(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々コアバックと、このコアバックから等角度毎に径方向へ突設されて巻線が巻回される複数の歯極とを備えた金属薄板が複数枚積層されたステータコアにおいて、
積層方向一端部における金属薄板のコアバックの隣接する歯極間に上記複数枚の金属薄板全体の厚み寸法より大きな長さを有するリテーナが形成され、各リテーナが略直角に折り曲げられて上記積層方向一端部以外の各金属薄板のコアバックの周面に当接されるとともに、各リテーナの先端部が上記積層方向他端部における金属薄板のコアバック周面の端部から当該金属薄板のコアバック表面側へ折り曲げられて折曲部が形成されることにより、各リテーナ及びその折曲部で上記積層方向一端部以外の各金属薄板を抱き込んで各金属薄板が結合されたことを特徴とするステータコア。
【請求項２】
隣接する歯極間で上記巻線を接続する渡り線が上記折曲部に係止されたことを特徴とする請求項１記載のステータコア。
【請求項３】
各金属薄板の法線方向に対する上記折曲部の傾斜角度が略３０乃至４０度の範囲とされたことを特徴とする請求項１又は２記載のステータコア。
【請求項４】
上記積層方向一端部以外の各金属薄板の隣接する歯極間におけるコアバックの周面が平面視で上記リテーナと対応する一辺を有する部分多角形状に形成され、この部分多角形の一辺に対応する周面に上記リテーナが当接していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載のステータコア。
【請求項５】
上記各金属薄板が環状に形成され、これら金属薄板における上記歯極が上記コアバックから径方向内側へ突設されるとともに、上記リテーナが上記積層方向一端部における金属薄板のコアバックの内周側端部に設けられて他の金属薄板のコアバックの内周面に当接された請求項１乃至４のいずれか記載のステータコアと、
このステータコアが固定されるベースと、
上記ステータコアの内周側で上記ベースに回転自在に支持されるとともに、ロータマグネットが設けられたロータとを備えたことを特徴とするモータ。
【請求項６】
上記各金属薄板における上記歯極が上記コアバックから径方向外側へ突設されるとともに、上記リテーナが上記積層方向一端部における金属薄板のコアバックの外周側端部に設けられて他の金属薄板のコアバックの内周面に当接された請求項１、３又は４のいずれか記載のステータコアと、
このステータコアが固定されるベースと、
上記ステータコアの外周側で上記ベースに回転自在に支持されるとともに、ロータマグネットが設けられたロータとを備えたことを特徴とするモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として、ハードディスクその他の各種記録用ディスク等を駆動するためのモータ及び係るモータに組み込まれるステータコアに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、パソコンのハードディスク等の小型化に伴って、各種ディスクの駆動用モータ及び該モータに組み込まれるステータコアも小型化が進んでいる。この種のモータとしては、ステータコアの径方向内側でロータが回転するインナータイプのものと、逆にステータコアの外側でロータが回転するアウタータイプのものがあるが、図１０及び図１１にインナータイプのモータに組み込まれるステータコアを例示する。
【０００３】
このステータコア１は、各々環状のコアバック２と、コアバック２から等角度間隔で径方向内側へ突設されて図示しない巻線が巻回される複数の歯極３からなる金属薄板４を複数枚積層してなり、このステータコア１の径方向内側に所定の間隙をあけてマグネットを有する不図示のロータが配置される。
【０００４】
