(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロールが取付けられたスリーブを主軸に装着し、固定する装置において、
前記スリーブの前記主軸との装着面より先方内側に設けられた内歯付きリングと、
前記主軸の先端に軸芯を合わせて設けられ、その先部外周に軸方向両端の周方向位置を前記内歯付きリングの歯ピッチの半分ずらしたガイド溝が形成された筒状部材保持軸と、
該筒状部材保持軸の外側に設けられ、基側の外周で前記内歯付きリングより先側に外歯付きリング、前記筒状部材保持軸との間の先側と基側に形成された２つの液圧室にそれぞれ供給される作動流体の液圧によって軸方向に進退可能な液圧アクチュエータ、及び先端に前記筒状部材保持軸の前記ガイド溝に嵌入する位相合わせピンを備えた筒状部材とを有し、
前記筒状部材の前記外歯付きリングは、前記スリーブの前記内歯付きリングの内側を挿通可能で、前記液圧アクチュエータの作動によってその歯ピッチの半分回動して前記内歯付きリングと軸方向に一部重合し、前記内歯付きリングを基側に押圧して前記スリーブを固定することを特徴とするロール矯正機のロールクランプ装置。
【請求項２】
請求項１記載のロール矯正機のロールクランプ装置において、前記筒状部材の前記外歯付きリングより先側にある前記スリーブの先端には内フランジが設けられ、前記筒状部材の外歯付きリングで前記スリーブの内フランジを先側に押圧し、前記スリーブを前記主軸から取外すことを特徴とするロール矯正機のロールクランプ装置。
【請求項３】
ロールを主軸に装着し、固定する装置において、
前記ロールの先側に該ロールと一体的に設けられ、その前記主軸との装着面より先方内側に内歯付きリングが設けられた外筒部と、
前記主軸の先端に軸芯を合わせて設けられ、その先部外周に軸方向両端の周方向位置を前記内歯付きリングの歯ピッチの半分ずらしたガイド溝が形成された筒状部材保持軸と、
該筒状部材保持軸の外側に設けられ、基側の外周で前記内歯付きリングより先側に外歯付きリング、前記筒状部材保持軸との間の先側と基側に形成された２つの液圧室にそれぞれ供給される作動流体の液圧によって軸方向に進退可能な液圧アクチュエータ、及び先端に前記筒状部材保持軸の前記ガイド溝に嵌入する位相合わせピンを備えた筒状部材とを有し、
前記筒状部材の前記外歯付きリングは、前記外筒部の前記内歯付きリングの内側を挿通可能で、前記液圧アクチュエータの作動によってその歯ピッチの半分回動して前記内歯付きリングと軸方向に一部重合し、前記内歯付きリングを基側に押圧して前記ロールを固定することを特徴とするロール矯正機のロールクランプ装置。
【請求項４】
請求項３記載のロール矯正機のロールクランプ装置において、前記筒状部材の前記外歯付きリングより先側にある前記ロールの外筒部の先端には内フランジが設けられ、前記筒状部材の外歯付きリングで前記内フランジを先側に押圧し、前記ロールを前記主軸から取外すことを特徴とするロール矯正機のロールクランプ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロール矯正機のロール、又はロール付きスリーブを主軸に固定するクランプ装置に係り、詳しくは、人手による締結手段を省略して作業を省力化できるロール矯正機のロールクランプ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ロール矯正機においてロールを主軸に組込む場合、予めロールを取付けたスリーブを、クレーン等で搬入して主軸に嵌めて使用するが、主軸とスリーブの間に生じる半径方向のガタをなくすための方法として、例えば、実開昭６３−１２７７１３号公報には、軸のテーパ化、及びプルロッドによる締結構造が開示されている。
以下、図６を参照して、実開昭６３−１２７７１３号公報に記載されたロールクランプ装置７０について説明する。なお、本明細書中においては、主軸の先端側を先側、主軸の取付け側を基側とし、図１、図２、図６においては、図中の左方向を先側、右方向を基側として説明する。
