(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホルダー本体と把持くさびとを具える切削インサートホルダーであって、
前記ホルダー本体は後部シャンク部分と前部把持部分とを有し、前記前部把持部分は前記切削インサートがその上に支持されているベース面と、該ベース面から前記把持部分の天面まで上下方向に延びるほぼ直立したくさび支持面とを具え、前記切削インサートは貫通孔とインサート装着コーナーとを有し、ほぼ直立したロッキングピンが一部は前記ベース面に、一部は前記切削インサートの貫通孔に設けられ、前記把持くさびは、前記把持くさびの後部支持面が前記くさび支持面に当接した状態で、前記インサート装着コーナーが位置決めされているインサート受け入れコーナーで出会う一対のポケット側壁を具え、
前記切削インサートは、非鈍角のインサート装着コーナーを有する四辺形状の切削インサートであり、前記切削インサートが所定位置に把持された場合に、前記ロッキングピンを通る前記くさび支持面に対する垂線が、前記ベース面の平面図において前記一対のポケット側壁の第１ポケット側壁を通り、
前記くさび支持面は、互いに角度αをなして配置された第１、第２くさび支持面を具え、前記両くさび支持面は、前記第２くさび支持面が前記ベース面に隣接し、前記第１くさび支持面が前記把持部分の前記天面に隣接するようにずれたくさび支持面を形成する段付き形状に配置され、
前記切削工具ホルダーは、別の所定の把持位置に鈍角のインサート装着コーナーを有する別の切削インサートを解放可能に把持するための別の把持くさびを備え、前記別の把持くさびは、別の切削インサートの鈍角のインサート装着コーナーを受け入れる別のインサート受け入れコーナーで出会う一対のポケット側壁を有する別のインサート受け入れポケットを有する別の把持くさびを具え、前記別の把持くさびの後部支持面は前記第１くさび支持面に当接し、前記ベース面の平面図において前記ロッキングピンの中心を通る前記第１くさび面に対する垂線が、前記別のインサート受け入れコーナーを実質的に二等分し、
前記各ポケット側壁は、互いに離れた突出した一対の当接面を具え、前記切削インサートが、前記第１ポケット側壁の前記一対の当接面と、前記第１ポケット側壁との接合点から離れた前記ポケット側壁の対の第２ポケット側壁の単一の当接面とに対して当接していることを特徴とする切削インサートホルダー。
【請求項２】
前記インサート受け入れポケットが、更に前記一対のポケット側壁同士の間に延在する天面を具え、該天面は前記切削インサートの前記貫通孔の後方の前記切削インサートの天面に当接する当接天面を有していることを特徴とする請求項１に記載の切削インサートホルダー。
【請求項３】
前記別の切削インサートが三角形状の切削インサートであり、前記四辺形状の切削インサートが８０°又は９０°のいずれかの装着コーナーを有していることを特徴とする請求項２に記載の切削インサートホルダー。
【請求項４】
前記第１及び第２くさび支持面が６〜１５°の範囲の角度αで配置され、前記垂線が前記インサート受け入れコーナーの二等分線と４〜４０°の範囲の角度βをなしていることを特徴とする請求項３に記載の切削インサートホルダー。
【請求項５】
前記くさび支持面が、把持くさびの後方部分にキーを受け入れるキー溝を有することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の切削インサートホルダー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切削インサートを解放可能に把持する把持用くさびを有する切削インサートホルダーに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、切削インサートが所定の把持位置を占めている場合に、対称位置に配置された鈍角のインサート装着コーナーを有する切削インサートを解放可能に把持する把持くさびを有する切削インサートホルダーが図示され、説明されている。
【０００３】
特許文献１の図１、３及び５とは異なる符号が付されているが、これらにそれぞれ対応する図１、２及び３において、切削工具は、切削インサート１４が所定の把持位置を占めている場合に、対称位置に配置された切削インサート１４を解放可能に把持する把持くさび１２を有する切削インサートホルダー１０を具えている。この切削インサート１４は、貫通孔１６、鈍角のインサート装着コーナー１８、及び非鈍角の切削コーナー２０を有している。
