(57)【要約】    【課題】  本発明は、複数の構成部材を相互に組み付け、所定の構成部材同士を溶接により接合して成る構造体を対象とし、構造体の製造に関わる作業工程、特に溶接工程の大幅な効率化を図り、もって生産効率の向上を達成し得る構造体、構造体の構成部材、および構造体の製造方法を提供することを目的としている。    【解決手段】  本発明に関わる構造体は、接合される構成部材同士の溶接線に沿って展開する特定の構成部材に、溶接線を露呈させる開放部を設けている。  また、本発明に関わる構造体の構成部材は、接合される構成部材同士の溶接線に沿って展開し、溶接線を露呈させる開放部を有している。  さらに、本発明に関わる構造体の製造方法は、接合される構成部材同士の溶接線に沿って展開し、溶接線を露呈させる開放部を有する構成部材を用いて構造体を仮組みする工程と、仮組みした構造体の溶接線を溶接して所定の構成部材同士を接合する工程とを含んでいる。    【選択図】  図３
2006321371.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の構成部材を相互に組み付け、所定の構成部材同士を溶接により接合して成る構造体において、
接合される構成部材同士の溶接線に沿って展開する特定の構成部材に、前記溶接線を露呈させる開放部を設けたことを特徴とする構造体。
【請求項２】
前記構造体が、作業車輌の運転室を構成するフレーム構造体であることを特徴とする請求項１記載の構造体。
【請求項３】
複数の構成部材を相互に組み付け、所定の構成部材同士を溶接により接合して成る構造体の構成部材であって、
接合される構成部材同士の溶接線に沿って展開し、前記溶接線を露呈させる開放部を有することを特徴とする構造体の構成部材。
【請求項４】
前記構造体が、作業車輌の運転室を構成するフレーム構造体であることを特徴とする請求項３記載の構造体の構成部材。
【請求項５】
複数の構成部材を相互に組み付け、所定の構成部材同士を溶接により接合して成る構造体の製造方法において、
接合される構成部材同士の溶接線に沿って展開し、前記溶接線を露呈させる開放部を有する構成部材を用いて構造体を仮組みする工程と、
仮組みした構造体の溶接線を溶接して所定の構成部材同士を接合する工程と、
を含んで成ることを特徴とする構造体の製造方法。
【請求項６】
前記構造体が、作業車輌の運転室を構成するフレーム構造体であることを特徴とする請求項５記載の構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の構成部材を相互に組み付け、所定の構成部材同士を溶接して製造される構造体に関し、さらに本発明は上記構造体の構成部材、および上記構造体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１０に示した従来の油圧ショベル(作業車輌)Ａは、クローラ形式の走行機構を有する下部走行体Ｂと、該下部走行体Ｂに搭載支持された上部旋回体Ｃとを備え、この上部旋回体Ｃには運転室Ｅが設置されている。
【０００３】
ここで、建設機械や農業機械等の作業車輌における運転室は、通常、鋼管から成るピラーやビーム等の複数の構成部材を組み立て、これら構成部材同士を溶接により接合してフレーム構造体を製造し、このフレーム構造体の外面に外装パネルを取り付けることによって構成されている(例えば、特許文献１参照)。
【０００４】
図１１に示す如く、上記運転室Ｅのフレーム構造体Ｈは、ベースＩに立設された左前方ピラーＬＦと左後方ピラーＬＢとを左ルーフピラーＬＴで連結するとともに、この左ルーフピラーＬＴとベースＩとの間に中間ピラーＳを連結し、またベースＩに立設された右前方ピラーＲＦと右後方ピラーＲＢとを右ルーフピラーＲＴで連結するとともに、上記左ルーフピラーＬＴと右ルーフピラーＲＴとを、左右に延びる前後のルーフビームＪ、Ｋで連結し、かつ上記左後方ピラーＬＢと右後方ピラーＲＢとを、左右に延びる上部リヤビームＭおよび中間リヤビームＮで連結して基本的な骨格を構成するとともに、この骨格に補強用のパッチプレートや装備品を搭載するためのブラケット等、多種多様な構成部材を組み付けて接合することによって構成されている。
