(57)【要約】【課題】各ポケット９ａ、９ａの内面と、これら各ポケット９ａ、９ａ内に保持する玉の転動面との間の潤滑性能を良好にできる構造を実現する。【解決手段】上記各ポケット９ａ、９ａの内面の内径側の端部に、これら各ポケット９ａ、９ａの中心部に向かって突出する凸曲面部１５、１５を設ける。これにより、保持器６ｅを組み込んだ玉軸受の運転時に、上記各凸曲面部１５、１５を上記各玉の転動面に接触させる事に基づいて、上記各ポケット９ａ、９ａの内径側の開口周縁部１２ａ、１２ａと上記各玉の転動面との間に常に隙間が存在する様にする。この結果、上記各ポケット９ａ、９ａ内に進入しようとする潤滑剤が、上記各ポケット９ａ、９ａの内径側の開口周縁部１２ａ、１２ａに掻き取られにくくなる為、上記課題を解決できる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂を射出成形する事により全体を円環状に造られ、それぞれの内側に玉を１個ずつ転動自在に保持する為のポケットを、円周方向複数個所に設けた合成樹脂製保持器に於いて、上記各ポケットの内面のうち、この合成樹脂製保持器の内径側の端部に、上記各ポケットの中心部に向かって突出する凸曲面部を設けた事を特徴とする合成樹脂製保持器。
【請求項２】
合成樹脂製保持器の円周方向と直交する方向に関する、この合成樹脂製保持器の内周面の断面形状を、幅方向中間部を頂部とする凸形状とした、請求項１に記載した合成樹脂製保持器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種回転装置の回転部分を支持する為の玉軸受を構成する複数の玉を転動自在に保持する合成樹脂製保持器の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種回転機械装置の軸受部等、各種回転部分を支持する為のラジアル玉軸受として、例えば図８に示す様な構造のものが広く使用されている。この玉軸受は、外周面に内輪軌道１を有する内輪２と内周面に外輪軌道３を有する外輪４とを互いに同心に配置し、上記内輪軌道１と上記外輪軌道３との間に複数個の玉５、５を転動自在に設けて成る。図示の例の場合、上記内輪軌道１と上記外輪軌道３とは、共に深溝型としている。又、上記複数個の玉５、５は、保持器６に設けたポケット９内に、転動自在に保持している。
【０００３】
上記図８に示したラジアル玉軸受を構成する保持器６は、冠型保持器と呼ばれるもので、合成樹脂を射出成形する事により、図９に示す様な形状に造られている。合成樹脂としては、ポリアミド６６、ポリアミド４６、直鎖状ポリフェニレンサルファイド、分枝状ポリフェニレンサルファイド等を、それぞれ充填材（補強材）を混入させた状態で使用している。又、この充填材として、一般に、ガラス繊維、カーボン繊維等の繊維系充填材や、シリカ粒子、アルミナ粒子等の粒子状充填材を使用している。
【０００４】
何れにしても、上記保持器６は、円環状の主部８の軸方向片側面に複数の弾性片１０、１０を、円周方向に関して互いに間隔をあけ、軸方向に突出する状態で形成して成る。そして、円周方向に隣り合う１対ずつの弾性片１０、１０の円周方向に関して互いに対向する面と、上記主部８の軸方向片面でこれら両弾性片１０、１０により挟まれた部分とにより囲まれた部分を、それぞれポケット９、９としている。これら各ポケット９、９の内面は、これら各ポケット９、９内に保持すべき上記各玉５、５の転動面の曲率半径よりも僅かに大きい曲率半径を有する、部分球状凹面としている。又、上記保持器６の内、外両周面は、それぞれ円筒面としている。
【０００５】