【０００４】
切削インサートホルダー１０は、天面２４と底面２６を有するホルダー本体２２と、前記天面２４にインサートの位置を規定する凹んだ前端部分２８とを有している。このインサートの位置は、天面２４からインサート位置のベース面３２に向かって上下に延びる傾斜したくさび支持面３０を有する。切削インサート１４は、このインサート位置に位置決めされ、ベース面３２上に位置する詰め金３４によって支持されている。ほぼ直立して強固に装着されたロッキングピン３６が、ベース３２に開けられたホルダー本体２２の孔３８内に設けられている。このロッキングピン３６は詰め金３４の孔４０を貫通して、その頭部４２がインサートの貫通孔１６内に位置決めされている。把持くさび１２は、支持面３０と切削インサート１４との間に挟まれた凹んだ先端部分２８に位置決めされている。把持くさび１２の下側には、切削インサートの装着コーナー１８を受け入れるインサート受け入れコーナー４６を有するインサート受け入れポケット４４が設けられている。このインサート受け入れコーナーは、一対の離れた下部突起４８を通る二つの平面の交差部分に形成されている。インサート受け入れコーナーの角度θは、インサートの装着コーナーの角度φと実質的に同じ大きさである。把持くさび１２は、ねじ山付き把持孔５４の座ぐり孔５２に受け入れられたコイルスプリング５０によって上向きに付勢され、前記ねじ山付き把持孔の中には把持用ねじ５６がねじ込まれて、把持くさび１２をくさび支持面３０の下にベース面の方に付勢している。切削インサートのホルダー１０の平面図において、インサート受け入れポケット４４はくさび支持面３０に対して、ロッキングピン３６の中心６０を通るこれの垂線５８がインサート受け入れコーナー４６を二等分し、作動インサート装着コーナー１８′と作動切削コーナー２０′を通る切削インサートの対角線６２と一致するようになっており、これによって切削インサート１４を対称的に位置決め配置する。
【０００５】
【特許文献１】米国特許５５８６８４４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、非鈍角的なインサート装着コーナーを有する切削インサートのために構成された対称的位置決め機構は、切削インサートを一貫して所定の把持位置に把持はしない。更に、上述の切削インサートホルダーを用いて、鈍角のインサート装着コーナーを有する切削インサートと非鈍角のインサート装着コーナーを有する切削インサートの両方を解放可能に把持することは不可能である。
【０００７】
本発明の一つの目的は、所定の把持位置に非鈍角のインサート装着コーナーを有する切削インサートを解放可能に把持するための把持くさびを有する切削インサートホルダーを提供することである。
【０００８】
本発明のもう一つの目的は、鈍角のインサート装着コーナーを有する切削インサートと、非鈍角のインサート装着コーナーを有する切削インサートの両方を解放可能に把持するための把持くさびを有する切削インサートホルダーを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一実施形態によれば、貫通孔とインサート装着コーナーとを有する切削インサートを所定の把持位置に解放可能に把持するための切削インサートホルダーであって、
前記切削インサートホルダーはホルダー本体と把持くさびとを具え、前記ホルダー本体は後部シャンク部分と前部把持部分とを有し、前記前部把持部分は前記切削インサートがその上に支持されているベース面と、該ベース面から前記把持部分の天面まで上下方向に延びるほぼ直立したくさび支持面とを具え、ほぼ直立したロッキングピンが一部は前記ベース面に、一部は前記切削インサートの貫通孔に設けられ；前記把持くさびは、前記把持くさびの後部支持面が前記くさび支持面に当接した状態で、前記インサート装着コーナーが位置決めされているインサート受け入れコーナーで出会う一対のポケット側壁を具え、
