(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼板、非鉄金属板、樹脂板、あるいはフィルム状からなる被洗浄面に付着した水分、油分、あるいは薬品成分等の液体を除去、搾取、洗浄する為のロールにおいて、前記ロールはロール部及び台座を有し、前記ロール部は前記台座の外壁面に形成されてあると共に、ロール片を有し、前記台座は外壁面に前記ロール部が形成され、内筒と外筒とを備える本体部、及び前記本体部の両端に連接される継ぎ手部Ａ、及び継ぎ手部Ｂを有し、前記継ぎ手部Ａから前記継ぎ手部Ｂの方向に流体が貫通するよう中空部が形成されてあり、前記中空部には開口面積が最小となる絞り開口部が形成されてあると共に、前記継ぎ手部Ａ側から前記絞り開口部に向かうほど開口面積が大から小に変化し、前記絞り開口部から前記継ぎ手部Ｂ側に向かうほど開口面積が小から大に変化し、前記本体部の外筒の外壁面に複数の小孔が形成されてあると共に、前記小孔に連通し、連通路を介して大孔が前記本体部の内筒の内壁面に複数設けられ、前記大孔は前記絞り開口部の下流側の近傍に形成されてあることを特徴とするロール。
【請求項２】
請求項１記載の構成よりなるロールにおいて、絞り開口部は本体部の長手方向の略中央部より下流側に形成されてあることを特徴とするロール。
【請求項３】
請求項１又は２記載の構成よりなるロールにおいて、小孔は本体部の長手方向の外筒の外壁面に複数箇所設けられると共に、内筒の内壁面に設けられた大孔に連通するよう分枝状に連通路が形成されてあることを特徴とするロール。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の構成よりなるロールにおいて、本体部の継ぎ手部Ｂ側の端部外方に、中空部における最大開口面積以上の面積を有する流通路が形成されてあることを特徴とするロール。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の構成よりなるロールにおいて、複数の小孔の開口面積は、前記小孔から大孔に連通する連通路の長さが大になるほど大きくなることを特徴とするロール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼板、非鉄金属板、樹脂板、あるいはフィルム状からなる被洗浄面に付着した水分、油分、あるいは薬品成分等の液体を除去、搾取、洗浄する為のロールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鋼板、非鉄金属板、樹脂板、あるいはフィルム状からなる被洗浄面に付着した水分、油分、あるいは薬品成分等の液体を除去、搾取、洗浄する為のロールに関しては、さまざまな改良がなされ、例えば、極細繊維が立体的に絡合された不織布の空隙部に高分子弾性体が多孔質構造で充填された繊維質シートからなるディスク状物を多数枚重畳してなる吸液ロール（特許文献１）がある。
【０００３】
特許文献１の吸液ロールは、吸液に必要な外部装置を備えていない為、不織布層からなるロール部が徐々に吸液飽和状態となる。吸液に必要な外部装置を備えていないロールにおける液体除去機能は、ロールにコンプレッサー等を介してエアー圧等の一定の圧力がかかりながら回転することにより、液体を被洗浄面の両端部から流し去るダム機能と、ロールが回転しながら圧力により圧縮される圧縮ゾーンにおいて、ロール部の空隙部に吸収された液体を被洗浄面に一旦放出し、次いでロールが圧力による圧縮から開放される開放ゾーンにおいて、不織布を形成する繊維質の毛細管現象により被洗浄面の液体がロール部に吸い上げられ、ロール部の空隙部に放出される吸排機能とから構成されている。前記吸排機能は、不織布に充填された高分子弾性体が弾性変形する為、ロール部の空隙率が前記圧縮ゾーンで０％となり、前記開放ゾーンで元の空隙率に復元することにより発現する。しかし、液体がロール部の空隙部に吸収、及び空隙部から排出されることを繰り返すと、高分子弾性体は液体と接触することにより、徐々に膨潤して弾性率が低下し、前記開放ゾーンで元の空隙率に復元することができなくなる。その為、空隙率が減少したロール部の空隙部には、繊維質の毛細管現象により吸い上げられた液体の全量を放出することができず、ロール部は吸液飽和状態となり、液体除去機能が長期間に亘って持続しないという問題を有していた。なお、高分子弾性体の弾性率と膨潤度の関係は、弾性率は膨潤度の３／５乗に反比例するというフローリーのゴム弾性の理論が知られている。
【０００４】
上記問題を解決するために、吸液機能を備えた軸本体、及びこの軸本体に圧着重畳された不織布シートで構成する不織布ロールと、当該不織布ロールと配管を介し連通される真空ポンプとで構成される、送出、吸液機能を備えた不織布ロールを利用する吸液方法であって、この吸液方法は、吸引抵抗による真空値、及び毛細管の機能を高めることを意図して、前記不織布部をウエットな吸液状態にして使用し、かつこの使用状態で前記軸本体に多数千鳥状等に開設した透孔を介して、前記吸液状態にある不織布部内部に於いて、不織布ロール外表面方向に向かってほぼ倒円錐形状に有効な吸液、送液毛細管部を作用せしめるとともに、前記真空吸引力の一部が前記不織布ロールの外表面に於いて重畳作用するように構成したことにより、前記真空吸引力を当該不織布ロールの外表面で均一作用させる構成とした不織布ロールを利用する吸液方法と、この吸液方法に使用する吸液ロール装置（特許文献２）が考案されている。
【０００５】
【特許文献１】特開昭６１−２６２５８６号公報
【特許文献２】特開平７−１２０１４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２の不織布ロールを利用する吸液方法と、この吸液方法に使用する吸液ロール装置は、ロールの有するダム機能と吸排機能に加えて、ロール部に吸収された液体は、吸引ポンプにより、透孔、空洞部、貫通孔を介して不織布ロール外部に排出されるので、吸液に必要な外部装置を備えていないロールに比べて、ロール部の吸液飽和状態は抑制され、液体除去機能は長期間に亘って持続される。しかしながら、新たに吸引ポンプ等の外部装置を導入する必要があり、設備投資コストが高くなるという課題を有していた。
