(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本の導電線の束で構成されたリード線をブラシに接続すると共に、このリード線の上記ブラシとの接続端の近傍に上記導電線の束を硬直化処理することにより形成された硬直部を備え、上記硬直部と上記ブラシの間の導電線を非硬直根部としたことを特徴とする電動機。
【請求項２】
上記リード線は、このリード線が接続されたブラシのリード線接続面から電動機の回転軸と平行またはそれに近い方向に延在する立上り部を有し、上記立上り部は、上記非硬直根部と当該立上り部の少なくとも一部に設けられた硬直部とを備えたことを特徴とする請求項１記載の電動機。
【請求項３】
上記非硬直根部の長さをＬ１とした場合、当該長さＬ１は、下式を満足することを特徴とする請求項２記載の電動機、
Ｌ１≧ｔ
ここに、ｔは上記ブラシを収容するブラシ収容ケースの壁厚。
【請求項４】
立上り部は、この立上り部に縦続する屈曲部を有し、ブラシのリード線接続面から上記屈曲部までの上記立上り部の長さＬ３は、下式を満足するものであることを特徴とする請求項２または請求項３記載の電動機、
Ｌ３＞Ｌ１＋Ｌ２
ここに、Ｌ１は非硬直根部の長さ、Ｌ２は硬直部の長さ。
【請求項５】
硬直部の立上り部の長手方向に直交する方向の断面形状は、ブラシのブラシ収容ケース内での摺動方向に平行な辺よりもこの辺と直交する辺のほうが長い長方形を呈することを特徴とする請求項２記載の電動機。
【請求項６】
硬直部の立上り部の長手方向に直交する方向の断面形状は、ブラシのブラシ収容ケース内での摺動方向と直交する辺よりもこの摺動方向に平行な辺のほうが長い長方形を呈することを特徴とする請求項２記載の電動機。
【請求項７】
硬直化処理は、リード線を構成する導電線同士の溶接または半田付けであることを特徴とする請求項１記載の電動機。
【請求項８】
硬直化処理は、リード線を構成する導電線同士の接着剤による接着であることを特徴とする請求項１記載の電動機。
【請求項９】
硬直化処理は、リード線のブッシュによるカシメであることを特徴とする請求項１記載の電動機。
【請求項１０】
リード線は、立上り部、屈曲部、およびこの屈曲部に縦続するテール部を有し、このテール部は、ブラシのブラシ収容ケース内での摺動方向と交差する方向、または上記摺動方向に且つ上記ブラシの背後に延在することを特徴とする請求項１記載の電動機。
【請求項１１】
電動パワーステアリング電動機用であることを特徴とする請求項１記載の電動機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転電機子型電動機などのブラシを有する電動機に関し、特に電動パワーステアリング電動機用として好適な電動機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１３〜図１６は、従来より用いられている回転電機子型電動機を説明するものであって、図１３は上記電動機の横断面図、図１４は上記電動機中のブラシホルダの平面図、図１５は、図１４のＸ−Ｘ線に沿った部分の拡大断面図、図１６はブラシ収容ケースおよびその近傍部の拡大側面図である。図１３〜図１６において、１は電動機、１１は電機子、１２は整流子、１３、１４はベアリング、１５はヨーク、１６はマグネット、１７はハウジング、１８は回転軸、２はブラシホルダ、２１はブラシ、２２はブラシ収容ケース、２３はスプリング、２４はスプリング固定器、３はブラシ２１に接続されてピグテ−ルと通称されているリード線、４は外部引出し用リード線、５はリード線３と外部引出し用リ−ド線４とを接続する電極プレ−トである。
【０００３】
リード線３は、ブラシ２１との接続端から回転軸１８と平行な方向に立ち上り延在する立上り部３１、立上り部３１に縦続する屈曲部３２、および屈曲部３２に縦続するテール部３３とからなり、テール部３３の先端が電極プレ−ト５に溶接されて外部引出し用リ−ド線４と接続されている。
【０００４】
