(57)【要約】【課題】  金属スクラップを連続してブリケット化することができる金属スクラップブリケッティング機を提供すること。【解決手段】  本発明に係る金属スクラップブリケッティング機は、複数の金型を有する金型ユニットが、一つの金型がプレス位置に位置する時に、他の金型がメインシリンダの軸線上から外れた取出位置に位置するように配置され、前記金型ユニットをメインシリンダ及びプレチャージャーの軸線に直交する方向に移動可能に構成することにより、プレス位置にある金型と取出位置に位置する金型とを切換えることができるようにしたことを特徴とする。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の金型を有する金型ユニットと、
金型ユニットの一つの金型内で金属スクラップを圧縮してブリケットを形成するよう水平方向に移動可能に配置されたメインシリンダと
を同一平面上に設け、
前記メインシリンダの上方にスクリューフィーダーを有するホッパーを設け、
メインシリンダの軸線上に位置するプレス位置にある金型とメインシリンダとの間に予備圧縮室を設け、
前記スクリューフィーダーにより金属スクラップを前記予備圧縮室内に供給するように構成すると共に、
メインシリンダによる加圧前に、前記予備圧縮室内で金属スクラップを予備的に加圧するよう垂直方向に移動可能にプレチャージャーを設けて成る
金属スクラップブリケッティング機であって、
前記金型ユニットが、一つの金型がプレス位置に位置する時に、他の金型がメインシリンダの軸線上から外れた取出位置に位置するように配置され、
前記金型ユニットをメインシリンダ及びプレチャージャーの軸線に直交する方向に移動可能に構成することにより、プレス位置にある金型と取出位置に位置する金型とを切換えることができるようにした
ことを特徴とする金属スクラップブリケッティング機。
【請求項２】
取出位置にある金型からブリケットを押出す排出機構が、メインシリンダと並行に設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の金属スクラップブリケッティング機。
【請求項３】
取出位置にある金型の内周面に、潤滑及び冷却油を噴射する油噴射装置を備えている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の金属スクラップブリケッティング機。
【請求項４】
前記プレチャージャーの摺動面に、潤滑及び冷却油を噴射する油噴射装置を備えている
ことを特徴とする請求項２〜３の何れか一項に記載の金属スクラップブリケッティング機。
【請求項５】
前記プレチャージャーの移動量を測定するセンサを設け、
センサにより得られたプレチャージャーの移動量に基づいて直前の予備圧縮室への金属スクラップの供給量を判断し次回の予備圧縮室への金属スクラップの供給量を調整するようスクリューフィーダーを制御するように構成した
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の金属スクラップブリケッティング機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属スクラップを圧縮してブリケットを形成する金属スクラップブリケッティング機に関する。
【背景技術】
【０００２】
ブリケットプレスの形態の圧縮成形プレス装置は、ドイツ国特許第３  ３３３  ７６６号及びドイツ国特許公開３  ０３８  ８３９号から公知である。
これらのプレス装置では、水平方向に前後に移動可能なメインシリンダの前方に予備圧縮ピストンが配設されている。
予備圧縮ピストンが内部へと進入する予備圧縮室に、たとえば給送機構によって素材が供給される。
こうして若干予備圧縮された素材を、複数の型成形室を備えた後段のディスク状の型成形ダイヘ水平方向のプレスラムにより押し込み、ブリケットを圧縮成形する。
回転可能な型成形ダイの後端壁は、耐圧プレートである固定の裏当プレートによって閉じられ、このプレートに対し水平方向のプレスラムが素材を押圧して圧縮成形を行う。
【０００３】
【特許文献１】ドイツ国特許第３  ３３３  ７６６号
