(57)【要約】【課題】ユニオンナットを外すときにボール押さえの共回りを防止し、接続スリーブを取り外すことができ、ボールが飛び出るのを防止するボールバルブを提供する。【解決手段】  バルブ本体１内に流路を開閉させるボール弁体２が回動可能に配置され、シート１４がボール押さえ３によりボール弁体２に押圧されるように設けられ、キャップナット５を鍔付き短管４の鍔部１７と係合させ、バルブ本体１の端部に螺合させることにより、鍔付き短管４がボール押さえ３の外側端に当接配置されたボールバルブにおいて、バルブ本体１の少なくとも一方の端部に少なくとも一つの凸部２２または凹部９を設け、該端部内周にボール押さえ３を螺合し、鍔付き短管４の鍔部端部にバルブ本体１の凸部２２または凹部９に係合する係合部１８を設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブ本体内に流路を開閉させるボール弁体が回動可能に配置され、シートがボール押さえによりボール弁体に押圧されるように設けられ、キャップナットを鍔付き短管の鍔部と係合させ、前記バルブ本体の端部に螺合させることにより、鍔付き短管がボール押さえの外側端に当接配置されたボールバルブにおいて、前記バルブ本体の少なくとも一方の端部に少なくとも一つの凸部または凹部を有し、該端部内周に前記ボール押さえが螺合されており、前記鍔付き短管の鍔部端部に前記バルブ本体の凸部または凹部に係合する係合部が設けられたことを特徴とするボールバルブ。
【請求項２】
バルブ本体の凸部または凹部が、該バルブ本体の端部の全周に亘って等間隔に複数設けられたことを特徴とする請求項１記載のボールバルブ。
【請求項３】
バルブ本体の凸部または凹部が、該バルブ本体の端部の全周に亘って鋸歯状に設けられたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のボールバルブ。
【請求項４】
バルブ本体内に流路を開閉させるボール弁体が回動可能に配置され、シートがボール押さえによりボール弁体に押圧されるように設けられ、キャップナットを鍔付き短管の鍔部と係合させ、前記バルブ本体の端部に螺合させることにより、鍔付き短管がボール押さえの外側端に当接配置されたボールバルブにおいて、前記バルブ本体の端面と前記鍔付き短管の端面の少なくとも一方の端面に微細な凹凸が設けられたことを特徴とするボールバルブ。
【請求項５】
前記ボール弁体が手動式、空動式、電動式の駆動によって回動されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のボールバルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化学工場、上下水道、農・水産業、半導体製造分野、食品分野などの各種産業の配管ラインに使用されるボールバルブに関するものであり、さらに詳しくは、キャップナットを外すときにキャップナットの回転に伴う鍔付き短管の回転を抑えることでボール押さえの共回りを防止して鍔付き短管を取り外すことができ、配管時におけるボール弁体が飛び出るのを防止するボールバルブに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、図１１に示すようなボールバルブがあった（例えば、特許文献１参照。）。このボールバルブは、バルブ本体１０１内に流路を開閉可能とするボール１０２が配置され、このボール１０２に流路両側よりボールシート１０３が当接されており、このボールシート１０３は、外周面に設けられた雄ねじ１０５が設けられたボール押さえ１０６が、バルブ本体１０１の内周面に設けられた雌ねじ１０４に螺合されることにより、ボール１０２に向けて押圧されている。また、バルブ本体１０１の端部外周の雄ねじ１０７にユニオンナット１０８が螺合され、このユニオンナット１０８で接続スリーブ１０９のフランジ部１１０をボール押さえ１０６の端面に設置されたＯリング１１１を介してボール押さえ１０６に向けて押圧するように固定されている。