(57)【要約】【課題】電動式舵取装置のボールナット取付構造において、その取付用ロックナットのための簡単でかつ確実な緩み止めが達成されるカシメ構造を提供する。【解決手段】ラック軸１のボールネジ軸部１ａに回転可能に螺合されるボールナット２は、その外周部がボールベアリング４のインナレース部４ａに嵌合され、これによりハウジング１０ａに対して回転可能で、かつラック軸１の軸方向に移動しないように取付けられる。そして、その取付けのための結合は、ロックナット５の締付けによりなされ、この締付けによりロックナット５とボールナット２のフランジ部２ｆにより前記インナレース４ａが挟圧されることでなされる。ロックナット５の緩み止めは、ボールナット２の延出部２ｂに形成された平面部２ｅへのロックナット５延長ネジ部５ｃのカシメ加工によりなされる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラック軸のボールネジ軸部にボールを介して螺合回転され、ハウジング構造部に回転可能でかつモータロータ部に所定の伝達トルク内で相対回転不能とされるボールナットの取付けが、該ボールナットのネジ部へのロックナットネジ部の螺合締付けによりなされる電動式舵取装置におけるボールナットの取付構造において、
前記ボールナットのネジ部にカシメ加工用平面部が設けられており、前記ボールナットの前記ハウジング構造部と前記モータロータ部への前記取付けにおける該ボールナットのネジ部への前記ロックナットネジ部の螺合締付位置で、前記ボールナットのネジ部のカシメ加工用平面部に対応した前記ロックナットネジ部が該平面部に対してカシメられ、これにより該ロックナットネジ部の緩み止めがなされることを特徴とする電動式舵取装置におけるボールナットの取付構造。
【請求項２】
前記カシメ加工に供されるロックナットのネジ部は、該ロックナットの一端部から延出された薄肉部として形成される筒状延出部の内周部に設けられたネジ延長部であることを特徴とする請求項１記載の電動式舵取装置におけるボールナットの取付構造。
【請求項３】
前記ボールナットのネジ部のカシメ加工用平面部に対してカシメられる前記ロックナットのネジ延長部は、前記カシメ加工によりそのネジ山が平坦状に変形されることを特徴とする請求項１記載の電動式舵取装置におけるボールナットの取付構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動式舵取装置におけるラック軸のボールネジ軸部にボールを介して螺合回転されるボールナットのハウジング構造部やモータロータ部への取付構造に関し、より具体的には、該ボールナットのハウジング構造部やモータロータ部への取付けにおけるロックナットのネジ緩み止め構造に関する。
【０００２】
【従来の技術および解決しようとする課題】
電動式舵取装置におけるラック軸のボールネジ軸部に装着されるボールナットは、該ボールネジ軸部に対して螺合回転自在とされ、この状態が保持されてロックナットによりハウジング等に取付けられ、該取付けにおけるそのロックナットの緩み止めとして、ロックナットの締付状態で、該ロックナットネジ部端部の薄肉化された構造部の一部が、ボールナット一端部に形成されたカシメ加工溝に対して治具により押し潰されてカシメられる構造が採用され、よく知られている。
また、ボールナットの取付構造として、ボールナットの中空モータシャフトへの取付けにおけるロックナットが、ボールネジ部外周を覆うように延伸された前記中空モータシャフトの端部内周ネジ部に螺合締付けされ、これによりボールナットの前記取付けがなされるものが知られており、このボールナットの取付けにおいては、ロックナットのネジの緩み止めが、該ロックナットの外側端に設けられた緩み止め係合部に前記中空モータシャフトの開口端部の一部が治具によりカシメられることでなされている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−２２０４８４号公報（第２頁−第３頁、第１図）
【０００４】
