(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流遮断時の発生アークを消弧するために、板厚方向に直線状に配列された複数の平板状グリッドからなるグリッド群と、上記グリッドを互いに間隔をあけてインサートモールドして、上記グリッド群を固定支持するアークボックスとを備えた電力開閉装置の消弧装置の製造方法において、
上記グリッドを互いに間隔をあけて配置できるグリッド挿入部を有する挟持用金型に上記グリッドを挿入する工程と、
上記挟持用金型およびアークボックス成形用金型によりアークボックスをモールドするためのアークボックス空間を形成する工程と、
上記挟持用金型により上記グリッドを上記グリッドの板厚方向に押圧する工程と、
上記アークボックス空間にモールド成形材を注入して、上記グリッドと上記アークボックスとを一体成形する工程とを備えた電力開閉装置の消弧装置の製造方法。
【請求項２】
上記挟持用金型が、上記グリッド挿入部における上記グリッドを挟持するグリッド挟持寸法を、挟持される上記グリッドの板厚に応じて、可変できる弾性体を備えたことを特徴とする請求項１記載の電力開閉装置の消弧装置の製造方法。
【請求項３】
上記グリッドが平面部に貫通穴を備え、
上記押圧工程において、上記挟持用金型が上記グリッドの上記平面部を押圧し、上記貫通穴を塞ぐことを特徴とする請求項１あるいは２記載の電力開閉装置の消弧装置の製造方法。
【請求項４】
上記アークボックス空間形成工程において、
上記挟持用金型により、上記アークボックス空間が、上記アークボックスの上記グリッドの板厚方向の両端面にアークガス吹き出し口を形成する空間を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の電力開閉装置の消弧装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、たとえば電磁接触器等の電力開閉装置の消弧装置とその製造方法の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の消弧装置の例として、特公平１−３１６５０号公報に示された電力開閉装置のひとつである電磁開閉装置に用いられた消弧装置があり、図１２は、電力開閉装置の正面部分断面図である。また、図１３は、電力開閉装置の側面部分断面図である。さらに、図１４は、消弧装置を構成するアークボックスにかしめ固定されるグリッドの単品斜視図である。
【０００３】
図１２および１３において、電力開閉装置は、固定接点２０と可動接点１２とを、接触、開離することで主回路の開閉を行うものである。これらの接点を開離する時にアークが発生し、このアークによる悪影響を抑えるため消弧装置８０を備えている。
消弧装置８０は、耐熱性の材料よりなるアーク消弧用のアークボックス７と、磁性金属よりなる平板状のグリッド８からなり開閉する電路の相数に対応して配設固定されている。また、転流板９が開閉する電路の相数に対応して配設固定されている。１０はクロスバー、１１は可動接触子、１３は可動接触子押さえ、１４は押さえばね支え、１５は接触子ばね、１６はストッパーである。可動接点１２は可動接触子１１の両端に取り付けられている。接触子ばね１５はストッパー１６の下部と押さえばね支え１４の下端部との間に圧縮固定されており、押さえばね支え１４の上端部と可動接触子押さえ１３の上面、可動接触子１１と可動接触子押さえ１３の下面とは当接して組み立てられている。また、ストッパー１６は、クロスバー１０に挿入されている。１７はハウジングを示し底部が開放した形状を有している。
ハウジング１７の上部には、ネジで固定された端子１８が設けられ、端子１８の上面には、コの字形状の固定接触子１９がねじ締めされて固定されている。固定接触子１９の上面には固定接点２０が取り付けられている。