【特許文献２】ドイツ国特許公開３  ０３８  ８３９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記した従来のプレス装置は、プレス加工を行いながら、型成形ダイの型成形室からブリケットを取り出すことができないため、全ての型成形室がブリケットで埋まると、プレス装置を停止して型成形ダイを外さなければならない。このような構成では、金属スクラップを連続してブリケット化することができず効率が悪いという問題がある。
本発明は、上記した従来の問題点を解決し、金属スクラップを連続してブリケット化することができる金属スクラップブリケッティング機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記した目的を達成するために本発明に係る金属スクラップブリケッティング機は、複数の金型を有する金型ユニットと、金型ユニットの一つの金型内で金属スクラップを圧縮してブリケットを形成するよう水平方向に移動可能に配置されたメインシリンダとを同一平面上に設け、前記メインシリンダの上方にスクリューフィーダーを有するホッパーを設け、メインシリンダの軸線上に位置するプレス位置にある金型とメインシリンダとの間に予備圧縮室を設け、前記スクリューフィーダーにより金属スクラップを前記予備圧縮室内に供給するように構成すると共に、メインシリンダによる加圧前に、前記予備圧縮室内で金属スクラップを予備的に加圧するよう垂直方向に移動可能にプレチャージャーを設けて成る金属スクラップブリケッティング機であって、前記金型ユニットが、一つの金型がプレス位置に位置する時に、他の金型がメインシリンダの軸線上から外れた取出位置に位置するように配置され、前記金型ユニットをメインシリンダ及びプレチャージャーの軸線に直交する方向に移動可能に構成することにより、プレス位置にある金型と取出位置に位置する金型とを切換えることができるようにしたことを特徴とする。
好ましくは、上記した金属スクラップブリケッティング機は、取出位置にある金型からブリケットを押出す排出機構が、メインシリンダと並行に設けられ得る。
また、上記した金属スクラップブリケッティング機は、取出位置にある金型の内周面に、潤滑及び冷却油を噴射する油噴射装置を有し得る。
また、上記した金属スクラップブリケッティング機は、前記プレチャージャーの摺動面に、潤滑及び冷却油を噴射する油噴射装置を有し得る。
さらに、前記プレチャージャーの移動量を測定するセンサを設け、センサにより得られたプレチャージャーの移動量に基づいて直前の予備圧縮室への金属スクラップの供給量を判断し次回の予備圧縮室への金属スクラップの供給量を調整するようスクリューフィーダーを制御するよう構成してもよい。
メインシリンダ、プレチャージャー、スクリューフィーダー及び金型ユニットは、適当な制御装置（例えば、ＰＬＣ： Programable Logic Controller）により制御され得る。
【０００６】
尚、前述の金属スクラップとは旋盤屑、切削屑等の鉄鋼、アルミニウム、鋳物、これらの合金、非鉄金属の屑及び研磨粉等の回収可能な金属屑である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る金属スクラップブリケッティング機は、複数の金型を有する金型ユニットを、一つの金型がメインシリンダの軸線上にあるプレス位置に位置する時に、他の金型がメインシリンダの軸線上から外れた取出位置に位置するように配置し、前記金型ユニットをメインシリンダ及びプレチャージャーの軸線に直交する方向に移動可能に構成することにより、プレス位置にある金型と取出位置に位置する金型とを切換えることができるように構成しているので、プレス位置にある金型でプレス加工をしている間に取出位置にある金型から成形後のブリケットを取り出すことができる。このように、本発明に係る金属スクラップブリケッティング機は、装置を止めることなくブリケットの成形と取り出しとを行うことができるので、金属スクラップを連続してブリケット化することが可能になる。プレス位置にある金型と取出位置に位置する金型とを切換えることができるように構成することにより、取出位置にある間に金型を自然冷却することが可能になるためプレス処理中に金属スクラップが金型に溶着することを避けることができる。
また、取出位置にある金型からブリケットを押出す排出機構をメインシリンダと並行に設けることにより、排出機構により装置が大型化することがないという効果を奏する。
