(57)【要約】【課題】ころの安定した保持が行え、かつ大型の軸受に適用する場合も、保持器セグメントが大きくなり過ぎず、製造が行い易いころ軸受および保持器セグメントを提供する【解決手段】環状の保持器が、軸方向に沿う分割面で周方向に並ぶ複数個に分割された樹脂製の保持器セグメント５からなる。保持器セグメント５は、ポケット６を２つ有し、両端の柱部７，７と中央の柱部８と、これら柱部７，８を連結する一対の連結部９とで前記２つのポケット６，６が構成される。柱部７，８から外径側または内径側に突出する案内爪１０を有する。案内爪１０は、各ポケット６につき、周方向の片側については外径側および内径側の２箇所に、残り片側については外径側および内径側のいずれか一方にそれぞれ位置するように合計３箇所に設けられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪、外輪、前記内輪と外輪の間に介在する複数のころ、および前記複数のころを保持する保持器を備え、前記保持器が、ころ案内形式であり、かつ軸方向に沿う分割面で周方向に並ぶ複数個に分割された樹脂製の保持器セグメントからなるころ軸受であって、
前記保持器セグメントは、ころを保持するポケットを２つ有し、周方向の両端でそれぞれ軸方向に延びる２本の端側の柱部と、前記２つのポケットの間で軸方向に延びる１本の中央側の柱部と、それぞれ軸方向の両端で周方向に延びて前記３本の柱部を連結する一対の連結部とで前記２つのポケットが構成されるころ軸受。
【請求項２】
請求項１に記載のころ軸受において、前記保持器セグメントは、前記ポケットに収容されたころに接して前記保持器をころ案内形式とする案内爪を有し、この案内爪は、前記各ポケットにつき、周方向の片側については外径側および内径側の２箇所に、周方向の残り片側については外径側および内径側のいずれか一方にそれぞれ位置するように合計３箇所に設けられたころ軸受。
【請求項３】
請求項２に記載のころ軸受において、前記案内爪は、前記ポケットに収容されたころの外周面に沿うように前記柱部から外径側または内径側に突出するころ軸受。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載のころ軸受において、前記保持器セグメントは、前記柱部における前記案内爪が設けられていない外径側または内径側に、前記ころの前記ポケットへの導入が可能となるように、前記柱部の前記外径側または内径側の面が前記連結部の周面よりも引っ込む形状のころ入れ溝を有するころ軸受。
【請求項５】
ころ軸受におけるころ案内形式の保持器が、軸方向に沿う分割面で周方向に並ぶ複数個に分割された樹脂製の保持器セグメントであって、
ころを保持するポケットを２つ有し、前記周方向の両端でそれぞれ軸方向に延びる２本の端側の柱部と、前記２つのポケットの間で軸方向に延びる１本の中央側の柱部と、それぞれ軸方向の両端で周方向に延びて前記３本の柱部を連結する一対の連結部とで前記２つのポケットが構成され、
前記ポケットに収容されたころの外周面に沿うように前記柱部から外径側または内径側に突出する案内爪を有し、この案内爪は、前記各ポケットにつき、周方向の片側については外径側および内径側の２箇所に、周方向の残り片側については外径側および内径側のいずれか一方にそれぞれ位置するように合計３箇所に設けられた保持器セグメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、大型のころ軸受、例えば洋上風車などの風力発電装置における主軸軸受等に適用されるころ軸受、およびその保持器セグメントに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、洋上風車など風力発電装置の大型化が進んでいる。風車の大型化と共に、ブレ―ドが取り付く主軸を支える主軸軸受も大型化が進んでいる。このような軸受は、構成部品も大型化し、部品の生産や組立が困難となる。このため、保持器を分割形式として複数の保持器セグメントで構成することが提案されている。