このようなボールバルブにおいて、バルブ本体１０１の下流側の端部内径が上流側の端部内径よりも小径とされ、一方、バルブ本体１０１の下流側の端部内周面に螺合されたボール押さえ１０６の外径が上流側の端部内周面に螺合されたボール押さえ１０６の外径よりも小径とされているものであった。その効果は、バルブ本体１０１の下流側の端部厚みが上流側の端部厚みよりも厚くされているので、バルブ本体１０１の下流側端部の機械的強度が向上するものであった。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２５４８５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来のボールバルブは、ユニオンナット１０８を外す際にユニオンナット１０８の回転に伴って接続スリーブ１０９が回転し、ボール押さえ１０６が共回りしたとしても、それを抑えることができない。すなわち配管されているボールバルブが閉止状態の時は、バルブ本体１０１内のボール１０２の上流側は流体圧力がかかった状態にあり、このとき特にＯリング１１１に潤滑油が十分塗布されていない場合や潤滑油が塗布されていないオイルフリー対応のボールバルブにおいて、接続スリーブ１０９に接続されたパイプの修理や交換を行う場合、下流側のユニオンナット１０８を外して下流側の接続スリーブ１０９を取り外すが、ユニオンナット１０８を外す方向へ回転させると、ユニオンナット１０８の回転に伴い接続スリーブ１０９も回転してしまうことがあった。さらに接続スリーブ１０９の回転に伴いＯリング１１１との摩擦抵抗によりボール押さえ１０６も共回りしてしまい、ユニオンナット１０８を外したときに同時にボール押さえ１０６までバルブ本体１０１から外れてしまうことがあった。このとき、バルブ本体１０１内のボール１０２の上流側にかかった流体圧力によりボール１０２が押されて飛び出るとともに流体が流れ出るという問題があった。
【０００５】
本発明は、以上のような従来技術の問題点に鑑みなされたものであり、ユニオンナット１０８を外すときにボール押さえ１０６の共回りを防止し、接続スリーブ１０９を取り外すことができ、ボール１０２が飛び出るのを防止するボールバルブ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】
【０００６】
上記課題を解決するための本発明の弁の構成を図1〜図５及び図７に基づいて説明すると、バルブ本体１内に流路を開閉させるボール弁体２が回動可能に配置され、シート１４がボール押さえ３によりボール弁体２に押圧されるように設けられ、キャップナット５を鍔付き短管４の鍔部１７と係合させ、バルブ本体１の端部に螺合されることにより、鍔付き短管４をボール押さえ３の外側端に当接配置されたボールバルブにおいて、バルブ本体１の少なくとも一方の端部に少なくとも一つの凸部２２または凹部９を有し、端部内周にボール押さえ３が螺合されており、鍔付き短管４の鍔部１７端部にバルブ本体１の凸部２２または凹部９に係合する係合部１８、２４が設けられたことを第１の特徴とする。
【０００７】
また、バルブ本体１の凸部２２または凹部９がバルブ本体１の端部の全周に亘って等間隔に複数設けられたことを第２の特徴とする。
【０００８】
また、バルブ本体１の凸部２２または凹部９がバルブ本体１の端部の全周に亘って鋸歯状に（図５参照）設けられたことを第３の特徴とする。
【０００９】
また、バルブ本体３０内に流路を開閉させるボール弁体３２が回動可能に配置され、シートがボール押さえ３３によりボール弁体３２に押圧されるように設けられ、キャップナット３４を鍔付き短管３１の鍔部３６と係合させ、バルブ本体３０の端部に螺合されることにより、鍔付き短管３１をボール押さえ３３の外側端に当接配置されたボールバルブにおいて、バルブ本体３０の端面と鍔付き短管３１の端面の少なくとも一方の端面に微細な凹凸３５、３７が設けられたことを第４の特徴とする。
【００１０】
さらに、ボール弁体２が手動式、空動式、電動式の駆動によって回動されることを第５の特徴とする。
【００１１】
本発明において、バルブ本体１の凸部２２または凹部９の数は、１つ設けても複数設けても良く、凸部２２または凹部９がバルブ本体１端部の全周に亘って等間隔に複数設けても良い。凸部２２または凹部９がバルブ本体１端部の全周に亘って等間隔に複数設けることにより、バルブ本体１と鍔付き短管４とを係合させる際に凸部２２または凹部９と係合部１８、２４との合わせる位置を気にする必要がなく、組み立てが容易になるため好適である。
