(57)【要約】【課題】油分を効率的に回収することができる油分回収装置を提供すること。【解決手段】油分回収装置は、油分を含むクーラント液を貯留する貯留部と、クーラント液の液面に浮上する油分を回収する回収機構と、クーラント液に、回収機構に向かう流れを発生させる揺動機構と、を備える。例えば、揺動機構は、板状部材を有し、貯留部に貯留されるクーラント液に浸けられた板状部材を、クーラント液の液面に直交する枢軸回りに揺動させることにより、液面に循環流を発生させ、回収機構は、循環流における所定領域から油分を回収する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
油分を含むクーラント液を貯留する貯留部と、
前記クーラント液の液面に浮上する油分を回収する回収機構と、
前記クーラント液に、前記回収機構に向かう流れを発生させる揺動機構と、
を備える油分回収装置。
【請求項２】
前記揺動機構は、板状部材を有し、前記貯留部に貯留される前記クーラント液に浸けられた前記板状部材を、前記クーラント液の液面に直交する枢軸回りに揺動させることにより、前記液面に循環流を発生させ、
前記回収機構は、前記循環流における所定領域から前記油分を回収する、請求項１に記載の油分回収装置。
【請求項３】
前記枢軸は、前記板状部材における幅方向の一端側に配置されている、請求項２に記載の油分回収装置。
【請求項４】
前記所定領域は、前記枢軸の近傍に位置する、請求項２または３のいずれか一項に記載の油分回収装置。
【請求項５】
前記板状部材における幅方向の他端は、前記貯留部の側壁の近傍に位置する、請求項２から４のいずれか一項に記載の油分回収装置。
【請求項６】
前記揺動機構は、
前記板状部材が設けられ、前記枢軸回りに揺動するように支持されるベース部材と、
前記ベース部材に設けられる動力部と、
前記動力部から供給される動力により、前記ベース部材を揺動させる駆動部と、
を備える、請求項２から５のいずれか一項に記載の油分回収装置。
【請求項７】
前記駆動部は、
前記ベース部材を前記枢軸回りにおける所定方向へ付勢する力を有する付勢部材と、
前記ベース部材側に設けられ、前記動力により移動するカム部材と、
前記貯留部側に設けられ、前記移動する前記カム部材に対して相対的に移動して、前記カム部材を介して前記ベース部材を前記付勢する力により前記所定方向へ揺動させ、および、前記付勢する力に抗して前記所定方向と反対の方向へ揺動させるカムフォロア部材と、
を備える、請求項６に記載の油分回収装置。
【請求項８】
前記動力部は、前記回収機構に動力を供給する、請求項６または７記載の油分回収装置。
【請求項９】
前記回収機構は、
前記貯留部に貯留される前記クーラント液の液面に垂直な第１方向に延在する第１部材と、
前記第１方向に直交する方向において前記第１部材の外側に配置され、前記第１方向に複数の歯部を有する第２部材と、
前記第２部材に対して前記第１部材を周回運動させることによって、前記貯留部に貯留される前記クーラント液に浸漬して前記第１部材に付着した前記油分を前記歯部に移動させる周回機構と、
前記歯部に移動した前記油分を回収する回収部と、
を備える、請求項１から８のいずれか一項に記載の油分回収装置。
【請求項１０】
前記回収機構は、前記ベース部材と一体的に揺動するように構成されている、請求項９項に記載の油分回収装置。
【請求項１１】
前記板状部材は、前記回収機構を介して前記ベース部材に設けられている、請求項１０項に記載の油分回収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、油分回収装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
切削等の機械加工を行う加工装置では、工具を冷却するクーラント液を循環させて再利用する場合がある。この場合、クーラント液は、製品等の加工時に使用された後、貯水槽であるクーラントタンクに回収されて再利用される。
【０００３】
