(57)【要約】【課題】簡易な設備により、短時間で低コストな製造を可能とする圧縮機用ピストン及びその製造方法を提供する。【解決手段】他端側部材２２に設けた挿入部２２ｂを一端側部材２１の一端開口部内に挿入するとともに、一端側部材２１の周面の一部を変形させて一端側部材２１の内周面に突出部２１ｃを形成し、この突出部２１ｃを一端側部材２１の挿入部２２ｂに設けておいた凹部２２ｃに受容させることにより、他端側部材２２を一端側部材２１に組付けるようにしたので、他端側部材２２と一端側部材２１とを互いに溶接する必要がない。この場合、計２個の他端側部材２２を一体に形成し、他端側部材２２に挿入した計２個の各一端側部材２１に圧接ローラ４０を同時に圧接させるようにしたので、圧接ローラ４０による一回の工程で計２個の一端側部材２１と他端側部材２２が組付けられる。【選択図】　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端を開口した中空円筒状の一端側部材と、一端側部材の開口部を閉塞する他端側部材とから分割形成された圧縮機用ピストンにおいて、
前記他端側部材に一端側部材の開口部に挿入される挿入部を設けるとともに、
一端側部材の内周面には他端側部材の挿入部側に突出する突出部を設け、
挿入部の外周面には突出部を受容する凹部を設けた
ことを特徴とする圧縮機用ピストン。
【請求項２】
前記一端側部材の外周面に前記突出部の形成に伴って形成される周方向に連続した溝を設け、
この溝にピストンリングを取付けた
ことを特徴とする請求項１記載の圧縮機用ピストン。
【請求項３】
前記一端側部材の外周面に前記突出部の形成に伴って形成される周方向に連続した潤滑油保持用の溝を設けた
ことを特徴とする請求項１記載の圧縮機用ピストン。
【請求項４】
一端を開口した中空円筒状の一端側部材と、一端側部材の開口部を閉塞する他端側部材とから分割形成された圧縮機用ピストンの製造方法において、
前記一端側部材の開口部に他端側部材に設けた挿入部を挿入した後、
一端側部材の周面の一部を変形させて一端側部材の内周面に他端側部材の挿入部側に突出する突出部を形成し、
この突出部を一端側部材の挿入部に設けておいた凹部に受容させる
ことを特徴とする圧縮機用ピストンの製造方法。
【請求項５】
前記一端側部材の外周面に圧接しながら回転するローラによって一端側部材の周面の一部を変形させて前記突出部を形成する
ことを特徴とする請求項４記載の圧縮機用ピストンの製造方法。
【請求項６】
計２個の他端側部材を互いに一端面同士が対向するように一体に形成するとともに、その他端面にそれぞれ設けた挿入部に計２個の一端側部材をそれぞれ挿入し、
各一端側部材の外周面に同時に圧接しながら回転するローラによって各一端側部材の周面の一部を変形させて前記突出部をそれぞれ形成した後、
各他端側部材を互いに切り離す
ことを特徴とする請求項４記載の圧縮機用ピストンの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば車両用空気調和装置の冷凍回路に用いられる圧縮機用ピストン及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、この種の圧縮機としては、例えば特開平１０−１５９７２５公報に記載されているように、一端に冷媒吸入口及び吐出口を有するシリンダと、シリンダ内を往復動するピストンと、ピストンに連結された傾斜板とを備え、傾斜板を外部からの駆動力によって回転させることにより、ピストンを往復動させるようにしたものが知られている。
【０００３】
この圧縮機に用いられるピストンは、一端を開口した中空円筒状のピストン本体と、ピストン本体の一端開口部を閉塞する円板状の閉塞部材とからなり、ピストン本体の他端側には傾斜板を連結する連結部が設けられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記ピストン本体に閉塞部材を組付ける場合には、例えば電子ビームを用いた溶接によって接合しているが、このような溶接は真空雰囲気中で複雑な装置を用いて行われるため、高価で大型な設備が必要となり、コストの増加を来すとともに、溶接工程にも長時間を要するというという問題点があった。
