(57)【要約】【課題】部品点数が少なく、安価な部品で構成すること。また、天秤の取付作業を容易に行うことができ、天秤の駆動に際して部品の破損を防止すること。【解決手段】上軸（２）と、釣合錘（３）と、針棒クランク（４）と、針棒クランクロッド（５）と、天秤クランク軸（６）と、天秤クランク（７）と、糸を通す糸掛部（８ａ）が形成され、上軸の回転に伴って糸掛部に通された糸を引き上げる天秤（８）と、を備えるミシン（１）において、天秤クランク軸（６）が、ミシンフレームに形成された挿通孔（１０ｂ）に挿通される挿通部（６１）と、挿通孔よりも大きな外径を有し、天秤クランクを回動自在に支持する支持部（６２）と、天秤クランクのミシンフレームへの装着時に、ミシンフレームに当接する当接部（６２ｃ）と、を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミシンモータにより軸回りに回転する上軸と、
前記上軸に固定された釣合錘と、
前記釣合錘に固定される針棒クランクと、
一端部が前記針棒クランクに回動自在に連結され、他端部が針棒を保持する針棒抱きに回動自在に連結された針棒クランクロッドと、
ミシンフレームに固定される天秤クランク軸と、
前記天秤クランク軸に回動自在に支持された天秤クランクと、
前記天秤クランクの突部に回動自在に連結されるとともに、一端部が前記針棒クランクに回動自在に連結され、他端部に糸を通す糸掛部が形成され、前記上軸の回転に伴って前記糸掛部に通された糸を引き上げる天秤と、を備えるミシンにおいて、
前記天秤クランク軸が、
前記ミシンフレームに形成された挿通孔に挿通される挿通部と、
前記挿通孔よりも大きな外径を有し、前記天秤クランクを回動自在に支持する支持部と、
前記天秤クランクのミシンフレームへの装着時に、前記ミシンフレームに当接する当接部と、
を備えることを特徴とするミシン。
【請求項２】
前記天秤クランクは、前記天秤クランク軸に対して回動可能な筒部を有し、前記筒部の軸線方向の長さが前記天秤クランク軸の支持部の長さより所定量短いことを特徴とする請求項１に記載のミシン。
【請求項３】
前記支持部における前記天秤クランクとの摺動面に無電解ニッケルメッキ処理又はＤＬＣ処理を施し、
前記天秤クランクにおける前記支持部との摺動面に無電解ニッケルメッキ処理を施し、
それぞれの摺動面にグリースを塗布したことを特徴とする請求項１又は２に記載のミシン。
【請求項４】
前記支持部における前記天秤クランクとの摺動面には、凹部が形成され、
前記凹部にグリースを充填したことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のミシン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ミシンに関する。
【背景技術】
【０００２】
縫製中に所定のタイミングで糸を引き上げることにより、被縫製物の縫い目を締め上げる天秤を備えるミシンが知られている。
天秤は、縫い針を保持する針棒を上下動させる針棒駆動機構の伝達経路より派生して設けられている。
図４、図５に示すように、ミシン１００は、ミシンモータに連結された上軸１０１と、この上軸１０１に固定された釣合錘１０２と、この釣合錘１０２の回転中心から偏心した位置で固定される棒状の針棒クランク１０３と、一端部が針棒クランク１０３に回動自在に連結され、他端部が針棒１０４を保持する針棒抱き１０５に回動自在に連結された針棒クランクロッド１０６と、ミシンフレーム１０７に固定された天秤クランク軸１０８と、天秤クランク軸１０８に回動自在に支持された天秤クランク１０９と、天秤クランク１０９に回動自在に連結され、糸を引き上げる天秤１１０と、を備えている。
【０００３】
そして、ミシンモータにより上軸１０１が回転することにより、釣合錘１０２、針棒クランク１０３が回転する。その結果、針棒クランクロッド１０６は上下動するので、針棒抱き１０５及び針棒１０４も上下動し、縫い針１１１を上下動させることができる。これにより、被縫製物に縫い目を形成することができる。また、釣合錘１０２の回転により、天秤１１０はその先端が上下動するので、天秤１１０により糸を引き上げて縫い目を締め付けることができる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
