(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを所定距離変位させるためのシリンダ装置であって、
平面視して略正方形状に形成された台板と、
前記台板に対して固着されたピストンと、
前記ピストンのピストンヘッド側とピストンロッド側との間でシリンダ室を画成し、前記ピストンの軸線方向に沿って往復動作するシリンダ本体と、
前記シリンダ本体に固着され、該シリンダ本体を間にして前記台板と平行に設けられるとともに前記台板と略同一形状に形成された天板と、
前記台板に対して固着され、前記シリンダ本体を囲繞するケーシングと、
前記ケーシングと前記シリンダ本体との間に介装され、該シリンダ本体の外周壁に摺接することにより、該シリンダ本体の往復動作を案内するブッシュと、
を備え、
前記台板には、前記ケーシングの一側面に形成された一組の圧力流体出入ポートと前記シリンダ室とを連通させる一組の連通路が形成され、
前記一組の圧力流体出入ポートおよび連通路を介して前記シリンダ室のピストンヘッド側とピストンロッド側へと交互に圧力流体を導入することにより、前記台板に固定されているピストンに対して前記シリンダ本体並びに天板を前記ブッシュの案内作用下に往復動作させて前記天板に当接するワークを所定距離移送し、
前記シリンダ本体は、軸線方向に沿った高さ方向の寸法よりも幅方向の寸法が大きく設定され、
前記シリンダ本体の一方の面または台板の一方の面にクッション部材を設け、
前記シリンダ本体の外周面または前記外周面の近接部位に磁石を設け、さらに、前記ケーシングの外周面の少なくとも一側面にセンサ取付用の溝部が画成され、
前記シリンダ本体の一側面部には、ピストンの軸線方向に沿って往復動作する該シリンダ本体の変位終端を規制するストッパが設けられ、
略正方形状に形成された前記台板および天板の四隅角部には、夫々、ねじ溝が刻設された４個の取付用孔部が画成され、前記取付用孔部に近接する前記ケーシングの四隅角部の外壁面は、前記取付用孔部が外部に露呈可能な内側に窪んだ曲面に形成されることを特徴とするシリンダ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、各種の工場において、自動化機器に用いられる往復動作の駆動源となる装置であって、例えば、搬送ライン間に設けられ、ワークを所定距離変位させるためのシリンダ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、従来から、工場において、複数の搬送コンベアまたは搬送ローラ等を連結してワークの搬送システムが構築されている。前記搬送システムは、複数の搬送ラインによって構成され、前記複数の搬送ライン中、例えば、相互に直交する第１搬送ラインと第２搬送ラインとの連結部位には、第１搬送ラインから搬送されるワークを持ち上げて第２搬送ラインへと移送する移送手段が配設される。前記移送手段としては、例えば、シリンダを利用したリフト装置等が用いられている。
【０００３】
ここで、シリンダを利用したリフト装置を図１１および図１２に示す。このリフト装置２は、矢印Ｘ方向に変位自在なピストンロッド４を有するシリンダ６が台板８の略中央部に固設され、前記台板８の対角線状に一組のガイドロッド１０ａ、１０ｂが配設される。前記ピストンロッド４および夫々のガイドロッド１０ａ、１０ｂの端部には、取付プレート１２を介して天板１４が連結される。シリンダボデイ１６の一側面部に画成された一組の圧縮空気供給排出ポート１８ａ、１８ｂにはチューブ２０が接続され、前記チューブ２０の端部はポートブロック２２に設けられた管継手２４ａ、２４ｂに連結される。なお、前記天板１４上には、駆動源の駆動作用下に回動する搬送ベルト等のワーク搬送手段（図示せず）が搭載される。
【０００４】
