(57)【要約】【課題】油圧式傾き制御システムにおいて油圧が失われたときに、車両を傾いていない直立姿勢において安定的に維持すること。【解決手段】車両の少なくとも一部の傾き角を制御する補助傾き制御システムを設ける。補助傾き制御システムは、傾き制御システムを作動させるエネルギを貯蔵するエネルギ貯蔵装置と、エネルギ貯蔵装置及び上記車両の少なくとも一部に結合され、エネルギ貯蔵装置から受け取ったエネルギを上記車両の少なくとも一部へ供給して上記傾き角を調整する安定化機構と、エネルギ貯蔵装置及び安定化機構に結合され、エネルギ貯蔵装置からのエネルギを安定化機構へ転送するリンケージとを有する。補助傾き制御システムは、主傾き制御システムにより上記傾き角が制御されていないときに、該傾き角を制御する。【選択図】図１０
2006315674.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の少なくとも一部の傾き角を制御する傾き制御システムであって、
前記傾き制御システムを作動させるエネルギを貯蔵するエネルギ貯蔵装置と、
前記エネルギ貯蔵装置及び前記車両の少なくとも一部に結合され、前記エネルギ貯蔵装置から受け取ったエネルギを前記車両の少なくとも一部へ供給して前記傾き角を調整する安定化機構と、
前記エネルギ貯蔵装置及び前記安定化機構に結合され、前記エネルギ貯蔵装置からのエネルギを前記安定化機構へ転送するリンケージと、を有することを特徴とする傾き制御システム。
【請求項２】
請求項１記載の傾き制御システムであって、
前記リンケージは、シャフトを有し、
前記シャフトは、前記車両の少なくとも一部が回転すると前記シャフトも回転するように、前記車両の少なくとも一部に平行移動可能に結合され、
前記シャフトは、前記エネルギ貯蔵装置に結合された第一の部分と、前記安定化機構に結合された第二の部分とを有し、
前記安定化機構は、カムと、ローラとを有し、
前記カムは、前記車両に対して実質的に回転しないように前記車両に固定され、
前記ローラは、前記シャフトの前記第二の部分に回転可能に結合され、前記シャフトの平行移動中、前記カムの一表面と転がりながら係合して前記シャフトを回転させ、これに応じて前記車両の少なくとも一部を回転させる、ことを特徴とする傾き制御システム。
【請求項３】
請求項１記載の傾き制御システムであって、
前記エネルギ貯蔵装置は、
ハウジングと、
前記ハウジング内に形成された中空シリンダと、
前記シリンダ内に摺動可能に配置されたピストンと、
圧縮性流体と、を有し、
前記ピストンは、前記シリンダ内の該ピストンの一端側である第一の部分と他端側である第二の部分とを実質的に流体密閉シーリングするように設計され、
前記圧縮性流体は、前記ピストンの一端と前記シリンダの一端の間の前記シリンダの第一の部分内に配置される、ことを特徴とする傾き制御システム。
【請求項４】
請求項３記載の傾き制御システムであって、
前記リンケージは、前記ピストンの前記シリンダに沿ったスライド移動によって前記リンケージが前記安定化機構へエネルギを転送するように動き、これによって前記安定化機構が作動して前記傾き角が調整されるように、前記ピストンに結合される、ことを特徴とする傾き制御システム。
【請求項５】
請求項４記載の傾き制御システムであって、
別の車両傾き制御システムと共に用いられ、
前記別の車両傾き制御システムは、前記傾き角を制御する主傾き制御システムであり、
前記傾き制御システムは、前記車両の少なくとも一部に結合され、前記主傾き制御システムの動作が中断されているときに、前記傾き角を制御する補助傾き制御システムである、ことを特徴とする傾き制御システム。
【請求項６】
請求項５記載の傾き制御システムであって、
前記主傾き制御システムは、前記主傾き制御システムが作動中には、該主傾き制御システムによって前記ピストンの他端に流体圧が掛けられて前記シリンダの前記第一の部分内に位置する前記圧縮性流体が圧縮され、前記主傾き制御システムの動作が中断されているときには、前記ピストンの他端への前記流体圧が低減され、前記ピストンの前記第一の部分内の前記圧縮性流体が膨張し、前記ピストンが前記シリンダに沿って動いて前記安定化機構を作動させるように、前記ピストンの他端と前記シャフトの他端の間の前記シリンダの前記第二の部分と流体連通可能となるように前記シリンダに結合される、ことを特徴とする傾き制御システム。
【請求項７】
請求項５記載の傾き制御システムであって、
前記補助傾き制御システムは、前記主傾き制御システムが非作動状態となったとき又は機能不全状態となったとき、自動的に作動する、ことを特徴とする傾き制御システム。
【請求項８】
請求項１記載の傾き制御システムであって、
前記傾き制御システムは、前記傾き角を第一の傾き角から第二の傾き角へ調整し、
前記傾き制御システムは、前記車両の少なくとも一部が前記第二の傾き角にあるとき、前記傾き角のそれ以上の調整を実質的に妨げる、ことを特徴とする傾き制御システム。
【請求項９】
車両の少なくとも一部の傾き角を制御する主傾き制御システムと、
前記主傾き制御システムにより前記傾き角が制御されていないとき、前記傾き角を制御する補助傾き制御システムと、を有する車両。
【請求項１０】
請求項９記載の車両であって、
前記補助傾き制御システムは、
前記傾き制御システムを作動させるエネルギを貯蔵するエネルギ貯蔵装置と、
前記エネルギ貯蔵装置及び前記車両の少なくとも一部に結合され、前記エネルギ貯蔵装置から受け取ったエネルギを前記車両の少なくとも一部へ供給して前記傾き角を調整する安定化機構と、
前記エネルギ貯蔵装置及び前記安定化機構に結合され、前記エネルギ貯蔵装置からのエネルギを前記安定化機構へ転送するリンケージとを有する、ことを特徴とする車両。
【請求項１１】
請求項９記載の車両であって、
前記補助傾き制御システムは、前記主傾き制御システムにより前記傾き角が制御されていないとき、前記車両の少なくとも一部を所定の傾き角に固定するように設計される、ことを特徴とする車両。
【請求項１２】
車両サスペンション装置と、
前記車両サスペンション装置に結合され、車両の少なくとも一部の傾き角を制御する車両傾き制御システムと、を有し、
