(57)【要約】【課題】電磁クラッチによって２方向ローラクラッチを制御する回転伝達装置において、２方向ローラクラッチのローラがミス係合するのを防止する。【解決手段】入力軸１と外輪３の相互間に２方向ローラクラッチ１０とその２方向ローラクラッチ１０の係合および係合解除を制御する電磁クラッチ２０を組込む。入力軸１と２方向ローラクラッチ１０の保持器１４の相互間にローラ１３が係合解除される中立位置に保持器１４を弾性保持するスイッチばね１５を組込む。入力軸１と保持器１４の相互間に回転規制手段３０を設け、入力軸１が高速度で空転するとき、回転規制手段３０を作動させて保持器１４が入力軸１に対して相対回転するのを防止し、ローラ１３がミス係合するのを防止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力側部材とその外側に設けられた出力側部材の相互間に、その両部材の相互間で回転トルクの伝達と遮断とを行なう２方向クラッチと、その２方向クラッチの係合および係合解除を制御する電磁クラッチとを組込み、前記２方向クラッチが、入力側部材の外周に前記出力側部材の内周に形成された円筒面との間でくさび形空間を形成するカム面を設け、そのカム面と円筒面間に組込まれたローラを入力側部材と出力側部材間に組込まれた保持器で保持した２方向ローラクラッチから成り、この２方向ローラクラッチの保持器と入力側部材の相互間にローラが円筒面およびカム面に対して係合解除される中立位置に保持器を弾性保持するスイッチばねを組込んだ回転伝達装置において、前記入力側部材と保持器の相互間に、回転に伴う遠心力により作動して入力側部材と保持器の相対回転を規制する回転規制手段を設けたことを特徴とする回転伝達装置。
【請求項２】
前記回転規制手段が、入力側部材に支持されて半径方向に移動可能とされ、回転に伴う遠心力により半径方向外方に移動して保持器の内周面に接触する摩擦接触子から成る請求項１に記載の回転伝達装置。
【請求項３】
前記摩擦接触子に弾性部材の弾性力を付与して摩擦接触子を保持器の内周面から離反する方向に付勢した請求項２に記載の回転伝達装置。
【請求項４】
前記保持器の摩擦接触子が接触する部位にＶ溝から成る係合凹部を形成し、前記摩擦接触子には前記係合凹部に対して係合可能なＶ形の突起を形成した請求項２又は３に記載の回転伝達装置。
【請求項５】
前記摩擦接触子の保持器内周面と対向する先端に摩擦ヘッドを設け、その摩擦ヘッドの外面中央部に半球状の突起を設け、前記保持器の摩擦ヘッドが接触する部位に窓を形成し、その窓の保持器周方向で対向する両側に、前記ローラが円筒面およびカム面に係合する状態で前記突起と半径方向で対向もしくは当接するテーパ面を設けた請求項２又は３に記載の回転伝達装置。
【請求項６】
前記回転規制手段が、前記保持器によって重心に対する偏心位置が揺動自在に支持され、回転に伴う遠心力により揺動して一端部が入力側部材のカム面を押圧する揺動接触子から成る請求項１に記載の回転伝達装置。
【請求項７】
前記揺動接触子に弾性部材の弾性力を付与して、揺動接触子をカム面から離反する方向に付勢した請求項６に記載の回転伝達装置。
【請求項８】
前記カム面に前記揺動接触子の一端部が係合可能なＶ形の係合凹部を形成した請求項６に記載の回転伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、動力の伝達と遮断の切換えに用いられる回転伝達装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の回転伝達装置として、特許文献１に記載されたものが従来から知られている。この回転伝達装置は、入力側部材としてのカムリングの外側に出力側部材としての外輪を設け、そのカムリングと外輪間に２方向クラッチを組込み、その２方向クラッチのオン、オフを電磁クラッチにより制御するようにしている。
【０００３】
ここで、２方向クラッチは、カムリングの外周に外輪の内周に形成された円筒面との間でくさび形空間を形成するカム面を設け、そのカム面と円筒面との間に組込まれたローラをカムリングと外輪間に組込まれた保持器で保持し、その保持器にスイッチばねのばね力を付与して、ローラがカム面および円筒面に対して係合解除される中立位置に保持器を弾性保持している。
