(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベルトテンショニング装置において、
補機（３５）に取り付けられる取付け部分（９）と、前記補機の駆動軸用の開口（３６）とを有するベース部材（３）と、
第１の軸受（２２）によって第１の枢軸（Ａ４）を中心に回動可能に前記ベース部材（３）に支持され、第１の回転軸線（Ａ５）を中心に回転可能な第１のテンショニングローラ（５）を有する、第１のテンショニングアーム（４）と、
第２の軸受（２４）によって第２の枢軸（Ａ６）を中心に回動可能に前記ベース部材（３）に支持され、第２の回転軸線（Ａ７）を中心に回転可能な第２のテンショニングローラ（７）を有する、第２のテンショニングアーム（６）と、
前記第１のテンショニングアーム（４）と前記第２のテンショニングアーム（６）との間に配置されたばね配列（８）であって、前記第１のテンショニングアーム（４）と前記第２のテンショニングアーム（６）とが前記ばね配列（８）によって互いに対して周方向に予め緊張させられている、ばね配列（８）と、を備え、
該ばね配列（８）は、第１及び第２の枢軸（Ａ４，Ａ６）を中心に３６０°未満の周方向延在範囲（Ｕ２５）を有する少なくとも１つの弓形ばね（２５，２５’）を含み、
該少なくとも１つの弓形ばね（２５，２５’）は、前記第１のテンショニングアーム（４）に支持された第１の支持部分（２６，２６’）と、前記第２のテンショニングアーム（６）に支持された第２の支持部分（２７，２７’）と、前記第１の支持部分（２６，２６’）と前記第２の支持部分（２７，２７’）との間に延びるばね部分（２８，２８’）とを有し、
前記少なくとも１つの弓形ばね（２５，２５’）は、第１及び第２の支持部分（２６，２７；２６’，２７’）の領域における軸方向長さ（Ｌ２６，Ｌ２７）を有し、該軸方向長さ（Ｌ２６，Ｌ２７）は前記弓形ばね（２５，２５’）の全体の軸方向長さ（Ｌ２５）よりも短いことを特徴とする、ベルトテンショニング装置。
【請求項２】
前記弓形ばね（２５，２５’）の断面積（Ｆ）は、周方向延在範囲（Ｕ２５，Ｕ２５’）に沿って一定であり、前記ばね部分（２８，２８’）の少なくとも中央領域は、第１及び第２の支持部分（２６，２６’）に対して軸方向に、第１及び第２のテンショニングローラ（５，７）によって形成された中央平面（Ｅ５）に向かう方向にずらされている、請求項１記載のベルトテンショニング装置。
【請求項３】
前記ばね部分（２８，２８’）は、前記弓形ばね（２５，２５’）の少なくとも周方向延在部分に沿って軸方向勾配成分を備える勾配領域（４６，４７；４６’，４７’）を有する、請求項１又は２記載のベルトテンショニング装置。
【請求項４】
前記少なくとも１つの弓形ばね（２５，２５’）は、少なくとも前記ばね部分（２８，２８’）の中央領域におけるよりも、第１及び第２の支持部分（２６，２７；２６’，２７’）において、より小さな軸方向長さ（Ｌ２６，Ｌ２７）を有する、請求項１から３までのいずれか１項記載のベルトテンショニング装置。
【請求項５】
前記ばね配列（８）は、軸方向で見て鏡面対称的に形成されている、請求項１から４までのいずれか１項記載のベルトテンショニング装置。
【請求項６】
前記弓形ばね（２５，２５’）は、丸いワイヤ又は四角いワイヤから製造されている、請求項１から５までのいずれか１項記載のベルトテンショニング装置。
【請求項７】
前記ばね配列（８）は、少なくとも１つの接続エレメント（４５）によって互いに接続された２つの弓形ばね（２５，２５’）を含み、
前記２つの弓形ばね（２５，２５’）の前記第１の支持部分（２６，２６’）は第１の支持エレメント（３１）に接続されており、前記２つの弓形ばね（２５，２５’）の前記第２の支持部分（２７，２７’）は第２の支持エレメント（３２）に接続されている、請求項１から６までのいずれか１項記載のベルトテンショニング装置。
【請求項８】
前記２つの弓形ばね（２５，２５’）は、同様に形成されており、互いに軸方向にずらされて配置されている、請求項７記載のベルトテンショニング装置。
【請求項９】
前記２つの弓形ばね（２５，２５’）は、異なって形成されており、前記２つの弓形ばね（２５，２５’）の第１及び第２の支持部分（２６，２７；２６’，２７’）は１つの平面に配置されており、前記２つの弓形ばね（２５，２５’）の前記ばね部分（２８，２８’）は、少なくとも中央領域において互いに軸方向にずらされて配置されており、
前記２つの弓形ばね（２５，２５’）は、ばね部分（２８，２８’）において同じ半径（Ｒ２８，Ｒ２８’）を有し、前記２つの弓形ばね（２５，２５’）の前記支持部分（２６，２６’；２７，２７’）は異なる半径を有する、請求項７記載のベルトテンショニング装置。
【請求項１０】
前記ベース部材（３）、前記第１のテンショニングアーム（４）及び前記第２のテンショニングアーム（６）のうちの少なくとも１つは、薄鋼板から形成された薄板金部材である、請求項１から９までのいずれか１項記載のベルトテンショニング装置。
【請求項１１】
前記ベース部材（３）、前記第１のテンショニングアーム（４）及び前記第２のテンショニングアーム（６）のうちの少なくとも１つのシート厚さは、前記弓形ばね（２５，２５’）のワイヤ直径（ｄ）よりも小さく、前記ベース部材（３）の全体の軸方向長さ（Ｌ３）は、前記弓形ばね（２５）の前記ワイヤ直径（ｄ）の３倍よりも短い、請求項１０記載のベルトテンショニング装置。
【請求項１２】
支持面の対が、前記ベース部材（３）と前記第１のテンショニングアーム（４）との間、前記第１のテンショニングアーム（４）と前記第２のテンショニングアーム（６）との間、及び前記第２のテンショニングアーム（６）と前記ベース部材（３）との間に形成されており、少なくとも前記支持面の対のうちの１つの間に環状シール（４１，４２，４３）が設けられている、請求項１から１１までのいずれか１項記載のベルトテンショニング装置。
【請求項１３】
前記環状シール（４１，４２，４３）のうちの１つと、前記軸受（２２，２３，２４）のうちの１つとは、２成分射出成形によって一緒に製造され、
前記環状シール（４１，４２，４３）のうちの１つと、前記ベース部材（３）、前記第１のテンショニングアーム（４）及び前記第２のテンショニングアーム（６）のうちの１つとが、互いに接続される、請求項１２記載のベルトテンショニング装置。
【請求項１４】
