(57)【要約】【課題】高圧冷媒の内圧による蛇腹部の膨潤を防止して、蛇腹状を維持することによって、スラスト方向の振動を吸収できる振動吸収ホースを提供すること。【解決手段】蛇腹部１５の山部１１１と谷部１１２とに補強部材１１４，１１５を埋設してヒンジ部として伸縮可能にし、単一の腹部の左片部１１Ａ（右片部）において、谷部１１２の肉厚Ｔ１より、左片部１１Ａ（右片部）の中央部の最大肉厚部の厚みＴ２を、谷部１１２の肉厚Ｔ１の１．５倍以上の広幅に形成することによって、内圧に対抗できる形状にする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
山部と谷部とを有して単一腹部を形成し、複数の前記腹部を連続して配置することによって蛇腹部を形成する振動吸収ホースであって、
前記単一腹部の谷部又は山部のいずれか、あるいは両方に補強部材を備えて軸方向に伸縮可能に形成されるとともに、前記単一腹部の片肉部において、前記谷部の肉厚部に対する、前記山部と前記谷部との連接部における最大肉厚部が１．５以上に形成されていることを特徴とする振動吸収ホース。
【請求項２】
山部と谷部とを有して単一腹部を形成し、複数の前記腹部を連続して配置することによって蛇腹部を形成する振動吸収ホースであって、
前記単一腹部の谷部又は山部のいずれか、あるいは両方に補強部材を備えて軸方向に伸縮可能に形成されるとともに、前記単一腹部の片肉部において、前記単一腹部の軸心に対する前記谷部の片肉部における中心軸線位置から前記山部の回動中心位置を結ぶ直線の傾斜角度より、前記谷部の中心軸線位置から前記山部と前記谷部との連接部の中心軸線を結ぶ直線の傾斜角度が小さく形成されていることを特徴とする振動吸収ホース。
【請求項３】
前記単一腹部の内部又は外周面に少なくとも１本以上の補強部材を設けることを特徴とする請求項１又は２記載の振動吸収ホース。
【請求項４】
前記単一腹部の外周面に補強シートを設けることを特徴とする請求項１又は２記載の振動吸収ホース。
【請求項５】
前記単一腹部が、耐透過性樹脂層及びゴム層の少なくとも２層で形成されていることを特徴とする請求項１，２，３又は４記載の振動吸収ホース。
【請求項６】
前記単一腹部が、繊維編組層及びゴム層の少なくとも２層で形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の振動吸収ホース。
【請求項７】
前記蛇腹部が、ヤング率６ＭＰａ以上のゴム材料を備えて形成されていることを特徴とする請求項１，２，３，４，５又は６記載の振動吸収ホース。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷凍サイクルを構成する装置の冷媒輸送用ホースに関し、さらに詳しくは、エンジンや圧縮機から発生する振動を吸収可能な振動吸収ホースに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、冷凍サイクル装置の冷媒輸送用ホース、特に車輌用に使用される冷媒輸送用ホースは、車両の各部から発生する振動が大きいことから、振動を吸収できるようにホースを長めに配置させて撓みを持たせるように取り付けている。つまり、従来においては、図９に示すように、例えば、圧縮機１からコンデンサ３に接続するホース３０、あるいは圧縮機３から車室内エアコンユニットに接続するホース３１等は、円弧状の曲げ部３１１，３１２を有して配管するようにしている。これによって、振動が発生した場合、円弧状の曲げ部３１１・３１２で振動を吸収して、圧縮機１やコンデンサ３に振動の伝達を防止するようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のように、円弧状の曲げ部３１１・３１２を有してホース３０・３１を配管することは、ホース３０・３１の長さを長く形成しなければならないことから、配管上のスペースを広くとることとなって、車輌の省スペース化を推進する傾向から後退することとなっていた。例えば、冷凍サイクルをエンジンルーム内へ搭載する場合、ホースの両端部に接続する装置が接近して配置されている状態では、配管するホースが他部品に干渉することとなって、ホースの他部品への干渉を配慮して設計することが困難な状態になっている。