【０００４】
一方、電磁クラッチは、電磁石の電磁コイルに対する通電により、保持器に対して回り止めされ、かつ軸方向に移動可能に支持されたアーマチュアを外輪に回り止めされたロータに吸着して、保持器を外輪に結合するようにしている。
【０００５】
上述の構成から成る回転伝達装置において、電磁石の電磁コイルに対する通電によりロータにアーマチュアを吸着すると、その吸着面に作用する摩擦抵抗により、カムリングに対し保持器が相対回転し、ローラが円筒面およびカム面に係合して、カムリングの回転がローラを介して外輪に伝達される。
【０００６】
また、電磁石の電磁コイルに対する通電を解除すると、スイッチばねのばね力により保持器が中立位置に戻されて、ローラの円筒面およびカム面に対する係合が解除され、カムリングが空転する。
【特許文献１】特開平１１−３３６７９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記従来の回転伝達装置においては、カムリングのみが高速で回転する空転時に、そのカムリングと保持器に保持されたローラが共に回転し、ローラに作用する遠心力によりローラが半径方向外方に移動して保持器の円筒面に接触し、その接触部に作用する引きずりトルクにより、カムリングと保持器が相対回転してローラがカム面および円筒面にミス係合するおそれがあり、改善すべき点が残されている。
【０００８】
また、カムリングが急激な加減速を行ないつつ空転する場合、カムリングと弾性的に結合している保持器、アーマチュアおよびローラの慣性により、カムリングと保持器、アーマチュアおよびローラとが相対回転してローラがカム面および円筒面にミス係合するおそれがある。
【０００９】
この発明の課題は、ローラに作用する遠心力もしくは保持器、アーマチュアおよびローラの慣性によってそのローラがミス係合するのを防止することができるようにした回転伝達装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、この発明においては、入力側部材とその外側に設けられた出力側部材の相互間に、その両部材の相互間で回転トルクの伝達と遮断とを行なう２方向クラッチと、その２方向クラッチの係合および係合解除を制御する電磁クラッチとを組込み、前記２方向クラッチが、入力側部材の外周に前記出力側部材の内周に形成された円筒面との間でくさび形空間を形成するカム面を設け、そのカム面と円筒面間に組込まれたローラを入力側部材と出力側部材間に組込まれた保持器で保持した２方向ローラクラッチから成り、この２方向ローラクラッチの保持器と入力側部材の相互間にローラが円筒面およびカム面に対して係合解除される中立位置に保持器を弾性保持するスイッチばねを組込んだ回転伝達装置において、前記入力側部材と保持器の相互間に、回転に伴う遠心力により作動して入力側部材と保持器の相対回転を規制する回転規制手段を設けた構成を採用したのである。
【００１１】
ここで、回転規制手段として、入力側部材の外周に半径方向に向くガイド孔を形成し、そのガイド孔内に挿入された摩擦接触子を回転に伴う遠心力により半径方向外方に移動させて保持器の内周面に接触させ、その接触部に作用する摩擦抵抗により保持器の回転を規制するようにしたものであってもよく、あるいは、保持器に揺動接触子の重心に対する偏心位置を支持し、その揺動接触子を回転に伴う遠心力により揺動させて一端部を入力側部材の外周面に接触させ、その接触部に作用する摩擦抵抗によって保持器の回転を規制するようにしたものを採用することができる。
【００１２】
摩擦接触子を採用する回転規制手段においては、上記摩擦接触子に弾性部材の弾性力を付与して保持器の内周面から離反する方向に摩擦接触子を付勢してもよい。この場合、弾性部材の弾性力を調整することによって、摩擦接触子が保持器の内周面に接触する際の回転速度を調整することができる。
【００１３】
