(57)【要約】【課題】製造過程で絶縁部材が分割コアから脱落するのを抑制することができる回転電機を得る。【解決手段】回転電機は、分割コア２３と、分割コア２３に巻回されたコイルとを有している。分割コア２３とコイルとの間には第一絶縁部材２４が設けられている。第一絶縁部材２４は、周方向で隣り合う一対のスロット２１ｂに入れられ分割コア２３とコイル２２との間に位置された一対の挿入部２４ａと、軸方向での分割コア２３の端部２３ｅ，２３ｆで分割コア２３とコイル２２との間に位置され一対の挿入部２４ａを接続した接続部２４ｂと、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】
軸受によって回転可能に支持された回転軸と、
前記回転軸に設けられたロータと、
前記回転軸の周方向に並べられた複数の分割コアを有し、前記周方向で隣り合う前記分割コア間にスロットが設けられ前記ロータの周囲を囲んだ環状のステータコアと、一部が前記スロット内に位置されて前記分割コアに巻回されたコイルと、を有したステータと、
前記周方向で隣り合う一対の前記スロットに入れられ前記分割コアと前記コイルとの間に位置された一対の挿入部と、前記回転軸の軸方向での前記分割コアの端部で前記分割コアと前記コイルとの間に位置され前記一対の挿入部を接続した接続部と、を有した第一絶縁部材と、
前記端部に設けられ、前記分割コアと前記コイルとの間に位置された第二絶縁部材と、
を備えた回転電機。
【請求項２】
前記第一絶縁部材は、前記スロットに入れられ前記コイルの分割コアとは反対側を覆った覆部を有した請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記周方向で隣り合う一対の前記分割コアに設けられた一対の前記第一絶縁部材は、前記スロット内で前記回転軸の径方向に重ねられた請求項１または２に記載の回転電機。
【請求項４】
前記分割コアの前記軸方向での両端部に前記第一絶縁部材がそれぞれ設けられ、
前記軸方向での両端部に設けられた一対の前記第一絶縁部材は、前記スロット内で前記回転軸の径方向に重ねられた請求項１ないし３のいずれか一項に記載の回転電機。
【請求項５】
前記接続部は、
前記分割コアの前記軸方向での端部を覆った第一壁部と、
前記回転軸の径方向での前記第一壁部の端部に設けられ、前記コイルにおける前記軸方向での前記分割コアの端部に重ねられた部分に、前記回転軸の径方向で面した第二壁部と、を有した請求項１ないし４のいずれか一項に記載の回転電機。
【請求項６】
前記第一絶縁部材は、前記第二絶縁部材と前記分割コアとの間に位置され、
前記第二絶縁部材には、前記第二壁部が挿入された受部が設けられた請求項５に記載の回転電機。
【請求項７】
前記第一絶縁部材は、フィルム部材によって構成された請求項１ないし６のいずれか一項に記載の回転電機。
【請求項８】
前記フィルム部材は、熱可塑性を有した請求項７に記載の回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の分割コアが環状に並べられて構成されたステータコアと、分割コアに巻回されたコイルと、を備えた回転電機がある。
【０００３】
この種の回転電機として、回転軸の軸方向での分割コアの端部とコイルとの間をインシュレータで絶縁し、分割コア間に設けられたスロット内のコイルと分割コアとの間を絶縁フィルム（絶縁部材）で絶縁したものが知られている。