(57)【要約】      （修正有）【課題】ベーンの貫通孔の加工コストを削減できる可変容量ベーンポンプを得る。【解決手段】略円柱状の外周面を有する回転部５と、外周面に形成された複数のスリットに突没可能に収容された複数のベーン６と、回転部を取り囲むように配置されたカムリング７と、ベーンを径方向に保持する環状のワイヤリング９を備える可変容量ベーンポンプにおいて。可変容量ベーンポンプのベーンに設けられ、環状のワイヤリングが挿通される貫通孔６ａの孔径の一端側を小さく、他端側を大きく設定する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸回りに回転する略円柱状の外周面を有する回転部と、前記外周面に形成された複数のスリットのそれぞれに突没可能に収容された複数のベーンと、前記回転部を取り囲むように配置されるカムリングと、前記複数のベーンの貫通孔に挿通され、先端がそれぞれ前記カムリング内周面に摺接するように前記ベーンを径方向に保持する環状のワイヤリングと、を備える可変容量ベーンポンプにおいて、
前記ベーンの前記貫通孔が、軸方向の一端側に形成され、前記ワイヤリングが嵌挿される小径部と、軸方向の他端側に形成され、前記ワイヤリングが遊嵌される大径部とから構成されたことを特徴とする可変容量ベーンポンプ。
【請求項２】
前記環状のワイヤリング、および前記ベーンの前記貫通孔を、それぞれ前記回転部の軸方向の中心から所定寸法ずれた位置に設けたことを特徴とする請求項１に記載の可変容量ベーンポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用の可変容量ベーンポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の可変容量ベーンポンプとして、特許文献１に開示されるものが知られている。この特許文献１に開示される可変容量ベーンポンプは、回転軸回りに回転する略円柱状の外周面を有する回転部と、外周面に形成された複数のスリットのそれぞれに突没可能に収容された複数のベーンと、円筒形の内周面が回転部を取り囲むように配置されるカムリングと、複数のベーンに挿通され、各ベーンの先端がそれぞれカムリングの内周面に摺接するように各ベーンを径方向に保持する環状のワイヤリングとを、備えている。
【０００３】
また、回転部の外周面とカムリングの内周面との間に形成される環状室を、その先端を内周面に接触させた複数のベーンによって複数の容積室に区画するとともに、カムリングを回転軸に対して偏心して配置した状態で回転部を回転させることにより、容積室を回転軸回りに回転させつつ周期的に拡縮して、各容積室に吸入した流体を吐出するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２４１３９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の可変容量ベーンポンプでは、複数のベーンに設けられ、環状のワイヤリングが挿通される貫通孔断面を鼓状にしているので、貫通孔を両側から加工する必要があり、加工コストが高くなるという課題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、ベーンの貫通孔の加工コストを削減できる可変容量ベーンポンプを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明にあっては、可変容量ベーンポンプのベーンに設けられ環状のワイヤリングが挿通される貫通孔の孔径の一端側を小さく、他端側を大きく設定したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、環状のワイヤリングが挿通される貫通孔の孔径の一端側を小さく、他端側を大きく設定したことで、一方向からの加工で貫通孔が形成できるため、貫通孔の加工コストを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態にかかる可変容量ベーンポンプが用いられるシステムの一例を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態にかかる可変容量ベーンポンプの内部構成を回転軸方向から見た側面図（一部断面図）である。
