(57)【要約】【課題】基本的には２本シリンダ伸縮機構であるため、１本シリンダ伸縮機構に比べ目的とする伸縮ブーム伸長状態になるまでの時間が短いものでありながらも、伸縮機構全体の重量がほぼ１本シリンダ伸縮機構と同程度であり、安定性能を１本シリンダ伸縮機構程度とすることができるブーム伸縮機構を提供する。【解決手段】両シリンダの伸縮動作を足し合せることによりブーム１段分の伸縮ストロークとなる第１伸縮シリンダ４７及び第２伸縮シリンダ４８と、ブーム間固定手段４９〜５２と、前記第１伸縮シリンダ４７のシリンダチューブロッド側端部４７ｂに第１シリンダ・ブーム連結手段５３および第１固定ピン駆動手段５４と、前記第２伸縮シリンダ４８のシリンダチューブ反ロッド側端部４８ｃに第２シリンダ・ブーム連結手段５５および第２固定ピン駆動手段５６と、を備えた。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースブーム内に中間ブーム及びトップブームがそれぞれ伸縮自在に嵌挿されてなる伸縮ブームと、
当該伸縮ブーム内に配置され、前記ベースブーム基端部にそのロッド端部がそれぞれ軸支された２本の伸縮シリンダであって、両シリンダの伸縮動作を足し合せることにより前記中間ブームあるいはトップブームの伸縮ストロークを伸縮することとなるそれぞれの伸縮ストロークを有する第１伸縮シリンダ及び第２伸縮シリンダと、
隣接するブームの内側ブーム基端部に配置され、外側ブームの適所に設けられた固定穴に向けて内蔵する固定ピンを進退することにより当該隣接するブーム同士を固定・解除可能なブーム間固定手段と、を備え、
前記第１伸縮シリンダは、そのシリンダチューブロッド側端部に、ブーム基端部の連結穴に向けて内蔵する連結ピンを進退することにより目的とするブーム基端部と連結・解除可能な第１シリンダ・ブーム連結手段と、目的とするブーム基端部の前記固定ピンの内端に作用して当該固定ピンを進退駆動可能な第１固定ピン駆動手段と、を備え、
前記第２伸縮シリンダは、そのシリンダチューブ反ロッド側端部に、ブーム基端部の連結穴に向けて内蔵する連結ピンを進退することにより目的とするブーム基端部と連結・解除可能な第２シリンダ・ブーム連結手段と、目的とするブーム基端部の前記固定ピンの内端に作用して当該固定ピンを進退駆動可能な第２固定ピン駆動手段と、を備えたことを特徴とするブーム伸縮機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、そのロッド側端部をベースブーム基端部に軸支した２本の伸縮シリンダを交互に伸縮させることにより伸縮ブームを伸縮するブーム伸縮機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
伸縮ブーム内に配置された１本の伸縮シリンダにより、伸縮ブームを伸縮駆動するブーム伸縮機構（以下「１本シリンダ伸縮機構」という。）が知られている（例えば特許文献１参照。）。
【０００３】
図５は特許文献１に記載された１本シリンダ伸縮機構を示している。６はベースブーム１内に中間ブーム２〜４及びトップブーム５がそれぞれ伸縮自在に嵌挿されてなる伸縮ブームである。７は当該伸縮ブーム６内に配置され、ベースブーム基端部１ａにそのロッド端部７ａが軸支された１本の伸縮シリンダである。
【０００４】
８〜１１は隣接するブームの内側ブーム基端部に配置され、外側ブームの適所に設けられた固定穴に向けて内蔵する固定ピンがバネによって付勢された、隣接するブーム同士を固定・解除可能なブーム間固定手段である。
【０００５】
１２は前記伸縮シリンダ７のシリンダチューブロッド側端部７ｂに配置され、ブーム基端部の連結穴に向けて内蔵する連結ピンを進退することにより目的とするブーム基端部と伸縮シリンダ７とを連結・解除可能なシリンダ・ブーム連結手段である。
【０００６】
