(57)【要約】【課題】ノズルを取り外した場合に、多量の冷却水が放出されることを抑制する溶接トーチを提供する。【解決手段】溶接ワイヤを送給する送給筒と、該送給筒の端部に取り付けられたコンタクトチップと、該コンタクトチップの周囲に配置され、前記送給筒に対して取り外し可能に設けられており、シールドガスが通流する筒状のノズルとを備える溶接トーチにおいて、前記送給筒及びノズルに亘って連続的に形成され、冷却水が通流する水路と、該水路を開閉する開閉部とを備え、前記開閉部は、前記ノズルが前記送給筒から取り外される場合に前記水路を閉鎖し、前記ノズルが前記送給筒に取り付けられる場合に前記水路を開放することを特徴とする溶接トーチ。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接ワイヤを送給する送給筒と、該送給筒の端部に取り付けられたコンタクトチップと、該コンタクトチップの周囲に配置され、前記送給筒に対して取り外し可能に設けられており、シールドガスが通流する筒状のノズルとを備える溶接トーチにおいて、
前記送給筒及びノズルに亘って連続的に形成され、冷却水が通流する水路と、
該水路を開閉する開閉部と
を備え、
前記開閉部は、
前記ノズルが前記送給筒から取り外される場合に前記水路を閉鎖し、前記ノズルが前記送給筒に取り付けられる場合に前記水路を開放すること
を特徴とする溶接トーチ。
【請求項２】
前記送給筒の一端側部分は前記ノズルの内側に挿入されており、
前記開閉部は、
軸方向に移動可能な筒状をなし、径方向にて前記送給筒及びノズルの間に配置された本体と、
該本体を径方向に貫通しており、前記送給筒及びノズルそれぞれに形成された前記水路の部分を連通させる連通路と、
前記本体から径方向外向きに突出し、軸方向にて前記送給筒及びノズルの間に配置された突出部と
を有し、
前記突出部及び送給筒の間に設けられており、前記開閉部をコンタクトチップ側に付勢する付勢部材を備えること
を特徴とする請求項１に記載の溶接トーチ。
【請求項３】
前記開閉部から径方向内向きに突出し、前記開閉部を案内するガイドと、
前記送給筒の外周面に軸方向に沿って形成されており、前記ガイドが挿入されるガイド溝と
を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の溶接トーチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は溶接を行う溶接トーチに関する。
【背景技術】
【０００２】
溶接用トーチは、上下方向を軸方向とした筒状のカバーと、該カバーの下端部内側に配置されており、絶縁されたノズルと、ノズル内部に設けられたコンタクトチップとを備える。前記カバー及びコンタクトチップの内側にワイヤが挿入され、ワイヤはコンタクトチップの先端から溶接箇所に向けて送出される。カバー及びノズルの間に、溶融金属と空気との反応を抑制するシールドガスが注入され、ノズル先端に向けて送出される（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
近年、厚さの大きい鋼板を少ない回数で溶接することが求められている。溶接回数を削減するためには、大電流を溶接用トーチに流す必要がある。この場合、アークの安定性及びコンタクトチップの耐久性等を向上させるために、コンタクトチップを保持するホルダの先端部を含むホルダ全体を冷却し、コンタクトチップの温度上昇を抑制させる必要がある。
【０００４】
特許文献１には、冷却水が循環する冷却水経路をノズル及びトーチ本体に形成した溶接用トーチが開示されている。トーチ本体の先端部にコンタクトチップが取り付けられている。前記溶接用トーチは、シールドガスを軸方向に沿ってトーチ本体の上端部から注入し、ノズルまで送出している。
【０００５】
