(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端に工作機械のスピンドルに挿着されるシャンク部を有し、他端部にこのシャンク部の軸線と一致して延設され、外周面に先端側にむけて径が小さくなるテーパ面が形成されたチャック筒を有するホルダ本体と、前記チャック筒を外周面側から締め付ける締付筒と、前記チャック筒内に嵌合される工具を把持するコレットとを備え、前記締付筒により前記チャック筒を縮径または復元させて前記工具を脱着可能とした工具ホルダにおいて、
前記チャック筒に嵌合保持されるストレートコレット及び／または前記工具に前記ホルダ本体の流体供給路を連通する流体通路を設け、且つ前記ストレートコレットの筒部壁面に軸方向に延在する周方向に所定間隔離して形成したスリ割り部を有し、かつ前記ストレートコレットの先端部には外周面におねじからなる係止部を形成した鍔部を設けると共に、該鍔部の係止部には中央に前記工具のシャンク部が貫通する中央貫通孔を有し、且つ外周突出部内壁面にはめねじからなる係合部を、また前記外周突出部の端面には研磨加工による水平端面を形成したコレット用キャップを着脱可能に設け、使用時において前記チャック筒の先端面と前記コレット用キャップの外周突出部水平端面とを互いに密着できるようにしたことを特徴とする流体通路を備えた工具ホルダ。
【請求項２】
前記コレット用キャップは、中央に工具のシャンク部が貫通する中央貫通孔と、前記工具先端側に流体を噴出させる流体噴出孔を有するものであることを特徴とする請求項1記載の流体通路を備えた工具ホルダ。
【請求項３】
前記コレット用キャップは、レンチ等の締付け工具用の盲穴又は切欠き等の締付補助部を有することを特徴とする請求項１記載の流体通路を備えた工具ホルダ。
【請求項４】
前記チャック筒の先端部水平面と前記コレット用キャップの外周突出部水平端面との間に弾性を有するリング状板材からなるスペーサ又はＯリング等のシール材を介して、互いに密着させるようにしたことを特徴とする請求項１ないし３の何れか１項に記載の流体通路を備えた工具ホルダ。
【請求項５】
前記ホルダ本体の流体供給路と連通する流体通路が前記工具に設けられている場合は、前記コレット用キャップの中央貫通孔の内周面に前記工具のシャンク部外周面と当接するシール部材を設けたことを特徴とする請求項１，請求項３，請求項４に記載のいずれか１項に記載の流体通路を備えた工具ホルダ。
【請求項６】
前記コレット用キャップの前記コレット鍔部への装着は、前記工具を嵌合保持したストレートコレットを前記チャック筒に挿入してチャック筒を締付けた後、前記ストレートコレットのおねじからなる係止部に前記コレット用キャップのめねじからなる係合部を取付け、前記チャック筒の先端面と前記コレット用キャップの研磨加工を施した外周突出部水平端面とを互いに密着するようにしたことを特徴とする請求項１記載の流体通路を備えた工具ホルダ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、リーマ，エンドミル等の切削工具によって切削加工をする場合に、工作機械側から供給される適量のクーラント，切削油等の切削液を確実に切削工具に供給できるようにした流体通路を備えた工具ホルダに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、刃物によって金属などの材料に切削加工を行う場合に、多量のクーラント，切削油等の切削液を加工部に供給することで切削加工性を向上させるようにしている。
ところで、前記切削工具は、工作機械の主軸に装着される工具ホルダにコレットを介してチャッキングされ、工作機械側から供給される切削液を工具ホルダの供給穴及びコレットのスリ割り部，或いは切削工具の軸方向に貫通する中心部に形成した給油穴を介して供給されるようになっている。
前記切削液を供給する流体通路を備えた工具ホルダは、数多く開発され使用に供されているが、例えば、従来図１，図２に示すものがある。
【０００３】
この従来技術は、本願出願人が先に特許第３０３５１６７号で提案したものであって、図中、１は一端部に工作機械の主軸に装着される差込用のシャンク部２が設けられ、他端部にはチャック筒３に嵌合される工具把持用のコレット４等の工具保持手段５が設けられた工具ホルダである。
