(57)【要約】【課題】ゲージ本体の自重による円筒度の悪化を抑制して、残留ラジアル内部すきまの設定誤差を極力小さくすることができる残留ラジアル内部すきま測定装置を提供する。【解決手段】残留ラジアル内部すきま測定装置１０は、開口部１２側及びスリット部１３側でゲージ本体１１の底面と対向し、ゲージ本体１１を支持する一対の台座１７，１８を備え、ゲージ本体１１の内周面を、内輪に組み込まれた複数の円筒ころに外嵌して、該複数の円筒ころの外接円径を測定する。一対の台座１７，１８は、スリット部１３の円周方向中間位置とゲージ本体１１の中心Ｏとを通過する仮想線Ｓ１上に沿ってゲージ本体１１を切断した場合の一方の半円環部分１１ｂの重心位置Ｇ１及び他方の半円環部分１１ｃの重心位置Ｇ２より当該仮想線Ｓ１から離れた円弧部１７ｃ，１７ｄ，１８ｃ，１８ｄを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円周方向の一部が切断されて開口部が形成されるとともに、該開口部と反対側の位置で、内周面に開口し、該内周面から外周面に向けて延び、且つ、外径側で円周方向両側に延びる略Ｔ字状のスリット部が形成される略円環状のゲージ本体と、
該ゲージ本体の内径寸法を表示する測定器と、
前記開口部の円周方向の間隔を調整するセットスクリューと、
前記開口部側及び前記スリット部側で前記ゲージ本体の底面と対向し、前記ゲージ本体を支持する一対の台座と、を備え、
前記ゲージ本体の内周面を、円筒ころ軸受の内輪に組み込まれた複数の円筒ころに外嵌して、該複数の円筒ころの外接円径を測定する残留ラジアル内部すきま測定装置であって、
前記一対の台座は、前記スリット部の円周方向中間位置と前記ゲージ本体の中心とを通過する仮想線上に沿って該ゲージ本体を切断した場合の一方の半円環部分の重心及び他方の半円環部分の重心より当該仮想線から離れた補助部分を有することを特徴とする残留ラジアル内部すきま測定装置。
【請求項２】
前記補助部分は、ホルダーが取り付けられる台座本体と一体に形成されることを特徴とする請求項１に記載の残留ラジアル内部すきま測定装置。
【請求項３】
前記補助部分は、ホルダーが取り付けられる台座本体と別体で、前記ゲージ本体の底面に取り付けられた補助台座であることを特徴とする請求項１に記載の残留ラジアル内部すきま測定装置。
【請求項４】
前記ゲージ本体の外周面の軸方向中央部には、周方向全周に沿って断面凹形状の周溝が形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の残留ラジアル内部すきま測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、工作機械の主軸、回転テーブルや主軸旋回機構部、印刷機の回転支持部等に用いられる円筒ころ軸受の組込み時の残留ラジアル内部すきまを測定する残留ラジアル内部すきま装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、ＮＣ旋盤やマシニングセンタ等の工作機械の主軸装置において、特に剛性が必要とされる場合、図５に示すように、ハウジング１０１と主軸１０２との間に複列円筒ころ軸受１０３（或いは単列円筒ころ軸受）が使用される。
【０００３】
この円筒ころ軸受１０３は、内輪１０４と主軸１０２との嵌め合い面がテーパ面となっており、内輪１０４を主軸１０２に嵌合した後、内輪１０４をテーパ面の大径側に移動させることで、円筒ころ１０５の外接円径がテーパ面により押し広げられて大きくなる。この状態での円筒ころ１０５の外接面と外輪１０６の内周面とのすきまが残留ラジアル内部すきまとなる。
【０００４】
残留ラジアル内部すきまは、通常、軸受の組み立て後にダイヤルゲージやシム等の治具で測定されるが、ＮＣ旋盤等の工作機械では負すきまで使用されることが多く、これらの治具では負すきまは測定することができない。このため、残留ラジアル内部すきまの測定には、円筒ころの外接円径を直接測定することができる残留ラジアル内部すきま測定装置が使用されている（例えば、非特許文献１および特許文献１参照）。
