(57)【要約】      （修正有）【課題】所定のオリフィス断面積を選択した時に２つの部材の相対位置のずれによるオリフィス断面積の変化を抑え、複数段階の制動力を精度良く切り替えることができるダンパを提供する。【解決手段】シリンダ５と、前記シリンダ５に挿入されたピストン２と、を有し、前記ピストン２が前記シリンダ５内を移動させて前記シリンダ５内の流体をオリフィス７ａ、７ｂを通して前記シリンダ５の外部と流動させることで制動力を得るダンパにおいて、シリンダ５に貫通孔５ａが設けられ、シリンダ５の貫通孔５ａに挿入可能な断面積が異なる複数の軸６ａ，６ｂを有するシリンダカバーを有し、シリンダ５の貫通孔５ａに対してシリンダカバーが有する複数の軸６ａ，６ｂのいずれかが挿入され、貫通孔５ａと貫通孔５ａに挿入された軸との間の隙間により前記オリフィス７ａ、７ｂが形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダと、前記シリンダに挿入されたピストンと、を有し、前記ピストンが前記シリンダ内を移動させて前記シリンダ内の流体をオリフィスを通して前記シリンダの外部と流動させることで制動力を得るダンパにおいて、
前記シリンダに貫通孔が設けられ、前記シリンダの前記貫通孔に挿入可能な断面積が異なる複数の軸を有する選択部材を有し、
前記シリンダの前記貫通孔に対して前記選択部材が有する複数の軸のいずれかが挿入され、前記貫通孔と前記貫通孔に挿入された軸との間の隙間により前記オリフィスが形成されていることを特徴とするダンパ。
【請求項２】
前記選択部材は、前記シリンダに着脱可能に取り付けられ、前記選択部材は、前記貫通孔に前記複数の軸のいずれかが挿入された状態で前記シリンダに取り付けられることを特徴とする請求項１に記載のダンパ。
【請求項３】
前記シリンダの内部に設けられ、前記ピストンを付勢する付勢部材を有し、
前記選択部材は、前記シリンダの内部に取り付けられ、前記付勢部材により付勢されていることを特徴とする請求項１に記載のダンパ。
【請求項４】
前記選択部材は、前記シリンダを保持するためのハウジングであることを特徴とする請求項１に記載のダンパ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピストンがシリンダ内を移動することにより、シリンダ内の空気を貫通孔（以下、オリフィスと呼ぶ）を通して外部と流動させることで制動力を得るダンパに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、エアダンパはシリンダ内を移動可能にしたピストンが設けられており、シリンダの一端にはシリンダ内の空気と外部との空気とを流動可能とするオリフィスが設けられた構成が一般的なものである。このような構成においては、前記オリフィスの大きさによって空気の流動抵抗を変えることができ、所望の制動力を得ることができる。
【０００３】
また、特許文献１のように、必要に応じて、オリフィスの大きさを段階的に変え、制動力を可変にできる構成が提案されている。特許文献１では、スライダの一側面に貫通形成された円弧状の孔部と、オリフィスプレートに形成された前記孔部に連通可能な円弧状の貫通孔とを重ね合わせてオリフィスを形成している。この特許文献１では、特許文献１に図示されているように、オリフィスプレートを回転移動させて、オリフィスプレートが有する突起をスライダの一側面に設けた扇状の噛合部の所望の位置に噛合させることで、前記孔部に対する前記貫通孔の重ね位置を変えてオリフィスの大きさを変えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１５４４６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の構成においては、２つの部材の相対位置を選択することで、複数のオリフィス断面積を選択可能な構成であるが、所定のオリフィス断面積を選択し、所定の位置に２つの部材を固定しようとしても、２つの部材の相対位置がずれてしまいオリフィス断面積が変化してしまう。