(57)【要約】【課題】カッターの刃先に付与する荷重を、カッター保持手段の重さよりも小さい場合を含めて常に一定にすることができ、切り込みを入れる金属試験片あるいは塗装金属試験片の平面状態がその試験片において変化した場合であって、試験片に対する切り込み量を一定にすることができるスクラッチ装置を提供することにある。【解決手段】スクラッチ装置１において、昇降及び荷重付与手段８０は、基体部８１に対し上下方向に移動自在に支持されるとともに位置制御機構９０により上下方向の位置が制御される位置制御スライダ８３と、位置制御スライダ８３に対し上下方向に移動自在且つ自重により下降するように支持されるとともに、カッター保持手段５０を固定した自由移動スライダ８５と、自由移動スライダ８５に連結され、カッターＣの刃先ＣＴへ重力方向と逆向きあるいは重力方向の荷重を付与する荷重調整機構８７とを備えている。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属試験片に切り疵を罫書くあるいは塗装金属試験片の金属素地表面に達する切り疵を罫書くカッターを保持するカッター保持手段と、前記カッター保持手段を上下方向であるＺ軸方向に昇降させるとともに、前記カッターの刃先が前記金属試験片あるいは塗装金属試験片に接触した際に前記カッターの刃先に所定の荷重を付与する昇降及び荷重付与手段とを備え、
前記昇降及び荷重付与手段は、基体部に対し上下方向に移動自在に支持されるとともに位置制御機構により上下方向の位置が制御される位置制御スライダと、該位置制御スライダに対し上下方向に移動自在且つ自重により下降するように支持されるとともに、前記カッター保持手段を固定した自由移動スライダと、該自由移動スライダに連結され、前記カッターの刃先へ重力方向と逆向きあるいは重力方向の荷重を付与して、前記カッターの刃先が前記金属試験片あるいは塗装金属試験片に接触した際に前記カッターの刃先にかかる前記自由移動スライダ及び前記カッター保持手段の自重による荷重を調整して前記カッターの刃先に所定の荷重を付与する荷重調整機構とを備えていることを特徴とするスクラッチ装置。
【請求項２】
前記カッター保持手段は、前記カッターの刃先近傍を刃の板厚方向から把持するカッター刃把持機構を備えていることを特徴とする請求項１に記載のスクラッチ装置。
【請求項３】
前記カッター保持手段は、前記カッターの刃元を保持するとともに前記カッターを該カッターが延びる方向に進退させるカッター進退機構を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載のスクラッチ装置。
【請求項４】
前記金属試験片あるいは塗装金属試験片を上面に固定するとともに台座回転機構により回転可能に設けられた台座を備えていることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載のスクラッチ装置。
【請求項５】
上面に前記基体部を平面方向であるＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能とするＸＹ移動機構を設けたテーブルを備えていることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載のスクラッチ装置。
【請求項６】
前記テーブルに、前記カッター保持手段に保持された前記カッターの刃先を折る刃先折機構を設けたことを特徴とする請求項５に記載のスクラッチ装置。
【請求項７】
前記ＸＹ移動機構に、前記試験片の上面に罫書き予定ラインを表示するポインタを設けたことを特徴とする請求項５又は６に記載のスクラッチ装置。
【請求項８】
前記カッターの刃先に与える荷重を入力する入力部と、該入力部に入力された荷重に基づいて前記荷重調整機構を制御する制御部とを備えていることを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか一項に記載のスクラッチ装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記カッターの刃先が金属試験片あるいは塗装金属試験片に接する時は、前記カッターの刃先にかかる荷重がほぼ０となるとともに、前記カッターによる罫書き作業が始まり前記カッターの刃先が所定距離移動した際に、前記カッターの刃先にかかる荷重が前記入力された荷重となるように前記荷重調整機構を制御することを特徴とする請求項８に記載のスクラッチ装置。
【請求項１０】
前記カッターの刃先と前記金属試験片あるいは塗装金属試験片の金属素地表面との間の電気抵抗値を測定する電気抵抗値測定手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至９のうちいずれか一項に記載のスクラッチ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属試験片あるいは塗装やめっき等を施した表面被覆金属材料からなる塗装金属試験片の腐食試験を行うために金属素地面に達する切り疵を罫書くスクラッチ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＪＩＳ  Ｋ５６００において金属表面に塗装された表面被覆金属材料からなる試験片の金属素地表面に達する切り疵をカッターナイフで付け、腐食状況を評価する試験法が規定されている。
ここで、金属表面に塗装された試験片の金属素地表面に達する切り疵をカッターナイフで付けるに際し、作業者によって切り疵の深さが異なったり、場合によっては切り疵が金属素地表面に達しないこともある。試験片は多数用意する必要があるが、試験片毎に切り疵の深さがばらついてしまう課題がある。
【０００３】
従来、このような課題に対し、金属表面に塗装された試験片の金属素地表面に達する切り疵を付けるものとして、例えば、特許文献１に示すクロスカット試験装置が知られている。