１３は目的とするブーム基端部の前記固定ピンの内端に作用して当該固定ピンを進退駆動可能な固定ピン駆動手段である。特許文献１に記載されたブーム伸縮機構は、次のように作用しその伸縮動作を行う。
【０００７】
まず、前記シリンダ・ブーム連結手段１２がトップブーム基端部５ａと連結される。次に固定ピン駆動手段１３がトップブーム５のブーム間固定手段１１の固定ピンの内端に作用し、固定ピンをフォースブーム４の固定穴から抜く。そして、伸縮シリンダ７が伸長することによりトップブーム５を所定の位置まで伸長する。
【０００８】
前記固定ピン駆動手段１３によるトップブーム５のブーム間固定手段１１の固定ピンの抜き側への駆動状態が解除される。すると、当該固定ピンはばねの付勢力によりフォースブーム４の固定穴に嵌入され、トップブーム５がフォースブーム４と固定される。
【０００９】
シリンダ・ブーム連結手段１２の連結ピンがトップブーム基端部５ａと解除され、フォースブーム基端部４ａにシリンダ・ブーム連結手段１２が位置するまで伸縮シリンダ７が縮小する。上述した動作を必要なだけ繰り返すことにより、伸縮ブーム６を目的とする伸長状態となるまで伸縮動作する。
【００１０】
上述した１本シリンダ伸縮機構は、伸縮シリンダが１本だけで構成されているので、ブーム伸縮機構全体の重量が非常に軽くなり、またその重量も伸縮ブーム６の基端部に位置することになるので、作業機の安定性能が飛躍的に向上するという利点を有している。
【００１１】
ところが、上述したようにその伸縮動作において伸縮シリンダ７だけが伸縮動作（空走動作）する時間が必要なため、目的とする伸縮ブーム伸長状態になるまでの時間が長くかかるという欠点を有していた。
【００１２】
一方、上記欠点を解消するものとして、伸縮ブーム内に配置された２本の伸縮シリンダにより、複数の伸縮ブームを伸縮駆動する伸縮機構（以下、「２本シリンダ伸縮機構」という。）が知られている（例えば特許文献２参照。）。
【００１３】
図６は特許文献２に記載された２本シリンダ伸縮機構を示している。２０はベースブーム２１内に中間ブーム２２〜２４及びトップブーム２５がそれぞれ伸縮自在に嵌挿されてなる伸縮ブームである。２７、２８は当該伸縮ブーム２０内に配置され、ベースブーム基端部２１ａにそのロッド端部２７ａ、２８ａが軸支された第１伸縮シリンダ、第２伸縮シリンダである。
【００１４】
２９〜３２は隣接するブームの外側ブーム先端部に配置され、内側ブームの適所に設けられた固定穴に向けて内蔵する固定ピンがバネによって付勢され、隣接するブーム同士を固定・解除可能なブーム間固定手段である。
【００１５】
３３は前記第１伸縮シリンダ２７のシリンダチューブロッド側端部２７ｂに配置され、ブーム基端部の連結穴に向けて内蔵する連結ピンを進退することにより目的とするブーム基端部と連結・解除可能な第１シリンダ・ブーム連結手段である。同様に、３４は前記第２伸縮シリンダ２８のシリンダチューブロッド側端部２８ｂに配置され、ブーム基端部の連結穴に向けて内蔵する連結ピンを進退することにより目的とするブーム基端部と連結・解除可能な第２シリンダ・ブーム連結手段である。
【００１６】
特許文献２に記載されたブーム伸縮機構は、次のよう作用しその伸縮動作を行う。
【００１７】
まず、第１伸縮シリンダ２７のシリンダ・ブーム連結手段３３によりトップブーム２５と第１伸縮シリンダ２７を連結して、第１伸縮シリンダ２７を伸長することによりトップブーム２５を所定の長さに伸長する。次に、前記ブーム間固定手段３２によりトップブーム２５とフォースブーム２４を固定する。
【００１８】
第１伸縮シリンダ２７のシリンダ・ブーム連結手段３３による第１伸縮シリンダ２７とトップブーム２５との連結を解除すると同時に、第２伸縮シリンダ２８のシリンダ・ブーム連結手段３４により第２伸縮シリンダ２８とフォースブーム２４を連結する。
【００１９】
