(57)【要約】【課題】ワークに噴射された塗布液を、跳ね返りや浮遊のおそれなく、装置を大型化することなく効率よく回収する。【解決手段】ワークＷを収容する塗布チャンバ２１に隣接させた回収チャンバ１１に、多数の棒状部材３１が立設し上方の回収液タンク３２から回収液が供給される回収部３を設ける。ワークＷに噴射ノズルＮから噴射された塗布液Ｆは、エア流れとともに棒状部材３１に衝突してその外周表面を流下する回収液に吸収され、回収チャンバ１１の下方に回収される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワーク表面に噴射ノズルで水平方向から噴き付けられる塗布液を回収する塗布液の回収方法であって、
上記ワークを収容する塗布チャンバに隣接する回収チャンバを設けて、上記噴射ノズルから噴射される塗布液の拡がり方向に複数の棒状部材を立設させ、各棒状部材の外周表面に沿って回収液を流下させて、上記回収チャンバ内に流入する塗布液を、上記回収液と接触させて回収することを特徴とする塗布液の回収方法。
【請求項２】
ワークと噴射ノズルを対向配設した塗布装置に併設されて、上記ワーク表面に上記噴射ノズルで水平方向から噴き付けられる塗布液を回収する塗布液の回収装置であって、
上記ワークが収容される上記塗布装置の塗布チャンバに隣接する回収チャンバを備え、該回収チャンバ内に、上記噴射ノズルから噴射される塗布液の拡がり方向に複数の棒状部材が立設し、これら複数の棒状部材の上方に、各棒状部材の外周表面に回収液を供給する回収液タンクを有する回収部を設けて、これら複数の棒状部材の外周表面を流下する回収液に、上記回収チャンバ内に流入する塗布液を接触させて回収することを特徴とする塗布液の回収装置。
【請求項３】
上記回収チャンバ内に、上記塗布チャンバ側から上記回収部へ向かうエア流れを形成するエア流れ形成手段を設けた請求項２記載の塗布液の回収装置。
【請求項４】
上記回収部において、上記複数の棒状部材は、上記噴射ノズルから噴射される塗布液の拡がり経路を横切って並列配置され、かつ拡がり方向に複数列配置される請求項２または３記載の塗布液の回収装置。
【請求項５】
上記ワークは、上記塗布チャンバ内に設けた回転機構を備える保持部に回転自在に支持され、該保持部から露出する表面に塗布液が塗布される請求項２ないし４のいずれか１項に記載の塗布液の回収装置。
【請求項６】
上記複数の棒状部材の上端部は、上記回収液タンク内に配置したプレート部材に一体に固定されており、上記回収液タンクの底面に、各棒状部材の上端部がそれぞれ挿通される複数の通し穴を設けて、該通し穴と各棒状部材の間に回収液の供給穴を形成した請求項２ないし５のいずれか１項に記載の塗布液の回収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワーク外表面に噴射塗布された後の塗布液を効率よく回収するための方法と塗布液の回収装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、点火プラグの碍子表面に釉薬層を形成するために、釉薬液をノズル噴射または釉薬液に浸漬することにより塗布する装置が採用されている。ノズル噴射による塗布は、浸漬よりもワーク表面へより均質な塗布膜を形成できる点で有利であるものの、ノズルから噴出する塗布液がワーク後方へ広がるため、飛散を抑制しつつ塗布液を回収可能な装置が必要となる。これに対して、従来は、ワーク後方に設けたチャンバ内に、塗布液の噴射方向と直交するように遮蔽板を配置し、飛散した塗布液を遮蔽板で受け、遮蔽板に沿って落下させることによって回収していた。
【０００３】
なお、特許文献１には、ワークを表面処理するための表面処理装置に関し、処理層に浸漬したワークを引き上げる際に、処理液を回収するための装置が開示されている。また、特許文献２には、チャンバ内を浮遊する薬液ミストから薬液を回収するための装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１２７１７０号公報
