(57)【要約】【課題】過負荷運転等による温度上昇や高温環境下での使用等の熱によるモータへの温度負荷を抑制することができるコンベア用スリーブおよびスリーブ付きローラを、コストの著しい上昇を招くことなく提供する。【解決手段】駆動用モータを内蔵したローラの外側を環状の間隔を設けて覆い、ローラと共に回転する円筒状のスリーブ本体と、スリーブ本体の内周面に固定され、ローラと共に回転して放熱のための空気流を発生させる羽根とを備えるコンベア用羽根付きスリーブ。前記羽根が、スリーブ本体の内周面に沿ってスリーブ本体の軸方向に螺旋状に形成されているコンベア用羽根付きスリーブ。【選択図】    図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動用モータを内蔵したローラの外側を環状の間隔を設けて覆い、前記ローラと共に回転する円筒状のスリーブ本体と、
前記スリーブ本体の内周面に固定され、前記ローラと共に回転して放熱のための空気流を発生させる羽根と
を備えていることを特徴とするコンベア用羽根付きスリーブ。
【請求項２】
前記羽根が、前記スリーブ本体の内周面に沿って前記スリーブ本体の軸方向に螺旋状に形成されており、回転時、前記スリーブ本体の一端側から他端側に向けて前記空気流を発生させることを特徴とする請求項１に記載のコンベア用羽根付きスリーブ。
【請求項３】
駆動用モータを内蔵したローラ本体と、
前記ローラの外側を環状の間隔を設けて覆い、前記ローラ本体と共に回転する円筒状のスリーブ本体と、
前記スリーブ本体の内周面に固定され、前記ローラ本体と共に回転して放熱のための空気流を発生させる羽根と
を備えていることを特徴とするコンベア用スリーブ付きローラ。
【請求項４】
前記羽根が、前記スリーブ本体の内周面に沿って前記スリーブ本体の軸方向に螺旋状に形成されており、回転時、前記スリーブ本体の一端側から他端側に向けて前記空気流を発生させることを特徴とする請求項３に記載のコンベア用スリーブ付きローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物流業界等で用いられるコンベア（ローラコンベア）を構成するモータ内蔵ローラ（以下、単に「ローラ」とも言う。）の発熱を効率よく放熱するためのコンベア用羽根付きスリーブおよびスリーブ付きローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、物流業界等においては、物品をスムーズに自動搬送するために、物品搬送用コンベアとして、パイプの内部に小型モータやギヤ等を内蔵したモータ内蔵ローラを備えたコンベアが用いられることが多い。
【０００３】
図７に、従来の物品搬送用コンベアの一例を概念図として示す。図７において、物品搬送用コンベア７１は、搬送物を低所から高所へスムーズに移動させるために設けられた螺旋状の傾斜部（スパイラルコンベア部）と、搬送物を平面上で水平移動させるために設けられた平面部とで構成されている。そして、傾斜部にはテーパローラ７２が、また平面部にはストレートローラ７４が配置されている。傾斜部にテーパローラ７２を配置することにより、搬送物を低所から高所へスムーズに移動させることができる。
【０００４】
しかし、これらのローラの表面は、一般に、鉄等の金属パイプで形成されており、十分な摩擦係数を有しているとは言えず、搬送物の材質や重量によっては搬送物がローラ上を滑ってしまい、スムーズな搬送ができなくなる可能性がある。特に、傾斜部においてその問題が顕著である。
【０００５】
そこで、摩擦係数の比較的大きい発泡ウレタン樹脂層が表面に施されたスリーブ（テーパスリーブ７３、ストレートスリーブ７５）を、ローラ（テーパローラ７２、ストレートローラ７４）に装着して、搬送物が滑ることを防止している。また、ローラの外側表面にゴムライニングを施して、搬送物が滑ることを防止している場合もある。なお、図７では、本発明の理解を容易にするために、便宜上、スリーブが装着されているローラとスリーブが装着されていないローラを混在させて描いている。
【０００６】
しかし、発泡ウレタン樹脂やゴムライニングは、熱伝導性が低く、放熱性が低いため、モータの運転に伴う発熱を十分に放熱することができず、ローラ自身にモータの熱がこもる。その結果、ローラひいてはモータの温度が上昇し、高温環境下でモータの運転が行われる可能性がある。また、過負荷運転等による温度上昇もある。
