(57)【要約】【課題】カムリングと可動部材との間に構成される摺動部に溝が形成され、摺動部の異物を除去できる潤滑油の流れを溝内に発生させることが可能な燃料噴射ポンプを提供する。【解決手段】燃料噴射ポンプ１は、摺動孔２２１が形成されているハウジング２と、摺動孔２２１を往復移動可能にハウジング２に支持され、吸入された燃料を加圧する可動部材３と、駆動軸５と共に回転するカム６と、カム６の外周側に設けられ、可動部材３との間に摺動部を構成し、カム６の回転により可動部材３を可動部材３の往復移動方向へ往復駆動するカムリング７と、を備え、摺動部を構成する可動部材３の可動部材摺動面３１とカムリング７のカムリング摺動面７０の一方の摺動面に、両端が開放されている第１の溝を設け、第１の溝の一端側に向けて潤滑油を噴出する噴出孔２１１をハウジング２に設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
摺動孔が形成されているハウジングと、
前記摺動孔を往復移動可能に前記ハウジングに支持され、吸入された燃料を加圧する可動部材と、
駆動軸と共に回転するカムと、
前記カムの外周側に設けられ、前記可動部材との間に摺動部を構成し、前記カムの回転により前記可動部材を前記可動部材の往復移動方向へ往復駆動するカムリングと、を備え、
前記摺動部を構成する前記可動部材の可動部材摺動面と前記カムリングのカムリング摺動面の一方の摺動面に、両端が開放されている第１の溝を設け、
前記第１の溝の一端側に向けて潤滑油を噴出する噴出孔を前記ハウジングに設けることを特徴とする燃料噴射ポンプ。
【請求項２】
前記可動部材が往復移動するときの一端に前記可動部材が位置する状態で前記第１の溝の前記一端側に向けて潤滑油を噴出可能な位置に、前記噴出孔を配置していることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射ポンプ。
【請求項３】
前記第１の溝は、互いに平行な複数の溝から構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の燃料噴射ポンプ。
【請求項４】
前記第１の溝は、前記駆動軸の軸方向に向けて形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の燃料噴射ポンプ。
【請求項５】
前記可動部材摺動面と前記カムリング摺動面の一方の摺動面に、前記摺動部の摺動方向に向けて形成されていると共に両端が開放されている第２の溝を設けていることを特徴とする請求項４に記載の燃料噴射ポンプ。
【請求項６】
前記第２の溝は、互いに平行な複数の溝から構成されていることを特徴とする請求項５に記載の燃料噴射ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関用の燃料噴射ポンプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばディーゼルエンジンなどの燃料噴射ポンプとして、可動部材であるプランジャを駆動するカムが設けられた燃料噴射ポンプが用いられている。このような燃料噴射ポンプでは、摺動孔であるシリンダの内部でプランジャが往復移動することにより燃料が加圧される。プランジャとカムとの間にはカムリングが設けられ、エンジンにより駆動される駆動軸の回転運動がカムおよびカムリングによりプランジャの往復運動に変換され、これにより、プランジャはシリンダの内部で往復駆動される。
【０００３】
近年、エンジンの出力および燃費の向上ならびにエンジンからの有害物質の排出の低減を図るため、燃料の噴射圧力のさらなる高圧化が要求され、このため、燃料噴射ポンプによる燃料の加圧圧力を高める必要が生じている。燃料の高圧化を図ると燃料噴射ポンプの負荷が過大となり、特に摺動しているカムリングとプランジャとの間の摺動部には大きな力が作用するため、この摺動部での耐焼き付き性の向上が求められている。このためには、摺動部での異物を除去して、この摺動部での耐異物性と潤滑性の向上が必要となっている。
【０００４】
このような要求に対して、摺動部における油膜の形成ならびに異物の排出を促進して、摺動部での耐異物性と潤滑性の向上を図る燃料噴射ポンプが開示されている（特許文献１を参照）。