【０００７】
また、不織布ロール外部に排出された液体は、吸引ポンプ装置側に吸引されることになる。排出された液体は、フィルター等により吸引ポンプ装置への流入を防いでいるものの、排出された液体の一部はフィルター等を通過して吸引ポンプ装置に流入し、徐々に真空吸引力が低下すると共に、吸引ポンプが故障しやすくなる為、吸引ポンプのメンテナンス費用、あるいは修理費用等のロールにかかるランニングコストが嵩むという課題も有していた。
【０００８】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、長期間に亘って被洗浄面に付着した液体を迅速、且つ確実に除去、搾取、洗浄することができるロールを、コストを抑えて安価にて提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記従来の課題を解決する為に、請求項１の発明のロールは、鋼板、非鉄金属板、樹脂板、あるいはフィルム状からなる被洗浄面に付着した水分、油分、あるいは薬品成分等の液体を除去、搾取、洗浄する為のロールにおいて、前記ロールはロール部及び台座を有し、前記ロール部は前記台座の外壁面に形成されてあると共に、ロール片を有し、前記台座は外壁面に前記ロール部が形成され、内筒と外筒とを備える本体部、及び前記本体部の両端に連接される継ぎ手部Ａ、及び継ぎ手部Ｂを有し、前記継ぎ手部Ａから前記継ぎ手部Ｂの方向に流体が貫通するよう中空部が形成されてあり、前記中空部には開口面積が最小となる絞り開口部が形成されてあると共に、前記継ぎ手部Ａ側から前記絞り開口部に向かうほど開口面積が大から小に変化し、前記絞り開口部から前記継ぎ手部Ｂ側に向かうほど開口面積が小から大に変化し、前記本体部の外筒の外壁面に複数の小孔が形成されてあると共に、前記小孔に連通し、連通路を介して大孔が前記本体部の内筒の内壁面に複数設けられ、前記大孔は前記絞り開口部の下流側の近傍に形成されてあることを特徴とするもので、台座の継ぎ手部Ａ側から継ぎ手部Ｂ側に向け、流体を噴射すると、流体は絞り開口部の通過直後において、運動エネルギーが最も上昇する。その結果、大孔近傍の中空部の圧力エネルギーは最も低下するので、大孔近傍の中空部に負圧が発生し、ロールにおける圧力構成は、ロール部に比べて、大孔近傍の中空部の方が低くなる。ところで、物質は圧力の高い方から低い方へ移動することから、ロール部に吸収された液体は、ロール部から小孔、連通路、大孔を介して中空部に排出されることになり、流体と共に、台座の継ぎ手部Ｂ側からロールの外部に放出される。その為、ロール部は液体により吸液飽和状態になることが抑制されるので、ロールは長期間に亘って被洗浄面に付着した液体を迅速、且つ確実に除去、搾取、洗浄することが可能となる。なお、ロール部を構成するロール片は、人工皮革、不織布等の基材からなり、前記基材の有する繊維の毛細管現象により、ロール部に液体が吸収される。
【００１０】
上記の如くの仕組みは、流体の位置エネルギー、運動エネルギー、及び圧力エネルギーの総和は、中空部の任意のどの位置においても常に一定であるというエネルギー保存の法則によるものである。前記中空部の如くの管路における流体のエネルギー保存の法則は、一般的にベルヌーイの定理と呼ばれている。本発明のロールの場合、流体は中空部において、継ぎ手部Ａから継ぎ手部Ｂの横同一方向に貫通するのみであり、中空部は流体が上部から下部、あるいは下部から上部に流れるよう形成されていないので、流体の位置エネルギーは中空部のどの位置においても同一である。また、流体の運動エネルギーは、中空部の開口面積が最も小さくなる絞り開口部の通過直後において流速が最も速くなることから最大となる。その為、圧力エネルギーは、運動エネルギーが最大となる絞り開口部の通過直後、すなわち大孔近傍において最小となる。従って、流体を継ぎ手部Ａから継ぎ手部Ｂの方向に貫通させると、中空部において断面積変化による負圧が発生する為、ロール部に吸収された液体は、圧力の高い方から低い方へ移動するので、台座の本体部に引き寄せられることになり、本体部の外壁面に形成されてある小孔、連通路、及び内壁面に形成されてある大孔を介して、中空部に排出され、中空部を通る流体と共に、継ぎ手部Ｂ側からロール外部に放出されるのである。
【００１１】
また、本発明においては、ロールの他に、継ぎ手部Ａ側から流体を噴射等により導入するエアー供給機等の外部装置が必要となるが、ロールには従来からコンプレッサー等によりエアー圧等の一定の圧力が加えられていることから、前記コンプレッサー等を利用して中空部に流体を噴射することができるので、新たに流体を供給する為の外部装置を導入する必要が無い。その為、設備投資コストを抑えることができる。
【００１２】
さらに、ロール部に吸収された液体は、上記の如く、継ぎ手部Ｂ側から流体と共にロール外部に放出される為、継ぎ手部Ａ側に設置されてあるコンプレッサー等の外部装置に、液体が流入することが無く、安定した流体の供給ができると共に、液体の流入に伴うコンプレッサー等の外部装置に故障が発生することが無い。その為、ロールのランニングコストを抑えることができる。
【００１３】
請求項２の発明のロールは、特に、請求項１の発明のロールにおいて、絞り開口部は本体部の長手方向の略中央部より下流側に形成されてあるもので、継ぎ手部Ａ側から絞り開口部までの距離を長く設定することができ、流体の運動エネルギーを絞り開口部に向けて徐々に高めることができる為、流体の圧力損失を極力防ぎ、効率的に大孔近傍に負圧を発生させることができる。その為、効率よく確実にロール部から液体を中空部に排出することができる。
【００１４】
請求項３の発明のロールは、特に、請求項１又は２の発明のロールにおいて、小孔は本体部の長手方向の外筒の外壁面に複数箇所設けられると共に、内筒の内壁面に設けられた大孔に連通するよう分枝状に連通路が形成されてあるもので、ロール部に吸収された液体は、本体部の外壁面の複数箇所に開設された小孔、分枝状に形成された連通路、本体部の内壁面に開設された大孔を介して、中空部に排出される。その為、ロール部に吸収された液体は、ロール部から万遍なく中空部に排出されることから、液体の排出除去機能が大幅に向上する。