前記車両サスペンション装置は、前記車両傾き制御システムからは独立して作動可能である、車両。
【請求項１３】
請求項１２記載の車両であって、
前記車両傾き制御システムは、
電子制御装置と、
前記電子制御装置及び前記車両の少なくとも一部に結合され、前記電子制御装置からの信号に応じて前記傾き角を調整する少なくとも１つの油圧式アクチュエータとを有する、ことを特徴とする車両。
【請求項１４】
請求項１３記載の車両であって、
前記車両サスペンション装置は、前記車両の少なくとも一部に軸回転可能に結合された横ビームを有し、
前記少なくとも１つの油圧式アクチュエータは、前記車両の少なくとも一部及び前記横ビームに結合され、
前記少なくとも１つの油圧式アクチュエータが作動すると、前記電子制御装置からの信号に応じて前記車両の少なくとも一部が前記横ビームに対して軸回転して前記車両の少なくとも一部の傾き角が調整される、ことを特徴とする車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、傾き制御システムを備えた車両に係り、特に、車両の安定性を向上させるために車両を傾かせるサスペンションシステムに結合された主傾き制御システム及び補助傾き制御システムを備えた車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
特定種類の車両は、特定の運転モードにおいて、不安定（例えば横転しやすい）である。例えば、ロール軸アーティキュレーション（ａｒｔｉｃｕｌａｔｉｏｎ）を許容する三輪車は、車両重心がロール軸よりも上方に位置するとき、不安定となり得る。通常運転中、このような不安定性の多くは、制御ユニットからの信号に応じて起動可能な車両システム要素（例えば車両サスペンションシステム要素）を含む又は結合されているクローズドループ制御システム（例えば電気−油圧システム又は電気−機械システム）を用いることによって、補償される。車両システム要素及びセンサから制御ユニットへのフィードバックに基づいて、制御ユニットからの信号により反応する車両システム要素が起動され、車両の姿勢が安定化される。例えば、車両傾き制御システムは、車両の本体をコーナーへ向けて傾かせて、コーナーリング中の車両の安定性を向上させることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
油圧作動式傾き制御システムにおいて、傾き制御システムは、例えば一般的なシステムシャットダウンや、車両又は油圧システムのパワーロス、油圧油漏れなどにより油圧制御が失われたとき、適正に機能できなくなり得る。このような場合には、油圧制御が復旧できるまで、車両を直立の（傾いていない）姿勢に戻し、維持することが望ましい。また、油圧制御がない状態であっても、車両の姿勢はできる限り安定していることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明によれば、車両の少なくとも一部の傾き角を制御する補助傾き制御システムが設けられる。本発明に係る傾き制御システムは、当該傾き制御システムを起動させるエネルギを格納したエネルギ貯蔵装置と、このエネルギ貯蔵装置及び上記車両の一部に結合され、エネルギ貯蔵装置からのエネルギを該車両の一部へ供給して該車両の一部の傾き角を調整する安定化機構と、上記エネルギ貯蔵装置及び該安定化機構に結合され、エネルギ貯蔵装置からのエネルギを安定化機構へ転送するリンケージとを有する。補助傾き制御システムは、主傾き制御システムによって傾き角が制御されないとき、上記車両の一部の傾き角を制御する。
【０００５】
別の態様において、本発明は、車両サスペンション装置と、この車両サスペンション装置に結合され、車両の少なくとも一部の傾きを制御する車両傾き制御システムとを有し、車両サスペンション装置を車両傾き制御システムと独立して作動可能とした車両を提供する。
【０００６】
本発明の他の態様は、詳細な説明及び添付図面から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明のいくつかの実施形態を詳細に説明する前に理解して頂きたいのは、本発明の適用は、以下の説明又は添付図面に示された構成要素の具体的な構成及び配置に限定されるものではない。本発明は、他の実施形態も採ることができると共に、様々な方法で実現する又は実行されることが可能である。また、ここで用いられている表現や用語は、説明を目的としたものであって、限定するものと解釈されるべきではない。「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「有する（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、又は「備える（ｈａｖｉｎｇ）」、及びこれらの派生語は、これらの語の後に列挙された要素及びその等価物だけでなくそれらとは別の要素をも包含することが意図されてここでは用いられている。特段明記又は限定されていない限り、「取り付けられた（ｍｏｕｎｔｅｄ）」、「接続された（ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）」、「支持された（ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ）」、及び「結合された（ｃｏｕｐｌｅｄ）」という用語並びにこれらの派生語は、広義に用いられており、直接的な取付、接続、支持、及び、結合だけでなく、間接的な取付、接続、支持、及び、結合をも包含する。さらに、「接続された（ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）」及び「結合された（ｃｏｕｐｌｅｄ）」は、物理的又は機械的な接続又は結合に限定されない。さらに、ここで用いられる車両の「傾き角」とは、車両の中の斜めにすることができる部分又は傾けることができる部分が道路又は車両が載っている面に対して傾いている角度として定義される。
【実施例】
【０００８】
