(57)【要約】【課題】ナットランナやロボットの稼働率を高めることができるバンパビーム取付け技術を提供することを課題とする。【解決手段】バンパビーム取付け装置１０は、車両製造ライン１１上を直列に搬送されてきた２個の車体１２、１３を対象とし、前側の車体１２にリヤバンパビーム１４を取付け、後側の車体１３にフロントバンパビーム１５を取付ける装置である。【効果】バンパビームを運搬するロボットと、ボルトの締付けを行うロボットとを、別々に設けたので、ボルトの締付け作業中に、バンパビームの運搬を行わせることができる。したがって、ナットランナ及びロボットの稼働率を高めることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両製造ライン上を直列に搬送されてきた２個の車体を対象とし、前側の車体にリヤバンパビームを取付け、後側の車体にフロントバンパビームを取付ける、バンパビーム取付け装置であって、
リヤバンパビームを把持して前側の車体の後部まで運搬する、又はフロントバンパビームを把持して後側の車体の前部まで運搬するバンパビーム運搬ロボットと、
車体に設けられている左側のバンパ取付け位置を検出する左の位置検出センサを備え、バンパビームに左側のボルトを締付ける左の締付けロボットと、
車体に設けられている右側のバンパ取付け位置を検出する右の位置検出センサを備え、バンパビームに右側のボルトを締付ける右の締付けロボットと、
前記バンパビーム運搬ロボット、左の締付けロボット及び右の締付けロボットを一括して制御するロボット制御部と、からなることを特徴とするバンパビーム取付け装置。
【請求項２】
車両製造ライン上を直列に搬送されてきた２個の車体を対象とし、前側の車体にリヤバンパビームを取付け、後側の車体にフロントバンパビームを取付ける、バンパビーム取付け方法であって、
左右の締付けロボットに備えられている位置検出センサで前記後側の車体のバンパ取付け位置を検出するステップと、
検出された位置へバンパビーム運搬ロボットにより前記フロントバンパビームを運搬するステップと、
バンパビーム運搬ロボットで支持されている前記フロントバンパビームは左側に複数個のボルト穴を有し、右側にも複数個のボルト穴を有し、前記左側のボルト穴の少なくとも１個に左の締付けロボットでボルトを挿入し、車体側にねじ込み、前記右側のボルト穴の少なくとも１個に右の締付けロボットでボルトを挿入し、車体側にねじ込むステップと、
少なくとも左右各１本のボルトが取付けられた後に、バンパビーム運搬ロボットはフロントバンパビームから外され、左右の締付けロボットで残りのボルトを締付けるステップと、
左右の締付けロボットに備えられている位置検出センサで前記前側の車体のバンパ取付け位置を検出するステップと、
前記残りのボルトを締付けるステップ及びバンパ取付け位置を検出するステップと並行して行われ、検出された位置へバンパビーム運搬ロボットにより前記リヤバンパビームを運搬するステップと、
バンパビーム運搬ロボットで支持されている前記リヤバンパビームは左側に複数個のボルト穴を有し、右側にも複数個のボルト穴を有し、前記左側のボルト穴の少なくとも１個に左の締付けロボットでボルトを挿入し、車体側にねじ込み、前記右側のボルト穴の少なくとも１個に右の締付けロボットでボルトを挿入し、車体側にねじ込むステップと、
少なくとも左右各１本のボルトが取付けられた後に、バンパビーム運搬ロボットはリヤバンパビームから外され、左右の締付けロボットで残りのボルトを締付けるステップと、
締付けが完了したら、前記２個の車体のピッチだけ、前記車両製造ライン上の車体群を一括して前進させるステップと、からなることを特徴とするバンパビーム取付け方法。
【請求項３】
車両製造ライン上を直列に搬送されてきた２個の車体を対象とし、前側の車体にリヤバンパビームを取付け、後側の車体にフロントバンパビームを取付ける、バンパビーム取付け方法であって、
左右の締付けロボットに備えられている位置検出センサで前記前側の車体のバンパ取付け位置を検出するステップと、
検出された位置へバンパビーム運搬ロボットにより前記リヤバンパビームを運搬するステップと、
