(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面側の幅方向中央部に一端から他端にまで延びるテーブル収納溝が形成され、かつ前記テーブル収容溝の両側の肉厚部にシリンダ室が形成されたシリンダ本体と、
それぞれの前記シリンダ室内を往復動するピストンに取り付けられ、前記シリンダ本体の一端から突出するピストンロッドと、
それぞれの前記ピストンロッドの先端に連結された連結プレートと、
前記連結プレートに固定されて前記テーブル収納溝内に往復動自在に装着される往復動テーブルとを有することを特徴とする往復動テーブル付き流体圧アクチュエータ。
【請求項２】
請求項１記載の往復動テーブル付き流体圧アクチュエータにおいて、前記テーブル収納溝の底面にリニアガイドを取り付け、前記リニアガイドよりも長い寸法を有し、前記リニアガイドに沿って移動するガイドレールを前記往復動テーブルに取り付けたことを特徴とする往復動テーブル付き流体圧アクチュエータ。
【請求項３】
請求項１または２記載の往復動テーブル付き流体圧アクチュエータにおいて、前記リニアガイドの両端面と前記シリンダ本体の両端面との間の前記テーブル収納溝に取付孔を形成し、ねじ部材が貫通する貫通孔を前記往復動テーブルに前記取付孔に対応させて形成したことを特徴とする往復動テーブル付き流体圧アクチュエータ。
【請求項４】
請求項２または３記載の往復動テーブル付き流体圧アクチュエータにおいて、前記ガイドレールの前記リニアガイドに対向する面の幅方向中央に、ねじ部材取付溝を前記ガイドレールの一端から他端にまで形成し、前記ガイドレールを前記往復動テーブルに固定するねじ部材の頭部を前記ねじ部材取付溝に配置するようにしたことを特徴とする往復動テーブル付き流体圧アクチュエータ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の往復動テーブル付き流体圧アチクュエータにおいて、前記シリンダ本体の一方の側面と、一方の前記肉厚部の表面とにそれぞれ２つずつセンサ溝を形成し、いずれかのセンサ溝を選択してセンサを取り付けるようにしたことを特徴とする往復動テーブル付き流体圧アクチュエータ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の往復動テーブル付き流体圧アクチュエータにおいて、前記シリンダ本体の他方の側面と、後端面とにそれぞれの前記シリンダ室に対する流体の給排を行う給排ポートを形成し、いずれかの給排ポートを選択してシリンダ室に対して流体の給排を行うようにしたことを特徴とする往復動テーブル付き流体圧アクチュエータ。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の往復動テーブル付き流体圧アクチュエータにおいて、シリンダ本体にその表面に開口する取付溝を往復動テーブルの移動方向に形成し、前記取付溝に部材を取り付けることができるようにしたことを特徴とする往復動テーブル付き流体圧アクチュエータ。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の往復動テーブル付き流体圧アクチュエータにおいて、前記往復動テーブルの後端面に開口する流路を前記往復動テーブルに形成し、前記流路に連通する流体圧作動機器を前記往復動テーブルないし連結プレートに取り付けるようにしたことを特徴とする往復動テーブル付き流体圧アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は流体圧によって往復動テーブルを直線方向に往復動するようにした往復動テーブル付き流体圧アクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
被加工物つまりワークをある位置から他の位置まで直線方向に移動したり、治具などの被搬送物を直線方向に往復動するために空気圧などの流体圧により往復動テーブルを直線方向に駆動するために往復動テーブル付き流体圧アクチュエータが使用されている。
【０００３】
