(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エアの供給及び排気用の１つの開口を備え密閉されたボックスの該開口を介してボックス内へのエアの供給と該ボックスからのエアの排気とを可能にする配管ユニットであって、
少なくとも第１の接続口と第２の接続口と第３の接続口との３つの接続口を備え３方向に分岐する分岐継手と、該分岐継手の該第１の接続口と該ボックスの該開口とを連結する第１の配管と、該第１の配管の内部を貫通し該第１の配管の内壁との間に隙間を形成する第２の配管と、を備え、  該分岐継手において、該第１の接続口に接続される該第１の配管から該分岐継手内部を通り該第２の接続口に至るまで該第２の配管を通し、該第１の接続口に接続される該第１の配管を該第３の接続口に連通させてエアの流通を可能にした配管ユニット。
【請求項２】
前記第２の接続口をエア供給源に接続し、該エア供給源から供給されるエアを前記第２の配管を通して前記ボックス内に供給し、該ボックス内のエアを前記第１の配管と第２の配管との間の前記隙間を通して前記第３の接続口から大気に排気することを特徴とする請求項１記載の配管ユニット。
【請求項３】
前記第３の接続口をエア供給源に接続し、該エア供給源から供給されるエアを前記第１の配管と前記第２の配管との間の前記隙間を通して前記ボックス内に供給し、該ボックス内のエアを該第２の配管を通して前記第２の接続口から大気に排気することを特徴とする請求項１記載の配管ユニット。
【請求項４】
前記ボックスの内部には測定器を収容しており、
該ボックスに接続される請求項１、２又は３記載の配管ユニットにより該ボックス内にエアを供給するとともに該ボックス内のエアを大気に排気して該ボックス内の圧力を一定に維持することを特徴とする請求項１記載の配管ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボックス内へのエアの供給とボックスからのエアの排気とを可能にする配管ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエーハ等は、例えば、研削装置によって研削されて所定の厚さに形成された後に、切削装置等により分割されて個々のデバイス等になり、各種電子機器等に利用されている。そして研削装置等の加工室内には、研削加工中のウエーハの厚みを測定するために、ウエーハの上面の高さ位置とウエーハを保持するチャックテーブルの保持面の高さ位置とを測定するハイトゲージが設置されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
例えば、測定子を備える接触式のハイトゲージは、測定子をウエーハの上面等に接触させた際の読み取り値を表示するゲージ読み取り部を備えている（例えば、ハイトゲージの本体部に配置されている）。このゲージ読み取り部に研削加工等により生じた加工屑が付着すると、ウエーハの正確な厚み測定（ゲージの目盛りの読み取り）ができなくなる。そのため、装置の加工室内において、ハイトゲージのゲージ読み取り部は、加工屑の付着を防止するためのボックス内に収納されている。
【０００４】
また、研削加工中のウエーハの厚みを測定するために、加工室内に光学式の測定器（例えば、透過型光センサ）が設置されている場合には、測定器の発光部と受光部とは加工屑を付着させないためのボックス内にそれぞれ収納されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−０２１２６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記ボックスには、ボックス内の圧力が研削等により生じる加工熱によって変化するのを防止するため（すなわち、ボックス内の圧力が異常上昇し不具合が生じるのを防止するため）に、ボックス内を大気圧に開放する大気圧開放ポートが備えられている。この大気圧開放ポートにより、ボックス内の圧力を大気に開放すると、加工室内の温度変化によってボックス内に結露が生じる場合があり、接触式のハイトゲージにおいては、ボックス内の湿気によってゲージの目盛りが読み取れないようになるという問題がある。また、光学式の測定器においては、測定光の受光ができないようになるという問題がある。
