(57)【要約】【目的】  本発明は、走行するワイヤー上にある紙料の分散を発生させ、繊維を縦横に配向させて地合、平滑性、紙力強度に優れた紙を形成するフォイルブレードを提供する。【構成】  抄紙機のフォーミングパートで使用される紙料の脱水を行うフォイルブレードの製紙用ワイヤーとの接触面に該プレートを貫通しない複数個のディンプルを中心点をずらしてランダム配置してなるディンプルフォイルブレードである。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
抄紙機のフォーミングパートで使用される紙料の脱水を行うフォイルブレードの製紙用ワイヤーとの接触面に該プレートを貫通しない複数個のディンプルを中心点をずらしてランダム配置してなるディンプルフォイルブレード。
【請求項２】
ブレードを貫通しない複数個のディンプルを中心点をずらして千鳥状に配置した、請求項１に記載されたディンプルフォイルブレード。
【請求項３】
ディンプルが深さ方向に徐々に断面積が小さくなっていく半球状または円錐台形状または角錐台形状である、請求項１または２に記載されたディンプルフォイルブレード。
【請求項４】
複数個のディンプルの形状、及び／または大きさが同じである、請求項１ないし３のいずれか１項に記載されたディンプルフォイルブレード。
【請求項５】
複数個のディンプルの形状、及び／または大きさが異なる、請求項１ないし３のいずれか１項に記載されたディンプルフォイルブレード。
【請求項６】
ランダムに配置している複数個のディンプル配置の中に、縦列および／または横列が整列配置した部分が少なくとも一部に存在する、請求項１ないし５のいずれか１項に記載されたディンプルフォイルブレード。
【請求項７】
フォイルの巾方向に隣接配置したディンプル(Ｂ)、(Ｃ)において、ディンプル(Ｂ)の巾方向の最広巾線Ｂの端部を点ｂ、ｂ´とし、それらに対して長さ方向に伸びる接線Ｂ´、Ｂ″を設け、ディンプル(Ｂ)の隣にあるディンプル(Ｃ)の巾方向の最広巾線Ｃの端部を点ｃ、ｃ´とし、それらに対して長さ方向に伸びる接線をＣ´、Ｃ″を設け、ディンプル(Ｂ)と(Ｃ)の間にある隣の列のディンプル(Ａ)の巾方向の最広巾線Ａの端部を点ａ、ａ´としたとき、隣接する接線Ｂ´と接線Ｃ´がディンプル(Ａ)の最広巾線Ａと交差または接触する、請求項１ないし６のいずれか１項に記載されたディンプルフォイルブレード。
【請求項８】
フォイルの巾方向に隣接配置したディンプル(Ｅ)、(Ｆ)において、ディンプル(Ｅ)の長さ方向の最長線Ｅの端部を点ｅ、ｅ´とし、それらに対して巾方向に伸びる接線Ｅ´、Ｅ″を設け、ディンプル(Ｅ)の隣にあるディンプル(Ｆ)の長さ方向の最長線Ｆの端部を点ｆ、ｆ´とし、それらに対して巾方向に伸びる接線Ｆ´、Ｆ″を設け、ディンプル(Ｅ)と(Ｆ)の間にある隣の列のディンプル(Ｄ)の長さ方向の最長線Ｄの端部を点ｄ、ｄ´とし、ディンプル(Ｄ）に近い側の接線Ｅ´、Ｆ´のどちらか一方、あるいは両方がディンプル(Ｄ)の最長線Ｄと交差または接触する、請求項１ないし７のいずれか１項に記載されたディンプルフォイルブレード。
【請求項９】
フォイルブレードのワイヤー接触面が、ワイヤーの走行方向に傾斜した勾配面を有する、請求項１ないし８のいずれか１項に記載されたディンプルフォイルブレード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は抄紙機のフォーミングパートにおいて、ワイヤー上に放出された紙料の脱水を効率よく行うためのフォイルブレードに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から抄紙機のフォーミングパートでは紙料を効率よく脱水するためにフォイルブレードが使用されている。フォイルブレードはロール間に掛け入れられている製紙用ワイヤーの走行面側に押し当てて使用するもので、ワイヤーを介して紙料の水分を効率よく脱水する効果がある。