(57)【要約】【課題】  作業工具に生じる振動を低減するための改良技術が提供される。【解決手段】  モータ１１０を収容した本体部１０１と、研磨部１０３と、集塵装置装着部１０５と、集塵装置３００を有する作業工具としてのサンダー１００が構成される。当該サンダー１００の製造方法においては、本体部１０１の振動を低減可能な周波数領域として、集塵装置装着部１０５に取り付けられた集塵装置３００の所定方向の加速度が最大となる時の被駆動部の所定駆動周波数に対応して周波数領域が設定される。そして、モータ１１０の定格出力による駆動時における研磨部１０３の駆動周波数が、周波数領域内の周波数に設定される。これにより、少なくとも集塵装置３００の一部がウェイトとして、本体部１０１に生じる振動を低減する動吸振器として動作するように設定される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
集塵装置が着脱可能に装着される作業工具であって、
モータと、
先端工具が着脱可能に装着され、前記モータによって駆動される被駆動部と、
前記モータを収容する工具本体と、
少なくとも前記集塵装置の一部で構成されたウェイト部と、
前記ウェイト部と前記工具本体の間に介在状に配置された弾性部と、を有し、
前記工具本体の振動を低減可能な周波数領域として、前記ウェイト部の所定方向の加速度が最大となる時の前記被駆動部の所定駆動周波数に対応して前記周波数領域が設定され、
前記モータの定格出力による駆動時における前記被駆動部の駆動周波数が、前記周波数領域内の周波数に設定され、
当該作業工具が所定の作業を行う際に、前記ウェイト部と前記弾性部が動吸振器を構成し、前記ウェイト部が前記工具本体に対して相対移動することで、前記ウェイト部が前記工具本体に生じる振動を低減するように設定されて製造された作業工具。
【請求項２】
請求項１に記載の作業工具であって、
前記作業工具の質量に対する前記ウェイト部の質量の比率をＸとしたときに、
前記所定駆動周波数に対する前記モータの定格出力による駆動時における前記被駆動部の駆動周波数の比率Ｙが、下記の式１で示される範囲になるように前記モータの定格出力による駆動時における前記被駆動部の駆動周波数が設定されて製造された作業工具。
（式１）  −２．０９Ｘ＋０．９９  ≦  Ｙ  ≦  −０．８５Ｘ＋１．０７
【請求項３】
請求項２に記載の作業工具であって、
前記比率Ｙが、下記の式２で示される範囲になるように前記モータの定格出力による駆動時における前記被駆動部の駆動周波数が設定されて製造された作業工具。
（式２）  −１．４７Ｘ＋０．９６  ≦  Ｙ  ≦  −１．４７Ｘ＋１．１０
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の作業工具であって、
前記工具本体から延在する延在軸を有するように形成された取付部を有し、
前記集塵装置は、前記取付部に取り付けられるように構成されていることを特徴とする作業工具。
【請求項５】
請求項４に記載の作業工具であって、
前記集塵装置は、弾性要素を有しており、前記弾性要素を介して前記取付部に取り付けられるように構成されており、
前記弾性部は、前記弾性要素によって構成されており、
前記ウェイト部は、前記集塵装置の前記弾性要素以外の部分によって構成されており、
前記ウェイト部としての前記集塵装置の前記弾性要素以外の部分が前記工具本体に対して相対移動することで、前記集塵装置が動吸振器として動作するように構成されていることを特徴とする作業工具。
【請求項６】
請求項５に記載の作業工具であって、
前記弾性要素は、前記取付部の外周部に係合する弾性変形可能な係合部として構成されており、
前記集塵装置は、前記係合部の外側に配置された係止部を有し、
前記係合部が前記取付部に係合する際に、前記係合部が弾性変形することで前記係合部と前記係止部が協働して、前記集塵装置が前記取付部から脱落することを規制するように構成されていることを特徴とする作業工具。
【請求項７】
請求項４に記載の作業工具であって、
前記弾性部は、前記取付部によって構成されており、
前記ウェイト部は、前記集塵装置全体で構成されており、
前記集塵装置が前記工具本体に対して相対移動することで、前記集塵装置が動吸振器として動作するように構成されていることを特徴とする作業工具。
【請求項８】
請求項４〜７のいずれか１項に記載の作業工具であって、
前記集塵装置は、前記取付部の外周部に係合する係合部を有し、
前記取付部と前記係合部のうちの一方の構成要素には凸部が形成されており、
前記取付部と前記係合部のうちの他方の構成要素には凹部が形成されており、
前記凸部と前記凹部が係合することで、前記集塵装置が前記取付部から脱落することを規制するように構成されていることを特徴とする作業工具。
【請求項９】
請求項７または８に記載の作業工具であって、
前記係合部が前記取付部に対して当該取付部の延在軸方向に摺動することで、前記集塵装置が前記取付部に取り付けられるように構成されており、
前記延在軸方向において前記取付部に対する前記係合部の位置決めを行う位置決め部を有することを特徴とする作業工具。
【請求項１０】
請求項９に記載の作業工具であって、
前記取付部は、前記延在軸に交差する断面が円形状に形成されており、先端側の第１径部と、前記延在軸方向に関して前記第１径部より前記工具本体側に設けられ、前記第１径部よりも大径の第２径部と、を有し、
前記取付部には、前記第１径部に装着される第１集塵装置と前記第２径部に装着される第２集塵装置がそれぞれ装着されるように構成されており、
前記第１集塵装置が装着される場合には、前記第２径部が前記第１集塵装置の前記係合部の位置決めを行う位置決め部として機能するように構成されていることを特徴とする作業工具。
【請求項１１】
請求項１０に記載の作業工具であって、
前記取付部は、前記第２径部に設けられた第２位置決め部を有し、
前記第２集塵装置が装着される場合には、前記第２位置決め部が前記第２集塵装置の前記係合部の位置決めを行うように構成されていることを特徴とする作業工具。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の作業工具であって、
当該作業工具の所定作業時に、被加工材から先端工具を介して前記被駆動部に作用する負荷を計測するセンサと、
前記センサの計測結果に基づいて前記モータを制御する制御装置と、を有し、
