(57)【要約】【課題】低騒音で商品性の高いベーンロータリ型圧縮機を提供すること。【解決手段】内部に筒状の中空部を有するシリンダ３と、外周部の少なくとも一部が前記シリンダの内壁面に近接して回転自在に配設される略円筒状のロータ４と、前記ロータのベーン溝４ｂ内に摺動自在に挿入され、先端が前記シリンダ３内壁面に当接し、前記シリンダ３と前記ロータ４相互間に形成された圧縮空間を少なくとも吸入空間１９と吐出空間２０に仕切るベーン５とを備え前記吸入空間１９に連通する吸入孔１０及び前記吐出空間２０に連通する吐出孔１１を備えたベーンロータリ圧縮機であって、前記ロータ４のベーン溝４ｂ内にバネ６ａを設けたことで、圧縮機起動時のベーン出遅れが防止することができ、商品性の高い圧縮機を提供することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に筒状の中空部を有するシリンダと、外周部の少なくとも一部が前記シリンダの内壁面に近接して回転自在に配設される略円筒状のロータと、前記ロータのベーン溝内に摺動自在に挿入され、先端が前記シリンダ内壁面に当接し、前記シリンダと前記ロータ相互間に形成された圧縮空間を少なくとも吸入空間と吐出空間に仕切るベーンと、シリンダの両端を閉塞し圧縮室を構成する前部側板および後部側板と、前記吸入空間に連通する吸入孔及び前記吐出空間に連通する吐出孔を備えたベーンロータリ圧縮機であって、前記ロータのベーン溝内にバネを設けたベーンロータリ型圧縮機。
【請求項２】
ベーン溝内にバネを固定したことを特徴とする請求項１に記載のベーンロータリ型圧縮機。
【請求項３】
バネを板バネとした請求項１または２に記載のベーンロータリ型圧縮機。
【請求項４】
板バネの先端部分をベーン後端部と略平行になるように構成したことを特徴とする請求項３に記載のベーンロータリ型圧縮機。
【請求項５】
ロータとバネを固定手段によって固定したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のベーンロータリ型圧縮機。
【請求項６】
ベーンとバネを固定手段によって固定したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のベーンロータリ型圧縮機。
【請求項７】
固定手段がボルトである請求項５または６に記載のベーンロータリ型圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気流体の圧縮を行う圧縮機に関するもので、たとえば自動車空調装置などに用いられるベーンロータリ型圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の車両用ベーンロータリ圧縮機は、エンジンの駆動力によりベルトを介して電磁クラッチのプーリを回転させ、電磁クラッチのＯＮ／ＯＦＦにより圧縮運転をする。図１８、図１９は、特許文献１に記載された従来のベーンロータリ圧縮機を示すものである。図１９に示すように、シリンダ５１と、ロータ５２と、ロータ５２内に構成されたベーン溝５３と、ベーン５４と、吸入口５５と、作動室５６、吐出口５７と、吐出弁５８等から構成されている。
【０００３】
電磁クラッチがＯＮするとロータ５２が回転し、リアケース６１より背圧付与装置６２を通じて、ガス又はオイルをベーン溝５３部へ供給し、ベーン溝５３部の圧力が上がりベーン５４がロータ５２のベーン溝５３より飛び出し、ベーン先端部がシリンダ内面５９に衝突し、やがてベーン５４の先端部はシリンダ内面５９に内接し、作動室５６で冷媒が圧縮され吐出口５７より吐出される（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−０９０２８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記従来の構成では、ベーン溝５３部の背部に圧力を、リアケース６１より背圧付与装置６２を通じて、ガス又はオイルを供給することで保持する構造となっている。そのため、上記従来の構成の場合、圧縮機起動時に、ベーン溝５３部に、ガス又はオイルの供給遅れが発生し、ベーンが出遅れ、チャッタチングを起こすこともある。
【０００５】
本発明は、前記従来の課題を解決するものであり、チャッタリングを防止し、商品性の高いベーンロータリ圧縮機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】
【０００６】
