(57)【要約】【課題】渦巻きバネが円滑に作動可能な回転装置を提供する。【解決手段】回転装置１０は、渦巻きバネ３１と、内側に前記渦巻きバネを収容する収容部３２と、前記収容部の略中央に配置される軸部と、前記収容部の上側を区画して前記渦巻きバネを支持する上部とを有し、前記軸部と前記収容部とが相対回転する回転装置であって、前記渦巻きバネの外側端部が前記収容部の内壁部に係止され、前記渦巻きバネの内側端部が前記軸部に係止され、前記渦巻きバネは、前記収容部の内側で前記渦巻きバネを構成する板材の間隔が密に巻かれた密巻部３１Ａと、前記渦巻きバネを構成する板材の間隔が疎に巻かれた疎巻部３１Ｂとを有し、前記上部は、中心側から内壁側に延びる突条部３６と、前記突条部と前記突条部との間に設けられた凹部３７と、前記疎巻部における前記渦巻きバネを支持し前記突条部の下部と略同一の高さに設けられた軸回り方向に連続する平面部３８とを有する。【選択図】図３
2020071147.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
渦巻きバネと、内側に前記渦巻きバネを収容する収容部と、前記収容部の略中央に配置される軸部と、前記収容部の上側を区画して前記渦巻きバネを支持する上部とを有し、前記軸部と前記収容部とが相対回転する回転装置であって、
前記渦巻きバネの外側端部が前記収容部の内壁部に係止され、
前記渦巻きバネの内側端部が前記軸部に係止され、
前記渦巻きバネは、前記収容部の内側で、前記渦巻きバネを構成する板材の間隔が密に巻かれた密巻部と、前記渦巻きバネを構成する板材の間隔が疎に巻かれた疎巻部とを有し、
前記上部は、中心側から内壁側に延びる突条部と、前記突条部と前記突条部との間に設けられた凹部と、前記疎巻部における前記渦巻きバネを支持し、前記突条部の下部と略同一の高さに設けられた軸回り方向に連続する平面部とを有する
回転装置。
【請求項２】
前記平面部は、前記疎巻部の２５％以上を占める広さで設けられた請求項１に記載の回転装置。
【請求項３】
前記平面部は、円状またはリング状である請求項１または２に記載の回転装置。
【請求項４】
前記凹部にグリスが収容された請求項１〜３のいずれか一項に記載の回転装置。
【請求項５】
ワイヤ導出口を有するハウジングと請求項１〜４のいずれか一項に記載の回転装置とを備えたワイヤ巻取り装置であって、
前記軸部は前記ハウジングに対して固定され、
前記収容部は前記ハウジングの内側に収容され、
前記収容部の外周面にはワイヤ巻取り部が設けられ
前記ワイヤ巻取り部に巻回されたワイヤを前記ワイヤ導出口から引き出すことにより前記渦巻きバネに機械的エネルギーが貯蔵され、引き出された前記ワイヤが前記渦巻きバネに貯蔵された機械的エネルギーにより前記ワイヤ巻取り部に巻き取られる
ワイヤ巻取り装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転装置およびワイヤ巻取り装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高所作業車等に備えられるブームやアウトリガー等の伸縮動作に伴って、ブームやアウトリガー等に接続されるワイヤが引き出され、または巻き取られることにより、ブームやアウトリガー等の伸縮位置を検出する長さ検出装置が知られている（例えば、特許文献１）。長さ検出装置は、ワイヤが引き出し可能に巻き取られているワイヤ巻取り装置を備えている。
【０００３】
ワイヤ巻取り装置は、渦巻きバネと、渦巻きバネを収容する収納空間を有した収容部と、収容部の外周面に巻き取られているワイヤとを備えている。渦巻きバネは、収容部と収容部を回転可能に支持する支持軸との間に架け渡されており、収容部をワイヤの巻き取り方向に付勢している。
