(57)【要約】【課題】動圧軸受の軸方向寸法を抑えつつ密閉部材の接着強度を向上させることで、小型で耐久性に優れる動圧軸受装置を提供する。【解決手段】スリーブ１の一方の開口を密閉する密閉部材２を、底部２ａと円筒部２ｂとからなる略カップ状に形成し、このスリーブ１の密閉端側の開口端面１ｙに円周溝１３を形成するとともに、この円周溝１３に前記密閉部材２の円筒部２ｂを嵌め入れ、これら円筒部２ｂと円周溝１３との間のすき間に接着剤１０を充填する。この構成により、スリーブ１の軸方向寸法を伸ばすことなく、これらスリーブ１と密閉部材２の接着面積を拡大することができる。従って、本発明の動圧軸受装置は、密閉部材２の十分な固定力が得られることにより、密閉端側への潤滑流体の漏れ等のトラブルが防止され、その寿命を向上させることができる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトと、スリーブと、このスリーブの開口を密閉する密閉部材とを備え、前記スリーブの内周には、前記シャフトが僅かの間隙を開けて相対回転自在に嵌合されているとともに、このスリーブとその一端の開口に接合された前記密閉部材との間のすき間に、接着剤が充填されてなる動圧軸受装置において、
前記密閉部材が、底部とこの底部の端部から軸方向に突出する円筒部とからなるカップ形状に形成され、その円筒部を前記スリーブの密閉端側端面に設けられた円周方向の溝に嵌め入れて固定されていることを特徴とする動圧軸受装置。
【請求項２】
前記密閉部材と前記スリーブとの間に、スラスト方向の負荷を直接支持するスラスト支持部材が介在配置されていることを特徴とする請求項１に記載の動圧軸受装置。
【請求項３】
シャフトと、スリーブと、これらシャフトとスリーブとを収納するハウジングと、このハウジングの開口を密閉する密閉部材とを備え、前記軸受ハウジング内に収納された前記スリーブの内周には、前記シャフトが僅かの間隙を開けて相対回転自在に嵌合されているとともに、このハウジングとその一端の開口に接合された前記密閉部材との間のすき間に、接着剤が充填されてなる動圧軸受装置において、
前記密閉部材が、底部とこの底部の端部から軸方向に突出する円筒部とからなるカップ形状に形成され、その円筒部を前記ハウジングの密閉端側端面に設けられた円周方向の溝に嵌め入れて固定されていることを特徴とする動圧軸受装置。
【請求項４】
前記密閉部材と前記ハウジングとの間に、スラスト方向の負荷を直接支持するスラスト支持部材が介在配置されていることを特徴とする請求項３に記載の動圧軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハードディスク装置のスピンドルモータ等に使用される動圧軸受装置に関し、更に詳しくは、スリーブあるいはハウジングの開口の密閉に接着剤を使用する動圧軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＯＡ機器のオフィスや家庭内への普及に伴い、これらＯＡ機器の静音化が求められてきている。そのため、パーソナルコンピュータに使用されるハードディスク装置等においては、従来の転がり軸受を使用したスピンドルモータでは、静粛性や高速・高精度の回転を満足できず、その代替として動圧軸受（あるいは流体軸受）を使用したスピンドルモータが採用され始めている。このようなモータに用いられる動圧軸受装置は、軸（シャフト）と軸の周囲に所定の間隙をおいて配置される軸受（スリーブ）との間に潤滑流体を封入し、これらを相対回転させることで、軸あるいは軸受の表面に形成された動圧溝で発生する動圧により、これら軸と軸受とを非接触の状態に保つ構造のものである。
【０００３】
図８は、従来の動圧軸受装置の構造を示す模式的断面図であり、図９は、図８のＱ部拡大図である。また、図１０は別の従来の動圧軸受装置の構造を示す模式的断面図である。
【０００４】
