(57)【要約】【課題】内圧防爆機構の高圧異常を検出し、異常をユーザに通知する手段を設けることでエア機器点検を実施を促すとともに、過剰となった内圧室の圧力を軽減させる。【解決手段】内圧防爆機構２から排出されるエアを開放させるエア排気部７に、高圧異常検出手段８と、圧力調整弁７４とを設け、高圧異常検出手段８の動作圧力を圧力調整弁７４の動作圧力よりも低い値に設定する。高圧異常検出手段８は、設定された圧力以上になると制御装置１に信号を送出し、制御装置１は警告手段９によって警告を発するとともに開放弁７３を開き、過剰となった内圧防爆機構２の内圧室の圧力を軽減させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
危険雰囲気に設置され、不活性ガスまたはエアが供給される内圧室を有する内圧防爆機構と、
非危険雰囲気に設置され、前記内圧防爆機構を制御する制御装置と、
前記内圧防爆機構に不活性ガスまたはエアを供給する不活性ガスまたはエア供給部と、
前記内圧防爆機構から排出される不活性ガスまたはエアを開放する不活性ガスまたはエア排気部と、を備える内圧防爆システムにおいて、
前記内圧防爆機構が所定の圧力よりも高くなったとき前記制御装置に信号を送出する高圧異常検出手段と、
前記高圧異常検出手段の高圧異常の信号を受信したときに警告を発する警告手段を備えたことを特徴とする内圧防爆システム。
【請求項２】
前記高圧異常検出手段は、前記排気部に備えられていることを特徴とする請求項１記載の内圧防爆システム。
【請求項３】
前記警告手段は、前記制御装置に備えられていることを特徴とする請求項１記載の内圧防爆システム。
【請求項４】
前記高圧異常検出手段は、圧力検出器であることを特徴とする請求項１記載の内圧防爆システム。
【請求項５】
前記高圧異常検出手段は、流量検出器であることを特徴とする請求項１記載の内圧防爆システム。
【請求項６】
前記高圧異常検出手段は、圧力が所定値以上になると不活性ガスまたはエアを開放するとともに、信号を送出するスイッチを備えたスイッチ付圧力調整弁であることを特徴とする請求項１記載の内圧防爆システム。
【請求項７】
前記制御装置は、前記高圧異常検出手段から高圧異常の信号を受信したときに、前記警告手段によって警告を発するとともに、前記不活性ガスまたはエア排気部によって前記内圧防爆機構の内部の不活性ガスまたはエアを放出させることを特徴とする請求項１記載の内圧防爆システム。
【請求項８】
前記内圧防爆機構が、ロボットであることを特徴とする請求項１記載の内圧防爆システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内圧防爆システムにおいて、特に内圧防爆対象機構の内圧異常を検知する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の内圧防爆システムにおける不活性ガスまたはエア供給部と不活性ガスまたはエア排気部の構成には、例えば「特許公報第２７９６４８２号」のような構成がある。同公報によれば、内圧防爆機構の内部圧力を圧力検出器で監視し、その信号を保護監視装置に送出している。保護監視装置は内圧防爆機構の制御装置と接続されている。通常運転時の内圧防爆機構の内部圧力が所定値よりも低くなると、圧力検出器がこれを検知し、信号を保護監視装置に送出するとともに、保護監視装置からの信号で、制御装置は内圧防爆機構への電源を遮断する。一方、この圧力検出器は内圧防爆機構の運転開始時に行われるべき掃気作業において、内圧防爆機構の内部圧力が所定値より高くなると、同じく信号を保護監視装置に送出する。保護監視装置では、この信号によりタイマを作動させ、不活性ガスまたはエア供給部が内圧防爆機構の内容積の５倍以上の不活性ガスまたはエアを送出できるまでの時間をカウントする。これら通常運転時の内部圧力の異常検知と掃気作業における方法は同公報の従来技術にも記載されている。同公報は、特に不活性ガスまたはエア供給部と不活性ガスまたはエア排気部の構成を簡単にするため、不活性ガスまたはエア排気用の電磁弁の励磁を内圧防爆機構に送る電力によってさせることとした発明である。
