(57)【要約】  本発明は、自動車用のボールジョイント、特に自動車のスタビライザリンク用のボールジョイントであって、少なくとも片側の開放したハウジング（１）が設けられていて、該ハウジングの内室に軸受シェルが挿入されており、該軸受シェルがボールスタッドのジョイントボールを滑動可能に受容している形式のものに関する。  このような形式のボールジョイントにおいて、本発明の第１の構成では、ハウジングの内室がその内周面に沿って隆起部を有していて、該隆起部が軸受シェルに形状結合式に係合しており、さらに隆起部が三角形ウェブ（１３）として形成されている。  本発明の第２の構成では、ハウジングの内室がその内周面に沿って凹設部を有していて、該凹設部に軸受シェルが形状結合式に係合しており、さらに凹設部がアンダカットとして形成されている。
2008511798.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車用のボールジョイント、特に自動車のスタビライザリンク用のボールジョイントであって、少なくとも片側の開放したハウジング（１）が設けられていて、該ハウジング（１）の内室に軸受シェル（２）が挿入されており、該軸受シェル（２）がボールスタッド（５）のジョイントボール（４）を滑動可能に受容している形式のものにおいて、ハウジング（１）の内室がその内周面に沿って隆起部を有していて、該隆起部が軸受シェル（２）に形状結合式に係合しており、さらに隆起部が三角形ウェブ（１３）として形成されていることを特徴とする、自動車用のボールジョイント。
【請求項２】
三角形ウェブ（１３）がハウジング（１）の長手方向中心軸線（７）に対して平行に延びている、請求項１記載のボールジョイント。
【請求項３】
三角形ウェブ（１３）がハウジング（１）の内周面の全長（ｌｇ）にわたって延びている、請求項１又は２記載のボールジョイント。
【請求項４】
三角形ウェブ（１３）がそれぞれ、２つの等しい脚面（１４，１５）を備えて形成されていて、両方の等しい脚面（１４，１５）の間に形成された角度（α）の角度半割線（１６）が軸受の長手方向中心軸線（７）を貫いて延びている、請求項１から３までのいずれか１項記載のボールジョイント。
【請求項５】
三角形ウェブ（１３）の半径方向高さ（ｈｄ）が、軸受シェル（２）のシェル厚さ（Ｓｄ）と、軸受シェル（２）のために使用される材料の延性との積に等しい、請求項４記載のボールジョイント。
【請求項６】
各三角形ウェブ（１３）の両方の等しい脚面（１４，１５）によって、直角（α）が形成されている、請求項３又は４記載のボールジョイント。
【請求項７】
三角形ウェブ（１３）の数が、ハウジング（１）と軸受シェル（２）との間において伝達される最大モーメントを、三角形ウェブ（１３）の面積と軸受シェル材料の剪断強さと有効軸受シェル半径（ｒ）との積で割った商を偶数に切り上げた値よりも大きいか又は該値と同じである、請求項１から６までのいずれか１項記載のボールジョイント。
【請求項８】
軸受シェル（２）がプラスチックから製造されている、請求項１から７までのいずれか１項記載のボールジョイント。
【請求項９】
軸受シェル（２）がポリオキシメチレン（ＰＯＭ）から製造されている、請求項８記載のボールジョイント。
【請求項１０】
軸受シェル（２）がハウジング（１）の内周面に対して過剰寸法を有している、請求項１から９までのいずれか１項記載のボールジョイント。
【請求項１１】
自動車用のボールジョイント、特に自動車のスタビライザリンク用のボールジョイントであって、少なくとも片側が開放したハウジング（１）が設けられていて、該ハウジング（１）の内室に軸受シェル（２）が挿入されており、該軸受シェル（２）がボールスタッド（５）のジョイントボール（４）を滑動可能に受容している形式のものにおいて、ハウジング（１）の内室がその内周面に沿って凹設部を有していて、該凹設部に軸受シェル（２）が形状結合式に係合しており、さらに凹設部がアンダカット（２０）として形成されていることを特徴とする、自動車用のボールジョイント。
【請求項１２】
アンダカット（２０）がハウジング（１）の長手方向中心軸線（７）に対して平行に延びている、請求項１１記載のボールジョイント。
【請求項１３】
