(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マシーン部材と該マシーン部材の温度を感知するマシーンセンサーとを有するマシーンシステムに適用されるウォームアップ方法であって、
前記マシーン部材を起動し、前記マシーン部材に自身をウォームアップするウォームアッププロセスを実行させるウォームアップ工程と、
前記マシーン部材に対応する所定のターゲット温度と、前記マシーンセンサーにより感知された前記マシーン部材の現在温度と、に基づいて、前記マシーン部材がウォームアップ済みであるかどうかを判断する判断工程と、
前記判断工程により前記マシーン部材がウォームアップ済みであると判断されると、前記マシーン部材に前記ウォームアッププロセスを停止させる停止工程と、
が含まれ、
前記マシーンシステムには、複数の前記マシーン部材と、各前記マシーン部材それぞれの温度を感知する複数の前記マシーンセンサーと、が含まれており、
前記ウォームアップ工程では、全ての前記マシーン部材に自身をウォームアップするウォームアッププロセスをそれぞれ実行させ、
前記判断工程では、各前記マシーン部材にそれぞれ対応する複数の前記ターゲット温度と、各前記マシーンセンサーによりそれぞれ感知された対応の前記マシーン部材の現在温度と、に基づいて、各前記マシーン部材がウォームアップ済みであるかどうかを個別に判断し、
前記停止工程では、前記判断工程により全ての前記マシーン部材がウォームアップ済みであると判断されると、全ての前記マシーン部材に前記ウォームアッププロセスを停止させ、
各前記マシーン部材にそれぞれ対応する前記マシーンセンサーにより複数の過去時点においてそれぞれ感知された複数のマシーン温度データにより構成されるマシーン温度履歴に基づいて、当該前記マシーン部材に対応する前記ターゲット温度を決定するターゲット温度決定工程が更に含まれることを特徴とするウォームアップ方法。
【請求項２】
前記停止工程に、前記判断工程により、一部の前記マシーン部材がウォームアップ済みであると判断された場合、当該一部の前記マシーン部材のうちの前記ウォームアッププロセスを実行中である前記マシーン部材に前記ウォームアッププロセスを停止させる一部停止工程と、
前記一部停止工程が実行された後、前記判断工程を繰り返す繰り返し判断工程と、
の２つのサブ工程が含まれ、そして前記停止工程では、前記判断工程により全ての前記マシーン部材がウォームアップ済みであると判断されると、前記ウォームアッププロセスを実行中である前記マシーン部材に前記ウォームアッププロセスを停止させる、ことを特徴とする請求項１に記載のウォームアップ方法。
【請求項３】
前記停止工程に、前記繰り返し判断工程により、全ての前記マシーン部材において、前記ウォームアッププロセスを実行中でなく且つウォームアップ済みではない少なくとも１つの前記マシーン部材が特定されると、特定された当該少なくとも１つの前記マシーン部材にウォームアッププロセスを実行させる再ウォームアップ工程のサブ工程が更に含まれることを特徴とする請求項２に記載のウォームアップ方法。
【請求項４】
前記ターゲット温度決定工程には、各前記マシーン部材にそれぞれ対応する全ての前記マシーン温度履歴から、全ての前記マシーン部材が作動中であって且つ全ての前記マシーン部材の温度が所定の作動温度閾値以下にある時点において感知されたマシーン温度データであり、且つ、当該前記マシーン部材に対応するマシーン温度閾値以下にあるという２つの条件を満足するマシーン温度データを抽出して候補ターゲット温度データとし、該候補ターゲット温度データに基づいて前記ターゲット温度を決定するサブステップが含まれることを特徴とする請求項１に記載のウォームアップ方法。
【請求項５】
前記停止工程において、全ての前記マシーン部材がウォームアップ済みであると判断すると、まだ前記ウォームアッププロセスを実行中の各前記マシーン部材に前記ウォームアッププロセスを停止させることを特徴とする請求項１に記載のウォームアップ方法。
【請求項６】
前記判断工程において、前記マシーンセンサーにより感知された前記マシーン部材の現在温度が前記ターゲット温度に到達済みであると判断すると、当該前記マシーン部材をウォームアップ済みと判断することを特徴とする請求項１に記載のウォームアップ方法。
【請求項７】
前記マシーンシステムは更に周囲の環境温度を感知する環境温度センサーを有し、また、
