(57)【要約】【課題】偏心部軸受の軸方向移動を規制するワッシャが設けられる場合であっても、潤滑油の所望通りの流通性を確保する。【解決手段】偏心揺動型歯車装置は、偏心部２０ａを有するクランク軸２０と、偏心部２０ａが挿入され、クランク軸２０の回転によって偏心部２０ａに連動する揺動歯車と、前記揺動歯車と偏心部２０ａとの間の相対回転を許容する偏心部軸受２８と、偏心部軸受２８が軸方向に移動するのを規制するワッシャ３０と、を備える。偏心部軸受２８は、複数の転動体４２と、転動体４２を保持する保持器４４と、を有する。ワッシャ３０は、保持器４４の内端部よりも径方向内側に外端部が位置する狭幅部３０ｂと、保持器４４の内端部よりも径方向外側に外端部が位置する広幅部３０ｃと、を有し、楕円形状に形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏心部を有するクランク軸と、
前記偏心部が挿入される挿入孔が形成され、前記クランク軸の回転によって前記偏心部に連動して揺動する揺動歯車と、
前記挿入孔に配置され、前記揺動歯車と前記偏心部との間の相対回転を許容する偏心部軸受と、
前記偏心部軸受が軸方向に移動するのを規制するワッシャと、を備え、
前記偏心部軸受は、複数の転動体と、前記転動体を保持する保持器と、を有し、
前記ワッシャは、前記保持器の内端部よりも径方向内側に外端部が位置する狭幅部と、前記保持器の内端部よりも径方向外側に外端部が位置する広幅部と、を有する偏心揺動型歯車装置。
【請求項２】
前記狭幅部の外端部は、前記偏心部の外端部よりも径方向内側に位置している請求項１に記載の偏心揺動型歯車装置。
【請求項３】
前記保持器の内端部と前記偏心部との間の環状隙間が、複数の転動体が配置された範囲に亘って連続して露出している請求項１又は２に記載の偏心揺動型歯車装置。
【請求項４】
前記狭幅部は、前記ワッシャの内孔を挟んで両側にそれぞれ形成されており、
前記広幅部は、前記ワッシャの内孔を挟んで両側にそれぞれ形成されており、
両側の前記狭幅部同士を結ぶ方向と両側の前記広幅部同士を結ぶ方向とは、互いに直交している請求項１から３の何れか１項に記載の偏心揺動型歯車装置。
【請求項５】
前記ワッシャは、楕円形である請求項１から４の何れか１項に記載の偏心揺動型歯車装置。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏心揺動型歯車装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、下記特許文献１に開示されているように、一対の相手部材間で所定の減速比で回転数を減速する揺動型歯車装置が知られている。この揺動型歯車装置は、一方の相手部材に固定される外筒と、もう一方の相手部材に固定されるキャリアとを備えており、キャリアは、クランク軸の偏心部に取り付けられた揺動歯車の揺動回転によって外筒に対して相対的に回転する。図６に示すように、クランク軸６１の偏心部６１ａには、偏心部軸受６３が取り付けられていて、偏心部６１ａに取り付けられた偏心部軸受６３は、揺動歯車６４の挿入孔内に配置されている。偏心部軸受６３は、多数の円筒状の転動体６３ａと、これら転動体６３ａを保持する保持器６３ｂとを有している。そして、クランク軸６１には、２つの偏心部６１ａを挟むようにワッシャ６５が嵌められている。これにより、偏心部軸受６３が軸方向に移動することが規制されている。図７に示すように、ワッシャ６５には、複数の貫通孔６５ａが周方向に等間隔に形成されている。この貫通孔６５ａは、保持器６３ｂの両側壁と偏心部６１ａとの間の環状隙間６７に連通可能な位置に形成されている。これにより、ワッシャ６５の貫通孔６５ａを通して潤滑油が保持器６３ｂ内に流入し、また保持器６３ｂ内の潤滑油が流出する。