(57)【要約】【課題】  内部にアンダーカット部を有する発泡成形品が小型のものでも簡単に成形することができる発泡成形品成形装置を提供する。【解決手段】  アンダーカット成形型１３を有する発泡成形型によりアンダーカット部８が内部にある発泡成形品１を成形する発泡成形品成形装置であって、アンダーカット成形型１３はその抜き方向と直交する方向の軸線を支点として揺動自在であり、抜き方向手前側が支点となって抜き方向奥側が発泡成形品１の径方向中心に向かうようにアンダーカット成形型１３を揺動させて抜く。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンダーカット成形型を有する発泡成形型によりアンダーカット部が内部にある発泡成形品を成形する発泡成形品成形装置であって、
アンダーカット成形型はその抜き方向と直交する方向の軸線を支点として揺動自在であり、抜き方向手前側が支点となって抜き方向奥側が発泡成形品の中心に向かうようにアンダーカット成形型を揺動させて抜くことを特徴とする発泡成形品成形装置。
【請求項２】
発泡成形品のアンダーカット部は、抜き方向手前側から奥側に向けて徐々に発泡成形品の中心からの距離が大となるテーパー形状であり、且つ、アンダーカット成形型は、アンダーカット部のテーパー形状と適合するテーパー成形部を有している請求項１に記載の発泡成形品成形装置。
【請求項３】
アンダーカット成形型を揺動させる手段として、アンダーカット成形型の抜き方向に出退可能に配置されて抜き方向に延びるラックと、該ラックと噛合すべくアンダーカット成形型の支点に設けられて抜き方向と直交する方向の軸線を中心として回転するピニオンとを備えている請求項１または２に記載の発泡成形品成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発泡成形型によりアンダーカット部が内部にある発泡成形品を成形する発泡成形品成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、発泡成形品成形装置には、下記特許文献１のように、発泡成形品の成形後に発泡成形金型から離型できないような例えば、凹形状のアンダーカット部のある発泡成形品を成形するため、アンダーカット成形金型を、管状の発泡成形品内部でスライド移動させて発泡成形品の開口部から抜き取るようにしている。具体的に説明すると、発泡成形品成形装置は、アンダーカット成形金型をスライド移動させる手段としてラックとピニオンを使用している。ラックは発泡成形品の内部にアンダーカット成形金型の抜き方向と直交する方向に配置されている。ラックの端部はアンダーカット成形金型に接続されている。ピニオンはアンダーカット成形金型の抜き方向に延びた棒状であって、且つ、その抜き方向の軸線周りに回転し、抜き方向と直交する方向のラックと噛み合うように配置されている。この発泡成形品成形装置は、ピニオンが回転することで発泡成形品内部のラックが駆動されてスライド移動するようにしている。そして、ラックに接続されているアンダーカット成形金型を発泡成形品のアンダーカット部から抜き方向と直交する方向にスライド移動させて離してから抜くように構成している。
【特許文献１】特開２００３−１６３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来技術の発泡成形品成形装置では、発泡成形品の内部であってアンダーカット部が形成された箇所の中心部分に抜き方向と直交する方向に延びるラックがあるので、ラックとアンダーカット成形金型を抜き方向と直交する方向にスライド移動させるには、アンダーカット部が形成された箇所の抜き方向と直交する方向の内部の大きさが大きくなければならない。しかも、発泡成形品からアンダーカット成形金型とラックを抜かなければならないので、発泡成形品の抜き方向の開口部も大きくなければならない。そのため、小型の発泡成形品には対応し難いという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記問題に鑑みて、内部にアンダーカット部を有する発泡成形品が小型のものでも簡単に成形することができる発泡成形品成形装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記課題を解決すべくなされたものであり、本発明に係る発泡成形品成形装置は、アンダーカット成形型を有する発泡成形型によりアンダーカット部が内部にある発泡成形品を成形する発泡成形品成形装置であって、アンダーカット成形型はその抜き方向と直交する方向の軸線を支点として揺動自在であり、抜き方向手前側が支点となって抜き方向奥側が発泡成形品の中心に向かうようにアンダーカット成形型を揺動させて抜くことを特徴とする。