【０００５】
この燃料噴射ポンプでは、摺動部を構成するカムリングの摺動面に複数の溝を形成し、この摺動面に溝から潤滑油（潤滑のための燃料）を供給して、摺動面における油膜の形成、および摺動部の異物の除去を促進している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−４９７４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１で開示されている燃料噴射ポンプでは、溝における燃料の流れは、摺動部でのカムリングとプランジャとの間の摺動により生じるものであるため、摺動部の異物を除去する流れとしては不十分なものである。このため、摺動部での異物の除去は、不充分なものとなり、摺動部での耐異物性と潤滑性の向上を十分に果たすことができない。
【０００８】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、カムリングと可動部材との間に構成される摺動部に溝が形成され、摺動部の異物を除去できる潤滑油の流れを溝内に発生させることが可能な燃料噴射ポンプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を備える。
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、摺動孔が形成されているハウジングと、摺動孔を往復移動可能にハウジングに支持され、吸入された燃料を加圧する可動部材と、駆動軸と共に回転するカムと、カムの外周側に設けられ、可動部材との間に摺動部を構成し、カムの回転により可動部材を可動部材の往復移動方向へ往復駆動するカムリングと、を備え、摺動部を構成する可動部材の可動部材摺動面とカムリングのカムリング摺動面の一方の摺動面に、両端が開放されている第１の溝を設け、第１の溝の一端側に向けて潤滑油を噴出する噴出孔をハウジングに設けることを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、摺動部を構成する可動部材の可動部材摺動面とカムリングのカムリング摺動面の一方の摺動面に、両端が開放されている第１の溝を設け、第１の溝の一端側に向けて潤滑油を噴出する噴出孔をハウジングに設けている。このため、噴出孔から噴出された潤滑油は、開放されている一端側から第１の溝内に導入され、開放されている他端側からから排出される。したがって、第１の溝内では、摺動部の異物を除去可能な潤滑油の流れを発生させることができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、可動部材が往復移動するときの一端に可動部材が位置する状態で第１の溝の一端側に向けて潤滑油を噴出可能な位置に、噴出孔を配置していることを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、噴出孔を、可動部材が往復移動するときの一端に可動部材が位置する状態で第１の溝の一端側に向けて潤滑油を噴出可能な位置に配置している。ここで、可動部材は、例えば上死点または下死点に対応する一端では、移動方向を反対にすることから移動速度を零とするため、この一端に位置する時間が、他の位置の時間よりも長くなる。このため、可動部材がこの一端に位置する状態で第１の溝の一端側に向けて潤滑油を噴出すれば、可動部材が他の位置に位置する状態で第１の溝の一端側に向けて潤滑油を噴出するよりも、長い時間、第１の溝の一端側に向けて潤滑油を噴出できる。したがって、第１の溝内で、摺動部の異物を除去可能な潤滑油の流れをより長い時間、発生させることができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、第１の溝は、互いに平行な複数の溝から構成されていることを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、第１の溝を、互いに平行な複数の溝として構成しているため、第１の溝内で摺動部の異物を除去可能な潤滑油の流れを発生させることを、摺動部において広範囲で行なうことができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明によれば、第１の溝は、駆動軸の軸方向に向けて形成されていることを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、第１の溝を、駆動軸の軸方向に向けて形成している。