(57)【要約】【課題】  フレーム構造体に対するエンジン等の組付け作業を容易にし、組立作業性を向上する。【解決手段】  エンジン取付基板１４、エンジン１６、油圧ポンプ１８、熱交換器１９、エンジンカバー２０等によりエンジンユニット１３を形成し、このエンジンユニット１３を旋回フレーム５上に着脱可能に搭載する構成としている。これにより、配管作業、配線作業に手間を要するエンジン１６、油圧ポンプ１８、熱交換器１９等を予め工場等で組立てることができ、組立作業性を向上することができる。また、エンジンユニット１３は、旋回フレーム５に対して容易に組付けることができる。【選択図】        図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体を構成し、左，右方向に間隔をもって前，後方向に延びる左，右のメインフレームを有するフレーム構造体と、このフレーム構造体に設けられ、内部にエンジンを搭載するエンジン取付基板を有すエンジンユニットとを備えてなる建設機械。
【請求項２】
前記エンジンユニットを構成するエンジン取付基板は、前記左，右のメインフレームをそれぞれ跨ぐように上側に突出した左，右のフレーム跨ぎ部と、前記各フレーム跨ぎ部間に設けられ、エンジンのオイルパンを収容するように下側に凹陥した凹状部とを備えてなる請求項１に記載の建設機械。
【請求項３】
前記左，右のフレーム跨ぎ部の上面部に、前記エンジンを支持するマウントブラケットを備えてなる請求項２に記載の建設機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばフレーム構造体上にエンジンを有する油圧ショベル、油圧クレーン等の建設機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、建設機械としては、油圧ショベル、油圧クレーン等が知られており、例えば油圧ショベルは、自走可能な下部走行体と、該下部走行体上に旋回装置を介して旋回可能に搭載された上部旋回体と、該上部旋回体の前側に俯仰動可能に設けられた作業装置とにより構成されている。
【０００３】
また、上部旋回体は、旋回フレームと、該旋回フレームの左前側に設けられたオペレータが搭乗するキャブと、前記旋回フレームの後端部に取付けられたカウンタウエイトと、該カウンタウエイトの前側に配置され、油圧ポンプを駆動するエンジンと、作動油を貯える作動油タンクと、燃料を貯える燃料タンクと、前記エンジン等を覆うように設けられた建屋カバー等とにより大略構成されている。
【０００４】
さらに、油圧ショベルには、鉱山等で使用される大型なものがある。この大型油圧ショベルは、全体の外形寸法が大きく重量も重いために、そのままでは輸送用のトレーラの積載能力を超えてしまい、一般道路を走行して輸送することができない（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
そこで、大型油圧ショベルでは、下部走行体、作業装置をそれぞれ複数の部分に分割できるようになっている。また、上部旋回体も、旋回フレーム、キャブ、カウンタウエイト、エンジン、作動油タンク、燃料タンク等を分割できる構成としている。
【０００６】
一方、油圧ショベルには、エンジン、油圧ポンプ等の動力系統を着脱可能な別個のエンジンユニットとして構成したものがある。即ち、旋回フレームは、前，後方向の中間部から前側部分を前側フレームとし、後側部分を後側フレームとなるエンジン架台として構成している。また、前側フレームには、キャブ、作動油タンク、燃料タンク、建屋カバー等を搭載している。一方、エンジン架台には、動力系統となるエンジン、油圧ポンプ、熱交換器等を搭載し、これらを建屋カバーと別個のエンジンカバーによって覆う構成としている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
そして、油圧ショベルを組立てる場合には、配管作業、配線作業が複雑な動力系統を別の場所で組立てた後、このエンジンユニットの前端面を前側フレーム、建屋カバーの後端面に対面させ、複数本のボルトを用いて取付ける。さらに、エンジンユニットの後端面にはカウンタウエイトを取付ける構成としている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−１９３１０１号公報