フォイルブレードはワイヤーの巾方向に伸びた細長い形状でワイヤー内の水分を掻き取ると同時に、走行するワイヤーとの接触により真空状態を作り出し効率よく脱水するものである。フォイルブレードの構造としてはワイヤー接触面全体が平行なものや、また真空状態を引き出しやすい傾斜状の勾配面からなる構造のものがある。その他、ワイヤーを支持する平行面と角度をもった勾配面とからなるものがある。フォイルブレードはフォーミングパートの比較的最初の位置に配置されるものであり、特にヘッドボックスから紙料が放出されて間もない場所に複数本並んで配置されることが多い。紙料を乗せたワイヤーがフォイルブレードを通過するところでワイヤー裏面側が真空状態となるためワイヤー上にある紙料の水分が吸引脱水される。紙料の水分が幾らか抜けシートが形成されると繊維の配向がおおよそ決まってくる。そのため、ここで均一なシートが形成されるよう適宜調節する必要がある。均一な紙を形成するためには、原料濃度、原料放出量、ワイヤーデザイン、ワイヤースピード、またフォイルの設置位置、設置本数等、多くの調整要素があるが、フォイルデザインも重要な調整要素といえる。
【０００３】
従来から紙料を効率よく脱水し、且つ地合ムラ、紙の厚薄等を解決するためのフォイルブレードが開発されている。例えば、実開昭６４−２０９８号公報に示されたフォイルブレードのように、ワイヤー接触面に巾方向に複数の切欠きを設けたもの等がある。このフォイルブレードは切欠き部では他の部分よりも負圧が大きくなるため、切欠きを通過するとワイヤー上にある紙料の脱水が促進され、その部分のシートの厚みが減少しシートの巾方向で凹凸が形成される。そして、複数本のフォイルを通過することでシートの凸部から凹部に繊維が移動する横方向の流れが反復され、全体として繊維を均一に分散させることができる、と説明されている。しかし、この切欠きフォイルは第１図に示されているように１つの切欠きがフォイルの長さ方向の末端まで続くものであるため、１つのフォイルを抜けるまでワイヤー裏面では真空状態が続きシートに形成された凹凸が分散されることなく不均一なシートとなったり、あるいは縦配向の繊維が多いシートが形成されることがある。いくら複数のフォイルで切欠き部分をずらして配置しても走行するワイヤーに対して１箇所で連続的に真空状態が存在するため繊維の配向は縦配列のままであり、シートの凸部から凹部への繊維の流れは十分ではなく結果的にシート厚さは凹凸状で縦配向の強いシートになってしまうのである。この紙は地合が悪く、平滑性、紙力強度の低いものとなる。
【特許文献１】実開昭６４−２０９８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記の問題に鑑みて、紙料の脱水を行うフォイルブレードのワイヤー接触面に複数個の貫通しないディンプルを中心点をずらしてランダム状に配置したことで紙の地合、平滑性、紙力強度等に優れたフォイルブレードを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、
「１．  抄紙機のフォーミングパートで使用される紙料の脱水を行うフォイルブレードの製紙用ワイヤーとの接触面に該プレートを貫通しない複数個のディンプルを中心点をずらしてランダム配置してなるディンプルフォイルブレード。
２．  ブレードを貫通しない複数個のディンプルを中心点をずらして千鳥状に配置した、１項に記載されたディンプルフォイルブレード。
３．  ディンプルが深さ方向に徐々に断面積が小さくなっていく半球状または円錐台形状または角錐台形状である、１項または２に記載されたディンプルフォイルブレード。
４．  複数個のディンプルの形状、及び／または大きさが同じである、１項ないし３項のいずれか１項に記載されたディンプルフォイルブレード。
５．  複数個のディンプルの形状、及び／または大きさが異なる、１項ないし３項のいずれか１項に記載されたディンプルフォイルブレード。