ここで、天秤クランク軸１０８には、二つのベアリング１１２，１１２が挿通され、両ベアリング１１２，１１２は、両側で押さえ１１３，１１３によって押さえつけられている。天秤クランク１０９は、このベアリング１１２，１１２を介して天秤クランク軸１０８に回動自在に連結されている。天秤クランク１０９は、天秤クランク軸１０８の一端に形成されたリブ１０８ａと、止めねじ１１４により天秤クランク軸１０８に固定されたカラー１１５とによって挟み込まれることにより位置決めされている。また、天秤クランク軸１０８は、ミシンフレーム１０７に形成された挿通孔１０７ａに挿通され、止めねじ１１６により固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３０６８７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、図５に示すように、カラー１１５は、ミシンフレーム１０７から少し間隔が空くように天秤クランク軸１０８に設けられ、天秤クランク軸１０８はミシンフレーム１０７に取り付けられている。
しかし、天秤クランク軸１０８のミシンフレーム１０７への固定は、構造上ミシンの面部内で行う必要があるため、作業者は手探りで天秤クランク軸１０８を挿通孔１０７ａに挿通し、位置決めをしたところで止めねじ１１６によりミシンフレーム１０７に固定する。このため、カラー１１５とミシンフレーム１０７との間に適度な隙間を空けて天秤クランク軸１０８をミシンフレーム１０７に固定することは非常に困難な作業であり、作業性の改善が望まれている。
また、天秤クランク軸１０８をミシンフレーム１０７の正しい位置に固定しない場合には、天秤クランク１０９、天秤１１０との連結部に少しずつズレが生じ、ベアリング１１２，１１２やカラー１１５のがたつきを生じ、天秤１１０の駆動を継続することにより、やがて各部品が破損してしまうという問題がある。また、カラー１１５とミシンフレーム１０７との間に隙間があると、ベアリング等の重量で天秤クランク軸１０８に撓みが生じ、各部品が破損してしまうという問題もある。
また、図５の天秤駆動機構においては、ベアリング１１２、１１２を必要としており、部品点数が多いという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、部品点数が少なく、安価な部品で構成される、天秤駆動機構を提供することを第１の目的とする。
また、天秤の取付作業を容易に行うことができ、天秤の駆動に際して部品の破損を防止することができるミシンを提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、
ミシンモータにより軸回りに回転する上軸（２）と、
前記上軸に固定された釣合錘（３）と、
前記釣合錘に固定される針棒クランク（４）と、
一端部が前記針棒クランクに回動自在に連結され、他端部が針棒（１１）を保持する針棒抱き（１４）に回動自在に連結された針棒クランクロッド（５）と、
ミシンフレーム（１０）に固定された天秤クランク軸（６）と、
前記天秤クランク軸に回動自在に支持された天秤クランク（７）と、
前記天秤クランクの突部（７２）に回動自在に連結されるとともに、一端部が前記針棒クランクに回動自在に連結され、他端部に糸を通す糸掛部（８ａ）が形成され、前記上軸の回転に伴って前記糸掛部に通された糸を引き上げる天秤（８）と、を備えるミシン（１）において、
前記天秤クランク軸（６）が、
前記ミシンフレームに形成された挿通孔（１０ｂ）に挿通される挿通部（６１）と、
前記挿通孔よりも大きな外径を有し、前記天秤クランクを回動自在に支持する支持部（６２）と、
前記天秤クランクのミシンフレームへの装着時に、前記ミシンフレームに当接する当接部（６２ｃ）と、
を備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のミシンにおいて、
