(57)【要約】【課題】パターン切換弁が所定の切換位置への切換途中にある場合の機械の意図しない動作を防止する。【解決手段】リモコン弁２７の出力ポートＲ１〜Ｒ８と方向切換弁２１の各パイロットポート２２ａ〜２５ｂとの組み合わせを変更するパターン切換弁２８を備えた油圧回路において、リモコン弁２７にパイロット油を供給する油路から分岐して分岐油路３３が設けられ、分岐油路３３は切換手段３１を介してタンクＴに通ずるタンクライン３４に接続される。切換手段３１は、パターン切換弁２８が所定の切換位置２８ａ、２８ｃにある場合に分岐油路３３とタンクライン３４を遮断し、リモコン弁２７へパイロット油を供給し、所定の切換位置２８ａ、２８ｃに切り換えられる途中の切換途中位置２８ｂにある場合に分岐油路３３とタンクライン３４とを連通させ、リモコン弁２７へのパイロット圧を低下させる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧アクチュエータの作動を制御する油圧パイロット式の複数の方向切換弁と、前記方向切換弁にパイロット油を供給するポンプと、前記方向切換弁と前記油圧ポンプの間に設けられ前記方向切換弁のスプールを制御するパイロット圧を出力するリモコン弁と、前記方向切換弁と前記リモコン弁の間に設けられ前記リモコン弁の出力先を別の方向切換弁に変更するパターン切換弁とを備えた建設機械の油圧回路において、
前記リモコン弁にパイロット油を供給する油路から分岐してタンクに通ずるタンクラインに連通する分岐油路が設けられ、
前記パターン切換弁が、所定の切換位置に切り換えられる途中である場合に前記分岐油路と前記タンクラインとを連通させ、所定の切換位置に切り換えられた場合に前記分岐油路と前記タンクラインとの連通を遮断する切換手段が設けられることを特徴とする油圧回路。
【請求項２】
前記分岐油路中に設けた圧力検知手段と、前記圧力検知手段により得られた検出圧力値が閾値よりも小さい場合に前記パターン切換弁が所定の切換位置に切り換えられる途中であることを判断する判断装置と、オペレータにそのことを知らせる報知手段とが備えられることを特徴とする請求項１に記載の油圧回路。
【請求項３】
本発明において、前記分岐油路は、前記パターン切換弁に設けられた連通油路に接続され、
前記切換手段は、前記パターン切換弁に付随して設けられた第一部材と前記第一部材に重なるように設けられた第二部材から構成され、
前記第一部材は、前記タンクラインに連通する排出用油路を備え、
前記第二部材は、前記パターン切換弁が所定の切換位置に切り換えられる途中である場合に、前記連通油路と前記排出用油路とを連通させる連通部と、前記パターン切換弁が所定の切換位置に切り換えられた場合に、前記連通油路と前記排出用油路との連通を遮断する遮断部とを備えることを特徴とする請求項１または請求項２の何れか一項に記載の油圧回路。
【請求項４】
前記パターン切換弁は、外面に前記方向切換弁に接続される配管接続用ポートを配した外部円筒体と、前記外部円筒体内に回転自在に嵌合され前記配管接続用ポートに対応する接続ポートを有し前記外部円筒体と共に作動油の回転式継手を構成した内部回転体により構成され、
前記第一部材は、中央部に前記内部回転体を貫通させる貫通穴を備え、前記貫通穴の外側の前記第二部材側に環状の前記排出用油路に通ずる環状油路を備え、
前記第二部材は、中央部に前記第一部材の前記貫通穴と連続して前記内部回転体を貫通させる第二貫通穴を有し、前記内部回転体と連動して回転するための連動手段を備え、
前記パターン切換弁が所定の切換位置に切り換えられる途中である場合に、前記連通油路と前記環状油路との間に前記連通部が移動し、前記連通部により前記連通油路と前記環状油路とを連通させ、
前記パターン切換弁が所定の切換位置に切り換えられた場合に、前記連通油路と前記環状油路との間に前記遮断部が移動し、前記遮断部により前記連通油路と前記環状油路との連通を遮断させることを特徴とする請求項３に記載の油圧回路。
【請求項５】