前記特許文献１に記載のラック軸０１のボールネジ軸部０１ａにボール０Ｂを介して回転可能に螺合されるボールナット０２の取付構造は、図５および図６に図示されており、該ボールナット０２の取付けは、ボールナット０２外周部を覆うように延伸される中空モータシャフト０３の端部内周ネジ部０３ａにロックナット０５が螺合締付けされ、このロックナット０５の締付けにより該ロックナット０５の側部がボールナット０２一端側部に圧接されることでなされている。そして、締付けされた前記ロックナット０５の緩み止めは、該ロックナット０５の端部外周側に設けられた複数の緩み止め係合部０５ａに前記モータシャフト０３の開口端部０３ｂが治具により押し潰されカシメられることでなされている。
【０００５】
上記特許文献１に記載のロックナットのネジの緩み止めは、該ロックナットの端部外周側に設けられた複数の緩み止め係合部に対して中空モータシャフトの開口端部がカシメられるものであり、前記緩み止め係合部は比較的浅い切込みであり、該係合部へのカシメは当初強固に完全な状態においてなされたとしても、繰り返し加わるモータ駆動の衝撃や振動等により長期使用においてはカシメ部が緩みガタつきが生じやすいものであり、ロックナットの長期にわたる確実な緩み止めという点においては必ずしも充分なものであるとはいえない。
【０００６】
また、図７（ａ），（ｂ）に図示されるような、上述のラック軸のボールネジ軸部に螺合回転自在に装着されるボールナット０２の取付けにおけるロックナット０５のネジ部０５ａの緩み止めが、該ロックナット０５の締付状態で、ロックナット０５のネジ部端部の薄肉化された構造部０５ｂの一部が、ボールナット０２の一端部のカシメ加工溝０２ｅに対して治具０６により押し潰され、カシメられることでなされるものにおいては、確実なロックナット０５の緩み止めのためには、前記薄肉化された構造部の一部の押し潰しが所定の深さにまでなされる必要があり、そのためのカシメ加工溝０２ｅの深さｈが充分に確保される必要がある。
【０００７】
しかしながら、ボールナット端部における充分な肉厚の確保は、該ボールナットが操舵（舵取）装置のラック軸ハウジング内装備部品であることからしてその構造上困難であり、ロックナットにおける充分な強度を有しかつ確実な緩み止めが達成されるためのカシメ加工に必要な充分な深さの溝を確保することはできない。したがって、結果として、その深さが充分でない溝による前記緩み止めのためのカシメ加工がなされることになり、充分な強度を有しかつ確実なロックナットのためのネジ緩み止めが確保できない。
【０００８】
そこで、ボールナット端部における充分な肉厚の確保が困難であるという状況の中で、上述のボールナット取付構造において、簡単な構造によりしかも充分な強度が確保され、かつロックナットネジの緩み止めが確実になされるカシメ加工が可能なロックナットネジの緩み止め構造を備えた、前記ボールナット取付構造の開発が望まれるところである。
【０００９】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
本発明は、前記課題を解決するためのボールナット取付構造の改良に係り、とりわけ、該取付構造におけるロックナットの緩み止めに視点がおかれた前記取付構造の改良に係るものであり、ラック軸のボールネジ軸部にボールを介して螺合回転され、ハウジング構造部に回転可能でかつモータロータ部に対して所定の伝達トルク内で相対回転不能とされるボールナットの取付けが、該ボールナットのネジ部へのロックナットネジ部の螺合締付けによりなされる電動式舵取装置におけるボールナットの取付構造において、前記ボールナットのネジ部にカシメ加工用平面部が設けられており、前記ボールナットの前記ハウジング構造部と前記モータロータ部への前記取付けにおける該ボールナットのネジ部への前記ロックナットネジ部の螺合締付位置で、前記ボールナットのネジ部のカシメ加工用平面部に対応した前記ロックナットネジ部が該平面部に対してカシメられ、これにより該ロックナットネジ部の緩み止めがなされることを特徴とするものである。
【００１０】
また、前記カシメ加工に供されるロックナットのネジ部は、該ロックナットの一端部から延出された薄肉部として形成される筒状延出部の内周部に設けられたネジ延長部であることを特徴とする。
