(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダボア内にシリンダライナを圧入し、該シリンダライナ内に摺動自在にピストンを配してなる往復動型圧縮機において、シリンダボアとシリンダライナとの圧入接合部を構成するシリンダボア内面部又はシリンダライナ外面部に、該圧入接合面に開放する油溜め凹部を形成し、その内部に潤滑油を充填するとともに、潤滑油を含浸したポーラス部材で前記シリンダライナを形成したことを特徴とする往復動型圧縮機。
【請求項２】
前記シリンダライナのクランク室側端部を、その外表面に段部が形成されるように薄肉部とし、また、該段部に対応する圧入接合面が形成されるように、前記シリンダボアのクランク室側端部に段部を設け、前記シリンダライナの段部とシリンダボアの段部との接合によりシリンダライナの位置決めを行うことを特徴とする請求項２記載の往復動型圧縮機。
【請求項３】
軸心に対し傾斜し、かつ該軸心の回りで回転駆動する斜板と、前記軸心から偏心したシリンダボアと、前記シリンダボアに摺動自在に配されたピストンと、前記斜板と前記ピストンとの間に介在しかつ前記ピストンに保持されたシューとを有する斜板式圧縮機において、前記シューより前記軸心側となる前記斜板表面部に、外部に開口する油溜め凹部を形成し、その内部に潤滑油を充填するとともに、潤滑油を含浸したポーラス部材で構成した蓋部材により、前記油溜め凹部を閉蓋してなることを特徴とする斜板式圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧縮機の摺動性向上に関する。
【０００２】
【従来の技術】
圧縮機内に潤滑油を充填し、この潤滑油により各摺動部を潤滑する圧縮機にあって、この充填された潤滑油が機外に放出され、起動を困難にする場合が起り得る。例えば、一般のカークーラ用斜板式圧縮機は、クランク室内に潤滑油が充填され出荷される。しかし、このカークーラ用斜板式圧縮機が自動車に搭載された状態でコンテナーヤードに長期間放置されている場合、夜間は、圧縮機が冷却され、冷媒が圧縮機内で凝縮液化することにより、冷媒回路内の冷媒が圧縮機に流入液化し、液冷媒で圧縮機内が満たされ、この液冷媒が圧縮機外へオーバーフローする。そして、このときに液冷媒とともに潤滑油が機外に持ち去られるという、所謂液洗い現象が生ずる。また、昼間には、外気温の上昇により、圧縮機内の液冷媒が蒸発気化し、冷媒回路内の各部に分散されるが、夜間になると、再び前述の液洗い現象が生じ、自動車が長期間放置されている間には、この液洗い現象が繰り返され、遂には圧縮機内の潤滑油が皆無となる所謂オイルレス状態となる。
【０００３】
ところで、冷媒回路内に放出された潤滑油は、一旦カークーラが運転されると、吸入ガスとともに圧縮機に戻り、圧縮機内の各摺動部に供されるとともに、圧縮機内のクランク室内に貯留されるが、オイルレス状態で圧縮機が起動された場合は、潤滑油が吸入ガスとともに戻ってくる迄には若干の時間が必要とされる。このため、オイルレス状態から圧縮機を駆動すると、冷媒回路に放出された潤滑油が吸入ガスとともに圧縮機に戻ってくる迄の間に、摺動部に潤滑油が全く供給されず、摺動部が焼き付き易いという問題があった。
このような問題を解決する案として、ピストンリング等に含油セラミックスを用いたもの（特開昭４−１３４１９２号公報）や、斜板式圧縮機におけるシューと斜板との摺接部に潤滑油を含んだ摺動部材を用いたもの（実開平６−６９３７３号公報）の適用が考えられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の圧縮機においては、摺動部を構成する摺動部材の材料中にのみ潤滑油を含有せしめる構造としているため、この程度の潤滑油量では十分な潤滑油を確保できず、前述の場合に生ずる焼き付きの問題を完全に防止するには、潤滑油の保有量が不十分であるという問題があった。
