(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平に配置され圧延材を巻き取るマンドレルと、このマンドレルの周囲に配置され圧延材をマンドレルに押圧する押圧装置と、前記押圧装置を前記マンドレルに接離する接離装置と、前記マンドレルとこのマンドレルに巻き付けられたコイルを覆い温度の保持と加熱を行う保加熱炉と、を備え、前記押圧装置は圧延材をマンドレルに押圧するロールと、このロールの軸を中心に回動可能に設けられロールが圧延材を押圧時共同して押さえ付ける押さえ板とを有し、前記接離装置は押圧装置を炉内に挿入し引き出すようになっていることを特徴とする熱延材巻取装置。
【請求項２】
前記接離装置は、前記押圧装置を直線運動でマンドレルに接離する接離シリンダを備えていることを特徴とする請求項１記載の熱延材巻取装置。
【請求項３】
前記接離装置は、所定位置を中心とする円弧状の部分を有するアームで、アーム先端に前記押圧装置を有し、所定位置を中心に回動する回動アームと、この回動アームを回動して押圧装置をマンドレルに接離する接離シリンダとを備えることを特徴とする請求項１記載の熱延材巻取装置。
【請求項４】
前記接離装置は、マンドレルに対して所定位置を中心とする円弧状の第１アームと、この第１アームを前記所定位置まわりに回動可能に支持する支持部材と、この支持部材を回動してアーム先端をマンドレルに接離する接離シリンダと、前記所定位置を中心とし第１アームと半径を異にする円弧状の第２アームと、この第２アームを前記支持部材に回動可能に取り付けるピンと、前記支持部材に取り付けられ第２アームを回動する調整シリンダとを備え、前記押圧装置は第１アームおよび第２アームの先端にそれぞれ取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の熱延材巻取装置。
【請求項５】
前記押圧装置は、２個のロールと各ロール毎の押さえ板を有しており、さらにこの２個のロールと各押さえ板を支持する第１支持台と、この第１支持台をロール軸と平行なピンで回動可能に支持する第２支持台と、この第２支持台に設けられ第１支持台を回動しマンドレルとロールの当たりを調整する調整シリンダとを備え、前記接離装置は、第２支持台を直線運動でマンドレルに接離する接離シリンダを備えていることを特徴とする請求項１記載の熱延材巻取装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は圧延機に直列に設置され圧延材を巻取り巻戻しする熱延材巻取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
厚板（スラブ）から薄板（ストリップ）までを単一のラインで圧延する従来の熱間圧延設備では、多数のミル（圧延機）を必要とするため、圧延ラインの全長が非常に長くなる問題がある。そこで、かかる圧延ラインを短くするため、例えば、特開平７−８０５０５号、特開平７−１８５６０５号、等の熱間圧延設備が提案されている。
【０００３】
特開平７−８０５０５号の「鋳造熱間圧延連続設備」は、図５（Ａ）に模式的に示すように、粗ミル１０１（粗圧延機）と仕上ミル１０２（仕上圧延機）の中間に巻取り巻戻し装置１０３を配置し、連続鋳造で得た鋳片（スラブ）を粗圧延して巻き取り、その後、巻き戻して仕上圧延することにより、設備のコンパクト化と省エネルギーを図るものである。
【０００４】
