(57)【要約】【課題】撓みや振動を抑え、搬送や移載時の位置決め精度を向上させることができる搬送アーム及びこれを用いた搬送装置を提供する。【解決手段】搬送アーム１０は、先端部近傍の下面に、下方に向けて気体を噴射可能なエアパッド３０を取り付けて構成されている。そして、このエアパッド３０は、下向きに開口され、気体を一時的に貯蓄する凹部と、この凹部の周囲を囲む周縁部と、を有してなり、この周縁部の下端面が気体噴射面３０Ａを構成している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基端部近傍において片持ち支持され、且つ、搬送物を搭載し、該搬送物を所定位置に搬送可能な搬送アームであって、先端部近傍の下面に、下方に向けて気体を噴射可能なエアパッドを取り付けてなり、このエアパッドは、下向きに開口され、前記気体を一時的に貯蓄する凹部と、この凹部の周囲を囲む周縁部と、を有してなり、この周縁部の下端面が気体噴射面を構成することを特徴とする搬送アーム。
【請求項２】
請求項１において、
前記エアパッドは、前記先端部近傍に自在継手を介して揺動自在に支持されていることを特徴とする搬送アーム。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記エアパッドの気体噴射面の外周角部には、外方、且つ、上向きに傾斜されたテーパ部が設けられていることを特徴とする搬送アーム。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、
前記エアパッドの気体噴射面には、前記凹部の内外を連通する複数のスリットが設けられていることを特徴とする搬送アーム。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかにおいて、
前記先端部が、複数の枝部に分岐された櫛歯形状であることを特徴とする搬送アーム。
【請求項６】
請求項５において、
前記枝部の下面には、各々前記エアパッドが取り付けられていることを特徴とする搬送アーム。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかにおいて、
前記先端部は、前記基端部を中心として旋回可能とされていることを特徴とする搬送アーム。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかの搬送アームと、前記エアパッドの下方に配設され、前記搬送物を載置可能なスライドテーブルと、を有してなり、前記エアパッドは、前記スライドテーブル上面に沿って移動可能に構成されていることを特徴とする搬送装置。
【請求項９】
請求項８において、
前記スライドテーブル上面には、前記エアパッドを所定の方向に案内するための略平板形状のガイドレールが敷設され、前記エアパッドは前記ガイドレールを追従するように構成されていることを特徴とする搬送装置。
【請求項１０】
請求項８又は９において、
前記スライドテーブルには、前記搬送物を昇降可能な複数のリフトピンが埋設されていることを特徴とする搬送装置。
【請求項１１】
請求項８乃至１０のいずれかおいて、
前記エアパッドは、前記基端部近傍を基点として、定盤又は前記スライドテーブル上を移動自在な構成とされ、且つ、前記エアパッドの移動方向端面における平面視の一辺の形状は、前記定盤上面又はスライドテーブル上面に形成された略直線状の溝に対して非平行な形状とされていることを特徴とする搬送装置。
【請求項１２】
請求項１１において、
前記気体は、前記エアパッドが前記定盤上方に達した時に噴射されるように構成されていることを特徴とする搬送装置。
【請求項１３】
請求項８乃至１２のいずれかにおいて、
前記エアパッドに形成された気体噴射孔は、千鳥に配置されていることを特徴とする搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大型の平板基板や大容積の筐体等を搬送可能な搬送アーム及びこれを用いた搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶パネルやプラズマディスプレイの製造に用いられる大型のガラス基板等を搬送可能な搬送装置が広く知られている。
