(57)【要約】【課題】刈込機の振動を抑制し刈込機の作業性を向上する。【解決手段】刈込機１０は直線往復動するブレードにより作業対象物を剪定するために使用される。刈込機本体１１には、ブレード１７が前側部から突出して設けられ、ブレード１７を駆動する駆動源が設けられている。駆動源により駆動される駆動歯車２９の回転運動は、動力伝達機構２６によりブレード１７の直線往復動に変換される。ブレード１７の往復動により発生するブレード慣性力は、動力伝達機構２６により回転駆動されるカウンタウエイトとしてのカウンタ歯車４４，４５による相殺慣性力により消去される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線往復動するブレードにより作業対象物を剪定する刈込機であって、
前記ブレードが前側部から突出して設けられ、前記ブレードを駆動する駆動源が設けられた刈込機本体と、
前記駆動源により駆動される駆動軸の回転運動を前記ブレードの直線往復動に変換する動力伝達機構と、
前記動力伝達機構により回転駆動され、前記ブレードの往復動により発生するブレード慣性力を相殺する相殺慣性力を前記動力伝達機構に付加するカウンタウエイトとを有することを特徴とする刈込機。
【請求項２】
前記動力伝達機構は、前記駆動軸により回転駆動されそれぞれ回転中心から偏心した第１と第２の偏心カムが設けられたカム歯車と、一端部が第１のブレードに連結され他端部が前記第１の偏心カムに連結される第１の揺動レバーと、一端部が第２のブレードに連結され他端部が前記第２の偏心カムに連結される第２の揺動レバーとを有することを特徴とする請求項１記載の刈込機。
【請求項３】
前記カウンタウエイトの回転速度は前記カム歯車の回転速度の２倍であり、前記ブレード慣性力の２分の１の周期で前記相殺慣性力を発生させることを特徴とする請求項１または２記載の刈込機。
【請求項４】
前記カウンタウエイトは、回転中心から偏心した位置に重心を有し前記動力伝達機構により回転駆動されるカウンタ歯車であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の刈込機。
【請求項５】
前記カウンタ歯車は前記ブレードの基端部の両側に対応させて２つ設けられ、２つの前記カウンタ歯車を相互に噛み合わせて両方の前記カウンタ歯車により前記相殺慣性力を発生させることを特徴とする請求項４記載の刈込機。
【請求項６】
前記カウンタウエイトは、前記動力伝達機構が組み込まれるギヤ室を形成するギヤケース内に設けられることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の刈込機。
【請求項７】
前記動力伝達機構が組み込まれギヤ室を形成するギヤケースに、それぞれ前記ギヤ室に開口する流入口と流出口を有する循環ダクトを前記刈込機本体の内方に向けて迫り出させて設け、前記カウンタ歯車が設けられたカウンタ軸に、前記ギヤ室内の潤滑油を前記流入口に供給するポンプ部材を設けることを特徴とする請求項５または６記載の刈込機。
【請求項８】
前記ポンプ部材は、前記カウンタ軸に径方向外方に突出してスクリュー形状に設けられた螺旋羽根であることを特徴とする請求項７記載の刈込機。
【請求項９】
前記流入口は前記カウンタ歯車の内面に向けて開口し、前記流出口は前記カム歯車の内面に向けて開口し、前記循環ダクト内に供給された潤滑油を前記カム歯車に向けて吐出することを特徴とする請求項７または８記載の刈込機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植え込みや生垣の枝葉等の樹木を作業対象物としてこれの剪定作業に使用する刈込機に関する。
【背景技術】
【０００２】
植え込みや生垣の枝葉等の樹木を作業対象物としてこれを剪定作業するために、ヘッジトリマとも言われる刈込機が使用される。刈込機は動力源としての電動モータやエンジンが組み込まれた刈込機本体を有し、この刈込機本体には一対となった２つのブレードが直線往復動自在に刈込機本体の前端部から突出して装着されている。それぞれのブレードは両側に長手方向に一定の間隔を隔てて切刃が突設された棒状の板材により形成され、駆動源により相互に逆方向に往復動される。
