(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレームに回転可能に支承されたクランク軸と、
１８０度の位相差で駆動される状態に前記クランク軸に連結されて互いに反対方向へほぼ水平に伸びかつ先端側を前記クランク軸の回転軸線と交差する水平方向へ案内される第１及び第２のコネクションと、
前記第１及び第２のコネクションに個々に対応された第１及び第２の揺動体であってそれぞれが第１のアーム領域と、該第１のアーム領域から下方へ第１間隔を置かれかつ水平方向に隔てられた第２のアーム領域と、前記第１のアーム領域から下方へ前記第１間隔より大きい第２間隔を置かれた第３のアーム領域とを有し、第１のアーム領域が対応するコネクションの先端部に枢軸的に連結されかつ第２のアーム領域がスライドに連結された第１及び第２の揺動体と、
前記コネクションと前記揺動体との枢軸連結点であって前記回転軸線と平行に伸びる枢軸連結点の周りにおける前記揺動体の回転角度位置を調整すべく前記揺動体の第３のアーム領域に枢軸的に連結された位置調整機構とを含む、プレス機。
【請求項２】
さらに、前記コネクションと前記揺動体との組合わせに個々に対応されて対応するコネクションと揺動体の第１のアーム領域とに連結された第１及び第２の滑子を含み、各滑子は対応するコネクションの先端部を水平方向へ案内すべく前記フレームに配置されている、請求項１に記載のプレス機。
【請求項３】
さらに、前記フレームに上下運動可能に配置された平衡重りを備える平衡装置であって前記スライドの上下運動と１８０度の位相差で上下運動をするべく前記ベルクランクに連結された平衡装置を含む、請求項１又は２に記載のプレス機。
【請求項４】
前記平衡重りは前記クランク軸より上方にあって前記フレームに上下方向へ往復移動可能に配置されており、前記平衡装置は、さらに、下端側において前記第１の揺動体に連結されかつ上端側において前記平衡重りに連結された第１の連結体と、下端側において前記第２の揺動体に連結されかつ上端側において前記平衡重りに連結された第２の連結体とを備える、請求項３に記載のプレス機。
【請求項５】
各揺動体はさらに第４のアーム領域を有しており、前記連結体は対応する揺動体の第４のアーム領域に連結されている、請求項４に記載のプレス機。
【請求項６】
前記位置調整機構は、一方向へ移動可能に前記フレームに配置されかつ両揺動体の前記第２のアーム領域に連結されたスライダと、前記一方向へ伸びる軸線の周りに回転可能に及び前記一方向へ移動不能に前記フレームに配置された円板状の回転体と、該回転体を回転させる回転機構とを含み、前記スライダ及び前記回転体のいずれか一方は雌ねじ穴を有し、前記スライダ及び前記回転体の他方は前記雌ねじ穴に螺合された雄ねじ部を有する、請求項１から５のいずれか１項に記載のプレス機。
【請求項７】
前記位置調整機構は、前記第１及び第２の揺動体に対応された第１及び第２のスライダであって一方向へ移動可能に前記フレームに配置されかつ対応する揺動体の第２のアーム領域に連結された第１及び第２のスライダと、前記一方向へ伸びる軸線の周りに回転可能に及び前記一方向へ移動不能に前記フレームに配置された円板状の回転体と、該回転体を回転させる回転機構とを含み、前記スライダ及び前記回転体のいずれか一方は雌ねじ穴を有し、前記両スライダ及び前記回転体の他方は前記雌ねじ穴に螺合された雄ねじ部を有する、請求項１から５のいずれか１項に記載のプレス機。
【請求項８】
各揺動体の第１のアーム領域は対応するコネクションの先端部より下方に伸びており、前記位置調整機構は前記クランク軸と前記スライドとの間の高さ位置に配置されている、請求項１から７のいずれか１項に記載のプレス機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クランク軸から逆の方向へほぼ水平に伸びる２種のコネクションを１８０度の位相差で往復移動させることにより、スライドを上下動させるプレス機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
