(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
重量物を載置する載置台とその下方の床面との間に、平面視で重量物の重心を囲むように複数配置される重量物の全方位移動装置であって、
球体を回転可能に収容する収容孔が複数形成された枠体と、
該枠体の各収容孔に夫々収容され、上端が上記枠体から上方に突出し、下端が上記枠体から下方に突出すると共に上記床面に載置される複数の球体と、
これら球体の内、幾つか複数の球体の上端に載置される大きさに形成された平板と、
該平板上に載置され上記載置台を持ち上げるジャッキと
を備えたことを特徴とする重量物の全方位移動装置。
【請求項２】
上記枠体に下方に延出して設けられ、その下端が上記床面に当接され、上記枠体を上記床面から離間させる脚部を備えた請求項１に記載の重量物の全方位移動装置。
【請求項３】
重量物を載置する載置台の下部に装着され、重量物の自重を床面に伝達すると共に、載置台を床面に沿って一方向に移動可能に支持する一方向移動装置と、
請求項１又は２に記載の全方位移動装置と
を用いて重量物を所定の位置に移動させる方法であって、
重量物が載置された載置台を、載置台の下部に装着した一方向移動装置によって所定の位置の近傍まで一方向に移動し、
その載置台と床面との間に、全方位移動装置を、平面視で重量物の重心を囲むように複数配置し、
これら全方位移動装置のジャッキによって載置台を持ち上げ、載置台に加わる重量物の自重を一方向移動装置から全方位移動装置に移し替えた後、
載置台を床面と平行に前後、左右に動かし、ジャッキを上下に動かして、重量物を所定の位置に移動させることを特徴とする重量物の全方位移動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールド掘進機やその部品等の重量物を床面に前後、左右、斜めに移動可能に支持し、上下に移動させる重量物の全方位移動装置及び全方位移動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シールドトンネル工法に用いられるシールド掘進機は、通常１つのトンネルで使い切り、到達立坑で解体されるものであるが、２本のトンネルを１台のシールド掘進機で掘削できればコストダウンとなる。そこで、１本目のトンネルを掘削し終わって到達立坑に到着したシールド掘進機を到達立坑内で移動させて向きを変え、１本目を掘削し終わったシールド掘進機で２本目のトンネルを掘削するようにしたものが提案されている（特許文献１）。
【０００３】
このものにおいては、重量物としてのシールド掘進機が載置された載置台を、到達立坑の床面に置かれた複数の鋼球からなるコロの上に載せ、シールド掘進機の自重を各コロによって分散支持しつつ、シールド掘進機を床面に沿って任意の方向に移動可能としている。そして、これらコロによってシールド掘進機を所望の位置及び向きに移動した後、載置台に設けたジャッキによってシールド掘進機を載置台から所望の高さまで持ち上げ、発進させるようにしている。
【０００４】
【特許文献１】特許第３４８２５６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述したものでは、立坑内でシールド掘進機の位置及び向きを自在に変えるためには、立坑内の略全ての床面に鋼球からなるコロを敷き詰める必要があり、コストアップとなる。また、載置台に載置されたシールド掘進機を載置台に設けたジャッキで持ち上げているので、それまで載置台に安定した状態で載置されていたシールド掘進機をジャッキで載置台から切り離して持ち上げることになり、安定した持ち上げが困難となる場合がある。
【０００６】