【特許文献２】特開２００３−２７９２２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の回収方法では、遮蔽板で塗布液が跳ね返ってしまい、製品に再付着したり、あるいは釉薬が微粒子となって浮遊したりする問題が生じた。この場合、浮遊微粒子がチャンバ内壁面に付着し、または、チャンバ上部に設けられたダクトに侵入して堆積すると、配管の詰まり等を生じるおそれがあり、塗布液の回収効率が低下するだけでなく、設備の汚れや摩耗といった障害の要因となる。
【０００６】
遮蔽板での跳ね返りは、遮蔽板の位置をより遠くへ調整することで解消できるが、設備が大型化し合理的ではない。そこで、遮蔽板の上方から水等の液体を流下させ、塗布液を流下液体とともに落下させて回収することを検討した。ところが、遮蔽板の上方から下方へ、遮蔽板の表面に液体を均等に流すことは困難で、遮蔽板の一部が露出すると、跳ね返りの抑制効果が不十分となる。さらに、露出した表面に塗布液が徐々に堆積し、または浮遊微粒子となって飛散するおそれがあり、液体による回収効果が得られない。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、ワークに向けて噴射された塗布液を、跳ね返りや浮遊のおそれなく、また装置を大型化することなく、液体に吸収させて効率よく回収することのできる回収方法および回収装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の請求項１に記載の発明は、ワーク表面に噴射ノズルで水平方向から噴き付けられる塗布液を回収する塗布液の回収方法であって、
上記ワークを収容する塗布チャンバに隣接する回収チャンバを設けて、上記噴射ノズルから噴射される塗布液の拡がり方向に複数の棒状部材を立設させ、各棒状部材の外周表面に沿って回収液を流下させて、上記回収チャンバ内に流入する塗布液を、上記回収液と接触させて回収することを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項２に記載の発明は、ワークと噴射ノズルを対向配設した塗布装置に併設されて、上記ワーク表面に上記噴射ノズルで水平方向から噴き付けられる塗布液を回収する塗布液の回収装置であって、
上記ワークが収容される上記塗布装置の塗布チャンバに隣接する回収チャンバを備え、該回収チャンバ内に、上記噴射ノズルから噴射される塗布液の拡がり方向に複数の棒状部材が立設し、これら複数の棒状部材の上方に、各棒状部材の外周表面に回収液を供給する回収液タンクを有する回収部を設けて、これら複数の棒状部材の外周表面を流下する回収液に、上記回収チャンバ内に流入する塗布液を接触させて回収することを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項３に記載の発明は、上記回収チャンバ内に、上記塗布チャンバ側から上記回収部へ向かうエア流れを形成するエア流れ形成手段を設けている。
【００１１】
本発明の請求項４に記載の発明は、上記回収部において、上記複数の棒状部材は、上記噴射ノズルから噴射される塗布液の拡がり経路を横切って並列配置され、かつ拡がり方向に複数列配置される。
【００１２】
本発明の請求項５に記載の発明は、上記ワークは、上記塗布チャンバ内に設けた回転機構を備える保持部に回転自在に支持され、該保持部から露出する表面に塗布液が塗布される。
【００１３】
本発明の請求項６に記載の発明は、上記複数の棒状部材の上端部は、上記回収液タンク内に配置したプレート部材に一体に固定されており、上記回収液タンクの底面に、各棒状部材の上端部がそれぞれ挿通される複数の通し穴を設けて、該通し穴と各棒状部材の間に回収液の供給穴を形成している。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の塗布液の回収方法および回収装置によれば、塗布チャンバから回収チャンバへ流入する塗布液の拡がり方向に、外周表面に回収液が供給される複数の棒状部材を配置したので、塗布液は棒状部材に衝突して回収液に吸収され、流下する回収液とともに容易に回収される。したがって、塗布液の跳ね返りや装置の大型化を抑制しながら、塗布液を高効率で回収することができる（請求項１、２）。
