(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外管と内管とからなる二重管のワークに粉体を充填する若しくは充填された粉体を排出させるワーク振動装置であって、フレームに設置された発振手段と、前記発振手段に設置された振動ユニットと、前記振動ユニットに選択的に配設されて前記ワークを保持するワーク保持部と、粉体収容部とワーク案内部とを有する粉体供給部と、前記粉体供給部を駆動する第一のシリンダと、前記内管の開口部を閉塞する内管蓋体と、前記内管蓋体を駆動する第二のシリンダとを具備することを特徴とするワーク振動装置。
【請求項２】
外管と内管とからなる二重管のワークに粉体を充填する若しくは充填された粉体を排出させるワーク振動装置であって、フレームに設置された発振手段と、前記発振手段に設置された振動ユニットと、前記振動ユニットに選択的に配設されて前記ワークを保持するワーク保持部と、粉体の注入後に前記二重管の粉体注入口に嵌合される栓部材の溝部に係合する係合部と、前記係合部を支持するスライドベースと、前記スライドベースを駆動する第三のシリンダと、前記栓部材の前記溝部に係合した前記係合部を打撃するハンマーと、前記ハンマーを駆動する第四のシリンダとを具備することを特徴とするワーク振動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークに加振することで、ワークに粉体を充填する若しくは充填された粉体を排出させるワーク振動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、図１１に示すような二重管７１をパイプベンダー等で曲げるには、二重管７１の外管７２と内管７３との間の空間７４にセラミックスボール等の粉体７５を充填して、外管７２に作用した曲げの圧力が充填された粉体７５を介して内管７３に作用するようにして、外管７２と内管７３とを同時に曲げることが行われている。このような二重管７１では、図１１に示すように、外管７２と内管７３との間の空間７４が一方の端で閉塞されており、他方の端から外管７２と内管７３との間の空間７４に充填材としての粉体７５を注入して、次に、エアハンマー７７（図１２参照）で外管７２を打撃して粉体７５に加振することで、外管７２と内管７３との間に粉体７５を充填させていた。そして、粉体７５の充填後、二重管７１の粉体注入口７８に栓部材７９を嵌合して、パイプベンダー等で二重管７１を曲げた後、二重管７１に嵌合された栓部材７９を治具等を使用して取外し、図１２に示すように、再びエアハンマー７７で二重管７１を打撃することで充填剤としての粉体７５を粉体注入口７８から排出させることが従来から行われていた。
【０００３】
しかしながら、従来のエアハンマー７７で二重管７１を打撃して充填材としての粉体７５を充填する若しくは充填された粉体７５を排出させる方法では、エアハンマーの打撃により製品である二重管７１が傷付いてしまうため、傷を補修するための工程が増えて作業効率が悪かった。また、エアハンマー７７と二重管７１とが衝突する際の大きな騒音と振動とが作業環境を悪化させ、さらに、粉塵が雰囲気中に浮遊して機械の摺動部や制御装置に付着することにより、周囲の機械の故障の原因となることがあった。また、二重管７１を曲げ加工することで、二重管７１の断面形状が変形されるので、曲げ加工後に栓部材７９を取外すのは労力のいる面倒な作業であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、ワークに傷を付けることなく充填材としての粉体を充填する若しくは充填された粉体を排出することができると共に、騒音および振動の発生を抑制して作業環境を改善するワーク振動装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、外管と内管とからなる二重管のワークに粉体を充填する若しくは充填された粉体を排出させるワーク振動装置であって、フレームに設置された発振手段と、発振手段に設置された振動ユニットと、振動ユニットに選択的に配設されてワークを保持するワーク保持部と、粉体収容部とワーク案内部とを有する粉体供給部と、粉体供給部を駆動する第一のシリンダと、内管の開口部を閉塞する内管蓋体と、内管蓋体を駆動する第二のシリンダとを具備することを特徴とする。
