(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定側金型を保持する固定側金型ホルダーと、可動側金型を保持する可動側金型ホルダーとを備え、該両金型ホルダーに対し金型を自動交換する射出成形機の金型交換装置であって、
前記両金型ホルダーは、それぞれ、射出成形機の型締め方向と直交する少なくとも一側方向に開口部を有する金型収容部と、前記開口部から前記金型収容部へ前記金型を案内する案内部と、前記金型を前記金型収容部においてロックするロック手段とを有し、さらに
前記両金型ホルダーの前記開口部に対応する開口幅を有し、複数の金型を収納可能な金型ストッカと、
該金型ストッカと前記両金型ホルダーの前記金型収容部との間で前記開口部を介して前記金型を移動可能な金型移動手段と
を備えることを特徴とする射出成形機の金型交換装置。
【請求項２】
前記金型は、固定側型板で構成される固定側金型と、成形キャビティが形成された可動側型板、該可動側型板を支持する受板、および前記成形キャビティから成形品を外すエジェクタ機構を備えて構成される可動側金型とから成り、前記固定側型板と前記可動側型板とがロケートピンを介して接離可能に連結されたカセット式金型であり、
前記金型移動手段の金型着脱用ハンドと前記固定側型板および前記可動側型板のいずれか一方とにフックが取付けられ、
前記金型ストッカの左右方向または上下方向のスライド動作により前記金型着脱用ハンドと前記金型とが連結または取外されるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の射出成形機の金型交換装置。
【請求項３】
前記ロック手段は、
前記固定側型板および前記可動側型板の側部に形成された溝と、
頭部が該溝に嵌合可能に前記金型収容部に露出され、前記両金型ホルダーにそれぞれ摺動自在に設けられたピンと、
前記両金型ホルダーの外側にそれぞれ設けられ、該ピンを引き込んで前記金型を前記金型収容部に側面を密着させて固定する引き込み機構と
を備えることを特徴とする請求項２に記載の射出成形機の金型交換装置。
【請求項４】
前記引き込み機構は、
前記ピンを保持するスライドブロックに取付けられたクランプ装置を、前記金型ホルダーに固定された固定スペーサに移動可能に支持し、前記クランプ装置の動作時に前記固定スペーサの端面を押圧することにより、該押圧の反力によって、前記スライドブロックを、前記ピンの軸方向に沿って、前記ピンに対して前記金型が存在する方向と反対の方向に移動させて前記ピンを引き込むように構成されていることを特徴とする請求項３に記載の射出成形機の金型交換装置。
【請求項５】
前記金型ストッカは、金型の収納部に金型温度調節用ヒータを備えることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の射出成形機の金型交換装置。
【請求項６】
前記金型ストッカは、前記開口幅離間されて配置され、間に金型収納部を形成する２枚の側板を複数組備え、前記金型移動手段は、該金型ストッカの金型収納部と前記両金型ホルダーの前記金型収容部との間で金型を摺動させて移動させることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の射出成形機の金型交換装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出成形機の金型交換装置に関し、特に、カセット式金型を自動的に交換するのに適した射出成形機の金型交換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、射出成形品目の多様化に伴い、射出成形用金型として成形に必要な主にキャビティを形成する構成要素で構成される、いわゆる、カセット式金型を用意し、この比較的小型で軽量なカセット式金型のみを交換することにより、作業の簡略化と交換時間の短縮化とが図られている。
【０００３】