上述の様な保持器６を備えた玉軸受を組み立てる場合には、上記各玉５、５を上記各ポケット９、９を構成する１対ずつの弾性片１０、１０同士の間に、これら１対ずつの弾性片１０、１０の先端縁同士の間隔を弾性的に広げつつ押し込む。上記保持器６は、この様にして上記各ポケット９、９内に玉５、５を抱き込む事により、これら各玉５、５を、前記内輪軌道１と前記外輪軌道３との間に、転動自在に保持する。この様な保持器６を備えた玉軸受の使用時には、上記複数個の玉５、５の転動に伴って、前記内輪２と前記外輪４との相対回転を自在とする。この際に上記各玉５、５は、自転しつつ上記内輪２の周囲を公転する。又、上記保持器６は、これら各玉５、５に押されて、これら各玉５、５の公転速度と同じ速度で、上記内輪２の周囲を回転する。
【０００６】
又、上記内輪２の外周面と上記外輪４の内周面との間で上記各玉５、５を設置した内部空間１１には、グリースを充填して、上記相対回転が円滑に行なわれる様にする。これにより、玉軸受に振動や騒音が生じない様にすると共に、焼き付き等の故障を防止する。又、上記外輪４の両端部内周面にシールド板７、７の外周縁を係止すると共に、これら両シールド板７、７の内周縁を上記内輪２の両端部外周面に近接対向させている。この構成により上記内部空間１１の両端開口を塞ぎ、この内部空間１１からグリースが漏洩したり、或はこの内部空間１１内に塵芥等の異物が進入するのを防止している。尚、上述の様な非接触型のシールド板７、７に代えて、接触型のシール板を使用する場合もある。
【０００７】
ところで、近年、各種機械装置の高性能化や小型化の進展に伴い、上述した様な合成樹脂製の保持器６を組み込んだ玉軸受を、高温且つ高速回転の条件下で使用する事が増えつつある。ところが、この様に当該玉軸受を高温且つ高速回転の条件下で使用すると、高温である事に伴って上記合成樹脂製の保持器６が変形し易くなり、且つ、高速回転する事に伴って上記保持器６に大きな遠心力が作用する。この結果、図１０に実線→二点鎖線で示す様に、上記保持器６が拡径する方向に変形し、前記各ポケット９、９の内径側の開口周縁部１２ａ、１２ａが上記各玉５、５の転動面に接触する可能性がある。
【０００８】
上述した保持器６の場合、上記各ポケット９、９の内径側、外径側両開口周縁部１２ａ、１２ｂは、それぞれ鋭い尖端縁になっている。この為、上述の様に各ポケット９、９の内径側の開口周縁部１２ａ、１２ａが上記各玉５、５の転動面に接触すると、これら各玉５、５の転動に伴って周囲空間から上記各ポケット９、９内に入り込もうとする潤滑剤が、上記内径側の開口周縁部１２ａ、１２ａに掻き取られて上記各ポケット９、９内に入り込みにくくなる。この結果、これら各ポケット９、９の内面と上記各玉５、５の転動面との摺接部の潤滑が不十分となって、この摺接部での発熱量が多くなる事に基づいて潤滑剤が早期に劣化したり、著しい場合には、上記摺接部で焼き付きが生じる可能性がある。
【０００９】
一方、上述した様な保持器６を組み込んだ玉軸受の場合、必要量の潤滑剤を充填若しくは供給しても、この保持器６に振動が誘発され、この保持器６を組み込んだ玉軸受に、保持器音と呼ばれる騒音や振動が発生する場合がある。この様な保持器６の振動は、この保持器６の上記各玉５、５に対する動き量が大きい事に起因して、これら各玉５、５と保持器６との間の滑り摩擦に基づいて発生する。この様な保持器音の発生を抑える為に従来から、上記各ポケット９、９の内面と上記各玉５、５の転動面との間の隙間を小さくして、これら各玉５、５に対する上記保持器６の動き量を小さくする事が行なわれている。
【００１０】
しかしながら、単に上記各ポケット９、９の内面と上記各玉５、５の転動面との間の隙間を小さくすると、これら各玉５、５の転動に伴って周囲空間から上記各ポケット９、９内に入り込もうとする潤滑剤が、これら各ポケット９、９の各開口周縁部１２ａ、１２ｂに掻き取られてこれら各ポケット９、９内に入り込みにくくなる。この結果、上記保持器６と上記各玉５、５との滑り接触部分の摩擦振動を十分に抑制できなくなり、振動や騒音を誘発する可能性がある。