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に鑑みなされたものであって、その目的とするところは、前記液洗い現象に見舞われた場合において、その後の起動に必要な潤滑油量を圧縮機内に残存せしめ、その起動時において、焼き付きの問題が生じない圧縮機を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明では、シリンダボア内にシリンダライナを圧入し、該シリンダライナ内に摺動自在にピストンを配してなる往復動型圧縮機において、シリンダボアとシリンダライナとの圧入接合部を構成するシリンダボア内面部又はシリンダライナ外面部に、該圧入接合面に開放する油溜め凹部を形成し、その内部に潤滑油を充填するとともに、潤滑油を含浸したポーラス部材で前記シリンダライナを形成したものである。
【０００７】
請求項２記載の発明では、前記シリンダライナのクランク室側端部を、その外表面に段部が形成されるように薄肉部とし、また、該段部に対応する圧入接合面が形成されるように、前記シリンダボアのクランク室側端部に段部を設け、前記シリンダライナの段部とシリンダボアの段部との接合によりシリンダライナの位置決めを行ったものである。
【０００８】
請求項３記載の発明では、軸心に対し傾斜し、かつ該軸心の回りで回転駆動する斜板と、前記軸心から偏心したシリンダボアと、前記シリンダボアに摺動自在に配されたピストンと、前記斜板と前記ピストンとの間に介在しかつ前記ピストンに保持されたシューとを有する斜板式圧縮機において、前記シューより前記軸心側となる前記斜板表面部に、外部に開口する油溜め凹部を形成し、その内部に潤滑油を充填するとともに、潤滑油を含浸したポーラス部材で構成した蓋部材により、前記油溜め凹部を閉蓋してなるものである。
【００１０】
従って、請求項１に記載の往復動圧縮機においては、油溜め凹部がシリンダボアとポーラス部材で構成されるシリンダライナとの圧入接合面に開口して設けられているが、該シリンダライナが油溜め凹部の蓋部材として機能しているため、液洗い現象の際、該油溜め凹部内の潤滑油が液冷媒とともに圧縮機外に持ち出されることがない。また、その後の起動時には、シリンダライナとピストンとの摺動部の温度上昇につれ、該油溜め凹部内の温度が上昇し、また、この温度上昇に伴い該油溜め凹部内の圧力が上昇する。従って、該油溜め凹部内の潤滑油の一部は、前記シリンダライナを通して、該シリンダライナに含浸された潤滑油とともに流出し、シリンダライナとピストンとの摺動部に供給される。また、前記油溜め凹部内の潤滑油の他の一部は、シリンダライナとシリンダボアとの圧入接合面の間隙を通して流出し、クランク室内等の圧縮機内の冷媒ガス中に浮遊して、各摺動部に供給される。
【００１１】
また、請求項２に記載の往復動圧縮機においては、シリンダライナのクランク室側端部の薄肉部を直接クランク室に開放させたので、シリンダライナとシリンダボアとの圧入接合面からクランク室へ流出する潤滑油の移動を容易にし、クランク室内の冷媒ガスに浮遊する潤滑油を増大せしめ、圧縮機内の各摺動部への潤滑油の供給を円滑にしている。
【００１２】
また、請求項３に記載の斜板式圧縮機においては、油溜め凹部が、シューの軸心側斜板表面に設けられ、潤滑油を含浸させたポーラス部材で構成される蓋部材で閉蓋されているため、液洗い現象の際、該油溜め凹部に充填された潤滑油が液冷媒とともに流出することがない。また、その後の圧縮機の起動時には、シューと斜板との摺動部の温度上昇につれ、該油溜め凹部内の温度が上昇し、また、この温度上昇に伴い該油溜め凹部内の圧力が上昇する。従って、該油溜め凹部内の潤滑油は、ポーラス部材で構成される蓋部材を通して、該蓋部材に含浸された潤滑油とともに流出し、また、蓋部材との間隙を通して斜板表面に流出する。