(57)【要約】【課題】潤滑剤が通気孔から漏れることを抑制するために、専用部品を設けずに済む打撃作業機を提供する。【解決手段】ピストン３０を軸線Ａ１方向に往復動可能に収容し、かつ、回転可能なシリンダ２２と、モータの回転力をピストン３０が往復動作する力に変換するクランク機構と、を有する打撃作業機であって、内部６６にシリンダ２２を収容し、かつ、潤滑剤を収容するクランクケース１７と、クランクケース１７の内部６６と外部とを連通する通気孔６５と、モータの回転力をシリンダ２２の回転力に伝達する経路を接続及び遮断するクラッチ５７と、クランクケース１７に回転不可能に取り付けられ、かつ、クラッチ５７が係合及び解放されるロックスリーブ５９と、を有し、通気孔６５とロックスリーブ５９とが、シリンダ２２の径方向に重ねて配置されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
動作部材を軸線方向に往復動可能に収容し、かつ、回転可能なシリンダと、モータの回転力を前記動作部材が往復動作する力に変換する運動変換機構と、を有する打撃作業機であって、
前記シリンダを収容し、かつ、潤滑剤を収容する第１ケースと、
前記第１ケースの内外を連通する第１の通気孔と、
前記モータの回転力を前記シリンダの回転力に伝達する経路を接続及び遮断するクラッチと、
前記第１ケースに回転不可能に取り付けられ、かつ、前記クラッチが係合及び解放される固定要素と、
を有し、
前記第１の通気孔と前記固定要素とが、前記シリンダの径方向に重ねて配置されている、打撃作業機。
【請求項２】
前記運動変換機構は、
前記モータの動力で回転するクランクシャフトと、
前記クランクシャフトの回転中心線から偏心して設けられたクランクピンと、
前記クランクピンと前記動作部材とを連結するコネクティングロッドと、
を備えている、請求項１記載の打撃作業機。
【請求項３】
前記第１ケースと前記固定要素との間に、前記第１の通気孔と前記第１ケース内とを接続するラビリンスシールが設けられている、請求項１または２記載の打撃作業機。
【請求項４】
前記シリンダと前記第１ケースとの間に空間が形成され、
前記空間は、前記第１の通気孔に接続され、
前記クラッチ及び前記固定要素は、前記空間に配置されている、請求項１乃至３の何れか１項記載の打撃作業機。
【請求項５】
前記固定要素は、前記第１ケースに対して前記軸線方向に移動可能であり、
前記固定要素を前記軸線方向で前記クラッチに近づく向きに付勢する弾性部材が設けられている、請求項１乃至４の何れか１項記載の打撃作業機。
【請求項６】
前記第１の通気孔を覆うフェルトが設けられている、請求項１乃至５の何れか１項記載の打撃作業機。
【請求項７】
前記第１ケースに固定され、かつ、前記第１ケースとの間に収容室を形成する第２ケースと、
前記収容室の内外を連通する第２の通気孔と、
前記収容室に配置され、かつ、前記モータの回転力を前記運動変換機構に伝達するギヤと、
が設けられ、
前記第１の通気孔は、前記第１ケース内と前記収容室とを接続する、請求項１乃至６の何れか１項記載の打撃作業機。
【請求項８】
前記第２の通気孔を覆うフェルトが設けられている、請求項７記載の打撃作業機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータの回転動力で動作部材を往復動作させて打撃力を発生する打撃作業機に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータの回転動力で動作部材を往復動作させて打撃力を発生する打撃作業機は、特許文献１に記載されている。特許文献１に記載された打撃作業機は、ケーシングと、ケーシングに形成したモータ室と、ケーシングの内部に設けたシリンダと、シリンダ内に収容した動作部材及び打撃子と、シリンダ内に形成した圧力室と、モータのロータ軸と、ロータ軸に設けたピニオンと、ピニオンに噛み合うギヤと、ギヤに設けたクランクピンと、クランクピンと動作部材とを接続するコネクティングロッドと、を有する。