【０００５】
この残留ラジアル内部すきま測定装置１１０は、図６に示すように、円環状のゲージ本体１１１を備えている。ゲージ本体１１１には、円周方向の一部が切断された開口部１１２が形成されるとともに、ゲージ本体１１１の中心に対して開口部１１２と反対側で、内周面に開口し、該内周面から外周面に向けて延び、且つ、外径側で円周方向両側に略直線状に延びる略Ｔ字状のスリット部１１３が形成されている。
【０００６】
また、ゲージ本体１１１には、開口部１１２の円周方向の間隔を調整するセットスクリュー１１４と、ゲージ本体１１１の内径寸法を表示するダイヤルゲージ１１５と、このダイヤルゲージ１１５の指針を調整するダイヤルゲージ指針調整ボルト１１６とが設けられている。セットスクリュー１１４を締め込むことでゲージ本体１１１が径方向外方に弾性変形して開口部１１２の円周方向の間隔が広がり、セットスクリュー１１４を緩めることでゲージ本体１１１の弾性復元力により開口部１１２の円周方向の間隔が狭まる（元に戻る）ようになっている。
【０００７】
さらに、開口部１１２側及びスリット部１１３側には、ゲージ本体１１１の底面と対向し、ゲージ本体１１１を支持する一対の台座１１７，１１８が設けられており、各台座１１７，１１８には、径方向外方に延びるホルダー１１９が取り付けられている。
【０００８】
そして、残留ラジアル内部すきまを測定するには、図７を参照して、まず、ハウジング１０１に嵌め込まれた外輪１０６の内径寸法Ａをシリンダゲージ１２０（図８参照。）を用いて測定する（図７（ａ）参照）。次いで、図７（ｂ）に示すように、測定装置１１０の内周面にシリンダゲージ１２０をあて、測定装置１１０のセットスクリュー１１４を回してゲージ本体１１１の内径寸法Ａ′が外輪１０６の内径寸法Ａになるように調整して外輪１０６の内径寸法Ａを写し取る。この状態で、ダイヤルゲージ指針調整ボルト１１６を回してダイヤルゲージ１１５の指針を基準値に設定する。
【０００９】
次に、図７（ｃ）に示すように、主軸１０２に嵌合された内輪１０４に組み込まれた複数の円筒ころ１０５にゲージ本体１１１の内周面を外嵌した後、セットスクリュー１１４を緩めて、内径が広がったゲージ本体１１１をその弾性復元力によって元に戻し、ゲージ本体１１１の内周面が円筒ころ１０５に接するようにクランプする。そして、この状態でのダイヤルゲージ１１５の指針値Ｂと前記基準値とを比較することにより、図７（ｄ）に示すように、円筒ころ軸受１０３の組込み時の残留ラジアル内部すきまを測定することができ、この測定値に基づいて、要求される適正なすきま（正のすきま、負のすきまを問わず）に調整する。
【００１０】
また、特許文献１に記載の測定装置では、ゲージ本体の周方向全周に沿って断面凹形状の周溝を形成して軽量化を図るとともに、この周溝と略Ｔ字状のスリット部とを繋げて、スリット部の応力の分散を図っている。
【００１１】
【非特許文献１】日本精工株式会社  カタログ精密転がり軸受ＣＡＴ．Ｎｏ．１２５４  ２００２  Ｅ−１０  ＰＡＧＥ１１４〜１１５，１８４〜１８５
【特許文献１】特開２００７−２１２４３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、上記従来の残留ラジアル内部すきま測定装置では、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、ハウジング１０１に嵌め込まれた外輪１０６の内径寸法Ａをシリンダゲージ１２０を用いてゲージ本体１１１の内周面に写し取る作業の際に、作業を容易にするため等の理由で、ゲージ本体１１１を縦置き（径方向が鉛直方向）ではなく、横置き（径方向が水平方向）で行なうことがある。
【００１３】
