(57)【要約】【課題】支持体に取付けられる円筒状のステータコアに合成樹脂製のボビンを介してコイルが巻装されるステータと、ステータを同軸に囲繞して円筒状に形成されるとともに駆動軸に連結されるロータとを備えるアウターロータ型多極発電機において、ステータコアを構成するにあたって歩留りを高めてコストの低減を可能とした上に、ステータの支持体への取付けにあたっての寸法精度を確保する。【解決手段】ステータコア３３は、磁性金属製の帯板がスパイラル状に巻回されて円筒状に積層されて成り、支持体２１に対して位置決めされた取付け孔３７Ａを有してステータコア３３とは別体に形成される１または複数の取付け部材３８Ａがステータコア３３の内周部に固定され、取付け孔３７Ａに挿通される締結部材４１で取付け部材およびステータコア３３が支持体２１に締結される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持体（２１）に取付けられる円筒状のステータコア（３３）に合成樹脂製のボビン（３４Ａ，３４Ｂ）を介してコイル（３５）が巻装されるステータ（２２Ａ，２２Ｂ）と、該ステータ（２２Ａ，２２Ｂ）を同軸に囲繞して円筒状に形成されるとともに駆動軸（２４）に連結されるロータ（２３）とを備えるアウターロータ型多極発電機において、前記ステータコア（３３）は、磁性金属製の帯板（４８）がスパイラル状に巻回されて円筒状に積層されて成り、前記支持体（２１）に対して位置決めされた取付け孔（３７Ａ，３７Ｂ，５３）を有して前記ステータコア（３３）とは別体に形成される１または複数の取付け部材（３８Ａ，３８Ｂ，５４）が前記ステータコア（３３）の内周部に固定され、前記取付け孔（３７Ａ，３７Ｂ，５３）に挿通される締結部材（４１，５１）で前記取付け部材（３８Ａ，３８Ｂ，５４）および前記ステータコア（３３）が前記支持体（２１）に締結されることを特徴とするアウターロータ型多極発電機におけるステータ構造。
【請求項２】
単一の前記取付け部材（５４）が、前記駆動軸（２４）を同軸に配置する中心孔（５５）を中心部に有してリング板状に形成されることを特徴とする請求項１に記載のアウターロータ型多極発電機におけるステータ構造。
【請求項３】
複数の前記取付け部材（３８Ａ，３８Ｂ）が、前記ステータコア（３３）の内周の複数箇所に嵌合、固定されることを特徴とする請求項１に記載のアウターロータ型多極発電機におけるステータ構造。
【請求項４】
前記ボビン（３４Ａ，３４Ｂ）が、前記取付け部材（３８Ａ，３８Ｂ）の前記ステータコア（３３）への嵌合部を少なくとも覆うようにして前記ステータコア（３３）の内周を被覆する内周被覆部（４４，５２）を有するように形成されることを特徴とする請求項３に記載のアウターロータ型多極発電機におけるステータ構造。
【請求項５】
前記取付け部材（３８Ａ，３８Ｂ）が有する単一の前記取付け孔（３７Ａ，３７Ｂ）に、前記支持体（２１）に設けられる嵌合孔（４７）に嵌合される円筒状のカラー（４５Ａ，４５Ｂ）の一部が嵌合されることを特徴とする請求項３または４に記載のアウターロータ型多極発電機におけるステータ構造。
【請求項６】
前記ステータコア（３３）の軸方向長さよりも短い前記取付け部材（３８Ｂ）が、前記支持体（２１）側で前記ステータコア（３３）の内周に嵌合、固定されることを特徴とする請求項３に記載のアウターロータ型多極発電機におけるステータ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、支持体に取付けられる円筒状のステータコアに合成樹脂製のボビンを介してコイルが巻装されるステータと、該ステータを同軸に囲繞して円筒状に形成されるとともに駆動軸に連結されるロータとを備えるアウターロータ型多極発電機に関し、特にステータ構造の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
