(57)【要約】【課題】縦長円筒状のケーシング（11）の上部に圧縮機構（30）が、下部に電動機（21）が設けられた回転式圧縮機において、電動機（21）の下方の油分離板（80）の付近で冷媒に潤滑油が巻き込まれるのを防止し、潤滑油不足による潤滑不良を防止する。【解決手段】油分離板（80）に、外周壁部（82）及び内周壁部（83）と、これらの下端に連接する下向きに凸状の湾曲部（84）とを設け、外周壁部（82）を、電動機（21）の外周部を流れる冷媒を湾曲部（84）へ案内する導入部とし、内周壁部（83）を、冷媒を湾曲部（84）から電動機（21）の内周部へ向かって流出させる導出部とする。【選択図】図１
2015038330.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
縦長円筒状のケーシング（11）と、ケーシング（11）内で上部側に設けられた圧縮機構（30）と、ケーシング（11）内で下部側に設けられた電動機（21）と、ケーシング（11）の底部に設けられて潤滑油を貯留する油溜まり（17）と、油溜まり（17）の上方かつ電動機（21）の下方に設けられた油分離板（80）とを備えた回転式圧縮機であって、
上記油分離板（80）が、互いに同心上に位置する外周壁部（82）及び内周壁部（83）と、外周壁部（82）の下端及び内周壁部（83）の下端に連接する下向きに凸状の湾曲部（84）とを有し、
上記外周壁部（82）は、圧縮機構（30）から流出して電動機（21）の外周部を下方へ流れる作動流体を湾曲部（84）へ案内する導入部であり、上記内周壁部（83）は、作動流体を湾曲部（84）から電動機（21）の内周部へ向かって上方へ流出させる導出部であることを特徴とする回転式圧縮機。
【請求項２】
請求項１において、
上記油分離板（80）の湾曲部（84）の下端部には、該湾曲部（84）を上下方向に貫通する油抜き孔（85）が形成されていることを特徴とする回転式圧縮機。
【請求項３】
請求項１または２において、
上記油分離板（80）の湾曲部（84）の外周側の縁部には、該湾曲部（84）の上面から突出して油を作動流体から分離する突起片（87）が設けられていることを特徴とする回転式圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転式圧縮機に関し、特に、縦長円筒状のケーシングの上部に圧縮機構が設けられるとともに下部に電動機が設けられ、且つケーシングの底部の油溜まりの上方に油分離板が設けられた回転式圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば縦型円筒状のケーシング内に圧縮機構と電動機が設けられたスクロール圧縮機では、一般に、ケーシング内の上部側に圧縮機構が配置され、その下部側に電動機が配置されている(例えば、特許文献１，２参照)。ケーシングの底部には、潤滑油を貯留する油溜まりが設けられており、油溜まりの上方には、油分離板が設けられている。油溜まりに溜まった潤滑油は、駆動軸の軸受部や圧縮機構の摺動部に供給される。
【０００３】
一方、圧縮機構で圧縮された冷媒などの作動流体は、ケーシング内の空間に吐出されてから、該ケーシングに設けられている吐出管を通って圧縮機から流出する。その際、圧縮機構からケーシング内へ吐出された作動流体には潤滑油が含まれており、吐出管を通過するまでに作動流体から潤滑油が分離される。分離された潤滑油は油戻し通路を通って油分離板の下方の油溜まりに戻る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１０６７９０号公報
【特許文献２】特開２０１０−２７５９０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の構成では、圧縮機構から吐出された作動流体がケーシング内で油分離板に衝突する流れになることがあり、そうなると、作動流体の流れが乱れるために、油分離板の付近に存在する潤滑油が作動流体に巻き込まれて、潤滑油が作動流体とともに圧縮機の機外へ流出するおそれがあった。その結果、従来の圧縮機では、ケーシングの内部の潤滑油が不足してしまい、潤滑不良などの問題が生じるおそれがあった。