前記連動手段は、前記内部回転体と前記第二部材にキーおよびキー溝を備えることであり、前記キーと前記キー溝が噛み合うことにより、前記内部回転体と前記第二部材は一体として回転可能であることを特徴とする請求項４に記載の油圧回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧ショベル等の建設機械において、リモコン弁から導出されるパイロット圧をパターン切換弁を介して方向制御弁のパイロットポートに与えるように構成された油圧回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
油圧ショベルを例にとって背景技術を説明する。
【０００３】
図１は油圧ショベルの構成例を示す側面図である。
【０００４】
油圧ショベル１は、クローラ式の下部走行体２の上に上部旋回体３が搭載されている。
【０００５】
上部旋回体３には、下部走行体２に対して上部旋回体３を旋回させる旋回駆動装置４が設けられている。
【０００６】
さらに、作業アタッチメント１１として、上部旋回体３にはブーム５が起伏可能に設けられ、ブーム５の先端にはアーム６が回動可能に連結され、アーム６の先端にはバケット７が回動可能に取り付けられている。
【０００７】
ここで、ブーム５の起伏、ブーム５に対するアーム６の回動、およびアーム６に対するバケット７の回動は、それぞれ、ブームシリンダ８、アームシリンダ９、およびバケットシリンダ１０の伸縮により行われる。
【０００８】
この油圧ショベルにおける従来の油圧回路を図２に示す。
【０００９】
油圧回路２０は、油圧源として図示しないエンジンにより駆動されるメイン油圧ポンプＰ１とパイロットポンプＰ２を備えている。
【００１０】
メイン油圧ポンプＰ１は、吐出する圧油によってブームシリンダ８、アームシリンダ９、およびバケットシリンダ１０などの油圧アクチュエータを駆動させる。
【００１１】
パイロットポンプＰ２は、リモコン弁２７にパイロット一次圧を供給する。
【００１２】
パイロットポンプＰ２の吐出口は、ソレノイド弁２６や下部走行体２に搭載される図示しない走行モータなどの他装置２９にパイロット一次圧を供給する供給油路３８に接続される。
【００１３】
ソレノイド弁２６は、方向切換弁２１を操作するためのリモコン弁２７へのパイロット油の供給と非供給を切り換える。
【００１４】
方向切換弁２１は、ブーム５の起動、停止および方向切換を制御するブームスプール２２と、アーム６の起動、停止および方向切換を制御するアームスプール２３と、バケット７の起動、停止および方向切換を制御するバケットスプール２４と、旋回駆動装置４の起動、停止および方向切換を制御する旋回スプール２５の位置をそれぞれ切り換え可能に構成している。
【００１５】
パターン切換弁２８は、操作レバーによる操作信号を出力するリモコン弁２７と方向切換弁２１との間に設けられ、切換位置を切換位置２８ａと切換位置２８ｃのいずれかに切り換え可能であり、リモコン弁２７の出力ポートＲ１〜Ｒ８と方向切換弁２１の各パイロットポート２２ａ〜２５ｂとの組み合わせをオペレータの好みに応じて変更できるものである。
【００１６】
リモコン弁２７は、それぞれ二つ一組で一つの方向切換弁２１を正逆作動させる四つの減圧弁２７ａ〜２７ｄを備え、各減圧弁２７ａ〜２７ｄの出力ポートが入力側パイロットラインＲ１〜Ｒ８に、入力ポートがソレノイド弁２６に、ドレンポートがタンクＴに通ずるタンクライン３２にそれぞれ接続されている。
【００１７】
リモコン弁２７が中立状態にある時は、方向切換弁２１の各パイロットポート２２ａ〜２５ｂのパイロット圧がパターン切換弁２８及びリモコン弁２７の減圧弁２７ａ〜２７ｄを介してタンクＴに抜けて方向切換弁２１が中立復帰するように構成されている。
【００１８】
図３は、パターン切換弁２８に注目して図２を拡大して示したものである。
【００１９】
パターン切換弁２８は、切換位置２８ａと切換位置２８ｃとが切り換えられる途中において、切換途中位置２８ｂを通過する。
【００２０】
パターン切換弁２８が切換途中位置２８ｂにあると、図３中のＡにおいて、リモコン弁２７からのパイロット二次圧が方向切換弁２１側の切換前後の両方のポートに導通するため、方向切換弁２１がオペレータの意図しない動作をする場合がある。
【００２１】