【００１１】
上述の様な不都合を解消する為に従来から、例えば特開平１０−８２４２４号公報、同１０−２３８５４３号公報、同１１−１６６５４０号公報、特開２００１−１３２７５８号公報等には、保持器を構成する各ポケット内に潤滑剤を効率良く取り込める様にした発明が記載されている。このうちの特開平１０−８２４２４号公報及び特開２００１−１３２７５８号公報に記載された発明は、図１１〜１２に示す様に、保持器６ａ、６ｂを構成する各ポケット９の両開口周縁部１２ａ、１２ｂに面取り１３ａ、１３ｂを、全周に亙って施している。又、上記特開平１１−１６６５４０号公報に記載された発明は、図１３に示す様に、保持器６ｃを構成する各ポケット９の両開口周縁部１２ａ、１２ｂのうち、それぞれこの保持器６ｃの回転方向と交差する部分にのみ面取り１３ｃ、１３ｃを施している。これら各公報に記載された発明の場合には、上記各面取り１３ａ、１３ｂ、１３ｃの存在に基づき、上記各ポケット９内に入り込もうとする潤滑剤が、これら各ポケット９の両開口周縁部１２ａ、１２ｂに掻き取られにくくなって、これら各ポケット９内に潤滑剤を効率良く取り込む事ができる。
【００１２】
又、上記特開平１０−２３８５４３号公報に記載された発明は、図１４に示す様に、保持器６ｄを構成する各ポケット９の内面のうち、この保持器６ｄの円周方向反対側となる２個所位置に、それぞれアキシアル円筒面（当該保持器６ｄの中心軸と平行な軸αを中心とする円筒面）１４、１４を形成している。この公報に記載された発明の場合には、上記アキシアル円筒面１４、１４の存在に基づき、各玉５（図１１〜１２参照）の転動に伴って上記各ポケット９内に取り込む潤滑剤の量を、適正値に規制できる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記特開平１０−８２４２４号公報及び特開２００１−１３２７５８号公報に記載された（図１１〜１２に示した）発明の様に、保持器６ａ、６ｂを構成する各ポケット９の各開口周縁部１２ａ、１２ｂに面取り１３ａ、１３ｂを、それぞれ全周に亙って施すと、各玉５に対する上記保持器６ａ、６ｂの動き量が大きくなる。この動き量が大きくなり過ぎると、上記保持器６ａ、６ｂが外輪４の内周面又は内輪２（図８参照）の外周面に接触して衝突音が発生する為、好ましくない。一方、上記特願平１１−１６６５４０号に記載された（図１３に示した）発明の様に、保持器６ｃを構成する各ポケット９の各開口周縁部１２ａ、１２ｂの一部にのみ面取り１３ｃ、１３ｃを施す場合には、これら各開口周縁部１２ａ、１２ｂのうち面取りを施していない部分の存在に基づいて、各玉５（図１１〜１２参照）に対する上記保持器６ｃの動き量が大きくなる事を防止できる。ところが、上記各ポケット９の各開口周縁部１２ａ、１２ｂのうち面取りを施していない部分で潤滑剤が掻き取られる為、上記各ポケット９内に十分な量の潤滑剤を取り込めなくなる可能性がある。
【００１４】
又、上記特開平１０−２３８５４３号に記載された発明の様に、保持器６ｄを構成する各ポケット９の内面のうち、この保持器６ｄの円周方向反対側となる２個所位置に、それぞれアキシアル円筒面１４、１４を形成しても、この保持器６ｄを組み込んだ玉軸受を高温且つ高速回転の条件下で使用した場合に、この保持器６ｄが遠心力により拡径方向に変形する事は防止できない。この為、上記各ポケット９の内径側の開口周縁部１２ａが各玉５（図１１〜１２参照）の転動面に接触し、この内径側の開口周縁部１２ａに潤滑剤が掻き取られて、上記各ポケット９内に十分な量の潤滑剤を取り込めなくなる可能性がある。