【０００４】
本発明は、上述の課題を解決するものであり、近接した冷凍サイクル装置との間を配管するホースを短尺に形成するとともに、短尺なホースであっても強度を備えて振動を吸収できる振動吸収ホースを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る振動吸収ホースは、上記の課題を解決するために、請求項１記載の発明では、補強部材を備えた谷部又は山部を有する単一腹部を連続的に形成することによって、軸方向に伸縮可能な蛇腹状に形成して振動を吸収しやすいように構成している。このホースの谷部又は山部に補強部材を設けるとともに、単一腹部の片肉部において、前記谷部の肉厚部に対する前記山部と前記谷部との連接部における最大肉厚部を１．５以上に形成することによって、短尺でかつ直線的に形成しても強度を向上して振動を吸収するホースを提供することができる。
【０００６】
つまり、通常、蛇腹状のホースは、高圧の冷媒が通過する際に個々の腹部に内圧がかかると、個々の腹部がスラスト方向及びラジアル方向に膨潤し、隣接する腹部同士で接触することとなって伸縮できないことから、スラスト方向において振動が吸収できずに伝達してしまうことがあった。
【０００７】
しかし、本発明のホースでは、谷部又は山部において補強部材を備えて伸縮可能に形成するとともに、谷部の肉厚部に対する、前記山部と前記谷部との連接部における最大肉厚部を、１．５以上に形成していることから、ホース内に高圧の冷媒が通過する際に、各腹部に内圧がかかっても、個々の腹部が補強されて内圧に対抗できる強度を保持することができ、個々の腹部の膨潤を防止することとなる。
【０００８】
従って、短尺で直線状に形成しても個々の腹部における膨潤がないことから伸縮させることができて振動を吸収することが可能となり、省スペース化を達成することができる。
【０００９】
又、請求項２記載の発明では、補強部材を備えた谷部又は山部を有する単一腹部を連続的に形成することによって、軸方向に伸縮可能な蛇腹状に形成して振動を吸収しやすいように構成している。そして、単一腹部の軸線位置に対する谷部の中心軸線位置から山部の回動中心位置を結ぶ直線の傾斜角度より、谷部の中心軸線位置から山部と谷部との連接部の中心軸線を結ぶ直線の傾斜角度を小さく形成することによって、短尺でかつ直線的に形成しても強度を向上して振動を吸収するホースを提供することができる。
【００１０】
つまり、単一腹部の軸線位置に対する谷部の中心軸線位置から山部の回動中心位置を結ぶ直線の傾斜角度より、谷部の中心軸線位置から山部と谷部との連接部の中心軸線を結ぶ直線の傾斜角度が小さく形成することによって、腹部の片肉部における分割された左右いずれかの一片を、内部に向かう凸状の逆Ｌ字状又はＬ字状を形成することになるから、ホース内に冷媒が通過して内圧がかかることになっても、内圧を逆Ｌ字状又はＬ字状の形状で受けることとなって、腹部の膨潤を発生しにくくなる。従って、短尺で直線状に形成しても個々の腹部を伸縮させることができて振動を吸収することが可能となり、省スペース化を達成することができる。
【００１１】
又、請求項３記載の発明では、請求項１又は２記載の発明の構成を有することに加えて、腹部の中央部で補強部材を備えていることから、腹部を膨潤させるような内圧に対してさらに強度を増加することとなって、腹部の膨潤を防止することができ、それによって腹部を伸縮させて振動を吸収することができる。
【００１２】
又、請求項４記載の発明では、請求項１又は２記載の発明の構成を有して、さらに、単一腹部の外周面に補強シートを設けていることから、請求項１又は２記載の発明と同様に、腹部の膨潤を防止することができ、腹部を伸縮させて振動を吸収することができる。