図１及び２は、三輪モーターサイクル又はトライク（ｔｒｉｋｅ）１０を示している。トライク１０は、エンジン１２と、ハンドルバー１４と、フレーム１６と、一輪のみの後輪２０と、第一の前輪２２及び第二の前輪２４と、補助傾き制御システム２６とを有する。後輪２０は、フレーム１６の後部に回転可能に取り付けられている。前輪２２、２４は、傾けることができるサスペンションシステム１８を通じて、フレーム１６に結合されている。フレーム１６は、フレーム１６の前部を形成するフロント隔壁４０と主隔壁４２とを有する。フロント隔壁４０は、主隔壁４２に接続され、サスペンションシステム１８全体の剛性及び強度が高められる。エンジン１２は、駆動アッセンブリ（図示せず）を通じて後輪２０に結合され、トライク１０を推進する。ハンドルバー１４は、フレーム１６の前部に軸回転可能に結合されると共に、操舵システムを通じて前輪２２、２４へ結合されて前輪２２、２４を制御可能に転舵させる。
【０００９】
図示した実施形態に係るトライク１０は、２つの操舵輪である前輪２２、２４と、１つの駆動輪である後輪２０とを備えているものとしたが、後輪が２輪で、前輪が１輪の車両において本発明のサスペンションシステム及び傾き制御システムを採用することも本発明の範囲内であることに注意。また、他の実施形態として、本発明に係るサスペンションシステム及び傾き制御システムを、例えばオフロード車などの四輪車において、前輪のみ、後輪のみ、又は、前輪及び後輪の双方に用いることも可能である。
【００１０】
図３は、傾けることができるサスペンションシステム１８が直立位置にあるときの図１のトライク１０の前面図である。この位置は、トライク１０が平坦な路面上を真っ直ぐ走行しているときのサスペンションシステム１８の姿勢を示している。図４は、傾いた姿勢でのトライク１０の前面図である。この図は、トライク１０が旋回中又は弓状の軌跡を通っているときにサスペンションシステム１８の姿勢がどのように定められるのかを示している。図３と図４を比較してサスペンションシステム１８の位置の違いが目立つように、ハンドルバー１４及び前輪２２、２４の位置は、図３及び４の双方において、同じ中央の真っ直ぐな位置にあるものとしていることに注意。この位置は図３では正確に図示されているが、図４におけるハンドルバー１４及び前輪２２、２４の位置は、旋回方向又はその内側へ向けて、それぞれ操舵及び転舵されるべきである。
【００１１】
ここで用いている「傾けることができるサスペンションシステム」という用語は、車両に搭載されたアクティブ又はパッシブ傾き制御システムによって旋回中の車両に掛けられた力に応じて傾きが開始されるように車両の一部が傾くように及び／又は傾くことが容易となるようにしたサスペンションシステムとして定義される。
【００１２】
図５及び６は、それぞれ傾けることができるサスペンションシステム１８の斜視図及び分解部である。傾けることができるサスペンションシステム１８は、横ビーム３０と、アッパー制御アーム３２と、ロワー制御アーム３４と、スプリングダンバー３６と、複数のスピンドル４４とを有する。スピンドル４４の各々は、アッパーピン１０２及びロワーピン１００と、例えば車軸１０３を受け入れる穴１０１などの前輪２２、２４のうちの一方に回転可能に結合させる手段とを有する。スピンドル４４の構造は、当業者には良く知られている。
【００１３】
横ビーム３０は、剛体であって、トライク１０の走行中略水平に保たれる。横ビーム３０は、中央ピボットポイント６０と、端部ピボットポイント６２と、中間ピボットポイント６４とを有する。図５及び６に示した実施形態において、横ビーム３０は、キー溝が付いたシャフト６１（図９）を用いて中央ピボット６０において主隔壁４２の一部と軸回転可能に結合される。但し、ビーム３０は、他の結合手法により主隔壁４２へ結合されてもよい。中央ピボット６０は、トライク１０の縦中心線と同心に位置し、この車両中心線と平行な回転軸を形成する。端部ピボット６２は、スプリングダンパー３６上のアッパーピボット７０に軸回転可能に結合される。
【００１４】
ロワー制御アーム３４は、その一端に回転可能に結合され、スピンドル４４のロワーピン１００を回転可能に受け入れるように設計された複数のトラニオン８０を有する。これら複数のトラニオン８０により、スピンドル４４がロワー制御アーム３４の位置にかかわらず軸回転及び転舵可能となり、サスペンションを車輪操舵とは独立して作動させることができるようになる。ロワー制御アーム３４の２つの他端は、主隔壁４２に軸回転可能に接続されたフロントピボットポイント８２及びリアピボットポイント８４を有する。中央ピボット８６は、ロワー制御アーム３４の中央に配置され、スプリングダンバー３６のロワーピボットポイント７２へ軸回転可能に結合されるように設計される。
【００１５】
また、アッパー制御アーム３２も、その一端に回転可能に結合され、スピンドル４４のアッパーピン１０２を回転可能に受け入れるように設計された複数のトラニオン（ｔｒｕｎｎｉｏｎ）８０を有する。これら複数のトラニオン８０により、サスペンションは車輪操舵から独立して作動することができる。アッパー制御アーム３２の２つの他端は、主隔壁４２に軸回転可能に接続されたフロントピボットポイント９０及びリアピボットポイント９２を有する。
【００１６】
図示した実施形態において、横ビーム３０は、アッパー制御アーム３２のフロントピボット９０とリアピボット９２の間に配置されているが、他の実施形態として、横ビーム３０は、フロントピボット９０より前方に配置されてもよく、リアピボット９２より後方に配置されてもよく、或いは、アッパー制御アーム３２とは異なる場所に結合されてもよい（すなわち、異なる隔壁に結合されてもよい）。
【００１７】
上述のように、スプリングダンパー３６は、横ビーム３０をロワー制御アーム３４へ接続するアッパーピボットポイント７０及びロワーピボットポイント７２を有する。スプリングダンパー３６は、緩衝部材と、この緩衝部材を囲む付勢部材とを有する。このようなスプリングダンパー３６のスタイルは、当業者には良く知られているため、ここではこれ以上詳細に説明しない。代替的に、例えば、リーフスプリングや、コイルスプリングや、空気バネなどの別の付勢・緩衝手法を用いることも可能である。