この結果、保持器６３ｂ内の潤滑油が入れ替わり、潤滑性能の悪化を防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２９３９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記特許文献１に開示された偏心揺動型歯車装置では、保持器６３ｂの両側壁と偏心部６１ａとの間の環状隙間６７に連通可能な位置に貫通孔６５ａが形成されるようにしているが、実際にはごく一部の貫通孔６５ａのみが環状隙間６７に連通しているに過ぎず、他の貫通孔６５ａは環状隙間６７から位置ずれしていて偏心部６１ａ又は保持器６３ｂによって塞がれている。このため、複数の貫通孔６５ａを設けたとしても、それを十分に活かし切れておらず、潤滑油の所望通りの流通性を確保できていない。
【０００５】
そこで、本発明は、前記従来技術を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、偏心部軸受の軸方向移動を規制するワッシャが設けられる場合であっても、潤滑油の所望通りの流通性を確保することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の目的を達成するため、本発明は、偏心部を有するクランク軸と、前記偏心部が挿入される挿入孔が形成され、前記クランク軸の回転によって前記偏心部に連動して揺動する揺動歯車と、前記挿入孔に配置され、前記揺動歯車と前記偏心部との間の相対回転を許容する偏心部軸受と、前記偏心部軸受が軸方向に移動するのを規制するワッシャと、を備え、前記偏心部軸受は、複数の転動体と、前記転動体を保持する保持器と、を有し、前記ワッシャは、前記保持器の内端部よりも径方向内側に外端部が位置する狭幅部と、前記保持器の内端部よりも径方向外側に外端部が位置する広幅部と、を有する偏心揺動型歯車装置である。
【０００７】
本発明では、ワッシャの広幅部の外端部が保持器の内端部よりも径方向外側に位置しているため、ワッシャの広幅部により、保持器が軸方向に移動しないように規制することができる。一方、ワッシャの狭幅部の外端部は、保持器の内端部よりも径方向内側に位置している。このため、保持器の内端部と偏心部との間の環状隙間が、狭幅部の外側において露出する。したがって、狭幅部においては、その外側から環状隙間に潤滑油が流入し、保持器内の潤滑油は、狭幅部の外側に位置する環状隙間を通って流出する。すなわち、環状隙間が周方向の一部において狭幅部の外側に必ず露出するため、偏心部軸受の軸方向移動を規制するワッシャが設けられていても、潤滑油の所望通りの流通性を確保することができる。
【０００８】
ここで、前記狭幅部の外端部は、前記偏心部の外端部よりも径方向内側に位置していてもよい。この態様では、狭幅部の外側において、保持器の内端部と偏心部との間の環状隙間の幅全体が露出する。したがって、環状隙間の幅方向の一部のみが露出する場合に比べて、潤滑油の流通性を向上することができる。
【０００９】
前記保持器の内端部と前記偏心部との間の環状隙間が、複数の転動体が配置された範囲に亘って連続して露出していてもよい。この態様では、複数の転動体が配置される範囲で環状隙間が周方向に連続して露出している。したがって、周方向の極限られた範囲で環状隙間が露出する場合や、断続的に露出する場合に比べて、潤滑油の流通性を向上することができる。
【００１０】
前記狭幅部は、前記ワッシャの内孔を挟んで両側にそれぞれ形成されており、前記広幅部は、前記ワッシャの内孔を挟んで両側にそれぞれ形成されていてもよい。この場合、両側の前記狭幅部同士を結ぶ方向と両側の前記広幅部同士を結ぶ方向とは、互いに直交していてもよい。この態様では、広幅部が内孔を挟んで両側にそれぞれ形成されているため、保持器を安定的に保持することができる。しかも、両側の狭幅部同士を結ぶ方向と両側の広幅部同士を結ぶ方向とが互いに直交しているため、保持器の保持の安定性と潤滑油の流通性を両立することができる。
【００１１】
