(57)【要約】【課題】アーバ（主軸体）に固定するネジの緩みの発生が抑制された切削工具の提供を目的とする。【解決手段】回転する主軸体の先端側の端部に、主軸体の回転軸と軸線を一致させて取り付けられる切削工具であって、切刃を有し軸線に沿って貫通する第１のネジ孔が設けられた工具本体と、第１のネジ孔に係合する第１のオネジ部、および主軸体に設けられた第２のネジ孔に係合する第２のオネジ部を有する第１のネジ棒と、第１のネジ孔に係合する第３のオネジ部を有し第１のネジ孔の内部において第１のネジ棒の軸線方向の先端側の端部と接触する第２のネジ棒と、を備え、第１のオネジ部と第２のオネジ部とは、互いにピッチが異なる、又は、互いにネジ山の螺旋方向が異なる、切削工具。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する主軸体の先端側の端部に、前記主軸体の回転軸と軸線を一致させて取り付けられる切削工具であって、
切刃を有し前記軸線に沿って貫通する第１のネジ孔が設けられた工具本体と、
前記第１のネジ孔に係合する第１のオネジ部、および前記主軸体に設けられた第２のネジ孔に係合する第２のオネジ部を有する第１のネジ棒と、
前記第１のネジ孔に係合する第３のオネジ部を有し前記第１のネジ孔の内部において前記第１のネジ棒の軸線方向の先端側の端部と接触する第２のネジ棒と、を備え、
前記第１のオネジ部と前記第２のオネジ部とは、互いにピッチが異なる、又は、互いにネジ山の螺旋方向が異なる、
切削工具。
【請求項２】
前記第２のネジ棒は、前記第３のオネジ部より軸線方向の基端側に位置し前記第１のネジ棒の軸線方向の先端側の端部と接触し前記第１のネジ孔の内径より小径の軸部を有する、
請求項１に記載の切削工具。
【請求項３】
前記第１のネジ棒と前記第２のネジ棒との間に圧縮した状態で配置されたバネ体を備え、
前記第２のネジ棒は、バネ体を介して前記第１のネジ棒の軸線方向の先端側の端部と接触する、
請求項１又は２に記載の切削工具。
【請求項４】
前記第１のオネジ部と前記第２のオネジ部とは、互いにピッチが異なり、
前記第３のオネジ部は、前記第１のオネジ部と比較してピッチが小さく、
前記第１のネジ孔は、前記第１のオネジ部が係合する第１のメネジ部と、前記第３のオネジ部が係合する第２のメネジ部と、を有する、
請求項１〜３の何れか一項に記載の切削工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切削工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的にフライス盤などに使用される回転式の切削工具は、ボルトによってアーバ（主軸体）に固定される。小径の切削工具は、ボルトの頭部が切刃に干渉することを抑制するため、差動ネジ又は逆ネジなどによってアーバに固定されている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第２５０３８４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の切削工具は、切削時の振動および熱膨張、熱収縮等により、差動ネジに緩みが生じる虞があった。
【０００５】
本発明は、このような背景の下になされたものであって、アーバ（主軸体）に固定するネジの緩みの発生が抑制された切削工具の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の課題を解決するために、本発明の一態様の切削工具は、回転する主軸体の先端側の端部に、前記主軸体の回転軸と軸線を一致させて取り付けられる切削工具であって、切刃を有し前記軸線に沿って貫通する第１のネジ孔が設けられた工具本体と、前記第１のネジ孔に係合する第１のオネジ部、および前記主軸体に設けられた第２のネジ孔に係合する第２のオネジ部を有する第１のネジ棒と、前記第１のネジ孔に係合する第３のオネジ部を有し前記第１のネジ孔の内部において前記第１のネジ棒の軸線方向の先端側の端部と接触する第２のネジ棒と、を備え、前記第１のオネジ部と前記第２のオネジ部とは、互いにピッチが異なる、又は、互いにネジ山の螺旋方向が異なる。