図８に示す動圧軸受装置は、動圧溝のポンピング作用によって発生する動圧により、ラジアルとスラスト（アキシャル）の両方向の荷重を負荷するタイプの動圧軸受であり、軸部３１とこの軸部３１の一端に設けられたフランジ部３２とからなるシャフト３と、これら軸部３１およびフランジ部３２を収納するスリーブ２１と、このスリーブ２１の一端（図示上方）の開口を密閉する密閉部材（蓋部材）２２とから構成されている。また、この動圧軸受は、密閉部材２２がスリーブ２１に直接固定されている。
【０００５】
軸部３１の表面には、ラジアル動圧発生用のＶ字状あるいはヘリングボーン状等の動圧溝３１ｖ，３１ｖが形成され、フランジ部３２の両端面には、スラスト動圧発生用のヘリングボーン状あるいはＶ字状等の動圧溝３２ｖ，３２ｖが形成されている。スリーブ２１の密閉端側開口には、密閉部材２２の外径より大きな内径を有する円周段部２１ｓが形成され、この円周段部２１ｓの内周に密閉部材２２が嵌め合わされている。この密閉部材２２は、後述する接着剤１０によってスリーブ２１の円周段部２１ｓに接合固定されるとともに、シャフト３と、これらスリーブ２１および密閉部材２２によって形成された密閉空間には、動圧発生用の潤滑流体２０が充填されることとなる。
【０００６】
なお、動圧軸受によっては、密閉部材をスリーブに直接接合せず、スリーブを内部に収納することのできるハウジング（ベース）の開口端面に、密閉部材を接合固定する構成を採るものもある。また、図１０のように、スリーブ４１の円周段部４１ｓに接着固定された密閉部材４２の内側端面４２ｘに、半球状に形成されたシャフト３３の先端部３３ａを接触させてピボット軸受を形成し、このピボット軸受によってスラスト方向の荷重支持するタイプの動圧軸受もある。
【０００７】
これらの動圧軸受装置においては、密閉部材（あるいはスラストプレート）の固定方法が、軸受の寸法や性能に大きく関与し、密閉部材の固定を圧入やねじを用いて行なう場合は、スリーブあるいはハウジングの変形（歪）による回転精度への影響が懸念される。そのため、スリーブあるいはハウジングと、密閉部材とを一体化する方法は、前述したように、密閉部材をすき間を開けて嵌め入れ、接着剤等により接合固定する方法が用いられることが多い。
【０００８】
この密閉部材２２の接合は、図９に示すように、スリーブ２１の円周段部２１ｓに密閉部材２２を嵌め合わせた状態で、治具等（図示省略）を用いて密閉部材２２の内側端面２２ｘを円周段部２１ｓの端面（合わせ面）２１ｘに密着させつつ、円周段部２１ｓと密閉部材２２との間に形成される環状のすき間Ｓに、接着剤１０を流し込むことで行われる。また、この接着剤１０は、時間とともに自身の自重あるいは毛細管現象等により、すき間Ｓの底部にまで浸透し、スリーブ２１と密閉部材２２を一体化させる。なお、接着剤１０の種類は、特に限定されるものではないが、エポキシ樹脂等からなる熱硬化型接着剤が好適に使用される。
【０００９】
このような密閉部材の接着固定に関し、ハウジング（あるいはスリーブ）の合わせ面と密閉部材との間に径方向のすき間を設け、このすき間に接着剤を充填する提案等がなされている。また、本出願人らも、特許文献１において、スリーブの円周段部を２段に形成し、スリーブと密閉部材との間に形成された軸方向のすき間に接着剤を充填することによって、密閉部材の固着力を向上させる提案等を行なっている。
【００１０】
【特許文献１】特開２００２−１３５２７号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、以上のような動圧軸受装置においては、スピンドルモータ等に用いられる部品の更なる小型軽量化の要求から、軸方向および径方向ともに寸法の縮小が求められており、スリーブあるいはハウジングを密閉する密閉部材に、より薄型のものが用いられるようになるとともに、それを固定するための軸方向スペース（円周段部の深さ）も小さくなってきている。
【００１２】
そのため、従来の接着剤を用いた固定方法では、密閉部材を一体化するために十分な固定力が得られず、作動中に密閉部材の固定が弛んでしまった場合、密閉端側への潤滑流体漏れ等の発生により、動圧軸受の寿命が短くなってしまう恐れがあった。
