(57)【要約】【課題】高強度なチューブ押え板を備え、長期間にわたって良好なボールねじの作動性を有するリターンチューブ式ボールねじを提供する。【解決手段】外周面に螺旋状のねじ溝を形成したねじ軸と、このねじ軸に外嵌し、内周面に螺旋状のねじ溝を形成したナット３と、対向する両ねじ溝により形成された転動路に収容した複数のボールと、ナット３の外周面に形成した平面部８に露出し、ねじ軸におけるねじ溝のランド部を乗り越えるボール循環路を構成するリターンチューブ５と、このリターンチューブ５を固定ねじ６を介してナット３の平面部８に固定するチューブ押え板７とを備えるリターンチューブ式ボールねじにおいて、ナット３の平面部８に、リターンチューブ５の傾き角に合わせ傾斜させて凹所１３を形成し、この凹所１３内にリターンチューブ５を収容した。【選択図】　　　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に螺旋状のねじ溝を形成したねじ軸と、このねじ軸に外嵌し、内周面に螺旋状のねじ溝を形成したナットと、対向する両ねじ溝により形成された転動路に収容した複数のボールと、前記ナットの外周面に形成した平面部に露出し、前記ねじ軸におけるねじ溝のランド部を乗り越えるボール循環路を構成するリターンチューブと、このリターンチューブを固定ねじを介して前記ナットの平面部に固定するチューブ押え板とを備えるリターンチューブ式ボールねじにおいて、
前記ナットの平面部に、前記リターンチューブの傾き角に合わせ傾斜させて凹所を形成し、この凹所内に前記リターンチューブを収容したことを特徴とするリターンチューブ式ボールねじ。
【請求項２】
前記凹所の底部を、前記リターンチューブの外周面に嵌合する円弧面に形成した請求項１に記載のリターンチューブ式ボールねじ。
【請求項３】
前記チューブ押え板にチューブ嵌合凹溝を形成し、前記リターンチューブを押圧した請求項１または２に記載のリターンチューブ式ボールねじ。
【請求項４】
前記リターンチューブを複数配設し、これらのリターンチューブを単一のチューブ押え板で固定すると共に、このチューブ押え板に形成したそれぞれのチューブ嵌合凹溝を連通させた請求項１乃至３いずれかに記載のリターンチューブ式ボールねじ。
【請求項５】
前記チューブ押え板に単一のチューブ嵌合凹溝を形成した請求項４に記載のリターンチューブ式ボールねじ。
【請求項６】
前記凹所の断面形状を、前記リターンチューブの外周面に嵌合する半円形とした請求項１乃至５いずれかに記載のリターンチューブ式ボールねじ。
【請求項７】
前記チューブ押え板を、鋼鈑をプレス加工にて形成した請求項１乃至６いずれかに記載のリターンチューブ式ボールねじ。
【請求項８】
前記チューブ押え板を積層させた請求項７に記載のリターンチューブ式ボールねじ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リターンチューブ式ボールねじ、特にリターンチューブを固定するチューブ押え構造の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ボールねじの代表的なボール循環方式であるリターンチューブ式ボールねじを図９に示す。このボールねじ５０は、螺旋状のねじ溝５１を有するねじ軸５２にボール５３を介してナット５４を外嵌している。フランジ５４ａを一体に形成したナット５４の内周には、ねじ軸５２のねじ溝５１に対応する螺旋状のねじ溝５５を設けている。例えばねじ軸５２の回転により、ボール５３が両ねじ溝５１、５５内を転動しながら移動し、ナット５４を直線移動させる。すなわち、ねじ軸５２の回転をナット５４の直線運動に変換させる用途に適用する。このボール５３の移動はナット５４の内部を循環させて行なうため、ナット５４の外周にリターンチューブ５６を装着している。
【０００３】
