(57)【要約】【課題】エンジン装着時におけるラチェット付勢用ばねの抜落を回避して装着負担を軽減できるとともに、エンジン作動時におけるラチェット付勢用ばねの座屈を回避してラチェット機能を長期に亙って確実に発揮できるラチェット式テンショナを提供すること。【解決手段】ハウジング本体１１０のプランジャ収容穴１１１から前進突出するようにばね付勢して摺動するプランジャ１２０と、ハウジング本体１１０のラチェット軸１１２に揺動自在に軸支されてラチェット付勢用ばね１５０で付勢されるラチェット１４０とを備えるとともに、ラチェット１４０とラチェット付勢用ばね１５０との間に介在するラチェット押圧用ピストン部材１６０が、ハウジング本体１１０のラチェット付勢用ばね収容穴１１３からラチェット１４０に向けて一部突出するように設けられているラチェット式テンショナ１００。【選択図】図２
2006234088.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング本体のプランジャ収容穴から前進突出するようにばね付勢して摺動するプランジャと、前記ハウジング本体のラチェット軸に揺動自在に軸支されてラチェット付勢用ばねで付勢されるラチェットとを備え、前記ラチェットのラチェット爪をプランジャ側面のラック歯に噛合わせてプランジャの前進変位を許容して後退変位を阻止するラチェット式テンショナにおいて、
前記ラチェット付勢用ばねとラチェットとの間に介在するラチェット押圧用ピストン部材が、前記ハウジング本体のラチェット付勢用ばね収容穴からラチェットに向けて一部突出するように設けられていることを特徴とするラチェット式テンショナ。
【請求項２】
前記ラチェット押圧用ピストン部材が、前記ラチェット付勢用ばね収容穴を進退自在に摺動するピストン胴体部と、前記ラチェットの軸孔近傍部と接触を回避してピストン対向部に当接する前記ピストン胴体部より小径の先端当接部とを備えていることを特徴とする請求項１記載のラチェット式テンショナ。
【請求項３】
前記ラチェット押圧用ピストン部材の先端当接部が平坦面を有しているとともに、前記ラチェットのピストン対向部が凸状曲面を有していることを特徴とする請求項１または請求項２記載のラチェット式テンショナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用エンジンのタイミングベルト或いはタイミングチェーン等の伝動チェーンに適正な張力を付与するために用いられるラチェット式テンショナに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用エンジンのクランクシャフトとカムシャフトとの間で動力伝達するチェーン伝動装置には、タイミングベルトやタイミングチェーンの弛み側にテンショナレバーを介して適正な張力を付与して走行時に生じる振動を抑止するためのラチェット式テンショナが広く用いられている。
図６乃至図８に示すような従来のラチェット式テンショナ５００は、ハウジング本体５１０のプランジャ収容穴５１１から前進突出するようにばね付勢して摺動するプランジャ５２０と、ハウジング本体５１０のラチェット軸５１２に揺動自在に軸支されてラチェット付勢用ばね５３０で付勢されるラチェット５４０とを備えて、ラチェット５４０のラチェット爪５４１、５４２をプランジャ５２０の側面に形成されたラック歯５２２に噛合わせてプランジャ５２０の前進変位を許容して後退変位を阻止するように構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−３４４０８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、このような従来のラチェット式テンショナ５００は、図７に示すように、ラチェット付勢用ばね５５０がラチェット５４０に向けて突出した状態でラチェット５４０を直に付勢しているが、プランジャ５２０の大きなストロークが要求される高負荷型あるいは高速回転型などのエンジンに対応させる場合、ラチェット付勢用ばね収容穴５１３の開口部とラチェット５４０との間隙を拡幅してラチェット付勢用ばね５５０の突出領域を充分に確保する必要があり、このようにラチェット付勢用ばね５５０の突出領域を長くすると、エンジンへ装着する際にラチェット付勢用ばね５５０が突出領域から抜け落ち易くなるという不都合が生じてエンジン内における極めて制限されたテンショナ取り付け位置への装着作業が困難になり高度な熟練もしくは多大な作業負担を要するというエンジン装着上の厄介な問題があった。
