(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具本体の外周に工具先端から基端側に向かう第一の切り屑排出溝が形成され、この工具本体の第一の切り屑排出溝以外の外周部に、この第一の切り屑排出溝に交差するように工具先端から基端側に向かう螺旋に沿って設けられる第二の切り屑排出溝が複数条形成され、この第二の切り屑排出溝の工具回転方向を向くすくい面と前記工具本体の外周面若しくは前記工具本体の外周に形成された外周逃げ面との交差稜線部に基端側外周刃が形成された回転切削工具であって、前記工具本体の先端部には底刃が設けられ、前記第一の切り屑排出溝の先端部のすくい面と前記工具本体の先端部の外周面若しくは前記工具本体の先端部の外周に形成された外周逃げ面との交差稜線部に先端側外周刃が形成され、前記基端側外周刃は前記先端側外周刃より工具基端側に設けられており、前記第一の切り屑排出溝は工具先端から基端側に向かう直線状若しくはねじれ角が「第二の切り屑排出溝のねじれ角−１０°」未満に設定された左ねじれの螺旋状に設けられており、また、前記第二の切り屑排出溝は左ねじれの螺旋状に設けられており、前記第二の切り屑排出溝のねじれ角は５０°以上かつ９０°未満に設定されていることを特徴とする回転切削工具。
【請求項２】
請求項１記載の回転切削工具において、前記基端側外周刃及び前記先端側外周刃は先端から基端まで略同一径であることを特徴とする回転切削工具。
【請求項３】
請求項１，２いずれか１項に記載の回転切削工具において、前記先端側外周刃の軸方向長さは、０．０１ｍｍ以上「工具直径の３倍」以下の長さに設定されていることを特徴とする回転切削工具。
【請求項４】
請求項１〜３いずれか１項に記載の回転切削工具において、前記第一の切り屑排出溝の工具軸直角断面視における占有角度は、１５°以上「３６０／第二の切り屑排出溝の条数」°未満であることを特徴とする回転切削工具。
【請求項５】
請求項１〜４いずれか１項に記載の回転切削工具において、前記底刃と前記先端側外周刃とは同数ずつ設けられ、且つ、この底刃と先端側外周刃とは夫々連設されていることを特徴とする回転切削工具。
【請求項６】
請求項５記載の回転切削工具において、前記第一の切り屑排出溝は、前記底刃及び前記先端側外周刃と連設されていることを特徴とする回転切削工具。
【請求項７】
請求項１〜６いずれか１項に記載の回転切削工具において、前記基端側外周刃は、工具軸方向の任意の点でその有効刃数が「第二の切り屑排出溝の条数−第一の切り屑排出溝の条数」未満とならないように設けられていることを特徴とする回転切削工具。
【請求項８】
請求項１〜７いずれか１項に記載の回転切削工具において、前記基端側外周刃の数は、前記先端側外周刃の条数より多くなるように構成されていることを特徴とする回転切削工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば複合ハニカム部材（ハニカムサンドイッチパネル）等のハニカムコアを含む被削材を切削加工する回転切削工具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複合ハニカム部材は、中空柱状のセルの平面的集合体であるハニカムコアの上下面に、繊維強化プラスチック体が積層され、更に、表面に樹脂フィルム等の表面材が設けられて成るものであり、軽量で優れた強度を有するものである。
【０００３】
ところで、このような複合ハニカム部材を所定形状に加工する際には、例えば特許文献１に開示されるようなエンドミルが用いられている。
【０００４】
