(57)【要約】【課題】弾性チューブへのチューブ固定具の組立作業性を向上する。【解決手段】チューブ固定具２０は、軟質チューブ１２と被覆チューブ１３を備えた弾性チューブ１１の端部に取り付けられる。チューブ固定具２０は固定具本体とスリーブ３１とを有し、チューブ固定具２０は軟質チューブ１２の端部内に嵌合される円筒部２３と弾性チューブ１１の端面に対向する対向面２７を有する基部２２とを備え、スリーブ３１は被覆チューブ１３の端部を介して円筒部２３の外側に嵌合される。スリーブ３１は接着剤３２により被覆チューブ１３に接着される。基部２２に嵌合されるカバー３４により、弾性チューブ１１の端部は覆われる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軟質チューブおよび当該軟質チューブの外側に設けられる被覆チューブを備えた弾性チューブの端部に取り付けられるチューブ固定具であって、
前記軟質チューブの端部の径方向内側に嵌合される円筒部と前記弾性チューブの端面に対向する第１の対向面を有する基部とを備えた固定具本体と、
前記軟質チューブおよび前記被覆チューブの端部を介して前記円筒部の外側に嵌合されるスリーブと、
前記軟質チューブと前記スリーブとの間に形成され、前記スリーブ、前記被覆チューブおよび前記軟質チューブを接着する接着部と、
前記第１の対向面に対向し前記第１の対向面との間で前記スリーブを収容する収容スペースを形成する第２の対向面が形成され、前記基部に嵌合して固定されるカバーと、
を有するチューブ固定具。
【請求項２】
請求項１記載のチューブ固定具において、
前記円筒部の外周面に前記軟質チューブに噛み合う凹凸部を設けた、チューブ固定具。
【請求項３】
請求項1または２記載のチューブ固定具において、
前記基部と前記円筒部は別部材であり、前記円筒部は前記基部に設けられた取付孔に固定される、チューブ固定具。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のチューブ固定具において、
前記スリーブを径方向に貫通する供給孔を形成した、チューブ固定具。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のチューブ固定具において、
前記スリーブは、前記第１の対向面に当接する第１のスリーブと、前記第２の対向面に当接し前記第１のスリーブに当接する第２のスリーブと、を有し、
前記第１のスリーブと前記第２のスリーブとの少なくともいずれか一方に前記接着部を設ける、チューブ固定具。
【請求項６】
軟質チューブおよび当該軟質チューブの外側に設けられる被覆チューブを備えた弾性チューブと、
前記弾性チューブの端部に設けられ、請求項１〜５のいずれか１項に記載されるチューブ固定具と、を有し、
前記弾性チューブの内部空間に供給される流体による前記弾性チューブの径方向の弾性変形により、伸縮するアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軟質チューブとその外側に設けられる被覆チューブとを備えた弾性チューブに取り付けられるチューブ固定具およびチューブ固定具を有するアクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
第１のアーム部材とこれにピン結合される第２のアーム部材との間に、径方向と長さ方向に弾性変形自在の弾性チューブを取り付けると、弾性チューブに流体を供給することにより、２つのアーム部材を被駆動部材として揺動運動させることができる。これにより、空気等の流体を駆動媒体とした人工筋肉として弾性チューブを適用することができる。
【０００３】
