(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水上船舶（１）のエンジン（２）とスクリュー（３）との間でトルクを伝達する駆動軸（５０２）と、
前記駆動軸（５０２）を囲むハウジング（５０５）と、
を備えたスクリュー駆動アセンブリ（５）であって、
前記駆動軸（５０２）とは別に、第１の要素（５１１）及び第２の要素（５１２）を備え、前記第１の要素が前記第２の要素（５１２）の第１のボア（５１３）を通って延び、
前記第１の要素（５１１）及び前記第２の要素（５１２）の一方が前記駆動軸（５０２）に固定され、前記第１の要素（５１１）及び前記第２の要素（５１２）の他方が前記ハウジング（５０５）に対して動かないように配置され、
前記駆動軸（５０２）に固定された前記第１の要素（５１１）及び前記第２の要素（５１２）の一方が、前記第１のボア（５１３）において、前記第１のボア（５１３）に沿った第１の螺旋部を形成する第１の細長いキャビティ（５２１）を提供して、前記第１の要素（５１１）及び前記第２の要素（５１２）の他方と共にスクリューポンプを形成し、
前記駆動軸（５０２）が、前記駆動軸（５０２）の内部でこれと同心に延びる第２のボアを提供し、
前記第２の要素（５１２）が前記駆動軸（５０２）に固定される、
ことを特徴とするスクリュー駆動アセンブリ。
【請求項２】
前記駆動軸（５０２）が水平でない、
ことを特徴とする請求項１に記載のスクリュー駆動アセンブリ。
【請求項３】
前記第１のボア（５１３）が前記駆動軸（５０２）と同心である、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のスクリュー駆動アセンブリ。
【請求項４】
前記第２の要素（５１２）の外面が前記第２のボアの内面に当接する、
ことを特徴とする請求項１に記載のスクリュー駆動アセンブリ。
【請求項５】
前記第２の要素（５１２）が前記駆動軸（５０２）に圧入される、
ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載のスクリュー駆動アセンブリ。
【請求項６】
前記第１の要素が前記第２のボアの内部でこれに沿って少なくとも部分的に延びる、
ことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載のスクリュー駆動アセンブリ。
【請求項７】
前記ハウジング（５０５）に対して動かないように配置された、前記第１の要素（５１１）及び前記第２の要素（５１２）の一方が、前記第１のボア（５１３）において、前記第１のボア（５１３）に沿った第２の螺旋部を形成する第２の細長いキャビティ（５２２）を提供し、前記第１の螺旋部及び前記第２の螺旋部の一方が左回り、前記第１の螺旋部及び前記第２の螺旋部の他方が右回りである、
ことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載のスクリュー駆動アセンブリ。
【請求項８】
前記第１の要素（５１１）が、前記ハウジング（５０５）に対して動かないように配置されると共に着脱可能に配置されて、潤滑油のオイルゲージ機能を提供する、
ことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１つに記載のスクリュー駆動アセンブリ。
【請求項９】
水上船舶（１）のエンジン（２）とスクリュー（３）との間でトルクを伝達する駆動軸（５０２）を備えたスクリュー駆動アセンブリ（５）であって、
第１のデバイス（５１１）及び第２のデバイス（５０２，５１２）を含み、
前記第２のデバイス（５０２，５１２）が前記駆動軸（５０２）を含み、前記第２のデバイス（５０２，５１２）が前記駆動軸（５０２）の内部でこれと同心に延びるボア（５１３）を提供し、
前記第１のデバイス（５１１）が、前記ボア（５１３）を通って延びて、ハウジング（５０５）に対して動かないように配置され、
前記第２のデバイス（５０２，５１２）が、前記ボア（５１３）において、前記ボア（５１３）に沿った螺旋部を形成する細長いキャビティ（５２１）を提供して、前記第１のデバイス（５１１）と共に、前記駆動軸（５０２）によって駆動されるように構成されたスクリューポンプを形成し、
