(57)【要約】【課題】穿孔装置においてより円滑かつ静粛な穿孔動作を実現する。【解決手段】穿孔ユニットＤ１は、駆動モーター４２により回転する駆動歯車６５に噛合する被動歯車５７を備える。被動歯車は、パンチ部材４０を中心軸孔１１２に挿通し、該中心軸孔の内面に凹設した軸方向の案内溝１１３に、パンチ部材の外周面から突出する連結ピン１１７を嵌合させることにより、パンチ部材にその軸線を中心に一体に回動可能にかつ軸方向に相対的に移動可能に装着される。被動歯車の軸方向両端面に凹設された凹部１１５ａ，１１５ｂと、被動歯車を貫通して凹部内に開口する軸方向孔１１４ａ，１１４ｂ及び案内溝と、軸方向両端面に摺接するスラストワッシャー１１８，１１９とにより、閉じた潤滑経路が画成され、グリース等の半固体潤滑剤１２０が充填される。【選択図】図１１
2018001280.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸部材と、前記軸部材を軸方向に挿通させる軸孔を貫設した回転部材と、前記回転部材の軸方向両端面にそれぞれ摺接する摺接部材とからなり、前記軸部材の外周面に半径方向外向きに突設した連結部を、前記軸孔の内面にその全長に亘って凹設した軸方向溝内に軸方向に移動可能に嵌合させて、前記回転部材と前記軸部材とを該軸部材の軸線を中心に一体に回転しかつ軸方向に相対的に変位可能にした構造において、
前記回転部材を軸方向に貫通する軸方向孔と、
前記回転部材の各軸方向端面において、前記軸方向端面にそれぞれ開口する前記軸方向溝の端部と前記軸方向孔の端部とを接続し、かつ前記軸方向端面と前記摺接部材との摺接面に連通する通路とを更に備え、
前記通路と前記軸方向溝と前記軸方向孔と前記摺接部材とにより、閉じた潤滑経路が画成されることを特徴とする潤滑構造。
【請求項２】
前記通路が、前記回転部材の軸方向端面及び／又は前記摺接部材の前記軸方向端面との対向面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の潤滑構造。
【請求項３】
前記回転部材が軸方向力を受ける歯車であることを特徴とする請求項１又は２に記載の潤滑構造。
【請求項４】
軸方向の一端に穿孔刃を有し、その軸線を中心に回動自在で前記軸方向に沿って往復動可能なパンチ部材と、
前記パンチ部材を軸方向に挿通するための中心軸孔を貫設した被動歯車と、
駆動源により回転駆動されかつ前記被動歯車に噛合する駆動歯車と、
前記パンチ部材の回転を前記軸方向の往復動に変換する変換機構と、
前記被動歯車の軸方向両端面に摺接する摺接部とを備え、
前記被動歯車が前記パンチ部材に、前記パンチ部材の外周面に半径方向外向きに突設した連結部を、前記中心軸孔の内面にその全長に亘って凹設した軸方向溝内に軸方向に移動可能に嵌合させて、前記パンチ部材の前記軸線を中心に一体に回動可能にかつ前記軸方向に相対的に移動可能に装着された穿孔装置において、
前記被動歯車を軸方向に貫通する軸方向孔と、
前記被動歯車の各軸方向端面において、前記軸方向端面にそれぞれ開口する前記軸方向溝の端部と前記軸方向孔の端部とを接続し、かつ前記軸方向端面と前記摺接部との摺接面に連通する通路とを更に備え、
前記通路と前記軸方向溝と前記軸方向孔と前記摺接部とにより、閉じた潤滑経路が画成されることを特徴とする穿孔装置。
【請求項５】
前記通路が、前記被動歯車の軸方向端面及び／又は前記摺接部に形成される凹部からなることを特徴とする請求項４に記載の穿孔装置。
【請求項６】
前記摺接部が、前記被動歯車の軸方向端面の軸方向力を受ける支持部と、前記支持部と前記被動歯車の軸方向端面との間に介装されて、前記軸方向端面に摺接する摺接部材とからなることを特徴とする請求項４又は５に記載の穿孔装置。
【請求項７】
前記閉じた潤滑経路に半固体状潤滑剤が充填されていることを特徴とする請求項４乃至６のいずれかに記載の穿孔装置。
【請求項８】
前記被動歯車と前記駆動歯車とが食い違い軸歯車であることを特徴とする請求項４乃至７のいずれかに記載の穿孔装置。
【請求項９】
請求項４乃至８のいずれかに記載の穿孔装置を備えることを特徴とするシート処理装置。
【請求項１０】
請求項４乃至８のいずれかに記載の穿孔装置又は請求項９に記載のシート処理装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紙シート、プラスチックシート、金属シート、布シート等の様々なシート状の被加工物にファイル用又は他のパンチ穴を自動的に穿設するための穿孔装置、及びかかる穿孔装置について使用するのに適した潤滑構造に関する。更に本発明は、かかる穿孔装置を備えたシート処理装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機、印刷機、ファクシミリ機等の画像形成装置やその後処理装置、製本装置等に搭載して、それら装置から搬出される紙シート等のシートに、例えばファイル用の綴じ穴を穿設するための穿孔装置が使用されている。本願出願人は、駆動モーターで複数のロッド状のパンチ部材をその軸線を中心に回転させながら穿孔方向に上下往復動させることにより、シートに複数のパンチ穴を穿設する穿孔装置を提案している（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
特許文献１記載の穿孔装置は、駆動モーターの正逆回転を、駆動回転軸を介して歯車機構とカム機構とにより各パンチ部材の回転運動及び上下軸方向の直線往復運動に変換し、パンチ穴の穿孔動作を実行する。装置全体をコンパクトに構成し、パンチ部材の円滑な穿孔動作を確保するために、駆動回転軸と各パンチ部材とは食い違い軸の関係に配置され、歯車機構は、パンチ部材に一体に回動可能にかつ軸方向に相対的に移動可能に装着された被動歯車と、駆動回転軸に装着されて被動歯車に噛合する駆動歯車とが、ねじ歯車等の食い違い軸歯車により構成されている。