【０００３】
ケーシングの開口部を塞ぐインサートが設けられ、インサートにカバー板がねじ固定されている。インサートとカバー板との間に平衡室が設けられている。インサートは、ケーシングの外部と平衡室とをつなぐ貫通孔を有する。インサートは、平衡室とケーシングの内部とをつなぐ通気口を有する。さらに、ケーシングの内部に潤滑剤が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６０−６３６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に記載された打撃作業機は、ケーシングの内部の潤滑剤が通気孔から漏れる虞れがあった。
【０００６】
本発明の目的は、潤滑剤が通気孔から漏れることを抑制するために、専用部品を設けずに済む打撃作業機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、動作部材を軸線方向に往復動可能に収容し、かつ、回転可能なシリンダと、モータの回転力を前記動作部材が往復動作する力に変換する運動変換機構と、を有する打撃作業機であって、前記シリンダを収容し、かつ、潤滑剤を収容する第１ケースと、前記第１ケースの内外を連通する第１の通気孔と、前記モータの回転力を前記シリンダの回転力に伝達する経路を接続及び遮断するクラッチと、前記第１ケースに回転不可能に取り付けられ、かつ、前記クラッチが係合及び解放される固定要素と、を有し、前記第１の通気孔と前記固定要素とが、前記シリンダの径方向に重ねて配置されている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、既存の部品である固定要素と第１ケースとの間にラビリンスシールを形成できる。したがって、部品点数の増加を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】打撃作業機の正面視した外観図である。
【図２】打撃作業機の正面視した縦断面図である。
【図３】打撃作業機の内部機構を示す縦断面図である。
【図４】図３に示す内部機構の要部を示す断面図である。
【図５】（Ａ），（Ｂ）は、打撃作業機のクランクケースに設けた通気孔の具体例を示す断面図である。
【図６】図３に示す内部機構の要部を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。それぞれの図面においては、共通する部材には同一の符号が付されている。
【００１１】
図１及び図２に示す打撃作業機１０はハンマドリルとも言われ、工具１１が打撃作業機１０に着脱される。打撃作業機１０は、工具１１に回転力及び打撃力を加えることが可能である。打撃作業機１０は、コンクリートや石材等を対象物として、斫り作業、穴あけ作業、破砕作業を行うことができる。
【００１２】
打撃作業機１０は外殻要素としてのケーシング１２を有し、ケーシング１２は、ハンドル１３と、ハンドル１３に固定された接続部１４と、接続部１４に固定されたモータケース１５と、モータケース１５に固定されたギヤケース１６と、ギヤケース１６に固定されたクランクケース１７と、クランクケース１７の外側を覆うカバー１８と、を有する。ハンドル１３にトリガ１９が設けられている。また、ハンドル１３に電力ケーブル２０が取り付けられている。電力ケーブル２０は、電源、例えば、交流電源に接続される。
【００１３】
クランクケース１７は金属製であり、フロントケース２１がクランクケース１７に固定されている。シリンダ２２は、クランクケース１７の内部６６及びフロントケース２１内に亘って配置されている。シリンダ２２は、軸線Ａ１を中心として回転可能である。また、筒形状の工具保持具２３が、シリンダ２２の外周面に取り付けられている。
【００１４】
工具保持具２３は、フロントケース２１の内外に亘って配置されている。工具保持具２３はシリンダ２２と一体回転する。工具保持具２３の内面にストッパ２４が設けられている。ストッパ２４は、工具保持具２３の内面をテーパ状に傾斜したものである。工具１１は工具保持具２３に対して着脱可能である。ホルダ２５が工具保持具２３の先端に取り付けられている。