【０００６】
該構成の発泡成形品成形装置にあっては、アンダーカット成形型を発泡成形品から抜く際には、アンダーカット成形型をその手前側を支点として揺動させることにより、アンダーカット成形型をアンダーカット部から離して発泡成形品の中心へと移動させることができる。そして、その後、アンダーカット成形型を発泡成形品から抜くことができる。このように、アンダーカット成形型が揺動する構成であるので、発泡成形品の抜き方向の開口部に近い手前側の移動量を小さくできる一方アンダーカット部が形成された奥側の移動量は大きくなる。従って、発泡成形品の開口部が小さくてもアンダーカット成形型を容易に抜くことができる。
【０００７】
また、発泡成形品のアンダーカット部は、抜き方向手前側から奥側に向けて徐々に発泡成形品の中心からの距離が大となるテーパー形状であり、且つ、アンダーカット成形型は、アンダーカット部のテーパー形状と適合するテーパー成形部を有していることが好ましい。
【０００８】
アンダーカット部が、テーパー形状である場合には、抜き方向手前側において中心からの距離が狭くて抜き難く、しかも、奥側においては、中心からの距離が大きいためにその位置においてはアンダーカット成形型を抜き方向と直交する方向に大きく移動させる必要があり、そのためこのようなテーパー形状のアンダーカット部を有する発泡成形品はその成形が難しいものであるが、アンダーカット成形型を揺動させることにより容易に成形することができる。
【０００９】
また、アンダーカット成形型を揺動させる手段として、アンダーカット成形型の抜き方向に出退可能に配置されて抜き方向に延びるラックと、該ラックと噛合すべくアンダーカット成形型の支点に設けられて抜き方向と直交する方向の軸線を中心として回転するピニオンとを備えていることが好ましい。揺動させる手段としてラックとピニオンを使用することにより、簡単な構造でアンダーカット成形型を揺動させることができる。さらに、ラックがアンダーカット成形型の抜き方向に出退可能に配置されて抜き方向に延びた形状になっており、ピニオンがラックと噛合すべくアンダーカット成形型の支点に設けられて抜き方向と直交する方向の軸線を中心として回転するようになっているので、アンダーカット成形型を揺動させる手段の抜き方向と直交する方向の寸法を小さくできる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、アンダーカット成形型が揺動自在であるので、アンダーカット成形型の手前側における抜き方向と直交する方向の移動量が小さく奥側における移動量が大きくなり、従って、内部にアンダーカット部を有する発泡成形品が小型のものでも簡単に成形することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態に係る発泡成形品成形装置について、図面を参酌しつつ説明する。図１（イ）、（ロ）は発泡成形品成形装置により成形される発泡成形品１を示しており、図１（イ）及び（ロ）はそれぞれ図示される断面の方向が異なる。図１（イ）、（ロ）の発泡成形品１は、集合住宅等の多層階建築物の排水設備に使用される集合排水管の鋳造用消失模型の一例である。なお、発泡成形品１は発泡性ポリメチルメタクリレート樹脂粒子等の発泡性合成樹脂成形体で形成される。
【００１２】
発泡成形品１は、上部において円筒形状の上管部２と、上管部２から下方に向けて発泡成形品１の径方向中心からの距離が除々に大きくなるテーパー管部３と、テーパー管部３下方の円筒形状の下管部４とを有している。上管部２は、上端開口部５を有しており、下管部４は、下端開口部６を有している。テーパー管部３の内部には、発泡成形品１の軸線方向に対して傾斜する整流羽根７が設けられている。
