(57)【要約】【課題】気密性の高い遮断機能をそなえるとともに、小さい力での遮断弁開放動作を行うこと。【解決手段】遮断弁１は連通部材６の側面に閉止を確実にするための気密リブ１４を形成し、連通部材６の回動と連動してダイアフラム１５を、閉止部１４に密着させる駆動機構（カム）２７，２８を構成することにより、連通部材６の閉止時の気密性を高め閉止の信頼性を高めるとともに、開放時は、ダイアフラム１５を閉止方向に付加する圧力が緩和されるように駆動機構（カム）２７，２８を構成することにより、小さい力で遮断弁１の開放動作を実現することができる。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の流入口と流出口を備えたケーシングと、
前記ケーシング内に一対の回動軸により回動可能に配置され、貫通孔を有する連通部材と、
前記連通部材に設けた閉止部と、
前記ケーシングに移動可能に設けられ、前記閉止部と当接する閉止可動部材と、
前記閉止可動部材を前記閉止部に対して閉止方向に押圧する押圧部材と、
前記閉止可動部材に一体的に取り付けられたガイドと、
駆動軸と、
前記駆動軸の回転を前記回動軸に伝達する伝達機構部と、を有し、
前記伝達機構部による前記連通部材の回転と連携して、前記閉止可動部材が前記閉止部から離間する動作において、
前記閉止可動部材を閉止方向に付加される圧力が緩和されるように前記ガイドの移動を制御する駆動機構を設けたことを特徴とする遮断弁。
【請求項２】
前記ガイドが少なくとも一対の脚部を有し、前記駆動機構は、前記閉止可動部材の移動が前記閉止可動部材の中心軸に関して非対称となるように前記ガイドの移動を制御するようにしたことを特徴とする、請求項１に記載の遮断弁。
【請求項３】
前記駆動軸が回転しても回動軸が回動しない伝達不感帯を有したことを特徴とする、請求項２に記載の遮断弁。
【請求項４】
前記閉止可動部材が形状可変な弾性体にて構成されたことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の遮断弁。
【請求項５】
前記形状可変な弾性体の受圧面積が前記閉止部のシール面積より大きい値を有することを特徴とする、請求項４に記載の遮断弁。
【請求項６】
前記駆動機構がカムにて構成されたことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の遮断弁。
【請求項７】
前記駆動機構は、前記連通部材を開閉するとき、前記閉止可動部材のみの移動に続いて、前記連通部材の回動がなされるよう前記ガイドの移動を制御するように構成されたことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の遮断弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス等の流体の遮断弁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の遮断弁として、開口部を有するボールバルブを回動して、流路の開閉を行うものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図１１は、特許文献１に記載されている従来のボールバルブ方式の遮断弁を示すものである。図１１に示すように、バルブ１００は開口部１０１を有するボール１０２を、ボール１０２に設けた軸１０３を中心として回動し、流路１０４の流れに対する開閉を行う。ボール１０２の周囲にはシートリング１０５が円環状に配置されており、シール材１０６による閉止がなされるよう、ばね１０７にて、ボール１０２の球面部１０８の方向に付勢される構成となっている。
【０００４】
また、シートリング１０５には、ばね１０７に抗してシートリング１０５を図面上、左右移動するためのカム板１０９が当接している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開昭６１−８９５５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記従来の構成では、開口部１０１を回動する場合、カム板１０９が、ばね１０７を図の右方向に移動させてシール材１０６を球面部１０８から遠ざけることにより、シール材１０６の摩擦によるボール１０２の回転を妨げることが無いようにしている。
