(57)【要約】【課題】  外側継手部材の外径サイズを小さくして軽量・コンパクト化を図ると共に、内側継手部材から一体的に延びる中間シャフトへのブーツの組み付けを容易に実現する。【解決手段】  一端に開口部１６を有する外側継手部材１０と、その外側継手部材１０との間でボール３０を介して角度変位を許容しながらトルクを伝達する内側継手部材２０とを備え、外側継手部材１０の開口部１６を閉塞する筒状のブーツ７０の大径端部７２および小径端部７４を、外側継手部材１０の開口部１６と内側継手部材２０から一体的に延びる中間シャフト６０とにそれぞれ装着した等速自在継手であって、中間シャフト６０のブーツ取付部６２の外径を内側継手部材２０の外径に対して同等あるいはそれ以上とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端に開口部を有する外側継手部材と、前記外側継手部材との間でトルク伝達部材を介して角度変位を許容しながらトルクを伝達する内側継手部材とを備え、前記外側継手部材の開口部を閉塞する筒状のブーツの端部を、前記外側継手部材の開口部と前記内側継手部材から一体的に延びる軸部材とにそれぞれ装着した等速自在継手であって、
前記軸部材のブーツ取付部の外径を前記内側継手部材の外径に対して少なくとも同等としたことを特徴とする等速自在継手。
【請求項２】
前記軸部材のブーツ取付部は、軸部材と一体的に形成されている請求項１に記載の等速自在継手。
【請求項３】
前記軸部材のブーツ取付部は、そのブーツ取付部の外径を有する軸素材から前記ブーツ取付部の形成予定部位以外の部位を削り込むことにより形成されている請求項１又は２に記載の等速自在継手。
【請求項４】
前記軸部材のブーツ取付部は、そのブーツ取付部以外の部位の外径を有する軸素材から前記ブーツ取付部の形成予定部位を膨らませる軸肥大化加工により形成されている請求項１又は２に記載の等速自在継手。
【請求項５】
前記軸部材のブーツ取付部は、軸部材と別体で形成されている請求項１に記載の等速自在継手。
【請求項６】
前記軸部材のブーツ取付部は、ゴム製である請求項５に記載の等速自在継手。
【請求項７】
前記軸部材のブーツ取付部は、樹脂製である請求項５に記載の等速自在継手。
【請求項８】
前記軸部材のブーツ取付部は、円周方向で接合部を持たない弾性変形可能な環状部材で構成されている請求項５〜７のいずれか一項に記載の等速自在継手。
【請求項９】
前記軸部材のブーツ取付部は、円周方向で少なくとも一箇所の接合部を有する弾性変形可能な環状部材で構成されている請求項５〜７のいずれか一項に記載の等速自在継手。
【請求項１０】
前記外側継手部材は、内周面に軸方向に延びる複数の直線状トラック溝が形成され、前記内側継手部材は、外側継手部材のトラック溝と対をなして外周面に複数の直線状トラック溝が形成され、前記トルク伝達部材は、外側継手部材の内周面と内側継手部材の外周面との間に配されたケージにより保持された状態で、前記外側継手部材のトラック溝と前記内側継手部材のトラック溝との間に介在するボールである請求項１〜９のいずれか一項に記載の等速自在継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車や各種産業機械の動力伝達系において使用され、例えば自動車のドライブシャフトやプロペラシャフトに組み込まれ、継手外部からの異物侵入や継手内部からの潤滑剤漏洩を防止するブーツを備えた等速自在継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車のエンジンから車輪に回転力を等速で伝達する手段として使用される等速自在継手には、固定式等速自在継手と摺動式等速自在継手の二種がある。これら両者の等速自在継手は、駆動側と従動側の二軸を連結してその二軸が作動角をとっても等速で回転トルクを伝達し得る構造を備えている。
【０００３】
自動車のエンジンから駆動車輪に動力を伝達するドライブシャフトは、エンジンと車輪との相対的位置関係の変化による角度変位と軸方向変位に対応する必要があるため、エンジン側（インボード側）に摺動式等速自在継手を、駆動車輪側（アウトボード側）に固定式等速自在継手をそれぞれ装備し、両者の等速自在継手を中間シャフトで連結した構造を具備する。
