(57)【要約】【課題】  歯打ち音等の異音を抑制することを可能とする。【解決手段】相対回転可能に支持されたクラッチハウジング３及びシャフト５間に介設され押圧力の付与及び解除により伝達トルクを調整するメインクラッチ７と、メインクラッチ７を締結する起因となり電磁石５１の作用により締結されるパイロットクラッチ９と、パイロットクラッチ９の締結に起因して動作しメインクラッチ７にパイロットクラッチ９の締結力に起因した押圧力を伝達する押圧手段１１とを備えた電磁摩擦クラッチ１において、メインクラッチ７に、予圧を付与する皿ばね４９を設けたことを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転部材間に介設され押圧力の付与及び解除により伝達トルクを調整するメインクラッチと、
前記メインクラッチを締結する起因となりアクチュエータの作用により締結されるパイロットクラッチと、
前記パイロットクラッチの締結に起因して動作し前記メインクラッチに前記パイロットクラッチの締結力に起因した押圧力を伝達する押圧手段と
を備えたカップリング装置において、
前記メインクラッチに、予圧を付与する付勢部材を設けた
ことを特徴とするカップリング装置。
【請求項２】
請求項１記載のカップリング装置であって、
前記付勢部材は、前記回転部材の一方及びメインクラッチの軸方向間、前記メインクラッチ及び押圧手段の軸方向間、前記メインクラッチの摩擦面軸方向間の何れかに介設された
ことを特徴とするカップリング装置。
【請求項３】
請求項２記載のカップリング装置であって、
前記付勢部材は、皿ばねである
ことを特徴とするカップリング装置。
【請求項４】
請求項３記載のカップリング装置であって、
前記回転部材の一方又は押圧手段に、皿ばね支持部を設け、
前記皿ばね支持部に、前記皿ばねを支持した
ことを特徴とするカップリング装置。
【請求項５】
請求項２記載のカップリング装置であって、
前記付勢部材は、コイルスプリングであり、
前記回転部材の一方に、軸方向に沿ったスプリング収納穴を設け、
前記コイルスプリングを、前記スプリング収納穴に収容支持した
ことを特徴とするカップリング装置。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかに記載のカップリング装置であって、
前記メインクラッチ及びパイロットクラッチは、摩擦多板クラッチであり、
前記アクチュエータは、電磁石であり、
前記押圧手段は、前記パイロットクラッチの締結により回転力を押圧力に変換して前記メインクラッチ側に伝達するカム機構を備えた
ことを特徴とするカップリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁摩擦クラッチ等のカップリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種のカップリング装置として、例えば図６に示すようなものがある。図６は電磁摩擦クラッチの断面図である。
【０００３】
図６のように、電磁摩擦クラッチ１０１は、プロペラシャフト及び後輪側のドライブピニオンシャフト間に介設されている。
【０００４】
前記電磁摩擦クラッチ１０１は、クラッチハウジング１０３と、中空のシャフト１０５とが同軸上に配置され、クラッチハウジング１０３とシャフト１０５との間に多板のメインクラッチ１０７が設けられている。
【０００５】
前記メインクラッチ１０７は、押圧プレート１０９の押圧によってクラッチハウジング１０３に対して締結される。押圧プレート１０９に対向してカムプレート１１１が設けられている。押圧プレート１０９及びカムプレート１１１間には、それぞれのカム面間にカムボール１１３が介設されている。
【０００６】
前記カムプレート１１１及び前記クラッチハウジング１０３間には、多板のパイロットクラッチ１１５が設けられている。パイロットクラッチ１１５に対向してアーマチュア１１７が設けられている。前記パイロットクラッチ１１５に対応してケーシング１１９側に電磁石１２１が支持されている。
【０００７】
前記クラッチハウジング１０３は、プロペラシャフト側に接続される。前記シャフト１０５は、ドライブピニオンシャフト１２３に結合されている。