【０００７】
一般的に使用されているモータにおいては、モータの回転子または固定子に備えられた永久磁石（以下、単に「磁石」とも言う）の耐熱性は高いとは言えず、過負荷運転等により使用中の温度が上昇した場合や、繰り返し高温環境下で使用した場合、磁石が熱による不可逆性の減磁（熱減磁）を起こし、その結果として、常温に戻ったとき、モータのトルクが著しく低下し、回復しない現象が発生し、搬送能力の低下を招いてしまう。
【０００８】
そこで、高温環境下での使用や過負荷運転等による温度上昇等によるモータへの温度負荷に対して、耐熱性に優れた磁石を備えたモータを用いることが考えられ、特許文献１〜３には、高保磁力を有すると共に、高温時での減磁耐力に優れた磁石として、テルビウム（Ｔｂ）やディスプロシウム（Ｄｙ）等の重希土類元素を含有させたＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系の希土類磁石が示されている。
【特許文献１】特開２００４−３０４０３８号公報
【特許文献２】ＷＯ  ２００６／０６４８４８  Ａ１公報
【特許文献３】特開２００５−２１０８７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１〜３に示されたＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系の希土類磁石は、希少で高価な重希土類元素を用いているため、このような磁石を用いたモータは、コストの著しい上昇を招いてしまう。
【００１０】
そこで、本発明は、上記の問題に鑑み、高い放熱性により、高温環境下での使用や過負荷運転等による温度上昇等の熱によるモータへの温度負荷を抑制することができるコンベア用スリーブおよびスリーブ付きローラを、コストの著しい上昇を招くことなく提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者は、ローラの外周面に空気流を発生させることにより、ローラから効率的に放熱することができ、モータへの温度負荷を十分に抑制することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
以下、各請求項の発明について説明する。
【００１２】
請求項１に記載の発明は、
駆動用モータを内蔵したローラの外側を環状の間隔を設けて覆い、前記ローラと共に回転する円筒状のスリーブ本体と、
前記スリーブ本体の内周面に固定され、前記ローラと共に回転して放熱のための空気流を発生させる羽根と
を備えていることを特徴とするコンベア用羽根付きスリーブである。
【００１３】
請求項１の発明においては、コンベア用羽根付きスリーブが、駆動用モータを内蔵したローラの外側を環状の間隔を設けて覆い、ローラと共に回転する円筒状のスリーブ本体と、スリーブ本体の内周面に固定されてローラと共に回転して放熱のための空気流を発生させる羽根とを備えているため、ローラの回転と共に羽根が回転して、前記間隔部分に空気流が発生して、ローラ内の熱を効率的に放散することができる。
【００１４】
その結果、スリーブ本体の外側に搬送物の滑り防止のための発泡ウレタン樹脂層等が設けられていても、モータ温度が過度に上昇することを抑制できて、トルクが低下せず、ローラの搬送能力の低下を抑制することができる。
【００１５】
また、請求項１の発明に係るコンベア用羽根付きスリーブは、スリーブ本体に羽根を設けるだけという極めて簡易な構造のスリーブであるため、コストの上昇を十分に抑制することができる。
【００１６】
スリーブ本体の外形としては、ストレート状の他に、テーパ状であってもよい。テーパ状のスリーブを、コンベアのコーナー部に設けることにより、搬送物を円滑に搬送することができる。なお、テーパ状のスリーブの場合、回転時、大口径側から小口径側に空気の流れができるように羽根を設けると、大量の外部空気を吸い込むことができ、より効率的に熱を放散することができる。
【００１７】
なお、請求項１の発明に係るコンベア用羽根付きスリーブは、前記したＴｂやＤｙ等の重希土類元素を含有させたＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系の希土類磁石等の耐熱性に優れた磁石を備えた高温環境型のモータを用いたローラへの適用を排除するものではない。これらのモータを用いたローラに対しても、放熱効果は十分に発揮され、モータ温度が過度に上昇することを抑制することができる。
