(57)【要約】【課題】構造物の設計図面及び製作モデルを容易に作成することができるとともに、作業の効率化を図ることができる構造物の設計製作情報作成システム、及びその設計製作情報作成方法を提供する。【解決手段】本発明の構造物の設計製作情報作成システムは、構造物の設計データに基づいて三次元モデルを作成する三次元モデル作成手段６１と、構造物の変形要因に関する補正データを入力する補正データ入力手段６３と、作成された三次元モデル及び入力された補正データに基づいて三次元の製作モデルを作成する製作モデル作成手段６４と、作成された三次元モデルに基づいて二次元の設計図面を自動的に作成する設計図面作成手段６２とを備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物の設計データに基づいて三次元モデルを作成する三次元モデル作成手段と、
前記構造物の変形要因に関する補正データを入力する補正データ入力手段と、
作成された前記三次元モデル及び入力された前記補正データに基づいて三次元の製作モデルを作成する製作モデル作成手段と、
作成された前記三次元モデルに基づいて二次元の設計図面を自動的に作成する設計図面作成手段と、を備えていることを特徴する構造物の設計製作情報作成システム。
【請求項２】
作成された前記三次元モデルの三次元データと、入力された前記補正データとを単一のテーブルに蓄積する記憶手段をさらに備えている請求項１に記載の構造物の設計製作情報作成システム。
【請求項３】
作成された前記製作モデルに基づいて板取情報を作成する板取情報作成手段をさらに備えている請求項１又は２に記載の構造物の設計製作情報作成システム。
【請求項４】
前記補正データは、キャンバー値、及び溶接による縮み代のうちの少なくとも１つを含む請求項１〜３のいずれか一項に記載の構造物の設計製作情報作成システム。
【請求項５】
構造物の線形データ等の設計データに基づいて三次元モデルを作成する三次元モデル作成ステップと、
前記構造物の変形要因に関する補正データを入力する補正データ入力ステップと、
作成された前記三次元モデル及び入力された前記補正データに基づいて三次元の製作モデルを作成する製作モデル作成ステップと、
作成された前記三次元モデルに基づいて二次元の設計図面を自動的に作成する設計図面作成ステップと、を含む構造物の設計製作情報作成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造物の設計製作情報作成システム、及びその設計製作情報作成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鋼橋などの構造物を設計及び製作する際には、まず、ＣＡＤ（コンピュータ支援設計）を用いて、線形データ等の設計データから二次元の設計図面を作成する。その後、設計図面の図面データに基づいてキャンバー値（自重による撓み）などの変形要因を考慮した三次元の製作モデルを作成し、この製作モデルに基づいて構造物の製作に必要な部材の形状や数量など製作情報を作成するようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかし、前記製作モデルは、変形要因を考慮して作成されるため、製作モデルを作成するときに設計図面の図面データをそのまま流用することができない。このため、従来は、製作モデルを作成するときに、設計図面の図面データと異なる製作データを作り直す必要があり、多大な労力と時間を要していた。特許文献１では、この問題を解決するために、専用のプログラムにより設計図面の図面データから前記製作データを自動的に作成し、製作モデルを容易に作成できるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２９７８３７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、特許文献１では、二次元の設計図面を作成してからでないと三次元の製作モデルを作成することができない。このため、例えば三次元の製作モデルを製作する段階で製作上の問題点が発見された場合、再び設計図面から作り直す必要があり、作業効率が悪いという問題があった。