第２伸縮シリンダ２８を伸長することにより、フォースブーム２４を所定長さまで伸長すると同時に、第１伸縮シリンダ２７をそのシリンダ・ブーム連結手段３３がサードブーム２３の基端部に位置するまで縮小する。
【００２０】
さらに順次同様にして第１伸縮シリンダ２７と第２伸縮シリンダ２８を交互に伸長及び縮小することにより、伸縮ブーム２０を目的とする状態まで伸長させる。
【００２１】
上述した２本シリンダ伸縮機構は、２本の伸縮シリンダが交互に伸縮ブームを伸長するよう構成されているので、１本シリンダ伸縮機構のように伸縮シリンダだけが伸縮動作（空走動作）する時間が無くなり、１本シリンダ伸縮機構に比べ目的とする伸縮ブーム伸長状態になるまでの時間が短いという利点を有している。
【００２２】
【特許文献１】
特開平７−２６７５８４号公報（第３−５頁、第３図）
【特許文献２】
特開平１１−７１０９６号公報（第３−４頁、第２図）
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記２本シリンダ伸縮機構は伸縮シリンダが２本であるため、１本シリンダ伸縮機構に比べ伸縮シリンダ１本分の重量が増加しており、その分だけ作業機の安定性能が低下してしまうという問題があった。
【００２４】
そこで、本発明は、基本的には２本シリンダ伸縮機構であるため、１本シリンダ伸縮機構に比べ目的とする伸縮ブーム伸長状態になるまでの時間が短いものでありながらも、ブーム伸縮機構全体の重量がほぼ１本シリンダ伸縮機構と同程度であり、作業機の安定性能を１本シリンダ伸縮機構と同じにすることができる作業機のブーム伸縮機構を提供しようとするものである。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
本願の請求項１に記載されたブーム伸縮機構は、ベースブーム内に中間ブーム及びトップブームがそれぞれ伸縮自在に嵌挿されてなる伸縮ブームと、当該伸縮ブーム内に配置され、前記ベースブーム基端部にそのロッド端部がそれぞれ軸支された２本の伸縮シリンダであって、両シリンダの伸縮動作を足し合せることにより前記中間ブームあるいはトップブームの伸縮ストロークを伸縮することとなるそれぞれの伸縮ストロークを有する第１伸縮シリンダ及び第２伸縮シリンダと、隣接するブームの内側ブーム基端部に配置され、外側ブームの適所に設けられた固定穴に向けて内蔵する固定ピンを進退することにより当該隣接するブーム同士を固定・解除可能なブーム間固定手段と、を備え、前記第１伸縮シリンダは、そのシリンダチューブロッド側端部に、ブーム基端部の連結穴に向けて内蔵する連結ピンを進退することにより目的とするブーム基端部と連結・解除可能な第１シリンダ・ブーム連結手段と、目的とするブーム基端部の前記固定ピンの内端に作用して当該固定ピンを進退駆動可能な第１固定ピン駆動手段と、を備え、前記第２伸縮シリンダは、そのシリンダチューブ反ロッド側端部に、ブーム基端部の連結穴に向けて内蔵する連結ピンを進退することにより目的とするブーム基端部と連結・解除可能な第２シリンダ・ブーム連結手段と、目的とするブーム基端部の前記固定ピンの内端に作用して当該固定ピンを進退駆動可能な第２固定ピン駆動手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２６】
このように、第１伸縮シリンダのシリンダチューブロッド側端部に第１シリンダ・ブーム連結手段と第１固定ピン駆動手段を配置し、第２伸縮シリンダのシリンダチューブ反ロッド側端部に第２シリンダ・ブーム連結手段と第２固定ピン駆動手段を配置したので、伸長状態の第１伸縮シリンダの第１シリンダ・ブーム連結手段、第１固定ピン駆動手段と縮小状態の第２伸縮シリンダの第２シリンダ・ブーム連結手段、第２固定ピン駆動手段がほぼ同じ場所に位置することとなる。したがって、駆動対象の中間ブームあるいはトップブームの基端部に対する第１シリンダ・ブーム連結手段と第２シリンダ・ブーム連結手段の相互間で連結状態の引継ぎが容易に行えるとともに、駆動対象の中間ブームあるいはトップブームのブーム間固定手段の固定ピンに対する第１固定ピン駆動手段と第２固定ピン駆動手段の相互間で解除状態の引継ぎが容易に行える。そのため、第１伸縮シリンダと第２伸縮シリンダを交互に伸縮動作させることにより、伸縮ブームを伸縮駆動することができ、従来の２本シリンダ伸縮機構と同様に１本シリンダ伸縮機構に比べ目的とする伸縮ブーム伸長状態になるまでの時間を短いものとすることができる。
