(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コモンレールインジェクタ（１）であって、
インジェクタハウジング（２）を有しており、該インジェクタハウジング（２）内の噴射孔（５）を開閉するための高圧室（６）内にストローク運動可能に配置されたノズルニードル（８）が配置されており、該ノズルニードル（８）が、一方の端面側で以って制御室（２０）を画成していて、他方の端面側で以って前記噴射孔（５）を開閉させるためにノズルボディシート（１０）と協働するようになっており、前記ノズルニードル（８）が、該ノズルニードル（８）の閉鎖方向に力により付勢されている第１のスリーブ状の支持部材（１４）と、前記ノズルニードル（８）の前記制御室に近い方の端面側の方向に配置された前記ノズルニードル（８）を取り囲む第２のスリーブ状の支持部材（１６）とを有しており、前記第２の支持部材（１６）が、前記ノズルニードル（８）の閉鎖方向で前記第１の支持部材（１４）から軸方向に間隔を保って配置されている形式のものにおいて、
前記第１のスリーブ状の支持部材（１４）または前記第２のスリーブ状の支持部材（１６）の互いに向き合うストッパ面（３３，３４）の少なくとも一方が、切欠（３６）を有している
ことを特徴とする燃料インジェクタ。
【請求項２】
前記第１のスリーブ状の部材（１４）の前記ストッパ面（３３）の切欠（３６）または前記第２のスリーブ状の部材（１６）の前記ストッパ面（３４）の前記切欠（３６）が、溝として構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の燃料インジェクタ。
【請求項３】
前記溝の横断面が、三角形の形状（１３６）、半円形の形状（２３６）または方形の形状（３３６）または台形の形状（４３６）を有している
ことを特徴とする請求項２に記載の燃料インジェクタ。
【請求項４】
前記溝が、互いに平行に（５３６）、かつ／または半径方向に（６３６）かつ／または円周に沿って（７３６）配置されている
ことを特徴とする請求項２または３に記載の燃料インジェクタ。
【請求項５】
前記溝が、湾曲されて（８３６）、かつ／または交差して（９３６）配置されている
ことを特徴とする請求項２から４までのいずれか１項に記載の燃料インジェクタ。
【請求項６】
２つの溝群（１０３６）が提供されており、これらの溝群の構成要素が互いに平行に配置されていて、前記溝群が互いに角度を成している
ことを特徴とする請求項２から５までのいずれか１項に記載の燃料インジェクタ。
【請求項７】
前記第１のスリーブ状の支持部材（１４）および前記第２のスリーブ状の支持部材（１６）がノズルボディ（３）内に配置されていて、前記ノズルニードル（８）の燃焼室から遠い方の端面側の方向で、前記ノズルボディ（３）にインジェクタボディ（４）が接続されている
ことを特徴とする請求項１に記載の燃料インジェクタ。
【請求項８】
前記第２のスリーブ状の支持部材（１６）の前記制御室に面した端面側が前記インジェクタボディ（２）に固定されている
ことを特徴とする請求項７に記載の燃料インジェクタ。
【請求項９】
前記第２のスリーブ状の支持部材（１６）が複数の部分より構成されている
ことを特徴とする請求項１、７または８のいずれか１項に記載の燃料インジェクタ。
【請求項１０】
リターンスプリング（１５）が設けられており、該リターンスプリング（１５）が、前記第１のスリーブ状の支持部材（１４）に、前記ノズルボディシート（１０）の方向に戻し力を加える
ことを特徴とする請求項１、７，８または９のいずれか１項に記載の燃料インジェクタ。
【請求項１１】
前記リターンスプリング（１５）が、前記第１のスリーブ状の支持部材（１４）と前記第２のスリーブ状の支持部材（１６）との間に、プリロードがかかっている状態で配置されている
ことを特徴とする請求項１０に記載の燃料インジェクタ。
【請求項１２】
前記ノズルニードル（８）の開放ストロークを制限するために、前記第１のスリーブ状の支持部材（１４）および前記第２のスリーブ状の支持部材（１６）の互いに向き合うストッパ面（３３，３４）が、前記ノズルニードル（８）の最大開放ストローク時に互いに当接し合い、それによって噴射孔（５）が開放され、この際に、前記ノズルニードル（８）の最大開放ストロークが、前記ノズルニードル（８）の閉鎖位置における前記第１のスリーブ状の支持部材（１４）および前記第２のスリーブ状の支持部材（１６）の互いに向き合う前記ストッパ面の間隔（３５）によって規定されている
