(57)【要約】【課題】ステータコアの寸法精度を高く保ち、製造コストを低減する。【解決手段】複数の円弧状の分割コア２０１が円環状に連結されて成るステータコアと、上記ステータコアの少なくとも外周を覆うインシュレータ１０１とを有するモータのステータであって、上記分割コア２０１は、それぞれ、複数の直線状に連なったティースを湾曲させて成り、上記インシュレータ１０１は、各分割コア２０１の連結部２０８を内周方向に押す当接部１０４を有している。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の円弧状の分割コアが円環状に連結されて成るステータコアと、
上記ステータコアの少なくとも外周の一部または全部を覆うインシュレータと
を有するモータのステータであって、
上記分割コアは、それぞれ、複数の直線状に連なったティースを円弧状に湾曲させて成り、
上記インシュレータは、各分割コアの連結部を内周方向に押す当接部を有している
ことを特徴とするモータのステータ。
【請求項２】
請求項１のモータのステータであって、
上記インシュレータは、内周の半径方向の長さが短い部分と長い部分とを有し、
上記分割コアの連結部を内周方向に押す当接部は、上記半径方向の長さの短い部分であることを特徴とするモータのステータ。
【請求項３】
請求項２のモータのステータであって、
上記インシュレータにおける内周の半径方向の長さが短い部分と長い部分とは、インシュレータの内周面に凸部および凹部の少なくとも一方が形成されることによって設けられていることを特徴とするモータのステータ。
【請求項４】
請求項１から請求項３のうち何れか１項のモータのステータであって、
上記インシュレータにおける、各分割コアの連結部に対向しない部分には、上記分割コアとの間に間隙が空いていることを特徴とするモータのステータ。
【請求項５】
請求項１から請求項４のうち何れか１項のモータのステータであって、
上記インシュレータにおける少なくとも上記ステータコアの外周を覆う部分に、トラス構造が形成されていることを特徴とするモータのステータ。
【請求項６】
請求項１から請求項５のうち何れか１項のモータのステータであって、
上記インシュレータにおける分割コアの連結部との当接部は、上記湾曲させた分割コアのスプリングバック力を矯正するように構成されていることを特徴とするモータのステータ。
【請求項７】
複数の円弧状の分割コアが円環状に連結されて成るステータコアと、
上記ステータコアの少なくとも内周の一部または全部を覆うインシュレータと
を有するモータのステータであって、
上記分割コアは、それぞれ、複数の直線状に連なったティースを湾曲させて成り、
上記インシュレータは、各分割コアの連結部の間の部分を外周方向に押す当接部を有している
ことを特徴とするモータのステータ。
【請求項８】
請求項１のモータのステータの製造方法であって、
上記ステータコアと、上記インシュレータとのうち、少なくとも何れか一方を変形させて、ステータコアをインシュレータ内に収容することを特徴とするモータのステータの製造方法。
【請求項９】
請求項８のモータのステータの製造方法であって、
上記分割コアの連結部を内周方向に移動させるように、上記ステータコアを変形させて、インシュレータ内に収容することを特徴とするモータのステータの製造方法。
【請求項１０】
請求項９のモータのステータの製造方法であって、
上記ステータコアが上記インシュレータに収容される方向に移動したときに、その移動につれて上記分割コアの連結部に当接し、上記連結部を内周方向に押圧する傾斜面を有する冶具を用い、
上記冶具の上記傾斜面によって、分割コアの連結部を内周方向に移動させることにより、上記ステータコアを変形させ、インシュレータ内に収容することを特徴とするモータのステータの製造方法。
【請求項１１】
請求項９のモータのステータの製造方法であって、
上記分割コアの連結部における、その厚さ方向の一部を内周方向に押圧することによって、上記ステータコアを変形させ、インシュレータ内に収容することを特徴とするモータのステータの製造方法。
【請求項１２】
請求項８のモータのステータの製造方法であって、
上記インシュレータにおける、上記分割コアの連結部に対応する部分を、外周側に移動させるように変形させて、ステータコアをインシュレータ内に収容することを特徴とするモータのステータの製造方法。