このようなアウターロータ型多極発電機は、特許文献１等で既に知られており、このものでは、１枚ずつ打ち抜かれた複数枚の磁性鋼板から成るリング状のコア板を積層して相互に結合することでステータコアが構成されている。ところが、上記特許文献１で開示されるものでは、打ち抜き時にコア板の中空部分の材料が無駄になり、歩留りが低くなり、コストの増大を招いている。ところで、アウターロータ型多極発電機ではステータがロータで囲繞されており、ロータコアおよびステータコアを同時に打ち抜くことも考えられるが、このようにしても歩留りを充分に高めることは困難である。これに対して、特許文献２で開示されるように、磁性金属製の帯板がスパイラル状に巻回されて円筒状に積層されることでステータコアを構成することも知られており、このようにすると、歩留りを高めることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２９８９１６号公報
【特許文献２】特開２０００−１１６０３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで上記特許文献２では、ステータコアを覆う樹脂製のボビンに、ステータを支持体に取付けるための取付け部が設けられる構造が開示されているが、支持体に取付ける際の寸法精度を樹脂から成る部分で確保することは難しく、しかも取付け部を補強するための補強板も必要であり、部品点数の増加によるコスト増大も招くことになる。
【０００５】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、ステータコアを構成するにあたって歩留りを高めてコストの低減を可能とした上に、ステータの支持体への取付けにあたっての寸法精度を確保し得るようにしたアウターロータ型多極発電機におけるステータ構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、支持体に取付けられる円筒状のステータコアに合成樹脂製のボビンを介してコイルが巻装されるステータと、該ステータを同軸に囲繞して円筒状に形成されるとともに駆動軸に連結されるロータとを備えるアウターロータ型多極発電機において、前記ステータコアは、磁性金属製の帯板がスパイラル状に巻回されて円筒状に積層されて成り、前記支持体に対して位置決めされた取付け孔を有して前記ステータコアとは別体に形成される１または複数の金属製の取付け部材が前記ステータコアの内周部に固定され、前記取付け孔に挿通される締結部材で前記取付け部材および前記ステータコアが前記支持体に締結されることを第１の特徴とする。
【０００７】
また本発明は、第１の特徴の構成に加えて、単一の前記取付け部材が、前記駆動軸を同軸に配置する中心孔を中心部に有してリング板状に形成されることを第２の特徴とする。
【０００８】
本発明は、第１の特徴の構成に加えて、複数の前記取付け部材が、前記ステータコアの内周の複数箇所に嵌合、固定されることを第３の特徴とする。
【０００９】
本発明は、第３の特徴の構成に加えて、前記ボビンが、前記取付け部材の前記ステータコアへの嵌合部を少なくとも覆うようにして前記ステータコアの内周を被覆する内周被覆部を有するように形成されることを第４の特徴とする。
【００１０】
本発明は、第３または第４の特徴の構成に加えて、前記取付け部材が有する単一の前記取付け孔に、前記支持体に設けられる嵌合孔に嵌合される円筒状のカラーの一部が嵌合されることを第５の特徴とする。
【００１１】
さらに本発明は、第３の特徴の構成に加えて、前記ステータコアの軸方向長さよりも短い前記取付け部材が、前記支持体側で前記ステータコアの内周に嵌合、固定されることを第６の特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の第１の特徴によれば、磁性金属製の帯板がスパイラル状に巻回されて円筒状に積層されることでステータコアが構成されるので、無駄な材料が生じるのを極力抑えて歩留りを高め、コスト低減に寄与することができる。また支持体に対して位置決めされた取付け孔を有してステータコアとは別体に形成される１または複数の金属製の取付け部材がステータコアの内周部に固定され、取付け孔に挿通される締結部材で取付け部材およびステータコアが支持体に締結されるので、ステータを支持体に取付ける際の寸法精度を高めることができ、補強部材も不要として部品点数の低減に寄与することができる。