本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、構造物の設計図面及び製作モデルを容易に作成することができるとともに、作業の効率化を図ることができる構造物の設計製作情報作成システム、及びその設計製作情報作成方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の構造物の設計製作情報作成システムは、構造物の設計データに基づいて三次元モデルを作成する三次元モデル作成手段と、前記構造物の変形要因に関する補正データを入力する補正データ入力手段と、作成された前記三次元モデル及び入力された前記補正データに基づいて三次元の製作モデルを作成する製作モデル作成手段と、作成された前記三次元モデルに基づいて二次元の設計図面を自動的に作成する設計図面作成手段と、を備えている。
【０００７】
本発明の構造物の設計製作情報作成システムによれば、三次元モデルを作成することで二次元の設計図面を自動的に作成することができる。さらに、変形要因に関する補正データを入力することで、その補正データと前記三次元モデルとを用いて製作モデルも作成することができる。したがって、最初に三次元モデルを作成しておけば、設計図面と製作モデルを容易に作成することができる。
また、従来は二次元の設計図面を作成してからでないと三次元の製作モデルを作成することができなかったが、本実施形態では設計図面を作成する前から三次元モデルを作成することができるため、製作上の問題点を早期に発見することができ、作業の効率化を図ることができる。
【０００８】
前記設計製作情報作成システムは、作成された前記三次元モデルの三次元データと、入力された前記補正データとを単一のテーブルに蓄積する記憶手段をさらに備えているのが好ましい。この場合、三次元データ及び補正データを単一のテーブルで容易に管理することできる。
【０００９】
前記設計製作情報作成システムは、作成された前記製作モデルに基づいて板取情報を作成する板取情報作成手段をさらに備えているのが好ましい。この場合、変形要因を考慮して作成された製作モデルに基づいて板取情報を作成するため、材料ロスの少ない板取りが可能となる。
【００１０】
前記補正データは、キャンバー値、及び溶接による縮み代のうちの少なくとも１つを含むのが好ましい。この場合、キャンバー値を考慮した製作モデルを容易に作成することができる。
【００１１】
他の観点からみた本発明は、構造物の線形データ等の設計データに基づいて三次元モデルを作成する三次元モデル作成ステップと、前記構造物の変形要因に関する補正データを入力する補正データ入力ステップと、作成された前記三次元モデル及び入力された前記補正データに基づいて三次元の製作モデルを作成する製作モデル作成ステップと、作成された前記三次元モデルに基づいて二次元の設計図面を自動的に作成する設計図面作成ステップと、を含む構造物の設計製作情報作成方法である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、構造物の設計図面及び製作モデルを容易に作成することができるとともに、作業の効率化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る構造物の設計製作情報作成システムの要部構成例を示すブロック図である。
【図２】制御部の具体的な構成例を示すブロック図である。
【図３】三次元モデル作成手段の具体的な構成例を示すブロック図である。
【図４】補正データ入力手段の具体的な構成例を示すブロック図である。
【図５】製作モデル作成手段の具体的な構成例を示すブロック図である。
【図６】三次元データ、補正データ及び製作データを蓄積するテーブルを示している。
【図７】（ａ）は三次元モデルにおける桁の形状を示す斜視図であり、（ｂ）は製作モデルにおける桁の形状を示す斜視図であり、（ｃ）は三次元データに基づいて作成された桁の二次元の設計図面を示している。
【図８】切断情報等作成手段の具体的な構成例を示すブロック図である。
【図９】型板情報等作成手段の具体的な構成例を示すブロック図である。