【００１８】
第一の又は主たる車両傾き制御システムは、車両が載っている地面に対する車両隔壁４０及び４２の姿勢又は方向性に作用する。再び図６を参照する。主傾き制御システムは、アッパーピボットポイント１１０及びロワーピボットポイント１１２を備えた油圧式アクチュエータ３８、３９を有する。図示した実施形態において、油圧式アクチュエータ３８、３９のアッパーピボットポイント１１０は、中央ピボットポイント６０と端部ピボットポイント６４のうちの一方との間の位置で、横ビーム３０の中間ピボットポイント６４へ軸回転可能に結合されているが、他の実施形態として、油圧式アクチュエータ３８、３９が端部ピボットポイント６２へ軸回転可能に結合され、スプリングダンパー３６が中央ピボットポイント６０と端部ピボットポイント６２のうちの一方との間の位置で横ビーム３０へ軸回転可能に結合されてもよい。また、油圧式アクチュエータ３８、３９及びスプリングダンパーは、横ビーム３０沿いの他のポイントへ軸回転可能に結合させることも可能である。
【００１９】
図示した実施形態における油圧式アクチュエータ３８は、上面油圧油ポート１１４及び底面油圧油ポート１１６を備えたシリンダを有する。各シリンダ内において、シャフト１１８の一端にはピストン（図６には図示せず）が存在する。油圧油が油圧ポンプ（図示せず）によって上面油圧油ポート１１４内へ流入すると、内部のピストンが押し下げられ、シャフト１１８が縮む。この間、油圧油は底面油圧油ポート１１６から排出され、リザーバ（図６には図示せず）に流れ込む。油圧油が底面油圧油ポート１１６へ流入すると、内部のピストンを押し上げられ、シャフト１１８が伸びる。この間、油圧油は上面油圧油ポート１１４から排出され、リザーバに流れ込む。
【００２０】
操舵システムは、スピンドル４４と、タイロッド４６と、ステアリングボックス４８とを有する。ハンドルバー１４は、運転者がハンドルバー１４を回動させたときに、ステアリングボックス４８の出力シャフト（図示せず）が回転するように、ステアリングボックス４８に結合される。この出力シャフトは、タイロッド４６の各々の一端に軸回転可能に結合される。タイロッド４６の各々の他端は、スピンドル４４の１つに軸回転可能に結合される。このステアリングボックス４８の出力シャフトが回転すると、タイロッド４６も回転し、スピンドル４４の一方が引っ張られ、他方は押されることになる。スピンドル４４は、アッパーピン１０２及びロワーピン１００によって、アッパー制御アーム３２及びロワー制御アーム３４に回転可能に結合される。このようなタイロッド４６により引き起こされる押し引きにより、スピンドル４４、ひいては前輪２２、２４がアッパーピン１０２及びロワーピン１００まわりに回転する。
【００２１】
油圧式アクチュエータ３８、３９は、通常の車両走行中に、トライク１０の姿勢を制御するように働く。カーブ路に入ると、油圧式アクチュエータ３８、３９の一方が伸び、他方が縮むことによって、トライク１０を図４に示した傾いた位置へ動かす。トライク１０がカーブ路を抜けると、油圧式アクチュエータ３８、３９はトライクを図３に示した垂直姿勢へ戻すように作用する。
【００２２】
これら油圧式アクチュエータは、図１３には図示する電子制御システム又は装置（ＥＣＵ）によって制御される。電子制御装置の構成は、本分野では既知である。一実施形態として、電子制御装置は、プロセッサと、ＲＯＭと、ＲＡＭと、センサ素子（図示せず）及び作動可能な車両要素に結合され、入力信号を受信し、出力信号を送出するＩ／Ｏ装置とを備えたプログラム可能なデジタルコンピュータ装置を有する。電子制御装置は、車両が使われている間、制御プログラムを記憶し、走らせる。センサ素子は、制御関連データをＥＣＵへ供給する。ＥＣＵは、車両センサからの入力信号（例えば、車速を表す信号、トライクハンドルバーの舵角を表す信号、など）を受信し、これら入力信号に応じた作動可能な車両要素へ制御信号を出力する。ＥＣＵ出力は、例えば、弁ＰＣＶ１〜ＰＣＶ４のうちの１つ以上の弁を作動させるのに用いられるソレノイドに電圧を加えるための電流や、所望の電流をソレノイドへ供給させる制御信号などである。典型的な制御装置は、ここに参考文献として援用される米国特許第６，５６４，１２９号に記載されている。
【００２３】
横ビーム３０の姿勢は、スプリングダンパー３６の影響力によって、略水平に保たれる。ロワー制御アーム３４は、スピンドル４４を介して前輪２２、２４へ接続されると共に、スプリングダンパー３６によって横ビーム３０へ接続される。前輪２２、２４、ひいてはロワー制御アーム３４は、通常の走行中、道路に対して略平行に保たれる。道路は、一般的に、トライク１０の幅において略平坦である。これは、両前輪２２、２４が道路と接している限り、旋回中であっても直進中であっても、スプリングダンパー３６が横ビーム３０を道路に略平行な方向へ付勢していることを意味する。油圧式アクチュエータ３８、３９は、フレーム１６を横ビーム３０へ接続すると共に、トライク１０の傾きを制御する。油圧式アクチュエータ３８、３９が伸びると、フレーム１６が横ビーム３０から離れる方向へ押圧され、傾きが生じる。横ビームに作用するスプリングダンパー３６からの付勢力は、油圧式アクチュエータ３８、３９よりも大きなモーメントを中央ピボット８６まわりに発生させるため、油圧式アクチュエータ３８、３９が伸びるとフレーム１６がビーム３０に対して相対的に移動する。
【００２４】
上述のような油圧式アクチュエータ３８、３９を用いることにより、重要な利点がトライクにもたらされる。まず、トライク１０の傾きが油圧式アクチュエータ３８、３９によって制御されるため、アッパー制御アーム３２、ロワー制御アーム３４、スプリングダンパー３６、及び、操舵部品は、トライクの傾きとは無関係に、通常通りに作動することができる。これにより、トライク１０は、弓形の経路を走行中であっても、直進中と同じようにバンプを吸収することができるため、サスペンションの動作をたとえ旋回中であっても一貫したものとすることができる。
【００２５】
