(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
非常解除装置を有する、空気圧式、油圧式、または電気機械式に作動するばね式ブレーキシリンダであって、
ピストンロッド（２４）を有するばね式ピストン（６）が内部で軸方向に移動可能なばね式ハウジング（４）と、
少なくとも一つのばね（１４、１６）と、
空気圧式または油圧式に作動する場合には、前記ばね式ピストンを加圧流体によって動かすための圧力口（２０）とを備え、
前記非常解除装置は、作動装置と、保持装置（３０）によってばね式ピストン（６）とピストンロッド（２４）との間の力の伝達を中断するためのスピンドル機構（２８）とを含み、前記保持装置は、種々の保持位置においてスピンドル機構（２８）を保持するように構成されるばね式ブレーキシリンダであり、
前記保持装置（３０）は、歯車（３８）に作用する回転可能なラチェットを備えており、該ラチェット（３０）の歯車（３８）への作用が解除されて、ばね式ピストン（６）が部分的にのみ解除されたときに前記スピンドル機構（２８）の前記ラチェット（３０）による保持を防ぐために、該ラチェット（３０）を係止するロック装置（４８）が備えられており、該ロック装置（４８）はロックボルト（４８）とボルトばね（４９）とを備え、前記ラチェット（３０）の歯車（３８）への作用の解除時に、ボルトばね（４９）は前記ロックボルト（４８）を前記ラチェット（３０）の方向に押付けて、ロックボルト（４８）をラチェット（３０）に係止し、ラチェット（３０）を歯車（３８）から離れた状態に保持することを特徴とするばね式ブレーキシリンダ。
【請求項２】
前記ロックボルトは、前記ばね式ピストン（６）が完全に解除されるまで前記ラチェット（３０）を前記歯車（３８）から解除された解除位置にロックすることを特徴とする請求項１に記載のばね式ブレーキシリンダ。
【請求項３】
前記ラチェット（３０）は、回転自在またはスライド自在であると共に、固定されるかまたは締め付けられるように構成され、複数の保持位置を採ることを特徴とする請求項１又は２記載のばね式ブレーキシリンダ。
【請求項４】
前記ラチェット（３０）の中間状態を回避するために前記非常解除装置内に設けられた少なくとも一つのばね（４４、４６）を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のばね式ブレーキシリンダ。
【請求項５】
前記ロック装置はロックボルト（４８）を備えており、該ロックボルト（４８）は、
前記ばね式ハウジング（４）と前記ばね式ピストン（６）との間、
前記ピストンロッド（２４）と前記ばね式ピストン（６）との間、または
前記ピストンロッド（２４）と前記ばね式ハウジング（４）との間に設けられることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のばね式ブレーキシリンダ。
【請求項６】
前記ばね（１４、１６）の力は、前記ばね式ピストン（６）を介して加圧室（１８）で支持されるか、またはピストンロッド（２４）を介して前記ばね式ピストン（６）で支持されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のばね式ブレーキシリンダ。
【請求項７】
前記ばね式ピストン（６）と前記ピストンロッド（２４）との間には、前記スピンドル機構（２８）の一部材としてウォームスピンドル（３２）が設けられることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のばね式ブレーキシリンダ。
【請求項８】
前記ウォームスピンドル（３２）の回転トルクは、フェザーキー（３６）を有する移動可能なガイド（３４）を介して、前記ラチェット（３０）により施錠可能な前記歯車（３８）に伝達されることを特徴とする請求項７に記載のばね式ブレーキシリンダ。
【請求項９】
前記ラチェット（３０）を駆動するための駆動体（４０）と、ボーデンケーブル（４２）と、ボーデンケーブル（４２）に取り付けられた少なくとも一つの戻しばね（４４）及び圧縮ばね（４６）とを備える非常解除作動ユニットが設けられていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のばね式ブレーキシリンダ。