ところで、加工装置では加工を滑らかに行うため、潤滑油等が使用されている。そのため、クーラントタンクにクーラント液が回収されるとき、潤滑油等の油分が混入した状態で回収される。クーラントタンク内では、油分は、クーラント液との比重差によって浮上する。この浮上した油分をそのままにしておくと、クーラント液の劣化・腐敗が進行し、結果的に加工品の加工品質の低下につながる。そのため、クーラント液を再利用する場合には、浮上した油分を回収する必要がある。
【０００４】
浮上した油分は、油分回収装置（オイルスキマー）により回収される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１７８８８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、クーラント液の中には、油分だけでなく、微細な粉塵および異物などが溶解している。粉塵等が油で固まったスカムは、油分回収装置における回収領域に滞留し、油分を回収領域に近づけない。これにより、油分を効率的に回収することができないという問題点があった。
【０００７】
本開示の目的は、油分を効率的に回収することができる油分回収装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の油分回収装置は、
油分を含むクーラント液を貯留する貯留部と、
前記クーラント液の液面に浮上する油分を回収する回収機構と、
前記クーラント液に、前記回収機構に向かう流れを発生させる揺動機構と、
を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、油分を効率的に回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本開示の一実施の形態に係る油分回収装置の一例を概略的に示す図
【図２】揺動機構の動作の一例を概略的に示す図
【図３】循環流の一例を示す図
【図４】回収機構の一例を示す図
【図５】回収機構の概略側面図
【図６】平板部材の周回運動を説明する図
【図７】油分が回収部まで移動する経路を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
本開示の一実施の形態に係る油分回収装置１００の構成について図１を参照して説明する。
【００１３】
図１は、本実施の形態に係る油分回収装置１００の一例を概略的に示す図である。
図１に示すように、油分回収装置１００は、クーラントタンク１（本発明の「貯留部」に対応）、揺動機構２および回収機構３を備える。
【００１４】
クーラントタンク１は、油分を含むクーラント液４を貯留する。クーラント液４は、切削等の機械加工を行う加工装置において工具を冷却するために使用される。クーラント液４は、加工装置において製品等の加工時に使用された後、クーラントタンク１に回収される。加工装置では加工を滑らかに行うため、潤滑油等が使用されている。そのため、クーラントタンク１にクーラント液４が回収されるとき、潤滑油等の油分が混入した状態で回収される。クーラントタンク１内では、油分は、クーラント液４との比重差によって浮上する。
【００１５】
クーラントタンク１の側壁１２には台座部１４が設けられている。台座部１４には枢軸１６が設けられている。枢軸１６は、クーラント液４の液面に直交する方向に延在している。枢軸１６にはアーム部材１７が軸支されている。アーム部材１７は台座部１４上を滑るように枢軸１６回りに揺動する。台座部１４には、保持部材１８が固定されている。
【００１６】
以下、揺動機構２の一例について図１を参照して説明する。
揺動機構２は、図１に示すように、板状部材２１、ベース部材２２、電動モーター２３（本発明の「動力部」に対応）および駆動部２４を備える。
【００１７】
板状部材２１は、長尺形状を有する。板状部材２１は、長尺の方向を、クーラントタンク１に貯留されるクーラント液４の液面に垂直な方向にしてクーラント液４に浸けられる。板状部材２１における幅方向一端２１１側には、枢軸１６が配置されている。板状部材２１における幅方向他端２１２は、クーラントタンク１の側壁１２の近傍に位置している。幅方向一端２１１は、幅方向他端２１２より側壁１２から離間して（クーラントタンク１の中央部寄りに）位置している。
