(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース（１）と、前記ベース（１）上に載置され、複数の刃物台（１４）を収容するコラム（２）と、前記コラム（２）上に載置された中間ベース（３）と、前記中間ベース（３）の外周にはベアリング（１７ｂ）によって軸支された大ギア（１７ａ）とこの大ギア（１７ａ）の下部に固定されたチャックキャリア（１７）と、前記中間ベース（３）上に載置されたトップカバー（４）と、前記トップカバー（４）の外周に配置された複数の逆立ち形の主軸（５）と、前記主軸（５）を回転させるスピンドルモータ（６）と、前記チャックキャリア（１７）を回動するために前記大ギア（１７ａ）と噛み合う小ギア（７ｄ）を設け、この小ギア（７ｄ）を回転させるモータ（７）が配設されて構成され、
前記コラム（２）は多角柱の形状に形成され、その多角柱の各面には角穴（２ａ）が設けられ、前記角穴（２ａ）には各刃物台（１４）のサドル（１２）が挿通され、前記角穴（２ａ）の両側には、２本のＺ軸用のガイドレール（１１ａ、１１ａ）が配置され、Ｚ軸（上下）方向へ前記サドル（１２）が摺動自在のＺ軸駆動機構が配設され、前記刃物台（１４）のサドル（１２）の中央には、Ｘ軸用のクイル（１３）が配設され、前記クイル（１３）の先端部には工具ホルダ（１３ｃ）が配設されて、工具がＸ軸（前後）方向へ摺動自在のＸ軸駆動機構が配設され、前記複数の刃物台（１４）の少なくとも１つは、ワークの着脱と反転をさせるピックオフユニット（２０）に置き替えて構成されたロータリー・トランスファマシン（１０）において、
前記主軸（５）は６，８，１０，１２本から構成され、貫通穴を有し、その主軸端に着脱自在に装着されたチャック（１５）と、前記チャックを複数個、保持したチャックキャリア（１７）と、前記チャック（１５）は上ボデー（１５ａ）と下ボデー（１５ｂ）から構成され、前記上ボデー（１５ａ）の上部にはＴスロー溝部が形成され、前記主軸（５）に通し、先端部につば状の拡径部が形成され、前記Ｔスロー溝部に係合し、貫通穴を有する第１ドローバー（５ａ）と、前記第１ドローバー（５ａ）に通し、先端部につば状の拡径部が形成された第２ドローバー（５ｂ）と、前記上ボデー（１５ａ）は前記第１ドローバー（５ａ）の拡径部によって支持され、前記下ボデー（１５ｂ）はベアリング（１５ｉ，１５ｉ）によって回転自在に軸支され、第２ドローバー（５ｂ）の拡径部によって支持され、前記主軸（５）の下端に形成されたカップリング（５ｃ）と、前記上ボデー（１５ａ）の上端に形成されたカップリング（１５ｃ）が、前記第１ドローバー（５ａ）の上方への引張りによって噛み合い、位置決めされて一体になり、また、前記第１ドローバー（５ａ）の貫通穴を通り、第２ドローバー（５ｂ）の上方への引張りによって先端部の穴径が縮径されて前記下ボデー（１５ｂ）の上面に固定されたスリーブ（１５ｅ）が引張られ、クサビ機構（１５ｄ）により３つ爪（１５ｊ）がチャック中心に移動し、ワークＷが把持される構成のチャック（１５）を装着したことを特徴とするロータリー・トランスファマシン（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、円形のロータリー・トランスファマシンに関する。
【背景技術】
【０００２】  一般にトランスファマシンとは、直線上にフライス削り、中ぐり、穴あけ、タップ立て等の各ユニットを配置し、ワークを自動搬送して量産加工を行う機械をいう。
本発明のロータリー・トランスファマシンは、平面視では円形をしており、複数の主軸が垂直に構成されていることから、多軸自動盤を立形にした立形ＮＣ多軸自動盤に近い構成となっている。【０００３】  図９は従来の多軸自動盤の正面図であり、図１０は図９に示すＣ−Ｃ線の断面図である。図９に示すように、横に伸びたステム１０５は、左端がヘッドストック１０７で支承されたスピンドルキャリア１０３に軸支され、右端がギアボックス１０４に軸支されており、そのステム１０５上をツールスライド１０１が往復動可能に装着されている。