このように、人工筋肉として適用することができる弾性チューブとしては、特許文献１に記載されるように、軟質チューブとその外側に設けられる被覆チューブとを備えたものが開発されている。被覆チューブは組紐により形成されており、網組の構造体である。弾性チューブの両端部はチューブ固定具により被駆動部材に取り付けられ、弾性チューブとチューブ固定具とにより、アクチュエータが形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１９−４９３１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されるチューブ固定具は、軟質チューブとその外側に設けられる被覆チューブとの間に挿入される嵌合筒部を有し、嵌合筒部の先端面と固定スリーブとの間で被覆チューブを挟み付けるようにしている。嵌合筒部を軟質チューブと被覆チューブとの間に挿入した状態で、弾性チューブに流体が供給されると、軟質チューブの外周面が嵌合筒部の内周面に自緊作用により密着する。これにより、軟質チューブとチューブ固定具との間の密閉性が確保され、軟質チューブ内の流体が外部に漏出することを防止している。
【０００６】
このように、自緊作用を利用することにより、軟質チューブとチューブ固定具との間からの流体の漏出を防止するようにしたチューブ固定具においては、軟質チューブの外径のばらつきによって、流体が漏出することがある。流体が漏出すると、それは製品化することができず、チューブ固定具とチューブ固定具を有するアクチュエータの製造歩留まりを低下させることになる。
【０００７】
嵌合筒部を軟質チューブと被覆チューブとの間に挿入するために、被覆チューブを径方向外方に拡げる必要があり、弾性チューブとチューブ固定具との組立作業を容易に行うことができない。
【０００８】
本発明の目的は、弾性チューブへのチューブ固定具の組立作業性を向上させ、チューブ固定具およびチューブ固定具を有するアクチュエータの製造歩留りを安定させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のチューブ固定具は、軟質チューブおよび当該軟質チューブの外側に設けられる被覆チューブを備えた弾性チューブの端部に取り付けられるチューブ固定具であって、前記軟質チューブの端部の径方向内側に嵌合される円筒部と前記弾性チューブの端面に対向する第１の対向面を有する基部とを備えた固定具本体と、前記軟質チューブおよび前記被覆チューブの端部を介して前記円筒部の外側に嵌合されるスリーブと、前記軟質チューブと前記スリーブとの間に形成され、前記スリーブ、前記被覆チューブおよび前記軟質チューブを接着する接着部と、前記第１の対向面に対向し前記第１の対向面との間で前記スリーブを収容する収容スペースを形成する第２の対向面が形成され、前記基部に嵌合して固定されるカバーと、を有する。
【００１０】
本発明のアクチュエータは、軟質チューブおよび当該軟質チューブの外側に設けられる被覆チューブを備えた弾性チューブと、前記弾性チューブの端部に設けられる上述のチューブ固定具と、を有し、前記弾性チューブの内部空間に供給される流体による前記弾性チューブの径方向の弾性変形により伸縮する。
【発明の効果】
【００１１】
被覆チューブに塗布される接着剤によりスリーブと軟質チューブとを接着するので、弾性チューブ内の流体が円筒部と軟質チューブとの間に漏出しても、流体が外部に漏出することが防止される。接着剤が網状構造の被覆チューブに塗布されると、被覆チューブの網目と軟質チューブと被覆チューブの隙間に接着剤が入り込むので、スリーブを円筒部に対応する位置まで移動しても、接着剤が弾性チューブの外周面から取り除かれることなく、スリーブを弾性チューブに確実に接着させることができる。これにより、チューブ固定具を弾性チューブに容易に取り付けることができ、チューブ固定具の組立作業性を向上させることができる。内部からの流体の漏れを発生させることなく、アクチュエータの製造歩留まりを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】アクチュエータを組み立てるための一実施の形態であるチューブ固定具を示す分解斜視図である。
【図２】一方のチューブ固定具が断面図で示されたアクチュエータの一部省略正面図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｅ）は、図１に示されたチューブ固定具の弾性チューブへの組立手順を示す工程図である。
【図４】他の実施の形態であるチューブ固定具を示す断面図である。
【図５】さらに他の実施の形態であるチューブ固定具を示す断面図である。
