(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットアームにおけるロボット本体側と、ロボットアームの先端に取り付けられる所定の作業ブロックとの間で作業ブロック側で生じる衝撃、振動を緩衝させる緩衝装置において、ロボット本体側に固定される第１固定フランジと、作業ブロック側に固定される第２固定フランジと、これらの第１固定フランジ、第２固定フランジ相互間に撓み自在にして衝撃吸収の撓み量に応じて適数で重ね合わせられて配され、連繋孔が開穿されているドーナツ盤状の緩衝板と、この緩衝板を第２固定フランジ側に撓み可能にして第１固定フランジに連繋する第１連繋部と、同じく緩衝板を第１固定フランジ側に撓み可能にして第２固定フランジに連繋する第２連繋部とを備え、第１連繋部、第２連繋部それぞれは前記連繋孔に貫挿連繋させた緩衝板を介して対称的に配されて成ることを特徴とするロボットアームにおける緩衝装置。
【請求項２】
第１あるいは第２の固定フランジは、ロボット本体側マウントあるいは作業ブロック側マウントに固定されるドーナツ形状に形成されており、中心側の内周縁部にはロボット本体側マウントあるいは作業ブロック側マウントに固定させる取付固定孔を開穿すると共に、外周側の外周縁部には、第１あるいは第２の連繋部を固定させる固定孔、第２あるいは第１の連繋部を進退自在に挿入させる挿入孔を開穿して成る請求項１に記載のロボットアームにおける緩衝装置。
【請求項３】
第１あるいは第２の連繋部は、緩衝板の内外側面に配されて緩衝板を支持するスペーサーと、このスペーサー、緩衝板に開穿された連繋孔に作業ブロック側マウントあるいはロボット本体側マウント側から挿入されてロボット本体側マウントあるいは作業ブロック側マウントにネジ止め固定される連繋ネジとを備えて成る請求項１または２に記載のロボットアームにおける緩衝装置。
【請求項４】
スペーサーは、緩衝板における作業ブロック側マウントあるいはロボット本体側マウント側の連繋孔の周縁に当接する大径の当接部を有し、連繋孔内に装入される小径の挿通部を有する中空のＴ字形の押さえ筒体と、緩衝板におけるロボット本体側マウントあるいは作業ブロック側マウント側で挿通部に嵌め合わせて連繋孔の周縁に当接する筒状の押し当て筒体とから成る請求項３に記載のロボットアームにおける緩衝装置。
【請求項５】
緩衝板は、撓み可能となるドーナツ盤状に形成されていて、第１あるいは第２の連繋部それぞれを貫挿連繋させる連繋孔が開穿形成されて成る請求項１乃至４のいずれかに記載のロボットアームにおける緩衝装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばダイカストマシンによる鋳造に際し、鋳造後の鋳造物を所定のロボットマシンのロボットアームに連結した取出ハンドによって取り出して支持し、支持したままで鋳造物に繋がっているいわゆるバリを例えば打撃式のハンマー装置等によって打ち折り除去するとき、ロボットアームに掛かる衝撃反力を緩衝、減少化させるロボットアームにおける緩衝装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から産業用ロボットは、適数の関節構造を有することで伸長・縮小、反転、ねじりその他の運動をさせるよう、基台上に設けたロボットアームによって、搬送、溶接、支持等の様々な作業に使用されている。ただ、その作業内容によってはロボットアームに反力が加わり、ロボットアーム自体、更にはロボットアームを制御するロボット本体に衝撃が掛かることで故障することも多く、定期点検、部品交換等が実施されている。
【０００３】
こうした点を解消すべく、例えば特許文献１に示される産業用ロボットハンド、特許文献２に示される力制限装置、トルクリミッタ、ロボットアーム、及びロボット、特許文献３に示されるロボットアーム等が提案されている。特許文献１のロボットハンドは例えば打撃時に加わる反力を、ロボットアームと作業機構との間に介装した圧縮バネによる伸縮によって緩衝させるとするのであり、特許文献２の力制限装置等は磁力による反発作用、復帰用バネによる弾発作用によって緩衝作動が得られるようにアームの関節部分に設けられるとするのであり、特許文献３のロボットアームは第１アームと第２アームとを姿勢維持手段、退避手段から成る緩衝手段によって連繋し、第２アームに掛かる衝撃時に第２アーム自体を衝撃物から揺動退避させるとするのである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１７１６４３号公報