図１０に示すように、ツールスライド１０１はその外周が６角形に形成され、その外周各面にはＴ溝１１１が加工されて工具の取付面となっている。その各取付面にはそれぞれの工具が取付けられるようになっている。また、スピンドルキャリア１０３には６本の主軸１１３が６等配に配置されており、各主軸１１３にはチャック（図示せず）が装着されている。さらに、そのチャックには被加工物（ワーク）が把持され、１／６ずつ加工を分割し、６工程で所望の加工を行うようになっている。
【特許文献１】  特開平５−１７７４０４号公報（段落００１０〜００２１、図２，３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  しかしながら、従来の多軸自動盤では、段取り替えが高度の技術を要し、簡単にできないという問題があった。そのため、そのワークのロット生産が終ると機械を休止させ、また同じワークが流れるまで稼動できないという問題があった。つまり、従来の多軸自動盤では、図１０に示すように、ツール（工具）をセッティング（段取り替え）するところは、横向きになった６角形のツールスライド１０１であり、ツールスライド１０１の各取付面は、正面がそれぞれ３０度、９０度、−３０度と傾斜した傾斜面となっており、その背面がそれぞれの反対の傾斜面になっていることから、ツールをセッティングするセッティング作業を一層しづらくしている。また、ツールスライド１０１は、共通化した１回の往復動であるため、６軸への加工配分、ツールのボリューム、ツール干渉、タイミング等を考慮せざるを得ず、段取り替えの難易度が高すぎるという問題があった。【０００５】  そこで、本発明は、これらの問題を解決するために創案されたものであり、それぞれの主軸に専用の刃物台を設けて段取り替えが誰にでも容易にするとともに、しかも、６軸に限らず、６軸以上であっても容易に構成できる立形ＮＣ多軸自動盤のようなロータリー・トランスファマシンを提供することを課題とする。【０００６】  請求項１に係る発明は、ロータリー・トランスファマシンであって、ベース（１）と、前記ベース（１）上に載置され、複数の刃物台（１４）を収容するコラム（２）と、前記コラム（２）上に載置された中間ベース（３）と、前記中間ベース（３）の外周にはベアリング（１７ｂ）によって軸支された大ギア（１７ａ）とこの大ギア（１７ａ）の下部に固定されたチャックキャリア（１７）と、前記中間ベース（３）上に載置されたトップカバー（４）と、前記トップカバー（４）の外周に配置された複数の逆立ち形の主軸（５）と、前記主軸（５）を回転させるスピンドルモータ（６）と、前記チャックキャリア（１７）を回動するために前記大ギア（１７ａ）と噛み合う小ギア（７ｄ）を設け、この小ギア（７ｄ）を回転させるモータ（７）が配設されて構成され、
前記コラム（２）は多角柱の形状に形成され、その多角柱の各面には角穴（２ａ）が設けられ、前記角穴（２ａ）には各刃物台（１４）のサドル（１２）が挿通され、前記角穴（２ａ）の両側には、２本のＺ軸用のガイドレール（１１ａ、１１ａ）が配置され、Ｚ軸（上下）方向へ前記サドル（１２）が摺動自在のＺ軸駆動機構が配設され、前記刃物台（１４）のサドル（１２）の中央には、Ｘ軸用のクイル（１３）が配設され、前記クイル（１３）の先端部には工具ホルダ（１３ｃ）が配設されて、工具がＸ軸（前後）方向へ摺動自在のＸ軸駆動機構が配設され、前記複数の刃物台（１４）の少なくとも１つは、ワークの着脱と反転をさせるピックオフユニット（２０）に置き替えて構成されたロータリー・トランスファマシン（１０）において、