【００１５】
また、装置内にエア流れを形成することで、塗布液が複数の棒状部材の方向へ誘導され、浮遊する微粒子が装置壁面等へ付着するのを抑制する効果がある。複数の棒状部材は、塗布液の拡がり経路を遮るように複数列配置すると、塗布液の捕集効率が高くなり、塗布チャンバ内に回転自在に支持されるワーク表面に均一な塗膜を形成することができる。好適には、複数の棒状部材の上端部を回収液タンク内に突出させ、プレート部材に一体に固定させると、位置決めが容易であり、回収液タンクの底面の供給穴から回収液を、棒状部材の表面に均等に供給できる。（請求項３〜６）
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態であり、塗布液の回収装置を併設した塗布装置の全体構成を示す正面図である。
【図２】本発明の第１実施形態であり、塗布液の回収装置を併設した塗布装置の全体構成を示す平面図である。
【図３】図１の部分拡大図であり、塗布装置の主要部である塗布チャンバの詳細構成を示す図である。
【図４】図２の部分拡大図であり、回収装置の主要部である回収チャンバの詳細構成を示す図である。
【図５】回収部の詳細構成を説明するための模式的な断面図である。
【図６】本実施形態の回収装置による塗布液の回収方法を説明するための装置正面図および平面図である。
【図７】塗布装置の主要部の作動を説明するための模式的な図である。
【図８】回収装置の主要部の作動を説明するための模式的な図である。
【図９】本発明の第２の実施形態であり、回収部を構成する棒状部材の他の形状例を示す概略構成図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態であり、回収を構成する棒状部材の他の形状例を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明の第１実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１、２は、本実施形態の装置の全体構成であり、ワークＷとなる点火プラグＰの外表面に、塗布液Ｆとなる釉薬液を噴き付け塗布するための塗布装置２と、これに併設される塗布液の回収装置１を備える。塗布装置２のハウジングＨ２内は、ワークＷが収容保持される塗布チャンバ２１としてあり、回収装置１のハウジングＨ１内は、噴出した塗布液を回収する回収チャンバ１１としてある。ハウジングＨ１とハウジングＨ２は、開口端部で連結されており、図の左右方向に、塗布チャンバ１１と回収チャンバ２１が隣接して連続する構成となっている。
【００１８】
塗布装置２は、塗布チャンバ２１の下部内にワークＷを収容保持し、塗布チャンバ２１の側方（図の左方）に配設した噴射ノズルＮと対向させている。回収装置１は、ワークＷを挟んで噴射ノズルＮと反対側に位置し、塗布チャンバ２１に対して比較的容量の大きい回収チャンバ１１に、噴射ノズルＮからワークＷに噴き付けられる塗布液を誘導する。回収チャンバ１１内には、垂直方向に延びる棒状部材３１を整列配置し、立設する多数の棒状部材３１の上端側に回収液タンク３２を設置した回収部３が設けられる。回収液タンク３２には、供給口３３から回収液となる水が供給されており、各棒状部材３１の外周表面に沿って流下する水に、ワークＷより後方へ飛散する塗布液Ｆを接触させて回収する。
【００１９】
図２に示すように、塗布装置２は、複数の噴射ノズルＮ（ここでは２個）を幅方向に並列配置し、各噴射ノズルＮに対向する位置に、ワークＷの保持部２２を設けている。保持部２２は、それぞれ複数のワークＷ（ここでは２個）を保持可能となっており、各噴射ノズルＮから対向する複数のワークＷへ向けて塗布液を同時に噴き付ける。これにより、各噴射ノズルＮから噴出する塗布液の拡がり範囲にある複数のワークＷに対し、効率よく塗布液を同時塗布することができる。複数の噴射ノズルＮから同時塗布される複数のワークＷ（ここでは４個）は、対向する噴射ノズルＮとの距離が一定となるように、円弧状（図中点線で示す）に配置される。