【０００４】
例えば、このドライブシャフトに組み込まれる摺動式等速自在継手の一つであるダブルオフセット型等速自在継手は、図８および図９に示すように軸線に平行な複数の直線状トラック溝１１２が円筒状内周面１１４に円周方向等間隔で形成された円筒形状の外側継手部材１１０と、その外側継手部材１１０のトラック溝１１２と対応させて軸線に平行な複数の直線状トラック溝１２２が球面状外周面１２４に形成された内側継手部材１２０と、外側継手部材１１０のトラック溝１１２と内側継手部材１２０のトラック溝１２２との間に介在してトルクを伝達する複数のボール１３０と、外側継手部材１１０の内周面１１４と内側継手部材１２０の外周面１２４との間に配され、円周方向等間隔に形成されたポケット１４２に収容したボール１３０を保持するケージ１４０とを主要な構成要素としている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
この等速自在継手は、内側継手部材１２０、ボール１３０およびケージ１４０からなる内部部品が外側継手部材１１０に軸方向摺動自在に収容され、外側継手部材１１０の開口部１１６に取り付けられた止め輪１５２により内部部品が抜け止めされた構造を具備する。また、内側継手部材１２０の軸孔１２６には中間シャフト１６０の一端がスプライン嵌合により連結され、その中間シャフト１６０は内側継手部材１２０の奥側で止め輪１５４により抜け止めされている。なお、この中間シャフト１６０の他端は、固定式等速自在継手（図示せず）の内側継手部材に連結される。
【０００６】
この種の等速自在継手では、継手内部に封入されたグリース等の潤滑剤の漏洩を防ぐと共に継手外部からの異物侵入を防止するため、筒状のブーツ１７０を装着した構造が一般的である。
【０００７】
ブーツ１７０は、外側継手部材１１０の開口部１１６の外周面にブーツバンド１５６により締め付け固定された大径端部１７２と、内側継手部材１２０から延びる中間シャフト１６０の外周面にブーツバンド１５８により締め付け固定された小径端部１７４と、大径端部１７２と小径端部１７４とを繋ぎ、その大径端部１７２から小径端部１７４へ向けて縮径した蛇腹部１７６とで構成されている。
【０００８】
このブーツ１７０の組み付けは以下の要領でもって行われる。図１０に示すように、内側継手部材１２０、ボール１３０およびケージ１４０からなる内部部品が外側継手部材１１０に収容されたアッセンブリ体に対して、ブーツ１７０の小径端部１７４側から中間シャフト１６０を挿入し、その一端を内側継手部材１２０の軸孔１２６に圧入してスプライン嵌合させ、その上で、ブーツ１７０の大径端部１７２を外側継手部材１１０の開口部１１６の外周面にブーツバンド１５６（図示せず）により締め付け固定すると共に、ブーツ１７０の小径端部１７４を中間シャフト１６０のブーツ取付部１６２の外周面にブーツバンド１５８（図示せず）により締め付け固定する。なお、中間シャフト１６０のブーツ取付部１６２は、その外周面に形成された凹溝１６３にブーツ１７０の小径端部１７４の内周面を嵌め込む構造を具備する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−２６２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、近年、自動車の低燃費化に伴い、等速自在継手に対しても軽量・コンパクトなものが要求されている。前述した従来の等速自在継手の構造では、強度および耐久性を確保しながら、外側継手部材１１０の外径サイズを小さくして軽量・コンパクト化を図ることが困難であった。これは、外側継手部材１１０の外径サイズを小さくするためにボール１３０のピッチ円径を小さくすると、内側継手部材１２０におけるトラック溝底と軸孔内径との間の肉厚ｔが不足することになって内側継手部材１２０の強度を確保することが困難になるためである。
【００１１】