ハウジング（１）の端面に向かって開放しているアンダカット（２０）が、ハウジング（１）の長さ（ｌｇ）の一部（ｌｔ）にわたって延びている、請求項１１又は１２記載のボールジョイント。
【請求項１４】
アンダカット（２０）がハウジング（１）の縦断面図で見て、方形の形状（２４）又は三角形の形状（２５）を有している、請求項１３記載のボールジョイント。
【請求項１５】
軸受シェル（２）がプラスチックから製造されている、請求項１１から１４までのいずれか１項記載のボールジョイント。
【請求項１６】
軸受シェル（２）がポリオキシメチレン（ＰＯＭ）から製造されている、請求項１５記載のボールジョイント。
【請求項１７】
プラスチックが超音波変形のために適している、請求項１５又は１６記載のボールジョイント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用のボールジョイント、特に自動車のスタビライザリンク用のボールジョイントであって、少なくとも片側の開放したハウジングが設けられていて、該ハウジングの内室に軸受シェルが挿入されており、該軸受シェルがボールスタッドのジョイントボールを滑動可能に受容している形式のものに関する。
【０００２】
ＤＥ４３０６００６Ａ１には、リング状のハウジングとその中に挿入された軸受シェルとが設けられていて、この軸受シェル内にボールスタッドが支承されているボールジョイントが公知である。この公知の構成では軸受シェルはその外周部に所定の輪郭を有しており、この輪郭は、ボールスタッド中心軸線を中心にした回転運動を防止するために、ハウジング内径部の相補形状の輪郭に係合している。
【０００３】
しかしながら従来技術によるボールジョイントでは、軸受シェルの輪郭がボールジョイントの使用時間の経過と共に、相補形状を有するハウジング輪郭から解離して、回動防止部の機能しなくなることがある。
【０００４】
ゆえに本発明の課題は、冒頭に述べた形式のボールジョイントを改良して、回動防止機能が従来技術に比べて改善されているボールジョイントを提供することである。
【０００５】
本発明によればこの課題は、請求項１の特徴部に記載されたボールジョイントによる第１の構成並びに、請求項１１の特徴部に記載されたボールジョイントによる第２の構成によって解決されている。
【０００６】
第１の構成によれば、自動車用のボールジョイント、特に自動車のスタビライザリンク（Pendelstuetze）用のボールジョイントであって、少なくとも片側の開放したハウジングが設けられていて、該ハウジングの内室に軸受シェルが挿入されており、該軸受シェルがボールスタッドのジョイントボールを滑動可能に受容している形式のものにおいて、ハウジングの内室がその内周面に沿って隆起部を有していて、該隆起部が軸受シェルに形状結合式（formschluessig）に係合しており、さらに隆起部が三角形ウェブとして形成されている。
【０００７】
本発明による軸受シェルでは、ハウジングに対するシェルの弛みが生じないことが示されたので、回動は確実に阻止されている。本発明によるボールジョイントは大量生産によって安価に製造することができ、従来技術に対して回動防止が改善されている。
【０００８】
三角形ウェブは長手方向中心軸線に対して斜めに、例えばジグザグのラインに沿って延びていてもよい。しかしながら、三角形ウェブがハウジングの長手方向中心軸線に対して平行に延びていると有利であり、このように構成されていると、内室への軸受シェルの押込みによって軸受シェルの外周面の塑性変形下で、ボールジョイントの特に簡単な組付けが可能になる。
【０００９】
三角形ウェブはハウジングの内周面の長さの一部にわたって延びているだけでもよいが、三角形ウェブがハウジングの内周面の全長にわたって延びていると有利である。このように構成されていると、軸受シェルとハウジングとの間において特に大きなモーメントを伝達することができる。
【００１０】
三角形ウェブは横断面で見て、斜三角形の形を有していてもよい。しかしながら三角形ウェブがそれぞれ、２つの等しい脚面を備えて形成されていて、両方の等しい脚面の間に形成された角度の角度半割線が軸受の長手方向中心軸線を貫いて延びていると有利である。このように構成されていると、長手方向中心軸線を中心にして可能な両回転方向に対する均等な回動防止を、保証することができる。
