(57)【要約】本発明は、多数のセグメント（４ａ，４ｂ，４ｃ）を互いに連結してハウジングの長手方向に延在する形式のハウジングを設けた弾性材料製の中空本体（１）を具える偏心スパイラルポンプのためのステータに関する。セグメント（４）の表面は、セグメントの組立体が多角形の閉じた形状のハウジングを形成するよう配列する。弾性材料製の中空本体（１）の外側面が多角形状とした実施例では、したがって、閉じた形状のハウジングが得られる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータ（３）を収容する螺旋キャビティ（２）を有し、外面にケーシングを設ける弾性材料製の中空本体（１）を具え、前記ケーシングを、軸線方向に延在しかつ互いに連結した複数個のセグメント（４，４ａ，４ｂ）により構成した偏心スパイラルポンプのためのステータにおいて、隣接のセグメント相互を、前記ケーシングに対して抗張力形状ロック連結を生ずるよう可変角度でケーシングの周縁に沿って互いに連結したことを特徴とする偏心スパイラルポンプのためのステータ。
【請求項２】
個々のセグメントの表面を一平面上に配列した複数個のセグメントを連結することによって閉じたケーシングを形成してほぼ多角形状を得るようにし、また弾性材料製の中空本体の外面（７）が、周縁に沿って多数のセグメントに対応する数の表面を有する多角形を有し、弾性材料製の中空本体と相互連結したセグメントとの間に確実な連結が得られる構成とした請求項１記載の装置。
【請求項３】
少なくとも２個のセグメント（４，４ａ，４ｂ）の長手方向側辺は、互いに隣接するセグメント相互が相互にかみ合って抗張力形状ロックを生ずるようにした請求項１または２記載の装置。
【請求項４】
複数個のセグメント（４，４ａ，４ｂ）の長手方向側辺は、互いに長手方向に押し付け合うことができるよう構成した請求項１乃至３のうちのいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
複数個のセグメントは長手方向に連続する孔（１５）を生ずるようにした請求項１乃至４のうちのいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
複数個のセグメント（４，４ａ，４ｂ）を、ボルト（１８）のような固定素子によって縦方向に相互連結した請求項１乃至５のうちのいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
複数個のセグメントの長手方向側辺が円形に互いにかみ合う輪郭にした請求項１乃至６のうちのいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
複数個のセグメントの長手方向側辺を、角度をなしてかみ合う輪郭にした請求項１乃至７のうちのいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
個別セグメントの長さを、中空本体の長さより短くし、少なくとも２個の列のセグメントを、中空本体の長手方向に順次互いに配列した請求項１乃至８のうちのいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
長手方向に配列する少なくとも２個の順次のセグメントを、１個のセグメントの幅だけ側にオフセットした請求項１乃至９のうちのいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
少なくとも２個のセグメントをチェーン部材の形式にして相互連結した請求項１乃至１０記載の装置。
【請求項１２】
チェーン部材の形式にした少なくとも２個のセグメントは、個別のチェーン部材を順次連結する一体連結素子を有するものとした請求項１０記載の装置。
【請求項１３】
順次のセグメントの角度移動範囲を制限する手段を設けた請求項１乃至１２のうちのいずれか一項に記載の装置。
【請求項１４】
セグメントを互いに連結する付加的力ロック連結部材を設けた請求項１乃至１３のうちのいずれか一項に記載の装置。
【請求項１５】
セグメントと弾性材料製の中空本体との間の付加的な力ロック連結部材を設けた請求項１乃至１４のうちのいずれか一項に記載の装置。
【請求項１６】
少なくとも１個の中空本体に対向するセグメントの一方の側面は、特別に粗い表面または付加的な保持歯を有する表面にした請求項１乃至１５のうちのいずれか一項に記載の装置。
【請求項１７】
少なくとも１個のセグメントは、中空本体を支持する少なくとも１個の付加的接触面を有するものとした請求項１乃至１６のうちのいずれか一項に記載の装置。
【請求項１８】
弾性材料製の中空本体は、端面側のセグメントにオーバーラップする部分を有するものとして構成した請求項１乃至１７のうちのいずれか一項に記載の装置。
【請求項１９】