クランプ装置７０は、主軸７１の先部に設けられた固定部８１と、スリーブ８０を含む着脱部８３によって構成されている。まず、固定部８１から説明する。
【０００３】
固定部８１は、主軸７１の先端に軸方向に形成された長穴７３の底部に、プルロッド７４の基部を固定配置し、その先部に形成したねじ部７５にナット部材７６を螺合している。雄ねじ部が形成されたナット部材７６の外周には、内側に雌ねじ部を形成した外歯付きナット７７が螺合している。また、ナット部材７６の先側には複数の油送孔７２が形成され、ナット部材７６の基側に設けられたピストン７８によって主軸７１を基側に押圧することができる。なお、主軸７１の外周には、テーパ面７９が形成されている。
次に、着脱部８３について説明する。
着脱部８３のスリーブ８０の外周には、予め複数のスペーサ８５を介してロール８６、８７が取付けられている。また、スリーブ８０の先端には、リング状の取付け部材８８を介して内歯付きリング８９が取付けられている。そして、主軸７１のテーパ面７９には、スリーブ８０のテーパ面８４が面合して固定される。
【０００４】
ここで、外歯付きナット７７及び内歯付きリング８９によって構成され、一般的にバイヨネットと呼ばれる軸方向固定構造について説明する。
外歯付きナット７７の外周面には、周方向に所定間隔をあけて半径方向外側に突出する円弧状の外突起部９０と、隣り合う各外突起部９０の間に形成された溝部９１が複数設けられている。一方、内歯付きリング８９の内周面には、外歯付きナットの外突起部９０より大径の溝部９２と、外歯付きナット７７の溝部９１に嵌入する内突起部９３が複数設けられている。外歯付きナット７７の外突起部９０のピッチと、内歯付きリング８９の内突起部９３のピッチは実質的に同一で、軸方向から見て外歯付きナット７７の外突起部９０が内歯付きリング８９の内突起部９３に重合するときには、一方を他方に押圧することによって、軸方向の移動を規制することができる。また、この状態から外突起部９０のピッチの半分だけ回動させると、外歯付きナット７７の外突起部９０は、内歯付きリング８９の溝部９２を挿通して軸方向に移動し、互いの位置を入れ替えることができる。
【０００５】
この構造を利用して、固定部８１に着脱部８３を取付けるときには、ナット部材７６に螺合している外歯付きナット７７を回動させて、予め内歯付きリング８９の内突起部９３が外歯付きナット７７の溝部９１を挿通可能な周方向位置に合わせておく。
そして、クレーン等の昇降手段を使用してスリーブ８０を主軸７１に嵌める。
次いで、油圧によってピストン７８を基側に突出させ、プルロッド７４に引張力を加え、ナット部材７６及び外歯付きナット７７を先側に移動させる。そして、外歯付きナット７７を半ピッチ回動させてから、油圧によるピストン７８の押圧を止めると、プルロッド７４の引張力が外歯付きナット７７、内歯付きリング８９を介してスリーブ８０に伝達され、主軸７１のテーパ面７９に、スリーブ８０のテーパ面８４を強固に面合させ固定することができた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のクランプ装置７０は、スリーブ８０の交換時に、外歯付きナット７７を取外す必要はないが、これを回動させるために人手が必要であり、組替え作業性が悪かった。
また、外歯付きナット７７をその歯ピッチの半分だけ回動させるためのアクチュエータを付けるとすると機構が複雑となり、装置が高価になるため実現が困難であった。
さらに、主軸７１とスリーブ８０がテーパ面７９、８４を介して強固に面合しているため、これを軸方向へ引き抜くためにはスリーブ８０の搬送用のアクチュエータとは別にスリーブ８０を引き抜くためのアクチュエータを用意する必要があった。