(57)【要約】【課題】スロット紙のカフス部が潰れることなく巻線のはみ出しを防止することができる巻線ウェッジ挿入機および巻線ウェッジ挿入方法を提供する。【解決手段】ウェッジガイド４０は、先端に、隣接するスロット紙２３におけるカフス部２４間に配置される凸部４１を有する。カフスサポート５０は、隣接するスロット紙２３のカフス部２４におけるステータティース２２の先端側の端が離間するとともにステータコア端面２０ａに乗るように、隣接するスロット紙２３のカフス部２４間にステータティー２２スの基端側から挿入配置される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状のステータコアは、複数のスロットを有し、各スロットの内面にはスロット紙が配置され、前記スロット紙はステータコア端面から突出して折り返されたカフス部を有し、前記スロット内でのスロット開口部にウェッジが配置され、前記スロット内には巻線が配置された回転電機において、前記スロット内に、前記巻線および前記ウェッジを挿入するための巻線ウェッジ挿入機であって、
第１の方向に延び、前記ウェッジを案内するウェッジガイドと、
前記第１の方向に直交する第２の方向に延びるカフスサポートと、
を備え、
前記ウェッジガイドは、先端に、隣接する前記スロット紙における前記カフス部間に配置される凸部を有し、
前記カフスサポートは、隣接する前記スロット紙の前記カフス部におけるステータティースの先端側の端が離間するとともに前記ステータコア端面に乗るように、隣接する前記スロット紙の前記カフス部間に前記ステータティースの基端側から挿入配置されることを特徴とする巻線ウェッジ挿入機。
【請求項２】
前記ステータティースの長さに対する、前記カフスサポートにおける前記ステータティースの基端に対応する部位からの長さを０．６６〜０．８１としたことを特徴とする請求項１に記載の巻線ウェッジ挿入機。
【請求項３】
前記ウェッジガイドの前記凸部は、少なくともステータティース先端側に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の巻線ウェッジ挿入機。
【請求項４】
円筒状のステータコアは、複数のスロットを有し、各スロットの内面にはスロット紙が配置され、前記スロット紙はステータコア端面から突出して折り返されたカフス部を有し、前記スロット内でのスロット開口部にウェッジが配置され、前記スロット内には巻線が配置された回転電機において、前記スロット内に、前記巻線および前記ウェッジを挿入するための巻線ウェッジ挿入方法であって、
前記ステータコアの径方向に延びるカフスサポートを、隣接する前記スロット紙の前記カフス部におけるステータティースの先端側の端が離間するとともに前記ステータコア端面に乗るように、隣接する前記スロット紙の前記カフス部間に前記ステータティースの基端側から挿入配置する第１工程と、
前記第１工程で前記カフスサポートを挿入配置した状態において、先端に凸部を有し前記ステータコアの軸方向に延びるウェッジガイドでの前記凸部を、隣接する前記スロット紙における前記カフス部間に配置し、この状態で、前記スロット内に前記巻線および前記ウェッジを挿入する第２工程と、
を有することを特徴とする巻線ウェッジ挿入方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機における巻線ウェッジ挿入機および巻線ウェッジ挿入方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ステータコアのスロット内の巻線に対しスロット紙およびウェッジを用いて絶縁した回転電機の製造にあたり、スロット内に巻線およびウェッジを挿入する巻線ウェッジ挿入機が用いられる。巻線ウェッジ挿入機においてウェッジガイドが用いられるが、ウェッジガイドだけでは巻線がはみ出すことがある。特許文献１ではウェッジガイドに先端凸部を設け、スロット紙のカフス部をサポートして巻線のはみ出しを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実公昭５９−１４０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、ステータコアのスロットにスロット紙を入れた状態では、図１１に示すように、隣接するスロット紙１００におけるカフス部１０１同士が当たっている状態になることがある。カフス部１０１同士が当たっている状態で、ステータコア１０２の端面１０２ａに対しウェッジガイドをセットすると、図１２に示すように、ウェッジガイド１１０の先端凸部１１１によってスロット紙１００のカフス部１０１が潰れて絶縁不良を起こすことが懸念される。
