(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理材に光を照射するランプユニットが、わん曲反射ミラーと、該わん曲反射ミラーの長手方向両端に配置された端面反射ミラーと、上記わん曲反射ミラーの頂部に近接しかつ端子部がわん曲反射ミラー外に延出されてその長手方向の両端部上に配置された凹状ランプとから構成され、
上記ランプユニットの複数個を被処理材の移動方向と直交する幅方向にかつ被処理材の幅方向の全体に反射光をライン状に付与するよう相隣接して配置すると共に該隣接部は端面反射ミラーの厚み部分だけが介在される接続とした細長照射ブロックとし、
上記の細長照射ブロックからの反射光が移動する被処理材の幅方向の全体にほぼ均一に照射されるようにしたことを特徴とする被処理材へ均一照射するライン型照射装置。
【請求項２】
１対の反射ミラーからなる上記わん曲反射ミラーの非反射面は、その長手方向に沿いかつ該長手方向と直交する方向に適宜の間隔を保って複数の冷却フインを備えたことを特徴とする請求項１に記載の被処理材へ均一照射するライン型照射装置。
【請求項３】
上記わん曲反射ミラーの非反射面と任意の間隔を保ちかつ該わん曲反射ミラーの長手方向に沿って配置された冷却通路と、該冷却通路に設けられかつ該冷却通路に送り込まれた冷却空気を前記のわん曲反射ミラーの冷却フインに直接吹きつける噴出孔とを備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の被処理材へ均一照射するライン型照射装置。
【請求項４】
上記の冷却通路には３つの方向に噴出口が設けられ、その１つはわん曲反射ミラーの頂部に指向され、他の２つはわん曲反射ミラーの非反射面に指向され、かつこれらの噴出孔は冷却通路の軸線方向に所定間隔を保って穿孔され、冷却空気がわん曲反射ミラーの非反射面の全体に吹きつけられるようにしたことを特徴とする請求項３に記載の被処理材へ均一照射するライン型照射装置。
【請求項５】
上記わん曲反射ミラーの頂部に配置された凹状ランプは水平部と立ち上がり部とを有し、該水平部に配置されたランプ発熱体が上記の立ち上がり根元部の近くで終了され、該ランプ発熱体の終了端部と端子部とがリード線で接続されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の被処理材へ均一照射するライン型照射装置。
【請求項６】
ランプユニットの長手方向の両端部上に位置せしめられた端子部とランプ発熱体とを接続するリード線は、ランプ発熱体から離れたランプユニットの冷却空間部に配置されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の被処理材へ均一照射するライン型照射装置。
【請求項７】
わん曲反射ミラーに配置される水平部と立ち上がり部を持った凹状ランプは、その水平部の軸線方向の両端部がわん曲反射ミラーに着脱可能に取り付けた上ランプストッパと端面反射ミラーに着脱可能に取り付けた下ランプストッパとにより係脱可能に保持したことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の被処理材へ均一照射するライン型照射装置。
【請求項８】
前記の上ランプストッパと下ランプストッパには、凹状ランプの水平部を挟持するために半円弧状をなすランプ受部を設けたことを特徴とする請求項７に記載の被処理材へ均一照射するライン型照射装置。
【請求項９】
被処理材に光を照射するランプユニットが、わん曲反射ミラーと、該わん曲反射ミラーの長手方向両端に配置された端面反射ミラーと、上記わん曲反射ミラーの頂部に近接しかつ端子部がわん曲反射ミラー外に延出されてその長手方向の両端部上に配置された凹状ランプとから構成され、上記ランプユニットの複数個を被処理材の移動方向に平行反射光を付与するよう相隣接して配置すると共に該隣接部は端面反射ミラーの厚み部分だけが介在される接続とした細長照射ブロックとし、上記の細長照射ブロックからの平行反射光が移動する被処理材の全体にぼぼ均一に照射されるようにしたことを特徴とする被処理材へ均一照射するライン型照射装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、種々の材料である被処理材に光を照射せしめて熱的処理を行うために好適であり、特に被処理材の移送方向と直交する幅方向の全体に可能な限り照射ムラが発生しないように照射することができるようにした被処理材へ均一照射するライン型照射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
