(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダチューブ内のシリンダ室に収装されたピストンの位置を検出する位置検出センサの取付構造であって、
ピストンに装着されたマグネットの磁界を検知する検出素子を含む位置検出センサと、
前記位置検出センサをシリンダチューブの外部側面から所定間隔離間するように保持するセンサ取付機構と、
を備え、
前記センサ取付機構は、前記位置検出センサが装着されるセンサ取付溝が軸線方向に沿って形成され、前記シリンダチューブの外部側面に固着されるレール部材と、前記位置検出センサを除いた他の全てのセンサ取付溝内に埋め込まれ、前記センサ取付溝内への流体等の進入を阻止する溝閉塞部材と、前記レール部材と前記シリンダチューブの外部側面との間に設けられる一組のリング体とを有し、前記リング体によって前記レール部材と前記シリンダチューブの外部側面との間にはクリアランスが設けられることを特徴とする位置検出センサの取付構造。
【請求項２】
請求項１記載の位置検出センサの取付構造において、
前記レール部材の側部には、所定の曲率半径によって面取りされた湾曲部が形成されることを特徴とする位置検出センサの取付構造。
【請求項３】
請求項１記載の位置検出センサの取付構造において、
前記溝閉塞部材は、ゴム製材料または樹脂製材料を含む可撓性材料からなることを特徴とする位置検出センサの取付構造。
【請求項４】
請求項１または３記載の位置検出センサの取付構造において、
前記溝閉塞部材は、センサ取付溝の断面形状に対応する形状からなり、前記センサ取付溝から突出して外部に露呈する部位には、断面円弧状の曲面部が形成されることを特徴とする位置検出センサの取付構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、検出位置の調整機能が設けられた位置検出センサの取付構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ワークの搬送および位置決め、あるいは種々の産業機械を駆動させる駆動手段として流体圧シリンダが用いられている。この流体圧シリンダは、例えば、小型化、オプション設定等の多機能化によるユーザの種々のニーズに対応するために、シリンダチューブおよび前記シリンダチューブに付設されるスイッチを含む付属部品等が備えられている。
【０００３】
本出願人は、シリンダチューブおよびスイッチの外表面に液体が溜まりにくく、付着した液体が自然に滴り落ちることにより、液体による雑菌の繁殖を防止するという衛生面での要求に鑑み、位置調整機構を設けてもセンサ本体の形状が大きくならず、小型・軽量化を達成することができ、しかも、外表面に液体が溜まりにくく、衛生上の問題を回避することが可能な位置検出センサを提案している（特願２０００−５６４３７号および特願２０００−５６４４０号参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記提案に関連してなされたものであり、シリンダのストローク方向に対する位置検出センサの取付位置を任意に調整することができ、しかも、外表面に液体が溜まりにくく、衛生上の問題を回避することが可能な位置検出センサの取付構造を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、シリンダチューブ内のシリンダ室に収装されたピストンの位置を検出する位置検出センサの取付構造であって、
ピストンに装着されたマグネットの磁界を検知する検出素子を含む位置検出センサと、
前記位置検出センサをシリンダチューブの外部側面から所定間隔離間するように保持するセンサ取付機構と、
を備え、
前記センサ取付機構は、前記位置検出センサが装着されるセンサ取付溝が軸線方向に沿って形成され、前記シリンダチューブの外部側面に固着されるレール部材と、前記位置検出センサを除いた他の全てのセンサ取付溝内に埋め込まれ、前記センサ取付溝内への流体等の進入を阻止する溝閉塞部材とを有することを特徴とする。
【０００６】