【０００５】
本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡易な設備により、短時間で低コストな製造を可能とする圧縮機用ピストン及びその製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するために、請求項１では、一端を開口した中空円筒状の一端側部材と、一端側部材の開口部を閉塞する他端側部材とから分割形成された圧縮機用ピストンにおいて、前記他端側部材に一端側部材の開口部に挿入される挿入部を設けるとともに、一端側部材の内周面には他端側部材の挿入部側に突出する突出部を設け、挿入部の外周面には突出部を受容する凹部を設けている。
【０００７】
これにより、一端側部材の内周面に設けた突出部が他端側部材の挿入部に設けた凹部に受容されることにより他端側部材が一端側部材に組付けられることから、他端側部材と一端側部材とを互いに溶接する必要がない。
【０００８】
また、請求項２では、請求項１記載の圧縮機用ピストンにおいて、前記一端側部材の外周面に前記突出部の形成に伴って形成される周方向に連続した溝を設け、この溝にピストンリングを取付けている。
【０００９】
これにより、請求項１の作用に加え、前記突出部の形成に伴って形成される溝にピストンリングが取付けられることから、一端側部材にピストンリング用の溝を別途形成する必要がない。
【００１０】
また、請求項３では、請求項１記載の圧縮機用ピストンにおいて、前記一端側部材の外周面に前記突出部の形成に伴って形成される周方向に連続した潤滑油保持用の溝を設けている。
【００１１】
これにより、請求項１の作用に加え、前記突出部の形成に伴って形成される溝が潤滑油保持用の溝として利用される。
【００１２】
また、請求項４では、一端を開口した中空円筒状の一端側部材と、一端側部材の開口部を閉塞する他端側部材とから分割形成された圧縮機用ピストンの製造方法において、前記一端側部材の開口部に他端側部材に設けた挿入部を挿入した後、一端側部材の周面の一部を変形させて一端側部材の内周面に他端側部材の挿入部側に突出する突出部を形成し、この突出部を一端側部材の挿入部に設けておいた凹部に受容させるようにしている。
【００１３】
これにより、一端側部材の周面の一部を変形させることにより一端側部材の内周面に突出部を形成すると、突出部が他端側部材の挿入部に設けておいた凹部に受容されて他端側部材がピストン本体に組付けられることから、他端側部材と一端側部材とを互いに溶接する必要がない。
【００１４】
また、請求項５では、請求項４記載の圧縮機用ピストンの製造方法において、前記一端側部材の外周面に圧接しながら回転するローラによって一端側部材の周面の一部を変形させて前記突出部を形成するようにしている。
【００１５】
これにより、請求項４の作用に加え、一端側部材の外周面にローラを圧接しながら回転させることにより前記突出部が形成されることから、一端側部材への他端側部材の組付作業を容易に行うことが可能となるとともに、突出部が一端側部材の周方向に連続して形成されることから、他端側部材が一端側部材に確実に組付けられる。
【００１６】
また、請求項６では、請求項４記載の圧縮機用ピストンの製造方法において、計２個の他端側部材を互いに一端面同士が対向するように一体に形成するとともに、その他端面にそれぞれ設けた挿入部に計２個の一端側部材をそれぞれ挿入し、各一端側部材の外周面に同時に圧接しながら回転するローラによって各一端側部材の周面の一部を変形させて前記突出部をそれぞれ形成した後、各他端側部材を互いに切り離すようにしている。
【００１７】