前記駆動軸（５０２）が、前記駆動軸（５０２）の内部でこれと同心に延びる第２のボアを提供し、
前記第２のデバイス（５１２）が前記駆動軸（５０２）に固定される、
ことを特徴とするスクリュー駆動アセンブリ。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９のいずれか１つに記載されたスクリュー駆動アセンブリを備えた水上船舶。
【請求項１１】
第１の要素（５１１）及び第２の要素（５１２）を備え、前記第１の要素（５１１）が前記第２の要素（５１２）のボア（５１３）を通って延びるように配置されたスクリューポンプであって、
前記第２の要素（５１２）が、前記ボア（５１３）において、前記ボア（５１３）に沿った第１の螺旋部を形成する第１の細長いキャビティ（５２１）を提供し、
前記第２の要素（５１２）が水上船舶（１）のエンジン（２）とスクリュー（３）との間でトルクを伝達する駆動軸（５０２）に固定されるように構成され、
前記第１の要素（５１１）が前記駆動軸（５０２）を囲むハウジング（５０５）に対して動かないように配置され、
前記駆動軸（５０２）が、前記駆動軸（５０２）の内部でこれと同心に延びる第２のボアを提供し、
前記第２の要素（５１２）が前記駆動軸（５０２）に固定される、
ことを特徴とするスクリューポンプ。
【請求項１２】
前記第２の要素（５１２）が前記駆動軸（５０２）とは別のエレメントとして設けられるように構成された、
ことを特徴とする請求項１１に記載のスクリューポンプ。
【請求項１３】
前記第２の要素（５１２）が前記駆動軸（５０２）に圧入されるように構成された、
ことを特徴とする請求項１１又は請求項１２に記載のスクリューポンプ。
【請求項１４】
前記第２の要素（５１２）が、前記駆動軸（５０２）によって提供された第２のボアの内部で固定され、前記駆動軸（５０２）の内部でこれと同心に延びるように構成された、
ことを特徴とする請求項１１〜請求項１３のいずれか１つに記載のスクリューポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクリュー駆動アセンブリに関する。スクリュー駆動アセンブリは、水上船舶のエンジンとスクリューとの間でトルクを伝達する駆動軸と、駆動軸を囲むハウジングと、を備えている。本発明はまた、水上船舶及びスクリューポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
水上船舶のエンジンとスクリューとの間でトルクを伝達する駆動軸を有するスクリュー駆動アセンブリは、一般的に、アセンブリ内の可動部を潤滑する潤滑油を保持している。重力に対抗するため、そのようなアセンブリは、アセンブリの下部から上部へと潤滑油を移動させる装置を含むことができる。米国特許出願公開第２０１３／２７３７９２号明細書及び米国特許出願公開第２０１２／３２９３４６号明細書は、スクリュー駆動アセンブリ内のスクリューポンプを開示しており、水平でない駆動軸には、駆動軸に沿って潤滑油を上方に圧送する、外部のねじ形状が設けられている。そのような解決策の問題点は、多くの要求に応じて設計されなければならない駆動軸には、外部のねじ形状がさらに設けられなければならず、駆動軸の製造をより困難かつ高価にすることである。
【０００３】
米国特許第８８６４５３７号明細書は、駆動軸とその通路内に配設された動かないポンプハウジングとによってポンプが形成された、スクリュー駆動アセンブリを開示している。このポンプハウジングは、めねじを定義し、駆動軸が回転すると、潤滑油がめねじの内部を上昇する。この解決策の欠点は、めねじが動かない部分に設けられ、かつ、ポンプの可動部が滑らかな表面を有しているため、ポンプが低効率であることである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、水上船舶のスクリュー駆動アセンブリにおいて、低い圧送要求のために加えられる製造の複雑さを維持したまま、潤滑油を高い圧送効率で圧送可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、
水上船舶のエンジンとスクリューとの間でトルクを伝達する駆動軸と、
駆動軸を囲むハウジングと、
