(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料供給カセット装置のトレイ上に所定の間隔で整列載置された複数の試料を、試料供給・回収ハンド装置のクランプ手段でクランプし、予め設定温度にコントロールされた恒温槽内の複数の予備加熱部に所定時間毎に試料を供給してセットし、所定時間経過した後、先にセットした試料を前記クランプ手段でクランプして粘弾性試験部まで搬送させてクランプ装置にセットし、このセットした試料の粘弾性試験を行っている間に、前記予備加熱部の空所に、再び試料供給・回収ハンド装置のクランプ手段で試料供給カセット装置のトレイ上に整列載置された次の試料をクランプして搬送させることにより供給してセットし、前記粘弾性試験部で試験の終了した試料を試料供給・回収ハンド装置を介して試料回収装置の昇降可能なトレイ上まで搬送して載置させ、前記試料供給カセット装置と、恒温槽内の複数の予備加熱部と、粘弾性試験部と、試料回収装置との間を試料供給・回収ハンド装置を水平方向に往復移動させながら試料を順次搬送させて供給すると共に回収しながら繰返し試験を行うことを特徴とする粘弾性試験方法。
【請求項２】
トレイ上に複数の試料が整列載置された試料供給カセット装置と、複数の試料の予備加熱部及び粘弾性試験部を備え、かつ温度コントロール可能な恒温槽と、試験終了した試料を回収する昇降可能な複数段のトレイを備えた試料回収装置とを直列に設置し、前記試料をクランプまたはアンクランプするクランプ手段を備え、かつ試料供給カセット装置と恒温槽と試料回収装置との間を水平往復移動及び昇降作動する試料供給・回収ハンド装置を設け、前記試料供給・回収ハンド装置のクランプ手段で、未試験試料及び試験終了試料をクランプまたはアンクランプして、前記試料供給カセット装置と、恒温槽内の複数の予備加熱部と、粘弾性試験部と，試料回収装置の昇降可能なトレイ上との間を往復搬送させながら試料の粘弾性試験を自動的に行うように構成したことを特徴とする粘弾性試験装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ゴム試料等の粘弾性試験方法及びその装置に係わり、更に詳しくはゴム試料等の粘弾性試験、即ち、定点（−10℃,0℃,20 ℃,60 ℃等) 測定及び温度分散, 歪み分散, 周波数分散等の測定を水平レベルにおいて自動的に行う粘弾性試験方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ゴム試料（例えば、巾５mm，長さ２０mm，厚さ２mm）等の粘弾性試験としては、設定温度にコントロールされた恒温槽内において、定点（−10℃,0℃,20 ℃,60 ℃等) 測定及び温度分散, 歪み分散, 周波数分散等の測定を行っているが、特に定点測定については、恒温槽を同一温度に設定して多くのサンプル（試料）を測定することが行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の測定作業は、サンプル（試料）の取付け，取外し、測定作業を作業員がそれぞれ手作業により行っているため、作業能率が極めて悪く、また作業員が介在した測定を行うため、測定結果にバラツキが多く、精度の高い粘弾性試験を行うことが出来ないと言う問題があった。
【０００４】
この発明は、かかる従来の課題に着目して案出されたもので、試料の供給，試料の予備加熱，試料の粘弾性試験，試験の終了した試料の回収作業を水平レベルにおいて全て自動的に行うことで、粘弾性試験の作業能率及び試験効率を著しく向上させることが出来、また人手を介在させることなく一連の作業を行うことが出来るので測定結果にバラツキが少なくなり、精度の高い測定を行うことが出来、更に設備も簡単で狭いスペースで良く、安価な試験装置とすることが出来る粘弾性試験方法及びその装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