【０００８】
従って、電磁石１２１の通電制御による磁力によってアーマチュア１１７が移動し、パイロットクラッチ１１５が締結される。プロペラシャフトからクラッチハウジング１０３へトルク伝達が行われると、クラッチハウジング１０３、パイロットクラッチ１１５と共に回転しようとするカムプレート１１１が押圧プレート１０９に対し回転変位する。この回転変位によりカムボール１１３がカム面に乗り上げてカム作用をなし、押圧プレート１０９がメインクラッチ１０７を押圧し、メインクラッチ１０７が締結される。
【０００９】
前記メインクラッチ１０７の締結によってクラッチハウジング１０３に入力されたトルクがメインクラッチ１０７を介してシャフト１０５へ伝達される。シャフト１０５からは、ドライブピニオンシャフト１２３側へトルク伝達が行われる。
【００１０】
前記電磁石１２１が通電制御されていなければ、前記メインクラッチ１０７は締結されず、メインクラッチ１０７によるトルク伝達が行われないフリー状態となる。
【００１１】
ところで、クラッチハウジング１０３とシャフト１０５との間の回転差が逆方向となる場合、例えば、エンジンの駆動トルクが小さい状態で蛇行運転が行われるような状況等では、電磁石１２１を弱い電流で制御すれば、パイロットクラッチ１１５を弱く締結することで、押圧プレート１０９及びカムプレート１１１のカム面とカムボール１１３との間に隙間（がた）が存在しても、メインクラッチ１０７によるトルク伝達が行われない状態でがたつきを無くすことは可能である。
【００１２】
しかし、パイロットクラッチ１１５を締結しても押圧プレート１０９及びカムプレート１１１のカム面とカムボール１１３との間の前記隙間（がた）によりメインクラッチ１０７が押圧されず、トルク伝達が行われない範囲を生ずる。一方、通電されない状態では、パイロットクラッチ１１５の引きずりトルクが助長され、低外気温等により潤滑オイルの粘性が高くなっているときメインクラッチ１０７が不必要に締結されて燃費低下の原因になる恐れがある。
【００１３】
【特許文献１】特開２００１−１２５０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
解決しようとする問題点は、メインクラッチの締結が解除された状態で隙間の当接音等の異音を招く恐れのある点である。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、隙間による当接音等の異音を抑制するために、メインクラッチに予圧を付与する付勢部材を設けたことを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、メインクラッチに予圧を付与する付勢部材を設けたため、パイロットクラッチが締結されないときでも、メインクラッチ及び押圧手段のがたを詰めることができ、いわゆる隙間による当接音等の異音を抑制することができる。
【００１７】
前記付勢部材が、前記回転部材の一方及びメインクラッチの軸方向間、前記メインクラッチ及び押圧手段の軸方向間、前記メインクラッチの摩擦面軸方向間の何れかに介設された場合は、メインクラッチに予圧を効率よく確実に付与することができる。
【００１８】
前記付勢部材が、皿ばねである場合は、装置の大型化を抑制しながら皿ばねを容易に組み込むことができる。
【００１９】
前記回転部材の一方又は押圧手段に、皿ばね支持部を設け、前記皿ばね支持部に、前記皿ばねを支持した場合は、皿ばねを確実に収容支持することができると共に、皿ばねによりメインクラッチに予圧をより効率よく確実に付与することができる。
【００２０】
前記付勢部材が、コイルスプリングであり、前記回転部材の一方に、軸方向に沿ったスプリング収納穴を設け、前記コイルスプリングを、前記スプリング収納穴に収容支持した場合は、コイルスプリングを確実に支持し、メインクラッチに予圧を効率よく確実に付与することができる。
【００２１】
