(57)【要約】      （修正有）【課題】初期デッドストロークを低減し、ペダルフィーリングを改良する。【解決手段】１次タンクポット４２および２次タンクポット４４が、流体タンクと１次および２次チャンバのそれぞれとの間で液圧流体を運ぶために、１次導管３２、３４、３６、８０および２次導管４８、５０に接続されている。弁７６が、１次ポット４２と１次導管との間の連通を選択的に開いたり閉じたりするために２次ピストン２０によって作動される。弁７６が閉じられたときに、ポペット弁３０が閉じられてそれにより１次ポット４２とタンクとの間の連通が閉じられる前に初期の加圧流体を発生させて１次導管３２、３４、３６、８０用の１次回路の流路まで送ることにより、１次回路のデッドストロークが低減される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
概して円筒形の孔（１６）を有するマスターシリンダハウジング（１４）と、
前記孔の中に往復運動可能に配置されて前記孔と共に１次ブレーキ液圧チャンバ（２６）および２次ブレーキ液圧チャンバ（２８）を画定する１次ピストン（１８）および２次ピストン（２０）と、
流体タンクと前記１次および２次チャンバのそれぞれとの間で液圧流体を運ぶための、１次導管（３２、３４、３６、８０）および２次導管（４８、５０）に連結されている１次タンクポット（４２）および２次タンクポット（４４）と、
前記１次ポットと前記１次導管との間の連通を選択的に開いたり閉じたりするように、前記２次ピストンの移動によって作動される弁（７６）と
を有する、車両用液圧マスターブレーキシリンダ組立体（１２）。
【請求項２】
前記１次導管が、前記円筒形孔から離れるように前記円筒形孔から概して直角方向に延在している流体通路（３８、４０）を有しており、前記弁（７６）が、前記１次ポットと１次導管との間にある弁座（７２）と、密閉状態で選択的に前記弁座と係合する弁面（９８）を有する弁本体と、弁作動アーム（９６）と、前記弁面を前記弁座とシール接触するように押圧する弾性部材（７８）とを有する、請求項１に記載のマスターブレーキシリンダ組立体。
【請求項３】
前記弁作動アーム（９６）が、前記２次ピストン（２０）との係合を選択的に行うように、前記弁面から離れて前記円筒形孔の中へ延在する、請求項２に記載のマスターブレーキシリンダ組立体。
【請求項４】
前記１次ポット（４２）が、前記ハウジング（１４）内に横方向円筒形空洞を備えており、前記１次導管が、前記円筒形孔内に開口する直径が最も小さい横方向円筒形空洞（３８）により結合される、直径の小さい横方向円筒形空洞（４０）の流体通路を有する、請求項１に記載のマスターブレーキシリンダ組立体。
【請求項５】
前記弁（７６）が、前記１次ポットと１次導管との間にある弁座（７２）と、密閉状態で選択的に前記弁座と係合する弁面（９８）を有する弁本体と、前記２次ピストン（２０）との係合を選択的に行うように、前記弁面から離れて前記円筒形孔の中に延在している弁作動アーム（９６）と、前記弁面を前記弁座（７２）とシール接触するように押圧する弾性部材（７８）とを有する、請求項４に記載のマスターブレーキシリンダ組立体。
【請求項６】
個別のフロントホイールブレーキアクチュエータ（５６、５８）およびリヤホイールブレーキアクチュエータ（６０、６２）を有する車両用ブレーキシステムに使用するためのマスターシリンダ（１２）であって、
マスターシリンダハウジング（１４）と、
前記ハウジング内の概して円筒形の孔（１６）と、
前記孔の中に往復運動可能に配置される第１のピストン（１８）と、
前記孔の中に往復運動可能に配置される第２のピストン（２０）であって、
前記第１のピストンが、前記第２のピストンおよび前記孔と共に、第１の可変容積チャンバ（２６）を画定しており、
前記第２のピストンが、前記孔と共に、第２の可変容積チャンバ（２８）を画定しており、
前記第１および第２のチャンバが、流体を受け入れて前記ブレーキシステム内の流体レベルを所望のレベルに維持するように、第１の流体流路（３２、３４、３６、８０）および第２の流体流路（４８、５０）により連結されており、さらに、ブレーキ適用を行うための加圧流体を供給するためにリヤホイールブレーキアクチュエータおよびフロントホイールブレーキアクチュエータにそれぞれ連結されている、第２のピストン（２０）と、