【０００７】
上述の構成によれば、第１のネジ棒には、第１および第２のオネジ部が設けられており、それぞれ主軸体と工具本体に係合する。また、第１および第２のオネジ部は、互いにピッチが異なる、又は、互いにネジ山の螺旋方向が異なる。したがって、第１のネジ棒を回転させることで、主軸体と工具本体とを近づけて互いに固定できる。
また、上述の構成によれば、工具本体の第１のネジ孔には、第１のネジ棒の第１のオネジ部と、第２のネジ棒の第３のオネジ部と、が係合される。第１のオネジ部のネジ山は、上側を向く傾斜部において第１のネジ孔のネジ山に接触する。一方で、第３のオネジ部のネジ山は、下側を向く傾斜部において第１のネジ孔のネジ山に接触する。すなわち、第１のネジ孔には、第１のオネジ部と係合する部分と第３のオネジ部と係合する部分とで、互いに離反し合うような応力が生じている。第１のオネジ部には、第３のオネジ部の作用により常に第１のネジ孔に押し付ける様な上側に向かう応力が生じている。したがって、切削工具に振動が付与された場合や、切削工具に熱膨張、熱収縮が生じた場合であっても、第１のオネジ部と第１のネジ孔との間に緩みが生じにくい。
【０００８】
上述の切削工具において、前記第２のネジ棒は、前記第３のオネジ部より軸線方向の基端側に位置し前記第１のネジ棒の軸線方向の先端側の端部と接触し前記第１のネジ孔の内径より小径の軸部を有する構成としてもよい。
【０００９】
上述の構成によれば、第１のオネジ部と第３のオネジ部との間には、軸部が配置されている。軸部の弾性によって、第１のオネジ部と第１のネジ孔のネジ山同士の接触部並びに第３のオネジ部と第１のネジ孔のネジ山同士の接触部に安定した面圧を付与することができ、結果として緩み抑制の効果を高めることができる。
【００１０】
上述の切削工具において、前記第１のネジ棒と前記第２のネジ棒との間に圧縮した状態で配置されたバネ体を備え、前記第２のネジ棒は、バネ体を介して前記第１のネジ棒の軸線方向の先端側の端部と接触する構成としてもよい。
【００１１】
上述の構成によれば、バネ体の弾性によって、第１のオネジ部と第１のネジ孔のネジ山同士の接触部並びに第３のオネジ部と第１のネジ孔のネジ山同士の接触部に安定した面圧を付与することができ、結果として緩み抑制の効果を高めることができる。
【００１２】
上述の切削工具において、前記第１のオネジ部と前記第２のオネジ部とは、互いにピッチが異なり、前記第３のオネジ部は、前記第１のオネジ部と比較してピッチが小さく、
前記第１のネジ孔は、前記第１のオネジ部が係合する第１のメネジ部と、前記第３のオネジ部が係合する第２のメネジ部と、を有する構成としてもよい。
【００１３】
上述の構成によれば、第１および第２のネジ棒は互いに接触するため、第１のオネジ部の係合が緩む方向に第１のネジ棒を回転させる力が働いた場合、第１および第２のネジ棒は供回りしようとする。また、上述の構成によれば、第３のオネジ部のピッチが、第１のオネジ部のピッチより小さい。第１のオネジ部の係合が緩む方向に第１のネジ棒を回転させようとしても、ピッチの差に起因して第１のオネジ部が上側に付勢され、第１のオネジ部の締結力を高めることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の切削工具によれば、主軸体に固定するネジの緩みの発生が抑制された切削工具を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施形態の切削工具の斜視図。
【図２】第１実施形態の切削工具の断面図。
【図３】図２の領域IIIの拡大図。
【図４】図２の領域IVの拡大図。
【図５】図２の領域Vの拡大図。
【図６】第２実施形態の切削工具の断面図。