しかしながら、特に基材の一方の面から切削加工を施して所定の深さの凹部（凹溝）を形成する所謂ザグリ加工を行う場合、ハニカムコア、繊維強化プラスチック体及び表面材全てで切り残しやバリのない良好な切削状態を得ることは、極めて難しく、そのため、切り残し部分の除去処理や、バリ取り処理などの追加処理が必要となっているのが現状である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１８６２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上述のような現状に鑑み、種々の繰り返しの実験の結果、上記ザグリ加工を施す際、ハニカムコア、繊維強化プラスチック体及び表面材全てを良好に切削し得る構成を見出し完成したもので、複合ハニカム部材にザグリ加工を施す場合でも、ハニカムコア、繊維強化プラスチック体及び表面材全てで切り残しやバリのない良好な切削状態を得ることができる極めて実用性に秀れた回転切削工具を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。
【０００８】
工具本体１の外周に工具先端から基端側に向かう第一の切り屑排出溝２が形成され、この工具本体１の第一の切り屑排出溝２以外の外周部に、この第一の切り屑排出溝２に交差するように工具先端から基端側に向かう螺旋に沿って設けられる第二の切り屑排出溝３が複数条形成され、この第二の切り屑排出溝３の工具回転方向を向くすくい面と前記工具本体１の外周面若しくは前記工具本体１の外周に形成された外周逃げ面との交差稜線部に基端側外周刃４が形成された回転切削工具であって、前記工具本体１の先端部には底刃５が設けられ、前記第一の切り屑排出溝２の先端部のすくい面と前記工具本体１の先端部の外周面若しくは前記工具本体１の先端部の外周に形成された外周逃げ面18との交差稜線部に先端側外周刃６が形成され、前記基端側外周刃４は前記先端側外周刃６より工具基端側に設けられており、前記第一の切り屑排出溝２は工具先端から基端側に向かう直線状若しくはねじれ角が「第二の切り屑排出溝３のねじれ角−１０°」未満に設定された左ねじれの螺旋状に設けられており、また、前記第二の切り屑排出溝３は左ねじれの螺旋状に設けられており、前記第二の切り屑排出溝３のねじれ角は５０°以上かつ９０°未満に設定されていることを特徴とする回転切削工具に係るものである。
【０００９】
また、請求項１記載の回転切削工具において、前記基端側外周刃４及び前記先端側外周刃６は先端から基端まで略同一径であることを特徴とする回転切削工具に係るものである。
【００１０】
また、請求項１，２いずれか１項に記載の回転切削工具において、前記先端側外周刃６の軸方向長さは、０．０１ｍｍ以上「工具直径の３倍」以下の長さに設定されていることを特徴とする回転切削工具に係るものである。
【００１１】
また、請求項１〜３いずれか１項に記載の回転切削工具において、前記第一の切り屑排出溝２の工具軸直角断面視における占有角度は、１５°以上「３６０／第二の切り屑排出溝３の条数」°未満であることを特徴とする回転切削工具に係るものである。
【００１２】
また、請求項１〜４いずれか１項に記載の回転切削工具において、前記底刃５と前記先端側外周刃６とは同数ずつ設けられ、且つ、この底刃５と先端側外周刃６とは夫々連設されていることを特徴とする回転切削工具に係るものである。
【００１３】
また、請求項５記載の回転切削工具において、前記第一の切り屑排出溝２は、前記底刃５及び前記先端側外周刃６と連設されていることを特徴とする回転切削工具に係るものである。
【００１４】
また、請求項１〜６いずれか１項に記載の回転切削工具において、前記基端側外周刃４は、工具軸方向の任意の点でその有効刃数が「第二の切り屑排出溝３の条数−第一の切り屑排出溝２の条数」未満とならないように設けられていることを特徴とする回転切削工具に係るものである。
【００１５】
また、請求項１〜７いずれか１項に記載の回転切削工具において、前記基端側外周刃４の数は、前記先端側外周刃６の条数より多くなるように構成されていることを特徴とする回転切削工具に係るものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は上述のように構成したから、複合ハニカム部材にザグリ加工を施す場合でも、ハニカムコア、繊維強化プラスチック体及び表面材全てで切り残しやバリのない良好な切削状態を得ることができる極めて実用性に秀れた回転切削工具となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施例の概略説明側面図である。