【００１１】
三角形ウェブの半径方向高さは、ボールジョイントの使用及び負荷に応じて変化させることができる。しかしながら、三角形ウェブの半径方向高さが、軸受シェルのシェル厚さと、軸受シェルのために使用される材料の延性（Streckdehnung）との積に等しいと、特に良好な回動防止部を得ることができる。
【００１２】
また、各三角形ウェブの両方の等しい脚面によって直角が形成されていると有利である。開放角が９０°よりも大きいと、三角形ウェブからの軸受シェルの滑り出しが生じやすくなり、これに対して小さな角では、軸受シェルの材料の切欠き脆さが高まることになる。しかしながら、ボールジョイントの使用及び負荷に応じて、もちろんその他の開放角も可能である。
【００１３】
本発明による回動防止部を形成するためには、原則的には三角形ウェブの任意の数ｎＳｔｅｇが可能である。しかしながらこの数ｎＳｔｅｇは、三角形ウェブの数が、伝達される最大モーメントＭｔｍａｘを、三角形ウェブの面積ＡＳｔｅｇと軸受シェル材料の剪断強さδＳｍａｘと有効軸受シェル半径ｒとの積で割った商を偶数に切り上げた値よりも大きいか又は該値と同じであると、最適であることが分かっている。すなわち、下記の式が成り立つ：
ｎＳｔｅｇ≒Ｍｔｍａｘ/（ＡＳｔｅｇ*δＳｍａｘ*ｒ）
式中において、有効軸受シェル半径ｒは、ボール中心点を起点として、軸受シェルの内縁部と外縁部との間の領域にまで延びており、この場合軸受シェルの内縁部までの半径はｒＩｎｎｅｎと呼ばれ、軸受シェルの外縁部までの半径はｒＡｕｓｓｅｎと呼ばれる。従って有効軸受シェル半径ｒに対しては下記の関係が成り立つ：
ｒＩｎｎｅｎ≦ｒ≦ｒＡｕｓｓｅｎ
そして半径ｒの最適な値は、どれだけの深さまで三角形ウェブが軸受シェル内に係合するかに関係している。半径ｒのための良好な値は、ｒ＝ｒＡｕｓｓｅｎが選択されることによって得られた。
【００１４】
有利には、軸受シェルはプラスチックから、特にポリオキシメチレンから製造されており、この場合、軸受シェルが組み付け前に、三角形ウェブがボールジョイントの組み立てられた状態において係合する凹設部をまだ備えていない場合には、軸受シェルはその外周面を塑性変形されながら、ハウジング内に挿入されることができる。
【００１５】
原則的には、軸受シェルの外周面とハウジングの内周面との間には間隙が存在していてよい。しかしながら軸受シェルがハウジングの内周面に対して僅かな過剰寸法、つまりハウジングの内周面を僅かに上回る外周面寸法を有していると有利であり、このようになっていると、軸受シェルは小さな半径方向圧力をもってハウジング内に位置することになる。これによって、空隙を回避することができ、ひいては汚れの侵入を阻止することができる。
【００１６】
第２の構成によれば、自動車用のボールジョイント、特に自動車のスタビライザリンク（Pendelstuetze）用のボールジョイントであって、少なくとも片側の開放したハウジングが設けられていて、該ハウジングの内室に軸受シェルが挿入されており、該軸受シェルがボールスタッドのジョイントボールを滑動可能に受容している形式のものにおいて、ハウジングの内室がその内周面に沿って凹設部を有していて、該凹設部に軸受シェルが形状結合式に係合しており、さらに凹設部がアンダカットとして形成されている。
【００１７】
この構成によっても、ハウジングに対する軸受シェルの弛みもしくはがたつきが阻止されており、これによって特に良好で持続的な回動防止部が形成されている。第１の構成におけるように、第２の構成によるボールジョイントも大量生産で安価に製造することができる。
【００１８】
アンダカットは長手方向中心軸線に対して斜めに、例えばジグザグのラインに沿って延びていてもよい。しかしながらアンダカットがハウジングの長手方向中心軸線に対して平行に延びていると有利であり、このようになっていると、ボールジョイントの特に簡単な組立てが可能である。
【００１９】
原則的には、凹設部はハウジングの内周面の全長にわたっての延びていることができる。しかしながら、ハウジングの端面に向かって開放した凹設部が内周面の長さの一部だけにわたって延びていても、十分な回動防止部が生ぜしめられる。この場合、凹設部がハウジングの縦断面図で見て、方形の形状又は三角形の形状を有していると、有利であることが分かっている。