【図７】第３実施形態の切削工具の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る切削工具について説明する。以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせる場合がある。また、図面においては、適宜３次元直交座標系としてＸＹＺ座標系を示す。
【００１７】
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態の切削工具１の斜視図である。図２は、軸線Ｏに沿う切削工具１の断面図である。
なお、以下の説明においては、Ｚ軸方向の正の側（＋Ｚ側，一方側）を「上側」又は「基端側」と呼び、Ｚ軸方向の負の側（−Ｚ側，他方側）を「下側」又は「先端側」と呼ぶ。なお、本明細書における上下方向は、切削工具１の使用時の姿勢の一例であり、切削工具１の姿勢を限定するものではない。また、特に断りのない限り、軸線Ｏに平行な方向を単に「軸方向」又は「上下方向」と呼び、軸線Ｏを中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、軸線Ｏを中心とする周方向、すなわち、軸線Ｏの軸周りを単に「周方向」と呼ぶ。
【００１８】
切削工具１は、正面フライスカッタである。切削工具１は、切刃３１により金属材料等からなる被削材に正面フライス加工を施す。切削工具１は、アーバ（主軸体）５０の下端（先端側の端部、軸線方向一方側の端部）５０ａに取り付けられる。切削工具１は、その軸線Ｏが、アーバ５０の回転軸Ｊと一致するようにアーバ５０に取り付けられる。
【００１９】
図２に示すように、アーバ５０は、回転軸Ｊに沿って基端側から先端側（すなわち上下方向）に延びる。アーバ５０は、上下方向に延びる回転軸Ｊ周りに回転する。アーバ５０の下端５０ａの中央には、下方に突出する円柱状の凸部５１が設けられている。凸部５１は、工具本体４０の上端面４０ａに設けられた凹部４９に嵌りアーバ５０に対し工具本体４０を位置決めする。凸部５１の中央には、第２のネジ孔５２が設けられている。第２のネジ孔５２の内周面には、メネジが形成されている。
【００２０】
図２に示すように、切削工具１は、切刃３１を有する工具本体４０と、工具本体４０をアーバ５０に固定するための第１のネジ棒１０と、第１のネジ棒１０の緩みを抑制する第２のネジ棒２０と、を備える。
【００２１】
（工具本体）
図１に示すように、工具本体４０は、インサート保持体４５と、複数の切削インサート３０と、を有する。インサート保持体４５は、軸線Ｏ方向に延びる略円柱形状を有する。インサート保持体４５の下端外周部には、凹状に形成された複数のチップポケット４６が設けられている。複数のチップポケット４６は、軸線Ｏ周りに互いに間隔をあけて配置されている。チップポケット４６の工具回転方向Ｔを向く壁面には切削インサート３０を取り付けるための取付座４７が設けられている。
【００２２】
切削インサート３０は、超硬合金等の硬質材料からなる。切削インサート３０は、クランプネジ３５によりインサート保持体４５の取付座４７に着脱可能に固定される。切削インサート３０は、多角形板状をなす。切削インサート３０の多角形状の主面と側面と交差稜線部には、切刃３１が設けられている。
【００２３】
工具本体４０の上端面４０ａには、径方向に沿って延びる直線状のキー溝（回転抑制部）４４が設けられている。キー溝４４は、上側に開口する。キー溝４４には、アーバ５０の下端５０ａに設けられたキー５６が嵌合する。キー溝４４にキー５６が嵌合することで、アーバ５０に対する工具本体４０の回転を抑制される。すなわち、キー溝４４は、アーバ５０に対する工具本体４０の回転を抑制する回転抑制部として機能する。
【００２４】
工具本体４０には、軸線Ｏを中心として軸線Ｏに沿って上下方向に貫通する第１のネジ孔４１が設けられている。第１のネジ孔４１の内周面には、メネジが形成されている。第１のネジ孔４１には、第１のネジ棒１０および第２のネジ棒２０が挿入される。
【００２５】
