JP2738616B2 - ボックス形ダクト形成方法及び装置 - Google Patents

ボックス形ダクト形成方法及び装置

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JP2738616B2
JP2738616B2 JP4035557A JP3555792A JP2738616B2 JP 2738616 B2 JP2738616 B2 JP 2738616B2 JP 4035557 A JP4035557 A JP 4035557A JP 3555792 A JP3555792 A JP 3555792A JP 2738616 B2 JP2738616 B2 JP 2738616B2
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    • B21D39/02Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders of sheet metal by folding, e.g. connecting edges of a sheet to form a cylinder
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    • B21C37/00Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/06Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
    • B21C37/10Making tubes with riveted seams or with non-welded and non-soldered seams
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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    • B21D5/00Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves
    • B21D5/04Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves on brakes making use of clamping means on one side of the work
    • B21D5/042With a rotational movement of the bending blade

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Duct Arrangements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【従来の技術】加熱及び換気装置において構造体を通る
加熱または冷却空気を配分するためにボックス形のダク
トが広く使用されている。ダクトは通常所定の長さ部分
で共通に形成され、その長さ部分は連続的な空気配分ダ
クトを形成するために接続されている。ダクト部分を形
成する材料は材料のロールまたはコイルから供給される
所望の寸法の金属シートである。金属シートの巻きを戻
すとき、材料は材料が巻かれた時に存在する材料内のそ
りを取り除くために平らにされまたは真っすぐにされ
る。つぎにダクトの角部分が形成される側縁に沿って所
定の距離をおいて金属シートを切り欠く。つぎに完成し
たダクト部分を形成するのに必要な所定の長さのブラン
クを形成するように材料を刃によって切断する。この切
り欠かれたブランクをそのブランクの両側にピッツバー
グシーム(pittsburgh seam)のおす部
及びめす部を形成するためにロール形成器上で90度移
動する。つぎに個々のダクト部分の接続部を提供するフ
ランジを形成するためにこのダクトをロール形成器で一
旦再び通常90度転移する。フランジが形成されるとブ
ランクを金属シートブレーキに移送し、そこでボックス
形の部分を形成するために90度の曲げが3回行われ
る。明らかに、この方法は成形処理を通じて別々の部分
の繰り返される取り扱いと1つの機械から他の機械への
移転を含む。このブランクを機械から機械へ移転するこ
とは時間の浪費であるばかりでなく、設備、コンベア及
