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No.000111 Z軸昇降機構

リニアガイド

商品名	ミニチュアリニアガイド　　ノック穴付標準ブロック／軽予圧
型番	SSE2BNZ13-145
特徴	ミスミオリジナル規格。ノック穴付きは装置の組立時間短縮、位置再現性がアップします

※下記表内のオレンジ着色部分は本事例で使用した型式に該当する仕様です

選定根拠

斜めに配置しテーブルを上下させる直動システムとして有効

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選定可能サイズ

■ミニチュアリニアガイド（ノック穴付標準ブロック、微すきま・並級）

材質	硬度
ステンレス（SUS440C相当）	56HRC-
炭素鋼（SCM等合金鋼）	58HRC-

■サイズ展開と各部寸法

ブロック数	ブロック		全高	レール長さ	ノック穴
ブロック数	幅	長さ	全高	レール長さ	径	深さ
1	17	23.6	8	40-130	φ3	2
	20	30	10	35-275		2.5
	27	33.9	13	45-470		3
	32	42.4	16	70-670		4
	40	50	20	100-700		4
2	17	23.6×2個	8	70-130		2
	20	30×2個	10	95-275		2.5
	27	33.9×2個	13	120-470		3
	32	42.4×2個	16	150-670		4
	40	50×2個	20	160-700		4

* 選択可能サイズの詳細については、商品ページをご参照下さい。

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選定順序

■ミニチュアリニアガイドの選定手順

使用条件を決定: （移動体質量、送り速度、運転パターン、寿命時間）

↓

リニアガイドの仕様を仮選定: （使用条件に応じて、ブロックタイプ、
全高、レール長さを仮選定します。）

↓

基本的な安全性の確認

●許容荷重
●寿命
●予圧荷重

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精度情報

■予圧と精度基準(ノック穴付標準ブロック・微すきま・並級)

(μm）

ラジアルすきま	0～+15
Hの寸法許容差	±20
Hのペア相互差	40
W2の寸法許容差	±25
W2のペア相互差	40

(μm)

	レール長さ(mm)
	-80	81-200	201-250	251-400	401-500	501-630	631-700
走り平行度	13	15	17	18	19	21	21.5

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速度・荷重(負荷情報)

■リニアガイドの定格荷重(ノック穴付標準ブロック・微すきま・並級)

全高	基本定格荷重		静的許容モーメント
全高	C（動）ｋN	C0（静）ｋN	MA N・m	MB N・m	Mc N・m
8	0.9	1.5	4.1	4.1	5.2
10	1.5	2.5	5.1	5.1	10.2
13	2.2	3.3	8.8	9.5	16.1
16	3.6	5.4	21.6	23.4	39.6
20	5.2	8.5	48.4	48.4	86.4

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技術計算

■リニアガイドの寿命計算

●寿命: リニアガイドが荷重を受けて直線往復運動をする場合には、たえず繰返し応力が転動体（鋼球）や転送面（レール）に作用しますので、材料の疲れによるフレーキングと呼ばれる、うろこ状の損傷が現れます。この最初のフレーキングが発生するまでの総走行距離を、リニアガイドの寿命といいます。

●定格寿命

定格寿命とは、一群の同じリニアガイドを、同じ条件で個々に走行させたとき、そのうちの90％がフレーキングを起こすことなく到達できる総走行距離をいいます。定格寿命は基本動定格荷重とリニアガイドに加わる荷重から次のように求めることができます。

実際にリニアガイドを使用する場合には、まず荷重計算を行わなければなりません。直線往復運動における荷重は、運動中の振動や衝撃、更にはリニアガイドに対する分布状況も十分に考慮する必要があり計算で求めることは容易ではありません。また使用温度なども、寿命に大きく影響を与えます。これらの条件を加味すると前記の計算式は次のようになります。

L ：定格寿命（km）
fH ：硬度係数（図－1参照）
fT ：温度係数（図－2参照）
fC ：接触係数（表－1参照）
fW ：荷重係数（表－2参照）
C ：基本動定格荷重（N）
P ：作用荷重（N）

