(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークの長手方向と直交する前後方向の一方側に配置された２個のワーク支持部材及び上記長手方向と直交する前後方向の他方側に配置された少なくとも１個のワーク支持部材によりワーク下面を支持するワーク支持装置において、
上記前後方向の一方側に配置された２個のワーク支持部材は、上記前後方向の他方側に配置された少なくとも１個のワーク支持部材に対し、上記長手方向と一致する左右方向、上記前後方向へ移動可能で、かつ上下方向に軸線を有して回転可能にそれぞれ支持された送りねじの回転に伴って昇降可能に設けられると共に同期上下駆動手段における単一の駆動源が各送りねじに連結され、該駆動源の駆動に伴って同期回転する各送りねじにより同一の移動量で昇降して位置調整可能としたワーク支持装置。
【請求項２】
請求項１において、
同期上下駆動手段は、出力軸に駆動回転体が設けられた電動モータと、
上記出力軸と各送りねじの軸端部間にて回動軸により揺動可能に軸支された複数個のリンクアームと、
各送りねじの軸端部に固定された回転体と、
各リンクアーム相互を揺動可能に軸支する回動軸に固定される従動回転体と、
駆動回転体と従動回転体、従動回転体相互間及び従動回転体と回転体の間にそれぞれ掛渡される駆動力伝達部材と、
からなるワーク支持装置。
【請求項３】
請求項１において、
ワーク支持部材は、上記前後方向の一方側及び他方側にそれぞれ２個、配置され、上記前後方向の一方側に配置された２個のワーク支持部材及び上記前後方向の他方側に配置された少なくとも１個のワーク支持部材を上記長手方向と一致する左右方向、上記長手方向と直交する前後方向及び上下方向へ移動可能に設けて位置調整可能としたワーク支持装置。
【請求項４】
請求項１において、
各ワーク支持部材は、ワーク下面に予め設定された支持個所に当接して該ワークを支持可能としたワーク支持装置。
【請求項５】
請求項１において、
各ワーク支持部材は、ワーク下面に予め設定された支持個所を保持して該ワークを支持可能としたワーク支持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば車輛用バンパーや車輛用パネル等の大型成形品等のワークに穴開け加工やバリ取り加工を行う際に該ワークを支持するワーク支持装置、詳しくはワークの大きさに応じてワークに対する支持位置を変更することができるワーク支持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワークの所定個所に穴開け加工したり、ワーク周縁のバリ取り処理したりする際、該ワークの下面における複数の所定個所に配置された支持部材を設けたワーク支持装置にワークを移動不能に載置して保持し、上記した加工または処理を可能にしている。
【０００３】
上記ワーク支持装置としては、例えば特許文献1に示すようにロボットアームの先端部に複数の面を有した基台を備え、該基台に対してワークを支持する複数のワーク支持部材を移動可能に備え、ワーク支持部材で支持したワークを、ロボットアームを操作して所望の位置に移動させるワーク支持装置であって、ロボットアームの先端部におけるワーク支持部材の動きを適宜にロックするロック装置と、ロック装置のロックを解除した状態で、ワーク支持部材を固定物に当接させつつロボットアームの先端部を移動させてロボットアームの先端部においてワーク支持部材の位置を相対的に変更するワーク支持装置が知られている。
【０００４】
即ち、上記のワーク支持装置にあっては、ワークに対するワーク支持部材の支持位置を変更するには、固定物に対してワーク支持部材を当接して移動不能にした状態でロック装置によるロックを解除した状態でロボットアームを移動制御して基台に対するワーク支持部材の位置をワークの支持位置に応じて変更可能にしている。
【０００５】