前記天秤クランクは、前記天秤クランク軸に対して回動可能な筒部（７１）を有し、前記筒部の軸線方向の長さが前記天秤クランク軸の支持部の長さより所定量短いことを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のミシンにおいて、
前記支持部における前記天秤クランクとの摺動面に無電解ニッケルメッキ処理又はＤＬＣ処理を施し、
前記天秤クランクにおける前記支持部との摺動面に無電解ニッケルメッキ処理を施し、
前記支持部と前記天秤クランクとの摺動部にグリースを塗布したことを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載のミシンにおいて、
前記支持部における前記天秤クランクとの摺動面には、凹部（６２ａ）が形成され、
前記凹部にグリースを充填したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１又は２に記載の発明によれば、部品点数が少なく、安価な部品で構成される天秤駆動機構が提供される。
また、天秤クランクをミシンフレームに装着させる際、天秤クランク軸当接部がミシンフレームに当接するので、作業者は、挿通部を挿通孔に差し込んでいくだけで天秤クランク軸を常に同じ位置で位置決めすることができる。このため、天秤の取付作業を容易に行うことができる。
また、常に適切な位置で天秤クランク軸をミシンフレームに固定することができるので、固定位置にばらつきがなくなり、天秤の駆動に際して部品の破損を防止することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、支持部と天秤クランクとの摺動部は、無電解ニッケルメッキ処理やＤＬＣ処理により耐摩耗性が向上し、グリースが塗布されているので、潤滑も良好となる。
よって、支持部と天秤クランクとの間にベアリングを設けなくとも、焼き付きや激しい摩耗を生じることがなく、天秤の動作を円滑に行わせることができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、凹部にグリースを充填することにより、支持部と天秤クランクとの摺動部にグリースを供給することができ、支持部と天秤クランクとの間にベアリングを設けなくとも、焼き付きや激しい摩耗を生じることがなく、天秤の動作を円滑に行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】ミシンの先端部付近の概略を示す斜視図。
【図２】針棒及び天秤の駆動機構を示す分解斜視図。
【図３】ミシンフレームへの天秤の取付機構を示す断面図。
【図４】従来技術における針棒及び天秤の駆動機構を示す分解斜視図。
【図５】従来技術におけるミシンフレームへの天秤の取付機構を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、ミシンの実施形態について説明する。
＜ミシンの構成＞
図１に示すように、ミシン１は、ミシンモータ（図示略）等の各部を収容するミシンフレーム１０を備えている。ミシンフレーム１０の先端の顎部からは針棒１１が下方に突出するように設けられており、その下端部には、縫い針１２が保持されている。ミシンフレーム１０の正面側（オペレータに対向する面側）には、糸Ｔにかかる張力を調節する糸調子器１３が設けられている。ミシンフレーム１０の正面側には、天秤８（詳細は後述する）を上下動させるための天秤溝１０ａが上下方向に延びるように形成されており、この天秤溝１０ａからは天秤８の先端に形成された糸掛部８ａが露出している。
【００１７】
糸Ｔは、糸巻き等の糸供給源から引き出され、糸調子器１３に掛け渡されるとともに、天秤８の糸掛部８ａに通される。そして、糸掛部８ａに通された糸Ｔは縫い針１２に向けて案内され、縫い針１２の針穴に通される。縫製に際しては、ミシンモータの駆動により針棒１１を上下動させ、被縫製物に縫い目を形成する。また、針棒１１の上下動に対して位相差をつけて天秤８を天秤溝１０ａに沿って上下動させ、糸Ｔを上方に引き上げる。これにより、被縫製物に形成された縫い目を締め付けて糸Ｔの弛みのない美しい縫い目を形成することができるようになっている。