●硬度係数（fH）: リニアガイドの使用に際しては、ボールが接触する軸についても十分な硬度が必要です。適切な硬度が得られない場合は、許容荷重が減少することになり、結果として寿命が短くなります。
定格寿命を硬度係数で補正してください。

●温度係数（fT）: リニアガイドの温度が100℃を超えると、リニアガイド及び軸の硬度が下がり、常温で使用する場合より許容荷重が減少し、寿命も短くなります。定格寿命を温度係数で補正してください。
＊リニアガイドは、各商品ページの耐熱温度の範囲内でご使用ください。

●接触係数（fC）

表－1. 接触係数

1本の軸に組付けられるベアリング数接触係数fc

1	1.00
2	0.81
3	0.72
4	0.66
5	0.61

実際のリニアガイドの使用に当っては、一本の軸に対し2ヶ以上のリニアガイドを使用する場合が一般的です。この場合、それぞれのリニアガイドにかかる荷重は加工精度によって変化し、等分布荷重にはなりません。その結果、一軸当りのリニアガイド数によってそのリニアガイド1ヶあたりの許容荷重が変化します。定格寿命を表－1の接触係数で補正してください。

●荷重係数（fW）

表－2. 荷重係数

使用条件	fw
外部からの衝撃振動もなく速度も遅い場合 15m/min以下	1.0-1.5
特に著しい衝撃振動もなく速度も中速の場合 60m/min以下	1.5-20
外部から衝撃振動があり速度は高速の場合 60m/minを超えるもの	2.0-3.5

リニアガイドに作用する荷重を計算する場合、物体の重量のほかに運動速度に原因する慣性力、あるいはモーメント荷重、さらには各々の時間的変化なども正確に求めることが必要です。しかし、往復運動においては常に起動、停止の繰返しが伴う以外にも、振動・衝撃の要素が考えられ、正確な計算は困難です。したがって、表－2の荷重係数を用い、寿命計算を簡素化します。

●作用荷重Pの算出方法

ブロック単体にモーメント荷重が掛かる場合は次の計算式によってモーメント荷重を作用荷重に換算してください。

P：作用荷重（N）
F：下向荷重（N）
Co：静定格荷重（N）
MA：静的許容モーメントーピッチング方向（N.m）
MC：静的許容モーメントーローリング方向（N.m）
Lp：ピッチング方向の荷重点距離（m）
Lr：ローリング方向の荷重点距離（m）

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30度台形ねじ

商品名	３０度台形ねじ　サポートユニット適応タイプ
型番	MTSWK14-240-S70-RC-FE13-FW6-FY1
特徴	軸受、回転止め、ポジションインジケータの取り付けを想定した３０度台形ねじです

※下記表内のオレンジ着色部分は本事例で使用した型式に該当する仕様です

選定根拠 | 選定可能サイズ | 精度情報 | 技術計算

選定根拠

テーブル等を移動させるための伝導機構として有効

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選定可能サイズ

■30度台形ねじサポートユニット用

台形ねじ			適合台形ねじナット
タイプ	材質	表面処理	タイプ	材質
右ねじ・左ねじ	S45C	−	右ねじ・左ねじ	C6782
		四三酸化鉄皮膜
		低温黒色クロムメッキ
	SUS303	−

■サイズ展開と各部寸法

ねじ軸呼び径	ピッチ	全長	適用ベアリング		ハンドル取付部軸
ねじ軸呼び径	ピッチ	1mm単位	内径	幅	径	長さ
12	2	80～1000	φ8	≦7	φ6	2～80
14	3	80～1000	φ10	≦8	φ8	2～80
16	3	100〜1200	φ12	≦8	φ10	2～95
18	4	150〜1200	φ12	≦8	φ10	2～95
20	4		φ15	≦9	φ12	2～100
22	5
25	5

＊材質やねじ軸呼び径によって製作可能範囲が若干変わります。詳細は商品ページをご参照ください。

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精度情報

■台形ねじ：ねじ軸振れ公差(最大)

(mm)