既述のように、主傾き制御システムが故障したとき、作動停止中のとき、又は、誤作動中のときには、油圧制御が復旧するまで、車両は直立（傾いていない）姿勢に戻り、維持されることが望ましい。また、この車両の直立姿勢は、油圧制御がない状態でも、できる限り安定的であることが望ましい。
【００２６】
車両姿勢の不安定さは、車両システムの構成内に蓄えられた比較的大きな位置エネルギとして特徴付けられる。図７は、主車両傾き制御システムが作動中の車両状態を表す位置エネルギ関数を表すグラフである。図７において、安定性は、静止状態（すなわち、車速ゼロ）での車両システムの位置エネルギ関数として表され、システム位置エネルギが低くなるほど、車両姿勢が安定していることを示している。図７において、車両システムの位置エネルギは、車両傾き制御システムによって提供される車両の傾き角の関数として示されている。図７から分かるように、車両の重心がより低い位置へと移動することに起因して、傾き角が大きいほど車両システムの位置エネルギは小さくなる。これに対し、図７において、システムの位置エネルギが極大となるところは、車両姿勢が比較的安定していないことを示している。これは、車両が直立位置又は中央位置にあるときに発生する。傾き角が０度のとき（すなわち、車両が直立状態のとき）、車両重心は最も高い位置にあり、車両システムの位置エネルギが比較的高くなる。
【００２７】
以上のことを考えると、主傾き制御システムが故障したとき、作動停止中のとき、又は、誤作動中のときには、車両の直立位置に最も近い傾き角であって車両システムの位置エネルギが比較的低い所定の車両傾き角を実現することが望ましい。本発明において、これは、補助傾き制御システムを採用することによって実現される。補助傾き制御システムは、主傾き制御システムが故障したとき、作動停止中のとき、又は、誤作動中のときに、車体を所望の所定の傾き角へ持っていく。一般的に、傾き角を安定性を最大化するのに必要な所定値へ調整するために補助傾き制御システムによって掛けられるエネルギは、車両の現在の傾き角と車両の所望の所定の傾き角の間の差に依存する。補助傾き制御システムは、車両の一部を安定化のための上記所望の所定の傾き角へ戻すのに十分なエネルギ量を記憶している。
【００２８】
本発明の原理を説明するための一実施形態において、車両システムは、車両が直立位置（すなわち、車両の傾き角が略ゼロ）にあって略平坦な面の上に載っているときに比較的低い位置エネルギを持つことが望ましい。図８は、本発明に係る補助傾き制御システムの位置エネルギ関数を表すグラフである。図８は、車両の一部の傾き角を略ゼロへ調整するために補助傾き制御システムによって車両システムへ入力されるエネルギを、主傾き制御システムが非作動状態となったときの当該車両の一部の傾き角の関数として表している。図８から分かるように、補助傾き制御システムによって入力される位置エネルギは、図示された車両傾き角が最大となるときに、最大となる。なぜなら、その時点での車両傾き角と車両を安定化させるための所望の所定の傾き角（ここでは０度）との差が大きくなるほど、車両をその所望の所定の傾き角へ戻す際に補助システムによって消費されなければならないエネルギが大きくなるからである。
【００２９】
車両傾き角（又は他の車両姿勢パラメータ）を調整するのに必要な力は、様々な既知の代替手段のうち任意のもの（例えば、クランク機構）を経由してサスペンションシステムへ伝達させることができる。実際に使用される構造は、用途の仕様及びアーティキュレイションシステム油圧系のインターフェースに依存する。
【００３０】
図９は、横ビーム３０に結合された本発明に係る補助傾き制御システム２６の一実施形態の分解図である。補助傾き制御システム２６は、概して、補助傾き制御システム２６を作動させるためのエネルギを貯蔵するエネルギ貯蔵装置と、エネルギ貯蔵装置及び車両の傾かせることができる部分に結合され、エネルギ貯蔵装置から受け取ったエネルギを車両の傾かせることができる部分へ適用する安定化機構と、エネルギ貯蔵装置及び安定化機構に結合され、エネルギ貯蔵装置からのエネルギを安定化機構へ伝達するリンケージとを有する。
【００３１】
図９に示した実施形態において、エネルギ貯蔵装置はフレーム１３０よりも下方で主隔壁４２の一部分に結合された作動シリンダ１３２を有し、リンケージはシャフト１３４を有し、安定化機構はローラアッセンブリ１３６とカム１３８とを有する。図９を参照する。フレーム１３０は、主隔壁４２の中の横ビーム３０に隣接する一部分に結合される。フレーム１３０は、基板１４２から垂直に延びる２つの平行なプレート１４０を有する。プレート１４０は、略同一であるが、但し、これらプレート１４０のうち一方は、カム１３８に接続された角度センサ１５０が完全に回転できるようにする逃げ切り込み（ｃｌｅａｒａｎｃｅ  ｃｕｔ）１４８を有する。両プレート１４０は、横ビーム３０の中央ピボットポイント６０と位置合わせされた中央穴１４４と、ローラアッセンブリ１３６用のガイド溝１４６とを有する。プレート１４０の各々に形成される中央穴１４４は、ブッシング１５２を用いてキー溝付きシャフト６１を回転可能に支持するように設計される。ガイド溝１４６は、中央穴１４４よりも下方において垂直に延び、ローラアッセンブリ１３６に制限された通行路を提供する。
【００３２】
作動シリンダ１３２は、フレーム１３０より下方において主隔壁４２の一部へ結合されると共に、フレーム１３０の基板１４２へも結合される。作動シリンダ１３２は、ハウジング１５４と、第一のシリンダ１５６と、第二のシリンダ１５８と、第一のシリンダ１５６内を移動するピストン１６０と、第二のシリンダ１５８を密封する栓１６２とを有する。第一のシリンダ１５６及び第二のシリンダ１５８は、これらシリンダの底面に設けられた穴（図示せず）を通じて、流体連通している。ピストン１６０の円周は、第一のシリンダ１５６の内壁との間をシーリングする。第一のシリンダ１５６の中でピストン１６０より上方の容量は、トライク１０の油圧システム２００と流体連通しており、第二のシリンダ１５８（及び第一のシリンダ１５６の中でピストン１６０より下方の容量）には、加圧気体などの可圧縮流体が充填されている。ここに記載した本実施例に係る補助傾き制御システム用のエネルギ源は可圧縮流体を有するが、例えば油圧サブシステムやバネ装置などのエネルギ源も利用可能である。