を備えたスクリュー駆動アセンブリであって、
駆動軸とは別に、第１の要素及び第２の要素をさらに備え、第１の要素が第２の要素の第１のボアを通って延び、
第１の要素及び第２の要素の一方が駆動軸に固定され、第１の要素及び第２の要素の他方がハウジングに対して動かないように配置され、
駆動軸に固定された第１の要素及び第２の要素の一方が、第１のボアにおいて、第１のボアに沿った第１の螺旋部を形成する第１の細長いキャビティを提供し、第１の要素及び第２の要素の他方と共にスクリューポンプを形成する、
スクリュー駆動アセンブリによって達成される。
【０００６】
従って、アルキメデスのスクリューポンプと称されるスクリューポンプがスクリュー駆動アセンブリに設けられ、このポンプが、駆動軸に沿って潤滑油を上方に圧送するように配置される。これは、通常の運転中並びに航行中、即ち、エンジンが停止しているが、例えば、他のエンジン及び他のスクリューの推進によって船舶が前進しているときに役立つ。従って、航行中、水中で船舶を推進させると同時に、エンジンが停止している間に、駆動軸をスクリューによって駆動することができ、駆動軸によってポンプを駆動することができる。航行中、例えば、ベアリング、クラッチディスク及び／又はシールにおいて、摩擦によって熱が発生する可能性があり、スクリューポンプによって提供された潤滑油の移送は、そのような加熱を妨げると共に潤滑を行う。
【０００７】
第１の要素及び第２の要素は、スクリューポンプを形成すると共に、駆動軸とは別に、即ち、駆動軸に加えて設けられているので、駆動軸を含むスクリュー駆動アセンブリの他の部品とは別に製造され、例えば、以下に例示するように、スクリュー駆動アセンブリの残りの部品と結合させることができる。それによって、第１の要素及び第２の要素に対する材料要件（material requirements）は、駆動軸要件（driveshaft requirements）を考慮する必要がなく、製造コストを非常に低くすることができる。
【０００８】
また、第１の要素及び第２の要素の一方が、駆動軸に固定され、第１の螺旋部を形成する第１の細長いキャビティを提供して、第１の要素及び第２の要素の他方と共にスクリューポンプを形成するので、第１の螺旋部が駆動軸と共に移動する。これにより、スクリューポンプの高い効率が保証される。第１の螺旋部のピッチは、特定の実施形態に適合する潤滑油の流量及び圧力に対して最適化することができる。
【０００９】
第２の要素の第１のボアを通って延びる第１の要素、並びに第１の要素及び第２の要素の一方が第１の螺旋部を提供するので、第１の要素及び第２の要素は、他のスクリュー駆動アセンブリの部品とは別のアイテムとして、スクリューポンプの構成部品となり、製造を容易にする可能性を再び保証する。本発明は、スクリュー駆動アセンブリに対する設計変更なし又はほんの僅かで、初期のスクリュー駆動アセンブリの設計にポンプを追加することを可能にし、スクリュー駆動アセンブリにポンプをレトロフィットすることさえ可能である。従って、本発明は、効率及び製造の利益の両方を提供する。
【００１０】
スクリュー駆動アセンブリは、２つ以上の駆動軸を含むことができることが理解される。また、本発明は、スクリュー駆動アセンブリの任意の駆動軸とは別に、第１の要素及び第２の要素を提供する。
【００１１】
本発明の利点は、例えば、垂直など、駆動軸が水平でない場合に特に高い。しかしながら、本発明は、駆動軸の任意の向きに適用可能である。
【００１２】
好ましくは、第１のボアは、駆動軸と同心である。それによって、駆動軸によってポンプを駆動しながら、第１の要素及び第２の要素の相互作用が容易になる。
【００１３】
本発明は、駆動軸がその内部で同心に延びる第２のボアを提供する場合に、実施することができる。それによって、第２の要素が駆動軸に固定されれば、駆動軸の内部に第２の要素を容易に配置することができ、第２の要素の外面が第２のボアの内面に当接する。有利なことには、第２の要素が駆動軸に圧入される。第１の要素は、第２のボアの内部でこれに沿って少なくとも部分的に延びることができる。従って、駆動軸とは別に製造することができるポンプの駆動軸による駆動は、最小限の部品で行うことができる。即ち、駆動軸の運動をポンプに伝達するために、追加の部品が必要でない。また、駆動軸の第２のボアに第２の要素を配置することによって、第２のボアを通って潤滑油を圧送するのに有利な位置にポンプが配置され、駆動軸の直径がポンプ装置によって制限されなくなる。