【特許文献２】実開平５−４２３４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、上述した特許文献１によるものでは、油圧ショベルを輸送するときに、旋回フレーム、キャブ、カウンタウエイト、エンジン、タンク等に分解し、作業現場でそれぞれを組付け、また配管、配線を施している。しかし、エンジンに関わる部分、例えばエンジン、該エンジンに取付けられた油圧ポンプ、エンジン冷却水、作動油等を冷却する熱交換器等からなる動力系統は、配管作業、配線作業が複雑なため、組立作業に多大な労力と時間を要してしまうという問題がある。
【００１０】
一方、特許文献２による油圧ショベルは、前側フレーム、建屋カバーの後端面に対してエンジンユニットの前端面を対面させてボルト止めしているから、それぞれの取付部分には、エンジンユニットの重量が作用することになる。このため、それぞれの取付部分、取付けに用いるボルト等には、高い強度を有する材料、部品を使用する必要があり、重量の増大、製造コストの上昇等を招いてしまうという問題がある。
【００１１】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、エンジンユニットの取付けに関する部分の強度を低く抑えながらエンジンユニットの組立作業を容易にし、軽量化、低コスト化等を図ることができるようにした建設機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１の発明によると、車体を構成し、左，右方向に間隔をもって前，後方向に延びる左，右のメインフレームを有するフレーム構造体と、このフレーム構造体に設けられ、内部にエンジンを搭載するエンジン取付基板を有すエンジンユニットとを備えたことにある。
【００１３】
請求項２の発明によると、前記エンジンユニットを構成するエンジン取付基板は、前記左，右のメインフレームをそれぞれ跨ぐように上側に突出した左，右のフレーム跨ぎ部と、前記各フレーム跨ぎ部間に設けられ、エンジンのオイルパンを収容するように下側に凹陥した凹状部とを備えたことにある。
【００１４】
請求項３の発明によると、前記左，右のフレーム跨ぎ部の上面部に、前記エンジンを支持するマウントブラケットを備えたことにある。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明によれば、エンジン取付基板にエンジンを搭載したエンジンユニットは、フレーム構造体に設けているから、エンジンユニットの重量は、高強度に形成されたフレーム構造体によって受承することができる。これにより、エンジン取付基板は、材質、構造の面で低強度かつ軽量に形成することができ、また取付けに用いるボルト等は、エンジンユニット等をフレーム構造体に固定するだけの強度に抑えることができる。この結果、車体の重量を軽減することができ、また製造コストを低減することができる。
【００１６】
しかも、エンジンユニットは、作業性のよい別の場所で組立てることができるから、複雑な配管作業、配線作業等を効率よく行なうことができ、フレーム構造体に対する組付け作業を容易に行なうことができる。また、エンジンを乗せ換える場合には、作業環境の良い工場で組立てられた別のエンジンユニットを用意することにより、現場で短時間のうちに交換することができ、建設機械の休車時間を短くすることができる。また、取付けたエンジンユニットの信頼性を向上することができる。
【００１７】
請求項２の発明によれば、エンジン取付基板は、上側に突出したフレーム跨ぎ部でフレーム構造体のメインフレームを跨ぐように取付けることができ、フレーム構造体のメインフレームを覆い隠すことができる。これにより、外観上の見栄えを良好にすることができ、また化粧カバー等の取付けを省略して製造コストを低減することができる。
【００１８】
また、エンジン取付基板にエンジンを取付けたときには、該エンジンの下側に突出するオイルパンを凹状部内に収容することができる。これにより、エンジンを低い位置に配設することができるから、車体の高さ寸法を低く抑えることができ、後方視界を広くして作業性、安全性を向上することができる。
