(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
産業車両のエンジンのエンジンハウジングとオイルポンプ側の部材との間に介在されるハウジング部材と、
前記ハウジング部材内に設けられたステータと、
前記ハウジング部材内に回転可能に配置されかつ前記エンジンの出力軸に接続される回転軸と、
前記回転軸上に設けられたロータと、
前記ハウジング部材のオイルポンプ側の開口端面を覆うように設けられたカバー部材と、
前記回転軸と前記オイルポンプの駆動軸との間に生じるトルク変動を吸収する弾性樹脂部材を有する樹脂ダンパーと
を備える回転電機であって、
前記回転軸には前記カバー部材のオイルポンプ側に隣接するプレート部材が設けられ、
前記カバー部材と前記プレート部材との間には半径方向内周側で前記ハウジング部材の内部空間に連通しかつ半径方向外周側で該ハウジング部材の外部に連通するラビリンス構造の通気路が形成され、
前記プレート部材には該プレート部材の熱を放熱する放熱フィンが設けられている
ことを特徴とする回転電機。
【請求項２】
請求項１に記載の回転電機であって、
前記放熱フィンは、前記プレート部材のオイルポンプ側の面に形成されていることを特徴とする回転電機。
【請求項３】
請求項１に記載の回転電機であって、
前記プレート部材の円周方向の断面を波形状とすることで該プレート部材の両面に円周方向に波形状をなす放熱フィンが形成されていることを特徴とする回転電機。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の回転電機であって、
前記回転軸には前記樹脂ダンパーの入力側の部材とともに前記プレート部材が締結されていることを特徴とする回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、産業車両のエンジン（内燃機関）とオイルポンプとの間に設置される回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジン（内燃機関）及び回転電機を駆動源としてオイルポンプを駆動するフォークリフト等の産業車両がある。例えば、回転電機が発電機として作動する場合には、エンジンが回転電機とオイルポンプの駆動源となり、回転電機はバッテリを充電する。また、回転電機が電動機として作動する場合には、エンジンと回転電機のうちの少なくとも回転電機がオイルポンプの駆動源となる。オイルポンプは荷役用の油圧を発生する。また、バッテリは回転電機及び走行用モータの電源となる。また、エンジン、回転電機及びオイルポンプにより構成されるパワーユニットは、例えば特許文献１に記載されている。
【０００３】
エンジンとオイルポンプとの間に設置される回転電機では、ハウジング部材の内部空間が密閉されておらず、ロータの回転にともなう内部空冷が可能となっている。また、回転電機の回転軸とオイルポンプの駆動軸との間には両者間に生じるトルク変動を吸収するためのダンパーが設けられている。近年、コスト及び軽量化に有利なダンパーとして、弾性樹脂部材を有する樹脂ダンパーが用いられる場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−７１９０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ハウジング部材の内部空間が密閉されていない回転電機では、外部からの異物が内部空間に侵入しやすいという問題があった。また、樹脂ダンパーを用いる場合、弾性樹脂部材が熱に弱い。このため、ロータのロータコアの鉄損により発生した熱が回転軸から樹脂ダンパーに入熱することにより、弾性樹脂部材の性能が低下するという問題があった。なお、特許文献１では、ハウジング部材の密閉された内部空間を冷却油で冷却する一方、樹脂ダンパーを備えていないので、本発明の問題を生じることはない。