【００２７】
さらに、第１伸縮シリンダ及び第２伸縮シリンダの伸縮ストロークを両シリンダの伸縮動作を足し合せることにより中間ブームあるいはトップブームの伸縮ストロークを伸縮することとなるものとしたので、本願発明のブーム伸縮機構は伸縮シリンダが２本でありながらも、ブーム伸縮機構全体の重量を従来の１本シリンダ伸縮機構の重量とほぼ同等にすることができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明の実施の形態に係る作業機のブーム伸縮機構の模式図を示す。
【００２９】
４６はベースブーム４１内に中間ブーム４２〜４４及びトップブーム４５がそれぞれ伸縮自在に嵌挿されてなる伸縮ブームである。
【００３０】
４７、４８は伸縮ブーム４６内に配置され、ベースブーム基端部４１ａにそのロッド端部４７ａ、４８ａが軸支され、前記中間ブーム４２〜４４あるいはトップブーム４５の伸縮ストロークの約半分の伸縮ストロークを有する第１伸縮シリンダ、第２伸縮シリンダである。
【００３１】
なお、第１伸縮シリンダ４７と第２伸縮シリンダ４８の伸縮ストロークは、両シリンダの伸縮動作を足し合せることにより中間ブームあるいはトップブームの伸縮ストロークを伸縮できるものであればよく、両シリンダの伸縮ストロークは不等長であってもよい。
【００３２】
４９〜５２は隣接するブームの内側ブーム基端部に配置され、外側ブームの適所に設けられた固定穴に向けて内蔵する固定ピンを進退することにより、隣接するブーム同士を固定・解除可能なブーム間固定手段である。
【００３３】
前記第１伸縮シリンダ４７は、そのシリンダチューブロッド側端部４７ｂに、ブーム基端部の連結穴に向けて内蔵する連結ピンを進退することにより目的とするブーム基端部と連結・解除可能な第１シリンダ・ブーム連結手段５３と、目的とするブーム基端部の前記固定ピンの内端に作用して当該固定ピンを進退駆動可能な第１固定ピン駆動手段５４を備えている。
【００３４】
前記第２伸縮シリンダ４８は、そのシリンダチューブ反ロッド側端部４７ｃに、ブーム基端部の連結穴に向けて内蔵する連結ピンを進退することにより目的とするブーム基端部と連結・解除可能な第２シリンダ・ブーム連結手段５５と、目的とするブーム基端部の前記固定ピンの内端に作用して当該固定ピンを進退駆動可能な第２固定ピン駆動手段５６を備えている。
【００３５】
上記第１固定ピン駆動手段５４と第２固定ピン駆動手段５６は、前記ブーム関固定手段４９〜５２の固定ピンに共通して作用するようになっている。
【００３６】
図２は上記シリンダ・ブーム連結手段５３あるいは５５の詳細図であって、ブーム断面方向に見た図である。
【００３７】
５７、５７は第１伸縮シリンダ４７のシリンダチューブロッド側端部４７ｂあるいは第２伸縮シリンダ４８のシリンダチューブ反ロッド側端部４８ｃに、ブーム基端部の連結穴５８、５８に向けて進退可能に内蔵された２本の連結ピンである。上記連結穴５８、５８はセカンドブーム４２からトップブーム４５までのブーム基端部４２ａから４５ａにそれぞれ設けられている。
【００３８】
５９は連結ピン駆動シリンダであって、前記連結ピン５７、５７とはその中間部を枢支されたリンク６０、６０を介して連結されている。連結ピン駆動シリンダ５９は複動シリンダであり、図示しない油圧供給手段により油圧が供給され、伸縮駆動するようになっている。
