(57)【要約】【課題】鍛造プレスにおいて、より広範囲の他品種生産を可能にする。【解決手段】下側第１変位センサ３５、下側第１圧力センサ３７，３８、下側第２変位センサ３６及び下側第２圧力センサ３９，４０で得られた値を元に下側第１制御バルブ３３及び下側第２制御バルブ３４に信号を送り、下側第１シリンダロッド３１及び下側第２シリンダロッド３２の伸縮量、伸縮速度及び押付力を制御し、下側第１シリンダロッド３１で金型を加圧し、下側第２シリンダロッド３２で金型内のワーク１６を押し出す。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノックアウト機構を備えた鍛造プレスにおいて、
互いに独立して伸縮可能な第１シリンダロッド及び第２シリンダロッドを有する二段伸縮式油圧シリンダと、
上記第１シリンダロッドの伸縮量を検知する第１変位センサと、
上記第１シリンダロッドに加わる圧力を検知する第１圧力センサと、
上記第１シリンダロッドの伸縮制御を行う第１制御バルブと、
上記第２シリンダロッドの伸縮量を検知する第２変位センサと、
上記第２シリンダロッドに加わる圧力を検知する第２圧力センサと、
上記第２シリンダロッドの伸縮制御を行う第２制御バルブと、
上記第１変位センサ、第１圧力センサ、第２変位センサ及び第２圧力センサで得られた値を元に上記第１制御バルブ及び上記第２制御バルブに信号を送り、上記第１シリンダロッド及び第２シリンダロッドの伸縮量、伸縮速度及び押付力を制御する制御装置とを備え、
上記制御装置は、上記第１シリンダロッドで金型を加圧し、上記第２シリンダロッドで該金型内のワークを押し出すように制御可能である
ことを特徴とする鍛造プレス。
【請求項２】
請求項１に記載の鍛造プレスにおいて、
サーボモータを駆動源として駆動されるスライドを備え、
上記制御装置は、上記スライドの動きと合わせて変化する第１変位センサ、第１圧力センサ、第２変位センサ及び第２圧力センサで得られた値を元に上記第１制御バルブ及び上記第２制御バルブに信号を送り、上記第１シリンダロッド及び第２シリンダロッドの伸縮量、伸縮速度及び押付力を制御するように構成されている
ことを特徴とする鍛造プレス。
【請求項３】
ノックアウト機構を備えた鍛造プレスの制御方法において、
互いに独立して伸縮可能な第１シリンダロッド及び第２シリンダロッドを有する二段伸縮式油圧シリンダと、
上記第１シリンダロッドの伸縮量を検知する第１変位センサと、
上記第１シリンダロッドに加わる圧力を検知する第１圧力センサと、
上記第１シリンダロッドの伸縮制御を行う第１制御バルブと、
上記第２シリンダロッドの伸縮量を検知する第２変位センサと、
上記第２シリンダロッドに加わる圧力を検知する第２圧力センサと、
上記第２シリンダロッドの伸縮制御を行う第２制御バルブとを備えた鍛造プレスを準備し、
上記第１変位センサ、第１圧力センサ、第２変位センサ及び第２圧力センサで得られた値を元に上記第１制御バルブ及び上記第２制御バルブに信号を送り、上記第１シリンダロッド及び第２シリンダロッドの伸縮量、伸縮速度及び押付力を制御し、
上記第１シリンダロッドで金型を加圧し、
上記第２シリンダロッドで該金型内のワークを押し出す
ことを特徴とする鍛造プレスの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノックアウト機構を備えた鍛造プレス及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、特許文献１のように、プレス機械のベッドフレームに設けられ、油圧シリンダの作動によりそのロッドに支持されたノックアウトレバーを介して、このレバーに支持された複数のノックアウトピンを突き上げ、成形品を下金型内よりノックアウトするボトムノックアウト機構が知られている。このボトムノックアウト機構は、油圧シリンダのロッドの昇降ストロークを検知する検知手段と、油圧シリンダのロッドの昇降ストロークをワークの種類に対応させて複数、切換可能に有し、このうちの任意の昇降ストロークと対応して設定された信号と検知手段からの検知信号とを対比しながら油圧シリンダの作動を制御する油圧サーボ制御手段とを備えている。