(57)【要約】【課題】機器への組立後の調整操作を不要として調整操作を簡易化するとともに、安定した回転出力を得る。【解決手段】ケース２に設けた軸受７，８に回転自在に支持した出力軸１１に対して側圧を負荷して振動音を低減する側圧負荷機構１４を備える。側圧負荷機構１４が、一端をケース２の内周面に固定されるとともに自由端を出力軸１１の外周面に当接された押圧弾性部材１５を備える。押圧弾性部材１５の出力軸１１の外周面との当接面１７ｂに凹溝１７ｃを形成するとともに、この凹溝１７ｃ内に潤滑剤１８を充填する。【選択図】　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケースに設けた軸受に回転自在に支持した出力軸に対して側圧を負荷して前記軸受と前記出力軸との間に発生する振動音を低減する側圧負荷機構を備えるモータにおいて、
前記側圧負荷機構が、一端を前記ケースの内周面に固定されるとともに自由端を前記出力軸の外周面に当接される押圧弾性部材を備え、
前記押圧弾性部材には、前記出力軸の外周面との当接面に凹溝が形成されるとともに、この凹溝内に潤滑剤が充填されることを特徴とするモータ。
【請求項２】
前記側圧負荷機構が、出力軸の外径よりもやや狭い対向間隔を以って平行に対峙する一対の押圧弾性部材を備え、これら押圧弾性部材の自由端が前記出力軸を挟持するようにして外周面に当接することを特徴とする請求項１に記載のモータ。
【請求項３】
前記側圧負荷機構が、前記ケースの内周面に固定されるリング状基部と、この基部の内周面から一体に突出形成された押圧片部とからなる押圧弾性部材を備えることを特徴とする請求項１に記載のモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ケースに設けた軸受に回転自在に支持した出力軸に対して側圧を負荷することによって軸受と出力軸との間に発生する振動音を低減する側圧負荷機構を備えたモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
モータは、様々な形式のものが提供されているが、基本的な駆動原理として固定側磁気手段と可動側磁気手段との間に発生する磁気的吸引力と磁気的反発力を利用して回転力を生成し、この回転力を出力軸により出力する。モータは、一般にケースと蓋体とに同軸上に位置して軸受を設け、これら軸受によってロータ構体を組み付けた出力軸が回転自在に支持されている。
【０００３】
モータにおいては、出力軸の回転動作を可能とするために、その外周部と軸受の軸孔との間に微小なクリアランスが設定されている。モータにおいては、出力軸が高速で回転動作する場合に、軸芯がブレて外周部と軸孔の内周面と衝合して振動音が発生することがある。したがって、モータには、一般に出力軸に対して弾性力を負荷させて振動の発生を抑制する振動抑制機構が付設される。
【０００４】
振動抑制機構については、従来より種々の構造が提案されており、例えば出力軸に対して軸方向の弾性力を負荷させるようにしたものや、側圧を負荷させるようにしたものがある。図６に示した従来の直流モータ５０は、出力軸５１に対して側圧を負荷する側圧負荷機構５２を備えてなる。直流モータ５０は、有底筒状のケース５３と、このケース５３の開口部を閉塞して組み付けられる底板５４とによりハウジングを構成する。
【０００５】
直流モータ５０は、ケース５３の内周面に、円周方向に対して所定の間隔でＮ極とＳ極とが交互に着磁された筒状のマグネット５５が取り付けられるとともに底板５４に給電部を構成するブラシ機構５６が付設される。直流モータ５０は、ケース５３と底板５４の中心部に軸線を一致させてそれぞれ上軸受５７と下軸受５８とを組み付け、これら軸受５７、５８によってロータ構体６０を構成する出力軸５１を回転自在に支持する。直流モータ５０は、ケース５３の天井部が機器のシャーシ５９に対して取り付けられる。
【０００６】