【図３】図２のIII−III線に沿う断面図である。
【図４】図２のIV部を拡大して示す側面図（一部断面図）である。
【図５】本発明の第１実施形態にかかる可変容量ベーンポンプの回転部を示す側面図である。
【図６】本発明の第１実施形態の別態様にかかる可変容量ベーンポンプの要部を示す断面図である。
【図７】ベーンの幅方向中心に貫通孔を配置した態様を示す図２のIII−III線に沿う断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態にかかる可変容量ベーンポンプの要部を示す断面図である。
【図９】本発明の第２実施形態の別態様にかかる可変容量ベーンポンプの要部を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の複数の実施形態には、同様の構成要素が含まれている。よって、それら同様の構成要素には共通の符号を付与するとともに、重複する説明を省略する。
【００１１】
＜第１実施形態＞
図１〜図５は、本発明の第１実施形態を示している。これらのうち、図１は、本実施形態にかかる可変容量ベーンポンプが用いられるシステムの一例を示すブロック図、図２は、本実施形態にかかる可変容量ベーンポンプの内部構成を回転軸方向から見た側面図（一部断面図）、図３は、図２のIII−III線に沿う断面図、図４は、図２のIV部を拡大して示す側面図（一部断面図）、図５は、本発明の第１実施形態にかかる可変容量ベーンポンプの回転部を示す側面図である。なお、図２は、図３のII−II線に沿う断面図で、図６は、第１実施形態の別態様の要部を示す断面図、図７は、ベーンの幅方向中心に貫通孔を配置した態様を示す図２のIII−III線に沿う断面図である。
【００１２】
図１に示すように、本実施形態にかかる可変容量ベーンポンプ１は、ベルト駆動の連続可変トランスミッションシステム（ベルトＣＶＴシステム１００）の油圧供給源として使用することができる。可変容量ベーンポンプ１から吐出された作動油は、コントロールバルブ２００を介して、ベルトＣＶＴシステム１００の各部（プライマリープーリー１０１や、セカンダリープーリー１０２、フォワードクラッチ１０３、リバースブレーキ１０４、トルクコンバーター１０５、潤滑・冷却系１０６等）に供給される。
【００１３】
コントロールバルブ２００内には、電動式、手動式、油圧式の各種バルブ（シフトコントロールバルブ２０１や、セカンダリーバルブ２０２、セカンダリー圧ソレノイドバルブ２０３、ライン圧ソレノイドバルブ２０４、プレッシャーレギュレーターバルブ２０５、マニュアルバルブ２０６、ロックアップ／セレクト切替ソレノイドバルブ２０７、クラッチレギュレーターバルブ２０８、セレクトコントロールバルブ２０９、ロックアップソレノイドバルブ２１０、トルクコンバーターレギュレーターバルブ２１１、ロックアップコントロールバルブ２１２、セレクトＳＷバルブ２１３等）が設けられている。
【００１４】
なお、コントロールバルブ２００に含まれる電動式のバルブは、ベルトＣＶＴシステム１００用のコントロールユニット３００によって制御される。
【００１５】
図２に示すように、本実施形態にかかる可変容量ベーンポンプ１は、ポンプ部２と制御弁部３とを備えており、これらポンプ部２および制御弁部３は、いずれもポンプボディ４内に形成されている。ポンプ部２は、可変容量型のベーンポンプとして構成され、制御弁部３はスプール弁として構成されている。
【００１６】