【０００３】
刈込機本体には、駆動源により回転駆動される駆動軸の回転運動をそれぞれのブレードの往復運動に変換して伝達するための動力変換機構つまり動力伝達機構が設けられている。動力伝達機構は、特許文献１に記載されるように、カム歯車にその回転中心から偏心して設けられる偏心カムと、ブレードの基端部に設けられた連結ピンとを連結する揺動レバーを有し、それぞれのブレードは揺動レバーにより偏心カムに連結されている。動力伝達機構は刈込機本体に設けられたギヤケース内に組み込まれ、ギヤケースに取り付けられるカバーにより覆われている。
【０００４】
作業者が刈込機により剪定作業を行う際には、刈込機本体の前端部に設けられた前ハンドルを一方の手で把持し、刈込機の後端部に設けられた後ハンドルを他方の手で把持して刈込機を持ち上げることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開平４−３３５０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
駆動源によりブレードを直線往復動すると、ブレードの往復運動によって発生する慣性力により振動が刈込機本体に伝達される。刈込機本体に伝達される振動は、作業者の両手にも伝わるので、作業者の負担ともなっており、作業者による剪定作業性が低下することになる。このような振動を抑制するために、刈込機本体内やハンドルの部分に、ばねやゴム等の弾性体からなる防振装置を設けることがある。しかし、防振装置を設けると刈込機を複雑化するのみならず刈込機の大型化が避けられず、剪定作業性を低下させることになる。
【０００７】
動力伝達機構の摺動部や噛み合い部を潤滑して刈込機の寿命や耐久性を高めるために、刈込機本体のギヤケースには潤滑油としてグリスが注入される。グリスは定期的なメンテナンス時に補充する必要があり、グリスの充填に際して適量を超えてグリスが注入された場合にはギヤケースからグリスが漏出し、作業対象物にグリスが飛散し、作業性が低下することがある。
【０００８】
本発明の目的は、刈込機の振動を抑制するとともに作業性を向上することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の刈込機は、直線往復動するブレードにより作業対象物を剪定する刈込機であって、前記ブレードが前側部から突出して設けられ、前記ブレードを駆動する駆動源が設けられた刈込機本体と、前記駆動源により駆動される駆動軸の回転運動を前記ブレードの直線往復動に変換する動力伝達機構と、前記動力伝達機構により回転駆動され、前記ブレードの往復動により発生するブレード慣性力を相殺する相殺慣性力を前記動力伝達機構に付加するカウンタウエイトとを有することを特徴とする。
【００１０】
本発明の刈込機は、前記動力伝達機構は、前記駆動軸により回転駆動されそれぞれ回転中心から偏心した第１と第２の偏心カムが設けられたカム歯車と、一端部が第１のブレードに連結され他端部が前記第１の偏心カムに連結される第１の揺動レバーと、一端部が第２のブレードに連結され他端部が前記第２の偏心カムに連結される第２の揺動レバーとを有することを特徴とする。本発明の刈込機においては、前記カウンタウエイトの回転速度は前記カム歯車の回転速度の２倍であり、前記ブレード慣性力の２分の１の周期で前記相殺慣性力を発生させることを特徴とする。本発明の刈込機は、前記カウンタウエイトは、回転中心から偏心した位置に重心を有し前記動力伝達機構により回転駆動されるカウンタ歯車であることを特徴とする。本発明の刈込機は、前記カウンタ歯車は前記ブレードの基端部の両側に対応させて２つ設けられ、２つの前記カウンタ歯車を相互に噛み合わせて両方の前記カウンタ歯車により前記相殺慣性力を発生させることを特徴とする。本発明の刈込機においては、前記カウンタウエイトは、前記動力伝達機構が組み込まれるギヤ室を形成するギヤケース内に設けられることを特徴とする。