【００１２】
また、バルブ本体１の凸部２２または凹部９、および鍔付き短管４の係合部１８、２４の形状は、バルブ本体１と鍔付き短管４が係合できる形状であれば特に限定されず、バルブ本体１は凸部２２と凹部９のいずれを設けても良く、両方を設けても良い。これは例えば図１に示されるようにバルブ本体１に凹部９を設け、鍔付き短管４に凹部９に係合する凸形状の係合部１８を設けた構成でも良く、図４に示されるようにバルブ本体２１に凸部２２を設け、鍔付き短管２３に凸部２２に係合する凹形状の係合部２４を設けた構成でも良い。
【００１３】
また、図５に示されるようにバルブ本体２５端部の全周に亘って凸部の形状が鋸歯状の突起部２６を設け、鍔付き短管２７に突起部２６に係合する鋸歯状の係合部２８を設けた構成でも良い。この場合、バルブ本体２５と鍔付き短管２７とを係合させる際に突起部２６と係合部２８との合わせる位置を気にする必要がなく、組み立てが容易になる。また、鍔付き短管２７に接続されたパイプの修理や交換を行う場合に下流側のキャップナット２９を外して下流側の鍔付き短管２７を取り外す際に、キャップナット２９をを外す方向へ回転させると、キャップナット２９の回転に伴い鍔付き短管２７も回転しようとするが、突起部２６と係合部２８が係合することにより鍔付き短管２７の回転は防止されることでボール押さえ３の共回りが防止される。さらにキャップナット２９の回転に伴い鍔付き短管２７が回転すると、突起部２６と係合部２８の各々のテーパ面同士が回転方向に押圧されてスライドしバルブ本体２５に対して鍔付き短管２７が僅かに離間することにより、鍔付き短管２７はボール押さえ３とも離間するため、ボール押さえ３の共回りがより確実に防止される。このためバルブ本体１の端部の全周に亘って鋸歯状の突起部２６を設けることが好適である。
【００１４】
また、本発明のボールバルブは、図２に示すようにボール押さえ３がバルブ本体１の端部の一方にのみ螺合されたものでも良く、図６に示すように両端部に螺合されたものでも良い。ボール押さえ３がバルブ本体１の一方の端部にのみ螺合された場合、バルブ本体１の凸部２２または凹部９はバルブ本体１の一方の端部に設けられ、両端部に螺合された場合、凸部２２または凹部９はバルブ本体１の両端部に設けられる。
【００１５】
また、図７、図８に示されるように本発明のボールバルブは、バルブ本体３０の端面と鍔付き短管３１の端面に微細な凹凸３５、３７が設けられた構成でも良く、バルブ本体３０の短面と鍔付き短管３１の当接する端面のどちらか一方にのみ設けても良い。微細な凹凸３５、３７の形状は、粒形状、線形状、エンボス加工による形状、サンドペーパーなどで表面を粗らした形状など、特に限定されない。また、この微細な凹凸３５、３７は、バルブ本体３０の端部の一方にのみ設けても良く、両端部に設けても良い。
【００１６】
さらに、本発明のボールバルブ二方向のみならず三方向、多方向のボールバルブにおいても同様である。
【００１７】
本発明のボールバルブの駆動は手動式が主体であるが、空気圧による空動式（図９参照）、モーターなどによる電動式（図１０参照）による駆動でも良く、特に限定されない。空動式、電動式の場合、ボールバルブのハンドル１１の代わりに、各々空気式駆動部４０、電気式駆動部４２が取付台４１、４３を介して搭載され、ステム７の上部に伝導される。
【００１８】
本発明において、バルブ本体１と、ボール押さえ３やキャップナット５の接合はねじによる螺着であるが、ねじであれば、各部品の成形や加工が容易であり、寸法精度の良い部品を得ることができると共に、ねじの締め付けを調節することにより、ボール押さえ３がシート１４をボール弁体２に向けて押圧する力を調節することができるため好適である。
【００１９】