図１２にも示すように、各金属薄板４の一部の歯極３にはかしめにより上面側に凸部３ａが、下面側に凹部３ｂが形成され、上下方向に隣接する金属薄板４の凸部３ａと凹部３ｂとが嵌め合わされ、各金属薄板４が結合されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、モータの小型化のために、金属薄板４を小型化（薄型化及び小径化）した場合、かしめによる凸部３ａと凹部３ｂで互いに結合することが困難になる。また、歯極３に凸部３ａ及び凹部３ｂを形成すると、この凸部３ａ及び凹部３ｂの部位で磁束の乱れが生じて、磁束の整流効果が低下し、モータの出力低下等を招く問題がある。
【０００６】
なお、かしめに代えて、隣接する金属薄板４を溶接により結合することもできるが、その場合も溶接部位で磁束の整流効果が低下する。また、かしめや溶接で金属薄板４を結合した場合、かしめ代や溶接代を確保する必要上歯極３の幅やコアバック２の幅が一定範囲に制限され、設計の自由度が少なくなる問題があった。
【０００７】
さらに、各歯極３に１２０度の間隔で巻線を施す場合、図１０の構成では３つ置きの歯極３毎に巻線することになるが、隣接する巻線箇所間を接続する渡り線を適切に保持するために、従来は、積層方向の一端部における金属薄板４の表面に不図示の合成樹脂リングを取り付け、この合成樹脂リングに設けた突起に上記渡り線を係止していた。ところが、金属薄板４以外に上記合成樹脂リングを設けた場合、ステータコア１の薄型化が一層困難になる問題がある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記の課題を解決するため、磁束の乱れ等を生じることなく、金属薄板の小型化を図ることができるステータコア及び係るステータコアを備えたモータを提供することを目的とする。
そのため、本発明の請求項１のステータコアは、各々コアバックと、このコアバックから等角度毎に径方向へ突設されて巻線が巻回される複数の歯極とを備えた金属薄板が複数枚積層されたステータコアにおいて、積層方向一端部における金属薄板のコアバックの隣接する歯極間に上記複数枚の金属薄板全体の厚み寸法より大きな長さを有するリテーナが形成され、各リテーナが略直角に折り曲げられて上記積層方向一端部以外の各金属薄板のコアバックの周面に当接されるとともに、各リテーナの先端部が上記積層方向他端部における金属薄板のコアバック周面の端部から当該金属薄板のコアバック表面側へ折り曲げられて折曲部が形成されることにより、各リテーナ及びその折曲部で上記積層方向一端部以外の各金属薄板を抱き込んで各金属薄板が結合されたことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２のステータコアは、請求項１の構成において、隣接する歯極間で上記巻線を接続する渡り線が上記折曲部に係止されたことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項３のステータコアは、請求項１又は２の構成において、各金属薄板の法線方向に対する上記折曲部の傾斜角度が略３０乃至４０度の範囲とされたことを特徴としている。
【００１１】
請求項４のステータコアは、請求項１又は２の構成において、上記積層方向一端部以外の各金属薄板の隣接する歯極間におけるコアバックの周面が平面視で上記リテーナと対応する一辺を有する部分多角形状に形成され、この部分多角形の一辺に対応する周面に上記リテーナが当接していることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項５のモータは、上記各金属薄板が環状に形成され、これら金属薄板における上記歯極が上記コアバックから径方向内側へ突設されるとともに、上記リテーナが上記積層方向一端部における金属薄板のコアバックの内周側端部に設けられて他の金属薄板のコアバックの内周面に当接された請求項１乃至４のいずれか記載のステータコアと、このステータコアが固定されるベースと、上記ステータコアの内周側で上記ベースに回転自在に支持されるとともに、ロータマグネットが設けられたロータとを備えたことを特徴とするものである。
【００１３】