このようなタイプの流体圧アクチュエータとしては、全体的に断面がほぼ長方形となったシリンダ本体と、シリンダ本体の表面に沿って往復動自在に装着される往復動テーブルとを有するものがある（たとえば、実開平5-92505 号公報や特開平10-61614号公報参照）。このタイプの流体圧アクチュエータにあっては、シリンダ本体内には往復動テーブルの駆動力を高めるために２つのピストンが組み込まれており、それぞれのピストンに取り付けられた２本のピストンロッドの先端に取り付けられて往復動する往復動テーブルの幅はシリンダ本体の幅とほぼ同一の幅となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の流体圧アクチュエータはシリンダ本体が全体的に直方体形状となっており、幅寸法の長い方の面に往復動テーブルを装着するようにしているので、往復動テーブルの表面に垂直な方向の流体圧アクチュエータ全体の厚み寸法は、これに直角方向の幅寸法よりも小さくなっている。
【０００５】
しかしながら、このタイプの流体圧アクチュエータが使用される場合に、２つのピストンによって得られるテーブルの駆動力つまり推力を低下させることなく、流体圧アクチュエータの周囲に配置される他の部材との干渉を避けるために、流体圧アクチュエータ全体の厚み寸法をより小さくすることが望まれているが、従来の流体圧アクチュエータでは所望の推力を得るには厚み寸法を小さくすることが困難であった。
【０００６】
本発明の目的は、流体圧アクチュエータの厚み寸法を小さくして薄型化し得るようにすることにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、流体圧アクチュエータの薄型化を達成しつつ、往復動テーブルの剛性を確保することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の往復動テーブル付き流体アクチュエータは、表面側の幅方向中央部に一端から他端にまで延びるテーブル収納溝が形成され、かつ前記テーブル収容溝の両側の肉厚部にシリンダ室が形成されたシリンダ本体と、それぞれの前記シリンダ室内を往復動するピストンに取り付けられ、前記シリンダ本体の一端から突出するピストンロッドと、それぞれの前記ピストンロッドの先端に連結された連結プレートと、前記連結プレートに固定されて前記テーブル収納溝内に往復動自在に装着される往復動テーブルとを有することを特徴とする。
【０００９】
本発明の往復動テーブル付き流体圧アクチュエータは、前記テーブル収納溝の底面にリニアガイドを取り付け、前記リニアガイドよりも長い寸法を有し、前記リニアガイドに沿って移動するガイドレールを前記往復動テーブルに取り付けたことを特徴とする。
【００１０】
本発明の往復動テーブル付き流体圧アクチュエータは、前記リニアガイドの両端面と前記シリンダ本体の両端面との間の前記テーブル収納溝に取付孔を形成し、ねじ部材が貫通する貫通孔を前記往復動テーブルに前記取付孔に対応させて形成したことを特徴とする。
【００１１】
本発明の往復動テーブル付き流体圧アクチュエータは、前記ガイドレールの前記リニアガイドに対向する面の幅方向中央に、ねじ部材取付溝を前記ガイドレールの一端から他端にまで形成し、前記ガイドレールを前記往復動テーブルに固定するねじ部材の頭部を前記ねじ部材取付溝に配置するようにしたことを特徴とする。
【００１２】
本発明の往復動テーブル付き流体圧アクチュエータは、前記シリンダ本体の一方の側面と、一方の前記肉厚部の表面とにそれぞれ２つずつセンサ溝を形成し、いずれかのセンサ溝を選択してセンサを取り付けるようにしたことを特徴とする。
【００１３】
本発明の往復動テーブル付き流体圧アクチュエータは、前記シリンダ本体の他方の側面と、後端面とにそれぞれの前記シリンダ室に対する流体の給排を行う給排ポートを形成し、いずれかの給排ポートを選択してシリンダ室に対して流体の給排を行うようにしたことを特徴とする。また、本発明の往復動テーブル付き流体圧アクチュエータは、シリンダ本体にその表面に開口する取付溝を往復動テーブルの移動方向に形成し、前記取付溝に部材を取り付けることができるようにしたことを特徴とする。さらに、本発明の往復動テーブル付き流体圧アクチュエータは、前記往復動テーブルの後端面に開口する流路を前記往復動テーブルに形成し、前記流路に連通する流体圧作動機器を前記往復動テーブルないし連結プレートに取り付けるようにしたことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
