(57)【要約】【課題】マグネットスイッチにおいて、固定接点の可動接点に当接する接点面の凍結による導通不良を防止する。【解決手段】固定接点５６は、可動接点５７が離接する接点面５６ａを有する接点部５６ｂと、固定接点５６を外部と導通させるための端子ボルト５４、５５が接続される接続部５６ｃと、接点部５６ｂと接続部５６ｃとの間に他部品と非接触に設けられる非接触部５６ｄとを有する。また、接点部５６ｂの接点面５６ａと反対側の面５６ｍには、絶縁材７０を介してコアステーショナリ５０が当接している。これによれば、接続部５６ｃから低温になって水分が凍結し始めたとしても、まずは非接触部５６ｄが凍結するため、接点部５６ｂまで凍結することを防止することができる。また、接点部５６ｂに絶縁材７０を介してコアステーショナリ５０が当接しているため、何も当接していない場合と比較して放熱されやすく、接点部５６ｂの凍結を回避できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
励磁コイル（３５）への通電によって発生する磁力によって軸方向に駆動される可動接点（５７）と、
この可動接点（５７）に軸方向に対向して配置され、前記可動接点（５７）の駆動に伴って前記可動接点（５７）が離接する一対の固定接点（５６）と、
励磁コイル（３５）の周囲に配されて磁気回路の一部を形成するコアステーショナリ（５０）とを備えるマグネットスイッチであって、
前記固定接点（５６）は、前記可動接点（５７）が離接する接点面（５６ａ）を有する板状の接点部（５６ｂ）と、前記固定接点（５６）を外部と導通させるためのスイッチ端子（５４、５５）が接続される接続部（５６ｃ）と、前記接点部（５６ｂ）と前記接続部（５６ｃ）との間に他部品と非接触に設けられる非接触部（５６ｄ）とを具備し、
前記接点部（５６ｂ）の前記接点面（５６ａ）と反対側の面には、絶縁材（７０）を介して前記コアステーショナリ（５０）が当接していることを特徴とするマグネットスイッチ。
【請求項２】
請求項１に記載のマグネットスイッチにおいて、
前記非接触部（５６ｄ）の前記接点面（５６ａ）と同じ側の面の面積は、前記接点面（５６ａ）の面積以上であることを特徴とするマグネットスイッチ。
【請求項３】
請求項１または２に記載のマグネットスイッチにおいて、
前記固定接点（５６）は、前記接点部（５６ｂ）と前記接続部（５６ｃ）との間に少なくとも２箇所の屈曲部（５６ｅ、５６ｆ、５６ｏ、５６ｑ、５６ｓ）を有することを特徴とするマグネットスイッチ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載のマグネットスイッチにおいて、
前記固定接点（５６）は、金属板の曲げ加工によって、前記接点部（５６ｂ）、前記非接触部（５６ｄ）、および前記接続部（５６ｃ）が形成されており、
前記接点部（５６ｂ）、前記非接触部（５６ｄ）、及び前記接続部（５６ｃ）が連なる方向を長さ方向とし、長さ方向に垂直且つ板厚方向に垂直な方向を幅方向とすると、
前記非接触部（５６ｄ）は、前記接点部（５６ｂ）及び前記接続部（５６ｃ）よりも幅方向に大きいことを特徴とするマグネットスイッチ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載のマグネットスイッチにおいて、
前記非接触部（５６ｄ）にディンプル形状を設けたことを特徴とするマグネットスイッチ。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１つに記載のマグネットスイッチにおいて、