ここで、駆動軸の軸方向が、摺動部の摺動方向と直角な方向であるため、駆動軸の軸方向では、カムリングと可動部材との間の摺動による潤滑油の流れが、ほとんど生じない。このため、摺動による潤滑油の流れがほとんど生じない方向の第１の溝内において、摺動部の異物を除去可能な潤滑油の流れを発生させることができる。即ち、摺動部の異物を除去し難い方向において摺動部の異物を除去可能な潤滑油の流れを発生させて、効果的にこの異物を除去することが可能になる。
【００１８】
請求項５に記載の発明によれば、可動部材摺動面とカムリング摺動面の一方の摺動面に、摺動部の摺動方向に向けて形成されていると共に両端が開放されている第２の溝を設けていることを特徴とする。
【００１９】
この構成によれば、可動部材摺動面とカムリング摺動面の一方の摺動面に、摺動部の摺動方向に向けて形成されていると共に両端が開放されている第２の溝を設けている。摺動部の摺動方向においては、カムリングと可動部材との間の摺動による潤滑油の流れが生じるため、潤滑油は、開放されている一端側から第２の溝内に導入され、開放されている他端側からから排出される。したがって、第２の溝内で摺動部の異物を補完的に除去可能な潤滑油の流れを発生させることができる。
【００２０】
請求項６に記載の発明によれば、第２の溝は、互いに平行な複数の溝から構成されていることを特徴とする。
【００２１】
この構成によれば、第２の溝を、互いに平行な複数の溝として構成しているため、第２の溝内で摺動部の異物を補完的に除去可能な潤滑油の流れを発生させることを、摺動部において広範囲で行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態による燃料噴射ポンプ１を示す縦断面図である。
【図２】本発明の一実施形態による燃料噴射ポンプ１を示す横断面図である。
【図３】図１に示すカムリングの模式的斜視図である。
【図４】図３中のＩＶ矢視図である。
【図５】図３に示す噴出孔の変形例を示すための模式的斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態を、車両用のコモンレール式燃料噴射システムに用いられる燃料噴射ポンプを例にして、図面に基づいて説明する。なお、図中の互いに同一若しくは均等である部分には、同一符号を付している。
【００２４】
（構成）
図１に示す燃料噴射ポンプ１は、２つのシリンダ２２１，２２２と２つの燃料加圧室２２３，２２４が形成されているハウジング２と、２つのプランジャ３，３０を備えた２筒式の燃料噴射ポンプである。プランジャ３，３０は、それぞれ、シリンダ２２１，２２２を往復移動可能にハウジング２に支持され、それぞれ、燃料加圧室２２３，２２４に吸入された燃料を加圧し圧送するものである。
【００２５】
燃料噴射ポンプ１は、さらに、カムシャフト５と共に回転するカム６と、カム６の外周側に設けられたカムリング７を備える。カムリング７は、プランジャ３，３０との間に摺動部を構成し、カム６の回転によりプランジャ３，３０をプランジャ３，３０の往復移動方向（図示上下方向）へ往復駆動するものである。プランジャ３とカムリング７の間の摺動部は、プランジャ３の摺動面３１とカムリング７のカムリング摺動面７０から構成され、プランジャ３０とカムリング７の間の摺動部は、プランジャ３０の摺動面３２とカムリング７のカムリング摺動面７１から構成される。
【００２６】
ハウジング２は、ハウジング本体２１と、２つのシリンダヘッド２２，２２０と、軸受カバー２３とを備え、シリンダ２２１は、シリンダヘッド２２に形成され、シリンダ２２２は、シリンダヘッド２２０に形成されている。燃料加圧室２２３は、シリンダ２２１の内面と、逆止弁４１の逆止弁部材の端面と、プランジャ３の端面とにより形成され、燃料加圧室２２４は、シリンダ２２２の内面と、逆止弁４３の逆止弁部材の端面と、プランジャ３０の端面とにより形成されている。軸受カバー２３は、ボルトでハウジング本体２１に固定され、軸受カバー２３とカムシャフト５との間は、オイルシールによりシールされ、カムシャフト５は、メタルブッシュを介してハウジング本体２１と軸受カバー２３に回転自在に支持されている。