前記リフト装置２の動作について説明する。このリフト装置２では、チューブを介して図示しない圧縮空気供給源と管継手２４ａ、２４ｂとを接続し、前記圧縮空気供給源の付勢作用下にシリンダ６に圧縮空気を供給する。前記圧縮空気がシリンダボデイ１６内の一方のシリンダ室に供給されることによりピストンが変位し、ピストンロッド４が上昇する。前記ピストンロッド４の先端部に連結された天板１４は、ガイドロッド１０ａ、１０ｂに案内されて矢印Ｘ1 方向に上昇する。一方、前記シリンダボデイ１６内の他方のシリンダ室に圧縮空気を供給することにより、前記とは反対方向（矢印Ｘ2 方向）に天板１４を下降させることができる。
【０００５】
以上の如き構成のリフト装置２を搬送システムに組み込むと、先ず、第１搬送ラインの搬送過程において、ワークが所定位置に到達した際、シリンダ６の付勢作用下に天板１４を上昇させてワークを第１搬送ラインから離間させておき、前記第１搬送ラインよりも高い位置にある搬送ベルトを駆動させ、持ち上げられているワークを保持して第２搬送ライン側にワークを移送する。以上のようにして、前記第１搬送ラインと直交する第２搬送ラインに対してワークを搬送することが可能となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来技術に係るリフト装置２では、台板８と天板１４との間に設けられるシリンダ６の高さ方向の寸法によって該リフト装置自体の高さが設定されるため、前記リフト装置自体の高さをシリンダ６の高さよりも低く設定することができないという不都合がある。
【０００７】
また、前記リフト装置２では、台板８と天板１４との間に、シリンダ６、一組のガイドロッド１０ａ、１０ｂおよびポートブロック２２等の複数の部品を配設しなければならないことから部品点数および組立工数が多くなり、この結果、製造コストが高騰するという不都合がある。
【０００８】
本発明は、前記の不都合を克服するためになされたものであり、高さ方向の寸法を抑制して省スペース化を図るとともに、ユニット化して部品点数を少なくし廉価に製造することが可能なシリンダ装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、ワークを所定距離変位させるためのシリンダ装置であって、
平面視して略正方形状に形成された台板と、
前記台板に対して固着されたピストンと、
前記ピストンのピストンヘッド側とピストンロッド側との間でシリンダ室を画成し、前記ピストンの軸線方向に沿って往復動作するシリンダ本体と、
前記シリンダ本体に固着され、該シリンダ本体を間にして前記台板と平行に設けられるとともに前記台板と略同一形状に形成された天板と、
前記台板に対して固着され、前記シリンダ本体を囲繞するケーシングと、
前記ケーシングと前記シリンダ本体との間に介装され、該シリンダ本体の外周壁に摺接することにより、該シリンダ本体の往復動作を案内するブッシュと、
を備え、
前記台板には、前記ケーシングの一側面に形成された一組の圧力流体出入ポートと前記シリンダ室とを連通させる一組の連通路が形成され、
前記一組の圧力流体出入ポートおよび連通路を介して前記シリンダ室のピストンヘッド側とピストンロッド側へと交互に圧力流体を導入することにより、前記台板に固定されているピストンに対して前記シリンダ本体並びに天板を前記ブッシュの案内作用下に往復動作させて前記天板に当接するワークを所定距離移送し、
前記シリンダ本体は、軸線方向に沿った高さ方向の寸法よりも幅方向の寸法が大きく設定され、
前記シリンダ本体の一方の面または台板の一方の面にクッション部材を設け、
前記シリンダ本体の外周面または前記外周面の近接部位に磁石を設け、さらに、前記ケーシングの外周面の少なくとも一側面にセンサ取付用の溝部が画成され、
前記シリンダ本体の一側面部には、ピストンの軸線方向に沿って往復動作する該シリンダ本体の変位終端を規制するストッパが設けられ、
略正方形状に形成された前記台板および天板の四隅角部には、夫々、ねじ溝が刻設された４個の取付用孔部が画成され、前記取付用孔部に近接する前記ケーシングの四隅角部の外壁面は、前記取付用孔部が外部に露呈可能な内側に窪んだ曲面に形成されることを特徴とする。
【００１０】
【作用】