【００２０】
軸受シェルは有利にはプラスチック、特にポリオキシメチレンから製造されており、この場合軸受シェルは超音波変形によって凹設部内に成形されることができる。
【００２１】
次に図面を参照しながら本発明の有利な実施形態を説明する。
【００２２】
図１は、部分的に組み立てられた状態における本発明によるボールジョイントの第１実施形態を示す縦断面図であり、
図２は、完全に組み立てられた状態における図１に示された実施形態を示す縦断面図であり、
図３は、本発明の第１の構成による第１実施形態のハウジングを示す横断面図であり、
図４は、図３に示された三角形ウェブを示す横断面図であり、
図５は、図３のＡ−Ａ線に沿ったハウジングの縦断面図であり、
図６は、図３に示された三角形ウェブを調整工具と共に示す横断面図であり、
図７は、本発明の第２の構成による第２実施形態のハウジングを示す横断面図であり、
図８は、図７に示されたアンダカットとこのアンダカットに係合する軸受シェルの突出部とを拡大して示す図であり、
図９は、図７のＢ−Ｂ′線に沿ってハウジングを断面した図であって、アンダカットの２つの異なった形状を示す縦断面図である。
【００２３】
図１に示されているように、リング状のハウジング１には軸受シェル２が挿入されており、この軸受シェル２には、ジャーナル３とジョイントボール４とを有するボールスタッド５が滑動可能に支承されている。この場合ボールスタッド５は、軸受シェル２に設けられた開口６を貫いて、ボールジョイントから延びており、そしてボールジョイントの長手方向中心軸線７を中心にして回転可能であり、かつこの長手方向中心軸線７に対して垂直にジョイントボール４における旋回点を中心にして旋回可能である。開口６の領域において軸受シェル２は外側肩部８を介して、ハウジング１の端面に接触しており、これに対して軸受シェル２の、外側肩部８とは反対側の端部においては、リングカラー９がハウジング１から外に延びている。
【００２４】
図２から分かるように、リングカラー９は材料変形によってハウジング１内で軸受シェル２を軸方向において固定するために、半径方向外側に向かって折り曲げられており、この場合折り曲げは有利には、超音波変形の方法を用いて実施される。この実施形態によるボールジョイントは、１５Ｎｍのハウジング１と軸受シェル２との間における最大モーメントＭｔｍａｘを伝達するために設計されており、この場合ＰＯＭから製造された軸受シェルは１.５ｍｍのシェル厚さＳｄを有し、かつ約１０％の延性を有している。しかしながらまた別の実施形態は、２０Ｎｍのハウジング１と軸受シェル２との間における最大モーメントＭｔｍａｘを伝達するために設計されていてもよい。
【００２５】
ハウジング１は第１の車両部分１０と一体的に形成されており、この場合ジャーナル３には、第２の車両部分を固定するためのねじ山領域１１が設けられている。ボールジョイントの内部への汚れ及び湿気の侵入を阻止するために、ボールスタッド５と軸受シェル２との間には、弾性材料、特にゴム製のシール部材１２が設けられており、このシール部材１２はしかしながらまたボールスタッド５とハウジング１との間に配置されていてもよい。
【００２６】
図３には、本発明の第１実施例による三角形ウェブ１３が示されており、これらの三角形ウェブ１３はハウジング１の内周面に形成されている。三角形ウェブ１３は長手方向中心軸線７に対して平行にハウジング１の全長ｌｇ（図１及び図５参照）にわたって延びていて、この全長ｌｇはこの実施形態では１０ｍｍである。
【００２７】
１つの三角形ウェブ１３の横断面が図４に拡大して示されており、この場合三角形ウェブ１３の等しい両脚面１４，１５の間には、α＝９０°の角度αが形成されている。角度αの角度半割線１６は、ボールジョイントの長手方向中心軸線７を貫いて延びており、この場合三角形ウェブ１３は０.１５ｍｍの半径方向高さｈｄを有しており、この半径方向高さは、シェル厚さＳｄ（１.５ｍｍ）と延性ｓｓ（１０％）との積から成っている。
【００２８】