【００１８】
ベース部材２２は、アーム部材１７の先端部に固定されている。ベース部材２２は、上記のアーム部材１７と同様に、台座部１４上を滑るように枢軸１６回りに揺動する。ベース部材２２には、回収機構３を介して板状部材２１が設けられている。これにより、板状部材２１は、ベース部材２２および回収機構３と一体的に枢軸１６回りに揺動する。
【００１９】
電動モーター２３は、ベース部材２２に固定されている。
【００２０】
駆動部２４は、ベース部材２２を揺動させる。駆動部２４は、引張ばね２４２（本発明の「付勢部材」に対応）、カム部材２４４およびローラー部材２４６（本発明の「カムフォロア部材」に対応）を備えている。
【００２１】
図１に、時計回りの方向ＣＷ１に揺動した板状部材２１等を破線で示す。また、図２に、反時計回りの方向ＣＷ２に揺動した板状部材２１等を想像線で示す。
【００２２】
引張ばね２４２は、保持部材１８とベース部材２２との間に張架されている。引張ばね２４２は、ベース部材２２を図２に示す反時計回りの方向ＣＷ２に付勢する。これにより、ベース部材２２に設けられる板状部材２１は、反時計回りの方向ＣＷ２に付勢される。
【００２３】
カム部材２４４は、電動モーター２３の出力軸２３２に固定されている。カム部材２４４は電動モーター２３により出力軸２３２と一体的に回転する。カム部材２４４の外周面はカム面を有する。
【００２４】
ローラー部材２４６は、軸受部材（図示略）を介して回転可能に保持部材１８に支持されている。引張ばね２４２の付勢力は、カム部材２４４の外周面とローラー部材２４６の外周面とを圧接させた状態に維持する。
【００２５】
カム部材２４４の外周面とローラー部材２４６の外周面との圧接位置からカム部材２４４の回転中心位置までの距離（リフト量）は、カム部材２４４の回転に応じて変化する。具体的に、カム部材２４４は、リフト量が短くなった場合に、ローラー部材２４６に近づく。これにより、ベース部材２２は、図２における反時計回りの方向ＣＷ２に揺動する。また、板状部材２１は、ベース部材２２と一体的に枢軸１６回りに揺動するため、反時計回りの方向ＣＷ２に揺動する。
【００２６】
カム部材２４４は、リフト量が長くなった場合に、ローラー部材２４６から遠ざかる。これにより、ベース部材２２および板状部材２１は、図１における時計回りの方向ＣＷ１に揺動する。
【００２７】
以上の構成により、板状部材２１は、電動モーター２３によりカム部材２４４が回転した場合に、枢軸１６時計回りおよび反時計回りの方向ＣＷ１，ＣＷ２に揺動する。
【００２８】
次に、回収機構３の一例について図４および図５を参照して説明する。
回収機構３は、鋸歯部材３１（本発明の「第２部材」に対応）、平板部材３２（本発明の「第１部材」に対応）、回転部材３３、駆動部３４（図２参照）および回収部３５を備える。
【００２９】
平板部材３２は、クーラントタンク１に貯留されるクーラント液４の液面に垂直な第１方向（図４中の上下方向）に延在する金属部材である。本実施の形態では、平板部材３２は、ステンレスの薄板である。平板部材３２は、クーラントタンク１に貯留されるクーラント液４に浸漬する可能性のある部分に形成され、当該クーラント液４を掻く複数の掻き部材３２２を有する。平板部材３２には、第１方向に延びる長穴３２４が形成されている。平板部材３２には、第２ピン部材３２６が挿入される。
【００３０】
鋸歯部材３１は、第１方向に直交する方向（図５中の左右方向）において平板部材３２の外側（図５中の左側および右側）に固定して配置され、第１方向に複数の鋸状の歯部３１４を有する。平板部材３２に形成された長穴３２４、および平板部材３２の外側に配置された鋸歯部材３１には、固定して配置された第１ピン部材３１２が挿入される。図５に示すように、鋸歯部材３１の上端部の近傍には、上面がＶ字形状である回収路部材３１６が設けられている。
【００３１】
鋸歯部材３１には板状部材２１が設けられている。
【００３２】
回転部材３３は、第２ピン部材３２６の一端部（図５中の右端部）に接続されている。回転部材３３には、図示しない制御部の制御下において回転部材３３を図４中の時計回り方向に回転駆動させる駆動部３４が接続されている（図２及び図５を参照）。