前記ワッシャは、楕円形であってもよい。この態様では、保持器の保持の安定性と潤滑油の流通性を両立することができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明によれば、偏心部軸受の軸方向移動を規制するワッシャが設けられる場合であっても、潤滑油の所望通りの流通性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る偏心揺動型歯車装置の全体構成を示す断面図である。
【図２】前記偏心揺動型歯車装置に設けられたクランク軸及びその周辺の構成部材を示す断面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面図である。
【図４】前記クランク軸に嵌められるワッシャの正面図である。
【図５】本発明のその他の実施形態に係る偏心揺動型歯車装置に設けられるワッシャの正面図である。
【図６】従来の偏心揺動型歯車装置の要部を示す断面図である。
【図７】従来の偏心揺動型歯車装置の偏心部軸受及びワッシャを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１５】
本実施形態に係る偏心揺動型歯車装置は、例えばロボットの旋回胴や腕関節等の旋回部または各種工作機械の旋回部に減速機として適用される歯車装置である。以下の本実施形態の説明では、ロボットの旋回胴に偏心揺動型歯車装置（以下、単に歯車装置と称する）を適用した例について説明する。
【００１６】
この歯車装置は、図１に示すようにベース５０（一方の相手部材）と旋回体５２（他方の相手部材）との間で所定の減速比で減速して回転駆動力を伝達するものである。本実施形態の歯車装置は、外筒２と、内歯ピン３と、キャリア４と、主軸受６と、クランク軸歯車１８と、クランク軸２０と、クランク軸受２２と、揺動歯車２４とを備えている。
【００１７】
前記外筒２は、一方の相手部材に固定可能な第１固定部材であって、歯車装置の外面を構成するケースとして機能する。この外筒２は、略円筒状に形成されており、例えば設置面上に固定された前記ベース５０に締結される。外筒２の内面には、多数の内歯ピン３が周方向に等間隔で配設されている。内歯ピン３は、外歯歯車からなる揺動歯車２４が噛み合う内歯として機能する。揺動歯車２４の歯数は、内歯ピン３の数よりも若干少なくなっている。本実施形態では揺動歯車２４は２個使用されているが、これに限られるものではない。
【００１８】
前記キャリア４は、第１固定部材に対して相対的に回転可能で且つ他方の相手部材に固定可能な第２固定部材であって、前記外筒２と同軸上に配置された状態でその外筒２の内側に配設されている。キャリア４は、外筒２に対して同じ軸回りに相対回転する。このキャリア４は、旋回体５２に締結されており、キャリア４が外筒２に対して相対回転すると、旋回体５２は、ベース５０に対して旋回する。
【００１９】
キャリア４は、軸方向に離間して一対に設けられた前記主軸受６により外筒２に対して相対回転可能に支持されている。キャリア４は、基部３２と端板部３４とを備えている。基部３２及び端板部３４は、それらの間に前記揺動歯車２４を収納するように互いに締結されている。
【００２０】
前記基部３２は、外筒２内においてその外筒２の端部近傍に配置される基板部３２ａと、その基板部３２ａから端板部３４に向かって軸方向に延びるシャフト部３２ｂとを有する。シャフト部３２ｂは、頭部５ａと、この頭部５ａの端面に連続する雄ねじ部５ｂとを備えたボルト５によって端板部３４に締結されている。それによって、基部３２と端板部３４とが一体化されている。
【００２１】
前記クランク軸２０は、複数設けられており、各クランク軸２０は周方向に等間隔に配置されている。その各クランク軸２０の端部には、クランク軸歯車１８がそれぞれ取り付けられている。クランク軸歯車１８は、図外の駆動源（モータ）によって駆動される図外の駆動歯車に噛み合う。各クランク軸歯車１８は、駆動歯車の回転をそのクランク軸歯車１８が取り付けられたクランク軸２０に伝達する。すなわち、クランク軸歯車１８は、駆動源からクランク軸２０を回転させる駆動力が入力される入力部として機能する。
