(57)【要約】      （修正有）【課題】保持器の大径側から潤滑油を供給する円錐ころ軸受において、小径側に適度な潤滑油量を確保することができる円錐ころ軸受及びこれを備えるディファレンシャル装置を提供する。【解決手段】内輪と、外輪と、内外輪間に配置される複数の円錐ころと、これら円錐ころを保持する円環状の保持器３４とを備え、保持器３４の大径側から第１潤滑油を供給するようにした第１円錐ころ軸受において、保持器３４には、その外周面に傾斜溝３４ｅが形成され、傾斜溝３４ｅの傾斜方向は、保持器３４の小径側環状部３４ａから大径側環状部３４ｂへ向け、保持器３４の回転方向Ｒの後方とされる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪と、外輪と、内外輪間に配置される複数の円錐ころと、これら円錐ころを保持する円環状の保持器とを備え、前記保持器の大径側から潤滑油を供給するようにした円錐ころ軸受において、
前記保持器には、その内周面又は／及び外周面に傾斜溝が形成され、
前記傾斜溝の傾斜方向は、前記保持器の小径側から大径側へ向け、前記保持器の回転方向の後方とされることを特徴とする円錐ころ軸受。
【請求項２】
前記傾斜溝は、前記保持器の小径側端部から大径側へ向かう途中位置まで形成され、
前記途中位置から大径側端部まで、前記保持器の回転方向の前方に傾斜する逆傾斜溝が形成されることを特徴とする請求項１に記載の円錐ころ軸受。
【請求項３】
端部にピニオンギヤを備えるとともに、このピニオンギヤを介して動力を伝達するピニオン軸と、
このピニオン軸を回転自在に支承するとともに、前記ピニオン軸の軸方向においてピニオンギヤ側に設けられた第１円錐ころ軸受と反ピニオンギヤ側に設けられた第２円錐ころ軸受とからなる一対の円錐ころ軸受と、
前記ピニオンギヤに螺合されるリングギヤと、
前記ピニオン軸、前記一対の円錐ころ軸受、前記リングギヤ、及び前記ピニオンギヤを内部に収容するディファレンシャルケースと、を備えるディファレンシャル装置において、
前記第１円錐ころ軸受は、請求項１又は請求項２に記載の円錐ころ軸受からなり、
前記第１円錐ころ軸受は、前記保持器の大径側をピニオンギヤ側として配置し、
前記一対の円錐ころ軸受の間に配置され、前記ディファレンシャルケースの内部空間を仕切るシール部材をさらに備え、
仕切られた空間である第１空間には、前記リングギヤ、前記ピニオンギヤ及び前記第１円錐ころ軸受が設けられ、且つ前記第１円錐ころ軸受を潤滑する第１潤滑油が収納され、
前記第１潤滑油は、車両運転時に前記リングギヤにより掻き揚げられて、前記第１円錐ころ軸受に前記保持器の大径側から供給されることを特徴とするディファレンシャル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円錐ころ軸受及びこれを備えるディファレンシャル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、図７に示すように車両のディファレンシャル装置２００は、端部にピニオンギヤ２０７を備えるとともに、ピニオンギヤ２０７を介して動力を伝達するピニオン軸２０６と、ピニオン軸２０６を回転自在に支承する一対の第１及び第２の円錐ころ軸受２０３，２０４と、ピニオンギヤ２０７に螺合されるリングギヤ２０２と、これらを内部に収容したディファレンシャルケース２０１と、を備える。
【０００３】
一対の第１及び第２の円錐ころ軸受２０３，２０４は、複列外向き構成とされ、第１円錐ころ軸受２０３をピニオンギヤ２０７側に、第２円錐ころ軸受２０４を反ピニオンギヤ側に配置し、ピニオン軸２０６を回転自在に支承する。
【０００４】
第１円錐ころ軸受２０３は、外輪２３１、内輪２３２、円錐状のころ２３３及び保持器２３４を有する。
【０００５】