【００１５】
中間打撃子２６が、工具保持具２３内からシリンダ２２内に亘って配置されている。中間打撃子２６は軸線Ａ１方向に移動可能である。環状のストッパ２７が工具保持具２３内に設けられている。中間打撃子２６は、ストッパ２４及びストッパ２７により、軸線Ａ１方向の移動範囲が規制される。打撃子２８がシリンダ２２内で軸線Ａ１方向に移動可能に設けられている。打撃子２８の外周面にシール部材２９が取り付けられている。ピストン３０がシリンダ２２内で軸線Ａ１方向に往復動可能に配置されている。
【００１６】
図３に示すように、シリンダ２２内で打撃子２８とピストン３０との間に圧力室３１が設けられている。シリンダ２２を径方向に貫通する呼吸孔７３が設けられている。環状のベベルギヤ３２が、クランクケース１７の内部６６に設けられている。ベベルギヤ３２は軸受３３を介してクランクケース１７により回転可能に支持されており、ベベルギヤ３２は軸受３３により軸線Ａ１方向の移動が規制されている。
【００１７】
電動モータ３４がモータケース１５内に設けられている。電動モータ３４は、コイルが巻かれた円筒形状のステータ３５と、ステータ３５の内側に配置したロータ３６と、を有する。出力軸３７がロータ３６に固定され、出力軸３７及びロータ３６は、軸線Ａ２を中心として回転可能である。出力軸３７は、軸受３８，３９により回転可能に支持されており、出力軸３７の外周面に駆動ギヤ４０が設けられている。さらに、ギヤケース１６とクランクケース１７との間に収容室４１が形成されている。ギヤケース１６は、収容室４１と、モータケース１５の内部４２とを隔てる。モータケース１５に通気口７４が設けられている。通気口７４はモータケース１５の外部につながっている。
【００１８】
クランク機構４３がクランクケース１７の内部６６に設けられている。クランク機構４３は、電動モータ３４の出力軸３７の回転力を、ピストン３０の往復動作力に変換する運動変換機構である。クランク機構４３は駆動ギヤ４０に噛み合う従動ギヤ４４と、従動ギヤ４４が固定されたクランクシャフト４５と、クランクシャフト４５とピストン３０とを連結するコネクティングロッド４６と、を有する。クランクシャフト４５は、軸受４７，４８により回転中心線Ａ３を中心として回転可能に支持されている。クランクシャフト４５に連続するクランクピン４９が設けられている。クランクピン４９は、回転中心線Ａ３から偏心した位置に配置されている。クランクピン４９は、クランクシャフト４５が回転すると回転中心線Ａ３の周囲を公転する。コネクティングロッド４６はクランクピン４９に対して回転可能に連結されている。
【００１９】
回転力伝達軸５０が、収容室４１及び内部６６に亘って設けられている。回転力伝達軸５０は、軸受５１，５２を介してギヤケース１６及びクランクケース１７により回転可能に支持されている。回転力伝達軸５０の回転中心線Ａ４は、回転中心線Ａ３と平行である。回転力伝達軸５０は、出力軸３７の回転力をベベルギヤ３２に伝達する要素であり、回転力伝達軸５０にピニオンギヤ８０が設けられている。ピニオンギヤ８０は、ベベルギヤ３２に噛み合う。さらに、従動ギヤ７５が回転力伝達軸５０に固定され、従動ギヤ７５は駆動ギヤ４０に噛み合う。
【００２０】
オイルシール５３，５４がクランクケース１７に取り付けられている。オイルシール５３，５４は、クランクケース１７の内部６６と収容室４１とを隔てる。クランクケース１７は開口部５５を有し、カバー１８は開口部５５を覆っている。
【００２１】
クラッチ５７は内部６６のうち、シリンダ２２の外周面とクランクケース１７との間に配置されている。クラッチ５７は環状であり、シリンダ２２の外周面に対して軸線Ａ１方向に移動可能である。クラッチ５７とシリンダ２２とは、スプライン結合されており、クラッチ５７及びシリンダ２２は一体回転可能である。
【００２２】
