(57)【要約】【課題】電動機のスロット開口部における絶縁構造に求められる機能としては、スロットを十分に生かして最大限の占積率を得るための巻線性を確保しつつ、一つにコアに対する沿面絶縁距離確保と、もう一つに巻装されたコイルのスロット開口部からの脱落防止としてスロット内へのコイル保持機能があげられる。【解決手段】コイルを巻装するまで絶縁材の開口部端部がスロット開口部に沿ってスロット外側に折り曲げ装着されていることで、スロット内には障害物が存在しない状態で巻線時の巻線性を阻害することなくスロット全面積を生かした巻線を施し、コイル巻装後に前記絶縁材の開口部端部を前記スロット開口部を塞ぐように前記スロットの内側に折り曲げることで、前記スロット開口部を閉鎖する絶縁構造体として形成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層された一体の電動機鉄心に放射状に配置された複数の歯部を有し、隣り合う前記歯部からなるスロットに沿って絶縁材を配置し、前記絶縁材の上から前記歯部に直接巻線を施してなるコイルを有し、前記コイルが前記スロットとスロット開口部を含む範囲に配置されている電動機の製造方法において、
前記コイルを巻装するまで前記スロット開口部に沿ってスロット外側に折り曲げ装着されていた前記絶縁材の開口部端部を、巻装後に前記スロット開口部を塞ぐように前記スロットの内側に折り曲げ、前記スロット開口部を閉鎖する絶縁構造体として形成することを特徴とする電動機の製造方法。
【請求項２】
前記コイルを巻装するまで前記スロット開口部に沿ってスロット外側に折り曲げ装着されている前記絶縁材の開口部端部を少なくとも加熱することにより変形させて、装着されていたコア面から前記スロット開口部内に遊離させ、遊離させた前記絶縁材の開口部端部を前記スロットの内側に折り曲げることを特徴とする請求項１に記載の電動機の製造方法。
【請求項３】
前記コイルを巻装するまで前記スロット開口部に沿ってスロット外側に折り曲げ装着されている前記絶縁材の開口部端部が、コア面より外側への突出部を有し、前記突出部を介して前記絶縁材の開口部端部を前記スロットの内側に折り曲げることを特徴とする請求項１に記載の電動機の製造方法。
【請求項４】
前記コイルを巻装するまで前記スロット開口部に沿ってスロット外側に折り曲げ装着されていた前記絶縁材の開口部端部が、巻装された前記スロット開口部のコイルを起点として前記スロット開口部を塞ぐように前記スロットの内側に折り曲げられている、前記スロット開口部を閉鎖する絶縁構造体で、閉鎖部に前記スロット外側に折り曲げられていた屈曲部を有していることを特徴とする電動機。
【請求項５】
前記絶縁材の開口部端部の寸法が前記スロット開口部の幅より大きいことを特徴とする請求項４に記載の電動機。
【請求項６】
前記絶縁材の開口部端部の寸法が、軸方向の両端部のみ前記スロット開口部の幅より大きいことを特徴とする請求項４に記載の電動機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は冷凍空調機器用電動圧縮機やその他の一般産業用に使用される電動機における巻線絶縁構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電動機の全消費電力に占める割合は大きなものがあり、地球環境の保全が叫ばれるなか、高効率化、省力化への追求は避けがたい命題となっている。電動機の高効率化の手段として、電機子巻線におけるコイル占積率の向上は最大課題として絶え間なく追求されているものである。
【０００３】
電機子巻線のコイル占積率向上に伴いスロット内のコイル量が増加することで、対コアとの絶縁構造、特にスロット開口部におけるコアに対する沿面絶縁距離確保を含めた絶縁構造体の確立が重要な課題となる。
【０００４】