【００１３】
発泡成形品１は、軸線方向に対して傾斜する整流羽根７がテーパー管部３に設けられているため、発泡成形品１の成形後に発泡成形金型から離型できないアンダーカット部８が形成される。アンダーカット部８とは、発泡成形品１の成形後に発泡成形金型の抜き方向にある発泡成形品１の一部が邪魔になることで発泡成形金型から発泡成形品１を離型できない形状である。つまり、発泡成形金型の抜き方向から発泡成形品１を見て発泡成形品１の一部が邪魔になって見ることができなくなる位置がアンダーカット部８である。具体的には、発泡成形品１の内部を上端開口部５から金型の抜き方向に沿って見ると、テーパー管部３が下方に向けて発泡成形品１の径方向中心からの距離が除々に大きくなるので、上端開口部５よりも外側の範囲を見ることができない。また、発泡成形品１の内部を下端開口部６から金型の抜き方向に沿って見ると整流羽根７により整流羽根７より上方を見ることができない。この上端開口部５及び下端開口部６から共通して見えない範囲がアンダーカット部８である。即ち、テーパー管部３のうちの整流羽根７より上方で整流羽根７により見えない範囲、且つ、テーパー管部３のうちの上端開口部５の開口位置よりも径方向外側になる範囲がアンダーカット部８である。このように発泡成形品１のアンダーカット部８は、上端開口部５及び下端開口部６から共通して見えない範囲にテーパー管部３の内側の形状が含まれるのでテーパー形状を有している。
【００１４】
次に、上記発泡成形品１を成形する発泡成形品成形装置について図２を用いて説明する。図２は発泡成形品成形装置の全体構成を示す概略断面図である。なお、図２は、発泡成形品成形装置の発泡成形品１成形前の状態を示している。発泡成形品成型装置は発泡成形金型を有している。発泡成形金型には、発泡成形品の外側の型となる第１外金型９及び第２外金型１０と、発泡成形品１の内側下方の型となる下方側中金型１１と、発泡成形品１の内側上方の型となる上方側中金型１２と、アンダーカット部８に配置されるアンダーカット成形金型１３とにより構成される。
【００１５】
第１外金型９及び第２外金型１０は発泡成形品１の外側の形状を成形するようになっている。第１外金型９は、発泡成形品１の上管部２の外側を成形する上管外成形部９ａと、発泡成形品１のテーパー管部３の外側を成形するテーパー外成形部９ｂと、発泡成形品１の下管部４の外側を成形する下管外成形部９ｃとにより構成されている。これと同様に、第２外金型１０は上管外成形部１０ａと、テーパー外成形部１０ｂと、下管外成形部１０ｃとにより構成されている。
【００１６】
第１外金型９は、該第１外金型９を蒸気熱で加熱するための蒸気室１４を介して固定側フレーム１５に固定保持されている。これと同様に、第２外金型１０は蒸気室１６を介して移動側フレーム１７に固定保持されている。移動側フレーム１７は固定側フレーム１５に向けて往復動可能に構成されている。移動側フレーム１７には、該移動側フレーム１７の移動をガイドするガイドシャフト１８の一端側がその上方に軸受け１８ａを介して設けられている。ガイドシャフト１８の他端側は、軸受け１８ｂを介して固定側フレーム１５を貫通して設けられている。ガイドシャフト１８は、移動側フレーム１７の固定側フレーム１５への往復動をガイドして第１、第２外側金型９、１０同士の接合位置が合うようにしている。
【００１７】
上方側中金型１２は、移動金型保持部１９を介してガイドシャフト１８の長手方向に往復動可能に設けられている。該上方側中金型１２には上管部２の内側を成形する上管内側成形部１２ａが形成されている。上管内側成形部１２ａの上方には上端開口部５を成形する段差部１２ｂが形成されている。なお、上方側中金型１２の内部には蒸気室１２ｃが設けられている。
【００１８】
アンダーカット成形金型１３は上方側中金型１２にその抜き方向（発泡成型品１の軸線方向）と直交する方向（発泡成型品１の径方向）の軸線を支点として揺動自在に設けられている。該アンダーカット成形金型１３は、抜き方向手前側（上方側）を支点にして、上方側中金型１２から下方に向けて先広がり状に延びている。アンダーカット成形金型１３は、その一側縁部にテーパー形状のアンダーカット部８に対応したテーパー形状に形成されたテーパー成形部２６を有している。
