(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械の刃物台に装着される複数の工具の刃先位置を揃えるための工具揃え装置において、
前記刃物台に対して固定的に配置される基体と、
前記基体に独立変位可能に支持される複数の駒部材とを具備し、
前記複数の駒部材の各々が、前記刃物台上の前記工具の刃先を当接可能な作用位置と該刃先を当接不能な非作用位置との間で変位できる整列面を有すること、を特徴とする工具揃え装置。
【請求項２】
前記複数の駒部材の前記整列面が、前記作用位置で互いに実質的同一の平面上に配置される請求項１に記載の工具揃え装置。
【請求項３】
前記複数の駒部材が前記基体に回転可能に支持される請求項１又は２に記載の工具揃え装置。
【請求項４】
前記複数の駒部材が実質的同一の回転軸線を有する請求項３に記載の工具揃え装置。
【請求項５】
前記基体上での前記複数の駒部材の各々の配置を変更できる請求項１〜４のいずれか１項に記載の工具揃え装置。
【請求項６】
前記基体が、前記刃物台に該基体を所定の姿勢で取付ける取付部を有する請求項１〜５のいずれか１項に記載の工具揃え装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械の刃物台に装着される複数の工具の刃先位置を揃えるための工具揃え装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＮＣ旋盤等の工作機械に設置される刃物台において、複数の工具を並列配置で支持するとともに、刃物台自体の直線運動により所望の工具を選択する形式の刃物台が、くし歯刃物台の呼称で知られている。例えばＮＣ旋盤にくし歯刃物台を設置する場合、一般にくし歯刃物台は、回転主軸に把持された被加工素材の回転軸線に直交する平面内で、直交２軸（以下、Ｘ軸及びＹ軸）方向へ平行移動できるように構成される。
【０００３】
この構成において、工具を選択する際には、くし歯刃物台に装着した複数の工具の刃先が被加工素材に接触しない位置で、くし歯刃物台をＹ軸方向（すなわち工具の並列方向）へ平行移動する。そして、所望の工具の刃先と被加工素材の回転軸線とがＸ軸方向へ整列して配置された時点で、工具選択が完了する。その状態から、くし歯刃物台をＸ軸方向へ平行移動して、選択した工具を被加工素材に向けて前進させるとともに、当該工具の刃先を被加工素材に当接して加工を実施する。このとき、選択した工具がバイトである場合は、くし歯刃物台のＸ軸移動を制御することにより、被加工素材に対するバイトの切込量及びバイト不使用中の刃先の後退待機位置が決定される。すなわちＸ軸移動の制御により、バイトの切込量及び後退量を最小限にしてバイトの移動動作時間を短縮し、加工時間を効果的に削減することができる。なお、本明細書で「バイトの刃先」とは、特に断りの無い限り刃部のコーナ部を示すものとする。
【０００４】
上記したＮＣ旋盤において、複数のバイトをくし歯刃物台に装着する場合、各バイトが選択完了時に被加工素材の回転軸線から常に略同一距離の位置に刃先を配置できるように装着することが肝要である。したがって、加工作業に先立って、くし歯刃物台に装着した複数のバイトの刃先位置を、被加工素材の回転軸線に平行なＺ軸及び前述したＹ軸の両軸に平行な仮想平面（以下、基準面と称する）上に揃えることが要求されている。
【０００５】