前記制御装置は、前記センサの計測結果に基づいて、前記周波数領域内の周波数に設定された前記被駆動部の駆動周波数を一定に保つように前記モータの回転数を制御するように構成されていることを特徴とする作業工具。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の作業工具であって、
前記取付部は、前記延在軸にそれぞれ交差する第１方向と第２方向に関して、前記第１方向に関する曲げ剛性が前記第２方向に関する曲げ剛性より小さくなるように構成されており、
前記第１方向が、前記工具本体に生じる振動の方向のうち最も大きい振動が生じる方向に一致するように設定して製造された作業工具。
【請求項１４】
集塵装置が着脱可能に装着される作業工具の製造方法であって、
当該作業工具は、
モータと、
先端工具が着脱可能に装着され、前記モータによって駆動される被駆動部と、
前記モータを収容する工具本体と、
少なくとも前記集塵装置の一部で構成されたウェイト部と、
前記ウェイト部と前記工具本体の間に介在状に配置された弾性部と、を有し、
前記工具本体の振動を低減する周波数領域として、前記ウェイト部の所定方向の加速度が最大となる時の前記被駆動部の所定駆動周波数に対応して前記周波数領域を設定するステップと、
前記モータの定格回転による駆動時における前記被駆動部の駆動周波数を、前記周波数領域内の周波数に設定するステップと、を有し、
当該作業工具が所定の作業を行う際に、前記ウェイト部と前記弾性部が動吸振器を構成し、前記ウェイト部が前記工具本体に対して相対移動することで、前記ウェイト部が前記工具本体に生じる振動を低減するように設定された作業工具の製造方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の作業工具の製造方法であって、
前記作業工具の質量に対する前記ウェイト部の質量の比率をＸとしたときに、
前記所定駆動周波数に対する前記モータの定格出力による駆動時における前記被駆動部の駆動周波数の比率Ｙが、下記の式３で示される範囲になるように前記モータの定格出力による駆動時における前記被駆動部の駆動周波数を設定するステップを有する作業工具の製造方法。
（式３）  −２．０９Ｘ＋０．９９  ≦  Ｙ  ≦  −０．８５Ｘ＋１．０７
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集塵装置が動吸振器として動作するように設定された作業工具および当該作業工具の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２０１１−０３１３８３号公報には、研磨作業に使用されるサンダーが開示されている。このサンダーは、粉塵排出ノズルを有しており、当該粉塵排出ノズルに集塵袋が装着されるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−０３１３８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特開２０１１−０３１３８３号公報に記載されたサンダーは、研磨作業を行う際に、工具本体としてのモータハウジングに振動が生じ、工具本体に生じる振動によって作業性が低下するおそれがある。そのため、作業工具の加工作業時に発生する振動の低減について検討する余地がある。そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、作業工具に生じる振動を低減するための技術に関する改良技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を達成するため、本発明に係る作業工具の好ましい形態によれば、モータと、先端工具が着脱可能に装着され、モータによって駆動される被駆動部と、モータを収容する工具本体と、少なくとも集塵装置の一部で構成されるウェイト部と、ウェイト部と工具本体の間に介在状に配置される弾性部と、を有する作業工具が構成される。当該作業工具においては、工具本体の振動を低減可能な周波数領域として、ウェイト部の所定方向の加速度が最大となる時の被駆動部の所定駆動周波数に対応して周波数領域が設定される。そして、モータの定格出力による駆動時における被駆動部の駆動周波数が、周波数領域内の周波数に設定される。これにより、当該作業工具が所定の作業を行う際に、ウェイト部と弾性部が動吸振器を構成し、ウェイト部が工具本体に対して相対移動することで、ウェイト部が工具本体に生じる振動を低減するように設定されて製造された作業工具。
【０００６】
本発明によれば、少なくとも集塵装置の一部がウェイト部を構成して動吸振器として動作するように設定されているため、集塵装置が動吸振器として動作しない構成に比べて、作業工具による加工作業時に工具本体に生じる振動が低減される。
【０００７】
本発明に係る作業工具の更なる形態によれば、作業工具の質量に対するウェイト部の質量の比率をＸとしたときに、所定駆動周波数に対するモータの定格出力による駆動時における被駆動部の駆動周波数の比率Ｙが、下記の式１で示される範囲になるようにモータの定格出力による駆動時における被駆動部の駆動周波数が設定されている。
（式１）−２．０９Ｘ＋０．９９  ≦  Ｙ  ≦  −０．８５Ｘ＋１．０７
より好ましくは、比率Ｙが下記の式２で示される範囲になるようにモータの定格出力による駆動時における被駆動部の駆動周波数が設定されている。
（式２）−１．４７Ｘ＋０．９６  ≦  Ｙ  ≦  −１．４７Ｘ＋１．１０
【０００８】
本形態によれば、少なくとも集塵装置の一部がウェイト部を構成し、ウェイト部の質量に応じて、モータの定格出力による駆動時における被駆動部の駆動周波数を所定の駆動周波数に設定することで、集塵装置が動吸振器として動作するように設定される。
【０００９】
本発明に係る作業工具の更なる形態によれば、工具本体から延在する延在軸を有するように形成された取付部を有する。そして、集塵装置は、取付部に取り付けられるように構成されている。
【００１０】
本形態によれば、取付部は片持ち梁状に形成されるため、ウェイト部を構成する集塵装置の部分が動吸振器としてより合理的に動作する。
【００１１】
