(57)【要約】【課題】騒音を低減させることのできる衝撃装置を提供する。【解決手段】衝撃装置１は、ハンマー本体部３１と、ハンマー本体部３１から先端側に延出され、ハンマー本体部３１よりも径小な突出部３２と、を備えたハンマー３０を備え、さらに、上端２０ｃには、突出部３２が挿通される挿通孔部２３が形成されており、挿通孔部２３と外部とを連通する空気抜き孔部２５が設けられたチゼル２０を有しており、ハンマー３０の下死点δでは、ハンマー３０における突出部３２の先端のみが、チゼル２０における挿通孔部２３の孔底部２４に衝突する打撃状態となり、上死点εでは、ハンマー３０における突出部３２の先端が、チゼル２０における挿通孔部２３内に位置し、かつ孔底部２４から離開する非打撃状態となる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端具を保持する衝撃装置本体部を有し、前記衝撃装置本体部に気体が圧入されることによって得られた打撃力を前記先端具を介して打撃対象に付与する衝撃装置であって、
前記衝撃装置本体部の内部には、当該衝撃装置本体部の先端と基端とを結ぶ方向に摺動して前記先端具を打撃するハンマーを具備し、
前記ハンマーは、
ハンマー本体部と、
前記ハンマー本体部から先端側に突出状に延出形成され、前記ハンマー本体部よりも径小な突出部と、
を備え、
前記先端具の基端部には、前記突出部が挿通される挿通孔部が形成されており、
さらに、前記先端具には、前記先端具の挿通孔部と外部とを連通する空気抜き孔部が設けられており、
前記ハンマーが上死点と下死点との間で繰り返し摺動した際に、
前記下死点では、前記ハンマーにおける前記突出部の先端のみが、前記先端具における挿通孔部の孔底部に衝突する打撃状態となり、
前記上死点では、前記ハンマーにおける前記突出部の先端が、前記孔底部から離開し、かつ前記先端具における挿通孔部内に位置する非打撃状態となる
ことを特徴とする衝撃装置。
【請求項２】
前記挿通孔部には、前記孔底部の底面に対向する音低減用対向面が形成されている
請求項１に記載の衝撃装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば削岩機、コンクリートブレーカー、はつり機、釘打機、リベット打機、杭打ち機、地ならし機、コンパクター、ランマー、タンパー、転圧機、アスファルトやコンクリートの整地機械、又はいわゆるジェットタガネ等のようなものに適用可能な衝撃装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、上記のような衝撃装置は、打撃力を先端具に付与する際に衝撃音が発生し、その衝撃音に起因する騒音が問題になっており、騒音を低減するために種々の提案がなされている。例えば、特許文献１には、ピストン（ハンマー）と工具（先端具）との間に液体が入った流体室を設け、ピストンが液体を介して工具を打撃する打撃装置が開示されている。
【０００３】
また例えば特許文献２には、チゼル本体に縦振動が可能な状態でチゼル振動体が組み込まれたチゼルが開示されている。これにより、打撃対象物（ワーク）を打撃する際にチゼル本体に生ずる振動に応じてチゼル振動体が縦振動し、そこから発生する騒音を軽減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１９３４０２号公報
【特許文献２】特開２０１５−１７８１４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような騒音の低減化を図る手法は、常に求められている。
【０００６】
そこで、本発明は、騒音を低減させることのできる衝撃装置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】
【０００７】