記目的を達成するため、トレイ上に複数の試料が整列載置された試料供給カセット装置と、複数の試料の予備加熱部及び粘弾性試験部を備え、かつ温度コントロール可能な恒温槽と、試験終了した試料を回収する昇降可能な複数段のトレイを備えた試料回収装置とを直列に設置し、前記試料をクランプまたはアンクランプするクランプ手段を備え、かつ試料供給カセット装置と恒温槽と試料回収装置との間を水平往復移動及び昇降作動する試料供給・回収ハンド装置を設け、前記試料供給・回収ハンド装置のクランプ手段で、未試験試料及び試験終了試料をクランプまたはアンクランプして、前記試料供給カセット装置と、恒温槽内の複数の予備加熱部と、粘弾性試験部と，試料回収装置の昇降可能なトレイ上との間を往復搬送させながら試料の粘弾性試験を自動的に行うように構成したことを要旨とするものである。
【０００８】
この発明は上記のように構成され、試料供給カセット装置のトレイ上に所定の間隔で整列載置された複数の試料を、試料供給・回収ハンド装置のクランプ手段でクランプし、予め設定温度にコントロールされた恒温槽内の複数の予備加熱部に所定時間毎に試料を供給してセットし、所定時間経過した後、先にセットした試料を前記クランプ手段でクランプして粘弾性試験部まで搬送させてクランプ装置にセットし、このセットした試料の粘弾性試験を行っている間に、前記予備加熱部の空所に、再び試料供給・回収ハンド装置のクランプ手段で試料供給カセット装置のトレイ上に整列載置された次の試料をクランプして搬送させることにより供給してセットし、前記粘弾性試験部で試験の終了した試料を試料供給・回収ハンド装置を介して試料回収装置の昇降可能なトレイ上まで搬送して載置させ、前記試料供給カセット装置と、恒温槽内の複数の予備加熱部と、粘弾性試験部と、試料回収装置との間を試料供給・回収ハンド装置を水平方向に往復移動させながら試料を順次搬送させて供給すると共に回収しながら繰返し試験を行うことにより、粘弾性試験の作業能率及び試験効率を著しく向上させることが出来、また人手を介在させることなく一連の作業を行うことが出来るので測定結果にバラツキが少なくなり、精度の高い測定を行うことが出来、更に設備も簡単で狭いスペースで良く、安価な試験装置とすることが出来るものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づき、この発明の実施形態を説明する。
図１は、粘弾性試験方法を実施するための参考粘弾性試験装置の概略平面図、図２は図１の正面図を示し、この粘弾性試験装置は、トレイ１０ａ上に複数の試料Ｗが整列載置された試料供給カセット装置１と、複数の試料Ｗの予備加熱部２ａ，２ｂ（この実施形態では２ヵ所であるが特に限定されるものではない）及び粘弾性試験部３を備え、かつ温度コントロール制御装置４を介して温度コントロール可能な気密的な恒温槽５と、試験終了した試料Ｗａをトレイ１０ｂ上に回収する試料回収装置６と、前記試料Ｗ，Ｗａをクランプまたはアンクランプするクランプ手段７を備え、かつ水平往復移動及び昇降作動する試料供給・回収ハンド装置８とから構成されている。
【００１０】
前記複数の試料Ｗがトレイ１０ａ上に整列載置された試料供給カセット装置１は、図１及び図２に示すように、カセットケース９ａのトレイ１０ａ上に、例えば、巾５mm，長さ２０mm，厚さ２mmの試料Ｗが、縦，横１０個ずつ所定の間隔で整列載置されている。
また、試験終了した試料Ｗａを回収する試料回収装置６も上記試料供給カセット装置１と同様に、カセットケース９ｂ上に、試験終了した試料Ｗａが載置されている。
【００１１】
前記試料供給カセット装置１及び試料回収装置６のカセットケース９ａ，９ｂの側部には、図３及び図４に示すようにトレイ押出し装置１２ａ，１２ｂが設置されている。
