(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
減速機と、ワークを回転させる回転盤と、該回転盤の回転を検出することを目的とした回転検出手段と、を備えたワーク回転装置において、
前記減速機は、減速機ケーシングと、該減速機ケーシングに減速機軸受によって支持された出力回転部材と、を有し、
前記回転盤と一体的に回転する検出用回転部を、前記減速機を貫通させた状態で突出させ、
該検出用回転部は、前記出力回転部材とは別体で、該出力回転部材に連結され、
前記検出用回転部の少なくとも１カ所が検出用回転部軸受にて直接支持され、
前記回転盤の回転を、前記回転検出手段により、該検出用回転部軸受にて直接支持された検出用回転部の回転を検出することによって検出する
ことを特徴とするワーク回転装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記検出用回転部が、前記検出用回転部軸受を介して、当該ワーク回転装置のケーシングに支持され、
前記ワーク回転装置のケーシングが、該ワーク回転装置の外周部を構成するケーシング本体と、該ケーシング本体に固定されると共に該ケーシング本体から前記検出用回転部軸受を含む位置まで延在されたカバーとを備え、
前記検出用回転部軸受が、該カバーに組み込まれている
こと特徴とするワーク回転装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記出力回転部材は、連結体によって連結された第１フランジおよび第２フランジを有し、
前記第１フランジが第１の前記減速機軸受によって前記減速機ケーシングに支持されると共に、前記第２フランジが第２の前記減速機軸受によって前記減速機ケーシングに支持される
ことを特徴とするワーク回転装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、
前記減速機が、外歯歯車を揺動させながら内歯歯車に内接噛合させる揺動内接噛合型の減速機であって、該減速機の半径方向中央部に中空の部材を備えており、
前記検出用回転部軸受が、前記中空の部材の内側に組み込まれている
ことを特徴とするワーク回転装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記中空の部材が、前記外歯歯車を揺動させる偏心体を備えた前記減速機の入力軸である
ことを特徴とするワーク回転装置。
【請求項６】
請求項４または５において、
前記減速機は、前記外歯歯車の軸方向両側に、連結体によって連結された第１、第２フランジを備え、
前記回転盤が、前記第１、第２フランジのうちの一方のフランジの円周方向において、前記連結体の配置されている部位にねじ込まれたボルトによって、該一方のフランジに固定されている
ことを特徴とするワーク回転装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかにおいて、
前記減速機のケーシングと前記検出用回転部との間がシールされることによって、該減速機の内部が潤滑剤の封入される閉じた空間とされ、
前記検出用回転部が該ケーシングの外部にまで延在され、該延在された部分において前記回転検出手段による回転検出が行われる
を特徴とするワーク回転装置。
【請求項８】
請求項７において、
前記減速機のケーシングと前記検出用回転部との間がシールされている部分より減速機側で前記検出用回転部軸受による支持がなされている
ことを特徴とするワーク回転装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワーク（加工等、何らかの処理を施す必要のあるもの）を回転させるために用いるワーク回転装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワークを回転させるための回転盤を備えたワーク回転装置が、例えば特許文献１において開示されている。このワーク回転装置２では、図９に示されるように、モータ３の回転を減速機４によって減速し、該減速機４の出力をフランジ６から取り出している。