前記主軸（５）は６，８，１０，１２本から構成され、貫通穴を有し、その主軸端に着脱自在に装着されたチャック（１５）と、前記チャックを複数個、保持したチャックキャリア（１７）と、前記チャック（１５）は上ボデー（１５ａ）と下ボデー（１５ｂ）から構成され、前記上ボデー（１５ａ）の上部にはＴスロー溝部が形成され、前記主軸（５）に通し、先端部につば状の拡径部が形成され、前記Ｔスロー溝部に係合し、貫通穴を有する第１ドローバー（５ａ）と、前記第１ドローバー（５ａ）に通し、先端部につば状の拡径部が形成された第２ドローバー（５ｂ）と、前記上ボデー（１５ａ）は前記第１ドローバー（５ａ）の拡径部によって支持され、前記下ボデー（１５ｂ）はベアリング（１５ｉ，１５ｉ）によって回転自在に軸支され、第２ドローバー（５ｂ）の拡径部によって支持され、前記主軸（５）の下端に形成されたカップリング（５ｃ）と、前記上ボデー（１５ａ）の上端に形成されたカップリング（１５ｃ）が、前記第１ドローバー（５ａ）の上方への引張りによって噛み合い、位置決めされて一体になり、また、前記第１ドローバー（５ａ）の貫通穴を通り、第２ドローバー（５ｂ）の上方への引張りによって先端部の穴径が縮径されて前記下ボデー（１５ｂ）の上面に固定されたスリーブ（１５ｅ）が引張られ、クサビ機構（１５ｄ）により３つ爪（１５ｊ）がチャック中心に移動し、ワークＷが把持される構成のチャック（１５）を装着したことを特徴とするロータリー・トランスファマシン（１０）。
【発明の効果】
【００１０】  請求項１に係る発明によれば、それぞれの主軸に対してそれぞれ専用の刃物台を設けたことにより、主軸と刃物台が作業者の正面になるため、作業性がよく、段取りが誰にでも容易にでき、しかも、６軸に限らず、６軸以上であっても容易に構成できる立形ＮＣ多軸自動盤のようなロータリー・トランスファマシンを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】  次に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明のロータリー・トランスファマシンの一部破断した平面図である。図１に示すように、このロータリー・トランスファマシン１０は、直線上に各ユニットを配置した従来のトランスファマシンとは異なり、平面視で円形になっている。
ここでは、８ステーションから構成されており、いわば、８軸の立形ＮＣ多軸自動盤となっている。また、上面のトップカバー４には、それぞれのステーション用の主軸５、５…が配設されている。また、この主軸５、５…を回転させるスピンドルモータ６、６…が配設されている。さらに、ワークを把持したチャック１５、１５…を一斉に自動搬送するリング状のチャックキャリアを回動するためのモータ７も配設されている。
また、チャックキャリアは、ベアリング１７ｂによって軸支され、このベアリング１７ｂを中心にして回動する。つまり、ベアリング１７ｂの中心は、平面視で機械本体の中心であるから、チャックキャリアは、機械本体の中心を回動中心として回動する。また、２点鎖線はカバー８、９を示している。
なお、トップカバーとは、円形をした板状を形成し、機械の上部（トップ）にあるカバーをいい、主軸台は兼用とし、主軸モータを載置する構造物をいい、チャックキャリアとは、リング状に形成され、平面視で機械本体の中央を回動中心として回動し、複数のチャックを保持した状態で回動して搬送する構造物をいう。【００１５】  図２は、図１に示すＡ−Ａ線の縦断面図である。図２に示すように、ベース１は平面視で円形であり、中央部の回りには突き出し（ひさし）部１ａが形成され、しかも円形に、螺旋（スパイラル）状に形成されている。切削により生成した切粉はこの突き出し（ひさし）部１ａに落下し、クーラント水の勢いによって、切粉が排出口１ｂからクーラントタンクＴへ回収される。
コラム２はベース１の上面１ｃに載置されている。コラム２は上面視で多角形であり、正面視で多角柱である。ここでは８角形の８角柱に形成されている。コラム２の上には、中間ベース３が載置されている。