ねじ軸呼び径	ねじ軸長
ねじ軸呼び径	-125	126 -200	201 -315	316 -400	401 -500	501 -630	631 -800	801 -1000	1001-1200
12	0.09	0.12	0.16	0.21	0.27	0.35	0.46	0.58	-
14	0.09	0.11	0.13	0.16	0.2	0.25	0.32	0.42	-
16	0.09	0.11	0.13	0.16	0.2	0.25	0.32	0.42	0.55
18-20	-	0.11	0.13	0.16	0.2	0.25	0.32	0.42	0.55
22-25	-	0.09	0.11	0.13	0.16	0.19	0.23	0.3	0.38

■台形ねじ規格精度

項目	内容
許容限界寸法及び公差	JISB0217 0218
ねじ精度	7e級
ナット精度	7H級
単一ピッチ誤差	±0.02
累積ピッチ誤差	±0.15/300mm
長さ寸法に関する許容差	JISB0405(中級)
ねじ軸端径公差	h7

■軸端軸径公差

ベアリング軸径	軸端軸径	許容差
φ8	φ5	+0.075/0
φ10	φ9.6	0/-0.09
φ12	φ11.5	0/-0.11
φ15	φ14.3	0/-0.11

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技術計算

■台形ねじ・台形ねじナット選定手順

台形ねじナットに異常摩耗が発生しないことを確認するために使用条件から接触面圧P、すべり速度Vを算出します。
算出したPとVの値をPV値グラフにプロットし交点を確認します。
交点がグラフの①、②線の内側にあれば異常摩耗は発生しないと判断できます

使用条件の決定

↓

台形ねじ･台形ねじナット型式の仮決定

↓

①接触面圧P、②すべり速度Vの算出
PV値グラフの①、②の内側にあるか確認

↓

ねじ効率η、負荷トルクTの算出

(軸方向荷重、回転数)

(台形ねじ・台形ねじナット材質)

↑

(NGの時)

PV値グラフ

①鋼(潤滑) -黄銅
②鋼(無潤滑) -樹脂

①接触面圧P(N/mm²)

Fs：軸方向荷重(N)
F0：動的許容推力(N)　→　台形ねじナット仕様表より
台形ねじ軸と台形ねじナットに作用する接触面圧が9.8(N/mm²)となるときの推力
α：9.8(黄銅)　0.98(樹脂)

②すべり速度V(m/min)

d2：ねじ軸有効径　→　台形ねじ仕様表より
d：ねじ軸リード角(度)　→　台形ねじ仕様表より
n：ねじ軸毎分回転数(min-1)

③ねじ効率η

μ：動摩擦係数
d：ねじ軸リード角(度)

<動摩擦係数参考値>

ねじ軸	台形ねじナット	動摩擦係数μ
鋼(潤滑)	黄銅	0.21
鋼(無潤滑)	ポリアセタール/ 摺動性PPS樹脂	0.13

④負荷トルク(N･cm)

Fs：軸方向荷重
η：ねじ効率
R：リード(cm)

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ポジション・インジケーター

商品名	コンパクトポジションインジケータ　スタンダードタイプ
型番	DSNR3-CSE8
特徴	コンパクトなので場所を取らず取り付け可能です。４桁・５桁の２種類より選択できます

※下記表内のオレンジ着色部分は本事例で使用した型式に該当する仕様です

選定根拠 | 選定可能サイズ

選定根拠

場所を取らず取り付け可能なカウンターとして有効

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選定可能サイズ

■コンパクトポジションインジケータ（スタンダード・コンパクトタイプ）

カバー		表示桁数	回転方向	背板	スリーブ		付属品
材質	色	表示桁数	回転方向	材質	材質	表面処理	止めねじ	クッションシート
ナイロン	オレンジ	4桁・5桁	右・左	ポリフェニレンエーテル	SUM23	四三酸化鉄皮膜	SCM435	ポリエチレンフォーム（黒）
ナイロン	シルバー	4桁	右・左	ポリフェニレンエーテル	SUM23	四三酸化鉄皮膜	（黒色）	ポリエチレンフォーム（黒）