【０００４】
一般に、食い違い軸歯車のように歯車同士の噛み合いによる軸方向力が発生する場合、歯車端面とそれに摺接する壁面との間をオイル等の潤滑剤で潤滑し、歯車の回転による摺接面の焼き付き、異音、異常摩耗等を防止している。摺接面を十分に潤滑するために、オイルは、例えば摺接面に通じるオイル通路を介して供給され、又は摺接面に設けたオイル溜りに、外部に漏出しないように保持される（例えば、特許文献２，３を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−２２８７７０号公報
【特許文献２】特開平８−２４７２５７号公報
【特許文献３】特開平９−１１２６５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１記載の穿孔装置において、被動歯車は、駆動モーターの正逆回転により駆動歯車から受ける上下双方の軸方向力に対して軸方向に移動しないように、上下両端面が装置のフレーム構造により支持されている。しかしながら、被動歯車の上下両端面とフレーム構造の支持部との間には、被動歯車の円滑な回動を確保するための運転隙間、及び製造上並びに／若しくは組立上のガタによる僅かな隙間が存在する。これらの隙間は、特に被動歯車を高速で駆動回転させたとき、その上下端面がフレーム構造の支持部との間で摺動して、騒音、摩耗や損傷、焼き付き等の問題を生じる虞がある。
【０００７】
かかる問題は、例えば低摩擦係数のスラストワッシャーを被動歯車端面と支持部との間に介装することによって改善することができる。しかしながら、本願にかかる穿孔装置のように、被動歯車が高速でかつ比較的強い回転力で駆動される場合、スラストワッシャーだけで常に十分な効果を得ることは困難である。また、特許文献２，３記載のように、液状のオイルを用いる潤滑は、オイルが潤滑部分から滴下したりパンチ部材を伝って流れ、穿孔されるシートを汚す虞があるので好ましくない。
【０００８】
本願発明者らは、被動歯車端面とそれに摺接する支持部との間に、適当な量のグリース等の半固体潤滑剤を用いると、上述した問題点を有効に解消し得ることを見出した。しかしながら、グリースも、その稠度によって、摺動部から滴下又は流下してシートを汚したり、逆に油切れを生じる虞がある。特に、正逆両方向に回転し、上下双方の軸方向力を受ける被動歯車の軸方向両端面と摺接面との間に、常に必要かつ十分な量のグリースを、シートに付着又は汚さないように、好ましくは実質的にメンテナンスフリーで供給保持することは容易でない。
【０００９】
そこで、本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、回転しながら軸方向に往復動するパンチ部材によってシートを穿孔する穿孔装置において、駆動モーターの回転を伝達してパンチ部材を回転させる被動歯車が、その回転方向、駆動歯車から受ける軸方向力及びその向きに拘わらず、軸方向の両端面において、摺接面との間で騒音、摩耗等の問題を発生させないように、更に穿孔されるシートに付着したり汚さないように、常に必要かつ十分に潤滑され、それにより円滑で静粛な穿孔動作を可能にすることにある。
【００１０】
更に本発明の目的は、特にそのような穿孔装置の被動歯車としての使用に適した潤滑構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の潤滑構造は、上記目的を達成するために、軸部材と、該軸部材を軸方向に挿通させる軸孔を貫設した回転部材と、該回転部材の軸方向両端面にそれぞれ摺接する摺接部材とからなり、軸部材の外周面に半径方向外向きに突設した連結部を、軸孔の内面にその全長に亘って凹設した軸方向溝内に軸方向に移動可能に嵌合させて、回転部材と軸部材とを該軸部材の軸線を中心に一体に回転しかつ軸方向に相対的に変位可能にした構造において、
回転部材を軸方向に貫通する軸方向孔と、
回転部材の各軸方向端面において、軸方向端面にそれぞれ開口する軸方向溝の端部と軸方向孔の端部とを接続し、かつ軸方向端面と摺接部材との摺接面に連通する通路とを更に備え、
通路と軸方向溝と軸方向孔と摺接部材とにより、閉じた潤滑経路が画成されることを特徴とする。
【００１２】
このように画定される閉じた潤滑経路に封入された、例えば半固体潤滑剤である潤滑剤は、回転部材に軸方向力がいずれの軸方向に作用しても、また回転部材が軸部材に対して正逆いずれの方向に回転しても、それに対応した軸方向に軸方向孔及び軸方向溝内を流動するので、回転部材の軸方向端面と摺接部材との摺接面に、常に必要かつ十分な量を供給することができ、実質的にメンテナンスフリーな状態で良好に潤滑することができる。
【００１３】
或る実施形態において、通路は、回転部材の軸方向端面及び／又は摺接部材の軸方向端面との対向面に形成されている。それにより、回転部材の軸方向端面と摺接部材との摺接面は、潤滑剤が通路から直接供給されるので、確実にかつ効率良く潤滑される。
【００１４】
別の実施形態では、回転部材が軸方向力を受ける歯車であり、かかる歯車が軸方向力を受ける側の端面を効果的に潤滑することができる。
【００１５】
本発明の穿孔装置は、上記目的を達成するために、
軸方向の一端に穿孔刃を有し、その軸線を中心に回動自在で前記軸方向に沿って往復動可能なパンチ部材と、
前記パンチ部材を軸方向に挿通するための中心軸孔を貫設した被動歯車と、
駆動源により回転駆動されかつ被動歯車に噛合する駆動歯車と、
パンチ部材の回転を軸方向の往復動に変換する変換機構と、
被動歯車の軸方向両端面に摺接する摺接部とを備え、
被動歯車がパンチ部材に、パンチ部材の外周面に半径方向外向きに突設した連結部を、中心軸孔の内面にその全長に亘って凹設した軸方向溝内に軸方向に移動可能に嵌合させて、パンチ部材の軸線を中心に一体に回動可能にかつ軸方向に相対的に移動可能に装着された穿孔装置において、
