(57)【要約】【課題】組立や分解時の取り扱いの容易化を図ると共に、高荷重、振動荷重を受けつつ高速で運転される円筒ころ軸受３ａの信頼性の向上を図る。【解決手段】保持器９ａを合成樹脂により造る。又、この保持器９ａの各ポケット１０、１０の内面のうちの内径側半部の円周方向に関する距離を、径方向内方に向かうに従って漸減させる。そして、これら各円筒ころ４、４を上記保持器９ａに保持したままの状態で、これら各円筒ころ４、４並びにこの保持器９ａを、上記外輪１に着脱自在とする。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に円筒状の外輪軌道を設けた外輪と、外周面に円筒状の内輪軌道を設けた内輪と、これら内輪軌道と外輪軌道との間に転動自在に設けられた複数の円筒ころと、これら各円筒ころを転動自在に保持する円環状の保持器と、上記外輪と上記内輪とのうちの一方の軌道輪の周面の軸方向両端部に、他方の軌道輪に向け径方向に突出する状態で全周に設けられた第一、第二の鍔部と、この他方の軌道輪の周面の少なくとも軸方向一端部に、上記一方の軌道輪に向け径方向に突出する状態で全周に設けられた第三の鍔部とを備え、上記保持器の内周面と外周面とのうちの何れか一方の周面を上記第一、第二の鍔部の周面に近接対向させる事により、この保持器の一方の周面をこの保持器の径方向に関する位置決めを行なう為の被案内面とした円筒ころ軸受に於いて、
上記保持器は合成樹脂により造られたものであり、
この保持器の円周方向等間隔複数個所に内外両周面を貫通する状態で、上記各円筒ころを転動自在に保持するポケットを設けており、
これら各ポケットの開口縁のうちの上記保持器の径方向に関して上記被案内面と反対側の開口縁部の少なくとも一部の円周方向に関する距離を、上記各円筒ころの外径よりも小さくする事により、これら各円筒ころを上記各ポケットに、これら各開口縁側を通過不能に保持自在としており、
これら各円筒ころを上記保持器に保持した状態で、これら各円筒ころ並びに保持器を上記一方の軌道輪に着脱すべく、これら各円筒ころを上記各ポケット内で上記被案内面と反対側の各開口縁に位置させた状態でのこれら各円筒ころのピッチ円半径と、同じくこれら各円筒ころを上記一方の軌道輪の軌道に当接させた状態でのこれら各円筒ころのピッチ円半径との差を、上記一方の軌道輪の軌道面の半径と上記第一、第二の鍔部の周面の半径との差であるこの一方の軌道輪の鍔高さ以上とした事を特徴とする合成樹脂製保持器付円筒ころ軸受。
【請求項２】
保持器の内周面と外周面とのうちの被案内面となる一方の周面で、各ポケット同士の間部分のうちの少なくとも何れかの間部分、並びに、この被案内面のうちでこの間部分と軸方向に整合する部分に、これら間部分の周面並びに被案内面から凹入する状態で断面円弧状の凹溝を、この保持器の軸方向に亙って設けた、請求項１に記載した合成樹脂製保持器付円筒ころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明に係る合成樹脂製保持器付円筒ころ軸受は、例えば鉄道車両の車軸等の回転軸を、ハウジング等の固定部分に回転自在に支持する為に利用する。特に本発明は、高速回転で、高荷重、振動荷重、衝撃荷重が加わる条件で使用した場合でも、耐衝撃性、耐摩耗性、耐高速性、耐熱性、耐焼き付き性を十分に確保でき、しかも組立や点検、保守（メンテナンス）の際の取り扱いを容易に行なえる合成樹脂製保持器付円筒ころ軸受の実現を図るものである。
【０００２】
【従来の技術】
上述の様な鉄道車両の車軸等の回転軸を、ハウジング等の固定部分に対し回転自在に支持する為の転がり軸受としては、大きなラジアル荷重を支承すべく、円筒ころ軸受を使用する。そして、この円筒ころ軸受を構成する複数の円筒ころの軸方向変位を抑え、この円筒ころ軸受の構成各部材、即ち、外輪と内輪と複数の円筒ころとが軸方向にずれるのを防止できる構造として、鍔付きの円筒ころ軸受を使用している。