ことを特徴とする請求項１，７，８，９または１０のいずれか１項に記載の燃焼インジェクタ。
【請求項１３】
前記ノズルニードル（８）が環状に延びる半径方向の段部（３２）を有し、
前記第１のスリーブ状の支持部材（１４）が、前記ノズルニードル（８）の環状に延びる半径方向の段部（３２）に軸方向で当接している
ことを特徴とする請求項１，７または８のいずれか１項に記載の燃料インジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念部に記載した、内燃機関の燃焼室内に燃料を噴射するための燃料インジェクタ、特にコモンレールインジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
このような形式の燃料インジェクタ、特にコモンレールインジェクタは、特許文献１若しくは、まだ公開されていない特許文献２により公知である。インジェクタハウジングのノズルボディ内に高圧室が形成されている。さらにインジェクタボディ内に弁部材が配置されており、このインジェクタボディは、ノズルニードルの、噴射孔とは反対側の端部を受けている。ノズルニードルはリターンスプリングによって閉鎖方向に力により付勢されており、この場合、ノズルニードルはノズルボディシートと協働し、それによって少なくとも１つの噴射孔を開放および閉鎖する。さらに、ノズルニードルは環状に延びる半径方向の段部を有しており、この段部に第１のスリーブ状の支持部材が載っていて、この第１のスリーブ状の支持部材はリターンスプリングによってノズルニードルの閉鎖方向に力により付勢されている。この場合、リターンスプリングはその他方の端部で以って第２のスリーブ状の支持部材に支えられており、この第２のスリーブ状の支持部材はノズルニードルの燃焼室から遠い方の端面側に配置されている。ノズルニードルの最大開放ストロークを制限するために、第１のスリーブ状の支持部材および第２のスリーブ状の支持部材の互いに向き合うストッパ面は互いに間隔を保っており、この場合、間隔３５は、ノズルニードルの閉鎖位置で最大開放ストロークを規定する。
【０００３】
ノズルニードルの開放位置で、第１のスリーブ状の支持部材のストッパ面は、第２のスリーブ状の支持部材のストッパ面に当接する。これは、２つのストッパ面の流体固着を生ぜしめ得る。これによってニードル閉鎖運動が減速され、その結果、不正確な噴射が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２００９００１７０４号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１０２０１４２０９９９７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、請求項１の上位概念部に記載した燃料インジェクタ、特にコモンレール一つの方法でインジェクタを改良して、ノズルニードルのより確実かつより迅速な閉鎖およびひいては燃焼室内に達する燃料量のより精確な調量を可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題は、本発明の燃料インジェクタによれば、燃料インジェクタがインジェクタハウジングを有しており、該インジェクタハウジング内の、少なくとも１つの噴射孔を開閉するための高圧室内に、ストローク運動可能に配置されたノズルニードルが配置されており、該ノズルニードルが、一方の端面側で以って制御室を画成していて、他方の端面側で以って前記噴射孔を開閉させるためにノズルボディシートと協働するようになっていることによって解決される。この場合、ノズルニードルは、このノズルニードルの閉鎖方向に力により付勢されている第１のスリーブ状の支持部材と、さらにノズルニードルの、制御室に近い方の端面側の方向に配置された、ノズルニードルを取り囲む第２のスリーブ状の支持部材とを有しており、第２の支持部材が、ノズルニードルの閉鎖方向で第１の支持部材から軸方向に間隔を保って配置されている。