(57)【要約】【課題】簡素な操作機構で点検作業を簡素化し得る開閉器を提供する。【解決手段】ハンドルで回転するネジ状歯車４４と円板状歯車４５を係合してなるウォーム歯車部３９と、このウォーム歯車部３９に連結されたレバー４７とリンク板４８を組合せてなるスライダクランク機構部４０と、前記スライダクランク機構部４０の前記リンク板４８に連結された可動通電軸３７と、このスライダクランク機構部４０との折曲、伸長に対応して移動する前記可動通電軸３７により互いが接離される一対の主回路の電極３１、３３とからなり、前記一方の電極３３に前記可動通電軸３７が貫通し、且つ前記他方の電極３１に可動通電軸３７が接触する閉路状態時に、前記可動通電軸３７と前記リンク板４８および前記レバー４７が直線上に位置されるようにしたことを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハンドルで回転するネジ状歯車と円板状歯車が係合してなるウォーム歯車部と、
このウォーム歯車部に連結されたレバーとリンク板を組合せてなるスライダクランク機構部と、
前記スライダクランク機構部の前記リンク板に連結された可動通電軸と、
このスライダクランク機構部の前記レバーと前記リンク板との折曲、伸長に対応して移動する前記可動通電軸により互いが接離される一対の主回路の電極とからなり、
前記一方の電極に前記可動通電軸が貫通し、且つ前記他方の電極に可動通電軸が接触する閉路状態時に、前記可動通電軸と前記リンク板および前記レバーが直線上に位置されるようにしたことを特徴とする開閉器。
【請求項２】
前記ウォーム歯車部を構成する前記円板状歯車と前記ネジ状歯車との回転比を１：１０以上としたことを特徴とする請求項１記載の開閉器。
【請求項３】
ハンドルで回転するネジ状歯車と円板状歯車が係合してなるウォーム歯車部と、
このウォーム歯車部に連結されたレバーとリンク板を組合せてなるスライダクランク機構部と、
前記スライダクランク機構部の前記リンク板に連結された可動通電軸と、
このスライダクランク機構部の前記レバーと前記リンク板との折曲、伸長に対応して移動する前記可動通電軸により互いが接離される一対の主回路の電極とからなり、
前記一方の電極に前記可動通電軸が貫通し、且つ前記他方の電極に可動通電軸が接触する閉路状態時に、前記可動通電軸と前記リンク板および前記レバーが直線上に位置されるようにし、前記レバーは、その中間部の支点で回動するときに、一方端に前記リンク板を連結し、他方端にインターロック機構部を連結させたことを特徴とする開閉器。
【請求項４】
前記インターロック機構部は、扉を有する箱体内に設けた前記レバーと連動して回動する円板状ロック板と、
この円板状ロック板に一定間隔で設けられた２箇所の円錐状の穴間を板面上を介して先端部が滑動するロックピンと、
このロックピンの後端部が嵌合する前記扉に設けられた穴からなり、
前記ロックピンの先端部が前記円板状ロック板の板面上に位置するとき、前記ロックピンの後端部が前記扉の前記穴に嵌合してこの扉がロックされることを特徴とする請求項３記載の開閉器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スイッチギヤに収納され主回路の開閉に適する操作装置を備えた点検作業を簡素化し得る開閉器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種のスイッチギヤは、断路器や遮断器などの開閉器が収納され、それぞれ主回路を開閉するための操作装置を有している。開閉器の主回路構成と操作装置について、以下、断路器を例にとり説明する。
【０００３】
図８、図９に示すように、スイッチギヤの盤壁１を境界として、内部側に断路器２、外部側に操作機構３が配置されている。
【０００４】
