説明

静電塗装機用測定装置

【課題】静電塗装機の定期点検において、静電塗装機の高電圧部の電圧値と静電塗装機の回転霧化頭の回転数値とを測定でき、更に塗料通路管内の塗料に通じるリーク電流値を得られる静電塗装機用測定装置を提供する。
【解決手段】静電塗装機用測定装置1は、測定部3と、メータ本体部71とからなる。これらは物理的に分離されており、無線通信を利用して信号がやりとりされる。作業者は離れた安全な位置におり、静電塗装機201を作動させて、測定部3で高電圧部であるリング状電極221の電圧値や、エアモータの回転軸の羽板の風切り音から回転霧化頭207の回転数値を測定すると、そのデータを作業者が持っているメータ本体部71で受け取る。また、塗料通路管の断面積、長さと塗料抵抗から、電圧値を基に、リーク電流値を算出できる。従って、安全確保、塗装品質や塗着効率の維持に必要な情報を全て得られる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は塗装ロボットに備えられる静電塗装機の電圧等を測定する静電塗装機用測定装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
自動車塗装ラインには塗装ロボットが備えられており、この塗装ロボットには図7に示すように静電塗装機201が備えられている。静電塗装機201のハウジング203にはエアモータ205が内蔵されている。エアモータ205のエアタービン付き回転軸206の先端側には回転霧化頭207が取り付けられている。回転軸206内には回転霧化頭207に塗料を供給する塗料供給管209が挿通されており、この塗料供給管209の基端はバルブユニット211の先端側開口と連通している。バルブユニット211を貫通する供給路は基端側で2つに分岐しており、基端側開口は2つになっている。そして、2つの基端側開口はそれぞれバルブ212によって開閉できるようになっている。バルブユニット211の2つの基端側開口はそれぞれ色別に塗料通路管213の一端側開口と連通している。
【0003】
また、静電塗装機201のハウジング203には直流高電圧発生装置の回路封入樹脂部217が内蔵されている。回路封入樹脂部217で発生した高電圧により、エアモータ205、回転霧化頭207等が高電圧部となり、塗料はかかる高電圧部を通るときに帯電して、高速回転する回転霧化頭207で霧化されて噴霧されるようになっている。
塗料供給管209、回路封入樹脂部217等の基端側はジョイントプレート215により1つにまとめられており、静電塗装機201はジョイントプレート215を介して塗装ロボットに連結されている。なお、このジョイントプレート215はアースされている。
【0004】
自動車塗装ラインの稼動中には静電塗装する塗料の色を頻繁に変更し、その度に洗浄溶剤をするが、上記した構成では、バルブユニット211をエアモータ205の背面に配置しているので、洗浄する範囲は回転霧化頭207と塗料供給管209とバルブユニット211に限られており、洗浄に伴う塗料のロスや洗浄溶剤の使用量を極力減少させることに成功している。この構成は、特許文献1に記載の教示に従ったものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開平7−213957号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、バルブユニット211をエアモータ205の背面に配置すると、バルブユニット211も高電圧部となり、塗料通路管213を流れる塗料に通じてリーク電流が発生してしまう。リーク電流が大きいと塗料が過度に高温になってしまい、場合によっては塗料が発火して火災事故が起きてしまう危険性が考えられる。
従って、安全確保のために、塗料通路管213を実際に流れる塗料に通じるリーク電流値を正確に把握すべきである。
また、塗装品質や塗着効率を維持するためには、定期的に静電塗装機の高電圧部の電圧値と静電塗装機の回転霧化頭の回転数値も把握すべきである。
【0007】