【０００７】
このようにしてボール１０２が回動し、球面部１０８で流路１０４を閉止する場合には、カム板１０９が左方へ移動して、ばね１０７の付勢により、シール材１０６がボール１０２の球面部１０８に押圧され、流路１０４の遮断における気密を保持するよう作用する構成となっている。
【０００８】
このような構成では、バルブの球面自体がシール面を兼ねているため、必ずしも気密のための十分な性能を発揮できるものではなかった。
【０００９】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、気密部を独立して構成するとともに、その気密形成のための駆動メカニズムを構築することにより、確実な閉止性能の確保を図ることを目的とするものである。
【００１０】
また、開放時における作動負荷の低減を図ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記従来の課題を解決するために、本発明の遮断弁は、可動閉止部材の配置とあわせて、連通部材の側面に閉止を確実にするための閉止部を形成し、連通部材の回転駆動と連携して閉止可動部材を、閉止部に密着するメカニズムを構築するとともに、開放時には、閉止可動部材を閉止方向に付加する圧力が緩和されるように駆動機構を構成する。
【００１２】
これによって、遮断弁閉止時の気密性を高め、閉止の信頼性を高めたものである。また、小さい力で遮断弁の開放動作を実現することができるものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の遮断弁は、閉止可動部材の配置とあわせて、連通部材の側面に閉止を確実にするための閉止部を形成し、連通部材の回転駆動と連携して閉止可動部材を、閉止部に密着するメカニズムを構築することにより、遮断弁閉止時の気密性を高め、閉止の信頼性を高めることができる。
【００１４】
また、開放時には閉止可動部材を閉止方向に付加する圧力が緩和されるように駆動機構を構成することにより、小さい力で遮断弁の開放動作を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１における遮断弁の概略断面図
【図２】（ａ）本発明の実施の形態１における連通部材の正面図、（ｂ）（ａ）のＡ矢視図
【図３】（ａ）本発明の実施の形態１におけるダイアフラムの平面図、（ｂ）はＢＢ’断面図
【図４】（ａ）本発明の実施の形態１におけるガイドの構成を示す平面図、（ｂ）（ａ）のＣ矢視図、（ｃ）（ａ）のＤＤ’断面図
【図５】（ａ）本発明の実施の形態１におけるカム２７及びカム２８の正面図、（ｂ）（ａ）のカム２７のＥ矢視側面図及びカム２８のＧ矢視側面図
【図６】（ａ）本発明の実施の形態１における係止部の正面図、（ｂ）（ａ）のＦＦ’断面図
【図７】本発明の実施の形態１における遮断弁の閉止状態における概略断面図
【図８】（ａ）〜（ｃ）本発明の実施の形態１におけるカムと係止突起の動作説明図
【図９】本発明の実施の形態１におけるカム２８の動作説明図
【図１０】本発明の実施の形態１における遮断弁の微少開放状態における概略断面図
【図１１】従来のボールバルブの構成図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
第１の発明は流体の流入口と流出口を備えたケーシングと、前記ケーシング内に一対の回動軸により回動可能に配置され、貫通孔を有する連通部材と、前記連通部材に設けた閉止部と、前記ケーシングに移動可能に設けられ、前記閉止部と当接する閉止可動部材と、を有し、前記閉止可動部材を前記閉止部に対して閉止方向に押圧する押圧部材と、前記閉止可動部材に一体的に取り付けられたガイドと、駆動軸と、前記駆動軸の回転を前記回動軸に伝達する伝達機構部と、を有し、前記伝達機構部による前記連通部材の回転と連携して、前記閉止可動部材が前記閉止部から離間する動作において前記閉止可動部材を閉止方向に付加される圧力が緩和されるように前記ガイドの移動を制御する駆動機構を設けたことにより閉止可動部材の閉止方向に付加される圧力が緩和されるため、小さな力での開放ができる。