被動歯車を軸方向に貫通する軸方向孔と、
被動歯車の各軸方向端面において、軸方向端面にそれぞれ開口する軸方向溝の端部と軸方向孔の端部とを接続し、かつ軸方向端面と摺接部との摺接面に連通する通路とを更に備え、
通路と軸方向溝と軸方向孔と摺接部とにより、閉じた潤滑経路が画成されることを特徴とする。
【００１６】
このように構成することによって、閉じた潤滑経路に封入した潤滑剤は、被動歯車に軸方向力がいずれの軸方向に作用しても、また被動歯車がパンチ部材に対して正逆いずれの方向に回転しても、それに対応した軸方向に軸方向孔及び軸方向溝内を流動するので、被動歯車の両軸方向端面と摺接部との摺接面に、常に必要かつ十分な量が供給され、該摺接面を実質的にメンテナンスフリーな状態で良好に潤滑することができる。それにより、円滑で静粛なシートの穿孔動作を実現することができる。
【００１７】
或る実施形態では、通路は、被動歯車の軸方向端面及び／又は摺接部に形成される凹部からなる。これにより、閉じた潤滑経路に封入された潤滑剤が、被動歯車の軸方向端面と摺接部との摺接面に通路から直接供給されるので、該摺接面を確実にかつ効率良く潤滑することができる。
【００１８】
別の実施形態では、摺接部が、被動歯車の軸方向端面の軸方向力を受ける支持部と、該支持部と被動歯車の軸方向端面との間に介装されて、軸方向端面に摺接する摺接部材とからなる。これにより、軸方向力に対して被動歯車を所定位置に支持しつつ、摺接部材との間で良好な潤滑性能を発揮させることができる。
【００１９】
或る実施形態では、閉じた潤滑経路に半固体状潤滑剤が充填されている。例えばグリース等の半固体状潤滑剤は、その稠度を適当に選択することによって、前記閉じた潤滑経路から外部への漏出を有効に防止できるので、穿孔されるシートを潤滑剤で汚すことなく、被動歯車の軸方向端面を良好に潤滑することができる。
【００２０】
別の実施形態では、被動歯車と駆動歯車とが食い違い軸歯車であることにより、小型かつコンパクトであると共に、円滑な穿孔動作と静粛性に優れた穿孔装置を提供することができる。
【００２１】
本発明の別の側面によれば、上述した本発明の穿孔装置を備え、それによりシートの穿孔動作を円滑かつ静粛に実行し得るシート処理装置が提供される。
【００２２】
更に本発明の別の側面によれば、上述した本発明の穿孔装置又は上述した本発明のシート処理装置を備え、それにより、画像形成部から供給されるシートの穿孔動作を円滑かつ静粛に実行し得る画像形成装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明を適用した画像形成装置及びシート後処理装置の全体構成図。
【図２】本発明による穿孔装置の斜視図。
【図３】図２の穿孔装置の正面図。
【図４】図２の穿孔装置の平面図。
【図５】図２の穿孔装置の駆動機構を示す側面図。
【図６】図２の矢視方向Ｍにおける穿孔ユニットの拡大部分断面側面図。
【図７】図６の穿孔ユニットの縦断面図。
【図８】穿孔ユニットの要部の分解斜視図。
【図９】パンチ部材が下死点位置にある図６の穿孔ユニットの縦断面図。
【図１０】（ａ）図は被動歯車の正面図、（ｂ）、（ｃ）図は、（ａ）図のＢ−Ｂ線及びＣ−Ｃ線における断面図。
【図１１】駆動モーターの正転によるパンチ部材の下降時における半固体潤滑剤による潤滑を示す部分拡大断面図。
【図１２】駆動モーターの正転によるパンチ部材の上昇時における半固体潤滑剤による潤滑を示す部分拡大断面図。
【図１３】駆動モーターの逆転によるパンチ部材の下降時における半固体潤滑剤による潤滑を示す部分拡大断面図。
【図１４】駆動モーターの逆転によるパンチ部材の上昇時における半固体潤滑剤による潤滑を示す部分拡大断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に、添付図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。尚、添付図面において、本明細書全体を通して類似の構成要素には、同様の参照符号を付して表すこととする。
【００２５】
図１は、本発明による穿孔装置を備えた画像形成システムの全体構成を概略的に示している。同図に示すように、前記画像形成システムは、シートに順次印刷を施して搬出する画像形成装置Ａと、そのシート搬出方向下流側に併設されるシート後処理装置Ｂとから構成される。シート後処理装置Ｂには、本発明の穿孔装置Ｃが内蔵されている。
【００２６】
本実施形態の画像形成装置Ａは、静電印刷プロセスを利用した複写機であり、画像形成ユニットＡ１、スキャナーユニットＡ２、及びフィーダーユニットＡ３から構成される。本発明は、プリンター、印刷機等の様々な構造の画像形成装置に適用することができる。
【００２７】
画像形成ユニットＡ１は、ハウジング１の内部に給紙部２、画像形成部３、排紙部４、及び制御部（図示せず）を備える。給紙部２には、複数のシートカセット５が設けられ、前記制御部から指示されたサイズ及び向きのシートが給紙経路６に繰り出される。給紙経路６に繰り出されたシートは、レジストローラー７で先端位置を揃えた後、所定のタイミングで下流側の画像形成部３に送給される。
【００２８】
画像形成部３は、例えばレーザ発光器からなるヘッド９で静電ドラム１０上に形成した潜像に現像器１１でトナーインクを付着させ、転写チャージャー１２でシート上に転写した画像を定着ローラ１３で定着させる。排紙部４には、ケーシング１に開口する排紙口１４及び排紙ローラ１５を配置した排紙経路１６と、該排紙経路からスイッチバック式に繰り入れたシートを表裏反転させ、再びレジストローラ７ーに送ってシート裏面に画像形成するための循環経路１７とが並設されている。画像形成部３で片面又は両面に画像形成したシートは、排紙ローラ１５で排紙口１４からシート後処理装置Ｂに搬出される。
【００２９】
