(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行速度の変速操作を制御装置で電子制御する農作業機において、前記制御装置を、作業機等の各種を行う主制御部と、専ら走行速度の変速制御を行う変速制御部とで構成し、これら主制御部及び変速制御部にそれぞれ個別に接続・非接続可能で、主制御部に接続すると当該主制御部を調整操作することのでき、かつ変速制御部に接続すると当該変速制御部を調整操作することができる操作装置を設けたことを特徴とする農作業機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、走行速度の変速操作を制御装置で電子制御する農作業機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
変速レバーの操作位置をセンサで検出し、その検出結果に基づいて変速装置を作動させるアクチュエータに出力指令を出して変速操作する農作業機が開発されている。この種の走行速度の変速操作を電子制御する農作業機において、制御装置を、作業機等の各種制御部を行う主制御部と、専ら走行速度の変速制御を行う変速制御部とに分けて配設したものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記主制御部によって制御する項目としては植付部の昇降制御、ローリング制御等があるが、これらの制御の制御モードや制御感度を状況に応じて変更するために、ユーザー自らが主制御部を調整することがある。これに対し、変速制御部については、工場出荷の段階で調整したり、ユーザーの特別な要望に応じてディーラーが調整することはあるが、ユーザー自身が調整することはほとんど無い。したがって、主制御部を調整操作するための操作装置とは別に、変速制御部を調整操作するための操作装置を別途設けておくことは無駄が多いという問題点がある。本発明は、このような問題点を解決することを課題としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は次のような構成とした。すなわち、本発明にかかる農作業機は、走行速度の変速操作を制御装置で電子制御する農作業機において、前記制御装置を、作業機等の各種を行う主制御部と、専ら走行速度の変速制御を行う変速制御部とで構成し、これら主制御部及び変速制御部にそれぞれ個別に接続・非接続可能で、主制御部に接続すると当該主制御部を調整操作することのでき、かつ変速制御部に接続すると当該変速制御部を調整操作することができる操作装置を設けたことを特徴としている。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に表されている田植機に基づいて本発明を具体的に説明する。
【０００６】
この田植機１は、乗用走行車両２の後側に昇降リンク装置３を介して６条植の植付部４が昇降可能に装着されていると共に、各植付条の側部近傍に肥料を散布する施肥装置５が設けられており、全体で乗用施肥田植機として構成されている。
【０００７】
走行車両２は、駆動輪である左右各一対の前輪１０，１０及び後輪１１，１１を備えた四輪駆動車両である。機体の前部に配したミッションケース１２の左右側方に前輪ファイナルケース１３，１３が設けられ、その前輪ファイナルケース１３，１３の下部から外向きに突出する前輪車軸に前輪１０，１０が取り付けられている。また、ミッションケース１２の背面部にはメインフレーム１５の前端部が固着され、そのメインフレーム１５の後端左右中央部に後輪ローリング軸１６が軸心を前後水平に向けて固定状態で嵌合させてあり、その後輪ローリング軸１６にローリング自在に支持される後輪フレーム１７の左右端部に後輪ギヤケース１８，１８が設けられ、その後輪ギヤケースから外向きに突出する後輪車軸に後輪１１，１１が取り付けられている。
【０００８】
