(57)【要約】      （修正有）【課題】積層固定子鉄心の突極子に巻線を容易に巻回することができ，製造コスト増大や生産性の低下を防止する。【解決手段】一方の固定子鉄心片に突起を有し、他方の固定子鉄心片に突起が遊嵌する長孔を有し、突起と長孔とで固定子鉄心片同士の回転動作を案内するとともに回転角度を規制し、積層された各固定子鉄心片を一定の方向へ回転させる、各固定子鉄心片の突極子部が中心軸線に沿って並置した状態から、各固定子鉄心片の突極子部が中心軸線に対して傾斜した状態へ変形する。製造方法は、所定枚数の固定子鉄心片を突極子部が中心軸線に沿って並置する態様で積層する工程と、突極子部の突極子に該突極子を所定形状に傾斜させた際に所定の状態に巻回される巻線を巻回する工程と、各固定子鉄心片を隣接する固定子鉄心片に対して一定の方向へ所定角度だけ相対回転させて形成するスキュー工程と、各固定子鉄心片を互いに接合して一体化する結合工程とを含む。【選択図】  図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定枚数の固定子鉄心片をスキューさせて積層した積層固定子鉄心における傾斜した突極子に巻線を巻回して成るモータ用固定子であって、
前記積層固定子鉄心は、積層されて隣接する一方の固定子鉄心片に突起を有するとともに、隣接する他方の固定子鉄心片に前記突起が遊嵌する長孔を有し、前記突起と前記長孔とにより固定子鉄心片同士の回転動作を案内するとともに回転角度を規制し、積層された各固定子鉄心片を一定の方向へ回転させることによって、各固定子鉄心片の突極子部が中心軸線に沿って並置した状態から、各固定子鉄心片の突極子部が中心軸線に対して傾斜した状態へ変形し得るよう構成されていることを特徴とするモータ用固定子。
【請求項２】
所定枚数の固定子鉄心片をスキューさせて積層した積層固定子鉄心における傾斜した突極子に巻線を巻回して成るモータ用固定子の製造方法であって、
所定枚数の前記固定子鉄心片を、該固定子鉄心片における突極子部が中心軸線に沿って並置する態様で積層する積層工程と、
前記積層工程の後、前記突極子部の積層によって形成された突極子に、該突極子を所定形状に傾斜させた際に所定の状態に巻回される態様で、巻線を緩く巻回する巻線工程と、
前記巻線工程の後、各固定子鉄心片を隣接する固定子鉄心片に対して一定の方向へ所定角度だけ相対回転させ、スキューの施された所定形状の積層固定子鉄心を形成するスキュー工程と、
前記スキュー工程の後、所定枚数の前記固定子鉄心片を互いに接合して一体化する結合工程と、
を含んで成ることを特徴とするモータ用固定子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータ用固定子およびモータ用固定子の製造方法に関し、詳しくは、所定枚数の固定子鉄心片をスキューさせて積層した積層固定子鉄心における傾斜した突極子に巻線を巻回して成るモータ用固定子、および上記モータ用固定子を製造するための方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、各種モータの構成要素であるモータ用固定子は、所定枚数の固定子鉄心片を積層して成る積層固定子鉄心の各突極子に、各々巻線を巻回することによって構成されている。
【０００３】
また、高い動作精度の要求されるモータにおいては、回転子の回転むら（トルクリップル）を低減する等の目的から、所定枚数の固定子鉄心片をスキューさせて積層した積層固定子鉄心を用い、この積層固定子鉄心の中心軸線に対して傾斜した各突極子に巻線を巻回することによって、所望する性能を具備したモータ用固定子を構成している（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−２２３８２９号公報
【発明が解決しようとする課題】