また、固定接触子１９には、アークランナー２１が固定されている。可動鉄心２２は可動鉄心ピン２３によりクロスバー１０の下部に連結固定されている。可動鉄心２２に対向する位置には、可動鉄心２２に所定の空隙をもって固定鉄心２４が対向して配置されている。２５は電磁駆動制御装置を示し、固定鉄心２４に貫挿された配置となっており、その内部には電磁コイル等の磁束発生装置２６を包含している。２７は引き外しばねを示し、クロスバー１０の下端とレール板２８の上面との間に配設されクロスバー１０を上方に常時付勢している。
【０００４】
ここで、アークボックス７とアークボックス７に装着されるグリッド８により構成される消弧装置８０は以下のような構造を備えている。
アークボックス７には、複数のグリッド８をその板厚方向に並設するために細長形状のグリッド挿入穴３０が設けられている。グリッド挿入穴３０には、図１４に示すグリッド８のかしめ部２９が挿入され、アークボックス７の外側に突出したかしめ部２９は直角に折り曲げられ、グリッド８がアークボックス７にかしめ固定されている。
【０００５】
次に、この電力開閉装置の動作を説明する。
図１２および１３において、駆動制御装置２５に駆動電圧が印加されると、駆動制御装置２５が発生する磁束により、可動鉄心２２に連結されたクロスバー１０は引きはずしばね２７に抗して下方へ移動し、可動鉄心２２と固定鉄心２４が当接する。可動接点１２と固定接点２０間の接点ギャップよりも、可動鉄心２２と固定鉄心２４との鉄心ギャップの方が大きく形成されているため、クロスバー１０は可動接点１２と固定接点２０が当接した位置よりもさらに下方に移動して鉄心が閉成される。このため接触子ばね１５は圧縮変形し、このばね圧力は押さえばね支え１４、可動接触子押さえ１３を介して可動接触子１１に伝達され、所定の接触圧力をもって、可動接点１２と固定接点２０にそれぞれ接続される電路を電気的に導通する。
【０００６】
駆動制御装置２５に印加されていた駆動電圧を取り除くと、可動鉄心２２と固定鉄心２４の間の電磁吸引力は削減し、クロスバー１０は圧縮された引きはずしばね２７の付勢力により上方に移動させられて、可動接点１２と固定接点２０の接点間が開離する。このとき可動接点１２と固定接点２０間にアークが発生するが、このアークは可動接点１２から転流板９に、また、固定接点２０からアークランナー２１にそれぞれ転位し、さらにアーク電流と接触子電流による電磁反発力によりグリッド８内にひきこまれ、冷却、分断されて消弧する。このように駆動制御装置２５の駆動電圧を開閉することにより可動接点１２と固定接点２０にそれぞれ接続される電路を電気的に遮断する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このように構成された従来の電力開閉装置の消弧装置では、アークボックス７とグリッド８はそれぞれ個別に製作された後、グリッド８をアークボックス７に取り付け、カシメ固定していたため、製造工程が多かった。
また、グリッド８をカシメ固定する力の加え方や力のばらつきによりアークボックス７が破損する可能性があった。
さらに、グリッド８は、金型等によりブランク加工を行うため、グリッド８の周辺部が変形し、板厚が均一でない場合があり、グリッド８の間隔が一定ではない可能性があった。
【０００８】
この発明は、このような課題を解決するためになされたもので、簡単な製造工程からなり、安価でコンパクトな電力開閉装置の消弧装置およびその製造方法を得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る電力開閉装置の消弧装置の製造方法は、電流遮断時の発生アークを消弧するために、板厚方向に直線状に配列された複数の平板状グリッドからなるグリッド群と、グリッドを互いに間隔をあけてインサートモールドして、グリッド群を固定支持するアークボックスとを備えた電力開閉装置の消弧装置の製造方法において、グリッドを互いに間隔をあけて配置できるグリッド挿入部を有する挟持用金型にグリッドを挿入する工程と、挟持用金型およびアークボックス成形用金型によりアークボックスをモールドするためのアークボックス空間を形成する工程と、挟持用金型によりグリッドをグリッドの板厚方向に押圧する工程と、アークボックス空間にモールド成形材を注入してグリッドとアークボックスとを一体成形する工程とを備えている。
