(57)【要約】      （修正有）【課題】作業車の旋回台に搭載するバッテリを重量バランスよく配置する。【解決手段】バックホーが、走行装置上に取り付けられた旋回台１１と旋回台１１の前部に取り付けられたブーム等と、旋回台１１の内部に設けられた駆動力発生部とを有し、駆動力発生部が、ブーム等を作動させるための作動油の油圧を供給する油圧ポンプ１４と、油圧ポンプ１４を駆動させる電気モータ１３と、電気モータ１３に電力を供給するバッテリ５０と、作動油を貯留する作動油タンク７３と、作動油を冷却するオイルクーラ７１とを有して構成され、バッテリ５０が、旋回台１１内部の下部であって左右両側の位置に位置する一対のバッテリ格納部１２，１２に格納配置され、油圧ポンプ１４、電気モータ１３、作動油タンク７３およびオイルクーラ７１が、旋回台１１内部であって一対のバッテリ格納部１２，１２よりも上方の位置に配置されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行体上に取り付けられた車体フレームと、前記車体フレームもしくは前記車体フレームに旋回動自在に設けられた旋回台に取り付けられた作業装置と、前記車体フレームもしくは前記旋回台の内部に設けられ前記作業装置を作動させるための駆動力を発生させる駆動力発生部とを有した作業車であって、
前記駆動力発生部が、前記作業装置を作動させるための作動油の油圧を供給する油圧ポンプと、前記油圧ポンプを駆動させる電気モータと、前記電気モータに電力を供給するバッテリと、前記作業装置に供給される作動油を貯留する作動油タンクと、前記作業装置に供給される作動油を冷却させるオイルクーラとを有して構成され、
前記バッテリが、前記車体フレーム内部もしくは前記旋回台内部の下部であって左右両側の位置に位置する一対のバッテリ格納部に格納配置され、
前記油圧ポンプ、前記電気モータ、前記作動油タンクおよび前記オイルクーラが、前記車体フレーム内部もしくは前記旋回台内部であって前記一対のバッテリ格納部よりも上方の位置に配置されていることを特徴とする作業車。
【請求項２】
前記車体フレームもしくは前記旋回台の左右両側面に前記一対のバッテリ格納部に向けて開口する一対のバッテリ格納開口が形成され、前記バッテリが前記一対のバッテリ格納開口から挿入及び引出されることを特徴とする請求項１に記載の作業車。
【請求項３】
前記バッテリはリチウムイオンバッテリであることを特徴とする請求項１もしくは２に記載の作業車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行体上に取り付けられた車体フレームと、車体フレームもしくは車体フレームに旋回動自在に設けられた旋回台に取り付けられた作業装置とを有して構成される作業車に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のような作業車として、例えばバックホーのような地面を掘削可能な作業車（特許文献１を参照）にあっては、走行体上に上下方向の軸心回りに回動自在に支持された旋回台を備え、この旋回台の前部に揺動自在なブームを有する作業装置（パワーショベル装置）が取り付けられている。旋回台の後部には、ボンネットで覆われエンジンを収容するエンジンルームが設けられており、エンジンとともに、ラジエータ、オイルクーラ、油圧ポンプ、さらには、油圧機器の作動油を貯留する作動油タンク、旋回台を旋回動させる旋回モータ等が設けられている。さらに旋回台の後部には、旋回台の前部に取り付けられた作業装置との重量バランスを図るためのカウンタウエイトが設けられている。
【０００３】
従来、上記のような作業車の動力源はエンジンであり、このエンジンにより走行体を走行させ、またエンジンによりパワーショベル装置や旋回モータ等を作動させるための油圧を供給する油圧ポンプを駆動させるように構成されている。また近年では、排気ガスを出さない、騒音が小さいなど周囲の環境に与える影響を考慮して、エンジンではなく電気モータにより油圧ポンプを駆動させて作業装置を作動させるようなものもある。この場合、旋回台内部に設けられた電気モータを電源ケーブルを介して商用電源もしくは発電機に接続して電力を供給している。
