(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースと、
ベース上に配置された、固定金型を保持する固定ダイプレートと、
固定ダイプレートに対向して配置され、移動金型を保持する移動ダイプレートと、
前記ベース上に設けられ、移動ダイプレートの移動を案内するための直線案内機構と、
移動ダイプレートを背面側から直接接続するバックアッププレートと、
固定ダイプレートと前記バックアッププレートの間を連結し、そのネジ軸の先端が前記固定ダイプレートに回転自在に接続され、そのナットが前記バックアッププレートに固定された複数のボールネジと、
前記複数のボールネジのネジ軸を、互いに同期させて回転させるモータと、
を備えたことを特徴とする射出成形機の直圧式電動型締装置。
【請求項２】
ベースと、
ベース上に配置された、固定金型を保持する固定ダイプレートと、
固定ダイプレートに対向して配置され、移動金型を保持する移動ダイプレートと、
前記ベース上に設けられ、移動ダイプレートの移動を案内するための直線案内機構と、
移動ダイプレートの後方に配置されたバックアッププレートと、
移動ダイプレートと前記バックアッププレートの間を接続し、型締め方向に対して伸縮可能な弾性部材と、
前記移動ダイプレートと前記バックアッププレート間に配置され、前記弾性部材の一端が固定されるとともに，移動ダイプレートを背面から直接接続するスプリング受け部材と、
固定ダイプレートと前記バックアッププレートの間を連結し、そのネジ軸の先端が前記固定ダイプレートに回転自在に接続され、そのナットが前記バックアッププレートに固定された複数のボールネジと、
前記複数のボールネジのネジ軸を、互いに同期させて回転させるモータとを備え、
前記スプリング受け部材は前記複数のボールネジのネジ軸にまたがっていることを特徴とする射出成形機の直圧式電動型締装置。
【請求項３】
前記直線案内機構は、リニアガイドであることを特徴とする請求項１または２記載の射出成形機の直圧式電動型締装置。
【請求項４】
前記直線案内機構は、Ｖ溝であることを特徴とする請求項１または２記載の射出成形機の直圧式電動型締装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出成形機の型締装置に係り、特に、駆動源の推進力をトグルリンク機構を使用せずに移動ダイプレートに伝達する電動式の直圧式型締装置の構造に係る。
【０００２】
【従来の技術】
図１０に、従来の直圧式電動型締装置の概略構成を示す。
【０００３】
ベース１の両端には、固定ダイプレート３及びバックプレート３２が、互いに対向するように配置されている。バックプレート３２の前方には、固定ダイプレート３に対向して、移動ダイプレート４が配置されている。固定ダイプレート３の前面には固定金型５が保持され、移動ダイプレート４の前面には移動金型６が保持されている。
【０００４】
バックプレート３２と固定ダイプレート３の間は、４本のタイロッド３７によって連結されている。移動ダイプレート４の四隅には、それぞれ貫通孔が形成され、各タイロッド３７はこれらの各貫通孔を貫通している。移動ダイプレート４は、これらの各タイロッド３７に沿って摺動し、前後方向（即ち、型締め方向及び型開き方向）に移動することができる。
【０００５】
さらに、ベース１には、移動ダイプレート４の移動する範囲にスベリ板１３が取り付けられており、移動ダイプレード４の脚部４ａは、このスベリ板１３上を摺動する。
【０００６】
移動ダイプレート４は、バックプレート３２の前面にボールネジ４０を介して連結されている。移動ダイプレート４の背面にはロードセル４５が固定され、ボールネジのネジ軸４１の先端は、このロードセル４５の背面側に固定されている。ボールネジのナット４２は、バックプレート３２にベアリング４７を介して回転自在に支持されている。
【０００７】
ベース１の下側にはモータ５０が収容されている。ボールネジのナット４２の端面（移動ダイ側の端面）にはプーリ５２が取り付けられ、モータ５０の軸にはプーリ５１が取り付けられている。プーリ５１とプーリ５２の間には、タイミングベルト５３が架け渡されている。モータ５０を用いてナット４２を回転することによってネジ軸４１が軸方向に駆動され、これにより、移動ダイプレート４がタイロッド３７に沿って前後方向に移動する。