【０００７】
この問題を解消するために、ボックスにエアを供給するための配管及びボックス内からエアを排気するための配管等の複数の配管をボックスに接続することで、ボックス内に結露を生じさせないようにするという手段がある。しかし、複数の配管をボックスに接続するためには、接続口の形状の設定及びその配置位置の設定が必要なる。これは、例えば、エア供給用の配管とエア排気用の配管との互いの配設位置によっては、ボックス内の湿気を充分に除去するための気流を上手く発生させることができず、結果として、ボックス内に湿気を含むエアが滞留したままとなるためである。また、ボックスに接続口の増設及び接続口の形状変更等を行うためのコストが大きくなったり、複数の配管を必要な位置に配設した場合に装置構成が大きくなったりする等の問題がある。
【０００８】
したがって、例えばハイトゲージのゲージ読み取り部等を収納するボックス内の湿気を除去する場合等においては、ボックス内の湿気の除去に必要な配管ユニットを、容易に、安価に及び装置構成を大きくしないように取り付けられるようにしつつ、また、この配管ユニットによってボックス内の湿気を充分に除去し、かつ、ボックス内の圧力を一定にできるようにするという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するための本発明は、エアの供給及び排気用の１つの開口を備え密閉されたボックスの該開口を介してボックス内へのエアの供給と該ボックスからのエアの排気とを可能にする配管ユニットであって、少なくとも第１の接続口と第２の接続口と第３の接続口との３つの接続口を備え３方向に分岐する分岐継手と、該分岐継手の該第１の接続口と該ボックスの該開口とを連結する第１の配管と、該第１の配管の内部を貫通し該第1の配管の内壁との間に隙間を形成する第２の配管と、を備え、該分岐継手において、該第１の接続口に接続される該第１の配管から該分岐継手内部を通り該第２の接続口に至るまで該第２の配管を通し、該第１の接続口に接続される該第１の配管を該第３の接続口に連通させてエアの流通を可能にした配管ユニットである。
【００１０】
また、本発明に係る配管ユニットにおいては、前記第２の接続口をエア供給源に接続し、該エア供給源から供給されるエアを前記第２の配管を通して前記ボックス内に供給し、該ボックス内のエアを前記第１の配管と第２の配管との間の前記隙間を通して前記第３の接続口から大気に排気できるようにすると好ましい。
【００１１】
または、本発明に係る配管ユニットにおいては、前記第３の接続口をエア供給源に接続し、該エア供給源から供給されるエアを前記第１の配管と前記第２の配管との間の隙間を通して前記ボックス内に供給し、該ボックス内のエアを該第２の配管を通して前記第２の接続口から大気に排気できるようにすると好ましい。
【００１２】
さらに、前記ボックスの内部には測定器を収容しており、該ボックスに接続される前記配管ユニットにより該ボックス内にエアを供給するとともに該ボックス内のエアを大気に排気して該ボックス内の圧力を一定に維持するようにすると好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る配管ユニットにおいては、少なくとも第１の接続口と第２の接続口と第３の接続口との３つの接続口を備え３方向に分岐する分岐継手と、分岐継手の第１の接続口と密閉されたボックスに設けられた１つの開口とを連結する第１の配管と、第１の配管の内部を貫通し該第１の配管の内壁との間に隙間を形成する第２の配管とを備えるものとしたことで、分岐継手において、第１の接続口に接続される第１の配管から分岐継手内部を通り第２の接続口に至るまで第２の配管を通し、第１の接続口に接続される第１の配管を第３の接続口に連通させてエアの流通を可能にすることができるため、本発明に係る配管ユニットを、ハイトゲージのゲージ読み取り部等を収納するボックスに対して接続する場合に、ボックスの開放口の増設及び開放口の形状の変更せずに済み、また、装置構成が大きくならないようにすることができる。