円筒状のナット５４の外周には一部を切欠いた平面部５７を形成し、内周のねじ溝５５に連通する一対の孔５８を、ねじ軸５２を跨いで開口させている。一方、リターンチューブ５６は略コの字状に形成し、両端部をこの一対の孔５８に挿入している。このリターンチューブ５６は、ねじ軸５２におけるねじ溝５１のランド部５９を乗り越えるボール循環路６０を構成している。図示の場合は、２本のリターンチューブ５６、５６を傾斜させて並設しているが、リターンチューブ５６の本数は１本の場合も、また３本、４本と多数の場合もある。
【０００４】
リターンチューブ５６の本数に係わらず、このリターンチューブ５６は、ナット５４の平面部５７に固定ねじ６１を介してチューブ押え板６２によって固定している。このチューブ押え板６２は、ブロック材から機械加工で削り出したブロック品や鋼鈑をプレス成形したプレス品からなっている。
【０００５】
しかし、こうしたチューブ押え板６２では、リターンチューブ５６の本数に応じて多種類のチューブ押え板が必要となるため、チューブ径と傾斜角が同じならばリターンチューブの本数に係わらずただ一種で足りるボールねじのチューブ押え板が既に提案されている（実公平６−１１４３３号公報参照）。
【０００６】
図１０および図１１に示すように、リターン式ボールねじにおいて、このチューブ押え板６３は、リターンチューブ６４の傾き角αに合わせて傾斜させたチューブ嵌合凹溝６５を有し、この両側縁部に取付け用の袖部６６、６７を延設している。これら袖部６６、６７のうち、一方の袖部６６の下面６６ａは、ナット６８の平面部６９に当接する面にすると共に、他方の袖部６７の下面６７ａは、一方の袖部６６の厚さに相当する段差を有するものとしている。
【０００７】
この段差に他のチューブ押え板６３の一方の袖部６６を差し込むことにより、複数個のチューブ押え板６３、６３を並列に連結して取り付けることが可能となる。したがって、チューブ径と傾斜角が同じならばリターンチューブの本数に係わらずただ一種のチューブ押え板６３があれば良く、製作が容易になるばかりでなく、納期や在庫の管理も簡単で間違いがないという効果が得られる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、こうしたリターンチューブ式ボールねじの組立現場においては、図１２に示すように、チューブ押え板６３に方向性があるため、その方向を間違えて取付ける可能性があった。この場合、リターンチューブ６４を確実に固定できないばかりでなく、使用中に固定ねじ７０が緩み良好なボールねじの作動性が維持できなくなり作動不良を来す恐れがあった。
【０００９】
また、高速送りが要求される工作機械等の高回転使用のボールねじでは、ボールがリターンチューブ６４内を高速で通過するのに伴い、ボールがリターンチューブ６４をナット６８外に押出す分力も大きくなる。電動射出成形機や電動プレス機に代表されるように、油圧シリンダの代替として使用され、大きな推力を得ようとする用途では、その負荷容量を大きく設定するため、おのずと使用ボールも大径となり、ボール循環時のリターンチューブ６４へ負荷される応力も増大する。こうした高速化や高負荷容量化の流れの中では、より強度の高いチューブ押え板が必要となる。
【００１０】
チューブ押え板の強度を増大させるためにはその板厚を厚くすることが考えられるが、単に板厚を厚くするだけではプレス成形時、曲げ部の成形が困難となるばかりでなく、曲げ部に応力が集中して微小クラックが発生する恐れがありかえって強度が低下するといった矛盾があった。したがって、従来、こうした高速送りや高負荷容量仕様のリターンチューブ式ボールねじにおいては、リターンチューブを固定するチューブ押え板は、重量、コスト面を犠牲にし、プレス成形品に比べ強度面で優れた機械加工や燒結成形されたものが一般に使用されていた。