前記切削インサートは、非鈍角のインサート装着コーナーを有する四辺形状の切削インサートであり、前記切削インサートが所定位置に把持された場合に、前記ロッキングピンを通る前記くさび支持面に対する垂線が、前記ベース面の平面図において前記一対のポケット側壁の第１ポケット側壁を通る、切削インサートホルダーが提供される。
【００１０】
非鈍角のインサート装着コーナーを有する四辺形状の切削インサートのための非対称な配置によって、この切削インサートホルダーは、切削インサートを所定位置に繰り返して把持することができる。本発明の切削インサートホルダーは、特に３５〜９０°の範囲のインサート装着コーナーを有するほぼ菱形をなす切削インサート及び実質的に直角のインサート装着コーナーを有するほぼ正方形の切削インサートを含む特殊形状の切削インサートを把持するために提供された異なる把持くさびに対して採用可能である。
【００１１】
本発明によれば、前記各ポケット側壁が互いに離れた突出した一対の当接面を具え、前記切削インサートが、前記第１ポケット側壁の前記一対の当接面と、前記第１ポケット側壁との接合点から離れた前記ポケット側壁の対の第２ポケット側壁の単一の当接面とに対して当接している。
【００１２】
更に、本発明によれば、前記インサート受け入れポケットが、更に前記一対のポケット側壁同士の間に延在する天面を具え、該天面は前記切削インサートの前記貫通孔の後方の前記切削インサートの天面に当接する当接天面を有している。
【００１３】
本発明の別の実施形態によれば、くさび支持面が互いに角度αをなして配置された第１及び第２くさび支持面を具え、前記両くさび支持面は、前記第２くさび支持面が前記ベース面に隣接し、前記第１くさび支持面が前記把持部分の前記天面に隣接するようにずれたくさび支持面を形成する段付き形状に配置され、
前記切削工具ホルダーは、別の切削インサートの鈍角のインサート装着コーナーを受け入れる別のインサート受け入れコーナーで出会う一対のポケット側壁を有する別のインサート受け入れポケットを有する別の把持くさびを具え、前記別の把持くさびの後部支持面は前記第１くさび支持面に当接し、前記ベース面の平面図において前記ロッキングピンの中心を通る前記第１くさび面に対する垂線が、前記別のインサート受け入れコーナーを実質的に二等分している、別の所定の把持位置に鈍角のインサート装着コーナーを有する別の切削インサートを解放可能に把持するための切削工具ホルダーが提供される。
【００１４】
所望によって、前記別の切削インサートが三角形状の切削インサートであり、前記四辺形状の切削インサートが８０°又は９０°のいずれかの装着コーナーを有していてもよい。
【００１５】
一般的に、前記第１及び第２くさび支持面は６〜１５°の範囲の角度αで配置され、前記垂線が前記インサート受け入れコーナーの二等分線と４〜４０°の範囲の角度βをなしている。
【００１６】
所望によって、前記くさび支持面は、把持くさびの後方部分にキーを受け入れるキー溝を有してもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の第１及び第２切削工具１００と１０２を示す図４と図５に先ず注目されたい。両切削工具は、第１切削インサートホルダー１０４とその中に把持された第１切削インサート１０６とを具えた第１切削工具１００及び第２切削インサートホルダー１０８とその中に把持された第２切削インサート１１０とを具えた第２切削工具１０２を有するほぼ同じ構成のものである。第１切削インサートホルダー１０４は、第１シャンク部分１１４と第１把持部分１１６とを有し、該第１把持部分１１６は第１くさび支持面１１８を具えている第１ホルダー本体１１２と、第１切削インサート１０６を把持するための第１把持くさび１２０とを具えている。第１切削インサート１０６は、鈍角のインサート装着コーナー角度φ＝φ１を有する第１インサート装着コーナー１２２を有している。図４に示されている第１切削インサートホルダー１０４は、鈍角の装着コーナーを有する切削インサートを把持するための従来技術の切削インサートホルダーと似ているが、以下に詳しく述べられるように異なる設計の把持くさびを有している。図５は、第２切削インサート１１０を把持するための本発明による第２切削インサートホルダー１０８を示す。第２切削インサート１１０は四辺形状をなし、非鈍角インサート装着コーナー角度φ＝φ２を有する第２インサート装着コーナー１２４を有している。