この場合、前記レール部材の側部に、所定の曲率半径によって面取りされた湾曲部を形成するとよい。また、前記溝閉塞部材を、ゴム製材料または樹脂製材料を含む可撓性材料によって形成するとよい。さらに、前記レール部材とシリンダチューブの外部側面との間に、クリアランスを設けるとよい。さらにまた、前記シリンダチューブの側面にセンサ取付溝を形成し、前記センサ取付溝に対して位置検出センサおよび溝閉塞部材を直接的に装着するようにしてもよい。
【０００７】
なお、前記溝閉塞部材は、センサ取付溝の断面形状に対応する形状からなり、前記センサ取付溝から突出して外部に露呈する部位に、断面円弧状の曲面部を形成するとよい。
【０００８】
本発明によれば、位置検出センサが装着されるセンサ取付溝が形成され、シリンダチューブの外部側面に固着されるレール部材と、位置検出センサを除いた全てのセンサ取付溝を閉塞する溝閉塞部材とを有するセンサ取付機構を備えることにより、液体が溜まりにくく、付着した液体が滴り落ち易くなるように設けられている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明に係る位置検出センサの取付構造について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１０】
図１は、本発明の実施の形態に係るセンサ取付機構を介して位置検出センサをシリンダの側面に付設した状態を示す斜視図である。
【００１１】
このシリンダ１０は、略円筒状に形成され、所定間隔離間する一組の圧力流体出入ポート１２ａ、１２ｂが設けられたシリンダチューブ１４と、前記シリンダチューブ１４の一端部に固着されたヘッドカバー１６と、前記シリンダチューブ１４の他端側のねじ孔に嵌着されたロッドカバー１８とを有する（図３参照）。
【００１２】
なお、前記シリンダチューブ１４には、軸線方向に沿って貫通する４個の取付用孔部２０ａ〜２０ｄが形成され、前記取付用孔部２０ａ〜２０ｄのねじ部に図示しないねじ部材を螺入し、あるいは該取付用孔部２０ａ〜２０ｄに対して図示しないボルトを挿入することにより、該シリンダ１０を壁面等に簡便に取り付けることができる。
【００１３】
さらに、シリンダ１０は、図３に示されるように、前記シリンダチューブ１４内にヘッドカバー１６とロッドカバー１８とによって閉塞されたシリンダ室２２に沿って変位するピストン２４と、一端部が前記ピストン２４に係着されその他端部が外部に露呈するピストンロッド２６と、前記ロッドカバー１８の環状凹部に装着され、ピストンロッド２６の外周面を囲繞する孔部２８が形成されたスクレーパ３０とを有する。
【００１４】
なお、前記一組の圧力流体出入ポート１２ａ、１２ｂは、それぞれ通路３２ａ、３２ｂを介してシリンダ室２２と連通するように設けられている。
【００１５】
図２に示されるように、前記シリンダチューブ１４の外周面は、周方向に沿って、一組の圧力流体出入ポート１２ａ、１２ｂが形成された上面３４と、前記上面３４に連続して所定角度傾斜する一組の傾斜面３６ａ、３６ｂと、前記傾斜面３６ａ、３６ｂに連続し且つ相互に対向する一組の側面３８ａ、３８ｂと、前記一組の側面３８ａ、３８ｂにそれぞれ連続する底面４０とを含む。
【００１６】
前記上面３４と傾斜面３６ａ、３６ｂとの境界部分には、それぞれ所定の曲率半径からなる第１面取り部４２が形成され、また、前記傾斜面３６ａ、３６ｂと側面３８ａ、３８ｂとの境界部分には、それぞれ所定の曲率半径からなる第２面取り部４４が形成され、さらに、前記側面３８ａ、３８ｂと底面４０との境界部分には、それぞれ所定の曲率半径からなる第３面取り部４６が形成されている。
【００１７】
この場合、シリンダチューブ１４の外周面を構成する上面３４、一組の傾斜面３６ａ、３６ｂ、一組の側面３８ａ、３８ｂおよび底面４０は、それぞれ、所定の曲率半径からなり、外部に向かって凸状の湾曲面によって形成されている。
【００１８】
このように、シリンダチューブ１４の周方向に沿った外周面を全て外部に向かって凸状の湾曲面と第１〜第３面取り部４２、４４、４６とによって構成し、さらに、前記周方向に沿った外周面を除いた他の側面を立設面（略鉛直面）４８に形成することにより、シリンダチューブ１４の外表面に付着した液体が自然に滴り落ちるような形状に設けられている。