ディファレンシャルケース２０１は、その内周に固定されてピニオン軸２０６の外周面に摺動するシール部材２０９により、その内部空間を二分割している。ピニオンギヤ２０７側である車両後部側２１１の第１空間２１３には、リングギヤ２０２、ピニオンギヤ２０７及び第１円錐ころ軸受２０３が設けられ、第１円錐ころ軸受２０３を潤滑する第１潤滑油２０５が収納される。
【０００６】
第１空間２１３の下部に設けた潤滑油溜まり２５１に溜まる第１潤滑油２０５は、次のように循環する。第１潤滑油２０５は、リングギヤ２０２の回転によって掻き揚げられ、矢印ＦＬ１１で示すように移動して飛散し第１円錐ころ軸受２０３に保持器２３４の大径側の上部から供給され、第１円錐ころ軸受２０３の内部を貫通し、保持器２３４の小径側から排出され、保持器２３４の小径側の下部から第１円錐ころ軸受２０３の内部を貫通し、保持器２３４の大径側から排出され、そして、潤滑油溜まり２５１に戻り循環する。（特許文献１を参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−１３８８９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記の第１円錐ころ軸受２０３では、内輪２３２の回転に伴うポンプ作用により矢印ＦＬ１２で示すように保持器２３４の小径側から大径側へ第１潤滑油２０５の一部が戻され、小径側にある第１潤滑油２０５が少なくなり、潤滑油不足が発生しやすい。また、保持器２３４の小径側と第２円錐ころ軸受２０４との間に配置したシール部材２０９においても、潤滑油不足が発生しやすい。そこで、円錐ころ軸受及びこれを備えるディファレンシャル装置は、保持器の大径側から潤滑油を供給する円錐ころ軸受において、小径側に適度な潤滑油量を確保することが課題となっていた。
【０００９】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、保持器の大径側から潤滑油を供給する円錐ころ軸受において、小径側に適度な潤滑油量を確保することができる円錐ころ軸受及びこれを備えるディファレンシャル装置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】
【００１０】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る円錐ころ軸受の構成上の特徴は、内輪と、外輪と、内外輪間に配置される複数の円錐ころと、これら円錐ころを保持する円環状の保持器とを備え、前記保持器の大径側から潤滑油を供給するようにした円錐ころ軸受において、前記保持器には、その内周面又は／及び外周面に傾斜溝が形成され、前記傾斜溝の傾斜方向は、前記保持器の小径側から大径側へ向け、前記保持器の回転方向の後方とされることである。
【００１１】
請求項１の円錐ころ軸受によれば、傾斜溝は、保持器が回転したときに、保持器の小径側が先行して回転するように形成され、且つ回転方向への慣性により、傾斜溝の中にある潤滑油に対して、小径側へ押しやる力が作用する。その結果、内輪の回転による小径側から大径側へ向かうポンプ作用とは逆の流れをつくり、小径側に潤滑油が滞留するので、小径側に適度な潤滑油量を確保することができる。
【００１２】
請求項２に係る円錐ころ軸受の構成上の特徴は、前記傾斜溝は、前記保持器の小径側端部から大径側へ向かう途中位置まで形成され、前記途中位置から大径側端部まで、前記保持器の回転方向の前方に傾斜する逆傾斜溝が形成されることである。
【００１３】
