(57)【要約】      （修正有）【課題】切断ローラによって切断された廃材を所定の廃材用受け皿まで確実に移動させることのできる絞り加工装置を提供する。【解決手段】主軸先端に、絞りローラ及び切断ローラを半径方向に摺動可能に支持する絞りローラ取付台を備えるとともに、主軸と同芯に主軸内に嵌挿したカム軸先端に、絞りローラ及び切断ローラを半径方向に移行させるカム板を備え、主軸とカム軸を中空軸で構成し、カム軸内にマンドレル４０を進退せしめる中空の軸４１を備えた絞り加工装置において、マンドレルの先端を、マンドレルの外径Ｄより小径Ｄ１の廃材受部４０ａとし、マンドレルには、爪フォルダ４２ａと爪フォルダを進退せしめるガイド軸４２ｂとからなるスライド部材４２を内設するとともに、爪フォルダには、廃材受部の周面に形成したスリット４０ａ’から突出する爪部材２０を配設し、廃材受部に掛かった廃材を爪部材で押し出す。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主軸先端に、絞りローラ及び切断ローラを半径方向に摺動可能に支持するローラ取付台を備えるとともに、前記主軸と同芯に主軸内に嵌挿したカム軸先端に、前記絞りローラ及び切断ローラを半径方向に移行させるカム板を備え、前記主軸及びカム軸を中空軸で構成し、カム軸内にマンドレルを進退せしめる中空の軸を備えた絞り加工装置において、マンドレルの先端を、マンドレルの外径より小径の廃材受部とし、前記マンドレルには、爪フォルダと該爪フォルダを進退せしめるガイド軸とからなるスライド部材を内設するとともに、前記爪フォルダには、前記廃材受部の周面に形成したスリットから突出する爪部材を配設し、前記廃材受部に掛かった廃材を爪部材で押し出すようにしたことを特徴とする絞り加工装置。
【請求項２】
廃材受部の外径を、マンドレルの外径の９０〜９５％としたことを特徴とする請求項１記載の絞り加工装置。
【請求項３】
前記ガイド軸を中空構造とし、爪部材を進退させるためのピストン軸をガイド軸内に挿通したことを特徴とする請求項１又は２記載の絞り加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絞り加工装置に関し、特に、絞り加工を施したパイプ端部の余剰部分を切断する機構を備えた絞り加工装置の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、パイプ先端等の円筒部材の絞り加工を行う絞り加工装置として、回転する主軸先端に取り付けたローラ取付台に、絞りローラを半径方向に摺動可能に支持し、この絞りローラにより固定した被加工用パイプの先端に絞り加工を施す、絞り加工装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図６〜図１４に、従来の絞り加工装置の一例を示す。
この絞り加工装置６０は、主軸機構２と、この主軸機構２に対向して被加工用パイプＰを支持する支持機構（図示省略）とを備え、主軸機構２の主軸筐体１１は、基台４上に形成した案内レール５上を駆動モータ６と駆動螺子７によって前後方向Ｌに移行可能に載置されている。
【０００４】
主軸機構２は、適宜の駆動モータ（図示省略）に連結される駆動プーリＨにより駆動され、主軸筐体１１にベアリング１２を介して支持される主軸１０と、この主軸１０の先端に設けられるローラ取付台１３とを備える。
【０００５】
このローラ取付台１３は、主軸１０の先端にフランジ１６を介して取り付けられ、絞りローラＲを配設した支持部材１７を半径方向に案内する案内溝１４ａを備えた主取付台１４と、絞りローラＲを半径方向に移行するための渦巻き状溝１８ａを備えたカム板１８とを主体として構成される。
支持部材１７には、渦巻き状溝１８ａ内に突入する案内ピン１７ａを備えることによって絞りローラＲを半径方向に移行させる。
【０００６】
