(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレードデイスク（３）の一部分を構成するブレードセクタ（２）の製造方法であって、ブレードセクタ（２）は、多数のブレード（５）と、該ブレード（５）の両端部に配置される二つの円弧状部材（６，７）を備え、前記二つの円弧状部材（６，７）は、前記ブレード（５）とほぼ直交する個々の完全に一致する軸線（８）を有するとともに、前記軸線（８）と同軸状とされる加工対象となる個々の外側面（９，１０）を有し、前記外側面（９，１０）が、二つの円板状工具（４９，５０）を用いて連続的に加工される製造方法であり、
共通軸線（４８）の回りに回転可能に二つの前記円板状工具（４９，５０）を配置する工程と、
前記円板状工具（４９，５０）の一方を、前記外側面（９，１０）の一方と接触するように配置する工程と、
前記外側面（９，１０）のうちの一方の加工が完了した時点で、前記軸線（２５，２６）および前記共通軸線（４８）に直交するさらなる軸線（４３）の回りに前記ブレードセクタ（２）に対して二つの前記円板状工具（４９，５０）を回転させ、前記円板状工具（４９，５０）の他方を前記外側面（９，１９）の他方と接触させる工程と、
前記円板状工具（４９，５０）の個々と接触している間、前記円弧状部材（６，７）の前記軸線（８）から離間しているが前記円弧状部材（６，７）の前記軸線（８）と平行な第１の軸線（２５，２６）の回りに前記ブレードセクタ（２）を回転させる工程と、
該ブレードセクタ（２）が回転させられると同時に、前記外側面（９，１０）の個々の加工が行われている間は、前記円弧状部材（６，７）の軸線（８）と前記外側面（９，１０）の個々の瞬間的な接点との間の距離が一定に保たれるように、前記第１の軸線（２５，２６）に直交する２本の作用線（１９，２０）（３２）に沿って、前記ブレードセクタ（２）と前記円板状工具（４９，５０）とを相手に対して変位させる工程と、
を具備することを特徴とするブレードセクタの製造方法。
【請求項２】
請求項１記載のブレードセクタの製造方法において、それぞれ作用線（１９，２０）（３２）に沿った円板状工具（５０，４９）の個々とブレードセクタ（２）との相対的並進移動は、関連する外側面（９，１０）の加工が行われている間は、円弧状部材（６，７）の軸線（８）と円板状工具（５０，４９）の回転軸線（４８）とが相互に同一平面上に位置するよう保たれて行われることを特徴とするブレードセクタの製造方法。
【請求項３】
請求項１または２記載のブレードセクタの製造方法において、前記作用線（１９，２０）（３２）は互いに直交することを特徴とするブレードセクタの製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のブレードセクタの製造方法において、第１の軸線（２５，２６）を中心とするブレードセクタ（２）の回転は、該ブレードセクタが第１の軸線（２５，２６）と一致する軸線の回りに回転可能なワークテーブル（２３，２４）上に配置されることにより行われ、円板状工具（５０，４９）とブレードセクタ（２）の互いに関連する移動は、前記作用線（１９，２０）（３２）のうちの一つの作用線（１９，２０）に沿ってテーブル（２３，２４）が移動するとともに、前記作用線（１９，２０）（３２）のうちの他の作用線（３２）に沿って円板状工具（５０，４９）がテーブル（２３，２４）に関連して移動することにより行われることを特徴とするブレードセクタの製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のブレードセクタの製造方法において、円板状工具（５０，４９）の回転軸線（４８）と、円弧状部材（６，７）の軸線（８）と、第１の軸線（２５）とが同一平面上になるように位置決めする準備工程を備えることを特徴とするブレードセクタの製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のブレードセクタの製造方法において、第１の軸線（２５，２６）を中心とするブレードセクタ（２）の回転と、前記作用線（１９，２０）（３２）に沿う円板状工具（５０，４９）とブレードセクタ（２）の互いに関連する移動は、次の式に従うことを特徴とするブレードセクタの製造方法。
