(57)【要約】【課題】  アモルファス鉄心製造工程のひとつであるアモルファスシート材の切断工程において、切断回数や重ね合わせ枚数が増えることによって切断刃である上刃と下刃が摩耗して切断に支障をきたしていた。  従来は、摩耗した上刃と下刃を取外し、研磨した後、再び上刃と下刃を取り付けていたが、研磨した量によって切断刃の厚みが薄くなり、上刃と下刃のクリアランスが広くなっていった。このクリアランスを修正すべくスペーサを入れるなどして適正なクリアランス量に調整する必要があり、調整作業に多くの時間を要していた。【解決手段】  本発明は、切断装置において、上刃と上刃を固定する上刃固定板と、下刃と下刃を固定する下刃固定板とを有し、上刃は上刃固定板に外側よりボルトで締め付け固定し、下刃は下刃固定板に上刃の取り付け方向と逆方向に外側よりボルトで締め付け固定して取り付けることを特徴とする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数枚のアモルファスシートを巻回したリールと、
複数個のリールより繰り出した前記アモルファスシート材を合一し、該合一したアモルファスシート材をシート１枚毎に分離するシート分離装置と、
該シート分離装置を通過したアモルファスシート材を再度合一し、該合一したアモルファスシート材を所定の寸法に切断する切断装置と、
前記切断装置により切断した前記アモルファスシート材を鉄心１個分積層し、計量する計量装置とを備えたアモルファス鉄心製造装置において、
前記アモルファスシート材切断装置は、
切断刃である上刃と下刃と、該上刃を固定する上刃固定板と、該下刃を固定する下刃固定板とを有し、
前記上刃は、前記上刃固定板に外側よりボルトで締め付け固定し、
前記下刃は、前記下刃固定板に、該上刃の取り付け方向と逆方向に外側よりボルトで締め付け固定して取り付けることを特徴とするアモルファス鉄心製造装置。
【請求項２】
請求項１記載のアモルファス鉄心製造装置の切断装置において、
前記切断刃である上刃は、斜めに傾斜して前記上刃固定板に取り付けることを特徴とするアモルファス鉄心製造装置。
【請求項３】
複数枚のアモルファスシートを巻回したリールと、
複数個のリールより繰り出した前記アモルファスシート材を合一し、該合一したアモルファスシート材をシート１枚毎に分離するシート分離装置と、
該シート分離装置を通過したアモルファスシート材を再度合一し、該合一したアモルファスシート材を所定の寸法に切断する切断装置と、
前記切断装置により切断した前記アモルファスシート材を鉄心１個分積層し、計量する計量装置とを備えたアモルファス鉄心製造方法において、
前記アモルファスシート材切断装置は、切断刃である上刃と下刃と、該上刃を固定する上刃固定板と、該下刃を固定する下刃固定板とを有し、前記上刃は、前記上刃固定板に外側よりボルトで斜めに傾斜して締め付け固定し、前記下刃は、前記下刃固定板に、該上刃の取り付け方向と逆方向に外側よりボルトで締め付け固定して取り付け、
前記アモルファスシート材を前記上刃と前記下刃に挿入し、該上刃を下降して該シート材に接触した点から切断することを特徴とするアモルファス鉄心製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アモルファス鉄心の切断装置を備えた製造方法及び製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
変圧器市場は、省エネ法トップランナー基準の導入に伴い、高効率変圧器の製造が義務付けられた。その中でもアモルファス鉄心変圧器においては、電気を通すコイルが巻かれた鉄心部分にアモルファスシートを用いることで大幅な省エネ、高効率を実現するため、国内外からの需要が増大している。以上の背景によりアモルファス鉄心の安定した品質と納期に対応できるアモルファス鉄心製造ラインの構築が必須である。
【０００３】
アモルファス鉄心製造工程のひとつであるアモルファスシート材の切断工程においてはアモルファスシートを数枚重ね合わせた状態で切断する。