１８０度の位相差で往復移動するようにクランク軸に連結された２つのコネクションをクランク軸から左右反対の方向へほぼ水平に延在させ、両コネクションの先端部の往復移動によりスライドを上下方向へ移動させるプレス機は、種々提案され、実用に供されている（例えば、特開平８−１１８０２号公報）。この種のプレス機は、両コネクションが向かい合わされているから、トグルプレス機やクランクプレス機に比べ、両コネクション慣性力が効果的に相互に減殺され、重量バランスがよい、という利点を有する。
【０００３】
クランク軸に支持されない２つのコネクションを左右反対の方向へ水平に延在させ、各コネクションの先端部に滑子を組み付けて水平に案内し、両コネクションを１８０度の位相差で往復移動させることにより、スライドを上下方向へ移動させるプレス機が特開平２−１６５９００号公報に記載されている。このプレス機は、上記のプレス機と同じ利点を有するのみならず、疑似直線運動機構を必要とせず、簡素である、という利点を有する。
【０００４】
【解決しようとする課題】
しかし、上記いずれのプレス機も、スライドのストローク長さを変更することができない。また、いずれのプレス機においても、トグル機構を用いてスライドを上下動させているため、クランクプレスに比べると、スライドの速度が下死点付近で大きく減少し、その結果下死点付近におけるスライドの行程が長いのに対し、上死点付近におけるスライドの行程が短い。
【０００５】
上記のようなプレス機では、下死点付近の行程が長いことに起因して高精度の加工が可能となる反面、上死点付近の行程が短いことに起因して材料を金型内へ送ることに許される時間が短くなり、その結果あまり高精度を要求されない製品に対しては高速化の妨げになる。また、トグル機構を用いたプレス機は、上死点付近におけるスライドの加速度変化も大きく、これも高速化の妨げになる。
【０００６】
本発明の目的は、クランク軸から逆の方向へほぼ水平に伸びる２種のコネクションを１８０度の位相差で往復移動させるプレス機であるにもかかわらず、スライドのストローク長さを変更可能にすると共に、高速化を可能とすることにある。
【０００７】
【解決手段、作用及び効果】
本発明に係るプレス機は、フレームに回転可能に支承されたクランク軸と、１８０度の位相差で駆動される状態に前記クランク軸に連結されて互いに反対方向へほぼ水平に伸びかつ先端側を前記クランク軸の回転軸線と交差する水平方向へ案内される第１及び第２のコネクションと、前記第１及び第２のコネクションに個々に対応された第１及び第２の揺動体であってそれぞれが第１のアーム領域と、該第１のアーム領域から下方へ第１間隔を置かれかつ水平方向に隔てられた第２のアーム領域と、前記第１のアーム領域から下方へ前記第１間隔より大きい第２間隔を置かれた第３のアーム領域とを有し、第１のアーム領域が対応するコネクションの先端部に枢軸的に連結されかつ第２のアーム領域がスライドに連結された第１及び第２の揺動体と、前記コネクションと前記揺動体との枢軸連結点であって前記回転軸線と平行に伸びる枢軸連結点の周りにおける前記揺動体の回転角度位置を調整すべく前記揺動体の第３のアーム領域に枢軸的に連結された位置調整機構とを含む。
【０００８】
クランク軸が回転されると、両コネクションが１８０度の位相差で水平方向へ往復移動されるから、両揺動体が位置調整機構への枢軸連結点の周りに逆位相で揺動され、それによりスライドが上下動される。このため、トグル機構を用いることなく、重量バランスを高め、高速化をはかることができる。
【０００９】
枢軸連結点の周りにおける揺動体の回転角度位置が位置調整機構により変更されると、両揺動体の揺動角度範囲の大きさが変更され、それによりスライドのストローク長さが変更される。
【００１０】