本発明のボールバルブのバルブ本体１、ボール弁体２、ボール押さえ３、鍔付き短管４、キャップナット５の材質は塩化ビニル樹脂（以下、ＰＶＣと記す）が多用されるが、ボールバルブとして要求される強度や特性を満たしていれば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリビニリデンフルオライド、ポリフェニレンサルファイドなどの合成樹脂、または銅、鋳鉄、鋳鋼などの金属など、特に限定されるものではない。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は以上のような構造をしており、以下の優れた効果が得られる。
（１）バルブ本体の少なくとも一方の端部に少なくとも一つの凸部または凹部を有し、鍔付き短管の鍔部端部にバルブ本体の凸部または凹部に係合する係合部が設けられたことにより、接続スリーブに接続されたパイプの修理や交換を行う場合など、配管されているボールバルブの閉止時、すなわち上流側に流体圧力がかかった状態でキャップナットを外して鍔付き短管を取り外す際、キャップナットの回転に対して凸部または凹部と係合部が係合しているため、鍔付き短管の回転が防止されることでボール押さえの共回りも防止され、ボール押さえが外れることがないため、ボール弁体が飛び出ることが防止され、流体も流れ出ることがない。
（２）バルブ本体の凸部または凹部がバルブ本体の端部の全周に亘って鋸歯状に設けられたことにより、組み立てが容易となり、鋸歯状の突起部と係合部が係合することにより鍔付き短管の回転が防止されると共に、キャップナットの回転に伴い鍔付き端管が回転すると突起部と係合部のテーパ面同士が回転方向に押圧されてスライドしバルブ本体に対して鍔付き短管が僅かに離間するため、ボール押さえの共回りが確実に防止され、ボール押さえが外れることがないため、ボール弁体が飛び出ることが防止され、流体も流れ出ることがない。
（３）バルブ本体の端面と鍔付き短管の端面の少なくとも一方の端面に微細な凹凸が設けられたことにより、配管されているボールバルブの閉止時、すなわち上流側に流体圧力がかかった状態でキャップナットを外して鍔付き短管を取り外しても、キャップナットの回転に対して微細な凹凸の当接面の摩擦力が非常に大きくなるため、鍔付き短管の回転が防止されることでボール押さえの共回りも防止され、ボール押さえが外れることがないため、ボール弁体が飛び出ることが防止され、流体も流れ出ることがない。
（４）ボール弁体の飛び出しを抑えることにより、二次的被害を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について図面に示す実施形態を参照して説明するが、本発明が本実施形態に限定されないことは言うまでもない。図１は本発明の第一の実施形態のボールバルブのキャップナットと鍔付き短管を外した状態を示す正面図である。図２は本発明の第一の実施形態のボールバルブの全閉時の縦断面図である。図３は図１のキャップナットを外す途中の状態を示すボールバルブの正面図である。図４はバルブ本体の端部に凸部が設けられた構成におけるキャップナットと鍔付き短管を外した状態を示すボールバルブの要部拡大正面図である。図５はバルブ本体の端部に鋸歯状の凸部が設けられた構成におけるキャップナットと鍔付き短管を外した状態を示すボールバルブの要部拡大正面図である。図６はボール押さえがバルブ本体の両端部に設けられた構成を示すボールバルブの縦断面図である。図７は本発明の第二の実施形態のボールバルブのキャップナットと鍔付き短管を外した状態を示す要部拡大正面図である。図８は本発明の第二の実施形態のボールバルブの全閉時の縦断面図である。図９は第一の実施形態による空動式の駆動による構成を示すボールバルブの部分断面図である。図１０は第一の実施形態による電動式の駆動による構成を示すボールバルブの部分断面図である。
【００２２】
以下、図１乃至図３に基づいて本発明の第一の実施形態であるボールバルブについて説明する。
【００２３】
１は口径２５ｍｍのＰＶＣ製のバルブ本体である。バルブ本体１は略中空円筒状で、内部に弁室６が設けられており、流路軸線と交わる方向にステム７が嵌挿される貫通孔が弁室６に連通するように設けられている。また、バルブ本体１の両端部外周は雄ねじ部８が設けられ、バルブ本体１の一方の端部には凹部９が全周に亘って等間隔に設けられ、端部内周には雌ねじ部１０が設けられている。
【００２４】