空間５６に弾性部材５８が設けられている。弾性部材５８は圧縮コイルバネであり、弾性部材５８はシリンダ２２の外側に配置されている。弾性部材５８は軸線Ａ１方向の荷重を受けて反発力を発生する。弾性部材５８は、軸線Ａ１方向で工具保持具２３とクラッチ５７との間に配置され、クラッチ５７は、弾性部材５８の力でベベルギヤ３２に近づく向きで付勢されている。
【００２３】
ケーシング１２の外面に切替レバー８１が取り付けられており、作業者が切替レバー８１を操作すると、クラッチ５７は軸線Ａ１方向に移動する。図３に示すように、クラッチ５７は第１噛み合い部７８を有し、ベベルギヤ３２は第２噛み合い部７９を有する。クラッチ５７が軸線Ａ１方向に移動すると、第１噛み合い部７８と第２噛み合い部７９とが、係合または解放される。クラッチ５７はベベルギヤ３２とシリンダ２２との間に形成される動力伝達経路を接続及び遮断する。
【００２４】
ロックスリーブ５９が内部６６のうち、クランクケース１７の内面とシリンダ２２の外周面との間の空間に配置されている。ロックスリーブ５９は環状であり、軸線Ａ１方向でクラッチ５７とフロントケース２１との間に配置されている。ロックスリーブ５９はシリンダ２２と同心状に配置され、かつ、ロックスリーブ５９はクランクケース１７に対してスプライン結合されている。ロックスリーブ５９はクランクケース１７に対して回転不可能であり、かつ、クランクケース１７に対して軸線Ａ１方向に移動可能である。
【００２５】
図４のように、ロックスリーブ５９は第３噛み合い部６０を有し、クラッチ５７は第４噛み合い部６１を有する。クラッチ５７が軸線Ａ１方向に移動すると、第３噛み合い部６０と第４噛み合い部６１とが、係合または解放される。ロックスリーブ５９は、クラッチ５７の回転を防止する要素である。
【００２６】
クランクケース１７の内面に環状の段部６２が設けられている。環状のプレート６３がフロントケース２１内に設けられている。プレート６３は工具保持具２３の径方向で工具保持具２３の外側に配置されている。プレート６３の外周端はフロントケース２１の端部に接触しており、プレート６３は軸線Ａ１方向の移動が規制されている。プレート６３とロックスリーブ５９との間に弾性部材６４が配置されている。弾性部材６４は圧縮コイルバネであり、軸線Ａ１方向の荷重を受けて反発力を発生する。ロックスリーブ５９は弾性部材６４の力で軸線Ａ１方向に付勢され、かつ、段部６２に接触して停止する。
【００２７】
図４及び図５（Ａ）に示すように、クランクケース１７を径方向に貫通する通気孔６５が設けられている。通気孔６５は、軸線Ａ１方向で段部６２とプレート６３との間に配置されている。通気孔６５は、クランクケース１７の内部６６と収容室４１とを接続する。ロックスリーブ５９とクランクケース１７とを接続するスプライン結合部６７は、軸線Ａ１方向で段部６２とプレート６３との間に配置されている。
【００２８】
スプライン結合部６７では、ロックスリーブ５９とクランクケース１７との間に隙間があり、その隙間がラビリンスシール６８を形成している。ラビリンスシール６８は、内部６６と通気孔６５とをつなぐ。通気孔６５とロックスリーブ５９とは、シリンダ２２の径方向に重なって配置されている。軸線Ａ１方向における通気孔６５の配置範囲の全ては、ロックスリーブ５９の配置範囲に含まれる。また、軸線Ａ１方向における通気孔６５の配置範囲は、ラビリンスシール６８の配置範囲と重なっている。
【００２９】
さらに、図３に示すように、ギヤケース１６に通気孔６９が設けられ、通気孔６９は収容室４１と、接続部１４の内部７０とをつなぐ。接続部１４のリブ７１と、ギヤケース１６との間にフェルト７２が設けられている。フェルト７２は通気性を有し、潤滑剤を捕捉する機能を有する。内部７０はモータケース１５の内部４２とつながっている。内部４２は通気口７４を介してケーシング１２の外部とつながっている。
【００３０】
次に、打撃作業機１０の使用例を説明する。工具１１を対象物に押し付けると、中間打撃子２６がストッパ２７に接触することで押し付け力の反力を受け、工具１１及び中間打撃子２６が停止する。また、シール部材２９は、呼吸孔７３と圧力室３１とを遮断する。そして、作業者がトリガ１９を操作すると、電動モータ３４に電力が供給されて出力軸３７が回転し、出力軸３７の回転力は、クランク機構４３によりピストン３０の往復動力に変換される。