テンショニングアーム（４，６）においてテンショニングローラ（５，７）を支持する軸受（１８）によって第１の中央軸受平面（Ｅ５）が形成され、ベース部材（３）においてテンショニングアーム（４，６）を支持する軸受（２２，２３，２４）によって第２の中央軸受平面（Ｅ２３）が形成され、
前記第１の中央軸受平面（Ｅ５）と、前記ベース部材（３）を取り付けるための取付け部分（９）とは、前記第２の中央軸受平面（Ｅ２３）の異なる側に配置されている、又は
前記第２の中央軸受平面（Ｅ２３）と、前記ベース部材（３）を取り付けるための取付け部分（９）とは、前記第１の中央軸受平面（Ｅ５）の異なる側に配置されている、請求項１から１３までのいずれか１項記載のベルトテンショニング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
説明
本発明は、ベルト駆動式スタータ発電機用のベルトテンショニング装置に関する。ベルトドライブは、概して、エンドレスベルトと、少なくとも２つのプーリとを有し、プーリのうちの一方はドライブとして作動することができ、もう一方はベルトドライブの出力として作動することができる。このようなベルトドライブは特に、補機を駆動するために自動車の燃焼機関において使用され、第１のプーリは燃焼機関のクランクシャフトに接続されており、ベルトを駆動する。別のプーリは、例えば水ポンプ、オルタネータ又はエアコンディショニングコンプレッサなどの補機に割り当てられており、ベルトドライブによって回転駆動される。一般的なベルトドライブでは、補機は、消費機として構成されている、すなわち、ベルトを介してクランクシャフトのプーリによって駆動される。この場合、ベルトの非駆動部分（たるみ側）が、クランクシャフトと、ベルトの周方向でクランクシャフトに隣接する補機との間に形成され、前記隣接する補機は通常、発電機である。プーリの周囲でのベルトの十分な巻付けを保証するために、ベルトは、ベルトテンショニング装置のテンショニングローラによって予め緊張させられている。
【背景技術】
【０００２】
周方向でベース部材に対してコイルばねを介して支持されたまさに１つのテンショニングアームを備えるベルトテンショニング装置が、独国特許出願公開第１０２０１１０５３８６９号明細書より公知である。
【０００３】
運転条件に応じてスタータとして又は発電機として作動することができる別の補機、すなわち電気モータとしてスタータ発電機がベルトドライブに組み込まれているベルトドライブも公知である。一方でのエンジン作動と、他方でのスタータ作動との間の補機としてスタータ発電機を備えるこのようなベルトドライブでは、駆動部分と被駆動部分との間の変化が、スタータ発電機のプーリの両側において生じる。すなわち、当該部分の両方に対してばね負荷されたテンショニングローラを提供する必要があり、そのうち一方は、ばね力によってベルトの被駆動部分に作用し、他方は、ベルトの緊張させられた部分から離れるように押し付けられる。
【０００４】
周方向でばねによって互いに支持された２つのテンショニングアームを備えるこのようなベルトテンショニング装置が、独国特許出願公開第２０１３１０２５６２号明細書より公知である。ばねは、少なくとも１．２５、最大で２．５の巻き数を有する。
【０００５】
スタータ発電機を備えるベルトドライブ用のベルトテンショニング装置が、欧州特許第２１２８４８９号明細書より公知である。ベルトテンショニング装置はハウジングを有し、このハウジングにおいて、２つのテンショニングアームが、共通の枢軸を中心に回動可能に支持されている。テンショニングアームは、ばね手段によって互いに支持されている。ハウジングは、スタータ発電機の駆動軸を包囲する環状部分においてハウジングがスタータ発電機に対して接触しないように、スタータ発電機に取り付けられたドライブプーリに取付け可能である。
【０００６】
フレキシブルな駆動部材を緊張させるテンショナが、米国特許公開第２００８／００７０７３０号明細書より公知である。テンショナは、ベルトに係合するための湾曲した形状のばねスパイン及びホイールを有する。
【０００７】
２つのテンショニング装置又はダブルアームテンショナでは、発電機軸線の周囲及びベルト平面の前後における空間利用性が、特に制限される。さらに、ベルトの取付けは、特に空間的条件により困難である。ベルトテンショナの設計に応じて、ベルトテンショナにはその結果生じる高いトルクが作用することがあり、これは、摩耗の増大につながり得る。さらに、ベルトテンショナ用のばねを製造するための費用は、極めて厄介である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２０１１０５３８６９号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第２０１３１０２５６２号明細書
【特許文献３】欧州特許第２１２８４８９号明細書
【特許文献４】米国特許公開第２００８／００７０７３０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、単純な方法で製造することができかつ容易に取り付けることができる、ベルト平面の前後の軸方向空間に関して特にコンパクトなベルトテンショニング装置を提案するという課題に基づく。さらに、コンパクトな設計を有し、容易に取り付けることができ、さらに、上述の欠点を回避することができる、このようなテンショニング装置を備える補機配列が提案される。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
解決手段は、ベルトテンショニング装置において、補機に取り付けられるための取付け部分と、前記補機の駆動軸用の開口とを有するベース部材と、第１の軸受によって第１の枢軸を中心に回動可能に前記ベース部材に支持され、第１の回転軸線を中心に回転可能な第１のテンショニングローラを有する、第１のテンショニングアームと、第２の軸受によって第２の枢軸を中心に回動可能に前記ベース部材に支持され、第２の回転軸線を中心に回転可能な第２のテンショニングローラを有する、第２のテンショニングアームと、前記第１のテンショニングアームと前記第２のテンショニングアームとの間に配置されたばね配列であって、前記第１のテンショニングアームと前記第２のテンショニングアームとが前記ばね配列によって互いに向かって周方向に緊張させられている、ばね配列と、を備え、該ばね配列は、第１及び第２の枢軸を中心に３６０°未満の周方向延在範囲を有する少なくとも１つの弓形ばねを含み、該少なくとも１つの弓形ばねは、前記第１のテンショニングアームに支持された第１の支持部分と、前記第２のテンショニングアームに支持された第２の支持部分と、前記第１の支持部分と前記第２の支持部分との間に延びるばね部分とを有し、前記少なくとも１つの弓形ばねは、第１及び第２の支持部分の領域において軸方向長さを有し、該軸方向長さは前記弓形ばねの軸方向長さ全体よりも短いことを特徴とする、ベルトテンショニング装置である。