また、特開平７−１８５６０５号の「熱間薄板材製造設備及び熱間薄板材の製造方法」は、図５（Ｂ）に模式的に示すように、圧延機１０４の入出側にそれぞれ巻戻し兼用の巻取り炉１０５を配置して、特定の厚みのスラブを巻戻し兼用の巻取り炉１０５で繰返し巻戻し巻戻しながら複数パス圧延することにより、コンパクトな設備で熱間薄板材を製造するものである。なお、この設備は、いわゆるステッケルミルであり、巻取り炉１０５のドラム１０５ａにスロット（クランプ用スリット）を有し、圧延材の先端をスロットに挿入してドラム１０５ａを回転させ、圧延材を確実に巻き取るようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した特開平７−１８５６０５号（図５Ａ）の設備では、薄板（ストリップ）を巻き取るため、その分の圧延ラインの長さを短くできるが、粗ミル１０１及び仕上ミル１０２は従来と同等数を必要とするため、ミル数はほとんど低減できず、結果として設備の全長が依然として長い問題点がある。また、図５（Ａ）における巻取り巻戻し装置１０３は、鋼板を芯なしで巻き取れる長所を有しているが、例えば３０ｍｍ以上の厚板や１０ｍｍ以下の薄板の巻取りが困難であり、適用範囲が狭く、かつ巻取ったコイルのハンドリングに時間を要し、冷却を促進させてしまう問題点がある。
【０００６】
一方、特開平７−１８５６０５号（図５Ｂ）の設備では、ミル数を大幅に低減でき、これにより全長の大幅な短縮ができ、かつステッケルミルは薄板から厚板まで適用できる等の長所を有しているが、▲１▼ドラム１０５ａのスロット（クランプ用スリット）に挿入した部分が、逆巻きされるため先端部が鼻曲げ状態となり、円滑な先端部の挿入が困難になる、▲２▼先端部の巻取りの際には、ドラム１０５ａの速度を圧延時の１／１０程度の低速（例えば２０〜３０ｍ／ｍｉｎ）にする必要があり、その結果、加速減速を頻繁に行う必要が生じ、生産性が低い問題点がある。
【０００７】
ステッケルミルのかかる問題点を解決するために、▲１▼先端部の上反りを検出して巻取りドラムの位置を修正する「加熱炉付巻取装置」（実開昭６２−１０１６１７号）、▲２▼上反り矯正装置を備えた「圧延材上反り矯正装置」（実開昭６２−１８９８１４号）、▲３▼巻取機の駆動タイミングを適正にして加減速時のロスを低減する「ステッケルミルの巻取り制御装置」（特開昭６３−３６９１８号）等が提案されているが、依然として先端部の鼻曲げ、及び低速での巻取り等の本質的問題点は解決されていない。
【０００８】
本発明は、かかる問題点を解決するために創案されたものである。すなわち本発明の目的は、厚板から薄板までの圧延材を、反りや曲げを付加することなく、巻取り時にも高速で巻き取りができ、かつ巻き取った圧延材を効率よく保加熱することができる熱延材巻取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】
上記目的を達成するため請求項１の発明では、水平に配置され圧延材を巻き取るマンドレルと、このマンドレルの周囲に配置され圧延材をマンドレルに押圧する押圧装置と、前記押圧装置を前記マンドレルに接離する接離装置と、前記マンドレルとこのマンドレルに巻き付けられたコイルを覆い温度の保持と加熱を行う保加熱炉と、を備え、前記押圧装置は圧延材をマンドレルに押圧するロールと、このロールの軸を中心に回動可能に設けられロールが圧延材を押圧時共同して押さえ付ける押さえ板とを有し、前記接離装置は押圧装置を炉内に挿入し引き出すようになっている。
【００１０】
圧延材の先端がマンドレルまできたとき押圧装置のロールによって押圧し、さらに押さえ板を回動して押さえ付ける。マンドレルは圧延材の速度と同じ外周速度で回転しており、マンドレルの外周周囲に配置された押圧装置は接離装置によってマンドレルにロールを押圧する。このようにして最初の数巻きがマンドレルに巻き取られると、圧延材はマンドレルに固定されるので押圧装置をマンドレルから引き離し巻き取りを続ける。圧延材の先端を曲げたりすることなく、またマンドレルに最初に巻き付け時巻き取り速度を減速することなく圧延材の速度に対応した高速で巻き取りをすることができる。また、マンドレルとこれに巻き付けられたコイルは保加熱炉内に配置されているので巻取り巻戻し中一定温度以下にならないように保持される。
【００１１】
請求項２の発明では、前記接離装置は、前記押圧装置を直線運動でマンドレルに接離する接離シリンダを備えている。これにより単純な構造で確実に圧延材をマンドレルに押圧することができる。
