(57)【要約】【課題】トルクを低減させることが可能で、かつ生産性の向上を図ったシールリングを提供する。【解決手段】シールリング本体の軸方向の厚みが、外周側に比べて内周側の方が薄くなるように、シールリング本体の側面１０３には、環状溝の側壁面に摺動する面よりも凹んだ凹み部１２０が内周端縁に沿って設けられたシールリング１００において、凹み部１２０をシールリング本体の中心軸方向に見た外形は円形であり、この円の中心は、シールリング本体の中心軸に対して、切断部１１０とは反対側にずれた位置となることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対的に回転する２部材のうちの一方の部材に設けられた環状溝に装着され、かつ該環状溝の側壁面と他方の部材の周面に対してそれぞれ接触することで、これら２部材間の環状隙間をシールすると共に、周方向の一箇所にて切断された切断部が設けられたシールリングであって、
前記切断部には、シールリング本体の中心軸と同心的な円筒面の一部で構成される切断面が含まれると共に、
シールリング本体の軸方向の厚みが、外周側に比べて内周側の方が薄くなるように、シールリング本体の側面には、前記環状溝の側壁面に摺動する面よりも凹んだ凹み部が内周端縁に沿って設けられたシールリングにおいて、
該凹み部をシールリング本体の中心軸方向に見た外形は円形であり、この円の中心は、シールリング本体の中心軸に対して、前記切断部とは反対側にずれた位置となることを特徴とするシールリング。
【請求項２】
シールリング本体の側面のうち外周側の端面と、前記凹み部における前記端面に繋がる面とのなす角が鈍角であることを特徴とする請求項１に記載のシールリング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールリングに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
相対的に回転する２部材のうちの一方の部材に設けられた環状溝に装着され、かつ該環状溝の側壁面と他方の部材の周面に対してそれぞれ接触することで、これら２部材間の環状隙間をシールするシールリングが知られている。より具体的な例として、ハウジングの軸孔に挿通される回転軸に設けられた環状溝に装着されて、該環状溝の非密封流体側の側壁面に摺動自在に接触し、かつ前記軸孔の内周面に接して、これら回転軸と軸孔との間の環状隙間を封止するシールリングを挙げることができる。このようなシールリングにおいては、回転軸に設けられた環状溝にシールリングを簡単に装着できるように、シールリングには、周方向の一箇所にて切断された切断部（合口部）が設けられるのが一般的である。
【０００３】
かかるシールリングは、様々な装置において適用されるが、例えば、高圧・高回転の環境下で用いられるシールリングにおいては、如何に低トルクにするかが課題となっている。トルクＴｒは、摩擦係数をμ、軸外径半径をｒ、受圧面積をＡ、圧力をＰとすると、
Ｔｒ＝μ×ｒ×Ａ×Ｐ
で表される。
【０００４】
このうち、軸外径半径ｒと、圧力Ｐは、シールリングが適用される装置側の仕様によって定められる。そのため、シールリングの構成によって、トルクＴｒを低減させるには、摩擦係数μか受圧面積Ａを小さくする必要がある。摩擦係数μを小さくするためには、例えば、シールリングの材料を改良することが考えられる。しかし、このような改良は一般的には難しい。そこで、シールリングにおける摺動面となる側面に、環状溝の側壁面に摺動する面よりも凹んだ凹み部を設けて、受圧面積Ａを小さくする技術が知られている。このような従来例に係るシールリングについて、図８及び図９を参照して説明する。
【０００５】
図８は従来例に係るシールリングの装着状態を示す一部破断斜視図である。図９は従来例に係るシールリングの装着状態を示す模式的断面図である。図示の従来例に係るシールリング５００は、回転軸６００と、回転軸６００が挿通される軸孔を有するハウジング７００との間の環状隙間を封止するものである。なお、図９において、図中左側が高圧側（Ｈ）であり、右側が低圧側（Ｌ）である。例えば、高圧側（Ｈ）が、オイルが密封された領域となり、低圧側（Ｌ）が大気領域となる。
【０００６】