６．  ランダムに配置している複数個のディンプル配置の中に、縦列および／または横列が整列配置した部分が少なくとも一部に存在する、１項ないし５項のいずれか１項に記載されたディンプルフォイルブレード。
７．  フォイルの巾方向に隣接配置したディンプル(Ｂ)、(Ｃ)において、ディンプル(Ｂ)の巾方向の最広巾線Ｂの端部を点ｂ、ｂ´とし、それらに対して長さ方向に伸びる接線Ｂ´、Ｂ″を設け、ディンプル(Ｂ)の隣にあるディンプル(Ｃ)の巾方向の最広巾線Ｃの端部を点ｃ、ｃ´とし、それらに対して長さ方向に伸びる接線をＣ´、Ｃ″を設け、ディンプル(Ｂ)と(Ｃ)の間にある隣の列のディンプル(Ａ)の巾方向の最広巾線Ａの端部を点ａ、ａ´としたとき、隣接する接線Ｂ´と接線Ｃ´がディンプル(Ａ)の最広巾線Ａと交差または接触する、１項ないし６項のいずれか１項に記載されたディンプルフォイルブレード。
８．  フォイルの巾方向に隣接配置したディンプル(Ｅ)、(Ｆ)において、ディンプル(Ｅ)の長さ方向の最長線Ｅの端部を点ｅ、ｅ´とし、それらに対して巾方向に伸びる接線Ｅ´、Ｅ″を設け、ディンプル(Ｅ)の隣にあるディンプル(Ｆ)の長さ方向の最長線Ｆの端部を点ｆ、ｆ´とし、それらに対して巾方向に伸びる接線Ｆ´、Ｆ″を設け、ディンプル(Ｅ)と(Ｆ)の間にある隣の列のディンプル(Ｄ)の長さ方向の最長線Ｄの端部を点ｄ、ｄ´とし、ディンプル(Ｄ）に近い側の接線Ｅ´、Ｆ´のどちらか一方、あるいは両方がディンプル(Ｄ)の最長線Ｄと交差または接触する、１項ないし７項のいずれか１項に記載されたディンプルフォイルブレード。
９．  フォイルブレードのワイヤー接触面が、ワイヤーの走行方向に傾斜した勾配面を有する、１項ないし８項のいずれか１項に記載されたディンプルフォイルブレード。」
に関する。
【発明の効果】
【０００６】
フォイルブレードの勾配面に複数個の貫通しないディンプルをランダム配置した本発明のフォイルブレードは、走行するワイヤー上にある紙料の分散が生じやすく、繊維が縦横に配向するため、地合、平滑性、紙力強度等に優れた紙を形成することができる効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明のディンプルフォイルブレードは製紙用ワイヤーとの接触面に複数個の貫通しないディンプルを中心点をずらしてランダム状に配置したものである。一般的なフォイルではフォイルを通過するときに繊維の配向が変わる程の水流の乱れは発生することが少なく、縦配向の強い湿紙シートとなってしまうが、本発明のディンプルフォイルブレードではワイヤーがこのディンプルを通過することで乱流が発生し、それによってワイヤー上の紙料が再拡散を起こし繊維が分散したシートとなり、水縞の発生がなく、ワイヤマークを消し、また地合、厚さの均一性、紙力強度等を向上させる効果がある。
【０００８】
本発明のフォイルブレードは、ワイヤー接触面に複数個の該プレートを貫通しないディンプルを中心点をずらしてランダム状に配置すればよく、必ずしもワイヤーを支持する平行面、誘起真空をもたらす勾配面を有する構造でなくてもよい。本発明のディンプルフォイルであれば全て平行面で構成されているものであっても脱水効果は十分ある。もちろん、勾配面のみのフォイルでも、平行面と勾配面の両方からなるフォイルであってもよい。フォイルの勾配面は真空状態を誘起しやすい構造であるが、ワイヤー接触面側に配置された各ディンプルでも同様に真空状態となり、ワイヤーがディンプルを通過すると水の乱流が発生するため脱水しつつも繊維の再分散が生じるのである。