【０００６】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、縦長円筒状のケーシングの上部に圧縮機構が設けられるとともに下部に電動機が設けられた回転式圧縮機において、油溜まりの上方にある油分離板の付近で作動流体に潤滑油が巻き込まれるのを防止し、ひいては潤滑不良を防止できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、縦長円筒状のケーシング（11）と、ケーシング（11）内で上部側に設けられた圧縮機構（30）と、ケーシング（11）内で下部側に設けられた電動機（21）と、ケーシング（11）の底部に設けられて潤滑油を貯留する油溜まり（17）と、油溜まり（17）の上方かつ電動機（21）の下方に設けられた油分離板（80）とを備えた回転式圧縮機を前提としている。
【０００８】
そして、この回転式圧縮機は、上記油分離板（80）が、互いに同心上に位置する外周壁部（82）及び内周壁部（83）と、外周壁部（82）の下端及び内周壁部（83）の下端に連接する下向きに凸状の湾曲部（84）とを有し、上記外周壁部（82）が、圧縮機構（30）から流出して電動機（21）の外周部を下方へ流れる作動流体を湾曲部（84）へ案内する導入部であり、上記内周壁部（83）が、作動流体を湾曲部（84）から電動機（21）の内周部へ向かって上方へ流出させる導出部であることを特徴としている。
【０００９】
この第１の発明では、外周壁部（82）が、圧縮機構（30）から流出して電動機（21）の外周部を下方へ流れる作動流体を湾曲部（84）へ案内する導入部になっており、内周壁部（83）が、その作動流体を湾曲部（84）から電動機（21）の内周部へ向かって上方へ流出させる導出部になっているから、上記作動流体の流れはほぼ乱れない。したがって、作動流体は油溜まり（17）の潤滑油を巻き込まずに電動機（21）の内周側の隙間を上昇していく。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明において、上記油分離板（80）の湾曲部（84）の下端部には、該湾曲部（84）を上下方向に貫通する油抜き孔（85）が形成されていることを特徴としている。
【００１１】
この第２の発明では、電動機（21）の下端から油が滴下すると、その油は、湾曲部（84）の油抜き孔（85）を通って油溜まり（17）に戻る。
【００１２】
第３の発明は、第１または第２の発明において、上記油分離板（80）の湾曲部（84）の外周側の縁部には、該湾曲部（84）の上面から突出して油を作動流体から分離する突起片（87）が設けられていることを特徴としている。
【００１３】
この第３の発明では、冷媒が外周壁部（82）から湾曲部（84）の方向へ流れるときに油が突起片（87）で作動流体から分離され、作動流体が湾曲部（84）から内周壁部（83）の方向へ流れていくので、油が湾曲部（84）で捕集される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、電動機（21）の下方を下向きに流れる作動流体が油分離板（80）の外周壁部（82）から湾曲部（84）と内周壁部（83）を滑らかに流れていくため、その際に作動流体が油溜まり（17）の潤滑油を巻き込む作用が生じにくい。したがって、潤滑油が圧縮機の外へ流出しにくくなるので、圧縮機の潤滑油不足が生じにくくなり、潤滑不良を防止することが可能になる。
【００１５】
上記第２の発明によれば、湾曲部（84）に油抜き孔（85）を形成したことにより、電動機（21）から滴下する潤滑油が油抜き孔（85）から油溜まり（17）に戻るようにしている。湾曲部（84）に油抜き孔（85）を形成しない場合は湾曲部（84）に油が溜まるので、油が作動流体の流れに巻き込まれて圧縮機から流出することが考えられるが、本発明によれば湾曲部（84）の油が油溜まり（17）に戻るので、そのような問題が生じるのを防止できる。
【００１６】
上記第３の発明によれば、油分離板（80）の湾曲部（84）の外周側の縁部に突起片（87）を設けて油が湾曲部（84）で捕集されるようにしたことにより、油が圧縮機の外へ流出しにくくなるので、油不足による潤滑不良をより確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係るスクロール圧縮機の構成を示す縦断面図である。