さらに、前記ボールナットのネジ部のカシメ加工用平面部に対してカシメられる前記ロックナットのネジ延長部は、前記カシメ加工によりそのネジ山が平坦状に変形されることを特徴とする。
【００１１】
請求項１に記載の発明においては、前記電動式舵取装置におけるボールナットの取付構造において、前記ボールナットのネジ部にカシメ加工用平面部が設けられており、前記ボールナットの前記ハウジング構造部と前記モータロータ部への前記取付けにおける該ボールナットのネジ部への前記ロックナットネジ部の螺合締付位置で、前記ボールナットのネジ部のカシメ加工用平面部に対応した前記ロックナットネジ部が該平面部に対してカシメられ、これにより該ロックナットネジ部の緩み止めがなされる。
【００１２】
したがって、カシメ加工のための構造として、溝ではなく、単にネジ部に平面部が形成されるにすぎないものであるからボールナット端部の肉厚への配慮が不要であり、その構造が簡単であり、そして、カシメ加工のための作業も平面部に対するものであるからきわめて容易であり、しかも該加工における押し潰しは確実な状態においてなされるので、前記ロックナットの緩み止めが長期に亘り安定した状態で維持され、該緩み止めの効果が向上される。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明においては、前記請求項１に記載の電動式舵取装置において、前記カシメ加工に供されるロックナットのネジ部は、該ロックナットの一端部から延出された薄肉部として形成される筒状延出部の内周部に設けられたネジ延長部であるから、前記カシメ加工が前記薄肉部に対するカシメ治具による加工であり、このカシメ加工は容易に行うことができ、しかも該カシメは確実な状態においてなされので、ロックナットの緩み止めが安定して維持され、該緩み止めの効果が向上される。
【００１４】
さらに、請求項３に記載の発明においては、前記請求項１に記載の電動式舵取装置において、ボールナットのネジ部のカシメ加工用平面部に対してカシメられるロックナットのネジ延長部は、カシメ加工によりそのネジ山が平坦状に変形されるから、実質的に該カシメ部はネジ部としての機能が喪失され、ネジとしての回動による緩みの発生が完全に排除される。また、該カシメ部は平面同士が密接した状態となるので前記ネジ部としての機能の喪失と相俟って確実な緩み止めが達成され、ロックナットの緩み止めが長期に亘って安定した状態で維持される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図１ないし図４に図示された本発明の実施形態について説明する。
【００１６】
図１，２には、本発明の電動式舵取装置の主要構造部が図示されており、１０ａおよび１０ｂはハウジング構造部であり、該ハウジング構造部１０ａ，１０ｂは締付ボルト１０ｃにより互いに結合され一体化されている。該ハウジング構造部１０ａおよび１０ｂの内部には、ラック軸１が所定のストロークにおいてその軸方向移動が可能な状態において支持されている。なお、１０ｄは、シールである。
【００１７】
ラック軸１には、直接は図示されないラック歯車部が形成され、また、ボールネジ軸部１ａが形成されている。ラック軸１における前記ラック歯車部は、前述したように図示されるところでないが、所定の長さに亘りラック歯車が形成された構造部であり、該ラック歯車にはギヤボックス１１内の図示されないピニオン歯車が噛合っており、該ピニオン歯車は図示されないコラムを介してハンドルに接続されている。
【００１８】
したがって、ハンドルの回転はコラムを介し前記ピニオン歯車に入力され、該ピニオン歯車と前記ラック歯車との噛合いを介してラック軸１がその軸方向に、すなわち、図１において左右動され、図示されないラック軸１の両端に設けられたタイロッドエンドを介して同じく図示されないナックルが動かされて操舵のための車輪の方向変換がなされる。
【００１９】
ラック軸１の前記ボールネジ軸部１ａは、図２を参照することにより明らかなように、所定の長さに亘りその断面形状が円弧型を呈する螺旋溝からなる雄型のボールネジ１ｂが形成された構造部であり、該ボールネジ軸部１ａには、その内周部に前記断面形状と同じ円弧型の螺旋溝からなる雌型のボールネジ２ａが形成されたボールナット２がボールＢを介して回転自在に螺合されている。
