JP2016023996A - Vibration measuring apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えばタービンや発電機等の回転機械の回転軸に直接接触させて振動を検出する振動測定装置に関するものである。 The present invention relates to a vibration measuring device that detects vibration by directly contacting a rotating shaft of a rotating machine such as a turbine or a generator.
従来の接触式の振動測定装置は、回転機械の架台等に振動センサをボルト等で直接固定しており、回転機械の運転中に振動センサの取付け角度調整を行うような先行技術文献は見当たらなかった。一方、部材の取付け角度調整に角度調整ボルトを使用するものが提案されている(例えば特許文献1参照)。 In conventional contact-type vibration measuring devices, the vibration sensor is directly fixed with a bolt or the like to the frame of the rotating machine, and there is no prior art document that adjusts the mounting angle of the vibration sensor during operation of the rotating machine. It was. On the other hand, what uses an angle adjustment bolt for the attachment angle adjustment of a member is proposed (for example, refer to patent documents 1).
従来の回転機械の架台に振動センサをボルトで直接固定するものでは、角度の調整機構を有していないため、振動センサの固有周波数で自励振動が発生した場合、回転軸と検出器の当たり面の確認、調整を行うために、回転機械を停止させた上で、分解を行い、架台からの取り外しを行う必要がある上、角度調整を実施した後、結果確認に回転機械を動作させる必要があるため、1回の確認・調整に時間を要する問題点があった。また、振動センサの取付け角度の確認が困難であるという問題があった。また、特許文献1の発明では鋼管柱の鉛直度が角度調整ボルトにより容易に調整できるなどの効果が得られるものの、溶接などの専門的な作業も必要になるという課題があった。
Since the vibration sensor is directly fixed to the base of a conventional rotating machine with a bolt, it does not have an angle adjustment mechanism.Therefore, when self-excited vibration occurs at the natural frequency of the vibration sensor, the rotation shaft and detector contact each other. In order to check and adjust the surface, it is necessary to stop the rotating machine, disassemble it, remove it from the base, and operate the rotating machine to check the results after adjusting the angle. Therefore, there is a problem that it takes time to confirm and adjust once. There is also a problem that it is difficult to confirm the mounting angle of the vibration sensor. Moreover, in the invention of
本発明は上記のような問題を解決するためになされたものであり、振動検出の対象物であるタービンや発電機等の回転機械の停止・分解を伴うこと無く、運転中においても角度調整が可能で、調整が容易な振動測定装置を得ることを目的としている。また、振動センサの取付け角度の確認が容易な振動測定装置を得ることを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and angle adjustment is possible even during operation without stopping and disassembling a rotating machine such as a turbine or a generator that is an object of vibration detection. An object of the present invention is to obtain a vibration measuring apparatus that can be adjusted easily. It is another object of the present invention to provide a vibration measuring device that allows easy confirmation of the mounting angle of the vibration sensor.
本発明の請求項1に係る振動測定装置は、回転機械における回転軸を望む箇所に設けられた固定部に対して前記回転軸の方向に移動自在に設けられ一端部が前記回転軸の周面に当接されたシャフトと、前記シャフトの他端部側を軸方向に移動自在に保持するシャフト保持部及びそのシャフト保持部と一体的に設けられたフランジ状の取付部を有する振動計ベースと、前記振動計ベースに設置され前記シャフトを介して前記回転軸の振動を測定する振動センサと、前記固定部と取付部との間に介装され前記回転軸に対する前記シャフトの角度を調整し得る角度調整部材と、を備えるようにしたものである。
また、本発明の請求項6に係る振動測定装置は、回転機械における回転軸を望む箇所に設けられた固定部に対して前記回転軸の方向に移動自在に設けられ一端部が前記回転軸の周面に当接されたシャフトと、前記シャフトの他端部側を軸方向に移動自在に保持するシャフト保持部及びそのシャフト保持部と一体的に設けられたフランジ状の取付部を有する振動計ベースと、前記振動計ベースに設置され前記シャフトを介して前記回転軸の振動を測定する振動センサと、を備え、前記取付部にレーザポインタによるレーザー光線を前記回転軸に照射し、前記シャフトの前記回転軸に対する垂直度を確認するための窓穴を設けるようにしたものである。
