(57)【要約】【課題】複数のリード線をステータ構造に効率よく取り付けること。【解決手段】実施形態のステータ構造は、ステータコアと、インシュレータと、巻線と、端子台部とを備える。ステータコアは、環状の本体部と、本体部の径方向に延在し本体部の周方向に沿って配列される複数のティースとを有する。インシュレータは、複数のティースを覆う。巻線は、インシュレータを介して複数のティースのそれぞれに巻回されて複数のコイルを形成する。端子台部は、巻線の末端が絡げられる絡げ部とリード線が接続される接続部とを有する端子が複数設けられ、複数のリード線それぞれと接続された複数の接続端子を有するリード線保持部材を挿入可能である部材挿入部を有し、リード線保持部材が部材挿入部に挿入されることにより複数の接続端子が複数の端子の接続部にそれぞれ接続される。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状の本体部と、前記本体部の径方向に延在し前記本体部の周方向に沿って配列される複数のティースとを有するステータコアと、
前記複数のティースを覆うインシュレータと、
前記インシュレータを介して前記複数のティースのそれぞれに巻回されて複数のコイルを形成する巻線と、
前記巻線の末端が絡げられる絡げ部とリード線が接続される接続部とを有する端子が複数設けられ、複数の前記リード線それぞれと接続された複数の接続端子を有するリード線保持部材を挿入可能である部材挿入部を有し、前記リード線保持部材が前記部材挿入部に挿入されることにより前記複数の接続端子が複数の前記端子の前記接続部にそれぞれ接続される端子台部と、
を備えるステータ構造。
【請求項２】
前記複数の接続端子は、前記リード線保持部材と一体で形成されている、請求項１に記載のステータ構造。
【請求項３】
前記端子の前記接続部には、溝部が形成され、
前記接続端子は、前記溝部と嵌合可能な柱状部で前記接続部と接続する、請求項１または２に記載のステータ構造。
【請求項４】
前記端子の絡げ部が突出する方向と、前記リード線が前記リード線保持部材から延在する方向が同じである、請求項１〜３のいずれか一つに記載のステータ構造。
【請求項５】
前記端子台部は、前記リード線保持部材が前記部材挿入部に挿入された際に、前記接続部と前記接続部に接続される前記接続端子とが露出する露出部を有する、請求項１〜４のいずれか一つに記載のステータ構造。
【請求項６】
前記リード線保持部材が前記ステータコアの軸方向に沿って前記部材挿入部に挿入され、
前記リード線が前記リード線保持部材から前記軸方向に沿って延在する、請求項１〜５のいずれか一つに記載のステータ構造。
【請求項７】
前記接続端子は、前記リード線の芯線と溶接される、請求項１〜６のいずれか一つに記載のステータ構造。
【請求項８】
ロータと、
請求項１〜７のいずれか一つに記載のステータ構造と、
を備える、レゾルバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステータ構造およびレゾルバに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータや発電機などの回転電機の回転角を検出するレゾルバが知られている。かかるレゾルバは、たとえば、環状に形成される本体部の内周側から中心に向かって延在する複数のティースを備えたステータコアと、かかるステータコアの内側においてティースに対向配置されるロータとを備える。また、ティースにはインシュレータを介して巻線が巻回されており、かかる巻線は端子の一端に絡げられる。そして、かかる端子の他端がリード線保持部に延びるように配置され、かかるリード線保持部で外部装置から延びるリード線に接続される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−２１１５７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の技術では、リード線保持部に複数のリード線をそれぞれ固定しながら溶接する必要があることから、複数のリード線をステータ構造に取り付ける工程の負荷が大きくなっていた。