【００２０】
そして、ボールネジ軸部１ａの前記ボールネジ１ｂとボールナット２の前記ボールネジ２ａとの前記回転自在な螺合は、実質的にボールナット２内周部に形成された前記雌形ボールネジ２ａと前記ボールネジ軸部１ａに形成された前記雄型ボールネジ１ｂ間に多数介在されたボールＢの転動を介してなされており、この構造自体は既に良く知られたところである。
【００２１】
前記のように、ボールナット２はボールネジ軸部１ａにボールＢを介して回転自在に螺合されるものであるが、ボールナット２のその軸方向における移動は、該ボールナット２のその外周部がボールベアリング４を介して前記ハウジング構造部１０ａに支持されることで阻止されており、該ボールナット２の軸方向移動の阻止は、ボールナット２外周部にボールベアリング４のインナレース部４ａが嵌合固定され、かつ該ボールベアリング４のアウタレース部４ｂが前記ハウジング構造部１０ａの内周部に嵌合固定されることでなされている（図２参照）。
【００２２】
ボールナット２には、図２に図示されるように、その一方の端部に筒状の延出部２ｂが設けられており、該筒状延出部２ｂの内周部２ｃには電動モータ３のロータ部３ａと一体の中空軸部３ｂが延在している。そして、前記筒状延出部２ｂの内周部２ｃと、該内周部２ｃ内に延在する前記中空軸部３ｂの外周部３ｃとの間には、その外形形状がリング状であるクラッチプレートＰが圧入介挿されている。
【００２３】
クラッチプレートＰは、図３に図示されるような波型の外周面を備えたリング状部材であり、鋼板等にプレス加工による波型Ｐ１が形成されリング状とされたものであり、前記のように筒状延出部２ｂの内周部２ｃと中空軸部３ｂの外周部３ｃ間にそのリング外周の波型Ｐ１に抗して圧入され、これにより、前記筒状延出部２ｂと中空軸部３ｂ間の所定のトルク伝達を許容し、許容範囲を超える過大なトルク伝達時には該筒状延出部２ｂと中空軸部３ｂ間で相対的な滑りが生じるような構造とされている。
【００２４】
したがって、前記電動モータ３の駆動によるそのロータ部３ａの回転は、通常のトルク伝達時においては、前記中空軸部３ｂから該軸部３ｂ外周部３ｃ、クラッチプレートＰ、ボールナット２の一方端部の筒状延出部２ｂ内周部２ｃを介して前記ボールナット２に伝達され、該回転の伝達により、ボールナット２は、上述したようにその軸方向移動が阻止された状態において、ラック軸１の前記ボールネジ軸部１ａへの前記ボールＢを介した螺合状態において回転される。
【００２５】
電動モータ３のロータ部３ａの回転に連動したボールナット２の軸方向移動が阻止された前記回転は、結果的に該ボールナット２の前記ラック軸１のボールネジ軸部１ａとの螺合を介した該ラック軸１のその軸方向移動（左右動）とされ、ラック軸１における前記軸方向移動（左右動）はいうまでもなく上述した操舵におけるアシスト力の付加作用を与えるものである。
【００２６】
そして、この操舵における電動モータによるアシスト力の付加作用は、図示されるところではないが、センサーにより操舵トルクや操舵回転速度，操舵方向等が電気的に感知され、車速センサーからの電気信号を加えてコンピュータにより最適なパワーアシストが計算され、これに基づくモータ制御により前記操舵におけるアシスト力を作用させるものである。
【００２７】
要部の拡大図である図４（ａ），（ｂ）を参照すると明らかなように、ボールナット２の前記筒状延出部２ｂ外周部には、その周面の略全面に亘りネジ部２ｄが設けられているが、特別な構造部として、該外周ネジ部２ｄには、特に図４（ｂ）を参照することにより理解できるように、その外周ネジ部２ｄの一部が平坦状に削り落とされた平面部２ｅが形成されている。
【００２８】
そして、この平面部２ｅは、後述するボールナット２の取付時におけるロックナット５のネジの緩み止めのために供せられるカシメ加工用構造部であり、この平面部２ｅは、筒状延出部２ｂ外周の該筒状延出部２ｂ外端部から該延出部２ｂの軸方向に沿って所定の幅をもって形成され、該平面部２ｅは本実施形態においては前記筒状延出部２ｅ外周端部の１ヵ所に設けられている。
