(57)【要約】【課題】切削荷重を極力低く抑えるとともに、ダレ、カエリ等の削り残しが発生しにくい角材用バリ取り装置を提供する。【解決手段】角材の第１の面に生じているバリのうち、角材幅方向における一方の側のバリを切除する切削刃Ａと、角材長手方向において切削刃Ａと同位置で、角材の第１の面とは反対側の第２の面に生じているバリのうち、角材幅方向における他方の側のバリを切除する切削刃Ｂと、角材長手方向において前記切削刃ＡおよびＢの下流位置で、角材の第１の面に生じているバリのうち、前記切削刃Ａで切除されなかったバリを切除する切削刃Ｃと、角材長手方向において前記切削刃Ｃと同位置で、角材の第２の面に生じているバリのうち、前記切削刃Ｂで切除されなかったバリを切除する切削刃Ｄと、角材をその長手方向へ前記切削刃群Ａ〜Ｄに対して相対的に移動させる移送手段とからなることを特徴とする角材用バリ取り装置である。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
角材の第１の面に生じているバリのうち、角材幅方向における一方の側のバリを切除する切削刃Ａと、角材長手方向において前記切削刃Ａと同位置で、角材の第１の面とは反対側の第２の面に生じているバリのうち、角材幅方向における他方の側のバリを切除する切削刃Ｂと、角材長手方向において前記切削刃ＡおよびＢの下流位置で、角材の第１の面に生じているバリのうち、前記切削刃Ａで切除されなかったバリを切除する切削刃Ｃと、角材長手方向において前記切削刃Ｃと同位置で、角材の第２の面に生じているバリのうち、前記切削刃Ｂで切除されなかったバリを切除する切削刃Ｄと、角材をその長手方向へ前記切削刃群Ａ〜Ｄに対して相対的に移動させる移送手段とからなることを特徴とする角材用バリ取り装置。
【請求項２】
角材の第１の面に生じているバリのうち、角材幅方向における一方の側のバリを切除する切削刃Ａと、角材長手方向において前記切削刃Ａと同位置で、角材の第１の面とは反対側の第２の面に生じているバリのうち、角材幅方向における同じ側のバリを切除する切削刃Ｂと、前記切削刃ＡおよびＢがバリを切除する側とは反対側の第３の面に当接し、前記切削刃ＡおよびＢの切削反力を受ける支持ローラと、角材長手方向において前記切削刃ＡおよびＢの下流位置で、角材の第１の面に生じているバリのうち、前記切削刃Ａで切除されなかったバリを切除する切削刃Ｃと、角材長手方向において前記切削刃Ｃと同位置で、角材の第２の面に生じているバリのうち、前記切削刃Ｂで切除されなかったバリを切除する切削刃Ｄと、前記切削刃ＣおよびＤがバリを切除する側とは反対側の第４の面に当接し、前記切削刃ＣおよびＤの切削反力を受ける支持ローラと、角材をその長手方向へ前記切削刃群Ａ〜Ｄに対して相対的に移動させる移送手段とからなることを特徴とする角材用バリ取り装置。
【請求項３】
角材の第１の面に生じているバリのうち、角材幅方向における一方の側のバリを切除する切削刃Ａと、角材長手方向において前記切削刃Ａと同位置で、角材の第１の面とは反対側の第２の面に生じているバリのうち、角材幅方向における同じ側のバリを切除する切削刃Ｂと、角材長手方向において前記切削刃Ａと同位置で、角材の第１の面に生じているバリのうち、角材幅方向における他方の側のバリを切除する切削刃Ｃと、角材長手方向において前記切削刃Ａと同位置で、角材の第２の面に生じているバリのうち、角材幅方向における他方の側のバリを切除する切削刃Ｄと、角材長手方向において前記切削刃Ａ〜Ｄの下流位置で、角材の第１の面に生じているバリのうち、前記切削刃ＡおよびＣで切除されなかったバリを切除する切削刃Ｅと、角材長手方向において前記切削刃Ｅと同位置で、角材の第２の面に生じているバリのうち、前記切削刃ＢおよびＤで切除されなかったバリを切除する切削刃Ｆと、前記切削刃ＥおよびＦがバリを切除する側とは反対側の第３の面に当接し、前記切削刃ＥおよびＦの切削反力を受ける支持ローラと、角材をその長手方向へ前記切削刃群Ａ〜Ｆに対して相対的に移動させる移送手段とからなることを特徴とする角材用バリ取り装置。