これにより、請求項４の作用に加え、計２個の一端側部材の外周面にローラを圧接しながら回転させることにより各一端側部材に前記突出部がそれぞれ形成されることから、各一端側部材への各他端側部材の組付作業を容易に行うことができるとともに、突出部がピストン本体の周方向に連続して形成されることから、他端側部材が一端側部材に確実に組付けられる。また、ローラによる一回の工程で計２個のピストンの一端側部材と他端側部材との組付けを行うことが可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１乃至図６は本発明の第１の実施形態を示すもので、図１は圧縮機の側面断面図、図２及び図３はピストンの製造工程を示す平面図、図４はその側面図、図５はその平面図、図６は完成したピストンの側面断面図である。
【００１９】
同図に示す圧縮機は、冷媒を吸入及び吐出する圧縮機本体１０と、圧縮機本体１０内に設けられたピストン２０と、ピストン２０を駆動する駆動部３０とからなり、駆動部３０には外部からの動力が入力されるようになっている。
【００２０】
圧縮機本体１０は円筒状に形成され、ピストン２０側に形成された第１のハウジング１１と、駆動部３０側に形成された第２のハウジング１２と、第１のハウジング１１の一端側に配置されるシリンダヘッド１３と、第１のハウジング１１とシリンダヘッド１３との間に配置されるバルブプレート１４とからなる。
【００２１】
第１のハウジング１１は圧縮機本体１０の筒軸方向に延びるシリンダ１１ａを有し、シリンダ１１ａの一端は第１のハウジング１１の一端面に開口している。
【００２２】
第２のハウジング１２は一端側を開口し、その内部は第１のハウジング１１のシリンダ１１ａと連通している。
【００２３】
シリンダヘッド１３はバルブプレート１４を介して第１のハウジング１１の一端に取付けられ、その中央部にはバルブプレート１４側に開口する冷媒吐出室１３ａが設けられている。冷媒吐出室１３ａの周囲にはバルブプレート１４側に開口する環状の冷媒吸入室１３ｂが設けられ、冷媒吸入室１３ｂはシリンダヘッド１３の側面に設けられた冷媒吸入流路１３ｃに連通している。また、冷媒吐出室１３ａはシリンダヘッド１３に設けられた冷媒吐出流路（図示せず）に連通している。
【００２４】
バルブプレート１４にはシリンダ１１ａに連通する冷媒吸入口１４ａ及び吐出口１４ｂが設けられ、冷媒吸入口１４ａはシリンダヘッド１３の冷媒吸入室１３ｂに連通し、冷媒吐出口１４ｂは冷媒吐出室１３ａに連通している。バルブプレート１４には冷媒吸入口１４ａ及び吐出口１４ｂをそれぞれ開閉する板状の吸入弁１４ｃ及び吐出弁１４ｄが取付けられ、吸入弁１４ｃ及び吐出弁１４ｄの弾性変形によって冷媒吸入口１４ａ及び吐出口１４ｂを開閉するようになっている。また、バルブプレート１４の中央には吐出弁１４ｄに係止するストッパプレート１４ｅが設けられている。
【００２５】
ピストン２０は、シリンダ１１ａ内に摺動自在に収容され、その一端面側に冷媒を吸入及び吐出するようになっている。このピストン２０は、一端を開口した中空円筒状の一端側部材２１と、一端側部材２１の開口部を閉塞する円板状の他端側部材２２とからなり、一端側部材２１に設けた連結部２１ａには駆動部３０側と連結される球状のシュー２３が摺動自在に装着されている。尚、ピストン２０の製造方法については後述する。
【００２６】
駆動部３０は、外部からの動力によって回転する駆動シャフト３１と、駆動シャフト３１によって回転する傾斜板３２と、傾斜板３２の傾斜角度を所定範囲内に規制する傾斜規制部材３３とから構成されている。駆動シャフト３１は一端側及び他端側をそれぞれローラベアリング３４を介して第１のハウジング１１及び第２のハウジング１２に回動自在に支持されており、その他端側には、例えば図示しないプーリを介して車両のエンジンの動力が伝達されるようになっている。傾斜板３２は環状の摺動部材３２ａを介して駆動シャフト３１に軸方向に移動自在に支持されるとともに、支軸３２ｂを介して摺動部材３２ａに回動自在に取付けられている。即ち、傾斜板３２は、駆動シャフト３１の軸方向に対する傾斜角度が支軸３２ｂを中心に任意に変わるようになっている。また、傾斜板３２の周端部はピストン２０のシュー２３に摺動自在に嵌合しており、傾斜板３２が回転すると、傾斜板３２の傾斜角度に応じてピストン２０が往復動するようになっている。傾斜規制部材３３は駆動シャフト３１と一体に回転するように設けられ、その一端に設けたピン３３ａを傾斜板３２に設けた長孔３２ｃに挿入されている。即ち、傾斜板３２が傾動すると、ピン３３ａが長孔３２ｃ内を移動し、傾斜規制部材３３によって傾斜板３２の傾斜角度が所定範囲内に規制されるようになっている。