【００１１】
本発明の刈込機は、前記動力伝達機構が組み込まれギヤ室を形成するギヤケースに、それぞれ前記ギヤ室に開口する流入口と流出口を有する循環ダクトを前記刈込機本体の内方に向けて迫り出させて設け、前記カウンタ歯車が設けられたカウンタ軸に、前記ギヤ室内の潤滑油を前記流入口に供給するポンプ部材を設けることを特徴とする。本発明の刈込機は、前記ポンプ部材は、前記カウンタ軸に径方向外方に突出してスクリュー形状に設けられた螺旋羽根であることを特徴とする。本発明の刈込機は、前記流入口は前記カウンタ歯車の内面に向けて開口し、前記流出口は前記カム歯車の内面に向けて開口し、前記循環ダクト内に供給された潤滑油を前記カム歯車に向けて吐出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
この刈込機においては、ブレードの往復動により発生するブレード慣性力がカウンタウエイトにより発生する相殺慣性力により相殺されるので、ブレード慣性力が低減され、ブレード慣性力に起因した振動が刈込機本体には加わることがない。これにより、刈込機を持ち上げて剪定作業を行う作業者に振動が加わらず、剪定作業性を向上させることができる。刈込機本体に防振装置を設けることが不要となるので、刈込機の構造の複雑化のみならず大型化が避けられるので、刈込機の剪定作業性を向上させることができる。
【００１３】
ギヤケース内に潤滑油として充填されたグリスが流入する循環ダクトが設けられているので、ギヤケースに過度に潤滑油が充填されても潤滑油が循環ダクトに入り込み、外部に潤滑油が漏出することが防止されるとともに、ギヤケース内に組み込まれた動力伝達機構を構成する部材に確実に潤滑油を供給することができる。これにより、刈込機の振動を抑制しつつ刈込機の耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施の形態である刈込機を示す正面図である。
【図２】図１に示されたギヤケースの部分を示す拡大断面図である。
【図３】ギヤカバーが取り除かれた状態における図２の底面図である。
【図４】ギヤケースのうちカウンタ歯車とグリス通路を示す断面図である。
【図５】カウンタ歯車を示す一部切欠き正面図である。
【図６】刈込機作動時におけるブレード慣性力とカウンタ歯車の相殺慣性力の変化を示す特性線図である。
【図７】従来の刈込機を示す正面図である。
【図８】図７に示されたギヤケースの部分を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１に示す刈込機１０は、エンジンが組み込まれるケースからなる刈込機本体１１を有している。刈込機本体１１の前側部には前ハンドル１２が設けられ、後側部には後ハンドル１３が設けられており、作業者は一方の手で前ハンドル１２を把持し、他方の手で後ハンドル１３を把持して刈込機１０を持ち上げて剪定作業を行う。
【００１６】
刈込機本体１１には図２に示されるようにガイドバー１４がねじ部材１５により固定されており、ガイドバー１４は刈込機本体１１の前側部から前方に突出している。ガイドバー１４には２つのブレード１６，１７が直線方向に往復動自在に装着されており、図２において上側のブレード１６はガイドバー１４に摺動自在に接触し、下側のブレード１７は上側のブレード１６に摺動自在に接触している。刈込機本体１１の前側部から前方に突出するそれぞれのブレード１６，１７は棒状の板材により形成され、両側にはブレード１６，１７の長手方向に一定の間隔を隔てて切刃が設けられている。
【００１７】
図２に示されるように、刈込機本体１１の底部にはギヤケース２１が設けられており、ギヤケース２１には駆動軸２２が回転自在に装着されている。この駆動軸２２はエンジン２３のクランク軸２４に遠心クラッチ２５を介して連結されており、クランク軸２４の回転数が高まると遠心クラッチ２５が開放され、クランク軸２４の回転動力が駆動軸２２に伝達される。