【請求項１３】
請求項１２のモータのステータの製造方法であって、
上記インシュレータに設けられた位置決ピンを冶具に形成された穴に勘合させ、または上記インシュレータに形成された穴に、冶具に設けられたピンを勘合させることにより、上記インシュレータを変形させることを特徴とするモータのステータの製造方法。
【請求項１４】
請求項１２のモータのステータの製造方法であって、
上記インシュレータにおける、上記分割コアの連結部に対応する部分以外の部分を内周方向に押圧して移動させることにより、上記インシュレータにおける上記分割コアの連結部に対応する部分を外周側に移動させるように変形させることを特徴とするモータのステータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータのステータ、およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
モータのステータには、鋼板の利用率を高めるなどのために、ステータコアが複数に分割された分割コアを組み立てて構成されるものがある。この場合、組み立てられたステータコアの寸法精度が悪いと（特に、ステータ内径の真円度が悪いと）、磁束密度の変化によりコギングトルクなどのトルク脈動が大きくなったり振動や騒音が大きくなるなどの問題が生じる。そこで、分割コアを組み立てた後に、コア外周部に内径方向に均等に応力を加えることによって、組立後のコア寸法精度の矯正を行い、その状態を確保したまま、コアを固定してステータコアを得る技術が知られている。上記コアの固定は、具体的には、加熱して膨張させたハウジングを焼嵌めしたり、樹脂モールドしたりすることにより行われる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２１８４２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の技術では、コアを固定するために、加熱したハウジングを焼嵌めしたり樹脂モールドしたりする必要がある。しかしながら、このような固定方法は専用の設備を必要としたり作業が複雑になったりするうえ、作業工数も大きく、したがって製造コストが高くつくという課題を有していた。
【０００５】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、組立後のステータコアの寸法精度を高く保ちつつ、製造コストを容易に低減できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、
複数の円弧状の分割コアが円環状に連結されて成るステータコアと、
上記ステータコアの少なくとも外周の一部または全部を覆うインシュレータと
を有するモータのステータであって、
上記分割コアは、それぞれ、複数の直線状に連なったティースを円弧状に湾曲させて成り、
上記インシュレータは、各分割コアの連結部を内周方向に押す当接部を有している
ことを特徴とする。
【０００７】
これにより、分割コアどうしの連結部で比較的急角度になったり、分割コアの他の部分で曲率が大きくなったりするのが抑制されるので、ステータコアの形状を真円に近づけるなど寸法精度を高くすることが容易にできる。
【０００８】
第２の発明は、
第１の発明のモータのステータであって、
上記インシュレータは、内周の半径方向の長さが短い部分と長い部分とを有し、
上記分割コアの連結部を内周方向に押す当接部は、上記半径方向の長さの短い部分であることを特徴とする。
【０００９】
第３の発明は、
第２の発明のモータのステータであって、
上記インシュレータにおける内周の半径方向の長さが短い部分と長い部分とは、インシュレータの内周面に凸部および凹部の少なくとも一方が形成されることによって設けられていることを特徴とする。
【００１０】
第４の発明は、
第１の発明から第３の発明のうち何れか１つのモータのステータであって、
上記インシュレータにおける、各分割コアの連結部に対向しない部分には、上記分割コアとの間に間隙が空いていることを特徴とする。
【００１１】
これらにより、インシュレータの形状を適切に設定することによって、上記のようにインシュレータにステータコアを装着した後、ステータコアの寸法精度を高くする（ステータコアの内径を真円に近づける）ことが容易にできる。