本発明は、先端具を保持する衝撃装置本体部を有し、前記衝撃装置本体部に気体が圧入されることによって得られた打撃力を前記先端具を介して打撃対象に付与する衝撃装置であって、前記衝撃装置本体部の内部には、当該衝撃装置本体部の先端と基端とを結ぶ方向に摺動して前記先端具を打撃するハンマーを具備し、前記ハンマーは、ハンマー本体部と、前記ハンマー本体部から先端側に突出状に延出形成され、前記ハンマー本体部よりも径小な突出部と、を備え、前記先端具の基端部には、前記突出部が挿通される挿通孔部が形成されており、さらに、前記先端具には、前記先端具の挿通孔部と外部とを連通する空気抜き孔部が設けられており、前記ハンマーが上死点と下死点との間で繰り返し摺動した際に、前記下死点では、前記ハンマーにおける前記突出部の先端のみが、前記先端具における挿通孔部の孔底部に衝突する打撃状態となり、前記上死点では、前記ハンマーにおける前記突出部の先端が、前記孔底部から離開し、かつ前記先端具における挿通孔部内に位置する非打撃状態となることを特徴とする衝撃装置である。
【０００８】
かかる構成にあっては、前記ハンマーと前記先端具との衝突部位を、ハンマーの突出部先端と先端具の挿通孔部の孔底部のみとしている。したがって、衝撃音を先端具の内部のみに発生させることができ、これにより衝撃音の低減を図ることができる。
【０００９】
また、一般的に、先端具の重量は比較的自由に変更できるのに対し、ハンマーは装置の大きさによって予め決まってしまい、特に小型の衝撃装置にあっては先端具に対してハンマーの重量が不足してトルクの減少をまねいてしまうおそれがある。しかしながら本発明の衝撃装置にあっては、ハンマーが突出部を有していることによってハンマーの重量を稼ぐことができ、トルクの減少を抑制できる。
【００１０】
また、前記挿通孔部には、前記孔底部の底面に対向する音低減用対向面が形成されていることが望ましい。
【００１１】
かかる構成とすることにより、前記孔底部とハンマーの突出部先端との衝突によって発生する衝撃音を前記音低減用対向面によって反射させ、外部に放出される衝撃音をさらに低減することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の衝撃装置は、騒音を飛躍的に低減する効果がある。また、トルクの減少を抑制できる効果もある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】停止状態の衝撃装置本体部を示す縦断面図である。
【図２】摺動体本体部を示す一部切欠断面図である。
【図３】待機状態の衝撃装置本体部を示す縦断面図である。
【図４】（ａ）は待機状態かつハンマーが下死点にあるシリンダ部を主に示す縦断面図であり、（ｂ）はチゼルの平面図であり、（ｃ）はチゼルの挿通孔部にハンマーの突出部が進入している状態を示す横断面図である。
【図５】駆動状態に至るまでのハンマーが下死点にあるシリンダ部を主に示す縦断面図である。
【図６】駆動状態かつハンマーが下死点にあるシリンダ部を主に示す縦断面図である。
【図７】駆動状態かつハンマーが上死点にあるシリンダ部を主に示す縦断面図である。
【図８】（ａ）は他の実施例におけるハンマーが下死点にあるチゼルの基端近傍を示す説明図であり、（ｂ）は他の実施例におけるハンマーが上死点にあるチゼルの基端近傍を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明にかかる衝撃装置の実施形態を添付図面に従って説明する。なお、本発明は、下記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。また、下記実施形態において便宜上、上下方向を規定して説明する場合があるが、このことは、本発明が下記実施例で定められた方向にのみ限定されて使用されるものではない。
【００１５】
〔実施例１〕
図１に示すように、衝撃装置１は、圧縮空気（気体）を用いた装置であって、外部から圧入された圧縮空気によって打撃力を発生させる衝撃装置本体部１Ａと、衝撃装置本体部１Ａから下方に差し出された下向きのチゼル（先端具）２０とを備えている。
【００１６】
衝撃装置本体部１Ａは、カバー体２を有している。カバー体２は、軸線方向が上下方向とされた筒状体で構成されており、カバー体２の上端部には、圧縮空気を外部から導入するための吸気口４ａが設けられている。そして、図示しないトリガー部を操作することにより、衝撃装置本体部１Ａへの圧縮空気の供給が制御可能となっている。なお、トリガー部を操作することによって圧縮空気を外部からカバー体２内に導入し、かつ圧縮空気の流入を制御自在とする圧縮空気導入機構は、公知の機構が好適に採用される。