前記工具保持手段５は、切削工具Ｔのシャンク部Ｔs を円筒形状をしたコレット４を介して把持するようになっている。
前記コレット４は、中心部に切削工具Ｔのシャンク部Ｔs を差し込むための挿入穴６を有した円筒形状に形成され、先端部には鍔部７を有し、先端寄りの外周部には前記挿入穴６に至る軸方向のスリ割り部８が複数本形成されている。
前記コレット４の後端部側の内方には空胴部９が形成されると共に、後端部開口１０には、中央孔１１を有する尾部栓体１２がねじ嵌合されており、尾部栓体１２の外周面には工具ホルダ１の内壁面に当接する○リング１３が設けられコレット４の外周面を通して切削液が漏れないようになっている。
【０００４】
前記工具保持手段５は、コレット４を嵌め込む外嵌チャック筒部３とこの外嵌チャック筒部３の回りにリテーナ１５に装着したベアリング１６等を介して回転自在に配設された締付具１７とから構成されており、この締付具１７を正転又は逆転操作することで、外嵌チャック筒部３を介して切削工具Ｔを把持したコレット４に縮径又は拡径動作を行わせるようになっている。
【０００５】
また、前記コレット４には挿入穴６の外周部であって各スリ割り部８の相互隣接間となる各部分に、それぞれ軸方向に沿った複数本の流体通路１８が形成されている。各流体通路１８は、前記空胴部９及び尾部栓体１２の中央孔１１を含んでコレット４の軸方向を貫通する構成となっており、前記工具ホルダ１の中央穴である流体供給路１９と連通可能になっている。
【０００６】
さらに、前記スリ割り部８には、前記外嵌チャック筒部３の内壁面３ａと、切削工具Ｔにおけるシャンク部Ｔｓの外周面とにそれぞれ当接すべく、スリ割り部８内を横断するゴム，軟質樹脂などの弾性体で形成された棒状の油止め具２０が設けられ、切削液が前記空洞部９からスリ割り部８を通って切削工具Ｔ差し込み側の端部に流出するのを防止するようにしている。
【０００７】
前記油止め具２０は、流体供給路１９から供給される切削液がスリ割り部８内を通ってコレット４の先端部に流出するのを阻止して、切削液が確実に流体通路１８から噴出するように規制するようにしている。
２１は前記コレット４の先端部軸方向に形成された流体通路１８の先端開口部に取り付けられた切削液の噴出角度を変更可能とする球状の噴出口具で、貫通した噴出孔２２が形成されている。そのため、切削液の噴出角度を、使用する切削工具Ｔごとに、挿入穴６からの突出長さ、直径，先端刃部の形状，回転速度等に応じて適切に調節することができるようになっている。
【０００８】
【発明が解決しよとする課題】
以上のように構成された従来の流体通路を備えた工具ホルダによれば、工作機械側から供給される切削液の経路であるコレット４の流体通路１８の製作が極めて複雑となり、コレットの製作コストが高くなっている。また、前記切削液が前記空洞部９からスリ割り部８を通って切削工具Ｔ差し込み側の鍔部７を含めた端部に流出するのを防止するために装着した弾性体からなる油止め具２０は、永年の使用によって経年変化をきたし切削液の流出を確実に防止することができず、使用する切削工具Ｔごとに、挿入穴６からの突出長さ、直径，先端刃部の形状，回転速度等に応じて適切に調節して切削液を確実に供給することができなくなるという問題点がある。
【０００９】
この発明は、前述した問題点を解決して、工具ホルダのホルダ本体に嵌挿するストレートコレットの切削液供給通路の構成を簡略化し、且つ組立が容易で切削液のストレートコレット外周部からの流出を比較的容易に防止でき、切削工具への切削液の供給が確実にできるようにした流体通路を備えた工具ホルダを提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、一端に工作機械のスピンドルに挿着されるシャンク部を有し、他端部にこのシャンク部の軸線と一致して延設され、外周面に先端側にむけて径が小さくなるテーパ面が形成されたチャック筒を有するホルダ本体と、前記チャック筒を外周面側から締め付ける締付筒と、前記チャック筒内に嵌合される工具を把持するコレットとを備え