このシールリング５００は、回転軸６００に設けられた環状溝６０１に装着されて、環状溝６０１の低圧側（Ｌ）の側壁面に摺動自在に接触し、かつハウジング７００の軸孔の内周面に接することで、回転軸６００とハウジング７００との間の環状隙間を封止する。そして、このシールリング５００には、シールリング本体の側面に、内周端縁に沿って凹み部５２０が設けられている。これにより、凹み部５２０においては密封対象流体による流体圧力（例えば油圧）がキャンセルされ、受圧面積Ａを低減させることができる。なお、受圧面積Ａは、高圧側と低圧側の流体圧力によってシールリング５００にかかる圧力がキャンセルされない部分の面積、すなわち、凹み部５２０が設けられていない部分の面積である。図９中の断面図においては、領域Ｓが受圧領域である。
【０００７】
ここで、このシールリング５００の切断部（合口部）５１０は、側面側及び外周面側が段差形状で切断された特殊ステップカットとなっている。このような切断部５１０におい
ては、シールリング本体の中心軸と同心的な円筒面の一部で構成される切断面５１１が含まれている。そのため、切断部５１０が設けられている部分においては、シールリング本体の径方向の肉厚が、切断部５１０が設けられていない部分に比べて薄くなる。従って、強度やシール面確保の観点から、切断部５１０が設けられていない部分に比べて、切断部５１０が設けられている部分においては、上述した凹み部５２０の径方向幅が狭くなるように構成されている（図８中、Ｘで示す部分）。
【０００８】
以上のように、従来例に係るシールリング５００においては、凹み部５２０の幅が一様とはならないように構成されている。この場合、凹み部５２０の部位の形成も含めて、射出成形によってシールリング５００を成形する場合には、特に問題はない。例えば、シールリング５００の材料として、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）を用いる場合には、凹み部５２０の形成を含めて、シールリング５００を射出成形によって成形することが可能である。
【０００９】
しかしながら、シールリング５００の材料として、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等を採用する場合には、凹み部５２０などの複雑な形状の部分は、切削加工によって形成しなければならない。そのため、上記のように凹み部５２０の径方向幅が一様でない場合には、例えば、３次元フライス等によるプログラム加工が必要となり、加工サイクルが長くなるなど、加工コストが大幅に増加してしまう。
【００１０】
なお、切断部５１０が設けられている部分に形成可能な凹み部５２０の径方向幅を基準にして、全周に亘って凹み部５２０を設けることも考えられるが、この場合には、受圧面積をあまり低減させることができない。従って、トルク低減効果が少なくなってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】実開昭６３−８４４５９号公報
【特許文献２】特開平９−４７２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、トルクを低減させることが可能で、かつ生産性の向上を図ったシールリングを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
【００１４】
すなわち、本発明のシールリングは、
相対的に回転する２部材のうちの一方の部材に設けられた環状溝に装着され、かつ該環状溝の側壁面と他方の部材の周面に対してそれぞれ接触することで、これら２部材間の環状隙間をシールすると共に、周方向の一箇所にて切断された切断部が設けられたシールリングであって、
前記切断部には、シールリング本体の中心軸と同心的な円筒面の一部で構成される切断面が含まれると共に、
シールリング本体の軸方向の厚みが、外周側に比べて内周側の方が薄くなるように、シールリング本体の側面には、前記環状溝の側壁面に摺動する面よりも凹んだ凹み部が内周端縁に沿って設けられたシールリングにおいて、
該凹み部をシールリング本体の中心軸方向に見た外形は円形であり、この円の中心は、シールリング本体の中心軸に対して、前記切断部とは反対側にずれた位置となることを特徴とする。
