(57)【要約】  本発明は機械的に密封された環境に対して用いられる装置であり、バキュームリリーフバルブ、及び／又は、エアブリーザーバルブと称され、ベントホース仕組及びブリーザーベントを代替するために特別に設計され、これによって機械的に密封された環境における圧力又は吸引量をコントロールし、且つ、動的に制御する構成の装置である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械的に閉じられた環境について利用されるエアブリーザーバルブ仕組であって、以下のものを有する。
複数のチャンバー１３ａ・１３ｂ・１４ａ・１４ｂを有する本体１１。
前記本体１１を覆うとともに、フレッシュエアの吸気のためのエアフィルタ４と、オイル蒸気の排気のためのエアフィルタ１６を収容するためのキャップ１。
エア吸気チャンバー１３ａの上に配置される前記エアフィルタ４を有する筒部材３。
排気チャンバー１３ｂの上に配置されるプラグ５。
前記チャンバー内に配置されるスプリング仕組８とともに設けられる複数のトレイ７・７。
【請求項２】
前記本体１１が、吸気と排気のための少なくとも二つのチャンバー１３ａ・１３ｂを有する、ことを特徴とする請求項１に記載のエアブリーザーバルブ仕組。
【請求項３】
前記本体１１が、吸気と排気のための４つのチャンバー１３ａ・１３ｂ・１４ａ・１４ｂを有する、ことを特徴とする請求項１に記載のエアブリーザーバルブ仕組。
【請求項４】
前記エアブリーザーバルブ仕組が、排気チャンバーと吸気チャンバーの内部及び上に配置されるラバーシール６・１０をさらに含む、ことを特徴とする請求項１に記載のエアブリーザーバルブ仕組。
【請求項５】
前記ラバーシール１０がエア排気チャンバー１３ｂの内部に設けられる、ことを特徴とする請求項４に記載のエアブリーザーバルブ仕組。
【請求項６】
前記ラバーシール６がエア吸気チャンバー１３ｂの内部に設けられる、ことを特徴とする請求項４に記載のエアブリーザーバルブ仕組。
【請求項７】
前記エアブリーザーバルブ仕組が、前記バルブと前記金属トレイ７・７の姿勢を保つとともに、前記バルブを付勢することによってエアの吸引と排気を許容するためのスプリング８をさらに含む、ことを特徴とする請求項１に記載のエアブリーザーバルブ仕組。
【請求項８】
前記エアフィルタ４のためのフィルタチューブが、前記エアフィルタ４の姿勢を保つためのキャップ１５をさらに有する、ことを特徴とする請求項１に記載のエアブリーザーバルブ仕組。
【請求項９】
前記本体１１内のチャンバー１３ａ・１３ｂの下部において、排気と吸気のための穴が設けられる、ことを特徴とする請求項１に記載のエアブリーザーバルブ仕組。
【請求項１０】
好ましくはギアボックスといった機械的に閉じられた環境について用いられるエアブリーザーバルブ仕組であって、添付図面によって特に参照されることで説明される、エアブリーザーバルブ仕組。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は機械的に密封された環境の空気圧力を安定化させる装置に関する。より詳しくは、本発明は機械的に密封された環境におけるバキュームリリーフバルブ、及び／又は、エアブリーザーバルブに関する。従って、本発明は、ベントホース仕組やブリーザーベントを代替するために特別に設計され、これによって機械的に密封された環境の圧力、あるいは、吸引量をコントロールし、且つ、動的に制御するものである。
【背景技術】
【０００２】
ブリーザーベントは、大気と通気されるギヤケース、クランクケースにおいて、フィルタされたエアを自由に通気させることを可能とするものである。堅牢性と、耐食性を向上させるために、ブリーザーベントの仕様では、特別な対応として、オイルセパレータが組み入れられる場合がある。基本的な仕様のブリーザーベントでは、固体粒子を通過させないフィルタ部材を通して通気が行われる。マイクロ金属フィルタ（１００マイクロメートル又はより細かいもの）は、高温、腐食性の蒸気、或いは、緻密なフィルタリングの問題が存在する場合において利用される方法である。
【０００３】