バンパビーム運搬ロボットで支持されている前記リヤバンパビームは左側に複数個のボルト穴を有し、右側にも複数個のボルト穴を有し、前記左側のボルト穴の少なくとも１個に左の締付けロボットでボルトを挿入し、車体側にねじ込み、前記右側のボルト穴の少なくとも１個に右の締付けロボットでボルトを挿入し、車体側にねじ込むステップと、
少なくとも左右各１本のボルトが取付けられた後に、バンパビーム運搬ロボットはリヤバンパビームから外され、左右の締付けロボットで残りのボルトを締付けるステップと、
左右の締付けロボットに備えられている位置検出センサで前記後側の車体のバンパ取付け位置を検出するステップと、
前記残りのボルトを締付けるステップ及びバンパ取付け位置を検出するステップと並行して行われ、検出された位置へバンパビーム運搬ロボットにより前記フロントバンパビームを運搬するステップと、
バンパビーム運搬ロボットで支持されている前記フロントバンパビームは左側に複数個のボルト穴を有し、右側にも複数個のボルト穴を有し、前記左側のボルト穴の少なくとも１個に左の締付けロボットでボルトを挿入し、車体側にねじ込み、前記右側のボルト穴の少なくとも１個に右の締付けロボットでボルトを挿入し、車体側にねじ込むステップと、
少なくとも左右各１本のボルトが取付けられた後に、バンパビーム運搬ロボットはフロントバンパビームから外され、左右の締付けロボットで残りのボルトを締付けるステップと、
締付けが完了したら、前記２個の車体のピッチだけ、前記車両製造ライン上の車体群を一括して前進させるステップと、からなることを特徴とするバンパビーム取付け方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体へのバンパビームの取付け技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
車体の前部にフロントバンパを取付け、車体の後部にリヤバンパを取付ける作業は、人手作業からロボットによる無人化作業に代わった（例えば、特許文献１（第２図）参照。）。
【０００３】
特許文献１の第２図に示されるように、車体（ａ）（括弧付き符号は特許文献に記載された符号を示す。以下同様）の前部にフロントバンパ（ｂ１）が、第１組立ロボット（６1）で取付けられ、車体（ａ）の後部にリヤバンパ（ｂ２）が、第２組立ロボット（６２）で取付けられる。
【０００４】
詳しくは、第１組立ロボット（６1）は、吸着パッド（１７ａ）及びナットランナ（１８）を備えていて、吸着パッド（１７ａ）でフロントバンパ（ｂ１）を吸着保持しつつ車体の前部へ当て、この状態を保ちながらナットランナ（１８）でボルトを締付ける。第２組立ロボット（６２）も同様である。
【０００５】
すなわち、第１組立ロボット（６1）において、吸着パッド（１７ａ）でフロントバンパ（ｂ1）を吸着保持しつつ運搬されている間は、ナットランナ（１８）は休止している。そして、ナットランナ（１８）でボルトを締付けている間は第１組立ロボット（６1）は移動しない。第２組立ロボット（６２）も同様である。
【０００６】
フロントバンパ（ｂ1）が運搬中には、ナットランナ（１８）は止まっており、ナットランナ（１８）の稼働率が高いとは言えない。ナットランナ（１８）が締付け動作中には、第１組立ロボット（６1））は移動しないため、稼働率が高いとは言えない。
ナットランナやロボットの稼働率を高めることが望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６３−２７８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、ナットランナやロボットの稼働率を高めることができるバンパビーム取付け技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係るバンパビーム取付け装置は、車両製造ライン上を直列に搬送されてきた２個の車体を対象とし、前側の車体にリヤバンパビームを取付け、後側の車体にフロントバンパビームを取付ける、バンパビーム取付け装置であって、
リヤバンパビームを把持して前側の車体の後部まで運搬する、又はフロントバンパビームを把持して後側の車体の前部まで運搬するバンパビーム運搬ロボットと、