積層された一体の電機子鉄心に放射状に配置された複数の歯部に直接巻線を施してなる突極集中巻におけるスロット開口部の絶縁構造例としては、絶縁材の両端部を延長してスロット開口部を実質的に閉鎖することで絶縁距離を確保したもの（例えば、特許文献１参照）や、図８に示すような絶縁材の両端部をスロット内側に折り曲げて絶縁壁を設けて絶縁距離を確保したもの（例えば、特許文献２、３参照）、また図７に示すようなスロット開口部に沿って延長してスロット部の開口を保ちながら絶縁距離を確保したもの（例えば、特許文献４参照）、またスロット開口部に挿入部を形成して絶縁ウェッジを挿入することで絶縁距離を確保したもの（例えば、特許文献５参照）などが開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−２９４２４３号公報
【特許文献２】
特開平８−１９２０２号公報
【特許文献３】
特開２００１−９５１８９号公報
【特許文献４】
特開２００２−１９９６８７号公報
【特許文献５】
特開平１０−２７１７３４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
スロット開口部における絶縁構造に求められる機能としては、一つにコアに対する沿面絶縁距離確保と、もう一つに巻装されたコイルのスロット開口部からの脱落防止としてスロット内へのコイル保持機能があげられる。これら機能が求められる本来の目的として、スロットへの占積率向上、コイルボリュームの増加があることは言うまでも無いことである。すなわち前提として、スロットを十分に生かして最大限の占積率を得るための巻線性の確保が命題となる。
【０００７】
これらの求められる機能および命題に対して従来例として、絶縁材の両端部をスロット内側に折り曲げて絶縁壁を設けて絶縁距離を確保したものではコイル巻装前からスロット内に絶縁体に両端部が突起状に存在しており、ノズル等による巻線性を著しく損なう可能性が高い。また絶縁材の両端部を延長してスロット開口部を実質的に閉鎖することで絶縁距離を確保したものでは、巻線時におけるノズルとの干渉を前提にしており、その干渉により絶縁体の損傷の可能性が高い。またスロット全体を生かして占積率を向上させていくにはスロット開口部の閉鎖は避けて通れない課題であり、スロット開口部に沿って延長してスロット部の開口を保ちながら絶縁距離を確保したもののようにコアに対する沿面絶縁距離の確保のみの機能では占積率向上が限定され本来の目的を達することができない。またスロット開口部に挿入部を形成して絶縁ウェッジを挿入することで絶縁距離を確保したものでは、構造を形成するために巻線可能なスロット面積が減少することやウェッジなど追加の副資材が必要となってしまう。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決させるものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、積層された一体の固定子鉄心に放射状に配置された複数の歯部を有し、隣り合う前記歯部からなるスロットに沿って絶縁材を配置し、前期絶縁材の上から前期歯部に直接巻線を施してなるコイルを有し、前記コイルが前記スロットとスロット開口部を含む範囲に配置されている電動機の製造方法において、前記コイルを巻装するまで前記絶縁材の開口部端部が前記スロット開口部に沿ってスロット外側に折り曲げ装着されていることで、スロット内には障害物が存在しない状態で巻線時の巻線性を阻害することなくスロット全面積を生かした巻線を施し、コイル巻装後に前記絶縁材の開口部端部を前記スロット開口部を塞ぐように前記スロットの内側に折り曲げることで、前記スロット開口部を閉鎖する絶縁構造体として形成したものである。
【００１０】
これにより巻線性を確保しながらスロット開口部における絶縁構造に求められる２つの機能、コアに対する沿面絶縁距離確保と巻装されたコイルのスロット開口部からの脱落防止としてスロット内へのコイル保持機能を満足させる絶縁構造体を提供する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本願請求項１に記載の発明は、積層された一体の固定子鉄心に放射状に配置された複数の歯部を有し、隣り合う前記歯部からなるスロットに沿って絶縁材を配置し、前期絶縁材の上から前期歯部に直接巻線を施してなるコイルを有し、前記コイルが前記スロットとスロット開口部を含む範囲に配置されている電動機の製造方法において、前記コイルを巻装するまで前記スロット開口部に沿ってスロット