この場合、ゲージ本体１１１は、開口部１１２やスリット部１１３のために曲げ剛性が低下しており、図８に示すように、開口部１１２とスリット部１１３によって二分されるゲージ本体１１１の各半円環部分の重心位置Ｇ１，Ｇ２が台座１１７，１１８の外側に位置するため、ゲージ本体１１１が自重によって台座１１７，１１８上で撓んでしまう。この結果、ゲージ本体１１１の内周面の円筒度が悪化（ゲージ本体１１１の内周面の上端寸法＞下端寸法のようにゲージ本体１１１に数μｍの傾斜が発生）して、シリンダゲージ１２０の測定値がばらつき、外輪１０６の内径寸法Ａをゲージ本体１１１の内周面に写し取る際に誤差が発生してしまう。
【００１４】
図５に示すような工作機械の場合、主軸１０２のラジアル方向の剛性は、円筒ころ軸受１０３によってほぼ確定し、かつ残留ラジアル内部すきまが正確に設定されているか否かによって大きく影響を受けるので、残留ラジアル内部すきまの設定誤差は極力小さくする必要がある（通常、残留ラジアル内部すきまの設定誤差は、２〜３μｍ以下、好ましくは１μｍ以下に抑えることが望ましい）。
【００１５】
また、残留ラジアル内部すきま測定装置は、測定対象となる円筒ころ軸受のサイズや名番に合わせてそれぞれ必要となるが、サイズが大きくなるほど、測定装置自体も大きくなり、ゲージ本体の自重による円筒度の悪化が顕著になる。
【００１６】
本発明は、このような不都合を解消するためになされたものであり、その目的は、ゲージ本体を横置きにした際の該ゲージ本体の自重による円筒度の悪化を抑制して、残留ラジアル内部すきまの設定誤差を極力小さくすることができる残留ラジアル内部すきま測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）  円周方向の一部が切断されて開口部が形成されるとともに、該開口部と反対側の位置で、内周面に開口し、該内周面から外周面に向けて延び、且つ、外径側で円周方向両側に延びる略Ｔ字状のスリット部が形成される略円環状のゲージ本体と、
該ゲージ本体の内径寸法を表示する測定器と、
前記開口部の円周方向の間隔を調整するセットスクリューと、
前記開口部側及び前記スリット部側で前記ゲージ本体の底面と対向し、前記ゲージ本体を支持する一対の台座と、を備え、
前記ゲージ本体の内周面を、円筒ころ軸受の内輪に組み込まれた複数の円筒ころに外嵌して、該複数の円筒ころの外接円径を測定する残留ラジアル内部すきま測定装置であって、
前記一対の台座は、前記スリット部の円周方向中間位置と前記ゲージ本体の中心とを通過する仮想線上に沿って該ゲージ本体を切断した場合の一方の半円環部分の重心及び他方の半円環部分の重心より当該仮想線から離れた補助部分を有することを特徴とする残留ラジアル内部すきま測定装置。
（２）  前記補助部分は、ホルダーが取り付けられる台座本体と一体に形成されることを特徴とする（１）に記載の残留ラジアル内部すきま測定装置。
（３）  前記補助部分は、ホルダーが取り付けられる台座本体と別体で、前記ゲージ本体の底面に取り付けられた補助台座であることを特徴とする（１）に記載の残留ラジアル内部すきま測定装置。
（４）  前記ゲージ本体の外周面の軸方向中央部には、周方向全周に沿って断面凹形状の周溝が形成されることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の残留ラジアル内部すきま測定装置。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の残留ラジアル内部すきま測定装置によれば、一対の台座は、スリット部の円周方向中間位置とゲージ本体の中心とを通過する仮想線上に沿ってゲージ本体を切断した場合の一方の半円環部分の重心及び他方の半円環部分の重心より当該仮想線から離れた補助部分を有するので、ゲージ本体を横置きにした際の該ゲージ本体の自重による円筒度の悪化を抑制することができ、これにより、残留ラジアル内部すきまの設定誤差を極力小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明に係る残留ラジアル内部すきま測定装置の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２０】