【０００６】
このように構成することで、ワーク振動装置は、発振手段により振動ユニットを振動させることで、ワーク保持部に保持されたワークを加振することができるので、ワークに充填材としての粉体を充填する若しくは充填された粉体を排出することができる。また、ワーク振動装置は、第一のシリンダで粉体供給部を駆動することにより、ワークがワーク案内部に案内されると共に、粉体供給部がワークに連結されて、第二のシリンダで内管蓋体を駆動することにより、内管蓋体が内管の開口部を閉塞して内管の開口部に充填材としての粉体が流入するのを防止することができる。
【０００７】
また、本発明のうち請求項２に記載の発明は、外管と内管とからなる二重管のワークに粉体を充填する若しくは充填された粉体を排出させるワーク振動装置であって、フレームに設置された発振手段と、発振手段に設置された振動ユニットと、振動ユニットに選択的に配設されてワークを保持するワーク保持部と、粉体の注入後に二重管の粉体注入口に嵌合される栓部材の溝部に係合する係合部と、係合部を支持するスライドベースと、スライドベースを駆動する第三のシリンダと、栓部材の溝部に係合した係合部を打撃するハンマーと、ハンマーを駆動する第四のシリンダとを具備することを特徴とする。
【０００８】
このように構成することで、ワーク振動装置は、第三のシリンダを駆動してスライドベースをスライド移動することにより、ワークに嵌合された栓部材の溝部に係合部を係合して、次に、第四のシリンダを駆動して栓部材に係合した係合部を打撃することにより、栓部材をワークから脱落させることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態のワーク振動装置を図１ないし図１０に基づいて説明する。本実施の形態のワーク振動装置は、発振手段としてのパーツフィーダによりワークを加振することで、充填材としてのセラミックスボールをワークに充填させる充填装置と、充填されたセラミックスボールをワークから排出させる排出装置とが有り、ワークとしての二重管を振動ユニットに装着すると共にワーク保持部で保持させて、発振手段としてのパーツフィーダにより振動ユニットを振動させてワークを加振することにより、二重管の外管と内管との間の空間に充填材としてのセラミックスボールを充填する若しくは充填されたセラミックスボールを排出させる構造になっている。
【００１０】
次に、ワーク振動装置である充填装置１の概略の構成を説明する。本実施の形態の充填装置１は、図１および図２に示すように、本体フレーム２と、本体フレーム２に設置された発振手段としてのパーツフィーダ３と、パーツフィーダ３の振動子４に設置されてワークとしての二重管５が装着される振動ユニット６とで構成され、パーツフィーダ３を作動して振動ユニット６を振動させることでワークとしての二重管５を加振することにより、二重管５に充填材としてのセラミックスボール７（図３参照）を充填させる構造になっている。
【００１１】
次に、充填装置１の構成を詳細に説明する。発振手段としてのパーツフィーダ３は、図１に示すように、免振部材としての防振ゴム８を介して本体フレーム２に設置されることにより、発振手段としてのパーツフィーダ３の振動を本体フレーム２に伝達しない構造になっている。また、パーツフィーダ３は、振動周波数制御手段としての周波数制御装置（図示せず）により制御されており、振動周波数を所望に調整できるよう構成されている。
【００１２】
また、振動ユニット６は、図１および図２に示すように、パーツフィーダ３の振動子４に取付けられる基板９に、ワークの上端部を支持すると共に充填材としてのセラミックスボール７を収容する粉体供給部１０と、ワークを保持するワーク保持部１１と、ワークの下端部を支持するワーク支持部１２とを設けて構成されており、ワーク支持部１２でワークとしての二重管５を支持すると共にワーク保持部１１でワークを保持して、パーツフィーダ３の振動によりワークとしての二重管を加振して粉体供給部１０に収容されたセラミックスボール７を二重管５の外管１３と内管１４との間の空間１５（図３参照）に充填する構造になっている。
【００１３】
