(57)【要約】【課題】プーリとの間でミスアライメントが発生しても、ベルトの根元部分への応力集中を防止して、ベルトの破損を防止することのできるベルト固定装置を提供する。【解決手段】プーリと噛合する複数の歯部がベルト本体の一方の面に突設された有端状の歯付きベルトの端部を、歯面側とその反対の背面側から所定の圧縮量となるように挟着して固定するための歯面側プレート３及び背面側プレート２を有するベルト固定装置において、歯付きベルトが歯面側プレート３と背面側プレート２との間からプーリに向けて延出するプーリ側端部２ｂ側の歯付きベルトの圧縮量を、該プーリ側端部２ｂよりも内側の圧縮量より小さくした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プーリと噛合する複数の歯部がベルト本体の一方の面に突設された有端状の歯付きベルトの端部を、歯面側とその反対の背面側から所定の圧縮量となるように挟着して固定するための歯面側プレート及び背面側プレートを有するベルト固定装置において、
前記歯付きベルトが前記歯面側プレートと前記背面側プレートとの間から前記プーリに向けて延出するプーリ側端部側の前記歯付きベルトの圧縮量を、該プーリ側端部よりも内側の圧縮量より小さくしたことを特徴とするベルト固定装置。
【請求項２】
前記背面側プレートの挟着面を、前記プーリ側端部に行くに従って前記歯面側プレートとの間の距離が大きくなる傾斜状に形成したことを特徴とする請求項１記載のベルト固定装置。
【請求項３】
前記傾斜状に形成された前記背面側プレートの挟着面と前記歯付きベルトとの間に緩衝材を配置したことを特徴とする請求項２記載のベルト固定装置。
【請求項４】
前記歯面側プレートに、前記歯付きベルトの前記歯部と噛合すると共に先端と前記背面側プレートとの間で前記歯付きベルトの前記ベルト本体を挟着するための複数の歯部が突設されており、
前記歯面側プレートの前記複数の歯部のうちの前記プーリ側端部側に位置する該歯部の突出高さを、該プーリ側端部よりも内側に位置する該歯部の突出高さよりも低く形成したことを特徴とする請求項１、２又は３記載のベルト固定装置。
【請求項５】
前記歯面側プレートに、前記歯付きベルトの前記歯部と噛合すると共に先端と前記背面側プレートとの間で前記歯付きベルトの前記ベルト本体を挟着するための複数の歯部が突設されており、
前記歯面側プレートの前記複数の歯部のうちの前記プーリ側端部側に位置する該歯部の少なくとも前記歯付きベルトとの当接面が、該プーリ側端部よりも内側に位置する該歯部よりも弾性を有していることを特徴とする請求項１、２又は３記載のベルト固定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はベルト固定装置に関し、詳しくは、端部が一対のプレートによって挟着固定される有端状ベルトの根元部分への応力集中を防止し得るベルト固定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
リニアアクチュエータやマニブレータ等のリニア駆動用途や回転駆動用途では、有端状のベルトをプーリに巻き付けて駆動ユニットの直線的な移動を行っている（特許文献１〜６）。一般にこのようなベルトは、端部が一対のプレートによって挟着されて固定され、プーリの回転駆動によって駆動ユニットをベルトに沿って移動させるようにしている。
【０００３】
このようなベルトには図１１に示すような歯付きベルト（以下、この歯付きベルトを単にベルトという。）が多く使用されている。ベルト１０は、ベルト本体１０ａの片面に複数の歯部１０ｂが突設されている。ベルト本体１０ａは所定厚みの帯状に形成され、その内部には複数本の芯材１０ｃが長さ方向に沿って埋設されている。
【０００４】