スキャナーユニットＡ２は、原稿シートを載置するプラテン２１と、該プラテンに沿って往復動して原稿シートの画像をスキャンするキャリッジ２２と、該キャリッジによるプラテン２１上の原稿からの反射光を光電変換して画像形成部３に出力する光学読取手段２３とを備える。プラテン２１には、スキャナーユニットＡ２上に配置されたフィーダーユニットＡ３から原稿シートが自動的に送給される。
【００３０】
シート後処理装置Ｂは、画像形成装置Ａの排紙口１４からシートを導入するために、ハウジング２６の搬入口２７を排紙口１４に位置合わせして配置される。ハウジング２６には、搬入口２７からシートを搬送するためのシート搬入経路２８と、該シート搬入経路から搬出されるシートを積載するための排紙スタッカー２９とが設けられている。
【００３１】
シート搬入経路２８には、穿孔装置Ｃが配置されており、その上流側に搬入ローラー対兼シート端整合手段３０と、下流側に正逆転可能な１対の搬送ローラー３１とが設けられている。シート搬送経路２８の穿孔装置Ｃと搬入ローラー２９との間には、シート搬入経路２８に搬入されたシートの後端を検出するシート検知センサーＳｉが設けられている。
【００３２】
前記制御部は、前記シートの後端がシート検知センサＳｉに検知されると、搬送ローラー対３１を逆転させて前記シートをスイッチバックさせ、前記シート後端がシート端整合手段３０に突き当たって整合すると、搬送ローラー対３１を停止させる。このようにシート後端を整合させて位置決めした状態のシートに、穿孔装置Ｃを作動させてパンチ穴を所定の位置に穿孔する。
【００３３】
図２は、穿孔装置Ｃの構成全体を概略的に示している。本実施形態の穿孔装置Ｃは、後述するようにシートに２穴又は４穴を自動穿孔するために、それぞれに１つのパンチ部材４０を有する４つの穿孔ユニットＤ１〜Ｄ４を備えている。当然ながら、本発明は、１つ〜３つ又は５つ以上の穿孔ユニットを備える構造の穿孔装置についても、同様に適用することができる。
【００３４】
図２〜図４に示すように、穿孔装置Ｃは、４つの穿孔ユニットＤ１〜Ｄ４及びそれを取付支持する装置フレーム４１と、前記各穿孔ユニットを駆動する共通の駆動モーター４２と、該駆動モーターの回転を前記各穿孔ユニットに伝達する共通の回転駆動軸４３とを備える。更に穿孔装置Ｃは、前記駆動モーターの回転を制御するための制御部（図示せず）を備える。
【００３５】
装置フレーム４１は、長手方向に平行に延在する上部フレーム４４及び下部フレーム４５と、それらの一方の側部（図中左側）に配置された側部フレーム４６とを備える。上部フレーム４４は、図６に示すように、水平な上部プレート部４８と、該上部プレート部の一方の端部から垂直下向きに延長する縦プレート部４９と、該縦プレート部の下端から直角に上部プレート部４８と平行に延出する水平な下部プレート部５０とを有する。更に上部フレーム４４は、縦プレート部４９から上部プレート部４８と平行に延出する水平な中間プレート部５２を有する。
【００３６】
下部フレーム４５には、その水平かつ平坦な上面によって、穿孔されるシートを支持するためのシート支持面４５ａが画定される。上部及び下部フレーム４４，４５は、それらの略全長に亘って、下部プレート部５０の水平な下面とシート支持面４５ａとの間に、一定の僅かな隙間５１が画定されるように配置され、かつそれらの左右両端で一体に結合されている。隙間５１により、画像形成装置Ａからシート後処理装置Ｂに搬入されるシートを所定の穿孔位置に配置するためのシート通路が形成される。
【００３７】
穿孔ユニットＤ１〜Ｄ４のパンチ部材４０（４０ａ〜４０ｄ）は、上部フレーム４４にその長手方向に沿って直線上に所定の間隔で、例えば所定の規格で設定されたファイル穴の間隔に対応させて配置されている。図７及び図８に示すように、各パンチ部材４０は、図中上下方向に延長し、全長に亘って略直径一定の円形ロッド状部材からなり、その下端に形成された円筒状の穿孔刃５３を有する。穿孔刃５３は、パンチ部材４０の円筒状周縁を側面方向から見てＶ字状に切り欠くように、即ち前記円筒状周縁の或る対向する側面位置にそれぞれＶ字状切欠きを画定するように形成されている。更にパンチ部材４０には、２つの直径方向の貫通孔１０１，１０２が上部と下部とに形成され、かつ軸線方向中央付近に比較的狭幅の周方向溝１０３が全周に亘って凹設されている。
【００３８】
上部フレーム４４には、上部プレート部４８及び下部プレート部５０の上下に対向する位置に、それぞれガイド孔４４ａ、４４ｂが貫設されている。上側のガイド孔４４ａにはパンチ部材４０の上端部が、下側のガイド孔４４ｂにはその下端部がそれぞれ回動自在にかつ軸線方向に摺動自在に挿通される。下部フレーム４５には、穿孔刃４１によりシートを穿孔するための円形ダイ孔５４が、上部フレーム４４の下側のガイド孔４４ｂに対応する位置に貫設されている。
【００３９】
パンチ部材４０には、それと同心の円筒カムからなるカム部材５６が、周方向及び軸線方向に一体に外装されている。カム部材５６は、図７に示すように、それぞれ略円筒形状の上部カム半体５６ａと下部カム半体５６ｂとから構成することができる。上部カム半体５６ａと下部カム半体５６ｂとは、互いに上下に嵌め合わせて、周方向に一体的に回動可能に組み立てることによって、カム部材５６の外周面には、後述するように周方向に無端のカム溝６０（６０ａ〜６０ｄ）が形成される。
【００４０】
カム部材５６（下部カム半体５６ｂ）の下面には、パンチ部材４０を挿通する軸孔の周縁から直径方向に延びる所定深さの細溝１０４が形成されている。カム部材５６（上部カム半体５６ａ）の上面には、前記パンチ部材を挿通する軸孔の周縁に沿って所定幅及び深さの環状溝１０５が設けられている。
【００４１】