【００１１】
利点は、テンショニングローラの領域において短い軸方向長さを有する弓形ばねの設計により、ベルトテンショニング装置が、軸方向で見て特に平坦な構造を有するということである。ばね配列は、テンショニングローラが配置された、すなわちばね配列がテンショニングローラに支持された周方向部分において、最小限の軸方向取付け高さを有し、前記取付け高さは、極端な場合には、ばねワイヤの最大ワイヤ直径よりも小さいか又はそれと同じであってもよい。この形式では、弓形ばねから２つのテンショニングアームへの力導入は、軸方向でハウジングの取付け平面と、ハウジングに面したテンショニングローラのエッジと、の間に配置された平面において達せられる。支持部分の領域における公称軸方向長さ、若しくは全体的な軸方向合計長さは、ばねが巻き付けられているばね軸線、及び／又は取り付けられた状態におけるテンショニングアームの枢軸に関連することができる。
【００１２】
ベルトテンショニング装置は、駆動軸及びプーリを備える少なくとも１つの補機と、プーリを駆動するエンドレスベルトとを有する、ベルトドライブのために使用することができる。ベルトテンショニング装置は、テンショニングアームの２つの枢軸がハウジングの開口内に配置されるように形成することができる。ベルトテンショニング装置が補機に組み立てられた状態では、２つの枢軸は、好適には、プーリ及び駆動軸の最大外径内に、若しくは特にそれらに対して同軸に配置されている。２つの枢軸は、互いに同軸に配置することができる、すなわち、共通の枢軸を形成することができる。さらに、取り付けられた状態では、補機の駆動軸は、ベルトテンショニング装置の開口内へ延びることができる。
【００１３】
好適な実施の形態によれば、ばね配列は、テンショニングローラの２つの回転軸線の間の中央で平行に延びる中央平面に対して、軸方向で見て鏡面対称的に形成されている。ばね配列は、少なくとも１つの弓形ばねを有し、これは、１つ又は複数の弓形ばねを設けることができることを意味する。本明細書において弓形ばねと云う限りは、特に言及されない場合には、これは、少なくとも１つの弓形ばねを意味する。すなわち、記載された特徴が、弓形ばねの１つ、複数又は全てに適用可能であることができることを意味する。これは、その複数が設けられておりかつ本明細書に記載されているベルトテンショニング装置のその他の構成部材、特に、テンショニングローラ、テンショニングアーム及びそれらの部分にも当てはまる。
【００１４】
弓形ばねという表現は、弓形、すなわち、ベース部材の周囲にアーチ形に延びるばねの形状を云う。弓形ばねは、１回未満の巻きを有している。すなわち、組み立てられた状態において、弓形ばねは、３６０°未満、特に３３０°未満の、テンショニングアームの枢軸を中心とする周方向延在範囲に沿って、延びている。それぞれの端部において、弓形ばねは、ばねを周方向でそれぞれのテンショニングアームに支持する支持部分を有し、これにより、２つのテンショニングアームは互いに対して荷重をかけられる。支持部分は、アーチ形に形成することができ、かつテンショニングアームにおける対応する周方向溝に係合することができる。この結果、２つのテンショニングアームの２つの周方向溝に支持部分を収容することにより、ばねは軸方向及び周方向で固定される。ばね部分は２つの支持部分の間に配置されており、このばね部分に、ばねの弾性的拡張時に潜在的エネルギが蓄えられる。
【００１５】
ばねが弾性的に拡張されると、Ｃ字形部分又は弓形部分として設計することもできるばね部分は、主に曲げ応力を受ける。ばね部分は、ばね軸線を中心として周方向に実質的に円弧状に２つの端部の間に延びている。組み立てられた状態では、ばね軸線は、２つのテンショニングアームの枢軸のほぼ近くに、かつこの枢軸に対して実質的に平行に配置されてもよい。ばね部分の平均半径は、第１及び第２の軸受の平均半径よりも大きく、特に開口を包囲するベルトテンショニング装置の環状部分よりも大きく、これにより、環状部分とばね部分との間に半径方向間隙が形成されている。弛緩した状態では、ばねは、テンショニングアームの枢軸と、テンショニングローラの回転軸線との間の軸線距離よりも小さな平均半径を有することができる。組み立てられた状態では、弓形ばねは、枢軸と回転軸線との間の軸線距離よりも大きな平均半径を有することができる。２つのテンショニングアームによって画成される角度の大きさは、補機における個々の組立条件に依存し、組み立てられた状態において９０°よりも小さくてもよい。少なくとも１つの弓形ばねは、丸いワイヤ又は四角いワイヤから製造することができる。
【００１６】
第１の可能性によれば、弓形ばねは、ワイヤ横断面がばねの周方向延在に沿って一定であるように形成することができる。この場合、ばね部分の少なくとも部分的な領域は第１及び第２の支持部分に対して、第１及び第２のテンショニングローラによって規定される中央平面に向かう方向で軸方向にずらされていることを特に提供することができる。これは、ばね部分が、弓形ばねの周方向延在に沿って軸方向勾配成分を有する勾配領域を有することによって達成することができる。すなわち、弓形ばねと、ハウジングの取付け平面との間に形成された軸方向距離が、ばねの端部を始点として、Ｃ字形部分に沿って他方の端部に向かって増大していることによって、達成される。最大軸方向距離は、Ｃ字形部分の中央領域に形成することができる。中央領域から他方の端部に向かって軸方向距離は再び減少している。軸方向勾配は部分的領域にわたって延びることができるのに対し、第２の部分的領域は、勾配なしに形成することができる、又は弓形部分の周方向延在全体に沿って延びることができる。
【００１７】