図１２は有端状のベルトを使用した駆動装置の一例を示している。駆動装置１００において、ベルト１０の両端部は、それぞれ歯面側プレート１０１と背面側プレート１０２とによって構成されるベルト固定装置１０３によって挟着されている。駆動ユニット１０４はプーリ１０５を有し、このプーリ１０５にベルト１０の歯面側が巻き付けられている。プーリ１０５の両側にはそれぞれアイドラ１０６が設けられており、ベルト１０の背面側から当接して、プーリ１０５に巻き付けられるベルト１０に所定のテンションを付与している。この駆動装置１００は、プーリ１０５の回転によって駆動ユニット１０４がベルト１０に沿って図中左右方向に往復移動する。
【０００５】
一方、図１３は同じくリニアベルトを使用した別の駆動装置の一例を示している。ベルト１０は、一対のプーリ２０１、２０２に亘って架け渡され、その両端部を近接させて、駆動ユニット２０３に設けられた歯面側プレート２０４と背面側プレート２０５とによって構成されるベルト固定装置２０６に挟着されている。この駆動装置２００は、一方のプーリ２０１の回転によってベルト１０がプーリ２０１、２０２間で回転し、このベルト１０の回転に伴って駆動ユニット２０３が図中左右方向に往復移動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１−２５２３８８号公報
【特許文献２】特公平５−１９３号公報
【特許文献３】特公平６−７５８１３号公報
【特許文献４】特開平９−１５０３３０号公報
【特許文献５】特開２０００−２２０７２７号公報
【特許文献６】特開２００６−４３８６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ベルト固定装置は、ベルト１０におけるベルト本体１０ａの背面と下面（歯部１０ｂ間）を背面側プレートと歯面側プレートとによって所定の圧縮量（１０〜２０％）で挟着することによって固定している。このときベルト１０が挟着されている部分と平行にプーリに向けて真っ直ぐ延出していることが望ましいが、ベルト固定装置とプーリとのミスアライメント（上下左右方向の位置ズレ）が生じることによって、ベルト１０がベルト固定装置に挟着されている部分に対して上側又は下側に傾斜する場合がある。この場合、駆動ユニットが移動してベルト固定装置に接近した際、このベルト固定装置とプーリとのミスアライメントに起因して次のような問題が発生する。
【０００８】
図１４は、図１２に示した駆動装置１００におけるベルト固定装置１０３近傍の拡大図である。この駆動装置１００において、ベルト固定装置１０３とプーリ１０５との間でミスアライメントが存在することにより、例えばアイドラ１０６の位置が、ベルト固定装置１０３によるベルト１０の挟着面よりも下位にある。この場合、駆動ユニット１０４が移動してベルト固定装置１０３に接近した際、ベルト固定装置１０３によって挟着されているベルト１０の根元部分Ａ（ベルト１０におけるベルト固定装置１０３によって挟着されている部位と該ベルト固定装置１０３からプーリ１０５側に向けて延出している部位との境界部分）が、図示するように下方向に引っ張られる状態となる。駆動ユニット１０４は繰り返して反復移動するため、このときの引っ張り力は繰り返し作用する。
【０００９】
ベルト１０は、歯面側プレート１０１の歯部１０１ａとベルト１０の歯部１０ｂとが噛合することで、歯面側プレート１０１の歯部１０１ａ先端と背面側プレート１０２との間でベルト本体１０ａが所定の圧縮量で挟着されているため、ベルト１０の根元部分Ａは、ベルト本体１０ａが両プレート１０１、１０２間で強固に固定された状態にある。これにより、ベルト１０が図示下方向に引っ張られることで、この根元部分Ａにおけるベルト本体１０ａに繰り返し応力が集中し、ベルト１０が破断するトラブルが発生するおそれがある。アイドラ１０６の位置が挟着面よりも上位にあるような場合は、ベルト１０の根元付近Ａは上方向に引っ張られる状態になり、この場合も同様にベルト本体１０ａに応力が集中する。
【００１０】
この対策として、根元部分Ａに位置する歯面側プレート１０１及び背面側プレート１０２の縁部を丸め（アール）加工するようにしているが、根元部分Ａにおいてベルト本体１０ａが圧縮されて強固に固定された状態に変わりはなく、効果が少ない。
【００１１】