本発明は上記従来の問題点に着目して為されたものであり、静電塗装機の定期点検作業で簡単に使用でき、塗料通路管内の塗料に通じるリーク電流値と、静電塗装機の高電圧部の電圧値と、静電塗装機の回転霧化頭の回転数値とを信頼性高く得られる静電塗装機用測定装置を提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、請求項1の発明は、メータ本体部と、静電塗装機の高電圧部の電圧値と静電塗装機の回転霧化頭の回転数値とを測定する測定部と、塗料に浸けて前記塗料の体積抵抗値を検出する塗料抵抗プローブ部とを備え、前記メータ本体部は前記電圧値、前記回転数値及び前記体積抵抗値を受け取り、前記電圧値と前記体積抵抗値とから静電塗装機の塗料通路管内の塗料に流れるリーク電流値を算出し、前記電圧値、前記回転数値及び前記リーク電流値を表示することを特徴とする静電塗装機用測定装置である。
【0009】
請求項2の発明は、請求項1に記載した静電塗装機用測定装置において、測定部には測定側送受信部が設けられ、メータ本体部には本体側送受信部が設けられ、前記メータ本体部は前記測定側送受信部と前記本体側送受信部との無線通信によって前記測定部から電圧値と回転数値とを受け取ることを特徴とする静電塗装機用測定装置である。
【0010】
請求項3の発明は、請求項2に記載した静電塗装機用測定装置において、測定部には電源ON状態に常時保持し、メータ本体部が電源OFF状態にされたときにのみ保持を解除して電源OFF状態にする自己保持手段を備えることを特徴とする静電塗装機用測定装置である。
【0011】
請求項4の発明は、請求項1から3のいずれかに記載した静電塗装機用測定装置において、測定部では、静電塗装機の回転霧化頭の回転により発生する音または機体振動に着目して、それらから回転霧化頭の回転数値を測定することを特徴とする静電塗装機用測定装置である。
【0012】
請求項5の発明は、請求項4に記載した静電塗装機用測定装置において、測定部には、音を集めて伝達する集音用孔と前記集音用孔の底部に配置されたマイクロホンとが設けられ、静電塗装機の回転霧化頭の回転数値を音から測定することを特徴とする静電塗装機用測定装置である。
【0013】
請求項6の発明は、請求項5に記載した静電塗装機用測定装置において、測定部には、静電塗装機の高電圧部に接触させて導通させる導電性の接触部と前記接触部に接続される抵抗部と前記抵抗部を周囲から絶縁した状態で収容する抵抗部収容部とが設けられており、前記接触部は静電塗装機への掛け具を兼ねて構成されていることを特徴とする静電塗装機用測定装置である。
【発明の効果】
【0014】
本発明の静電塗装機用測定装置によれば、定期点検作業で簡単に使用でき、塗料通路管内の塗料に通じるリーク電流値と、静電塗装機の高電圧部の電圧値と静電塗装機の回転霧化頭の回転数値とが信頼性高く得られる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明の実施の形態1に係る静電塗装機用測定装置の測定部の外観を示す正面図である。
【図2】本発明の実施の形態1に係る静電塗装機用測定装置のメータ本体部の外観を示す正面図である。
【図3】図1の測定部の電気的構成図である。
【図4】図2のメータ本体部の電気的構成図である。
【図5】本発明の実施の形態1に係る静電塗装機用測定装置の使用方法を説明するための図である。
【図6】本発明の実施の形態2に係る静電塗装機用測定装置の使用方法を説明するための図である。
【図7】本発明の測定装置で測定される静電塗装機の構成を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
本発明の実施の形態1に係る静電塗装機用測定装置1を図1から図5にしたがって説明する。
静電塗装機用測定装置1は、図1における測定部3と、図2におけるメータ本体部71とからなる。この測定部3とメータ本体部71は物理的に分離されており、離間した位置で使用される。
【0017】
先ず、測定部3について、図1、図3にしたがって説明する。測定部3はプローブ本体4と、無線BOX51と、それらを連結する通信ケーブル53とよって構成されている。
プローブ本体4の詳細な構成について説明する。