２はＰＶＣ製のボール弁体である。ボール弁体２はバルブ本体１の弁室６内に配置され、ハンドル１１が上部に嵌着されたステム７の下端部に嵌合されている。特に配管されているボールバルブの全閉時、すなわち上流側に流体圧力がかかっている時には、わずかに下流側に移動可能の状態で嵌合されている。
【００２５】
３はＰＶＣ製のボール押さえである。ボール押さえ３は円筒状であり、外周にＯリング１２と、外周端部には前記バルブ本体１の雌ねじ部１０と螺着される雄ねじ部１３が設けられており、ボール押さえ３がバルブ本体１に螺着されることで、弁室６内でボール弁体２が流路両側からシート１４により押圧保持される。また、ボール押さえ３の雄ねじ部１３が設けられた側の端面にはＯリング１５が配置されている。
【００２６】
４はＰＶＣ製の鍔付き短管である。鍔付き短管４は短管部１６の一端に鍔部１７が設けられ、鍔部端部には前記バルブ本体１の凹部９に係合する凸形状の係合部１８が全周に亘って等間隔に設けられている。
【００２７】
５はＰＶＣ製のキャップナットである。キャップナット５は円筒状であり、一方の端部内周に前記バルブ本体１の雄ねじ部８に螺着される雌ねじ部１９が設けられており、もう一方の端部には内周側へ突出する環状突条部２０が設けられている。キャップナット５は、環状突条部２０を鍔付き短管４の鍔部１７と係合させてバルブ本体１に螺合されることにより、Ｏリング１５を介して鍔付き短管４をボール押さえ３の端面に固定している。
【００２８】
次に、本発明の第一の実施形態のボールバルブを開閉させた時の作動について説明する。図２の閉状態からハンドル１１を９０度回転することにより、ハンドル１１に嵌着しているステム７が回動し、ステム７の回動に合わせてステム７に嵌合されているボール弁体２が９０度回動してボールバルブが開状態になる。
【００２９】
次に、本発明の第一の実施形態のボールバルブがＯリング１５に潤滑剤が塗布されていない場合、すなわちオイルフリー対応のバルブが配管されている状態において、下流側の鍔付き短管４に接続されたパイプ（図示せず）を修理または交換するときに、キャップナット５を外して鍔付き短管４の取り外しに係る作用を図１乃至図３に基づいて説明する。このとき、流体の流れ方向は図の矢印方向である。
【００３０】
ボールバルブが閉状態、すなわち上流側（図２では左側）のバルブ本体１内に流体圧力がかかった状態で下流側（図２では右側）のキャップナット５を外す方向へ回転させると、キャップナット５の回転に伴い環状突条部２０内側端面と鍔部１７外側端面との摩擦により鍔付き短管４が回転しようとするが、バルブ本体１の凹部９と鍔付き短管４の係合部１８が係合しているため、鍔付き短管４の回転は防止される（図３参照）。鍔付き短管４の回転が防止されるため、Ｏリング１５を介して押圧されているボール押さえ３も回転することがなく、共回りが防止される。そして、バルブ本体１と鍔付き短管４を外すことでボール押さえ３を共回りさせることなく鍔付き短管４の取り外しが可能となる（図１の状態）。
【００３１】
以上のことから、下流側の鍔付き短管４に接続されたパイプ（図示せず）を修理または交換するときなど、キャップナット５を外して鍔付き短管４を取り外すときに、キャップナット５の回転に対してボール押さえ３の共回りが確実に防止され、ボール押さえ３がバルブ本体１から外れることはない。よって、ボール弁体２が飛び出ることが完全に防止され、流体も流れ出ることもない。
【００３２】
以下、図４、図５に基づいて本発明の第二の実施形態であるボールバルブについて説明する。
【００３３】
３０は口径２５ｍｍのＰＶＣ製のバルブ本体である。バルブ本体３０の一方の端面には微細な凹凸３５が全周に亘って設けられている。
【００３４】
３１はＰＶＣ製の鍔付き短管である。鍔付き短管３１の鍔部３６の端面には微細な凹凸３７が全周に亘って等間隔に設けられている。
【００３５】
３２はＰＶＣ製のボール弁体、３３はＰＶＣ製のボール押さえ、３４はＰＶＣ製のキャップナットである。本発明の第二の実施形態の他の構成、作動は第一の実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００３６】