そのため、近年では、内側継手部材１２０の軸孔１２６に中間シャフト１６０をスプライン嵌合により連結した構造に代わって、中実の内側継手部材に中間シャフトが一体的に形成された構造のものが採用されている。
【００１２】
しかしながら、内側継手部材に中間シャフトが一体的に形成された構造の場合、その内側継手部材から一体的に延びる中間シャフトにブーツを組み付けるに際して、中間シャフトのブーツ取付部の外径よりも、その中間シャフトの一端側に位置する内側継手部材の外径が大きいことから、中間シャフトをその内側継手部材側からブーツの小径端部に挿入することができないという問題が生じる。
【００１３】
そこで、本発明は前述の問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、外側継手部材の外径サイズを小さくして軽量・コンパクト化を図ると共に、内側継手部材から一体的に延びる中間シャフトへのブーツの組み付けを容易に実現し得る等速自在継手を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、一端に開口部を有する外側継手部材と、前記外側継手部材との間でトルク伝達部材を介して角度変位を許容しながらトルクを伝達する内側継手部材とを備え、前記外側継手部材の開口部を閉塞する筒状のブーツの端部を、前記外側継手部材の開口部と前記内側継手部材から一体的に延びる軸部材とにそれぞれ装着した等速自在継手であって、前記軸部材のブーツ取付部の外径を前記内側継手部材の外径に対して少なくとも同等としたことを特徴とする。ここで、「少なくとも同等」とは、軸部材のブーツ取付部の外径を内側継手部材の外径に対して同等あるいはそれ以上にすることを意味する。
【００１５】
本発明では、内側継手部材から一体的に延びる軸部材を採用したことにより、外側継手部材の外径サイズを小さくするためにトルク伝達部材としてのボールのピッチ円径を小さくしても、中実の内側継手部材とすることでトラック溝底での肉厚が不足することなく、内側継手部材の強度を確保することが容易となる。また、軸部材のブーツ取付部の外径を内側継手部材の外径に対して同等あるいはそれ以上としたことにより、軸部材のブーツ取付部にブーツの端部を組み付けるに際して、ブーツの端部の内径を内側継手部材の外径と同等あるいはそれ以上とすることができるので、軸部材をその内側継手部材側からブーツの端部に挿入することができる。
【００１６】
本発明における軸部材のブーツ取付部は、軸部材と一体的に形成されていることが望ましい。このようにすれば、等速自在継手を構成する部品点数の低減化が図れる。
【００１７】
この軸部材のブーツ取付部は、そのブーツ取付部の外径を有する軸素材から前記ブーツ取付部の形成予定部位以外の部位を削り込むことにより製作することができる。また、軸部材のブーツ取付部は、そのブーツ取付部以外の部位の外径を有する軸素材から前記ブーツ取付部の形成予定部位を膨らませる軸肥大化加工により製作することもできる。このような製作方法を採用すれば、ブーツ取付部を容易に形成することが可能となる。
【００１８】
本発明における軸部材のブーツ取付部は、軸部材と別体で形成されていることが望ましい。このようにすれば、ブーツ取付部を簡便な手段により容易に形成することが可能となる。
【００１９】
この軸部材のブーツ取付部を軸部材と別体で形成する場合、そのブーツ取付部はゴム製あるいは樹脂製であることが望ましい。このようにすれば、ゴムあるいは樹脂の弾性変形を利用することで軸部材への組み付けが容易となる。
【００２０】
また、軸部材のブーツ取付部を軸部材と別体で形成する場合、そのブーツ取付部は、円周方向で接合部を持たない弾性変形可能な環状部材、あるいは、円周方向で少なくとも一箇所の接合部を有する弾性変形可能な環状部材で構成することが可能である。円周方向で接合部を持たない環状部材でブーツ取付部を構成した場合、環状部材を弾性変形させることで内側継手部材を通過させて軸部材に組み付けることになる。また、円周方向で少なくとも一箇所の接合部を有する環状部材で構成した場合、環状部材を弾性変形させることで軸部材を跨がせて軸部材に組み付けることになる。