【特許文献１】特開２００１−３９５１号公報
【特許文献１】特開２０１１−２４０４５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが特許文献１によるロボットハンドではロボットアームと作業機構との間に圧縮バネを介装するから装置自体が比較的に大型化せざるをえず、コンパクトに構成することはできない。特許文献２による力制限装置では磁力構成、復帰バネ構成をロボットアームに組み込むには、ロボットアーム自体の内部構成の大きな変更・改良が必要であり、特に既存のロボットアームに装着するのは困難である。特許文献３によるロボットアームでは、第２アームが障害物等に衝突したとき等にこれを回避すべく揺動するから、例えば第２アーム等で打ち折りされるバリ等を有する鋳造物を支持させるとすると、バリ等に対して十分な打撃力を与えることはできない。
【０００６】
そこで本発明は上述したような従来存した諸事情に鑑み創出されたもので、その目的は、例えば支持されている鋳造物のバリ等を打ち折るように打撃式ハンマー装置が打撃したときの反力に伴うロボットアームに生じる反動、衝撃等を緩衝し、ロボットアーム自体ひいてはロボット本体を衝撃から保護し、その故障となる原因を未然に防止できるようにし、また、既存のロボットアームにも簡単に装着できるようにしたロボットアームにおける緩衝装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するため、本発明にあっては、後述する発明を実施するための形態における使用符号を付記して説明すると、ロボットアーム３におけるロボット本体２側と、ロボットアーム３の先端に取り付けられる所定の作業ブロック４との間で作業ブロック４側で生じる衝撃、振動を緩衝させる緩衝装置１において、ロボット本体２側に固定される第１固定フランジ１１と、作業ブロック４側に固定される第２固定フランジ２１と、これらの第１固定フランジ１１、第２固定フランジ２１相互間に撓み自在にして衝撃吸収の撓み量に応じて適数で重ね合わせられて配され、連繋孔３２が開穿されているドーナツ盤状の緩衝板３１と、この緩衝板３１を第２固定フランジ２１側に撓み可能にして第１固定フランジ１１に連繋する第１連繋部１５と、同じく緩衝板３１を第１固定フランジ１１側に撓み可能にして第２固定フランジ２１に連繋する第２連繋部２５とを備え、第１連繋部１５、第２連繋部２５それぞれは前記連繋孔３２に貫挿連繋させた緩衝板３１を介して対称的に配されて成ることを特徴とする。
第１あるいは第２の固定フランジ１１，２１は、ロボット本体側マウントＭ１あるいは作業ブロック側マウントＭ２に固定されるドーナツ形状に形成されており、中心側の内周縁部にはロボット本体側マウントＭ１あるいは作業ブロック側マウントＭ２に固定させる取付固定孔１２，２２を開穿すると共に、外周側の外周縁部には、第１あるいは第２の連繋部１５，２５を固定させる固定孔１３，２３、第２あるいは第１の連繋部２５，１５を進退自在に挿入させる挿入孔１４，２４を開穿して構成することができる。
第１あるいは第２の連繋部１５，２５は、緩衝板３１の内外側面に配されて緩衝板３１を支持するスペーサー１６，２６と、このスペーサー１６，２６、緩衝板３１に開穿された連繋孔３２に作業ブロック側マウントＭ２あるいはロボット本体側マウントＭ１側から挿入されてロボット本体側マウントＭ１あるいは作業ブロック側マウントＭ２にネジ止め固定される連繋ネジ１９，２９とを備えて構成することができる。
