(57)【要約】【課題】  シワの発生を抑制し美観に優れたパネルを歩留まり良く製造することのできる金型装置を提供することを目的とする。【解決手段】  下型であるコラプスポンチ１と、最終製品形状前の絞り成形されたパネル２を前記コラプスポンチ１に押し付けるパネル押さえ手段であるパネル押さえパッド３と、前記パネル２を前記コラプスポンチ１とで最終製品形状に成形する上型であるリストセクダイ４と、最終製品形状前のパネル２の一端側部２ａを保持し、成形加工開始から成形加工終了時まで前記パネル２に張力を付与する張力付与手段とを備える。張力付与手段は、パネル２に形成した位置決め孔７と、この位置決め孔７に嵌入するブロック９に設けた位置決めピン８とから構成される。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下型と、
最終製品形状前の絞り成形されたパネルを前記下型に押し付けるパネル押さえ手段と、
前記パネルを前記下型とで最終製品形状に成形する上型と、
最終製品形状前のパネルの一端側部を保持し、成形加工開始から成形加工終了時まで前記パネルに張力を付与する張力付与手段とを備えた
ことを特徴とする金型装置。
【請求項２】
請求項１に記載の金型装置であって、
前記張力付与手段は、前記パネルに形成した孔に挿入される位置決めピンと、この位置決めピンを固定するブロックとからなる
ことを特徴とする金型装置。
【請求項３】
請求項２に記載の金型装置であって、
前記ブロックには、前記孔に挿入される前記位置決めピンの突き出し量を増減する突き出し量調整手段が設けられている
ことを特徴とする金型装置。
【請求項４】
請求項１に記載の金型装置であって、
前記張力付与手段は、前記パネルの一端側部を前記下型に押し付けてその一端側部を段差形状となす段付き部を有したパッドと、このパッドを下型に押し付ける押圧部材とからなる
ことを特徴とする金型装置。
【請求項５】
請求項１から請求項３の何れか一つに記載の金型装置であって、
前記上型は、前記パネルを前記下型とで最終製品形状に成形する成形ダイと、成形終了間際に前記パネルをカットするトリミングダイとを有し、
前記トリミングダイでカットしたスクラップを、前記張力付与手段から取り外し落下させるスクラップ排除手段を備えた
ことを特徴とする金型装置。
【請求項６】
請求項５に記載の金型装置であって、
前記スクラップ排除手段は、前記スクラップの一端側部を跳ね上げる跳ね上げ部材と、この跳ね上げ部材を上下動させる駆動部材とからなる
ことを特徴とする金型装置。
【請求項７】
最終製品形状前の絞り成形されたパネルをパネル押さえ手段で下型に押さえ付けて前記下型と上型とで最終製品形状に成形するパネル成形方法において、
前記最終製品形状前のパネルの一端側部を保持し、成形加工開始から成形加工終了時まで前記パネルに張力を付与しながら前記下型と前記上型とで成形を行う
ことを特徴とするパネル成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金型装置及びパネル成形方法に関し、詳細には、シワ発生防止技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、絞り加工されたパネルを最終的に所定の形状に成形するに際しては、パネルの部位によっては割れやしわが発生する場合がある。これら割れやしわの発生を抑える技術の一例として特許文献１に記載された加工方法が開示されている。
【０００３】
この加工方法は、絞り成形されたパネルを可動ダイスにセットし、パネルのフランジを寄せ曲げ刃によって可動ダイス側に押圧させ、フランジを凹状に寄せ曲げ成形するに当たり、寄せ曲げ刃が最初にフランジに当接する位置から寄せ曲げ加工終了位置までの距離を、フランジの寄せ曲げ成形される全ての部位に亘って同一となるように予めパネルの絞り加工を行う。
【０００４】
このようにすれば、フランジの曲げ加工部位の全長に亘って寄せ曲げ刃の加工タイミングを同一とすることができ、局部的な伸びや縮みの発生を吸収することができ、割れやしわの発生を抑えることができる。