【００１３】
さらに、請求項５記載の発明では、請求項１乃至４記載の発明の構成を有して、さらに、ホース自体に耐透過性樹脂層及びゴム層の少なくとも２層で形成していることから、耐透過性樹脂層によって冷媒の外部への漏れを防止するとともにゴム層の弾性によって蛇腹部を伸縮しやすいように形成することとなる。
【００１４】
又、請求項６記載の発明では、請求項１又は２記載の発明の構成に加えて、さらに、蛇腹部が繊維編組層を有することによって、強度を向上して腹部の膨潤を防止するとともに、ゴム層の弾性によって蛇腹状のホースを伸縮しやすいように形成することとなる。
【００１５】
又、請求項７記載の発明では、請求項１乃至６記載の発明の構成に加えて、さらに、蛇腹部が、ヤング率６ＭＰａ以上のゴム材料を備えて形成されていることから、ヤング率６ＭＰａ以上のゴム材料が、後述の実験データに示すように、各単一腹部の膨潤を防止できることとなって蛇腹部を伸縮可能に保持することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
実施形態の振動吸収ホース（以下、ホースという）は、図１に示すように、冷凍サイクルを構成する装置（図例においては、圧縮機１とコンデンサ３）を接合するものにおいて説明するものとする。
【００１８】
圧縮機１とコンデンサ３は配管部材５・６、ホース１０を介して近接な位置に配置され、ホース１０は圧縮機１から配管された配管部材５とコンデンサ３に配管された配管部材６との間で、短尺で直線状に形成されている。
【００１９】
ホース１０は、図２〜３に示すように、両側にスリーブ８・８、ニップル９・９を介して接続するとともに複数の腹部１１を連続的に形成して蛇腹部１５を形成している。単一の腹部１１は、山部１１１と、山部１１１から両側に下傾する谷部１１２とを有して山形状に形成されている。谷部１１２は隣接する腹部１１の谷部１１２と連接し、単一の腹部１１を谷部１１２で連接して連続的に形成することによって前述の蛇腹部１５を形成することとなる。
【００２０】
又、山部１１１には、内周面から山部１１１に向かって山部１１１の頂点に達しない位置までスリット部１１３が形成され、スリット部１１３が形成されていない肉厚部において金属製の鋼線や硬質樹脂製の棒状材等で形成された補強部材１１４を単一腹部１１の円周方向に沿ってリング状に埋設してヒンジ機構を構成している。従って山部１１１においては、補強部材１１４を中心にして両側の肉厚部が回動することとなって軸方向に伸縮可能に構成されることとなる。そして、山部１１１は谷部１１２に向かって徐々に幅広に形成しながら下傾して形成される。
【００２１】
一方、谷部１１２は、隣接する腹部１１の谷部１１２との連接部において金属製の鋼線や硬質樹脂製の棒状材等で形成された補強部材１１５を腹部１１の円周方向に沿ってリング状に埋設してヒンジ機構を構成している。従って谷部１１２においては、補強部材１１５を中心にして両側の肉厚部が回動することとなって軸方向に伸縮可能に構成されることとなる。
【００２２】
これによって、単一腹部１１を連続的に配置した蛇腹部１５が、各山部１１１の補強部材１１４及び各谷部１１２の補強部材１１５を中心にして軸方向に伸縮可能に構成されることとなる。
【００２３】
次に、単一腹部１１を、山部１１１を中心に左右対称に分割して左片１１Ａ及び右片１１Ｂとし、さらに詳細に説明する。
【００２４】
以下の説明においては左片１１Ａを中心にして説明するものとし、図４に示すように、左片１１Ａの断面形状はブーメラン状に形成され、谷部１１２の片肉部における肉厚Ｔ１から上傾するとともに徐々に広幅に形成され、山部１１１から徐々に広幅となって下傾された連接部位（山部１１１と谷部１１２との略中央位置）１１６で最大肉厚部（厚みＴ２）を形成することとなる。
【００２５】