前記従来の課題を解決するために、本発明のベーンロータリ型圧縮機は、内部に筒状の中空部を有するシリンダと、外周部の少なくとも一部が前記シリンダの内壁面に近接して回転自在に配設される略円筒状のロータと、前記ロータのベーン溝内に摺動自在に挿入され、先端が前記シリンダ内壁面に当接し、前記シリンダと前記ロータ相互間に形成された圧縮空間を少なくとも吸入空間と吐出空間に仕切るベーンと、シリンダの両端を閉塞し圧縮室を構成する前部側板および後部側板と、前記吸入空間に連通する吸入孔及び前記吐出空間に連通する吐出孔を備えたベーンロータリ圧縮機であって、前記ロータのベーン溝内にバネを設けたものである。
【０００７】
これによって、圧縮機起動時に、バネにより強制的にベーンを押し出すことができ、かつ、確実にベーンをシリンダに押し付けることができる為、ガス又はオイル供給遅れによるベーン出遅れが発生しなくなり、ベーンのチャッタリングが起こりにくく、商品性の高いベーンロータリ圧縮機を提供することが出来る。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、チャッタリングを防止し商品性の高いベーンロータリ型圧縮機を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
第１の発明は、内部に筒状の中空部を有するシリンダと、外周部の少なくとも一部が前記シリンダの内壁面に近接して回転自在に配設される略円筒状のロータと、前記ロータのベーン溝内に摺動自在に挿入され、先端が前記シリンダ内壁面に当接し、前記シリンダと前記ロータ相互間に形成された圧縮空間を少なくとも吸入空間と吐出空間に仕切るベーンと、シリンダの両端を閉塞し圧縮室を構成する前部側板および後部側板と、前記吸入空間に連通する吸入孔及び前記吐出空間に連通する吐出孔を備えたベーンロータリ圧縮機であって、前記ロータのベーン溝内にバネを設けた構成としたことにより、ベーン出遅れが発生しにくくなり、チャッタリングを防止することができるため静粛で商品性の高い圧縮機を提供することができる。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明のバネをベーン溝内に固定できるようにしたことにより、簡単な構成によって、ベーンの押し出し力を得ることができる。
【００１１】
第３の発明は、第１または第２の発明のバネを板バネで形成したことにより、ベーンを確実に押し付けることができる。
【００１２】
第４の発明は、特に第３の発明において、板バネの先端部分をベーン後端部と略平行になるように構成したもので、当該バネ先端部とベーン後端部が密着することによって、より均一で安定した反発力でもってベーンを押し出すことが可能となる。
【００１３】
第５の発明は、特に第１から第４の発明において、ロータとバネを固定手段によって固定するとしたもので、これによりバネ及び固定手段がベーンの動きを妨げることがない。
【００１４】
第６の発明は、特に第１から第４の発明において、ベーンとバネを固定手段によって固定するとしたもので、これによりベーンは確実にバネの反発力を受けることができる。
【００１５】
第７の発明は、第５または第６の発明の固定手段をボルトとしたものである。これによって、バネを確実に固定することができる。
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態におけるベーンロータリ型圧縮機の縦断面図、図２は同圧縮機の作動室の断面図、図３は同動作説明図、図４は図２におけるＡ−Ａ断面図、図５はバネの斜視図を示すものである。
【００１８】
図１および図２に示すように、本発明のベーンロータリ型圧縮機において冷媒を圧縮する作動室８は、前部側板１および後部側板２によって固定されており、冷媒の吸入孔１０と圧縮冷媒の吐出孔１１を有する。さらに吐出孔１１は通路を介してリアケース１２に設けられた高圧ケース１３と連通している。また、リアケース１２内には圧縮冷媒から潤滑油を分離する分離装置（図示せず）および貯油室１７、背圧付与装置１４が設けられている。
【００１９】
図２に示すように、作動室８は内部に筒状の中空部を有するシリンダ３と、該シリンダ３内に設けられ外周部の少なくとも一部がシリンダ３の内壁面に近接して回転自在に配設された略円筒状の鉄製ロータ４が構成されている。該ロータ４は略放射状に複数のベーン溝４ｂを有し、ベーン溝４ｂ内に摺動自在に挿入され、先端がシリンダ３内壁面に当接し
、シリンダ３とロータ４相互間に形成された圧縮空間を少なくとも吸入空間と吐出空間に仕切るベーン５を有する。作動室８の吸入側には吸入空間１９に連通する吸入孔１０が、吐出側には吐出空間２０に連通する吐出孔１１および吐出弁９が設けられている。