規則的にボールジョイントハウジングはその製造後にキャリブレートされねばならず、つまり適正な直径に拡大されねばならない。そのためには、図６に示されているような複数のセグメント１７から成る調整工具１８（Kalibrierwerkzeug）が使用される。この調整工具１８はその中心に貫通孔１９を有しており、この貫通孔１９を貫いて円錐形の心棒（図示せず）がセグメント１７を互いに押し離すために通すことができる。しかしながらこの際に、三角形ウェブ１３が破壊されるおそれがある。この理由から調整工具１８は次のように、すなわちこの調整工具１８がハウジング１の内周面と単に所定箇所においてのみ接触し、これによってその所定箇所に延びている三角形ウェブ１３だけが破壊され得るように、形成されている。図６によれば調整工具１８はハウジング１の内周面に８つの箇所において接触しており、その結果、そこに存在する１６の三角形ウェブ１３のうちの８つの三角形ウェブ１３だけがキャリブレーションの際に破壊される。従って、調整されたハウジング１において１６の三角形ウェブを残したい場合には、安全のためにキャリブレーションもしくは調整前に２４の三角形ウェブ１３がハウジング１に形成されねばならない。
【００２９】
もちろん、三角形ウェブ１３の数及び、ハウジング１における調整工具１８の接触箇所の数は変えることができる。しかしながらこの場合、ｒ＝９.５ｍｍの効果的な軸受シェル半径では調整後に１６の三角形ウェブ１３が最適である。
【００３０】
キャリブレーションに次いで、ハウジング１の内周面に関して僅かな過剰寸法をもって形成された軸受シェル２がハウジング１内に挿入され、その結果三角形ウェブ１３は軸受シェル２の外周面の塑性変形を伴って該軸受シェル２内に埋め込まれる。これによって、ハウジング１に対する軸受シェル２の特に有効な回動防止部が形成され、そして組立ての前における軸受シェル２の僅かな過剰寸法に基づいて、さらに、軸受シェル２とボールジョイントハウジング１との間の領域内への汚れ及び湿気の侵入が阻止される。
【００３１】
図７には本発明の第２実施例による第２の実施形態のハウジング１が横断面で示されており、この場合同一及び類似の特徴は、第１の実施形態におけると同じ符号が使用される。さらに第２の実施形態もまた図１及び図２に示されたボールジョイントに相当しており、しかしながらこの場合ハウジング１の内周面に沿っては、三角形ウェブではなく、長手方向中心軸線７に対して平行に延びる全部で１６のアンダカット２０が設けられており、これらのアンダカット２０には、回動防止部を形成するために軸受シェル２が係合する。
【００３２】
このようなアンダカット２０の拡大図は図８に示されており、この場合軸受シェル２は突出部２１でアンダカット２０内に係合する。アンダカット２０はハウジング１の端面に向かって開放して、ハウジング１の内周面の全長ｌｇにわたって延在しているのではなく、図９に示されているように、部分長さｌｔにわたってしか延びていない。軸受シェル２とハウジング１との間における回動防止装置は次のように形成される。すなわちこの場合、部分的に組み立てられた状態においてハウジング１から突出している軸受シェル２のリングカラー９は、変形法によって半径方向外側に向かって折り曲げられ、この際に同時にアンダカット２０内に成形される。そのためには特に超音波変形法が使用され、この場合軸受シェル２の材料は加熱される。変形後において軸受シェル材料の冷却中に、材料収縮が発生し、これにより、アンダカット２０内に成形された、軸受シェル２の突出部２１は半径方向内側に向かってアンダカット２０の側壁２２，２３に向かって移動し、その結果ハウジング１に対する軸受シェル２の持続的に良好な回動防止部が形成される。
【００３３】
図９に略示されているように、アンダカット２０は、図７に示された断面Ｂ−Ｂ′に沿ったハウジング１の長手方向断面で見て、方形の形状２４又は三角形の形状２５を有していることができる。
【００３４】
この実施形態では１６のアンダカット２０だけが示されているが、２４のアンダカットが形成されていると特に良好な回動防止部が得られる。
【００３５】
第１実施例と同様に、本発明の第２実施例においても軸受シェル２は組付け前に、ハウジング１の内周面に対して僅かな過剰寸法をもって形成されており、このようになっていると、軸受シェル２とハウジング１との間の領域に汚れ及び水が侵入することを阻止することができる。