【００１４】
さらに、本発明に係る配管ユニットにおいては、第３の接続口をエア供給源に接続し、エア供給源から供給されるエアを第１の配管と第２の配管との間の隙間を通してボックス内に供給し、ボックス内のエアを第２の配管を通して第２の接続口から大気に排気できるようにする、又は、第３の接続口をエア供給源に接続し、エア供給源から供給されるエアを第１の配管と第２の配管との間の隙間を通してボックス内に供給し、ボックス内のエアを第２の配管を通して第２の接続口から大気に排気できるようにすることで、ボックス内の湿気を充分に除去しボックス内の圧力を一定に維持することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】配管ユニットの分解斜視図である。
【図２】ボックスに接続された実施形態１の配管ユニットの断面図である。
【図３】実施形態１の配管ユニットによって、ボックス内のエアが大気に排気される状態を示す断面図である。
【図４】実施形態２の配管ユニットによってボックス内のエアが大気に排気される状態を示す断面図である。
【図５】実施形態１の配管ユニットの構成を一部変更した配管ユニットの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（実施形態１）
図１，２に示す配管ユニット１Ａは、１つの開口２０を備え密閉されたボックス２に接続され、ボックス２の開口２０からボックス２の内部へのエアの供給とボックス２からのエアの排気とを可能にする配管ユニットである。
【００１７】
配管ユニット１Ａは、少なくとも第１の接続口１０１と第２の接続口１０２と第３の接続口１０３との３つの接続口を備え３方向に分岐する分岐継手１０と、分岐継手１０の第１の接続口１０１とボックス２の開口２０とを連結する第１の配管１１と、第１の配管１１の内部を貫通する第２の配管１２とを備えている。第一の配管１１の内周面と第２の配管１２の外周面との間には隙間１１０が形成されている。
【００１８】
図１に示すように、分岐継手１０は、概略Ｔ字状の外形を有し、＋Ｘ方向、−Ｘ方向及び＋Ｚ方向に分岐し、図示の例においては、第１の接続口１０１が＋Ｘ方向側において開口しており、第２の接続口１０２が−Ｘ方向側において開口しており、第３の接続口１０３が＋Ｚ方向側において開口している。例えば、第１の接続口１０１及び第２の接続口１０２には、それぞれ雌ねじが形成されており、この雌ねじに、雄ねじを備える継手１０１ａ及び継手１０２ａがそれぞれ螺合する。
【００１９】
図２に示すように、継手１０２ａには、パイプ管又は可撓性を有するチューブからなるエア供給源接続管３０が接続され、エア供給源接続管３０には、コンプレッサー等からなりクリーンなエア（例えば、乾燥エア）を供給できるエア供給源３が接続される。
【００２０】
分岐継手１０の第２の接続口１０２側の継手内には、密閉部１３が挿入される。密閉部１３は、例えば、弾性樹脂を円柱状に形成したものであり、その外径は分岐継手１０の継手内に嵌合する大きさとなっている。密閉部１３の中央には、その厚み方向（Ｘ軸方向）に貫通形成される貫通孔１３０が備えられている。分岐継手１０は、第２の接続口１０２側の継手内に密閉部１３を嵌挿された状態で、第２の接続口１０２に継手１０２ａが螺合した状態となる。
【００２１】
分岐継手１０の継手内には、密閉部１３の＋Ｘ方向側に隣接して、開放部１４が挿入される。開放部１４は、第２の配管１２の外径よりも大きな内径を備える短管であり、その側面には、管内に連通する開放孔１４０（図示の例においては、２つ）が形成されている。開放部１４は、例えば、その開放孔１４０が第３の接続口１０３の直下に位置するようにして、分岐継手１０の継手内部に嵌挿される。そして、開放部１４が嵌挿された状態で、継手１０１ａが分岐継手１０の第１の接続口１０１に螺合した状態となる。なお、継手１０１ａと継手１０２ａとが、分岐継手１０に螺合することにより、密閉部１３が継手１０２ａと開放部１４とによって押圧されＸ軸方向に圧縮されることで、密閉部１３が第２の接続口１０２側の継手内において径方向に広がることによって、密閉部１３による第２の接続口１０２側の継手内の密閉が完全なものとなるようにしてもよい。