外側に折り曲げ装着されていた前記絶縁材の開口部端部を、巻装後に前記スロット開口部を塞ぐように前記スロットの内側に折り曲げ、前記スロット開口部を閉鎖する絶縁構造体として形成することを特徴とする電動機の製造方法であり、これによりスロット内には障害物が存在しない状態で巻線時の巻線性を阻害することなくスロット全面積を生かした巻線を施すことが可能となり、またコイル巻装後に他の追加副資材を使用することなくスロット開口部の閉鎖を行い、コアに対する沿面絶縁距離確保と巻装コイルの保持が可能となる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、前記コイルを巻装するまで前記スロット開口部に沿ってスロット外側に折り曲げ装着されている前記絶縁材の開口部端部を少なくとも加熱することにより変形させて、装着されていたコア面から前記スロット開口部内に遊離させ、遊離させた前記絶縁材の開口部端部を前記スロットの内側に折り曲げることを特徴とする請求項１に記載の電動機の製造方法であり、前記絶縁材の開口部端部が前記スロット開口部内に遊離されて保持の容易な状態に至ることで、前記絶縁材の開口部端部を巻装後に前記スロット開口部を塞ぐように前記スロットの内側に容易に折り曲げることが可能になる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、前記コイルを巻装するまで前記スロット開口部に沿ってスロット外側に折り曲げ装着されている前記絶縁材の開口部端部が、コア面より外側への突出部を有し、前記突出部を介して前記絶縁材の開口部端部を前記スロットの内側に折り曲げることを特徴とする請求項１に記載の電動機の製造方法であり、前記絶縁材の開口部端部が保持の容易な前記コア外側への突出部を有することで、前記絶縁材の開口部端部を前記コイル巻装後に前記スロット開口部を塞ぐように前記スロットの内側に容易に折り曲げることが可能になる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、前記コイルを巻装するまで前記スロット開口部に沿ってスロット外側に折り曲げ装着されていた前記絶縁材の開口部端部が、巻装された前記スロット開口部のコイルを起点として前記スロット開口部を塞ぐように前記スロットの内側に折り曲げられている、前記スロット開口部を閉鎖する絶縁構造体で、閉鎖部に前記スロット外側に折り曲げられていた屈曲部を有していることを特徴とする電動機であり、コイル巻装後に他の追加副資材を使用することなく前記スロット開口部が閉鎖されて、コアに対する沿面絶縁距離確保と巻装コイルの保持が可能となる。また閉鎖部に存在する前記スロット外側に折り曲げられていた屈曲部により前記スロットの内側への折り曲げに対する反力を有することで、前記スロット開口部の閉鎖状態を維持することが可能となる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、前記絶縁材の開口部端部の寸法が前記スロット開口部の幅より大きいことを特徴とする請求項４に記載の電動機であり、前記絶縁材の開口部端部を前記スロット開口部の幅より大きくして前記スロット開口部を戻りにくくすることで、前記スロット開口部の閉鎖状態を維持することが容易となる電動機を提供できる。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、前記絶縁材の開口部端部の寸法が、軸方向の両端部のみ前記スロット開口部の幅より大きいことを特徴とする請求項４に記載の電動機であり、前記絶縁材の開口部端部を前記スロット開口部の幅より大きくして前記スロット開口部を戻りにくくする領域を軸方向の両端部のみに限定することで、前記スロットの内側に折り曲げることを容易にするとともに前記スロット開口部の閉鎖状態を維持することが容易となる電動機を提供できる。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明する。
【００１８】
（実施例１）