【０００５】
本発明の目的は、スロット紙のカフス部が潰れることなく巻線のはみ出しを防止することができる巻線ウェッジ挿入機および巻線ウェッジ挿入方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明では、円筒状のステータコアは、複数のスロットを有し、各スロットの内面にはスロット紙が配置され、前記スロット紙はステータコア端面から突出して折り返されたカフス部を有し、前記スロット内でのスロット開口部にウェッジが配置され、前記スロット内には巻線が配置された回転電機において、前記スロット内に、前記巻線および前記ウェッジを挿入するための巻線ウェッジ挿入機であって、第１の方向に延び、前記ウェッジを案内するウェッジガイドと、前記第１の方向に直交する第２の方向に延びるカフスサポートと、を備え、前記ウェッジガイドは、先端に、隣接する前記スロット紙における前記カフス部間に配置される凸部を有し、前記カフスサポートは、隣接する前記スロット紙の前記カフス部におけるステータティースの先端側の端が離間するとともに前記ステータコア端面に乗るように、隣接する前記スロット紙の前記カフス部間に前記ステータティースの基端側から挿入配置されることを要旨とする。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、第１の方向に延びるウェッジガイドの先端の凸部が、隣接するスロット紙におけるカフス部間に配置され、巻線のはみ出しが防止される。また、第１の方向に直交する第２の方向に延びるカフスサポートが、隣接するスロット紙のカフス部におけるステータティースの先端側の端が離間するとともにステータコア端面に乗るように、隣接するスロット紙のカフス部間にステータティースの基端側から挿入配置されるので、スロット紙のカフス部が潰されることが回避できる。よって、スロット紙のカフス部が潰れることなく巻線のはみ出しを防止することができる。
【０００８】
請求項２に記載のように、請求項１に記載の巻線ウェッジ挿入機において、前記ステータティースの長さに対する、前記カフスサポートにおける前記ステータティースの基端に対応する部位からの長さを０．６６〜０．８１とするとよい。
【０００９】
請求項３に記載のように、請求項１または２に記載の巻線ウェッジ挿入機において、前記ウェッジガイドの前記凸部は、少なくともステータティース先端側に設けられているとよい。
【００１０】
請求項４に記載の発明では、円筒状のステータコアは、複数のスロットを有し、各スロットの内面にはスロット紙が配置され、前記スロット紙はステータコア端面から突出して折り返されたカフス部を有し、前記スロット内でのスロット開口部にウェッジが配置され、前記スロット内には巻線が配置された回転電機において、前記スロット内に、前記巻線および前記ウェッジを挿入するための巻線ウェッジ挿入方法であって、前記ステータコアの径方向に延びるカフスサポートを、隣接する前記スロット紙の前記カフス部におけるステータティースの先端側の端が離間するとともに前記ステータコア端面に乗るように、隣接する前記スロット紙の前記カフス部間に前記ステータティースの基端側から挿入配置する第１工程と、前記第１工程で前記カフスサポートを挿入配置した状態において、先端に凸部を有し前記ステータコアの軸方向に延びるウェッジガイドでの前記凸部を、隣接する前記スロット紙における前記カフス部間に配置し、この状態で、前記スロット内に前記巻線および前記ウェッジを挿入する第２工程と、を有することを要旨とする。
【００１１】
