(57)【要約】      （修正有）【課題】可変動弁機構において、カムシャフトのサイズアップを抑制しつつ、複数の開弁特性を備える。【解決手段】回転軸１０１に回転可能に支持されると共にローラ軸１０２Ａ，１０２Ｂを揺動可能に支持するメインアーム１０４Ａ，１０４Ｂと、ローラ軸１０２Ａ，１０２Ｂに揺動可能に支持されラッシュアジャスタ１０８Ａ，１０８Ｂ及びバルブ２に接するサブアーム１０５Ａ，１０５Ｂと、ローラ軸１０２Ａ，１０２Ｂを押す大リフトカムと、ローラ軸１０２Ａ，１０２Ｂを押す小リフトカムと、をバルブ２の夫々に設け、大リフトカム及び他方のバルブ２Ｂの小リフトカムに対応するロストモーション機構をさらに備え、大リフトカムのロストモーション機構を作動させる大リフトカム油圧経路と小リフトカムのロストモーション機構を作動させる小リフトカム油圧経路を対向して同軸上に設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気バルブまたは排気バルブの一方であるバルブを２本設ける内燃機関の可変動弁機構において、
前記バルブのカムシャフトと平行にシリンダヘッドに固定される回転軸に一端側が回転可能に支持され、他端側に前記カムシャフトと平行なローラ軸の一端側を揺動可能に支持するメインアームと、
前記ローラ軸の他端側に揺動可能に支持されると共に、一端側がラッシュアジャスタと接し他端側が前記バルブに接するサブアームと、
前記カムシャフトに設けられるカムであって、前記メインアーム側の前記ローラ軸を押す大リフトカムと、
前記カムシャフトに設けられるカムであって、前記大リフトカムよりもカムリフト量が小さく且つ前記サブアーム側の前記ローラ軸を押す小リフトカムと、
を前記バルブの夫々に設け、さらに、
一方のバルブに対応する前記大リフトカムと、他方のバルブに対応する前記大リフトカム及び前記小リフトカムと、の夫々において、前記ローラ軸を押すことを停止させるロストモーション機構と、
前記カムシャフトの内部に設けられる油圧経路であって前記一方のバルブに対応する大リフトカム及び前記他方のバルブに対応する大リフトカムのロストモーション機構を作動させる大リフトカム油圧経路と、
前記カムシャフトの内部に設けられる油圧経路であって前記他方のバルブに対応する小リフトカムのロストモーション機構を作動させ前記大リフトカム油圧経路に対向して該大リフトカム油圧経路と同軸上に設けられる小リフトカム油圧経路と、
を備える内燃機関の可変動弁機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の可変動弁機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
カムロブがカムシャフトのベース部に対して進退可能なロストモーション機構を備えた可変動弁機構が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この機構では、油圧制御によってカムロブをカムシャフトのベース部に格納することで、吸気バルブのリフト量を０にしている。
【０００３】
ここで、吸気バルブのリフト量を０にする以外に、複数のリフト量を持たせたり、一方の吸気バルブのリフトを停止させ他方の吸気バルブのみをリフトさせる片弁運転を行ったりすることも望まれている。夫々の吸気バルブの開弁特性を切り換えるためにロストモーション機構付のカムを増やすと、夫々の油圧制御用の油圧経路を設けなくてはならず、カムシャフトのサイズアップを招く。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１４／０３０２２６号
【特許文献２】特開２００７−２５５１９７号公報
【特許文献３】特開２００９−２６４２００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、可変動弁機構において、カムシャフトのサイズアップを抑制しつつ、複数の開弁特性を備えることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を達成するために本発明は、