前記第２の流体流路を選択的に閉じて前記第２のチャンバ（２８）内の流体圧力を増加させるように前記第２のピストン（２０）の動作によって作動される、前記第２の流体流路内のポペット弁（４６）と、
前記第１の流体流路を選択的に閉じて前記第１の可変容積チャンバ（２６）内の流体圧力を増加させるように前記第２のピストン（２０）の動作によって作動される、前記第１の流体流路内の弁（７６）と
を有する
マスターシリンダ（１２）。
【請求項７】
前記第１のピストン（１８）および前記第２のピストン（２０）を互いから軸方向に離れるように弾性的に押圧するための第１のピストン戻しばね（２２）と、前記第２のピストン（２０）を前記ポペット弁（４６）から軸方向に離れるように弾性的に押圧するための第２のピストン戻しばね（２４）とをさらに有するマスターシリンダであって、前記第１のばね（２２）の押圧に打ち勝つために必要となる力が、前記第２のばね（２４）の押圧に打ち勝つために必要となる力より大きい、請求項６に記載のマスターシリンダ。
【請求項８】
前記第１の流体流路を選択的に開いたり閉じたりするように前記第１のピストン（１８）と前記第２のピストン（２０）との間の相対的な動作によって作動される、第１の流体流路内のポペット弁（３０）をさらに有し、前記第１の流体流路内の前記ポペット弁（３０）が閉じられた後は、前記第１の流体流路内の前記ポペット弁（３０）は、通常、閉じている、請求項６に記載のマスターシリンダ。
【請求項９】
前記第１の流体流路が、前記ハウジング内に横方向円筒形空洞（４２）を有し、前記空洞（４２）は、前記円筒形空洞（４０）に対して横方向の小さい直径を有しており且つ前記円筒形空洞（３８）に対して横方向の、前記円筒形孔内に開口する最も小さい直径により結合されている流体通路に連通している、請求項６に記載のマスターシリンダ。
【請求項１０】
前記弁（３０）が、前記横方向円筒形空洞と前記流体通路との間の弁座（７２）と、前記第１の可変容積チャンバ（２６）を密閉するように選択的に前記弁座と係合する弁面（９８）を有する弁本体と、前記２次ピストンとの係合を選択的に行うように前記弁面から離れて前記円筒形孔の中に延在している弁作動アーム（９６）と、前記弁面を前記弁座とシール接触するように押圧する弾性部材（７８）とを有する、請求項６に記載のマスターシリンダ。
【請求項１１】
１次戻しばね（２２）および２次戻しばね（２４）によりブレーキ解放位置の方向に付勢されている１次ピストン（１８）および２次ピストン（２０）を含んだ１次および２次ブレーキ回路と、流体タンクと前記１次および２次ブレーキ回路のそれぞれとの間で液圧流体を運ぶための１次導管（３２、３４、３６、８０）および２次導管（４８、５０）とを有するタンデム式の車両用マスターブレーキシリンダを作動させる方法であって、
前記２次戻しばねを圧縮して前記１次導管を閉じるように、前記１次および２次ピストンを同時に並進させる工程と、
最初に前記１次回路内の流体圧力を増加させるように、前記１次ピストンを前記２次ピストンに対して前記１次戻しばねの付勢に逆らって並進させる工程と、
１次および２次ブレーキ回路の圧力を増加させて車両の動作を停止させるように、前記１次および２次ピストンの並進を継続させる工程と
を含む方法。
【請求項１２】
前記マスターシリンダが、前記１次および２次導管のそれぞれを選択的に開いたり閉じたりするための１次ポペット弁（３０）および２次ポペット弁（４６）をさらに有し、前記方法が、前記２次ピストンに対して前記１次ピストンを最初に並進させる前記工程の間に前記１次ポペット弁（３０）を閉じる工程をさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記マスターシリンダが、前記１次および２次導管のそれぞれを選択的に開いたり閉じたりするための１次および２次ポペット弁をさらに有し、前記方法が、前記１次および２次ピストンを同時に並進させる前記工程の間に前記２次ポペット弁を閉じる工程をさらに含む、請求項１１に記載方法。
【請求項１４】
前記２次ピストンに対して前記１次ピストンを並進させる前記工程を行う間に前記１次ポペット弁を閉じる工程をさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