ポンプ部２は、ポンプボディ４に形成された略円筒状の収容凹部４ａ内に収容されており、回転軸Ａｘ回りに回転する略円柱状の外周面５ａを有する回転部５と、外周面５ａの軸方向と径方向のそれぞれに沿って等間隔に形成された１１個のスリット５ｂのそれぞれに突没可能に収容された複数のベーン６と、回転部５を取り囲むように配置されるカムリング７と、当該カムリング７を取り囲むように配置されて収容凹部４ａに嵌挿されるアダプタリング８と、複数のベーン６に挿通され、先端がそれぞれカムリング７の内周面７ａに摺接するように径方向へベーン６を付勢し、保持する環状のワイヤリング９と、を備えている。なお、アダプタリング８は図示しない係止手段によって、収容凹部４ａ内で回転しないようにしてある。
【００１７】
そして、回転部５の外周面５ａとカムリング７の内周面７ａとの間に形成される環状室Ｒを、その先端をカムリング７の内周面７ａに摺接させた複数のベーン６によって複数の容積室Ｖに区画してある。
【００１８】
さらに、本実施形態では、カムリング７を回転軸Ａｘに対して図２の左斜め上方に偏心して配置した状態で回転部５を回転させることで、容積室Ｖを回転軸Ａｘ回りに回転させつつ周期的に拡縮して、各容積室Ｖに吸入した流体を吐出するように構成されている。
【００１９】
回転部５は、シャフト１３と例えばスプライン結合されており、シャフト１３とともに回転する。回転軸Ａｘはシャフト１３の回転軸でもある。本実施形態では、回転部５およびシャフト１３の回転方向は、図２の時計回り方向となっている。
【００２０】
スリット５ｂは、本実施形態では、回転軸Ａｘの径方向に沿って放射状に形成されており、回転部５を周方向に１１箇所等分割する位置に形成されている。スリット５ｂの奥側（回転軸Ａｘ側）には、略筒状の与圧室５ｃが形成されており、吸入工程では、与圧室５ｃを吸入側に連通して作動油を吸入し、吐出工程では与圧室５ｃと吐出口側に連通して吸入された作動油を吐出側に排出するとともに、高圧の吐出圧力をベーン６の根元に作用させてベーン６を径方向外側に押出してカムリング７の内周面７ａに押付けている。なお、上記与圧は必須では無い。
【００２１】
ベーン６は、図３に示すように、略矩形板状の部材として構成されており、本実施形態では、その先端部は、カムリング７の内周面７ａに対応して、たとえば、内周面７ａの曲率よりも小さな曲率で曲面状に形成されている。
【００２２】
カムリング７は、半径一定の環状に形成されており、その内周面７ａに回転するベーン６の先端部が摺接することになる。
【００２３】
アダプタリング８の外周面８ａはほぼ円柱面状に形成される一方、内周面８ｂは図２の左斜め上方および右斜め下方に長いやや扁平な略円筒面状に形成されている。内周面８ｂは、より詳しくは、図２の左斜め下方、左斜め上方、および右斜め上方に三つの平面状の対向面８ｃ，８ｄ，８ｅを有し、対向面間に凹曲面８ｆ，８ｇ，８ｈを有して形成されている。そして、図２に示すように、内周面８ｂ内でカムリング７が最も左斜め上方に位置する状態では、凹曲面８ｆ，８ｇとカムリング７の外周面７ｂとの間に隙間が形成されるようになっており、これらの隙間が加圧室１０となる。
【００２４】
図２で右斜め上方に位置する対向面８ｅには半円筒状の凹溝８ｉが形成されるとともに、この凹溝８ｉに対向するカムリング７の外周面７ｂにはやや浅い凹溝７ｃが形成され、これら凹溝８ｉ，７ｃで挟み込むように、ピン１１がそれら凹溝８ｉ，７ｃ内に収容されている。カムリング７は、アダプタリング８の内周面８ｂの内側で、このピン１１を支点として揺動するようになっている。
【００２５】
回転軸Ａｘに対して加圧室１０の反対側（図２では右斜め下方）には、カムリング７を図２の左斜め上方に付勢する付勢機構としてのコイルスプリング１２が介装されており、加圧室１０からの加圧に対向する圧縮反力をカムリング７に与えるようになっている。なお、本実施形態では、アダプタリング８の内周には、コイルスプリング１２を受けるばね受け８ｊが形成されており、コイルスプリング１２の一端部はカムリング７の外周面７ｂに当接される一方、他端部は、アダプタリング８の内周のばね受け８ｊに支持されている。
【００２６】