【００１７】
第２の発明は、特に、第１の発明の発明の前記ガイドが少なくとも一対の脚部を有し、前記駆動機構は、前記閉止可動部材の移動が前記閉止可動部材の中心軸に関して非対称となるように前記ガイドの移動を制御するようにしたことにより、ガイドに設けた一対の脚部の動きを非対称に移動することにより、簡単な構成で圧力の緩和が達成できる。
【００１８】
第３の発明は特に、第２の発明において、前記駆動軸が回転しても回動軸が回動しない伝達不感帯を有した構造に形成されたことにより、伝達不感帯により、連通部材と閉止可
動部材との独立な動きを保障することができる。
【００１９】
第４の発明は、特に、第１〜３のいずれかの１つの発明の前記閉止可動部材が形状可変な弾性体にて構成されたことにより閉止の確実性を高めることができるものである。
【００２０】
第５の発明は、特に、第４の発明の前記形状可変な弾性体の受圧面積が前記閉止部のシール面積より大きい値を有することにより閉止力を高めることができるものである。
【００２１】
第６の発明は、特に、第１〜５のいずれかの１つの発明の前記駆動機構がカムにて構成されたことにより、カムの採用によりガイドの動きをシンプルに構成することができるものである。
【００２２】
第７の発明は、特に、第１〜５のいずれかの１つの発明において、前記駆動機構は、前記連通部材を開閉するとき、前記閉止可動部材のみの移動に続いて、前記連通部材の回動がなされるよう前記ガイドの移動を制御するように構成されたことにより、連通部材の回動に先立って閉止可動部材が移動することにより、閉止から開放に至るときの連通部材の無理のない動きが実現される。
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２４】
（実施の形態１）
実施の形態１について、図１〜図１０を用いて説明する。
【００２５】
図１は、本発明の実施の形態１における遮断弁の概略断面図を示すものである。図１において１は遮断弁である。円筒型のケーシング２は、流入口３、および流出口４を有している。
【００２６】
ケーシング２の内部には、貫通孔５を有する円筒型の連通部材６が配置されている。また、連通部材６は、回動軸７ａと回動軸７ｂとを有している。回動軸７ａと回動軸７ｂとは、同軸上に配置されており、回動軸７ａはケーシング２に設けられた軸受け部（図示せず）にて、また、回動軸７ｂはケーシング２に設けられた軸受け部８ｂにて、回転可能に保持されている。
【００２７】
駆動源９は駆動軸７ｃに接続されており、ケーシング２に設けられた軸受け部８ｃにて支持されており、伝達機構部１０を介して連通部材６との連携駆動がなされるよう構成されている。
【００２８】
図２は、連通部材６の構成図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）においてＡ方向から見た側面図である。
【００２９】
図２（ａ）において，連通部材６の貫通孔５を有しない側面１１には図２（ｂ）に示すようにシート部１２が形成されている。
【００３０】
シート部１２はその上部において、円柱状の窪み１３を有している。また、窪み１３の上部外周には気密リブ１４（閉止部）が形成されている。
【００３１】
図１において、連通部材６の上部には、ダイアフラム（閉止可動部材）１５が、ケーシング２に固定して取り付けられている。ダイアフラム１５はケーシング２に設けられた凹部１６に配置されたスプリング（押圧部材）１７により、下方に付勢されている。また、
このダイアフラム１５は、下部に気密部１８を有するとともに、ガイド１９が取り付けられている。
【００３２】
図３にダイアフラム１５の構成図を示す。（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢＢ’断面図である。
【００３３】
ダイアフラムは形状可変な弾性体により形成されており、図３（ａ）に示すように、ダイアフラム１５は円環状の形状をしている。また、図３（ｂ）に示すように、ガイド１９を保持するための保持部２０が円周上に形成されている。