スペーサー１６，２６は、緩衝板３１における作業ブロック側マウントＭ２あるいはロボット本体側マウントＭ１側の連繋孔３２の周縁に当接する大径の当接部を有し、連繋孔３２内に装入される小径の挿通部を有する中空のＴ字形の押さえ筒体１７，２７と、緩衝板３１におけるロボット本体側マウントＭ１あるいは作業ブロック側マウントＭ２側で挿通部に嵌め合わせて連繋孔３２の周縁に当接する筒状の押し当て筒体１８，２８とから構成することができる。
緩衝板３１は、撓み可能となるドーナツ盤状に形成されていて、第１あるいは第２の連繋部１５，２５それぞれを貫挿連繋させる連繋孔３２が開穿形成されて構成することができる。
【０００８】
以上のように構成された本発明に係るロボットアームにおける緩衝装置にあって、ロボット本体２側とロボットアーム３側との間で介装される緩衝装置１は、ロボットアーム３に取り付けられる作業ブロック４によって行われる各種作業に伴う衝撃、振動を緩和、減少させ、ロボットアーム３、ロボット本体２等を損傷させない。
緩衝装置１は、ロボット本体２側の第１固定フランジ１１と、作業ブロック４側の第２固定フランジ２１との間で介装される適数の緩衝板３１が、作業ブロック４側に生じた衝撃、振動に応じて撓むことでこれらによる衝撃、振動等を吸収し、ロボット本体２側に伝えない。
緩衝板３１はドーナツ盤状で、第１連繋部１５によって第１固定フランジ１１に連繋される部位、第２連繋部２５によって第２固定フランジ２１に連繋される部位が対称配置されることで、一方では第１固定フランジ１１側に、他方では第２固定フランジ２１側に衝撃等の負荷を緩衝板３１全体でそれぞれ平均的に分散させ、偏りを生じさせない。
第１あるいは第２の連繋部１５，２５のスペーサー１６，２６は、第１あるいは第２の固定フランジ１１，２１側それぞれにネジ止め連繋される連繋ネジ１９，２９が挿入される押さえ筒体１７，２７、押し当て筒体１８，２８によって適数の緩衝板３１を挟み込み、押さえて一体的となっていることで、緩衝板３１を部分的に第１あるいは第２の固定フランジ１１，２１側それぞれに撓ませ、変動・変位させる弾発力で衝撃、振動を緩和、減少させる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は以上説明したように構成されているため、例えばロボットアーム３によって支持した打撃式ハンマー装置Ｈが鋳造物Ｓにおけるバリ等を打ち折るように打撃したときの反力に伴う反動、衝撃等を緩衝、減少でき、ロボットアーム３自体ひいてはロボット本体２を衝撃、振動等から保護し、これらに起因する故障原因を未然に防止できる。また、ロボット本体２におけるロボットアーム３の端部、ロボットアーム３の端部に連結させる取出ハンドの如き作業ブロック４、更にはロボットアーム３自体等を特に改造することなく介装でき、既存のロボット、ロボットアーム等にも簡単に装着できる。
【００１０】
すなわち本発明は、ロボット本体２側に固定される第１固定フランジ１１と、作業ブロック４側に固定される第２固定フランジ２１との間で撓み自在にして適数のドーナツ盤状の緩衝板３１を配し、この緩衝板３１を第２固定フランジ２１側に撓み可能にして第１固定フランジ１１に第１連繋部１５にて連繋し、同じく緩衝板３１を第１固定フランジ１１側に撓み可能にして第２固定フランジ２１に第２連繋部２５にて連繋し、第１連繋部１５、第２連繋部２５それぞれは緩衝板３１を介して対称的に配して成るとしたからであり、作業ブロック４側に生じる振動、衝撃等をロボット本体２側に伝えない。
【００１１】
また、緩衝板３１はドーナツ盤状で、第１及び第２の固定フランジ１１，２１相互間に介装されるとき、第１連繋部１５によって第１固定フランジ１１に連繋される部位、第２連繋部２５によって第２固定フランジ２１に連繋される部位が対称的に配置されていることによって、衝撃、振動によって第１及び第２の固定フランジ１１，２１それぞれの側に撓む部位は緩衝板３１の全域で平均的に分散させることになり、その衝撃、振動の緩和、減少に偏りを生じさせない。
【００１２】