また、本発明の請求項7に係る振動測定装置は、回転機械における回転軸を望む箇所に設けられた固定部に対して前記回転軸の方向に移動自在に設けられ一端部が前記回転軸の周面に当接されたシャフトと、前記シャフトの他端部側を軸方向に移動自在に保持するシャフト保持部及びそのシャフト保持部と一体的に設けられたフランジ状の取付部を有する振動計ベースと、前記振動計ベースに設置され前記シャフトを介して前記回転軸の振動を測定する振動センサと、を備え、前記取付部に前記シャフトと前記回転軸との接触面の状態を確認するためのファイバースコープ挿通穴を設けるようにしたものである。
The vibration measuring apparatus according to
A vibration measuring apparatus according to claim 6 of the present invention is provided so as to be movable in the direction of the rotating shaft with respect to a fixed portion provided at a position where the rotating shaft is desired in a rotary machine, and one end of the rotating shaft is located on the rotating shaft. A vibration meter having a shaft abutted on the peripheral surface, a shaft holding portion that holds the other end portion of the shaft so as to be movable in the axial direction, and a flange-like mounting portion provided integrally with the shaft holding portion. A base and a vibration sensor installed on the vibration meter base for measuring vibration of the rotating shaft through the shaft, and irradiating the rotating shaft with a laser beam from a laser pointer on the mounting portion; A window hole for confirming the perpendicularity to the rotation axis is provided.
The vibration measuring apparatus according to claim 7 of the present invention is provided so as to be movable in the direction of the rotating shaft with respect to a fixed portion provided at a desired position of the rotating shaft in the rotary machine, and one end portion of the rotating shaft is provided on the rotating shaft. A vibration meter having a shaft abutted on the peripheral surface, a shaft holding portion that holds the other end portion of the shaft so as to be movable in the axial direction, and a flange-like mounting portion provided integrally with the shaft holding portion. A base and a vibration sensor installed on the vibrometer base for measuring the vibration of the rotating shaft through the shaft, and for checking the state of the contact surface between the shaft and the rotating shaft on the mounting portion Fiberscope insertion holes are provided.
本発明の請求項1に係る発明においては、固定部と取付部との間に角度調整部材を介装し、回転軸に対するシャフトの角度を調整し得るようにしたので、回転機械の停止や分解を伴うこと無く、運転中においても角度調整が可能で、調整が容易な振動測定装置を得ることができる。
また、本発明の請求項6に係る発明においては、取付部にレーザポインタによるレーザー光線を回転軸に照射し、シャフトの回転軸に対する垂直度を確認するための窓穴を設けるようにしたので、振動センサの取付け角度の確認が容易な振動測定装置が得られる。
また、本発明の請求項7に係る発明においては、取付部にシャフトと回転軸との接触面の状態を確認するためのファイバースコープ挿通穴を設けるようにしたので、振動センサのシャフトと回転軸との接触面の状態を容易に確認可能な振動測定装置が得られる。
In the invention according to
In the invention according to claim 6 of the present invention, the mounting portion is provided with a window hole for irradiating the rotating shaft with the laser beam from the laser pointer and confirming the perpendicularity to the rotating shaft of the shaft. A vibration measuring device can be obtained in which the sensor mounting angle can be easily confirmed.
In the invention according to claim 7 of the present invention, since the fiberscope insertion hole for confirming the state of the contact surface between the shaft and the rotating shaft is provided in the mounting portion, the shaft and the rotating shaft of the vibration sensor are provided. A vibration measuring device that can easily confirm the state of the contact surface is obtained.
実施の形態1.