ノズルは消耗品なので交換する必要があり、ノズルを交換する場合、トーチ本体に設けたノズルは取り外される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２３７３４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、ノズルを取り外した場合、冷却水経路から多量の冷却水が放出される。その結果、トーチに水が付着し、残留するおそれがある。例えば、アルゴンガスをシールドガスに使用して、アルミニウム材を溶接する場合に、トーチに残留した水が原因で溶接不良を起こすことがある。
【０００８】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、ノズルを取り外した場合に、多量の冷却水が放出されることを抑制する溶接トーチ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】
【０００９】
本発明に係る溶接トーチは、溶接ワイヤを送給する送給筒と、該送給筒の端部に取り付けられたコンタクトチップと、該コンタクトチップの周囲に配置され、前記送給筒に対して取り外し可能に設けられており、シールドガスが通流する筒状のノズルとを備える溶接トーチにおいて、前記送給筒及びノズルに亘って連続的に形成され、冷却水が通流する水路と、該水路を開閉する開閉部とを備え、前記開閉部は、前記ノズルが前記送給筒から取り外される場合に前記水路を閉鎖し、前記ノズルが前記送給筒に取り付けられる場合に前記水路を開放することを特徴とする。
【００１０】
本発明においては、ノズルが送給筒から取り外された場合、開閉部は水路を閉鎖し、送給筒からの水の流出を阻止する。
【００１１】
本発明に係る溶接トーチは、前記送給筒の一端側部分は前記ノズルの内側に挿入されており、前記開閉部は、軸方向に移動可能な筒状をなし、径方向にて前記送給筒及びノズルの間に配置された本体と、該本体を径方向に貫通しており、前記送給筒及びノズルそれぞれに形成された前記水路の部分を連通させる連通路と、前記本体から径方向外向きに突出し、軸方向にて前記送給筒及びノズルの間に配置された突出部とを有し、前記突出部及び送給筒の間に設けられており、前記開閉部をコンタクトチップ側に付勢する付勢部材を備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明においては、連通路によって、送給筒及びノズルそれぞれに形成された水路の部分が連通する。ノズルが取り外され、付勢部材の付勢力によって、開閉部が移動した場合、連通路も移動し、送給筒及びノズルそれぞれに形成された水路の部分が連通せず、水路は閉鎖される。
【００１３】
本発明に係る溶接トーチは、前記開閉部から径方向内向きに突出し、前記開閉部を案内するガイドと、前記送給筒の外周面に軸方向に沿って形成されており、前記ガイドが挿入されるガイド溝とを備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明においては、ガイドがガイド溝を移動することによって、開閉部の円滑な移動を実現する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る溶接トーチにあっては、ノズルが送給筒から取り外された場合、開閉部は水路を閉鎖し、送給筒からの水の流出を阻止する。そのため、多量の水が水路から放出されることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】溶接トーチを略示する外観斜視図である。
【図２】ガス供給路を示す溶接トーチの縦断面図である。
【図３】ガス供給路を示す溶接トーチの斜視断面図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線を切断線とした断面図である。
【図５】水路を示す溶接トーチの縦断面図である。
【図６】水路を示す溶接トーチの斜視断面図である。
【図７】開閉部を上方から視認した斜視図である。
【図８】開閉部を下方から視認した斜視図である。
【図９】開閉部の略示縦断面図である。
【図１０】水路が開放された状態の開閉部付近の構成を示す溶接トーチの部分拡大縦断面図である。