【００２７】
以上のように構成された圧縮機においては、外部からの駆動力によって駆動部３０の駆動シャフト３１が回転すると、傾斜板３２が回転し、傾斜板３２の傾斜角度に応じてピストン２０がシリンダ１１ａ内を往復動する。また、ピストン２０の往復動により、冷媒吸入室１３ｂの冷媒がシリンダ１１ａ内に吸入され、冷媒吐出室１３ａに吐出される。その際、図示しない圧力制御手段によって冷媒吸入室１３ｂと第２のハウジング１２内との間に生ずる差圧により、ピストン２０の他端側（ハウジング１２側）に加わる圧力に応じて傾斜板３２の傾斜角度を変化させることにより、ピストン２０の吐出量が制御される。
【００２８】
次に、図２乃至図５を参照し、ピストン２０の製造方法について説明する。ここでは、計２個のピストン２０を同時に製造する場合を示す。
【００２９】
まず、図２（ａ）　に示すように計２個の他端側部材２２を互いに一端面同士が対向するように一体に形成する。この場合、各他端側部材２２は、その一端面間に形成された接続部２２ａを介して一体となっている。また、各他端側部材２２の他端面にはそれぞれ一端側部材２１の一端開口部内に挿入される挿入部２２ｂが設けられている。この挿入部２２ｂは、他端側部材２２の外径よりも小さく且つ一端側部材２１の内径とほぼ等しい外径を有するように他端側部材２２の他端方向に延び、その外周面には周方向に連続した溝状の凹部２２ｃが設けられている。
【００３０】
次に、前述のように形成された各他端側部材２２の挿入部２２ｂに、図２（ｂ）　に示すように一端側部材２１をそれぞれ挿入し、図３及び図４に示すように圧接ローラ４０及び一対のガイドローラ４１間に配置する。圧接ローラ４０は回転軸４０ａを中心に図示しない駆動手段によって回転するようになっており、その周面には各一端側部材２１の外周面に当接する計２つの突条部４０ｂが設けられている。各突条部４０ｂは互いに圧接ローラ４０の軸方向に間隔をおいて設けられ、それぞれ各他端側部材２２の凹部２２ｃに対応するように配置されている。各ガイドローラ４１は回転軸４１ａを中心に回動自在に設けられ、各一端側部材２１の両方の外周面に接触し得る長さに形成されている。
【００３１】
そして、圧接ローラ４０を各一端側部材２１に圧接しながら回転させると、各一端側部材２１が圧接ローラ４０と共に回転し、これに追従して各ガイドローラ４１が回転する。その際、各一端側部材２１の外周面には圧接ローラ４０の各突条部４０ｂが当接するため、各一端側部材２１における各突条部４０ｂの接触部分が一端側部材２１の内側に向かって変形し、各一端側部材２１の外周面に周方向に連続した溝２１ｂがそれぞれ形成される。また、各一端側部材２１の内周面には、前記溝２１ｂの形成に伴って周方向に連続した突出部２１ｃが他端側部材２２の凹部２２ｃ内に突出するように形成される。これにより、突出部２１ｃが凹部２２ｃに受容され、突出部２１ｃと凹部２２ｃとの係合により各他端側部材２２が各一端側部材２１に組付けられる。
【００３２】
次に、図５（ａ）　に示すように各他端側部材２２の接続部２２ａを図中一点鎖線位置で切断することにより、図５（ｂ）　に示すように各ピストン２０を互いに切り離す。この後、図５（ｃ）　に示すように各他端側部材２２における接続部２２ａの残存部分（図中破線部分）を切削等によって除去することにより、計２個のピストン２０が完成する。
【００３３】