つまり、腹部１１の中央位置における最大肉厚部の厚みＴ２は、山部１１１の外周面における下傾した最下位位置と谷部１１２の外周面における上傾した最上位位置との連接位置１１７と、山部１１１の内周面における下傾した最下位位置と谷部１１２の内周面における上傾した最上位位置との連接位置１１８とを結ぶ厚みで形成されることとなる。そして、実施形態では、Ｔ２を、Ｔ２≧１．５Ｔ１となるように形成する。
【００２６】
なお、谷部１１１の肉厚Ｔ１と、山部１１１における頂点部における肉厚Ｔ３、つまり、山部１１１の頂点からスリット１１３の最上端部との厚みは、略同一寸法で形成されている。従って腹部１１の最大肉厚部Ｔ２は、山部１１１の肉厚Ｔ３の１．５以上に形成されるとも言える。
【００２７】
又、谷部１１２の肉厚Ｔ１のヒンジ中心位置（補助部材１１５の中心位置）をＰ１とし、山部１１１のヒンジ中心位置（補強部材１１４の中心位置）の中心位置をＰ２、腹部１１の中央位置における最大肉厚部の厚みＴ２の中心位置をＰ３とすると、腹部１１の軸心線Ｃに対するＰ１とＰ２とを結ぶ直線Ｌ１の傾斜角度θ１より、腹部１１の軸心線Ｃに対するＰ１とＰ３とを結ぶ直線Ｌ２の傾斜角度θ２が小さくなるように形成されている。これによって、左片１１Ａの外周面は凹状に形成され、左片１１Ａの内周面は凸状に形成してブーメラン状に形成することとなり、左片１１Ａ自体は、ホース１０内に向かって突出するように形成されることとなる。従って、ホース１０内を通る冷媒が高圧の状態で内圧がかかっても、左片１１Ａを外方に膨潤させる圧力に対抗できる形状となる。
【００２８】
さらに、図５に示すように、腹部１１の内部に山部１１１又は谷部１１２に埋設するものと同様の補強部材１１９（実線で示す）を埋設するか、あるいは、腹部１１の外周面の凹部に補強部材１２０（二点鎖線で示す）を貼着すれば、さらに補強されて、左片１１Ａを外方に膨潤させる圧力にさらに対抗できる。
【００２９】
又、蛇腹部１５（腹部１１）を構成する材料は、高圧冷媒の内圧に対して対抗できる材料、例えば、強度を向上する繊維網組層と伸縮しやすい弾性状のゴム層との少なくとも２層で形成することもできる。繊維網組層は、ゴム層に編み状にした繊維を埋設した状態で形成し、繊維網組したゴム層を大気側に配置し繊維網組をしていないゴム層を冷媒の通路側に配置することによって構成する。ゴム層は、ブチルゴムで形成されるものが望ましい。
【００３０】
なお、ゴム層は、ヤング率６ＭＰａ以上のブチルゴムを使用することが望ましい。ヤング率は、表１に示す実験データに基づいて設定されている。これは、本出願人が、高圧冷媒による蛇腹部の腹部への膨潤を防止するために、ブチルゴムに所定量の補強充填材（例えば、カーボン等）を添着した各種の材料を使用して蛇腹の形状保持性を求める実験を行ったものであり、これによると、腹部１１の最大肉厚部の厚みＴ２が谷部の肉厚Ｔ１に対して１．５に形成されているものにおいて、ヤング率６ＭＰａ以上のゴム材が、内圧３．６ＭＰａ時では、腹部１１への膨潤のないことが明白に示されている。
【００３１】
【表１】
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※肉厚比１．５の場合
又、冷媒は、従来のフロンに代わって炭酸ガスや、アンモニアガス等が使用されるようになってきており、この場合、冷媒ガスが大気に漏れることを防止できる材料を使用してもよい。図６に示すように、腹部１１の大気側にはゴム層１２で形成し、冷媒通路側にはガスバリア性に優れた耐透過性樹脂層（例えば、アルミラミネートの片面又は両面に貼着したナイロン樹脂）１３の２層で形成することもできる。
【００３２】
なお、上記のように、腹部１１を、ゴム層を間にして冷媒通路側に耐透過性樹脂層、大気側に繊維網組層の３層で形成すれば、高圧冷媒ガスの内圧に対抗できる材料で形成できるとともに、冷媒ガスの大気側への漏れも防止することが可能となる。
【００３３】