、前記締付筒により前記チャック筒を縮径または復元させて前記工具を脱着可能とした工具ホルダにおいて、前記チャック筒に嵌合保持されるストレートコレット及び／または前記工具に前記ホルダ本体の流体供給路を連通する流体通路を設け、且つ前記ストレートコレットの筒部壁面に軸方向に延在する周方向に所定間隔離して形成したスリ割り部を有し、かつ前記ストレートコレットの先端部には外周面におねじからなる係止部を形成した鍔部を設けると共に、該鍔部の係止部には中央に前記工具のシャンク部が貫通する中央貫通孔を有し、且つ外周突出部内壁面にはめねじからなる係合部を、また前記外周突出部の端面には研磨加工による水平端面を形成したコレット用キャップを着脱可能に設け、使用時において前記チャック筒の先端面と前記コレット用キャップの外周突出部水平端面とを互いに密着できるようにしたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１記載の流体通路を備えた工具ホルダにおいて、前記コレット用キャップが、中央に工具のシャンク部が貫通する中央貫通孔と前記工具先端側に流体を噴出させる流体噴出孔を有するものであることを特徴とする。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１記載の流体通路を備えた工具ホルダにおいて、前記コレット用キャップは、レンチ等の締付け工具用の盲穴又は切欠き等の締付補助部を有することを特徴とする。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項１〜３の何れか１項に記載の流体通路を備えた工具ホルダにおいて、前記チャック筒の先端部水平面と前記コレット用キャップの外周突出部水平端面との間に弾性を有するリング状板材からなるスペーサ又はＯリング等のシール材を介して、互いに密着させるようにしたことを特徴とする。
【００１５】
請求項５の発明は、請求項１，請求項３，請求項４に記載のいずれか１項に記載の流体通路を備えた工具ホルダにおいて、前記ホルダ本体の流体供給路と連通する流体通路が前記工具に設けられている場合は、前記コレット用キャップの中央貫通孔の内周面に前記工具のシャンク部外周面と当接するシール部材を設けたことを特徴とする。
【００１６】
請求項６の発明は、請求項１記載の流体通路を備えた工具ホルダにおいて、前記コレット用キャップの前記コレット鍔部への装着は、前記工具を嵌合保持したストレートコレットを前記チャック筒に挿入してチャック筒を締付けた後、前記ストレートコレットのおねじからなる係止部に前記コレット用キャップのめねじからなる係合部を取付け、前記チャック筒の先端面と前記コレット用キャップの研磨加工を施した外周突出部水平端面とを互いに密着するようにしたことを特徴とする。
【００１５】
前記構成を備えた本発明の流体通路を備えた工具ホルダによれば、工作機械側から供給される切削液を、ホルダ本体内に形成した流体供給路を介して切削工具を把持して装着されるストレートコレット及び／または前記工具の流体通路に導くと共に、ストレートコレット鍔部に形成したおねじからなる係止部にコレット用キャップを係合し、チャック筒の先端面と前記コレット用キャップの研磨加工を施した外周突出部水平端面とを互いに密着し、前記切削液を所望の位置から噴出させるようにしたので、切削液を確実に切削工具に供給でき、ストレートコレットのスリ割り部から無駄に流失されるのを防止でき、切削加工作業を能率良く行うことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の流体通路を備えた工具ホルダの一実施の形態につき、図３〜図５を参照して説明する。
図３は本発明にかかる実施の形態の使用状態を示す断面図である。
図３において、３０は工具ホルダのホルダ本体で、このホルダ本体３０は、図示省略した工作機械のスピンドルに挿着されるテーパシャンク部３１と、このテーパシャンク部３１の大径側端部に形成した把持用のフランジ３２と、このフランジ３２の反テーパシャンク部側の端面からテーパシャンク部３１と反対の方向に該テーパシャンク部３１の軸線と一致して延設され、外周面にフランジ３２から先端に行くに従い径が小さくなるテーパ面３２ａが形成された円筒径状のチャック筒３３とから構成される。