【特許文献１】特開平７−２１４１８３号公報（第３頁及び第４頁、第１図及び第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の加工方法では、寄せ曲げ刃によってパネルが可動ダイス側に押し付けられて引き込まれて行くに過ぎないため、成形時にはパネルに張力が付与されないことによって、製品にシワが発生してしまう。
【０００６】
そこで、本発明は、シワの発生を抑制し美観に優れたパネルを歩留まり良く製造することのできる金型装置及びパネル成形方法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】
本発明の金型装置は、下型と、最終製品形状前の絞り成形されたパネルを前記下型に押し付けるパネル押さえ手段と、前記パネルを前記下型とで最終製品形状に成形する上型と、最終製品形状前のパネルの一端側部を保持し、成形加工開始から成形加工終了時まで前記パネルに張力を付与する張力付与手段とを備える。
【０００８】
また、本発明のパネル成形方法は、最終製品形状前のパネルの一端側部を保持し、成形加工開始から成形加工終了時まで前記パネルに張力を付与しながら下型と上型とで成形を行う。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、最終製品形状前のパネルの一端側部を保持して成形加工開始から成形加工終了時までパネルに張力を付与して下型と上型とで成形するので、成形加工終了時まで張力が付与された状態を維持したまま下型と上型とでパネルが成形されることから、シワの発生を抑制することができる。したがって、シワの少ない美観に優れたパネルを提供することができると共に、歩留まりを大幅に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１１】
「第１の実施の形態」
図１は第１の実施の形態における金型装置の断面図、図２は第１の実施の形態における金型装置に備わるスクラップ排除手段の斜視図である。
【００１２】
本実施の形態の金型装置は、図１に示すように、下型であるコラプスポンチ１と、最終製品形状前の絞り成形されたパネル２をコラプスポンチ１に押し付けるパネル押さえ手段であるパネル押さえパッド３と、パネル２をコラプスポンチ１とで最終製品形状に成形する成形ダイであるリストセクダイ４と成形終了間際にパネル２をカットするトリミングダイであるトリムセクダイ５とからなる上型と、パネル２の一端側部２ａを保持し成形加工開始から成形加工終了時までパネル２に張力を付与する張力付与手段とを備えている。
【００１３】
コラプスポンチ１は、プレス機のベース（図示は省略する）上に固定され、トリミングして最終製品形状となったパネル２を取り出すときに横に移動可能とされている。
【００１４】
パネル押さえパッド３は、パネル２の成形部分以外の他端側部２ｂをコラプスポンチ１に押し付けて当該パネル２をクランプする。かかるパネル押さえパッド３は、上型がパネル２を成形する前に先行してパネル２をクランプし、成形終了後に上型が待避した後にパネル２のクランプ状態を回避するようになっている。このパネル押さえパッド３は、プレス機が下死点となったときに最大限に撓み、パネル２を押し潰さないようにし、また、プレス機が上死点となったときに元の状態に復帰する。例えば、パネル押さえパッド３には、ウレタンなどの弾性体が使用される。
【００１５】
リストセクダイ４は、プレス機のラムに取り付けられたカムスライド６の先端に固定されている。このリストセクダイ４は、コラプスポンチ１と協働してパネル２を最終製品形状に成形するダイとして形成されている。
【００１６】
トリムセクダイ５は、リストセクダイ４に固定されている。このトリムセクダイ５は、前記コラプスポンチ１と前記リストセクダイ４による成形終了間際にパネル２の不要部分をカットするダイとして形成されている。
【００１７】
そして、これらリストセクダイ４とトリムセクダイ５は、ラムに固定されたカムスライド６がコラプスポンチ１に接近する前進動作とコラプスポンチ１から離間する待避動作を繰り返すことで、最終製品形状前の絞り加工されたパネル２を成形しトリミングする。
【００１８】
張力付与手段は、パネル２の一端側部２ａに形成した位置決め孔７に挿入される位置決めピン８と、この位置決めピン８を固定するブロック９と、前記位置決め孔７に挿入される位置決めピン８の突き出し量を増減する突き出し量調整手段とからなる。