【図１１】図５に示すＸＩ−ＸＩ線を切断線とした断面図である。
【図１２】図５に示すＸＩＩ−ＸＩＩ線を切断線とした断面図である。
【図１３】図５に示すＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線を切断線とした断面図である。
【図１４】図５に示すＸＩＶ−ＸＩＶ線を切断線とした断面図である。
【図１５】図５に示すＸＶ−ＸＶ線を切断線とした断面図である。
【図１６】水路が閉鎖された状態の開閉部付近の構成を示す溶接トーチの部分拡大縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下本発明を実施の形態に係る溶接トーチを示す図面に基づいて説明する。図１は、溶接トーチを略示する外観斜視図である。以下の説明では図に示す上下を使用する。
【００１８】
溶接トーチは、溶接ワイヤを送給する上下方向を軸方向としたワイヤ送給筒１と、ワイヤ送給筒１の下部が挿入された円筒状のノズル４とを備える。ワイヤ送給筒１とノズル４とは、連結筒５によって連結されている。ワイヤ送給筒１及びノズル４は同軸的に配置されている。ワイヤ送給筒１の上端部には、直方体状の接続部６が設けられている。
【００１９】
ワイヤを供給するワイヤ供給口７、冷却水を供給する給水口８、冷却水を排出する排水口９、及びシールドガスを供給する給気口１０が接続部６に接続されている。ワイヤ供給口７は筒状をなし、外筒２に同軸的に設けられている。
【００２０】
図２は、ガス供給路１１を示す溶接トーチの縦断面図、図３は、ガス供給路１１を示す溶接トーチの斜視断面図である。
【００２１】
ワイヤ送給筒１は、外筒２と、該外筒２に挿入された内筒３とを備える。内筒３の下端部は、外筒２よりも下側に突出しており、ノズル４に挿入されている。内筒３の軸心部分には、上下に貫通したワイヤ送給路１ａが形成されている。内筒３の下端部にはコンタクトチップ２０が挿入されている。コンタクトチップ２０は軸方向に伸びた筒状をなし、内筒３に同軸的に設けられている。コンタクトチップ２０の下端部はノズル４の下端部付近に位置する。
【００２２】
ワイヤ供給口７から溶接ワイヤが供給され、ワイヤ送給路１ａ及びコンタクトチップ２０を通って、ノズル４の下方に送出される。
【００２３】
図２及び図３に示すように、内筒３には、ワイヤ送給路１ａの隣に、軸方向に延びたガス供給路１１が形成されている。ガス供給路１１の上端部は内筒３の上側に突出し、接続部６の内部に位置する。ガス供給路１１の上端部に入口１１ａが設けられている。入口１１ａと給気口１０は、接続部６内の通路を介して連通している。
【００２４】
ガス供給路１１の下端部は、内筒３の下部側面に向けて湾曲しており、前記側面にガス供給路１１の出口１１ｂが形成されている。
【００２５】
図４は、図２のＩＶ−ＩＶ線を切断線とした断面図である。図４Ａは、斜視断面図であり、図４Ｂは平面断面図である。内筒３の下端部には、シールドガスを分岐させる分岐筒１２が外嵌している。分岐筒１２は、ノズル４と内筒３の下端部との間に配置され、出口１１ｂを覆う。
【００２６】
分岐筒１２の上端部及び下端部は内筒３に接触しているが、分岐筒１２の中途部と内筒３との間には、周方向全体に亘って、空間１３ａが形成されている。前記出口１１ｂは前記空間１３ａに連なる。分岐筒１２の中途部には複数の貫通孔１２ａが周方向に並設されている。貫通孔１２ａは、前記空間１３ａと、ノズル４の内側の空間４ａとを連通させている。
【００２７】
図２及び図３の矢印で示すように、給気口１０からシールドガスが供給され、ガス供給路１１及び出口１１ｂを通って、分岐筒１２と内筒３との間の空間１３ａに至る。シールドガスは、複数の貫通孔１２ａを通って放射状に分岐し、ノズル４の内側の空間４ａに供給され、ノズル４の下端から放出される。内筒３に電圧が印加され、ノズル４から放出されるシールドガスの内側において、溶接ワイヤと対象物との間でアークが発生し、溶接ワイヤが溶融して、対象物に対する溶接が実行される。
【００２８】