【００１２】
請求項３の発明では、前記接離装置は、所定位置を中心とする円弧状の部分を有するアームで、アーム先端に前記押圧装置を有し、所定位置を中心に回動する回動アームと、この回動アームを回動して押圧装置をマンドレルに接離する接離シリンダとを備える。
【００１３】
回動アームの先端に設けられた押圧装置は所定位置を中心とする円弧上を移動しマンドレルを押圧し最初の数巻きの巻き付けが終わると退避する。これにより単純な構造で確実に圧延材をマンドレルに押圧することができる。
【００１４】
請求項４の発明では、前記接離装置は、マンドレルに対して所定位置を中心とする円弧状の第１アームと、この第１アームを前記所定位置まわりに回動可能に支持する支持部材と、この支持部材を回動してアーム先端をマンドレルに接離する接離シリンダと、前記所定位置を中心とし第１アームと半径を異にする円弧状の第２アームと、この第２アームを前記支持部材に回動可能に取り付けるピンと、前記支持部材に取り付けられ第２アームを回動する調整シリンダとを備え、前記押圧装置は第１アームおよび第２アームの先端にそれぞれ取り付けられている。
【００１５】
第１アーム先端に取り付けられた押圧装置はマンドレルに対して所定位置を中心とする円弧上を移動してマンドレルに接離する。第２アーム先端に取り付けられた押圧装置は調整シリンダを調整することにより前記所定位置を中心とする円弧上を移動してマンドレルに接離し、かつ第１および第２アーム先端に取り付けられた押圧装置が一方のみ当たることなく両方とも確実にマンドレルを押圧する。これにより簡単な構造で２個の押圧装置を確実にマンドレルに押圧し圧延材の初期巻き付けを行うことができる。
【００１６】
請求項５の発明では、前記押圧装置は、２個のロールと各ロール毎の押さえ板を有しており、さらにこの２個のロールと各押さえ板を支持する第１支持台と、この第１支持台をロール軸と平行なピンで回動可能に支持する第２支持台と、この第２支持台に設けられ第１支持台を回動しマンドレルとロールの当たりを調整する調整シリンダとを備え、前記接離装置は、第２支持台を直線運動でマンドレルに接離する接離シリンダを備えている。
【００１７】
第１支持台には２個のロールとそれぞれの押さえ板が取り付けられており、第１支持台は第２支持台にピンで接合され調整シリンダにより回動可能に取り付けられている。調整シリンダで調整することによりロールが一方のみ当たることなく両方とも確実にマンドレルを押圧する。これにより簡単な構造で２個の押圧装置を確実にマンドレルに押圧し圧延材の初期巻き付けを行うことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１〜図３は本発明の第１実施の形態を説明する図であり、図１はマンドレルに巻き付け開始の状態を示し、図２は巻き取り中から巻きとり終わりの状態を示し、図３は押圧装置の詳細を示す。
【００１９】
図１において、水平に配置されたマンドレル３を中心にしてほぼ円筒状の保加熱炉８が設けられ、その大きさは巻き取るコイル２の大きさにより決まる。マンドレル３の回りには３個の押圧装置４が接離可能に配置され、さらに搬送ロール１０を通り案内ロール１１から入ってくる圧延材１をマンドレル３に導く第１案内板１２と第２案内板１３が設けられている。押圧装置４は圧延材１の先端をマンドレル３に押圧する押圧ロール５と、これと共同して押さえ付ける押さえ板６を備える。押さえ板６は押圧ロール５の軸を中心に回動でき、押圧時マンドレル３の外周を覆い、その外の場合は６ａで示す位置に格納されている。
【００２０】