以上のように構成された電動機の構造において、ブラシ２１は、ブラシ収容ケース２２内に矢印Ａ（図１６参照）の方向に摺動自在に保持され、且つスプリング２３の弾性力により整流子１２に押し付けられて摺接されている。スプリング２３の弾性力は、電動パワ−ステアリング用モ−タではモ−タのロストルクを小さくするため、またブラシ２１と整流子１２との摺接音を小さくするために特に比較的小さな値とされている。この結果、ブラシ２１の整流子１２上における摺接は、リード線３のブラシ２１との接続部近傍、特に立上り部３１を中心とする部分の形状により影響を受け易くなっている。つまりブラシ２１は、リード線３を背負った状態でブラシ収容ケース２２内を微小に矢印Ａの方向に前後動しながら整流子１２に摺接しており、またブラシ２１とブラシ収容ケース２２との図１５における矢印Ｂの方向でのクリアランスがあるために、リード線３の形状、取分け立上り部３１の形状により整流子１２に対する接触圧や接触状態が変化してロストルク、ブラシ摺接音、電動機の左右回転性能差、あるいはトルクリップルなどに大きなバラツキが生じる。
【０００５】
またリード線３としては、上記の影響を少なくするために可撓性の良好な銅細線の撚線が用いられることが多い。このためにリード線３は剛性が弱く、ブラシホルダ２の組立て時にリード線３の形状を整えておいてもそれの輸送中などにその形状が変形することがしばしばある。またさらに、電機子１１をハウジング１７に組み込む際、ブラシ２１をブラシ収容ケース２２内に引き込む必要があるが、この時にリード線３の立上り部３１などを引張って引き込む場合は、立上り部３１の形状が上記引き込み時の引張力により形崩れするなどの問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、電動機の製造過程を通じてリード線の形状を安定させ、電動機の性能のバラツキを低減することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の電動機は、（１）複数本の導電線の束で構成されたリード線をブラシに接続すると共に、このリード線の上記ブラシとの接続端の近傍に上記導電線の束を硬直化処理することにより形成された硬直部を備え、上記硬直部と上記ブラシの間の導電線を非硬直根部としたものである。
（２）上記（１）において、上記リード線は、このリード線が接続されたブラシのリード線接続面から電動機の回転軸と平行またはそれに近い方向に延在する立上り部を有し、上記立上り部は、上記非硬直根部と当該立上り部の少なくとも一部に設けられた硬直部とを備えたものである。
（３）上記（２）において、上記非硬直根部の長さをＬ１とした場合、当該長さＬ１は、下式を満足するものである、
Ｌ１≧ｔ
ここに、ｔは上記ブラシを収容するブラシ収容ケースの壁厚。
（４）上記（２）または（３）において、立上り部は、この立上り部に縦続する屈曲部を有し、ブラシのリード線接続面から上記屈曲部までの上記立上り部の長さＬ３は、下式を満足するものである、
Ｌ３＞Ｌ１＋Ｌ２
ここに、Ｌ１は非硬直根部の長さ、Ｌ２は硬直部の長さ。
（５）上記（２）において、硬直部の立上り部の長手方向に直交する方向の断面形状は、ブラシのブラシ収容ケース内での摺動方向に平行な辺よりもこの辺と直交する辺のほうが長い長方形を呈するものである。
（６）上記（２）において、硬直部の立上り部の長手方向に直交する方向の断面形状は、ブラシのブラシ収容ケース内での摺動方向と直交する辺よりもこの摺動方向に平行な辺のほうが長い長方形を呈するものである。
（７）上記（１）において、硬直化処理は、リード線を構成する導電線同士の溶接または半田付けである。
（８）上記（１）において、硬直化処理は、リード線を構成する導電線同士の接着剤による接着である。
（９）上記（１）において、硬直化処理は、リード線のブッシュによるカシメである。
（１０）上記（１）において、リード線は、立上り部、屈曲部、およびこの屈曲部に縦続するテール部を有し、このテール部は、ブラシのブラシ収容ケース内での摺動方向と交差する方向、または上記摺動方向に且つ上記ブラシの背後に延在するものである。
（１１）上記（１）において、本発明の電動機は、電動パワーステアリング電動機用である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下の実施の形態において、互いに同一部分は同一の符号を付して説明を省略することがある。
【０００９】
実施の形態１.
