(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自走式土質改良機において、
クローラ式の下部走行体(2)と、
土および土質改良剤を解砕混合するとともに、側壁に土および土質改良剤が投入される投入口(4a)が設けられた混合機(4)と、
土を投入する第１ホッパ(40)と、
前記混合機(4)の上方に配置された土質改良剤投入用の第２ホッパ(20)と、
前記第１ホッパ(40)から排出された土を前記混合機(4)に搬送する搬送用ベルトコンベア(50)と、
前記混合機(4)から排出された再生土を搬出可能に設けられた搬出用ベルトコンベア(16)とを備えている
ことを特徴とする自走式土質改良機。
【請求項２】
請求項１に記載の自走式土質改良機において、
前記第１ホッパ(40)からの土の排出を促す回転ローラが設けられた土砂排出補助装置(45)を備えている
ことを特徴とする自走式土質改良機。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の自走式土質改良機において、
前記搬送用ベルトコンベア(50)は鉄製である
ことを特徴とする自走式土質改良機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、埋め立て作業や一般土木作業等における軟弱な土および都市土木作業の上下水道やガス管埋設工事等で掘削された粘性のある土を再生利用するために土質改良を行う自走式の土質改良機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、土木建築等の多くの構造物は、土地利用の制約から埋め立て地などの軟弱地盤での建設が避けられない状況にある。
したがって、軟弱地盤に固化剤を散布して脱水し、締め固めにより地盤を改良することが行われている。
また、上下水道、ガス管埋設工事においては、油圧ショベル等の建設機械により掘削した溝に管を埋設した後、溝を埋め戻しするのが一般的であるが、その溝を掘削した土が水分の多い粘土や粘性のある土質の場合は、油圧ショベル等の建設機械での掘削によるこね返しを行うために地盤の支持力を失い、埋め戻しに使えない残土はダンプトラックにて搬出することになる。
【０００３】
このような問題を解決するために、例えば、特開昭５４−５８９０１号公報が出願されている。同公報によれば、埋め戻しに使えない粘性のある残土を一定量ずつ供給し、吸水硬化性のある適当な土壌改良剤を所定の割合で添加して解砕混合する残土改良方法および埋戻しに使えない粘性のある残土を搬送する残土運搬装置と、この運搬装置で搬送される残土を適当な位置で所定の層厚に掻き均し余剰土を切り出す回転駆動式のカットスクリューと、定量搬送される残土に吸水硬化性のある適当な土壌改良剤を所定の割合で定量供給する添加装置と、土壌改良剤を加えた残土を解砕混合する混合機とを備えた技術が記載されている。
【０００４】
特開平７−１２７０９０号公報によれば、掘削機で地面を掘削して発生した土砂を、埋め戻しに適した入れ替え材として再利用するための車載型発生土改良装置であって、前記掘削機で一回に掬う土砂の量より大きい容量を有するホッパと、このホッパから供給される土砂を細かく解砕すると共に、添加材と混合させて土質改良を行う解砕混合装置と、この解砕混合装置で改良された土砂を一定の粒度に篩い分ける粒度調整装置とを備えた技術が記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、軟弱地盤に固化剤を用いると乾いたときに埃が多くでるとの問題がある。また、作業現場が狭い場所の場合は固化剤を散布する車両や締め固めに用いる振動ローラ等の多くの建設機械が搬入できないとの問題がある。
更に、従来の工法では多くの建設機械を用いるので、作業コスト高となる問題を抱えているのが実情である。
【０００６】
前記特開昭５４−５８９０１号公報に記載されている残土と土質改良剤の解砕混合装置が定置式であるので、土木建築作業現場間を移動することができない。もし、定置式の解砕混合装置を移動するときは、分解、組み立てによる作業等によりコスト高となる。