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、ハウジング部材の内部空間への異物の侵入を抑制するとともに、回転軸から樹脂ダンパーへの入熱を抑制することのできる回転電機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、産業車両のエンジンのエンジンハウジングとオイルポンプ側の部材との間に介在されるハウジング部材と、ハウジング部材内に設けられたステータと、ハウジング部材内に回転可能に配置されかつエンジンの出力軸に接続される回転軸と、回転軸上に設けられたロータと、ハウジング部材のオイルポンプ側の開口端面を覆うように設けられたカバー部材と、回転軸とオイルポンプの駆動軸との間に生じるトルク変動を吸収する弾性樹脂部材を有する樹脂ダンパーとを備える回転電機であって、回転軸にはカバー部材のオイルポンプ側に隣接するプレート部材が設けられ、カバー部材とプレート部材との間には半径方向内周側でハウジング部材の内部空間に連通しかつ半径方向外周側でハウジング部材の外部に連通するラビリンス構造の通気路が形成され、プレート部材にはプレート部材の熱を放熱する放熱フィンが設けられている。
【０００８】
この構成によると、カバー部材とプレート部材との間にラビリンス構造の通気路が形成されているため、ロータの回転にともなう内部空冷を可能としながらも、ハウジング部材の内部空間への異物の侵入を抑制することができる。また、プレート部材に放熱フィンが設けられているため、回転軸と共にプレート部材が回転することにより、ロータから回転軸を介してプレート部材に伝わる熱を放熱させることができる。これにより、回転軸から樹脂ダンパーへの入熱を抑制することができる。
【０００９】
また、プレート部材の一部品によって、ハウジング部材の内部空間への異物の侵入の抑制と、回転軸から樹脂ダンパーへの入熱の抑制との両機能を担うことができる。このため、複雑な冷却機構を設ける構成と比べて、構成の簡素化を実現しながらも、回転電機の信頼性を向上することができる。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明において、放熱フィンは、プレート部材のオイルポンプ側の面に形成されている。この構成によると、プレート部材の熱をオイルポンプ側の空間へ効率良く放熱することができる。
【００１１】
第３の発明は、第１の発明において、プレート部材の円周方向の断面を波形状とすることでプレート部材の両面に円周方向に波形状をなす放熱フィンが形成されている。この構成によると、プレート部材の表面積を増大し、プレート部材の熱をオイルポンプ側の空間及び通気路へ効率良く放熱することができる。また、プレート部材を、例えば金属板のプレス成形により容易に形成することができる。
【００１２】
第４の発明は、第１〜３のいずれかの発明において、回転軸には樹脂ダンパーの入力側の部材とともにプレート部材が締結されている。この構成によると、回転軸に入力側の部材とともにプレート部材を容易に組付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態１にかかるパワーユニットを示す概略図である。
【図２】電動モータを示す断面図である。
【図３】電動モータのカバープレートの周辺部を示す断面図である。
【図４】電動モータの樹脂ダンパー及びカバープレートを分解して示す斜視図である。
【図５】カバープレートを示す正面図である。
【図６】カバープレートの一部を示す断面図である。
【図７】実施形態２にかかるカバープレートの一部を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。
【００１５】
［実施形態１］
実施形態１を説明する。本実施形態では、産業車両としてのフォークリフトのパワーユニットに用いられるフォークリフト用電動モータを例示する。図１はパワーユニットを示す概略図である。図１に示すように、パワーユニット１０は、エンジン１２、電動モータ１４及びオイルポンプ１６とにより構成されている。なお、便宜上、エンジン１２側を後側とし、オイルポンプ１６側を前側として説明を行う。
【００１６】
エンジン１２のクランクシャフト１９の一端部（前端部）は、エンジンハウジング１８の前面側から突出されている。クランクシャフト１９の突出端部には、小径の接続軸部１９ａが同軸状に形成されている。なお、クランクシャフト１９は本明細書でいう「出力軸」に相当する。また、エンジンハウジング１８は、不図示のシリンダブロック、クランクケース、シリンダヘッド、シリンダヘッドカバー及びオイルパン等を備えている。
