(57)【要約】【課題】機械的に強く、しかも回転時の騒音の少ない回転電機固定子を得る。【解決手段】複数のコアボルト４、内周にコアボルト４を溶接した複数の円環３、リング３を連結する連結板５からなるかご型積枠２、およびコアボルト４に沿って積層された鋼板からなる固定子鉄心１を備えた回転電機固定子において、固定子鉄心１とかご型積枠２との間に、固定子鉄心１に対してかご型積枠２を機械的に突っ張る複数の固定用補助具を挿入し、固定子鉄心１とかご型積枠２を機械的に一体にした。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のコアボルトと、内周に上記コアボルトを溶接した複数の円環と、上記円環をその中心軸対称の複数箇所において連結する連結板とからなるかご型積枠、および上記コアボルトに沿って積層された鋼板からなる固定子鉄心を備えた回転電機固定子において、上記固定子鉄心とかご型積枠との間に、上記固定子鉄心に対して上記かご型積枠を機械的に突っ張る複数の固定用補助具を挿入したことを特徴とする回転電機固定子。
【請求項２】
上記固定用補助具は、上記固定子鉄心と上記かご型積枠の連結板との間に挿入された押しばねであることを特徴とする請求項１に記載の回転電機固定子。
【請求項３】
上記固定用補助具は、上記かご型積枠の連結板に螺挿され、先端が上記固定子鉄心に当たるボルトであることを特徴とする請求項１に記載の回転電機固定子。
【請求項４】
上記固定用補助具は、上記固定子鉄心と上記かご型積枠の連結板との間に挿入されたジャッキボルトであることを特徴とする請求項１に記載の回転電機固定子。
【請求項５】
上記固定用補助具は、バネ板の両端に螺挿され、先端が上記固定子鉄心に当たるボルトを有し、上記ボルトの調整により、上記固定子鉄心に対して上記かご型積枠の連結板を上記バネ板が押し上げるように上記連結板と上記固定子鉄心との間に挿入されていることを特徴とする請求項１に記載の回転電機固定子。
【請求項６】
上記固定用補助具は、上記固定子鉄心に両脚が当たるコ形のバネ板、およびこのバネ板と上記連結板との間に挿入された押し板からなることを特徴とする請求項１に記載の回転電機固定子。
【請求項７】
上記固定用補助具は、上記固定子鉄心に接する高さ調整用シム、このシムと上記連結板との間に挿入されたスペーサ、および上記連結板、スペーサ、およびシム相互の位置ずれを防ぐボルトまたはピンからなることを特徴とする請求項１に記載の回転電機固定子。
【請求項８】
上記固定用補助具は、上記固定子鉄心に接する台座、およびこの台座と上記連結板との間に楔挿された一対のテーパーライナからなることを特徴とする請求項１に記載の回転電機固定子。
【請求項９】
複数のコアボルト、内周に上記コアボルトを溶接した複数のボアリング、および上記コアボルトに沿って積層された鋼板からなる固定子鉄心を備えた回転電機固定子において、上記ボアリングの中心軸対称の複数箇所にボルト座を設け、このボルト座に螺挿されたボルトにより、上記固定子鉄心に対して上記ボアリングを機械的に突っ張るようにしたことを特徴とする回転電機固定子。
【請求項１０】
複数のコアボルト、内周に上記コアボルトを溶接した複数のボアリング、および上記コアボルトに沿って積層された鋼板からなる固定子鉄心を備えた回転電機固定子において、上記ボアリングの中心軸対称の複数箇所において上記固定子鉄心と上記ボアリングとの間に台座を挿入し、上記固定子鉄心に対して上記ボアリングを機械的に突っ張るようにしたことを特徴とする回転電機の固定子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、回転電機固定子において、鋼板を積層してなる固定子鉄心の外周側に配されたコアボルトとコアボルトの外周部に配された円環からなるかご型積枠またはボアリングの振動を抑制すると共に、上記振動に基づいて固定子より発生する騒音を低減せしめた回転電機固定子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１３は従来の回転電機固定子を示す斜視図である。図１３において、１は鋼板の積層により形成された固定子鉄心、４は鋼板の積層時にガイドとなるコアボルト、３は複数個並設された円環、５は上記円環３の円周上例えば軸対称の４箇所において上記円環３同士を機械的に連結する連結板、６は上記連結板５同士の間の円周上に補助連結板として挿入された強みである。そして、上記コアボルト４、円環３、連結板５、強み６は例えば溶接により一体に結合されてかご型積枠２を形成しており、このかご型積枠２と固定子鉄心１とが組み合わされて回転電機固定子を形成している。