（第１のネジ棒）
第１のネジ棒１０は、軸方向に延びる棒体である。第１のネジ棒１０は、軸方向に並ぶ第１のオネジ部１１および第２のオネジ部１２と、第１および第２のオネジ部１１、１２の間に位置する中間軸部１３と、を有する。第２のオネジ部１２は、第１のオネジ部１１より上側に位置する。第１および第２のオネジ部１２の外周にはオネジが形成されている。一方で、中間軸部１３の外周面には、オネジが形成されていない。
【００２６】
第１のオネジ部１１は、工具本体４０の第１のネジ孔４１に上側から挿入され係合する。一方で、第２のオネジ部１２は、アーバ５０の第２のネジ孔５２に下側から挿入され係合する。本実施形態において、第１のオネジ部１１と第２のオネジ部１２とは、互いにピッチが異なり、差動ネジとして機能する。より具体的には、第２のオネジ部１２のピッチが、第１のオネジ部１１のピッチより大きい。したがって、第１のネジ棒１０を軸線Ｏ周りに回転することで、アーバ５０に対して工具本体４０を近接、接触させ反力により互いを固定することができる。
なお、本実施形態では、第２のオネジ部１２のピッチが、第１のオネジ部１１のピッチより大きい場合を例示したが、第２のオネジ部１２のピッチが、第１のオネジ部１１のピッチより小さい場合であっても、アーバ５０に対して工具本体４０を固定する構造を実現できる。
また、当然のことながら、第１のオネジ部１１が係合する第１のネジ孔４１のピッチと第２のオネジ部１２が係合する第２のネジ孔５２のピッチは、係合するオネジのピッチに応じたピッチに設定されている。
【００２７】
その他の例として、第１のオネジ部１１と第２のオネジ部１２とが、互いにネジ山の螺旋方向が異なる構成を採用してもよい。一例として、第１のオネジ部１１が左ネジとし、第２のオネジ部１２が右ネジとすることができる。この場合には、第１のネジ棒１０を右回転させることで、アーバ５０に対して工具本体４０を近接させ接触させ反力により互いを固定することができる。
【００２８】
第１のネジ棒１０の下端（先端側の端部）１０ａには、六角穴１５が設けられている。六角穴１５には、第１のネジ棒１０を回転させるための六角レンチが挿入される。
【００２９】
（第２のネジ棒）
第２のネジ棒２０は、軸方向に延びる棒体である。第２のネジ棒２０は、軸方向に並ぶ第３のオネジ部２３と、軸部２４と、を有する。軸部２４は、第３のオネジ部２３より上側（基端側）に位置する。第２のネジ棒２０は、軸部２４において、第１のネジ棒１０の下端に接触する。第３のオネジ部２３の外周にはオネジが形成されている。一方で、軸部２４の外周面には、オネジが形成されていない。
【００３０】
第２のネジ棒２０は、第１のネジ孔４１内において、第１のネジ棒１０の下側（先端側）に位置する。すなわち、第３のオネジ部２３は、第１のネジ孔４１に下側から挿入される。また、第３のオネジ部２３は、第１のネジ孔４１に係合する。
【００３１】
軸部２４は、円柱形状を有する。軸部２４は、第１のネジ孔４１の内径より小径である。軸部２４の上端は、第１のネジ棒１０の下端１０ａと接触する。軸部２４は、第１のオネジ部１１と第３のオネジ部２３の間において圧縮されて弾性変形する。
【００３２】
第２のネジ棒２０の下端（先端側の端部）２０ａには、六角穴２５が設けられている。六角穴２５には、第２のネジ棒２０を回転させるための六角レンチが挿入される。第２のネジ棒２０の六角穴２５のサイズは、第１のネジ棒１０の六角穴１５のサイズと同じとすることが好ましい。
【００３３】
（作用効果）
図３は、図２の領域IIIの拡大図であり、第２のオネジ部１２と第２のネジ孔５２の係合状態を示す。図４は、図２の領域IVの拡大図であり、第１のオネジ部１１と第１のネジ孔４１の係合状態を示す。図５は、図２の領域Vの拡大図であり第３のオネジ部２３と第１のネジ孔４１の係合状態を示す。
【００３４】
図３〜図５に示すように、第１〜第３のオネジ部１１、１２、２３および第１および第２のネジ孔４１、５２は、所謂三角ネジであり、それぞれ断面三角形状のネジ山１１ａ、１２ａ、２３ａ、４１ａ、５２ａを有する。