【００１９】
位置決めピン８は、トリミングされてスクラップとなるパネル２の一端側部２ａに形成される長孔形状の位置決め孔７に嵌入されるようになっている。この位置決めピン８は、前記位置決め孔７への挿入を容易なものとするためにその先端部が球面形状とされている。なお、位置決めピン８は、破損防止のために硬い材料で形成されている。
【００２０】
ブロック９は、パネル２の一端側部２ａの形状に応じた傾斜面９ａを上面とした矩形体ブロックとして形成されている。そして、このブロック９の傾斜面９ａ上に、前記位置決めピン８を前記位置決め孔７に嵌入させるようにしてパネル２の一端側部２ａを位置決め載置させるようにしている。
【００２１】
突き出し量調整手段は、位置決めピン８の下端に設けた雄ねじ部１０と、この雄ねじ部１０を螺合させる雌ねじ部１１と、この雌ねじ部１１を内面に形成し前記位置決めピン８を挿入させる孔部１２とからなる。
【００２２】
位置決めピン８の下端に設けた雄ねじ部１０を、前記孔部１２の雌ねじ部１１に螺合させることで、前記位置決めピン８を前記ブロック９に取り付けると共に、それらの螺合位置を調整することで、前記位置決めピン８の突き出し量を増減可能としている。なお、本実施の形態では、一つのブロック９に対して位置決めピン８を所定距離を置いて２つ設けており、さらに、ブロック９もパネル２の大きさに応じて２つ設けている。
【００２３】
また、本実施の形態の金型装置には、トリムセクダイ５でカットしたスクラップを、前記位置決めピン８から取り外して落下させるスクラップ排除手段が設けられている。スクラップ排除手段は、図２に示すように、スクラップとなるパネル２の一端側部２ａを跳ね上げる跳ね上げ部材１３と、この跳ね上げ部材１３を上下動させる駆動部材であるエアーシリンダー１４とからなる。
【００２４】
跳ね上げ部材１３は、パネル２の一端側部２ａを上方へ持ち上げるように跳ね上げることで、前記位置決めピン８から前記位置決め孔７を引っ掛かりなく外してスクラップを金型の下方へ落下させることのできるように、前記一端側部２ａと接触する面が位置決めピン８側に向かって次第に下降するような傾斜面１３ａを有した平板として形成されている。この跳ね上げ部材１３は、ブロック９の両脇と、２つのブロック９の間にそれぞれ設けられ、長尺状をなすプレート１５上に固定されている。
【００２５】
エアーシリンダー１４は、前記プレート１５の下方に配置され、進退ロッド１６の先端に当該プレート１５を固定させている。かかるエアーシリンダー１４は、進退ロッド１６を本体部から上方へ向けて延ばすことで前記プレート１５を持ち上げ、進退ロッド１６を本体部内に向けて没することで前記プレート１５を下降させる。このエアーシリンダー１４を動作させることで、前記プレート１５に固定した跳ね上げ部材１３が上下動可能となる。
【００２６】
次に、前記した金型装置を使用してパネルを最終製品形状に成形するパネル成形方法について説明する。
【００２７】
図３は最終製品形状前の絞り成形されたパネルの一例を示す斜視図、図４は図３に示すパネルのＡ−Ａ線断面図である。ここでは、自動車部品であるボディーサイドアウターのフロントピラーを成形する例として説明する。
【００２８】
先ず、図５に示すように、パネル２を孔開けトリミング金型を使用して位置決め孔７を開けると共に不要な部分をカットする。すなわち、パネル２をダイ１７にセットした後、孔開けパンチ１８でパネル２の一端側部２ａに位置決め孔７を開ける。また、トリミングパンチ１９で不要部分をカットする。位置決め孔７としては、例えば１０×２０（ｍｍ）の長孔に加工する。
【００２９】
図６は位置決め孔加工及びトリミングされた後のパネルの断面図を示す。図６中二点鎖線は、最終製品形状を示している。
【００３０】
次に、図７に示すように、パネル２の他端側部２ｂをコラプスポンチ１の上に配置すると共に、ブロック９に設けた位置決めピン８に、パネル２の一端側部２ａに形成した位置決め孔７を嵌入させる。そして、パネル押さえパッド３を下降させて前記パネル２の他端側部２ｂを押さえ込む。これで、パネル２は、一端側部２ａと他端側部２ｂとが共に位置決めされることになる。
【００３１】