前記非接触部（５６ｄ）にリブ形状を設けたことを特徴とするマグネットスイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スタータ等に装着されるマグネットスイッチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、スタータに用いられるマグネットスイッチとして、励磁コイルへの通電によって発生する磁力によって軸方向に駆動される可動接点と、この可動接点に軸方向に対向して配置される固定接点とを備え、可動接点と固定接点との離接によって、モータへの通電が断続されるスイッチがある（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２００６−９６８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、降雪の多い冬の寒さの厳しい寒冷地等では、例えば、車両走行時はエンジンルーム内が高温高湿となり、その後低温環境下（氷点下）に放置された車両においてスタータを作動させた場合に、スイッチは作動するが、モータへの通電がされず、エンジンが作動できないことがある。これは、マグネットスイッチ内部に侵入した水分が冷却されて固定接点の接点面に結露して凍結し、氷の膜ができることにより、接点の導通不良を招いているものである。固定接点は、車両側配線と接続されるスイッチ端子が接続しているため、外気温が低温になるとスイッチ端子付近から温度が下がり、接点面が凍結しやすい状態にある。
【０００５】
そこで、本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、マグネットスイッチにおいて、固定接点の可動接点に当接する接点面に付着した水分の凍結を防止し、接点間の導通を確保することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のマグネットスイッチは、励磁コイルへの通電によって発生する磁力によって軸方向に駆動される可動接点と、この可動接点に軸方向に対向して配置され、可動接点の駆動に伴って可動接点が離接する一対の固定接点と、励磁コイルの周囲に配されて磁気回路の一部を形成するコアステーショナリとを備える。
【０００７】
そして、固定接点は、可動接点が離接する接点面を有する板状の接点部と、固定接点を外部と導通させるためのスイッチ端子が接続される接続部と、接点部と接続部との間に他部品と非接触に設けられる非接触部とを具備する。
また、接点部の接点面と反対側の面には、絶縁材を介してコアステーショナリが当接している。
【０００８】
これによれば、スイッチ端子に接続する接続部から低温になって水分が凍結し始めたとしても、まずは非接触部が先に凍結するため、接点部（接点面）まで凍結することを防止することができる。これにより、接点面の凍結による導通不良を回避することができる。
また、接点面の反対側の面に絶縁材を介してコアステーショナリが当接しているため、何も当接していない場合と比較して接点部は放熱されやすく、接点部（接点面）の凍結を回避できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】マグネットスイッチの断面図である（実施例１）。
【図２】スタータの断面図である（実施例１）。
【図３】固定接点の側面図及び正面図である（実施例２）。
【図４】固定接点の側面図及び正面図である（実施例３）。
【図５】固定接点の側面図及び正面図である（実施例４）。
【図６】マグネットスイッチの断面図である（実施例５）。
【図７】マグネットスイッチの断面図である（変形例）。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明を実施するための形態を以下の実施例により詳細に説明する。
【実施例】
【００１１】
〔実施例１〕
〔実施例１の構成〕
実施例１の構成を図１及び図２を用いて説明する。
実施例１では、本発明を減速型スタータ１に搭載されたマグネットスイッチ２に採用した一例を説明する。
【００１２】
減速型スタータ１は、図２に示す様に、回転力を発生するモータ３と、このモータ３の電機子軸４と平行に配置されるピニオン軸５と、このピニオン軸５の外周上に支持されてピニオン軸５と一体に回転するピニオン６と、モータ３の回転速度を減速して駆動トルクを増幅する減速装置（後述する）と、この減速装置で増幅された駆動トルクをピニオン軸５に伝達するクラッチ７と、ピニオン軸５と同軸線上に配置されるマグネットスイッチ２等より構成される。
【００１３】