上記のように本発明によれば、クランク軸から逆の方向へほぼ水平に伸びる２種のコネクションを１８０度の位相差で往復移動させかつ重量バランスのよいプレス機であるにもかかわらず、スライドのストローク長さを変更することができると共に、高速化をはかることができる。
【００１１】
プレス機は、さらに、前記コネクションと前記揺動体との組合わせに個々に対応されて対応するコネクションと揺動体の第１のアーム領域とに連結された第１及び第２の滑子を含み、各滑子は対応するコネクションの先端部を水平方向へ案内すべく前記フレームに配置されていることができる。そのようにすれば、各コネクションの先端部の移動が円滑になり、スライドの上下運動が安定化する。
【００１２】
プレス機は、さらに、前記フレームに上下運動可能に配置された平衡重りを備える平衡装置であって前記スライドの上下運動と１８０度の位相差で上下運動をするべく前記ベルクランクに連結された平衡装置を含むことができる。そのようにすれば、スライドと平衡重りとの上下運動が互いに逆になるから、スライドと平衡重りとの上下運動に起因する不平衡力が相互に減殺される。
【００１３】
前記平衡重りは前記クランク軸より上方にあって前記フレームに上下方向へ往復移動可能に配置されており、前記平衡装置は、さらに、下端側において前記第１の揺動体に連結されかつ上端側において前記平衡重りに連結された第１の連結体と、下端側において前記第２の揺動体に連結されかつ上端側において前記平衡重りに連結された第２の連結体とを備えることができる。
【００１４】
各揺動体はさらに第４のアーム領域を有しており、前記連結体は対応する揺動体の第４のアーム領域に連結されていることができる。そのようにすれは、スライドの上下動に対する平衡重りの上下動がより安定化する。
【００１５】
前記位置調整機構は、一方向へ移動可能に前記フレームに配置されかつ両揺動体の前記第２のアーム領域に連結されたスライダと、前記一方向へ伸びる軸線の周りに回転可能に及び前記一方向へ移動不能に前記フレームに配置された円板状の回転体と、該回転体を回転させる回転機構とを含み、前記スライダ及び前記回転体のいずれか一方は雌ねじ穴を有し、前記スライダ及び前記回転体の他方は前記雌ねじ穴に螺合された雄ねじ部を有することができる。これにより、スライダの上下方向における位置を微細に調整することができるから、スライドの行程曲線及び上下運動の各時点における瞬時速度をプレス加工の種類に応じてより微細に調整することができる。
【００１６】
上記の代わりに、前記位置調整機構は、前記第１及び第２の揺動体に対応された第１及び第２のスライダであって一方向へ移動可能に前記フレームに配置されかつ対応する揺動体の第２のアーム領域に連結された第１及び第２のスライダと、前記一方向へ伸びる軸線の周りに回転可能に及び前記一方向へ移動不能に前記フレームに配置された円板状の回転体と、該回転体を回転させる回転機構とを含み、前記スライダ及び前記回転体のいずれか一方は雌ねじ穴を有し、前記両スライダ及び前記回転体の他方は前記雌ねじ穴に螺合された雄ねじ部を有することができる。これによっても、スライダの上下方向における位置を微細に調整することができるから、スライドの行程曲線及び上下運動の各時点における瞬時速度をプレス加工の種類に応じてより微細に調整することができる。
【００１７】
プレス機は、さらに、前記平衡重りの上下運動を上下方向に規制する１以上の重りガイドを含むことができる。そのようにすれば、水平方向への平衡重りの往復運動が防止されるから、平衡重りの往復移動に起因する水平方向へのプレス機の振動を防止することができる。
【００１８】
各揺動体の第１のアーム領域は対応するコネクションの先端部より下方に伸びており、前記位置調整機構は前記クランク軸と前記スライドとの間の高さ位置に配置されていてもよい。
【００１９】