【００１９】
従って、シリンダチューブ１４の周方向に沿った外周面に凹部が形成されていないため液だまりが発生することがなくなり、液体により雑菌が繁殖するという衛生上の問題を回避することができる。
【００２０】
図３に示されるように、前記ヘッドカバー１６はシリンダチューブ１４の孔部内に加締められ、該ヘッドカバー１６とシリンダチューブ１４の連結部位は、シリンダ室２２を気密に保持するとともに、外部からの液体等の進入を阻止するメタルシールとして機能するように形成されている。
【００２１】
前記ロッドカバー１８の内周面には環状溝を介してロッドパッキン５０が装着され、前記ロッドパッキン５０によってピストンロッド２６の外周面を囲繞することにより、シリンダ室２２が気密および液密に保持される。また、前記ロッドカバー１８の内周面に形成された環状凹部には円筒状のブッシュ５２が装着され、該ロッドカバー１８の端部に形成された環状凹部には、ゴム製材料によって金属片５４がモールドされたスクレーパ３０が装着されている。前記スクレーパ３０とロッドカバー１８との間には、ピストンロッド２６の外周面に付着された潤滑油の油溜まり部として機能する環状の室５６が形成されている。
【００２２】
ピストン２４の外周面には、シリンダ室２２の内壁面に摺接して該シリンダ室２２を一方のシリンダ室２２ａと他方のシリンダ室２２ｂとに分割するピストンパッキン５８が環状溝を介して装着され、さらに、ピストンパッキン５８に近接する部位には、前記ピストン２４を囲繞するリング体からなるマグネット６０が環状溝を介して装着されている。
【００２３】
シリンダチューブ１４とロッドカバー１８との軸線方向に沿った結合部位の一端部にはゴム等の可撓性材料によって形成された環状のシール部材６２が設けられ、前記シール部材６２の一部分は、図４に示されるように、ロッドカバー１８に形成された環状突起部６４とシリンダチューブ１４の内周面６６との狭小な離間間隔によって挟圧された状態で装着されている。
【００２４】
すなわち、周方向に沿ってその肉厚が略一定に形成された環状のシール部材６２には、ロッドカバー１８の外周面に形成された環状突起部６４とシリンダチューブ１４の内周面６６との間で挟圧されるつぶし代が予め設けられている。従って、シリンダチューブ１４とロッドカバー１８との結合部位に対して、外部から液体等が進入しようとしても、前記シール部材６２の挟圧部分６８によって確実にシールされ、シリンダチューブ１４の内部への液体等の進入が阻止される。
【００２５】
なお、シリンダチューブ１４の側面には、後述するレール部材を取り付けるために、所定間隔離間する一組のねじ穴（図示せず）が形成されている。
【００２６】
図１並びに図６乃至図９に示されるように、センサ取付機構１００は、頭部が六角形状に形成された一組の六角ボルト１０２ａ、１０２ｂをシリンダチューブ１４の側面に形成された図示しないねじ穴に螺入することにより、前記シリンダチューブ１４の側面に所定距離離間して固着されるレール部材１０４と、前記レール部材１０４とシリンダチューブ１４の側面との間に介装され、湾曲するシリンダチューブ１４の側面に対応して所定の曲率半径を有する断面円弧状の底部が形成された一組のリング体１０６ａ、１０６ｂとを含む。
【００２７】
長尺なプレート状の前記レール部材１０４には、図９に示されるように、軸線に沿って略平行に延在する一組のセンサ取付溝１０８ａ、１０８ｂが形成され、前記センサ取付溝１０８ａ（１０８ｂ）は、断面円弧状に形成された円弧部１１０と、前記円弧部１１０に連続し溝幅が略一定に形成された溝開口部１１２とを有する（図８参照）。
【００２８】
この場合、前記円弧部１１０に対応する断面形状からなる位置検出センサ１１４を該円弧部１１０に沿って挿入し、取付ねじ１１６を螺入して該取付ねじ１１６の先端部が円弧部１１０の内壁面を押圧することにより、センサ取付溝１０８ａ、１０８ｂ内の所望の位置に位置検出センサ１１４が係止される。また、前記取付ねじ１１６を緩めることにより位置検出センサ１１４がセンサ取付溝１０８ａ、１０８ｂに沿った所望の位置に位置調整自在に設けられる。
