(57)【要約】【課題】一段一段と加速と減速を操作可能であると共に倍数の段階で加減速の操作が可能な自転車の手動変速装置を提供する。【解決手段】変速を一段一段と順に操作する手段としてロープ前ケース１と回転できる後回転筒２と、ロープ前ケース１と後回転筒２の間に後回転筒２に連動される移動連動具３とを設け、移動連動具３の移動選択により直接環状ギア４を動かす変速ロープを引いたり放したりして、一段一段と順序に変速の操作をする。その外に環状ギア４と噛み合う遊星ギア５を設置し更に遊星ギア５と噛み合う太陽ギア７を設置する。また快速リング８を設置して環状ギア４を移動連動具３から外させて遊星ギア５と噛み合わせることにより、遊星ギア５を経由して環状ギア４を動かせば数段の変速を発生させて倍数の変速を操作可能にする。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロープ前ケースと、
回転可能な後回転筒と、
前記ロープ前ケースと前記後回転筒との間に設置され、前記後回転筒に連動される移動連動具と、
前記移動連動具が移動して選択的に噛み合う環状ギアあるいは遊星ギア枠の遊星ギアと噛み合って連動し、変速ロープと連結される環状ギアとで構成される自転車の手動変速装置であって、
前記環状ギアが前記移動連動具と噛み合って連動する時は、順に一段ずつ変速し、前記環状ギアが前記遊星ギア枠の前記遊星ギアと噛み合って連動する時は、倍数の段に変速可能であることを特徴とする自転車の手動変速装置。
【請求項２】
前記ロープ前ケースはロープ臂を有し、前記変速ロープに貫通させて、前記環状ギアの前記変速ロープの定位座に前記変速ロープが連結され、前記ロープ前ケースはその中心に横向きの通路を形成し、前記通路の入り口に定位孔を設けて固定枠にはめつけさせ、前記ロープ前ケースはのぞき窓を設けて、前記環状ギアと連動する内部に変速段の数字を置いている指示板を見ることを可能とし、前記環状ギアが回転する変速段数の位置を指示し、前記ロープ前ケースの後部の管状部には少なくとも一個以上の定位口を設けて、外の部分品をさしこませ定位させるためのさしこみ具のフックを前記管状部から突き出させるように構成されていることを特徴とする請求項２記載の自転車の手動変速装置。
【請求項３】
前記固定枠の外周には外に突き出る開き口定位片および突起を備えることを特徴とする請求項２記載の自転車の手動変速装置。
【請求項４】
前記後回転筒は回転可能な中心筒体であり、その前端に連動片を有し、前記移動連動具と連動し、前記連動片の水平に伸びた長さは噛み合わせ歯の厚さより大きく形成されていることを特徴とする請求項１記載の自転車の手動変速装置。
【請求項５】
前記移動連動具はその内周面に中に突き伸びる噛み合わせ歯を有し、前記移動連動具と前記後回転筒との間にはスプリングを設置し、前記移動連動具を常に前に押して、前記移動連動具の前記噛み合わせ歯は前記環状ギアの噛み合わせ部と噛み合って、直接前記環状ギアを動かして前記変速ロープを引っ張ったり放したりして順に変速を一段一段と増加あるいは減少する操作をし、前記後回転筒が一単位設定角度に回転したら、前記環状ギアも同時に一単位設定角度に回転して、一段の変速動作をするように構成されていることを特徴とする請求項１記載の自転車の手動変速装置。
【請求項６】
前記移動連動具の外周面に案内具を設置して快速リングの内周面の案内片と噛み合い、前記快速リングが回転したら前記移動連動具を水平に一設定距離に移動させ、前記移動連動具の噛み合わせと移動して噛み合って連動する前記遊星ギア枠の前記噛み合わせ歯は前記後回転筒を一単位設定角度に回転させ、前記移動連動具の前記噛み合わせ歯は前記遊星ギア枠の噛み合わせ歯を連動させ、前記遊星ギアは前記環状ギアの環状歯面を連動させ、前記環状ギアは前記回転筒の回転角度よりも大きい設定倍数の回転角度を発生させて前記変速ロープの作動をさせるように構成されていることを特徴とする請求項１記載の自転車の手動変速装置。
【請求項７】
前記遊星ギア枠は前記環状ギアと噛み合う遊星ギアを有し、その外周面に噛み合い歯を形成して前記移動連動具に選択して噛み合うことを特徴とする請求項１記載の自転車の手動変速装置。