【００１７】
オイルポンプ１６のポンプシャフト２１は、ポンプハウジング２０の後面側から突出されている。ポンプシャフト２１の先端部（後端部）には、小径の接続軸部２１ａが同軸状に形成されている。ポンプハウジング２０の後側には、オイルポンプ１６を支持するポンプ支持部材２２が締結等により結合されている。ポンプ支持部材２２は、前側から後側に向かって次第に拡開する円錐筒状に形成されている。ポンプ支持部材２２には、その内部空間２３と外部とを連通する開口孔２２ａが形成されている。なお、ポンプシャフト２１は本明細書でいう「駆動軸」に相当する。また、ポンプ支持部材２２は本明細書でいう「オイルポンプ側の部材」に相当する。また、ポンプハウジング２０自体をオイルポンプ側の部材として用いてもよい。また、ポンプ支持部材２２の内部空間２３と開口孔２２ａとを総称して「オイルポンプ１６側の空間」という。また、開口孔２２ａの形成位置、開口形状、個数、サイズ等は適宜設定してよい。
【００１８】
電動モータ１４を説明する。図２は電動モータを示す断面図である。モータハウジング２５は、ハウジング本体２６とエンドプレート２７とモータカバー２８とを備えている。ハウジング本体２６は、円筒状に形成されている。また、エンドプレート２７は、円環板状に形成されている。エンドプレート２７は、ハウジング本体２６に対して後側の開口端面を閉鎖するように締結等により結合されている。また、モータカバー２８は、円環板状に形成されている。モータカバー２８は、ハウジング本体２６に対して前側の開口端面を閉鎖するように締結等により結合されている。モータカバー２８の中空孔の孔縁部には、後側に突出する円筒状の筒部２９が形成されている。筒部２９の先端面は、後出のロータ３５の前端面に所定の隙間を隔てて近接されている。
【００１９】
モータハウジング２５は、エンジンハウジング１８（詳しくはシリンダブロック）とポンプ支持部材２２との間に締結等により結合されている。すなわち、エンジンハウジング１８、モータハウジング２５、及び、ポンプハウジング２０（ポンプ支持部材２２を含む）が一体化されている。エンドプレート２７にシリンダブロックが結合されている。また、モータカバー２８にポンプ支持部材２２が結合されている。なお、モータハウジング２５は本明細書でいう「ハウジング部材」に相当する。また、モータカバー２８は本明細書でいう「カバー部材」に相当する。
【００２０】
ハウジング本体２６内には、リング状のステータ３１が固定状に配置されている。ステータ３１は、不図示のステータコアにコイルが巻回されてなる。また、ハウジング本体２６内の半径方向中心部には、中空軸状のモータシャフト３２が回転可能に配置されている。モータシャフト３２の後端部には、半径方向外方へ延出された円板状のフランジ３３が一体形成されている。フランジ３３の外周部は、エンドプレート２７とステータ３１との間の空間部に延出されている。フランジ３３の外周部にはスタータ用リングギヤ（不図示）が設けられている。また、モータシャフトは中実軸状でもよい。
【００２１】
モータシャフト３２上には、リング状のロータ３５が固定状に配置されている。ロータ３５は、モータシャフト３２と一体で回転する。ロータ３５は、不図示のロータコアの外周部に複数の磁石（不図示）が周方向に沿って配置されてなる。ロータ３５とステータ３１とは同軸状に配置されている。ロータ３５の外周面とステータ３１（詳しくはステータコア）の内周面とは、所定のエアギャップを介して対峙している。なお、電動モータ１４は本明細書でいう「回転電機」に相当する。また、モータシャフト３２は本明細書でいう「回転軸」に相当する。また、電動モータ１４は、モータハウジング２５にモータシャフト３２を回転可能に支持する軸受を有しない軸受レスモータである。また、エンジン１２の始動時には、スタータモータ（不図示）によりリングギヤを介してフランジ３３がモータシャフト３２とともに回転されることでエンジン１２が始動される。
【００２２】