勾配面を持つフォイルの場合には、勾配面は平行面に対して若干下向きに傾斜しており、角度は一般的に０°〜４°程度であり、角度によりおおまかな負圧の調整もできる。角度はワイヤースピードやフォイルの配置位置、原料等により適宜選択すればよい。そして、ワイヤー接触面に複数個の貫通しないディンプルの中心をずらしてランダムに配置する。ディンプルの巾方向の配置間隔、長さ方向の列間の間隔は適宜選択でき、またディンプルの形状、大きさ、深さ等は特に限定されない。同じ形状、同じ大きさのディンプルを全体に配列してもよく、異なる形状、異なる大きさのディンプルを配置してもよい。ここでいうランダム配置とはディンプルの中心点をずらした配置をいう。ディンプルの中心を半分ずつずらしたり、１／３ずつずらしたり、その他規則性を持たせずに分散配置したものも含む。
【０００９】
また、好ましい実施例としては規則性を持たせた千鳥状の配置等であってもよい。そしてディンプル間隔は比較的狭い方がワイヤーの全巾にわたって均一に繊維の分散を発生させることができる。例えば、１列目のディンプルだけでは各ディンプルが隙間を持って配置されているため、原料を乗せた抄紙用織物がフォイル上を通過すると、ディンプルが存在する部分では原料が分散され、ディンプルが存在しない部分では分散されないため、不均一な紙となってしまう。１列目のディンプルが通過しなかった部分を２列目以降のディンプルが通過するように配置するとよい。このようにディンプルをずらしてワイヤー全体がいずれかのディンプルを通過するような間隔で複数列配置するのが好ましい。
【００１０】
また、ディンプルの形状は深さ方向に断面積が小さくなっていく半球状、底面を有する円錐台形状、角錐台形状等が好ましい。その他、円柱状、角柱状等がある。徐々に断面積が小さくなっていく半球状、円錐台形状、角錐台形状の場合、使用時には水がディンプルの壁に沿って流れることでパルスが発生し、それにより繊維が再分散する。半球状、底面を有する円錐台形状、角錐台形状等は、ディンプルの断面積が変わらない円柱状、角柱状のものに比べ、ディンプルの壁に水流が勢いよく衝突することがなくディンプルの開口から底部、そして開口まで連続的な流れが生じるため、シートの地合向上が期待できる。その他の形状であってもよく、深さ方向に大きさの異なる半球を２つ重ねたようなものであってもよい。また、ディンプルの開口形状は曲線状が好ましく、円、楕円、曲線を組み合わせた形状等があるが、その他直線や曲線から形成される多角形状であってもよい。水流を垂直に受けるような形状のディンプルだとディンプル内で水流が停滞することもあり繊維の分散が起きにくいのだが、流れに対して垂直でなければそのようなことはない。例えば開口形状が四角等の多角形であっても、一つの辺をワイヤーの走行方向に対して垂直に配置するのではなく、１つの角を先頭にして２つの辺が斜めになるように配置すると、円形同様に原料の分散が起きやすくなり好ましい。
【００１１】
ディンプルの具体的な配置としては、例えば、ディンプルの形状を深さ方向に次第に断面積が小さくなっていく半球状とする。半球の開口部直径を１０ｍｍとし、２ｍｍ間隔でそれを巾方向に一列に順次複数個配置した。それに対して次の列に円の中心を６ｍｍずらして、同様に１０ｍｍ径の半球状ディンプルを２ｍｍ間隔で配置した。１列目と２列目の間隔は０ｍｍとし、順次複数列配置した。そして、フォイルの巾方向端部には半径１２ｍｍの半球状ディンプルをずらすことなく縦列を整列させて４ｍｍ間隔で配置した。このように、千鳥配置の中にディンプルをずらすことなく整列配置させた部分を入れてもよく、径の異なるディンプルを配置しても構わない。もちろん、流れ方向で徐々にディンプルの開口面積が小さくなっていくものや大きくなっていくもの、大きいディンプルと小さいディンプルを交互に配置したものであってもよい。ディンプル形状の違うものを隣接配置させてもよい。ディンプルの配置間隔、配置個数は目的や用途等により適宜選択できる。
【００１２】
フォイルブレードの材質は高速で走行する抄紙用ワイヤーと接触して原料の水分を掻き取る役目もするため、ワイヤーを傷つけることなく、また摩耗しにくい材質が好ましい。一般的にはポリエチレンやポリウレタン等の高分子材料、その他セラミック（アルミナ、炭化珪素）等も使用されるが、本発明のフォイルブレードの材質は限定されない。ディンプル加工のしやすさ等も考慮に入れて選定すればよい。