【図２】本実施例の先端部の概略説明斜視図である。
【図３】本実施例の使用態様説明図である。
【図４】図１のａ−ａ断面における矢印方向（工具軸方向）の投影図である。
【図５】切り屑排出溝のすくい面と外周面または外周逃げ面についての別例の説明図である。
【図６】実験結果を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
好適と考える本発明の実施形態を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。
【００１９】
例えばハニカムコアの上下面に、繊維強化プラスチック体が積層され、更に、表面に樹脂フィルム等の表面材が設けられて成る複合ハニカム部材にザグリ加工を施す際、工具先端に設けた底刃５及び先端側外周刃６により、ハニカムコアのセルを良好に切削することができると共に、第一の切り屑排出溝２に交差するように工具先端から基端側に向かう（大きなねじれ角の）螺旋に沿って密に設けられた基端側外周刃４により、繊維強化プラスチック体及び表面材を良好に切削することができ、よって、ハニカムコア、繊維強化プラスチック体及び表面材全てで切り残しやバリのない良好な切削状態を得ることができる。
【実施例】
【００２０】
本発明の具体的な実施例について図面に基づいて説明する。
【００２１】
本実施例は、工具本体１の外周に工具先端から基端側に向かう第一の切り屑排出溝２が形成され、この工具本体１の第一の切り屑排出溝２以外の外周部に、この第一の切り屑排出溝２に交差するように工具先端から基端側に向かう螺旋に沿って設けられる第二の切り屑排出溝３が複数条形成され、この第二の切り屑排出溝３の工具回転方向を向くすくい面と前記工具本体１の外周面若しくは前記工具本体１の外周に形成された外周逃げ面との交差稜線部に基端側外周刃４が形成された回転切削工具であって、前記工具本体１の先端部には底刃５が設けられ、前記第一の切り屑排出溝２の先端部のすくい面と前記工具本体１の先端部の外周面若しくは前記工具本体１の先端部の外周に形成された外周逃げ面18との交差稜線部に先端側外周刃６が形成され、前記基端側外周刃４は前記先端側外周刃６より工具基端側に設けられているものである。なお、「外周面」と「外周に形成された外周逃げ面」の違いについては後述する。
【００２２】
具体的には、本実施例は、図３に図示したように、刃部Ａとシャンク部Ｂと両者を連結するテーパ部Ｃとから成るものであり、中空柱状（中空六角柱状）のセル７の平面的集合体である紙製のハニカムコア８の上下面に、炭素繊維強化プラスチック体（ＣＦＲＰ９）が積層され、更に、表面に表面材としての樹脂フィルム10が設けられて成る複合ハニカム部材に、主に所謂ザグリ加工を施す際に用いられるエンドミルである。
【００２３】
即ち、上記複合ハニカム部材のザグリ加工時には、刃部Ａの先端側は主にセル７を、基端側は主に繊維強化プラスチック体及び表面材を切削することになるが、本実施例は全ての素材を良好に切削すべく各構成要件を設定している。以下、刃部Ａに関し更に具体的に説明する。
【００２４】
図１及び図２に図示したように、工具本体１の外周に工具先端から基端側に向かう螺旋状の第一の切り屑排出溝２が２条所定間隔で形成され、この工具本体１の外周にして第一の切り屑排出溝２同士の間の外周部に、この第一の切り屑排出溝２よりも大きなねじれ角の螺旋に沿って設けられる第二の切り屑排出溝３が４条形成され、この第二の切り屑排出溝３の工具回転方向を向くすくい面と前記工具本体１の外周に形成された外周逃げ面との交差稜線部に基端側外周刃４が形成されている。
【００２５】
２条の第一の切り屑排出溝２のすくい面11及び工具先端側に設けたギャッシュ面12と工具本体１の第一の先端逃げ面13との交差稜線部に、夫々切れ刃を有する底刃５を設けている。図中、符号14は第二の先端逃げ面、15はギャッシュ面12と連設するギャッシュ連設面、16は第一の切り屑排出溝２の第一の底面、17は第一の切り屑排出溝２の第二の底面である。なお、第一の切り屑排出溝２は直線状に設けても良く、また１条若しくは３条以上設ける構成としても良い。