（第１実施形態）
本実施形態の残留ラジアル内部すきま測定装置１０は、図１に示すように、略円環状のゲージ本体１１を備えている。ゲージ本体１１には、円周方向の一部が切断された開口部１２が形成されるとともに、ゲージ本体１１の中心Ｏに対して開口部１２と反対側で、内周面に開口し、該内周面から外周面に向けて延び、且つ、外径側で円周方向両側に略直線状に延びる略Ｔ字状のスリット部１３が形成されている。
【００２１】
図２に示すように、スリット部１３とゲージ本体１１の外周面との間には、薄肉部１１ａが形成されており、該薄肉部１１ａは、図７を参照して、ゲージ本体１１の内周面を円筒ころ１０５に嵌合した際に、円筒ころ１０５の外接部に対して適正な測定荷重を加える板ばねとして機能する。薄肉部１１ａの径方向の厚みＴが適正でないと、円筒ころ１０５の外接部に加える測定荷重が安定せず、測定誤差やころきず等が発生する。従って、本実施形態では、薄肉部１１ａの径方向の厚みＴの精度ばらつきを抑えるため、スリット部１３の加工後、ゲージ本体１１の外周面を最終研磨加工にて平面に仕上げる。仕上げ平面研磨のための取り代は、スリット部１３の加工時に残してある。
【００２２】
図１に戻って、ゲージ本体１１には、開口部１２の円周方向の間隔を調整するセットスクリュー１４と、ゲージ本体１１の内径寸法を表示する測定器であるダイヤルゲージ１５と、このダイヤルゲージ１５の指針を調整するダイヤルゲージ指針調整ボルト１６とが設けられている。セットスクリュー１４を締め込むことでゲージ本体１１が径方向外方に弾性変形して開口部１２の円周方向の間隔が広がり、セットスクリュー１４を緩めることでゲージ本体１１の弾性復元力により開口部１２の円周方向の間隔が狭まる（元に戻る）ようになっている。ここで、ゲージ本体１１の内径寸法を表示する測定器としては、ダイヤルゲージの他、ミニメータ（ミクロメータ）や電気マイクロメータなどのいずれであってもよい。
【００２３】
さらに、開口部１２側及びスリット部１３側には、ゲージ本体１１の底面と対向し、ゲージ本体１１を支持する一対の台座１７，１８が設けられており、各台座１７，１８には、ゲージ本体１１の外周面から径方向外方に延びるホルダー１９が取り付けられている。
【００２４】
図１（ｂ）に示すように、台座１７，１８は、側面視略Ｌ字状に形成されており、ホルダー１９が取り付けられる取り付け部１７ａ，１８ａと、取り付け部１７ａ，１８ａから折り曲がって、ゲージ本体１１の底面に向けて延び、開口部１２またはスリット部１３と軸方向にオーバーラップする略台形形状の台座基部１７ｂ，１８ｂと、台座基部１７ｂ，１８ｂから円周方向にそれぞれ連続して形成され、ゲージ本体１１と略同心の補助部分としての円弧部１７ｃ，１７ｄ，１８ｃ，１８ｄと、を備える。台座基部１７ｂ，１８ｂと円弧部１７ｃ，１７ｄ，１８ｃ，１８ｄは、略一様な厚さを有し、ゲージ本体１１の底面と対向している。
【００２５】
ここで、本実施形態では、スリット部１３の円周方向中間位置とゲージ本体１１の中心Ｏとを通過する仮想線Ｓ１上に沿って該ゲージ本体１１を切断した場合において、一方の半円環部分１１ｂの重心位置をＧ１、他方の半円環部分１１ｃの重心位置をＧ２とする。この場合、円弧部１７ｃ，１８ｃの先端部は、重心位置Ｇ１よりΔ１、Δ２だけそれぞれ仮想線Ｓ１から離れるように長く形成されている。また、円弧部１７ｄ、１８ｄの先端部も、重心位置Ｇ２よりΔ３、Δ４だけそれぞれ仮想線Ｓ１から離れるように長く形成されている。
【００２６】