【特許文献１】特開２００５−２７３１４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような電気モータ式の作業車においては、近くに商用電源もしくは発電機といったものが設置されている必要があり、近くにこれらが無い場合には作業装置を作動させることが難しかった。また、作業車には電源ケーブルが接続されているため、作業車の移動できる範囲は電源ケーブルの長さによって決まり、作業車の作業範囲に制約があった。さらに、作業中に電源ケーブルに張力が掛かることにより、電源ケーブルの切断のおそれがあった。
【０００５】
このようなことから、電気モータへの電力の供給源として、商用電源もしくは発電機といったものの代わりにバッテリを用いることが考えられるが、この場合、以下のような課題点があった。すなわち、作業時間が長くなれば、長時間の電気モータの稼動を確保するため大容量のバッテリが必要であることから、旋回台内部に搭載されるバッテリの体積や重量が必然的に大きくなる。バッテリの体積が大きくなると旋回台内部に搭載するためのスペースが限られることになり、スペースを確保できたとしても重量が大きいため、旋回台の重心が偏って作業車の車体の安定性を確保するのが難しい。さらに、バッテリの重量が大きいと、旋回台の強度を大きくする必要があり、またバッテリの交換作業も大変である。
【０００６】
以上のような課題に鑑みて、本発明では、重量バランスよく配置されたバッテリが旋回台内部に搭載された作業車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】
【０００７】
前記課題を解決するために本発明に係る作業車（例えば、実施形態におけるバックホー１）は、走行体（例えば、実施形態における走行装置５）上に取り付けられた車体フレームと、車体フレームもしくは車体フレームに旋回動自在に設けられた旋回台に取り付けられた作業装置（例えば、実施形態におけるブーム２５）と、車体フレームもしくは旋回台の内部に設けられ作業装置を作動させるための駆動力を発生させる駆動力発生部とを有した作業車であって、駆動力発生部が、作業装置を作動させるための作動油の油圧を供給する油圧ポンプと、油圧ポンプを駆動させる電気モータと、電気モータに電力を供給するバッテリと、作業装置に供給される作動油を貯留する作動油タンクと、作業装置に供給される作動油を冷却させるオイルクーラとを有して構成され、バッテリが、車体フレーム内部もしくは旋回台内部の下部であって左右両側の位置に位置する一対のバッテリ格納部に格納配置され、油圧ポンプ、電気モータ、作動油タンクおよびオイルクーラが、車体フレーム内部もしくは旋回台内部であって一対のバッテリ格納部よりも上方の位置に配置されている。
【０００８】
また、上記構成の作業車において、車体フレームもしくは旋回台の左右両側面に一対のバッテリ格納部に向けて開口する一対のバッテリ格納開口が形成され、バッテリが一対のバッテリ格納開口から挿入及び引出されるのが好ましい。
【０００９】
また、上記構成の作業車において、バッテリはリチウムイオンバッテリであるのが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に関する作業車によれば、バッテリが車体フレーム内部もしくは旋回台下部の左右両側の位置に位置するバッテリ格納部に左右一対格納されているため、車体フレームもしくは旋回台の左右にバッテリのような重量物が配置されていて作業車の安定性を向上させることが可能である。また、バッテリ自体がカウンタウエイトとしての役割を有するため、車体フレーム内部もしくは旋回台内部に従来必要としていたカウンタウエイトの配置スペースを確保する必要がなくなり、その分、油圧ポンプや電気モータといった機器を配置するスペースを、バッテリが配置されていない車体フレームの部分もしくは旋回台の上部に広く確保することが可能である。さらに、バッテリ格納部に向けて開口するバッテリ格納開口が形成されているため、このバッテリ格納開口を利用してバッテリのメンテナンスを容易に行うことが可能である。
【００１１】
