(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブとカムとの間に配置され、油圧によりバルブ動作を制御するバルブ休止機構を備え、バルブ休止機構は、可動ピストンと、可動ピストンを挿通する挿通孔が形成された機構本体と、可動ピストンを一定方向に付勢するばね部材とを有し、機構本体および可動ピストンには、それぞれバルブステムを挿通するステム挿通孔が形成され、前記挿通孔内を摺動する可動ピストンの位置に応じて機構本体と可動ピストンの各ステム挿通孔が一致し、各ステム挿通孔内にバルブステムが挿入される内燃機関のバルブリフタにおいて、
前記可動ピストンには、外周部から突出する突出部が設けられ、前記機構本体の挿通孔の内壁には、当該内壁を貫通しない深さの案内溝であってかつ前記突出部を案内する案内溝が形成され、
前記案内溝は、前記機構本体の前記挿通孔が開口される開口端から可動ピストンの摺動方向に沿うように一定の長さで終端し、
予め前記突出部が前記可動ピストンに固定された状態で、前記突出部と前記可動ピストンが前記機構本体の開口端から前記挿通孔内に挿入される、
バルブ休止機構付きバルブリフタ。
【請求項２】
前記案内溝の深さＨは、前記突出部が前記可動ピストンの外周部から突出する長さｈよりも大きく設定され、前記突出部と前記案内溝との間には間隙が形成される、請求項１に記載のバルブ休止機構付きバルブリフタ。
【請求項３】
前記バルブ休止機構は、倒立カップ形状のバルブリフタ内に収容され、前記可動ピストンの前端面は、前記ばね部材の付勢によってバルブリフタのスカート部の内面に押圧される、請求項１に記載のバルブ休止機構付きバルブリフタ。
【請求項４】
前記突出部は、前記可動ピストンに形成された孔内に固定された少なくとも１つの突設ピンである、請求項１に記載のバルブ休止機構付きバルブリフタ。
【請求項５】
前記突出部は、前記可動ピストンに形成された孔内に回転可能に保持された少なくとも１つの球状のボールである、請求項１に記載のバルブ休止機構付きバルブリフタ。
【請求項６】
前記案内溝は、前記ボールを収容しかつ前記ボールの端部に空間を形成するＶ字形状を有する、請求項５に記載のバルブ休止機構付きバルブリフタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の動弁機構におけるバルブ休止機構を備えたバルブリフタに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の直打式動弁機構において、低燃費と高出力の両立を図る一手段として、バルブリフタに一体的に構成されたバルブ休止機構が知られている。従来技術のバルブ休止機構を備えたバルブリフタは、例えば、特許文献１に開示されており、その構成の一例を図１３に示す。この機構によると、油圧のＯＮ−ＯＦＦ制御による可動ピストンの動作位置に応じて、バルブリフトを休止状態あるいはリフト状態に切り替えることができ、さらに油圧動作による可動ピストンの精確な位置決めと、可動ピストンの周方向の回転規制を行うための案内機構が設けられている。
【０００３】
上記のバルブ休止機構を組み立てる場合、ピストン保持部（機構本体）の奥にコイルばねを配置し、その後に可動ピストンをピストン保持部内に挿入し、コイルばねを押し込んだ状態で、ピストン保持部の側面に開口した案内溝側から突設ピンを可動ピストンの孔内に圧入する。また、案内溝の幅は、突設ピンの径よりも若干大きく設定され、突設ピンが案内溝内を摺動できるようになっている。可動ピストンの摺動する距離および周方向の回転は、ピストン保持部の側面に開口された案内溝と突設ピンの係合によって規制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２１５１７２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のバルブ休止機構付きバルブリフタにおいて、突設ピンは、ピストン保持部の案内溝側から可動ピストンの孔内に圧入される。圧入時、可動ピストンは、案内溝と可動ピストンの孔が一致する位置までコイルばねの反力に抗して奥側へ押し込まれた状態にある。突設ピンは、非常に小さな部品であり、反力がかかった状態に可動ピンを静止させて突設ピンを圧入するのは組み付けが複雑であり、それによって、組み付けに時間がかかるという問題があった。