上刃と下刃から構成される切断刃のかみ合わせ（以下、クリアランスという）の量が非常に重要であり、クリアランス量が多すぎると切断長にばらつきが出たり、重ね合わせたアモルファスシート材が途中までしか切断できず何枚か残ってしまうこともある。逆にクリアランス量が小さすぎると切断刃の摩耗の進行を早めることになり、切断刃の交換作業を頻繁に行わなければならないため、最適なクリアランス量に調整しなければならない。
【０００４】
また、摩耗した切断刃を再び切断できるようにするには、摩耗した切断刃を取外し、新品の切断刃に交換すればクリアランス量は一定なので調整に時間を要することはない。しかし、切断刃を毎回新品に交換するのは高額になってしまうため、上刃と下刃を研磨して使用している。また、研磨した量によって切断刃の厚みが薄くなり、クリアランスの量も変わってしまうので、切断刃の交換の度にクリアランス量の調整作業が発生していた。
【０００５】
また、特許文献１（実開昭５８−４７４２５号公報）には、上刃及び下刃を切刃面として取り付けてあるので、切断刃の研磨を行っても切刃間のクリアランスが変わらないスクラップカッタを提供することが開示されている。しかし、本発明の構成については何ら開示されていない。
【０００６】
また、特許文献２（特開平９−２０１７１７号公報）には、アモルファス鉄心の製造において、アモルファスシート材の切断装置が記載されているが、本発明の上刃と下刃のクリアランスを考慮した取り付け方法については開示されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実開昭５８−４７４２５号公報
【特許文献２】特開平９−２０１７１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
解決しようとする課題は、上記したように、アモルファス鉄心製造工程のひとつであるアモルファスシート材の切断工程においては、上刃及び下刃の使用時のクリアランスの問題を有していた。
【０００９】
本発明の目的は、何度も研磨して薄くなった上刃及び下刃でも当初のクリアランスを維持できる取り付け方法を提供することにある。
【００１０】
また、本発明の別の目的は、従来のプレスによる切断より省エネに基づいて切断方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記の目的を達成するために、複数枚のアモルファスシートを巻回したリールと、複数個のリールより繰り出した前記アモルファスシート材を合一し、該合一したアモルファスシート材をシート１枚毎に分離するシート分離装置と、該シート分離装置を通過したアモルファスシート材を再度合一し、該合一したアモルファスシート材を所定の寸法に切断する切断装置と、前記切断装置により切断した前記アモルファスシート材を鉄心１個分積層し、計量する計量装置とを備えたアモルファス鉄心製造装置において、前記アモルファスシート材切断装置は、切断刃である上刃と下刃と、該上刃を固定する上刃固定板と、該下刃を固定する下刃固定板とを有し、前記上刃は、前記上刃固定板に外側よりボルトで締め付け固定し、前記下刃は、前記下刃固定板に、該上刃の取り付け方向と逆方向に外側よりボルトで締め付け固定して取り付けることを特徴とする。
【００１２】
また、上記アモルファス鉄心製造装置の切断装置において、前記切断刃である上刃は、斜めに傾斜して前記上刃固定板に取り付けることを特徴とする。
【００１３】
さらに、複数枚のアモルファスシートを巻回したリールと、複数個のリールより繰り出した前記アモルファスシート材を合一し、該合一したアモルファスシート材をシート１枚毎に分離するシート分離装置と、該シート分離装置を通過したアモルファスシート材を再度合一し、該合一したアモルファスシート材を所定の寸法に切断する切断装置と、前記切断装置により切断した前記アモルファスシート材を鉄心１個分積層し、計量する計量装置とを備えたアモルファス鉄心製造方法において、前記アモルファスシート材切断装置は、切断刃である上刃と下刃と、該上刃を固定する上刃固定板と、該下刃を固定する下刃固定板とを有し、前記上刃は、前記上刃固定板に外側よりボルトで斜めに傾斜して締め付け固定し、前記下刃は、前記下刃固定板に、該上刃の取り付け方向と逆方向に外側よりボルトで締め付け固定して取り付け、前記アモルファスシート材を前記上刃と前記下刃に挿入し、該上刃を下降して該シート材に接触した点から切断することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、以上の構成により、摩耗した切断刃を研磨し切断刃を交換する際に発生していたクリアランス調整を行う必要がなくなり、交換時間の短縮を図ることができる。その結果、アモルファス鉄心製造ラインの停止時間を短縮できることで生産性向上が図れる。