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、コストダウン及び安定した持ち上げを実現できる重量物の全方位移動装置及び全方位移動方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明に係る重量物の全方位移動装置は、重量物を載置する載置台とその下方の床面との間に、平面視で重量物の重心を囲むように複数配置される重量物の全方位移動装置であって、球体を回転可能に収容する収容孔が複数形成された枠体と、該枠体の各収容孔に夫々収容され、上端が上記枠体から上方に突出し、下端が上記枠体から下方に突出すると共に上記床面に載置される複数の球体と、これら球体の内、幾つか複数の球体の上端に載置される大きさに形成された平板と、該平板上に載置され上記載置台を持ち上げるジャッキとを備えたことを特徴とするものである。
【０００８】
上記枠体に下方に延出して設けられ、その下端が上記床面に当接され、上記枠体を上記床面から離間させる脚部を備えてもよい。
【０００９】
本発明に係る重量物の全方位移動方法は、重量物を載置する載置台の下部に装着され、重量物の自重を床面に伝達すると共に、載置台を床面に沿って一方向に移動可能に支持する一方向移動装置と、請求項１又は２に記載の全方位移動装置とを用いて重量物を所定の位置に移動させる方法であって、重量物が載置された載置台を、載置台の下部に装着した一方向移動装置によって所定の位置の近傍まで一方向に移動し、その載置台と床面との間に、全方位移動装置を、平面視で重量物の重心を囲むように複数配置し、これら全方位移動装置のジャッキによって載置台を持ち上げ、載置台に加わる重量物の自重を一方向移動装置から全方位移動装置に移し替えた後、載置台を床面と平行に前後、左右に動かし、ジャッキを上下に動かして、重量物を所定の位置に移動させることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る重量物の全方位移動装置及び全方位移動方法によれば、コストダウン及び安定した持ち上げを実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１は、シールド掘進機１のカッタフレーム５に種々の部品を取り付けたカッタフレームアセンブリ品２０を、シールド掘進機１の掘進機本体２に組み付けるときの様子を示す側断面図、図２は、図１のII−II線矢示図である。
【００１３】
シールド掘進機１は、掘進機本体２の外殻を成す円筒状のシールドフレーム３と、シールドフレーム３内に取り付けられたドーナッツ板状の外側隔壁４と、外側隔壁４にシールドフレーム３の軸心回りに回転可能に装着されるカッタフレーム５とを備えている。
【００１４】
カッタフレーム５は、回転中心Ｘ（シールドフレーム３の軸心）を中心として放射状に配置されたカッタスポーク６、カッタスポーク６に取り付けられて切羽を切削するビット７、各カッタスポーク６の間に設けられたカッタ面板８、カッタ面板８に開口された土砂取込口９等から構成され、略円盤状に形成されている。カッタフレーム５の背面（反切羽側面）には、回転中心Ｘから後方に延出されたセンターシャフト１０が設けられていると共に、径方向の中程から後方に延出された中間ビーム１１が周方向に間隔を隔てて複数設けられている。
【００１５】
中間ビーム１１の先端には、カッタフレーム５の回転中心Ｘを中心としてリング状に形成された中間リング１２が取り付けられている。中間リング１２の内周部とセンターシャフト１０の外周部との間には、ドーナッツ板状に形成された内側隔壁１３が、シール１４を介して回転中心Ｘを中心として回転可能に設けられている。この内側隔壁１３は、後の工程で、外側隔壁４に設けられたギヤハウジング１５に取り付けられる。
【００１６】
また、中間リング１２の後部には、回転中心Ｘを中心としてリング状に形成された旋回環１６が取り付けられている。旋回環１６は、中間リング１２の後部に取り付けられた外環１７（回転環）と、外環１７に図示しないベアリングを介して回転中心Ｘを中心として回転可能に取り付けられた内環１８（静止環）とを有する。この内環１８は、後の工程で、外側隔壁４に設けられたギヤハウジング１５に取り付けられる。
【００１７】
センターシャフト１０の後部には、ロータリージョイント１９が設けられている。このロータリージョイント１９を介してカッタフレーム５に油圧等が供給され、カッタフレーム５内に装着された図示しない油圧機器（コピーカッター用ジャッキ等）に油圧が供給される。