【００１９】
請求項３の発明によれば、エンジンは、左，右のフレーム跨ぎ部上のマウントブラケットに支持することができるから、エンジンの重量をメインフレームで直接的に受承することができ、エンジンを安定して支持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態に係る建設機械として、大型の油圧ショベルを例に挙げ、図１ないし図１０に従って詳細に説明する。
【００２１】
図１において、１は建設機械としての大型の油圧ショベルで、該油圧ショベル１は、自走可能なクローラ式の下部走行体２と、該下部走行体２上に旋回装置３を介して旋回可能に搭載され、該下部走行体２と共に車体を構成する上部旋回体４と、該上部旋回体４の前側に俯仰動可能に設けられ、土砂の掘削作業等を行なう作業装置（図示せず）とにより大略構成されている。
【００２２】
また、大型の油圧ショベル１は、全体の外形寸法、重量が一般道路を輸送用のトレーラに載せて搬送することができる寸法、重量を超えているため、複数の部分に分割可能に構成されている。また、上部旋回体４は、後述の旋回フレーム５、キャブ８、カウンタウエイト９、作動油タンク１０、燃料タンク１１、建屋カバー１２、エンジンユニット１３等から大略構成され、これらの部材が適宜に分割して搬送できるようになっている。
【００２３】
５は上部旋回体４のベースをなすフレーム構造体としての旋回フレームで、該旋回フレーム５は、図１ないし図３に示すように、旋回装置３を介して下部走行体２に取付けられる底板６と、該底板６の上面側に設けられ、左，右方向に間隔をもって前，後方向に延びた左，右のメインフレーム７，７とにより大略構成されている。
【００２４】
ここで、左，右のメインフレーム７，７は、図１、図９に示すように、前側が山形状に突出したブラケット７Ａ，７Ａとなり、該各ブラケット７Ａには作業装置が俯仰動可能に取付けられる。また、左，右のメインフレーム７，７は、ブラケット７Ａから後側がほぼＩ字状の断面形状をもって後方に延びている。そして、各メインフレーム７は、後側部分を高強度なＩ字形状とすることにより、後述のカウンタウエイト９、エンジンユニット１３を安定して支持することができる。
【００２５】
即ち、メインフレーム７の後側部分は、図４、図５に示す如く、下板７Ｂと、該下板７Ｂ上に固着された縦板７Ｃと、該縦板７Ｃの上端部に固着された上板７Ｄとによってほぼ断面Ｉ字形状に形成されている。また、下板７Ｂと上板７Ｄの後側には、縦板７Ｃを挟んだ位置に上，下方向に貫通するボルト挿通穴７Ｅが複数個形成されている。
【００２６】
８は上部旋回体４の前部左側に位置して旋回フレーム５上に設けられたキャブ（図１等参照）で、該キャブ８は運転室を画成し、その内部にはオペレータが着席する運転席、操作レバー等（いずれも図示せず）が配置されている。
【００２７】
９は旋回フレーム５の後端部に取付けられたカウンタウエイトで、該カウンタウエイト９は、作業装置との重量バランスをとるために大きな重量をもって形成されている。また、カウンタウエイト９は、左，右のメインフレーム７の後端部にボルト止めされている。
【００２８】
１０はキャブ８の後側に位置して旋回フレーム５上に設けられた作動油タンク（図２等参照）で、該作動油タンク１０は、後述の油圧ポンプ１８に供給する作動油を貯えるものである。また、１１は後述するエンジンユニット１３の右前側に位置して旋回フレーム５上に設けられた燃料タンクで、該燃料タンク１１は、後述のエンジン１６に供給する燃料を貯えるものである。
【００２９】
１２は作動油タンク１０の後側から燃料タンク１１の左側までの間と燃料タンク１１の前側とに設けられた建屋カバーで、該建屋カバー１２は、制御弁群、コントローラ等（いずれも図示せず）を覆うものである。
【００３０】
１３はカウンタウエイト９の前側に位置して旋回フレーム５上に配設されたエンジンユニットで、該エンジンユニット１３は、旋回フレーム５の左，右のメインフレーム７，７上に着脱可能に搭載されている。また、エンジンユニット１３は、図６ないし図８等に示すように、後述のエンジン取付基板１４、エンジン１６、油圧ポンプ１８、熱交換器１９、エンジンカバー２０等により大略構成されている。
【００３１】