車体に設けられている左側のバンパ取付け位置を検出する左の位置検出センサを備え、バンパビームに左側のボルトを締付ける左の締付けロボットと、
車体に設けられている右側のバンパ取付け位置を検出する右の位置検出センサを備え、バンパビームに右側のボルトを締付ける右の締付けロボットと、
前記バンパビーム運搬ロボット、左の締付けロボット及び右の締付けロボットを一括して制御するロボット制御部と、からなることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に係るバンパビーム取付け方法は、車両製造ライン上を直列に搬送されてきた２個の車体を対象とし、前側の車体にリヤバンパビームを取付け、後側の車体にフロントバンパビームを取付ける、バンパビーム取付け方法であって、
左右の締付けロボットに備えられている位置検出センサで前記後側の車体のバンパ取付け位置を検出するステップと、
検出された位置へバンパビーム運搬ロボットにより前記フロントバンパビームを運搬するステップと、
バンパビーム運搬ロボットで支持されている前記フロントバンパビームは左側に複数個のボルト穴を有し、右側にも複数個のボルト穴を有し、前記左側のボルト穴の少なくとも１個に左の締付けロボットでボルトを挿入し、車体側にねじ込み、前記右側のボルト穴の少なくとも１個に右の締付けロボットでボルトを挿入し、車体側にねじ込むステップと、
少なくとも左右各１本のボルトが取付けられた後に、バンパビーム運搬ロボットはフロントバンパビームから外され、左右の締付けロボットで残りのボルトを締付けるステップと、
左右の締付けロボットに備えられている位置検出センサで前記前側の車体のバンパ取付け位置を検出するステップと、
前記残りのボルトを締付けるステップ及びバンパ取付け位置を検出するステップと並行して行われ、検出された位置へバンパビーム運搬ロボットにより前記リヤバンパビームを運搬するステップと、
バンパビーム運搬ロボットで支持されている前記リヤバンパビームは左側に複数個のボルト穴を有し、右側にも複数個のボルト穴を有し、前記左側のボルト穴の少なくとも１個に左の締付けロボットでボルトを挿入し、車体側にねじ込み、前記右側のボルト穴の少なくとも１個に右の締付けロボットでボルトを挿入し、車体側にねじ込むステップと、
少なくとも左右各１本のボルトが取付けられた後に、バンパビーム運搬ロボットはリヤバンパビームから外され、左右の締付けロボットで残りのボルトを締付けるステップと、
締付けが完了したら、前記２個の車体のピッチだけ、前記車両製造ライン上の車体群を一括して前進させるステップと、からなることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に係るバンパビーム取付け方法は、車両製造ライン上を直列に搬送されてきた２個の車体を対象とし、前側の車体にリヤバンパビームを取付け、後側の車体にフロントバンパビームを取付ける、バンパビーム取付け方法であって、
左右の締付けロボットに備えられている位置検出センサで前記前側の車体のバンパ取付け位置を検出するステップと、
検出された位置へバンパビーム運搬ロボットにより前記リヤバンパビームを運搬するステップと、
バンパビーム運搬ロボットで支持されている前記リヤバンパビームは左側に複数個のボルト穴を有し、右側にも複数個のボルト穴を有し、前記左側のボルト穴の少なくとも１個に左の締付けロボットでボルトを挿入し、車体側にねじ込み、前記右側のボルト穴の少なくとも１個に右の締付けロボットでボルトを挿入し、車体側にねじ込むステップと、
少なくとも左右各１本のボルトが取付けられた後に、バンパビーム運搬ロボットはリヤバンパビームから外され、左右の締付けロボットで残りのボルトを締付けるステップと、
左右の締付けロボットに備えられている位置検出センサで前記後側の車体のバンパ取付け位置を検出するステップと、
前記残りのボルトを締付けるステップ及びバンパ取付け位置を検出するステップと並行して行われ、検出された位置へバンパビーム運搬ロボットにより前記フロントバンパビームを運搬するステップと、