該回転電機の製造過程では、絶縁フィルムは、コイルが分割コアに巻回されることで分割コアに固定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２３８１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、この種の回転電機においては、絶縁コアに絶縁フィルムとインシュレータとが組まれた後からコイルの巻回が行われるまでの間、絶縁フィルムの支えが無いため、絶縁フィルムが分割コアから脱落しやすいという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態の回転電機は、軸受によって回転可能に支持された回転軸と、前記回転軸に設けられたロータと、前記回転軸の周方向に並べられた複数の分割コアを有し、前記周方向で隣り合う前記分割コア間にスロットが設けられ前記ロータの周囲を囲んだ環状のステータコアと、一部が前記スロット内に位置されて前記分割コアに巻回されたコイルと、を有したステータと、前記周方向で隣り合う一対の前記スロットに入れられ前記分割コアと前記コイルとの間に位置された一対の挿入部と、前記回転軸の軸方向での前記分割コアの端部で前記分割コアと前記コイルとの間に位置され前記一対の挿入部を接続した接続部と、を有した第一絶縁部材と、前記端部に設けられ、前記分割コアと前記コイルとの間に位置された第二絶縁部材と、を備えた。したがって、第一絶縁部材の一対の挿入部が接続部によって接続されていることにより、一例として、第一絶縁部材が分割コアに引っ掛かり第一絶縁部材が分割コアに保持されるので、製造過程で第一絶縁部材が分割コアから脱落するのを抑制することができる。
【０００７】
前記回転電機にあっては、前記第一絶縁部材は、前記スロットに入れられ前記コイルの分割コアとは反対側を覆った覆部を有していてよい。当該回転電機によれば、覆部によって、分割コアとコイルとの絶縁距離（一例として沿面距離）を長くすることができる。
【０００８】
前記回転電機にあっては、前記周方向で隣り合う一対の前記分割コアに設けられた一対の前記第一絶縁部材は、前記スロット内で前記回転軸の径方向に重ねられていてよい。当該回転電機によれば、一例として、第一絶縁部材の厚さを厚くすることなく、一対の第一絶縁部材が重ねられた分、分割コアとコイルとの間の絶縁距離を長くするこができる。
【０００９】
前記回転電機にあっては、前記分割コアの前記軸方向での両端部に前記第一絶縁部材がそれぞれ設けられ、前記軸方向での両端部に設けられた一対の前記第一絶縁部材は、前記スロット内で前記回転軸の径方向に重ねられていてよい。当該回転電機によれば、一例として、一対の第一絶縁部材が重ねられた分、分割コアとコイルとの間の絶縁距離を長くすることができる。
【００１０】
前記回転電機にあっては、前記接続部は、前記分割コアの前記軸方向での端部を覆った第一壁部と、前記回転軸の径方向での前記第一壁部の端部に設けられ、前記コイルにおける前記軸方向での前記分割コアの端部に重ねられた部分に、前記回転軸の径方向で面した第二壁部と、を有していてよい。当該回転電機によれば、第二壁部によって、分割コアとコイルとの間の絶縁距離（一例として沿面距離）を長くすることができる。
【００１１】
前記回転電機にあっては、前記第一絶縁部材は、前記第二絶縁部材と前記分割コアとの間に位置され、前記第二絶縁部材には、前記第二壁部が挿入された受部が設けられていてよい。当該回転電機によれば、第二絶縁部材の受部に第一絶縁部材の第二壁部が挿入されるので、製造過程で第一絶縁部材が分割コアから脱落するのを抑制することができる。
【００１２】
前記回転電機にあっては、前記第一絶縁部材は、フィルム部材によって構成されていてよい。当該回転電機によれば、第一絶縁部材の厚さを比較的薄くすることができる。
【００１３】
前記回転電機にあっては、前記フィルム部材は、熱可塑性を有していてよい。当該回転電機によれば、第一絶縁部材の形状の自由度が大きいという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、実施形態にかかる回転電機の一例を示す断面図である。
【図２】図２は、実施形態にかかる回転電機のステータの一例を軸方向から見て示す断面図である。
【図３】図３は、図２のＦ３部分を示す図である。
【図４】図４は、実施形態のステータの分割体の一例を軸方向から見て示す断面図である。
【図５】図５は、実施形態にかかる回転電機のステータの分割体の一部の一例を示す斜視図である。