カム部材５６下面の細溝１０４には、パンチ部材４０の下側貫通孔１０２に挿通した連結ピン１０６の、該貫通孔の両端から突出する両端部を嵌合させる。カム部材５６上面の環状溝１０５には、例えばゴム製のリング１０７を嵌合させ、その直ぐ上でＥリング１０８をパンチ部材４０の周方向溝１０３に嵌着する。これによって、カム部材５６は、下部プレート部５０と中間プレート部５２との間で、パンチ部材４０に軸方向及び周方向に一体に装着される。
【００４２】
カム溝６０は、図６及び図８に示すように、一定の低い高さ位置で周方向に延長する直線部６２と、該直線部から概ね一定の割合で所定高さの頂点部まで上昇し、該頂点部から同じ割合で直線部６２まで下降する傾斜部６３とからなるカムプロフィルを有する。傾斜部６３の前記頂点部は、カム溝６０の急激な変化を回避するために、幾分湾曲させることが好ましい。
【００４３】
縦プレート部４９には、カムピン６１が、カム部材５６の外周面に向けて水平に突設されている。カムピン６１は、その先端をカム溝６０に嵌入させてその上側及び／又は下側カム面に係合するように配置される。カムピン６１がカム溝６０の直線部６２にあるとき、パンチ部材４０は、図７に示すように、軸線方向の上死点位置に保持される。パンチ部材４０は、前記上死点位置において、穿孔刃４１の先端が下側のガイド孔４４ｂから隙間５１に突出しないように配置される。
【００４４】
パンチ部材４０は、カム部材５６が回転してカムピン６１がカム溝６０の直線部６２から傾斜部６３に入ると、前記上死点位置から軸線方向下向きに下降する。カムピン６１が傾斜部６３の前記頂点部に至ると、パンチ部材４０は、図９に示す軸線方向の下死点位置に到達し、シートＳを完全に貫通してパンチ穴が形成される。パンチ部材４０は、カム部材５６が更に回転してカムピン６１が傾斜部６３の前記頂点部を越えると、前記下死点位置から軸線方向上向きに上昇する。カムピン６１がカム溝６０の傾斜部６３から直線部６２に入ると、パンチ部材４０は、図７の前記上死点位置に到達して、軸線方向の移動を停止する。
【００４５】
更にパンチ部材４０には、被動歯車５７が、カム部材５６の上側に中間プレート部５２を挟んで、周方向に一体に回動可能にかつ軸方向に相対移動可能に外装されている。被動歯車５７は、上部プレート部４８と中間プレート部５２との間で軸方向に移動不能に保持される。本実施形態の被動歯車５７は、後述する駆動歯車と噛合してねじ歯車を構成する歯車である。
【００４６】
被動歯車５７は、図８及び図１０（ａ）〜（ｃ）に示すように、短円柱状の本体部１１０の外周部に形成された歯部１１１と、パンチ部材４０を相対移動可能に挿通するための中心軸孔１１２とを有する。中心軸孔１１２の内面には、その軸方向全長に亘って半径方向に所定深さの細溝からなる２つの案内溝１１３が、その中心軸に関して対称に形成されている。案内溝１１３の両側面には、その底部直近と開口縁部とに、それぞれ上下方向全長に亘って延長する各1本の浅い条溝１１３ａ，１１３ｂが凹設されている。
【００４７】
被動歯車５７には、その軸方向の両端面を貫通する２つの軸方向孔１１４ａ，１１４ｂが形成されている。更に被動歯車５７の軸方向両端面には、歯部１１１と中心軸孔１１２の開口周縁部とが同じ高さで、それらとの間に段差を有するように、比較的浅い環状の凹部１１５ａ，１１５ｂが形成されている。軸方向孔１１４ａ，１１４ｂは、歯部１１１と中心軸孔１１２との間でその中心軸に関して線対称にかつ両案内溝１１３から９０°の角度位置に、上下端部が凹部１１５ａ，１１５ｂ内に開口するように配置されている。案内溝１１３の上下端部も、同様に凹部１１５ａ，１１５ｂ内に開口し、前記凹部を介して軸方向孔１１４ａ，１１４ｂと連通している。
【００４８】
被動歯車５７は、図９に示すように、パンチ部材４０の上側貫通孔１０１に挿通した連結ピン１１７の、該貫通孔の両端から突出する両端部を、案内溝１１３内に回転方向には変位不能にかつ軸方向には摺動自在に嵌合させて、前記パンチ部材に装着される。これにより、被動歯車５７は、パンチ部材４０に関して周方向には一体に回動可能に、かつ軸方向には相対的に移動可能に保持される。このとき、連結ピン１１７の両端部と案内溝１１３の内面との間には、図１０（ａ）に想像線で示すように、案内溝１１３による薄い断面コ字形の隙間１２２が前記案内溝の底部側に、条溝１１３ｂによる薄い隙間１２３が前記開口縁部側にそれぞれ画定される。
【００４９】
被動歯車５７の軸方向両端面には、それを支持する中間プレート部５２及び上部プレート部４８の各支持面との間にスラストワッシャー１１８，１１９が介装されている。スラストワッシャー１１８，１１９は、凹部１１５ａ，１１５ｂの開口を閉塞して被動歯車５７の軸方向端面と摺接するように設けられる。これにより、軸方向孔１１４ａ，１１４ｂと凹部１１５ａ，１１５ｂと両案内溝１１３とを連結する、被動歯車５７の軸方向両端面を潤滑するための閉じた潤滑経路が形成される。
【００５０】
スラストワッシャー１１８，１１９は、例えばポリエチレン系、フッ素系又はナイロン系等の合成樹脂材料で形成した低摩擦係数を有するものが好ましい。更にスラストワッシャー１１８，１１９が、繰り返し衝突し、高速回転する被動歯車５７の軸方向両端面に対する耐衝撃性、摺動耐久性を備えていると、より好都合である。
【００５１】
軸方向孔１１４ａ，１１４ｂには、例えばグリース等の半固体潤滑剤１２０が充填される。半固体潤滑剤１２０は、図７及び図９で示す組立状態において、下側の凹部１１５ｂ内に十分行き渡るように軸方向孔１１４ａ，１１４ｂから必要かつ十分な量を供給する。更に半固体潤滑剤１２０は、上側の凹部１１５ａ及び両案内溝１１３にも、前記軸方向孔から途中で切れないように供給する。凹部１１５ａ，１１５ｂの上下開口は、それぞれ被動歯車５７の軸方向端面に摺接するスラストワッシャー１１８，１１９により、充填された半固体潤滑剤１２０が漏出しないように閉塞される。
【００５２】