【０００４】
また、従来のラチェット式テンショナ５００は、図８に示すように、ラチェット５４０がプランジャ５２０の前進変位を許容して後退変位を阻止する一連のラチェット作動中にラチェット付勢用ばね収容穴５１３からラチェット５４０に向けて突出したラチェット付勢用ばね５５０の突出部分がラチェット付勢用ばね収容穴５１３の開口部とラチェット５４０との間（図８の符号Ｘで示す箇所参照）で座屈して交絡する虞れがあり、仮に、ラチェット付勢用ばね５５０が座屈して弾性回復せず、ばね本来の正常な弾性機能を発揮することができなくなってプランジャ５２０の後退方向の変位を阻止するラチェット機能を支障を来すという問題があった。
【０００５】
さらに、従来のラチェット式テンショナ５００は、上述したように、ラチェット付勢用ばね５５０がラチェット５４０に向けて突出した状態でラチェット５４０を直に付勢しているため、ラチェット５４０のばね受け平面５４３のスペースをできるかぎり広範に確保しなければならず、ラチェット軸５１２の軸孔近傍部が肉薄となり、ラチェット５４０の小型化が制約されるという構造上の問題もあった。
【０００６】
そこで、本発明は、上述したような課題を解決するものであって、すなわち、本発明の目的は、エンジン装着時におけるラチェット付勢用ばねの抜落を回避して装着負担を軽減できるとともに、エンジン作動時におけるラチェット付勢用ばねの座屈を回避してラチェット機能を長期に亙って確実に発揮できるラチェット式テンショナを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本請求項１に係る発明は、ハウジング本体のプランジャ収容穴から前進突出するようにばね付勢して摺動するプランジャと、前記ハウジング本体のラチェット軸に揺動自在に軸支されてラチェット付勢用ばねで付勢されるラチェットとを備え、前記ラチェットのラチェット爪をプランジャ側面のラック歯に噛合わせてプランジャの前進変位を許容して後退変位を阻止するラチェット式テンショナにおいて、前記ラチェット付勢用ばねとラチェットとの間に介在するラチェット押圧用ピストン部材が、前記ハウジング本体のラチェット付勢用ばね収容穴からラチェットに向けて一部突出するように設けられていることによって、上記目的を達成するものである。
【０００８】
また、本請求項２に係る発明は、本請求項１に係る発明の構成に加えて、前記ラチェット押圧用ピストン部材が、前記ラチェット付勢用ばね収容穴を進退自在に摺動するピストン胴体部と、前記ラチェットの軸孔近傍部と接触を回避してピストン対向部に当接する前記ピストン胴体部より小径の先端当接部とを備えていることによって、上記目的を達成するものである。
【０００９】
また、本請求項３に係る発明は、本請求項１または本請求項２に係る発明の構成に加えて、前記ラチェット押圧用ピストン部材の先端当接部が平坦面を有しているとともに、前記ラチェットのピストン対向部が凸状曲面を有していることによって、上記目的を達成するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本請求項１に係る発明のラチェット式テンショナによれば、ラチェット付勢用ばねとラチェットとの間に介在するラチェット押圧用ピストン部材がハウジング本体のラチェット付勢用ばね収容穴からラチェットに向けて一部突出するように設けられているため、ラチェット押圧用ピストン部材がラチェット付勢用ばね収容穴に必然的に保持されているので、エンジン装着時におけるラチェット付勢用ばねの抜落を回避して装着負担を軽減でき、また、ラチェット付勢用ばねがラチェット付勢用ばね収容穴から露出することなく伸縮自在に付勢力を発生するので、エンジン作動時におけるラチェット付勢用ばねの座屈を回避してラチェットを円滑に揺動させてラチェット機能を長期に亙って確実に発揮できる。