【００１８】
カッタフレーム５に、センターシャフト１０、中間ビーム１１、中間リング１２、旋回環１６、内側隔壁１３等を組み付けたものが、カッタフレームアセンブリ品２０となる。カッタフレームアセンブリ品２０が組み付けられる掘進機本体２は、シールドフレーム３に外側隔壁４等を設けて構成され、架台２１を介して床面２２に安定して載置されている。
【００１９】
カッタフレームアセンブリ品２０は、本実施形態に係る重量物に相当する。カッタフレームアセンブリ品２０は、先ず、以下に述べるようにして、掘進機本体２の組付位置（所望の位置）の近傍まで一方向に移動される。
【００２０】
図３は、図２のIII−III線断面図である。
【００２１】
図１〜図３に示すように、カッタフレームアセンブリ品２０（以下重量物とも言う）は、載置台２３に載置される。載置台２３は、カッタフレーム５の回転中心Ｘの軸と平行に配置された複数の縦桁２４（断面Ｈ鋼）と、縦桁２４に直交するように配設された複数の横桁２５（断面Ｈ鋼）とから、略格子状に構成されている。載置台２３の上面には、重量物であるカッタフレームアセンブリ品２０を支持する支持柱２６（断面Ｈ鋼）が複数設けられている。
【００２２】
支持柱２６は、下端が載置台２３に固定され上端が斜め後方に延出されてカッタフレームアセンブリ品２０のカッタフレーム５の前面に当接或いは着脱可能に連結された前部支持柱２６ａと、下端が載置台２３に固定され上端がカッタフレーム５の外周部の下部に当接或いは着脱可能に連結された中部支持柱２６ｂと、下端が載置台２３に固定され上端が中間ビーム１１に当接或いは着脱可能に連結された後部支持柱２６ｃとから成り、重量物であるカッタフレームアセンブリ品２０を安定して載置台２３に支持固定する。
【００２３】
載置台２３の縦桁２４の下部には、支持桁２７が重なるようにしてボルトで装着されている。支持桁２７の下部には、重量物２０の自重を床面２２に伝達すると共に、載置台２３を床面２２に沿って一方向に移動可能に支持する一方向移動装置２８が、重量物２０の平面視の重心Ｇを囲んで複数装着されている。図３のハッチング部分は一方向移動装置２８が装着された部分を示す。一方向移動装置２８は、図１に示すように、複数の円柱をその軸心同士で環状に連結してなる無端帯をクローラとして用いるもの（通常のクローラでも可）であり、重量物２０の自重を各円柱（クローラ）で分散支持すると共に重量物２０を一方向に移動可能に支持する。
【００２４】
重量物２０が載置された載置台２３は、一方向移動装置２８に支持された状態で、図示しないジャッキ（一端が床面２２に他端が支持桁２７に連結されたジャッキ）によって掘進機本体２に向けて押圧され、図１に示すように掘進機本体２から離間した位置から、図４に示すように掘進機本体２に近接した位置（組立位置の近傍）まで一方向に移動される。なお、一方向移動装置２８が走行する床面２２は、一方向移動装置２８の各円柱（クローラ）によって重量物２０の荷重を分散支持しつつ安定して走行するために、ある程度平滑であることが必要である。床面２２が十分平滑でない場合には、平滑な鉄板等を予め床面２２上に敷設しておく。
【００２５】
図１において、載置台２３の位置は、載置台２３に乗せられるカッタフレームアセンブリ品２０（重量物）が掘進機本体２の組付位置に正対するような位置となっている。よって、図４に示すように、載置台２３を一方向移動装置２８を用いて掘進機本体２に向けて一方向に移動させることで、載置台２３に載せられたカッタフレームアセンブリ品２０は、掘進機本体２の正規の組付位置の近傍までは移動させられるが、一方向移動のみで正規の組立位置に丁度合わせることは困難であり、ある程度のずれは避けられない。このずれは、以下に述べるようにして解消される。
【００２６】
図５は、図４のＶ−Ｖ線矢示図、図６は、図５のVI−VI線断面図である。
【００２７】