【００１０】
また、この発明に係る電力開閉装置の消弧装置の製造方法は、挟持用金型がグリッド挿入部における上記グリッドを挟持するグリッド挟持寸法を挟持されるグリッドの板厚に応じて可変できる弾性体を備えている。
【００１１】
また、この発明に係る電力開閉装置の消弧装置の製造方法は、グリッドが平面部に貫通穴を備え、押圧工程において、挟持用金型がグリッドの平面部を押圧し、その貫通穴を塞ぐものである。
【００１２】
また、この発明に係る電力開閉装置の消弧装置の製造方法は、アークボックス空間形成工程において、挟持用金型により、アークボックス空間が、アークボックスのグリッドの板厚方向の両端面に、アークガス吹き出し口を形成する空間を備えている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、それぞれ、この発明の実施の形態である電力開閉装置の消弧装置１８０の部分断面斜視図であり、図２は図１のII-II線に沿った断面図である。
消弧装置１８０は、多極の接点を有しこれらの接点を開離する時にそれぞれに発生する複数のアークを消弧する多極型の消弧装置であり、アークボックス１０７とアークボックス１０７に装着される複数のグリッド１０８により構成される。
グリッド１０８は、電流遮断時の発生アークを消弧するために、板厚方向に直線状に互いに間隔をあけて配列されたグリッド群１２０を形成し、このグリッド群１２０が並列に３列配列されている。それぞれのグリッド群１２０は、耐熱性のある樹脂製のアークボックス１０７と一体に成形され、アークボックス１０７に固定支持されている。
また、アークボックス１０７には、各グリッド群の間に、グリッド１０８をアークボックス１０７に支持固定する仕切壁１０７ａが一体成形して設けられている。さらに、アークボックス１０７には、アークボックス１０７内のアークガスを外部に排出するために、グリッド１０８の板厚方向の両端面に直方体状のアークガス吹き出し口１０７ｂが各グリッド群１２０の位置に対応して複数形成されている。なお、アークボックス１０７の中央付近の矩形穴１０７ｃは消弧装置１８０を電力開閉装置に組み込んだ状態で、電力開閉装置内部の電路の導通を確認できるようにするためのものである。
【００１７】
グリッド１０８は磁性金属よりなり、平板状で両方の側面１０８ｃには、矩形の突起１０８ａ、１０８ｂが形成されている。これらの突起は、アークボックス１０７の仕切壁１０７ａの厚さを薄くできるように、非対称に形成されている。すなわち、グリッド１０８のうち、図１に示す互いに並列して隣接する関係を有するグリッド１０８ｅ、１０８ｆ同士が、それぞれ突起が対向しないよう配列されている。
さらに、グリッド１０８の平面部１０８ｇの中央付近に、半円弧と直線からなり、全周が閉じた細長穴の貫通穴１０８ｄが設けられ、アークを誘導するアーク通行口を形成している。
【００１８】
次に、この発明の実施形態の製造方法について、説明する。
グリッド１０８は、磁性金属よりなる板状の材料を金型によるプレスによりブランク加工がなされ、両方の側面１０８ｃに矩形の突起１０８ａ、１０８ｂを非対称に備えた形状に打ち抜かれる。また、グリッド１０８の平面部１０８ｇの中央において貫通穴１０８ｄが同時に打ち抜かれる。
図３は、打ち抜きされたグリッド１０８を平押しする工程を示す斜視図である。打ち抜きされたグリッド１０８は、その後、図３に示すようにグリッド１０８の平面部１０８ｇは上下の金型で押圧する平押し工程で、グリッド１０８の周辺部に発生した打ち抜きによるダレやグリッド１０８の平面部１０８ｇの変形が修正される。
【００１９】
図４は、挟持用金型のうちの挟持上型１１５、挟持下型１１６とグリッドを組み立てた状態を示す斜視図である。図５は、グリッドが挿入された状態で、挟持上型１１５、挟持下型１１６を直線状に配列した斜視図である。図６は、挟持用金型のうち支持枠１１８に挟持上型１１５、挟持下型１１６、コイルスプリング１１１、グリッド１０８を組み入れた状態を示す斜視図である。図７は、支持枠１１８の斜視図である。