本発明に係る作業工具の更なる形態によれば、集塵装置は弾性要素を有しており、弾性要素を介して取付部に取り付けられるように構成されている。そして、弾性部は、弾性要素によって構成されており、ウェイト部は集塵装置の弾性要素以外の部分によって構成されている。そして、ウェイト部としての集塵装置の弾性要素以外の部分が工具本体に対して相対移動することで、集塵装置が動吸振器として動作するように構成されている。
【００１２】
本形態によれば、集塵装置が弾性要素を介して取り付けられることで、集塵装置の弾性要素以外の部分がウェイト部として工具本体に対して相対移動される。したがって、集塵装置が動吸振器として合理的に動作する。
【００１３】
本発明に係る作業工具の更なる形態によれば、弾性要素は、取付部の外周部に係合する弾性変形可能な係合部として構成されている。そして集塵装置は、係合部の外側に配置された係止部を有する。係合部が取付部に係合する際に、係合部が弾性変形することで係合部と係止部が協働して、集塵装置が取付部から脱落することを規制するように構成されている。係合部と係止部が協働する態様としては、係合部の外側に配置された係止部が係合部の外側への弾性変形を規制することで、弾性変形により生じる弾性力が取付部に作用する態様を包含する。なお、この場合、係止部と係合部が協働する構成であれば、係合部の外側への弾性変形は許容される。
【００１４】
本形態によれば、集塵装置が弾性要素を介して取り付けられることで、集塵装置を取り付けるための弾性要素が動吸振器のウェイトを移動させるための弾性要素としても機能する。すなわち、弾性要素が２つの機能を有するため、作業工具の部品点数が削減される。
【００１５】
本発明に係る作業工具の更なる形態によれば、弾性部は、取付部によって構成されており、ウェイト部は、集塵装置全体で構成されている。そして、集塵装置が工具本体に対して相対移動することで、集塵装置が動吸振器として動作するように構成されている。
【００１６】
本形態によれば、集塵装置がウェイト部として工具本体に対して相対移動される。したがって、集塵装置が動吸振器として合理的に動作する。
【００１７】
本発明に係る作業工具の更なる形態によれば、集塵装置は、取付部の外周部に係合する係合部を有する。取付部と係合部のうちの一方の構成要素には凸部が形成されており、取付部と係合部のうちの他方の構成要素には凹部が形成されている。そして、凸部と凹部が係合することで、集塵装置が取付部から脱落することを規制するように構成されている。
【００１８】
本形態によれば、凸部と凹部の係合によって、作業工具による加工作業中に集塵装置の脱落が規制される。したがって、集塵装置が動吸振器として合理的に動作する。
【００１９】
本発明に係る作業工具の更なる形態によれば、係合部が取付部に対して当該取付部の延在軸方向に摺動することで、集塵装置が取付部に取り付けられるように構成されている。そして、延在軸方向において取付部に対する係合部の位置決めを行う位置決め部を有する。位置決め部としては、典型的には、取付部に設けられた凸部や工具本体に設けられた凸部等を好適に包含する。すなわち、延在軸方向に摺動した係合部が凸部に当接することで、係合部が位置決めされる構成が好ましい。なお、位置決め部としては、集塵装置の係合部に設けられた凸部が、取付部あるいは工具本体に当接する構成であってもよい。
【００２０】
本形態によれば、集塵装置が取付部の所定の位置で装着される。したがって、集塵装置が取付部に装着されることで、集塵装置が動吸振器として合理的に動作する。
【００２１】
本発明に係る作業工具の更なる形態によれば、取付部は、延在軸に交差する断面が円形状に形成されており、先端側の第１径部と、延在軸方向に関して第１径部より工具本体側に設けられ、第１径部よりも大径の第２径部と、を有する。取付部には、第１径部に装着される第１集塵装置と第２径部に装着される集塵装置がそれぞれ装着されるように構成されている。そして、第１集塵装置が装着される場合には、第２径部が第１集塵装置の係合部の位置決めを行う位置決め部として機能するように構成されている。なお、取付部の断面の円形状とは、真円に限られず、大凡円形であれば楕円や長円等も包含する。また好ましくは、取付部は、第２径部に設けられた第２位置決め部を有する。そして、第２集塵装置が装着される場合には、第２位置決め部が第２集塵装置の係合部の位置決めを行うように構成されている。
【００２２】
本形態によれば、取付部に複数の集塵装置が装着される。そして、取付部の形状によって、装着される集塵装置に応じて、集塵装置が装着される位置が異なる。したがって、装着される集塵装置に応じて、所定位置に装着されることで、集塵装置が動吸振器として合理的に動作する。
【００２３】
本発明に係る作業工具の更なる形態によれば、作業工具の所定作業時に、被加工材から先端工具を介して被駆動部に作用する負荷を計測するセンサと、センサの計測結果に基づいてモータを制御する制御装置と、を有する。そして、制御装置は、センサの計測結果に基づいて、周波数領域内の周波数に設定された被駆動部の駆動周波数を一定に保つようにモータの回転数を制御するように構成されている。ここで、被駆動部に作用する負荷を計測するセンサは、被駆動部に作用する負荷を直接的に計測する加速度センサや圧力センサ、あるいは被駆動部材を駆動するモータに関する指標を計測することで、被駆動部に作用する負荷を間接的に計測するセンサを好適に包含する。直接的に負荷を計測するセンサは、加速度センサや圧力センサが該当する。また、間接的に負荷を計測するセンサは、モータに供給される電力に関する指標を検出する電流計や電圧計、あるいはモータの出力軸に関する指標を検出するトルクセンサや回転計が該当する。
【００２４】
作業工具は、加工作業時の被加工材からの反力によって、被駆動部の駆動周波数が変動することがある。そのため、本形態によれば、加工作業時に被駆動部の駆動周波数が変動した場合であっても、モータの回転数を制御することで、被駆動部の駆動周波数をほぼ一定に保つことができる。したがって、加工作業時に被駆動部に作用する負荷が変動した場合であっても、集塵装置が動吸振器として合理的に動作する。
【００２５】
本発明に係る作業工具の更なる形態によれば、取付部は、延在軸にそれぞれ交差する第１方向と第２方向に関して、第１方向に関する曲げ剛性が第２方向に関する曲げ剛性より小さくなるように構成されている。そして、第１方向が、工具本体に生じる振動の方向のうち最も大きい振動が生じる方向に一致するように設定されている。
【００２６】