【０００３】
例えば、図２０に示される搬送装置１は、基端部近傍において片持ち支持され、且つ、先端部に櫛歯形状のハンド２を備えた搬送アーム３を有して構成されており、この搬送装置１は、搬送アーム３のハンド２にガラス基板４を搭載し、このガラス基板４を所定位置に搬送可能とされている（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２６１２４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、この従来公知の搬送装置１では、搬送物の荷重や搬送アーム３の自重によって、搬送アーム３に撓みや振動が生じ易く、搬送時における位置決め精度の向上には限界があった。
【０００６】
特に、大型の平板基板や大容積の筐体等を搬送する場合には搬送アーム３を長尺化する必要がある上に、搬送物の重量が大きくなるため、上述の問題が顕在化し易かった。
【０００７】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、撓みや振動を抑え、搬送や移載時の位置決め精度を向上させることができる搬送アーム及びこれを用いた搬送装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、基端部近傍において片持ち支持され、且つ、搬送物を搭載し、該搬送物を所定位置に搬送可能な搬送アームであって、先端部近傍の下面に、下方に向けて気体を噴射可能なエアパッドを取り付けてなり、このエアパッドは、下向きに開口され、前記気体を一時的に貯蓄する凹部と、この凹部の周囲を囲む周縁部と、を有してなり、この周縁部の下端面が気体噴射面を構成することによって、上記課題を解決したものである。
【０００９】
なお、前記エアパッドは、前記先端部近傍に自在継手を介して揺動自在に支持されていてもよい。
【００１０】
又、前記エアパッドの気体噴射面の外周角部には、外方、且つ、上向きに傾斜されたテーパ部が設けられていてもよい。
【００１１】
更に、前記エアパッド下部の気体噴射面には、前記凹部の内外を連通する複数のスリットが設けられていてもよい。
【００１２】
更に又、前記先端部が、複数の枝部に分岐された櫛歯形状であってもよく、この場合、前記枝部の下方には、各々前記エアパッドが取り付けられていてもよい。
【００１３】
又、前記先端部は、前記基端部を中心として旋回可能とされていてもよい。
【００１４】
なお、これらの搬送アームと、前記エアパッドの下方に配設され、前記搬送物を載置可能なスライドテーブルと、を有してなり、前記エアパッドは、前記スライドテーブル上面に沿って移動可能に構成された搬送装置としてもよい。
【００１５】
更に、前記スライドテーブル上面には、前記エアパッドを所定の方向に案内するための略平板形状のガイドレールが敷設され、前記エアパッドは前記ガイドレールを追従するように構成されていてもよい。
【００１６】
更に又、前記スライドテーブルには、前記搬送物を昇降可能な複数のリフトピンが埋設されていてもよい。
【００１７】
又、前記エアパッドは、前記基端部近傍を基点として、定盤又は前記スライドテーブル上を移動自在な構成とされ、且つ、前記エアパッドの移動方向端面における平面視の一辺の形状は、前記定盤上面又はスライドテーブル上面に形成された略直線状の溝に対して非平行な形状とされていてもよい。
【００１８】
なお、この場合、前記気体は、前記エアパッドが前記定盤上方に達した時に噴射されるように構成されていてもよく、又、前記エアパッドに形成された気体噴射孔は、千鳥に配置されていてもよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る搬送アーム及びこれを用いた搬送装置によれば、撓みや振動を抑え、搬送や移載時の位置決め精度を向上させることができるという優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明に係る搬送アームは、基端部近傍において片持ち支持され、且つ、搬送物を搭載し、該搬送物を所定位置に搬送可能な搬送アームであって、先端部近傍の下面に、下方に向けて気体を噴射可能なエアパッドを取り付けてなり、このエアパッドは、下向きに開口され、前記気体を一時的に貯蓄する凹部と、この凹部の周囲を囲む周縁部と、を有してなり、この周縁部の下端面が気体噴射面を構成することによって、上記課題を解決したものである。