また、ユーザーによってはプレートの締め付けすぎによってミスアライメントが発生する場合がある。
【００１２】
そこで、本発明は、プーリとの間でミスアライメントが発生しても、ベルトの根元部分への応力集中を防止して、ベルトの破損を防止することのできるベルト固定装置を提供することを課題とする。
【００１３】
本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題は以下の各発明によって解決される。
【００１５】
１．
プーリと噛合する複数の歯部がベルト本体の一方の面に突設された有端状の歯付きベルトの端部を、歯面側とその反対の背面側から所定の圧縮量となるように挟着して固定するための歯面側プレート及び背面側プレートを有するベルト固定装置において、
前記歯付きベルトが前記歯面側プレートと前記背面側プレートとの間から前記プーリに向けて延出するプーリ側端部側の前記歯付きベルトの圧縮量を、該プーリ側端部よりも内側の圧縮量より小さくしたことを特徴とするベルト固定装置。
【００１６】
２．
前記背面側プレートの挟着面を、前記プーリ側端部に行くに従って前記歯面側プレートとの間の距離が大きくなる傾斜状に形成したことを特徴とする前記１記載のベルト固定装置。
【００１７】
３．
前記傾斜状に形成された前記背面側プレートの挟着面と前記歯付きベルトとの間に緩衝材を配置したことを特徴とする前記２記載のベルト固定装置。
【００１８】
４．
前記歯面側プレートに、前記歯付きベルトの前記歯部と噛合すると共に先端と前記背面側プレートとの間で前記歯付きベルトの前記ベルト本体を挟着するための複数の歯部が突設されており、
前記歯面側プレートの前記複数の歯部のうちの前記プーリ側端部側に位置する該歯部の突出高さを、該プーリ側端部よりも内側に位置する該歯部の突出高さよりも低く形成したことを特徴とする前記１、２又は３記載のベルト固定装置。
【００１９】
５．
前記歯面側プレートに、前記歯付きベルトの前記歯部と噛合すると共に先端と前記背面側プレートとの間で前記歯付きベルトの前記ベルト本体を挟着するための複数の歯部が突設されており、
前記歯面側プレートの前記複数の歯部のうちの前記プーリ側端部側に位置する該歯部の少なくとも前記歯付きベルトとの当接面が、該プーリ側端部よりも内側に位置する該歯部よりも弾性を有していることを特徴とする前記１、２又は３記載のベルト固定装置。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、プーリとの間でミスアライメントが発生しても、ベルトの根元部分への応力集中を防止して、ベルトの破損を防止することのできるベルト固定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１の実施形態に係るベルト固定装置の側面図
【図２】第２の実施形態に係るベルト固定装置の側面図
【図３】第３の実施形態に係るベルト固定装置の側面図
【図４】第４の実施形態に係るベルト固定装置の側面図
【図５】第４の実施形態に係るベルト固定装置の他の態様を示す側面図
【図６】第５の実施形態に係るベルト固定装置の側面図
【図７】第６の実施形態に係るベルト固定装置の側面図
【図８】第７の実施形態に係るベルト固定装置の側面図
【図９】第８の実施形態に係るベルト固定装置の側面図
【図１０】第９の実施形態に係るベルト固定装置の側面図
【図１１】歯付きベルトの側面図
【図１２】ベルト固定装置が使用される駆動装置の一例を示す斜視図
【図１３】ベルト固定装置が使用される駆動装置の他の一例を示す斜視図
【図１４】図１２に示す駆動装置におけるベルト固定装置近傍の拡大図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
【００２３】