ワーク（図示略）を回転させる回転盤８は、該フランジ６にボルト１４によって固定されている。このワーク回転装置２には回転盤８の回転を検出する目的でエンコーダ１２が付設されている。エンコーダ１２はスペース上の制約から回転盤８の付近に設けることができないため、このワーク回転装置２では、減速機４のフランジ６にボルト１４を介して検出用の回転部材である円筒棒１６を固定し、この円筒棒１６の先端を減速機４の反回転盤側にまで延在させている。エンコーダ１２がこの円筒棒１６の先端部分の回転を検出することによって（間接的に）回転盤８の回転を検出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ＷＯ２００７／１２５８００（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のワーク回転装置２においては、回転盤８の回転を検出するための円筒棒１６は、減速機４の出力部材であるフランジ６にボルト１４を介して固定されており、且つそのまま減速機４の反回転盤側まで延在されていた。即ち、フランジ６側からの減速機４の駆動振動と、回転盤８側からの加工振動とが相互に影響し合い、しかも、それが増幅された状態でエンコーダ付近に届く構造となっていた。そのため、特に、加工誤差による回転盤８とフランジ６と円筒棒１６との３者の軸心間の傾きやずれが僅かでもあると、エンコーダ１２付近での円筒棒１６の軸ぶれが大きくなり易く、エンコーダ１２での回転検出エラーが発生し易いという問題があった。
【０００５】
本発明では、このような従来の問題を解消するためになされたものであって、ワーク回転装置における回転盤の回転検出の信頼性をより向上させることをその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、減速機と、ワークを回転させる回転盤と、該回転盤の回転を検出することを目的とした回転検出手段と、を備えたワーク回転装置において、前記減速機は、減速機ケーシングと、該減速機ケーシングに減速機軸受によって支持された出力回転部材と、を有し、前記回転盤と一体的に回転する検出用回転部を、前記減速機を貫通させた状態で突出させ、該検出用回転部は、前記出力回転部材とは別体で、該出力回転部材に連結され、前記検出用回転部の少なくとも１カ所が検出用回転部軸受にて直接支持され、前記回転盤の回転を、前記回転検出手段により、該検出用回転部軸受にて直接支持された検出用回転部の回転を検出することによって検出する構成とすることにより、上記課題を解決したものである。
【０００７】
なお、本発明において、「検出用回転部」とは、回転盤と一体的に回転することで、該回転盤の回転（状態）を引き出してくる目的のために減速機を貫通させた状態で突出された部分のことを意味している。また、「軸受にて直接支持し」という文言は、「検出用回転部自体を支持する目的で軸受が配置されている」ことを意味している。即ち、単に、軸受の位置合わせや位置決め等のために、検出用回転部と軸受との間に補助部材が介在されている構成は、ここで言う「軸受にて直接支持し」という概念に含まれる。
【０００８】
本発明においては、回転盤と一体的に回転する検出用回転部を減速機を貫通させた状態で突出させ、回転盤そのものの回転を引き出してくるようにしている。その上で、この検出用回転部の少なくとも１カ所を軸受にて直接的に支持する。これにより、回転盤の回転を、軸受にて安定支持された検出用回転部の回転を検出することによって検出できるため、検出エラーの発生を低減し、結果として、精度の高い（信頼性の高い）回転検出を行うことができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ワーク回転装置における回転盤の回転検出の信頼性をより向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係るワーク回転装置の実施形態の一例を示す断面図
【図２】図１の矢視II−II線に沿う断面図
【図３】本発明の他の実施形態の一例を示す断面図
【図４】図３の矢視ＩＶ方向から見た側面図
【図５】本発明の更に他の実施形態の一例を示す断面図