【００２１】
以下、図１〜図１８を用いて、本発明の実施例１〜４に係る搬送アームについて詳細に説明する。
【実施例１】
【００２２】
図１及び図２に示されるように、本発明の実施例１に係る搬送アーム１０は、架台１２に片持ち状態で支持された略長尺平板状のベース１４と、このベース１４上に複数の滑車１６を介して配設された略長尺平板状の第１スライダ１８と、この第１スライダ１８の上方に複数の滑車１６を介して配設された略長尺平板状の第２スライダ２０と、この第２スライダ２０の端部に設けられ、ガラス基板等の搬送物２２を載置可能な櫛歯形状のフォーク２４と、第２スライダ２０の端部（搬送アーム１０の先端部）の下面に、自在継手２８を介して取り付けられたエアパッド３０と、を有して構成されている。
【００２３】
第１スライダ１８はベース１４に沿って摺動可能であると共に、第２スライダ２０は第１スライダ１８に沿って摺動可能で、搬送アーム１０は、図３に示されるように、架台１２を基端として、搬送物２２が載置される定盤２６の方向に伸長可能な構造となっている。
【００２４】
自在継手２８は、図４及び図５に拡大して示されるように、第２スライダ２０に固定された固定部材３２と、この固定部材３２に上下動可能に係合され、且つ、下端がエアパッド３０に固定された３本のピン３４と、固定部材３２に形成されたネジ穴３２Ａに螺合され、固定部材３２とピン３４の隙間Δｔを調整可能なストッパボルト３６と、によって構成されており、エアパッド３０の上部は、搬送アーム１０の先端部近傍に、この自在継手２８を介して揺動自在に支持されている。
【００２５】
エアパッド３０は、図６及び図７に拡大して示されるように、下向きに開口され、気体を一時的に貯蓄する凹部と、この凹部の周囲を囲む周縁部と、を有して構成されており、この周縁部の下端面が気体噴射面３０Ａを構成している。
【００２６】
又、このエアパッド３０の気体噴射面３０Ａには、所定のピッチで整列配置された複数の気体噴射孔３０Ｂが設けられている。又、エアパッド３０の気体噴射面３０Ａの外周角部には、外方、且つ、上向きに傾斜されたテーパ部３０Ｃが設けられている。
【００２７】
一方、エアパッド３０上部には、気体が通過する気体通路３０Ｄが設けられており、エアパッド３０は、この気体通路３０Ｄ及び第２スライダ２０の配管２０Ａ等を介してエア供給源（図示略）に接続され、気体噴射面３０Ａから下方に向けてエアを噴射可能な構造となっている。なお、エアパッド３０のエア供給量は、搬送アーム１０の自重による撓み量等を考慮して、エアパッド３０が定盤２６上を非接触状態で移動できるように最適設定される。
【００２８】
次に、本実施例１に係る搬送アーム１０の作用について説明する。
【００２９】
搬送アーム１０が駆動装置（図示略）により伸縮駆動され、エアパッド３０が定盤２６の上方に達すると、エア供給源からエアパッド３０に気体が供給される。その結果、エアパッド３０が気体の噴射に基づく反力によって浮上し、エアパッド３０の気体噴射面３０Ａと定盤２６の上面が非接触な状態を維持しつつ、フォーク２４が定盤２６上を滑空（移動）する。そして、フォーク２４に搬送物２２が搭載された後もエアパッド３０と定盤２６は非接触な状態を維持しながら搬送物２２が所定位置に搬送される。
【００３０】
本発明の発明者は、搬送アーム１０におけるエアパッド３０の効果について実験を行った。なお、本実験においては、搬送アーム１０の最大伸長時の長さは２．８ｍ、エアパッド３０の気体噴射面３０Ａの寸法は１２０ｍｍ×１２０ｍｍ、気体噴射孔３０Ｂの直径は０．８ｍｍ、気体噴射孔３０Ｂの個数は９個、気体噴射孔３０Ｂの配列ピッチは４０ｍｍとし、気体としてＨＥＰＡフィルタで浄化した清浄空気を毎分２５リットル供給した。その結果、搬送アーム１０は、自重に加え、３５ｋｇ重の荷重に耐えられることが分かった。