保持器の案内形式には、軌道輪案内形式およびころ案内形式があるが、保持器セグメントでは、一体のリング状の保持器と異なり、各保持器セグメントが個々に動くため、軌道輪案内よりころ案内形式とする方が、軌道輪との接触による破損や衝突音を抑えることができることから好ましい。
【０００３】
ころ案内形式の保持器セグメントとして、例えば特許文献１〜３が提案されている。特許文献１の保持器セグメント３５は、図１３に示すように、複数の柱部３７、これら複数の柱部３７を連結するように周方向に延びる連結部３９を有し、内輪および外輪の間で周方向に順次連ねて配置される。各保持器セグメント３５は、３つのポケット３６を有する。ポケット側壁面の上部側および下部側には、ポケット３６に保持されたころ３３の抜け落ちを防止する外径側ころ止め部４０および内径側ころ止め部４１が設けられている。
特許文献２では、図１４に示すように外径側ころ止め部４０と内径側ころ止め部４１が、ポケット３６毎に交互に設けられている。
特許文献３では、図示を省略するが、保持器セグメントが有するポケットを一つとし、外径側および内径側にころ止め部が設けられている。
特許文献１〜３のようにころ止め部が設けられていることで、ころ案内形式とでき、またころと保持器を一体化でき、内外輪へのころおよび保持器の組込み性が良くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２４７８１９号公報
【特許文献２】特開２００７−２７０５３８号公報
【特許文献３】特開２０１５−１２１３１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１，２のセグメント保持器は、いずれも、一つの保持器セグメントに３つのポケットが設けられている。このため、大型の風力発電装置の主軸軸受装置等に用いられるころ軸受では、一つの保持器セグメントの大きさがある程度大きくなる。
セグメント保持器であっても軸受が大型サイズになると、上記のような３つ以上のポケットを有するものでは、大重量となって取り扱い難く、また樹脂成型による製造が困難である。例えば、保持器メーカにおいて一般に所有している樹脂成型機では、大きな成形品は製造できず、上記のような保持器セグメントを製造できる保持器メーカは限られる。
特許文献３のような、ポケットが１個のみの保持器セグメントは、軸受内で保持器セグメントの大きな傾きが生じ、安定したころの保持が難しい。
【０００６】
この発明は、上記課題を解消するものであり、その目的は、ころの安定した保持が行え、かつ大型の軸受に適用する場合も、保持器セグメントが大きくなり過ぎず、製造が行い易いころ軸受およびその保持器セグメントを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明のころ軸受は、内輪、外輪、前記内輪と外輪の間に介在する複数のころ、および前記複数のころを保持する保持器を備え、前記保持器が、ころ案内形式であり、かつ軸方向に沿う分割面で周方向に並ぶ複数個に分割された樹脂製の保持器セグメントからなるころ軸受であって、
前記保持器セグメントは、ころを保持するポケットを２つ有し、周方向の両端でそれぞれ軸方向に延びる２本の端側の柱部と、前記２つのポケットの間で軸方向に延びる１本の中央側の柱部と、それぞれ軸方向の両端で周方向に延びて前記３本の柱部を連結する一対の連結部とで前記２つのポケットが構成される。
【０００８】
この構成によると、保持器セグメントはポケットが２つであるため、ポケットが３つ以上の保持器セグメントに比べて、体積が小さく、重量が軽くできて、大型の風力発電装置の主軸軸受等の大型軸受に適用する場合に、使用可能な樹脂成型機のサイズ上の制限が少なく、樹脂成型による製造が行い易い。保持器セグメントの重量が軽いことから、軸受の組立も行い易い。また、各保持器セグメントは２つのころを保持するため、ポケットを一つのみとした保持器セグメントと異なり、軸受内での保持器セグメントの傾きが抑制され、ころの安定した保持が行える。