【００２７】
図２に示すように、断面が円形状のカム６は、図１に示すようにカムシャフト５に対し偏心して一体形成され、外形が四角形状のカムリング７とカム６との間には、カムリング７およびカム６に摺動可能なメタルブッシュ８が介在している。カムシャフト５を挟んで１８０°反対側に配置されているプランジャ３、３０は、摺動部材７と摺動可能に当接し、プランジャ３の摺動面３１は、カムリング７の摺動面７０と摺動可能に当接し、プランジャ３０の摺動面３２は、カムリング７の摺動面７１と摺動可能に当接している。摺動時に摺動面３１，３２，７０，７１での面圧が低下するように、各摺動面３１，３２，７０，７１は、平面状に形成されている。
【００２８】
プランジャ３、カムリング７、および燃料加圧室２２３との関係は、プランジャ３０、カムリング７、および燃料加圧室２２４との関係と同様であるため、プランジャ３側を例にして、本実施形態について以下に説明する。
【００２９】
図２において、カムシャフト５の回転によるカム６の動きに従って、カムリング７は、カムシャフト５のシャフト中心軸の周りを軌道運動、すなわち公転する。また、プランジャ３は、スプリング３３によりカムリング７側に付勢されている。このため、カム６に対してカムリング７は相対的に回転できるが、プランジャ３に押さえつけられることでカムリング７は回転しないで、カム６がカムリング７内で回転するように構成されている。
【００３０】
プランジャ３は、摺動面３１，７０での摺動により、カムリング７の公転に追従し、カムリング７の公転を往復移動（図示上下方向の移動）に変換する。これにより、プランジャ３は、図示しない燃料タンクからフィードポンプ９を経由し逆止弁４１を介して燃料加圧室２２３に吸入された燃料を、シリンダ２２１内で上下方向に往復摺動して加圧し圧送する。逆止弁４１は、燃料加圧室２２３からフィードポンプ９側へ燃料が逆流することを防止している。
【００３１】
燃料加圧室２２３で加圧された燃料は、燃料吐出通路２２５から燃料配管を介し図示しないコモンレールに供給される。燃料吐出通路２２５には、逆止弁４２が設けられ、この逆止弁４２によって燃料吐出通路２２５から燃料加圧室２２３に燃料が逆流することを防止している。
【００３２】
図２において、カム６とカムリング７は、ハウジング２（ハウジング本体２１）内に収容され、ハウジング本体２１の内部空間に満たされた潤滑油としての燃料に浸っている。
【００３３】
以上、燃料噴射ポンプ１の基本的構成について説明した。以下、燃料噴射ポンプ１の特徴的構成について説明する。
【００３４】
（特徴的構成）
カムリング７の摺動面７０には、図３，４に示すように、カムシャフト５の軸方向Ａに向けて形成されていると共に、互いに平行な複数の溝７３から構成されている第１の溝７２を設けている。各溝７３の両端７３１，７３２は、開放されている、即ち、カムリング７の側面側で開口されている。カムリング７の摺動面７０には、さらに、摺動面７０に対する摺動面３１の摺動方向Ｍに向けて形成されていると共に、互いに平行な複数の溝７５から構成されている第２の溝７４を設けている。各溝７５の両端７５１，７５２も、開放されている、即ち、カムリング７の側面側で開口されている。
【００３５】
図３，４では、６本の溝７３からなる第１の溝７２と３本の溝７５からなる第２の溝７４を模式的に示したが、溝７２，７４は、これらの本数に限定されない。
【００３６】
図１において、ハウジング本体２１には、フィードポンプ９からの燃料の一部を潤滑油として第１の溝７２に導くための噴出孔２１１と噴出通路２１２を設けている。プランジャ３が往復移動するときの上死点に位置する状態で第１の溝７２の一端７３１側に向けて燃料を噴出可能な位置に、噴出孔２１１を配置している。即ち、図１，２の上下方向において、プランジャ３が上死点に位置する状態で摺動面７０が位置する高さに噴出孔２１１を配置している。さらに、プランジャ３が上死点に位置する状態で、図２の左右方向において摺動面７０の略中央に噴出孔２１１を配置している。
