(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブボディと、
弾性材料により構成され、前記バルブボディに保持され、流体が流通する流路を有する流路管と、
前記バルブボディに設けられ、前記流路が開状態となる開位置と前記流路が閉状態となる閉位置との間を移動可能に構成されたスイッチと、
前記スイッチの移動に伴い作動し、前記スイッチを前記開位置から前記閉位置へ移動させる時の前記スイッチに加わる駆動力を倍力する倍力機構と、
前記倍力機構により倍力された駆動力を受けて前記流路管を変形させ、前記流路管の前記流路を閉じる締付部材と、
前記閉位置にある前記スイッチに当接し、前記スイッチが前記閉位置から前記開位置に移動するのを規制するストッパと、を備えるバルブ。
【請求項２】
前記倍力機構は、複数のリンクにより構成され、てこの原理により前記駆動力を倍力する機構である請求項１に記載のバルブ。
【請求項３】
前記倍力機構に連結された開閉部材を更に備え、
前記流路管は、流体の出口側となる一端部を有し、
前記流路管には、前記締付部材により変形される部分よりも前記一端部側の位置に、前記流路と外部とを連通する解放孔が形成され、
前記開閉部材は、前記倍力機構の動きに伴い変位し、前記スイッチが前記開位置にあるときには前記解放孔に当接して塞ぎ、前記スイッチが前記閉位置にあるときには前記解放孔から離間する請求項１または請求項２に記載のバルブ。
【請求項４】
前記ストッパは、前記開位置にある前記スイッチに当接し、前記スイッチが前記開位置から前記閉位置に移動するのを規制する請求項３に記載のバルブ。
【請求項５】
前記流路管のその延びる方向に直交する断面の形状は、長円環状または楕円環状をなし、前記締付部材は、前記流路管を、長円環状または楕円環状の短手方向に沿って変形させる請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のバルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、手動で開閉操作を行うバルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、手動でハンドルを回動させて流路管を押し潰して流路の開閉を行うバルブが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３１４４７９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、上記のバルブでは、バルブ本体が他の部材に固定されていない場合、ハンドル操作のねじりにより配管等に付加を与えないように、一方の手でバルブ本体を保持しつつ、他方の手で開閉を行う必要があり、操作性があまり良くない。また、操作部をスライドスイッチ式にし、一方の手でバルブ本体の保持と開閉操作を同時に行えるようにしたとしても、内圧が付与された流路管を、流路管に対して垂直方向に押し潰すためには、大きな操作荷重が必要になり、操作性があまり良くない。
【０００５】
そこで本発明は、バルブボディが固定されていなくても容易に片手で流路を開閉可能なバルブ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】
【０００６】
上記目的を解決するために、本発明の一態様であるバルブは、バルブボディと、弾性材料により構成され、前記バルブボディに保持され、流体が流通する流路を有する流路管と、前記バルブボディに設けられ、前記流路が開状態となる開位置と前記流路が閉状態となる閉位置との間を移動可能に構成されたスイッチと、前記スイッチの移動に伴い作動し、前記スイッチを前記開位置から前記閉位置へ移動させる時の前記スイッチに加わる駆動力を倍力する倍力機構と、前記倍力機構により倍力された駆動力を受けて前記流路管を変形させ、前記流路管の前記流路を閉じる締付部材と、を備える。