【０００７】
前記特開平７−１２７０９０号公報に記載されている車輪式の土質改良機は、市街地を走行することを念頭において発明されたものであり、ホッパ、解砕混合装置及び動力源等は接近させて車体後部に配置し車体全体をコンパクトにしている。例えば、土砂を投入するホッパの近傍にエンジン等の動力源が配設されている。このような車輪式の土質改良機では、ホッパに土砂を投入すると車体後部が重くなり車体前後の重量バランスが悪く車体の安定性が良くない。
また、ホッパの近傍にエンジン等の動力源が配設されているので、ホッパへ土砂を投入するときの塵埃を動力源が吸い込むことになり、動力源の耐久性が低下する。さらに、車輪式であり軟弱地や凹凸のある路面では走行できない場合がある。
【０００８】
ところで、自走式土質改良機に配設されるベルトコンベアは、土及び土質改良剤を搬送しても変形損傷しないようにする必要がある。
【０００９】
本発明は上記従来の問題点に着目して、車体の安定性の向上、エンジン等が塵埃を吸い込まないための土を投入するホッパの配置の改良、ベルトコンベアの耐久性の向上をめざし、軟弱地盤等で掘削した、水分の多い粘土や粘性のある土と、石灰等の土質改良剤とを効率良く、土の固まりをほぐして解砕混合する混合機を備え、車体の安定性、搬送性、機動性に優れ、軟弱地や狭いところでも効率的に作業を可能とした自走式土質改良機を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段および作用効果】
本発明に係る自走式土質改良機の第１発明は、自走式土質改良機において、クローラ式の下部走行体と、土および土質改良剤を解砕混合するとともに、側壁に土および土質改良剤が投入される投入口が設けられた混合機と、土を投入する第１ホッパと、前記混合機の上方に配置された土質改良剤投入用の第２ホッパと、前記第１ホッパから排出された土を前記混合機に搬送する搬送用ベルトコンベアと、前記混合機から排出された再生土を搬出可能に設けられた搬出用ベルトコンベアとを備えていることを特徴とする。
上記構成によれば、混合機の側壁の投入口から土を投入できるので、車高を低くでき、車両の安定性を向上できる。
【００１１】
第２発明は、請求項１に記載の自走式土質改良機において、前記第１ホッパからの土の排出を促す回転ローラが設けられた土砂排出補助装置を備えていることを特徴とする。
【００１２】
第３発明は、請求項１または請求項２に記載の自走式土質改良機において、前記搬送用ベルトコンベアは鉄製であることを特徴とする。
この構成によれば、鉄製のベルトコンベアは、土のホッパから落下する土の重量を受けても、および混合機のカッタで土を混合するときの反力を土の投入口の近傍で受けても十分耐え得る強度がある。したがって、ベルトコンベアが変形損傷することがなく耐久性が向上する。
【００１３】
なお、自走式土質改良機において、クローラ式の下部走行体を有する車体に、土と土質改良剤を解砕混合する混合機と、混合機により解砕混合された改良土を外部へ搬出する搬出用ベルトコンベアとを搭載した構成にすれば、クローラ式の下部走行体上に混合機を備えたので、軟弱地盤等の現場で走行可能となり、また狭い現場へも進入できる。したがって、機動性及び搬送性の優れた自走式土質改良機が得られる。また、現場内での移動や、現場間輸送のためのトレーラトラックへの搭載時には、自走できるので、定置式土質改良装置のような分解及び組立てコストが不要となる。
また、改良土を搬出するベルトコンベアを備えたので、輸送トラック等に積み込む際に改良土の搬出が容易で作業性を向上できる。
したがって、埋め立て作業や一般土木作業等における軟弱な土、および粘性のある土を再生利用するために、土と土質改良剤を効率良く解砕混合して、土を再生利用する土質改良機の車体構造を大幅に改良し、従来の土質改良機（含む土質改良装置）のもつ問題点を解決して機動性、搬送性、輸送性及び設置コストを大幅に向上した自走式土質改良機として有用である。
【００１４】