モータシャフト３２の前端面には、後出のカバープレート４５を介して樹脂ダンパー３８が設けられている。図３は電動モータのカバープレートの周辺部を示す断面図、図４は電動モータの樹脂ダンパー及びカバープレートを分解して示す斜視図である。図４に示すように、樹脂ダンパー３８を設けるに際し、モータシャフト３２の前端面には、複数（例えば４個）のねじ穴３６が周方向に等間隔で形成されている。
【００２３】
樹脂ダンパー３８は、１個の連結部材３９と複数（例えば４個）の分割連結部材４０と１個の弾性樹脂部材４１とを備えている。連結部材３９は、金属製で、中空軸状の軸部３９ａと、軸部３９ａから半径方向外方へ放射状に突出された複数（例えば４個）の突出片３９ｂとを有している。また、分割連結部材４０は、金属製で、連結部材３９の周方向に隣り合う突出片３９ｂの間にそれぞれ配置可能に形成されている。分割連結部材４０には、軸方向（前後方向）に貫通するボルト挿通孔４０ａが形成されている。
【００２４】
また、弾性樹脂部材４１は、弾性変形可能な樹脂製のゴム状弾性材で形成されている。弾性樹脂部材４１は、４枚の筒状分割部４１ａと、筒状分割部４１ａの周方向の端縁部から半径方向外方へ放射状に突出された８枚の平板状部４１ｂと、周方向に隣り合う筒状分割部４１ａの相互間で周方向に隣り合う平板状部４１ｂの相互間に架設された４枚の扇形板状部４１ｃとを有している。弾性樹脂部材４１は、連結部材３９に対して嵌め込まれることにより一体化されている。すなわち、弾性樹脂部材４１の筒状分割部４１ａは、連結部材３９の軸部３９ａに対して周方向に隣り合う突出片３９ｂの間において嵌合されている。また、平板状部４１ｂは、連結部材３９の突出片３９ｂの周方向の両側面に重ねられている。また、扇形板状部４１ｃは、連結部材３９の突出片３９ｂの後端面に重ねられている。なお、連結部材３９に弾性樹脂部材４１が一体化されたものをダンパー本体４２という。
【００２５】
モータシャフト３２に樹脂ダンパー３８を設けるには、まず、モータシャフト３２に各分割連結部材４０が締結される。すなわち、各分割連結部材４０のボルト挿通孔４０ａに取付ボルト４３がそれぞれ挿通されかつその取付ボルト４３がモータシャフト３２のねじ穴３６に締め付けられる。取付ボルト４３には、例えば六角穴付きボルトが用いられている。続いて、周方向に隣り合う分割連結部材４０の間に、ダンパー本体４２の弾性樹脂部材４１の扇形板状部４１ｃが嵌合される。これにより、ダンパー本体４２の突出片３９ｂと分割連結部材４０との間に弾性樹脂部材４１の平板状部４１ｂがそれぞれ介在されている。このようにして、ダンパー本体４２が分割連結部材４０に組み合わされている。これにともない、モータシャフト３２に対して樹脂ダンパー３８が同軸上に配置される。また、分割連結部材４０と弾性樹脂部材４１の平板状部４１ｂとの円周方向の対向面は面接触状に当接又は近接されている。なお、分割連結部材４０は本明細書でいう「入力側の部材」に相当する。
【００２６】
図２に示すように、エンジン１２のクランクシャフト１９の接続軸部１９ａは、モータシャフト３２の一端部（後端部）内にスプライン嵌合されている。これにより、クランクシャフト１９とモータシャフト３２とが動力伝達可能に接続されている。また、クランクシャフト１９の前端部（接続軸部１９ａ側の端部）は、エンドプレート２７の中空孔内に所定の隙間を隔てて嵌合されている。
【００２７】
オイルポンプ１６のポンプシャフト２１の接続軸部２１ａは、樹脂ダンパー３８の連結部材３９の軸部３９ａ内にスプライン嵌合されている。これにより、樹脂ダンパー３８の連結部材３９とポンプシャフト２１とが動力伝達可能に接続されている。また、樹脂ダンパー３８の弾性樹脂部材４１は、モータシャフト３２とポンプシャフト２１との間に生じるトルク変動を弾性変形により吸収する。また、クランクシャフト１９、モータシャフト３２、樹脂ダンパー３８及びポンプシャフト２１は同一軸線回りに回転する。
【００２８】