好ましい実施例においては、前記クランク軸はその回転軸線の周りに互いに反対方向へ偏心された第１及び第２の偏心部を有し、前記第１及び第２のコネクションは、それぞれ、前記第１及び第２の偏心部に枢軸的に連結されている。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１から図７を参照するに、プレス機１０は、下型を載置する下部フレーム１２と、下部フレーム１２に支持された上部フレーム１４とを含む。クランク軸１６は、水平方向へ伸びる軸線の周りに回転可能に上部フレーム１４に支持されており、また図３に示すフライホィール１８の回転を受けて、回転される。フライホィール１８は、電動機のような図示しないモータにより回転される。
【００２１】
クランク軸１６は、互いに逆方向に偏心されて回転軸線の周りに１８０度移相した偏心部１６ａ及び１６ｂを有する。図示の例では、２つの偏心部１６ｂが偏心部１６ａを間にしてクランク軸１６の長手方向に間隔をおいて形成されている。
【００２２】
上型を支持するいわゆるスライド２０は、上部フレーム１４の下端部を上下方向へ移動可能に貫通する一対の連結ロッドすなわちプランジャ２２の下端に組み付けられている。両プランジャ２２は、スライド２０の両端部から上方へ平行に伸びており、またクランク軸１６の回転運動にともなって上下方向へ往復移動される。これにより、スライド２０は上下方向へ往復移動される。
【００２３】
偏心部１６ａ及び１６ｂには、それぞれ、コネクション２４ａ及び２４ｂが互いに反対方向へほぼ水平に伸び伸びる状態に枢軸的に連結されている。これにより、コネクション２４ａ及び２４ｂは、１８０度の位相差で互いに反対方向へほぼ水平に往復移動される。図示の例では、２つのコネクション２４ｂが設けられている。
【００２４】
コネクション２４ａは、偏心部１６ａに連結された基部から二股状に分岐されており、また枢軸２８ａを介して先端部を一対の滑子２６ａに枢軸的に連結されている。これに対し、両コネクション２４ｂは、偏心部１６ｂに連結された基部から水平方向へ平行に伸びており、また枢軸２８ｂを介して先端部を一対の滑子２６ｂに枢軸的に連結されている。
【００２５】
移動部材すなわち滑子２６ａ及び２６ｂは、それぞれ、コネクション２４ａ及び２４ｂの先端側を水平方向へ案内するようにフレーム１４に形成されたガイド部３０ａ及び３０ｂに滑動可能に配置されている。これにより、コネクション１６ａ，１６ｂの先端部の移動が円滑になり、スライド２０の上下運動が安定化する。
【００２６】
枢軸２８ａ及び２８ｂは、それぞれ、揺動レバーすなわち揺動体３２ａ及び３２ｂを枢軸的に支持している。揺動体３２ａ及び３２ｂは、いずれも、第１，第２，第３及び第４のアーム領域を前記クランク軸の回転軸線と平行に伸びる軸線の周りに等角度間隔に有する十字状の形状に形成されており、また対応する滑子２６ａ及び２６ｂから下方に伸びている。
【００２７】
揺動体３２ａ及び３２ｂの第１のアーム領域は、それぞれ、先端部を対応する枢軸２８ａ及び２８ｂにより対応するコネクション２４ａ及び２４ｂの先端部及び対応する滑子２６ａ及び２６ｂに枢軸的に連結されている。揺動体３２ａ及び３２ｂのアーム領域は、それぞれ、先端部をコネクタすなわち連結部材３４ａ及び３４ｂによりプランジャ２２に連結されている。
【００２８】
また、揺動体３２ａ及び３２ｂの第３のアーム領域は、それぞれ、コネクション２４ａ，２４ｂと揺動体３２ａ，３２ｂとの枢軸連結点として作用する枢軸２８ａ及び２８ｂの周りにおける揺動体３２ａ及び３２ｂの回転角度位置を調整するための位置調整機構３６に先端部を連結されている。
【００２９】
さらに、揺動体３２ａ及び３２ｂの第４のアーム領域は、それぞれ、先端部を連結体３８ａ及び３８ｂにより、スライド２０の上下動に起因して発生する振動を平衡させる平衡装置４０に連結されている。
【００３０】
位置調整機構３６は、水平方向へ移動可能にフレーム１４に配置された一対のスライダ４２ａ，４２ｂと、水平方向へ伸びる軸線の周りに回転可能に及び水平方向へ移動不能にフレーム１４に配置された円板状の回転体４４と、回転体４６を回転させる回転機構４６と、スライダ４２ａ及び４２ｂをそれぞれ揺動体３２ａ及び３２ｂの第４のアーム領域に枢軸的に連結している２組の連結リンク４８ａ及び４８ｂとを含む。