また、自走式土質改良機において、前記車体に、土及び土質改良剤を投入するホッパ、または、土を投入するホッパ及び土質改良剤を投入するホッパの少なくともいずれか一方を搭載した構成にすれば、クローラ式の下部走行体を有する前記車体に少なくとも土または土質改良剤を投入するホッパと、前記混合機とを備えているので、軟弱地盤等の現場でも走行可能となり、また狭い現場へも進入できる。したがって、機動性及び搬送性の優れた自走式土質改良機が得られる。また、現場内での移動や、現場間輸送のためのトレーラトラックへの搭載時には、自走できるので、定置式土質改良装置のような分解及び組立てコストが不要となる。
【００１５】
また、自走式土質改良機において、クローラ式の下部走行体を有する車体に、土と土質改良剤を投入するホッパと、このホッパから排出される土と土質改良剤を解砕混合する混合機とを備え、前記土質改良剤を投入するホッパを前記混合機の上方に配設した構成にすれば、ホッパから土質改良剤を落下させて混合機に供給することが可能となる。これにより、従来のようにホッパから長い距離をフィーダ等で持ち上げて供給する場合には搬送の途中で土質改良剤が水分を吸って固まり易いので頻繁に清掃しないとフィーダが詰まるという問題がない。上記のように供給距離を短くできるので詰まることがなくなり、したがってスムースに供給できる。
【００１６】
さらに、土を投入するホッパを備え、この土を投入するホッパを前記クローラ式の下部走行体の外側に配設した構成としたり、土を投入するホッパを備え、この土を投入するホッパと、前記搬出用ベルトコンベアとを前記クローラ式の下部走行体の外側に配設した構成とすれば、土投入用のホッパの上方より油圧ショベル等の積込機により力を加えて土等をホッパ内へ押し込んでも、土投入用のホッパがクローラ式下部走行体の外側にあるため、クローラ式下部走行体の土投入用ホッパ側端部を支点として車体の他側が浮き上がり易い構造となる。したがって、土投入用のホッパ等の構造物に土投入時の過大な力が加わらないので、土投入用のホッパ等の構造物の耐久性を向上できる。
また、ホッパに土を投入する際にこぼれた土や、搬出用ベルトコンベアからこぼれた土がクローラ式下部走行体に被ることがなく、クローラ等を損傷させることがないので、クローラ式下部走行体の耐久性を向上できる。
【００１７】
そして、前記混合機を車体のほぼ中央に搭載した構成にすれば、混合機を車体の略中央に配置したので、土投入用のホッパと混合機と搬出用ベルトコンベアとがほぼ直線的に配置され、土の搬入から解砕、混合及び搬出までの流れがスムースになり、装置がコンパクトになる。
【００１８】
また、前記土を投入するホッパは車体の前後方向の一側に配設し、他側にエンジンを配設した構成にすれば、車体の前後方向の一側に配設された土投入用のホッパと、他側に配設されたエンジンとの重量バランスが良く、走行もスムースに行うことができるので、車体の安定性が向上する。また、土投入用のホッパを車体の一側に配設し、エンジンを他側に配設したため、土投入用のホッパで塵埃が発生してもエンジンは離れているので塵埃を吸い込むことはなく、よってエンジンの耐久性を向上できる。
【００１９】
さらに、車体にクレーンを備えた構成にすれば、クレーンを備えているので、土質改良剤の袋を吊り上げて土質改良剤用のホッパに投入したり、車両の各部の点検整備時や修理時に各装置やカバー等の取付けや取外しを行なったりするとき、別途クレーン車を手配する必要がなく、コストを低減すると共に、狭い現場で１台で土質改良作業が行なえる。さらに、これらの作業を容易に行なうことができる。
【００２０】
この際、前記クレーンは、土質改良剤を投入するホッパの外方で、車体の側方に備えた構成にすれば、クレーンを土質改良剤のホッパの外方で、車体の側方に配置したので、クレーンの高さを含めた車高を低くできる。
【００２１】
また、土を投入する第１ホッパの下側から混合機に土を投入する投入口に向けて土搬送用ベルトコンベアを配設してもよい。
【００２２】
また、土を投入する第１ホッパは、側面より見て、その前端部が下方に傾斜して形成されていてもよく、この構成によれば、土投入用のホッパの投入口が前方（積込機等）から見え易いので、土の積込作業が容易となり、積込作業性が良い。