図1は本発明の実施の形態1に係る振動測定装置の要部を模式的に示す構成図である。図において、実施の形態1の振動測定装置は、例えばガスタービンや発電機等の回転機械における測定対象であるタービンロータ等の回転軸1のまわりに形成されたケーシングないしはハウジング、あるいはブラケットなどの適宜の箇所、ここでは回転軸1を望む図における上方部に設けられた架台からなる固定部2に設置されている。振動測定装置3は、一端部が回転軸1の周面に当接されて固定部2に対して回転軸の方向に移動自在に配設されたシャフト31と、筒状の内周面でシャフト31を図の上下方向に移動自在に保持するシャフト保持部32a及びそのシャフト保持部32aの他端部側に一体的に設けられたフランジ状の取付部32bを有する振動計ベース32と、この振動計ベース32に設置されシャフト31を介して回転軸1の振動を測定する振動センサ33と、振動計ベース32を固定部2に取り付けるためのベース取付部材34と、ベース取付部材34と振動計ベース32との間に介装され回転軸1に対するシャフト31の角度を調節するための角度調整ボルト35を備えている。
FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing a main part of a vibration measuring apparatus according to
ベース取付部材34は中央部にシャフト保持部31を挿通させる穴34aが設けられた板状で、複数のボルト341によって固定部2に取り付けられる。なお、固定部2にはベース取付部材34の穴34aと同軸になるように挿通孔2aが設けられている。角度調整ボルト35は振動計ベース32における取付部32bに設けられたネジ穴32cに螺合されており、その先端部はベース取付部材34の上面に常時当接するように設けられている。振動計ベース32は、角度調整ボルト35とは別の位置に設けられた図示省略している固定ネジによって角度調整ボルト35による角度調整が完了した状態でベース取付部材34に固定される。その場合、回転機械の運転中に角度調整を要する場合は、その固定ネジを緩めた後角度調整ボルト35によって角度を調節する。
The
なお、振動計ベース32の固定手法は特に限定されるものではなく、例えばバネなどの弾性部材によってベース取付部材34に固定し、あるいは角度調整ボルト35などを含む自重でベース取付部材34に保持させるようにしても良い。そして、例えば、図の左側の角度調整ボルト35を緩める方向(反時計方向)に回すとシャフト31の先端部が矢印A方向に傾動し、反対に、閉める方向に回すとシャフト31の先端部が矢印B方向に傾動する。なお、回転軸1に対するシャフト31の角度の調節方向は、図に示すように回転軸の軸心の延在方向(図における紙面の前後方向)に対して直交する面内である図の左右方向であり、そのために、角度調整ボルト35はシャフト31の中心軸のまわりにおける、回転軸1の軸心方向に対して直交する面の方向に設置することが望ましい。なお、角度調整ボルト35の設置数は1個でも良いし、図1のように対称位置に1個ずつ合計2個設け、更には3個以上設け、回転軸1の軸心の延在方向に角度を調節できるようにしても良い。
The method for fixing the
なお、上記取付部32bのネジ穴32cを角度調整ボルト35を遊嵌状に挿通するネジ山のない挿通孔に変更すると共に、角度調整ボルト35をその挿通孔に回転自在、かつ上下方向の移動を規制した状態で係合させ、ベース取付部材34には角度調整ボルト35の先端部に螺合するネジ穴(図示省略)を設け、角度調整ボルト35の先端部をそのネジ穴にネジ込み、または緩めることでシャフト31の角度を調整すると同時に、その角度調整ボルト35によって振動計ベース32をベース取付部材34に固定するようにしても良い。その場合、角度調整ボルト35の先端よりも内側に予め緩み止め用ナット(図示省略)を螺着させておくことで、振動計ベース32をベース取付部材34に確実に固定できる。なお、シャフト31は従来と同様のものを特別な制限なく用いることができ、例えば中空または中実の断面円形の軽量金属などで構成され、重力によって回転軸の外周面に当接される。また、振動センサ33や、振動センサ33による検知信号を用いて振動を監視する回路(図示省略)などについても従来と同様のものを適宜選択して用いることができる。なお、この実施の形態1では振動センサ33は接触式振動センサが用いられている。
The
上記のように構成された実施の形態1の例えば〔0012〕の態様においては、ボルト341によってベース取付部材34を架台などの固定部2に固定する。そして、振動計ベース32を角度調整ボルト35でベース取付部材34に固定する。角度調整ボルト35の片側を緩める方向または締める方向に調整する事でシャフト31の先端部分が図の矢印A方向または矢印B方向に移動し、回転軸1に対するシャフト31の角度(当たり面の角度)を変更する。これによって、角度調整ボルト35の締め付け状態で振動計のシャフト31の先端部分が移動するため、回転機械の運転中においてもシャフト31の角度調整が可能となる。
In the [0012] aspect of the first embodiment configured as described above, the
上記のように、実施の形態1によれば固定部2と振動計ベース32の取付部32bとの間に固定用のボルト341とは分離して、角度調整部材としての角度調整ボルト35を介装し、回転軸1に対するシャフト31の角度を調整し得るようにしたので、角度調整ボルト35の締め付け状態で振動計のシャフト31の先端部分が移動するため、回転機械の停止や分解を伴うこと無く、運転中においても角度調整が可能で、調整が容易な振動測定装置を得ることができるという効果が得られる。
As described above, according to the first embodiment, the fixing
実施の形態2.