【０００５】
そして、上述の如く構成されたフレーム構造体Ｈの外面に、ルーフパネルＰｔ、リヤパネルＰｂ、およびサイドパネルＰｌ(右側のサイドパネルは省略)等、各種の外装パネルを溶接によって取付けることで、図１０に示した油圧ショベルＡの運転室Ｅが構成されている。
【特許文献１】特開２０００−１６１５５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記運転室Ｅのフレーム構造体Ｈは、上述した如く多種多様な構成部材の集合体であるため、全ての構成部材を所定の箇所に配置して仮組みした場合、構成部品同士の溶接線が他の構成部材によって隠されてしまう箇所や、構成部品同士を溶接しようとする溶接トーチに他の構成部品が干渉する箇所の生じることは否めず、これにより全ての構成部材を一括して溶接することは困難であった。
【０００７】
すなわち、上記フレーム構造体Ｈを製造する場合には、先ず、溶接線が隠されたり溶接トーチと干渉したりすることのない構成部材の組合せで仮組みを行い、溶接によって構成部材同士を接合したのち検査を実施する。
【０００８】
次いで、他の構成部材同士の溶接線を隠したり、溶接トーチと干渉する等の理由で溶接されていなかった残りの構成部材を仮組みし、溶接によって構成部材同士を接合したのち検査を実施することとなる。
【０００９】
このように、従来のフレーム構造体Ｈを製造する場合には、構成部材の仮組みと溶接と検査との一連の工程を二度に亘って繰り返さねばならず、非効率な作業に伴う工数の増大によって生産性の低下を招く不都合があった。
【００１０】
本発明の目的は上記実状に鑑みて、構造体の製造に関わる作業工程、特に溶接工程の大幅な効率化を図り、もって生産効率の向上を達成し得る構造体、構造体の構成部材、および構造体の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するべく、請求項１の発明に関わる構造体は、複数の構成部材を相互に組み付け、所定の構成部材同士を溶接により接合して成る構造体において、接合される構成部材同士の溶接線に沿って展開する特定の構成部材に、上記溶接線を露呈させる開放部を設けたことを特徴としている。
【００１２】
請求項２の発明に関わる構造体は、請求項１の発明に関わる構造体において、上記構造体が作業車輌の運転室を構成するフレーム構造体であることを特徴としている。
【００１３】
請求項３の発明に関わる構造体の構成部材は、複数の構成部材を相互に組み付け、所定の構成部材同士を溶接により接合して成る構造体の構成部材であって、接合される構成部材同士の溶接線に沿って展開し、上記溶接線を露呈させる開放部を有することを特徴としている。
【００１４】
請求項４の発明に関わる構造体の構成部材は、請求項３の発明に関わる構造体の構成部材において、上記構造体が作業車輌の運転室を構成するフレーム構造体であることを特徴としている。
【００１５】
請求項５の発明に関わる構造体の製造方法は、複数の構成部材を相互に組み付け、所定の構成部材同士を溶接により接合して成る構造体の製造方法において、接合される構成部材同士の溶接線に沿って展開し、上記溶接線を露呈させる開放部を有する構成部材を用いて構造体を仮組みする工程と、仮組みした構造体の溶接線を溶接して所定の構成部材同士を接合する工程とを含んで成ることを特徴としている。
【００１６】
請求項６の発明に関わる構造体の製造方法は、請求項５の発明に関わる構造体の製造方法において、上記構造体が作業車輌の運転室を構成するフレーム構造体であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の発明に関わる構造体によれば、特定の構成部材に溶接線を露呈させる開放部を設けたことで、構造体を構成する全ての構成部材を所定の箇所に配置して仮組みした状況で、全ての構成部材を一括して溶接することが可能となり、もって溶接工程の大幅な効率化を図ることができるため、構造体の製造に関わる生産効率を大幅に向上させることが可能となる。