【００１５】
請求項４の発明のロールは、特に、請求項１から３のいずれかの発明のロールにおいて、本体部の継ぎ手部Ｂ側の端部外方に、中空部における最大開口面積以上の面積を有する流通路が形成されてあるもので、本体部の継ぎ手部Ｂ側の端部外方における流体の圧力エネルギーは、中空部における圧力エネルギー以下になることが無い。その為、継ぎ手部Ｂ側の端部外方からロールの外部に放出される流体、及び液体は、中空部に引き寄せられることが無いので、流体、及び液体が中空部に逆流することが防止される。
【００１６】
請求項５の発明のロールは、特に、請求項１から４のいずれかの発明のロールにおいて、複数の小孔の開口面積は、前記小孔から大孔に連通する連通路の長さが大になるほど大きくなることを特徴とするもので、小孔の開口面積が略同一の場合においては、大孔から離れた小孔近傍の圧力エネルギーは、大孔の近くに形成された小孔近傍の圧力エネルギーに比べて高くなる。しかしながら、圧力エネルギーが高くなる小孔近傍における小孔の開口面積を、圧力エネルギーの小さい小孔近傍における小孔の開口面積より大きく設定することにより、大孔から離れた小孔から液体が中空部へ排出される量と、大孔の近くの小孔から液体が中空部へ排出される量を略同一にすることができる為、大孔から離れたロール部に吸収された液体も積極的、且つ効果的に中空部に排出することができる。その為、ロール部に吸収された液体の排出除去機能が飛躍的に向上する。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の発明のロールは、ロール部に吸収された液体を、中空部に発生した負圧を活用し、流体と共に、ロールの外部に放出することができるので、ロール部の吸液飽和状態が抑制され、ロールの耐用期間の長期化を図ることができる。
【００１８】
また、ロールにかかわる設備投資コスト、ランニングコストを極めて抑えることができるので、迅速、且つ確実に被洗浄面に付着している液体を除去、搾取、洗浄できるロールを、安価にて提供することができる。
【００１９】
請求項２の発明のロールは、流体の圧力損失を防ぐことができるので、効率的に中空部に負圧を発生させ、ロール部に吸収された液体を、効率よく確実に、中空部に排出することができる。
【００２０】
請求項３の発明のロールは、ロール部に吸収された液体を、ロール部から万遍なく中空部に排出することができるので、液体の排出除去機能が大幅に向上する。
【００２１】
請求項４の発明のロールは、継ぎ手部Ｂ側の端部外方からロールの外部に放出される流体、及び液体の中空部への逆流を防止することができる。
【００２２】
請求項５の発明のロールは、大孔から離れたロール部に吸収された液体も積極的、且つ効果的に中空部に排出することができるので、ロール部に吸収された液体の排出除去機能が飛躍的に向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。
【００２４】
（実施例１）
図１は、本発明の第１の実施例におけるロールの正面図、図２（ａ）は、図１のＡ−Ａ断面図、図２（ｂ）は、ロール片を前面側から見た斜視図、図３（ａ）は、内筒の部分斜視図、図３（ｂ）は、外筒の部分斜視図、図４は、本発明の第１の実施例におけるロールの断面図、図５は、本発明の第１の実施例におけるロールを継ぎ手部Ｂ側から見た側面図である。
【００２５】
図１、及び図２（ａ）において、ロール１は、台座３、止め金具８、プレート９、及び複数の概円環状のロール片４から形成されてあるロール部２より構成されてある。台座３は、鉄等の金属材料からなる略円筒形状であり、外周面にロール部２が形成される本体部５、及び本体部５の両端にボルト１０にて連接される継ぎ手部Ａ６、及び継ぎ手部Ｂ７を有して形成されてある。本体部５と、継ぎ手部Ａ６、及び継ぎ手部Ｂ７の連接は、前記ボルト１０締めの他、溶接等の方法を用いることもできる。また、ロール部２は、複数の概円環状のロール片４が重ね合わされて形成されてあり、両側から止め金具８、及びプレート９にて挟み付けられて、本体部５の外周面に形成されてある。止め金具８には、スナップリングが使用されてある。
【００２６】
本体部５に連接された継ぎ手部Ａ６には、ロール１の回転時におけるバランスを保持する目的で、鉄、鉛等の金属材料からなるバランスウエイト２３が溶接により装着され、ロール１の継ぎ手部Ａ６側の重量が補正されてある。前記の如くのロール１にたいする重量補正施策は、図４に示すように、本体部５における中空部１４の開口面積が、継ぎ手部Ａ６側から開口面積が最小となる絞り開口部２２に向け大から小に変化し、絞り開口部２２から継ぎ手部Ｂ７側に向け小から大に変化し、絞り開口部２２が本体部５の長手方向の略中央部より下流側、すなわち継ぎ手部Ｂ７側に設けられているので、継ぎ手部Ａ６側の方が、継ぎ手部Ｂ７側に比べて中空部１４の占める割合が大きく、軽くなる為、ロール１に重量補正を施すことにより、ロール１の回転時におけるバランスを保持すると共に、長期間に亘ってロール１が安定した回転を持続させることができるようにする施策である。継ぎ手部Ａ６にバランスウエイト２３を装着する方法は、前記溶接以外にもボルト締め等の方法を用いても良い。さらに、継ぎ手部Ａ６にバランスウエイト２３を装着せず、継ぎ手部Ｂ７に穴を設けて、ロール１の継ぎ手部Ｂ７側の重量を軽くすることにより、ロール１にたいする重量補正を施しても構わない。一方、本体部５に連接された継ぎ手部Ｂ７側の端部外方、及び継ぎ手部Ｂ７には、中空部１４における最大開口面積以上の面積を有する流通路１１が形成されている。
【００２７】