本発明の合成樹脂製保持器は、上述の様な不都合を解消すべく発明したものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の合成樹脂製保持器は、前述の図９に示した従来の保持器６と同様、合成樹脂を射出成形する事により全体を円環状に造られ、それぞれの内側に玉を１個ずつ転動自在に保持する為のポケットを、円周方向複数個所に設けている。
特に、本発明の合成樹脂製保持器に於いては、上記各ポケットの内面のうち、この合成樹脂製保持器の内径側の端部に、上記各ポケットの中心部に向かって突出する凸曲面部を設けている。
又、請求項２に記載した合成樹脂製保持器の場合には更に、上記合成樹脂製保持器の円周方向と直交する方向に関する、この合成樹脂製保持器の内周面の断面形状を、幅方向中間部を頂部とする凸形状としている。
【００１６】
【作用】
上述の様に構成する本発明の合成樹脂製保持器の場合、この合成樹脂製保持器を組み込んだ玉軸受の運転時には、各ポケットの内面の内径側端部に設けた凸曲面部が各玉の転動面と接触する事に基づき、これら各ポケットの内径側開口周縁部が各玉の転動面と接触する事を防止できる。従って、例えば上記玉軸受を高温且つ高速回転の条件で使用した結果、本発明の合成樹脂製保持器が拡径する方向に変形した場合でも、各ポケットの内径側開口周縁部が各玉の転動面と接触する事はない。即ち、本発明の場合には、上記玉軸受の運転中、常に、各ポケットの内径側開口周縁部と各玉の転動面との間に隙間を生じさせる事ができる。従って、本発明によれば、各玉の転動に伴って周囲空間から各ポケット内に入り込もうとする潤滑剤が、これら各ポケットの内径側開口周縁部に掻き取られにくくする事ができ、これら各ポケット内に十分な量の潤滑剤を取り込む事ができる。
【００１７】
又、本発明の場合、各ポケットの内面の内径側端部に凸曲面部を設ける一方で、これら各ポケットの内面の残りの部分（特に、外径側端部）に凸曲面部を設けず、この残りの部分を球状凹面のままとしているので、上記各ポケットの内面のうち、各玉の転動面を案内する部分の面積を十分に確保できる。この為、これら各玉に対する合成樹脂製保持器の動き量を小さく抑える事ができる。
【００１８】
更に、請求項２に記載した合成樹脂製保持器の場合には、この合成樹脂製保持器の内周面の断面形状を、幅方向中間部を頂部とする凸形状とした分、各ポケットの内面の面積を、上記合成樹脂製保持器の内径側部分で増加させる事ができる。この為、上記各ポケットの内面のうち、各玉の転動面を案内する部分の面積を広くできる。この結果、これら各玉に対する合成樹脂製保持器の動き量（特に、ラジアル方向の動き量）を小さく抑える事ができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１〜３は、請求項１に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、本例の特徴は、保持器６ｅを構成する各ポケット９ａ、９ａの内面の形状を工夫した点にある。その他の部分の構造及び作用は、前述の図９に示した従来構造の場合と同様であるから、同等部分には同一符号を付して重複する説明を省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分を中心に説明する。
【００２０】
本例の場合、上記保持器６ｅを構成する各ポケット９ａ、９ａの内面のうち、この保持器６ｅの内径側の端部に、これら各ポケット９ａ、９ａの中心部に向かって突出する凸曲面部１５を、これら各ポケット９ａ、９ａの全周に亙って設けている。即ち、本例の場合、上記各ポケット９ａ、９ａの内面は、上記保持器６ｅの内径側の端部を上記凸曲面部１５とし、残りの部分（上記保持器６ｅの内径寄り部分から外径側の端縁に掛かる部分）を球状凹面部１６としている。本例の場合、これら凸曲面部１５と球状凹面部１６との端縁同士は、互いに滑らかに連続させている。又、この凸曲面部１５は、球状凹面部１６を上記各ポケット９ａ、９ａの端部まで延長したと仮定した場合の面よりも、これら各ポケット９ａ、９ａの中心側に突出している。