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数のリード線を効率よく取り付けることができるステータ構造およびレゾルバ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】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係るステータ構造は、ステータコアと、インシュレータと、巻線と、端子台部とを備える。前記ステータコアは、環状の本体部と、前記本体部の径方向に延在し前記本体部の周方向に沿って配列される複数のティースとを有する。前記インシュレータは、前記複数のティースを覆う。前記巻線は、前記インシュレータを介して前記複数のティースのそれぞれに巻回されて複数のコイルを形成する。前記端子台部は、前記巻線の末端が絡げられる絡げ部とリード線が接続される接続部とを有する端子が複数設けられ、複数の前記リード線それぞれと接続された複数の接続端子を有するリード線保持部材を挿入可能である部材挿入部を有し、前記リード線保持部材が前記部材挿入部に挿入されることにより前記複数の接続端子が複数の前記端子の前記接続部にそれぞれ接続される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一態様によれば、複数のリード線をステータ構造に効率よく取り付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施形態に係るステータ構造の構成を示す上面図である。
【図２】図２は、実施形態に係る端子の構成を示す斜視図である。
【図３】図３は、実施形態に係るステータ構造の構成を示す下面図である。
【図４】図４は、実施形態に係るステータ構造の端子台部の構造を示す拡大図である。
【図５】図５は、実施形態に係るリード線保持部材を説明するための図である。
【図６】図６は、実施形態に係る接続端子の構成を示す斜視図である。
【図７】図７は、実施形態に係るリード線保持部材内の接続状態を示す断面図である。
【図８】図８は、実施形態に係るステータ構造にリード線保持部材を取り付ける工程を説明するための図（１）である。
【図９】図９は、実施形態に係るステータ構造にリード線保持部材を取り付ける工程を説明するための図（２）である。
【図１０】図１０は、実施形態に係るステータ構造にリード線保持部材を取り付けた状態を説明するための図（１）である。
【図１１】図１１は、実施形態に係るステータ構造にリード線保持部材を取り付けた状態を説明するための図（２）である。
【図１２】図１２は、実施形態に係るステータ構造にリード線保持部材を取り付けた状態を説明するための図（３）である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施形態に係るステータ構造およびレゾルバについて図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施形態によりステータ構造およびレゾルバの用途が限定されるものではない。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。さらに、図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。
【００１０】
（ステータ構造の構成）
最初に、実施形態に係るステータ構造１の構成について、図１〜図４を参照しながら説明する。図１は、実施形態に係るステータ構造１の構成を示す上面図であり、図２は、実施形態に係る端子４１の構成を示す斜視図である。
【００１１】
図１に示すレゾルバのステータ構造１の内側に図示しないロータを設けることにより、実施形態に係るレゾルバが得られる。実施形態に係るレゾルバは、たとえば、ＶＲ（Variable  Reluctance）型レゾルバであり、ロータは、回転電機の出力軸に固定され、かかる出力軸の回転に伴って回転する。これにより、回転電機における出力軸の回転角度を検出することができる。
【００１２】