所望の車両速度に達したときに前記１次ピストンを解放することにより、前記１次および２次ブレーキ回路内の流体圧力を解放して前記１次および２次導管を再び開く工程をさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両用ブレーキシステムに関し、より詳細には、このようなブレーキシステムのための改良型マスターシリンダ構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
本明細書で用いられる車両用液圧ブレーキシステムおよびマスターシリンダの設計は古くてよく知られているものであり、簡単な形では、ばね付勢された可動ピストンによって一方の端部がポートを通過して液圧チャンバ内の流体に圧力をかけるときに閉じられる、液圧チャンバの上方に配置される流体タンクを有する。マスターシリンダは、車両用１つまたは複数のホイールブレーキ・アクチュエータにブレーキ適用流体圧力を与えるために可動ピストンが機械的に作動される（真空により与圧される場合が多い）ときに機能する。比較的単純なマスターシリンダが、米国特許第４，３２０，６２４号明細書および第６，６５８，８４４号明細書に開示されている。車両用液圧回路を、１つの回路がフロント・ホイールブレーキを作動させるためのものであり別の１つの回路がリヤ・ホイールブレーキを作動させるためのものである２つ以上のほぼ自律型の回路に分割することは珍しいことではない。このような分割を行うための１つの方式は、分離された複数の流体タンクまたは共有される単一の流体タンクを備える、分離されているが同時に作動可能である２つの液圧チャンバを有するタンデム式の単一マスターシリンダを使用する方式である。分離された２つのブレーキ回路用の分離された２つのチャンバを有するマスターシリンダが、米国特許第４，１２２，５９６号明細書、第５，５１３，４９２号明細書および第５，９４３，８６３号明細書を含めた多くの米国特許で示されているように、公知である。
【０００３】
米国特許第５，９４３，８６３号明細書に開示されているマスターシリンダは、径方向ポート（１次回路用）および軸方向ポート（２次回路用）によってタンクに接続されておりさらに第１および第２の出口ポートを通ってブレーキシステムに接続されている孔を備えるハウジングを有する。孔の中に配置されている第１および第２のピストンは、第１の戻しばねによって分離されて第１のすなわち１次チャンバを画定しており、一方第２のピストンは、第２の戻しばねによって孔の底部から分離されて２次チャンバを画定する。１次チャンバは、第２のピストン内にある軸方向通路を介して径方向ポートに連結されており、一方２次チャンバは、タンクと孔との間で流体を連通させるためにハウジング内の軸方向ポートに直接に連結されている。第１および第２のピストンは、まず孔の中で移動することにより入力に反応し、第１および第２の戻しばねを圧縮し、連結部材またはロッドのヘッドを通常は開かれているポペット弁に係合させこれを閉じさせて、ハウジング内の径方向ポートおよび軸方向ポートに対して軸方向通路を密閉し、それにより孔とタンクとの間での連通を停止させる。タンクのポペット弁を閉じ、マスターシリンダ内の圧力の増加を開始させるためのこの最初の運動は、制動力は発生させず、デッドストロークとして知られている。より正確には、デッドストローク（補償損失（ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ  ｌｏｓｓ）とも呼ばれる）とは、マスターシリンダの高圧力の回路からタンクの低圧力の回路を隔離するために必要となる１次ピストンの移動量のことである。この非生産的なデッドストロークを減少させることが望まれていることは最近のいくつかの特許から認められる。軸方向に配置されるポペット弁以外では、米国特許第６，９７８，６１４号（Ｂ２）明細書および第７，０４０，０９３号明細書が、各ピストンごとにタンク入口ポート上に延びる、軸方向に離隔された一対のシリンダ側壁シールを使用する。各ピストンは側壁開口部を有しており、これらの側壁開口部は、２つのシールの中間に位置されたときに、流体がタンクから個々の圧力チャンバ内へと流れるようにする。
【０００４】