【０００３】
図１５〜１６は、この様な鍔付きの円筒ころ軸受の１例として、外輪１の軸方向両端部並びに内輪２の軸方向一端部（図１５の左端部）にそれぞれ鍔部６ａ、６ｂ、８を設けた（ＮＪ型の）鍔付きの円筒ころ軸受３を示している。この鍔付きの円筒ころ軸受３は、上記外輪１と上記内輪２と複数の円筒ころ４、４とを備える。このうちの外輪１は、内周面の中間部に円筒状の外輪軌道５を、同じく両端部に、請求項に記載した第一、第二の鍔部に相当する上記１対の内向鍔部６ａ、６ｂを、それぞれ設けている。又、上記内輪２は、外周面の中間部に円筒状の内輪軌道７を、同じく一端部に、請求項に記載した第三の鍔部に相当する上記外向鍔部８を、それぞれ設けている。
【０００４】
更に、上記複数の円筒ころ４、４は、黄銅等の自己潤滑性を有し軟質な金属により造られた、円環状の保持器９により、転動自在に保持された状態で、上記外輪軌道５と上記内輪軌道７との間に設けている。この状態で、上記各円筒ころ４、４の転動面がこれら外輪軌道５及び内輪軌道７に転がり接触する。これに対して、上記各円筒ころ４、４の軸方向両端面の外径寄り部分は、上記各内向鍔部６ａ、６ｂの内側面と、上記外向鍔部８の内側面とに、近接対向若しくは滑り接触する。又、この状態で、上記保持器９の両端部外周面を、上記外輪１の両端部に設けた上記各内向鍔部６ａ、６ｂの内周面に近接対向させる事により、この保持器９の直径方向位置をこの外輪１により規制する、外輪案内としている。
【０００５】
上述の様な鍔付きの円筒ころ軸受３は、大きなラジアル荷重を支承できるだけでなく、上記各円筒ころ４、４の軸方向両端面と、上記各内向鍔部６ａ、６ｂのうちの一方（図１５の右方）の内向鍔部６ｂ、並びに、上記外向鍔部８との係合により、アキシアル荷重を支承できる。即ち、図１５で内輪２に右方向のアキシアル荷重が加わった場合に、上記外向鍔部８の内側面と上記各円筒ころ４、４の軸方向他端面（図１５の左端面）外径寄り部分とが摺接すると同時に、上記一方の内向鍔部６ｂの内側面と上記各円筒ころ４、４の軸方向一端面（図１５の右端面）外径寄り部分とが摺接して、上記アキシアル荷重を支承する。従って、使用時や組み付け前等に加わるアキシアル荷重に拘らず、上記鍔付円筒ころ軸受３の構成部品、即ち、外輪１、内輪２、各円筒ころ４、４が分離する事はない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述の様な鉄道車両の車軸等を支承する従来の鍔付きの円筒ころ軸受３の場合、使用時に線路等から振動荷重や衝撃荷重が常に加わる。この為、各円筒ころ４、４を転動自在に保持する保持器９として、耐振動性や耐衝撃性、耐高速性（高速回転に耐えられる程度）、低発熱性、耐摩耗性の優れた、黄銅製で籠型若しくはもみ抜き型の保持器９、或は軟鋼製のプレス型保持器（図示省略）を使用している。ところが、実際の使用状況や耐久試験の結果等から、この様な黄銅や軟鋼により造られた金属製の保持器９の場合、所望の耐衝撃性や耐摩耗性を十分に確保できない可能性がある事が分かってきた。
【０００７】
即ち、上記金属製の保持器９の場合、弾性変形可能な変形量が小さく、しかも自重も重くなる為、振動荷重や衝撃荷重に対する耐久性を十分に確保できず、割れ等の損傷が早期に生じる可能性がある。又、上記保持器９の位置決めを良好に保つべく、被案内面であるこの保持器９の外周面の軸方向両端部と、案内面である外輪１の軸方向両端部に設けた内向鍔部６ａ、６ｂの内周面との隙間を、小さくする必要がある。
【０００８】
この為、これら被案内面と案内面との間の隙間や、各円筒ころ４、４と外輪軌道５及び内輪軌道７との転がり接触部、更にはこれら各円筒ころ４、４の側面と上記内向、外向各鍔部６ａ、６ｂ、８の内側面との滑り接触部等に、グリース等の潤滑剤を取り込みにくくなって、摩耗や発熱等が増大し易くなる可能性がある。又、金属製の保持器９の場合、材料コストや加工コストが嵩み、これに基づいて製造コストが増大する可能性もある。