Ｘ＝（Ｙ／ｓｉｎＡ）＊（１−ｃｏｓＡ）
ここで、Ｘは前記作用線（１９，２０）（３２）のうちの一つの作用線（３２）に沿う円板状工具（５０，４９）の移動量を表し、Ｙは前記作用線（１９，２０）（３２）のうちの他の作用線（１９，２０）に沿うブレードセクタ（２）の移動量を表し、Ａは第１の軸線（２５，２６）を中心に回転するブレードセクタ（２）の回転角を表す。
【請求項７】
ブレードデイスク（３）の一部分を構成するブレードセクタ（２）の製造装置（１）であって、前記ブレードセクタ（２）は、多数のブレード（５）と、該ブレード（５）の両端部に一体的に連結される二つの円弧状部材（６，７）を備え、二つの前記円弧状部材（６，７）は、前記ブレード（５）とほぼ直交する個々の完全に一致する軸線（８）を有するとともに前記軸線（８）と同軸状とされる加工対象となる個々の外側面（９，１０）を有する装置であり、
カッテイングヘッド（４１）と、
第１の回転可能な円板状工具（４９）と、
それ自身の軸線（２５，２６）の回りに回転可能とされたワークテーブル（２３，２４）と、
前記ワークテーブル（２３，２４）を回転させる第１の駆動手段（２７，２８）であって、前記ワークテーブル（２３，２４）は加工対象となる一つのブレードセクタ（２）を支持するように配置される第１の駆動手段（２７，２８）と、
前記ワークテーブル（２３，２４）と前記カッテイングヘッド（４１）をそれぞれ支持する第１のスライダ（１７，１８）および第２のスライダ（３１）と、
前記第１のスライダ（１７，１８）と前記第２のスライダ（３１）を、前記ワークテーブル（２３，２４）の前記軸線（２５，２６）にそれぞれ直交する第１の作用線（１９，２０）と第２の作用線（３２）に沿ってそれぞれ移動させる第２の駆動手段（２１，２２）と第３の駆動手段（３３，３４）と、を備え、
前記カッテイングヘッド（４１）は第２の回転可能な円板状工具（５０）を備え、前記第１の円板状工具（４９）と前記第２の円板状工具（５０）は、共通軸線（４８）と一直線上に揃いかつ互いに向き合うモータ駆動の一対の出力軸（４６，４７）にキー接続され、前記出力軸（４６，４７）は前記ワークテーブル（２３，２４）の前記軸線（２５，２６）および前記共通軸線（４８）に対して直交するさらなる軸線（４３）の回りに回転可能であって、前記円板状工具（４９，５０）を前記外側面（９，１０）のそれぞれに交互に接触させるようになっており、前記円弧状部材（６，７）の前記軸線（８）と前記外側面（９，１０）個々のそれぞれの前記円板状工具（４９，５０）との瞬間的な接点との距離（Ｒ２）が、前記外側面（９，１０）自体の加工中は一定に保たれるように、前記第１の駆動手段（２７，２８）と前記第２の駆動手段（２１，２２）と前記第３の駆動手段（３３，３４）とを同時に作動制御する電気的制御手段（１２）が設けられていることを特徴とするブレードセクタの製造装置。
【請求項８】
請求項７記載のブレードセクタの製造装置において、第１のスライダ（１７，１８）と第２のスライダとの作用線（１９，２０）（３２）は互いに直交するように設けられていることを特徴とするブレードセクタの製造装置。
【請求項９】
請求項７または８記載のブレードセクタの製造装置において、前記電気的制御手段と協働して、円板状工具（５０，４９）の個々の回転軸線（４８）と、円弧状部材（６，７）の軸線（８）と、第１の軸線（２５，２６）が相互に同一平面上に位置するように初期の位置合わせを行う位置検出手段を備えることを特徴とするブレードセクタの製造装置。
【請求項１０】
請求項７〜９のいずれかに記載のブレードセクタの製造装置において、前記第１の軸線（２５，２６）の回りにそれぞれ回転可能とされて、ブレードセクタ（２）を支持する前記した２つのワークテーブル（２３）（２４）を備え、それらワークテーブル（２３）（２４）は互いに平行な第１の作用線（１８）（１９）に沿ってそれぞれ移動可能に設けられていることを特徴とするブレードセクタの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はブレードセクタの製造方法および製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