一般に加工作業の態様に応じて振動の方向が定まる。すなわち、作業工具によって遂行される加工作業は異なり、加工作業時の振動は作業工具に応じて定まる。そのため、本形態によれば、作業工具に応じて定まる振動の方向と、取付部の曲げ剛性が小さくなるように設定することで、集塵装置がより大きい振幅で振動される。すなわち、取付部が動吸振器の弾性要素としても機能することで、より合理的に集塵装置が動吸振器として動作する。
【００２７】
本発明に係る作業工具の製造方法の好ましい形態によれば、モータと、先端工具が着脱可能に装着され、モータによって駆動される被駆動部と、モータを収容する工具本体と、少なくとも集塵装置の一部で構成されたウェイト部と、ウェイト部と工具本体の間に介在状に配置された弾性部と、を有する作業工具の製造方法が提供される。この作業工具の製造方法においては、工具本体の振動を低減する周波数領域として、ウェイト部の所定方向の加速度が最大となる時の被駆動部の所定駆動周波数に対応して周波数領域を設定するステップと、モータの定格回転による駆動時における被駆動部の駆動周波数を、当該周波数領域内の周波数に設定するステップと、を有する。そして、作業工具が所定の作業を行う際に、ウェイト部と弾性部が動吸振器を構成し、ウェイト部が工具本体に対して相対移動することで、ウェイト部が工具本体に生じる振動を低減するように設定される。
【００２８】
本発明によれば、モータの定格回転による駆動時における被駆動部の駆動周波数が所定の周波数領域内の周波数に設定されるため、集塵装置が装着された場合に、集塵装置の少なくとも一部がウェイト部を構成して動吸振器として動作するように設定されているため、作業工具による加工作業時に工具本体に生じる振動を低減する動吸振器として動作する作業工具を製造する製造方法が提供される。
【００２９】
本発明に係る作業工具の製造方法の更なる形態によれば、作業工具の質量に対するウェイト部の質量の比率をＸとしたときに、所定駆動周波数に対するモータの定格出力による駆動時における被駆動部の駆動周波数の比率Ｙが、下記の式３で示される範囲になるようにモータの定格出力による駆動時における被駆動部の駆動周波数を設定するステップを有する。
（式３）−２．０９Ｘ＋０．９９  ≦  Ｙ  ≦  −０．８５Ｘ＋１．０７
【００３０】
本形態によれば、少なくとも集塵装置の一部がウェイト部を構成し、ウェイト部の質量に応じて、モータの定格出力による駆動時における被駆動部の駆動周波数を所定の駆動周波数に設定されるため、集塵装置が合理的に動吸振器として動作する作業工具を製造する製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、作業工具に生じる振動を低減するための改良技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】第１実施形態に係るサンダーの全体構成を示す断面図である。
【図２】集塵装置における所定方向の加速度の計測結果を示すグラフである。
【図３】本体部における所定方向の加速度の計測結果を示すグラフである。
【図４】サンダーの質量に対する集塵装置の質量の比率Ｘと、集塵装置の加速度最大時の周波数に対する研磨部の駆動周波数の比率Ｙに関して、本体部における振動が低減される振動低減周波数領域を示すグラフである。
【図５】第２実施形態に係るサンダーの全体構成を示す断面図である。
【図６】第２実施形態に係るサンダーの全体構成を示す断面図である。
【図７】第１変形例に係る集塵装置装着部を示す断面図である。
【図８】第２変形例に係るサンダーの集塵装置装着部と集塵装置の本体接続部の係合を示す断面図である。
【図９】第３変形例に係るサンダーの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
（第１実施形態）
第１実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。第１実施形態は、作業工具の一例として被加工材の研磨作業を行うサンダーを用いて説明する。図１に示すように、サンダー１００は、概括的に見て、サンダー１００の外郭を形成する本体部１０１、研磨部１０３、集塵装置装着部１０５を主体として構成される。
【００３４】
本体部１０１は、樹脂製であり、出力軸１１１を有するモータ１１０を収容している。出力軸１１１は、本体部１０１から突出し、研磨部１０３に接続されている。研磨部１０３は、本体部１０１の下方に配置された略円形の板状部材であり、サンドペーパー２００が装着されて研磨面を形成する。研磨部１０３は、モータ１１０の出力軸１１１から偏心した位置で軸止されており、モータ１１０により駆動されて偏心運動を行うように構成されている。従って、研磨部１０３の研磨面を被加工材に押し当てた状態で研磨部１０３を駆動することで研磨作業が行われる。この本体部１０１が、本発明における「工具本体」に対応し、研磨部１０３が、本発明における「被駆動部」に対応する実施構成例である。
【００３５】
集塵装置装着部１０５は、本体部１０１から片持ち梁状に突出し、断面が円形状の略円筒状に形成されている。集塵装置装着部１０５は、基端側から先端側に向かって、直径が小さくなるようなテーパー状に形成されている。この集塵装置装着部１０５の基端側に向かって集塵装置３００を摺動させることで、集塵装置３００が着脱可能に装着される。この集塵装置装着部１０５は、樹脂製であり、片持ち梁状に構成されているため、樹脂の弾性により変形し、装着された集塵装置３００が本体部１０１に対して相対移動可能に構成されている。この集塵装置装着部１０５が、本発明における「取付部」に対応する実施構成例である。
【００３６】
モータ１１０の出力軸１１１には、ファン１１３が取り付けられている。また、研磨部１０３には貫通孔１０４が設けられており、集塵装置装着部１０５には連通部１０６が設けられている。したがって、モータ１１０の駆動によって、ファン１１３が空気流を発生し、これにより貫通孔１０４から集塵された粉塵が連通部１０６を介して、集塵装置装着部１０５に装着された集塵装置３００に移送される。このモータ１１０が、本発明における「モータ」に対応する実施構成例である。
【００３７】