【図２】図２は、油分離板の平面図である。
【図３】図３は、図２のIII−III線断面図である。
【図４】図４は、油分離板を第１の方向から視た斜視図である。
【図５】図５は、油分離板を第２の方向から視た斜視図である。
【図６】図６は、変形例に係る油分離板の平面図である。
【図７】図７は、図６の油分離板の部分拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の実施形態に係るスクロール圧縮機（回転式圧縮機）（10）の構成を示す縦断面図である。スクロール圧縮機（10）は、例えば、空気調和装置で蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路に接続されるものである。スクロール圧縮機（10）は、ケーシング（11）と、回転式の圧縮機構（30）と、圧縮機構（30）を回転駆動する電動機（21）を有する駆動機構（20）とを備えている。
【００２０】
ケーシング（11）は、両端が閉塞された縦長円筒状の密閉容器で構成されており、円筒状の胴部（12）と、胴部（12）の上端側に固定された上部鏡板（13）と、胴部（12）の下端側に固定された下部鏡板（14）とを備えている。
【００２１】
ケーシング（11）の内部は、ケーシング（11）の内周面に接合されたハウジング（50）によって上下に区画されている。ハウジング（50）よりも上側の空間が上部空間部（15）を構成し、ハウジング（50）よりも下側の空間が下部空間部（16）を構成する。このハウジング（50）の構成については、詳しく後述する。
【００２２】
ケーシング（11）内の上部側には上記圧縮機構（30）が設けられ、ケーシング（11）内の下部側には上記駆動機構（20）の電動機（21）が設けられている。また、ケーシング（11）における下部空間部（16）の底部には、スクロール圧縮機（10）の摺動部分を潤滑する潤滑油が貯留される油溜まり（17）が設けられている。
【００２３】
ケーシング（11）には、吸入管（18）及び吐出管（19）が取り付けられている。この吸入管（18）の一端部は、吸入管継手（47）に接続されている。吐出管（19）は、胴部（12）を貫通している。この吐出管（19）の端部は、ケーシング（11）の下部空間部（16）に開口している。
【００２４】
駆動機構（20）は、上記電動機（21）と、駆動軸（23）とを備えている。電動機（21）は、ケーシング（11）の下部空間部（16）に収容されている。電動機（21）は、円筒状に形成されたステータ（21a）及びロータ（21b）を備えている。ステータ（21a）は、ケーシング（11）の胴部（12）に固定されている。ステータ（21a）の中空部には、ロータ（21b）が配置されている。ロータ（21b）の中空部には、ロータ（21b）を貫通するように駆動軸（23）が固定されており、ロータ（21b）と駆動軸（23）が一体で回転するようになっている。
【００２５】
また、駆動軸（23）の下端部には、油を吸い上げるための吸入部材としての吸入ノズル（61）が設けられている。吸入ノズル（61）は容積式のポンプを構成している。なお、この実施形態はポンプ形式を限定するものではなく、遠心式ポンプや差圧ポンプなどであってもよい。吸入ノズル（61）の吸入口（61a）は、ケーシング（11）の油溜まり（17）に開口している。吸入ノズル（61）の吐出口は、駆動軸（23）の給油路（27）に連通するように接続されている。吸入ノズル（61）によって油溜まり（17）から吸い上げられた油は、給油路（27）を流通してスクロール圧縮機（10）の摺動部分へ供給される。
【００２６】
圧縮機構（30）は、可動スクロール（35）と、固定スクロール（40）と、ハウジング（50）とを備えた、いわゆるスクロール型の圧縮機構である。ハウジング（50）及び固定スクロール（40）は、互いにボルトで締結されており、その間に可動スクロール（35）が収容されている。
【００２７】