図２（ａ）、及び図４において、本体部５は、略円筒形状の外筒１３と、中空部１４を有する略円筒形状の内筒１２が溶接により一体化されると共に、外筒１３が内筒１２を被覆して形成されてある。外筒１３と、内筒１２を一体化して本体部５を形成する方法は、溶接以外にもボルト止め等の方法を用いることもできる。また、外筒１３の外壁面の等分４箇所には小孔１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅ、１５ｆが開設されてあり、内筒１２の外周等分４箇所には、小孔１５ａより大の開口面積を有する大孔１６が開設されている。小孔１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅ、１５ｆと大孔１６は、分枝状に形成された連通路１９を介して連通すると共に、大孔１６を介して中空部１４に通じている。なお、小孔１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅ、１５ｆ、及び大孔１６は、外筒１３、及び内筒１２の外周等分４箇所以外にも、等分６箇所、８箇所等設けても構わない。また、大孔１６は、内筒１２に少なくとも１箇所から形成可能である。さらに、小孔１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅ、１５ｆの総数は、大孔１６の総数以上に形成されてある。
【００２８】
図２（ｂ）において、ロール片４は、中心部に穴部１７を有すると共に、外周面には端部１８を有する概円環状にて形成されてある。ロール片４は、平板状の人工皮革、あるいは不織布等からなる基材を、トムソン型、レーザーカッター等を用いて概円環状に抜き取り、形成される。
【００２９】
なお、ロール片４、外筒１３は、実施例１の形態以外にも、ロール片４の内周面にキー溝を設けると共に、外筒１３の外周面に前記キー溝が挿入されるキーを装着することにより、回転ズレ防止機能を付加させた形態等も採用できる。
【００３０】
次に、ロール片４を構成する基材の製造方法について、いくつか述べる。
【００３１】
第１の方法は、複数本の繊維を、平板状に集積させて布状体を形成し、前記布状体を複数枚、重ね合わせた後、特殊な針を突き刺して、３次元に絡合された不織布を得る。前記の製造方法は、一般的には、ニードルパンチングと呼ばれている。また、布状体はウエッブと呼ばれている。得られた不織布は、ポリウレタン溶液中に含浸され、不織布にポリウレタンを充填させる。次いで、ポリウレタンを充填させた不織布を、水中に浸漬させると共に、水中に二酸化炭素を注入し、炭酸発泡させることにより、不織布、及び極微細な気泡を有する多孔質化されたポリウレタンよりなる平板状の二重構造体を形成するもので、前記二重構造体は一般的には人工皮革と呼ばれている。なお、不織布を形成する繊維には、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、別名ウレタン弾性糸とも呼ばれるスパンデックス繊維等が単独使用、あるいは併用される。
【００３２】
第２の方法は、複数本の繊維を、平板状に集積させて布状体となるウエッブを形成し、ニードルパンチングにより３次元に絡合された不織布を得る。得られた不織布にたいして、架橋剤を配合した高分子弾性体をスプレー、浸漬、含浸等の方法を用いて付着させ、加熱することにより不織布を形成する繊維間を結合させるもので、前記の製造方法により得られた不織布は、一般的にケミカルボンド法不織布と呼ばれている。なお、不織布を形成する繊維には、綿、レーヨン、セルロース等の天然繊維、ポリエステル、ナイロン、アクリル等の合成樹脂繊維が単独使用、あるいは併用される。また、高分子弾性体には、ニトリルゴム、アクリルゴム、スチレンゴム、ウレタンゴム、アクリル樹脂、ウレタン樹脂等が単独使用、あるいは併用される。また、架橋剤は、前記高分子弾性体の分子間に橋架け構造を形成し、一段と優れた弾力性を高分子弾性体に付与する目的で配合されるものであり、トリメチロールメラミン、ヘキサメチロールメラミン等のメラミン樹脂、ブロックイソシアネート等のイソシアネート樹脂、脂肪族エポキシ等のエポキシ樹脂を単独、あるいは併用して用いることができる。
【００３３】
第３の方法は、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等の熱可塑性樹脂を溶融紡糸すると共に、得られた熱可塑性樹脂繊維にたいして１００〜１５０ｋｇｆ程度の高圧水流を噴射することにより、繊維を絡合させる。次いで、架橋剤を配合した高分子弾性体をスプレー、浸漬、含浸等の方法を用いて繊維に付着させ、加熱することにより不織布を形成するもので、前記の製造方法により得られた不織布は、一般的に水流絡合法不織布と呼ばれている。
【００３４】
上記に示した基材の製造方法は代表的な例であり、上記以外にも、例えば、熱溶融した合成樹脂を連続的に紡糸して繊維を形成し、繊維を延伸しながら捕集ネット上に集積して熱ロールで加圧することにより繊維を結合して不織布を形成するスパンボンド法、熱溶融した合成樹脂を紡糸口から吐出する際、高温エアーで紡出し、捕集ネット上で加熱された繊維を結合させて不織布を形成するメルトブロー法、塩化メチレン、フロン等の低沸点溶剤中に合成樹脂を溶解し、紡糸口から加熱、加圧状態で繊維を紡糸すると同時に、前記低沸点溶剤を揮発させ、繊維を捕集ネット上に集積し、熱ロールで加圧して繊維を結合して不織布を形成するフラッシュ紡糸法、融点の異なる複数の合成樹脂を溶融して融点の高い方の合成樹脂を紡糸して繊維を形成し、溶融された融点の低い方の合成樹脂をバインダーとして繊維を接着させて不織布を形成するファイバーボンド法やサーマルボンド法等により製造された不織布を用いても構わない。また、織布、編物等の布帛を採用することもできる。
【００３５】
ロール片４に用いられる基材の選択については、ロール１が除去、搾取、洗浄する液体の性状、ロール１が使用される雰囲気温度等の使用条件、コスト等を考慮して、適宜、決定されるものである。
【００３６】
次に、図３、図４、及び図５を用いて、ロール１の製作方法について説明する。
【００３７】
最初に、図３（ａ）の如く、鉄等の金属材料からなる略円筒形状の内筒１２を用意する。図３（ａ）において、内筒１２は、円周上、及び長手方向の外周等分４箇所に亘って分枝状の連通路１９が形成されてあると共に、連通路１９の間には複数の凸状の外周部２０が形成されている。また、内筒１２の継ぎ手部Ｂ側の外周等分４箇所には、連通路１９上に、大孔１６が形成されてある。図４に示すように、内筒１２の内周面は、継ぎ手部Ａ６側から開口面積が最小となる絞り開口部２２に向け開口面積が大から小に変化し、絞り開口部２２から継ぎ手部Ｂ７側に向け開口面積が小から大に変化する中空部１４が形成されてあり、絞り開口部２２の下流側の近傍に大孔１６が位置するよう内筒１２は構成されている。