摩擦接触子を採用する回転規制手段において、保持器の摩擦接触子が接触する部位にＶ溝から成る係合凹部を形成し、摩擦接触子にはその係合凹部に対して係合可能なＶ形の突起を形成すると、保持器に対する摩擦接触子の接触と、係合凹部に対する突起の係合によって保持器の回転を規制することができるため、出力側部材の内周に形成された円筒面との接触によってローラに負荷される引きずりトルクによりローラが円筒面およびカム面で形成されるくさび形空間にミス係合するのをより確実に防止することができる。
【００１４】
揺動接触子を採用する回転規制手段においては、上記揺動接触子に弾性部材の弾性力を付与して入力側部材のカム面から離反する方向に揺動接触子を付勢してもよい。この場合、弾性部材の弾性力を調整することによって、揺動接触子が入力側部材のカム面に接触する際の回転速度を調整することができる。
【００１５】
また、揺動接触子を採用する回転規制手段において、カム面に揺動接触子の一端部が係合可能なＶ形の係合凹部を形成することによって、上記と同様に、ローラが円筒面およびカム面で形成されるくさび形空間にミス係合するのをより確実に防止することができる。
【００１６】
さらに、摩擦接触子を採用する回転規制手段において、その摩擦接触子の保持器内周面と対向する先端に摩擦ヘッドを設け、その摩擦ヘッドの外面中央部に半球状の突起を設け、前記保持器の摩擦ヘッドが接触する部位に窓を形成し、その窓の保持器周方向で対向する両側に、前記ローラが円筒面およびカム面に係合する状態で前記突起と半径方向で対向するテーパ面を設けておくと、電磁クラッチの電磁コイルに対する通電の遮断によって２方向ローラクラッチを係合解除する際、２方向ローラクラッチ全体が比較的高い回転数を有しており、かつ入力側部材と出力側部材の相互間にスイッチばねのばね力を上回るような残留トルクが残っている場合、摩擦接触子の突起がテーパ面を押圧して保持器にローラが係合解除される方向の回転力を負荷するため、２方向ローラクラッチを強制的に係合解除させることができ、２方向ローラクラッチの解除特性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１７】
上記のように、この発明においては、入力側部材と保持器の相互間に回転規制手段を設け、入力側部材が高速で回転する空転時に、その回転規制手段により入力側部材と保持器の相対回転を規制するようにしたので、ローラが遠心力により出力側部材の内周に形成された円筒面に接触してローラに引きずりトルクが負荷されても保持器は入力側部材に対して回転することがなく、ローラがミス係合するのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１に示すように、入力側部材としての入力軸１にはカムリング２が設けられている。
【００１９】
入力軸１の外側には出力側部材としての外輪３が設けられ、その外輪３と入力軸１は軸受４を介して相対的に回転自在に支持されている。
【００２０】
入力軸１と外輪３との間には２方向クラッチ１０が設けられ、その２方向クラッチ１０の係合および係合解除を制御する電磁クラッチ２０が上記２方向クラッチ１０に並設されている。
【００２１】
図１および図２に示すように、２方向クラッチ１０は外輪３の内周に円筒面１１を形成し、カムリング２の外周には上記円筒面１１との間でくさび形空間を形成する複数のカム面１２を周方向に間隔をおいて設け、各カム面１２と円筒面１１間にローラ１３を組込み、そのローラ１３を入力軸１と外輪３間に組込まれた保持器１４で保持した２方向ローラクラッチから成っている。
【００２２】
入力軸１と保持器１４の相互間には、ローラ１３が円筒面１１およびカム面１２に対して係合解除される中立位置に保持器１４を弾性保持するスイッチばね１５が組込まれている。
【００２３】
図２に示すように、スイッチばね１５は一部が切り離されたリング部１５ａの両端に一対の押圧片１５ｂを外向きに形成した構成とされている。このスイッチばね１５は、カムリング２の端面に形成されたばね収納凹部１６内にリング部１５ａが嵌合される組付けとされ、一対の押圧片１５ｂはばね収納凹部１６の周壁に形成さたれ切欠部１７から保持器１４の端面に設けられた切欠き１８内に挿入されて、切欠部１７および切欠き１８の周方向で対向する端面を相反する方向に押圧し、その押圧によって係合子１３を中立位置に保持している。