このため、例えば車輛用パンパーや車輛用パネル等で、重量物及び大型の成形品等のワークを支持するには、該ワークの重量に耐えることができる強固な構造のロボットアームを備えた大型ロボットで構成する必要があり、装置自体が高コスト化する問題を有している。また、基台に対してワーク支持部材の移動状態を保持するため、ロボットアームに設けられた基台とワーク支持部材の間にロック装置を必要とするため、ロボットアームの先端部が大型化及び重量化する問題を有している。更に、ワークを支持するには、通常、ワークの複数個所を支持して支持状態を安定化する必要があるが、この場合にあってはワークの支持個所数に応じてロボットを配置する必要があり、ロボット数の増大により装置自体が大型化及び状量化すると共に高コスト化する問題を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２４５３００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
解決しようとする問題点は、重量物及び大型の成形品等のワークを支持するには、該ワークの重量に耐えることができる強固な構造のロボットアームを備えた大型ロボットで構成する必要があり、装置自体が高コスト化する点にある。
【０００８】
また、基台に対してワーク支持部材の移動状態を保持するため、ロボットアームに設けられた基台とワーク支持部材の間にロック装置を必要とするため、ロボットアームの先端部が大型化及び重量化する点にある。
【０００９】
更に、ワークを支持するには、通常、ワークの複数個所を支持して支持状態を安定化する必要があるが、この場合にあってはワークの支持個所数に応じてロボットを配置する必要があり、ロボット数の増大により装置自体が大型化及び状量化すると共に高コスト化する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、ワークの長手方向と直交する前後方向の一方側に配置された２個のワーク支持部材及び上記長手方向と直交する前後方向の他方側に配置された少なくとも１個のワーク支持部材によりワーク下面を支持するワーク支持装置において、上記前後方向の一方側に配置された２個のワーク支持部材は、上記前後方向の他方側に配置された少なくとも１個のワーク支持部材に対し、上記長手方向と一致する左右方向、上記前後方向へ移動可能で、かつ上下方向に軸線を有して回転可能にそれぞれ支持された送りねじの回転に伴って昇降可能に設けられると共に同期上下駆動手段における単一の駆動源が各送りねじに連結され、該駆動源の駆動に伴って同期回転する各送りねじにより同一の移動量で昇降して位置調整可能としたことを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、重量物及び大型の成形品等のワークを支持する場合であっても、簡易な構造で装置自体を低コスト化することができる。また、ワークに対する支持位置にてワーク支持部材の移動状態を簡易に保持することができ、装置の構造を簡易化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ワーク支持装置の概略を示す斜視図である。
【図２】ワーク支持装置の前方を拡大して示す略体正面図である。
【図３】ワーク支持装置の後方を拡大して示す略体正面図である。
【図４】同期上下駆動手段を示す略体斜視図である。
【図５】ワーク支持部材の前後幅の調整作用を示す説明図である。
【図６】後方に配置されたワーク支持部材の前後幅の調整作用を示す説明図である。
【図７】前方に配置されたワーク支持部材の左右方向への位置調整作用を示す説明図である。
【図８】後方に配置されたワーク支持部材の左右方向への位置調整作用を示す説明図である。
【図９】後方に配置された一方のワーク支持部材の高さ調整作用を示す説明図である。
【図１０】前方に配置されたワーク支持部材相互が離間した状態における高さ調整作用を示す説明図である。
【図１１】前方に配置されたワーク支持部材相互が近付いた状態における高さ調整作用を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
前後方向の一方側に配置された２個のワーク支持部材は、前後方向の他方側に配置された少なくとも１個のワーク支持部材に対し、長手方向と一致する左右方向、前後方向へ移動可能で、かつ上下方向に軸線を有して回転可能にそれぞれ支持された送りねじの回転に伴って昇降可能に設けられると共に同期上下駆動手段における単一の駆動源が各送りねじに連結され、該駆動源の駆動に伴って同期回転する各送りねじにより同一の移動量で昇降して位置調整可能としたことを最適の実施形態とする。
