(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作物（８）のセレーション穴の、底（１４）と第１及び第２のフランク（１５，１６）により区画された、輪郭（１２）を内面ブローチ削りするための内面ブローチであって、
ブローチ削り方向（２２）に導かれるシャンク（１）、及びいくつもの列（６）のブローチ刃部（２１ａ〜２１ｆ）を有する刃区分（２）を備え、
前記列（６）はブローチ削り方向（２２）と反対方向に連続的に配置されており、
ブローチ刃部（２１ａ〜２１ｆ）はある１つの深さの輪郭（１２）をブローチ削りするために互いに配分されており、
ブローチ刃部（２１ａ〜２１ｆ）は底切れ刃（２３ａ〜２３ｆ）と第１及び第２の側面を有し、
連続する関連したブローチ刃部（２１ａ〜２１ｆ）の底切れ刃（２３ａ〜２３ｆ）は、ブローチ削り方向（２２）に導かれるブローチ刃部（２１ａ〜２１ｆ）に対しピッチａを有し、
底切れ刃（２３ａ〜２３ｆ）に底切れ刃逃げ面（２４）が配分されており、
上記第１及び第２の側面が底切れ刃逃げ面（２４）を通過して、第１及び第２のエッジを形成している内面ブローチにおいて、
上記第１の側面は逃げ若しくは逃げ角を有さない案内フランク（２５ａ〜２５ｆ）であり、そのとき上記第１のエッジは切削能力のない、所望輪郭に対する案内エッジを形成する第１のフランク（１５）であること、及び
少なくとも底切れ刃（２３ａ〜２３ｆ）に近接する上記第２の側面はフランク切れ刃逃げ面（２８ａ〜２８ｆ）であり、上記第２のエッジは底切れ刃（２３ａ〜２３ｆ）に配分することにより切削能力を有するフランク切れ刃（２７ａ〜２７ｆ）であること
を特徴とする内面ブローチ。
【請求項２】
連続する関連したブローチ刃部（２１ｇ，２１ｈ）のフランク切れ刃の、少なくとも５つのピッチにわたって延びている部分が、底切れ刃（２３ｇ，２３ｈ）に引き続く部分フランク切れ刃（３２ｇ，３２ｈ）として構成されていること、及び
ブローチ刃部（２１ｇ，２１ｈ）の、部分フランク切れ刃（３２ｇ，３２ｈ）に引き続く側面が逃げ取りされた面（３３ｇ，３３ｈ）であること
を特徴とする請求項１に記載の内面ブローチ。
【請求項３】
連続するブローチ刃部（２１ａ〜２１ｆ）の案内エッジ（２６）はフランクピッチを有しないことを特徴とする請求項１又は２に記載の内面ブローチ。
【請求項４】
連続するブローチ刃部（２１ａ〜２１ｆ）のフランク切れ刃（２７ａ〜２７ｆ）は負のフランクピッチｂを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の内面ブローチ。
【請求項５】
−２μｍ≦ｂ＜０が負のフランクピッチｂに適用されることを特徴とする請求項４に記載の内面ブローチ。
【請求項６】
連続するブローチ刃部（２１ａ〜２１ｆ）のフランク切れ刃（２７’ａ〜２７’ｆ）はフランクピッチを有しないことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の内面ブローチ。
【請求項７】
連続するブローチ刃部（２１ａ〜２１ｆ）のフランク切れ刃（２７”ａ〜２７”ｆ）は正のフランクピッチｂ”を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の内面ブローチ。
【請求項８】
２μｍ≧ｂ＞０が正のフランクピッチｂ”に適用されることを特徴とする請求項７に記載の内面ブローチ。
【請求項９】
刃区分（２）は、第２のエッジに配分された側面にのみ寸法を決めるために構成されたサイジング刃（３０ａ〜３０ｄ）を備えていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の内面ブローチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、請求項１に記載の上位概念による工作物に底とフランクにより区画された輪郭を、特にセレーション穴を内面ブローチ削りするための内面ブローチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
