(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上位位置で水平Ｘ軸方向に移動位置決め可能なサドル上で鉛直Ｚ軸方向に移動位置決め可能に設けられた主軸頭又は上刃物台と、前記サドルの下位位置に水平Ｘ軸方向に設けられた横刃物台又は主軸台とで加工作業可能に構成し切粉を生ずる加工領域から外側の非加工領域へ切粉が飛散することを遮断するカバーを設けた工作機械であって、切削加工に関与するワーク把持部材と工具を前記加工領域内に突出させ機械構成部材の固定上面が前記加工領域内に露出しないよう且つ前記切粉の飛散域を限定するよう前記加工領域を囲んで構成した側面カバーと、前記加工領域から機外へ前記切粉を搬出すべく前記加工領域の下方の開口部に設けられた切粉排出手段とを含み、
前記側面カバーは、前記サドルの下位位置に設けられた前記主軸台又は前記横刃物台に固設された第１側面カバーと、該第１側面カバーに対向して設けられた対面カバーと、前記加工領域の背面に固設された背面カバーと、正面カバーとでなり、さらに前記主軸頭のワーク把持部又は前記上刃物台を前記加工領域内に突出させ該加工領域の上面を形成するよう前記サドルの下面に固設され前記切粉の上方向への飛散を防ぐ上面カバーを付加してなる工作機械。
【請求項２】
前記対面カバーは下位位置に設けた前記主軸台に対向して設けられた心押台に固設された第２側面カバーである請求項１に記載の工作機械。
【請求項３】
水平軸周りに旋回可能で円筒状の端面に工具を取付けたタレットを有する工具台が設けられた工作機械において、ワーク加工時に切粉を生ずる加工領域を囲むように形成した側面カバーのタレットの円筒状端面近くの一面にタレットの円筒端部が突出する穴を形成し、前記突出した円筒端部の工具寄りの端部外周面に環装され当接するシール部材を保持する補助カバーが付設されている工作機械。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
工作機械の切削加工時に排出される高温の切粉を機械構成部材に堆積するのを防止するカバーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
工作機械の工具を取り付ける刃物台は、刃物台本体の全部若しくは一部が加工領域内に露出した構造が採られており、切粉が発生する直近の構造体であるため、その上面に切削時徐々に切粉が堆積するのは避けられない。
また、刃物台とカバーとの繋ぎ目周辺にも切粉が堆積する。生じた切粉は機械内に堆積しないように、切粉が生ずる位置の下方にチップ排出用のコンベアを配置して切粉を機外に排出できるよう工作機械本体フレームの形状について設計上の配慮がされてきた。
しかしながら、切粉の発生状態は一様でなく、切粉はその生じた位置から大きな勢いで飛散する。飛散した切粉は加工周辺の機械を構成するあらゆる部材の露出した上面に堆積する。高温の切粉がベッド，刃物台に堆積すると、ベッドに熱変形が生じ、また刃物台本体が熱変形して刃先が移動し、ワークの加工精度に影響する。
【０００３】
図５は従来の旋盤の加工部を天井カバーａと正面カバーｂの一部を省略した加工中心部の斜視図である。加工中心部は主軸台ｃ、サドルｄ、刃物台ｅ、心押台ｆ、主軸側の側面カバーｇ、背面カバーｈ、テレスコピック下面カバーｋで構成されている。
加工で生じた切粉は、傾斜させて設けたテレスコピック下面カバー上を滑り落ち図示しない切粉排出手段、例えばスクリュー式チップコンベア上に堆積した切粉をコンベアにより機外へ搬出される。
【０００４】
図５に示す旋盤において切粉を生ずる加工領域には、主軸台ｃの突出部，サドルｄ，刃物台ｅ等を含んでいる。加工領域の全域に切粉は飛散するので、露出上面に堆積した切粉は人手で除去せざるを得なくなる。特に、刃物台ｅの上面には切削加工を長期間継続すると飛散した切粉が堆積しやすい。
【０００５】