図８は、アークボックス１０７を形成するために組み立てられた挟持用金型およびアークボックス成形用金型を示す断面図である。また、図９は、図８の挟持用金型に弾性体が組み込まれた状態を示す模式断面図である。
【００２０】
図４において、挟持用金型のうち挟持下型１１６は、グリッド１０８の形状に合わせて、開口部１１６ａを有したコの字型形状をなしている。図中、挟持下型１１６の後方には、図９に示す弾性体であるコイルスプリング１１１を間に挟持して挟持上型１１５が設けられている。挟持上型１１５は、略直方体で、下部両端には、挟持下型１１６の形状に合わせて凹部１１５ｂが形成されて、挟持上型１１５の肩部１１５ａが挟持下型１１６の開口部１１５ａをグリッド１０８の板厚方向に摺動可能なように組み立てられている。
また、挟持下型１１６の開口部１１５ａにグリッド１０８が挿入されるようになっている。
【００２１】
図５において、挟持下型１１６の上にグリッド１０８が挿入された状態で、コイルスプリング１１１を間に挟持した挟持上型１１５、挟持下型１１６を１対として、挟持上型１１５、挟持下型１１６を直線状に配列する。挟持下型１１６と隣接する２つの挟持上型１１５の間にグリッド１０８が挿入されるグリッド挿入部１１４が形成されている。
【００２２】
図６において、直線状に配列された挟持上型１１５、挟持下型１１６は支持枠１１８に組み込まれる。支持枠１１８は、図７に示すように開口部１１８ｄを中央に備えた底板１１８ａ、その両端に垂直に設けられた側板１１８ｂ、側板１１８ｂの両側に配置され側板１１８ｂ間を連結する２本レール１１８ｃから構成されている。レール１１８ｃには全周が閉じており、長い直線部分を有する細長穴であるガイド穴１１８ｅが設けられている。このガイド穴１１８ｅには、挟持上型１１５の側面に設けられた略円筒状の突起であるガイド１１５ｃ（図８参照）が挿入され、挟持上型１１５が摺動可能に支持される。一方、挟持下型１１６は、支持枠１１８の底板１１８ａにより摺動可能に支持される。
このようにして、グリッド１０８を互いに間隔をあけて配置できるグリッド挿入部１１４を有する挟持用金型にグリッド１０８を挿入する工程が構成されている。
【００２３】
挟持用金型にグリッド１０８を挿入する工程の後、挟持用金型およびアークボックス成形用金型によりアークボックス１０７をモールドするためのアークボックス空間を形成する工程および挟持用金型によりグリッド１０８をグリッド１０８の板厚方向に押圧する工程を図８に基づいて説明する。
支持枠１１８の両側面の外側には側方挟持型１１７が配置される。側方挟持型１１７は、略直方体であって、その側面に、アークボックス１０７のグリッド１０８の板厚方向の両端面にアークガス吹き出し口１０７ｂを形成するための空間を形成する矩形の角柱１１７ａを備えている。
さらに、支持枠１１８の下部にはアークボックス成形用金型のうち成形下型１３１が配置されている。成形下型１３１は、テーパ面１３１ａを備え、支持枠１１８の開口部１１８ｄ（図７参照）を通って、挟持上型１１５、挟持下型１１６を側方に押圧するテーパ角柱部１３１ｂが設けられている。また、テーパ角柱部１３１ｂの上部には、モールド成形材である樹脂が注入されたときに、テーパ角柱部１３１ｂ側への樹脂の浸入を防ぎ、アークボックス１０７を形成する空間であるアークボックス空間１３７を形成するための内部成形型１３３が設けられている。
【００２４】
支持枠１１８の上部には、アークボックス成形用金型のうち成形上型１３２が配置されて、双方で側方挟持型１１７を挟持することにより、アークボックス１０７をモールドするためのアークボックス空間１３７が形成される。
【００２５】
成形下型１３１のテーパ角柱部１３１ｂが支持枠１１８の開口部１１８ｄを通って、支持枠１１８の底板１１８ａの上方向に一定の力で押圧することによって、テーパ角柱部１３１ｂが挟持上型１１５、挟持下型１１６を側方に押圧することになる。