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。
【００１５】
図１〜図８は本発明の一実施の形態である往復動テーブル付き流体圧アクチュエータを示す。
【００１６】
この流体圧アクチュエータは、図１に示すように、全体的に薄型の直方体形状となっており、シリンダ本体１１は幅方向中央部の厚みが両側部の厚みよりも薄く形成され、表面１１ａと背面１１ｂと両側面１１ｃ，１１ｄを有している。シリンダ本体１１の表面１１ａ側の幅方向中央部には一端から他端にまで延びてテーブル収納溝１２が形成されており、断面コの字形状となっている。
【００１７】
シリンダ本体１１の肉厚の両側部には、図３および図４に示すように、貫通孔が形成されており、シリンダ本体１１の後端部に取り付けられるヘッドカバー１３ａ，１３ｂと、先端部に取り付けられるロッドカバー１４ａ，１４ｂとにより、それぞれの貫通孔によってシリンダ室１５ａ，１５ｂが相互に平行となって形成されている。
【００１８】
それぞれのシリンダ室１５ａ，１５ｂ内にはピストン１６ａ，１６ｂが往復動自在に装着されており、それぞれのピストン１６ａ，１６ｂに取り付けられた２本のピストンロッド１７ａ，１７ｂはシリンダ本体１１の先端から外方に突出している。それぞれのピストンロッド１７ａ，１７ｂは、それぞれの先端にねじ部材１８により固定される連結プレート１９によって連結されている。
【００１９】
図２および図４に示すように、シリンダ本体１１の一方の側面１１ｃの前端部には給排ポート２１ａが形成され、この給排ポート２１ａはそれぞれのシリンダ室１５ａ，１５ｂのうちピストン１６ａ，１６ｂの前方側のシリンダ室に流路２２ａを介して連通している。側面１１ｃの後端部には給排ポート２１ｂが形成され、この給排ポート２１ｂはそれぞれのシリンダ室１５ａ，１５ｂのうちピストン１６ａ，１６ｂの後方側のシリンダ室に流路２２ｂを介して連通している。
【００２０】
図５に示すように、シリンダ本体１１の後端には２つの給排ポート２３ａ，２３ｂが形成され、一方の給排ポート２３ａは流路２４ａを介してそれぞれの前方側のシリンダ室に連通し、他方の給排ポート２３ｂは流路２４ｂを介してそれぞれの後方側のシリンダ室に連通している。
【００２１】
したがって、シリンダ本体１１の側面に設けられた給排ポート２１ａ，２１ｂと後端に形成された給排ポート２３ａ，２３ｂの一方を使用してシリンダ室に圧縮空気などの流体圧を給排することにより、ピストン１６ａ，１６ｂを往復動することができ、使用されない方の給排ポートは閉塞される。
【００２２】
図６および図７に示すように、テーブル収納溝１２には長手方向に延びてガイド部材つまりリニアガイド２５がねじ部材２６により取り付けられ、このリニアガイド２５は断面がコの字形状となり、幅方向中央部分には長手方向に延びるレール溝２７が形成されている。テーブル収納溝１２内に収納される往復動テーブル２８は、連結プレート１９に図７に示すねじ部材２９により取り付けられており、往復動テーブル２８にはリニアガイド２５に沿って摺動自在となったガイドレール３１がねじ部材３２により取り付けられている。
【００２３】
リニアガイド２５にはガイドレール３１の側面に形成されたＶ字形状の溝に接触する多数のボールが循環移動するように組み込まれているので、ガイドレール３１が取り付けられた往復動テーブル２８の摺動抵抗を小さくして円滑に往復動テーブル２８を移動することができる。
【００２４】
往復動テーブル２８の表面は、シリンダ本体１１の表面１１ａよりも僅かに突出しており、往復動テーブル２８の表面に取り付けられる治具などがシリンダ本体１１の表面１１ａに接触しないようになっている。