【００１１】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、高強度なチューブ押え板を備え、長期間にわたって良好なボールねじの作動性を有するリターンチューブ式ボールねじを提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項１記載の発明は、外周面に螺旋状のねじ溝を形成したねじ軸と、このねじ軸に外嵌し、内周面に螺旋状のねじ溝を形成したナットと、対向する両ねじ溝により形成された転動路に収容した複数のボールと、前記ナットの外周面に形成した平面部に露出し、前記ねじ軸におけるねじ溝のランド部を乗り越えるボール循環路を構成するリターンチューブと、このリターンチューブを固定ねじを介して前記ナットの平面部に固定するチューブ押え板とを備えるリターンチューブ式ボールねじにおいて、前記ナットの平面部に、前記リターンチューブの傾き角に合わせ傾斜させて凹所を形成し、この凹所内に前記リターンチューブを収容する構成を採用した。
【００１３】
このように、ナットの平面部に凹所を形成してリターンチューブを収容するようにしたので、リターンチューブを固定するチューブ押え板自体を簡素化でき、強度と加工性を高めることができる。チューブ押え板を鋼鈑プレス加工で形成する場合の効果は大きい。したがって、工作機械等に使用される高速送り用、あるいは、電動射出成形機や電動プレス機に使用される高負荷容量用のボールねじのように、リターンチューブに大きな負荷を受けても充分な剛性を有する高強度なチューブ固定構造を提供することができる。
【００１４】
好ましくは、請求項２に記載の発明のように、前記凹所の底部を、前記リターンチューブの外周面に嵌合する円弧面に形成すれば、リターンチューブとのすきまを抑制でき、シックリと安定してリターンチューブを保持することができる。
【００１５】
さらに好ましくは、請求項３に記載の発明のように、前記チューブ押え板にチューブ嵌合凹溝を形成し、前記リターンチューブを押圧すれば、ナットの平面部に形成した凹所と嵌合され、リターンチューブの動きを確実に拘束でき、安定して固定することができる。
【００１６】
また、請求項４に記載の発明のように、前記リターンチューブを複数配設し、これらのリターンチューブを単一のチューブ押え板で固定すると共に、このチューブ押え板に形成したそれぞれのチューブ嵌合凹溝を連通させ、リターンチューブ間を締結する固定ねじを廃止したので、軽量化と低コスト化ができ、作業性も格段に向上させることができる。
【００１７】
また、請求項５に記載の発明は、前記チューブ押え板に単一のチューブ嵌合凹溝を形成した。これにより、チューブ押え板の加工性、特にチューブ押え板が鋼鈑プレス製の場合は、その成形性を高めることができ、生産性向上と共に、チューブ押え板自体の強度も高めることができる。
【００１８】
好ましくは、請求項６に記載の発明のように、前記凹所の断面形状を、前記リターンチューブの外周面に嵌合する半円形とすれば、ナットの平面部に形成した凹所と嵌合され、リターンチューブの動きを確実に拘束でき、安定して固定することができる。
【００１９】
また、請求項７に記載の発明のように、前記チューブ押え板を、鋼鈑をプレス加工にて形成すれば、生産性向上と低コスト化を達成することができる。
【００２０】
さらに、請求項８に記載の発明のように、鋼鈑をプレス加工にて形成した前記チューブ押え板を積層させることによって、チューブ押え板の強度を高めることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明に係るリターンチューブ式ボールねじの第１の実施形態を示す平面図、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図、図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った要部断面図である。
【００２２】
図１乃至図３において、このボールねじ１は、ねじ軸２と、このねじ軸２に外嵌したナット３と、ねじ軸２の外周に形成した螺旋状のねじ溝４と、このねじ溝４に対応しナット３の内周に形成した螺旋状のねじ溝（図示せず）間に収容した複数のボール（図示せず）と、ボール循環路を構成するリターンチューブ５と、このリターンチューブ５を固定ねじ６を介して固定するチューブ押え板７とからなっている。
【００２３】