第２切削インサートホルダー１０８は、第２シャンク部分１２８と第２くさび支持面１３２を具えた第２把持部分１３０とを有する第２ホルダー本体１２６と、第２切削インサート１１０を把持するための第２把持くさび１３４とを具えている。第１シャンク部分１１４は前後方向を規定する第１の長手方向軸Ａ１を有し、第１ホルダー本体１１２の前端には第１把持部分１１６が位置決めされている。同様に、第２シャンク部分１２８は前後方向を規定する第２の長手方向軸Ａ２を有し、第２ホルダー本体１２６の前端には第２把持部分１３０が位置決めされている。第１及び第２切削インサートホルダー１０４、１０８の第１及び第２把持部分１１６、１３０は同じ配向を有するように設計され、各切削インサート１０６、１１０の作動切削コーナー１３６、１３８の二等分線Ｂ１とＢ２が各シャンク部分１１４、１２８の長手方向軸Ａ１とＡ２に対して同じ角度Ωをなすようになっている。以下に更に詳しく述べられるように、非鈍角のインサート装着コーナー角度を有する第２切削インサート１１０は、対称的に位置決めされていない。その結果、第１切削インサートホルダー１０４の第１くさび支持面１１８が第１の長手方向軸Ａ１に対して第１角度λ１をなしている場合には、第２切削インサートホルダー１０８の第２くさび支持面１３２は第２の長手方向軸Ａ２に対して第２角度λ２をなし、ここで第１角度λ１と第２角度λ２とは異なる大きさを有している。換言すれば、第１くさび支持面１１８は、第２くさび支持面１３２に対して角度λ２−λ１＝αで鋭角的に配置されている（図１０参照）。
【００１８】
本発明による第３の切削インサートホルダー１４０は、鈍角のインサート装着コーナー角度を有する第１切削インサート１０６か、非鈍角のインサート装着コーナー角度を有する第２切削インサート１１０のいずれかを解放可能に把持することが可能である。この第３切削インサートホルダー１４０は、図６に示される第３のホルダー本体１４２を具え、これは後部の第３シャンク部分１４４と前部の第３把持部分１４６とを有している。互いに角度αをなして配置された第１、第２くさび支持面１１８と１３２の両方を収容するために、これら二つのくさび支持面１１８と１３２は、第３把持部分１４６のベース面１５０に隣接する下部くさび支持面を形成する第２くさび支持面１３２と、第３把持部分１４６の天面１５２に隣接する上部くさび支持面を形成する第１くさび支持面とを具えたずれた (staggered)くさび支持面１４８を形成して段差状に配置されている。下部くさび支持面１３２は、ベース面１５０から上方及び後方にベース面１５０と天面１５２の間に位置する中間面１５３まで延びて、ほぼ直立している。この下部くさび支持面１３２は、非鈍角のインサート装着コーナー角度を有する第２切削インサート１１０を解放可能に把持するのに使用される。上部くさび支持面１１８は中間面１５３から上方及び後方に天面１５２まで延びて、ほぼ直立している。この上部くさび支持面１１８は、鈍角のインサート装着コーナー角度を有する第１切削インサート１０６を解放可能に把持するのに使用される。ずれたくさび支持面１４８は、キー溝として機能する凹部１５４を具えている。これの特長は後で述べられるであろう。
【００１９】
図６に加えて、図７と図８も参照されたい。ベース面１５０は後方部分１５０Ａと凹んだ前方部分１５０Ｂを有している。この後方部分１５０Ａは、スプリングワッシャー１６０を具えた把持用ねじ１５８を受け入れる把持孔１５６と、コイルばねや板ばね等のスプリング１６２とを有している。凹んだ前方部分１５０Ｂはロッキングピン１６６を受け入れるための孔１６４を有し、このロッキングピンはこの孔に押し込まれ或いはねじ込まれて係合し、更にその底で補助ねじ（図示しない）によって保持されている。詰め金１６８が凹んだ前方部分１５０Ｂに配置され、ロッキングピン１６６によって保持されている。これらの図に示されているように、詰め金１６８はほぼ四辺形状をなしているが、切削インサートに実質的な支持を与えるものであれば、他の適宜な形状であってもよい。
【００２０】