【００３３】
ピストン１６０が第一のシリンダ１５６によって規定される軸に沿って直線移動するとローラアッセンブリ１３６が同じように動くように、シャフト１３４の一端はピストン１６０に結合され、他端はローラアッセンブリ１３６に結合される。
【００３４】
作動シリンダ１３２は、油圧ポート１６４と、圧力センサ１６６と、気体配管１６８とを有する。油圧ポート１６４により、第一のシリンダ１５６を、トライク１０の油圧システム２００と流体連通させることができる。圧力センサ１６６により、第一のシリンダ１５６内の圧力を電子制御システムによって監視することができる。気体配管１６８により、第二のシリンダ１５８を加圧気体で満たすことができる。
【００３５】
ローラアッセンブリ１３６は、３つの独立したローラ１７４、１７６を有する。これらローラは、ローラシャフト１７０によって接続されている。ローラ本体１７２は、シャフト１３４の他端に結合されると共に、ローラシャフト１７０を回転可能に支持するように設計される。ローラシャフト１７０の両端のローラ１７４は、フレーム１３０のガイド溝１４６内を移動する。中央ローラ１７６は、ピストン１６０が第一のシリンダ１５６内を上方へ移動したときにカム１３８の方へ向かって移動すると共に、ピストン１６０が第一のシリンダ１５６内を下方へ移動したときにカム１３８から離れる方向へ向かって移動するように設計される。
【００３６】
カム１３８は、中央穴１７８と、ローラ用くぼみ１８０と、２つの突出部１８２とを有する。キー溝付きシャフト６１は、穴１７８を貫通し、フレーム１３０の２つの平行なプレート１４０の間にカム１３８を支持する。ローラ用くぼみ１８０は、２つの突出部１８２の間に位置し、中央ローラ１７６の輪郭にちょうど一致する輪郭を持つ。突出部１８２は、互いに角度的にオフセットされており、中央ローラ１７６と係合するように設計された略同一の内周輪郭を有する。
【００３７】
図１０は、トライク１０が傾いた位置にあるときの補助傾き制御システム２６の断面図であり、図１１は、トライク１０が直立位置にあるときの補助傾き制御システム２６の断面図である。横ビーム３０及びカム１３８はいずれもキー溝付きシャフト６１によって支持されているため、これらはお互いに対して相対的に回転しない。トライク１０が傾いても、横ビーム３０及びカム１３８は略水平のままである。カム１３８から見ると、トライク１０の他の部分がキー溝付きシャフト６１まわりに回転したかのように見える。これを最も良く表しているのが図１０である。図１０から、トライク１０が傾いたとき、補助傾き制御システム２６がキー溝付きシャフト６１まわりに回転しているように見えることは明らかである。
【００３８】
主傾き制御システムが適正に機能していないとき、第一のシリンダ１５６内の油圧油からの圧力は、第二のシリンダ１５８内の加圧気体の圧力よりも大きい。これにより、ピストン１６０は下方へ押し下げられ、ローラアッセンブリ１３６はカム１３８から外れ、補助傾き制御システム２６が非係合位置（図１０）となる。上述の油圧システムの故障のいずれかが発生したとき、第一のシリンダ１５６への圧力も失われる。これにより、第二のシリンダ１５８内の加圧気体が膨張してピストン１６０を押し上げ、補助傾き制御システム２６が係合位置となる。この係合位置において、ローラアッセンブリ１３６は、カム１３８と接触している（図１１）。加圧気体からの圧力は、中央ロータ１７６をカムくぼみ１８０内へ押し込んでトライク１０を直立位置へ持っていくのに十分な力で中央ローラ１７６がカム突出部１８２の一方の内周輪郭を押圧するのに十分な大きさである。油圧システムに圧力が加えられない限り、第二のシリンダ１５８内の圧力は、第一のシリンダ１５６内の圧力よりも大きい。これにより、中央ローラ１７６はカムローラくぼみ１８０と係合した状態に保たれ、トライク１０が傾くことが防止される。
【００３９】
油圧システムの圧力が失われるという故障以外の故障が発生した場合、油圧システム２００を制御する電子制御装置は、油圧油ポンピングを停止して油圧を取り除くことができる。これは、第一のシリンダ１５６内の圧力も取り除くため、補助傾き制御システム２６を機能させることができるようになる。油圧システムに再び圧力が加えられると、第一のシリンダ１５６内の圧力が再び第二のシリンダ１５８内の圧力よりも大きくなる。これにより、ピストン１６０は下方へ押し下げられ、ローラアッセンブリ１３６はカム１３８から外れ、トライク１０を通常通りに機能させることができるようになる。
【００４０】
ここに記載した実施形態は、トライクが略水平な道路面の上に載っているとき、トライク１０の一部の傾き角を（直立位置に対応する）略０度へ持っていくように設計されている。この場合、ローラアッセンブリ１３６がカム１３８の輪郭が付けられた面沿いの中央の位置に来るまで、ピストン１６０によってローラアッセンブリ１３６がカム１３８の輪郭が付けられた面と転がりながら係合させられる。ローラは、略０度の傾き角が実現されたとき、カム面に形成された溝内に入り込み、ロックされるようになる。ピストン１６０によって掛けられる圧力は、ローラを所定位置に保持し、補助傾き制御システムを傾き角０度の姿勢でロックし、車両がこの位置から傾くことを防止することによって、比較的位置エネルギが低い直立車両姿勢を提供する。
【００４１】
図１２は、車体を（略水平な道路面上で）傾き角が略ゼロの直立姿勢へ持っていくのに、第二の傾き制御システムに貯蔵されたエネルギを適用し、図７に示す位置エネルギ関数を図８に示した位置エネルギ関数と効果的に合成することによって得られる位置エネルギ関数を示している。加えて、車体が直立位置へ持ってこられると、第一の傾き制御システムが機能しておらず且つ第二の傾き制御システムが係合されている間、車体が横方向の左右いずれかに傾くことを防止するために、車体は補助傾き制御システムによって直立位置にロックされる。図３から分かるように、０度又は略０度の傾き角の姿勢にロックされたサスペンションシステムを備えた車両の直立姿勢は、比較的安定した車両姿勢である。なぜなら、０度でない車両傾き角は、車両全体を傾ける又は回転させることによってしか実現できないため、直立の傾き角０度の姿勢によりもたらされる位置エネルギよりも高い位置エネルギの状態の車両姿勢を創り出してしまうからである。