【００１９】
図３（イ）、（ロ）に示すように、上方側中金型１２の内部には、アンダーカット成形金型１３の抜き方向に延びる形状のラック２０が配置されている。該ラック２０は、上方側中金型１２の内部にアンダーカット成形金型１３の抜き方向に沿って往復動可能に配置されている。アンダーカット成形金型１３の支点には、ラック２０と噛合するピニオン２１が設けられている。ピニオン２１は、アンダーカット成形金型１３の抜き方向と直交する方向の軸線を中心として回転するようになっている。換言すると、ピニオン２１は、発泡成型品１の軸線と直交する方向を中心として回転するようになっている。支点は、アンダーカット成形金型１３の抜き方向手前側（上方側）に設けられている。また、移動金型保持部１９にはエアーシリンダ２２が配置されており、ラック２０は、該エアーシリンダー２２のシャフト２２ａに接続されている。シャフト２２ａが出退するとラック２０が往復動し、該ラック２０の往復動によりピニオン２１が抜き方向と直交する方向を中心として回転し、この回転によりアンダーカット成形金型１３が揺動するようになっている。
【００２０】
図２に戻り、下方側中金型１１は、整流羽根７及びアンダーカット部８を除く形状の整流羽根成形部１１ａと、発泡成形品１のテーパー管部３のうちの整流羽根７のない範囲を成形する内側テーパー成形部１１ｂと、発泡成形品１の下端開口部６を成形する段差部１１ｃとを有している。さらに、下方側中金型１１の内部には蒸気室１１ｄが形成されている。下方側中金型１１は、固定側フレーム１５と直交する方向に設けられた下側フレーム２３の上方に配置されている。この下側フレーム２３には、その下面側にエアーシリンダー２４が設けられており、該エアーシリンダー２４のシャフト２４ａが下側フレーム２３を貫通して固定台２５に接続されている。該固定台２５に下方側中金型１１が配置されている。下方側中金型１１は、エアーシリンダー２４により上下方向に往復動するようになっている。
【００２１】
ここで、アンダーカット成形金型１３の揺動について図３（イ）、（ロ）を用いて詳述する。図３（イ）は発泡成形品１のアンダーカット部８にアンダーカット成形金型１３を配置した状態を拡大図示しており、図３（ロ）はアンダーカット部８からアンダーカット成形金型１３を離した状態を拡大図示している。アンダーカット成形金型１３は、発泡成形品１を成形する場合に図３（イ）に示す状態で発泡成形品成形装置に配置されている。発泡成形品１成形後のアンダーカット成形金型１３は、図３（ロ）（図８）に示すように、発泡成形品１の径方向中心に向けて移動した位置に配置されている。このとき、アンダーカット成形金型１３が発泡成形品１の内部において、上管内側成形部１２ａよりも内側に移動することになる。また、下方側中金型１１には、アンダーカット成形金型１３の揺動を規制する移動規制部２７が設けられている。さらに、アンダーカット成形金型１３の抜き方向手前側（上方側）には移動規制部２７と当接する当接部２８が設けられている。この移動規制部２７に当接部２８が当接することにより、アンダーカット成形金型１３の揺動を所定の位置で停止させることができる。即ち、アンダーカット成形金型１３をアンダーカット部８の位置とテーパー管部３の径方向中心側の位置とに停止させることができる。
【００２２】
次に、上述した発泡成形品成形装置による発泡成形品１の成形方法について図４〜図７の概略断面図を用いて説明する。発泡成形品１の成形工程を大別すると型閉工程、発泡成型品成形工程、型開工程がある。これら各工程について以下説明することにする。
【００２３】
型閉工程は、図４に示すように型を閉める工程である。発泡成形品成形装置の移動側フレーム１７が固定側フレーム１５側に移動して、第１外金型９と第２外金型１０とが接合位置で接合し、第１、第２外金型９、１０の間に上方側中金型１２が配置される。次に下方側中金型１１が、エアーシリンダー２４のシャフト２４ａにより押し上げられて第１、第２外金型９、１０の下方から挿入される。このように、各発泡成形金型９〜１２が閉じられる。