図１に示すように、集塵装置３００は、集塵部３１０、本体接続部３２０、および係止リング３３０を主体として構成されている。集塵部３１０は、布製の袋体であり、ファン１１３によって移送された粉塵を収容する。本体接続部３２０は、ゴム製であり、集塵部保持部３２１と係合部３２３を有する。集塵部保持部３２１は、集塵部３１０に係合して集塵部３１０を保持する。係合部３２３は、略円筒状に形成されており、集塵装置装着部１０５の外周面に係合して取り付けられる。係止リング３３０は、金属製であり、係合部３２３の外側に配置され、係合部３２３の径方向外側への変形を規制する。この集塵装置３００が集塵装置装着部１０５に取り付けられた状態で、本体接続部３２０のゴムの弾性によって集塵部３１０が集塵装置装着部１０５に対して相対移動可能に構成されている。この集塵装置３００が、本発明における「集塵装置」に対応する実施構成例である。また、係合部３２３、係止リング３３０が、それぞれ本発明における「係合部」、「係止部」に対応する実施構成例である。
【００３８】
以上の通り構成されたサンダー１００において、本願発明者は、被加工材に対する加工作業中に集塵装置３００が本体部１０１の振動を低減する動吸振器として動作することを知見した。すなわち、集塵装置３００の質量、工具本体としての本体部１０１、研磨部１０３等の質量、および集塵装置３００の加速度が最大となる時の研磨部１０３の駆動周波数に着目し、モータ１１０の定格出力による駆動時における研磨部１０３の駆動周波数を所定の周波数に設定することで、サンダー１００が駆動する際に、集塵装置３００が本体部１０１に生じる振動を低減するように動作することを知見した。
【００３９】
本実施形態においては、片持ち梁状に形成された集塵装置装着部１０５の先端領域に、集塵装置３００が装着されている。これにより、集塵装置３００は、本体部１０１に対して相対移動可能に構成されている。したがって、集塵装置３００と集塵装置装着部１０５が動吸振器を構成している。すなわち、集塵装置３００が動吸振器のウェイトとして動作し、集塵装置装着部１０５が動吸振器の弾性部材として動作する。この集塵装置３００、集塵装置装着部１０５が、それぞれ本発明の「ウェイト部」、「弾性部」に対応する実施構成例である。
【００４０】
本願発明者は、実験により集塵装置３００を動吸振器として動作させるための条件を導き出した。本実験においては、サンダー１００を駆動させた時の、本体部１０１および集塵装置３００の図１の水平方向（以下、所定方向と称す）における加速度を測定した。実験パラメータとして、加速度の測定においては、モータ１１０の回転数を変更することで、研磨部１０３の駆動周波数を変更させるとともに、集塵装置３００の質量を変更することで、サンダー１００の質量に対する集塵装置３００の質量の比率Ｘを変更した。すなわち、サンダー１００の質量に対する集塵装置３００の質量の比率Ｘは、０．０５，０．１０，０．２０となるように設定した。なお、集塵部３１０を備えた集塵装置３００の場合の比率Ｘは０．０５であり、集塵装置３００の集塵部３１０に重りを付加することで比率Ｘが０．１０，０．２０になるように設定した。
【００４１】
図２における横軸はモータ１１０の１分当たりの回転数（ｒｐｍ）であり、縦軸は測定された集塵装置３００の加速度（ｍ／ｓ２）である。また、図３における横軸はモータ１１０の１分当たりの回転数（ｒｐｍ）であり、縦軸は計測された本体部１０１の加速度（ｍ／ｓ２）である。
【００４２】
図２に示すように、プロット１０，２０，３０は、それぞれ比率Ｘが０．０５，０．１０，０．２０の時の集塵装置３００の所定方向の加速度を示す実験結果である。また、図３に示すように、プロット１１，２１，３１は、それぞれ比率Ｘが０．０５，０．１０，０．２０の時の本体部１０１の所定方向の加速度を示す実験結果である。なお、図３におけるプロット１は、集塵装置３００が装着されていない状態における本体部１０１の所定方向の加速度を示している。
【００４３】
本願発明者は、図２と図３で示された実験結果を比較し、プロット１０，２０，３０において集塵装置３００の所定方向の加速度が最大となる時の研磨部１０３のそれぞれの駆動周波数Ｆ１（以下、集塵装置の加速度最大時の周波数とも称す）よりも低い駆動周波数において、プロット１１，２１，３１におけるプロット１からの乖離が最大になる駆動周波数が存在することを知見した。すなわち、本体部１０１の所定方向の加速度が、集塵装置３００が装着されていない本体部１０１に比べて低減される駆動周波数であって、低減される加速度が最大となる駆動周波数Ｆ２（以下、加速度最大低減周波数とも称す）が存在することを知見した。さらに、当該加速度最大低減周波数を含む所定の周波数領域Ａにおいて、本体部１０１の所定方向の加速度が、集塵装置３００が装着されていない本体部１０１に比べて低減されることを知見した。この周波数領域Ａが、本発明における「工具本体の振動を低減可能な周波数領域」に対応する実施構成例である。
【００４４】
比率Ｘが０．０５，０．１０，０．２０の時の、それぞれの駆動周波数Ｆ１に対応するモータ１１０の回転数は、１４．３×１０３，１１．８×１０３，９．６７×１０３（ｒｐｍ）である。また、比率Ｘが０．０５，０．１０，０．２０の時の、それぞれの駆動周波数Ｆ２に対応するモータ１１０の回転数は、１３．７×１０３，１０．３×１０３，７．１２×１０３（ｒｐｍ）である。
【００４５】
図４における横軸Ｘはサンダー１００の質量に対する集塵装置３００の質量の比率であり、縦軸Ｙは集塵装置の加速度最大時の駆動周波数Ｆ１に対する研磨部１０３の駆動周波数の比率である。各比率Ｘに関して、集塵装置の加速度最大時の駆動周波数Ｆ１に対する加速度最大低減周波数Ｆ２の比率Ｙが、図４のプロット６０で示される。比率Ｘが０．０５，０．１０，０．２０の時の、それぞれの比率Ｙは０．９６，０．８７，０．７４である。
【００４６】
また、各比率Ｘに関して、本体部１０１の加速度が低減される周波数領域Ａにおける、集塵装置の加速度最大時の周波数Ｆ１に対する研磨部１０３の駆動周波数の比率Ｙの上限および下限が、図４のプロット５０およびプロット７０でそれぞれ示される。比率Ｘが０．０５のときの、比率Ｙの上限および下限は、それぞれ１．０３，０．８９である。また、比率Ｘが０．１０のときの、比率Ｙの上限および下限は、それぞれ０．９７，０．７７である。また、比率Ｘが０．２０のときの、比率Ｙの上限および下限は、それぞれ０．９０，０．５７である。
【００４７】
したがって、グラフ５０およびグラフ７０で囲まれた範囲内において、集塵装置３００は本体部１０１の所定方向の加速度を低減する。換言すると、グラフ５０およびグラフ７０で囲まれた範囲内において、集塵装置は動吸振器として動作する。