【００２６】
また、本実施例においては、第一の切り屑排出溝２の先端部のすくい面と工具本体１の先端部の外周に形成された外周逃げ面18との交差稜線部に夫々先端側外周刃６を設けている。なお、外周逃げ面18を設けずに外周面と前記すくい面との交差稜線部に先端側外周刃６を設ける構成としても良いし、また、ギャッシュ面12を工具外周まで延設し、このギャッシュ面12と工具本体１の外周面若しくは外周逃げ面18との交差稜線部に先端側外周刃６の先端側の一部を設ける構成としても良い。
【００２７】
この先端側外周刃６により、ザグリ加工時のセル７の途中部の中空六角柱状の側面を良好に切断でき、また、底刃５によりセル７の途中部の中空六角柱状の断面の切削面粗さが良好となる。
【００２８】
また、底刃５と先端側外周刃６は、同数ずつ（本実施例においては２つ）設けられている。この底刃５と先端外周刃６とは連設され、同位相に設けられている。また、第一の切り屑排出溝２は、底刃５及び先端側外周刃６と連設され、これらと同位相に設けられている。従って、底刃５と先端側外周刃６とでコーナーを同時切削できるため、紙製のハニカムコア８の切削性が良好となり、また、これらに切削された切り屑を、第一の切り屑排出溝２からスムーズに排出することができる。
【００２９】
また、各第一の切り屑排出溝２の工具軸直角断面視における占有角度（除去占有角）は、１５°以上「３６０／第二の切り屑排出溝３の条数」°未満に設定されている。具体的には、除去占有角は、図４に図示したように、工具本体１の工具軸直角断面視において（工具軸直角断面における工具軸方向の投影図において）、第一の切り屑排出溝２の両端部における最も手前（工具先端側）に位置する基端側外周刃４（図４中点Ｅ）同士が成す角（工具中心と点Ｅとを通る直線が成す角）のことである。本実施例では８５°に設定している。第一の切り屑排出溝２の除去占有角が所定角度確保されないと、先端側外周刃６及び基端側外周刃４で切削した切り屑がスムーズに排出されず、切り屑の噛み込みにより被削材の切り残しやバリが発生する。また、除去占有角が大きすぎると、基端側外周刃４の有効刃数が減少し、１刃当たりの仕事量が増加することで、繊維強化プラスチック体や表面材の切削性が悪化し、バリが発生し易くなる。なお、本明細書における「基端側外周刃４の有効刃数」とは、任意の工具軸直角断面に存在する基端側外周刃４の数を指す。本実施例では基端側外周刃４を形成する第二の切り屑排出溝３が４条形成されていることから、第一の切り屑排出溝２が存在しない場合（工具軸直角断面視における占有角度（除去占有角）が０°の場合）は、任意の工具軸直角断面に存在する基端側外周刃４の数は４つである。第一の切り屑排出溝２が存在することで工具軸直角断面視における所定の占有角度（除去占有角）分だけ基端側外周刃４の一部を除去することになる。図４においては基端側外周刃４の有効刃数は符号Ｐで示す２つである。
【００３０】
ここで図４を用いて、基端側外周刃４の形成について説明した「外周面」と「外周に形成された外周逃げ面」の違いについて説明する。図４に図示した実施例は、工具本体の外周に外周面（円筒面）を設けないように外周逃げ面が形成され、第二の切り屑排出溝３の工具回転方向を向くすくい面との交差稜線部に基端側外周刃４が形成されているものであり、図４には前記すくい面と前記外周逃げ面との交差する点が基端側外周刃４として符号Ｐで図示されている。なお、前記すくい面及び前記外周逃げ面の領域は、それらの交点（外周刃）を始端とするが、すくい面及び外周逃げ面の夫々の終端は必ずしも定まるものではなく、外周刃近傍を指すのみである。これら、すくい面及び外周逃げ面のおおよその領域を分かりやすくするため図４に傍線を図示する。具体的にはすくい面部分を破線で図示し、外周逃げ面部分を二点鎖線で図示する。
【００３１】