この場合、第１のスリーブ状の支持部材または第２のスリーブ状の支持部材の互いに向き合うストッパ面の少なくとも一方が、少なくとも１つの切欠を有している。言い換えれば、２つのスリーブ状の支持部材の互いに向き合うストッパ面は、接触面が減少されるような形式で少なくとも１つの切欠を備えている。これによって、可能な密着力が低下し、流体固着を阻止することができる。このような形式で、ノズルニードルは減速することなしに、より迅速に閉鎖することができる。さらに、ノズルニードルのより迅速な閉鎖過程によって、燃焼室内への燃料のあとだれが避けられ、それによってディーゼルエンジンの有害物質限界値の維持に寄与する。
【０００７】
本発明のその他の好適な発展形態は、従属請求項に記載されている。
【０００８】
本発明の好適な発展形態によれば、第１のスリーブ状の支持部材のストッパ面、または第２のスリーブ状の支持部材のストッパ面の少なくとも１つの切欠が、溝として構成されている。このような発展形態は、切欠を、第１のスリーブ状の支持部材または第２のスリーブ状の支持部材のストッパ面内に容易に形成することができる、という利点を有している。この場合、好適な形式で、溝横断面は、三角形の形状、半円形の形状または四角形の形状、特に方形の形状または台形の形状に構成されていることが意図されていてよい。このような様々な溝形状は、形状に応じて、第１のスリーブ状の支持部材および第２のスリーブ状の支持部材のそれぞれのストッパ面の材料をわずかに除去することにより、より小さい接触面を可能にし、従ってノズルニードルの閉鎖過程中に、より迅速な相互分離を促進する、という利点を有している。
【０００９】
さらに、好適な形式で、溝は、互いに平行に、かつ／または半径方向にかつ／または円周に沿って配置されていてよい。さらに、湾曲された、または交差した、溝の配置が設けられてよい。また、溝は複数のいわゆる溝群にまとめられてよく、これらの溝群の構成要素が互いに平行に配置されているかまたは互いに角度を成していてよい。これは、非常に簡単に例えば研削砥石によって製作することができる。
【００１０】
本発明の別の実施態様によれば、好適には、第１のスリーブ状の支持部材もまた第２のスリーブ状の支持部材も、ノズルボディ内に配置されており、このノズルボディに、ノズルニードルの、燃焼室から遠い方の端面側の方向でインジェクタボディが接続されている。これによって、ノズルボディは、コンパクトに、ひいては場所をとらずに構成することができる。
【００１１】
本発明の別の好適な実施態様によれば、より簡単な組み立てと共に、それぞれ固有の構成部材内で第２のスリーブ状の支持部材の個別の機能を実現するために、第２のスリーブ状の支持部材が複数の部分より構成されている。従って、第２のスリーブ状の支持部材のストッパ面としてストッパリングが用いられ、このストッパリングに、第２のスリーブ状の支持部材の第２の構成要素としての調整リングが当接し、この調整リングはその寸法によってノズルニードルの最大開放ストロークを制限することが意図される。従って、ストッパリングのためにおよび第２のスリーブ状の支持部材の調整リングのために様々な材料を使用することもでき、それによって、燃料インジェクタ内におけるストッパリングおよび調整リングの機能に適合した長い耐用年数が保証される。さらに、第２のスリーブ状の支持部材を複数の部分より構成することによって、第２のスリーブ状の支持部材の構成要素のうちの１つが摩耗したときに、この摩耗した構成要素だけを交換する、簡単かつ安価な可能性が保証される。
【００１２】
本発明の別の実施態様によれば好適には、リターンスプリングが設けられており、このリターンスプリングが、第１のスリーブ状の支持部材に、ノズルボディシートの方向に戻し力を加えるようになっており、これによって、閉鎖位置において燃料が少なくとも１つの噴射孔を介して燃焼室内に流入することはない。このように、ノズルニードルを閉鎖方向で力によって負荷することにより、ノズルニードルの制御の考えられる中断時に、ノズルニードルを閉鎖方向に移動させ、内燃機関の燃焼室内への不都合な燃料噴射を阻止することもできる。この場合、リターンスプリングは、プリロードがかかっている状態で第１のスリーブ状の支持部材と第２のスリーブ状の支持部材との間に配置されている。