【００４２】
図８の補助システムの位置エネルギ関数の形は、アキュムレータ圧力及びシステムメカニックス（カムの寸法など）の組み合わせによって制御可能である。この関数の最適な形は、例えば、主傾き制御システムが非作動状態又は作動不能状態となったときの車両姿勢や、所望の最終車両姿勢などの要因によって決定される。最終的な車両姿勢を表す位置エネルギ関数を図１２に示す。用途によっては、この合成関数の形は、所望の最終車両姿勢によって決定される。
【００４３】
図１３は、トライク１０の油圧システム２００を示す概略図である。油圧システム２００は、ポンプ２０１と、フィルタ２０２と、４つの比例制御弁ＰＣＶ１〜ＰＣＶ４と、センタリング弁２０４と、センタリングイネーブル弁２０６と、圧力センサ２０８と、温度センサ２５０と、リザーバ２２０とを有する。また、図１３は、油圧式アクチュエータ３８が上部油圧油チャンバ２１０と下部油圧油チャンバ２１２とを有し、油圧式アクチュエータ３９が上部油圧油チャンバ２１１と下部油圧油チャンバ２１３とを有することをも示している。これら油圧油チャンバは、シャフト２１６に固定された可動ピストン２１４によって規定される。
【００４４】
ポンプ２０１によって油圧システム２００へ供給された加圧された油圧油は、まずフィルタ２０２を通過して、あらゆる不純物を取り除く。フィルタ２０２を通過した後、油圧油は、弁ＰＣＶ１、弁ＰＣＶ２、及び、センタリング弁２０４へ供給される。弁ＰＣＶ１〜ＰＣＶ４の各々は、電子制御装置２１７から開又は閉のいずれかの命令を受け取る。これらの弁の各々は、互いに独立して個々に、任意の角度に閉じたり、開いたりできるが、説明の便宜上、ここでは弁ＰＣＶ１〜ＰＣＶ４は全開か又は全閉のいずれかであるものとする。
【００４５】
トライク１０を右へ傾けるときには、弁ＰＣＶ１及びＰＣＶ４を全閉とし、弁ＰＣＶ２及びＰＣＶ３を全開とする。この状況では、弁ＰＣＶ２を通って右アクチュエータ３９の上部油圧油チャンバ２１１及び左アクチュエータ３８の下部油圧油チャンバ２１２内へ油圧油をポンピングすることが可能となる。これにより、左アクチュエータ３８は長手方向に伸び、右アクチュエータ３９は縮む。同時に、左アクチュエータ３８の上部油圧油チャンバ２１０及び右アクチュエータ３９の下部油圧油チャンバ２１３からの油圧油は、ピストン２１４によって、油圧式アクチュエータ３８、３９外へ押し出される。油圧油チャンバ２１０、２１３から押し出された油圧油は、開いている弁ＰＣＶ３を通って、リザーバ２２０へ導かれる。トライク１０を左に傾けるときには、弁ＰＣＶ２及びＰＣＶ３を全閉とし、弁ＰＣＶ１及びＰＣＶ４を全開とする。この状況では、弁ＰＣＶ１を通って左アクチュエータ３８の上部油圧油チャンバ２１０及び右アクチュエータ３９の下部油圧油チャンバ２１３内へ油圧油をポンピングすることが可能となる。これにより、右アクチュエータ３９は長手方向に伸び、左アクチュエータ３８は縮む。同時に、右アクチュエータ３９の上部油圧油チャンバ２１１及び左アクチュエータ３８の下部油圧油チャンバ２１２からの油圧油は、ピストン２１４によって、油圧式アクチュエータ３８、３９外へ押し出される。油圧油チャンバ２１１、２１２から押し出された油圧油は、開いている弁ＰＣＶ４を通って、リザーバ２２０へ導かれる。
【００４６】
補助傾き制御システム２６は、機械的に制御され、トライク１０が直立位置を維持するのに支援が必要なとき（すなわち、油圧システム２００が油圧式アクチュエータ３８、３９を適正に利用するのに十分な圧力をもはや供給できないとき）のみ作動可能となる。油圧システムにおいて圧力は、複数の様々な方法で失われ得る。トライク１０が駐車され、スイッチが切られたとき、油圧ポンプ２０１は油圧システム２００へ圧力を掛けることはもはやできないため、油圧式アクチュエータ３８、３９はトライク１０を支えることはできない。油圧システム２００が何らかの原因（例えば、ポンプ故障、ホース破裂、油圧式アクチュエータのパンク、など）で故障した場合、エンジン１２が依然として作動中であって、トライク１０が依然として走行可能であっても、圧力は失われ得る。油圧式アクチュエータ３８、３９用の電子制御システムが機能不全となった場合、更に別の潜在的故障が発生し得る。このような故障モデルのリストは完全ではなく、油圧システムとは関係ない他のプログラム化された不良も含み得ることに注意。油圧がどのようにして失われたかに関係なく、補助傾き制御システム２６はトライク１０を安全な直立位置へ戻す。
【００４７】
以上説明したようにして、センタリング弁２０４へ油圧油が供給される。油圧システム２００が適正に機能しているときには、油圧油が補助傾き制御システム２６の第一のシリンダ１５６内へポンピングされるように、センタリング弁２０４は開状態とされる。第一のシリンダ１５６内における油圧油からの圧力は、第二のシリンダ１５８内における加圧気体の圧力よりも大きい。これにより、ピストン１６０は押し下げられ、ローラアッセンブリ１３６はカム１３８から外れ、補助傾き制御システム２６は非係合位置となる。圧力センサ１６６によって測定された第一のシリンダ１５６内の圧力が所定レベルに達すると、ＥＣＵ２１７はセンタリング弁２０４を閉じる。センタリング弁２０４が閉じている間、第一のシリンダ１５６内の圧力は維持される。これにより、たとえ油圧システムの圧力が変動しても、補助傾き制御システム２６は非係合位置に保持される。但し、油圧システムの圧力が所定レベルまで落ちると、ＥＣＵ２１７はセンタリング弁２０４を開く。これにより、第一のシリンダ１５６が再び油圧システム２００と流体連通するようになるため、第二のシリンダ１５８内の加圧気体からの圧力により第一のシリンダ１５６内に含まれる油圧油は減圧された油圧システム２００へ戻っていくことになる。同時に、補助傾き制御システム２６は、係合位置へ移動する。補助傾き制御システム２６が係合位置にあるとき、ローラアッセンブリ１３６はカム１３８と係合している。加圧気体からの圧力は、中央ローラ１７６をカムくぼみ１８０内へ追い込んで、トライク１０を直立位置へと持っていくのに十分な力で中央ローラ１７６をカム突出部１８２の一方の内側輪郭を押圧するのに十分な大きさである。油圧システム２００に再度圧力が掛けられない限り、第二のシリンダ１５８内の圧力は、第一のシリンダ１５６内の圧力よりも大きい。これにより、ローラアッセンブリ１３６はカムローラくぼみ１８０と係合した状態に保たれ、トライク１０が傾くことが防止される。