【実施例１】
【００１４】
以下、実施例を示す図に従って本発明を説明する。
図１乃至図４に示すようにワーク支持装置１の本体フレーム３の前方には前後方向（後述するワーク５１の長手方向と直交する方向）へ延出する左右一対のレール５が設けられ、該レール５には上記前後方向と直交する水平方向へ延出する基台７が前後方向へ移動可能に支持される。該基台７には前後方向に軸線を有して軸両端部が本体フレーム３に軸支された第１前後送りねじ１１がナット（図示せず）に噛合わされる。該第１前後送りねじ１１の軸後端部は本体フレーム３に設けられたサーボモータ等の数値制御可能な第１電動モータ９に連結され、第１電動モータ９の駆動に伴って回転する第１前後送りねじ１１により上記基台７が前後方向へ移動される。
【００１５】
上記基台７の後部には該基台７の中間部から左右方向（後述するワーク５１の長手方向と一致する方向）外側へそれぞれ延出する第１及び第２水平フレーム１３・１５が取付けステー１７・１９を介して固定される。上記第１及び第２水平フレーム１３・１５には第１及び第２水平可動体（図示せず）が水平方向へ移動可能に支持され、各第１及び第２水平可動体には水平方向に軸線を有し、軸両端部が上記第１及び第２水平フレーム１３・１５にそれぞれ軸支された第１及び第２水平送りねじ２９・３１がそれぞれのナット（図示せず）に噛合わされる。
【００１６】
第１及び第２水平送りねじ２９・３１が一方軸端部にはサーボモータ等の数値制御可能な第２及び第３電動モータ２５・２７がそれぞれ連結され、第２及び第３電動モータ２５・２７の駆動に伴って回転する第１及び第２水平送りねじ２９・３１により上記各第１及び第２水平可動体が水平方向へそれぞれ移動される。
【００１７】
各第１及び第２水平可動体には第１及び第２上下フレーム３３・３５がそれぞれ固定され、各第１及び第２上下フレーム３３・３５には第１及び第２上下可動体３７・３９が昇降可能に支持される。各第１及び第２上下可動体３７・３９には上下方向に軸線を有した第１及び第２上下送りねじ４５・４７がそれぞれのナット（図せず）に噛合わされる。
【００１８】
また、第１及び第２上下送りねじ４５・４７の軸下端部には歯付きプーリ等の第１及び第２回転体４１・４３がそれぞれ固定される。更に、第１及び第２上下可動体３７・３９は後述する同期上下駆動手段４９により同期回転する第１及び第２上下送りねじ４５・４７により昇降される。
【００１９】
上記取付けステー１７・１９には第１及び第２水平フレーム１３・１５の水平方向長さに応じた長さで、水平方向に延出する同期上下駆動手段４９の収容ケース５０が固定される。該収容ケース５０の上面には上記第１及び第２上下送りねじ４５・４７の軸端部に応じた位置にて水平方向へ所定幅で延出する長孔５０ａが形成され、該長孔５０ａを介して第１及び第２回転体４１・４３が収容ケース５０内に収容される。
【００２０】
また、上記第１及び第２上下可動体３７・３９の上部には水平側方へ延出するアーム部３７ａ・３９ａがそれぞれ設けられ、各アーム部３７ａ・３９ａには支持されるワーク５１下面の支持個所にそれぞれ設けられた突部（図示せず）を把持したり、吸着したり又は当接して支持するワーク支持部材５３・５５がそれぞれ設けられる。
【００２１】
上記ワーク支持部材５３・５５は、例えばアーム部３７ａ・３９ａの先端部に側面が上開放コ字形の取付けフレームを取付け、該取付けフレームの一方側壁を押当て部とすると共に該押当て部に相対するロッドの先端部に押圧部が設けられたエアーシリンダ等の作動部材を取付け、後述するワーク５１の下面における支持個所に予め形成された突片を挟持して保持する構成又はアーム部３７ａ・３９ａの先端部に摩擦係数が高い当接部材（いずれも図示せず。）を取付け、ワーク５１の下面における支持個所に当接して支持する構成の何れであってもよい。
【００２２】