次に、上型を下降させてパネル２を最終製品形状に成形する。上型を下降させると、リストセクダイ４とトリムセクダイ５の先端がほぼ同時にパネル２に接触する。このリストセクダイ４とトリムセクダイ５がパネル２に接触して成形が開始されると、パネル２は、他端側部２ｂがパネル押さえパッド３でコラプスポンチ１に押し付けられた状態にあり、一端側部２ａｂも位置決めピン８に引っ掛けられて位置規制された状態にあるから、パネル２の両端が移動を規制され、リストライクの初期からパネル２に張力が付与される。つまり、パネル２は、引っ張られた状態を初期状態から成形終了時まで維持しながらリストセクダイ４とコラプスポンチ１とによって成形されて行く。
【００３２】
そして、図８に示すように、リストセクダイ４とコラプスポンチ１とが突き当たって最終成形段階に達すると、そのリストライク終了間際にトリムセクダイ５によってパネル２の不要部分がトリミングされる。その結果、スクラップ２０が製品部分から切り離されることになる。なお、先行するセクダイにてパネル２をくわえ込み、リストライクとトリミングを同時にする型構造に比べると、トリムコンディションが良いためバリを防ぐことができる。
【００３３】
次に、図９に示すように、エアーシリンダー１４を作動させて跳ね上げ部材１３を上昇させる。そして、図１０に示すように、この跳ね上げ部材１３の上面に形成した傾斜面１３ａをスクラップ２０に接触させて上方に持ち上げ、前記位置決めピン８から位置決め孔７を抜いてスクラップ２０を矢印Ａで示すように金型の下方へ落下させる。
【００３４】
なお、位置決めピン８と位置決め孔７との引っ掛かかりが強くスクラップ２０を排除し難い場合は、図１１に示すように、位置決めピン８のブロック９からの突出量を少なくするように調整する。こうすることで、位置決めピン８と位置決め孔７との引っ掛かり量が減り、スクラップ２０をブロック９から容易に排除することができる。また、位置決めピン８と位置決め孔７との引っ掛かり量が大きいとパネル２に大きな張力が掛かり、リストライク時にパネル２の一部に割れが生じることが考えられるが、位置決めピン８の突き出し量を下げてパネル２が位置決めピン８から外れ易くすることで割れを防止することが可能となる。
【００３５】
以上のように、本実施の形態によれば、最終製品形状前のパネル２の一端側部２ａを保持して成形加工開始から成形加工終了時までパネル２に張力を付与して下型と上型とで成形するので、成形加工終了時まで張力が付与された状態を維持したまま下型と上型とでパネル２を成形することが可能となることから、シワの発生を抑制することができる。したがって、シワの少ない美観に優れたパネル２を提供することができると共に、歩留まりを大幅に向上させることができる。
【００３６】
また、本実施の形態によれば、張力付与手段を、パネル２に形成した位置決め孔７に挿入される位置決めピン８と、この位置決めピン８を固定するブロック９とで構成したことから、パネル２への張力付与を簡単な構造で構成することができ、装置コストも低く抑えることができる。
【００３７】
また、本実施の形態によれば、位置決めピン８の突き出し量を増減する突き出し量調整手段を有しているので、位置決めピン８と位置決め孔７との引っ掛かり量を適宜調整することができ、スクラップ２０を排除するときに位置決めピン８に引っ掛かることなく排除できる。また、この突き出し量調整手段で位置決めピン８の位置決め孔７に対する突き出し量を少なくすることで、パネル２が位置決めピン８から外れ易くして当該パネル２の割れを防止することができる。
【００３８】
「第２の実施の形態」
図１２は第２の実施の形態の金型装置の断面図、図１３から図１５は第２の実施の形態の金型装置でパネルを成形する工程を順次示す工程断面図である。
【００３９】
本実施の形態の金型装置は、図１２に示すように、下型であるポンチ２１と、最終製品形状前の絞り加工されたパネル２をポンチ２１に押し付けるパネル押さえ手段であるパネル押さえパッド２２と、パネル２をポンチ２１とで最終製品形状に成形するカムセクダイ２３である上型と、パネル２の一端側部２ａを保持し成形加工開始から成形加工終了時までパネル２に張力を付与する張力付与手段とを備えている。
【００４０】