【図１０】設計製作情報作成方法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】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る構造物の設計製作情報作成システムの要部構成例を示すブロック図である。図において、本実施形態のシステムは、コンピュータ本体２と、このコンピュータ本体２に接続された表示部３、操作部４及び印刷部５とを有するコンピュータ１を備えており、オペレータの指示に従って、構造物である鋼橋の設計製作情報を作成するものである。この設計製作情報には、構造物の二次元の設計図面や三次元の製作モデル等が含まれている（詳細は後述）。
【００１５】
表示部３は、ディスプレイ装置により構成されており、コンピュータ本体２からの指令に応じて、鋼橋の設計製作情報及びこれらを作成するための操作画面や編集画面等の所定画面を表示する。
操作部４には、キーボードやマウスまたはポインティングデバイス等のデータ入力機器が含まれており、当該操作部４は、オペレータからの設計製作情報の作成に必要な指示を入力するようになっている。
印刷部５は、プリンタ装置により構成されており、コンピュータ本体２からの指令に従って、作成された設計製作情報等の印刷物を出力する。
【００１６】
コンピュータ本体２は、例えばパーソナルコンピュータを用いたものであり、ＣＰＵ等により構成された制御部６とＨＤＤ等を含んだ記憶部（記憶手段）７とを有している。
記憶部７には、鋼橋の設計製作情報を作成する処理を実行するコンピュータプログラムであるＣＡＤ（コンピュータ支援設計）プログラムを含む所定のプログラムデータが予め格納されているプログラムフォルダ７１が設けられている。本実施形態では、ＣＡＤプログラムとして、例えば汎用の三次元ＣＡＤプログラムであるSolidWorks（登録商標）を用いている。
【００１７】
また、記憶部７には、本発明の作成システムの動作環境などの当該システムについての基本的な情報が格納されているシステムフォルダ７２、オペレータによる鋼橋の設計製作情報を作成する際にその作成に応じた図面情報や後述するテーブル７５等を適宜記憶する作業フォルダ７３、及び上記設計製作情報のデータを所定のファイル形式で記憶する情報ファイル７４が設けられている。
【００１８】
図２は、制御部６の具体的な構成例を示すブロック図である。制御部６は、三次元モデル作成手段６１と、設計図面作成手段６２と、補正データ入力手段６３と、製作モデル作成手段６４と、板取情報作成手段６５と、製作情報作成手段６６と、切断情報等作成手段６７と、型板情報等作成手段６８とを備えている。そして、コンピュータ本体２では、上記の各作成手段６１，６２，６４〜６８は記憶部７に記憶されている他の作成部が作成した情報を相互に参照できるように構成されており、鋼橋の設計製作情報を連動して作成できるようになっている。
【００１９】
図３は、三次元モデル作成手段６１の具体的な構成例を示すブロック図である。三次元モデル作成手段６１は、予め作成された鋼橋の線形データや設計計算データ等を含む設計データに基づいて、オペレータの操作部４からの指示に従って、鋼橋の三次元モデルを作成するものである。作成された三次元モデルの三次元データは記憶部７に記憶されるようになっている。三次元モデル作成手段６１は、部材情報入力部６１ａと、部材数量出力部６１ｂと、照査部６１ｃと、干渉チェック部６１ｄとを有している。
【００２０】
部材情報入力部６１ａは、前記三次元モデルを作成するために、鋼橋を構成する各部材（以下、単に「各部材」ともいう）の寸法情報等の部材情報を入力するものであり、操作部４を介して各部材の部材情報を受け付けて記憶部７に格納するようになっている。
部材数量出力部６１ｂは、前記三次元データに基づいて、各部材の数量を印刷部５から出力するものである。
【００２１】
照査部６１ｃは、操作部４からの指示を受け付けて、前記三次元データに基づいて、例えば各部材が物理的に加工可能なものであるか否かなどを自動的に照査し、その照査結果を表示部３に表示するものである。干渉チェック部６１ｄは、操作部４からの指示を受け付けて、前記三次元データに基づいて、各部材が互いに干渉するか否かを自動的にチェックし、そのチェック結果を表示部３に表示するものである。これにより、オペレータは、照査部６１ｃの照査結果、及び干渉チェック部６１ｄによるチェック結果に基づいて、三次元データを修正することができる。