【０００３】
なお、固定鉄心１は、コアボルト４に沿って鋼板を積層した後、端板７を当て、この端板７および鋼板に通しボルト８を通して両側から締め付けられる。上記コアボルト４の一端は端板７にねじ止めされている。
【０００４】
図１４は従来の回転電機固定子の別の例の一部を示す斜視図であり、図において、１は固定子鉄心、４はコアボルト、９は２個が連結材１０で一体に形成され、その内周に上記コアボルト４が溶接により固定されたボアリングである。
【０００５】
上記図１３、図１４のいずれの構成においても、積層された固定子鉄心１はコアボルト４の両端側で軸方向に締め付けられている。コアボルト４は固定子鉄心１に接触させた状態で取り付けられており、この両者間には隙間が生じやすい。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような構造では、固定子鉄心１の磁気振動により、固定子鉄心１とコアボルト４間の接触部でフレッティング（微動磨耗）が生じ、金属粉等が発生する原因となることがあった。
【０００７】
また、固定子鉄心１の磁気振動により、コアボルト４を介してかご型積枠２またはボアリング９が加振され、コアボルト４の折損等、回転電機固定子の損傷を惹き起こす可能性があった。
【０００８】
また、製作誤差等によりかご型積枠２またはボアリング９の固有振動数が電磁周波数と一致若しくは接近した場合、かご型積枠２またはボアリング９が共振し、磁気振動により加振され、過大振動を惹き起こす可能性があった。
【０００９】
また、上記現象により、固定子鉄心１とコアボルト４間より衝突音が発生し、騒音が増大する原因にもなっていた。
【００１０】
この発明は、上記の問題点を解消し、機械的にも強く、しかも回転時の騒音の少ない回転電機固定子を得ようとするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係る回転電機固定子は、複数のコアボルトと、内周に上記コアボルトを溶接した複数の円環と、上記円環をその中心軸対称の複数箇所において連結する連結板とからなるかご型積枠、および上記コアボルトに沿って積層された鋼板からなる固定子鉄心を備えたものにおいて、上記固定子鉄心とかご型積枠との間に、上記固定子鉄心に対して上記かご型積枠を機械的に突っ張る複数の固定用補助具を挿入したことを特徴とするものである。
【００１２】
また、請求項１に記載の回転電機固定子において、上記固定用補助具は、上記固定子鉄心と上記かご型積枠の連結板との間に挿入された押しばねであることを特徴とするものである。
【００１３】
また、請求項１に記載の回転電機固定子において、上記固定用補助具は、上記かご型積枠の連結板に螺挿され、先端が上記固定子鉄心に当たるボルトであることを特徴とするものである。
【００１４】
また、請求項１に記載の回転電機固定子において、上記固定用補助具は、上記固定子鉄心と上記かご型積枠の連結板との間に挿入されたジャッキボルトであることを特徴とするものである。
【００１５】
また、請求項１に記載の回転電機固定子において、上記固定用補助具は、バネ板の両端に螺挿され、先端が上記固定子鉄心に当たるボルトを有し、上記ボルトの調整により、上記固定子鉄心に対して上記かご型積枠の連結板を上記バネ板が押し上げるように上記連結板と上記固定子鉄心との間に挿入されていることを特徴とするものである。
【００１６】
また、請求項１に記載の回転電機固定子において、上記固定用補助具は、上記固定子鉄心に両脚が当たるコ形のバネ板、およびこのバネ板と上記連結板との間に挿入された押し板からなることを特徴とするものである。