内燃機関の吸気バルブまたは排気バルブの一方であるバルブを２本設ける内燃機関の可変動弁機構において、
前記バルブのカムシャフトと平行にシリンダヘッドに固定される回転軸に一端側が回転可能に支持され、他端側に前記カムシャフトと平行なローラ軸の一端側を揺動可能に支持するメインアームと、
前記ローラ軸の他端側に揺動可能に支持されると共に、一端側がラッシュアジャスタと接し他端側が前記バルブに接するサブアームと、
前記カムシャフトに設けられるカムであって、前記メインアーム側の前記ローラ軸を押す大リフトカムと、
前記カムシャフトに設けられるカムであって、前記大リフトカムよりもカムリフト量が小さく且つ前記サブアーム側の前記ローラ軸を押す小リフトカムと、
を前記バルブの夫々に設け、さらに、
一方のバルブに対応する前記大リフトカムと、他方のバルブに対応する前記大リフトカム及び前記小リフトカムと、の夫々において、前記ローラ軸を押すことを停止させるロストモーション機構と、
前記カムシャフトの内部に設けられる油圧経路であって前記一方のバルブに対応する大リフトカム及び前記他方のバルブに対応する大リフトカムのロストモーション機構を作動させる大リフトカム油圧経路と、
前記カムシャフトの内部に設けられる油圧経路であって前記他方のバルブに対応する小リフトカムのロストモーション機構を作動させ前記大リフトカム油圧経路に対向して該大リフトカム油圧経路と同軸上に設けられる小リフトカム油圧経路と、
を備える。
【０００７】
大リフトカムがローラ軸を押すと、メインアーム及びサブアームが押し下げられる。これにより、大リフトカムのカムリフト量に応じて吸気バルブが開く。一方、小リフトカムがローラ軸を押しても、メインアーム及びサブアームが押し下げられる。これにより、小リフトカムのカムリフト量に応じてバルブが開く。
【０００８】
ロストモーション機構を作動させない場合には、カムリフト量のより大きな大リフトカムによりバルブが押される。一方、ロストモーション機構を作動させて大リフトカムがローラ軸を押すことを停止させると、小リフトカムのみでバルブを押すことになる。さらに、ロストモーション機構を作動させて大リフトカム及び他方のバルブに対応する小リフトカムがローラ軸を押すことを停止させると、一方のバルブに対応する小リフトカムのみがバルブを押すことになる。この場合、他方の弁は閉じたままとなる。
【０００９】
このようにして、バルブ毎に複数の開弁特性を持たせることができる。そして、ロストモーションを作動させる油圧経路をカムシャフト内に対向して設けることにより、装置の小型化が可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、可変動弁機構において、カムシャフトのサイズアップを抑制しつつ、複数の開弁特性を備えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】シリンダヘッド上方から可変動弁機構を見た図。
【図２】シリンダヘッド斜め上方から可変動弁機構を見た図。
【図３】可変動弁機構の断面図。
【図４】シリンダヘッドの横方向から可変動弁機構を見た図。
【図５】カムシャフトを軸方向に切断した場合の断面図。
【図６】大リフトカム油圧経路に油圧を供給し、小リフトカム油圧経路には油圧を供給しない場合の、カムシャフトを軸方向に切断した場合の断面図。
【図７】大リフトカム油圧経路及び小リフトカム油圧経路に油圧を供給した場合の、カムシャフトを軸方向に切断した場合の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１３】
（実施例）
図１−４は、可変動弁機構１の概略構成を示す図である。図１は、シリンダヘッド上方から可変動弁機構１を見た図であり、図２は、シリンダヘッド斜め上方から可変動弁機構１を見た図であり、図３は、可変動弁機構１の断面図であり、図４は、シリンダヘッドの横方向から可変動弁機構１を見た図である。
【００１４】