また、バッテリとして、リチウムイオンバッテリを用いることで、作業車のバッテリとして従来使用されていた鉛バッテリよりも同じ電圧を供給することができる体積が小さくて済み、バッテリが車体フレーム内部もしくは旋回台内部を占めるスベースを小さくすることが可能であり、その分、油圧ポンプや電気モータ等を配置するスペースを広く確保することができる。さらに、リチウムイオンバッテリは鉛バッテリよりも軽量であるため、交換作業を容易に行うことができ、また、充電が短時間でできるといった利点を有している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の好ましい実施の形態を図１乃至図７に基づいて説明する。本実施例の作業車として、地盤を掘削したり掘削した土等を移動させる際に使用されるバックホーを例に説明する。図１に示すように、このバックホー１は、左右一対の履帯３を有した走行装置５を備えた走行台車７と、走行台車７上に旋回可能に設けられて車体フレームを構成する旋回台１１と、旋回台１１の前部に枢結されたパワーショベル装置２０と、旋回台１１の上部に設けられたオペレータキャビン１５とを有して構成されている。
【００１３】
旋回台１１はこれに取り付けられた旋回モータ３７により旋回駆動可能である。パワーショベル装置２０は、旋回台１１の前端下部に基端部が枢結されて上下に揺動自在なブーム２５と、このブーム２５の先端に枢結されて上下に揺動自在なアーム２７と、アーム２７の先端に上下に揺動自在に枢結されたバケット２９とを有して構成されている。ブーム２５は旋回台１１の前端下部とブーム２５の下面間に枢結されたブームシリンダ３１により起伏動可能であり、アーム２７はブーム２５の上面とアーム２７の基部間に枢結されたアームシリンダ３３により屈伸動可能であり、バケット２９はアーム２７の上面とバケット２９の基部間に枢結されたバケットシリンダ３５により上下に揺動可能である。
【００１４】
オペレータキャビン１５内には、図示しない作業者がパワーショベル装置２０側に向いて座るオペレータシート１７が設けられている。オペレータキャビン１５内の底板１６であってオペレータシート１７よりも前後方向前側（パワーショベル装置２０側）の端部には左右の履帯３の駆動を操作する一対の走行操作レバー８，８が設けられている。オペレータシート１７の左右にはパワーショベル装置２０の駆動を操作する操作装置２１が配設されている。操作装置２１は左操作レバー２１ａと右操作レバー２１ｂとを有し、これらの操作レバー２１ａ，２１ｂは前後左右に傾動可能に構成されている。
【００１５】
左操作レバー２１ａはこれが前後方向前側に傾動操作されるとアーム２７が上方へ屈伸動作し、左操作レバー２１ａが前後方向後側に傾動操作されるとアーム２７が下方へ屈伸動作し、左操作レバー２１ａが左右方向左側に傾動操作されると旋回台１１が左旋回動作し、左操作レバー２１ａが左右方向右側に傾動操作されると旋回台１１が右旋回動作するように構成されている。一方、右操作レバー２１ｂはこれが前後方向前側に傾動操作されるとブーム２５が倒伏動作し、右操作レバー２１ｂが前後方向後側に傾動操作されるとブーム２５が起仰動作し、右操作レバー２１ｂが左右方向左側に傾動操作されるとバケット２９が掘削動作し、右操作レバー２１ｂが左右方向右側に傾動操作されるとバケット２９が排土動作するように構成されている。
【００１６】
また、操作装置２１は、左操作レバー２１ａ及び右操作レバー２１ｂを斜め方向に傾動操作可能に構成され、例えば、左操作レバー２１ａが右斜め前側に傾動操作されると、旋回台１１が右旋回動作するとともにアーム２７が上方へ屈伸動作するように構成されている。
【００１７】
旋回台１１内部に設けられパワーショベル装置２０の作動全般を制御するコントローラ９０は、図２に示すように、操作装置２１を操作したときに操作装置２１から出力される操作信号を受けて油圧制御バルブ８０に制御信号を出力し、油圧制御バルブ８０は、コントローラ９０からの制御信号に基づいてブームシリンダ３１等への作動油の給排制御を行う。この油圧制御バルブ８０は、コントローラ９０から制御信号が出力されると、旋回台１１に配設された電気モータ１３の駆動力により駆動可能な油圧ポンプ１４から吐出する作動油の給排制御を油圧制御バルブ８０が行い、旋回台１１を旋回動させ、ブーム２５を起伏動させ、アーム２７を屈伸動させ、バケット２９を作動させる。
【００１８】