【００１１】
また、本請求項２に係る発明は、本請求項１に係る発明の構成に加えて、前記ラチェット押圧用ピストン部材が、前記ラチェット付勢用ばね収容穴を進退自在に摺動するピストン胴体部と、前記ラチェットの軸孔近傍部と接触を回避してピストン対向部に当接する前記ピストン胴体部より小径の先端当接部とを備えていることにより、本請求項１の発明が奏する効果に加えて、ラチェットの軸孔近傍部を肉厚にすることができるので、ラチェットの小型化が制約されることなく実現できるとともに、ラチェットの肉薄な軸孔近傍部におけるクラックの発生も防止できる。
【００１２】
また、本請求項３に係る発明は、本請求項１または本請求項２に係る発明の構成に加えて、前記ラチェット押圧用ピストン部材の先端当接部が平坦面を有しているとともに、前記ラチェットのピストン対向部が凸状曲面を有していることにより、本請求項１または本請求項２の発明が奏する効果に加えて、ラチェットがプランジャとの噛み外れ時に呈する如何なる傾斜姿勢であってもラチェット押圧用ピストン部材の押圧でラチェットのピストン対向部に発生する抗力を常にラチェット付勢用ばねの中心線方向に指向させるため、張力変動に伴うプランジャの後退変位に追従してラチェットを円滑に揺動させてラチェット機能を確実に達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明のラチェット式テンショナは、ラチェット付勢用ばねとラチェットとの間に介在させるラチェット押圧用ピストン部材をハウジング本体のラチェット付勢用ばね収容穴からラチェットに向けて一部突出するように設けることにより、エンジン装着時におけるラチェット付勢用ばねの抜落を回避して装着負担を軽減するとともに、エンジン作動時におけるラチェット付勢用ばねの座屈を回避してラチェット機能を長期に亙って確実に発揮するものであれば、その具体的態様は如何なるものであっても良い。
【００１４】
すなわち、本発明のラチェット式テンショナは、ラチェットのラチェット爪をプランジャ側面に刻設したラック歯に対して揺動自在に噛合わせてプランジャの後退変位を阻止し、伝動チェーンからプランジャに加わる衝撃力を受け止めて伝動チェーンの振動を規制するラチェット式テンショナであれば、如何なる形態のラチェット式テンショナであっても差し支えなく、たとえば、従来周知の油圧機構、すなわち、ハウジングの圧油供給路から高圧室に流入した圧油の逆流を阻止する逆止弁ユニット（チェックボール機構ともいう）がプランジャ収容穴の底部に連続して凹設した逆止弁ユニット収容穴に収納されているラチェット式油圧テンショナやこのような油圧機構を備えていないラチェット式テンショナであっても構わない。また、リリーフバルブ機構を備えているラチェット式油圧テンショナでも良い。
【００１５】
また、本発明で用いたラチェット付勢用ばねとラチェット押圧用ピストン部材とは、プランジャに対するラチェットの噛み込み位置をラチェット軸よりやや前方に設定してプランジャの後退変位を確実に阻止できるようにするためにプランジャの前進突出方向に向けてやや拡開するように配置したり、プランジャ収容穴とラチェット付勢用ばね収容穴との同時成型とハウジング本体の小型化とを達成するためにプランジャ収容穴と平行になるように配置して良い。
【００１６】
更に、本発明で用いるラチェット付勢用ばねは、その付勢力をラチェット押圧用ピストン部材を介してラチェットを伝達する構造を採用しているため、ラチェット付勢用ばね収容穴に収容できるばね外径、ばね長さであれば、その具体的ばね形態は如何なるものであっても差し支えなく、しかも、ラチェット付勢用ばねのばね外径はラチェットのサイズに因らずに設計しても良い。
【実施例】
【００１７】
本発明の一実施例であるラチェット式テンショナ１００を図１乃至図５に基づいて説明する。