上記本体フレーム３の後方には本体フレーム３の中間部が水平方向外側へそれぞれ延出する第３及び第４水平フレーム５７・５９が設けられ、各第３及び第４水平フレーム５７・５９には第３及び第４水平可動体６１・６３が水平方向へ移動可能に支持される。各第３及び第４水平可動体６１・６３には水平方向に軸線を有し、軸両端部が上記第３及び第４水平フレーム５７・５９にそれぞれ軸支された第３及び第４水平送りねじ６９・７１がそれぞれのナット（図示せず）に噛合わされる。
【００２３】
第３及び第４水平送りねじ６９・７１の各一方軸端部はサーボモータ等の数値制御可能な第４及び第５電動モータ６５・６７にそれぞれ連結され、第４及び第５電動モータ６５・６７の駆動に伴って回転する第３及び第４水平送りねじ６９・７１により第３及び第４水平可動体６１・６３が水平方向へそれぞれ移動される。
【００２４】
図示する左方の第３水平可動体６１には前後方向へ延出する前後フレーム７３が設けられ、該前後フレーム７３には前後可動体７５が前後方向へ移動可能に支持される。該前後走行体７５は前後方向に軸線を有し、軸両端部が前後フレーム７３に軸支された第２前後送りねじ７９がナット（図示せず）に噛合わされる。第２前後送りねじ７９の一方軸端部にはサーボモータ等の数値制御可能な第６電動モータ７７が連結され、第６電動モータ７７の駆動に伴って回転する第２前後送りねじ７９の回転により前後可動体７５が前後方向へ移動される。
【００２５】
前後走行体７５における起立部７５ａの先端部（上端部）にはワーク５１下面の支持個所にそれぞれ設けられた突部（図示せず）を把持したり、吸着したり又は当接して支持するワーク支持部材８１が設けられる。該ワーク支持部材８１は上記したワーク支持部材５３・５５と同様の構成とすればよい。
【００２６】
また、図示する右方の第４水平可動体６３には上下フレーム８３が設けられ、該上下フレーム８３には昇降体８５が昇降可能に支持される。該昇降体８５には上下方向に軸線を有し、軸両端部が上下フレーム８３に軸支された第３上下送りねじ８９がナット（図示せず）に噛合わされる。第３上下送りねじ８９の一方軸端部にはサーボモータ等の数値制御可能な第７電動モータ８７が連結され、第７電動モータ８７の駆動に伴って回転する第３上下送りねじ８９の回転により昇降体８５が昇降される。
【００２７】
上記昇降体８５の上部にはワーク５１下面の支持個所にそれぞれ設けられた突部（図示せず）を把持したり、吸着したり又は当接して支持するワーク支持部材９１が設けられる。該ワーク支持部材９１は上記したワーク支持部材５３・５５と同様の構成とすればよい。
【００２８】
上記同期上下駆動手段４９は収容ケース５０の水平方向中間部に固定されたサーボモータ等の数値制御可能な第８電動モータ９３と、該第８電動モータ９３の出力軸と第１及び第２上下送りねじ４５・４７の間に配置され、各端部が支持軸９５により揺動可能に軸支された複数個のリンクアーム９７と、上記第８電動モータ９３の出力軸に固定された歯付きプーリ等の駆動回転体９９と、上記支持軸９５の軸端部にそれぞれ固定される歯付きプーリ等の従動回転体１０１と、上記駆動回転体９９を中心に隣接する従動回転体１０１及び従動回転体１０１と第１及び第２回転体４１・４３にそれぞれ掛渡される歯付きベルト等の駆動力伝達部材１０３から構成される。
【００２９】
なお、駆動回転体９９及びこれに隣接する従動回転体１０１の間には１個の駆動力伝達部材１０３が一体に掛渡されて駆動力を伝達するように構成される。このため、第８電動モータ９３の出力軸に支持された隣接するリンクアーム９７が互いに近づく方向へ揺動された際に、駆動回転体９９に対する駆動力伝達部材１０３の噛合いが解除されて外れる恐れが生じる。これを防止するため、駆動力伝達部材１０３が掛渡された駆動回転体９９に対して押圧回転体１０５を圧接して駆動力回転体９９に掛渡された駆動力伝達部材１０３が外れるのを規制する。
【００３０】
なお、上記したワーク支持装置１の近傍又は上方には該ワーク支持装置１にセットされたワーク５１に対して穴開け加工する穴開け加工装置（図示せず）やワーク５１周縁のバリを切断除去するバリ取り装置（図示せず）が配置される。
【００３１】
次に、上記のように構成されたワーク支持装置１によるワーク５１の支持作用に付いて説明すると、ワーク５１下面に予め設定された支持個所の左右幅、前後幅や支持高さに応じて各ワーク支持部材５３・５５、８１・９１の相互間隔及び高さを以下のように調整する。