【００１３】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、動圧軸受の軸方向寸法を抑えつつ密閉部材の接着強度を向上させることで、小型で耐久性に優れる動圧軸受装置を提供することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、シャフトと、スリーブと、このスリーブの開口を密閉する密閉部材とを備え、前記スリーブの内周には、前記シャフトが僅かの間隙を開けて相対回転自在に嵌合されているとともに、このスリーブとその一端の開口に接合された前記密閉部材との間のすき間に、接着剤が充填されてなる動圧軸受装置において、前記密閉部材が、底部とこの底部の端部から軸方向に突出する円筒部とからなるカップ形状に形成され、その円筒部を前記スリーブの密閉端側端面に設けられた円周方向の溝に嵌め入れて固定されていることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項２に記載の発明は、前記密閉部材と前記スリーブとの間に、スラスト方向の負荷を直接支持するスラスト支持部材が介在配置されていることを特徴とする。
【００１６】
一方、請求項３に記載の発明は、シャフトと、スリーブと、これらシャフトとスリーブとを収納するハウジングと、このハウジングの開口を密閉する密閉部材とを備え、前記軸受ハウジング内に収納された前記スリーブの内周には、前記シャフトが僅かの間隙を開けて相対回転自在に嵌合されているとともに、このハウジングとその一端の開口に接合された前記密閉部材との間のすき間に、接着剤が充填されてなる動圧軸受装置において、前記密閉部材が、底部とこの底部の端部から軸方向に突出する円筒部とからなるカップ形状に形成され、その円筒部を前記ハウジングの密閉端側端面に設けられた円周方向の溝に嵌め入れて固定されていることを特徴とする。
【００１７】
また、請求項４に記載の発明は、前記密閉部材と前記ハウジングとの間に、スラスト方向の負荷を直接支持するスラスト支持部材が介在配置されていることを特徴とする。
【００１８】
本発明は、接着剤を用いて密閉部材を接合固定する動圧軸受装置において、スリーブあるいはスリーブが収納されるハウジングの密閉端側の端面に円周方向の溝を設けるとともに、カップ状に形成した密閉部材の円筒部をこの溝に嵌め入れ、これらのすき間に接着剤を充填することによって、所期の目的を達成しようとするものである。
【００１９】
すなわち、請求項１に記載の発明によれば、スリーブの一方の開口を密閉する密閉部材をカップ状に形成し、このスリーブの密閉端側の開口端面あるいは密閉部材が嵌め入れられる円周段部の端面に円周方向の溝（円周溝）を形成するとともに、この円周溝に前記密閉部材の円筒部を嵌め入れ、これら円筒部と円周溝との間のすき間に接着剤を充填することにより、スリーブの軸方向寸法を伸ばすことなく、これらスリーブと密閉部材の接着面積を拡大することができる。従って、本発明の動圧軸受装置は、密閉部材の十分な固定力が得られることにより、密閉端側への潤滑流体の漏れ等のトラブルが防止され、その寿命を向上させることができる。
【００２０】
一方、請求項３の発明によれば、密閉部材をスリーブに直接接合せず、スリーブを内部に収納することのできるハウジングの開口端面に密閉部材を接合固定する動圧軸受装置の場合も、このハウジングの開口端面に請求項１と同様の円周溝を形成し、この円周溝に前記と同様のカップ状に形成された密閉部材の円筒部を嵌め入れ、これら円筒部と円周溝との間のすき間に接着剤を充填することによって、請求項１と同様の密閉部材の十分な固定力を得ることができる。
【００２１】
また、請求項２および請求項４の発明によれば、前記カップ状の密閉部材底部の内側（密閉空間側）に、スラスト方向の負荷を直接支持するスラスト支持部材を介在配置することにより、密閉部材の底部の平面度および底部内面の面粗度等の影響を受けず、所定の軸受性能を発揮することができるようになる。また、密閉部材の底部内面が軸受性能に関与しなくなることで、この密閉部材の材質選択の自由度が向上する上、この面に対する仕上げ加工等も不要となり、動圧軸受装置のコストダウンを達成することが可能となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつこの発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態における動圧軸受装置の構造を示す模式的断面図であり、図２は、図７のＱ部拡大図である。また、図３は、この実施の形態において用いられるスリーブの外観を示す斜視図であり、図４は、同じくこの実施の形態において用いられる密閉部材の外観を示す斜視図である。なお、従来例と同様の機能を有する構成部材には、同じ符号を付記する。