また、従来の内圧防爆システムにおける不活性ガスまたはエア排気部の構成には、例えば「特開２００３−６２７８７公報」のような構成がある。同公報においては、不活性ガスまたはエア排気部において、内圧防爆機構から排出される不活性ガスまたはエアを排気する本管路と、この管路とは別途並列に設けた予備管路とを設けている。そして、内圧防爆機構が何らかの理由によって高圧異常となったときに、別途並列に設けた予備管路に備えたバルブから不活性ガスまたはエアを放出させ、内圧防爆機構の圧力を減圧させ、本管路に備えた不活性ガスまたはエア機器を保護するものである。
【特許文献１】特許公報第２７９６４８２号（図１および図２）
【特許文献２】公開特許公報２００３−６２７８７号（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１の発明、または特許文献１に記載の従来技術において、掃気時ではなく、通常運転時に、不活性ガスまたはエア供給部などの故障によって内圧防爆機構の内部圧力が高くなった場合に、それを検知する手段、対処方法については一切記載がない。
また、特許文献２の発明では、内圧防爆機構の内部圧力が高くなった場合は、本管路とは別途設けた予備管路で、所定の圧力以上になると自動的に不活性ガスまたはエアを放出させるものであって、高圧異常をユーザに警告する手段がなかった。つまり、特許文献２では、排気のための本管路とは別に予備の排気管路を設けなくてはならず、また、内圧防爆機構内の圧力を自動的に減圧させてしまい、ユーザにそのことを知らせる手段もないことからユーザが異常に気が付かないという問題があった。つまり、ユーザに保守、修理点検を促す手段がなく、また、このような場合は不活性ガスまたはエアが無駄に流出しており、不活性ガスまたはエアの供給源（コンプレッサなど）の負荷となる問題もあった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、内圧防爆機構の高圧異常検知ができる手段を備え、検知した高圧異常をユーザに通知する手段を備える内圧防爆システム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】
【０００４】
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
請求項１に記載の発明は、危険雰囲気に設置され、不活性ガスまたはエアが供給される内圧室を有する内圧防爆機構と、非危険雰囲気に設置され、前記内圧防爆機構を制御する制御装置と、前記内圧防爆機構に不活性ガスまたはエアを供給する不活性ガスまたはエア供給部と、前記内圧防爆機構から排出される不活性ガスまたはエアを開放する不活性ガスまたはエア排気部と、を備える内圧防爆システムにおいて、前記内圧防爆機構が所定の圧力よりも高くなったとき前記制御装置に信号を送出する高圧異常検出手段と、前記高圧異常検出手段の高圧異常の信号を受信したときに警告を発する警告手段を備えた内圧防爆システムとするものである。
請求項２に記載の発明は、前記高圧異常検出手段は、前記不活性ガスまたはエア排気部に備えられている請求項１記載の内圧防爆システムとするものである。
請求項３に記載の発明は、前記警告手段は、前記制御装置に備えられている請求項１記載の内圧防爆システムとするものである。
請求項４に記載の発明は、前記高圧異常検出手段は、圧力検出器である請求項１記載の内圧防爆システムとするものである。
請求項５に記載の発明は、前記高圧異常検出手段は、流量検出器である請求項１記載の内圧防爆システムとするものである。
請求項６に記載の発明は、前記高圧異常検出手段は、圧力が所定値以上になると不活性ガスまたはエアを開放するとともに、信号を送出するスイッチを備えたスイッチ付圧力調整弁である請求項１記載の内圧防爆システムとするものである。
請求項７に記載の発明は、前記制御装置は、前記高圧異常検出手段から高圧異常の信号を受信したときに、前記警告手段によって警告を発するとともに、前記不活性ガスまたはエア排気部によって前記内圧防爆機構の内部の不活性ガスまたはエアを放出させることを特徴とする請求項１記載の内圧防爆システム。