円筒状のナット３の外周には一部を切欠いた平面部８を形成し、内周のねじ溝に連通する一対の孔９を、ねじ軸２を跨いで開口させている。一方、リターンチューブ５は略コの字状に形成し、両端部をこの一対の孔９に挿入している。このリターンチューブ５は、ねじ軸２のねじ溝４のランド部４ａを乗り越えるボール循環路を構成している。図示の場合は、２本のリターンチューブ５、５を傾斜させて並設しているが、リターンチューブ５の本数は１本の場合も、また３本、４本と多数の場合もある。
【００２４】
リターンチューブ５は、ナット３の平面部８に固定ねじ６を介してチューブ押え板７によって固定している。このチューブ押え板７は、ブロック材からフライス加工等の機械加工で削り出しにより形成している。また、チューブ押え板７は、リターンチューブ５の傾き角αに合わせ傾斜させて形成したチューブ嵌合凹溝１０と、この両側部に取付部１１を有している。この取付部１１には固定ねじ６を嵌挿する取付孔１２を穿設している。取付孔１２には座ぐり部１２ａを形成している。チューブ押え板７は機械加工に限らず、燒結金属を成形して形成しても良い。
【００２５】
一方、ナット３の平面部８には、リターンチューブ５の傾き角αに合わせ傾斜させて凹所１３を形成し、リターンチューブ５の一部、すなわち下部を収容している。リターンチューブ５にチューブ押え７のチューブ嵌合凹溝１０を嵌合し、固定ねじ６を取付孔１２に嵌挿し締結すれば、このチューブ押え板７でリターンチューブ５をナット３の平面部８に強固に固定することができる。したがって、工作機械等に使用される高速送り用、あるいは、電動射出成形機や電動プレス機に使用される高負荷容量用のボールねじのように、リターンチューブに大きな負荷を受けても充分な剛性を有する高強度なチューブ固定構造を提供することができる。さらに、使用中に固定ねじ６が緩むことはなく長期間にわたって良好なボールねじの作動性を維持することができる。
【００２６】
ここでは、チューブ押え板７のチューブ嵌合凹溝１０、およびナット３の凹所１３を断面矩形状に形成したが、リターンチューブ５の外周面に嵌合する断面半円形に形成すれば、リターンチューブ５をシックリとすきまなく押圧することができ、一層安定して固定することができる。また、リターンチューブ５に対し、チューブ押え板７を略直交して固定することにより、チューブ嵌合凹溝１０をリターンチューブ５の傾き角αに合わせ傾斜して形成する必要はない。
【００２７】
図４は本発明に係るチューブ押え構造の第２の実施形態を示す要部断面図である。なお、前述した実施形態と同一部品同一部位には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。このチューブ押え板１４は鋼鈑をプレス加工にて形成し、前述した第１の実施形態と同様、リターンチューブ５の傾き角αに合わせ傾斜させて形成したチューブ嵌合凹溝１５と、この両側部に取付部１６を有している。この取付部１６には固定ねじ６を嵌挿する取付孔１７を穿設している。この取付孔１７に固定ねじ６を、間座６ａを介して嵌挿し、ナット１８の平面部１９にリターンチューブ５を締結する。
【００２８】
ナット１８の平面部１９の凹所２０はチューブ嵌合凹溝１５と同様、リターンチューブ５の外周面に嵌合する断面半円形に、また、リターンチューブ５の傾き角αに合せ傾斜して形成している。ナット１８に凹所２０を形成してリターンチューブ５の下部を収容させた分、チューブ押え板１４のチューブ嵌合凹溝１５の深さが浅くなる。したがって、プレス加工時に曲げ部が薄肉になったり、無理な曲げ加工により微小クラック等が発生するのを防止することができ、実質的にチューブ押え板１４の強度を増大させることができる。また、従来に比べコスト低減ができると共に、チューブ嵌合凹溝１５の深さが浅くなった分、チューブ押え板１４に厚肉の鋼鈑を使用することも可能となり設計自由度が高くなる。
【００２９】
図５は本発明に係るチューブ押え構造の第３の実施形態を示す要部断面図である。前述した第２の実施形態と異なる点は、ナット３の平面部８に形成した凹所１３の形状のみで、その他同一部品同一部位には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。このチューブ押え板１４は鋼鈑プレス製で、前述した第１の実施形態と同様、チューブ嵌合凹溝１５と取付部１６とを有し、間座６ａを介して固定ねじ６でリターンチューブ５をナット３の平面部８に締結している。ここで、チューブ嵌合凹溝１５とナット３の平面部８に形成した凹所１３は、リターンチューブ５の傾き角αに合わせ傾斜し、凹所１３の断面形状は矩形状をなしている。