これにより、ゲージ本体１１を横置きにした際、ゲージ本体１１が台座１７，１８によって撓みが抑制された状態で支持され、該ゲージ本体１１の自重による円筒度の悪化を抑制することができる。なお、Δ１〜Δ４の値（正の値）は同一でも同一でなくてもよい。なお、残留ラジアル内部すきまを測定する方法については、既に図７で説明した内容と同様であるので、その説明を省略する。また、各台座１７，１８は、半円環部分１１ｂ，１１ｃのいずれかの側で、ゲージ本体１１に締結固定されていればよく、本実施形態では、いずれも他方の半円環部分１１ｃ側で固定されている。
【００２７】
以上説明したように、本実施形態の残留ラジアル内部すきま測定装置１０によれば、一対の台座１７，１８は、スリット部１３の円周方向中間位置とゲージ本体１１の中心Ｏとを通過する仮想線Ｓ１上に沿ってゲージ本体１１を切断した場合の一方の半円環部分１１ｂの重心位置Ｇ１及び他方の半円環部分１１ｃの重心位置Ｇ２より当該仮想線Ｓ１から離れた円弧部１７ｃ，１７ｄ，１８ｃ，１８ｄを有するので、ゲージ本体１１を横置きにした際の該ゲージ本体１１の自重による円筒度の悪化を抑制することができ、これにより、残留ラジアル内部すきまの設定誤差を極力小さくすることができる。
【００２８】
また、本実施形態の補助部分としての円弧部１７ｃ，１７ｄ，１８ｃ，１８ｄは、ホルダー１９が取り付けられる、取り付け部１７ａ，１８ａ及び台座基部１７ｂ，１８ｂを含む台座本体と一体に形成されている。これにより、この台座１７，１８を従来の台座１１７，１１８と取り替えることで、従来の残留ラジアル内部すきま測定装置に本発明を適用することができる。
【００２９】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る残留ラジアル内部すきま測定装置について、図３を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と重複又は相当する部分については、図に同一符号を付して、説明を省略或いは簡略化する。
【００３０】
本実施形態の残留ラジアル内部すきま測定装置２０では、一対の台座１７´，１８´は、取り付け部１７ａ，１８ａと台座基部１７ｂ，１８ｂとを有するとともに、台座基部１７ｂ，１８ｂから連続して形成され、ゲージ本体１１の中心Ｏを通過して上述した仮想線Ｓ１と直交する他の仮想線Ｓ２と略平行に延びる補助部分としての直線部１７ｅ，１７ｆ，１８ｅ，１８ｆを備える。台座基部１７ｂ，１８ｂと直線部１７ｅ，１７ｆ，１８ｅ，１８ｆは、略一様な厚さを有し、ゲージ本体１１の底面と対向している。
【００３１】
そして、この場合にも、直線部１７ｅ，１８ｅの先端部は、重心位置Ｇ１よりΔ１、Δ２だけそれぞれ仮想線Ｓ１から離れるように長く形成されている。また、直線部１７ｆ、１８ｆの先端部も、重心位置Ｇ２よりΔ３、Δ４だけそれぞれ仮想線Ｓ１から離れるように長く形成されている。これにより、ゲージ本体１１を横置きにした際の該ゲージ本体１１の自重による円筒度の悪化を抑制することができる。
【００３２】
また、本実施形態では、ゲージ本体１１の外周面の軸方向中央部に、周方向全周に沿って断面凹形状の周溝２１を形成している。これにより、軸基準の断面２次モーメントを確保（断面２次モーメント／断面積が大）しながら、ゲージ本体１１を軽量化することができる。つまり、測定時のゲージ本体１１の内周面に生じるいびつな変形（測定誤差の原因）やゲージ本体１１の自重による傾斜等を極力小さくすることができる。
その他の構成及び作用は、上記第１実施形態のものと同様である。
【００３３】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る残留ラジアル内部すきま測定装置について、図４を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と重複又は相当する部分については、図に同一符号を付して、説明を省略或いは簡略化する。
【００３４】