主軸１０は、中空構造とし、カム板１８を先端に取り付けたカム軸１９を主軸１０内に収納し、主軸１０とカム軸１９とは、変速機構３０を介して係合され、初期位置では図８に示す位置にある絞りローラＲは、主取付台１４に対して相対的にカム板１８が図例反時計回りに９０度回動することによって、図９に示す位置まで半径方向に移動し、被加工用パイプＰの先端を加工するようにしている。
【０００７】
被加工用パイプＰに挿入されるマンドレル４０は、カム軸１９内に収納される軸４１の先端に配設され、被加工用パイプＰの加工時に内径（外径）を規制する役割を担っている。
そして、軸４１は、内部に加工後に切断される被加工用パイプＰの廃材Ｐ’を受けるためのガイド棒４７を内包することのできる中空管を使用し、進退用シリンダ４３によってガイド棒４７を進退可能に配設するようにしている。
また、軸４１の軸方向への移動は、ガイド棒４７を進退せしめる進退用シリンダ４３の近傍に配設するシリンダガイド４４を軸方向移動手段４５の移動ベッド４５ｃ上に載置して行うようにしている。
【０００８】
軸方向移動手段４５は、例えば、図７に示すようにリニアガイド等を利用し、サーボモータ等の回動機構４６の回転を回転軸４５ａに伝え、ガイドレール４５ｂを主軸１０の軸芯方向に移動させることによってガイドレール４５ｂ上の移動ベッド４５ｃを移動させるようにしている（例えば、特許文献２参照）。
【０００９】
変速機構３０には、撓み噛み合い式駆動伝達装置を用い、その概要は、図１１に示すように、主軸１０とカム軸１９とにそれぞれ係合される対をなす外輪３１、３２と、それぞれの外輪内面に形成された歯溝（両者同一歯数とする）に噛合し、かつ歯数の異なる歯形を形成した可撓性の歯車輪３３と、この歯車輪３３を楕円形に、かつ回動可能に支持し、歯溝とは相対する２箇所において噛合させるウエーブ形成輪３４とより構成したものである。
【００１０】
この変速機構３０は、ウエーブ形成輪３４を固定し、一方の外輪３１を駆動したとき、歯車輪３３は追随して回動される。これに伴い他方の外輪３２も歯車輪３３を介して回動される。このとき、両外輪３１、３２の歯数が同一であり、したがって、同一回転数で回動される。一方、歯車輪３３の歯数は、通常、外輪３１、３２より少なく（例えば、２個少なく）形成する。
【００１１】
次に、外輪３１を固定し、ウエーブ形成輪３４を回動する。３５はその駆動用減速モータを示す。このとき、歯車輪３３は外輪３１との歯数の差があり、これにより回動され、他方の外輪３２はこれにより回動される。
したがって、外輪３１を回動しながらウエーブ形成輪３４を回動することにより、他方の外輪３２は、外輪３１に対して相対回転速度は変動する。その変動回転数は、ウエーブ形成輪３４の回転数に比例する。このように、撓み噛み合い式駆動伝達装置による差動がなされる。
【００１２】
図１１において、３６は外輪３１の支持歯車、３７は外輪３２の支持歯車、３８は主軸１０に取り付けられ支持歯車３６と噛合する駆動歯車、３９は支持歯車３７と噛合する従動歯車を示す。
これにより、外輪３２の外輪３１に対する相対速度差（差動）は、カム軸１９を介してカム板１８を回動し、絞りローラＲを半径方向に出入させることができ、支持機構３に固定されたパイプ先端に絞り加工を施すことができる。
【００１３】
そして、加工後のパイプ先端の不要箇所を切断するために、ローラ取付台１３には絞りローラＲの他に切断ローラＣを配設した支持部材１７を配設するようにしている。
この支持部材１７は、図１２に示すように、切断ローラＣを回動可能に取り付ける上部移行部材５６と、カム板１８の渦巻き状溝１８ａ内に突入する案内ピン５１ａを備えた下部移行部材５１とからなり、上部移行部材５６及び下部移行部材５１は、主取付台１４の案内溝１４ａ内を摺動可能に配設され、それぞれが主軸１０の軸芯に対して直角方向に移行可能となっている。
【００１４】