【図６】図６は、実施形態にかかる回転電機のステータの分割体の一部の一例を示す分解斜視図である。
【図７】図７は、実施形態にかかる回転電機のステータの絶縁フィルムの一例を示す斜視図である。
【図８】図８は、実施形態にかかる回転電機のステータの分割体の一部の一例を軸方向から見て示す図である。
【図９】図９は、実施形態にかかる回転電機のステータの分割体の一例を示す図であって、図８のＦ９−Ｆ９線に沿った断面図である。
【図１０】図１０は、第１実施形態にかかる回転電機のステータの分割体の一部の一例を示す図であって、図５のＦ１０−Ｆ１０線に沿った断面図である。
【図１１】図１１は、図１０のＦ１１部分を示す図である。
【図１２】図１２は、実施形態の変形例にかかる回転電機のステータの絶縁フィルムを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１に示すように、本実施形態の回転電機１は、一例として、筐体２と、筐体２に軸受３を介して支持された回転軸４と、回転軸４に設けられたロータ５と、筐体２に固定されてロータ５の周囲を囲った円環状（環状）のステータ６と、を備えている。
【００１６】
回転軸４は、軸受３によって回転可能に支持されている。軸受３は、回転軸４の軸方向（以後、単に軸方向という）で相互に間隔をあけて二つ設けられて、筐体２に支持されている。
【００１７】
筐体２は、一例として、複数の部材７，８，９を含む。筐体２は、内部にロータ５とステータ６とを収容している。
【００１８】
ロータ５は、略円環状（環状）に形成されている。ロータ５は、内側に挿入された回転軸４に固定されている。ロータ５は、ステータ６に挿入されている。ロータ５は、一例として、軸方向に積層された複数の鋼板によって構成されたロータコア１１と、ロータコア１１に固定された永久磁石１２と、を有している。永久磁石１２は、回転軸４の周方向（以後、単に周方向という）に沿って相互に間隔をあけて複数設けられている。
【００１９】
ステータ６は、図２に示すように、ステータコア２１と、ステータコア２１に巻回された複数のコイル２２と、を有している。
【００２０】
ステータコア２１は、図２〜４に示すように、周方向に環状に並べられた複数の分割コア２３を有している。分割コア２３は、一例として、複数の鋼板が軸方向に積層された複数の鋼板によって構成されている。分割コア２３は、周方向に延在した分割ヨーク部２３ａと、分割ヨーク部２３ａの周面から回転軸４の径方向（以後、単に径方向という）に延出したティース部２３ｂと、ティース部２３ｂの先端部から周方向に延出した一対の延出部２３ｃと、を有している。
【００２１】
複数の分割コア２３は相互に結合部（図示されず）によって結合されており、これにより、ステータコア２１には、複数の分割ヨーク部２３ａによって構成された環状のヨーク部２１ａ（図２）が設けられている。また、ステータコア２１には、周方向で隣り合うステータコア間にスロット２１ｂが設けられている。分割コア２３には、分割ヨーク部２３ａとティース部２３ｂと延出部２３ｃとに亘った分割スロット面２３ｄが設けられており、周方向で隣り合う分割コア２３の分割スロット面２３ｄによってスロット２１ｂが形成されている。分割スロット面２３ｄは、凹状の断面形状を有して軸方向に延在している。
【００２２】
コイル２２は、一例として、各分割コア２３のティース部２３ｂに巻回されている。コイル２２は、その一部がスロット２１ｂ内に位置されている。
【００２３】
分割コア２３と該分割コア２３に巻回されたコイル２２との間には、図４〜６に示すように、絶縁フィルム２４とインシュレータ２５とが設けられている。絶縁フィルム２４とインシュレータ２５とは、別部材である。これらの絶縁フィルム２４（第一絶縁部材）とインシュレータ２５（第二絶縁部材）とによって、分割コア２３（ステータコア２１）とコイル２２との間の絶縁がなされている。本実施形態では、分割コア２３は、コイル２２と絶縁フィルム２４とインシュレータ２５とによって、分割体３０を構成している。