請求項６のモータは、上記各金属薄板における上記歯極が上記コアバックから径方向外側へ突設されるとともに、上記リテーナが上記積層方向一端部における金属薄板のコアバックの外周側端部に設けられて他の金属薄板のコアバックの内周面に当接された請求項１、３又は４のいずれか記載のステータコアと、このステータコアが固定されるベースと、上記ステータコアの外周側で上記ベースに回転自在に支持されるとともに、ロータマグネットが設けられたロータとを備えたことを特徴とするものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１乃至図３に示すように、ハードディスク、フレキシブルディスク、デジタルビデオディスク等の各種記録用ディスクの駆動用モータ等に組み込まれるインナータイプのステータコア１１は、各々ケイ素鋼板等の金属からなる複数枚の環状の金属薄板１２、１３が積層されて構成されている。
【００１５】
図４に示すように、最も下方に位置する金属薄板１２（積層方向一端部に位置する金属薄板）は、環状のコアバック１４と、このコアバック１４の内周側端部から等角度毎に径方向内側に突設された複数、例えば、９個の歯極１５とを備えている。
【００１６】
また、隣接する歯極１５間で、コアバック１４の内周側端部から径方向内側に突出するリテーナ１６が設けられている。リテーナ１６の長さＬ（図６中（ａ）参照）は、歯極１５よりは短くされるが、複数枚の金属薄板１２、１３全体の厚み寸法Ｈ（同図中（ｃ）参照）よりは大きくされている。
【００１７】
リテーナ１６と隣接する歯極１５間において、コアバック１４の内周１４ａは直線状の輪郭を有するように形成され、各歯極１５とその両側におけるコアバック１４の内周１４ａとは略直交している。なお、コアバック１４の外周面における各歯極１５に対応する位置には、図示しないモータケースにステータコア１１を保持させるための溝１４ｄが形成されている。
【００１８】
図５において、上記金属薄板１２と同一構成部分に同一の参照番号を付して示したように、最も下方の金属薄板１２以外の他の金属薄板１３は上記金属薄板１２と基本的に同様に形成されている。
【００１９】
但し、金属薄板１３のコアバック１４には、リテーナ１６が設けられず、隣接する歯極１５間でコアバック１４の内周（周面）が、中央の一辺１４ｂとその両側の片１４ｃとで部分多角形状に形成されている点で金属薄板１２と相違している。上記辺１４ｂの長さＷ２（図５）は、金属薄板１２におけるリテーナ１６の幅Ｗ１（図４）と略等しくされ、辺１４ｃは金属薄板１２における辺１４ａと長さ及び向きが等しくされている。
【００２０】
上記ステータコア１１における金属薄板１２、１３の外径寸法は、例えば、１５乃至２０［ｍｍ］程度、個々の金属薄板１２、１３の厚み寸法は、例えば、０．１乃至０．２［ｍｍ］程度、歯極１５の幅Ｗ１は１［ｍｍ］以下程度であり、この場合、ステータコア１１が組み込まれるモータの外径寸法は、３０［ｍｍ］以下である。なお、本例のように歯極１５の幅Ｗ１が１［ｍｍ］以下となると、従来のように、かしめを用いて金属薄板１２、１３同士を結合することは技術的に極めて困難となる。
【００２１】
ステータコア１１の組立に際しては、図６中（ａ）に示すように、金属薄板１２上に所定枚数、例えば、３枚の金属薄板１３を積層して、歯極１５の位置を一致させ、この状態で同図中（ｂ）に示すように、金属薄板１２におけるリテーナ１６を上向きに略９０度折り曲げて、リテーナ１６を各金属薄板１３のコアバック１４の辺１４ｂに対応した内周面（周面）に当接させる。
【００２２】
このように、リテーナ１６が辺１４ｂに対応した内周面に当接することにより、金属薄板１２、１３間の回止めが施される。なお、予めリテーナ１６をコアバック１４に対して直角に折り曲げた上で、この金属薄板１２上に金属薄板１３を積層するようにしてもよい。
【００２３】