【図６】図５の矢視ＶＩ付近の拡大断面図
【図７】本発明の更に他の実施形態の一例を示す断面図
【図８】図７の矢視VIII−VIII線に沿う断面図
【図９】従来のワーク回転装置の一例を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明に係るワーク回転装置の実施形態の一例を示す断面図、図２は図１の矢視II−II線に沿う断面図である。
【００１３】
このワーク回転装置２０は、モータ２２と、減速機２４と、図示せぬワークを回転させる回転盤２６と、該回転盤２６の回転を検出することを目的としたエンコーダ装置（回転検出手段）２８と、を備える。回転盤２６からは、検出用円筒部（検出用回転部）２６Ａが、片持ち状態で且つ減速機２４の半径方向中央を貫通させた状態で一体に突出されている。この検出用円筒部２６Ａは軸受３０によって直接支持されている。回転盤２６の回転は、エンコーダ装置２８により、この軸受３０にて直接支持された回転盤２６自体の検出用円筒部２６Ａの回転を検出することによって直接検出される。
【００１４】
以下、詳述する。
【００１５】
モータ２２の出力軸２２Ａには第１プーリ４０が固定されている。第１プーリ４０の回転は、タイミングベルト４６を介して第２プーリ４４に伝達可能であり、これにより減速機２４の入力軸４２が回転する構造とされている。
【００１６】
この実施形態に係る減速機２４は、外歯歯車４８、５０を入力軸４２の外周で偏心揺動させながら内歯歯車５２に内接噛合させる（これ自体は公知の）揺動内接噛合型の減速機である。内歯歯車５２は、減速機２４の外周部を構成する減速機ケーシング３２と一体化されている。なお、本実施形態では、減速機ケーシング３２は、ボルト３９を介してワーク回転装置２０の外周部を構成する外側ケーシング３５に固定されている。外側ケーシング３５は、ケーシング本体３５Ａと、該ケーシング本体３５Ａに固定されると共に、ワーク回転装置２０の端部を覆うカバー３５Ｂとで構成されている。
【００１７】
図２に示されるように、内歯歯車５２の内歯は、ころ５２Ａによって構成されている。内歯の機構学的な歯数は「９０」である。ただし、実際には内歯歯車５２の（内歯を構成する）ころ５２Ａの数は半数の「４５」に間引いてある。一方、外歯歯車４８、５０の歯数はこの例では「８９」である。即ち、内歯歯車５２の機構学的な歯数は、外歯歯車４８、５０の歯数より「１」だけ多い。この構成でも、（伝達容量は若干少なくなるものの）内歯歯車の歯数（ころの数）が９０、外歯歯車４８、５０の歯数が８９の減速機と全く同様の動きをする。
【００１８】
外歯歯車４８、５０には内ピン５４が遊嵌（隙間を有して貫通）されており、内ピン５４は、外歯歯車４８、５０の軸方向両側に配置された第１、第２フランジ５６、５８に圧入されている。なお、第１、第２フランジ５６、５８は、内ピン５４とは別に設けたキャリヤピン６０によっても連結・一体化されている。第１、第２フランジ５６、５８は、軸受６２、６４によって減速機ケーシング３２に回転自在に支持され、減速機２４の「出力回転部材」を構成している。
【００１９】
回転盤２６は、ボルト６６を介して出力回転部材である第２フランジ５８に固定されている。ボルト６６は、第２フランジ５８の円周方向において、該第２フランジ５８と第１フランジ５６とを連結・一体化している前記内ピン５４あるいはキャリヤピン６０の配置されている部位（軸方向から見たときに、第１、第２フランジの連結部材である内ピン５４あるいはキャリヤピン６０と重なる位置）にねじ込まれている。これは、できるだけ大きな（深くねじ込める）ボルト６６を用いて、回転盤２６を第２フランジ５８に強固に連結することを意図したためである。
【００２０】
前記検出用円筒部２６Ａは、回転盤２６と一体化され、片持ち状態で且つ減速機２４の半径方向中央を貫通した状態で突出されている。この実施形態では、検出用円筒部２６Ａは、（ボルトによる連結ではなく）初めから回転盤２６と一体的に成形されている。検出用円筒部２６Ａは、回転盤２６の回転を検出するために、回転盤２６からエンコーダ装置２８が配置されている部位にまで、当該回転盤２６の回転を引き出す（伝達する）ために使用される。