【００１３】
また本発明の第２の特徴によれば、リング板状である単一の取付け部材を用いることで部品点数の増加を極力抑えることができる。
【００１４】
本発明の第３の特徴によれば、複数の取付け部材がステータコアの内周の複数箇所に嵌合、固定されるので、ステータの重量増加を抑制することができる。
【００１５】
本発明の第４の特徴によれば、ボビンが有する内周被覆部で複数の取付け部材のステータコアへの嵌合部が覆われるので、各取付け部材およびステータコア間に隙間があってもその隙間を樹脂で埋めることができ、各取付け部材およびステータコアの寸法精度を厳密に定めることなく、各取付け部材のステータコアへの固定を確実なものとすることができる。
【００１６】
本発明の第５の特徴によれば、支持体の嵌合孔と、複数の取付け部材が有する単一の取付け孔とに円筒状のカラーが嵌合されるので、支持体に対するステータの位置決め精度を高めることができる。
【００１７】
さらに本発明の第６の特徴によれば、ステータコアの軸方向長さよりも短い取付け部材が、支持体側でステータコアの内周に嵌合、固定されるので、ステータの重量増加をより抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１の実施の形態のアウターロータ型多極発電機の縦断面図である。
【図２】図１の２−２線断面図である。
【図３】図１の３−３線矢視図である。
【図４】コイルを外した状態でのステータの縦断面図であって図５の４−４線に沿う断面図である。
【図５】図４の５矢視方向から見た図である。
【図６】図４の６矢視方向から見た斜視図である。
【図７】取付け部材が嵌合、固定された状態でのステータコアを図４と同一方向から見た正面図である。
【図８】カラーが嵌合された状態での取付け部材の斜視図である。
【図９】帯板をスパイラル状に巻回してステータコアを構成する過程を示す斜視図である。
【図１０】第２の実施の形態を示すものであってステータに取付け部材が嵌合、固定された状態での縦断面図である。
【図１１】第３の実施の形態のアウターロータ型多極発電機の縦断面図である。
【図１２】第３の実施の形態のカラーが嵌合された状態での取付け部材の斜視図である。
【図１３】第４の実施の形態を示すものであって取付け部材が固定された状態でのステータコアの縦断面図である。
【図１４】図１３の１４−１４線断面図である。
【図１５】第４の実施の形態で取付け部材をステータコアに固定するための金型装置の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について添付の図面を参照しながら説明する。
【００２０】
本発明の第１の実施の形態について図１〜図９を参照しながら説明すると、先ず図１において、このアウターロータ型多極発電機は、たとえばエンジン発電機として用いられるものであり、支持体であるエンジン本体２１に設けられる中空の支持部２１ａに固定されるステータ２２Ａと、そのステータ２２Ａを覆うロータ２３とを備え、前記ステータ２２Ａと同軸に配置される駆動軸としてのクランクシャフト２４の端部にロータ２３が固定される。
【００２１】
図２および図３を併せて参照して、前記ロータ２３は、磁性金属たとえば鉄系金属から成るヨーク２５が有する円筒部２５ａの内周に複数の永久磁石２６が設けられて成るものであり、前記ヨーク２５は、前記ステータ２２Ａに前記エンジン本体２１とは反対側から対向するリング板状の端板部２５ｂの外周に前記円筒部２５ａが一体に連設されて成る。前記端板部２５ｂには、複数個たとえば４個の透孔２７が設けられる。
【００２２】
前記クランクシャフト２４にはハブ２８が同軸にかつ相対回転不能に連結されており、このハブ２８に前記ヨーク２５が固定される。
【００２３】