ところで、所定枚数の固定子鉄心片をスキューさせて積層した積層固定子鉄心においては、上述の如く各突極子が積層固定子鉄心の中心軸線に対して傾斜しており、また隣接する突極子の間におけるスロット開口溝も、突極子と同様に積層固定子鉄心の中心軸線に対して傾斜しているため、各突極子に対する巻線の巻回作業が極めて困難なものとなっていた。
【０００５】
すなわち、専用機械を用いて突極子に巻線を巻回する場合には、巻回機構に複雑な挙動が要求されるために専用機械のコストが高騰し、延いてはモータ用固定子の製造に関わるコストの増大を招く不都合があった。
【０００６】
また、各固定子鉄心片のスキュー角が大きく、各突極子が大きく傾斜している場合には、専用機械を用いることが困難であるため、手作業により突極子に巻線を巻回しなければならず、もってモータ用固定子の製造に関わるリードタイムが増長し生産性の低下を招く不都合があった。
【０００７】
本発明の目的は、上記実状に鑑みて、積層固定子鉄心の突極子に対して巻線を容易に巻回することができ、もって製造コストの増大や生産性の低下を未然に防止することの可能な、モータ用固定子およびモータ用固定子の製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に関わるモータ用固定子は、所定枚数の固定子鉄心片をスキューさせて積層した積層固定子鉄心における傾斜した突極子に巻線を巻回して成るモータ用固定子であって、前記積層固定子鉄心が、積層されて隣接する一方の固定子鉄心片に突起を有するとともに、隣接する他方の固定子鉄心片に前記突起が遊嵌する長孔を有し、前記突起と前記長孔とにより固定子鉄心片同士の回転動作を案内するとともに回転角度を規制し、積層された各固定子鉄心片を一定の方向へ回転させることによって、各固定子鉄心片の突極子部が中心軸線に沿って並置した状態から、各固定子鉄心片の突極子部が中心軸線に対して傾斜した状態へ変形し得るよう構成されていることを特徴としている。
【０００９】
また、本発明に関わるモータ用固定子の製造方法は、所定枚数の固定子鉄心片をスキューさせて積層した積層固定子鉄心における傾斜した突極子に巻線を巻回して成るモータ用固定子の製造方法であって、所定枚数の前記固定子鉄心片を該固定子鉄心片における突極子部が中心軸線に沿って並置する態様で積層する積層工程と、前記突極子部の積層によって形成された突極子に該突極子を所定形状に傾斜させた際に所定の状態に巻回される態様で巻線を緩く巻回する巻線工程と、各固定子鉄心片を隣接する固定子鉄心片に対して一定の方向へ所定角度だけ相対回転させてスキューの施された所定形状の積層固定子鉄心を形成するスキュー工程と、所定枚数の前記固定子鉄心片を互いに接合して一体化する結合工程とを含んで成ることを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に関わるモータ用固定子およびモータ用固定子の製造方法について、一実施例を示す図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１１】
図１に示す如く、本発明に関わる一実施例のモータ用固定子１は、積層固定子鉄心２の突極子２Ｔ、２Ｔ…に、それぞれ巻線３を巻回することによって構成されている。
【００１２】
上記積層固定子鉄心２は、所定枚数の固定子鉄心片１０、１０…を積層して一体化することにより構成され、環状を呈するヨーク２Ｙと該ヨーク部２Ｙから径内方向に突出した所定個数の突極子（ティース）２Ｔ、２Ｔ…とを有している。
【００１３】
また、上記積層固定子鉄心２は、図１〜図３に示す如く２種類の固定子鉄心片１０、すなわち固定子鉄心片１０（Ａ）と固定子鉄心片（Ｂ）とを交互に積層することによって構成されている。
【００１４】
図４に示す如く、上記固定子鉄心片１０（Ａ）は、上述した積層固定子鉄心２のヨーク２Ｙを構成する環状のヨーク部１０ｙと、該ヨーク部１０ｙから径内方向に突出して上述した積層固定子鉄心２の突極子２Ｔを構成する所定個数の突極子部１０ｔ、１０ｔ…とを有している。