【請求項４】
角材の外周面に生じているバリを切削刃で切除するバリ取り装置であって、角材の第３の面、およびその反対側の第４の面に生じているバリをそれぞれ切除する切削刃ＧおよびＨを備えたことを特徴とする請求項１〜３に記載の角材用バリ取り装置。
【請求項５】
切削刃が円形であることを特徴とする請求項１〜４に記載の角材用バリ取り装置。
【請求項６】
角材を接合する走行式溶接機と、該走行式溶接機の内部に設けられ、角材の第１の面、およびその反対側の第２の面に生じた溶接バリを角材幅方向にそれぞれ切除する切削刃と、前記走行式溶接機の下流側に固定され、角材の第３の面、およびその反対側の第４の面に生じた溶接バリを切除する、請求項１、２、３または５に記載の角材用バリ取り装置と、バリ取り後の角材を圧延する圧延装置とを備えたことを特徴とする連続圧延設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、角材の表面に生じたバリを切削刃によって除去するバリ取り装置に関するもので、特に連続圧延設備で、溶接機で連続化されたビレットの溶接部に生じた溶接バリを除去するバリ取り装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
連続圧延設備用の溶接機として、フラッシュ溶接機（またはフラッシュバット溶接機）等が知られている（例えば、特許文献１、２または３参照。）。これらに示された溶接機は、鋼板を次々と接合することで生産性を向上させるものである。
【０００３】
これらの溶接機には、溶接時に生じるバリを除去するバリ取り装置が内蔵されており、鋼板上下面の幅方向へ筋状に生じたバリを、鋼板の幅方向すなわちバリの長手方向へ切削し、表面を平滑化している。上記の特許文献２では、さらに切削刃の寿命を考慮し、切削刃を容易に交換可能な構造としている。
【０００４】
また、溶接機と圧延機の間に単独のバリ取り装置を固定しておき、バリの生じた鋼板がバリ取り装置を通過する際に、鋼板の上下面に切削刃が接近してバリを切削するようにした例もある（例えば、特許文献４参照。）。
【０００５】
また、同じく溶接機とは別にバリ取り装置を固定し、ビレット等の角材を対象として、その４面上に生じたバリを除去するようにした例もある（例えば、特許文献５または６参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特公昭５２−０５００２１号公報
【０００７】
【特許文献２】
特開昭５３−１４７６４９号公報
【０００８】
【特許文献３】
特開昭５４−０１８４３９号公報
【０００９】
【特許文献４】
特開昭６１−０３０２８７号公報
【００１０】
【特許文献５】
特開昭５２−０４３７５４号公報
【００１１】
【特許文献６】
特公昭５７−０１１７２２号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の特許文献１〜３等に示された、筋状のバリをその長手方向へ切削する方法は、切削荷重を低減させる簡単な方法ではあるが、切削距離が長く時間がかかる欠点がある。さらに、バリをその長手方向へ切削するためには、バリ取り装置を移送される鋼材に追従させる必要があり、従来は走行式溶接機の内部にバリ取り装置を内蔵する形式が多かったが、この場合、バリ取りに要する時間の分、溶接機は作業を行えないため効率が低下することやバリ取り中に走行するため広いスペースが必要なこと等の問題点があった。
【００１３】
これに対して、バリ取り装置を溶接機と別に固定して設けておき、バリの生じた鋼板をバリ取り装置内へ通過させる際、切削刃等で切削する方法が考えられるが、この場合切削荷重が増加するため、前述の特許文献４等のように、従来の多くは、鋼板の溶接時等に生じる比較的小さなバリを除去する方法として用いられてきた。
【００１４】