ここで、図１は、本発明の一実施例であるラチェット式テンショナ１００の使用態様図であり、図２は、図１に示すラチェット式テンショナ１００を拡大した外観図であり、図３は、ラチェットとプランジャとの噛み外れ状態を示した断面図であり、図４は、ラチェットとプランジャとの噛み合い状態を示した断面図であり、図５は、本実施例で用いたラチェット押圧用ピストン部材を拡大した斜視図である。
【００１８】
まず、図１に示すように、本実施例のラチェット式テンショナ１００は、エンジンのクランクシャフトで回動される駆動側スプロケットＳ１とカムシャフトに固定されている被駆動側スプロケットＳ２の間に掛け廻されているタイミングチェーンＣの弛み側でエンジン本体に取り付けられて、そのハウジング本体１１０の前面からプランジャ１２０が出没自在に突出しており、プランジャ１２０がエンジン本体側に揺動自在に支持されている可動レバーＬの揺動端近傍の背面を押圧することにより、可動レバーＬを介してタイミングチェーンＣの弛み側に張力を付与している。なお、タイミングチェーンＣの張り側にはタイミングチェーンＣの走行を案内する固定ガイドＧがエンジン本体側に取り付けられている。
そして、駆動側スプロケットＳ１が矢印の方向に回動すると、タイミングチェーンＣが矢印の方向に走行し、次いで、このタイミングチェーンＣの走行によって被駆動側スプロケットＳ２が矢印の方向に回動し、駆動側スプロケットＳ１の回動が被駆動側スプロケットＳ２に伝達するようになっている。
【００１９】
そこで、図２乃至図４に示すように、本実施例のラチェット式テンショナ１００は、ハウジング本体１１０に形成されたプランジャ収容穴１１１内に円柱状のプランジャ１２０が摺動自在に嵌挿され、このプランジャ１２０には一端がプランジャ収容穴１１１の底部に向けて開口する空洞部１２１が形成されている。
そして、プランジャ収容穴１１１と空洞部１２１に亘りプランジャ付勢用ばね１３０が収容されており、このプランジャ付勢用ばね１３０が、プランジャ１２０の先端部をプランジャ収容穴１１１の外部へ突出するように常時付勢している。
【００２０】
また、前記ハウジング本体１１０に設けたラチェット軸１１２には、プランジャ１２０の前進変位を許容して後退変位を阻止するラチェット１４０が、ラチェット付勢用ばね１５０で付勢された状態でラチェット押圧用ピストン部材１６０を介して揺動自在に軸支され、ハウジング本体１１０に形成されたラチェット付勢用ばね収容穴１１３に収容されているラチェット付勢用ばね１５０により、このラチェット１４０のラチェット爪１４１及びラチェット爪１４２がプランジャ１２０の側面に刻設したラック歯１２２に揺動自在に噛み合ってプランジャの前進変位を許容して後退変位を阻止するようになっている。
なお、前記ラチェット付勢用ばね１５０に対するラチェット付勢用ばね収容穴１１３の穴径は、ラチェット付勢用ばね収容穴１１３内でラチェット付勢用ばね１５０が座屈しないように定めている。
【００２１】
そして、本実施例で用いたラチェット１４０は、ラチェット爪１４１及びラチェット爪１４２に加えて、ラチェット押圧用ピストン部材１６０に対向する凸状曲面１４３ａを備えたピストン対向部１４３が形成されているとともに、小型化されたラチェット式テンショナの組立時における従来のようなラチェット５４０の肉薄な軸孔近傍部５４４に生じがちなクラックの発生を防ぐために、ラチェット１４０の軸孔近傍部１４４が肉厚に形成されている。
【００２２】
さらに、このラチェット式テンショナ１００は、ラック歯１２２とラチェット爪１４１及びラチェット爪１４２との間にバックラッシを持たせ、プランジャ収容穴１１１と空洞部１２１との間に形成される高圧室Ｒに逆止弁ユニット１７０のチェック弁１７１を介して外部の給油源から圧油を導入し、プランジャ１２０がテンショナレバーＬから衝撃力を受けたときに、ラック歯１２２とラチェット爪１４１及びラチェット爪１４２とが噛み合った状態で、バックラッシの範囲内でプランジャ１２０がプランジャ付勢用ばね１３０の付勢力に抗して後退し、この際、チェック弁１７１が閉じてプランジャ１２０内の圧油を、プランジャ１２０の外周面とハウジング本体１１０のプランジャ収容穴１１１の内周面との間からリークさせて衝撃力を緩衝することにより、タイミングチェーンＣからプランジャ１２０に加わる衝撃力を受け止めてタイミングチェーンＣの振動を規制するようになっている。