び設備の部品間の移転テーブルのためにかなりの床面積
の総計を必要とする。さらにピッツバーグシームを形成
するおす部及びめす部のロール形成は時々金属シートを
ゆがめ、その結果シームが真っすぐでなくなり、その部
分を連続的な空気分配ダクトに組み立てる時にダクト部
分を完成し、作業場所にシームを固定することを困難に
する。
【0002】それ故、おす部とめす部のピッツバーグシ
ームを有するボックス形のダクト部分を形成する改良さ
れた方法及び装置が必要になる。
【0003】前述した必要性を満たすために、本発明の
目的は完全な形成処理を行うために必要な床面積の総計
を最小にする改良した方法及び装置を提供することであ
る。
【0004】本発明の他の目的はより低いコストでさら
に迅速に能率的にボックス形のダクト部分を形成するた
めに備えられた改良した方法及び装置を提供することで
ある。本発明の改良した方法及び装置は前述した必要性
と目的のすべてを満たす一方、改良された品質の製品を
製造する。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の方法及び装置に
おいて、金属シートの巻きを解き、真っすぐにして切り
欠いた後に、材料の前縁を1つの装置に供給し、その装
置においてピッツバーグシームのおす部を最初に形成
し、つぎに第1の直角の曲げを行い、第2の直角の曲
げ、第3の直角の曲げを行う。曲げを完成した後にピッ
ツバーグシームのめす部を形成し、ボックス形部分を完
成させるために材料を切断する。前述した内容のすべて
は1つの場所で1つの装置で実行される。またそれは連
続した処理だから別々のブランクまたは部品を取り扱う
必要がない。明らかに、このような方法及び装置によっ
て必要な製造場所の総計においてかなりの減少がある。
また機械の間のコンベア及び移転テーブルが無くなり、
ボックス部分はさらに能率的に形成されるだけでなくピ
ッツバーグシームがゆがまないので作業場所のダクト部
分の最後の組み立てが容易になる。
【0006】
【実施例】以下に本発明の一実施例を図面を参照して詳
細に説明する。
【0007】図1及び図2に所望の寸法及び幅の金属シ
ートのコイルからボックス形の金属シートのダクト部分
を製造するための設備システムが概略的に描かれてい
る。当業者によく知られているように、材料の幅は完成
したダクト部分の長さを決定する。図1及び図2は本発
明の原理を使用してボックス部分を作るために製造設備
に必要な床面積の比較的に小さな総計を示す。
【0008】図1及び図2に示すように、通常、所望の
寸法及び幅の金属シートが製造ラインの始点でアンコイ
ラ10内に配置された大きなロールまたはコイル11に
よって供給される。図面はこのような4つのアンコイラ
を示し、この4つのアンコイラは1つのコイル11が完
全に使用されたときに製造の最小限の中断を保証する。
当業者によく知られているように、1つのコイル11か
らの金属シート材料をフィーダ12によって装置14に
供給し、装置14は金属シートがコイル11に巻かれて
いる時に生じた材料内のそりを取り除くための複数のロ
ールを有する。装置14は材料を真っすぐにし、ノッチ
ャ16が材料の側縁を所定の間隔で切り欠くためにプロ
グラムされており、その側縁でボックス形のダクト部分
を形成するために最後に材料が曲げられる。換言すれ
ば、切り欠き間の距離は最終的なダクト部分の寸法に対
応する。また材料の幅は最終的なダクト部分のおおよそ
の長さを決定することを理解すべきである。いくつかの
実例において、材料を一旦ノッチャ16によって切り欠
くと、当業者によってよく知られているように、側縁か
ら各ノッチの頂点を通る線までロール形成器によって下
方に曲げられてフランジを形成し、フランジはボックス
形のダクトの個々の部分を接続するために使用される。
本発明の原則はこれらのフランジが形成されているかい
ないかにかかわらず、ボックス形のダクト部分を形成す
るために適用されることを理解すべきである。
【0009】材料を真っすぐにし、装置14によって切
り欠かいた後、参照番号18によって全体として示され
る本発明の成形装置に連続的に供給し、その装置は図3
に示され、以下にさらに詳しく説明する。
【0010】いま図3及び図4を参照すると、切り欠か
れかつ真っすぐにされた材料からボックス形のダクト部
分の成形の間に起こる15のステップが示されている。
図3及び図4の15の図面は方法の特別の段階を実行す