【００３１】
ピストン３０が打撃子２８に近づく向きで移動すると、圧力室３１の圧力が上昇して打撃力が発生し、打撃子２８が中間打撃子２６を打撃する。その打撃力は工具１１を介して対象物に伝達される。また、出力軸３７の回転力は、従動ギヤ７５、回転力伝達軸５０、ピニオンギヤ８０を介してベベルギヤ３２に伝達される。
【００３２】
切替レバー８１が操作されてハンマドリルモードが選択されていると、クラッチ５７はロックスリーブ５９から解放され、かつ、クラッチ５７はベベルギヤ３２に係合される。したがって、ベベルギヤ３２の回転力はシリンダ２２に伝達される。シリンダ２２の回転力は工具保持具２３を介して工具１１に伝達される。このようにして、工具１１に回転力及び打撃力が加えられる。
【００３３】
切替レバー８１が操作されてハンマモードが選択されていると、クラッチ５７はベベルギヤ３２から解放され、かつ、クラッチ５７はロックスリーブ５９に係合される。このため、ベベルギヤ３２の回転力はシリンダ２２に伝達されない。したがって、工具１１に打撃力のみが伝達される。
【００３４】
工具１１を下に向けた状態で、作業者が工具１１を対象物から離すと、中間打撃子２６がストッパ２４に接触して停止し、かつ、打撃子２８が中間打撃子２６に接触して停止する。このため、圧力室３１と呼吸孔７３とが接続される。したがって、ピストン３０が往復動作しても、圧力室３１の空気圧は上昇せず、空打ちを防止できる。
【００３５】
クランクケース１７の内部に潤滑剤が入れられている。固形またはゲル状のグリースを含む。潤滑剤は、ピストン３０とシリンダ２２の内周面との接触箇所、クランクピン４９とコネクティングロッド４６との連結箇所、コネクティングロッド４６とピストン３０との連結箇所、ピニオンギヤ８０とベベルギヤ３２との噛み合い箇所等を潤滑する。
【００３６】
クランクケース１７の内部６６は通気孔６５、収容室４１、通気孔６９、内部７０，４２を介して、ケーシング１２の外部とつながっている。これは、内部６６の圧力が上昇することを抑制するためである。
【００３７】
そして、クランクケース１７の内部６６と通気孔６５との間にラビリンスシール６８が形成されている。このため、内部６６の潤滑剤が通気孔６５から漏れることを抑制できる。また、ラビリンスシール６８を形成するクランクケース１７及びロックスリーブ５９は、既存の部品である。したがって、潤滑剤の漏れを抑制するために、専用の部品を設けずに済み、打撃作業機１０の部品点数の増加、製造コストの上昇、大型化を抑制できる。
【００３８】
さらに、通気孔６５が軸線Ａ１方向で配置されている位置は、ラビリンスシール６８が配置されている位置のうち、最も段部６２に近い箇所である。そして、ケーシング１２が軸線Ａ１方向に振動すると、ロックスリーブ５９は軸線Ａ１方向に振動する。このため、ラビリンスシール６８のうち、クランクケース１７の内面に付着している潤滑剤は、ロックスリーブ５９により掻き取られる。したがって、シリンダ２２の回転による遠心力でクランクケース１７の内面に潤滑剤が付着しても、潤滑剤が付着した個所に滞留すること、通気孔６５から漏れること、を抑制できる。潤滑剤が通気孔６５を塞ぐことを抑制できるため、通気孔６５が内部６６の空気圧を調整する機能を維持できる。
【００３９】
仮に、内部６６の潤滑剤が通気孔６５から漏れたとしても、その潤滑剤は収容室４１に入り、ケーシング１２の外部に漏れない。収容室４１には、駆動ギヤ４０と、従動ギヤ４４，７５との噛み合い部分を潤滑する潤滑剤が元々入れられているため、支障は無い。また、収容室４１内に入れられている潤滑剤は、内部６６に入れられている潤滑剤よりも粘度及び稠度が高い。このため、収容室４１の潤滑剤が、通気孔６５を通り内部６６に進入することは無い。さらに、収容室４１と内部７０とをつなぐ通気孔６９を覆うフェルト７２が設けられている。このため、収容室４１の潤滑剤が、通気孔６９から内部７０に漏れることを防止できる。