本発明の合成樹脂製保持器付円筒ころ軸受は、この様な事情に鑑みて発明したものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の合成樹脂製保持器付円筒ころ軸受は、前述した従来から知られている円筒ころ軸受と同様に、外輪と、内輪と、複数の円筒ころと、保持器と、第一、第二、第三の鍔部とを備える。
このうちの外輪は、内周面に円筒状の外輪軌道を設けている。
又、上記内輪は、外周面に円筒状の内輪軌道を設けている。
又、上記各円筒ころは、上記内輪軌道と上記外輪軌道との間に転動自在に設けられている。
又、上記保持器は、円環状のもので、上記各円筒ころを転動自在に保持している。
又、上記第一、第二の鍔部は、上記外輪と上記内輪とのうちの一方の軌道輪の周面の軸方向両端部に、他方の軌道輪に向け径方向に突出する状態で全周に設けられている。
更に、上記第三の鍔部は、上記他方の軌道輪の周面の少なくとも軸方向一端部に、上記一方の軌道輪に向け径方向に突出する状態で全周に設けられている。
そして、上記保持器の内周面と外周面とのうちの何れか一方の周面を上記第一、第二の鍔部の周面に近接対向させる事により、この保持器の一方の周面をこの保持器の径方向に関する位置決めを行なう為の被案内面としている。
【００１０】
特に、本発明の合成樹脂製保持器付円筒ころ軸受に於いては、上記保持器は合成樹脂により造られたものである。
又、この保持器の円周方向等間隔複数個所に内外両周面を貫通する状態で、上記各円筒ころを転動自在に保持するポケットを設けている。
そして、これら各ポケットの開口縁のうちの上記保持器の径方向に関して上記被案内面と反対側の開口縁部の少なくとも一部の円周方向に関する距離を、上記各円筒ころのころ径（直径）よりも小さくする事により、これら各円筒ころを上記各ポケットに、これら各開口縁側を通過不能に保持自在としている。
又、これら各円筒ころを上記保持器に保持した状態で、これら各円筒ころ並びに保持器を上記一方の軌道輪に着脱すべく、これら各円筒ころを上記各ポケット内で上記被案内面と反対側の各開口縁に位置させた状態でのこれら各円筒ころのピッチ円半径と、同じくこれら各円筒ころを上記一方の軌道輪の軌道に当接させた状態でのこれら各円筒ころのピッチ円半径との差を、上記一方の軌道輪の軌道面の半径と上記第一、第二の鍔部の周面の半径との差であるこの一方の軌道輪の鍔高さ以上としている。
【００１１】
又、より好ましくは、上記保持器の内周面と外周面とのうちの上記被案内面となる一方の周面で、各ポケット同士の間部分のうちの少なくとも何れかの間部分（柱部）、並びに、この被案内面のうちのこの間部分と軸方向に整合する部分に、これら間部分の周面並びに被案内面から凹入する状態で断面円弧状の凹溝を、この保持器の軸方向に亙って設ける。
【００１２】
【作用】
上述の様に構成する本発明の合成樹脂製保持器付円筒ころ軸受によれば、使用時に振動荷重や衝撃荷重が常に加わる様な条件で使用する場合でも、保持器の耐久性を十分に確保できる。即ち、この保持器を合成樹脂により造っている為、弾性変形可能な変形量が大きくなり、しかも自重が小さい事による軽量化並びに慣性質量の低減を図れ、振動荷重や衝撃荷重に対する耐久性を十分に確保できる。この為、上記保持器が早期に破損に至る事を防止できると共に材料コストの低減も図れる。更には、上記保持器の各ポケット内に各円筒ころを保持した状態で、これら保持器並びに各円筒ころを第一、第二の鍔部を設けた一方の軌道輪に着脱できる為、製造作業や保守、点検作業（メンテナンス作業）の際の取り扱いを容易にできる。