種々の被処理材を移送させながら、該被処理材に熱エネルギー源たとえば熱源ランプから発せられる光を付与して熱的処理たとえば乾燥処理することは既に行われている。この熱源は、例えば一面が開口された直線状の集光ミラーの長手方向に沿って内面がわん曲集光面に形成され、該わん曲集光ミラーの長手方向の両端に側面集光体を着脱可能に取り付け、わん曲集光面内にハロゲンランプを配置し、該ランプの両軸端部を側面集光体のランプ挿入孔に挿入すると共に該ランプ端子部を集光ミラーの長手方向の両端部から該長手方向に突出させ、該突出端部を端子カバーで覆う構造であった。（特開平７−２１１４３５号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、最近、このような種々の被処理材はますます幅広方向に長大化して成形される傾向にあり、従って、上記構造の熱源では、照射長が集光ミラーの側面集光体間であるため、該被処理材の幅方向寸法が集光ミラーの側面集光体間の範囲内のものに限定される。更に、前記のランプ端子部は集光ミラーの長手方向の両端部から該長手方向に突出され、その突出端部の全体を端子カバーで覆うため、集光ミラーの長手方向の両端部に大きな非照射部が形成されると共に全体が長大化することになる。
【０００４】
従って、照射幅の寸法が側面集光体間の範囲より大きい被処理材の場合、被処理材の幅方向に沿って熱源の複数個を相隣接して並列して配置することが考えられるが、しかし、それぞれの熱源は長手方向の両端部に非照射部を有する構造であるため、これらの熱源を相隣接して組み合わせた場合、相隣接する熱源同志の接続部にかなり大きな非照射部分いわゆるデッドスペースが形成され、これが被処理材に対する照射ムラの原因となる。
【０００５】
このようなデッドスペースを回避するため、例えば熱源の集光面を千鳥状に配置するか、あるいは、熱源を長尺の単一集光ミラーとして形成することが提案される。しかしながら、集光面を千鳥状配置にする場合、大きな設置スペースを必要とし、かつ照射光が被処理材に対して千鳥状のランダム照射となりライン状の均一照射ができず、照射ムラの原因となる。また、熱源寸法を長大化した場合には、ランプの軸線方向に沿って歪みが発生し、心出しが難しくなる。
【０００６】
本発明は、非照射部分の形成を極力少なくして照射ムラの原因を可能な限り解決するために研究開発されたものであり、被処理材の移送方向と直交する幅方向にランプユニットの複数個を相隣接して配置する場合、相隣接するランプユニット間に形成される非照射部分を極力小さくして、被処理材を移動させながら、被被処理材の移送方向と直交する幅方向の全体にほぼ均一に光照射を行うことができる被処理材の幅方向を均一照射するライン型照射装置を提供するものである。本発明はまた、被処理材を移動させながら、被被処理材の移送方向の全体にほぼ均一に光照射を行うことができる被処理材の幅方向を均一照射するライン型照射装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、被処理材を移動させながら該被処理材の移送方向に対して直交する幅方向に光を照射する装置において、被処理材に光を照射するランプユニットが、わん曲反射ミラーと、該わん曲反射ミラーの長手方向両端に配置された端面反射ミラーと、上記わん曲反射ミラーの頂部に近接しかつ端子部がわん曲反射ミラー外に延出されてその長手方向の両端部上に配置された凹状ランプとから構成される。このユニット型のランプユニットの複数個を被処理材の移動方向と直交する幅方向にかつ被処理材の幅方向の全体に反射光がライン状に付与されるように相隣接せしめると共に該隣接部の非照射部分が極力少なくされるよう接続して細長照射ブロックとする。このように実質的に単一の形態に組み立てられた細長照射ブロックからの反射光が移動する被処理材の幅方向の全体にほぼ均一に照射されるようにした被処理材の幅方向を均一照射するライン型照射装置に関する。