【０００８】
以上のように、従来の直圧式電動型締装置では、ボールネジ４０を用いて移動ダイプレート４を駆動することによって型締め及び型開きの動作を行っている。
【０００９】
（従来の直圧式型締装置の問題点）
従来の装置では、型開きの際、ボールネジのネジ軸４１が移動ダイプレート４とともに後方へ後退するので、バックプレート３２の後方に空スペースを確保しておく必要があった。このことが装置全長を増加させる一因となっていた。またボールネジ４０の回転力によって、移動ダイプレート４がねじられてしまい、固定金型５と移動金型６がずれるといったことも発生していた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上のような従来の直圧式電動型締装置の問題点に鑑み成されたもので、本発明の目的は、装置全長の短縮化を図るとともに、正確な型締力を得ること、および金型等の不必要なねじれを抑制することができる直圧式電動型締装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の射出成形機の直圧式電動型締装置は、ベースと、ベース上に配置された、固定金型を保持する固定ダイプレートと、固定ダイプレートに対向して配置され、移動金型を保持する移動ダイプレートと、前記ベース上に設けられ、移動ダイプレートの移動を案内するための直線案内機構と、移動ダイプレートを背面側から直接接続するバックアッププレートと、固定ダイプレートと前記バックアッププレートの間を連結し、そのネジ軸の先端が前記固定ダイプレートに回転自在に接続され、そのナットが前記バックアッププレートに固定された複数のボールネジと、前記複数のボールネジのネジ軸を、互いに同期させて回転させるモータと、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の射出成形機の直圧式電動型締装置は、ベースと、ベース上に配置された、固定金型を保持する固定ダイプレートと、固定ダイプレートに対向して配置され、移動金型を保持する移動ダイプレートと、前記ベース上に設けられ、移動ダイプレートの移動を案内するための直線案内機構と、移動ダイプレートの後方に配置されたバックアッププレートと、移動ダイプレートと前記バックアッププレートの間を接続し、型締め方向に対して伸縮可能な弾性部材と、前記移動ダイプレートと前記バックアッププレート間に配置され、前記弾性部材の一端が固定されるとともに，移動ダイプレートを背面から直接接続するスプリング受け部材と、固定ダイプレートと前記バックアッププレートの間を連結し、そのネジ軸の先端が前記固定ダイプレートに回転自在に接続され、そのナットが前記バックアッププレートに固定された複数のボールネジと、前記複数のボールネジのネジ軸を、互いに同期させて回転させるモータとを備え、前記スプリング受け部材は前記複数のボールネジのネジ軸にまたがっていることを特徴とする。
【００１３】
本発明においては、前記直線案内機構はリニアガイドであることが好ましい。
【００１４】
また本発明においては、前記直線案内機構は、Ｖ溝であることが好ましい。
【００１５】
本発明の直圧式電動型締装置では、前記ボールネジのネジ軸を回転させることによって、前記バックアッププレートがボールネジの軸方向に移動し、これにより、移動ダイプレートが前後方向に移動して、型締めまたは型開き動作が行われる。このとき、前記ボールネジのネジ軸は、回転するのみで軸方向には移動しないので、ネジ軸の後退のための空スペースを装置の後方に確保しておく必要がない。従って、従来の直圧式電動型締装置と比較して装置全長を短くすることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１及び図２に、本発明に基づく射出成形機の直圧式電動型締装置の第１の実施形態の概略構成を示す。なお、図１は正面図、図２は装置の軸方向に対して平行方向の断面図である。図中、３は固定ダイプレート、４は移動ダイプレート、５は固定金型、６は移動金型、２はバックアッププレート、１０はボールネジ、１１はボールネジのネジ軸、１２はボールネジのナットを表す。
【００１７】