【０００６】
また、可動ピストンをバルブ休止機構本体内部に装着した状態で突設ピンを固定することから、圧入時の力が可動ピストンやピストン保持部の内壁に作用し、可動ピストンおよびピストン保持部が変形するおそれもあった。さらに、バルブ休止機構本体は、後付でリフタスカート内部に装着される構成であり、バルブ休止機構本体の外周部とリフタスカート内周面との間には、装着のための適度な隙間が設定されており、リフタを下向きにした場合、バルブ休止機構本体が重力のため下にずり落ち、最悪の場合、完全にリフタから外れる問題があった。
【０００７】
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、組み付け性に優れ、かつ可動ピストンの周方向の回転を規制することができるバルブ休止機構付きバルブリフタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るバルブリフタは、バルブとカムとの間に配置され、油圧によりバルブ動作を制御するバルブ休止機構を備え、バルブ休止機構は、可動ピストンと、可動ピストンを挿通する挿通孔が形成された機構本体と、可動ピストンを一定方向に付勢するばね部材とを有し、機構本体および可動ピストンには、それぞれバルブステムを挿通するステム挿通孔が形成され、前記挿通孔内を摺動する可動ピストンの位置に応じて機構本体と可動ピストンの各ステム挿通孔が一致し、各ステム挿通孔内にバルブステムが挿入される。可動ピストンには、外周部から突出する突出部が設けられ、前記機構本体の挿通孔の内壁には、前記突出部を案内する案内溝が形成され、前記案内溝は、前記機構本体の前記挿通孔が開口される開口端から可動ピストンの摺動方向に沿うように一定の長さで終端する。
【０００９】
好ましくは、予め前記突出部が前記可動ピストンに固定された状態で、前記突出部と前記可動ピストンが前記機構本体の開口端から前記挿通孔内に挿入される。好ましくは前記バルブ休止機構は、倒立カップ形状のバルブリフタ内に収容され、前記可動ピストンの前端面は、前記ばね部材の付勢によってバルブリフタのスカート部の内面に押圧される。好ましくは前記突出部は、前記可動ピストンに形成された孔内に固定された少なくとも１つの突設ピンである。好ましくは前記突出部は、前記可動ピストンに形成された孔内に回転可能に保持された少なくとも１つの球状のボールである。好ましくは前記案内溝は、前記ボールを収容しかつ前記ボールの端部に空間を形成するＶ字形状を有する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、可動ピストンから突出した突出部と機構本体の挿通孔内に形成された案内溝によって、可動ピストンの周方向の回転を規制することができる。また、機構本体の開口端から挿通孔に案内溝が形成されているため、予め突出部を可動ピストンに固定した状態で、可動ピストンを機構本体の挿通孔の開口端から内部に挿通させることができる。従って、従来のように、機構本体の挿通孔内に可動ピストンを押し込んだ状態で機構本体と可動ピストンを一体的に突設ピンによって圧入する必要がなくなり、作業性が良好となり組み付け工数を低減することができる。また、圧入時における可動ピストンや挿通孔の内周壁の変形、その他、品質を低下させる要因の発生を回避することができ、組み付け信頼性を向上することができる。さらに、バルブ休止状態では、可動ピストンの前端面がバルブリフタのスカート部の内面に押圧されるため、組み付けやメンテナンス等でバルブ休止機構を取り外す場合などに、バルブ休止機構がバルブリフタから落下するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施例に係るバルブ休止機構付きバルブリフタの概略縦断面図（リフタ、シムは断面で示す）である。