前記環境温度センサーにより感知された複数の過去時点における環境温度データが含まれる環境温度履歴と、前記マシーン部材に対応する前記マシーンセンサーにより前記複数の過去時点においてそれぞれ感知された複数のマシーン温度データが含まれるマシーン温度履歴と、に基づいて、前記マシーン部材に対応する前記ターゲット温度を決定するターゲット温度決定工程が更に含まれることを特徴とする請求項１に記載のウォームアップ方法。
【請求項８】
前記ターゲット温度決定工程は、
前記環境温度履歴に含まれる前記複数の過去時点の前記環境温度データの平均値を平均環境温度として算出してから、前記環境温度履歴に含まれる前記の環境温度データから、前記平均環境温度との差の絶対値が所定の環境温度閾値以下の前記環境温度データを特定して、特定した前記環境温度データが対応する過去時点を候補過去時点として判断し、
前記マシーン温度履歴から、
前記候補過去時点において感知されたマシーン温度データであって且つ全ての前記マシーン部材が作動中であり、且つ、全ての前記マシーン部材の温度が所定の作動温度閾値以下にある時点において感知されたマシーン温度データであり、且つ、当該前記マシーン部材に対応するマシーン温度閾値以下にあるという３つの条件を満足するマシーン温度データを抽出して候補ターゲット温度データとし、該候補ターゲット温度データに基づいて前記ターゲット温度を決定するサブステップが含まれることを特徴とする請求項７に記載のウォームアップ方法。
【請求項９】
前記ウォームアップ工程が実行された後、
前記停止工程が実行されていない前記マシーン部材に対して、前記マシーン部材が前記ウォームアッププロセスを実行し始めてからの経過時間を計測し、所定の時間が経過したと判断すると、エラーメッセージを出力するエラー出力工程が含まれることを特徴とする請求項１に記載のウォームアップ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はマシーンシステムのウォームアップ方法に関し、特に、加工マシーンを確実に適切な作動温度までウォームアップすることができるマシーンシステムのウォームアップ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の加工マシーンを構成するマシーン部材は、加工中の熱膨張などによって引き起こされる加工不良の発生を抑えるため、作業に入る前に適切な作動温度までウォームアップする必要がある。
【０００３】
例えば、特許文献１には、周囲の温度にあわせてウォームアッププロセスを選択する加工マシーンが開示されている。しかし、この方法では加工マシーンが確実に適切な作動温度までウォームアップされることを確保することができない欠点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】中国特許出願公開第１０５２６９３９９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記問題点に鑑みて、本発明は、加工マシーンを確実に適切な作動温度までウォームアップすることができるマシーンシステムのウォームアップ方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成すべく、本発明は、マシーン部材と該マシーン部材の温度を感知するマシーンセンサーとを有するマシーンシステムに適用されるウォームアップ方法であって、
前記マシーン部材を起動し、前記マシーン部材に自身をウォームアップするウォームアッププロセスを実行させるウォームアップ工程と、
前記マシーン部材に対応する所定のターゲット温度と、前記マシーンセンサーにより感知された前記マシーン部材の現在温度と、に基づいて、前記マシーン部材がウォームアップ済みであるかどうかを判断する判断工程と、
前記判断工程により前記マシーン部材がウォームアップ済みであると判断されると、前記マシーン部材に前記ウォームアッププロセスを停止させる停止工程と、
が含まれることを特徴とするウォームアップ方法を提供する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のウォームアップ方法は、マシーン部材の温度を感知するマシーンセンサーを利用して、マシーン部材の温度を監視してその温度がウォームアップ済みであると判断されると、該マシーン部材にウォームアッププロセスを停止させるので、マシーン部材を確実にウォームアップすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明のマシーンシステムのウォームアップ方法の第１の実施形態が適用されるマシーンシステムの構成が示されるブロック図である。