【００３９】
シリンダ・ブーム連結手段５３（５５）において前記連結ピン駆動シリンダ５９が伸縮すると連結ピン５７、５７が連結穴５８、５８に対し抜き差しされることにより、伸縮シリンダ４７、４８と目的とするブーム基端部とが連結・解除される。
【００４０】
図３は前記ブーム間固定手段４９〜５２のうちの一つと前記固定ピン駆動手段５４あるいは５６の詳細図であって、ブーム長手方向に沿って見た図である。
【００４１】
図３に示したものはトップブーム４５のブーム間固定手段であって、６１はトップブーム基端部４５ａの外側に位置するフォースブーム４４の両側板の適所に設けられた固定穴６２に向けて進退可能に内蔵された２本の固定ピンである。６３はバネ付勢されたボール６４を有し、前記固定ピン６１をその進退位置で保持するボールロック機構である。
【００４２】
なお、上記ボールロック機構を用いず、上記ブーム間固定手段の固定ピンをバネにより直接外側ブームの固定穴に向けて付勢するようにしてもよいこと勿論である。
【００４３】
固定ピン駆動手段５４（５６）は固定ピン駆動シリンダ６５と、当該固定ピン駆動シリンダ６５により揺動駆動される２つのリンク６６と、当該リンク６６先端に配置されたローラ６７とを備えている。６８は前記固定ピン６１の内端に設けられた内側連結部である。
【００４４】
トップブーム４５のブーム間固定手段５２での隣接するフォースブーム４４との固定・解除は、伸縮シリンダ４７（４８）の伸縮動作によって、前記ローラ６７を内側連結部６８内に位置させたのち、固定ピン駆動シリンダ６５の伸縮動作により、前記固定ピン６１を進退駆動する事により行う。セカンドブーム４２〜フォースブーム４５のブーム間固定手段４９〜５１の固定・解除も上記トップブームのブーム間固定手段５２のものと同様である。
【００４５】
以上その構成を説明した本願発明の実施の形態に係るブーム伸縮機構の伸縮動作は以下の通りである。
伸長動作
図４は図１に示したブーム伸縮機構による伸縮ブーム４６の伸長動作を（ａ）〜（ｆ）の順番に説明する図面である。
【００４６】
（ａ）伸縮ブーム４６は全縮小状態にある。第１伸縮シリンダ４７の第１シリンダ・ブーム連結手段５３により第１伸縮シリンダ４７とトップブーム４５が連結される。次に第１伸縮シリンダ４７の第１固定ピン駆動手段５４によりトップブーム４５のブーム間固定手段５２によるトップブーム４５とフォースブーム４４との固定が解除される。なお、上記第１シリンダ・ブーム連結手段５３が連結状態にあることを黒丸で表示し、トップブーム４５のブーム間固定手段５２が解除状態にあることを白丸で表示している。以下他のシリンダ・ブーム連結手段及びブーム間固定手段についても、同様に連結および固定状態を黒丸で表示し、連結解除および固定解除状態を白丸で表示することとする。この状態から、第１伸縮シリンダ４７が伸長することによりトップブーム４５を伸長させる。
【００４７】
（ｂ）第１伸縮シリンダ４７が全伸長すると、トップブーム４５はその伸縮ストロークの約半分の伸縮ストロークだけ伸長している。この時、第２伸縮シリンダ４８のシリンダチューブ反ロッド側端部に配置された第２シリンダ・ブーム連結手段５５はトップブーム４５基端部に位置するようになっている。この状態で、第２伸縮シリンダ４８の第２シリンダ・ブーム連結手段５５により第２伸縮シリンダ４８とトップブーム４５が連結される。
【００４８】
（ｃ）第１シリンダ・ブーム連結手段５３による第１伸縮シリンダ４７とトップブーム４５との連結が解除される。トップブーム４５のブーム間固定手段５２の解除状態は第１伸縮シリンダの第１固定ピン駆動手段５４から第２伸縮シリンダの第２固定ピン駆動手段５６に引き継がれ、維持される。この状態から、第２伸縮シリンダ４８が伸長することにより、トップブーム４５を伸長させる。同時に第１伸縮シリンダ４７は縮小する。