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、設備を簡略化でき、作業性を改善してロールの組替え時間を短縮することができるロール矯正機のロールクランプ装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う第１の発明に係るロール矯正機のロールクランプ装置は、ロールが取付けられたスリーブを主軸に装着し、固定する装置において、前記スリーブの前記主軸との装着面より先方内側に設けられた内歯付きリングと、前記主軸の先端に軸芯を合わせて設けられ、その先部外周に軸方向両端の周方向位置を前記内歯付きリングの歯ピッチの半分ずらしたガイド溝が形成された筒状部材保持軸と、該筒状部材保持軸の外側に設けられ、基側の外周で前記内歯付きリングより先側に外歯付きリング、前記筒状部材保持軸との間の先側と基側に形成された２つの液圧室にそれぞれ供給される作動流体の液圧によって軸方向に進退可能な液圧アクチュエータ、及び先端に前記筒状部材保持軸の前記ガイド溝に嵌入する位相合わせピンを備えた筒状部材とを有し、前記筒状部材の前記外歯付きリングは、前記スリーブの前記内歯付きリングの内側を挿通可能で、前記液圧アクチュエータの作動によってその歯ピッチの半分回動して前記内歯付きリングと軸方向に一部重合し、前記内歯付きリングを基側に押圧して前記スリーブを固定する。
【０００８】
筒状部材を液圧アクチュエータによって軸方向に進退させ、スリーブを固定するので、従来行われていた手作業を省略し、組替え作業性をよくしてスリーブの交換時間を短縮することができる。また、筒状部材保持軸に形成されたガイド溝と、筒状部材に設けられた位相合わせピンを有しているので、外歯付きリングと内歯付きリングの重合位置の切替えを筒状部材の進退によって自動化でき、外付けの複雑な位置合わせ用回動機構を設ける必要がなく、簡単な構造で安価に自動化することができる。
また、前記筒状部材の前記外歯付きリングより先側にある前記スリーブの先端に内フランジを設け、前記筒状部材の外歯付きリングで前記スリーブの内フランジを先側に押圧し、前記スリーブを前記主軸から取外すことも可能である。
固定用テーパ面によって接続されているスリーブと主軸の結合を解除するためには軸方向に押圧、又は引張するアクチュエータが必要となるが、スリーブの内フランジを内部に設けられた液圧アクチュエータによって作動する筒状部材の外歯付きリングで先側に押圧するので、ロールクランプ装置の外部に別のアクチュエータを用意しなくても、スリーブを容易に取外すことができる。
【０００９】
前記目的に沿う第２の発明に係るロール矯正機のロールクランプ装置は、ロールを主軸に装着し、固定する装置において、前記ロールの先側に該ロールと一体的に設けられ、その前記主軸との装着面より先方内側に内歯付きリングが設けられた外筒部と、前記主軸の先端に軸芯を合わせて設けられ、その先部外周に軸方向両端の周方向位置を前記内歯付きリングの歯ピッチの半分ずらしたガイド溝が形成された筒状部材保持軸と、該筒状部材保持軸の外側に設けられ、基側の外周で前記内歯付きリングより先側に外歯付きリング、前記筒状部材保持軸との間の先側と基側に形成された２つの液圧室にそれぞれ供給される作動流体の液圧によって軸方向に進退可能な液圧アクチュエータ、及び先端に前記筒状部材保持軸の前記ガイド溝に嵌入する位相合わせピンを備えた筒状部材とを有し、前記筒状部材の前記外歯付きリングは、前記外筒部の前記内歯付きリングの内側を挿通可能で、前記液圧アクチュエータの作動によってその歯ピッチの半分回動して前記内歯付きリングと軸方向に一部重合し、前記内歯付きリングを基側に押圧して前記ロールを固定する。
ロールを固定するスリーブを省略できるので、構成部材を少なくして取付け精度を向上させることができる。また、筒状部材を液圧アクチュエータによって軸方向に進退させ、ロールを固定するので、従来行われていた手作業を省略し、組替え作業性をよくしてロールの交換時間を短縮することができる。さらに、筒状部材保持軸に形成されたガイド溝と、筒状部材に設けられた位相合わせピンを有しているので、外歯付きリングと内歯付きリングの重合位置の切替えを筒状部材の進退によって自動化でき、外付けの複雑な位置合わせ用回動機構を設ける必要がなく、簡単な構造で安価に自動化することができる。
ここで、前記筒状部材の前記外歯付きリングより先側にある前記ロールの外筒部の先端に内フランジを設け、前記筒状部材の外歯付きリングで前記内フランジを先側に押圧し、前記ロールを前記主軸から取外すことも可能である。