【図２】本発明のマシーンシステムのウォームアップ方法の第１の実施形態が示されるフローチャートである。
【図３】本発明のマシーンシステムのウォームアップ方法の第１の実施形態におけるターゲット温度決定工程の内容が示されるフローチャートである。
【図４】本発明のマシーンシステムのウォームアップ方法の第１の実施形態におけるターゲット温度決定工程において、ターゲット温度の決定に用いられる候補ターゲット温度データの抽出条件が示される説明図である。
【図５】本発明のマシーンシステムのウォームアップ方法の第２の実施形態が適用されるマシーンシステムの構成が示されるブロック図である。
【図６】本発明のマシーンシステムのウォームアップ方法の第２の実施形態が示されるフローチャートである。
【図７】本発明のマシーンシステムのウォームアップ方法の第２の実施形態におけるターゲット温度決定工程において、ターゲット温度の決定に用いられる候補ターゲット温度データの抽出条件が示される説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下は各図面を参照して、本発明のマシーンシステムのウォームアップ方法について説明する。
【００１０】
図１は本発明のマシーンシステムのウォームアップ方法の第１の実施形態が適用されるマシーンシステムの構成が示されるブロック図であり、図２は本発明のマシーンシステムのウォームアップ方法の第１の実施形態が示されるフローチャートであり、図３は本発明のマシーンシステムのウォームアップ方法の第１の実施形態におけるターゲット温度決定工程の内容が示されるフローチャートであり、図４は本発明のマシーンシステムのウォームアップ方法の第１の実施形態におけるターゲット温度決定工程において、ターゲット温度の決定に用いられる候補ターゲット温度データの抽出条件が示される説明図である。
【００１１】
図１に示されているように、本発明のマシーンシステムのウォームアップ方法の第１の実施形態が適用されるマシーンシステム１は、少なくとも１つのマシーン部材１２と、処理手段１６と、記憶手段１５と、を備え、マシーン部材１２としては、例えば案内レールやボールねじなどの伝動用の部材もくしは加工用の部材であるが、特に制限はない。そして各マシーン部材１２は、いずれも当該マシーン部材１２の温度を感知するマシーンセンサー１３を有している。処理手段１６はマシーンシステム１の作動を制御し、記憶手段１５には処理手段１６がマシーンシステム１の作動を制御するために用いられるデータが記憶されている。
【００１２】
図２は本発明のマシーンシステムのウォームアップ方法の第１の実施形態が示されるフローチャートである。図２に示されているように、マシーン部材１２が１個のみである場合、本発明のマシーンシステムのウォームアップ方法には、まず、処理手段１６及び記憶手段１５を用いて、マシーン部材１２に対応するターゲット温度を決定するターゲット温度決定工程２１と、マシーン部材１２を起動し、該マシーン部材１２に自身をウォームアップするウォームアッププロセスを実行させるウォームアップ工程２２と、温度決定工程２１において決定された該マシーン部材１２が対応する所定のターゲット温度と、マシーンセンサー１３により感知された該マシーン部材１２の現在温度と、に基づいて、該マシーン部材１２がウォームアップ済みであるかどうかを判断する判断工程２３と、判断工程２３により、ウォームアップ済みであると判断される該マシーン部材１２に、ウォームアッププロセスを停止させる停止工程２４と、停止工程２４がまだ実行されていない該マシーン部材１２に対して、該マシーン部材１２がウォームアッププロセスを実行し始めてからの経過時間を計測し、所定の時間が経過したと判断すると、エラーメッセージを出力するエラー出力工程２５と、が含まれる。
【００１３】
ちなみに、この実施形態ではターゲット温度に到達する状態をウォームアップ済みと判断するが、本発明としてはこれに限らず、ターゲット温度を参考としてウォームアップ済みであるかどうかと判断するのであれば、ターゲット温度に到達することをウォームアップ済みの判断基準にする必要はない。
【００１４】