図１および図２に示すように、ステータ構造１は、ステータコア１０と、インシュレータ２０と、巻線３０と、端子台部４０とを備える。
【００１３】
ステータコア１０は、電磁鋼板などの鋼板を複数枚積層した積層構造を有する。ステータコア１０は、本体部１１と、複数のティース１２とを有する。本体部１１は、環状であり、実施形態では円環状である。複数のティース１２は、本体部１１の内周側から本体部１１の中心に向かって（すなわち、径方向に）延在する。
【００１４】
なお、以降においては、図１および後述する図８に示すように、ステータコア１０の径方向、軸方向および周方向を規定して説明する。ここで、「径方向」とは、ステータコア１０の内側で回転するロータの回転軸と直交する方向であり、「軸方向」とは、ロータの回転軸の軸方向と一致する方向であり、「周方向」とは、ロータの回転方向と一致する方向である。
【００１５】
インシュレータ２０は、絶縁性の部材であり、たとえば、絶縁性樹脂の射出成形によって形成される。インシュレータ２０は、たとえば、ステータコア１０が内部に埋め込まれるようなインサート成形で形成され、ステータコア１０を軸方向の両側から覆っている。
【００１６】
図２に示す巻線３０は、導線と、かかる導線の周囲を覆う絶縁性の被膜とを有する。かかる導線は、たとえば、銅線やアルミ線、黄銅線などの金属線である。巻線３０は、図１に示すインシュレータ２０を介して複数のティース１２のそれぞれに巻回され、図示しない複数のコイルを形成する。
【００１７】
かかるコイルは、励磁巻線と出力巻線とにより構成される。また、コイルの出力巻線は、ｓｉｎ相の出力信号を出力するｓｉｎ相出力巻線と、ｃｏｓ相の出力信号を出力するｃｏｓ相出力巻線とにより構成される。
【００１８】
端子台部４０は、インシュレータ２０に形成され、かかるインシュレータ２０から径方向の外側に延在する。端子台部４０には、複数（実施形態では６個）の端子４１が支持される。
【００１９】
端子４１は、金属などの導電性の部材であり、図１および図２に示すように、端子台部４０の上面側から軸方向に突出して立設する絡げ部４１ａを一端側に有する。そして、かかる絡げ部４１ａに対して、対応するコイルを構成する巻線３０の末端が絡げられる。
【００２０】
たとえば、６個の端子４１の絡げ部４１ａには、励磁巻線の巻き始めと、励磁巻線の巻き終わりと、ｓｉｎ相出力巻線の巻き始めと、ｓｉｎ相出力巻線の巻き終わりと、ｃｏｓ相出力巻線の巻き始めと、ｃｏｓ相出力巻線の巻き終わりとがそれぞれ絡げられる。
【００２１】
そして、巻線３０の末端が絡げられた絡げ部４１ａに、たとえば、ＴＩＧ（Tungsten  Inert  Gas）溶接を施すことにより、巻線３０と絡げ部４１ａとを電気的に接続することができる。
【００２２】
複数のコイルを形成する巻線３０は、図示しないガイド部にガイドされて、コイルから絡げ部４１ａに向かって所定の経路で延びる。かかるガイド部は、たとえば、端子台部４０における所定の位置に立設されるピン状のガイドピンである。また、ガイド部は、複数の絡げ部４１ａに絡げられる複数の巻線３０に対して、それぞれ個別に設けられる。
【００２３】
また、複数のコイルを構成する巻線３０には、温度変化による熱膨張の影響を低減させるため、コイルと絡げ部４１ａとの間にたるみが形成される。かかるたるみは、端子台部４０に形成される複数の挿入孔４３に図示しないたるみピンが挿通され、かかるたるみピンに巻線３０が引っかけられながら絡げ部４１ａに絡げられた後、挿入孔４３からたるみピンを引き抜くことにより形成される。
【００２４】
また、図２に示す端子４１の他端側である接続部４１ｂは、端子台部４０の上面側に形成される部材挿入部４２に近接するように延在する。かかる部材挿入部４２は、底面が所定の形状（たとえば、矩形状）を有する凹部であり、後述するリード線保持部材１００（図５参照）を嵌合可能な形状を有する。
【００２５】
また、部材挿入部４２には、所定の箇所に複数の貫通孔４２ａが形成される。かかる複数の貫通孔４２ａは、リード線保持部材１００と一体に形成される複数の接続端子１００ｂ（図５参照）の柱状部１００ｂｂ（図５参照）をそれぞれ挿入可能な形状を有する。そして、貫通孔４２ａの内壁から端子４１の接続部４１ｂが露出する。