【００３３】
駆動部３４は、プーリー部材３４２および無端ベルト３４４を有している（図２参照）。プーリー部材３４２は、電動モーター２３の出力軸２３２に固定されている。無端ベルト３４４は、プーリー部材３４２と回転部材３３とに巻き掛けられている。これにより、電動モーター２３の動力が無端ベルト３４４を介して回転部材３３に伝達される。
【００３４】
回収部３５は、図４に示すように、鋸歯部材３１の右方に固定して配置される。
【００３５】
＜油分回収装置１００の動作＞
次に、油分回収装置１００における揺動機構２の動作について図１から図３を参照して説明する。電動モーター２３が回転すると、カム部材２４４が回転する。カム部材２４４がローラー部材２４６に遠ざかった場合に、ベース部材２２は、図１における時計回りの方向ＣＷ１に移動する。これにより、回収機構３の全体が時計回りの方向ＣＷ１に移動する。これにより、板状部材２１は、回収機構３の鋸歯部材３１に固定されているため、時計回りの方向ＣＷ１に揺動する。
【００３６】
カム部材２４４がローラー部材２４６から近づいた場合に、ベース部材２２は、図２における反時計回りの方向ＣＷ２に移動する。これにより、板状部材２１は、反時計回りの方向ＣＷ２に揺動する。
【００３７】
板状部材２１は、枢軸１６時計回りおよび反時計回りの方向ＣＷ１，ＣＷ２の揺動を繰り返すことにより、クーラントタンク１に貯留されるクーラント液４の液面に循環流４０を発生させる。循環流４０は、図３に示すように、板状部材２１の幅方向他端２１２側からクーラントタンク１の側壁１２Ａに遮られて、渦となる（図３に渦発生領域６を示す）。
【００３８】
循環流４０は、渦発生領域６を経て、側壁１２Ａに沿って図３における上方向の流れ４０Ａと、下方向の流れ４０Ｂとに分かれる。流れ４０Ａは、側壁１２Ｂに沿った流れとなり、側壁１２Ｃに遮られて、下方向の流れとなる。一方、流れ４０Ｂは、側壁１２Ｄに沿った流れとなり、側壁１２Ｃに遮られて、上方向の流れとなる。
【００３９】
二つの流れ４０Ａ，４０Ｂは、互いに遮り合うため、また、側壁１２Ｃにそれぞれ遮られるため、側壁１２Ａに向かう流れとなる。二つの流れ４０Ａ，４０Ｂは、板状部材２１の幅方向一端２１１側（枢軸１６の近傍）に達する。枢軸１６の近傍には所定領域５が設けられる。これにより、回収機構３は、循環流４０に沿って流される油分を、所定領域５から回収することができる（図３に、所定領域５に到達する油分の流れ５０を示す）。
【００４０】
板状部材２１は、上記の揺動を繰り返すことで、クーラント液４を撹拌する。これにより、スカムは発生し難くなる。また、仮に、スカムが発生しても、スカムは、循環流４０に沿って移動するために、所定領域５に滞留することがなく、所定領域５から油分を回収する際に邪魔にならない。
【００４１】
次に、油分回収装置１００における回収機構３の動作について図６および図７を参照して説明する。駆動部３４は、制御部の制御を受けて、電動モーター２３の動力を回転部材３３に伝達し、回転部材３３を回転駆動させる。これにより、回転部材３３に接続された第２ピン部材３２６ひいては第２ピン部材３２６が挿入された平板部材３２は、平板部材３２の面上と平行な面上で、鋸歯部材３１に対して周回運動する。この周回運動の際、平板部材３２に形成された長穴１５４に挿入される第１ピン部材３１２は、図４における上下方向（第１方向）以外の平板部材３２の移動を規制する。
【００４２】
以上のように、本実施の形態では、第１ピン部材３１２、第２ピン部材３２６、回転部材３３、電動モーター２３、駆動部３４によって、鋸歯部材３１に対して平板部材３２を周回運動させる周回機構（クランク機構）が実現される。図６は、図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃ、図６Ｄの順で平板部材３２が鋸歯部材３１に対して時計回り方向に周回運動している様子を示している。
【００４３】
平板部材３２が周回運動することによって、平板部材３２がクーラントタンク１に貯留されているクーラント液４に浸漬する結果、クーラント液４の上面の油分（油膜）が平板部材３２に付着する。エマルジョン化した油分の微細粒子も平板部材３２に付着する。