米国特許第６，９７８，６１４号明細書が、供給チャンバおよび圧力チャンバを画定して、軸方向の１次ピストンおよび軸方向のカップ形状２次ピストンが滑動可能に嵌合されておりさらに少なくとも１つのシール要素が各ピストンに接触するように配置されている孔を有するマスターシリンダを使用することによる、デッドストロークを減らすための一手法を教示している。各ピストンはフロント圧力チャンバの方向に開いている孔を有しており、２次回路ピストンが、環状側壁シールを越えて通過するときにブレーキ圧を発生させるようにフロント圧力チャンバを隔離することを目的として、その周囲部およびその孔に対して開いている弁形成貫通孔を有する。少なくとも１つのピストンに関連付けられたフロント（２次）圧力チャンバは、貫通孔を閉塞してデッドストロークを減らすための、環状側壁シールの後方においてピストンの外側で軸方向に延在している少なくとも１つの管状円筒形要素を有する。この環状要素は、ラジアル弁がシールを通過する前にラジアル弁を密閉することを目的として挿置される。米国特許第７，０４０，０９３号明細書は、このような所望の結果を得るために、複数の異なる側壁開口パターンを提案している。
【０００５】
デッドストロークを最小化してブレーキ性能を向上させること、および、このような最小化が現行のマスターシリンダの設計に容易に適合されるような形で達成されることが強く望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第４，３２０，６２４号明細書
【特許文献２】米国特許第６，６５８，８４４号明細書
【特許文献３】米国特許第４，１２２，５９６号明細書
【特許文献４】米国特許第５，５１３，４９２号明細書
【特許文献５】米国特許第５，９４３，８６３号明細書
【特許文献６】米国特許第６，９７８，６１４（Ｂ２）号明細書
【特許文献７】米国特許第７，０４０，０９３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、初期作動時におけるデッドストロークの低減を可能にすると同時に、高流量能力およびすべての調節適用におけるペダルフィールの改良を可能にするマスターシリンダ組立体を開示する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
車両用液圧マスターブレーキシリンダ組立体が、概して円筒形の孔を有するマスターシリンダハウジングと、上記孔の中に往復運動可能に配置されて１次および２次ブレーキ液圧チャンバを画定する１次および２次ピストンとを有する。１次および２次タンクポットまたはタンクポートが、流体タンクと１次および２次チャンバとの間で液圧流体を運ぶための１次および２次導管に連結されている。弁が、１次ポートと１次導管との間にある弁座と、密閉状態で選択的に弁座と係合する弁面を有する弁本体と、弁面が弁座とシール接触するように付勢する弾性部材とを含んでいる。この弁は、１次ポートと１次導管との間の連通を選択的に開いたり閉じたりするために、２次ピストンによる作動用の、孔の中へ延在している作動アームを有する。
【０００９】
本発明の利点は、１次流路が、ペダルストロークおよびペダルフィールに悪影響を及ぼすことなく、ＥＳＰ用途のために増大され得ることである。
別の利点は、本発明が、現行のマスターシリンダ設計およびすべての孔径に適合性を有することである。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明を組み込んだ、休止状態のマスターシリンダの断面図である。
【図２】図１のマスターシリンダの１次タンク導管部分の拡大断面図である。
【図３】従来技術のマスターシリンダの１次タンク導管部分の拡大断面図である。
【図４】ピストンが初期のブレーキ適用位置にある、図１のマスターシリンダの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
対応する参照符号は、複数の図面を通して対応する部品を示している。