請求項２の円錐ころ軸受によれば、傾斜溝は、保持器が回転したときに、保持器の小径側が先行して回転するように形成され、且つ回転方向への慣性により、傾斜溝の中にある潤滑油に対して、小径側へ押しやる力が作用する。その結果、内輪の回転による小径側から大径側へ向かうポンプ作用とは逆の流れをつくり、小径側に潤滑油が滞留する。また、この円錐ころ軸受では、逆傾斜溝は、保持器が回転したときに、保持器の大径側が先行して回転するように形成され、且つ回転方向への慣性により、逆傾斜溝の中にある潤滑油に対して、大径側へ押しやる力が作用する。その結果、軸方向の途中位置から大径側端部までの潤滑油が減少する。これにより、この円錐ころ軸受では、潤滑油が過少な小径側は潤滑油を増加させ、潤滑油が過大な途中位置から大径側端部までは潤滑油を減少させるので、潤滑油量が均等化できる。また、潤滑油の撹拌抵抗が低減し、低トルク化できる。
【００１４】
請求項３に係るディファレンシャル装置の構成上の特徴は、端部にピニオンギヤを備えるとともに、このピニオンギヤを介して動力を伝達するピニオン軸と、このピニオン軸を回転自在に支承するとともに、前記ピニオン軸の軸方向においてピニオンギヤ側に設けられた第１円錐ころ軸受と反ピニオンギヤ側に設けられた第２円錐ころ軸受とからなる一対の円錐ころ軸受と、前記ピニオンギヤに螺合されるリングギヤと、前記ピニオン軸、前記一対の円錐ころ軸受、前記リングギヤ、及び前記ピニオンギヤを内部に収容するディファレンシャルケースと、を備えるディファレンシャル装置において、前記第１円錐ころ軸受は、請求項１又は請求項２に記載の円錐ころ軸受からなり、前記第１円錐ころ軸受は、前記保持器の大径側をピニオンギヤ側として配置し、前記一対の円錐ころ軸受の間に配置され、前記ディファレンシャルケースの内部空間を仕切るシール部材をさらに備え、仕切られた空間である第１空間には、前記リングギヤ、前記ピニオンギヤ及び前記第１円錐ころ軸受が設けられ、且つ前記第１円錐ころ軸受を潤滑する第１潤滑油が収納され、前記第１潤滑油は、車両運転時に前記リングギヤにより掻き揚げられて、前記第１円錐ころ軸受に前記保持器の大径側から供給されることである。
【００１５】
請求項３のディファレンシャル装置によれば、第１円錐ころ軸受の保持器に設けられた傾斜溝は、保持器が回転したときに、保持器の小径側が先行して回転するように形成され、且つ回転方向への慣性により、傾斜溝の中にある潤滑油に対して、小径側へ押しやる力が作用する。その結果、内輪の回転による小径側から大径側へ向かうポンプ作用とは逆の流れをつくり、小径側に潤滑油が滞留するので、小径側に適度な潤滑油量を確保することができる。また、このディファレンシャル装置では、第１円錐ころ軸受の保持器の小径側と第２円錐ころ軸受との間に配置したシール部材において、前述の通り保持器の小径側に潤滑油が滞留し、この潤滑油が保持器の小径側から排出され、その一部がシール部材に供給されるので、適度な潤滑油量を確保することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、保持器の大径側から潤滑油を供給する円錐ころ軸受において、小径側に適度な潤滑油量を確保することができる円錐ころ軸受及びこれを備えるディファレンシャル装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態である円錐ころ軸受を備えるディファレンシャル装置のピニオン軸における軸方向の断面図である。
【図２】図１の要部拡大断面図である。
【図３】図２に示す円錐ころ軸受の保持器を径方向外側から見た図である。
【図４】図３に示す保持器を矢印Ａの方向から見た矢視図である。
【図５】図３の傾斜溝の中にある潤滑油に作用する力を説明する簡略した図である。
【図６】図３の変形例を説明する図である。
【図７】従来の円錐ころ軸受を備えるディファレンシャル装置のピニオン軸における軸方向の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の円錐ころ軸受及びこれを備えるディファレンシャル装置を具体化した実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の一実施形態である第１円錐ころ軸受３を備えるディファレンシャル装置１００のピニオン軸６における軸方向の断面図である。