このような工具揃え作業を実施するために、従来、くし歯刃物台に着脱自在に取付けられる平板状の整列部材を備えた工具揃え装置が提案されている。整列部材は、その平坦な主表面をくし歯刃物台に対して固定的に配置することにより、旋盤機台上で上記した基準面を画定することができる。くし歯刃物台に複数のバイトを装着する際には、まず整列部材を刃物台上の所定位置に固定し、次いで複数のバイトを、各バイトの刃先を整列部材の主表面に接触させつつ、刃物台の所定の工具装着部に取付けて固定する。その後、整列部材を刃物台から取外せば、複数のバイトはそれらの刃先を実質的同一の仮想平面（旋盤機台上では基準面）上に揃えた状態で刃物台に装着されている。この工具揃え装置によれば、旋盤機台上にくし歯刃物台を設置したままの状態での工具揃え作業は勿論、くし歯刃物台を旋盤から分離した状態で工具揃え作業を実施することもできる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の工具揃え装置によりくし歯刃物台上で刃先位置を揃えた複数のバイトのうち、刃先の摩耗や損傷を生じたバイトを交換しようとする際には、当該バイトを刃物台から取外した後、再度、整列部材を刃物台に取付けて、先に装着してある他のバイトと新たに装着するバイトとの間で刃先位置を再び揃える作業が必要となる。このとき、整列部材の主表面が上記した基準面を画定するためには、交換を要しない他のバイトの刃先に主表面を当接した状態で整列部材を刃物台に固定しなければならない。その結果、交換を要しないバイトの刃先までが、他のバイトの交換作業に起因して損傷を受けてしまう懸念がある。
【０００７】
本発明の目的は、工作機械の刃物台に装着される複数の工具の刃先位置を揃えるための工具揃え装置において、既に刃先位置を揃えた複数の工具のうちのいずれかを交換する際に、交換を要しない他の工具の刃先を損傷することなく、新たな工具の刃先を他の工具の刃先に対して容易に揃えることができる工具揃え装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、工作機械の刃物台に装着される複数の工具の刃先位置を揃えるための工具揃え装置において、刃物台に対して固定的に配置される基体と、基体に独立変位可能に支持される複数の駒部材とを具備し、複数の駒部材の各々が、刃物台上の工具の刃先を当接可能な作用位置と刃先を当接不能な非作用位置との間で変位できる整列面を有することを特徴とする工具揃え装置を提供する。
【０００９】
この工具揃え装置では、複数の駒部材の整列面が、作用位置で互いに実質的同一の平面上に配置されることが有利である。
また、複数の駒部材を基体に回転可能に支持させることができる。
この場合、複数の駒部材が実質的同一の回転軸線を有することが好ましい。
また、基体上での複数の駒部材の各々の配置を変更できることが好ましい。
また、基体が、刃物台に基体を所定の姿勢で取付ける取付部を有することが有利である。
【００１０】
【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を詳細に説明する。図面において、同一又は類似の構成要素には共通の参照符号を付す。
図面を参照すると、図１は本発明の第１の実施形態による工具揃え装置１０の正面図、図２は工具揃え装置１０の平面図、図３は工具揃え装置１０の底面図、図４は工具揃え装置１０の部分断面側面図、図５は工具揃え装置１０の主要部の断面図である。後述するように工具揃え装置１０は、ＮＣ旋盤等の工作機械に設置される刃物台、特にくし歯刃物台に取付けて使用することができる。
【００１１】
工具揃え装置１０は、刃物台（図示せず）に対して固定的に配置される基体１２と、基体１２に独立変位可能に支持される複数（図では５個）の駒部材１４とを備えて構成される。基体１２は、つまみボルト１６によって刃物台に着脱自在に取付けられる取付部１８と、固定ボルト２０によって取付部１８に固定される平板状の支持部２２とを備える。支持部２２は、枢軸２４を介して、複数の駒部材１４を回転可能に支持する。なお、取付部１８と支持部２２とは、互いに一体的に成形されてもよい。
【００１２】