この可変動弁機構１は、内燃機関のシリンダヘッドに設けられている。この可変動弁機構１は、吸気バルブ２の最大リフト量を可変とする。吸気バルブ２は、気筒毎に第一吸気
バルブ２Ａ及び第二吸気バルブ２Ｂの２本備わる。なお、図１−４では、１つの気筒のみを示している。また、本実施例では吸気バルブ２の可変動弁機構１について説明するが、排気バルブについても同じ可変動弁機構を備えることができる。本実施例における吸気バルブ２が、本発明におけるバルブに相当し、本実施例における第一吸気バルブ２Ａが、本発明における一方のバルブに相当し、本実施例における第二吸気バルブ２Ｂが、本発明における他方のバルブに相当する。
【００１５】
可変動弁機構１には、吸気バルブ２を駆動するためのカムシャフト３が備わる。このカムシャフト３は、内燃機関のクランクシャフトからの回転力の伝達（タイミングベルト等による回転力の伝達）によって回転する。カムシャフト３には、該カムシャフト３よりも外径が大きなカムベース３０が、カムシャフト３と同軸に備わる。カムベース３０には、第一吸気バルブ２Ａ側から第二吸気バルブ２Ｂ側へ順に、小リフト固定カム３１、第一０リフトカム３２、第一大リフトカム３３、第二大リフトカム３４、第二０リフトカム３５、小リフトカム３６が設けられている。
【００１６】
小リフト固定カム３１、第一０リフトカム３２、第一大リフトカム３３は、第一吸気バルブ２Ａに対応するためのカムロブであり、第二大リフトカム３４、第二０リフトカム３５、小リフトカム３６は第二吸気バルブ２Ｂに対応するためのカムロブである。小リフト固定カム３１及び小リフトカム３６よりも、第一大リフトカム３３及び第二大リフトカム３４のほうが、バルブリフト量が大きくなるように形成される。なお、第一０リフトカム３２及び第二０リフトカム３５は、カムベース３０の外周面であり、バルブリフト量が０となるように断面が円形となるように形成されているが、これに代えて、小リフト固定カム３１及び小リフトカム３６よりもバルブリフト量が小さくなるようなカム形状に形成されていてもよい。
【００１７】
第一大リフトカム３３、第二大リフトカム３４、小リフトカム３６は、ロストモーション機構２００を備えている。ロストモーション機構２００により、第一大リフトカム３３、第二大リフトカム３４、小リフトカム３６が、カムベース３０から突出したり、カムベース３０内に格納されたりする。ロストモーション機構２００については、後述する。なお、カムロブがカムベース３０内に格納されている状態を、カムの作動を停止させる（または、カムを停止させる）ともいい、カムロブがカムベース３０から突出している状態を、カムを作動させるともいう。
【００１８】
可変動弁機構１は、カムシャフト３と平行となるように、回転軸１０１、第一ローラ軸１０２Ａ、第二ローラ軸１０２Ｂを備えている。回転軸１０１は、シリンダヘッドに固定された回転軸支持部１０３に支持されている。回転軸１０１の一端側には、第一メインアーム１０４Ａの一端側が揺動可能に支持されている。回転軸１０１の他端側には、第二メインアーム１０４Ｂの一端側が揺動可能に支持されている。第一メインアーム１０４Ａと第二メインアーム１０４Ｂとは、隣り合うように配置される。第一メインアーム１０４Ａ及び第二メインアーム１０４Ｂは、夫々が独立して揺動可能である。
【００１９】
第一メインアーム１０４Ａの他端側は、第一ローラ軸１０２Ａの一端側に揺動可能に接続されている。第一ローラ軸１０２Ａは、第一メインアーム１０４Ａの他端側から、第一吸気バルブ２Ａ側へ、カムシャフト３と平行に伸びている。第一ローラ軸１０２Ａの他端側には、第一サブアーム１０５Ａが揺動可能に支持されている。第一サブアーム１０５Ａは、第一メインアーム１０４Ａに隣り合うように、第一メインアーム１０４Ａから見て第二メインアーム１０４Ｂとは反対側に配置される。第一メインアーム１０４Ａの他端側の第一ローラ軸１０２Ａには、第一大リフトカム３３に対応するローラである第一大リフトカムローラ１０６Ａが回転可能に取り付けられている。さらに、第一サブアーム１０５Ａ側の第一ローラ軸１０２Ａには、小リフト固定カム３１及び第一０リフトカム３２に対応