重量物２０が載せられた載置台２３を一方向移動装置２８を用いて図４に示すように所定の組付位置の近傍まで一方向に移動したならば、図５、図６に示すように、載置台２３と床面２２との間に、全方向移動装置２９を、平面視で重量物２０の重心Ｇを囲むように複数配置する。本実施形態では、全方向移動装置２９を重量物２０の重心Ｇを囲んで４台配置しているが、重心を囲んで３台でもよく、５台以上であっても構わない。
【００２８】
図７は、全方向移動装置２９の説明図であり、図７（ａ）は側面図、図７（ｂ）は正面図、図７（ｃ）は一部（ジャッキ等）を省略した平面図である。
【００２９】
全方向移動装置２９は、球体３０を回転可能に収容する収容孔３１が複数形成された枠体３２と、枠体３２の各収容孔３１に夫々収容され、上端が枠体３２から上方に突出し、下端が枠体３２から下方に突出すると共に床面２２に敷設された平滑な荷重支持板３３に載置される複数の球体３０と、これら球体３０の内、幾つか複数の球体３０の上端に載置される大きさに形成された平板３４と、平板３４上に載置され載置台２３を持ち上げるジャッキ３５（以下垂直ジャッキ）とを備えている。
【００３０】
枠体３２は、長方形板からなる基板３２ａと、基板３２ａに鋼製の球体３０（鋼球）の直径よりも大径に形成されて縦横に並設された複数の穴３２ｂと、各穴３２ｂに嵌入されて溶接された円筒３２ｃとを有する。円筒３２ｃの高さは、球体３０の直径よりも小さく、円筒３２ｃの内径は、球体３０の直径よりも大きく、円筒３２の内部が球体３０を回転可能に収容する収容孔３１となる。球体３０の下端は、平滑な荷重支持板３３に載置される。なお、荷重支持板３３は床面２２が十分平滑であれば省略でき、その場合、球体３０の下端を床面２２に載置する。
【００３１】
基板３２ａの下面には、下方に延出されてその下端が荷重支持板３３（又は床面２２）に当接され、枠体３２を荷重支持板３３（又は床面２２）から離間させる脚部３６が複数設けられている。脚部３６は、本実施形態では、基板３２ａの略四隅に４本配設されていて、枠体３２が傾かないように枠体３２を荷重支持板３３（又は床面２２）に安定して支持しているが、枠体３２を荷重支持板３３（又は床面２２）に支持したとき枠体３２が傾かない配置であれば３本でもよく、５本以上であってもよい。
【００３２】
脚部３６の長さは、枠体３２の円筒３２ｃに収容された球体３０の上端が円筒３２ｃから上方に突出し、球体３０の下端が円筒３２ｃから下方に突出するように、設定されている。脚部３６の下端は、荷重支持板３３（又は床面２２）との間の摩擦力を小さくするために、半球状或いは面取り形成されている。なお、脚部３６の下端に、球状のコロを全方向に回転可能に装着して、摩擦力を更に低減してもよい。
【００３３】
枠体３２の円筒３２ｃに収容された球体３０の内、幾つか複数の球体３０の上には、これら球体３０の上端を覆う大きさに形成された平板３４が載置されている。平板３４は、本実施形態では９個（３×３）の球体３０の上端を覆うような大きさで略正方形状に形成されていて、重量物２０の荷重が加わったとき９個の球体３０で荷重を分散支持するようにしている。なお、平板３４は、この大きさや形状に限られるものではなく、重量物２０の荷重が加わったとき球体３０や平板３４が破損しない数の球体３０の上端を覆う大きさや形状であればよい。
【００３４】
平板３４の上には、断面Ｈ鋼からなる本体３７が溶接固定され、本体３７の上には、載置台２３（図８参照）を持ち上げるジャッキ３５（垂直ジャッキ）がボルト等によって装着されている。垂直ジャッキ３５は、本体３７の上にボルトで固定されたシリンダ部３５ａと、シリンダ部３５ａに吸排される油圧によってシリンダ部３５ａの上面から上方に移動するピストン部３５ｂとを有する。垂直ジャッキ３５のピストン部３５ｂは、図５、図６に示すように、載置台２３の横桁２５の下面、横桁２５同士を繋いて設けられた追加桁２５ａの下面に当接される。
【００３５】
すなわち、図４に示すように、掘進機本体２に近接する位置まで一方向移動装置２８を用いて移動された載置台２３の下方の床面２２上に、図５、図６に示すように、複数台（４台）の全方向移動装置２９を、それら全方向移動装置２９の垂直ジャッキ３５のピストン部３５ｂが平面視で重量物２０の重心Ｇを囲み且つ載置台２３の横桁２５、追加桁２５ａの下方となる位置に、配置する。