本発明のフォイルのワイヤー接触面側は一体が平行面であるものや、勾配面であるもの、平行面と勾配面から構成されているもの等があり、反ワイヤー接触面側は指定の場所にスライドさせて専用の治具に取付られるような構造とするとよい。その他、使用時に固定でき、取替、取外等が簡単な構造であればどのような構造であってもよい。ディンプルの加工については、目的の形状、大きさに加工できる削孔機を用いればよく、その他にも削孔しにくい材質については成形であってもよい。またディンプル形成後に表面研磨等を施してもよい。ディンプルの大きさは半球状の場合直径６ｍｍ、開口部面積２８．３ｃｍ２程度が繊維再分散性が良好であるので好ましい。
【実施例】
【００１３】
本発明を図面を参照して具体的に説明する。
【００１４】
（実施例１）
図１は本発明のディンプルフォイルブレードの１実施例の斜視図である。図２は図１のＡ−Ｂ線に沿った横断面図である。図３は原料がディンプルフォイル上を通過するときの水の流れを示した上側から見たイメージ図の一部である。図４はディンプルの一部の配置関係を示した上面図である。図５はディンプルの一部の配置関係を示した他の上面図である。図６、７、８、９はブレードに設けた本発明のディンプルの配置を示した他の実施例である。
本発明のディンプルフォイルブレード１は、フォイルブレードの製紙用ワイヤーと接触する側がワイヤーを支持する平行面２と、誘起真空をもたらす勾配面３から構成されており、勾配面に貫通しないディンプル４が複数個千鳥状に配置しているものである。もちろん、勾配面がなく平行面のみで形成されているものや、勾配面のみのもの、ディンプル配置が千鳥状でないランダム状のものであってもよい。図示はしていないが、フォイルブレード上をワイヤーが走行しており、白抜きの矢印の方向に走行している。ワイヤーは通常、平行面、勾配面の順に通過するものである。そしてワイヤー走行側に伸びる矢印方向をフォイルの長さ方向、ワイヤー走行側とクロスする矢印方向をフォイルの巾方向と呼ぶ。
本発明のディンプルフォイルブレードでは、複数個のディンプルの中心をずらしてランダム配置し、ワイヤーがこのディンプルを通過することで局所的に真空状態となり乱流が発生する。それによってワイヤー上の紙料が再拡散を起こし繊維が分散したシートとなる。つまり繊維は縦横様々な方向に分散するため原料の偏りによる濃淡や紙の厚薄も生じにくいのである。これは図３の上面図を見るとよくわかる。図３の６はディンプル通過前の水流方向を示す矢印である。ディンプルを通過すると水流はディンプルの外壁に沿って流れ方向が変わり７のようになる。それにより織物上の繊維は拡散されるのである。もしディンプルがなかった場合、水流は主に一方向に直進し繊維の分散は起こりにくい。
【００１５】
図１〜３ではディンプルの形状は開口形状が円の半球状としたが、その他円柱状、角柱状、円錐状、角錐状等であってもよい。ディンプルの形状は限定されていないため径の異なる半球が深さ方向に２段重なっている形状であっても構わない。図４、５に示された(Ｃ)、(Ｆ)のように開口形状が三角形の角錐状であってももちろん構わない。そして図８のように形状の異なるディンプルを１つのフォイル上に配置してもよく、大きさも適宜選択できる。配置については中心がずれたランダム状であればよく、ランダム配置の中にディンプルをずらすことなく整列配置させた部分を含んでいても構わない。例えば、図６のように複数のディンプルを千鳥状に配置したものの中に、フォイルの巾方向端部に径の違うディンプルを縦方向に整列配置させたもの等がある。また図７のように千鳥状ではなくディンプルの中心を少しずつずらしたものであっても構わない。そして図８のように異なる形状のディンプルを混在配置したものであっても、図９のように径が次第に変化していくようなものであってもよい。
【００１６】