【００１７】
また、請求項１に記載の回転電機固定子において、上記固定用補助具は、上記固定子鉄心に接する高さ調整用シム、このシムと上記連結板との間に挿入されたスペーサ、および上記連結板、スペーサ、およびシム相互の位置ずれを防ぐボルトまたはピンからなることを特徴とするものである。
【００１８】
また、請求項１に記載の回転電機固定子において、上記固定用補助具は、上記固定子鉄心に接する台座、およびこの台座と上記連結板との間に楔挿された一対のテーパーライナからなることを特徴とするものである。
【００１９】
また、この発明の請求項９に係る回転電機固定子は、複数のコアボルト、内周に上記コアボルトを溶接した複数のボアリング、および上記コアボルトに沿って積層された鋼板からなる固定子鉄心を備えたものにおいて、上記ボアリングの中心軸対称の複数箇所にボルト座を設け、このボルト座に螺挿されたボルトにより、上記固定子鉄心に対して上記ボアリングを機械的に突っ張るようにしたことを特徴とするものである。
【００２０】
また、この発明の請求項１０に係る回転電機固定子は、複数のコアボルト、内周に上記コアボルトを溶接した複数のボアリング、および上記コアボルトに沿って積層された鋼板からなる固定子鉄心を備えたものにおいて、上記ボアリングの中心軸対称の複数箇所において上記固定子鉄心と上記ボアリングとの間に台座を挿入し、上記台座により上記ボアリングを上記固定鉄心に対して機械的に突っ張るようにしたことを特徴とするものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る回転電機固定子の要部を示す側面図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図１、図２において、１は回転電機の固定子鉄心、２は回転電機のかご型積枠である。このかご型積枠２は、軸方向に複数個並設された円環３と、これら円環３同士を結合するよう軸対称の複数箇所に挿入された平板状の連結板５と、連結板５の間の円周上に設けられ、円環３同士を補助的に連結する角材状の強み６と、円環３の内周に等間隔に多数取り付けられたコアボルト４とから構成され、連結板５、強み６、コアボルト４はいずれも円環３に溶接されている。
【００２２】
固定子鉄心１は鋼板をコアボルト４に沿って積層して形成される。コアボルト４は固定子鉄心１の端部のみで固定子鉄心１を固定しており、中央部ではコアボルト４と固定子鉄心１は接触させた状態であるため、隙間が生じやすい部位である。
【００２３】
この構造において、本実施の形態１では、かご型積枠２の連結板５と固定子鉄心１の間に押しバネ１１を用いた固定用補助具を組込む。この押しバネ１１挿入の一例は、図１、図２に示すように、連結板５の両側（円周方向）に１個ずつ（つまり２個）、また連結板５の軸方向に複数個、固定子鉄心１との間に挿入する。
【００２４】
この押しバネ１１は、固定鉄心１に対して連結板５を押し上げるように作用し、固定子鉄心１からかご型積枠２を半径方向に突っ張る。この押しバネ１１の突っ張り力でかご型積枠２と固定子鉄心１が機械的に一体化され、これにより固定子鉄心１の磁気振動の振動方向とかご型積枠２（従ってコアボルト４）の振動方向が同じベクトルを向き、固定子鉄心１とコアボルト４間のフレッティング（微動磨耗）や衝突が回避される。また、上記一体化によりかご型積枠２の固有振動数が高くなり、電磁周波数に対して大きく離調させることが可能となる。その結果、かご型積枠２のフレッティングおよび共振現象による振動、騒音の増大を回避できる。
【００２５】
実施の形態２．
図３は実施の形態２に係る回転電機固定子の要部を示す正面断面図である。図３において、１は回転電機の固定子鉄心、２は回転電機のかご型積枠、３は円環、５は円環３を結合してかご型積枠２を構成する連結板、４は円環３の内周に固定されたコアボルトである。１２は連結板５に設けられたボルト穴に螺挿され、先端が固定子鉄心１に当たる固定用補助具であるボルトである。ボルト１２は連結板５の両側（円周方向）に１個ずつ（つまり２個）設けられ、図示していないが、軸方向には複数個設けられている。なお、円環３に対して連結板５が軸対称に例えば４箇所設けられているとすれば、その４箇所の連結板すべてに上記ボルトを設ける。