【００２０】
図３に拡大して示す塗布装置２は、筒状の保持部２２内にワークＷの下半部を保持固定し、保持部２２の下端部をハウジングＨ２に回転自在に支持している。保持部２２は、ハウジングＨ２の下方に延びる回転軸２３が複数のギア２４を介してモータＭに接続されている。これにより、塗布チャンバ２１内の複数のワークＷは、モータＭにより回転駆動される複数の保持部２２と一体に、所定の回転速度で軸周りに回転する。塗布チャンバ２１は、上部が開口し、開口部２５から流入するエアが、塗布チャンバ２１から回収チャンバ１１へ流通可能となっている。
【００２１】
噴射ノズルＮは、塗布液とエアを混合して噴射する公知の構成のものが使用される。噴射ノズルＮの噴出口Ｎ１は、保持部２２の上方に露出するワークＷの略中央部と略同一高さにあり、噴出口Ｎ１から水平方向に噴出する塗布液Ｆが、自転するワークＷの露出表面に十分到達可能に調整される。本実施形態では、ワークＷとなる点火プラグＰの絶縁碍子部を保持部２２から突出させ、塗布液Ｆとして、例えばセラミックス粒子を含む水性スラリーからなる釉薬液を用いて、絶縁碍子部の表面に釉薬層を形成する。このように、噴射ノズルＮを用いることで、所定厚さの均一な釉薬層を形成することができる。釉薬層は、その後、焼成され、汚れ等による絶縁性低下を防止するためのコーティング層となる。
【００２２】
次に本発明の特徴である回収装置１について、各部詳細を説明する。図１において、回収チャンバ１１の底面は、塗布チャンバ２１側から他端側（図の右端側）へ向けて下り傾斜する傾斜面となっており、他端側に設けた開口部１２から、塗布液回収用の配管１３に接続される。回収部３は開口部１２の上方に位置し、棒状部材３１は、回収チャンバ１１の頂面近傍から開口部１２の直上位置まで垂直方向に延びて、塗布液の拡がり経路を遮るように配置され、塗布液Ｆが棒状部材３１を流下する回収液とともに開口部１２へ流れ込むようになっている。回収チャンバ１１は、塗布チャンバ２１と反対側の端部が閉鎖されるとともに、開口部１２へ向けて向けて下り傾斜する傾斜壁となっており、回収部３との間に空間を形成している。
【００２３】
この空間の上端部において、回収チャンバ１１の頂面にダクト１４が設けられ、図示しないエア流路に接続されている。このエア流路には図示しない真空ポンプが設けられ、内部に負圧を形成することで、塗布チャンバ２１の開口部２５から回収チャンバ１１を経てダクト１４へ向かうエア流れを形成する（エア流れ形成手段）。このエア流れは、ワークＷの上方に形成されて、噴射ノズルＮから噴出する塗布液Ｆの流れを妨げることなく、ワークＷ後方（図の右方）の回収部３へ誘導する。また、塗布液ＦがワークＷの周囲に拡散し、特に上部壁面に付着するのを抑制して、回収効率を向上させる。
【００２４】
図４において、回収部３は、回収チャンバ１１の幅方向（図の上下方向）の両端間を掛け渡すように配置される。回収部３の棒状部材３１は、塗布液の拡がり経路を横切って並列配置され、具体的には、幅方向に多数の棒状部材３１が等間隔で整列し、また回収チャンバ１１の長手方向（図の左右方向）に複数列、配置される。ここでは、長手方向に３列となるように、また、隣り合う棒状部材３１が互い違いに位置するように、千鳥格子状に配置される。多数の棒状部材３１は同一形状で、一定径の円形断面を有する一定長の円形断面を有する丸棒状であり、それぞれ上端部および下端部が一対のプレート部材３４に取り付けられて、一体的に保持固定されている。さらに、各棒状部材３１を回収液タンク３２に連通する水供給穴３６と同心配置して、その外周囲に、回収液となる水を供給可能とする。この取付構造を図５に示す。
【００２５】
図５において、多数の棒状部材３１は、上端部および下端部にねじ穴を有し、それぞれプレート部材３４の所定位置にねじ３５を用いて螺結されている。上方のプレート部材３４は、回収液タンク３２内に位置し、四隅部を回収液タンク３２の底面に固定している。この時、回収液タンク３２の底面には、各棒状部材３１に対応する位置に、棒状部材３１より径の大きい円形の通し穴３７が貫通形成され、多数の棒状部材３１の上端部は、通し穴３７より上方に突出位置している。そして、通し穴３７に棒状部材３１が同心配置されることにより、各棒状部材３１の上端部外周囲に、回収液タンク３２から回収液である水が供給される円環状の水供給穴３６が形成される。