符号5は抵抗部収容部を示し、この抵抗部収容部5は絶縁体によって構成されている。抵抗部収容部5は上下に棒状に延びており、断面が円形になっている。抵抗部収容部5には入力抵抗部7(10GΩ)が埋設されて収容されている。入力抵抗部7は2.5GΩ抵抗9を上下に4つ直列接続して構成されている。抵抗部収容部5の上端側には接触部としてのフック11の基端が埋設され固定されている。このフック11は導通するように金属で形成されており、フック11の基端は入力抵抗部7の最も上側の抵抗9の上端に接続され導通している。
【0018】
抵抗部収容部5内において上記した入力抵抗部7は左側に寄った位置に収容されており、右側には上下方向に延び、上下端で開口した細長い断面円形の貫通孔17が形成されている。この貫通孔17が音を集めて伝達する集音用孔として利用される。貫通孔17は入力抵抗部7と並列に形成されている。このように、抵抗部収容部5内に貫通孔17を形成しているので、すなわち、貫通孔17用のパイプを設ける必要がないので、軽量化でき、且つ材料コストを軽減できる。
【0019】
符号21は制御部を示し、この制御部21は抵抗部収容部5の下端側に固定されている。制御部21の内部構成について図3にしたがって説明する。
符号23は分圧抵抗部(1MΩ)を示し、この分圧抵抗部23の一端は入力抵抗部7の下端に接続されており、分圧抵抗部23の他端はアースライン25に接続されている。また分圧抵抗部23の一端はCPU27に信号接続されており、CPU27は分圧抵抗部23に印加される電圧値を信号として読み取るようになっている。
【0020】
符号31はマイクロホンを示し、このマイクロホン31は集音用の貫通孔17の底部側に配置されており、マイクロホン31の入力端は貫通孔17に対向している。マイクロホン31の出力端にはf/V変換回路33の入力端が接続されている。このf/V変換回路33は、マイクロホン31が出力した音信号の周波数を電圧値に変換して出力するようになっている。f/V変換回路33の出力端はCPU27に接続されており、CPU27はf/V変換回路33から出力される電圧値を信号として読み取るようになっている。
【0021】
符号35はバッテリを示し、このバッテリ35のプラス端子はボタンスイッチ37を介して電源供給ライン39に接続されており、電源供給ライン39はCPU27等の電子部品に接続されている。バッテリ35のマイナス端子はアースライン25に接続されている。
また、バッテリ35のプラス端子はCPU27に信号接続されており、電源供給ライン39の電圧値、即ちバッテリ35の電圧値を信号として読み取るようになっている。
【0022】
符号41は光MOSFETを示し、この光MOSFET41のFET部43はボタンスイッチ37と並列に接続されている。光MOSFET41はCPU27からの信号によってFET部43が導通するON状態と、FET部43が遮断するOFF状態とに制御されるようになっている。
【0023】
続いて、無線ボックス51の内部構成について説明する。
無線ボックス51には測定側送受信部55とアース端子57とが設けられている。測定側送受信部55は通信ケーブル53を介して制御部21のCPU27に接続されている。測定側送受信部55にはアンテナ61が設けられている。アース端子57にはアースライン63が接続されており、アースライン63は(先の図示を省略するが)通信ケーブル53を介して制御部21のアースライン25に接続されている。
【0024】
メータ本体部71の内部構成について図4にしたがって説明する。
符号73はCPUを示し、このCPU73には、定格電圧値等が記憶されるメモリ75と、表示部77と、本体側送受信部79が接続されている。本体側送受信部79にはアンテナ81が設けられている。
符号83はバッテリを示し、このバッテリ83のプラス端子はメインスイッチ85を介して電源供給ライン87に接続されており、電源供給ライン87はCPU73やメモリ75等の電子部品に接続されている。バッテリ83のマイナス端子はアースライン89に接続されている。
【0025】
バッテリ83のプラス端子はCPU73に信号接続されており、電源供給ライン87の電圧値、即ちバッテリ83の電圧値を信号として読み取るようになっている。
CPU73は、電源供給ライン87の断線による電源OFF状態を検出すると、測定部3のCPU27に信号を送って、光MOSFET41をOFFにする。このように、CPU73、CPU27および光MOSFET41によって自己保持手段が構成されており、測定部3はボタンスイッチ37が開放されても電源ON状態のままとなる。すなわち、電源ONの自己保持状態となる。