【００２２】
図２において、設計図面作成手段６２は、操作部４からの指示を受け付けて、三次元モデル作成手段６１で作成された三次元モデルの三次元データに基づいて、二次元の設計図面（図７（ｃ）参照）を自動的に作成するものである。作成された設計図面は、操作部４からの指示を受け付けて、印刷部５から出力されるようになっている。
【００２３】
図４は、補正データ入力手段６３の具体的な構成例を示すブロック図である。補正データ入力手段６３は、鋼橋の各部材の変形要因に関する補正データを入力するものである。本実施形態の補正データには、各部材のキャンバー値（鋼橋の自重による撓み）及び溶接による縮み代が含まれる。具体的には、補正データ入力手段６３は、キャンバー情報入力部６３ａと、溶接情報入力部６３ｂとを有している。キャンバー情報入力部６３ａは、各部材のキャンバー値を入力するものであり、操作部４を介して各部材のキャンバー値を受け付けて記憶部７に格納する。溶接情報入力部６３ｂは、組み立て時及び／又は各部材の製作時における溶接による縮み代を入力するものであり、操作部４を介して各部材の縮み代を受け付けて記憶部７に格納する。
【００２４】
図５は、製作モデル作成手段６４の具体的な構成例を示すブロック図である。製作モデル作成手段６４は、三次元モデル作成手段６１で作成された三次元モデルの三次元データ、補正データ入力手段６３で入力された補正データ、及び後述する加工情報等に基づいて、三次元の製作モデルを作成するものである。
【００２５】
製作モデル作成手段６４は、加工情報入力部６４ａと、付属物データ作成部６４ｂと、照査部６４ｃと、干渉チェック部６４ｄとを有している。
加工情報入力部６４ａは、各部材の加工形状などの加工情報を入力するものであり、操作部４を介して各部材の加工情報を受け付けて記憶部７に格納するようになっている。付属物データ作成部６４ｂは、操作部４からの指示に従って、鋼橋の付属物のデータである付属物データを作成するものであり、この付属物データを記憶部７に格納するようになっている。
【００２６】
照査部６１ｃは、操作部４からの指示を受け付けて、例えば作成された製作モデルの各部材が物理的に加工可能なものであるか否かなどを自動的に照査し、その照査結果を表示部３に表示するものである。干渉チェック部６１ｄは、操作部４からの指示を受け付けて、前記製作モデルの各部材が互いに干渉するか否かを自動的にチェックし、そのチェック結果を表示部３に表示するものである。
【００２７】
三次元モデル作成手段６１で作成された三次元モデルの三次元データ、補正データ入力手段６３で入力された補正データ、及び製作モデル作成手段６４で作成された製作モデルの製作データは、記憶部７において単一のテーブルに蓄積されるようになっている。
図６は、そのテーブル７５の具体例を示している。このテーブル７５には、鋼橋の一部材を構成する桁（Ｉ桁や箱桁等、図７（ａ）参照）の三次元データと、補正データであるキャンバー値と、前記桁の製作データとが蓄積されている。
【００２８】
三次元データは、前記桁のＸ軸方向の中心線Ｃ上における複数の座標点であるＪ１−Ｇ１（Ｘ，Ｙ，Ｚ）、Ｊ１−Ｇ２（Ｘ，Ｚ）、Ｊ１−Ｇ３（Ｘ，Ｙ，Ｚ）、Ｃ２−Ｇ１（Ｘ，Ｚ）及びＣ２−Ｇ２（Ｘ，Ｙ，Ｚ）におけるＸ座標値、Ｙ座標値及びＺ座標値のそれぞれを示している。
キャンバー値は、前記桁のＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の各撓み量であり、図例ではＺ軸方向の撓み量のみが入力されている。なお、図６では、補正データとしてキャンバー値を用いているが、このキャンバー値に替えて、又はこのキャンバー値に加えて、桁の製作時における溶接による縮み代を用いても良い。
【００２９】
製作データは、上記各三次元データにキャンバー値を加算して自動的に得られる値である。したがって、オペレータがテーブル７５の三次元データを作成するとともに補正データ（キャンバー値）を入力することで、製作モデル作成手段６４において製作データが自動的に作成されるようになっている。また、製作モデル作成手段６４の照査部６１ｃの照査結果、及び干渉チェック部６１ｄのチェック結果に基づいて、テーブル７５の三次元データや補正データを修正することで、製作データを自動的に修正することができる。
