(57)【要約】  【課題】可動スクロールの旋回半径を任意に小径化できる自転防止機構を備えたスクロール型圧縮機を提供する。  【解決手段】外部動力の回転力がスクロール公転機構に伝達されたときは、可動スクロール１２が公転旋回運動を行なう。この可動スクロール１２の公転旋回運動の際、可動スクロール１２に自転力が付加されるが、この自転力が可動ピン２１に伝達され、可動ピン２１が突起拘束部材２２の軸心を中心にして回転する。これにより、可動スクロール１２の自転力が可動ピン２１の旋回運動に変換され、可動スクロール１２の自転が防止される。また、可動スクロール１２の旋回半径を小さくするときは、突起受容穴２２ａの設置位置を突起拘束部材２２の軸心に近づければよい。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定側板の一側面に立設した渦巻き状の固定壁を有する固定スクロールと、可動側板の一側面に立設した渦巻き状の可動壁を有する可動スクロールと、該固定壁と該可動壁とをかみ合わせた状態で該可動スクロールを公転旋回運動させるスクロール公転機構と、該可動スクロールの他側面に対向する部位を有するフロントハウジングと、該可動スクロールの自転運動を阻止する自転防止機構とを備えたスクロール型圧縮機において、
前記自転防止機構は、
前記可動側板の他側面から突出する突起と、
前記突起を摺動させながら前記可動スクロールの半径方向への変位を許容しつつ最大変位を規制する摺動接触部を備えた突起拘束部材と、
前記フロントハウジングの対向部位に形成され前記突起拘束部材を摺動接触可能に収容する凹部とを有する
ことを特徴とするスクロール型圧縮機。
【請求項２】
固定側板の一側面に立設した渦巻き状の固定壁を有する固定スクロールと、可動側板の一側面に立設した渦巻き状の可動壁を有する可動スクロールと、該固定壁と該可動壁とをかみ合わせた状態で該可動スクロールを公転旋回運動させるスクロール公転機構と、該可動スクロールの他側面に対向する部位を有するフロントハウジングと、該可動スクロールの自転運動を阻止する自転防止機構とを備えたスクロール型圧縮機において、
前記自転防止機構は、
前記フロントハウジングの対向部位から突出する突起と、
前記突起を摺動させながら前記可動スクロールの半径方向への変位を許容しつつ最大変位を規制する摺動接触部を備えた突起拘束部材と、
前記可動スクロールの他側面に形成され前記突起拘束部材を摺動接触可能に収容する凹部とを有する
ことを特徴とするスクロール型圧縮機。
【請求項３】
前記突起拘束部材は、前記突起が遊嵌状態で挿入され、かつ、中心が該突起拘束部材の軸心から距離をおいて配置した突起受容穴を有する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のスクロール型圧縮機。
【請求項４】
前記突起拘束部材は、前記突起が公転旋回可能に挿入され、かつ、中心が該突起拘束部材の軸心と一致するよう配置した突起受容穴を有する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のスクロール型圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は可動スクロールと固定スクロールをかみ合わせ、可動スクロールを公転旋回運動させて流体を圧縮するスクロール型圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のスクロール型圧縮機として、例えば特許文献１，２に記載されたものが知られている。
【０００３】
このスクロール型圧縮機は、固定側板の一側面に立設した渦巻き状の固定壁を有する固定スクロールと、可動側板の一側面に立設した渦巻き状の可動壁を有する可動スクロールと、可動スクロールの自転運動を阻止する自転防止機構とを備えた構造となっている。
