(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基本シリンダチューブの内周面を摺動するように第１段のピストンが設けられ、第１段のピストンと一体化された中空の第１段のロッドを第２段のシリンダチューブとし、第２段のシリンダチューブ内に第２段のピストン及び第２段のロッドが設けられるというように、複数のシリンダが入れ子式に構成された多段シリンダの各ロッドのストローク位置を補正する方法であって、
第１段のピストンの下側の流体室に流体を供給しまたは排出することによって第１段のロッドのストローク位置を予め定めた中間位置に位置決めする第１ステップ、
第２段のピストンの下側の流体室の流体を排出することによって第２段以降のロッドをそれぞれ最も収縮した位置に移動させる第２ステップ、
第２段以降のロッドが伸長方向に移動するように第２段のピストンの下側の流体室に圧流体を補給する第３ステップ、及び、
第２段のロッドのストローク位置が、位置決めされた第１段のロッドのストローク位置と同じストローク分の位置となったときに前記圧流体の補給を停止する第４ステップ、
を有することを特徴とする多段シリンダのストローク位置の補正方法。
【請求項２】
第４ステップにおいて、第２段のロッドのストローク位置を検出する第２センサの検出信号によって、前記圧流体の補給を停止する、
請求項１記載の多段シリンダのストローク位置の補正方法。
【請求項３】
第４ステップにおいて、前記圧流体の補給量を検出する流量検出装置からの信号に基づいて、前記圧流体の補給を停止する、
請求項１記載の多段シリンダのストローク位置の補正方法。
【請求項４】
基本シリンダチューブの内周面を摺動するように第１段のピストンが設けられ、第１段のピストンと一体化された中空の第１段のロッドを第２段のシリンダチューブとし、第２段のシリンダチューブ内に第２段のピストン及び第２段のロッドが設けられるというように、複数のシリンダが入れ子式に構成された多段シリンダの各ロッドのストローク位置を補正する装置であって、
第１段のロッドのストローク位置が予め定めた中間位置であることを検出する第１センサと、
第２段のロッドのストローク位置が第１センサで検出される第１段のロッドのストローク位置と同じストローク分の位置であることを検出する第２センサと、
第２段以降のロッドが伸長方向に移動するように圧流体を補給する圧流体補給装置と、
第１段のロッドのストローク位置を前記第１センサが検出する位置に位置決めし、第２段以降のロッドをそれぞれ最も収縮した位置に移動させ、第２センサが第２段のロッドを検出するまで前記圧流体補給装置による圧流体の補給を行うように制御する制御装置と、
を有してなることを特徴とする多段シリンダのストローク位置の補正装置。
【請求項５】
基本シリンダチューブの内周面を摺動するように第１段のピストンが設けられ、第１段のピストンと一体化された中空の第１段のロッドを第２段のシリンダチューブとし、第２段のシリンダチューブ内に第２段のピストン及び第２段のロッドが設けられるというように、複数のシリンダが入れ子式に構成された多段シリンダの各ロッドのストローク位置を補正する装置であって、
第１段のロッドのストローク位置が予め定めた中間位置であることを検出する第１センサと、
第２段以降のロッドが伸長方向に移動するように圧流体を補給する圧流体補給装置と、
前記圧流体の補給量を検出する流量検出装置と、
第１段のロッドのストローク位置を前記第１センサが検出する位置に位置決めし、第２段以降のロッドをそれぞれ最も収縮した位置に移動させ、第２段のロッドが第１センサで検出される第１段のロッドのストローク位置と同じストローク分の位置まで伸長するよう前記圧流体補給装置による圧流体の補給を行うように制御する制御装置と、
を有してなることを特徴とする多段シリンダのストローク位置の補正装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多段シリンダのストローク位置の補正方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来において、多段シリンダ（テレスコピックシリンダ）は油圧エレベータに使用される。