【０００８】
本発明はまた、２つの反射ミラーからなる上記わん曲反射ミラーの非反射面は、その長手方向に沿いかつ該長手方向と直交する方向に適宜の間隔を保って複数の冷却フインを備えた被処理材の幅方向を均一照射するライン型照射装置に関する。更に本発明は、上記わん曲反射ミラーの非反射面と任意の間隔を保ちかつ該わん曲反射ミラーの長手方向に沿って配置された冷却通路と、該冷却通路に設けられかつ該冷却通路に送り込まれた冷却空気を前記のわん曲反射ミラーの冷却フインに直接吹きつける噴出孔とを備えた被処理材の幅方向を均一照射するライン型照射装置に関する。
【０００９】
本発明はまた、上記の冷却通路が有する噴出孔は３つの方向に設けられ、その１つはわん曲反射ミラーの頂部に指向され、他の２つはわん曲反射ミラーの非反射面に指向され、冷却空気がわん曲反射ミラーの非反射面の全体に吹きつけられる被処理材の幅方向を均一照射するライン型照射装置に関し、これらの噴出孔は冷却通路の軸線方向に沿って所定の間隔を持って穿孔されることが好ましい。
【００１０】
更に本発明は、上記わん曲反射ミラーの頂部に配置された凹状ランプは水平部と立ち上がり部とを有し、該水平部に配置されたランプ発熱体が上記の立ち上がり根元部の近くで終了され、該ランプ発熱体の終了端部と端子部とがリード線で接続される被処理材の幅方向を均一照射するライン型照射装置に関し、更に本発明はランプユニットの長手方向の両端部上に位置せしめられた端子部とランプ発熱体とを接続するリード線は、ランプ発熱体から離れたランプユニットの冷却空間部に配置される被処理材の幅方向を均一照射するライン型照射装置に関する。
【００１１】
本発明はまた、わん曲反射ミラーに配置される水平部と立ち上がり部を持った凹状ランプは、その水平部の軸線方向の両端部がわん曲反射ミラーに着脱可能に取り付けた上ランプストッパと端面反射ミラーに着脱可能に取り付けた下ランプストッパとにより係脱可能に保持した被処理材の幅方向を均一照射するライン型照射装置に関し、更に本発明は前記の上ランプストッパと下ランプストッパには、凹状ランプの水平部を挟持するために半円弧状をなすランプ受部を設けた被処理材の幅方向を均一照射するライン型照射装置に関する。
【００１２】
更にまた本発明は、被処理材に光を照射するランプユニットが、わん曲反射ミラーと、該わん曲反射ミラーの長手方向両端に配置された端面反射ミラーと、上記わん曲反射ミラーの頂部に近接しかつ端子部がわん曲反射ミラー外に延出されてその長手方向の両端部上に配置された凹状ランプとから構成され、上記ランプユニットの複数個を被処理材の移動方向に平行反射光を付与するよう相隣接せしめると共に該隣接部の非照射部分が極力少なくされるよう接続して細長照射ブロックとし、上記の細長照射ブロックからの平行反射光が移動する被処理材の全体にほぼ均一に照射さるようにした被処理材へ均一照射するライン型照射装置に関する。
【００１３】
【発明の実施の態様】
以下に図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。
図１において符号１は全体がユニット型に構成されたランプユニットであり、該ランプユニット１はわん曲反射ミラー２と端面反射ミラーと凹状ランプ及び冷却通路とから構成される。上記のわん曲反射ミラー２は、図２に詳しく示されるように断面形状がほぼ弓形状をした２つの反射ミラー３、３を互いに他と合致せしめて一面が開口する半楕円状に組み立てられる。一対の反射ミラー３、３はその内側全面に金メッキ処理が施され、反射効率が高めてある。
【００１４】
上記一対の反射ミラー３、３の外側、すなわち非反射面には複数枚の冷却フイン４、４が設けてある。これらの冷却フイン４、４は図２及び図３に詳しく示されるように、反射ミラー３、３の長手方向の全長に沿いかつ該長手方向と直交する弓形（又は高さ）方向に一定の間隔を保って一体に突出形成してある。冷却フイン４、４はその根元部が肉厚でかつ先端部へ徐々に肉薄に形成され、かつ適宜長に選択され、放熱効果が高められるよう設計してある。