【請求項１０】
前記ロックボルト（４８）は、ボルトの形状を有すると共に、前記ピストンロッド（２４）とは反対側の端部において前記ばね式ハウジング（４）の内周に設けられているハウジングカバー部（１０ｂ）側の端部にボルトヘッド（５１）を備え、このボルトヘッドは前記ラチェット（３０）との係止時に該ラチェット（３０）の切欠き（３５）に嵌合するように構成されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のばね式ブレーキシリンダ。
【請求項１１】
前記ハウジングカバー部（１０ａ、１０ｂ）と前記ロックボルト（４８）との間にボルトばね（４９）が設けられ、このボルトばねは前記ロックボルト（４８）を前記ラチェット（３０）の方向に押付けることを特徴とする請求項１０に記載のばね式ブレーキシリンダ。
【請求項１２】
前記ロックボルト（４８）は、前記ラチェット（３０）における係止位置から移動可能であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載のばね式ブレーキシリンダ。
【請求項１３】
前記ばね式ピストン（６）と前記ピストンロッド（２４）との間に前記歯車（３８）のためのフリーホイール（５２）が設けられることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載のばね式ブレーキシリンダ。
【請求項１４】
前記フリーホイールは円錐状連結体（５２）として構成されることを特徴とする請求項１３記載のばね式ブレーキシリンダ。
【請求項１５】
前記ラチェット（３０）及び前記ロックボルト（４８）は、前記ピストンロッド（２４）上に設けられることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載のばね式ブレーキシリンダ。
【請求項１６】
前記ロックボルト（４８）は、前記ばね式ピストン（２４）に結合される前記ウォームスピンドル（３２）によって移動可能であることを特徴とする請求項７又は請求項７を引用する請求項８〜１５のいずれか一項に記載のばね式ブレーキシリンダ。
【請求項１７】
前記非常解除装置の作動状態を表示するための表示装置（５４）を備えたことを特徴とする請求項１〜１６のいずれか一項に記載のばね式ブレーキシリンダ。
【請求項１８】
前記ラチェット（３２）は、前記ばね式ハウジング（４）の円筒状突起（６３）内で径方向に移動可能である保持板（５６）に取り付けられ、この保持板（５６）及び前記ラチェット（３０）の径方向移動により前記歯車（３０’）がロックされるか、またはロック解除されることを特徴とする請求項１〜１７のいずれか一項に記載のばね式ブレーキシリンダ。
【請求項１９】
前記ロックボルト（４８）は、前記ピストンロッド（２４）に設けられ、作動位置において前記保持板（５６）の切欠きに嵌合して保持板の径方向の動きをロックすることを特徴とする請求項１８に記載のばね式ブレーキシリンダ。
【請求項２０】
前記ロックボルト（４８）は、前記ピストンロッド（２４）に支承され、前記ピストンロッド（２４）の軸方向に沿った前記ばね式ハウジング（４）の移動の際に前記保持板（５６）の切欠きへ向かって回転する、または切欠きから離れるように回転することを特徴とする請求項１８又は１９に記載のばね式ブレーキシリンダ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、非常解除装置を有する、空気圧式、油圧式、または電気機械式に作動されるばね式ブレーキシリンダに関する。このばね式ブレーキシリンダは、ピストンロッドを有するばね式ピストンが内部で軸方向に移動可能であるハウジングと、少なくとも１つのばねと、空気圧式または油圧式の作動を用いた構成の場合には、ばね式ピストンを加圧流体によって動かすための圧力口とを備える。なお、この非常解除装置は、作動装置と、ばね式ピストンとピストンロッドとの間の力の伝達を、非常解除装置を保持する保持装置によって中断するための非常解除機構とを含み、この保持装置は、様々な保持位置において非常解除装置を保持するように構成される。