【００２０】
さらに、図１に示すようにリアケース１２には、後部側板２に固定され、高圧ケース１３内の高圧ガス流体となった圧縮後の冷媒と、貯油室１７に溜まった潤滑油を適宜切り替えて給油通路から油溝１５に供給することでベーン溝４ｂに背圧を付与する背圧付与装置１４が設けられている。該背圧付与装置１４は、作動室８内の吸入空間１９あるいは吐出空間２０と、高圧ケース１３あるいは貯油室１７との圧力差によって球弁および球座からなる弁機構の連通および遮断動作を制御して、必要な背圧を付与することでベーン５が確実にロータ４に押し付けられるようにしている。
【００２１】
また、図３および図４に示すように、本実施の形態のベーンロータリ圧縮機のロータ４のベーン溝４ｂ内には、板バネにより構成されたバネ６ａが設置されている。このバネ６ａには保持部６ｂがあり、この保持部６ｂの形状がＲ形状となっており、なおかつ、ベーン溝４ｂ後端部のＲ形状と同一Ｒとなっている。この為、バネ６ａがベーン溝４ｂに容易に固定できる構成となっている。ここで、図２中のＢに示す位置においては、ベーン５が完全にベーン溝４ｂ内に収容されており、かつ、ベーン溝４ｂ内に設けられたバネ６ａは力がかかって縮まっている状態である。したがって、圧縮機の起動前の状態においては、常にベーン５に対して反発力がかかっていることになる。
【００２２】
以上のように構成されたベーンロータリ圧縮機について、以下その動作、作用を説明する。
【００２３】
電磁クラッチがオン状態となって圧縮機が起動すると、駆動軸４ａに連結されたロータ４が回転を開始して作動室内８内に冷媒が吸引され、冷媒の圧縮が行なわれる。
【００２４】
このとき、ベーン５は前述の通りベーン溝４ｂ内に設置されているバネ６ａの反発力を受けているため、ロータ４の回転と同時にシリンダ３の内壁面方向に押し出される。同様に、３枚のベーン５のうち他のベーン５についても図２のＢの位置にくるとバネ６ａにより反発力を受けるため、回転と同時にシリンダ３の内壁方向に押し出される。
【００２５】
すなわち、背圧付与装置１４によってベーン溝４ｂに潤滑油または冷媒を供給する場合には圧縮機によって冷媒が圧縮されることによる圧力差が生じていることが必要となるが、本発明のバネを用いた構成によると、その必要はなく強制的にベーン５を押し出す力が生じる。
【００２６】
また、ベーン５が図２に示すＢの位置から回転と同時にバネ６ａによる反発力によって押し出された後は、後部側板２に設けられ背圧付与装置１４と連通する連通孔１６、および後部側板２にＣ状に受けられた油溝１５を介してオイル若しくは冷媒が供給される。このため、ベーン５を着実にシリンダ３内の内壁面に押し付けることができるので、圧縮機の空回りによる能力低下やベーン５のチャッタリングによる騒音を防止することができる。
【００２７】
以上のように、本実施の形態のベーンロータリ型圧縮機は、起動時においても確実にベーン５を押し出すことが可能となり、ベーン出遅れが発生しにくくなり、背圧が不足してベーン５の挙動が不安定になりチャッタリングが起こることを防止できるため、静粛で商品性の高い圧縮機を提供することができる。
【００２８】
なお、バネ６ａおよび保持部６ｂはそれぞれ折り曲げて形成するが、別部品を組み合わ
せてもよい。この場合、バネ６ａの保持部６ｂを固着する位置ではバネ６ａを平面で形成しているため（平坦部２１）、保持部６ｂを確実に固着することが可能である。
【００２９】
また、本実施の形態では、バネ６ａの保持部が図５の６ｂのような形状であるが、図６に示したような形状のように保持部６ｂを形成していれば、同様の効果が期待できる。
【００３０】
さらに、本実施の形態において、ベーン５に背圧を付与するために背圧付与装置１４を用いる構成としたが、本発明のようにバネの反発による押し出し力を利用することで該背圧付与装置１４が不要もしくは簡単な構成によって実現できる可能性がある。
【００３１】
（実施の形態２）
本実施の形態は、特に第１の実施の形態において、バネ６ａとバネ保持部６ｂのバネ６ａの方向を、バネ保持部６ｂと逆にしたものである。第１の実施の形態と同様の部分については同様の符号を用い、説明を省略する。
【００３２】
図７は本発明の第２の実施の形態におけるベーンロータリ型圧縮機の作動室の断面図、図８は同動作説明図、図９は図７におけるＡ−Ａの断面図、図１０はバネの斜視図を示すものである。
【００３３】