さらに、取出位置にある金型の内周面に、潤滑及び冷却油を噴射する油噴射装置を設けることにより、金型を積極的に冷却することができる。これにより、アルミ等の比較的溶着し易い金属スクラップを連続してブリケット化することが可能になる。さらに、プレス位置にある金型でプレス加工を行っている間に、取出位置にある金型を冷却することができるので、冷却のためだけの時間をとる必要がなくなり、ブリケットの生産速度が向上する。
また、プレチャージャーの摺動面に、潤滑及び冷却油を噴射する油噴射装置を設けることで、プレチャージャーの摺動面を常に潤滑することが可能になると共に、プレチャージャーの摺動面を積極的に冷却することができるようになる。これにより、アルミ等の比較的溶着し易い金属スクラップを連続して処理してもスクラップがプレチャージャーの摺動面に溶着してしまうことがないという効果を奏する。
さらにまた、前記プレチャージャーの移動量を測定するセンサを設け、センサにより得られたプレチャージャーの移動量に基づいて直前の予備圧縮室への金属スクラップの供給量を判断し次回の予備圧縮室への金属スクラップの供給量を調整するようスクリューフィーダーを制御するように構成することにより、常に一定量の金属スクラップを用いてブリケットを成形することができるようになる。これにより、高密度のブリケットを均一な密度及びサイズで生産することが可能になり、ブリケットの溶解歩留まりが大幅に向上する。このため、ブリケットを売却する場合には、品質の高いブリケットとして高価に売却することができ、また、ブリケットを再利用する場合には、溶解歩留まりが良いため原材料の新規購入量を低減させることができる。尚、完成したブリケットの固形密度レベルは、アルミニウム及びその合金類で２．０（ｇ／ｃｃ）〜であり、鋳物材料で５．０（ｇ／ｃｃ）〜である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、添付図面に示した一実施例を参照しながら本発明に係る金属スクラップブリケッティング機の実施の形態について説明していく。
【０００９】
図１は本発明に係る金属スクラップブリケッティング機の一実施例の部分断面略図である。
図中、符号１は基礎台であり、この基礎台１上に、メインシリンダ２が水平に設けられている。
基礎台１におけるメインシリンダ２の前方（図１における左側）には、金型ユニット３が設けられている。図２（ａ）は金型ユニット３とメインシリンダ２及び後述するブリケット排出手段１４との位置関係を示す図であり、図２（ｂ）は前面プレート４を図１における左側から見た図である。図２に示すように、この金型ユニット３は、二つの金型３ａ及び３ｂを有し、メインシリンダ２の軸線及び後述するプレチャージャー６の軸線と直交する方向ａに移動可能に構成されている。図２（ａ）においては、金型ユニット３の金型３ａはメインシリンダ２の軸線上にあるプレス位置に位置し、金型３ｂはメインシリンダ２の軸線上から外れた取出位置に位置している。尚、前記金型３ａ及び３ｂは、何れも貫通孔であり、ブリケッティング機本体のプレス位置には、そこに位置する金型３ａ又は３ｂの前面を閉鎖する前面プレート４が固定されている（図１及び図２（ａ）参照）。この前面プレート４は、図面に示すように、金型３ａ及び３ｂの取出位置に対応する部分に貫通する取出孔４ａ及び４ｂが設けられている。
図１に示すように、メインシリンダ２と金型ユニット３との間には、予備圧縮室５が設けられている。そして、この予備圧縮室５内に出入りできるよう垂直方向に移動可能にプレチャージャー６が設けられている。
前記プレチャージャー６には、スリットセンサ７が設けられている。
このスリットセンサ７は、図１及び図３に示すように、プレチャージャー６と共に垂直方向に移動可能なセンシング棒７ａと、該センシング棒７ａが上下方向に移動可能に挿入される固定された管状カバー７ｂとから成り、カバー７ｂに設けられた上下２つの近接スイッチ７ｃ及び７ｄにより、センシング棒７ａに形成されたスリットの数を読み取り、これにより、センシング棒７ａの移動量、即ち、プレチャージャー６の移動量を測定することができるように構成されている。