【００２１】
本発明は、内周面に軸方向に延びる複数の直線状トラック溝が形成された外側継手部材と、その外側継手部材のトラック溝と対をなして外周面に複数の直線状トラック溝が形成された内側継手部材と、外側継手部材の内周面と内側継手部材の外周面との間に配されたケージにより保持された状態で、前記外側継手部材のトラック溝と前記内側継手部材のトラック溝との間に介在するトルク伝達部材としてのボールとで構成された等速自在継手、つまり、ダブルオフセット型等速自在継手に適用可能である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、内側継手部材から一体的に延びる軸部材を採用したことにより、外側継手部材の外径サイズを小さくするためにトルク伝達部材としてのボールのピッチ円径を小さくしても、中実の内側継手部材とすることでトラック溝底での肉厚が不足することなく、内側継手部材の強度を確保することが容易となる。また、軸部材のブーツ取付部の外径を内側継手部材の外径に対して同等あるいはそれ以上としたことにより、軸部材のブーツ取付部にブーツの端部を組み付けるに際して、ブーツの端部の内径を内側継手部材の外径と同等あるいはそれ以上とすることができるので、軸部材をその内側継手部材側からブーツの端部に挿入することができる。
【００２３】
その結果、外側継手部材の外径サイズを小さくして軽量・コンパクト化を図ると共に、内側継手部材から一体的に延びる中間シャフトへのブーツの組み付けを容易に実現することができ、ブーツの組み付け性に優れた軽量・コンパクトな等速自在継手を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態におけるダブルオフセット型等速自在継手の全体構成を示し、図２のＢ−Ｏ−Ｂ線に沿う縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う横断面図である。
【図３】本発明の実施形態で、内側継手部材から一体的に延びる中間シャフトを示す部分断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態で、内側継手部材から一体的に延びる中間シャフトを示す部分断面図である。
【図５】本発明の実施形態で、ブーツ取付部を構成する環状部材を示す側面図である。
【図６】本発明の他の実施形態で、ブーツ取付部を構成する環状部材を示す側面図である。
【図７】図１の中間シャフトにブーツを組み付ける要領を説明するための縦断面図である。
【図８】従来のダブルオフセット型等速自在継手の全体構成を示し、図９のＤ−Ｏ−Ｄ線に沿う断面図である。
【図９】図８のＣ−Ｃ線に沿う横断面図である。
【図１０】図８の中間シャフトにブーツを組み付ける要領を説明するための縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明に係る等速自在継手の実施形態を以下に詳述する。以下の実施形態では、自動車のエンジン側（インボード側）に摺動式等速自在継手を、駆動車輪側（アウトボード側）に固定式等速自在継手をそれぞれ装備し、両者の等速自在継手を中間シャフトで連結した構造を具備するドライブシャフトに組み込まれ、駆動側と従動側の二軸を連結してその二軸が作動角をとっても等速で回転トルクを伝達し、しかも、軸方向の相対変位をも許容することができる構造を備えた摺動式等速自在継手の一つであるダブルオフセット型等速自在継手を例示する。
【００２６】
図１および図２に示す実施形態のダブルオフセット型等速自在継手は、軸線に平行な複数の直線状トラック溝１２が円筒状内周面１４に円周方向等間隔で形成された円筒形状の外側継手部材１０と、その外側継手部材１０のトラック溝１２と対応させて軸線に平行な複数の直線状トラック溝２２が球面状外周面２４に形成された内側継手部材２０と、外側継手部材１０のトラック溝１２と内側継手部材２０のトラック溝２２との間に介在してトルクを伝達する複数のトルク伝達部材であるボール３０と、外側継手部材１０の内周面１４と内側継手部材２０の外周面２４との間に配され、円周方向等間隔に形成されたポケット４２に収容したボール３０を保持するケージ４０とを主要な構成要素としている。