【請求項８】
前記遊星ギア枠が噛み合う太陽ギアはその内周面に定位歯を形成し、その一側環状面に環状歯面を形成して前記遊星ギアと噛み合うように構成されていることを特徴とする請求項１記載の自転車の手動変速装置。
【請求項９】
前記環状ギアはその一側面に前記移動連動具の噛み合わせ歯と噛み合う噛み合わせ部を形成し、同側面に前記遊星ギアと噛み合う環状歯面を形成し、別側面には変速ロープ定位座を有し、前記変速ロープの末端を連結し、前記変速ロープが巻きつけられる環状溝を形成し、同側面に変速段定位歯面を設けて弾性定位具の歯面と噛み合い、前記定位具により前記環状ギアに変速段定位の効能を持たせていることを特徴とする請求項１記載の自転車の手動変速装置。
【請求項１０】
平常時、前記後回転筒は前記移動連動具と噛み合い、前記移動連動具は前記環状ギアと噛み合い、前記後回転筒が一単位設定角度に回転したら、前記環状ギアは同じく一単位設定角度に回転し、一段一段と順に変速の操作が行なわれるように構成されていることを特徴とする請求項１記載の自転車の手動変速装置。
【請求項１１】
変速を数段飛び越える時は、快速リングにより前記移動連動具を連動させて前記環状ギアから外させて、前記移動連動具を前記遊星ギア枠と噛み合わせ、前記遊星ギアは前記環状ギアと噛み合い、前記後回転筒が一単位設定角度に回転したら、前記環状ギアは単一設定角度の設定倍数の角度に回転して、速やかに設定倍数段に飛び越えて変速の操作が行なわれるように構成されていることを特徴とする請求項１記載の自転車の手動変速装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自転車の手動変速装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自転車の従来の変速装置はひねりボタンで変速ロープを引いたりはなしたりして変速装置を連動させて自転車の速度を変化させる。その操作をする時は手指でひねりボタンを回して変速装置を作動させる。
これは自転車が走っているため乗る人の注意力を分散させ易くかつレースをしている時の遅延により、安全性と、変則操作の簡便性が余り理想的でない。
【０００３】
また外の一種の変速装置を直接自転車のハンドルに付設し、変速操作する時は直接握って回転させる方式で変速ロープを引っ張ったり、放したりして自転車の速度を変える。それで伝統式の操作の不便と走行の危険を改善している。この種類の手動変速装置はアメリカの特許第４９００２９１号、第４９３８７３３号、第５３１５８９１号、第５１９７９２７号に記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上述の自転車の手動変速に関する特許の文献より了解できることは、それらの設計は皆その構成部分の変化と同じ回転変速操作の範囲に制限されていて、突破性の発明の効果と設計がなく、すなわちすべての特許はいかにして部分品を簡単化し、異なる考え方で同じ変速操作の目的を達することを重点にしていて、段階的操作の範囲から脱出していない。つまり変速操作は順序的に加速されるか減速されるか、同じ回転角度で倍数の加速を発生させる操作が出来ない。
したがって本発明の目的は、一段一段と加速と減速を操作可能であると共に倍数の段階で加減速の操作が可能な手動変速装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために本発明の請求項１記載の自転車の手動変速装置は、ロープ前ケースと、回転可能な後回転筒と、ロープ前ケースと後回転筒との間に設置され、後回転筒に連動される移動連動具と、移動連動具が移動して選択的に噛み合う環状ギアあるいは遊星ギア枠の遊星ギアと噛み合って連動し、変速ロープと連結される環状ギアとで構成される。環状ギアが移動連動具と噛み合って連動する時は、順に一段ずつ変速し、環状ギアが遊星ギア枠の遊星ギアと噛み合って連動する時は、倍数の段に変速する。
【０００６】