請求項４に記載の発明によれば、第１工程において、ステータコアの径方向に延びるカフスサポートが、隣接するスロット紙のカフス部におけるステータティースの先端側の端が離間するとともにステータコア端面に乗るように、隣接するスロット紙のカフス部間にステータティースの基端側から挿入配置される。第２工程において、第１工程でカフスサポートを挿入配置した状態において、先端に凸部を有しステータコアの軸方向に延びるウェッジガイドでの凸部が、隣接するスロット紙におけるカフス部間に配置され、この状態で、スロット内に巻線およびウェッジが挿入される。よって、ウェッジガイドの先端の凸部が、隣接するスロット紙におけるカフス部間に配置され、巻線のはみ出しが防止される。また、カフスサポートが、隣接するスロット紙のカフス部におけるステータティースの先端側の端が離間するとともにステータコア端面に乗るように、隣接するスロット紙のカフス部間にステータティースの基端側から挿入配置されるので、スロット紙のカフス部が潰されることが回避できる。これにより、スロット紙のカフス部が潰れることなく巻線のはみ出しを防止することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、スロット紙のカフス部が潰れることなく巻線のはみ出しを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】（ａ）は実施形態におけるステータコアの一部を示す平面図、（ｂ）は同じく正面図。
【図２】（ａ）はスロット紙を装着した状態でのステータコアの一部を示す平面図、（ｂ）は同じく正面図。
【図３】（ａ）はカフスサポートを装着した状態でのステータコアの一部を示す平面図、（ｂ）は同じく正面図。
【図４】巻線およびウェッジを挿入した状態でのステータコアの一部を示す概略平面図。
【図５】巻線ウェッジ挿入機の一部を示す概略斜視図。
【図６】ウェッジガイドの一部を示す概略斜視図。
【図７】巻線ウェッジ挿入機の一部を示す概略正面図。
【図８】（ａ）〜（ｄ）はカフスサポートにおける幅狭部の長さを変えた場合の概略斜視図。
【図９】ステータコアの一部を示す概略正面図。
【図１０】ステータコアの一部を示す概略正面図。
【図１１】ステータコアの一部を示す概略正面図。
【図１２】ステータコアの一部を示す概略正面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、回転電機としてのモータ１０を構成するステータコア２０は円筒状をなしている。ステータコア２０は、内周面に開口する複数のスロット２１を有し、各スロット２１は軸方向に貫通している。また、各スロット２１は開口する内周面から外径側に延びている。ステータコア２０における内周面に開口するスロット開口部２１ａは周方向幅が絞られている。各スロット２１はステータコア２０の周方向において等角度に形成され、隣接するスロット２１間にステータティース２２が形成されている。ステータコア２０の内径側にはロータが配置される。
【００１５】
各スロット２１の内面には、図４に示すようにスロット紙２３が配置されている。スロット紙２３は、ステータコア端面２０ａ（図１（ｂ）参照）から突出して折り返されたカフス部２４（図３参照）を有する。図４に示すように、スロット２１内でのスロット開口部２１ａにウェッジ２５が配置されている。ウェッジ２５は断面がコ字状をなし、ステータコア２０の軸方向において直線的に延びている。また、図４に示すように、スロット２１内には巻線２６が配置される。
【００１６】
スロット紙（絶縁紙）２３として、製品名（ＮＰＮ−２５２（日東シンコー（株）製））を用いている。また、ウェッジ（絶縁紙）２５として、製品名（ＮＰＮ−２５２（日東シンコー（株）製））を用いている。スロット紙２３は腰が強いのでカフス部２４は形状の復元力があり、一定の形状を保つことが困難である。
【００１７】
図５に示すように、巻線ウェッジ挿入機３０は、ステータコア２０のスロット２１内に、巻線２６およびウェッジ２５を挿入するためのものである。なお図５において巻線２６の図示は省略している。
【００１８】
巻線ウェッジ挿入機３０は、ウェッジガイド４０とカフスサポート５０を備える。ウェッジガイド４０は、第１の方向としてのステータコア２０の軸方向に延び、ウェッジ２５を案内するためのものである。カフスサポート５０は、第１の方向に直交する第２の方向としてのステータコア２０の径方向に延びている。ウェッジガイド４０は、先端に、隣接するスロット紙２３におけるカフス部２４間に配置される凸部４１を有する。
【００１９】