ロータ構体６０は、出力軸５１と、この出力軸５１に設けられた整流子ユニット６１と、コイルユニット６２等から構成される。整流子ユニット６１は、出力軸５１の外周部に配列された多数個の電極を有しており、ブラシ機構５６のブラシが摺擦して電源の供給が行われ、コイルユニット６２へと給電する。コイルユニット６２は、詳細を省略するがコアに多数個のコイルが円周方向に配列されて構成され、電源の供給が行われることによってコイルが励磁されるとともにブラシ機構５６と整流子ユニット６１との作用により同一方向の回転動作が保持される。
【０００７】
ロータ構体６０は、出力軸５１が、下端部を下軸受５８に回転自在に支持されるとともに上端部が上軸受５７を貫通してケース５３から突出露呈されてなる。ロータ構体６０は、ブラシ機構５６を介して駆動電流が供給されることによってコイルユニット６２の各コイルが順次励磁され、これらコイルと対向するマグネット５５の磁極との間に生じる磁気力により生成される回転力によって出力軸５１が回転動作する。
【０００８】
直流モータ５０には、ケース５３の天井部から突出された出力軸５１に固定された円盤状のブッシュ６３と、シャーシ５９に取り付けられた押圧弾性部材６４とからなる側圧負荷機構５２が備えられている。押圧弾性部材６４は、詳細を省略するがシャーシ５９に一端側を片持ち支持されており、自由端がブッシュ６３の外周部に当接されてなる。側圧負荷機構５２は、押圧弾性部材６４によってブッシュ６３を介して出力軸５１を上軸受５７の軸孔内周面に押圧することで、出力軸５１と上軸受５７との間のクリアランスを実質的に無くすようにする。
【０００９】
したがって、直流モータ５０においては、出力軸５１が上軸受５７との間のクリアランスが実質的に無い状態で回転動作することで振動の発生が抑制され、騒音の発生が低減される。勿論、側圧負荷機構５２は、出力軸５１に対してその回転動作を阻害しない範囲で押圧弾性部材６４からの弾性力が作用される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の直流モータ５０においては、上述したように側圧負荷機構５２を構成するブッシュ６３と押圧弾性部材６４とがケース５３の外部に設けられているために、機器内のスペース効率を低下させたり押圧弾性部材６４の取付スペースを確保することが困難な場合が生じるといった問題があった。また、直流モータ５０においては、押圧弾性部材６４を機器側のシャーシ５９に取り付けることから、セット側で押圧弾性部材６４を保有するとともにその組付工程を行わなければならず部品単位の管理ができないといった問題があった。
【００１１】
直流モータ５０においては、消費電力の低減を図りながら騒音の発生を低減させるように、出力軸５１の回転力と押圧弾性部材６４からの側圧力とが最適に調整される。直流モータ５０においては、この調整操作がシャーシ５９に取り付けるとともに押圧弾性部材６４を取り付けた後に行われることから、押圧弾性部材６４の弾性力が大きすぎるために出力軸５１が円滑に回転動作しないような場合に取り外して調整した後に再組立を行わなければならなかった。直流モータ５０においては、このために調整操作が面倒であるといった問題があった。
【００１２】
また、直流モータ５０においては、ブッシュ６３が押圧弾性部材６４と常時当接した状態で回転動作することによって、外周面に偏摩耗が生じる虞れがある。直流モータ５０は、ブッシュ６３の偏摩耗によって出力軸５１にトルク変動が生じ、経時変化により安定した回転出力が得られなくなったり大きな振動によって騒音が大きくなってしまうといった問題があった。なお、上述した側圧負荷機構５２に起因する種々の問題点は、直流モータ５０ばかりでなくその他のモータにおいても同様に生じる。
【００１３】
そこで、本発明は、機器への組立後の調整操作を不要として調整操作を簡易化するとともに、安定した回転出力が得られる小型で構造が簡易なモータを提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成する本発明にかかるモータは、ケースに設けた軸受に回転自在に支持した出力軸に対して側圧を負荷して軸受と出力軸との間に発生する振動音を低減する側圧負荷機構を備える。モータは、側圧負荷機構が、一端をケースの内周面に固定されるとともに自由端を出力軸の外周面に当接された押圧弾性部材を備え、この押圧弾性部材の出力軸の外周面との当接面に凹溝を形成するとともに、この凹溝内に潤滑剤を充填してなる。