【００１５】
上記の反射ミラー３、３には、その長手方向と直交する弓形（又は高さ）方向の一端側に互いに他と密接する接合部５、５が一体に設けられ、かつ他端側には保持部６、６が一体に設けてある。これらの保持部６、６には互いに対向する凹状の保持溝が形成され、該保持溝に対して透明な耐熱ガラスからなる保護板７が取外し可能に取付けてある。上記の反射ミラー３、３の接合部５、５を互いに密接させて一体的に組み立てわん曲反射ミラー２を形成し、該わん曲反射ミラー２により反射せしめた反射光８をシート状の被処理材９に付与する。
【００１６】
上記の反射ミラー３、３の長手方向の両端部には、図３に示されるように一対のビス孔１０、１０がそれぞれ明けてある。これらのビス孔１０、１０を使用して上ランプストッパ１１、１１が着脱可能に取り付けられる。上ランプストッパ１１、１１は、図４に詳細に示されるように中央部に半円弧状のランプ受部１２を有し、該ランプ受部１２の開口端には連続して末広がり状に切り抜き部１３を形成することによって一対の脚片１４、１４が形成してある。
【００１７】
上記一対の脚片１４、１４には、該脚片１４、１４の平面に対して直角に起立する立ち上がり片１５、１５が互いに他と対向して一体に形成してある。これらの立ち上がり片１５、１５には前記のビス孔１０、１０に対応するビス孔１６、１６が設けてある。従って、上記わん曲反射ミラー２の長手方向の両端部に上ランプストッパ１１、１１を配置し、該上ランプストッパ１１、１１のビス孔１６、１６と反射ミラー３、３のビス孔１０、１０とを合致せしめ、ビス１７、１７をねじ込んで着脱可能に取り付ける。
【００１８】
前記の上ランプストッパ１１、１１と共同する下ランプストッパ２０、２０は図５及び図６に詳しく示してある。下ランプストッパ２０、２０は凹状ランプの軸線方向から見るとほぼ長方形状に形成され、該長手方向と直交する方向から見るとＺ字状に形成してある。下ランプストッパ２０、２０の一端側には上方が開口する半円弧状のランプ受部２１が設けてあり、他端側には取付孔２２、２２が設けてある。これらの取付孔２２、２２はビス２３、２３によりブラケット２４、２４に着脱可能に取り付けられる。これらのブラケット２４、２４は端面反射ミラー２５、２５の内面に固定され、該端面反射ミラー２５、２５は前記のわん曲反射板２の長手方向の両端に取り付けられる。
【００１９】
前記わん曲反射ミラー２の長手方向の頂部両端には適宜径の挿通孔２６、２６が形成され、さらに端面反射ミラー２５、２５の上端はそれ自体を直角に折り曲げて折曲片２７、２７が形成してあり、該折曲片２７、２７にはＵ字状の切り込み２８、２８が形成してある。前記の折曲片２７、２７上には上ケース３０が取り付けられ、該上ケース３０には上記の切り込み２８、２８と見合う位置に凹状ランプ３３の立ち上がり部３５、３５が挿通される挿通部３１、３１が設けてある。
【００２０】
前記のわん曲反射ミラー２には、図１及び図７に詳しく示される凹状ランプ３３が着脱可能に配置される。凹状ランプ３３は公知のように水平部３４と立ち上がり部３５とランプ発熱体３６とリード線３７とから構成してある。ランプ発熱体３６は水平部３４内に通常のように封入され、該ランプ発熱体３６の軸線方向の両端部は、わん曲反射ミラー２の立ち上がり部３５、３５の根元部より僅か上方に位置した所で終了する。即ち、挿通孔２６、２６から僅か上方に突出した位置で終了されることにより、ランプ発熱体３６からの熱が冷却空間部４０に影響を与えないようにしてある。
【００２１】
上記ランプ発熱体３６に一端側が接続されたリード線３７、３７は、立ち上がり部３５、３５内に通常のように配線され、他端側は上ケース３０からランプユニット１外に突出され、電源に接続される端子部４１、４１に接続してある。端子部４１、４１は上ケース３０上に取り付けられ、取外し可能な端子カバー４２、４２によって覆われている。上ケース３０の内側には冷却筒が固定され、その冷却通路４３が凹状ランプ３３の軸線方向に沿って配置してある。該冷却通路４３の中央部に位置して取り付けられた接続パイプ４４は図に示していない冷却媒体源に接続され、例えば冷却空気が供給される。