図５に示すように、スロット２１内にスロット紙２３を装着したステータコア２０は、水平状態でセットされる。ステータコア２０の下方には巻線を保持しつつ案内する部材（図示略）が配置され、巻線がステータコア２０のスロット２１内に押圧挿入される。また、ステータコア２０の下方にはウェッジガイド４０が立設した状態で配置され、ウェッジガイド４０に案内されたウェッジ２５がステータコア２０のスロット２１内に押圧挿入される。
【００２０】
さらに、ステータコア２０のステータコア端面２０ａにはカフスサポート５０が装着されている。カフスサポート５０は、板材よりなる。板材のカフスサポート５０は、ステータコア端面２０ａに当接するように配置される。カフスサポート５０が挿入配置されるまえの状態は、図２に示すように、カフス部２４におけるステータティース２２の先端側の端が、隣接するカフス部２４と接触してしまう。ここでカフスサポート５０は、図３に示すように、隣接するスロット紙２３のカフス部２４におけるステータティース２２の先端側の端が離間するとともにステータコア端面２０ａに乗るように、隣接するスロット紙２３のカフス部２４間にステータティース２２の基端側から挿入配置される。
【００２１】
カフスサポート５０は、幅広部５１と、幅広部５１における内径側の先端から延びる幅狭部５２を有する。幅広部５１は、カフスサポート５０におけるステータティース２２の基端に対応する部位から外径側に延びている。幅狭部５２は、カフスサポート５０におけるステータティース２２の基端に対応する部位から内径側に延びている。つまり、幅狭部５２が、ステータティース２２の基端からステータティース２２の先端側に向かって真っすぐ延びている。幅狭部５２が、隣接するスロット紙２３におけるカフス部２４同士を離間させた状態でカフス部２４をサポートする部位となる。
【００２２】
図３に示すように、ステータティース２２の長さＡと、カフスサポート５０におけるステータティース２２の基端に対応する部位からの長さＢとの関係について言及する。
ステータティース２２の長さＡと、カフスサポート５０におけるステータティース２２の基端に対応する部位からの長さＢとの比率は、Ａ：Ｂ＝１：０．６６〜１：０．８１となっている。つまり、ステータティース２２の長さＡに対する、カフスサポート５０におけるステータティース２２の基端に対応する部位からの長さＢは０．６６〜０．８１となっている。より詳しくは、ステータティース２２の長さＡは、２７．３ｍｍであり、カフスサポート５０におけるステータティース２２の基端に対応する部位からの長さＢは、２０．０ｍｍである。よって、Ａ：Ｂ＝１：０．７３となっている。
【００２３】
また、図６に示すように、ウェッジガイド４０の凸部４１は、ステータティース先端側（内径側）およびステータティース基端側（外径側）に設けられている。
詳しくは、ウェッジガイド４０は、径方向の外面が平坦面であるとともに径方向の内面が平坦面である。また、ウェッジガイド４０は、周方向における一方の面にはウェッジ案内用凹溝４２が形成されているとともに周方向における他方の面にはウェッジ案内用凹溝４３が形成されている。ウェッジガイド４０の軸方向の先端は三角形状の凸部４１が形成され、三角形状の凸部４１は径方向において同形に形成されている。つまり、ウェッジガイド４０における凸部４１は、ステータティース先端側およびステータティース基端側において軸方向に突出するように形成されている。
【００２４】
次に、本実施形態の作用、即ち、巻線ウェッジ挿入機３０によりスロット２１内に巻線２６およびウェッジ２５を挿入する工程について説明する。
まず、図１に示すように、スロット２１を有するステータコア２０を用意する。そして、図２に示すように、ステータコア２０のスロット２１の内面にスロット紙２３を挿入する。このとき、スロット紙２３の軸方向端部は折り返された状態で挿入され、折り返された部分がステータコア端面２０ａから突出してカフス部２４となる。
【００２５】
さらに、図３に示すように、ステータコア２０の径方向に延びるカフスサポート５０を、隣接するスロット紙２３のカフス部２４におけるステータティース２２の先端側（内径側）の端が離間するとともにステータコア端面２０ａに乗るように、隣接するスロット紙２３のカフス部２４間にステータティース２２の基端側（外径側）から挿入配置する。カフスサポート５０によりカフス部２４がサポートされる。
【００２６】