【００３０】
図７（ａ）は、前記テーブル７５の三次元データに基づいて作成された三次元モデルにおける前記桁の形状を示す斜視図である。また、図７（ｂ）は、前記テーブル７５の製作データに基づいて作成された製作モデルにおける前記桁の形状を示す斜視図である。また、図７（ｃ）は、前記テーブル７５の三次元データに基づいて作成された前記桁の二次元の設計図面を示している。なお、図７（ａ）〜図７（ｃ）の桁は、一例としてＩ桁を示している。
図７（ａ）及び図７（ｃ）の桁は、キャンバー値を考慮せずに作成されたものであるため、外形は直線状に表れる。これに対して、図７（ｂ）の桁は、キャンバー値を含めた製作データに基づいて作成されたものであるため、外形がＺ軸方向に撓んだ曲線形状として表れる。
【００３１】
図２において、板取情報作成手段６５は、操作部４からの指示を受けて、製作モデル作成手段６４で作成された製作モデルの製作データに基づいて、各部材を加工する鋼材等の材料の寸法を含む板取情報を作成するものである。この板取情報に基づいて各部材の材料が調達される。
製作情報作成手段６６は、操作部４からの指示を受けて、製作モデル作成手段６４で作成された製作モデルの製作データに基づいて、鋼橋の製作に必要な部材の形状や数量などの製作情報を作成するものである。
【００３２】
図８は、切断情報等作成手段６７の具体的な構成例を示すブロック図である。切断情報等作成手段６７は、操作部４からの指示を受けて、製作モデル作成手段６４で作成された製作モデルの製作データに基づいて、鋼橋を製作する際に各材料を切断するための情報等を作成するものである。具体的には、切断情報等作成手段６７は、材料を切断するための切断情報を作成する切断情報作成部６７ａと、材料に罫書を入れるための罫書情報を作成する罫書情報作成部６７ｂと、材料を剥離するための剥離情報を作成する剥離情報作成部６７ｃと、材料に穿孔するための穿孔情報を作成する穿孔情報作成部６７ｄとを有している。
【００３３】
図９は、型板情報等作成手段６８の具体的な構成例を示すブロック図である。型板情報等作成手段６８は、操作部４からの指示を受けて、製作モデル作成手段６４で作成された製作モデルの製作データに基づいて、型板を作成するための型板情報などを作成するものである。
具体的には、型板情報等作成手段６８は、型板を作成するための型板情報を作成する型板情報作成部６８ａと、定規を作成するための定規情報を作成する定規情報作成部６８ｂと、各材料の加工図を作成する加工図作成部６８ｃと、各部材の組み立て形状などを示す管理図を作成する管理図作成部６８ｄとを有している。
【００３４】
図１０は、上記設計製作情報作成システムを用いた本発明の構造物の設計製作情報作成方法を示すフローチャートである。以下、図１０を参照しつつ、本実施形態の構造物である鋼橋の設計製作情報作成方法について説明する。
まず、本システムのＣＡＤプログラムを用いる前に、鋼橋の設計等に関する図書や概略を照査し（ステップＳ１）、鋼橋の線形データや設計計算データ等を含む設計データを作成する（ステップＳ２）。次に、本システムのＣＡＤプログラムを用いて、鋼橋の設計図面や製作モデル等の設計製作情報の作成が行われる（ステップＳ３〜ステップＳ１０）。
【００３５】
具体的には、まず、三次元モデル作成手段６１において、部材情報入力部６１ａから鋼橋を構成する各部材の寸法情報等の入力を受け付けて、鋼橋の三次元モデルを作成する（三次元モデル作成ステップ、ステップＳ３）。その際、作成された三次元モデルを照査部６１ｃ及び干渉チェック部６１ｄにより照査及びチェックし、必要があれば三次元モデルを修正する。次に、設計図面作成手段６２により、作成された三次元モデルに基づいて二次元の設計図面を自動的に作成する（設計図面作成ステップ、ステップＳ４）。
【００３６】
設計図面を作成した後は、補正データ入力手段６３により、鋼橋の各部材の変形要因に関する補正データとして、キャンバー値や溶接による縮み代などを入力する（補正データ入力ステップ、ステップＳ５）。そして、ステップＳ３で作成された三次元モデル、及びステップＳ５で入力された補正データに基づいて、製作モデル作成手段６４により鋼橋の三次元の製作モデルを作成する（製作モデル作成ステップ、ステップＳ６）。具体的には、製作モデル作成手段６４において、前記三次元データ及び補正データから製作データを自動的に作成し、その製作データと、加工情報入力部６４ａ及び付属物データ作成部６４ｂから入力された加工情報及び付属物データとに基づいて製作モデルを作成する。その際、作成された製作モデルを照査部６４ｃ及び干渉チェック部６４ｄにより照査及びチェックし、必要があれば製作モデルを修正する。