【０００３】
図７は油圧エレベータ１の構成の例を示す図である。
図７において、床面ＦＬにはピットＰＩが設けられ、ピットＰＩの上方の建屋ＣＴによって昇降路ＷＹが形成される。ピットＰＩには、多段シリンダＣＹが設置され、そのロッドの先端にカゴＣＧが取り付けられている。多段シリンダＣＹの伸縮移動により、カゴＣＧが昇降路ＷＹ内を昇降する。
【０００４】
ピットＰＩには、万一の場合の安全を確保するために、複数個のバッファスプリングＳＰが設けられる。バッファスプリングＳＰは、カゴＣＧが通常に運転されている場合にはバッファスプリングＳＰが作用しないよう、その最上部が床面ＦＬよりも若干低い位置となるように設けられる。
【０００５】
図８は多段シリンダＣＹ２の構造の例を示す断面図である。
図８に示す多段シリンダＣＹ２は２段の多段シリンダである。基本シリンダチューブ６１の内周面を摺動するように第１段のピストン６２が設けられる。第１段のピストン６２と一体化された中空の第１段のロッド６３を第２段のシリンダチューブとし、この第２段のシリンダチューブ内に第２段のピストン６４及び第２段のロッド６５が設けられるというように、複数のシリンダが入れ子式に構成される。
【０００６】
第１段のロッド６３には、外周側と内周側とを連通する連通穴７１，７１が設けられる。第２段のピストン６４には、その両側の流体室ＣＢ１３，１４間を互いに連通する連通穴７２が設けられる。基本シリンダチューブ６１には、圧流体を給排するためのポートＰＴが設けられる。
【０００７】
第１段のピストン６２には、その下側の流体室ＣＢ１１から上側の流体室ＣＢ１３に向かって自由流となる方向のチェック弁７５が設けられる。チェック弁７５は、当該第１段のピストン６２及び第１段のロッド６３が最も収縮したときに機械的に作動し、第１段のピストン６２の両側の流体室ＣＢ１１，１３間が自由流となるように連通させる。
【０００８】
ポートＰＴから流入した圧流体は、第１段のピストン６２の下側の流体室ＣＢ１１に流入し、当該ピストン６２を上方に押し上げる。これによって当該ピストン６２は上方に移動する。
【０００９】
第１段のピストン６２の上昇移動によって、流体室ＣＢ１２の容積が減少するので、流体室ＣＢ１２内の圧流体は連通穴７１，７１を通って流体室ＣＢ１３に流入し、これによって第２段のピストン６４を押し上げる。
【００１０】
第２段のピストン６４の上昇移動によって、流体室ＣＢ１４の容積が減少するので、流体室ＣＢ１４内の圧流体は連通穴７２を通って流体室ＣＢ１３に流入する。
【００１１】
通常、第１段のロッド６３及び第２段のロッド６５が、互いに同期して同じ相対速度で移動するように、それぞれのピストン６２，６４の有効受圧面積の値が設計される。そのように設計された多段シリンダＣＹ２は、等速多段シリンダと呼称される。
【００１２】
多段シリンダＣＹ２において、基本シリンダチューブ６１とピストン６２との間は、ピストン６２に装着されたパッキンによってシールが行われている。このパッキンには、摺動抵抗を減少させるためにスリッパシールタイプのものが多く用いられる。そのようなパッキンは内部漏れが多いため、圧流体が流体室ＣＢ１２から漏れて流体室ＣＢ１１に入り込み、流体室ＣＢ１２，１３，１４内の圧流体の合計量が長期の使用によって減少する。そのため第２段のピストン６４が最も伸長した位置まで上がらず、第１段のロッド６３と第２段のロッド６５との間に段差が生じてくる。
【００１３】
但し、第１段のピストン６２を最も収縮した位置に移動させることによって、チェック弁７５が機械的に作動し、流体室ＣＢ１１内の圧流体の一部が流体室ＣＢ１２，１３，１４内に吸い込まれ、これによって初期化が行われ、段差は解消される。
【００１４】
なお、図８には２段の多段シリンダＣＹ２を示したが、３段以上の多段シリンダＣＹの場合には、第１段のピストン６２及び第１段のロッド６３と同じ構造のものが複数個設けられることとなる。そのような多段シリンダＣＹの構造及び使用方法は、特開平５−３３０７６２号などで公知である。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