半固体潤滑剤１２０は、十分な潤滑性に加えて、穿孔されるシートを容易に汚さないように適当な稠度を有するものが好ましい。特に被動歯車５７が樹脂材料で形成される場合には、樹脂への影響が少なく、酸化安定性に優れた合成油グリースが好ましい。また、半固体潤滑剤１２０はグリースに限定されず、使用状態で半固体状であれば、ギヤコンパウンドや、ペトロラタム（ワセリン）等、他の公知の半固体状潤滑剤を使用することができる。
【００５３】
別の実施形態において、軸方向孔１１４ａ，１１４ｂは、両案内溝１１３を通る直径方向の両側に各２つ以上設けることができる。また、前記軸方向孔の形状は、図示される断面円形に限定されるものでなく、様々な孔形状に形成することができ、断面溝状に形成することもできる。凹部１１５ａ，１１５ｂも、スラストワッシャー１１８，１１９との摺接面全面に半固体潤滑剤１２０が行き渡ることが確保される限り、溝状又は他の様々な形態が可能である。
【００５４】
回転駆動軸４３は、図４に示すように、パンチ部材４０の直ぐ後側をその配列方向に沿って延在し、その左右両端付近で上部フレーム４４の左右両端支持部６４ａ，６４ｂに回動自在に支持されている。回転駆動軸４３には、４つの駆動歯車６５が、同心にかつ周方向及び軸線方向に一体に装着されている。本実施形態の駆動歯車６５は、上述したように被動歯車５７と噛合してねじ歯車を構成する歯車である。
【００５５】
各駆動歯車６５は、上部フレーム４４の縦プレート部４９から上部プレート部４８に跨がって開設された窓６６を介して、各パンチ部材４０の被動歯車５７と、互いに軸線方向を直交させた食い違い軸で噛合するように配置されている。本実施形態では、回転駆動軸４３の側部フレーム４６側から見た回転方向と、パンチ部材４０の平面視した回転方向とが一致するように設けられている。
【００５６】
駆動モーター４２が、図３に示すように、その出力軸６７をパンチ部材４０側に向けてかつ回転駆動軸４３と平行をなすように、側部フレーム４６に横置きに取り付けられている。出力軸６７の先端には、駆動歯車６８が装着されている。上部フレーム４４の支持部６４ａから駆動モーター４２側に突出する回転駆動軸４３の端部４３ａには、被動歯車６９が装着されている。駆動歯車６８と被動歯車６９とは、側部フレーム４６に設けられた中間歯車列７０を介して接続され、駆動モーター４２の回転が減速して回転駆動軸４３に伝達される。本実施形態では、駆動モーター４２の回転方向と回転駆動軸４３の回転方向とが一致するように設定されている。
【００５７】
側部フレーム４６には、駆動モーター４２の回転量を検出するためのエンコーダー７１が設けられている。エンコーダー７１は光学透過型で、駆動モーター４２の出力軸６７の反対側の端部にコードホイール７２と、側部フレーム４６に前記コードホイールを挟んで対向配置された投光部及び受光部からなるセンサー部７３とを有する。これにより、駆動モーター４２の回転をより高精度に制御することができる。
【００５８】
更に側部フレーム４６には、図５に示すように、回転駆動軸４３の回転位置を検出するために、２つのポジションセンサー７５，７６が設けられている。ポジションセンサー７５，７６は、対向配置した投光部と受光部とを有する透過型のフォトセンサーであり、前記投光部から前記受光部に光が通過するとオフ状態に、前記受光部が遮光されるとオン状態になる。回転駆動軸４３の端部４３ａには、該回転駆動軸と一体に回転するセンサーフラグ部材７７，７８が、第１、第２ポジションセンサー７５、７６の前記投光部と前記受光部の間隙をそれぞれ通過するように取り付けられている。
【００５９】
使用時、駆動モーター４２を正転させてパンチ部材４０を図７の上死点位置から下降させると、被動歯車５７は、回転する駆動歯車６５との噛み合いにより時計方向に回転駆動されると同時に、下向きの軸方向力を受ける。これにより、被動歯車５７の下側の軸方向端面は、下側のスラストワッシャー１１９の上面に押し付けられる。
【００６０】
図１１に示すように、案内溝１１３内の連結ピン１１７より下側の半固体潤滑剤１２０は、前記連結ピンがパンチ部材４０と共に下降することにより、両案内溝１１３の下端から下側の凹部１１５ｂ内に押し出される。このとき、案内溝１１３内面と連結ピン１１７の両端部間に形成される隙間１２２，１２３が半固体潤滑剤１２０の逃げとなるので、連結ピン１１７は、案内溝１１３内の半固体潤滑剤１２０が大きな抵抗とならず、円滑な下降動作が確保される。尚、図１１〜図１４は、説明のため、パンチ部材４０の中心軸線に関して向きを９０°変えて、一方の軸方向孔１１４ａ及び一方の案内溝１１３における各断面を左右に並べて表示している。
【００６１】
他方、案内溝１１３内の連結ピン１１７の直ぐ上側には、該連結ピンの下降により負圧Ｐnが発生する。この負圧Ｐnにより、上側の凹部１１５ａ内の半固体潤滑剤１２０は、吸引されて両案内溝１１３内にその上端から流入する。
【００６２】
凹部１１５ｂ内の半固体潤滑剤１２０は、案内溝１１３から押し出される半固体潤滑剤１２０の圧力により、スラストワッシャー１１９の上面を押圧しつつ、該上面と被動歯車５７の下側軸方向端面との間に直接供給される。凹部１１５ｂが環状であることは、半固体潤滑剤１２０を被動歯車５７の下側軸方向端面の全面に亘って略均一に行き渡らせるのに、有効である。これにより、駆動歯車６５からの下向きの軸方向力に抗して、被動歯車５７の下側軸方向端面とスラストワッシャー１１９との間を半固体潤滑剤１２０で良好に潤滑することができる。
【００６３】
更に凹部１１５ｂ内の半固体潤滑剤１２０は、案内溝１１３の下端から作用する前記圧力とスラストワッシャー１１９上面からの反力とにより、軸方向孔１１４ａ，１１４ｂ内にその下端から流入し、該軸方向孔内の半固体潤滑剤１２０を押し上げる。軸方向孔１１４ａ，１１４ｂ内の半固体潤滑剤１２０は、上側から負圧Ｐnも作用するので、より容易に上側の凹部１１５ａ内に引き出される。
【００６４】