保加熱炉８には押圧装置４をマンドレル３に向かって直線的に摺動させる摺動箱９が各押圧装置４毎に設けられ、接離シリンダ７により押圧ロール５がマンドレル３表面から保加熱炉８の外周まで移動できるようになっている。第１案内板１２は保加熱炉８外に設けられた固定部１２ａと先端案内部１２ｂよりなり、先端案内部１２ｂは圧延材１の先端をマンドレル３に案内するとともに、押さえ板６とともに先端をマンドレル３の外周に沿わせている。先端案内部１２ｂは不図示の装置により保加熱炉８外へ移動できるようになっており、マンドレル３への初期巻き付けが終了すると炉外へ移動する。第２案内板１３は付け根部に設けられたアクチュエータ１３ａによりマンドレル３への初期巻き付けが終了すると矢印で示すように回動する。
【００２１】
図３により押圧装置を説明する。（Ａ）は平面図を示し、（Ｂ）は（Ａ）のＸ−Ｘ矢視図を示す。押圧ロール５の軸５ａの両側には円板１５が回転自在に嵌合し、さらに軸５ａの両端は押さえ枠１６によって回転自在に支持されている。円板１５には押さえ板６が取り付けられており、押さえ板６は軸５ａを中心に回動する。円板１５にはスプロケット１７ａが設けられ、これと対応して押さえ枠１６にもスプロケット１７ｂが設けられ、両スプロケット１７ａ，１７ｂはチェーン１８で結ばれている。押さえ枠１６に押さえ板回動シリンダ１９が設けられ、スプロケット１７ｂを回動することにより押さえ板６を回動する。なお、シリンダの代わりにトルクアクチュエータを用いてもよい。
【００２２】
次に巻取り動作について説明する。図１に示すようにマンドレル３の外周に押圧ロール５を接離シリンダ７で押圧し、押さえ板６を回動してマンドレル３の外周に沿わせておく。また第１案内板１２と第２案内板１３も図１に示すようにその先端がマンドレル３の外周近傍となるように設定する。マンドレル３は外周速度を圧延材１の速度と同一速度にして矢印で示す方向に回転している。圧延材１が搬送ロール１０、案内ロール１１、第１案内板１２と第２案内板１３の間を通過し、マンドレル３に達すると押圧ロール５と押さえ板６によりマンドレル３の外周に押さえ付けられ、１回転すると後続する圧延材１が上に巻付いてくる。このようにして数巻まかれると圧延材１はマンドレル３と一体になるので、押さえ板６を回動してマンドレル３の外周から離し押圧ロール５とともに保加熱炉８の外周まで退避する。この段階を初期巻き取りという。
【００２３】
図２は初期巻き取り以降から巻き取り終了までの状態を示す。押圧装置４は摺動箱９内を押圧ロール５が保加熱炉８の外周にくるまで後退する。押圧ロール５は摺動箱９の断面をほぼ塞ぐようになっているので、保加熱炉８からの熱の放散を防止する。また、第１案内板１２の固定部１２ａは閉鎖板１４とともに炉壁との間隙を閉鎖し、第２案内板１３は回動して炉壁との間隙を閉鎖する。これにより巻き取り中の保温性が確保される。このような状態でコイル２が所定の大きさになるまで圧延材１を巻き取る。また、この状態で巻き戻すこともできる。なお、本実施の形態は巻取装置を搬送ロール１０の下側に設けた場合を説明したが、上側にもほぼ同様な構造で設けることができる。
【００２４】
図４は第２実施の形態を示す。本実施の形態は第１実施の形態に対して巻取装置を搬送ロール１０の上側に設け、２個の押圧装置４を平行に設けた点が主な相違点である。なお、本図および以降の図において、図１〜図３の符号と同一符号は同一の機能を有する部品や装置を表す。保加熱炉８の中心にはマンドレル３が設けられ、この外周に３個の押圧装置４が配置され、保加熱炉８の外周に設けられた摺動箱９内を摺動して直線運動で接離可能になっている。押圧装置４には押圧ロール５と押圧ロール５の軸を回転軸とする押さえ板６が設けられ、初期巻き取り時には押圧ロール５と押さえ板６がマンドレル３の外周に接触して圧延材１を押さえ、数巻き巻かれると押さえ板６を回動して押圧ロール５の背後に移動し接離シリンダ７を駆動して押圧ロール５を保加熱炉８のほぼ外周位置まで退避する。
【００２５】
圧延材１は搬送ロール１０と案内ロール１１を通り、第１可動案内ロール２１と第２可動案内ロール２２間を通り、先端案内部２１ａに導かれマンドレル３に到着し押圧ロール５と押さえ板６でマンドレル外面に押さえ付けられ数巻き巻き付けられ、初期巻き取りを終了する。第１可動案内ロール２１と第２可動案内ロール２２は破線で示す位置に不図示の駆動装置により退避する。先端案内部２１ａは第１可動ロール２１と一体となっており退避は同時に行われる。