そして、切断ローラＣを配設した支持部材１７は、逆行機構５０によって、下部移行部材５１の移行方向と上部移行部材５６の移行方向とを逆向きとなるようにしている。
逆行機構５０は、下部移行部材５１に刻設したラック５１ｂと、該ラック５１ｂに噛合する主取付台１４内に回動自在に配設された歯車５２と、該歯車５２に噛合する中間歯車５３と、該中間歯車５３と同一軸５５に取り付けられた駆動歯車５４と、該駆動歯車５４と噛合する上部移行部材５６の一側面に刻設したラック５６ａとから構成される。
【００１５】
これによって、カム板１８の渦巻き状溝１８ａ内に突入された案内ピン５１ａの移動方向と逆向きに切断ローラＣが移動するようになっている（例えば、特許文献３参照）。
【００１６】
しかして、図１３に示すように、絞りローラＲによって被加工用パイプＰの先端に絞り加工を施し、端部の不要部分を切断ローラＣによって切断する際に進退用シリンダ４３を作動させマンドレル４０の先端からガイド棒４７を突出させた状態で切断した輪状の廃材Ｐ’を受け、所定の廃材用受け皿Ｂに収納するようにしている。
【００１７】
ところで、このガイド棒４７は、マンドレル４０内を進退する構造のため、その外径はマンドレル４０の外径の半分以下と細いため、ガイド棒４７に受け渡される廃材Ｐ’が、切断時の慣性力によって図１４（ａ）に示すように、ガイド棒４７に掛かった状態で回転を続ける。
そのため、廃材Ｐ’は、ガイド棒４７を移動させ、所定の廃材用受け皿Ｂの位置に移動させようとするときに、図１４（ｂ）〜（ｃ）に示すように、廃材Ｐ’が回転しながらガイド棒４７から抜け落ちてしまうことがあるという問題があった。
【特許文献１】特許第３５１４７３０号公報
【特許文献２】特開２００２−１８６３５号公報
【特許文献３】特開２００１−１３７９６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明は、上記従来の絞り加工装置の有する問題点に鑑み、切断ローラによって切断された廃材を所定の廃材用受け皿まで確実に移動させることのできる絞り加工装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的を達成するため、本発明の絞り加工装置は、主軸先端に、絞りローラ及び切断ローラを半径方向に摺動可能に支持するローラ取付台を備えるとともに、前記主軸と同芯に主軸内に嵌挿したカム軸先端に、前記絞りローラ及び切断ローラを半径方向に移行させるカム板を備え、前記主軸及びカム軸を中空軸で構成し、カム軸内にマンドレルを進退せしめる中空の軸を備えた絞り加工装置において、マンドレルの先端を、マンドレルの外径より小径の廃材受部とし、前記マンドレルには、爪フォルダと該爪フォルダを進退せしめるガイド軸とからなるスライド部材を内設するとともに、前記爪フォルダには、前記廃材受部の周面に形成したスリットから突出する爪部材を配設し、前記廃材受部に掛かった廃材を爪部材で押し出すようにしたことを特徴とする。
【００２０】
この場合において、廃材受部の外径を、マンドレルの外径の９０〜９５％とすることができる。
【００２１】
さらに、これらの場合において、前記ガイド軸を中空構造とし、爪部材を進退させるためのピストン軸をガイド軸内に挿通することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の絞り加工装置によれば、マンドレルの先端を、マンドレルの外径より小径の廃材受部とし、前記マンドレルには、爪フォルダと該爪フォルダを進退せしめるガイド軸とからなるスライド部材を内設するとともに、前記爪フォルダには、前記廃材受部の周面に形成したスリットから突出する爪部材を配設し、前記廃材受部に掛かった廃材を爪部材で押し出すようにしたから、マンドレルの先端を廃材受部として切断後の廃材を引っ掛かけるから、引っ掛かった廃材は大きく回転することなく廃材受部に保持され、所定の廃材用受け皿まで移動した後に、廃材受部に引っ掛かっている廃材を爪部材で押し出し、確実に廃材用受け皿に廃材を移動させることのできる絞り加工装置を提供することができる。