また、従来プレスで行っていた切断を、モータによる切断で実施することができ省エネが図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の切断装置を備えたアモルファス鉄心の製造装置の一部を示す。
【図２】本発明のアモルファスシート材固定機構、シート材送り出し機構及び切断装置を示す正面図及び側面図である。
【図３】本発明の切断装置において、シート材を切断している状態を示す正面図である。
【図４】本発明の切断装置の外観を示す斜視図である。
【図５】本発明の切断装置において、切断刃を交換するときダイセットを引っ張り出した状態を示す斜視図である。
【図６】本発明の上刃と下刃をそれぞれ上刃固定板、下刃固定板に取り付ける状態を示す斜視図である。
【図７】従来の上刃及び下刃の取り付けを示す部分斜視図である。
【図８】本発明の上刃及び下刃の取り付けを示す部分断面図である。
【図９】本発明の上刃及び下刃を何度も研磨して厚みが薄くなった切断刃を取り付けた状態を示す部便断面図である。
【図１０】本発明のシート材を切断する工程を示す切断刃近傍の側面図を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施するための形態を図面を用いて説明する。
【００１７】
図１は、アモルファス鉄心製造装置の前段のアモルファスシートの切断及び計量の工程を示す。
【００１８】
図１において、１はアンコイラ装置で、３連１段の構成で、リール４，５，６にセットされたロール状アモルファスシート材７を回転して繰り出し、各リールはアモルファスシートを５枚重ねとし、これらのリールのシート材７を合一して１５枚重ねのシート材を形成する。ここで、シート材の枚数は１０〜２０枚が適量で、少ないと加工及び作業効率が悪くなり、多いと切断が困難となり、またアンコイラ装置の設備が大となり設備費がかさむことになる。
【００１９】
また、アンコイラ装置は、リールに巻回されたアモルファスシートの特性を調査しておいて、鉄心全体の損失特性が向上するように特性の異なるリールの配置を決めている。例えば、鉄心の内側には比較的損失特性の大きい材料を、鉄心の外側には比較的損失特性の小さい材料を配置したりしている。
【００２０】
１５枚合一したアモルファスシート材は、一枚毎に分離する分離装置８を通過させる。分離装置８はローラが複数個縦に並んだもので、このローラにアモルファイシートを１枚ずつ挟んで送り、くっついているシート材を１枚ずつ剥がしている。このようにシート材を１枚ずつ剥がすことによって幅方向に整列するときに容易に整列し易い。また、この分離装置８は、アンコイラ装置の後に設けているがこの箇所でなくても切断装置の後でも良い。
【００２１】
分離装置８を通過したシート材７は、切断装置へ送り出す。
２は、アモルファスシート材を押さえ、送り出し、切断する機能を備えた切断一体装置で、１０は切断装置である。１１は制御装置で、アンコイラ装置１のリールの回転の制御、切断装置に送るシート材の送り量、切断するモータの制御、切断したシート材をクランプシリンダで引っ張るタイミングなどのコントロールを行っている。
【００２２】
切断一体装置２の切断装置１０で切断されたシート材は、次のシート材計量部３に送られる。シート材計量部３は、アモルファス変圧器の一個分の鉄心が積み上げられ、重量が計測する。
【００２３】
シート材計量部３において、１２，１４は切断時等で整列されていないアモルファスシート材を両側から垂直に押し当てて整列させる整列装置で、３個所設置している。
１３はクランプシリンダで、シート材を配置する背後に長手方向に設けられたレールの上を移動する支柱と連動して動作するように構成されている。レール上を移動、動作する支柱はリニアモータ等を用いて駆動する。