弾性材料製の中空本体に比較してより一層高い剛性を有する材料で構成したセグメントによりケーシングを構成した請求項１乃至１８のうちのいずれか一項に記載の装置。
【請求項２０】
ケーシングを弾性材料製のセグメントにより構成した請求項１乃至１９のうちのいずれか一項に記載の装置。
【請求項２１】
少なくとも１個の張力手段を付加的に設け、個々のセグメントよりなるケーシングの直径を減少した請求項１乃至２０のうちのいずれか一項に記載の装置。
【請求項２２】
セグメントを外側から支持する付加的な支持リング（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）を設けた請求項１乃至２１のうちのいずれか一項に記載の装置。
【請求項２３】
セグメントの熱膨張係数は、弾性材料製の中空本体の熱膨張係数に基づいて、熱膨張の差を補償する寸法にした請求項１乃至２２のうちのいずれか一項に記載の装置。
【請求項２４】
中空本体とステータケーシングとの間に、ねじれに対抗する少なくとも１個の挿入式ゆるみ防止手段を設けた請求項１乃至２３のうちのいずれか一項に記載の装置。
【請求項２５】
ロータ（３）を収容する螺旋キャビティ（２）を有し、弾性材料で形成した偏心スパイラルポンプ用ステータの中空本体において、前記中空本体の外面を、多角形断面形状にしたことを特徴とするステータ中空本体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、螺旋ロータを有する偏心スパイラルポンプのステータに関するものである。ステータは、さらに、ロータを収容する螺旋状のキャビティを有し、弾性材料で構成し、堅固なケーシングによって包囲する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術のロータにおいては、複数個のセグメントよりなる固体ケーシングまたは堅固なケーシングを使用してロータの弾性材料を収容する。
【０００３】
軸線方向に配列した３個のハウジングセグメントをバンドで互いにクランプして構成したロータハウジングについて記載しているものがある。（例えば、特許文献１参照。）このハウジングにおいて、ロータの周縁に適合する３個のハウジングセグメント、並びにロータ自体の周りでロータハウジングをクランプする対応のクランプ手段を必要とする。このクランプ手段がないと、ハウジングセグメントをロータに保持することができない。
【特許文献１】米国特許第４，３１３，７１７号明細書
【０００４】
さらに、確実に接触することによって相互連結するセグメントを有するケーシング付きの偏心スパイラルポンプがある。（例えば、特許文献２参照。）この場合、隣接のセグメントの端縁は、舌片と溝とにより互いにかみ合うよう配置する。これら舌片‐溝による固定部は、互いの方向に移動することができない接触面を有する。さらに、これらの固定部は、セグメントの端部にのみ設けられ、ロータの磨耗に適合するために直径を調整できるように残りの外側表面に沿って、セグメント間に距離を持たせることさえしている。このため、付加的なクランプ手段を必要とする。
【特許文献２】独国特許第３３１２１９７号公報
【０００５】
従来の偏心スパイラルポンプのこれらロータは、ロータの各寸法、すなわち、ロータの各直径毎に、この直径に接合する特別なケーシングを設けなければならないという欠点がある。したがって、ポンプ構成の各タイプ毎のコスト、ツールコスト、及び製造コストが新たに発生する。さらに、広範囲の生産計画では、異なるタイプのポンプに対して高価な倉庫費用がかかる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、本発明の目的は、安価かつ簡単な構造を可能にする偏心スパイラルポンプのステータを得るにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的は、特許請求の範囲請求項１及び請求項２５に記載の本発明によって達成することができる。さらに、本発明の変更例は従属請求項に記載されていることを要旨としている。
【０００８】
本発明による偏心スパイラルポンプのステータは、セグメント構成のケーシングによって包囲される弾性材料製の中空本体により構成する。
【０００９】
少なくとも複数個の、好適には、すべてのセグメントの長手方向側辺は、隣接するセグメント相互をケーシングの周縁方向に沿って互いに可変角度で移動自在に連結し、ケーシングに対して抗張力形状ロックを生じるよう構成する。代表的な角度範囲は約１０゜である。この連結構成の結果、異なる数の素子を組み合わせて異なる直径のケーシングを組み立てることができる。このようにして、例えば、１０個、１１個、１２個、１３個または１４個のセグメントを組み合わせ、セグメントの個数に対応する直径のケーシングを形成する。同様に、異なる幅のセグメントを互いに組み合わせることができる。したがって、多数の異なる直径のケーシングを、少ない数（例えば、２個）の異なる輪郭のセグメントを異なる組み合わせ及び異なる数使用することで得ることができる。本明細書中セグメントの長さ（長手方向）とは、常にステータの長手方向に関する寸法を意味する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