バンパビーム運搬ロボットで支持されている前記フロントバンパビームは左側に複数個のボルト穴を有し、右側にも複数個のボルト穴を有し、前記左側のボルト穴の少なくとも１個に左の締付けロボットでボルトを挿入し、車体側にねじ込み、前記右側のボルト穴の少なくとも１個に右の締付けロボットでボルトを挿入し、車体側にねじ込むステップと、
少なくとも左右各１本のボルトが取付けられた後に、バンパビーム運搬ロボットはフロントバンパビームから外され、左右の締付けロボットで残りのボルトを締付けるステップと、
締付けが完了したら、前記２個の車体のピッチだけ、前記車両製造ライン上の車体群を一括して前進させるステップと、からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る発明では、バンパビームを運搬するロボットと、ボルトの締付けを行うロボットとを、別々に設けたので、ボルトの締付け作業中に、バンパビームの運搬を行わせることができる。したがって、ナットランナ及びロボットの稼働率を高めることができる。
【００１３】
また、バンパビームを運搬するロボットは、フロントバンパビームとリヤバンパビームとを交互に運搬し、ボルトを締付けるロボットはフロントバンパビームとリヤバンパビームとを交互に締付ける。そのため、ロボット群は、２台の車体の間を臨む位置に配置される。従来は、車体の前後にロボットを配置されていたが、本発明によれば、２台の車体の間にロボットが配置されているため、ロボットの設置面積を半減することができる。
【００１４】
請求項２に係る発明では、バンパビームの運搬と、ボルトの締付けとを重複して実施する。すなわち、ボルトの締付け作業中に、バンパビームの運搬を行わせる。結果、ナットランナ及びロボットの稼働率を高めることができる。
さらには、バンパビーム運搬ロボットは、当該バンパビームの左右のボルトが締付けられた時点で、バンパビームから外され、次の作業に移される。結果、バンパビーム運搬ロボットの稼働率を高めることができる。
【００１５】
請求項３に係る発明でも、バンパビームの運搬と、ボルトの締付けとを重複して実施する。すなわち、ボルトの締付け作業中に、バンパビームの運搬を行わせる。結果、ナットランナ及びロボットの稼働率を高めることができる。
さらには、バンパビーム運搬ロボットは、当該バンパビームの左右のボルトが締付けられた時点で、バンパビームから外され、次の作業に移される。結果、バンパビーム運搬ロボットの稼働率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係るバンパビーム取付け装置を含む車両製造ラインの平面図である。
【図２】本発明に係るバンパビーム運搬ロボットの要部斜視図である。
【図３】バンパビーム運搬ロボットの作用説明図である。
【図４】本発明に係る締付けロボットの要部斜視図である。
【図５】バンパビーム運搬ロボットによるバンパビーム運搬開始時の作用図である。
【図６】本発明に係るバンパビーム取付け装置の全体的作用説明図である。
【図７】本発明に係るバンパビーム取付け方法を説明するフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
【実施例】
【００１８】
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１に示されるように、バンパビーム取付け装置１０は、車両製造ライン１１上を直列に搬送されてきた２個の車体１２、１３を対象とし、前側の車体１２にリヤバンパビーム１４を取付け、後側の車体１３にフロントバンパビーム１５を取付ける装置である。前側の車体１２の中心と後側の車体１３の中心との距離を、「１ピッチ」と定める。
【００１９】
具体的には、バンパビーム取付け装置１０は、台車上のバンパビームストッカ１６中のリヤバンパビーム１４を把持して前側の車体１２の後部まで運搬する、又はフロントバンパビーム１５を把持して後側の車体１３の前部まで運搬するバンパビーム運搬ロボット１７と、バンパビーム１４、１５に左側のボルトを締付ける左の締付けロボット１８と、バンパビーム１４、１５に右側のボルトを締付ける右の締付けロボット１９と、バンパビーム運搬ロボット１７、左の締付けロボット１８及び右の締付けロボット１９を一括して制御するロボット制御部２１と、からなる。