そして、この潤滑油の一部は、斜板の回転により生ずる遠心力の作用を受けて、円滑にシューと斜板との摺動部、あるいはシューとピストンとの摺動部に供給され、また、潤滑油の他の一部は、クランク室内の冷媒ガス中に浮遊して他の摺動部に供給される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下この発明をカークーラ用の両頭型斜板式圧縮機に具体化した実施の形態について図１〜図６に基づいて詳細に説明する。尚、図２〜図５は、後述するリヤ側のシリンダライナ４２及びその付近の拡大部分図または断面図であるが、フロント側のシリンダライナ４１付近は図１から明らかなように、このリヤ側のシリンダライナ４２付近と対称的な構成となっているため、図示を省略し、対応部分に括弧を付した符号のみ表示する。
【００１４】
図１に示される様に、フロント側のシリンダブロック１１とリヤ側のシリンダブロック１２は中央部において接合されている。シリンダブロック１１のフロント側端面にはフロント側の弁板アッセンブリ１３を介してフロントハウジング２１が、また、シリンダブロック１２のリヤ側端面にはリヤ側の弁板アッセンブリ１４を介してリヤハウジング２２がそれぞれ接合されている。
フロント側の弁板アッセンブリ１３はバルブプレート１５、吸入弁１６ａを形成する吸入弁形成板１６、吐出弁１７ａを形成する吐出弁形成板１７を有し、リヤ側の弁板アッセンブリ１４はバルブプレート１８、吸入弁１９ａを形成する吸入弁形成板１９、吐出弁２０ａを形成する吐出弁形成板２０を有している。
前記シリンダブロック１１、１２、フロント側の弁板アッセンブリ１３、リヤ側の弁板アッセンブリ１４等は、複数の通しボルト２３により互いに締結固定されている。
【００１５】
前記フロントハウジング２１及びリヤハウジング２２の外周には吸入室２５、２６が形成され、中心側には隔壁により吐出室２７、２８が形成されている。
前記シリンダブロック１１、１２のシリンダボア１１ａ，１２ａ内にはシリンダライナ４１、４２が圧入固定され、該シリンダライナ４１、４２内にそれぞれ作動室２９、３０が形成されている。
また、該作動室２９、３０は、バルブプレート１５、１８に形成された吸入孔１５ａ，１８ａ及び吐出孔１５ｂ，１８ｂを介して吸入室２５、２６及び吐出室２７、２８と連通されている。そして、作動室２９、３０が吸入行程にあるときには、前記吸入弁１６ａ，１９ａが開放され、吸入室２５、２６から冷媒ガスが作動室２９、３０内に吸入される。また、作動室２９、３０が吐出行程にあるときには、前記吐出弁１７ａ，２０ａが開放され、圧縮された冷媒ガスが吐出室２７、２８に吐出される。
【００１６】
前記両シリンダブロック１１、１２の中央部にはクランク室としての斜板室３１が形成されている。そして、圧縮機組み立て時に、該斜板室３１の下部に潤滑油が充填される。
また、両シリンダブロック１１、１２の中心孔１１ｂ，１２ｂには駆動軸３２がラジアル軸受３３、３４を介して外部動力により回転可能に支持されている。更に、該駆動軸３２の中間外周部には斜板３５が嵌合支持され、該斜板３５にはピストン３６がシュー３７、３８を介して係留され、斜板３５の回転によりピストン３６が前記シリンダライナ４１、４２内で往復動される。また、前記斜板室３１を形成するシリンダブロック１１、１２の前後両側壁面と斜板３５のボス部３５ａの端面との間にはスラスト玉軸受３９、４０が介在されている。
【００１７】
前記斜板室３１は、シリンダブロック１１、１２に形成した吸入通路１１ｃ，１２ｃにより吸入室２５、２６と連通されている。また、斜板室３１は、シリンダブロック１１、１２に形成した図示しない吸入フランジを介して、冷媒回路の吸入配管に接続されている。更に、前記吐出室２７、２８は図示しない吐出通路及び吐出フランジを介して冷媒回路の吐出配管に接続されている。
【００１８】
上記構成の圧縮機にあって、本発明は、摺動部近傍の圧縮機構成部材に油溜め凹部を設け、その内部に潤滑油を充填するとともに、潤滑油を含浸した焼結材等のポーラス部材で構成される蓋部材により、前記油溜め凹部を閉蓋した油溜めを具備するものである。