つまり、オリフィスプレートの突起をスライダの一側面に設けた噛合部の各凹部に噛合させた際に、突起と凹部との間のあそびの分だけ、凹部内で突起が動いてしまい、オリフィスの大きさが安定しないという問題があった。オリフィスの大きさの精度は、ダンパの制動力に影響を及ぼす。加えて、オイルなどの粘性流体を利用した場合と比べ、空気（エア）を利用したダンパにおいては、オリフィスの大きさの微小なばらつきが制動力に大きく影響を与えるため、制動力を段階的に切り替えた場合に、所望の制動力を得られない可能性があった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、２つの部材の相対位置を選択することで、複数のオリフィス断面積を選択可能な構成において、所定のオリフィス断面積を選択した時に２つの部材の相対位置のずれによるオリフィス断面積の変化を抑え、複数段階の制動力を精度良く切り替えることができるダンパを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は、シリンダと、前記シリンダに挿入されたピストンと、を有し、前記ピストンが前記シリンダ内を移動させて前記シリンダ内の流体をオリフィスを通して前記シリンダの外部と流動させることで制動力を得るダンパにおいて、前記シリンダに貫通孔が設けられ、前記シリンダの前記貫通孔に挿入可能な断面積が異なる複数の軸を有する選択部材を有し、前記シリンダの前記貫通孔に対して前記選択部材が有する複数の軸のいずれかが挿入され、前記貫通孔と前記貫通孔に挿入された軸との間の隙間により前記オリフィスが形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、精度のよいオリフィスを段階的に得られ、所望する複数の制動力に対して、それぞれの制動力をばらつきなく切り替えることができるダンパを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１に係るエアダンパの構成を示す断面図
【図２】実施例１に係るエアダンパの構成を示す斜視図
【図３】図１のエアダンパの風路を示す要部拡大断面図
【図４】実施例１に係るオリフィスを示す断面図
【図５】エアダンパを備えた画像形成装置の斜視図
【図６】実施例２に係るエアダンパの構成を示す断面図
【図７】実施例２に係るエアダンパの構成を示す斜視図
【図８】実施例３に係るエアダンパを保持するハウジングの構成を示す斜視図
【図９】実施例３に係るエアダンパとハウジングの固定構成を示す斜視図
【図１０】実施例３に係るエアダンパを装着するキャビネットの概念図
【図１１】図１０のエアダンパのキャビネットに対する装着の概念図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。従って、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１１】
〔実施例１〕
図面を用いて、本発明の実施例１に係るエアダンパ及びこのエアダンパを用いた画像形成装置について説明する。まず図５を用いて、エアダンパを用いた画像形成装置の構成を簡単に説明し、次いで図１〜図４を用いて実施例１に係るエアダンパの構成を説明する。
【００１２】
図５では、画像形成装置として、シートカセット５２が着脱可能なプリンタ５１を例示している。図５に示すように、画像形成装置としてのプリンタ５１の下部には、シートを積載収納するシートカセット５２が着脱可能に設けられている。後述するダンパ３０は、プリンタ５１のカセット装着部に設けられており、対象物であるシートカセット５２の移動を制動するように作用する。なお、このプリンタ５１では、図示していないが、シートカセットに収容されたシートを、給送ローラ等により画像形成部に一枚ずつ給送し、画像形成部にて感光体ドラムに形成したトナー画像をシートに転写し、定着した後に、装置上部の排出部に排出する。