【００２６】
かかる端子４１の接続部４１ｂは、図３および図４に示すように、端子台部４０の下面側に形成される露出部４４から露出する。図３は、実施形態に係るステータ構造１の構成を示す下面図であり、図４は、実施形態に係るステータ構造１の端子台部４０の構造を示す拡大図である。
【００２７】
図４に示すように、露出部４４は、周方向に沿って略円弧状に形成される長穴部４４ａと、かかる長穴部４４ａの底面に形成される複数の円穴部４４ｂとで構成される。そして、かかる円穴部４４ｂから、略Ｕ字状である端子４１の接続部４１ｂの一部が露出する。また、図２に示した接続部４１ｂにおける略Ｕ字状の溝部４１ｂａと、上述の貫通孔４２ａとがつながっている。
【００２８】
なお、接続部４１ｂの形状は略Ｕ字状に限られず、リード線保持部材１００の接続端子１００ｂを接続可能であればどのような形状であってもよい。
【００２９】
また、インシュレータ２０と端子台部４０とは、一体で形成されているとよい。これにより、一度の成形工程でインシュレータ２０と端子台部４０とをすべて成形することができることから、ステータ構造１の製造工程を簡素化することができる。
【００３０】
（リード線の取付工程）
つづいて、ここまで説明した実施形態に係るステータ構造１にリード線１０１を取り付ける工程の詳細について、図４〜図１２を参照しながら説明する。
【００３１】
図５は、実施形態に係るリード線保持部材１００を説明するための図である。実施形態に係るリード線保持部材１００は、略直方体状であり、溝状の挿入部１００ａが同じ方向に沿って複数（実施形態では６個）並んで形成される。
【００３２】
そして、リード線保持部材１００は、かかる挿入部１００ａにリード線１０１を挿入することにより、複数のリード線１０１をまとめて保持することができる。たとえば、図５に示すように、６本のリード線１０１をまとめて保持することができる。
【００３３】
また、リード線保持部材１００は、導電性の接続端子１００ｂを複数（実施形態では６個）有する。かかる接続端子１００ｂは、図６に示すように、一端側にある平板状の平板部１００ｂａが挿入部１００ａ内に露出し、他端側にある角柱状の柱状部１００ｂｂがリード線保持部材１００における挿入部１００ａの反対側から並んで突出する。図６は、実施形態に係る接続端子１００ｂの構成を示す斜視図である。また、複数の接続端子１００ｂは、インサート成形などによりリード線保持部材１００と一体で形成される。
【００３４】
そして、図７に示すように、リード線１０１をリード線保持部材１００の挿入部１００ａに挿入することにより、リード線１０１と接続端子１００ｂとを電気的に接続することができる。図７は、実施形態に係るリード線保持部材１００内の接続状態を示す断面図である。
【００３５】
たとえば、リード線１０１の芯線１０１ａと接続端子１００ｂの平板部１００ｂａと対して、リード線保持部材１００の裏面側に形成される凹部１００ｃから抵抗溶接を施すことにより、リード線１０１と接続端子１００ｂとを電気的に接続することができる。
【００３６】
図８および図９は、実施形態に係るステータ構造１にリード線保持部材１００を取り付ける工程を説明するための図（１）、（２）である。図８に示すように、複数のリード線１０１がまとまって保持されるリード線保持部材１００は、端子台部４０の部材挿入部４２に所定の方向（たとえば、軸方向）から挿入される。
【００３７】
そして、図９に示すように、リード線保持部材１００の先端部から突出する接続端子１００ｂの柱状部１００ｂｂは、端子台部４０に埋め込まれる端子４１の溝部４１ｂａに挿入され、嵌合される。
【００３８】
図１０は、実施形態に係るステータ構造１にリード線保持部材１００を取り付けた状態を説明するための図（１）であり、具体的には、端子台部４０の上面側（すなわち、部材挿入部４２が形成される側）を示した拡大斜視図である。
【００３９】
上述したように、端子台部４０の部材挿入部４２はリード線保持部材１００を嵌合可能に形成されていることから、図１０に示すように、リード線保持部材１００を部材挿入部４２に挿入することにより、端子台部４０にリード線保持部材１００を嵌合して保持することができる。