粉体供給部１０は、図３に示すように、充填材としてのセラミックスボール７を収容する粉体収容部１６と、ワークとしての二重管５の上部を案内して上端部を支持するワーク案内部１７とで構成されており、基板９に設けられた第一のシリンダ１８（図１参照）を駆動することで昇降するよう構成され、第一のシリンダ１８を駆動して粉体供給部１０を下降させることで、二重管５の内管１４がワーク案内部１７の内壁１７ａに設けられた爪部１９に案内されて、外管１３の端部１３ａがワーク案内部１７の開口部に段差を設けることで形成された当接部１７ｂに当接される構造になっている。また、粉体供給部１０には、図１ないし図３に示すように、内管１４の開口部１４ａを閉塞して内管１４の開口部１４ｂにセラミックスボール７が流入されるのを防ぐ内管蓋体２０が設けられており、粉体供給部１０のフレーム２１に設けられた第二のシリンダ２２の駆動により内管蓋体２０が昇降されて、第二のシリンダ２２を駆動して内管蓋体２０を下降させることで、内管１４の開口部１４ａが閉塞される構造になっている。
【００１４】
また、ワーク支持部１２は、図２に示すように、略コの字状に形成された支持枠２３を基板９上から垂下するようにして設けると共に、支持部材２５を支持枠２３の桟部２３ａにボルト５１で固定するようにして構成されており、図４に示すように、予め外管１３と内管１４との間の空間１５が閉塞されている側の端の開口部５ｂを支持部材２５に嵌合することでワークとしての二重管５を支持する構造になっている。また、ワーク保持部１１は、略コの字状のブロックで構成されており、振動ユニット６の基板９には、ワークとしての二重管５の外径に適合したワーク保持部１１が選択されて設置される構造になっている。なお、ワーク保持部１１の略コの字状の内側部分には、ワークとしての二重管５が傷付くのを防ぐためのナイロン樹脂等の板が取付けられている。
【００１５】
次に、ワーク振動装置である排出装置３０の概略について説明する。なお、前述した充填装置１と構成が同じ部分については同じ名称および符号を用いて該説明を省く。本実施の形態の排出装置３０は、図６および図７に示すように、本体フレーム２と、本体フレーム２に設置された発振手段としてのパーツフィーダ３と、パーツフィーダ３の振動子４に取付けられて曲げ加工後の二重管５が装着される振動ユニット６と、充填材としてのセラミックスボール７が充填された後に二重管５の粉体注入口５ａに嵌合される栓部材３１を抜き取る栓抜ユニット３２とで構成されており、曲げ加工後の二重管５を振動ユニット６に装着して、栓抜ユニット３２で二重管５に嵌合された栓部材３１を抜き取ることで二重管５の粉体注入口５ａを開口させて、パーツフィーダ３を駆動して振動ユニット６を振動させることでワークとしての二重管に加振することにより、二重管５の外管１３と内管１４との間の空間１５に充填された充填材としてのセラミックスボール７を排出させる構造になっている。
【００１６】
次に、本実施の形態の排出装置３０の構成を詳細に説明する。まず、振動ユニット６は、図６および図７に示すように、発振手段としてのパーツフィーダ３の振動子４に取りつけられた基板９に、ワークとしての二重管５を保持するワーク保持部１１と、外管１３から突出された内管１４（図５参照）を支持することで二重管５を支持するワーク支持部１２とを配設することで構成されており、パーツフィーダ３を駆動して振動ユニット６を振動させて二重管５を加振することにより、二重管５に充填された充填材としてのセラミックスボール７を排出させる構造になっている。
【００１７】
また、ワーク支持部１２は、図７に示すように、略コの字状に形成された支持枠２３を基板９上から垂下するようにして設けると共に、支持部３３を支持枠２３の桟部２３ａに形成することで構成されており、二重管５の外管１３から突出された内管１４の開口部１４ａ（図５参照）を支持部３３に嵌合することでワークとしての二重管５の下端部を支持する構造になっている。また、ワーク保持部１１は、略コの字状のブロックで構成されており、振動ユニット６の基板９には、ワークとしての二重管５の外径に適合したワーク保持部１１が選択されると共に、該ワーク保持部１１を二重管５の曲げ形状に合わせて配設して構成されている。なお、ワーク保持部１１の略コの字状の内側部分には、ワークとしての二重管５が傷付くのを防ぐためのナイロン樹脂等の板が取付けられている。