【００１４】
第１の要素は、本明細書では第１のデバイスとも称され、駆動軸と第２の要素との組み立てられた組み合わせは、本明細書では第２のデバイスとも称される。
【００１５】
いくつかの実施形態では、ハウジングに対して動かないように配置された、第１の要素及び第２の要素の一方は、第１のボアにおいて、第１のボアに沿った第２の螺旋部を形成する第２の細長いキャビティを提供し、第１の螺旋部及び第２の螺旋部の一方は左回りであり、第１の螺旋部及び第２の螺旋部の他方は右回りである。圧送量を増やす逆向きのキャビティが提供されるので、第２の螺旋部は、スクリューポンプの圧送能力を向上させる。
【００１６】
いくつかの実施形態では、第１の要素がハウジングに対して動かないように配置される場合、第１の要素が着脱可能に配置され、潤滑油のオイルゲージ機能を提供する。これによって、例えば、ロッドとして提供された、細長い第１の要素は、スクリューポンプの一部を形成すると共に、例えば、保守点検中に、潤滑油のレベルをチェックするという二重の目的に役立つ。これによって、スクリュー駆動アセンブリの複雑さをさらに低減することができる。
【００１７】
この目的はまた、水上船舶のエンジンとスクリューとの間でトルクを伝達する駆動軸を備えたスクリュー駆動アセンブリであって、
第１のデバイス及び第２のデバイスを含み、
第２のデバイスが駆動軸を含み、第２のデバイスが駆動軸の内部でこれと同心に延びるボアを提供し、
第１のデバイスが、ボアを通って延び、ハウジングに対して動かないように配置され、
第２のデバイスが、ボアにおいて、ボアに沿った螺旋部を形成する細長いキャビティを提供して、第１のデバイスと共に、駆動軸によって駆動されるように構成されたスクリューポンプを形成する、
スクリュー駆動アセンブリによって達成される。
【００１８】
第２のデバイスに駆動軸を含ませ、第２のデバイスのボアに螺旋部を設け、かつ、駆動軸のボアを通って延びるように第１のデバイスを配置することによって、ボアを通って潤滑油を圧送するのに有利な位置にスクリューポンプが設けられる。また、これによって、駆動軸の直径がポンプ装置によって制限されないようにすることができる。第１のデバイスは、本明細書では、第１の要素と称されるものであってもよく、第２のデバイスは、駆動軸と本明細書で第２の要素と称されるものの組み立てられた組み合わせであってもよい。しかしながら、本発明のこの態様は、細長いキャビティが駆動軸に形成された単一の部品として製造されたユニットとして、第２のデバイスを提供することができる。
【００１９】
この目的はまた、請求項１２に記載の水上船舶によって達成される。この目的はまた、請求項１３〜請求項１６のいずれか１つに記載のスクリューポンプによって達成される。
【００２０】
本発明のさらなる利点及び有利な特徴は、以下の説明で開示される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
添付の図面を参照し、複数の例として挙げられた本発明の実施形態のより詳細な説明を以下に示す。
【００２２】
【図１】２つのエンジンを有するパワーボードの形態をとる、水上船舶の斜視図である。
【図２】図１における船舶のスクリュー駆動アセンブリの部分断面図である。
【図３】図２におけるスクリュー駆動アセンブリのスクリューポンプの第１の要素の斜視図である。
【図４】図２におけるスクリュー駆動アセンブリのスクリューポンプの第２の要素の斜視図である。
【図５】図３の第１の要素及び図４の第２の要素の組立状態の斜視図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係るスクリュー駆動アセンブリの部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明は、上述及び図示の実施形態に限定されないことを理解されたい。むしろ、当業者であれば、添付の特許請求の範囲内で様々な変更及び修正が可能であることを認識するであろう。
【００２４】