エラー出力工程２５により、マシーン部材１２がウォームアッププロセスを実行し始めてから所定の時間が経過しても停止工程２４がまだ実行されていない、即ちウォームアップ済みであると判断されていない状況が発生し、これをマシーン部材１２がウォームアップされていない、もしくはマシーンセンサー１３が確実にマシーン部材１２の温度を感知できていない、もしくは他に不具合が発生すると判断し、エラーメッセージを出力することで、早急に対処することができる。
【００１５】
そして、マシーン部材１２が複数存在する場合、ターゲット温度決定工程２１では各マシーン部材１２ごとに対応するターゲット温度を決定する。ウォームアップ工程２２では、全てのマシーン部材１２を起動し、各マシーン部材１２に自身をウォームアップするウォームアッププロセスを実行させる。判断工程２３では、温度決定工程２１において決定された各マシーン部材１２が対応する所定のターゲット温度と、各マシーンセンサー１３により感知された各マシーン部材１２の現在温度と、に基づいて、各マシーン部材１２が対応するターゲット温度に到達済みであるかどうかを判断する。そして停止工程２４では、判断工程２３により、対応する前記ターゲット温度に到達済みであると判断されるマシーン部材１２に、ウォームアッププロセスを停止させる。即ち、停止工程２４には、前記判断工程２３により、一部のマシーン部材１２のみが対応するターゲット温度に到達済みであると判断された場合、当該一部のマシーン部材１２のうちのウォームアッププロセスを実行中であるマシーン部材１２に前記ウォームアッププロセスを停止させる一部停止工程２４１と、一部停止工程２４１が実行された後、上述の判断工程を繰り返す繰り返し判断工程２４２と、繰り返し判断工程２４２により、全てのマシーン部材１２において、ウォームアッププロセスを実行中でなく且つ対応するターゲット温度に到達していない少なくとも１つのマシーン部材１２が特定されると、特定された当該少なくとも１つのマシーン部材１２にウォームアッププロセスを実行させる再ウォームアップ工程２４３と、の３つのサブ工程が含まれ、判断工程２３により全てのマシーン部材１２が対応するターゲット温度に到達済みであると判断されると、ウォームアッププロセスを実行中であるマシーン部材１２にウォームアッププロセスを停止させて完了する運びとなる。
【００１６】
このように、マシーン部材１２がウォームアッププロセスを実行してターゲット温度に到達するとウォームアッププロセスを停止させ、そして全てのマシーン部材１２がターゲット温度に到達するまで、停止されてターゲット温度未満になったマシーン部材１２にウォームアッププロセスを実行させることにより、全てのマシーン部材１２を確実にターゲット温度までウォームアップすることができる。そしてエラー出力工程２５により、マシーン部材１２がウォームアッププロセスを実行し始めてから所定の時間が経過しても停止工程２４が実行されない、即ち全てのマシーン部材１２のウォームアップが完了していないと判断すると、どこかに不具合が発生していると判断してエラーメッセージを出力し、このエラーメッセージに基づいてすばやく不具合の排除に取り掛かることができる。
【００１７】
続いて、ターゲット温度決定工程２１について詳しく説明する。図３に示されているように、本発明のマシーンシステムのウォームアップ方法の第１の実施形態において、ターゲット温度を決定するターゲット温度決定工程２１は、過去のマシーン温度履歴に基づいてターゲット温度を決定する。
【００１８】
次いで、図４をも参照し、過去のマシーン温度履歴に基づいてターゲット温度を決定する手順を説明する。処理手段１６及び記憶手段１５を用いて、各マシーン部材１２にそれぞれ対応するマシーンセンサー１３により複数の過去時点においてそれぞれ感知された複数のマシーン温度データを記憶手段１５に記憶させ（ステップ２１１）、該複数のマシーン温度データにより構成されるマシーン温度履歴を作成し（ステップ２１２）、このマシーン温度履歴に基づいて、当該のマシーン部材に対応するターゲット温度を決定する（ステップ２１３）。ターゲット温度の具体的な決定方法は、例えば、各マシーン部材１２にそれぞれ対応する全ての前記マシーン温度履歴から、
（１）全てのマシーン部材１２が作動中であって且つ全てのマシーン部材１２の温度が所定の作動温度閾値以下にある時点において感知されたマシーン温度データであり、
（２）当該マシーン部材１２に対応するマシーン温度閾値以下にある、
という２つの条件を満足するマシーン温度データを抽出して候補ターゲット温度データとし、該候補ターゲット温度データに基づいてターゲット温度を決定する方法が挙げられる。