【００１７】
３４は前記チャック筒３３の外周に遊嵌されるローラ保持筒であり、このローラ保持筒３４は、チャック筒３３のテーパ面３３ａとほぼ同様なテーパ角度で先端に行くに従い径が小さくなる筒体から形成されている。また、このローラ保持筒３４は、チャック筒３３の先端部外周に設けた止めリング３５によってチャック筒３３から抜け落ちないように保持されている。
【００１８】
また、ローラ保持筒３４には、該ローラ保持筒３４の軸線に対して円周方向に所定の角度で傾斜させて嵌め込んだニードルローラ３６が円周方向に多数配設されている。また、各ニードルローラ３６はローラ保持筒３４の肉厚寸法より大きい径に形成され、これにより、ローラ保持筒３４の内周面側へ突出する各ニードルローラ３６をチャック筒３３のテーパ面３３ａに当接させ、ローラ保持筒３４の外周面側へ突出する各ニードルローラ３６を後述する締付筒３７の内周面に当接させる構成になっている。
【００１９】
締付筒３７は、チャック筒３３を縮径させて目的の工具を緊密に掴持するものであって、チャック筒３３の外周にローラ保持筒３４で保持されたニードルロー３６を介しては嵌合される。この締付筒３７の内周面は、フランジ３２と対向する端部から先端に行くに従い径が小さくなるテーパ付き円筒面に構成されている。また、締付筒３７のフランジ３２側の基端部内周には、シール兼用の抜け止めリング３８が装着されており、このシール兼用の抜け止めリング３８はチャック筒３３の外周面に当接することによりシール機能を発揮し、また、ローラ保持筒３４の端面に当接することで締付筒３７のチャック筒３３からの抜け落ちを防止している。
【００２０】
４０は前記ホルダ本体３０のチャック筒３３に切削工具を把持して嵌合される外周面がストレートのストレートコレット（以下、コレットという。）で、このコレット４０は軸方向の両端部４０ａ，４０ｂ側から互い違いに軸方向に切込んだ後述の切削油通路を兼用するスリ割り部４１，４２が形成されており、筒体の先端部には鍔部４３が形成されると共に、該鍔部４３の外周面には係止部であるおねじ４４が設けられた構成となっている。
【００２１】
５０は前記コレット４０の鍔部４３に螺合装着されるコレット用キャップで、該キャップ５０は、中央部に前記切削工具Ｔのシャンク部Ｔｓが貫通する貫通孔５１を有し、かつ前記貫通孔５１より直径方向に略Ｖ字状に所定の間隔で切込んだ切削液噴出孔５１ａが形成されると共に、外周突出部５２の内周壁面には前記鍔部４３のおねじ４４と螺合する係合部であるめねじ５３が形成されたものである
【００２２】
さらに、前記コレット用キャップ５０の外周突出部５２の水平端面５４は研摩等により水平に研摩加工がなされているのが好ましいと共に、前記外周突出部の内周面高さ（幅）は、前記コレットの鍔部４３の高さ（肉厚）より大きく形成されている。なお、５５はレンチ等の締付け工具を挿入するための締付補助部としての盲穴である。
前記ホルダ本体３０のチャック筒３３の内壁面には、複数の所定深さの切削液供給路となる溝５６を形成したことにより、工作機械側から供給される切削液の供給路として利用すると共に、締付筒３７によるチャック筒３３の縮径方向への弾性変形を更に容易にしている。
【００２３】
前記のように構成された実施形態にかかる流体通路を備えた工具ホルダにおいて、切削工具Ｔを掴持する場合は、切削工具Ｔのシャンク部Ｔs にコレット４０を嵌合し、このコレット４０ごと切削工具Ｔのシャンク部Ｔs をチャック筒３３の円筒穴内に挿入する。かかる状態で、締付筒３７を時計回り方向に回転すると、締付筒３７のテーパ付き円筒面と当接する各ニードルローラ３６は自身の軸線に直角な方向に自転しながらチャック筒３３の外周面を螺旋状に公転転動するため、ローラ保持筒３４はチャック筒３３の先端側からフランジ３２の方向へニードルローラ３４の公転に伴い回転しつつ移動し、同時に締付筒３７もフランジ３２の方向へ移動する。これにより、締付筒３７のテーパ付き円筒面とチャック筒３３の外周テーパ面間の間隔が減少するため、締付筒３３は各ニードルローラ３６を介してチャック筒３３を外周から内周方向へ全周面から強圧し縮径させることになる。その結果、チャック筒３３の円筒穴内に挿入された切削工具Ｔのシャンク部Ｔs はコレット４０を介して締め付けられ、掴持される。