このボトムノックアウト機構は、変位センサを用いて油圧シリンダのロッドの昇降ストロークをワークの種類に対応させて複数切換可能にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１６４０９１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、従来の鍛造プレスでは、変位センサによるフィードバック制御により、油圧シリンダのストローク制御は可能となるが、速度制御は行われていない。また、油圧シリンダによる押圧力のフィードバック制御が行えていない。このため、更に精度のよい制御を行いたいというニーズがある。
【０００５】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、油圧シリンダの伸縮量、伸縮速度だけでなく、押圧力制御も行うことにより、より広範囲の他品種生産を可能にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、この発明では、二段伸縮式油圧シリンダを対応する変位センサ及び圧力センサでフィードバック制御するようにした。
【０００７】
具体的には、第１の発明では、ノックアウト機構を備えた鍛造プレスを前提とし、
上記鍛造プレスは、
互いに独立して伸縮可能な第１シリンダロッド及び第２シリンダロッドを有する二段伸縮式油圧シリンダと、
上記第１シリンダロッドの伸縮量を検知する第１変位センサと、
上記第１シリンダロッドに加わる圧力を検知する第１圧力センサと、
上記第１シリンダロッドの伸縮制御を行う第１制御バルブと、
上記第２シリンダロッドの伸縮量を検知する第２変位センサと、
上記第２シリンダロッドに加わる圧力を検知する第２圧力センサと、
上記第２シリンダロッドの伸縮制御を行う第２制御バルブと、
上記第１変位センサ、第１圧力センサ、第２変位センサ及び第２圧力センサで得られた値を元に上記第１制御バルブ及び上記第２制御バルブに信号を送り、上記第１シリンダロッド及び第２シリンダロッドの伸縮量、伸縮速度及び押付力を制御する制御装置とを備え、
上記制御装置は、上記第１シリンダロッドで金型を加圧し、上記第２シリンダロッドで該金型内のワークを押し出すように制御可能な構成とする。
【０００８】
上記の構成によると、制御装置は、各変位センサ及び圧力センサの値を検知して第１シリンダロッド及び第２シリンダロッドのフィードバック制御を行えるので、極めて制御よく、各シリンダロッドの伸縮量、伸縮速度及び押圧力を制御可能となる。つまり、成型対象に合わせて最適なシリンダ量の伸縮量、伸縮速度及び加圧力が、実際の油圧シリンダの伸縮量及び圧力からアプローチすることが可能となるので、成型対象に最も適した成型が可能となる。
【０００９】
第２の発明では、第１の発明において、
サーボモータを駆動源として駆動されるスライドを備え、
上記制御装置は、上記スライドの動きと合わせて変化する第１変位センサ、第１圧力センサ、第２変位センサ及び第２圧力センサで得られた値を元に上記第１制御バルブ及び上記第２制御バルブに信号を送り、上記第１シリンダロッド及び第２シリンダロッドの伸縮量、伸縮速度及び押付力を制御するように構成されている。
【００１０】
上記の構成によると、制御装置は、スライドの動きと合わせ、変位センサ及び圧力センサの検知データを利用しながら、第１シリンダロッド及び第２シリンダロッドの伸縮量、伸縮速度及び押付力を制御することができる。これにより、スライドモーションの多様性とノックアウト、加圧の精度よい制御が行え、様々なニーズの鍛造成型に対応することができる。
【００１１】
第３の発明では、ノックアウト機構を備えた鍛造プレスの制御方法を前提とし、
上記制御方法は、
互いに独立して伸縮可能な第１シリンダロッド及び第２シリンダロッドを有する二段伸縮式油圧シリンダと、
上記第１シリンダロッドの伸縮量を検知する第１変位センサと、
上記第１シリンダロッドに加わる圧力を検知する第１圧力センサと、