【図６】さらに他の実施の形態であるチューブ固定具を示す断面図である。
【図７】さらに他の実施の形態であるチューブ固定具を示す断面図である。
【図８】さらに他の実施の形態であるチューブ固定具を示す断面図である。
【図９】さらに他の実施の形態であるチューブ固定具を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。それぞれの図面においては、共通性を有する部材には同一の符号が付されている。
【００１４】
図１および図２に示されるように、アクチュエータ１０は弾性チューブ１１とこの端部に取り付けられるチューブ固定具２０とにより組み立てられる。弾性チューブ１１は軟質チューブ１２とその外側に設けられる被覆チューブ１３とを備えており、径方向および長さ方向に弾性変形自在である。軟質チューブ１２は弾性変形自在のフッ素樹脂またはケイ素樹脂により製造される。軟質チューブ１２の材料としては、これらの樹脂に限られず、弾性変形自在の材料であれば、他の合成樹脂、合成ゴム等を使用することができる。軟質チューブ１２は、１層の構造であるが、材料が同一または相違した複数の積層構造としても良い。
【００１５】
被覆チューブ１３は、ポリエステル繊維、芳香族ポリアミド繊維等からなる繊維を管状に編み上げて形成される網状構造の組紐チューブである。被覆チューブ１３は、軟質チューブ１２の外側に接触しており、軟質チューブ１２の内部に編み込まれていない。また、被覆チューブ１３は、軟質チューブ１２に接着されていない。組紐チューブを構成する繊維の網目を介して、軟質チューブ１２の一部は外部に露出される。軟質チューブ１２の外側に被覆チューブ１３を設けると、弾性チューブ１１の強度が高められる。被覆チューブ１３としては、１層の組紐チューブに代えて複数層の組紐チューブを積層させたものでも良い。さらに、被覆チューブ１３の材質としては、多数の網目が設けられるのであれば、金属製のワイヤを編み上げて形成したものや合成樹脂や合成ゴム等により形成したものを使用することができる。
【００１６】
図２に示されるように、チューブ固定具２０が弾性チューブ１１の両方の端部に固定され、弾性チューブ１１とチューブ固定具２０によりアクチュエータ１０が構成される。軟質チューブ１２の内部空間１４にチューブ固定具２０を介して圧縮空気を供給したり排出したりすると、弾性チューブ１１が膨張したり収縮して、アクチュエータ１０は長さ方向に伸縮する。
【００１７】
例えば、チューブ固定具２０が弾性チューブ１１の両端部に取り付けられたアクチュエータ１０は、ピン結合された２つのアーム部材からなるアーム組立体を揺動するために使用することができる。そのような使用形態においては、一方のアーム部材にアクチュエータ１０の一端側のチューブ固定具が取り付けられ、他方のアーム部材に他端側のチューブ固定具が取り付けられる。一方または双方のチューブ固定具から圧縮空気等の流体を内部空間１４に供給したり、排出したりすると、弾性チューブ１１が膨張収縮してアクチュエータ１０が伸縮する。これにより、アクチュエータ１０は、アーム組立体を揺動駆動するための人工筋肉として使用することができる。一方のチューブ固定具のみから流体を供給する形態のアクチュエータにおいては、他方のチューブ固定具は閉塞構造のものが使用される。
【００１８】
複数本のアクチュエータ１０を束ねた形態のアクチュエータとすることもできる。その場合には、それぞれのアクチュエータの端部に設けられたチューブ固定具は、連結部材により結束される。このように、アクチュエータとしては、単一のアクチュエータ１０からなる単一タイプと、複数本のアクチュエータ１０を束ねた結束タイプとがある。
【００１９】
チューブ固定具２０は樹脂製の固定具本体２１を有し、固定具本体２１は基部２２と円筒部２３とを備えており、円筒部２３は基部２２に一体である。基部２２は横断面形状が円形であり、径方向の中心部には給排ポート２４が設けられている。給排ポート２４の外方端部には雌ねじ２５が形成され、図示しない流体継手が雌ねじ２５に取り付けられる。円筒部２３は基部２２の内方端面から突出しており、円筒部２３は給排ポート２４に連通する連通孔２６を有し、連通孔２６は弾性チューブ１１の内部空間１４に連通している。