図１は本発明の実施例１における電動機のスロット開口部閉鎖を示す部分平面図である。図２の（ａ）は本発明の実施例１における電動機のスロット開口部の巻線後を示す部分平面図である。図２の（ｂ）は本発明の実施例１における電動機のスロット開口部を塞ぐ第一工程を示す部分平面図である。図２の（ｃ）は本発明の実施例１における電動機のスロット開口部を塞ぐ第二工程を示す部分平面図である。
【００１９】
図１において、１２は電動機鉄心に放射状に配置された歯部であり、１３は隣り合う歯部１２からなるスロットである。３１はスロット１３に沿って配置された絶縁材であり、２０は絶縁材３１の上から歯部１２に直接巻線を施してなるコイルである。１４はスロット開口部であり、３１１、３１２は絶縁材３１の開口部端部である。３１３、３１４は絶縁材３１の開口部端部３１１、３１２に至る屈曲部である。
【００２０】
図２の（ａ）において、巻線後の絶縁材３１の開口部端部３１１、３１２は、スロット開口部１４に沿って配置されており、巻線時におけるコイルおよびコイルを巻くためのノズルが通過できるように開口している。
【００２１】
図２の（ａ）の工程の後、図２の（ｂ）において、折り曲げ治具４０を絶縁材３１の開口部端部３１１に掛けながらスロット開口部１４からスロット内側に挿入することにより、絶縁材３１の開口部端部３１１をスロット開口部１４からスロット内側へ折り曲げている。
【００２２】
図２の（ｂ）の工程の後、折り曲げ治具４０を一度スロット開口部１４から抜く、その後、図２の（ｃ）において、折り曲げ治具４０を絶縁材３１の開口部端部３１２に掛けながらスロット開口部１４からスロット内側に挿入することにより、絶縁材３１の開口部端部３１２をスロット開口部１４からスロット内側へ折り曲げている。
【００２３】
図２の（ｃ）の工程の後、折り曲げ治具４０をスロット開口部１４から抜くことにより、図１に示すように絶縁材３１の開口部端部３１１、３１２が相互に支えあう構造となりスロット開口部１４を塞ぐことができる。
【００２４】
また絶縁材３１の開口部端部３１１、３１２に至る屈曲部３１３、３１４はスロットの内側への折り曲げに対して常に開口部端部３１１、３１２をスロット開口部に向けて戻す反力を有しており、スロット開口部１４を開口部端部３１１、３１２により安定して閉鎖させる主要素となる。
【００２５】
（実施例２）
図３の（ａ）は本発明の実施例２における電動機のスロット開口部を塞ぐ第一工程を示す部分平面図である。図３の（ｂ）は本発明の実施例２における電動機のスロット開口部を塞ぐ第二工程を示す部分平面図である。
【００２６】
図３の（ａ）において、巻線後の絶縁材３１の開口部端部３１１、３１２は、スロット開口部１４に沿って配置されており、巻線時におけるコイルおよびコイルを巻くためのノズルが通過できるように開口している。４１は熱風の吹き出し口であり、スロット開口部１４に向けて設置されている。４１から熱風を吹き出させることで、スロット開口部１４に存在する絶縁材３１の開口部端部３１１、３１２を加熱する。絶縁材３１の開口部端部３１１、３１２は温度が上昇し、絶縁材３１の屈曲部３１３、３１４を起点にスロット開口部１４の中心方向に向かって変形し、図３の（ｂ）に示す状態に至る。
【００２７】
絶縁材３１は電動機鉄心に配置される前は平板の状態であり、スロット１３の形状に沿って折り曲げられた後に電動機鉄心に配置される。絶縁材３１の開口部端部３１１、３１２は温度が上昇したことにより、元の平板の状態に戻る傾向にあるために、スロット開口部１４の中心方向に向かって変形する。絶縁材３１の開口部端部３１１、３１２がそれぞれ変形することによって、スロット開口部１４が閉鎖されることになる。
【００２８】
なお、より安定した閉鎖構造を得るために、前記図３の（ｂ）の状態から前記実施例１にて示した工程を経ることで、図１に示す状態に至る。この時この実施例２にて示した工程は、前記実施例１の第一の工程および第二の工程において折り曲げ治具４０が絶縁材３１の開口部端部３１１、３１２を安定して捕らえられる状態を作り出す工程となる。
【００２９】
（実施例３）
図４の（ａ）は本発明の実施例３における電動機のスロット開口部の巻線後を示す部分平面図である。図４の（ｂ）は本発明の実施例３における電動機のスロット開口部を塞ぐ第一工程を示す部分平面図である。
【００３０】