【００３５】
図３に示すように、第２のオネジ部１２のネジ山１２ａは、下側を向く傾斜部１２ｂにおいて第２のネジ孔５２のネジ山５２ａに接触して係合する。一方で、図４に示すように、第１のオネジ部１１のネジ山１１ａは、上側を向く傾斜部１１ｃにおいて第１のネジ孔４１のネジ山４１ａに接触して係合する。第１のネジ棒１０は、第１および第２のオネジ部１１、１２のピッチが互いに異なるため、第１のネジ棒１０の回転に伴いアーバ５０に対して工具本体４０が近づき、上述の係合関係が実現される。
【００３６】
さらに、本実施形態の切削工具１によれば、第１のネジ孔４１に、第１のネジ棒１０の下方から第２のネジ棒２０を挿入する。第２のネジ棒２０は、第１のネジ棒１０の下端に接触する。このため、第３のオネジ部２３のネジ山２３ａは、図５に示すように、下側を向く傾斜面２３ｂにおいて第１のネジ孔４１のネジ山４１ａに接触して係合すると共に、第１のネジ棒１０を上側に付勢する。これにより、第１のネジ孔４１には、第１のオネジ部１１と係合する部分と第３のオネジ部２３と係合する部分とで、互いに離反し合うような応力が働く。したがって、切削工具１に振動が付与された場合や、切削工具１に熱膨張、熱収縮が生じた場合であっても、第１のオネジ部１１と第１のネジ孔４１との間の緩みの発生を抑制できる。
【００３７】
加えて、本実施形態の切削工具１によれば、第２のネジ棒２０は、第３のオネジ部２３より上側に位置し第１のネジ孔４１の内径より小径の軸部２４を有する。すなわち、第１のオネジ部１１と第３のオネジ部２３との間には、ネジ係合しない軸部２４が配置されている。軸部２４は、弾性を有する。したがって、軸部２４は、第１の軸部１０を上側に、第２の軸部２０を下側に押圧し、第１のオネジ部１１と第１のネジ孔４１のネジ山同士の接触部並びに第３のオネジ部２３と第１のネジ孔４１のネジ山同士の接触部に安定した面圧を付与する。これにより、緩み抑制の効果を高めることができる。
【００３８】
なお、本実施形態において、第２のネジ棒２０は、第１のネジ棒１０の下端に直接的に接触する。しかしながら、第１のネジ棒１０が第２のネジ棒２０から上側を向く応力を与えられる構成であれば介在物を介した接触であってもよい。
【００３９】
＜第２実施形態＞
図６は、第２実施形態の切削工具１０１の軸線Ｏに沿う断面図である。以下、図６を基に、第２実施形態の切削工具１０１について説明する。第２実施形態の切削工具１０１は、第１実施形態と比較して、バネ体１０２を有する点が主に異なる。
なお、上述の実施形態と同一態様の構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略する。
【００４０】
切削工具１０１は、工具本体４０と、第１のネジ棒１０と、第２のネジ棒２０と、バネ体１０２と、を有する。本実施形態のバネ体１０２は、コイルバネであるが、軸方向に沿って弾性変形するバネであればこれに限定されない。バネ体１０２は、工具本体４０の第１のネジ孔４１の内部において、第１のネジ棒１０と第２のネジ棒２０の間に圧縮された状態で配置される。すなわち、第２のネジ棒２０は、バネ体１０２を介して第１のネジ棒１０の下端と接触する。バネ体１０２は、第１のネジ棒１０を上側に付勢し、第２のネジ棒２０を下側に付勢する。
【００４１】
第２実施形態の切削工具１０１によれば、バネ体１０２の弾性によって、第１のオネジ部１１と第１のネジ孔４１のネジ山同士の接触部並びに第３のオネジ部２３と第１のネジ孔４１のネジ山同士の接触部に安定した面圧を付与することができる。緩み抑制の効果を高めることができる。
【００４２】
＜第３実施形態＞
図７は、第３実施形態の切削工具２０１の軸線Ｏに沿う断面図である。以下、図７を基に、第３実施液体の切削工具２０１について説明する。第３実施形態の切削工具２０１は、第１実施形態と比較して、第３のオネジ部２２３および第１のネジ孔２４１のピッチに関する構成が主に異なる。