本発明の請求項２記載の自転車の手動変速装置は、ロープ前ケースはロープ臂を有し、変速ロープに貫通させて、環状ギアの変速ロープ定位座に変速ロープが連結される。ロープ前ケースは更にその中心に横向きの通路を形成し、通路の入り口に定位孔を設けて固定枠にはめつけさせる。ロープ前ケースはのぞき窓を設けて、環状ギアと連動する内部に変速段の数字を置いている指示板を見ることを可能とし、環状ギアが回転する変速段数の位置を指示している。ロープ前ケースの後部の管状部には少なくとも一個以上の定位口を設けて、外の部分品をさしこませ定位させるためのさしこみ具のフックを管状部から突き出させるように構成されている。
【０００７】
本発明の請求項３記載の自転車の手動変速装置は、固定枠の外周には外に突き出る開き口定位片および突起を備える。
本発明の請求項４記載の自転車の手動変速装置は、後回転筒は回転可能な中心筒体であり、その前端に連動片を有する。移動連動具と連動し、連動片の水平に伸びた長さは噛み合わせ歯の厚さより大きく形成されている。
【０００８】
本発明の請求項５記載の自転車の手動変速装置は、移動連動具はその内周面に中に突き伸びる噛み合わせ歯を有する。移動連動具と後回転筒との間にはスプリングを設置し、移動連動具を常に前に押している。移動連動具の噛み合わせ歯は環状ギアの噛み合わせ部と噛み合って、直接環状ギアを動かして変速ロープを引っ張ったり放したりして順序に変速を一段一段と増加あるいは減少する操作をする。即ち後回転筒が一単位設定角度に回転したら、環状ギアも同時に一単位設定角度に回転して、一段の変速動作をするように構成されている。
【０００９】
本発明の請求項６記載の自転車の手動変速装置は、移動連動具の外周面に案内具を設置して快速リングの内周面の案内片と噛み合う。快速リングが回転したら移動連動具を水平に設定距離移動させる。移動連動具の噛み合わせと移動して噛み合って連動する遊星ギア枠の噛み合わせ歯は後回転筒を一単位設定角度に回転させ、移動連動具の噛み合わせ歯は遊星ギア枠の噛み合わせ歯を連動させる。更に遊星ギアは環状ギアの環状歯面を連動させ、環状ギアは回転筒の回転角度よりも大きい設定倍数の回転角度を発生させて変速ロープの作動をさせるように構成されている。
【００１０】
本発明の請求項７記載の自転車の手動変速装置は、遊星ギア枠は環状ギアと噛み合う遊星ギアを有する。更にその外周面に噛み合い歯を形成して移動連動具に選択して噛み合う。
本発明の請求項８記載の自転車の手動変速装置は、遊星ギア枠が噛み合う太陽ギアはその内周面に定位歯を形成している。その一側環状面に環状歯面を形成して遊星ギアと噛み合うように構成されている。
【００１１】
本発明の請求項９記載の自転車の手動変速装置は、環状ギアはその一側面に移動連動具の噛み合わせ歯と噛み合う噛み合わせ部を形成している。更に同側面に遊星ギアと噛み合う環状歯面を形成し、別側面には変速ロープ定位座を有する。変速ロープの末端を連結し、同時に変速ロープが巻きつけられる環状溝を形成し、更に同側面に変速段定位歯面を設けて弾性定位具の歯面と噛み合い、定位具により環状ギアに変速段定位の効能を持たせている。
【００１２】
本発明の請求項１０記載の自転車の手動変速装置は、手動変速装置は平常時、後回転筒は移動連動具と噛み合い、移動連動具は環状ギアと噛み合う。後回転筒が一単位設定角度に回転したら、環状ギアは同じく一単位設定角度に回転し、一段一段と順序に変速の操作が行なわれるように構成されている。
【００１３】
本発明の請求項１１記載の自転車の手動変速装置は、手動変速装置が変速を数段飛び越える時は、快速リングにより移動連動具を連動させて環状ギアから外させて、移動連動具を遊星ギア枠と噛み合わさせる。遊星ギアは環状ギアと噛み合い、後回転筒が一単位設定角度に回転したら、環状ギアは単一設定角度の設定倍数の角度に回転して、速やかに設定倍数段に飛び越えて変速の操作が行なわれるように構成されている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