ここで、図面、特に図１を参照すると、米国特許第５，９４３，８６３号明細書に類似する構造を有するマスターシリンダ１２が示されており、本体またはハウジング１４が、その中に概して円筒形の孔１６を有する。１次ピストン１８および２次ピストン２０が孔１６内に配置されており、それぞれが、１次戻しばね２２および２次戻しばね２４により、図示されているように右方向に付勢されている。第１のすなわち１次ピストン１８は、２次ピストン２０および孔１６と共に、１次ブレーキ回路用の第１の可変容積すなわち圧力チャンバ２６を画定しており、一方第２のすなわち２次ピストン２０は、孔１６と共に、第２の可変容積すなわち圧力チャンバ２８を画定する。チャンバ２６は、通常は開いているポペット弁３０と、軸方向導管３２と、環状チャンバ２６の孔の軸線に対して概して直角方向に延在している径方向導管３４と、横方向円筒形空洞３８、４０とを含む流体流路によって、ブレーキシステムの１次回路内で所望の流体レベルを維持するための流体タンク（図示せず）に連結されている１次ポット（ｐｏｔ）またはポート４２に連結されている。同様に、チャンバ２８は、通常は開いているポペット弁４６と、軸方向導管４８と、径方向導管５０とを含んだ２次流体流路を経由して、２次ポットまたはポート４４に連通している。圧力チャンバ２６および２８はまた、ブレーキ適用を行うための加圧流体を供給するために、ポート５２および５４を含んだ流体流路により、フロント・ホイールブレーキ・アクチュエータ５６、５８およびリヤ・ホイールブレーキ・アクチュエータ６０、６２に連結されている。１次ピストン１８は、１次ポンピング・シール６４およびリヤ・シール７０を保持するための環状溝を有する。同様に、２次ピストン２０は、間にある環状チャンバ３６を密閉しているポンピング・シール６６および圧力シール６８のための環状溝を有する。
【００１２】
図１と図２とを比較すると、２次流体流路内のポペット弁４６は、第２の流体流路を選択的に閉じて第２のチャンバ内の流体圧力を増加させるために、２次ピストン２０の動作によって作動可能である。ピストン２０が図示されているように左方向に並進するとき、ロッド８２が、ばね８４の付勢に抗して弁を押し付けて流路が閉じられる。ポペット弁３０に加えて、第１のすなわち１次流路は、ばね７８によって付勢されて弁座７２と密閉状態で係合する弁７６を含んでいる。しかし、図１に図示したようにマスターシリンダが休止状態にあるとき、この弁は、２次ピストン２０上のリム７４により、図１および図２の傾斜した位置すなわち斜めの位置で開いた状態で保持される。弁７６は、ブレーキペダルが押し下げられてピストン１８および２０が共に並進するときの第２のピストン２０の左方向への動作によって作動（解放）され、それにより１次流体流路が閉じられて１次チャンバ２６内の流体圧力が増加する。他の弁構成も考えられる。
【００１３】
図３は、従来技術のマスターシリンダのための１次流体流路を示している。この流路は、環状チャンバ３６に繋がっている通路９０を備えるポットまたはチャンバ４２を有する。この流路は、ブレーキペダルが作動されても、ピストン１８の初期移動が、ロッド８６が戻しばね８８の付勢に逆らってポペット弁３０に係合してポペット弁３０を閉じるくらい十分な距離になるまでは開いたままである。この初期移動が上で考察したデッドストロークである。図２の構成では、本発明を画定するための図３の従来技術に適合させるのに必要となる比較的単純な修正形態を示している。流体タンクと連通しているポット４２が、ハウジングまたは本体１４の中に横方向円筒形空洞を有する。１次導管９０は、マスターシリンダの円筒形孔１６の環状空洞３６の中へと開いている単純な横方向円筒形孔である。この通路９０は、部分的な穿孔により、ポット４２より直径が小さい円筒形部分４０を形成することによって拡張される。さらに円筒形の穿孔を行うことにより、直径が最も小さい横方向円筒形空洞を形成する部分３８が作られ、これは、円筒形孔１６の環状空洞３６の中へ開いている。ばね７８および弁７６は円筒形部分４０内に位置される。弁座７２は、ポットと導管４０との接続部であるポット４２の底部に固定されており、デッドストローク低減弁保持装置およびシールとして機能する。弁座７２は中央開口部８０を有しており、１次ポット４２と１次導管部分４０および３８との間に固定される。弁本体７６は、密閉状態で選択的に弁座７２と係合する弁面９８と、弁面から離れて円筒形孔１６の中へ延在する、２次ピストン２０上のリブ７４との係合を選択的に作用させるための弁棒または作動アーム９６とを有する。弾性部材またはばね７８（コイルばねなど）は、弁面９８と孔３８および４０の間にあるレッジまたはショルダ３９との間で圧縮され、弁面９８を弁座７２とシール接触するように付勢する。