このように、本実施形態によれば、他端側部材２２に設けた挿入部２２ｂを一端側部材２１の一端開口部内に挿入するとともに、一端側部材２１の周面の一部を変形させて一端側部材２１の内周面に突出部２１ｃを形成し、この突出部２１ｃを一端側部材２１の挿入部２２ｂに設けておいた凹部２２ｃに受容させることにより、他端側部材２２を一端側部材２１に組付けるようにしたので、他端側部材２２と一端側部材２１とを互いに溶接する必要がなく、簡易な設備により、短時間で低コストな製造が可能となる。
【００３４】
この場合、各一端側部材２１に圧接ローラ４０を圧接しながら回転させることにより、圧接ローラ４０の周面に設けた突条部４０ｂによって一端側部材２１の内周面に突出部２１ｃを形成するようにしたので、一端側部材２１への他端側部材２２の組付作業を極めて容易に行うことができ、しかも突出部２１ｃを一端側部材２１の周方向に連続して形成することができるので、他端側部材２２を一端側部材２１に確実に組付けることができる。
【００３５】
また、計２個の他端側部材２２を互いに一端面同士が対向するように一体に形成し、他端側部材２２の他端側に設けた挿入部２２ｂに計２個の一端側部材２１をそれぞれ挿入し、各一端側部材２１に圧接ローラ４０を同時に圧接させるようにしたので、圧接ローラ４０による一回の工程で計２個のピストン２０の一端側部材２１と他端側部材２２との組付けを行うことができ、生産効率を大幅に向上させることができる。
【００３６】
尚、前記実施形態では、計２個のピストン２０に対する一端側部材２１と他端側部材２２との組付けを同時に行うようにしたものを示したが、単体の他端側部材２２を１個ずつ一端側部材２１に組付けるようにしてもよい。
【００３７】
また、前記圧縮機においては、ピストン２０にピストンリングを装着する場合もあるが、このような場合には、前記圧接ローラ４０によって一端側部材２１の外周面に形成した溝２１ｂに、図７及び図８に示すようにピストンリング２４を装着することができる。従って、一端側部材２１にピストンリング用の溝を別途形成する必要がなく、製造工程の簡素化を図ることができる。
【００３８】
更に、ピストンリングを装着しない場合であっても、前記溝２１ｂを潤滑油保持用の溝として利用することができ、ピストン２０の摺動性の向上を図ることができる。
【００３９】
図９は本発明の他の実施形態を示すもので、前記実施形態とはピストンの構成が異なるものである。
【００４０】
同図に示すピストン５０は、一端を開口した中空円筒状の一端側部材５１と、一端側部材５１の開口部を閉塞する他端側部材５２とからなり、他端側部材５２に設けた連結部５２ａには前記シュー２３が摺動自在に装着される。
【００４１】
本実施形態では、前記実施形態と同様、計２個の一端側部材５１を互いに一端面同士が対向するように一体に形成する。この場合、各一端側部材５１は、その一端面間に形成された接続部５１ａを介して一体となっている。また、各他端側部材５２にはそれぞれ一端側部材５１の開口部に挿入される挿入部５２ｂが設けられ、その外周面には周方向に連続した溝状の凹部５２ｃが設けられている。
【００４２】
次に、前述のように形成された各一端側部材５１の開口部に各他端側部材５２の挿入部５２ｂをそれぞれ挿入し、圧接ローラ６０及び一対のガイドローラ６１間に配置する。圧接ローラ６０は前記実施形態と同様、回転軸６０ａを中心に図示しない駆動手段によって回転するようになっており、その周面には各一端側部材５１の外周面に当接する計２つの突条部６０ｂが設けられている。各突条部６０ｂは互いに圧接ローラ６０の軸方向に間隔をおいて設けられ、それぞれ各他端側部材５２の凹部５２ｃに対応するように配置されている。各ガイドローラ６１は回転軸６１ａを中心に回動自在に設けられ、各一端側部材５１の両方の外周面に接触し得る長さに形成されている。
【００４３】