切り屑排出溝のすくい面と外周面または外周逃げ面についての別例を図５に図示する。図５（ａ）は切り屑排出溝のすくい面（破線部分）と外周逃げ面（二点鎖線部分）との交差稜線部に外周刃が形成されている例であり、１つの切り屑排出溝の一方側がすくい面の役割を担い、他方側が外周逃げ面の役割を担うものである（外周逃げ面を切り屑排出溝と別個に形成するのではなく、１つの切り屑排出溝の他方側を外周逃げ面として利用する。）。図５（ｂ）は切り屑排出溝のすくい面と外周逃げ面との交差稜線部に外周刃が形成されている例であり、切り屑排出溝とは別個に外周逃げ面を形成するものである。図５（ｃ）は切り屑排出溝のすくい面と外周面（円筒面）との交差稜線部に外周刃が形成されている例である。
【００３２】
先端側外周刃６の形成にかかる「外周面」と「外周に形成された外周逃げ面」についても同様である。
【００３３】
また、先端側外周刃６の軸方向長さは、０．０１ｍｍ以上「工具直径の３倍」以下の長さに設定されている。本実施例では１．２ｍｍに設定している。先端側外周刃６の工具軸方向長さは、「被削材への切り込み深さ−（一面側の繊維強化プラスチック体厚さ＋一面側の表面材厚さ）」であれば良く、ザグリ加工時のセル７の途中部の中空六角柱状の側面の切削性を良好に保つために、ザグリの側面加工時に繊維強化プラスチック体および表面材に接しない長さに設定する。この先端側外周刃６は、後述する通り左ねじれのねじれ角が比較的小さいため、繊維が板材の平面方向に配置されている繊維強化プラスチック体自体の加工は良好に行えるが、硬さの低い表面材の加工時にバリが発生する。繊維強化プラスチック体は（ハニカムコアとは反対面側に設けられ、繊維強化プラスチック体の厚さに比べて十分に薄い）表面材と略隙間なく密着しているため、この両部材は同時に切削することが望ましく、先端側外周刃６ではなく、基端側外周刃４で切削することが望ましい。この点を考慮して先端側外周刃６の軸方向長さを設定する必要がある。
【００３４】
そして、この先端側外周刃６の基端側にして第一の切り屑排出溝２間の外周部には、第二の切り屑排出溝３及び基端側外周刃４が設けられている。従って、基端側外周刃４を底刃近傍まで存在させないことで、底面へ切削した切り屑を誘導しないですむため、切り屑の噛み込みによる底面での切削性の低下を防ぐことができる（底刃近傍まで基端側外周刃４を設けると左ねじれのねじれ角が大きいため、底面方向へ切り屑が案内され、ハニカムコア８の切り残しが発生したり、加工面が粗くなってしまう。）。
【００３５】
第一の切り屑排出溝２は工具先端から基端側に向かう直線状（所謂、ねじれ角（図１中α）が０°）若しくはねじれ角（図１中α）が「第二の切り屑排出溝３のねじれ角−１０°」未満に設定された左ねじれの螺旋状に設けられており、また、第二の切り屑排出溝３は、左ねじれの螺旋状に設けられており、前記第二の切り屑排出溝３のねじれ角（図１中β）は５０°以上９０°未満に設定されている。左ねじれとは、工具回転軸に対し、工具先端から基端側に向かう反時計回りの方向を指す。本実施例においては、第一の切り屑排出溝２のねじれ角は１０°、第二の切り屑排出溝３のねじれ角は７５°に設定している。第一の切り屑排出溝２のねじれ角は、ハニカムコア８（紙材）の切削性並びにハニカムコア８、繊維強化プラスチック体及び表面材の切り屑排出性に影響し、第二の切り屑排出溝３のねじれ角は、表面材の上方向のバリ防止に影響する。特に第二の切り屑排出溝３のねじれ角が５０°未満であると、表面材の上方向のバリが生じやすくなり、好ましくない。なお、これらの角度範囲は後述する実験例等の結果から経験的に見出されたものである。
【００３６】
なお、第二の切り屑排出溝３は、第一の切り屑排出溝２により分断されるため、連続的に設けられる訳ではないが、所定の螺旋軌跡（砥石を用いた研削加工時の螺旋軌跡）に沿って（夫々円弧状に）設けられることから、所定の螺旋軌跡に沿って断続的に設けられる第二の切り屑排出溝３全体を１条と数え、他の螺旋軌跡に沿って断続的に設けられる第二の切り屑排出溝３と区別する。即ち、本実施例においては、４つの（始点が）異なる螺旋軌跡に沿って夫々第二の切り屑排出溝３が並設されており、計４条の第二の切り屑排出溝３が設けられていることになる。また、この第二の切り屑排出溝３の工具回転方向を向くすくい面と工具本体１の外周面（若しくは外周逃げ面）との交差稜線部に設けられる基端側外周刃４についても同様に、所定の螺旋軌跡に沿って断続的に設けられる基端側外周刃４全体を１条と数える。