ワイヤを収容部から引き出すと、渦巻きバネが支持軸に巻き取られて径方向内側に移動することにより、渦巻きバネの付勢力が増大する。引き出されたワイヤは、渦巻きバネの付勢力により収容部に巻き取られる。ワイヤが収容部に巻き取られる際には、渦巻きバネは支持軸から巻き解かれて径方向外側に移動する。
【０００４】
収容部は渦巻きバネを支持する底部を有しており、収容部の底部には、底部と渦巻きバネとの間の潤滑性を高めるためにグリスが塗布されている。
収容部の底部に塗布されたグリスは、ワイヤ巻取り装置の使用によって渦巻きバネが支持軸に巻き取られる際または巻き解かれる際に、移動する渦巻きバネによって掻き取られ、底面の一部の箇所に偏在する傾向がある。
従って、従来においては、収容部の底面に複数のリブを支持軸側から径方向外側へ向けて放射状に形成して、グリスが底面の一部の箇所に偏ることを防止していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−６８６８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ワイヤ巻取り装置の使用によってグリスに偏りができるのを防止するために、渦巻きバネが収容される収容空間の底部に放射状のリブを設けた場合には、前記渦巻きバネの付勢力が強いときにはリブが渦巻きバネによって削られ円滑な作動の妨げとなる。
本発明は、渦巻きバネが円滑に作動可能な回転装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する回転装置は、以下の特徴を有する。
即ち、本発明の回転装置は、渦巻きバネと、内側に前記渦巻きバネを収容する収容部と、前記収容部の略中央に配置される軸部と、前記収容部の上側を区画して前記渦巻きバネを支持する上部とを有し、前記軸部と前記収容部とが相対回転する回転装置であって、前記渦巻きバネの外側端部が前記収容部の内壁部に係止され、前記渦巻きバネの内側端部が前記軸部に係止され、前記渦巻きバネは、前記収容部の内側で、前記渦巻きバネを構成する板材の間隔が密に巻かれた密巻部と、前記渦巻きバネを構成する板材の間隔が疎に巻かれた疎巻部とを有する。前記上部は、中心側から内壁側に延びる突条部と、前記突条部と前記突条部との間に設けられた凹部と、前記疎巻部における前記渦巻きバネを支持し、前記突条部の下部と略同一の高さに設けられた軸回り方向に連続する平面部とを有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、渦巻きバネが底部に対して円滑に作動することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ワイヤ巻取り装置を用いた長さ検出装置についての平面図である。
【図２】図１の長さ検出装置についてのＸ−Ｘ断面図である。
【図３】図1の長さ検出装置（ワイヤ巻取り装置）についてのＹ−Ｙ断面図である。
【図４】図３のワイヤ巻取り装置におけるＡ−Ａ断面図である。
【図５】突条部が第１嵌合孔の近傍にまで形成されたワイヤ巻取り装置を示す底面図である。
【図６】図５のワイヤ巻取り装置におけるＢ−Ｂ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、本発明を実施するための形態を、添付の図面を用いて説明する。
【００１１】
図１、図２に示す長さ検出装置１は、本発明に係るワイヤ巻取り装置および回転装置の一実施形態であるワイヤ巻取り装置１０および回転装置３０を備えている。
長さ検出装置１は、例えば高所作業車等の産業用車両に備えられるブームやアウトリガー等の対象物の伸縮位置を検出する装置である。長さ検出装置１は、前記対象物に接続されるワイヤ４０が引き出し可能に巻き取られるワイヤ巻取り装置１０と、ワイヤ４０のワイヤ巻取り装置１０からの引き出し量を検出する検出部２０とを備えている。
【００１２】
ワイヤ巻取り装置１０は、第１ハウジング１１と、第２ハウジング１２と、回転装置３０とを有している。