【００２２】
各クランク軸２０は、一対の前記クランク軸受２２を介してキャリア４にその軸回りに回転自在に取り付けられている。すなわち、クランク軸２０は、キャリア４に回転自在に支持されている。クランク軸受２２は、基板部３２ａ及び端板部３４にそれぞれ貫通形成されたクランク軸孔３２ｅ，３４ｃに配置されている。
【００２３】
クランク軸２０は、軸本体２０ｂと、この軸本体２０ｂに一体的に形成された複数（本実施形態では２つ）の偏心部２０ａと、を有している。この複数の偏心部２０ａは、前記一対のクランク軸受２２の間の位置で軸方向に並ぶように配置されている。偏心部２０ａは、それぞれクランク軸２０の軸本体２０ｂの軸心から所定の偏心量で偏心した円柱状に形成されている。そして、各偏心部２０ａは、互いに所定角度の位相差を有するようにクランク軸２０に形成されている。本実施形態では１８０度の位相差を有している。
【００２４】
前記揺動歯車２４は、クランク軸２０の偏心部２０ａに偏心部軸受２８を介して取り付けられていて、基板部３２ａと端板部３４との間に挟み込まれるように配設されている。揺動歯車２４は、外筒２の内径よりも少し小さく形成されており、クランク軸２０が回転するときに偏心部２０ａの偏心回転に連動して外筒２内面の内歯ピン３に噛み合いながら揺動回転する。
【００２５】
揺動歯車２４は、複数の偏心部挿入孔２４ｃと、複数のシャフト部挿通孔２４ｄとを有する。なお、図例では、中央に貫通孔２４ｂが形成された揺動歯車２４を示しているが、この中央貫通孔２４ｂを省略することも可能である。
【００２６】
偏心部挿入孔２４ｃは、揺動歯車２４において中央貫通孔２４ｂの周囲に周方向に等間隔で設けられている。各偏心部挿入孔２４ｃには、偏心部軸受２８を介装した状態で各クランク軸２０の偏心部２０ａがそれぞれ挿入されている。
【００２７】
各偏心部２０ａには、それぞれ偏心部軸受２８が嵌められていて、クランク軸２０の軸本体２０ｂには両偏心部軸受２８を挟み込むように一対のワッシャ３０，３０が嵌められている。すなわち、全ての偏心部軸受２８が一対のワッシャ３０，３０間に挟み込まれている。そして、各ワッシャ３０は、クランク軸受２２と偏心部２０ａとの間に挟み込まれている。両クランク軸受２２，２２は、止め輪３１によって基板部３２ａ及び端板部３４に対して位置ずれしないように固定されている。
【００２８】
シャフト部挿通孔２４ｄは、揺動歯車２４において中央貫通孔２４ｂの周囲に周方向に等間隔で設けられている。各シャフト部挿通孔２４ｄは、周方向において偏心部挿入孔２４ｃ間の位置にそれぞれ配設されている。各シャフト部挿通孔２４ｄには、キャリア４のシャフト部３２ｂの外周面との間に隙間を残した状態でシャフト部３２ｂが挿通されている。
【００２９】
前記偏心部軸受２８は、図２にも示すように、複数の転動体４２と、これら転動体４２を保持する保持器４４とを有したラジアルころ軸受によって構成されている。なお、このころ軸受は、転動体４２の径が比較的大きな円筒ころ軸受であってもよく、あるいは転動体４２の径が比較的小さな針状ころ軸受であってもよい。
【００３０】
保持器４４には、一対の側壁４４ａ，４４ａと、この一対の側壁４４ａ，４４ａを連結する複数の連結部４４ｂ，４４ｂ，・・と、が設けられている。
【００３１】
各転動体４２は、いずれも円柱状に形成されていて、保持器４４によって周方向に等間隔に保持されている。
【００３２】
一対の側壁４４ａ，４４ａは、転動体４２の軸方向に間隔をおいて配置されており、互いに平行になっている。そして、各側壁４４ａの内面は転動体４２の端面に対向している。また、各側壁４４ａは、円環状の平板状に形成されており、径方向の幅が転動体４２の直径よりも少し小さくなっている（図３参照）。このため、偏心部軸受２８が偏心部２０ａに外嵌されると、保持器４４の各側壁４４ａの内端部と偏心部２０ａの外周面との間には、所定幅の隙間（環状隙間）４６ができる。環状隙間４６は、偏心部２０ａの外周面の全体に亘って形成される。