【００１８】
図１〜図３に示すように、ミシン１は、駆動源となるミシンモータ（図示略）に連結され、ミシンモータの駆動とともに軸回りに回転する上軸２と、この上軸２に固定された釣合錘３と、この釣合錘３に固定される針棒クランク４と、一端部が針棒クランク４に回動自在に連結され、他端部が針棒１１を保持する針棒抱き１４に回動自在に連結された針棒クランクロッド５と、ミシンフレーム１０に固定された天秤クランク軸６と、一端が天秤クランク軸６に回動自在に支持された天秤クランク７と、天秤クランク７に回動自在に連結されるとともに、一端部が針棒クランク４に回動自在に連結され、他端部に糸を通す糸掛部８ａが形成され、上軸２の回転に伴って糸掛部８ａに通された糸を引き上げる天秤８と、を備えている。
【００１９】
上軸２は、ミシンモータに連結され、その軸線方向がミシンフレーム１０の長手方向（オペレータがミシンに対峙した際の左右方向）に沿うようにミシンフレーム１０内に設けられている。
釣合錘３は、この上軸２の先端に止めねじ３ａによって固定されている。これにより、釣合錘３は、上軸２の回転とともに回転する。
針棒クランク４は、釣合錘３に止めねじ３ｂによって固定されている。針棒クランク４は、釣合錘３に挿入されて止めねじ３ｂにより固定される固定軸４１と、この固定軸４１が取り付けられる板材４２と、板材４２における固定軸４１の取付面の裏面側（針棒クランクロッド５に対向する面側）に取り付けられ、針棒クランクロッド５の一端部を回動自在に支持する支持軸４３と、を備えている。
【００２０】
すなわち、針棒クランク４は、板材４２における釣合錘３側の面に固定軸４１が設けられ、板材４２における針棒クランクロッド５側に支持軸４３が設けられている。また、固定軸４１、支持軸４３は、それぞれの軸線が平行となるように設けられている。
また、固定軸４１は、上軸２の軸線から偏心した位置で釣合錘３に挿入されて固定されている。支持軸４３は、固定軸４１の軸線から偏心した位置で板材４２に設けられている。
また、固定軸４１には、天秤８が挿通されている。すなわち、天秤８は、針棒クランク４の板材４２と釣合錘３との間で固定軸４１に支持されている。
【００２１】
針棒クランクロッド５は、棒状に形成されている。針棒クランクロッド５の一端部には、針棒クランク４の支持軸４３を回動自在に支持するための軸受部としてのボールベアリング５１が設けられている。針棒クランクロッド５の他端部には、針棒抱き１４に形成された軸部１４ａを回動自在に支持ための軸受部としてのブッシュ５２が設けられている。ボールベアリング５１の両面には、ボールベアリング５１からのグリースの漏れを防ぐゴムのリップ（図示略）が設けられている。
【００２２】
針棒クランクロッド５の一端部は、ボールベアリング５１に支持軸４３が挿通された後、止めねじ５ａを支持軸４３に挿入することで針棒クランク４と連結される。針棒クランクロッド５の他端部は、ブッシュ５２に針棒抱き１４の軸部１４ａが挿通された後、その軸部１４ａを角駒５ｃに嵌め込むことで針棒抱き１４と連結される。
この針棒抱き１４には、軸部１４ａと一体に形成された支持部１４ｂが形成されている。この支持部１４ｂに針棒１１を通し、止めねじ５ｂで支持部１４ｂを針棒１１に向けて締め付けることで、針棒１１を支持することができる。
【００２３】
天秤クランク軸６は、図２、図３に示すように、ミシンフレーム１０に形成された挿通孔１０ｂに挿通される挿通部６１と、挿通孔１０ｂよりも大きな外径を有し、天秤クランク７を支持する支持部６２と、当接部６２ｃを有している。
挿通部６１は、円柱状に形成され、上軸２の軸線方向に沿うように配置され、挿入孔１０ｂに挿通される。ミシンフレーム１０には、挿通孔１０ｂの軸線方向に直交するとともに、挿通孔１０ｂに連通するねじ孔１０ｃが形成されている。このねじ孔１０ｃから止めねじ６５が挿入され、止めねじ６５により挿通部６１を押さえつけることで、挿通部６１をミシンフレーム１０に固定することができる。