【００２９】
また、ボールナット２のその他方の端部には、図２から明らかなように、該ボールナット２の外周部から鍔状に突出する環状フランジ部２ｆが設けられており、この環状フランジ部２ｆは、後述するボールナット２の取付けにおけるロックナット５による締付時に、ボールナット２の外周部に嵌入される前記ボールベアリング４のインナレース部４ａの側面部全周に亘り当接される構造を備えている。
【００３０】
ボールナット２の筒状延出部２ｂ外周部のネジ部２ｄには、ロックナット５が螺入されるようになされており、該外周ネジ部２ｄへの前記ロックナット５の螺入締付によって、ボールベアリング４のインナレース部４ａは、結果として前記ロックナット５と前記ボールナット２の外周部に設けられた前記環状フランジ部２ｆとにより挟圧されることになる。
【００３１】
前記挟圧によりボールナット２は実質的にボールベアリング４のインナレース部４ａと一体化され、これにより、該ボールナット２は、ハウジング１０ａに対して回転可能で、かつその軸方向における移動が阻止された状態に保持され、また、この状態において、その筒状延出部２ｂ内周部２ｃが電動モータ３のロータ部３ａに対して、より具体的にはロータ部３ａの中空軸部３ｂ外周部３ｃに対してクラッチプレートＰを介して係合され、実質的なボールナット２の取付けがなされる。
【００３２】
そして、既述のように、前記クラッチプレートＰの圧入を介した互いの係合によりボールナット２に電動モータ３のロータ部３ａの回転が伝達され、これによるボールナット２の回転でラック軸１に操舵のためのその軸方向における所望の方向へのアシスト力が付加される。
【００３３】
ところで、ボールナット２の前記取付けは、上述のように、ボールナット２の筒状延出部２ｂの前記外周ネジ部２ｄに対するロックナット５の螺入締付けによりなされるが、この螺入締付けの保持を確実なものとするためロックナット５にはその締付ネジの緩み止め手段が備えられており、このネジの緩み止め手段は、ロックナット５のネジ部５ａに、該ネジ部５ａの緩み止めのために供される筒状の薄肉延長部５ｂが特別に設けられた構造であり、この構造は、図４の（ａ），（ｂ）に図示されている。
【００３４】
ロックナット５のネジ部５ａの緩み止めに供される前記筒状の薄肉延長部５ｂは、実質的には、上述のようにロックナットネジ部５ａの緩み止めのためのカシメ加工に供される部分であり、該部分はロックナット５の一方端部が薄肉とされ延長された筒状の延長部５ｂであり、その内周部にはロックナット５の前記螺入締付けのためのネジ部５ａの一部をなす実質的な該ネジ部５ａのネジ延長部５ｃが形成されている。
【００３５】
そして、ボールナット２の取付けのためのロックナット５の締付時における螺入は、前記ネジ延長部５ｃの終端部がボールナット２の前記筒状延出部２ｂ外端部と略同じか少し内側の位置になるまでなされ、このロックナット５の螺入位置は、ボールナット２がボールベアリング４のインナレース部４ａの側部に強固に圧接されて一体化される位置であり、ボールナット２の実質的な上述の取付位置である。
【００３６】
そして、図４（ａ）ないし（ｃ）に図示されるように、ロックナット５の前記締付けのための螺入位置において、すなわち、ボールナット２の取付位置において、ボールナット２の外周ネジ部２ｄの上述した平面部２ｅに対応する該ロックナット５の前記薄肉のネジ延長部５ｃ端部の一部が所定のカシメ治具６を用いて該平面部２ｅに対して押圧変形され、これによりロックナット５の前記ネジ延長部５ｃの一部がボールナット２のネジ部平面部２ｅに対して強固にカシメられる。
【００３７】
カシメ加工後のロックナット５の筒状薄肉延長部５ｂにおけるネジ延長部５ｃの変形状態は図４（ｃ）に図示されるようなものであり、カシメ加工時の治具６による押圧によるネジ延長部５ｃの該カシメ部の変形は、前記平面部２ｅへの押圧により略平坦状に潰れ変形し、すなわち、ネジ山が潰されて該ネジの溝部が埋められることにより平坦化され、これによりネジ延長部５ｃのカシメ部は実質的にネジ部としての機能が喪失されるものである。
【００３８】