【００２１】
回転盤２６から片持ち状態で突出された検出用円筒部２６Ａは、その先端部２６Ａ１において軸受３０によって直接支持されている。本実施形態では、前記外側ケーシング３５のカバー３５Ｂに軸受収容部３５Ｂ１が突出形成されており、軸受３０は、この軸受収容部３５Ｂ１に組み込まれている。なお、符号３１は、軸受３０を該軸受収容部３５Ｂ１内に係止するための止め輪である。
【００２２】
エンコーダ装置（回転検出手段）２８は、検出用円筒部２６Ａの軸方向における当該軸受３０に隣接して該軸受３０の減速機構側に配置され、軸受３０にて安定支持されている部分において該検出用円筒部２６Ａの回転を検出する。このエンコーダ装置２８は、検出用円筒部２６Ａの外周に形成された図示せぬスリットの数をカウントする公知の反射型の光学式エンコーダである。この実施形態では、位相差のあるエンコーダ２８Ａ、２８Ｂを２連１組で用い、検出用円筒部２６Ａの回転速度と回転方向を検出している。尤も、本発明においては、エンコーダを２連１組で用いるのは、必須ではない。また、２連１組で用いるとしても、各エンコーダの活用の仕方は、上記例に限定されない。
【００２３】
エンコーダ装置２８は、潤滑剤を嫌う。そのため、この実施形態では、減速機２４は、減速機ケーシング３２と第１、第２フランジ５６、５８との間がオイルシール７０、７２にてシールされ、また、第１、第２フランジ５６、５８と、該第１、第２フランジ５６、５８を貫通する入力軸４２との間がオイルシール７４、７６にてシールされている。これにより、結果として、減速機２４の内部が潤滑剤の封入される閉じた空間Ｐ１とされる。検出用円筒部２６Ａは、該閉じた空間Ｐ１の外部にまで延在され、この延在された部分（即ち潤滑剤の存在しない部分）において、エンコーダ装置２８による回転検出が行われる。
【００２４】
次に、このワーク回転装置２０の作用を説明する。
【００２５】
モータ２２の出力軸２２Ａの回転は、第１プーリ４０、タイミングベルト４６、及び第２プーリ４４により減速された後、減速機２４の入力軸４２に入力される。入力軸４２が回転し、外歯歯車４８、５０が揺動回転しながら内歯歯車５２に内接噛合すると、該外歯歯車４８、５０と内歯歯車５２との噛合位置が順次ずれる。内歯歯車５２は、減速機ケーシング３２に固定されているため、外歯歯車４８、５０は、該内歯歯車５２に対して相対回転（自転）し、この相対回転（自転）が内ピン５４を介して第１、第２フランジ５６、５８に伝達される。これにより、回転盤２６は、第１、第２フランジ５６、５８と一体的に回転する。
【００２６】
回転盤２６が回転すると、検出用円筒部２６Ａも、該回転盤２６と同一の回転速度で同一の方向に回転する。検出用円筒部２６Ａの反回転盤側は、軸受３０によって外側ケーシング３５のカバー３５Ｂに直接支持されている。このため、検出用円筒部２６Ａの回転に「がたつき」等が発生することはなく、検出用円筒部２６Ａのエンコーダ装置２８の検出部位の回転は極めて安定している。更に、この実施形態では、検出用円筒部２６Ａは、回転盤２６自体と一体化されているため、例えば結合不良に起因したぶれ等の心配がなく（更なる剛性の強化が期待でき）、且つ、検出する回転は、回転盤の回転そのものであるため、当然に、実際の回転盤の回転とのずれが生じる恐れもない。この結果、エンコーダ装置２８は、検出エラー等を発生させることなく、検出用円筒部２６Ａの回転状態を正確に検出することができる。
【００２７】
次に、図３及び図４を用いて、本発明の他の実施形態について説明する。
【００２８】
この実施形態では、外側ケーシング１３５の一部を構成しているカバー１３５Ｂの構成のみが先の実施形態と異なっている。即ち、この実施形態に係るワーク回転装置１２０では、外側ケーシング１３５の本体１３５Ａに対し、該ケーシング本体１３５Ａから前記軸受１３０を含む位置まで延在されたカバー１３５Ｂが固定されている。検出用円筒部１２６Ａを固定するための軸受１３０は、このカバー１３５Ｂの先端部の軸受収容部１３５Ｂ１に組み込まれている。
【００２９】