又、上記保持器の所定の部分に凹溝を設けた場合には、グリース等の潤滑剤を転がり接触部や滑り接触部に取り込み易くでき、これら各接触部の潤滑を十分に確保できる結果、摩耗や温度上昇の低減を図れる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１〜７は、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例の鍔付きの円筒ころ軸受３ａは、外輪１と、内輪２と、複数の円筒ころ４、４と、保持器９ａとを備える。このうちの外輪１は、内周面の中間部に円筒状の外輪軌道５を、同じく両端部に、請求項に記載した第一、第二の鍔部に相当する１対の内向鍔部６ａ、６ｂを、それぞれ設けている。又、上記内輪２は、外周面の中間部に円筒状の内輪軌道７を、同じく一端部（図１の左端部）に、請求項に記載した第三の鍔部に相当する外向鍔部８を、それぞれ設けている。
【００１４】
更に、上記複数の円筒ころ４、４は、次述する保持器９ａにより保持された状態で、上記外輪軌道５と上記内輪軌道７との間に転動自在に設けられている。又、上記保持器９ａは、合成樹脂により円環状に造られた、所謂籠型保持器と呼ばれるもので、円周方向等間隔複数個所に内外両周面を径方向に貫通する状態でポケット１０、１０を設けている。そして、これら各ポケット１０、１０に上記各円筒ころ４、４を、転動自在に保持している。又、上記保持器９ａの外周面のうち軸方向両端部を、上記内向鍔部６ａ、６ｂの内周面に近接対向させる事により、この保持器９ａの両端部外周面をこの保持器９ａの直径方向位置決めを行なう被案内面としている。
【００１５】
又、上記各ポケット１０、１０の開口縁のうちの上記保持器９ａの径方向に関して上記被案内面と反対側（内径側）の開口縁の一部（軸方向中間部）の円周方向に関する距離ｄ（図３、４参照）を、上記各円筒ころ４、４の外径Ｄ（図２、３参照）よりも小さく（ｄ＜Ｄ）している。即ち、本例の場合には、上記各ポケット１０、１０の内面のうちの内径側半部の円周方向に関する距離ｄを、径方向内方に向かうに従って漸減させている。言い換えれば、これら各ポケット１０、１０の内面の内径側半部を、内径側に向かう程狭くなる様に傾斜（並びに湾曲）させている。この様な構成により、上記各ポケット１０、１０に上記各円筒ころ４、４を、上記保持器９ａの径方向外方からのみ挿入自在とし、且つ、上記内径側の各開口縁を通過不能に保持自在としている。尚、本例の場合、上記各ポケット１０、１０の内面の中間部の距離ｄを内径側に向かうに従って漸減させているが、これら各ポケット１０、１０の開口縁部の中央部のみの距離ｄを、上記各円筒ころ４、４の外径（直径）Ｄよりも小さくするのみでも良い。要は、これら各開口縁を上記各円筒ころ４、４が通過不能にできれば良い。
【００１６】
又、本例の場合、図６〜７に示す様に、上記各円筒ころ４、４を上記保持器９ａに保持した状態で、これら各円筒ころ４、４並びにこの保持器９ａを、上記外輪１に着脱（取り付け、取り外し）自在としている。この為に、上記各円筒ころ４、４を上記各ポケット１０、１０内の上記内径側の各開口縁に位置させた状態でのこれら各円筒ころ４、４のピッチ円半径Ｒｉ　と、同じくこれら各円筒ころ４、４を上記外輪軌道５に当接させた状態でのこれら各円筒ころ４、４のピッチ円半径Ｒｏ　との差Ｓ（＝Ｒｏ　−Ｒｉ　＝各状態での各円筒ころ４、４の内接円の半径の差：図３参照）を、上記外輪軌道５の半径と上記各内向鍔部６ａ、６ｂの内周面の半径との差である、これら各内向鍔部６ａ、６ｂの鍔高さＨ（図１、７参照）以上（Ｓ≧Ｈ）としている。
【００１７】
更に本例の場合は、上記保持器９ａの外周面で、上記各ポケット１０、１０同士の各間部分（柱部）、並びに、この外周面の軸方向両端部の被案内面のうちでこの間部分と軸方向に整合する部分に、凹溝１１、１１を設けている。これら各凹溝１１、１１はそれぞれ、曲率半径ｒ（図３参照）の断面円弧状で、上記各間部分の外周面並びに被案内面から凹入する状態で、上記保持器９ａの軸方向に亙り設けている。又、これら各凹溝１１、１１の深さＦ（図１参照）は、上記被案内面と上記間部分の外周面とが径方向に関して差を有する場合には、この差よりも大きくする。従って、上記各凹溝１１、１１の底面は、上記被案内面よりも径方向内方に位置する。又、これと共に、これら各凹溝１１、１１の円周方向に関する幅ｗを、上記各間部分の円周方向に関する幅Ｗ（図５参照）よりも小さく（ｗ＜Ｗ）している。