【００１７】
また、カバー体２は、上下方向を長手方向とする内空部２ａを有している。また、カバー体２の上端部の周壁には、内空部２ａに圧縮空気を圧入するための気体圧入部６ａが設けられている。また、気体圧入部６ａには、バルブ５が配設されている。そして、吸気口４ａから導入された圧縮空気は、バルブ５を介して内空部２ａに流入する。また、カバー体２の下端の周壁には、気体排出部６ｂが設けられており、カバー体２内に導入された圧縮空気が外部へ排出可能となっている。
【００１８】
また、上述の内空部２ａには、摺動体８が上下方向に摺動可能に装填されている。摺動体８は金属材料からなり、径大な円柱形状の摺動体本体部１０と、摺動体本体部１０の下端面１０ａの中心から下方へ差し出された円筒状のシリンダ部１１とを有している。さらに、シリンダ部１１は、カバー体２の下端に開口したシリンダ部差出孔６ｃを介してカバー体２から部分的に下向きに突き出されている。なお、シリンダ部差出孔６ｃの内縁には、軸受け部材１７が内接されており、軸受け部材１７によってシリンダ部１１が摺動自在に保持されている。
【００１９】
また、摺動体本体部１０の外周面には、Ｏリング１２が複数（本実施形態においては２個）嵌着されている。そして、Ｏリング１２がカバー体２の内周面に密着している。そして、内空部２ａの上部において、摺動体８と、カバー体２の内周面との間には、気密性が高められた圧縮空気流入室７が形成されている。
【００２０】
さらに、圧縮空気流入室７には、上下方向に配向された上側コイルバネ９１（弾性体）が配置されている。さらに詳述すると、上側コイルバネ９１は、摺動体本体部１０の上端面１０ｂと、上端面１０ｂより上方に位置するカバー体２の内周面に形成された端面１６ｂと、の間に、弾縮した状態で介装されている。そして、この弾縮した上側コイルバネ９１は、摺動体８を下方へ付勢している。
【００２１】
さらに、シリンダ部１１の外周には、下側コイルバネ９２（弾性体）が外嵌装着されている。さらに詳述すると、カバー体２の下端部には環状のバネ止め部１６が設けられており、下側コイルバネ９２は、上下方向に沿って配向された状態で、環状のバネ止め部１６の上端面１６ａと、摺動体本体部１０の下端面１０ａとの間に介装されて圧縮バネとして機能する。
【００２２】
また、摺動体本体部１０内には、図１，２等に示されるように、複数の気体流路が貫設されている。そして、これら複数の気体流路のうち、圧縮空気流入室７と気体排出部６ｂとを連通する気体流路により気体排出中継部１３が構成され、圧縮空気流入室７とシリンダ部１１内とを連通する気体流路により気体導入部１４ａが構成されている。
【００２３】
次に、図４等に従ってシリンダ部１１について詳述する。
図４（ａ）に示すように、摺動体８のシリンダ部１１は、外筒部１１ａを有している。また、外筒部１１ａ内の基端部（上端部）には、給排気切り替えバルブ１４ｃが配設されている。一方、外筒部１１ａの下端に形成された下側開口部８ａには先端具保持部１８が形成されており、先端具保持部１８にチゼル２０がシリンダ部１１に対して所定の高さ範囲で上下動可能に保持されている。なお、先端具保持部１８については、後述する。
【００２４】
次に、チゼル２０について詳述する。
図４（ａ）に示すように、チゼル２０は金属材料からなり、円柱形状の先端具本体２２を有すると共に、先端具本体２２の先端であって打撃対象であるワークに接触する先端部２０ａと、先端具本体２２の中間部に形成されるほぼ円板状の抜止部２０ｂを備えている。
【００２５】
また、図４（ａ），（ｂ）に示すように、チゼル２０の基端部である上端２０ｃの中央には、横断面が円形で所定深さの挿通孔部２３が当該チゼル２０の軸線に沿って形成されている。また、挿通孔部２３の底面に相当する孔底部２４から先端部２０ａを介して外部に連通する空気抜き孔部２５が形成されている。
【００２６】