【００２３】
この実施の形態における動圧軸受装置も、動圧溝のポンピング作用によって発生する動圧により、ラジアルとスラスト（アキシャル）の両方向の荷重を負荷するタイプの動圧軸受であり、図１に示すように、軸部３１とこの軸部３１の一端に設けられたフランジ部３２とからなるシャフト３と、これら軸部３１およびフランジ部３２を収納するスリーブ１と、このスリーブ１の一端（図示上方）の開口を密閉する密閉部材（蓋部材）２とから構成されている。また、この動圧軸受も、従来例と同様、密閉部材２がスリーブ１に直接固定されている。
【００２４】
本実施の形態における密閉部材２は、図４に示すように、円板状の底部２ａと、この底部２ａの端部から軸方向に突出する円筒部２ｂとからなり、その断面が略カップ状になるように形成されている。なお、密閉部材２の材質は特に限定されるものではないが、金属や硬質の樹脂等が好適に採用される。
【００２５】
また、スリーブ１は、図３に示すように、その中央にシャフト３の軸部３１を嵌め入れることのできる貫通孔１１が形成されているとともに、貫通孔１１の密閉端側には、この貫通孔１１に連通してシャフト３のフランジ部３２を嵌め入れることのできる段部１２が形成されている。また、この段部１２と径方向最外側の開口端面１ｙとの間には、密閉部材２の円筒部２ｂを嵌め入れることのできる円周溝１３が形成されているとともに、この円周溝１３と前記段部１２との間の端面は、密閉部材２の底部２ａ端面と接合される合わせ面１ｘとして形成されている。
【００２６】
なお、この合わせ面１ｘは、図２の拡大図に示すように、密閉部材２をスリーブ１に嵌め入れた時に、密閉部材２がスリーブ１の開口端面１ｙから軸方向に突出しないように、軸方向の高さが開口端面１ｙより密閉部材底部２ａの厚み分だけ低く形成されており、これら密閉部材２とスリーブ１を嵌め合わせた場合、スリーブ１の合わせ面１ｘと密閉部材底部２ａの内側端面２ｘとが接合され、スリーブ１の開口が密閉されることとなる。
【００２７】
以上のような構成の動圧軸受装置においても、密閉部材２の固定は、従来例と同様、接着剤１０を用いて行なわれる。しかしながら、この動圧軸受装置は、接着剤１０が、密閉部材底部２ａと円周溝外周面１３ｙのすき間に加え、密閉部材円筒部２ｂと円周溝外周面１３ｙのすき間および密閉部材円筒部２ｂと円周溝内周面１３ｘのすき間にも充填され、従来例に比べ、これらスリーブ１と密閉部材２の接着面積が、大幅に拡大されている。従って、本実施の形態における動圧軸受装置は、密閉部材２の十分な固定力が得られ、作動中の固定の弛み等によるトラブルを防止することができる。
【００２８】
また、この構成によれば、動圧軸受の軸方向の寸法拡大を伴うことなく接着面積が拡大されるとともに、接着剤１０がスリーブ１の合わせ面１ｘおよび内部の密閉空間に至る経路が、ラビリンス状に長く形成されている。従って、本実施の形態における動圧軸受装置は、接着剤１０の密閉空間への浸入が防止され、この接着剤１０が潤滑流体２０に混入することに起因する軸受寿命の低下等を未然に防ぐことができる。
【００２９】
なお、スリーブ１の円周溝１３や密閉部材２の円筒部２ｂの形状は、以上の実施の形態における例に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、図５に示すように、円周溝１３をＵ字状や台形状に形成しても良く、これらの円周溝１３に挿入される円筒部２ｂも、その円周溝１３の形状に合わせて形成すれば良い。特に、図５（ｂ）や図５（ｃ）のように、円筒部２ｂを円周溝１３に沿った形状に形成すれば、更に接着面積を拡大させ密閉部材２の固定力を向上させることができるとともに、接着剤１０の密閉空間への浸入を防止する効果を高めることができて好適である。