【００３２】
先ず、前方に位置するワーク支持部材５３・５５と後方に位置するワーク支持部材８１・９１の前後幅（相互間隔）を調整するには、上記前後幅に応じて駆動制御される第１電動モータ９により第１前後送りねじ１１を回転して基台７を前方または後方へ移動し、ワーク５１前方における支持前方位置に対して対応するワーク支持部材５３・５５を、またワーク５１後方における支持後方位置に対して対応するワーク支持部材８１・９１をそれぞれ一致させる。（図５参照）
【００３３】
また、上記状態にて後方に位置する一方のワーク支持部材８１と他方のワーク支持部材９１の前後間隔を調整するには、上記前後間隔に応じて駆動制御される第６電動モータ７７により第２前後送りねじ７９を回転して前後可動体７５を前方または後方へ移動し、ワーク５１後方における図示する左側の支持後方位置に対して対応するワーク支持部材８１を一致させる。（図６参照）
【００３４】
次に、前方に位置するワーク支持部材５３・５５の左右方向幅をそれぞれ調整するには、先ず、前方における図示する左方のワーク支持部材５３の図示する左方位置に応じた駆動量で第２電動モータ２５を駆動制御して第１水平可動体を図示する左方へ移動してワーク支持部材５３をワーク５１前方における図示する左側の所定支持位置に一致させる。同様に前方における図示する右方のワーク支持部材５５の図示する右方位置に応じた駆動量で第３電動モータ２７を駆動制御して第２水平可動体を図示する右方へ移動してワーク支持部材５５をワーク５１前方における図示する右側の所定支持位置に一致させる。（図７参照）
【００３５】
上記のように前方に位置するワーク支持部材５３・５５の左右方向位置を調整する際、収容ケース５０内に収容された同期上下駆動手段４９の各リンクアーム９７が回動軸９５を中心に互いに揺動し、第１及び第２水平可動体の移動を可能にさせる。
【００３６】
また、後方に位置するワーク支持部材８１・９１の左右方向幅をそれぞれ調整するには、先ず、後方における図示する左方のワーク支持部材８１の図示する左方位置に応じた駆動量で第４電動モータ６５を駆動制御して第３水平可動体６１を図示する左方へ移動してワーク支持部材８１をワーク５１後方における図示する左側の所定支持位置に一致させる。同様に後方における図示する右方のワーク支持部材９１の図示する右方位置に応じた駆動量で第５電動モータ６７を駆動制御して第４水平可動体６３を図示する右方へ移動してワーク支持部材９１をワーク５１後方における図示する右側の所定支持位置に一致させる。（図８参照）
【００３７】
次に、後方右側に位置するワーク支持部材９１の高さ位置を調整するには、該ワーク支持部材９１の高さ位置に応じた駆動量で第７電動モータ８７を駆動制御して昇降体８５を上下方向へ移動し、該ワーク支持部材９１をワーク５１後方における図示する右側の所定高さ位置に一致させる。（図９参照）
【００３８】
なお、本例においては、後方における図示する左方のワーク支持部材８１は、上下方向に対して昇降不能で一定の高さに位置するように構成され、該ワーク支持部材８１の支持高さがワーク５１支持の高さ原点になるように設定される。
【００３９】
次に、前方に位置するワーク支持部材５３・５５が左右方向の任意位置に移動した状態（図１０はワーク支持部材５３・５５が互いに離間した位置における高さ調整作用を、また図１１はワーク支持部材５３・５５が互いに近づいた位置における高さ調整作用を示す。）の高さ位置調整作用に付いて説明する。これらワーク支持部材５３・５５はワーク５１に対する支持高さ位置が同一であるため、同期して昇降させる必要がある。
【００４０】
本例においては、ワーク５１に対するワーク支持部材５３・５５の支持高さ位置に応じた駆動量で第８電動モータ９３を回転駆動すると、該第８電動モータ９３による回転駆動力が駆動回転体９９の図示する左側及び右側にそれぞれ位置する駆動力伝達部材１０３及び従動回転体１０１を介して第１及び第２回転体４１・４３へそれぞれ伝達され、対応する第１及び第２上下送りねじ４５・４７を同期した回転量で回転させる。
【００４１】