多数の内燃機関において、ガスケットとシールを通して、クランクケースから大気への漏れを減らすためには、クランクケース内の圧力は、大気圧のレベル、又は、大気圧よりわずかに低いレベルに維持されることが好ましい。周知の通り、内燃機関において、圧縮、燃焼及び／又は排気のサイクルの間に、ピストンリングの周りの隙間を通して、空気燃料吸気混合物と燃焼ガスが漏れることによって、いわゆるブローバイガスがクランクケース内に放出される。これらのブローバイガスのせいで、クランクケース内の圧力は本質的に増加し、クランクケースから周囲エリアへのオイル漏れが引き起こされる。
【０００４】
高負荷で高馬力のエンジンの多くは、エンジンの出力を増加するために、ターボチャージャー、或いは、スーパーチャージャーを用いている。このようなエンジンにおいては、フレッシュエア吸気は燃焼室に入る前に加圧され、これにより、所定のエンジン容量において、より多くの燃料の燃焼ができ、且つ、より高いパワーを出力することができる。より低い圧力のブローバイガスは、より高い圧力の吸気エアラインに直接に取り入れることができないため、この設計は、ＣＣＶシステムにおいて問題が生じることになる。
【０００５】
トランスミッションオイルは極端な温度状態に置かれることがあるので、トランスミッションオイルが様々な機械のオペレーションレンジにおいて安定的に利用されるように、機械トランスミッションを設計することが望ましい。オペレーションレンジトランスミッションオイル  周囲のオペレーション温度の変動に加え、トランスミッションオイルは多くの回転部品により生成した摩擦熱により熱せられる。温度変化はトランスミッションオイルの粘度の変化によって顕著となる。機械トランスミッションを設計する際において、典型的なオペレーションレンジにおける安定性能にとって、粘度の変化は多くの課題を引き起こすことがある。
【０００６】
環境とオペレーション温度の変動もトランスミッションオイルの伸縮をもたらし、これにより、トランスミッションオイルの量の変動がもたらされる。これは、トランスミッション内部と、大気圧を受けるトランスミッション外部との間での圧力差を生じさせる結果となる。このような圧力差はトランスミッションシールの故障を招く原因となる。このため、エアブリーザーは機械的に密封された環境に使われる。そして、圧力差は、トランスミッション内部と外部の間のベントを利用することで、コントロールすることが好ましい。
【０００７】
従って、いくつかのトランスミッションメーカでは、内部と外部の圧力を同等にするために、トランスミッションにベント又はブリーザーを設けている。多くの適用事例においては、設計に基づいて設置されている小さなベント筒部材がこの機能を提供している。しかし、多くの従来の装置は、トランスミッションオイルの移動を許容するため、不必要なトランスミッションオイル流出をもたらしてしまう。粘性液体の凝集張力によってトランスミッションオイルがベント又はブリーザーの開口部に広がると、トランスミッションオイルの移動が生じることになる。トランスミッションが暖められると、トランスミッション内の圧力が上昇し、ベント筒部材又はブリーザー内で気泡が生み出され、上昇した圧力により不必要なトランスミッションオイルがトランスミッションから流出されることになる。
【０００８】
以上のことから、トランスミッションの通常動作中において、外部の異物がトランスミッション内に容易に入らず、ブリーザーからの不必要なトランスミッションオイルの流出が減少又は停止されながら、圧力の同等性が提供されるトランスミッションのためのブリーザーを提供することが望ましい。また、水蒸気となって漏れるトランスミッションオイルを減少又は無くすブリーザーを提供することも望ましい。また、少数のパーツのみで構成されて簡単に製造でき、ソケット・レンチ又はねじ回しのようなトップドラアブル工具で、トランスミッションに対して容易に設置できるブリーザーを提供することも望ましい。また、ブリーザーの耐用年度の期間中に生じる可能性がある数種類の衝撃に耐えられるよう設計され、また、耐食性能を有するブリーザーを提供することも望ましい。
【発明の概要】
【０００９】
本発明は機械的に密封された環境に対して用いられるバキュームリリーフバルブ、及び／又は、エアブリーザーバルブを開示するものであり、以下において説明をする。本発明は、ベントホース仕組、ブリーザーベント、及び、これによって、機械的に密封された環境における圧力又は吸引量をコントロールし、且つ、動的に制御する構成のあらゆる既存の装置を代替するために特別に設計されるものである。