エンジン２０はメインフレーム１５の上に搭載されている。エンジン２０の左側面に突出するエンジン出力軸２０ａに取り出される回転動力が、第一ベルト伝動装置２１を介して油圧ポンプ２２の駆動軸２２ａに伝達され、更にその油圧ポンプ駆動軸２２ａから無段変速式の第二ベルト伝動装置２３を介してミッションケース１２の前部左側に突出するミッション入力軸１２ａに伝達される。また、エンジン２０の右側面に突出する第二出力軸２０ｂに取り出される回転動力が、第三ベルト伝動装置２４によって、エンジン２０の上に取り付けたオルタネータ２５に伝達される。
【０００９】
ミッション入力軸１２ａよりミッションケース１２に入力された回転動力は、該ケース内のトランスミッションで変速した後、前輪駆動用動力と後輪駆動用動力と植付部駆動用動力に分けられる。前輪駆動用動力は、前輪ファイナルケース１３，１３に伝達され、前輪１１，１１を駆動する。後輪駆動用動力は、伸縮自在な後輪駆動軸２６，２６を介して後輪ギヤケース１８，１８に伝達され、後輪８，８を駆動する。また、植付部駆動用動力は、植付伝動軸２７を介して植付クラッチ２８に伝達され、それから植付部４の伝動ケース５０と施肥装置５の肥料繰出部６１，…に伝達される。
【００１０】
第二ベルト伝動装置２３は図４に示す構成となっている。すなわち、油圧ポンプ駆動軸２２ａに嵌着する駆動側割りプーリ１２０とミッションケース入力軸１２ａに主クラッチＣを介して嵌着する従動側割りプーリ１２１とに伝動ベルト１２２が掛けられている。従動側割りプーリ１２１の一方の構成部材１２１ａはミッションケース入力軸１２ａに固定、他方の構成部材１２１ｂはミッションケース入力軸１２ａに対して軸方向に摺動自在となっていて、その可動構成部材１２１ｂは軸受１２３を介して相互回転自在な変速操作カム１２４によって位置規制されている。変速操作カム１２４の外面側には円周方向に傾斜状となった突条１２４ａ，１２４ａが形成されており、その突条１２４ａ，１２４ａが固定カム１２５に設けたローラ１２５ａ，１２５ａに当接している。そして、変速操作カム１２４のアーム１２４ｂに変速操作ロッド１２６が連結されている。この変速操作ロッド１２６を前後（紙面の上下方向）に移動させると、変速操作カム１２４が回動してローラ１２５ａ，１２５ａへの突条１２４ａ，１２４ａの接点が変わり、変速操作カム１２４とそれに位置規制されている可動構成部材１２１ｂが伝動ベルト１２２の張力に応じて軸方向へ移動することにより、従動側割りプーリ１２１の有効径が変化する。
【００１１】
また、駆動側割りプーリ１２０の一方の構成部材１２０ａは油圧ポンプ駆動軸２２ａに固定、他方の構成部材１２０ｂは油圧ポンプ駆動軸２２ａに対して軸方向に摺動自在となっていて、その可動構成部材１２０ｂは軸受１２７を介して相互回転自在な変速操作カム１２８によって位置規制されている。変速操作カム１２８の外面側には円周方向に傾斜状となった突条１２８ａが形成されており、その突条１２８ａにミッションケース１０の外面部に設けたローラ１２９が当接している。そして、従動側変速操作カム１２４のもうひとつのアーム１２４ｃと駆動側変速操作カム１２８のアーム１２８ｂとが連結部材１３０で連結されている。これにより、従動側割りプーリ１２１の有効径が大きくなるときには駆動側割りプーリ１２０の有効径が小さくなり、従動側割りプーリ１２１の有効径が小さくなるときには駆動側割りプーリ１２０の有効径が大きくなるようになっている。
【００１２】
次に、この第二ベルト伝動装置２３を操作する操作機構について説明する（図５〜図７参照）。
【００１３】
符号１４０は変速レバーで、この変速レバーは、該レバーの基部に固着の筒状体１４１にてレバー軸１４２の右（紙面では左）端部に回転自在かつ軸方向に摺動自在に嵌合している。レバー軸１４２は、機体フレームに固定したレバー軸支持筒１４３に回動自在に支承されている。変速レバー１４０を右方向に少しずらし、筒状体１４１の外周面から挿入させたセットボルト１４４の先端部をレバー軸１４２の切欠部１４２ａに係合させると、変速レバー１４０とレバー軸１４２が一体回転するようになる。
【００１４】
