(57)【要約】【課題】潤滑油と共に異物が軸受内部に侵入するのを抑えることが可能となる円すいころ軸受を提供する。【解決手段】円すいころ軸受１０は、内輪２と、外輪３と、複数の円すいころ４と、これら円すいころ４を保持している環状の保持器５とを備えている。保持器５は、円すいころ４の軸方向一方側に位置している小環状部２１と、円すいころ４の軸方向他方側に位置している大環状部２２と、これら小環状部２１と大環状部２２とを連結している複数の柱部２３とを有している。柱部２３は、大環状部２１と大鍔部１５との間に位置していると共に円すいころ４の大端面１９よりも軸方向他方側に突出している柱端部２４を有している。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向一方側から他方側に向かって拡径する円すい状の内軌道面を外周側に有しかつ軸方向他方側に径方向外側に突出する大鍔部を有する内輪と、
軸方向一方側から他方側に向かって拡径する円すい状の外軌道面を内周側に有する外輪と、
前記内輪と前記外輪との間に設けられ前記内軌道面及び前記外軌道面を転動する複数の円すいころと、
複数の前記円すいころを保持している環状の保持器と、を備え、
前記保持器は、前記円すいころの軸方向一方側に位置している小環状部と、前記円すいころの軸方向他方側に位置している大環状部と、前記小環状部と前記大環状部とを連結している複数の柱部と、を有し、
前記柱部は、前記大環状部と前記大鍔部との間に位置していると共に前記円すいころの大端面よりも軸方向他方側に突出している柱端部を有している、
円すいころ軸受。
【請求項２】
前記柱端部と前記大鍔部との間には微小隙間が形成されている、請求項１に記載の円すいころ軸受。
【請求項３】
前記大環状部と前記外輪との間には微小隙間が形成されている、請求項１又は２に記載の円すいころ軸受。
【請求項４】
前記内輪及び前記外輪それぞれと前記小環状部との間に微小隙間が形成されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の円すいころ軸受。
【請求項５】
前記保持器は、熱可塑性の樹脂製であり、
前記大環状部の最小内径は前記小環状部の最大外径よりも大きい、請求項１〜４のいずれか一項に記載の円すいころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円すいころ軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
円すいころ軸受は各種機械に広く用いられており、その一例として、自動車や各種建設機械等のトランスミッション装置やディファレンシャル装置に用いられている。トランスミッション装置やディファレンシャル装置の場合、そのハウジング内に潤滑油（オイル）が溜められており、この潤滑油によってギヤ及び軸受の潤滑が行われる場合がある。
【０００３】
円すいころ軸受は、円すい状の内軌道面を有する内輪、円すい状の外軌道面を有する外輪、これら内軌道面と外軌道面との間に設けられている複数の円すいころ、及び複数の円すいころを保持する環状の保持器を備えている。保持器は、例えば鋼製の板部材がプレスによって成型され、所定の形状を有している。このような円すいころ軸受では、軸方向一方側から他方側へと潤滑油が軸受内部を貫通して流れる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−０７６７６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記のようなハウジングに溜められている潤滑油には、ギヤの摩耗粉（鉄粉）等の異物が比較的多く含まれる。このため潤滑油と共に異物が円すいころ軸受の内部に入り、異物が内輪又は外輪と円すいころとの間に噛み込むと、これが原因となって内輪又は外輪の軌道面や円すいころの転動面等において剥離が発生し、円すいころ軸受の寿命を低下させてしまう。
【０００６】
そこで、本発明は、潤滑油と共に異物が軸受内部に侵入するのを抑えることが可能となる円すいころ軸受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】