【００２７】
この等速自在継手は、内側継手部材２０、ボール３０およびケージ４０からなる内部部品が外側継手部材１０に軸方向摺動自在に収容された構造を具備する。また、内側継手部材２０の一端に軸部材である中間シャフト６０が一体的に形成され、この内側継手部材２０から一体的に延びる中間シャフト６０の外径Ｄ3は内側継手部材２０の外径Ｄ2よりも小さく設定されている（図３参照）。なお、この中間シャフト６０の他端には、固定式等速自在継手または摺動式等速自在継手（図示せず）の内側継手部材が一体的に形成されている。
【００２８】
この種の等速自在継手は、継手内部に封入されたグリース等の潤滑剤の漏洩を防ぐと共に継手外部からの異物侵入を防止するため、筒状のブーツ７０を装着した構造を具備する。このように、外側継手部材１０およびブーツ４０の内部空間に潤滑剤を封入することにより、外側継手部材１０に対して中間シャフト６０が作動角をとりながら回転する動作時において、継手内部の摺動部位、つまり、外側継手部材１０、内側継手部材２０、ボール３０およびケージ４０で構成される摺動部位での潤滑性を確保するようにしている。
【００２９】
ブーツ７０は、外側継手部材１０の開口部１６の外周面にブーツバンド５６により締め付け固定された大径端部７２と、内側継手部材２０から一体的に延びる中間シャフト６０のブーツ取付部６２の外周面にブーツバンド５８により締め付け固定された小径端部７４と、大径端部７２と小径端部７４とを繋ぎ、その大径端部７２から小径端部７４へ向けて縮径した蛇腹部７６とで構成されている。
【００３０】
この等速自在継手では、中間シャフト６０のブーツ取付部６２の外径を内側継手部材２０の外径に対して同等あるいはそれ以上にしている。この実施形態では、図３および図４に示すように、中間シャフト６０のブーツ取付部６２の外径Ｄ1を内側継手部材２０の外径Ｄ2よりも大きく設定しているが（Ｄ1＞Ｄ2）、ブーツ取付部６２の外径Ｄ1は内側継手部材２０の外径Ｄ2と同等であってもよい。
【００３１】
図３に示す実施形態では、中間シャフト６０のブーツ取付部６２をその中間シャフト６０と一体的に形成している。このようにブーツ取付部６２を中間シャフト６０と一体的に形成することにより、等速自在継手を構成する部品点数の低減化が図れる。この中間シャフト６０のブーツ取付部６２は、そのブーツ取付部６２の外径Ｄ1を有するシャフト素材からブーツ取付部６２の形成予定部位以外の部位を削り込むことにより製作することができる。また、そのブーツ取付部６２以外の部位の外径Ｄ3を有するシャフト素材からブーツ取付部６２の形成予定部位を膨らませる軸肥大化加工によっても製作することができる。このような製作方法を採用することにより、ブーツ取付部６２を容易に形成することが可能となる。なお、軸肥大加工とは、回転する軸材に軸方向の圧縮応力と回転曲げによる引張・圧縮の交番応力を与えることにより、軸の一部に肥大部を形成する逐次的塑性加工法である。
【００３２】
また、図４に示す実施形態では、中間シャフト６０のブーツ取付部６２を中間シャフト６０と別体で形成している。このようにブーツ取付部６２を中間シャフト６０と別体で形成することにより、ブーツ取付部６２を簡便な手段により容易に形成することが可能となる。このようにブーツ取付部６２を中間シャフト６０と別体で形成する場合、そのブーツ取付部６２としてはゴム製あるいは樹脂製のものが使用可能である。このようなゴム製あるいは樹脂製のブーツ取付部６２を使用することにより、ゴムあるいは樹脂の弾性変形を利用することで中間シャフト６０への組み付けを可能とすると共に、ブーツ７０と中間シャフト６０との間のシール性確保が容易となる。
【００３３】