図７に示すように、カゴＣＧは、１階の床面ＦＬの位置を下限位置とし、その上方の階例えば２階又は３階の床面の位置を上限位置として、通常の運転では下限位置と上限位置との間を移動する。そして、多段シリンダＣＹは、その全ストロークの間の中間において伸縮駆動を行う。つまり、通常の運転では、多段シリンダＣＹは最も収縮した位置にまで下降することがない。そのため、通常の運転では初期化が行われず、したがって使用するにしたがって段差が発生する。
【００１６】
従来においては、この段差を解消するために、１か月程度毎にバッファスプリングＳＰを取り外し、多段シリンダＣＹを最も収縮した位置まで一旦下降させ、内蔵したチェック弁７５を作動させる。これによって各段の圧流体の量の補正を行い、各段のストローク位置の補正を行う。その後、バッファスプリングＳＰを再度取り付ける。
【００１７】
このように、従来においては、多段シリンダＣＹのストローク位置の補正のために、定期的にバッファスプリングＳＰを取り外したり取り付けたりする必要があり、その作業が極めて面倒であって多くの時間と労力を要していた。
【００１８】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、バッファスプリングを取り外すなどの面倒な作業を行うことなく、容易に多段シリンダのストローク位置の補正を行うことのできる方法及び装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明に係る方法は、基本シリンダチューブの内周面を摺動するように第１段のピストンが設けられ、第１段のピストンと一体化された中空の第１段のロッドを第２段のシリンダチューブとし、第２段のシリンダチューブ内に第２段のピストン及び第２段のロッドが設けられるというように、複数のシリンダが入れ子式に構成された多段シリンダの各ロッドのストローク位置を補正する方法であって、第１段のピストンの下側の流体室に流体を供給しまたは排出することによって第１段のロッドのストローク位置を予め定めた中間位置に位置決めする第１ステップ、第２段のピストンの下側の流体室の流体を排出することによって第２段以降のロッドをそれぞれ最も収縮した位置に移動させる第２ステップ、第２段以降のロッドが伸長方向に移動するように第２段のピストンの下側の流体室に圧流体を補給する第３ステップ、及び、第２段のロッドのストローク位置が、位置決めされた第１段のロッドのストローク位置と同じストローク分の位置となったときに前記圧流体の補給を停止する第４ステップ、を有する。
【００２０】
請求項２の発明に係る方法は、第４ステップにおいて、第２段のロッドのストローク位置を検出する第２センサの検出信号によって、前記圧流体の補給を停止する。
【００２１】
請求項３の発明に係る方法は、第４ステップにおいて、前記圧流体の補給量を検出する流量検出装置からの信号に基づいて、前記圧流体の補給を停止する。
請求項４の発明に係る装置は、第１段のロッドのストローク位置が予め定めた中間位置であることを検出する第１センサと、第２段のロッドのストローク位置が第１センサで検出される第１段のロッドのストローク位置と同じストローク分の位置であることを検出する第２センサと、第２段以降のロッドが伸長方向に移動するように圧流体を補給する圧流体補給装置と、第１段のロッドのストローク位置を前記第１センサが検出する位置に位置決めし、第２段以降のロッドをそれぞれ最も収縮した位置に移動させ、第２センサが第２段のロッドを検出するまで前記圧流体補給装置による圧流体の補給を行うように制御する制御装置と、を有してなる。
【００２２】
請求項５の発明に係る装置は、第１段のロッドのストローク位置が予め定めた中間位置であることを検出する第１センサと、第２段以降のロッドが伸長方向に移動するように圧流体を補給する圧流体補給装置と、前記圧流体の補給量を検出する流量検出装置と、第１段のロッドのストローク位置を前記第１センサが検出する位置に位置決めし、第２段以降のロッドをそれぞれ最も収縮した位置に移動させ、第２段のロッドが第１センサで検出される第１段のロッドのストローク位置と同じストローク分の位置まで伸長するよう前記圧流体補給装置による圧流体の補給を行うように制御する制御装置と、を有してなる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る補正装置を適用した油圧エレベータ１の油圧回路図、図２は図１の油圧エレベータ１に用いられる多段シリンダＣＹ１の要部を示す断面図である。