【００４８】
グラフ５０，６０，７０は、サンダー１００の質量に対する集塵装置の質量の比率Ｘおよび集塵装置の加速度最大時の駆動周波数Ｆ１に対する研磨部１０３の駆動周波数の比率Ｙを用いて、それぞれ下記の式４〜式６で示される。
（式４）  Ｙ＝−２．０９Ｘ＋０．９９
（式５）  Ｙ＝−１．４７Ｘ＋１．０３
（式６）  Ｙ＝−０．８５Ｘ＋１．０７
【００４９】
したがって、集塵装置の加速度最大時の駆動周波数Ｆ１に対する、加工作業時におけるモータ１１０が駆動した時の研磨部１０３の駆動周波数の比率Ｙが下記の式７で示される範囲に設定される場合には、集塵装置３００が本体部１０１の所定方向の加速度が低減される。すなわち、加工作業時におけるモータ１１０が駆動した時の研磨部１０３の駆動周波数を所定の駆動周波数領域Ａ内の周波数に設定することで、集塵装置３００が動吸振器として動作する。
（式７）  −２．０９Ｘ＋０．９９  ≦  Ｙ  ≦  −０．８５Ｘ＋１．０７
【００５０】
特に、比率Ｘが０．０５の場合においては、本体部１０１の加速度が低減される周波数領域Ａが最も狭い。すなわち、周波数領域Ａにおける上限と下限の差が最も小さい。比率Ｘが０．１０，０．２０の場合においても、周波数領域Ａにおける上限と下限の差を比率Ｘが０．０５の場合と同様に設定した場合には、比率Ｙが下記の式８で示される範囲に設定される。このように、加工作業時におけるモータ１１０が駆動した時の研磨部１０３の駆動周波数を設定することで、集塵装置３００がより効果的に本体部１０１の振動を低減する。
（式８）  −１．４７Ｘ＋０．９６  ≦  Ｙ  ≦  −１．４７Ｘ＋１．１０
【００５１】
次に、集塵装置３００を動吸振器として動作させるためのサンダー１００の製造方法について説明する。まず、サンダー１００を構成する各部品および集塵装置３００を準備する（ステップ１）。そして、サンダー１００に集塵装置３００を装着する前に、モータ１１０をそれぞれの回転数で駆動させたときの本体部１０１における所定方向の加速度を測定する（ステップ２）。その後、サンダー１００に集塵装置３００を装着し、モータ１１０をそれぞれの回転数で駆動させたときの集塵装置３００における所定方向の加速度を測定する（ステップ３）。さらに、サンダー１００に集塵装置３００を装着した状態で、モータ１１０をそれぞれの回転数で駆動させたときの本体部１０１における所定方向の加速度を測定する（ステップ４）。
【００５２】
次に、ステップ３の測定結果から集塵装置３００における加速度が最大となる時のモータ１１０の回転数に対応した研磨部１０３の駆動周波数Ｆ１を取得する（ステップ５）。そして、ステップ２およびステップ４の測定結果を比較して、ステップ５の結果から取得した研磨部１０３の駆動周波数に対応して本体部１０１における加速度が低減されるモータ１１０の回転数領域に対応する研磨部１０３の駆動周波数領域Ａを取得する（ステップ６）。そして、最後にモータ１１０の定格出力による駆動時における研磨部１０３の駆動周波数を、ステップ６で取得した研磨部１０３の駆動周波数領域Ａ内の周波数に設定する（ステップ７）。
【００５３】
以上のサンダー１００の製造方法においては、研磨部１０３の駆動周波数がモータ１１０の回転数に一致するため、研磨部１０３の駆動周波数に変えて、モータ１１０の回転数を所定の回転数領域内の回転数に設定するように変更してもよい。また一方で、モータ１１０の回転速度が減速されて研磨部１０３に伝達される場合には、研磨部１０３の駆動周波数とモータ１１０の回転数の関係は線形であるため、研磨部１０３の駆動周波数に変えてモータ１１０の回転数を設定してもよい。
【００５４】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について、図５、図６を参照して説明する。第２実施形態におけるサンダー１００は、第１実施形態と比較して、集塵装置装着部１０５の構成が異なる。集塵装置装着部１０５以外の構成については、第１実施形態のサンダー１００と概ね同様の構成であり、同じ符号を付して説明を省略する。
【００５５】
図５に示すように、第２実施形態における集塵装置装着部１０５は、基端側の大径部１２１と先端側の小径部１２３が形成されている。さらに、集塵装置装着部１０５には、凸部１２５が形成されている。図５に示すように、小径部１２３には集塵装置３００が装着されるように構成されている。また、図６に示すように、大径部１２１には集塵装置４００が装着されるように構成されている。すなわち、集塵装置装着部１０５には、複数の集塵装置が装着可能である。
【００５６】
図６に示すように、集塵装置４００は、集塵部４１０、本体接続部４２０、および係止部４３０を主体として構成されている。集塵部４１０は、樹脂製の箱体であり、ファン１１３によって移送された粉塵を収容する。本体接続部４２０は、ゴム製であり、集塵部保持部４２１と係合部４２３を有する。集塵部保持部４２１は、集塵部４１０に係合して集塵部４１０を保持する。係合部４２３は、略円筒状に形成されており、集塵装置装着部１０５の外周面に係合して取り付けられる。係止部４３０は、樹脂製であり、係合部４２３の外側に配置され、係合部４２３の径方向外側への変形を規制する。この集塵装置４００が集塵装置装着部１０５に取り付けられた状態で、本体接続部４２０のゴムの弾性によって集塵部４１０が集塵装置装着部１０５に対して相対移動可能に構成されている。なお、集塵部４０１を備えた集塵装置４００の場合における、サンダー１００の質量に対する集塵装置４００の質量の比率Ｘは０．１０である。この集塵装置４００が、本発明における「集塵装置」に対応する実施構成例である。また、係合部４２３、係止部４３０が、それぞれ本発明における「係合部」、「係止部」に対応する実施構成例である。
【００５７】
集塵装置３００を集塵装置装着部１０５に装着する場合には、係合部３２３が小径部１２３を集塵装置装着部１０５の基端側に向かって摺動し、大径部１２１に当接することで、集塵装置３００が所定の位置に装着される。一方、集塵装置４００を集塵装置装着部１０５に装着する場合には、係合部４２３が大径部１２１を集塵装置装着部１０５の基端側に向かって摺動し、凸部１２５に当接することで、集塵装置４００が所定の位置に装着される。この集塵装置装着部１０５が、本発明における「取付部」に対応する実施構成例である。また、大径部１２１、小径部１２３が、それぞれ本発明における「第２径部」、「第１径部」に対応する実施構成例である。また、大径部１２１、当接部１２５が、それぞれ本発明における「位置決め部」、「第２位置決め部」に対応する実施構成例である。