【００２０】
基部２２の外径をｄ１とし、円筒部２３の外径をｄ２とすると、外径ｄ１は外径ｄ２よりも大径であり、基部２２の内方側の端面は第１の対向面２７である。弾性チューブ１１を構成する軟質チューブ１２の端部が円筒部２３の径方向外側に嵌合されると、図２に示されるように、対向面２７は弾性チューブ１１の端面に対向する。スリーブ３１が弾性チューブ１１の端部の外側に装着され、スリーブ３１は弾性チューブ１１を構成する軟質チューブ１２および被覆チューブ１３の端部を介して円筒部２３の外側に嵌合される。スリーブ３１は、固定具本体２１と同様に、樹脂製である。ただし、固定具本体２１およびスリーブ３１を金属製としても良い。
【００２１】
軟質チューブ１２は、組紐チューブを構成する被覆チューブ１３の網目を介して外部に露出されており、被覆チューブ１３に接着剤３２を塗布すると、網目を通過して軟質チューブ１２とスリーブ３１との間に接着剤３２が供給される。この接着剤３２が硬化すると、スリーブ３１と弾性チューブ１１を接着する接着部となる。このように、弾性チューブ１１の端部では、径方向の最も内側に、円筒部２２が設けられ、軟質チューブ１１、接着剤３２が硬化した接着部及び被覆チューブ１３、スリーブ３１の順で径方向に配置される。
【００２２】
弾性チューブ１１の端部、固定具本体２１およびスリーブ３１は、カバー３４により覆われる。カバー３４は、基部２２の外側に圧入により嵌合される大径孔３５と、これよりも小径の小径孔３６と、テーパ孔３７とを有している。大径孔３５はカバー３４の基端部側に形成され、テーパ孔３７は先端部側に形成されており、小径孔３６は大径孔３５とテーパ孔３７の間に設けられている。大径孔３５と小径孔３６との間の径方向面は、基部２２の対向面２７に対向する第２の対向面３８である。接着剤３２は、少なくともスリーブ３１で覆われる部分に塗布されていればよく、例えば、弾性チューブ１１の小径孔３６で覆われる部分やスリーブ３１の端面に接着剤３２を塗布もしくは、塗布した接着剤３２が滲んで移動していてもよい。
【００２３】
カバー３４を基部２２に圧入して嵌合すると、基部２２の対向面２７とカバー３４の対向面３８との間でスリーブ３１が挟持つまり挟み付けられる。スリーブ３１は、両方の対向面２７、３８の間に形成される収容スペース３９に収容される。スリーブ３１の外径は大径孔３５の内径よりも小径であり、大径孔３５とスリーブ３１との間には空間が形成される。
【００２４】
スリーブ３１は被覆チューブ１３に塗布される接着剤３２により軟質チューブ１２に接着される。軟質チューブ１２と被覆チューブ１３とに接着されたスリーブ３１は、固定具本体２１の対向面２７と、カバー３４の対向面３８との間に挟み付けられるので、弾性チューブ１１に引っ張り力が加えられても、スリーブ３１の端面は対向面３８に突き当てられる。これにより、弾性チューブ１１がチューブ固定具２０から外れることが防止される。
【００２５】
スリーブ３１と軟質チューブ１２との間は接着剤３２により封止されているので、弾性チューブ１１の内部空間１４内の圧縮空気が円筒部２３と軟質チューブ１２との間に漏出しても、圧縮空気がチューブ固定具２０の外部に漏出することが防止される。円筒部２３の外周面およびスリーブ３１の内周面の寸法精度を高めることなく、容易に弾性チューブ１１とチューブ固定具２０とを組み立てることができるとともに、チューブ固定具２０と、これが端部に設けられたアクチュエータ１０の製造歩留まりを高めることができる。
【００２６】
図２に示されるように、チューブ固定具２０は、弾性チューブ１１の両端部にそれぞれ取り付けられる。両方のチューブ固定具２０の給排ポート２４から圧縮空気を供給するようにしても良い。また、一方のチューブ固定具２０の給排ポート２４から圧縮空気を供給するようにしても良く、その場合には、他方のチューブ固定具２０の雌ねじ２５には閉塞プラグが取り付けられる。
【００２７】
次に、図３を参照しつつ、チューブ固定具２０の弾性チューブ１１への組立方法の手順について説明する。図３においては、弾性チューブ１１の一方の端部へのチューブ固定具２０の組立手順を示すが、他方の端部にも同様の手順によりチューブ固定具２０が組み付けられる。