前記トレイ押出し装置１２ａ，１２ｂは、カセットケース９ａ，９ｂに隣接して設置された支柱１３ａ，１３ｂに、支柱１３ａ，１３ｂに沿って昇降するトレイ押出し手段１４ａ，１４ｂが取付けられ、このトレイ押出し手段１４ａ，１４ｂは、シリンダー１５を介して水平方向に進退移動する押出しロッド１６が設けられ、使用済みトレイ１０ｃと試料回収トレイ用カセット１０ｄとを押出しロッド１６を介して回収カセット１７ａ，１７ｂに押し出すように構成されている。
【００１２】
次に、予備加熱部２ａ，２ｂ及び粘弾性試験部３を備え、かつ温度コントロール制御装置４を介して温度コントロール可能な恒温槽５は、図１及び図２に示すように、ケーシング１８の一側面に、試料Ｗの供給及び試験終了した試料Ｗａの取り出しを行う開口部１９が形成され、この開口部１９には開閉可能なスライドドア２０が設けられている。
【００１３】
前記恒温槽５内の予備加熱部２ａ，２ｂは、スライドドア２０を設けた開口部１９の内側近傍に、ベースプレート２１を介して試料ホルダー２２ａ，２２ｂが並列に設置され、試料供給・回収ハンド装置８のクランプ手段７でクランプされた試料Ｗを立設させた状態で保持し、試料Ｗを予熱するように構成されている。また、恒温槽５内の粘弾性試験部３は、前記予備加熱部２ａ，２ｂで一定温度に加熱された試料Ｗの両端部を保持するクランプ部材２３ａ，２３ｂと、一方のクランプ部材２３ａに取付けられた恒温槽５外部のロードセル２４と、他方のクランプ部材２３ｂに取付けられた恒温槽５外部の駆動装置２５とで構成され、この粘弾性試験部３では、定点（−10℃,0℃,20 ℃,60 ℃等) 測定及び温度分散, 歪み分散, 周波数分散等の測定を行うものである。
【００１４】
また、恒温槽５内の温度コントロールを行う温度コントロール制御装置４は、恒温槽５の外部に設置され、パイプ２６を介して恒温槽５内に設定温度の温調ガスを供給するように構成されている。
次に、試料供給・回収ハンド装置８は、図１及び図２に示すように、試料回収装置６の側部に立設された支柱２７に、図示しない昇降駆動手段を介して該支柱２７に沿って昇降するガイド部材２８を設け、このガイド部材２８に水平アーム２９を取付けられている。
【００１５】
前記水平アーム２９には、シリンダー３０を介して水平方向、即ち、恒温槽５側に進退可能なクランプアーム３１が取付けられ、クランプアーム３１の先端には、前記試料Ｗ，Ｗａをクランプまたはアンクランプするクランプ手段７が取付けられている。
このクランプ手段７は、前記試料供給カセット１のトレイ１０ａ上に整列させて載置してある試料Ｗの上端部を二枚の開閉可能な爪３２ａ，３２ｂにより把持して、前記恒温槽５にスライドドア２０を介して形成されている開口部１９から恒温槽５内に侵入し、恒温槽５内の予備加熱部２ａまたは２ｂで試料Ｗを開放させるもので、更にクランプ手段７は、予備加熱部２ａ，２ｂで一定温度に加熱された試料Ｗをクランプして、粘弾性試験部３のクランプ部材２３ａ，２３ｂの位置まで移送するものである。
【００１６】
また、粘弾性試験部３で試験の終了した試料Ｗａをクランプ手段７の二枚の開閉可能な爪により把持して恒温槽５の内部から外部に取出し、試料回収装置６のトレイ１０ｂ上まで移送して試験終了した試料Ｗａを載置するものである。参考粘弾性試験装置は上記のように構成され、次に粘弾性試験方法について説明する。まず、試料供給カセット装置１のトレイ１０ａ上に所定の間隔で整列載置された複数の試料Ｗを、試料供給・回収ハンド装置８のクランプ手段７でクランプし、予め設定温度にコントロールされた恒温槽５内の複数の予備加熱部２ａの試料ホルダー２２ａに開口部１９に設けたスライドドア２０を開口して所定時間毎に試料Ｗを供給してセットする。
【００１７】
そして、試料Ｗは恒温槽５内で所定時間加熱された後、先にセットした試料Ｗを前記クランプ手段７でクランプして粘弾性試験部３まで搬送させてクランプ部材２３ａ，２３ｂ（クランプ装置）にセットし、恒温槽５外部のロードセル２４と、他方のクランプ部材２３ｂに取付けられた恒温槽５外部の駆動装置２５とで粘弾性試験を行う。