【００２４】
本実施形態において、多段シリンダＣＹ１は３段の等速多段シリンダである。圧流体として油圧が用いられる。
図２において、多段シリンダＣＹ１は、基本シリンダチューブ４１の内周面を摺動するように第１段のピストン４２が設けられる。第１段のピストン４２と一体化された中空の第１段のロッド４３を第２段のシリンダチューブとし、この第２段のシリンダチューブ内に第２段のピストン４４及び第２段のロッド４５が設けられる。さらに、第２段のロッド４５を第３段のシリンダチューブとして、第３段のピストン４６及び第３段のロッド４７が設けられる。第３段のロッド４７の先端部にカゴＣＧが取り付けられる。
【００２５】
基本シリンダチューブ４１の下端面には基台カバー４０が取り付けられ、基台カバー４０の中央にブロック４０ａが取り付けられる。基台カバー４０がピットＰＩ内のコンクリート基台に固定される。
【００２６】
基本シリンダチューブ４１の上端にはロッドカバー４１ａが、第１段のロッド４３の上端にはロッドカバー４３ａが、第２段のロッド４５の上端にはロッドカバー４５ａが、それぞれ取り付けられる（図１参照）。基本シリンダチューブ４１には、通常の運転のために圧油を給排するポート４０ｂ、及び補正動作のために圧油を給排するポート４０ｃが設けられる。
【００２７】
第１段のピストン４２及び第１段のロッド４３には連通穴５１が、第２段のピストン４４及び第２段のロッド４５には連通穴５２が、３段のピストン４６には連通穴５３が、それぞれ設けられる。これらの連通穴５１，５２，５３は、流体室ＣＢ２と流体室ＣＢ３、流体室ＣＢ４と流体室ＣＢ５、流体室ＣＢ５と流体室ＣＢ６を、それぞれ連通させる。
【００２８】
第１段のピストン４２にはチェック弁５５及び永久磁石５８が、第２段のピストン４４にはチェック弁５６が、それぞれ設けられる。各ピストン４２，４４，４６には、それぞれ、シール及び摺動部材などが設けられる。
【００２９】
基本シリンダチューブ４１の外周面には、永久磁石５８に応動して検出信号を出力する位置センサＬＳ１が設けられる。位置センサＬＳ１は、第１段のロッド４３について、予め定めたストローク位置を検出するように配置されている。
【００３０】
なお、位置センサＬＳ１として、永久磁石５８の磁界を検出して動作するホール素子、磁気抵抗素子、又はリードスイッチなどを内蔵した種々のセンサの利用が可能である。その場合に、基本シリンダチューブ４１の材質として非磁性体であるステンレス鋼が望ましいが、磁性体の鋼材であっても検出可能である。
【００３１】
図１に示すように、第２段のロッド４５のストローク位置を検出するために、ロッドカバー４５ａに取り付けられたヨーク４５ｂによって作動する位置センサＬＳ２が設けられる。位置センサＬＳ２は、第２段のロッド４５のストローク位置が、第１段のロッド４３に対して、位置センサＬＳ１によって検出される第１段のロッド４３のストローク位置と同じストローク分だけ離れた位置を検出するように、配置される。
【００３２】
なお、位置センサＬＳ２として、機械的に動作するリミットスイッチ、近接センサ、フォトセンサ、又は磁気近接センサなどが用いられる。
図１において、油圧回路は、油圧エレベータとしての通常の運転のためのメイン油圧回路ＭＣ、及び多段シリンダＣＹのストローク位置の補正を行うための補助油圧回路ＡＣからなる。
【００３３】
メイン油圧回路ＭＣは、図示しないモータによって駆動されるメインポンプ１１、種々のバルブからなってカゴＣＧを昇降させるために多段シリンダＣＹ１を制御するエレベータバルブ装置１２、フィルタ１９、タンク２１、及びポート４０ｂに接続されたメイン管路３１などからなる。メイン油圧回路ＭＣそれ自体は公知であるので、ここでは詳しい説明を省略する。
【００３４】
補助油圧回路ＡＣは、図示しないモータによって駆動される補助ポンプ１３、リリーフ弁１４、チェック弁１５、切り換え弁１６、圧力センサ１７、切り換え弁１８、フィルタ２０、及びポート４０ｃに接続された補助管路３２などからなる。
【００３５】