本発明の実施例による自転車手動変速装置は図１に示すように、ロープ前ケース１と、後回転筒２と、ロープ前ケース１と後回転筒２の間に設置されて連動する移動連動具３と、移動連動具３の位置の選択により動かされる環状ギア４と、遊星ギア５と、固定枠６と、太陽ギア７と、快速リング８と、定位具９の主要部分で組み合わせて構成される。
【００１５】
本実施例によるロープ前ケース１は図１、図２、図３、図４に示すように、前方に伸びたロープ腕１１を有し、変速用ロープに通じらせて環状ギア４のロープ定位座４１に連結される。ロープ前ケース１の中心は一横向の通路１０を形成して、ハンドルを通過させる。また通路１０の入口には定位孔１２を設け、図８、図９、図１０に示す固定枠６にはまらせて定位させる。更にロープ前ケース１の上部にのぞき窓１４を設け、環状ギア４と連動する変速段の数字指示板１５（図５、図６、図７に示す）が示す環状ギア４の回転段数を見ることが可能である。更にロープ前ケース１の後部の管状部には一個以上の定位口１３を設け、ほかの部分品をさしこむさしこみ具１６（図１５、図１６、図１７に示す）のフック１６１を管状部から突き出させて、関係のある部分品に引っ掛けさせて定位する。
【００１６】
図８、図９、図１０に示す本実施例による固定枠６はその外周に突き出た開き口定位片６１を設け、ねじを突き抜けさせ、本発明の手動変速装置をハンドルに固定させる。更に固定枠６の定位片６１反対の外周に突起６２を設けて、ロープ前ケース１の定位孔１２にはめこんで、定位片６１とでロープ前ケース１を定位させて回転しないようにする。
【００１７】
本実施例による後回転筒２は図３１、図３２、図３３に示すように、手で握って回転させられる中空の筒体でその前端に連動片２１を設けて、移動連動具３と同時に連動して回転する。移動連動片１３は図２８、図２９、図３０に示すようにその内環状面に中に突き伸びる噛み合わせ歯３１を設けている。後回転筒２の連動片２１は噛み合わせ歯３１の間に突き伸びて、連動片２１の水平長さは噛み合わせ歯３１の厚みより長く、移動連動具３をして安定して後回転筒２に連動されて、連動片２１の上でその位置を移動する。更に移動連動具３と後回転筒２の間にスプリング２２を設け、常に移動片３を前に押して定位させ、平常時に移動連動具３の噛み合わせ歯３１を環状歯車４の噛み合わせ部４０（図１８、図１９、図２０に示す）と噛み合わせて、直接環状歯車４を動かし、変速ロープを引っ張ったり放したりしてその段数を順序に増減して変速操作をする。また後回転筒２が一単位の設定角度（各段間の角度）に回転したら、環球歯車４も一単位の設定角度に回転し、一段の変速を操作することになる。
【００１８】
次に、本実施例による移動連動具３はその外周面に案内具３２を有し、快速リング８の内周面の案内具８１と噛み合い、それで快速リング８が回転する時に移動連動具３をして水平に一設定距離に移動させ、それで移動連動具３の噛み合わせ歯３１は環状歯車４の噛み合わせ部４０からはずれて、遊星ギア５と連動する遊星ギア枠５０の噛み合わせ歯５１と噛み合う。次に回転筒２が一単位設定角度（ギア枠各段間の角度）に回転したら、移動連動具３の噛み合わせ歯３１は遊星ギア枠５０の噛み合わせ歯５１と連動するので、遊星ギア５は環状ギア４の環状歯面４２を連動させるので、環状ギア４が発生する回転角度は回転筒２の回転角度の設定倍数段よりも大きくロープを引っ張ったり放したりして変速操作が行なわれる。
【００１９】
本実施例による遊星ギア枠５０は図１、図２２、図２３、図２４に示すように、遊星ギア５を設置し、環状ギア４と噛み合って連動し、またその外周面に噛み合わせ歯５１を形成して移動連動片３と選択して噛み合う。太陽ギア７は図２５、図２６、図２７に示すように、その内周面に定位歯７０を有し、その一側環状面に環状歯面７１を形成して、遊星ギア５と噛み合う。
【００２０】
本実施例による環状ギア４は図１８、図１９、図２０、図２１に示すように、その一側面に噛み合わせ部４０を持って移動連動具３の噛み合わせ歯３１と噛み合い、この同側面にまた環状歯面４２を設けて遊星ギア５と噛み合う。更に別側面には変速ロープ定位座４１を設けて変速ロープの末端を連結し、また更に環状溝４３を形成して、変速ロープはこの環状溝４３に巻き付けられ、更に同側面に変速段定位歯面４４を設けて一定位具９の歯面９１と噛み合い、この定位具９はロープ前ケース１の内壁との間に一スプリング９０を設置し、それで定位具９は環状ギア４をして変速段定位の作動と噛み止めの効能を持たせる。