【００３７】
また、基端側外周刃４の刃数（条数）は、先端側外周刃６の刃数より多くなるように構成されている。先端側外周刃６の役割は主にハニカムコア８（紙材）の切削であり、被削材が柔らかいため刃数が少なくても良好な切削性を得やすく、刃先の損耗が抑えやすい。一方、基端側外周刃４は主に繊維強化プラスチック体及び表面材を切削するため、刃数が少ないと１刃当たりの仕事量が増すため損耗が大きくなり、繊維の切り残しや表面材のバリが発生しやすくなるため、多くの刃数（条数）を確保するのが望ましい。
【００３８】
本実施例においては基端側外周刃４を４つ（第二の切り屑排出溝３を４条）設けている。従って、図１，２に図示したように、基端側外周刃４は工具軸方向に密に設けられ、有効刃数を確保しやすくなる。具体的には、基端側外周刃４は、工具軸方向の任意の点でその有効刃数が「第二の切り屑排出溝３の条数−第一の切り屑排出溝２の条数」未満（本実施例においては２未満）とならないように設けられている（有効刃数が「第二の切り屑排出溝３の条数−第一の切り屑排出溝２の条数」未満であると、繊維強化プラスチック体の切削性が低下する。）。
【００３９】
また、基端側外周刃４と先端側の外周刃６は先端から基端まで略同一径となるように構成されている。穴明け加工時の同一穴径加工への対応のためと、側面加工時に同一断面形状を得るためである。
【００４０】
本実施例は上述のように構成したから、ハニカムコア８の上下面に、ＣＦＲＰ９が積層され、更に、表面に硬さの低い表面材10が設けられて成る複合ハニカム部材にザグリ加工を施す際、工具先端に設けた底刃５及び先端側外周刃６により、凹部底面のハニカムコア８のセル７を良好に切削することができると共に、第一の切り屑排出溝２より大きなねじれ角の螺旋に沿って密に設けられた基端側外周刃４により、凹部側面（ＣＦＲＰ９及び表面材10）を良好に切削することができる。
【００４１】
よって、本実施例は、複合ハニカム部材にザグリ加工を施す場合でも、ハニカムコア、繊維強化プラスチック体及び表面材全てで切り残しやバリのない良好な切削状態を得ることができる極めて実用性に秀れたものとなる。
【００４２】
本実施例の効果を裏付ける実験例について説明する。
【００４３】
具体的には、図６に示す各工具を用い、中空六角柱状のセル７の平面的集合体である紙製のハニカムコア８の上下面に、ＣＦＲＰ９が積層され、更に、その表面に表面材10が設けられて成る複合ハニカム部材に、所謂ザグリ加工を施し、各素材の切削後の状態を評価した。
【００４４】
この結果より、第一の切り屑排出溝２を設けない比較例１，２では、表面材の切削性に難があることが確認できる。また、比較例３のような基端側外周刃の最適化のみではＣＦＲＰ及び表面材の切削性の改善に留まり、ハニカムコアの切削性を最適化することはできず、先端側外周刃６を備えることにより、ハニカムコアを含む全ての素材の切削性を最適化できることが確認できた。また、第一の切り屑排出溝のねじれ方向を右ねじれとした場合には、表面材の切削性が悪くなることが確認できた。
【００４５】
以上から、上記構成を具備する本実施例により、全ての素材で切り残しやバリのない良好な切削状態を得ることができることが確認できた。
【符号の説明】
【００４６】
１  工具本体
２  第一の切り屑排出溝
３  第二の切り屑排出溝
４  基端側外周刃
５  底刃
６  先端側外周刃
18  外周逃げ面
【図１】
0005474032.tif 000002
【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】
0005474032.tif 000007