図2は本発明の実施の形態2に係る振動測定装置の要部を模式的に示す構成図である。図において、振動計ベース32Aのフランジ状の取付部32bは、背面側が中心側から外周側に向けて厚さが薄くなるテーパ状に形成されている。そして、そのテーパ面32dと固定部2の上面との間には楔状の複数の角度調整片36が挿入されている。なお、角度調整片36は予め角度の異なるものを複数用意し、回転軸1に対するシャフト31(図示省略)の角度の調整所要量に応じて適宜選択し、図の右側または左側に挿入して角度調整ボルト35によって固定部2に固定する。なお、ここでは複数の角度調整片36と角度調整ボルト35によって図示省略している回転軸に対するシャフト31の角度を調整し得る角度調整部材が構成されている。ベース取付部材34は省略されて不要となっているが、ベース取付部材34を使用するように構成してもよい。なお、シャフト31のほか、シャフト保持部32aや振動センサ33、挿通孔2a、穴34aなど、一部の図示を簡略化して示しあるいは省略しているが、その他の構成は実施の形態1と同様である。
FIG. 2 is a configuration diagram schematically showing a main part of a vibration measuring apparatus according to
上記のように、実施の形態2はフランジ状の取付部32bの背面側表面を傾斜させたテーパ面32dとし、そのテーパ面32dと固定部2との間に挿入する楔状の複数の角度調整片36を適切に調節して角度調整ボルト35で固定することで、振動測定装置を回転機械から取り外すこと無く、シャフト31の角度を調整し得る構造としたものであり、実施の形態1と同様に、振動計ベース32Aなどを取り外すこと無く、角度調整が実施出来るため、回転機械の運転中においても回転機械を停止したり分解すること無く角度調整することが出来る効果がある。なお、取付部32bのテーパ面32dに楔状の角度調整片36を挿入して角度調整ボルト35で固定する際に、角度調整片36が径方向外側方向に移動する分力が作用するが、例えば外周部にリング状の拘束部材(図示省略)を設置するなどの適宜の手法で防止することができる。
As described above, the second embodiment has a tapered
実施の形態3.
図3は本発明の実施の形態3に係る振動測定装置の要部を模式的に示す構成図である。図において、振動計ベース32の取付部32bには、レーザポインタ37から出射された可視光からなるレーザー光線37Lを回転軸1(図示省略)の方向に通過させると共に、回転軸1とシャフト31(図示省略)の接触位置を目視で確認するための共通の窓穴H1が設けられている。なお、窓穴H1は図示のように1つでも良いし、レーザー光線37Lの照射用の窓穴と目視用の窓穴を分離して個別に設置しても良い。何れの場合もレーザー光線37Lの通過と目視の確認に必要十分な大きさの穴に形成する必要があること、固定部2における窓穴H1に対応する位置には、例えば独立した穴や切欠きなどを設け、あるいはシャフト保持部32aの挿通孔2a(図1に示す)を大きくすること、などによって光の通路を確保する必要があることは言うまでもない。なお、レーザポインタ37はレーザー光線37Lがシャフト31またはシャフト保持部32aの中心軸と平行になるように設置される。また、この例では振動計ベース32はボルト341によって直接固定部2に固定されており、ベース取付部材34は省略されている。その他の構成は、図示を省略している部分を含めて実施の形態1と同様である。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 3 is a configuration diagram schematically showing a main part of a vibration measuring apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. In the figure, a
上記のように構成された実施の形態3においては、回転軸1に当接されたシャフト31の垂直度を確認する必要が生じたときには、レーザーポインタ37を用意して振動計ベース32の取付部32bに設けた窓穴H1からレーザー光線37Lを回転軸1の外周面に照射して、共通の窓穴H1から回転軸1に対するシャフト31の角度を目視でチェックすることにより、前記垂直度が検知される。
上記実施の形態3によれば、振動計ベース32の取付部32bに、レーザポインタ37によるレーザー光線L1を回転軸1に照射し、シャフト31の回転軸1に対する垂直度を確認するための窓穴H1を設けたことにより、回転機械の運転中、あるいは停止中にかかわらず回転機械の停止などを伴うこと無く、シャフト31の回転軸1に対する垂直度を窓穴H1から目視で容易に確認することができる。窓穴H1は、振動計ベース32の取付部32bに設けられているので、振動計ベース32を固定部2に取付けた後は、必要が生じたときに随時シャフト31の回転軸1に対する垂直度を観測できる効果が得られる。
In the third embodiment configured as described above, when it is necessary to check the perpendicularity of the
According to the third embodiment, the mounting
実施の形態4.