【００２４】
絶縁フィルム２４は、図５，６に示すように、一つの分割コア２３に二つ設けられている。二つの絶縁フィルム２４のうちの一方の絶縁フィルム２４Ａは、軸方向での分割コア２３の一方の端部２３ｅ（図６）に被せられ、二つの絶縁フィルム２４のうちの他方の絶縁フィルム２４Ｂは、軸方向での分割コア２３の他方の端部２３ｆ（図６）に被せられている。このように、本実施形態では、分割コア２３の軸方向での両端部２３ｅ，２３ｆに絶縁フィルム２４がそれぞれ設けられている。なお、二つの絶縁フィルム２４Ａ，２４Ｂは、軸方向と直交する平面に関して略対称であるので、それらを特段に区別する必要がない場合には、単に絶縁フィルム２４として説明する。
【００２５】
絶縁フィルム２４は、図７に示すように、一対の挿入部２４ａ（壁部）と、一対の挿入部２４ａを接続した接続部２４ｂと、を有している。一対の挿入部２４ａは、周方向で隣り合う一対のスロット２１ｂに入れられ、分割コア２３とコイル２２との間に位置されている。挿入部２４ａは、図３，８に示すように、分割スロット面２３ｄを覆っている。詳細には、各挿入部２４ａは、分割ヨーク部２３ａを覆ったヨーク覆部２４ｃと、ティース部２３ｂを覆ったティース覆部２４ｄと、延出部２３ｃを覆った延出覆部２４ｅと、を有している。
【００２６】
また、一対の挿入部２４ａのうちの一方には、ヨーク覆部２４ｃから周方向へ延出した重なり部２４ｆ（第一重なり部）が設けられている。重なり部２４ｆは、該重なり部２４ｆを有する絶縁フィルム２４が挿入されたスロット２１ｂ内に挿入された他の絶縁フィルム２４（隣の絶縁フィルム２４）のヨーク覆部２４ｃに、径方向で重ねられている。このように、本実施形態では、周方向で隣り合う一対の分割コア２３に設けられた一対の絶縁フィルム２４は、スロット２１ｂ内で径方向に重ねられている。また、挿入部２４ａには、延出覆部２４ｅから径方向外周側に延出した折返覆部２４ｇ（覆部）が設けられている。折返覆部２４ｇは、コイル２２のティース部２３ｂとは反対側を覆っている。折返覆部２４ｇは、一例として、図４に示すように、コイル２２がティース部２３ｂに巻回される前は延出覆部２４ｅと平面をなすように設けられており、コイル２２がティース部２３ｂに巻回された後に、折り曲げられる。
【００２７】
また、本実施形態では、図５，１０，１１に示すように、分割コア２３の両端部２３ｅ，２３ｆに設けられた一対の絶縁フィルム２４Ａ，２４Ｂは、スロット２１ｂ内で径方向に重ねられている。本実施形態では、一例として、絶縁フィルム２４Ａの軸方向の端部に絶縁フィルム２４Ｂの軸方向の端部と重ねられた重なり部２４ｈ（第二重なり部）が設けられている。
【００２８】
接続部２４ｂは、図６，９に示すように、軸方向での分割コア２３の端部２３ｅ（または端部２３ｆ）で分割コア２３とコイル２２との間に位置され、一対の挿入部２４ａを接続している。接続部２４ｂは、分割コア２３の軸方向での端部２３ｅ（または端部２３ｆ）を覆った壁部２４ｉ（第一壁部）を有している。また、接続部２４ｂは、径方向での壁部２４ｉの端部２４ｊ，２４ｋに設けられた壁部２４ｍ，２４ｎ（第二壁部）を有している。壁部２４ｍ，２４ｎは、コイル２２における軸方向での分割コア２３の端部２３ｅ（または端部２３ｆ）に重ねられた部分２２ａに、径方向で面している。接続部２４ｂは、断面略Ｕ字状に形成されている。
【００２９】
絶縁フィルム２４は、本実施形態では、絶縁性を有したフィルム部材によって構成されている。絶縁フィルム２４は、一例として、熱可塑性を有したフィルム部材によって構成されており、フィルム部材を加熱して型成形することで形成される。フィルム部材は、一例として、合成樹脂材料を含む。
【００３０】