この断路器２の主回路は、一方の電路となる固定電極４が支持碍子５に固定され、他方の電路となる可動電極６と主回路導体７が支持碍子８に固定されている。そして、一端を主回路導体７にピン９を介して回動自在に取付けられた可動電極６の中間部には、絶縁操作棒１０の一方端が回動自在に連結され、ピン９を支点として円弧状に回動され、可動電極６の他端が固定電極４に接触するようになっている。また、絶縁操作棒１０の他方端には、回転角度を９０度変換する一方の傘歯車１１ａに固定されたレバー１２が連結されている。他方の傘歯車１１ｂには、盤壁１を貫通して前記操作機構３の主軸１３が連結されている。
【０００５】
一方、前記操作機構３においては、主軸１３に円弧状の開口部１４ａを有する扇状の従属リンク１４が固定されており、連結板１５の一方端が回転自在に連結されている。この連結板１５の他方端には、操作バネ１７の一方端がピン１６を介して取付けられている。この操作バネ１７の他方端は、ピン１８を介して操作機構３の側壁に固定されている。従って、ピン１６とピン１８の間に、操作バネ１７が挟持されることになる。
【０００６】
また、ウォーム歯車１９を構成する一方の円板状歯車１９ａは、主軸１３に軸支され、外径部に開口部を有している。この開口部には、連結板１５に固定されたピン２０が貫通している。このピン２０は、円板状歯車１９ａの回動により、円弧状の開口部１４ａ内を移動できるようになっている。ウォーム歯車１９を構成する円板状歯車１９ａと係合する他方のネジ状歯車１９ｂの軸には、回転角度を９０度変換する傘歯車２１ａ、２１ｂを介して手動操作軸２２が連結されている。
【０００７】
なお、主軸１３には、電動モータ２３が連結されており、図示しない制御盤からの信号で操作される。
【０００８】
ここで、点検などで開路状態の前記断路器２を閉路状態にする場合について説明すると、図９において、手動操作軸２２を図示しないハンドルで時計方向に回転させる。これにより、傘歯車２１ａ、２１ｂで回転角度が変換されてネジ状歯車１９ｂが回転し、円板状歯車１９ａが減速されて反時計方向に回動する。そして、円板状歯車１９ａに押されたピン２０が開口部１４ａ内を移動し、操作バネ１７を蓄勢する。
【０００９】
この操作バネ１７が最も蓄勢される位置は、操作バネ１７が図９で図示水平位置に達したときである。そして、この水平位置を超えると、操作バネ１７が放勢されて、従属リンク１４とピン２０が急速に反時計方向に回動する。これにより、図１０、図１１に示すように、主軸１３が反時計方向に回動する。この回動により、可動電極６がピン９を支点として時計方向に回動し、可動電極６と固定電極４が接触する。
【００１０】
なお、閉路状態から開路状態にする場合には、手動操作軸２２を反時計方向に回転すればよい。
【００１１】
このような前記操作機構３においては、操作バネ１７が使用されるとともに部品点数が多く、更に回転角度の変換部分が複数個所で組合されているため、これらの部分の動作確認や操作バネ１７の調整などの点検作業に多大の時間を要する問題があった。
【００１２】
この問題を解決するために、次のような操作機構が知られている（例えば、特許文献１参照。）。これは、一般的にスライダクランク機構と呼ばれる操作機構であり、操作バネなどを用いない簡素な構成となっている。しかしながら、開閉部などに用いられるこの種の操作機構は、変圧器のタップ切替器のような接点に一定の接触圧力を有しながら多数の接点を順次切替えるものが多く、主回路に短絡電流が通電されるような接点に強固な保持力を持たせる開閉器への適用には適していなかった。
【００１３】
【特許文献１】
特開平１１−１７６２９６号公報  （第５頁、図２）
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の操作機構においては、前記操作バネ１７などを有する構成では部品点数が多く点検作業に多大の時間を要したり、また、スライダクランク機構のような簡素な構成では接点に保持力を持たせるような主回路への適用に適していなかった。
【００１５】