【０００４】
ここで、自転防止機構の一例として図１０及び図１１に示すものが知られている。この自転防止機構１は可動スクロール２に圧入された突起（可動ピン２ａ）と、スクロール公転機構のハウジング３に同じく圧入された突起（固定ピン３ａ）と、各ピン２ａ，３ａを拘束する突起拘束部材４とから構成されている。突起拘束部材４はその中心を間にして２個の突起受容穴４ａ，４ｂを有し、各突起受容穴４ａ，４ｂに各ピン２ａ，３ａが遊嵌状態で挿入されている。
【０００５】
この自転防止機構１によれば、可動スクロール２が公転運動する際、可動スクロール２に自転力が付加されるが、この自転力が固定ピン３ａを中心とする可動ピン２ａの旋回運動に変換され、可動スクロール２の自転防止され、かつ、可動スクロール２の公転半径の長さが規制される。ここで、可動ピン２ａの半径をＲ１ａ、固定ピン３ａの半径をＲ２ａ、可動ピン２ａの旋回半径をＲ０ａとするとき、図１１に示すように、
Ｒ０ａ＞Ｒ１ａ＋Ｒ２ａ
の条件を満足していなければならない。
【０００６】
また、自転防止機構の他の例として図１２及び図１３に示すものが知られている。この自転防止機構１’は可動スクロール２に圧入された突起（可動ピン２ａ）と、スクロール公転機構のハウジング３に同じく圧入された突起（固定ピン３ａ）と、各ピン２ａ，３ａを拘束する突起拘束部材４’とから構成されている。突起拘束部材４’は環状に形成され、内側に各ピン２ａ，３ａが挿入される１個の突起受容穴４ｃを有している。
【０００７】
この自転防止機構１’によれば、可動スクロール２が公転運動する際、可動スクロール２に自転力が付加されるが、この自転力が固定ピン３ａを中心として可動ピン２ａの旋回運動に変換され、可動スクロール２の自転防止され、かつ、可動スクロール２の公転半径の長さが規制される。ここで、可動ピン２ａの半径をＲ１ｂ、固定ピン３ａの半径をＲ２ｂ、可動ピン２ｂの旋回半径Ｒ０ｂとするとき、図１３に示すように、
Ｒ０ｂ＞Ｒ１ｂ＋Ｒ２ｂ
の条件を満足していなければならない。
【０００８】
以上のように、自転防止機構１，１’の何れにおいても、旋回半径Ｒ０ａ，Ｒ０ｂは、可動ピン２ａ，３ａの半径Ｒ１ａ，Ｒ１ｂと固定ピン２ｂ，３ｂの半径Ｒ２ａ，Ｒ２ｂとの和より大きくなければならない。
【特許文献１】特開２０００−２３０４８７号公報
【特許文献２】特開２００１−１３２６７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、冷媒としてフロンを使用する圧縮機においては、冷媒吐出容量が大きなものとなっているため、可動スクロール２（可動ピン２ａ）の旋回半径Ｒ０ａ，Ｒ０ｂもその分大きく、前記従来の自転防止機構を使用したものでも支障はない。
【００１０】
一方、冷媒として二酸化酸素を使用する圧縮機では、冷媒吐出容量がそれの１／５〜１／８となっているため、可動スクロール２（可動ピン２ａ）の旋回半径Ｒ０ａ，Ｒ０ｂとして小さなものが必要となる。
【００１１】
しかしながら、前記従来の自転防止機構では、前述の如く、旋回半径Ｒ０ａ，Ｒ０ｂが可動ピン半径Ｒ１ａ，Ｒ１ｂと固定ピン半径Ｒ２ａ，Ｒ２ｂとの和より大きくする必要があり、旋回半径Ｒ０ａ，Ｒ０ｂの小径化にも限界があり、二酸化炭素冷媒の圧縮機に適したものとなっていなかった。
【００１２】