モータ３は、磁界を形成する電磁石界磁（以下に説明する）と、電機子軸４の後端側の軸上に整流子８を備える電機子９と、整流子８の外周上に配置されるブラシ１０等より構成される周知の整流子電動機である。
電磁石界磁は、磁気回路を形成すると共に、モータ３のハウジングを兼ねるヨーク１１の内周にスクリュ１２で固定される界磁磁極１３と、その界磁磁極１３の周囲に平角線を巻回した界磁コイル１４とで構成される。なお、電磁石界磁に代えて、複数の永久磁石をヨーク１１の内周に配置した永久磁石界磁を採用することもできる。
【００１４】
ピニオン軸５は、後述するスプラインチューブ１５の内周に挿通されてヘリカルスプライン結合され、スプラインチューブ１５に対し軸方向（図示左右方向）へ回転しながら移動可能に設けられている。
以下、ピニオン軸５とマグネットスイッチ２を含む軸方向の図示左側を軸方向一端側、図示右側を軸方向他端側と呼ぶ。また、ピニオン軸５がスプラインチューブ１５に対して軸方向に移動する際に、図示右方向をスイッチ方向、図示左方向を反スイッチ方向と定義して説明する。なお、ピニオン軸５が反スイッチ方向に移動することによって、ピニオン６がリングギヤＧに噛み合う。
【００１５】
ピニオン軸５には、図２に示す様に、軸方向他端側の端面から軸方向一端側へ向かって、軸中心部に穿孔が形成され、この穿孔の内部にスチールボール１６が配設されている。
【００１６】
ピニオン６は、スプラインチューブ１５の軸方向一端面より突き出るピニオン軸５の外周に直スプライン嵌合して支持され、且つ、ピニオン軸５とピニオン６との間に配設されるピニオンスプリング１７によってスプラインチューブ１５の軸方向一端面に押し付けられている。
スプラインチューブ１５は、軸方向一端側の端部がボールベアリング１８を介してスタータハウジング１９に回転自在に支持され、軸方向他端側の端部がボールベアリング２０を介してセンターケース２１に回転自在に支持されている。センターケース２１は、スタータハウジング１９の軸方向他端側に隣接して配置される。
また、スプラインチューブ１５の内周とピニオン軸５の外周との間には、スプラインチューブ１５に対してピニオン軸５をスイッチ方向へ付勢するリターンスプリング２２が配設されている。
【００１７】
減速装置は、図２に示す様に、電機子軸４の反整流子側の端部に形成されたドライブギヤ２３と、このドライブギヤ２３に噛み合うアイドルギヤ２４と、このアイドルギヤ２４に噛み合うクラッチギヤ２５から成る歯車列によって構成される。アイドルギヤ２４は、ギヤ軸２４ａに回転自在に支持され、そのギヤ軸２４ａは、一方の端部がセンターケース２１に形成された嵌合孔に圧入固定され、他方の端部がスタータハウジング１９に形成された嵌合孔に挿入されて支持される。クラッチギヤ２５は、円筒形状を有するボス部２６の外周に嵌合して取り付けられ、そのボス部２６がスプラインチューブ１５の外周に軸受２７を介して相対回転自在に支持されている。
【００１８】
クラッチ７は、例えば、ローラ式の一方向クラッチであり、内周に複数のカム面を形成するクラッチアウタ７ａと、このクラッチアウタ７ａの内周側に配置されるクラッチインナ（下述する）と、クラッチアウタ７ａのカム面とクラッチインナの外周面との間に配設されるローラ７ｂと、このローラ７ｂをカム面に向けて付勢するスプリング７ｃなどより構成される。
クラッチアウタ７ａは、クラッチギヤ２５のボス部２６に連結され、そのボス部２６を介してクラッチギヤ２５の回転が伝達される。クラッチインナは、上記のスプラインチューブ１５によって形成される。つまり、スプラインチューブ１５がクラッチインナを兼ねている。ローラ７ｂは、クラッチアウタ７ａの回転をクラッチインナ（スプラインチューブ１５）へ伝達する一方、クラッチインナからクラッチアウタ７ａへの動力伝達を遮断する。
【００１９】
続いて、本発明に係るマグネットスイッチ２の構成を主に図１を用いて説明する。
マグネットスイッチ２は、電磁石の吸引力を利用してピニオン軸５を反スイッチ方向へ押し出すとともに、モータ３の電源回路に接続されるメイン接点（後述する）を開閉するソレノイドをスイッチケースに収容してなる。