【００１８】
また、従来、搬送物の滑り防止用のゴムライニングは、一般的には、ローラの外側表面に直接ライニング処理を施される場合が多かったが、請求項１の発明に係るコンベア用羽根付きスリーブの場合には、スリーブ本体の外側にライニング処理を施してゴムライニング層が設けられる。そして、このような放熱性の悪いゴムライニング層が設けられたライニングスリーブであっても、前述した請求項１の発明の効果により、モータ温度が過度に上昇することを抑制することができる。
【００１９】
そして、このようなライニングスリーブは、ローラ完成品に後付けすることができるという利点を有する。その結果、従来の表面にライニング処理が施されたローラの場合、ローラパイプ単品の状態で外側表面に直接ライニング処理された後ローラ完成品とされていたため、特に受注生産の場合にはライニング処理に日数を要し、製作日数がかかるという問題があったが、ライニングスリーブの場合には、受注生産を行う場合であっても、予めライニング処理されたスリーブをローラに嵌め込むだけで済むため、製作日数を短縮することができる。
【００２０】
また、このように後付けが可能になることにより、複数種類のライニングスリーブを標準在庫として確保することができて短納期に対応することができ、場合によっては客先での仕様変更に伴うスリーブの後付にも迅速に対応することができる。
【００２１】
請求項２に記載の発明は、
前記羽根が、前記スリーブ本体の内周面に沿って前記スリーブ本体の軸方向に螺旋状に形成されており、回転時、前記スリーブ本体の一端側から他端側に向けて前記空気流を発生させることを特徴とする請求項１に記載のコンベア用羽根付きスリーブである。
【００２２】
請求項２の発明においては、放熱のための空気流を発生させる羽根を螺旋状に形成させている。羽根を螺旋状に形成することにより、回転時、スリーブとローラの間隔内へ空気を、他の形状以上に効率的に供給することができ、スリーブ１回転当たりの空気流量を多くできるため、モータの発熱を最も効率的に放散することができる。
【００２３】
請求項３に記載の発明は、
駆動用モータを内蔵したローラ本体と、
前記ローラの外側を環状の間隔を設けて覆い、前記ローラ本体と共に回転する円筒状のスリーブ本体と、
前記スリーブ本体の内周面に固定され、前記ローラ本体と共に回転して放熱のための空気流を発生させる羽根と
を備えていることを特徴とするコンベア用スリーブ付きローラである。
【００２４】
請求項３の発明においては、コンベア用スリーブ付きローラが、駆動用モータを内蔵したローラ本体と、ローラ本体の外側を環状の間隔を設けて覆い、ローラ本体と共に回転する円筒状のスリーブ本体と、スリーブ本体の内周面に固定されてローラ本体と共に回転して放熱のための空気流を発生させる羽根とを備えているため、ローラの回転と共に羽根が回転して、前記間隔部分に空気流が発生して、ローラ内の熱を効率的に放散することができる。
【００２５】
その結果、モータ温度が過度に上昇することを抑制できて、トルクが低下せず、搬送能力が衰えないローラを提供することができる。
【００２６】
また、請求項３の発明においては、コンベア用スリーブ付きローラが、スリーブ本体に羽根を設けたスリーブを備えただけという極めて簡易な構造のローラであるため、コストの上昇を十分に抑制することができる。
【００２７】
請求項４に記載の発明は、
前記羽根が、前記スリーブ本体の内周面に沿って前記スリーブ本体の軸方向に螺旋状に形成されており、回転時、前記スリーブ本体の一端側から他端側に向けて前記空気流を発生させることを特徴とする請求項４に記載のコンベア用スリーブ付きローラである。
【００２８】
請求項４の発明においては、放熱のための空気流を発生させる羽根を螺旋状に形成させている。羽根を螺旋状に形成することにより、回転時、間隔内へ空気をより効率的に供給することができて、空気流量を多くできるため、モータの発熱をより効率的に放散することができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明により、高温環境下での使用や過負荷運転等による温度上昇等の熱によるモータへの温度負荷を抑制することができるコンベア用スリーブおよびスリーブ付きローラを、コストの著しい上昇を招くことなく提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明をその最良の実施の形態に基づいて説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、以下の実施の形態に対して種々の変更を加えることが可能である。