基体１２の取付部１８は、Ｌ字状に直交する取付面１８ａ、１８ｂを有し、それら取付面１８ａ、１８ｂを後述するように刃物台の表面に密接させることにより、刃物台上で所定の姿勢に保持される。取付部１８には、つまみボルト１６を受容するボルト穴１９が貫通形成される。ボルト穴１９は、ボルト挿入側でテーパ面１９ａを有して開口する。つまみボルト１６は、作業者が手指で操作可能な頭部１６ａと、頭部１６ａから延長される軸部１６ｂと、軸部１６ｂの末端に形成されるねじ部１６ｃとを一体的に備える。軸部１６ｂの基端には、ボルト穴１９のテーパ面１９ａに摺動接触可能なテーパ面１６ｄが設けられる。
【００１３】
基体１２の支持部２２は、略矩形の平坦な主表面２２ａ及び主表面２２ａの反対側の裏面２２ｂを有する。支持部２２の長手方向へ延びる一側縁２２ｃには、各々が主表面２２ａ、裏面２２ｂ及び側縁２２ｃに開口する複数（図では５個）の矩形切欠き２６が所定間隔で設けられる。さらに、支持部２２の裏面２２ｂには、全ての矩形切欠き２６に連通して直線状に延びる矩形溝２８が凹設される。円筒状の枢軸２４は、矩形溝２８に収容され、全ての矩形切欠き２６を横断して配置される。枢軸２４はその両端で、支持部２２の裏面２２ｂに螺着される押えボルト３０及びワッシャ３２によって、矩形溝２８内に固定的に支持される。
【００１４】
各駒部材１４は、枢軸２４を受容可能な貫通孔３４を有する軸着部３６と、軸着部３６から一方向へ延設される平板状の腕部３８とを一体に備える。各駒部材１４の軸着部３６は、貫通孔３４に枢軸２４を受容した状態で、支持部２２の各矩形切欠き２６に収容される。このようにして複数の駒部材１４は、基体１２の支持部２２上で、枢軸２４によって規定される実質的同一の回転軸線２４ａの周りを自在に回動するように構成される。なお、好ましくは駒部材１４、支持部２２及び枢軸２４は、駒部材１４が枢軸２４の径方向及び軸線方向へのがたつきを可及的に低減した状態で、しかも円滑に回動できるように寸法設定される。また貫通孔３４は、図示の角孔に限らず、丸孔等の様々な形状にすることができる。
【００１５】
各駒部材１４の腕部３８は、略矩形の平坦な主表面３８ａ及び主表面３８ａの反対側の平坦な裏面３８ｂを有する。腕部３８の裏面３８ｂは、基体１２の支持部２２の主表面２２ａに接触可能である。腕部３８の主表面３８ａは、裏面３８ｂが支持部２２の主表面２２ａに接触する位置に駒部材１４を配置したときに（図５（ａ））、後述するように刃物台上の工具（図示せず）の刃先に当接されて刃先を所定位置に位置決めできる整列面３８ａとして作用する。本明細書では、各駒部材１４の腕部３８の裏面３８ｂが基体１２の支持部２２の主表面２２ａに接触したときに整列面３８ａが置かれる位置を作用位置（図５（ａ））と定義し、作用位置から駒部材１４が図５で時計方向へ回転変位して、刃物台上の工具の刃先を当接不能になったときの整列面３８ａの位置を非作用位置（図５（ｂ））と定義する。基体１２に支持された複数の駒部材１４は、それらの腕部３８の整列面３８ａが、作用位置で互いに実質的同一の平面上に配置されるようになっている。
【００１６】
次に図６及び図７を参照して、工具揃え装置１０の構成及び作用を、ＮＣ旋盤に設置されるくし歯刃物台４０に取付けた形態でさらに説明する。
くし歯刃物台４０は、複数の工具４２を並列配置で着脱可能に支持する溝状の複数の工具装着部４４と、それら工具装着部４４を一体的に担持する基部４６とを備え、ＮＣ旋盤の回転主軸４８を内蔵する主軸台５０の周辺で旋盤機台上に設置される。くし歯刃物台４０は、回転主軸４８に把持された被加工素材５２の回転軸線５２ａに直交する平面内で、直交２軸（以下、Ｘ軸及びＹ軸）方向へ平行移動できるように構成される。すなわち工具選択時には、工具装着部４４に装着した複数の工具４２の刃先４２ａが被加工素材５２に接触しない位置で、くし歯刃物台４０をＹ軸方向（すなわち工具４２の並列方向）へ平行移動する。そして、所望の工具４２の刃先４２ａと被加工素材５２の回転軸線５２ａとがＸ軸方向へ整列して配置された時点で、工具選択が完了する。その状態から、くし歯刃物台４０をＸ軸方向へ平行移動して、選択した工具４２を被加工素材５２に向けて前進させるとともに、当該工具４２の刃先４２ａを被加工素材５２に当接して加工を実施する。