かかるカセット式金型の交換装置としては、例えば、特開平７−１２４９５２号公報に記載のものが知られている。これは、成形機の成形位置から被成形物をを取り出すための把持部を備えた被成形物取出ユニットと、被成形物取出ユニットを成形位置と成形機の外部位置との間で移動可能に搭載するユニット移動機構と、ユニット移動機構に成形位置と外部位置との間で移動可能に搭載され、成形金型を交換するための把持部を備えた金型交換ユニットとを設けるものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる従来の金型交換装置においては、その金型交換時には、ユニット移動機構により金型交換ユニットを成形位置に移動させ、その把持部で成形金型を把持して引出した後、金型交換ユニットを外部位置まで移動させることにより、金型を外部位置まで搬出し、そして、新たな金型を金型交換ユニットの把持部に把持させた後、ユニット移動機構により金型を成形位置まで移送し、成形位置に金型をセットするようにしているので、その金型の最終的なセットのために、少なくとも、１〜２分の金型段取り時間が必要であるという問題があった。
【０００５】
本発明は、かかる従来の問題を解消し、上記段取り時間をさらに短縮した時間内に金型の交換が可能な金型交換装置を提供することを目的としている。
【０００６】
また、本発明の他の目的は、金型交換を迅速に行い得ると共に交換に伴う成形サイクル停止時間を短縮し得る金型交換装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明に係る射出成形機の金型交換装置の一形態は、固定側金型を保持する固定側金型ホルダーと、可動側金型を保持する可動側金型ホルダーとを備え、該両金型ホルダーに対し金型を自動交換する射出成形機の金型交換装置であって、前記両金型ホルダーは、それぞれ、射出成形機の型締め方向と直交する少なくとも一側方向に開口部を有する金型収容部と、前記開口部から前記金型収容部へ前記金型を案内する案内部と、前記金型を前記金型収容部においてロックするロック手段とを有し、さらに、前記両金型ホルダーの前記開口部に対応する開口幅を有し、複数の金型を収納可能な金型ストッカと、該金型ストッカと前記両金型ホルダーの前記金型収容部との間で前記開口部を介して前記金型を移動可能な金型移動手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
また、前記金型は、固定側型板で構成される固定側金型と、成形キャビティが形成された可動側型板、該可動側型板を支持する受板、および前記成形キャビティから成形品を外すエジェクタ機構を備えて構成される可動側金型とから成り、前記固定側型板と前記可動側型板とがロケートピンを介して接離可能に連結されたカセット式金型であり、前記金型移動手段の金型着脱用ハンドと前記固定側型板および前記可動側型板のいずれか一方とにフックが取付けられ、前記金型ストッカの左右方向または上下方向のスライド動作により前記金型着脱用ハンドと前記金型とが連結または取外されるように構成されていることを特徴とする。
【０００９】
さらに、前記ロック手段は、前記固定側型板および前記可動側型板の側部に形成された溝と、頭部が該溝に嵌合可能に前記金型収容部に露出され、前記両金型ホルダーにそれぞれ摺動自在に設けられたピンと、前記両金型ホルダーの外側にそれぞれ設けられ、該ピンを引き込んで前記金型を前記金型収容部に側面を密着させて固定する引き込み機構とを備えることを特徴とする。
【００１０】
さらに、前記引き込み機構は、前記ピンを保持するスライドブロックに取付けられたクランプ装置を、前記金型ホルダーに固定された固定スペーサに移動可能に支持し、前記クランプ装置の動作時に前記固定スペーサの端面を押圧することにより、該押圧の反力によって、前記スライドブロックを、前記ピンの軸方向に沿って、前記ピンに対して前記金型が存在する方向と反対の方向に移動させて前記ピンを引き込むように構成されていることを特徴とする。
【００１１】
さらに、前記金型ストッカは、金型の収納部に金型温度調節用ヒータを備えることを特徴とする。
【００１２】
さらに、前記金型ストッカは、前記開口幅離間されて配置され、間に金型収納部を形成する２枚の側板を複数組備え、前記金型移動手段は、該金型ストッカの金型収納部と前記両金型ホルダーの前記金型収容部との間で金型を摺動させて移動させることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１４】