【００１３】
次に、図１〜図４を用いて本発明の実施例１に係るエアダンパの全体構成を説明する。図１は実施例１に係るエアダンパの構成を示す断面図、図２は実施例１に係るエアダンパの構成を示す斜視図である。図３は図１のエアダンパの風路を示す要部拡大断面図、図４は実施例１に係るオリフィスを示す断面図である。図１及び図２に示すように、実施例１に係るエアダンパは、以下に説明する、シリンダ５と、ピストン２と、スプリング４と、キャップ１と、シール８と、シリンダカバー６を有している。エアダンパは、ピストン２がシリンダ５内を移動することにより、シリンダ内の空気を貫通孔（以下、オリフィスと呼ぶ）を通して外部と流動させることで制動力を得るものである。
【００１４】
図１及び図２に示すエアダンパ３０において、円筒状のシリンダ５の内部にはピストン２が挿入され往復移動可能に設けられている。このシリンダ５の一方は開口部となっており、この開口部はキャップ１により塞がれている。前記ピストン２又は前記シリンダ５の、少なくとも一方を制動する対象物に取り付けることにより、該対象物の移動を制動する作用がある。シリンダ５の内部には付勢部材としてのスプリング４が設けられている。ピストン２はシリンダ５内のスプリング４によって付勢されており、該対象物を制動する状態でない場合、ピストン２をシリンダ５から突出させる構成となっている。
【００１５】
また、シリンダ５の他方の底部（底面、端面）には、シリンダ内部と外部とを貫通した貫通孔５ａが設けられている。このシリンダ５の底部には、選択部材としてのシリンダカバー６が着脱可能に取り付けられている。シリンダカバー６には、前記貫通孔５ａに挿入可能な軸径が微小に異なる複数の軸６ａ，６ｂが設けられている。本実施例では、選択部材としてのシリンダカバー６が、断面積が異なる複数の軸として、軸径が微小に異なる２つの軸６ａ，６ｂを有する構成を例示している。そして、前記貫通孔５ａが設けられたシリンダ５の底部に対して、シリンダカバー６を１８０°回転させて取り付けることにより、シリンダカバー６の軸６ａ又は軸６ｂのいずれをシリンダ５の貫通孔５ａに挿入するのかを選択できる。
【００１６】
このように軸径の異なる複数の軸６ａ，６ｂのいずれかを貫通孔５ａに挿入することで、大きさの異なるオリフィス７ａ，７ｂを段階的に形成することができる。このオリフィス７ａ，７ｂを通してシリンダ５の内部と外部との間で流体としての空気（エア）の流動が行われる。このエアダンパの制動力の大きさはオリフィスの大きさにより決まり、オリフィスが小さければ空気の流動抵抗が大きくなって制動力も大きくなり、逆にオリフィスが大きければ空気の流動抵抗が小さくなって制動力も小さくなる。
【００１７】
更に前記ピストン２には、シリンダ５の内周面と接する円状のシール部材であるシール８が取り付けられている。ピストン２に取り付けられたシール８は、シリンダ５とピストン２の摺動隙間から空気（エア）が漏れることを防止している。
【００１８】
つぎに、図３を用いて、エアダンパにおけるエアの通路と制動力を発生させる構成について説明する。シリンダ５の内部空間と外部雰囲気は、シリンダカバー６の中央部に設けられた孔１０と、シリンダ５の貫通孔５ａにシリンダカバー６の軸６ａ又は軸６ｂを挿入した場合に形成されるオリフィス７ａ又はオリフィス７ｂを風路として、通じている。ここで、シリンダカバー６の中央部に設けられた孔１０は、オリフィス７ａ，７ｂと比較して十分大きいため、後述する制動力には影響を与えない。一方、シリンダ５の貫通孔５ａにシリンダカバー６に設けられた軸６ａ，６ｂのいずれかを挿入した場合に形成されるオリフィス７ａ，７ｂは極微であるため、オリフィス７ａ，７ｂの大きさによりエアダンパの制動力が変化する。軸６ａ，６ｂはそれぞれ軸径が異なるため、貫通孔５ａに挿入したときのオリフィス７ａ，７ｂの大きさは異なる。すなわち、図４（ａ）に示す、貫通孔５ａに軸６ａを挿入した時の貫通孔５ａの内周面と軸６ａの外周面との隙間からなるオリフィス７ａの断面積Ｓａと、図４（ｂ）に示す、貫通孔５ａに軸６ｂを挿入した時の貫通孔５ａの内周面と軸６ｂの外周面との隙間からなるオリフィス７ｂの断面積Ｓｂとは異なる（Ｓａ＜Ｓｂ）。