【００１７】
くし歯刃物台４０には、工具４２として、特に被加工素材５２に外丸削り、突切り等の外面加工を施すための複数種類のバイト４２を装着することができる。この場合、前述したように、各バイト４２が選択完了時に被加工素材５２の回転軸線５２ａから常に略同一距離の位置に刃先４２ａを配置できるように装着することが肝要である。そこで、工具揃え装置１０を使用して、加工作業に先立ち、くし歯刃物台４０に装着した複数のバイト４２の刃先位置を、被加工素材５２の回転軸線５２ａに平行なＺ軸及び前述したＹ軸の両軸に平行な基準面上に揃えることが極めて有効である。以下、工具揃え装置１０を使用した工具揃え作業を説明する。
【００１８】
バイト４２をくし歯刃物台４０に装着する前に、まず工具揃え装置１０の基体１２を、つまみボルト１６を操作して刃物台４０の基部４６に固定する。このとき、つまみボルト１６を刃物台４０の基部４６に設けたねじ穴（図示せず）に螺着する間に、つまみボルト１６のテーパ面１６ｄが基体１２の取付部１８のボルト穴１９のテーパ面１９ａに摺動接触して押付けられる（図４）。したがって、つまみボルト１６を刃物台４０の基部４６のねじ穴に強固に螺着することにより、基体１２の取付部１８の取付面１８ａ、１８ｂが、それぞれ基部４６の前面４６ａ及び下面４６ｂに密接し、その結果、基体１２が基部４６上で正規の姿勢に固定的に保持される（図７）。
【００１９】
工具揃え装置１０の複数の駒部材１４は、基体１２の支持部２２の主表面２２ａ上に載せておく。したがって、それら駒部材１４の腕部３８の整列面３８ａは、いずれも作用位置に置かれ、互いに実質的同一の平面上に配置されている。この状態で、基体１２をくし歯刃物台４０の基部４６に固定して正規の姿勢に保持すると、支持部２２に支持された複数の駒部材１４は、くし歯刃物台４０の複数の工具装着部４４から等距離だけ離れて、それら工具装着部４４のそれぞれの延長上に配置される。次いで、各工具装着部４４にバイト４２を装着する。このとき、各バイト４２の刃先４２ａを、工具揃え装置１０の各駒部材１４の腕部３８の整列面３８ａに当接して位置決めし、その状態で、各バイト４２を工具装着部４４に固定する。その結果、複数のバイト４２は、それらの刃先４２ａを実質的同一の仮想平面（旋盤機台上では基準面）上に揃えた状態でくし歯刃物台４０に装着される。このようにしてバイト４２の装着が完了した後、工具揃え装置１０をくし歯刃物台４０から取外す。
【００２０】
上記した工具揃え作業は、くし歯刃物台４０を旋盤機台上の所定位置に設置した状態で実施できる。この場合、工具揃え装置１０をくし歯刃物台４０に正規の姿勢で固定したときに、作用位置に置かれる複数の駒部材１４の腕部３８の整列面３８ａが、旋盤機台上でＹ軸及びＺ軸に平行な所定の基準面を画定することになる。そこで、上記手順で複数のバイト４２をくし歯刃物台４０に装着すれば、それらバイト４２の刃先４２ａが基準面に揃えて配置される。或いは、上記した工具揃え作業を、くし歯刃物台４０を旋盤機台から取外した状態で実施することもできる。この場合、上記手順で複数のバイト４２を、それらの刃先４２ａを実質的同一の仮想平面上に揃えてくし歯刃物台４０に固定し、その状態でくし歯刃物台４０を旋盤機台上の所定位置に設置すれば、複数のバイト４２の刃先４２ａが旋盤機台上で所定の基準面に揃えて配置される。
【００２１】