一方、ビレット等の断面積が大きい鋼材は、溶接に必要な電力も大きく、溶接によって発生するバリも非常に大きなものになる。これを前述の特許文献５または６のようにビレットの通過時に切削によってバリ取りを行う場合、切削荷重が圧延機の引き込み力を上回る可能性が高く、既存の圧延機の能力では引き抜くことが不可能になり、モータを増強した新規圧延機や引き抜き専用のピンチロールなど補強設備が必要になる。
【００１５】
ただし、一方では鋼材の引張許容応力からも限界があり、特にビレットは熱間材でその値は小さいので、引き抜き力を大きくし過ぎると材料が伸びてしまうおそれがある。
【００１６】
また、鋼板とは異なり、ビレットは角材で４面にバリが生じるため、切削荷重もさらに増大することになり、その対応策が特に重要であるが、前述の特許文献１〜６等ではこのことに対する明確な方法が示されていない。
【００１７】
また、前述のいずれの特許文献においても、図６に示すようなビレット（角材）端部での削り残し（ダレ、カエリ等と称する）についての考慮はなされていない。このような削り残しは熱間切削では特に顕著で、十数ミリに及ぶ場合も多く、バリ取りを行っても、ダレ、カエリ等の削り残しが発生しては圧延上問題になる。
【００１８】
本発明は、上述のような問題点の解決を図ろうとするもので、切削荷重を極力低く抑えるとともに、ダレ、カエリ等の削り残しが発生しにくい角材用バリ取り装置を提供することを目的としている。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するため、本発明は次のような構成を有する。
［１］角材の第１の面に生じているバリのうち、角材幅方向における一方の側のバリを切除する切削刃Ａと、角材長手方向において前記切削刃Ａと同位置で、角材の第１の面とは反対側の第２の面に生じているバリのうち、角材幅方向における他方の側のバリを切除する切削刃Ｂと、角材長手方向において前記切削刃ＡおよびＢの下流位置で、角材の第１の面に生じているバリのうち、前記切削刃Ａで切除されなかったバリを切除する切削刃Ｃと、角材長手方向において前記切削刃Ｃと同位置で、角材の第２の面に生じているバリのうち、前記切削刃Ｂで切除されなかったバリを切除する切削刃Ｄと、角材をその長手方向へ前記切削刃群Ａ〜Ｄに対して相対的に移動させる移送手段とからなることを特徴とする角材用バリ取り装置。
［２］角材の第１の面に生じているバリのうち、角材幅方向における一方の側のバリを切除する切削刃Ａと、角材長手方向において前記切削刃Ａと同位置で、角材の第１の面とは反対側の第２の面に生じているバリのうち、角材幅方向における同じ側のバリを切除する切削刃Ｂと、前記切削刃ＡおよびＢがバリを切除する側とは反対側の第３の面に当接し、前記切削刃ＡおよびＢの切削反力を受ける支持ローラと、角材長手方向において前記切削刃ＡおよびＢの下流位置で、角材の第１の面に生じているバリのうち、前記切削刃Ａで切除されなかったバリを切除する切削刃Ｃと、角材長手方向において前記切削刃Ｃと同位置で、角材の第２の面に生じているバリのうち、前記切削刃Ｂで切除されなかったバリを切除する切削刃Ｄと、前記切削刃ＣおよびＤがバリを切除する側とは反対側の第４の面に当接し、前記切削刃ＣおよびＤの切削反力を受ける支持ローラと、角材をその長手方向へ前記切削刃群Ａ〜Ｄに対して相対的に移動させる移送手段とからなることを特徴とする角材用バリ取り装置。
［３］角材の第１の面に生じているバリのうち、角材幅方向における一方の側のバリを切除する切削刃Ａと、角材長手方向において前記切削刃Ａと同位置で、角材の第１の面とは反対側の第２の面に生じているバリのうち、角材幅方向における同じ側のバリを切除する切削刃Ｂと、角材長手方向において前記切削刃Ａと同位置で、角材の第１の面に生じているバリのうち、角材幅方向における他方の側のバリを切除する切削刃Ｃと、角材長手方向において前記切削刃Ａと同位置で、角材の第２の面に生じているバリのうち、角材幅方向における他方の側のバリを切除する切削刃Ｄと、角材長手方向において前記切削刃Ａ〜Ｄの下流位置で、角材の第１の面に生じているバリのうち、前記切削刃ＡおよびＣで切除されなかったバリを切除する切削刃Ｅと、角材長手方向において前記切削刃Ｅと同位置で、角材の第２の面に生じているバリのうち、前記切削刃ＢおよびＤで切除されなかったバリを切除する切削刃Ｆと、前記切削刃ＥおよびＦがバリを切除する側とは反対側の第３の面に当接し、前記切削刃ＥおよびＦの切削反力を受ける支持ローラと、角材をその長手方向へ前記切削刃群Ａ〜Ｆに対して相対的に移動させる移送手段とからなることを特徴とする角材用バリ取り装置。