これに対して、特許文献１では、パターン切換弁が切換え開始から切換え完了までの切換途中において、切換え前後の両出力側ポートを導通させてパターン切換弁のパイロット二次圧を一時圧側に落とすこと、または切換え前後の両出力ポートをタンクに連通させるドレンラインに導くことにより、出力側のポートに圧が籠ることによる方向切換弁の意図しない動作を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２２】
【特許文献１】特開２０１０−２０９９９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
しかし、切換え前後の両出力側ポートを導通させるように構成すると、パターン切換弁の切換位置が切り換えられた場合に意図しないポートに一次圧が導入されるという課題は解決されない。
【００２４】
また、方向切換弁を構成するケーシングにドレン用油路を追加することにより回路が複雑化してしまうという課題がある。
【００２５】
そこで本発明は、ソレノイド弁とリモコン弁の間にタンクに通ずる分岐油路を設け、パターン切換弁が切換途中位置にある場合に、リモコン弁へのパイロット油の供給を断ち、意図しない機械の動作を防止し、オペレータにパターン切換弁が切換途中であることを気づかせることを目的とする。
【００２６】
また、パターン切換弁が切換途中位置に切り換えられる場合に、パターン切換弁の二次圧を個々にドレンに繋げる油路をパターン切換弁の回路中に設けるのではなく、リモコン弁の一次圧をタンクに落とすように構成することにより、回路が複雑化してしまうことを回避する。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
本発明は、油圧アクチュエータの作動を制御する油圧パイロット式の複数の方向切換弁と、前記方向切換弁にパイロット油を供給するポンプと、前記方向切換弁と前記油圧ポンプの間に設けられ前記方向切換弁のスプールを制御するパイロット圧を出力するリモコン弁と、前記方向切換弁と前記リモコン弁の間に設けられ前記リモコン弁の出力先を別の方向切換弁に変更するパターン切換弁とを備えた建設機械の油圧回路において、前記リモコン弁にパイロット油を供給する油路から分岐してタンクに通ずるタンクラインに連通する分岐油路が設けられ、前記パターン切換弁が、所定の切換位置に切り換えられる途中である場合に前記分岐油路と前記タンクラインとを連通させ、所定の切換位置に切り換えられた場合に前記分岐油路と前記タンクラインとの連通を遮断する遮断する切換手段が設けられるものである。
【００２８】
この構成によると、パターン切換弁が所定の切換位置への切換途中である場合に、分岐油路がタンクに通じるためパイロット一次圧が落とされる。
【００２９】
これにより、リモコン弁側への油の供給がなくなり、リモコン弁から操作信号が出せなくなるので、機械の意図しない動作を防止し、オペレータにパターン切換弁の切換位置の不良を気づかせることができる。
【００３０】
また、本発明は、前記分岐油路中に設けた圧力検知手段と、前記圧力検知手段により得られた検出圧力値が閾値よりも小さい場合に前記パターン切換弁が所定の切換位置に切り換えられる途中であることを判断する判断装置と、オペレータにそのことを知らせる報知手段とが備えられるものである。
【００３１】
こうすることにより、圧力検知手段により得られる分岐油路中の圧力の変化から、パターン切換弁が所定の切換位置への切換途中にあることをオペレータに報知することができる。
【００３２】
本発明において、前記分岐油路は、前記パターン切換弁に設けられた連通油路に接続され、前記切換手段は、前記パターン切換弁に付随して設けられた第一部材と第二部材から構成され、前記第一部材は、前記タンクラインに連通する排出用油路を備え、前記第二部材は、前記パターン切換弁が所定の切換位置に切り換えられる途中である場合に、前記連通油路と前記排出用油路とを連通させる連通部と、前記パターン切換弁が所定の切換位置に切り換えられた場合に、前記連通油路と前記排出用油路との連通を遮断する遮断部とを備えるものである。
【００３３】