【００１９】
即ち、所定の作動温度閾値とは全てのマシーン部材１２に対応し、これを超える数値が全てのマシーン部材１２にとってターゲット温度として不適切である数値であり、そしてマシーン温度閾値とはマシーン部材１２ごとに対応し、各マシーン部材１２の構成、位置、または役割などに応じて、予め決められる閾値である。
【００２０】
例えば、以下の表１に示されているように、マシーン温度履歴の中でＴ１〜Ｔ４の４つの過去時点においてそれぞれ感知された、部材Ａ〜部材Ｃの３つのマシーン部材のマシーン温度データが含まれており、まずは条件（１）に基づいて、予め決められた作動温度閾値を７０℃として、全てのマシーン部材が作動中であり、且つ、全てのマシーン部材の温度が所定の作動温度閾値以下にある時点、つまりＴ２とＴ４に記録された各マシーン部材のマシーン温度データを抽出し、それから条件（２）に基づいて、予め決めたマシーン部材Ａ〜Ｃ各自のマシーン温度閾値をそれぞれ６０℃、５５℃、５０℃として、この数値を超えたマシーン温度データを排除すると、マシーン部材Ａに対応するマシーン温度データはＴ４に記録された５５℃、マシーン部材Ｂに対応するマシーン温度データはＴ２及びＴ４にそれぞれ記録された５２℃と５０℃、マシーン部材Ｃに対応するマシーン温度データはＴ２に記録された４３℃、が候補ターゲット温度データとして抽出され、これらのデータに基づいてターゲット温度を決定する。例えば、マシーン部材Ａに対応するターゲット温度としてＴ１に記録した５５℃に設定し、マシーン部材Ｂに対応するターゲット温度としてＴ２に記録した５２℃とＴ４に記録した５０℃との平均値である５１℃に設定し、そしてマシーン部材Ｃに対応するターゲット温度としてＴ２に記録した４３℃に設定することができる。もちろんこれは例示に過ぎず、抽出した候補ターゲット温度データをそのままターゲット温度として設定する必要はない。
【表１】
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【００２１】
次いで、図５〜図７を用いて本発明のマシーンシステムのウォームアップ方法の第２の実施形態について説明する。図５は本発明のマシーンシステムのウォームアップ方法の第２の実施形態が適用されるマシーンシステムの構成が示されるブロック図であり、図６は本発明のマシーンシステムのウォームアップ方法の第２の実施形態が示されるフローチャートであり、図７は本発明のマシーンシステムのウォームアップ方法の第２の実施形態におけるターゲット温度決定工程において、ターゲット温度の決定に用いられる候補ターゲット温度データの抽出条件が示される説明図である。
【００２２】
まず、図５に示されるように、本発明のマシーンシステムのウォームアップ方法の第２の実施形態を適用するマシーンシステムは環境温度センサー１４を更に備える。この第２の実施形態において、各マシーン部材１２は、いずれも当該マシーン部材１２の周囲の環境温度を感知する環境温度センサー１４を更に有しているが、本発明としてはこれに限定されず、マシーンシステム１に１つだけ、即ちいずれか１つのマシーン部材１２のみに設置することも可能である。
【００２３】
図６に示されているように、本発明のマシーンシステムのウォームアップ方法の第２の実施形態では、過去のマシーン温度履歴及び環境温度に基づいてターゲット温度を決定する。
【００２４】
即ち、本発明のマシーンシステムのウォームアップ方法の第２の実施形態は、図６に示されているフローチャートに沿って実行することができる。
【００２５】
まず、過去のマシーン温度履歴及び環境温度に基づいてターゲット温度を決定する（工程６１）。
【００２６】
続いて、全てのマシーン部材１２にウォームアッププロセスを実行させる（工程６２）。
【００２７】
続いて、全てのマシーン部材１２がウォームアップ済みであるかを判断し（工程６３）、全てのマシーン部材１２がウォームアップ済みであれば、ウォームアップ完了と判断し、ウォームアッププロセスを実行中のマシーン部材１２のウォームアッププロセスを停止させて当ウォームアップ方法を終了する（工程６４）。一部のマシーン部材１２がウォームアップ済みではない場合、経過時間の判定に進む（工程６５）。
【００２８】
経過時間の判定（工程６５）において、ウォームアッププロセスの開始からすでに所定の時間が経過したと判断した場合、ウォームアップ失敗のエラーメッセージを出力する（工程６６）。
【００２９】