【００２６】
図５は第３実施の形態を示す。本実施の形態はマンドレル３に対して所定の位置を表すＫ点を中心とした円弧上を押圧装置４が移動するようにしたものである。第２実施の形態に対して主な相違点は、押圧装置４の円弧上の移動と、摺動箱９に代えて円弧状の開口閉鎖蓋３１を保加熱炉８に設け、押圧装置用開口３２を閉鎖できるようにした点である。３個の押圧装置４をそれぞれ円弧状アームで支持し、１個は単独に他の２個は一体にして回動するようにしている。
【００２７】
保加熱炉８外の適切な位置Ｋ１を上端とし、Ｋ１を中心とする円弧部分を有しＫ１を回動中心とする回動アーム２５を設け、円弧部の先端に押圧ロール５と押さえ板６を有する押圧装置４を設ける。この回動アーム２５の回動により押圧装置４が出入りする保加熱炉８には押圧装置開口３２ａを設け、この押圧装置開口３２ａを閉鎖する円弧状の開口閉鎖蓋３１ａを設ける。
【００２８】
また、保加熱炉８外のマンドレル３に対して適切な所定位置をＫ２とし、Ｋ２を中心とする円弧状の第１アーム２６とこの第１アーム２６に接続しＫ２を中心に回動し第１アーム２６が円弧上を回動するようにした支持部材２７とを設ける。第１アーム２６の先端には押圧装置４を設け第１アーム２６の回動によりマンドレル３を押圧するような配置とする。さらに、Ｋ２を中心とし第１アーム２６の半径より小さな半径の第２アーム２８を設け、先端に押圧装置４を取付ける。この先端の押圧装置４がマンドレル３を適切に押圧できるように第２アーム２８の他端に近い位置をピン２９で回動可能に支持部材２７へ取付け、他端に支持部材２７に取付けられた調整シリンダ３０を結合し、第２アーム２８をピン２９の回りに回動可能とする。支持部材２７には接離シリンダ７を設け、第１アーム２６および第２アーム２８を点Ｋ２を中心として回動させ、それぞれの先端に設けられた押圧装置４をマンドレル３の外周から保加熱炉８の外部まで移動できるようにしている。
【００２９】
第１アーム２６および第２アーム２８の回動によりそれぞれの先端に設けられた押圧装置４が出入りする保加熱炉８には押圧装置開口３２ｂを設け、この押圧装置開口３２ｂを閉鎖する円弧状の開口閉鎖蓋３１ｂを設ける。
【００３０】
初期巻き取り時には、回動アーム２５および支持部材２７をそれぞれの接離シリンダ７で回動し、押圧装置４の押圧ロール５をマンドレル３に押圧する。この際調整シリンダ３０により第１アーム２６と第２アーム２８の押圧ロール５が確実にマンドレル３を押圧するように調整する。次に、押さえ板６をマンドレル３の外周に接触して押圧ロール５と共に圧延材１を押さえ、数巻き巻かれると押さえ板６を回動して押圧ロール５の背後に移動し接離シリンダ７を駆動して各押圧ロール５を保加熱炉８の外部まで退避する。この後、押圧装置開口３２ａ，３２ｂをそれぞれ開口閉鎖蓋３１ａ，３１ｂで閉鎖する。また、第１可動案内ロール２１と第２可動案内ロール２２は破線で示す位置に不図示の駆動装置により退避する。先端案内部２１ａは第１可動ロール２１と一体となっており退避は同時に行われる。なお、他の動作は第１および第２実施の形態と同様である。
【００３１】
図６は第４実施の形態を示す。本実施の形態は２個の押圧装置４を一体にして直線運動をさせマンドレル３より接離するようにしたもので、第３実施の形態の第１アーム２６と第２アーム２８の回動動作を直線動作とし摺動箱９を設けたものである。以下第３実施の形態との相違点を説明する。
【００３２】
２個の押圧装置４をマンドレル３の適切な位置に接するような配置にして第１支持台３３に取付け、この第１支持台３３の押圧装置４を含む幅と同一幅を有する第２支持台３４と、第１支持台３３とをマンドレル３と平行なピン３５で回動可能に接合する。第１支持台３３と第２支持台３４は調整シリンダ３６により結合されており、この作動により第１支持台３３をピン３５回りに回動し各押圧装置４の押圧ロール５がマンドレル３の外周を均等に押圧できるように調節する。