【００２４】
図１に示すように、電磁クラッチ２０は、保持器１４の端面と軸方向で対向するアーマチュア２１と、そのアーマチュア２１と軸方向で対向するロータ２２と、そのロータ２２と軸方向で対向する電磁石２３と、アーマチュア２１がロータ２２から離反する方向に押圧する離反ばね２４とから成る。
【００２５】
アーマチュア２１には係合孔２５が形成され、その係合孔２５に保持器１４の端面に設けられた突片２６が挿入され、その突片２６と係合孔２５の係合によって、アーマチュア２１は保持器１４に対して回り止めされ、かつ、軸方向に移動可能とされている。
【００２６】
ロータ２２は、内周および外周に円筒部２２ａ、２２ｂを有し、外周の円筒部２２ｂが外輪３の開口端部内に取付けられた非磁性体から成るロータガイド２７内に圧入されて外輪３に回り止めされている。
【００２７】
電磁石２３は、フィールドコア２３ａと、そのフィールドコア２３ａに支持された電磁コイル２３ｂから成る。この電磁石２３は、ロータ２２の内、外の円筒部２２ａ、２２ｂ間に配置され、フィールドコア２３ａが図示省略した静止部材に取付けられて非回転の支持とされている。
【００２８】
図３に示すように、入力軸１のカムリング２と保持器１４の相互間には、入力軸１が高速で回転する空軸時に、入力軸１と保持器１４の相対回転を規制する回転規制手段３０が設けられている。
【００２９】
回転規制手段３０は、カムリング２の外周に半径方向に向くガイド孔３１を形成し、そのガイド孔３１内にスライド可能な摩擦接触子３２と弾性部材３３とを組込み、上記弾性部材３３によって摩擦接触子３２を半径方向内方に向けて付勢し、入力軸１の高速回転時に、遠心力により摩擦接触子３２を弾性部材３３の弾性に抗して半径方向外方に移動させて保持器１４の内周面に接触させ、その接触面に作用する摩擦抵抗により、保持器１４が入力軸１に対して相対回転するのを防止するようにしている。
【００３０】
ここで、摩擦接触子３２には保持器１４の内周面に対向する先端部に摩擦ヘッド３２ａが設けられ、その摩擦ヘッド３２ａの円弧状表面を保持器１４の内周面に対して接触させるようにしている。なお、摩擦ヘッド３２ａの円弧状表面に摩擦材を貼付けるようにしてもよい。
【００３１】
実施の形態で示す回転伝達装置は上記の構造から成り、電磁石２３の電磁コイル２３ｂに対する通電の遮断状態では、スイッチばね１５のばね力によりローラ１３は中立状態に保持されるため、入力軸１の回転は外輪３に伝達されず、入力軸１が空転する。
【００３２】
入力軸１の回転状態において、電磁石２３の電磁コイル２３ｂに通電すると、アーマチュア２１に吸引力が付与され、アーマチュア２１は離反ばね２４の弾性に抗して移動してロータ２２に吸着される。
【００３３】
ロータ２２とアーマチュア２１の吸着面に作用する摩擦抵抗は保持器１４の回転抵抗となり、その摩擦抵抗は、スイッチばね１５のばね力より予め大きな値に設定されているため、スイッチばね１５は弾性変形して、入力軸１と保持器１４とが相対回転する。その相対回転により、ローラ１３がくさび形空間の狭小部に押し込まれて円筒面１１およびカム面１２に係合し、入力軸１の回転はローラ１３を介して外輪３に伝達される。
【００３４】
入力軸１から外輪３へのトルク伝達状態において、電磁コイル２３ｂに対する通電を遮断すると、スイッチばね１５のばね力により保持器１４が入力軸１に対して係合時の逆方向に回転され、ローラ１３は円筒面１１およびカム面１２から係合解除されて中立位置に戻される。このため、入力軸１から外輪３への回転伝達が遮断される。
【００３５】
入力軸１の空転状態では、その入力軸１と保持器１４がスイッチばね１５によって弾性的に連結されているため、入力軸１と保持器１４およびその保持器１４に保持されたローラ１３が共に回転する。
【００３６】
このため、入力軸１が高速度で空転すると、ローラ１３は遠心力により半径方向外方へ移動して円筒面１１に接触し、その接触部に作用する摩擦抵抗によって保持器１４に引きずりトルクが発生する。この引きずりトルクはスイッチばね１５の弾性保持力に抗して作用するため、上記引きずりトルクが弾性保持力より大きくなると、保持器１４が入力軸１に対して相対回転してローラ１３が円筒面１１およびカム面１２にミス係合することになる。