【００１８】
請求項２の発明に関わる構造体によれば、作業車輌の運転室を構成するフレーム構造体の生産効率を格段に向上させることが可能となる。
【００１９】
請求項３の発明に関わる構造体の構成部材によれば、溶接線を露呈させる開放部を有していることから、構造体を構成する全ての構成部材を所定の箇所に配置して仮組みした状況で、全ての構成部材を一括して溶接することが可能となり、もって溶接工程の大幅な効率化を図ることができるため、構造体の製造に関わる生産効率を大幅に向上させることが可能となる。
【００２０】
請求項４の発明に関わる構造体の構成部材によれば、作業車輌の運転室を構成するフレーム構造体の生産効率を格段に向上させることが可能となる。
【００２１】
請求項５の発明に関わる構造体の製造方法によれば、構造体を構成する全ての構成部材を所定の箇所に配置して仮組みした状況で、全ての構成部材を一括して溶接することが可能となり、もって溶接工程の大幅な効率化を図ることができるため、構造体の製造に関わる生産効率を大幅に向上させることが可能となる。
【００２２】
請求項６の発明に関わる構造体の製造方法によれば、作業車輌の運転室を構成するフレーム構造体の生産効率を格段に向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、実施例を示す図面に基づいて、本発明を詳細に説明する。  
図１は、油圧ショベル(作業車輌)の運転室を構成するフレーム構造体に、本発明を適用した実施例を示しており、このフレーム構造体(構造体)１における外面の所定箇所に、所要の外装パネルを取付けることで運転席が構成される。なお、油圧ショベルの全体構成は、図１０に示した一般的な油圧ショベルＡと変わるところはない。
【００２４】
上記フレーム構造体１は、ベースフレーム２、左前方ピラー３Ｌと左ルーフピラー４Ｌとを一体成形した左サイドフレーム５Ｌ、右前方ピラー３Ｒと右ルーフピラー４Ｒとを一体成形した右サイドフレーム５Ｒ、中間ピラー６、左後方ピラー７Ｌおよび右後方ピラー７Ｒ、前方ルーフビーム８Ｆおよび中間ルーフビーム８Ｍ、上部リヤビーム９Ｔ、中間リヤビーム９Ｍおよび下部リヤビーム９Ｂ等、複数の構成部材を具備しており、これら構成部材同士を溶接により接合することで主要の骨格を形成している。
【００２５】
すなわち、ベースフレーム２に立設した左サイドフレーム５Ｌと左後方ピラー７Ｌの上部とを接合し、かつ左ルーフピラー４Ｌとベースフレーム２との間に中間ピラー６を接合するとともに、ベースフレーム２に立設した右サイドフレーム５Ｒと右後方ピラー７Ｒの上部とを接合し、左サイドフレーム５Ｌと右サイドフレーム５Ｒとを、前方ルーフビーム８Ｆおよび中間ルーフビーム８Ｍによって接合するとともに、上記左後方ピラー７Ｌと右後方ピラー７Ｒとを、上部リヤビーム９Ｔ、中間リヤビーム９Ｍおよび下部リヤビーム９Ｂによって接合している。
【００２６】
さらに、上記フレーム構造体１は、上述した如き主要な骨格を形成する構成部材と併せ、上記骨格に装備品を搭載するためのブラケットや補強用のパッチプレート等、多種多様な複数の構成部材をも具備しており、全ての構成部材を所定の位置態様で組み付け、溶接により互いに接合することによって製造されている。
【００２７】
図１〜図３に示す如く、上記フレーム構造体１を構成する中間リヤビーム９Ｍの上面左右には、左後方ピラー７Ｌおよび右後方ピラー７Ｒとの間に、補強用のリブ(構成部材)１０、１０が夫々取り付けられており、また、上記中間リヤビーム９Ｍの上面中央には、エアコンディショナ(図示せず)を装着するためのブラケット(構成部材)１１が取り付けられている。
【００２８】