一般的に内燃機間の業界、特に航空用内燃機間の業界においてはタービンが用いられる。タービンは同軸状に配される多数のブレードデイスクを有し、ブレードデイスクは互いに横付けされた状態で配される多数のブレードセクタにより構成される。個々のブレードセクタは、多数の放射状ブレードと、それら放射状ブレードの互いの端部どうしを相互連結する、通常２個の円弧状部材からなる。
【０００３】
それぞれのブレードセクタを加工する場合、前記した円弧状部材の外側面の仕上げが必要になる。従来、この円弧状部材の仕上げ加工は、円板状の工具、通常は砥石車をその回転軸の回りに回転自在に支持するカッテイングヘッドを備える機械を用いて行っていた。
【０００４】
従来知られているこの種の機械において、テーブルは、その上部に配される多数のブレードセクタがテーブルの中心軸線と同軸状となるようにかつ互いに密着するように配されて全体としてリングあるいは半リングを形成できる程度の大きさに設定される。上記のようにテーブル上にブレードセクタがセットされ、円板状の工具が研削すべきブレードセクタの外側面に接するように位置決めされ、この状態でテーブルが回転されることにより、前記ブレードセクタの外側面の研削が行われる。
【０００５】
上記した従来の加工方法にあっては、大きなブレードセクタを加工する場合、不可能とならないまでも非常に困難になるという欠点がある。実際、テーブル上にブレードセクタを前記したように配置してセットする場合、大きなテーブルの使用が必要になり、その結果装置自体が大型化する。
【０００６】
また、種々のブレードセクタをテーブル上に極めて正確に固定するには、長い調整時間が必要になる他、複雑でかつ高価な位置決め装置を用いることも必要になる。
【０００７】
さらに、従来の加工方法にあっては、ブレードセクタをテーブル上に固定するときの誤差或いは加工中に生じる誤差に起因して、幾何学的あるいは寸法的な誤差が生じ、このため、テーブル上にセットしたブレードセクタが全て無駄になり、結果として生産性の低下や材料自体の損失を来すことがあり、満足のいくものではなかった。
【０００８】
本発明の目的は、従来の前記した欠点を解決し得るブレードセクタの製造方法および装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明方法では、ブレードデイスクの一部分を構成するブレードセクタの製造方法であって、ブレードセクタは、多数のブレードと、該ブレードの両端部に配置される二つの円弧状部材を備え、前記二つの円弧状部材は、前記ブレードとほぼ直交する個々の完全に一致する軸線を有するとともに、前記軸線と同軸状とされる加工対象となる個々の外側面を有し、前記外側面が、二つの円板状工具を用いて連続的に加工される製造方法であり、共通軸線の回りに回転可能に二つの前記円板状工具を配置する工程と、前記円板状工具の一方を、前記外側面の一方と接触するように配置する工程と、前記外側面のうちの一方の加工が完了した時点で、前記軸線および前記共通軸線に直交するさらなる軸線の回りに前記ブレードセクタに対して二つの前記円板状工具を回転させ、前記円板状工具の他方を前記外側面の他方と接触させる工程と、前記円板状工具の個々と接触している間、前記円弧状部材の前記軸線から離間しているが前記円弧状部材の前記軸線と平行な第１の軸線の回りに前記ブレードセクタを回転させる工程と、該ブレードセクタが回転させられると同時に、前記外側面の個々の加工が行われている間は、前記円弧状部材の軸線と前記外側面の個々の瞬間的な接点との間の距離が一定に保たれるように、前記第１の軸線に直交する２本の作用線に沿って、前記ブレードセクタと前記円板状工具とを相手に対して変位させる工程と、を具備することを特徴とする。
【００１０】