ロールの内フランジを内部に設けられた液圧アクチュエータによって作動する筒状部材の外歯付きリングで先側に押圧するので、ロールクランプ装置の外部に別のアクチュエータを用意しなくても、スリーブを容易に取外すことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。
図１、図２に示すように、ロール矯正機（ローラ矯正機ともいう。）のロールクランプ装置１０は、ロール１１が取付けられたスリーブ１２をキー１３を介して主軸１４に装着し、固定する装置である。以下、詳しく説明する。
ロールクランプ装置１０は、スリーブ１２の主軸１４との装着面より先方内側に設けられた内歯付きリング１５と、主軸１４の先端に設けられた筒状部材保持軸１６と、筒状部材保持軸１６の基側の外周で内歯付きリング１５より先側に外歯付きリング１７を備えた筒状部材１８とを有している。
【００１１】
スリーブ１２及び主軸１４は、それぞれに形成された固定用テーパ面１９、２０を介して面合し、主軸１４に取付けられた状態のスリーブ１２は、その先端を主軸１４の先端より突出させて設けられている。また、スリーブ１２の先端には、環状に形成された内フランジ２１が設けられている。
筒状部材保持軸１６は、主軸１４より小径で、その中央には拡径シール部２４が設けられている。また、筒状部材保持軸１６の内部には、筒状部材保持軸１６の先端から拡径シール部２４より先側、基側の外周面に連通し、作動油（作動流体）を供給、回収するための複数の配管２５、２６がそれぞれ設けられている。
さらに、図１〜図３に示すように、筒状部材保持軸１６の先部外周には、軸方向両端の周方向位置を内歯付きリング１５の歯ピッチの半分ずらしたガイド溝２７が形成されている。ガイド溝２７は、基側と先側にそれぞれ形成された軸方向に伸びる直線溝２８、２９と、直線溝２８、２９を滑らかにつないだ回動溝３０によって構成されている。
【００１２】
筒状部材１８は、その内周部に形成した断面矩形の環状溝部３７の溝底部を筒状部材保持軸１６の拡径シール部２４の外周に軸方向に摺動可能に当接させて筒状部材保持軸１６の外側に嵌められている。そして、液圧室の一例である油室２２、２３は、拡径シール部２４で分離された環状溝部３７内の先側と基側にそれぞれ形成されている。筒状部材１８の内周の環状溝部３７の先側部分、及び基側部分、及び筒状部材保持軸１６の拡径シール部２４には、図示しないシールリングがそれぞれ設けられ、油室２２、２３からの作動油の漏れを防止している。
筒状部材１８本体、油室２２、２３、配管２５、２６、筒状部材保持軸１６の外周部及び拡径シール部２４から構成される液圧アクチュエータの一例である油圧アクチュエータは、油室２２、２３にそれぞれ供給される作動油の油圧（液圧）によって筒状部材１８を軸方向に進退可能にしている。
【００１３】
また、筒状部材１８の先端には、筒状部材保持軸１６のガイド溝２７に嵌入する位相合わせピン３１がブラケットを介して設けられている。筒状部材１８が軸方向に進退すると、位相合わせピン３１がガイド溝２７に沿って移動する。ガイド溝２７の両端の周方向位置がずれているので、筒状部材１８は、筒状部材保持軸１６の回りを所定角度だけ回動する。
【００１４】
ここで、図４（Ａ）、（Ｂ）を参照して、スルーブ１２の内歯付きリング１５と、筒状部材１８の外歯付きリング１７による軸方向固定構造について詳しく説明する。
外歯付きリング１７の外周面には、周方向に１０〜１８０度おきに歯ピッチＰ１で半径方向外側に突出する円弧状の外突起部３２と、隣り合う各外突起部３２の間にそれぞれ形成されて外側に開口する外溝部３３が複数設けられている。一方、内歯付きリング１５の内周面には、外歯付きリング１７の外突起部３２より大径で内側に開口する内溝部３５と、外歯付きリングの溝部３３に嵌入する内突起部３４が外歯付きリング１７の外突起部３２と同じ歯ピッチＰ１でそれぞれ設けられている。
【００１５】
図２、図４（Ｂ）に示すように、筒状部材１８の位相合わせピン３１が直線溝２８内にあるとき、筒状部材１８の外歯付きリング１７は、スリーブ１２の内歯付きリング１５の内側を挿通可能な位置になっている。