筒状体１４１には電動操作アーム１４６が一体に設けられている。この電動操作アーム１４６の回動量は、レバー軸支持筒１４３と一体の右プレート１４７に取り付けられている変速レバー位置検出用ポテンショメータＰＭ１に検出される。右プレート１４７には右向きに突出する電動操作用ストッパピン１４８が設けられ、そのストッパピンの先端部が、電動操作アーム１４６に形成されているレバー軸１４２の軸心を中心とする円弧状の電動時レバーストローク規制用ピン穴１４６ａに係合している。なお、セットボルト１４４が切欠部１４２に係合する位置へ変速レバー１４０をずらした状態では、ポテンショメータＰＭ１の検出アームが電動操作アーム１４６から外れ、電動操作アーム１４６の回動量が検出されなくなると共に、ストッパピン１４８がピン穴１４６ａから外れる。
【００１５】
また、レバー軸１４２には電動操作アーム１４６と右プレート１４７の間に手動操作用ア一ム１５０が一体に設けられ、その手動操作用ア一ム１５０から左（紙面では右）向きに突出する手動操作用ストッパピン１５１の先端部が、右プレート１４７に形成されているレバー軸１４２の軸心を中心とする扇形の手動時レバーストローク規制用ピン穴１４７ａに係合している。電動時レバーストローク規制用ピン穴１４６ａの角度θ１よりも、手動時レバーストローク規制用ピン穴１４７ａの角度θ２の方が大きく設定されている。
【００１６】
電動操作アーム１４６の手動操作用ア一ム側の面には第一ブレーキライニング１５２が貼着されており、第一摩擦力調節ナット１５３の締め具合を調節することにより、電動操作アーム１４６と手動操作用ア一ム１５０との間に適度な摩擦力を持たせられるようになっている。また、右プレート１４７の手動操作用ア一ム側の面には第二ブレーキライニング１５４が貼着されており、第二摩擦力調節ナット１５５の締め具合を調節することにより、右プレート１４７と手動操作用ア一ム１５０との間に適度な摩擦力を持たせられるようになっている。更に、電動操作用ストッパピン１４８には第三摩擦力調節ナット１５６によって第三ブレーキライニング１５７が取り付けられるようになっており、第三摩擦力調節ナット１５６の締め具合を調節することにより、電動操作アーム１４６と右プレート１４７との間に適度な摩擦力を持たせられるようになっている。
【００１７】
レバー軸１４２の左端部にはボス１６０が回転不可能に取り付けられており、そのボス１６０に一体成形されている回動プレート１６１の先端部に前記変速操作ロッド１２６の一端部が連結されている。この回動プレート１６１の回動量はレバー軸支持筒１４３と一体の左プレート１６３に取り付けた回動プレート位置検出用ポテンショメータＰＭ２に検出される。
【００１８】
また、左プレート１６３には、電動モータ１６５が取り付けられている。このモータ１６５の出力軸に取り付けられているピニオン１６６と左プレート１６３に設けたギヤ取付軸１６７に取り付けられているカウンタギヤ１６８とが噛み合い、更に該カウンタギヤと一体の小ギヤ１６９とボス１６０に一体成形されている扇形ギヤ１７０とが噛み合っている。カウンタギヤ１６８及び小ギヤ１６９はギヤ取付軸１６７に軸方向に摺動可能に取り付けられており、両ギヤ１６８，１６９を左プレート１６３側に移動させることにより、ピニオン１６６とカウンタギヤ１６８の噛み合い、及び小ギヤ１６９と扇形ギヤ１７０の噛み合いが外れる。
【００１９】
第二ベルト伝動装置２３の操作機構は以上の構成で、次に示す３種の操作方式のうちのいずれかを選択することができる。
【００２０】
（１）電動操作方式１
変速レバー１４０を左寄りに位置させ、ポテンショメータＰＭ１の検出アームを電動操作アーム１４６に連係させると共に、ストッパピン１４８が電動操作アーム１４６のピン穴１４６ａに係合する状態にする。また、ピニオン１６６とカウンタギヤ１６８、及び小ギヤ１６９と扇形ギヤ１７０をそれぞれ噛み合わさせる。そして、ポテンショメータＰＭ１によって検出される変速レバー位置とポテンショメータＰＭ２によって検出される回動プレート位置が対応するように、変速コントローラ７１による制御でモータ１６５を駆動してレバー軸１４２を回動させ、第二ベルト伝動装置２３を作動する。
【００２１】