【００１８】
そして、このセットした試料Ｗの粘弾性試験を行っている間に、前記予備加熱部２ｂの試料ホルダー２２ｂの空所に、再び試料供給・回収ハンド装置８のクランプ手段７で試料供給カセット装置１のトレイ１０ａ上に整列載置された次の試料Ｗをクランプして搬送させることにより供給してセットする。
その後、前記粘弾性試験部３で試験の終了した試料Ｗａを試料供給・回収ハンド装置８を介して試料回収装置６のトレイ１０ｂ上まで搬送して載置させ、前記試料供給カセット装置１のＢ点と、恒温槽５内の複数の予備加熱部２ａ，２ｂのＣ点，Ｄ点と、粘弾性試験部３のＥ点と、試料回収装置６のＡ点との間を試料供給・回収ハンド装置８を水平方向に往復移動させながら試料を順次搬送させて供給しながら繰返し試験を行うものである。
【００１９】
次に図５〜図７は、この発明の実施形態を示し、この実施形態は、試料供給カセット装置１として、試料Ｗを整列載置させたトレイ１０ａをカセットケース９ａ内に１１段設けたものを使用している。そして、前記複数の試料Ｗがトレイ１０ａ上に整列載置された試料供給カセット装置１は、図６及び図７に示すように、カセットケース９ａ内に１１段のトレイ１０ａが昇降可能に収容され、この各トレイ１０ａ上には、上記第１実施形態と同様に、例えば、巾５mm，長さ２０mm，厚さ２mmの試料Ｗが、縦，横１０個ずつ所定の間隔で整列載置されている。
【００２０】
また、試験終了した試料Ｗａを回収する試料回収装置６も上記試料供給カセット装置１と同様に、カセットケース９ｂ内に、試験終了した試料Ｗａを載置するトレイ１０ｂが昇降可能に収容されている。
前記試料供給カセット装置１及び試料回収装置６のカセットケース９ａ，９ｂ内には図示しないシリンダー，駆動モータ等の昇降装置を介して前記トレイ１０ａ，１０ｂを昇降させる昇降プレート１１ａ，１１ｂが内装され、また試料供給カセット装置１及び試料回収装置６のカセットケース９ａ，９ｂの側部には、図６及び図７に示すようにトレイ押出し装置１２ａ，１２ｂが設置されている。
【００２１】
前記トレイ押出し装置１２ａ，１２ｂは、カセットケース９ａ，９ｂに隣接して設置された支柱１３ａ，１３ｂに、支柱１３ａ，１３ｂに沿って昇降するトレイ押出し手段１４ａ，１４ｂが取付けられ、このトレイ押出し手段１４ａ，１４ｂは、シリンダー１５を介して水平方向に進退移動する押出しロッド１６が設けられ、使用済みトレイ１０ｃと試料回収トレイ用カセット１０ｄとを押出しロッド１６を介して回収カセット１７ａ，１７ｂに押し出すように構成されている。
【００２２】
なお、その他の構成は上記実施形態と同様なので、同一符号を付して説明は省略する。  次に、図８のフローチャート図を参照しながら粘弾性試験方法を更に詳細に説明する。  まず、試料供給カセット装置１のトレイ１０ａ上に、縦，横１０列で試料Ｗを載置し、このトレイ１０ａを１段または実施形態２のように１１段セットする (ステップ(1))。
【００２３】
次いで、試料供給・回収ハンド装置８のクランプ手段７を、試料供給カセット装置１のトレイ１０ａの最前列の位置まで移動させて一本目の試料ＷをＢ点位置にてクランプし、一定の室温に予め加熱されている恒温槽５の開口部１９に設けたスライドドア２０を開口してクランプアーム３１と共に試料Ｗをクランプしたクランプ手段７を恒温槽５内に侵入させて、一本目の試料Ｗを第１の予備加熱部２ａのＣ点位置で試料ホルダー２２ａにセットさせる（ステップ(2))。
【００２４】
一本目の試料Ｗのセットが終了したら恒温槽５の開口部１９のスライドドア２０を閉扉させ、このような状態で所定時間（この実施形態では約５分）試料Ｗを予熱し、その後、試料供給・回収ハンド装置８のクランプ手段７で、試料供給カセット装置１のトレイ１０ａ上の二本目の試料ＷをＢ点位置にてクランプし、上記と同様に開口部１９に設けたスライドドア２０を開口してクランプアーム３１と共に試料Ｗをクランプしたクランプ手段７を恒温槽５内に侵入させて、二本目の試料Ｗを第２の予備加熱部２ｂのＤ点位置で試料ホルダー２２ｂにセットさせる (ステップ(3))。