内側輪郭のブローチ削りに通例使用される内面ブローチは非特許文献１から知られている。
【非特許文献１】
DIN 1415（1973年発行）、シート１、２頁
その内面ブローチはシャンク、刃区分及び末端部を有する。シャンクは、ブローチ盤に保持された工作物を通してブローチを引っ張るブローチ盤プーラにより保持され、ブローチを引っ張る際に輪郭をブローチ削りする。ブローチ削り作業後、末端部がブローチ盤の後つかみ部により掴まれ、そのつかみ部がブローチ作業後のブローチをその最初の位置に戻す。ブローチ削り方向と反対方向に、刃区分はいくつもの列のブローチ刃部、通例大多数のこれらの列のブローチ刃部からなる。ブローチ刃部は、輪郭の底を切削するための刃と、輪郭のフランクを切削するための刃を有する。ブローチ刃部はブローチ削り方向と反対方向に連続的に配置されかつこのことについて互いに配分され、輪郭を機械加工するのに使用される。ブローチ刃部は深さ方向に漸次段をなしており、すなわちブローチ刃部は、輪郭を機械加工するのに使用されるすべてのブローチ刃部が輪郭の底を作るのに役立つチップを連続的に削り出すように、直径ピッチを有する。
【０００３】
主機械加工作業が底切れ刃により行われるので、底切れ刃は一次刃とも呼ばれる。輪郭のフランクを機械加工するために、ブローチ削り方向と反対方向に連続的に配置されているブローチ刃部は、非特許文献２に示されているように、バックテーパーのフランク切れ刃を有する。
【非特許文献２】
DIN 1415（1973年発行）、シート１、３頁、図１１
フランク切れ刃は二次刃とも呼ばれる。バックテーパーは、先行する刃部のフランク切れ刃と比較して側方で逃げ取りされている引き続く刃部のフランク切れ刃により作られるので、引き続く刃部のフランク切れ刃は直径ピッチすなわちバックテーパーにより与えられる面積のみを機械加工し、先行刃部のフランク切れ刃が機械加工した面積では工作物と係合しない。これによって、ブローチ削り作業中ブローチ刃部が輪郭フランクの付近で締められることが阻止される。その結果が輪郭フランクの段付表面構造である。
【０００４】
よく知られた通例の内面ブローチにより作られる輪郭は標準の用途と必要条件について十分な表面品質、輪郭形状とフランク曲線の精度を有する。ブローチ削り作業中、ブローチの軸線の変位が起こり、その結果連続的に係合する刃部の各々が機械加工すべき工作物に対して変化する中心位置を有する。特にツイストブローチ削り（ヘリカルブローチ削り）の場合に、ねじり偏差がブローチの軸線のそのような変位に付加され得る。ねじり偏差はツイストブローチ削り中回転力により引き起こされる。この場合に、輪郭精度とフランク面品質が不充分であるが、フランク曲線精度が概して満足であることが非常に多い。輪郭形状とフランク曲線の高い精度は、特に平歯又はヘリカル歯を有するフェマールセレーテッドギヤのような走り装置の場合に要求される。
【０００５】
相応する高い要求の場合に上記の欠陥を改善するために、ブローチに、ブローチ削り方向に見て、バックテーパーのついたブローチ刃部の下流にサイジング区分を設けることがありふれた実施であった。そのようなサイジング区分は、輪郭の底を再び溝削り加工しない、同一高さのいくつかの連続するブローチ刃部からなる。しかしながら、それらはブローチ削り方向と反対方向に増大する刃厚を有し、すなわちすべてのサイジング刃が輪郭フランクの全高さにわたってチップを削り出し、その際チップ厚さはほぼ１０〜２０μｍである。サイジング刃の各フランク切れ刃は研削により作られる逃げをもたなければならない、すなわちそれは逃げ角をもたなければならない。サイジング刃は逃げ取り研削される。サイジングは、輪郭形状の優れた精度と高い表面品質を得る助けとなる。フランク曲線精度は漸次段をつけることによりブローチ削りされる輪郭に比較して低下する。このことは、サイジング刃の逃げ取り研削されたフランク切れ刃が比較的悪い自己案内挙動の鋭利な切れ刃であることによる。
【０００６】