第２の可能性によれば、少なくとも１つの弓形ばねは、ばね部分の少なくとも１つの部分的領域におけるよりも、第１及び第２の支持部分においてより小さな軸方向長さを有する。これは、弓形ばねが平坦な材料から製造されており、組み立てられた状態においてテンショニングアームに荷重をかける平坦な材料の端部を、端部の間に配置されたＣ字形部分よりも薄く形成することができることによって達成することができる。これに関して、平坦な材料は、特に、弓形ばねに形成される矩形の横断面を有する薄板金ストリップを意味する。
【００１８】
両可能性のために、各テンショニングアームのために支持エレメントが設けられており、この支持エレメントに弓形ばねの対応する支持部分が支持されており、２つのテンショニングアームを互いに向かって負荷している。各支持エレメントは、それぞれのテンショニングローラの回転軸線を中心として周方向に延びる溝を有することができ、この溝に、それぞれのアーチ形の端部が嵌合によって収容されている。その限りで、それぞれのテンショニングアームに接続された支持エレメントは、収容エレメントと称することもできる。２つの支持部分におけるばねの端部の嵌合により、ばねは、軸方向及び周方向で固定される。ばねのためにその他の取付け手段は不要である。
【００１９】
第１の可能性のために特に有効な１つの実施の形態によれば、ばね配列は、少なくとも１つの接続エレメントによって互いに接続された２つの弓形ばねを有することができる。２つのばねを含む実施の形態では、テンショニングアームに作用する予緊張力を増大させることができる。２つのばねは、２つのテンショニングアームの間に平行に機能的に配置されている。すなわち、両ばねは、第１の端部において第１のテンショニングアームに作用し、第２の端部において第２のテンショニングアームに作用する。２つのばねを備えるこの実施の形態では、支持エレメントはそれぞれ、２つのばねの端部を収容するための２つの溝を有する。２つのばねは、同様に形成することができ、互いに軸方向にずらして配置することができる。択一的に、２つのばねを異なって形成することができる。後者の実施の形態では、２つの弓形ばねの第１及び第２の支持部は、好適には、共通の平面に配置されているのに対し、２つのばねのばね部分は、少なくとも部分的な領域において互いに軸方向にずらして配置されている、すなわち、異なる平面に配置されている。２つの弓形ばねのばね部分の平均半径は同じサイズを有し、２つの弓形ばねの支持部分の平均半径は異なる大きさであることが特に提供される。すなわち、２つのばねのばね部分が互いに軸方向でずらされておりかつ半径方向で互いに重なり合うのに対し、２つのばねの支持部分は半径方向で互いにずらされておりかつ軸方向で互いに重なり合うことが達成される。
【００２０】
上述の全ての実施の形態に適用される好適な実施の形態によれば、構成部材ベース部材、第１のテンショニングアーム及び第２のテンショニングアームのうちの少なくとも１つは、薄板金成形部材として薄鋼板から形成されている。ベース部材又はテンショニングアームを鋼材料から製造すると、軸方向でコンパクトな設計に寄与し、鋼材料の強度値をより高くすることができる。特に、構成部材、すなわちベース部材、第１のテンショニングアーム及び／又は第２のテンショニングアームのうちの少なくとも１つの薄板金厚さは、丸い材料から形成されたばねに特に当てはまる弓形ばねのワイヤ直径よりも小さいか、又は平坦な材料から形成されたばねに特に当てはまる弓形ばねのばね材料の最大軸方向延在範囲よりも小さい。すなわち、特に平坦な構造を達成することができ、ベース部材の合計軸方向長さを、弓形ばねのワイヤ直径の３倍よりも短く形成することができる。
【００２１】
好適には全ての３つの構成部材、すなわちベース部材及び２つのテンショニングアームは、鋼から、すなわち特にサンドイッチ設計で形成されている。このために、ベース部材は、第１及び第２のテンショニングアームを支持するための収容チャンバを形成する、フランジ部分と、スリーブ部分と、カバー部分とを有する。半径方向内側において、第１のテンショニングアームは、軸受エレメントによって収容されかつベース部材のフランジ部分に対して軸方向に支持されたフランジ状軸受部分を有することができる。第２のテンショニングアームは、半径方向でベース部材のスリーブ部分と第１のテンショニングアームとの間に配置された、半径方向内側のスリーブ状軸受部分と、軸方向で第１のテンショニングアームとベース部材のカバー部分との間に配置されたフランジ状軸受部分とを有することができる。
【００２２】
第１及び第２のテンショニングアームはそれぞれ、それぞれの枢軸を中心に回動可能にハウジングに支持された環状の軸受部分を有する。２つのテンショニングアームは、個々に対して、すなわちハウジングと、それぞれの他方のテンショニングアームとに対して回動可能である。２つのテンショニングアームは、ハウジングに対するストッパを有さずに設計することができ、すなわち、２つのテンショニングアームは、３６０°以上ハウジングに対して自由に回転することができる。支持面の対が、相対的に可動な部分に形成されている。前記支持面は、適切な低摩擦軸受手段によって軸方向に、若しくは半径方向に互いに対して支持されている。少なくとも、ベース部材と第２のテンショニングアームとの間、第２のテンショニングアームと第１のテンショニングアームとの間及び／又は第１のテンショニングアームとベース部材との間に形成された面の対のうちの１つの間に、環状シールが設けられる。少なくとも１つの環状シールは、ベルトテンショニング装置への汚れの望ましくない侵入を防止する。
【００２３】
環状シールは、以下のうちの１つにしたがって製造することができる：構成部材、すなわちベース部材、第１のテンショニングアーム及び／又は第２のテンショニングアームのうちの少なくとも１つに被せて射出成形される２成分プラスチック射出成形材料から、又は構成部材、すなわちベース部材、第１のテンショニングアーム及び／又は第２のテンショニングアームのうちの少なくとも１つに接続された個々の構成部材として、例えば加硫による材料ロッキング形式で、製造することができる。
【００２４】