従って、本発明は、簡素な構成で点検作業を簡易化でき、且つ主回路の閉路状態を良好に保つ操作機構を用いた開閉器を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、第1の発明の開閉器は、ハンドルで回転するネジ状歯車と円板状歯車が係合してなるウォーム歯車部と、このウォーム歯車部に連結されたレバーとリンク板を組合せてなるスライダクランク機構部と、前記スライダクランク機構部の前記リンク板に連結された可動通電軸と、このスライダクランク機構部の前記レバーと前記リンク板との折曲、伸長に対応して移動する前記可動通電軸により互いが接離される一対の主回路の電極とからなり、前記一方の電極に前記可動通電軸が貫通し、且つ前記他方の電極に可動通電軸が接触する閉路状態時に、前記可動通電軸と前記リンク板および前記レバーが直線上に位置されるようにしたことを特徴とする。
【００１７】
このような構成によれば、開閉器の操作機構にウォーム歯車部とスライダクランク機構部を用い、レバーとリンク板および可動通電軸を直線上に揃えて閉路状態を形成しているので、可動通電軸が電磁反撥力などで引抜かれる応力が過大となる。更に、ウォーム歯車部の円板状歯車にレバーが回動する支点を固定しているので、レバーを回動させる応力が更に過大となる。これにより、主回路間を強固で良好な接触状態に保つことができる。
【００１８】
また、簡素な操作機構であるので、点検作業を短時間にし得ることができる。
【００１９】
また、第２の発明の開閉器は、ハンドルで回転するネジ状歯車と円板状歯車が係合してなるウォーム歯車部と、このウォーム歯車部に連結されたレバーとリンク板を組合せてなるスライダクランク機構部と、前記スライダクランク機構部の前記リンク板に連結された可動通電軸と、このスライダクランク機構部の前記レバーと前記リンク板との折曲、伸長に対応して移動する前記可動通電軸により互いが接離される一対の主回路の電極とからなり、前記一方の電極に前記可動通電軸が貫通し、且つ前記他方の電極に可動通電軸が接触する閉路状態時に、前記可動通電軸と前記リンク板および前記レバーが直線上に位置されるようにし、前記レバーは、その中間部の支点で回動するときに、一方端に前記リンク板を連結し、他方端にインターロック機構部を連結させたことを特徴とする。
【００２０】
このような構成によれば、操作機構を簡素化しているので、スライダクランク機構部の近傍に直結したインターロック機構部を付加することができ、開閉器の操作機構の動作状態を確実に反映させたインターロックとすることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係る開閉器を図１乃至図７を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る断路器の主回路の開路状態を示す断面図、図２は、本発明の実施の形態に係る断路器の主回路の開路状態を示す側面図、図３は、本発明の実施の形態に係るインターロック機構部を示す分解斜視図、図４は、本発明の実施の形態に係るインターロック機構部を示す要部拡大図、図５は、本発明の実施の形態に係る断路器の主回路の閉路状態を示す断面図、図６は、本発明の実施の形態に係る断路器の主回路の閉路状態を示す側面図、図７は、本発明の実施の形態に係るインターロック機構部の動作を説明する説明図である。なお、各図において、同一構成部分については、同一符号を付した。
【００２２】
本実施の形態のスイッチギヤに用いられる開閉器を、以下、断路器を例にとり説明する。
【００２３】
図１、図２に示すように、スイッチギヤの箱体３０内は、上部側に断路器の主回路部３０ａを配置し、下部側にこの主回路部３０ａに連結されて主回路を開閉する操作機構部３０ｂを配置している。
【００２４】
主回路部３０ａは、一方の電路となる環状の第１の電極３１が筒状の第1の絶縁層３２の一方端にモールドされ、他方の電路となる環状の第２の電極３３が筒状の第２の絶縁層３４にモールドされている。そして、第１の絶縁層３２の他方端は、開放された開放端部３２ａを有し、この開放端部３２ａ側が仕切り板３５の一側面に固定されている。また、第２の絶縁層３４の外周部は、仕切り板３５の他側面に固定され、且つ第１の電極３１と第２の電極３３が同軸上に対向するように配置されている。
【００２５】