【０００９】
この発明のころ軸受において、前記保持器セグメントは、前記ポケットに収容されたころに接して前記保持器をころ案内形式とする案内爪を有し、この案内爪は、前記各ポケットにつき、周方向の片側については外径側および内径側の２箇所に、周方向の残り片側については外径側および内径側のいずれか一方にそれぞれ位置するように合計３箇所に設けられていてもよい。
【００１０】
保持器セグメントに外径側に突出する案内爪および内径側に突出する案内爪を共に有していると、軸受使用時においては保持器セグメントの案内がころ案内形式で確実に行える。軸受組立時においては、保持器セグメントの各ポケットにころを保持させたアセンブリの状態で取り扱うことができ、軸受組立の作業性がよい。
その反面、保持器セグメントの各ポケットに外径側に突出する案内爪および内径側に突出する案内爪を共に有していると、ころを保持器セグメントのポケットに挿入する作業が、案内爪で阻害されて行い難い。
【００１１】
保持器セグメントの安定性ところ組み込み性の両立につき、保持器セグメントが３つのポケットを有していると、特許文献２等のようにポケット毎に交互に外径側に突出する案内爪と内径側に突出する案内爪とを設けることで、各ポケットの内径側および外径側のうちの案内爪が設けられていない側からころをポケット内に挿入することで、ころをポケット容易に組み込むことができる。また軸受使用時においても、３つのポケットの並びのうちの両端２つのポケットについては、ころで案内されることになり、保持器セグメントの安定性に優れる。しかし、上記の大型の軸受において保持器セグメントが大きくなり過ぎて樹脂成型が困難になると言う問題がある。
【００１２】
この発明では保持器セグメントのポケットは２つであるが、各ポケットにつき、ポケットの周方向両縁の外径側および内径側の合計４箇所のうち、３箇所のみに案内爪を設けることで、案内爪のない箇所からころをポケットに挿入することができて、保持器セグメントへのころ組み込み性に優れる。また、各ポケットにおいてころが内外両側の案内爪で保持されるため、保持器セグメントの安定性を確保でき、かつ確実なころ案内となる。
【００１３】
前記案内爪は、前記ポケットに収容されたころの外周面に沿うように突出する形状であってもよい。
このように案内爪がころの外周面に沿う形状であると、保持器セグメントのころ案内がより安定して行える。案内爪がころの外周面に沿う形状であると、径方向からころをポケット内に組み込むことがより難しくなるが、前記のように各ポケットにつき、ポケットの周方向両縁の外径側および内径側の合計４箇所のうち、３箇所のみに案内爪を設けることで、案内爪のない箇所からころをポケットに挿入することができる。
【００１４】
保持器セグメントの各ポケットの周方向両側の内外のうちの合計３箇所に案内爪を設ける場合に、前記保持器セグメントは、前記柱部における前記案内爪が設けられていない外径側または内径側に、前記ころの前記ポケットへの導入が可能となるように、前記柱部の前記外径側または内径側の面が前記連結部の周面よりも引っ込む形状のころ入れ溝を有するようにしてもよい。
このようにころ入れ溝が設けられていると、ころの組み込み時に柱部に干渉して組み込みが阻害されることが防止され、保持器セグメントへのころ組み込み性がより一層向上する。
【００１５】
この発明の保持器セグメントは、ころ軸受におけるころ案内形式の保持器が、軸方向に沿う分割面で周方向に並ぶ複数個に分割された樹脂製の保持器セグメントであって、
ころを保持するポケットを２つ有し、前記周方向の両端でそれぞれ軸方向に延びる２本の端側の柱部と、前記２つのポケットの間で軸方向に延びる１本の中央側の柱部と、それぞれ軸方向の両端で周方向に延びて前記３本の柱部を連結する一対の連結部とで前記２つのポケットが構成され、
前記ポケットに収容されたころの外周面に沿うように前記柱部から外径側または内径側に突出する案内爪を有し、この案内爪は、前記各ポケットにつき、周方向の片側については外径側および内径側の２箇所に、周方向の残り片側については外径側および内径側のいずれか一方にそれぞれ位置するように合計３箇所に設けられている。