先の実施形態と比較して、外側ケーシング１３５のカバー１３５Ｂが軽量・小型化されたことに伴い、ワーク回転装置１２０の重量を軽減できると共に、図３の斜線で施した空間Ｐ２を他の機器の配置等に活用することができる。
【００３０】
その他の構成は、先の実施形態と同様であるため、同一又は機能的に類似する部分に図中で下２桁が同一の符号を付すにとどめ、重複説明を省略する。
【００３１】
図５及び図６に、本発明の更に他の実施形態を示す。
【００３２】
先の２つの実施形態では、検出用円筒部２６Ａ（１２６Ａ）を支持するための軸受３０（１３０）を、ワーク回転装置２０（１２０）の外側ケーシング３５（１３５）の一部を構成するカバー３５Ｂ（１３５Ｂ）に組み込むようにしていたが、この実施形態に係るワーク回転装置２２０では、当該軸受２３０を入力軸２４２と検出用円筒部２２６Ａとの間に配置するようにしている。
【００３３】
この実施形態で採用されている減速機２２４も、基本的構造は先の実施形態に係る減速機２４、１２４と同一であり、外歯歯車２４８、２５０を揺動させながら内歯歯車２５２に内接噛合させる揺動内接噛合型の減速機である。既に説明したように、この減速機２２４の入力軸２４２は、半径方向中央部に中空部２４２Ａを有した部材とされている。検出用円筒部２２６Ａを支持する軸受２３０は、この実施形態ではこの中空の部材である入力軸２４２の内側に組み込まれている。
【００３４】
図６で拡大図示されているように、この軸受２３０は内輪２３０Ａを備えたニードル２３０Ｂによって主に構成されている。ニードル２３０Ｂは、リテーナ２３０Ｃによって保持されている。外輪は備えられていない（入力軸２４２が外輪を兼ねている）。軸受２３０は、検出用円筒部２２６Ａに形成された段差部２２６Ａ１及び止め輪２３１によって軸方向の移動が規制されている。図６の符号２３３、２３５は、軸受２３０の軸方向位置を微調整するためのスペーサである。
【００３５】
この実施形態に係る構成によれば、先の２つの実施形態において、軸受３０（１３０）を組み込むために必須であった外側ケーシング３５（１３５）のカバー３５Ｂ（１３５Ｂ）を省略することができ、より一層の軽量化、及び省スペース化を図ることができる。
【００３６】
その他の構成については、先の２つの実施形態と同様であるため、同一又は機能的に類似する部分に図中で下２桁が同一の符号を付すにとどめ、重複説明を省略する。
【００３７】
上記実施形態においては、減速機２４（１２４、２２４）としていずれも同じ構造の減速機が採用されていたが、本発明においては減速機の具体的な構造は特に限定されない。図７及び図８に、本発明を他の構造の減速機３２４を有するワーク回転装置３２０に適用した例を示す。
【００３８】
この実施形態での減速機３２４の構造を簡単に説明すると、モータ３２２の出力軸３２２Ａの回転は、第１プーリ３４０、タイミングベルト３４６、及び第２プーリ３４４を介して第１中間軸３８０に入力される。中間軸３８０の反プーリ側端部には第１歯車３８４が固定されている。第１歯車３８４は第２中間軸３８６と一体化された第２歯車３８８と噛合している。第２中間軸３８６は、減速機３２４の減速機ケーシング３３２のカバー３３２Ｂ及び第１フランジ３５６に軸受３９０、３９２を介して支持されており、第３歯車３９４を一体に有している。第３歯車３９４は３個（図では１個のみ図示）の偏心体軸歯車３９６と同時に噛合しており、３本の偏心体軸３９８を駆動している。この３本の偏心体軸３９８の回転により、該偏心体軸３９８に形成されている偏心体３９７、３９９を介して外歯歯車３４８、３５０が内歯歯車３５２に内接噛合する。
【００３９】
この減速機３２４では、内歯歯車３５２が減速機ケーシング３３２の本体３３２Ａと一体化されているため、内歯歯車３５２に対する外歯歯車３４８、３５０の相対回転（自転）は、各偏心体軸３９８のワーク回転装置３２０の軸心Ｏ１周りの公転として第１、第２フランジ３５６、３５８から取り出される。なお、第１、第２フランジ３５６、３５８は、連結体３６０及びボルト３５７によって一体化されている。回転盤３２６は、第２フランジ３５８にボルト３６６を介して固定される。
【００４０】