【００１８】
ギヤケース２１内には駆動軸２２の回転運動をブレード１６，１７の直線往復運動に変換して伝達するための動力伝達機構２６が設けられている。動力伝達機構２６はギヤケース２１に固定される支持軸２７に回転自在に装着されるカム歯車２８を有し、このカム歯車２８は駆動軸２２の先端部に設けられた駆動歯車２９に噛み合っている。カム歯車２８の外径は駆動歯車２９よりも大きく設定されており、両方の歯車対によって駆動軸２２の回転は減速されてカム歯車２８に伝達される。
【００１９】
カム歯車２８の内外両側面にはカム歯車２８の回転中心からそれぞれ偏心させて円形の偏心カム３１，３２が設けられている。内側の偏心カム３１と外側の偏心カム３２は、図３に示されるように、カム歯車２８の回転方向にほぼ１８０度位相がずれている。ブレード１６の基端部には刈込機本体１１の内側に突出して連結ピン３３が設けられ、ブレード１７の基端部には外側に突出して連結ピン３４が設けられている。連結ピン３３には揺動レバー３５の一端部が揺動自在に連結され、揺動レバー３５の他端部に形成された嵌合孔には偏心カム３１が回転自在に嵌合されている。連結ピン３４には揺動レバー３６の一端部が揺動自在に連結され、揺動レバー３６の他端部に形成された嵌合孔には偏心カム３２が回転自在に嵌合されている。したがって、駆動軸２２が回転駆動されると、カム歯車２８の回転運動が揺動レバー３５，３６によりブレード１６，１７の直線往復運動に変換される。両方の偏心カム３１，３２の中心は支持軸２７の中心に対して円周方向にほぼ１８０度位相がずれているので、図３に示されるように、両方の偏心カム３１，３２の中心がブレード１６，１７の長手方向に対して直角の線上に位置する状態のもとで、カム歯車２８が矢印で示されるように、図３において時計方向に回転駆動されると、ブレード１６は後退する方向に駆動され、ブレード１７は前進する方向に駆動される。このように、両方のブレード１７，１６は相互に逆方向に直線駆動される。
【００２０】
ギヤケース２１には仕切り板３７が動力伝達機構２６の外側に位置させて取り付けられ、仕切り板３７を覆うようにしてギヤケース２１にはケースカバー３８がボルト３９により取り付けられている。ギヤケース２１と仕切り板３７とにより上側のギヤ室４１が形成され、仕切り板３７とケースカバー３８とにより下側のギヤ室４２が形成されている。仕切り板３７を取り除いた形態においては、両方のギヤ室は１つのギヤ室となる。
【００２１】
カム歯車２８には図３に示されるようにアイドル歯車４３が噛み合っている。このアイドル歯車４３が設けられたアイドル軸４３ａの一端部はケースカバー３８に回転自在に支持され、他端部はギヤケース２１に回転自在に支持されており、アイドル歯車４３は仕切り板３７を貫通している。アイドル歯車４３には、図３に示されるように、第１のカウンタ歯車４４が噛み合い、第１のカウンタ歯車４４には第２のカウンタ歯車４５が噛み合っており、両方のカウンタ歯車４４，４５はカム歯車２８により回転駆動される。両方のカウンタ歯車４４，４５は、ブレード１６，１７の両側に対応して図２における下側のギヤ室４２内に配置されており、それぞれのカウンタ歯車４４，４５のカウンタ軸４４ａ，４５ａの一端部はケースカバー３８に回転自在に支持され、他端部はギヤケースに回転自在に支持されている。両方のカウンタ歯車４４，４５のピッチ円の直径は同一であり、カウンタ歯車４４，４５はカム歯車２８の２倍の速度で駆動歯車２９により回転駆動される。
【００２２】
それぞれのカウンタ歯車４４，４５には肉抜き孔４６が設けられている。これにより、それぞれのカウンタ歯車４４，４５の重心位置は回転中心から径方向に偏心しており、それぞれのカウンタ歯車４４，４５は釣り合い重りつまりカウンタウエイトとしての回転体となっている。両方のカウンタ歯車４４，４５は噛み合っているので、回転方向は、図３において矢印で示すように、逆方向となっており、それぞれの重心位置は回転に伴って移動する。
【００２３】