【０００７】
本発明の円すいころ軸受は、軸方向一方側から他方側に向かって拡径する円すい状の内軌道面を外周側に有しかつ軸方向他方側に径方向外側に突出する大鍔部を有する内輪と、軸方向一方側から他方側に向かって拡径する円すい状の外軌道面を内周側に有する外輪と、前記内輪と前記外輪との間に設けられ前記内軌道面及び前記外軌道面を転動する複数の円すいころと、複数の前記円すいころを保持している環状の保持器と、を備え、前記保持器は、前記円すいころの軸方向一方側に位置している小環状部と、前記円すいころの軸方向他方側に位置している大環状部と、前記小環状部と前記大環状部とを連結している複数の柱部と、を有し、前記柱部は、前記大環状部と前記大鍔部との間に位置していると共に前記円すいころの大端面よりも軸方向他方側に突出している柱端部を有している。
【０００８】
この円すいころ軸受によれば、保持器の大環状部と内輪の大鍔部との間であって周方向で隣り合う前記柱端部の間に、潤滑油を収容可能とする小空間が形成される。この小空間は複数の円すいころそれぞれの軸方向他方側に形成され、複数の小空間が周方向に沿って存在する。円すいころ軸受の回転により保持器が回転すると、各小空間の潤滑油も回転し、保持器の大環状部と内輪の大鍔部との間において潤滑油が周方向に流れることでオイルカーテンが生じ、このオイルカーテンによって異物が大環状部と大鍔部との間から軸受内部に侵入するのを抑えることが可能となる。
特に、円すいころ軸受の場合、大鍔部と円すいころとは滑り接触することから、これらの間に異物が侵入すると損傷の原因となり易いが、前記のように異物の侵入を抑えることで、このような損傷を防ぐことが可能となる。
【０００９】
また、前記柱端部と前記大鍔部との間には微小隙間が形成されているのが好ましい。この構成によれば、小空間に存在する潤滑油に異物が含まれていても、この異物が保持器の柱端部と内輪の大鍔部との間から侵入するのを抑えることができる。
【００１０】
また、前記大環状部と前記外輪との間には微小隙間が形成されているのが好ましい。この構成によれば、保持器の大環状部と外輪との間からも、異物が侵入するのを抑えることができる。
【００１１】
また、前記内輪及び前記外輪それぞれと前記小環状部との間に微小隙間が形成されているのが好ましい。この構成によれば、内輪と外輪との間に形成される環状空間の軸方向一方側を（微小隙間は存在するが）保持器の小環状部によって塞ぐことが可能となる。これにより、軸方向一方側の外部に存在する異物が潤滑油と共に軸受内部に侵入するのを抑えることができる。
【００１２】
また、前記保持器は、熱可塑性の樹脂製であり、前記大環状部の最小内径は前記小環状部の最大外径よりも大きいのが好ましい。この場合、保持器を射出成形によって製造することができ、しかも、軸方向に分割される分割金型を用いることが可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の円すいころ軸受によれば、円すいころ軸受が回転すると、保持器の大環状部と内輪の大鍔部との間において潤滑油が周方向に流れることでオイルカーテンが生じ、このオイルカーテンによって異物が大環状部と大鍔部との間から軸受内部に侵入するのを抑えることが可能となる。この結果、内輪又は外輪と円すいころとの間に異物が噛み込むのを防ぎ、円すいころ軸受の寿命を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】円すいころ軸受の実施の一形態を示す断面図である。
【図２】円すいころ軸受の軸方向他方側の斜視図である。
【図３】内輪及び外輪の軸方向他方側の部分、並びに保持器の大環状部を示す断面図である。
【図４】内輪及び外輪の軸方向一方側の部分、並びに保持器の小環状部を示す断面図である。
【図５】保持器の断面図である。