【００１５】
また、上記固定子鉄心片１０（Ａ）のヨーク部１０ｙには、周方向に沿って延びる４個の長孔１０ｈ、１０ｈ…と、底面に突出した４個の突起１０ｐ、１０ｐ…とが形成されており、これら長孔１０ｈと突起１０ｐとは、上記ヨーク部１０ｙの周方向に沿って、各々９０°の中心角を設けて交互に形成されている。
【００１６】
因みに、上記突起１０ｐは表面（上面）側からのパンチ加工によって、ヨーク部１０ｙの底面に突出形成されたものであり、ヨーク部１０ｙの表面にはパンチ加工に伴う凹部１０ｒが形成されている。
【００１７】
一方、図５に示す如く、上記固定子鉄心片１０（Ｂ）は、上述した固定子鉄心片１０（Ａ）と同じく、環状のヨーク部１０ｙと、該ヨーク部１０ｙから径内方向に突出した所定個数の突極子部１０ｔ、１０ｔ…とを有している。
【００１８】
また、上記固定子鉄心片１０（Ｂ）のヨーク部１０ｙには、周方向に沿って延びる４個の長孔１０ｈ、１０ｈ…と、底面に突出した４個の突起１０ｐ、１０ｐ…とが、上記ヨーク部１０ｙの周方向に沿って、各々９０°の中心角を設けて交互に形成されている。なお、ヨーク部１０ｙの表面には、突起１０ｐを形成するためのパンチ加工に伴う凹部１０ｒが穿たれている。
【００１９】
ここで、上述した固定子鉄心片１０（Ａ）と固定子鉄心片１０（Ｂ）とは、ともに全く同一の形状を呈するものであるが、後に詳述する製造工程において、互いに４５°だけ相対回転した位置関係で、帯板から打抜き形成されるものである。
【００２０】
上述した固定子鉄心片１０（Ａ）と固定子鉄心片１０（Ｂ）とが交互に積層された積層固定子鉄心２においては、図６および図７に示すように、固定子鉄心片１０（Ａ）の各突起１０ｐ、１０ｐ…が固定子鉄心片１０（Ｂ）の各長孔１０ｈ、１０ｈ…に遊嵌するとともに、固定子鉄心片１０（Ｂ）の各突起１０ｐ、１０ｐ…が、固定子鉄心片１０（Ａ）の各長孔１０ｈ、１０ｈ…に遊嵌している。
【００２１】
これにより、上記固定子鉄心片１０（Ａ）と固定子鉄心片１０（Ｂ）とは、上記突起１０ｐが上記長孔１０ｈの内部をその在方向に沿って移動することで、積層固定子鉄心２の軸線を中心として相対的に回転動作することが可能となる。
【００２２】
また、図８（ａ）に示す如く固定子鉄心片１０（Ａ）の突起１０ｐが、固定子鉄心片１０（Ｂ）の長孔１０ｈにおける一方の端部に当接している状態から、上記突起１０ｐが移動して、図８（ｂ）の如く長孔１０ｈにおける他方の端部に当接することで、上記固定子鉄心片１０（Ａ）と固定子鉄心片１０（Ｂ）との相対的な回転角度が規制されることとなる。
【００２３】
因みに、固定子鉄心片１０（Ｂ）の突起１０ｐが、固定子鉄心片１０（Ａ）の長孔１０ｈに遊嵌している状況においても、上述したと同一の動作態様に基づいて、固定子鉄心片１０（Ａ）と固定子鉄心片１０（Ｂ）との相対的な回転角度が規制されることは言うまでもない。
【００２４】
上述の如く、固定子鉄心片１０（Ａ）と固定子鉄心片１０（Ｂ）とを交互に積層した積層固定子鉄心２では、図２および図６に示す如く、各々の固定子鉄心片１０における突極子部１０ｔを、積層固定子鉄心２の中心軸線に沿って並置させた状態、言い換えれば突極子部１０ｔの積層によって構成される突極子２Ｔを、中心軸線に沿ったストレートなものとすることができる。
【００２５】
また、上述した積層固定子鉄心２では、各々の固定子鉄心片１０を一定の方向へ所定の角度だけ回転（スキュー）させることで、図３および図７に示す如く、突極子部１０ｔの積層によって構成される突極子２Ｔを、積層固定子鉄心２の中心軸線に対して所定の角度だけ傾斜した所定の形状に変形させることができる。
【００２６】
ここで、製品としてのモータ用固定子１を構成する積層固定子鉄心２は、固定子鉄心片１０、１０…をスキューさせた状態（図３および図７参照）において、各々の固定子鉄心片１０を互いに結合（溶接）することにより一体化してある。
【００２７】