続いて、圧接ローラ６０を各一端側部材５１に圧接しながら回転させると、各一端側部材５１が圧接ローラ６０と共に回転し、これに追従して各ガイドローラ６１が回転する。その際、各一端側部材５１の外周面には圧接ローラ６０の各突条部６０ｂが当接するため、各一端側部材５１における各突条部６０ｂの接触部分が一端側部材５１の内側に向かって変形し、各一端側部材５１の外周面に周方向に連続した溝５１ｂがそれぞれ形成される。また、各一端側部材５１の内周面には、前記溝５１ｂの形成に伴って周方向に連続した突出部５１ｃが他端側部材５２の凹部５２ｃ内に突出するように形成される。これにより、突出部５１ｃが凹部５２ｃに受容され、突出部５１ｃと凹部５２ｃとの係合により各他端側部材５２が各一端側部材５１に組付けられる。
【００４４】
そして、前記実施形態と同様、各一端側部材５１の接続部５１ａを切断して各ピストン５０を互いに切り離し、各他端側部材５１における接続部５１ａの残存部分を除去することにより、計２個のピストン５０が完成する。
【００４５】
このように、本実施形態によれば、前記実施形態と同様、一端側部材５１と他端側部材５２とを互いに溶接する必要がなく、簡易な設備により、短時間で低コストな製造が可能となる。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の圧縮機用ピストンによれば、一端側部材と他端側部材とを互いに溶接する必要がないので、簡易な設備により、短時間で低コストな製造が可能となり、生産性の向上に極めて有利である。
【００４７】
また、請求項２の圧縮機用ピストンによれば、請求項１の効果に加え、一端側部材にピストンリング用の溝を別途形成する必要がないので、ピストンリングを装着する場合においても、製造工程の簡素化を図ることができる。
【００４８】
また、請求項３の圧縮機用ピストンによれば、請求項１の効果に加え、一端側部材の外周面に突出部の形成に伴って形成される溝を潤滑油保持用の溝として利用することができるので、ピストンの摺動性の向上を図ることができる。
【００４９】
また、請求項４の圧縮機用ピストンの製造方法によれば、他端側部材と一端側部材とを互いに溶接する必要がないので、簡易な設備により、短時間で低コストな製造が可能となり、生産性の向上に極めて有利である。
【００５０】
また、請求項５の圧縮機用ピストンの製造方法によれば、請求項４の効果に加え、一端側部材への他端側部材の組付作業を容易に行うことができるので、生産性をより一層向上させることができるとともに、他端側部材を一端側部材に確実に組付けることができるので、耐久性の向上を図ることもできる。
【００５１】
また、請求項６の圧縮機用ピストンの製造方法によれば、請求項４の効果に加え、一端側部材への他端側部材の組付作業を容易に行うことができるので、生産性をより一層向上させることができるとともに、一端側部材と他端側部材とを確実に組付けることができるので、耐久性の向上を図ることもできる。この場合、一回の工程で計２個のピストンの一端側部材と他端側部材との組付けを行うことができるので、生産効率を大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す圧縮機の側面断面図
【図２】ピストンの製造工程を示す平面図
【図３】ピストンの製造工程を示す平面図
【図４】ピストンの製造工程を示す側面図
【図５】ピストンの製造工程を示す平面図
【図６】完成したピストンの側面断面図
【図７】ピストン及びピストンリングを示す側面図
【図８】ピストン及びピストンリングを示す平面図
【図９】本発明の第２の実施形態におけるピストンの製造工程を示す一部断面平面図
【符号の説明】
２０…ピストン、２１…一端側部材、２１ｂ…溝、２１ｃ…突出部、２２…他端側部材、２２ｂ…挿入部、２２ｃ…凹部、２４…ピストンリング、４０…圧接ローラ、５０…ピストン、５１…一端側部材、５１ｂ…溝、５１ｃ…突出部、５２…他端側部材、５２ｂ…挿入部、５２ｃ…凹部、６０…圧接ローラ。
【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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