図１〜図３は、本発明における電動機の実施の形態１を説明するものであって、図１は上記電動機中のブラシホルダの平面図、図２は図１のＹ−Ｙ線に沿った部分の拡大断面図、図３はブラシ収容ケースおよびその近傍部の拡大側面図である。なお実施の形態１および後記の実施の形態２〜４における電動機の全体の横断面図は、前記図１３と実質的に同じであるので図１３を参照することとして、実施の形態１〜４においてはそれを省略する。
【００１０】
図１〜図３において、３１１、３１２、および３１３は、それぞれリード線３の立上り部３１における非硬直根部、硬直部、および非硬直上部であり、２５はブラシ収容ケース２２の上面に形成された開口条であり、２６は開口条２５の先端に形成されたストッパーである。実施の形態１においては、立上り部３１は、ブラシ２１のリード線接続面から略垂直に、換言すると電動機１の回転軸１８と平行な方向に立ち上がっており、テール部分３３は矢印Ａの方向と交差する方向に延びて電極プレ−ト５に接続されることにより外部引出し用リ−ド線４と接続されている。リード線３としては、例えば線径０．０５〜０．０８ｍｍ程度の銅細線を撚合わせたものが用いられる。非硬直根部３１１は、ブラシ２１のリード線接続面から硬直部３１２の一端までの硬直化処理されていない部分である。
【００１１】
実施の形態１においては、リード線３の立上り部３１の略中央部分が硬直化処理されて硬直部３１２が形成されている。この際の硬直化処理は、リード線３を構成する銅撚線を溶接機で隣接する銅細線同士が密着する状態となして、それら銅細線同士を溶接することにより達成されており、この溶接による銅細線同士の密集性が向上して硬直部３１２は、非硬直根部３１１および非硬直上部３１３よりも図示するように線サイズが小さくなっている。硬直部３１２の断面形状（立上り部３１の長手方向に直交する方向の断面形状、以下同様）は、ブラシ２１のブラシ収容ケース内での摺動方向に平行な辺（図３参照）よりもこの辺に直交する辺（図２参照）のほうが長い長方形を有している。この結果、硬直部３１２は、矢印Ａの方向には幾分変形し易いが、その直交方向には耐変形性が大きいので振動や衝撃などの外力を受けても、矢印Ａとの直交方向には変形つまり倒れることがないので、整流子１２とブラシ２１との接触状態は実質的に変化しない。
【００１２】
以上のように、立上り部３１がその中央付近に硬直部３１２を有することにより、その部分３１２は大きな剛性を有するのみならず、硬直部３１２の剛性の影響で非硬直根部３１１もある程度剛性が向上する。このためにリード線３を電極プレ−ト４に接続し、従来通りに硬直部３１２を掴んでブラシ２１をブラシ収容ケース２２内に挿入収容しても、立上り部３１や屈曲部３２の形状は実質的に変化せず、また立上り部３１はブラシ２１の摺動底面２１１に対して略垂直に立った安定形状を保持する。また、硬直部３１２と非硬直根部３１１の剛性の向上により、リード線３はその輸送やモ−タ組立て時などで振動や衝撃を受けても初期の形状を略保つことができる。
【００１３】
本発明における立上り部３１と屈曲部３２との境界線は、立上り部３１の長手方向の軸と屈曲部３２の屈曲点３４（図２参照）を通り上記軸と直交する線分Ｂで示されるとすると、非硬直上部３１３は、線分Ｂにおいて屈曲部３２と接触することになる。なお図２におけるＬ３は、かく定義した場合における立上り部３１の長さである。そして実施の形態１においては、図２に示すように、非硬直根部３１１の長さＬ１とブラシ収容ケース２２の壁厚ｔとは、下式（Ｉ）で表される関係となっており、一方、立上り部３１の長さＬ３、非硬直根部３１１の長さＬ１、および硬直部３１２の長さＬ２は、下式（II）で表される関係となっている。下式（II）の関係は、とりもなおさず非硬直上部３１３が有限長を有することを意味する。
Ｌ１≧ｔ                                                        （Ｉ）