可動スクロール（35）は、略円板状の可動側鏡板部（36）を有している。この可動側鏡板部（36）の上面に可動側ラップ（37）が立設している。この可動側ラップ（37）は、可動側鏡板部（36）の中心付近から径方向外方へ渦巻き状に延びる壁体である。また、可動側鏡板部（36）の下面にボス部（軸受部）（38）が突設されている。
【００２８】
固定スクロール（40）は、略円板状の固定側鏡板部（41）を有している。この固定側鏡板部（41）の下面に固定側ラップ（42）が立設している。この固定側ラップ（42）は、固定側鏡板部（41）の中心付近から径方向外方へ渦巻き状に延び、且つ可動スクロール（35）の可動側ラップ（37）と噛み合うように形成された壁体である。この固定側ラップ（42）と可動側ラップ（37）との間に圧縮室（31）が形成されている。
【００２９】
固定スクロール（40）は、固定側ラップ（42）の最外周壁から径方向外方へ連続する外縁部（43）を有している。この外縁部（43）の下端面がハウジング（50）の上端面に固定される。また、この外縁部（43）には、上方へ開口する開口部（44）が形成されている。そして、この開口部（44）の内部と圧縮室（31）の最外周端とを連通する吸入ポート（34）が外縁部（43）に形成されている。この吸入ポート（34）は、圧縮室（31）の吸入位置に開口している。なお、この外縁部（43）の開口部（44）には、上述した吸入管継手（47）が接続されている。
【００３０】
また、固定スクロール（40）の固定側鏡板部（41）には、固定側ラップ（42）の中心付近に位置して上下方向へ貫通する吐出ポート（32）が形成されている。この吐出ポート（32）の下端は、圧縮室（31）の吐出位置に開口している。吐出ポート（32）の上端は、固定スクロール（40）の上部に区画された吐出室（46）に開口している。また、図示していないが、この吐出室（46）は、ケーシング（11）の下部空間部（16）に連通している。
【００３１】
ハウジング（50）は、略円筒状に形成されている。ハウジング（50）の外周面は、その下側部分に対して上側部分が大径になるように形成されている。そして、この外周面の上側部分がケーシング（11）の内周面に固定されている。
【００３２】
ハウジング（50）の中空部には、駆動軸（23）が挿入されている。また、この中空部は、中空部の下側部分に対して上側部分（クランク室（54））が大径になるように形成されている。中空部の下側部分に軸受部（53）が形成されている。この軸受部（53）が駆動軸（23）における主軸部（24）の上端部分を回転支持する。また、中空部の上側部分はシール部材（55）に仕切られて背圧空間を構成する。背圧空間は可動スクロール（35）の背面に面している。ハウジング（50）の上面と可動スクロール（35）の背面との間には、上記シール部材（55）が嵌合されている。また、この背圧空間には、可動スクロール（35）のボス部（38）が位置している。このボス部（38）には、軸受部（53）の上端から突出した駆動軸（23）の偏心部（クランクピン）（25）が係合していて、圧縮機構（20）が駆動軸（23）で回転駆動される。
【００３３】
駆動軸（23）の偏心部（25）は、可動スクロール（35）のボス部（38）に、軸受（29a）を介して回転自在に支持されている。また、駆動軸（23）の主軸部（24）は、ハウジング（50）が有する軸受部（53）に、軸受（29b）を介して回転自在に支持されている。さらに、駆動軸（23）の主軸部の下側部分である下部主軸部（26）は、ケーシング（11）における胴部（12）の下端付近に固定された下部軸受部（28）に、軸受（29c）を介して回転自在に支持されている。
【００３４】
上述したように、上記ハウジング（50）の中空部の上側部分は、圧縮機構（30）と駆動軸（23）の偏心部（25）との連結部分が収納されるクランク室（54）になっている。ハウジング（50）には、クランク室（54）の内周面からハウジング（50）の外周面までのびる排油通路（70）が形成されている。また、ハウジング（50）の外壁面の下端部には、排油通路（70）と連通し、ハウジング（50）の下方に開口する縦長の排油溝（73）が形成されている。ハウジング（50）の排油溝（73）の下方には、油を油溜まりへ導くための油戻しガイド（75）が設けられている。
【００３５】