図６は、水平軸周りで割り出し可能なタレット式工具台を備えた工作機械（例えば立形旋盤）の説明図である。図５において、タレット式工具台１０１は支持台１０２に設けられ、水平方向（Ｘ軸）に位置決めされるサドル１０３上で垂直方向（Ｚ軸）が位置決めされる主軸１０４（Ｃ軸）が設けられている。チャック１０５に把持されたワーク１０６は、主軸１０４の回転角（Ｃ軸）、サドル１０３（Ｘ軸）及び主軸（Ｚ軸）を制御してタレット式工具台１０１に準備された旋削用工具１０７により加工が行われる。
【０００６】
切粉を出す加工領域は２点鎖線で囲った範囲となり、生ずる切粉１０９は機械を構成する部材である支持台１０２に設けたカバー１０８の上面にも堆積する。加工領域内で露出した上面がある場合には、その面が切粉の発生位置より高い位置にあっても切粉は堆積する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術で述べたように、図５に示す旋盤の場合、切粉を生ずる加工領域が主軸側の側面カバーｇ、背面カバーｈ、テレスコピック下面カバーｋと正面カバーｂ（開き戸）、天井カバーａに囲まれた空間であり、この空間内で高温の切粉が自在に飛散することとなる。
機械加工精度に影響する主要な機械構成要素である刃物台の露出した上面に切粉が堆積することにより、切粉の熱で刃物台本体が膨張して刃先が移動しワークの仕上げ精度が低下するという問題を生ずる。
テレスコピック下面カバーｋは、サドルや心押台の摺動面へ切粉が落下して温度上昇するのを防いでいるが、下面カバーの傾斜が切粉が落下するのに不十分な場合は加工領域全体の温度を上昇させ加工品質に影響を及ぼすという問題を生ずる。
【０００８】
図６に示す立形旋盤の場合、切粉を出す加工領域が２点鎖線で示す範囲となる。タレット式工具台１０１の支持台の上面は露出しており、切粉が堆積した場合は精度に及ぼす影響は著しいという問題を生ずる。
これを回避するため、切粉が直接支持台の上面に堆積しないようにカバー１０８を設けることも考えられる、この場合でも切粉がタレット工具台に滑落する場合があり熱の影響を受けるという問題を生ずる。
主軸台と刃物台の上面や周辺及びこれらのユニットとカバーとの接合部分に堆積した切粉は、所定個数の加工完了ごとに除去する必要があり手間がかかるという問題を有していた。
更にこれらの上面には切粉の堆積以外に切削水がかかってくるため、切削水の温度による膨張収縮の影響で精度のばらつきを生ずるという問題を有する。
また、切削水が常時主軸台や刃物台にかかる結果、これらの内部への切削水浸入に起因する故障が発生するという問題を有していた。
【０００９】
本発明は従来技術のこのような問題に鑑みなされたものであり、その目的は切粉が生ずる加工領域において機械構成部材の露出上面に切粉が堆積しないように加工に関与する近傍の部材のみを加工領域内に突出するように加工領域を囲むカバーを構成し、加工領域の下面を開放して落下した切粉を加工領域の下方のから機外へ搬出する切粉排出手段を設けて、加工領域内で加工に関与する部材への切粉の熱の影響を排除できるカバーを加工領域に構成した工作機械を提供する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、上位位置で水平Ｘ軸方向に移動位置決め可能なサドル上で鉛直Ｚ軸方向に移動位置決め可能に設けられた主軸頭又は上刃物台と、前記サドルの下位位置に水平Ｘ軸方向に設けられた横刃物台又は主軸台とで加工作業可能に構成し、切粉を生ずる加工領域から外側の非加工領域へ切粉が飛散することを遮断するカバーを設けた工作機械であって、切削加工に関与するワーク把持部材と工具を前記加工領域内に突出させ機械構成部材の固定上面が前記加工領域内に露出しないよう且つ前記切粉の飛散域を限定するよう前記加工領域を囲んで構成した側面カバーと、前記加工領域から機外へ前記切粉を搬出すべく前記加工領域の下方の開口部に設けられた切粉排出手段とを含み、
前記側面カバーは、前記サドルの下位位置に設けられた前記主軸台又は前記横刃物台に固設された第１側面カバーと、該第１側面カバーに対向して設けられた対面カバーと、前記加工領域の背面に固設された背面カバーと、正面カバーとでなり、さらに前記主軸頭のワーク把持部又は前記上刃物台を前記加工領域内に突出させ該加工領域の上面を形成するよう前記サドルの下面に固設され前記切粉の上方向への飛散を防ぐ上面カバーを付加してなるものである。