【００３６】
その後、各全方向移動装置２９の垂直ジャッキ３５のピストン部３５ｂを上昇させて載置台２３を持ち上げ、載置台２３に加わる重量物２０の荷重を、一方向移動装置２８から全方向移動装置２９に移し替える。すると、図５に示す載置台２３に支持桁２７を介して連結された一方向移動装置２８が、床面２２から僅かに浮上することになる。
【００３７】
このように、各全方向移動装置２９の垂直ジャッキ３５によって載置台２３を持ち上げ、載置台２３に加わる重量物２０の荷重を、一方向移動装置２８から全方向移動装置２９に移し替えたならば、図４〜図６に示す前後水平ジャッキ３８で載置台２３を床面２２に沿って前後方向（カッタフレーム５の回転軸Ｘに平行な方向）に移動させ、左右水平ジャッキ３９で載置台２３を床面２２に沿って左右方向（前後方向に直交する方向）に移動させ、全方向移動装置２９の垂直ジャッキ３５で載置台２３の持ち上げ高さを調節することで、載置台２３に載せられたカッタフレームアッセンブリ品２０（重量物）を掘進機本体２の組付位置に合わせる。
【００３８】
図６に示すように、前後水平ジャッキ３８は、重量物２０の重心Ｇを挟んでカッタフレーム５の回転軸Ｘと平行に左右に一対配置され、夫々、一端が床面２２に連結され、他端が載置台２３の横桁２５に連結されている。よって、左右の前後水平ジャッキ３８を同調して伸縮させることで、載置台２３を前後方向に移動でき、左右の前後水平ジャッキ３８の伸縮ストロークに差を付けることで、載置台２３に鉛直軸回りの回転を付与することもできる。また、これらの前後水平ジャッキ３８は、重量物２０の重心Ｇの真下の点を通って左右方向に延びる横桁２５を押圧するので、重量物２０がバランスよく移動される。
【００３９】
左右水平ジャッキ３９は、載置台２３の左右両側にそれぞれ２個ずつ、重量物２０の重心を囲んで計４個配置されている。これら左右水平ジャッキ３９は、夫々、一端が床面２２に連結され、他端が載置台２３に装着された支持桁２７の側面に当接されている。よって、各左右水平ジャッキ３９を同調して伸縮させることで、載置台２３を左右方向に移動でき、各左右水平ジャッキ３９の伸縮ストロークに差を付けることで、載置台２３に鉛直軸回りの回転を付与することもできる。
【００４０】
これら前後水平ジャッキ３８、左右水平ジャッキ３９を伸縮して、載置台２３を床面２２と平行な水平面内で任意の方向に移動させると、図８（ａ）、図８（ｂ）に示すように、載置台２３の横桁２５の下面、追加桁２５ａ（図６参照）の下面に当接する垂直ジャッキ３５が取り付けられた平板３４が球体３０の上を滑動し、球体３０が床面２２（図８では荷重支持板３３）の上を転動する。
【００４１】
ここで、横桁２５の下面、追加桁２５ａ（図６参照）の下面には、垂直ジャッキ３５の位置を上下方向移動可能で水平方向に保持する筒状のガイド金具４０が設けられており、載置台２３を各水平ジャッキ３８、３９で移動させるとき、載置台２３が垂直ジャッキ３５に対して滑らないようになっている。また、球体３０は、枠体３２の穴３２ｂに取り付けられた高さの低い円筒３２ｃの内方に収容されているので、転動中、枠体３２から飛び出ることはない。こうして、載置台２３の床面２２に対する水平移動（前後左右斜め方向の移動）が、所定範囲（平板３４が球体３０から転落しない範囲）で許容される。よって、載置台２３に載せられた重量物であるカッタフレームアッセンブリ品２０を、前後左右方向に、組付位置に合わせられる。
【００４２】
また、全方向移動装置２９の垂直ジャッキ３５のピストン部３５ｂの上下移動量を調節することで、載置台２３の持上高さを調節できる。ここで、全方向移動装置２９は重量物２０の平面視重心Ｇを囲むように複数台配置されているので、重量物２０が載せられた載置台２３を安定して昇降させることができる。また、各全方向移動装置２９の垂直ジャッキ３５の伸長ストロークに差を付けることで、載置台２３に所望の傾斜を与えることができ、載置台２３に支持柱２６で固定支持された重量物２０（カッタフレームアッセンブリ品）の姿勢を自在に調節できる。よって、載置台２３に載せられたカッタフレームアッセンブリ品２０を、組付位置に合わせて、上下方向の位置及び姿勢を変更できる。