図７〜図１０に示すように、ロータ４のベーン溝４ｂ内にはバネ６ａが保持部６ｂによって固定され設置されている。図１０の斜視図に示すようにバネ６ａの保持部６ｂは、はベーン溝４ｂ背部のＲ形状に沿うようにＲを持って形成されており、当該保持部６ｂがベーン溝４ｂ背部に固定される。バネ６ａに対向する部分には保持部６ｂは設けられておらず、また、保持部６ｂの長辺の中央部分には切りかきが設けられている。
【００３４】
さらに、図９および図１０に示すように、両側のバネ６ａの連結部分は平坦面（平坦部２１）で形成されるとともに、バネ６ａの先端（バネ先端部２２）はベーン５後端部と略並行になるように構成されている。ここで、バネ６ａの先端に設けた上記平坦部（バネ先端部２２）の開始位置は、ベーン５が最も引っ込んだ時に、ベーン５の後端部に設けた面取り部分よりも内側になるように設定される。
【００３５】
以上のように構成されたベーンロータリ圧縮機について、以下その動作、作用を説明する。
【００３６】
圧縮機が起動時してロータ４が回転すると、図７のＢに示す位置にあるベーン５はベーン溝４ｂ内に設置されているバネ６ａの反発力を受けているため、ロータ４の回転と同時にシリンダ３の内壁面方向に向かって強制的に押し出される。このとき、図９に示すように、バネ６ａの先端に設けた平坦部（バネ先端部２２）とベーン５後端部が密着することによって、より均一で安定した反発力でもってベーン５を押し出すことが可能となる。
【００３７】
そして、ベーン５がＢの位置から回転と同時にバネ６ａによる反発力によって押し出された後は、背圧付与装置１４によって背圧が供給され、ベーン５を着実にシリンダ４内の内壁面に押し付けることができる。このため、圧縮機の空回りによる能力低下やベーン５のチャッタリングによる騒音を防止することができる。
【００３８】
また、本実施の形態ではバネ６ａを保持部６ｂと逆方向に設けたことで、ベーン５がベーン溝４ｂに引っ込む時に、ベーン５は保持部６ｂの平坦部（平坦部２１）に制止されてバネ６ａが保持部６ｂまで到達することはない。従って、バネ６ａの引っ込み時にバネ６ａと保持部６ｂが干渉しにくくなり、バネ６ａによる円滑なベーンの押し出しを行うことが可能となり、信頼性の高い商品を提供できる。
【００３９】
さらに、本実施の形態では、バネ６ａ及び保持部６ｂを成形する段階で、型によりバネ６ａ、保持部６ｂを曲げるとした場合に、バネ６ａと保持部６ｂを逆方向に設けたことで、折り曲げ時にバネ６ａが保持部６ｂに干渉することなく効率よくバネ部品を生産することが可能である。
【００４０】
（実施の形態３）
本実施の形態は、特に第１の実施の形態において、バネ６ａをロータ４に固定するとしたものである。第１の実施の形態と同様の部分については同様の符号を用い、説明を省略する。
【００４１】
図１１は本発明の第３の実施の形態におけるベーンロータリ型圧縮機の作動室の断面図、図１２は同動作説明図、図１３はＡ−Ａの断面図、図１４はバネの斜視図を示すものである。
【００４２】
図１１、図１２および図１３に示すように、ロータ４のベーン溝４ｂ内にはバネ６ａがボルト７によって固定され設置されている。このバネ６ａには、図１４に示すようにボルト固定用穴６ｃがあり、Ｍ２六角穴付きボルト７にて、バネ６ａはロータ４のベーン溝４ｂに固定されている。さらに、ロータのベーン溝４ｂのＲに合わせてスペーサ１８が設けられ、ボルト７は該スペーサ１８を介してロータ４に固定されている。また、図１３に示すようにベーン５においてボルト７のねじ山部に対向する位置には、凹部が設けられている。
【００４３】
以上のように構成されたベーンロータリ圧縮機について、以下その動作、作用を説明する。
【００４４】
圧縮機が起動時してロータ４が回転すると、図１１のＢに示す位置にあるベーン５はベーン溝４ｂ内に設置されているバネ６ａの反発力を受けているため、ロータ４の回転と同時にシリンダ３の内壁面方向に向かって強制的に押し出される。
【００４５】
また、ベーン５がＢの位置から回転と同時にバネ６ａによる反発力によって押し出された後は、背圧付与装置１４によって背圧が供給され、ベーン５を着実にシリンダ４内の内壁面に押し付けることができる。このため、圧縮機の空回りによる能力低下やベーン５のチャッタリングによる騒音を防止することができる。
【００４６】
さらに、本実施の形態ではバネ６ａをロータ４に設けたことで、ベーン５はバネ６ａから反発力以外の影響を受けることがなく、ベーン溝４ｂ内を円滑に摺動することが可能となる。
【００４７】
なお、ベーン溝４ｂの終端部はＲで形成されているが、スペーサ１８を設けたことにより、ボルト７を確実に固定することが可能である。
【００４８】
なお、ベーン５においてボルト７のねじ山部に対向する位置に、凹部を設けたことにより、ベーン５とボルト７のねじ山部とが接触することがない。
【００４９】