【００１０】
従って、本発明の主な目的は、マニュアルで、或いは、現在の製造業の組立ラインで必要とされるロボットによって、簡単に導入できる通気システムを提案することにある。
【００１１】
また、本発明のもう一つの目的は、内燃機関の吸引量をコントロールし、動的に調整を行う吸引量制限のための仕組みを提案することにある。
【００１２】
また、本発明のもう一つ目的は、ギアボックス、トランスミッション、差動装置等のような機械的に密封された環境のエア圧力を安定させるために設計された、小型工業用製品のユニット仕組みを提供することにある。
【００１３】
また、本発明のもう一つの目的は、その仕組（ギアボックス等）のあらゆる要求を満たすユニット仕組を提供することであり、効果的に、大幅なコスト削減を可能とすることで、世界中において、製造者とユーザーに貢献することにある。
【００１４】
また、本発明の例示的な実施形態では、ギアボックス、トランスミッション、差動装置仕組に対して、簡単に設置できるために、ねじ込んで取り付けられるユニット仕組が提供される。
【００１５】
また、本発明のもう一つの目的は、自動車が回転し、傾いた状態となった際に、ギアボックス／差動装置のチャンバーなどから、少しの潤滑油も漏出させず、それによって、発火の危険がないこと（例えば、仮に漏れている潤滑油が、触媒の使用が原因で高温を生じさせている消音器と接触するような可能性がある）を確保するユニット仕組を提供することにある。
【００１６】
加えて、本発明は以下のような利点をもたらす。
・潤滑油の漏出が無く、滑りやすい経路が無く、さらに、発火の危険が無い。
・製品組立ラインにおけるマンパワーの削減。
・製造における生産効率の向上。
・製造における在庫の減少。
【００１７】
また、本発明のもう一つの例示的な実施形態として、エアロックとして機能し、且つ、水の内部の浸入を防ぐユニット仕組が提供される。
【００１８】
また、本発明のもう一つの目的は、排気チャンバーのためのプラグを提供することであり、このプラグは、仮に、車軸が水中に沈んだ際に、高温エアを逃がし、且つ、水を排気チャンバーに浸入させる位置にバルブとバネを保持する構成とするものである。
【００１９】
また、本発明のもう一つの目的は、排気バルブと吸気バルブが取り付けられる二つの円形チャンバーと、他の二つのチャンバーであって、ギアボックス／差動装置が水没し、吸引圧力が上昇した際に、ベント中に吸い込まれた水を確保し、且つ、吸引圧を発生させるためのチャンバーと、を有する成形体を提供することにある。
【００２０】
また、本発明のもう一つの目的は、圧力上昇中に排気を逃がし、かつ、吸入中に空気を吸入するための、特別に設計、研究、工業化されるラバーシールを提供することにある。
【００２１】
また、本発明のもう一つの目的は、チャンバー内にクリーンエアだけを吸入し、また、大気へクリーンエアだけを逃すことを可能とする、ユニット仕組内のエアフィルタエレメントを提供することにある。
【００２２】
また、本発明のもう一つの目的は、大容量のキャップユニット仕組を提供するものであり、水がチャンバー内に入る前に、拡張された高さによって水の追加的な貯留を確実なものとすることにある（仮に水没した場合）。
【００２３】
そして、本発明のもう一つの目的は、組立やすく、取り付けやすく、安価で、多用途のベント仕組を提供することにある。
【００２４】
さらに、本発明のもう一つの目的は、異物が容器の空間内に入ることを抑制するベントの仕組を提供することにある。
【００２５】
さらに、本発明のもう一つの目的は、容器内部の液体が有毒な場合、ベントが存在することによって人的損傷を妨げる手段を提供することにある。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
下記のような添付図面と併せて、下記の本発明の開示形態の記述を参照することにより、本発明に関連する上述の記載、及び、他の特徴、利点、及び、これらを実現する方法はより明らかになり、発明そのものはよりよく理解される。添付図面は以下のとおりである。
【００２７】