【００５８】
集塵装置の質量が大きくなると、片持ち梁状に支持された集塵装置が振動する周波数が小さくなる。したがって、質量が大きい集塵装置４００においては、本体部１０１に近い位置に装着される。すなわち、集塵装置４００が装着された状態では、集塵装置装着部１０５における片持ち梁部分の長さが短くなるように設定されている。一方、集塵装置４００よりも質量が小さい集塵装置３００が装着された状態では、集塵装置装着部１０５における片持ち梁部分の長さが長くなるように設定されている。これにより、装着される集塵装置の質量に応じて、片持ち梁状に支持された集塵装置が振動する周波数が調整される。
【００５９】
本願発明者は、以上の通り構成された第２実施形態のサンダー１００においても、第１実施形態と同様に、式７または式８を適用して、加工作業時におけるモータ１１０が駆動した時の研磨部１０３の駆動周波数を所定の駆動周波数領域Ａ内の周波数に設定することで、集塵装置３００，４００が動吸振器として動作することを確認した。
【００６０】
以上の第１実施形態および第２実施形態によれば、集塵装置３００，４００の一部が動吸振器のウェイトとして動作するように設定されているため、集塵装置が動吸振器として動作しないサンダーに比べて、サンダー１００による加工作業時に本体部１０１に生じる振動が低減される。とりわけ、研磨部１０３の駆動周波数を、集塵装置３００，４００における所定方向の加速度が最大になる時の研磨部１０３の駆動周波数Ｆ１に対応して設定された駆動周波数領域Ａ内の周波数に設定することで、集塵装置３００，４００が合理的に動吸振器として動作する。
【００６１】
また、第１実施形態および第２実施形態によれば、集塵装置３００，４００は、ゴム製の本体接続部３２０，４２０を介して集塵装置装着部１０５に装着されるため、当該本体接続部３２０，４２０が動吸振器における弾性部材として動作する。さらに、係止リング３３０、係止部４３０が本体接続部３２０，４２０の外側に設けられて、本体接続部３２０，４２０の変形を規制しているため、サンダー１００による加工作業時において集塵装置装着部１０５に装着された集塵装置３００，４００の脱落が抑制される。
【００６２】
次に、上記の実施形態に対して各構成を変更した変形例について図７，図８を参照して説明する。
【００６３】
図７に示すように、第１変形例においては、断面形状が楕円形となるように集塵装置装着部１０５が形成されている。図７における上下方向の曲げ剛性は、水平方向の曲げ剛性よりも小さく構成されている。サンダー１００による加工作業時には、図１の上下方向を主とした振動が発生する。そのため、サンダー１００は、集塵装置装着部１０５が図１の上下方向における曲げ剛性が小さくなるように設定されて製造される。なお、この場合、集塵装置３００，４００も集塵装置装着部１０５の断面形状と同様に楕円形状に形成される。
【００６４】
図８に示すように、第２変形例においては、集塵装置装着部１０５に凹部１０５ａが形成され、本体接続部３２０，４２０に凸部３２０ａ，４２０ａが形成されている。すなわち、凹部と凸部の係合によって、集塵装置３００，４００が集塵装置装着部１０５に取り付けられる。これにより、サンダー１００による加工作業時において集塵装置装着部１０５に装着された集塵装置３００，４００の脱落が抑制される。なお、集塵装置装着部１０５に凸部が形成され、集塵装置３００，４００の本体接続部３２０，４２０に凹部が形成されていてもよい。
【００６５】
図９に示すように、第３変形例においては、モータ１１０の駆動を制御するコントローラ１３０と、モータ１１０に供給される電流値を検出する電流計１４０を有している。サンダー１００による加工作業時において、研磨部１０３は被加工材からの反力を受ける。換言すると、研磨部１０３に加工作業によって負荷が生じる。負荷が生じることで、モータ１１０の駆動に影響するため、研磨部１０３を所定の駆動周波数で駆動させるためには、モータ１１０の回転数を制御する必要がある。そこで、第３変形例においては、コントローラ１３０が、電流計１４０によって検出された電流値に基づいて、研磨部１０３の駆動周波数を一定に保つように、モータ１１０の回転数を制御する。このコントローラ１３０、電流計１４０が、それぞれ本発明の「制御装置」、「センサ」に対応する実施構成例である。
【００６６】
第３変形例によれば、加工作業による負荷に応じてコントローラ１３０がモータ１１０の回転数を制御するため、加工作業時の負荷によらず、サンダー１００の加工能力が安定する。なお、加工作業による負荷を検出するセンサとしては、電流計１４０以外に、電圧計や、モータ１１０の回転数を検出する回転計を適用してもよい。また、研磨部１０３に生じる反力を直接検出する力センサやトルクセンサ等が設けられていてもよい。
【００６７】
以上においては、弾性部材としての集塵装置装着部１０５を介して、ウェイトとしての集塵装置３００，４００が本体部１０１に連結されることで、動吸振器として動作するように構成されていたが、これには限られない。例えば、弾性部材としての本体接続部３２０，４２０を介して、ウェイトとしての集塵部３１０，４１０が本体部１１０に連結されて、集塵装置３００，４００が動吸振器として動作するように構成してもよい。すなわち、集塵装置３００，４００の一部である集塵部３１０，４１０が動吸振器のウェイトを構成する。この場合においては、集塵部３１０，４１０が、本発明における「ウェイト部」に対応し、本体接続部３２０，４２０が、本発明における「弾性部」に対応する実施構成例である。また一方で、本体部１０１と集塵装置装着部１０５の間に弾性部材が介在状に配置されており、集塵装置装着部１０５と集塵装置３００，４００がウェイトとして機能して動吸振器を構成してもよい。
【００６８】
また、以上においては、本体部１０１の振動として、図１の左右方向の加速度について考慮したが、本体部１０１における他の方向の振動を低減するように集塵装置が動吸振器として動作するように構成されていてもよい。また、本体部１０１の振動は、３軸合成振動値として本体部１０１の３軸方向の加速度を合成してもよい。
【００６９】