【００１２】
第５の発明は、
第１の発明から第４の発明のうち何れか１つのモータのステータであって、
上記インシュレータにおける少なくとも上記ステータコアの外周を覆う部分に、トラス構造が形成されていることを特徴とする。
【００１３】
これにより、インシュレータの剛性を高めて、ステータコアの寸法精度を一層高くすることが容易にできる。
【００１４】
第６の発明は、
第１の発明から第５の発明のうち何れか１つのモータのステータであって、
上記インシュレータにおける分割コアの連結部との当接部は、上記湾曲させた分割コアのスプリングバック力を矯正するように構成されていることを特徴とする。
【００１５】
これにより、分割コアのスプリングバック力の影響を抑制して、やはり、ステータコアの寸法精度を高くすることが容易にできる。
【００１６】
第７の発明は、
複数の円弧状の分割コアが円環状に連結されて成るステータコアと、
上記ステータコアの少なくとも内周の一部または全部を覆うインシュレータと
を有するモータのステータであって、
上記分割コアは、それぞれ、複数の直線状に連なったティースを湾曲させて成り、
上記インシュレータは、各分割コアの連結部の間の部分を外周方向に押す当接部を有している
ことを特徴とする。
【００１７】
これにより、ステータコアの内周側から、分割コアの連結部の間の部分が外周方向に押されるので、いわゆるアウターロータ型のモータのステータコアの真円度や寸法精度を高くすることが容易にできる。
【００１８】
第８の発明は、
第１の発明のモータのステータの製造方法であって、
上記ステータコアと、上記インシュレータとのうち、少なくとも何れか一方を矯正、変形させて、ステータコアをインシュレータ内に収容することを特徴とする。
【００１９】
これにより、ステータコアの連結部とインシュレータの当接部との干渉を回避してステータコアをインシュレータに組み付けることが容易にできる。
【００２０】
第９の発明は、
第８の発明のモータのステータの製造方法であって、
上記分割コアの連結部を内周方向に移動させるように、上記ステータコアを矯正して、インシュレータ内に収容することを特徴とする。
【００２１】
第１０の発明は、
第９の発明のモータのステータの製造方法であって、
上記ステータコアが上記インシュレータに収容される方向に移動したときに、その移動につれて上記分割コアの連結部に当接し、上記連結部を内周方向に押圧する傾斜面を有する冶具を用い、
上記冶具の上記傾斜面によって、分割コアの連結部を内周方向に移動させることにより、上記ステータコアを矯正し、インシュレータ内に収容することを特徴とする。
【００２２】
第１１の発明は、
第９の発明のモータのステータの製造方法であって、
上記分割コアの連結部における、その厚さ方向の一部を内周方向に押圧することによって、上記ステータコアを矯正し、インシュレータ内に収容することを特徴とする。
【００２３】
第１２の発明は、
第８の発明のモータのステータの製造方法であって、
上記インシュレータにおける、上記分割コアの連結部に対応する部分を、外周側に移動させるように変形させて、ステータコアをインシュレータ内に収容することを特徴とする。
【００２４】
第１３の発明は、
第１２の発明のモータのステータの製造方法であって、
上記インシュレータに設けられた位置決ピンを冶具に形成された穴に勘合させ、または上記インシュレータに形成された穴に、冶具に設けられたピンを勘合させることにより、上記インシュレータを変形させることを特徴とする。
【００２５】
第１４の発明は、
第１２の発明のモータのステータの製造方法であって、
上記インシュレータにおける、上記分割コアの連結部に対応する部分以外の部分を内周方向に押圧して移動させることにより、上記インシュレータにおける上記分割コアの連結部に対応する部分を外周側に移動させるように変形させることを特徴とする。
【００２６】
これらにより、比較的簡単な冶具を用いるなどしてステータコアやインシュレータを矯正、変形させて、ステータコアの連結部とインシュレータの当接部との干渉を回避することが容易にでき、したがって、ステータコアをインシュレータに組み付けることが容易にできる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、ステータコアの寸法精度を高く保ちつつ、製造コストを容易に低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施形態１のステータの全体構成を示す平面図である。