【００１３】
本発明の考え方の構造的な発展形態によれば、ノズルニードルの閉鎖位置における第１のスリーブ状の支持部材および第２のスリーブ状の支持部材の互いに向き合うストッパ面の間隔３５によって、ノズルニードルの最大開放ストロークが規定されている。この、第１のスリーブ状の支持部材および第２のスリーブ状の支持部材の互いに向き合うストッパ面は、ノズルニードルの最大開放時に互いに当接し合い、それによってノズルニードルの開放ストロークを制限する。
【００１４】
燃料インジェクタの別の有利な実施態様によれば、ノズルニードルが環状に延びる半径方向の段部を有しており、この段部が、第１のスリーブ状の支持部材の載設部として用いられることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明による燃料インジェクタの縦断面図である。
【図２】第１のスリーブ状の支持部材および第２のスリーブ状の支持部材において優れている、ノズルニードルの最大開放ストロークを規定する装置の領域内における、図１に示した燃料インジェクタの部分領域を示す図である。
【図３】第１のスリーブ状の支持部材の斜視図である。
【図４】調整リングおよびストッパリングを備えた、複数の部分より構成された第２のスリーブ状の支持部材の斜視図である。
【図５】溝の様々な形状を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明のその他の利点、特徴および詳細は、以下の好適な実施例の説明並びに図面に記載されている。
【００１７】
図面では、同じ機能を有する構成要素には同じ符号がつけられている。
【００１８】
図１は、燃料インジェクタ１、ここではコモンレールインジェクタが示されており、このコモンレールインジェクタは、燃料を、内燃機関、特に自己着火式内燃機関の図示していない燃焼室内に噴射するために使用される。燃料インジェクタ１は複数の部分より成るインジェクタハウジング２を有していて、このインジェクタハウジング２は、ノズルボディ３並びに、このノズルボディ３に接続されたインジェクタボディ４を有している。ノズルリテイニングナット５０によって、ノズルボディ３とインジェクタボディ４との間の気密な接続が形成される。インジェクタハウジング２内に高圧室６が形成されており、この高圧室６はノズルボディ３内まで延在していて、このノズルボディ３内で、段付けされた長手方向孔によって高圧室６が形成されている。燃料を内燃機関の燃焼室内に噴射するために、ノズルボディ３は、燃焼室に向いた側に、圧力室から延びる少なくとも１つの噴射孔５を有している。高圧室６は、インレット通路５１を介して、システム圧力下にある燃料で満たすことができる。図示の実施例では、インレット通路５１は、高圧室６の中央領域で燃料インジェクタ１の長手方向軸線７に対して垂直に形成されている。
【００１９】
高圧室６内に、ピストン状のノズルニードル８がその長手方向でストローク運動可能に配置されている。図１は、ノズルボディ３内に形成された少なくとも１つの噴射孔５を閉鎖するノズルニードル８の閉鎖位置を示す。このために、ノズルボディ３の内側にノズルボディシート１０が形成されており、このノズルボディシート１０とノズルニードル８とが協働する。噴射孔５を開放するために、ノズルニードル８がノズルボディシート１０から持ち上がり、それによって高圧室６から少なくとも１つの噴射孔５を介して内燃機関の燃焼室内への燃料の流れを可能にする。
【００２０】
ノズルニードル８はノズルモジュール５４の構成部分であり、このノズルモジュール５４は、燃焼室から遠い方の端面側にピン状のバルブピストン１３を有している。ノズルニードル８とバルブピストン１３とは、中間部材５５を介して互いに、例えばレーザ溶接によって結合されている。この場合、ノズルニードル８は閉鎖位置でノズルボディシート１０内に支承されていて、電磁石２６によって、２重矢印５３で示されているように長手方向で可動である。ノズルニードル８の領域内で、ノズルモジュール５４は第１のスリーブ状の支持部材１４と第２のスリーブ状の支持部材１６とを有しており、この場合、第１のスリーブ状の支持部材１４と第２のスリーブ状の支持部材１６との間に、押圧方向に付勢されたリターンスプリング１５が配置されている。図２には、図１に示した燃料インジェクタの部分領域が示されており、この部分領域は、第１のスリーブ状の支持部材１４と中間支承されたリターンスプリング１５と第２のスリーブ状の支持部材１６とを有するノズルニードル８の領域を拡大して示す。