【００３３】
各偏心部２０ａにはそれぞれワッシャ３０が隣接している。ワッシャ３０は、両偏心部２０ａを挟むように両偏心部２０ａの軸方向外側にそれぞれ配置されている。
【００３４】
ワッシャ３０は、図３及び図４に示すように中央部に内孔３０ａが貫通形成された楕円形の外形を有している。すなわち、ワッシャ３０は、一対の狭幅部３０ｂと一対の広幅部３０ｃとを有している。
【００３５】
狭幅部３０ｂは、外端部が偏心部２０ａの外端部よりも径方向内側に位置する部位である。このため、ワッシャ３０の狭幅部３０ｂは、保持器４４の側壁４４ａとの間に隙間４８を形成している。したがって、狭幅部３０ｂの外端部は、保持器４４の側壁４４ａの内端部よりも径方向内側に位置している。狭幅部３０ｂと保持器４４の側壁４４ａ（偏心部２０ａの外周面）との間に隙間４８は、複数の転動体４２が配置された範囲に亘って連続している。すなわち、隙間４８は、保持器４４の周方向において、複数の転動体４２が配置される範囲を含む長さとなっている。このため、この隙間４８を通して隣接する転動体４２，４２間に潤滑油が容易に進入する。
【００３６】
広幅部３０ｃは、外端部が保持器４４の側壁４４ａの内端部よりも径方向外側に位置している部位である。このため、図２にも示されているように、ワッシャ３０は、広幅部３０ｃにおいて、保持器４４の側壁４４ａに軸方向に接触している。
【００３７】
狭幅部３０ｂは、軸方向に見て、軸本体２０ｂが挿通される内孔３０ａを挟んで両側にそれぞれ形成されている（図３及び図４参照）。したがって、一対の狭幅部３０ｂを結ぶ方向のワッシャ３０の幅は、偏心部２０ａの外径よりも小さくなっている。
【００３８】
広幅部３０ｃは、軸方向に見て、軸本体２０ｂが挿通される内孔３０ａを挟んで両側にそれぞれ形成されている。したがって、一対の広幅部３０ｃを結ぶ方向のワッシャ３０の幅は、保持器４４の側壁４４ａの内径よりも大きくなっている。
【００３９】
狭幅部３０ｂ及び広幅部３０ｃは、周方向に交互に位置しており、両側の狭幅部３０ｂ同士を結ぶ方向Ｄ１と両側の広幅部３０ｃ同士を結ぶ方向Ｄ２とは、互いに直交している。このため、保持器４４がワッシャ３０によって軸方向移動しないように保持される構成においても、通油性が確保されている。
【００４０】
次に、本実施形態による歯車装置の動作について説明する。
【００４１】
各クランク軸歯車１８が、図外の駆動源からの回転駆動力を受けると、それぞれ軸回りに回転して各クランク軸２０を回転させる。これにより、クランク軸２０の偏心部２０ａ，２０ａが偏心回転するので、揺動歯車２４，２４は、偏心部２０ａ，２０ａの偏心回転に連動して外筒２の内面の内歯ピン３，３，・・に噛み合いながら揺動回転する。揺動歯車２４の揺動回転は、各クランク軸２０を通じてキャリア４に伝達される。それによって、キャリア４と旋回体５２は、入力された回転から減速された回転数で外筒２及びベース５０に対して相対回転する。クランク軸２０は、正逆回転可能であり、クランク軸２０が何れの方向に回転するかに応じてキャリア４の回転方向が決まることになる。基板部３２ａと端板部３４との間の空間には潤滑油が封入されているため、ロボットの旋回胴が姿勢を変えた（歯車装置の向きが変わる）ときや、クランク軸２０が回転したとき等には、保持器４４の内外を行き来するように潤滑油が流れる。このとき潤滑油の一部は、ワッシャ３０と保持器４４の側壁４４ａとの間の隙間４８及び環状隙間４６を通して保持器４４内に流入したり、保持器４４から外に流出したりする。
【００４２】