また、製品としてのモータ用固定子１を構成する積層固定子鉄心２の各突極子２Ｔには、上述した如く巻線３が巻回されており、この巻線３は所定の形状に傾斜した突極子２Ｔに対して、断線や緩み生じることのない所定の態様で巻回されていることは言うまでもない。
【００２８】
以下では、上述した構成のモータ用鉄心１を製造する方法の一実施例を、作業手順に従って説明する。
先ず、図示していない順送り金型装置において、帯状鋼板（図示せず）から、先に詳述した固定子鉄心片１０（Ａ）と固定子鉄心片１０（Ｂ）とを、交互に打抜き形成する。
【００２９】
ここで、上記固定子鉄心片１０（Ａ）と固定子鉄心片１０（Ｂ）とは、順送り金型装置において交互に積層され、所定の枚数だけ積層されることにより積層固定子鉄心２が構成される（積層工程）。
【００３０】
なお、上述した積層固定子鉄心２においては、固定子鉄心片１０（Ａ）の各突起１０ｐ、１０ｐ…が固定子鉄心片１０（Ｂ）の各長孔１０ｈ、１０ｈ…に遊嵌しているとともに、固定子鉄心片１０（Ｂ）の各突起１０ｐ、１０ｐ…が、固定子鉄心片１０（Ａ）の各長孔１０ｈ、１０ｈ…に遊嵌していることは勿論である。
【００３１】
また、上記順送り金型装置においては、各々の固定子鉄心片１０における突極子部１０ｔが、積層固定子鉄心２の中心軸線に沿って並置させた状態、すなわち突極子部１０ｔの積層による突極子２Ｔが、中心軸線に沿ったストレートな形状として構成される。
【００３２】
上記順送り金型装置において製造された積層固定子鉄心２を取り出し、次いで上記積層固定子鉄心２を図示していない巻線作業機にセットして、上記積層固定子鉄心２における各突極子２Ｔに対して巻線３を巻回する（巻線工程）。
【００３３】
このとき、上述した如く、積層固定子鉄心２における各突極子２Ｔは、中心軸線に沿ったストレートな形状を呈しているので、上記突極子２Ｔに対する巻線３の巻回作業は極めて容易なものとなる。
【００３４】
これにより、手作業によって突極子２Ｔに巻線３を巻回する際、作業性が極めて良好であるために、モータ用固定子の製造に関わるリードタイムが短縮され、もって生産性を大幅に向上させることが可能となる。
【００３５】
また、専用機械を用いて突極子２Ｔに巻線３を巻回する場合、巻回機構に複雑な挙動を必要としないために、上記専用機械に関わるコストが廉価に抑えられ、もってモータ用固定子１の製造に関わるコストが大幅に低減することとなる。
【００３６】
ここで、上述した巻線工程においては、後述するスキュー工程において、積層固定子鉄心２における各突極子２Ｔを所定の形状に傾斜させた際に、巻線３が断線や緩み生じることのない所定の態様で巻回される態様で、図９（ａ）に示す如く上記巻線３を突極子２Ｔに対して緩く巻回することが重要である。
【００３７】
巻線作業機（図示せず）における巻線作業（巻線工程）が終了したのち、上記巻線作業機から積層固定子鉄心２を取り出し、次いで図１０に示す如くスキュー作業機１００に上記積層固定子鉄心２をセットする。
【００３８】
ここで、上記スキュー作業機１００は、積層固定子鉄心２のヨーク２Ｙを下方から支持する有底円筒状のベース１０１と、上記ベース１０１の中心に立設されて積層固定子鉄心２の中央開口に嵌入する円柱状のコラム１０２と、上記コラム１０２に対して回転自在に支承されて積層固定子鉄心２のヨーク２Ｙを上方から挟持するクランパ１０３と、上記クランパ１０３をオペレータの手作業によって回転させるためのハンドル１０４とを有している。
【００３９】
また、上記ベース１０１には、積層固定子鉄心２を構成する最下層の固定子鉄心片１０における突起１０ｐと係合する凹部１０１ｒが形成されており、また上記クランパ１０３には、積層固定子鉄心２を構成する最上層の固定子鉄心片１０における凹部１０ｒと係合する凸部１０３ｐが形成されている。
【００４０】