この実施形態においても、検出用円筒部３２６Ａは、回転盤３２６から片持ち状態で且つ減速機３２４の半径方向中央を貫通させた状態で一体的に突出され、該検出用円筒部３２６Ａの軸方向における反減速機構側の１カ所で、軸受３３０にて直接支持されている。軸受３３０は、減速機ケーシング３３２のカバー３３２Ｂ（より具体的にはカバー３３２Ｂの内周における軸受３９０とオイルシール３７４との間）に組み込まれている。回転盤３２６の回転は、エンコーダ装置３２８により、該軸受３３０にて直接支持された検出用円筒部３２６Ａの回転を検出することによって直接検出される。
【００４１】
また、この実施形態でも、減速機３２４の第２フランジ３５８の軸受３６４がシール軸受とされ、且つ、減速機ケーシング３３２のカバー３３２Ｂと検出用円筒部３２６Ａとの間がオイルシール３７４によってシールされ、且つ、該カバー３３２Ｂと第１中間軸３８０との間がオイルシール３７５によってシールされることによって、該減速機３２４の内部が潤滑剤の封入される閉じた空間Ｐ３とされている。検出用円筒部３２６Ａは、該閉じた空間Ｐ３の外部にまで延在され、該延在された部分（即ち潤滑剤の存在しない部分）において、前記エンコーダ装置３２８による回転検出が行われている。
【００４２】
なお、この実施形態でも、前記実施形態におけるカバー３５Ｂに相当する部材を省略することができ、また、減速機３２４の潤滑剤を軸受３３０に利用できるという効果も得られる。
【００４３】
その他の構成は、先の実施形態と同様であるため、同一又は機能的に類似する部分に図中で下２桁が同一の符号を付すにとどめ、重複説明を省略する。
【００４４】
このように、本発明においては、ワーク回転装置に具体的に組み込まれている減速機の構造については、特に限定されない。上記のような減速機のほか、例えば、単純遊星歯車減速機、平行軸歯車減速機、あるいはトラクションドライブ機構を採用した減速機など、該減速機の潤滑構造との関係を含めて種々の構造の減速機を採用できる。この減速機の具体的な構成に合わせ、回転盤の回転を検出するための検出用回転部を支持するための軸受を、どのような部材にどのように組み込むかについても、本発明では特に限定されない。
【００４５】
また、上記実施形態においては、検出用回転部を、回転盤と一体的に成形することによって、該検出用回転部の剛性強化を図るようにしていたが、本発明においては、検出用回転部は必ずしも回転盤と一体成形されている必要はなく、例えばボルト連結や、圧入連結とされていてもよい。更に、回転盤と検出用回転部は、一体的に回転すれば、直接連結される必要もなく、例えば、回転盤をフランジに固定すると共に検出用回転部をフランジに固定することにより、結果として両者が一体的に回転するようにしてもよい。
【００４６】
また、上記実施形態においては、減速機として、外歯歯車の軸方向両側に、連結体によって連結された第１、第２フランジを備えたものが採用され、且つ、回転盤を、この第１または第２フランジのうちの一方のフランジ（上記例では第２フランジ）の円周方向において、前記連結体の配置されている部位にねじ込まれた（大きくて長い）ボルトによって、該一方のフランジに固定する構造が採用されていた。しかし、本発明における減速機の出力回転部材と回転盤との連結態様は、この構成例に限定されない。例えば、連結部の位置とは関係のない位置でボルト連結される構成であってもよい。
【符号の説明】
【００４７】
２０…ワーク回転装置
２２…モータ
２４…減速機
２６…回転盤
２６Ａ…検出用円筒部（検出用回転部）
２８…エンコーダ装置（回転検出手段）
３０…軸受
３２…減速機ケーシング
３２Ａ…ケーシング本体
３２Ｂ…カバー
３５…外側ケーシング
３５Ａ…ケーシング本体
３５Ｂ…カバー
【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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【図８】
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【図９】
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