次に上記のように構成されたホース１０の作用について説明する。冷凍サイクルにおいては、図示しない蒸発機によって蒸発された冷媒ガスは、圧縮機１に供給されると圧縮されて高圧ガスとなって、ホース１０を通ってコンデンサ３に導入される。
【００３４】
ホース１０内を通過する冷媒ガスは、圧縮機１で圧縮されて高圧となっていることからホース１０には内圧がかかっている。ホース１０に内圧がかかることによって蛇腹部１５の各腹部１１には、各腹部１１をスラスト方向及びラジアル方向に膨潤させる力が働く。
【００３５】
一方、蛇腹部１５の各腹部１１は、断面形状がホース１０内に向かって突出するブーメラン状に形成されるとともに、中央部の肉厚が谷部の肉厚より広幅状に形成され、腹部１１の略中央内部又は外周面に補強部材あるいは補強シートを設けていることから、内圧に対して対抗できる形状及び強度を備えることとなって膨潤を防止し蛇腹形状を維持することとなる。
【００３６】
この状態で、冷凍サイクルを構成する各装置から発生するホース１０に振動が伝達されると、ホース１０では、各腹部１１の山部１１１のヒンジ部１１４及び谷部１１２のヒンジ部１１５を中心に腹部１１が回動して伸縮することによってスラスト方向の振動を吸収する。この際、山部１１１、谷部１１２のヒンジ部には補強部材１１４，１１５が埋設されていることから、蛇腹部１５の伸縮による疲労を防止する。
【００３７】
上述のように、実施形態のホース１０によれば以下のような効果を達成することができる。
【００３８】
第１に、実施形態のホース１０では、補強部材１１４、１１５を備えた山部１１１又は谷部１１２を有する単一腹部１１を連続的に形成することによって、軸方向に伸縮可能な蛇腹部１５を形成して振動を吸収しやすいように構成している。このホース１０の山部１１１又は谷部１１２に補強部材１１４、１１５を設けるとともに、単一腹部１１の片肉部において、谷部１１２の肉厚Ｔ１に対する山部１１１と谷部１１２との連接部における最大肉厚部の厚みＴ２を１．５以上に形成することによって、短尺でかつ直線的に形成しても強度を向上して振動を吸収するホース１０を提供することができる。
【００３９】
従って、ホース１０内に高圧冷媒が通過する際に、各腹部１１に内圧がかかっても、個々の腹部１１が補強されて内圧に対抗できる強度を保持することができ、個々の腹部１１の膨潤を防止することとなって、ホース１０を短尺で直線状に形成しても蛇腹部１５を伸縮させることができて振動を吸収することが可能となり、省スペース化を達成することができる。
【００４０】
第２に、単一腹部１１の中心線Ｃに対する谷部１１２の中心軸線位置Ｐ１から山部１１２の補強部材１１４の中心位置Ｐ２を結ぶ直線Ｌ１の傾斜角度θ１より、谷部１１２の中心軸線位置Ｐ１から中央部位１１６の中心位置Ｐ３を結ぶ直線Ｌ２の傾斜角度θ２を小さく形成することによって、短尺でかつ直線的に形成しても強度を向上して振動を吸収するホース１０を提供することができる。
【００４１】
つまり、単一腹部１１の片肉部における分割された左右いずれかの一片（左片１１Ａ又は右片１１Ｂ）を、内部に向かう凸状の逆Ｌ字状又はＬ字状を形成することになるから、ホース内１０に冷媒が通過して内圧がかかることになっても、内圧を逆Ｌ字状又はＬ字状の形状で受けることとなって、腹部１１の膨潤を発生しにくくなる。
【００４２】
従って、前述と同様に、ホース１０内に高圧冷媒が通過する際に、各腹部１１に内圧がかかっても、個々の腹部１１が補強されて内圧に対抗できる強度を保持することができ、個々の腹部１１の膨潤を防止することとなって、ホース１０を短尺で直線状に形成しても蛇腹部１５を伸縮させることができて振動を吸収することが可能となり、省スペース化を達成することができる。
【００４３】
第３に、腹部１１内に金属製又は硬質樹脂製の補強部材１１９を埋設するか、腹部１１の外周面に補強部材１２０を貼着することによって、さらに蛇腹部１５を補強することができ、ホース１０を短尺で直線状に配置しても蛇腹部１５の伸縮を可能として、振動を吸収することができ、省スペース化を達成することができる。