【００２２】
前記のわん曲反射ミラー２は上ケース３０と側板ケース３０ａ、３０ａとによって包囲され、かつ側板ケース３０ａ、３０ａとわん曲反射ミラー２の開口面との間は開口され、冷却空間部４０内に吹き込まれた冷却空気がランプユニット１外へ排出される。冷却通路４３の長手方向の両端部は上下ランプストッパ１１、２０に見合う位置で終了され、かつ、図２に示されるように冷却通路４３には３つの方向に噴出孔４５が設けてある。１つの方向は図２においてわん曲反射ミラー２の頂部に指向され、他の２つの方向は反射ミラー３、３の非反射面に指向する。従って、わん曲反射ミラー２の全体が冷却空気によって冷却される。
【００２３】
しかして、上記のように構成された本発明のライン型照射装置は、ユニット型のランプユニット１の複数個を被処理材９の移送方向と直交する幅方向の全長に合致させて一直線状に組み合わせればよい。本例の場合、３個のランプユニット１が図８に示すように相隣接して組み合わされ、全体として細長照射ブロック５０として組み立てられる。この場合、３個のランプユニット１は一直線に配置されているため、それぞれのランプユニット１の凹状ランプ３３も該ランプの軸線上に配置され、従って、細長照射ブロック５０からの反射光は図８に示す「Ｗ」の範囲となる。
【００２４】
この場合、ランプユニット１の凹状ランプ３３のランプ発熱体３６から発せられた光の照射幅は図１に示されるわん曲反射ミラー２の開口面幅であり、かつ照射長は端面反射ミラー２５、２５間の長さである。従って、図８及び図９に示されるようにランプユニット１が相隣接して接続された場合、相隣接するランプユニット１、１間は端面反射ミラー２５、２５の厚み部分が介在するだけである。すなわち、相隣接するランプユニット１の長手方向の両端部には突出する部品が全く存在しないため、相隣接する反射光は殆ど接近した状態で被処理材９に照射されることになる。
【００２５】
従って、凹状ランプ３３のランプ発熱体３６から発せられる光は、わん曲反射ミラー２及び端面反射ミラー２５、２５で反射され、該反射光８は「Ｗ」の範囲にわたって被処理材９上に焦点が結ばれる。この場合、相隣接するランプユニット１間の非照射部分５１、５１は相隣接するランプユニット１、１の端面反射ミラー２５、２５で形成される極めて小さな隙間であるため、非照射部分５１、５１は相隣接するランプユニット１から反射される反射光によって十分に加熱されることになり、被処理材９の幅方向の全体にたって実質的に均一加熱処理が行われることになる。
【００２６】
このようにして、被処理材９は図８に矢印で示す方向に移動されながらかつ移送方向と直交する幅方向の全長にわたりほぼ均一に光照射を受ける。この場合、わん曲反射ミラー２は凹状ランプ３３から発せられる光により相当高温度に熱せられるが、冷却媒体源から冷却通路４３に供給された冷却空気が３つの方向、すなわちわん曲反射ミラー２の頂部方向および反射ミラーの非反射面方向にそれぞれの噴出孔４５から冷却フイン４、４に吹きつけられる。従って、わん曲反射ミラー２に蓄熱された熱は冷却フイン４、４から放熱され全体が冷却される。
【００２７】
更にまた、凹状ランプ３３のランプ発熱体３６の軸線方向の両端部は、立ち上がり部３５、３５の根元部、すなわち挿通孔２６、２６の僅か上方位置の所で終了されているため、ランプ発熱体３６の長手方向の両端部から発せられる放熱が、冷却空間部４０内へは極力抑制されることになる。このような冷却空間部４０に凹状ランプ３３の立ち上がり部３５、３５が配置され、従って、これらの立ち上がり部３５、３５内のリード線３７、３７、及びランプ発熱体３６の端子部４１、４１がランプユニット１外に配置されるため、熱的悪影響を受けない。
【００２８】