【００３７】
次に、作成された製作モデルの製作データに基づいて、板取情報作成手段６５により各部材を加工する鋼材等の材料の寸法を含む板取情報を作成し（板取情報作成ステップ、ステップＳ７）、この板取情報に基づいて各部材の材料を調達する。そして、製作情報作成手段６６により、作成された製作モデルの製作データに基づいて、鋼橋の製作に必要な部材の形状や数量などの製作情報を作成する。
【００３８】
次に、切断情報等作成手段６７により、作成された製作モデルの製作データに基づいて、鋼橋を製作する際に各材料を切断するための情報等を作成する（ステップＳ９）。具体的には、切断情報等作成手段６７により、材料を切断するための切断情報、材料に罫書を入れるための罫書情報、材料を剥離するための剥離情報、及び材料に穿孔するための穿孔情報を作成する。
【００３９】
次に、型板情報等作成手段６８により、作成された製作モデルの製作データに基づいて、型板を作成するための型板情報等を作成する。具体的には、型板情報等作成手段６８により、型板を作成するための型板情報、定規を作成するための定規情報、各材料の加工図、及び各部材の組み立て形状などを示す管理図を作成する（ステップＳ１０）。
【００４０】
以上、本実施形態の構造物の設計製作情報作成システム、及びその設計製作情報作成方法によれば、三次元モデルを作成することで二次元の設計図面を自動的に作成することができる。さらに、変形要因に関する補正データを入力することで、その補正データと三次元モデルとを用いて製作モデルも作成することができる。したがって、最初に三次元モデルを作成しておけば、設計図面と製作モデルを容易に作成することができる。
【００４１】
また、従来は二次元の設計図面を作成してからでないと三次元の製作モデルを作成することができなかったが、本実施形態では設計図面を作成する前から三次元モデルを作成することができるため、製作上の問題点を早期に発見することができ、作業の効率化を図ることができる。
また、鋼橋の構造変更が行われた場合、従来は設計図面の図面データ及び製作モデルの製作データを個別に変更する必要があるが、本実施形態では三次元データ及び補正データを変更するだけで製作モデルの製作データを自動的に変更することができるため、データの入力ミスなど、人為的なミスを低減することができる。
【００４２】
また、三次元データ、補正データ及び製作データは単一のテーブル７５に蓄積されるため、これらのデータを容易に管理することができる。
また、板取情報作成手段は、変形要因を考慮して作成された製作モデルに基づいて板取情報を作成するため、材料ロスの少ない板取りが可能となる。
また、変形要因に関する補正データとしてキャンバー値が含まれているので、キャンバー値を考慮した製作モデルを容易に作成することができる。
【００４３】
なお、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく適宜変更して実施可能である。例えば、上記実施形態では、構造物として鋼橋を例示したが、水門など、変形要因を考慮して製作する他の構造物にも適用することができる。また、上記実施形態では、三次元ＣＡＤプログラムとしてSolidWorks（登録商標）を用いているが、他の三次元ＣＡＤプログラムを用いても良い。
【符号の説明】
【００４４】
６１  三次元モデル作成手段
６２  設計図面作成手段
６３  補正データ入力手段
６４  製作モデル作成手段
６５  板取情報作成手段
７５  テーブル
【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】
2015210582.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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