メインシリンダ２の上方には、金属スクラップを導入するためのホッパー８が設けられている。ホッパー８の内部には解砕装置９が設けられており、また、ホッパー８の下部にはスクリューフィーダー１０が設けられている。前記解砕装置９は、モータ１１を介して回動される回転軸９ａと、回転軸９ａに径方向外方に伸びるように設けられた複数の解砕羽根９ｂとから成る。解砕装置９は、ホッパー９に投入された金属スクラップを適度にほぐした状態で下方にスクリューフィーダー１０へ送り出す。
スクリューフィーダー１０は、モータ１２によって駆動され、金属スクラップを前方に押出して予備圧縮室５に供給する。
図１に示すように、ブリケッティング機における前記スクリューフィーダー１０の下方には、プレチャージャー６の摺動面に向けて冷却・潤滑用油を噴射できるように潤滑・冷却油噴射手段１３が設けられている。
また、図２に示すように、ブリケッティング機におけるメインシリンダ２には、メインシリンダ２と同期して前後に移動するブリケット排出手段１４が設けられている。このブリケット排出手段１４は、左右一対の排出棒１４ａ及び１４ｂを有し、メインシリンダ２と共に前進し、取出位置にある金型３ａ又は３ｂ内のブリケットを金型の外に押出すように動作する。
図２に示すように、このブリケッティング機には、金型３ａ及び３ｂが取出位置にある時に、それらの内面に冷却・潤滑用油を噴射するための潤滑・冷却油噴射手段１５及び１６が設けられている。潤滑・冷却油噴射手段１５は、金型３ａが取出位置にある時に冷却・潤滑用油を噴射するための噴射手段であり、潤滑・冷却油噴射手段１６は、金型３ｂが取出位置にある時に冷却・潤滑用油を噴射するための噴射手段である。
以上説明したブリケッティング機におけるメインシリンダ２、金型ユニット３、プレチャージャー６、解砕装置９、スクリューフィーダー１０、潤滑・冷却油噴射手段１３，１５及び１６の動作は、夫々、制御装置２０により制御される。
制御装置２０は、例えば、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller) を搭載し、不図示のコントロールパネルを介して各部材の動作（例えば、メインシリンダ２及びプレチャージャー６の圧力や、油噴射手段１３，１５及び１６の噴射タイミング又は噴射時間等）を任意に設定できるように構成され得る。
また、制御装置２０は、スリットセンサ７からの検出情報に基づいて、スクリューフィーダー１０の動作制御を行う。具体的には、例えば、スリットセンサ７で検出されたプレチャージャー６の移動量が長ければ、予備圧縮室５への金属スクラップの供給量が基準値より少ないということなので、スクリューフィーダー１０の作動時間を長くして予備圧縮室５に多めに金属スクラップを供給させ、逆に、スリットセンサ７で検出されたプレチャージャー６の移動量が基準値より短ければ、予備圧縮室５への金属スクラップの供給量が多いということなので、スクリューフィーダー１０の作動時間を短くして予備圧縮室５に供給する金属スクラップの量を減らすようにスクリューフィーダー１０を制御する。これにより、予備圧縮室５内の金属スクラップの量を安定させることができるため、高密度のブリケットを均一な密度及びサイズで生産することが可能になる。
【００１０】
次に、図４〜図１１を参照して上記した金属スクラップブリケッティング機の作用を説明する。
尚、各図とも（ａ）は前面プレートの正面略図、（ｂ）は金型組立体上方から見た金型ユニット、メインシリンダ及び排出手段の相関関係を示す略図、（ｃ）は図１に対応する略図である。
【００１１】
予備圧縮室への材料の供給工程（図４）
ホッパー８へ金属スクラップを投入し、解砕装置９を介して金属スクラップをスクリューフィーダー１０へ送り出しながら、スクリューフィーダー１０を所定の時間作動させ、予備圧縮室５へ金属スクラップを所定の量供給する。
尚、初期段階における予備圧縮室への金属スクラップの供給量（即ち、スクリューフィーダー１０の動作時間）は、処理すべき金属スクラップの種類や生産すべきブリケットの密度及びサイズに応じて、予め設定されている。この設定は、不図示のコントロールパネル等を介して使用者が任意に設定できるように構成され得る。
この時点では、プレチャージャー６は最上位置に位置している。
【００１２】
プレチャージャーによる予備圧縮工程（図５）
予備圧縮室５へ所定量の金属スクラップが供給された後、プレチャージャー６が下方へ移動し、予備圧縮室５内の金属スクラップを圧縮する。