【００２６】
以上の構成において、ボルト１２を締め込むと、連結板５が固定子鉄心１に対して引き上げられることになり、固定子鉄心１に対してかご型積枠２を半径方向に突っ張らせてかご型積枠２と固定子鉄心１を一体化することができる。本実施の形態２では、実施の形態１に比べて固定子鉄心１と連結板５の一体化構造の剛性がより高くなり、固有振動数をさらに上昇させることができる。
【００２７】
実施の形態３．
図４は実施の形態３に係る回転電機固定子の要部を示す側面図、図５は図４のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。図４、図５において、１は回転電機の固定子鉄心、２は回転電機のかご型積枠、３は複数個並設された円環、５は円環３同士を結合してかご型積枠２を構成する連結板、６は強み、４は円環３の内周に固定されたコアボルトである。１３は固定用補助具であるジャッキボルトで、これは図３のものと異なり、連結板５の下面と固定子鉄心１との間に挿入されている。
【００２８】
このジャッキボルト１３は、ジャッキボルト１３を締め上げ、連結板５を押し上げることで固定子鉄心１に対してかご型積枠２を突っ張り、かご型積枠２と固定子鉄心１を一体化できる。本実施の形態３では、実施の形態２に比べて連結板５のボルト穴加工が不要なため、製作の工数削減を図ることができる。
【００２９】
実施の形態４．
図６は実施の形態４に係る回転電機固定子の要部を示す正面断面図である。本実施の形態においては、かご型積枠２の連結板５と、固定子鉄心１との間に、ボルト１４とバネ板１５、座１６からなる固定用補助具を組込む。この固定用補助具は、バネ板１５の両端にボルト１６を螺挿したものを、ボルト１４の下端に座１６を介して固定子鉄心１に当て、バネ板１５を連結板５の下に当てて、ボルト１４を締め込むことにより、バネ板１５が連結板５を押し上げるようにしたもので、これにより固定子鉄心１からかご型積枠２を突っ張り、かご型積枠２と固定子鉄心１を機械的に一体化する。その他の構成は図１と同様である。
【００３０】
本実施の形態４によれば、かご型積枠２の温度が固定子鉄心１の温度よりも高くなり固定子鉄心１とかご型積枠２の隙間が拡大する状態が発生しても、バネ板１５自身の撓みと連結板５の撓みを生かし、かご型積枠２と固定子鉄心１の熱伸び差をバネ板１５と連結板５の撓みにより吸収し、固定用補助具の緩みを防止することができる。
【００３１】
なお、図示していないが、強み６と固定子鉄心１との間にもボルトとバネ板と座からなる同様の固定用補助具を設けてもよく、これも連結板５部分に設けられた固定用補助具と同様に作用をする。このように、強み６に対してもこの固定用補助具を設けることにより一層効果的なかご型積枠と固定子鉄心の一体化ができる。
【００３２】
実施の形態５．
図７は実施の形態５に係る回転電機固定子の要部を示す正面断面図である。本実施の形態では、図７に示すように、連結板５と、固定子鉄心１の間に、押し板１７とこれに重なるバネ板１８からなる固定用補助具を、コ形のバネ板１８の両脚が固定子鉄心１に当たるようにして組込む。押し板１７とバネ板１８を組み込む際には、連結板５を油圧ラムやジャッキアップ工具等を使用して押し上げた状態で組込み、バネ板１８および連結板５を撓ませる。その他の構成は図１と同様である。
【００３３】
実施の形態５によれば、実施の形態４に比べ接触支持部の数を低減でき、構造の安定性が増加する。
【００３４】
実施の形態６．
図８は実施の形態６に係る回転電機固定子の要部を示す正面断面図である。本実施の形態６は、図８に示すように、連結板５と、固定子鉄心１の間に、スペーサ１９と固定子鉄心１の周面に圧着する高さ調整用シム２０からなる固定用補助具を組込む。固定用補助具であるスペーサ１９と高さ調整用シム２０を組み込む際には、連結板５を油圧ラムやジャッキアップ工具等を使用して押し上げた状態で組込み、連結板５を撓ませる。固定用補助具を組み込んだ後に、連結板５、スペーサ１９、高さ調整用シム２０に予め加工されているボルト穴２１に、位置ずれ防止用のボルト２２またはピンを挿入し、スペーサ１９、高さ調整用シム２０、連結板５の相互位置ずれを防止するよう一体化する。ボルト２２は高さ調整用シム２０に設けられたねじ穴に螺合される。