［４］角材の外周面に生じているバリを切削刃で切除するバリ取り装置であって、角材の第３の面、およびその反対側の第４の面に生じているバリをそれぞれ切除する切削刃ＧおよびＨを備えたことを特徴とする前項［１］〜［３］に記載の角材用バリ取り装置。
［５］切削刃が円形であることを特徴とする前項［１］〜［４］に記載の角材用バリ取り装置。
［６］角材を接合する走行式溶接機と、該走行式溶接機の内部に設けられ、角材の第１の面、およびその反対側の第２の面に生じた溶接バリを角材幅方向にそれぞれ切除する切削刃と、前記走行式溶接機の下流側に固定され、角材の第３の面、およびその反対側の第４の面に生じた溶接バリを切除する、前項［１］、［２］、［３］または［５］に記載の角材用バリ取り装置と、バリ取り後の角材を圧延する圧延装置とを備えたことを特徴とする連続圧延設備。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１は第１の実施形態の説明図、図２は第２の実施形態の説明図、図３は第３の実施形態の説明図、図４は第４の実施形態の説明図、図５は第５の実施形態の説明図である。
【００２２】
図１に示す第１の実施形態では、固定部１ａに接続部２ａを介して設けられた刃物台３ａに回転自在に取り付けられた切削刃Ａによって、角材の第１の面に生じているバリのうち、角材幅方向における一方の側のバリを切除する。
【００２３】
図７に示すように、切削刃がバリの片側だけに当たるようにすると、切削荷重を半減させることができ、かつ切削荷重に水平分力が生じるため、圧延機方向分力即ち圧延機引込力を低減することができる。ただし、この場合、生じた水平分力の反力によって角材（ビレット）が逃げてしまうことになる。
【００２４】
そこで、図８に示すように、切削刃Ａと同様に構成された切削刃Ｂによって、角材の第１の面とは反対側の第２の面では、角材幅方向における他方の側のバリを切除するようにすると、水平分力が打ち消されて、鋼材のように剛性の高い材料であれば大きく逃げることなくバリ取りできる。このとき、切削荷重の垂直反力も発生するが、これは切削刃ＡとＢとの間で打ち消される。水平分力と垂直反力の大きさと作用点の関係がずれると、角材を回転させる偶力が生じるが、その大きさは一般に小さい。
【００２５】
上述のようにして、角材の第１の面と第２の面とのそれぞれ片側ずつのバリを除去したので、残存する半分のバリも同様にして、切削刃ＡおよびＢの下流側に設けられた切削刃ＣおよびＤによって除去できる。
【００２６】
また、図９に示すように、この残り半分のバリを除去する際、角材が水平分力により若干逃げても確実にバリを除去できるように、先に半分除去した境目よりも、多めにオーバラップするように切削刃ＣおよびＤの位置を決定する。
【００２７】
なお、本実施形態では、角材の第１および第２の面にそれぞれ２個ずつの切削刃が当たるようにしたが、図１０に示すように、これを３個以上に増やして多段切削とし、荷重を低減することは容易に実施できる。
【００２８】
図２に示す第２の実施形態では、各切削刃における切削の原理やその効果は第１の実施形態と同様であるので、相違する部分について説明する。
【００２９】
本実施形態では、角材の第１の面、および反対側の第２の面に生じたバリを取る場合、第１の面のバリ半分を切除する切削刃Ａと同じ側に、第２の面のバリ半分を切除する切削刃Ｂを配置する。即ち、横断面において同じ側のバリを半分ずつ切除することになる。
【００３０】