【００２９】
さらに、センサ取付機構１００は、位置検出センサ１１４を除いた全てのセンサ取付溝１０８ａ、１０８ｂ内に装着されてシール機能を営むことにより、位置検出センサ１１４を除いた全てのセンサ取付溝１０８ａ、１０８ｂを閉塞する溝閉塞部材１１８ａ〜１１８ｄを有する。
【００３０】
前記溝閉塞部材１１８ａ〜１１８ｄは、図８に示されるように、センサ取付溝１０８ａ、１０８ｂの円弧部１１０および溝開口部１１２に対応する断面形状を有し、さらに前記センサ取付溝１０８ａ、１０８ｂから突出して外部に露呈する部分は、断面円弧状に形成された曲面部１２０を有する。
【００３１】
前記溝閉塞部材１１８ａ〜１１８ｄは、例えば、シリコンゴムまたはフッ素ゴム等のゴム製材料、あるいは樹脂製材料を含む可撓性材料によって形成され、位置検出センサ１１４が装着された位置に対応した所望の長さに任意に切断して使用される。
【００３２】
前記レール部材１０４の相互に対向する側部には、外表面がそれぞれ面取りされて所定の曲率半径を有する断面円弧状の一組の湾曲部１２２ａ、１２２ｂが形成されている。従って、レール部材１０４の湾曲部１２２ａ、１２２ｂに付着した液体が自然に滴り落ち易いように形成されている。なお、前記六角ボルト１０２ａ、１０２ｂの頭部には、それぞれ、その緩み止めの機能を営むリング状の平座金１２４が装着される（図６および図８参照）。
【００３３】
前記レール部材１０４は、例えば、合成樹脂製材料、アルミニウム合金、ステンレス等の金属製材料によって形成するとよい。
【００３４】
前記センサ取付溝１０８ａ（１０８ｂ）には、該センサ取付溝１０８ａ（１０８ｂ）の断面形状に対応する形状からなり別体で形成された位置検出センサ１１４が嵌挿される。
【００３５】
前記位置検出センサ１１４の一端部には、ねじ込み量の増大作用下に位置検出センサ１１４を貫通してセンサ取付溝１０８ａ（１０８ｂ）の内壁面を押圧することにより該位置検出センサ１１４をセンサ取付溝１０８ａ（１０８ｂ）内の所望の位置に係止する取付ねじ１１６が設けられ、前記位置検出センサ１１４の他端部にはリード線１２６が接続されている。
【００３６】
また、前記位置検出センサ１１４の中間部には、図１および図６に示されるように、ピストン２４のマグネット６０を検知したときに図示しない発光素子の発光光を視認可能な長方形状の表示部１２８が設けられ、前記表示部１２８は、透明または半透明な部材によって形成される。前記レール部材１０４とシリンダチューブ１４の側面との間には適度なクリアランス１３０が設けられ、位置検出センサ１１４がシリンダチューブ１４の外表面に対して非接触状態に配置される（図７および図８参照）。
【００３７】
すなわち、位置検出センサ１１４がシリンダチューブ１４の外表面に接触した状態では、液溜まりが発生する要因となり、またシリンダチューブ１４の外表面に付着した液体の排水性を考慮した場合、位置検出センサ１１４を適度なクリアランス１３０によって浮かせた状態にするとよい。この場合、適度なクリアランス１３０とは、例えば、約１〜２ｍｍ程度が好適である。
【００３８】
なお、位置検出センサ１１４の内部には、例えば、ホール素子、磁気抵抗素子等からなる図示しない検出素子が設けられ、またリード線１２６を介して検出信号を外部機器に導出することができる。
【００３９】
本発明の実施の形態に係るセンサ取付機構１００が適用されたシリンダ１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。
【００４０】
図示しない圧力流体供給源から一方の圧力流体出入ポート１２ａに圧力流体（例えば、エアー）を供給する。前記一方の圧力流体出入ポート１２ａに供給された圧力流体は、通路３２ａを介して一方のシリンダ室２２ａに導入され、ピストン２４を他方のシリンダ室２２ｂに向かって押圧する。
【００４１】