するローラである小リフト固定カムローラ１０７Ａが回転可能に取り付けられている。
【００２０】
第一サブアーム１０５Ａの一端側には、第一吸気バルブ２Ａを押すための駆動面が形成されている。第一サブアーム１０５Ａの他端側には、第一油圧ラッシュアジャスタ１０８Ａに押されるように、曲面が形成されている。
【００２１】
一方、第二メインアーム１０４Ｂの他端側は、第二ローラ軸１０２Ｂの一端側に揺動可能に接続されている。第二ローラ軸１０２Ｂは、第二メインアーム１０４Ｂの他端側から、第二吸気バルブ２Ｂ側へ、カムシャフト３と平行に延びている。第二ローラ軸１０２Ｂの他端側には、第二サブアーム１０５Ｂが揺動可能に支持されている。第二サブアーム１０５Ｂは、第二メインアーム１０４Ｂに隣り合うように、第二メインアーム１０４Ｂから見て第一メインアーム１０４Ａとは反対側に配置される。第二メインアーム１０４Ｂの他端側の第二ローラ軸１０２Ｂには、第二大リフトカム３４に対応するローラである第二大リフトカムローラ１０６Ｂが回転可能に取り付けられている。さらに、第二サブアーム１０５Ｂ側の第二ローラ軸１０２Ｂには、小リフトカム３６及び第二０リフトカム３５に対応するローラである小リフトカムローラ１０７Ｂが回転可能に取り付けられている。
【００２２】
第二サブアーム１０５Ｂの一端側には、第二吸気バルブ２Ｂを押すための駆動面が形成されている。第二サブアーム１０５Ｂの他端側には、第二油圧ラッシュアジャスタ１０８Ｂに押されるように、曲面が形成されている。
【００２３】
このように構成された可変動弁機構１では、カムシャフト３と共に小リフト固定カム３１が回転し、該小リフト固定カム３１が小リフト固定カムローラ１０７Ａを押す。これにより、回転軸１０１を中心として第一ローラ軸１０２Ａが弧を描きながら第一吸気バルブ２Ａの方向へ移動する。このときには、第一サブアーム１０５Ａの他端側が第一油圧ラッシュアジャスタ１０８Ａに押されており、該第一サブアーム１０５Ａの他端側に形成される曲面が第一油圧ラッシュアジャスタ１０８Ａに対して摺動する。このため、第一サブアーム１０５Ａの他端側が第一吸気バルブ２Ａ側へ移動することが抑制される。一方、第一サブアーム１０５Ａの一端側は、第一吸気バルブ２Ａを押す。これにより、第一吸気バルブ２Ａが開く。
【００２４】
次に、第一大リフトカム３３が作動している場合には、第一大リフトカム３３がカムシャフト３と共に回転すると、第一大リフトカム３３が、第一大リフトカムローラ１０６Ａを押す。これにより、回転軸１０１を中心として第一ローラ軸１０２Ａが弧を描きながら第一吸気バルブ２Ａの方向へ移動する。このときには、第一サブアーム１０５Ａの他端側が第一油圧ラッシュアジャスタ１０８Ａに押されており、該第一サブアーム１０５Ａの他端側に形成される曲面が第一油圧ラッシュアジャスタ１０８Ａに対して摺動する。このため、第一サブアーム１０５Ａの他端側が第一吸気バルブ２Ａ側へ移動することが抑制される。一方、第一サブアーム１０５Ａの一端側は、第一吸気バルブ２Ａを押す。これにより、第一吸気バルブ２Ａが開く。
【００２５】
ここで、小リフト固定カム３１よりも第一大リフトカム３３のほうが、カムリフト量が大きいため、第一大リフトカム３３が作動すると、第一吸気バルブ２Ａのリフト量が、第一大リフトカム３３に対応したリフト量となる。本実施例では、ロストモーション機構２００を備えており、第一大リフトカム３３を停止させることができる。第一大リフトカム３３を停止させた場合には、第一吸気バルブ２Ａのリフト量が、小リフト固定カム３１に対応したリフト量となり、第一大リフトカム３３を作動させた場合には、第一吸気バルブ２Ａのリフト量が、第一大リフトカム３３に対応したリフト量となる。このように、第一大リフトカム３３を操作することにより、第一吸気バルブ２Ａのリフト量を変化させることができる。
【００２６】