【００１９】
図１に示すように車両のディファレンシャル装置１００は、ピニオン軸６と、一対の第１及び第２の円錐ころ軸受３，４と、ピニオンギヤ７と、リングギヤ２と、これらを内部に収容したディファレンシャルケース１とを主に備える。
【００２０】
ピニオン軸６は、車両前部側１２（反ピニオンギヤ側）である一端が図示しないプロペラシャフトなどの動力側に接続され、車両後部側１１（ピニオンギヤ側）である他端にピニオンギヤ７を形成して構成される。
【００２１】
一対の第１及び第２の円錐ころ軸受３，４は、複列外向き構成とされ、第１円錐ころ軸受３を車両後部側１１に、第２円錐ころ軸受４を車両前部側１２に配置し、ピニオン軸６を回転自在に支承する。
【００２２】
第１円錐ころ軸受３は、外輪３１、内輪３２、円錐状のころ３３（円錐ころ）及び保持器３４を有する。
【００２３】
リングギヤ２は、ピニオンギヤ７に螺合して設けられる。
【００２４】
一対の第１及び第２の円錐ころ軸受３，４の間には、シール部材９が配置される。シール部材９は、ディファレンシャルケース１の内周に固定され、ピニオン軸６の外周面を摺動する。これにより、ディファレンシャルケース１は、車両後部側１１の第１空間１３と、車両前部側１２の第２空間１４とに二分割されている。
【００２５】
第１空間１３には、リングギヤ２、ピニオンギヤ７及び第１円錐ころ軸受３が設けられ、これらを潤滑する第１潤滑油５が収納される。第１空間１３の下部には潤滑油溜まり５１が設けられており、そこに第１潤滑油５が溜められている。そのため、リングギヤ２の下部が、第１潤滑油５と接触している。
【００２６】
第１潤滑油５は、車両停止状態においては、ピニオン軸６の下部が浸かる状態の液面Ｌ１まで溜まる。一方、車両走行状態においては、第１潤滑油５は、リングギヤ２の回転によって掻き揚げられ、矢印ＦＬ１で示すように移動して飛散しリングギヤ２、ピニオンギヤ７及び円錐ころ軸受３に供給される。そのため、第１潤滑油５は、液面が下がり、走行速度にもよるが、例えば円錐ころ軸受３の下部が浸かる状態の液面Ｌ２まで溜まる。
【００２７】
第２空間１４には、第２円錐ころ軸受４が設けられ、第２円錐ころ軸受４を潤滑する第２潤滑油８が第２空間１４の下部に溜められている。そのため、ピニオン軸６の下部が、第２潤滑油８と接触している。
【００２８】
次に、第１円錐ころ軸受３及びシール部材９の構造について、詳細に説明する。
図２は、図１の要部拡大断面図である。図３は、図２に示す第１円錐ころ軸受３の保持器３４を径方向外側から見た図である。図４は、図３に示す保持器３４を矢印Ａの方向から見た矢視図である。
【００２９】
図２に示すように第１円錐ころ軸受３では、内輪３２が大径側を車両後部側としてピニオン軸６の外周に嵌着され、外輪３１がディファレンシャルケース１の内周に嵌着され、ころ３３が内外輪間に複数配置され、保持器３４が大径側を車両後部側としてころ３３を転動可能に保持する。
【００３０】
第１円錐ころ軸受３の車両前部側には、シール部材９が装着される。シール部材９は、同一形状からなる車両後部側に装着される第１シール部材９ａと、車両前部側に装着される第２シール部材９ｂとが、背面同士を接触する状態で配置されている。第１シール部材９ａ及び第２シール部材９ｂは、それぞれ断面Ｌ字形の芯金９１がディファレンシャルケース１の内周に嵌着され、芯金９１に加硫接着され弾性体からなるシール９２がピニオン軸６の外周を摺接して構成される。
【００３１】
図２及び図３に示すように保持器３４は、金属又は合成樹脂を材料として製作されている。保持器３４は、その軸方向の小径側端部に形成される円筒状の小径側環状部３４ａと、大径側端部に形成される円筒状の大径側環状部３４ｂと、小径側環状部３４ａ及び大径側環状部３４ｂを繋ぐ複数の柱部３４ｄとからなる。複数の柱部３４ｄは、周方向に等間隔に配置されている。一対の柱部３４ｄと、小径側環状部３４ａと、大径側環状部３４ｂとによってポケット３４ｃが形成され、ポケット３４ｃによってころ３３が転動可能に保持される。