圧力流体の作用下にピストン２４が変位終端位置に到達したとき、前記ピストン２４に装着されたマグネット６０の磁界が位置検出センサ１１４の図示しない検出素子によって検知され、前記位置検出センサ１１４は、リード線１２６を介して図示しないコントローラ等の外部機器に検出信号を導出する。
【００４２】
なお、図示しない切換弁の切換作用下に、圧力流体の供給を一方の圧力流体出入ポート１２ａから他方の圧力流体出入ポート１２ｂに切り換えることにより、ピストン２４が前記とは反対方向に変位して初期位置に復帰する。このようにして、シリンダチューブ１４内に収装されたピストン２４をシリンダ室２２に沿って往復動作させることができる。
【００４３】
センサ取付機構１００を介して位置検出センサ１１４が付設されたシリンダ１０を図示しない食品加工機械等に組み付けて洗浄作業等を行った場合、シリンダチューブ１４の周方向に沿った外周面を全て外部に向かって凸状の曲面と第１〜第３面取り部４２、４４、４６とによって構成し、しかもセンサ取付機構１００のレール部材１０４の側部を所定の曲率半径からなる湾曲部１２２ａ、１２２ｂによって形成することにより、シリンダチューブ１４およびセンサ取付機構１００の外表面に付着した液体が落下し易くなり、該シリンダチューブ１４およびセンサ取付機構１００の外表面に液だまりが発生することを防止することができる。
【００４４】
さらに、位置検出センサ１１４を除いた全てのセンサ取付溝１０８ａ、１０８ｂ内に溝閉塞部材１１８ａ〜１１８ｄを埋め込んでシール機能を発揮することにより、センサ取付溝１０８ａ、１０８ｂ内に液体が進入して液溜まりが発生することを防止することができる。この場合、センサ取付溝１０８ａ、１０８ｂから突出して外部に露呈する部分を断面円弧状の曲面部１２０に形成することにより、溝閉塞部材１１８ａ〜１１８ｄの外表面に付着した液体が自然に滴り落ちるようにしている。
【００４５】
このように、センサ取付機構１００を介して位置検出センサ１１４が付設されたシリンダ１０では、外表面に液体が溜まりにくく、且つ付着した液体が自然に滴り落ちるような外形形状とすることにより、雑菌の繁殖を阻止して衛生上の問題を回避することができる。
【００４６】
また、取付ねじ１１６を緩めて位置検出センサ１１４をセンサ取付溝１０８ａ、１０８ｂに沿って所望の位置に位置調整することができる。この場合、そのレール部材１０４の長さに対応して位置調整範囲を大きく設定することができる。
【００４７】
センサ取付機構１００を使用しない場合には、図示しないシールワッシャを有するボルト等の閉塞手段によってシリンダ１０の側面３８ｂに形成されたねじ穴を閉塞すればよい。
【００４８】
さらに、位置検出センサ１１４の位置を変更した場合には、新たに位置決めされた位置検出センサ１１４の位置に対応して、所望の長さに切断された新たな溝閉塞部材をセンサ取付溝１０８ａ、１０８ｂ内に詰め込むことにより、センサ取付溝１０８ａ、１０８ｂのシール機能を簡便に発揮させることができる。
【００４９】
なお、シリンダ１０では、図４に示されるように、ロッドカバー１８の外周面に形成された環状突起部６４とシリンダチューブ１４の内周面６６との間で挟圧されるつぶし代が予め設けられたシール部材６２を用いている。これに対して、図５に示されるように、シリンダチューブ７２とロッドカバー７４との結合部位に断面円形状のＯリング７６が装着された比較例に係るシリンダ７８では、シリンダチューブ７２とロッドカバー７４との結合部位を通じて前記Ｏリング７６が装着された部位まで外部から液体等が進入し、前記液体等によって雑菌が繁殖するという不具合がある。
【００５０】
換言すると、比較例に係るシリンダ７８に設けられた前記Ｏリング７６は、シリンダ室内のエアーを外部に向かって導出することを阻止する機能を有するのみであり、シリンダチューブ７２とロッドカバー７４との結合部位を通じて進入した液体は、さらにＯリング７６が装着された部位まで進入可能であるため、液体により雑菌が繁殖し易くなっている。
【００５１】