【００２４】
続いて、発泡成型品成形工程について説明する。図５は各発泡成形金型９〜１２が閉じた状態を示している。型閉工程後は、発泡成形金型９〜１２同士にキャビティが形成される。この形成されたキャビティに発泡成形品１の発泡剤である発泡性合成樹脂粒子を充填する。次に、発泡成形金型９〜１２の蒸気室１１ｄ、１２ｃ、１４、１６を水蒸気加熱等により加熱し、所定温度とする。そして、この発泡成形金型９〜１２の温度を所定時間保ち、発泡性合成樹脂粒子を充分に加熱・発泡させて互いに融着させた後、発泡成形金型９〜１２及び発泡成形品１を冷却する。なお、図示はしないが、発泡成形品成形装置には、蒸気導入口、冷却水導入口、ドレーンバルブ等が設けられている。
【００２５】
発泡性合成樹脂粒子は、合成樹脂に物理型発泡材を含浸させてなり、加熱によって発泡するものであり、予備発泡させたものも含まれる。なお、本発明の一実施形態では、予備発泡させた、いわゆる予備発泡粒子を主に使用する。上記発泡性合成樹脂粒子を構成する合成樹脂としては、例えば、ポリスチレン、ハイインパクトポリスチレン、スチレン−エチレン共重合体、スチレン改質ポリエチレン系樹脂、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体等のポリスチレン系樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂等のポリメタクリル系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂等が挙げられる。これら合成樹脂の混合物やモノマーの共重合体なども使用できる。
【００２６】
また、物理型発泡材としては、例えば、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン等の脂肪族炭化水素類、シクロペンタン、シクロブタン等の脂肪族環化水素類、トリクロロフルオロメタン、ジクロロジフルオロメタン、ジクロロテトラフルオロメタン、トリクロロトリフルオロエタン、メチルクロライド、メチレンクロライド、エチルクロライド等のハロゲン化炭化水素類等が挙げられる。これらの物理型発泡剤は単体で用いても、２種類以上を併用してもよい。
【００２７】
型開工程は、発泡成形金型９〜１２から発泡成形品１を離型する工程である。図６は発泡成形品成形装置から下方側中金型１１を抜き出した状態を示している。下方側中金型１１を発泡成形品１から抜き出すと移動側フレーム１７を固定側フレーム１５から離れる方向に移動させて第１外金型９と第２外金型１０とから発泡成形品１を離型する。第１、第２外金型９、１０から発泡成形品１を離型すると、図７に示すように上方側中金型１２の上管内側成形部１２ａに発泡成形品１が残っているような状態になる。このとき、アンダーカット成形金型１３の位置は、図８（イ）に示すようにアンダーカット部８の位置から図８（ロ）に示すように発泡成形品１の径方向中心へと移動しており、この状態で発泡成形品１を抜き方向から抜き取る。
【００２８】
以上説明したように、本発明の一実施形態において、発泡成形品成形装置のアンダーカット成形金型１３を発泡成形品１から抜く際には、アンダーカット成形金型１３をその手前側を支点として揺動させることにより、アンダーカット成形金型１３をアンダーカット部８から離して発泡成形品１の径方向中心へと移動させることができる。そして、その後、アンダーカット成形金型１３を発泡成形品１から抜くことができる。このように、アンダーカット成形金型１３が揺動するので、発泡成形品１の上端開口部５に近い手前側の移動量を小さくできる一方アンダーカット部８が形成された奥側の移動量は大きくなる。従って、発泡成形品１の内部が上端開口部５より大きくてもアンダーカット成形金型１３を容易に抜くことができる。
【００２９】
また、発砲成型品１は、アンダーカット部８がテーパー形状になっているので、抜き方向手前側においては径方向中心からの距離が狭くて抜き難く、奥側においては、径方向中心からの距離が大きいためにその位置においてはアンダーカット成形金型１３を抜き方向と直交する方向に大きく移動させる必要があるので成形し難い。しかし、テーパー成形部２６を有するアンダーカット成形金型１３を揺動させることによりテーパー形状のアンダーカット部８でも容易に成形することができる。