この構成によると、連通油路と排出用油路の連通と遮断とを、第二部材により切り換えることができる。
【００３４】
本発明において、前記パターン切換弁は、外面に前記方向切換弁に接続される配管接続用ポートを配した外部円筒体と、前記外部円筒体内に回転自在に嵌合され前記配管接続用ポートに対応する接続ポートを有し前記外部円筒体と共に作動油の回転式継手を構成した内部回転体により構成され、前記第一部材は、中央部に前記内部回転体を貫通させる貫通穴を備え、前記貫通穴の外側に前記排出用油路に通ずる環状油路を備え、前記第二部材は、中央部に前記第一部材の前記貫通穴と連続して前記内部回転体を貫通させる第二貫通穴を有し、前記内部回転体と連動して回転するための連動手段を備え、前記パターン切換弁が所定の切換位置に切り換えられる途中である場合に、前記連通部は前記分岐油路と重なり、前記分岐油路と前記環状油路を連通させ、前記パターン切換弁が所定の切換位置に切り換えられた場合に、前記遮断部は前記分岐油路と重なり、前記分岐油路と前記環状油路との連通を遮断させるものである。
【００３５】
この構成において、第二部材は、連動手段により内部回転体と一体として回転するため、操作パターンを切り換える過程で内部回転体が回転されることにより、パターン切換弁が所定の切換位置に切り換えられた場合に、分岐油路と排出用油路とを連通し、また、パターン切換弁が所定の切換位置に切り換えられる途中である場合に、分岐油路と排出用油路とを遮断させることができる。
【００３６】
また本発明において、前記連動手段は、前記内部回転体と前記第二部材にキーおよびキー溝を備えることであり、前記キーと前記キー溝が噛み合うことにより、前記内部回転体と前記第二部材は一体として回転可能であるものである。
【００３７】
この構成において、キーとキー溝を噛み合わせることにより、簡易な構成で内部回転体と第二部材を一体として回転させることができる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、パターン切換弁が所定の切換位置に切り換えられる途中である場合に、リモコン弁のパイロット一次圧をタンクに導くように構成されるので、機械の意図しない動作を防止し、回路の複雑化を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】油圧ショベル構成を示す概略側面図である。
【図２】従来の油圧回路構成図である。
【図３】従来の油圧回路構成の拡大図である。
【図４】本発明の実施形態の油圧ショベルの油圧回路である。
【図５】本発明の実施形態のパターン切換弁を縦に置いて示した正面図である。
【図６】本発明の実施形態のパターン切換弁を分解して示した正面図である。
【図７】本発明の実施形態の第一部材であり、（ａ）は図５のＢ方向から見た正面図、（ｂ）は図５のＡ−Ａ矢印方向に見た断面図である。
【図８】本発明の実施形態の第二部材であり、（ａ）は図５のＢ方向から見た正面図、（ｂ）は図５のＡ−Ａ矢印方向に見た断面図である。
【図９】本発明の実施形態の第二部材と内部回転体を図５のＡ−Ａ矢印方向に見た断面図である。
【図１０】本発明の変形例を示す油圧ショベルの油圧回路である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
本発明の好ましい実施形態を、図４〜図９を参照しながら説明する。
【００４１】
本発明の実施形態の図面について同一部分には同一符号を付して示し、その重複説明を省略する。
【００４２】
また図１〜図３に示すような構成の建設機械を適用対象としている。
【００４３】
図４は、本発明の実施形態の油圧回路であり、図３に示す油圧回路に対して、ソレノイド弁２６とリモコン弁２７の間から分岐して設けられた分岐油路３３と、パターン切換弁２８に付随した切換手段３１とを追加した構成である。
【００４４】
分岐油路３３は、切換手段３１を介してタンクＴに通ずるタンクライン３４に接続される。
【００４５】