図１は本発明によるエアブリーザーバルブ仕組本体の断面図。
【００２８】
図２は、本発明による異なるスレッドサイズを有するエアブリーザーバルブ仕組本体の断面図。
【００２９】
図３（ａ）は、本発明によるエアブリーザーバルブ仕組のキャップユニットの断面図。
【００３０】
図３（ｂ）は、本発明によるエアブリーザーバルブ仕組のキャップユニットの平面図。
【００３１】
図４（ａ）は本発明によるエアブリーザーバルブ仕組のプラグの断面図。
【００３２】
図４（ｂ）は本発明によるエアブリーザーバルブ仕組のプラグの平面図。
【００３３】
図５は本発明によるエアブリーザーバルブ仕組のトレイの平面図。
【００３４】
図６（ａ）は本発明によるエアブリーザーバルブ仕組のラバーシール（吸気）の断面図。
【００３５】
図６（ｂ）は本発明によるエアブリーザーバルブ仕組のラバーシール（吸気）の平面図。
【００３６】
図７（ａ）は本発明によるエアブリーザーバルブ仕組のラバーシール（排気）の断面図。
【００３７】
図７（ｂ）は本発明によるエアブリーザーバルブ仕組のラバーシール（排気）の平面図。
【００３８】
図８は本発明によるエアブリーザーバルブ仕組の全体的な断面図。
【００３９】
図９は本発明によるエアブリーザーバルブ仕組の立面図。
【００４０】
図１０は本発明によるエアブリーザーバルブ仕組の成形体の平面図。
【００４１】
図１１は本発明によるエアブリーザーバルブ仕組の本体の平面図。
【００４２】
図１２は本発明によるエアブリーザーバルブ仕組のバネの上面図。
【００４３】
図１３（ａ）は本発明によるエアブリーザーバルブ仕組のエアフィルタ。
【００４４】
図１３（ａ）は本発明によるエアブリーザーバルブ仕組のエアフィルタエレメントのための筒部材の上面図。
【００４５】
図１４（ａ）は本発明によるエアブリーザーバルブ仕組のエアフィルタエレメントのための筒部材のためのキャップの断面図。
【００４６】
図１４（ｂ）は本発明によるエアブリーザーバルブ仕組のエアフィルタエレメントのための筒部材のためのキャップの平面図。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
本発明の原理をより理解し易くするために、参照用として、実施形態についての図面と専門用語による解説を付する。
【００４８】
近年においては、汚染防止法により、エンジン排気が減少され、大気への排出を防ぐことが求められている。エンジンの排気は、クリーンであって、環境面の安全に資するものでなければならない。結果として、無鉛燃料や触媒コンバータの改良が行われてきた。汚染コントロールバルブ（ＰＣＶ）のようなブローバイ装置は、あらゆる自動車における標準装備として必要とされている。これらの装置はクランクケースから排ガスを捕捉するとともに、クローズドシステムにおいて、自動車用吸気システムとつなげられている。このため、この製品は、ギアボックス、トランスミッション、差動装置等のような機械的に密封された環境の空気圧力を安定させるように設計されている。加えて、オイル蒸気の大気への放出を防ぐ構成としている。さらに、この製品は、現在世界中で通常使用されるベントホース仕組、ブリーザーベントを代替するために設計されている。
【００４９】
図１においては、必須な要素であるエアブリーザーバルブ仕組の本体１１の断面視が示される。本体１１は、全ての他の従属構成部品を支持するものであり、取り付けられる側のハウジング（不図示）の雌ネジに嵌め込むための雄ネジ部１２を有する。本体１１は、バルブ（バネで付勢されている）、プラグ５（図８参照）や、ギアボックスチャンバーへの経路となるエアフィルタ４を有するフィルタ筒部材３（図８参照）を取り付けるための複数の円形チャンバー１３ａ・１３ｂを有し、この円形チャンバー１３ａ・１３ｂは、特定の排気と空気の吸入／吸引をそれぞれ行うためのものである。本体１１の外形は、キャップ１（図８参照）を支持するための形状をなしている。キャップ１（図８参照）は、本体１１の上に支持される。キャップ１（図８参照）は、バルブと他のパーツが配置され、検査された後に、かしめて取り付けられる。また、図２では、ネジ部１２が示され、このネジ部、及び／又は、ネジ部の寸法は、リキャプチャー／チャンバーについての必要性に応じて変更され、ネジ部１２の下部にエア取込と排出のための穴が設けられる。