第１あるいは第２の連繋部１５，２５におけるスペーサー１６，２６は、押さえ筒体１７，２７、押し当て筒体１８，２８によって適数の緩衝板３１を挟み込んでおり、しかも第１あるいは第２の固定フランジ１１，２１側それぞれにネジ止め連繋される連繋ネジ１９，２９が挿入されることで一体的となっているから、緩衝板３１の撓みは、第１あるいは第２の連繋部１５，２５それぞれの部位で、相互に逆方向に部分的に第１あるいは第２の固定フランジ１１，２１側それぞれに撓ませ、その撓み作用によって生じる変動・変位に伴う弾発力で衝撃、振動を緩和、減少させることができる。
【００１３】
しかも、緩衝板３１の撓みに伴い、第１あるいは第２の連繋部１５，２５は、第１あるいは第２の固定フランジ１１，２１における挿入孔１４，２４に進退自在に挿入されているから、緩衝板３１の部分的撓みによって第１あるいは第２の連繋部１５，２５が反対側の第２あるいは第１の固定フランジ２１，１１側への進退を阻害せず、緩衝板３１自体を円滑に撓ませることができる。
【００１４】
第１あるいは第２の固定フランジ１１，２１は、ロボット本体側マウントＭ１あるいは作業ブロック側マウントＭ２に固定されるに際し、いずれをロボット本体２側、作業ブロック４側に配しても良く、また、緩衝板３１の適宜な枚数の選択によって撓みに伴う弾発力を予め調整、設定でき、作業ブロック４側で生じる衝撃、振動の大小に対応させることができる。
【００１５】
尚、上記の課題を解決するための手段、発明の効果の項それぞれにおいて付記した符号は、図面中に記載した構成各部を示す部分との参照を容易にするために付した。本発明は、これらの記載、図面中の符号等によって示された構造・形状等に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明を実施するための一形態を示す分解斜視図である。
【図２】同じく断面図である。
【図３】同じく緩衝時の断面図である。
【図４】同じく本発明装置が適用されたロボットアームの一例にあっての作業時のロボットの概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明を実施するための一形態を説明すると、図において示される符号１は本発明に係る緩衝装置であり、例えば各種作業のために使用されるロボットにおけるロボット本体２とロボットアーム３との間、ロボットアーム３自体における適宜箇所、ロボットアーム３の後端とこのロボットアーム３に連結される各種の作業ブロック４との間等に介装される。図示例の実施の形態にあっては、例えばダイカストマシンによって鋳造された鋳造物Ｓを把持して取り出した後、鋳造物Ｓに連続しているバリ等を打撃式ハンマー装置Ｈにて打ち折り除去すべく、鋳造物Ｓを支持したままとする取出ハンド（作業ブロック４）と、ロボットアーム３の先端（ロボット本体２側）との間に介装した場合として説明する（図４参照）。
【００１８】
緩衝装置１は、ロボット本体２側である例えばロボットアーム３の先端に固定される第１固定フランジ１１と、作業ブロック側である例えば取出ハンド４の後端に固定される第２固定フランジ２１と、これらの第１固定フランジ１１、第２固定フランジ２１相互間に撓み自在にして配される適数のドーナツ盤状の緩衝板３１と、この緩衝板３１を第２固定フランジ２１側に撓み可能にして第１固定フランジ１１に連繋する第１連繋部１５と、同じく緩衝板３１を第１固定フランジ１１側に撓み可能にして第２固定フランジ２１に連繋する第２連繋部２５とを備え、第１連繋部１５、第２連繋部２５それぞれは緩衝板３１を介して対称的に配されて成る。
【００１９】
第１固定フランジ１１は図示にあるように、ロボットアーム３の先端面であるロボット本体側マウントＭ１に例えばネジ止め等にて固定されるドーナツ形状に形成されており、中心側の内周縁部に取付固定孔１２を開穿すると共に、外周側の外周縁部に、第１連繋部１５を固定させる固定孔１３、第２連繋部２５を進退自在に挿入させる挿入孔１４を開穿して成る。取付固定孔１２は、第１固定フランジ１１自体をロボット本体側マウントＭ１に例えばネジ止めさせる取付ネジを挿通させる透孔状に形成されている。
【００２０】