【００２４】
さらに、コレット用キャップ５０の中央貫通孔５１に切削工具Ｔを貫通させて前記キャップ５０の外周突出部５２の内周壁面に形成しためねじ５３をコレット鍔部４３の外周おねじ４４と螺合させて取り付け、前記キャップ５０の外周突出部５２の水平端面５４をチャック筒３３の先端面３３ａと密着できるように構成されている。
【００２５】
次に、前述の実施の形態における流体通路を備えた工具ホルダにおける切削工具への切削液供給状態について説明する。
図３に示すように、図示しない工作機械側から供給される切削液は、ホルダ本体３０の中央穴３０ａを通してチャック筒３３の内壁面に形成した複数の流体供給路である溝５６に供給され、前記溝５６内の切削液はコレット４０のスリ割り部４１を経由してコレット４０の先端に集まりコレット用キャップ５０の中央貫通孔５１に形成したV字状噴出孔５１ａより切削工具Ｔの外周面に沿って先端刃部及び加工部に確実に供給することができる。
【００２６】
前記コレットの先端部に集められた切削液は、前記コレット用キャップ５０の外周突出部５２の水平端面５４とチャック筒３３の先端面３３ａとが密着状態になるように締付け装着されているので、コレット４０のスリ割り部４１，４２の流体通路から直接的に切削工具Ｔと離れた反対方向に噴出されることがない。
【００２７】
なお、締め付け状態にある締付筒３７を前述した操作と逆の反時計回り方向に回転すると、ローラ保持筒３６がチャック筒３３の先端側へ移動すると共に締付筒３７も同一方向に移動する。このため、縮径されていたチャック筒３３は元の径に復元し、工具Ｔへの掴持力が解除される結果、工具Ｔの抜き取り、あるいは交換が可能になる。
【００２８】
本発明によればチャック筒３３の内壁面に所定の間隔で溝５６を形成し、この溝５６を流体供給路としたことにより縮径方向へ弾性変形し易くなると共に、チャック筒３３内に挿入される切削工具Ｔ把持用のコレット４０の先端鍔部４３にキャップ５０を螺合させ、キャップ外周突出部５２の水平端面５４と前記チャック筒３３先端面３３ａとを密着させることで切削液の漏れ防止が可能となり、従来のように切削供給路を複雑な形状としたコレット４０とすることがなくコレット４０の製作が容易に且つ安価に提供できる。
【００２９】
図６は、本発明の第２の実施形態を示す流体通路を備えた工具ホルダであって、前記ホルダ本体の流体供給路と運通する流体通路が前記切削工具に設けられている実施形態である。そして、切削液を切削工具Ｔ２の軸方向に貫通する流体通路６０を通して切削工具Ｔの刃先６１から流出させる場合を示している。
このように切削工具Ｔ２に流体通路６０がある場合は、前述の第１実施形態のコレット用キャップ５０の形状、すなわち、中央貫通孔５１の内周面に切込んで形成したＶ字状の切削液噴出孔５１ａを形成したものに代えて、コレット用キャップ７０の中央貫通孔７１の内周面には流体噴出孔５１ａを設けることなく、前記切削工具のシャンク部Ｔｓ外周面６２と当接するシール部材６３を設け、流体がコレット用キャップ７０の中央貫通孔７１から流出しないようにしたもので、切削液の流出は、前記ホルダ本体の流体供給路と連通する切削工具Ｔ２の軸方向に貫通する流体通路６０を通してのみ切削工具Ｔ２の刃先６１部分に開口する噴出孔６０ａから流出する。
なお、前述した以外の構成は、前述の第１実施形態と同一部分には同一符号を付して、その説明を省略する。
【００３０】
前記各実施の形態では、コレット４０をストレートのものについて説明した。
また、コレット４０鍔部の係止部とコレット用キャップの係合部を、雌ねじ，雄ねじによる螺合によって係合するようにしたが、これに限定されることなくＬ字状溝を利用するキー係合等による結合によって、キャップ外周突出部５２の水平端面５４と前記チャック筒３３先端面３３ａとを密着させるようにしても良い。
【００３１】
さらに、図７，図８に示す変形例のように、前記キャップ外周突出部５２の水平端面５４と前記チャック筒３３先端面３３ａとの間に、弾性を有するリング状板からなるスペーサ８０又はＯリング等のシール部８１を介在させて互いの端面を密着させるようにしても良いことは勿論である。