【００３１】
スライダ４２ａ及び４２ｂは、回転体４６を間にして水平方向へ間隔をおいている。スライダ４２ａ及び４２ｂ及び回転体４４のいずれか一方はねじ穴を有しており、他方は雌ねじ穴に螺合された雄ねじ部を有している。図示の例では、スライダ４２ａ及び４２ｂがそれぞれねじ穴を有し、回転体４４が雄ねじ部５０ａ及び５０ｂを有している。
【００３２】
スライダ４２ａ及び４２ｂは、それぞれ、フレーム１４に形成されたガイド部５２ａ及び５２ｂに水平方向に及び互いに逆方向へ滑動可能に受けられている。また、スライダ４２ａ及び４２ｂは、それぞれ、連結リンク４８ａ及び４８ｂと、フレーム１４に形成されたガイド部５４ａ及び５４ｂに水平方向に及び互いに逆方向へ滑動可能に受けられた滑子５６ａ及び５６ｂとに枢軸５８ａ及び５８ｂにより連結されている。
【００３３】
連結リンク４８ａ及び４８ｂは、それぞれ、枢軸６０により対応するｙｏｕｄｏｕｒｅｂａ−３２ａ及び３２ｂの第４のアーム領域に連結されている。雄ねじ部５０ａ及び５０ｂは、互いに逆方向へ伸びるに逆ねじとされており、したがってスライダ４２ａ及び４２ｂの対応する雌ねじ穴も互いに逆方向のねじ穴とされている。
【００３４】
図示の例では、回転体４４は複数の歯を外周に有するウォームホィールであり、回転機構４６はウオームホィールに噛合するウォームねじである。回転機構４６は、サーボモータのような図示しない電動機を駆動源とする機構により回転される。
【００３５】
平衡装置４０は、連結体３８ａ及び３８ｂのほかに、クランク軸１６より上方にあってフレーム１４に上下方向へ往復移動可能に配置された平衡重り６２を備えている。連結体３８ａ及び３８ｂは、それぞれ、下端側において揺動体３２ａ及び３２ｂの第４のアーム領域に枢軸運動可能に連結されており、また上端側において平衡重り６２に枢軸運動可能に連結されている。
【００３６】
平衡重り６２は、フレーム１４に備えられた複数の重りガイド６４により、上下方向への移動に規制されている。これにより、水平方向への平衡重り６２の往復運動が防止され、平衡重り６２の往復移動に起因する水平方向へのプレス機の振動が防止される。
【００３７】
プレ好き１０において、複数の部材を枢軸的に連結又は支持している枢軸は、クランク軸１６の回転軸線と平行に水平方向へ伸びている。それゆえに、各枢軸により相互に連結された部材又は各枢軸により支持された部材の枢軸運動は、水平方向へ伸びる軸線を中心とする運動である。
【００３８】
フライホィール１８の回転がクランク軸１６に伝達されると、クランク軸１６の回転にともなって、一方のコネクション２４ａ及び滑子２６ａの組と、他方のコネクション２４ｂ及び滑子２６ｂの組とが、１８０度移相した状態で左右方向へ往復移動される。これにより、両揺動体３２ａ及び３２ｂが位置調整機構への枢軸連結点の周りに同期して及び１８０度移相して揺動されて、スライド２０が上下方向に往復移動される。このため、トグル機構を用いることなく、重量バランスを高め、高速化をはかることができる。
【００３９】
両揺動体３２ａ及び３２ｂの揺動運動は、連結体３８ａ及び３８ｂにより平衡重り６２に伝達されて、平衡重り６２をスライド２０の上下運動と１８０度の位相差で上下運動させる。これにより、スライド２０と平衡重り６２との上下運動が互いに逆になり、スライド２０と平衡重り６２との上下運動に起因する不平衡力が相互に減殺される。
【００４０】
回転機構４６が回転されると、回転体４４が回転されるから、回転体４４と螺合する雄ねじ部５０ａ及び５０ｂが左右方向へ逆に移動されて、最終的にスライダ４２ａ及び４２ｂが左右方向へ逆に移動される。これにより、枢軸２８ａ及び２８ｂの周りにおける揺動体３２ａ及び３２ｂの回転角度位置が変更される。
【００４１】
上記のように、クランク軸１６の回転と無関係に、枢軸２８ａ，２８ｂの周りにおける揺動体３２ａ，３２ｂの回転角度位置が変更されると、両揺動体３２ａ，３２ｂの揺動角度範囲が変更されるから、回転体４４を回転させることにより、スライド２０の下死点位置及びストローク長さを調整することができる。