本発明の目的は前記従来の課題に鑑み、可動スクロールの旋回半径を任意に小径化できる自転防止機構を備えたスクロール型圧縮機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は前記課題を解決するため、請求項１の発明は、固定側板の一側面に立設した渦巻き状の固定壁を有する固定スクロールと、可動側板の一側面に立設した渦巻き状の可動壁を有する可動スクロールと、固定壁と可動壁とをかみ合わせた状態で可動スクロールを公転旋回運動させるスクロール公転機構と、可動スクロールの他側面に対向する部位を有するフロントハウジングと、可動スクロールの自転運動を阻止する自転防止機構とを備えたスクロール型圧縮機において、自転防止機構は、可動側板の他側面から突出する突起と、突起を摺動させながら可動側板の半径方向への変位を許容しつつ最大変位を規制する摺動接触部を備えた突起拘束部材と、フロントハウジングの対向部位に形成され突起拘束部材を摺動接触可能に収容する凹部とを有する構造となっている。
【００１４】
請求項１の発明によれば、可動スクロールが公転運動する際、可動スクロールに自転力が付加される。この自転力が突起拘束部材の軸心を中心とする突起の旋回運動に変換され、これにより、可動スクロールの自転が防止される。また、可動スクロール（突起）の旋回半径は突起拘束部材の軸心と突起の軸心との距離となる。この距離は限りなく小さくできるので、これにより、可動スクロールの旋回半径を任意に小さくすることができる。
【００１５】
請求項２の発明は、固定側板の一側面に立設した渦巻き状の固定壁を有する固定スクロールと、可動側板の一側面に立設した渦巻き状の可動壁を有する可動スクロールと、固定壁と該可動壁とをかみ合わせた状態で可動スクロールを公転旋回運動させるスクロール公転機構と、可動スクロールの他側面に対向する部位を有するフロントハウジングと、可動スクロールの自転運動を阻止する自転防止機構とを備えたスクロール型圧縮機において、自転防止機構は、フロントハウジングの対向部位から突出する突起と、突起を摺動させながら可動スクロールの半径方向への変位を許容しつつ最大変位を規制する摺動接触部を備えた突起拘束部材と、可動スクロールの他側面に形成され突起拘束部材を摺動接触可能に収容する凹部とを有する構造となっている。
【００１６】
請求項２の発明によれば、可動スクロールが公転運動する際、可動スクロールに自転力が付加される。この自転力により突起拘束部材が突起を中心とする旋回運動（相対的には突起拘束部材の軸心を中心とする突起の旋回運動）に変換され、これにより、可動スクロールの自転が防止される。また、可動スクロール（突起）の旋回半径は突起拘束部材の軸心と突起の軸心との距離となる。この距離は限りなく小さくできるので、これにより、可動スクロールの旋回半径を任意に小さくすることができる。
【００１７】
なお、突起拘束部材と突起受容穴との軸心が一致していないもの（請求項３）、或いは、一致しているもの（請求項４）、これら何れであってもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、可動スクロールの旋回半径を小さくでき、二酸化炭素冷媒のスクロール型圧縮機を実現することができる。また、自転防止機構の部品点数も少なくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１乃至図３は本発明に係るスクロール型圧縮機の第１実施形態を示すもので、図１はスクロール型圧縮機の断面図、図２は自転防止機構の拡大断面図、図３は図２のＣ−Ｃ線矢視方向の断面図である。
【００２０】
まず、図１を参照して、スクロール型圧縮機の概略構造を説明する。スクロール型圧縮機１０は例えば二酸化炭素冷媒を使用するもので、冷媒を圧縮する固定スクロール１１及び可動スクロール１２と、該可動スクロール１２を公転旋回運動させるスクロール公転機構１３と、スクロール公転機構１３に外部動力を断続して伝達する電磁クラッチ１４とを有している。ここで、スクロール公転機構１３はフロントハウジング１５に収容されている。また、固定スクロール１１及び可動スクロール１２はリアハウジング１６に収容されている。
【００２１】