負圧Ｐnは上側のスラストワッシャー１１８にも作用して、その下面を被動歯車５７の上側軸方向端面側に引き寄せる。しかしながら、上側の凹部１１５ａは、上述したように軸方向孔１１４ａ，１１４ｂから半固体潤滑剤１２０が補充されるので、上側のスラストワッシャー１１８下面と被動歯車５７の上側軸方向端面との間は、所謂油切れを生じることなく、十分な量の半固体潤滑剤１２０が供給され、しかも負圧Ｐnの作用によって半固体潤滑剤１２０の外部への漏出が阻止される。これにより、被動歯車５７の上下軸方向端面において、スラストワッシャー１１８，１１９との摺接面を良好に潤滑し、前記被動歯車の円滑で静粛な回転を確保することができる。
【００６５】
更に、駆動モーター４２を正転させたままパンチ部材４０を図９の下死点位置から上昇させると、被動歯車５７は、駆動歯車６５により時計方向に回転駆動されているから、引き続き下向きの軸方向力を受ける。従って、被動歯車５７の下側の軸方向端面は、依然として下側のスラストワッシャー１１９の上面に押し付けられている。
【００６６】
図１２に示すように、案内溝１１３内の連結ピン１１７より上側の半固体潤滑剤１２０は、前記連結ピンがパンチ部材４０と共に上昇することにより、案内溝１１３の上端から上側の凹部１１５ａ内に押し出される。他方、案内溝１１３内の連結ピン１１７の直ぐ下側には、該連結ピンの上昇により負圧Ｐnが発生する。この負圧Ｐnにより、下側の凹部１１５ｂ内の半固体潤滑剤１２０は、吸引されて両案内溝１１３内にその下端開口から流入する。
【００６７】
凹部１１５ａ内の半固体潤滑剤１２０は、案内溝１１３から押し出される半固体潤滑剤１２０の圧力により、上側のスラストワッシャー１１８の下面を押圧しつつ、該下面と被動歯車５７の上側軸方向端面との間に、該上側軸方向端面の全面に亘って略均一に供給される。更に、凹部１１５ａ内の半固体潤滑剤１２０は、案内溝１１３から作用する前記圧力とスラストワッシャー１１８下面からの反力とにより、軸方向孔１１４ａ，１１４ｂ内にその上端から流入し、該軸方向孔内の半固体潤滑剤１２０を押し下げる。軸方向孔１１４ａ，１１４ｂ内の半固体潤滑剤１２０は、下側から負圧Ｐnも作用するので、より容易に下側の凹部１１５ｂ内に押し出される。
【００６８】
その結果、半固体潤滑剤１２０は、被動歯車５７の上側軸方向端面と上側のスラストワッシャー１１８との間に過剰に供給されることなく、該被動歯車の下側軸方向端面と下側のスラストワッシャー１１９との間には、十分な量が供給される。従って、パンチ部材４０の下降時及び上昇時のいずれにおいても、被動歯車５７の上下軸方向端面とスラストワッシャー１１８，１１９との摺接面を半固体潤滑剤１２０で良好に潤滑し、それにより被動歯車５７の円滑で静粛な回転を確保しつつ、前記半固体潤滑剤の外部への漏出を有効に阻止することができる。
【００６９】
また、駆動モーター４２を逆転させてパンチ部材４０を前記上死点位置から下降させる場合、被動歯車５７は、駆動歯車６５との噛み合いにより反時計方向に回転駆動され、上向きの軸方向力を受ける。これにより、被動歯車５７の上側軸方向端面は、上側のスラストワッシャー１１８の下面に押し付けられる。
【００７０】
図１３に示すように、案内溝１１３内の連結ピン１１７より下側の半固体潤滑剤１２０は、図１１における駆動モーター４２の正転時と同様に、前記連結ピンの下降によって案内溝１１３の下端から下側の凹部１１５ｂ内に押し出される。これと同時に、案内溝１１３内の連結ピン１１７の直ぐ上側には、該連結ピンの下降により負圧Ｐnが発生する。この負圧Ｐnにより、上側の凹部１１５ａから半固体潤滑剤１２０が吸引されて、両案内溝１１３内にその上端開口から流入する。
【００７１】
凹部１１５ｂ内の半固体潤滑剤１２０は、案内溝１１３から押し出される半固体潤滑剤１２０の圧力により、スラストワッシャー１１９の上面を押圧しつつ、該上面と被動歯車５７の下側軸方向端面との間に、該下側軸方向端面の全面に亘って略均一に供給される。更に凹部１１５ｂ内の半固体潤滑剤１２０は、案内溝１１３から作用する前記圧力とスラストワッシャー１１９上面からの反力とにより、軸方向孔１１４ａ，１１４ｂ内にその下端から流入し、該軸方向孔内の半固体潤滑剤１２０を押し上げる。軸方向孔１１４ａ，１１４ｂ内の半固体潤滑剤１２０は、上側から負圧Ｐnも作用するので、より容易に上側の凹部１１５ａ内に引き出される。
【００７２】
このように、軸方向孔１１４ａ，１１４ｂを通して下側の凹部１１５ｂから上側の凹部１１５ａに半固体潤滑剤１２０が補充されることによって、上側のスラストワッシャー１１８の下面と被動歯車５７の上側軸方向端面との摺接部には、上向きの軸方向力が作用しているにも拘わらず、十分な量の半固体潤滑剤１２０が供給される。更に、スラストワッシャー１１９上面と被動歯車５７の下側軸方向端面との摺接部には、半固体潤滑剤１２０が過剰に供給されず、従って外部への漏出も有効に阻止される。
【００７３】
更に、駆動モーター４２を逆転させたままパンチ部材４０を前記下死点位置から上昇させると、被動歯車５７は、駆動歯車６５により反時計方向に回転駆動されているから、引き続き上向きの軸方向力を受ける。従って、被動歯車５７の上側軸方向端面は、依然として上側のスラストワッシャー１１８の下面に押し付けられている。
【００７４】
図１４に示すように、案内溝１１３内の連結ピン１１７より上側の半固体潤滑剤１２０は、図１２における駆動モーター４２の正転時と同様に、前記連結ピンの上昇によって案内溝１１３の上端から上側の凹部１１５ａ内に押し出される。これと同時に、案内溝１１３内の連結ピン１１７の直ぐ下側には、該連結ピンの下降により負圧Ｐnが発生する。この負圧Ｐnにより、下側の凹部１１５ｂから半固体潤滑剤１２０が吸引されて、両案内溝１１３内にその下端開口から流入する。
【００７５】