【００３１】
１．ローラ本体およびモータ
始めに、本発明の実施の形態におけるローラ本体およびモータの動作を理解するために、本実施の形態に係るローラ本体およびモータについて説明する。
【００３２】
（ローラ本体について）
図１に、ＩＰＭ−ＤＣブラシレスモータを内蔵したローラ本体の概念図を示す。図１において、モータ２２のロータシャフトの先端に対し回転固定で嵌合する太陽歯車１４は、遊星減速機構１５を経て減速された出力軸１６へと出力され、出力軸１６は、パイプ１７へ回転固定された出力板１８と回転固定で嵌合し、パイプ１７へと出力伝達することにより、パイプ１７が回転する。また、軸１９は、モータケースに対して回転固定かつパイプ１７に対して回転可能に固定および取付フレーム２０に対して固定金具２１を介して固定される。軸１９を取付フレーム２０に取り付け、回転固定させることによりパイプ１７が回転し物品を搬送可能とする。
【００３３】
（モータについて）
図２に、図１におけるモータ２２のＩＰＭ−ＤＣブラシレスモータの概念図を示す。図２において、磁石１が円周上９０°おきに均等に埋め込まれたロータコア２、および４極着磁された位置検出磁石３は、ロータシャフト４に回転固定されている。ロータシャフト４の両端は、軸受５および軸受５を保持するモータフレーム６を介してモータケース７で保持され、また、モータケース７で圧入固定されているステータ８に対して軸心が同一である。
【００３４】
マグネットワイヤ１３が巻装されたステータ８に対して、ロータ（４極：パラレル円周方向）は、スラスト方向に同位置に配置し、回転可能になるように軸受５およびモータフレーム６を経てモータケース７に固定されている。
【００３５】
ホールＩＣ９は、軸心に対して６０°毎に３ヶ所ホール基板１０上に配置されて、ロータに配置した位置検出磁石３の磁極を検知し、ホール基板１０および中空になっている軸１９を貫通するケーブル１１を介して、別途接続される制御基板１２へと信号を送る。別途接続される制御基板１２はその信号を受け、適宜ステータ８へ巻装されたマグネットワイヤ１３へ電流を流し、ロータシャフト４を回転させる。
【００３６】
なお、本実施に形態においては、モータ２２として、小型、長寿命等の観点より、上記のように、ブラシレスモータを用いたが、限定されるものではなく、一般的に使用されるブラシモータであっても良い。
【００３７】
（実施の形態１）
本実施の形態は、スリーブ本体の内周面に羽根が設けられ、羽根の内縁部がローラ本体の外周面に固定されている羽根付きスリーブの例であり、図３に、本実施の形態に係るコンベア用羽根付きスリーブの概念図を示す。図３において、コンベア用羽根付きスリーブ２４は、円筒状のスリーブ本体２５と、放熱のための空気流を発生させる羽根２６とを備えている。スリーブ本体２５の内径は、ローラ本体２３の外径よりも大きく、ローラ本体の外周面２９との間に環状の間隔２７が形成される大きさに設定されている。
【００３８】
羽根２６は、ローラ本体の外周面２９およびスリーブ本体２５との間の間隔２７に設けられ、ローラ本体の外周面２９およびスリーブ本体２５の内周面に沿ってスリーブ本体２５の軸方向に螺旋状に形成され、羽根２６とスリーブ本体２５とは樹脂成型等の手段を用いて一体に形成されている。そして、羽根２６の内縁部はローラ本体の外周面２９と接触して接着剤等で固定されている。なお、スリーブ本体２５と羽根２６は、個々に形成されて、接着剤等で固定されていてもよい。また、本実施の形態においては、スリーブ本体２５の外周面には、搬送物の滑り防止用のゴムライニング３３が施されている。
【００３９】
スリーブ本体２５、および羽根２６に用いられる材質としては、樹脂では、ガラス繊維強化ポリアミド樹脂（ＰＡ）、ガラス繊維強化ポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ）、ガラス繊維強化ポリサルホン樹脂（ＰＳＵ）等を挙げることができる。ローラのパイプと同じ材質である必要はなく、接着やピン打ち等でローラ本体に固定することが可能であれば、適宜選択することができる。