【００３２】
保持器３４は、ころ３３の回転軸線よりも外形側に配置されている。小径側環状部３４ａは、小径側端部が内径側に折れ曲がっている。
【００３３】
図３及び図４に示すように保持器３４の外周面には、その軸方向の両端間に連続して凹んだ傾斜溝３４ｅが形成される。傾斜溝３４ｅの傾斜方向は、小径側環状部３４ａから大径側環状部３４ｂへ向け、保持器３４の回転方向Ｒの後方とされる。このとき、保持器３４の軸線に対する傾斜角度Ｋ１は、例えば３０度としている。また、保持器３４の厚みと傾斜溝３４ｅの深さは、金属製の場合、例えば厚みが２ｍｍ、深さが０．５ｍｍとしている。一方、合成樹脂の場合、例えば厚みが３ｍｍ、深さが１．０ｍｍとしている。
【００３４】
次に、図５を参照しつつ傾斜溝３４ｅの中にある第１潤滑油５に作用する力について説明する。
図５に示すように、傾斜溝３４ｅの中にある第１潤滑油５には、保持器３４が回転方向Ｒに回転すると、矢印Ｍ１で示す方向に慣性力が作用する。そして、傾斜溝３４ｅは、小径側環状部３４ａが先行して回転するように形成しているので、第１潤滑油５には、矢印Ｍ２で示す方向に押しやる力が作用する。第１潤滑油５に対する押しやる力は、保持器３４の軸線に対する傾斜角度Ｋ１が大きいほど、より大きく作用する。
【００３５】
次に、前述した構成にもとづいて、車両走行状態における第１潤滑油５の状態を説明する。
ピニオン軸６が回転すると、ピニオンギヤ７に螺合するリングギヤ２が回転し、潤滑油溜まり５１に溜まる第１潤滑油５が掻き揚げられ、矢印ＦＬ１で示すように移動して飛散する。飛散した第１潤滑油５は、リングギヤ２、ピニオンギヤ７及び第１円錐ころ軸受３に上部から供給される。リングギヤ２及びピニオンギヤ７に供給された第１潤滑油５は、これらを潤滑した後に落下して潤滑油溜まり５１に戻る。
【００３６】
また、第１円錐ころ軸受３に供給された第１潤滑油５は、第１円錐ころ軸受３に保持器３４の大径側の上部から供給され、第１円錐ころ軸受３の内部を貫通し、保持器３４の小径側から排出され、保持器３４の小径側の下部から第１円錐ころ軸受３の内部を貫通し、保持器３４の大径側から排出され、そして、潤滑油溜まり５１に戻る。
【００３７】
第１円錐ころ軸受３では、ピニオン軸６の回転に伴い内輪３２が回転すると、ポンプ作用により矢印ＦＬ２で示すように保持器３４の小径側から大径側へ第１潤滑油２０５の一部が戻される。
【００３８】
保持器３４の傾斜溝３４ｅの中にある第１潤滑油５は、保持器３４の小径側へ押しやる力が作用するので、小径側に滞留する。
【００３９】
保持器３４の小径側に滞留する第１潤滑油５は、第１円錐ころ軸受３の保持器３４の小径側から排出され、その一部がシール部材９に供給される。
【００４０】
以上のように、本実施の形態に係るディファレンシャル装置１００によれば、第１円錐ころ軸受３の保持器３４に設けられた傾斜溝３４ｅは、保持器３４が回転したときに、保持器３４の小径側が先行して回転するように形成され、且つ回転方向Ｒへの慣性により、傾斜溝３４ｅの中にある第１潤滑油５に対して、小径側へ押しやる力が作用する。その結果、内輪３２の回転による小径側から大径側へ向かうポンプ作用とは逆の流れをつくり、小径側に第１潤滑油５が滞留するので、小径側に適度な潤滑油量を確保することができる。
【００４１】
また、本実施の形態に係るディファレンシャル装置１００によれば、第１円錐ころ軸受３の保持器３４の小径側と第２円錐ころ軸受４との間に配置したシール部材９において、前述の通り保持器３４の小径側に第１潤滑油５が滞留し、この第１潤滑油５が保持器３４の小径側から排出され、その一部がシール部材９に供給されるので、適度な潤滑油量を確保することができる。