第３の切削インサートホルダー１４０は、第２切削インサート１１０を解放可能に把持する第２把持くさび１３４か、第１切削インサート１０６を解放可能に把持する第１把持くさび１２０のいずれかを受け入れることができる。第２把持くさび１３４は、第２くさび支持面１３２に沿って滑り、ベース面１５０の方に押しつけられるようになっている（図７参照）。第１把持くさび１２０は、第１くさび支持面１１８に沿って滑り、ベース面１５０の方に押しつけられるようになっている（図８参照）。ずれたくさび支持面１４８のキー溝１５４は、第１把持くさび１２０（図１２Ａ及び２Ｂ参照）のキー１７２を受け入れて、これを初期の正しい位置に案内し、第１切削インサート１０６を所定の把持位置に繰り返して把持することができるようにするためのものである。第２把持くさび１３４もこのようなキー１７２を具えている。
【００２１】
図９Ａと図９Ｂにおいては、第２把持くさび１３４は楕円形状の貫通孔１７４を有し、これを通って把持ねじ１５８が自由に通過する。把持ねじ１５８を把持孔１５６にねじ込む場合に、このねじは第２把持くさび１３４を下方に押し下げ、その際に第２把持くさび１３４の後部支持面１７６は第２くさび支持面１３２を下方に滑らせて押し下げる。第２把持くさび１３４の下側１７８は、第２ポケット天面１８２と第２切削インサートの第２インサート装着コーナー１２４を受け入れるための非鈍角インサート受け入れコーナー１８８で出会う第１及び第２ポケット側壁１８４、１８６とによって形成されている。第２ポケット天面１８２は第１及び第２ポケット側壁１８４、１８６の間に延在し、第２切削インサートの貫通孔１９４の後方の第２切削インサートの天面１９２上に支えるための第２の当接天面１９０を有している。第１ポケット側壁１８４は一対の互いに離れた突出した当接面、即ち前部第１当接面１９６と後部第１当接面１９８とを有し、第２ポケット側壁１８６は一対の互いに離れた突出した当接面、即ち前部第１当接面２００と後部第２当接面２０２とを有している。
【００２２】
図１０には、所定の把持位置に把持された第２切削インサート１１０が示されている。ベース面１５０の平面図において、第２くさび支持面１３２の垂線Ｎは、ロッキングピン１６６の中心と第１ポケット側壁１８４とを通っている。第２インサート装着コーナー１２４が非鈍角インサート受け入れコーナー１８８に受け入れられているこの配置において、第２切削インサート１１０は前部第１、後部第１及び前部第２当接面１９６、１９８及び２００に当接しているが、後部第２当接面２０２には当接していない。垂線Ｎは作動している切削コーナー１３８の二等分線Ｂ２に対して角度βをなしている。この二等分線は非鈍角インサート受け入れコーナー１８８の二等分線でもあり、第２切削インサートの第２インサート装着コーナー１２４と作動切削コーナー１３８を通る第２切削インサートの対角線にも一致している。把持の際に、第２当接天面１９０を切削インサートの天面１９２に対連続的に当接させながら、前部第１、後部第１、前部第２及び後部第２当接面１９６、１９８、２００、２０２の異なる当接面が、その初期の装着に対応して、第２切削インサート１１０を位置決めするために一時的に採用される。後部第２当接面２０２は二つの機能を提供する。即ち、始めにストッパーとして作用して第２切削インサート１１０の初期の大きな位置の誤差を排除し、その後に第２切削インサート１１０を所定の把持位置に位置決めし易くする。
【００２３】
非限定的な例において、第１切削インサート１０６は三角形状の切削インサートであり、第２の四辺形状切削インサート１１０は、８０°か９０°の装着コーナーを有するほ正方形状をなし、角度αは６〜１５°の範囲にあり、代表的な値は９．５°であり、９０°の装着コーナーを有する切削インサートの場合には角度βは４〜４０°の範囲にあり、代表的な値は９．５°であり、８０°の装着コーナーを有する切削インサートの場合には９．５°である。
【００２４】