また、チゼル２０を保持する先端具保持部１８は、キャップ状のチャック体１５を有している。さらに詳述すると、チゼル２０の上端２０ｃが、外筒部１１ａの下側開口部８ａから挿入されてシリンダ部１１内に差し出された上、チゼル２０が挿通される先端具挿通孔１５ａが中心に開口したチャック体１５が被せられる。チャック体１５が被せられた状態において、抜止部２０ｂはチャック体１５の内面と外筒部１１ａの先端面との間で所定の高さ範囲で上下動自在に保持され、シリンダ部１１の外周に取り付けられたＯリング１５ｂを介して、チャック体１５とシリンダ部１１の下端部とが螺合する。これにより、チゼル２０はシリンダ部１１から脱落することなく保持される。かかるチャック体１５とチゼル２０との間は微間隙が形成されていてもよく、チャック体１５内は、非気密空間となっている。なお、チゼル２０の動作態様については後述する。
【００２７】
また、シリンダ部１１における外筒部１１ａ内には、金属材料からなるハンマー３０が上下方向に摺動可能に装填されている。詳述すると、ハンマー３０は、シリンダ部１１の外筒部１１ａの横断面と略等しい外径を有するハンマー本体部３１と、ハンマー本体部３０から先端側に延出され、チゼル２０の挿通孔部２３の外径と略等しい外径を有し、ハンマー本体部３１よりも径小な突出部３２と、を備えている。なお、突出部３２の突出長さは挿通孔部２３の孔深さよりも長く設定されており、チゼル２０とハンマー３０とは、上下方向において挿通孔部２３の孔底部２４と突出部３２の先端のみが衝突可能とされている。また、後述するようにチゼル２０とハンマー３０とが最も離開した状態となるハンマー３０の上死点εにあっても、突出部３２は挿通孔部２３から抜脱することはない長さに予め設定されている。
【００２８】
また、外筒部１１ａの側壁には、給排気切り替えバルブ１４ｃの上方空間に連通した気体導入口部１１ｂが設けられている。気体導入口部１１ｂは、図４（ａ）に示すように、チゼル２０が自重によって最下位置に載置された状態で、ハンマー３０における突出部３２の先端のみが、チゼル２０における挿通孔部２３の孔底部２４に衝突する打撃状態である下死点δにおいて、ハンマー３０よりも下側で開放された状態を保つ位置に配されている。なお、下死点δとは、突出部３２の先端が孔底部２４に衝突する打撃状態に対応しており、外筒部１１ａ内におけるハンマー３０の下死点δの位置はチゼル２０が上下に摺動することによって変動する。
【００２９】
上述の衝撃装置１にあって、不使用時には、トリガー部（図示省略）が操作されて、圧縮空気が導入されない停止状態αとなっている（図１参照）。この停止状態αでは、摺動体８はカバー体２内において上方寄りに位置し、かつ図４（ａ）に示すようにシリンダ部１１内のハンマー３０は自重によって最下位置に載置され、先端具保持部１８内のチゼル２０は自重によって最下位置に載置された状態となっている。
【００３０】
一方、衝撃装置１が使用される場合には、トリガー部（図示省略）が操作されて、圧縮空気が気体圧入部６ａを介して、バルブ５によって逆流が防止されつつ圧縮空気流入室７へ圧入され続ける。そして、図３に示すように、圧縮空気流入室７内で高まった圧力により、摺動体８が下側コイルバネ９２の付勢力に抗して下降する。
【００３１】
図３に示すように、摺動体８が下方に押し出されると、圧縮空気流入室７の容積は拡張され、かつ下側コイルバネ９２は、バネ止め部１６と摺動体本体部１０との間で弾縮し、摺動体８を上方へ付勢する状態となる。また、これと共に、上側コイルバネ９１は、弾縮した状態で摺動体８を下方へ付勢し続ける。このような構成において、下側コイルバネ９２により、振動吸収効果、及び騒音抑制効果が得られる。また、上側コイルバネ９１により、圧縮空気の圧力を補完して摺動体８を下方へ適度に押さえ付けて駆動時の摺動体８の跳ね返りを押さえ、打撃力を安定化させる効果が得られる。
【００３２】
また、カバー体２内に圧入された圧縮空気は、摺動体本体部１０に形成された気体排出中継部１３を経て、気体排出部６ｂからカバー体２外へ排出される。
【００３３】
ここで、図５に示すように、摺動体８が上述のように下降する過程のなかでチゼル２０が打撃対象Ｗに当接し、かつ押し付けられる。そうすると、これに伴いチゼル２０の上端がハンマー３０に当接したままシリンダ部１１内でチゼル２０がハンマー３０を押し上げ始める。