上記油溜まり（17）の上方かつ電動機（21）の下方には、油分離板（80）が設けられている。この油分離板（80）は、中心部分に設けられている取付部（81）を上記下部軸受部（28）に重ねた状態で、該下部軸受部（28）に固定されている。
【００３６】
図２は油分離板（80）の平面図、図３は図２のIII−III線断面図、図４は油分離板（80）を第１の方向から視た斜視図、図５は第２の方向から視た斜視図である。上記取付部（81）には、位置決め孔（81a）と、取り付けボルト用の長孔（81b）が形成されている。
【００３７】
油分離板（80）は、互いに同心上に位置する外周壁部（82）及び内周壁部（83）と、外周壁部（82）の下端及び内周壁部（83）の下端に連接する下向きに凸状でほぼ半円形の湾曲部（84）とを有し、内周壁部（82）の上端が上記取付部（81）の周縁に連接している。上記外周壁部（82）は、圧縮機構（30）から流出して電動機（21）から下方へ流れる冷媒を湾曲部（84）へ案内する導入部になっており、上記内周壁部（83）は、その冷媒を湾曲部（84）から電動機（21）の内周部へ向かって上方へ流出させる導出部になっている。また、外周壁部（82）の外径は、ケーシング（11）の胴部（12）の内径よりもわずかに小さい。
【００３８】
油分離板（80）の湾曲部（84）の下端部には、該湾曲部を上下方向に貫通する油抜き孔（85）が形成されている。また、油分離板（80）の外周壁部（82）には、その一部に上下方向にのびる油戻し通路（86）が形成されている。この油戻し通路（86）は、上記油戻しガイド（75）の下方に位置するように形成されている。また、油戻し通路（86）は、その慨嘆が、外周壁部（82）の外周面とほぼ一致するように、外周壁部（82）から径方向内方へくぼむ形に形成されている。
【００３９】
−運転動作−
次に、上述したスクロール圧縮機（10）の運転動作について説明する。スクロール圧縮機（10）の電動機（21）に通電されると、ロータ（21b）とともに駆動軸（23）が回転し、可動スクロール（35）が公転運動する。この可動スクロール（35）の公転運動に伴って、圧縮室（31）の容積が周期的に増減を繰り返す。
【００４０】
具体的に、駆動軸（23）が回転すると、吸入ポート（34）から圧縮室（31）へ冷媒が吸入される。そして、駆動軸（23）の回転に伴い、圧縮室（31）が閉じ切られる。さらに、駆動軸（23）の回転が進むことで、圧縮室（31）の容積が縮小し始め、圧縮室（31）における冷媒の圧縮が開始される。
【００４１】
その後、圧縮室（31）の容積がさらに縮小し、この圧縮室（31）の容積が所定容積まで縮小したときに、吐出ポート（32）が開く。この吐出ポート（32）を通じて、圧縮室（31）で圧縮された冷媒が固定スクロール（40）の吐出室（46）へ吐出される。この吐出室（46）の冷媒は、ケーシング（11）の下部空間部（16）を介して吐出管（19）から吐出される。なお、上述したように、下部空間部（16）は背圧空間と連通しており、この背圧空間の冷媒圧力で、可動スクロール（35）が固定スクロール（40）へ押し付けられる。
【００４２】
圧縮機（10）の運転中には、油溜まり（17）の油が吸入ノズル（61）でくみ上げられて給油路（27）を上昇し、各摺動部分に供給される。偏心部（25）と軸受（29a）の摺動面に供給された潤滑油は、その摺動面から流れ出してクランク室（54）に溜まる。クランク室（54）の潤滑油は、排油通路（70）、排油溝（73）及び油戻しガイド（75）を通って下方へ流れ、電動機（21）の周囲に設けられている切り欠き（コアカット（21c））を通過する。
【００４３】
コアカット（21c）を通過した潤滑油は、油分離板（80）に設けられている油戻し通路（86）を通り、冷媒と混ざらずに下方へ進んで油溜まり（17）へ戻る。
【００４４】
外周壁部（82）の径方向内側では冷媒が下方へ向かって流れている。ここで、外周壁部（82）が、圧縮機構（30）から流出して電動機（21）の外周部を下方へ流れる冷媒を湾曲部（84）へ案内する導入部になっており、内周壁部（83）が、その冷媒を湾曲部（84）から電動機（21）の内周部へ向かって上方へ流出させる導出部になっているから、上記冷媒の流れはほぼ乱れない。したがって、冷媒は油溜まり（17）の潤滑油を巻き込まずに電動機（21）の内周側の隙間（ステータ（21a）とロータ（21b）の間）を上昇していき、その後、吐出管（19）から流出する。