この場合、図１１に示すように、第１の実施形態とは異なり、切削抵抗の垂直反力は打ち消し合うが、水平方向分力は２倍になってしまう。そのため、角材の逃げを抑える支持サポートを配置する必要がある。
【００３１】
この第２の実施形態は、第１の実施形態で水平分力や垂直反力のバランスが悪く、回転力が生じてしまう場合でも水平分力を打ち消す支持ローラ５ａ、５ｃがあるので、応用範囲は広い。
【００３２】
また、図１２に示すように、対向する切削刃Ａ、Ｂの切刃先端を角材長手方向にずらして配置することで、切削荷重の低減が図れる。即ち、角材の第１の面、および反対側の第２の面に生じたバリを同時に切削するのではなく、例えば第１の面のバリを切削し終わる時点で第２の面のバリを切削し始めることにより、切削荷重の最大値を抑えて平滑化するものである。ただしこの場合、装置全体の長さがずらした分だけ増すため、スペースの問題との兼ね合いで、状況によって使い分ける必要がある。
【００３３】
図３に示す第３の実施形態では、各切削刃における切削の原理やその効果は第１および第２の実施形態と同様であるので、相違する部分について説明する。
【００３４】
本実施形態では、第２の実施形態のように支持ローラで切削反力を受けるかわりに、同じ面のバリを切除する切削刃を２つ用いて、バリの両端を同時に切除することにより切削反力を相殺させている。この場合、バリの中央部は別の切削刃で除去するため、各切削刃に作用する切削荷重は略３等分することが可能である。例えば、上面については、バリの両側を切削刃ＡおよびＣで切除し、中央部を下流側の切削刃Ｅで切除する。また、下面については、バリの両側を切削刃ＢおよびＤで切除し、中央部を下流側の切削刃Ｆで切除する。この工程を側面でも同様にして行うことで、角材全面のバリ取りが可能である。いずれの切削刃においても、切削刃の回転中心は角材の端面より外側に設置しているため、バリの切削により切削刃が角材中心方向へ回転し、バリは角材の中央部へ向かって除去される。したがって、切削刃の切刃は常に更新され、角材角部では削り残しが発生しない。なお、切削刃ＥおよびＦは、角材の幅方向の中央部に残存したバリを切除するため、回転中心を角材の外側に設置すると、他の切削刃Ａ〜Ｄよりも直径を大きくする必要がある。
【００３５】
上述の第１〜第３の実施形態を組み合わせれば、角材の長手方向に本装置を多段に配置することにより、角材の外周４面のバリを全て除去することができる。しかし、このような形態は、圧延方向の長さが十分にとれる場合のものであり、圧延方向の長さをコンパクトにしたい場合には次のような形態が適用される。
【００３６】
図４に示す第４の実施形態では、角材の第１の面、およびその反対側の第２の面に生じているバリを上述の第１〜第３の実施形態に示した装置で切削除去するとともに、角材の残りの面である第３の面、およびその反対側の第４の面に生じているバリはそれぞれ角材の幅よりも径の大きい切削刃ＧおよびＨによって一度に切削除去する。
【００３７】
例えば角材の第３の面、およびその反対側の第４の面に生じているバリを先に切削する場合、角材の幅よりも径の大きい切削刃ＧおよびＨでそれぞれの面のバリ取りを行うと、それぞれの面にダレ、カエリが生じるが、次に第１〜第３の実施形態に示す装置で角材の第１の面、およびその反対側の第２の面に生じているバリを両側から半分ずつ切削するので、最終的には図６に示すようなダレ、カエリを生じることなくバリ取りが可能となる。
【００３８】
このように、１枚の切削刃ＧまたはＨで角材の１面全体のバリ取りを行う場合には、切削荷重が相当大きくなるので、装置強度や切削刃強度を高める必要があり、また、切削反力で切削刃を回転させることができないので、切削刃を回転駆動する必要がある。
【００３９】
図５に示す第５の実施形態では、角材を接合する走行式溶接機に内蔵したバリ取り装置によって、角材の第１の面、およびその反対側の第２の面に生じた溶接バリを角材の幅方向に切削刃を移動させることによりそれぞれ切除した後、この走行式溶接機の下流側に固定した、本発明の第１〜第３の実施形態に示すバリ取り装置によって、角材の残りの２面、即ち、第３の面、およびその反対側の第４の面に生じた溶接バリを切除する。