この時、プレチャージャー６と共に、スリットセンサ７のセンシング棒７ａも下方へ移動する。スリットセンサ７はセンシング棒７ａの下方への移動量を検出し、この移動量を制御装置にフィードバックする。制御装置２０は、スリットセンサ７からフィードバックされた情報に基づいて、スクリューフィーダー１０の次回の動作時間を決定する。
【００１３】
メインシリンダによるブリケット形成工程（図６）
プレチャージャー６による予備圧縮が終了した後、メインシリンダ２が作動し、プレス位置にある金型３ａ内に予備圧縮された金属スクラップを圧入して、さらに加圧する。
これにより、プレス位置にある金型３ａ内でブリケット４０が完成する。
【００１４】
金型切換及び予備圧縮室への材料の再供給工程（図７）
ブリケット完成後、プレチャージャー６が上昇すると共に、メインシリンダ２が後退し、金型ユニット３は、図７における矢印ｂで示す方向に移動する。金型ユニット３の移動により、内部でブリケットが完成している金型３ａは取出位置へ、取出位置にあった金型３ｂがプレス位置へと入れ替わる。取出位置において金型３ａは、前面プレート４の取出孔４ａと合致する。
プレチャージャー６が最上位置まで上昇すると、潤滑・冷却油噴射手段１３がプレチャージャー６の摺動面に油を噴射する。これにより摺動面は潤滑及び冷却される。
また、プレチャージャー６が最上位置まで上昇した後、スクリューフィーダー１０が制御装置２０により作動させられる。スクリューフィーダーの作動時間は、前記したようにスリットセンサからフィードバックされた情報に基づいて制御装置により決定されている。尚、図７の例では、プレチャージャー上昇後に、予備圧縮室に若干金属スクラップが残っている。この予備圧縮室内に残っている金属スクラップの量が多ければ、予備圧縮室内に多めの金属スクラップが供給されていたことになり、よって、直前のプレチャージャー６の移動量は規定の移動量より短かったことになり、予備圧縮室内に残っている金属スクラップの量が少なければ、予備圧縮室内に少なめ金属スクラップが供給されていたことになり、よって、直前のプレチャージャー６の移動量は規定の移動量より長くなる。制御装置２０は、この予備圧縮室内における金属スクラップの残量と、プレチャージャー６の移動量との関係に基づいて、スリットセンサからの情報により、次回の金属スクラップの供給量を決定するようプログラムされている。
【００１５】
メインシリンダによるブリケット形成及び排出手段によるブリケット排出工程（図８）
予備圧縮室５への金属スクラップの再供給が終わり、さらに、プレチャージャー６による予備圧縮工程が終了した後、先に説明したようにメインシリンダ２が作動し、予備加圧後の金属スクラップをプレス位置にある金型３ｂ内に圧入する。
この時、メインシリンダ２と同時に、排出手段１４の排出棒１４ａ及び１４ｂが前進し、排出棒１４ａにより、先に形成された金型３ａ内のブリケット４０を金型３ａから取出孔４ａを介して前面プレート４の外に押出す。
これにより、金型３ｂ内でブリケット４０が完成すると同時に、先の工程で完成したブリケット４０が金型３ａから、即ち、ブリケット機から排出される。金型３ａから排出されたブリケットは、不図示の排出レールやコンベア等により搬送される。
さらに、ブリケットが金型３ａから排出されると同時に、潤滑・冷却油噴射手段１５が取出位置にある金型３ａの内面に油を噴射する。これにより、先の圧縮工程で加熱された金型３ａは冷却され、かつ、その内面が潤滑される。
【００１６】
金型切換及び予備圧縮室への材料の再供給工程（図９）
先に説明したように、メインシリンダ２が後退すると共に、プレチャージャー６が上昇し、プレチャージャー６の上昇後に、潤滑・冷却油噴射手段１３による摺動面の潤滑及び冷却が行われ、スリットセンサ７からの情報に基づいてスクリューフィーダー１０により適当量の金属スクラップが予備圧縮室内で再供給される。
同時、金型ユニット３が、図９における矢印ｃの方向へ移動し、これにより、取出位置にあった金型３ａが再びプレス位置に移動し、プレス位置にあった金型３ｂが取出位置に移動する。この時、金型３ａは既に潤滑及び冷却がされている。取出位置に移動した金型３ｂは、前面プレートの取出孔４ｂと合致する。
【００１７】
プレチャージャーによる予備圧縮工程（図１０）
先に説明したように、プレチャージャー６により予備圧縮室５内の金属スクラップが予備圧縮される。
【００１８】