【００３４】
そして、摺動体８が下降する過程のなかでチゼル２０が先端具保持部１８内における最上位置まで移動すると、これと共に、図６に示すように押し上げられたハンマー３０の下端が、気体導入口部１１ｂの上方に位置して気体導入口部１１ｂが開放される。ここで、チゼル２０が先端具保持部１８部内の最上位置となる位置にあっては、チゼル２０の抜止部２０ｂの上端部における凹状湾曲面部と、下側開口部８ａの開口縁における凸状湾曲面部とが当接する。
【００３５】
上述のようにチゼル２０の抜止部２０ｂの上端部における凹状湾曲面部と、下側開口部８ａの開口縁における凸状湾曲面部とが当接することによって、ハンマー３０の下方に圧縮空気が気体導入口部１１ｂから流出し、気体導入口部１１ｂが臨む気密状の高圧空間１１ｃが形成される。そうすると、ハンマー３０における上下空間の気圧差でハンマー３０が上昇開始し、これを契機として給排気切り替えバルブ１４ｃによって流動方向が適宜制御されてハンマー３０が繰り返し上下動し、チゼル２０の上端２０ｃに繰り返し衝突して打撃力が加え続けられる駆動状態γが発生する。なお、ハンマー３０を繰り返し上下動させるような給排気切り替えバルブ１４ｃを含む構造により、吸排気構造１１ｄが構成されている。
【００３６】
このように、駆動状態γにおけるハンマー３０は、図６に示したような、ハンマー３０における突出部３２の先端のみが、チゼル２０における挿通孔部２３の孔底部２４に衝突する打撃状態である下死点δと、図７に示したような、ハンマー３０における突出部３２の先端が、チゼル２０における挿通孔部２３内に位置し、かつ孔底部２４から離開する非打撃状態である上死点εとの間で繰り返し摺動する。これによって衝撃音がチゼル２０の内部のみで発生し、騒音が低減される。
【００３７】
また、ハンマー３０が上死点εと下死点δとの間で繰り返し摺動する間、突出部３２の先端は、挿通孔部２３内から抜脱することがないため、突出部３２の先端と孔底部２４との衝突に起因する衝撃音が内部に篭って騒音がさらに低減される。
【００３８】
さらに、ハンマー３０は、従来の衝撃装置に比べて突出部３２の分だけ重くすることができ、打撃力を向上することができる。
【００３９】
また、ハンマー３０が上死点εと下死点δとの間で繰り返し摺動する間、外部と連通する空気抜き孔部２５から空気が自由に出入りできるため、挿通孔部２３内が高圧化することによる打撃力の低下を抑制することができる。
【００４０】
また上記構成にあっては、カバー体２と、チゼル２０を打撃するハンマー３０が内挿された摺動体８と、が別体となっており、しかもカバー体２と摺動体８との間に上側コイルバネ９１及び下側コイルバネ９２が介在するため、ハンマー３０とチゼル２０とが衝突した際に発生する衝撃や、往復運動するハンマー３０の慣性が、上側コイルバネ９１及び下側コイルバネ９２により好適に吸収される。
【００４１】
また、上記構成は、摺動体８が最下位置に下降するまでに駆動状態γが発生するため、衝撃装置１としての作業効率が良い。
【００４２】
そして、打撃力を加える作業が完了して衝撃装置本体部１Ａを上昇させると、チゼル２０が自重によりシリンダ部１１に対して相対的に下降し始めて、外部と連通することでハンマー３０の下方に非高圧空間が形成され、ハンマー３０は自重によって突出部３２の先端が孔底部２４に衝突した下死点δのまま維持される。したがって、衝撃装置１は、いわゆる空打ちが防止されており、極めて安全性能に優れている。また、上記した構成は、チゼル２０が先端具保持部１８によって精緻に組み付けられている必要がなくチゼル２０とシリンダ部１１との間に例えば鋳砂等の異物が噛み込んでしまうことがなくなり、駆動状態γと待機状態βとが安定して選択的に状態変換する。
【００４３】
また、かかる待機状態βで圧縮空気の導入が停止されると、圧縮空気流入室７が低圧化して摺動体８がカバー体２に対して相対的に上昇する（停止状態α）。したがって、衝撃装置１は、作業中においては摺動体８が下寄りの位置となり、一方、トリガー部を操作して作業を中断した時には圧縮空気の圧力から解放され、かつ下側コイルバネ９２の付勢力によって摺動体８がもとの位置に上昇し、チゼル２０を打撃対象Ｗから離すことができる。