この第２の電極３３の内面部には、環状の接触子３６を介して、同軸上に移動自在の棒状の可動通電軸３７が貫通している。なお、第１の電極３１の内面部にも環状の接触子３８が設けられ、可動通電軸３７が接触されるようになっている。
【００２６】
操作機構部３０ｂは、前記箱体３０の底部に設けられたウォーム歯車部３９、このウォーム歯車部３９の回転運動を直線運動に変換する箱体３０の両側面外方部に設けられたスライダクランク機構部４０、このスライダクランク機構部４０と主回路部３０ａを連結する主回路側主軸部４１、およびスライダクランク機構部４０に連結されたインターロック機構部４２で構成されている。
【００２７】
ウォーム歯車部３９には、図示しない手動ハンドルで回転する手動操作軸４３がウォーム歯車部３９を構成する一方のネジ状歯車４４に固定されている。また、このネジ状歯車４４には、ウォーム歯車部３９を構成する他方の円板状歯車４５が係合され、この回転軸に操作側主軸４６が固定されている。このウォーム歯車部３９は、ネジ状歯車４４と円板状歯車４５との回転比がおよそ１：１０以上の割合になっている。
【００２８】
スライダクランク機構部４０を構成する操作側主軸４６の両端部には、ヘ字状に折曲されたレバー４７の中間部がそれぞれ取付けられ、このレバー４７の一方端にリンク板４８の一方端がピン４９でそれぞれ屈折自在に連結されている。また、前記箱体３０の側板３０ｃには、レバー４７の過度な回動を止めるストッパー５０が固定されている。
【００２９】
主回路側主軸部４１を構成する箱体３０の両側面に沿って配置したリンク板４８の両端間に金属製の主軸５１が回転自在に取付けられている。この主軸５１と同軸に、金属製カラー５２と、例えばガラスエポキシのような機械的と電気的に優れた絶縁製カラー５３が３相分を構成するように交互に取付けられ、絶縁製カラー５３には、各相の前記可動通電軸３７の端部３７ａが固定されている。また、主軸５１の両側に位置する金属製カラー５２には、それぞれローラ５４が取付けられ、このローラ５４が両側板３０ｃに設けられた楕円状の開口穴５５を貫通し、且つ滑動できるようになっている。この開口穴５５は、可動通電軸３７の長さ方向に対向して設けられ、主軸５１が直線移動できるようになっている。
【００３０】
インターロック機構部４２における少なくとも一方の前記レバー４７の他方端と、リンク板５６の一方端がピン５７で連結されている。また、レバー４７の前記他方端は、中心部をピン５８で取付けられた円板状ロック板５９の外周部近傍にピン６０で連結されている。そして、箱体３０の底部には、下部側を支点として図２中に点線で示すように開閉する扉６１が設けられ、この扉６１の箱体３０内面側に板状ロック板６２がほぼ直角に取付けられている。また、板状ロック板６２は、先端に穴６２ａが設けられ、円板状ロック板５９の回転により機械的にロックがされるようになっている。
【００３１】
即ち、このロック機構は、図３、図４に示すように、外周部近傍で且つ前記ピン６０が貫通する穴６０ａ、この穴６０ａの近傍におよそ９０度の間隔で設けられた円錐状の穴６３、６４を有する円板状ロック板５９と、Ｚ字状に折曲されたサポート板６５、このサポート板６５の穴６６を貫通し、円板状ロック板６２の板面上と穴６３、６４間を滑動する先端部が半球状のロックピン６７、およびこのロックピン６７の先端部を円板状ロック板５９側に押圧する鍔部６７ａに係止されたバネ６８から構成されている。
【００３２】
そして、サポート板６５は、穴６６を有する側が円板状ロック板５９の円錐状の穴６３、６４の太径側に対向されるように配置され、前記側板３０ｃに固定されている。また、側板３０ｃには、図４に点線で示したようにロックピン６７の後端部６７ｂが突出できるような穴６９が設けられている。この突出したロックピン６７の後端部６７ｂは、前記板状ロック板６２の穴６２ａに嵌合されるようになっている。
【００３３】
ここで、前記主回路部３０ａと前記操作機構部３０ｂの動作を図５、図６を用いて説明する。
【００３４】