図５は、水路を示す溶接トーチの縦断面図、図６は、水路を示す溶接トーチの斜視断面図である。溶接トーチは水路を備え、該水路は第１水路３１〜第８水路３８を備える。
【００２９】
内筒３の上部の径方向一側には、ワイヤ送給路１ａの隣に軸方向に延びた第１水路３１が形成されており、内筒３の上部の径方向他側には、ワイヤ送給路１ａの隣に軸方向に延びた第８水路３８が形成されている。なお第１水路３１及び第８水路３８は、径方向において互いに反対側に配置されている。第１水路３１の上端部と給水口８とは、接続部６に形成した通路を介して、連通している。第８水路３８の上端部と排水口９とは、接続部６に形成した通路を介して、連通している。
【００３０】
内筒３の下部の径方向一側には、軸方向に延びた第４水路３４が形成されており、内筒３の下部の径方向他側には、軸方向に延びた第３水路３３が形成されている。第３水路３３及び第４水路３４の下端は、内筒３の底部（以下第１底部３ｃという）に至り、該第１底部３ｃにおいて連なっている（後述する図１４参照）。第１水路３１の下端部及び第３水路３３の上端部は、螺旋状に形成された第２水路３２を介して連通している。
【００３１】
ノズル４の径方向一側には、軸方向に延びた二つの第５水路３５、３５が形成されており、ノズル４の径方向他側には二つの第６水路３６、３６が形成されている（後述する図１４参照）。一方の第５水路３５及び一方の第６水路３６の下端は、ノズル４の底部（以下第２底部４ｂという）に至り、該第２底部４ｂにおいて連なっている。また他方の第５水路３５及び他方の第６水路３６の下端も第２底部４ｂにおいて、連なっている（後述する図１５参照）。第５水路３５の上端部は、後述する開閉部４０の連通路を介して、第４水路３４の上端部に連通する。
【００３２】
軸方向において、第３水路３３と第８水路３８との間に、第７水路３７が形成されている。第６水路３６の上端部は、第７水路３７及び前記連通路を介して、第８水路３８の下端部に連通する。
【００３３】
図７は、開閉部４０を上方から視認した斜視図、図８は、開閉部４０を下方から視認した斜視図、図９は、開閉部４０の略示縦断面図である。開閉部４０は、円筒状の本体４１と、該本体４１の中途部から径方向に突出した円環状の突出部４２とを備える。突出部４２の先端部は上方向に向けて屈曲しており、突出部４２の縦断面形状はＬ状をなす（図９参照）。
【００３４】
本体４１の上端部には、径方向に貫通した二つのガイド挿入孔４４、４４が設けられている。径方向において、二つのガイド挿入孔４４は反対側に配置されている。ガイド挿入孔４４には、ガイド４５（図１０参照）が挿入される。本実施例においては、ボルトをガイド４５として使用している。そのため、ガイド挿入孔４４は、ボルトの頭部が配置される座繰りを備える。なおガイド４５はボルトに限定されず、他の構成（例えばピン）でもよい。ガイド挿入孔４４は突出部４２よりも上側に位置する。
【００３５】
本体４１の下部の径方向一側には、径方向に貫通した複数の第１連通路４３ａ、４３ａ、・・、４３ａが周方向に並設されており、本体４１の下部の径方向他側には、径方向に貫通した複数の第２連通路４３ｂ、４３ｂ、・・、４３ｂが周方向に並設されている。第１連通路４３ａ及び第２連通路４３ｂは突出部４２よりも下側に位置する。
【００３６】
図１０は、水路が開放された状態の開閉部４０付近の構成を示す溶接トーチの部分拡大縦断面図である。開閉部４０は、ノズル４の上端部に、上下動可能に設けられている。本体４１下部は、径方向において、ノズル４上端部と内筒３下部との間に配置されている。本体４１上部及び突出部４２はノズル４上端よりも上側に配置されている。
【００３７】
外筒２の下端には第１フランジ２ａが形成されており、ノズル４の上端には第２フランジ４ｃが形成されている。第１フランジ２ａの外周面には雄ねじ２ｃが形成されている。第１フランジ２ａの内周部分には、円環状の溝２ｂが形成されている。第１フランジ２ａ及び第２フランジ４ｃは軸方向に対向する。軸方向において、突出部４２は第１フランジ２ａ及び第２フランジ４ｃの間に配置されている。断面Ｌ形の突出部４２の内側と溝２ｂとの間には、開閉部４０を下側（コンタクトチップ２０側）に付勢する付勢部材４６が設けられている。付勢部材４６としては、例えばばね、ゴム材等が挙げられる。