補助ポンプ１３の吐出流量は例えば３０リットル／分程度であり、これはメインポンプ１１の十分の１程度である。切り換え弁１８は、補助ポンプ１３から送出される圧油を補助管路３２とメイン管路３１とに切り換える。切り換え弁１６がオンすると、補助ポンプ１３から送出される圧油及び補助管路３２又はメイン管路３１から流出する圧油がタンク２１に戻る。
【００３６】
油圧エレベータ１における多段シリンダＣＹの補正動作の制御、及び全体の制御を行うために、制御装置３０が設けられている。
次に、多段シリンダＣＹ１のストローク位置の補正方法について説明する。
【００３７】
図３及び図４は補正動作の途中におけるロッドの状態を示す図、図５は補正動作を示すフローチャートである。なお、図３及び図４において、詳細な部分の図示は省略してある。
【００３８】
補正動作を実行する際には、メイン油圧回路ＭＣの動作を停止させておく。
カゴＣＧが通常の運転位置、つまり下限位置と上限位置との間にあって、多段シリンダＣＹ１のロッド４３，４５，４７が任意の位置にある状態から開始することが可能である。まず、切り換え弁１８をオフにした状態で、補助ポンプ１３を駆動してポート４０ｂから圧油を供給し、又は切り換え弁１６をオンにしてポート４０ｂから圧油を流出させ、第１段のロッド４３を移動させる。第１段のロッド４３の位置を位置センサＬＳ１が検出した時点で、補助ポンプ１３を停止し又は切り換え弁１６をオフとし、第１段のロッド４３を位置決めする（ステップ＃１）。このとき、第１段のロッド４３の位置は図３又は図４に示すようになる。
【００３９】
次に、補助ポンプ１３を停止した状態で、切り換え弁１８及び切り換え弁１６をオンとし、流体室ＣＢ２，３内の圧油をポート４０ｃから排出させる。これによって、第１段のロッド４３が停止した状態で、第２段及び第３段のロッド４５，４７が下降移動するので、それらを最も収縮した位置、つまりボトム位置まで下降させる（ステップ＃２）。ボトム位置になったことは、圧力センサ１７の検知圧力がほぼ零にまで低下したことによって検出し、その検出信号によって切り換え弁１８及び切り換え弁１６をオフする。このときの状態が図３に示されている。
【００４０】
なお第３段のピストン４６及びロッド４７は、チェック弁５６が機械的に作動して自由流となることによってボトム位置まで下降する。
そして、切り換え弁１８をオンとし、補助ポンプ１３を駆動し、ポート４０ｃから圧油を供給する。これによって、圧油は流体室ＣＢ２，３に流入し、第２段のピストン４４及びロッド４５を上昇移動させる。これにともなって、第３段のピストン４６及びロッド４７が同期して上昇移動する（ステップ＃３）。
【００４１】
ヨーク４５ｂを位置センサＬＳ２が検出した時点で、切り換え弁１８をオフとし、補助ポンプ１３を停止させる（ステップ＃４）。これによって、補正動作は完了する。このときの状態が図４に示されている。
【００４２】
このように、補正動作を実行するに際して、第１段のロッド４３を最下位まで下降させることなく、位置センサＬＳ１が検出するストローク位置まで下降させればよいので、バッファスプリングＳＰを取り外さなくてもカゴＣＧの底部がバッファスプリングＳＰに干渉しないので、その作業を容易に且つ迅速に行うことができる。
【００４３】
そのような補正動作を、自動的に行うことができる。例えば、油圧エレベータ１の利用の少ない夜間において、カゴＣＧの中に人がいないことを確認した後で、上述のような補正動作を自動的に実行させることができる。カゴＣＧの中に人がいないことの確認は、扉ＤＲｉ，ＤＲｏが閉じてから所定時間の経過するまでの間において何の動作も検出されなかったことにより、又はカゴＣＧ内に設置したカメラが所定時間において人を写し出さなかったことにより、行うことが可能である。超音波センサ又は赤外線センサなどを用いて確認することも可能である。
【００４４】