【００１４】
図４は、車両用ブレーキペダルがある程度（一実施形態では、約１．２５ｍｍ）押し下げられた後の、図１のマスターシリンダ組立体を示している。ポペット弁３０はまだ作動されておらず、１次ギャップ９４が開いたままである。２次ピストン戻しばね２４は１次戻しばね２２と比べて与えられる荷重（ｉｎｓｔａｌｌｅｄ  ｌｏａｄ）が小さいことから、ペダルが踏まれて１次ピストン１８が前方にストロークを開始するときに、その荷重は２次ピストン２０の方へ伝達される。２次ピストン２０が前方へ移動することにより、２次戻しばね２４が圧縮される。これにより、２次ポペット弁４６がギャップ９２を閉じて２次タンクポット４４を密閉することで、２次回路の圧力を増加させることができる。
【００１５】
２次ピストン２０が図示されているように左方向に移動するとき、リブ７４が弁アーム９６を解放し、弁７６が、１次タンクポット４２を閉鎖するために弁座７２と係合するようにばね７８により押圧される。デッドストローク低減弁７６によって１次ポットが閉鎖されることにより、１次ばね２２が依然として圧縮されたままでかつポペット弁３０が依然として開いたままで、１次回路の圧力を増加させることが可能となる。これにより１次回路のデッドストロークが減少する。というのは、１次ポペット弁３０が閉じられる前にチャンバ２６内の圧力が増加し始めるからである。本発明のデッドストローク低減弁７６を使用しない場合、１次ポペット弁３０が閉じられるまで１次回路内の圧力は増加しない。ポペット弁３０は、いくつかの考えられる故障モードに対応できるように保持される。いったんポペット弁３０が閉じられると、環状チャンバ３６内の圧力がさらに増加することはない。デッドストローク低減弁７６を追加することにより、ギャップ９２および９４が増大されて、ペダルフィールの性能を悪化させることなく流れを向上させることが可能となる。
【００１６】
要約すると、１次ピストン１８および２次ピストン２０は、最初、同時に並進して２次戻しばね２４を圧縮し、それにより２次ポペット弁４６が閉じられて２次回路導管が閉鎖され、さらに、アーム９６が解放されることにより、弁７６が１次導管を閉じる。次いで、１次および２次ブレーキ回路の圧力は両方とも増加し始めることができる。その後、１次ピストンが２次ピストンに対して１次戻しばね２２の付勢に逆らってさらに並進することにより１次ポペット弁３０が閉じられ、１次回路内の流体圧力が増加する。１次および２次ピストンが継続して並進することにより、１次および２次ブレーキ回路の圧力が増加して車両の動作が停止される。１次ピストンは所望の車両速度に達すると解放され、それにより１次および２次回路内の流体圧力は軽減される。
【符号の説明】
【００１７】
１２  マスターシリンダ
１４  本体またはハウジング
１６  孔
１８  １次ピストン
２０  ２次ピストン
２２  １次戻しばね
２４  ２次戻しばね
２６、２８  圧力チャンバ
３０、４６  ポペット弁
３２、４８  軸方向導管
３６  環状チャンバ、環状空洞
３８、４０  横方向円筒形空洞、１次導管部、孔
３９  レッジまたはショルダ
４２  １次ポットまたはポート、チャンバ
５０  径方向導管
５２、５４  ポート
５６、５８  フロント・ホイールブレーキ・アクチュエータ
６０、６２  リヤ・ホイールブレーキ・アクチュエータ
６４  １次ポンピング・シール
６６  ポンピング・シール
６８  圧力シール
７０  リヤ・シール
７２  弁座
７４  リム
７６  弁、弁本体、デットストローク低減弁
７８、８４  ばね
８２、８６  ロッド
８８  戻しばね
９０  通路、１次導管
９２  ギャップ
９４  ギャップ
９６  弁作動アーム
９８  弁面
【図１】
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【図２】
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【図３】
2010149844.tif 000005
【図４】
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【外国語明細書】
2010149844000001.pdf