好適には薄板金構成部材として形成されたベース部材は、ベルトテンショニング装置を固定の構成部材、例えば補機又はエンジンハウジングに取り付けるための取付け部分を有する。取付け部分は、スリーブ又は環状部分からフランジ状に突出することができ、開口を有しており、この開口を通って駆動軸が案内される。取付け部分が複数の取付け箇所を有しており、これらの取付け箇所においてベース部材を補機に接続することができると有利である。これらの取付け箇所は、例えば、環状部分から半径方向外向きに突出したベース部材のフランジ拡張部の形状に形成することができる。前記取付け手段は、好適には、少なくとも周方向領域に配置されている。この周方向領域は、ほぼテンショニングアームに駆動ベルトから向き合っており、プーリから離れる方向に延びている。ベルトテンショニング装置を補機に確実に取り付けるために、取付け手段は、ベルトテンショニング装置に向かって軸方向に見て、９０°よりも大きくかつ２７０°よりも小さな、特に約１５０°〜２１０°の周方向部分に沿って延びていると有利である。
【００２５】
第１の可能性によれば、ベルトテンショニング装置は、テンショニングアームの軸受がベース部材の取付け部分とベルト平面との間の領域に配置されるように形成されている。これは、テンショニングアームを互いに向かって予緊張させるばね配列にも当てはまる。ばね配列は、ベルトの中央平面と取付け部分との間にも配置されている。ベルト平面はほぼ、テンショニングアームにおけるテンショニングローラの軸受によって形成された中央軸受平面に対応する。第２の中央軸受平面は、ベース部材におけるテンショニングアームの軸受によって形成されている。
【００２６】
第２の可能性によれば、ベルトテンショニング装置は、ユニットから見たときにテンショニングアームの軸受がベルト平面の後方でベース部材に配置されるように形成されている。これは、テンショニングアーム軸受の中央平面は、補機から離れる方向でベルトの中央平面に対して軸方向にずらされて配置されていることを意味する。第２の中央軸受平面と、ベース部材を取り付けるための取付け手段とは、この実施の形態では、テンショニングローラの第１の中央軸受平面の異なる側に配置されている。
【００２７】
好適な実施の形態は図面を用いて以下に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第１の実施の形態における本発明によるベルトテンショニング装置を側方からの透視図で示している。
【図２】図１のベルトテンショニング装置を縦断面図で示している。
【図３】図１のベルトテンショニング装置の軸受配列を細部として半分の縦断面図で示している。
【図４】変更された実施の形態における本発明によるベルトテンショニング装置の細部としての軸受配列を示している。
【図５】図１のベルトテンショニング装置を補機に取り付けられた状態の透視図で示している。
【図６】図１のベルトテンショニング装置を補機に取り付けられた状態の側面図で示している。
【図７】別の実施の形態における本発明によるベルトテンショニング装置を補機に取り付けられた状態の側面図で示している。
【図８】補機に取り付けられた状態の別の実施の形態における本発明によるベルトテンショニング装置を透視図で示している。
【図９】別の実施の形態における本発明によるベルトテンショニング装置を透視図で示している。
【図１０】図９のベルトテンショニング装置のばね配列を細部として透視図で示している。
【図１１】別の実施の形態における本発明によるベルトテンショニング装置を透視図で示している。
【図１２】図１１のベルトテンショニング装置の軸受配列を細部として平面図で示している。
【図１３】図１１のベルトテンショニング装置の軸受配列を細部として側面図で示している。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下でまとめて説明される図１〜図５は、第１の実施の形態における本発明によるベルトテンショニング装置２を示している。ベルトテンショニング装置２は、ベース部材３と、第１のテンショニングローラ５を有する第１のテンショニングアーム４と、第２のテンショニングローラ７を有する第２のテンショニングアーム６と、ばね配列８とを備え、このばね配列８によって２つのテンショニングアーム４，６は回転方向で互いに対して弾性的に支持されている。
【００３０】
ばね部材３は、補機などの固定の構成部材に取り付けることができる。補機は、原則的に、ベルトドライブの部分であるあらゆる機械、すなわち、特に自動車の主エンジンによって駆動される発電機、水ポンプ又はその他のようなあらゆる補機であってよい。ベース部材３は、装置を固定の構成部材に接続するための取付け部分９を有する。特に、取付け部分９は、半径方向外向きに突出した３つの周方向に分配されたフランジ突出部１０を備え、フランジ突出部１０は、ベース部材を固定の構成部材に取り付けるためにねじを挿入することができるボアを有している。この実施の形態によるベルトテンショニング装置２は、テンショニングアーム４の軸受２２，２３，２４が軸方向でベース部材３の取付け部分９とテンショニングローラ５，７の中央ローラ平面Ｅ５との間に配置されるように形成されている。取り付けられた状態では、中央ローラ平面Ｅ５は、ベルトによって形成されるベルト平面にほぼ対応する。
【００３１】
さらに、ベース部材３は、取付け部分９の半径方向内側に配置されたフランジ部分１１を有し、このフランジ部分１１は、第２のテンショニングアーム６を軸方向で支持するために機能する。半径方向内側で、フランジ部分１１はスリーブ部分１５に移行しており、スリーブ部分１５において第１及び第２のテンショニングアーム４，６は半径方向で支持されている。スリーブ部分１５の自由端部には、最終的な部品として環状ディスク２１が固定されている。これは、スリーブ部分１５の端部側エッジのエッジ成形によって達成されるが、他の取付け方法を使用することもできることが理解される。環状ディスク２１は、第１及び第２のテンショニングアーム４，６をそれぞれ軸方向で支持する支持面を形成している。全体として、環状ディスク２１と、スリーブ部分１５と、フランジ部分１１とは、半分の縦断面図で見るとＣ字形に形成された、２つのテンショニングアーム４，６のための受容部を形成する。
【００３２】