【００２３】
また、廃材受部の外径を、マンドレルの外径の９０〜９５％とするときは、廃材内径と廃材受部外径との差が小さくなることによって、切断後の廃材の慣性力による回転を最小限に抑えることができ、移動中の廃材の抜け落ちを確実に防止することができる。
【００２４】
さらにまた、前記ガイド軸を中空構造とし、爪部材を進退させるためのピストン軸をガイド軸内に挿通するときは、爪部材の進退をピストン軸の作動によって機械的に行うから、爪部材を確実に出し入れすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の絞り加工装置の実施の形態を、図面に基づいて説明する。なお、従来装置と同様の構造については同一の符号、一連の符号を付し説明を省略する。
【実施例１】
【００２６】
図１〜図４に、本発明の絞り加工装置の第１実施例を示す。
【００２７】
この絞り加工装置１は、従来例と同様、主軸１０先端に、絞りローラＲ及び切断ローラＣを半径方向に摺動可能に支持するローラ取付台１３を備えるとともに、前記主軸１０と同芯に主軸１０内に嵌挿したカム軸１９先端に、前記絞りローラを半径方向に移行させるカム板１８を備え、前記主軸１０及びカム軸１９を中空軸で構成し、絞りローラＲによって被加工用パイプＰの先端に絞り加工を施した後に、切断ローラＣによって縮径加工した被加工用パイプＰの先端の余剰部分を切断するようにしている。
【００２８】
そして、図２に示すように、マンドレル４０の先端を、マンドレル４０の外径Ｄより小径（Ｄ１）の廃材受部４０ａとし、前記マンドレル４０には、爪フォルダ４２ａと該爪フォルダ４２ａを進退せしめるガイド軸４２ｂとからなるスライド部材４２を内設するとともに、前記爪フォルダ４２ａには、前記廃材受部４０ａの周面に形成したスリット４０ａ’から突出する爪部材２０を配設し、前記廃材受部４０ａに掛かった廃材Ｐ’を爪部材２０で押し出すようにしている。
なお、爪フォルダ４２ａとガイド軸４２ｂとは一体構造であっても構わない。
【００２９】
廃材受部４０ａの外径Ｄ１は、マンドレル４０の外径Ｄが、例えば５４ｍｍの場合に５０ｍｍ程度とし、マンドレル４０の外径Ｄに対して９０〜９５％の範囲とし、廃材受部４０ａの周面に切断ローラＣが到達しない範囲で大径とすることが好ましい。
また、廃材受部４０ａの軸方向の長さＭは、マンドレル４０が被加工用パイプＰの先端内に進入する際に内部の部材、例えば、被加工用パイプＰが車両用マフラーの場合には触媒としてのセラミック等に接触することがない程度、可能な範囲で長くすることが好ましい。
【００３０】
そして、廃材受部４０ａの外径Ｄ１をマンドレル４０の外径Ｄと比べて、若干小径とすることによって、廃材Ｐ’の内径と廃材受部４０ａの外径との差が小さくなり、切断された廃材Ｐ’は従来例のガイド棒４７に引っ掛かったときのように大きく回転することがなく移動中に抜け落ちることがない。
【００３１】
ガイド軸４２ｂは、マンドレル４０を押し引きする軸４１内に内包し、進退用シリンダ４３によって前記廃材受部４０ａに掛かった廃材Ｐ’を押し出す爪部材２０を配設した爪フォルダ４２ａを進退させるようにしている。
【００３２】
爪部材２０の構成は、特に特定されるものではなく、絞り加工中は、図２に示すように、マンドレル４０内にあり、縮径加工した被加工用パイプＰの先端の余剰部分を切断した後に、廃材Ｐ’を廃材受部４０ａから先端方向に押し出すように廃材受部４０ａの周面に形成したスリット４０ａ’から突出部２０ａが進退（突入出）するように構成するものであればよく、本実施例においては、図２に示すように正面視Ｌ字状に構成し、支点２０ｂを爪フォルダ４２ａに形成した溝部４２ａ’に揺動自在に取り付けるとともに、作用点となる切欠部分２０ｃに進退部材２２の切り欠き部分２２’に配設したピンを引っ掛け、進退部材２２の主軸１０の軸芯と平行方向への移動に伴って突出部２０ａが廃材受部４０ａの周面から進退するようにしている。