【００２２】
図１，２に示す第１の配管１１は、その外径が継手１０１ａに嵌挿できる大きさに形成されており、その内径は、第２の配管１２の外径よりも大きく（図示の例においては、例えば、約３倍程度大きく）形成されている。第１の配管１１は、例えば、継手１０１ａの長さ方向（Ｘ軸方向）の中間部にその一方の管端が至るまで、継手１０１ａに嵌挿されることで、第１の接続口１０１に接続される。第１の配管１１のもう一方の管端は、継手１０１ｂを介してボックス２の開口２０に接続される。なお、図２に示すように、第１の配管１１の側面に押し込み式の可動リベット１１１を配設して、第１の配管１１を継手１０１ａ及び１０１ｂに嵌挿した場合に、継手１０１ａ及び継手１０１ｂの管内側面に設けたリベット孔に可動リベット１１１が嵌ることによって、第１の配管１１が固定されるものとしてもよい。
【００２３】
例えば、第１の配管１１よりも小径の第２の配管１２は、その長さが、図２に示すように、上記第１の配管１１及び分岐継手１０等を組み合わせ配管ユニット１Ａとして一体とした場合に、第１の接続口１０１に接続される第１の配管１１から（本実施形態においては、第１の配管１１に接続された継手１０１ｂから）分岐継手１０の内部を通り第２の接続口１０２に至る程度の長さになるように形成されている。
【００２４】
図２に示す小型のボックス２は、例えば、図示しない研削装置の加工室内に配設されるボックスである。ボックス２の内部には、例えば、測定器４のゲージ読み取り部４３が配設されている。本実施形態においては、測定器４は、研削装置等に配設されウエーハの厚みを測定するためのハイトゲージであり、Ｚ軸方向に可動部４１を支点として傾動する測定子４０と、本体部４２と、ゲージ読み取り部４３とを備えている。なお、測定器４は、ハイトゲージに限定されるものではなく、発光部と受光部とを備える光センサであってもよい。この場合には、発光部と受光部とが、それぞれ別々のボックス２の内部に収容される。ボックス２の開口２０は、配管ユニット１Ａの接続ポートであると共に、ボックス２内の圧力を開放する開放ポートでもある。
【００２５】
配管ユニット１Ａの組み立ては、例えば、以下のように行われる。まず、密閉部１３及び開放部１４が内部に挿入された分岐継手１０に、第２の配管１２が、第１の接続口１０１から第２の接続口１０２に向けて挿入される。挿入された第２の配管１２は、開放部１４の管内を通り密閉部１３の貫通孔１３０に嵌挿され、先端が第２の接続口１０２から突出する。また、第２の配管１２は、密閉部１３により分岐継手１０の内部で支持された状態となる。
【００２６】
次いで、分岐継手１０の第１の接続口１０１及び第２の接続口１０２に、継手１０１ａ及び継手１０２ａがそれぞれ螺合する。さらに、継手１０１ａに対して第１の配管１１が嵌挿されることで、第１の配管１１の内部に第２の配管１２が配設された状態となる。第２の配管１２の外径は、第１の配管１１の内径よりも小径に形成されていることから、第１の配管１１と第２の配管１２との間には図２に示す隙間１１０が形成される。この隙間１１０は、その断面が環状となり、第１の配管１１の内部（本実施形態においては、継手１０１ｂの内部）から分岐継手１０内部の密閉部１３に至るまでＸ軸方向に貫通している。また、第２の配管１２は、第１の配管１１よりも長く形成されていることから、第２の配管１２の一方の管端は第１の配管１１の管端から突出した状態となる。
【００２７】
以下に、図２〜３を参照し、図１に示す配管ユニット１Ａを用いてボックス２内にエアを供給するとともにボックス２からエアを排気することでボックス２内の湿気を除去する場合の、配管ユニット１Ａの動作について説明する。ここで、例えば、ボックス２が配設される図示しない研削装置の加工室内の温度が研削加工等により上昇することで、ボックス２の内部の気圧は高まった状態となっている。すなわち、ボックス２の内部には湿気を含み温度が高いエア（高圧のエア）が充満した状態となっている。
【００２８】