【００１１】
請求項１の発明によれば、４種類の側面カバー即ちサドルの下位位置に固定した主軸台又は横刃物台に設けた第１側面カバー。この第１側面カバーに対向して設けた第２側面カバー（心押台の場合は対向カバー）、背面カバー、正面カバーとサドルと一体に水平移動する上面カバーとで囲んで加工領域を構成して切粉の飛散域を制限している。切粉の非加工領域から機外への搬出は切粉排出手段で行われる。
【００１６】
また、請求項２の発明は、前記対面カバーは下位位置に設けた前記主軸台に対向して設けられた心押台に固設された第２側面カバーである。請求項２の発明によれば、主軸台に対向して心押台が設けられた構成の工作機械において、対向する主軸台と心押台の回転部分を、それぞれの支持台に固定したカバーから加工領域内に突出させて切粉の堆積を排除している。主軸台に固定した第１側面カバーと、心押台に固定した第２側面カバーとで側面カバーの二面を構成し加工領域を形成する。
【００１７】
また、請求項３の発明は、水平軸周りに旋回可能で円筒状の端面に工具を取付けたタレットを有する工具台が設けられた工作機械において、ワーク加工時に切粉を生ずる加工領域を囲むように形成した側面カバーのタレットの円筒状端面近くの一面にタレットの円筒端部が突出する穴を形成し、前記突出した円筒端部の工具寄りの端部外周面に環装され当接するシール部材を保持する補助カバーが付設されているものである。
【００１８】
請求項３の発明によれば、水平軸線周りで割り出し可能なタレットに装着した工具により、ワークを切削加工する場合、タレットの支持部材上に切粉が堆積する。側面カバーをタレットとこれの支持部材とを遮断するように設けても、タレットが加工領域に突出している状態にあるからタレットに高温の切粉が堆積する。そこで、タレットの円筒状本体の外周面の加工領域内への突出量を小さくする位置即ち工具ホルダよりの平滑な外周面位置に、シール材が環装され当接するようシール収納用のリング状のシール溝を設けた補助カバーを側面カバー或いはタレット式工具台の支持部材に固装したのでタレット工具台への切粉の堆積をなくすることができる。この結果、高温の切粉がタレットに接触または堆積して伝導される熱が少なくなり、工具刃先の位置づれがなくなることでワークの仕上がりの精度の維持が計れる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面にもとづいて説明する。
〔実施例１〕
図１は、側面カバーと上面カバーで囲んで加工領域を形成した工作機械であって、第１側面カバーと第２側面カバー及び上面カバーで囲まれた加工領域とその外側の非加工領域とを示す正面説明図、図２は、図１に示す工作機械において正面カバー及び背面カバーと上面カバーとで囲まれた加工領域とその外側の非加工領域とを示す右側面説明図である。
【００２０】
初めに実施例１の工作機械の主たる構成について説明する。
図１に示す本機フレーム１は左側に主軸台２，右側に心押台３が設けられ、フレーム上位位置にサドル４が、主軸台２の後方にツールマガジン５が設けられている。
図２に示すチップコンベア６はフレーム下位位置から機外へ切粉を搬出する切粉排出手段である。
実施例１における加工領域は、図１，図２において第１側面カバー２１，第２側面カバー２２，正面カバー２３，背面カバー２４，上面カバー２５で囲まれた空間である。側面カバーとは第１側面カバー２１，第２側面カバー２２，正面カバー２３，背面カバー２４の総称である。
また非加工領域は、前記加工領域の外側の本機上に設けられた主軸台２，心押台３，サドル４，ツールマガジン５等を含んだ本機上の空間であって安全上・外観上の観点から更に別のカバーが設けられる。
【００２１】
図１において、本機フレーム１の主軸台取付面１ａに主軸台２が固設されている。第１側面カバー２１は回転しない主軸頭部１ｂに固設され、第１側面カバー２１に形成した穴から加工領域へ主軸７が貫通し、主軸先端にはチャック８が取着されている。主軸７と第１側面カバー２１との隙間は切削液や切粉が通過しないよう図示しないシール材が配設されている。
【００２２】