【００２１】
次に図１に示す実施例の組み合わせ図を参考に見て、平時のこの手動変速装置の状態を説明する。
後回転筒２は移動連動具３と噛み合い、移動連動具３は環状ギア４と噛み合う。後回転筒２が一単位設定角度に回転したら、環状ギア４もその同じ設定角度に回転して、次の変速段に速度を変えて行く効果が発生する。すなわち一単設定角度の回転で変速段が一つ変化する。
【００２２】
もしも変速段を順序なしで飛び越えて変速する時（例えば遊星ギアの変速比を１：２とする時）には、快速リング８で移動連動具３を連動させて環歯車４から離れさせると、移動連動具３は遊星ギア枠５０と噛み合い、それで遊星ギア５は環状ギア４と噛み合う。それで回転筒２が一単位設定角度に回転したら、環状ギア４は一単位設定角度の倍数角度に回転し、快速に変速を倍数段に変えさせて、変速段を飛び越える効果を発生する。すなわち一単位設定角度の回転で数段の変速をする。
【００２３】
【発明の効果】
本発明の手動変速装置はその変速を順序に増加できるほか、数段に飛び越えて変速段を増加できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による自転車の手動変速装置を示す分解斜視図である。
【図２】本発明の実施例中のロープ前ケースを示す側面図である。
【図３】図２の上面図である。
【図４】図２の右側面図である。
【図５】本発明の実施例中の変速段数字指示板を示す正面図である。
【図６】図５の上面図である。
【図７】図５の右側面図である。
【図８】本発明の実施例中の固定枠を示す正面図である。
【図９】図８の上面図である。
【図１０】図８の右側面図である。
【図１１】本発明の実施例中の定位具を示す正面図である。
【図１２】図１１の上面図である。
【図１３】図１１の右側面図である。
【図１４】図１１の後面図である。
【図１５】本発明の実施例中のさしこみ具を示す正面図である。
【図１６】図１５の上面図である。
【図１７】図１５の右側面図である。
【図１８】本発明の実施例中の環状ギアを示す図である。
【図１９】図１８の上面図である。
【図２０】図１８の右側面図である。
【図２１】図１８の後面図である。
【図２２】本発明の実施例中の遊星ギア台を示す正面図である。
【図２３】図２２の上面図である。
【図２４】図２２の右側面図である。
【図２５】本発明の実施例中の中心ギアを示す正面図である。
【図２６】図２５の上面図である。
【図２７】図２５の右側面図である。
【図２８】本発明の実施例中の移動連動具を示す正面図である。
【図２９】図２８の上面図である。
【図３０】図２８の右側面図である。
【図３１】本発明の実施例中の後回転筒を示す側面図である。
【図３２】図３１の上面図である。
【図３３】図３１の右側面図である。
【図３４】本発明の実施例中の快速リングを示す正面図である。
【図３５】図３４の上面図である。
【図３６】図３４の右側面図である。
【図３７】図３４の後面図である。
【符号の説明】
１　　ロープ前ケース
２　　後回転筒
３　　移動連動具
４　　環状ギア
５　　遊星ギア
６　　固定枠
７　　太陽ギア
８　　快速リング
９　　定位具
１１　　ロープ腕
１２　　定位孔
１３　　定位口
１４　　のぞき窓
１５　　指示板
１６　　さしこみ具
２１　　連動片
２２　　スプリング
３１　　噛み合わせ歯
３２　　案内具
４０　　噛み合わせ部
４１　　ロープ定位座
４２　　環状歯面
４３　　環状溝
４４　　固定枠
５０　　遊星ギア枠
５１　　噛み合わせ歯
６１　　開き口定位片
６２　　突起
７０　　定位歯面
７１　　環状歯面
８１　　案内片
９０　　スプリング
９１　　歯面
１６１　　フック
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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