切換手段３１は、パターン切換弁２８の切換位置に連動して分岐油路３３とタンクライン３４の連通と遮断を切り換えるように設けたものであり、パターン切換弁２８が所定の切換位置２８ａまたは２８ｃにある場合に、切換手段３１は切換位置３１ａまたは３１ｃにあり、分岐油路３３をタンクライン３４から遮断し、パターン切換弁２８が所定の切換位置２８ａ、２８ｃに切り換えられる途中の切換途中位置２８ｂにある場合に、切換手段３１は切換位置３１ｂにあり、分岐油路３３をタンクライン３４に連通させる。
【００４６】
分岐油路３３がタンクライン３４から遮断される場合には、ソレノイド弁２６からのパイロット油は、分岐油路３３を通らず、リモコン弁２７側を通る。
【００４７】
この場合、オペレータは操作レバーを介して方向切換弁２１を操作することができる。
【００４８】
分岐油路３３がタンクライン３４に連通される場合には、ソレノイド弁２６からのパイロット一次圧がタンクＴに落とされるためリモコン弁２７側には圧が立たない。
【００４９】
そのため、リモコン弁２７から方向切換弁２１を操作することができなくなり、オペレータの意図しない機械の動作を防止すると共に、機械が動かなくなることにより、オペレータにパターン切換弁２８の切換位置の不良を気づかせることができる。
【００５０】
以上により、パターン切換弁２８が所定の切換位置２８ａ、２８ｃに切り換えられた場合には、方向切換弁２１を操作することができ、パターン切換弁２８が所定の切換位置に切り換えられる途中の切換途中位置２８ｂである場合には、方向切換弁２１を操作することができないようにすることができる。
【００５１】
パターン切換弁２８の具体的な構成について図５〜図９を用いて説明する。
【００５２】
図５および図６より、パターン切換弁２８は、外部円筒体４０と、内部回転体４１と、切換手段３１としての第一部材４３、第二部材４２、および内部回転体４１の端部に設けられた切換レバー４４により構成される。
【００５３】
外部円筒体４０は、外面にリモコン弁２７の出力ポートＲ１〜Ｒ８に接続されるポート４０ａと、方向切換弁２１のパイロットポート２２ａ〜２５ｂに接続されるポート４０ｂと、分岐油路３３に接続されるポート４０ｃと、タンクライン３４に接続されるポート４０ｄとが備えられる。
【００５４】
内部回転体４１は、外周面に一組のポート４０ａとポート４０ｂとを接続する孔４１ｂを有し、内部回転体４１の回転により孔４１ｂが別の組のポート４０ａとポート４０ｂとを接続されることにより、操作パターンが切り換えられる。
【００５５】
内部回転体４１の端部には、切換レバー４４が周方向に回動可能に取り付けられ、これによりオペレータは内部回転体４１を回転させて操作パターンを変更することができる。
【００５６】
切換手段３１は、外部円筒体４０の上部に内部回転体４１に貫通されるように設けられた第一部材４３と、第一部材４３の内部に配された第二部材４２とにより構成される。
【００５７】
第一部材４３は、図７に示すように、中央部に内部回転体４１を通すことのできる貫通穴５０と、第二部材４２を内包するための円盤状の穴５１とを有している。
【００５８】
また、環状油路３４ａとタンクライン３４に接続される排出用油路３４ｂを備えている。
【００５９】
第二部材４２は、図８に示すように、円盤形状であり、中央部に内部回転体４１を通すことのできる貫通穴５５を有し、貫通穴５５の周囲に分岐油路３３からの作動油を通す円弧状の連通部５６と、作動油を通さない遮断部５７とを備えている。
【００６０】
また、第二部材４２と内部回転体４１にはそれぞれキー溝５９、６０が設けられているため、ここにキー６１が挿し込まれキー溝５９、６０と噛み合うことにより、第二部材４２は内部回転体４１と一体として回転される。
【００６１】
このため、操作パターンを切り換えるためのレバー４４および内部回転体４１の回転に対応して、第二部材４２も回転する。
【００６２】
図９は、外部円筒体４０、第一部材４３、および第二部材４２についての図５のＡ−Ａ断面図であり、分岐油路３３からタンクライン３４までの油路を模式的に示す。
【００６３】
図９中、（ａ）は分岐油路３３とタンクライン３４とが連通する場合を示し、（ｂ）は分岐油路３３とタンクライン３４とが遮断される場合を示す。
【００６４】
分岐油路３３に接続されるポート４０ｃは、外部円筒体４０の内部の連通油路３３ａに連通し、連通油路３３ａは第二部材４２を介して環状油路３４ａに接続される。