■仕様展開と各部寸法

スピンドルピッチ	1回転表示		最高回転数	適用軸径	参考寸法
スピンドルピッチ	4桁	5桁	(rpm)	適用軸径	奥行	全幅	全高
2	0002.0	00002.0	150	φ6 φ8 φ10 φ12 φ14	（33）	33	47
3	0003.0	00003.0	100
4	0004.0	00004.0	75
5	0005.0	00005.0	60
6	0006.0	00006.0	50

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IDEA NOTE リニアガイドの斜め利用

装置高さを最小限にし、手動で回すハンドルの力を軽くするために、リニアガイドを斜めに利用して楔の働きを実現

IDEA NOTE 斜め利用のリニアガイドはレール側可動として、ブロック間隔を確保

斜めに利用するリニアガイドのレールの方を動くように配置して、水平に配置されたリニアガイドのブロック間隔を広く出来るようにする

IDEA NOTE 水平レベル出し

3箇所にレベル調整ボルトを利用し、刻印面との水平出しをおこなう

CADデータ利用規定

１．データの利用目的

株式会社ミスミ（以下「当社」といいます）が本サイトに掲載するＣＡＤデータ（３ＤＣＡＤデータ、３ＤＣＡＤ中間データおよび２ＤＣＡＤデータをいいます）は、ＣＡＤを用いたレイアウト設計において、当社または当社取り扱いメーカーの製品（以下、製品といいます）の干渉・形状等を簡便に確認のためにご利用いただくことを目的として提供しております。
また本サイトの各事例ページで記載された部品を組み合わせた場合の品質・正確性・機能・安全性・信頼性等の一切の保証は致しかねますので予めご了承ください。

２．データの特性

ＣＡＤデータのうち、公差・表面の粗さ・面取り等については、実際の製品の形状と異なる場合があります。また、ＣＡＤデータの容量を軽くし、安定したデータの提供を維持するため、一部の製品につきましては油溝形状やネジ、バネ形状等を省略したデータとなっている場合がございます。あらかじめご了承のうえご利用ください。

３．免責事項

当社は、ＣＡＤデータの作成にあたり十分な注意をしておりますが、上述のデータの特性により、ＣＡＤデータの正確性を保証するものではありません。また、当社は予告なしにＣＡＤデータを変更、追加または削除することがあります。当社は、理由の如何に関わらず、ＣＡＤデータの利用、変更および削除により生じるいかなる損害に対しても責任を負うものではありません。

４．著作権

ＣＡＤデータに含まれる一切の情報の著作権は、当社または当社取り扱いメーカーに帰属します。当該著作権は、著作権法および国際条約により保護されています。当社の事前の許可を得ることなく、上述の利用目的以外にＣＡＤデータを利用（複製、改変、アップロード、掲示、送信、頒布、ライセンス、販売、出版等を含む）することはできません。また、貴社の機械設計以外の目的でのご使用（販売促進等のご使用を含む）はできません。
上述の利用目的および法令等に違反したＣＡＤデータの利用が認められた場合、当社は、利用者に対しＣＡＤデータおよび当社のサイトの利用を禁止するほか、法的措置を取る場合があります。

５．第三者規定

第三者（取り扱いメーカーを含む）が権利を有するＣＡＤデータやＣＡＤデータ作成・閲覧ソフトウェアを利用する場合は、別途、第三者が定める規定に同意しなければＣＡＤデータやソフトウェアが利用できない場合がございます。またこの場合、当社は当該第三者のＣＡＤデータ及びソフトウェアの瑕疵、権利侵害等については、一切の責任を負いません。あらかじめご了承下さい。