【００３１】
本実施例１に係る搬送アーム１０によれば、先端部近傍の下面に、下方に向けて気体を噴射可能なエアパッド３０を取り付けてなり、このエアパッド３０は、下向きに開口され、気体を一時的に貯蓄する凹部と、この凹部の周囲を囲む周縁部と、を有してなり、この周縁部の下端面が気体噴射面３０Ａを構成するため、気体の噴射に基づく反力によって搬送アーム１０の先端部を浮上させることができる。そのため、自重や搬送物２２の荷重による搬送アーム１０の撓みや振動を抑えることができ、搬送や移載時の位置決め精度を向上させることができる。
【００３２】
特に、エアパッド３０は、先端部近傍に自在継手２８を介して揺動自在に支持されているため、定盤２６の上面に対してエアパッド３０の気体噴射面３０Ａを略平行な状態に調整することができ、エアパッド３０が移動しても気体の噴射に基づく浮上力を略一定にすることができる。
【００３３】
又、エアパッド３０の気体噴射面３０Ａの外周角部には、外方、且つ、上向きに傾斜されたテーパ部３０Ｃが設けられているため、図８に示されるように、エアパッド３０から定盤２６に向けて噴射される気体をテーパ部３０Ｃ近傍において拡散・乱流化させることができ、気体の流速を低減することができる。その結果、気体の噴射によって塵等が飛散するのを防止することができる。
【００３４】
なお、本発明の発明者の実験によれば、テーパ部３０Ｃの形状をテーパ幅１０ｍｍ、傾斜角度１５度とした場合の気体の流速は、テーパ部３０Ｃが無い場合に比べ、約１／７に低減されることが分かった。
【００３５】
又、気体は、エアパッド３０が定盤２６上方に達した時に噴射されるように構成されているため、エアパッド３０による効果を確実に得ることができる上に、気体の噴射の必要が無い場合には気体の供給を停止することができ、消費電力を抑えることができる。
【００３６】
上記実施例１においては、エアパッド３０を、第２スライダ２０の端部に自在継手２８を介して取り付けたが、本発明はこれに限定されるものではなく、エアパッド３０を、第２スライダ２０に直接取り付けてもよい。
【実施例２】
【００３７】
以下、図９を用いて、本発明の実施例２に係る搬送装置４０について説明する。
【００３８】
本実施例２に係る搬送装置４０は、上記実施例１に係る搬送アーム１０と、搬送物２２を載置可能なスライドテーブル４２と、を有して構成され、エアパッド３０を、スライドテーブル４２の上面に沿って移動可能としたものである。なお、他の構造については実施例１に係る搬送アーム１０と同様であるため、同様な部分については図中において同じ符号を付す事とし、その説明は省略する。
【００３９】
スライドテーブル４２は、エアパッド３０の下方に配設され、その一端はベース１４に固定されている。又、図１０に示されるように、スライドテーブル４２には、搬送物２２を昇降可能な複数のリフトピン４４が埋設されている。
【００４０】
本実施例２に係る搬送装置４０によれば、エアパッド３０の下方に配設され、搬送物２２を載置可能なスライドテーブル４２を有してなり、エアパッド３０は、スライドテーブル４２の上面に沿って移動可能に構成されているため、定盤などを設置する必要が無く、装置の設置の自由度を高めることができる。
【００４１】
又、スライドテーブル４２には、搬送物２２を昇降可能な複数のリフトピン４４が埋設されているため、搬送作業をより一層効率的に行うことができる。
【００４２】
更に、図１１に示されるように、スライドテーブル４２上面に、エアパッド３０を所定の方向に案内するための略平板形状のガイドレール４６を敷設し、エアパッド３０がガイドレール４６を追従するように構成すれば、搬送物２２の搬送をより一層確実に行うことができる。
【００４３】
上記実施例２においては、スライドテーブル４２に、搬送物２２を昇降可能な複数のリフトピン４４を埋設したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、上記実施例１に係る搬送アーム１０においては、定盤２６に同様のリフトピンを埋設することによって、実施例２に係る搬送装置４０と同様の効果を得ることができる。