本発明装置では、ブレードデイスクの一部分を構成するブレードセクタの製造装置であって、前記ブレードセクタは、多数のブレードと、該ブレードの両端部に一体的に連結される二つの円弧状部材を備え、二つの前記円弧状部材は、前記ブレードとほぼ直交する個々の完全に一致する軸線を有するとともに前記軸線と同軸状とされる加工対象となる個々の外側面を有する装置であり、カッテイングヘッドと、第１の回転可能な円板状工具と、それ自身の軸線の回りに回転可能とされたワークテーブルと、前記ワークテーブルを回転させる第１の駆動手段であって、前記ワークテーブルは加工対象となる一つのブレードセクタを支持するように配置される第１の駆動手段と、前記ワークテーブルと前記カッテイングヘッドをそれぞれ支持する第１のスライダおよび第２のスライダと、前記第１のスライダと前記第２のスライダを、前記ワークテーブルの前記軸線にそれぞれ直交する第１の作用線と第２の作用線に沿ってそれぞれ移動させる第２の駆動手段と第３の駆動手段と、を備え、前記カッテイングヘッドは第２の回転可能な円板状工具を備え、前記第１の円板状工具と前記第２の円板状工具は、共通軸線と一直線上に揃いかつ互いに向き合うモータ駆動の一対の出力軸にキー接続され、前記出力軸は前記ワークテーブルの前記軸線および前記共通軸線に対して直交するさらなる軸線の回りに回転可能であって、前記円板状工具を前記外側面のそれぞれに交互に接触させるようになっており、前記円弧状部材の前記軸線と前記外側面個々のそれぞれの前記円板状工具との瞬間的な接点との距離が、前記外側面自体の加工中は一定に保たれるように、前記第１の駆動手段と前記第２の駆動手段と前記第３の駆動手段とを同時に作動制御する電気的制御手段が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
【実施例】
図１〜図３において、符号１で示される装置は一般的にブレードセクタ２を加工するためのものである。ブレードセクタ２は中心軸線４を有する公知のブレードデイスク３を構成する部品である（図８参照）。
【００１２】
ブレイドセクタ２は、複数の放射状ブレード５と（図４〜図７参照）、それらブレード５の端部位置に互いに同軸状となるように配されてそれらブレードの端部と連結される第１、第２の円弧状部材６，７からなる。特に、図６〜図８に示すように、第１，第２の円弧状部材６，７は、放射状ブレート５に関連して該放射状ブレード５に直交するとともにブレードデイスク３の中心軸線４と一致する軸線８を中心に円周方向に延びていて、それぞれの外側には側方からの加工を必要とする外側面９，１０を有する（図４〜図７参照）。
【００１３】
前記外側面９，１０は装置１によって加工される。装置１は中央制御ユニット１２によって運転制御される。装置１はフレーム１３を備え、フーレム１３は基台１４と該基台１４に対して直交するように上方へ延びる垂直壁１５を備える。基台１４は第１，第２のストレートガイド１５，１６を強固に固定的に支持する。ストレートガイド１５，１６は隣り合うように配置されていて、それらにはスライダブロック１７，１８が移動可能に取り付けられる。スライダブロック１７，１８は、中央制御ユニット１２によってそれぞれ制御される公知の駆動ユニット２１，２２により駆動されて（図１参照）、第１，第２のストレートガイド１５，１６に案内されながら互いに平行に延びる作用線１９，２０に沿うように移動される（図２、図３参照）。
【００１４】
スライダブロック１７，１８はそれぞれテーブル２３，２４を支持する。テーブル２３，２４は、該テーブル上の中心に配されるブレードセクタ２を保持する。テーブル２３，２４は、スライダブロック１７，１８によって作用線１９，２０に直交する互いに平行な回転軸２５，２６の回りに回転可能に支持され、また、テーブル２３，２４は中央制御ユニット１２によってそれぞれ制御される公知の駆動ユニット２７，２８（図３参照）により回転軸２５，２６の回りに回転される。
【００１５】