【０００７】
また、前記倍力機構は、複数のリンクにより構成され、てこの原理により前記駆動力を倍力する機構であっても良い。
【０００８】
また、前記閉位置にある前記スイッチに当接し、前記スイッチが前記閉位置から前記開位置に移動するのを規制するストッパを更に備えても良い。
【０００９】
また、前記倍力機構に連結された開閉部材を更に備え、前記流路管は、流体の出口側となる一端部を有し、前記流路管には、前記締付部材により変形される部分よりも前記一端部側の位置に、前記流路と外部とを連通する解放孔が形成され、前記開閉部材は、前記倍力機構の動きに伴い変位し、前記スイッチが前記開位置にあるときには前記解放孔に当接して塞ぎ、前記スイッチが前記閉位置にあるときには前記解放孔から離間しても良い。
【００１０】
また、前記ストッパは、前記開位置にある前記スイッチに当接し、前記スイッチが前記開位置から前記閉位置に移動するのを規制しても良い。
【００１１】
前記流路管のその延びる方向に直交する断面の形状は、長円環状または楕円環状をなし、前記締付部材は、前記流路管を、長円環状または楕円環状の短手方向に沿って変形させても良い。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、バルブボディが固定されていなくても片手で流路を開閉可能なバルブを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態における開状態にあるバルブの外観斜視図を示す。
【図２】バルブボディの蓋部材を外した状態における開状態にあるバルブの正面図を示す。
【図３】開状態にあるバルブの内部構造の斜視図を示す。
【図４】スイッチをＸ方向の一方側から見た正面図を示す。
【図５】連結リングの平面図を示す。
【図６】開閉部材の正面図を示す。
【図７】締付部材の正面図を示す。
【図８】閉状態にあるバルブの外観斜視図を示す。
【図９】バルブボディの蓋部材を外した状態における閉状態にあるバルブの正面図を示す。
【図１０】閉状態にあるバルブの内部構造の斜視図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の一実施形態によるバルブについて、図面を参照して説明する。本実施形態におけるバルブ１は、例えば、空圧作動式バルブのアクチュエータへのエア供給ラインに適用される。
【００１５】
図１は、本実施形態における開状態にあるバルブ１の外観斜視図を示し、図２は、バルブボディ２の蓋部材２Ｂを外した状態における開状態にあるバルブ１の正面図を示し、図３は、開状態にあるバルブ１の内部構造の斜視図を示している。図１、２に示すように、バルブ１は、バルブボディ２と、スイッチ支持板３と、スイッチ４と、連結リング５と、倍力機構２０である第１〜３リンク６〜８と、開閉部材９と、締付部材１０と、流路管１１と、一対のワンタッチ継手１２とを備える。以下の説明において、バルブ１の長手方向をＸ方向、短手方向をＹ方向、Ｘ方向およびＹ方向に直交する方向をＺ方向として説明する。また、スイッチ４側を上側、その反対側を下側として説明する。
【００１６】
図１、２を参照して、バルブボディ２の構造について説明する。バルブボディ２は、樹脂等により構成され、中空の略直方体形状をなし、ボディ本体２Ａと、蓋部材２Ｂとを備える。ボディ本体２Ａは、底壁２Ａ１と、一対の端壁２Ａ２と、側壁２Ａ３と、頂壁２Ａ４とを有する。一対の端壁２Ａ２は、底壁２Ａ１のＸ方向の各端部にそれぞれ設けられている。側壁２Ａ３は、底壁２Ａ１のＹ方向の一方側に設けられている。頂壁２Ａ４は、Ｚ方向において底壁２Ａ１に対向し、一対の端壁２Ａ２および側壁２Ａ３に接続されている。底壁２Ａ１と、一対の端壁２Ａ２と、側壁２Ａ３と、頂壁２Ａ４とにより、凹部２ｃが形成される。
【００１７】