図４の（ａ）において、巻線後の絶縁材３１の開口部端部３１１、３１２は、スロット開口部１４に沿って配置されており、巻線時におけるコイルおよびコイルを巻くためのノズルが通過できるように開口している。絶縁材３１の開口部端部３１１、３１２は、電動機鉄心の歯部１２における内径面１２１から突出している突出部３１５、３１６を有する。
【００３１】
図４の（ｂ）において、折り曲げ治具４０を内径面１２１に沿って移動させることによって、絶縁材３１の開口部端部３１１の突出部３１５に掛ける。次に前記実施例１で示したように、折り曲げ治具４０をスロット開口部１４からスロット内側に挿入することにより、絶縁材３１の開口部端部３１１をスロット開口部１４からスロット内側へ折り曲げている。
【００３２】
絶縁材３１の開口部端部３１２の突出部３１６においても前記図４の（ｂ）の工程と同様な工程を繰り返して、開口部端部３１２をスロット開口部１４からスロット内側へ折り曲げることで、スロット開口部１４を絶縁材３１の開口端部３１１、３１２により塞ぐことができる。
【００３３】
絶縁材３１が内径面１２１から突出している突出部３１５、３１６を有することにより、折り曲げ治具４０が絶縁材３１の開口部端部３１１、３１２を安定して捕らえられる状態を作り出すことになる。
【００３４】
（実施例４）
図５は、本発明の実施例４における、電動機のスロット開口部を塞ぐ第一工程を終えて折り曲げ治具４０を抜いた後を示すスロット開口部の部分平面図である。
【００３５】
図５において、絶縁材３１の開口端部３１１、３１２の長さａはスロット開口部の幅ｂより長く設定されている。２０１はスロット開口部１４の近辺に位置するコイルであり、３１３、３１４は絶縁材３１の開口部端部３１１、３１２に至る屈曲部である。絶縁材３１は、前記コイル２０１を起点に屈曲部３１３を含みながらスロット内側に折り曲げられている。
【００３６】
この時、前記したように屈曲部３１３、３１４は常に開口部端部３１１、３１２をスロット開口部に向けて戻す応力を有しており元の位置に戻ろうとするが、絶縁材３１の開口部端部３１１の長さａがスロット開口部１４の幅ｂより長いため、対向するコイル２０および歯部１２が障壁となり折り曲げられた状態を維持することができる。
【００３７】
これにより前記実施例１における第一の工程から第二の工程へ移行する時の開口部端部３１１の折り曲げ状態が維持できるようになり、より安定した折り曲げ工程を確保することが可能となる。
【００３８】
（実施例５）
図６の（ａ）は本発明の実施例５における電動機のスロット開口部の巻線後を示す部分斜視図である。図６の（ｂ）は本発明の実施例５における電動機のスロット開口部閉鎖後を示す部分斜視図である。
【００３９】
図６の（ａ）において、絶縁材３１の開口部端部３１１、３１２の３１１１、３１２１は電動機鉄心の軸方向両端部に位置し、３１１２、３１２２は軸方向中央部に位置する。スロット開口部１４は絶縁材３１の開口部端部の軸方向両端部３１１１、３１２１および開口部端部の軸方向中央部３１１２、３１２２により塞がれている。開口部端部の軸方向両端部３１１１、３１２１の長さｃは、スロット開口部１４の幅ｂより大きく、開口部端部の軸方向中央部３１１２、３１２２の長さｄは、スロット開口部１４の幅ｂより小さい。絶縁材３１の開口部端部の軸方向両端部３１１１、３１２１においては、巻装されたコイルがコイルエンドを形成する傾斜部に当たるため、絶縁材３１の開口部端部を折り曲げて包含すべきコイルがほとんど存在しない空間部分となり、スロット内側への折り曲げが非常に容易となる。かつ、開口部端部長さｃ＞スロット開口部幅ｄのため折り曲げ後の安定した閉鎖状態が得られる。また絶縁材３１の開口部端部の軸方向中央部においては、絶縁材３１の開口部端部３１１２、３１２２が短いため、スロット内側への折り曲げが非常に容易となる。これら開口部端部３１１１、３１２１および３１１２、３１２２の特徴により、絶縁材３１の開口部端部３１１、３１２の折り曲げが非常に容易で、かつ安定した閉鎖状態を得ることができる。
【００４０】
【発明の効果】