固定孔１３は、第１連繋部１５を例えばネジ止め固定させるように小径のネジ孔として形成され、挿入孔１４は、第２連繋部２５における後述の連繋ネジ２９の頭部が緩衝板３１の撓みに伴い円滑に進退されて挿入されるに足りる内径を備えた大径の透孔状に形成されている。これらの固定孔１３、挿入孔１４は緩衝板３１に対して第１固定フランジ１１、第２固定フランジ２１が第１連繋部１５、第２連繋部２５と共に対称的に配置構成されることから、対称的に偶数で配置形成されるものとされ、図示例にあるように例えば等間隔で４対で形成されている。もとより、これらは１対乃至３対にしたり、あるいは５対以上にしたりしても良いのである。
【００２１】
なお、第１連繋部１５、第２連繋部２５は、第１固定フランジ１１、第２固定フランジ２１それぞれにおける円周方向に沿って交互に、また、緩衝板３１の中心すなわちロボット本体側マウントＭ１あるいは作業ブロック側マウントＭ２の中心に対して対称的に配置形成されることで、作業ブロック４側、ロボット本体２側のいずれからの衝撃であっても、また衝撃に偏りがあっても、いずれも円滑に緩衝、減少できるようにしてある。
【００２２】
一方、第２固定フランジ２１は、取出ハンド４の基部面である作業ブロック側マウントＭ２に例えばネジ止めにて固定されるドーナツ形状に形成されており、上記の第１固定フランジ１１と同様に構成されていて、取付固定孔２２、固定孔２３、挿入孔２４それぞれが開穿形成されている。なお、第１あるいは第２の固定フランジ１１，２１は、ロボット本体側マウントＭ１あるいは作業ブロック側マウントＭ２に固定されるように、これらのロボット本体側マウントＭ１あるいは作業ブロック側マウントＭ２における固定部分の形状、構造等に対応しているのは勿論である。
【００２３】
緩衝板３１は、例えば前記ロボット本体側マウントＭ１、作業ブロック側マウントＭ２それぞれの端面の円形状外形にほぼ対応した外径を有し、また緩衝板３１自体が撓み可能となる内径を有するものとしたドーナツ盤状にして、例えば肉厚が０．３ｍｍ程度の板ばね、例えばＳＵＳ３０４ばね鋼にて形成されている。また、この緩衝板３１には、第１連繋部１５、第２連繋部２５それぞれを貫挿連繋させる連繋孔３２が、例えば等間隔で計８個で開穿形成されている。なお、この緩衝板３１は、作業時の衝撃を吸収する程度、例えば衝撃の大小・強弱その他に対応して緩衝時の撓み量を選択調整できるように、適数枚で重ね合わせられるようにしてあり、小さい衝撃に対応して僅かに撓めば良い場合には枚数を多くし、大きい衝撃に対応して大きく撓めさせる場合には枚数を少なくすることになる。もとより、衝撃の大小・強弱に対応して選定される撓み量、柔軟性が得られるの程度のものとされる。
【００２４】
第１連繋部１５は、緩衝板３１の内外側面に配されて緩衝板３１をを挟み込んで支持するスペーサー１６と、このスペーサー１６、前記連繋孔３２に作業ブロック側マウントＭ２側から挿入されてロボット本体側マウントＭ１の固定孔１３にネジ止め固定される連繋ネジ１９とを備えて成る。
【００２５】
図示例のスペーサー１６は、緩衝板３１における作業ブロック側マウントＭ２側の連繋孔３２の周縁に当接する大径の当接部を有し、連繋孔３２内に挿入される小径の挿通部を有する中空のＴ字形の押さえ筒体１７と、緩衝板３１におけるロボット本体側マウントＭ１側で挿通部に嵌め合わせて連繋孔３２の周縁に当接する筒状の押し当て筒体１８とから成る。そして、このスペーサー１６内に連繋ネジ１９が挿通されていることで、連繋ネジ１９とスペーサー１６ひいては緩衝板３１との相対的移動を円滑にし、緩衝板３１の撓み性を良好にし、緩衝作用を損なわない。なお、押し当て筒体１８は、介装される緩衝板３１の枚数によって異なる肉厚に対応して、これの長さは適宜に選定され、調整されるようにしても良い。
【００２６】
第２連繋部２５は、緩衝板３１の内外側面に配されて緩衝板３１を支持するスペーサー２６と、このスペーサー２６、前記連繋孔３２にロボット本体側マウントＭ１側から挿入されて作業ブロック側マウントＭ２の固定孔２３にネジ止め固定される連繋ネジ２９とを備えて成る。この第２連繋部２５は、前記の第１連繋部１５と同様に構成されており、スペーサー２６は押さえ筒体２７、押し当て筒体２８から成り、作業ブロック側マウントＭ２にネジ止めされる連繋ネジ２９はスペーサー２６を貫挿している。
【００２７】