【００２３】
つぎに、本実施例のラチェット式テンショナ１００が最も特徴とするラチェット押圧用ピストン部材１６０について詳細に説明する。
すなわち図４に示すように、前記ラチェット１４０とラチェット付勢用ばね１５０との間に介在させるラチェット押圧用ピストン部材１６０は、金属製部材から構成されて、前記ハウジング本体１１０のラチェット付勢用ばね収容穴１１３からラチェット１４０に向けて一部突出するように設けられ、ラチェット付勢用ばね収容穴１１３を進退自在に摺動する円柱状のピストン胴体部１６２と、ラチェット１４０の軸孔近傍部１４４と接触を回避してピストン対向部１４３の凸状曲面１４３ａに当接する前記ピストン胴体部１６２より小径の先端当接部１６１とを備え、さらに、この先端当接部１６１には、平坦面１６１ａが形成されている。
【００２４】
また、ラチェット押圧用ピストン部材１６０の全長は、ハウジング本体１１０のラチェット付勢用ばね収容穴１１３からラチェット１４０に向けて一部突出したようなラチェット作動中に、ラチェット押圧用ピストン部材１６０がラチェット付勢用ばね収容穴１１３から抜け落ちないように、ラチェット付勢用ばね収容穴１１３の開口部とラチェット１４０との間の空隙部、ラチェット付勢用ばね１５０の全長、ラチェット１４０の形状等に応じて調整される。
【００２５】
なお、上述したような実施例のラチェット押圧用ピストン部材１６０では、ラチェット１４０のピストン対向部１４３を押圧する先端当接部１６１が片側にのみ形成されているが、ラチェット式テンショナ組立時に間違って先端当接部１６１をラチェット付勢用ばね１５０に対向させて組み付けてしまう、所謂、誤組付けの発生を防止するために、先端当接部１６１をピストン胴体部１６２の両端に設けて何れの端から組み付けても誤組付けが無いようにすることもできる。
【００２６】
本実施例のラチェット式テンショナ１００は、以下のように作動する。
まず、図３に示すように、タイミングチェーンＣの張力に緩みが生じてプランジャ１２０がバックラッシの範囲を超えて突出方向へ前進変位すると、ラチェット１４０のラチェット爪１４１及びラチェット爪１４２が、前進するプランジャ１２０のラック歯１２２に押されてラチェット１４０がラチェット軸１１２に対して時計回りで回動する。
このラチェット１４０が時計回りで回動するとき、ラチェット１４０のピストン対向部１４３に対向するラチェット押圧用ピストン部材１６０がラチェット付勢用ばね収容穴１１３内のラチェット付勢用ばね１５０を収縮させて後退し、プランジャ１２０のラック歯１２２とラチェット１４０との噛み合いが解除される。
その後、ラチェット１４０が隣り合う新たなラック歯１２２へと噛み合う際に、ラチェット１４０がラチェット軸１１２に対して反時計回りで回動する。
このラチェット１４０が反時計回りで回動するとき、ラチェット付勢用ばね収容穴１１３内のラチェット付勢用ばね１５０が伸張して、ラチェット押圧用ピストン部材１６０をラチェット１４０のピストン対向部１４３に向けて押圧する。
それ以降、ラチェット１４０及びラチェット付勢用ばね１５０は、タイミングチェーンＣの緩みが解消されるまで前述した作動と同様の作動を繰り返し行う。そして、タイミングチェーンＣの緩みが生じた時点で噛み合うべきラック歯１２２とラチェット１４０のラチェット爪１４１及びラチェット爪１４２とがそれぞれ噛み合って停止する。
【００２７】