上記ブラケット１１は、中間リヤビーム９Ｍの長手方向に沿って延在する背板部１１Ａと、この背板部１１Ａの上縁から前方へ向けて拡がる上板部１１Ｂとを有しており、上記背板部１１Ａにおける下方の左右端部には、夫々切欠き(開放部)１１ａ、１１ａが形成されているとともに、上記上板部１１Ｂにおける前方の左右端部には、夫々切欠き(開放部)１１ｂ、１１ｂが形成されている。
【００２９】
上記背板部１１Ａに形成した切欠き１１ａ、１１ａによって、中間リヤビーム９Ｍの上面とリブ１０の下縁との溶接線、詳しくはフレーム構造体１の外方に臨んだ溶接線が、溶接作業を何ら妨げることなく露呈されることとなる。
【００３０】
また、上記上板部１１Ｂに形成した切欠き１１ｂ、１１ｂによって、中間リヤビーム９Ｍの上面とリブ１０の下縁との溶接線、詳しくはフレーム構造体１の内方に臨んだ溶接線が、溶接作業を何ら妨げることなく露呈されることとなる。
【００３１】
すなわち、背板部１１Ａに切欠き１１ａ、１１ａがない場合、中間リヤビーム９Ｍとリブ１０との溶接線(外方側)の一部が、該溶接線に沿って展開する背板部１１Ａで隠されるために溶接作業が困難となる。
【００３２】
また、上板部１１Ｂに切欠き１１ｂ、１１ｂがない場合、中間リヤビーム９Ｍとリブ１０との溶接線(内方側)に沿って展開する上板部１１Ｂが、上記溶接線にアクセスしようとする溶接トーチと干渉するために溶接作業が困難となる。
【００３３】
〔中間リヤビーム９Ｍとリブ１０との外方側溶接線〕
これに対して、背板部１１Ａに切欠き１１ａ、１１ａを形成し、中間リヤビーム９Ｍとリブ１０との溶接線(外方側)を露呈させたことにより、上記切欠き１１ａを介して容易に溶接トーチＷを外方側の溶接線にアクセスさせることができ、もって構成部材と何ら干渉することなく、中間リヤビーム９Ｍとリブ１０との溶接作業を実施することが可能となる。
【００３４】
〔中間リヤビーム９Ｍとリブ１０との内側溶接線〕
また、上板部１１Ｂに切欠き１１ｂ、１１ｂを形成し、中間リヤビーム９Ｍとリブ１０との溶接線(内方側)を露呈させたことにより、上記切欠き１１ｂを介して容易に溶接トーチＷを内方側の溶接線にアクセスさせることができ、もって構成部材と何ら干渉することなく、中間リヤビーム９Ｍとリブ１０との溶接作業を実施することができる。
【００３５】
一方、図１と図４および図５とに示す如く、ベースフレーム２における前方右隅部には、補強用のパッチプレート(構成部材)１２が取り付けられているとともに、上記ベースフレーム２の前部には、ガラス受けパネル(構成部材)１３が取り付けられている。
【００３６】
上記ガラス受けパネル１３の右方下縁部には、切欠き(開放部)１３ａが形成されており、該切欠き１３ａには、上記ベースフレーム２に取り付けられたパッチプレート１２の前端部１２ａが嵌合している。
【００３７】
ここで、上記ガラス受けパネル１３に形成した切欠き１３ａによって、ベースフレーム２とパッチプレート１２の前縁部との溶接線が、溶接作業を何ら妨げることなく露呈されることとなる。
【００３８】
すなわち、ガラス受けパネル１３に切欠き１３ａがない場合、ベースフレーム２とパッチプレート１２の前縁部との溶接線が、該溶接線に沿って展開するガラス受けパネル１３で隠されるために溶接作業が困難となる。
【００３９】
これに対して、ガラス受けパネル１３に切欠き１３ａを形成し、ベースフレーム２とパッチプレート１２の前縁部との溶接線を露呈させたことにより、構成部材と何ら干渉することなく容易に溶接トーチＷを上記溶接線にアクセスさせることができ、もってベースフレーム２とパッチプレート１２との溶接作業を確実に実施できる。
【００４０】
一方、図６に示す如く、左ルーフピラー４Ｌには中間ピラー６の上端部が接合されているとともに、上記左ルーフピラー４Ｌの内方側面(フレーム構造体１の内方に臨んだ側面)には、レール取付板(構成部材)１４を介してレール１５が取り付けられている。
【００４１】