自動的に補正動作を行うタイミングとして、１週間に１回、又は１か月に１回など、適当な間隔で実行するようにすればよい。また、位置センサＬＳ１，２の検出の時間的なずれを検出することによって、多段シリンダＣＹ１のストローク位置のずれを検出し、そのずれが所定以上になったときに自動的に実行させることも可能である。その場合に、油圧エレベータ１の通常の運転時において、位置センサＬＳ１，２のオンのタイミングの間隔が所定時間を越えたことによってずれを検出すればよい。このように、位置センサＬＳ１，２とタイマーとによって診断機能を持たせることもできる。その場合に、補正動作を自動的に行うか否かに係わらず、診断の結果が補正を必要とする状態である場合に、制御装置３０の表示盤上にその旨を示す表示灯を設けておけばよい。
【００４５】
また、補助油圧回路ＡＣは、油圧エレベータ１の微小移動のために利用することができる。つまり、切り換え弁１８をオフとした状態で補助ポンプ１３を駆動することによって、多段シリンダＣＹを低速駆動することができ、これによって、例えばカゴＣＧの扉ＤＲｉ，ＤＲｏを開けたままの状態でカゴＣＧの停止位置を微調整することができる。
【００４６】
次に、他の実施形態の油圧エレベータ１Ａについて説明する。
図６は本発明に係る他の実施形態の補正装置を適用した油圧エレベータ１Ａの油圧回路図である。
【００４７】
油圧エレベータ１Ａと上述の油圧エレベータ１との相違点は、位置センサＬＳ２が省略されたこと、これに代えて積算型の流量センサ２３が設けられていることである。制御装置３０には、流量センサ２３の出力が設定値よりも大きくなったときに制御信号を出力する図示しない比較器が設けられる。
【００４８】
すなわち、油圧エレベータ１Ａにおいては、位置センサＬＳ２によって第２段のロッド４５のストローク位置を検出する代わりに、ポート４０ｃに供給される圧油の積算流量を流量センサ２３によって検出し、その積算流量が設定値になったことによって第２段のロッド４５が所定のストローク位置に達したとするのである。
【００４９】
油圧エレベータ１Ａによると、位置センサＬＳ２を設ける必要がないので、ヨーク４５ｂなどを設ける必要がなく、構成を簡単化することが可能である。
上述の実施形態において、多段シリンダＣＹ１、補助油圧回路ＡＣ，ＡＣ１、及び油圧エレベータ１，１Ａの全体又は各部の構成、構造、形状、材質、動作内容、又は動作タイミングなどは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。
【００５０】
【発明の効果】
本発明によると、バッファスプリングを取り外すなどの面倒な作業を行うことなく、容易に多段シリンダのストローク位置の補正を行うことができる。
【００５１】
請求項３及び請求項５の発明によると、多段シリンダの第２段のロッドのストローク位置を検出する第２センサを設ける必要がないので、装置を簡単化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る補正装置を適用した油圧エレベータの油圧回路図である。
【図２】図１の油圧エレベータに用いられる多段シリンダの要部を示す断面図である。
【図３】補正動作の途中におけるロッドの状態を示す図である。
【図４】補正動作の途中におけるロッドの状態を示す図である。
【図５】補正動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明に係る他の実施形態の補正装置を適用した油圧エレベータの油圧回路図である。
【図７】油圧エレベータの構成の例を示す図である。
【図８】多段シリンダの構造の例を示す断面図である。
【符号の説明】
１，１Ａ  油圧エレベータ
１３  補助ポンプ
１８  切り換え弁
２３  流量センサ（流量検出装置）
３０  制御装置
４１  基本シリンダチューブ
４２  第１段のピストン
４３  第１段のロッド
４４  第２段ピストン
４５  第２段のロッド
４６  第３段のピストン
４７  第３段ロッド
ＡＣ  補助油圧回路（圧流体補給装置）
ＬＳ１  位置センサ（第１センサ）
ＬＳ２  位置センサ（第２センサ）
【図１】
0003768005.tif 000002
【図２】
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【図３】
0003768005.tif 000004
【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】
0003768005.tif 000009