【００２０】
ロボット制御部２１は、後述の制御フローを実施する制御部である。
また、左の締付けロボット１８は、左のボルト供給機２２からボルトの供給を受け、右の締付けロボット１９は、右のボルト供給機２３からボルトの供給を受ける。
【００２１】
なお、「前」は白抜き矢印の方向（車両製造ライン１１の下流方向）、「後」はその逆方向（車両製造ライン１１の上流方向）、「右」はバンパビームストッカ１６側（運転席を基準に右）、「左」はその逆（運転席を基準に左）とする。
【００２２】
バンパビーム運搬ロボット１７は、図２に示すように、ロボットアーム２５にバンパビーム把持機構２６を備えている。
このバンパビーム把持機構２６は、細長いベース２７と、このベース２７の中央上部に設けられ、投光部２８からレーザ光を発射し、反射光を受光部２９で受けて、距離などを検出するサーチセンサ３１と、ベース２７に沿って設けられているレール３２、３２と、これらレール３２、３２に移動可能に設けられている左スライダ３３及び右スライダ３４と、これらのスライダ３３、３４を移動させるねじ軸３５と、このねじ軸３５を回転させる横移動アクチュエータ３６と、左スライダ３３及び右スライダ３４に、爪開閉アクチュエータを介して取付けられている爪３８とからなる。
【００２３】
なお、ねじ軸３５は、中央がねじ無し部３９であり、このねじ無し部３９の一方側に右ねじ部４１が設けられ、他方側に左ねじ部４２が設けられている。そのため、ねじ軸３５を正転（又は逆転）させると、左スライダ３３及び右スライダ３４は、互いに離れるように同一速度で移動し、ねじ軸３５を逆転（又は正転）させると、左スライダ３３及び右スライダ３４は、互いに接近するように同一速度で移動する。
そして、上述のねじ軸３５を採用したことにより、ベース２７の長手方向中心４３から、左スライダ３３までの距離Ｄｌと右スライダ３４までの距離Ｄｒは、距離Ｄｌ＝距離Ｄｒの関係が常に保たれる。
【００２４】
バンパビーム運搬ロボット１７の作動を説明すると、上下の爪３８、３８を開き、バンパビームをサーチセンサ３１で検出したら、爪３８、３８を閉じる。すると、図３に示されるように、バンパビーム１４、１５が保持される。サーチセンサ３１で検出するために、把持ミスが発生しない。
バンパビーム１４、１５の長さが変更になる場合には、横移動アクチュエータ３６により、左スライダ３３と右スライダ３４との間隔を変更すればよい。
【００２５】
バンパビーム１４、１５は、細長いビーム本体４４と、このビーム本体４４の両端部から延ばした脚部４５、４５とからなり、脚部４５に複数個（この例では３個）のボルト穴４６を有するフランジ４７を備えている。
【００２６】
次に、左の締付けロボット１８及び右の締付けロボット１９の要部を説明する。
図４（ａ）に示すように、ロボットアーム４８に、ナットランナ４９と、バンパ取付け位置を検出する位置検出センサ５０とが、設けられている。この位置検出センサ５０も、投光部５１からレーザ光を発射し、反射光を受光部５２で受けて、距離を検出するものである。なお、ナットランナ４９は、複数本であってもよい。
【００２７】
なお、バンパ取付け位置は次に述べる方法で検出することもできる。
図４（ｂ）に示すように、受光部５２はカメラとし、投光部５１からリヤバンパビーム１４へレーザ光を発射する。検出対象物５３が、正規の位置にあればレーザ光の衝突点はＰ１となる。
【００２８】
仮に、想像線で示すように検出対象物５３Ａが、正規の位置よりもカメラ５２側にあると、レーザ光の衝突点はＰ２は、カメラ軸直角方向にδａだけ、点Ｐ１からずれている。カメラ軸と投光部軸のなす角度θは既知である。カメラ軸に沿ったリヤバンパビーム１４Ａのずれ量Ｌａは、δａ／ｔａｎθの算式により求めることができる。
【００２９】
また、想像線で示すように検出対象物５３Ｂが、正規の位置よりも反カメラ５２側にあると、レーザ光の衝突点はＰ３は、カメラ軸直角方向にδｂだけ、点Ｐ１からずれている。カメラ軸に沿ったリヤバンパビーム１４Ａのずれ量Ｌｂは、δｂ／ｔａｎθの算式により求めることができる。
【００３０】
以上に述べたバンパビーム取付け装置の作用を図面に基づいて説明する。