【００２５】
往復動テーブル２８はテーブル収納溝１２の幅寸法よりも狭い寸法となっているが、リニアガイド２５よりも長い寸法のガイドレール３１が往復動テーブル２８の背面に固定されていることから、幅の狭い往復動テーブル２８はガイドレール３１によって補強されることになる。したがって、ガイドレール３１よりも長さの短いリニアガイド２５を往復動テーブル２８に取り付けるようにした場合と比較すると、往復動テーブル２８はガイドレール３１によって補強されるので、これに加わる外力に起因したそりや変形が往復動テーブルに発生することを防止できる。
【００２６】
往復動テーブル２８はテーブル収納溝１２内に配置されているので、図６に示すように、往復動テーブル２８の底面は、これの両側に位置することになるシリンダ室１５ａ，１５ｂに対してシリンダ本体１１の厚み方向に寸法Ｈだけオーバーラップつまり重なった状態となり、流体圧アクチュエータの厚み寸法を小さくして薄型とすることができる。
【００２７】
薄型とすることができるので、図７に示すように、ピストンロッド１７ａ，１７ｂの中心と、往復動テーブル２８の中心との間の距離Ｌを短くすることができ、ピストン１６ａ，１６ｂによって連結プレート１９を介して往復動テーブル２８を駆動する際に連結プレート１９および往復動テーブル２８に加わる曲げモーメントを小さくすることができ、連結プレート１９および往復動テーブル２８の厚みを薄くしても、ピストン推力を確実に往復動テーブルに伝達することきができる。
【００２８】
シリンダ本体１１の表面には２本の断面Ｕ字形状のセンサ取付溝３３ａ，３３ｂが形成され、シリンダ本体１１の側面にも同様の断面形状のセンサ取付溝３４ａ，３４ｂが形成されている。それぞれのセンサ取付溝にはピストン１６ａ，１６ｂに設けられた永久磁石の磁力に感応してピストンの位置を検出するためのセンサが取り付けられるようになっており、たとえば、ピストンの前進限位置と後退限位置とを検出するための２つのセンサが流体圧アクチュエータの使用状況に応じて合計４つのセンサ溝のうちからいずれか１つないし２つを選択して取り付けることができる。なお、センサを１つあるいは３つ以上として、ピストンが前進限位置と後退限位置に加えてこれらの中間位置となったことを検出するようにしても良く、１つのセンサ溝に複数のセンサを取り付けるようにしても良い。
【００２９】
シリンダ本体１１はねじ部材などの取付部材によって種々の装置や機械などの被装着部材に取り付けられるようになっており、シリンダ本体１１のテーブル収納溝１２には、図４および図８に示すように、リニアガイド２５の両端面とシリンダ本体１１の両端面との間であって、テーブル収納溝１２の側面に変位した位置に取付孔３５が合計４つ形成されている。
【００３０】
それぞれの取付孔３５に対応させて、往復動テーブル２８には図１に示すように、４つの貫通孔３６が形成されている。往復動テーブル２８が図１に示すように後退限位置となった状態とすると、図８に示すように、４つの貫通孔３６はそれぞれ取付孔３５の位置と合致し、この状態のもとで、ねじ部材３７を貫通孔３６から取付孔３５に取り付けることができる。それぞれの取付孔３５に雄ねじを形成するようにしても良く、その場合にはねじ部材３７の頭部をテーブル収納溝１２内に位置させることなく、シリンダ本体１１が取り付けられる部材側にねじ部材３７の頭部を位置させることができる。
【００３１】
この流体圧アクチュエータは往復動テーブル２８にガイドレール３１が取り付けられるようになっており、ガイドレール３１よりも短い寸法のリニアガイド２５がシリンダ本体１１に取り付けられているので、ガイドレール３１にねじ部材３７を貫通させる貫通孔を形成することなく、リニアガイド２５の両端面の外方の部分を利用してシリンダ本体１１を被装着部材に取り付けることができる。これにより、ガイドレール３１に貫通孔を形成する必要がなくなり、これの加工コストを低減することができる。しかも、シリンダ本体１１には合計４つの取付孔３５が形成されているので、シリンダ本体１１を被装着部材に対して長手方向に離れた位置と幅方向に離れた位置とで取り付けることができ、取付強度を高めることができる。さらに、被装着部材の取付位置に応じて、少なくともこれらの４つの取付孔３５のうち２つを使用して、シリンダ本体１１を被装着部材に取り付けることもできる。