このようにして得られた本実施例のラチェット式テンショナ１００では、ラチェット１４０とラチェット付勢用ばね１５０との間に介在するラチェット押圧用ピストン部材１６０がハウジング本体１１０のラチェット付勢用ばね収容穴１１３からラチェット１４０に向けて一部突出するように設けられているため、ラチェット押圧用ピストン部材１６０がラチェット付勢用ばね収容穴１１３に必然的に保持されているので、エンジン装着時におけるラチェット付勢用ばね１５０の抜落を回避して装着負担を軽減でき、また、ラチェット付勢用ばね１５０がラチェット付勢用ばね収容穴１１３から露出することなく伸縮自在に付勢力を発生するので、エンジン作動時におけるラチェット付勢用ばね１５０の座屈を回避してラチェット１４０を円滑に揺動させてラチェット機能を長期に亙って確実に発揮できる。
【００２８】
また、ラチェット押圧用ピストン部材１６０が、ラチェット付勢用ばね収容穴１１３を進退自在に摺動するピストン胴体部１６２と、ラチェット１４０の軸孔近傍部１４４と接触を回避してピストン対向部１４３に当接するピストン胴体部１６２より小径の先端当接部１６１とを備えていることにより、ラチェット１４０の軸孔近傍部１４４を肉厚にすることができるので、ラチェット１４０の小型化が制約されることなく実現できるとともに、ラチェット１４０の肉薄な軸孔近傍部１４４におけるクラックの発生も防止できる。
【００２９】
さらに、ラチェット押圧用ピストン部材１６０の先端当接部１６１が平坦面１６１ａを有しているとともに、ラチェット１４０のピストン対向部１４３が凸状曲面１４３ａを有していることにより、ラチェット１４０がプランジャ１２０との噛み外れ時に呈する如何なる傾斜姿勢であってもラチェット押圧用ピストン部材１６０の押圧でラチェット１４０のピストン対向部１４３に発生する抗力を常にラチェット付勢用ばね１５０の中心線方向に指向させるため、張力変動に伴うプランジャ１２０の後退変位に追従してラチェット１４０を円滑に揺動させてラチェット機能を確実に達成することができる。
【００３０】
更に、ラチェット押圧用ピストン部材１６０を介在させることによって、ラチェット付勢用ばね１５０のばね外径、全長等の寸法設定範囲が拡大して、部品調達の自由度を大幅に許容することができ、しかも、ラチェット付勢用ばね１５０に対して座屈方向への荷重が加わらないため、ラチェット付勢用ばね１５０の耐久寿命を向上することができるなど、その効果は甚大である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施例であるラチェット式テンショナ１００の使用態様図。
【図２】図１に示すラチェット式テンショナ１００を拡大した外観図。
【図３】ラチェットとプランジャとの噛み外れ状態を示した断面図。
【図４】ラチェットとプランジャとの噛み合い状態を示した断面図。
【図５】本実施例で用いたラチェット押圧用ピストン部材を拡大した斜視図。
【図６】従来のラチェット式テンショナを示す断面図。
【図７】ラチェット付勢用ばねの抜け落ち状態を示す説明図。
【図８】ラチェット付勢用ばねの座屈状態を示す説明図。
【符号の説明】
【００３２】
１００，５００  ・・・ラチェット式テンショナ
１１０，５１０  ・・・ハウジング本体
１１１，５１１  ・・・プランジャ収容穴
１１２，５１２  ・・・ラチェット軸
１１３，５１３  ・・・ラチェット付勢用ばね収容穴
１２０，５２０  ・・・プランジャ
１２１，５２１  ・・・空洞部
１２２，５２２  ・・・ラック歯
１３０，５３０  ・・・プランジャ付勢用ばね
１４０，５４０  ・・・ラチェット
１４１，１４２，５４１，５４２  ・・・ラチェット爪
１４３  ・・・ピストン対向部
１４３ａ・・・凸状曲面
１４４  ・・・軸孔近傍部
５４３  ・・・ばね受け平面
１５０，５５０  ・・・ラチェット付勢用ばね
１６０  ・・・ラチェット押圧用ピストン部材
１６１  ・・・先端当接部
１６２  ・・・ピストン胴体部
１６１ａ  ・・・平坦面
Ｓ１  ・・・駆動側スプロケット
Ｓ２  ・・・被駆動側スプロケット
Ｃ    ・・・タイミングチェーン
Ｌ    ・・・可動レバー
Ｇ    ・・・固定ガイド
Ｒ    ・・・高圧室
【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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