【００４０】
また、実施形態では、リード線保持部材１００の側面に設けられた図示しないスリットを設けて、部材挿入部４２の側面に形成される図示しない突起に係合させるとよい。これにより、嵌合されたリード線保持部材１００が部材挿入部４２から脱離することを抑制することができる。
【００４１】
図１１および図１２は、実施形態に係るステータ構造１にリード線保持部材１００を取り付けた状態を説明するための図（２）、（３）である。なお、図１２は、具体的には、端子台部４０の下面側（すなわち、露出部４４が形成される側）を示した拡大斜視図である。
【００４２】
上述したように、端子４１における接続部４１ｂの溝部４１ｂａがリード線保持部材１００の接続端子１００ｂを挿通可能な貫通孔４２ａとつながっていることから、リード線保持部材１００を部材挿入部４２に挿入することにより、図１１および図１２に示すように、貫通孔４２ａを挿通した接続端子１００ｂを接続部４１ｂに接続することができる。
【００４３】
すなわち、実施形態では、複数のリード線１０１がまとまって保持されるリード線保持部材１００をステータ構造１の部材挿入部４２に挿入することにより、ステータ構造１に複数のリード線１０１をまとめて接続することができる。したがって、実施形態によれば、複数のリード線１０１をステータ構造１に効率よく取り付けることができる。
【００４４】
また、実施形態では、端子４１の接続部４１ｂおよび接続端子１００ｂを露出部４４で露出させていることから、接続された接続部４１ｂと接続端子１００ｂとを露出部４４でレーザ溶接などを用いて接合することができる。
【００４５】
したがって、実施形態によれば、端子４１の接続部４１ｂを露出部４４から露出させることにより、接続部４１ｂと接続端子１００ｂとの接合強度を向上させることができるとともに、接触抵抗を低減させることができる。
【００４６】
また、実施形態では、端子４１の接続部４１ｂが、リード線保持部材１００と一体で形成される接続端子１００ｂを介してリード線１０１に接続される。このように、接続端子１００ｂを介することにより、どのような形状のリード線１０１であっても容易に接続部４１ｂに接続することができる。
【００４７】
また、実施形態では、巻線３０を絡げ部４１ａに絡げる工程と、リード線１０１の接続工程とを独立して行うことができるので、たとえば、巻線３０をＴＩＧ溶接する際に、隣接するリード線保持部材１００の壁部に不活性ガスが衝突して跳ね返り、ＴＩＧ溶接の品質が低下することがない。このため、図１０に示すように、端子４１の絡げ部４１ａが突出する方向と、リード線１０１がリード線保持部材１００から延在する方向を同じにすることができる。
【００４８】
なお、実施形態では、接続部４１ｂと接続端子１００ｂとをレーザ溶接を用いて接合する例について示したが、接合する手段はレーザ溶接に限られない。また、実施形態では、接続部４１ｂと接続端子１００ｂとが接続されていれば、レーザ溶接などで別途接合する必要はない。
【００４９】
なお、この場合、リード線保持部材１００を部材挿入部４２に支持するため、上述のスリットを部材挿入部４２内に設けられる凹部に係合させてもよいし、かかるスリットを部材挿入部４２内に設けられる凹部に係合させなくともよい。
【００５０】
また、接続部４１ｂと接続端子１００ｂとが接合されていれば、リード線保持部材１００は部材挿入部４２に支持可能であるので、上述のスリットを部材挿入部４２内に設けられる凹部に係合させなくともよい。
【００５１】
また、実施形態では、図８および図１０に示すように、リード線保持部材１００が軸方向に沿って部材挿入部４２に挿入され、リード線１０１がリード線保持部材１００から軸方向に沿って延在するとよい。これにより、ステータ構造１の外周側にその他の機器を設けるスペースを容易に確保することができる。
【００５２】
なお、実施形態では、リード線保持部材１００が軸方向に沿って部材挿入部４２に挿入され、リード線１０１がリード線保持部材１００から軸方向に沿って延在する例について示したが、リード線保持部材１００が挿入される方向やリード線１０１が延在する方向は軸方向に限られず、どの方向であってもよい。