第１ハウジング１１は、上下方向を軸心方向とした筒形状に形成されており、上端部が上面１１ａにより区画され、下端部が開放されている。第１ハウジング１１は、内部に回転装置３０を収容している。
【００１３】
第２ハウジング１２は、板状部材にて形成され、第１ハウジング１１の下端部を閉塞している。第２ハウジング１２には、第１ハウジング１１の内部側へ向けて突出し、回転装置３０のドラム３２を回転可能に支持する軸部１３が形成されている。軸部１３は、第２ハウジング１２に対して固定されている。
第１ハウジング１１と第２ハウジング１２とで、ワイヤ巻取り装置１０のハウジングを全体的に構成している。
【００１４】
図３、図４に示すように、回転装置３０は、渦巻きバネ３１と、上下方向を軸心方向とした円筒形状に形成され、内側に渦巻きバネ３１を収容する渦巻きバネ収容空間３２ａを有したドラム３２と、ドラム３２の上側を区画する上部３３と、軸部１３とを有している。軸部１３は、上下方向と直交する面方向においてドラム３２の略中央に配置されている。軸部１３とドラム３２とは、相対的に回転可能に構成されている。底部３３は、ドラム３２に収容される渦巻きバネ３１を支持している。
【００１５】
ドラム３２は、上部３３から上側に突出するドラム軸３５と、上部３３の下面３３ａ側に形成される第１嵌合孔３４とを有している。第１嵌合孔３４には軸部１３が回転可能に嵌合している。軸部１３が第１嵌合孔３４に嵌合することにより、ドラム３２が軸部１３によって軸部１３を中心として回転可能に支持されている。
【００１６】
ドラム軸３５は、軸部１３と同軸上に配置されている。ドラム軸３５の上端面には第２嵌合孔３５ａが形成されており、第２嵌合孔３５ａには伝達軸４２がドラム３２と一体的に回転可能に嵌合している。
第１ハウジング１１の上面１１ａには挿入孔１１ｂが形成されており、挿入孔１１ｂにはドラム軸３５が挿入されている（図２参照）。挿入孔１１ｂに挿入されたドラム軸３５は、第１ハウジング１１により回転可能に支持されている。
【００１７】
ドラム３２の下端部はドラムカバー３９により閉塞されている（図２参照）。渦巻きバネ３１は、上下方向において上部３３とドラムカバー３９との間に配置されている。渦巻きバネ３１は、上部３３およびドラムカバー３９に当接しており、上下方向への移動が規制されている。本実施形態においては、一例として、渦巻きバネ３１がドラム３２の内側に設けられた渦巻きバネ収容空間３２ａに収容されているが、渦巻きバネ３２を内側に収容する収容部は、ドラム３２に設けられてもよく、ハウジングに設けられてもよい。
【００１８】
ドラム３２の外周面にはワイヤ巻取り部３２ｃが形成されており、ワイヤ巻取り部３２ｃにはワイヤ４０が巻き取られている。ワイヤ４０は、ワイヤ巻取り部３２ｃに複数周にわたって巻回されている。
第１ハウジング１１はワイヤ導出口１４を有しており、ワイヤ４０の第１端部４０ａはワイヤ導出口１４を通じて第１ハウジング１１の外部に導出されている(図１参照)。第１端部４０ａは、ブームやアウトリガー等の伸縮する対象物に接続されている。
ワイヤ４０の第２端部４０ｂは、ドラム３２に形成されるワイヤ係止部３２ｄに係止されている。
【００１９】
ワイヤ４０は、前記対象物が伸長するとワイヤ巻取り装置１０から引き出され、前記対象物が縮小すると、ワイヤ巻取り装置１０に巻き取られるように構成されている。つまり、前記対象物が伸長したり離れたりすると、ワイヤ４０のワイヤ巻取り装置１０からの引き出し量が増大し、前記対象物が縮小したり近づいたりすると、ワイヤ４０のワイヤ巻取り装置１０からの引き出し量が減少する。
【００２０】
渦巻きバネ３１は、弾性を有する板材を巻回することにより構成されており、収容部３２の内側に配置されている。渦巻きバネ３１の外側端部３１ａは、ドラム３２の内壁部に形成された係止部３２ｂに係止されており（図３参照）、渦巻きバネ３１の内側端部３１ｂは、軸部１３に形成された切欠部１３ａに係止されている（図２参照）。