固定クロール１１は、円盤状の固定側板１１１と、固定側板１１１の一側面１１１ａから立設された渦巻き状の固定壁１１２とを有している。ここで、固定側板１１１の他側面とリアハウジング１６との間には冷媒の吐出室１６１が形成され、また、固定側板１１１には圧縮冷媒を吐出室１６１に向かって吐出する吐出口１１１ｂが形成されている。この吐出室１６１に吐出された圧縮冷媒は図示しない冷媒回路に供給される。
【００２２】
可動スクロール１２は、円盤状の可動側板１２１と、可動側板１２１の一側面１２１ａから立設された渦巻き状の可動壁１２２とを有している。この可動壁１２２は、固定スクロール１１の固定壁１１２にかみ合わせるよう配置され、可動スクロール１２の公転旋回運動により固定壁１１２と可動壁１２２との間に圧縮空間が形成される。なお、可動壁１２２の外側には図示しないが冷媒の吸入口を有し、各壁１１２，１２２の外側周縁側から各壁１１２，１２２の内側に冷媒を導くようになっている。
【００２３】
スクロール公転機構１３は、カウンタウェイト１３１が固定された駆動ブッシュ１３２と、駆動ブッシュ１３２に偏心ピン１３３を介して連結したクランク１３４と、クランク１３４と電磁クラッチ１４に連結した主軸１３５とを有している。また、駆動ブッシュ１３２は可動側板１２１の他側面１２１ｂに軸受け１３６を介して填り込んでいる。ここで、電磁クラッチ１４が励磁され、外部動力が主軸１３５に伝達されると主軸１３５が回転する。この主軸１３５の回転力がクランク１３４及び偏心ピン１３３を通じて駆動ブッシュ１３２に伝達され、可動スクロール１２が公転運動を行なう。
【００２４】
以上のような構成は前記従来のスクロール型圧縮機においても同様であり、可動スクロール１２の公転運動により各壁１１２，１２２間に冷媒が吸入され、更に各壁１１２，１２２で取り囲んだ圧縮空間を順次減少させて冷媒の圧力を上昇させるよう構成されている。
【００２５】
本実施形態に係るスクロール型圧縮機１の特徴点は、可動スクロール１２の自転を防止する自転防止機構２０の構造にある。この自転防止機構２０の構造を主に図２及び図３を参照して説明する。
【００２６】
自転防止機構２０は、可動側板１２１の他側面１２１ｂとこれに対向するフロントハウジング１５の内面（対向面）１５ａとの間に設置されたもので、可動側板１２１の周縁に沿って周方向に複数設置されている。また、自転防止機構２０は他側面１２１ａから突出した円柱状の可動ピン２１と、可動ピン２１に連係した円盤状の突起拘束部材２２と、突起拘束部材２２を収容した有底円筒状の凹部２３とを有している。なお、可動ピン２１は可動側板１２１の他側面１２１ｂから突出して突起状態となっていれば足り、可動ピン２１に限るものではない。
【００２７】
この可動ピン２１は主軸１３５の軸方向に沿って設置されている。可動ピン２１の一端側が可動側板１２１の取り付け穴２５に圧入され、可動ピン２１の中央から他端側が突起拘束部材２２に挿入されている。
【００２８】
突起拘束部材２２には可動ピン２１が挿入される突起受容穴２２ａが形成されている。突起受容穴２２ａの孔開け位置は突起拘束部材２２の軸心から離隔した位置に形成されている。また、突起受容穴２２ａの内径が可動ピン２１の外径よりも僅かに大きく形成しており、可動ピン２１が突起受容穴２２ａに遊嵌状態で挿入されている。また、可動ピン２１が可動スクロール１２の公転旋回運動する際は、突起受容穴２２ａの内周面に可動ピン２１が摺動接触し、これにより、突起受容穴２２ａの内周面が可動ピン２１の摺動接触部２２ｂとなっている。
【００２９】
凹部２３はフロントハウジング１５の内面１５ａに有底筒状に形成されている。凹部２３の内径が突起拘束部材２２の外径より僅かに大きくなっており、これにより、突起拘束部材２２が凹部２３の内面に摺動接触して回動可能となっている。
【００３０】