さらにまた、前記コレット用キャップに形成された流体噴出孔は、第１の実施形態では、工具が貫通する中央貫通孔の内周面に形成した場合を示したが、工具のシャンク部が太径のものにあっては、流体噴出孔を前記中央貫通孔より離れた位置に複数設けてもよく、さらにはこの流体噴出孔に噴出角度を制御可能としたノズルを取り付けても良いことは勿論である。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の流体通路を備えた工具ホルダによれば、工作機械側からホルダ本体の流体供給路を介して供給される切削液を、前記チャック筒に嵌合保持されるストレートコレット及び／または前記工具の流体通路に供給し、且つ前記ストレートコレットの先端部には外周面に係止部を有する鍔部を設けると共に、該鍔部のおねじからなる係止部には中央に前記工具のシャンク部が貫通する中央貫通孔を有し、且つ外周突出部内壁面にめねじからなる係合部を形成したコレット用キャップを着脱可能に設け、使用時において前記チャック筒の先端面と前記コレット用キャップの研磨加工を施した外周突出部水平端面とを互いに密着できるようにした構成としたので、次のような効果がある。
即ち、切削工具自体に流体供給孔を有しないものにあっては、ホルダ本体の流体供給路である中央穴を通してチャック筒に嵌合されたストレートコレットのスリ割り部を経由してストレートコレットの先端に集まりキャップの中央貫通孔に形成したＶ字状噴出孔より切削工具の外周面に沿って切削工具の先端刃部及び加工部に確実に供給することができると共に、切削液がストレートコレットのスリ割り部から無駄に流失されるのを簡単な構成で防止でき、また切削工具自体に流体供給孔を備えたものにあってはホルダ本体の流体供給路である中央穴を通して切削工具の流体供給孔を介して切削液を切削工具の刃先からのみ供給できるため、少ない切削液で切削加工作業を能率良く行うことができる。
【００３３】
さらに、加工時の切削液が締付筒の先端部からニードルローラ部へ侵入すること、および塵挨が溝内に侵入することを確実に防止できる。
【００３４】
【図面の簡単な説明】
【図１】  従来における切削油の供給機構を備えた工具ホルダの断面図である。
【図２】  従来における切削油の供給機構を備えた工具ホルダに使用されているコレットの斜視図である。
【図３】  本発明にかかる流体通路を備えた工具ホルダの第1実施の形態を示す工具ホルダの縦断面図である。
【図４】  図３のＡ−Ａ線に沿う横断面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るコレット用キャップの説明図で、（ａ）は切削工具の先端側から見た底面図、（ｂ）は（ａ）の平面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】  本発明にかかる流体通路を備えた工具ホルダの第２実施の形態を示す工具ホルダの縦断面図である。
【図７】  本発明にかかる流体通路を備えた工具ホルダにおけるコレット用キャップの取付け状態の変形例を示す要部縦断面図である。
【図８】  本発明にかかる流体通路を備えた工具ホルダにおけるコレット用キャップの取付け状態の変形例を示す要部縦断面図である。
【符号の説明】
３０    工具ホルダ本体
３１    シャンク部
３２    フランジ
３３    チャック筒
３３ａ  先端面
３４    ローラ保持筒
３６    ニードルローラ
３７    締付筒
４０    ストレートコレット
４１，４２  スリ割り部
４３    鍔部
４４    おねじ（係止部）
５０    コレット用キャップ
５１    中央貫通孔
５１ａ  切削液噴出孔
５２    外周突出部
５３    めねじ（係合部）
５４    水平端面
５６    溝（流体供給路）
【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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