そのシステムに固有なことは、漸次段をつけたブローチ削り作業から全形状サイジングへのどんな切り換えにもブローチ削り力の中断を伴い、そのため特にツイストブローチ削りの場合には欠陥が無視できなくなることである。ブローチ削り方向と反対方向に作用する主切削力を緩和すると、ねじり応力、すなわち内面ブローチの変化に対する工作物のねじりが減少することになる。この変化は、全形状サイジング区分が漸次ブローチ削りされた輪郭に正しく導かれないほど十分に強く、その結果として、フランクを片側のみで機械加工するので輪郭が両フランクで寸法決定されない。漸次段をつけたブローチ削りにより作られた輪郭の前記の欠陥に因り、ブローチ刃部のフランク切れ刃が輪郭の段のついたフランクに不規則に切り込み、その際フランク曲線精度に悪い影響を与えるようなねじり振動が起こる。
【０００７】
特許文献１には、工作物に底とフランクにより区画されたセレーション穴を内面ブローチ削りするための内面ブローチが教示されている。
【特許文献１】
米国特許第2,986,801号明細書
連続する関連したブローチ刃部の底切れ刃は、ブローチ削り方向に導かれるブローチ刃部に比較して正の直径ピッチを有する。連続する関連したブローチ刃部のフランク切れ刃はそれらの全高さにわたって負の直径ピッチを有する。このことは、連続するブローチ刃部の輪郭は直径が大きくなるにつれて狭くなることを意味する。その結果としての欠陥は非特許文献１乃至２と関連して上に述べた欠陥に一致する。
【０００８】
内面ブローチの上記の欠陥を除くために、特許文献２は、連続する関連したブローチ刃部のフランク切れ刃が、それらの全高さにわたって、底切れ刃の直径ピッチに対して小さいピッチを有するという点で、改善された表面品質及び輪郭形状とフランク曲線の精度を得ることを教示している。
【特許文献２】
欧州特許出願公開第0 739 674号明細書（米国特許第5,865,569号明細書に対応する）
この周知の実施例では、ブローチ刃部のチップポケット底が輪郭のウエブの下に、すなわち作るべき輪郭の頂上円の下になければならない。なぜなら、すべてのフランク切れ刃は下方で輪郭のウエブにより区画されるからである。作るべき輪郭の高さが大きい場合に、これにより、刃の間隔が広くなり、そのため与えられたブローチ刃部の数では、ブローチが長すぎてしまうという結果になる。しかしながら、作るべき輪郭の高さが大きすぎるにもかかわらず刃の間隔を減らせば、これは研削の問題になるだろう。それ故、輪郭の一定の寸法範囲内で、一般形の設計の利点を開発することが制限されるだろう。特にツイストブローチ削りの場合に、これらのブローチの使用はブローチ盤を必要とし、すなわち高い剛性と正確なねじり作用を必要とする。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、実際に作られる輪郭が所望の輪郭に正確に一致するように一般形式の内面ブローチを具体化することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明により、この目的は請求項１に記載の特徴部分の構成により達成される。本発明による内面ブローチでは、案内がもっぱらブローチ刃部の一方の側で行われ、すなわち輪郭フランクのチップが全く削り出されない。しかしながら、底切れ刃、すなわち一次刃により切削されるチップの形成は、案内エッジが輪郭のピッチにわたって延びている程度まで案内エッジの付近にも起こる。チップは作るべき輪郭の向かい側のフランク上に削り出すことができる。ブローチの案内フランクが、最終形状を有する輪郭のフランクに対し同一方向に押圧されることはきわめて重要である。フランク切れ刃の多少小さいピッチは案内フランクに加えるべき圧力のために理にかなっていると言える。このことは、案内フランクがラギングフランク−ねじりの方向に関連して−いわゆる圧力フランクであるツイストブローチ削りの場合に大して重要でない。フランク切れ刃の切削能力は、ブローチが締めつけられるのを阻止する助けとなる。前述した欠陥は起こらない。それぞれのブローチ刃部が沿って通過するフランクがブローチ削り仕事の終了後所望の最終品質を有するのに対し、多数の実施例では他方のフランクは寸法を決めるように仕上げなければならない。