【００４０】
本実施形態において、先に角材の両側面のバリ取りを走行式溶接機に内蔵したバリ取り装置で行うと、下面に削り残しを生じてしまい、角材の移送上不都合である。したがって、角材の上下面のバリ取りを走行式溶接機に内臓のバリ取り装置で行い、その後、角材の両側面のバリ取りを走行式溶接機の下流側に固定した、本発明の第１〜第３の実施形態に示すバリ取り装置によって行うのが好ましい形態である。
【００４１】
なお、本実施形態のバリ取り装置と、溶接バリ取り後の角材を圧延する圧延装置とを備えることにより、連続圧延設備を構成することができる。
【００４２】
上述の各実施形態において、切削刃としては、円形の切削刃を用いるのが好ましい形態である。切削刃が円形であれば、切刃稜線が円弧であるため切刃稜線のどの位置でも切削可能であり、実質的に切刃面が増えて寿命が延びる効果がある。この円形切削刃を刃物台に回転自在に取り付ければ、上述のような配置では切削刃が切削時に自然に回転するため、切削刃の交換サイクルが非常に伸びることになる。
【００４３】
また、本発明では、このような切削刃によりバリを両側から半分ずつ切削するので、ビレット端面でのカエリ、ダレの発生がない。
【００４４】
なお、本発明のバリ取り装置は、ビレット等の角材を対象としているが、鋼板等にも適用可能である。
【００４５】
【発明の効果】
以上に述べた本発明によれば、つぎのような効果が得られる。
【００４６】
本発明の第１〜第３の実施形態によれば、従来、圧延方向に切削すると切削荷重が増大してしまう問題に対し、バリを角材の幅方向に略半分ずつ切削することにより、切削荷重が分散し、水平方向分力が発生して圧延方向の荷重を小さくすることができるため、圧延機の負担を軽減でき、追加の引込装置等が不要となる。特に回転自在の円形切削刃を用いれば、無駆動で切刃面が更新されるので、切削刃の寿命が増大する。
【００４７】
さらに、角ビレットのように４面のバリ取りが必要な場合でも、荷重を増大させることなく、また、各面の切削刃を干渉させることなく、切削することができる。
【００４８】
特に熱間切削の場合、切削後に端面でダレ、カエリが生じる問題があったが、この点も解消できる。
【００４９】
また、本発明の第４の実施形態によれば、圧延方向の装置寸法を小さくすることができる。また、この場合にもダレ、カエリの問題は生じない。
【００５０】
また、本発明の第５の実施形態によれば、角材の外周４面のうち２面を受け持つバリ取り装置をコンパクトにでき、残り２面を受け持つバリ取り装置で削り残しのないバリ取りが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す説明図
【図２】本発明の第２の実施形態を示す説明図
【図３】本発明の第３の実施形態を示す説明図
【図４】本発明の第４の実施形態を示す説明図
【図５】本発明の第５の実施形態を示す説明図
【図６】切削刃による切削状況を示す説明図
【図７】バリから切削刃に作用する分力を示す平面図
【図８】第１の実施形態における切削荷重を示す横断面図
【図９】バリと切削刃の位置関係を示す平面図
【図１０】多段切削の概念を示す説明図
【図１１】第２の実施形態における切削荷重を示す横断面図
【図１２】切削荷重の平準化を示す説明図
【符号の説明】
１ａ、１ｃ、１ｅ、１ｇ  固定部
２ａ〜２ｈ  接続部
３ａ〜３ｈ  刃物台
５ａ、５ｃ、５ｅ  支持ローラ
【図１】
2004291169.tif 000003
【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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【図１２】
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