上述した如きスキュー作業機１００に積層固定子鉄心２をセットしたのち、上記スキュー作業機１００のクランパ１０３を一定方向に回転させることにより、先に詳述した長孔１０ｈと突起１０ｐとの協働作用によって、隣接する固定子鉄心片１０同士の相対的な回転角度が規制されることで、積層固定子鉄心２を構成する全ての固定子鉄心１０、１０…が、それぞれ一定の方向へ所定角度だけ相対回転することとなり、スキューの施された所定形状の積層固定子鉄心２が形成されることとなる（スキュー工程）。
【００４１】
また、積層固定子鉄心２を構成する各固定子鉄心１０をスキューさせた際、突極子部１０ｔの積層によって構成される突極子２Ｔは、積層固定子鉄心２の中心軸線に対して所定の角度だけ傾斜した所定の形状に変形することとなる。
【００４２】
このとき、図９（ａ）に示す如く突極子２Ｔに対して緩く巻回されていた巻線３は、上述したスキュー工程において積層固定子鉄心２における各突極子２Ｔを所定の形状に傾斜させた際に、図９（ｂ）に示す如く突極子２Ｔに対して断線や緩み生じることのない所定の態様で巻回されることとなる。
【００４３】
スキュー作業機１００におけるスキュー（スキュー工程）が終了したのち、上記スキュー作業機１００から積層固定子鉄心２を取り出し、次いで積層固定子鉄心２を構成する各固定子鉄心片１０を、溶接により外周の要部を互いに結合して一体化する（結合工程）。
【００４４】
かくして、図１に示す如く、積層固定子鉄心２の突極子２Ｔ、２Ｔ…に、それぞれ巻線３を巻回することにより構成された、製品としてのモータ用固定子１が完成することとなる。
【００４５】
なお、上述した実施例においては、４枚の固定子鉄心片１０（Ａ）と、３枚の固定子鉄心片１０（Ｂ）との、計７枚の固定子鉄心片を交互に積層して、積層固定子鉄心２を構成しているが、積層固定子鉄心を構成する固定子鉄心片の枚数は、モータ固定子の仕様等に基づいて、任意に設定し得ることは言うまでもない。
【００４６】
また、固定子鉄心片１０（Ａ）および固定子鉄心片１０（Ｂ）における突起１０ｐと長孔１０ｈとの形状、設置個数、設置場所等は、上述した実施例に限定されるものではなく、適宜に設定し得るものであることは勿論である。
【００４７】
また、上述した実施例においては、スキュー作業機１００でのスキューが終了した後、溶接によって各固定子鉄心片１０を互いに接合しているが、例えば外周にリングを嵌めることにより各固定子鉄心片を接合する等、様々な接合方法を採用し得ることは言うまでもない。
【００４８】
さらに、突起１０ｐと長孔１０ｈとの協働作用に基づく、固定子鉄心片１０同士の相対回転角度、すなわち積層固定子鉄心２におけるスキュー角も、任意に設定し得るものであることは勿論であり、言い換えれば、モータ用固定子を構成する積層固定子鉄心の突極子が如何に傾斜していても、本発明を有効に適用することが可能である。
【００４９】
【発明の効果】
以上、詳述した如く、本発明に関わるモータ用固定子は、所定枚数の固定子鉄心片をスキューさせて積層した積層固定子鉄心における傾斜した突極子に巻線を巻回して成るモータ用固定子であって、積層固定子鉄心が、積層されて隣接する一方の固定子鉄心片に突起を有するとともに、隣接する他方の固定子鉄心片に突起が遊嵌する長孔を有し、突起と長孔とにより固定子鉄心片同士の回転動作を案内するとともに回転角度を規制し、積層された各固定子鉄心片を一定の方向へ回転させることによって、各固定子鉄心片の突極子部が中心軸線に沿って並置した状態から、各固定子鉄心片の突極子部が中心軸線に対して傾斜した状態へ変形し得るよう構成されていることを特徴としている。
【００５０】
上記構成によれば、積層固定子鉄心における各固定子鉄心片の突極子部が中心軸線に沿って並置した状態において、上記突極子部の積層により形成された突極子に巻線を巻回することで、上記積層固定子鉄心の突極子に対して巻線を容易に巻回することが可能となる。
【００５１】
このように、本発明に関わるモータ用固定子によれば、積層固定子鉄心の突極子に対して巻線を容易に巻回することができ、もって製造コストの増大や生産性の低下を未然に防止することが可能となる。