【００２１】
上述の様に構成する本例の保持器６ｅの場合、この保持器６ｅを組み込んだ玉軸受の運転時には、上記各凸曲面部１５、１５が各玉５、５の転動面と接触する事に基づき、上記各ポケット９ａ、９ａの内径側の開口周縁部１２ａ、１２ａが上記各玉５、５の転動面と接触する事を防止できる。従って、例えば上記玉軸受を高温且つ高速回転の条件で使用した結果、図２〜３に実線→二点鎖線で示す様に、上記保持器６ｅが拡径する方向に変形した場合でも、上記各玉５、５の転動面には上記各凸曲面部１５、１５が接触し、上記各ポケット９ａ、９ａの内径側の開口周縁部１２ａ、１２ａが上記各玉５、５の転動面に接触する事はない。即ち、本例の場合には、上記玉軸受の運転中、常に、上記各ポケット９ａ、９ａの内径側の開口周縁部１２ａ、１２ａと上記各玉５、５の転動面との間に隙間を生じさせる事ができる。従って、上記各玉５、５の転動に伴って周囲空間から上記各ポケット９ａ、９ａ内に入り込もうとする潤滑剤が、これら各ポケット９ａ、９ａの内径側の開口周縁部１２ａ、１２ａに掻き取られにくくする事ができ、これら各ポケット９ａ、９ａ内に十分な量の潤滑剤を取り込む事ができる。尚、上記各凸曲面部１５、１５と上記各玉５、５の転動面との接触部には、くさび作用により、潤滑剤の強固な油膜が形成される。この結果、上記保持器６ｅと上記各玉５、５との摺接部の摩擦振動を抑制して、振動や騒音が誘発されるのを防止できる。
【００２２】
更に、上記図２に二点鎖線で示した様に、上記各凸曲面部１５、１５が上記各玉５、５の転動面に接触した状態では、上記各ポケット９ａ、９ａの内面と上記各玉５、５の転動面との間に存在する隙間の大きさが、上記保持器６ｅの内径側から外径側（図２の下側から上側）に向かう程大きくなる。この為、上記各ポケット９ａ、９ａの内端側開口からこれら各ポケット９ａ、９ａ内に取り込んだ潤滑剤を、これら各ポケット９ａ、９ａの外径側開口から速やかに排出する（潤滑性を良好にする）事ができる。
【００２３】
又、本例の場合、上記各ポケット９ａ、９ａの内面の内径側端部に凸曲面部１５を設ける一方で、これら各ポケット９ａ、９ａの内面の残りの部分（特に、外径側端部）に凸曲面部を設けず、この残りの部分を球状凹面部１６としている。この為、上記各ポケット９ａ、９ａの内面のうち、上記各玉５、５の転動面を案内する部分の面積を十分に確保できる。従って、これら各玉５、５に対する上記保持器６ｅの動き量を小さく抑える事ができる。この結果、本例の保持器６ｅの場合には、この保持器６ｅと上記各玉５、５との摺接部での発熱量が多くなったり、或はこの摺接部で焼き付きが発生するのを防止すると共に、保持器音が発生するのを抑える事ができる。
【００２４】
次に、図４〜７は、請求項２に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の保持器６ｆは、上述した第１例の保持器６ｅとほぼ同様の基本構成を有するが、本例の場合には、図６に示す様に、上記保持器６ｆの円周方向と直交する方向に関する、この保持器６ｆの内周面の断面形状を、中間部の幅方向一端寄り（図６の上端寄り）部分を頂部Ｐとする、凸形状としている。即ち、上記保持器６ｆの内周面は、それぞれがこの保持器６ｆの幅方向両端部から離れるに従って内径寸法が小さくなる方向に傾斜した、１対の円錐凹面１７ａ、１７ｂから成る。そして、これら両円錐凹面１７ａ、１７ｂ同士の連続部を上記頂部Ｐとしている。尚、軸方向他端側（図６の下側）の円錐凹面１７ｂと軸方向他端面との連続部には、面取り１８を施している。
【００２５】