【００３０】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
図６は、この第２の実施の形態における動圧軸受装置の構造を示す模式的断面図である。この動圧軸受装置は、ラジアル方向の荷重を、シャフト３３の表面に形成された動圧溝３３ｖ，３３ｖで発生する動圧により支持するとともに、そのスラスト（アキシャル）方向の荷重を、半球状に形成されたシャフト３３の先端部３３ａによるピボット軸受によって支持するタイプの動圧軸受である。
【００３１】
本実施の形態における密閉部材５も、第１の実施の形態と同様、円板状の底部５ａと、この底部５ａの端部から軸方向に突出する円筒部５ｂとからなり、その断面が略カップ状になるように形成されている。また、スリーブ４も、第１の実施の形態同様、その密閉端側の開口端面４ｙに、円周溝１４が形成されているとともに、この円周溝１４に密閉部材５の円筒部５ｂを嵌め入れた状態で、これら円周溝１４と密閉部材５とのすき間に接着剤１０が充填されている。
【００３２】
本実施の形態における動圧軸受装置の特徴は、これら密閉部材５とスリーブ４との間に、スラスト支持部材６が介在配置されている点である。このスラスト支持部材６は、カップ状の密閉部材５の内側に嵌まり込むように、その外径が密閉部材円筒部５ｂの内径より若干小さな円板状に形成されている。なお、スラスト支持部材６の材質は、特に限定されるものではないが、金属や硬質の樹脂等が好適に採用される。
【００３３】
以上の構成により、本実施の形態における動圧軸受装置は、シャフト３３によるスラスト方向の荷重が、スラスト支持部材６の端面６ｘにより負荷されることになる。従って、この動圧軸受装置は、密閉部材５の底部５ａの平面度および底部５ａ内面の面粗度等に影響を受けず、密閉部材５の底部５ａ内面に研磨加工等の仕上げ加工を施す必要がなくなるとともに、密閉部材５の材質の選択の幅を広げることができる。
【００３４】
また、本実施の形態における動圧軸受装置も、カップ状の密閉部材５が、その円筒部５ｂをスリーブ４の円周溝１４に嵌め入れた状態で接着固定されていることから、軸方向への軸受寸法拡大を最小限に抑えつつ、第１の実施の形態と同様の密閉部材５の十分な固定力と接着剤１０の密閉空間への浸入防止効果を得ることができ、耐久性に優れた寿命の長い動圧軸受装置とすることができる。
【００３５】
なお、本実施の形態におけるスリーブ４の円周溝１４や密閉部材５の円筒部５ｂの形状も、以上の実施の形態における例に限定されるものではなく、第１の実施の形態と同様の種々の変形が可能であることは言うまでもない。
【００３６】
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。
図７は、この第３の実施の形態における動圧軸受装置の構造を示す模式的断面図である。この動圧軸受装置は、軸部３１とこの軸部３１の一端に設けられたフランジ部３２とからなるシャフト３と、スリーブ７と、内周にこのスリーブ７を嵌め入れることのできるハウジング（ベース）８と、このハウジング８の一端（図示上方）の開口を密閉する密閉部材（蓋部材）９とから構成されている。
【００３７】
この動圧軸受装置も、第１の実施の形態における動圧軸受装置と同様に、動圧溝のポンピング作用によって発生する動圧により、ラジアルとスラスト（アキシャル）の両方向の荷重を負荷するタイプの動圧軸受である。第１の実施の形態と異なる点は、シャフト３とスリーブ７がハウジング８内に収納され、そのハウジング８の一方の開口を密閉する密閉部材９が、ハウジング８に直接取り付けられている点である。
【００３８】
このスリーブ７の軸部３１に対向する内周面７ｘには、ラジアル方向の動圧溝７ｖＲ，７ｖＲが形成されているとともに、フランジ部３２の一方の端面に対向するスリーブの端面７ｙには、スラスト方向の動圧溝７ｖＳ，７ｖＳが形成されている。また、フランジ部３２の他方の端面に対向する密閉部材底部９ａの内側面にも、スラスト方向の動圧溝９ｖ，９ｖが形成されている。
【００３９】