【００２１】
渦巻きバネ３１は、渦巻きバネ３１を構成する板材の間隔が密に巻かれた密巻部３１Ａと、渦巻きバネ３１を構成する板材の間隔が疎に巻かれた疎巻部３１Ｂとを有している。
伸縮する対象物が縮小してワイヤ４０のワイヤ巻取り装置１０からの引き出し量が少ないときには、密巻部３１Ａが疎巻部３１Ｂの外周側に配置されている。
渦巻きバネ３１は、ワイヤ４０のワイヤ巻取り装置１０からの引き出し量が最も少ない状態にあるときには、軸部１３の軸心Ｐから密巻部３１Ａの内周縁部までの径方向の所定の寸法Ｒ１となるように構成されている。
【００２２】
底部３３の上面３３ａには、上面３３ａから上方へ突出する複数の突条部３６が形成されている。複数の突条部３６は、軸部１３側から径方向外側へ向けて放射状に延びるように形成されている。つまり、突条部３６は、底部３３の中心側から収容部３２の内壁側に延びている。上面３３ａにおける突条部３６と突条部３６との間には、凹部３７が設けられている。凹部３７にはグリスＧが収容されており、底部３３と渦巻きバネ３１との間にグリスＧが介在するように構成されている。
【００２３】
上部３３の中央部には、下面３３ａから下方へ突出する平面部３８が形成されている。平面部３８の下方への突出量は突条部３６の突出量と略同じである。つまり、平面部３８は、突条部３６の下部と略同一の高さに設けられている。本実施形態においては、突条部３６および平面部３８は、突条部３６の下面と平面部３８の下面とが面一となるように形成されている。
【００２４】
平面部３８は軸部１３の軸回り方向に連続して形成されており、円状またはリング状に形成されている。平面部３８は、上部３３において渦巻きバネ３１の疎巻部３１Ｂが存在する範囲に形成されており、疎巻部３１Ｂにおける渦巻きバネ３１を支持している。
平面部３８の内周縁部は、径方向において第１嵌合孔３４の縁部と同じ位置にあり、平面部３８の外周縁部は、軸部１３の軸心Ｐからの径方向の所定の寸法Ｒ２となる位置にある。
【００２５】
軸心Ｐから平面部３８の外周縁部までの径方向の寸法Ｒ２は、寸法Ｒ１の５０％以上となるように設定されている。また、平面部３８は、底部３３において渦巻きバネ３１の疎巻部３１Ｂが存在する範囲に設けられる。平面部３８は、径方向の平面において、渦巻きバネ３１の疎巻部３１Ｂが存在する範囲で、面積の２５％以上の面積を占める広さで設けられている。平面部３８は、渦巻きバネ３１の径方向における疎巻部の位置に対応して設けられる。
【００２６】
ワイヤ巻取り装置１０においては、収容部３２のワイヤ巻取り部３２ｃに巻回されたワイヤ４０をワイヤ導出口１４から引き出すことにより渦巻きバネ３１に機械的エネルギーが貯蔵され、引き出されたワイヤ４０が渦巻きバネ３１に貯蔵された機械的エネルギーによりワイヤ巻取り部３２ｃに巻き取られるように構成されている。
【００２７】
この場合、ブームやアウトリガー等の対象物が伸長したり離れたりすることでワイヤ４０が収容部３２から引き出されると、渦巻きバネ３１が軸部１３に巻き取られて径方向内側に移動することにより、渦巻きバネ３１に機械的エネルギーが貯蔵される。収容部３２には、渦巻きバネ３１に貯蔵された機械的エネルギーにより、ワイヤ４０がワイヤ巻取り部３２ｃに巻き取られる方向の付勢力が作用する。
【００２８】
また、ブームやアウトリガー等の対象物が縮小したり近づいたりすると、引き出されたワイヤ４０は、収容部３２に作用する付勢力によって自動的にワイヤ巻取り部３２ｃに巻き取られる。ワイヤ４０が巻き取られる際には、渦巻きバネ３１は軸部１３から巻き解かれて径方向外側に移動する。
【００２９】
例えばワイヤ４０をワイヤ導出口１４から引き出す際において、渦巻きバネ３１が軸部１３に巻き取り始められるときには、疎巻部３１Ａにおける渦巻きバネ３１が撓む等して、底部３３に強い押圧力で当接することがある。