インシュレータ２５は、図５，６に示すように、一つの分割コア２３に二つ設けられている。二つのインシュレータ２５のうちの一方のインシュレータ２５Ａは、分割コア２３の端部２３ｅに被せられ、二つのインシュレータ２５のうちの他方のインシュレータ２５Ｂは、分割コア２３の端部２３ｆに被せられている。このように、本実施形態では、分割コア２３の軸方向での両端部２３ｅ，２３ｆにインシュレータ２５がそれぞれ設けられている。なお、二つのインシュレータ２５Ａ，２５Ｂは、一部の形状は異なるが基本構成は同じであるので、それらを特段に区別する必要がない場合には、単にインシュレータ２５として説明する。
【００３１】
インシュレータ２５は、分割コア２３の端部２３ｅ（または端部２３ｆ）に設けられ、分割コア２３とコイル２２との間に位置されている。詳細には、一例として、インシュレータ２５は、図９に示すように、絶縁フィルム２４を介して分割コア２３に装着されている。つまり、本実施形態では、インシュレータ２５が、インシュレータ２５と分割コア２３との間に、絶縁フィルム２４が位置されている（介在している）。
【００３２】
インシュレータ２５は、分割ヨーク部２３ａの一部を覆ったヨーク覆部２５ａと、ティース部２３ｂを覆ったティース覆部２５ｂと、延出部２３ｃを覆った延出覆部２５ｃと、を有している。詳細には、ヨーク覆部２５ａは、絶縁フィルム２４のヨーク覆部２４ｃを介して分割ヨーク部２３ａの一部を覆っている。また、ティース覆部２５ｂは、絶縁フィルム２４のティース覆部２４ｄを介してティース部２３ｂを覆っている。また、延出覆部２５ｃは、絶縁フィルム２４の延出覆部２４ｅを介して延出部２３ｃを覆っている。インシュレータ２５は、絶縁フィルム２４よりも厚さが厚いので、一例として分割ヨーク部２３ａのエッジ部などによってコイル２２が損傷するのをインシュレータ２５が抑制する。
【００３３】
また、インシュレータ２５は、複数の係合部２５ｄ（脚部）を有しており、これらの係合部２５ｄで分割コア２３と係合している（位置決めされている）。
【００３４】
また、インシュレータ２５には、絶縁フィルム２４の壁部２４ｍ，２４ｎが挿入された受部２５ｅが設けられている。受部２５ｅは、一例として、凹状に形成されている。
【００３５】
インシュレータ２５は、一例として、絶縁性を有した合成樹脂材料によって構成されている。ここで、絶縁フィルム２４の各部の厚さは、インシュレータ２５の各部の厚さよりも薄くなっている。
【００３６】
以上の構成のステータ６の製造の際には、一例として、まず、分割コア２３の両端部２３ｅ，２３ｆを結ぶ方向が略水平方向と一致するように分割コア２３の姿勢を保った状態で、絶縁フィルム２４を分割コア２３に装着する。この際、一例として、絶縁フィルム２４が分割コア２３に引っ掛かり絶縁フィルム２４が分割コア２３に保持される。次に、絶縁フィルム２４にインシュレータ２５を被せて、該インシュレータ２５を分割コア２３に装着する。次に、絶縁フィルム２４およびインシュレータ２５の上から分割コア２３にコイル２２を巻回する。巻回されたコイル２２によって絶縁フィルム２４およびインシュレータ２５が分割コア２３に固定される。なお、絶縁フィルム２４の一対の挿入部２４ａに分割コア２３を挟み込む力（弾性力）を付与して絶縁フィルム２４を分割コア２３に装着してよい。この場合には、分割コア２４の姿勢は任意の姿勢であってよい。
【００３７】
以上説明したとおり、本実施形態では、絶縁フィルム２４の一対の挿入部２４ａが接続部２４ｂによって接続されている。したがって、本実形態によれば、一例として、絶縁フィルム２４が分割コア２３に引っ掛かり絶縁フィルム２４が分割コア２３に保持されるので、製造過程で絶縁フィルム２４が分割コア２３から脱落するのを抑制することができる。
【００３８】
また、本実施形態では、絶縁フィルム２４は、折返覆部２４ｇを有している。したがって、本実施形態によれば折返覆部２４ｇによって、分割コア２３とコイル２２との絶縁距離（一例として沿面距離）を長くすることができる。
【００３９】