各端壁２Ａ２の底壁２Ａ１側の端部には、Ｙ方向に延びる管挿入溝２ｄが形成されている。各管挿入溝２ｄは、凹部２ｃおよび端壁２Ａ２の端面（図２の紙面手前側の端面）に開口している。各端壁２Ａ２には、Ｘ方向に延び管挿入溝２ｄおよび外部に開口する嵌入孔２ｅが形成されている。また、一方（図２の右側）の端壁２Ａ２の頂壁２Ａ４側には、Ｘ方向に延び端壁２Ａ２を貫通する板挿入孔２ｆが形成されている。また、他方（図２の左側）の端壁２Ａ２の頂壁２Ａ４側の端部には、Ｙ方向に延び凹部２ｃおよび端壁２Ａ２の端面（図２の紙面手前側の端面）に開口するスイッチ挿入溝２ｇが形成されている。スイッチ挿入溝２ｇを形成することにより、他方の端壁２Ａ２には板載置面２ｈが形成される。また、他方の端壁２Ａ２には、スイッチ挿入溝２ｇに開口する板挿入凹部２ｉが形成されている。  
【００１８】
図１、２に示すように、頂壁２Ａ４には、スイッチ貫通孔２ｊが形成されている。また、頂壁２Ａ４には、スイッチ貫通孔２ｊ内に突出するストッパ２Ｋが設けられている。底壁２Ａ１および一対の端壁２Ａ２のそれぞれには、雌ねじが形成されたボルト螺合孔２ｍが形成されている。
【００１９】
図１に示すように、蓋部材２Ｂは、矩形板状をなし、３つのボルト螺合孔２ｍに対応する３つのボルト挿入孔２ｎが形成されている。ボルト２Ｐがボルト挿入孔２ｎに挿入されボルト螺合孔２ｍに螺合されることにより、蓋部材２Ｂは、ボディ本体２Ａに対して固定されている。蓋部材２Ｂにより、ボディ本体２Ａの凹部２ｃの開口が閉じられる。また、蓋部材２Ｂには、４つのシャフト支持孔２ｏが形成されている（図１においては、一つのシャフト支持孔２ｏにのみ引き出し線を引いている。）。なお、側壁２Ａ３にも、４つのシャフト支持孔２ｏに対向する位置に図示せぬシャフト支持孔が形成されている。
【００２０】
次に、図１〜７を参照して、バルブ１の内部構成について説明する。
【００２１】
図２、３に示すように、スイッチ支持板３は、Ｘ方向に延びる板状をなし、一端部が板載置面２ｈに載置されて板挿入凹部２ｉに挿入され、他端部が板挿入孔２ｆに挿入されて、ボディ本体２Ａに支持されている。
【００２２】
スイッチ４は、樹脂等により構成され、摺動移動可能にスイッチ支持板３上に配置されている。スイッチ４は、基部４Ａと操作部４Ｂとを有する。基部４Ａは、板状をなし、頂壁２Ａ４とスイッチ支持板３との間に位置している。基部４ＡのＹ方向の幅は、スイッチ貫通孔２ｊのＹ方向の幅より大きく構成されている。バルブ１が開状態にあるとき、スイッチ４の一部はスイッチ挿入溝２ｇ内に位置する。なお、図１〜３におけるスイッチ４の位置が、後述の流路管１１の流路１１ｃが開状態となる開位置であり、図８〜１０におけるスイッチ４の位置が、後述の流路管１１の流路１１ｃが閉状態となる閉位置である。
【００２３】
図４は、スイッチ４をＸ方向の一方側から見た正面図を示している。図４に示すように、基部４ＡのＸ方向の一端部のスイッチ支持板３側は、リング装着部４Ｃを有する。リング装着部４ＣのＹ方向の両側には切欠き４ｄが形成されている。また、リング装着部４Ｃには、Ｙ方向に延び切欠き４ｄに開口するリング挿入孔４ｅが形成されている。
【００２４】
図１、２に示すように、操作部４Ｂは、基部４Ａ上に設けられており、スイッチ貫通孔２ｊを介して、バルブボディ２の外部に突出している。
【００２５】
図５は、連結リング５の平面図を示している。連結リング５は、樹脂等により構成され、略矩形の環状をなしている。図２に示すように、連結リング５は、その一方の短辺部５Ａがリング挿入孔４ｅに挿入され、リング装着部４Ｃに対し回動可能に装着される。スイッチ４は、短辺部５Ａに沿ってＹ方向に移動可能である。また、連結リング５の他方の短辺部５Ｂは、スイッチ支持板３が連結リング５内を貫通するように、スイッチ支持板３よりも底壁２Ａ１側に位置している。
【００２６】