ベース１の両端には、固定ダイプレート３及びサポートプレート７が、互いに対向するように配置されている。固定ダイプレート３の前方には、固定ダイプレート３に対向して移動ダイプレート４が配置されている。固定ダイプレート３の前面には固定金型５が保持され、移動ダイプレート４の前面には移動金型６が保持されている。移動ダイプレート４はベース１上を摺動することができる。
【００１８】
図３に、移動ダイプレート４の左側面図を示す。移動ダイプレート４の互いに対角位置にある二隅にはそれぞれ貫通孔が形成され、ボールネジ１０のネジ軸１１がこれらの貫通孔を貫通している。移動ダイプレート４の底部の摺動面は、ベース１上に設けられた直線案内機構たとえばリニアガイド３０を介して、ベース１と連結している。リニアガイド３０は、ベース１上に設けられた直線状のガイドレール３０ｂと、移動ダイプレート４の底部に取り付けられ、ガイドレール３０ｂを両側面から挟むスライダー３０ａとから構成される。こうして移動ダイプレート４はスライダー３０ａと共に、ガイドレール３０ｂに沿って直線状に摺動することができる。
【００１９】
図１および２に戻って、サポートプレート７と移動ダイプレート４の間には、バックアッププレート２が配置されている。バックアッププレート２はベース１上で前後方向（図では左右方向）に移動することができる。バックアッププレート２の互いに対角位置にある二隅には、それぞれ、ボールネジ１０のナット１２が固定されている。ボールネジ１０のネジ軸１１は、ナット１２を介してバックアッププレート２を貫通している。ネジ軸１１の先端部（図では右端側）は、固定ダイプレート３に回転自在に接続されている。ネジ軸１１の後端部（図では左端側）は、サポートプレート７にベアリング１９を介して回転自在に支持され、サポートプレート７を貫通している。バックアッププレート２の前面には、ロードセル１５を介して、移動ダイプレート４が接続されている。
【００２０】
ベース１の下側にはモータ２０が収容されている。各ボールネジのネジ軸１１の後端部（図では左端側）には、それぞれプーリ２２が取り付けられ、モータ２０の軸にはプーリ２１が取り付けられている。プーリ２１と各プーリ２２の間には、後述するように、タイミングベルト２３が架け渡されている。
【００２１】
図４（左側面図）に、モータ２０とネジ軸１１の連結部分の詳細を示す。各ボールネジのネジ軸１１の後端部には、それぞれプーリ２２が取り付けられ、モータ２０の軸にはプーリ２１が取り付けられている。プーリ２１と各プーリ２２の間には、タイミングベルト２３が架け渡されている。
【００２２】
図５にボールネジ１０の部分詳細図を示す。なおこの図は、図４のＥ−Ｅ断面に該当している。ボールネジ１０のナット１２はバックアッププレート２に固定されている。ボールネジ１０のネジ軸１１は、ナット１２を介してバックアッププレート２を貫通している。ボールネジ１０のネジ軸１１の先端部（図では右端側）は、固定ダイプレート３の前面に、ベアリング１７及び固定部材１８を介して回転自在に接続されている。ネジ軸１１の後端部（図では左端側）は、ベアリング１９を介してサポートプレート７に回転自在に支持され、サポートプレート７を貫通している。ネジ軸１１の後端部には、前述のプーリ２２が取り付けられている。
【００２３】
モータ２０を用いて各ネジ軸１１を回転することによって、各ナット１２が軸方向に駆動される。すなわち、複数のボールネジ１０が互いに同期して駆動する。これにより、バックアッププレート２がネジ軸１１に沿って前後方向に移動する。バックアッププレート２の移動に伴い、バックアッププレート２の前面に接続されている移動ダイプレート４も移動する。以上のように、型締め及び型開きの動作は、ボールネジ１０を駆動することによって行われる。
【００２４】
型締めの際、ボールネジ１０を駆動し、移動ダイプレート４を固定ダイプレート３に対して前進させることによって、固定金型５と移動金型６の型面を互いに接触させる。このとき、型締力（型面に生ずる圧縮荷重）の反力は、ロードセル１５及びバックアッププレート２を順に介して、ボールネジのネジ軸１１に伝達される。
【００２５】
以上のように、本発明の直圧式電動型締装置では、ボールネジ１０のネジ軸１１は回転するのみで軸方向には移動しないので、ネジ軸１１の後退のための空スペースを装置の後方に確保しておく必要がない。従って、従来の直圧式電動型締装置と比較して装置全長を短くすることができる。