【００１５】
ここで、前記凹み部における前記円の中心から、シールリング本体の内周における最も離れた位置（切断部が設けられた位置）までの距離が、当該円の半径と同一または小さい場合には、切断部が設けられた位置付近においては、部分的に凹んだ部分がないことになる。本発明は、このような場合も含まれる。
【００１６】
上記のように構成される本発明によれば、シールリング本体の側面には、凹み部が内周端縁に沿って設けられているので、受圧面積を低減させることができる。これにより、トルクを低減させることができる。そして、凹み部をシールリング本体の中心軸方向に見た外形は円形であるので、切削加工により容易に凹み部を形成することができる。
【００１７】
また、前記凹み部における前記円の中心は、シールリング本体の中心軸に対して、切断部とは反対側にずれた位置にある。そのため、切断部付近においては、凹み部の径方向の幅を狭くすることができつつ、凹み部全体の面積を十分に確保することができる。従って、切断部付近において強度を低下することなく、かつシール面を確保することができつつ、シールリング全体の受圧面積を低減させることが可能となる。
【００１８】
ここで、シールリング本体の側面のうち外周側の端面と、前記凹み部における前記端面に繋がる面とのなす角が鈍角であるとよい。
【００１９】
これにより、シールリング本体の側面と環状溝の側壁面との摺動時に、くさび効果によって動圧を発生させることができる。これにより、より一層トルクを低減させることができる。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように、本発明によれば、トルクを低減させることが可能で、かつ生産性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は本発明の実施例１に係るシールリングの側面図である。
【図２】図２は本発明の実施例１に係るシールリングの模式的断面図である。
【図３】図３は本発明の実施例２に係るシールリングの側面図である。
【図４】図４は本発明の実施例２に係るシールリングの模式的断面図である。
【図５】図５は本発明の実施例３に係るシールリングの側面図である。
【図６】図６は本発明の実施例３に係るシールリングの模式的断面図である。
【図７】図７は凹み部の形状例を示す模式的断面図である。
【図８】図８は従来例に係るシールリングの装着状態を示す一部破断斜視図である。
【図９】図９は従来例に係るシールリングの装着状態を示す模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００２３】
なお、以下に示す実施例に係るシールリングは、従来例と同様に、回転軸と、回転軸が挿通される軸孔を有するハウジングとの間の環状隙間を封止するものである。また、本実施例に係るシールリングは、従来例と同様に、回転軸に設けられた環状溝に装着されて、環状溝の低圧側の側壁面に摺動自在に接触し、かつハウジングの軸孔の内周面に接することで、回転軸とハウジングとの間の環状隙間を封止するものである。従って、回転軸やハ
ウジング、及びこれらへの装着状態等、従来例と同様の構成及び作用については、その説明を省略する。
【００２４】
（実施例１）
＜シールリングの構成＞
図１及び図２を参照して、本発明の実施例１に係るシールリングについて説明する。図１は本発明の実施例１に係るシールリングの側面図である。図２は本発明の実施例１に係るシールリングの模式的断面図である。なお、図２（ａ）は図１中のＡＡ断面図であり、図２（ｂ）は図１中のＢＢ断面図であり、図２（ｃ）は図１中のＣＣ断面図であり、図２（ｄ）は図１中のＤＤ断面図である。
【００２５】
本実施例に係るシールリング１００は、周方向の一箇所にて切断された切断部（合口部）１１０を備えている。本実施例においては、この切断部１１０は、従来例の場合と同様に、側面側及び外周面側が段差形状で切断された特殊ステップカットとなっている。従って、この切断部１１０には、シールリング本体の中心軸と同心的な円筒面の一部で構成される切断面１１１が含まれている。
【００２６】