続いて、同図中（ｃ）に示すように、最も上方の金属薄板１３（積層方向他端部における金属薄板）の内周面の端部Ｓ（上端部）から、リテーナ１６の先端部が上記金属薄板１３のコアバック１４の表面（上面）側へ所定角度Ｋ、好ましくは、金属薄板１２、１３の法線方向に対し略３０乃至４０度の範囲の角度Ｋで折り曲げられることにより、折曲部１６ａが形成される。このように、リテーナ１６及びその折曲部１６ａで各金属薄板１３が抱き込まれることにより、金属薄板１２、１３が相互に結合される。
【００２４】
ここで、折曲部１６ａの折曲角度Ｋを略３０乃至４０度の範囲としたのは、金属薄板１２、１３同士の十分な結合力を得るため、及び折曲部１６ａと最も上方の金属薄板１３のコアバック１４表面との間に後述の渡り線１８を係止する十分なスペースを確保するためである。
【００２５】
なお、最も上方の金属薄板１３の表面（上面）からの折曲部１６ａの垂直方向への突出寸法Ｉは、折曲部１６ａに係止される渡り線１８の本数に応じて決定され、通常、実際に係止される本数より若干本（例えば、１乃至２本程度）多めの渡り線１８が係止可能な寸法とされる。
【００２６】
後述のように、各折曲部１６ａに係止される渡り線１８の本数が最大３本であり、かつ個々の渡り線１８の線径（従って、後述の巻線１７の線径）が０．０７５乃至０．１５［ｍｍ］程度であれば、上記突出寸法Ｉは、例えば、４本程度の渡り線１８が係止可能な寸法となり、具体的には、０．２５乃至０．５［ｍｍ］程度とされる。
【００２７】
各金属薄板１２、１３を結合した後、これらの金属薄板１２、１３の表面に図示しない絶縁膜が形成され、その後、歯極１５に巻線１７が施される。ブラシレスモータにおいては、巻線１７は、通常、１２０度間隔で３相に施される。
【００２８】
図７中（ａ）及び図１に基づいて第１相の巻線１７を施す手順を説明する。９個の歯極１５を区別するために便宜上ａ乃至ｉの符号を付し、９個の折曲部１６ａを区別するために便宜上Ｉ乃至ＩＸの符号を付している。第１相の巻線１７は、巻始め端アからｂ位置の歯極１５の下方を通過させ、図７中に点線で示した渡り線１８部分をＩＩ位置の折曲部１６ａに係止した後、ａ位置の歯極１５に時計方向の巻回する。
【００２９】
続いて、渡り線１８部分をＩ位置、ＩＸ位置及びＶＩＩＩ位置の各折曲部１６ａに係止した後、ａ位置と１２０度隔てたｇ位置の歯極１５に巻回する。その後、渡り線１８部分をＶＩＩ位置、ＶＩ位置及びＶ位置の各折曲部１６ａに係止し、ｇ位置と１２０度隔てたｄ位置の歯極１５に巻回した後、渡り線１８部分をＩＶ位置、ＩＩＩ位置の各折曲部１６ａに係止し、さらにｂ位置の歯極１５の下方を通過させて巻終わり端イに至っている。
【００３０】
また、図７中（ｂ）に示すように、第２相の巻線１７は、巻始め端アから順次１２０度間隔のｉ位置、ｆ位置、ｃ位置の歯極１５に巻回し、その間の渡り線１８部分を各折曲部１６ａに係止して巻終わり端イに至っている。同様に、図７中（ｃ）に示す第３相の巻線１７は、巻始め端アから順次１２０度間隔のｈ位置、ｅ位置、ｂ位置の歯極１５に巻回して巻終わり端イに至っている。
【００３１】
そして、各相の巻線１７は、巻始め端アが異なる位置とされているが、巻終わり端イは同一位置に集結されて、束ねられている。なお、図１には、簡単のため、第１相の巻線１７（及び渡り線１８）のみを示している。
【００３２】
上記実施の形態では、歯極１５をコアバック１４から径方向内側へ突出させたインナータイプのモータ用のステータコア１１において、リテーナ１６を金属薄板１２の内周側端部に設けて各金属薄板１３のコアバック１４の内周側から抱き込むようにしており、これにより、ステータコア１１の径方向寸法を抑制できる利点があるが、逆にリテーナ１６を金属薄板１２のコアバック１４の外周側端部に設けてこのリテーナ１６を各金属薄板１３のコアバック１４の外周面に当接させるとともに、リテーナ１６の先端部をコアバック１４表面側に折り曲げて、リテーナ１６により各金属薄板１３を外周側から抱き込むようにしてもよい。
【００３３】