図１は本発明による射出成形機の自動金型交換装置の実施の一形態を示す斜視図であり、固定側金型を保持する固定側金型ホルダー１０、可動側金型を保持する可動側金型ホルダー２０、金型を複数個収納可能な金型ストッカ３０、該金型ストッカ３０と固定側金型ホルダー１０および可動側金型ホルダー２０との間で金型を移動可能な金型移動装置４０、および金型を固定側金型ホルダー１０および可動側金型ホルダー２０にロックするロック装置５０を備え、金型の自動交換が可能とされている。
【００１５】
ここでまず、本実施の形態において用いるカセット式金型１００について図４を参照して説明する。カセット式金型１００は、固定側型板１０２で構成される固定側金型と、成形キャビティが形成された可動側型板１０４、該可動側型板１０４を支持する受板１０６、および成形キャビティから成形品を外すエジェクタ機構１１０を備えて構成される可動側金型とから成り、前記固定側型板１０２と可動側型板１０４とがロケートピン１０３（図２参照）を介して接離可能に連結されている。エジェクタ機構１１０は、型開き後成形品を突出すためのエジェクタピン１１２、該エジェクタピン１１２が固着されているエジェクタプレート１１４、エジェクタプレート１１４にエジェクタピン１１２と平行に立設されている案内用の連結ピン１１６および連結ピン１１６のいずれかの外周に設けられている戻しばね１１８を備えている。
【００１６】
また、可動側型板１０４の前側、すなわち、可動側金型ホルダー２０の開口側には、後述する金型移動手段の金型着脱用ハンドのフックと係合可能なフック１２０がボルト１２２により固設されている。さらに、固定側型板１０２および可動側型板１０４の一側面には、それぞれの後側に開口して、それぞれの中腹部にまで延在し、後述するロック手段の一部を構成する断面Ｔ字状の溝１３０aおよび１３０bが形成されている。
【００１７】
固定側金型ホルダー１０は、射出成形機の不図示の固定側プラテンに対し移動可能にタイバーＴに案内されており、型締め方向と直交する少なくとも一側方向に開口部１１を有する金型収容部１２を有している。そして、開口部１１から金型収容部１２へ金型を案内する案内部としての段部１３が金型収容部１２の両側壁１４に形成されている。さらに、固定側金型ホルダー１０は、金型を金型収容部１２においてロックするロック装置５０（これについては可動側金型ホルダーとの関連で後でまとめて説明する）を有している。
【００１８】
可動側金型ホルダー２０は、射出成形機の不図示の可動側プラテンにより移動可能にタイバーＴに案内されており、型締め方向と直交する少なくとも一側方向に開口部２１を有する金型収容部２２を有している。そして、開口部２１から金型収容部２２へ金型を案内する案内部としての段部２３が金型収容部２２の両側壁２４に形成されている。なお、可動側金型ホルダー２０には、後述するカセット式金型を収容するために段部２３の下方に収容空間２４が設けられている。可動側金型ホルダー２０には、固定側金型ホルダー１０と同様に、金型を金型収容部２２においてロックするロック装置５０を有している。
【００１９】
そこで、ロック装置５０につき説明するが、ロック装置５０は、固定側金型ホルダー１０および可動側金型ホルダー２０において同一構造であり、単に、上下逆に配置されている点が異なるのみであるから、固定側金型ホルダー１０用のロック装置５０につき代表的に説明する。なお、両者を区別する必要があるときは、固定側金型ホルダー１０用のロック装置については、符号に添字「a」を、可動側金型ホルダー２０用のロック装置については、符号に添字「b」を付して用いる。
【００２０】
ロック装置５０は、図５に示すように、前述の固定側型板１０２の側部に形成された断面Ｔ字状の溝１３０と、断面略Ｔ字状の頭部が該溝１３０に嵌合可能に金型収容部１２に露出され、固定側金型ホルダー１０に摺動自在に設けられた引込ピン５２と、固定側金型ホルダー１０の外側に設けられ、該引込ピン５２を引き込んで金型１００の固定側型板１０２を金型収容部１２に側面を密着させて固定する引き込み機構とを備えている。なお、溝１３０および引込ピン５２頭部の断面形状は、ここに例示する略Ｔ字状に限られず、頭部が溝内に嵌合され、力が伝達されるのであればよい。例えば、あり溝形状等でもよい。
【００２１】