【００３５】
実施の形態６によれば、実施の形態５に比べ更に接触支持部の数を低減でき、構造安定性が増加する。
【００３６】
実施の形態７．
図９は実施の形態７に係る回転電機固定子の要部を示す側面図、図１０は図９のＤ−Ｄ線に沿う拡大断面図である。図９、図１０において、連結板５と、固定子鉄心１の間に、一対のテーパーライナ２３と固定子鉄心１に当たる台座２４からなる固定用補助具を組込む。固定用補助具であるテーパーライナ２３、台座２４の組み込みは、台座２４と連結板５間に、テーパーライナ２３を連結板５の側面から打ち込むことで行い、同時に連結板５の撓みを利用する。
【００３７】
実施の形態７によれば、油圧ラムやジャッキアップ工具等を使用することなく容易に固定用補助具を組み込むことができ、かつ、実施の形態６と同等の機能、安定性を確保できる。
【００３８】
実施の形態８．
図１１は実施の形態８に係る回転電機固定子の要部を示す斜視図である。図１１において、１は回転電機の固定子鉄心、９は図１４に示したと同様な回転電機固定子のボアリング、４はコアボルト、２５はボアリング９の側面に固定されたボルト座、２６はボルト座２５に螺挿されたボルトである。
【００３９】
ボアリング９は、図１４に示すように、矩形断面の一円リングを２つを支え金１０で連結した構造である。ボアリング構造ではかご型積枠の代わりに軸方向に複数個のボアリング９を取り付けコアボルト４と溶接する構造であり、ボアリング間には連結板はない。この構造において、ボアリング９の側面にボルト穴を加工したボルト座２５を溶接してボルト２６を螺挿する。ボルト２６を締め込み、ボアリング９を押し上げることで、固定子鉄心１に対してボアリング９を突っ張る。このようにボアリング９と固定子鉄心１を一体化することにより実施の形態２と同等の機能を持たせることができる。
【００４０】
実施の形態９．
図１２は実施の形態９に係る回転電機固定子の要部を示す正面断面図である。図１２において、１は回転電機の固定子鉄心、９は回転電機のボアリング、４はコアボルトである。固定子鉄心１とボアリング９の間に台座２７を組込むことにより、固定子鉄心１に対してボアリング９を突っ張り、ボアリング９と固定子鉄心１を一体化する。
【００４１】
実施の形態９によれば、実施の形態８に比べてボアリング側面にジャッキボルト座の取り付け加工が不要で、製作工数削減による作業性が向上する。
【００４２】
【発明の効果】
以上のように、請求項１に係る発明によれば、固定用補助具を用いて固定子鉄心とかご型積枠を一体化することにより、固定子鉄心の磁気振動の振動方向と、かご型積枠の振動方向が同じベクトルを向き、固定子鉄心とコアボルト間のフレッティングや衝突が回避される。また、上記一体化によりかご型積枠の固有振動数を上昇させ、電磁周波数に対して大きく離調させることが可能となる。その結果、かご型積枠のフレッティングおよび共振現象による振動・騒音増大を回避できる。
【００４３】
また、請求項２に係る発明によれば、固定用補助具として、押しバネを用いることにより、連結板の加工を必要とせず、作業工数を低減することができる。
【００４４】
また、請求項３に係る発明によれば、固定用補助具として、連結板に螺挿されたボルトを用いることにより、固定子鉄心と連結板の一体化構造の剛性がより高くなり、固有振動数をさらに上昇させることができる。
【００４５】
また、請求項４に係る発明によれば、固定用補助具として、連結板と固定子鉄心との間にジャッキボルトを挿入し、ジャッキボルトを締め上げ、連結板を押し上げることで固定子鉄心に対してかご型積枠を突っ張り、かご型積枠と固定子鉄心を一体化しているので、固定子鉄心と連結板との一体化構造の剛性が高い上、連結板のボルト穴加工が不要なため、製作の工数削減を図ることができる。
【００４６】