本実施の形態においては、上記油溜めが、シリンダライナ４１、４２とシリンダボア１１ａ，１２ａとの圧入接合部及びシュー３７、３８の軸心側斜板３５表面部の２カ所に設けられている。
【００１９】
先ず、シリンダライナ４１、４２とシリンダボア１１ａ，１２ａとの圧入接合部に設けられた油溜めについて説明する。
シリンダライナ４１、４２とシリンダボア１１ａ，１２ａとの圧入接合部において、シリンダボア１１ａ及び１２ａの各内面には、該各内面に沿った環状の油溜め凹部５１、５２が各４本形成されている。また、シリンダライナ４１、４２は、潤滑油を含浸した焼結材で構成されており、油溜め凹部５１、５２の蓋部材として機能している。
更に、該シリンダライナ４１、４２の斜板室３１側の先端部分は、図１〜図５に記載されている如く、外表面に段部４５、４６が形成される様に薄肉部４３、４４とされている。一方、シリンダボア１１ａ，１２ａの斜板室３１側の端部は、上記シリンダライナ４１、４２の段部４５、４６に対応する圧入接合面が形成される様に、段部１１１、１１２が形成されている。そして、前記シリンダライナ４１、４２の段部４５、４６が該シリンダボア１１ａ、１２ａの段部１１１、１１２に接合されることにより、前記シリンダライナ４１、４２圧入時の位置決めが行われる。
また、シリンダライナ４１、４２の薄肉部４３、４４には、４カ所に切欠４７、４８が設けられている。
【００２０】
次に、斜板３５表面部に設けられた油溜めについて説明する。
斜板３５において、シュー３７、３８の軸心側表面部に、円盤状の凹部６０、６１が設けられ、該凹部６０、６１の底面に、油溜め凹部６２、６３としての環状溝が凹設されている。そして、圧縮機組み立て時、該油溜め凹部６２、６３に潤滑油が充填されるとともに、潤滑油を含浸した焼結材からなる円盤状の蓋部材６４、６５が、前記凹部６０、６１に圧入等により固定されることにより、前記油溜め凹部６２、６３が閉蓋されている。
【００２１】
本実施の形態の斜板式圧縮機は、以上の如く構成されているため、カークーラとして自動車に搭載され、コンテナーヤードに放置されて、液洗い現象に見舞われた場合、斜板室下部に充填された潤滑油が冷媒回路内へ放出され残存しなくなったとしても、油溜め凹部５１、５２及び６２、６３に充填された潤滑油は、該油溜め凹部５１、５２及び６２、６３が蓋部材としてのシリンダライナ４１、４２及び円盤状の蓋部材６４、６５により閉蓋されているため、液冷媒とともに圧縮機外へ流出されずに、そのまま残存している。
【００２２】
従って、その後に圧縮機が起動された場合、駆動軸３２の回転により斜板３５が回転し、ピストン３６がシリンダライナ４１、４２内の作動室２９、３０で往復動を始めると、油溜め凹部５１、５２の近傍に当たるピストン３６とシリンダライナ４１、４２間の摺動部と、油溜め凹部６２、６３近傍に当たるシュー３７、３８と斜板３５間及びシュー３７、３８とピストン３６間の摺動部とが温度上昇する。従って、この温度上昇の影響を受けて、シリンダライナ４１、４２とともに油溜め凹部５１、５２の温度が、また、蓋部材６４、６５とともに油溜め凹部６２、６３の温度がそれぞれ追随して上昇し、この結果これら油溜め凹部５１、５２及び６２、６３の内部の圧力が上昇し、保持されている潤滑油が流出する。
【００２３】
即ち、シリンダライナ４１、４２により閉蓋されている油溜め凹部５１、５２においては、油溜め凹部５１、５２に充填され、保持されている潤滑油の一部が、焼結材で構成されているシリンダライナ４１、４２を通して、該シリンダライナ４１、４２に含有されている潤滑油とともに流出し、シリンダライナ４１、４２とピストン３６との摺動部に供給され、また、前記油溜め凹部５１、５２に充填された潤滑油の残部は、シリンダライナ４１、４２とシリンダボア１１ａ，１２ａとの圧入接合面の間隙を通して流出し、クランク室としての斜板室３１内等の圧縮機内の冷媒ガス中に浮遊して、各摺動部に供給される。
【００２４】