上記第１シリンダロッドの伸縮制御を行う第１制御バルブと、
上記第２シリンダロッドの伸縮量を検知する第２変位センサと、
上記第２シリンダロッドに加わる圧力を検知する第２圧力センサと、
上記第２シリンダロッドの伸縮制御を行う第２制御バルブとを備えた鍛造プレスを準備し、
上記第１変位センサ、第１圧力センサ、第２変位センサ及び第２圧力センサで得られた値を元に上記第１制御バルブ及び上記第２制御バルブに信号を送り、上記第１シリンダロッド及び第２シリンダロッドの伸縮量、伸縮速度及び押付力を制御し、
上記第１シリンダロッドで金型を加圧し、
上記第２シリンダロッドで該金型内のワークを押し出す構成とする。
【００１２】
上記の構成によると、制御装置は、各変位センサ及び圧力センサの値を検知して第１シリンダロッド及び第２シリンダロッドのフィードバック制御を行えるので、極めて制御よく、各シリンダロッドの伸縮量、伸縮速度及び押圧力を制御可能となり、成型対象に最も適した成型が可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本発明によれば、各変位センサ及び各圧力センサの値を利用してフィードバック制御し、油圧シリンダの伸縮量、伸縮速度だけでなく、押圧力制御も行うことにより、油圧シリンダをノックアウトシリンダとしてだけでなく、成型用シリンダとしても使用して、より広範囲の他品種生産を可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る鍛造プレスの二段伸縮式油圧シリンダに関連する油圧回路図である。
【図２】鍛造プレスの要部を示す断面図である。
【図３】変位センサに関連する制御を示すフローチャートである。
【図４】圧力センサに関連する制御を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
図２は本発明の実施形態の鍛造プレス１の概略を示し、この鍛造プレス１は、詳しくは図示しないが、コラム２に昇降可能に支持されたスライド３を有する。スライド３の駆動機構は、色々なパターンが考えられるが、ここでは、例えばサーボモータよりなるメインモータにて遊星減速機を介してメインモータの回転力をスライドの昇降運動に変換する構成とする。
【００１７】
鍛造プレス１は、ベッド４を有し、このベッド４の上にボルスタ５が載置されている。このボルスタ５に下側油圧シリンダ１０が内蔵されている。この下側油圧シリンダ１０には、ダイ受圧板１１がダイリフタ１２によって昇降可能に載置されている。このダイ受圧板１１は、ダイハウジング１３で囲まれた補強板１４が載置され、この補強板１４にダイ１５が保持されている。このダイ１５にワーク１６が載置されるようになっている。
【００１８】
一方、スライド３の下端側には、上側油圧シリンダ２０が内蔵されている。この上側油圧シリンダ２０を介してスライド受圧板２１が設けられ、このスライド受圧板２１にパンチプレート２２が設けられ、このパンチプレート２２に保持された上側受圧板２３にパンチホルダ２４が設けられている。このパンチホルダ２４にパンチ２５が保持されている。
【００１９】
図１に説明に必要な部分を取り出して示すように、下側油圧シリンダ１０及び上側油圧シリンダ２０は、電動モータ６で駆動された油圧ポンプ７の作動油が供給され、油圧タンク８に戻る油圧回路９に含まれている。なお、油圧回路９には、チェックバルブ、リリーフ弁等が設けられているが、これらの詳細な説明は省略する。
【００２０】
そして、下側油圧シリンダ１０には、互いに独立して伸縮可能な下側第１シリンダロッド３１及び下側第２シリンダロッド３２を有する下側二段伸縮式油圧シリンダ３０が設けられている。
【００２１】
下側第１シリンダロッド３１は、下側第１制御バルブ３３を介して下側第１油圧室３１ａに流入される高圧油により伸縮制御可能となっている。下側第２シリンダロッド３２は、下側第２制御バルブ３４を介して下側第２油圧室３２ａに流入される高圧油により伸縮制御可能となっている。
【００２２】