【図６】保持器を成型する金型を説明する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は円すいころ軸受の実施の一形態を示す断面図である。この円すいころ軸受１０は、例えば自動車や各種建設機械等のトランスミッション装置やディファレンシャル装置に用いられるものであり、ハウジング６１内において回転する軸６２を支持する。ハウジング６１内には、潤滑油（オイル）が溜められており、この潤滑油は円すいころ軸受１０の潤滑に用いられる。なお、以下に説明する円すいころ軸受１０の用途は、他であってもよい。
【００１６】
円すいころ軸受１０は、内輪２と、外輪３と、複数の円すいころ４と、保持器５とを備えている。内輪２、外輪３、及び保持器５は、共通する軸線を中心とする環状の部材である。
【００１７】
内輪２は、軸受鋼や機械構造用鋼等を用いて形成されており、その外周側に、複数の円すいころ４が転動する内軌道面１２を有している。内軌道面１２は、軸方向一方側（図１では左側）から軸方向他方側（図１では右側）に向かって拡径する円すい形状（テーパ形状）を有している。内輪２は、内軌道面１２の軸方向一方側に設けられ径方向外側に突出する小鍔部１４と、内軌道面１２の軸方向他方側に設けられ径方向外側に突出する大鍔部１５とを有している。大鍔部１５は、小鍔部１４よりも外径が大きい。
【００１８】
外輪３は、軸受鋼や機械構造用鋼等を用いて形成されており、その内周側に、前記内軌道面１２に対向し複数の円すいころ４が転動する外軌道面１３を有している。外軌道面１３は、軸方向一方側から軸方向他方側に向かって拡径する円すい形状（テーパ形状）を有している。
【００１９】
円すいころ４は、軸受鋼等を用いて形成された部材であり、軸方向一方側に直径の小さい小端面１８を有し、軸方向他方側に直径の大きい大端面１９を有している。円すいころ４は、内輪２と外輪３との間に形成されている環状空間７に設けられており、内軌道面１２及び外軌道面１３を転動可能である。大端面１９は、内輪２の大鍔部１５の鍔面（側面）１６と接触しており、円すいころ軸受１０（本実施形態では内輪２）が回転すると、大端面１９と鍔面１６とは滑り接触する。
【００２０】
保持器５は、内輪２と外輪３との間において複数の円すいころ４と共に設けられており、これら複数の円すいころ４を保持している。保持器５は、全体として環状であり、環状の小環状部２１と、環状の大環状部２２と、複数の柱部２３とを有している。小環状部２１は、円すいころ４の軸方向一方側に位置しており、また、内輪２の小鍔部１４の径方向外側に位置している。大環状部２２は、円すいころ４の軸方向他方側に位置しており、また、内輪２の大鍔部１５の径方向外側に位置している。柱部２３は、これら小環状部２１と大環状部２２とを連結している。大環状部２２は小環状部２１よりも外径が大きく、本実施形態では内径も大きい。柱部２３は、周方向に間隔をあけて複数設けられている。小環状部２１と大環状部２２との間であって周方向で隣り合う二つの柱部２３の間に形成される空間が、円すいころ４を収容（保持）するポケット２６となる。なお、周方向とは、円すいころ軸受１０の軸線回りの方向である。
【００２１】
保持器５は、外輪３の内周面１３ａ（外軌道面１３）に滑り接触可能であり、保持器５の回転は外輪３によってガイドされる。つまり、本実施形態の円すいころ軸受１０は、保持器５が外輪３によって案内される外輪案内形式の軸受である。保持器５は熱可塑性の樹脂製（合成樹脂製）であり、射出成形によって成型されている。
【００２２】
前記構成を有する円すいころ軸受１０では、軸受（内輪２）が回転すると、軸方向一方側から軸方向他方側へ潤滑油が流れるポンプ作用が発生する。この発生のメカニズムは、次のとおりである。環状空間７に存在する潤滑油及びエアは、軸受の回転に起因する遠心力によって径方向外側に向かう力成分を有する。外輪３の外軌道面１３は前記のとおり円すい形状であることから、環状空間７の潤滑油及びエアは外軌道面１３に沿って軸方向他方側へ流れる。この流れが発生すると、軸方向一方側の軸受外部に存在している潤滑油及びエアを環状空間７に引き込む作用が発生する。これにより、円すいころ軸受１０には、軸方向一方側から軸方向他方側へ潤滑油が流れるポンプ作用が生まれる。
【００２３】