【０００２】
ドイツ特許ＰＳ２６０８５０２号及びドイツ特許ＰＳ２７４８５４０号から、ばね式シリンダのブレーキ機能を中断し且つ自動的に戻すための非常解除装置を有するブレーキシリンダが既知である。かかるブレーキシリンダにおいては、非常解除のために、ばね式シリンダの力が完全に衰えるまで非常解除レバーが作動されるかまたは保持されなければならない。
【０００３】
この方法は、実証されてはいる。しかしながら、作動レバーまたは非常解除レバーが充分長い時間にわたって作動または保持されない場合、極度の低温において、ばね式シリンダは部分的にしか力が減衰しないという状態になることが考えられ得る。温度の低下に伴って潤滑油の粘性が増すために、完全に力が衰えるまでの継続期間が高温に対して長くなる。したがって、この継続期間の間、非常解除レバーは、ばね式シリンダの力を完全に減衰させるために押付けられたままでなければならない。
【０００４】
本発明においては別の方法が採られる。本発明は、従来の問題点を認識し且つ考慮し、この種のばね式ブレーキシリンダを、部分的な力の消滅または生成のみを行う状況が確実に阻止されるように改良することを課題とする。
【０００５】
この課題は、本発明の請求項１の要件により解決される。この場合、非常解除装置を複数の保持位置で保持するための保持装置は、ばね式ピストンが部分的にのみ解除されるときに保持装置による保持を防ぐためのロック装置の周囲に付加され、ばね式ピストンが部分的にのみ解除されるときに非常解除作動の保持、特に係止を防ぐ。それゆえ、ばね式ピストンの非常解除のためには、非常解除レバーを一回、短時間作動するのみで十分である。それは、以前のロック機構の係止が、ロック装置によって確実に阻止されるためである。
【０００６】
本発明の特に好ましい態様では、ロック装置はロックボルトを含み、このロックボルトは、ばね式ブレーキシリンダの非常解除機構を、それが完全に解除されるかまたは再び使用可能になるまで解除位置にロックする。
【０００７】
保持装置は、低コストで構造的に単純な構成において、歯車に作用するラチェットを備える。しかし、保持装置は、回転自在に及び／またはスライド自在に及び／または固定され及び／または締め付けられるように構成され、複数の保持位置を採ることができる。非常解除装置を作動するばねは、ラチェットの中間状態を簡単な方法で回避する。
【０００８】
本発明の実施の形態によると、次のようなロックボルト配置が有効である。
−ばね式ハウジングとばね式ピストンとの間、
−ピストンロッドとばね式ピストンとの間、または
−ピストンロッドとばね式ハウジングとの間。
【０００９】
本発明のさらなる好適な実施の形態は、他の従属請求項より読取ることができる。
【００１０】
以下に、本発明の実質的に異なる２つの実施の形態と本発明の範囲内で実現されるロック装置とを図面を参照してより詳細に説明する。
【００１１】
まず、図１及び図２を参照して、本発明の実施の形態１に係るばね式シリンダの機能を説明する。
【００１２】
図１及び図２は、ばね式ピストン６が内部で軸方向に移動可能に設けられ、外側周囲にパッキング及びスリップバンド８ａ〜８ｃが配置されたハウジング４を有するばね式シリンダ２を示す図である。ばね式ピストン６と、止め座金１２を用いてハウジング４の内側周囲に固定される軸方向のハウジングカバー１０との間に、ばね１４及び１６が設けられる。
【００１３】
ばね式ピストン６とハウジング４との間には加圧室１８が形成され、この加圧室は、ハウジング４の周囲にある空気口２０を介して圧力によって作用することができる。ばね式ブレーキは、空気口２０を介した吸気及び排気によって解除及びセットされることができる。ばね式ハウジング４が非常解除されていない作動状態にあるとき、ばね１４及び１６の力は、ばね式ピストン６を介して加圧室１８に、またはばね式ピストン６のピストンロッド２４を介して図示されない他のブレーキ装置に支持される。
【００１４】