【図２】鋼板から打ち抜かれた状態の分割コアの形状を示す平面図である。
【図３】円弧状に湾曲した分割コアの形状を示す平面図である。
【図４】インシュレータの構成を示す底面図である。
【図５】インシュレータを伏せた状態の斜視図である。
【図６】図１のＡ部の拡大図である。
【図７】分割コアとインシュレータの関係を模式的に示す説明図である。
【図８】実施形態２の分割コアとインシュレータの関係を模式的に示す説明図である。
【図９】実施形態３のステータの組立工程の例を示す説明図である。
【図１０】実施形態４のインシュレータの構成を示す底面図である。
【図１１】実施形態４のステータの組立工程の例を模式的に示す説明図である。
【図１２】実施形態５の分割コアとインシュレータの関係を模式的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の各実施形態や変形例において、他の実施形態や変形例と同様の機能を有する構成要素については同一の符号を付して説明を省略する。
【００３０】
《実施形態１》（ステータ）
実施形態１のステータは、図１に示すように、円筒状の周壁部１０２と、コイルが巻回される空隙を画する空隙壁部１０３と、円板状の底壁部１０５とを有するインシュレータ１０１上に、それぞれ１／３円弧状をなす３つの分割コア２０１が互いに連結部２０８で連結されて成るステータコアが設けられて構成されている。
【００３１】
上記分割コア２０１は、より詳しくは、図２に示すように、複数枚（本実施形態では１６枚）のティース部２０２がヨーク部２０３によって連結された形状を有している。ここで、同図に示すようにヨーク部２０３がほぼ直線状に延びた形状は、分割コア２０１が鋼板から打ち抜きされた状態の形状を示し、このような打ち抜き鋼板が例えば複数枚積層された後、ヨーク部２０３に形成されたＶ字形の切欠２０５の部分で折り曲げられることにより湾曲して、図３に示すように円弧状に形成されるようになっている。各分割コア２０１の両端部には、先端部が台形形状に膨らんだ連結凸部２０６と、奥部が台形形状に広がった連結凹部２０７とが形成され、この部分で他の分割コア２０１の連結凹部２０７または連結凸部２０６と係合して連結部２０８が形成される。
【００３２】
インシュレータ１０１は、より詳しくは、図４、図５に示すように、円筒状の周壁部１０２と、円板状の底壁部１０５とを有するとともに、上記底壁部１０５から内周側に向けて突出するように、空隙壁部１０３、およびティース受部１０６が形成されている。底壁部１０５には、分割コア２０１のヨーク部２０３が載置されるとともに、空隙壁部１０３とティース受部１０６とで囲まれた空間内に、分割コア２０１のティース部２０２が収容されるようになっている。すなわち、ティース部２０２の３方が空隙壁部１０３とティース受部１０６とに囲まれて、図示しない巻線が巻回されたときに、ティース部２０２と巻線との絶縁が確保されるようになっている。また、ティース部２０２の先端部は内周側に露出し、図示しないロータに強い磁界を作用させ得るようになっている。
【００３３】
インシュレータ１０１の材質は特に限定されないが、例えば、ポリアミド（ＰＡ）や、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）などが用いられる。また、インシュレータ１０１の肉厚も特に限定されないが、例えば０．５〜１ｍｍ程度などに形成される。
【００３４】
また、インシュレータ１０１の周壁部１０２は、特に限定はされないが、軽量化を図りつつ剛性を高めるために、図１に示したようにトラス構造状に形成されている。また、インシュレータ１０１には、ステータを図示しないケーシング等に取り付けるためのボルト穴１０７が設けられている。なお、インシュレータ１０１と分割コア２０１とを組み立てる際には、例えば図５に示すようにインシュレータ１０１を伏せた状態にして、作業台等に載置された分割コア２０１に被せるようにして組み立てることもあるが、以下の説明では、便宜上、インシュレータ１０１を図５とは逆向きにして作業台等に載置した状態で、分割コア２０１を嵌め込むとして説明する。
【００３５】