また、シート材計量部３において、切断されたシート材７をクランプシリンダ１３により引っ張ってシート材積層体５０の上に載置するとき、積層されたシート材５０はテーブルが下降し、載置するように構成している。
【００２４】
図２は切断装置１０を示し、図２（ａ）は切断装置の正面図を示し、図２（ｂ）はその側面図を示す。
図２において、切断装置１０は、１個のモータで、切断刃の上刃を斜めに設置し下刃は水平に設置固定し、回転運動を直線運動に変換して上刃を両サイドから上下に駆動する機構を備えている。
３６は、モータなどの駆動系を設置固定する固定板で、１５は固定板３６に固定したサーボモータ、１７はベルトで、１６はベルト１７を掛け、モータ１５の回転駆動を伝達するプーリ、１８はプーリ１６の対向した側に設けたプーリで、シャフト１９により連結され、２つのプーリは同じ回転をしている。
【００２５】
２０，２１は偏芯カムで、すなわち回転体を中心からずらして回転させるカムである。この偏芯カム２０，２１が回転すると、連結棒２２，２３は上下方向に同時に駆動する。連結棒２２，２３を同じに上下に駆動させるために両サイドの偏芯カム２０，２１は同じ配置にする。また、連結棒２２，２３には、それぞれ連結リング２４，２５が接続されている。上刃３０は上刃固定板３１に固定し、上刃固定板３１は可動できる可動ベース４１に固定する。そして、連結リング２４，２５は、可動ベース４１の左右端の中央部より突出した突起軸６０，６１に係合している。この構成により連結棒２２，２３が上下すると、可動ベース４１が上下し、上刃固定板３１及び上刃３０が上下に駆動する。
ここで、上刃３０は図２（ａ）に示すように左側が下方となるように斜めに設置し固定する。この方向は逆にしても良く、効果は同じである。
下刃３２は、上刃３０の下側に水平方向に設置し、下刃固定板３３に固定する。そして、上記の回転駆動系や切断刃はベース２８の上部に載置する。
【００２６】
上記したような切断刃の構成により、アモルファスシート材７は上刃３０が接触する箇所から切り離されていき、上刃３０が全て下刃３２に達したとき切断完了となる。すなわち、この切断方法は鋏で切断するときと同じ原理で、プレスなどの刃全体を高圧力を掛けて切断するのとは異なり、片側から切断する方法のため切断のエネルギーを小さくできる。従って省エネになる。
【００２７】
図２（ｂ）において、２６はアモルファスシート材７を押さえる押さえ機構部である。押さえ機構部２６は、シート材送り出し機構部２７によりアンコイラ側から切断装置側に移動するように構成する。すなわち、シート材押さえ機構部が２６‘の位置にあった点からシート材送り出し機構部２７により２６の切断装置側の位置に移動した図を示している。
また、ここでは、アモルファスシート材を押さえる押さえ機構部２６、シート材送り出し機構部２７及びシート材の切断装置を一体にした装置を切断装置１０としている。
【００２８】
次にシート材７を切断している状態を図３に示す。
図３は、上刃３０が下刃３２と重なり、シート材７を切断している途中の状態の図である。上記の通り、上刃３０を斜めに設置、固定しているため上刃３０がシート材７に接触する部分からすなわち片側から切断されていき、上刃３０が全て下刃３２と重なったとき切断完了となる。そして、上刃３０は上方へ引き上げられる。
【００２９】
次に切断刃を交換する場合を、図４及び図５の切断装置１０の外観を示す斜視図で説明する。
図４において、切断装置１０は、ベース２８の上に設置され、アモルファスシート材７は、ベース２８の上部の端部に設けられたローラ９の上を流れ、水平方向に切断装置へ送られる。モータ１５、回転するプーリ１６及び偏芯カム２１等の回転系は、固定板３６に固定している。そしてこの固定板３６の下側にダイセット３４を設置し、ダイセット３４内に上刃３０、上刃固定板３１、下刃３２、下刃固定板３３など切断刃を設置している。また、図４において、連結棒２２，２３には、それぞれ連結リング２４，２５が接続され、連結リング２４，２５はそれぞれ突起軸６０，６１に係合され、この突起軸６１は直線孔５１を上下移動する。