ベース部材３と、第１のテンショニングアーム４と、第２のテンショニングアーム６とは、この場合、鋼の構成部材として形成されており、特に、薄板金成形によって製造することができる。鋼の構成部材は、少ない材料の使用で高い強度を有するという利点を有し、これにより、特に、テンショニングアーム４，６は軸方向で平坦な形式で構成することができる。全ての３つの構成部材、すなわちベース部材３及び第１及び第２のテンショニングアーム４，６のために、それらのシート厚さはそれぞれ弓形ばね２５のワイヤ直径ｄよりも小さくてもよい。テンショニングアーム４，６のシート厚さは、ベース部材３のシート厚さよりも僅かに厚くてもよい。これにより、ベース部材３の合計軸方向長さＬ３を、弓形ばね２５のワイヤ直径ｄの３倍よりも短くすることができる（Ｌ３＜３ｄ）。
【００３３】
第１のテンショニングアーム４は、第１の枢軸Ａ４を中心に第１の軸受２２によって回動可能に支持されている。第２のテンショニングアーム６は、第２の枢軸Ａ６を中心に第２の軸受２４によって回動可能に支持されている。この場合、２つの軸受２２，２４は、互いに同軸に形成されている、すなわち、２つの枢軸Ａ４，Ａ６は重なっている。しかしながら、一般に、特定の用途のためには、２つの枢軸を平行に、すなわち互いに偏心して配置することもできる。枢軸Ａ４，Ａ６を中心に周方向に延びるばね配列８は、互いに対する２つのテンショニングアーム４，６の回動を阻止するように作用する。２つのテンショニングアーム４，６は、これらの間に配置されたばね配列８により制限された範囲まで相対的に回動可能であり、軸Ａ４，Ａ６を中心にベース部材に対してばね配列８によって一緒に自由に、すなわち３６０°以上回動可能である。固定の構成部材に取り付けられた状態では、この自由回転は、パッケージングが許容する限りでのみ、すなわちテンショニング装置の近くに配置された他の構成部材が許容する限りでのみ可能である。ベルトテンショニング装置２の取り付けられた状態では、枢軸Ａ４，Ａ６はベース部材３の開口３６内に配置されている。
【００３４】
テンショニングアーム４，６は、それぞれのテンショニングアーム４，６の環状の軸受部分１９，２０から半径方向外向きに突出したそれぞれの支持部分１２，１３を有する。それぞれのテンショニングローラ５，７は、支持部分１２，１３のそれぞれに取り付けられており、枢軸Ａ４，Ａ６に対して平行に配置された回転軸線Ａ５，Ａ７を中心に対応する軸受１８，１８’によって回転可能に支持されている。第１のテンショニングローラ５用の軸受１８は、支持部分１２に接続された支持エレメント１７に取り付けられている。軸受１８は、支持部分に支持されたねじ山付きスリーブ２９に螺入されたねじ１４によって取り付けられている。第２のテンショニングローラ７は、第２のテンショニングアーム６の軸受エレメントに同様の形式で回転可能に支持されており、テンショニングアーム６にねじ結合１４’によって取り付けられている。ディスク１６，１６’は、テンショニングローラ５，７の軸受１８，１８’内への汚れの侵入を防止する。
【００３５】
以下では、図３を参照しながら、ベルトテンショニング装置の軸受配列をさらに詳しく説明する。半径方向内側では、第１のテンショニングアーム４は、ベース部材３に回転可能に支持される軸受部分１９を有する。第２のテンショニングアーム５は、それぞれ第１の軸受部分１９及びベース部材３に対して回転可能に支持される軸受部分２０を有する。第１の軸受部分１９及び第２の軸受部分２０が軸方向及び半径方向で互いに対して支持されていることも示されている。第１の軸受部分１９は、第１の軸受２２によってハウジング３に回転可能に支持されている。第１の軸受２２は、特に、ベース部材３に対する第１のテンショニングアーム４のための軸方向及び半径方向支持を形成する、断面がＬ字形に形成された摺動リングとして形成されている。第１の軸受２２は、スリーブ部分１５に固定して接続された環状ディスク２１に軸方向で支持されている。半径方向内側では、第１の軸受２２は、半径方向でベース部材３のスリーブ部分１５と第１のテンショニングアーム４のスリーブ突出部３０との間に配置されたスリーブ状軸受部分を有する。
【００３６】
第１及び第２の軸受部分１９，２０の間には、特に摺動ディスクとして形成された軸方向軸受が設けられている。第２の軸受部分２０は、軸方向では、Ｌ字形摺動リングとして形成された第２の軸受２４を介してベース部材３に対して支持されており、半径方向では、軸受部分１９のスリーブ突出部３０に対して支持されている。組立は、第２の軸受２４と、第２のテンショニングアーム６と、軸方向軸受２３と、第１のテンショニングアーム４と、第１の軸受２２とから成る軸受配列がスリーブ突出部１５へ押し込まれるようにして行われる。次いで、環状ディスク２１がスリーブ部分１５へ押し込まれ、スリーブ部分１５の端部側エッジが次いで縁曲げされる。取り付けられた状態では、テンショニングアーム４，６は軸方向で取付け部分１１と環状ディスク２１との間に配置される。ベース部材３若しくはスリーブ部分１５の軸方向長さＬ３は、弓形ばね２５のばねワイヤ直径ｄの３倍よりも小さいので、軸方向取付けスペースは特に小さい。
【００３７】
相対的に回転可能な構成部材３，４，６の間には、汚れの望ましくない侵入を防止するそれぞれの環状シール４１，４２，４３が配置されている。第１の環状シール４１は、閉鎖用ディスク２１の半径方向外側端部に射出成形されており、ハウジングディスク２１と第１のテンショニングアーム４の軸受部分１９との間の環状チャンバをシールしている。中央の環状シール４２は、第２の軸受２３の半径方向外側エッジに接続されており、２つのテンショニングアーム４，６の間の環状チャンバをシールしている。第２のテンショニングアーム６の軸受部分２０とハウジング３のフランジ部分１１との間の環状の間隙は、第１の軸受２２の半径方向外側エッジに接続された第２の環状シール４３によってシールされている。第２の軸受２４は、２成分プラスチック射出成形によって、第２の環状シール４３と一緒に製造することができる。これは、対応して、中央シール４２を備える中央軸受２３にも適用可能である。
【００３８】
図４には、図３の軸受配列にほぼ対応する軸受配列の僅かに変更された実施の形態が示されており、共通の特徴に関する限りで図３の説明が参照される。図３の実施の形態と比較して、図４の実施の形態の相違点は、第１のシール４１が軸方向で環状ディスク２１と軸受部分１９の環状の面との間に配置されているということである。シール４１は、例えば加硫又は接着によって、材料ロッキング形式で環状ディスク２１の下側に接続されている。中央シール４２及び第２のシール４３は、第２の軸受２４と一体に形成されており、これは、例えば、２成分射出成形によって達成することができる。第１の軸受２２は、断面がＣ字形に形成されている。これは、軸受スリーブの下側及び上側の端部における成形作業によって達成することができる。