特許文献１に示すクロスカット試験装置においては、試料に切り込みを入れる際に、ナイフ状カッターの刃先が試料の素地表面に与える押圧力を一定に保持させる付勢手段を設けてある。この付勢手段は、カッターを取り付けたカッターホルダーの端部に一端が取りつけられたレバーと、レバーの他端に固定された第１ねじと、一端が第１ねじに取り付けられ、他端が第２ねじに固定されたコイルばねとを備えている。そして、このコイルばねの引っ張る距離を変えて押圧力を調整し、試料に対する切り込み量を調整するようにしている。
【０００４】
また、金属表面に塗装された試験片の金属素地表面に達する切り疵を付けるものとして、例えば、特許文献２示すクロスカット装置も知られている。
特許文献２に示すクロスカット装置においては、ハンドの先端に設けられたスライドベースにスライドベースを自由状態で上下移動自在に設け、スライドベーの下端に、カッタホルダを装着するチャックを駆動するチャックシリンダが連結されている。また、スライドベースには、ウェイトベースを上下移動自在に設け、ウェイトベース上に板状のウェイトを重ね合わせて装着可能となっている。そして、供試材に応じてウェイトの枚数を増減させてカッターの押圧力を調整し、供試材に対する切り込み量を調整するようにしている。
【０００５】
更に、金属表面に塗装された試験片の金属素地表面に達する切り疵を付けるものとして、例えば、特許文献３示す腐食および／または剥離試験用塗装サンプルの作成方法及び装置も知られている。
この特許文献３に示す腐食および／または剥離試験用塗装サンプルの作成方法は、切り込み刃と被試験用塗装金属の金属側との間に一定の電圧を印加した状態で、切り込み刃に種々の荷重をかけて切り込み刃を移動させ、切り込み刃と被試験用塗装金属との間に電流が安定に流れる最低荷重を求めた後、その荷重を切り込み刃にかけ、被試験用塗装金属の塗膜を切断するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−５８３４７号公報
【特許文献２】特開平６−３３５８９３号公報
【特許文献３】特開平７−１８１１２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、これら従来の特許文献１に示すクロスカット試験装置、特許文献２に示すクロスカット装置及び特許文献３に示す腐食および／または剥離試験用塗装サンプルの作成方法及び装置にあっては、以下の問題点があった。
即ち、特許文献１に示すクロスカット試験装置の場合、切り込みを入れる試料の平面状態がその試料において変化した際に、即ち試料が沿ったり曲がったりしたときに、カッターの刃先に与える荷重が変化してしまい、切り疵の切り込み量が変化してしまうという問題があった。つまり、特許文献１に示すクロスカット試験装置の場合、コイルばねの引張力で荷重（押圧力）を調整しているため、カッターの刃先の位置が試料の平面状態の変化によって変化すると、コイルばねにおける変位量が変化し、カッターの刃先に与える荷重が変化してしまうことになる。
【０００８】
一方、特許文献２に示すクロスカット装置の場合には、ウェイトの荷重がカッターの刃先に付与されるようになっているため、切り込みを入れる供試材の平面状態がその供試材において変化した際に、カッターの刃先に与える荷重が変化してしまうおそれはなく、切り疵の切り込み量が変化してしまうことはない。
しかしながら、特許文献２に示すクロスカット装置において、カッターの刃先にかかる荷重は、ウェイトのみならず、カッターを保持しているカッタホルダ、チャック及びチャックシリンダの自重による荷重もかかる。このため、カッターの刃先に付与される荷重を、カッターを保持しているカッタホルダ、チャック及びチャックシリンダの荷重よりも小さい荷重に調整することができない。つまり、特許文献２に示すクロスカット装置においては、カッターの刃先に付与される荷重をウェイトの枚数によって調整しているため、カッターを保持しているカッタホルダ、チャック及びチャックシリンダの荷重よりも大きい荷重の方向にしか調整することができない。このため、カッターの刃先に付与される荷重を、カッターを保持している部材の重さよりも小さい荷重とする場合に対処することができない。
【０００９】
更に、特許文献３に示す腐食および／または剥離試験用塗装サンプルの作成方法及び装置の場合、カッターの刃先に荷重を付与する手段が全く開示されていない。従って、切り込みを入れる試験片の平面状態がその試験片において変化した際に、カッターの刃先に与える荷重を一定にできるかどうかが定かではない。
従って、本発明はこの従来の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、カッターの刃先に付与する荷重を、カッター保持手段の重さよりも小さい場合を含めて常に一定にすることができ、切り込みを入れる金属試験片あるいは塗装金属試験片の平面状態がその試験片において変化した場合であって、試験片に対する切り込み量を一定にすることができるスクラッチ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係るスクラッチ装置は、金属試験片に切り疵を罫書くあるいは塗装金属試験片の金属素地表面に達する切り疵を罫書くカッターを保持するカッター保持手段と、前記カッター保持手段を上下方向であるＺ軸方向に昇降させるとともに、前記カッターの刃先が前記金属試験片あるいは塗装金属試験片に接触した際に前記カッターの刃先に所定の荷重を付与する昇降及び荷重付与手段とを備え、前記昇降及び荷重付与手段は、基体部に対し上下方向に移動自在に支持されるとともに位置制御機構により上下方向の位置が制御される位置制御スライダと、該位置制御スライダに対し上下方向に移動自在且つ自重により下降するように支持されるとともに、前記カッター保持手段を固定した自由移動スライダと、該自由移動スライダに連結され、前記カッターの刃先