インシュレータ１０１には、また、図６に拡大図を示すように、周壁部１０２の内周側、３箇所に当接部１０４（凸部）が形成され、分割コア２０１の連結部２０８またはその近傍をこの当接部１０４に当接させることにより、分割コア２０１の真円度を容易に高められるようになっている。すなわち、図２に示したような分割コア２０１を切欠２０５の位置で折り曲げるなどして図３に示すような円弧状に湾曲させる場合、分割コア２０１は、折り曲げ部等のスプリングバックによって曲率が大きくなりがちである。このため、例えば図７に２点鎖線で誇張して描くように、分割コア２０１どうしの連結部２０８では比較的急角度（曲率半径が小）になる一方、分割コア２０１の他の部分では、曲率が大きくなって、真円よりも連結部２０８の部分を頂点とする多角形に近づく形状になる。そこで、インシュレータ１０１における周壁部１０２の内周側に当接部１０４を設け、これによって分割コア２０１の連結部２０８を内周方向に押し付けると、分割コア２０１の外形は、図７に実線で描くように連結部２０８の部分の曲率半径が大きくなる一方、他の部分の曲率半径が小さくなって、真円に近くなる。
【００３６】
それゆえ、当接部１０４の高さを適切に設定することによって、分割コア２０１の真円度を高めることが容易にできる。ここで、当接部１０４の高さは、要求される真円度や、分割コア２０１のスプリングバック力などに応じて、例えば０．１５ｍｍなどと設定すればよい。すなわち、当接部１０４の先端の位置は、他の条件に応じて、目標径の真円に重なる位置に限らず、真円の位置より外側に位置してもよいし、内側に位置してもよく、これらによって、例えば分割コア２０１の外径や内径の平均径が高精度に目標径になるようにしたり、外径や内径の偏差が最も小さくなるようにしたりすることなどができる。
【００３７】
《実施形態２》（ステータ）
上記のように周壁部１０２の内周側に凸状の当接部１０４を設けるのに代えて、例えば図８に示すように、当接部１１２は比較的滑らかな形状にする一方、連結部２０８から離れた位置に凹部１１１（逃げ）を設けるようにしてもよい。すなわち、周壁部１０２の内周に中心からの距離が異なる部分を設け、分割コア２０１の連結部２０８の部分を内周側に押圧する一方、他の部分を外周側に逃げられるようにすればよい。
【００３８】
《実施形態３》（組み立て方法）
上記実施形態１、２のような当接部１０４・１１２を設ける場合、組み立て時に単に分割コア２０１をインシュレータ１０１に押し込もうとすると、分割コア２０１の連結部２０８がインシュレータ１０１の当接部１０４・１１２に干渉してスムーズに押し込みにくい場合があり得る。そのような場合には、例えば図９に示すような冶具３０１を用いることによって、比較的容易に組み付けをすることができる。すなわち、冶具３０１には、インシュレータ１０１の当接部１０４付近において、内周面の位置が下方ほどインシュレータ１０１の内周側になる傾斜面３０２が形成されている。そこで、この冶具３０１の内周面に分割コア２０１の外周を当接させながら下方に移動させると、その下方移動に伴って連結部２０８が内周側に移動するように変形するので、当接部１０４に干渉させずにインシュレータ１０１内に押し込むことが容易にできる。
【００３９】
なお、上記のような冶具３０１を用いるのに代えて、分割コア２０１の厚さの一部、例えば上面に近い部分における連結部２０８付近を外周方向から冶具でつかみ、押圧して分割コア２０１を変形させた状態で、分割コア２０１の下面に近い部分をインシュレータ１０１に食い込ませた後、上記冶具を解除して分割コア２０１を完全にインシュレータ１０１に押し込むようにしてもよい。
【００４０】
《実施形態４》（ステータおよび組み立て方法）
インシュレータには、例えばモータを使用する際に正確に位置決めするなどのために、例えば図１０に示すような位置決ピン１２１が設けられていることがある。そのような場合に、この位置決ピン１２１を用いてインシュレータ１０１を変形させることにより、分割コア２０１を容易に組み付けられるようにすることができる。
【００４１】
具体的には、例えば図１１に示すように、インシュレータ１０１に外力が作用しないときの位置決ピン１２１の位置よりも少し外側の位置に冶具穴３１１が形成された冶具を用い、その冶具穴３１１に上記インシュレータ１０１の位置決ピン１２１を差し込む。これによって、インシュレータ１０１が図１１に実線で描くように変形し、当接部１０４が実線で描く分割コア２０１の連結部２０８の位置よりも外側になると、分割コア２０１をインシュレータ１０１に組み付けることが容易にできる。