請求項８に記載の発明は、前記内圧防爆機構が、ロボットであることを特徴とする請求項１記載の内圧防爆システム。
【発明の効果】
【０００５】
以上、本発明の内圧防爆システムによると、内圧防爆機構の高圧異常検知をすることができ、高圧異常をユーザに知らせるとともに、不活性ガスまたはエアを排出することで過剰となった内圧を低減させることができる。これによって、ユーザはすぐに異常を知ることができ、不活性ガスまたはエア機器などのチェックをすることができる。また、不活性ガスまたはエア機器や、内圧防爆機構が高圧によりダメージを受けることを防ぐことができる。これによって、安定した内圧防爆システムの運転が提供できるようにする。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
【実施例１】
【０００７】
図２は、本発明の内圧防爆システムを用いた塗装ロボットシステムの概要図である。図２において、１は制御装置、２は内部に内圧室を有するマニピュレータ、３は内圧室に不活性ガスまたはエアを供給する不活性ガスまたはエア供給部、４は制御装置１とマニピュレータ２とを接続する制御ケーブル、５は不活性ガスまたはエア供給部３とマニピュレータ２とを接続する不活性ガスまたはエア配管、６はマニピュレータ２から排出される不活性ガスまたはエアが導入される不活性ガスまたはエア配管、７は不活性ガスまたはエア配管６が接続される不活性ガスまたはエア排気部である。また、マニピュレータ２および不活性ガスまたはエア排気部７は、制御ケーブル４と不活性ガスまたはエア配管５を通す隔壁によって仕切られた危険雰囲気に設置されている。それ以外の制御装置１や不活性ガスまたはエア供給部３は、非危険雰囲気に設置されている。以上の構成において、制御装置１は、制御ケーブル４を介してマニピュレータ２を制御する。一方、マニピュレータ２は、その内部の内圧室を、危険雰囲気の大気圧より高い圧力に維持するため、不活性ガスまたはエア供給部３より不活性ガスまたはエア配管５を介して不活性ガスまたはエアが導入される。導入された不活性ガスまたはエアは、不活性ガスまたはエア排気部７から大気へ排気される。
【０００８】
図１は、図２における不活性ガスまたはエア供給部と不活性ガスまたはエア排気部の詳細図を示す。
図１において、不活性ガスまたはエア供給部３は、図示しない不活性ガスまたはエアの供給源から供給された不活性ガスまたはエアを通すフィルタ３１、および圧力調整器３２、３３、３４を備え、電磁弁３５、３６の作動組合せによって、不活性ガスまたはエア配管５を介して、マニピュレータ２および不活性ガスまたはエア排気部７へ圧力調整された不活性ガスまたはエアを供給する。ここで、不活性ガスまたはエア排気部７に供給されている不活性ガスまたはエアは後述する開放弁７３を動作させるものである。電磁弁３５と３６は、制御装置１からの電気信号によって動作する。
不活性ガスまたはエアの供給源から導入された不活性ガスまたはエアの圧力は、圧力調整器３２で常用圧力に、また圧力調整器３３で掃気圧力に、それぞれ減圧される。よって、マニピュレータ２に供給される不活性ガスまたはエアは、電磁弁３５を介して常用圧力と掃気圧力のものが切替えられている。常用圧力より掃気圧力の方がより高い圧力となる。また、同じく、不活性ガスまたはエアの供給源から導入された不活性ガスまたはエアの圧力は、圧力調整器３４で開放弁７３を動作させる圧力に減圧される。
一方、不活性ガスまたはエア排気部７は、マニピュレータ２から排出される不活性ガスまたはエアを不活性ガスまたはエア配管６から導入するとともに、その管路の途中に圧力検出器７１を備えている。また、その管路の途中に高圧異常検出手段である圧力検出器７２を備えている。また、同じくその管路の途中に圧力調整弁７４を備えている。また、その管路端部に、開放弁７３を備えている。開放弁７３は、不活性ガスまたはエア配管５によって供給される不活性ガスまたはエアによって動作されるものである。