【００３０】
図６は、本発明に係るチューブ押え構造の第４の実施形態を示す要部断面図である。このチューブ押え板２１は鋼鈑プレス製で、チューブ嵌合凹溝２２と取付部２３とを有し、間座６ａを介して固定ねじ６でリターンチューブ５をナット２４の平面部２５に締結している。２つのチューブ嵌合凹溝２２は、リターンチューブ５の傾き角αに合わせそれぞれ傾斜させて形成し、その断面形状はリターンチューブ５の外周面に嵌合する略半円形をなしている。ここで、２つのチューブ嵌合凹溝２２は連通しており、これらチューブ嵌合凹溝２２間には取付部を設けず、チューブ押え板２１の両端部のみに設けている。これにより、チューブ押え板２１のプレス成形が一層簡素化でき、厚肉の鋼鈑の使用も可能となって強度の増大を図ることができる。
【００３１】
一方、ナット２４の平面部２５にはリターンチューブ５の傾き角αに合わせそれぞれ傾斜させて凹所２０を形成し、その断面形状はリターンチューブ５の外周面に嵌合する半円形をなしている。
【００３２】
図７は、本発明に係るチューブ押え構造の第５の実施形態を示す要部断面図である。このチューブ押え板２６は鋼鈑プレス製で、チューブ嵌合凹溝２７と取付部２３とを有し、間座６ａを介して固定ねじ６でリターンチューブ５をナット２４の平面部２５に締結している。チューブ嵌合凹溝２７は、リターンチューブ５の傾き角αに合わせ傾斜させて形成し、その断面形状はリターンチューブ５の外周面に一部嵌合する円弧面を有している。ここで、２つのチューブ嵌合凹溝２７は共通した溝とし、全体として概ね蒲鉾形状をなしている。したがって、これらチューブ嵌合凹溝２７間には取付部はなく、チューブ押え板２６の両端部のみに設けている。これにより、チューブ押え板２６のプレス成形がさらに簡素化できる。
【００３３】
一方、前述した第４の実施形態と同様、ナット２４の平面部２５にはリターンチューブ５の傾き角αに合わせそれぞれ傾斜させて凹所２０を形成し、その断面形状はリターンチューブ５の外周面に嵌合する半円形をなしている。
【００３４】
図８は、本発明に係るチューブ押え構造の第６の実施形態を示す要部断面図である。このチューブ押え構造は図５に示した第３の実施形態の変形例である。チューブ押え板２８は鋼鈑プレス製で、２層のチューブ押え板２８ａ、１４を積層して構成している。内側のチューブ押え板１４にはチューブ嵌合凹溝１５と取付部１６とを有し、外側のチューブ押え板２８ａには嵌合凹溝２９と取付部３０とを有している。積層したチューブ押え板２８は、間座６ａを介して固定ねじ６でリターンチューブ５をナット３の平面部８に締結している。チューブ嵌合凹溝１５と嵌合凹溝２９は、リターンチューブ５の傾き角αに合わせ傾斜させて形成し、その断面形状は半円形をなしている。ここで、チューブ押え板２８を２層からなるチューブ押え板２８ａ、１４で積層して構成したので、その強度を増大させることができる。
【００３５】
以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、あくまで例示であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。