そして好ましくは、各ディンプルの配置間隔を比較的狭めに配置するとよい。１列目のディンプルだけでは各ディンプルが隙間を持って配置されているため、原料を載せた抄紙用織物がフォイル上を通過する際、ディンプルが存在する部分では繊維が分散され、ディンプルが存在しない部分では分散されないため不均一な紙となる。好ましい配置とは図４のような間隔配置であり、フォイルの巾方向に隣接配置したディンプル(Ｂ)、(Ｃ)において、ディンプル(Ｂ)の巾方向の最巾広線Ｂの端部を点ｂ、ｂ´とし、それらに対して長さ方向に伸びる接線Ｂ´、Ｂ″を設け、ディンプル(Ｂ)の隣にあるディンプル(Ｃ)の巾方向の最巾広線Ｃの端部を点ｃ、ｃ´とし、それらに対して長さ方向に伸びる接線をＣ´、Ｃ″を設け、ディンプル(Ｂ)と(Ｃ)の間にある隣の列のディンプル(Ａ)の巾方向の最巾広線Ａの端部を点ａ、ａ´としたとき、隣接する接線Ｂ´と接線Ｃ´がディンプル(Ａ)の最巾広線Ａと交差または接触するものをいう。図４では接線Ｂ´、Ｃ´が再巾広線と交差しており、隣接するディンプル間の距離が短いことを示している。このようなフォイルであれば、ワイヤーの全巾でディンプルを通過することとなるためワイヤー全巾で均一に繊維の再分散が生じることとなる。
また、縦列についても同様なことがいえる。図５のようにフォイルの巾方向に隣接配置したディンプル(Ｅ)、(Ｆ)において、ディンプル(Ｅ)の長さ方向の最長線Ｅの端部を点ｅ、ｅ´とし、それらに対して巾方向に伸びる接線Ｅ´、Ｅ″を設け、ディンプル(Ｅ)の隣にあるディンプル(Ｆ)の長さ方向の最長線Ｆの端部を点ｆ、ｆ´とし、それらに対して巾方向に伸びる接線Ｆ´、Ｆ″を設け、ディンプル(Ｅ)と(Ｆ)の間にある隣の列のディンプル(Ｄ)の長さ方向の最長線Ｄの端部を点ｄ、ｄ´とし、それらに対して巾方向に伸びる接線Ｄ´、Ｄ″を設け、接線Ｄに近い側の接線Ｅ´、Ｆ´のどちらか一方、あるいは両方がディンプル(Ｄ)の最長線Ｄと交差または接触するものをいう。図５では接線Ｅ´が最長線Ｄと交差しており、ディンプル同士が近接していることを示す。このような配置とすることで各ディンプルで生じた分散が影響し合い水流の流れ方向を錯乱させ、様々な方向に繊維が分散する効果がある。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
本発明のディンプルフォイルブレードは、製紙に有効に使用される。 
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明のディンプルフォイルブレードの斜視図である。
【図２】図１の横断面図である。
【図３】原料がディンプルフォイル上を通過するときの水の流れを示した上側から見たイメージ図である。
【図４】ディンプルの配置関係を示した上面図である。
【図５】ディンプルの他の配置関係を示した上面図である。
【図６】本発明のディンプルの配置を示した上面図である。
【図７】本発明のディンプルの配置を示した他の上面図である。
【図８】本発明のディンプルの配置を示した他の上面図である。
【図９】本発明のディンプルの配置を示した他の上面図である。
【符号の説明】
【００１９】
１  ディンプルフォイルブレード
２  平行面
３  勾配面
４  ディンプル
５  フォイル取付部
６  ディンプル通過前の水流方向
７  ディンプル通過後の水流方向
Ａ  ディンプル（Ａ）の最広巾線
Ｂ  ディンプル（Ｂ）の最広巾線
Ｃ  ディンプル（Ｃ）の最広巾線
Ｄ  ディンプル（Ｄ）の最長線
Ｅ  ディンプル（Ｅ）の最長線
Ｆ  ディンプル（Ｆ）の最長線
Ｂ´  Ｂの端部ｂの接線
Ｃ´  Ｃの端部ｃの接線
Ｄ´  Ｄの端部ｄの接線
Ｅ´  Ｅの端部ｅの接線
Ｆ´  Ｆの端部ｆの接線
【図１】
2006016702.tif 000003
【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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