【００４２】
なお、本発明は本実施形態に限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の形態で実施することができる。
本実施形態では、保持器３４の傾斜溝３４ｅが、保持器３４の外周面に形成されるとしたが、それに限るものではなく、例えば保持器３４の内周面、又は保持器３４の外周面と内周面との両面に形成される構成に適用してもよい。
【００４３】
また、本実施形態では、保持器３４の傾斜溝３４ｅの傾斜方向は、図３に示すように小径側環状部３４ａから大径側環状部３４ｂへ向け、保持器３４の回転方向Ｒの後方としたが、それに限るものではなく、例えば図６に示す構成に適用してもよい。
【００４４】
図６は、図３の変形例を説明する図である。
図６に示すように保持器３４の外周面には、保持器３４の小径側環状部３４ａの端部から大径側環状部３４ｂへ向かう途中位置３４ｇまで傾斜溝３４ｅが形成される。傾斜溝３４ｅの傾斜方向は、小径側環状部３４ａから途中位置３４ｇへ向け、保持器３４の回転方向Ｒの後方とされる。また、途中位置３４ｇから大径側環状部３４ｂの端部まで、保持器３４の回転方向Ｒの前方に傾斜する逆傾斜溝３４ｆが形成される。
【００４５】
これにより、傾斜溝３４ｅの中にある第１潤滑油５に対しては、本実施形態に同じく小径側へ押しやる力が作用する。その結果、内輪３２の回転による小径側から大径側へ向かうポンプ作用とは逆の流れをつくり、小径側に第１潤滑油５が滞留する。
【００４６】
また、逆傾斜溝３４ｆは、保持器３４が回転したときに、保持器３４の大径側が先行して回転するように形成され、且つ回転方向Ｒへの慣性により、逆傾斜溝３４ｆの中にある第１潤滑油５に対して、大径側へ押しやる力が作用する。その結果、軸方向の途中位置３４ｇから大径側端部までの第１潤滑油５が減少する。
【００４７】
これにより、この円錐ころ軸受では、第１潤滑油５が過少な小径側は第１潤滑油５を増加させ、第１潤滑油５が過大な途中位置から大径側端部までは第１潤滑油５を減少させるので、潤滑油量が均等化できる。また、第１潤滑油５の撹拌抵抗が低減し、低トルク化できる。
【００４８】
また、本実施形態では、ディファレンシャル装置の円錐ころ軸受に適用した例としたが、それに限るものではなく、例えばトランスミッション装置の円錐ころ軸受に適用してもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１，２０１：ディファレンシャルケース、  ２，２０２：リングキヤ、  ３，２０３：第１円錐ころ軸受、  ４，２０４：第２円錐ころ軸受、  ５，２０５：第１潤滑油、  ６，２０６：ピニオン軸、  ７，２０７：ピニオンギヤ、  ８：第２潤滑油、  ９，２０９：シール部材、  ９ａ：第１シール部材、  ９ｂ：第２シール部材、  １１，２１１：車両後部側（ピニオンギヤ側）、  １２，２１２：車両前部側（反ピニオンギヤ側）、  １３，２１３：第１空間、  １４：第２空間、  ３１：外輪、  ３２：内輪、  ３３：ころ（円錐ころ）、  ３４：保持器、  ３４a:小径側環状部、  ３４b:大径側環状部、  ３４c:ポケット、  ３４ｄ：柱部、  ３４ｅ:傾斜溝、  ３４ｆ:逆傾斜溝、  ３４ｇ:途中位置、  ５１，２５１：潤滑油溜まり、  ９１：芯金、  ９２：シール、  １００，２００：ディファレンシャル装置、  Ｋ１：傾斜溝の傾斜角度、  ＦＬ１，ＦＬ２，ＦＬ１１，ＦＬ１２：潤滑油の流れ、  Ｌ１，Ｌ２：潤滑油の液面、  Ｒ：回転方向
【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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