図２、３に示すように、倍力機構２０は、第１〜３リンク６〜８により構成される。第１リンク６は、バルブボディ２に固定された第１シャフト１３を中心に回動可能に設けられている。第１リンク６の一端部は、連結リング５の短辺部５Ｂに対し回動可能に連結されている。第２リンク７は、その一端部が第１リンク６の他端部に対し回動可能に連結されている。第３リンク８は、バルブボディ２に固定された第２シャフト１４を中心に回動可能に設けられている。第３リンク８の一端部は、第２リンク７の他端部に対し回動可能に連結され、第３リンク８の他端部は、締付部材１０の一端部に回動可能に連結されている。
【００２７】
第１シャフト１３から第１リンク６の一端部までの距離は、第１シャフト１３から第１リンク６の他端部までの距離の約２倍となるように構成されている。第２シャフト１４から第３リンク８の一端部までの距離は、第２シャフト１４から第３リンク８の他端部までの距離の約２倍となるように構成されている。
【００２８】
図６は、開閉部材９の正面図を示している。開閉部材９は、矩形板状をなし、その一端部にシャフト接続孔９ａが形成され、他端側に側面視長円状のシャフト挿通孔９ｂ（図２も参照）が形成されている。接続シャフト１５がシャフト接続孔９ａおよび第１リンク６における第１シャフト１３と第１リンク６の他端部との間の部分に対し挿入されることにより、図２、３に示すように、開閉部材９の一端部が第１リンク６に対し回動可能に接続されている。
【００２９】
シャフト挿通孔９ｂには、バルブボディ２に固定された第３シャフト１６が挿通されている。長円状のシャフト挿通孔９ｂの長手方向の長さは、第３シャフト１６の直径よりも長く構成されている。開閉部材９の一端部は、第１リンク６の回動に伴い変位し、開閉部材９の他端部は、開閉部材９の一端部と第３シャフト１６との位置関係に応じて変位する。すなわち、開閉部材９の一端部の変位に応じて、開閉部材９の他端部は第３シャフト１６に沿って変位する。そして、開閉部材９の変位により、開閉部材９の他端部の先端が、流路管１１に対し当接および離間し、流路管１１に当接した状態では、後述の流路管１１の解放孔１１ｄを塞ぐように構成されている。
【００３０】
図７は、締付部材１０の正面図を示している。締付部材１０は、矩形板状をなし、そのＹ方向の幅は後述の流路管１１の本体部１１ＡのＹ方向の幅より大きく構成される。締付部材１０の一端部のＹ方向の略中央には接続凹部１０ａが形成されている。また、締付部材１０の一端部には、シャフト接続孔１０ｂが形成されている。そして、接続凹部１０ａ内に第３リンク８の他端部が配置され、接続シャフト１７がシャフト接続孔１０ｂおよび第３リンク８の他端部に挿入されることにより、図２、３に示すように、締付部材１０の一端部が、第３リンク８の他端部に対し回動可能に接続されている。
【００３１】
締付部材１０の中央部には、側面視長円状のシャフト挿通孔１０ｃが形成されている。シャフト挿通孔１０ｃには、バルブボディ２に固定された第４シャフト１８が挿通されている。長円状のシャフト挿通孔１０ｃの長手方向の長さは、第４シャフト１８の直径よりも長く構成されている。締付部材１０の一端部は、第３リンク８の回動に伴い変位し、開閉部材９の他端部は、締付部材１０の一端部と第４シャフト１８との位置関係に応じて変位する。すなわち、締付部材１０の一端部の変位に応じて、締付部材１０の他端部は第４シャフト１８に沿って変位する。そして、締付部材１０の変位により、締付部材１０の他端部の先端は、流路管１１を押圧して変形させ、流路管１１を閉状態にするように構成されている。
【００３２】
流路管１１は、例えば、ウレタン、シリコン等の弾性材料により構成され筒状をなしている。流路管１１は、本体部１１Ａと、一対の装着部１１Ｂとを有する。本体部１１ＡはＸ方向に直交する断面が長円環状をなし、各装着部１１ＢはＸ方向に直交する断面が円環状をなしている。各装着部１１Ｂが、ボディ本体内２Ａの管挿入溝２ｄに挿入されることにより、流路管１１はボディ本体２Ａに装着される。本体部１１Ａは、底壁２Ａ１と開閉部材９および締付部材１０との間に位置している。本体部１１ＡのＸ方向の略中央には、流路１１ｃとバルブボディ２内部とを連通する解放孔１１ｄが形成されている。