１４はエンジンユニット１３のベースとなるエンジン取付基板で、該エンジン取付基板１４は、例えば鋼板等の材料を用い、その全体が左，右方向に長尺なほぼ長方形状に形成されている。また、エンジン取付基板１４は、左，右のメインフレーム７，７に対応する部分が該各メインフレーム７をそれぞれ跨ぐように上側に突出したフレーム跨ぎ部１４Ａ，１４Ａとなっている。また、各フレーム跨ぎ部１４Ａ間は、当該各フレーム跨ぎ部１４Ａから下側に凹陥した凹状部１４Ｂとなっている。
【００３２】
ここで、各フレーム跨ぎ部１４Ａは、図５に示す如く、下向きに開口するコ字状に形成され、その上面板１４Ａ1にはメインフレーム７のボルト挿通穴７Ｅに対応する位置にそれぞれねじ穴１４Ａ2が形成されている。また、凹状部１４Ｂは、各フレーム跨ぎ部１４Ａ間で上向きに開口するコ字状に形成され、該凹状部１４Ｂには、例えばオイル交換等のメンテナンスを行なうための開閉可能なカバー（図示せず）が設けられている。
【００３３】
さらに、エンジン取付基板１４には、左，右のフレーム跨ぎ部１４Ａの上面板１４Ａ1上で前，後方向に離間した位置に合計４個のマウントブラケット１５が取付けられている。このマウントブラケット１５は、後述のエンジン１６を支持するエンジンマウント１７を取付けるものである。
【００３４】
そして、エンジン取付基板１４は、左，右のフレーム跨ぎ部１４Ａ，１４Ａを旋回フレーム５を構成する左，右のメインフレーム７，７を跨ぐように配置し、この状態で各メインフレーム７のボルト挿通穴７Ｅに下側から挿通した後述するボルト２１の先端側をフレーム跨ぎ部１４Ａのねじ穴１４Ａ2に螺着することにより、旋回フレーム５（メインフレーム７）に対して着脱可能に取付けることができる。しかも、エンジン取付基板１４は、その凹状部１４Ｂ内にエンジン１６のオイルパン１６Ｂを収容することができる。
【００３５】
１６はエンジン取付基板１４上に設けられたエンジンで、該エンジン１６は、左，右方向に延在する横置き状態に配置されている。また、エンジン１６の右側には、後述の熱交換器１９に冷却風を供給する冷却ファン１６Ａが設けられている。また、エンジン１６の下側にはオイルパン１６Ｂが垂れ下がるように突出し、エンジン１６の上側には、後側に位置して円筒状の消音器１６Ｃが設けられている。さらに、エンジン１６には、オイルパン１６Ｂを挟んで左，右方向に離間した位置、詳しくはエンジン取付基板１４のマウントブラケット１５に対応する４箇所にエンジンブラケット１６Ｄが設けられている。そして、エンジン１６は、４箇所に設けられたエンジンブラケット１６Ｄがエンジンマウント１７を介してエンジン取付基板１４のマウントブラケット１５に取付けられている。
【００３６】
１８はエンジン１６の左側に取付けられた油圧ポンプで、該油圧ポンプ１８は、エンジン１６によって駆動されることにより、作動油タンク１０の作動油を圧油として制御弁群、各種アクチュエータ（図示せず）に供給するものである。
【００３７】
１９はエンジン１６の冷却ファン１６Ａに対面するようにエンジン取付基板１４の右側に設けられた熱交換器で、該熱交換器１９は、エンジン冷却水を冷却するラジエータ、作動油を冷却するオイルクーラ等によって構成されている。
【００３８】
２０はエンジン１６、油圧ポンプ１８、熱交換器１９を覆うようにエンジン取付基板１４上に設けられたエンジンカバーで、該エンジンカバー２０は、油圧ポンプ１８の左側に立設された左側面パネル２０Ａと、熱交換器１９の右側に立設された右側面パネル２０Ｂと、エンジン１６等の上側に位置して両端が各側面パネル２０Ａ，２０Ｂの上端部間に取付けられた上面パネル２０Ｃと、エンジン１６等の前側を覆う前面パネル２０Ｄと、エンジン１６等の後側を覆う後面パネル２０Ｅ（図６中に図示）とにより箱型状に形成されている。また、エンジンカバー２０の上部には消音器カバー２０Ｆが設けられ、該消音器カバー２０Ｆ内にはエンジン１６の消音器１６Ｃが収容されている。
【００３９】
２１は旋回フレーム５上にエンジンユニット１３を取付ける複数本のボルトを示している。また、各ボルト２１は、メインフレーム７の下板７Ｂのボルト挿通穴７Ｅから円筒状のスペーサ２２内を通して上板７Ｄのボルト挿通穴７Ｅに挿通する。そして、上側に突出した各ボルト２１の先端部を、エンジン取付基板１４を構成するフレーム跨ぎ部１４Ａのねじ穴１４Ａ2に螺着することにより、メインフレーム７に対しエンジンユニット１３を固定するものである。