この時、第二ブレーキライニング１５４と第三ブレーキライニング１５７を利かせ、第一ブレーキライニング１５２が利かない状態としておくと、変速レバー１４０とレバー軸１４２が互いにフリーの関係にあるので、レバー軸１４２の回動が変速レバー１４０に影響を与えず、変速レバー１４０の操作位置に応じた任意の変速比に第二ベルト伝動装置２３が作動される。回動プレート位置検出用ポテンショメータＰＭ２の初期値を調整することにより、「最高速」と「最低速」の設定速度を変更できる。
【００２２】
（２）電動操作方式２
電動操作方式１と同様に、ポテンショメータＰＭ１，ＰＭ２の検出結果に基づいてモータ１６５を駆動してレバー軸１４２を回動させる。この時、第一ブレーキライニング１５２と第二ブレーキライニング１５４を利かせ、第三ブレーキライニング１５７が利かない状態としておくと、レバー軸１４２の回動に伴い手動操作用ア一ム１５０につられて電動操作アーム１４６も回動するので、変速レバー１４０を「高速」側または「低速」側に少しでも操作すると、操作した側のレバーストローク（角度θ１）の端まで変速レバー１４０が自動的に回動する。したがって、変速レバー１４０を「高速」側に少し操作しただけで第二ベルト伝動装置２３が「最高速」の状態に作動されると共に、変速レバー１４０を「低速」側に少し操作しただけで第二ベルト伝動装置２３が「最低速」の状態に作動される。
【００２３】
（３）手動操作方式
第三ブレーキライニング１５７を取り外した上で、変速レバー１４０を右側にずらし、セットボルト１４４にて変速レバー１４０とレバー軸１４２を直結する。また、ピニオン１６６とカウンタギヤ１６８、及び小ギヤ１６９と扇形ギヤ１７０の噛み合いを外す。第二ブレーキライニング１５４は利かせ、第一ブレーキライニング１５２は利かない状態としておく。この状態では、変速レバー１４０の操作力がレバー軸１４２へ直接伝達され、その変速レバー１４０の操作位置に応じた任意の変速比に第二ベルト伝動装置２３が作動される。電動操作方式１または電動操作方式２と手動操作方式とではレバーストロークが異なるが、電動操作方式１または電動操作方式２における「最高速」及び「最低速」と、手動操作方式における「最高速」及び「最低速」とが一致するように設定されている。
【００２４】
通常は電動操作方式１または電動操作方式２によって変速操作を行う。電気系統が故障した場合等の非常時には、手動操作方式に切り替えることにより、変速操作が可能となり、植付作業や走行を継続することができる。手動操作方式の時のレバーストローク（角度θ２）は電動操作方式１または電動操作方式２の時のレバーストローク（角度θ１）よりも大きく設定されているため、比較的小さな力でも変速レバー１４０を操作することができ、操作が容易である。
【００２５】
エンジン２０の上部はエンジンカバー３０で覆われており、その上に座席３１が設置されている。座席３１の前側には床面から上方に突出するフロントカバー３２が配設され、そのフロントカバーの上方に操向用ハンドル３３が設けられている。エンジンカバー３０及びフロントカバー３２の周辺部には、前記変速レバー１４０等の各種レバー、各種ペダル等が設けられている。また、座席３１の右側方には制御ボックス３４が設けられている。
【００２６】
走行車両２の前部左右両側には補給用の苗を載せておく予備苗載台３６，３６が設けられている。また、走行車両２の前部左右両側には、次行程における最外側の植付条の位置が圃場面に線引きする線引きマーカー３７，３７が起倒切替可能に設けられている。
【００２７】
昇降リンク装置３は平行リンク構成であって、１本の上リンク４０と左右一対の下リンク４１，４１を備えている。これらリンク４０，４１，４１は、その基部側がメインフレーム１５の後端部に立設したリンクベースフレーム４２に回動自在に取り付けられ、その先端側に縦リンク４３が連結されている。縦リンク４３には植付部４をローリング自在に連結するためのローリング軸４３ａが設けられている。メインフレーム１５に固着した支持部材と上リンク４０に一体形成したスイングアーム４４の先端部との間に昇降用油圧シリンダ４５が介装されており、該シリンダを油圧で伸縮させることにより、上リンク４０が上下に回動し、縦リンク４３に装着した植付部４がほぼ一定姿勢のまま昇降する。