【００４４】
第４に、腹部１１をゴム層と繊維網組層との２層で形成しても、同様の効果を達することができる。
【００４５】
第５に、腹部１１を大気側に配置するゴム層１２と冷媒通路側に配置する耐透過性樹脂層１３との２層で形成すれば、二酸化炭素やアンモニア等の高圧冷媒による内圧がかかっても、冷媒を大気に漏れることなく振動吸収可能なホース１０を提供することができる。
【００４６】
なお、本発明の振動吸収ホースは、上記の形態に限定するものではない。例えば、図７に示す振動吸収ホース２０において、蛇腹部２１の断面形状は、単一の腹部２２の左片２２Ａ・右片２２Ｂの中央部が両側に突出するように形成され、内部に複数の補強部材２３を埋設しているものであってもよい。つまり、左片２２Ａ（右片２２Ｂ）の外周面が、山部２２１と谷部２２２とを結ぶ直線より外方に突出し、内周面が山部２２１と谷部２２２とを結ぶ直線より内方に突出して断面菱形状に形成している。山部２２１には補強部材２２３が埋設され、谷部２２２には補強部材２２４が埋設されている。さらに、腹部２２の中央部及び、中央部と山部２２１、谷部２２２との間の３箇所に補強部材２３が埋設されている。
【００４７】
これによって、腹部２２の左片２２Ａまたは右片２２Ｂにおいて、その中央部が広幅を形成することとなって、補強部材２３を含めて、蛇腹部２１の強度を向上させてさらに内圧に対して対抗でき、各腹部２２の膨潤を防止して蛇腹状を維持することができる。
【００４８】
さらに、図８に示すように、腹部２２の外周面に、蛇腹部２１の全外周面に沿って補強シート部材２５を貼着してもよい。この場合、補強シート部材としては、ナイロン繊維やポリエステル繊維等が上げられる。従って、ホース２０の外周面に沿って補強シート２５を設けていることから、腹部２２の膨潤を防止することができ、蛇腹部２１を伸縮させて振動を吸収することができる。
【００４９】
なお、補強部材１１４・１１５・１１９・１２０・２２３・２２４・２３は、繊維糸、例えば、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、アラミド等で形成するものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一形態による振動吸収ホースを接続した状態を示す斜視図である。
【図２】図１におけるホースを示す正面図である。
【図３】図２におけるホースの断面を示す一部正面断面図である。
【図４】図３におけるホースの腹部を左片部で示す説明図である。
【図５】図４におけるホースの腹部に補強部材を設けた形態を示す断面図である。
【図６】図４におけるホースの腹部を２層に形成した形態を示す断面図である。
【図７】別の形態によるホースを示す一部断面図である。
【図８】図７のホースに補強シートを貼着した形態を示す一部断面図である。
【図９】従来のホースの配管状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０　ホース
１１　腹部
１１Ａ　左片
１１Ｂ　右片
１１１　山部
１１２　谷部
１１４　補強部材
１１５　補強部材
１５　蛇腹部
Ｃ　腹部の中心線
Ｔ１　谷部肉厚
Ｔ２　最大肉厚部の厚み
Ｐ１　谷部の中心位置
Ｐ２　山部の中心位置
Ｐ３　中央部位の中心位置
Ｌ１　Ｐ１とＰ２を結ぶ直線
Ｌ２　Ｐ１とＰ２を結ぶ直線
θ１　直線Ｌ１の傾斜角度
θ２　直線Ｌ２の傾斜角度
【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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【図８】
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【図９】
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