【００２６】
回収部３の組み付けを行なう場合は、例えば、下端側のプレート部材３４に多数の棒状部材３１の下端部をねじ固定し、この状態で、多数の棒状部材３１の上端部を、回収液タンク３２の多数の通し穴３７に挿通する。次いで、上端側のプレート部材３４に多数の棒状部材３１の上端部をねじ固定し、プレート部材３４を回収液タンク３２にボルト等で固定する。このように、プレート部材３４を用いて棒状部材３１を一体化することで、取り扱いが容易になり、しかも棒状部材３１をプレート部材３４にねじ固定することで、通し穴３７と棒状部材３１の位置決めがなされるので、個々に位置調整する必要がない。
【００２７】
本発明では、回収部３の多数の棒状部材３１の上端部に、水供給穴３６から回収液を供給し、棒状部材３１の外周表面に、その全面を覆いながら流れ落ちる水の層を形成する。水供給穴３６の大きさは、棒状部材３１の表面を常時覆うのに必要な回収液を供給し続けることができればよく、棒状部材３１の径や長さ等に応じて適宜調整することができる。また、回収液タンク３２は、水供給穴３６に供給する十分な量の回収液を収容し、かつ水供給穴３６から流出する回収液を供給口３３から補充可能に構成される。
【００２８】
図６により、上記構成の塗布装置２と塗布液Ｆの回収装置１の作動を説明する。図６中には、噴射ノズルＮの噴出口Ｎ１から塗布チャンバ２１内に噴射される塗布液Ｆの拡がりを表しており、塗布液濃度の比較的高い範囲（矢印で模式的に示す）に、ワークＷが位置するように設定されている。この時、図７に示すように、塗布液Ｆが対向するワークＷの側面に噴き付けられ、自転するワークＷの露出表面に塗布液Ｆの被膜を均一形成する。噴射された塗布液ＦはワークＷを通過して後方の回収チャンバ１１内へ拡がっていく。
【００２９】
ここで、装置内の上部空間には、塗布チャンバ２１の開口部２５から流入し回収チャンバ１１のダクト１４へ向かうエアの流れが形成されており、塗布液Ｆの噴霧はこのエアの流れに沿って下流側へ運ばれ、回収部３へ到達する。これにより、浮遊した微粒子が上流側へ戻ることによるワークＷへの余分な付着や、塗布チャンバ２１および回収チャンバ１１周辺部への塗布液Ｆの拡散が抑制され、微粒子が壁面等へ付着して装置の汚れや配管の詰まり、摩耗等を生じるのを防止する。
【００３０】
回収チャンバ１１では、回収部３を構成する多数の棒状部材３１の外周表面に沿って、上方の回収液タンク３２の水供給穴３６から連続的に回収液が垂れ落ちている。図８に示すように、多数の棒状部材３１は、プレート部材３４の水供給穴３６と同心に位置して、棒状部材３１の外周全面に回収液が均等に供給されており、各棒状部材３１の表面を覆う回収液の層を形成している。また、多数の棒状部材３１は、ここでは塗布液Ｆの流れ方向に３列配置され、各列は等ピッチ間隔で、前列と後列に対して中央列は半ピッチずらして配置される。中央列の棒状部材３１は、前後列の棒状部材３１の間に位置し、隣接する棒状部材３１の間隔は、エア流れが容易に通過可能な程度（例えば２ｍｍ程度）に設定される。
【００３１】
ここに、塗布液Ｆがエアの流れとともに流入すると（図中矢印方向）、回収部３の多数の棒状部材３１に衝突し、塗布液Ｆは、棒状部材３１の表面を流下する回収液に吸収される。そして、水性スラリー液である塗布液Ｆは、回収液である水を混ざり合って下方へ移動し、棒状部材３１の下端部から落下して、図１の開口部１２から塗布液回収用の配管１３に回収される。この時、噴射方向と同一方向にエアが棒状部材３１間の隙間に送り込まれるので、エア流れによって回収部３を通過した浮遊物の滞留を防止し、エア流れとともに上方のダクト１４から装置外へ排出される。
【００３２】
回収液は、水性の塗布液Ｆと親和性のある水性液であれば、同様の効果が得られるが、水は、水性の塗布液Ｆを容易に吸収して混じり合い、入手や処理が容易で装置への影響もなく好ましい。なお、ワークＷに対して使用される塗布液Ｆが水性液でない場合には、塗布液Ｆの種類に応じて、最適な回収液を適宜選択することができる。