【００２３】
さらに、車体に運転スペースを設けた構成にすれば、車体に運転スペースを設けたので、各装置の動きを見ながら駆動操作したり、車両の周囲を見ながら走行運転の操作をしたりでき、操作性が良い。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る自走式土質改良機の実施の形態を図１乃至図７を参照して説明する。
先ず、図１に示す自走式土質改良機１の下部走行体２は図示しない走行モータにより走行自在となっている。この下部走行体２の上部に車体３を配設している。この下部走行体２はクローラ式としている。
この車体３のほぼ中央部には、土質改良剤及び土の固まりをほぐし解砕混合する混合機４が搭載されている。車体３の一方側には後述する駆動装置５が搭載されている。車体３の他方側には土を投入する第１ホッパ４０を配設している。第１ホッパ４０の前端部は下方に傾斜しており、後端部には土こぼれ防止板４１が設けられている。この第１ホッパ４０と混合機４との間で、かつ、図１に示す車体３に固設した支持フレーム１５上には土質改良剤を投入する第２ホッパ２０を配設している。混合機４の下側で、かつ、駆動装置５の下側には油圧駆動式の搬出用ベルトコンベア１６を配設している。車体３には下部走行体の走行操作や各装置の操作を行う操作レバー１３を配設している。
図１に示す自走式土質改良機１の全長Ｌはトレーラトラックに搭載可能な範囲になるように構成されている。
【００２５】
図２に示す下部走行体２の上部に配設した車体３には、第１ホッパ４０および第２ホッパ２０の下方に油圧駆動式搬送用ベルトコンベア５０を配設している。このベルトコンベア５０は、矢印ａ方向に駆動されて土と土質改良剤とを混合機４に搬送するようになっている。この混合機４に配設されるカッタ４ｂ及び回転ハンマ４ｃにより土と土質改良剤とを解砕混合するようになっている。  混合機４の下側には油圧駆動式の搬出用ベルトコンベア１６が配設している。  このベルトコンベア１６は、矢印ｂ方向に駆動されて再生された土を車体後方に搬出するようになっている。ベルトコンベア１６，５０は土つまり等が生じた時は逆転出来るようになっている。
【００２６】
図３に示す自走式土質改良機１の一方側には、エンジン６が横置きしてある。このエンジン６の向きの前方にはラジエータ７，エアクリーナ８が配設され、後方にはエンジン６で駆動される油圧ポンプ９が装着されており、エンジン６の側方には油圧操作弁１０が搭載されている。前記駆動装置５は、これらエンジン６，ラジエータ７，エアクリーナおよび油圧ポンプ９等からなっている。自走式土質改良機１の後部から中央よりの右側には燃料タンク１１，作動油タンク１２が配設されている。１３は下部走行体の走行操作や各装置の操作を行う操作レバーである。作動油タンク１２の前方にはクレーン１４が設けられており、石灰等の土質改良剤の第２ホッパ２０への供給のためや、エンジン６，油圧ポンプ９及び車両の各部の点検整備時や修理時に例えば各装置の取付け、取外しのために使用される。このように駆動装置５を自走式土質改良機１の一方側に集中して配設したため、点検整備が向上し、および車体３の他方側の第１ホッパ４０に土を投入するときにも、駆動装置５がカウンタウエイトの役目をするので車体のバランスが良い。
【００２７】
図４に示す土質改良剤を投入する第２ホッパ２０の詳細について説明する。第２ホッパ本体２１の上端には開閉自在の蓋２２が設けられ、第２ホッパ本体２１内の上部には先端の尖ったカッタ２３が設けられている。
石灰等の土質改良剤の袋５１を細い２点鎖線に示すように上から前記クレーン１４により吊り降ろすと、袋５１はカッタ２３により破られ、土質改良剤は第２ホッパ本体２１内に落下する。この第２ホッパ本体２１の側面には土質改良剤の残量を見るための点検窓２４が設けられている。第２ホッパ本体２１は底板２５を有し、底部には土質改良剤供給装置３０が内設されている。
【００２８】
図４，図５に示す土質改良剤供給装置３０の構成について説明する。
図４に示すように、底板２５には旋回ベアリングのアウタレース３１が固設され、内歯歯車を有する旋回ベアリングのインナレース３２が回転体３３の内輪部材３４に固設されている。