また、上記レール取付板１４には、開口(開放部)１４ｏが形成されており、この開口１４ｏによって、左ルーフピラー４Ｌの下面と中間ピラー６の上端面との溶接線、詳しくはフレーム構造体１の内方に臨んだ溶接線が、溶接作業を何ら妨げることなく露呈されることとなる。
【００４２】
すなわち、上記レール取付板１４に開口１４ｏがない場合、左ルーフピラー４Ｌと中間ピラー６との溶接線(内方側)が、該溶接線に沿って展開するレール取付板１４で隠されるために溶接作業が困難となる。
【００４３】
これに対して、レール取付板１４に開口１４ｏを形成し、左ルーフピラー４Ｌの下面と中間ピラー６の上端面との溶接線を露呈させたことにより、上記開口１４ｏを介して容易に溶接トーチＷを上記溶接線(内方側)にアクセスさせることができ、もって構成部材と何ら干渉することなく、左ルーフピラー４Ｌと中間ピラー６との溶接作業を実施することができる。
【００４４】
一方、図７および図８に示す如く、右サイドフレーム５Ｒのフロントインナーパネル(構成部材)５Ｐには、前方ルーフビーム８Ｆの端部が取り付けられているとともに、レール取付板(構成部材)１４を介してレール１５が取り付けられている。
【００４５】
また、上記レール取付板１４の上縁部には、切欠き(開放部)１４ａが形成されており、この切欠き１４ａによって、フロントインナーパネル５Ｐと前方ルーフビーム８Ｆのリブ８ｌとの溶接線が、溶接作業を何ら妨げることなく露呈されることとなる。
【００４６】
すなわち、レール取付板１４の切欠き１４ａがない場合、言い換えれば、図中に鎖線で示す位置までレール取付板１４の上縁部が在る場合には、フロントインナーパネル５Ｐとリブ８ｌとの溶接線に沿って展開するレール取付板１４が、上記溶接線にアクセスしようとする溶接トーチと干渉するために溶接作業が困難となる。
【００４７】
これに対して、レール取付板１４に切欠き１４ａを形成し、フロントインナーパネル５Ｐと前方ルーフビーム８Ｆのリブ８ｌとの溶接線を露呈させたことにより、上記切欠き１４ａを介して容易に溶接トーチＷを上記溶接線にアクセスさせることができ、もって構成部材と何ら干渉することなく、フロントインナーパネル５Ｐと前方ルーフビーム８Ｆとの溶接作業を実施することができる。
【００４８】
なお、フレーム構造体１における左サイドフレーム５Ｌと前方ルーフビーム８Ｆとの接合部分も、上述した右サイドフレーム５Ｒと前方ルーフビーム８Ｆとの接合部分と同様に構成されていることは勿論である。
【００４９】
上述した構成のフレーム構造体１を製造する際には、先ず、フレーム構造体１を構成する全ての構成部材を、図示していない治具上において夫々所定の箇所に配置して組み立て、フレーム構造体１の仮組みを行なうとともに、構成部材同士をスポット溶接等で部分的に接合することにより、全ての構成部品の集合体である仮組みフレーム１′(図９参照)を作成する。
【００５０】
次いで、治具(図示せず)から取り出した仮組みフレーム１′を、図９に示す如く、溶接装置１００のポジショナー１０１にセットし、上記溶接装置１００における溶接ロボット１０２によって、上記仮組みフレーム１′における溶接線を溶接し、所定の構成部材同士を互いに接合することによって、所期のフレーム構造体１が完成することとなる。
【００５１】
因みに、仮組みフレーム１′に対する溶接作業は、上述したロボット溶接のみならず、作業員による手溶接であっても良いことは言うまでもない。
【００５２】
上述した実施例の構成によれば、ブラケット１１やガラス受けパネル１３、あるいはレール取付板等の特定の構成部材に、溶接作業を妨げることなく溶接線を露呈させる開放部(切欠き１１ａ、１１ｂ、切欠き１３ａ、開口１４ｏ、切欠き１４ａ)を設けたことで、フレーム構造体１を構成する全ての構成部材を所定の箇所に配置して仮組みした状況で、全ての構成部材を一括して溶接することが可能となり、もって溶接工程の大幅な効率化を図ることができるため、フレーム構造体１の製造に関わる生産効率を大幅に向上させることが可能となる。
【００５３】