【００２６】
また本発明の直圧式電動型締装置においては、図３に示したように、移動ダイプレート４はベース１上に設けたリニアガイド３０によって摺動する。前述したように、リニアガイド３０のスライダー３０ａはガイドレール３０ｂを両側面から挟んでいるため、移動ダイプレート４はガイドレール３０ｂに沿った摺動方向以外には動かない。そのため、摺動面にスベリイタを使用した場合とは異なり、ボールネジ１１の正逆の回転６０によってバックアッププレート２に発生し、ロードセル１５を介して移動ダイプレート４に伝わる両回転方向のねじりモーメントを、リニアガイド３０によって受け止めることができる。その結果、次のような効果が生じる。１）移動ダイプレート４のねじれ（回転）および横方向へのずれがないため、正確な型締力が得られる。２）移動ダイプレート４にあわせて移動金型６が回転するようなことがないため、２つの金型５、６にずれが生じたり金型が擦れたりかじったりすることがなく、金型の寿命が延びる。また移動金型６が回転しないために、精密成形品の成形が可能となる。
【００２７】
なお、前述した直線案内機構として上述のリニアガイド３０を用いる代わりに、図６に示すように、ベース１の表面に設けた直線状の案内溝７０（たとえばＶ溝）と、移動ダイプレート４の底部に取り付けた、案内溝７０に一致する凸部（たとえばＶ字状断面）を有する部材８０とを用いても良い。案内溝７０に部材８０の凸部を挿入して摺動させることで、移動ダイプレート４を案内溝７０に沿って直線状に摺動させることができる。この場合も、ボールネジ１１の回転６０によって発生したねじりモーメントを、案内溝７０によって受け止めることができるため、上述した正確な型締力が得られる等の効果が生じる。
【００２８】
なお、図１および２に示したロードセル１５を省略できる場合には、バックアッププレート２の前面に移動ダイプレート４を直接接続することができる。その場合には、更に、バックアッププレート２と移動ダイプレート４を一体的に構成することもできる。ロードセル１５を省略した場合には、ロードセル１５と移動ダイプレート４との間およびロードセル１５とバックアッププレート２との間で吸収されていたボールネジ１０の回転によるねじれ等が吸収されなくなるので、移動ダイプレート４の案内としてリニアガイド３０を使用する効果はさらに大きなものとなる。
【００２９】
また前記ボールネジのネジ軸１１に、従来の型締装置におけるタイロッド（３７；図１０）の機能を兼ねさせることもできる。このようにすれば、装置の構成を簡略化することができる。
【００３０】
好ましくは、固定ダイプレート３と前記バックアッププレート２の間を二本のボールネジ１０で連結し、これらのボールネジ１０を、固定金型５と移動金型６の中心軸を中央にして水平方向に対して斜めの位置に配置する。
【００３１】
二本のボールネジ１０をこのように配置するとともに、これらのボールネジ１０にタイロッドの機能を兼ねさせれば、金型回りに配置される部品点数が少なくなるので、金型へのアクセスが容易になる。
【００３２】
図７及び８に、本発明に係る直圧式電動型締装置の第２の実施形態の概略構成を示す。図７は正面図、図８は装置の軸方向に対して平行方向の断面図である。
【００３３】
ベース１の両端には固定ダイプレート３及びサポートプレート７が配置され、固定ダイプレート３の前方には、固定ダイプレート３に対向して移動ダイプレート４が配置されている。固定ダイプレート３には固定金型５が、移動ダイプレート４には移動金型６が保持されている。サポートプレート７と移動ダイプレート４の間にはバックアッププレート２が配置されている。移動ダイプレート４およびバックアッププレート２は、ベース１上を摺動することができる。バックアッププレート２に固定されたボールネジ１０のナット１２を介して、ボールネジ１０のネジ軸１１がバックアッププレート２を貫通している。ネジ軸１１の先端部（図では右端側）は、固定ダイプレート３に回転自在に接続され、ネジ軸１１の後端部（図では左端側）は、サポートプレート７にベアリング１９を介して回転自在に支持されて、サポートプレート７を貫通している。バックアッププレート２の前面には、４本のコイルスプリング（弾性部材）９等を介して移動ダイプレート４が接続されている。ベース１の下側にはモータ２０が収容されている。各ネジ軸１１の後端部にはプーリ２２が、モータ２０の軸にはプーリ２１が取り付けられ、プーリ２１と各プーリ２２の間にはタイミングベルト２３が架け渡されている。