図１，図３に示すように、ストレートガイド３０は（作用線１１に直交するように）垂直壁１５に水平状に延びるように固定されていて、ストレートガイド３０上のスライダ３１は軸方向に移動可能とされている。つまり、スライダ３１は、中央制御ユニット１２によって制御されるモータ３４（図１参照）により駆動されるリードスクリュアセンブリ３３によって、前記作用線１９，２０に直交ししかも回転軸２５，２６にも直交する作用線３２に沿うようにストレートガイド３０上をスライド可能とされる。スライダ３１はスライダアセンブリ３６のガイド３５を支持する。スライダアセンブリ３６はガイド３５に加えてスライダ３７を備える。スライダ３７は、作用線１９，２０に直交する作用線３８に沿ってガイド３５上をスライド可能とされる。また、スライダ３７は、中央制御ユニット１２によって制御されるモータ３９により駆動される公知の伝達手段を介して移動操作される。
【００１６】
スライダ３７はカッテイングヘッド４１を回転可能に支持する。カッテイングヘッド４１は中空状のボデイ４２を有する。中空状のボデイ４２は、前記スライダ３７に対し作用線１９，２０と平行かつ作用線３２，３８と直交するように水平状に延びる回転軸線４３の回りに回転可能に取り付けられる。中空状のボデイ４２は、中央制御ユニット１２により制御されるモータ４４（図３参照）によりスライダ３７に対して相対回転される。
【００１７】
中空状のボデイ４２は中央制御ユニット１２によって制御される電動機４５を収納する。電動機４５は２つの出力軸４６，４７を備え、出力軸４６，４７は、前記回転軸４３に直交する軸線４８と同軸状になるように、それぞれ中空状ボデイ４２の反対側へ突出されて設けられる。出力軸４６，４７にはそれぞれ円板状工具４９，５０好ましくは砥石車が、キー接続されて一体的に回転するように取り付けられる。円板状工具４９，５０は、図４，図５に示すように、前記ブレードセクタ２の各外側面１０，９を加工できるように配置されるとともに、同外側面１０，９の輪郭を修正できる輪郭を持つ。
【００１８】
図１，図３に示すように、カッテイングヘッド４１は公知のセンサ５２を備える。センサ５２は中空状のボデイ４２に第１、第２のストレートガイド１５，１６に対向するように取り付けられ、しかも、ブレードセクタ２がテーブル２３，２４上に固定された後、同テーブル上のブレードセクタ２の現実の位置を決定するため、また、ブレードセクタ２の外側面９，１０を加工する前に、装置１の位置決めを可能にするために、前記中央制御ユニット１２に公知の手段で接続される。
【００１９】
装置１の運転は、両テーブル２３，２４が垂直壁１５から離間されて、加工対象となるブレードセクタ２がテーブル２３上に固定された状態でスタートされる。
【００２０】
テーブル２３は駆動ユニット２１によって垂直壁１５側へ移動され、また、円板状工具４９はモータ３４，３９，４４の駆動によって作用線３２，３８に沿って移動されるとともに、円板状工具４９が回転軸４３の回りに回転されて同円板状工具４９の外側面がブレードセクタ２の外側面１０に接触するように導かれる（図４参照）。
【００２１】
円板状工具４９とテーブル２３の移動中、センサ５２はテーブル上のブレードセクタ２の位置を検出するとともに軸線８と回転軸２５との距離Ｒ１を検出する。そして、モータ３４，３９と駆動ユニット２１，２７が駆動し続けられ、位置決めされた時点で、軸線８と回転軸２５と軸線４８とが正確に同一平面上となるように導かれる（図６参照）。
【００２２】
この状態で、円板状工具４９とブレードセクタ２の外側面１０との接点が、軸線８と一致する曲率中心Ｏを有し（図６、図７参照）かつ曲率半径Ｒ２を有する円弧Ｃに沿って動くことによって、ブレードセクタ２の外側面１０に対する加工が実施される。図６、図７に示すように、上記動作はこのようにして行われる。すなわち、駆動ユニット２７によってテーブル２３つまりブレードセクタ２が回転軸２５の回りに回転すると同時に、駆動ユニット２１の作動によってスライダブロック１７つまりテーブル２３上に固定されたブレードセクタ２が作用線１９に沿って移動し、さらに、モータ３４の駆動によりスライダ３１が移動されて円板状工具４９が作用線３２に沿って移動することにより行われる。
【００２３】