【００６５】
排出用油路３４ｂ、３４ｃは、タンクライン３４と環状油路３４ａを連通させる。
【００６６】
分岐油路３３とタンクライン３４の連通と遮断は、第二部材４２の回転により切り換えられる。
【００６７】
具体的に第二部材４２は、パターン切換弁２８が所定の切換位置２８ａ、２８ｃに切り換えられた場合に、図９（ａ）のように分岐油路３３とタンクライン３４とを連通部５６により連通し、パターン切換弁２８が所定の切換位置２８ａ、２８ｃに切り換えられる切換途中位置２８ｂの場合に、図９（ｂ）のように連通油路３３ａと環状油路３４ａとを遮断部５７により遮断する。
【００６８】
以上のように構成することにより、操作パターンを切り換える過程において分岐油路３３のタンクＴへの連通と遮断が切り換わり、切換途中位置２８ｂに切り換えられた場合ではリモコン弁２７側への作動油の供給を停止することができるため、ショベル１がオペレータの意図しない動作をすることを防止することができる。
【００６９】
（変形例）
変形例の油圧回路について、上記実施形態の油圧回路２０との相違点について説明する。
【００７０】
図１０は、変形例を示す油圧ショベルの油圧回路であり、図４に示す油圧回路に対して、分岐油路３３に圧力検知手段として油圧センサ３５を追加した構成である。
【００７１】
前述したように、パターン切換弁２８が所定の切換位置２８ａ、２８ｃである場合は、分岐油路分岐はタンクライン３４から遮断されるため、リモコン弁２７側に作動油が供給され、分岐油路３３中には方向切換弁２１を動作させるのに必要な油圧が確保される。
【００７２】
一方、パターン切換弁２８が切換途中位置２８ｂである場合は、分岐油路３３はタンクライン３４に導通するため、リモコン弁２７側への作動油の供給が断たれ、分岐油路３３中の油圧は低下する。
【００７３】
判断装置３６は、油圧センサ３５により検出される分岐油路３３の検出圧力値を監視し、パターン切換弁２８の切換位置が所定の切換位置２８ａ、２８ｃであるか、もしくは切換途中位置２８ｂであるかを判断する。
【００７４】
具体的に判断装置３６は、分岐油路３３の検出圧力値が閾値よりも大きい場合にパターン切換弁２８の切換位置は所定の切換位置２８ａ、２８ｃであり、閾値よりも小さい場合に切換途中位置２８ｂであると判断する。
【００７５】
判断装置３６は、パターン切換弁２８が所定の切換位置２８ａ、２８ｃに切り換えられる途中であると判断した場合に、報知装置３７を作動させるための信号を出力する。
【００７６】
報知装置３７は判断装置３６からの信号に基づいて音や光によってパターン切換弁２８の切換途中を報知するものであり、例えば、音を発生させる警報音発生装置や視覚的に表示するモニタである。
【００７７】
上記した変形例の構成により、パターン切換弁２８の切換位置が不良であることをオペレータに確実に報知することができる。
【符号の説明】
【００７８】
２０  油圧回路
２１  方向切換弁
２２  ブームスプール
２３  アームスプール
２４  バケットスプール
２５  旋回スプール
２６  ソレノイド弁
２７  リモコン弁
２８  パターン切換弁
３１  切換手段
３２、３４  タンクライン
３３  分岐油路
３３ａ  連通油路
３４ａ  環状油路
３４ｂ、３４ｃ  排出用油路
３５  油圧センサ
３６  判断装置
３７  報知装置
３８  供給油路
４０  外部円筒体
４１  内部回転体
４２  第二部材
４３  第一部材
４４  回転レバー
５０、５５  貫通穴
５１  円盤状の穴
５２  環状油路
５６  連通部
５７  遮断部
５９、６０  キー溝
６１  キー
Ｐ１  メイン油圧ポンプ
Ｐ２  パイロットポンプ
Ｔ    タンク
【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】
2017002490.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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