図２は、図１に示す円すいころ軸受１０の軸方向他方側の斜視図であり、内輪２の大鍔部１５と保持器５の大環状部２２との間を示している。図１及び図２に示すように、保持器５が有する柱部２３は、円すいころ４の外周面と対向する柱本体部２７と、この柱本体部２７から軸方向他方側に延長して設けられた柱端部２４とを有している。柱端部２４は、円すいころ４の大端面１９よりも軸方向他方側に突出している。つまり、柱端部２４は、柱本体部２７から大環状部２２の内周側の位置にまで延びて設けられており、大環状部２２と大鍔部１５との間に位置している。なお、図２において、大環状部２２と柱部２３との境界を二点鎖線で示している。
【００２４】
円すいころ４の大端面１９からの柱端部２４の軸方向突出量は小さくてよく、その突出量Ｇ（軸方向の突出寸法Ｇ）は、例えば０．５ミリメートルよりも大きく、１ミリメートル未満とすることができる。
【００２５】
この構成を備えた円すいころ軸受１０によれば、大環状部２２と大鍔部１５との間であって周方向で隣り合う柱端部２４，２４の間に、潤滑油（オイル）を収容可能とする小空間２５が形成される。この小空間２５は複数の円すいころ４それぞれの軸方向他方側に形成され、複数の小空間２５が周方向に沿って存在する。
この円すいころ軸受１０が回転し、保持器５が同方向に回転すると、各小空間２５の潤滑油も回転し、大環状部２２と大鍔部１５との間において潤滑油が周方向に流れることでオイルカーテンが生じる。このオイルカーテンにより、軸方向他方側に存在する摩耗粉（鉄粉）等の異物が、大環状部２２と大鍔部１５との間から軸受内部に侵入するのを抑えることが可能となる。
【００２６】
特に、円すいころ軸受１０では（図１参照）、前記のとおり、大鍔部１５（鍔面１６）と円すいころ４（大端面１９）とは滑り接触することから、これらの間に前記のような異物が侵入すると損傷の原因となり易いが、前記オイルカーテンによって異物の侵入を抑えることで、このような損傷を防ぐことが可能となる。
【００２７】
なお、前記ポンプ作用によれば、内輪２と外輪３との間に形成される環状空間７の軸方向他方側は、潤滑油の出口側となる。したがって、ポンプ作用が発揮されれば、軸方向他方側の外部から異物は軸受内部（環状空間７）により侵入しにくくなる。
本実施形態の円すいころ軸受１０は、軸受内部への異物の侵入を抑制する更なる手段を備えている。以下、その手段について説明する。
【００２８】
図３は、内輪２及び外輪３の軸方向他方側の部分、並びに保持器５の大環状部２２を示す断面図である。内輪２の大鍔部１５は、前記鍔面１６と、その径方向外側に連続する凸曲面部（大径側凸曲面部）３１と、この凸曲面部３１と繋がる大鍔部１５の外周面３２とを有している。
これに対して、保持器５の柱部２３が有する柱端部２４は、その径方向内側に、前記凸曲面部３１及び外周面３２の一部と対向する対向面（大径対向面）３９を有している。対向面３９は、凸曲面部３１と対向する傾斜面（テーパ面）３８を有しており、これら凸曲面部３１と傾斜面３８との間に第一の微小隙間ｅ１が形成されている。また、対向面３９は、傾斜面３８と折れ角度を有して繋がっており大鍔部１５の外周面３２の一部と対向している円筒面３７を有しており、これら円筒面３７と外周面３２の一部との間に第二の微小隙間ｅ２が形成されている。
【００２９】
第一の微小隙間ｅ１と第二の微小隙間ｅ２とのいずれが狭くてもよいが、本実施形態では、第一の微小隙間ｅ１の方が、第二の微小隙間ｅ２よりも狭く、第一の微小隙間ｅ１は０．２５ミリメートル未満に設定されている。なお、この微小隙間ｅ１の寸法（０．２５ミリメートル未満）は、凸曲面部３１と傾斜面３８との間の最小となる寸法を指す。これら微小隙間ｅ１，ｅ２により、折れ曲がったラビリンス隙間が構成されている。
【００３０】
このように、円すいころ軸受１０の軸方向他方側において、保持器５の柱端部２４と内輪２の大鍔部１５との間には、微小隙間（ｅ１，ｅ２）が形成されている。これにより、前記小空間２５（図２参照）に存在する潤滑油に異物が含まれていても、この異物が、柱端部２４と大鍔部１５との間から侵入するのを抑えることができる。