【００１５】
また、モータは、側圧負荷機構が一対の押圧弾性部材を備えており、これら押圧弾性部材の自由端が出力軸を挟持するように外周面にそれぞれ当接するように構成される。さらに、モータは、側圧負荷機構が、ケースの内周面に固定されるリング状基部と、この基部の内周面から一体に突出形成された押圧片部とからなる押圧弾性部材を備えてなる。
【００１６】
以上のように構成された本発明にかかるモータによれば、ケースの内部に側圧負荷機構が設けられていることにより、部品単位で機器に対して取付場所を制限せずに取り付けることを可能とするとともに出力軸の駆動トルクと押圧弾性部材の弾性力との調整操作も部品レベルで行われ、機器の組立工程や調整工程を簡易化する。また、モータによれば、供給操作を行うことなく凹溝内に充填した潤滑剤が出力軸と押圧弾性部材との間に供給されることから出力軸や押圧弾性部材の摩耗が低減され、長時間の使用によっても安定した回転出力が得られるとともに騒音発生の低減作用も保持される。
【００１７】
モータによれば、側圧負荷機構が、一対の押圧弾性部材によって出力軸の外周面を弾持するように構成したことから、出力軸を長時間に亘って安定した状態に保持するとともに軸受の摩耗も低減されるようになり、耐久性の向上が図られるようになる。また、モータによれば、側圧負荷機構が、環状基部をケースの内面に固定することによって押圧弾性部材の取り付けが行われることから、取付工程の簡易化が図られるとともに、出力軸に作用する押圧弾性部材の弾性力の安定化が図られるようになる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。実施の形態として図１に示したモータ１は、例えばコンパクトディスク（ＣＤ）、ミニディスク（ＭＤ）或いは多目的デジタルディス（ＤＶＤ）等のディスクプレーヤに用いられて、ディスクを回転駆動する直流モータへの適用例を示す。直流モータ１は、基本的な構成を従来の直流モータと同様とし、図１に示すように、有底筒状のケース２と、このケース２の開口部を閉塞してかしめ付けられる底板３とによりハウジングを構成する。ケース２と底板３は、それぞれ金属板にプレス加工を施して形成される。
【００１９】
直流モータ１は、ケース２の外周部２ａの内周面に、円筒状のマグネット４が接合されて組み付けられている。マグネット４は、ケース２の内径とほぼ同等の外径を有するとともに円周方向に対して所定の間隔でＮ極とＳ極とが交互に着磁されてなる。直流モータ１は、底板３に形成した切欠き部に給電部を構成する端子ブロック５が組み付けられるとともに、この端子ブロック５に片持ちされた導電性弾性金属片からなる複数のブラシ片を有するブラシ機構６が組み付けられてなる。
【００２０】
直流モータ１は、ケース２と底板３とに、組み合わせ状態において中心部に軸線を一致される上軸受７と下軸受８とが設けられる。上軸受７は、ケース２の天井部２ｂの中心位置にバーリング加工を施して形成したボス部２ｃの軸孔にかしめ付けされて組み合わされる。下軸受８は、底板３の中心位置に膨出形成した軸受凹部３ａに装填して接合される。直流モータ１は、これら上軸受７と下軸受８とによって詳細を後述するロータ構体１０の出力軸１１を回転自在に支持する。
【００２１】
直流モータ１は、出力軸１１の上端部が上軸受７を貫通してケース２の天井部２ｂから突出されている。直流モータ１は、ケース２の天井部２ｂに形成した取付孔２ｄに取付ねじがねじ込まれることによって詳細を省略する機器のシャーシ９に取り付けられる。直流モータ１は、この状態でシャーシ９から突出する出力軸１１の先端部にディスクを載置して回転駆動する図示しないディスクテーブルが取り付けられる。
【００２２】