【００３６】
本発明の両実施例は共にハウジング１に対する軸受シェル２の弛みもしくはがたつきを阻止する。第１実施例では軸受シェルはハウジング１の内部に、その外周面を塑性変形されて挿入されることができる。このような変形は特別な材料加熱なしに行うことができるので、軸受シェル２の弛みを促進するおそれのある軸受シェル材料の収縮を回避することができる。さらに、ハウジング１の内径に対する軸受シェル２の外径の過剰寸法は不要である。しかしながら僅かな過剰寸法は、軸受シェル２とハウジング１との間におけるシール高価を得るために、有利なことがある。従って軸受シェル２は、極めて僅かな半径方向のプリロードもしくは予負荷をもって又はこのようなプリロードもしくは予負荷を有することなく、ハウジング１内に挿入することができ、その結果、大きな半径方向のプリロードもしくは予負荷の不都合な作用、つまり軸受シェル２内におけるボールスタッドの摩擦モーメントに不都合な影響を与えるおそれのある作用を、回避することができる。さらに、プラスチックの特性に基づくこのような大きな半径方向のプリロードもしくは予負荷は時間の経過に関連しているので、大きなプリロードもしくは予負荷に基づいて、ボールスタッドの摩擦モーメントの時間に対する依存を調節することができる。この不都合な効果もまた、本発明によるボールジョイントによって回避することができる。第２実施例では軸受シェル２の突出部２１は軸受シェル材料の収縮に基づいて、変形後にアンダカット２０の中にしっかりと引き込まれ、その結果収縮作用は回動防止部を劣化させるのではなく、改善するために役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】部分的に組み立てられた状態における本発明によるボールジョイントの第１実施形態を示す縦断面図である。
【図２】完全に組み立てられた状態における図１に示された実施形態を示す縦断面図である。
【図３】本発明の第１の構成による第１実施形態のハウジングを示す横断面図である。
【図４】図３に示された三角形ウェブを示す横断面図である。
【図５】図３のＡ−Ａ線に沿ったハウジングの縦断面図である。
【図６】図３に示された三角形ウェブを調整工具と共に示す横断面図である。
【図７】本発明の第２の構成による第２実施形態のハウジングを示す横断面図である。
【図８】図７に示されたアンダカットとこのアンダカットに係合する軸受シェルの突出部とを拡大して示す図である。
【図９】図７のＢ−Ｂ′線に沿ってハウジングを断面した図であって、アンダカットの２つの異なった形状を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  ハウジング
２  軸受シェル
３  ジャーナル
４  ジョイントボール
５  ボールスタッド
６  軸受シェルにおける開口
７  長手方向中心軸線
８  外側肩部
９  リングカラー
１０  第１の自動車部分
１１  ねじ山
１２  シールベローズ
１３  三角形ウェブ
１４  三角形ウェブの第１の脚面
１５  三角形ウェブの第２の脚面
１６  角度半割線
１７  調整工具のセグメント
１８  調整工具
１９  調整工具における孔
２０  アンダカット
２１  軸受シェルの突出部
２２  アンダカットの第１の側壁２２
２３  アンダカットの第２の側壁２２
２４  方形の成形部
２５  三角形の成形部
ｌｇ  ハウジングの長さ
ｈｄ  三角形ウェブの半径方向高さ
Ｓｄ  軸方向シェルの厚さ
ｒ  有効な軸受シェル半径
α  角度
ｌｔ  アンダカットの長さ（部分長さ）
【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】
2008511798.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
2008511798.tif 000012
2008511798.tif 000013
2008511798.tif 000014
2008511798.tif 000015
2008511798.tif 000016