また、ブーツ取付部６２を中間シャフト６０と別体で形成する場合、そのブーツ取付部６２は、図５に示すように円周方向で接合部を持たない弾性変形可能な環状部材６２ａ、あるいは、図６に示すように円周方向で一箇所の接合部６３を有する弾性変形可能な環状部材６２ｂで構成することが可能である。円周方向で接合部を持たない環状部材６２ａでブーツ取付部６２を構成した場合、環状部材６２ａを弾性変形により拡径させることで内側継手部材２０を通過させて中間シャフト６０に組み付けることになる。この場合、伸び率の大きいゴム材の適用が可能であり、伸び率２５０％以上を有する二トリルゴムやクロロプレンゴムが好適である。また、円周方向で一箇所の接合部６３を有する環状部材６２ｂで構成した場合、環状部材６２ｂを弾性変形により接合部６３を拡開させることで中間シャフト６０を跨がせて中間シャフト６０に組み付けることになる。この場合、ゴム材や樹脂材の適用が可能であり、ゴムであれば二トリルゴムやクロロプレンゴム、樹脂であれば熱可塑性樹脂など、シール性能面からブーツ材相当の材料の選択が好適である。なお、これら環状部材６２ａ，６２ｂは、中間シャフト６０に圧入状態で所定の位置に固定したり、あるいは接着材により固定したりすることが可能である。また、環状部材６２ｂの接合部６３は一箇所だけでなく、複数箇所に接合部を設けた分割タイプとすることも可能で、その場合、各接合部を接着材などで固定すればよい。
【００３４】
このブーツ７０の組み付けは以下の要領でもって行われる。図７に示すように、ブーツ７０の小径端部７４側から中間シャフト６０の内側継手部材２０側を挿入し、その内側継手部材２０、ボール３０（図示せず）およびケージ４０（図示せず）からなる内部部品を外側継手部材１０に組み込んだ上で、ブーツ７０の大径端部７２を外側継手部材１０の開口部１６の外周面にブーツバンド５６（図示せず）により締め付け固定すると共に、ブーツ７０の小径端部７４を中間シャフト６０のブーツ取付部６２の外周面にブーツバンド５８（図示せず）により締め付け固定する。
【００３５】
この等速自在継手では、内側継手部材２０から一体的に延びる中間シャフト６０を採用したことにより、外側継手部材１０の外径サイズを小さくするためにボール３０のピッチ円径を小さくしても、中実の内側継手部材２０とすることでトラック溝底での肉厚が不足することなく、内側継手部材２０の強度を確保することが容易となる。また、中間シャフト６０のブーツ取付部６２の外径Ｄ1を内側継手部材２０の外径Ｄ2に対して同等あるいはそれ以上としたことにより、中間シャフト６０のブーツ取付部６２にブーツ７０の小径端部７４を組み付けるに際して、ブーツ７０の小径端部７４の内径を内側継手部材２０の外径と同等あるいはそれ以上とすることができるので、中間シャフト６０をその内側継手部材２０側からブーツ７０の小径端部７４に挿入することができ、その結果、外側継手部材１０の外径サイズを小さくして軽量・コンパクト化を図ると共に、内側継手部材２０から一体的に延びる中間シャフト６０へのブーツ７０の組み付けを容易に実現することができる。
【００３６】
なお、以上の実施形態では、ダブルオフセット型等速自在継手に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、他の摺動式等速自在継手であるトリポード型等速自在継手や、バーフィールド型等速自在継手、アンダーカットフリー型等速自在継手などの固定式等速自在継手にも適用可能である。
【００３７】
本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。
【符号の説明】
【００３８】
１０  外側継手部材
１２  トラック溝
１４  内周面
１６  開口部
２０  内側継手部材
２２  トラック溝
２４  外周面
３０  トルク伝達部材（ボール）
４０  ケージ
６０  軸部材（中間シャフト）
６２  ブーツ取付部
６２ａ，６２ｂ  環状部材
６３  接合部
７０  ブーツ
７２，７４  ブーツの端部
Ｄ1  ブーツ取付部の外径
Ｄ2  内側継手部材の外径
【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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