圧力検出器７１は、不活性ガスまたはエア配管６に流れる不活性ガスまたはエアの圧力が設定圧力以下となった場合に信号を制御装置１に送る。また、圧力検出器７１の設定圧は、常用圧力の少し下に設定されている。そして、圧力検出器７２は不活性ガスまたはエア配管６に流れる不活性ガスまたはエアが設定圧力以上となった場合に信号を制御装置１に送る。圧力検出器７２の設定圧は、常用圧力の少し上に設定されている。圧力調整弁７４は、不活性ガスまたはエア配管６に流れる不活性ガスまたはエアが設定圧力以上となった場合に機械的に自動で開放し、大気中に不活性ガスまたはエアを放出する。圧力調整弁７４が開放動作する設定圧は、圧力検出器７２の設定圧の少し上に設定されている。開放弁７３は、不活性ガスまたはエア配管５から動作用不活性ガスまたはエアの供給を受けて動作し、不活性ガスまたはエア配管６に流れる不活性ガスまたはエアを大気中に放出する。
制御装置１は、圧力検出器７１、７２から送出される信号を受信するＩＯユニット１２と、ＣＰＵなどの処理装置１１と、警告手段９を備えている。実際の制御装置１は、これら以外にも多数の装置を備えているが、本発明に関する個所以外は省略する。ＩＯユニット１２は、電磁弁３５、３６にも接続されており、これらの動作制御を行う。ＣＰＵはＩＯユニットと接続されており、信号の送受信を行っている。警告手段９は、例えば警告ランプや、ブザーを用いる。ここでは圧力検出器７２から送出される高圧異常の信号を受けてシステムのユーザに異常を通知するため、ＩＯユニット１２、処理装置１１を介して警告手段９の警告ランプを点灯させる。なお、本発明においては、警告手段９を別途設けているが、通常制御装置１にはマニピュレータ２を手動操作するティーチングペンダントなどの手動操作装置が接続されており、この警告を手動操作装置に表示することも考えられる。
本発明が特許文献１と異なる部分は、不活性ガスまたはエア排気部７に圧力検出器を７１だけではなく別の圧力検出器７２を同時に備え、圧力検出器７２の異常信号によって、高圧異常をユーザに通知する警告手段９を制御装置１に備えた部分である。
【０００９】
以上で構成される本発明の動作を図３のフローチャートに示す。
はじめに、図３（１）の掃気モードについて説明する。
マニピュレータ２の内部の掃気を行うために、掃気モードとしてシステムを起動する。はじめに、図示しない不活性ガスまたはエアの供給源から不活性ガスまたはエア供給部３へ不活性ガスまたはエアを導入し、マニピュレータ２の加圧状態（定常圧力）を作る。制御装置１の主電源が投入されると、図１の電磁弁３５が作動し、掃気不活性ガスまたはエアがマニピュレータ２に供給される。そして、圧力検出器７１によってマニピュレータ２の内圧を検出し、設定圧以下となっていればすなわち内圧室内に十分な圧力が供給されていないので内圧異常モードへと移行する。設定圧以上の圧力が供給されていれば、その後開放弁７３を開放させ、設定された掃気時間だけ不活性ガスまたはエアを供給し続ける。このときも同様に圧力検出器７１で内圧を検出し続け、設定圧以下となるときは内圧異常モードへと移行する。設定掃気時間が経過すると、開放弁７３を閉じ掃気不活性ガスまたはエア供給を終了し、内圧が定常圧力となったところで運転モードへと移行する。
次に図３（２）の運転モードについて説明する。システムの運転モードとして、マニピュレータ２内の図示しないモータ電源を投入し、マニピュレータ２が稼動状態にあるとき、圧力検出器７１によって内圧を検出し、設定圧以下となるときは内圧異常モードへ移行する。同時に、高圧異常検出手段の圧力検出器７２によって内圧を検出し、設定圧以上となるときは警告モードへ移行する。マニピュレータ２の稼動が終了し、制御装置１の電源が切られ、不活性ガスまたはエア供給部への供給不活性ガスまたはエアが遮断されると運転モードを終了する。
次に図３（３）内圧異常モードについて説明する。掃気モードから内圧異常モードへ移行した場合には、開放弁７３を閉じ、掃気不活性ガスまたはエアの供給を終了する。運転モードから内圧異常モードへ移行した場合には、モータ電源を遮断する。その後、制御装置１からブザー作動、ランプ点灯等の異常表示を行う。制御装置１の電源を落とし、異常原因の点検、修理を行った後、再び掃気モードへ移行する。