へ重力方向と逆向きあるいは重力方向の荷重を付与して、前記カッターの刃先が前記金属試験片あるいは塗装金属試験片に接触した際に前記カッターの刃先にかかる前記自由移動スライダ及び前記カッター保持手段の自重による荷重を調整して前記カッターの刃先に所定の荷重を付与する荷重調整機構とを備えていることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係るスクラッチ装置によれば、カッターの刃先に付与する荷重を、カッター保持手段の重さよりも小さい場合を含めて常に一定にすることができ、切り込みを入れる金属試験片あるいは塗装金属試験片の平面状態がその試験片において変化した場合であって、試験片に対する切り込み量を一定にすることができるスクラッチ装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係るスクラッチ装置の斜視図である。但し、図１において、カッター保持手段は上昇位置に位置している。
【図２】図１に示すスクラッチ装置の正面図である。
【図３】図１に示すスクラッチ装置の左側面図である。
【図４】図１に示すスクラッチ装置の平面図ある。
【図５】図４において、スクラッチ装置本体の部分を拡大して示す部分平面図である。
【図６】図５における６−６線に沿う断面図である。
【図７】図５における７−７線に沿う断面図である。
【図８】図１に示すスクラッチ装置において、カッター保持手段が下降位置に位置した状態を示す斜視図である。
【図９】図８において、スクラッチ装置本体の部分を拡大して示す部分斜視図である。
【図１０】図８に示す状態のスクラッチ装置の正面図である。
【図１１】図８に示す状態のスクラッチ装置の左側面図である。
【図１２】図８に示す状態のスクラッチ装置の平面図である。
【図１３】カッター把持機構が開いている状態のカッター保持手段の斜視図である。
【図１４】図１３に示す状態のカッター保持手段の正面図である。
【図１５】図１３に示す状態のカッター保持手段の左側面図である。
【図１６】図１３に示す状態のカッター保持手段の平面図である。
【図１７】カッター把持機構が閉じている状態のカッター保持手段の斜視図である。
【図１８】図１７に示す状態のカッター保持手段の左側面図である。
【図１９】図１７に示す状態のカッター保持手段の平面図である。
【図２０】図１に示すスクラッチ装置において、カッターの刃先が刃先折機構の隙間部に入り込んだ状態の部分斜視図である。
【図２１】図２０に示す状態のスクラッチ装置の部分正面図である。
【図２２】図２０に示す状態のスクラッチ装置の部分平面図である。
【図２３】図１に示すスクラッチ装置において、刃先折機構がカッターの刃先を折っている途中の状態の部分斜視図である。
【図２４】図２３に示す状態のスクラッチ装置の部分平面図である。
【図２５】図１に示すスクラッチ装置において、刃先折機構によるカッターの刃先の折り作業が完了し、カッターの刃先が新たに送り出された状態の部分斜視図である。
【図２６】図２５に示す状態のスクラッチ装置の部分正面図である。
【図２７】図２５に示す状態のスクラッチ装置の部分平面図である。
【図２８】図２７において、刃先折機構の一部分を拡大して示す部分平面図である。
【図２９】図１に示すスクラッチ装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【図３０】図１に示すスクラッチ装置の制御部のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１乃至図４に示すスクラッチ装置１は、金属試験片あるいは塗装やめっき等を施した表面被覆金属材料からなる塗装金属試験片（以下、金属試験片及び塗装金属試験片を総称して試験片という）Ｓの金属素地面に達する切り疵を罫書くものであり、テーブル１０と、試験片Ｓを上面に固定する台座３０と、試験片Ｓの表面に金属素地面に達する切り疵を罫書くスクラッチ装置本体４０と、刃先折機構１００とを備えている。
このスクラッチ装置１は、図示しない罫書き作業用ケーシングの内部に収容され、テーブル１０が罫書き作業用ケーシングの筐体部分に固定される。
【００１４】
テーブル１０は、長方形板状に形成され、その上面にスクラッチ装置本体４０を平面方向であるＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能とするＸＹ移動機構１１が設けられている。
ＸＹ移動機構１１は、テーブル１０上に固定されたＸ軸方向に延びる、Ｙ軸方向に沿って所定間隔離れた一対のＸ軸レール１２と、各Ｘ軸レール１２に沿って移動自在に設けられた複数のＸ軸スライド部材１３と、Ｘ軸スライド部材１３の上面に固定された平板状のＸ軸移動部材１４とを備えている。Ｘ軸移動部材１４は、Ｘ軸モータ１５に連結された第１ボールねじ機構１６によってＸ軸方向に移動可能となっている。第１ボールねじ機構１６は、Ｘ軸モータ１５の回転軸に連結されて回転する第１ねじ軸１７と、第１ねじ軸１７の回転にともなってＸ軸方向に移動する第１ナット部１８とを備え、Ｘ軸移動部材１４は第１ナット部１８に固定されている。
【００１５】
また、ＸＹ移動機構１１は、Ｘ軸移動部材１４上に固定されたＹ軸方向に延びるＹ軸レール１９と、Ｙ軸レール１９に沿って移動自在に設けられたＹ軸スライド部材２０と、Ｙ軸スライド部材２０の上面に固定された平板状のＹ軸移動部材２１とを備えている。Ｙ軸移動部材２１は、Ｙ軸モータ２２に連結された第２ボールねじ機構２４によってＹ軸方向に移動可能となっている。第２ボールねじ機構２４は、Ｙ軸モータ２２の回転軸にベルト２３を介して連結されて回転する第２ねじ軸２５と、第２ねじ軸２５の回転にともなってＹ軸方向に移動する第２ナット部２６とを備え、Ｙ軸移動部材２１は第２ナット部２６に固定されている。
【００１６】