前記ハブ２８は、前記クランクシャフト２４の端部に同軸に設けられるとともに外周面がテーパ状に形成される連結軸部２４ａに、キー２９およびボルト３０で固定されるものであり、前記連結軸部２４ａを嵌合させるテーパ状の連結孔３１を有する段付き円筒状の連結筒部２８ａと、この連結筒部２８ａの前記クランクシャフト２４とは反対側の端部から半径方向外方に張り出す連結鍔部２８ｂとを一体に有して金属によって形成される。
【００２４】
前記連結孔３１の内面および前記連結軸部２４ａの外面間には前記キー２９が介装されており、前記連結筒部２８ａの軸方向中間部に形成されて前記クランクシャフト２４とは反対側に臨む環状の段部２８ｃに拡径頭部３０ａを当接、係合させる前記ボルト３０を前記連結軸部２４ａに螺合して締め付けることで前記ハブ２８が前記クランクシャフト２４に同軸に固定される。
【００２５】
前記ヨーク２５が有する前記端板部２５ｂの内周部は、前記ハブ２８の前記連結鍔部２８ｂに重合されており、複数個たとえば４個のリベット３２で前記連結鍔部２８ｂに固定される、すなわちロータ２３は前記ハブ２８を介して前記クランクシャフト２４に同軸に固定される。
【００２６】
図４〜図６を併せて参照して、前記ステータ２２Ａは、エンジン本体２１に取付けられる円筒状のステータコア３３と、該ステータコア３３に装着される合成樹脂製のボビン３４Ａと、該ボビン３４Ａに巻装されるコイル３５とを備える。
【００２７】
前記ステータコア３３の外周の周方向に等間隔をあけた複数箇所には略Ｔ字状の突極３３ａが突設されており、前記ボビン３４Ａは、前記突極３３ａの先端部ならびに前記ステータコア３３の両端面の一部を露出させるようにしてステータコア３３を覆うように形成されており、前記突極３３ａに対応する部分で前記ボビン３４Ａに前記コイル３５が巻装される。
【００２８】
前記ステータコア３３の内周には、前記エンジン本体２１に対して位置決めされた取付け孔３７Ａを有してステータコア３３とは別体に形成される複数たとえば４個の金属製の取付け部材３８Ａが固定され、それらの取付け部材３８Ａが１つずつ有する前記取付け孔３７Ａに円筒状のカラー４０Ａを介して挿通される締結部材としてのボルト４１で前記取付け部材３８Ａおよび前記ステータコア３３が前記エンジン本体２１に締結される。
【００２９】
図７で示すように、前記取付け部材３８Ａを嵌合、固定するために、前記ステータコア３３の内周の複数箇所には、軸方向に延びる嵌合溝４２が設けられる。一方、前記ステータコア３３の内周の周方向に等間隔をあけた複数箇所たとえば４箇所に配置される前記取付け部材３８Ａは、その軸方向長さを前記ステータコア３３の軸方向長さとほぼ同一となるように設定されており、前記複数の嵌合溝４２のうち選択された嵌合溝４２に、前記取付け部材３８Ａが嵌合、固定される。すなわち前記取付け部材３８Ａには、前記嵌合溝４２に嵌合する嵌合突起４３が一体に突設される。なお前記ステータコア３３の内周に軸方向に延びる嵌合突起が設けられ、前記取付け部材３８Ａに嵌合溝が設けられるようにしてもよい。
【００３０】
しかも前記ボビン３４Ａは、前記取付け部材３８Ａの前記ステータコア３３への嵌合部を少なくとも覆うようにして前記ステータコア３３の内周を被覆する内周被覆部４４を有するように形成されている。
【００３１】
図８を併せて参照して、前記取付け部材３８Ａは単一の前記取付け孔３７Ａを有しており、前記エンジン本体２１に設けられる嵌合孔４７に嵌合される円筒状のカラー４０Ａの一部が前記取付け孔３７Ａに嵌合される。この第１の実施の形態では、前記エンジン本体２１には、前記ボルト４１を螺合させる有底のねじ孔４６と、前記カラー４０Ａの一部を嵌合させる前記嵌合孔４７とが同軸に連なって設けられており、前記カラー４０Ａは、その半部が前記取付け部材３８Ａから突出して前記嵌合孔４７に嵌合し、残余の半部が、前記取付け孔３７Ａの前記エンジン本体２１側の一部に嵌合するように形成される。そして前記取付け孔３７Ａおよび前記カラー４０Ａに挿通される前記ボルト４１が前記ねじ孔４６に螺合することで、前記ステータ２２Ａが前記エンジン本体２１に締結されることになる。
【００３２】