【００３７】
しかしながら、入力軸１が高速度で空転するとき、その入力軸１に支持された摩擦接触子３２に遠心力が作用し、その遠心力により摩擦接触子３２が弾性部材３３の弾性に抗して半径方向外方に移動して、図４に示すように、摩擦接触子３２の先端の摩擦ヘッド３２ａが保持器１４の内周面に接触し、その接触部に作用する摩擦抵抗によって保持器１４に摩擦トルクが作用する。その摩擦トルクと弾性保持トルクの和は引きずりトルクより予め大きな値に設定されているため、保持器１４は入力軸１に対して相対回転せず、その結果、ローラ１３は円筒面１１およびカム面１２に対してミス係合するのが防止される。
【００３８】
ここで、摩擦係合子３２が遠心力によって保持器１４の内周面に接触する際の回転速度を作動開始速度とすると、この作動開始速度は弾性部材３３の弾性力を調整することによって任意に調整することができる。
【００３９】
図５乃至図１２は、回転規制手段３０の他の例を示す。図５に示す回転規制手段３０においては、保持器１４の摩擦接触子３２が当接する部位にＶ溝から成る係合凹部３４を形成し、摩擦接触子３２における摩擦ヘッド３２ａの円弧状表面には上記係合凹部３４に対して係合可能なＶ形の突起３５を設けている点で図３に示す回転規制手段３０と相違している。他の構成は図３に示すものと同一であるため、同一部品には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４０】
図５に示す回転規制手段においては、入力軸１が高速度で空転すると、摩擦接触子３２が半径方向外方に移動して、図６に示すように、摩擦ヘッド３２ａが保持器１４の内周面に接触すると共に、突起３５が係合凹部３４に係合し、その係合と摩擦ヘッド３２ａの接触摩擦によって保持器１４が入力軸１に対して相対回転するのを防止する。
【００４１】
このように、突起３５と係合凹部３４の係合および摩擦ヘッド３２ａの接触摩擦によって保持器１４の入力軸１に対する相対回転を防止するため、ローラ１３のミス係合をより確実に防止することができる。
【００４２】
図７に示す回転規制手段３０においては、カムリング２の半径方向に移動可能な摩擦接触子３２における摩擦ヘッド３２ａの円弧状表面に半球状の突起３６を設け、保持器１４には摩擦ヘッド３２ａの接触部位に窓３７を形成し、その窓３７の保持器１４周方向で対向する両側に、ローラ１３が円筒面１１およびカム面１２に係合する状態で上記突起３６と半径方向で対向押圧する一対のテーパ面３８を設けている点で図３に示す回転規制手段３０と相違している。他の構成は図３と同一であるため、同一部品には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４３】
図７に示す回転規制手段３０において、入力軸１が高速度で空転すると、摩擦接触子３２が遠心力により半径方向外方に移動して、図９に示すように、摩擦ヘッド３２ａが保持器１４の内周面に接触し、その接触部に作用する摩擦抵抗によって保持器１４が入力軸１に対して相対回転するのを防止することができ、ローラ１３のミス係合を防止することができる。
【００４４】
また、入力軸１と保持器１４が相対回転してローラ１３が円筒面１１およびカム面１２に係合するトルク伝達状態で窓３７の一方のテーパ面３８が突起３６と半径方向で対向する。このため、電磁コイル２３ｂに対する通電を遮断して２方向ローラクラッチ１０を係合解除させるとき、入力軸１と外輪３の相互間に残留トルクが残っていると、その残留トルクがスイッチばね１５の弾性復元力より小さくなるまでの間、ローラ１３は係合状態に保持されることになるが、通電の遮断状態で入力軸１が高速回転していると、遠心力により半径方向外方に移動する摩擦接触子３２の突起３６が図８に示すように、テーパ面３８を押圧して保持器１４に係合解除方向への回転力を負荷することになる。このため、電磁コイル２３ｂに対する通電の遮断後、ローラ１３を係合解除される中立位置に直ちに戻すことができる。
【００４５】