【００２１】
インジェクタハウジング２は、ノズルモジュール５４の、燃焼室とは反対側に弁部材１８を有しており、この弁部材１８は、バルブピストン１３に向いた側に盲孔１９を有している。バルブピストン１３はその端部領域が盲孔１９内に侵入する。バルブピストン１３と盲孔１９とは制御室２０を画成しており、この制御室２０は、インレット孔２１を介して高圧室６に流体接続されている。弁部材１８内に形成された、燃料インジェクタ１の低圧領域２３内への流出絞り２２は、制御室２０の液圧的な放圧を可能にし、この場合、流出絞り２２は流出通路５２に接続されていて、この流出通路５２は、インジェクタハウジング２の、インレット通路５１とは反対側に配置されている。
【００２２】
制御室２０と低圧領域２３とを、液圧式に互いに分離するために、流出絞り２２は、制御弁２４の一部である球状の弁部材２４によって閉鎖され得る。球状の弁部材２４は磁石可動子に懸架されているので、弁２４の制御は電磁石２６を介して行われる。磁石に電流供給することによって、流出絞り２２から弁部材２４の引き離しが開始される。これによって、制御室２０と低圧領域２３とは互いに流体接続され得る。これによって制御室２０内の圧力が低下し、結果としてノズルニードル８の液圧式の閉鎖力が低下する。従って、ノズルニードル８は、長手方向でノズルニードル８に作用する、高圧室６内の力によって移動する。これによって、この時点で開放されている少なくとも１つの噴射孔５を介して燃料が内燃機関の燃焼室内に流入することができる。
【００２３】
第１のスリーブ状の支持部材１４は、図２に示されているように、ノズルニードル８の、環状に延びる半径方向の段部３２上に載っている。第１のスリーブ状の支持部材１４にリターンスプリング１５を中間支承させて配置された第２のスリーブ状の支持部材１６は、第１のスリーブ状の支持部材と共に、ノズルニードル８の最大開放ストロークのための制限部を形成している。ノズルニードル８の最大開放ストロークにおいて、第１のスリーブ状の支持部材１４および第２のスリーブ状の支持部材１６の互いに向き合うストッパ面３３，３４は互いに当接し合う。これによって、最大開放ストロークは、第１のスリーブ状の支持部材１４および第２のスリーブ状の支持部材１６の互いに向き合うストッパ面３３，３４の軸方向間隔３５によってノズルニードル８の閉鎖位置で規定されている。リターンスプリング１４の機能は、燃料インジェクタの遮断された状態でも内燃機関の燃焼室内に燃料が流入するのを避けるために、ノズルニードル８を少なくとも１つの噴射孔５の方向でノズルボディシート１０に押圧することである。
【００２４】
図３は、第１のスリーブ状の支持部材１４の一体的な構成部材としての可能な実施例を示す。この場合、第１のスリーブ状の支持部材１４のストッパ面３３の数箇所に切欠３６が形成されており、これらの切欠３６については、後続の説明で詳しく記載されている。第２のスリーブ状の支持部材１６は複数の部分より成る構造を有している。図４には、第２のスリーブ状の支持部材１６の２つの部分からなる構成部分としての可能な実施例が示されており、この２つの部分からなる構成部分は、燃料のための貫通孔３７を備えた調整リング５６と、この調整リング５６に配置されたストッパリング３８とを有している。調整リング５６は、ノズルニードル８の最大開放ストロークの制限を規定し、かつインジェクタ内への組み込み位置でノズルニードル８によって軸方向で完全に貫通されている、第２のスリーブ状の支持部材１６の構成部分を形成している。ストッパリング３８は、調整リング５６とは反対の側に環状に延びる半径方向のフランジ５７を有しており、この場合、フランジ５７は、リターンスプリング１５のための支持部として用いられる。第１のスリーブ状の支持部材１４も、また第２のスリーブ状の支持部材１６並びにリターンスプリング１５も、ノズルニードル８が中間部材５５に溶接される前に、ノズルニードル８に取り付けられる。ノズルニードル８および中間部材５５の直径が異なっていることによって、第１のスリーブ状の支持部材１４と第２のスリーブ状の支持部材１６とリターンスプリング１５とが、ノズルモジュール５４に分離不能に結合されるようになる。