装着されたばね式ブレーキを圧縮空気を用いずに解除するために、ばね式シリンダ６は、ばね式ピストン６とピストンロッド２４との間の力の伝達の中断を可能にする非常解除装置２６を備える。
【００１５】
図示の例では、非常解除装置２６は本質的に、ハウジングカバー１０の軸方向に互いに変位される２つの部分１０ａ及び１０ｂの間に回転可能に支承されたラチェット３０を有するスピンドル機構２８の機能を基本としている。ばね式ピストン６とピストンロッド２４との間には、スピンドル機構のウォームスピンドル３２が形成される。スピンドル機構が生成する回転トルクは、ロックされた状態において適合ばね３６を有する移動可能なガイド３４を介して歯車３８に伝達され、この歯車はラチェット３０によって施錠または解錠されることができる（特に図２及び図５も参照されたい）。ラチェット３０の一端部は、非常解除装置の一つの作動位置において歯車３８に嵌合する。一方、ラチェット３０の他端部は、ボーデンケーブル４２を有する非常作動ユニットと、ボーデンケーブルに形成される戻しばね４４及び圧縮ばね４６とを用いて移動可能である駆動体４０により押され、これにより一端部が歯車３８の歯から外れることができ、その結果、歯車の回転はラチェット３０の位置に応じて解錠される。それによって、ばね式ピストン６とピストンロッド２４との間の力の伝達は中断されることができる。ラチェット３０は、軸３１を中心として回転可能である。止めばね３３はラチェット３０の一端部を歯車３８の歯の方向に押付ける。
【００１６】
図示の例では、非常解除装置２６は本質的に、ハウジングカバー１０の軸方向に互いに変位される２つの部分１０ａ及び１０ｂの間に回転可能に支承されたラチェット３０を有するスピンドル機構２８の機能を基本としている。ばね式ピストン６とピストンロッド２４との間には、スピンドル機構のウォームスピンドル３２が形成される。スピンドル機構が生成する回転トルクは、ロックされた状態においてフェザーキー３６を有する移動可能なガイド３４を介して歯車３８に伝達され、この歯車はラチェット３０によって施錠または解錠されることができる（特に図２及び図５も参照されたい）。ラチェット３０の一端部は、非常解除装置の一つの作動位置において歯車３８に嵌合する。一方、ラチェット３０の他端部は、ボーデンケーブル４２を有する非常作動ユニットと、ボーデンケーブルに形成される戻しばね４４及び圧縮ばね４６とを用いて移動可能である駆動体４０により押され、これにより一端部が歯車３８の歯から外れることができ、その結果、歯車の回転はラチェット３０の位置に応じて解錠される。それによって、ばね式ピストン６とピストンロッド２４との間の力の伝達は中断されることができる。ラチェット３０は、軸３１を中心として回転可能である。止めばね３３はラチェット３０の一端部を歯車３８の歯の方向に押付ける。
【００１７】
ロックボルト４８は、実質的にボルトのような形状を有し、ハウジングカバー部１０ｂ側の端部にボルトヘッド５１を備える。２つの部分からなるハウジングカバー１０ａ、１０ｂ（この領域では凹部を有する）とボルトヘッド５１（軸方向の切欠きを有する）との間にボルトばね４９が設けられており、このボルトばねは、ロックボルト４８をラチェット３０の方向に押付け、横方向に段がつけられ且つロックボルト４８を収納するためのラチェット３０の切欠き３５に作動位置にあるボルトヘッド５１が嵌合してラチェット３０をその解除位置に施錠する働きをする（図５参照）。ロックボルト４８のボルトヘッドとは逆側の部分は、ボルトのような形状に形成されており、このボルト形状の部分は内側ハウジングカバー部１０ａを貫通し、ばね式ピストン６が移動する際にハウジングカバー１０の方向へ移動自在になっている。これによってボルトばね４９は収縮され、ロックボルト４８がラチェット３０における係止位置から移動する（図１）。ばね式ピストン６が非常解除工程後に再び作動可能な位置にあるときに、ロックボルト４８はラチェット３０を解錠し、再び歯車に係止させる。
【００１８】
図２に示される表示装置５４は、ばね式シリンダ２の「非常解除された」状態を表示し、この表示装置５４はラチェット３０と接触する。