このように、図７に示す回転規制手段３０においては、入力軸１の高速空転時におけるローラ１３のミス係合を防止するだけでなく、ローラ１３を強制的に中立位置に戻すことができるため、２方向ローラクラッチ１０の解除特性を向上させることができる。
【００４６】
図１０に示す回転規制手段３０においては、保持器１４に半径方向の貫通孔３９を形成し、その貫通孔３９内に組込まれた楔状の揺動接触子４０の重心に対する偏心位置をピン４１で揺動自在に支持し、その揺動接触子４０に弾性部材４３の弾性力を付与してカム面１２から離反する方向に揺動接触子４０を付勢している。
【００４７】
上記の構成から成る回転規制手段３０において、保持器１４が入力軸１と共に高速度で空転すると、揺動接触子４０が遠心力により弾性部材４３の弾性力に抗して揺動して、図１１に示すように、揺動接触子４０の軽量側の一端部がカムリング２のカム面１２と接触し、その接触部に摩擦抵抗によって保持器１４が入力軸１に対して相対回転するのが防止される。このため、図１０に示す回転規制手段３０においてもローラ１３のミス係合を防止することができる。
【００４８】
図１２に示す回転規制手段３０においては、カムリング２のカム面１２に揺動接触子４０の一端部が係合可能なＶ形の係合凹部４２を設けている点で図１０に示す回転規制手段３０と相違している。
【００４９】
図１２に示す回転規制手段３０においては、係合凹部４２の内周に対する揺動接触子４０の接触および係合によって保持器１４が入力軸１に対して相対回転するのを防止することができるため、ローラ１３のミス係合をより確実に防止することができる。
【００５０】
また、揺動接触子４０が遠心力によってカム面１２に接触する際の回転速度を作動開始速度とすると、この作動開始速度は、弾性部材４３の弾性力を調整することによって任意に調整することができる。
【００５１】
実施の形態では、摩擦接触子３２および揺動接触子４０として、それぞれ１つの接触子のみを示したが、各接触子３２、４０の数は任意である。また、各接触子３２、４０をローラ１３と同一円周上に配置したが、ローラ１３に対して各接触子３２、４０を保持器１４の軸方向に位置をずらした配置としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】この発明に係る回転伝達装置の実施形態を示す縦断正面図
【図２】図１のII−II線に沿った断面図
【図３】図１のIII −III 線に沿った断面図
【図４】図３に示す回転規制手段の摩擦接触子の作動状態を示す断面図
【図５】回転規制手段の他の例を示す断面図
【図６】図５に示す回転規制手段の作動状態を示す断面図
【図７】回転規制手段の他の例を示す断面図
【図８】図７に示す回転規制手段の作動状態を示す断面図
【図９】図７に示す回転規制手段の作動状態を示す断面図
【図１０】回転規制手段のさらに他の例を示す断面図
【図１１】図１０に示す回転規制手段の作動状態を示す断面図
【図１２】回転規制手段の他の例を示す断面図
【符号の説明】
【００５３】
１      入力軸（入力側部材）
３      外輪（出力側部材）
１０    ２方向ローラクラッチ
１１    円筒面
１２    カム面
１３    ローラ
１４    保持器
１５    スイッチばね
３０    回転規制手段
３２    摩擦接触子
３２ａ  摩擦ヘッド
３３    弾性部材
３４    係合凹部
３５    突起
３６    突起
３７    窓
３８    テーパ面
４０    揺動接触子
４２    係合凹部
４３    弾性部材
【図１】
2006038165.tif 000003
【図２】
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【図３】
2006038165.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006038165.tif 000009
【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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