くし歯刃物台４０上で刃先位置を揃えた複数のバイト４２のうち、刃先の摩耗や損傷を生じたバイト４２を交換しようとする際には、当該バイト４２を刃物台４０から取外した後、再度、工具揃え装置１０を刃物台４０に取付けて、先に装着してある他のバイト４２と新たに装着するバイト４２との間で再び工具揃え作業を実施する。この工具交換時の工具揃え作業では、先に装着してある他のバイト４２に対応する工具揃え装置１０の駒部材１４を、基体１２の支持部２２上で回動させて主表面２２ａから離し、その腕部３８の整列面３８ａを作用位置から非作用位置に移動させておく。その状態で、工具揃え装置１０をくし歯刃物台４０に正規の姿勢で固定すれば、先に装着してある他のバイト４２の刃先４２ａは、対応の駒部材１４の整列面３８ａに接触せず、工具揃え装置１０から離れて位置する。他方、交換を要するバイト４２に対応する駒部材１４の整列面３８ａは、作用位置にあって、先に装着してある他のバイト４２の刃先４２ａが位置する仮想平面と実質的同一の平面（旋盤機台上では基準面）を画定する。そこで、新たなバイト４２の刃先４２ａを工具揃え装置１０の対応の駒部材１４の整列面３８ａに当接して位置決めし、その状態で新たなバイト４２を対応の工具装着部４４に固定する。その結果、新たなバイト４２の刃先４２ａが、先に装着してある他のバイト４２の刃先４２ａと実質的同一の仮想平面上に揃えて配置される。
【００２２】
上記したように、工具揃え装置１０によれば、くし歯刃物台４０に刃先位置を揃えて装着された複数のバイト４２のうちのいずれかを交換する際に、交換を要しないバイト４２に対応する駒部材１４の整列面３８ａを非作用位置に置いた状態で、再度の工具揃え作業を実施できる。したがって、交換を要しないバイト４２の刃先４２ａを損傷することなく、交換した新たなバイト４２の刃先４２ａを他のバイト４２の刃先４２ａに対し容易に揃えることができる。なお、交換を要するバイト４２に対応する駒部材１４の整列面３８ａが、他のバイト４２の刃先４２ａが位置する仮想平面と実質的同一の平面を画定するためには、工具揃え装置１０をくし歯刃物台４０に対して正規の姿勢に正確に固定して取付ける必要があることは理解されよう。
【００２３】
図８及び図９は、本発明の第２の実施形態による工具揃え装置６０を、それぞれ正面図及び底面図で示す。工具揃え装置６０は、基体１２上での複数の駒部材１４の各々の配置を変更できる構成とした以外は、前述した工具揃え装置１０と実質的に同一の構成を有する。したがって、同一又は類似の構成要素には共通の参照符号を付して、その説明を省略する。
【００２４】
工具揃え装置６０の基体１２の支持部２２には、工具揃え装置１０における複数（図では５個）の矩形切欠き２６に代えて、主表面２２ａ、裏面２２ｂ及び側縁２２ｃに開口する１つの大形の矩形切欠き６２が形成される。枢軸２４は、矩形切欠き６２を横断して配置され、その両端で、押えボルト３０及びワッシャ３２によって矩形溝２８内に固定的に支持される。枢軸２４には、複数（図では５個）の駒部材１４が回動自在に支持される。各駒部材１４は、枢軸２４に嵌着される各一対のＯリング６４（両端の駒部材１４は各々１つのＯリング６４）によって、枢軸２４上の所定位置に軸線方向へ固定して配置される。
【００２５】
このような構成によれば、工具揃え装置６０の取付対象の刃物台（例えばくし歯刃物台４０）に装着される工具の位置に対応して、基体１２の支持部２２上での駒部材１４の配置を自在に変更することができる。また、取付対象の刃物台に装着される工具の本数に対応して、基体１２に取付けられる駒部材１４の個数を自在に変更することができる。したがって工具揃え装置６０は、工具の装着位置や装着本数の異なる様々な刃物台に対し、１つの工具揃え装置６０で工具揃え作業を実施できる利点を有する。
【００２６】
以上、本発明の好適な実施の形態を説明したが、本発明はこれに限定されず、様々な修正、変更を施すことができる。例えば、駒部材は、基体に独立変位可能に支持される構成でありさえすれば、前述した枢軸回転式の支持構造に限らず、摺動式、昇降式等の様々な支持構造を採用することができる。そのような変形例の１つとして、図１０は、基体１２の支持部２２に摺動式に支持される駒部材７０を示す。