また、シリンダライナ４１、４２とシリンダボア１１ａ，１２ａとの圧入接合面の間隙を通して斜板室３１へ流出するこの流出通路は、斜板室３１側端部の段部においてＬ字状に曲がっているが、シリンダライナ４１、４２の薄肉部４３、４４及び切欠４７、４８の部分では、該流出通路が段部から斜板室３１に直接開放される。このため、該圧入接合面から潤滑油が円滑に斜板室３１へ流出することができる。そして、この流出した潤滑油は斜板室３１内の冷媒ガス中にに飛散され、冷媒ガス中に浮遊する潤滑油量が増大され、圧縮機内の各部の摺動部に供給される潤滑油が増大される。
【００２５】
また、蓋部材６４、６５により閉蓋されている油溜め凹部６２、６３においては、該油溜め凹部６２、６３に充填されている潤滑油は、焼結材で構成された蓋部材６４、６５を通して、該蓋部材６４、６５に含有されている潤滑油とともに斜板３５表面に流出し、また、蓋部材６４、６５と凹部６０、６１との間隙を通して斜板３５表面に流出する。そして、この一部は、斜板３５の回転により生ずる遠心力の作用を受けて、シュー３７、３８と斜板３５との摺動部及びシュー３７、３８とピストン３６との摺動部にスムースに供給される。また、他の一部は、斜板３５の回転に伴いクランク室としての斜板室３１内冷媒ガス中にに飛散浮遊され、圧縮機内各部の摺動部に供給される。
【００２６】
尚、圧縮機が起動された後暫くすれば、冷媒回路内に放出されていた潤滑油が、吸入ガスとともに帰還し、斜板室３１の下部に貯留されるとともに、定常運転時用に準備されている潤滑機構により各摺動部の潤滑に供される。
従って、油溜め凹部５１、５２及び６２、６３からの潤滑油の供給は、液洗い現象後の圧縮機起動時において、冷媒回路内に放出されていた潤滑油が吸入ガスとともに圧縮機に帰還するまでの間、各摺動部に対して行われる必要がある、また、油溜め凹部５１、５２及び６２、６３に充填される潤滑油量は少なくともこれを賄う分必要である。
【００２７】
以上のごとく、圧縮機内の摺動部の近傍に、油溜め凹部５１、５２及び６２、６３が形成され、該油溜め凹部５１、５２及び６２、６３に潤滑油が充填されるとともに、該油溜め凹部５１、５２及び６２、６３が焼結材等のポーラス材からなるシリンダライナ４１、４２及び蓋部材６４、６５で閉蓋されているので、液洗い現象に見舞われても油溜め凹部５１、５２及び６２、６３から潤滑油が圧縮機外に流出してしまうことがない。また、液洗い現象後に起動された場合には、油溜め凹部５１、５２及び６２、６３に保持された潤滑油が各摺動部に潤滑油が供給されるので、焼き付きの問題が生じない。
【００２８】
本発明は、以上説明された実施の形態に限定されるものではなく、次のように変更して具体化することができる。
（１）圧縮機の形式は、前記発明の実施の形態に記載した両頭型斜板式圧縮機以外の他の形式の圧縮機、例えば片頭型斜板式圧縮機や空調用の往復動型圧縮機等の各種の圧縮機に適用できる。
【００２９】
（２）前記実施の形態においては、油溜め凹部５１、５２及び６２、６３をシリンダライナ４１、４２とシリンダボア１１ａ，１２ａとの圧入接合部及び斜板３５の表面部とに設けているが、何れか一方のみ設置しても良い。また、油溜め凹部の設置場所は、冷媒回路に放出された潤滑油が吸入ガスとともに圧縮機に帰還する迄の間に、摺動部の発熱により油溜め凹部の内部が温度上昇して、貯溜された潤滑油が放出されるような位置、即ち摺動部の近傍であって、ポーラス部材の蓋部材で閉蓋できる位置であれば良く、前記の位置に限定されない。
例えば、図７の如く、スラスト軸受７１、７２の近傍でも良い。このものにつき更に詳しく説明する。
【００３０】