次に、台座３０は、長方形板状に形成され、試験片Ｓをその上面に複数の固定部材３４によって固定するようになっている。台座３０は、図１及び図２に示すように、テーブル１０に対してやや上方に浮いた状態で配置され、台座回転機構３１により矢印θで示す回転方向に回転するようになっている。台座回転機構３１は、台座回転モータ３２の回転軸に連結された回転軸３３を備え、その回転軸３３の上端に台座３０を固定している。
なお、固定部材３４には、試験片Ｓの金属素地表面に接触するプローブ３４ａが設けられ、プローブ３４ａは図示しない電気抵抗測定装置に接続されている。また、後述するカッターＣもこの電気抵抗測定装置に接続されており、これらプローブ３４ａ、カッターＣ、及び電気抵抗測定装置により、カッターＣの刃先ＣＴ（図２参照）と試験片Ｓの金属素地表面との間の電気抵抗値を測定する電気抵抗値測定手段を構成する。
【００１７】
また、ＸＹ移動機構１１のＸ軸移動部材１４には、台座３０上に固定された試験片Ｓの上面に罫書き予定ラインＣＬを表示するポインタ１３０が設けられている。
そして、スクラッチ装置本体４０は、台座３０上に固定された試験片Ｓの金属素地表面に達する切り疵を罫書くカッターＣを保持するカッター保持手段５０と、カッター保持手段５０を上下方向であるＺ軸方向に昇降させるとともにカッターＣの刃先ＣＴが試験片Ｓに接触した際にカッターＣの刃先ＣＴに所定の荷重を付与する昇降及び荷重付与手段８０とを備えている。
【００１８】
先ず、昇降及び荷重付与手段８０は、図１及び図５乃至図９に示すように、基体部８１に対し上下方向に移動自在に支持されるとともに位置制御機構９０により上下方向の位置が制御される位置制御スライダ８３と、位置制御スライダ８３に対し上下方向に移動自在且つ自重により下降するように支持されるとともに、カッター保持手段５０を固定した自由移動スライダ８５とを備えている。
ここで、基体部８１は、図５乃至図９に示すように、略矩形状の平板で構成され、ＸＹ移動機構１１のＹ軸移動部材２１の上面に固定されている。基体部８１の一側主面（図５における下側の主面）には、上下方向であるＺ軸方向に延びる一対の第１レール８２が設けられている。
【００１９】
そして、位置制御スライダ８３は、図５乃至図７に示すように、Ｘ軸方向に所定間隔離れた一対の第１板材８３ｂ、８３ｃと、Ｙ軸方向に所定間隔離れ、一対の第１板材８３ｂ、８３ｃの両端間を連結する一対の第２板材８３ｄ、８３ｅとを備えている。位置制御スライダ８３の一方（図５における上方）の第２板材８３ｄには、基体部８１に設けられた第１レール８２に沿って上下移動自在に支持される一対の第１スライド部材８３ｆが設けられている。また、位置制御スライダ８３の他方（図５における下方）の第２板材８３ｅには、後述の連結部材８６を挿通するとともに連結部材８６の上下方向の移動を規制する開口８３ａが設けられている。また、他方の第２板材８３ｅの一側主面（図５における下側の主面）には、上下方向であるＺ軸方向に延びる一対の第２レール８４が設けられている。
【００２０】
また、位置制御スライダ８３の上下方向の位置を制御する位置制御機構９０は、昇降モータ９１と、昇降モータ９１の回転軸にベルト９２を介して連結されて回転するねじ軸９３と、ねじ軸９３の回転にともなって上下方向に移動するナット部９４とを備えている。位置制御スライダ８３は、ナット部９４に固定されている。
また、自由移動スライダ８５は、図５及び図６に示すように、長方形板状に形成され、一側主面（図５における上側の主面）には、位置制御スライダ８３に設けられた第２レール８４に沿って上下移動自在に支持される一対の第２スライド部材８５ａが設けられている。また、自由移動スライダ８５の一対の第２スライド部材８５ａ間には、図５及び図６に示すように、板状の連結部材８６が固定されている。連結部材８６は、図６に示すように、位置制御スライダ８３の開口８３ａを挿通して位置制御スライダ８３の内部に入り込み、その端部には、後述する荷重調整機構８７のエアシリンダ８８のピストンロッド８８ａが連結されている。自由移動スライダ８５は、自重により下降するよう構成され、その下方への移動は、連結部材８６が位置制御スライダ８３の開口８３ａの下縁に当接することにより規制される。また、自由移動スライダ８５の上方への移動は、連結部材８６が開口８３ａの上縁に当接することにより規制される。そして、自由移動スライダ８５の他側主面（図５における下側の主面）には、カッター保持手段５０の基板部５１が固定されている。
【００２１】
また、昇降及び荷重付与手段８０は、図５及び図６に示すように、自由移動スライダ８５に連結され、カッターＣの刃先ＣＴへ重力方向と逆向き（上方向）あるいは重力方向（下方向）の荷重を付与して、カッターＣの刃先ＣＴが試験片Ｓに接触した際にカッターＣの刃先ＣＴにかかる自由移動スライダ８５及びカッター保持手段５０の自重による荷重を調整してカッターＣの刃先ＣＴに所定の荷重を付与する荷重調整機構８７を備えている。この荷重調整機構８７は、連結部材８６にピストンロッド８８ａが連結されてカッターＣの刃先ＣＴへ重力方向と逆向き（上方向）あるいは重力方向（下方向）の荷重を付与するエアシリンダ８８と、エアシリンダ８８のエア圧を制御する電空レギュレータ８９（図２９参照）とを備えている。エアシリンダ８８は、位置制御スライダ８３の第２板材８３ｅに固定されるとともに電空レギュレータ８９に接続されている。電空レギュレータ８９は、後述する制御部１２０（図２９参照）に電気的に接続されている。
【００２２】
制御部１２０については後述するが、入力部１１０（図２９参照）にカッターＣの刃先ＣＴに付与する荷重が入力されると、その入力部１１０に入力された荷重に基づいてエアシリンダ８８がカッターＣの刃先ＣＴに付与する重力方向と逆向き（上方向）あるいは重力方向（下方向）の荷重及びその荷重に対応するエアシリンダ８８のエア圧及びピストンロッド８８ａの移動方向を算出し、その算出されたエア圧に対応する電気信号を電空レギュレータ８９に送出する。電空レギュレータ８９は、その電気信号に基づいてエアシリンダ８８のエア圧を制御し、これによりエアシリンダ８８によってカッターＣの刃先ＣＴに重力方向と逆向き（上方向）あるいは重力方向（下方向）の荷重が付与される。これにより、カッターＣの刃先ＣＴが試験片Ｓに接触した際にカッターＣの刃先ＣＴにかかる自由移動スライダ８５及びカッター保持手段５０の自重による荷重が調整され、カッターＣの刃先ＣＴに所定の荷重が付与される。