【００２４】
支持部６２は、挿通部６１に連続するように形成されている。支持部６２は、挿通部６１と同一軸線上に並ぶように形成されている。支持部６２は、円柱状に形成され、挿通部６１及び挿通孔１０ｂの外径よりも大きな外径となるように形成されている。これは、支持部６２が挿通孔１０ｂに入り込まないようにするための措置である。
また、支持部６２のミシンフレーム側の一端が当接部６２ｃを構成する。天秤クランク７をミシンフレーム１０に装着させる際、挿通部６１を挿通孔１０ｂに完全に挿入させると、支持部６２の一端側の当接部６２ｃがミシンフレーム１０に当接する。そして、天秤クランク軸６のミシンフレーム１０側への移動が規制される。この状態において、止めねじ６５により挿通部６１を押さえつけることで、天秤クランク軸６はミシンフレーム１０に固定される。
【００２５】
支持部６２における軸線方向中央近傍には、支持部６２の外周面よりも凹むように形成された凹部６２ａが形成されている。凹部６２ａは、支持部６２の周方向に沿って環状に形成されている。凹部６２ａには、支持部６２と天秤クランク７との潤滑剤となるグリースが注入されている。すなわち、凹部６２ａに注入されたグリースは、支持部６２における天秤クランク７との摺動面に流出し、凹部６２ａは、グリース溜まりとして機能する。
支持部６２における挿通部６１とは反対側の端部には、支持部６２に嵌め込まれる天秤クランク７の円筒部７１（後述する）の内径よりも大きな外径を有するリブ６２ｂが形成されている。リブ６２ｂは、天秤クランク７の支持部６２からの抜け止めとして機能する。
上記のように、凹部６２ａがグリース溜りとして機能する。これに加えて、天秤クランク軸６の軸心方向に貫通穴６ａと、貫通穴６ａと凹部６２ａを連通させるグリース補給穴６ｂを形成し、貫通穴６ａの両端を封止する止栓６３、６３を設け、貫通穴６ａ内にグリースを充填させて、グリース溜りとすることも容易に考えられる。
【００２６】
支持部６２の表面、すなわち、天秤クランク７との摺動面には、無電解ニッケルメッキ処理が施されている。ここで、無電解ニッケルメッキ処理とは、メッキ液に支持部６２を浸すことにより、支持部６２の表面にニッケル皮膜を析出させてメッキをすることをいう。ニッケル皮膜の析出は、メッキ液に含まれる還元剤の酸化によって放出される電子の作用によってなされる。このメッキ処理は、支持部６２に均一なメッキの皮膜を形成することができるため、円筒部７１との嵌め合いに高い精度が要求されるような場合に有用である。
【００２７】
天秤クランク７は、その中程で屈曲する棒状の部材から形成されている。天秤クランク７の一端部は、天秤クランク軸６によって回動自在に支持されるよう、円筒状の円筒部７１（筒部）が形成されている。
円筒部７１は、支持部６２を挿通可能な大きさに形成されている。図２に示すように、円筒部７１の軸線方向の長さＬ１は、天秤クランク軸６の支持部６２の長さＬ２より所定量短く設定（例えば、０．２〜０．４ｍｍ）されている。このため、天秤クランク軸６の支持部６２に天秤クランク７の円筒部７１を挿通させた後、支持部６２をミシンフレーム１０に当接させた状態で、天秤クランク軸６をミシンフレーム１０に固定可能である。
また、円筒部７１の内周面、すなわち、支持部６２との摺動面には、上記の無電解ニッケルメッキ処理が施されている。
天秤クランク７の他端部には、天秤８を回動自在に連結するための突部７２が設けられている。
【００２８】
天秤８は、一端部にボールベアリング８１が設けられ、このボールベアリング８１に固定軸４１が挿通されている。天秤８は、その中程において針棒クランク４側に屈曲形成されており、他端部に形成された糸掛部８ａが縫い針１２の上方に位置するように形成されている。
このような構成を採用することにより、天秤クランク７は、天秤８の上下動範囲を一定の範囲内に規制する役割を有する。
【００２９】
＜天秤の取り付け方法＞
次に、天秤８のミシンフレーム１０への取り付け方法について説明する。