また、本実施形態では、周方向で隣り合う一対の分割コア２３に設けられた一対の絶縁フィルム２４は、スロット２１ｂ内で径方向に重ねられている。したがって、本実施形態によれば、一例として、絶縁フィルム２４の厚さを厚くすることなく、一対の絶縁フィルム２４が重ねられた分、分割コア２３とコイル２２との間の絶縁距離を長くするこができる。
【００４０】
また、本実施形態では、分割コア２３の両端部２３ｅ，２３ｆに設けられた一対の絶縁フィルム２４は、スロット２１ｂ内で径方向に重ねられている。したがって、本実施形態によれば、一例として、一対の絶縁フィルム２４が重ねられた分、分割コア２３とコイル２２との間の絶縁距離を長くすることができる。
【００４１】
また、本実施形態では、絶縁フィルム２４の接続部２４ｂが、コイル２２に面した壁部２４ｍ，２４ｎを有している。したがって、本実施形態によれば、壁部２４ｍ，２４ｎによって、分割コア２３とコイル２２との間の絶縁距離（沿面距離）を長くすることができる。なお、壁部２４ｍ，２４ｎは、どちらか一方だけが設けられていてもよい。
【００４２】
また、本実施形態では、インシュレータ２５には、絶縁フィルム２４の壁部２４ｍ，２４ｎが挿入された受部２５ｅが設けられている。したがって、本実施形態によれば、受部２５ｅに壁部２４ｍ，２４ｎが挿入されるので、製造過程で絶縁フィルム２４が分割コア２３から脱落するのを抑制することができる。
【００４３】
また、本実施形態では、回転電機１は、第一絶縁部材として、フィルム部材によって構成された絶縁フィルム２４を有する。したがって、第一絶縁部材（絶縁フィルム２４）の厚さを比較的薄くすることができる。よって、スロット２１ｂ中の絶縁フィルム２４の占有空間を小さくして、スロット２１ｂの有効空間を大きく確保することができるので、コイル２２を大きくして回転電機１の出力を向上させることができる。ここで、本実施形態によれば、絶縁フィルム２４をフィルム部材によって構成したことにより、絶縁フィルム２４の厚さを、第一絶縁部材が樹脂射出成形品の場合に対して、一例として１／５〜２／５程度にすることができる。
【００４４】
また、本実施形態では、絶縁フィルム２４のフィルム部材は、熱可塑性を有している。したがって、本実施形態によれば、絶縁フィルム２４の形状の自由度が大きいという利点がある。
【００４５】
次に、本実施形態の変形例を図１２を参照して説明する。なお、上述した実施形態と同様の構成要素には共通の符号を付与するとともに、重複する説明を省略する。本変形例では、絶縁フィルム１２４が上述した絶縁フィルム２４に対して異なる。本変形例の絶縁フィルム１２４は、絶縁紙によって構成されている。絶縁フィルム１２４は、挿入部２４ａと接続部２４ｂとを有しているが、壁部２４ｍ，２４ｎを有していない。以上の構成の変形例でも、上述した実施形態と同様に、一例として、絶縁フィルム１２４が分割コア２３に引っ掛かり絶縁フィルム２４が分割コア２３に保持されるので、製造過程で絶縁フィルム１２４が分割コア２３から脱落するのを抑制することができる。
【００４６】
なお、本発明は、上記実施形態および変形例に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で他の実施形態および変形例を各種採用することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１…回転電機、３…軸受、４…回転軸、５…ロータ、６…ステータ、２３…分割コア、２１…ステータコア、２１ｂ…スロット、２２…コイル、２２ａ…部分、２３ｅ，２３ｆ…端部、２４…絶縁フィルム（第一絶縁部材）、２４ａ…挿入部、２４ｂ…接続部、２４ｇ…折返覆部（覆部）、２４ｉ…壁部（第一壁部）、２４ｍ，２４ｎ…壁部（第二壁部）
２５…インシュレータ（第二絶縁部材）、２５ｅ…受部。
【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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