【００４４】
その後、平板部材３２が周回運動することによって、平板部材３２のうち油分が付着した部分が歯部３１４の上辺に接触し、当該油分は、歯部３１４の上辺に移動する（載る）。
【００４５】
その後、平板部材３２が周回運動することによって、歯部３１４の上辺に移動した油分は、再び平板部材３２に付着する。そのため、平板部材３２の周回運動（周回サイクル）毎に、平板部材３２に付着した油分は、より上方に位置する歯部３１４の上辺に移動する。本実施の形態では、平板部材３２の周回方向を考慮し、歯部３１４の上辺を水平ではなく傾けることで、周回サイクル毎の油分の移動をスムーズにしている。また、歯部３１４は、端部において鋭角をつくるような形状、すなわち平板部材３２との接触面積が小さくなるような形状を有するため、平板部材３２の表面から油分の落下を最小限に留めることができる。仮に、端部において平板部材３２との接触面積が大きいと，接触部分で油分が掻き落とされてしまう。
【００４６】
そして、最上方に位置する歯部３１４の上辺まで移動した油分は、回収路部材３１６の上面に移動し、回収部３５に向けて流れ落ちる。回収部３５は、回収路部材３１６から流れ落ちた油分を回収する。例えば、回収部３５で回収された油分は、廃油口から排出される。
【００４７】
また、本実施の形態では、平板部材３２が周回運動することによって、掻き部材３２２がクーラント液４の液面付近に存在するヘドロを掻き、クーラント液４の上面の油分が平板部材３２に付着しやすくしている。すなわち、油分の回収効率の低下を防止することができる。なお、掻き部材３２２は、切欠きでも良いし、羽形状の突起でも良い。
【００４８】
図７は、平板部材３２に付着した油分が回収部３５まで移動する経路を説明する図である。図７中の矢印に示すように、平板部材３２が周回運動することによって、歯部３１４ａの上辺に移動した油分は、再び平板部材３２に付着する。そして、平板部材３２に付着した油分は、平板部材３２が周回運動することによって、歯部３１４ｂの上辺に移動する。以後、平板部材３２の周回運動によって、油分は、歯部３１４ｃ，３１４ｄ，３１４ｅ，３１４ｆ，３１４ｇ，３１４ｈの上辺に順次移動する。
【００４９】
そして、最上方に位置する歯部３１４ｈの上辺まで移動した油分は、回収路部材３１６の上面に移動し、回収部３５に向けて流れ落ちる。本実施の形態では、最上方に位置する歯部３１４ｈの上辺まで移動した油分が回収部３５に向けて流れ落ちやすくする観点から、歯部３１４ｈおよび回収路部材３１６は、歯部３１４ａ，３１４ｂ，３１４ｃ，３１４ｄ，３１４ｅ，３１４ｆ，３１４ｇと異なり、回収部３５に向けて傾斜している。
【００５０】
＜本実施の形態の効果＞
以上のように、本実施の形態に係る油分回収装置１００によれば、板状部材２１をクーラントタンク１に貯留されるクーラント液４に浸け、クーラント液４の液面に直交する枢軸１６回りに揺動させることにより、クーラント液４の液面に循環流４０を発生させる揺動機構２と、クーラント液４の液面に浮上する油分を循環流４０における所定領域５から回収する回収機構３とが備えられている。これにより、仮に、スカムが発生した場合でも、スカムは、循環流４０に沿って移動し、所定領域５に滞留することがなく、油分を回収する際に邪魔にならない。このため、油分を所定領域５に近づけることができ、油分を効率的に回収することができる。
【００５１】
また、油分回収装置１００によれば、枢軸１６は、板状部材２１の幅方向一端２１１側に配置されている。これにより、回収時の油分が枢軸１６に向かって流れるようになる。
【００５２】
また、油分回収装置１００において、所定領域５は、枢軸１６の近傍に位置する。これにより、浮上した油分は、循環流４０に沿って移動し、枢軸１６の近傍を通るため、所定領域５から多くの油分を回収することができる。
【００５３】
また、油分回収装置１００によれば、板状部材２１における幅方向他端２１２は、幅方向一端２１１よりクーラントタンク１の側壁１２の近傍に位置する。これにより、揺動機構２は、幅方向他端２１２側から側壁１２に沿って幅方向一端２１１側へ戻る循環流４０を発生させることができるため、浮上した油分をより効率的に回収することができる。