【００４０】
また、羽根２６の螺旋ピッチについては、前記した空気流の発生に合わせて、適宜設計することができるが、通常は、２０〜５０ｍｍ程度のピッチが好ましい。
【００４１】
このように構成されるコンベア用羽根付きスリーブ２４は、回転時、ローラ本体２３と共に矢印の方向に回転することにより、白抜き矢印で示すように、スリーブ本体２５の一端側から外部空気が流入し、螺旋状に形成された羽根２６に沿って、間隔２７を通ってスリーブ本体２５の他端側から流出して、ローラ本体２３で発生する熱を放散させることができ、ローラ本体２３の放熱性を向上させることができる。
【００４２】
（実施の形態２）
本実施の形態は、スリーブ本体の内側にさらに内筒を設け、スリーブ本体と内筒との間に羽根が設けられた羽根付きスリーブの例であり、図４に、本実施の形態に係るコンベア用羽根付きスリーブの概念図を示す。なお、図４においては、ローラ本体の取付状況も示すため、取付フレーム等も図示してある。
【００４３】
図４において、コンベア用羽根付きスリーブ２４は、円筒状のスリーブ本体２５と、その内側に設けられた内筒３０と、放熱のための空気流を発生させる羽根２６とを備えている。内筒３０の内径は、ローラ本体２３の外形にほぼ同じであって、コンベア用羽根付きスリーブ２４は、内筒３０をローラ本体２３に嵌め込み、例えば、接着やピン打ち等により固定される。
【００４４】
羽根２６は、スリーブ本体２５と内筒３０との間との間の間隔２７に設けられ、スリーブ本体２５の内周面および内筒３０の外周面に沿って、スリーブ本体２５の軸方向に螺旋状に形成され、羽根２６、スリーブ本体２５および内筒３０は樹脂成型等の手段を用いて一体に形成されている。なお、羽根２６、スリーブ本体２５および内筒３０は、個々に形成されて、接着剤等で固定されていてもよい。また、本実施の形態においても、スリーブ本体２５の外周面にはゴムライニング３３が施されている。
【００４５】
このように構成されるコンベア用羽根付きスリーブ２４は、回転時、ローラ本体２３と共に矢印の方向に回転することにより、白抜き矢印で示すように、スリーブ本体２５の一端側から外部空気が流入し、螺旋状に形成された羽根２６に沿って、間隔２７を通ってスリーブ本体２５の他端側から流出して、ローラ本体２３で発生する熱を内筒３０を介して放散させることができ、ローラ本体２３の放熱性を向上させることができる。
【００４６】
本実施の形態の場合、螺旋状の羽根２６が予め内筒３０に固定されているため、内筒３０をローラ本体２３に嵌め込み固定するだけで、ローラ本体２３に固定することができ、ローラ本体２３への取付作業が容易になる。
【００４７】
（実施の形態３）
本実施の形態は、テーパ状のスリーブ本体の内周面に羽根が設けられ、羽根の内縁部がローラ本体の外周面に固定されている羽根付きスリーブの例であり、図５に、本実施の形態に係るテーパ状のコンベア用羽根付きスリーブの概念図を示す。図５において、テーパ状のコンベア用羽根付きスリーブ２４は、テーパ状のスリーブ本体２５と、放熱のための空気流を発生させる螺旋状の羽根２６とで構成され、羽根２６とスリーブ本体２５とは樹脂成型等の手段を用いて一体に形成されている。そして、羽根２６の内縁部はローラ本体の外周面２９と接触して接着剤等で固定されている。なお、スリーブ本体２５と羽根２６は、個々に形成されて、接着剤等で固定されていてもよい。また、本実施の形態においても、スリーブ本体２５の外周面にはゴムライニング３３が施されている。
【００４８】
このように構成されるテーパ状のコンベア用羽根付きスリーブ２４は、回転時、ローラ本体２３と共に矢印の方向に回転することにより、白抜き矢印で示すように、スリーブ本体２５の大口径側から外部空気が流入し、螺旋状に形成された羽根２６に沿って、間隔２７を通ってスリーブ本体２５の小口径側から流出して、ローラ本体２３で発生する熱を放散させることができる。このように、外部空気をスリーブ本体２５の大口径側から流入させることにより、大量の空気を送り込むことができ、より効率的な熱の放散を図ることができる。
【００４９】
（実施の形態４）
本実施の形態は、テーパ状のスリーブ本体の内側にさらに内筒を設け、スリーブ本体と内筒との間に羽根が設けられたテーパ状の羽根付きスリーブの例であり、図６に、本実施の形態に係るテーパ状のコンベア用羽根付きスリーブの概念図を示す。なお、図６においても、ローラ本体の取付状況も示すため、取付フレーム等も図示してある。