主軸７と同一軸線上にチャック８で外周部分を爪で把持され心押軸９に軸装されたセンタ１０の先端でワークＷが支持されている。心押台３は、本機フレーム１の心押台取付面１ｃに水平方向を位置決めして固設されている。そして第２側面カバー２２はチャック８に対向する心押台３の端面に固設されている。
なお、水平主軸によるチャックワーク専用機の場合は、心押台がないので第２側面カバー２２は平板状のカバーであり本機フレーム１に固設又は上面カバー２５に一体に固設することもできる。
【００２３】
心押台３を設けてセンタワークを加工する場合は、第２側面カバー２２には、センタ１０を加工領域内に貫通して突出させる穴が設けられている。なお、心押軸９と前記穴との隙間は、切削液や切粉が通過しないように図示しないシール材が配設されている。
第１側面カバー２１と第２側面カバー２２の上縁部分は上面カバー２５の下面と接しており、これらの側面カバーは固設されているのに対し上面カバー２５は水平方向移動が可能であり、第１側面カバー２１と第２側面カバー２２の上端部分には図示しないシール材が設けて切削油や切粉の飛散を防止している。
【００２４】
本機フレーム１の上位位置に、本機フレーム１の前面から突出した水平方向案内１ｄが設けられており、この一対の平行な水平方向案内１ｄにより案内され図示しないサーボモータで回転される送り軸１１で水平Ｘ軸方向に移動位置決めされるサドル４が設けられている。
また、サドル４に形成された鉛直方向の案内に沿って工具台１３が送り軸１２で鉛直Ｚ軸方向に移動位置決めされる。この工具台に取着された工具ホルダ１４に工具Ｔが固着されている。
加工領域の上面カバー２５はサドル４の下方に取着され、サドル４と一体に水平方向に移動可能である。サドルの水平方向移動による送り量及び工具台１３の鉛直方向移動による切込量がＮＣ装置で駆動される図示しないサーボモータで与えられる。
【００２５】
図２において、正面カバー２３は、フレーム１の前面に設立されており、図示しない一方向開き、両方開き、上方開き等のドアを設けても良い。
正面カバー２３に対向して本機フレーム１の背面側に背面カバー２４が設けられている。背面カバー２４は、本機フレームの壁面１ｅの一部が利用されることもあるが、上面カバー２５の水平方向移動との関係で独立して背面カバー２４を設けて側面カバーを構成しても良い。
加工領域を囲んで側面カバー（２１，２２，２３，２４）と上面カバー（２５）を前述のように構成することにより、ワークＷの長さや直径が変わっても、加工の進行中も加工領域をできるだけ狭くして切粉の飛散域を制限し且つ切粉が堆積する静止露出部分を加工領域内にできないようにしているので加工に関与する機械構成部材への切粉の熱の影響が少ない。
【００２６】
加工領域の下方は開放された空間である。加工中に発生した切粉は直ちに下方の平皿１６に設けたチップコンベア６上に落下する。チップコンベア６は切削中は一定速度で回転しているので、外部の非加工領域へチップは搬出され、バケット１７に投入される。切削液は平皿１６から図示しない切削液タンクに回収され循環使用される。加工領域を構成する第２側面カバー２２は、ワークＷの寸法により心押台３の位置が設定されるのに伴い位置が変更される。この第２側面カバー２２の位置変更に際しサドル４の下端に固定された上面カバー２５は一定高さ位置で支障なく水平移動できる。図示しない自動工具交換装置付の機械において、工具Ｔを新しい工具に変更する場合には、第１側面カバー２１の一部を工具交換時のみ開閉可能に構成し、ツールマガジン５の近傍までサドル４を水平移動させることにより工具交換が可能である。
【００２７】
実施例１のように加工領域を形成した場合の作用を次に説明する。
前述のように側面カバーと上面カバーとで形成した加工領域内部においては、ワークＷを把持する主軸７，チャック８いずれも切削中は回転しているので静止する上面がない。
また、上位位置に工具支持部材があって垂下する工具台１３の工具ホルダ１４と工具Ｔは水平方向と鉛直方向に移動するが工具ホルダ１４と工具台１３に切粉が堆積する隙間は形成されていない。たとえ工具ホルダに旋回機能が付与された場合であっても、隙間のないように構成することは可能である。