Ｌ３＞Ｌ１＋Ｌ２                                                （II）
【００１４】
つぎに式（Ｉ）および式（II）の意義について説明する。先ず式（Ｉ）については、硬直部３１２を硬直化処理、特に溶接処理すると、かかる処理により硬直部３１２はその部分の線サイズが縮小することは前記の通りであるが、その間接的影響によって非硬直根部３１１内の銅細線に大きな張力が生じて銅細線が断線し、あるいは銅細線の伸長による非硬直根部３１１の断面積が減少することがある。非硬直根部３１１の断面積が減少してその外径がブラシ収容ケース２２の上面に形成された開口条２５のストッパ−２６の幅Ｌ４（図１参照）以下となると、立上り部３１がストッパ−２６を越えて開口条２５から外に飛び出す不都合が生じる。しかし、Ｌ１≧ｔとすることにより、非硬直根部３１１の外径の縮小、それに基づくストッパ−２６越え、および導電線の断線などが防止される。
【００１５】
つぎに式（II）について説明する。図４は、実施の形態１の比較形態の例であって図２に対応するものであり、図４の３６は硬直化処理された硬直部を示す。硬直部３６は、立上り部３１と屈曲部３２の大部分に及んでおり、この点において図２に示す場合と異なる。硬直部３６のように硬直化処理の範囲が過度に長いと、電動機組立時などで受ける外力により硬直部３６が折り曲げられて変形し、その変形によりブラシ２１がブラシ収容ケース２２の側面２２１に押し付けられて変倚し、ためにブラシ２１のブラシ収容ケース２２内での摺動性が悪化することがある。これに対して前記式（II）で示される関係、即ち、Ｌ１とＬ２との和がＬ３未満であると、上記の変形や変倚が生じないのでブラシ２１の摺動性が良好に維持される。実施の形態１においては、リード線３はその設置場所の制約とコスト面より出来るだけ短くすることが好ましく、また硬直部３１２の長さＬ２は２ｍｍ前後の値が適当である。
【００１６】
実施の形態１では、硬直部３１２の断面形状は、前記したように長方形とされたが、リード線３の立上り部３１の剛性が十分である場合には、その断面形状は円、楕円、あるいは台形などの長方形以外の角形などであってもよく、楕円や台形などのように硬直部３１２の剛性に方向性を与える形状の場合でも、その方向性も任意であって差し支えない。
【００１７】
実施の形態２．
図５は、本発明における実施の形態２を説明するものであって、ブラシ２１とリード線３との結合の他の例を示し、リード線３のテール部３３はブラシ２１の後方に延在している。またリード線３の先端３４は、電極プレ−ト４（図示せず）に溶接するために、溶接により断面形状が長方形となるように硬直化処理される。この硬直化処理の際に、硬直部３１２も先端３４と同じ断面形状となるように硬直化処理させたものであると、先端３４と硬直部３１２とは互いに同様の硬直化処理で済むので加工工数が少なく、コスト低減が可能となる利点がある。
【００１８】
実施の形態３．
図６〜図７は、本発明における実施の形態２を説明するものであって、図６は図１のＹ−Ｙ線に沿った部分の他の拡大断面図、図７はブラシ収容ケース２２およびその近傍部の拡大側面図である。図６〜図７において、３１２はリード線３における立上り部３１の硬直部である。硬直部３１２は、接着剤により硬直化処理されており、実施の形態１と同様に、リード線３の形状を略一定に且つ安定して保持することができる。非硬直根部３１１、硬直部３１２、および非硬直上部３１３の各長さについては、実施の形態１で述べたことが実施の形態３においても当てはまる。
【００１９】
実施の形態４．