ところで前記ステータコア３３は、図９で示すように、前記嵌合溝４２に対応した凹部４９を巻回時に内周側となる幅方向一側に有するとともに前記突極３３ａに対応する突部５０を巻回時に外周側となる幅方向他側に有した磁性金属製の帯板４８がスパイラル状に巻回されて円筒状に結合、積層されて成るものであり、積層部を相互に結合するにあたっては、スプリングバックによってばらけることを防止するために溶接することが望ましく、その場合、ステータコア３３の外周部はコイル３５による磁束密度が高くならないことを利用して、外周部の複数箇所の電磁特性の不利な影響を及ぼし難い箇所が溶接されることが望ましい。
【００３３】
次にこの第１の実施の形態の作用について説明すると、ステータコア３３は、磁性金属製の帯板４８がスパイラル状に巻回されて円筒状に積層されて成るものであるので、無駄な材料が生じるのを極力抑えて歩留りを高め、コスト低減に寄与することができる。またエンジン本体２１に対して位置決めされた取付け孔３７Ａを有して前記ステータコア３３とは別体に形成される複数の金属製の取付け部材３８Ａが前記ステータコア３３の内周部に固定され、前記取付け孔３７Ａに挿通されるボルト４１で前記取付け部材３８Ａおよび前記ステータコア３３が前記エンジン本体２１に締結されるので、ステータ２２Ａをエンジン本体２１に取付ける際の寸法精度を高めることができ、補強部材も不要として部品点数の低減に寄与することができる。
【００３４】
また複数の取付け部材３８Ａが、前記ステータコア３３の内周の複数箇所に嵌合、固定されるので、ステータ２２Ａの重量増加を抑制することが可能となる。しかもボビン３４Ａが、前記取付け部材３８Ａの前記ステータコア３３への嵌合部を少なくとも覆うようにして前記ステータコア３３の内周を被覆する内周被覆部４４を有するように形成されるので、各取付け部材３８Ａおよびステータコア３３間に隙間があってもその隙間を樹脂で埋めることができ、各取付け部材３８Ａおよびステータコア３３の寸法精度を厳密に定めることなく、各取付け部材３８Ａのステータコア３３への固定を確実なものとすることができる。
【００３５】
また前記取付け部材３８Ａが有する単一の取付け孔３７Ａに、前記エンジン本体２１に設けられる嵌合孔４７に嵌合される円筒状のカラー４０Ａの一部が嵌合されるので、エンジン本体２１に対するステータ２２Ａの位置決め精度を高めることができる。
【００３６】
本発明の他の実施の形態として、前記取付け部材３８Ａおよび前記エンジン本体２１間に前記カラー４０Ａを介在させることなく、前記取付け孔３７Ａに挿通されるボルトで前記ステータコア３３をエンジン本体２１に締結するようにしてもよい。
【００３７】
本発明の第２の実施の形態として、図１０で示すように、円筒状のカラー４０Ｂの前記取付け部材３８Ａから突出した部分がエンジン本体２１の嵌合孔４７（第１の実施の形態参照）に嵌合し、前記カラー４０Ｂの残余の部分が、前記取付け部材３８Ａの取付け孔３７Ａの全長にわたって嵌合するようにしてもよい。
【００３８】
本発明の第３の実施の形態について図１１および図１２を参照しながら説明するが、上記第１の実施の形態に対応する部分には同一の参照符号を付して図示するのみとし、詳細な説明は省略する。
【００３９】
ステータ２２Ｂは、エンジン本体２１に取付けられる円筒状のステータコア３３と、該ステータコア３３に装着される合成樹脂製のボビン３４Ｂと、該ボビン３４Ｂに巻装されるコイル３５とを備える。
【００４０】
前記ステータコア３３の内周には、前記エンジン本体２１に対して位置決めされた取付け孔３７Ｂを有してステータコア３３とは別体に形成される複数たとえば４個の金属製の取付け部材３８Ｂが固定され、それらの取付け部材３８Ｂが１つずつ有する前記取付け孔３７Ｂに円筒状のカラー４０Ａを介して挿通されるボルト５１で前記取付け部材３８Ｂおよび前記ステータコア３３が前記エンジン本体２１に締結される。
【００４１】
前記取付け部材３８Ｂは、前記ステータコア３３の軸方向長さよりも短く、この実施の形態では前記ステータコア３３の軸方向長さのほぼ半分となる軸方向長さを有するように形成され、エンジン本体２１側で前記ステータコア３３の内周に嵌合、固定される。