【００３６】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明に係るリターンチューブ式ボールねじにあっては、外周面に螺旋状のねじ溝を形成したねじ軸と、このねじ軸に外嵌し、内周面に螺旋状のねじ溝を形成したナットと、対向する両ねじ溝により形成された転動路に収容した複数のボールと、前記ナットの外周面に形成した平面部に露出し、前記ねじ軸におけるねじ溝のランド部を乗り越えるボール循環路を構成するリターンチューブと、このリターンチューブを固定ねじを介して前記ナットの平面部に固定するチューブ押え板とを備えるリターンチューブ式ボールねじにおいて、前記ナットの平面部に、前記リターンチューブの傾き角に合わせ傾斜させて凹所を形成し、この凹所内に前記リターンチューブを収容したので、リターンチューブを固定するチューブ押え板自体を簡素化でき、強度と加工性を高めることができる。チューブ押え板を鋼鈑プレス加工で形成する場合、その効果は大きい。したがって、工作機械等に使用される高速送り用、あるいは、電動射出成形機や電動プレス機に使用される高負荷容量用のボールねじのように、リターンチューブに大きな負荷を受けても充分な剛性を有する高強度なチューブ固定構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るリターンチューブ式ボールねじを示す平面図である。
【図２】同上、ＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った要部断面図である。
【図４】本発明に係るチューブ押え構造の第２の実施形態を示す要部断面図である。
【図５】同上、第３の実施形態を示す要部断面図である。
【図６】同上、第４の実施形態を示す要部断面図である。
【図７】同上、第５の実施形態を示す要部断面図である。
【図８】同上、第６の実施形態を示す要部断面図である。
【図９】従来のリターンチューブ式ボールねじを示す一部を破断した斜視図である。
【図１０】従来のチューブ押え板を示す斜視図である。
【図１１】従来のチューブ押え板を装着したリターンチューブ式ボールねじを示す平面図である。
【図１２】従来のチューブ押え板をナットに誤組した状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１・・・・・・・・・・・・・・・・・・ボールねじ
２・・・・・・・・・・・・・・・・・・ねじ軸
３、１８、２４・・・・・・・・・・・・ナット
４・・・・・・・・・・・・・・・・・・ねじ溝
４ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・ランド部
５・・・・・・・・・・・・・・・・・・リターンチューブ
６・・・・・・・・・・・・・・・・・・固定ねじ
７、１４、２１、２６、２８、２８ａ・・チューブ押え板
８、１９、２５・・・・・・・・・・・・平面部
９・・・・・・・・・・・・・・・・・・孔
１０、１５、２２、２７・・・・・・・・チューブ嵌合凹溝
１１、１６、２３、３０・・・・・・・・取付部
１２、１７・・・・・・・・・・・・・・取付孔
１２ａ・・・・・・・・・・・・・・・・座ぐり部
１３、２０・・・・・・・・・・・・・・凹所
２９・・・・・・・・・・・・・・・・・嵌合凹溝
５０・・・・・・・・・・・・・・・・・ボールねじ
５１、５５・・・・・・・・・・・・・・ねじ溝
５２・・・・・・・・・・・・・・・・・ねじ軸
５３・・・・・・・・・・・・・・・・・ボール
５４、６８・・・・・・・・・・・・・・ナット
５４ａ・・・・・・・・・・・・・・・・フランジ
５６、６４・・・・・・・・・・・・・・リターンチューブ
５７、６９・・・・・・・・・・・・・・平面部
５８・・・・・・・・・・・・・・・・・孔
５９・・・・・・・・・・・・・・・・・ランド部
６０・・・・・・・・・・・・・・・・・ボール循環路
６１、７０・・・・・・・・・・・・・・固定ねじ
６２、６３・・・・・・・・・・・・・・チューブ押え板
６５・・・・・・・・・・・・・・・・・チューブ嵌合凹溝
６６、６７・・・・・・・・・・・・・・袖部
６６ａ、６７ａ・・・・・・・・・・・・下面
α・・・・・・・・・・・・・・・・・・傾き角
【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】
2004069017.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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