【実施例３】
【００４４】
以下、図１２を用いて、本発明の実施例３に係る搬送アーム５０について説明する。
【００４５】
本実施例３に係る搬送アーム５０は、上記実施例１に係る搬送アーム１０の第２スライダ２０及びフォーク２４に代えて、櫛歯形状からなる多列スライダ５２を備えたものである。なお、他の構造については実施例１に係る搬送アーム１０と同様であるため、同様な部分については図中において同じ符号を付す事とし、その説明は省略する。
【００４６】
多列スライダ５２の先端部は、複数（この例では３本）の枝部５２Ａに分岐された櫛歯形状からなり、各枝部５２Ａの下方には、それぞれエアパッド３０が取り付けられている。
【００４７】
本実施例３に係る搬送アーム５０によれば、先端部が複数の枝部５２Ａに分岐された櫛歯形状であるため、実施例１に係る搬送アーム１０のようにフォーク２４を設ける必要がなく、部品点数を削減することができる。
【００４８】
又、枝部５２Ａの下面には、各々エアパッド３０が取り付けられているため、エアパッド３０を搬送アーム５０の先端部により近く配設することができる上に、エアパッド３０による浮上力を増大することができ、搬送アーム５０の撓みや振動を、更に低減することができる。
【００４９】
なお、本実施例３に係る搬送アーム５０においては、エアパッド３０を全ての枝部５２Ａに取り付けたが、本発明はこれに限定されず、エアパッド３０は少なくとも１つの枝部５２Ａに取り付けられていればよく、又、多列スライダ５２における枝部５２Ａの根元等に取り付けてもよい。
【実施例４】
【００５０】
以下、図１３及び図１４を用いて、本発明の実施例４に係る搬送アーム６０について説明する。
【００５１】
本実施例４に係る搬送アーム６０は、上記実施例１に係る搬送アーム１０の架台１２とベース１４の間に、水平旋回機構６２を配設したものである。なお、他の構造については実施例１に係る搬送アーム１０と同様であるため、同様な部分については図中において同じ符号を付す事とし、その説明は省略する。
【００５２】
水平旋回機構６２は、回転軸Ｌ１を中心に水平方向に回転可能とされており、これにより搬送アーム６０の先端部は、基端部を中心として旋回可能な構造となっている。
【００５３】
本実施例４に係る搬送アーム６０によれば、先端部が基端部を中心として旋回可能とされているため、複数の定盤間において搬送物の搬送を容易に行うことができる。
【００５４】
なお、本発明に係る搬送アーム及び搬送装置は、上記実施例１〜４に係る搬送アーム１０、５０、６０及び搬送装置４０の形状や構造等に限定されるものではない。
【００５５】
従って、例えば、エアパッド３０下部の気体噴射面３０Ａに、図１５に示されるような平行スリット６６を複数設けてもよく、又、図１６に示されるような交差スリット６８を複数設けてもよい。このように、エアパッド３０の気体噴射面３０Ａに、エアパッド３０の凹部の内外を連通する複数のスリット６６（６８）を設ければ、エアパッド３０から下方に向けて噴射される気体をスリット６６（６８）において拡散・乱流化させ、気体の流速を低減することができ、気体の噴射によって塵等が飛散するのを防止することができる。
【００５６】
なお、本発明の発明者の実験によれば、平行スリット６６の形状を幅１ｍｍ、深さ１ｍｍ、ピッチ３ｍｍとした場合の気体の流速は、スリットが無い場合に比べ、約１／３に低減されることが分かった。又、交差スリット６８の形状を幅１ｍｍ、深さ１ｍｍ、ピッチ５ｍｍ、交差角４５度とした場合の気体の流速は、スリットが無い場合に比べ、約１／５に低減されることが分かった。
【００５７】