引き込み機構は、底部に拡径部を有する引込ピン５２が挿通される貫通孔を有する直方体のスライドブロック５４、内臓されたエアシリンダにより作動爪が動作される空圧式クランプ装置５５、およびスライドブロック５４と空圧式クランプ装置５５とを滑り移動可能に保持する固定スペーサ５８から主に構成されている。より詳細には、図３および図５に示すように、引込ピン５２が挿通されたスライドブロック５４に対し空圧式クランプ装置５５がねじ５７止めされ、引込ピン５２が固定側金型ホルダー１０に挿し込まれた後に、固定スペーサ５８が固定側金型ホルダー１０にねじ５９止めされる。かかる状態で、空圧式クランプ装置５５が作動すると、空圧式クランプ装置５５の作動爪５６が固定スペーサ５８の端面をクランプの支点としてスライドブロック５４を空圧式クランプ装置５５と共に外側に移動させて引込ピン５２を引き込むように構成されている（図５参照）。
【００２２】
ここで、金型のロック（クランプ）動作につき説明するに、図６の金型クランプ機構の拡大図に示すように、固定側型板１０２の溝１３０a（可動側型板１０４の溝１３０b）に引込ピン５２aが嵌合した状態で空圧式クランプ装置５５aが閉じ作動すると、作動爪５６aが固定スペーサ５８aの端面を押すことにより、スライドブロック５４aおよびそれに固定された空圧式クランプ装置５５aとスライドブロック５４aに挿入された引込ピン５２aとが、固定側金型ホルダー１０（可動側金型ホルダー２０）に対してクランプ代60だけ外側に引付られる。この際、引込ピン５２の頭部と溝１３０の嵌合隙間はクランプ代60に対して小さく設定されているので、固定側型板１０２（可動側型板１０４）は固定側金型ホルダー１０（可動側金型ホルダー２０）の側面に空圧式クランプ装置５５の反力により密着固定される。
【００２３】
また、金型のアンロック（アンクランプ）動作は、空圧式クランプ装置５５が開き作動することにより行われる。空圧式クランプ装置５５が開き作動すると、作動爪５６による固定スペーサ５８端面の押圧が解除され、引込ピン５２を外側に引付る反力が無くなるため、固定側型板１０２（可動側型板１０４）は固定側金型ホルダー１０（可動側金型ホルダー２０）から解放され、開口部を介して取外すことが出来ることになる。
【００２４】
次に、金型を収納する金型ストッカ３０につき説明する。本実施の形態における金型ストッカ３０は、基盤３２に対し、固定側金型ホルダー１０の開口部１１および可動側金型ホルダー２０の開口部２１に対応する開口幅を有して離間されて配置され、間に金型収納部３４を形成する２枚の側板３６，３６の複数組（図２の実施の形態では２組）から構成されている。そして、側板３６，３６の内壁には、カセット式金型１００の型閉じ状態をもたらす可動側金型ホルダー２０の中間停止位置において、固定側金型ホルダー１０の段部１３および可動側金型ホルダー２０の段部２３とそれぞれ整列される位置に、固定側金型用段部３７および可動側金型用段部３８が形成されている。さらに、固定側金型用段部３７の上方には固定側金型としての固定側型板１０２に隣接する形態で金型温度調節用の棒状のカートリッジ式ヒータ３９が埋設されている。
【００２５】
金型ストッカ３０の基盤３２は、金型移動手段の一部としてのエアスライド機構４０のテーブル４２に取付けられている。なお、図１および２に示す実施の形態では、金型ストッカ３０は基盤３２上に並列に２組設けられている。
【００２６】
さらに、金型移動手段は、金型ストッカ３０の金型収納部３４と固定側金型ホルダー１０の金型収容部１２および可動側金型ホルダー２０の金型収容部２２との間で、カセット式金型１００を摺動させて移動させるエアシリンダ機構４４を有し、エアシリンダ機構４４のピストンロッドの先端の金型着脱ハンド４６には、前述の可動側型板１０４の前側に固設されたフック１２０と係合可能なフック４８がボルト４９により固設されている（図７参照）。
【００２７】
上述の構成に成る本発明の実施の形態における金型の自動交換動作につき、不図示の制御装置により行われる制御手順を図１１に示すフローチャートを用い、さらに図１，２，７，８を参照して説明する。
【００２８】
ステップＳ１における成形サイクルが停止すると、可動側金型ホルダー２０が不図示の型締め用シリンダによる可動側プラテンの下降動作により下降され、型開きが行われる。図２は、この成形完了後の停止位置すなわち可動側プラテンが下降された成形機原点位置を示す図である。この成形機原点位置において、不図示のシリンダ装置によりカセット式金型１００のエジェクタ機構１１０が動作されて、成形品が成形キャビティから突出される。そこで、ステップＳ２において、不図示の成形品取り出しハンドが前進されて、製品が取出される。