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CADデータに関する留意事項
1. アセンブリデータは構想設計段階の組立図で、構造を説明するためのものです。従って、詳細な部品形状は、各種設計条件を加味して仕上げられたものではありません。
  データの一部を流用される際は、ご設計中の条件に適合した仕様に編集してください。
2. ユニットのアセンブリCADデータは、いくつかのサブアセンブリで構成されています。
  サブアセンブリ単位で流用、編集できるように構成することを意図しています。
3. 製作部品は寸法や形状を編集しやすいスケッチ、ヒストリーを心がけて作成しています。
4. ユニットに使用している他社購入品CADデータは、カタログを参照し、ミスミ監修にてオリジナルで作成しています。
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※ユニットのアセンブリCADデータは、いくつかのサブアセンブリで構成されています。
サブアセンブリ単位で流用、編集できるように構成することを意図しています。

仕様

目的・動作

目的
- ワーク刻印時にワークによる高さ切替えと刻印機の上下位置を微調整する
動作
- 台形ねじサポートユニットのねじ固定ハンドルを回し、台形ねじの固定を緩める。ポジション・インジケーターを確認しながらローレットハンドルを回し、刻印機取付ベースの高さを変更・微調整する。スケールによる目視確認も行う。変更・調整完了後は台形ねじサポートユニットのねじ固定ハンドルを回し、台形ねじを固定する

環境・操作性

レーザー光からの保護・安全処置を必ず実施すること

対象ワーク

形状：ネームプレート
外形寸法：W50×D100×ｔ2［mm］
質量：40［g］

特徴

動作仕様・寸法

昇降ストローク： ±10[mm]
ドグから過負荷検出センサまでの距離：4.37［mm］
外観寸法：W510×D380×H157［mm］

必要精度・荷重

位置決め精度：±0.1[mm]
負荷質量：25[kg]

主要部品の選定根拠

斜め取付けによる楔
「くさび」は、小さな勾配を持つもの。締結を強めたり、調整する用途で用いる
として働かせるリニアガイド傾斜角：18[°]として、ハンドル1回転で約1[mm]昇降させるため、リード：3の台形ねじを選定(tan18[°]×3≒1)

設計ポイント

主要部品の計算工程

移動体負荷に対するマニュアル操作力を検証する
ハンドルの取手を回す力の確認
- 条件値：移動体質量：W=25[kg]、重力加速度：g=9.8[m/s²]
  台形ねじリード：R=3[mm]=0.3[cm]、リード角：d=4[°]22[']=4.37[°]
  動摩擦係数：μ=0.21、リニアガイド傾斜角度：θ=18[°]
  ハンドル中心からの取手位置：L=22[mm]=2.2[cm]
- 鉛直方向に作用する力：W=m×g=25×9.8=245[N]
- 水平方向に作用する力：F=W×tanθ=245×tan18[°]=79.6[N]
- ねじ効率：η=(1-μ×tan(d))/(1+μ/tan(d))
  =(1-0.21×tan4.37[°])/(1+0.21/tan4.37[°])=0.263
- 負荷トルク：T=(F×R)/(2×π×η)=(79.6×0.3)/(2×π×0.263)=14.5[N・cm]
  ハンドルの取手にかける力：P=T/L=14.5/2.2=6.6[N]

構造の作り込みと設計の勘所

リニアガイドの取付角度と台形ねじリードの組合せにより回転数と上下移動距離を分かりやすくした
刻印機の調整した高さを固定するため、台形ねじのサポートはストッパ付とする
回転数カウンタのみよりも分かりやすく、調整の目安となるように高さを直接見れるスケールも配置

検索コード：#UL111
類似ワード：リフト機構、上下機構

部品リスト

No.	部品名	ミスミ型式 (商品詳細は下記型式をクリック)	数量
1	リニアガイド	SSE2BNZ13-145	1
2	リニアガイド	SSE2BNZ13-270	1
3	30度台形ねじ用ナット	MTSRR14	1
4	30度台形ねじ	MTSWK14-240-S70-RC-FE13-FW6-FY1	1
5	30度台形ねじサポートユニット	MTWZ-CP10	1
6	樹脂ローレットハンドル	CHBK63	1
7	ポジション・インジケーター	DSNR3-CSE8	1
8	リニアブッシュ	LHIFC-MX20	4
9	シャフト	PSFU20-135-RC17	2
10	シャフト	PSFUC20-135-M8-SC95-RC112	2
11	セットカラー	SSCSP20-12	2
12	シャフトホルダ	SSTHR20	4
13	金属ワッシャ	WSSS30-8-5	2
14	レベル調整ねじ	LVBS16-25	3
15	ロックナット	LVNS16	3
16	指示プレート	PPPS30	1
17	スケールプレート	MEPCT-300	1
18	ワークガイド	WGLJ-50-12-15	2
19	六角穴付き止めねじ	MSSK5-6	1
20	ばね座金・平座金組込六角穴付ボルト	SCBS5-16	4
21	ばね座金・平座金組込六角穴付ボルト	SCBS5-20	2