【００３３】
回収部３は、塗布液の拡がり経路に、多数の棒状部材３１が互い違いに狭い間隔で複数列に配置されているので、塗布液Ｆが前列の棒状部材３１をすり抜けても、中央列、後列の棒状部材３１に高い確率で衝突し、回収される。さらに、本実施形態で用いる円形断面の棒状部材３１は、乱流を形成しやすく、エア流れをかき混ぜて内部の塗布液Ｆの粒子が表面に出やすくし、棒状部材３１との接触機会を増加させる。また、円形断面の棒状部材３１は、表面に回収液の層が安定に形成されて剥離しにくく、塗布液Ｆを効率よく捕集することができる。好適には、棒状部材３１の材質が合成樹脂製であるとよく、金属製のものよりも回収液の剥離を生じにくい。金属に親水性の表面処理を施してもよい。
【００３４】
図９、１０は、本発明の第２、第３の実施形態であり、回収部３の棒状部材３１の形状を変更している。図７に示したように、棒状部材３１の外周表面に沿って回収液を流下させることが回収効率を高めるために望ましいが、装置内のエア流れ等によって、棒状部材３１の表面から剥離すると、塗布液Ｆが棒状部材３１表面に付着して回収されにくくなるおそれがある。そこで、回収液の剥離がより生じにくい形状として、棒状部材３１を多数の角部を有する断面形状、例えば正多角形断面や、図９のように星型断面を有する形状とすることができる。このようにすると、棒状部材３１の側面に上下方向に延びる線状部３１１が多数形成されるので、この線状部に沿って回収液が流れやすくなり、剥離を抑制する効果がある。
【００３５】
また、回収部３の棒状部材３１は円形断面としたまま、表面全体に微小な凹凸やキズ、溝等を形成し、表面組度を大きくすることで、回収液の剥離を抑制することもできる。例えば、図１０のように、棒状部材３１表面に一定長の浅溝３１２を上下方向に形成すると、回収液が浅溝３１２に沿って上下方向に流れやすくなるので好ましい。浅溝３１２の長さは一例であり、棒状部材３１の上下方向に全長に渡る長さとしてもよい。
【００３６】
上記実施形態において、塗布装置２は、２個の噴射ノズルＮがそれぞれ２個のワークＷを塗布する構成として、生産性の向上を図っているが、並設されるワークＷの数および対応する噴射ノズルＮの数は、適用されるワークＷやハウジングＨ２の大きさ、噴射ノズルＮの性能その他に応じて、適宜変更することができる。また、回収装置は、回収部３において棒状部材３１を３列に配置したが、塗布液の拡がり経路に合わせて所望の回収効率が得られるように、適宜設定すればよい。その他の装置構成も任意に変更可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明の塗布液の回収装置は、点火プラグに限らず、任意の製品をワークＷとして、その表面に噴射ノズルを用いて塗布液を噴射する装置に適用することができる。そして、釉薬液等の塗布液を、回収液を用いて効率よく回収することができ、装置の汚れ等を抑制できるので、各種製品の製造工程に利用されて、作業性、生産性の向上に大きく寄与することができる。
【符号の説明】
【００３８】
Ｗ  ワーク
Ｆ  塗布液
１  回収装置
１１  回収チャンバ
２  塗布装置
２１  塗布チャンバ
２２  保持部
３  回収部
３１  棒状部材
３２  回収液タンク
３４  プレート部材
３６  水供給穴（供給穴）
３７  通し穴
【図１】
2014124610.tif 000003
【図２】
2014124610.tif 000004
【図３】
2014124610.tif 000005
【図４】
2014124610.tif 000006
【図５】
2014124610.tif 000007
【図６】
2014124610.tif 000008
【図７】
2014124610.tif 000009
【図８】
2014124610.tif 000010
【図９】
2014124610.tif 000011
【図１０】
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