【００２９】
この成形品取り出しハンドの前進と同時に、ステップＳ３において、着脱ハンド４６の前進が開始される。ステップＳ２とＳ３における成形品取出しと着脱ハンド４６の前進が完了した後は、ステップＳ４において、可動側金型ホルダー２０が不図示の型締め用シリンダによってカセット式金型１００の型閉じ状態をもたらす中間停止位置にまで上昇して移動される。従って、可動側型板１０４が中間停止位置に移動することにより、着脱ハンド４６の下向きのフック４８と可動側型板１０４に取付けられた上向きのフック１２０とが噛み合わされる。
【００３０】
そこで、ステップＳ５において、金型のアンクランプ動作が行われ、空圧式クランプ装置５５が開き作動し、固定側型板１０２および可動側型板１０４と固定側金型ホルダー1０および可動側金型ホルダー２０との固定（ロック)が解除される。そして、ステップＳ６において、エアシリンダ機構４４が作動され、着脱ハンド４６が後退することにより、カセット式金型１００は、固定側型板１０２と可動側型板１０４とが、それぞれ、固定側金型ホルダー１０の段部１３に整列されている固定側金型用段部３７および可動側金型ホルダー２０の段部２３に整列されている可動側金型用段部３８上を滑らかに摺動され、金型ストッカ３０に収納される。この時、固定側型板１０２と可動側型板１０４とは型閉じ状態にあり、ロケートピン１０３が位置決め孔に嵌合しており、カセット式金型１００は一体で別々に移動することは無い。
【００３１】
次に、ステップＳ７において、金型の入換えが行われる。すなわち、エアスライド機構４０が動作され、そのテーブル４２と共に基盤３２が図８のように横方向に移動される。このとき、着脱ハンド４６のフック４８は、交換前の可動側型板１０４のフック１２０との係合が外れ、交換用金型ストッカ３０の可動側金型１０４のフック１２０に係合する。かかる状態で、ステップＳにおいて、エアシリンダ機構４４が作動されて着脱ハンド４６が前進される。このとき、交換用金型ストッカ３０内のカセット式金型１００は、上述の着脱ハンド４６の後退の場合とは逆に、固定側金型ホルダー１０の段部１３に整列されている固定側金型用段部３７および可動側金型ホルダー２０の段部２３に整列されている可動側金型用段部３８上を滑らかに摺動され、固定側金型ホルダー１０および可動側金型ホルダー２０の金型収容部１２および２２内に収容される。かかるカセット式金型１００の金型収容部１２および２２へ向かう摺動の際に、固定側型板１０２および可動側型板１０４の側部の溝１３０aおよび１３０bに引込ピン５２の頭部が嵌合すること上述の通りである。
【００３２】
なお、上述の実施の形態では左右方向にスライド自在なエアスライド機構４０を用いたが、他の形態として、図９に示すように、金型ストッカを上下２段に構成すると共に、上下方向に作動可能なエアシリンダ機構８０を装備し金型交換を上下動作とすることも可能である。なお、この場合には、着脱ハンドのフックおよび金型側のフック１２０は、上述した両者の上下方向の相対移動により係合および係合解除がなされるように、横向きに開口を有するフックであるべきことは言うまでもない。ここで、エアスライド機構に替え、例えば、ＡＣサーボモータとボールねじによるスライド機構、スライドカム機構、リニアモータによるスライド機構、ラックギヤとピニオンギヤによるスライド機構、油圧シリンダによるスライド機構であってもよい。
【００３３】
次に、ステップＳ９において、上述の金型クランプ動作が行われる。すなわち、カセット式金型１００の金型収容部１２および２２内への挿入完了確認後、空圧式クランプ装置５５が閉じ動作されることにより、固定側型板１０２と可動側型板１０４が固定側金型ホルダー1０と可動側金型ホルダー２０に固定される。
【００３４】
金型クランプ完了後は、ステップＳ１０において、成形機の型締め用シリンダによる可動側プラテンの下降動作により、可動側金型ホルダー２０およびこれに固定された可動側型板１０４が下死点位置まで後退する。この際、着脱ハンド４６は、ステップＳ１１における遅延タイマの作動により、着脱ハンド４６のフック４８と可動側型板１０４のフック１２０との噛み合いが解除された後、ステップＳ１２において後退される。