さらに、本発明の特別に有利な実施例においては、個別のセグメントが一つの平面上に位置するよう配列する。したがって、複数個のセグメントの連結する結果、多角形状の閉じたケーシングが得られる。このケーシングの多角形状は、弾性材料製の中空本体の外面の対応する多角形状に掛合し、トルク伝達のための確実な接触が得られる。
【００１１】
セグメント自体は、多数の異なる材料で形成することができる。とくに、金属材料、セラミック材料、エラストマー材料、または熱塑性材料が好適である。また、セグメントは、異なる材料の組み合わせで構成することもできる。したがって、例えば、金属の長手方向端縁と、長手方向側辺間に配置したエラストマー材料との組み合わせを使用して公差を補償することができる。
【００１２】
本発明の他の有利な実施例においては、個別のセグメント間の連結は、舌片‐溝構成にすることができる。しかし、この手法で連結したセグメントの実施例は互いの方向に移動できることが重要である。
【００１３】
本発明の更に有利な実施例においては、セグメント相互を長手方向に互いに押し付け合うことができるよう互いに連結する。この場合、単にセグメントを互いに押し付け合うことによって全体ユニットを組み立てることができ、特別に有利である。
【００１４】
本発明の他の実施例においては、セグメントに長手方向に貫通する孔を設ける。
【００１５】
さらに、セグメントの長手方向側辺を、例えば、ボルト、ピン、ロッド、もしくはリベットのような付加的な固定素子によって長手方向に相互連結することができる。
【００１６】
本発明の他の好適な実施例においては、セグメントの長手方向側辺を円形にかみ合う輪郭にする。この円形輪郭構成によれば、特別簡単に大きな角度範囲の可動性を得ることができる。
【００１７】
本発明の他の実施例では、セグメントの長手方向側辺を、例えば、多面体もしくは燕尾状のような角度付き輪郭にする。大きな可動性を得るため、対応の間隔を設ける。
【００１８】
本発明の他の実施例としては、個別のセグメントの長さを中空本体の長さよりも短くする。この場合、少なくとも２個のセグメントを、中空本体の長手方向に順次に配列することができる。
【００１９】
さらに、少なくとも２個のセグメントを長手方向に順次配列することは、互いの側方方向に、すなわち、中空本体の周縁の方向にオフセットすることができて有利である。このオフセット量は単独のセグメントの幅に対応させると好適である。
【００２０】
特に有利な実施例においては、少なくとも２個のセグメントをチェーン部材の形式として相互連結する。すべてのセグメントを大きなチェーンの形式として相互連結すると、特別に簡単かつ安価な構成となる。とくに、多数の小さいチェーン部材の場合、中空本体の所定の長さ、もしくは中空本体の周縁に適合するよう、長手方向もしくは周縁方向に連結することができる。
【００２１】
好適には、チェーン部材の形式の少なくとも複数個のセグメントに、スペーサもしくは一体の連結素子を設ける。この結果、第１組立段階では、複数個のこのようなセグメントを組み合わせて複合システムを形成することができる。このような予組立は、自動組立装置を使用することにより簡単に行うことができる。最終組立段階では、中空本体の周りに例えば、ボルトによって数個のチェーン部材列を相互連結することだけが必要となる。連結素子の好適な実施例では、最後のチェーン部材の列を１８０゜にわたりひねって取り付けることができ、このようにして、チェーン部材列をチェーン部材列を同一平面上に整列させて終端させることができる。
【００２２】
本発明の他の好適な実施例においては、セグメントの相対角度移動を制限する手段を設ける。この結果、組み立てた多角形の可動性を制限し、組立体を簡素化し、セグメントが互いにかみ付きを生ずるのを防止し、もしくはケーシングの剛性を向上する。
【００２３】
本発明の更に他の有利な実施例においては、少なくとも１個の、好適には、複数個のセグメントと、弾性材料製の中空本体との間に付加的な強制ロック連結手段を設ける。このような連結は、例えば、予めのゴム加硫もしくは接着によって行う。
【００２４】
本発明の他の実施例においては、少なくとも１個のセグメントに、とくに粗い表面、他の保持歯、もしくは波形の表面を設ける。セグメントのこの特別な表面は中空本体に対向させる。粗い表面によれば、セグメントと中空本体との間の摩擦が増大してロータの回転中の中空本体のねじれ／回転を回避することができる。
【００２５】