そして、本実施例に係るシールリング１００においては、シールリング本体の軸方向の厚みが、外周側に比べて内周側の方が薄くなるように、シールリング本体の側面１０３には、回転軸に設けられた環状溝の側壁面に摺動する面よりも凹んだ凹み部１２０が内周端縁に沿って設けられている。この凹み部１２０をシールリング本体の中心軸方向に見た外形は、円形となるように構成されている。なお、本実施例においては、シールリング１００を回転軸の環状溝に装着する際に、装着方向を気にしなくても良いように、両側面にそれぞれ凹み部１２０を設けている。
【００２７】
ここで、図１中のＯ１は、シールリング本体の中心軸の位置を示している。つまり、このＯ１は、シールリング１００の外周面１０１の中心軸の位置、かつシールリング１００の内周面１０２の中心軸の位置である。また、図１中のＯ２は、凹み部１２０をシールリング本体の中心軸方向に見た外形である円の中心の位置を示している。
【００２８】
図１から明らかなように、凹み部１２０をシールリング本体の中心軸方向に見た外形である円の中心は、シールリング本体の中心軸に対して、切断部１１０とは反対側にずれた位置となるように構成されている。これにより、凹み部１２０の径方向幅は、切断部１１０が設けられている位置で最も狭く、切断部１１０から離れるにつれて徐々に広くなり、切断部１１０から最も離れた位置で最も広くなる。
【００２９】
＜本実施例の優れた点＞
上記のように構成される本実施例に係るシールリング１００によれば、シールリング本体の側面１０３には、凹み部１２０が内周端縁に沿って設けられているので、シールリング１００が装着される環状溝の側壁面に対する接触領域を狭くすることができる。従って、環状溝の側壁面から受けるシールリング１００の受圧面積を低減させることができる。これにより、トルクを低減させることができる。
【００３０】
そして、凹み部１２０をシールリング本体の中心軸方向に見た外形は円形であるので、切削加工により容易に凹み部１２０を形成することができる。例えば、メスやバイトによって、切削加工により容易に凹み部１２０を形成できる。従って、凹み部１２０を切削加工により形成しなければならない場合でも、生産性を高めることができる。
【００３１】
また、本実施例においては、凹み部１２０の径方向幅は、切断部１１０が設けられている位置で最も狭く、切断部１１０から離れるにつれて徐々に広くなり、切断部１１０から
最も離れた位置で最も広くなるように構成されている。そのため、切断部１１０付近においては、凹み部１２０の径方向の幅を狭くすることができつつ、凹み部１２０全体の面積を十分に確保することができる。従って、切断部１１０付近において強度を低下することなく、かつシール面を確保することができつつ、シールリング全体の受圧面積を低減させることが可能となる。従って、トルクを十分に低減させることができる。
【００３２】
（実施例２）
図３及び図４を参照して、本発明の実施例２に係るシールリングについて説明する。図３は本発明の実施例２に係るシールリングの側面図である。図４は本発明の実施例２に係るシールリングの模式的断面図である。なお、図４（ａ）は図３中のＡＡ断面図であり、図４（ｂ）は図３中のＢＢ断面図であり、図４（ｃ）は図３中のＣＣ断面図であり、図４（ｄ）は図３中のＤＤ断面図である。
【００３３】
本実施例に係るシールリング２００は、周方向の一箇所にて切断された切断部（合口部）２１０を備えている。本実施例においては、この切断部２１０は、従来例の場合と同様に、側面側及び外周面側が段差形状で切断された特殊ステップカットとなっている。従って、この切断部２１０には、シールリング本体の中心軸と同心的な円筒面の一部で構成される切断面２１１が含まれている。
【００３４】
そして、本実施例に係るシールリング２００においては、シールリング本体の軸方向の厚みが、外周側に比べて内周側の方が薄くなるように、シールリング本体の側面２０３には、回転軸に設けられた環状溝の側壁面に摺動する面よりも凹んだ凹み部２２０が内周端縁に沿って設けられている。この凹み部２２０をシールリング本体の中心軸方向に見た外形は、円形となるように構成されている。なお、本実施例においては、シールリング２００を回転軸の環状溝に装着する際に、装着方向を気にしなくても良いように、両側面にそれぞれ凹み部２２０を設けている。
【００３５】