【図２】図１のＡ部拡大図である。
【図３】図３（ａ）は、可動ピストンの装着前の機構本体の正面図、図３（ｂ）は、そのＹ−Ｙ線断面図である。
【図４】第１の実施例における可動ピストンの装着方法を説明する図である。
【図５】第１の実施例における制御油圧ＯＦＦ状態のときのバルブ休止機構の動作を説明する図である。
【図６】第１の実施例における制御油圧ＯＮ状態のときのバブル休止機構の動作を説明する図である。
【図７】本発明の第２の実施例に係るバルブ休止機構付きバルブリフタの概略縦断面図（リフタ、シムは断面で示す）である。
【図８】図７のＡ部拡大図である。
【図９】図９（ａ）は、可動ピストンの装着前の機構本体の正面図、図９（ｂ）は、そのＹ−Ｙ線断面図である。
【図１０】第２の実施例における可動ピストンの装着方法を説明する図である。
【図１１】第２の実施例における制御油圧ＯＦＦ状態のときのバルブ休止機構の動作を説明する図である。
【図１２】第２の実施例における制御油圧ＯＮ状態のときのバブル休止機構の動作を説明する図である。
【図１３】従来のバルブ休止機構付きバルブリフタの概略縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明に係るバルブ休止機構を備えたバルブリフタの実施形態について図面を参照して説明する。
【実施例】
【００１３】
本発明の第１の実施例に係るバルブ休止機構を備えたバルブリフタについて説明する。図１は、本発明の第１の実施例のバルブ休止機構を備えたバルブリフタの概略縦断面図、図２は、図１のＡ部拡大図、図３（ａ）は、可動ピストンの装着前の機構本体の正面図、図３（ｂ）はそのＹ−Ｙ線断面図、図４は、可動ピストンの装着方法を説明する図、図５は、制御油圧ＯＦＦ状態のときのバルブ休止機構の動作説明図、図６は、制御油圧ＯＮ状態のときのバブル休止機構の動作説明図である。
【００１４】
本実施例に係るバルブリフタは、内燃機関の直打式動弁機構において、バルブステムとカムとの間に配置されカムのリフト動作をバルブ側に伝達する機能を備えている。バルブリフタは、その内部に油圧のＯＮ−ＯＦＦ制御によりバルブステムのリフト動作を休止させあるいは動作させるバルブ休止機構を含み、当該バルブ休止機構は、後付でリフタスカート部内に装着され一体化させる。その概略構成を図１に示す。
【００１５】
本実施例に係るバルブ休止機構付きバルブリフタは、図１に示すように、バルブリフタ本体１０と、その内部に取り付けられるバルブ休止機構１４とを有している。バルブリフタ本体１０は、カムと摺動する円形状の冠面１１と、冠面１１から垂直方向に延びる円周状の側面を形成するスカート部１２とを有し、倒立カップ状に形成されている。円形状の冠面１１の内周側中心部には、突出した円形状のボス部１１Ａが形成され、また、スカート部１２には、外部から油圧を導入するための油導入口３０(図５、図６を参照)が形成されている。
【００１６】
バルブ休止機構１４は、図１ないし図３に示すように、可動ピストンなどを保持する機構本体１４Ａを含み、機構本体１４Ａの底部には、円形状の外周部２９が形成される。外周部２９の径は、スカート部１２の内周部１３との間に適度な隙間が形成される大きさに選択され、これにより、バルブ休止機構１４を容易にスカート部１２内に挿通させることができる。
【００１７】
機構本体１４Ａには、可動ピストン１９を挿通するための円筒状の挿通孔２７が形成される。図３（ｂ）に示すように、挿通孔２７は、機構本体１４Ａの開口端２７Ａから底部１６までほぼ一様な径で延在するように形成される。底部１６は、可動ピストン１９の後端面２１（図４を参照）または後端面２１に配置されたコイルばね２６と当接する。また、機構本体１４Ａのほぼ中央には、バルブステムを挿通するためのステム挿通孔２７Ｂが形成される。ステム挿通孔２７Ｂは、挿通孔２７を鉛直方向に貫通するように上下にそれぞれ開口を有する。