また、加工領域を形成する各カバーの隙間もシール材の使用により切粉の堆積や切削液の加工領域外への飛散を防ぐことができるので、切粉の熱の影響や切削液の浸入による悪影響を防止できる。
【００２８】
〔実施例２〕
図３は水平軸周りで工具を割り出し可能なタレット外周面が円筒形状のタレット式工具台に環装される補助カバーを側面カバーの一面として加工領域を形成した立形旋盤の正面説明図である。図４は図３の環状シール付補助カバーの部分拡大図である。
【００２９】
図３において、本機フレーム２６の上位位置に、本機フレーム２６の前面に突出して設けられた２本一組の案内２６ｃに図示しない制御モータ，送りねじで水平Ｘ軸方向に移動位置決めされるサドル２７上で、主軸頭２８が鉛直Ｚ軸方向へ移動位置決め可能に設けられており、この主軸頭２８に回転可能でＣ軸制御可能な主軸２９が設けられている。主軸２９の下端部にはワークＷを把持するチャック３２が取着されている。
【００３０】
サドル２７の下位位置に、水平軸周りに旋回して工具割り出し可能な工具台本体３０が設けられている。この工具台本体３０に旋回割出し可能に支承されたタレット３１の円筒状端面に工具Ｔを保持する工具ホルダ３３が設けられている。
加工領域を構成する側面カバー３５は、タレット３１の円筒状端面近くに設けられており、加工領域内に工具ホルダ３３と工具Ｔを突出させ、タレット３１の円筒状外周面の加工領域内への露出を可能な限り少なくしている。
【００３１】
図３，図４において、外周円筒状のタレット３１の工具ホルダ３３寄りの平滑な外周面位置に環装され、シール材例えばＯリング３４を保持する補助カバー３６をねじ３７で付設して側面カバー３５を構成している。
本実施例において、環状シール付の補助カバー３６を付設した側面カバー３５と対面カバー３８、図３の紙面に平行に設けられる図示しない背面カバー、正面カバー及び上面カバー３９とで加工領域を形成している。
なお、補助カバー３３は必要に応じ実施例１の第１側面カバー，第２側面カバー，上面カバーのいずれにも付設可能である。
【００３２】
加工領域の下方は開放されているので落下した切粉はチップコンベア４０でバケット４１に集められる。
なお、上面カバー３９は板状カバー，テレスコピックカバー，ベロー式カバーのいずれかを用いることができる。実施例２の図３にベロー式カバーの使用例を図示している。
【００３３】
本実施例の加工領域では、生じた切粉は工具ホルダ３３，工具Ｔ及びタレット３１の円筒状外周の上面の一部に堆積する。タレット３１の旋回ごとに堆積した切粉は落下するので切粉が累積することはない。
工具ホルダ３３の上面の露出面を小になるよう工具ホルダ３３の形状を設計することにより、堆積する切粉による伝達熱量を小にすることができる。
また工具ホルダ３３の上面を熱伝導率の低い材質例えば耐熱性かつ不燃性の樹脂材，セラミック材等の材質の防熱カバー４２で被覆しねじ４３で固着することにより熱の影響を更に抑えることができる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明の工作機械は前述のとおり切粉を生ずる加工領域を切削に関与する構成部材の近傍に設定して側面カバーと上面カバーとにより取り囲むように形成し、加工領域で生じ落下する切粉を下方の開放口に挿入したチップコンベアで機外に搬出するようにして、加工領域で加工に関与する構成部材の熱膨張を抑えように切粉発生近傍にカバーを構成したので、次に記載する効果を奏する。
【００３５】
請求項１に記載の発明は、形状が簡単な４種の側面カバーと上面カバーとで側面カバーで囲んだ加工領域内で切粉を発生させ、この加工領域内で加工に関与する構成部材の支持部材について切粉の堆積する可能性の高い露出平面を極めて小さくすることにより切粉の熱による機械構成部材の熱膨張を抑えることができる効果を有する。
【００３６】
請求項２に記載の発明は、上方位置に設けたサドルの水平方向移動でＸ軸位置決めされサドル上の鉛直方向移動でＺ軸位置決めが可能に設けられた主軸頭（又は上刃物台）と下方位置に設けた下刃物台（又は主軸台）とを構成上有する工作機械においても、主軸と工具等の加工に関与する近傍の部材により切粉を生ずる領域を側面カバーで囲んで制限された領域からなる加工領域とし、更に落下する切粉をチップコンベアで機外に搬出して切粉の熱の影響を少なくできる効果を有する。