【００５４】
また、油分回収装置１００において、板状部材２１が設けられ、枢軸１６回りに揺動するように支持されるベース部材２２と、ベース部材２２に設けられる電動モーター２３と、電動モーター２３から供給される動力により、ベース部材２２を揺動させる駆動部３４とが備えられている。これにより、ベース部材２２に設けられた電動モーター２３の動力により、ベース部材２２自らが揺動する自駆動型の装置となるため、例えば、電動モーター２３の動力をベース部材２２へ伝達するための動力伝達機構などが不要となり、装置の小型・軽量化を図ることができる。
【００５５】
また、油分回収装置１００によれば、駆動部２４は、引張ばね２４２、カム部材２４４およびローラー部材２４６を有している。引張ばね２４２の付勢力により板状部材２１を所定方向に揺動させる一方で、カム部材２４４に従動するローラー部材２４６の相対的な移動により、板状部材２１を所定方向と反対の方向に揺動させるため、簡単な構成により、板状部材２１を揺動させることができる。
【００５６】
また、油分回収装置１００によれば、電動モーター２３は、回収機構３に動力を供給する。これにより、回収機構３に動力を供給するための新たな動力源が不要となる。
【００５７】
また、油分回収装置１００によれば、回収機構３は、鋸歯部材３１、平板部材３２、周回機構および回収部３５を有している。これにより、ベルト式のオイルスキマーと異なり、分離槽を必要とせずに、クーラントタンク１内で浮上した油分をクーラント液４と分離して回収することができる。
【００５８】
また、油分回収装置１００によれば、回収機構３は、ベース部材２２と一体的に揺動するように構成されている。これにより、スカムが回収機構３にまとわりつくのを防止することができる。
【００５９】
なお、上記油分回収装置１００において、揺動機構２は、板状部材２１を揺動させることにより、クーラント液４の液面に循環流４０を発生させたが、本発明はこれに限らず、回収機構３に向かう流れを発生させればよい。この構成では、スカムが発生した場合、スカムおよび油分が回収機構３に向かって流れるが、油分は回収機構３に回収され、スカムは回収機構３に回収されずに回収機構３から遠ざかる。これにより、スカムは、回収機構３の回りに滞留することがなく、油分を回収する際の邪魔にならないため、油分を効率的に回収することができる。
【００６０】
また、上記油分回収装置１００において、板状部材２１は、幅方向一端２１１から幅方向他端２１２にわたり、その板厚が一定のものであるが、本発明はこれに限らず、幅方向他端２１２側の板厚が幅方向一端２１１側の板厚より薄いヒレ形状を有してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本開示の油分回収装置は、油分を効率的に回収することが要求されるクーラント液浄化装置として有用である。
【符号の説明】
【００６２】
１  クーラントタンク
２  揺動機構
３  回収機構
４  クーラント液
５  所定領域
６  渦発生領域
１２  側壁
１４  台座部
１６  枢軸
１７  アーム部材
１８  保持部材
２１  板状部材
２２  ベース部材
２３  電動モーター
２４  駆動部
３１  鋸歯部材
３２  平板部材
３３  回転部材
３４  駆動部
３５  回収部
４０  循環流
５０  回収時の油の流れ
２１１  幅方向一端
２１２  幅方向他端
２３２  出力軸
２４２  引張ばね
２４４  カム部材
２４６  ローラー部材
３１２  第１ピン部材
３１４  歯部
３１６  回収路部材
３２２  掻き部材
３２４  長穴
３２６  第２ピン部材
３４２  プーリー部材
３４４  無端ベルト
１００  油分回収装置
【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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