【００３１】
また、図３において、大環状部２２の外周面２２ａの軸方向一方側（図３では左側）は、外輪３の内周面１３ａと対向しており、これら大環状部２２と外輪３との間には第三の微小隙間ｅ３が形成されている。微小隙間ｅ３は例えば０．５ミリメートル未満に設定される。なお、この微小隙間ｅ３の寸法（０．５ミリメートル未満）は、大環状部２２と外輪３との間の最小となる寸法を指す。この微小隙間ｅ３によれば、大環状部２２と外輪３との間からも、異物が侵入するのを抑えることができる。
【００３２】
図４は、内輪２及び外輪３の軸方向一方側の部分、並びに保持器５の小環状部２１を示す断面図である。内輪２の小鍔部１４は、軸方向一方側の側面５９と、その径方向外側に連続する凸曲面部（小径側凸曲面部）４１と、この凸曲面部４１と繋がる小鍔部１４の外周面４２とを有している。
これに対して、保持器５の小環状部２１は、その径方向内側に、前記凸曲面部４１及び外周面４２と対向する対向面（小径対向面）４９を有している。対向面４９は、凸曲面部４１と対向する傾斜面（テーパ面）４８を有しており、これら凸曲面部４１と傾斜面４８との間に第四の微小隙間ｅ４が形成されている。また、対向面４９は、傾斜面４８と折れ角度を有して繋がっており小鍔部１４の外周面４２と対向している円筒面４７を有しており、これら円筒面４７と外周面４２との間に第五の微小隙間ｅ５が形成されている。第四の微小隙間ｅ４と第五の微小隙間ｅ５とのいずれが狭くてもよく、これら微小隙間ｅ４，ｅ５は０．２ミリメートル未満に設定されている。なお、微小隙間ｅ４，ｅ５の寸法（０．２ミリメートル未満）は、両面間の最小となる寸法を指す。これら微小隙間ｅ４，ｅ５により、折れ曲がったラビリンス隙間が構成されている。
【００３３】
また、図４において、保持器５の小環状部２１の外周面２１ａは、外輪３の内周面１３ａと対向しており、これら小環状部２１と外輪３との間には第六の微小隙間ｅ６が形成されている。微小隙間ｅ６は例えば０．５ミリメートル未満に設定される。なお、この微小隙間ｅ６の寸法（０．５ミリメートル未満）は、小環状部２１と外輪３との間の最小となる寸法を指す。
【００３４】
このように、内輪２と保持器５の小環状部２１との間に微小隙間ｅ４，ｅ５が形成されており、また、外輪３と小環状部２１との間に微小隙間ｅ６が形成されている。これにより、内輪２と外輪３との間に形成される環状空間７の軸方向一方側を（微小隙間ｅ４，ｅ５，ｅ６は存在するが）小環状部２１によって塞ぐことが可能となる。これにより、軸方向一方側の外部に存在する異物が、前記のようなポンプ作用が発揮されても、潤滑油と共に軸受内部に侵入するのを抑えることができる。
【００３５】
また、図４において、保持器５の小環状部２１は、径方向内側の内周側部５１と、径方向外側の外周側部５２とを有している。内周側部５１の軸方向一方側の側面５３における内周端５４は、角形状を有しており、内輪２の軸方向一方側の側面５９よりも軸方向他方側（環状空間７側）に位置している。内輪２の側面５９を基準とした場合に、この側面５９から内周側部５１の側面５３（内周端５４）までの軸方向距離Ｂは、正の値に設定されており、本実施形態では０．２ミリメートルに設定されている。なお、図４では、内周側部５１の側面５３（内周端５４）が、内輪２の側面５９よりも軸方向他方側に位置しているが、これら側面５３，５９の軸方向位置は同じであってもよい。つまり、前記の軸方向距離Ｂは、０以上に設定されていればよく、好ましくは０以上、０．２ミリメートル未満である。
【００３６】
この構成によれば、内輪２（小鍔部１４）と保持器５の小環状部２１との間からの潤滑油の侵入をより効果的に抑制することができる。すなわち、円すいころ軸受１０（内輪２）が回転すると、内輪２の軸方向一方側に存在している潤滑油は遠心力によって径方向外側へ流れ、内輪２の側面５９に沿って流れる。そこで、前記のとおり軸方向距離Ｂが正の値（又はゼロ）に設定されており、小環状部２１の内周側部５１が、内輪２の側面５９から軸方向一方側に突出していないことで、内輪２の側面５９に沿って径方向外側へ流れた潤滑油は、その端縁５９ａを離脱したあと、小環状部２１の側面５３に沿ってスムーズに流れることができる。仮に、小環状部２１の内周側部５１（内周端５４）が、内輪２の側面５９から軸方向一方側に突出している場合、内輪２の側面５９に沿って流れた潤滑油は、その端縁５９ａを離脱したあと、内周側部５１の内周面に衝突し、内輪２（小鍔部１４）と小環状部２１との間から侵入しやすくなってしまう。しかし、本実施形態によれば、これを防止することができ、潤滑油に異物が含まれていても、その異物が軸受内部に侵入するのを防ぐことができる。