下側第１シリンダロッド３１の伸縮量は、下側第１油圧室３１ａの近傍に設けた下側第１変位センサ３５で検知可能となっている。下側第２シリンダロッド３２の伸縮量は、下側第２油圧室３２ａの近傍に設けた下側第２変位センサ３６で検知可能となっている。これらの変位センサは、例えば、図２に示すように接触式変位センサを用いているがこれに限定されない。
【００２３】
また、下側第１シリンダロッド３１に加わる圧力は、引き圧側下側第１圧力センサ３７と押し圧側下側第１圧力センサ３８とで検出可能となっている。下側第２シリンダロッド３２に加わる圧力は、引き圧側下側第２圧力センサ３９と押し圧側下側第２圧力センサ４０とで検出可能となっている。これらの圧力センサは、例えば、配管内に設ける圧力センサであり、その種類は特に限定されない。
【００２４】
一方、図２に示すように、例えば、この下側二段伸縮式油圧シリンダ３０の両側には、下側ノックアウトピン４２のみを有する下側ノックアウト油圧シリンダ４３が設けられている。この下側ノックアウト油圧シリンダ４３も下側第３変位センサ４４を有し、図示しない、引き圧側下側第３圧力センサ及び押し圧側下側第３圧力センサを備えている。
【００２５】
そして、鍛造プレス１の全般を制御する制御装置４１が、下側第１変位センサ３５、下側第１圧力センサ３７，３８、下側第２変位センサ３６及び下側第２圧力センサ３９，４０で得られた値を元に下側第１制御バルブ３３及び下側第２制御バルブ３４に信号を送り、下側第１シリンダロッド３１及び下側第２シリンダロッド３２の伸縮量、伸縮速度及び押付力を制御するようになっている。なお、制御装置４１は、下側第３変位センサ４４、引き圧側下側第３圧力センサ及び押し圧側下側第３圧力センサで得られた値を元に下側第３制御バルブ（図示せず）に信号を送り、下側ノックアウトピン４２の伸縮量、伸縮速度及び押付力も制御可能になっている。
【００２６】
この下側油圧シリンダ１０と同様の構成が上側油圧シリンダ２０にも設けられている。具体的には、図２に示すように、上側油圧シリンダ２０には、互いに独立して伸縮可能な上側第１シリンダロッド５１及び上側第２シリンダロッド５２を有する上側二段伸縮式油圧シリンダ５０が設けられている。
【００２７】
上側第１シリンダロッド５１は、上側第１制御バルブ（図示せず）を介して上側第１油圧室５１ａに流入される高圧油により伸縮制御可能となっている。上側第２シリンダロッド５２は、上側第２制御バルブ（図示せず）を介して上側第２油圧室５２ａに流入される高圧油により伸縮制御可能となっている。
【００２８】
上側第１シリンダロッド５１の伸縮量は、上側第１油圧室５１ａの近傍に設けた上側第１変位センサ５５で検知可能となっている。上側第２シリンダロッド５２の伸縮量は、上側第２油圧室５２ａの近傍に設けた上側第２変位センサ５６で検知可能となっている。
【００２９】
また、上側第１シリンダロッド５１に加わる圧力は、引き圧側上側第１圧力センサ（図示せず）と押し圧側上側第１圧力センサ（図示せず）とで検出可能となっている。上側第２シリンダロッド５２に加わる圧力は、引き圧側上側第２圧力センサ（図示せず）と押し圧側上側第２圧力センサ（図示せず）とで検出可能となっている。
【００３０】
一方、図２に示すように、例えば、この上側二段伸縮式油圧シリンダ５０の両側には、上側ノックアウトピン６２のみを有する上側ノックアウト油圧シリンダ６３が設けられている。この上側ノックアウト油圧シリンダ６３も上側第３変位センサ６４を有し、図示しない、引き圧側上側第３圧力センサ及び押し圧側上側第３圧力センサを備えている。
【００３１】
そして、鍛造プレス１の全般を制御する制御装置４１が、上側第１変位センサ５５、上側第１圧力センサ、上側第２変位センサ５６及び上側第２圧力センサで得られた値を元に上側第１制御バルブ及び上側第２制御バルブ（図示せず）に信号を送り、上側第１シリンダロッド５１及び上側第２シリンダロッド５２の伸縮量、伸縮速度及び押付力を制御するようになっている。なお、制御装置４１は、上側第３変位センサ６４、引き圧側上側第３圧力センサ及び押し圧側上側第３圧力センサで得られた値を元に上側第３制御バルブ（図示せず）に信号を送り、上側ノックアウトピン６２の伸縮量、伸縮速度及び押付力を制御するようになっている。