【００３３】
進退部材２２は、中空のガイド軸４２ｂ内に進退可能に配設したピストン軸２１の先端に取り付けるようにしている。
ピストン軸２１は、マンドレル４０の進退用シリンダ４３のピストンをシリンダとする子シリンダ２３のピストン２４に連結され、子シリンダ２３によって主軸１０の軸芯と平行方向へ移動するようにしている。
【００３４】
爪部材２０の配設数は、特には限定されず、切断され廃材受部４０ａに掛かった廃材Ｐ’を廃材用受け皿Ｂ上で押し出すことができればよく、例えば周上に４箇所に配設する他、爪フォルダ４２ａの上部１箇所に配設するだけでも構わない。
【００３５】
上記構成において、絞り加工が終了した後、被加工用パイプＰの先端の余剰部分を切断し、廃材Ｐ’を廃材用受け皿Ｂに移動させる手順を説明する。
【００３６】
まず、絞りローラＲによって被加工用パイプＰの先端を縮管した後（図４（ａ）参照）、マンドレル４０を軸方向移動手段４５（図７参照）によって被加工用パイプＰの先端から若干離間させ、図４（ｂ）に示すように、マンドレル４０の廃材受部４０ａが被加工用パイプＰの先端内部に待機している状態にしておく。
【００３７】
そして、切断ローラＣによって被加工用パイプＰの先端を切断する直前又は直後に爪部材２０の突出部２０ａを廃材受部４０ａよりも突出させておき、切断ローラＣによって被加工用パイプＰの先端を切断して廃材Ｐ’を廃材受部４０ａに引っ掛けるように切り落とす。
この場合、廃材受部４０ａの外径がマンドレル４０の外径よりも若干小径なだけであり、切断された廃材Ｐ’の内径とほぼ同経となるから、廃材Ｐ’は廃材受部４０ａに引っ掛かった後、従来例のように大きく回転することがなく、廃材受部４０ａから抜け落ちることがない。
【００３８】
この状態から、マンドレル４０を図例左側に移動させ、廃材用受け皿Ｂの上部に到達したとき、ガイド軸４２ｂを図例右側に移動させ、爪部材２０の突出部２０ａによって廃材Ｐ’を廃材受部４０ａから先端方向に押し出し、これによって廃材Ｐ’を自重で廃材用受け皿Ｂに落下収納される（図４（ｃ）参照）。
【実施例２】
【００３９】
図５に、本発明の絞り加工装置の第２実施例を示す。
【００４０】
この絞り加工装置１は、廃材受部４０ａから突出する爪部材２０の進退を弾性部材２５によって行うようにしている。
【００４１】
弾性部材２５は、特に限定されるものではないが、本実施例においては、バネ、スプリング等の発条体を使用するようにしている。
そして、爪部材２０は、支点２０ｂを支点とし、爪フォルダ４２ａに形成した溝部４２ａ’に揺動自在に取り付けるとともに、作用点となる部分にピン２０ｄを配設し、弾性部材２５の一端と連結するようにしている。
爪部材２０の突出部２０ａの内側面２０ａ’は、突出部２０ａがスリット４０ａ’から突出している状態からマンドレル４０内にスムーズに格納するように緩やかな円弧状にすることが好ましい。
弾性部材２５は、前記ピン２０ｄと連結しない他端を爪フォルダ４２ａに形成した溝部４２ａ’に固定し、常時、突出部２０ａが廃材受部４０ａから外側に突出する方向に爪部材２０に付勢力を与えるようにしている。
爪部材２０の突出部２０ａは、爪フォルダ４２ａがマンドレル４０内にあるときは、マンドレル４０の穴部の周面に押し当てられた状態で待機している。
【００４２】
上記構成において、絞りローラＲによって被加工用パイプＰの先端を縮管した後、マンドレル４０を軸方向移動手段４５によって図例左側に移動させることによって被加工用パイプＰの先端から離間させ、切断ローラＣによって被加工用パイプＰの先端を切断する直前又は直後に進退用シリンダ４３によってスライド部材４２の爪フォルダ４２ａを図例右側に若干移動させることによって弾性部材２５の付勢力によって爪部材２０の突出部２０ａは廃材受部４０ａの周面よりも突出した状態となる（図５（ｂ）参照）。