さらに、回転軸Ａｘに対してピン１１の反対側（図２では左斜め下方）に位置する対向面８ｅには、略矩形断面の凹溝８ｋが形成されており、この凹溝８ｋ内に、略棒状のシール部材１４が挿入されている。シール部材１４の突出側（図２で上側）の端面は、カムリング７の外周面７ｂに当接されており、カムリング７が揺動する際には、カムリング７の外周面７ｂにシール部材１４が摺接するようになっている。本実施形態では、このシール部材１４とピン１１とによって、加圧室１０とコイルスプリング１２が配置される側の側面視で三日月状の対向室１５とがシールされるようになっている。
【００２７】
そして、本実施形態では、図２に示すように、加圧室１０および対向室１５には、ポンプボディ４に形成された流体通路４ｃおよびアダプタリング８に形成された連通路８ｍを介して、制御弁部３から流体が導入されるようになっている。
【００２８】
以上の構成を備えるポンプ部２では、回転部５が回転するのに伴って容積室Ｖも回転する。このとき、環状室Ｒは、カムリング７が回転軸Ａｘに対して図２の左斜め上方に偏心しているため、図２の左斜め上方では広く、右斜め下方では狭くなっている（たとえば、ベルトＣＶＴシステム１００に適用した場合は、ギア変速時状態）。したがって、各容積室Ｖは、回転部５およびベーン６とともに、図２の時計回り方向に回転するのに伴って、図２の右斜め下方では最も狭く、図２の下側を経て移動するにつれて広くなる。さらに、図２の左斜め上方では最も広く、図２の上側を経て右斜め下方に移動するにつれて狭くなる。したがって、本実施形態にかかるポンプ部２では、図２において、回転軸Ａｘを含む中心線Ｌ（回転軸Ａｘと垂直で、回転軸Ａｘとカムリング７の中心Ｃとを含む直線）より下側では容積室Ｖの容積が拡大し、上側では容積室Ｖの容積が縮小することになる。そして、ポンプボディ４の収容凹部４ａの側面４ｅ（ベーン６の移動方向に対して側方となる面）には、容積室Ｖが縮小する区間に対応して当該容積室Ｖに臨む吐出開口４ｆが形成され、容積室Ｖが拡大する区間に対応して当該容積室Ｖに臨む吸入開口４ｇが形成されている。したがって、容積室Ｖは回転するのに伴って周期的に容積が拡縮して、回転軸Ａｘを含む図２の中心線Ｌより下側を右から左へ移動する吸入ストローク区間Ｉで吸入開口４ｇを介して流体を吸入し、当該中心線Ｌより上側を左から右へ移動する吐出ストローク区間Ｏで吐出開口４ｆを介して流体を吐出することになる。
【００２９】
そして、上記構成では、加圧室１０の流体の圧力が高くなると、当該流体の圧力によって押されたカムリング７は図２の右斜め下方へ移動する（たとえば、ベルトＣＶＴシステム１００に適用した場合は、定速走行状態）。すると、カムリング７の中心Ｃと回転軸Ａｘとの偏心量δが小さくなって、容積室Ｖの縮小時と拡大時の容積の差が小さくなるから、ポンプ部２からの吐出容量（一回転あたりの吐出量）が減ることになる。逆に、加圧室１０の流体の圧力が小さくなると、流体の圧力によってカムリング７が図２の右斜め下方へ押圧される力が小さくなって、カムリング７はコイルスプリング１２によって左側に押し戻されて左側へ移動する。すると、カムリングの中心Ｃと回転軸Ａｘとの偏心量δが大きくなって、容積室Ｖの縮小時と拡大時の容積の差が大きくなるから、ポンプ部２からの吐出容量が増えることになる。したがって、本実施形態では、加圧室１０に導入される流体の圧力を適宜に変化させることで、ポンプ部２の吐出容量を変化させることができる。たとえば、ベルトＣＶＴシステム１００に適用した場合には、必要に応じて、ギア変速時には吐出量を増やし、定速走行時には吐出量を減らすような制御が可能である。なお、本実施形態では、対向室１５にも流体を導入し、加圧室１０および対向室１５の流体の圧力と、付勢手段としてのコイルスプリング１２の付勢力（圧縮反力）によって、ポンプ部２の吐出容量が変化することになる。
【００３０】
また、本実施形態では、回転部５の外周に、環状のワイヤリング９を収容可能な収容溝５ｄが円周方向に沿って形成されている。環状のワイヤリング９は、円形断面を有し略円形に形成された弾性線材からなり、両端にベーン抜止め加締め部９ａが設けられるとともに、当初、ワイヤリング９の自由径がベーン６に組付けた際の径よりも比較的大きな寸法に設定されている。そして、ポンプ部２に組み込んだときにワイヤリング９が径方向に圧縮されて、カムリング７の内周面７ａとの同心円状の状態で縮径することにより、ワイヤリング９自体の反発力で各ベーン６を径方向外側へ付勢可能となる。