中間ベース３の外周には、リング状のチャックキャリア１７が回動自在に軸支されている。そして、中間ベース３の上にはトップカバー４が載置されている。トップカバー４には、それぞれのステーションの主軸５を回転させるスピンドルモータ６が配設されている。なお、中間ベースとは、下部の位置と上部（トップ）の位置の中間位置に設けたベース状の構造物をいう。【００１６】  主軸５は、垂直に配設されている。しかも、立形マシニングセンタの主軸と同じように下向きになっており、立て旋盤でいうこの主軸５は逆立ち形となっている。主軸５の後端部（上部）にはプーリ５ｄが設けられ、スピンドルモータ６の軸端にもプーリ６ａが設けられ、Ｖベルト６ｂを介して回転力が主軸５に伝達され、回転される。【００１７】  図１に示すように、コラム２は８角柱に形成され、時計の１２時の位置は第１ステーションであり、時計の６時の位置は時計方向に数えて第５ステーション（以下、ＳＴという）となっている。この第１ＳＴと第５ＳＴには、後記するピックオフユニット２０が配設されている。したがって、第２ＳＴ、第３ＳＴ、第４ＳＴは表加工を担当し、第６ＳＴ、第７ＳＴ、第８ＳＴは裏加工を担当する。
そこで、第１ＳＴのＺ軸はＺ１軸、第２ＳＴのＺ軸はＺ２軸、…第ｎＳＴのＺ軸はＺｎとし、同様に、第１ＳＴのＸ軸はＸ１軸、第２ＳＴのＸ軸はＸ２軸、…第ｎＳＴのＸ軸はＸｎとして、以下を説明する。【００１８】  図８はピックオフユニット２０を示す平面断面図である。図８に示すように、コラム２の各面には角穴２ａが設けられ、ピックオフユニット２０が挿通されている。この角穴２ａの両側（図中では上下）には、２本のＺ１軸用のガイドレール１１ａ、１１ａが配置されている。このＺ１軸用のガイドレール１１ａには、複数のブロック１１ｂ、１１ｂが摺動自在に嵌入されている。このガイドレール１１ａとブロック１１ｂとは、直動ころがり案内を構成している。【００１９】  図３は、図２に示す第７ステーション（ＳＴ）の刃物台１４の拡大図である。刃物台１４のＺ７軸の構成については、前記したＺ１軸用のガイドレール１１ａとブロック１１ｂと同様であるため、詳細な説明は省略する。図３に示すように、前記したブロック１１ｂ、１１ｂには、サドル１２が配設されている。サドル１２近傍のコラム２の上面には、Ｚ７軸用のサーボモータ１２ａが設けられ、Ｚ７軸用のボールネジ１２ｂが連結されている。これにより、サーボモータ１２ａの回転によって、ボールネジ１２ｂが回転し、サドル１２がＺ７軸（上下）方向へ移動される。これをＺ軸駆動機構という。
さらに、サドル１２の中央には、Ｘ７軸用のクイル１３が配設され、クイル１３の後部のサドル１２にはＸ７軸用のサーボモータ１３ａが設けられ、Ｘ７軸用のボールネジ１３ｂが連結されている。また、クイル１３の先端部には工具ホルダ１３ｃが配設され、工具ホルダ１３ｃには、例えば、外形バイト１３ｄが取付けられている。
これにより、サーボモータ１３ａの回転によって、ボールネジ１３ｂが回転し、外形バイト１３ｄがＸ７軸（前後）方向へ移動される。これをＸ軸駆動機構という。【００２０】  図４は、図２に示す上部の、中間ベース３とトップカバー４の拡大図である。
図４に示すように、リング状のチャックキャリア１７は、中間ベース３との間にベアリング１７ｂによって軸支された大ギア１７ａの下部に固定されている。
一方、チャックキャリア１７の回動用のモータ７は、トップカバー４に配設されている。モータ７の下部に配設されたギアシャフト７ａとはカップリング７ｂによって一体に固定され、ギアシャフト７ａはベアリング７ｃ、７ｃによって回転自在に軸支されている。また、ギアシャフト７ａの下端部には、小ギア７ｄが形成されており、前記大ギア１７ａと噛み合うようになっている。これにより、モータ７の回転によって、小ギア７ｄが回転すると大ギア１７ａが回動して、チャックキャリア１７が回動（正転、逆転）されチャックを回動自在に搬送される。