ここで、図３中のＯ１は、シールリング本体の中心軸の位置を示している。つまり、このＯ１は、シールリング２００の外周面２０１の中心軸の位置、かつシールリング２００の内周面２０２の中心軸の位置である。また、図３中のＯ２は、凹み部２２０をシールリング本体の中心軸方向に見た外形である円の中心の位置を示している。
【００３６】
図３から明らかなように、凹み部２２０をシールリング本体の中心軸方向に見た外形である円の中心は、シールリング本体の中心軸に対して、切断部２１０とは反対側にずれた位置となるように構成されている。
【００３７】
以上のように、本実施例に係るシールリング２００は、基本的に、上記実施例１に係るシールリング１００の構成と同一である。従って、本実施例に係るシールリング２００においても、上記実施例１の場合と同様の効果を得ることができる。
【００３８】
ただし、本実施例に係るシールリング２００の場合には、凹み部２２０をシールリング本体の中心軸方向に見た外形である円の中心から、シールリング本体の内周における最も離れた位置（切断部２１０が設けられた位置）までの距離が、当該円の半径と同一となるように構成されている。従って、切断部２１０が設けられた位置には、凹んだ部分が設けられていない。しかしながら、これによって、上記実施例１の＜本実施例の優れた点＞の中で説明した技術的な効果に影響を与えないことは言うまでもない。
【００３９】
なお、本実施例では、凹み部２２０をシールリング本体の中心軸方向に見た外形である円の中心から、シールリング本体の内周における最も離れた位置までの距離が、当該円の半径と同一となるように構成される場合を示した。この場合は、円周上の１点でのみ凹ん
だ部分がないことになる。
【００４０】
しかしながら、凹み部をシールリング本体の中心軸方向に見た外形である円の中心から、シールリング本体の内周における最も離れた位置までの距離が、当該円の半径よりも小さくなる構成を採用することもできる。この場合、切断部が設けられた位置付近においては、部分的に凹んだ部分がないことになる。つまり、円周上の１点ではなく一部の領域に凹んだ部分がないことになる。従って、厳密には、凹み部をシールリング本体の中心軸方向に見た外形は円ではなく、円の一部が欠けた形状となる。しかしながら、この場合でも、上記実施例１の場合と同様の作用効果を得ることができることは言うまでもない。
【００４１】
（実施例３）
図５及び図６を参照して、本発明の実施例３に係るシールリングについて説明する。図５は本発明の実施例３に係るシールリングの側面図である。図６は本発明の実施例３に係るシールリングの模式的断面図である。なお、図６（ａ）は図５中のＡＡ断面図であり、図６（ｂ）は図５中のＢＢ断面図であり、図６（ｃ）は図５中のＣＣ断面図であり、図６（ｄ）は図５中のＤＤ断面図である。
【００４２】
本実施例に係るシールリング３００は、周方向の一箇所にて切断された切断部（合口部）３１０を備えている。本実施例においては、この切断部３１０は、従来例の場合と同様に、側面側及び外周面側が段差形状で切断された特殊ステップカットとなっている。従って、この切断部３１０には、シールリング本体の中心軸と同心的な円筒面の一部で構成される切断面３１１が含まれている。
【００４３】
そして、本実施例に係るシールリング３００においては、シールリング本体の軸方向の厚みが、外周側に比べて内周側の方が薄くなるように、シールリング本体の側面３０３には、回転軸に設けられた環状溝の側壁面に摺動する面よりも凹んだ凹み部３２０が内周端縁に沿って設けられている。この凹み部３２０をシールリング本体の中心軸方向に見た外形は、円形となるように構成されている。なお、本実施例においては、シールリング３００を回転軸の環状溝に装着する際に、装着方向を気にしなくても良いように、両側面にそれぞれ凹み部３２０を設けている。
【００４４】
ここで、図５中のＯ１は、シールリング本体の中心軸の位置を示している。つまり、このＯ１は、シールリング３００の外周面３０１の中心軸の位置、かつシールリング３００の内周面３０２の中心軸の位置である。また、図５中のＯ２は、凹み部３２０をシールリング本体の中心軸方向に見た外形である円の中心の位置を示している。
【００４５】