【００４０】
ここで、各ボルト２１は、旋回フレーム５に対してエンジンユニット１３を取付けるものであるが、エンジンユニット１３の重量は旋回フレーム５で受承することができる。従って、各ボルト２１は、旋回フレーム５上でエンジンユニット１３が動かないように固定できればよく、小径なものを使用することができる。
【００４１】
次に、このように構成されたエンジンユニット１３を組立て旋回フレーム５に取付ける手順について説明する。
【００４２】
まず、エンジンユニット１３は、旋回フレーム５上の狭い場所ではなく、例えば作業を行ない易い別の広い場所で組立作業を行なうことができる。そして、エンジンユニット１３を組立てる場合には、エンジン取付基板１４上に各エンジンマウント１７を介して油圧ポンプ１８が設けられたエンジン１６を取付ける。この状態で、エンジン１６に関わる配管作業、配線作業を行なう。次に、熱交換器１９をエンジン取付基板１４に取付けてエンジン１６等と接続し、該エンジン１６等を覆うようにエンジンカバー２０を取付けることによりエンジンユニット１３を組立てる。
【００４３】
そして、このようにエンジンユニット１３を組立てたら、図９に示す上部旋回体４に対し、エンジンユニット１３を図１０に示すようにクレーン等で吊上げて旋回フレーム５の後側上方に配置する。この状態からエンジンユニット１３を降ろすことにより、旋回フレーム５の左，右のメインフレーム７上にエンジンユニット１３を載置することができる。
【００４４】
次に、エンジンユニット１３を左，右のメインフレーム７上に載置したら、該各メインフレーム７の下側からエンジン取付基板１４にボルト２１を螺着してエンジンユニット１３を固定する。そして、エンジン１６、油圧ポンプ１８、熱交換器１９に配管作業、配線作業を施すことにより、動力系統を構成するエンジンユニット１３を油圧ショベル１の一部として組付けることができる。また、上述した組立て手順と逆の手順で作業を行うことにより、エンジンユニット１３を取外すことができる。
【００４５】
かくして、本実施の形態によれば、エンジンユニット１３は、旋回フレーム５の左，右のメインフレーム７上に着脱可能に搭載する構成としているから、エンジンユニット１３の重量は、高強度に形成された各メインフレーム７等によって受承することができる。これにより、旋回フレーム５に対するエンジンユニット１３の取付部分となるエンジン取付基板１４は、低強度の材料、構造で形成することができ、また取付けに用いるボルト２１も小径で安価なものを使用することができる。
【００４６】
この結果、エンジンユニット１３、ボルト２１等の重量を軽減して油圧ショベル１全体を軽量化することができる。また、安価な材料、部品を用い、かつ加工作業を簡略化することができるから、製造コストを低減することができる。
【００４７】
しかも、エンジンユニット１３は、配管作業、配線作業に手間を要するエンジン１６、油圧ポンプ１８、熱交換器１９等を作業を行ない易い別の広い場所で組立てることができるから、組立作業性を向上することができる。また、エンジンユニット１３は、単品でトレーラに載せて搬送することができるから、旋回フレーム５に対して容易に組付けることができる。
【００４８】
また、作業現場でエンジン１６が故障した場合には、作業環境の良い工場で組立てられた別のエンジンユニット１３を用意することにより、現場で短時間のうちに良好なエンジン１６を搭載したエンジンユニット１３に交換することができ、油圧ショベル１の休車時間を短くすることができる。また、交換して取付けたエンジンユニット１３は、塵埃等が舞う作業現場で組立てたものと比較して、耐久性、信頼性を向上することができる。
【００４９】
また、エンジン取付基板１４は、上側に突出したフレーム跨ぎ部１４Ａで旋回フレーム５のメインフレーム７を跨ぐように取付けることができるから、メインフレーム７を覆い隠すことができる。これにより、外観上の見栄えを良好にすることができ、また化粧カバーを省略して製造コストを低減することができる。
【００５０】