油圧アクチュエータの作動によって、位相合わせピン３１は、直線溝２８から回動溝３０を介して直線溝２９に移動し、外歯付きリング１７の歯ピッチＰ１の半分（Ｐ２）だけ回動し、図１、図３、図４（Ａ）に示すように、外突起部３２と内歯付きリング１５の内突起部３４を軸方向に重合させる。そして、外突起部３２で、内歯付きリング１５を基側に押圧してスリーブ１２を固定することができる。
次に、図１、図２を参照して、筒状部材１８によるスリーブ１２の脱着機構について説明する。
筒状部材１８の外歯付きリング１７の円弧状の外突起部３２の半径は、スリーブ１２の環状の内フランジ２１の内側端の半径より大きくなっている。また、内フランジ２１は、外歯付きリング１７より先側に配置されているので、筒状部材１８を先側に移動させると、外歯付きリング１７の外突起部３２がスリーブ１２の内フランジ２１に重合して、これを先側に押圧し、スリーブ１２を主軸１４から取外すことができる。
【００１６】
次に、図１〜図３を参照して、スリーブ１２の交換作業手順について説明する。ロール１１を固定したスリーブ１２は、筒状部材保持軸１６の基側に位置する筒状部材１８の外歯付きリング１７によって、主軸１４の基側に押圧固定されている（図１参照）。
まず、配管２５を介して油室２２に作動油を送り、筒状部材１８の外歯付きリング１７がスリーブ１２の内フランジ２１に当接するまで先側に移動させる。このときの筒状部材１８のストロークは、例えば８０〜１２０ｍｍで、位相合わせピン３１が直線溝２９内を直線的に移動するので、筒状部材１８は回動しないで移動する。
【００１７】
続いて油室２２にさらに作動油を送り、筒状部材１８の外歯付きリング１７でスリーブ１２を先側に押圧し、スリーブ１２の固定用テーパ面１９を主軸１４の固定用テーパ面２０から離反させ、さらに先側に移動させる（図２参照）。このときの筒状部材１８のストロークは、例えば３０〜７０ｍｍで、位相合わせピン３１が直線溝２９から回動溝３０を介して直線溝２８に移動するので、筒状部材１８は、外歯付きリング１７の歯ピッチＰ１の半分の歯ピッチＰ２だけ回動する。そして、図示しないクレーン等の搬送手段を用いて、スリーブ１２の内歯付きリング１５が筒状部材１８の外歯付きリング１７の外側を挿通するように先側に移動させて引き抜き、スリーブ１２を搬出する。
【００１８】
次に、新設するスリーブ３６をクレーン等で搬入し、スリーブ３６の内歯付きリング１５が筒状部材１８の外歯付きリング１７の外側を挿通するように基側に移動させ、固定用テーパ面１９に形成されたキー溝を主軸１４に設けられたキー１３の位置に合わせて仮載置する。このときの筒状部材１８は、スリーブ１２を取り外したときと同じように先側に位置させている（図２参照）。
次いで、配管２６を介して油室２３に作動油を送り、筒状部材１８を基側に移動させる。このときの筒状部材１８のストロークは、例えば３０〜７０ｍｍで、位相合わせピン３１が直線溝２８から回動溝３０を介して直線溝２９に移動するので、筒状部材１８は、外歯付きリング１７の歯ピッチＰ１の半分の歯ピッチＰ２だけ回動し、外歯付きリング１７を内歯付きリング１５に軸方向に重合させて当接することができる。
【００１９】
続いて、油室２３にさらに作動油を送り、筒状部材１８を基側に移動させ、外歯付きリング１７で内歯付きリング１５を基側に押圧してスリーブ３６の固定用テーパ面１９を主軸１４の固定用テーパ面２０に面合させる（図１参照）。このときのストロークは、例えば８０〜１２０ｍｍに設定している。
このように構成することによって、スリーブの交換を迅速に行うことができる。また、バイヨネット構造を使用するので、部材の構造を簡単にすることができる。
次に、図５を参照して、本発明の第２の実施の形態に係るロールクランプ装置３８について説明する。
ロールクランプ装置３８は、第１の実施の形態に係るロールクランプ装置１０のロール１１とスリーブ１２を一体的に形成したものであり、その他の部分の構成は、同じにしているので、同一部材には、同一番号を付し、説明は省略する。