図５に示すように、インナレース３２の内歯歯車には２個の油圧モータ３７，３７のそれぞれの駆動歯車３８，３８が噛み合っていて回転体３３を駆動するようになっている。回転体３３の内輪部材３４と外輪部材３５との間には複数のフィーダブレード３６が星形を形成するように設けられている。
図４，図５に示す底板２５の所定位置には回転体３３の内輪部材３４と外輪部材３５との間にわたって排出口２６が設けられ、その下側にはシュータ２７が設けられている。
図４に示すように、第２ホッパ本体２１の底部で回転体３３の上方には排出口２６を覆うようにプレート２８が設けられ、その下縁で第２ホッパ２０から各フィーダブレード３６と外輪部材３５および内輪部材３４とにより囲まれた空間内に供給する土質改良剤の高さを制限するようになっている。
回転体３３の回転数は油圧モータ３７の回転数を調整することにより調整可能であり、その回転数で土質改良剤の単位時間当たりの供給量は調整される。
【００２９】
図６，図７により、第１ホッパ４０および搬送用ベルトコンベア５０について説明する。図６に示すように、第１ホッパ４０および第２ホッパ２０の下方には搬送用ベルトコンベア５０が配設されており、搬送用ベルトコンベア５０は混合機４に接続している。搬送用ベルトコンベア５０は鉄製である。
この鉄製のベルトコンベア５０は、第１ホッパ４０から落下する土の重量および混合機４のカッタ４ｂで土と土質改良剤とを解砕混合するときの反力を土と土質改良剤との投入口４ａの近傍で受けても十分耐え得る強度があり、ベルトコンベアが変形損傷することはない。
図６に示す混合機４の側壁には、土と土質改良剤とを投入する投入口４ａが設けられている。前記第１ホッパ４０および第２ホッパ２０の下方に配設したベルトコンベア５０で搬送される土と土質改良剤とを投入口４ａから投入するようになっている。
これにより、土と土質改良剤とが混合機４の側方にある同じ投入口４ａから投入されるので、車高を低くすることができる。よって、車体のバランスが良く車体の安定性が向上するとともに、車高が低いので大幅な分解をせずに作業現場間を輸送することができる。
【００３０】
図６に示すように、第１ホッパ４０の前端部は下方に傾斜しており、後端部には土こぼれ防止板４１が設けられている。この第１ホッパ４０は図７に示すように、同ホッパ４０の上部の開口部４２の夾角αは鈍角（例えば１４０°）であり、外幅Ｗは油圧ショベル等の積込機で土を積み込む場合に、十分な大きさである。  同ホッパ４０の下部のガイド部４３の夾角βは鋭角（例えば３０°）であり、水分の多い粘性のある土であっても落下し易くなっている。
開口部４２とガイド部４３との境界部には格子状あるいは網状の篩４４が設けられており、大きな石等の異物が入らないようになっている。
ガイド部４３の下縁にはシール４９が取着され、搬送用ベルトコンベア５０の上面に当接しており、塵埃の流出を防止している。
【００３１】
図６に示す前記第１ホッパ４０の下方排出部で、搬送用ベルトコンベア５０の表面から距離Ｔの位置には、外周に複数の突起部材４７を有する回転ローラ４６からなる土砂排出補助装置４５が設けられている。
この土砂排出補助装置４５は油圧駆動式であり、搬送用ベルトコンベア５０が矢印ｃ方向に移動すると矢印ｄ方向に回転し、土の水分が多くてベルト上でスリップするような場合は土の排出をし易くするものである。
この土砂排出補助装置４５の後方には土質改良剤を投入する第２ホッパ２０のシュータ２７を配設している。このシュータ２７の先端は搬送用ベルトコンベア５０の表面から距離「Ｔ＋ｔ」の高さに設定している。
前記土砂排出補助装置４５とシュータ２７との間には土砂定量供給装置４８が設けられ、その下縁で土砂の高さを制限するようになっている。
鉄製のベルトコンベア５０は、土砂排出補助装置４５の回転ローラ４６の駆動により、突起部材４７が回転して土を排出するときの反力を受けても十分耐え得る強度があり、ベルトコンベアが変形損傷することはない。
【００３２】
次に、図８に基づいて土質改良作業について説明する。