また、以上においては、作業工具としてのサンダー１００の集塵装置装着部１０５の外側に集塵装置３００，４００が係合するように構成されていたが、これには限られない。例えば、集塵装置装着部１０５の内側に集塵装置３００，４００の本体接続部３２０，４２０が係合して、集塵装置３００，４００が装着されるように構成されてもよい。
【００７０】
また、第１実施形態においては、集塵装置装着部１０５に集塵装置３００が装着されることについて説明したが、集塵装置装着部１０５がテーパー状に形成されているため、第２実施形態と同様に集塵装置３００，４００を装着することは可能である。
【００７１】
また、以上においては、作業工具の一例としてサンダー１００を用いて説明したが、これには限られない。例えば、先端工具による所定の加工作業によって発生する粉塵を集塵する作業工具であれば、グラインダーや丸鋸に本発明を適用することもできる。
【００７２】
上記発明の趣旨に鑑み、本発明に係る作業工具に関しては、下記の態様が構成可能である。
（態様１）
請求項１４または１５に記載の作業工具の製造方法であって、
前記延在軸にそれぞれ交差する第１方向と第２方向に関して、前記第１方向に関する曲げ剛性が前記第２方向に関する曲げ剛性より小さくなるように前記取付部を形成するステップと、
前記工具本体に生じる振動の方向のうち最も大きい振動が生じる方向に一致するように前記第１方向を設定するステップと、を有する作業工具の製造方法。
（態様２）
請求項１４，１５または態様１に記載の作業工具の製造方法であって、
前記工具本体から延在する延在軸を有するように形成された取付部を有し、
前記集塵装置は、前記取付部に取り付けられるように構成されていることを特徴とする作業工具。
（態様３）
態様２に記載の作業工具であって、
前記集塵装置は、弾性要素を有しており、前記弾性要素を介して前記取付部に取り付けられるように構成されており、
前記弾性部は、前記弾性要素によって構成されており、
前記ウェイト部は、前記集塵装置の前記弾性要素以外の部分によって構成されており、
前記ウェイト部としての前記集塵装置の前記弾性要素以外の部分が前記工具本体に対して相対移動することで、前記集塵装置が動吸振器として動作するように構成されていることを特徴とする作業工具。
（態様４）
態様２に記載の作業工具であって、
前記弾性部は、前記取付部によって構成されており、
前記ウェイト部は、前記集塵装置全体で構成されており、
前記集塵装置が前記工具本体に対して相対移動することで、前記集塵装置が動吸振器として動作するように構成されていることを特徴とする作業工具。
【００７３】
（本実施形態の各構成要素と本発明の各構成要素の対応関係）
本実施形態の各構成要素と本発明の各構成要素の対応関係を以下の通り示す。なお、本実施形態は、本発明を実施するための形態の一例を示すものであり、本発明は、本実施形態の構成に限定されるものではない。
サンダー１００が、本発明の「作業工具」に対応する構成の一例である。
本体部１０１が、本発明の「工具本体」に対応する構成の一例である。
研磨部１０３が、本発明の「被駆動部」に対応する構成の一例である。
集塵装置装着部１０５が、本発明の「取付部」に対応する構成の一例である。
集塵装置装着部１０５が、本発明の「弾性部」に対応する構成の一例である。
凹部１０５ａが、本発明の「凹部」に対応する構成の一例である。
モータ１１０が、本発明の「モータ」に対応する構成の一例である。
サンドペーパー２００が、本発明の「先端工具」に対応する構成の一例である。
集塵装置３００が、本発明の「集塵装置」に対応する構成の一例である。
集塵装置３００が、本発明の「ウェイト部」に対応する構成の一例である。
集塵部３１０が、本発明の「ウェイト部」に対応する構成の一例である。
本体接続部３２０が、本発明の「弾性要素」に対応する構成の一例である。
本体接続部３２０が、本発明の「弾性部」に対応する構成の一例である。
凸部３２０ａが、本発明の「凸部」に対応する構成の一例である。
係合部３２３が、本発明の「係合部」に対応する構成の一例である。
係止リング３３０が、本発明の「係止部」に対応する構成の一例である。
集塵装置４００が、本発明の「集塵装置」に対応する構成の一例である。
集塵装置４００が、本発明の「ウェイト部」に対応する構成の一例である。
本体接続部４２０が、本発明の「弾性要素」に対応する構成の一例である。
本体接続部４２０が、本発明の「弾性部」に対応する構成の一例である。
凸部４２０ａが、本発明の「凸部」に対応する構成の一例である。
係合部４２３が、本発明の「係合部」に対応する構成の一例である。
係止部４３０が、本発明の「係止部」に対応する構成の一例である。
大径部１２１が、本発明の「第２径部」に対応する構成の一例である。
大径部１２１が、本発明の「位置決め部」に対応する構成の一例である。
小径部１２３が、本発明の「第１径部」に対応する構成の一例である。
当接部１２５が、本発明の「第２位置決め部」に対応する構成の一例である。
コントローラ１３０が、本発明の「制御装置」に対応する構成の一例である。
電流計１４０が、本発明の「センサ」に対応する構成の一例である。
【符号の説明】
【００７４】
１  プロット
１０，２０，３０  プロット
１１，２１，３１  プロット
５０，６０，７０  プロット
１００  サンダー
１０１  本体部
１０３  研磨部
１０４  貫通孔
１０５  集塵装置装着部
１０５ａ  凹部
１０６  連通部
１１０  モータ
１１１  出力軸
１１３  ファン
１２１  大径部
１２３  小径部
１２５  当接部
１３０  コントローラ
１４０  電流計
２００  サンドペーパー
３００  集塵装置
３１０  集塵部
３２０  本体接続部
３２１  集塵部保持部
３２３  係合部
３２３ａ  凸部
３３０  係止リング
４００  集塵装置
４１０  集塵部
４２０  本体接続部
４２１  集塵部保持部
４２３  係合部
４２３ａ  凸部
４３０  係止部
【図１】
2014217920.tif 000003
【図２】
2014217920.tif 000004
【図３】
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【図４】
2014217920.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2014217920.tif 000009
【図８】
2014217920.tif 000010
【図９】
2014217920.tif 000011