前記手動操作軸４３を時計方向に回転させると、前記ウォーム歯車部３９が回転して、前記操作側主軸４６を支点として前記レバー４７が反時計方向に回動する。そして、前記ピン４９で連結されたレバー４７と前記リンク板４８が直線上になるように伸長する。これに伴って、前記主軸５１に取付けられたローラ５４が前記開口穴５５に沿って滑動し、前記可動通電軸３７の先端部が前記第１の電極３１に接近していく。
【００３５】
更に回動を続けると、レバー４７は、前記ストッパー５０に当接しそれ以上の回動が停止される。これにより、前記第２の電極３３と第１の電極３１間が可動通電軸３７で接触し、主回路が閉路される。
【００３６】
この閉路状態においては、主回路に短絡電流のような大きな電流が流れ、電磁反撥力で可動通電軸３７が第１の電極３１から開離しようとしても強固な接触状態が保たれている。これは、可動通電軸３７、レバー４７およびリンク板４８が直線上の一列に揃った状態になっていることと、前記ウォーム歯車部３９の前記ネジ状歯車４４と前記円板状歯車４５との回転比を１：１０以上の割合にしているためである。
【００３７】
即ち、可動通電軸３７を引抜こうとする応力は、直線上に揃ったレバー４７とリンク板４８を折曲させる応力が必要となり過大なものとなる。また、ウォーム歯車部３９の回転比から、レバー４７とリンク板４８が折曲して円板状歯車４５を回転させる応力は過大なものが必要となる。回転比から見ると、ネジ状歯車４４の回転力に対して、円板状歯車４５の回転力は１０倍以上となる。
【００３８】
なお、主回路を開路する場合は、手動操作軸４３を反時計方向に回転すればよく、レバー４７とリンク板４８がピン４９を支点として折曲し、図１、図２に示すように、第１の電極３１から可動通電軸３７が開離する。
【００３９】
次に、インターロック機構部４２の動作を図７を用いて説明する。
【００４０】
前記レバー４７と前記リンク板４８が折曲する開路状態では、図７ａに示すように、前記円板状ロック板５９の前記穴６３に前記ロックピン６７が押圧されて落ち込み、前記側板３０ｃの前記穴６９からロックピン６７の後端部６７ｂが突出していない状態になっている。このため、前記扉６１は、点線で示すように開閉が可能である。
【００４１】
そして、閉路状態にするために、レバー４７が反時計方向に回動すると、リンク板５６が図示矢印方向（図７ｂ）に移動し、前記円板状ロック板５９が反時計方向に回動する。即ち、切替中の状態となる。
【００４２】
この場合、先端部が半球状のロックピン６７は、円錐状の穴６３の傾斜部を滑動して板面上まで戻され、ロックピン６７の後端部６７ｂが側板３０ｃの穴６９から突出する状態になる。そして、前記板状ロック板６２の穴６２ａに嵌合され、扉６１の開閉ができなくなる。
【００４３】
更にレバー４７が反時計方向に回動すると、円板状ロック板５９が反時計方向に回動し、ロックピン６７が板面上から前記穴６４に再び落ち込み、ロックピン６７の後端部６７ｂが穴６９から突出していない状態になる。これにより、主回路が閉路状態となり、また、後端部６７ｂと穴６２ａとの嵌合が外れ、図７ｃの点線で示すように扉６１の開閉が可能となる。
【００４４】
このように、前記インターロック機構部４２は、前記操作側主軸４６に直結されているため、主回路の開閉状態と、円板状ロック板５９やロックピン６７の位置と状態を一致させることができる。従って、操作機構の開閉状態を確実に反映させたインターロックとすることができる。
【００４５】
なお、上記では機械的インターロックについて説明したが、円板状ロック板５９の回転位置を検出するような例えばリミットスイッチを設ければ、電気的な信号を得ることができる。これにより、開路状態、切替中、閉路状態の表示や他の電気機器との電気的インターロックを得ることができる。
【００４６】
上記の実施の形態によれば、開閉器の操作機構に簡素な機構の前記ウォーム歯車部３９と前記スライダクランク機構部４０を用い、前記レバー４７と前記リンク板４８および前記可動通電軸３７を直線上に揃えて閉路状態を形成しているので、短時間電流での電磁反撥力などにより可動通電軸３７が引抜かれる応力が過大となる。更に、ウォーム歯車部３９の前記円板状歯車４６にレバー４７が回動する支点を取付けているので、可動通電軸３７が引抜かれる応力が更に過大となる。これにより、主回路となる前記第１の電極３１と前記第２の電極３３間を強固で良好な接触状態に保つことができる。