切削工具２０１は、工具本体２４０と、第１のネジ棒１０と、第２のネジ棒２２０と、を有する。
【００４３】
第２のネジ棒２２０は、軸方向に延びる棒体である。第２のネジ棒２２０は、外周にオネジが形成された第３のオネジ部２２３を有する。第３のオネジ部２２３は、第１のネジ棒１０の第１のオネジ部１１と比較してピッチが小さい。
【００４４】
第２のネジ棒２２０は、第１のネジ孔２４１に第１のネジ棒１０の下側に位置する。第１のネジ孔２４１の内部において、第２のネジ棒２２０の上端は第１のネジ棒１０の下端に接触する。
【００４５】
工具本体２４０には、軸線Ｏを中心として上下方向に貫通する第１のネジ孔２４１が設けられている。第１のネジ孔２４１は、軸方向に並ぶ第１のメネジ部２４１ａおよび第２のメネジ部２４１ｂと、第１および第２のメネジ部２４１ａ、２４１ｂの間に位置するザグリ部２４１ｃと、を有する。
【００４６】
第１のメネジ部２４１ａには、第１のネジ棒１０が上側から挿入されて第１のオネジ部１１が係合する。また、第２のメネジ部２４１ｂには、第２のネジ棒２２０が下側から挿入されて第３のオネジ部２２３が係合する。第１および第２のメネジ部２４１ａ、２４１ｂは、係合するオネジ部のピッチに対応するピッチに設定されている。したがって、第２のメネジ部２４１ｂのピッチは、第１のメネジ部２４１ａのピッチと比較して小さい。
【００４７】
ザグリ部２４１ｃは、第１のメネジ部２４１ａと第２のメネジ部２４１ｂとの間に位置する。ザグリ部２４１ｃは、第１のメネジ部２４１ａおよび第２のメネジ部２４１ｂの谷径より十分に大きい。
【００４８】
第１のオネジ部１１の係合が緩む方向に第１のネジ棒１０を回転させる力が働いた場合、第１および第２のネジ棒１０、２２０は、互いに接触するために供回りしようとする。本実施形態によれば、第３のオネジ部２２３のピッチが、第１のオネジ部１１のピッチより小さい。第１のオネジ部１１の係合が緩む方向に第１のネジ棒１０を回転させようとしても、ピッチの差に起因して第１のオネジ部１１が上側に付勢され、第１のオネジ部の締結力を高めることができる。
なお、本実施形態において、第１および第２のオネジ部１１、１２とは、互いにピッチが異なる構成を採用することが好ましい。すなわち、第１および第２のオネジ部が、互いにネジ山の螺旋方向が異なる構成（逆ネジ）を採用した場合には、第２のネジ棒２２０の効果を十分に奏することがない。これは、第１および第２のオネジ部が逆ネジの場合、第１のオネジ部の係合が緩む方向に第１のネジ棒１０が回転した場合、第１のネジ棒と第２のネジ棒とが互いに離間して、第２のネジ棒を供回りさせることが困難であるためである。
【００４９】
以上に、本発明の様々な実施形態を説明したが、各実施形態における各構成およびそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはない。
【００５０】
例えば、第１実施形態において説明した第１および第２のオネジ部１１、１２のネジ山の螺旋方向を異ならせた構成は、第１実施形態のみならず、他の実施形態であっても採用可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１，１０１，２０１…切削工具
１０…第１のネジ棒
１０ａ…下端（先端側の端部）
１１…第１のオネジ部
１２…第２のオネジ部
２３，２２３…第３のオネジ部
２４…軸部
２０，２２０…第２のネジ棒
２０ａ…下端（先端側の端部）
３０…切削インサート
３１…切刃
４０，２４０…工具本体
４１，２４１…第１のネジ孔
５２…第２のネジ孔
５０…アーバ（主軸体）
１０２…バネ体
２４１ａ…第１のメネジ部
２４１ｂ…第２のメネジ部
Ｏ…軸線
Ｊ…回転軸
【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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