本発明に係るベルト固定装置は、プーリと噛合する複数の歯部がベルト本体の一方の面に突設された有端状の歯付きベルトの端部を、歯面側とその反対の背面側から所定の圧縮量となるように挟着して固定するための歯面側プレート及び背面側プレートを有し、歯付きベルトが歯面側プレートと背面側プレートとの間からプーリに向けて延出するプーリ側端部側の歯付きベルトの圧縮量を、該プーリ側端部よりも内側の圧縮量より小さくしたことを特徴とする。
【００２４】
これにより、図１４に示すようにベルトの根元部分Ａ（ベルトにおけるベルト固定装置によって挟着されている部位と該ベルト固定装置からプーリ側に向けて延出している部位との境界部分）に対する挟着力が小さくなるので、根元部分Ａにおいてベルト本体１０ａを圧縮している力が弱くなってベルト１０が撓み易くなる。従って、ミスアライメントに起因してベルト１０の根元部分Ａが歯面側プレート側又は背面側プレート側に引っ張られる状態となっても、この根元部分Ａにおいてベルト１０が容易に撓むことによって局所的に応力が掛かることを緩和でき、応力集中を防止してベルト１０の破損を防止することができる。
【００２５】
なお、圧縮量とは、ベルト１０のベルト本体１０ａを挟着している時の背面側プレートの挟着面と歯面側プレートの歯部の先端との間の距離Ｄと、非挟着状態でのベルト本体１０ａの厚みＴとの比をパーセント（１００−Ｄ／Ｔ×１００）で表したものである。このプーリ側端部側における圧縮量は、プーリ側端部よりも内側の最も大きい圧縮量（１０〜２０％）より小さくなる条件で、０〜１０％となるようにすることが好ましい。
【００２６】
以下、具体的な実施形態について図面を用いて更に説明する。なお、以下の説明において、背面側プレートと歯面側プレートの間にベルトが挟着されるが、該ベルトは図１１に示したベルト１０と同一構成であるため図示省略する。また、以下に示す各実施形態は、一部の実施形態を除いて図示右側にプーリが配設されており、端部がベルト固定装置に挟着されたベルト１０は図示右側のプーリに向けて延出するものとする。
【００２７】
図１は第１の実施形態に係るベルト固定装置を示している。
【００２８】
ベルト固定装置１Ａは、ベルト本体１０ａの背面側に当接する背面側プレート２と、ベルト１０の歯部１０ｂ側に当接する歯面側プレート３とを有している。歯面側プレート３の背面側プレート２との対向面３ａには、ベルト１０の歯部１０ｂと噛合すると共に先端と背面側プレート２との間でベルト１０におけるベルト本体１０ａを挟着するための複数の歯部３ｂが突設されている。
【００２９】
この実施形態において、背面側プレート２の挟着面２ａは、ベルト１０がプーリに向けて延出するプーリ側端部２ｂ側に行くに従って歯面側プレート３との間の距離が大きくなる傾斜状に形成されている。これにより、このベルト固定装置１Ａによるベルト１０の圧縮量は、全体で所定の圧縮量でほぼ均一となる従来例に比べて、プーリ側端部２ｂに行くに従って次第に小さくなり、プーリ側端部２ｂよりも内側（図示左側）の圧縮量より小さくなる。よって、ベルト１０の根元部分に応力が掛かることを緩和でき、応力集中を防止してベルト１０の破損を防止することができる。
【００３０】
ここでは背面側プレート２の挟着面２ａの全面をプーリ側端部２ｂに向けてほぼ一定の傾斜率で傾斜させている。一定の傾斜率とすることで、図１下段のグラフに示すように、圧縮量をプーリ側端部２ｂに向けて連続的に変化させることができ、局所的に圧縮量が大きく変化する部位が発生しないため、ベルト１０の挟着時に挟着による応力集中部位が発生することがない。
【００３１】
しかし、ミスアライメントの発生に起因する根元部分への応力集中を防止する観点では、プーリ側端部２ｂ側の圧縮量が小さくなるようにすれば、一定の傾斜率で傾斜させるものに限らず、例えばプーリ側端部２ｂに行くに従って徐々に傾斜率が大きくなる（歯面側プレート３との間の距離が大きくなる）ようにしてもよく、また、プーリ側端部２ｂの方がその内側よりも歯面側プレート３との間の距離が大きくなるように、挟着面２ａの一部のみに部分的な傾斜面が形成されるようにしてもよい。
【００３２】
図２は第２の実施形態に係るベルト固定装置を示している。図１と同一符号の部位は同一構成の部位であるため詳細な説明は省略する。