【００１１】
有利な実施の形態は、従属請求項から明らかになるであろう。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面により詳細に説明する。
図１に見られる内面ブローチは、その基本的構造がよく知られているが、シャンク１、刃区分２及びこの後の末端部３を有する。刃区分２は、シャンク１に続くブローチ削り部分４と、末端部３の上流の隣接するサイジング部分５とを有する。ブローチ削り部分４は、以下説明されるいくつもの列６のブローチ刃部を有する。サイジング部分５はまたいくつかの列７のサイジング刃を有する。
【００１３】
ブローチは、例えば図２に示した環状の工作物８を機械加工するために使用される。ブローチ削りされる前に、工作物には仕上げられた工作物８の中心縦軸線９と同心のボアホール１０がある。工作物８を内面ブローチ盤の工作物支持体に配置する。それから、ブローチのシャンク１をボアホール１０を通して導きそしてブローチ盤のプーラによって掴む。プーラはブローチの軸線１１の方向に駆動可能であり、工作物８を貫通してブローチを牽引する。そのように牽引する際に、輪郭例えばセレーション穴が工作物８の内周面１３にブローチ削りされる。内面ブローチは確実には案内されず、工作物８とブローチの間に自己案内と自動心出しがある。すなわちそこには、ブローチの軸線１１と工作物８の軸線９が一致するという基本的必要条件がある。末端部３は本来ブローチ削りストローク後内面ブローチを戻すのに役立つ。ブローチは、引きブローチ盤で用いることができるだけではなく、押しブローチ盤ではもちろん、いわゆるリフテング-テーブルブローチ盤でも用いることができる。
【００１４】
ブローチ削りすべき輪郭１２は、底１４、２つの対向するフランク１５，１６、及び２つの隣接した輪郭１２の隣接するフランク１５，１６を互いに接合するウエブ１７を有する。輪郭１２のフランク１５，１６は底１４と結合してコーナ１８を形成する。輪郭１２をブローチ削りするとき、ボアホール１０を広げて、ウエブ１７により区画される凹部１９を形成させることができる。以下作るべきウエブ１７の付近で工作物８をブローチ削りする仕事の説明は本発明の理解に関係がないので論じない。以下は輪郭１２のブローチ削り作業を論じるが、この作業では、輪郭１２に隣接するウエブ１７を２等分する、軸線９を通る２つの半径２０の間に輪郭１２が配置される。
【００１５】
図３〜５による内面ブローチの、本発明による第一の典型的な実施の形態はブローチ刃部２１を有し、その第一の刃は２１ａにより、さらなる刃が２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅにより、及び最後の刃が２１ｆにより表されている。全体で６つのブローチ刃部２１しか示されていないとしても、その刃数の少なくとも５〜２０倍が（作るべき輪郭の深さに依っては）実際にブローチのブローチ削り部分４において利用可能である。ブローチ刃部２１ａ〜２１ｆはブローチにブローチ削り２２の方向と反対の方向に配列されている。ブローチ刃部２１ａ〜２１ｆはそれぞれ実際に一次切れ刃と呼ばれる底切れ刃２３ａ〜２３ｆを有し、これらは軸線１１と同心である円の道筋を延びている。底切れ刃２３ａ〜２３ｆには、研削により作られる逃げ、すなわち逃げ角が設けられているのが通例である。それらは、図４と５に見られるように、底切れ刃逃げ面２４と機械加工面２４ａを有する。
【００１６】
製造すべき工作物８のフランク１５、１６に配分されているブローチ刃部２１の側面は設計が変わる。フランク１５に配分されているブローチ刃部２１ａ〜２１ｆの側面は（図３の左側で）純粋な案内フランク２５ａ〜２５である。全フランク高さにわたって、それらの道筋は作るべきフランク１５の道筋に対応する。案内フランクは研削により作られる逃げ又は逃げ角を有しない、すなわちそれらは図５に見られるように逃げ面として設計されておらず、かつ図５に見られるように所定の位置で逃げ取りされていない。ピッチａは１０〜８０μｍの範囲にある。それぞれの案内フランク２５と機械加工面２４ａの間の案内エッジ２６は切削能力のない非切削エッジ２６である。