【００３２】
このような構成の流体圧アクチュエータにあっては、これが設置される個所に応じて給排ポート２１ａと２３ａの一方と、給排ポート２１ｂと２３ｂの一方のいずれか２つを選択してそこに空気圧配管を接続することができ、接続された一方の給排ポートから圧縮空気を供給し、他方から排出することにより、２つのピストン１６ａ，１６ｂを往復動させる。これにより、往復動テーブル２８は直線方向に往復動され、この往復動テーブル２８に治具を介して配置されるワークや工具あるいは他のアクチュエータなどの被搬送部材を搬送することができる。
【００３３】
この搬送時には、往復動テーブル２８の底面にガイドレール３１が取り付けられ、これを案内するリニアガイド２５がシリンダ本体１１のテーブル収納溝１２に取り付けられているので、往復動テーブル２８はリニアガイド２５よりも長い寸法のガイドレール３１によって補強されることになり、往復動テーブル２８のそりや変形を防止することができる。
【００３４】
往復動テーブル２８はテーブル収納溝１２内に設けられており、そのテーブル収納溝１２は２つのシリンダ室１５ａ，１５ｂの間に形成され、シリンダ本体１１の厚み方向には、往復動テーブル２８とシリンダ室１５ａ，１５ｂとがオーバーラップしているので、シリンダ室の内径つまりボア径により設定される推力を確保しつつ、厚み寸法が薄くなった薄型の流体圧アクチュエータが得られる。これにより、流体圧アクチュエータが設置される個所に他の部材が配置される場合に、その部材との干渉を避けることができる。
【００３５】
しかも、薄型とすることにより、中心間の距離Ｌを短くすることができ、ピストンロッド１７ａ，１７ｂから往復動テーブル２８に動力を伝達するための連結プレート１９および往復動テーブル２８には大きな曲げモーメントが加わることを防止できる。
【００３６】
往復動テーブル２８が所定の前進限位置、後退限位置あるいは中間位置まで移動したことを検出するために、１つ以上のセンサがシリンダ本体１１に取り付けられることになるが、４つのセンサ取付溝３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂがシリンダ本体１１に形成されているので、流体圧アクチュエータが設置される個所に応じて、４つのセンサ溝のうちいずれかを選択したり、全てを利用してそのセンサ溝にセンサを取り付けることができる。
【００３７】
シリンダ本体１１は被装着部材に対して、４つの取付孔３５にねじ部材３７を貫通させて被装着部材にねじ止めされることになるが、取付孔３５はテーブル収納溝１２の幅方向中心部からその側面側に変位して形成されているので、ねじ部材３７はシリンダ本体の長手方向と幅方向とに相互に離れ、平面上に分散してねじ部材３７が取り付けられることになり、外径の小さなねじ部材３７としても、シリンダ本体１１の締結を確実に行うことができる。
【００３８】
往復動テーブル２８には、流路３８ａ，３８ｂが形成されており、それぞれの流路は図１に示すように、往復動テーブル２８の後端面に開口し、連結プレート１９に形成された給排ポート（図示省略）に連通している。したがって、連結プレート１９に開閉式のハンドやパッドなどの流体圧作動機器を取り付けた場合には、その流体圧作動機器に対して圧縮空気を供給することができる。なお、往復動テーブル２８の表面にそれぞれの流路３８ａ，３８ｂに連通させて給排ポートを形成するようにし、往復動テーブル２８に流体圧作動機器を取り付けるようにしても良い。
【００３９】
図９は流体圧アクチュエータに使用されるリニアガイド２５とガイドレール３１の変形例を示す図であり、これらが取り付けられた流体圧アクチュエータにおける図３に対応した部分の断面を示すと図１０の通りである。
【００４０】