上記の本発明に係るシリンダ装置では、ケーシングの一側面に形成された一組の圧力流体出入ポートのいずれか一方から供給された圧力流体が、台板に形成された連通路を経由して、ピストンヘッド側又はピストンロッド側のシリンダ室に導入される。前記シリンダ室に導入された圧力流体によって天板が押圧され、前記天板はブッシュの案内作用下にシリンダ本体と一体的に変位する。
【００１１】
この場合、シリンダ本体並びに天板は、ブッシュの案内作用下に、台板に固定されているピストンに対して往復動作する。従って、前記シリンダ本体並びに天板の往復動作を介して、天板に当接するワークを所定距離移送することができる。また、シリンダ本体を軸線方向に沿った高さ方向の寸法よりも幅方向の寸法を大きく設定することにより、高さ方向の寸法を抑制して高さ方向におけるスペースの有効利用を図ることができる。
【００１２】
【実施例】
次に、本発明に係るシリンダ装置について好適な実施例を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明の第１実施例に係るシリンダ装置の斜視図、図２は、図１に示すシリンダ装置の天板を上昇させた状態を示す斜視図、図３は、図１に示すシリンダ装置の底面図、図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った縦断面図、図５は、図４において天板を上昇させた状態を示す縦断面図、図６は、シリンダ室に連通する連通路を示す部分断面図である。
【００１４】
このシリンダ装置３０は、基本的には、略正方形状の台板３２と、前記台板３２上に画成された段部にねじ部材３３（図３参照）を介して螺着され、断面略円形状の貫通孔３４（図４および図５参照）内に上昇または下降自在なシリンダ本体３６が設けられたケーシング３８と、前記台板３２と略同一形状に形成され、ねじ部材４０ａ〜４０ｄを介して前記シリンダ本体３６に固定された天板４２とから構成される。なお、前記天板４２とシリンダ本体３６との接合部位には、後述するシリンダ室４４ａ、４４ｂの気密性を保持するためにリング状のシール部材４６が装着される（図４および図５参照）。
【００１５】
前記台板３２および天板４２の四隅角部には、夫々、ねじ溝が刻設された４個の取付用孔部４８ａ〜４８ｄおよび５０ａ〜５０ｄが画成され、例えば、台板３２の４個の取付用孔部４８ａ〜４８ｄに図示しないねじ部材を螺入してシリンダ装置３０を他の部材に固定することができる。前記取付用孔部４８ａ〜４８ｄに近接するケーシング３８の四つの隅角部の外壁面は、該取付用孔部４８ａ〜４８ｄが外部に露呈するように曲面５２の形状に形成される。
【００１６】
また、前記ケーシング３８の外周側の三側面には、夫々、断面が変形した略Ｔ字状の対をなす取付溝５４ａ〜５４ｃが画成され（図３参照）、これらの取付溝５４ａ〜５４ｃは矢印Ｘ方向に沿って延在している。相互に所定間隔離間する前記夫々の取付溝５４ａ〜５４ｃの中間には、矢印Ｘ方向に沿って対をなすセンサ取付用溝５６ａ〜５６ｃが画成される。この場合、頭部が膨出した前記取付溝５４ａ〜５４ｃの溝形状に対応した形状の図示しない係合部材をこれらの取付溝５４ａ〜５４ｃに夫々嵌合することにより、シリンダ装置３０を横方向から支持することが可能である。この場合、取付溝５４ａ〜５４ｃは矢印Ｘ方向に貫通して画成されているために、前記図示しない係合部材の取付位置の高さを調節することができる。前記取付溝５４ａ〜５４ｃ等が画成された三側面を除く残りのケーシング３８の一側面には、一組の圧縮空気出入ポート（圧力流体出入ポート）５８ａ、５８ｂが画成され、前記一組の圧縮空気出入ポート５８ａ、５８ｂは、ケーシング３８の底面部に画成されたポート５９ａ、５９ｂを経由し、さらに、台板３２内に画成された連通路６０ａ、６０ｂを介して後述するシリンダ室４４ａ、４４ｂに夫々連通するように形成されている（図３並びに図６参照）。前記ケーシング３８の内部には断面略円形状の貫通孔３４が画成され、前記貫通孔３４の内壁面には、例えば、合成樹脂等の材料で形成される円筒状のブッシュ６２が同軸状に嵌挿される。
【００１７】