【００１７】
これに対向して、作るべきフランク１６に配分されている（図３の右に示した）向かい側のエッジが、有効切削エッジ、すなわちフランク切削エッジ２７ａ〜２７ｆであり、少なくともそれぞれのピッチａの付近にある。フランク切削エッジ２７ａ〜２７ｆに配分されて、ブローチ刃部２１ａ〜２１ｆは、図５に見られるように、逃げ角により、すなわち研削により作られた逃げにより形成されたフランク逃げ面２８ａ〜２８ｆを有する。図３〜５による典型的な実施の形態では、フランクピッチｂは負であり、すなわちフランク切れ刃２７ａ〜２７ｆは、輪郭の深さが進むにつれてブローチ削りしたフランク１６から−２μｍ≦ｂ＜０を適用しただけ引っ込んでいる。
【００１８】
３つのブローチ刃部２１ａ，２１ｂ及び２１ｃしか示されてない図４に見られるように、それぞれの底切れ刃２３ａ〜２３ｃはピッチａに対応するチップ２９をブローチ削りするのに使用される。図５に見られるように、案内フランク２５ａ〜２５ｃはそれぞれの案内エッジ２６によりそれらの全長にわたってかつフランクピッチなしで、作るべきフランク１５に載っている。チップ２９が、したがってフランク１５もまたピッチａの付近に形成されている。フランクピッチｂが図３〜５の実施の形態では負であるので、フランク切れ刃２７ｂ及び２７ｃはもはや作るべきフランク１６に載っていない、すなわちそれらは最終フランク１６を機械加工しない。この実施の形態は、特にツイストブローチに適しており、その案内フランクは追加の圧力を案内フランクにフランク切れ刃によって加える必要がないようにねじれ方向に遅れる。この場合には、主としてねじり力がそれぞれのブローチ刃部２１ａ〜２１ｆを、作るべきフランク１５に押圧することにより、その上の適正な案内が確保され、それによってまた作られたフランク１５が所望の輪郭に対応することが確保される。チップ２９はフランク切れ刃２７ａ〜２７ｆのそれぞれのアクティブなピッチａに属する部分に形成される。
【００１９】
ブローチ削り部分４によるブローチ削り作業の終わりに、フランク１５が最終形状に切削されているが、輪郭１２のフランク１６はまだ仕上げられていない。これは、片側のみに刃部３０ａ〜３０ｄを有するサイジング部５により行われる。
【００２０】
図６〜８による第二の実施の形態では、同一部品は上記の実施の形態と同じ参照数字を有する。部品が同一に機能するが構造が異なる限りにおいて、同じ参照数字を用いそれにダッシュをつけてある。
【００２１】
この第二の実施の形態は、ブローチ刃部２１’ａ〜２１’ｆのフランク切れ刃２７’ａ〜２７ｆ’の道筋により上記の特定されたものと相違する。それらのフランク切れ刃はフランクピッチを有しない全寸法切削である。フランクピッチはゼロである。フランク切れ刃２７’ａ〜２７’ｂはピッチａの範囲に沿ってチップ２９とフランク１６を形成する。フランク切れ刃２７’ａ〜２７’ｆの道筋はフランク１６の道筋と正確に平行である。所定寸法へのブローチ削りは輪郭の全深さにわたってサイジング刃部３０ａ〜３０ｄにより行われる。
【００２２】
図９〜１１による第三の実施の形態では、上記の実施の形態と同一である部品は同一の参照数字を有するが、機能的に同一であるが構造が相違する部品は二重ダッシュをつけた同じ参照数字を有する。この場合には、フランク切れ刃２７”ａ〜２７”ｆが全寸法切れ刃である。連続するブローチ刃部２１”ａ〜２１”ｆは正のフランクピッチｂ″を有し、これには０＜ｂ’≦２μｍが適用される。フランク切れ刃２７”ａ〜２７”ｆは、各場合に機械加工された輪郭深さにわたってチップ３１を削り出す。これには、このフランク１６を所定寸法にブローチ削りする作業が続くが、これは絶対には必要でない。図９〜１１の実施の形態でフランク１６について示されているフランク全寸法切削は、両フランクを同時に切削する仕事について特許文献３に記載されている。
【特許文献３】
欧州特許第0 937 674号明細書（米国特許第5,865,569号明細書に対応する）
【００２３】