【００３２】
このように構成することで、制御装置４１は、下側第１シリンダロッド３１で金型を加圧し、下側第２シリンダロッド３２で金型内のワーク１６を押し出すように制御したり、上側第１シリンダロッド５１で金型を加圧し、上側第２シリンダロッド５２で金型内のワーク１６を押し出すように制御可能となっている。
【００３３】
次に、本実施形態に係る鍛造プレス１の制御方法について説明する。
【００３４】
まず、上述した鍛造プレス１を準備する。
【００３５】
鍛造プレス１の動作パターンは、種々のパターンがあるため、以下では一例のみ例示するが、これらに限定されない。ワーク１６は、例えば１工程（一段伸縮式）、２工程（二段伸縮式）、３工程（一段伸縮式）にて製作され、各工程製品を手で移動させるため、全工程同時に作動させることはないが、制御的に全行程を同時に作動させることもできる。
【００３６】
まず、一段伸縮式では、
（１）上側の金型（図示せず）のみが下方向に移動し、下側の金型（図示せず）は固定の状態で金型成型する。
【００３７】
（２）上側の金型が上方向に移動する。
【００３８】
（３）下側ノックアウトピン４２が押出側に移動し、成型されたワーク１６を押し出す。なお、上側金型にワーク１６が張り付いてしまうような形状にて成型を行った場合は上側ノックアウトピン６２を動作させて上側金型よりワーク１６を引き剥がす。
【００３９】
次いで、二段伸縮式では、
（４）上側の金型のみが下方向に移動し、下側金型は固定で、パンチ２５とダイ１５で金型成型する。
【００４０】
（５）上側の金型が下側にある状態で下側二段伸縮式油圧シリンダ３０の下側第１シリンダロッド３１を押し出して押圧力を加えながら更に成型する。
【００４１】
（６）下側第１シリンダロッド３１を戻した後、上側の金型が上方向に移動する。
【００４２】
（７）下側二段伸縮式油圧シリンダ３０のノックアウトピンである下側第２シリンダロッド３２が押し出し側へ動作し、ワーク１６を第１５からはがす。上側金型にワーク１６が張り付いてしまうような形状にて成型を行った場合は上側第２シリンダロッド５２を動作させて上側金型よりワーク１６を引き剥がす。
【００４３】
このような金型成型において、下側二段伸縮式油圧シリンダ３０の制御について説明する。
【００４４】
まず、下側第１変位センサ３５及び下側第２変位センサ３６の作動について説明する。図３に示すように、ステップＳ０１において、鍛造プレス１が起動され、ステップＳ０２において、下側第１シリンダロッド３１又は下側第２シリンダロッド３２の伸縮速度、伸縮量の指令値が入力される。
【００４５】
次いで、例示したフローの（３）、（５）、（７）のように、ステップＳ０３において、制御装置４１から下側二段伸縮式油圧シリンダ３０に関して作動指令が出される。
【００４６】
次いで、ステップＳ０４において、下側第１制御バルブ３３又は下側第２制御バルブ３４が作動する。
【００４７】
次いで、ステップＳ０５において、下側第１シリンダロッド３１又は下側第２シリンダロッド３２が伸縮される。
【００４８】
次いで、ステップＳ０６において、下側第１変位センサ３５又は下側第２変位センサ３６の実際の値と、ステップＳ０２で指定された伸縮速度、伸縮量の指令値との差異を判定し、その差が無くなるまで下側第１シリンダロッド３１又は下側第２シリンダロッド３２が伸縮され、差が無くなると、指令値にて停止する。このとき、伸縮量だけでなく、伸縮速度も判定している。
【００４９】
同様に、下側第１圧力センサ３７，３８及び下側第２圧力センサ３９，４０の作動について説明する。図４に示すように、ステップＳ１１において、鍛造プレス１が起動され、ステップＳ１２において、例示したフローの（３）、（５）、（７）のように、下側第１シリンダロッド３１又は下側第２シリンダロッド３２のシリンダ押圧力の指令値が入力される。
【００５０】
次いで、例示したフローのように、ステップＳ１３において、制御装置４１から下側二段伸縮式油圧シリンダ３０に関して作動指令が出される。
【００５１】