【００１９】
基本的に、非常解除工程前後のばね式シリンダの位置は以下のようなものである。（過程：作動可能−非常解除−作動可能）
【００２０】
１．ばね式シリンダ２の圧力による解除（図３）
ばね式シリンダ２は加圧室１８内の圧力によって解除され、ばね式ピストンがハウジングカバー１０の方向に移動される。ピストンロッド２４にブレーキ力は作用せず、ラチェット３０及び歯車３８は施錠された状態にある。
【００２１】
２．ブレーキ位置のばね式シリンダ、非常解除工程の開始（図４）
ばね式シリンダ２はブレーキ位置にあり、加圧室１８は加圧されておらず、ピストンロッド２４にばね１４及び１６の力は作用しない。
非常解除作動ユニットの引き出しにより、非常解除工程が開始される。圧縮ばね４６及び駆動体４０を介して、ラチェット３０は歯車３８の歯から外される。
【００２２】
３．非常解除工程、ラチェット３０の施錠（図５）
ばね１４及び１６は、ばね式ピストン６を介してハウジングカバー１０で支持される。ピストンロッドに力は作用せず、押戻しばね５０によってその出発位置へ戻される。
ラチェット３０は係止しているロックボルト４８によって解除位置に保持され、表示装置が動作する。
【００２３】
４．ばね式シリンダの非常解除、非常解除作動ユニットの引き戻し（図６）
ばね式シリンダは「非常解除された」状態にあり、ラチェット３０は施錠されており、非常解除作動ユニットは戻しばねによって出発位置へ引き戻される。
【００２４】
５．再び作動可能なばね式シリンダ（図３）
加圧室１８への通気により、ばね式シリンダ２が再び作動可能状態となる。ロックボルト４８は、ばね１４及び１６が予圧を再び備えてばね式ピストン６がその適当な終止位置を取るまで、ラチェット３０を解除された状態に保持する。ラチェット３０が歯車に係止した後、ばね式ピストン６とピストンロッド２４とが再び結合される。
【００２５】
非常解除装置の作動時において、ロックボルトをラチェットに確実に係止させるために、非常解除作動ユニットと駆動体４０との間に圧縮ばね４６が設けられる。この圧縮ばねの予圧により、ラチェット３０は歯車３８から外れてロックボルト４８により施錠されるまで確実に回転することとなる。
【００２６】
図７に、図１〜図６の実施の形態とは異なる他の実施の形態が示されている。この実施の形態においては、歯車のフリーホイール、すなわち円錐状連結体５２が、ばね式ピストン６とピストンロッド２４との間に形成される。円錐状連結体５２により、非常解除工程において発生する衝撃を低減することができる。それは、円錐状連結体により非常解除工程後に歯車３８及びウォームスピンドル３２が阻まれずに動作し続けるためである。
【００２７】
図１〜図６に示す実施の形態及び図７に示す実施の形態において、ラチェットの施錠は、ばね式ハウジング４に固定的に連結されるばね式カバーまたはハウジングカバー１０内で行われる。ロックボルト４８は、ばね式ピストンによって作動される。ラチェット３０自体は、組み立て可能なハウジングカバー１０の部分１０aと１０ｂとの間に設けられる。
【００２８】
図８〜図１０に示す実施の形態は、ラチェット３０及びロックボルト４８の配置において図１の実施の形態とは基本的に異なる。ラチェット３０及びそれに係合するロックボルト４８がピストンロッド２４上に設けられている。ロックボルト４８は、ばね式ピストン２４に対して回転可能なウォームスピンドル５８によって作動される。
【００２９】
従って、図８〜図１０の実施の形態により、他に採用し得るロックボルト配置を示す。この実施の形態では、ラチェット３０は、ピストンロッド２４にボルトを介して回転可能に設けられ（これに関して、図１０a、図１０ｂにおけるラチェット３０の穴３０’を参照されたい）、ばね式ピストン６によって作動される。この実施の形態では、図面において加圧室１８がばね式ピストン６の右側に位置するように、ばね式ピストン６及びばね１４が配置される。ばね式ピストン６は、ウォームスピンドル５８上に位置し、このウォームスピンドルは、その一端部でばね式ピストン６に固定的に締結されており、ピストン６とは反対側の領域に一種の台形ねじ山を備えている。