【００２８】
植付部４は公知の構成で、フレームを兼ねる伝動ケース５０、土付きのマット状苗が載置される苗載台５１、該苗載台上の苗を圃場の土壌に植付ける植付条数分の植付装置５２，…等を備えている。植付部４の下側にはセンターフロート５３と左右一対のサイドフロート５４，５４が設けられ、各フロートを接地させた状態で機体を進行させると、フロートが泥面を整地しつつ滑走する。
【００２９】
施肥装置５は、走行車両２の後部上側に肥料ホッパ６０と肥料繰出部６１，…を設け、肥料ホッパ６０に貯えられている粒状の肥料を肥料繰出部６１，…によって一定量づつ繰り出し、その肥料を肥料移送管６２，…を通してフロート５３，５４，５４に取り付けた施肥ガイド６３，…へ移送し、その施肥ガイドの前側に設けた作溝体６４，…によって苗植付条の側部近傍に形成される施肥溝内に肥料を落とし込む構成となっている。６６は肥料移送管６２，…に肥料搬送用エアを送り込むためのブロア、６７は該ブロアを駆動するモータである。
【００３０】
この田植機１は以上の全体構成で、前輪１０，１０及び後輪１１，１１を回転して機体を走行させつつ、各フロート５３，５４，５４が接地する状態で植付部４と施肥装置５を駆動すると、フロートによって整地された泥面に植付装置５２，…が苗を植付けると共に、その各植付条の側部近傍に施肥装置５が施肥する。植付作業時には、表土面の凹凸に応じて植付部４の対地高さを制御する昇降制御と、表土面の左右傾斜に応じて植付部４のローリング軸４３ａ回りの姿勢を制御するローリング制御とを行い、苗の植付深さを一定に維持する。圃場の端部等で機体を旋回させる場合は、植付部４を上昇させると共に、植付クラッチ２８を「切」にして、植付部４と施肥装置５の駆動を停止するように制御する。また、作業速度（走行速度）は変速レバー１４０の操作に基づいて制御される。
【００３１】
上記各制御をする制御装置は、制御ボックス３４内に設けられている主コントローラ（主制御部）７０と、フロントカバー３２の内部に設けられている変速コントローラ（変速制御部）７１とからなり、変速制御以外の制御については主コントローラ７０で行い、変速制御については変速コントローラ７１で行う。図８及び図９に示すように、通常は、主コントローラ７０のコネクタ７０ａと制御ボックス３４に取り付けた操作パネル（操作装置）７２のコネクタ７２ａとが接続されており、操作パネル７２に設けたスイッチ類で主コントローラ７０を操作するようになっている。
【００３２】
図には操作具として、ローリング制御を手動モードに切り替えるローリング入・切スイッチ７４と、手動で植付部をローリングさせるローリング手動スイッチ７５と、コントローラが正常に機能しているか否かをチェックするためのチェックスイッチ７６とが表示されているが、実際には上記以外に、昇降制御の感度を調節する感度調節ダイヤル、植付部を手動で昇降させる植付部上下スイッチ、ローリング制御の感度を調節する感度調節つまみ等が操作パネル７２に設けられている。
【００３３】
操作パネル７２のコネクタ７２ａを主コントローラ７０のコネクタ７０ａから抜き、それを変速コントローラ７１のコネクタ７１ａにつけ替えると、変速コントローラ７１の操作を行えるようになる。すなわち、操作パネル７２を変速コントローラ７１に接続すると、ローリング手動スイッチ７５はコントローラが故障した場合に手動で変速するための非常手動スイッチとなり、該スイッチを「左」に入れると第二ベルト伝動装置２３が低速側に作動する方向に前記変速用モータ１６５が回転し、「右」に入れると第二ベルト伝動装置２３が高速側に作動する方向にモータ１６５が回転する。
【００３４】
また、変速範囲の調整は次のようにして行う。すなわち、チェックスイッチ７６をＯＮにし、ローリング手動スイッチ７５を「左」または「右」に入れると、第二ベルト伝動装置２３の変速位置を検出するセンサである前記ポテンショメータＰＭ２の値が変化し、それが所望の値となった状態でエンジンキーをＯＮにすることにより、「最高速」或は「最低速」の状態におけるポテンショメータＰＭ２の初期設定がなされる。
【００３５】