【００３３】
保加熱炉８には摺動箱９が設けられ、この中を第１支持台３３と第２支持台３４が摺動する。接離シリンダ７は第２支持台３４に取付けられ、押圧ロール５のマンドレル３への押圧と保加熱炉８の外周の外側までの退避を行う。押圧装置４を取付けた第１支持台３３が出入りできる押圧装置開口３２ｂが保加熱炉８の炉壁に設けられており、これを閉鎖する円弧状の開口閉鎖蓋３１ｂが設けられている。
【００３４】
初期巻き取り時には、回動アーム２５の回動および第２支持台３４の直線運動をそれぞれの接離シリンダ７で行い、押圧装置４の押圧ロール５をマンドレル３に押圧する。この際調整シリンダ３６により第１支持台３３を回動し、２個の押圧ロール５が確実にマンドレル３を押圧するように調整する。次に、押さえ板６をマンドレル３の外周に接触して押圧ロール５と共に圧延材１を押さえ、数巻き巻かれると押さえ板６を回動して押圧ロール５の背後に移動し、接離シリンダ７を駆動して各押圧ロール５を保加熱炉８の外周の外側まで退避する。この後、押圧装置開口３２ａ，３２ｂをそれぞれ開口閉鎖蓋３１ａ，３１ｂで閉鎖する。また、第１可動案内ロール２１と第２可動案内ロール２２は破線で示す位置に不図示の駆動装置により退避する。先端案内部２１ａは第１可動ロール２１と一体となっており退避は同時に行われる。なお、他の動作は第１および第２実施の形態と同様である。
【００３５】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、本発明は、マンドレルに押圧ロールと押さえ板を押し付け、圧延材の先端をマンドレルに巻き付けるようにしたので、圧延材の先端を曲げたりすることなく、かつ圧延材の搬送速度に合わせて高速に巻き取ることができる。また押圧装置が出入りする炉壁の開口は押圧ローラにより、または炉開口閉鎖蓋により閉鎖するので、マンドレルに押圧装置により数巻き巻き付けた後は押圧装置を炉外に移動し炉壁の開口を閉鎖することにより保温効率のよい保加熱炉とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態を説明する図で、マンドレルに巻き付け開始の状態を示す。
【図２】本発明の第１実施の形態を説明する図で、初期巻取以降から巻きとり終わりの状態を示す。
【図３】押圧装置の詳細を示す図である。
【図４】本発明の第２実施の形態を説明する図である。
【図５】本発明の第３実施の形態を説明する図である。
【図６】本発明の第４実施の形態を説明する図である。
【図７】従来の圧延材設備の構成図である。
【符号の説明】
１  圧延材
２  コイル
３  マンドレル
４  押圧装置
５  押圧ロール
６  押さえ板
６ａ  格納時の押さえ板
７  接離シリンダ
８  保加熱炉
９  摺動箱
１０  搬送ロール
１１  案内ロール
１２  第１案内板
１２ａ  固定部
１２ｂ  先端案内部
１３  第２案内板
１３ａ  アクチュエータ
１４  閉鎖板
１５  円板
１６  押さえ枠
１７ａ，１７ｂ  スプロケット
１８  チェーン
１９  押さえ板回動シリンダ
２１  第１可動案内ロール
２１ａ  先端案内部
２２  第２可動案内ロール
２５  回動ロール
２６  第１アーム
２７  支持部材
２８  第２アーム
２９，３５  ピン
３０，３６  調整シリンダ
３１ａ，３１ｂ  開口閉鎖蓋
３２ａ，３２ｂ  押圧装置開口
３３  第１支持台
３４  第２支持台
【図１】
0003743063.tif 000002
【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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