次いで、ステップＳ１４において、下側第１制御バルブ３３又は下側第２制御バルブ３４が作動する。
【００５２】
次いで、ステップＳ１５において、下側第１シリンダロッド３１又は下側第２シリンダロッド３２が伸縮される。
【００５３】
次いで、ステップＳ１６において、下側第１圧力センサ３７，３８及び下側第２圧力センサ３９，４０の実際の値において、ヘッド側とロッド側の圧力差を計測し、その差異が許容値以内であるかを判定し、その差が許容値以下になるまで下側第１シリンダロッド３１又は下側第２シリンダロッド３２が伸縮され、許容値以下になると、停止する。
【００５４】
このように、制御装置４１は、各変位センサ及び圧力センサの値を検知して各油圧シリンダの実際の変位量及び圧力変化を検知してフィードバック制御を行えるので、極めて制御よく、各シリンダロッドの伸縮量、伸縮速度及び押圧力を制御可能となる。つまり、成型対象に合わせて最適なシリンダ量の伸縮量、伸縮速度及び加圧力が、実際の油圧シリンダの伸縮量及び圧力からアプローチすることが可能となるので、成型対象に最も適した成型が可能となる。
【００５５】
また、制御装置４１は、スライド３の動きと合わせ、変位センサ及び圧力センサの検知データを利用しながら、各シリンダロッドの伸縮量、伸縮速度及び押付力を制御することができる。これにより、スライドモーションの多様性とノックアウト、加圧の精度よい制御が行え、様々なニーズの鍛造成型に対応することができる。
【００５６】
したがって、本実施形態に係る鍛造プレス１によると、下側二段伸縮式油圧シリンダ３０や上側二段伸縮式油圧シリンダ５０をノックアウトシリンダとしてだけでなく、成型用シリンダとしても使用すれば、ワーク１６を下側二段伸縮式油圧シリンダ３０や上側二段伸縮式油圧シリンダ５０でも加圧成型できることになり、より広範囲の他品種生産を可能にすることができる。
【００５７】
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【符号の説明】
【００５８】
１      鍛造プレス
２      コラム
３      スライド
４      ベッド
５      ボルスタ
６      電動モータ
７      油圧ポンプ
８      油圧タンク
９      油圧回路
１０      下側油圧シリンダ
１１      ダイ受圧板
１２      ダイリフタ
１３      ダイハウジング
１４      補強板
１５      ダイ
１６      ワーク
２０      上側油圧シリンダ
２１      スライド受圧板
２２      パンチプレート
２３      上側受圧版
２４      パンチホルダ
２５      パンチ
３０      下側二段伸縮式油圧シリンダ
３１      下側第１シリンダロッド
３１ａ    下側第１油圧室
３２      下側第２シリンダロッド
３２ａ    下側第２油圧室
３３      下側第１制御バルブ
３４      下側第２制御バルブ
３５      下側第１変位センサ
３６      下側第２変位センサ
３７      引き圧側下側第１圧力センサ
３８      押し圧側下側第１圧力センサ
３９      引き圧側下側第２圧力センサ
４０      押し圧側下側第２圧力センサ
４１      制御装置
４２      下側ノックアウトピン
４３      下側ノックアウト油圧シリンダ
４４      下側第３変位センサ
５０      上側二段伸縮式油圧シリンダ
５１      上側第１シリンダロッド
５１ａ    上側第１油圧室
５２      上側第２シリンダロッド
５２ａ    上側第２油圧室
５５      上側第１変位センサ
５６      上側第２変位センサ
６２      上側ノックアウトピン
６３      上側ノックアウト油圧シリンダ
６４      上側第３変位センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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