ロータ構体１０は、出力軸１１と、この出力軸１１に設けられた整流子ユニット１２と、コイルユニット１３等から構成される。整流子ユニット１２は、出力軸１１の外周部に配列された多数個の電極を有しており、ブラシ機構６のブラシが摺擦して供給される電源をコイルユニット１３に給電する。コイルユニット１３は、詳細を省略するがコア材に多数個のコイルが円周方向に配列されて構成され、電源の供給が行われることによってコイルが励磁されるとともにブラシ機構６と整流子ユニット１２との作用により同一方向の回転動作が保持される。
【００２３】
ロータ構体１０は、ブラシ機構６を介して駆動電流が供給されることによってコイルユニット１３のコイルが励磁され、コイルと対向するマグネット４の磁極との間に生じる磁気力により生成される回転力によって出力軸１１が回転動作する。ロータ構体１０は、出力軸１１の回転動作に伴ってブラシ機構６と整流子ユニット１２との作用によって電流の向きが適宜反転されることで、一定方向の回転動作が保持される。
【００２４】
直流モータ１には、出力軸１１が円滑に回転するために、この出力軸１１の外周面と上軸受７及び下軸受８の軸孔の内周面との間に適宜のクリアランスが設定される。直流モータ１には、このクリアランスにより出力軸１１が回転動作する際に振動して騒音が発生することを抑制するために側圧負荷機構１４が付設されている。側圧負荷機構１４は、ケース２内に組み付けられる押圧弾性部材１５によって構成される。
【００２５】
押圧弾性部材１５は、耐摩耗性に優れかつ機械的剛性を有する合成樹脂材、例えばポリエステルフィルムによって一体に成形され、図２に示すようにリング状基部１６と、この基部の内周面から半径方向に突出された押圧片部１７とからなる。基部１６は、ある程度の厚みと高さを有しており、ケース２の外周部２ａの内径とほぼ等しい外径を有している。基部１６には、上縁部に円周方向の異なる位置に位置決め溝１６ａ、１６ｂが形成されている。基部１６は、ケース２に組み付けられた状態において、これら位置決め溝１６ａ、１６ｂに外周部２ａと天井部２ｂとに跨って形成された図示しない位置決め凸部が相対係合することで位置決めされるとともに回転方向の移動が阻止される。
【００２６】
押圧片部１７は、図２に示すように高さ方向に対して薄厚とされた矩形片からなり、自由端１７ａが基部１６の中心からやや側方に偏位して延在するようにして基部１６の内周面から突出される。押圧片部１７は、詳細には自由端１７ａが基部１６の中心に対して、出力軸１１の半径よりも幾分側方へと偏位するようにして形成されている。押圧片部１７は、基部１６の半径よりも幾分大きな長さを以って形成されている。押圧片部１７は、詳細を後述するように基部１６の中心側の端面１７ｂが出力軸１１の外周面との当接端面を構成するが、この当接端面１７ｂに長さ方向のＶ溝１７ｃが形成されている。
【００２７】
なお、押圧片部１７は、このＶ溝１７ｃについて全長に亘って形成する必要はなく、少なくとも出力軸１１の外周面と当接する部位に対してやや大きな領域において形成されていればよい。また、押圧片部１７は、Ｖ溝１７ｃに限定されるものではなく、やや厚みを有していれば凹溝によって構成してもよい。
【００２８】
以上のように構成された側圧負荷機構１４は、図１に示すように、押圧弾性部材１５が上縁部を天井部２ｂと接するようにしてケース２の外周部２ａに接着剤により接合される。側圧負荷機構１４は、この状態において押圧弾性部材１５の押圧片部１７が自由端１７ａを側方へとやや弾性変位された状態で出力軸１１の外周面と当接される。したがって、側圧負荷機構１４は、押圧片部１７に蓄勢された弾性力により、図３矢印で示すように出力軸１１を側方へと押圧する。側圧負荷機構１４は、押圧弾性部材１５から負荷した弾性力によって出力軸１１を上軸受７の軸孔に押し付けてこれらの間のクリアランスを実質的に無くした状態で出力軸１１が回転動作するように作用する。
【００２９】
側圧負荷機構１４は、押圧弾性部材１５の押圧片部１７が出力軸１１に対して幅方向の一端面を当接端面１７ｂとして当接するように構成したことから、高さを抑制して押圧方向の剛性が充分に保持される。側圧負荷機構１４は、押圧片部１７がヘタリ等を生じることなく長期間に亘って出力軸１１に対して弾性力を安定して作用させる。
【００３０】