【００３４】
第１の実施形態と同様に、図３に示したように、ボールネジ１０のネジ軸１１が移動ダイプレート４の二隅にある貫通孔を貫通し、移動ダイプレート４は、ベース１上に設けられた直線案内機構、たとえばスライダー３０ａとガイドレール３０ｂとからなるリニアガイド３０によって、ベース１上を摺動する。
【００３５】
またモータ２０とネジ軸１１の連結部分は前述の図４と同様であり、ボールネジ１０の詳細部分は前述の図５と同様である。
【００３６】
図９に、バックアッププレート２と移動ダイプレート４の接続部分の詳細を示す。移動ダイプレート４の背面には、ロードセル１５を間に挟んで、スプリング受け部材８が取り付けられている。バックアッププレート２とスプリング受け部材８との間は、４本のコイルスプリング９を介して接続されている。
【００３７】
本実施形態の直圧式電動型締装置においても、モータ２０を用いて各ネジ軸１１を互いに回転することによって、各ナット１２が軸方向に駆動され、これにより、バックアッププレート２が、ネジ軸１１に沿って固定ダイプレート３に対して前後方向に移動する。バックアッププレート２の移動に伴い、バックアッププレート２の前面にコイルスプリング９を介して接続されている移動ダイプレート４も、バックアッププレート２ともに移動する。こうして、型締め及び型開きの動作は、ボールネジ１０を駆動することによって行われる。
【００３８】
このように本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、ボールネジ１０のネジ軸１１は回転するのみで軸方向には移動しないので、ネジ軸１１の後退のための空スペースを装置の後方に確保しておく必要がない。従って、従来の直圧式電動型締装置と比較して装置全長を短くすることができる。
【００３９】
また本実施形態の直圧式電動型締装置においても、図３に示したように、移動ダイプレート４を、ベース１上に設けたリニアガイド３０を用いて摺動させるため、ボールネジ１１の回転によって発生したねじりモーメントをリニアガイド３０で受け止めることができ、正確な型締力が得られる等の効果が生じる。また図６に示して前述したように、リニアガイド３０を用いる代わりに、ベース１の表面に設けた案内溝７０と、案内溝７０に挿入する凸部を有する部材８０とを用いて移動ダイプレート４を摺動させても、同様の効果が得られる。
【００４０】
また本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、図８および９に示したロードセル１５を省略できる場合には、スプリング受け部材８の前面に移動ダイプレート４を直接接続することができる。その場合には、更に、スプリング受け部材８と移動ダイプレート４を一体的に構成することもできる。ロードセル１５を省略した場合には、ロードセル１５と移動ダイプレート４との間およびロードセル１５とスプリング受け部材８との間で吸収されていたボールネジ１０の回転によるねじれ等が吸収されなくなるので、移動ダイプレート４の案内にリニアガイド３０を使用する効果はさらに大きなものとなる。
【００４１】
なお本実施形態においては、型締めの際、固定金型５と移動金型６の型面が互いに接触するとき、型締力の反力は、ロードセル１５、スプリング受け部材８、コイルスプリング９及びバックアッププレート２を順に介して、ボールネジのネジ軸１１に伝達される。これによって、ネジ軸１１が弾性的に伸びると同時に、コイルスプリング９が縮む。
【００４２】
ここで、コイルスプリング９のバネ定数を適切に設計することによって、ネジ軸１１の伸びと比較して大きな弾性変形をコイルスプリング９に発生させることができる。これによって、型締の際、その反力を４本のタイロッド（合計の断面積が大きく、従って剛性が高い）のみで受ける場合と異なり、反力が作用したときの伸び代を大きくできる。そのため、固定金型５と移動金型６の型面が互いに接触したときに、型締力が緩やかに立ち上がるようにすることができる。また、型締力の分解能が向上する。その結果、型締力のオーバーシュートの発生を防止するとともに、型締力の精度を高めることができる。また、型締装置の構成部品に過大な負荷が作用することを防止することができるので、それらの構成部品の寿命を延ばすこともできる。