ポンチ２１は、プレス機のベース（図示は省略する）上に固定されている。かかるポンチ２１には、後述するカムパッド２４に形成される段付き部２６と同一形状の段差部２９が形成されている。この段差部２９は、第１傾斜面２９ａと、この第１傾斜面２９ａに連接する急勾配の第２傾斜面２９ｂと、この第２傾斜面２９ｂに連接する緩やかな第３傾斜面２９ｃからなる。
【００４１】
パネル押さえパッド２２は、パネル２の成形部分以外の他端側部２ｂをポンチ２１に押し付けて当該パネル２をクランプする。かかるパネル押さえパッド２２は、上型がパネル２を成形する前に先行してパネル２をクランプし、成形終了後に上型が待避した後にパネル２のクランプ状態を回避するようになっている。このパネル押さえパッド２２は、プレス機が下死点となったときに最大限に撓み、パネル２を押し潰さないようにし、また、プレス機が上死点となったときに元の状態に復帰する。例えば、パネル押さえパッド２２には、ウレタンなどの弾性体が使用される。
【００４２】
カムセクダイ２３は、プレス機のラムに取り付けられたカムスライド（図示は省略する）の先端に固定されている。このカムセクダイ２３は、ポンチ２１と協働してパネル２を最終製品形状に成形するダイとして形成されている。そして、このカムセクダイ２３は、ラムに固定されたカムスライドがポンチ２１に接近する前進動作とポンチ２１から離間する待避動作を繰り返すことで、最終製品形状前の絞り加工されたパネル２を成形する。
【００４３】
張力付与手段は、パネル２の一端側部２ａを前記ポンチ２１に押し付けてその一端側部２ａを段差形状となす段付き部を有したパッドであるカムパッド２４と、このカムパッド２４をポンチ２１に押し付ける押圧部材であるタンカーシリンダー２５とからなる。
【００４４】
カムパッド２４の先端には、パネル２の一端側部２ａを段差形状とする段付き部２６が形成されている。段付き部２６は、パネル２の一端側部２ａを段差形状とする第１形成面２６ａと、この第１形成面２６ａに連接する急勾配の第２形成面２６ｂと、この第２形成面２６ｂに連接する緩やかな第３形成面２６ｃからなる。第１形成面２６ａは段差部２９の第１傾斜面２９ａと、第２形成面２６ｂは第２傾斜面２９ｂと、第３形成面２６ｃは第３傾斜面２９ｃとそれぞれほぼ同じ形状とされている。このカムパッド２４は、カムセクダイ２３に形成された切り欠き部２７内にスライド自在に設けられている。
【００４５】
タンカーシリンダー２５は、切り欠き２７の底部に設けられている。そして、このタンカーシリンダー２５のロッド２８の先端には、前記カムパッド２４が取り付けられている。このタンカーシリンダー２５のロッド２８を進退動作させることで、前記カムパッド２４がスライド自在とされる。
【００４６】
次に、前記した金型装置を使用してパネルを最終製品形状に成形するパネル成形方法について説明する。
【００４７】
先ず、図１２に示すように、最終製品形状前の絞り加工されたパネル２をポンチ２１の上にセットする。そして、パネル押さえパッド２２を下降させて前記パネル２の他端側部２ｂを押さえ込む。
【００４８】
次に、上型を下降させてパネル２を最終製品形状に成形する。上型を下降させると、図１３に示すように、カムセクダイ２３に先行してカムパッド２４が、パネル２の一端側部２ａを、ポンチ２１の段差部２９に押し付ける。このとき、カムパッド２４の先端に形成された段付き部２６とポンチ２１に形成された段差部２９とで前記パネル２を挟み込むため、該パネル２の一端側部２ａが段差形状に成形される。また、タンカーシリンダー２５でカムパッド２４が押圧されることにより、パネル２の一端側部２ａがクランプされた状態とされる。
【００４９】
そして、図１４に示すように、パネル２の一端側部２ａと他端側部２ｂとが押さえ込まれた後に、カムセクダイ２３がパネル２に接触して当該パネル２を成形加工開始する。このとき、パネル２には張力が付与されているのでシワが発生することなくカムセクダイ２３とポンチ２１とで最終製品形状に成形されてゆく。最終成形間際では、図１５に示すように、カムパッド２４に形成された段付き部２６とポンチ２１に形成された段差部２９からパネル２の一端側部２ａが外れ、カムセクダイ２３にて最終製品形状に成形される。
【００５０】