また、図４において、シート材７の上刃３０の下方に切断跡を付しているが、これは切断している状態を分かりやすく示すために、上刃３０を上方に配置した図としている。
【００３０】
図５は、シート材７の切断刃を交換するときの状態を示す。切断刃の交換は、ダイセット３４の上部の回転系を固定した固定板３６とダイセット３４とを切り離し、ローラコンベア２９をベース２８の上部に水平となるように組立てて設置し、切断刃を収納したダイセット３４をローラコンベア２９の上を滑らせて、作業し易い状態にして行う。また、ダイセット３４を固定板３６と切り離す際は、連結棒２２，２３の先端の連結リング２４，２５を突起軸６０，６１より外して、切り離し作業を行う。
ダイセット３４は、シート材押さえ機構部２６やシート材送り出し機構部２７とも分離する構成にしている。
引き出されたダイセット３４は、全体のケースを外し、切断刃の上刃及び下刃のボルトを外し、交換等を行う。
切断刃の交換等が終了したらダイセットのケースで切断刃を覆い、カバーが終了したらモータ等の固定板３６の下方に戻し、ローラコンベア２９をベース２８から取り外し、連結棒２２，２３の先端の連結リング２４，２５を突起軸６０，６１に嵌めてセットする。
図５において、シート材が記されているが、ダイセット３４を切り離すときと元に戻すときは、シート材７は外して作業する。
【００３１】
次に、切断刃について図６〜図９を用いて説明する。
【００３２】
図６は、切断刃の部分の外観を示す部分斜視図である。
図６において、上刃３０と下刃３２の間にシート材７を通し、シート材７は、クランププッシュ１３により把持した状態で引っ張り、指定した切断長で停止させ切断する。
シート材７は、３連１段のアンコイラ装置から供給され、１つのリールが５枚重ねであるため切断時の枚数は１５枚である。
また、上刃３０は斜めに傾斜して上刃固定板３１にボルト４４で外側より固定する。
下刃３２は、水平方向に下刃固定板３３にボルト４５で固定する。下刃固定板３３はコ字形形状をしており、このコ字型形状の内側に上刃３０の固定方向とは逆方向に外側より下刃３２を固定する。そして下刃固定板３３は固定ベース４２に固定する。
アモルファスシート材７の枚数が１５枚でも切断を繰り返していると、上刃３０と下刃３２は摩耗してくる。摩耗した刃は固定板から取り外して研磨して再度取り付けて使用する。研磨を何度も繰り返し使用すると、切断刃自体の厚みが薄くなっていく。薄くなると、切断刃の取り付けによってクリアランスの問題が生じてくる。
【００３３】
また、図６において、切断刃である上刃及び下刃は、超硬合金で直方体形状を成している。そのため刃として使用できる箇所は直方体の長辺の４辺である。従って、刃を固定板より外して研磨して使用する前に、刃の４辺を使用し終わって、そのあと研磨して使用した方が製造コストは抑えられる。
【００３４】
図７は、従来の切断刃の固定方法を示す。
図７において、３０‘は上刃、３１’は上刃固定板で、上刃３０‘をボルト４４’で内側から上刃固定板３１‘に固定している。３２’は下刃、３３‘は下刃固定板で、下刃３２’はボルト４４‘で下刃固定板３２’に内側から固定している。すなわち、上刃３０‘と下刃３２’はそれぞれ固定板３１‘、３３’に内側より固定している。
４３‘は下刃３２’の上下方向の位置を調整する調整ネジである。
【００３５】
図７のように、従来の取り付け方法は、上刃及び下刃を何回も研磨を行い、薄くなった上刃及び下刃を使用すると、設置した後の上刃と下刃のクリアランスが段々大きくなる傾向になる。従って、シート材の切れが悪くなっていく。
【００３６】
図８は、本発明の切断刃の取り付け方法を示す。
図８において、上刃３０は上刃固定板３１に上刃３０が嵌る切り欠き部を設け、この切り欠き部に上刃３０を当て、ボルト４４で外側より固定する。下刃３２は、下刃固定板３３にボルト４５で上刃３０と取り付け方向と逆方向で外側より固定する。下刃固定板３３は、コ字形形状を形成しコ字形形状の内側に下刃３２を固定した状態で、固定ベース４２に固定する。
このような上刃３０と下刃３２の取り付け方法により、上刃と下刃のクリアランスＧを切断に最適な所定の寸法に設定することができる。
【００３７】
次に、切断刃の上刃３０と下刃３２が研磨され、薄くなった場合の固定方法について図９を用いて説明する。