図７は、圧縮機の斜板回りのみを図示したもので、図１の圧縮機におけるスラスト玉軸受３９、４０に代えて、内輪７１ａ，７２ａ及び外輪７１ｂ，７２ｂからなる複合型スラストすべり軸受７１、７２が用いられ、斜板３５のボス部３５ａとスラストすべり軸受７１、７２との接合面において、該斜板３５のボス部３５ａに環状の油溜め凹部７３、７４が形成されたものである。また、前記スラストすべり軸受の内輪７１ａ，７２ａは、潤滑油を含浸した焼結材等のポーラス部材から形成されている。そして、圧縮機組み立て時に、該油溜め凹部７３、７４に潤滑油が充填され、前記スラストすべり軸受７１、７２の内輪７１ａ，７２ａにより閉蓋されている。
従って、この圧縮機が液洗い現象に見舞われても、油溜め凹部７３、７４が前記内輪７１ａ，７２ａにより閉蓋されているため、該油溜め凹部７３、７４に充填された潤滑油は、液冷媒とともにに圧縮機外に持ち出されることはなく、油溜め凹部７３、７４にそのまま残存する。その後圧縮機が運転された場合には、スラストすべり軸受７１、７２の温度が上昇するにつれ、油溜め凹部７３、７４の温度、圧力が上昇する。そして、油溜め凹部７３、７４に充填された潤滑油の一部が、焼結材で構成されている内輪７１ａ，７２ａを通して、該内輪７１ａ，７２ａに含有されていた潤滑油とともに流出し、内輪７１ａ，７２ａと外輪７１ｂ，７２ｂとの摺動部等に供給され、また、前記油溜め凹部７３、７４に充填された潤滑油の残部は、斜板３５と内輪７１ａ，７２ａとの接合面の間隙を通して流出し、クランク室としての斜板室３１内等の圧縮機内の冷媒ガス中に浮遊して、各摺動部に供給される。
【００３１】
（３）シリンダライナ４１、４２とシリンダボア１１ａ，１２ａとの圧入接合部に設けられた油溜め凹部５１、５２は、シリンダボア１１ａ，１２ａ側に設けられていたが、これと対象的にシリンダライナ４１、４２の外周側に設けても良い。
（４）油溜め凹部の形状、数は、前記発明の実施の形態に記載されたものに囚われることなく、実験的手法等により適宜選定できる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明は、以上の構成のように構成されているため、次のような効果を奏する。
請求項１に記載の発明によれば、圧縮機が液洗い現象に見舞われても、シリンダライナで閉蓋された油溜め凹部に潤滑油が保持されている。従って、液洗い現象後に圧縮機が起動されても、シリンダライナとピストンとの摺動部の温度上昇に伴い、油溜め凹部から潤滑油が供給され、圧縮機焼損の虞れがない。
請求項２に記載の発明によれば、シリンダライナとシリンダボアとの圧入接合面からクランク室へ流出する潤滑油の移動が円滑になる。
請求項３に記載の発明によれば、圧縮機が液洗い現象に見舞われても、蓋部材で閉蓋された斜板の油溜め凹部に潤滑油が保持されている。従って、液洗い現象後に圧縮機が起動されても、シューと斜板及びシューとピストンとの摺動部の温度上昇に伴い、油溜め凹部から潤滑油が供給され、圧縮機焼損の虞れがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施の形態の圧縮機を示す断面図。
【図２】  図１におけるリヤ側シリンダライナの側面図。
【図３】  図２におけるIIIーIII断面図。
【図４】  図２におけるIVーIV断面図。
【図５】  図１におけるシリンダライナ回りの拡大図。
【図６】  図１における斜板回り拡大図。
【図７】  図１における斜板回りの変形例。
【符号の説明】
１１、１２…シリンダブロック、１１ａ、１２ａ…シリンダボア、２９、３０…作動室、３１…斜板室、３５…斜板、３５ａ…ボス部、３６…ピストン、３７、３８…シュー、３９、４０…スラスト玉軸受、４１、４２…シリンダライナ、４３、４４…薄肉部、４５、４６…段部、４７、４８…切欠、５１、５２…油溜め凹部、６０、６１…凹部、６２、６３…油溜め凹部、６４、６５…蓋部材、７１、７２…スラストすべり軸受、７１ａ、７２ａ…内輪、７３、７４…油溜め凹部、１１１、１１２…段部。
【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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