【００２５】
第１のスリーブ状の支持部材１４および第２のスリーブ状の支持部材１６のストッパ面３３，３４は、既に図３に示されているように、少なくとも１つの切欠３６を有しており、この切欠３６は溝形状３９によって形成されている。これにより、第１のスリーブ状の支持部材１４と第２のスリーブ状の支持部材１６のストッパ面３３，３４は、ノズルニードル８の開放位置で互いに面状に当接し合うことはなく、それによって密着力が低下される。低い密着力によって、第１のスリーブ状の支持部材１４および第２のスリーブ状の支持部材１６のストッパ面３３，３４の、互いのより迅速な引き離し、およびひいてはノズルニードル８のより精確な閉鎖が可能であり、少なくとも１つの噴射部５を介しての燃焼室内への燃料の意図しない後噴射が可能である。さらに、第１のスリーブ状の支持部材１４および／または第２のスリーブ状の支持部材１６のストッパ面３３，３４内の切欠３６は、球状の弁部材２４の閉鎖後に、高圧下の燃料をこれらの切欠３６内に精確に流入させることを可能にし、それによってさらに、第１のスリーブ状の支持部材１４および第２のスリーブ状の支持部材１６のストッパ面３３，３４の分離を加速させる。
【００２６】
切欠３６は、様々な横断面を有している。図５は、三角形の形状１３６（図５ｅ）、半円形の形状２３６（図５ｂ）または四角形の形状、特に方形の形状３３６（図５ａ）または台形の形状４３６（図５ｃおよび図５ｄ）の、溝横断面の可能な実施例が示されている。さらに、図６は、第１のスリーブ状の支持部材１４または第２のスリーブ状の支持部材１６のストッパ面３３，３４の平面図で、互いに平行に配置５３６（図６ａ）および／または半径方向に配置６３６（図６ｃ）、および／または支持部材の円周に沿って配置７３６（図６ｅ）された溝を示す。さらに、これらの溝は、図６ｄに示されているように湾曲された形状８３６または交差した形状９３６（図６ｅ）を有している。さらに、図６ｂに示されているように、少なくとも２つの溝群１０３６が設けられてよく、この場合、これらの溝群の構成要素は、互いに平行に配置されていて、様々な溝群１０３６より成る構成要素が互いに角度を成している。
【００２７】
図示の溝の実施例は、第１のスリーブ状の支持部材１４および第２のスリーブ状の支持部材１６のストッパ面３３，３４の迅速な分離の最適化のために用いられ、第１のスリーブ状の支持部材１４および第２のスリーブ状の支持部材１６のそれぞれのストッパ面３３または３４の組み合わせも使用可能である。
【００２８】
これらすべての実施例の他に、前述の溝形状３９と同じ機能を満たし、また例えば第１のスリーブ状の支持部材１４および第２のスリーブ状の支持部材１６のストッパ面３３，３４の粗さを保証するその他の溝形状３９も可能である。
【００２９】
第１のスリーブ状の支持部材１４および第２のスリーブ状の支持部材１６のストッパ面３３，３４の接触面を減少させるために、例えば切削、研削またはエンボシング等の従来の方法が使用されてよい。材料をレーザにより除去することも可能である。
【符号の説明】
【００３０】
１  燃料インジェクタ
２  インジェクタハウジング
３  ノズルボディ
４  インジェクタボディ
５  噴射孔
６  高圧室
８  ノズルニードル
１０  ノズルボディシート
１４  第１のスリーブ状の支持部材
１５  リターンスプリング
１６  第２のスリーブ状の支持部材
１９  盲孔
２０  制御室
３２  半径方向の段部
３３，３４  ストッパ面
３５  軸方向間隔
３６  切欠
１３６  三角形の形状
２３６  半円形の形状
３３６  方形の形状
４３６  台形の形状
５３６  互いに平行な配置
６３６  半径方向の配置
７３６  円周に沿った配置
８３６  湾曲された形状
９３６  交差した形状
１０３６  溝群
【図１】
0006496458.tif 000002
【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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