【００３７】
前記のとおり、内輪２の側面５９に沿って流れ、更に、小環状部２１の内周側部５１の側面５３に沿って流れた潤滑油は、小環状部２１の外周側部５２の側面５５に沿って流れる。この側面５５は、軸方向一方側に向かうにしたがって拡径する拡径面となっており、また、この側面５５の外周端５６は、角形状を有しており、外輪３の軸方向一方側の側面５８よりも、軸方向一方側に位置している。このため、小環状部２１の側面５５に沿って流れた潤滑油は、外周端５６から離脱すると、その離脱後の潤滑油が流れる方向は外輪３から離れる方向となる。この結果、外周端５６から離脱した潤滑油及びこれに含まれる異物は、外輪３と小環状部２１との間に侵入し難くなる。
【００３８】
以上より、前記各構成を備えている円すいころ軸受１０によれば、その軸方向一方側の外側及び軸方向他方側の外側に存在する潤滑油と共に金属粉等の異物が、円すいころ４が存在している軸受内部（環状空間７）に侵入しにくくなる。このため、内輪２又は外輪３と円すいころ４との間に異物が噛み込むのを防ぐことができ、円すいころ軸受１０の寿命を向上させることができる。
【００３９】
ここで、保持器５の製造について説明する。図５は、保持器５の断面図である。本実施形態の保持器５は、前記のとおり熱可塑性の樹脂製であり、射出成形により製造される。射出成形のための金型を、軸方向に二分割される割金型６５，６６（図６参照）のみとするために、図５に示すように、保持器５において、大環状部２２の最小内径Ｄ１は、小環状部２１の最大外径Ｄ２よりも大きくなっている（Ｄ１＞Ｄ２）。この構成により、射出成形した保持器５を金型（割金型６５，６６）から取り出すための脱型作業が容易となり、保持器５の量産に好適である。なお、図５に示す形態とは異なり、図示しないが、大環状部２２の最小内径Ｄ１が、小環状部２１の最大外径Ｄ２よりも小さくなっている場合（Ｄ１＜Ｄ２の場合）、軸方向に二分割される割金型の採用ができず、円すいころを収容するポケット２６を形成するために、半径方向に移動する部分金型を更に要し、金型構成が複雑となる。
【００４０】
以上のとおり開示した実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。つまり、本発明の円すいころ軸受は、図示する形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであってもよい。
前記実施形態では、円すいころ軸受１０は、トランスミッション装置等の動力伝達機構に用いられる場合について説明したが、その他の回転機械に用いられてもよい。
【符号の説明】
【００４１】
２：内輪                ３：外輪                      ４：円すいころ
５：保持器              １０：円すいころ軸受          １２：内軌道面
１３：外軌道面          １５：大鍔部                  １９：大端面
２１：小環状部          ２２：大環状部                ２３：柱部
２４：柱端部            ２５：小空間                  Ｄ１：最小内径
Ｄ２：最大外径          ｅ１，ｅ２，ｅ３，ｅ４，ｅ５，ｅ６：微小隙間
【図１】
2018080769.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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