油圧制御バルブ８０は、旋回台１１を旋回動させる旋回モータ３７に対応する旋回制御バルブ８７、ブーム２５を起伏動させるブームシリンダ３１に対応するブーム制御バルブ８１、アーム２７を屈伸動させるアームシリンダ３３に対応するアーム制御バルブ８３、バケット２９を作動させるバケットシリンダ３５に対応するバケット制御バルブ８５を有して構成される。そして、ブームシリンダ３１等に流れる作動油の給排制御は、油圧制御バルブ８０内のブーム制御バルブ８１、アーム制御バルブ８３、バケット制御バルブ８５および旋回制御バルブ８７のバルブ開度を制御することで行われる。そして、ブームシリンダ３１の伸縮動によってブーム２５が起伏動し、アームシリンダ３３の伸縮動によってアーム２７が屈伸動し、バケットシリンダ３５の伸縮動によってバケット２９が掻込・排土動作する。
【００１９】
ここで、旋回台１１の構造とその内部に配置される種々の機器の配置例について説明する。図３および図４に示すように、旋回台１１は、ベース基板１９、メインカバー４１および下部カバー４３とから構成され、ベース基板１９上に配置された機器がメインカバー４１等によって覆われている。メインカバー４１は、オペレータシート１７の下方から旋回台１１の後端部に向けて延びており、電気モータ１３や油圧ポンプ１４等を覆っている。また、下部カバー４３は旋回台１１の後端部であってメインカバー４１の下方を左右に延びるように覆っている。
【００２０】
旋回台１１は平面視略Ｕ字状の形状を呈しており、走行装置５の走行台車７上に、旋回ベアリング１８を介して、旋回軸心Ｘ廻りに旋回自在に支持されている。旋回ベアリング１８の中心部には、走行装置５の走行台車７に支持されたロータリジョイント１８ａが配置されており、旋回台１１上の油圧制御バルブ８０からの作動油がこのロータリジョイント１８ａを経由して、走行装置５側の油圧シリンダ及び油圧モータ等に供給等されるように構成されている。
【００２１】
旋回台１１の内部の下部であって左右両側部には、バッテリ格納部１２が各々設けられ、これらのバッテリ格納部１２にバッテリ５０が各々前後方向に延びて配置されている。バッテリ格納部１２は、旋回台１１の側部を前後に延びるに格納蓋４５によって覆われている。バッテリ５０は、リチウムイオンバッテリであり、後述するスライド機構６０により、旋回台１１に対して左右方向に引出および挿入可能である。また、バッテリ５０は、同じ重量、大きさのものを旋回台１１の左右両側部の位置に各々配置させているため、旋回台１１の左右の重量バランスを適切に取ることができ、車両の安定性を向上させることができるようになっている。
【００２２】
旋回台１１内部の上部には、作動油の放熱部を上方にブーム２５等を作動させるための作動油を冷却させる放熱部を有し作動油が循環可能なオイルクーラ７１が配置されている。このオイルクーラ７１の下面側にはバッテリ５０から電力が供給されることで駆動する図示しない冷却ファン駆動用の電気モータにより作動する冷却ファン７２が設けられ、この冷却ファン７２がオイルクーラ７１の放熱部に向けて冷風を送風することで、オイルクーラ７１の放熱部で行われる作動油の熱交換が助けられる。なお、上部カバー４１の上面には図示しない換気口が形成されていて、オイルクーラ７１を当該換気口の近傍に配置することで作動油の熱を効率良く外部に放出できるようになっている。
【００２３】
また、旋回台１１内部の上部であってオイルクーラ７１の下方には、バッテリ５０から電力が供給されることで駆動する電気モータ１３が前後方向に横置きに配置され（モータ軸の長手方向が旋回台１１の前後方向に一致するように配置され）、この電気モータ１３の後方には、この電気モータ１３によって駆動され、旋回モータ３７、ブームシリンダ３１、アームシリンダ３３あるいはバケットシリンダ３５等油圧機器を作動させるための作動油の油圧を供給する油圧ポンプ１４が取り付けられている。旋回台１１の下部であってオペレータシート１７の右斜め下方には、旋回モータ３７が配置されている。なお、電気モータ１３、油圧ポンプ１４、オイルクーラ７１はいずれも上部カバー４１によって覆われている。
【００２４】