これに対してシリンダ１０では、前記シール部材６２の挟圧部分６８によって確実にシールされることにより、シリンダチューブ１４とロッドカバー１８との結合部位を通じて外部からシリンダチューブ１４の内部への液体等の進入が確実に阻止される。この結果、シリンダチューブ１４の内部に進入した液体等に起因して雑菌が繁殖することが阻止され、この点からも衛生上の問題が回避される。
【００５２】
なお、本実施の形態では、位置検出センサ１１４をシリンダ１０に付設した場合を例示して説明しているがこれに限定されるものではなく、図示しないリニアアクチュエータ等の種々の流体圧機器、電動アクチュエータ等に適用してもよいことは勿論である。
【００５３】
次に、他の実施の形態に係るセンサ取付機構１４０を図１０乃至図１２に示す。なお、以下の実施の形態では、図１に示すセンサ取付機構１００と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００５４】
他の実施の形態に係るセンサ取付機構１４０では、レール部材１０４を用いることがなく、シリンダチューブ１４の３側面に略平行な２条のセンサ取付溝１０８ａ、１０８ｂをそれぞれ形成し、前記センサ取付溝１０８ａ、１０８ｂに対して位置検出センサ１１４および溝閉塞部材１１８ａ〜１１８ｄを直接的に装着している点で相違している。
【００５５】
他の実施の形態に係るセンサ取付機構１４０では、レール部材１０４、一組の六角ボルト１０２ａ、１０２ｂ等が不要となることにより、部品点数を削減してコストを低減することができるという利点がある。なお、その他の作用効果は、図１に示すセンサ取付機構１００と同一であるため、その詳細な説明を省略する。
【００５６】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００５７】
すなわち、センサ取付機構を構成するレール部材等の外表面に付着した液体が溝閉塞部材によってシールされ、センサ取付溝内に進入することが阻止される。しかも、前記レール部材の外表面に形成された湾曲部等に沿って自然に落下するため、液だまりが発生することがなく、衛生上の問題を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るセンサ取付機構を介して位置検出センサをシリンダの側面に付設した状態を示す斜視図である。
【図２】図１に示すシリンダの正面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った縦断面図である。
【図４】図３に示されるＡ部の拡大縦断面図である。
【図５】比較例に係るシリンダの一部拡大縦断面図である。
【図６】本発明の実施の形態に係るセンサ取付機構の正面図である。
【図７】図６に示すセンサ取付機構の平面図である。
【図８】図６に示すセンサ取付機構の側面図である。
【図９】図６に示すセンサ取付機構を構成するレール部材の斜視図である。
【図１０】本発明の他の実施の形態に係るセンサ取付機構を介して位置検出センサをシリンダの側面に付設した状態を示す斜視図である。
【図１１】図１０に示すシリンダの正面図である。
【図１２】図１０に示すシリンダの側面図である。
【符号の説明】
１０、１０ａ…シリンダ            １２ａ、１２ｂ…圧力流体出入ポート
１４…シリンダチューブ            １６…ヘッドカバー
１８…ロッドカバー                ２２、２２ａ、２２ｂ…シリンダ室
２４…ピストン                    ２６…ピストンロッド
１００、１４０…センサ取付機構    １０２ａ、１０２ｂ…六角ボルト
１０４…レール部材                １０６ａ、１０６ｂ…リング体
１０８ａ、１０８ｂ…センサ取付溝  １１０…円弧部
１１２…溝開口部                  １１４…位置検出センサ
１１８ａ〜１１８ｄ…溝閉塞部材    １２０…曲面部
１２２ａ、１２２ｂ…湾曲部
【図１】
0004496423.tif 000002
【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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