モータシャフト３２と樹脂ダンパー３８の分割連結部材４０との間には、カバープレート４５が挟持されている。図４に示すように、カバープレート４５は、金属製で、段付き円板状形成されている。カバープレート４５は、円環板状の小径側円板部４５ａと、小径側円板部４５ａの外周部から前方へ延びる円筒状の筒状部４５ｂと、筒状部４５ｂの前端部から半径方向外方へ延出された円環板状の大径側円板部４５ｃとを同軸状に有している。小径側円板部４５ａには、複数（例えば４個）のボルト挿通孔４５ｄが周方向に等間隔で形成されている。ボルト挿通孔４５ｄは、モータシャフト３２のねじ穴３６と整合可能に配置されている。小径側円板部４５ａは、中空孔を有しない円板状に形成してもよい。図５はカバープレートを示す正面図、図６はカバープレートの一部を示す断面図である。
【００２９】
カバープレート４５の大径側円板部４５ｃの前側面には、多数の放熱フィン４６が放射状に一体形成されている。放熱フィン４６は、断面四角形状で、大径側円板部４５ｃの半径方向に直線状に延びている（図５及び図６参照）。放熱フィン４６は、円周方向に等間隔で配置されている。また、カバープレート４５は、良伝導性の材質、熱が伝導しやすいアルミニウムや銅等の金属材料で形成されている。また、カバープレート４５は、プレス成形、鍛造、鋳造等により形成されている。また、放熱フィン４６の断面形状、本数、サイズ等は適宜設定してよい。なお、カバープレート４５は本明細書でいう「プレート部材」に相当する。
【００３０】
図２に示すように、カバープレート４５の小径側円板部４５ａは、モータシャフト３２と各分割連結部材４０との間に配置され、かつ、モータシャフト３２に分割連結部材４０とともに取付ボルト４３により締結されている。これにより、モータシャフト３２と各分割連結部材４０との間にカバープレート４５が同軸状に固定されている。取付ボルト４３は、各分割連結部材４０のボルト挿通孔４０ａにそれぞれ挿通されている（図３参照）。
【００３１】
図３に示すように、カバープレート４５の筒状部４５ｂは、モータカバー２８の筒部２９内に所定の隙間を隔てて嵌合されている。筒状部４５ｂ内に、各分割連結部材４０が配置されている。また、大径側円板部４５ｃは、モータカバー２８の前側面に対して所定の隙間を隔てて平行状に対面されている。また、モータカバー２８とカバープレート４５との間には、ラビリンス構造の通気路４７が形成されている。通気路４７は、筒部２９と筒状部４５ｂとの間の円筒状の空間部４７ａと、モータカバー２８とカバープレート４５との対向面の間の円板状の空間部４７ｂとからなる。円筒状の空間部４７ａと円板状の空間部４７ｂとは、断面Ｌ字状に連通している。円筒状の空間部４７ａは、モータハウジング２５の内部空間（符号、３０を付す）に連通されている。また、通気路４７の半径方向外周側の円板状の空間部４７ｂは、オイルポンプ１６側の空間（内部空間２３及び開口孔２２ａ）を介して外部に連通されている（図２参照）。なお、円筒状の空間部４７ａは本明細書でいう「通気路の半径方向内周側の空間部」に相当する。また、円板状の空間部４７ｂは本明細書でいう「通気路の半径方向外周側の空間部」に相当する。
【００３２】
前記パワーユニット１０（図１参照）において、電動モータ１４が発電機として作動する場合には、エンジン１２が電動モータ１４とオイルポンプ１６の駆動源となり、電動モータ１４はバッテリを充電する。また、電動モータ１４が電動機として作動する場合には、エンジン１２と電動モータ１４のうちのすくなくとも電動モータ１４がオイルポンプ１６の駆動源となる。オイルポンプ１６は荷役用の油圧を発生する。また、バッテリは電動モータ１４及び走行用モータの電源となる。
【００３３】
また、モータカバー２８とカバープレート４５との間に形成された通気路４７を通じて、ロータ３５の回転にともな内部空冷が行われる。また、通気路４７は、ラビリンス構造に形成されているため、外部からモータハウジング２５の内部空間３０への異物の侵入が抑制される。また、ロータ３５のロータコアの鉄損により発生した熱がモータシャフト３２を介してカバープレート４５に入熱する。その熱は、電動モータ１４のモータシャフト３２とカバープレート４５が一体回転することにより、カバープレート４５の放熱フィン４６からオイルポンプ１６側の空間（内部空間２３及び開口孔２２ａ）を介して外部に放熱される。このため、モータシャフト３２から樹脂ダンパー３８への入熱が抑制される。
【００３４】