本実施形態によれば、外部動力の回転力がスクロール公転機構１３に伝達されたときは、可動スクロール１２が公転旋回運動を行なう。この可動スクロール１２の公転旋回運動の際、可動スクロール１２に自転力が付加されるが、この自転力が可動ピン２１に伝達され、可動ピン２１が突起拘束部材２２の軸心を中心に回転する。これにより、可動スクロール１２の自転力が可動ピン２１の旋回運動に変換され、可動スクロール１２の自転が防止される。
【００３１】
また、突起受容穴２２ａと可動ピン２１との間隙、並びに、突起拘束部材２２と凹部２３との間隙により多少の誤差はあるが、図３に示すように、概ね、可動ピン２１の旋回半径Ｒ０ｃ１が可動ピン２１の軸心と突起拘束部材２２の軸心との距離となる。これにより、可動スクロール１２の最大変位が旋回半径Ｒ０ｃ１に規制される。
【００３２】
更に、可動ピン２１が挿入或いは圧入される、突起受容穴２２ａ及び取り付け穴２３の設置位置を変えれば、可動ピン２１の軸心と突起拘束部材２２の軸心との距離も同じく変わる。特に、可動スクロール１２の旋回半径Ｒ０ｃ１を小さくするときは、突起受容穴２２ａ（及び取り付け穴２５）の設置位置を図３の２点鎖線に示すように突起拘束部材２２の中心に近づければよく、これにより、可動スクロール１２の旋回半径をＲ０ｃ１からＲ０ｃ２に変更することができる（Ｒ０ｃ１＞Ｒ０ｃ２）。
【００３３】
図４乃至図５は本発明に係るスクロール型圧縮機の第２実施形態を示すもので、図４は自転防止機構の断面図、図５は図２のＤ−Ｄ矢視方向の断面図である。なお、前記第１実施形態と同一構成部分は同一符号をもって表し、その説明を省略する。
【００３４】
本実施形態は前記第１実施形態に係る突起拘束部材２２とは異なる他の突起拘束部材２４を採用した。即ち、本実施形態に係る突起拘束部材２４は、その突起受容穴２４ａの摺動接触部２４ｂが突起拘束部材２４の軸心を中心に円状に形成されている。ここで、可動スクロール１２に外部動力が伝達されるとき、可動ピン２１が摺動接触部２４ｂに摺動接触して公転する。従って、可動ピン２１（可動スクロール１２）の旋回半径Ｒ０ｄ１が可動ピン２１の軸心と突起受容穴２４ａの軸心との距離となる。
【００３５】
ここで、可動スクロール１２の旋回半径Ｒ０ｄ１を変更するときは、突起受容穴２４ａの半径を変更すればよい。例えば、可動スクロール１２の旋回半径Ｒ０ｄ２を小さく設定するときは、図５の２点鎖線に示すように突起受容穴２４ａの半径を小さくすればよい（Ｒ０ｄ１＞Ｒ０ｄ２）。このように、突起受容穴２４ａを小径化することにより、可動スクロール１２の旋回半径Ｒ０ｄ１，Ｒ０ｄ２を限りなく小さくすることができる。なお、その他の構成、作用は前記第１実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
【００３６】
図６は本発明に係るスクロール型圧縮機の第３実施形態を示すものである。なお、前記第１実施形態と同一構成部分は同一符号をもって表し、その説明を省略する。
【００３７】
前記第１実施形態に係る突起受容穴２２ａは有底筒状に形成されている。これに対して、本実施形態に係る突起受容穴２２ａ’は突起拘束部材２２’の軸方向に貫通した構造となっている。本実施形態によれば、可動ピン２１’が突起拘束部材２２’全体に貫通し、可動ピン２１’と突起受容穴２２ａ’との対向面積が大きくなるため、可動ピン２１’が傾くことなく円滑に自転する。なお、その他の構成、作用は前記第１実施形態と同様である。
【００３８】
図７は本発明に係るスクロール型圧縮機の第４実施形態を示すものである。なお、前記第２実施形態と同一構成部分は同一符号をもって表し、その説明を省略する。
【００３９】
前記第２実施形態に係る大径の突起受容穴２４ａは有底筒状に形成されている。これに対して、本実施形態に係る突起受容穴２４ａ’は突起拘束部材２２の軸方向に貫通した構造となっている。本実施形態によれば、可動ピン２１’が突起拘束部材２４’全体に貫通し、可動ピン２１’と突起受容穴２２ａ’との対向面積が大きくなるため、これまた、可動ピン２１’が傾くことなく円滑に自転する。なお、その他の構成、作用は前記第２実施形態と同様である。