【００２３】
具体的に述べると、昇降モータ９１の駆動によってベルト９２を介してねじ軸９３が回転し、ねじ軸９３の回転にともなってナット部９４が下降し、位置制御スライダ８３が下降する位置制御スライダ８３が下降すると、自由移動スライダ８５及びカッター保持手段５０も下降し、カッターＣの刃先ＣＴが台座３０上の試験片Ｓに接触する。この際に、カッターＣの刃先ＣＴには自由移動スライダ８５及びカッター保持手段５０の自重による荷重が作用する。この荷重が例えば１．２ｋｇであったとする。一方、カッターＣの刃先ＣＴに付与すべき荷重が、例えば、０．５ｋｇであったとする。この場合には、０．７ｋｇだけカッターＣの刃先ＣＴに余計に荷重がかかっていることになるので、０．７ｋｇだけカッターＣの刃先ＣＴにかかる荷重を減じなければならない。
【００２４】
この際に、作業者は、入力部１１０にカッターＣの刃先ＣＴに付与する荷重を０．５ｋｇとして入力する。すると、制御部１２０は、その入力部１１０に入力された荷重０．５ｋｇに基づいてエアシリンダ８８がカッターＣの刃先ＣＴに付与する重力方向と逆向き（上方向）の荷重０．７ｋｇ及びその荷重０．７ｋｇに対応するエアシリンダ８８のエア圧を算出し、その算出されたエア圧に対応する電気信号を電空レギュレータ８９に送出する。電空レギュレータ８９は、その電気信号に基づいてエアシリンダ８８のエア圧を制御し、これによりエアシリンダ８８によってカッターＣの刃先ＣＴに重力方向と逆向き（上方向）の荷重０．７が付与されて、カッターＣの刃先ＣＴが試験片Ｓに接触した際にカッターＣの刃先ＣＴにかかる自由移動スライダ８５及びカッター保持手段５０による自重による荷重１．２ｋｇを調整し、カッターＣの刃先ＣＴに所定の荷重０．５ｋｇが付与される。
【００２５】
次に、カッター保持手段５０は、図１３乃至図１９に詳細に示されており、自由移動スライダ８５に固定された基板部５１を備えている。基板部５１は、略長方形状を有するが、図１に示すように、その長手方向が上下方向であるＺ軸方向及びＸ軸方向に対して傾斜するように自由移動スライダ８５に固定される。
そして、カッター保持手段５０は、カッターＣの刃元を保持するとともにカッターＣをカッターＣが延びる方向（図１３において矢印ａ１，ａ２で示す方向）に進退させるカッター進退機構６０と、カッターＣの刃先ＣＴの近傍を刃の板厚方向（図１３において矢印ｂ１，ｂ２で示す方向）から把持するカッター刃把持機構７０とを備えている。
【００２６】
カッター進退機構６０は、図１３乃至図１９に示すように、基板部５１に固定されたねじ軸支持部６１と、ねじ軸支持部６１に回転可能に支持されるねじ軸６４と、ねじ軸６４をベルト６３を介して回転させるカッター進退モータ６２と、ねじ軸６４の回転にともなってカッターＣが延びる方向（図１３において矢印ａ１，ａ２で示す方向）に進退するナット部６５と、ナット部６５に固定されたカッター保持基台６６と、カッター保持基台６６に取付けボルト６８により取り付けられ、カッターＣの刃元をカッター保持基台６６と挟み込む形で保持するカッター保持板６７とを備えている。
【００２７】
カッターＣは、矢印ａ１，ａ２で示す方向に延びるとともに進退するが、その矢印ａ１，ａ２で示す方向は、上下方向であるＺ軸方向及びＸ軸方向に対して傾斜し、カッターＣの刃先ＣＴは傾斜した状態で試験片Ｓに接触する。
このカッター進退機構６０は、カッターＣの刃先ＣＴによって試験片Ｓを罫書いた後に、カッターＣの刃先ＣＴを矢印ａ１で示す方向に所定距離送り出し、その後、後述する刃先折機構１００によってカッターＣの刃先ＣＴを折った後、新たなカッターＣの刃先ＣＴを矢印ａ１で示す方向に所定距離送り出すものである。
【００２８】
なお、カッターＣを交換する場合には、取付けボルト６８を取り外してカッター保持板６７をカッター保持基台６６から取り外し、カッターＣを新しいカッターＣに交換すればよい。
また、カッター刃把持機構７０について、図１３乃至図１６には、後述するカッター刃把持部材７５が板厚方向のうち矢印ｂ１で示す方向に移動してカッター刃把持機構７０が開いた状態が示され、図１７乃至図１９には、カッター刃把持部材７５が板厚方向のうち矢印ｂ２で示す方向に移動してカッター刃把持機構７０が閉じた状態が示されている。
【００２９】
カッター刃把持機構７０は、図１３乃至図１９に示すように、基板部５１のカッターＣの刃先ＣＴ側（図１４における左側）に固定され、カッター刃把持シリンダ７１を収容するシリンダ収容部７２と、基板部５１のカッターＣの刃先ＣＴ側であってシリンダ収容部７２の下方に固定された、カッターＣの刃先ＣＴ近傍を受けるカッター刃受け部材７６とを備えている。カッター刃把持シリンダ７１は、エアシリンダで構成される。カッター刃受け部材７６は、基板部５１に固定されて矢印ｂ１で示すカッターＣの刃の板厚方向に突出する固定部７６ａと、固定部７６ａから矢印ｂ１で示す方向と直交する下方に延びる刃受け部７６ｂとを備えている。カッターＣの刃先ＣＴ近傍の側面は刃受け部７６ｂによって受けられる。
【００３０】