【００１９】
例えば、貫通孔５ａの直径を１．０ｍｍ、軸６ａの直径を０．９７ｍｍ、および軸６ｂの直径を０．８９ｍｍとすると、オリフィス７ａの断面積Ｓａは０．０４６平方ｍｍとなり、オリフィス７ｂの断面積Ｓｂは０．０４９平方ｍｍとなる。オリフィス７ａの断面積Ｓａは、φ０．２５ｍｍの単純孔で形成された際のオリフィスの断面積である０．０７１平方ｍｍとほぼ等しい値となる。オリフィス７ｂの断面積Ｓｂは、φ０．４５ｍｍの単純孔で形成された際のオリフィスの断面積である０．１５９平方ｍｍとほぼ等しい値となる。よって、オリフィス７ａが形成される場合には、φ０．３ｍｍの単純孔でオリフィスが形成される場合とほぼ同等の制動力を得られる。同様にオリフィス７ｂが形成される場合には、φ０．４５ｍｍの単純孔でオリフィスが形成される場合とほぼ同等の制動力を得られる。ここで、シリンダ内径φ１８ｍｍ、ピストンストローク４６ｍｍのエアダンパを想定した場合においては、単純孔のオリフィス径がφ０．２５ｍｍの場合と単純孔のオリフィス径がφ０．４５ｍｍの場合において、十分に制動力に差が表れることが分かっている。
【００２０】
次に、前述の各寸法において、製造公差を考慮にいれ、各オリフィスの断面積を計算する。なお、以降では、寸法に隣接する寸法公差を（公差上限／公差下限）という表記とする。貫通孔５ａの直径を１．０（＋０．０２／０）ｍｍ、軸６ａの直径を０．９７（０／−０．０２）、および軸６ｂの直径を０．８９（０／−０．０２）ｍｍとすると、表１に示すような、オリフィスの断面積Ｓａ，Ｓｂの値に組み合わせになる。ここで、表１によれば、製造公差内では、断面積Ｓａが断面積Ｓｂよりも大きくなることがないことが分かる。つまり、シリンダカバー６に設けられた軸６ａ，６ｂをシリンダ５の貫通孔５ａに対して挿入する際に、得られる二つの制動力は、互いに干渉し合うことなく、独立した領域を持っていることが分かる。
【００２１】
【表１】
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【００２２】
上述のように、本実施例によれば、オリフィス形成のために、シリンダ底部に設けられた貫通孔５ａにシリンダ底部に取り付けるシリンダカバー６に設けられた複数の軸６ａ，６ｂを選択的に挿入したときに生じる隙間を利用している。そのため、所定のオリフィス断面積を選択し、シリンダ５の貫通孔５ａにシリンダカバー６の軸６ａ又は軸６ｂの一方を挿入した状態において、複数の軸および貫通孔の位置の製造ばらつきはオリフィスをなす隙間の断面積には関係ない。従って、軸径、貫通孔径のみ適正に管理すれば、オリフィスの大きさを適正に管理でき、オリフィスの断面積のばらつきを適正に管理しばらつきを抑えることができる。これにより、安定した制動力の選択肢を複数選択できるエアダンパを提供できる。加えて、オリフィスを形成するための軸を有するシリンダカバーはシリンダ外部に着脱可能に装着されているため、シリンダカバーの取り外しが容易となり、簡便にダンパの制動力を切り替えることができる。
【００２３】
なお、本実施例では、オリフィスの大きさを切り替えるための、軸径が異なる複数の軸が２つである場合を例示したが、これに限定されるものではなく、３つ以上の軸を有する構成でもよく、必要に応じて適宜設けることが可能であり、同等の効果が得られる。
【００２４】
〔実施例２〕