凹部１１５ａ内の半固体潤滑剤１２０は、案内溝１１３から押し出される半固体潤滑剤１２０の圧力により、スラストワッシャー１１８の下面を押圧しつつ、該下面と被動歯車５７の上側軸方向端面との間に、該上側軸方向端面の全面に亘って略均一に供給される。更に凹部１１５ａ内の半固体潤滑剤１２０は、案内溝１１３から作用する前記圧力とスラストワッシャー１１８下面からの反力とにより、軸方向孔１１４ａ，１１４ｂ内にその上端から流入し、該軸方向孔内の半固体潤滑剤１２０を押し下げる。軸方向孔１１４ａ，１１４ｂ内の半固体潤滑剤１２０は、下側から負圧Ｐnも作用するので、より容易に下側の凹部１１５ｂ内に押し出される。
【００７６】
このように、軸方向孔１１４ａ，１１４ｂを通して上側の凹部１１５ａから下側の凹部１１５ｂに半固体潤滑剤１２０が補充されることによって、上側のスラストワッシャー１１８の下面と被動歯車５７の上側軸方向端面との間には、上向きの軸方向力が作用しているにも拘わらず、十分な量の半固体潤滑剤１２０が供給される。更に、スラストワッシャー１１９上面と被動歯車５７の下側軸方向端面との間には、半固体潤滑剤１２０が過剰に供給されず、従って外部への漏出も有効に阻止される。
【００７７】
その結果、パンチ部材４０の下降時及び上昇時のいずれにおいても、被動歯車５７の上下軸方向端面とスラストワッシャー１１８，１１９との摺接面を半固体潤滑剤１２０で良好に潤滑し、それにより被動歯車５７の円滑で静粛な回転を確保しつつ、前記半固体潤滑剤の外部への漏出を有効に阻止することができる。しかも、本発明は、駆動モーターの正転、逆転に拘わらず、常に上述した優れた作用効果を発揮する。
【００７８】
別の実施形態において、ねじ歯車を構成する駆動歯車６５と被動歯車５７とは、他の食い違い軸歯車、例えば駆動歯車であるウォームと被動歯車であるウォームホイールとからなるウォームギヤ、又は駆動歯車及び被動歯車が傘歯車からなるハイポイドギヤに置き換えることができる。また、パンチ部材４０の貫通孔１０１及び連結ピン１１７は、前記パンチ部材の外周面に凹設される軸方向のキー溝とそれに嵌合するキーとに置き換えることができる。
【００７９】
更に別の実施形態において、スラストワッシャー１１８，１１９は、被動歯車５７の軸方向端面に摺接し、案内溝１１３及び軸方向孔１１４ａ，１１４ｂと組み合わされて前記閉じた潤滑経路を形成し、その摺接部を半固体潤滑剤１２０により潤滑できるものであれば、別の摺接部材に置き換えることができる。例えば、上記実施形態の穿孔装置Ｃにおける被動歯車５７の支持面である上部プレート部４８の下面及び／又は中間プレート部５２の上面自体を前記摺接部材として適用することができる。また、被動歯車５７の軸方向端面に形成される凹部１１５ａ，１１５ｂは、スラストワッシャー１１８，１１９を含む前記摺接部材側に、又は該摺接部材と前記軸方向端面の双方に設けることができる。
【００８０】
また、上述した被動歯車５７の潤滑構造は、上記実施形態のような穿孔装置Ｃ以外の用途にも使用することができる。具体的には、軸部材と、該軸部材を軸方向に挿通させる軸孔を貫設した回転部材と、前記回転部材の軸方向両端面にそれぞれ摺接する摺接部材とからなり、前記軸部材の外周面に半径方向外向きに突設した連結部を、前記軸孔の内面にその全長に亘って凹設した軸方向溝内に軸方向に移動可能に嵌合させ、それにより前記回転部材と前記軸部材とを、該軸部材の軸線を中心に一体に回転しかつ軸方向に相対的に変位可能に構成した構造であれば、同様に適用することができる。
【００８１】
かかる構造において、更に、前記回転部材を軸方向に貫通する軸方向孔と、前記回転部材の各軸方向端面で、該軸方向端面にそれぞれ開口する前記軸方向溝の端部と前記軸方向孔の端部とを接続し、かつ前記軸方向端面と前記摺接部材との摺接面に連通する通路とを設け、前記通路と軸方向溝と軸方向孔と前記摺接部材とにより画定される閉じた潤滑経路に半固体潤滑剤を封入する。これによって、前記回転部材が前記軸部材に対して正逆いずれの方向に回転しても、前記回転部材に軸方向力がいずれの軸方向に作用しても、前記軸方向端面と前記摺接部材との摺接面に、常に必要かつ十分な量の半固体潤滑剤を供給し、実質的にメンテナンスフリーな状態で良好に潤滑することができる。
【００８２】
このような用途として、例えば、上記実施形態の食い違い軸歯車以外に、回転軸が互いに平行をなす平行軸歯車又は回転軸が互いに交差する交差軸歯車であっても、軸方向力が発生する全ての歯車がある。また、歯車以外の様々な機械要素についても、本発明の潤滑構造は、軸上を該軸と共に回転しつつ軸方向に相対的に変位する部材において、その軸方向端面を潤滑する場合に、同様に適用することができる。
【００８３】
以上、本発明を好適な実施形態に関連して説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものでなく、その技術的範囲において、様々な変更又は変形を加えて実施し得ることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００８４】
Ａ      画像形成装置
Ｂ      シート後処理装置
Ｃ      穿孔装置
Ｄ１〜Ｄ４  穿孔ユニット
４０，４０ａ〜４０ｄ    パンチ部材
４１    装置フレーム
４２    駆動モーター
４３    回転駆動軸
５３    穿孔刃
５６    カム部材
５７    被動歯車
６０    カム溝
６１    カムピン
６５    駆動歯車
１１４ａ，１１４ｂ  軸方向孔
１１５ａ，１１５ｂ  凹部
１１８，１１９  スラストワッシャー
１２０  半固体潤滑剤
【図１】
2018001280.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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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