図4は本発明の実施の形態4に係る振動測定装置の要部を模式的に示す構成図である。図において、振動計ベース32には、回転軸1とシャフト31(図示省略)との接触状態確認用のファイバースコープ38を挿通するためのファイバースコープ挿通穴H2が設けられている。ファイバースコープ38は対物側の先端部分が所望の方向に曲げられるもので、対象部分を照らす照明装置が組み込まれているものが望ましいが、特にそれのみに限定されるものではない。振動計ベース32はボルト341によって直接固定部2に固定されており、ベース取付部材34は省略されている。その他の構成は、図示を省略している部分を含めて実施の形態1と同様である。
Embodiment 4 FIG.
FIG. 4 is a configuration diagram schematically showing a main part of a vibration measuring apparatus according to Embodiment 4 of the present invention. In the figure, the
上記のように構成された実施の形態4においては、回転機械の運転中、あるいは停止中にかかわらず回転軸1に当接されたシャフト31の回転軸1に対する接触面の状態を随時ファイバースコープ挿通穴H2に挿通されたファイバースコープ38によって容易に確認することができる。
In the fourth embodiment configured as described above, the state of the contact surface of the
実施の形態5.
図5は本発明の実施の形態5に係る振動測定装置の要部を模式的に示す構成図である。図において、振動計ベース32及びベース取付部材34には、回転軸1とシャフト31の先端部(図示省略)との接触位置を確認するために、レーザポインタ37の可視光からなるレーザー光線37Lを通すと共に、接触位置を目視で確認するための確認用窓としての窓穴H1が同軸で設けられている。なお、窓穴H1は、図の上方から見て1つでも良いしレーザー光線37Lの照射用の窓穴と目視用の窓穴を分離して個別に設置しても良い。何れの場合も照射と目視の確認に必要十分な大きさの穴に形成する必要があることは言うまでもない。また、レーザポインタ37はレーザー光線37Lがシャフト31またはシャフト保持部32aの中心軸と平行になるように設置される。その他の構成は、図示を省略している部分を含めて実施の形態1と同様である。
Embodiment 5 FIG.
FIG. 5 is a configuration diagram schematically showing a main part of a vibration measuring apparatus according to Embodiment 5 of the present invention. In the figure, a
上記のように構成された実施の形態5においては、取付部32bに設けた窓穴H1からレーザーポインタ37によるレーザー光線37Lを回転軸1の外周面に照射して、回転軸1に当接されたシャフト31の回転軸1に対する垂直度を窓穴H1から目視で確認する。そして、前記垂直度が図1のA方向またはB方向にずれている場合には、角度調整ボルト35によって図1に示す実施の形態1と同じ要領でシャフト31の角度を調整する。
上記実施の形態5によれば、シャフト31の回転軸1に対する垂直度を確認するためのレーザー光線を照射するレーザーポインタ37と、このレーザーポインタ37によるレーザー光線37Lの照射位置を確認するための確認用の窓穴H1を設けたことで、回転機械の停止などを伴うこと無く、運転中においてもシャフト31の角度調整が可能で、調整が容易な振動測定装置を得ることができると共に、角度調整機能と接触位置確認を組み合わせたことで、接触位置を確認しながら角度調整を効率的に実施する事が可能となり、調整作業を一層容易に出来る効果がある。
In the fifth embodiment configured as described above, the outer peripheral surface of the
According to the fifth embodiment, the
実施の形態6.