又、エアパッド３０の形状を略直方体としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、図１７（Ａ）〜（Ｄ）に示されるように、平面視がベース形状とされたエアパッド７０Ａ、移動方向の面に凹部が形成されたエアパッド７０Ｂ、移動方向の面が円弧状に成形されたエアパッド７０Ｃ、及び平面視が円形とされたエアパッド７０Ｄなどにしてもよい。このように、エアパッド３０の移動方向端面における平面視の一辺Ｌ２の形状を、定盤２６上面に形成された略直線状の溝２６Ａに対して非平行な形状とすれば、図１８に示されるように、定盤２６上をエアパッド７０Ａ（７０Ｂ、７０Ｃ、７０Ｄ）が移動する際に、エアパッド７０Ａ（７０Ｂ、７０Ｃ、７０Ｄ）から噴射される気体の脈動を低減することができ、搬送アームを滑らかに移動させることができる。
【００５８】
なお、図１９に示されるように、エアパッド３０における気体噴射孔３０Ｂを千鳥に配置すれば、エアパッド３０移動時における気体の脈動を更に効果的に抑止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明に係る搬送アームは、様々な物体の搬送や移載に適用することができるが、特に、液晶用又はプラズマディスプレイ用ガラス基板等の大型平板基板や、製品の梱包ラインに使用される箱体等の大容積筐体の搬送や移載に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施例１に係る搬送アームの略示側面図
【図２】同搬送アームの略示平面図
【図３】同搬送アームが伸長した状態を示す略示側面図
【図４】同搬送アームの自在継手を示す略示側面図
【図５】同搬送アームの自在継手を示す略示平面図
【図６】同搬送アームにおけるエアパッドの略示側断面図
【図７】同搬送アームにおけるエアパッドの略示底面図
【図８】同搬送アームにおけるエアパッドのテーパ部を拡大して示す略示部分側面図
【図９】本発明の実施例２に係る搬送装置の略示側面図
【図１０】同搬送装置におけるスライドテーブルの略示側面図
【図１１】同搬送装置におけるスライドテーブルにガイドレールを敷設した例を示す略示平面図
【図１２】本発明の実施例３に係る搬送アームの略示平面図
【図１３】本発明の実施例４に係る搬送アームの略示側面図
【図１４】同搬送アームの略示平面図
【図１５】本発明に係るエアパッドの気体噴射面に平行スリットを設けた例を示す略示底面図
【図１６】本発明に係るエアパッドの気体噴射面に交差スリットを設けた例を示す略示底面図
【図１７】本発明に係るエアパッドを、平面視がベース形状とされたエアパッドとした例（Ａ）、移動方向の面に凹部が形成されたエアパッドとした例（Ｂ）、移動方向の面が円弧状に成形されたエアパッドとした例（Ｃ）、及び平面視が円形とされたエアパッドとした例（Ｄ）を、それぞれ示した略示平面図
【図１８】本発明に係るエアパッドと定盤に形成された溝との関係を示す略示平面図
【図１９】本発明に係るエアパッドの気体噴射孔を千鳥に配置した例を示す略示底面図
【図２０】従来の搬送アームの略示斜視図
【符号の説明】
【００６１】
１０、５０、６０…搬送アーム
１２…架台
１４…ベース
１６…滑車
１８…第１スライダ
２０…第２スライダ
２０Ａ…配管
２２…搬送物
２４…フォーク
２６…定盤
２８…自在継手
３０、７０Ａ〜７０Ｄ…エアパッド
３０Ａ…気体噴射面
３０Ｂ…気体噴射孔
３０Ｃ…テーパ部
３０Ｄ…気体通路
３２…ピン
３４…固定部材
３６…ストッパボルト
４０…搬送装置
４２…スライドテーブル
４４…リフトピン
４６…ガイドレール
５２Ａ…枝部
６２…水平旋回機構
６６…平行スリット
６８…交差スリット
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2005297136.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2005297136.tif 000017
【図１６】
2005297136.tif 000018
【図１７】
2005297136.tif 000019
【図１８】
2005297136.tif 000020
【図１９】
2005297136.tif 000021
【図２０】
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