【００２８】
図３（Ａ）に示すように、弾性チューブ１１の端部にまずカバー３４が装着され、引き続いてスリーブ３１が装着される。次いで、図３（Ｂ）に示すように、チューブ固定具２０の円筒部２３を軟質チューブ１２の内部に挿入する。円筒部２３の外径ｄ２は、軟質チューブ１２の外径よりも僅かに大径となっており、円筒部２３が軟質チューブ１２内に挿入されると、軟質チューブ１２の端部の内径は僅かに押し広げられる。
【００２９】
図３（Ｃ）に示すように、接着剤３２が被覆チューブ１３の端部に塗布される。接着剤３２が塗布された後に、図３（Ｄ）に示されるように、スリーブ３１が弾性チューブ１１に沿って移動され、スリーブ３１が対向面２７に突き当てられる。これにより、スリーブ３１の内面には接着剤３２が付着される。被覆チューブ１３は網状構造の組紐チューブであり、接着剤３２は網目に入り込むので、スリーブ３１を弾性チューブ１１の外側に嵌合した状態で対向面２７に突き当てられるまで移動させても、接着剤３２が被覆チューブ１３から除去されることはない。また、被覆チューブ１３の端部は径方向に広がる傾向があるが、広がったとしても、スリーブ３１を被覆チューブ１３の端部に向けて移動させると、広がった端部は軟質チューブ１２に押し付けられる。
【００３０】
次いで、図３（Ｅ）に示されるように、カバー３４が基部２２の外周面に圧入固定される。これにより、弾性チューブ１１とチューブ固定具２０とからなるアクチュエータ１０を組み立てることができる。圧入によりカバー３４が基部２２に確実に固定されるように、カバー３４の大径孔３５の内径は、基部２２の外径ｄ１よりも僅かに小径である。
【００３１】
図３に示すように、スリーブ３１、カバー３４を弾性チューブ１１の外側に移動させる工程と、接着剤３２を弾性チューブ１１の端部に塗布する工程とにより、容易にアクチュエータ１０を歩留まり良く、組み立てることができる。しかも、被覆チューブ１３に塗布される接着剤３２により軟質チューブ１２とスリーブ３１とを接着して、軟質チューブ１２とスリーブ３１の間に接着部を形成することにより、弾性チューブ１１の内部空間１４に供給された流体が外部に漏出することを確実に防止できる。
【００３２】
図４〜図９は、それぞれ他の実施の形態であるチューブ固定具２０を示す断面図であり、これらの図においては、上述したチューブ固定具２０と共通する部材には同一の符号が付されている。
【００３３】
図４に示されるチューブ固定具２０の円筒部２３の外周面には複数の環状の突起４１が径方向外方に突出して設けられている。このように、円筒部２３に凹凸部としての突起４１を設けると、突起４１が軟質チューブ１２内周面に食い込んで突起４１が軟質チューブ１２に噛み合う。これにより、固定具本体２１と軟質チューブ１２との固定強度をより高めることができる。なお、突起４１を螺旋状の一続きの突起としても良い。
【００３４】
図５に示されるチューブ固定具２０の円筒部２３の外周面には複数の環状の凹溝４２が設けられている。このように、円筒部２３に凹凸部としての凹溝４２を設けると、凹溝４２の内部に軟質チューブ１２が入り込み、軟質チューブ１２が円筒部２３に噛み合う。これにより、固定具本体２１と軟質チューブ１２との固定強度をより高めることができる。なお、凹溝４２を螺旋状の一続きの溝としても良い。
【００３５】
図６に示されるチューブ固定具２０の固定具本体２１は、基部２２と円筒部２３とが別部材であり、基部２２は樹脂製であるのに対して、円筒部２３は金属製である。基部２２の内側端部には円筒部２３が固定される取付孔４３が形成されており、円筒部２３は取付孔４３の段部４４に突き当てられる。円筒部２３を樹脂製とすることも可能であるが、金属製とすることにより、薄肉の円筒部２３の強度を高めることができる。また、薄肉の円筒部２３が一体となった固定具本体２１を製造する場合よりも、別部品である円筒部２３を基部２２に取り付ける方が、固定具本体２１を容易に製造することができる。
【００３６】