このような場合、例えば図５、図６に示す突条部１３６のように、上部３３に設けられる突条部１３６が第１嵌合孔３４の近傍にまで形成されていると、巻き取り始められた疎巻部３１Ａの渦巻きバネ３１が、第１嵌合孔３４の近傍に位置する突条部１３６に当接することとなる。なお、図５においては、凹部３７に収容されているグリスＧの記載は省略している。
【００３０】
疎巻部３１Ａの渦巻きバネ３１が突条部１３６に当接する際には、渦巻きバネ３１は狭い範囲で長さ方向での側部が部分的に突条部１３６に当接するため、渦巻きバネ３１の突条部１３６に対する押圧力が特に大きくなる。これにより、径方向に移動する渦巻きバネ３１が突条部１３６と摺動して、突条部１３６が渦巻きバネ３１により削られてしまうことがある。特に、渦巻きバネ３１の付勢力が大きいときには、突条部１３６が渦巻きバネ３１により削られ易くなる。突条部１３６の渦巻きバネ３１により削られた箇所には、切削痕が生じる。突条部１３６は、頂部が特に削られやすい。
突条部１３６が渦巻きバネ３１によって削られると、渦巻きバネ３１の上部３３に対する円滑な作動が妨げられるおそれがある。
【００３１】
図５に示すように、第１嵌合孔３４の近傍まで形成された突条部１３６の中で渦巻きバネ３１による切削痕が生じる範囲は、軸部１３の軸心Ｐよりも寸法Ｒ３だけ径方向外側へ離れた箇所から、軸心Ｐよりも寸法Ｒ４だけ径方向外側へ離れた箇所までの範囲Ｗとなっている。寸法Ｒ３は、軸部１３の軸心Ｐから渦巻きバネ３１による切削痕が生じる範囲Ｗの内周側端部までの径方向の寸法である。寸法Ｒ４は、軸部１３の軸心Ｐから渦巻きバネ３１による切削痕が生じる範囲Ｗの外周側端部までの径方向の寸法である。
寸法Ｒ４は、寸法Ｒ１の５０％程度の値となっている。
【００３２】
このように、突条部１３６を第１嵌合孔３４の近傍まで形成した場合は、突条部１３６が渦巻きバネ３１により削られてしまうが、本実施形態においては、底部３３の中央部に軸回り方向に連続して形成される平面部３８を設けている。
平面部３８を設けることにより、巻き取り始められた疎巻部３１Ａの渦巻きバネ３１は、広い範囲で平面部３８に当接することになり、渦巻きバネ３１の平面部３８に対する押圧力が小さくなって、平面部３８が渦巻きバネ３１によって削られることがない。これにより、渦巻きバネ３１が上部３３に対して円滑に作動することが可能となっている。
【００３３】
また、上部３３の凹部３７にはグリスＧが収容されていて、底部３３と渦巻きバネ３１との間の潤滑性が高められているため、渦巻きバネ３１は底部３３に対して、より円滑に作動することが可能となっている。
【００３４】
また、平面部３８は、第１嵌合孔３４の縁部から軸心Ｐよりも寸法Ｒ２だけ径方向外側へ離れた箇所まで形成されている。寸法Ｒ２は寸法Ｒ１の５０％以上の値であり、突条部３６に渦巻きバネ３１による切削痕が生じる軸心Ｐからの最大の位置を示す寸法Ｒ４は寸法Ｒ１の５０％程度の値であるため、平面部３８は底部３３において渦巻きバネ３１による切削痕が生じる範囲の全体にわたって形成されていることになる。
【００３５】
従って、底部３３に渦巻きバネ３１による切削痕が生じることを確実に抑制することが可能となっている。
なお、本実施形態においては、寸法Ｒ２を寸法Ｒ１の３分の２程度の大きさに設定しており、底部３３に渦巻きバネ３１による切削痕が生じることをより確実に抑制できるように構成している。
【００３６】
平面部３８は、上部３３の中心部から寸法Ｒ２だけ径方向外側へ離れた箇所まで形成されていて、疎巻部３１Ｂの面積の２５％以上の面積を占める広さで設けられているが、少なくとも上部３３において渦巻きバネ３１による切削痕が生じる範囲に形成されていればよい。
【００３７】
つまり、平面部３８は、径方向において、軸心Ｐよりも寸法Ｒ３だけ径方向外側へ離れた箇所から、軸心Ｐよりも寸法Ｒ４だけ径方向外側へ離れた箇所までの範囲にリング状に形成することもできる。この場合においても、上部３３に渦巻きバネ３１による切削痕が生じることを抑制することが可能である。