図１は、２つのエンジン２を有するパワーボードの形態をとる、水上船舶を示す。それぞれのエンジン２は、スターンドライブ５の形態をとる、各スクリュー駆動アセンブリ５に設けられたスクリュー３を駆動するように構成されている。スターンドライブ５は、船舶１の船尾１０１に並んで配置されている。スターンドライブ５は、船舶１の水平横方向に配置されている。
【００２５】
それぞれのスターンドライブ又はスクリュー駆動アセンブリ５は、各エンジン２と各スクリュー３との間でトルクを伝達する複数の駆動軸を備えている。
【００２６】
図２は、スクリュー駆動アセンブリ５の部分断面図である。図２における寸法関係は、この説明の理解を容易にするために提供されており、本発明の実施形態を実際に実施するものに必ずしも該当するとは限らない。
【００２７】
エンジン２からのトルクは、略水平な第１の駆動軸５０１、略垂直な第２の駆動軸５０２及び略水平な第３の駆動軸５０３を介して伝達される。１つの駆動軸から他の駆動軸へとトルクを伝達する、複数の傘歯車５０４が設けられている。スクリュー３は、第３の駆動軸５０３に取り付けられている。
【００２８】
スクリュー駆動アセンブリ５はまた、第１の駆動軸５０１、第２の駆動軸５０２及び第３の駆動軸５０３を囲むハウジング５０５を備えている。ハウジング５０５は、第２の駆動軸５０２を包囲するキャビティ５０６を形成する。キャビティ５０６の一部に、潤滑油５０７が充填されている。
【００２９】
以下に詳述するスクリューポンプ５１１，５１２は、キャビティの下部５０６１からキャビティの上部５０６２へと潤滑油５０７を圧送するように配置されている。これは、航行中、即ち、エンジン２が停止しているが、例えば、他のエンジン２の推進によって船舶が前進しているときに特に役立つ。
【００３０】
図３、図４及び図５も参照されたい。スクリューポンプ５１１，５１２は、第１の要素５１１及び第２の要素５１２を備えている。第１の要素５１１及び第２の要素５１２は、スクリュー駆動アセンブリ５の他の部品とは別に製造され、後述するように、スクリュー駆動アセンブリ５の残りの部品に結合される要素として提供される。
【００３１】
第２の要素５１２は、略円柱形状を有しており、ブッシングに似ている。第２の要素５１２は、第２の駆動軸５０２に固定されている。より具体的には、第２の駆動軸５０２は、第２の駆動軸５０２の内部でこれと同心に延びる第２のボア５１４を提供し、第２の要素５１２は、第２のボア５１４の内部に配置されている。第２の要素５１２は、第２のボア５１４に圧入され、これによって、第２の要素５１２の外面が第２のボア５１４の内面に当接する。従って、第２の要素５１２は、第２の駆動軸５０２と共に回転するように配置されている。第１のボア５１３は、第２の駆動軸５０２と同心である。
【００３２】
第１の要素５１１は、細長い形状、この実施例ではロッド形状を有している。以下に詳述するように、第２の駆動軸５０２の上方において、第１の要素５１１がハウジング５０５に対して着脱可能に固定されている。従って、第１の要素５１１は、ハウジング５０５に対して動かないように配置されている。第１の要素５１１は、第２の駆動軸５０２と平行に延びている。従って、第１の要素５１１も垂直に配向されている。第１の要素５１１は、第２の駆動軸５０２と同軸である。第１の要素５１１は、第２の駆動軸５０２の第２のボア５１４の内部でこれに沿って部分的に延びている。第１の要素５１１は、第２の要素５１２の第１のボア５１３を通って延びている。
【００３３】
この例においては、航行中、即ち、エンジン２が停止しているが、例えば、他のエンジン２の推進によって船舶が前進しているとき、第２の駆動軸５０２及び第２の要素５１２は、図２の下方から見て時計回りに回転する。この回転の理由は、船舶が水中を前進するとき、スクリュー３が駆動される、即ち、スクリュー３がそのブレードに作用する流体力学的圧力のために回転するからである。
【００３４】
図３に示すように、第２の要素５１２は、第１のボア５１３において、第１のボア５１３に沿った第１の螺旋部を形成する第１の細長いキャビティ５２１を提供する。第１の螺旋部は、左回りである。従って、図２の下方から見て、第２の駆動軸５０２及び第２の要素５１２が時計回りに回転すると、第１の細長いキャビティ５２１によって潤滑油が図２の上方に移送される。これによって、航行中、キャビティの下部５０６１から上部５０６２へと向かう方向に潤滑油が移動する。これによって、第２の要素５１２は、第１の要素５１１と共にスクリューポンプを形成する。