引き続き、このようにスロット２１の内面にスロット紙２３を装着したステータコア２０を水平状態でセットする。そして、図５，７に示すように、ステータコア２０の下側から、巻線２６およびウェッジ２５をステータコア２０のスロット２１に装着する。詳しくは、ステータコア２０の下方には巻線２６、および、ウェッジガイド４０にセットされたウェッジ２５が配置される。そして、巻線２６がスロット２１内に押圧挿入されるとともにウェッジ２５がスロット２１内に挿入される。
【００２７】
本実施形態では、カフスサポート５０を挿入配置した状態において、先端に凸部４１を有しステータコア２０の軸方向に延びるウェッジガイド４０での凸部４１を、隣接するスロット紙２３におけるカフス部２４間に配置し、凸部４１でカフス部２４をサポートした状態で、図４に示すように、スロット２１内に巻線２６およびウェッジ２５を挿入する。
【００２８】
巻線２６およびウェッジ２５がスロット２１内に挿入される際に、スロット紙２３のカフス部２４が巻線の挿入圧力により曲げられて巻線のはみ出しが発生しようとするが、ウェッジガイド４０の凸部４１によりスロット紙２３のカフス部２４が曲げられずに巻線のはみ出しが防止される。
【００２９】
また、ステータコア２０が図３の状態において、凸部４１を有するウェッジガイド４０にセットすると、凸部４１がカフス部２４を押し潰すことなく、スムーズにセットすることができる。
【００３０】
このようにして、スロット紙２３を装着したステータコア２０を、ウェッジガイド４０へセットする前に、ステータコア２０における径方向において外径側から内径側（中心）に向かってカフスサポート５０を差し込み、図３に示すように、隣接するスロット紙２３におけるカフス部２４同士が当たっていない状態にする。つまり、カフスサポート５０により、隣接するスロット紙２３におけるカフス部２４間に空間を設ける。
【００３１】
ここで、図３に示すように、カフスサポート５０におけるステータティース２２の基端に対応する部位からの長さ（先端長さ）Ｂは、隣接するスロット紙２３におけるカフス部２４間に空間ができる長さに設定されている。
【００３２】
図８（ａ）〜（ｄ）には、カフスサポート５０におけるステータティース２２の基端に対応する部位からの長さ（先端長さ）Ｂを変えたときの状況を示す。図８（ｃ）は、ステータティース２２の長さＡと、カフスサポート５０におけるステータティース２２の基端に対応する部位からの長さＢとの比率を、Ａ：Ｂ＝１：０．７３とした場合である。この場合には、隣接するスロット紙２３におけるカフス部２４間に十分広い空間ができる。図８（ｂ）は、ステータティース２２の長さＡと、カフスサポート５０におけるステータティース２２の基端に対応する部位からの長さＢとの比率を、Ａ：Ｂ＝１：０．６６とした場合である。この場合も、隣接するスロット紙２３におけるカフス部２４間に空間ができるが、図８（ｃ）に比べて小さくなる。図８（ａ）は、ステータティース２２の長さＡと、カフスサポート５０におけるステータティース２２の基端に対応する部位からの長さＢとの比率を、Ａ：Ｂ＝１：０．６６以下とした場合である。この場合には、隣接するスロット紙２３におけるカフス部２４間に空間ができない。図８（ｄ）は、ステータティース２２の長さＡと、カフスサポート５０におけるステータティース２２の基端に対応する部位からの長さＢとの比率を、Ａ：Ｂ＝１：０．８１とした場合である。この場合には、隣接するスロット紙２３におけるカフス部２４間に広い空間ができるが、スロット紙のカフス部２４におけるステータティース２２の先端側の端がステータコア端面２０ａにわずかに乗る状態である。
【００３３】
従って、ステータティース２２の長さＡに応じたＢ値（カフスサポート５０におけるステータティース２２の基端に対応する部位からの長さ）を設定すべく、Ａ：Ｂ＝１：０．６６〜１：０．８１とすることが望ましい。
【００３４】
つまり、図９に示すように、スロット紙２３におけるステータコア端面２０ａ付近での隙間の大きさ、即ち、空隙の距離δ１について、空隙の距離δ１が小さいと、巻線を挿入しにくく、また、図１０に示すように、カフス部２４におけるステータティース２２の先端側の端がステータコア端面２０ａに無くスロット２１内に位置するとスロット紙２３がスロット２１に脱落してしまう。また、巻線２６の押圧挿入にも支障が生じる。よって、Ａ：Ｂが１：０．８１よりも大きいと図１０の状態を招くのでＡ：Ｂが１：０．８１よりも小さくなるようにする。