【００３８】
また、上部３３において渦巻きバネ３１による切削痕が生じる範囲Ｗは円環状に分布しているため、平面部３８を円状またはリング状に形成することにより、上部３３に渦巻きバネ３１による切削痕が生じることを効果的に抑制することが可能となっている。
【００３９】
長さ検出装置１の検出部２０は、第１ハウジング１１の上面１１ａに取り付けられている。検出部２０の内部には、ドラム軸３５の第２嵌合孔３５ａに嵌合された伝達軸４２が進入している。
長さ検出装置１においては、ワイヤ４０がワイヤ巻取り装置１０から引き出され、またはワイヤ巻取り装置１０に巻き取られると収容部３２が回転し、収容部３２の回転に伴って伝達軸４２が回転する。
【００４０】
検出部２０は、伝達軸４２の回転に伴って、伝達軸４２と一体的に回転する収容部３２の回転情報を発生する回転情報発生部材を有している。
検出部２０は、前記回転情報発生部材から収容部３２の回転数等の回転情報を取得し、取得した回転情報を送信してワイヤ４０のワイヤ巻取り装置１０からの引き出し量を制御部により算出させことができる。検出部２０にリード等の伝達部によって接続した制御部は、算出したワイヤ４０の引き出し量に基づいて、ブームやアウトリガー等の対象物の伸縮位置を特定することができる。
【００４１】
なお、本実施形態のワイヤ巻取り装置１０は、渦巻きバネ３１の疎巻部３１Ｂが上部３３の中心部の範囲に位置し、密巻部３１Ａが疎巻部３１Ｂの外周側に位置する状態で、ワイヤ４０の引き出しおよび巻き取りが行われることが多いことから、平面部３８を上部３３の中心部に形成している。
【００４２】
しかし、渦巻きバネ３１の密巻部３１Ａが底部３３の中心部の範囲に位置し、疎巻部３１Ｂが密巻部３１Ａの外周側に位置する状態で、ワイヤ４０の引き出しおよび巻き取りが行われることが多い場合には、平面部３８を上部３３の周縁部に形成することができる。これにより、疎巻部３１Ｂが配置される上部３３の周縁部に、渦巻きバネ３１による切削痕が生じることを抑制することができる。なお、渦巻バネ３１の長さ方向に延びる端縁に接触する上述の突条部３６と平面部３８とは、ハウジング側とドラム側の一方または両方に設けられてもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１    長さ検出装置
１０    ワイヤ巻取り装置
１１    第１ハウジング
１１ａ  底面
１１ｂ  挿入孔
１２    第２ハウジング
１３    軸部
１３ａ  切欠部
１４    ワイヤ導出口
２０    検出部
３０    回転装置
３１    渦巻きバネ
３１ａ  外側端部
３１ｂ  内側端部
３１Ａ  密巻部
３１Ｂ  疎巻部
３２    ドラム
３２ａ  渦巻バネ収容空間
３２ｂ  係止部
３２ｃ  ワイヤ巻取り部
３２ｄ  ワイヤ係止部
３３    底部
３３ａ  上面
３４    第１嵌合孔
３５    ドラム軸
３５ａ  第２嵌合孔
３６    突条部
３７    凹部
３８    平面部
３９    ドラムカバー
４０    ワイヤ
４０ａ  第１端部
４０ｂ  第２端部
４２    伝達軸
Ｇ    グリス
Ｐ    軸心
Ｒ１    軸部の軸心から密巻部の内周縁部までの径方向の寸法
Ｒ２    軸部の軸心から平面部の外周縁部までの径方向の寸法
Ｒ３    軸部の軸心から渦巻きバネによる切削痕が生じる範囲の内周側端部までの径方向の寸法
Ｒ４    軸部の軸心から渦巻きバネによる切削痕が生じる範囲の外周側端部までの径方向の寸法
【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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