【００２６】
挟持上型１１５でグリッド１０８を押圧した状態で、アークボックス空間１３７にモールド成形材である樹脂を注入して、グリッド１０８とアークボックス１０７とを一体成形する。この際、グリッド１０８は挟持上型１１５により押圧されているので、アークボックス１０７のグリッド１０８を支持固定している部分から樹脂のバリが発生することもない。また、グリッド１０８に隣接する挟持上型１１５によりグリッド１０８の貫通穴１０８ｄが塞がれるように構成されているので、貫通穴１０８ｄには樹脂が流入しない。
【００２７】
なお、図９に示すように、弾性体であるコイルスプリング１１１が挟持上型１１５と挟持下型１１６との間に挟持されているので、グリッド１０８をグリッド挿入部１１４は側方に広げることができるようになっており、異なる板厚のグリッド１０８を挿入することができる。すなわち、コイルスプリング１１１により挟持用金型が、グリッド挿入部１１４におけるグリッド１０８を挟持するグリッド挟持寸法を挟持されるグリッドの板厚に応じて可変できるようになっている。
【００２８】
実施の形態２．
図１０は、この発明の別の実施の形態である電力開閉装置の消弧装置１８０の製造方法に用いる挟持用金型およびアークボックス成形用金型を示す断面図である。
また、図１１は、挟持用金型、アークボックス成形用金型を構成する金型を構成する金型の組立斜視図である。図１０および図１１において、図１乃至９と同一もしくは同等の部材および部位には、同一符号を付し、重複する説明は省略する。
この実施の形態２は、実施の形態１に対して、支持枠２１８の形状が異なる点および挟持外型２１９が設けられている点が異なる。
図１１において、支持枠２１８は、中央に直方体状の仕切壁２１８ａおよび、その両側面から延びたコの字断面を形成する２つの側壁２１８ｂと底板２１８ｃからなる挟持型挿入部２１８ｄからなる。側壁２１８ｂの内部には、矩形の溝であるガイド溝２１８ｅを備え、この溝に挟持上型１１５のガイド１１５ｃが挿入される。
また、挟持外型２１９は、略直方体状であって、両端面に円筒状の突起であり、ガイド溝２１８ｅに挿入されるガイド１１７ａが設けられている。
図１１の破線矢印で示すように、支持枠２１８に、図９に示すものと同様にコイルスプリング１１１を間に挟持した挟持上型１１５および挟持下型１１６でグリッド１０８が組み立てられたものを３対挿入し、次に挟持外型２１９を挿入する。支持枠２１８にこれらを組み込んだ状態を図１０に示す。挟持上型１１５、挟持下型１１６、挟持外型２１９は支持枠２１８のガイド溝２１８ｅを摺動できるので、側方挟持型１１７で側方から中央に向かって押圧することができる。
【００２９】
【発明の効果】
この発明に係る電力開閉装置の消弧装置の製造方法によれば、電流遮断時の発生アークを消弧するために、板厚方向に直線状に配列された複数の平板状グリッドからなるグリッド群と、グリッドを互いに間隔をあけてインサートモールドして、グリッド群を固定支持するアークボックスとを備えた電力開閉装置の消弧装置の製造方法において、グリッドを互いに間隔をあけて配置できるグリッド挿入部を有する挟持用金型にグリッドを挿入する工程と、挟持用金型およびアークボックス成形用金型によりアークボックスをモールドするためのアークボックス空間を形成する工程と、挟持用金型によりグリッドをグリッドの板厚方向に押圧する工程と、アークボックス空間にモールド成形材を注入してグリッドとアークボックスとを一体成形する工程とを備えており、複数のグリッドをインサートモールド成形するので、グリッドのカシメやねじ等の追加の部品を必要とせず、製造工程も簡単になり、製造コストを低減できる。また、挟持用金型によりグリッドをグリッドの板厚方向に押圧するので、アークボックスのグリッドを支持固定している部分から延伸したモールド成形材である樹脂のバリを防止できるため、バリ削除の後工程が不要である。さらに、グリッドをグリッドの板厚方向に押圧するので、グリッドの板厚をさらに均一にすることができ、場合によってはグリッドの板厚を均一にする平押し工程を削除できる。