なお、チャックキャリアは、中間ベース３と大ギア１７ａとの間に設けたベアリング１７ｂの中心を回転中心にして回動する。【００２１】  図５は、図４に示すチャック１５の拡大断面図である。図５に示すように、チャック１５は上ボデー１５ａと下ボデー１５ｂから構成され、ベアリング１５ｉ，１５ｉによって回転自在に軸支されている。主軸５の下端に形成されたカップリング５ｃと、上ボデー１５ａの上端に形成されたカップリング１５ｃが、第１ドローバー５ａの上方への引張りによって噛み合い、位置決めされて一体になっている。また、第２ドローバー５ｂの上方への引張りによってスリーブ１５ｅが引張られ、パワーチャックのクサビ機構１５ｄと同じ構成により３つ爪（ジョー）１５ｊがチャック中心に移動し、ワークＷが把持される。なお、この３つ爪チャック１５は、コレットチャックであってもよい。【００２２】  主軸５からチャック１５が離れた場合であっても、ワークＷを把持したクランプ力が緩まないようになっている。つまり、スリーブ１５ｅの外周に形成されたＶ溝にばね１５ｇの付勢力により横方向のノッチ１５ｆが飛び込み、さらにクサビ角αを有する縦方向のピン１５ｈが主軸５によって押圧されてクランプ状態が維持される。【００２３】  図６は、図５に示す第１ドローバー５ａと第２ドローバー５ｂとのよって連結、解除する動作を説明する断面図であり、図６（ａ）は第１工程、図６（ｂ）は第２工程、図６（ｃ）は第３工程を示す説明図である。図６（ａ）に示すように、第１工程は、第２ドローバー５ｂがスリーブ１５ｅの隙間分だけ下降する。図６（ｂ）に示すように、第２工程は、第１ドローバー５ａが隙間分だけ下降する。そして、図６（ｃ）に示すように、第３工程は、主軸５のカップリング５ｃとチャック１５の上ボデー１５ａのカップリング１５ｃとの噛み合いが解除され、チャック１５がチャックキャリア１７に載置される。
連結の動作は、前記した解除の動作の反対になる。【００２４】  このように、チャックキャリア１７に載置された８個のチャック１５、１５…は、図４に示すモータ７の回転によって４５度回動し、停止する。チャック１５の上ボデー１５ａには、Ｔスローの溝が形成されており、チャックキャリア１７が回動する時、第１ドローバー５ａと第２ドローバー５ｂとは干渉しないようになっている。そして、第１ドローバー５ａと第２ドローバー５ｂとの働きによって、各主軸５，５…には搬送されたチャック１５、１５…が装着され、加工が開始される。【００２５】  図７は、ピックオフユニット２０を示す縦断面図であり、図８は、図７に示すＢ−Ｂ線の断面図である。ピックオフユニット２０は、図１に示すロータリー・トランスファマシン１０においては、第１ＳＴ（時計の１２時）と第５ＳＴ（時計の６時）に配置されている。第１ＳＴでは、加工終了した完成品のワークＷを把持し、一旦図示しないワークフィーダの空きポットに取り外し、同じワークフィーダに搬送されたワーク（素材）を把持してチャックに搬送してワークＷを供給する。さらに、第５ＳＴは、表加工が終り裏加工に入るつなぎのステーションである。つまり、この第５ＳＴでは、表加工が終った表加工部を把持してチャック１５の爪からワークＷを外し、ワークＷを反転してから再度チャック１５に接近し、チャック１５にワークＷを把持させる。【００２６】  そこで、図７、図８を参照してハンドの開閉機構から説明する。図８に示すように、２本のＺ１軸用のガイドレール１１ａ、１１ａに配置された複数のブロック１１ｂ、１１ｂにはスライダ２１が摺動自在に配設されている。このスライダ２１にはスピンドル２２がベリング２２ｂ、２２ｂによって回転自在に軸支されている。そして、そのスピンドル２２にはピストン２２ａが内臓されており、エア穴２１ｂより高圧エアが流入すると、ピストン２２ａが前進し、ピン２３を支点にして一対のハンド２４，２４を閉鎖する。つまり、ワークＷを把持する。一方、エア穴２１ａより高圧エアが流入すると、ピストン２２ａが後退し、ピン２３を支点にして一対のハンド２４，２４を開放する。【００２７】  続いて、ワーク反転動作を説明する。図７に示すように、スライダ２１の後部にはワーク反転用のサーボモータ２５が設けられ、サーボモータ２５のモータ軸には小プーリ２５が固定されている。また、ピストン２２ａの後部には大プーリ２５ｂが固定されており、これらのプーリ２５ａ、２５ｂは、ベルト２５ｃによって連結されている。