【００４３】
以上述べたように、前後水平ジャッキ３８、左右水平ジャッキ３９を伸縮してカッタフレームアッセンブリ品２０（重量物）の水平位置（水平面内の位置）を調節し、垂直ジャッキ３５を伸縮してカッタフレームアッセンブリ品２０の上下位置（垂直方向の位置）及び姿勢を調節することで、図９に示すように、カッタフレームアッセンブリ品２０を所望の位置に移動させて掘進機本体２に正確に組み付けることができる。この組付中、カッタフレームアッセンブリ品２０が揺れる等してある程度傾き、載置台２３の傾斜が所定角度となると、床面２２から僅かに浮いている一方向移動装置２８が床面２２に押し付けられてストッパとして機能するので、カッタフレームアッセンブリ品２０の傾きがある程度までに抑えられる。
【００４４】
最後に、図９において、カッタフレームアッセンブリ品２０の内側隔壁１３の外周リング１３ａが、掘進機本体２の外側隔壁４に設けられたギヤハウジング１５にネジ締結具（ボルト、ナット）で取り付けられ、カッタフレームアッセンブリ品２０の旋回環１６の内環１８が、掘進機本体２の外側隔壁４に設けられたギヤハウジング１５にネジ締結具で取り付けられる。また、ギヤハウジング１５に、カッタ駆動モータ４１が装着され、このモータ４１のピニオン４２が旋回環１６の外環１７に形成された外歯ギヤ１７ａに噛合される。
【００４５】
本実施形態によれば、カッタフレームアッセンブリ品２０を掘進機本体２に組み付ける際、重量物であるカッタフレームアッセンブリ品２０を高精度で微少移動させることができ、的確な組付が可能となる。また、立坑内の略全ての床面にコロである球体３０（鋼球）を敷き詰める必要がないので、コストダウンとなる。また、重量物２０（カッタフレームアッセンブリ品）が装着固定された載置台２３を垂直ジャッキ３５で持ち上げているので、持上中に重量物であるカッタフレームアッセンブリ品２０と載置台２３との連結が切り離されることはなく、カッタフレームアッセンブリ品２０を安定して持ち上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】シールド掘進機のカッタフレームに種々の部品を取り付けたカッタフレームアセンブリ品（重量物）を、シールド掘進機の掘進機本体に組み付けるときの様子を示す側断面図であり、本発明の一実施形態を示す。
【図２】図１のII−II線矢示図である。
【図３】図２のIII−III線断面図である。
【図４】図１のカッタフレームアセンブリ品（重量物）を、一方向移動装置を用いて移動させた後の側断面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線矢示図である。
【図６】図５のVI−VI線断面図である。
【図７】本実施形態に係る全方向移動装置の説明図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は一部省略平面図である。
【図８】全方向移動装置の作動説明図であり、（ａ）は作動前の側面図、（ｂ）は作動後の側面図である。
【図９】カッタフレームアセンブリ品（重量物）を、シールド掘進機の掘進機本体の組付位置に移動した後の側断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
２０  重量物としてのカッタフレームアッセンブリ品
２２  床面
２３  載置台
２８  一方向移動装置
２９  全方位移動装置
３０  球体
３１  収容孔
３２  枠体
３４  平板
３５  ジャッキ（垂直ジャッキ）
３６  脚部
Ｇ  重心
【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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