【００３０】
また、アンダーカット成形金型１３をラック２０とピニオン２１を使用して遥動させるので、アンダーカット成形金型１３を遥動させる手段を簡単な構造にできる。さらに、ラック２０がアンダーカット成形金型１３の抜き方向に出退可能に配置されて抜き方向に延びた形状になっており、ピニオン２１がラック２０と噛合すべくアンダーカット成形金型１３の支点に設けられて抜き方向と直交する方向の軸線を中心として回転するようになっているので、アンダーカット成形金型１３を揺動させる手段の抜き方向と直交する方向の寸法を小さくできる。
【００３１】
また、下方側中金型１１には、アンダーカット成形金型１３の揺動を規制する移動規制部２７が設けられており、アンダーカット成形金型１３の抜き方向手前側（上方側）には移動規制部２７と当接する当接部２８が設けられている。そのため、アンダーカット成形金型１３の揺動可能な範囲を簡単に設定できる。
【００３２】
なお、本発明に係る発泡成形品成形装置は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。例えば、アンダーカット成形金型１３の抜き方向手前側にカムを配置してこのカムに動力を伝達することでアンダーカット成形金型１３を遥動させるように構成しても良い。
【００３３】
また、アンダーカット部が、アンダーカット成形金型１３を遥動させて移動させることができる凹形状であっても良い。
【００３４】
また、発泡成形型として金属以外の材質を使用しても良く、例えば、エンジニアリングプラスチックを用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態に係る発泡成形品成形装置により成形される発泡成形品であって、（イ）は発泡成形品の断面図、（ロ）は（イ）の異なる方向の断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る発泡成形品成形装置の概略断面図である。
【図３】図２のアンダーカット成形金型の拡大断面図であって、（イ）はアンダーカット部８にアンダーカット成形金型を配置した状態を示す拡大断面図であり、（ロ）はアンダーカット部からアンダーカット成形金型を離した状態を示す拡大断面図である。
【図４】図２の型閉前の状態を示す概略断面図である。
【図５】図２の発泡成型品成形工程を示す概略断面図である。
【図６】図２の型開工程を示す概略断面図である。
【図７】図２の型開工程後を示す概略断面図である。
【図８】図７のアンダーカット成形金型の拡大断面図であって、（イ）はアンダーカット部にアンダーカット成形金型を配置した状態を示す拡大断面図であり、（ロ）はアンダーカット部８からアンダーカット成形金型を離した状態を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１…発泡成形品、２…上管部、３…テーパー管部、４…下管部、５…上端開口部、６…下端開口部、７…整流羽根、８…アンダーカット部、９…第１外金型、９ａ…上管外成形部、９ｂ…テーパー外成形部、９ｃ…下管外成形部、１０…第２外金型、１０ａ…上管外成形部、１０ｂ…テーパー外成形部、１０ｃ…下管外成形部、１１…下方側中金型、１１ａ…整流羽根成形部、１１ｂ…内側テーパー成形部、１１ｃ…段差部、１１ｄ…蒸気室、１２…上方側中金型、１２ａ…上管内側成形部、１２ｂ…段差部、１２ｃ…蒸気室、１３…アンダーカット成形金型、１４…蒸気室、１５…固定側フレーム、１６…蒸気室、１７…移動側フレーム、１８…ガイドシャフト、１９…移動金型保持部、２０…ラック、２１…ピニオン、２２…エアーシリンダー、２２ａ…シャフト、２３…下側フレーム、２４…エアーシリンダー、２５…固定台、２６…テーパー成形部、２７…移動規制部、２８…当接部
【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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