一方では図１２と１３がかつ他方では図１４と１５が２つのブローチ刃部２１ｇと２１ｈを示しており、それぞれのピッチａは比較的実際に近い。それぞれの底切れ刃２３ｇと２３ｈにより切削されたチップ２９の厚さａは、相応する密集してハッチングされた領域から明らかになる。案内フランク２５ｇと２５ｈは、作るべきフランク１５に全面が載っている。
【００２４】
図３〜５による第一の実施の形態の改変において、図１２と１３は、それぞれのブローチ刃部２１ｇ、２１ｈの、切削能力のあるフランク切れ刃を備えた側面が、ほぼほんのわずかのピッチａの深さにわたってのみ部分フランク切れ刃３２ｇ、３２ｈを有することを示す。その後ろの、これらの側面は逃げ取りした面３３ｇ、３３ｈであり、すなわちこれらは作るべき所望のフランク１６により覆われていない。これらは工作物８と係合しない。図１４と１５は、フランク１６もブローチ刃部２１により所定寸法にブローチ削りされる場合を示しており、仕上げサイジングの必要がない。これと反対に、図１２，１３による実施の形態のフランク１６はサイジングにより仕上げられる。逃げ取りにより、研削によって作られた逃げと同じように締める危険が減少する。
【図面の簡単な説明】
【図１】内面ブローチを示す図である。
【図２】セレーション穴の形の輪郭を備えた工作物を示す図である。
【図３】工作物と係合しているブローチの第一の実施の形態の部分横断面図である。
【図４】第一の実施の形態の部分縦断面図である。
【図５】図４の線V-Vに沿って切断した第一の実施の形態の部分横断面図である。
【図６】工作物と係合しているブローチの第二の実施の形態の部分横断面図である。
【図７】第二の実施の形態の部分縦断面図である。
【図８】図７の線VIII-VIIIに沿って切断した第二の実施の形態の部分横断面図である。
【図９】工作物と係合しているブローチの第三の実施の形態の部分横断面図である。
【図１０】第三の実施の形態の部分縦断面図である。
【図１１】図１０の線XI-XIに沿って切断した第三の実施の形態の部分横断面図である。
【図１２】第一の実施の形態の１つの改変された実施の形態を示す図である。
【図１３】第一の実施の形態の１つの改変された実施の形態を示す図１２と同様な図である。
【図１４】第一の実施の形態のもう１つの改変された実施の形態を示す図である。
【図１５】第一の実施の形態のもう１つの改変された実施の形態を示す図１４と同様な図である。
【符号の説明】
１                シャンク
２                刃区分
３                末端部
４                ブローチ削り部分
５                サイジング部分
６                いくつもの列
８                工作物
１２                輪郭
１４                底
１５，１６          フランク
２１ａ〜２１ｆ      刃部
２２                ブローチ削り方向
２３ａ〜２３ｆ      底切れ刃
２３ｇ〜２３ｈ      底切れ刃
２４                底切れ刃逃げ面
２５ａ〜２５ｆ      案内フランク
２６                案内エッジ
２７ａ〜２７ｆ      フランク切れ刃
２７′ａ〜２７’ｆ  フランク切れ刃
２７″ａ〜２７”ｆ  フランク切れ刃
２８ａ〜２８ｆ      フランク切れ刃逃げ面
３２ｇ，２３ｈ      部分フランク切れ刃
３３ｇ，３３ｈ      逃げ取りされた面
【図１】
0003911474.tif 000002
【図２】
0003911474.tif 000003
【図３】
0003911474.tif 000004
【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】
0003911474.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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