【００４７】
なお、簡素な操作機構であるので、点検作業を短時間とし得ることができる。
【００４８】
また、上記のように簡素な操作機構から、操作側主軸４５近傍に直結した機械的インターロックと電気的インターロックを付加することができるので、操作機構の動作状態を確実に反映させたインターロックとすることができる。
【００４９】
なお、上記の実施の形態では、開閉器として断路器を例にとって説明したが、断路器に限定されるものではなく接地装置など所謂開閉器の操作機構に使用できる。
【００５０】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の開閉器によれば、操作機構に簡素な機構のウォーム歯車部とスライダクランク機構部を用い、このスライダクランク機構部のレバーとリンク板および主回路の可動通電軸を直線上に揃えて閉路状態を形成しているので、可動通電軸が引抜かれる応力が過大となり主回路間を強固で良好な接触状態に保つことができる。
【００５１】
また、本発明の開閉器によれば、ウォーム歯車部の円板状歯車にレバーが回動する支点を固定しているので、引抜かれる応力が更に過大となる。
【００５２】
更に、本発明の開閉器によれば、スライダクランク機構部は、簡素な操作機構であるので、点検作業を短時間とし得ることができ、機構を簡素化したため、インターロック機構部を操作機構の近傍に付加することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る断路器の主回路の開路状態を示す断面図。
【図２】本発明の実施の形態に係る断路器の主回路の開路状態を示す側面図。
【図３】本発明の実施の形態に係るインターロック機構部を示す分解斜視図。
【図４】本発明の実施の形態に係るインターロック機構部を示す要部拡大図。
【図５】本発明の実施の形態に係る断路器の主回路の閉路状態を示す断面図。
【図６】本発明の実施の形態に係る断路器の主回路の閉路状態を示す側面図。
【図７】本発明の実施の形態に係るインターロック機構部の動作を説明する説明図。
【図８】従来の操作機構と断路器の主回路の開路状態を示す断面図。
【図９】従来の操作機構の開路状態を示す正面図。
【図１０】従来の操作機構と断路器の主回路の閉路状態を示す断面図。
【図１１】従来の操作機構の閉路状態を示す正面図。
【符号の説明】
１  盤壁
２  断路器
３  操作機構
４  固定電極
５、８  支持碍子
６  可動電極
７  主回路導体
９、１６、１８、２０、４９、５７、５８、６０  ピン
１０  絶縁操作棒
１１ａ、１１ｂ、２１ａ、２１ｂ  傘歯車
１２  レバー
１３、５１  主軸
１４  従属リンク
１４ａ  開口部
１５  連結板
１７  操作バネ
１９  ウォーム歯車
１９ａ、４５  円板状歯車
１９ｂ、４４  ネジ状歯車
２２、４３  手動操作軸
２３  電動モータ
３０  箱体
３０ａ  主回路部
３０ｂ  操作機構部
３０ｃ  側板
３１  第１の電極
３２  第１の絶縁層
３２ａ  開放端部
３３  第２の電極
３４  第２の絶縁層
３５  仕切り板
３６、３８  接触子
３７  可動通電軸
３７ａ  端部
３９  ウォーム歯車部
４０  スライダクランク機構部
４１  主回路側主軸部
４２  インターロック機構部
４６  操作側主軸
４７  レバー
４８、５６  リンク板
５０  ストッパー
５２  金属製カラー
５３  絶縁製カラー
５４  ローラ
５５  開口穴
５９  円板状ロック板
６０ａ、６２ａ、６３、６４、６６、６９  穴
６１  扉
６２  板状ロック板
６５  サポート板
６７  ロックピン
６７ａ  鍔部
６７ｂ  後端部
６８  バネ
【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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