前記メインクラッチ及びパイロットクラッチは、摩擦多板クラッチであり、前記アクチュエータは、電磁石であり、前記押圧手段は、前記パイロットクラッチの締結により回転力を押圧力に変換して前記メインクラッチ側に伝達するカム機構を備えた場合は、摩擦多板クラッチに予圧を付与することで、カム機構のカム面の隙間のがた詰めを行うことができ、歯打ち音等を確実に抑制することができる。また、パイロットクラッチに引きずりトルクがあっても、前記予圧によるカム面のがた詰めにより前記引きずりトルク変動によるメインクラッチ押圧力の変動をキャンセルし、安定したカップリングトルクを発することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
歯打ち音等を抑制するという目的を、付勢部材を設ける簡単な構造により実現した。
【実施例１】
【００２３】
図１は、本発明の実施例１に係る電磁摩擦クラッチの断面図である。カップリング装置としての電磁摩擦クラッチ１は、例えば四輪駆動車のプロペラシャフトとドライブピニオンシャフトとに結合されている。
【００２４】
前記電磁摩擦クラッチ１は、回転部材としてクラッチハウジング３及びシャフト５を備え、クラッチハウジング３及びシャフト５間に、メインクラッチ７とパイロットクラッチ９と押圧手段１１とを備えている。
【００２５】
前記クラッチハウジング３は、ハウジング本体部１３とロータ１５とを備えている。
【００２６】
前記ハウジング本体部１３には、メインクラッチ及びパイロットクラッチ用の雌スプライン１７が設けられ、端部内周に雌ねじ部１９が形成されている。クラッチハウジング３の奥側内端面には、皿ばね支持部として凹部２０が周回状に設けられている。クラッチハウジング３の外端面には、植え込みボルト２１が設けられている。
【００２７】
前記ロータ１５は、電磁摩擦クラッチ１のロータとして構成され、縦壁状のロータ本体部２２と、該ロータ本体部２２の背面内周側に形成されたボス部２３と、同外周側に形成された外筒部２５とが一体に形成されたものである。前記ボス部２３及び外筒部２５間には、前記ロータ本体部２２の背面側において収容空間部２７が設けられている。
【００２８】
前記ロータ本体部２２には、前記ボス部２３及び外筒部２５間において非磁性部２９が設けられている。ロータ本体部２２の外周側には、Ｏリング等のシール３０が支持され、前記インナースプライン１７と雌ねじ部１５との間においてクラッチハウジング３側内周面に密接している。
【００２９】
前記外筒部２５の端部外周面には、雄ねじ部３１が設けられている。この雄ねじ部３１が前記ハウジング本体部１３の雌ねじ部１９にねじ込まれて、ハウジング本体部１３に対するロータ１５の固定が行われている。前記雄ねじ部３１の端部には、ナット３３が締結され、ハウジング本体部１３に対するロータ１５の緩み止めを行っている。
【００３０】
前記シャフト５は、中空に形成されている。シャフト５には、スプライン３５が設けられている。スプライン３５は、クラッチハウジング３のハウジング本体部１３側に位置している。シャフト５には、インナースプライン３７が設けられている。インナースプライン３７は、ロータ１５側に位置している。シャフト５は、ベアリング３９によってクラッチハウジング３のハウジング本体部１３側に回転自在に支持され、ニードルベアリング４１によってロータ１５側に回転自在に支持されている。このシャフト５の外周面に、シール４３が密接している。シール４３は、ロータ１５のボス部２３側に支持されている。
【００３１】
前記メインクラッチ７は、クラッチハウジング３及びシャフト５間に介設され押圧力の付与及び解除により伝達トルクを調整する。メインクラッチ７は、摩擦多板クラッチで構成され、複数枚のインナープレート４５及びアウタープレート４７を備え、両プレート４５，４７が交互に配置されている。インナープレート４５は、前記シャフト５の雄スプライン３５にスプライン係合している。アウタープレート４７は、前記ハウジング本体部１３のインナースプライン１７にスプライン係合している。
【００３２】
前記クラッチハウジング３の凹部２０に、皿ばね４９が支持されている。皿ばね４９は、前記メインクラッチ７に予圧を付与する付勢部材として構成され、クラッチハウジング３及びメインクラッチ７の軸方向間に介設された構成となっている。
【００３３】
前記パイロットクラッチ９は、前記メインクラッチ７を締結する起因となりアクチュエータとしての電磁石５１の作用により締結されるものである。パイロットクラッチ９は、クラッチプレートとして複数枚のインナープレート５３及びアウタープレート５５を備え、両プレート５３，５５が交互に配置されている。