まず、図２に示すように、エア供給源３から、エア供給源接続管３０を介して配管ユニット１Ａに対して乾燥エアＦが供給される。供給された乾燥エアＦは、第２の配管１２を通りボックス２の内部に到達する。ボックス２の内部に到達した乾燥エアＦは、ボックス２の内部を回流して、図３に示すように、ボックス２の内部に充満している湿気を含み温度が高いエアと共に第１の配管１１と第２の配管１２との間の隙間１１０に流入していく。
【００２９】
ボックス２の内部に充満し湿気を含む温度が高いエアと乾燥エアＦとは、隙間１１０を通り分岐継手１０の内部に到達し、開放部１４の開放孔１４０から第３の接続口１０３へと流れていき、第３の接続口１０３から大気に排気される。密閉部１３が分岐継手１０に挿入されていることによって、乾燥エアＦは、分岐継手１０の第２の接続口１０２から漏れ出すことはない。そして、例えば、エア供給源３から乾燥エアＦを供給し続けて、ボックス２の内部が所定の圧力（例えば、０．０２ＭＰａ以下）になるまで減圧することで、ボックス２の内部圧力を一定にする。
【００３０】
配管ユニット１Ａにおいては、少なくとも第１の接続口１０１と第２の接続口１０２と第３の接続口１０３との３つの接続口を備え３方向に分岐する分岐継手１０と、分岐継手１０の第１の接続口１０１と密閉されたボックス２に設けられた１つの開口２０とを連結する第１の配管１１と、第１の配管１１の内部を貫通し第１の配管１１の内壁との間に隙間１１０を形成する第２の配管１２とを備えるものとしたことで、分岐継手１０において、第１の接続口１０１に接続される第１の配管１１から分岐継手１０の内部を通り第２の接続口１０２に至るまで第２の配管１２を通し、第１の接続口に接続される第１の配管１１を第３の接続口１０３に連通させてエアの流通を可能にすることができる。したがって、配管ユニット１Ａを、ハイトゲージ４のゲージ読み取り部４３を収納するボックス２に対して接続する場合に、ボックス２の開放口２０の形状の変更や開放口２０以外の開放口の増設を行わずに済み、また、装置構成を大きくする必要もない。
【００３１】
さらに、第２の接続口１０２をエア供給源３に接続し、エア供給源３から供給されるエア（乾燥エアＦ）を第２の配管１２を通してボックス２内に供給し、ボックス２内のエアを第１の配管１１と第２の配管１２との間の隙間１１０を通して第３の接続口１０３から大気に排気することで、ボックス２内の湿気を充分に除去しボックス２内の圧力を一定することも可能とする。
【００３２】
（実施形態２）
図４に示す配管ユニット１Ｂは、図２に示す配管ユニット１Ａと比べて、その構成部材の一部の配設箇所を変更し、各部材としては、配管ユニット１Ａと同様のものを使用している。すなわち、配管ユニット１Ｂにおいては、分岐継手１０の第２の接続口１０２ではなく、第３の接続口１０３をエア供給源３に接続しており、第２の接続口１０２は排気口となる。
【００３３】
以下に、図４を用いて、配管ユニット１Ｂによりボックス２内にエアを供給するとともにボックス２からエアを排気することでボックス２内の湿気を除去する場合の、配管ユニット１Ｂの動作について説明する。ここで、ボックス２の内部には湿気を含み温度が高いエア（高圧のエア）が充満した状態となっている。
【００３４】
まず、図４に示すように、エア供給源３から、エア供給源接続管３０を介して配管ユニット１Ｂに対して乾燥エアＦ１が供給される。供給された乾燥エアＦ１は、第３の接続口１０３から開放部１４の開放孔１４０を通り、第１の配管１１と第２の配管１２との間の隙間１１０内に流入していく。供給される乾燥エアＦ１は、密閉部１３によって第２の接続口１０２の方向へは流れず、隙間１１０からボックス２の内部に到達する。乾燥エアＦ１は、ボックス２の内部を回流して、ボックス２の内部に充満し湿気を含み温度が高いエアと共に、図４に示す排気エアＦ２として第２の配管１２に流入していく。
【００３５】
排気エアＦ２は、第２の配管１２を通り、第２の接続口１０２から大気に排気される。そして、例えば、エア供給源３から乾燥エアＦ１を供給し続けて、ボックス２の内部が所定の圧力（例えば、０．０２ＭＰａ以下）になるまで減圧することで、ボックス２の内部圧力を一定にする。
【００３６】