同図に示すように、自走式土質改良機１の第１ホッパ４０側にはバケット５３を有する油圧ショベル５２を配置し、軟弱地や凹凸のある作業現場に油圧ショベル５２及び自走式土質改良機１のクローラ式作業機械を用いる。土質改良された土をポータブル式ベルトコンベア５４で搬送して、良好な路面上に配置した車輪式ダンプトラック５５に積載するようになっている。
【００３３】
自走式土質改良機１はクレーン１４により土質改良剤の袋５１を吊り上げ、第２ホッパ２０に土質改良剤を投入する。
油圧ショベル５２は、土をバケット５３で掘削して第１ホッパ４０に投入する。このとき、前述のように第１ホッパ４０の幅Ｗ（図７参照）は十分に広いため投入し易い。  また、第１ホッパ４０の篩４４があるため大きな石等の異物は除去できるが、逆に土が水分の多い粘土の場合には投入しずらい場合がある。
その場合にはバケット５３の背面で土を押し込むことになるが、このときは、第１ホッパ４０にはＦの方向に力が加わる。
ところが、第１ホッパ４０は下部走行体２の外側に配設しているため、自走式土質改良機１は点Ｐを支点として後部が浮き上がり、力Ｆは制限される。
したがって、過大な力が第１ホッパ４０に加わることはなく、支持フレーム１５等の構造物を破損する恐れはない。
第１ホッパ４０に投入した土は前述のように搬送用ベルトコンベア５０上で適当な量の土質改良剤を加えられ、混合機４で解砕混合されて再利用可能な土に改良される。
改良された土は搬出用ベルトコンベア１６によりポータブル式ベルトコンベア５４に送られ、ダンプトラック５５に搭載されて一連の作業を完了する。
【００３４】
本発明の自走式土質改良機によれば、車体の一方側に配設されたエンジンおよび油圧ポンプと、他方側に配設された第１ホッパ（土ホッパ）との重量バランスが良く走行もスムースに行うことができるので車体の安定性が向上する。
また、車体の他方側に配設した第１ホッパの上方より油圧ショベル等の建設機械により力を加えて土等を押し込んでも車体の一方側が浮き上がる構造としたので、第１ホッパ等の構造物に過大な力が加わらないようになっており、第１ホッパ等の構造物の耐久性が向上する。
さらに、第１ホッパを車体の一方側に配設し、エンジンおよび油圧ポンプを他方側に配設したため、第１ホッパで塵埃が発生してもエンジンは離れているため塵埃を吸い込むことはないので耐久性が向上する。
【００３５】
そして、鉄製のベルトコンベアを配設したので、第１ホッパから落下する土の重量を受けても、および混合機のカッタにより土と土質改良剤とを混合するときの反力を土質改良剤の投入口の近傍で受けても十分耐え得る強度があり、ベルトコンベアが変形損傷することがなく耐久性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の自走式土質改良機の全体側面図である。
【図２】同、側面断面図である。
【図３】同、平面図である。
【図４】同、土質改良剤を投入する第２ホッパの側面、一部断面図である。
【図５】同、図４のＡ−Ａ矢視図を示す土質改良剤供給装置の平面図である。
【図６】同、第１および第２ホッパと搬送用ベルトコンベア近傍の側面断面図である。
【図７】同、図６のＢ−Ｂ矢視図を示す第１ホッパの正面断面図である。
【図８】本発明の自走式土質改良機を用いた土質改良作業の説明図である。
【符号の説明】
１…自走式土質改良機、２…下部走行体、４…混合機、４ａ…投入口、４ｂ，４ｃ…カッタ、５…駆動装置、６…エンジン、９…油圧ポンプ、１３…走行等の操作レバー、１４…クレーン、１６…搬出用ベルトコンベア、２０…第２ホッパ、２２…蓋、２３…カッタ、２５…底板、２６…排出口、２７…シュータ、２８…プレート、３０…土質改良剤供給装置、３３…回転体、３６…フィーダブレード、３７…油圧モータ、４０…第１ホッパ、４１…土こぼれ防止板、４４…篩、４５…土砂排出補助装置、４８…土砂定量供給装置、５０…搬送用ベルトコンベア。
【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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