【００３４】
前記インナープレート５３は、前記押圧手段１１のカムプレート５７の外周にスプライン係合し、アウタープレート５５は、前記クラッチハウジング３のインナースプライン１７にスプライン係合している。
【００３５】
前記電磁石５１は、前記収容空間部２７に配置されている。電磁石５１は、電流制御に応じた電磁力を発生するもので、支持体５９にコイル６１を支持して構成している。支持体５９は、シールベアリング６３を介して前記ロータ１５のボス部２３外周に相対回転自在に支持されている。支持体５９は、例えば図外のデフキャリア側に回転不能に係合している。なお、電磁石５１は、車体側の電源及びコントローラに対してハーネスを介し電気的に接続されている。
【００３６】
前記電磁石５１に対してロータ本体部２２及びパイロットクラッチ９を挟むようにアーマチュア６５がパイロットクラッチ９に隣接して配置されている。アーマチュア６５は、前記クラッチハウジング３のインナースプライン１７にスプライン係合している。アーマチュア６５は、電磁石５１の磁力によって引き付けられ、パイロットクラッチ９を締結するようにロータ１５側へ移動可能である。
【００３７】
前記押圧手段１１は、前記カムプレート５７及び押圧プレート６７と、カムプレート５７及び押圧プレート６７間のカム機構６９とから成っている。
【００３８】
前記カムプレート５７の背面側は、ニードルベアリング７１を介して前記ロータ１５側に当接する構成となっている。カムプレート５７及び押圧プレート６７のカム面７３，７５間には、カムボール７７が介設されている。カム面７３，７５は、カムプレート５７及び押圧プレート６７の各対向面において周方向に山谷を繰り返す山形カムとして構成されている。カム面７３，７５及び各カムボール７７により前記カム機構６９が構成されている。押圧プレート６７は、前記シャフト５のスプライン３５にスプライン係合している。
【００３９】
かかる構成の電磁摩擦クラッチ１は、クラッチハウジング３の端部外周においてキャリアカバー７９にシールベアリング８１を介して回転可能に支持されている。キャリアカバー７９は、図外のデフキャリアにボルトなどにより固定支持されている。クラッチハウジング３及びキャリアカバー７９間には、シール８３が介設され、シール８３の外側にダストカバー８５が設けられている。
【００４０】
次に作用を説明する。
【００４１】
前記電磁石５１への通電制御によって、ロータ１５、支持体５９、アーマチュア６５間に磁路が形成される。この磁路の形成によって、アーマチュア６５がロータ１５側へ引き付けられ、パイロットクラッチ９が締結される。この締結によって、カムプレート５７がクラッチハウジング３側に回転方向に係合する。一方、シャフト５側にスプライン係合する押圧プレート６７は、カムプレート５７に対して回転変位し、カムボール７７がカム面７３，７５に乗り上げる。このカムボール７７の乗り上げによりカム機構６９が働いて推力を発生する。
【００４２】
前記推力は、ニードルベアリング７１を介して、ロータ１５側へ伝達され、その反力として押圧プレート６７に移動力が作用する。この移動力の作用によって、押圧プレート６７が移動し、メインクラッチ７を締結する。メインクラッチ７は、締結力に応じ、例えばクラッチハウジング３からシャフト５へトルク伝達を行う。
【００４３】
従って、エンジンからのトルクを後輪側へメインクラッチ７の締結力に応じて伝達することができ、自動車を四輪駆動状態にすることができる。
【００４４】
前記電磁石５１への通電制御が解除されると、パイロットクラッチ９のインナープレート５３及びアウタープレート５５間が滑り、カム機構６９が働かなくなる。このため、押圧プレート６７による押圧移動もなくなり、メインクラッチ７の締結が解除され、フリー状態となる。
【００４５】
このとき、前記皿ばね４９による予圧がなければ、押圧プレート６７及びカムプレート５７のカム面７３，７５とカムボール７７との間のがたにより、低速蛇行運転時等、後輪側から入力されるトルクが変動する状況において、前記がた分による歯打ち音等を招く恐れがある。
【００４６】