本発明の他の好適な実施例においては、少なくとも１個のセグメントに、中空本体を支持する少なくとも１個の付加的接触面を設ける。このようにして、セグメントに対する中空本体の接触面、即ち、中空本体とセグメントとの間の摩擦領域が拡大される。この結果として、中空本体の安定性が一層高まり、変形を少なくする。
【００２６】
本発明の他の有利な実施例においては、中空本体を弾性材料で形成し、前端面でセグメントにオーバーラップするように形成する。この結果、セグメントは中空本体の弾性材料によってシールされる。
【００２７】
本発明の他の実施例においては、少なくとも若干のセグメントを機械的に剛性の高い材料により構成し、弾性材料製の中空本体に比べて相当高い剛性を持たせる。
【００２８】
本発明の他の有利な実施例においては、セグメントの少なくとも若干に弾性材料を設ける。
【００２９】
本発明の他の実施例においては、少なくとも１個の張力手段を設け、この張力手段によってセグメントを構成するケーシングの直径を固定もしくは調整することができるようにする。これにより、弾性材料製の中空本体の磨耗が進んだ直径に適合できる。
【００３０】
本発明の他の実施例においては、セグメントを外側から支持する追加の支持リングを設ける。この結果、中空本体内に高い圧力が加わった場合でも、個々のセグメントは外方に変形することができなくなる。支持リングを有する装置は、中空本体内の圧力にしたがって、より高い圧力には、これに対応してより多くの支持リングを使用する。
【００３１】
本発明の他の有利な実施例においては、セグメントの熱膨張係数は、弾性材料製の中空本体の熱膨張係数に対して、熱膨張係数の差を補償する寸法にする。
【００３２】
本発明の他の実施例においては、少なくとも１個のねじれに対する挿入式ゆるめ止めを中空本体とステータケーシングとの間に設ける。このゆるみ止めは、ケーシングと中空本体との間で長手方向に挿入することができ、両者に確実に接触する例えば、ロッド、もしくは他の輪郭部材により構成する。
【００３３】
本発明による弾性材料製の偏心スパイラルポンプのステータ用中空本体は、ロータを収容する螺旋状キャビティと、多角形状断面の外面とを有する。この場合、多角形状外面はケーシングの多角形状の内面と形状ロックを生ずる。多角形状の個々の部分的表面を同一寸法にするか、異なる寸法にするかは重要でない。重要なことは、中空本体が長手方向に延在する複数個の表面を有していることである。
【００３４】
以下に、添付図面につき本発明の実施例を説明するが、これら実施例は本発明の基本概念を制限するものではない。
【実施例１】
【００３５】
図１は、本発明による装置の断面を示す。偏心スパイラルポンプのためのステータは、好ましくは弾性材料よりなる中空本体１を有する。らせん状のキャビティ２にはやはりらせん状のロータ３を収容する。弾性材料で形成した中空本体１の外側輪郭は、多角形状の断面を有する。中空本体を包囲するケーシングは、複数個のセグメント４ａ，４ｂ，４ｃよりなり、これらセグメントは、中空本体の長手方向（軸線方向）に延在する。セグメントは互いに形状ロックで相互連結する。この連結は、張力を加えることができ、したがって、中空本体の周囲の膨張を制限する。
【００３６】
図２は、本発明によるケーシングの斜視図である。このケーシングは、１２個のセグメントよりなり、これらセグメントのうちの３個を参照符号４ａ，４ｂ，４ｃで示す。異なる数のセグメント、例えば、１０個または１４個のセグメントを使用する構成とすることも当然できる。いずれにせよ、キャビティを包囲するには少なくとも３個のセグメントを必要とする。セグメントの数の上限は、組立体の経済性から決まる。極めて多数のセグメントを有するケーシングは、高いコストでのみ組み立てることができる。以下の順次に説明するチェーン形式として実施することもできる。
【００３７】
図３は、１個のセグメント４の断面を示す。この場合、個々のセグメントは、第１連結部分５を他のセグメントの第２連結部分６に掛合させて順次互いに連結する図示の実施例は、所定角度範囲内でセグメント相互が相対移動することができる。
【００３８】
例として、図４にそれぞれ異なる幅を有するセグメントを示し、これらセグメントを組み合わせて異なる直径のケーシングを形成することができる。これらセグメントを、以下にタイプ１（参照符号１１）、タイプ２（参照符号１０）、タイプ３（参照符号９）、タイプ４（参照符号８）と称する。セグメントを任意の寸法とすることができることは本発明の要旨である。
【００３９】
図５は、タイプ４のセグメント８と、タイプ３のセグメント９とをそれぞれ６個使用した組み合わせを示し、この場合、これら異なるタイプのセグメントを交互に組み合わせたものである。
【００４０】
図６は、異なるセグメントの他の組み合わせを示す。この場合、タイプ４のセグメント８とタイプ２のセグメント１０をそれぞれ５個、交互に順次組み合わせたものである。この結果、図５に示す構成とは外側輪郭形状が異なりかつ直径も異なるものとなる。
【００４１】