【００３１】
図３に示すように、各ベーン６の先端近傍には、ベーン６の厚み方向に延びる貫通孔６ａがそれぞれ形成されている。この貫通孔６ａは、図４に示すように、軸方向の一端に形成され、ワイヤリング９が嵌挿される小径部６ｂと、軸方向の他端側に形成され、ワイヤリング９が遊嵌される大径部６ｃとから構成され、小径部６ｂから大径部６ａに向かって次第に拡径する円錐状に形成されている。
【００３２】
なお、小径部６ｂは低圧の吸入側に、大径部６ｃは高圧の吐出側に位置するように貫通孔６ａは配置されている。図４とは逆に、図６に示すように、小径部６ｂは高圧の吐出側に、大径部６ｃは低圧の吸入側に位置するように貫通孔６ａを配置する構成としても良いが、貫通孔６ａに高い圧力のかかる面積が、図４の構成の方が狭くて済むため、貫通孔６ａを通じての作動油の洩れを低減するためには、図４の構成の方が適当である。
【００３３】
また、貫通孔６ａは、図７に示すように、ベーン６ａの幅方向の中心、且つベーン６ａの長さ方向（回転部の径方向）の中心よりも先端側に形成されるのが好適である。幅方向のどちらか一方側に貫通孔６ａが形成された場合には、ベーン６が突出する際に、ベーン６の貫通孔６ａに対する幅方向反対側の突出が遅れるおそれがあるが、ベーン６の幅方向の中心に貫通孔６ａを設定することで、幅方向の突出遅れを防止できる。また、貫通孔６ａがベーン６の長さ方向の中心よりも基端側に形成された場合には、ベーンの突出量が少なくなるため、吐出量が減少する。
【００３４】
回転部５の外周の収容溝５ｄ、およびベーン６の貫通孔６ａは、それぞれ回転部５の軸方向の中心（ベーン６の幅方向の中心）より軸方向へ所定寸法Ｄずれた位置に設けられている。なお、回転部５の軸方向の長さはベーン６の幅寸法と同じであるので、回転部５の軸方向の中心はベーン６の幅方向の中心と同一である。
【００３５】
各ベーン６の小径部６ｂには、ワイヤリング９が嵌挿されるので、ベーン６が高圧と低圧の境界を通過するとき、小径部６ｂ、およｂワイヤリング９間の隙間が微小になり、作動油の洩れ量を最小限に抑制することができる。また、各ベーン６の大径部６ｃにワイヤリング９が遊嵌されるので、回転部５の回転とともに環状のワイヤリング９がベーン６の貫通孔６ａの大径部６ｃ内で移動可能であり、ベーン６とワイヤリング９の干渉を防止できるので、回転部５のスリット５ｂ内でベーン６がスムーズに突没することが可能となり、またワイヤリング９の摩耗も抑制できる。
【００３６】
以上説明したように、本実施形態では、複数のベーン６の貫通孔６ａを、ベーン６の幅方向の中心から所定寸法Ｄずれた位置にオフセットしたので、ベーン６の裏表の向きを間違えて逆にした場合、ベーン６の貫通孔６ａが所定位置から大幅にずれることにより、即ち貫通孔６ａの位置がベーン６の幅方向の中心に対し、反対側に位置することになり、ベーン６の誤組付けに容易に気付くことができるため、複数のベーン６を裏表の向きが正しい状態で確実に回転部５のスリット５ｂに組み込むことができる。したがって、ポンプ部２に組み込んだときに複数の貫通孔６ａの小径部６ｂを一定の等間隔で配置することができるので、各小径部６ｂによりワイヤリング９を径方向に圧縮する際に、その圧縮量のばらつきを抑制することができ、その結果として、ワイヤリング９によるベーン６の径方向外側への付勢力を有効に活用できるとともに、ワイヤリング９自体の耐久性の向上を図ることができる。
【００３７】
また、本実施形態では、各ベーン６の貫通孔６ａが、軸方向の一端に形成される小径部６ｂと、軸方向の他端側に形成される大径部６ｃとから構成されているので、貫通孔６ａを一方の側（大径部６ｃの側）からの加工により設けることができ、軸方向の両側からの加工を要する従来のものと比べてコスト削減を図ることができる。
【００３８】