図５から明らかなように、凹み部３２０をシールリング本体の中心軸方向に見た外形である円の中心は、シールリング本体の中心軸に対して、切断部３１０とは反対側にずれた位置となるように構成されている。これにより、凹み部３２０の径方向幅は、切断部３１０が設けられている位置で最も狭く、切断部３１０から離れるにつれて徐々に広くなり、切断部３１０から最も離れた位置で最も広くなる。
【００４６】
以上のように、本実施例に係るシールリング３００は、基本的に、上記実施例１に係るシールリング１００の構成と同一である。従って、本実施例に係るシールリング３００においても、上記実施例１の場合と同様の効果を得ることができる。
【００４７】
ここで、上記実施例１に係るシールリング１００においては、凹み部１２０は、その内壁面が平面状の端面と円筒面から構成されており、凹み部１２０の断面形状は、図２に示すように矩形となるように構成されている。これに対して、本実施例に係るシールリング３００の場合には、凹み部３２０は、その内壁面がテーパ面により構成されており、凹み
部３２０の断面形状は、図６に示すように三角形となるように構成されている。これにより、シールリング本体の側面３０３のうち外周側の端面と、凹み部３２０における前記端面に繋がる面とのなす角α（図６において、代表して（ｂ）にのみ符号αを示す）は、鈍角となる。そのため、本実施例の場合には、シールリング本体の側面３０３と環状溝の側壁面との摺動時に、密封対象流体が凹み部３２０における径方向幅の広い領域から狭い領域に流れていく際に、くさび効果が生じ、動圧を発生させることができる。従って、シールリング本体の側面３０３と環状溝の側壁面との摺動抵抗がより低減し、より一層、トルクを低減させることが可能となる。
【００４８】
なお、上記のようなくさび効果は、上述した実施例１，２に係るシールリング１００，２００の場合でも多少は生じるが、本実施例のように、凹み部３２０の内壁面をテーパ面とすることで、より確実にくさび効果を発揮させることが可能となる。
【００４９】
（その他）
上記の実施例においては、凹み部の形状について、断面が矩形の場合と三角形の場合の２通りを示した。しかしながら、凹み部の形状はこれらに限らず、適宜のものを採用することができる。その一例を図７に示す。図７は凹み部の形状例を示す模式的断面図である。図７（ａ）に示す凹み部４２１のように、その内壁面が、平面状の端面と円筒面とから構成され、これらの端面と円筒面とをテーパ面によって繋ぐ構成を採用することもできる。また、図７（ｂ）に示す凹み部４２２のように、その内壁面が、内部側に向かって凹んだ湾曲面となる構成を採用することもできる。更に、図７（ｃ）に示す凹み部４２３のように、その内壁面が外部側に向かって膨らんだ湾曲面となる構成を採用することもできる。なお、図７（ｂ）（ｃ）に示したものは、上記実施例３の場合と同様に、くさび効果を効果的に発揮させることができる。特に、図７（ｃ）に示したものは、図７（ｂ）に示したものよりも、より確実にくさび効果を発揮させることができる。
【００５０】
また、上記の実施例においては、切断部が特殊ステップカットの場合を示したが、本発明は、切断部が特殊ステップカット以外のものにも適用可能である。例えば、切断部が、側面側のみが段差形状で切断され、内周面側及び外周面側は直線状に切断されたステップカットの場合にも本発明を適用できる。
【００５１】
また、上記の実施例においては、シールリングの装着性の観点から両側面に凹み部を設ける場合を説明したが、片側の側面にのみ凹み部が設けられる場合にも本発明を適用可能である。ただし、この場合には、凹み部が設けられた側面が、摺動面となるようにシールリングを装着する必要がある。
【符号の説明】
【００５２】
１００，２００，３００  シールリング
１０１，２０１，３０１  外周面
１０２，２０２，３０２  内周面
１０３，２０３，３０３  側面
１１０，２１０，３１０  切断部
１１１，２１１，３１１  切断面
１２０，２２０，３２０，４２１，４２２，４２３  凹み部
【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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