【００３４】
図４は、ガイド１９の構成図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ方向から見た側面図、（ｃ）は（ａ）のＤＤ’断面図である。
【００３５】
図４（ａ）に示すように、ガイド１９は平板状の円環部２１に一対の脚部２２，２３を有した構成となっている。
【００３６】
図４（ｃ）に示すように、一対の脚部２２、２３はそれぞれ先端部２４，２５を有している。また、円環部２１の内側端部２６が、ダイアフラム１５の保持部２０にて保持される構造となっている。
【００３７】
このように構成することにより、図１において、ガイド１９は、ダイアフラム１５と一体的に移動するように構成されている。
【００３８】
また、ガイド１９の脚部２２、２３は、駆動軸７ｃ、および回動軸７ｂにそれぞれ設けられたカム２７、２８に当接して、駆動軸７ｃ、および回動軸７ｂの回転に伴い、カム２７、２８の形状にしたがって上下移動を行うように形成されている。
【００３９】
図５は、カム２７、２８の構成図であり、（１）はカム２７の構成図、（２）はカム２８の構成図である。
【００４０】
また、図５（１）において（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＥ方向から見た側面図である。  また、図５（２）において（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＧ方向から見た側面図である。
【００４１】
カム２７について言えば、図５（１）（ａ）に示すように、カム２７は、駆動軸７ｃと一体に形成されている。また、図５（１）（ｂ）に示すように、本実施の形態の場合、カム２７の外周面は、駆動軸７ｃの中心からの距離ｒが反時計方向回転とともにｒ１＞ｒ２＞ｒ３となるように形成されている。ｒ３以降では、カム２７としての役割を維持する形状とはなっていない。
【００４２】
カム２８について言えば、図５（２）（ａ）に示すように、カム２８は、回動軸７ｂと一体に形成されている。また、図５（２）（ｂ）に示すように、本実施の形態の場合、カム２８の外周面は、回動軸７ｂの中心からの距離ｒが反時計方向への回転とともにｒ１＞ｒ２＝ｒ３となるように形成されている。
【００４３】
ここで、ｒ１、ｒ３はカム２７と同じ値である。ｒ３以降では、カム２８としての役割を維持する形状とはなっていない。
【００４４】
図６は、伝達機構部１０の構成図であり、（ａ）は連通部材６を含む正面図、（ｂ）は（ａ）のＦＦ’断面図である。図６（ａ）に示すように伝達機構部１０は連通部材６に一
体的に形成された回動軸７ａ、および駆動軸７ｃに一体的に形成された係止突起３０により構成されている。
【００４５】
図６（ｂ）により、もう少し詳細な説明をすると、回動軸７ａは、係止突起３０の駆動軸７ｃの周りに対する回転を制限するための扇形窪み部３１を有している。扇形窪み部３１は係止突起３０の回転を制限する壁面３２と壁面３３を有している。この場合、扇形窪み部３１は、壁面３２と壁面３３とにより係止突起３０の９０°回転を許容する形状となっている。
【００４６】
以上のように構成された遮断弁１について、以下、その動作、作用を説明する。
【００４７】
図１は、遮断弁の開放状態を示すものである。連通部材６は、その貫通孔５が図の上下方向を向いており、ケーシング２の流入口３より流入する流れは、流出口４より流れ出る。
【００４８】
図８は、駆動源９の回転に伴い、駆動軸７ｃと一体に形成されているカム２７、および伝達機構部１０内の係止突起３０がどのように動くかを示したものである。
【００４９】
図８の（ａ）はカム２７の動作を示したものであり、図８の（ｂ）は係止突起３０の動作を示したものである。図１における駆動軸７ｃの状態を初期位置（角度を０°）とし、反時計方向に回転させた場合の３ケースについて示してある。（１）〜（３）のそれぞれの角度はカム２７と係止突起３０とで対応している。
【００５０】
図１の場合、カム２７と係止突起３０の位置は、図８の（ａ）、（ｂ）それぞれについて（１）の場合に該当する。