る場合の装置の構成要素をその相対的な位置で示した側
面図である。図3及び図4に示す装置は、静止テーブル
20の形状をしたクランピング手段を含み、その静止テ
ーブル20上に下流端部に配置された幾分V字形のダイ
24の形状をした成形手段を有するクランピングビーム
22が回動自在に取り付けられている。図から分かるよ
うにクランピングビーム22はクランピングビーム22
の上方端の回動点26の回りで回動する。成形材料は静
止テーブル20とクランピングビーム22の間を図3及
び図4において左から右に送られる。下方の移動可能な
可動成形テーブル28及び垂直方向に可動な垂直可動成
形ビーム30の形状をした曲げ手段を有する成形ユニッ
ト23が、静止テーブル20及びクランピングビーム2
2の下流に間隔を置いて配置されかつそれらと独立に支
持されている。可動成形テーブル28は上流端にV字形
のダイ32の形状をした成形手段を有し、可動成形テー
ブル28の運動は固定支持体36に係合しているスロッ
ト34によって形成される弧状の通路に沿う。したがっ
て可動成形テーブル28の運動は常にスロット34の曲
率によって形成される弧状通路に沿っている。垂直可動
成形ビーム30はケーブル(図示せず)のような適当な
方法によって支持され、それによって可動成形テーブル
28がスロット34によって形成される弧状の通路を移
動するときに可動成形テーブル28に対する垂直可動成
形ビーム30の運動を可能にするが垂直可動成形ビーム
30はまた可動成形テーブル28と独立に垂直方向に可
動である。
【0011】垂直可動成形ビーム30の下流側38は平
坦で真っすぐな面であり、その面は図面に示すように垂
直な方向に対してわずかな角度を有しており、側面38
の下端で材料の走行方向にわたって横断する方向に真っ
すぐな縁部40が伸びている。
【0012】成形ユニット23はL字形の曲げビーム4
2の形状をした曲げ手段を有し、その水平方向の足部4
4は可動成形テーブル28と同じレベルである。水平方
向の足部44はその上流部に材料の運動方向を横断する
方向に伸びている真っすぐな縁部46を有する。曲げビ
ーム42は成形ユニット23の一部分として可動である
が、またユニット23と独立に可動である。この通常の
位置において、曲げビーム42は足部44が可動成形テ
ーブル28の延長部になるように可動成形テーブル28
の縁部40のすぐ下でその縁部40からわずかに前方に
縁部46が配置されている。独立した運動を行うため
に、曲げビーム42は液圧シリンダ52の作動ロッド5
0が回動可能に取り付けられた垂直足部48を有する。
液圧シリンダ52の動作によって曲げビーム42は上述
したような独立した垂直方向及び回動運動が可能にな
る。
【0013】今、図3(a)のステップ1を参照する
と、金属シート材料が静止テーブル20を越えて上昇し
たクランピングビーム22の下で可動成形テーブル28
と垂直可動成形ビーム30の間に送られる。材料の前縁
が標準的なピッツバーグシームのおす部の所望の距離だ
け縁部40を越えて送られ、つぎに材料はテーブル28
とビーム30との間に固定されかつ保持される。図5に
示すように標準的なピッツバーグシームは参照番号54
で示すおす部を有し、この部分は約90度の角度で材料
の所定量にわたって曲げることによって形成される。
【0014】図3(b)のステップ2はおす部54の成
形を示す。材料を可動成形テーブル28と垂直可動成形
ビーム30との間に材料を固定している間に、曲げビー
ム42が90度よりわずかに大きな弧で回動し、材料の
縁部を側面38の表面に対して曲げそれによっておす部
54を形成する。材料の通常のばね力による戻りを許容
するために90度をわずかに越えるように曲げを行う。
図3(c)のステップ3に示すようにその結果材料の水
平面から上方に伸びるおす部54が形成される。
【0015】図3(c)のステップ3は通常の位置に戻
った曲げビーム42を示し、材料はボックス形のダクト
部分の第1の側面56の所望の距離だけ縁部40を越え
て前進している。ステップ3は可動成形テーブル28及
び垂直可動成形ビーム30の間に固定されかつ保持され
た材料を示し、材料が前進するごとに材料を前進させる
ために垂直可動成形ビーム30が上昇することを理解し
なければならない。さらにクランピングビーム22が上
方位置まで回動し、それによって静止テーブル20の頂
面に沿って材料が前進することが可能になる。
【0016】ステップ4(図3(d))は90度以上の