次に図３（４）警告モードについて説明する。運転モード中に警告モードへ移行したとき、警告手段９によって、ブザー作動、ランプ点灯等の警告表示を行い、運転モードを継続する。
【実施例２】
【００１０】
図４は本発明の第２実施例の構成を示す図である。図１と同等個所には、同番号を記載している。本実施例では図２に対し、圧力検出器７２に代わり、圧力調整弁７４の下流側に流量検出器７２１が取り付く構成となっている。不活性ガスまたはエア配管６に流れる不活性ガスまたはエアの圧力が設定圧以上となったときに、圧力調整弁７４が開放されるが、そのとき流量検出器７２１にて圧力調整弁７４から流出する不活性ガスまたはエアを検出する。流量検出器７２１は、検出された流量が設定量以上のときに信号を制御装置１へ送る。流量検出器７２１は少量の流量で作動するよう設定されている。
【００１１】
その動作において、図５のフローチャートに図３に対する相違点のみ説明する。図５において、５１の流量検出器が設定量以上の流量を検出したときに警告モードへ移行する、という点が相違点である。
【実施例３】
【００１２】
図６は本発明の第３実施例の構成を示す図である。図１と同等個所には、同番号を記載している。本実施例では図２に対し、圧力検出器７２に代わり、スイッチ付の圧力調整弁７２２となっている。スイッチ付圧力調整弁７２２は不活性ガスまたはエア配管６に流れる不活性ガスまたはエアの圧力が設定圧以上となったときに開放され、大気へ不活性ガスまたはエアを放出する。また同時にスイッチが動作して信号を制御装置１へ送る。スイッチ付圧力調整弁７２２の動作圧力は常用圧力の少し上で設定されている。
【００１３】
その動作を図７のフローチャートに図３に対する相違点のみ示す。図７において、７１のスイッチ付圧力調整弁が動作したときに警告モードへ移行する、という点が相違点である。
【００１４】
以上の実施例１、２、３において、高圧異常検出手段の信号が制御装置に送られて警告モードへ移行する際、警告モードとせず内圧異常モードとしてもよい。
【実施例４】
【００１５】
本発明の第４実施例を下記に説明する。実施例１と同等の構成として図１を説明図として用いる。マニピュレータ２に供給される不活性ガスまたはエアが、高圧異常検出手段である圧力検出器７２の設定圧以上の高圧となった時、圧力検出器７２が信号を制御装置１へ送る。制御装置１は信号を受けて警告手段９から異常表示を行うと共に、電磁弁３６を動作させて開放弁７３を開放し、マニピュレータ２に供給される不活性ガスまたはエアをエア排気部７から放出する。また、圧力調整弁７４の設定圧以上となった時は、圧力調整弁７４が開いて不活性ガスまたはエアを排出する。圧力検出器７２の設定圧は、常用圧力の少し上に設定されている。圧力調整弁の設定圧は、圧力検出器７２の設定圧の少し上に設定されている。
【００１６】
この場合、マニピュレータ２に供給される不活性ガスまたはエアは開放弁７３から排出されるため、圧力調整弁７４が無い構成としてもよい。副次的な効果として、エア排気部７の省スペース、省コスト化を図ることが可能となる。
【００１７】
その動作を図８のフローチャートに図３に対する相違点のみ示す。図８において、高圧異常検出手段が動作したときに警告モードへ移行するとともに開放弁を開く、という点が相違点である。
【実施例５】
【００１８】
本発明の第５実施例を下記に説明する。実施例２と同等の構成として図３を説明図として用いる。マニピュレータ２に供給される不活性ガスまたはエアが高圧となることで、流量検出器７２１が圧力調整弁７４から流出する不活性ガスまたはエアを検出し、信号を制御装置１へ送る。制御装置１は信号を受けて警告手段９から異常表示を行うと共に、電磁弁３６を動作させて開放弁７３を開放し、マニピュレータ２に供給される不活性ガスまたはエアをエア排気部７から放出する。圧力調整弁の設定圧は、常用圧力の少し上に設定されている。流量検出器７２１は少量の流量で作動するよう設定されている。
【００１９】