図6は本発明の実施の形態6に係る振動測定装置の要部を模式的に示す構成図である。図において、振動計ベース32及びベース取付部材34には、回転軸1とシャフト31(図示省略)との接触状態確認用のファイバースコープ38を挿通するためのファイバースコープ挿通穴H2が同軸に設けられている。ファイバースコープ38は対物側の先端部分が所望の方向に曲げられるもので、照明装置が組み込まれているものが望ましいが、特にそれのみに限定されるものではない。その他の構成は、図示を省略している部分を含めて実施の形態1と同様である。
Embodiment 6 FIG.
FIG. 6 is a configuration diagram schematically showing a main part of a vibration measuring apparatus according to Embodiment 6 of the present invention. In the figure, the
上記のように構成された実施の形態6においては、実施の形態1と同様、回転機械の停止や分解を伴うこと無く、運転中においても角度調整が可能で、調整が容易な振動測定装置を得ることができる他、ファイバースコープ挿通穴H2に挿通されたファイバースコープ38によって回転軸1とシャフト31(図示省略)との接触状態を確認することができるので、角度調整が必要な場合は角度調整が、接触面の確認が必要な場合は接触面の確認が可能となり、角度調整ボルト35による角度調整時に、ファイバースコープ38によって回転軸1とシャフト31(図示省略)との接触状態を確認しながら作業できるので、角度調整作業を一層容易に行うことができるという更なる効果が得られる。
In the sixth embodiment configured as described above, as in the first embodiment, a vibration measuring device that can adjust the angle even during operation without stopping or disassembling the rotating machine and is easy to adjust. In addition, the contact state between the
実施の形態7.
図7は本発明の実施の形態7に係る振動測定装置の要部を模式的に示す構成図である。図において、振動計ベース32及びベース取付部材34には、回転軸1とシャフト31(図示省略)との接触位置を確認するために、レーザポインタ37の可視光からなるレーザー光線37Lを通すと共に、接触位置を目視で確認するための確認用窓としての窓穴H1と、回転軸1とシャフト31(図示省略)との接触状態を確認するために、ファイバースコープ38を挿通する同軸のファイバースコープ挿通穴H2が設けられている。その他の構成は、図示を省略している部分を含めて実施の形態1と同様である。
Embodiment 7 FIG.
FIG. 7 is a configuration diagram schematically showing a main part of a vibration measuring apparatus according to Embodiment 7 of the present invention. In the figure, a
上記のように構成された実施の形態7においては、実施の形態1と同様、回転機械の停止や分解を伴うこと無く、運転中においても角度調整が可能で、調整が容易な振動測定装置を得ることができる他、角度調整機能と、位置確認用の窓穴H1と、接触面確認用のファイバースコープ挿通穴H2を組み合わせていることで、角度調整が必要な場合は接触位置の確認を行いながら角度調整が可能で、接触面の確認が必要な場合は設置面の確認が可能となり、角度調整作業を更に一層容易に行うことができるという効果が得られる。 In the seventh embodiment configured as described above, as in the first embodiment, a vibration measuring device that can adjust the angle during operation without stopping or disassembling the rotating machine and can be easily adjusted is provided. In addition to the angle adjustment function, the position confirmation window hole H1 and the fiberscope insertion hole H2 for contact surface confirmation are combined to check the contact position when angle adjustment is required. However, the angle can be adjusted, and if the contact surface needs to be confirmed, the installation surface can be confirmed, and the effect of making the angle adjustment work even easier can be obtained.
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態の一部または全部を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。 It should be noted that within the scope of the present invention, a part or all of each embodiment can be freely combined, or each embodiment can be appropriately modified or omitted.
1 回転軸、2 固定部、2a 挿通孔、3 振動測定装置、31 シャフト、32 振動計ベース、32A 振動計ベース、32a シャフト保持部、32b 取付部、32c ネジ穴、32d テーパ面、33 振動センサ、34 ベース取付部材、34a 穴、341 ボルト、35 角度調整ボルト、36 角度調整片、37 レーザポインタ、37L レーザー光線、38 ファイバースコープ、H1 窓穴、H2 ファイバースコープ挿通穴。
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