上記の凹状ランプ３３のランプ発熱体３６が、例えば切断して新たな凹状ランプと交換する必要が生じた場合、端子カバー４２、４２を上ケース３０から取り外し、凹状ランプ３３を端子部４１、４１から取り外す。次に、わん曲反射ミラー２から保護板７を取り外し、ブラケット２４、２４からビス２３、２３を取り外し、下ランプストッパ２０をわん曲反射ミラー２から取り外す。すると、わん曲反射ミラー２の反射面側が完全に開口され、凹状ランプ３３をわん曲反射ミラー２から取り出す。しかして、新たな凹状ランプの立ち上がり部を挿通孔２６、２６に通し、更に上ケース３０に挿通せしめ、下ランプストッパ２０のランプう部２１を凹状ランプに当ててブラケット２４、２４に取り付ければよい。
【００２９】
なお、被処理材の全幅長に応じてランプユニットの組み合わせ数を任意に選択すれば、被処理材の移送方向に直交する幅方向に対する照射長を任意に変更できる。
更に本発明における実施例においいては、被処理材の移送方向に直交する方向に対してランプユニットの複数個を相隣接させて細長照射ブロックとし、該照射ブロックからの焦点を被処理材の幅方向の全体に結ばせるようにしたが、本発明はそれのみに限定されない。例えば、わん曲反射ミラーにより反射される反射光が被処理材に対して平行反射せしめられるようにしてもよく、また、被処理材への光照射方向も移送方向と直交する幅方向のみに限定されず、照射ブロックの軸線方向に被処理材を移動させ、該被処理材に細長照射ブロックからの反射光の焦点を結ばせ、あるいは被処理材に平行反射させるようにしてもよい。
【００３０】
【発明の効果】
本発明は以上説明したように、被処理材に光を照射するわん曲反射ミラーの長手方向両端に端面反射ミラーを配置し、わん曲反射ミラーの頂部に配置した凹状ランプの端子部をわん曲反射ミラーの長手方向の両端部上に延出せしめてランプユニット構造としたから、ランプユニットの軸線方向の両端部からランプ端子部が突出しない。また、ランプユニットの複数個を被処理材の移動方向と直交する幅方向にかつ該被処理材の全幅長に合致させて相隣接せしめたとき、ランプユニットの相燐接部に非照射部分が極力少なくされる細長照射ブロックとして組み立てるから、光がランプユニットの相隣接部で大きく寸断されず、移動する被処理材の幅方向の全体にほぼ均一に付与される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による被処理材の幅方向を均一に照射するライン型照射装置のランプユニットの一部を断面にした縦断正面図である。
【図２】わん曲反射ミラーを配置したランプユニット及び冷却通路の一部分を断面にした拡大縦断面図である。
【図３】わん曲反射面を構成する一対の弓形反射ミラーの長手方向の全長にわたり設けた冷却フインを説明するために、一方の反射ミラーの冷却フインおよび上面側から見た説明図である。
【図４】わん曲反射面に配置される凹状ランプを保持するための一方の支持構造を示す上ランプストッパの説明図である。
【図５】わん曲反射面に配置される凹状ランプを保持するための他方の支持構造を示す下ランプストッパの説明図である。
【図６】わん曲反射面内に配置される凹状ランプを保持するための他方の支持構造を示す下ランプストッパの端面図である。
【図７】ランプユニットのランプ発熱体の軸線方向の終了端部と冷却通路の関係を示す一部を断面にした縦断正面図である。
【図８】ランプユニットの３個を相隣接せしめて接続して細長照射ブロックとして組み立てたとき、該相隣接するランプユニットの接続部に形成される非照射部を説明するための説明図である。
【図９】ランプユニットを相隣接せしめて接続して細長照射ブロックとして組み立てたとき、該相隣接するランプユニットの接続部を拡大した説明図である。
【符号の説明】
１  ランプユニット
２  わん曲反射ミラー
４  冷却フイン
９  被処理材
８  反射光
２５  端面反射ミラー
３３  凹状ランプ
３４  水平部
３５  立ち上がり部
３６  ランプ発熱体
３７  リード線
４０  冷却空間部
４１  端子部
４３  冷却通路
４５  噴出孔
５０  細長照射ブロック
５１  非照射部分
【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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