その動作において、図５および図８のフローチャートに図３に対する相違点のみ説明する。図８において、流量検出器が設定量以上の流量を検出したときに警告モードへ移行するとともに開放弁を開く、という点が相違点である。
【実施例６】
【００２０】
本発明の第６実施例を下記に説明する。実施例３と同等の構成として図６を説明図として用いる。マニピュレータ２に供給される不活性ガスまたはエアが高圧となることで、スイッチ付圧力調整弁７２２が開いて不活性ガスまたはエアを排出するとともに信号を制御装置１へ送る。制御装置１は信号を受けて警告手段９から異常表示を行うと共に、電磁弁３６を動作させて開放弁７３を開放し、マニピュレータ２に供給される不活性ガスまたはエアをエア排気部７から放出する。スイッチ付圧力調整弁の設定圧は、常用圧力の少し上に設定されている。
【００２１】
その動作において、図７および図８のフローチャートに図３に対する相違点のみ説明する。図８において、スイッチ付圧力調整弁が動作したとき警告モード移行するとともに開放弁を開く、という点が相違点である。
【００２２】
以上の実施例４、５、６において、高圧異常検出手段の信号が制御装置に送られて警告モードへ移行する際、警告モードとせず高圧異常モードとしてもよい。高圧異常モードの動作を図９のフローチャートに示す。
【００２３】
以上６つの実施例では不活性ガスまたはエア排気部を危険雰囲気内に設置しているが、その設置場所を非危険雰囲気内としてもよい。
【００２４】
このように、システム中の不活性ガスまたはエア経路に異常が発生し、マニピュレータなどの内圧防爆機構が内圧過剰となっていることを検出できる構造を有し、かつ内圧過剰を人が感知できる情報として出力することができる構成をしているので、不活性ガスまたはエア機器の異常が発生して内圧防爆機構の内圧室が高圧となったときに、ユーザへその情報が発信されることで不活性ガスまたはエア機器の点検を確実に実施することが出来る。また、その結果、安定した内圧防爆構造を有するロボットシステムの運転を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
実施例ではロボットシステムを適用したが、過剰内圧を開放弁によって大気へ開放する手段をもつ内圧防爆構造を有するシステムすべてに適用することすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１実施例を示す内圧防爆システムの詳細図
【図２】本発明の実施例を示す内圧防爆システムの概要図
【図３】本発明の第１実施例を示す内圧防爆システムの動作を示すフローチャート
【図４】本発明の第２実施例を示す内圧防爆システムの詳細図
【図５】本発明の第２実施例を示す内圧防爆システムの動作を示すフローチャート
【図６】本発明の第３実施例を示す内圧防爆システムの詳細図
【図７】本発明の第３実施例を示す内圧防爆システムの動作を示すフローチャート
【図８】本発明の第４、第５、第６実施例を示す内圧防爆システムの動作を示すフローチャート
【図９】本発明の内圧防爆システムにおける高圧異常モードの動作を示すフローチャート
【符号の説明】
【００２７】
１      制御装置
２      マニピュレータ
３      不活性ガスまたはエア供給部
４      制御ケーブル
５      不活性ガスまたはエア配管
６      不活性ガスまたはエア配管
７      不活性ガスまたはエア排気部
８      高圧異常検出手段
９      警告手段
１０    信号ケーブル
１１    処理装置
１２    ＩＯユニット
３１    フィルタ
３２    圧力調整器
３３    圧力調整器
３４    圧力調整器
３５    電磁弁
３６    電磁弁
７１    圧力検出器
７２    圧力検出器
７３    開放弁
７４    圧力調整弁
７２１  流量検出器
７２２  スイッチ付圧力調整弁
【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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