【００２０】
スイッチケースは、ソレノイドの軸方向一端部の外周を囲う金属フレーム２８と、金属フレーム２８の軸方向他端側に接続されてソレノイドの軸方向他端部の外周を囲う樹脂フレーム２９と、樹脂フレーム２９の軸方向他端側の開口を閉塞する金属製のエンドカバー３０とで構成されている。
なお、金属フレーム２８は、センターケース２１と一体に設けられて、センターケース２１より軸方向他端側へ筒状に延設されている。
【００２１】
ソレノイドは、通電によって電磁石を形成する励磁コイル３５と、この励磁コイル３５の内周を軸方向（図示左右方向）に可動するプランジャ３６と、電磁石により磁化されてプランジャ３６を吸着する固定鉄心３７と、励磁コイル３５の軸方向一端側に配置される円環状のコアプレート３８と、プランジャ３６の動きをスチールボール１６（図２参照）を介してピニオン軸５に伝達するシャフト３９と、電磁石の吸引力が減少した時にプランジャ３６を押し戻すリターンスプリング４０と、ピニオン６をエンジンのリングギヤＧに押し込むための反力を蓄えるドライブスプリング４１等を備える。
【００２２】
励磁コイル３５は、例えば、絶縁被覆された銅線を樹脂製のボビン４２に巻回して構成される。ボビン４２の内周には、プランジャ３６の移動を案内する非磁性金属製（例えばステンレス製）の円筒スリーブ４３が挿入されている。
プランジャ３６は、軸方向他端部が径小となるように径方向の外周面に段差が形成された段付き形状に設けられると共に、径方向の中央部を長手方向（図１の左右方向）に貫通する中空孔４４が形成され、中空孔４４の軸方向一端側には、孔径を小さく形成した小径孔部４４ａを有する。
【００２３】
固定鉄心３７は、径方向の中央部が筒状に開口する円環状に設けられて、円筒スリーブ４３の軸方向一端部の内周に挿入され、プランジャ３６と軸方向に対向して配置される。
コアプレート３８は、固定鉄心３７にかしめ固定されて磁気的に連結されている。
なお、コアプレート３８には、励磁コイル３５の外周に配されるコアステーショナリ５０が磁気的に接続して共に磁気回路を形成している。
【００２４】
コアステーショナリ５０は、励磁コイル３５の周方向において少なくとも対向する２箇所に配置されており、励磁コイル３５の外周面に沿って軸方向に延びる軸方向片５０ａと、軸方向片５０ａの他端から径方向内側に延びて励磁コイル３５の軸方向他端面を覆う径方向片５０ｂとを有する。
【００２５】
シャフト３９は、プランジャ３６の小径孔部４４ａを挿通してプランジャ３６に組み付けられる。小径孔部４４ａより中空孔４４の軸方向他端側へ入り込むシャフト３９の端部には、小径孔部４４ａの孔径より大きい外径を有するフランジ部３９ａが設けられている。また、中空孔４４より突き出るシャフト３９の軸方向一端側は、固定鉄心３７の内周を通り抜けて、スチールボール１６に当接するように突出している（図２参照）。
【００２６】
メイン接点は、２本の端子ボルト５４、５５を介してモータ３の電源回路に接続される一組の固定接点５６と、この一組の固定接点５６の間を電気的に断続する可動接点５７とで形成され、この可動接点５７が一組の固定接点５６に当接して両固定接点５６の間が可動接点５７を通じて導通することによりメイン接点が閉成（オン）し、可動接点５７が一組の固定接点５６から離れて両固定接点５６の間が電気的に遮断されることでメイン接点が開成（オフ）する。
【００２７】
２本の端子ボルト５４、５５は、外周に雄ねじ部が形成されたＢ端子ボルト５４とＭ端子ボルト５５である。Ｂ端子ボルト５４には、バッテリＢのプラス端子に繋がるバッテリケーブルのターミナルが接続され、Ｍ端子ボルト５５には、モータ３のプラス側ブラシ１０に繋がるモータリード線のターミナルが接続される。
【００２８】
このＢ端子ボルト５４とＭ端子ボルト５５は、図１に示す様に、樹脂フレーム２９にインサート成形されるカラー６０を挿通して樹脂フレーム５９の外側へ雄ねじ部の先端側が取り出され、カラー６０との間にワッシャ６１を挟み込んで、雄ねじ部にナット６２を締め付けることによって固定される。
【００２９】