【００４５】
また、電動機のコイルエンド（21d）から滴下する油は、湾曲部（84）の油抜き孔（85）を通って油溜まり（17）に戻る。
【００４６】
−実施形態の効果−
本実施形態によれば、電動機（21）から下方へ流れる冷媒が油分離板（80）の外周壁部（82）から湾曲部（84）と内周壁部（83）を滑らかに流れていくため、その際に冷媒が油溜まり（17）の潤滑油を巻き込む作用が生じにくい。したがって、潤滑油が吐出管（19）から圧縮機（10）の外へ流出しにくくなるので、圧縮機（10）の潤滑油不足が生じにくくなり、潤滑不良を防止することが可能になる。
【００４７】
また、油戻し通路（86）を油分離板（80）の外周壁部（82）に設けており、潤滑油の流れを冷媒の流れから隔離しているので、潤滑油が冷媒に混ざりにくくなる。このため、油不足による潤滑不良をより確実に防止することが可能になる。
【００４８】
また、湾曲部（84）に油抜き孔（85）を形成したことにより、電動機のコイルエンド（21d）から滴下する潤滑油が油抜き孔（85）から油溜まり（17）に戻るようにしている。湾曲部（84）に油抜き孔（85）を形成しない場合は湾曲部（84）に油が溜まるので、油が冷媒の流れに巻き込まれて吐出管（19）から流出することが考えられるが、本実施形態によれば湾曲部（84）の油が油溜まり（17）に戻るので、そのような問題が生じるのを防止できる。
【００４９】
−実施形態の変形例−
次に、図６及び図７に示す変形例について説明する。図６は、変形例に係る油分離板（80）の平面図であり、図７は、図６の油分離板（80）の部分拡大断面図である。
【００５０】
図示するように、この油分離板（80）には、湾曲部（84）の外周側の縁部に、該湾曲部（84）の上面から突出して油を作動流体から分離する突起片（87）が設けられている。なお、突起片（87）の形状は適宜定めればよい。
【００５１】
このように構成すると、冷媒が外周壁部（82）から湾曲部（84）の方向へ流れるときに油が突起片（87）で分離される一方、冷媒は湾曲部（84）から内周壁部（83）の方向へ流れるので、油が湾曲部（84）で捕集される。したがって、油が吐出管（19）から圧縮機（10）の外へさらに流出しにくくなるので、油不足による潤滑不良をより確実に防止することができる。
【００５２】
《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
【００５３】
例えば、上記実施形態では、湾曲部（84）を半円形状にしているが、底部にわずかに平坦な部分があってもよい。
【００５４】
また、上記実施形態や変形例では、湾曲部（84）に油抜き孔（85）や突起片（87）を設けているが、これらの油抜き孔（85）や突起片（87）は必ずしも設けなくてもよい。
【００５５】
また、上記実施形態は本発明をスクロール圧縮機に適用した例であるが、本発明の適用対象はスクロール圧縮機に限定されるものではなく、ケーシングの上部側に圧縮機構が配置され、下部側に電動機が配置された回転式圧縮機であればよい。
【００５６】
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
以上説明したように、本発明は、縦長円筒状のケーシング内の上部側に圧縮機構が設けられるとともに下部側に電動機が設けられ、且つケーシングの底部の油溜まりの上方に油分離板が設けられた回転圧縮機構について有用である。
【符号の説明】
【００５８】
10  スクロール圧縮機（回転式圧縮機）
11  ケーシング
17  油溜まり
21  電動機
30  圧縮機構
80  油分離板
82  外周壁部（導入部）
83  内周壁部（導出部）
84  湾曲部
85  油抜き孔
87  突起片
【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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