【００４２】
しかも前記ボビン３４Ｂは、前記取付け部材３８Ｂの前記ステータコア３３への嵌合部を少なくとも覆うようにして前記ステータコア３３の内周を被覆する内周被覆部５２を有するように形成されている。
【００４３】
この第３の実施の形態によれば、上述の第１および第２の実施の形態と同様の効果を奏することができる上に、ステータコア３３の軸方向長さよりも短い取付け部材３８Ｂが、エンジン本体２１側で前記ステータコア３３の内周に嵌合、固定されるので、ステータ２２Ｂの重量増加をより抑えることができる。
【００４４】
本発明の第４の実施の形態について図１３〜図１５を参照しながら説明すると、先ず図１３および図１４において、ステータコア３３の内周部には、前記エンジン本体２１（第１および第３の実施の形態参照）に対して位置決めされた複数の取付け孔５３を有して前記ステータコア３３とは別体である単一の金属製の取付け部材５４が固定される。
【００４５】
前記取付け部材５４は、前記クランクシャフト２４（第１および第３の実施の形態参照）を同軸に配置する中心孔５５を中心部に有してリング板状に形成されており、前記ステータコア３３の前記エンジン本体２１とは反対側の端部の内周部に複数の溶接部６８で溶接される。
【００４６】
前記エンジン本体２１への締結箇所に前記取付け孔５３を正確に対応させて前記取付け部材５４を前記ステータコア３３の内周部に固定するために、図１５で示すように、第１型５７と、前記ステータコア３３を第１型５７との間に挟むリング状の第１押さえ部材５８とが複数のボルト５９で締結される。また第１型５７に複数のボルト６１で第２型６０が締結され、前記第１押さえ部材５８とは反対側の前記ステータコア３３の端部の内周部に嵌合される前記取付け部材５４を支持する第３型６２が第２型６０に複数のボルト６３で締結される。第３型６２にはエンジン本体２１への締結箇所に正確に対応した位置に配置される複数の位置決めピン６６が突設されており、それらの位置決めピン６６が取付け孔５３に嵌合された状態の前記取付け部材５４が、前記第３型６２と、第３型６２に複数のボルト６５で締結されるリング状の第２押さえ部材６４との間に挟持される。
【００４７】
第１型５７および第３型６２間には、前記第１押さえ部材５８とは反対側の前記ステータコア３３の端部の内周部を臨ませる環状孔６７が形成されており、その環状孔６７に溶接具を差し込むことでステータコア３３の端部の内周部に前記取付け部材５４が複数の溶接部６８で溶接されることになり、取付け孔５３をエンジン本体２１への締結箇所に正確に対応させた取付け部材５４がステータコア３３の内周部に固定されることになる。
【００４８】
この第４の実施の形態によれば、クランクシャフト２４を同軸に配置する中心孔５５を中心部に有してリング板状に形成される単一の取付け部材５４が、取付け孔５３をエンジン本体２１への締結箇所に正確に対応させてステータコア３３の内周部に固定されるので、部品点数の増加を極力抑えることができる。
【００４９】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。
【符号の説明】
【００５０】
２１・・・支持体としてのエンジン本体
２２Ａ，２２Ｂ・・・ステータ
２３・・・ロータ
２４・・・駆動軸としてのクランクシャフト
３３・・・ステータコア
３４Ａ，３４Ｂ・・・ボビン
３５・・・コイル
３７Ａ，３７Ｂ，５３・・・取付け孔
３８Ａ，３８Ｂ，５４・・・取付け部材
４１，５１・・・締結部材としてのボルト
４４，５２・・・内周被覆部
４５Ａ，４５Ｂ・・・カラー
４７・・・嵌合孔
４８・・・帯板
５５・・・中心孔
【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】
2018026940.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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