これに対し本実施例では、皿ばね４９により予圧が付与されているため、メインクラッチ７を介して押圧手段１１が押圧され、押圧プレート６７、カムボール７７、及びカムプレート５７がニードルベアリング７１を介してロータ１５に押し付けられる。この押し付け力により、押圧プレート６７及びカムプレート５７のカム面７３，７５とカムボール７７との間のがた詰めを行なうことができる。
【００４７】
このため、前記のようなトルク変動があっても、押圧プレート６７及びカムプレート５７のカム面７３，７５とカムボール７７との間のがたに起因した、いわゆる歯打ち音等の異音を抑制することができる。
【００４８】
また、冬場等低外気温の時、潤滑オイルの粘性が高いとパイロットクラッチ９にいわゆる引きずりトルクが発生し、電磁石５１が通電制御されていなくてもパイロットクラッチ９によりカムプレート５７が回転抵抗を受け、カム機構６９が作動しようとする。このとき、前記皿ばね４９の付勢力により、前記のように押圧プレート６７及びカムプレート５７のカム面７３，７５とカムボール７７との間のがたが詰められているため、前記引きずりトルクによりカムプレート６７が回転しようとするとカム面７３がカムボール７７に直ちに係合してその回転が規制される。
【００４９】
この場合、前記引きずりトルクによるカムプレート５７の回転力に係るカム面７３乗り上げ方向の分力と、前記皿ばね４９の予圧によるカム面７３乗り上げ方向の分力とが釣り合うか、後者の方が大きくなるように設定してあるので、カム機構６９が動作することはなく、パイロットクラッチ９の引きずりトルクによる推力をキャンセルすることができる。
【００５０】
従って、メインクラッチ７は、パイロットクラッチ９の引きずりトルクにより不必要に締結力が変動せず、制御が容易となる。
【００５１】
前記皿ばね４９は、前記クラッチハウジング３及びメインクラッチ９の軸方向間に介設されているため、メインクラッチ９に予圧を確実に付与することができる。
【００５２】
前記皿ばね４９により予圧を与えるため、装置の大型化を抑制しながら皿ばね４９を容易に組み込むことができる。
【実施例２】
【００５３】
図２は、本発明の実施例２を示す電磁摩擦クラッチの一部省略半断面図である。本実施例の基本的な構成は実施例１と同様であり、対応する構成部分には同符号又は同符号にＡを付して説明する。
【００５４】
本実施例の電磁摩擦クラッチ１Ａは、付勢部材にコイルスプリング４９Ａを用いている。前記回転部材の一方であるクラッチハウジング３には、軸方向に沿ったスプリング収納穴８７が周方向に一定の間隔で複数設けられ、前記コイルスプリング４９Ａを、前記各スプリング収納穴８７に収容支持した。メインクラッチ７側には、コイルスプリング４９Ａを当接させる周回状のプレート８９が設けられている。
【００５５】
従って、コイルスプリング４９Ａの付勢力によりプレート８９を介し、前記同様にメインクラッチ７に予圧を付与することができる。このため、上記実施例と同様な作用効果を奏することができる。
【００５６】
また、本実施例では、前記コイルスプリング４９Ａを、前記スプリング収納穴８７に確実に支持し、コイルスプリング４９Ａを用いながら大型化を抑制し、且つメインクラッチ７に予圧を確実に付与することができる。また、コイルスプリング４９Ａの個数の設定により、予圧力の調整も簡単に行うことができる。
【実施例３】
【００５７】
図３は、本発明の実施例３を示す電磁摩擦クラッチの一部省略半断面図である。本実施例の基本的な構成は実施例１と同様であり、対応する構成部分には同符号又は同符号にＢを付して説明する。
【００５８】
本実施例の電磁摩擦クラッチ１Ｂでは、実施例１と同様に付勢部材として皿ばね４９Ｂを用いた。皿ばね４９Ｂは、メインクラッチ７及び押圧手段１１の軸方向間に介設されている。押圧手段１１の押圧プレート６７Ｂには、外周側側面に皿ばね支持部としての凹部２０Ｂが周回状に設けられ、該凹部２０Ｂに皿ばね４９Ｂが収容支持されている。皿ばね４９Ｂは、押圧プレート６７Ｂ及びメインクラッチ７間でメインクラッチ７に予圧を付与している。
【００５９】
従って、本実施例においても、皿ばね４９Ｂの付勢力により押圧手段１１側に対し、前記同様にメインクラッチ７に予圧を付与することができる。このため、上記実施例と同様な作用効果を奏することができる。