【００４２】
その後、位置決ピン１２１を冶具の冶具穴３１１から抜くと、図１１に２点鎖線で描くように当接部１０４が分割コア２０１の連結部２０８を内周方向に押し付けることになり、分割コア２０１は、図１１に２点鎖線で描くように真円に近い形状にされる。
【００４３】
なお、インシュレータ１０１に上記のような位置決ピン１２１が設けられていない場合でも、インシュレータ１０１にボルト穴１０７や他のピン穴などがある場合には、冶具に立てたピンをその穴に挿入することによって、同じようにインシュレータ１０１を変形させ、分割コア２０１を組み付けることが容易にできる。
【００４４】
なお、上記冶具の穴やピンは、固定的な位置に設けられるのに限らず、インシュレータのピンや穴と勘合させた後に、所定の位置に移動させてインシュレータを変形させるようにしてもよい。
【００４５】
また、上記のようにインシュレータ１０１における分割コア２０１の連結部２０８に対応する部分を外方側に移動させるのに代えて、またはそれとともに、各連結部２０８の間の部分を内周方向に押し付けることによって、インシュレータ１０１を同様に変形させ得るようにしてもよい。
【００４６】
《実施形態５》（ステータ）
上記の例では、ステータの内部にロータが設けられる、いわゆるインナーロータ型のモータのステータについて説明したが、これに限らず、アウターロータ型のモータに同様の手法を適用することもできる。すなわち、アウターロータ型のモータのステータでは、ティースが外周側に向かって設けられている。そこで、図１２に示すように、分割コア５０１の内周側に位置するインシュレータ４０１の外周側における、分割コア５０１の各連結部５０８の間の部分に当接部４０２を設け、外方側に押し広げる。これによって、分割コア５０１における連結部５０８の部分は内周方向に変移する。したがって、図１２に２点鎖線で示すような多角形に近い分割コア５０１の形状を、実線で示す分割コア５０１のように真円に近づけることができる。
【００４７】
《その他の事項》
上記の例では、分割コア２０１が３分割されている例を示したが、３分割に限らず４分割や６分割などでもよく、分割数に応じて、連結部２０８の位置またはその近傍に当接部１０４を形成するなどすれば、同様の効果が得られる。また、ティースの数も特に限定されず、例えば２４枚などでもよい。
【００４８】
また、当接部１０４・１１２の位置は、通常は連結部２０８の位置に一致することが好ましいが、必ずしも正確に一致しなくても連結部２０８の近傍が押圧されれば同様の効果を得ることはできる。
【００４９】
また、分割コア２０１における連結部２０８の形状は、上記のような連結凸部２０６、連結凹部２０７に限らず、種々の係合形状を適用してもよい。
【００５０】
また、切欠２０５の形状や深さなども例示であり、分割コア２０１を折り曲げるなどして円弧状にできればよく、その際のスプリングバックによる影響が生じれば、上記のようにその影響を低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
以上説明したように、本発明は、モータのステータ等について有用である。
【符号の説明】
【００５２】
１０１      インシュレータ
１０２      周壁部
１０３      空隙壁部
１０４      当接部
１０５      底壁部
１０６      ティース受部
１０７      ボルト穴
１１１      凹部
１１２      当接部
１２１      位置決ピン
２０１      分割コア
２０２      ティース部
２０３      ヨーク部
２０５      切欠
２０６      連結凸部
２０７      連結凹部
２０８      連結部
３０１      冶具
３０２      傾斜面
３１１      冶具穴
４０１      インシュレータ
４０２      当接部
５０１      分割コア
５０８      連結部
【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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