【００１６】
この構成の保持器セグメントによると、この発明のころ軸受につき説明したように、ころの安定した保持が行え、かつ大型の軸受に適用する場合も、保持器セグメントが大きくなり過ぎず、製造が行い易いと言う利点が得られる。
【発明の効果】
【００１７】
この発明のころ軸受は、内輪、外輪、前記内輪と外輪の間に介在する複数のころ、および前記複数のころを保持する保持器を備え、前記保持器が、ころ案内形式であり、かつ軸方向に沿う分割面で周方向に並ぶ複数個に分割された樹脂製の保持器セグメントからなるころ軸受であって、前記保持器セグメントは、ころを保持するポケットを２つ有し、周方向の両端でそれぞれ軸方向に延びる２本の端側の柱部と、前記２つのポケットの間で軸方向に延びる１本の中央側の柱部と、それぞれ軸方向の両端で周方向に延びて前記３本の柱部を連結する一対の連結部とで前記２つのポケットが構成されるため、ころの安定した保持が行え、かつ大型の軸受に適用する場合も、保持器セグメントが大きくなり過ぎず、製造が行い易いとう言う効果が得られる。
【００１８】
この発明の保持器セグメントは、ころ軸受におけるころ案内形式の保持器が、軸方向に沿う分割面で周方向に並ぶ複数個に分割された樹脂製の保持器セグメントであって、ころを保持するポケットを２つ有し、前記周方向の両端でそれぞれ軸方向に延びる２本の端側の柱部と、前記２つのポケットの間で軸方向に延びる１本の中央側の柱部と、それぞれ軸方向の両端で周方向に延びて前記３本の柱部を連結する一対の連結部とで前記２つのポケットが構成され、前記ポケットに収容されたころの外周面に沿うように前記柱部から外径側または内径側に突出する案内爪を有し、この案内爪は、前記各ポケットにつき、周方向の片側については外径側および内径側の２箇所に、周方向の残り片側については外径側および内径側のいずれか一方にそれぞれ位置するように合計３箇所に設けられたため、ころの安定した保持が行え、かつ大型の軸受に適用する場合も、保持器セグメントが大きくなり過ぎず、製造が行い易いとう言う効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明の一実施形態に係る保持器セグメントの斜視図である。
【図２】同保持器セグメントの平面図である。
【図３】同保持器セグメントの正面図である。
【図４】同保持器セグメントを用いたころ軸受の外輪を省略した部分正面図である。
【図５】同ころ軸受の外輪を省略した部分平面図である。
【図６】同ころ軸受の破断正面図である。
【図７】同ころ軸受の部分破断側面図である。
【図８】この発明の他の実施形態に係る保持器セグメントの斜視図である。
【図９】この発明のさらに他の実施形態に係る保持器セグメントの平面図である。
【図１０】同保持器セグメントを用いたころ軸受の外輪を省略した部分平面図である。
【図１１】この発明のさらに他の実施形態に係る保持器セグメントのころ組み込み状態を示す破断正面図である。
【図１２】この発明の上記いずれかの実施形態に係るころ軸受を用いた風力発電装置の切欠斜視図である。
【図１３】従来の保持器セグメントの一例を示す断面図である。
【図１４】従来の他の保持器セグメントの一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
この発明の第１の実施形態を図１ないし図７と共に説明する。図６および図７に示すように、このころ軸受は、内輪１、外輪２、前記内輪１と外輪２の間に介在する複数のころ３（図６では、一部のころ３のみ図示）、および前記複数のころ３を保持する保持器４を備える。この実施形態は、円すいころ軸受に適用した例であり、ころ３は円すいころとされている。保持器４は、軸方向に沿う分割面Ｓで周方向に並ぶ複数個に分割された樹脂製の保持器セグメント５からなる。内輪１は、大鍔１ａ、および小鍔１ｂを有している。保持器４は、ころ３を介して内輪１または外輪２に案内されるころ案内形式である。各保持器セグメント５は、互いに同一の形状であり、合成樹脂で成型されている。