一方、第二大リフトカム３４を作動させた場合、または、小リフトカム３６を作動させた場合には、第一吸気バルブ２Ａと同様に、第二吸気バルブ２Ｂが開く。ここで、第二大リフトカム３４及び小リフトカム３６は、ロストモーション機構２００を備えている。したがって、第二大リフトカム３４を停止させ且つ小リフトカム３６を作動させた場合には、第二吸気バルブ２Ｂのリフト量が、小リフトカム３６に対応したリフト量となる。また、第二大リフトカム３４を作動させた場合には、第二吸気バルブ２Ｂのリフト量が、第二大リフトカム３４に対応したリフト量となる。さらに、第二大リフトカム３４及び小リフトカム３６を停止させた場合には、第二０リフトカム３５に応じたリフト量となる。すなわち、第二吸気バルブ２Ｂが開かなくなる。なお、第二０リフトカム３５を小リフトカムとした場合には、該小リフトカムに応じたリフト量となる。このように、第二大リフトカム３４及び小リフトカム３６を操作することにより、第二吸気バルブ２Ｂのリフト量を変化させたり、第二吸気バルブ２Ｂを閉じたままにしたりできる。
【００２７】
次に、ロストモーション機構２００について説明する。図５は、カムシャフト３を軸方向に切断した場合の断面図である。なお、第一大リフトカム３３及び第二大リフトカム３４は、一体となっており、これらをまとめて大リフトカム３７と称する。大リフトカム３７及び小リフトカム３６は、ばねによってカムベース３０から突出する方向に付勢されている。このばねの付勢力は、バルブスプリングの反力と比較すると十分に小さい。
【００２８】
ここで、カムシャフト３及びカムベース３０には、大リフトカム３７の作動及び非作動を切り換えるための油圧経路である大リフトカム油圧経路１１０がカムシャフト３の中心軸と同軸になるように形成されている。この大リフトカム油圧経路１１０は、カムベース３０及び大リフトカム３７に形成されている第一油圧室１１１に、第一連通路１１２を介して接続されている。大リフトカム油圧経路１１０は、カムシャフト３の一端側から、第一吸気バルブ２Ａと第二吸気バルブ２Ｂとの中間点の手前まで形成されている。第一油圧室１１１内には、油圧により進退するストッパ１１３が設けられている。このストッパ１１３は、大リフトカム３７内から小リフト固定カム３１側へ向けてばね１１４で付勢されている。なお、第一連通路１１２は、ストッパ１１３よりもカムシャフト３の一端側の第一油圧室１１１に接続されている。第一油圧室１１１に油圧が供給されていない場合には、大リフトカム３７内からストッパ１１３がばね１１４の付勢力により突出し、大リフトカム３７が固定される。この固定は、大リフトカム３７がカムベース３０から突出しているときに行われるように、第一油圧室１１１が形成されている。このように大リフトカム３７が固定されることにより、大リフトカム３７により第一吸気バルブ２Ａ及び第二吸気バルブ２Ｂを開くことが可能となる。
【００２９】
一方、カムシャフト３及びカムベース３０には、小リフトカム３６の作動及び非作動を切り換えるための油圧経路である小リフトカム油圧経路１２０がカムシャフト３の中心軸と同軸になるように形成されている。この小リフトカム油圧経路１２０は、カムベース３０及び小リフトカム３６に形成されている第二油圧室１２１に、第二連通路１２２を介して接続されている。小リフトカム油圧経路１２０は、カムシャフト３の他端側から、第一吸気バルブ２Ａと第二吸気バルブ２Ｂとの中間点の手前まで形成されている。このため、大リフトカム油圧経路１１０と、小リフトカム油圧経路１２０と、は同軸上に対向して形成されている。
【００３０】
第二油圧室１２１内には、油圧により進退するストッパ１２３が設けられている。このストッパ１２３は、小リフトカム３６内からカムシャフト３と平行にカムシャフト３の他端側へ向けてばね１２４で付勢されている。なお、第二連通路１２２は、ストッパ１２３よりもカムシャフト３の他端側の第二油圧室１２１に接続されている。第二油圧室１２１に油圧が供給されていない場合には、小リフトカム３６内からストッパ１２３がばね１２
４の付勢力により突出し、小リフトカム３６が固定される。この固定は、小リフトカム３６がカムベース３０から突出しているときに行われるように、第二油圧室１２１が形成されている。このように小リフトカム３６が固定されることにより、小リフトカム３６により第二吸気バルブ２Ｂを開くことが可能となる。