【００５３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。たとえば、実施形態では、インシュレータ２０が一体で形成された例について示したが、インシュレータを軸方向に２つに分割して形成し、かかる２つのインシュレータでステータコア１０を挟み込むように設けてもよい。
【００５４】
また、実施形態では、インナーロータ型のレゾルバに本発明を適用した場合について示したが、アウターロータ型のレゾルバに本発明を適用してもよい。
【００５５】
以上のように、実施形態に係るステータ構造１は、ステータコア１０と、インシュレータ２０と、巻線３０と、端子台部４０とを備える。ステータコア１０は、環状の本体部１１と、本体部１１の径方向に延在し本体部１１の周方向に沿って配列される複数のティース１２とを有する。インシュレータ２０は、複数のティース１２を覆う。巻線３０は、インシュレータ２０を介して複数のティース１２のそれぞれに巻回されて複数のコイルを形成する。端子台部４０は、巻線３０の末端が絡げられる絡げ部４１ａとリード線１０１が接続される接続部４１ｂとを有する端子４１が複数設けられ、複数のリード線１０１それぞれと接続された複数の接続端子１００ｂを有するリード線保持部材１００を挿入可能である部材挿入部４２を有し、リード線保持部材１００が部材挿入部４２に挿入されることにより複数の接続端子１００ｂが複数の端子４１の接続部４１ｂにそれぞれ接続される。これにより、複数のリード線１０１をステータ構造１に効率よく取り付けることができる。
【００５６】
また、実施形態に係るステータ構造１において、複数の接続端子１００ｂは、リード線保持部材１００と一体で形成されている。これにより、どのような形状のリード線１０１であっても容易に接続部４１ｂに接続することができる。
【００５７】
また、実施形態に係るステータ構造１において、端子４１の接続部４１ｂには、溝部４１ｂａが形成され、接続端子１００ｂは、溝部４１ｂａと嵌合可能な柱状部１００ｂｂで接続部４１ｂと接続する。これにより、端子４１と接続端子１００ｂとを容易に接続することができる。
【００５８】
また、実施形態に係るステータ構造１において、端子４１の絡げ部４１ａが突出する方向と、リード線１０１がリード線保持部材１００から延在する方向が同じとすることができる。
【００５９】
また、実施形態に係るステータ構造１において、端子台部４０は、リード線保持部材１００が部材挿入部４２に挿入された際に、接続部４１ｂと接続部４１ｂに接続される接続端子１００ｂとが露出する露出部４４を有する。これにより、接続部４１ｂと接続端子１００ｂとの接合強度を向上させることができるとともに、接触抵抗を低減させることができる。
【００６０】
また、実施形態に係るステータ構造１において、リード線保持部材１００がステータコア１０の軸方向に沿って部材挿入部４２に挿入され、リード線１０１がリード線保持部材１００から軸方向に沿って延在する。これにより、ステータ構造１の外周側にその他の機器を設けるスペースを容易に確保することができる。
【００６１】
また、実施形態に係るレゾルバは、ロータと、上述のステータ構造１とを備える。これにより、複数のリード線１０１をステータ構造１に効率よく取り付けることができるレゾルバを実現することができる。
【００６２】
また、上記実施の形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１  ステータ構造、１０  ステータコア、１１  本体部、１２  ティース、２０  インシュレータ、３０、巻線、４０  端子台部、４１  端子、４１ａ  絡げ部、４１ｂ  接続部、４１ｂａ  溝部、４２  部材挿入部、４４  露出部、１００  リード線保持部材、１００ａ  挿入部、１００ｂ  接続端子、１００ｂｂ  柱状部、１０１  リード線
【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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