【００３３】
一対のワンタッチ継手１２は、それぞれ端壁２Ａ２の嵌入孔２ｅに嵌入され、先端が流路管１１の装着部１１Ｂに当接している。本実施形態において、１次側である右側のワンタッチ継手１２は、チューブを介してエア供給源に接続され、２次側である図２の左側のワンタッチ継手１２は、チューブを介して空圧作動式バルブに接続される。
【００３４】
次に、バルブ１を開状態から閉状態にする時の動作について説明する。開状態のバルブ１では、開閉部材９は解放孔１１ｄを塞ぎ、締付部材１０は流路管１１の本体部１１Ａに当接はしているが変形させていない状態である。
【００３５】
ユーザがバルブボディ２を把持した状態で、スイッチ４の操作部４Ｂをスライドさせる。具体的には、図１に示した状態のスライド４の操作部４Ｂを、ストッパ２Ｋを迂回させて、図８に示すように、元の位置の反対側へ移動させる。すなわち、スイッチ４を開位置から閉位置へ移動させる。この移動に伴い、図２において、連結リング５の一方の短辺部５Ａは、Ｘ方向に沿って右側に移動する。これにより、連結リング５の他方の短辺部５Ｂは下方へ移動し、第１リンク６の一端部も下方へ移動する。すなわち、第１リンク６は、第１シャフト１３を中心に回動する。
【００３６】
第１リンク６の一端部の下方への移動により、第１リンク６の他端部は上方へ移動する。第１シャフト１３から第１リンク６の一端部までの距離は、第１シャフト１３から第１リンク６の他端部までの距離の約２倍となるように構成されているので、第１リンク６の他端部には、第１リンク６の一端部にかかる力に対して、２倍の力が発生する。また、第１リンク６の他端部の上方への移動に伴い、開閉部材９も上方へ移動し、図９、１０に示すように開閉部材９の他端部の先端は、解放孔１１ｄから離間する。これにより、バルブ１の２次側が開放される。
【００３７】
また、第１リンク６の他端部の上方への移動に伴い、第２リンク７が全体として上方へ移動し、第３リンク８の一端部も上方へ移動する。これにより、第３リンク８は、第２シャフト１４を中心に回動し、第３リンク８の他端部は下方へ移動する。第２シャフト１４から第３リンク８の一端部までの距離は、第２シャフト１４から第３リンク８の他端部までの距離の約２倍となるように構成されているので、第３リンク８の他端部には、第３リンク８の一端部にかかる力に対して、２倍の力が発生する。よって、第３リンク８の他端部には、第１リンク６の一端部にかかる力に対して、４倍の力が発生する。このように、倍力機構２０により、スイッチ４に加わる駆動力が倍力されて締付部材１０に伝達される。
【００３８】
第３リンク８の他端部の下方への移動により、締付部材１０は下方へ移動し、締付部材１０の他端部の先端は、流路管１１の本体部１１Ａを下方へ（流路管１１の長円環状の短手方向に沿って）押圧する。これにより、図９、１０に示すように、本体部１１Ａは変形し、本体部１１Ａの上側部分が下側部分に当接し、バルブ１が閉状態となる。また、締付部材１０は、流路管１１の流路を閉じた状態において、流路管１１が延びる方向（Ｘ方向）に対し垂直をなして、流路管１１を押圧するように構成されている。
【００３９】
バルブ１を閉状態から開状態にするには、スイッチ４を閉位置から開位置に移動させる。これにより、上記の動作とは逆に倍力機構２０等が動作し、締付部材１０の流路管１１に対する押圧が解消され、開閉部材９が解放孔１１ｄを塞いだ状態となる。
【００４０】