【００４０】
図８は本発明に係るスクロール型圧縮機の第５実施形態を示すものである。なお、前記第３実施形態と同一構成部分は同一符号をもって表し、その説明を省略する。
【００４１】
前記第３実施形態では、可動ピン２１’を可動側板１２１に固着する一方、突起拘束部材２２を収容する凹部２３をフロントハウジング１５に形成している。これに対して、本実施形態ではこれとは逆に、可動ピストン２１’をフロントハウジング１５に固着する一方、凹部２３’を可動側板１２１の他側面１２１ｂに形成した構造となっている。
【００４２】
本実施形態によれば、可動スクロール１２が公転運動する際、可動スクロール１２に自転力が付加される。この自転力により突起拘束部材２２’が可動ピン２１’を中心とする旋回運動（相対的には突起拘束部材２２’の軸心を中心とする可動ピン２１’の旋回運動）に変換され、これにより、可動スクロール１２の自転が防止される。なお、その他の構成、作用は前記第３実施形態と同様である。
【００４３】
図９は本発明に係るスクロール型圧縮機の第６実施形態を示すものである。なお、前記第４実施形態と同一構成部分は同一符号をもって表し、その説明を省略する。
【００４４】
前記第４実施形態では、可動ピン２１’を可動側板１２１に固着する一方、突起拘束部材２４’を収容する凹部２３をフロントハウジング１５に形成している。これに対して、本実施形態ではこれとは逆に、可動ピストン２１’をフロントハウジング１５に固着する一方、凹部２３’を可動側板１２１の他側面１２１ｂに形成した構造となっている。
【００４５】
本実施形態によれば、可動スクロール１２が公転運動する際、可動スクロール１２に自転力が付加される。この自転力により突起拘束部材２２が可動ピン２１’を中心とする旋回運動（相対的には突起拘束部材２４’の軸心を中心とする可動ピン２１’の旋回運動）に変換され、これにより、可動スクロール１２の自転が防止される。なお、その他の構成、作用は前記第４実施形態と同様である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】スクロール型圧縮機の断面図
【図２】第１実施形態に係る自転防止機構の拡大断面図
【図３】図２のＣ−Ｃ線矢視方向の断面図
【図４】第２実施形態に係る自転防止機構の拡大断面図
【図５】図４のＤ−Ｄ線矢視方向の断面図
【図６】第３実施形態に係る自転防止機構の拡大断面図
【図７】第４実施形態に係る自転防止機構の拡大断面図
【図８】第５実施形態に係る自転防止機構の拡大断面図
【図９】第６実施形態に係る自転防止機構の拡大断面図
【図１０】従来の自転防止機構の一例を示す断面図、
【図１１】図１０のＡ−Ａ線矢視方向の断面図
【図１２】従来の自転防止機構の他の例を示す断面図、
【図１３】図１２のＢ−Ｂ線矢視方向の断面図
【符号の説明】
【００４７】
１０…スクロール型圧縮機、１１…固定スクロール、１２…可動スクロール、１３…スクロール公転機構、２０…自転防止機構、２１、２１’…可動ピン、２２，２２’，２４，２４’…突起拘束部材、２２ａ，２２ａ’，２４ａ，２４ａ’…突起受容穴、２２ｂ，２４ｂ…摺動接触部、２３，２３’…凹部、Ｒ０ｃ１，Ｒ０ｃ２，Ｒ０ｄ１，Ｒ０ｄ２…旋回半径
【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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【図１３】
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