スライダブロック１７つまりブロードセクタ２の作用線１９に沿う移動、並びに円板状工具４９の作用線１９に沿う移動のそれぞれの速度と方向は、回転軸線２５の回りに回転するテーブル２３の回転に関係する。そして、ブレードセクタ２の外側面１０の完全な加工が行われる間は、軸線８とブレードセクタの外側面に対する円板状工具４９の瞬間的な接点との距離が前記の値Ｒ２に等しくなるように一定に保たれ、また、軸線８と軸線４８が常に互いに同一平面上に位置する。
【００２４】
特に、図６、図７に示すように、作用線１９，３２に沿うブレードセクタ２と円板状工具４９の移動は、次の式で表われるように、回転軸２５の回りに回転するブレードセクタ２の回転にそれぞれ関連する。
Ｘ＝Ｒ１＊（１ーｃｏｓＡ）
Ｙ＝Ｒ１＊ｓｉｎＡ
【００２５】
ここで、ＸとＹは、それぞれ作用線３２に沿った円板状工具４９の動き並びに作用線１９に沿ったテーブル２３の移動量を表す。また、Ａは回転軸２５を中心に回転するブレードセクタ２の回転角を表す。上記の式から、簡単な置換により次の関係式が導かれる。
Ｘ＝（Ｙ／ｓｉｎＡ）＊（１ーｃｏｓＡ）
【００２６】
ブレードセクタ２の外側面１０に対する加工が完了すると、カッテイングヘッド４１は回転軸４３の回りに図１における右方向に回転され、円板状工具４９が円弧状部材７から離れる一方、円板状工具５０が円弧状部材６に近づく。そして、最初の位置合わせ動作が再び行われた後、前記したブレードセクタ２の外側面１０に対する加工と同様な手順で、円板状工具５０によりブレードセクタ２の外側面９が加工される。
【００２７】
テーブル２３上に配置されたブレードセクタ２に対する加工が行われている間に加工対象となる他のブレードセクタ２がテーブル２４上に固定され、ブレードセクタ２の加工が完了したら直ちに、テーブル２４が垂直壁１５に近づくように前進する。そして、前記したブレードセクタに対する加工と同様な手順が行われることによって、テーブル２４上のブレードセクタへの加工が行われる。
なお、本発明はなんら実施例に限定されるものではない。
【００２８】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、上記した加工方法によれば、大型のものも含む意味であらゆる大きさのブレードセクタの加工が可能になる。また、ブレードセクタをテーブル２３，２４上に位置決めするための特別な装置を必要とすることなくブロードセクタの加工が一度で行えることから、加工誤差に伴う材料の損失や生産性の低下を防止して生産コストを削減できる。
さらに、この装置１は、連続してブレードセクタの加工が行えるよう既に固定されたあるいは容易に交換可能な２つの工具を備えるとともに、それぞれブレードセクタを支持するための２つのテーブル２３，２４を備えているから、製品１つ当たりの加工時間を相当な短縮することができ、このことから生産コストをより一層削減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適応されたブレードセクタ製造装置の好適な実施例の正面図である。
【図２】図１に示す実施例の平面図である。
【図３】図１のＩＩＩーＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図４】図１に示す装置の運転状態の部分拡大図である。
【図５】図１に示す装置の運転状態の部分拡大図である。
【図６】加工中のブレードセクタを示す斜視図である。
【図７】加工中のブレードセクタを示す斜視図である。
【図８】多数のブレードセクタを連結させて得られるブレードデイスクを示す図である。
【符号の説明】
１  装置
２  ブレードセクタ
３  ブレードデイスク
４  中心軸線
５  放射状ブレード
６  円弧状部材
７  円弧状部材
８  軸線
９  外側面
１０  外側面
１７  スライダブロック
１８  スライダブロック
１９  作用線
２０  作用線
２３  テーブル
２４  テーブル
２５  回転軸
２６  回転軸
３２  作用線
４８  軸線
４９  円板状工具
５０  円板状工具
【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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