以上の構成において、台板３２の略中央部分、すなわち、前記ケーシング３８の中心部には、一組のねじ部材６４ａ、６４ｂを介して該台板３２に固定されたピストン６６が設けられる。該ピストン６６の大径部外周にはシールリング６８が設けられている。この場合、前記ピストン６６は矢印Ｘ方向に延在する大径な孔部を画成したシリンダ本体３６に収装されている。前記シリンダ本体３６は、前記ブッシュ６２の内壁面に沿って摺動変位するものであり、該ピストン６６、天板４２およびシリンダ本体３６とによって前記大径な孔部はシリンダ室４４ａ、４４ｂを画成することになる。
【００１８】
前記シリンダ室４４ｂの画成には、実際、ロッドカバー７０が用いられる。すなわち、前記シリンダ本体３６の内周側に環状段部が画成され、この環状段部にピストン６６の外周面を囲繞するロッドカバー７０がねじ部材７２によって螺着され、前記ロッドカバー７０とピストン６６との摺動部位にはリング状のシール部材７４が設けられる。前記シリンダ本体３６は高さ（Ｈ）よりも大なる幅（Ｗ）を有し（図４参照）、前記シリンダ室４４ａ、４４ｂに交互に導入されている圧力流体により、ブッシュ６２の内壁面に沿って矢印Ｘ1 方向に上昇し、または矢印Ｘ2 方向に下降する。ここで、前記構成では、前記シリンダ本体３６が上昇時および下降時にロッドカバー７０に当接して、該シリンダ本体３６の変位終端における衝撃を緩和するとともに、衝撃音の発生を防止するためのリング状のダンパ部材７６ａ、７６ｂ（クッション部材）が設けられる。また、前記ロッドカバー７０は、ピストン６６の上部に形成された環状突部に当接することにより、シリンダ本体３６の上昇端におけるストッパとして機能するものである。なお、前記ピストン６６、ロッドカバー７０、シリンダ本体３６およびブッシュ６２は、略正方形状に形成された台板３２の対角線が交差する点Ｏを中心として夫々同一軸心状に形成されることは、図３を参照すれば容易に諒解されるであろう。
【００１９】
前記シリンダ本体３６にはケーシング３８に画成された夫々のセンサ取付用溝５６ａ〜５６ｃに近接して磁石７８（図３、図４および図５参照）が設けられ、前記センサ取付用溝５６ｃの所定部位に保持されたセンサ８０（図１および図２参照）によってシリンダ本体３６の位置を検出することができる。さらに、シリンダ本体３６には点Ｏから所定距離偏位してガイド穴８２が画成され（図３および図４参照）、前記ガイド穴８２には台板３２に固設されたガイドロッド８４が挿通されることにより、前記シリンダ本体３６の回り止めの機能並びに案内機能を営む。なお、前記シリンダ本体３６の外周面およびケーシング３８の内周面の形状を角形とすることにより、ガイドロッド８４を省略することが可能である。
【００２０】
前記シリンダ本体３６が上昇または下降して変位する際、台板３２とシリンダ本体３６との間に画成される室８６および天板４２とガイドロッド８４との間に画成される室８８に対して、空気が流入、流出するための流出入孔部８９が台板３２に画成される（図１、図２および図３参照）。前記流出入孔部８９は、図示しない通路を介して前記室８６、８８に夫々連通するように画成される。
【００２１】
本発明の第１実施例に係るシリンダ装置３０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。
【００２２】
先ず、図７Ａに示されるように、複数の搬送ローラ９０ａ〜９０ｆが略並列に配設され、図示しない駆動源の駆動作用下に各搬送ローラ９０ａ〜９０ｆが回動する第１搬送ライン９２と、複数の搬送ローラ９３ａ〜９３ｃが略並列に配設され、図示しない駆動源の駆動作用下に前記第１搬送ライン９２の搬送方向と略直交する方向に搬送する第２搬送ライン９４が配設されているものとする。この場合、取付用孔部４８ａ〜４８ｄを介してシリンダ装置３０が基台９６上に固定されるとともに、一組のガイドローラ９８ａ、９８ｂに懸架され、図示しない駆動源の駆動作用下に略平行な一組の搬送ベルト１００ａ、１００ｂが矢印方向に循環して回動する搬送手段１０２を天板４２上に搭載する（図７Ｂ参照）。この場合、前記一組の搬送ベルト１００ａ、１００ｂが搬送ローラ９０ａ〜９０ｆと略平行となるように、且つ隣接する搬送ローラ９０ｂと９０ｃおよび９０ｄと９０ｅの間隙に位置するように位置決めしておく。なお、前記シリンダ装置３０の圧縮空気出入ポート５８ａ、５８ｂは、予め、チューブ等を介して圧縮空気供給手段に接続しておく。