また、上記実施の形態では、各金属薄板１２、１３を結合する折曲部１６ａに渡り線１８を係止するようにしたが、これに代えて、折曲部１６ａは各金属薄板１２、１３を結合する役割のみとし、最も上方の金属薄板１３の表面に不図示の合成樹脂リングを取り付け、この合成樹脂リングに設けた突起に渡り線１８を係止するようにしてもよい。
【００３４】
次に、図８を参照しながら、上記ステータコア１１を備えたインナーロータタイプであって着脱式の記録ディスクを駆動するためのモータ２０につき、簡単に説明する。モータ２０は、断面円形の凹部２１ａを有するベース２１を備え、凹部２１ａ内の外周側端部に上記ステータコア１１が挿入、固定されている。凹部２１ａ内の中央部付近でベース２１に上向きに突出する円筒部２１ｂが設けられている。
【００３５】
この円筒部２１ｂ内に上下１対のベアリング２２を介してシャフト２３が回転自在に支持され、シャフト２３の上端部付近にロータ２４の内周部が固定されている。ロータ２４の外周下端部には、ロータマグネット２５が上記ステータコア１１と所定の間隙をあけて対向するように取り付けられている。ロータ２４の外周上端部には、不図示の記録ディスクが載置され、これを磁気吸着するためのチャッキングマグネット２６が配置されている。そして、ステータコア１１の上記巻線１７（図８には不図示）に通電することにより、ロータ２４がシャフト２３とともに回転するようになっている。
【００３６】
以上では、各金属薄板１２、１３のコアバック１４から歯極１５を内周側に突出させたインナータイプのステータコア１１及びこのステータコア１１を有するモータ２０につき説明したが、図９に平面図のみを示すように、各金属薄板２６の歯極２７をコアバック２８から径方向外側へ突出させたアウナータイプのステータコア２９において、最も下方の金属薄板（不図示）のコアバックの外周側端部（内周側端部でも可）に設けた上記と同様のリテーナ３０によって、各金属薄板２６を抱き込んで保持することもできる。
【００３７】
なお、アウナータイプのステータコア２９では、上記した渡り線の係止の問題は特に生じないから、リテーナ３０は通常、金属薄板２６同士の結合のみに用いられる。上記したアウナータイプのステータコア２９においては、図示しないが、図８とは逆にステータコア２９の外周側にロータマグネットを有するロータを配置することにより、モータを構成することができる。リテーナ３０の折曲部は、渡り線の係止を不要とする場合は、前述の折曲角度Ｋとする必要はなく、例えば、完全に（Ｋ＝９０度）折り曲げると金属薄板の結合力を増大させることができるとともに、ステータコアからの突出寸法を小さくできる。
【００３８】
本発明の請求項１のステータコアは、積層方向一端部における金属薄板のコアバックの隣接する歯極間に上記複数枚の金属薄板全体の厚み寸法より大きな長さを有するリテーナが形成され、各リテーナが略直角に折り曲げられて上記積層方向一端部以外の各金属薄板のコアバックの周面に当接されるとともに、各リテーナの先端部が上記積層方向他端部における金属薄板のコアバック周面の端部から当該金属薄板のコアバック表面側へ折り曲げられて折曲部が形成されることにより、各リテーナ及びその折曲部で上記積層方向一端部以外の各金属薄板を抱き込んで各金属薄板が結合されたものであるから、金属薄板を小型化した場合でも上記リテーナ及びその先端部の折曲部によって確実に金属薄板同士を結合できるようになる。
【００３９】
また、従来のようにかしめや溶接で金属薄板を結合した場合と異なり、磁束の乱れが生じにくくなって、整流効果が高まるとともに、従来のようなかしめ代や溶接代が不要となるので、歯極やコアバックの幅も自由に設定でき、設計の自由度が高くなる。
【００４０】
請求項２のステータコアは、隣接する歯極間で巻線を接続する渡り線が上記折曲部に係止されるものであるから、従来のように、渡り線用に別途合成樹リングを設ける必要もなくなり、ステータコアの一層の薄形化を図ることができる。
【００４１】