【００３３】
ベルト固定装置１Ｂは、第１の実施形態における傾斜状の挟着面２ａを有する背面側プレート２に、その挟着面２ａとベルト１０（図示せず）との間に緩衝材２ｃが配置されている。すなわち、緩衝材２ｃは、挟着面２ａを傾斜状とすることによって形成された領域（図１の背面側プレート２において破線で示される領域）を埋めるように設けられている。
【００３４】
これにより、この背面側プレート２と歯面側プレート３とによって挟着されるベルト１０は、プーリ側端部２ｂ側で圧縮量が小さくなることで、上記同様に応力集中を防止してベルト１０の破損を防止することができる効果が得られることに加えて、緩衝材２ｃの存在によってプーリ側端部２ｂにおけるベルト１０に与える衝撃をより緩和することができ、ベルト１０の破損防止効果をより高めることができる。しかも、挟着時に緩衝材２ｃによってベルト１０を押さえ込むようになるため、プーリ側端部２ｂ側における圧縮量を小さくしながらも、ベルト１０を挟着保持する効果は維持することができる。更に、背面側プレート２とベルト１０との間にプーリ側端部２ｂ側からゴミ等の異物が侵入することを防止する効果もある。
【００３５】
緩衝材２ｃとしては、一般に可撓性や弾性を有する軟質材を用いることができ、例えばゴム、発泡合成樹脂、スポンジ、フェルト等が挙げられる。
【００３６】
図３は第３の実施形態に係るベルト固定装置を示している。図１と同一符号の部位は同一構成の部位であるため詳細な説明は省略する。
【００３７】
このベルト固定装置１Ｃにおいて背面側プレート２は従来と同一構成であるが、歯面側プレート３の複数の歯部３ｂのうちのプーリ側端部３ｃ側に位置する歯部３ｂ１の突出高さを、該プーリ側端部３ｃよりも内側（図示左側）に位置する歯部３ｂ２の突出高さより低く形成している。
【００３８】
これにより、プーリ側端部３ｃ側に位置する突出高さを低くした歯部３ｂ１の先端が背面側プレート２との間でベルト本体１０ａを挟着する際の圧縮量は、内側の歯部３ｂ２の圧縮量よりも小さくなり、ベルト１０の根元部分に応力が掛かることを緩和でき、応力集中を防止してベルト１０の破損を防止することができる。
【００３９】
ここでは６つの歯部３ｂのうちのプーリ側端部３ｃ側の３つの歯部３ｂ１の突出高さを低く形成したが、少なくとも最もプーリ側端部３ｃ側に位置する１つの歯部３ｂの突出高さが低く形成されていればよい。
【００４０】
また、図示するように複数の歯部３ｂ１の突出高さを低く形成する場合、各歯部３ｂ１の突出高さは全て同一高さとするものに限らず、プーリ側端部３ｃに行くに従って低くなるように、複数の歯部３ｂ１間で突出高さを異ならせるようにしてもよい。
【００４１】
図４は第４の実施形態に係るベルト固定装置を示している。図１と同一符号の部位は同一構成の部位であるため詳細な説明は省略する。
【００４２】
このベルト固定装置１Ｄでは、歯面側プレート３の複数の歯部３ｂは全て同一の突出高さであるが、その複数の歯部３ｂうちのプーリ側端部３ｃ側に位置する歯部３ｂ１の少なくともベルト１０との当接面が、該プーリ側端部３ｃよりも内側（図示左側）に位置する該歯部３ｂ２よりも弾性を有している。
【００４３】
これにより、プーリ側端部３ｃに位置する弾性を有する歯部３ｂ１の先端が背面側プレート２との間でベルト本体１０ａを挟着する際の圧縮量は、弾性を有する分、内側の歯部３ｂ２の圧縮量より小さくなり、ベルト１０の根元部分に応力が掛かることを緩和でき、応力集中を防止してベルト１０の破損を防止することができる。
【００４４】
歯部３ｂは一般に金属材で形成されるが、複数の歯部３ｂのうちプーリ側端部３ｃ側に位置する歯部３ｂ１を、ゴム、軟質合成樹脂等の弾性材で形成することで、それよりも内側の歯部３ｂ２よりも弾性を持たせることができる。歯部３ｂ１は、図中斜線で示すように歯部全体がゴム、軟質合成樹脂等の弾性材で形成されるようにしてもよいし、ベルト本体１０と直に当接する歯部３ｂ１の先端側が部分的に弾性材で形成されるようにしてもよい。
【００４５】