一方、エンジン取付基板１４にエンジン１６を取付けたときには、該エンジン１６のオイルパン１６Ｂを下側に凹陥した凹状部１４Ｂに収容することができる。この結果、エンジン１６を低い位置に配設することができるから、エンジンカバー２０等の高さ寸法を低く抑えることができ、キャブ８からの後方視界を広くして作業性、安全性を向上することができる。
【００５１】
また、エンジン取付基板１４には、エンジン１６を取付けるマウントブラケット１５をメインフレーム７の真上となるフレーム跨ぎ部１４Ａの上面板１４Ａ1に設けているから、エンジン１６の重量をメインフレーム７で直接的に受承することができ、エンジン１６を安定して支持することができる。
【００５２】
さらに、エンジンユニット１３のエンジン取付基板１４は、旋回フレーム５の下側から取付けられるボルト２１を用いて固定する構成としているから、旋回フレーム５の下側からボルト２１を緩めることにより、エンジンユニット１３を容易に着脱することができ、作業効率を向上することができる。
【００５３】
なお、実施の形態では、エンジンユニット１３のエンジン取付基板１４は、１枚の鋼板を折曲げてフレーム跨ぎ部１４Ａ，１４Ａと凹状部１４Ｂとを形成した場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば図１１に示す変形例によるエンジンユニット３１のように、エンジン取付基板３２は、複数枚の鋼板を溶接によって固着することによりフレーム跨ぎ部３２Ａ，３２Ａと凹状部３２Ｂとを形成する構成としてもよい。
【００５４】
また、実施の形態では、上部旋回体４等が複数の部分に分割可能な大型の油圧ショベル１を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば上部旋回体を構成するエンジンユニットだけが着脱可能な中型、小型の油圧ショベルに適用してもよい。
【００５５】
さらに、実施の形態では、建設機械としてクローラ式の油圧ショベル１を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えばホイール式の下部走行体を備えた油圧ショベルに適用してもよい。さらに、本実施の形態は、例えば油圧クレーン等の他の建設機械にも広く適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施の形態に係る油圧ショベルを示す正面図である。
【図２】図１中の上部旋回体を示す平面図である。
【図３】油圧ショベルを示す左側面図である。
【図４】左，右のメインフレームに対するエンジンユニットの取付状態を図１中の矢示IV−IV方向からみた拡大断面図である。
【図５】図４中の要部を拡大して示す要部拡大断面図である。
【図６】エンジンユニットを取外した状態で示す一部破断の正面図である。
【図７】図６中の矢示VII−VII方向からみたエンジンユニットの左側面図である。
【図８】図７中の矢示VIII−VIII方向からみたエンジンユニットの平面図である。
【図９】エンジンユニットを取外した上部旋回体を示す平面図である。
【図１０】エンジンユニットを上部旋回体の上方に吊上げた状態を示す動作説明図である。
【図１１】本発明の変形例によるエンジンユニットを示す左側面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１  油圧ショベル（建設機械）
２  下部走行体（車体）
４  上部旋回体（車体）
５  旋回フレーム（フレーム構造体）
６  底板
７  メインフレーム
８  キャブ
９  カウンタウエイト
１２  建屋カバー
１３，３１  エンジンユニット
１４，３２  エンジン取付基板
１４Ａ，３２Ａ  フレーム跨ぎ部
１４Ｂ，３２Ｂ  凹状部
１５  マウントブラケット
１６  エンジン
１６Ａ  冷却ファン
１６Ｂ  オイルパン
１６Ｃ  消音器
１６Ｄ  エンジンブラケット
１７  エンジンマウント
１８  油圧ポンプ
１９  熱交換器
２０  エンジンカバー
２１  ボルト
【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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