【００４０】
通気孔６５は、軸線Ａ１に対して垂直な平面視で、従動ギヤ７５の配置領域内にある。このため、通気孔６５から収容室４１に進入した潤滑剤は、従動ギヤ７５の回転による遠心力で、従動ギヤ７５の外側に移動する。このため、ギヤケース１６のうち従動ギヤ７５と内部４２との間に通気孔が設けられている場合、その通気孔から潤滑剤が内部４２に漏れることを抑制できる。
【００４１】
図５（Ｂ）及び図６は、クランクケース１７に設けた通気孔の他の構造を示す。クランクケース１７を貫通する通気孔８２は、軸線Ａ１を隔てて収容室４１とは反対の位置に配置されている。通気孔８２とラビリンスシール６８との位置関係、通気孔８２とロックスリーブ５９との位置関係は、通気孔６５とラビリンスシール６８との位置関係、通気孔６５とロックスリーブ５９との位置関係と同じである。すなわち、軸線Ａ１の円周方向で、通気孔８２がクランクケース１７に配置されている位置と、通気孔６５がクランクケース１７に配置されている位置とが異なるのみである。
【００４２】
通気孔８２は、クランクケース１７の外部、つまり、ケーシング１２の外部につながっている。また、カバー１８とクランクケース１７との間にフェルト７６が設けられている。フェルト７６は通気孔８２を覆っている。フェルト７６は通気性を有し、潤滑剤を捕捉する機能を有する。
【００４３】
図５（Ｂ）及び図６に示す通気孔８２及びラビリンスシール６８の構造は、図３及び図４に示す通気孔６５及びラビリンスシール６８の構造と同じ効果を得ることができる。また、内部６６の潤滑剤が通気孔８２から漏れると、フェルト７６により捕捉される。したがって、潤滑剤がカバー１８の外に漏れることを防止できる。
【００４４】
実施形態で説明した事項において、ピストン３０は動作部材であり、クランクケース１７は第１ケースであり、ロックスリーブ５９は固定要素であり、内部６６は空間であり、ギヤケース１６は第２ケースであり、駆動ギヤ４０及び従動ギヤ４４はギヤであり、通気孔６５及び通気孔８２は第１の通気孔であり、通気孔６９は第２の通気孔である。
【００４５】
打撃作業機は、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。例えば、打撃作業機は、コンクリートや石材等を対象物として、斫り作業、穴あけ作業、破砕作業を行うハンマドリルの他、ハンマドライバを含む。ハンマドライバは、工具が対象物としてのねじ部材を打撃しながら回転する。モータは、電動モータ、内燃機関、油圧モータ、空気圧モータを含む。電動モータに電力を供給する電源は、交流電源、直流電源を含む。直流電源は、ケーシングに着脱可能なバッテリを含む。
【００４６】
モータの回転力を動作部材の往復動作力に変換する運動変換機構は、クランク機構の他、カム機構を含む。フェルトは、クランクケース内部とケーシング外部とを連通する通気孔を覆う構造、ギヤケースの収容室の内外を連通する通気孔を覆う構造の他、クランクケース内部とギヤケースの収容室とを連通する通気孔を覆う構造を含む。打撃作業機は、モータの出力軸の第１軸線と、動作部材が動作する方向の第２軸線とが直角に配置される構造の他、第１軸線と第２軸線とが、互いに平行である構造を含む。
【符号の説明】
【００４７】
１０…打撃作業機、１６…ギヤケース、１７…クランクケース、２２…シリンダ、３０…ピストン、３４…電動モータ、４０…駆動ギヤ、４１…収容室、４３…クランク機構、４４…従動ギヤ、４５…クランクシャフト、４６…コネクティングロッド、４９…クランクピン、５７…クラッチ、５９…ロックスリーブ、６４…弾性部材、６５，８２…通気孔、６６…内部、６８…ラビリンスシール、７６…フェルト、Ａ１…軸線。
【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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