ３との接続部において、第三鋼管Ｐ３の突起体２５，２５が第二鋼管Ｐ２の係合凹状溝１４，１４の内部で第二凹部１４ｂの先端に至っているため、第一鋼管Ｐ１と第二鋼管Ｐ２との接続部や第二鋼管Ｐ２と第三鋼管Ｐ３との接続部に引張応力が作用した場合でも、鋼管同士の接続が外れてしまう事態が生じない。
【００２６】
＜鋼管セットの効果＞
鋼管セットＳ１は、上記の如く、片方の端縁の周辺部分を他の部分の内径より小径に加工するとともに、その小径部分に、端縁から軸方向に沿った第一凹部４ａとその第一凹部４ａと略直交する第二凹部４ｂとを有するＬ字状の係合凹状溝４，４を設けた第一鋼管Ｐ１と、その第一鋼管Ｐ１の小径部分の外径より大きな内径を有しており、片方の端縁際の内面に突起体１５，１５を設けた第二鋼管Ｐ２とを有している。したがって、鋼管セットＳ１によれば、沈下した基礎の補修工事の現場（坑道部内）等の狭隘なスペースにおいても、第一鋼管Ｐ１の上端の小径部分に形成された係合凹状溝４，４の内部に第二鋼管Ｐ２の下端際の内面に形成された突起体１５，１５を嵌め込むようにして、第一鋼管Ｐ１の小径部分に第二鋼管Ｐ２の下端際の部分を外嵌させて、第二鋼管Ｐ２を第一鋼管Ｐ１に対して十分に嵌め込んだ後に（押し込んだ後に）、第二鋼管Ｐ２を第一鋼管Ｐ１に対して所定の方向に回転させるだけで、溶接作業を必要とすることなく、第一鋼管Ｐ１と第二鋼管Ｐ２とをきわめて容易に接続することができる。
【００２７】
加えて、同様に、第一鋼管Ｐ２の小径部分に形成された係合凹状溝１４，１４の内部に第三鋼管Ｐ３の下端際の内面に形成された突起体２５，２５を嵌め込むようにして、第二鋼管Ｐ２の小径部分に第三鋼管Ｐ３の下端際の部分を外嵌させて、第三鋼管Ｐ３を第二鋼管Ｐ２に対して十分に嵌め込んだ後に（押し込んだ後に）、第三鋼管Ｐ３を第二鋼管Ｐ２に対して所定の方向に回転させるだけで、狭隘な坑道部内での溶接作業を必要とすることなく、第二鋼管Ｐ２と第三鋼管Ｐ３とをきわめて容易に接続することができる。また、接続された状態においては、第二鋼管Ｐ２の突起体１５，１５が、第一鋼管Ｐ１の係合凹状溝４，４の第二凹部４ｂ内に入り込んだ状態になるとともに、第三鋼管Ｐ３の突起体２５，２５が、第二鋼管Ｐ２の係合凹状溝１４，１４の第一凹部４ａと直交した第二凹部４ｂ内に入り込んだ状態になるので、引っ張りに対しても一定の耐力を発現し得るため、一旦、埋設した鋼管を引き抜くこともできる。
【００２８】
また、鋼管セットＳ１は、第一鋼管Ｐ１の小径部分の基端に、第二鋼管Ｐ２と略同一な内外径を有する扁平な円筒状の接合部材３が固着されているため、第二鋼管Ｐ２の下端の端面全体が第一鋼管Ｐ１の小径部分に溶接された接合部材３の上端面全体と密着した状態（所謂、メタルタッチした状態）で、第一鋼管Ｐ１と第二鋼管Ｐ２とが接続されるので、鉛直荷重に対して十分な耐力を発現することができ、第一鋼管Ｐ１に対する第二鋼管Ｐ２の相対位置が変化する事態を生じさせない。
【００２９】
さらに、鋼管セットＳ１は、第一鋼管Ｐ１の小径部分が、プレス絞り加工によって形成されたものであるため、安価かつ容易に製造することができる。
【００３０】
＜鋼管セットの変更例＞
なお、本発明に係る鋼管セットの構成は、上記実施形態の態様に何ら限定されるものではなく、第一鋼管、第二鋼管、第三鋼管の管本体、小径部分、係合凹状溝、突起体、接合部材等の形状・構造等の構成を、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、必要に応じて適宜変更することができる。
【００３１】
たとえば、本発明に係る鋼管セットは、上記実施形態の如く、３つの鋼管からなるものに限定されず、第一鋼管と第二鋼管とを有するものであれば、２つのみの鋼管からなるものでも良いし、４つ以上の鋼管からなるものでも良い。なお、鋼管セットを、２つのみの鋼管からなるものとする場合には、上記実施形態の第三鋼管Ｐ３の如く、下端の内面に突起体を設け上端際に小径部分を有さない単純な筒状の鋼管を第二鋼管として用いることもできる。
【００３２】
また、第一鋼管は、２つの係合凹状溝を設けたものに限定されず、３つ以上の係合凹状溝を基端縁の外周に沿って等間隔に設けたものや、１つのみの係合凹状溝を設けたもの等に変更することも可能である。そのように３つ以上あるいは１つのみの係合凹状溝を第一鋼管に設ける場合には、その係合凹状溝の個数や設置位置に合わせて、第二鋼管に設ける突起体の個数や設置位置を変更する必要がある。加えて、係合凹状溝や突起体は、上記実施形態の如く、半球状の断面を有するものに限定されず、三角形の断面や矩形の断面を有するもの等に変更することも可能である。
【００３３】
さらに、第一鋼管は、上記実施形態の如く、先端部分が単純な円筒形状のものに限定されず、円形フランジ状の螺旋翼を先端に設けたものや、掘削用のバイトを先端に付設したもの等に変更することも可能である。加えて、第二鋼管（２つのみの鋼管からなる鋼管セットの場合）や第三鋼管（上記実施形態の如く、３つの鋼管からなる鋼管セットの場合）も、基端が単純な円筒形状のものに限定されず、上端に開口部を覆う蓋体を固着させたもの等に変更することも可能である。
【００３４】
加えて、第一鋼管の小径部分に設ける係合凹状溝は、端縁から軸方向に沿った第一凹部とその第一凹部と略直交する第二凹部とを有するものであれば、上記実施形態の如く、正面視Ｌ字状のものに限定されず、第一凹部、第二凹部の他に、第二凹部と略直交し軸方向に沿った第三凹部および当該第三凹部と略直交する第四凹部を有するもの等に変更することも可能である。かかる構成を採用した場合には、接続された第一鋼管と第二鋼管とがより外れにくいものとなる、というメリットがある。
【００３５】
本発明に係る鋼管セットは、上記の如く、優れた効果を奏するものであるから、軟弱な地盤の改良工事等に用いる２つ以上の鋼管（鋼管群）として好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００３６】
Ｓ１・・鋼管セット
Ｐ１・・第一鋼管
２・・管本体
３・・接合部材
４・・係合凹状溝
４ａ・・第一凹部
４ｂ・・第二凹部
Ｐ２・・第二鋼管
１２・・管本体
１３・・接合部材
１４・・係合凹状溝
１４ａ・・第一凹部
１４ｂ・・第二凹部
１５・・突起体
Ｐ３・・第三鋼管
２２・・管本体
２５・・突起体
【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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