【００１８】
次に、栓抜ユニット３２について説明する。二重管５には、図６に示すように、充填材としてのセラミックスボール７の充填後に、粉体注入口５ａ（図５R>５参照）に、側面に溝部３１ａが形成されたリング形状の栓部材３１が嵌合される。排出装置３０は、栓抜ユニット３２により二重管５から栓部材３１を抜き取り、粉体注入口５ａを開口させることで粉体注入口５ａから充填材としてのセラミックスボール７を排出する構造になっている。また、栓抜ユニット３２は、図６および図７に示すように、栓部材３１に設けられた溝部３１ａに係合するようにして形成された係合部３４と、係合部３４を支持するスライドベース３５と、スライドベース３５を摺動自在に支持する一対のレールガイド３６と、本体フレーム２の所定の位置に設けられスライドベース３５を図６の矢印Ａ方向にスライド移動させる第三のシリンダ３７とを具備しており、第三のシリンダ３７を駆動してスライドベース３５を図８の矢印Ｂ方向に移動させることにより係合部３４が栓部材３１の溝部３１ａに係合されて（図９参照）、次に、本体フレーム２に取付けられた第四のシリンダ３９を駆動することでハンマー部３８により係合部３４を打撃して栓部材３１を脱落させる構造になっている。
【００１９】
スライドべース３５には、図８に示すように、ベースプレート３５ａ上に、一対のガイドポスト４０およびエアシリンダ４１が配設されており、エアシリンダ４１をシャフトを突出させる方向に駆動することで、係合部３４がガイドポスト４０に案内されて押し上げられると共に、ガイドポスト４０により栓部材３１に形成された溝部３１ａに係合される高さに保持される構造になっている。また、栓抜ユニット３２は、図６および図９に示すように、第三のシリンダ３７を駆動してスライドベース３５を前進移動（図８の矢印Ｂ方向）させることで、係合部３４が栓部材３１の溝部３１ａに係合されると共に、スライドベース３５のベースプレート３５ａの上面でワーク支持部１２の支持枠２３の桟部２３ａ底面に形成されたスペーサ２３ｂを受ける構造になっている。
【００２０】
また、二重管５から排出された充填材としてのセラミックスボール７は、図７に示すように、フェンス４２で周囲への飛散が防止されてネット部材４３のネット上に落下して、ネット部材４３を本体フレーム２に設けられた第五のシリンダ４４で振動させることにより、破損したセラミックスボール７の破片等がネット部材４３の下方に載置された廃棄用ボックス４５に集積されると共に、リサイクル可能なセラミックスボール７がネット部材４３に形成された図示しない通路を通ってリサイクル用ボックス４６に集積される構造になっている。
【００２１】
このような構成において、本実施の形態のワーク振動装置における作用について説明する。以下に、ワークとしての二重管５の曲げの工程に基づいて、ワーク振動装置としての充填装置１および排出装置３０の作用について説明する。
【００２２】
まず、図４に示すように、二重管５の開口部５ｂを充填装置１のワーク支持部１２に取付けられた支持部材２５に嵌合することでワークとしての二重管５の下端部を支持させると共に、二重管５をワーク保持部１１で保持させることで、図２に示すように、ワークとしての二重管５を充填装置１の振動ユニット６に載置する。
【００２３】
次に、第一のシリンダ１８を駆動することで、粉体供給部１０がワーク案内部１７に設けられた爪部１９で外管１３から突出された内管１４を案内しながら下降して、図３に示すように、ワーク案内部１７の開口部に形成された当接部１７ｂが外管１３の端部１３ａに当接することで、ワーク支持部１１とワーク案内部１７とで外管１３が挟持され、第二のシリンダ２２を駆動することにより、内管蓋体２０が下降して外管１３から突出した内管１４の開口部１４ａを閉塞すると共に、ワーク支持部１１と内管蓋体２０とで内管１４が挟持されて、充填装置１の振動ユニット６にワークとしての二重管５のセットが終了する。
【００２４】