ロール３９は、主軸１４に外嵌する本体部４０を備え、先側には外筒部４１を一体的に設けている。本体部４０の内側には、固定用テーパ面４２が形成され、外筒部４１の先端には、内フランジ４３が設けられている。また、外筒部４１の主軸１４との装着面より先方内側には、内歯付きリング４４が形成されている。
筒状部材１８の外歯付きリング１７で内歯付きリング４４を基側に押圧してロール３９の固定を行うことができ、また、外歯付きリング１７でロール３９の内フランジ４３を先側に押圧して、ロール３９を主軸１４から取外すことができる。このように構成することによって、使用する部材を少なくして、取付けの精度を良くすることができる。
以上、本発明に係る実施の形態について説明してきたが、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、例えば、主軸及びスリーブに形成したテーパ面を省略して、ストレートに形成することも可能である。このように構成することによって、スリーブの取外しに必要なストロークを小さくすることができる。また、配管２５、２６を主軸１４の基側から導く形態にしても、本発明と本質は同じである。さらに、前記実施の形態においては、液圧として油圧を使用したが、水圧を用いることも可能である。
【００２０】
【発明の効果】
請求項１及び２記載のロール矯正機のロールクランプ装置においては、筒状部材を液圧によって軸方向に進退させ、スリーブを掛止するので、手作業によるナットの締結を省略し、スリーブの組込み、脱着の作業性を大幅に向上させることができる。また、組替え時間を短縮し、組替え要員を削減することができる。
特に請求項２記載のロール矯正機のロールクランプ装置においては、スリーブの内フランジを筒状部材の外歯付きリングで先側に押圧するので、別のアクチュエータを使用しないで、スリーブを取外すことができ、作業性をよくすることができる。
請求項３及び４記載のロール矯正機のロールクランプ装置においては、ロールの先側に内歯付きリングが設けられた外筒部を一体的に設けているので、スリーブを省略して構成部材を減らすことができ、取付け時の寸法精度を向上させることができる。
そして、請求項４記載のロール矯正機のロールクランプ装置においては、ロールの先端に内フランジを形成し、これを筒状部材の外歯付きリングで先側に押圧するので、別のアクチュエータを使用しないで、ロールを取外すことができ、作業性をよくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るロール矯正機のロールクランプ装置の側断面図である。
【図２】同ロール矯正機のロールクランプ装置の側断面図である。
【図３】同ロール矯正機のロールクランプ装置の筒状部材に形成されたガイド溝の説明図である。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ同ロール矯正機のロールクランプ装置の外歯付きリングと内歯付きリングの係合状態を示す説明図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係るロール矯正機のロールクランプ装置の側断面図である。
【図６】従来例に係るロール矯正機のロールクランプ装置の側断面図である。
【符号の説明】
１０：ロールクランプ装置、１１：ロール、１２：スリーブ、１３：キー、１４：主軸、１５：内歯付きリング、１６：筒状部材保持軸、１７：外歯付きリング、１８：筒状部材、１９、２０：固定用テーパ面、２１：内フランジ、２２、２３：油室（液圧室）、２４：拡径シール部、２５、２６：配管、２７：ガイド溝、２８、２９：直線溝、３０：回動溝、３１：位相合わせピン、３２：外突起部、３３：外溝部、３４：内突起部、３５：内溝部、３６：スリーブ、３７：環状溝部、３８：ロールクランプ装置、３９：ロール、４０：本体部、４１：外筒部、４２：固定用テーパ面、４３：内フランジ、４４：内歯付きリング
【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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