前記図１ないし図４に図示された本発明の実施形態は前記構成であるから、ボールナット２の外周ネジ部２ｄにおけるロックナット５の螺入締付で、ロックナット５とボールナット２の環状フランジ部２ｆとによりボールベアリング４のインナレース部４ａが挟圧され、該挟圧により実質的にボールナット２が前記インナレース部４ａと一体化され、しかもこの挟圧状態は、ロックナット５の上述のカシメによる緩み止め構造で長期の使用においても緩むことなく安定して維持される。
【００３９】
すなわち、ロックナット５の筒状薄肉延長部５ｂのネジ延長部５ｃの一部がカシメ治具６によりボールナット２の外周ネジ部２ｄ平面部２ｅに対して押圧されて潰され、平坦化され、実質的にそのネジ部としての機能が喪失されるというカシメ加工構造により、長期使用においても該ロックナット５は緩むことなく前記挟圧状態が確実に維持され、ボールナット５のガタつきの発生が完全に抑えられる。
【００４０】
ロックナット５による緩み止め構造は、そのカシメ加工時において、ロックナット薄肉延長部５ｂのネジ延長部５ｃの一部が平坦化された実質的なカシメ部におけるネジ機能の喪失と、該平坦化された平坦部のボールナット２の外周ネジ部２ｄ平面部２ｅとの強固な平面接触による緩み止め作用とが相俟って、堅固な緩み止めが達成される。
【００４１】
しかも、ロックナット５の緩み止めのためのカシメ構造はきわめて単純であり、また、該緩み止めのためのカシメ加工はきわめて単純かつ容易なものであるから、前記緩み止め構造のためのコストの低減と、前記カシメ加工におけるコストの低減を図ることができる。
【００４２】
前記実施形態に換えて種々の実施形態が考えられる。
【００４３】
前記実施形態においては、ロックナット５の緩み止めにおけるカシメ加工が一箇所におけるものとされたが、勿論、これに限定されるものではなく、カシメ加工個所は適宜複数箇所設けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の舵取装置における主要構造部を一部断面にて示す全体図である。
【図２】本発明の舵取装置における主要構造部を示す部分拡大断面図である。
【図３】本発明のボールナットの筒状延出部とモータロータ部の中空軸部間に圧入介装されるクラッチプレートを示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）図におけるＡ−Ａ断面図である。
【図４】本発明の舵取装置におけるボールネジ取付用ロックナットのネジの緩み止め構造を示す図であり、（ａ）は側断面図であり、（ｂ）は（ａ）図におけるＡ矢示図であり、（ｃ）はカシメによるネジの変形状態を示す図である。
【図５】従来の舵取装置における主要構造部を示す部分拡大断面図である。
【図６】図５に図示された従来の舵取装置におけるボールネジ取付用ロックナットのネジの緩み止め構造を示す斜視図である。
【図７】従来の他の舵取装置におけるボールネジ取付用ロックナットのネジの緩み止め構造を示す図であり、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は（ａ）図の０Ａ−０Ａ断面図である。
【符号の説明】
１・・・ラック軸、１ａ・・・ボールネジ軸部、１ｂ・・・雄型ボールネジ、２・・・ボールナット、２ａ・・・雌型ボールネジ、２ｂ・・・筒状延出部、２ｃ・・・内周部、Ｐ・・・クラッチプレート、Ｐ１・・・波型、２ｄ・・・外周ネジ部、２ｅ・・・平面部、２ｆ・・・環状フランジ部、３・・・電動モータ、３ａ・・・モータのロータ部、３ｂ・・・中空軸、３ｃ・・・外周部、４・・・ボールベアリング、４ａ・・・インナレース部、４ｂ・・・アウタレース部、５・・・ロックナット、５ａ・・・ネジ部、５ｂ・・・筒状薄肉延長部、５ｃ・・・ネジ延長部、６・・・カシメ治具、１０ａ，１０ｂ・・・ハウジング構造部、１０ｃ・・・締付ボルト、１０ｄ・・・シール部、１１・・・ギヤボックス、Ｂ・・・ボール。
【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】
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