本例の場合、上記保持器６ｆの幅方向に関する上記頂部Ｐの位置は、図６に示す様に、各ポケット９ｂの中心軸βと交差する位置としている。又、上記頂部Ｐの内径寸法ｄＰ　は、上記保持器６ｆを組み付ける玉軸受を構成する内輪２の外径寸法Ｄ２　よりも小さく、且つ、この内輪２の外周面に形成した内輪軌道１の溝底の直径寸法ｄ１　よりも大きく（Ｄ２　＞ｄＰ　＞ｄ１　）している。従って、本例の場合、上記保持器６ｆを上記玉軸受に組み付けた状態では、図６に示す様に、この保持器６ｆの内径側部分のうち上記頂部Ｐの周辺部分が、上記内輪軌道１の内側に進入する。
【００２６】
この様な構成を有する本例の場合、上記保持器６ｆの内周面の断面形状を上述の様な凸形状とした分、上記各ポケット９ｂ、９ｂの内面の面積を、上記保持器６ｆの内径側部分で増加させる事ができる。この為、上記各ポケット９ｂ、９ｂの内面のうち、上記各玉５の転動面を案内する部分の面積を広くできる。又、図７に示す様に、上記保持器６ｆの内周面のうち、幅方向に関して上記頂部Ｐに対応する部分で、円周方向に隣り合う上記各ポケット９ｂ、９ｂの内径側開口部同士の間隔Ｌを、同図に二点鎖線で示す、内周面の形状を凸形状としていない場合の間隔Ｌ′に比べて大きく（Ｌ＞Ｌ′）できる。この結果、本例の場合には、上記各玉５に対する上記保持器６ｆの動き量（特に、ラジアル方向の動き量）を、より小さく抑える事ができる。この為、上記保持器６ｆを組み込んだ玉軸受を高速回転で使用した場合でも、上記各玉５に対する上記保持器６ｆの動き量が大きくなる事はないので、この保持器６ｆが上記玉軸受を構成する軌道輪やシールリング等の周辺部材と干渉する事を防止できる。
【００２７】
尚、上述した第２例を実施する場合、上記保持器６ｆの内周面に設ける頂部Ｐの位置は、上記各ポケット９ｂの中心軸βから当該保持器６ｆの幅方向にずらせた位置としても良い。又、上記頂部Ｐは、上述した第２例の様な尖った角部とする他、滑らかな凸曲面部とする事もできる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の合成樹脂製保持器は、以上に述べた様に構成され作用する為、この合成樹脂製保持器と各玉との摺接部での発熱量が多くなったり、或はこの摺接部で焼き付きが発生するのを防止できる。これと共に、保持器音が発生するのを抑える事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す斜視図。
【図２】保持器に玉を保持した状態で示す、図１のＡ−Ａ断面に相当する図。
【図３】図２のＢ部拡大図。
【図４】本発明の実施の形態の第２例を示す斜視図。
【図５】同じく、部分拡大斜視図。
【図６】保持器を玉軸受に組み付けた状態で示す部分断面図。
【図７】保持器に玉を保持した状態で示す、図４のＣ−Ｃ断面図。
【図８】本発明の対象となる合成樹脂製保持器を組み込んだ玉軸受の１例を示す断面図。
【図９】従来の保持器の第１例の斜視図。
【図１０】保持器に玉を保持した状態で示す、図９のＤ−Ｄ断面に相当する図。
【図１１】従来の保持器の第２例を、この保持器に玉を保持した状態で示す、図９のＥ−Ｅ断面に相当する図。
【図１２】同第３例を示す、図１１と同様の図。
【図１３】同第４例を示す、部分斜視図。
【図１４】同第５例を示す、部分斜視図。
【符号の説明】
１　　内輪軌道
２　　内輪
３　　外輪軌道
４　　外輪
５　　玉
６、６ａ〜６ｆ　保持器
７　　シールド板
８　　主部
９、９ａ、９ｂ　ポケット
１０　　弾性片
１１　　内部空間
１２ａ、１２ｂ　開口周縁部
１３ａ〜１３ｃ　面取り
１４　　アキシアル円筒面
１５　　凸曲面部
１６　　球状凹面部
１７ａ、１７ｂ　円錐凹面
１８　　面取り
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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