図６はカム歯車２８が回転駆動されたときにおけるブレード１６，１７の慣性力とカウンタ歯車４４，４５の慣性力の変化を示す慣性力特性図である。スライダクランク機構においては揺動レバー３５、３６がブレード１６、１７を往復運動させるため、カム歯車２８の回転速度が一定速度であっても往路と復路ではブレード１６、１７に働く慣性力が異なる。そのため１８０度位相がずれた２物体が往復運動する場合でも慣性力を相殺させることができない。図６において、細線Ａはカム歯車２８の回転に伴って一方のブレード１６が往復動したときにおけるブレード慣性力の変化を示し、破線Ｂは他方のブレード１７の往復動によるブレード慣性力の変化を示す。両方のブレード１６，１７は相互に逆方向に駆動されるので、前方に向けて突出する方向のブレード慣性力を正方向とすると、後退する方向のブレード慣性力は負方向となる。両方のブレード１６，１７の移動方向が逆であっても、両方のブレード１６，１７による往復動方向のブレード慣性力は完全に相殺されることなく、一部が相殺されるのみであり、両方のブレード慣性力の合成慣性力は、太線Ｃで示されるように、カム歯車２８の回転周期の２分の１の周期となって刈込機本体１１に伝達される。
【００２４】
そこで、カム歯車２８の２倍の回転速度でカウンタ歯車４４，４５を同期回転させるとともに、カウンタ歯車４４，４５の重心を合成慣性力の発生位相に対してこれを相殺させる位置に設定した。これにより、二点鎖線Ｄで示されるようにカウンタ歯車による相殺慣性力を合成慣性力の逆位相で発生させることができ、合成慣性力を相殺慣性力により打ち消すことができ、ブレード１６，１７から刈込機本体１１に伝達される振動を大幅に減少させることができる。
【００２５】
図３に示されるように、カウンタ歯車４４，４５に肉抜き孔４６を形成することによりカウンタ歯車４４，４５の重心位置を回転中心から偏心させるようにしているが、回転体としてのそれぞれのカウンタ歯車４４，４５に重りを付加することにより重心位置を調整するようにしても良い。ブレード１６，１７の慣性力はこれの移動方向であるブレードの長手方向に発生し、偏心荷重を有するカウンタ歯車４４，４５の回転によって発生する慣性力のうちブレード慣性力を相殺する方向の慣性力は偏心荷重により設定される。相殺慣性力を発生させるために、カウンタウエイトとして１つのカウンタ歯車のみとする形態においては、ブレード１６，１７の幅方向にも慣性力が発生するが、図示するようにブレード１６，１７の基端部の両側にカウンタ歯車４４，４５を配置することにより、幅方向の慣性力が相互に相殺されることになる。
【００２６】
図３および図４に示されるように、ギヤケース２１には刈込機本体１１の内方に迫り出させて循環ダクト４７，４８が設けられている。一方の循環ダクト４７はカウンタ歯車４４の内面に開口する流入口４７ａと、カム歯車２８の内面に開口する流出口４７ｂを有している。他方の循環ダクト４８はカウンタ歯車４５の内面に開口する流入口４８ａと、カム歯車２８の内面に開口する流出口４８ｂとを有している。それぞれの循環ダクト４７，４８の内部には潤滑油としてのグリスが循環する循環通路が形成されている。グリスはそれぞれのギヤ室４１，４２の内部に注入される。仕切り板３７の外側のギヤ室４２は、通常の作業姿勢で刈込機１０が使用されるときにはギヤ室４１よりも下側となっている。このため、下側のギヤ室４２には仕切り板３７に設けられた図示しない隙間を介して自重によりグリスが入り込むことになる。仕切り板３７を設けない形態においては、２つのギヤ室４１，４２が一体となった形状のギヤ室内にグリスが注入される。
【００２７】
カウンタ歯車４４，４５のカウンタ軸４４ａ，４５ａには、図４および図５に示されるように、両方のギヤ室４１，４２の部分に対応させてスクリュー形状の螺旋羽根４９がポンプ部材として設けられている。カウンタ軸４４ａの上端部を支持する軸受部には流入口４７ａに連通する連通口５１が形成され、カウンタ軸４５ａの上端部を支持する軸受部には流入口４８ａに連通する連通口５２が形成されており、ギヤ室４２内のグリスは螺旋羽根４９のポンプ作用により循環ダクト４７，４８の循環通路に供給される。循環通路内に供給されたグリスはギヤ室４１内に流出する。