【００２１】
図１ないし図５に示すように、保持器セグメント５は、ころ３を保持するポケット６を２つ有し、周方向の両端でそれぞれ軸方向に延びる２本の端側の柱部７，７と、前記２つのポケット６，６の間で軸方向に延びる１本の中央側の柱部８と、それぞれ軸方向の両端で周方向に延びて前記３本の柱部７，８を連結する一対の円弧状の連結部９とで前記２つのポケット６，６が構成されている。各柱部７，８は、ポケット６を構成する側面が、円すい形のころ３の周面に沿うようにテーパ状とされている。
【００２２】
保持器セグメント５は、ポケット６に収容されたころ３の外周面に沿うように、柱部７，８から外径側または内径側にそれぞれ突出する案内爪１０を有する。この案内爪１０は各ポケット６につき、周方向の片側については外径側および内径側の２箇所に、周方向の残り片側については外径側および内径側のいずれか一方にそれぞれ位置するように、合計３箇所に設けられている。
図示の例では、図の左側のポケット６については、外径側は２つの案内爪１０が周方向の両側にそれぞれ設けられ、内径側は一つの案内爪１０が周方向の片側、具体的には保持器セグメント５の長さ方向の中央側のみに設けられている。図の右側のポケット６については、内径側は周方向の両側に案内爪１０が設けられ、外径側は周方向の片側、具体的には保持器セグメント５の長さ方向の中央側のみに案内爪１０が設けられている。
各案内爪１０の軸方向幅は、ポケット６の長さよりも若干狭い幅とされているが、ポケット６の全体にわたる長さであってもよい。また、各案内爪１０は、軸方向に複数個に分割されていてもよい。
【００２３】
前記各柱７，８のうち、案内爪１０が外径側または内径側に設けられていない柱部７には、ころ入れ溝１１が形成されている。ころ入れ溝１１は、ポケット６へのころ３の導入が可能となるように、柱部７の外径側または内径側の面のうち、案内爪１０が設けられていない面１１ａが、前記連結部９の周面９ａよりも引っ込む形状である。
【００２４】
なお、案内爪１０の形状は、内側の面がころ３の外周面に沿う円すい面状とされ、外側面も内側面と同様な円すい状面とされるが、必ずしもころ３の外周面に沿う形状でなくてもよい。例えば図１１のように、ころ３のポケット６からの抜け止めを行う角形の案内爪１０Ｂとしてもよい。
【００２５】
この構成のころ軸受によると、保持器セグメント５はポケット６が２つであるため、ポケットが３つ以上の保持器セグメントに比べて、体積が小さく、重量が軽くなる。そのため、風力発電装置の主軸軸受等の大型軸受に適用する場合に、樹脂成型による製造が行い易い。すなわち、一般的な保持器メーカーが備える程度の大きさの樹脂成型機によって製造が可能となる。また、保持器セグメント５の重量が軽いことから、ころ軸受の組立も行い易い。
軸受使用時においては、各保持器セグメント５は２つのころ３を保持するため、ポケット６を一つのみとした保持器セグメントと異なり、軸受内での保持器セグメント５の傾きが抑制され、ころ３の安定した保持が行える。
【００２６】
保持器セグメント５の案内爪１０は、各ポケット６につき、外径側または内径側の片方に２つ、もう片方には一つのみとし、合計３つずつとしたため、次の利点が得られる。
すなわち、保持器セグメント５に外径側に突出する案内爪１０および内径側に突出する案内爪１０を共に有していると、軸受使用時において、保持器セグメント５の案内がころ案内形式で確実に行える。軸受組立時においては、保持器セグメント５の各ポケット６にころを保持させたアセンブリの状態で取り扱うことができ、軸受組立の作業性がよい。
その反面、保持器セグメント５の各ポケット６に外径側に突出する案内爪１０および内径側に突出する案内爪１０を共に有していると、ころ３を保持器セグメント５のポケット６に挿入する作業が、案内爪１０で阻害されて行い難い。
例えば図８の実施形態で示すように、案内爪１０は、各ポケット６につき外径側および内径側の両方に、円周方向に両側に位置して設け、合計４つとしてもよい。その場合、保持器セグメント５の安定性により優れる。しかし、寸方関係等によっては、ポケット６内にころ３を組み込めない場合がある。