図８〜図１０は、本発明における実施の形態４を説明するものであって、図８は図１のＹ−Ｙ線に沿った部分のさらに他の拡大断面図、図９はブラシ収容ケース２２およびその近傍部の拡大側面図、図１０はブッシュの斜視図である。図８〜図１０において、３１２はリード線３における立上り部３１の硬直部、３５はブッシュである。硬直部３１２は、ブッシュ３５でカシメることにより硬直化処理されており、実施の形態１と同様に、リード線３の形状を略一定に且つ安定して保持することができる。非硬直根部３１１、硬直部３１２、および非硬直上部３１３の各長さについては、実施の形態１で述べたことが実施の形態３においても当てはまる。
【００２０】
実施の形態５．
図１１〜図１２は、本発明における実施の形態５を説明するものであって、図１１は電動機の横断面図、図１２は上記電動機中のブラシホルダの平面図である。図１１〜図１２に示すように、実施の形態５においては、リード線３のテール部３３の引き出し方向は、ブラシ２１の摺動方向Ａと同一となっており、リード線３の立上り部３１は、前記実施の形態１〜４などと同様にその一部が硬直化処理されている。かかる硬直化処理により、リード線３の種々の外力に対する耐変形性は前記実施の形態１〜４などと同様に優れており、一方、テール部３３をブラシ２１を側面方向へ導出する実施の形態１などの場合と比較して、リード線３に外力がかかった場合のブラシ２１と整流子１２との接触状態に及ぼす影響度は、一層小さくなる効果がある。
【００２１】
【発明の効果】
本発明の電動機は、以上説明した通り、複数本の導電線の束で構成されたリード線をブラシに接続すると共に、このリード線の上記ブラシとの接続端の近傍に上記導電線の束を硬直化処理することにより形成された硬直部を備え、上記硬直部と上記ブラシの間の導電線を非硬直根部としたものであり、特に（２）上記リード線は、このリード線が接続されたブラシのリード線接続面から電動機の回転軸と平行またはそれに近い方向に延在する立上り部を有し、上記立上り部は、上記非硬直根部と当該立上り部の少なくとも一部に設けられた硬直部とを備えたものであると、上記硬直部が有する剛直性に由来してリード線の形状が略一定に保たれるために、ブラシと整流子との接触状態が安定して一定に保たれるので、モ−タのロストルク、ブラシ摺接音、電動機の左右回転性能差、あるいはトルクリップルなどのバラツキを低減できる。よって本発明の電動機は、特にロストルク、ブラシ摺接音、電動機の左右回転性能差、トルクリップルなどに取り分け厳しい電動パワ−ステアリング用モ−タとしてすこぶる好適である。
【００２２】
また、（３）上記非硬直根部の長さをＬ１とした場合、当該長さＬ１は、下式を満足するものであると、たとえ硬直部における硬直化処理によって上記非硬直根部内の銅細線に大きな張力が生じたり、かかる張力による銅細線の大きな伸長などの問題がなく、したがって銅細線の断線、あるいは銅細線に大きな伸長があった場合における非硬直根部の断面積の減少、かかる断面積の減少に基づいてブラシ収容ケースに設けられた開口条から立上り部が飛び出す問題などが防止される。
Ｌ１≧ｔ
ここに、ｔは上記ブラシを収容する上記ブラシ収容ケースの壁厚。
【００２３】
また、（４）立上り部は、この立上り部に縦続する屈曲部を有し、ブラシのリード線接続面から上記屈曲部までの上記立上り部の長さＬ３は、下式を満足するものであると、立上り部における硬直部の形成位置と長さとが適切であるために、立上り部は電動機組立時などで外力を受けても折り曲げられたり、かかる曲げがあった場合に起きるブラシのブラシ収容ケース内での変倚が生じないので、ブラシのブラシ収容ケース内での摺動性が良好に維持されることになる。
Ｌ３＞Ｌ１＋Ｌ２
ここに、Ｌ１は非硬直根部の長さ、Ｌ２は硬直部の長さ。
【００２４】
また、（５）硬直部の立上り部の長手方向に直交する方向の断面形状は、ブラシのブラシ収容ケース内での摺動方向に平行な辺よりもこの辺と直交する辺のほうが長い長方形を呈すると、硬直部はブラシのブラシ収容ケース内での摺動方向には幾分変形し易いが、その直交方向には耐変形性が大きいので振動や衝撃などの外力を受けても、上記摺動方向との直交方向には倒れることがないので、整流子とブラシとの接触状態は実質的に変化しない。