【００３９】
ばね配列８は、第１のテンショニングアーム４に対して周方向に支持された第１の支持部分２６と、第２のテンショニングアーム６に対して周方向に支持された第２の支持部分２７とを備える少なくとも１つの弓形ばね２５を有する。支持部分２６，２７は、弓形ばね２５の端部を形成しており、したがって、端部と呼ぶこともできる。端部は、アーチ形に形成されており、テンショニングアーム４，６のそれぞれ１つに接続された支持エレメント３１，３２の対応する周方向溝に係合している。支持エレメント３１，３２はそれぞれ、下方からテンショニングアーム４，６の対応する支持エレメント１７に押し込まれる。対応する支持エレメント３１，３２における端部２６，２７の嵌合により、弓形ばね２５は、軸方向及び周方向で固定される。弓形ばね２５の自由ばね部分２８は、２つの支持部分２６，２７の間に延びている。前記自由ばね部分２８において、ばねの拡張時に潜在的エネルギが蓄えられる。弓形ばね２５は、２つの端部の間に延びる中央平面に関して鏡面対称的に形成されている。
【００４０】
弓形ばね２５が、第１及び第２の枢軸Ａ４，Ａ６を中心に３６０°未満の周方向延在範囲を有することが特に図５に示されている。この場合、弓形ばね２５のばね部分２８の平均半径、すなわち中間半径Ｒ２８は、テンショニングアーム４，６用の軸受２２，２３，２４の最大半径よりも大きく、若しくは２つのテンショニングアーム４，６の環状軸受部分１９，２０の最大半径Ｒ１９，Ｒ２０よりも大きい。弓形ばね２５の軸方向長さＬ２５全体は、テンショニングロール５，７の領域における、若しくは支持部分２６，２７の領域における弓形ばねの軸方向長さＬ２６，Ｌ２７よりも大きいことが特に図６に示されている。これは、この実施の形態において、テンショニングローラ５，７とは反対側に配置されたばね部分２８の領域が第１及び第２の支持部分２６，２７に対して軸方向にベース部材３の取付け部分９から離れるようにずらされていることによって達成される。このために、ばね部分２８は、枢軸Ａ４，Ａ６に関して、２つの支持部分２６，２７の間で軸方向勾配成分を有しており、これは、特に図２に示されている。この形式では、ばね部分２８は、隣接する構成部材に対してより大きな軸方向距離を有しており、振動が生じている間にも隣接する構成部材に対して接触しない。弓形ばね２５は、丸い材料から製造されており、ばねの延在範囲に沿って一定の横断面を有する。
【００４１】
組み立てられた状態では、弓形ばね２５は、周方向に強く予め緊張させられており、すなわちばねはその弛緩した状態に対して拡張されており、これにより、ばねは互いに向かう方向で２つのテンショニングアーム４，６に作用している。予め緊張させられた位置の（予備的な）固定のために、テンショニングアーム４，６はばねの予緊張力に抗して互いから離れるように移動させられ、第１のテンショニングアーム４における第１のボア３３と、第２のテンショニングアーム６における第２のボア３４とに、固定ピンが押し込まれる。ベルトテンショニング装置２を補機３５に取り付け、ベルト３９を取り付けた後、固定ピンが引き抜かれ、テンショニングアーム４，６は周方向で弓形ばね２５によって互いに向かって負荷され、テンショニングローラ５，７がベルト３９を緊張させる。
【００４２】
図５及び図６は、補機３５に取り付けられた状態での図１〜図４の本発明によるベルトテンショニング装置２を示している。この場合、ベルトテンショニング装置２及び補機３５は一緒に補機ユニットを形成している。補機３５は、この場合、発電機（ダイナモ）として構成されている。取付け手段を介してエンジンブロックに結合することができる発電機のハウジング３７が示されている。しかしながら、補機は、ベルトドライブの一部である異なる作動機械、例えばポンプなどの補機であってもよいことが理解される。
【００４３】
ベルトテンショニング装置２は、発電機３５の端部側に取り付けられている。これは、周方向に分配された接続フランジ１０によって達成され、この接続フランジ１０にねじ３８が挿入され、ねじ３８は発電機３５のハウジング３７に締結される。さらに、エンドレスベルト３９及びプーリ４０が示されており、このプーリ４０は、ボルト結合によって回転方向で固定された状態で発電機３５の駆動軸に接続することができる。
【００４４】
ベース部材３若しくはベルトテンショニング装置２は、ベルトテンショニング装置２が補機３５に取り付けられた状態において、テンショニングアーム４，６の枢軸Ａ４，Ａ６が駆動軸の外径内に、好適にはドライブの回転軸線と同軸に配置されるように形成されている。
【００４５】
図７は、別の実施の形態における本発明によるベルトテンショニング装置２を示している。このベルトテンショニング装置２はほぼ図１〜図６の実施の形態に対応しており、共通の特徴に関する限り、上述の説明が参照される。したがって、同じ又は変更された構成部材には、図１〜図６と同じ参照符号が提供されている。
【００４６】
図７の実施の形態の相違点は、ばね配列８の設計に関する。この実施の形態では、ばね配列は、平坦な材料から形成された弓形ばね２５を有する。平坦な材料とは、最初の材料として、矩形の横断面を有する薄板金ストリップが使用されることを意味する。テンショニングアーム４，６に支持された、弓形ばね２５の支持部分、すなわち端部２６，２７は、弓形ばね２５の軸方向長さＬ２５全体及びばね部分２８の軸方向長さＬ２８よりも小さな軸方向長さＬ２６を有する。これは、薄板金ストリップが、弓形ばねに形成される前に、その端部において、これらの領域に凹所４４が形成されるように、切断されることによって達成することができる。これらの凹所４４はテンショニングローラ５，７のためのスペースを提供し、それにより軸方向構造が全体的に小さくなる。ばね部分２８は、端部２６，２７から始まって周方向に勾配成分を有しており、これにより、ばね部分２８の中央領域は、取付け部分９から最大の軸方向距離を有する。残りの部分においては、この実施の形態は、上述の実施の形態に対応しており、さらに他の詳細に関してはその説明が参照される。
【００４７】