本実施形態の残留ラジアル内部すきま測定装置３０では、一対の台座１７´´，１８´´は、取り付け部１７ａ，１８ａと、台座基部１７ｂ，１８ｂと、上述した他の仮想線Ｓ２と略平行に延びる直線部１７ｅ´，１７ｆ´，１８ｅ´，１８ｆ´を備える台座本体と、この台座本体と別体で、他の仮想線Ｓ２上に位置する、一方の半円環部分１１ｂの重心位置Ｇ１よりΔ１だけ仮想線Ｓ１から離れた補助部分としての補助台座３１と、台座本体と別体で、他の仮想線Ｓ２上に位置する、他方の半円環部分１１ｃの重心位置Ｇ２よりΔ３だけ仮想線Ｓ１から離れた補助部分としての補助台座３２と、を有する。直線部１７ｅ´，１７ｆ´，１８ｅ´，１８ｆ´は、従来の台座１１７，１１８と同様に、重心位置Ｇ１，Ｇ２より仮想線Ｓ１寄りに配置されている。
【００３５】
補助台座３１，３２は、台座基部１７ｂ，１８ｂと直線部１７ｅ´，１７ｆ´，１８ｅ´，１８ｆ´と、略一様な厚さを有し、ゲージ本体１１の底面に締結固定されている。これにより、ゲージ本体１１を横置きにした際、ゲージ本体１１が台座１７´´，１８´´と、補助台座３１，３２とによって撓みが抑制された状態で支持され、該ゲージ本体１１の自重による円筒度の悪化を抑制することができる。また、補助台座３１，３２は、台座本体と別体に形成されるので、この補助台座３１，３２を取り付けることで、従来の残留ラジアル内部すきま測定装置に本発明を適用することができる。
【００３６】
その他の構成及び作用効果は、上記第１及び第２実施形態と同様である。なお、補助台座３１，３２は、台座１７´´，１８´´毎に仮想線Ｓ２に対して両側に別々に設けてもよい（計４ヶ所）が、本実施形態のように、各台座１７´´，１８´´で共用して２箇所に配置するほうが、部品点数の観点から好ましい。
【００３７】
なお、本発明は、上記各実施形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る残留ラジアル内部すきま測定装置を説明するための図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の側面図である。
【図２】ゲージ本体の薄肉部を説明するための説明図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る残留ラジアル内部すきま測定装置を説明するための図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の側面図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係る残留ラジアル内部すきま測定装置を説明するための図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の側面図である。
【図５】工作機械の主軸装置の一例を示す断面図である。
【図６】従来の残留ラジアル内部すきま測定装置を説明するための図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の側面図である。
【図７】残留ラジアル内部すきまの測定方法を説明するための説明図である。
【図８】ゲージ本体を横置きにした際に、該ゲージ本体が自重により撓んで円筒度が悪化する不具合を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０  残留ラジアル内部すきま測定装置
１１  ゲージ本体
１１ｂ  一方の半円環部分
１１ｃ  他方の半円環部分
１２  開口部
１３  スリット部
１４  セットスクリュー
１５  ダイヤルゲージ
１７，１８,１７´，１８´，１７´´，１８´´  台座
１７ｃ，１７ｄ，１８ｃ，１８ｄ  円弧部（補助部分）
１７ｅ，１７ｆ，１８ｅ，１８ｆ  直線部（補助部分）
２１  周溝
３１，３２  補助台座（補助部分）
１０３  円筒ころ軸受
１０４  内輪
１０５  円筒ころ
【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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