【００５２】
また、本発明に関わるモータ用固定子の製造方法は、所定枚数の固定子鉄心片をスキューさせて積層した積層固定子鉄心における傾斜した突極子に巻線を巻回して成るモータ用固定子の製造方法であって、所定枚数の固定子鉄心片を該固定子鉄心片における突極子部が中心軸線に沿って並置する態様で積層する積層工程と、突極子部の積層によって形成された突極子に該突極子を所定形状に傾斜させた際に所定の状態に巻回される態様で巻線を緩く巻回する巻線工程と、各固定子鉄心片を隣接する固定子鉄心片に対して一定の方向へ所定角度だけ相対回転させてスキューの施された所定形状の積層固定子鉄心を形成するスキュー工程と、所定枚数の固定子鉄心片を互いに接合して一体化する結合工程とを含んで成ることを特徴としている。
【００５３】
上記構成によれば、上述した巻線工程において、突極子部の積層により形成された突極子に、該突極子を所定形状に傾斜させた際に所定の状態に巻回される態様で巻線を緩く巻回しているが、この巻線工程において、突極子を構成する各突極子部は、中心軸線に沿って並置されているので、積層固定子鉄心の突極子に対して巻線を容易に巻回することが可能となる。
【００５４】
このように、本発明に関わるモータ用固定子の製造方法によれば、積層固定子鉄心の突極子に対して巻線を容易に巻回することができ、もって製造コストの増大や生産性の低下を未然に防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）および（ｂ）は、本発明に関わるモータ用固定子の一実施例を示す平面図および側面図。
【図２】（ａ）および（ｂ）は、図１に示したモータ用固定子における積層固定子鉄心の平面図および側面図。
【図３】（ａ）および（ｂ）は、図１に示したモータ用固定子における積層固定子鉄心の平面図および側面図。
【図４】（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、図２および図３に示した積層固定子鉄心を構成する固定子鉄心片の平面図、側面図および要部断面図。
【図５】（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、図２および図３に示した積層固定子鉄心を構成する固定子鉄心片の平面図、側面図および要部断面図。
【図６】（ａ）は図２中における  ＶＩａ−ＶＩａ線断面図、（ｂ）は図２中における  ＶＩｂ−ＶＩｂ線断面図。
【図７】（ａ）は図３中における  ＶＩＩａ−ＶＩＩａ線断面図、（ｂ）は図３中における  ＶＩＩｂ−ＶＩＩｂ線断面図。
【図８】積層された固定子鉄心片における相対回転の様子を示す要部平面図。
【図９】（ａ）および（ｂ）は、巻線工程を経てスキュー工程を実施した際における突極子の断面形状を示す概念図。
【図１０】本発明に関わるモータ用固定子を製造する際においてスキュー工程を実施するためのスキュー作業機を示す概念的な断面図。
【符号の説明】
１…モータ用固定子、
２…積層固定子鉄心、
２Ｙ…ヨーク、
２Ｔ…突極子、
３…巻線、
１０、１０（Ａ）、１０（Ｂ）…固定子鉄心片、
１０ｙ…ヨーク部、
１０ｔ…突極子部、
１０ｐ…突起、
１０ｈ…長孔、
１００…スキュー作業機。
【図１】
2004173475.tif 000003
【図２】
2004173475.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2004173475.tif 000007
【図６】
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【図７】
2004173475.tif 000009
【図８】
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【図９】
2004173475.tif 000011
【図１０】
2004173475.tif 000012