【００４２】
位置調整機構３６において、スライダ４２ａ，４２ｂは、回転体４４にねじ的に結合されて、回転体４６が一回転されることにより１ピッチ分水平方向へ移動されるから、スライダ４２ａ，４２ｂの水平方向における位置を微細に調整される。これにより、スライド２０のストローク長さをプレス加工の種類に応じてより微細に調整することができる。
【００４３】
上記実施例では、平衡装置４０を備えているが、そのような平衡装置４０は必ずしも備えていなくてもよい。また、スライダ４２ａ，４２ｂを水平方向へ移動させる代わりに、スライダ４２ａ，４２ｂを水平方向以外の方向、例えば上下方向へ移動させるようにしてもよい。さらに、揺動体３２ａ及び３２ｂを別々のスライダ４２ａ及び４２ｂに接続する代わりに、両揺動体３２ａ及び３２ｂを共通のスライダに接続してもよい。
【００４４】
図８を参照するに、プレス機７０は、平衡装置４０を備えていない。このため、両揺動体３２ａ及び３２ｂは、３つのアーム領域によりＴ字状（又は、Ｙ字状）の形状を有する。プレス機７０は、両揺動体３２ａ及び３２ｂを共通のスライダ４２に接続し、そのスライダ４２を回転体４４により上下方向へ移動させるようにしている。このため、プレス機７０においては、雄ねじ部５０をスライダ４２に形成し、雄ねじ部５０に螺合する雌ねじ穴を回転体４４に形成している。
【００４５】
プレス機７０において、位置調整機構３６は、上記実施例における部材４４，４６，４８ａ，４８ｂ，５０ａ，５０ｂ，５２ａ，５２ｂ，５４ａ，５４ｂ及び５６ａ，５６ｂと同種の部材４４，４６，４８，５０，５２，５４及び５６を備えている。
【００４６】
プレス機７０においても、平衡装置により生じる作用効果を除いて、プレス機１０と同じ作用効果を生じる。
【００４７】
スライダの移動手段としてウォームホィール及びウォームねじを備える位置調整機構を用いれば、回転体４４の回転量に対し、スライダ３２ａ，３２ｂの移動量が微小であるから、下死点位置及びストローク長さの両者を微細にかつ正確に調整することができる。しかし、スライダの移動手段としてレバー機構等を備える他の位置調整機構を用いてもよい。
【００４８】
本発明は、上記実施例に限定されない。本発明は、その趣旨を逸脱しない限り、種々変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプレス機の一実施例を示す、一部を断面した正面図である。
【図２】図１のプレス機の上部部分の拡大断面図である。
【図３】図１における３−３線に沿って得た拡大断面図である。
【図４】図１における４−４線に沿って得た拡大断面図である。
【図５】図１における５−５線に沿って得た拡大断面図である。
【図６】図１における６−６線に沿って得た拡大断面図である。
【図７】図１における７−７線に沿って得た拡大断面図である。
【図８】本発明に係るプレス機の他の実施例を示す断面図であって図２と同様の部分を示す断面図である。
【符号の説明】
１０，７０  プレス機
１２，１４  フレーム
１６  クランク軸
１８  フライホィール
２０  スライド
２２  プランジャ
２４ａ，２４ｂ  コネクション
２６ａ，２６ｂ  滑子
２８ａ，２８ｂ  枢軸
３０ａ，３０ｂ  滑子のガイド部
３２ａ，３２ｂ  揺動体
３４ａ，３４ｂ  連結部材
３６  位置調整機構
３８ａ，３８ｂ  連結体
４０  平衡装置
４２ａ，４２ｂ  スライダ
４４  回転体
４６  回転機構
４８ａ，４８ｂ  連結リンク
５０，５０ａ，５０ｂ  雄ねじ部
５２，５２ａ，５２ｂ  スライダのガイド部
６２  平衡重り
６４  重りガイド
【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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