【００１８】
さらに機構本体１４の上部には、バルブリフタ本体１０のボス部１１Ａと相互に嵌め合わされ、バルブリフタ本体１０と機構本体１４Ａの相対回転を規制するための凹部１５が形成される。凹部１５内には、カムとバルブリフタのクリアランスを調整するために環状のシム２を装着することができる。環状のシム２は、好ましくはステム挿通孔２７Ｂの位置と整合する。なお、ボス部１１Ａの厚さを調整することで、シム２を用いない仕様としてもよい。
【００１９】
可動ピストン１９は、図４に示すように円筒形状を有し、機構本体１４Ａの開口端２７Ａから挿通孔２７内に挿通される。可動ピストン１９は、挿通孔２７内を前後方向に摺動可能とするために挿通孔２７との間に適度な隙間が生じる径に選択される。可動ピストン１９の所定の位置には、可動ピストン１９をほぼ鉛直方向に貫通するステム挿通孔１９Ａが形成される。ステム挿通孔１９Ａは、可動ピストン１９の位置に応じて機構本体１４Ａのステム挿通孔２７Ｂの位置と一致し、そのとき、両者の挿通孔内をバルブステム８が挿通される（図５を参照）。可動ピストン１９の後端面２１側には、一定の深さの空間が形成され、当該空間内にコイルばね２６が配置される。コイルばね２６の一方の端部は、上記した挿通孔２７の底部１６に当接することで、可動ピストン１９を常時前方側へ付勢する。可動ピストン１９の前端面２５側には、一定の深さで油圧室２５Ａが形成され、油圧室２５Ａには、スカート部１２に形成された油導入口３０からの油圧が作用される（図５、図６を参照）。
【００２０】
可動ピストン１９は、油圧がＯＮの時（バルブリフト動作開始時）、バルブステム８の端部を外周面２０の底部の接触面２２に平行に当接させなければならない。このため、可動ピストン１９が周方向に回転しないようにするための回転規制手段が必要となる。本実施例では、その回転規制手段は、可動ピストン１９の外周部２０に固定された１個ないしは複数個（図では１つ）の突設ピン２３と、機構本体１４Ａの挿通孔２７の内壁面１７（図３を参照）に形成された突設ピン２３を案内する案内溝１８とから構成される。
【００２１】
突設ピン２３は、好ましくは、バルブステムと直交しかつ挿通孔２７の延在する方向と直交するように、可動ピストン１９に形成された突設ピン孔２４内に固定される。突設ピン孔２４は、好ましくは、突設ピン２３が可動ピストン１９の油圧室２５Ａを通過しかつ可動ピストンの中心部を通過するような位置に形成され、可動ピストン１９の両側から突設ピン２３の一部がそれぞれ突出する。突設ピン２３は、締まり嵌めで圧入する方法や、溶接、接着材等で固定する方法、その他隙間嵌めで突設ピン２３が挿通孔２７内に設置される案内溝１８の深さ方向の隙間内で自由に動く構成でも可能である。
【００２２】
図２のＡ部拡大図に示すように、案内溝１８の幅（内径）Ｄは、突設ピン２３の外径ｄよりも幾分大きく設定され、案内溝１８の深さＨについても、突設ピン２３が可動ピストン１９の外周部２０から突出した長さｈよりも大きく設定されている。その結果、突設ピン２３と案内溝１８との間に適度な隙間が形成される。また、溝深さＨは、可動ピストン１９の挿通穴２７の開口端２７Ａからバルブステムと直交する方向に機構本体１４Ａの奥側に向けて作動油圧が外部へ漏れない範囲で形成される。本実施例では、案内溝１８は、内壁面１７の対向する位置にそれぞれ形成されている。
【００２３】
このような構成により、予め突設ピン２３が取り付けられた状態の可動ピストン１９を機構本体１４Ａの開口端２７Ａから挿通孔２７内へ挿通させることができる。つまり、可動ピストン１９の外周部２０からわずかに突設した突設ピン２３が、挿通孔２７の内壁面１７に形成された略四角形状の案内溝１８内に位置決め収容され、そして、可動ピストン１９が挿通孔２７内の奥側へ向けて挿通される。この時、突設ピン２３と案内溝１８には、適度な隙間が構成されているため、可動ピストン１９の前後方向の動きに対して、突設ピン２３は、案内溝１８に沿って前後方向に案内、移動できる。可動ピストン１９の外周部２０から突設した突設ピン２３の突出部形状と、挿通孔２７の内壁面１７に形成された案内溝１８とは、縦断面において、適度な隙間が構成される相補的な形状であれば使用することができる。突設ピン２３の突出部と案内溝１８の形状は、可動ピストン１９の両側を同一としてもよく、左右で異なる形状としてもよい。左右で異なる形状とすると、機構本体１４Ａに可動ピストン１９を挿入するときに、可動ピストン１９の上下方向の誤挿入を防止することができる。