また、カッター刃把持機構７０は、シリンダ収容部７２の刃先側先端面に設けられたレール７３と、レール７３に沿ってカッターＣの刃の板厚方向に移動可能なスライド部材７４と、スライド部材７４に固定され、カッター刃把持シリンダ７１により駆動されてスライド部材７４とともにカッターＣの刃の板厚方向に移動し、カッター刃受け部材７６との間でカッターＣの刃先ＣＴ近傍を把持するとともにその把持を解除するカッター刃把持部材７５とを備えている。カッター刃把持部材７５は、スライド部材７４に固定されるとともにカッター刃把持シリンダ７１に連結された本体部７５ａと、本体部７５ａから矢印ｂ１で示す方向と直交する下方に延び、刃受け部７６ｂとともにカッターＣの刃先ＣＴ近傍を把持する刃把持部７５ｂとを備えている。カッターＣの刃先ＣＴ近傍を把持した刃把持部７５ｂの刃先ＣＴ側の角部７５ｃについては、後述する刃先折機構１００によってカッターＣの刃先ＣＴを折る際に、その刃先ＣＴが角部７５ｃの稜線に沿って折られるようになっている。
なお、カッター刃把持機構７０のカッター刃把持部材７５によるカッターＣの刃先ＣＴ近傍の把持力は、８０Ｎ程度である。
【００３１】
また、刃先折機構１００については、カッターＣの刃先ＣＴが刃先折機構１００の隙間δ（図２８参照）に入り込んだ状態が図２０乃至図２２に示され、刃先折機構１００がカッターＣの刃先ＣＴを折っている途中の状態が図２３及び図２４に示され、刃先折機構によるカッターの刃先の折り作業が完了し、カッターの刃先が新たに送り出された状態が図２５乃至図２７に示され、刃先折機構１００の一部分の拡大図が図２８に示されている。
この刃先折機構１００は、カッター保持手段５０に保持されたカッターＣの刃先ＣＴを折るものであり、テーブル１０の上面に基台部１０１が立設されている。基台部１０１の上面は、Ｘ軸方向に沿ってテーブル１０の端部側（図２１における左端部側）からテーブル１０の中央部側（図２１における右側）に向けて徐々に立ち上がる傾斜面で構成されている。
そして、基台部１０１上には平板部材１０２が固定され、その平板部材１０２上には、回転板部材１０４が平板部材１０２のＸ軸方向中央部側端部に設けられた支軸１０３を中心に回転可能に軸支されている。支軸１０３の延びる方向は、刃把持部７５ｂの角部７５ｃの稜線が延びる方向と平行である。
【００３２】
また、図２２、図２４及び図２７に示すように、回転板部材１０４のＹ軸方向端部側（図２７における上側）には、連結棒１０７ｂが回転可能に連結され、その連結棒１０７ｂには、回転板部材１０４を回転させる刃先折シリンダ１０７のピストンロッド１０７ａが固定されている。刃先折シリンダ１０７は、エアシリンダで構成される。
また、回転板部材１０４の上面であってＸ軸方向中央部側端部には、図２８に示すように、互いの間に隙間δを形成してカッターＣの刃先ＣＴを受入れて当該刃先ＣＴを折るための一対の刃折部１０５、１０６が固定されている。一方の刃折部１０５は、回転板部材１０４に固定される固定部１０５ａと、固定部１０５ａから立ち上がり隙間δを形成する隙間形成部１０５ｂとを備えている。隙間形成部１０５ｂのＸ軸方向中央部側端面は、図２１に示すように、刃把持部７５ｂの角部７５ｃの稜線と同一方向に延びている。また、他方の刃折部１０６は、回転板部材１０４に固定される固定部１０６ａと、固定部１０６ａから立ち上がり隙間δを形成する隙間形成部１０６ｂとを備えている。隙間形成部１０６ｂのＸ軸方向中央部側端面も、刃把持部７５ｂの角部７５ｃの稜線と同一方向に延びている。なお、隙間δは、カッターＣの刃先ＣＴを受け入れ可能な寸法を有すればよい。
また、回転板部材１０４の上面であって一対の刃折部１０５、１０６のＸ軸方向端部側には、一対の刃折部１０５、１０６によって折られたカッターＣの刃が収容される刃収容部１０８が設けられている。
【００３３】
そして、図２９には、図１に示すスクラッチ装置の制御系の構成を示すブロック図が示されており、入力部１１０と、入力部１１０に接続されるとともに、ＸＹ移動機構１１のＸ軸モータ１５及びＹ軸モータ２２、台座回転機構３１の台座回転モータ３２、カッター進退機構６０のカッター進退モータ６２、カッター刃把持機構７０のカッター刃把持シリンダ７１、荷重調整機構８７の電空レギュレータ８９、位置制御機構９０の昇降モータ９１、及び刃先折機構１００の刃先折シリンダ１０７に接続された制御部１２０とを備えている。入力部１１０はキーボード、制御部１２０は演算処理機能を有するコンピュータにより構成される。
【００３４】
ここで、入力部１１０には、試験片Ｓの情報（材質、サイズ）、罫書きパターン（クロスカット、碁盤の目カット等）、及びカッターＣの刃先に付与する荷重が入力される。
また、制御部１２０は、これら入力部１１０に入力された情報に基づいてＸＹ移動機構１１のＸ軸モータ１５及びＹ軸モータ２２、台座回転機構３１の台座回転モータ３２、カッター進退機構６０のカッター進退モータ６２、カッター刃把持機構７０のカッター刃把持シリンダ７１、荷重調整機構８７の電空レギュレータ８９、位置制御機構９０の昇降モータ９１、及び刃先折機構１００の刃先折シリンダ１０７を制御する。
【００３５】
次に、スクラッチ装置１によって試験片Ｓの表面に金属素地面に達する切り疵を罫書く方法について説明する。
先ず、作業者が試験片Ｓを台座３０上に固定部材３４によって固定する。
次いで、作業者が入力部１１０に試験片Ｓの情報（材質、サイズ）、罫書きパターン（クロスカット、碁盤の目カット等）、及びカッターＣの刃先ＣＴに付与する荷重を入力し、罫書き作業のスタート信号を入力する。すると、図３０に示す制御部１２０のフローが開始される。
【００３６】
制御部１２０は、先ず、ステップＳ１０１において、試験片Ｓの情報（材質、サイズ）及び罫書きパターン（クロスカット、碁盤の目カット等）から試験片Ｓにおける罫書き開始位置から罫書き終了位置を算出する。
次いで、制御部１２０は、ステップＳ１０２において、予め記憶されている自由移動スライダ８５及びカッター保持手段５０の自重と、カッターＣの刃先ＣＴに付与する荷重とに基づいて、エアシリンダ８８のエア圧及びピストンロッド８８ａの移動方向を算出する。この際に、制御部１２０は、予め記憶されている自由移動スライダ８５及びカッター保持手段５０の自重と、カッターＣの刃先ＣＴに付与する荷重とに基づいて、エアシリンダ８８がカッターＣの刃先ＣＴに付与する重力方向と逆向き（上方向）あるいは重力方向の荷重を算出し、その荷重に対応するエアシリンダ８８のエア圧を算出する。