【００５０】
前述のように本体１１の上部は、図３（ａ）（ｂ）に示されるキャップ１によってカバーされる。キャップ１は、本体１１に固定される小さな込み入った部品を機械的に防護するために設けられ、オイル蒸気のためのエアフィルタを収容する。加えて、キャップ１は、エアロックとしても機能し、エアロックを形成することにより、ギアボックス内に水が浸入することを防ぐ。キャップ１は、本体１１の上、及び、内部のサブの部品の仕組が完成した後に、本体１１を覆うようにかしめて取り付けられる。
【００５１】
エアブリーザーバルブ仕組は、さらに、図４（ａ）（ｂ）に示されるプラグを有している。本体１１は、二つのチャンバー１３、即ち、排気チャンバー１３ｂと、エア吸気チャンバー１３ａを有している。図４（ａ）は、プラグ５の断面視について示している。プラグ５は、排気チャンバー１３ｂの上側に配置され、バルブトレイ７とスプリング８を保持する。プラグ５の開口部は、高温エアを逃がすことを許容し、また、車軸が水中に沈められた際に水がチャンバー（排気チャンバー１３ｂ）内に入ることを許容する。図４（ｂ）はプラグ５の平面視を示すものであり、プラグ５には、チャンバー１３ｂ内にトレイ７とスプリング８の仕組みを安全に収めるために、ネジ回しによってプラグ５を締結する補修のためのスロットが設けられる。
【００５２】
図５は、サブコンポーネント、即ち、金属トレイ７であって、バルブの姿勢を保ち、スプリング８によってバルブにかかる圧力を形成することを促進するためのものを示している。図６と図７は、ラバーシール６、１０であって、本体１１の存在する二つのチャンバーのためのものを示している。排気チャンバー１３ｂのためのラバーシール１０は図７に示され、チャンバー１３ｂにおける圧力が上昇した際に排気エアを逃がすために、バルブをスプリング８に抗して持ち上げる。吸気チャンバー１３ａのためのラバーシール６は図６に示され、チャンバー１３ａが負圧になった際に、吸引圧力に抗して押し下がる。
【００５３】
図８はエアブリーザーバルブ仕組の全体的な断面図である。断面図では、製品において用いられる全ての部品が示され、また、製品の機能を説明している。圧力が上昇し、チャンバー又はボックスからの高温エア、及び／又は、ガスは、矢印Ｈで示される経路を選択する。さらに、吸引圧力がクーリングオフにより生成された際には、エアはチャンバーへの経路を見つけ、矢印Ｃで示される経路を選択する。両方のバルブの操作は、非常に小さい圧力／吸引力によって行われる。ギアボックス／差動装置が水中に沈められた際には、吸引圧力が生じる。図９に示されるように、水はキャップの周囲に沿って浸入する。水は、始めにチャンバー１４ａ・１４ｂ（図１０に示される成形体、図１１に示される機械加工のもの）に浸入する。そして、水は排気チャンバー１３ｂへと浸入する。次に、水はフィルタ（ファイバー）筒部材３のレベルにまで上昇する。最終的には、水は、エアフィルタ４を湿らせる（図８参照）。図９では完成仕組の端部平面図が示される。エア、又は、排気の経路は、六角部の傾斜の上にあるキャップの下端部の周りに存在する。
【００５４】
本発明の他の実施形態である成形体１１の平面図が図１０に示される。図に示す成形体１１においては、排気バルブと吸気バルブのための円形チャンバー二つの円形チャンバー１３ｂ・１３ａ、及び、他の二つのチャンバー１４ａ・１４ｂ（半月形状）であって、ギアボックス／差動装置が水没された際に、ベント内に吸い込まれた水を調整し、且つ、吸引圧を発生させるためのチャンバーが示されている。同様に図１１では、機械加工によるものの平面視を示しており、４つのチャンバーが示されている。大きい方のチャンバーは、排気と吸気のバルブ仕組を収容するためのものであり、一方で、小さいほうのチャンバーはユニットが水中に沈み、同時に吸引圧力がギアボックス／差動装置などの内部に発生した際に、水を調整するためのものである。
【００５５】