【００３５】
潤滑油の移動は、第２の駆動軸５０２の上端のスクリュー駆動アセンブリ５の部品が航行中に潤滑されることを保証する。スクリュー駆動アセンブリ５がエンジン２によって駆動されるときにも、スクリューポンプによるこの潤滑油の移送が提供されることが理解される。
【００３６】
第１の要素５１１は、第１のボア５１３において、第１のボア５１３に沿った第２の螺旋部を形成する第２の細長いキャビティ５２２を提供する。第２の螺旋部は、右回りである。第２の螺旋部は、スクリューポンプの圧送能力を向上させる。しかしながら、第２の細長いキャビティなしで、即ち、円柱外面を有する第１の要素５１１を設けることが可能である。
【００３７】
把持装置（a gripping device）５３１が、第１の要素５１１の上端に固定されている。これによって、人が把持装置５３１をつかみ、第１の要素５１１をハウジング５０５の上方かつ外部に引き上げることができる。従って、第１の要素５１１は、着脱可能であって、潤滑油のオイルゲージ機能を提供する。
【００３８】
図６は、スクリューポンプの他の実施形態を示している。この実施形態においては、本明細書では第１の要素５１１と称されるものが第２の駆動軸５０２に固定されている。より具体的には、第１の要素５１１は、第２のボア５１４の内部に配置されている。上述した実施形態と同様に、第１の要素５１１は、第２の駆動軸５０２と平行に延びる細長い形状を有しており、第２の駆動軸５０２と同軸である。第１の要素５１１の拡径された上端は、第２のボア５１４に圧入されている。従って、第１の要素５１１は、第２の駆動軸５０２と共に回転するように配置されている。
【００３９】
第２の要素５１２は、略円柱形状を有しており、第１のボア５１３は、第２の駆動軸５０２と同心である。第２の駆動軸５０２の下方において、ハウジング５０５に対して第２の要素５１２が固定されている。従って、第２の要素５１２は、ハウジング５０５に対して動かないように配置されている。第１の要素５１１は、第２の要素５１２の第１のボア５１３を通って延びている。
【００４０】
この例においては、航行中、即ち、エンジン２が停止しているが、例えば、他のエンジン２の推進によって船舶が前進しているとき、図２の下方から見て、第２の駆動軸５０２及び第２の要素５１２が時計回りに回転する。この回転の理由は、船舶が水中を前進するとき、スクリュー３が駆動される、即ち、スクリュー３がそのブレードに作用する流体力学的圧力のために回転するからである。
【００４１】
第１の要素５１１は、第１のボア５１３において、第１のボア５１３に沿った第１の螺旋部を形成する第１の細長いキャビティ５２１を提供する。第１の螺旋部は、左回りである。従って、図２の下方から見て、第２の駆動軸５０２及び第１の要素５１１が時計回りに回転すると、第１の細長いキャビティ５２１によって潤滑油が図２の上方に移送される。これによって、航行中、第２の駆動軸５０２に沿って上方へと向かい方向に潤滑油が移動する。これによって、第１の要素５１１は、第２の要素５１２と共にスクリューポンプを形成する。
【００４２】
第２の要素５１２は、第１のボア５１３において、第１のボア５１３に沿った第２の螺旋部を形成する第２の細長いキャビティ５２２を提供する。第２の螺旋部は、右回りである。第２の螺旋部は、スクリューポンプの圧送能力を向上させる。
【００４３】
上述した実施形態において図２〜図５を参照したように、第１の要素５１１及び第２の要素５１２は、スクリュー駆動アセンブリ５の他の部品とは別に製造され、スクリュー駆動アセンブリ５の残りの部品に結合される要素として提供される。
【図１】
0006606607.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0006606607.tif 000005
【図５】
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【図６】
0006606607.tif 000007