【００３８】
次に、図３（ｂ）の如く、鉄等の金属材料からなる略円筒形状の外筒１３を用意する。図３（ｂ）において、外筒１３は円周等分４箇所、及び長手方向に亘って、複数の小孔１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ・・・が等間隔にて開設されている。小孔１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ・・・は、千鳥形状をなすよう開設してもよい。そして、外筒１３の内壁面が、上記の如く構成された内筒１２の外周部２０に接するように嵌め合わされて一体化され、一体化された内筒１２と外筒１３の両端部を溶接により固定することによって、本体部５が形成される。なお、外筒１３に開設された複数の小孔１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ・・・が、内筒１２に設けられた分枝状の連通路１９の上部に位置するよう、外筒１３は内筒１２に嵌合される。外筒１３の外周面２１には複数枚のロール片４の穴部１７が嵌合挿入され、ロール部２が形成される。
【００３９】
小孔１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ・・・は、最も継ぎ手部Ｂ７側に近い小孔１５ａの開口面積が最小で、図２（ａ）、及び図４の如く、小孔１５ａは大孔１６に直接連通するよう形成されている。他の小孔１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ・・・の開口面積は、小孔１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ・・・から大孔１６に連通する連通路１９の長さが大になるほど小から大に変化するよう形成されている。すなわち、図４に示すように、小孔１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅ、１５ｆの開口面積は、１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅ、１５ｆの順で、小から大となるように形成されている。
【００４０】
次に、図４の如く、中空部１４を有する継ぎ手部Ａ６、及び継ぎ手部Ｂ７を本体部５の両端部にたいして複数本のボルト１０にて接合し、台座３が形成される。中空部１４は、継ぎ手部Ａ６から本体部５、継ぎ手部Ｂ７にかけて流体が貫通するよう形成されてあると共に、絞り開口部２２において開口面積が最小となるよう構成されている。絞り開口部２２は、本体部５の長手方向の略中央部より下流側に位置するよう形成されている。
【００４１】
また、継ぎ手部Ａ６には、鉄、鉛等の金属材料からなる複数のバランスウエイト２３が溶接により装着される。
【００４２】
図４、及び図５において、台座３を構成する本体部５の継ぎ手部Ｂ７側の端部外方、及び継ぎ手部Ｂ７には、中空部１４における最大開口面積以上の面積を有するよう流通路１１が形成されている。
【００４３】
次に、概円環状に打ち抜かれたロール片４を複数枚重ね合わせて、穴部１７を台座３にたいして貫通させる。そして、台座３の長手方向からプレス機にて所定長さだけ圧縮させた後、止め金具８、及びプレート９にて挟み付けて固定する。次に、所定時間放置することにより、重ね合わせた複数枚のロール片４の内部応力を均一化させ、端部１８を切削加工、及び研磨加工し、台座３の本体部５の外周面２１上にロール部２を形成して、ロール１が製作される。なお、ロール部２は、ロール１に使用する総数のロール片４より形成されてある。
【００４４】
ロール部２の表面部の硬度は、４０°〜９５°程度に設定されるのが望ましい。硬度が４０°未満の場合、硬度が低すぎて、被洗浄面の端面が繰り返しロール部２に当接すると、早期にロール部２が摩耗する。また、硬度が９５°を超えると、ロール１の弾力性が劣り、効率よく確実に、被洗浄面に付着した液体を、ロール部２に吸収することが難しくなる。なお、硬度とは物質の硬さを表わし、ＪＩＳＫ６２５３加硫ゴム及び熱可塑性ゴムの硬さ試験方法に記載のデュロメータ硬さ試験により測定した硬度である。
【００４５】
次に、図４を用いて、本発明の実施例１におけるロール１を、鋼板に付着した油分除去用に使用した際の動作、作用について説明する。
【００４６】
ロール１は、箱形の鋼板洗浄機（図示せず）に上下一対で設置され、コンプレッサー等の外部装置によりエアー圧等の一定の圧力が加えられて回転駆動し、上下のロール１の間を、表面に油分が付着した鋼板が通過する。その際、鋼板はロール部２と接触し、ロール部２を構成するロール片４が有する繊維の毛細管現象により、鋼板表面の油分はロール部２に吸い上げられると共に、ロール部２の空隙部に放出される。
【００４７】
台座３は、継ぎ手部Ａ６側に設置されたコンプレッサーから配管系（図示せず）が継ぎ手部Ａ６の端部に連接され、台座３に形成された中空部１４内を、コンプレッサーにより矢印Ｂの方向に流体が噴射されている。流体は、継ぎ手部Ａ６の中空部１４を通り、本体部５に形成された中空部１４、及び本体部５の略中央部より継ぎ手部Ｂ７側に形成された絞り開口部２２を通過し、本体部５の継ぎ手部Ｂ７側の端部外方、及び継ぎ手部Ｂ７に設けられた流通路１１を介して、ロール１の外部に流出していく。流体は、絞り開口部２２の通過直後において、運動エネルギーが最大となり、且つ圧力エネルギーが最小となる。すなわち、大孔１６が形成された近傍において圧力エネルギーは最小となる。従って、ロール部２に吸収された油分は、中空部１４における断面積変化による負圧の発生に伴い、圧力の高い方から低い方へ移動するので、台座３の本体部５に引き寄せられ、本体部５の外周面２１に形成されてある小孔１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅ、１５ｆ、及び分枝状に形成された連通路１９を介して、大孔１６から中空部１４に排出され、中空部１４を通る流体と共に本体部５の継ぎ手部Ｂ７側の端部外方、及び継ぎ手部Ｂ７に設けられた流通路１１よりロール１の外部に放出される。放出された油分は、鋼板洗浄機の内部で循環する。その為、ロール部２に吸収された油分は、常にロール１外部の鋼板洗浄機内に放出されるので、ロール部２は吸液飽和状態になることが抑制され、長期間に亘って鋼板表面の油分は迅速、且つ確実に除去される。