【００３７】
次に、制御部１２０は、ステップＳ１０３において、スクラッチ装置本体４０をＸＹ移動機構１１のＸ軸モータ１５及びＹ軸モータ２２及び位置制御機構９０の昇降モータ９１を制御して初期位置へ移動させる。
次いで、制御部１２０は、ステップＳ１０４において、罫書きを実行する。この際に、制御部１２０は、ステップＳ１０１で算出された試験片Ｓにおける罫書き開始位置から罫書き終了位置までの罫書きラインの位置に基づいて、ＸＹ移動機構１１のＸ軸モータ１５及びＹ軸モータ２２、台座回転機構３１の台座回転モータ３２、及び位置制御機構９０の昇降モータ９１を制御して、カッターＣの刃先ＣＴのＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の位置を制御して罫書く。このとき、制御部１２０は、ステップＳ１０２で算出されたエアシリンダ８８のエア圧に基づいて電空レギュレータ８９を介してエアシリンダ８８のエア圧を制御し、カッターＣの刃先ＣＴに付与する荷重が入力部１１０で入力された荷重となるようにする。
【００３８】
ここで、カッターＣの刃先ＣＴに付与する荷重が入力部１１０で入力された荷重となるようにする際に、制御部１２０は、カッターＣの刃先ＣＴが試験片Ｓに接する時は、カッターＣの刃先ＣＴにかかる荷重がほぼ０となるとともに、カッターＣによる罫書き作業が始まりカッターＣの刃先ＣＴが所定距離移動した際に、カッターＣの刃先ＣＴにかかる荷重が入力された荷重となるように荷重調整機構８７を制御する。つまり、制御部１２０は、カッターＣの刃先ＣＴが試験片Ｓに接する時は、カッターＣの刃先ＣＴにかかる荷重がほぼ０となるエアシリンダ８８のエア圧に基づいて当該エアシリンダ８８のエア圧を制御し、カッターＣによる罫書き作業が始まりカッターＣの刃先ＣＴが所定距離移動した際に、カッターＣの刃先ＣＴにかかる荷重が入力部１１０で入力された荷重となるステップＳ１０２で算出されたエアシリンダ８８のエア圧に基づいてエアシリンダ８８のエア圧を制御するようにしている。
【００３９】
そして、制御部１２０は、ステップＳ１０４における罫書き作業が終了したら、ステップＳ１０５において、刃折りを実行する。
この際に、制御部１２０は、先ず、カッターＣの刃先ＣＴが試験片Ｓから離れるように、位置制御機構９０の昇降モータ９１を制御してカッター保持手段５０をＺ軸方向に上昇させる。
次いで、制御部１２０は、カッター刃把持機構７０のカッター刃把持シリンダ７１を制御してカッター刃把持部材７５を矢印ｂ１で示す方向に移動させ、カッターＣの刃先ＣＴの把持状態を解除する。
【００４０】
そして、制御部１２０は、カッター進退機構６０のカッター進退モータ６２を制御してカッターＣの刃先ＣＴを矢印ａ１で示す方向に所定距離送り出す。
次いで、制御部１２０は、カッター刃把持機構７０のカッター刃把持シリンダ７１を制御してカッター刃把持部材７５を矢印ｂ２で示す方向に移動させ、カッターＣの刃先ＣＴの近傍を把持する。
その後、制御部１２０は、ＸＹ移動機構１１のＸ軸モータ１５及びＹ軸モータ２２及び昇降モータ９１を制御してカッターＣの刃先ＣＴを、図２０乃至図２２に示すように、一方の刃折部１０５の隙間形成部１０５ｂと他方の刃折部１０６の隙間形成部１０６ｂとの間の隙間δ（図２８参照）に入れ込む。
【００４１】
次いで、制御部１２０は、図２３及び図２４に示すように、刃先折シリンダ１０７のピストンロッド１０７ａを前進させて回転板部材１０４及び一対の刃折部１０５、１０６を支軸１０３を中心に回転させる。これにより、カッターＣの刃先ＣＴが刃把持部７５ｂの刃先ＣＴ側の角部７５ｃの稜線に沿って折られる。
そして、制御部１２０は、ステップＳ１０５における刃折作業が完了したら、ステップＳ１０６において刃送りを実行する。
この際に、制御部１２０は、図２５乃至図２７に示すように、ＸＹ移動機構１１のＸ軸モータ１５及びＹ軸モータ２２及び昇降モータ９１を制御してカッターＣの刃先ＣＴを、一方の刃折部１０５の隙間形成部１０５ｂと他方の刃折部１０６の隙間形成部１０６ｂとの間の隙間δ（図２８参照）から出すとともに、刃先折シリンダ１０７のピストンロッド１０７ａを後退させて回転板部材１０４及び一対の刃折部１０５、１０６を支軸１０３を中心に回転させて元の位置に戻す。
【００４２】
そして、制御部１２０は、カッター刃把持機構７０のカッター把持シリンダ７１を制御してカッター刃把持部材７５を矢印ｂ１で示す方向に移動させ、カッターＣの刃先ＣＴの把持状態を解除する。
そして、制御部１２０は、カッター進退機構６０のカッター進退モータ６２を制御してカッターＣの刃先ＣＴを矢印ａ１で示す方向に所定距離送り出す。
次いで、制御部１２０は、カッター刃把持機構７０のカッター把持シリンダ７１を制御してカッター刃把持部材７５を矢印ｂ２で示す方向に移動させ、カッターＣの刃先ＣＴの近傍を把持する。
【００４３】
その後、制御部１２０は、ステップＳ１０６における刃送りが完了したら、ステップＳ１０７において、スクラッチ装置本体４０をＸＹ移動機構１１のＸ軸モータ１５及びＹ軸モータ２２及び位置制御機構９０の昇降モータ９１を制御して初期位置へ移動させる。
これにより、制御部１２０の一連の制御は終了し、試験片Ｓの表面に金属素地面に達する切り疵を罫書く作業が終了する。
罫書き作業の終了後、固定部材３４による試験片Ｓの固定を解除し、試験片Ｓを台座３０から取り外すことができる。
【００４４】
また、カッターＣの交換をする場合には、取付けボルト６８を弛めてカッター保持板６７及びカッターＣをカッター保持基台６６から取り外し、新たなカッターＣの刃元をカッター保持基台６６と挟み込む形でカッター保持板６７で保持すればよい。