【００３７】
請求項３に記載の発明は、上位位置に設けたサドルの主軸頭（又は上刃物台）に上面カバーを、下位位置に設けた下刃物台（又は主軸台）に第１側面カバーを、これに背面カバーと正面カバーと対面カバーを加えて囲み加工領域とするものである。
第１側面カバーに対向する側の対面カバーは特別な形状でない形状、簡単なカバーで良く加工領域の下方は開放されておりここからチップコンベアで切粉を搬出する。加工に関与する主たる要素である主軸頭又は主軸台及び刃物台の加工領域内にカバーから突出する部分において固定平面が露出しないようなカバー形状とすることにより、切粉の堆積がなく加工に関与する近傍の部材の熱膨張を小にできる効果を有し、熱変形を抑えることができる。
【００３８】
請求項４に記載の発明は、加工に関連する近傍の部材に関し、上位位置に設けたサドルの刃物台に上面カバーを、下位位置に設けた主軸台に第１側面カバーを、主軸台に対向して設けた心押台に第２側面カバーを設けた工作機械に、背面カバーと正面カバーとを付加して囲んで側面カバーとし加工領域を形成している。
その結果、このような構成を有する工作機械においても切粉の堆積による近傍の部材の熱膨張を防ぐ効果を有する。
【００３９】
請求項５に記載の発明は、水平軸周りに旋回するタレット工具台に固設した工具でワークを加工するとき、加工領域を形成する側面カバーは、第１側面カバーにシール付の補助カバーをタレットの外周に環装することにより、切粉の飛散域を加工領域内に限定するととともに、切粉の露出上面への堆積を生じないようにしている。その結果、生じた切粉を下方のチップコンベア上に落下させて直ちに機外へ搬出するので切粉熱によるワークの加工精度低下を防ぐ効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１に係る側面カバーと上面カバーで囲んだ加工領域を形成した工作機械であって、第１側面カバーと第２側面カバー及び上面カバーで囲まれた加工領域とその外側の非加工領域とを示す正面説明図である。
【図２】実施例１に係る側面カバーと上面カバーで囲んで加工領域を形成した工作機械であって、側面カバーである正面カバー及び背面カバーと上面カバーとで囲まれた加工領域とその外側の非加工領域とを示す右側面説明図である。
【図３】実施例２に係る水平軸周りで工具の割り出しを行う外周面が円筒形状のタレット式工具台に環状シール付補助カバーを側面カバーに設けて加工領域を形成した立形旋盤の正面説明図である。
【図４】図３の環状シール付の補助カバーの部分拡大図である。
【図５】従来形旋盤において切粉が飛散する加工部を上面カバーと正面カバーの一部を省略して見た加工中心部の斜視説明図である。
【図６】従来形の立形旋盤の正面説明図である。
【符号の説明】
１，２６  本機フレーム
２  主軸台            ３  心押台
４，２７  サドル      ５  ツールマガジン
６，４０  チップコンベア
７，２９  主軸        ８，３２  チャック
９  心押軸            １０  センタ
１１，１２  送り軸    １３  工具台
１４，３３  工具ホルダ
１６  平皿            １７，４１  バケット
１９，２８  主軸頭
２１  第１側面カバー  ２２  第２側面カバー
２３  正面カバー      ２４  背面カバー
２５，３９  上面カバー
３０  工具台本体      ３１  タレット
３４  Ｏリング        ３５  側面カバー
３６  補助カバー      ３８  対面カバー
４２  防熱カバー      Ｗ  ワーク
Ｔ  工具
【図１】
0004959076.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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