また、本実施の形態における密閉部材９も、第１の実施の形態と同様、円板状の底部９ａと、この底部９ａの端部から軸方向に突出する円筒部９ｂとからなり、その断面が略カップ状になるように形成されている。また、ハウジング８の密閉端側の開口端面８ｙには、円周溝１５が形成されているとともに、この円周溝１５に密閉部材９の円筒部９ｂを嵌め入れた状態で、これら円周溝１５と密閉部材９とのすき間に接着剤１０が充填されている。
【００４０】
以上の構成により、本実施の形態における動圧軸受装置も、第１の実施の形態同様、軸方向への軸受寸法拡大を最小限に抑えつつ、密閉部材９の十分な固定力と接着剤１０の密閉空間への浸入防止効果を得ることができ、もって耐久性に優れた寿命の長い動圧軸受装置とすることができる。
【００４１】
なお、本発明は、スラスト方向の荷重の支持方法には限定されず、スラスト動圧軸受あるいはピボット軸受のどちらの構成の動圧軸受装置にも適用することが可能であり、動圧溝がシャフト側に形成された動圧軸受装置、あるいは動圧溝がスリーブ側および密閉部材側（またはスラスト支持部材側）に形成された動圧軸受装置や、シャフト回転・スリーブ回転のどちらの動圧軸受装置にも、等しく適用でき得ることは勿論である。
【００４２】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の動圧軸受装置によれば、スリーブの一方の開口を密閉する密閉部材をカップ状に形成し、このスリーブの密閉端側の開口端面あるいは密閉部材が嵌め入れられる円周段部の端面に円周溝を形成するとともに、この円周溝に前記密閉部材の円筒部を嵌め入れ、これら円筒部と円周溝との間のすき間に接着剤を充填することにより、スリーブの軸方向寸法を伸ばすことなく、密閉部材の十分な固定力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における動圧軸受装置の構造を示す模式的断面図である。
【図２】図１のＰ部拡大図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態におけるスリーブの構造を示す斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における密閉部材の構造を示す斜視図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態におけるスリーブの円周溝と密閉部材の円筒部の構成例を示す模式的断面図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態における動圧軸受装置の構造を示す模式的断面図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態における動圧軸受装置の構造を示す模式的断面図である。
【図８】スラスト荷重を動圧軸受にて支持する従来の動圧軸受装置の構造を示す模式的断面図である。
【図９】図７のＱ部拡大図である。
【図１０】スラスト荷重をピボット軸受にて支持する従来の動圧軸受装置の構造を示す模式的断面図である。
【符号の説明】
１，４，　スリーブ
１ｘ，４ｘ　合わせ面
１ｙ，４ｙ　開口端面
２，５，９　密閉部材
２ａ，５ａ，９ａ　底部
２ｂ，５ｂ，９ｂ　円筒部
２ｘ，５ｘ，９ｘ　端面
３　シャフト
６　スラスト支持部材
６ｘ　端面
７　スリーブ
７ｘ　内周面
７ｙ　端面
８　ハウジング
８ｘ　合わせ面
８ｙ　開口端面
１０　接着剤
１１　貫通孔
１２　段部
１３，１４，１５　円周溝
１３ｘ　内周面
１３ｙ　外周面
２０　潤滑流体
２１，４１　スリーブ
２１ｓ，４１ｓ　円周段部
２２，４２　密閉部材
３１　軸部
３２　フランジ部
３３　シャフト
３３ａ　先端部
３１ｖ，３２ｖ，３３ｖ　動圧溝
７ｖＲ　ラジアル動圧溝
７ｖＲ　スラスト動圧溝
９ｖ　スラスト動圧溝
【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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