次に、粉体収容部１６に充填材としてのセラミックスボール７を投入して、発振手段としてのパーツフィーダ３を作動させ振動ユニット６を振動させることにより、粉体収容部１６に収容されたセラミックスボール７が加振されて、二重管５の粉体注入口５ａから外管１３と内管１４との間の空間１５に流入して、二重管５の外管１３と内管１４との間の空間１５に充填材としてのセラミックスボール７を充填することができる。この際に、振動周波数制御手段としての周波数制御装置によりパーツフィーダ３の振動周波数を調整することで、二重管５に効率的にセラミックスボール７を充填させるパーツフィーダ３の振動周波数を容易に得ることができる。
【００２５】
二重管５にセラミックスボール７が充填された後、第二のシリンダ２２を駆動して内管蓋体２０を上昇させ、第一のシリンダ１８を駆動して粉体供給部１０を上昇させることで、二重管５の粉体注入口５ａが開口されて、二重管５を充填装置１から取外した後で該開口された粉体注入口５ａに、図示しない圧入機によりリング形状の栓部材３１が嵌合される。
【００２６】
二重管５をパイプベンダ等により曲げ加工して、曲げ加工終了後、図６および図７に示すように、外管１３から突出した内管１４の開口部１４ａを排出装置３０のワーク支持部１２の支持部３３に嵌合する（図８R>８参照）と共に、ワークの外管１３部分をワーク保持部１１に保持させることで、二重管５を排出装置３０の振動ユニット６に装着する。
【００２７】
次に、第三のシリンダ３７を駆動してスライドベース３５を図８の矢印Ｂ方向にスライド移動することで、図９に示すように、ベースプレート３５ａがワーク支持部１２の底面に形成されたスペーサ２３ｂを載置するような位置に位置されると共に、係合部３４が栓部材３１の溝部３１ａに係合されて、第四のシリンダ３９を駆動してハンマー部３８で係合部３４を打撃することにより、図１０に示すように、二重管５に嵌合された栓部材３１が脱落して、充填材としてのセラミックスボール７を排出するための粉体注入口５ａが開口される。
【００２８】
次に、発振手段としてのパーツフィーダ３を作動することで、振動ユニット６に装着された二重管５が加振されて、二重管５の粉体注入口５ａからセラミックスボール７が排出される。排出されたセラミックスボール７は、排出装置３０の本体フレーム２に設けられたネット部材４３上に落下して、第五のシリンダ４４を駆動してネット部材４３を加振することで、廃棄するセラミックスの破片がネット部材４３の下方に載置された廃棄用ボックス４５に集積されると共に、リサイクルされるセラミックスボール７がリサイクル用ボックス４６に集積される。また、振動周波数制御手段としての周波数制御装置によりパーツフィーダ３の振動周波数を調整することで、二重管５から効率的にセラミックスボール７が排出されるパーツフィーダ３の振動周波数を得ることができる。
【００２９】
したがって、本実施の形態のワーク振動装置は、発振手段としてのパーツフィーダ３を装備することで、パーツフィーダ３の振動により振動ユニット６に装着されたワークが加振されるので、ワークを直接打撃することがなく製品の表面を傷付けてしまうことがない。また、騒音を発生することがないので、防音設備を設置する必要がなく、装置全体を小型化することができる。また、発振手段としてのパーツフィーダ３の振動周波数は、周波数制御装置により制御されているので、パーツフィーダ３の振動周波数の調整が簡単で、充填材としてのセラミックスボール７の充填および充填されたセラミックスボール７の排出をより効率的に行うことができる。また、充填材が粒子の微細な粉体である場合には、周波数制御手段により発振手段としてのパーツフィーダ３の振動周波数を調整することで発生する粉塵の量を調節することができ、作業環境を改善することができる。
【００３０】
また、ワーク振動装置は、ワーク形状に合わせてワーク支持部１２に設けられた支持部材２５を交換すると共に、ワーク形状に合わせてワーク保持部１１を配設することで、容易に多様な形状のワークに対応させることができる。また、排出装置３０においては、係合部３４をワークに嵌合された栓部材３１の溝部３１ａに係合させて、該係合部３４をハンマー部３８で打撃することにより栓部材３１を脱落させることができ、充填材を排出させるための開口部（粉体注入口５ａ）を容易に開口させることができ、作業を効率化することができる。さらに、排出装置３０は、ワークから排出された充填材としてのセラミックスボール７を廃棄用とリサイクル用とに分別して集積することができるので、後処理が容易で環境および作業者への負担を軽減することができる。