【００４３】
【発明の効果】
本発明の直圧式電動型締装置によれば、型締め及び型開きの際、ボールネジのネジ軸は回転するのみで軸方向には移動しないので、ネジ軸の後退のための空スペースを装置の後方に確保しておく必要がない。従って、従来の直圧式電動型締装置と比較して装置の全長を短くすることができる。
【００４４】
また移動ダイプレートを、ベース上に設けたリニアガイドを用いて摺動させることによって、または移動ダイプレートを、ベース表面に設けた案内溝に沿って摺動させることによって、ボールネジの回転による移動ダイプレートのねじれ（回転）およびずれがなくなるため、型締精度の向上、金型の保護・長寿命化、安定した精密成形が可能となる。
【００４５】
また、固定ダイプレートとバックアッププレートの間を２本のボールネジで連結し、これらのボールネジを、固定金型と移動金型の中心軸を中央にして水平方向に対して斜めの位置に配置するとともに、これらのボールネジにタイロッドの機能を兼ねさせることによって、ロッドの本数など金型回りに配置される部品点数が少なくなるので、金型へのアクセスが容易になる。
【００４６】
また、ボールネジを複数使用しているので、型締力等の負荷を分散させることができるので、ボールネジのサイズを小さくすることができる。
【００４７】
さらに、固定ダイプレートとバックアッププレートをボールネジを用いて連結するとともに、バックアッププレートの前面に弾性部材を介して移動ダイプレートを接続することによって、型締めの際、型面の接触時に型締力が緩やかに立ち上がるようにすることができる。また、型締力の分解能が向上する。その結果、型締めの際の型締力のオーバーシュートの発生を防止するとともに、型締力の精度を高めることができる。これに伴い、型締装置の構成部品に過大な負荷が作用することを防止することができるので、それらの構成部品の寿命を延ばすこともできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の直圧式電動型締装置の第１実施形態の概略構成を示す正面図。
【図２】本発明の直圧式電動型締装置の第１実施形態の概略構成を示す軸方向断面図。
【図３】本発明の移動ダイプレートの一形態を示す左側面図。
【図４】本発明のモータとネジ軸の連結部分の詳細を示す図。
【図５】本発明のボールネジの部分詳細図であって、図４におけるＥ−Ｅ断面に相当する図。
【図６】本発明の移動ダイプレートの他の形態を示す左側面図。
【図７】本発明の直圧式電動型締装置の第２実施形態他の概略構成を示す正面図。
【図８】本発明の直圧式電動型締装置の第２実施形態の概略構成を示す軸方向断面図。
【図９】本発明のバックアッププレートと移動ダイプレートの接続部分の詳細図。
【図１０】従来の直圧式電動型締装置の概略構成を示す図。
【符号の説明】
１・・・ベース、
２・・・バックアッププレート、
３・・・固定ダイプレート、
４・・・移動ダイプレート、
４ａ・・・移動ダイプレート脚部、
５・・・固定金型、
６・・・移動金型、
７・・・サポートプレート、
８・・・スプリング受け部材、
９・・・コイルスプリング（弾性部材）、
１０、４０・・・ボールネジ、
１１、４１・・・ボールネジのネジ軸、
１２、４２・・・ボールネジのナット、
１３・・・スベリ板、
１５、４５・・・ロードセル、
１７、１９、４７・・・ベアリング、
１８・・・固定部材、
２０、５０・・・モータ、
２１、２２、５１、５２・・・プーリ、
２３、５３・・・タイミングベルト、
３０・・・リニアガイド、
３０ａ・・・スライダー、
３０ｂ・・・ガイドレール、
３２・・・バックプレート、
３７・・・タイロッド、
６０・・・ボールネジの回転方向、
７０・・・案内溝、
８０・・・凸部部材。
【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】
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【図１０】
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