図１１Ａと１１Ｂに示された第１把持くさび１２０は、平坦で後ろに傾斜した前部天面２０６を有し（この特長は図８に最も良く示されている）、すべての送り方向において切り屑の流れを円滑にし、一方、下側２０８は、対称的に配置された後部当接面２１４を有する鈍角インサート受け入れコーナー２１２を有する第１インサート受け入れポケット２１０と、第１把持くさび１２０の下側２０８の最前部領域の中心の両側に設けられた二つの対称的に配置された天部第１当接面２１６とで形成されている。第１把持くさび１２０は、楕円形状の貫通孔２２０を有し、これを把持用ねじ１５８が自由に通過する。把持用ねじ１５８を把持用孔１５６にねじ込むと、ねじは、キー１７２をキー溝１５４に位置決めさせた状態で第１把持くさび１２０を下方に押し下げ、これによって第１把持くさび１２０の後部支持面２２２は第１支持面１１８に押しつけられて滑り下る。図４を参照し、図１０と比較すると、第１切削インサート１０６の作動切削コーナー１３６の二等分線Ｂ１は第１くさび支持面１１８に垂直であり、ベース面１５０の平面図において、この二等分線Ｂ１はロッキングピン６３の中心を通って鈍角のインサート受け入れコーナー２１２と第１インサート装着コーナー１２２を二等分し、第１切削インサートは対称的に配置された所定の把持姿勢をとる。
【００２５】
図１２は、第２切削インサート１１０が所定位置に把持される場合、第２把持くさび１３４の後部支持面１７６がどのようにして後部くさび支持面１３２に当接するかを示している。
【００２６】
図１３は図１２に示されたのと同様な断面を示し、第１切削インサートが所定位置に把持される場合、第１把持くさび１２０の後部支持面２２２がどのようにして上部くさび支持面１１８に当接するかを示している。
【００２７】
本発明は限られた数の実施形態に関して説明されたが、本発明の多くの改変、修正、その他の応用が可能なことは明らかであろう。例えば、切削インサートホルダー１０４、１０８、１４０は左、右勝手のいずれでもよく、切削インサート１０６、１１０を支持するのに詰め金が無くても使用できるように構成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】所定のくさび支持位置に鈍角のインサート装着コーナーを有する切削インサートを解放可能に把持するための把持くさびを有する切削インサートホルダーを具えた従来技術の切削工具の平面図である。
【図２】くさび支持面に対する垂線に一致する図１のII-II 線に沿った図１の切削工具の断面図である。
【図３】図１と２に示された把持くさびの底面図である。
【図４】所定の把持位置に鈍角のインサート装着コーナーを有する切削インサートを解放可能に把持する把持くさびを有する切削インサートホルダーを具えた本発明の第１の切削工具の平面図である。
【図５】所定の把持位置に非鈍角のインサート装着コーナーを有する切削インサートを解放可能に把持する把持くさびを有する切削インサートホルダーを具えた本発明の第２の切削工具の平面図である。
【図６】所定の把持位置に鈍角のインサート装着コーナーを有する切削インサートか、非鈍角のインサート装着コーナーを有する切削インサートのいずれかを解放可能に把持する把持くさびを有する切削インサートホルダーを具えた本発明の第３の切削工具の斜視図である。
【図７】所定の把持位置に非鈍角のインサート装着コーナーを有する切削インサートを解放可能に把持する把持くさびを有する本発明の前記第３切削工具の分解斜視図である。
【図８】所定の位置に鈍角のインサート装着コーナーを有する切削インサートを解放可能に把持する把持くさびを有する本発明の好適実施形態による切削工具の分解斜視図である。
【図９Ａ】図７に示された把持くさびを下前方から見た斜視図である。
【図９Ｂ】図７に示された把持くさびの斜視図である。
【図９Ｃ】図７に示された把持くさびの底面図である。
【図９Ｄ】図７に示された把持くさびの平面図である。
【図１０】把持くさびの一部を透明にして示した非鈍角のインサート装着コーナーを有する切削インサートを解放可能に把持する把持くさびを有する本発明にかかる第３の切削工具の部分平面図である。
【図１１Ａ】図８に示された把持くさびを下前方から見た斜視図である。
【図１１Ｂ】図８に示された把持くさびの後方から見た斜視図である。
【図１２】図１０のXII-XII 線に沿った部分断面図である。
【図１３】図１０に示された把持くさびを鈍角のインサート装着コーナーを有する切削インサートを解放可能に把持する把持くさびに置き換えた、図１２に類似の部分断面図である。
【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９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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