また、図５に示すように、プーリ側端部３ｃ側に位置する複数の歯部３ｂ１の中で、図中斜線で示すように弾性材で形成する部分が、プーリ側端部３ｃに行くに従って次第に大きくなるように形成してもよい。これにより最もプーリ側端部３ｃ側に位置する歯部３ｂが最も撓み易くなるため、他の歯部３ｂよりも圧縮量を小さくすることができる。
【００４６】
以上の各実施形態における背面側プレート２と歯面側プレート３は、適宜組み合わせることもできる。以下に組み合わせによる実施形態を示す。
【００４７】
図６は、第５の実施形態に係るベルト固定装置を示している。このベルト固定装置１Ｅは、図１に示した第１の実施形態に係る挟着面２ａが傾斜状の背面側プレート２と、図３に示した第３の実施形態に係る歯部３ｂ１の突出高さを低くした歯面側プレート３とを組み合わせている。
【００４８】
図７は、第６の実施形態に係るベルト固定装置を示している。このベルト固定装置１Ｆは、図２に示した第２の実施形態に係る挟着面２ａに緩衝材２ｃを配置した背面側プレート２と、図３に示した第３の実施形態に係る歯部３ｂ１の突出高さを低くした歯面側プレート３とを組み合わせている。
【００４９】
図８は、第７の実施形態に係るベルト固定装置を示している。このベルト固定装置１Ｇは、図１に示した第１の実施形態に係る挟着面２ａが傾斜状の背面側プレート２と、図４に示した第４の実施形態に係る弾性を有する歯部３ｂ１を有する歯面側プレート３とを組み合わせている。この歯部３ｂ１は、図５に示した歯部３ｂ１でもよい。
【００５０】
図９は、第８の実施形態に係るベルト固定装置を示している。このベルト固定装置１Ｈは、図２に示した第２の実施形態に係る挟着面２ａに緩衝材２ｃを配置した背面側プレート２と、図４に示した第４の実施形態に係る弾性を有する歯部３ｂ１を有する歯面側プレート３とを組み合わせている。この歯部３ｂ１は、図５に示した歯部３ｂ１でもよい。
【００５１】
図１０は、第９の実施形態に係るベルト固定装置を示している。
【００５２】
このベルト固定装置１Ｉは、図１３に示した駆動装置２００に用いられているベルト固定装置２０６と同様に、ベルト１０の両端部を近接させてそれぞれ固定するタイプのものであり、図示左右両側がそれぞれプーリ側端部となっている。
【００５３】
ここでは図１に示した第１の実施形態に係る挟着面２ａが傾斜状の背面側プレート２を有する例を示しており、背面側プレート２の挟着面２ａは、中央部から図示左右両側のプーリ側端部２ｂ、２ｂ側に行くに従って歯面側プレート３との間の距離が大きくなる傾斜状に形成されている。
【００５４】
これにより、図示左右両側のプーリ側端部におけるそれぞれの圧縮量を、それよりも内側（中央部）の圧縮量より小さくすることができる。
【００５５】
このように図示左右両側がプーリ側端部となる場合の背面側プレート２及び歯面側プレート３には、以上説明した各実施形態に示す背面側プレート２及び歯面側プレート３の構成を、左右対称に形成することによって適用することができる。
【００５６】
なお、以上説明した各実施形態において、従来と同様に、背面側プレート２及び歯面側プレート３の縁部を丸め（アール）加工してもよいことはもちろんである。
【符号の説明】
【００５７】
１Ａ〜１Ｉ：ベルト固定装置
２：背面側プレート
２ａ：挟着面
２ｂ：プーリ側端部
２ｃ：緩衝材
３：歯面側プレート
３ａ：対向面
３ｂ、３ｂ１、３ｂ２：歯部
３ｃ：プーリ側端部
１０：ベルト（歯付きベルト）
１０ａ：ベルト本体
１０ｂ：歯部
１０ｃ：芯材
【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】
2014025574.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2014025574.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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