【００２４】
次に、バルブ休止機構付きバルブリフタの動作を図５および図６を参照して説明する。図５に示すように、バルブ休止状態のときは、油導入口３０からの油圧が油圧室２５Ａに作用しないため、可動ピストン１９は、コイルばね２６により付勢され、可動ピストン１９の前端面２５がスカート部１２の内周部１３に当接する。このとき、可動ピストン１９のステム挿通孔１９Ａが機構本体１４Ａのステム挿通孔２７Ｂに一致し、バルブステム８がステム挿通孔１９Ａ、２７Ｂを挿通するため、カムによる作用がバルブへ伝達されず、バルブ動作が休止される。
【００２５】
一方、バルブ動作状態では、図６に示すように、油導入口３０からの油圧が油圧室２５Ａに作用することで、可動ピストン１９がコイルばね２６の付勢力に抗して移動され、可動ピストン１９の後端面２１が挿通孔２７の底部１６に当接される。このとき、可動ピストン１９のステム挿通孔１９Ａは、機構本体１４Ａのステム挿通孔２７Ｂからずれるため、バルブステム８は、可動ピストン１９の下面の接触部２２と接触し、カムによる作用がバルブに伝達される。尚、図５、図６で例示したバルブ休止状態、バルブ動作状態と逆になるように、可動ピストン１９のステム挿通孔１９Ａを設定することもできる。
【００２６】
本実施例の突設ピン２３とその案内溝１８の役割は、可動ピストン１９の周方向の回転規制である。また、制御油圧ＯＮの時の可動ピストン１９の軸方向の位置決めは、図６に示すように、可動ピストン１９の後端面２１が挿通孔２７の底部１６に当接され、また制御油圧がＯＦＦの時の位置決めは、図５に示すように、可動ピストン１９の前端面２５がスカート部の内周部１３に当接されることで達成される。制御油圧が作用していない状態では、可動ピストン１９は、常にコイルばね２６の付勢力が作用するため、可動ピストンの前端面２５がスカート部１２の内周部１３を押している。このため、例えば、メンテナンス等でバルブ休止機構を取り外す場合など、バルブ休止機構１４が重力によるずり落ちおよび落下を起こさない構成とすることができる。
【００２７】
次に、本発明の第２の実施例について図７ないし図１２を参照して説明する。図７ないし図１２の各々は、第1の実施例の図１ないし図６にそれぞれ対応するものであり、第1の実施例と同一構成については同一参照番号を付しその説明を省略する。
【００２８】
第２の実施例に係るバルブ休止機構１４は、可動ピストンの周方向の回転を規制する手段として、可動ピストン１９の外周部２０に取り付けられる１個ないしは複数個のリニアボール５０と、挿通孔２７の内壁面１７に形成されたリニアボール５０をガイドするガイド溝６０とから構成される。この回転規制手段によって、バルブステムの端部が可動ピストン１９の底面の接触面２２にほぼ平行に接触させることができる。
【００２９】
図８ないし図１０に示すように、リニアボール５０は、例えば金属製の球状のボールであり、可動ピストン１９の外周部２０に形成された円形状の凹部であるリニアボール孔５２内に収容される。リニアボール孔５２は、リニアボール５０の約半分を外周部２０から半径方向に突出させる程度の深さを有し、さらにリニアボール５０が接触による摩擦力で自在にその孔内を回転できるような径を有する。本実施例では、リニアボール孔５２は、可動ピストン１９の左右両側に一対形成され、そこに２つのリニアボール５０が収容される。
【００３０】