弧を描いて材料を垂直可動成形ビーム30の側面に対し
て曲げ、ダクト部分の第1の側面を形成する曲げビーム
42の運動を示している。鋭い正確な曲げが真っすぐな
縁部40によって作られる。曲げビーム42が通常位置
に戻るときに材料の弾性によるばね力によって後方に戻
り、材料は装置に送られる材料の平面から約90度の角
度で伸び、したがってダクト部分の第1の側面を形成す
る。
【0017】ステップ5(図3(e))において、形成
されるダクト部分の第2の側面58の寸法に等しい距離
だけ縁部40を越えて前進した材料が示されている。ス
テップ5で可動成形テーブル28及び垂直可動成形ビー
ム30との間で固定されかつ保持されている材料をその
通常位置における曲げビーム42とともに示す。ステッ
プ6は材料が垂直可動成形ビーム30の側面38に接す
るまで90度よりわずかに大きい弧で回動した曲げビー
ム42を示す。曲げビーム42が通常の位置に戻るとき
材料はばね力によって再び戻りダクト部分の第2の側面
58を形成する。
【0018】垂直可動成形ビーム30は再びわずかに上
昇し、材料がダクト部分の第3の側面60の大きさに等
しい距離だけ縁部40を越えて前進する。その後、垂直
可動成形ビーム30は材料に向かって下降し、材料を固
定し、かつそれを垂直可動ビーム30及び可動成形テー
ブル28の間に保持する。ステップ8は材料が垂直可動
成形ビーム30の側面38に対して押圧されるまで弧状
の曲げビーム42の運動を示し、曲げビーム42が離れ
たとき材料は約90度までばね力により戻り、第3の側
面60を形成する。垂直可動成形ビーム30の大きさは
側面56,58及び60が障害なく垂直可動成形ビーム
30の頂部を越えて移動し得るような大きさである。
【0019】装置18によって実行される方法の残りの
ステップはピッツバーグシームのめす部66の成形に関
する。ステップ9(図4(a))において、材料はV字
形のダイ24及び32の縁部を越えて所定の距離だけ再
び前進し、ピッツバーグシームのめす部66の予備成形
として材料に“Z”字形を形成する。ステップ9は前進
し、可動成形テーブル28及び垂直可動成形ビーム30
と静止テーブル20及びクランピングビーム22の間に
固定された材料を示す。この位置においてダイ24及び
30の縁部とこの間隙にわたって伸びる材料の間に間隙
があることに留意するべきである。ステップ10(図4
(b))は可動成形テーブル28、垂直可動成形ビーム
30及び曲げビーム42からなり、ダイ32がダイ24
の上方に位置するように上方及び上流への全体のユニッ
ト23の運動を示す。ユニット23の運動は前述したよ
うにスロット34によって決定される。ユニット23が
ステップ11に示すように通常位置に戻ったときに
“Z”字形の曲げが材料を横断する方向に形成されてい
ることがわかる。ステップ11(図4(c))は上昇し
た垂直可動成形ビーム30及び前進した材料を示し、
“Z”字形が垂直可動成形ビーム30の底面内に形成さ
れた空洞64の下に位置し、空洞64は垂直可動成形ビ
ーム30を横断する方向に伸びている。ステップ12
(図4(d))は下降して空洞64内で“Z”字形を締
め付けそれによってピッツバーグシームのめす部66
(図5参照)を形成する垂直可動成形ビーム30を示
す。
【0020】ステップ13(図4(e))は材料が縁部
40を所定距離だけ越えて再び前進するとき空洞64か
らめす部66が離れることができるように上昇した垂直
可動成形ビーム30を示す。この距離はピッツバーグシ
ームのオフセット部分68を形成するのに十分な距離で
ある。いくつかの従来技術と異なり、この距離は決定的
なものではなく、所望ならば本発明の方法はかなり許容
誤差に近いように提供される。当業者によく知られてい
るように、このオフセット部分はおす部54をめす部6
6に挿入した後、側面56を越えて伸びる部分であり、
オフセット部分68は側面56上に90度曲げられ、そ
の部分とともに密封及び固定を完成する。図4(f)の
ステップ14は材料を固定し、保持するために下降した
垂直成形ビーム30を材料を所定位置に保持するために
下方に回動したクランピングビーム22とともに示す。
ステップ15(図4(g))は垂直方向に移動する曲げ
ビーム42を示し、真っすぐな縁部46は真っすぐな縁
部40によって材料を切断するために縁部40を通過
し、それによってダクト部分を完成させ、材料からそれ