図８は、別の実施の形態における本発明によるベルトテンショニング装置２を示している。これは、多くの部分において図１〜図６の実施の形態に対応するので、共通の特徴に関する限り、上記説明が参照される。これに関して、同じ又は変更された構成部材には、図１〜図６の実施の形態と同じ参照符号が提供されている。以下では、主にこの実施の形態の相違点が説明される。
【００４８】
図８の実施の形態では、ベース部材３にテンショニングアーム４，６を支持する軸受が、補機３５から見てベルト平面の後方に配置されるように形成されている。これは、ベース部材３におけるテンショニングアーム４，６の軸受の中央平面が、テンショニングローラ５，７及びベルト３９の中央平面Ｅ５に対して軸方向に、若しくは補機から軸方向に離れる方向にずらされて配置されていることを意味する。ベルト平面は、取り付けられた状態においてベルト中央によって形成された平面によって規定される。ベース部材３の取付け部分９は、中間エレメント５０によって補機のハウジング３５に接続されている。
【００４９】
以下でまとめて説明される図９及び図１０は、本発明によるベルトテンショニング装置２、若しくは別の実施の形態におけるばね配列８を示している。このベルトテンショニング装置２はほぼ図１〜図６の実施の形態に対応しており、共通の特徴に関する限り、上述の説明が参照される。同じ又は変更された構成部材には、図１〜図６と同じ参照符号が提供されている。
【００５０】
この実施の形態の設計の特徴は、ばね配列８に関する。ばね配列は、この場合、等しく形成された、すなわち同じ形状を有する、互いに平行に配置された２つの弓形ばね２５，２５’を有する。２つの弓形ばね２５，２５’のそれぞれは、図１〜図６の実施の形態のように形成されている。２つの弓形ばね２５，２５’は、軸方向間隙を形成する１つ又は複数の取付けエレメント４５によって互いに接続されている。端部２６，２７；２６’，２７’は、それぞれ２つのアーチ形の溝を有する支持エレメント３１，３２に収容されている。支持エレメント３１，３２は、図１〜図６の実施の形態のようにそれぞれのテンショニングアーム４，６に接続されている。２つの弓形ばね２５，２５’の設計により、テンショニングアーム４，６に作用する予緊張力は、図１の実施の形態よりも増大される。
【００５１】
以下でまとめて説明される図１１〜図１３は、別の実施の形態における本発明によるベルトテンショニング装置２若しくはばね配列８を示している。このベルトテンショニング装置２は、多くの部分において図１〜図６の実施の形態、及び図９及び図１０の実施の形態にそれぞれ対応するので、共通の特徴に関する限り、上記説明が参照される。同じ又は変更された構成部材には、上述の図面と同じ参照符号が提供されている。
【００５２】
この実施の形態の設計の特徴は、ばね配列８に関する。ばね配列８は、この場合、異なって配置された２つの弓形ばね２５，２５’を有する。第１の弓形ばね２５は、図１〜図６の実施の形態のように形成されており、ばね平面を形成している。第２の弓形ばね２５’は第１の弓形ばね２５と同様に形成されており、第２の弓形ばね２５’の支持部分２６’，２７’と、第１の弓形ばね２５の支持部分２６，２７とは、共通のばね平面に配置されているが、第２の弓形ばね２５’のばね部分２８’は第１のばね２５のばね部分２８に対して平行にずらされている。このために、第２の弓形ばね２５’は、支持部分２６’，２７’の間に配置された勾配部分４６’，４７’を有し、特に、周方向で支持部分２６’，２７’に隣接している。勾配部分４６’，４７’は、軸方向勾配成分を有し、第１のばね平面に配置された支持部分２６’，２７’を、平行な第２のばね平面に配置されたばね部分２８’に接続している。第１の弓形ばね２５の支持部分２６，２７は、第２の弓形ばね２５’の第２の支持部分２６’，２７’内に同軸に配置されている。対応して、支持エレメント３１，３２は、互いに同軸に配置された２つの環状の溝４８，４９；４８’，４９’を有しており、これらの溝に、２つのばね２５，２５’の端部２６，２７；２６’，２７’が収容されている。２つのばね部分２８，２８’は、互いに同軸に配置されており、互いに軸方向にずらされている。２つのばね２５，２５’の間には、ばね全長に沿って、すなわち周方向延在範囲に沿って距離が形成されており、これにより、ばねは作動中に互いに接触しない。
【００５３】
全ての上述の実施の形態の場合、１つの利点は、テンショニングロール５，７の領域において短縮された軸方向長さを備える弓形ばね２５，２５’の設計により、軸方向で特に平坦な構造を有するということである。ばね配列８，８’は、テンショニングローラ５，７が配置されている周方向部分において最小限の軸方向高さを有する。これは、ベルトテンショニング装置２の全体的に軸方向にコンパクトな設計に寄与する。
【符号の説明】
【００５４】
２  ベルトテンショニング装置
３  ベース部材
４  第１のテンショニングアーム
５  第１のテンショニングローラ
６  第２のテンショニングアーム
７  第２のテンショニングローラ
８  ばね配列
９  取付け部分
１０  フランジ突出部
１１  フランジ部分
１２  支持部分
１３  支持部分
１４  ねじ／ボルト
１５  スリーブ部分
１６  ディスク
１７  中間エレメント
１８  軸受
１９  軸受部分
２０  軸受部分
２１  環状ディスク
２２  軸受
２３  軸受
２４  軸受
２５，２５’  弓形のばね
２６，２６’  支持部分
２７，２７’  支持部分
２８，２８’  ばね部分
２９  ねじ山付きスリーブ
３０  スリーブ突出部
３１  支持エレメント
３２  支持エレメント
３３  ボア
３４  ボア
３５  補機
３６  開口
３７  ハウジング
３８  ねじ／ボルト
３９  ベルト
４０  プーリ
４１  環状シール
４２  環状シール
４３  環状シール
４４  凹所
４５  取付けエレメント
４６  勾配部分
４７  勾配部分
４８  溝
４９  溝
５０  中間エレメント
Ａ  軸線
Ｄ、ｄ  直径
Ｅ  平面
Ｆ  面
Ｌ  長さ
Ｒ  半径
【図１】
0006625407.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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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