まだ所定の時間が経過していないと判断した場合、一部停止工程（工程６７）に進む。
【００３０】
即ち、一部のマシーン部材１２のみが対応するターゲット温度に到達済みであると判断された場合、当該一部のマシーン部材１２のうちのウォームアッププロセスを実行中であるマシーン部材１２に前記ウォームアッププロセスを停止させる。
【００３１】
この一部停止工程（工程６７）が実行された後、各マシーン部材１２に対してターゲット温度に到達済みであるか否かを判断する工程（工程６８）を実行し、ウォームアッププロセスを実行中でなく且つ対応するターゲット温度に到達していない少なくとも１つのマシーン部材１２が特定されると、特定された当該少なくとも１つのマシーン部材１２にウォームアッププロセスを実行させる（工程６９）。
【００３２】
工程６９を実行した後、もしくは工程６８においてウォームアッププロセスを実行中でなく且つ対応するターゲット温度に到達していないマシーン部材１２が特定されなかった場合、全てのマシーン部材１２がウォームアップ済みであるかを判断する工程６３に戻って繰り返す。
【００３３】
図７に示されているように、各マシーン部材１２に対応する環境温度センサー１４により感知された複数の過去時点における環境温度データは、該時点においてマシーンセンサー１３により感知されたマシーン温度データと関連付けられると共に、環境温度履歴として記憶手段１５に記憶される。ターゲット温度の具体的な決定方法は、例えば、記憶手段１５に記憶される環境温度履歴を用いて、複数の過去時点の環境温度データの平均値を平均環境温度として算出してから、環境温度履歴に含まれる環境温度データから、平均環境温度との差の絶対値が所定の環境温度閾値以下の環境温度データを特定して、特定した環境温度データが対応する過去時点を候補過去時点として判断し、それから記憶手段１５に記憶されるマシーン温度履歴から、
（１）前記候補過去時点において感知されたマシーン温度データであり、
（２）全てのマシーン部材１２が作動中であって且つ全てのマシーン部材１２の温度が所定の作動温度閾値以下にある時点において感知されたマシーン温度データであり、
（３）当該マシーン部材１２に対応するマシーン温度閾値以下にある、
という３つの条件を満足するマシーン温度データを抽出して候補ターゲット温度データとし、該候補ターゲット温度データに基づいてターゲット温度を決定する方法が挙げられる。
【００３４】
このように、ターゲット温度を決定する際、環境温度も考慮に入れて、環境温度が極端な状態にある場合において感知されたデータを排除するために複数の過去時点の環境温度データの平均値である平均環境温度との差が一定の範囲以内の候補過去時点に感知されたマシーン温度データのみを使用して、全てのマシーン部材１２が作動中で、且つ、全てのマシーン部材１２に適用される作動温度閾値及び各マシーン部材１２ごとに対応するマシーン温度閾値を超えないマシーン温度データを候補ターゲット温度データとして抽出し、これに基づいてターゲット温度データを決定する。この方法を採用することにより、環境温度データをも考慮に入れて、環境温度が極端的な場合に感知したデータを排除することで、より適切なターゲット温度データを決定することができる。
【００３５】
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、最も広い解釈の精神および範囲内に含まれる様々な構成として、全ての修飾および均等な構成を包含するものとする。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明のウォームアップ方法は、マシーン部材の温度を感知するマシーンセンサーを利用して、マシーン部材の温度を監視してその温度が所定のターゲット温度に到達済みであると判断されると、該マシーン部材にウォームアッププロセスを停止させるので、マシーン部材を確実にウォームアップすることができ、加工不良の発生を抑えることでコストを一層節約することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１    マシーンシステム
１２  マシーン部材
１３  マシーンセンサー
１４  環境温度センサー
１５  記憶手段
１６  処理手段
【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】
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