図１２はバルブを開閉するためのスプリングについて示している。スプリングは、バルブと金属トレイ７の姿勢を保ち、バルブを作動させることによってエアの吸引排気を許容するものである。図１３（ａ）（ｂ）に示す他の実施形態の例では、エアフィルタエレメント４のための筒部材３が示される。断面視においては、本体の吸引チャンバーに対して設置するためのネジ部分を有する筒部材３が示されている。筒部材３のベース部には、バルブとトレイ７の姿勢を保つためのスプリング８に対する繊細なバルブのためのシートが形成される。筒部材３には、チャンバー１３ａの内部にクリーンエアのみが吸引されることを促進するエアフィルタエレメント４が収容されている。筒部材３の高さによって、水が吸気チャンバー１３ａ内に入る前における、より多くの水の貯留が可能となる（仮に水中に沈んだ場合）。図１３の平面図では、筒部材３の底にあるスロットであって、スクリュードライバーによって締結するためのものを示している。エアフィルタエレメント４のための筒部材３は、さらに、図１４（ａ）（ｂ）において断面視、及び、平面視にて示される中央穴を有するキャップ１５によりカバーされる。キャップ１５はエアフィルタエレメント４を所定の位置に保持し、開口部はチャンバー内の大気圧エアを取り込むことを許容する。
【００５６】
キャップ１の内部には、大気中に排出されるオイル蒸気を捕捉するための排気エアフィルタ１６が充填されている。 図８に参照されるように、エアブリーザーバルブのいくつかの利点は以下のものである。
１．フレッシュエア（ＳＰＭ＝懸濁粒子物質、のない）のみの吸引。
２．ＳＰＭに起因する潤滑油の汚れが存在しない。
３．潤滑油の寿命の長期化：結果として、機器の耐用年数の長期化、潤滑油不良の減少、過負荷状態の機器稼動の軽減をもたらす。
４．複雑なピニオンの寿命の長期化：結果として、鉄鉱石鉱山の減少と、森林伐採の減少をもたらす。
５．オイルシールの寿命の長期化。
６．エンジン/レセプターの効率の向上。
７．燃料消費量とスピードに確実にインパクトを与えるスムーズな出力伝達。
８．車両の運転/製造における全体的なコスト削減。
９．汚染（空気及び騒音）の削減。
１０．消費者/ユーザーの満足感を生み出す。
【００５７】
上述の本発明の説明は、特定の実施形態とそれらの利用について説明されたものであるが、図示の目的と説明の目的のために開示されたものであり、本発明を、特定の開示された実施形態やそれらの利用について、包括する、若しくは、限定することを目的とするものではない。当業者にとって、ここで説明されたような本発明に対して、多くの変更や改良、変形、若しくは、代替物が作成されることは明らかであり、それらは本発明の思想、若しくは、範囲から逸脱するものではない。特定の実施例とその利用例は、それによって当業者が本発明を様々な実施形態と、検討を経た具体的用途に適する様々な改良を加えることによって利用できるように、本発明の原理とその実効的な利用の最適な図示を提供するために選定され、説明がされたものである。公平に、法的に、また、公平に権利を与えられる範囲にしたがって解釈される際においては、全ての変更、改良、変形、代替は、本発明の範囲内とみなされ、添付された請求の範囲により確定される。
【図１】
2011530677.tif 000003
【図２】
2011530677.tif 000004
【図３（ａ）】
2011530677.tif 000005
【図３（ｂ）】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
2011530677.tif 000009
【図６ａ】
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【図６ｂ】
2011530677.tif 000011
【図７ａ】
2011530677.tif 000012
【図７ｂ】
2011530677.tif 000013
【図８】
2011530677.tif 000014
【図９】
2011530677.tif 000015
【図１０】
2011530677.tif 000016
【図１１】
2011530677.tif 000017
【図１２】
2011530677.tif 000018
【図１３ａ】
2011530677.tif 000019
【図１３ｂ】
2011530677.tif 000020
【図１４ａ−１４ｂ】
2011530677.tif 000021
【国際調査報告】
2011530677.tif 000022
2011530677.tif 000023