図９は、図８と同じ構成で、異なるのは上刃３０と下刃３２の厚みが減少した場合の取り付けを示している。図８と同じように、上刃３０は上刃固定板３１の切欠き部にボルト４４で外側より刃を下に向け固定する。下刃３２はコ字形形状の内側に刃を上に向けて、上刃の取り付けと逆方向でボルト４５により固定する。
また、上刃３０と下刃３２は、何度も研磨された刃であるため最初の研磨される以前の刃と比較すると、厚みが薄くなっている。このような厚みが薄くなった上刃３０と下刃３２を取り付け固定した場合、上刃３０と下刃３２のクリアランスＧは、図８の構成すなわち研磨前の構成と同じになる。すなわち、研磨後の上刃３０、下刃３２を使用してもクリアランスは変わらないという効果を有している。
【００３８】
図１０は、シート材７が切断刃により切断されていく過程を示した切断刃近傍の図である。
図１０（ａ）はシート材の切断前の状態と示し、図１０（ｂ）は切断中の状態を示し、図１０（ｃ）は切断後の状態を示している。
図１０（ａ）において、上刃３０は、上刃固定板３１の切り欠き部にボルト４４により外側より固定する。上刃固定板３１は、可動ベース４１に固定する。可動ベース４１の下方には、シャフト５７を介してシート材７を押さえる押さえ板５５を設けている。シャフト５７はシャフトの周りに圧縮バネを配置した構成にしている。
下刃３２は、下刃固定板３３に上刃３０の固定方向とは逆方向で外側からボルト４４で固定する。そして、下刃固定板３３は固定ベース４２に固定し、固定ベース４２の上部には可動ベース４１の押さえ板５５と対向する位置に、シート材受け板５６を設ける。
調整ネジ４３は、下刃３２を上下方向に移動でき調整することが可能である。
この切断装置において、所定の切断長が決まると、シート材をクランプシリンダ１３は引っ張るのを止める。そして、サーボモータ１５が回転し、回転運動が偏芯カムにより上下する直進運動に変換され、可動ベース４１がシート材７を押さえる方向に駆動し、シート材押さえ板５５とシート材受け板５６とで挟み固定する。
図１０（ｂ）は、シート材押さえ板５５とシート材受け板５６とで挟んで固定したシート材７を上刃３０が下降し切断している状態の図で、上刃３０を斜めに傾斜して取り付けているので、上刃３０が全て下刃３２の方向に下降してシート材７の切断が完了する。
図１０（ｃ）は、シート材７の切断を完了し可動ベース４１が上昇し、同時に上刃３０及びシート材押さえ板５５が上昇し、シート材７が固定された状態から解放された状態を示している。この状態により切断された所定の寸法のシート材は、クランプシリンダ１３により把持されて、シート材計量装置へ引っ張られ、積層載置される。
【符号の説明】
【００３９】
１‥アンコイラ装置、    ２‥シート材固定・送り出し・切断装置
３‥シート材計量装置    ４、５，６‥プーリ    ７‥アモルファスシート
８‥シート材分離装置    ９‥ローラ      １０‥切断装置
１１‥制御装置          １２‥アモルファスシート整列装置
１３‥クランプシリンダ      １４‥アモルファスシート整列装置
１５‥サーボモータ      １６‥プーリ      １７‥ベルト
１８‥プーリ            ２０，２１‥偏芯カム        ２２，２３‥連結棒
２４，２５‥連結リング        ２６，２６‘‥シート材押さえ機構部
２７‥シート材送り出し機構部
２８‥切断装置ベース
２９‥ローラ
３０‥上刃      ３１‥上刃固定板
３２‥下刃      ３３‥下刃固定板
３４‥ダイセット        ３６‥モータ及び回転軸固定板
４０‥クランプシリンダ
４１‥可動ベース      ４２‥固定ベース        ４３‥調整ネジ
４４‥上刃固定用ボルト        ４５‥下刃固定用ボルト
５０‥シート材積層体          ５１‥直線孔
５５‥シート材押さえ板        ５６‥シート材受け板      ５７‥シャフト
６０，６１‥突起軸。
【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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