【００２５】
また、（６）硬直部の立上り部の長手方向に直交する方向の断面形状は、ブラシのブラシ収容ケース内での摺動方向と直交する辺よりもこの摺動方向に平行な辺のほうが長い長方形を呈すると、リード線を電極プレートに溶接するためにその先端を溶接により硬直化処理した長方形の断面形状と上記硬直部の断面形状とを同じにできるので、加工工数が少なくコスト低減が可能となる。
【００２６】
また、（７）硬直化処理は、リード線を構成する導電線同士の溶接または半田付け、（８）リード線を構成する導電線同士の接着剤による接着、あるいは（９）リード線のブッシュによるカシメなどであると、上記リード線の立上り部の所望箇所を適切且つ能率的に硬直化処理することができる。
【００２７】
また、（１０）リード線は、立上り部、屈曲部、およびこの屈曲部に縦続するテール部を有し、このテール部は、ブラシのブラシ収容ケース内での摺動方向と交差する方向、または上記摺動方向に且つ上記ブラシの背後に延在するものであると、リード線に外力が作用しても上記リード線の形状はほとんど変化しないために整流子とブラシとは良好な接触状態を維持するので、モ−タのロストルク、ブラシ摺接音、電動機の左右回転性能差、あるいはトルクリップルのバラツキを低減できる。
【００２８】
またさらに、（１１）本発明の電動機が電動パワーステアリング電動機用であると、前記したバラツキが低減された高性能の電動パワーステアリング電動機を安定して生産することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１で用いられるブラシホルダの平面図。
【図２】  図１のＹ−Ｙ線に沿った部分の拡大断面図。
【図３】  本発明の実施の形態１におけるブラシ収容ケースおよびその近傍部の拡大側面図。
【図４】  実施の形態１の比較形態における図２に対応する部分の拡大断面図。
【図５】  本発明の実施の形態２の説明図。
【図６】  本発明の実施の形態３における図１のＹ−Ｙ線に沿った部分の他の拡大断面図。
【図７】  本発明の実施の形態３におけるブラシ収容ケースおよびその近傍部の拡大側面図。
【図８】  本発明の実施の形態４における図１のＹ−Ｙ線に沿った部分のさらに他の拡大断面図。
【図９】  本発明の実施の形態４におけるブラシ収容ケースおよびその近傍部の拡大側面図。
【図１０】  本発明の実施の形態４で用いられるブッシュの斜視図。
【図１１】  本発明の実施の形態５における電動機の横断面図。
【図１２】  図１１中で用いられたブラシホルダの平面図。
【図１３】  従来の電動機の横断面図。
【図１４】  図１３中で用いられたブラシホルダの平面図。
【図１５】  図１４のＸ−Ｘ線に沿った部分の拡大断面図。
【図１６】  従来の電動機におけるブラシ収容ケースおよびその近傍部の拡大側面図。
【符号の説明】
１  電動機、１１  電機子、１２  整流子、１８  シャフト、
２  ブラシホルダ、２１  ブラシ、２２  ブラシ収容ケース、
２３  スプリング、２４  スプリング固定器、３  リード線、
３１  立上り部、３１１  非硬直根部、３１２  硬直部、
３１３  非硬直上部、３２  屈曲部、３３  テール部、３５  ブッシュ、
４  外部引出し用リード線、５  電極プレ−ト。
【図１】
0003642563.tif 000002
【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】
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【図１６】
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