【００３８】
内筒３の外周面におけるガイド挿入孔４４に対向する部分に、軸方向に伸びたガイド溝３ａが形成されている。ガイド挿入孔４４には、ガイド４５が挿入され、固定されている。ガイド４５の先端部はガイド溝３ａの内側に配置されている。
【００３９】
連結筒５は、第１フランジ２ａ及びノズル４上端部の外側に嵌合している。連結筒５の上端部には雌ねじ５ａが形成されている。連結筒５の下部の直径は上部よりも小さい。連結筒５の上部及び下部の連結部分には段差部５ｂが形成されている。第２フランジ４ｃは、突出部４２の下端と段差部５ｂとの間に配置されている。連結筒５の雌ねじ５ａと第１フランジ２ａの雄ねじ２ｃとを螺合させることによって、第２フランジ４ｃ及び突出部４２は、付勢部材４６の付勢力に抗して、段差部５ｂ及び第１フランジ２ａの間で挟まれる。
【００４０】
このとき、第１連通路４３ａを介して、第４水路３４と二つの第５水路３５とは連通し、第２連通路４３ｂを介して、二つの第６水路３６と第７水路３７とは連通する。
【００４１】
図１１〜図１５は、図５に示すＸＩ−ＸＩ線〜ＸＶ−ＸＶ線を切断線とした断面図である。図１１Ａ〜図１５Ａは斜視断面図であり、図１１Ｂ〜図１５Ｂは平面断面図である。以下、図５、図６、図１０〜図１５を参照し、冷却水の流れについて説明する。図５、図６、図１１〜図１５の矢印は、冷却水の流れを示す。
【００４２】
冷却水が給水口８に供給された場合、冷却水は第１水路３１を下方に通流し、第２水路３２を通って、第３水路３３に至る（図５，図６、図１１〜図１３参照）。冷却水は、第３水路３３を更に下方に通流して、第１底部３ｃに至り、通流方向を上向きに変更し、第４水路３４を上方に通流する（図５，図６、図１３及び図１４参照）。
【００４３】
図１４Ａにおいて、第１底部３ｃにて示された下向きの矢印は、第３水路３３を通って第１底部３ｃまで下方に流れる冷却水を示しており、横向きの円弧矢印は、第１底部３ｃにて、第３水路３３から第４水路３４に向けて流れる冷却水を示しており、上向きの矢印は、第１底部３ｃから第４水路３４を通って上方に流れる冷却水を示す。
【００４４】
冷却水は、第４水路３４の上端部において、通流方向を径方向外向きに変更し、複数の第１連通路４３ａを通り、二つの第５水路３５を下方に通流する（図５，図６、図１０及び図１３参照）。
【００４５】
冷却水は第２底部４ｂに至り、一方の第５水路３５を通流した冷却水は、一方の第６水路３６を上方に通流し、他方の第５水路３５を通流した冷却水は、他方の第６水路３６を上方に通流する（図５，図６、図１４及び図１５参照）。図１５Ａにおいて、下向きの白抜き矢印は、一方の第５水路３５を通って第２底部４ｂまで下方に流れる冷却水を示し、横向きの円弧白抜き矢印は、第２底部４ｂにて、一方の第５水路３５から一方の第６水路３６に向けて流れる冷却水を示しており、上向きの白抜き矢印は、第１底部３ｃから一方の第６水路３６を通って上方に流れる冷却水を示す。
【００４６】
図１５Ａにおいて、下向きの実線矢印は、他方の第５水路３５を通って第２底部４ｂまで下方に流れる冷却水を示し、横向きの円弧実線矢印は、第２底部４ｂにて、他方の第５水路３５から他方の第６水路３６に向けて流れる冷却水を示しており、上向きの実線矢印は、第１底部３ｃから他方の第６水路３６を通って上方に流れる冷却水を示す。なお図１５Ａにおける第５水路３５及び第６水路３６の白抜き矢印及び実線矢印は、図１４Ａにおいても、同様に使用されている。
【００４７】
冷却水は、二つの第６水路３６それぞれの上端部において、通流方向を径方向内向きに変更し、複数の第２連通路４３ｂを通り、第７水路３７を上方に移動する。なお二つの第６水路３６を通った冷却水は、第２連通路４３ｂ及び第７水路３７にて合流し、上方に移動する（図５，図６、図１０、図１２及び図１３参照）。冷却水は第８水路３８を上方に通流し、排水口９から排出される。なお排水口９から排出された冷却水は、冷却後に給水口８に戻され、循環する。なお冷却水を循環させなくてもよい。