図６及び図７を用いて実施例２に係るエアダンパの構成について説明する。図６は実施例２に係るエアダンパの構成を示す断面図、図７は実施例２に係るエアダンパの構成を示す斜視図である。
【００２５】
本実施例２が前述した実施例１と異なるところは、制動力を選択するための、径が異なる複数の軸を有する選択部材がシリンダ内部に配置されたことである。図５に示すように、選択部材としてのシリンダインナーカバー１２はシリンダ１１の内部に配置されている。図６に示すように、シリンダインナーカバー１２には、２か所に孔１３が設けられている。この孔１３は、後述するオリフィスと比較して十分大きいため、制動力には影響を与えない。また、シリンダインナーカバー１２は、ピストン２を付勢するスプリング４により、貫通孔５ａが設けられたシリンダ底部の内面に付勢されている。これにより、シリンダインナーカバー１２がシリンダ底部の内面に押圧されており、貫通孔１１ａに挿入したシリンダインナーカバー１２の軸１２ａ，１２ｂが貫通孔１１ａから抜け出ることを防いでいる。シリンダ１１の内部空間と外部雰囲気は、シリンダ１１の貫通孔１１ａに対して、シリンダインナーカバー１２に設けられた軸１２ａ，１２ｂを選択的に挿入した際に形成されるオリフィスと、シリンダインナーカバー１２に設けられた孔１３を風路として、通じている。
【００２６】
本実施例に係るダンパの制動力は、シリンダ１１の貫通孔１１ａに対して、軸１２ａ，１２ｂを選択的に挿入した際に形成されるオリフィスをエアが通過することで、発生させる。また、実施例１と同様に軸１２ａ，１２ｂの軸径はそれぞれ微小に異なり、シリンダ１１の貫通孔１１ａに対して軸１２ａ，１２ｂのいずれかを選択的に挿入することで、制動力を選択することができる。その他の構成については実施例１と同様であるため、同一もしくは類似する構成については実施例１と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００２７】
本実施例においても、前述した実施例と同様に、精度のよいオリフィスを段階的に得られ、所望する複数の制動力に関して、それぞれの制動力のばらつきを抑えて複数の制動力を切り替えることができるダンパを提供できる。
【００２８】
加えて本実施例によれば、制動力を切り替えることができる複数の軸を選択部材をシリンダの内部に設けることで、一度、エアダンパを組み立てれば、制動力を切替できないため、意図せずにエアダンパの制動力が切り替えられてしまうことを防止できる。例えば、装置のユーザが簡単に触れる可能性がある部分にエアダンパを配置する場合においても、ユーザには制動力を切り替えられる可能性は非常に小さくなる。
【００２９】
〔実施例３〕
図８及び図９を用いて実施例３に係るエアダンパの構成について説明する。図８及び図９は実施例３に係るエアダンパの構成を示す斜視図である。
【００３０】
本実施例３が前述した実施例１及び実施例２と異なるところは、エアダンパ３０を保持するためのハウジング２０に制動力を切り替えるための複数の軸２０ａ，２０ｂを設けたことである。本実施例３に係るエアダンパ３０は、本実施例１で説明した構成より、シリンダカバー６を除いたものであるため、同一もしくは類似する構成については実施例１と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００３１】
図８に示すように、エアダンパ３０は、ハウジング２０に装着された状態で、ダンパホルダ２１をハウジング２０に係合させることにより、ダンパハウジング２０に保持される。また、ダンパハウジング２０は、図９に示すように、シリンダ５の底面の対向面にそれぞれ軸径が異なる複数の軸２０ａ，２０ｂを備えている。エアダンパ３０がダンパハウジング２０に保持された際に、エアダンパ３０自体を１８０°回転させることでシリンダ５の底面に設けられた貫通孔５ａと、軸２０ａ，２１ｂのいずれを係合させるか選択できる。シリンダ内部の空気と外部雰囲気とは、貫通孔５ａに、軸２０ａ、２１ｂのいずれかを挿入した場合に形成されるオリフィスにより通じている。また、実施例１，２と同様に貫通孔５ａに、軸２０ａを挿入した場合と、軸２０ｂを挿入した場合では、オリフィスの大きさが異なるため、制動力が異なる。すなわち、軸径の大きい軸を挿入した場合のオリフィスの方が、軸形の小さい軸を挿入した場合のオリフィスに比べて、オリフィスの大きさが小さく、よって制動力が大きくなる。