【００２３】
以上のような準備作業を経た後、第１搬送ライン９２によってワークＷが矢印方向に沿って搬送される過程において、前記ワークＷが搬送ベルト１００ａ、１００ｂ上の所定位置に到達したことを図示しない検知手段によって検知し、前記検知手段から出力される検知信号に基づいて、図示しない切換弁の切換作用下にシリンダ装置３０の一方の圧縮空気出入ポート５８ａに圧縮空気を供給する。この結果、天板４２が上昇することにより、ワークＷが搬送ローラ９０ａ〜９０ｆから離間し、搬送手段１０２が搬送ローラ９０ａ〜９０ｆより上方に突出するともに、搬送ベルト１００ａ、１００ｂの回動作用下にワークＷを第１搬送ライン９２と略直交する第２搬送ライン９４側に移送することができる。
【００２４】
すなわち、シリンダ装置３０の一方の圧縮空気出入ポート５８ａに供給された圧縮空気は、台板３２に画成された連通路６０ａを介して一方のシリンダ室４４ａに導入され、天板４２を矢印Ｘ1 方向に上昇させるように押圧する。なお、他方の圧縮空気出入ポート５８ｂは大気開放状態にしておく。前記天板４２は、ガイドロッド８４の案内作用下にシリンダ本体３６と一体的に矢印Ｘ1 方向に上昇し、図５に示す変位終端位置に至る。この場合、ロッドカバー７０がダンパ部材７６ａに当接して衝撃を緩和するとともに、衝撃音が発生することもない。矢印Ｘ1 方向に上昇して搬送ベルト１００ａ、１００ｂが隣接する搬送ローラ９０ｂと９０ｃおよび９０ｄと９０ｅの間隙から上方に突出することにより（図７Ｂの二点鎖線参照）、ワークＷが搬送ローラ９０ａ〜９０ｆから所定距離だけ離間し且つ搬送ベルト１００ａ、１００ｂによって支持される。そして、前記搬送ベルト１００ａ、１００ｂの回転駆動作用下にワークＷが第１搬送ライン９２に直交する第２搬送ライン９４側に移送され、該第２搬送ライン９４によって該ワークＷは所望の位置に搬送される。
【００２５】
前記ワークＷを移送した後、他方の圧縮空気出入ポート５８ｂに圧縮空気を供給し、シリンダ室４４ｂに圧縮空気を導入することにより、天板４２はシリンダ本体３６と一体的に矢印Ｘ2 方向に変位して原位置に復帰する。
【００２６】
本実施例に係るシリンダ装置３０では、天板４２を支持するとともに、前記天板４２を矢印Ｘ1 またはＸ2 方向に変位させるシリンダ本体３６の直径が、高さ方向に対して幅広に形成されている。さらに、シリンダ本体３６は、該シリンダ本体３６を囲繞するケーシング３８によって上昇または下降変位自在に保持され、ブッシュ６２の案内作用下に台板３２に固定されたピストン６６に対してシリンダ本体３６並びに天板４２を上昇または下降させることができる。
【００２７】
そこで、例えば、上下に２段からなる第１搬送ライン９２を設け、前記第１搬送ライン９２に対応して上下に２段からなる第２搬送ライン９４を相互に直交するように配置した場合、本実施例に係るシリンダ装置３０では、幅（Ｗ）方向に対して高さ（Ｈ）方向の寸法を抑制することができるため、上下方向に２つのシリンダ装置３０を配設することが可能である。この結果、高さ方向におけるスペースの有効利用を図ることにより、レイアウトの自由度を増大させることが可能となる。
【００２８】
また、台板３２に螺入されたねじ部材３３、６４ａ、６４ｂまたは天板４２に螺入されたねじ部材４０ａ〜４０ｄを取り外すことにより、ケーシング３８内に配設されたシリンダ本体３６、ピストン６６並びにロッドカバー７０等を取り出して簡便に保守点検することができるとともに、部品交換も容易に行うことができる。
【００２９】
さらに、本実施例に係るシリンダ装置３０では、装置全体を一体的にユニット化して形成しているため、図１１および図１２に示す従来技術と比較して部品点数および組立工数を削減して製造コストの低減化を図ることができる。
【００３０】