次に、本発明の第二の実施形態のボールバルブがＯリング３８に潤滑剤が塗布されていない場合において、下流側の鍔付き短管３１に接続されたパイプ（図示せず）を修理または交換するときに、キャップナット３４を外して鍔付き短管３１の取り外しに係る作用を図４、図５に基づいて説明する。このとき、流体の流れ方向は図の矢印方向である。
【００３７】
ボールバルブが閉状態、すなわち上流側（図８では左側）のバルブ本体３０内に流体圧力がかかった状態で下流側（図８では右側）のキャップナット３４を外す方向へ回転させると、キャップナット３４の回転に伴い環状突条部３９内側端面と鍔部３６外側端面との摩擦により鍔付き短管３１が回転しようとするが、バルブ本体３０の端面の微細な凹凸３５と鍔付き短管３１の鍔部端面の微細な凹凸３７とが係合、もしくは当接面の摩擦力が非常に大きくなることで鍔付き短管３１の回転は防止される。鍔付き短管３１の回転が防止されるため、Ｏリング３８を介して押圧されているボール押さえ３３も回転することがなく、共回りが防止される。そして、バルブ本体３０と鍔付き短管３１を外すことでボール押さえ３３を共回りさせることなく鍔付き短管３１の取り外しが可能となる（図７の状態）。
【００３８】
以上のことから、下流側の鍔付き短管３１に接続されたパイプ（図示せず）の修理または交換するときなど、キャップナット３４を外して鍔付き短管３１を取り外す時に、キャップナット３４の回転に対してボール押さえ３３の共回りが防止され、ボール押さえ３３がバルブ本体３０から外れることはない。よって、ボール弁体３２が飛び出ることが完全に防止され、流体も流れ出ることもない。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第一の実施形態のボールバルブのキャップナットと鍔付き短管を外した状態を示す正面図である。
【図２】本発明の第一の実施形態のボールバルブの全閉時の縦断面図である。
【図３】図１のキャップナットを外す途中の状態を示すボールバルブの正面図である。
【図４】バルブ本体の端部に凸部が設けられた構成におけるキャップナットと鍔付き短管を外した状態を示すボールバルブの要部拡大正面図である。
【図５】バルブ本体の端部に鋸歯状の凸部が設けられた構成におけるキャップナットと鍔付き短管を外した状態を示すボールバルブの要部拡大正面図である。
【図６】ボール押さえがバルブ本体の両端部に設けられた構成を示すボールバルブの縦断面図である。
【図７】本発明の第二の実施形態のボールバルブのキャップナットと鍔付き短管を外した状態を示す要部拡大正面図である。
【図８】本発明の第二の実施形態のボールバルブの全閉時の縦断面図である。
【図９】第一の実施形態による空動式の駆動による構成を示すボールバルブの部分断面図である。
【図１０】第一の実施形態による電動式の駆動による構成を示すボールバルブの部分断面図である。
【図１１】従来のボールバルブを示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１・・・  バルブ本体
２・・・ボール弁体
３・・・ボール押さえ
４・・・鍔付き短管
５・・・キャップナット
６・・・弁室
７・・・ステム
８・・・雄ねじ部
９・・・凹部
１０・・・雌ねじ部
１１・・・ハンドル
１２・・・Ｏリング
１３・・・雄ねじ部
１４・・・シート
１５・・・Ｏリング
１６・・・短管部
１７・・・鍔部
１８・・・係合部
１９・・・雌ねじ部
２０・・・環状突条部
２１・・・バルブ本体
２２・・・凸部
２３・・・鍔付き短管
２４・・・係合部
２５・・・バルブ本体
２６・・・突起部
２７・・・鍔付き短管
２８・・・係合部
２９・・・キャップナット
【図１】
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【図２】
2006200704.tif 000004
【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】
2006200704.tif 000012
【図１１】
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