その結果、サーボモータ２５の回転によって、ピストン２２ａが回動し、ワークＷを把持したハンド２４，２４を１８０度回動する。【００２８】  したがって、第５ＳＴにおいて、表加工終了後にワークＷを反転するには、ピックオフユニット２０の待機位置においてハンド２４，２４を開放し、Ｚ５軸上方へ移動してワークＷに接近してワークＷを把持する。それから、主軸５のチャック１５の爪を開放し、Ｚ５軸下方へ移動する。そして、ハンド２４，２４を１８０度回動する。再び、Ｚ５軸上方へ移動してチャック１５に接近し、爪にワークＷを把持させた後、ワークＷをハンド２４，２４から開放し、Ｚ５軸下方へ移動して待機位置にもどることになる。【００２９】  なお、本発明はその技術思想の範囲内で種々の改造、変更が可能である。例えば、各軸の案内部は直動ころがり案内の代わりにすべり案内であっても良いし、コラム２は８角形に限らず、１０，１２…２４角形であっても構わない。また、各ステーションは、固定の主軸にＣ軸を追加し、刃物台１４の下部へ心押し台を追加しても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】  本発明のロータリー・トランスファマシンの一部破断した平面図である。
【図２】  図１に示すＡ−Ａ線の縦断面図である。
【図３】  図２に示す刃物台の拡大図である。
【図４】  図２に示す中間ベースとトップカバーの拡大図である。
【図５】  図４に示すチャックの拡大断面図である。
【図６】  図５に示す第１ドローバーと第２ドローバーとのよって連結、解除する動作を説明する断面図であり、（ａ）は第１工程、（ｂ）は第２工程、（ｃ）は第３工程を示す説明図である。
【図７】  ピックオフフユニットを示す縦断面図である。
【図８】  図７に示すＢ−Ｂ線の断面図である。
【図９】  従来の多軸自動盤の正面図である。
【図１０】  図９に示すＣ−Ｃ線の断面図である。
【符号の説明】
【００３１】１      ベース
１ａ    突き出し（ひさし）部
１ｂ    排出口
１ｃ    上面
２      コラム
２ａ    角穴
３      中間ベース
４      トップカバー
５      主軸
５ａ    第１ドローバー
５ｂ    第２ドローバー
５ｃ、１５ｃ  カップリング
５ｄ    プーリ
６      スピンドルモータ
６ａ    プーリ
６ｂ    Ｖベルト
７      モータ
７ａ    ギアシャフト
７ｂ    カップリング
７ｃ    ベアリング
７ｄ    小ギア
８，９  カバー
１０    ロータリー・トランスファマシン
１１ａ  ガイドレール
１１ｂ  ブロック
１２    サドル
１２ａ、１３ａ、２５  サーボモータ
１２ｂ、１３ｂ  ボールネジ
１３    クイル
１３ｃ  工具ホルダ
１３ｄ  外形バイト
１４    刃物台
１５    チャック
１５ａ  上ボデー
１５ｂ  下ボデー
１５ｄ  クサビ機構
１５ｅ  スリーブ
１５ｆ  ノッチ
１５ｇ  ばね
１５ｈ  ピン
１５ｉ  ベアリング
１５ｊ  ３つ爪（ジョー）
１７    チャックキャリア
１７ａ  大ギア
１７ｂ  ベアリング
２０    ピックオフユニット
２１    スライダ
２１ａ、２１ｂ  エア穴
２２    スピンドル
２２ａ  ピストン
２３    ピン
２４    ハンド
２５ａ  小プーリ
２５ｂ  大プーリ
２５ｃ  ベルト
Ｔ      クーラントタンク
【図１】
0004192251.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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