【００５１】
すなわち、（ａ）の（１）について言えば、カム２７はｒがもっとも大きいｒ１の状態である。このときのガイド１９の脚部２２先端部２４の垂直方向の位置をｙ１とする。
この状態は、図１に示すように、ガイド１９、およびガイド１９と一体的に移動するダイアフラム１５が、もっとも上の位置に上げられた状態である。
【００５２】
また、図８（ｂ）の（１）について言えば、係止突起３０が、上方を向いた状態である。
【００５３】
図１に示すように、このとき、連通部材６は、貫通孔５が上下方向に配置された状態である。
【００５４】
これらの状態により、上述したごとく、ケーシング２の流入口３より流入した流れは、抵抗を生じることなく、下方の流出口４より流れ出る。
【００５５】
次に、駆動源９の回転により、駆動軸７ｃが反時計方向に９０°回転したとする。
【００５６】
このとき、カム２７と係止突起３０の位置は、図８の（ａ）、（ｂ）それぞれについて（２）の場合に該当する。
【００５７】
すなわち、（ａ）の（２）について言えば、カム２７はｒがｒ１より小さいｒ２の状態となる。これに伴いガイド１９の先端部２４はｙ１からｙ２の位置まで下降する。図示しないが、これに伴いダイアフラム１５も下降する。
【００５８】
また、図８（ｂ）の（２）について言えば、係止突起３０は、反時計方向に９０°回転
するが、この動きは扇形窪み部３１の開空間を動くだけなので、駆動軸７ｃの回転は回動軸７ａに伝わらない。すなわち、伝達機構部１０の動作としては、伝達不感帯領域にあるといえる。このとき、回動軸７ａと一体である連通部材６は回転せず、図１と同じ状態に維持される。
【００５９】
次に、駆動源９の回転により、駆動軸７ｃが反時計方向にさらに９０°回転したとする。このときの遮断弁１全体の状態は図７に示される。
【００６０】
このとき、カム２７と係止突起３０の位置は、図８の（ａ）、（ｂ）それぞれについて（３）の場合に該当する。
【００６１】
図８（ｂ）の（３）について言えば、係止突起３０は、反時計方向に９０°回転することになる。
【００６２】
すなわち、係止突起３０は、図８（ｂ）の（２）の状態において、すでに扇形窪み部３１の壁面３２に当接しているため、そのまま、壁面３２を押すことになり、回動軸７ａを９０°回転させることになる。回動軸７ａは連通部材６と一体的に形成されているため、連通部材６も９０°回転することになる。
【００６３】
また、図８（ａ）の（３）について言えば、カム２７はｒがｒ２より小さいｒ３の状態となる。このとき、図に示すようにガイド１９の先端部２４は、ｙ２からｙ３の位置に下降するが、もはやカム２７に当接しない。
【００６４】
これは図７について言えば、ダイアフラム１５の気密部１８が、連通部材６の気密リブ１４に当接した状態に相当する。このため、上記の様にガイド１９の先端部２４は、カム２７に当接しないことになる。
【００６５】
この場合、ダイアフラム１５はガイド１９の拘束から解除され、スプリング１７の下方への押圧力によりダイアフラム１５の気密部１８とシート部１２の気密リブ１４との間の気密が保持される。
【００６６】
また、このときダイアフラム１５の受圧面積を、気密リブ１４の気密を構成している当接面のシール面積より大きな値としているため、ダイアフラム１５にかかる背圧により、シール効果が一層効果的に働くものである。
【００６７】
これらの状態により、図７に示したごとく、ケーシング２の流入口３より流入しようとする流れは、シート部１２の窪み１３により閉止され、流出口４より、流れ出ることはない。
【００６８】
このように、本発明の遮断弁１は、ダイアフラム１５の配置とあわせて、連通部材６の側面に閉止を確実にするための気密リブ１４を形成し、連通部材６の回転駆動と連携してダイアフラム１５を、気密リブ１４に密着するメカニズムを構築することにより、遮断弁１の閉止時における気密性を高め、閉止の信頼性を高めることができるものである。
【００６９】
次に、遮断弁の状態を閉止から開放に戻す場合には、上記と逆の状態を経ることにより行われる。
【００７０】