【００２５】
そして、更に約５分後に、前記第１の予備加熱部２ａにセットされている予熱された一本目の試料Ｗを試料供給・回収ハンド装置８のクランプ手段７でクランプし、クランプアーム３１を伸長作動させて、粘弾性試験部３のクランプ部材２３ａ，２３ｂ（クランプ装置）まで移送させて、Ｅ点位置にて一本目の試料Ｗをセットさせる (ステップ(4))。
【００２６】
更に、試料供給・回収ハンド装置８のクランプ手段７で、試料供給カセット装置１のトレイ１０ａ上の三本目の試料ＷをＢ点位置にてクランプし、開口部１９に設けたスライドドア２０を開口してクランプアーム３１と共に試料Ｗをクランプしたクランプ手段７を恒温槽５内に侵入させて、三本目の試料Ｗを第１の予備加熱部２ａのＣ点位置で試料ホルダー２２ａにセットさせる (ステップ(5))。
【００２７】
上記三本目の試料Ｗが第１の予備加熱部２ａのＣ点位置で試料ホルダー２２ｂにセットされてから３分後に、前記粘弾性試験部３のクランプ部材２３ａ，２３ｂのＥ点位置にてセットされている一本目の試料Ｗの測定、即ち、恒温槽５外部のロードセル２４と、他方のクランプ部材２３ｂに取付けられた恒温槽５外部の駆動装置２５とで粘弾性試験を行う (ステップ(6))。
【００２８】
一本目の試料Ｗの粘弾性試験が終了したら、その試料Ｗａを試料供給・回収ハンド装置８のクランプ手段７でクランプして回収し、クランプアーム３１を収縮作動させて恒温槽５の内部から外部に水平搬送させて、試料回収装置６のＡ点にて試験の終了した試料Ｗａをトレイ１０ｂ上の最初に試料Ｗが載置されていた場所に載置させる (ステップ(7))。
【００２９】
次に、第２の予備加熱部２ｂのＤ点位置でセットされた二本目の試料Ｗを回収ハンド装置８のクランプ手段７でクランプし、クランプアーム３１を伸長作動させて、粘弾性試験部３のクランプ部材２３ａ，２３ｂ（クランプ装置）まで移送させて、Ｅ点位置にて一本目の試料Ｗをセットさせる (ステップ(8))。
更に、試料供給・回収ハンド装置８のクランプ手段７で、試料供給カセット装置１のトレイ１０ａ上の四本目の試料ＷをＢ点位置にてクランプし、開口部１９に設けたスライドドア２０を開口してクランプアーム３１と共に試料Ｗをクランプしたクランプ手段７を恒温槽５内に侵入させて、四本目の試料Ｗを第２の予備加熱部２ｂのＤ点位置で試料ホルダー２２ｂにセットさせる (ステップ(9))。
【００３０】
上記四本目の試料Ｗが第１の予備加熱部２ａのＣ点位置で試料ホルダー２２ｂにセットされてから３分後に、前記粘弾性試験部３のクランプ部材２３ａ，２３ｂのＥ点位置にてセットされている二本目の試料Ｗを、恒温槽５外部のロードセル２４と、他方のクランプ部材２３ｂに取付けられた恒温槽５外部の駆動装置２５とで粘弾性試験を行う (ステップ(10)) 。
【００３１】
以上の工程を試料供給カセット装置１のトレイ１０ａ上に載置されている複数本の試料Ｗに対して繰返し行い (ステップ(11)) 、そして１０列目の１０本目の試料Ｗが予備加熱部２ａのＣ点位置にセットされた後、空のトレイを待機させる (ステップ(12)) 。
このようにして、試料供給カセット１のトレイ１０ａが１段のものについては順次繰返し行い、また試料供給カセット１のトレイ１０ａが多段状（１１段）のものについは、試料供給カセット装置１の２段目のトレイ１０ａをＢ点位置にセットした後 (ステップ(13)) 、上記試料供給カセット１の１段目のトレイ１０ａと同様な工程を繰返し行うものである (ステップ(14)) 。
【００３２】
以上の一連の操作は、公知のコンピュータを使用することにより、全て自動的に行うものである。