前記したフォークリフト用電動モータ１４によると、モータカバー２８とカバープレート４５との間にラビリンス構造の通気路４７が形成されている。このため、ロータ３５の回転にともなう内部空冷を可能としながらも、モータハウジング２５の内部空間３０への異物の侵入を抑制することができる。また、カバープレート４５に放熱フィン４６が設けられている。このため、モータシャフト３２と共にカバープレート４５が回転することにより、ロータ３５からモータシャフト３２を介してカバープレート４５に伝わる熱を放熱させることができる。これにより、モータシャフト３２から樹脂ダンパー３８への入熱を抑制することができる。
【００３５】
また、カバープレート４５の一部品によって、モータハウジング２５の内部空間３０への異物の侵入の抑制と、モータシャフト３２から樹脂ダンパー３８への入熱の抑制との両機能を担うことができる。このため、複雑な冷却機構を設ける構成と比べて、構成の簡素化を実現しながらも、電動モータ１４の信頼性を向上することができる。
【００３６】
また、放熱フィン４６は、カバープレート４５のオイルポンプ１６側の面すなわち前側面に形成されている。したがって、カバープレート４５の熱をオイルポンプ１６側の空間（内部空間２３及び開口孔２２ａ）を通じて外部へ効率良く放熱することができる。
【００３７】
また、モータシャフト３２には樹脂ダンパー３８の分割連結部材４０とともにモータカバー２８が締結されている。したがって、モータシャフト３２に分割連結部材４０とともにモータカバー２８を容易に組付けることができる。
【００３８】
［実施形態２］
実施形態２を説明する。本実施形態は、実施形態１のカバープレートに変更を加えたものであるから、その変更部分について説明し、重複する説明は省略する。図７はカバープレートの一部を示す断面図である。図７に示すように、本実施形態のカバープレート（符号、５０を付す）では、実施形態１の放熱フィン４６を省略し、プレス成形によって大径側円板部（符号、５０ｃを付す）の円周方向の断面が波形状に形成されている。これにより、カバープレート５０の両面に、円周方向に波形状をなす放熱フィン（符号、５１を付す）が形成されている。したがって、カバープレート５０の大径側円板部５０ｃの表面積を増大し、カバープレート５０の熱をオイルポンプ１６側の空間及び通気路４７を通じて外部へ効率良く放熱することができる。また、カバープレート４５を、例えば金属板のプレス成形により容易に形成することができる。
【００３９】
［他の技術的事項］
本発明は実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、本発明の電動モータ１４は、フォークリフトに限らず、油圧ショベル等の建設機械等にも適用することができる。また、電動モータ１４は、モータハウジング２５にモータシャフト３２を回転可能に支持する軸受を有するモータでもよい。また、樹脂ダンパー３８は、樹脂の働きによりトルク変動を吸収できる構造であれば、形状は分割タイプに限らず、一体型でもよい。また、放熱フィンは、カバープレートの熱を放熱する機能を有すればよく、その配置位置、形状、個数、サイズ等は、適宜変更してもよい。例えば、放熱フィンは、蛇腹形状としてもよい。また、モータシャフト３２にカバープレート４５を一体形成してもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１２…エンジン
１４…電動モータ（回転電機）
１６…オイルポンプ
１８…エンジンハウジング
１９…クランクシャフト（出力軸）
２１…ポンプシャフト（駆動軸）
２２…ポンプ支持部材（オイルポンプ側の部材）
２５…モータハウジング（ハウジング部材）
２８…モータカバー（カバー部材）
３１…ステータ
３２…モータシャフト（回転軸）
３５…ロータ
３８…樹脂ダンパー
４０…分割連結部材（入力側の部材）
４１…弾性樹脂部材
４５…カバープレート（プレート部材）
４７…通気路
４６…放熱フィン
５０…カバープレート（プレート部材）
５１…放熱フィン
【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】
0006583047.tif 000008