【００４３】
そして、切断ローラＣによって被加工用パイプＰの先端を切断して廃材Ｐ’を廃材受部４０ａに引っ掛けるように切り落とす。
【００４４】
この状態から、マンドレル４０を図例左側に移動させ、廃材用受け皿Ｂの上部に到達したとき、ガイド軸４２ｂを図例右側に移動させ、爪部材２０の突出部２０ａによって廃材Ｐ’を廃材受部４０ａから先端方向に押し出し、これによって廃材Ｐ’を自重で廃材用受け皿Ｂに落下収納される（図５（ｃ）参照）。
【００４５】
なお、本実施例のその他の構成及び作用は、上記第１実施例と同様である。
【００４６】
以上、本発明の絞り加工装置について、複数の実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明の絞り加工装置は、切断後の廃材を所定の廃材用受け皿まで確実に移動させることができるという特性を有していることから、絞り加工後に素材端部の余剰部分を切断する必要のある製品を加工する絞り加工装置の用途に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の絞り加工装置を示す全体図である。
【図２】本発明の絞り加工装置に使用するマンドレルの詳細を示す一部切り欠きの断面図である。
【図３】本発明の絞り加工装置に使用するガイド軸及びピストン軸の移動手段を示す一部断面図である。
【図４】本発明の絞り加工装置において、廃材を廃材用受け皿に移動させる手順を示し、（ａ）は初期状態を、（ｂ）は廃材を切断した状態を、（ｃ）は廃材を廃材受部分から取り外す状態を示す。
【図５】同第２実施例における、廃材を廃材用受け皿に移動させる手順を示し、（ａ）は初期状態を、（ｂ）は廃材を切断した状態を、（ｃ）は廃材を廃材受部分から取り外す状態を示す。
【図６】従来の絞り加工装置を示す全体図である。
【図７】従来の絞り加工装置のマンドレル及びガイド棒
【図８】絞り用工具取付台の初期状態示す平面図である。
【図９】絞り用工具取付台の絞りローラの移動状態示す平面図である。
【図１０】絞り用工具取付台の切断ローラの移動状態示す平面図である。
【図１１】変速機構の説明図で、（ａ）は変速機構の正面図で（ｂ）におけるＸ−Ｘ線断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＹ−Ｙ断面図、（ｃ）は変速作用の説明図である。
【図１２】逆行機構の構造を示し、（ａ）は図８のＷ−Ｗ断面、（ｂ）は図８のＶ−Ｖ断面を示す。
【図１３】従来の絞り加工装置において、廃材を廃材用受け皿Ｂに移動させる手順を示す。
【図１４】従来の絞り加工装置において、廃材がガイド棒から脱落する状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４９】
１    絞り加工装置
２    主軸機構
１０  主軸
１３  ローラ取付台
１８  カム板
１９  カム軸
２０  爪部材
２０ａ  突出部
２１  ピストン軸
４０  マンドレル
４０ａ  廃材受部
４１  軸
４２  スライド部材
４２ａ  爪フォルダ
４２ｂ  ガイド軸
Ｐ’  廃材
【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】
2009050882.tif 000012
【図１１】
2009050882.tif 000013
【図１２】
2009050882.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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