以上説明したように、本実施形態では、ワッシャ３０の広幅部３０ｃの外端部が保持器４４の内端部よりも径方向外側に位置しているため、ワッシャ３０の広幅部３０ｃにより、保持器４４が軸方向に移動しないように規制することができる。一方、ワッシャ３０の狭幅部３０ｂの外端部は、保持器４４の内端部よりも径方向内側に位置している。このため、保持器４４の内端部と偏心部２０ａとの間の環状隙間４６の周方向の一部が、狭幅部３０ｂの外側において露出する。したがって、狭幅部３０ｂにおいては、その外側から環状隙間４６に潤滑油が流入し、保持器４４内の潤滑油は、狭幅部３０ｂの外側を通って流出する。すなわち、環状隙間４６が周方向の一部において狭幅部３０ｂの外側に必ず露出するため、偏心部軸受２８の軸方向移動を規制するワッシャ３０が設けられていても、潤滑油の所望通りの流通性を確保することができる。
【００４３】
しかも本実施形態では、狭幅部３０ｂの外端部が偏心部２０ａの外端部よりも径方向内側に位置しているため、狭幅部３０ｂの外側において、保持器４４の内端部と偏心部２０ａとの間の環状隙間４６の幅全体が露出する。したがって、環状隙間４６の幅方向の一部のみが露出する場合に比べて、潤滑油の流通性を向上することができる。
【００４４】
また本実施形態では、複数の転動体４２が配置される範囲で環状隙間４６が周方向に連続して露出している。したがって、周方向の極限られた範囲で環状隙間４６が露出する場合や、断続的に露出する場合に比べて、潤滑油の流通性を向上することができる。
【００４５】
また本実施形態では、広幅部３０ｃが内孔３０ａを挟んで両側にそれぞれ形成されているため、保持器４４を安定的に保持することができる。しかも、両側の狭幅部３０ｂ同士を結ぶ方向Ｄ１と両側の広幅部３０ｃ同士を結ぶ方向Ｄ２とが互いに直交しているため、保持器４４の保持の安定性と潤滑油の流通性を両立することができる。
【００４６】
なお、本発明は、前記実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更、改良等が可能である。例えば、前記実施形態では、２つの偏心部２０ａがクランク軸２０に設けられていて、両偏心部２０ａ，２０ａを挟むように２つのワッシャ３０，３０が設けられているが、これに限られない。偏心部２０ａが３つ以上設けられる構成であってもよい。また、偏心部２０ａが１つのみ設けられる構成であってもよい。この場合、１つの偏心部２０ａの軸方向両側にそれぞれワッシャ３０が設けられることになる。
【００４７】
前記実施形態では、ワッシャ３０が偏心部２０ａとクランク軸受２２とによって挟持される構成としたが、これに限られるものではない。例えばワッシャ３０が偏心部２０ａと図略の止め輪とによって挟持される構成としてもよい。
【００４８】
また前記実施形態では、ワッシャ３０が楕円形の外形形状を有する構成としたが、これに限られるものではない。例えば、図５に示すように、一方向に細長い形状の多角形状に形成されていてもよい。図例では、八角形状に形成されているが、六角形状に形成されていてもよい。図５に示す形態でも、ワッシャ３０は、一対の狭幅部３０ｂと一対の広幅部３０ｃとを有している。そして、軸方向に見て、狭幅部３０ｂは、軸本体２０ｂが挿通される内孔３０ａを挟んで両側にそれぞれ形成され、広幅部３０ｃは内孔３０ａを挟んで両側にそれぞれ形成されている。
【００４９】
また前記実施形態では、複数のクランク軸２０がキャリア４の中央部に形成された中央貫通孔の周囲に配設された構成としたがこれに限られるものではない。例えば、クランク軸２０がキャリア４の中央貫通孔内に配置されたセンタークランク式としてもよい。
【符号の説明】
【００５０】
２  外筒
３  内歯ピン
４  キャリア
６  主軸受
２０  クランク軸
２０ａ  偏心部
２０ｂ  軸本体
２２  クランク軸受
２４  揺動歯車
２４ｃ  偏心部挿入孔
２８  偏心部軸受
３０  ワッシャ
３０ａ  内孔
３０ｂ  狭幅部
３０ｃ  広幅部
３２  基部
３２ａ  基板部
３２ｂ  シャフト部
３４  端板部
４２  転動体
４４  保持器
４４ａ  側壁
４６  環状隙間
４８  隙間 
【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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