【００４８】
また、本発明のロール１においては、ロール１の他に、継ぎ手部Ａ６側から流体を導入するエアー供給機等の外部装置が必要となるが、ロール１には従来からコンプレッサー等によりエアー圧等の一定の圧力が加えられていることから、前記コンプレッサー等を利用して中空部１４に流体を噴射することができるので、新たに流体を供給する為の外部装置を導入する必要が無い。その為、ロール１にかかわる設備投資コストを抑えることができる。
【００４９】
さらに、ロール部２に吸収された油分は、上記の如く、継ぎ手部Ｂ７側から流体と共にロール１の外部に放出される為、継ぎ手部Ａ６側に設置されてあるコンプレッサー等の外部装置に、油分が流入することが無く、安定した流体の供給ができると共に、油分の流入によるコンプレッサー等の外部装置に故障が発生することが無い。その為、ロール１のランニングコストを抑えることができる。
【００５０】
絞り開口部２２は、本体部５の長手方向の略中央部より下流側に形成されてあるので、継ぎ手部Ａ６側から絞り開口部２２までの距離を長く設定することができ、流体の運動エネルギーを絞り開口部２２に向けて徐々に高めることができる為、流体の圧力損失を極力防ぎ、効率的に大孔１６近傍に負圧を発生させることができる。その為、効率よく確実にロール部２から油分を中空部１４に排出することができる。
【００５１】
小孔１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅ、１５ｆは、本体部５の長手方向の外壁面に複数箇所設けられると共に、内壁面に設けられた大孔１６に連通するよう分枝状に連通路１９が形成されてあるので、ロール部２に吸収された油分は、本体部５の外壁面の複数箇所に開設された小孔１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅ、１５ｆ、分枝状に形成された連通路１９、本体部５の内壁面に開設された大孔１６を介して、中空部１４に排出される。その為、ロール部２に吸収された油分は、ロール部２から万遍なく中空部１４に排出される。
【００５２】
本体部５の継ぎ手部Ｂ７側の端部外方に、中空部１４における最大開口面積以上の面積を有する流通路１１が形成されてあるので、本体部５の継ぎ手部Ｂ７側の端部外方における流体の圧力エネルギーは、中空部１４における圧力エネルギー以下になることが無い。その為、継ぎ手部Ｂ７側の端部外方からロール１の外部に放出される流体、及び油分は、中空部１４に引き寄せられることが無いので、流体、及び油分が中空部１４に逆流することが防止され、効率よく確実に、流体、及び油分がロール１の外部に放出される。
【００５３】
小孔１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅ、１５ｆの開口面積は、小孔１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅ、１５ｆから大孔１６に連通する連通路１９の長さが大になるほど小から大に変化するので、大孔１６から離れた小孔１５ｆ、１５ｅ、１５ｄ・・・近傍の圧力エネルギーは、大孔１６の近くに形成された小孔１５ａ、１５ｂ、１５ｃ・・・近傍の圧力エネルギーに比べて高くなる。しかしながら、圧力エネルギーが高くなる小孔１５ｆ、１５ｅ、１５ｄ・・・近傍における小孔１５ｆ、１５ｅ、１５ｄ・・・の開口面積を、圧力エネルギーの小さい小孔１５ａ、１５ｂ、１５ｃ・・・近傍における小孔１５ａ、１５ｂ、１５ｃ・・・の開口面積より大きく設定することにより、大孔１６から離れた小孔１５ｆ、１５ｅ、１５ｄ・・・から油分が中空部１４へ排出される量と、大孔１６の近くの小孔１５ａ、１５ｂ、１５ｃ・・・から油分が中空部１４へ排出される量を略同一にすることができる為、大孔１６から離れたロール部２に吸収された油分も積極的、且つ効果的に中空部１４に排出することができる。
【００５４】
次に、本発明のロール１の油分排出性能について、下記要領にて試験した。
【００５５】
最初に、外径が４５ｍｍ、最大の内径が３０ｍｍ、全長が１９０ｍｍの鉄からなる略円筒形状の中空部１４を有する内筒１２を用意し、内筒１２の継ぎ手部Ａ６側から長手方向の１６０ｍｍ付近に、絞り開口部２２を形成した。絞り開口部２２の直径は１０ｍｍに設定すると共に、中空部１４はテーパー状に形成した。また、絞り開口部２２の下流側近傍の円周等分４箇所には、直径が５ｍｍの大孔１６を開設すると共に、内筒１２の外周面には分枝状の連通路１９を設けた。次に、外径が５０ｍｍ、内径が４５ｍｍ、全長が１９０ｍｍで、外周面に直径が１．５ｍｍ、２ｍｍ、２．５ｍｍ、３ｍｍ、３．５ｍｍ、４ｍｍの複数の小孔１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅ、１５ｆが開設された鉄からなる外筒１３を用意し、内筒１２に嵌め合わせると同時に、両端部を溶接により固定し、一体化した本体部５を製作した。なお、小孔１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅ、１５ｆは、外周面の等分４箇所に開設すると共に、外筒１３の長手方向に３０ｍｍ間隔で、合計２４箇所開設した。小孔１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅ、１５ｆは、内筒１２の外周面に設けられた連通路１９の上部に位置するよう配置した。次に、本体部５の両端部に、中空部１４を有する継ぎ手部Ａ６、及び継ぎ手部Ｂ７を、４本のボルト１０により連接し、一体化して全長が３２６ｍｍとなる台座３を形成した。なお、本体部５の継ぎ手部Ｂ７側の端部外方、及び継ぎ手部Ｂ７には中空部１４における最大開口面積以上の面積を有する流通路１１を設けた。