【００２８】
ギヤ室４１内のグリスがブレード１７の外面に付着して外部に漏出するのを防止するために、ギヤ室４１の先端部内にはブレード１７に接触するシール材５３が設けられており、このシール材５３はフェルトにより形成されている。ギヤ室４２内に注入されたグリスは、カウンタ軸４４ａ，４５ａの回転に伴って螺旋羽根４９のポンプ作用により循環ダクト４７，４８内の循環流路内に移送される。これにより、ギヤ室４１，４２内へのグリスの補充が過多となっても、緩衝空間としての循環流路内にグリスが移送されるので、ギヤケース２１に設けられたギヤ室４１，４２内からのグリスの漏出を防止できる。
【００２９】
緩衝空間ないし貯溜空間としての循環流路内に供給されたグリスは、カウンタ歯車４４，４５に設けられた螺旋羽根４９により循環流路に供給され、ギヤ室４１，４２内にはグリスの循環流が形成されるので、カム歯車２８の内面にグリスが供給される。したがって、動力伝達機構２６を構成するそれぞれの部材の摺動面や噛み合い面に確実にグリスが充填される。これにより、動力伝達機構２６の損耗を長期間に渡って防ぐことができるとともに、カウンタ歯車４４，４５による振動発生を防止しつつ刈込機１０の耐久性を向上させることができる。
【００３０】
図７は比較例としての従来の刈込機を示す正面図であり、図８は図７に示されたギヤケースの部分を示す拡大断面図である。これらの図においては、上述した刈込機１０における部材と共通する部材には同一の符号が付されている。
【００３１】
図示するように、動力伝達機構２６によってブレード１６，１７を直線往復動すると、ブレード１６，１７が逆方向に駆動されることから、それぞれのブレード１６，１７によって発生するブレード慣性力の一部が相殺されるが、全てのブレード慣性力を相殺することができず、部分的な除去に限られている。これに対し、上述した刈込機においては、ブレード慣性力がカウンタウエイトにより発生する慣性力により相殺されるので、ブレード慣性力に起因した振動が刈込機本体１１に伝達されることが防止される。
【００３２】
動力伝達機構２６はギヤケース２１内に組み込まれており、ギヤ室４１内には潤滑油としてグリスが充填されるが、過度にグリスが充填されると、シール材５３とブレード１７との間からグリスが漏出することになるが、上述した刈込機においては、ギヤケース２１に刈込機本体１１の内部に迫り出して循環ダクトが設けられているので、過度にグリスがギヤ室内に注入されても、グリスが外部に漏出することを防止することができる。
【００３３】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、刈込機１０の駆動源としては、エンジンに限られず、電動モータを駆動源とする刈込機にも本発明を適用することができる。また、カウンタ歯車４４，４５はカム歯車２８からアイドル歯車４３を介して駆動するよう構成したがベルト等により駆動しても良い。
【符号の説明】
【００３４】
１０…刈込機、１１…刈込機本体、１２…前ハンドル、１３…後ハンドル、１４…ガイドバー、１５…ねじ部材、１６…ブレード、２１…ギヤケース、２２…駆動軸、２３…エンジン、２４…クランク軸、２５…遠心クラッチ、２６…動力伝達機構、２７…支持軸、２８…カム歯車、２９…駆動歯車、３１…偏心カム、３２…偏心カム、３３，３４…連結ピン、３５，３６…揺動レバー、３７…仕切り板、３８…ケースカバー、３９…ボルト、４１，４２…ギヤ室、４３…アイドル歯車、４４，４５…カウンタ歯車、４４ａ，４５ａ…カウンタ軸、４６…肉抜き孔、４７，４８…循環ダクト、４７ａ，４８ａ…流入口、４７ｂ，４８ｂ…流出口、４９…螺旋羽根、５１，５２…連通口、５３…シール材。
【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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