また、実施例の如くフレーム構造体１を製造することで、フレーム構造体１の全ての構成部材を仮組みする工程と、仮組みした構成部材を溶接により接合する工程とを完全に分離できるため、各工程を集約し得ることから生産性の大幅な向上を図ることが可能となる。
【００５４】
ここで、構成部材に溶接線を露呈させる切欠きを形成している技術としては、、例えば特開２０００−８７４６２号公報に、建設現場での均一なフランジ溶接を可能とするべく、Ｉ型鋼を構成するウェブの上下にスカラップを設けた鋼部材の接合構造が開示されている。
【００５５】
しかしながら、本発明が溶接線に沿って展開する構成部材に溶接線を露呈させる開放部を設けているのに対し、上記公報に開示されている構成においては、フランジに対して立設されるウェブの両側から溶接が可能であることと併せ、スカラップを設けたことで溶接が可能となる範囲が極めて狭いことから、上記公報に開示された構成を実施例のフレーム構造体に適用しても、本発明に関わる独自の作用効果を奏し得ないことは明かである。
【００５６】
なお、本発明の適用される運転室のフレーム構造体は、実施例の構成に限定されるものではなく、油圧ショベルの大きさやデザインの相違に基づく、様々な構成のフレーム構造体に対しても、本発明を有効に適用し得ることは勿論である。
【００５７】
また、上述した実施例においては、油圧ショベルの運転室を構成するフレーム構造体に本発明を適用しているが、上記油圧ショベル以外の様々な作業車輌における運転室のフレーム構造体、さらには運転室のフレーム構造体以外の様々な構造体に対しても、本発明を極めて有効に適用し得ることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明を作業車輌における運転室のフレーム構造体に適用した実施例を示す全体外観斜視図。
【図２】(ａ)および(ｂ)は、図１に示したフレーム構造体の要部背面図および要部断面図。
【図３】(ａ)および(ｂ)は、図２中の IIIａ−IIIａ 線断面図および IIIｂ−IIIｂ 線断面図。
【図４】図１に示したフレーム構造体における前方側の要部外観斜視図。
【図５】(ａ)および(ｂ)は、図１に示したフレーム構造体の要部正面図および要部断面図。
【図６】(ａ)および(ｂ)は、図１に示したフレーム構造体における側部上方の要部を内方から観た図および要部断面図。
【図７】図１に示したフレーム構造体における前部右上方の隅部を内方から観た図。
【図８】(ａ)および(ｂ)は、図７に示したフレーム構造体における側部前上方の要部を内方から観た図および要部断面図。
【図９】フレーム構造体の製造工程における溶接作業を示す概念図。
【図１０】一般的な作業車輌を示す概念的な全体側面図。
【図１１】従来の作業車輌における運転室を構成するフレーム構造体および外装パネルを示す外観分解斜視図。
【符号の説明】
【００５９】
１…フレーム構造体(構造体)、
２…ベースフレーム(構成部材)、
４Ｌ…左ルーフピラー(構成部材)、
５Ｐ…フロントインナーパネル(構成部材)、
６…中間ピラー(構成部材)、
８Ｆ…前方ルーフビーム(構成部材)、
９Ｍ…中間リヤビーム(構成部材)、
１０…補強リブ(構成部材)、
１１…ブラケット(構成部材)、
１１ａ…切欠き(開放部)、
１１ｂ…切欠き(開放部)、
１２…パッチプレート(構成部材)、
１３…ガラス受けパネル(構成部材)、
１３ａ…切欠き(開放部)、
１４…レール取付板(構成部材)、
１４ａ…切欠き(開放部)、
１４ｏ…開口(開放部)。
【図１】
2006321371.tif 000003
【図２】
2006321371.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】
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【図１１】
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