【００３７】
なお、カムリング７の摺動面７１にも、第１の溝７２と同様の溝、および第２の溝７４と同様の溝を形成している。また、図１において、ハウジング本体２１には、フィードポンプ９からの燃料の一部を潤滑油として、摺動面７１に形成された第１の溝７２と同様の溝に導くための噴出孔２１３と噴出通路２１４を設けている。図１，２の上下方向において、プランジャ３０が下死点に位置する状態で摺動面７１が位置する高さに噴出孔２１３を配置している。
【００３８】
図１，２は、プランジャ３が上死点に位置する状態と、プランジャ３０が下死点に位置する状態を示している。
【００３９】
シリンダ２２１，２２２は、請求項に記載の摺動孔に相当し、プランジャ３、３０は、請求項に記載の可動部材に相当し、摺動面３１，３２は、請求項に記載の可動部材摺動面に相当する。カムシャフト５は、請求項に記載の駆動軸に相当し、摺動面７０，７１は、請求項に記載のカムリング摺動面に相当する。プランジャ３の上死点、およびプランジャ３０の下死点は、請求項に記載の可動部材が往復移動するときの一端に相当する。
【００４０】
（作用効果）
次に、本実施形態の燃料噴射ポンプ１の作用を図１〜４に基づいて説明する。
【００４１】
本実施形態による燃料噴射ポンプ１では、特徴的構成として、カムリング７の摺動面７０に、両端７３１，７３２が開放されている第１の溝７２を設け、第１の溝７２の一端７３１側に向けて潤滑油としての燃料を噴出する噴出孔２１１をハウジング本体２１に設けている。このため、図３，４において矢印Ｐ１で示すように、噴出孔２１１から噴出された燃料は、開放されている一端７３１側から第１の溝７２内に導入され、矢印Ｐ２で示すように、開放されている他端７３２側から排出される。したがって、第１の溝７２内では、摺動面３１，７０から構成された摺動部の異物を除去可能な燃料の流れを発生させることができる。この燃料の流れによって、摺動部での異物を除去して、この摺動部での耐異物性と潤滑性を向上できる。
【００４２】
また、噴出孔２１１を、プランジャ３が往復移動するときの上死点にプランジャ３が位置する状態で第１の溝７２の一端７３１側に向けて燃料を噴出可能な位置に配置している。ここで、プランジャ３は、上死点または下死点では、移動方向を反対にすることから移動速度を零とするため、上死点または下死点に位置する時間が、他の位置（上死点と下死点の間の位置）の時間よりも長くなる。このため、プランジャ３が上死点に位置する状態で第１の溝７２の一端７３１側に向けて燃料を噴出すれば、プランジャ３が他の位置に位置する状態で第１の溝７２の一端７３１側に向けて燃料を噴出するよりも、長い時間、第１の溝７２の一端７３１側に向けて燃料を噴出できる。したがって、第１の溝７２内で、摺動面３１，７０から構成された摺動部の異物を除去可能な潤滑油の流れをより長い時間、発生させることができる。したがって、この摺動部での耐異物性と潤滑性をより向上できる。
【００４３】
また、第１の溝７２を、互いに平行な複数の溝７３として構成しているため、摺動面３１，７０から構成された摺動部の異物を除去可能な燃料の流れを第１の溝７２内で発生させることを、摺動面７０において広範囲で行なうことができる。したがって、この摺動部での耐異物性と潤滑性をより向上できる。
【００４４】
また、第１の溝７２を、カムシャフト５の軸方向Ａに向けて形成している。ここで、カムシャフト５の軸方向Ａが、摺動面３１，７０から構成された摺動部の摺動方向Ｍと直角な方向となっている。このため、カムシャフト５の軸方向Ａでは、カムリング７とプランジャ３との間の摺動による燃料の流れが、ほとんど生じない。このため、この摺動による燃料の流れがほとんど生じない方向の第１の溝７２内において、摺動面３１，７０から構成された摺動部の異物を除去可能な燃料の流れを、噴出孔２１１からの燃料の噴流によって発生させることができる。即ち、摺動部の異物を除去し難い方向において摺動部の異物を除去可能な燃料の流れを発生させて、効果的にこの異物を除去することが可能になる。したがって、この摺動部での耐異物性と潤滑性を効果的に向上できる。
【００４５】