ところで、側圧負荷機構１４においては、上述したように押圧片部１７が回転動作する出力軸１１の外周面に常時当接した状態に保持される。側圧負荷機構１４においては、このために押圧片部１７の当接端面１７ｂや出力軸１１の外周面が摩耗して出力軸１１の押圧力を不安定な状態とする。側圧負荷機構１４においては、出力軸１１の外周面と押圧片部１７の当接端面１７ｂとの間の摩擦力を低減するために、この当接端面１７ｂにオイルやグリース等の潤滑剤１８が塗布される。
【００３１】
側圧負荷機構１４は、上述したように押圧片部１７の当接端面１７ｂにＶ溝１７ｃを形成したことにより、このＶ溝１７ｃ内に塗布された潤滑剤１８が充填されて蓄えられる。側圧負荷機構１４は、出力軸５１の回転動作に伴って潤滑剤１８がＶ溝１７ｃから当接端面１７ｂに補給されることで、潤滑剤１８による出力軸１１の外周面と押圧片部１７の当接端面１７ｂとの潤滑作用が長期間に亘って保持されるようになる。
【００３２】
以上のように構成された直流モータ１は、ブラシ機構６を介して駆動電流が供給されることによってコイルユニット１３のコイルが順次励磁され、これらコイルと対向するマグネット４の磁極との間に生じる磁気力により生成される回転力によってロータ構体１０が回転動作する。直流モータ１は、このロータ構体１０の回転動作が出力軸１１から取り出される。直流モータ１は、上述したように出力軸１１が側圧負荷機構１４によって側圧を負荷されることで、軸受７、８との間で振動を生じることなく回転動作する。直流モータ１は、これによって騒音の発生が低減され。
【００３３】
直流モータ１においては、ケース２の内部に側圧負荷機構１４が設けられていることにより、部品単位で機器に対して取付場所を制限せずに取り付けることが可能とされる。直流モータ１においては、出力軸１１の駆動トルクと側圧負荷機構１４から作用される側圧との調整操作も部品レベルで行われることで、機器の組立工程を簡易化する。
【００３４】
直流モータ１においては、出力軸１１の外周面と当接する押圧片部１７の当接端面１７ｂに潤滑剤１８が塗布されるが、この潤滑剤１８が当接端面１７ｂに形成したＶ溝１７ｃ内に充填されて蓄えられている。直流モータ１においては、出力軸１１の回転動作に伴ってＶ溝１７ｃ内から潤滑剤が出力軸１１の外周面と押圧片部１７の当接端面１７ｂとの間ににじみ出ることによりこれらの摩耗が低減される。したがって、直流モータ１においては、長時間の使用によっても安定した回転出力が得られるとともに騒音発生の低減作用も保持される。
【００３５】
なお、直流モータ１においては、上述したように樹脂製の押圧弾性部材１５に形成した押圧片部１７を直接出力軸１１の外周面に当接させて回転動作時の振動発生を抑制するようにしたが、かかる構成に限定されるものでは無い。直流モータ１は、例えば出力軸１１に合成樹脂製の円板状ブッシュをカシメ付け、このブッシュを押圧片部１７によって押圧するように構成してもよい。また、直流モータ１は、リング状の基部１６の内周面に押圧片部１７を一体に突出形成した押圧弾性部材１５を備えたが、基部１６を円弧状に形成するようにしてもよい。また、直流モータ１は、押圧弾性部材１５をケース２の外周部２ａに接合するようにしたが、例えば基部１６の外周に係合凸部を一体に形成し、外周部２ａに形成した係合孔に係合することにより組み付けるようにしてもよい。
【００３６】
直流モータ１は、上述したように基部１６の内周面に一体に突出形成した押圧弾性部材１５を備えたが、かかる押圧弾性部材１５に限定されるものでは無い。図４及び図５に示した押圧弾性部材２０も、耐摩耗性に優れかつ機械的剛性を有する合成樹脂材によって一体に成形され、ケース２の外周部２ａの内径とほぼ等しい外径を有するリング状の基部２１を有している。押圧弾性部材２０は、基部２１の内周面に一対の押圧片部２２、２３が一体に突出形成された構成に特徴を有している。なお、押圧弾性部材２０は、基本的な構成を上述した押圧弾性部材１５と同様としており、対応する部位に同一符号を付してその説明を省略する。押圧弾性部材２０は、上述した押圧弾性部材１５と同様にしてケース２内に組み付けられる。