【００３２】
次に、図１０及び図１１を用いてエアダンパを装置に装着する一例を説明する。前述した実施例１，２では、画像形成装置としてのプリンタ５１の下部のカセット装着部にダンパを設けて、該カセット装着部に着脱可能に装着される対象物であるシートカセット５２の移動を制動する構成を例示した。本実施例では、図１０及び図１１に示すように、エアダンパを設ける装置として、画像形成装置にオプションで取り付けられるキャビネット４０を例示している。
【００３３】
キャビネット４０は、制動力が作用する対象物として、用紙などのシートを収納するためのカセット４１と前記カセット４１に比べてシートの収容量が大きい大容量カセット４２を引き出し収納可能に有する。対象物としてのカセット４１および大容量カセット４２は、不図示の案内手段に沿って、図１０に示す矢印の方向にキャビネットフレーム４３に対して挿抜される。また、大容量カセット４２は、カセット４１と比較して質量が大きい。一方、図１１に示すようにフレーム４３の背面内部には、カセット４１および大容量カセット４２を挿入する際に発生する慣性力を軽減させる目的で、エアダンパ３０、ダンパホルダ２１、ハウジング２０で構成されるダンパユニット３０Ａ，３０Ｂが設置されている。カセット４１および大容量カセット４２とピストン２が接触することで、制動力が付与される。
【００３４】
ここで、ハウジング２０に設けられた軸２０ａの軸径は、軸２０ｂより大きいとする。上述のように、大容量カセット４２はカセット４１と比較して質量が大きいため、慣性力も大きくなり、大容量カセット４２の挿入時には、カセット４１に対してよりも大きな制動力が必要となる。従って、大容量カセット４２に作用するダンパユニット３０Ｂでは、ハウジング２０の軸２０ａがシリンダ５の貫通孔５ａに挿入されるように、ハウジング２０に対してシリンダ１１が組み付けられている。一方、カセット４１に作用するダンパユニット３０Ｂでは、ハウジング２０の軸２０ｂがシリンダ５の貫通孔５ａに挿入されるように、ハウジング２０に対してシリンダ１１が組み付けられている。これにより、仕様が異なる２つのカセットに対して挿入の際に最適な制動力が作用する構成となる。
【００３５】
本実施例によれば、制動力を変化させるための複数の軸をハウジングに設けることで、上述の装置装着例のように、異なる制動力を必要とする複数の対象物（被制動部材）がある場合でも各対象物に対して最適な制動力を付与しつつ、共通のハウジングが使用できるため、コストダウンが実現できる。
【符号の説明】
【００３６】
Ｓａ，Ｓｂ …断面積
１    …キャップ
２    …ピストン
４    …スプリング
５，１１ …シリンダ
５ａ，１１ａ …貫通孔
６    …シリンダカバー
６ａ，６ｂ，１２ａ，１２ｂ …軸
７ａ，７ｂ …オリフィス
８    …シール
１０，１３ …孔
１２  …シリンダインナーカバー
２０  …ハウジング
２０ａ，２０ｂ …軸
２１  …ダンパホルダ
３０  …エアダンパ
３０Ａ，３０Ｂ …ダンパユニット
４０  …キャビネット
４１  …カセット
４２  …大容量カセット
４３  …キャビネットフレーム
５１  …プリンタ
５２  …シートカセット
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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