を切り離す。図4には示さないが、曲げビーム42は通
常位置に戻り、ステップ1の処理が再び開始され、前述
したようにクランピングビーム22が上昇し材料が前進
する。
【0021】前述した方法及び装置は一連の処理を提供
し、その処理においてはボックス形のダクト部分が完全
に形成されるまで離れた部品を移送することを必要とし
ない。そのときまでに、適当な制御によってあらかじめ
定められた供給量で材料が段階的にコイルから送らわ、
その制御は前進量だけではなく前述したステップの間及
びそのステップ間の時間を制御すると同時に装置の種々
の構成要素の運動を制御する。これは一人の操作者によ
って操作可能なすべての必要な制御を含むコンソール7
0によって行われる。明らかに、全体の工程は適当なプ
ログラム制御によって自動化され、これによって操作者
の関与を最小にする。
【0022】ボックス形のダクトを形成する先行技術に
関するこれら技術において、本発明の方法及び装置は先
行技術のロール形成処理中に度々生じる材料のゆがみを
最小にすることは明らかである。本発明の方法及び装置
を使用することによっておす部54及びめす部66は歪
みなしに所定の許容誤差内で形成され、ダクトを作業場
所で組み立てる時にダクト部分の組み立てを容易にす
る。ダクト部分の品質は金属シートのブレーキで形成さ
れる金属シート部分に匹敵する。なぜならば本発明の装
置及び方法はステーション間の離れた部品の移送を無く
し、全体の処理を実行するために必要な設備の費用を非
常に削減し、処理を実行するために必要な空間の総計を
かなり減少させる。また本発明の方法及び装置はボック
ス部分がフランジを有するかいなかにかかわらずピッツ
バーグシームを有するボックス部分を形成するために使
用可能である。要するに、シート材料の外縁に沿ってフ
ランジを形成するロールは本発明の種々のステップを実
行するいかなる妨げにもならない。本発明の方法及び装
置を使用することによってボックス形のダクトを製造す
る費用を相当減少させる一方、先行技術によって製造さ
れる品質よりも良好な品質の製品を製造し得る。この処
理を実行するために必要な空間のかなりの減少による労
働力の削減及び固定費用の削減はシートボックス部分の
生産者にとって非常に興味深い。
【0023】本発明の好ましい実施例に関して本発明を
説明したが、本発明の範囲及び精神から離れることなく
ここに述べた実施例に対して当業者によって種々の修正
及び変形が行われることは明らかである。しかしながら
すべての当業者にとって明らかなこのような修正及び改
造は本発明の範囲内に含まれ得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理にしたがってボックス形のダクト
の形成を実行するために使用する設備ラインを示す平面
図である。
【図2】本発明の方法を実行するための設備ラインを概
略的に示す側面図である。
【図3】ボックス形のダクトの成形を完成するために最
後のステーションにおいて実行される符号を有する8ス
テップを示す動作図である。
【図4】ボックス形のダクトの成形を完成するために最
後のステーションにおいて実行される符号を有する7ス
テップを示す動作図である。
【図5】標準的なピッツバーグタイプのシームを示す側
面図である。
【符号の説明】
10 アンコイル 11 コイル 12 フィーダ 14 装置 20 静止テーブル 22 クランピングビーム 23 成形ユニット 28 可動成形テーブル 30 垂直可動成形ビーム 36 固定支持体 38 側面 40 真っすぐな縁部 42 曲げビーム 48 足部 50 ロッド 52 シリンダ 56 第1の側面 58 第2の側面 60 第3の側面 64 空洞

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】側縁及び前縁を有する曲げ可能なシート材
    料のストリップからピッツバーグタイプのシームのめす
    部及びおす部を有するボックス形のダクト部分を連続的
    に形成する方法であって、材料の前縁を直角に曲げてピ
    ッツバーグシームのおす部(54)を形成し、ダクト部
    分の第1の側面の寸法に近いおす部から一定の距離にあ
    る第1の点まで材料を前進させ、その点で材料を直角に
    曲げてダクト部分の第1の側面(56)を形成し、ダク
    ト部分の第2の側面の寸法に近い第1の側面から一定の
    距離にある第2の点まで材料を前進させ、前記第2の点