以上、本発明の製造方法により、スロット内には障害物が存在しない状態で巻線時の巻線性を阻害することなくスロット全面積を生かした巻線を施すことが可能となり、またコイル巻装後に他の追加副資材を使用することなくスロット開口部の閉鎖を行い、コアに対する沿面絶縁距離確保と巻装コイルの保持が可能となることで、高占積率の巻線が施されかつスロット開口部における絶縁構造体の確保された高効率の電動機を容易に提供できる。
【００４１】
また絶縁材の開口部端部がスロット開口部内に遊離されて保持の容易な状態に至ることで、絶縁材の開口部端部を巻装後にスロット開口部を塞ぐようにスロットの内側に容易に折り曲げることが可能になり、スロット開口部における絶縁構造体の形成がより容易に可能となる。
【００４２】
また絶縁材の開口部端部が保持の容易なコア外側への突出部を有することで、絶縁材の開口部端部をコイル巻装後にスロット開口部を塞ぐようにスロットの内側に容易に折り曲げることが可能になり、スロット開口部における絶縁構造体の形成がより容易に可能となる。
【００４３】
またコイル巻装後に他の追加副資材を使用することなくスロット開口部が閉鎖されて、コアに対する沿面絶縁距離確保と巻装コイルの保持が可能となる。
【００４４】
また閉鎖部に存在するスロット外側に折り曲げられていた屈曲部によりスロットの内側への折り曲げに対する反力を有することで、スロット開口部の閉鎖状態を維持することが容易に可能となり、スロット開口部における安定した絶縁構造体を有する電動機を容易に提供できる。
【００４５】
また前記絶縁材の開口部端部を前記スロット開口部の幅より大きくして前記スロット開口部を戻りにくくすることで、前記スロット開口部の閉鎖状態を維持することが容易に可能となり、スロット開口部における安定した絶縁構造体を有する電動機を容易に提供できる。
【００４６】
また前記絶縁材の開口部端部を前記スロット開口部の幅より大きくして前記スロット開口部を戻りにくくする領域を軸方向の両端部のみに限定することで、前記スロットの内側に折り曲げることを容易にするとともに前記スロット開口部の閉鎖状態を維持することが容易に可能となり、スロット開口部における安定した絶縁構造体を有する電動機を容易に提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における電動機のスロット開口部閉鎖後を示す部分平面図
【図２】（ａ）本発明の実施例１における電動機のスロット開口部の巻線後を示す部分平面図
（ｂ）本発明の実施例１における電動機のスロット開口部を塞ぐ第一工程を示す部分平面図
（ｃ）本発明の実施例１における電動機のスロット開口部を塞ぐ第二工程を示す部分平面図
【図３】（ａ）本発明の実施例２における電動機のスロット開口部を塞ぐ第一工程を示す部分平面図
（ｂ）本発明の実施例２における電動機のスロット開口部を塞ぐ第二工程を示す部分平面図
【図４】（ａ）本発明の実施例３における電動機のスロット開口部の巻線後を示す部分平面図
（ｂ）本発明の実施例３における電動機のスロット開口部を塞ぐ第一工程を示す部分平面図
【図５】本発明の実施例４における電動機のスロットのスロット開口部を塞ぐ第一工程を終えた後を示す部分平面図
【図６】（ａ）本発明の実施例５における電動機のスロット開口部の巻線後を示す部分斜視図
（ｂ）本発明の実施例５における電動機のスロット開口部閉鎖後を示す部分斜視図
【図７】従来の電動機のスロット開口部を示す部分平面図
【図８】従来の電動機のスロット開口部閉鎖を示す部分平面図
【符号の説明】
１２  電動機の歯部
１２１  歯部の内径面
１３  スロット
１４  スロット開口部
２０  コイル
２０１  スロット開口部に位置する巻装されたコイル
３１  絶縁材
３１１、３１２  絶縁材の開口部端部
３１１１、３１２１  絶縁材の開口部端部の軸方向端部
３１１２、３１２２  絶縁材の開口部端部の軸方向中央部
３１３、３１４  絶縁材の開口部端部に至る屈曲部
３１５、３１６  絶縁材の開口部端部の内径面から突出している突出部
４０  折り曲げ治具
４１  熱風噴き出し口
【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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