成形が完了したらカムセクダイ２３を上昇させカムパッド２４をパネル２から待避させる。そして、パネル押さえパッド２２を上昇させた後、ポンチ２１から成形されたパネル２を取り出す。
【００５１】
以上のように、本実施の形態によれば、最終製品形状前のパネル２の一端側部２ａを保持して成形加工開始から成形加工終了時までパネル２に張力を付与して下型と上型とで成形するので、成形加工終了時まで張力が付与された状態を維持したまま下型と上型とでパネル２を成形することが可能となることから、シワの発生を抑制することができる。したがって、第１の実施の形態と同様、シワの少ない美観に優れたパネル２を提供することができると共に、歩留まりを大幅に向上させることができる。
【００５２】
また、本実施の形態によれば、パネル２の一端側部２ａをポンチ２１に押し付ける段付き部２６を有したカムパッド２４と、このカムパッド２４をポンチ２１に押し付けるタンカーシリンダー２５とで張力付与手段を構成しているので、装置コストを低く抑えることができる。
【００５３】
以上、本発明を適用した具体的な実施の形態について説明したが、上述の実施の形態は本発明の一例であり、これら実施の形態に制限されることはない。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】第１の実施の形態における金型装置の断面図である。
【図２】第１の実施の形態における金型装置に備わるスクラップ排除手段の斜視図である。
【図３】最終製品形状前の絞り成形されたパネルの一例を示す斜視図である。
【図４】図３に示すパネルのＡ−Ａ線断面図である。
【図５】孔開けトリミング金型にてパネルに位置決め孔を加工すると共に不要部分をトリミングする工程を示す断面図である。
【図６】位置決め孔加工及びトリミングされた後のパネルの断面図を示す。
【図７】第１の実施の形態の金型装置にてパネルを成形する成形工程を示す断面図である。
【図８】第１の実施の形態の金型装置にてパネルを成形するトリミング工程を示す断面図である。
【図９】第１の実施の形態の金型装置にてパネルを成形する上型待避工程を示す断面図である。
【図１０】第１の実施の形態の金型装置にてパネルを成形するスクラップ排除工程を示す断面図である。
【図１１】位置決めピンの突き出し量を少なくした状態を示す第１の実施の形態の金型装置の断面図である。
【図１２】第２の実施の形態の金型装置の断面図である。
【図１３】第２の実施の形態の金型装置にてパネルを成形するパネル一端側部の押さえ工程を示す断面図である。
【図１４】第２の実施の形態の金型装置にてパネルを成形する成形工程を示す断面図である。
【図１５】第２の実施の形態の金型装置にてパネルを成形する成形完了工程を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１…コラプスポンチ（下型）
２…パネル
３…パネル押さえパッド（パネル押さえ手段）
４…リストセクダイ（上型）
５…トリムセクダイ（上型）
６…カムスライド（上型）
７…位置決め孔
８…位置決めピン（張力付与手段）
９…ブロック（張力付与手段）
１０…雄ねじ部（突き出し量調整手段）
１１…雌ねじ部（突き出し量調整手段）
１３…跳ね上げ部材（スクラップ排除手段）
１４…エアーシリンダー（スクラップ排除手段）
２１…ポンチ（下型）
２２…パネル押さえパッド
２３…カムセクダイ（上型）
２４…カムパッド（張力付与手段）
２５…タンカーシリンダー（張力付与手段）
２６…段付き部（張力付与手段）
２９…段差部
【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】
2007061895.tif 000009
【図８】
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【図９】
2007061895.tif 000011
【図１０】
2007061895.tif 000012
【図１１】
2007061895.tif 000013
【図１２】
2007061895.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
2007061895.tif 000016
【図１５】
2007061895.tif 000017