【００３０】
また、この発明に係る電力開閉装置の消弧装置の製造方法によれば、挟持用金型がグリッド挿入部における上記グリッドを挟持するグリッド挟持寸法を挟持されるグリッドの板厚に応じて可変できる弾性体を備えているので、グリッド挟持寸法を可変でき、板厚の異なるグリッドにも同一の挟持用金型を使用できる。
【００３１】
また、この発明に係る電力開閉装置の消弧装置の製造方法によれば、グリッドが平面部に貫通穴を備え、押圧工程において、挟持用金型がグリッドの平面部を押圧し、その貫通穴を塞ぐので、貫通穴に樹脂が流入せず、また、貫通穴周辺に樹脂のバリが発生しない。
【００３２】
また、この発明に係る電力開閉装置の消弧装置の製造方法によれば、アークボックス空間形成工程において、挟持用金型により、アークボックス空間が、アークボックスのグリッドの板厚方向の両端面に、アークガス吹き出し口を形成する空間を備えているので、挟持用金型によりアークガス吹き出し口を形成しつつ、別個に、グリッドをグリッドの板厚方向に押圧する挟持用金型用の穴を設ける必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１の電力開閉装置の消弧装置の部分断面斜視図である。
【図２】  図１のII-ＩI線に沿った断面図である。
【図３】  この発明の実施の形態１の電力開閉装置の消弧装置のグリッドを平押しする工程を示す斜視図である
【図４】  この発明の実施の形態１の電力開閉装置の消弧装置の製造方法に用いられる挟持用金型のうちの挟持上型、挟持下型とグリッドを組み立てた状態を示す斜視図である。
【図５】  この発明の実施の形態１の電力開閉装置の消弧装置の製造方法に用いられる挟持上型、挟持下型を直線状に配列した斜視図である。
【図６】  この発明の実施の形態１の電力開閉装置の消弧装置の製造方法に用いられる挟持用金型のうち支持枠に挟持上型、挟持下型、コイルスプリング、グリッドを組み入れた状態を示す斜視図である。
【図７】  この発明の実施の形態１の電力開閉装置の消弧装置の製造方法に用いられる支持枠の斜視図である。
【図８】  この発明の実施の形態１の電力開閉装置の消弧装置の製造方法に用いられるアークボックスを形成するために組み立てられた挟持用金型およびアークボックス成形用金型を示す断面図である。
【図９】  この発明の実施の形態１の電力開閉装置の消弧装置の製造方法に用いられる挟持用金型に弾性体が組み込まれた状態を示す模式断面図である。
【図１０】  この発明の実施の形態２の電力開閉装置の消弧装置の製造方法に用いられる挟持用金型およびアークボックス成形用金型を示す断面図である。
【図１１】  この発明の実施の形態２の電力開閉装置の消弧装置の製造方法に用いられる挟持用金型、アークボックス成形用金型を構成する金型を構成する金型の組立斜視図である。
【図１２】  従来の電力開閉装置の正面部分断面図である。
【図１３】  従来の電力開閉装置の側面部分断面図である。
【図１４】  従来の電力開閉装置の消弧装置を構成するグリッドの斜視図である。
【符号の説明】
１０７  アークボックス、１０７ｂ  アークガス吹き出し口、１０８  グリッド、１０８ａ、１０８ｂ  突起、１０８ｄ  貫通穴、１０８ｇ  平面部、１１１コイルスプリング（弾性体）、１１４  グリッド挿入部、１１５  挟持上型（挟持用金型）、１１６  挟持下型（挟持用金型）、１１７  側方挟持型（挟持用金型）、１１８、２１８  支持枠（挟持用金型）、１２０  グリッド群、１３１成形下型（アークボックス成形用金型）、１３２  成形上型（アークボックス成形用金型）、１３３  内部成形型（アークボックス成形用金型）、１３７  アークボックス空間、１８０  消弧装置、２１９  挟持外型（挟持用金型）
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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