（ｄ）第２伸縮シリンダ４６が全伸長すると、トップブーム４５はその伸縮ストローク分だけ伸長している。この時、第１伸縮シリンダ４７のシリンダチューブロッド側端部に配置された第１シリンダ・ブーム連結手段５３はフォースブーム４４基端部に位置するようになっている。この状態で、第２伸縮シリンダ４８の第２固定ピン駆動手段５６によりトップブーム４５の固定ピン駆動手段５２によるトップブーム４５とフォースブーム４４との固定がなされるとともに、第１伸縮シリンダ４７の第１シリンダ・ブーム連結手段５３により第１伸縮シリンダ４７とフォースブーム４４が連結される。
（ｅ）第１伸縮シリンダ４７の固定ピン駆動手段５４によりフォースブーム４４のブーム間固定手段５１によるフォースブーム４４とサードブーム４３との固定が解除される。同時に第２伸縮シリンダ４８の第２シリンダ・ブーム連結手段５５による第２伸縮シリンダ４８とトップブーム４５との連結が解除される。この状態で、第１伸縮シリンダ４７が伸長することにより、フォースブーム４４とトップブーム４５を伸長するとともに、第２伸縮シリンダ４８が縮小する。
（ｆ）第１伸縮シリンダ４７が全伸長すると、フォースブーム４４はその伸縮ストロークの約半分の伸縮ストロークだけ伸長している。この時、第２伸縮シリンダ４８のシリンダチューブ反ロッド側端部に配置された第２シリンダ・ブーム連結手段５５はフォースブーム４４基端部に位置するようになっている
以下同様に、伸縮ブーム４６を目的とする伸長状態となるまで上記の動作を繰り返すのである。
縮小動作
本願発明の実施の形態に係るブーム伸縮機構による縮小動作は、上述した伸長動作における第１伸縮シリンダ４７、第１シリンダ・ブーム固定手段５３、第１固定ピン駆動手段５４、及び第２伸縮シリンダ、第２シリンダ・ブーム固定手段５５、第２固定ピン駆動手段５６の各動作を逆手順で行うことによりなされる。
【００４９】
【発明の効果】
本願の請求項１に記載されたブーム伸縮機構は、第１伸縮シリンダと第２伸縮シリンダが交互に伸縮ブームを伸縮駆動するので、従来の２本シリンダ伸縮機構と同様に１本シリンダ伸縮機構に比べ目的とする伸縮ブーム伸長状態になるまでの時間を短いものとすることができる。
【００５０】
さらに、第１伸縮シリンダ及び第２伸縮シリンダの伸縮ストロークを両シリンダの伸縮動作を足し合せることにより中間ブームあるいはトップブームの伸縮ストロークを伸縮することとなるものとしたので、伸縮シリンダが２本でありながらもブーム伸縮機構全体の重量を従来の１本シリンダ伸縮機構の重量とほぼ同等にすることができる。したがって、作業時の安定性能を従来の１本シリンダ伸縮機構と同程度の非常に高性能なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るブーム伸縮機構の模式図である。
【図２】シリンダ・ブーム連結手段の詳細図である。
【図３】ブーム間固定手段と固定ピン駆動手段の詳細図である。
【図４】伸縮ブームの伸長動作を（ａ）〜（ｆ）の順番に説明する図面である。
【図５】特許文献１に記載された１本シリンダ伸縮機構である。
【図６】特許文献２に記載された２本シリンダ伸縮機構である。
【符号の説明】
４１はベースブーム、４２はセカンドブーム、４３はサードブーム、４４はフォースブーム、４５はトップブーム、４６は伸縮ブーム、４７は第１伸縮シリンダ、４８は第２伸縮シリンダ、４９はセカンドブームのブーム間固定手段、５０はサードブームのブーム間固定手段、５１はフォースブームのブーム間固定手段、５５２はトップブームのブーム間固定手段、５３は第１シリンダ・ブーム連結手段、５４は第１固定ピン駆動手段、５５は第２シリンダ・ブーム連結手段、５６は第２固定ピン駆動手段
【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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