請求項３のステータコアは、各金属薄板の法線方向に対する上記折曲部の傾斜角度が略３０乃至４０度の範囲とされているが、これにより、上記折曲部で金属薄板同士を確実に結合できる結合力を確保でき、かつ、折曲部の積層方向への突出寸法を抑制できるとともに、折曲部と上記積層方向他端部における金属薄板のコアバック表面との間に渡り線を係止するために必要なスペースを確保しやすくなる。
【００４２】
これに対し、上記傾斜角度が略３０度未満であれば、折曲部による金属薄板同士の結合力が不足したり、折曲部の積層方向への突出寸法が大きくなって、ステータコア全体の厚み寸法が大きくなる不具合が生じやすくなる。一方、上記傾斜角度が略４０度を越えると、折曲部と上記積層方向他端部における金属薄板のコアバック表面との間に渡り線を係止するために必要なスペースを確保しにくくなる問題が生じやすい。
【００４３】
請求項４のステータコアは、上記積層方向一端部以外の各金属薄板の隣接する歯極間におけるコアバックの周面が平面視で上記リテーナと対応する一辺を有する部分多角形状に形成され、この部分多角形の一辺に対応する周面に上記リテーナが当接しているので、リテーナと上記部分多角形の一辺に対応する周面との当接により金属薄板同士の回止めが施されて、隣接する金属薄板の歯極同士の位置が確実に一致する利点が生じる。
【００４４】
請求項５のモータは、上記各金属薄板が環状に形成され、これら金属薄板における上記歯極が上記コアバックから径方向内側へ突設されるとともに、上記リテーナが上記積層方向一端部における金属薄板のコアバックの内周側端部に設けられて他の金属薄板のコアバックの内周面に当接された請求項１乃至４のいずれか記載のステータコアと、このステータコアが固定されるベースと、上記ステータコアの内周側で上記ベースに回転自在に支持されるとともに、ロータマグネットが設けられたロータとを備えたインナータイプのものであり、上記のように、本発明のステータコアは十分に小型化することが可能であるから、このステータコアが組み込まれるインナータイプのモータも十分に小型化することができる。
【００４５】
請求項６のモータは、上記各金属薄板における上記歯極が上記コアバックから径方向外側へ突設されるとともに、上記リテーナが上記積層方向一端部における金属薄板のコアバックの外周側端部に設けられて他の金属薄板のコアバックの内周面に当接された請求項１、３又は４のいずれか記載のステータコアと、このステータコアが固定されるベースと、上記ステータコアの外周側で上記ベースに回転自在に支持されるとともに、ロータマグネットが設けられたロータとを備えたアウタータイプのものであり、上記のように、本発明のステータコアは十分に小型化することが可能であるから、このステータコアが組み込まれるアウタータイプのモータも十分に小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るステータコアを示す概略平面図。
【図２】上記ステータコアを示す概略正面図。
【図３】図１のＡ−Ａ線に沿う概略断面図。
【図４】上記ステータコアにおける最も下方の金属薄板を示す概略平面図。
【図５】上記ステータコアにおける他の金属薄板を示す概略平面図。
【図６】上記ステータコアの組立手順を示す図１中Ｂ−Ｂ線に沿う部分拡大断面図。
【図７】上記ステータコアに巻線を施す手順を示す説明図。
【図８】上記ステータコアを有するインナータイプのモータを示す概略断面図。
【図９】本発明に係るアウタータイプのステータコアを示す概略平面図。
【図１０】従来のステータコアを示す概略平面図。
【図１１】図１０のＣ−Ｃ線に沿う概略断面図。
【図１２】図１２のＤ−Ｄ線に沿う概略断面略図。
【符号の説明】
１１  ステータコア
１２、１３  金属薄板
１４  コアバック
１５  歯極
１６  リテーナ
１６ａ  折曲部
１７  巻線
１８  渡り線
２０  モータ
２１  ベース
２４  ロータ
２５  ロータマグネット
【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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