【００４４】
また、チゼル２０の軸長さを変更することでハンマー３０の往復距離を変更して、打撃力を調整する打撃力調整方法が提案される。
【００４５】
ここで、例えば抜止部２０ｂより上側部分が所定長さであるチゼル２０を、当該部分が長い別のチゼル２０に交換して、相対的にハンマー３０の往復距離を短くすると、ハンマー３０の加速度距離が短縮されて打撃力が小さくなる。一方、前記上側部分が所定長さのチゼル２０を、当該部分が短い別のチゼル２０に交換して、相対的にハンマー３０の往復距離を長くすると、ハンマー３０の加速度距離が延長されて打撃力が大きくなる。
【００４６】
また、チゼル２０の軸長さを変更して、ハンマー３０がチゼル２０を打撃する打撃音の周波数を調整する打撃音周波数調整方法が提案される。
【００４７】
このように、チゼル２０を、軸長さが長いものに変更したり短いものに変更したりすることにより、チゼル２０とハンマー３０とが衝突する際に発生する打撃音の周波数を調整して作業環境において最も騒音が小さくなる条件を特定することが可能となる。
【００４８】
チゼル２０は、例えば削岩機やコンクリートブレーカーやはつり機であれば先端具、釘打機やリベット打機や杭打ち機であれば釘やリベットや杭、地ならし機やコンパクターやランマーやタンパーや転圧機や整地機械であれば地面をならすプレート、ジェットタガネであればニードル束等であってもよい。また、衝撃装置１に圧入する気体は、圧縮空気に限らず、不活性ガスなどの気体であってもよい。
【００４９】
〔実施例２〕
図８（ａ），（ｂ）に示すように、チゼル２０に設ける挿通孔部２３の径をハンマー３０の突出部３２の径よりも大きくし、かつ、突出部３２の径と略等しい径を有する貫通孔４１を備えた筒形状のブッシュ（中継部材）４０をチゼル２０の上側に当接することで、孔底部２４に対向する音低減用対向面４２を形成してもよい。
【００５０】
この場合、突出部３２の先端と孔底部２４との衝突に起因する衝撃音の一部が音低減用対向面４２によって反射され、外部に放出される衝撃音を低減することができる。なお、突出部３２は上死点εにあっても挿通孔部２３から抜脱しないことによって衝撃音が内部に篭って騒音が低減されることは上記実施例１と同様である。
【００５１】
上記した実施例において、各部の寸法形状は適宜自由に選択可能である。例えば空気抜き孔部２５はチゼル２０の側周部に開放するものであっても構わない。チゼル２０の抜止部２０ｂの上端部における凹状湾曲面部と、下側開口部８ａの開口縁における凸状湾曲面部とが当接することによって、気密状の高圧空間１１ｃが形成されるものに限らず、トリガー部の操作によって即時にハンマー３０が上下摺動を開始するものであってもよい。衝撃装置本体部１Ａへのチゼル２０の取り付け方法は、先端具保持部１８以外にも周知の方法が用いられて構わない。
【符号の説明】
【００５２】
１          衝撃装置
１Ａ        衝撃装置本体部
２０        チゼル（先端具）
２３        挿通孔部
２４        孔底部
２５        空気抜き孔部
３０        ハンマー
３１        ハンマー本体部
３２        突出部
Ｗ          打撃対象
δ          下死点（打撃状態）
ε          上死点（非打撃状態）
【図１】
2019022921.tif 000003
【図２】
2019022921.tif 000004
【図３】
2019022921.tif 000005
【図４】
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【図５】
2019022921.tif 000007
【図６】
2019022921.tif 000008
【図７】
2019022921.tif 000009
【図８】
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