上記したワーク支持部材５３・５５の支持高さ位置を調整する際に、第１及び第２水平フレーム１３・１５の各原点（ワーク支持装置１の機械中心）から第１水平可動体と第２水平可動体の位置がそれぞれ異なる場合には、駆動回転体６６から図示左方に配置されるリンクアーム９７相互が第１水平可動体の移動量に応じた揺動角度に、駆動回転体６６から図示右方に配置されるリンクアーム９７相互が第２水平可動体の移動量に応じた揺動角度になった状態で従動回転体１０１及び駆動力伝達部材１０３を介して第８電動モータ９３の回転駆動力をそれぞれの第１及び第２回転体４１・４３へ伝達して第１及び第２上下送りねじ４５・４７を同期回転してそれぞれのワーク支持部材５３・５５を等しい移動量で昇降させる。これにより前方に位置する左右一対のワーク支持部材５３・５５は、常に同一の高さになるように設定される。（図１０及び図１１参照）
【００４２】
本実施例は、前方に位置するワーク支持部材５３・５５と後方に位置するワーク支持部材８１・９１を前後方向及び水平方向、上下方向へ移動してワーク５１の大きさに応じて予め設けられた支持個所に一致させてワーク５１を安定した状態で支持することができ、該ワーク５１に対して位置ずれが発生することなく所定の下降や処理を行うことができる。
【００４３】
また、前方に位置するワーク支持部材５３・５５にあっては、単一の第８電動モータ９３により対応する第１及び第２上下送りねじ４５・４７を同期回転して常に同一の高さになるように移動させることができると共に電動モータ数を低減して低コスト化することができる。
【００４４】
上記説明は、第８電動モータ９３の出力軸に１個の駆動回転体９９を取付け、該駆動回転体９９と図示する左方及び右方に隣設されたリンクアーム９７に設けられた従動回転体１０１に１本の駆動力伝達部材１０３を掛渡すと共に該駆動力伝達部材１０３が掛渡された駆動力回転体９９に押圧回転体１０５を圧接して設けて駆動回転体９９から駆動力伝達部材１０３が外れるのを規制する構成としたが、上記出力軸に２個の駆動回転体９９を同軸に取付け、一方の駆動回転体９９と図示する左方に隣設されたリンクアーム９７の従動回転体１０１に駆動力伝達部材１０３を、また他方の駆動回転体９９と図示する右方に隣設されたリンクアーム９７の従動回転体１０１に駆動力伝達部材１０３をそれぞれ掛渡して第１及び第２上下送りねじ４５・４７を同期回転する構成としてもよい。
【符号の説明】
【００４５】
１  ワーク支持装置
３  本体フレーム
５  レール
７  基台
９  第１電動モータ
１１  第１前後送りねじ
１３  第１水平フレーム
１５  第２水平フレーム
１７・１９  取付けステー
２５  第２電動モータ
２７  第３電動モータ
２９  第１水平送りねじ
３１  第２水平送りねじ
３３  第１上下フレーム
３５  第２上下フレーム
３７  第１上下可動体
３７ａ  アーム部
３９  第２上下可動体
３９ａ  アーム部
４１  第１回転体
４３  第２回転体
４５  第１上下送りねじ
４７  第２上下送りねじ
４９  同期上下駆動手段
５０  収容ケース
５０ａ  長孔
５１  ワーク
５３  ワーク支持部材
５５  ワーク支持部材
５７  第３水平フレーム
５９  第４水平フレーム
６１  第３水平可動体
６３  第４水平可動体
６５  第４電動モータ
６７  第５電動モータ
６９  第３水平送りねじ
７１  第４水平送りねじ
７３  前後フレーム
７５  前後可動体
７５ａ  起立部
７７  第６電動モータ
７９  第２前後送りねじ
８１  ワーク支持部材
８３  上下フレーム
８５  昇降体
８７  第７電動モータ
８９  第３上下送りねじ
９１  ワーク支持部材
９３  第８電動モータ
９５  支持軸
９７  リンクアーム
９９  駆動回転体
１０１  従動回転体
１０３  駆動力伝達部材
１０５  押圧回転体
【図１】
0005794626.tif 000002
【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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