上記の部品リストには、ミスミ部品のみをご案内しております。
部品リストダウンロード（CSV）では、ミスミ部品以外の他社メーカー品、加工品のリストもダウンロード頂けます。

CADデータ利用規定

１．データの利用目的

株式会社ミスミ（以下「当社」といいます）が本サイトに掲載するＣＡＤデータ（３ＤＣＡＤデータ、３ＤＣＡＤ中間データおよび２ＤＣＡＤデータをいいます）は、ＣＡＤを用いたレイアウト設計において、当社または当社取り扱いメーカーの製品（以下、製品といいます）の干渉・形状等を簡便に確認のためにご利用いただくことを目的として提供しております。
また本サイトの各事例ページで記載された部品を組み合わせた場合の品質・正確性・機能・安全性・信頼性等の一切の保証は致しかねますので予めご了承ください。

２．データの特性

ＣＡＤデータのうち、公差・表面の粗さ・面取り等については、実際の製品の形状と異なる場合があります。また、ＣＡＤデータの容量を軽くし、安定したデータの提供を維持するため、一部の製品につきましては油溝形状やネジ、バネ形状等を省略したデータとなっている場合がございます。あらかじめご了承のうえご利用ください。

３．免責事項

当社は、ＣＡＤデータの作成にあたり十分な注意をしておりますが、上述のデータの特性により、ＣＡＤデータの正確性を保証するものではありません。また、当社は予告なしにＣＡＤデータを変更、追加または削除することがあります。当社は、理由の如何に関わらず、ＣＡＤデータの利用、変更および削除により生じるいかなる損害に対しても責任を負うものではありません。

４．著作権

ＣＡＤデータに含まれる一切の情報の著作権は、当社または当社取り扱いメーカーに帰属します。当該著作権は、著作権法および国際条約により保護されています。当社の事前の許可を得ることなく、上述の利用目的以外にＣＡＤデータを利用（複製、改変、アップロード、掲示、送信、頒布、ライセンス、販売、出版等を含む）することはできません。また、貴社の機械設計以外の目的でのご使用（販売促進等のご使用を含む）はできません。
上述の利用目的および法令等に違反したＣＡＤデータの利用が認められた場合、当社は、利用者に対しＣＡＤデータおよび当社のサイトの利用を禁止するほか、法的措置を取る場合があります。

５．第三者規定

第三者（取り扱いメーカーを含む）が権利を有するＣＡＤデータやＣＡＤデータ作成・閲覧ソフトウェアを利用する場合は、別途、第三者が定める規定に同意しなければＣＡＤデータやソフトウェアが利用できない場合がございます。またこの場合、当社は当該第三者のＣＡＤデータ及びソフトウェアの瑕疵、権利侵害等については、一切の責任を負いません。あらかじめご了承下さい。

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1. アセンブリデータは構想設計段階の組立図で、構造を説明するためのものです。従って、詳細な部品形状は、各種設計条件を加味して仕上げられたものではありません。
  データの一部を流用される際は、ご設計中の条件に適合した仕様に編集してください。
2. ユニットのアセンブリCADデータは、いくつかのサブアセンブリで構成されています。
  サブアセンブリ単位で流用、編集できるように構成することを意図しています。
3. 製作部品は寸法や形状を編集しやすいスケッチ、ヒストリーを心がけて作成しています。
4. ユニットに使用している他社購入品CADデータは、カタログを参照し、ミスミ監修にてオリジナルで作成しています。
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