他方、挿通孔２７の内壁面１７には、リニアボール５０の突出した部分を収容しかつガイドするガイド溝６０が形成される。ガイド溝６０は、その断面は略Ｖ字形状であり、挿通孔２７の開口端２７Ａからバルブステム８と直交する方向に底部１６に向けて一定の長さで延在することで、開口端２７Ａから作動油圧が外部へ漏れないようになっている。本実施例では、ガイド溝６０は、内壁面１７の対向する位置にそれぞれ形成されている。
【００３１】
このような構成により、図９、図１０に示すように、予めリニアボール５０が取り付けられた可動ピストン１９を機構本体１４Ａの開口端２７Ａから挿通させ、可動ピストン１９の外周部２０からわずかに突出したリニアボール５０をＶ字状のガイド溝６０に位置決めし、これを挿通孔２７の奥側へ挿通させる。この時、Ｖ字形状のガイド溝６０とリニアボール５０とは僅かな隙間ｈを形成し、可動ピストン１９の前後方向の動きに対してリニアボール５０がガイド溝６０に沿って回転自在に案内される。また、リニアボール５０とＶ字形状のガイド溝６０の先端部側では適度な油通路空間６２があり、油圧ＯＮ−ＯＦＦの時、可動ピストン１９およびリニアボール５０が高速で移動しても、Ｖ字溝空間６２でリニアボール５０の前後方向における油の移動が行われ、且つリニアボール５０の転がりによる低摩擦化で高速移動を可能としている。
【００３２】
本実施例のリニアボール５０とそのガイド溝６０との組み合わせは、単に可動ピストン１９の周方向の回転規制が目的であるが、油圧ＯＮ−ＯＦＦ時の可動ピストンの前後方向の位置決めについては、第１の実施例のときと同様に、制御油圧がＯＮの時は、図１２に示すように、可動ピストンの後端面２１が挿通孔２７の底面１６に当接され、制御油圧がＯＦＦの時は、図１１に示すように、可動ピストン１９の前端面２５がスカート１２の内周部１３に当接される。また、制御油圧が作用していない状態では、常に可動ピストン１９はコイルばね２６によって付勢され、可動ピストンの前端面２５がスカート部１２の内周部１３を押しているため、例えば、メンテナンス等でバルブ休止機構を取り外す場合など、バルブ休止機構１４のずり落ちおよび落下を起こさない構成とすることができる。
【００３３】
上記実施例において、バルブリフタ本体１０の材質には、ＪＩＳ規格によるＳＣＭ材を浸炭処理したものを用いることができるほか、他の鋼材、鋳物、鉄系合金、チタン合金、アルミ合金及び高強度樹脂等や、これらの材質に浸炭、窒化、イオンプレート及びＤＬＣ等の表面処理などを適宜施したものを用いることができる。また、バルブ休止機構１４および可動ピストン１９の材質にも、鋼材、鋳物、鉄系合金、チタン合金、アルミ合金及び高強度樹脂等や、これらに各種の熱処理、表面処理を施して用いてもよい。
【００３４】
本実施例のバルブ休止機構１４は、例えば精密鋳造や射出成形等でニアネット成形した後に仕上げ加工により形成されているが、バー材から切削加工等により形成してもよい。また、可動ピストン１９は、例えばバー材からの切削加工により形成しているが、プレス加工や精密鋳造や射出成形等により形成してもよい。
【００３５】
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００３６】
２：シム
５：休止機構用スプリング
８；バルブステム
１０：バルブリフタ本体
１１：冠面
１１Ａ：ボス部
１２：スカート部
１３：内周部
１４：バルブ休止機構
１４Ａ：機構本体
１５：凹部
１６：底部
１７：内壁面
１８：案内溝
１９：可動ピストン
１９Ａ：ステム挿通孔
２０：外周部
２１：後端面
２２：接触面
２３：突設ピン
２４：突設ピン孔
２５：前端面
２５Ａ：油圧室
２６：コイルばね
２７：挿通孔
２７Ａ：開口端
２７Ｂ：ステム挿通孔
３０：油導入口
５０：リニアボール
５２：リニアボール孔
６０：ガイド溝
６２：油通路空間
【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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