このガイドレール３１にはリニアガイド２５に対応する面の幅方向中央部にはねじ部材取付溝４１が一端から他端にまで形成されており、ガイドレール３１は断面がコの字形状となっている。ガイドレール３１を往復動テーブル２８にねじ部材３２を用いて取り付ける際には、ねじ部材３２はその頭部３２ａをねじ部材取付溝４１内に入り込ませてねじ結合される。このような断面形状のガイドレール３１を使用することにより、ガイドレール３１の幅寸法を大きくしても、その全体の重量が大きくなることを防止できるとともに、ガイドレール３１の軽量化を達成しつつ、幅の大きなガイドレール３１とリニアガイド２５とにより往復動テーブル２８の横方向の振れを防止して往復動精度を高めることができる。
【００４１】
図１１は流体圧アクチュエータの変形例における図３に対応した部分を示す断面図であり、シリンダ１１の表面１１ａのうちセンサ溝３３ａ，３３ｂが形成されていない部分に開口させて、Ｔ字形状の取付溝３９がシリンダ本体１１に形成されている。この取付溝３９を利用してバルブなどの他の部材を取り付けることができる。
【００４２】
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ことはいうまでもない。
【００４３】
たとえば、連結プレート１９の部分に往復動テーブルが前進限位置および後退限位置となったときに、衝撃を緩和する緩衝機構を組み込むようにしても良く、停止位置を調整するためのストッパを設けるようにしても良い。また、作動流体としては、空気圧以外に油圧を使用することも可能である。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、往復動テーブルをシリンダ本体に形成されたテーブル収納溝内に配置するようにしたので、流体圧シリンダの厚み寸法を薄くすることができ、流体圧シリンダを薄型化することが可能となる。往復動テーブルを幅狭くしても、往復動テーブルにはカイドレールが取り付けられていることから、往復動テーブルを補強してその変形やそりの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の一実施の形態である往復動テーブル付き流体圧アクチュエータを示す斜視図である。
【図２】図１における矢印Ａ方向から見た図１の側面図である。
【図３】図２におけるＢ−Ｂ線に沿う方向の断面図である。
【図４】図３におけるＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図５】図３におけるＤ−Ｄ線に沿う断面図である。
【図６】図５におけるＥ−Ｅ線に沿う断面図である。
【図７】図５におけるＦ−Ｆ線に沿う断面図である。
【図８】図５におけるＧ−Ｇ線に沿う断面図である。
【図９】リニアガイドとガイドレールの変形例を示す斜視図である。
【図１０】図９に示したリニアガイドとガイドレールとを有する往復動テーブル付き流体圧シリンダにおける図３と同様の部分を示す断面図である。
【図１１】流体圧アクチュエータの変形例における図３に対応した部分を示す断面図である。
【符号の説明】
１１      シリンダ本体
１２      テーブル収納溝
１３ａ，１３ｂ  ヘッドカバー
１４ａ，１４ｂ  ロッドカバー
１５ａ，１５ｂ  シリンダ室
１６ａ，１６ｂ  ピストン
１７ａ，１７ｂ  ピストンロッド
１８      ねじ部材
１９    連結プレート
２１ａ，２１ｂ、２３ａ，２３ｂ  給排ポート
２２ａ，２２ｂ、２４ａ，２４ｂ  流路
２５      リニアガイド
２６      ねじ部材
２７      レール溝
２８      往復動テーブル
２９      ねじ部材
３１      ガイドレール
３２      ねじ部材
３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂ  センサ取付溝
３５      取付孔
３６      貫通孔
３７      ねじ部材
３８ａ，３８ｂ    流路
３９      取付溝
【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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