一組の固定接点５６は、Ｂ端子ボルト５４およびＭ端子ボルト５５と別体に設けられており、一方の固定接点５６がＢ端子ボルト５４に、他方の固定接点５６がＭ端子ボルト５５に電気的に接続するように固定される。
固定接点５６は、可動接点５７が離接する接点面５６ａを有する。接点面５６ａは軸方向他端側を臨む軸方向に垂直な平面として設けられている。
【００３０】
可動接点５７は、図１に示す様に、樹脂製の絶縁板６３と絶縁ブッシュ６４との間に挟持されてプランジャ３６に保持されている。
可動接点５７は、板状を呈しており、軸方向他端側から固定接点５６の接点面５６ａに離接可能に設けられている。なお、可動接点５７は、メイン接点の閉成時に接点圧を付与するための接点圧スプリング６５によって付勢されている。
【００３１】
プランジャ３６の戻り位置、つまり、励磁コイル３５への励磁を中止して電磁石の吸引力が失われた時に、プランジャ３６がリターンスプリング４０の反力により押し戻されて停止する位置は、図１に示す様に、絶縁ブッシュ６４とエンドカバー３０との当接によって規制される。
【００３２】
次に、マグネットスイッチ２の作動を説明する。
コイルに通電されていない状態においては、プランジャ３６はリターンスプリング４０によって軸方向他端側に付勢されており、可動接点５７が固定接点５６から離れている。すなわち、メイン接点が開いた状態であり、モータ３へは通電されない。
【００３３】
コイルに通電されると、発生する磁力によって、固定鉄心３７にプランジャ３６が吸引され、プランジャ３６が軸方向一端側に移動する。これに伴ってシャフト３９が軸方向一端側へ移動してピニオン軸５が押し出されるとともに、可動接点５７が固定接点５６に当接し、モータ３への通電がなされる。
【００３４】
〔本実施例の特徴及び効果〕
本発明のマグネットスイッチ２によれば、固定接点５６は、接点面５６ａを有する接点部５６ｂと、端子ボルト５４、５５に接続する接続部５６ｃと、接点部５６ｂと接続部５６ｃとの間に他部品と非接触に設けられる非接触部５６ｄとを有する。
【００３５】
なお、本実施例では、接続部５６ｃは接点部５６ｂよりも軸方向一端側に設けられている。すなわち、接点部５６ｂは、板厚方向を軸方向として、プランジャ３６の軸方向に直交する径方向に延びて設けられている。そして、固定接点５６は金属板の折り曲げ加工によって形成されており、接点部５６ｂの径方向外側端から屈曲部５６ｅを介して軸方向一端側へ傾斜して延びる非接触部５６ｄが設けられ、非接触部５６ｄの径方向外側端から屈曲部５６ｆを介して軸方向一端側へ延びるように接続部５６ｃが設けられている。
【００３６】
接続部５６ｃには、板厚方向（径方向）に貫通する貫通穴５６ｈが設けられており、貫通穴５６ｈには端子ボルト５４、５５が挿通され、端子ボルト５４、５５の雄ねじ部とナット６２との締結力によって、端子ボルト５４、５５の頭部とカラー６０との間に固定される。このため、接続部５６ｃには、カラー６０、端子ボルト５４、５５、及び樹脂フレーム２９が当接する。すなわち、接続部５６ｃは端子ボルト５４、５５との締結のため他部品が当接している。
【００３７】
非接触部５６ｄは、他部品とは非接触に設けられており、接点面５６ａと連続する側の面を表面５６ｊ、その反対側の面を裏面５６ｋとすると、表面５６ｊも裏面５６ｋも空気に曝されている。
そして、非接触部５６ｄの表面５６ｊの面積は、接点面５６ａの面積以上の大きさとなっている。
【００３８】
また、接点部５６ｂの接点面５６ａと反対側の面５６ｍには、絶縁材７０を介してコアステーショナリ５０が当接している。すなわち、径方向片５０ｂの軸方向他端面に絶縁材７０が当接しており、この絶縁材７０の軸方向他端面に接点部５６ｂの面５６ｍが当接している。
【００３９】
本実施例の構成によれば、車両側配線が冷やされ伝熱し、接続部５６ｃから順に冷やされて水分が凍結し始めたとしても、まずは非接触部５６ｄが凍結するため、接点部５６ｂまで凍結に至ることを防止することができる。これにより、接点面５６ａの凍結による導通不良を回避することができる。
特に、非接触部５６ｄの表面５６ｊの面積を接点面５６ａの面積以上とすることで、接点面５６ａへの低温の伝熱をより回避でき、接点面５６ａの凍結を防止できる。