（実施の形態４）
本実施の形態は、特に第１または第２の実施の形態において、バネ６ａをベーン５に固定するとしたものである。第１の実施の形態と同様の部分については同様の符号を用い、説明を省略する。
【００５０】
図１５は本発明の第３の実施の形態におけるベーンロータリ型圧縮機の作動室の縦断面図、図１６は同動作説明図、図１７は図１５におけるＡ−Ａの断面図を示すものである。
【００５１】
図１５、図１６および図１７に示すように、ベーン５後端部にはバネ６ａが、Ｍ２六角穴付きボルト７にて、固定されている。ここでボルト７には、Ｍ２六角穴付きボルトを用いている。また、図１７に示すようにロータ４においてボルト７のねじ山部に対向する位置には、凹部が設けられている。なお、本実施の形態で用いるバネ６ａは上記実施の形態２で用いたものと同じである。
【００５２】
以上のように構成されたベーンロータリ圧縮機について、以下その動作、作用を説明する。
【００５３】
圧縮機が起動時してロータ４が回転すると、図１５のＢに示す位置にあるベーン５はベーン溝４ｂ内に設置されているバネ６ａの反発力を受けているため、ロータ４の回転と同時にシリンダ３の内壁面方向に向かって強制的に押し出される。
【００５４】
また、ベーン５がＢの位置から回転と同時にバネ６ａによる反発力によって押し出された後は、背圧付与装置１４によって背圧が供給され、ベーン５を着実にシリンダ４内の内壁面に押し付けることができる。このため、圧縮機の空回りによる能力低下やベーン５のチャッタリングによる騒音を防止することができる。
【００５５】
また、本実施の形態では、ベーン５にバネ６ｂを固定するとしたので、ベーン５は着実にバネ６ａの反発力を受けることができる。
【００５６】
なお、ロータ４においてボルト７のねじ山部に対向する位置に、凹部を設けたことにより、ロータ４とボルト７のねじ山部とが接触することがない。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
以上のように、本発明にかかるベーンロータリ型圧縮機は、低騒音で商品性の高いベーンロータリ型圧縮機を提供することが可能となり、自動車用エアコンの圧縮機等の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施の形態１におけるベーンロータリ型圧縮機の横断面図
【図２】同ベーンロータリ型圧縮機の作動室断面図
【図３】同ベーンロータリ型圧縮機の動作説明図
【図４】同ベーンロータリ型圧縮機のＡ−Ａ断面図
【図５】同ベーンロータリ型圧縮機のベーンバネの斜視図
【図６】同ベーンロータリ型圧縮機のベーンバネの斜視図
【図７】本発明の実施の形態２におけるベーンロータリ型圧縮機の作動室断面図
【図８】同ベーンロータリ型圧縮機の動作説明図
【図９】同ベーンロータリ型圧縮機のベーンバネの斜視図
【図１０】同実施の形態２におけるベーンロータリ型圧縮機のＡ−Ａ断面図
【図１１】本発明の実施の形態３におけるベーンロータリ型圧縮機の作動室断面図
【図１２】同ベーンロータリ型圧縮機の動作説明図
【図１３】同ベーンロータリ型圧縮機のベーンバネの斜視図
【図１４】同実施の形態３におけるベーンロータリ型圧縮機のＡ−Ａ断面図
【図１５】本発明の実施の形態４におけるベーンロータリ型圧縮機の作動室断面図
【図１６】同ベーンロータリ型圧縮機の動作説明図
【図１７】同実施の形態４におけるベーンロータリ型圧縮機のＡ−Ａ断面図
【図１８】従来のベーンロータリ型圧縮機の横断面図
【図１９】同ベーンロータリ型圧縮機の縦断面図
【符号の説明】
【００５９】
１  前部側板
２  後部側板
３  シリンダ
４  ロータ
４ａ  駆動軸
４ｂ  ベーン溝
５  ベーン
６ａ  バネ
６ｂ  バネ保持部
６ｃ  ボルト固定用穴
７  ボルト
８  作動室
９  吐出弁
１０  吸入孔
１１  吐出孔
１２  リアケース
１３  高圧ケース
１４  背圧付与装置
１５  油溝
１６  連通孔
１７  貯油室
１８  スペーサ
１９  吸入空間
２０  吐出空間
２１  平坦部
２２  バネ先端部
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2010138891.tif 000017
【図１６】
2010138891.tif 000018
【図１７】
2010138891.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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