また、摺動面３１，７０から構成された摺動部の摺動方向Ｍに向けて形成されていると共に両端７５１，７５２が開放されている第２の溝７４を、カムリング７の摺動面７０に設けている。摺動部の摺動方向Ｍにおいては、カムリング７とプランジャ３との間の摺動による燃料の流れが生じるため、図３，４において矢印Ｐ３で示すように、燃料は、開放されている一端７５１または７５２側から第２の溝内に導入され、開放されている他端７５２または７５１側からから排出される。したがって、第２の溝７４内で摺動部の異物を補完的に除去可能な潤滑油の流れを発生させることができる。したがって、この摺動部での耐異物性と潤滑性をより向上できる。
【００４６】
また、第２の溝７４を、互いに平行な複数の溝７５として構成しているため、摺動面３１，７０から構成された摺動部の異物を補完的に除去可能な燃料の流れを第２の溝７４内で発生させることを、摺動面７０において広範囲で行なうことができる。したがって、この摺動部での耐異物性と潤滑性をより向上できる。
【００４７】
なお、摺動面３２，７１から構成された摺動部でも、上述と同様の効果を得ることができる。
【００４８】
（変形例）
上述の例では、第１の溝７２と第２の溝７４を、カムリング７の摺動面７０に設けたが、プランジャ３の摺動面３１に設けることも可能である。また、カムリング７の摺動面７１の代わりに、第１の溝７２と同様の溝、および第２の溝７４と同様の溝を、プランジャ３０の摺動面３２に設けることも可能である。これにより、上述と同様の効果を得ることができる。
【００４９】
上述の例では、図１，２の上下方向において、プランジャ３が上死点に位置する状態で摺動面７０が位置する高さに噴出孔２１１を配置したが、プランジャ３が下死点に位置する状態で摺動面７０が位置する高さに噴出孔２１１を配置することも可能である。また、図１，２の上下方向において、プランジャ３０が下死点に位置する状態で摺動面７１が位置する高さに噴出孔２１３を配置したが、プランジャ３０が上死点に位置する状態で摺動面７１が位置する高さに噴出孔２１３を配置することも可能である。これによっても、上述と同様の効果を得ることができる。
【００５０】
上述の例では、噴出孔２１１は、１個であったが、図５に示すように、摺動面７０に沿って略直線状に配置した複数の噴出孔２１５とすることも可能である。図３，４において矢印Ｐ１で示す噴流と比較して、図５において矢印Ｐ４で示す噴流が、第１の溝７２内の燃料の流れをより高めることができるため、摺動面３１，７０から構成された摺動部での耐異物性と潤滑性をより向上できる。また、噴出孔２１３の代わりに、複数の噴出孔２１５と同様の複数の噴出孔を設けることも可能である。これによっても、摺動面３２，７１から構成された摺動部での耐異物性と潤滑性をより向上できる。
【００５１】
上述の例では、燃料噴射ポンプ１は、２つのシリンダ２２１，２２２、２つの燃料加圧室２２３，２２４、および２つのプランジャ３，３０を備えた２筒式の燃料噴射ポンプであったが、これに限らない。１つのシリンダ、１つの燃料加圧室、および１つのプランジャを備えた１筒式の燃料噴射ポンプであっても、または、３つのシリンダ、３つの燃料加圧室、および３つのプランジャを備えた３筒式の燃料噴射ポンプであっても、本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１  燃料噴射ポンプ
２  ハウジング、２１  ハウジング本体、２１１，２１３，２１５  噴出孔
２１２，２１４  噴出通路、２２，２２０  シリンダヘッド
２２１，２２２  シリンダ（摺動孔）、２２３，２２４  燃料加圧室
２２５  燃料吐出通路、２３  軸受カバー、３、３０  プランジャ（可動部材）
３３  スプリング、３１，３２  摺動面（可動部材摺動面）、４１〜４３  逆止弁
５  カムシャフト（駆動軸）、６  カム、７  カムリング
７０，７１  摺動面（カムリング摺動面）、７２  第１の溝、７３  溝、７３１  一端
７３２  他端、７３１、７３２  両端、７４  第２の溝、７５  溝
７５１，７５２  両端、８  メタルブッシュ、９  フィードポンプ
【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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