図７に示されるチューブ固定具２０は、基端部側の第１のスリーブ３１ａと先端部側の第２のスリーブ３１ｂとを有している。第１のスリーブ３１ａは第１の対向面２７に当接し、第２のスリーブ３１ｂは第１のスリーブ３１ａに当接するとともに、第２の対向面３８に当接する。２つのスリーブ３１ａ、３１ｂの合計の長さを、上述したスリーブ３１の長さに対応させると、カバー３４の長さを上述したものと同一とすることができる。２つのスリーブ３１ａ、３１ｂを用いる場合には、基端部側のスリーブ３１ａと軟質チューブ１２との間には接着剤３２を塗布することなく、先端部側のスリーブ３１ｂと軟質チューブ１２との間に接着剤３２を塗布することができる。
【００３７】
このように、２つのスリーブ３１ａ、３１ｂを被覆チューブ１３の端部に設けるようにすると、スリーブ３１ａが対向面２７に当接した状態かまたはほぼ当接した状態とし被覆チューブ１３の端部をスリーブ３１ａで覆うことで、網状構造の被覆チューブ１３の端部が径方向外方に広がることが防止される。この状態のもとで、被覆スリーブ１３のスリーブ３１ａで覆われる部分に隣接する部分に接着剤３２を塗布すると、接着剤３２を容易に塗布することができる。接着剤３２が塗布された後に、スリーブ３１ｂがスリーブ３１ａに当接する位置まで移動される。このように、２つのスリーブ３１ａ、３１ｂを弾性チューブ１１の端部に取り付けるようにすると、接着剤３２の塗布作業を容易に行うことができる。なお、接着剤３２を、被覆チューブ１３のスリーブ３１ａで覆われる部分と、スリーブ３１ｂで覆われる部分の少なくともいずれか一方に塗布することで、スリーブ３１ａとスリーブ３１ｂの少なくともいずれか一方に接着剤を設ければ良い。また、弾性チューブ１１の小径孔３６で覆われる部分に塗布するようにしても良い。さらに、接着剤３２を塗布した後に、接着剤３２がスリーブ３１ａ、３１ｂの端面や被覆チューブ１３の小径孔３６で覆われる部分に滲んで移動していても良い。
【００３８】
図８に示されるチューブ固定具２０は、複数の供給孔４５がスリーブ３１に径方向に貫通して形成されている。それぞれの供給孔４５は軟質チューブ１２とスリーブ３１の内周面との間に接着剤３２を供給するために使用される。図８に示したチューブ固定具２０においては、スリーブ３１を対向面２７に突き当てた状態のもとで、供給孔４５から接着剤３２が塗布される。
【００３９】
図９に示されるチューブ固定具２０は、図６に示した固定具本体２１と同様に、基部２２と円筒部２３とが別部材であり、円筒部２３が基部２２に取り付けられる。さらに、図９に示されるチューブ固定具２０は、図７に示したものと同様に、２つのスリーブ３１ａ、３１ｂを有している。このように、図２〜図８に示された種々の構造を組み合わせることによりチューブ固定具２０を形成することができる。
【００４０】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。弾性チューブ１１に供給される流体としては、空気等の気体のみならず液体を供給する場合のアクチュエータとしても本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１０    アクチュエータ
１１    弾性チューブ
１２    軟質チューブ
１３    被覆チューブ
１４    内部空間
２０    チューブ固定具
２１    固定具本体
２２    基部
２３    円筒部
２７    第１の対向面
３１、３１ａ、３１ｂ    スリーブ
３２    接着剤（接着部）
３４    カバー
３８    第２の対向面
３９    収容スペース
４１    突起
４２    凹溝
４３    取付孔
４５    供給孔
【図１】
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【図２】
2020197265.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2020197265.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
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