また、バルブ１が閉状態であるときには、エア供給源からのエア圧により締付部材１０が押されるが、スイッチ４の操作部４Ｂがストッパ２Ｋに当接して、閉位置から開位置への移動が規制されているので、締付部材１０は変位せず、バルブ１の閉状態が維持される。同様に、バルブ１が開状態であるときには、エア供給源からのエア圧により開閉部材９が押されるが、スイッチ４の操作部４Ｂがストッパ２Ｋに当接して、開位置から閉位置への移動が規制されているので、開閉部材９は変位せず、開閉部材９の解放孔１１ｄへの当接が維持される。
【００４１】
以上のように、本実施形態のバルブ１は、スイッチ４の移動に伴い作動し、スイッチ４を開位置から閉位置へ移動させる時のスイッチ４に加わる駆動力を倍力する倍力機構２０と、倍力機構２０により倍力された駆動力を受けて流路管１１を押圧して変形させ、流路管１１の流路１１ｃを閉じる締付部材１０とを備える。
【００４２】
このように、ユーザがスイッチ４を操作する力を倍力機構２０により倍力させて、締付部材１０により流路管１１の締付が行われる。このため、ユーザは、小さい力でバルブ１の開閉を行うことができる。よって、バルブボディ２が他の部材に固定されていなくても片手でバルブ１の開閉を行うことができる。
【００４３】
また、倍力機構２０は、複数の第１〜３リンク６〜８により構成され、てこの原理により駆動力を倍力する機構であるので、単純な構成でスイッチ４に加わる駆動力を倍力することができる。
【００４４】
また、ストッパ２Ｋは、閉位置にあるスイッチ４に当接し、スイッチ４が閉位置から開位置に移動するのを規制するので、エア供給源からのエア圧による締付部材１０の変位を防止することができ、バルブ１の閉状態を維持することができる。
【００４５】
また、開閉部材９は、倍力機構２０の動きに伴い変位し、スイッチ４が開位置にあるときには解放孔１１ｄに当接して塞ぎ、スイッチ４が閉位置にあるときには解放孔１１ｄから離間する。よって、バルブ１を三方弁として機能させることができ、バルブ１が閉状態にあるときに、空圧作動式バルブの二次側を大気解放させることができる。
【００４６】
また、ストッパ２Ｋは、開位置にあるスイッチ４に当接し、スイッチ４が開位置から閉位置に移動するのを規制するので、エア供給源からのエア圧による開閉部材９の変位を防止することができ、開閉部材９が解放孔１１ｄから離間するのを防止することができる。
【００４７】
また、締付部材１０は、流路管１１を、長円環状の短手方向に沿って変形させて流路１１ｃを閉じるので、円環状に比べて断面積を減じずに流路管１１を流れるエアの流量を確保しつつ、締付部材１０は少ない移動距離で流路１１ｃを閉じることができる。
【００４８】
なお、本発明は、上述した実施例に限定されない。当業者であれば、本発明の範囲内で、種々の追加や変更等を行うことができる。
【００４９】
例えば、上記の実施形態において、締付部材１０の他端部が、図９に示した位置よりも反時計回り方向に回転しないように、ストッパを設けても良いし、第１リンク６が図２に示した位置から時計回りに回転しないようにストッパを設けても良い。
【００５０】
また、流路管１１の断面形状は、長円環状であったが、楕円環状であっても良い。また、倍力機構２０は、第１〜３リンク６〜８からなり、てこの原理を利用する機構であったが、他の機構であっても良い。また、ストッパ２Ｋは、バルブボディ２の一部であったが、バルブボディ２とは別体として設けられていても良い。また、倍力機構２０により、スイッチ４に加わる駆動力が４倍になるように構成したが、倍率はこれに限らず、必要に応じた倍率になるように構成しても良い。
【符号の説明】
【００５１】
１：バルブ、２：バルブボディ、２Ｋ：ストッパ、４：スイッチ、６：第１リンク、７：第２リンク、８：第３リンク、９：開閉部材、１０：締付部材、１１：流路管、１１ｄ：解放孔、２０：倍力機構
【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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