【００４８】
図１６は、水路が閉鎖された状態の開閉部４０付近の構成を示す溶接トーチの部分拡大縦断面図である。ユーザは、例えばノズル４を交換する場合に、連結筒５をワイヤ送給筒１から取り外して、ノズル４を取り外す。
【００４９】
図１６に示すように、連結筒５をワイヤ送給筒１から取り外す場合、ユーザは、連結筒５の雌ねじ５ａと第１フランジ２ａの雄ねじ２ｃとの螺合を解除させる。このとき連結筒５及びノズル４は下方に移動する。前述したように、開閉部４０は、付勢部材４６の付勢力によって下方に付勢されているので、連結筒５及びノズル４の下方への移動に従って、開閉部４０も下方へ移動する。
【００５０】
ガイド４５はガイド溝３ａに沿って下方に移動し、開閉部４０は円滑に下方に移動する。このとき、図１６に示すように、第１連通路４３ａと第４水路３４とが連通しなくなり、第４水路３４は本体４１によって閉鎖される。また第２連通路４３ｂと第７連通路とが連通しなくなり、第７水路３７は本体４１によって閉鎖される。そのため、ノズル４を取り外した場合に、ワイヤ送給筒１内の水路、即ち、第１水路３１〜第４水路３４、第７水路３７及び第８水路３８から水が放出されることを防ぐことができる。
【００５１】
ノズル４を取り外した場合、水が放出されたとしても、第５水路３５及び第６水路３６に残留した水のみが放出されるので、放出される水量を抑制することができる。
【００５２】
実施の形態に係る溶接トーチにあっては、ノズル４がワイヤ送給筒１から取り外された場合、開閉部４０は水路を閉鎖し、ワイヤ送給筒１からの水の流出を阻止する。そのため、多量の水が水路から放出されることを防止することができる。
【００５３】
また第１連通路４３ａによって、ワイヤ送給筒１に形成された第４水路３４とノズル４に形成された第５水路３５とが連通し、第２連通路４３ｂによって、ワイヤ送給筒１に形成された第７水路３７とノズル４に形成された第６水路３６とが連通する。ノズル４が取り外され、付勢部材４６の付勢力によって、開閉部４０が移動した場合、第１連通路４３ａ及び第２連通路４３ｂも移動し、第４水路３４と第５水路３５とが連通せず、また第６水路３６と第７水路３７とが連通せず、水路は閉鎖される。
【００５４】
またガイド４５がガイド溝３ａを移動することによって、開閉部４０の円滑な移動を実現することができる。
【００５５】
今回開示した実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。各実施例にて記載されている技術的特徴は互いに組み合わせることができ、本発明の範囲は、特許請求の範囲内での全ての変更及び特許請求の範囲と均等の範囲が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００５６】
１  ワイヤ送給筒（送給筒）
２  外筒
３  内筒
３ａ  ガイド溝
４  ノズル
２０  コンタクトチップ
３１〜３８  第１水路〜第８水路（水路）
４０  開閉部
４１  本体
４２  突出部
４３ａ  第１連通路（連通路）
４３ｂ  第２連通路（連通路）
４５  ガイド
４６  付勢部材
【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】
2018065173.tif 000009
【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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【図１５】
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【図１６】
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