【００５６】
次に、見掛け密度が０．４５ｇ／ｃｍ３の人工皮革から、外径が１３０ｍｍ、内径が５０ｍｍの概円環状のロール片４を複数枚、抜き取った。そして、複数枚のロール片４が有する穴部１７を、上記の如く構成された台座３に積層し、ロール片４の端部１８を１０ｍｍ切削加工、及び研磨加工して、外径が１２０ｍｍ、内径が５０ｍｍ、全長が１９０ｍｍのロール部２を有する本発明のロール１を１本製作した。なお、ロール部２の表面部の硬度は６０°に設定した。
【００５７】
上記の如く構成されたロール１を、スギムラ化学工業製の洗浄油プレトンＲ−３０３Ｐに２４時間、浸漬させ、ロール部２を吸液飽和状態とした。ロール部２には、約７００ｃｃの洗浄油が吸収された。
【００５８】
次に、外径が１２０ｍｍで、本体部の長さが１９０ｍｍ、継ぎ手部を含めた全長が３２６ｍｍの鉄からなる略円筒形状のワークロールを１本用意した。そして、本発明のロール１が上部、ワークロールが下部となるように、回転試験機に上下一対でロール１とワークロールを設置した。次に、ワークロールを２７０ｒｐｍにて回転させると共に、ロール１にコンプレッサーにて線圧８．３ｋｇｆ／ｃｍのエアー圧を加えてワークロールに押し付け、回転させた。また、ロール１には、コンプレッサーから配管系が継ぎ手部Ａ６の端部に連接され、台座３に形成された中空部１４内を、コンプレッサーにより継ぎ手部Ｂ７の方向に流体を噴射した。流体の初速度は３５ｍ／秒に設定した。
【００５９】
上記に示した試験条件にて、ロール１を２４時間回転させ、２４時間後のロール１の重量を測定することにより、ロール部２からロール１の外部に放出された洗浄油の量を算出した。
【００６０】
上記試験の結果、ロール１の本体部５における中空部１４にて、断面積変化により負圧が発生し、ロール部２に吸収された約７００ｃｃの洗浄油は、小孔１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅ、１５ｆ、連通路１９、及び大孔１６を介して、中空部１４を貫通する流体と共に、本体部５の継ぎ手部Ｂ７側の端部外方、及び継ぎ手部Ｂ７に形成された流通路１１からロール１の外部に放出された。放出された洗浄油の量は、約６８５ｃｃで、ロール部２に吸収されたほぼ全量の洗浄油が、ロール１の外部に放出されたことになり、本発明のロール１は、非常に優れた油分排出性能を有するものであった。
【００６１】
（実施例２）
図６は、本発明の第２の実施例におけるロールの断面図である。なお、上記実施例１と同一の部品については、詳しい説明を省略する。
【００６２】
図６において、ロール３１は、台座３３、止め金具３８、プレート３９、及び複数の概円環状のロール片３４が積層して形成されてあるロール部３２より構成されてある。台座３３は、鉄等の金属材料からなる略円筒形状であり、外周面にロール部３２が形成される本体部３５、及び本体部３５の両端に複数のボルト４０にて連接される継ぎ手部Ａ３６、及び継ぎ手部Ｂ３７を有して形成されてある。
【００６３】
台座３３には、継ぎ手部Ａ３６から継ぎ手部Ｂ３７に向け、矢印Ｃの方向に流体が貫通するよう中空部４４が形成されている。本体部３５の長手方向の略中央部には、開口面積が最小となる絞り開口部５２が設けられてあり、本体部３５における中空部４４の開口面積は、継ぎ手部Ａ３６側から絞り開口部５２に向け大から小に変化し、絞り開口部５２から継ぎ手部Ｂ３７側に向け小から大に変化するよう形成されている。すなわち、本体部３５における中空部４４は、概鼓形状、テーパー状に形成されてある。
【００６４】
上記の如く、絞り開口部５２を、本体部３５の長手方向の略中央部に設けた場合、本体部３５の両端から略中央部に向け、中空部４４が概鼓形状、テーパー状となるように製作作業を進めていくことができるので、本体部３５における中空部４４の製作が、実施例１のロール１に比べて容易であり、ロール３１の製作コストの削減につながる。また、本体部３５の長手方向の略中央部から継ぎ手部Ａ３６側と、本体部３５の長手方向の略中央部から継ぎ手部Ｂ３７側における中空部４４の占める割合が略同一であるので、実施例１のロール１の如く、バランスウエイト２３をロール１に装着することなく、安定したロール３１の回転を保持することができる。
【００６５】
本体部３５に連接された継ぎ手部Ａ３６における開口面積は略同一である。一方、本体部３５に連接された継ぎ手部Ｂ３７側の端部外方、及び継ぎ手部Ｂ３７には、中空部４４における最大開口面積以上の面積を有する流通路４１が形成されている。
【００６６】
本体部３５は、略円筒形状の内筒４２にたいして、略円筒形状の外筒４３が被覆され、両端部を溶接により接合し、一体化して形成されている。本体部３５を構成する内筒４２の長手方向の略中央部の内周面には、開口面積が最小となる絞り開口部５２が設けられてあり、絞り開口部５２の下流側の近傍には複数の大孔４６が開設されている。また、外筒４３の外周面には複数の小孔４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄが開設され、内筒４２の外周面に形成された分枝状の連通路４９を介して、ロール部３２に吸収された液体を、大孔４６から中空部４４に排出されるよう構成されてある。
【００６７】
また、小孔４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄの開口面積は、大孔４６に最も近い小孔４５ａが最小で、連通路４９を介して大孔４６からの距離が長くなるほど大きくなるように設定されている。すなわち、小孔４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄの開口面積は、４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄの順で、小から大となるように形成されている。
【００６８】
次に、本発明のロール３１の油分排出性能について、下記要領にて試験した。