【0026】
符号91は塗料抵抗プローブ部を示し、この塗料抵抗プローブ部91には把持部93が設けられている。また、把持部93の先端側には接続ケーブル95の一端が連結されており、接続ケーブル95の他端はメータ本体部71に着脱自在に連結されている。塗料抵抗プローブ部91の抵抗検出部(図示省略)は接続ケーブル95を介してメータ本体部71のCPU73に接続されている。
【0027】
次に、静電塗装機用測定装置1の使用方法について説明する。
メータ本体部71のメインスイッチ85を押して、メータ本体部71を電源ON状態にする。そして、塗料機仕様として静電塗装機201の塗料通路管213の断面積の値(例えば0.05cm)と、塗料通路管213の長さの値(例えば20cm)を測定作業の前に適宜な入力手段の操作により予めメモリ75に登録しておく。
【0028】
次に、塗料抵抗の測定作業を行う。
塗料抵抗プローブ部91をメータ本体部71に連結した後、把持部93を手で持ちながら実際の塗装に用いられる塗料に一定時間浸漬させてから引き上げる。これにより塗料抵抗プローブ部91が塗料の体積抵抗値(例えば12.5MΩ・cm)を測定して、その体積抵抗値がメータ本体部71のメモリ75に登録される。
その後は、塗料抵抗プローブ部91をメータ本体部71から取り外しておく。
【0029】
次に、静電塗装機の高電圧部の電圧値と、静電塗装機の回転霧化頭の回転数値の測定作業を行う。
図5に示すように測定部3のアース端子57をアースされたブースベースBにリード線Lを介して接続してアースライン25をアース接続する。また、プローブ本体4のフック11を塗装ロボットAに装着された静電塗装機201の(エアモータ205に連結された)リング状電極221に掛け、プローブ本体4を吊り下げ状態にする。そして、制御部21のボタンスイッチ37を押す。ボタンスイッチ37を押すと、各電子部品に電源が供給されて、測定部3が電源ON状態になる。
また、CPU27は光MOSFET41に信号を送り、光MOSFET41をONにする。
【0030】
次に、作業者は静電塗装機201から十分に離れ、その場所から直流高電圧発生装置を作動させる。直流高電圧発生装置を作動させると回路封入樹脂部217(図7参照)が高電圧(例えば100kV)を発生させ、その高電圧がリング状電極221からフック11に入力され、さらに入力抵抗部7と分圧抵抗部23とによって分圧される。CPU27は分圧抵抗部23に印加される電圧値を信号として読み取り、静電塗装機201のリング状電極221の電圧値を算出する。このように、測定部3は静電塗装機201のリング状電極221の電圧値を測定する。
【0031】
また、静電塗装機201のエアモータ205を作動させる。エアモータ205を作動させると、回転霧化頭207が回転軸206と共に回転する。そして、回転軸206の羽板の風切り音が発生する。
音源に先端開口が近い貫通孔17によって羽板の風切り音がマイクロホン31に向かって集められ、この風切り音はマイクロホン31によって音信号に変換される。そして音信号の周波数がf/V変換回路33によって電圧値に変換される。CPU27はf/V変換回路33から出力される電圧値を信号として読み取り、回転霧化頭207の回転数値を算出する。例えば風切り音の周波数(10kHz)、羽板の数(20枚)から、[回転数値=周波数/羽板の数]の計算式によって回転数値(500rps)が算出される。このように、測定部3は風切り音によって回転霧化頭207の回転数値を測定する。
【0032】
メータ本体部71は測定側送受信部55と本体側送受信部79との無線通信によって測定部3で測定された電圧値と回転数値とを受け取る。メータ本体部71では、電圧値(100kV)、体積抵抗値(12.5MΩ・cm)、塗料通路管213の断面積(0.05cm)及び塗料通路管213の長さ(20cm)から、[リーク電流値=電圧値/(体積抵抗値×長さ/断面積)]の計算式によってリーク電流値(20μA)が算出される。またメータ本体部71では、予め登録された定格電圧値、定格回転数値又は定格リーク電流値に対し、測定された電圧値、回転数値又は算出されたリーク電流値が許容範囲内にあるか否かの判定が行われる。