【００３１】
【発明の効果】
本ワーク振動装置によれば、発振手段としてのパーツフィーダにより振動ユニットを振動させることで、ワーク保持部に保持されたワークが加振されるので、エアハンマー等でワークを打撃して製品の表面を傷付けてしまうことなく、充填材としての粉体を充填する若しくは排出させることができ、また、騒音が抑制されているので防音設備が不要となり、装置全体を小型化することができる。さらに、粉塵の発生が少なく、また、免振部材により振動が本体フレームに伝達されないので、装置の故障を防止することができる。また、ワークが変更される場合には、ワーク支持部に着脱自在に設けられた支持部を交換するすることにより対応することができるので、容易に多様なワークに適合させることができる。
【００３２】
また、本ワーク振動装置によれば、充填装置において、ワークが二重管の場合には、第一のシリンダを駆動することにより、粉体供給手段としての粉体供給部がワーク案内部により内管を案内しながら下降して外管の端部に当接することでワークとしての二重管に連結されて、第二のシリンダを駆動することにより、内管の開口部が内管蓋体で閉塞されるので、発振手段により振動ユニットを振動させることで、外管と内管との間の空間に、粉体収容部に収容された充填材としての粉体を容易に注入して充填させることができる。
【００３３】
また、本ワーク振動装置によれば、排出装置において、第三のシリンダを駆動することにより、スライドベースがスライド移動されて係合部がワークに嵌合された栓部材の溝部に係合されて、第四のシリンダを駆動することにより、ハンマー部が栓部材の溝部に係合した係合部を打撃して栓部材をワークから脱落させるので、ワークに嵌合された栓部材を容易に取り外すことができ、作業の効率を向上させることができる。
【００３４】
また、本ワーク振動装置によれば、振動周波数制御手段としての周波数制御装置により発振手段としてのパーツフィーダの振動周波数が制御されているので、振動ユニットの振動を容易に調整して振動ユニットの振動を調整することができ、ワークへの充填材としての粉体の充填および充填された粉体の排出を効率的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施の形態の充填装置の構造を示す側面図である。
【図２】  本発明の一実施の形態の充填装置の構造を示す正面図である。
【図３】  本発明の一実施の形態の充填装置の粉体供給部の説明図である。
【図４】  本発明の一実施の形態の充填装置の支持部材に二重管の下端部が支持された状態を示す説明図である。
【図５】  外管から内管が突出された状態を示す二重管の説明図である。
【図６】  本発明の一実施の形態の排出装置の構造を示す側面図である。
【図７】  本発明の一実施の形態の排出装置の構造を示す正面図である。
【図８】  本発明の一実施の形態の栓抜ユニットの構造を示す説明図である。
【図９】  本発明の一実施の形態の係合部が栓部材の溝部に嵌合された状態を示す説明図である。
【図１０】  本発明の一実施の形態の栓抜ユニットにより栓部材が脱落された状態を示す説明図である。
【図１１】  二重管に充填材としての粉体が充填されて、粉体注入口に栓部材が嵌合された状態を示す説明図である。
【図１２】  従来のエアハンマーで打撃することにより、ワークとしての二重管に加振する状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 充填装置、２ 本体フレーム、３ パーツフィーダ（発振手段）、５ 二重管、５ａ 粉体注入口、６ 振動ユニット、７ セラミックスボール（粉体）、１０ 粉体供給部、１１ ワーク保持部、１３ 外管、１４ 内管、１４ａ 開口部、１６ 粉体収容部、１７ ワーク案内部、１８ 第一のシリンダ、２０ 内管蓋体、２２ 第二のシリンダ、３０ 排出装置、３１ 栓部材、３１ａ 溝部、３４ 係合部、３５ スライドベース、３７ 第三のシリンダ、３８ ハンマー部、３９ 第四のシリンダ
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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