なお、貫通孔６ａをオフセットせずに、ベーン６の幅方向の中心に配置した状態で、ベーン６の裏表の向きを間違えて逆にした場合、組付け性が悪化し、たとえ組付けたとしてもワイヤリング９がジグザグになることになり、ワイヤリング９の径が小さくなり、ベーンの突出量が減少する。その結果、カムリングに接触しなくなり、ポンプの吐出量が減少してしまう。
【００３９】
また、貫通孔６ａが、孔径が一定なストレート孔の場合、可変容量ポンプでは、カムリング７の偏心に合わせて、ベーン６の傾き角が変化するため、その度にワイヤリング９に曲げ応力が掛かる。この曲げ応力を逃がすためには、貫通孔６ａの孔径を大きくしなくてはならないが、孔径が大きくなることによって作動油の洩れ量が増大し、ポンプ効率が低下してしまう。
【００４０】
＜第２実施形態＞
図８は、実施形態にかかる可変容量ベーンポンプの要部を示す断面図で、図９は、第１実施形態の別態様の要部を示す断面図である。なお、本実施形態にかかる可変容量ベーンポンプ１Ａのポンプ部は、上記第１実施形態と全く同じとすることができる。したがって、以下ではその説明を省略する。
【００４１】
本実施形態では、各ベーン６の先端近傍に形成される貫通孔６ｄが、軸方向の一端に形成され、ワイヤリング９が嵌挿される小径部６ｅと、軸方向の他端側に形成され、ワイヤリング９が遊嵌される大径部６ｆとから構成されている点では上記第１実施形態と同じである。
【００４２】
しかし、本実施形態では、上記大径部６ｆが小径部６ｅの端部より次第に拡径する円錐状部分と、該円錐状部分の大径端部より軸方向の他端に向かって延びる大径円筒状部分とに分かれている。
【００４３】
なお、小径部６ｅは低圧の吸入側に、大径部６ｆは高圧の吐出側に位置するように貫通孔６ａは配置されている。また、図８とは逆に、図９に示すように、小径部６ｅは高圧の吐出側に、大径部６ｆは低圧の吸入側に位置するように貫通孔６ｄを配置する構成としても良いが、貫通孔６ｄに高い圧力のかかる面積が、図８の構成の方が狭くて済むため、貫通孔６ｄを通じての作動油の洩れを低減するためには、図８の構成の方が適当である。
【００４４】
かかる構成では、各ベーン６の小径部６ｂ（ワイヤリング９より僅かに径が大きい）には、ワイヤリング９が嵌挿されるので、ベーン６が高圧と低圧の境界を通過するとき、小径部６ｂ、およｂワイヤリング９間の隙間が微小になり、作動油の洩れ量を最小限に抑制することができる。また、各ベーン６の大径部６ｃにワイヤリング９が遊嵌されるので、回転部５の回転とともに環状のワイヤリング９がベーン６の貫通孔６ａの大径部６ｃ内で移動可能であり、ベーン６とワイヤリング９の干渉を防止できるので、回転部５のスリット５ｂ内でベーン６がスムーズに突没することが可能となり、またワイヤリング９の摩耗も抑制できる。
【００４５】
以上の本実施形態によっても、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４６】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず、種々の変形が可能である。例えば、各ベーンの先端近傍に形成される貫通孔の構成について、上記実施形態には限定されず、種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１，１Ａ  可変容量ベーンポンプ
５  回転部
５ａ  外周面
５ｂ  スリット
６  ベーン
６ａ  貫通孔
６ｂ  小径部
６ｃ  大径部
６ｄ  貫通孔
６ｅ  小径部
６ｆ  大径部
７  カムリング
７ａ  内周面
９  ワイヤリング
１３  回転軸
【図１】
2011064135.tif 000003
【図２】
2011064135.tif 000004
【図３】
2011064135.tif 000005
【図４】
2011064135.tif 000006
【図５】
2011064135.tif 000007
【図６】
2011064135.tif 000008
【図７】
2011064135.tif 000009
【図８】
2011064135.tif 000010
【図９】
2011064135.tif 000011