この場合、図８において（ａ）に示すカム２７の動作は、（３）→（２）→（１）となる。しかしながら、回転制限部２９の動きは、回転制限部２９が扇形窪み部３１を有しているため、（ｂ）の逆をたどらず、（ｃ）において（３）→（２）→（１）という経過を
たどることになる。
【００７１】
すなわち、（ｃ）の（３）の状態から、まず係止突起３０が扇形窪み部３１の内部で時計方向に９０°回転する。このとき、回転制限部２９は回転しない。次に（ｃ）の（２）に示すように係止突起３０が壁面３２に当接するようになって初めて、回転制限部２９も時計方向に回転し、（ｃ）の（１）の状態まで、回転は継続される。
【００７２】
このようにして、遮断弁は閉止の状態から、開放の状態に移行するものである。
【００７３】
図８においてカム２７の動きを説明したが、カム２８は図５に示したように、カム２７とは形状が少し異なっており、さらに、カム２８は、伝達機構部１０を介して、回動軸７ｂと共に動くため、駆動軸７ｃの動きに伴うカム２７の動きとは異なった動作になる。
【００７４】
この様子を示したのが、図９である。図９にてカム２８の動作を説明する。
【００７５】
図９（ａ）は遮断弁１を開放状態から閉止状態にするときの動作を示したものであり、図９（ｂ）は遮断弁１を閉止状態から、開放状態にするときの動作を示したものである。
【００７６】
それぞれの図において（１）、（２）、（３）の角度は対応している。
【００７７】
図９（ａ）において、伝達機構部１０を介して回動軸７ｂが動くのは、（２）から（３）の期間であり、このとき、カム２８が反時計方向に９０°回転する。また、図９（ｂ）において、伝達機構部１０を介して回動軸７ｂが動くのは、（２）から（１）の期間であり、このとき、カム２８が時計方向に９０°回転する。
【００７８】
そして、カム２８は図５に示したように、カム２７と比較してＲ２＝ｒ３＜ｒ２となるように形成されているため、図９（ａ）の（３）においては、カム２８の上面は、ｙ３より低い位置にある。この状態は図９（ｂ）の（２）まで継続する。
【００７９】
一方、カム２７について言えば、図８（ａ）の（３）から（２）に至る経緯で見られるように、カム２７の上面は、駆動軸７ｃの中心からのｒがｒ３からｒ２と徐々に大きくなり、（２）の状態では、ガイド１９の先端部２４を上方に押し上げるｙ２の位置に達している。
【００８０】
この状況を図１０において説明すると、カム２８側では気密部１８が気密リブ１４にほぼ密着しているが、カム２７側では、気密部１８が気密リブ１４から離れつつある状態である。
【００８１】
すなわち、ダイアフラム１５の上方移動に際し、気密部１８の気密リブ１４からの引き離しが、左右同時に行われるのではなく非対称に引き離されることになる。同時に行われる場合は引き離しに大きな力が必要とされるが、左右非対称とすることにより、わずかな力で、引き離し動作が行われるものである。
【００８２】
このように、ダイアフラム１５を閉止方向に付加する圧力が緩和されるようにカム２７，２８の動作メカニズムが構成されているため、小さい力で遮断弁の開放動作を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
以上のように、本発明にかかる遮断弁は、閉止時の気密性の向上を図ることが可能となるとともに、小さい力での開放動作が可能となるため、ガスメータ等、少ない消費電力で
高い安全性を要求される装置の弁として、幅広い応用が可能となるものである。
【符号の説明】
【００８４】
１  遮断弁
２  ケーシング
３  流入口
４  流出口
５  貫通孔
６  連通部材
７ａ  回動軸
７ｂ  回動軸
７ｃ  駆動軸
１０  伝達機構部
１４  気密リブ（閉止部）
１５  ダイアフラム（閉止可動部材）
１７  スプリング（押圧部材）
１９  ガイド
２７  カム（駆動機構）
２８  カム（駆動機構）
【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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【図１１】
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