【００３１】
図６は、大リフトカム油圧経路１１０に油圧を供給し、小リフトカム油圧経路１２０には油圧を供給しない場合の、カムシャフト３を軸方向に切断した場合の断面図である。大リフトカム油圧経路１１０に油圧を供給すると、ストッパ１１４が縮むと共に、第一油圧室１１１内のストッパ１１３が大リフトカム３７内に押し込まれる。これにより、大リフトカム３７が固定されていない状態となる。大リフトカム３７をカムベース３０から突出させるために付勢しているばねの力は、バルブスプリングの反力と比較して十分に小さいため、大リフトカム３７は、第一ローラ軸１０２Ａ及び第二ローラ軸１０２Ｂを押し下げることができず、逆に、カムベース３０内に押し込まれる。このため、大リフトカム３７によっては、第一吸気バルブ２Ａ及び第二吸気バルブ２Ｂを開くことができなくなる。したがって、第一吸気バルブ２Ａは、小リフト固定カム３１により開かれ、第二吸気バルブ２Ｂは、小リフトカム３６により開かれる。
【００３２】
図７は、大リフトカム油圧経路１１０及び小リフトカム油圧経路１２０に油圧を供給した場合の、カムシャフト３を軸方向に切断した場合の断面図である。小リフトカム油圧経路１２０にも油圧を供給すると、ばね１２４が縮むと共に、第二油圧室１２１内のストッパ１２３が小リフトカム３６内に押し込まれる。これにより、小リフトカム３６が固定されていない状態となる。小リフトカム３６は、カムベース３０内に格納されるようになるため、該小リフトカム３６により第二吸気バルブ２Ｂを開くことができなくなる。したがって、第一吸気バルブ２Ａは、小リフト固定カム３１により開かれ、第二吸気バルブ２Ｂは閉じたままとなる。
【００３３】
なお、油圧は、電子コントロールユニットであるＥＣＵにより制御される。
【００３４】
以上説明したように、本実施例によれば、第一吸気バルブ２Ａ及び第二吸気バルブ２Ｂのリフト量を夫々別々に変更することができる。さらに、第二吸気バルブ２Ｂのリフトを停止させ、第一吸気バルブ２Ａのみをリフトさせることができる。また、油圧経路をカムシャフト内に形成するため、省スペース化が可能となる。
【符号の説明】
【００３５】
１     可変動弁機構
２     吸気バルブ
２Ａ   第一吸気バルブ
２Ｂ   第二吸気バルブ
３     カムシャフト
３０   カムベース
３１   小リフト固定カム
３２   第一０リフトカム
３３   第一大リフトカム
３４   第二大リフトカム
３５   第二０リフトカム
３６   小リフトカム
３７   大リフトカム
１０１ 回転軸
１０２Ａ      第一ローラ軸
１０２Ｂ      第二ローラ軸
１０３ 回転軸支持部
１０４Ａ      第一メインアーム
１０４Ｂ      第二メインアーム
１０５Ａ      第一サブアーム
１０５Ｂ      第二サブアーム
１０６Ａ      第一大リフトカムローラ
１０６Ｂ      第二大リフトカムローラ
１０７Ａ      小リフト固定カムローラ
１０７Ｂ      小リフトカムローラ
１０８Ａ      第一油圧ラッシュアジャスタ
１０８Ｂ      第二油圧ラッシュアジャスタ
１１０ 大リフトカム油圧経路
１１１ 第一油圧室
１１２ 第一連通路
１１３ ストッパ
１２０ 小リフトカム油圧経路
１２１ 第二油圧室
１２２ 第二連通路
１２３ ストッパ
２００ ロストモーション機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
2015214951.tif 000005
【図４】
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【図５】
2015214951.tif 000007
【図６】
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【図７】
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