【００５０】
図６において、テーパ状のコンベア用羽根付きスリーブ２４は、テーパ状のスリーブ本体２５と、その内側に設けられた内筒３０と、放熱のための空気流を発生させる羽根２６とを備えている。内筒３０の内径は、ローラ本体２３の外形にほぼ同じであって、コンベア用羽根付きスリーブ２４は、内筒３０をローラ本体２３に嵌め込み、例えば、接着やピン打ち等により、固定される。
【００５１】
羽根２６は、スリーブ本体２５と内筒３０との間との間の間隔２７に設けられ、スリーブ本体２５の内周面および内筒３０の外周面に沿って、スリーブ本体２５の軸方向に螺旋状に形成され、羽根２６、スリーブ本体２５および内筒３０は樹脂成型等の手段を用いて一体に形成されている。なお、羽根２６、スリーブ本体２５および内筒３０は、個々に形成されて接着剤等で固定されていてもよい。また、本実施の形態においても、スリーブ本体２５の外周面にはゴムライニング３３が施されている。
【００５２】
このように構成されるテーパ状のコンベア用羽根付きスリーブ２４は、回転時、ローラ本体２３と共に矢印の方向に回転することにより、白抜き矢印で示すように、スリーブ本体２５の大口径側から外部空気が流入し、螺旋状に形成された羽根２６に沿って、間隔２７を通ってスリーブ本体２５の小口径側から流出してローラ本体２３で発生する熱を内筒３０を介して放散させることができる。このように、実施の形態３と同様に、外部空気をスリーブ本体２５の大口径側から流入させることにより、大量の空気を送り込むことができ、より効率的な熱の放散を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施の形態に係るブラシレスモータを内蔵したローラ本体の概念図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るブラシレスモータの概念図である。
【図３】実施の形態１に係るコンベア用羽根付きスリーブの概念図である。
【図４】実施の形態２に係るコンベア用羽根付きスリーブの概念図である。
【図５】実施の形態３に係るコンベア用羽根付きスリーブの概念図である。
【図６】実施の形態４に係るコンベア用羽根付きスリーブの概念図である。
【図７】従来の物品搬送用コンベアの一部を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５４】
１            磁石
２            ロータコア
３            位置検出磁石
４            ロータシャフト
５            軸受
６            モータフレーム
７            モータケース
８            ステータ
９            ホールＩＣ
１０          ホール基板
１１          ケーブル
１２          制御基板
１３          マグネットワイヤ
１４          太陽歯車
１５          遊星減速機構
１６          出力軸
１７          パイプ
１８          出力板
１９          軸
２０          取付フレーム
２１          固定金具
２２          モータ
２３          ローラ本体
２４          コンベア用羽根付きスリーブ
２５          スリーブ本体
２６          羽根
２７          間隔
２９          ローラ本体の外周面
３０          内筒
３３          ゴムライニング
７１          物品搬送用コンベア
７２          テーパローラ
７３          テーパスリーブ
７４          ストレートローラ
７５          ストレートスリーブ
【図１】
2009203059.tif 000003
【図２】
2009203059.tif 000004
【図３】
2009203059.tif 000005
【図４】
2009203059.tif 000006
【図５】
2009203059.tif 000007
【図６】
2009203059.tif 000008
【図７】
2009203059.tif 000009