【００３５】
着脱ハンド４６の後退完了により、ステップＳ１３に進み、成形サイクルが開始される。すなわち、型締め用シリンダによる可動側プラテンの上昇により、成形機は型締め状態に至り、固定側型板１０２に連結された不図示の射出ノズルを介しての射出成形が行われる。なお、この時交換されたカセット式金型１００は、金型ストッカ３０のカートリッジヒータ３９により昇温が完了しているので、型締め後に直ちに成形が開始できる。
【００３６】
また、本発明に係る金型交換装置の金型ストッカの金型搭載数量は、図１０に示すように、スペースに応じて複数組設置することにより多数の金型搭載が可能である。この図１０に示す実施の形態では、金型ストッカ３０の基盤３２上に並列に４組の側板が設けられている。この形態によると、多数の種類の金型を金型ストッカに保持しておき、制御装置におけるプログラムに応じて、金型を自動的に交換しながら多品種の部品を所定の数量づつ自動成形することができる。
【００３７】
本実施の形態によれば、金型と着脱ハンドとの連結およびその解除が、単に、左右方向および上下方向の両者の相対的スライド移動によってのみ達成されるので、着脱ハンドに金型に対する格別なクランプ・アンクランプ機構を装備する必要が無く、両者の連結およびその解除を短時間に行うことができ、交換に要する時間を著しく短縮できる。
【００３８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明に係る金型交換装置を使用することにより、射出成形機の金型交換が従来に比べより短時間で行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る金型交換装置の概要を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る金型交換装置への金型装着例を示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る金型交換装置の金型クランプ（ロック）機構の一例を示す分解斜視図である。
【図４】本発明の金型交換装置に用いられるカセット式金型の一例を示し、（a）は正面図、（b）は側面図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係る金型交換装置の金型クランプ（ロック）機構の一例を示す断面図である。
【図６】図５の金型クランプ機構の拡大断面図である。
【図７】着脱用フックと金型のフックの噛み合いを説明する側面図である。
【図８】本発明の一実施の形態に係る金型交換装置の金型交換動作を説明するための斜視図である。
【図９】本発明の他の実施の形態に係る金型交換装置の概要を示す斜視図である。
【図１０】本発明のさらに他の実施の形態に係る金型交換装置の概要を示す斜視図である。
【図１１】金型交換動作手順を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１０    固定側金型ホルダー
１１    開口部
１２    金型収容部
２０    可動側金型ホルダー
２１    開口部
２２    金型収容部
３０    金型ストッカ
３２    基盤
３４    金型収納部
３６    側板
３７    固定側金型用段部
３８    可動側金型用段部
３９    ヒータ
４０    エアスライド機構
４２    テーブル
４４    エアシリンダ機構４４
４６    金型着脱用ハンド４６
４８    フック
５０    ロック装置
５２    引込ピン５２
５４    スライドブロック５４
５５    空圧式クランプ装置
５８    固定スペーサ
１００    カセット式金型１００
１０２    固定側型板１０２
１０３    ロケートピン１０３
１０４    可動側型板
１３０（１３０a、１３０b）    溝
【図１】
0003920134.tif 000002
【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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