チェックスイッチ７６とローリング手動スイッチ７５が操作されている状態でエンジンキーをＯＮにすると、センサセットモードとなり、変速用モータ１６５を高速側に駆動するリレー回路の端子Ｔ１と低速側に駆動するリレー回路の端子Ｔ２の両方に同電圧（実施例では１２ボルト）がかかるようになっているので、センサセット時にはモータ１６５が作動しない。これは、センサセットはエンジンをかけないで行うので、第二ベルト伝動装置２３のベルトが作動していない状態でモータ１６５を作動させることにより、モータ１６５がメカロックするのを防止するためである。
【００３６】
端子Ｔ３，Ｔ４は操作パネル切替認識用の端子で、操作パネルのコネクタ７２ａと変速コントローラのコネクタ７１ａを接続すると、両端子Ｔ３，Ｔ４に所定電圧（実施例では５ボルト）がかかり、それによって操作パネルのコネクタ７２ａが主コントローラのコネクタ７０ａから変速コントローラのコネクタ７１ａに確実に差し替えられたことをチェックするようになっている。
【００３７】
また、端子Ｔ５は主コントローラ７０から送信される植付クラッチの情報を入力する端子、端子Ｔ６，Ｔ７は主コントローラ７０から送信されるその他の情報を入力する端子であって、これらの端子から入力される情報に基づいて自動変速制御するように構成することもできる。例えば、植付クラッチが「切」になると減速する、植付部が上昇すると減速する、機体が旋回すると減速する等のように制御するのである。
【００３８】
符号７７はコントローラに異常が発生した場合に点滅するチェックランプで、このチェックランプは主コントローラ７０と変速コントローラ７１とで共用させてある。両方のコントローラに同時に異常が発生した場合、両方のコントローラからチェックランプ７７に点滅指令が出されると、チェックランプ７７の点滅に乱れが生じる。そこで、これを防止するために、図１０に示すように、主コントローラ７０に異常が発生すると、主コントローラ７０から変速コントローラ７１へチェックランプ点滅中信号を送信し、主コントローラ７０から点滅指令が出されている時は変速コントローラ７１からは点滅指令が出されないように制御する。
【００３９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明にかかる農作業機は、主変速部と該主制御部とは別設の変速制御部にそれぞれ個別に接続・非接続可能で、変速制御部に接続すると当該変速制御部を調整操作することができ、かつ主制御部に接続すると当該主制御部を調整操作することのできる操作装置を設けることにより、主制御部を調整操作する操作装置と変速制御部を調整操作する操作装置が共用させることが可能となり、操作装置を簡略化してコストダウンが図れるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】田植機の全体側面図である。
【図２】田植機の全体平面図である。
【図３】走行車体の一部を省略した平面図である。
【図４】無段変速装置の平面断面図である。
【図５】無段変速装置の操作部の正面図で、（ａ）は電動操作方式の状態、（ｂ）は手動操作方式の状態を表している。
【図６】図５のＳ１−Ｓ１面図である。
【図７】図５のＳ２−Ｓ２面図である。
【図８】主コントローラと変速コントローラと操作パネルの接続図である。
【図９】変速コントローラの接続図である。
【図１０】チェックランプ点滅制御のフローチャートである。
【符号の説明】
１  田植機（農作業機）
２  走行車体
３  昇降リンク装置
４  植付部
５  施肥装置
１２  ミッションケース
２０  エンジン
２３  第二ベルト伝動装置（変速装置）
７０  主コントローラ（制御装置の主制御部）
７１  変速コントローラ（制御装置の変速制御部）
７２  操作パネル（操作装置）
１４０  変速レバー
１６５  電動モータ（アクチュエータ）
【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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