    で材料をほぼ直角に曲げてダクト部分の第2の側面(5
    8)を形成し、ダクト部分の第3の側面の寸法に近い第
    2の側面から一定の距離にある第3の点まで材料を前進
    させ、前記第3の点で材料をほぼ直角に曲げてダクト部
    分の第3の側面(60)及び第4の側面(61)を形成
    し、ピッツバーグシームのめす部(66)が配置されて
    いる第4の側面(61)に沿って所定距離だけ材料を前
    進させ、湾曲部で材料がそれ自身で“Z”形状に重複す
    るように対向した鋭い角度の間隔をおいた2つの曲げ部
    を第4の側面(61)に形成し、この“Z”字形を圧縮
    してピッツバーグシームのめす部(66)を形成し、ダ
    クト部分を組み立てる時にピッツバーグシームを固定す
    るためのオフセット部分(68)を形成するためにめす
    部(66)を越えた所定距離で第4の側面(61)に沿
    って材料を切断する段階を有する方法。
  2. 【請求項2】材料の直角の曲げの各々は曲げが完成した
    後に材料が90度の角度にばね力で戻ることができるよ
    うに90度以上の角度で行われる請求項1に記載の方
    法。
  3. 【請求項3】材料の曲げを実行する前に材料を曲げる点
    で材料の側縁に切り欠きが形成されるようになっている
    請求項1に記載の方法。
  4. 【請求項4】ダクトが形成される材料は連続したストリ
    ップ状の材料である請求項1に記載の方法。
  5. 【請求項5】側縁及び前縁を有する曲げ可能なシート材
    料のストリップからピッツバーグタイプのシームのめす
    部及びおす部を有するボックス形のダクト部分を連続的
    に形成する装置であって、ダクト部分の必要な角部を形
    成するために材料を直角に曲げる曲げ手段(42)と;
    曲げ手段に対して所定距離だけ材料を繰り返し前進させ
    る手段と;前進の後及び曲げ手段によって材料が曲げら
    れている間に材料を保持するための固定手段(20、2
    2)と;曲げ部で材料がそれ自身で“Z”形状に重複す
    るように対向した鋭い角度の間隔をおいた2つの曲げ部
    を形成するための形成手段(32、34)と;ピッツバ
    ーグシームのめす部を形成するように“Z”形状を圧縮
    するための圧縮手段(28、30)と;ダクトを組み立
    てるときにピッツバーグシームを固定するためにオフセ
    ット部分を形成するためにめす部を所定距離だけ越えた
    点で材料を切断する切断手段(40)46)とを有する
    装置。
  6. 【請求項6】曲げ手段(42)は、少なくとも90度の
    弧を描いて可動であって回動可能に取り付けられた曲げ
    ビーム(42)を有する請求項5に記載の装置。
  7. 【請求項7】曲げ手段(42)は材料が横切って前進す
    る可動なテーブル(28)とテーブルから離れるように
    あるいは向かうように可動な圧縮手段(30)とを有
    し、テーブル(28)及び圧縮手段(30)は固定部分
    (20、22)の一部としてもまた作用可能である請求
    項6に記載の装置。
  8. 【請求項8】曲げ手段(42)はテーブル(28)及び
    圧縮手段(30)に関して可動であり、それによって切
    断手段(45、46)としてもまた作用可能である請求
    項7に記載の装置。
  9. 【請求項9】テーブル(28)は第1の成形ダイ(3
    2)を有し、固定手段(20、22)は第2の成形ダイ
    (24)を有し、テーブル(28)は材料を固定手段
    (20、22)に保持する間に材料を“Z”形状に曲げ
    るために第1の成形ダイ(32)を第2の成形ダイ(2
    4)上にそれを越えて移動させるために可動である請求
    項8に記載の装置。
  10. 【請求項10】固定手段(20、22)は曲げ手段(4
    2)及び形成手段(32、34)に対し材料の運動方向
    における上流側にあって、静止テーブル(20)と回動
    可能に取り付けられた固定ビーム(22)とを有し、材
    料は静止テーブル(20)と固定ビーム(22)との間
    を通過する請求項9に記載の装置。
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