先ず、図５に示すように、バンパビーム運搬ロボット１７により、バンパビームストッカ１６にストックされているフロントバンパビーム１５をピックアップする。
次に、図６に示すように、バンパビーム運搬ロボット１７により、フロントバンパビーム１５を車体１３の前部に臨ませる。続いて、締付けロボット１８でボルトを締付ける。ただし、この間の作業手順は次に示すように、きめ細かく実施する。
【００３１】
図７に基づいて本発明方法を説明する。なお、本発明方法では、バンパビーム運搬ロボットと、左右の締付けロボットは互いに独立して作動させることができるため、作動は左右に分けて示した。
先ず、バンパビーム搬送ロボットでストッカ中のフロントバンパビームを検出し、取出す（ＳＴ０１）。並行して左右の締付けロボットはボルトを受取る（ＳＴ０２）。左右の締付けロボットは、位置センサで後側の車体におけるバンパの取付け位置（位置座標）を検出する（ＳＴ０３）。この位置情報はバンパビーム搬送ロボットへ伝達される。
【００３２】
この位置情報に基づいて、バンパビーム搬送ロボットは、フロントバンパビームを後側の車体の前部の所定位置に臨ませる（ＳＴ０４）。臨ませることが完了した情報は締付けロボット側に伝達され、締付けロボットは、ナットランナで１本のボルトを締付ける（ＳＴ０５）。ＳＴ０６で締付けの完了が確認できたら、バンパビーム搬送ロボットはフロントバンパビームを離し、ストッカへ戻る（ＳＴ０７）。並行して、ナットランナで残りのボルトを締付ける（ＳＴ０８）。
【００３３】
以上で、フロントバンパビームの取付けが終了したので、リヤバンパビームの取付け作業を同様の手順で開始する。
【００３４】
バンパビーム搬送ロボットでストッカ中のリヤバンパビームを検出し、取出す（ＳＴ０９）。並行して左右の締付けロボットはボルトを受取る（ＳＴ１０）。  なお、このＳＴ１０は、ＳＴ０２でリヤ、フロント両方をボルトを受取っている場合は、省略できる。
左右の締付けロボットは、位置センサで後側の車体におけるバンパの取付け位置（位置座標）を検出する（ＳＴ１１）。この位置情報はバンパビーム搬送ロボットへ伝達される。
【００３５】
この位置情報に基づいて、バンパビーム搬送ロボットは、リヤバンパビームを前側の車体の後部の所定位置に臨ませる（ＳＴ１２）。臨ませることが完了した情報は締付けロボット側に伝達され、締付けロボットは、ナットランナで１本のボルトを締付ける（ＳＴ１３）。ＳＴ１４で締付けの完了が確認できたら、バンパビーム搬送ロボットはリヤバンパビームを離し、ストッカへ戻る（ＳＴ１５）。並行して、ナットランナで残りのボルトを締付ける（ＳＴ１６）。
【００３６】
これで、リヤバンパビームの取付けが終了したので、車両群を１ピッチ前進させ（ＳＴ１７）、ＳＴ０１に戻る。
なお、以上のステップでは、フロントバンパビーム、リヤバンパビームの順で車体に取付けたが、リヤバンパビーム、フロントバンパビームの順で車体に取付けることは差し支えない。
【００３７】
また、図６に示したように、締付けロボット１８に３本のナットランナ４９が設けられている場合には、３個のボルトが同時に締付けられ、うち１個の締付けが完了したら、ＳＴ０７、ＳＴ１５が開始される。
すなわち、締付けロボット１８に１本のナットランナ４９が設けられている場合と、複数本のナットランナ４９が設けられている場合とで、作業手順が変わることはない。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、車体にフロントパンパビーム及びリヤバンパビームを取付ける、バンパビーム取付け技術に好適である。
【符号の説明】
【００３９】
１０…バンパビーム取付け装置、１１…車両製造ライン、１２…前側の車体、１３…後側の車体、１４…リヤバンパビーム、１５…フロントバンパビーム、１７…バンパビーム運搬ロボット、１８…左の締付けロボット、１９…右の締付けロボット、２１…ロボット制御部、４９…ナットランナ、５０…位置検出センサ。
【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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