図７は、同じタイプ３のセグメント９を１２個使用して組み合わせた構成を示す。種々の図面におけるセグメントの種々の組み合わせは縮尺通りを示してはいない。
【００４２】
図８は、より高い圧力に対応できるように支持リング１２ａ，１２ｂ，１２ｃを付加した構成を示す。これら支持リングはケーシングの周囲に配置し、一方ではセグメントを固定し、また他方では支持リング自体もしくは装置全体を固定する孔としての固定手段を有するものとする。さらに、付加的にセグメントの端部を支持する端部リング１３ａ，１３ｂを示す。図示の実施例の支持リングは、軸線方向に支持するが、半径方向に支持することもできる。
【００４３】
図９は、個々のセグメント４ａ，４ｂ，４ｃをチェーン形式に相互連結する本発明の他の実施例を示す。このため、セグメントの両端には、ボルト１８、リベット、または他の固定素子を挿入する孔を設ける。
【００４４】
図１０は、図９の実施例の構成における単独のセグメント４を示す。この拡大図では、孔１５と接触面１４とを示す。接触面は、弾性材料で形成した中空本体に対向するチェーンの内面に割り当てられた場合、中空本体を支持するのに使用する。したがって、大きな面積にわたりチェーン体を支持することができ、また中空本体内に力を導入しても問題を生ずることがなくなる。これに対応するほぼ閉じた内面は図９に見ることができる。
【００４５】
図１１には個々のセグメント４ａ，４ｂ，４ｃよりなる他チェーン構成を示す。個々のチェーン部材の相互連結部分の拡大図では明確に示される。チェーンを形成する個々のセグメントには、図示しないが孔と、これら孔に保持する固定素子を使用して連結する。
【００４６】
図１２は、図１１の実施例のチェーン形式構成における単独のセグメント４を示す。孔１５を使用して複数個のセグメントを連結する。保持歯１６を使用してセグメントと弾性材料の中空本体との間の摩擦を増大する。
【００４７】
図１３は、例えば、ボルトのような付加的連結素子によって相互連結する個々のセグメント４ａ，４ｂ，４ｃよりなる他のチェーン構成を示す。
【００４８】
図１４は、セグメント間に規定された間隔を生ぜしめる連結素子１７を有する個別のセグメントの詳細を示す。設計に基づいて、この連結素子は、任意の軸線で個々のセグメントを相互連結することができる。したがって、例えば、ステータの側面を縦方向に固定することができる。
【００４９】
図１５は、関連の連結素子によって取り付けることができる準備が整っているセグメントの詳細を示す。比較的堅固な複合システムは、このセグメント構成によって得ることができる。したがって、ケーシングの全体の剛性を相当増大することができる。この構成によれば、高圧における用途に特に、有利である。
【００５０】
図１６は、個別のセグメントが特に、大きな接触面を有するチェーン構成を示す。この結果、ほとんど閉じた内面が得られる。
【００５１】
図１７は、図１６の構成の個別セグメントを示す。この図面では拡大接触面１４が明示されている。
【００５２】
図１８は、図１６の構成のセグメントの他の実施例を示す。この実施例では、接触面は付加的な保持歯１６を有する。
【００５３】
図１９は、チェーン形式に配列したセグメント間にギャップを有する他のチェーン構成の実施例を示す。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明による装置の一般的形式の線図的説明図である。
【図２】本発明によるケーシングの斜視図である。
【図３】１個のセグメントの説明図である。
【図４】異なる長さのセグメントを示す説明図である。
【図５】セグメントの異なる組み合わせの構成を示す説明図である。
【図６】セグメントの異なる組み合わせの他の構成を示す説明図である。
【図７】セグメントの異なる組み合わせの更に他の構成を示す説明図である。
【図８】支持リングを有するセグメントを示す説明図である。
【図９】短セグメントよりなる構成の斜視図である。
【図１０】図９のセグメントを示す斜視図である。
【図１１】他の短セグメントよりなる構成の斜視図である。
【図１１ａ】図１１の一部の拡大斜視図である。
【図１２】図１１の短セグメントの斜視図である。
【図１３】更に他の短セグメントよりなる構成の斜視図である。
【図１４】図１３の短セグメントの分解斜視図である。
【図１５】図１３の短セグメントを組み合わせた状態の斜視図である。
【図１６】更に他のセグメントよりなる構成の斜視図である。
【図１７】図１６のセグメントの斜視図である。
【図１８】図１６のセグメントに類似のセグメントを図１７に示す状態から裏返したときの斜視図である。
【図１９】図１６のセグメントよりなる別の構成の斜視図である。
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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