旋回台１１内部の上部であって、左右各々のバッテリ５０の後端部の上方には、油圧機器を作動させる作動油を貯留する作動油タンク７３が上下に延びて配置され、一方、電気モータ１３の前方には、上記旋回駆動制御バルブ８１等からなる油圧制御バルブ８０が左右に延びて設けられている。このように、本発明では、旋回台１１内部の下部をバッテリ格納部１２として利用しているため、旋回台１１内部の上部を利用して、電気モータ１３、油圧ポンプ１４、オイルクーラ７１あるいは油圧制御バルブ８０といった機器が配置されている。
【００２５】
なお、本発明においては、バッテリ５０が旋回台１１の下部であって左右両側部に配置され、油圧制御バルブ８０、作動油タンク７３、電気モータ１３、油圧ポンプ１４、オイルクーラ７１は、旋回台１１内部においてバッテリ格納部１２の上方に配置されていればよいため、これらの配置は、図３および図４に示すようなものに限られず、特に、放熱のためオイルクーラ７１を旋回台１１の上端部に配置する以外は、油圧制御バルブ８０、作動油タンク７３、電気モータ１３、油圧ポンプ１４の並び順を適宜変更して配置する構成にすることも可能である。
【００２６】
図５に示すように、旋回台１１の左右両側部にはバッテリ格納開口４４が各々形成され（図５には左右いずれか一方のバッテリ格納開口４４のみ示す）、このバッテリ格納開口４４は、ヒンジ４９，４９によって上下に揺動可能な格納蓋４８を下方に揺動させることで開放させることができる。そして、バッテリ格納開口４４を開放させた状態でバッテリ格納開口４４を介してバッテリ５０を前後に出し入れすることで、バッテリ５０をバッテリ格納部１２に対して取出および格納することができる。
【００２７】
バッテリ５０が収納されるバッテリケースであり上方に開口した箱型の引出部４５の前面には、作業者が手を掛けることができる左右一対の取手４６，４６が形成されている。この引出部４５には、複数の円筒状のバッテリ５０，５０，…が前後２列に縦置きに配置されて収納されている。また、引出部４５の背面側の左右両端には、バッテリ格納部１２に設けられた図示しないレバー係止部に係合可能な鉤形のロックレバー４７，４７がいずれも前後に延びて取り付けられている。このロックレバー４７は、取手４６に設けられた図示しないロック解除部の解除操作と連動するように係脱動作させることが可能である。
【００２８】
なお、バッテリ５０は引出部４５に前後２列に縦置きに配置させるだけではなく、径の小さいバッテリ５０を前後２列以上引出部４５内に配置して、多数のバッテリ５０を引出部４５内に密に収容することが可能である。また、バッテリ５０は、リチウムイオンバッテリであり、作業車のバッテリとして従来使用されていた鉛バッテリよりも同じ電圧を発生させる体積が小さいため、バッテリが占めるスベースを小さくすることが可能であり、その分、油圧ポンプや電気モータ等を配置するスペースを広く確保することができる。さらに、リチウムイオンバッテリは鉛バッテリよりも軽量であるため、交換作業を容易に行うことができ、また、充電が短時間でできるといった利点を有している。
【００２９】
バッテリ５０を収納する箱型の引出部４５を前後に移動させるスライド機構６０は、以下のような構成になっている。図５に示すように、スライド機構６０は、引出部４５の背面側であって左右両端に取り付けられ、前後に略水平に延びる梁状の一対のレール６１，６１と、旋回台１１内部に左右を長手軸方向として取り付けられた軸を回転中心とし各レール６１，６１の下面に当接しながら前後方向に回転する一対のローラ６２ａ，６２ｂと、各レール６１，６１の上面に当接しながら前後方向に回転するローラ６５，６５，…と、各レール６１，６１の前端部に上下に延びるように設けられた柱状の前ストッパ６３，６３と、各レール６１の後端部に上下に延びるように設けられた柱状の後ストッパ６４，６４とを有して構成される。
【００３０】
ここで、上記のような構成のバッテリ格納部１２に格納されているバッテリ５０のメンテナンスを行う場合について説明する。ここで言うバッテリのメンテナンスとは、バッテリ５０の交換を言う。バッテリ５０のメンテナンスは、格納蓋４８を開けて下方に揺動させた状態で、作業者が引出部４５に設けられた取手４６に手を掛けて上記ロック解除部によりロックレバー４７の解除操作をし、後ストッパ６４の前面がローラ６２ｂに当接するまで引出部４５を手前に引き出す。このとき、バッテリ５０がバッテリ格納部１２から露出することで、バッテリ５０の交換作業を行うことが可能である。なお、レール６１，６１は、いずれも、下側のローラ６２ａ，６２ｂおよび上側のローラ６５，６５によって挟持されているため、作業者が取手４６を引くことにより引き出した引出部４５が旋回台１１から外へ脱落しないようになっている。