【００３７】
押圧片部２２、２３は、図４に示すようにそれぞれ基部２１の内周面から半径方向に一体に突出形成され、基部１６の半径よりも幾分大きな長さを有するとともに高さ方向に対して薄厚とされた矩形片からなる。押圧片部２２、２３は、基部２１の中心に対して幾分側方へと偏位した対称位置に形成され、それぞれの自由端２２ａ、２３ａの相対する幅方向の一端面が互いに平行に対峙して出力軸１１との当接端面２２ｂ、２３ｂを構成する。
【００３８】
押圧片部２２、２３は、当接端面２２ｂ、２３ｂの対向間隔が出力軸１１の半径よりも幾分狭く設定されている。したがって、押圧片部２２、２３は、当接端面２２ｂ、２３ｂが出力軸１１を挟持するようにしてその外周面にそれぞれ当接する。押圧片部２２、２３にも、当接端面２２ｂ、２３ｂに、それぞれ長さ方向のＶ溝２２ｃ、２３ｃが形成されている。なお、押圧片部２２、２３は、これらＶ溝２２ｃ、２３ｃを長さ方向の全域に亘って形成する必要はなく、少なくとも出力軸１１の外周面と当接する部位に対してやや大きな領域において形成されていればよい。また、押圧片部２２、２３は、いずれか一方にＶ溝を形成するようにしてもよい。
【００３９】
以上のように構成された押圧弾性部材２０は、詳細を省略するがケース２内に組み付けられた状態において、図５に示すように押圧片部２２、２３によって出力軸１１を挟持する。押圧弾性部材２０は、出力軸１１を振動の発生を低減させて回転動作されるようにすることから、騒音の発生を低減する。押圧弾性部材２０は、出力軸１１の外周面と当接する押圧片部２２、２３の当接端面２２ｂ、２３ｂに潤滑剤１８が塗布されるが、この潤滑剤１８が当接端面２２ｂ、２３ｂに形成したＶ溝２２ｃ、２３ｃ内に充填されて蓄えている。押圧弾性部材２０は、出力軸１１の回転動作に伴ってＶ溝２２ｃ、２３ｃ内から潤滑剤が出力軸１１の外周面と当接端面２２ｂ、２３ｂとの間ににじみ出ることによりこれらの摩耗が低減される。
【００４０】
なお、上述した実施の形態においては、直流モータ１への適用例を示したが、各種の小型モータにも適用されることは勿論である。
【００４１】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明にかかるモータによれば、ケースの内部に側圧負荷機構が設けられていることにより、部品単位で機器に対して取付場所を制限せずに取り付けることを可能とするとともに出力軸の駆動トルクと押圧弾性部材の弾性力との調整操作も部品レベルで行われ、機器の組立工程や調整工程を簡易化することを可能とする。また、モータによれば、供給操作を行うことなく凹溝内に充填した潤滑剤が出力軸と押圧弾性部材との間に供給されることから出力軸や押圧弾性部材の摩耗が低減され、長時間の使用によっても安定した回転出力が得られるとともに騒音発生の低減作用も保持される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態として示す直流モータの一部切欠き正面図である。
【図２】側圧負荷機構を構成する押圧弾性部材の斜視図である。
【図３】出力軸と押圧弾性部材との当接状態の説明図である。
【図４】本発明の他の実施の形態として示す押圧弾性部材の斜視図である。
【図５】出力軸と押圧弾性部材との当接状態の説明図である。
【図６】従来の直流モータの一部切欠き正面図である。
【符号の説明】
１　　　　直流モータ
２　　　　ケース
３　　　　底板
４　　　　マグネット
７　　　　上軸受
８　　　　下軸受
１０　　　ロータ構体
１１　　　出力軸
１４　　　側圧負荷機構
１５　　　押圧弾性部材
１６　　　基部
１７　　　押圧片部
１７ａ　　自由端
１７ｂ　　当接面
１７ｃ　　Ｖ溝（凹溝）
１８　　　潤滑剤
２０　　　押圧弾性部材
２１　　　基部
２２　　　押圧片部
２３　　　押圧片部
【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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