【００４８】
油圧システムの圧力が失われること以外の故障が発生した場合、ＥＣＵ２１７は油圧油のポンピングを中止し、油圧を取り除くことができる。これにより、第一のシリンダ１５６内の圧力も取り除かれるため、補助傾き制御システム２６が機能し得る状態となる。油圧システム２００に再び圧力が掛けられると、第一のシリンダ１５６内の圧力が再び第二のシリンダ１５８内の圧力よりも大きくなる。これにより、ピストン１６０は押し下げられ、ローラアッセンブリ１３６はカム１３８から外れ、トライク１０が通常通り機能し得る状態となる。
【００４９】
図１３の油圧システムにおいては、左油圧式チャンバ３８の上部油圧油チャンバ２１０と右油圧式チャンバ３９の下部油圧油チャンバ２１３の間、又は、右油圧式チャンバ３９の上部油圧油チャンバ２１１と左油圧式チャンバ３８の下部油圧油チャンバ２１３の間に油圧油が閉じ込められるという故障が発生し得る。これは、例えば、ＥＣＵ２１７の機能不全により弁ＰＣＶ３又は弁ＰＣＶ４を開くことができなかった場合などに発生し得る。この故障が発生すると、油圧式アクチュエータ３８、３９は、その時点での状態にかかわらず、ロックされてしまう可能性がある。そうなると、トライク１０が傾いた位置でロックされてしまうおそれがある。これは、補助傾き制御システム２６の作動を妨げる。なぜなら、補助傾き制御システムが、閉じ込められた油圧油によって横ビーム３０に加えられている力を上回るのに十分な力を掛けることができなくなるからである。この状況を改善するために、センタリング弁２０４が開かれているとき、センタリングイネーブル弁２０６を開いておく。これにより、油圧油は油圧式アクチュエータ３８、３９のチャンバ２１０〜２１３のうち任意のチャンバ間を流れることができるようになるため、油圧式チャンバ３８、３９の間に油圧油が閉じ込められてしまうことが防止される。
【００５０】
特に断りのない限り、ここに記載した車両傾き制御システムの要素は、本分野では既知の方法を用いて製造し、相互接続することができる。また、上記の本発明の実施形態の説明は、単なる例示であることも明らかである。したがって、ここに開示された様々な構造上・作動上の特徴は、当業者の能力に比例した、請求項記載の本発明の範囲を逸脱しない様々な変形を施し得る。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明を具現化した補助傾き制御システムに結合された傾きフロントサスペンションを有する三輪モーターサイクルの斜視図である。
【図２】図１の三輪モーターサイクルの側面図である。
【図３】直立した状態における図１の三輪モーターサイクルの前面図である。
【図４】傾いた状態における図１の三輪モーターサイクルの前面図である。
【図５】図１の三輪モーターサイクルのフロントサスペンションの拡大斜視図である。
【図６】図５に示した三輪モーターサイクルのフロントサスペンションの分解斜視図である。
【図７】車両の主傾き制御システムが作動中の車両状態を表す位置エネルギ関数のグラフである。
【図８】主傾き制御システムの非作動中又は故障中に作動可能な補助傾き制御システムの位置エネルギ関数のグラフである。
【図９】図１の三輪モーターサイクル用の補助傾き制御システムの一実施形態の分解斜視図である。
【図１０】三輪モーターサイクルが傾いた位置にあるときの図９の補助傾き制御システムの部分横断面図である。
【図１１】三輪モーターサイクルが直立位置にあるときの図９の補助傾き制御システムの部分横断面図である。
【図１２】図９に示した補助傾き制御システムに貯蔵されたエネルギを車両システムへ供給し、図８に示した位置エネルギ関数と図７に示した位置エネルギ関数とを効果的に合成することによって導かれる位置エネルギ関数のグラフである。
【図１３】図１の三輪モーターサイクルの主傾き制御システム及び補助傾き制御システムを作動させる油圧システムの概略図である。
【符号の説明】
【００５２】
１０  三輪モーターサイクル（トライク）
１２  エンジン
１４  ハンドルバー
１６  フレーム
１８  サスペンションシステム
２０  後輪
２２、２４  前輪
２６  補助傾き制御システム
３０  横ビーム
３２、３４  制御アーム
３６  スプリングダンバー
３８、３９  油圧式アクチュエータ
４０  フロント隔壁
４２  主隔壁
４４  スピンドル
４６  タイロッド
４８  ステアリングボックス
６０、６２、６４、７０、７２、８２、８４、８６、９０、９２、１１０、１１２  ピボットポイント
１００、１０２  ピン
１０３  車軸
１１４、１１６  ポート
１３０  フレーム
１３２  シリンダ
１３４  シャフト
１３６  ローラアッセンブリ
１３８  カム
１４０  プレート
１４２  基板
１４６  ガイド溝
１５０  角度センサ
１７４、１７６  ローラ
１７０  ローラシャフト
１８０  くぼみ
１８２  突出部
２００  油圧システム
２０１  ポンプ
２０２  フィルタ
２０４  センタリング弁
２０６  センタリングイネーブル弁
２０８  圧力センサ
２１０、２１１、２１２、２１３  チャンバ
２１４  ピストン
２１６  シャフト
２１７  ＥＣＵ
２２０  リザーバ
２５０  温度センサ
ＰＣＶ１〜ＰＣＶ４  比例制御弁
【図１】
2006315674.tif 000003
【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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