次に、本発明の第２実施例に係るシリンダ装置１１０を図８〜図１０に示す。なお、以下においては、上記した第１実施例と異なる構成要素についてのみ説明するとともに、同様の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００３１】
このシリンダ装置１１０は、図８に示されるように、ピストン６６の中心点を点Ｏから偏心した位置に設けるとともに、シリンダ本体１１２の回り止めの機能を営むガイドロッド８４がない点が第１実施例と相違する。この結果、より一層部品点数が削減され、廉価に製造することが可能となる。なお、その他の動作並びに作用効果は、第１実施例と同様である。
【００３２】
加えて、第１および第２実施例では、台板３２に固定されたピストン６６に対しシリンダ本体３６を上下方向に変位させて説明しているがこれに限定されるものではなく、例えば、台板３２を横設してシリンダ本体３６を横方向に変位させることも可能である。
【００３３】
【発明の効果】
本発明に係るシリンダ装置によれば、以下の効果が得られる。
【００３４】
すなわち、案内部材をシリンダ本体の外周壁に摺接するように配設することにより、シリンダ装置の高さ方向の寸法を抑制することができ、高さ方向におけるスペースの有効利用を図ることが可能となる。この結果、レイアウトの自由度が増大して設備投資におけるコストダウンを図ることができる。
【００３５】
また、シリンダ装置内に案内部材をユニット化して一体的に組み付けることにより、部品点数および組立工数を削減して製造コストの低減化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係るシリンダ装置の斜視図である。
【図２】図１に示すシリンダ装置の天板を上昇させた状態を示す斜視図である。
【図３】図１に示すシリンダ装置の底面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った縦断面図である。
【図５】図４において天板を上昇させた状態を示す縦断面図である。
【図６】シリンダ室に連通する連通路を示す部分断面図である。
【図７】図１に示すシリンダ装置を第１搬送ラインと第２搬送ラインの接合点に配設した搬送システムを示し、図７Ａは平面図、図７Ｂは正面図である。
【図８】本発明の第２実施例に係るシリンダ装置の底面図である。
【図９】図８のＩＸ−ＩＸ線に沿った縦断面図である。
【図１０】図９において天板を上昇させた状態を示す縦断面図である。
【図１１】従来技術に係るリフト装置を示す正面図である。
【図１２】図１１に示すリフト装置の底面図である。
【符号の説明】
３０、１１０…シリンダ装置        ３２…台板
３４…貫通孔                      ３６、１１２…シリンダ本体
３８…ケーシング                  ４２…天板
４４ａ、４４ｂ…シリンダ室
４８ａ〜４８ｄ、５０ａ〜５０ｄ…取付用孔部
５４ａ〜５４ｃ…取付溝            ５８ａ、５８ｂ…圧縮空気出入ポート
６０ａ、６０ｂ…連通路            ６２…ブッシュ
６６…ピストン                    ７０…ロッドカバー
８４…ガイドロッド
【図１】
0003822259.tif 000002
【図２】
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【図３】
0003822259.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003822259.tif 000008
【図８】
0003822259.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0003822259.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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