次に、本発明に係る緩衝装置１の組み込み、その使用の一例を説明すると例えば図４に示すように、ダイカストマシンによって鋳造される鋳造物Ｓを、ロボットアーム３に取り付けた取出ハンド４によって把持して取り出し、この取り出した鋳造物Ｓを支持したままで打撃式ハンマー装置Ｈによって鋳造物Ｓに連続しているバリ等を打ち折り除去させるとき、取出ハンド４に加わる衝撃を緩衝させてロボットアーム３、ロボット本体２に影響を与えないようにするものとして使用される。すなわち、ロボットアーム３の先端と取出ハンド４との間に緩衝装置１を介装するのであり、第１固定フランジ１１をロボットアーム３の先端に固定する一方、第２固定フランジ２１を取出ハンド４の後端に固定しておけば良い。
【００２８】
こうすることで、取出ハンド４側からの衝撃がロボットアーム３側に伝わるとき、図３に示すように第２固定フランジ２１に連繋されている第２連繋部２５における緩衝板３１の部位ではロボットアーム３側に移動するよう撓む一方、逆に第１固定フランジ１１に連繋されている第１連繋部１５における緩衝板３１の部位では取出ハンド４側に移動するよう撓む。あるいは、互いに逆方向に移動するように撓み、また、原位置に復帰するよう撓みが戻ることで、第１固定フランジ１１、第２固定フランジ２１相互間が縮小あるいは拡張して衝撃、振動等を緩和、減少する。
【００２９】
なお、緩衝装置１の介装に際し、第１固定フランジ１１を取出ハンド４側に、第２固定フランジ２１をロボットアーム３側に固定するとして図示、説明したが、これを逆にすることももとより可能であり、特に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００３０】
Ｍ１…ロボット本体側マウント            Ｍ２…作業ブロック側マウント
Ｓ…鋳造物                              Ｈ…打撃式ハンマー装置
１…緩衝装置                            ２…ロボット本体
３…ロボットアーム                      ４…作業ブロック（取出ハンド）
１１…第１固定フランジ                  １２…取付固定孔
１３…固定孔                            １４…挿入孔
１５…第１連繋部                        １６…スペーサー
１７…押さえ筒体                        １８…押し当て筒体
１９…連繋ネジ
２１…第２固定フランジ                  ２２…取付固定孔
２３…固定孔                            ２４…挿入孔
２５…第２連繋部                        ２６…スペーサー
２７…押さえ筒体                        ２８…押し当て筒体
２９…連繋ネジ
３１…緩衝板                            ３２…連繋孔
【要約】
【課題】所定の作業時にロボットアーム側で生じる衝撃・振動をロボット本体側に伝えないようにし、これを緩衝、減少させてロボットアーム自体、ロボット本体を保護する。
【解決手段】ロボットアーム３におけるロボット本体２側と、ロボットアーム３に取り付けられる作業ブロック４との間で作業ブロック４側で生じる衝撃・振動を緩衝させる。緩衝装置１は、ロボット本体２側に固定する第１固定フランジ１１と、作業ブロック４側に固定する第２固定フランジ２１と、これらの第１・第２の固定フランジ１１，２１相互間に撓み自在にして配するドーナツ盤状の緩衝板３１と、この緩衝板３１を第２固定フランジ２１側に撓み可能にして第１固定フランジ１１に連繋する第１連繋部１５と、同じく緩衝板３１を第１固定フランジ１１側に撓み可能にして第２固定フランジ２１に連繋する第２連繋部２５とを備え、第１連繋部１５、第２連繋部２５それぞれを対称的に配する。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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