このように、本実施形態に係るスクラッチ装置１においては、昇降及び荷重付与手段８０は、基体部８１に対し上下方向に移動自在に支持されるとともに位置制御機構９０により上下方向の位置が制御される位置制御スライダ８３と、位置制御スライダ８３に対し上下方向に移動自在且つ自重により下降するように支持されるとともに、カッター保持手段５０を固定した自由移動スライダ８５と、自由移動スライダ８５に連結され、カッターＣの刃先ＣＴへ重力方向と逆向きあるいは重力方向の荷重を付与して、カッターＣの刃先が試験片Ｓに接触した際にカッターＣの刃先ＣＴにかかる自由移動スライダ８５及びカッター保持手段５０による自重による荷重を調整してカッターＣの刃先ＣＴに所定の荷重を付与する荷重調整機構８７とを備えている。
【００４５】
これにより、カッターＣの刃先ＣＴへ重力方向と逆向きあるいは重力方向の荷重を付与して、カッターＣの刃先が試験片Ｓに接触した際にカッターＣの刃先ＣＴにかかる自由移動スライダ８５及びカッター保持手段５０の自重による荷重を調整してカッターＣの刃先ＣＴに所定の荷重を付与できるので、カッターＣの刃先ＣＴに付与する荷重を、カッター保持手段５０の重さよりも小さい場合を含めて常に一定にすることができ、切り込みを入れる試験片Ｓの平面状態がその試験片において変化した場合であって、試験片Ｓに対する切り込み量を一定にすることができるスクラッチ装置１を提供できる。
【００４６】
また、カッター保持手段５０は、カッターＣの刃先ＣＴ近傍を刃の板厚方向から把持するカッター刃把持機構７０を備えているので、カッターＣの刃先ＣＴによって試験片Ｓに罫書く際に、カッターＣの刃先ＣＴが安定し、試験片Ｓに対する切り込み量を確実に一定にすることができる。
また、カッター保持手段５０は、カッターＣの刃元を保持するとともにカッターＣをカッターＣが延びる方向に進退させるカッター進退機構６０を備えている。これにより、カッターＣをカッターＣが延びる方向に進退させることができる。
【００４７】
また、テーブル１０に、カッター保持手段５０に保持されたカッターＣの刃先を折る刃先折機構１００を設けたので、試験片Ｓの罫書きの都度にカッターＣの刃先ＣＴを折ることができ、カッター進退機構６０でカッターＣをカッターＣが延びる方向に進出させることで、カッターＣの新たな刃先ＣＴを設定することができる。
また、ＸＹ移動機構１１には、台座３０上に固定された試験片Ｓの上面に罫書き予定ラインＣＬを表示するポインタ１３０が設けられているので、作業者は予め罫書き予定ラインＣＬを確認することができる。
更に、カッターＣの刃先ＣＴに与える荷重を入力する入力部１１０と、入力部１１０に入力された荷重に基づいて荷重調整機構８７を制御する制御部１２０とを備えているので、カッターＣの刃先ＣＴに与える荷重を入力部１１０に入力するだけで、荷重調整機構８７を自動制御することができ、カッターＣの刃先ＣＴに与える荷重を容易に調整することができる。
【００４８】
また、制御部１２０は、カッターＣの刃先ＣＴが試験片Ｓに接する時は、カッターＣの刃先ＣＴにかかる荷重がほぼ０となるとともに、カッターＣによる罫書き作業が始まりカッターＣの刃先ＣＴが所定距離移動した際に、カッターＣの刃先ＣＴにかかる荷重が入力された荷重となるように荷重調整機構８７を制御する。このため、カッターＣの刃先ＣＴが試験片Ｓに接する時にカッターＣの刃先ＣＴにかかる荷重がほぼ０となるので、カッターＣの刃先の破損を極力回避することができる。
また、カッターＣの刃先ＣＴと試験片Ｓの金属素地表面との間の電気抵抗値を測定する電気抵抗値測定手段を備えているので、カッターＣの刃先ＣＴと試験片Ｓの金属素地表面との間の電気抵抗値を測定することで、カッターＣの刃先ＣＴが折れているか否かを検出することができる。カッターＣの刃先ＣＴが折れると、カッターＣの刃先ＣＴと試験片Ｓの金属素地表面との間の電気抵抗値が急峻的に増加する。
【００４９】
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されずに種々の変更、改良を行うことができる。
例えば、刃折り（ステップＳ１０５）は、全ての罫書き（ステップＳ１０４）が終了した後に実行しているが、一部の罫書きが終了した後に実行し、再度罫書きを実行するようにしてもよい。例えば、罫書きパターンがクロスカットの場合には、一本の直線を罫書いた後に、刃折りを実行し、刃送りを行い、残りの直線を罫書き、その後、刃折りを実行するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５０】
１  スクラッチ装置
１０  テーブル
１１  ＸＹ移動機構
３０  台座
３１  台座回転機構
５０  カッター保持手段
６０  カッター進退機構
７０  カッター刃把持機構
８０  昇降及び荷重付与手段
８１  基体部
８３  位置制御スライダ
８５  自由移動スライダ
８７  荷重調整機構
９０  位置制御機構
１００  刃先折機構
１１０  入力部
１２０  制御部
１３０  ポインタ
Ｃ  カッター
ＣＴ  刃先
Ｓ  試験片（金属試験片あるいは塗装金属試験片）
【図１】
2018159673.tif 000003
【図２】
2018159673.tif 000004
【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】
2018159673.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2018159673.tif 000012
【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】
2018159673.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
2018159673.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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