【００２７】
駒部材７０は、枢軸２４を受容可能な貫通溝７２を有する摺動部７４と、摺動部７４から一方向へ平行に延設される一対の平板状の腕部７６、７８とを一体に備える。駒部材７０の摺動部７４は、貫通溝７２に枢軸２４を受容した状態で、支持部２２の矩形切欠き２６に収容される。また、貫通溝７２の腕部側開口には、枢軸２４を貫通溝７２内に保持するストッパ８０が固定的に設置される。駒部材７０の上方の腕部７６は、略矩形の平坦な主表面７６ａ及び主表面７６ａの反対側の平坦な裏面７６ｂを有する。腕部７６の裏面７６ｂは、基体１２の支持部２２の主表面２２ａに摺動可能に接触する。また、駒部材７０の下方の腕部７８は、支持部２２の裏面２２ｂに摺動可能に接触する平坦な摺動面７８ａを有する。したがって駒部材７０は、基体１２の支持部２２上で、枢軸２４、貫通溝７２及び両腕部７６、７８によって規定される方向へ直線状に自在に摺動するように構成される。
【００２８】
駒部材７０の上方の腕部７６の主表面７６ａは、枢軸２４が貫通溝７２の底部に隣接する位置に駒部材７０を配置したときに（図１０（ａ））、刃物台上の工具４２の刃先４２ａに当接されて刃先４２ａを所定位置に位置決めできる整列面７６ａとして作用する。このとき、整列面７６ａは作用位置に配置される。また、作用位置から駒部材７０が図１０で右方向へ摺動変位して、工具４２の刃先４２ａを当接不能になったときに、整列面７６ａは非作用位置に配置される（図１０（ｂ））。このような構成を有する駒部材７０を複数個、それらの腕部７６の整列面７６ａが作用位置で互いに実質的同一の平面上に配置されるように基体１２に支持させれば、前述した工具揃え装置１０と同様の作用効果が奏されることは理解されよう。
【００２９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、工作機械の刃物台に装着される複数の工具の刃先位置を揃えるための工具揃え装置において、既に刃先位置を揃えた複数の工具のうちのいずれかを交換する際に、交換を要しない他の工具の刃先を損傷することなく、新たな工具の刃先を他の工具に対して容易に揃えることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態による工具揃え装置の正面図である。
【図２】図１の工具揃え装置の平面図である。
【図３】図１の工具揃え装置の底面図である。
【図４】図１の工具揃え装置の部分断面側面図である。
【図５】図１の工具揃え装置の主要部の線Ｖ−Ｖに沿った断面図で、（ａ）駒部材の整列面が作用位置にある状態、及び（ｂ）駒部材の整列面が非作用位置にある状態を示す。
【図６】図１の工具揃え装置を旋盤のくし歯刃物台に取付けた形態で示す正面図である。
【図７】図６の工具揃え装置及びくし歯刃物台の側面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態による工具揃え装置の正面図である。
【図９】図８の工具揃え装置の底面図である。
【図１０】変形例による駒部材の図５に対応する断面図で、（ａ）駒部材の整列面が作用位置にある状態、及び（ｂ）駒部材の整列面が非作用位置にある状態を示す。
【符号の説明】
１０、６０…工具揃え装置
１２…基体
１４、７０…駒部材
１６…つまみボルト
１６ｄ、１９ａ…テーパ面
１８…取付部
１８ａ、１８ｂ…取付面
２２…支持部
２４…枢軸
２６、６２…矩形切欠き
３６…軸着部
３８、７６、７８…腕部
３８ａ、７６ａ…整列面
４０…くし歯刃物台
４２…バイト
４２ａ…刃先
６４…Ｏリング
【図１】
0004233168.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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