【００２７】
保持器セグメント５の安定性ところ組み込み性の両立につき、保持器セグメント５が３つのポケットを有する構成であると、特許文献２等のようにポケット毎に交互に外径側に突出する案内爪と内径側に突出する案内爪とを設けることで、各ポケットの内径側および外径側のうちの案内爪が設けられていない側からころをポケット内に挿入することで、ころを容易に組み込むことができる。また軸受使用時においても、３つのポケットの並びのうちの両端２つのポケットについては、ころで案内されることになり、保持器セグメントの安定性に優れる。しかし、ポケット６が３つであると、上記の大型の軸受において保持器セグメントが大きくなり過ぎて樹脂成型が困難になると言う問題がある。
【００２８】
この実施形態では、保持器セグメント５のポケット６が２つであるが、各ポケット６につき、ポケット６の周方向両縁の外径側および内径側の合計４箇所のうち、３箇所のみに案内爪１０を設けているため、案内爪１０のない箇所からころ３をポケット６に挿入することができて、保持器セグメント５へのころ３の組み込み性に優れる。また、各ポケット６においてころ３が内外両側の案内爪１０で保持されるため、保持器セグメント５の安定性を確保でき、確実なころ案内となる。
このように、ポケット６を２つとし、各ポケット６に設ける案内爪１０を３箇所とすることで保持器セグメント５の安定性ところ組み込み性の両立が図れる。
【００２９】
さらにこの実施形態では、ころ入れ溝１１が設けられているため、ころ３の組み込み時に柱部７，８に干渉して組み込みが阻害されることが防止され、保持器セグメント５へのころ３の組み込み性がより一層向上する。
【００３０】
なお、前記実施形態は、円すいころ軸受に適用した場合につき説明したが、この発明のころ軸受およびその保持器セグメントは、円筒ころ軸受にも適用できる。
図９は、円筒ころ軸受に適用した場合の一つの保持器セグメント５Ａを示し、図１０はその保持器セグメント５Ａからなる保持器４と内輪１とを展開図で示す。これら図９、図１０の例では、ころ３Ａが円筒ころであって、ポケット６がころ３Ａの円筒形状に応じて矩形とされている。これに伴い、各柱部７，８の平面形状が矩形となり、案内爪１０の形状も内側の側面が、円筒形のころ３Ａに沿う円筒面形状とされている。
この実施形態において、上記の他は、図１〜図７と共に説明した事項と同様である。
【００３１】
図１２は、上記いずれかの実施形態に係るころ軸受を用いた風力発電装置の例を示す。この風力発電装置は、支柱２１の上端に水平旋回自在に設置されたナセル２２に、プロペラ形の風車２３の主軸２４が、主軸軸受２５によって回転自在に支持されている。主軸２４は発電機２６に増速機２７を介して連結されている。
この風力発電装置における主軸軸受２５に、前記いずれかの実施形態に係るころ軸受が用いられている。
【００３２】
なお、前記各実施形態は、単列のころ軸受に適用した場合につき説明したが、この発明のころ軸受およびその保持器セグメントは、複列のころ軸受に適用してもよい。複列ころ軸受に適用する場合、複数の保持器セグメントからなる保持器は、各列毎に設けられる。
【００３３】
以上、実施形態に基づいてこの発明を実施するための形態を説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００３４】
１…内輪
２…外輪
３…ころ
４…保持器
５…保持器セグメント
６…ポケット
７，８…柱部
９…連結部
１０…案内爪
１１…ころ入れ溝
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2020051450.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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