【００３１】
バッテリ５０の交換作業を終えた後は、取手４６に手を掛けながら前ストッパ６３の背面がローラ６２ａに当接するまで引出部４５をバッテリ格納部１２に押し込む。前ストッパ６３へのローラ６２ａの当接とともに鉤形のロックレバー４７が図示しないレバー係止部に係合することで、引出部４５が手前に引き出されないように閉鎖施錠される。そして、格納蓋４８を上方に揺動させてバッテリ格納開口４４を閉鎖させることで一連のメンテナンス作業が終了し、掘削作業等に移行することが可能である。
【００３２】
なお、本発明の範囲は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、上記の実施例では、バッテリ５０は略円筒状のもので構成されていたが、これに限らず以下のようなものであってもよい。図６に略円筒状のバッテリ５０に代わるバッテリ５０´を示す。バッテリ５０´は、内部に電解液が封入された可撓性を有する袋状のセルからなり、この袋状のバッテリ５０´が多数引出部４５の前後に並べられて収容されている。あるいは、バッテリとして上記のような袋状のバッテリ５０´を用いる場合、図７に示すように、バッテリ５０´を引出部４５の左右に並べて引出部４５の中に収容するようにしてもよい。
【００３３】
また、上記実施例の作業車として、バックホー１を例に説明したが、本発明に係る作業車はこれに限られず、高所作業車、移動式クレーン、フォークリフト、ローダ等であってもよい。例えば、高所作業車にあっては、車体フレーム上に旋回台が設けられこの旋回台にブーム等の作業装置が取り付けられているが、車体フレーム内部に設けられた駆動力発生部を構成する機器の配置を上記の実施例のようにしてもよい。また、例えばフォークリフトにあっては、車体フレームの前部にフォーク等からなる作業装置が取り付けられているが、車体フレーム内部に設けられた駆動力発生部を構成する機器の配置を上記の実施例のようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る作業車の斜視図を示す。
【図２】上記作業車に設けられた油圧機器等の構成を示すブロック図である。
【図３】上記作業車に設けられた旋回台の平面図である。
【図４】上記作業車に設けられた旋回台の側面図である。
【図５】上記作業車に設けられバッテリを格納するバッテリ格納部周辺を示す斜視図である。
【図６】上記バッテリとは別の形態のバッテリを引出部に前後に並べて収容した状態のバッテリ格納部周辺を示す斜視図である。
【図７】図６に示すような形態のバッテリを引出部に左右に並べて収容した状態のバッテリ格納部周辺を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  バックホー（作業車）
５  走行装置（走行体）
８  走行操作レバー
１１  旋回台
１２  バッテリ格納部
１３  電気モータ（駆動力発生部）
１４  油圧ポンプ（駆動力発生部）
２０  パワーショベル装置（作業装置）
２１  操作装置
２５  ブーム（作業装置）
２７  アーム（作業装置）
２９  バケット（作業装置）
３１  ブームシリンダ
３３  アームシリンダ
３５  バケットシリンダ
３７  旋回モータ
４１  メインカバー
４４  バッテリ格納開口
４５  引出部
４７  ロックレバー
５０，５０´  バッテリ（駆動力発生部）
６０  スライド機構
６１  レール
６２ａ，６２ｂ，６５  ローラ
６３  前ストッパ
６４  後ストッパ
７１  オイルクーラ
７２  冷却ファン
７３  作動油タンク
８０  油圧制御バルブ
【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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