このように、配管ユニット１Ｂにおいては、配管ユニット１Ｂを、ハイトゲージ４のゲージ読み取り部４３を収納するボックス２に対して接続する場合に、ボックス２の開放口２０の形状の変更や開放口２０以外の開放口の増設を行わずに済み、また、装置構成を大きくする必要もない。また、第３の接続口１０３をエア供給源３に接続し、エア供給源３から供給されるエア（乾燥エアＦ１）を第１の配管１１と第２の配管１２との隙間１１０を通してボックス２内に供給し、ボックス２内のエアを第２の配管１２を通して第２の接続口１０２から大気に排気させることで、ボックス２内の湿気を充分に除去しボックス２内の圧力を一定にすることも可能とする。
【００３７】
なお、本発明に係る配管ユニットは上記実施形態１及び実施形態２に示すものに限定されず、また、添付図面に図示されている各構成の大きさや形状等についても、これに限定されず、本発明の効果を発揮できる範囲内で適宜変更可能である。例えば、図５に示す配管ユニット１Ａａは、配管ユニット１Ａの構成を一部変更した配管ユニットである。
【００３８】
配管ユニット１Ａａに備えられる概略Ｔ字状の外形を有する分岐継手１５においては、第１の接続口１５１が＋Ｘ方向側において開口しており、第２の接続口１５２が＋Ｚ方向側において開口しており、第３の接続口１５３が−Ｘ方向側において開口している。ここで、配管ユニット１Ａａにおいて、分岐継手１５の第１の接続口１５１から＋Ｘ方向側の各部材の構成は、図２に示す配管ユニット１Ａと同様の構成となっている。
【００３９】
図５に示す第２の配管１６は、例えば、第１の配管１１の内部を貫通し第１の配管１１の内壁との間に隙間１１９を形成して配設される直管１６０と、第２の接続口１５２の直下に配設され直管１６０が接続されるエルボ管１６１と、エルボ管１６１に接続され分岐継手１５の内部から第２の接続口１５２に至るまで突出する直管１６２とから構成されている。図５に示すように、配管ユニット１Ａａにおける第１の配管１１と第２の配管１６との間に形成される隙間１１９は、第１の配管１１の内部から分岐継手１５の継手内部にまで貫通しており、分岐継手１５の内部において、第３の接続口１５３側の継手の管内と連通する。
【００４０】
分岐継手１５の第２の接続口１５２側の継手内には、密閉部１７が挿入される。密閉部１７は、例えば、弾性樹脂を円柱状に形成したものであり、その外径は分岐継手１５の継手内に嵌合する大きさとなっている。密閉部１７の中央には、Ｚ軸方向に貫通形成される貫通孔１７０が備えられている。第２の接続口１５２側の継手内に密閉部１７を嵌挿した状態で、分岐継手１５には継手１５２ａが螺合された状態となる。また、貫通孔１７０の直径は、第２の配管１６の直管１６２が嵌挿できる大きさに設定されており、貫通孔１７０に直管１６２を嵌挿することで、第２の配管１６が分岐継手１５の内部において支持された状態となる。
【００４１】
図５に示すように、継手１５２ａには、エア供給源接続管３０が接続され、エア供給源接続管３０には、コンプレッサー等からなりクリーンな乾燥エアを供給できるエア供給源３が接続される。
【００４２】
このように構成される配管ユニット１Ａａは、図１に示す配管ユニット１Ａと同様に、エア供給源３から供給されるエアを第２の配管１６を通してボックス２内に供給し、ボックス２内のエアを第１の配管１１と第２の配管１６との間の隙間１１９を通して第３の接続口１５３から大気に排気することできる。
【符号の説明】
【００４３】
１Ａ：配管ユニット
１０：分岐継手  １０１：第１の接続口  １０２：第２の接続口  １０３：第３の接続口
１０１ａ、１０２ａ、１０２ｂ：継手
１１：第１の配管  １２：第２の配管
１３：密閉部  １３０：貫通孔  １４：開放部  １４０：開放孔
２：ボックス  ２０：開口  
３：エア供給源  ３０：エア供給源接続管
４：測定器  ４０：測定子  ４１：可動部  ４２：本体部  ４３：ゲージ読み取り部
１Ｂ：配管ユニット
１Ｃ：配管ユニット  １５：分岐継手  １６：第２の配管  １７：密閉部  １１９：隙間
【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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