メインシリンダによるブリケット形成及び排出手段によるブリケット排出工程（図１１）
メインシリンダ２により金型３ａ内でブリケットが完成させられると共に、排出手段１４の排出棒１４ｂにより金型３ｂから取出孔４ｂを介して完成済みのブリケットが排出される。ブリケット排出後に、潤滑・冷却油噴射手段１６が金型３ｂの内面に油を噴射し、金型３ｂを冷却すると共に、その内面を潤滑する。
【００１９】
以上説明した工程が連続して繰り返され、ブリケットの連続生産が可能になる。通常、このようにブリケットを連続的に生産すると、圧縮時に発生する熱により金型３ａ及び３ｂが加熱され、動作中に金属スクラップが金型３ａ又は３ｂの内面に溶着されてしまうが、本実施例によるブリケッティング機は、金型がプレス位置から取出位置へ移動可能に構成されているため取出位置へ移動した時にある程度自然冷却され、さらに、潤滑・冷却油噴射手段によりブリケット取り出し後の金型の内面に油を噴射するため金型は取出工程で十分に冷却され溶着の問題は発生しない。
【００２０】
上記した実施例では、金型ユニットが二つの金型を備えているが、これは本実施例に限定されることなく、二つ以上の金型を備えていてもよい。
また、上記した実施例では、金型ユニットの金型が断面矩形の貫通孔で形成されているが、これは本実施例に限定されることなく、例えば、断面円形の貫通孔で形成してもよい。
上記した実施例では、潤滑・冷却油噴射手段１３，１５及び１６が、適当なタイミングで常に油を噴射する例を説明しているが、潤滑・冷却油噴射手段１３，１５及び１６は、処理すべき金属スクラップの種類に応じて、油を噴射するか否かを決めることができる。好ましくは、乾いたアルミの金属スクラップを処理する場合には油を噴射させるが、乾燥した鋳物、湿った鋳物又は湿ったアルミの金属スクラップを処理する場合には油を噴射させない。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る金属スクラップブリケッティング機の一実施例の部分断面略図である。
【図２】（ａ）は金型ユニット３とメインシリンダ２及びブリケット排出手段１４との位置関係を示す図であり、（ｂ）は金型ユニット３を図１における左側から見た図である。
【図３】スリットセンサの概略拡大図である。
【図４】図１及び図２に示したブリケッティング機の作用を説明する図である。
【図５】図１及び図２に示したブリケッティング機の作用を説明する図である。
【図６】図１及び図２に示したブリケッティング機の作用を説明する図である。
【図７】図１及び図２に示したブリケッティング機の作用を説明する図である。
【図８】図１及び図２に示したブリケッティング機の作用を説明する図である。
【図９】図１及び図２に示したブリケッティング機の作用を説明する図である。
【図１０】図１及び図２に示したブリケッティング機の作用を説明する図である。
【図１１】図１及び図２に示したブリケッティング機の作用を説明する図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  基礎台
２  メインシリンダ
３  金型ユニット
３ａ  金型
３ｂ  金型
４  前面プレート
５  予備圧縮室
６  プレチャージャー
７  スリットセンサ
７ａ  センシング棒
７ｂ  カバー
７ｃ  近接センサ
７ｄ  近接センサ
８  ホッパー
９  解砕装置
９ａ  回転軸
９ｂ  解砕羽根
１０  スクリューフィーダー
１１  モータ（解砕装置駆動用）
１２  モータ（スクリューフィーダー駆動用）
１３  潤滑・冷却油噴射手段
１４  ブリケット排出手段
１４ａ  排出棒
１４ｂ  排出棒
１５  潤滑・冷却油噴射手段
１６  潤滑・冷却油噴射手段
２０  制御装置
４０  ブリケット
ａ  金型ユニットが移動可能な方向
ｂ  金型ユニットの移動方向
ｃ  金型ユニットの移動方向
【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】
2005163169.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2005163169.tif 000012
【図１１】
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