【００３５】
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）スロット２１内に、巻線２６およびウェッジ２５を挿入するための巻線ウェッジ挿入機３０の構成として、スロット紙２３のカフス部２４を、「径方向から挿入するカフスサポート５０」と「軸方向からセットするウェッジガイド４０の凸部４１」でサポートすることにより、カフス部２４を潰すことなく巻線２６のはみ出しを防止できる。
【００３６】
つまり、ウェッジガイド４０の先端の凸部４１が、隣接するスロット紙２３におけるカフス部２４間に配置され、巻線２６のはみ出しが防止される。また、カフスサポート５０が、隣接するスロット紙２３のカフス部２４におけるステータティース２２の先端側の端が離間するとともにステータコア端面２０ａに乗るように、隣接するスロット紙２３のカフス部２４間にステータティース２２の基端側から挿入配置されるので、スロット紙２３のカフス部２４が潰されることが回避できる。よって、スロット紙２３のカフス部２４が潰れることなく巻線２６のはみ出しを防止することができる。
【００３７】
（２）ステータティース２２の長さＡに対する、カフスサポート５０におけるステータティース２２の基端に対応する部位からの長さＢを０．６６〜０．８１としたので、隣接するスロット紙２３のカフス部２４におけるステータティース２２の先端側の端が離間するとともにステータコア端面２０ａに乗るようにすることができる。
【００３８】
（３）ウェッジガイド４０の凸部４１はステータティース先端側に設けられているので、巻線２６のはみ出しを防止する上で好ましい。また、カフス部２４間の空間はステータティース先端側が小さくなる傾向があるが、図８（ｂ）のように隣接するスロット紙２３におけるカフス部２４間に空間が小さい場合でも、カフス部２４を潰すことなくカフス部２４をサポートできる。
【００３９】
（４）巻線ウェッジ挿入方法として、第１工程と第２工程とを有する。第１工程においては、ステータコア２０の径方向に延びるカフスサポート５０を、隣接するスロット紙２３のカフス部２４におけるステータティース２２の先端側の端が離間するとともにステータコア端面２０ａに乗るように、隣接するスロット紙２３のカフス部２４間にステータティース２２の基端側から挿入配置する。第２工程においては、第１工程でカフスサポート５０を挿入配置した状態において、先端に凸部４１を有しステータコア２０の軸方向に延びるウェッジガイド４０での凸部４１を、隣接するスロット紙２３におけるカフス部２４間に配置し、この状態で、スロット２１内に巻線２６およびウェッジ２５を挿入する。これにより、スロット紙２３のカフス部２４が潰れることなく巻線２６のはみ出しを防止することができる。
【００４０】
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
・ウェッジガイド４０の凸部４１は、ステータティース先端側およびステータティース基端側に設けられていたが、これに代わり、ステータティース先端側のみに設けられていてもよい。要は、ウェッジガイド４０の凸部４１は、少なくともステータティース先端側に設けられていればよい。
【００４１】
・ウェッジガイド４０の凸部４１は、三角形状としていたが、台形形状でもよい。要は、ウェッジガイド４０とステータコア２０がセットされた状態において、ウェッジガイド４０がスロット紙２３を潰すことなく、また、カフス部２４をサポートできていればよい。
【００４２】
・インナーロータタイプのモータに適用した場合について説明したが、アウターロータタイプのモータに適用してもよい。アウターロータタイプの場合は、カフスサポートは径方向において内径側から外径側に向かって挿入配置することになる。
【符号の説明】
【００４３】
１０…モータ、２０…ステータコア、２０ａ…ステータコア端面、２１…スロット、２１ａ…スロット開口部、２２…ステータティース、２３…スロット紙、２４…カフス部、２５…ウェッジ、２６…巻線、３０…巻線ウェッジ挿入機、４０…ウェッジガイド、４１…凸部、５０…カフスサポート。
【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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