【００４０】
また、本実施例の構成によれば、接点部５６ｂに絶縁材７０を介してコアステーショナリ５０が当接しているため、何も当接していない場合と比較して放熱されやすく、接点部５６ｂの凍結を回避できる。
【００４１】
〔実施例２〕
実施例２を、実施例１とは異なる点を中心に、図３を用いて説明する。
なお、実施例１と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
本実施例では、固定接点５６において、接点部５６ｂ、非接触部５６ｄ、接続部５６ｃが連なる方向を長さ方向とし、長さ方向に垂直且つ板厚方向に垂直な方向を幅方向とすると、非接触部５６ｄは、接点部５６ｂ及び接続部５６ｃよりも幅方向に大きい。
これにより、非接触部５６ｄの表面積を大きくすることができるので、接点部５６ｂの凍結防止効果をより向上させることができる。
【００４２】
〔実施例３〕
実施例３を、実施例１とは異なる点を中心に、図４を用いて説明する。
なお、実施例１と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
本実施例によれば、非接触部５６ｄの表面５６ｊに複数のディンプル７１が形成されている。
これにより、非接触部５６ｄの表面積を大きくすることができるので、接点部５６ｂの凍結防止効果をより向上させることができる。
【００４３】
〔実施例４〕
実施例３を、実施例１とは異なる点を中心に、図５を用いて説明する。
なお、実施例１と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
本実施例によれば、非接触部５６ｄの表面５６ｊに複数のリブ７２が設けられている。
これにより、非接触部５６ｄの表面積を大きくすることができるので、接点部５６ｂの凍結防止効果をより向上させることができる。
【００４４】
〔実施例５〕
実施例４を、実施例１とは異なる点を中心に、図６を用いて説明する。
なお、実施例１と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
本実施例では、固定接点５６は金属板をＷ状に折り曲げることにより、接点部５６ｂ、非接触部５６ｄ、接続部５６ｃを形成している。
すなわち、非接触部５６ｄは、接点部５６ｂの径方向外側端から屈曲部５６ｏを介して軸方向一端側に延びる第１片５６ｐと第１片５６ｐの軸方向一端から屈曲部５６ｑを介して径方向外側に延びる第２片５６ｒとからなっている。また第２片５６ｒから屈曲部５６ｓを介して軸方向一端側に延びるように接続部５６ｃが形成されている。
本実施例のように非接触部５６ｄに屈曲部を設けることにより、非接触部５６ｄの表面積を大きくすることができる。
【００４５】
〔変形例〕
実施例のマグネットスイッチ２は、１つのプランジャ３６によってピニオン軸５を反スイッチ方向へ押し出すとともに、モータ３の電源回路に接続されるメイン接点を開閉するものであったが、ピニオン軸５の押し出しとメイン接点の開閉をそれぞれ別のソレノイドで行うタンデムタイプのマグネットスイッチ２であってもよい（例えば、特開２００９−１９１８４３号公報参照）。すなわち、図７に示すようにピニオン軸５を押し出すためのソレノイドＳＬ１と、メイン接点の開閉をするためのソレノイドＳＬ２とを備えるマグネットスイッチ２において、ソレノイドＳＬ２に本発明を適用してもよい。
ソレノイドＳＬ２の励磁コイル及びプランジャが実施例１の励磁コイル３５及びプランジャ３６に相当する。
【符号の説明】
【００４６】
１  スタータ、２  マグネットスイッチ、３５  励磁コイル、５０  コアステーショナリ、５４  端子ボルト、５５  端子ボルト、５６  固定接点、５６ａ  接点面、５６ｂ  接点部、５６ｃ  接続部、５６ｄ  非接触部、５７  可動接点、７０  絶縁材
【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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