【００６９】
最初に、外径が４５ｍｍ、最大の内径が３０ｍｍ、全長が１９０ｍｍの鉄からなる略円筒形状の中空部４４を有する内筒４２を用意し、内筒４２の長手方向の略中央部に、絞り開口部５２を形成した。絞り開口部５２の直径は１０ｍｍに設定すると共に、中空部４４はテーパー状に形成した。また、絞り開口部５２の下流側近傍の円周等分４箇所には、直径が５ｍｍの大孔４６を開設すると共に、内筒４２の外周面には分枝状の連通路４９を設けた。次に、外径が５０ｍｍ、内径が４５ｍｍ、全長が１９０ｍｍで、外周面に直径が２ｍｍ、２．５ｍｍ、３ｍｍ、３．５ｍｍの複数の小孔４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄが開設された鉄からなる外筒４３を用意し、内筒４２に嵌め合わせると同時に、両端部を溶接により固定し、一体化した本体部３５を製作した。なお、小孔４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄは、外周面の等分４箇所に開設すると共に、外筒４３の長手方向に３０ｍｍ間隔で、合計２４箇所開設した。小孔４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄは、内筒４２の外周面に設けられた連通路４９の上部に位置するよう配置した。次に、本体部３５の両端部に、中空部４４を有する継ぎ手部Ａ３６、及び継ぎ手部Ｂ３７を、４本のボルト４０により連接し、一体化して全長が３２６ｍｍとなる台座３３を形成した。なお、本体部３５の継ぎ手部Ｂ３７側の端部外方、及び継ぎ手部Ｂ３７には中空部４４における最大開口面積以上の面積を有する流通路４１を設けた。
【００７０】
次に、見掛け密度が０．４５ｇ／ｃｍ３の人工皮革から、外径が１３０ｍｍ、内径が５０ｍｍの概円環状のロール片３４を複数枚、抜き取った。そして、複数枚のロール片３４が有する穴部を、上記の如く構成された台座３３に積層し、ロール片３４の端部を１０ｍｍ切削加工、及び研磨加工して、外径が１２０ｍｍ、内径が５０ｍｍ、全長が１９０ｍｍのロール部３２を有する本発明のロール３１を１本製作した。なお、ロール部３２の表面部の硬度は６０°に設定した。
【００７１】
上記の如く構成されたロール３１を、スギムラ化学工業製の洗浄油プレトンＲ−３０３Ｐに２４時間、浸漬させ、ロール部３２を吸液飽和状態とした。ロール部３２には、約７００ｃｃの洗浄油が吸収された。
【００７２】
次に、外径が１２０ｍｍで、本体部の長さが１９０ｍｍ、継ぎ手部を含めた全長が３２６ｍｍの鉄からなる略円筒形状のワークロールを１本用意した。そして、本発明のロール３１が上部、ワークロールが下部となるように、回転試験機に上下一対でロール３１とワークロールを設置した。次に、ワークロールを２７０ｒｐｍにて回転させると共に、ロール３１にコンプレッサーにて線圧８．３ｋｇｆ／ｃｍのエアー圧を加えてワークロールに押し付け、回転させた。また、ロール３１には、コンプレッサーから配管系が継ぎ手部Ａ３６の端部に連接され、台座３３に形成された中空部４４内を、コンプレッサーにより継ぎ手部Ｂ３７の方向に流体を噴射した。流体の初速度は３５ｍ／秒に設定した。
【００７３】
上記に示した試験条件にて、ロール３１を２４時間回転させ、２４時間後のロール３１の重量を測定することにより、ロール部３２からロール３１の外部に放出された洗浄油の量を算出した。
【００７４】
上記試験の結果、ロール３１の本体部３５における中空部４４にて、断面積変化により負圧が発生し、ロール部３２に吸収された約７００ｃｃの洗浄油は、小孔４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ、連通路４９、及び大孔４６を介して、中空部４４を貫通する流体と共に、本体部３５の継ぎ手部Ｂ３７側の端部外方、及び継ぎ手部Ｂ３７に形成された流通路４１からロール３１の外部に放出された。放出された洗浄油の量は、約６７０ｃｃで、ロール部３２に吸収されたほとんどの洗浄油が、ロール３１の外部に放出されたことになり、本発明のロール３１は、優れた油分排出性能を有するものであった。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明のロールは、主に、鋼板、非鉄金属板、樹脂板、あるいはフィルム状からなる被洗浄面に付着した水分、油分、あるいは薬品成分等の液体を除去、搾取、洗浄するリンガーロール、ワイパーロール以外にも、高い耐久性を必要とするロールとして、広く好適に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の第１の実施例におけるロールの正面図
【図２】（ａ）図１のＡ−Ａ断面図、（ｂ）ロール片を前面側から見た斜視図
【図３】（ａ）内筒の部分斜視図、（ｂ）外筒の部分斜視図
【図４】本発明の第１の実施例におけるロールの断面図
【図５】本発明の第１の実施例におけるロールを継ぎ手部Ｂ側から見た側面図
【図６】本発明の第２の実施例におけるロールの断面図
【符号の説明】
【００７７】
１、３１  ロール
２、３２  ロール部
３、３３  台座
４、３４  ロール片
５、３５  本体部
６、３６  継ぎ手部Ａ
７、３７  継ぎ手部Ｂ
８、３８  止め金具
９、３９  プレート
１０、４０  ボルト
１１、４１  流通路
１２、４２  内筒
１３、４３  外筒
１４、４４  中空部
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅ、１５ｆ、４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ  小孔
１６、４６  大孔
１７  穴部
１８  端部
１９、４９  連通路
２０  外周部
２１  外周面
２２、５２  絞り開口部
２３  バランスウエイト
【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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