【0033】
メータ本体部71の表示部77には、電圧値、回転数値及びリーク電流値が表示され、更に上記の判定結果も表示される。従って、リーク電流値が許容範囲外であると判定した場合には、その塗料の使用を中止することができる。
なお、測定部3とメータ本体部71との通信レベルや、測定部3の電源電圧レベルやメータ本体部71の電源電圧レベルも表示される。
【0034】
このように静電塗装機201の定期点検の際には、静電塗装機用測定装置1を簡便に操作するだけで、安全確認と、塗装品質および塗着効率の維持に必要な情報である塗料通路管213内の塗料に通じるリーク電流値と、静電塗装機201の高電圧部の電圧値と、静電塗装機201の回転霧化頭207の回転数値が信頼性高く得られる。
また、上述したように、無線通信を利用しているので、作業者は、静電塗装機201から離れた場所で遠隔操作しながら、静電塗装機201の高電圧部の電圧値や回転霧化頭207の回転数値の測定作業を行うことができる。すなわち、測定作業中に塗装ロボットAの動作範囲内に作業者が立ち入る必要がない。従って、誤操作によりロボットが誤動作しても、作業者が危険な状況に陥ることはない。また、測定部3とメータ本体部71との間にケーブルが連結されていると、そのケーブルが床等に付着している塗料に付着するなどして扱い難いが、そのような不都合もない。
【0035】
測定を終了する場合にはメータ本体部71のメインスイッチ85を押して、メータ本体部71を電源OFF状態にする。メータ本体部71が電源OFF状態にされると、測定部3は測定側送受信部55と本体側送受信部79との無線通信によってメータ本体部71からの電源OFF信号を受け取る。そして測定部3のCPU27は光MOSFET41に信号を送り、光MOSFET41はCPU27からの信号によってOFFになり、電源ON状態での保持を解除する。これにより各電子部品への電源供給が停止されて、測定部3が電源OFF状態になる。
このようにメータ本体部71を電源OFF状態にしなければ、測定部3を電源OFF状態に切換えることはできないようになっており、誤って測定部3の電源がOFFになるのを防止している。
【0036】
図6に示す実施の形態2に係る静電塗装機用測定装置151について説明する。
この静電塗装機用測定装置151は、実施の形態1に係る静電塗装機用測定装置1と同様の構成部分を有するので、静電塗装機用測定装置1と同じ構成部分については、実施の形態1と同じ符号を付すことで説明を省略し、静電塗装機用測定装置1と相違する構成部分のみを説明する。
この測定部153は、2つのプローブ本体4がそれぞれ無線BOX51と通信ケーブル53を介して接続されている点が異なる。
【0037】
そして、一方のプローブ本体4aのフック11aを静電塗装機201aのリング状電極221aに掛け、プローブ本体4aを吊り下げ状態にする。またプローブ本体4bのフック11bを別の静電塗装機201bのリング状電極221bに掛け、プローブ本体4bを吊り下げ状態にして測定作業を行う。
この実施の形態2では、静電塗装機201aのリング状電極221aの電圧値、回転霧化頭207aの回転数値と、静電塗装機201bのリング状電極221bの電圧値、回転霧化頭207bの回転数値とを測定することになる。そして、メータ本体部71の表示部77には、プローブ本体4aで測定された電圧値、回転数値とプローブ本体4bで測定された電圧値、回転数値との差分値も表示される。
【0038】
以上、本発明の実施の形態について詳述してきたが、具体的構成は、この実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計の変更などがあっても発明に含まれる。
上記実施の形態は、保持手段を光MOSFET41によって構成したが、フォトカプラやリレースイッチ等で構成してもよい。ただし、光MOSFET41の方が省電力なので、電池式機器では好ましい。
【0039】
上記実施の形態は、測定部に1つ又は2つのプローブ本体を設ける構成にしたが、3つ以上のプローブ本体を設ける構成にしてもよい。
上記実施の形態は、プローブ本体の制御部に通信ケーブルを連結し、この通信ケーブルを無線BOX51に連結したが、通信ケーブルを設けずにプローブ本体の制御部と無線BOX51とを一体に形成してもよい。