天秤クランク軸６を天秤クランク７の円筒部７１に挿通すると共に、天秤クランク軸６の挿通部６１をミシンフレーム１０の挿通孔１０ｂに挿入していく。やがて、挿通部６１が挿通孔１０ｂに完全に収まると、支持部６２がミシンフレーム１０の壁面に当接し、天秤クランク軸６の挿通孔１０ｂへの挿通が阻止される。このとき、円筒部７１の内周面は、支持部６２の表面に対向しており、円筒部７１は、天秤クランク軸６のリブ６２ｂとミシンフレーム１０の壁面とに挟まれた状態となって、天秤クランク７は、支持部６２周りに回動自在ではあるが、天秤クランク軸６の軸方向に沿った移動が阻止されている。
そして、支持部６２をミシンフレーム１０に突き当てた状態でねじ孔１０ｃから止めねじ６５を挿入し、止めねじ６５で挿通部６１を押さえつけることにより、天秤クランク軸６をミシンフレーム１０に固定する。
天秤クランク軸６の固定後、天秤クランク７を回動させ、突部７２を天秤８に係合させる。
以上の操作により、天秤クランク軸６、天秤クランク７、天秤８を取り付けることができる。
【００３０】
＜作用効果＞
ミシン１によれば、支持部６２は挿通孔１０ｂよりも大きな外径を有しているので、挿通部６１を挿通孔１０ｂに差し込んでいくと、やがて支持部６２はミシンフレーム１０に突き当たり、天秤クランク軸６をさらに挿通孔１０ｂ側に押し込むことができなくなる。
これにより、天秤クランク軸６の位置決めを行うことができるので、この支持部６２をミシンフレーム１０に突き当てた状態で天秤クランク軸６をミシンフレーム１０に固定することができる。作業者は、挿通部６１を挿通孔１０ｂに差し込んでいくだけで天秤クランク軸６を常に同じ位置で位置決めすることができる。よって、天秤８の取付作業を容易に行うことができる。
また、この作業はミシンフレーム１０内において手探りで行われるが、天秤クランク軸６の軸方向（スラスト方向）の位置を正確に位置決めできるので、天秤８の取り付け精度を向上することができる。これにより、天秤８の取り付け位置にばらつきが発生することもなく、縫製時に天秤クランク７と天秤８との連結部（突起７２周辺）に負荷がかかって天秤８、或いはそれに関わる機構の破損を防止し、部品の寿命を延ばすことができる。
また、支持部６２と天秤クランク７との摺動部は、無電解ニッケルメッキ処理により耐摩耗性、耐焼き付き性が向上し、グリースが塗布されているので、潤滑も良好となる。
よって、支持部６２と天秤クランク７との間にベアリングを設けなくとも、焼き付きや激しい摩耗を生じることがなく、天秤８の動作を円滑に行わせることができる。
また、ベアリングを使用しないので、天秤８の駆動時のがたつきや騒音をさらに低減することができる。
また、凹部６２ａにグリースを充填することにより、支持部６２と天秤クランク７との摺動部に常時グリースを供給することができ、天秤８の動作を円滑に行わせることができる。
【００３１】
なお、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、発明の本質的部分を変更しない範囲内で自由に設計変更が可能である。
例えば、支持部６２の表面には、無電解ニッケルメッキ処理に替えてＤＬＣ（Diamond Like Carbon）処理を施してもよい。ＤＬＣ処理とは、炭化水素や炭素の同素体からなる硬質の皮膜をコーティングすることをいい、耐摩耗性、耐焼き付き性、潤滑性に優れている。
また、天秤クランク軸６、天秤クランク７等をアルミニウムで成形し、アルミニウムに適したメッキを施すことにより、さらなる軽量化を図ることができる。
【符号の説明】
【００３２】
１  ミシン
２  上軸
３  釣合錘
４  針棒クランク
５  針棒クランクロッド
６  天秤クランク軸
７  天秤クランク
８  天秤
８ａ  糸掛部
１０  ミシンフレーム
１０ｂ  挿通孔
１１  針棒
１４  針棒抱き
６１  挿通部
６２  支持部
６２ａ  凹部
６２ｃ  当接部
７１  円筒部（筒部）
７２  突部
【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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