【００６０】
また、装置の大型化を抑制しながら皿ばね４９Ｂを容易に組み込むことができる。加えて、既存の装置にも設計変更少なく簡単に適用することができる。
【実施例４】
【００６１】
図４は、本発明の実施例４を示す電磁摩擦クラッチの一部省略半断面図である。本実施例の基本的な構成は実施例１と同様であり、対応する構成部分には同符号又は同符号にＣを付して説明する。
【００６２】
本実施例の電磁摩擦クラッチ１Ｃでは、実施例１と同様に付勢部材として皿ばね４９Ｃを用いた。皿ばね４９Ｃは、メインクラッチ７及び押圧手段１１の軸方向間に介設されている。押圧手段１１の押圧プレート６７Ｃは、カム部材９１及び押圧部材９３で構成されている。カム部材９１側には、内外周中間に支持凸部９５が周回状に設けられている。押圧部材９３側には、内周側に支持凸部９７が周回状に設けられている。押圧部材９３は、支持凸部９７側がカム部材９１の支持凸部９５側に相対移動可能に嵌合することによりカム部材９１の外周部に支持されている。また、カム部材９１及び押圧部材９３間に、皿ばね支持部２０Ｃが形成されている。皿ばね４９Ｃは、押圧部材９３側の支持凸部９７外周に嵌合配置され、前記皿ばね支持部２０Ｃ内に支持されている。
【００６３】
従って、本実施例においても、皿ばね４９Ｃの付勢力により押圧手段１１側に対し、メインクラッチ７に予圧を付与することができる。このため、上記実施例と同様な作用効果を奏することができる。
【００６４】
また、装置の大型化を抑制しながら皿ばね４９Ｃを容易に組み込むことができる。加えて、既存の装置にも設計変更少なく簡単に適用することができる。
【実施例５】
【００６５】
図５は、本発明の実施例５を示す電磁摩擦クラッチの断面図である。本実施例の基本的な構成は実施例１と同様であり、対応する構成部分には同符号又は同符号にＤを付して説明する。
【００６６】
本実施例の電磁摩擦クラッチ１Ｄでは、実施例１と同様に付勢部材として皿ばね４９Ｄを用いた。皿ばね４９Ｄは、メインクラッチ７の摩擦面軸方向間であるインナープレート４５間に介設されている。
【００６７】
従って、本実施例においても、皿ばね４９Ｄの付勢力によりメインクラッチ７に予圧を付与することができる。このため、上記実施例と同様な作用効果を奏することができる。
【００６８】
また、装置の大型化を抑制しながら皿ばね４９Ｄをがたつき無く容易に組み込むことができる。
【００６９】
なお、上記各実施例では、電磁摩擦クラッチをプロペラシャフト及び後輪側ドライブピニオンシャフト間に介設した実施例を説明したが、プロペラシャフト間に介設し、或いは前輪側を駆動するプロペラシャフト及びドライブピニオンシャフト間に介設することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】電磁摩擦クラッチの断面図である（実施例１）。
【図２】電磁摩擦クラッチの一部省略半断面図である（実施例２）。
【図３】電磁摩擦クラッチの一部省略半断面図である（実施例３）。
【図４】電磁摩擦クラッチの一部省略半断面図である（実施例４）。
【図５】電磁摩擦クラッチの一部省略半断面図である（実施例５）。
【図６】電磁摩擦クラッチの断面図である（従来例）。
【符号の説明】
【００７１】
１  電磁摩擦クラッチ（カップリング装置）
３  クラッチハウジング（回転部材）
５  シャフト（回転部材）
７  メインクラッチ
９  パイロットクラッチ
１１  押圧手段
２０，２０Ｂ  凹部（皿ばね支持部）
２０Ｃ  皿ばね支持部
４９，４９Ｂ，４９Ｃ，４９Ｄ  皿ばね（付勢部材）
４９Ａ  コイルスプリング（付勢部材）
５１  電磁石（アクチュエータ）
６９  カム機構
７３，７５  カム面
８７  スプリング収納穴
【図１】
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【図２】
2006022881.tif 000004
【図３】
2006022881.tif 000005
【図４】
2006022881.tif 000006
【図５】
2006022881.tif 000007
【図６】
2006022881.tif 000008