上記実施の形態は、接触部をフックによって構成してリング状電極221の有るタイプの静電塗装機201に適応したが、接触部を環状のワイヤーで構成してエアモータ205等に形成した凸部に掛けるようにしてもよい。
また、上記実施の形態は、貫通孔とマイクロンホンを設けて羽板の風切り音から回転数値を測定しているが、静電塗装機201に振動センサーを接触させて、発生する機体振動から回転数値を測定するようにしてもよい。いずれにしても音や振動数に着目して回転数値を測定しているので、測定部3をコンパクト且つ軽量に設計できる。
【産業上の利用可能性】
【0040】
本発明は、静電塗装機の定期点検に用いられる静電塗装機用測定装置の製造業に利用可能である。
【符号の説明】
【0041】
1…静電塗装機用測定装置 3…測定部 4…プローブ本体
5…抵抗部収容部 7…入力抵抗部 9…抵抗
11…フック 17…貫通孔
21…制御部 23…分圧抵抗部 25…アースライン
27…CPU 31…マイクロホン 33…f/V変換回路
35…バッテリ 37…ボタンスイッチ 39…電源供給ライン
41…光MOSFET 43…FET部
51…無線BOX 53…通信ケーブル 55…測定側送受信部
57…アース端子 61…アンテナ 63…アースライン
71…メータ本体部 73…CPU 75…メモリ
77…表示部 79…本体側送受信部 81…アンテナ
83…バッテリ 85…メインスイッチ
87…電源供給ライン部 89…アースライン
91…塗料抵抗プローブ部 93…把持部 95…接続ケーブル
151…静電塗装機用測定装置 153…測定部
201…静電塗装機 203…ハウジング 205…エアモータ
206…回転軸 207…回転霧化頭 209…塗料供給管
211…バルブユニット 213…塗料通路管
215…ジョイントプレート 217…回路封入樹脂部
221…リング状電極
A…塗装ロボット B…ブースベース L…リード線

【特許請求の範囲】
【請求項1】
メータ本体部と、静電塗装機の高電圧部の電圧値と静電塗装機の回転霧化頭の回転数値とを測定する測定部と、塗料に浸けて前記塗料の体積抵抗値を検出する塗料抵抗プローブ部とを備え、前記メータ本体部は前記電圧値、前記回転数値及び前記体積抵抗値を受け取り、前記電圧値と前記体積抵抗値とから静電塗装機の塗料通路管内の塗料に流れるリーク電流値を算出し、前記電圧値、前記回転数値及び前記リーク電流値を表示することを特徴とする静電塗装機用測定装置。
【請求項2】
請求項1に記載した静電塗装機用測定装置において、
測定部には測定側送受信部が設けられ、メータ本体部には本体側送受信部が設けられ、前記メータ本体部は前記測定側送受信部と前記本体側送受信部との無線通信によって前記測定部から電圧値と回転数値とを受け取ることを特徴とする静電塗装機用測定装置。
【請求項3】
請求項2に記載した静電塗装機用測定装置において、
測定部には電源ON状態に常時保持し、メータ本体部が電源OFF状態にされたときにのみ保持を解除して電源OFF状態にする自己保持手段を備えることを特徴とする静電塗装機用測定装置。
【請求項4】
請求項1から3のいずれかに記載した静電塗装機用測定装置において、
測定部では、静電塗装機の回転霧化頭の回転により発生する音または機体振動に着目して、それらから回転霧化頭の回転数値を測定することを特徴とする静電塗装機用測定装置。
【請求項5】
請求項4に記載した静電塗装機用測定装置において、
測定部には、音を集めて伝達する集音用孔と前記集音用孔の底部に配置されたマイクロホンとが設けられ、静電塗装機の回転霧化頭の回転数値を音から測定することを特徴とする静電塗装機用測定装置。
【請求項6】
請求項5に記載した静電塗装機用測定装置において、測定部には、静電塗装機の高電圧部に接触させて導通させる導電性の接触部と前記接触部に接続される抵抗部と前記抵抗部を周囲から絶縁した状態で収容する抵抗部収容部とが設けられており、前記接触部は静電塗装機への掛け具を兼ねて構成されていることを特徴とする静電塗装機用測定装置。

【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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