なお、上記の第２実施形態では、試料Ｗの供給は、試料供給カセット装置１のトレイ１０ａ上から行い、試験の終了した試料Ｗａは試料回収装置６のＡ点にてトレイ１０ｂ上に回収させるような方法としているが、この実施形態に限定されず、試料Ｗの供給は、試料供給カセット装置１のトレイ１０ａ上から行うのは同じであっても、試験の終了した試料Ｗａを回収する場合には、試料供給カセット装置１のトレイ１０ａの空いている場所に回収するようにしても良い。これにより、必ずしても試料回収装置６を設けなくても良いことになる。
【００３３】
【発明の効果】
この発明は、上記のようにトレイ上に複数の試料が整列載置された試料供給カセット装置と、複数の試料の予備加熱部及び粘弾性試験部を備え、かつ温度コントロール可能な恒温槽と、試験終了した試料を回収する昇降可能な複数段のトレイを備えた試料回収装置とを直列に設置し、前記試料をクランプまたはアンクランプするクランプ手段を備え、かつ試料供給カセット装置と恒温槽と試料回収装置との間を水平往復移動及び昇降作動する試料供給・回収ハンド装置を設け、前記試料供給・回収ハンド装置のクランプ手段で、未試験試料及び試験終了試料をクランプまたはアンクランプして、前記試料供給カセット装置と、恒温槽内の複数の予備加熱部と、粘弾性試験部と，試料回収装置の昇降可能なトレイ上との間を往復搬送させながら試料の粘弾性試験を自動的に行うように構成したので、以下のような優れた効果を奏するものである。
１）粘弾性試験の作業能率及び試験効率を著しく向上させることが出来る。
２）人手を介在させることなく一連の作業を行うことが出来るので測定結果にバラツキが少なくなり、精度の高い測定を行うことが出来る。
３）設備も簡単で狭いスペースで良く、安価な試験装置とすることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】粘弾性試験方法を実施するための参考粘弾性試験装置を示す概略平面図である。
【図２】図１の正面図である。
【図３】図２のＳ１−Ｓ１矢視側面図である。
【図４】図２のＳ２−Ｓ２矢視側面図である。
【図５】この発明の実施形態における粘弾性試験方法を実施するための粘弾性試験装置の図２と同様な正面図である。
【図６】図５のＳ３−Ｓ３矢視側面図である。
【図７】図５のＳ４−Ｓ４矢視側面図である。
【図８】この発明の粘弾性試験方法のフローチャート図である。
【符号の説明】
１  試料供給カセット装置        ２ａ，２ｂ  予備加熱部
３  粘弾性試験部                ４  温度コントロール制御装置
５  恒温槽                      ６  試料回収装置
７  クランプ手段                ８  試料供給・回収ハンド装置
９ａ，９ｂ  カセットケース    １０ａ，１０ｂ  トレイ
１１ａ，１１ｂ  昇降プレート    １２ａ，１２ｂ  トレイ押出し装置
１３ａ，１３ｂ  支柱            １４ａ，１４ｂ  トレイ押出し手段
１５  シリンダー                １６  押出しロッド
１７ａ，１７ｂ  回収カセット              １８  ケーシング
１９  開口部                    ２０  スライドドア
２１  ベースプレート  ２２ａ，２２ｂ  試料ホルダー
２３ａ，２３ｂ  クランプ部材              ２４  ロードセル
２５  駆動装置                  ２６  パイプ
２７  支柱                      ２８  ガイド部材
２９  水平アーム                ３０  シリンダー
３１  クランプアーム  ３２ａ，３２ｂ  爪
Ｗ  試料                      Ｗａ  試験終了した試料
【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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