台形ねじ山の領域において、ウォームスピンドル５８は対応する雌ねじを備えるスリーブ６２内にねじ込まれ、さらに、雌ねじはばね式ピストン６とは反対側の端部において外歯を備えており、スリーブ６２の領域に歯車３８’が形成される。軸方向及び径方向に移動できる保持板５６の一端部に備えられるラチェット３０は、その一つの作動位置において歯車３８’に嵌合し、これを動かなくする。非常解除装置の作動により保持板５６が径方向に移動してラチェット３０を解除すると、ばね式ピストン６とピストンロッド２４との間の力の伝達が中断される。その際、ロックボルト４８はボルトばね４９’により移動されて保持板５６の開口に嵌合し、これを径方向に施錠する。ロックボルト４８は、ばね式ピストン６に固定的に結合されるスピンドル５８によって解除される。
【００３０】
ロックボルト４８は、この実施の形態ではピストンロッド２４とばね式ピストン６との間に設けられる。ボルトばね４９’はピストンロッド２４とばね式ピストン６との間に位置する。保持板５６は、ブレーキシリンダハウジングの内側の円筒状突起６３内で径方向に移動し、ピストンロッド２４及びばね式ピストン６と共に軸方向に移動する。保持板５６の径方向への移動は、保持板５６内のボルト６５及び保持部６６に支持されるコイルばね６４を介して行われる。なお、この保持部は、ボルト６８によりピストンロッド２４に動かないように締結される。
【００３１】
また、ピストンロッド２４とばね式ハウジング４との間でロックボルトを作動させることもでき、そのような実施の形態を図１１に示す。この実施の形態の原理的構造は、ばね式ピストン６の連結に関しては、図８〜図１０の実施の形態と同様である。ただし、ロックボルト４８は、ばね式ハウジング４によってピストンロッドが移動する際に衝突され、後続する移動の際に軸６６を中心として回転されるように形成される。この回転運動及びばね４９によるピストンロッド６とロックボルト４８との間での逆回転運動により、ロックボルト４８はその双方の作動位置に移動し、保持板５６の切欠き６４へ移動したり、逆に切欠きから移動する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施の形態の様々な作動状態を示す図である。
【図２】  本発明の第１の実施の形態の様々な作動状態を示す図である。
【図３】  本発明の第１の実施の形態の様々な作動状態を示す図である。
【図４】  本発明の第１の実施の形態の様々な作動状態を示す図である。
【図５】  本発明の第１の実施の形態の様々な作動状態を示す図である。
【図６】  本発明の第１の実施の形態の様々な作動状態を示す図である。
【図７】  本発明の第２の実施の形態を示す図である。
【図８】  本発明の第３の実施の形態を示す図である。
【図９】  本発明の第３の実施の形態を示す図である。
【図１０】  本発明の第３の実施の形態を示す図である。
【図１１】  本発明の第４の実施の形態を示す図である。
【符号の説明】
２  ばね式シリンダ、４  ハウジング、６  ばね式ピストン、８ａ〜８ｃ  パッキング及びスリップバンド、１０  ハウジングカバー、１２  止め座金、１４，１６  ばね、１８  加圧室、２０  空気口、２４  ピストンロッド、２６  非常解除装置、２８  スピンドル機構、３０  ラチェット、３３  止めばね、３１  軸、３２  ウォームスピンドル、３４  ガイド、３５  切欠き、３６  フェザーキー、３８  歯車、４０  駆動体、４２  ボーデンケーブル、４４  戻しばね、４６  圧縮ばね、４８  ロックボルト、４９  ボルトばね、５０  押戻しばね、５１  ボルトヘッド、５２  円錐状連結体、５４  表示装置、５６  板、５８  ウォームスピンドル、６０  ねじ、６２  スリーブ、６３  突起、６４  切欠き、６５  ボルト、６６  保持部、６８  ボルト
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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