また、請求項５に係る発明によれば、固定用補助具として、バネ板とボルトを用いているため、かご型積枠の温度が固定子鉄心の温度よりも高くなり固定子鉄心とかご型積枠の隙間が拡大する状態が発生しても、バネ板自身の撓みと連結板の撓みを生かし、かご型積枠と固定子鉄心の熱伸び差をバネ板と連結板の撓みにより吸収し、固定用補助具の緩みを防止することができる。
【００４７】
また、請求項６に係る発明によれば、請求項５のものよりも接触支持部の数を低減でき、構造の安定性が増加する。
【００４８】
また、請求項７に係る発明によれば、請求項６のものより更に接触支持部の数を低減でき、構造安定性が増加する。
【００４９】
また、請求項８に係る発明によれば、テーパーライナを用いることにより、油圧ラムやジャッキアップ工具等を使用することなく容易に固定用補助具を組み込むことができるので、作業が容易である。
【００５０】
また、請求項９に係る発明によれば、ボアリングを用いた回転電機固定子において、固定子鉄心とコアボルト間のフレッティングや衝突が回避でき、フレッティングおよび共振現象による振動・騒音増大を回避できる。
【００５１】
また、請求項１０に係る発明によれば、請求項９のものに比べてボアリング側面にボルト座の取り付け加工が不要で、製作工数削減による作業性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係る回転電機固定子の要部を示す側面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】この発明の実施の形態２に係る回転電機固定子の要部を示す正面断面図である。
【図４】この発明の実施の形態３に係る回転電機固定子の要部を示す側面図である。
【図５】図４のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図６】この発明の実施の形態４に係る回転電機固定子の要部を示す正面断面図である。
【図７】この発明の実施の形態５に係る回転電機固定子の要部を示す正面断面図である。
【図８】この発明の実施の形態６に係る回転電機固定子の要部を示す正面断面図である。
【図９】この発明の実施の形態７に係る回転電機固定子の要部を示す側面図である。
【図１０】図９のＤ−Ｄ線に沿う拡大断面図である。
【図１１】この発明の実施の形態８に係る回転電機固定子の要部を示す斜視図である。
【図１２】この発明の実施の形態９に係る回転電機固定子の要部を示す正面断面図である。
【図１３】従来の回転電機固定子を示す斜視図である。
【図１４】従来の別の形の回転電機固定子の一部を示す斜視図である。
【符号の説明】
１　固定子鉄心、　　　　　　　　　　　２　かご型積枠、
３　円環、　　　　　　　　　　　　　　４　コアボルト、
５　連結板、　　　　　　　　　　　　　６　強み、
７　端板、　　　　　　　　　　　　　　８　通しボルト、
９　ボアリング、　　　　　　　　　　１０　連結材、
１１　押しバネ、　　　　　　　　　　　１２　ボルト、
１３　ジャッキボルト、　　　　　　　　１４　ボルト、
１５　バネ板、　　　　　　　　　　　　１６　座、
１７　押し板、　　　　　　　　　　　　１８　バネ板、
１９　スペーサ、　　　　　　　　　　　２０　高さ調整用シム、
２１　連結板に加工されたボルト穴、　　２２　ボルト、
２３　テーパーライナ、　　　　　　　　２４　台座、
２５　ボルト座、　　　　　　　　　　　２６　ボルト、
２７　台座。
【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】
2004080958.tif 000009
【図８】
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【図９】
2004080958.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2004080958.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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