【００１８】
上述の様に構成する本例の合成樹脂製保持器付きで鍔付きの円筒ころ軸受３ａによれば、使用時に振動荷重や衝撃荷重が線路等から常に加わる様な条件で使用する場合でも、保持器９ａの耐久性を十分に確保できる。即ち、この保持器９ａを合成樹脂により造っている為、弾性変形可能な変形量が大きくなり、しかも自重が小さい事による軽量化並びに慣性質量の低減を図れ、振動荷重や衝撃荷重に対する耐久性を十分に確保できる。この為、上記保持器９ａが早期に破損に至る事を防止できると共に材料コストの低減も図れる。更には、上記保持器９ａの各ポケット１０、１０内に各円筒ころ４、４を保持した状態で、これら保持器９ａ並びに各円筒ころ４、４を、内向鍔部６ａ、６ｂを設けた外輪１に着脱できる為、製造作業や保守、点検作業（メンテナンス作業）の際の取り扱いを容易にできる。又、上記保持器９ａの所定の部分に凹溝１１、１１を設けた場合には、グリース等の潤滑剤を転がり接触部や滑り接触部に取り込み易くでき、これら各接触部の潤滑を十分に確保できる結果、摩耗や温度上昇の低減を図れる。
【００１９】
次に、図８〜１４は、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の合成樹脂製保持器付きで鍔付きの円筒ころ軸受３ｂの場合は、内輪２ａの両端部外周面に、請求項に記載した第一、第二の鍔部に相当する１対の外向鍔部８ａ、８ｂを形成すると共に、外輪１ａの一端部（図８の左端部）内周面に、請求項に記載した第三の鍔部に相当する内向鍔部６を、それぞれ形成している。そして、保持器９ｂの内周面のうちの軸方向両端部を、上記各外向鍔部８ａ、８ｂの外周面に近接対向させる事により、この保持器９ｂの両端部内周面を、この保持器９ｂの直径方向に関する位置決めを行なう為の被案内面としている。
【００２０】
又、上記保持器９ｂは、合成樹脂により円環状に造られた、所謂籠型保持器と呼ばれるもので、円周方向等間隔複数個所に内外両周面を径方向に貫通する状態でポケット１０、１０を設けている。又、これら各ポケット１０、１０の内面の外径側半部を、外径側に向かう程これら各ポケット１０、１０の円周方向に関する幅が狭くなる様に傾斜（並びに湾曲）させる事により、これら各ポケット１０、１０に各円筒ころ４、４を、上記保持器９ｂの径方向内方からのみ挿入自在とし、且つ、上記外径側の各開口縁を通過不能に保持自在としている。
【００２１】
又、本例の場合、図１３〜１４に示す様に、上記各円筒ころ４、４を上記保持器９ｂに保持した状態で、これら各円筒ころ４、４並びにこの保持器９ｂを、上記内輪２ａに着脱（取り付け、取り外し）自在としている。この為に、上記各円筒ころ４、４を上記各ポケット１０、１０内の上記外径側の各開口縁に位置させた状態でのこれら各円筒ころ４、４のピッチ円半径Ｒｏ　と、同じくこれら各円筒ころ４、４を内輪軌道７に当接させた状態でのこれら各円筒ころ４、４のピッチ円半径Ｒｉ　との差Ｓ（＝Ｒｏ　−Ｒｉ　＝各状態での各円筒ころ１４、１４の外接円の半径の差：図１０参照）を、上記内輪軌道７の半径と上記各外向鍔部８ａ、８ｂの内周面の半径との差であるこれら各外向鍔部８ａ、８ｂの鍔高さＨ（図８、１４参照）よりも、大きくしている。
【００２２】
更に本例の場合は、上記保持器９ｂの内周面で、上記各ポケット１０、１０同士の各間部分（柱部）、並びに、この内周面の軸方向両端部の被案内面のうちでこの間部分と軸方向に整合する部分に、凹溝１１、１１を設けている。これら各凹溝１１、１１はそれぞれ、曲率半径ｒ（図１０参照）の断面円弧状で、上記各間部分の内周面並びに被案内面から凹入する状態で、上記保持器９ａの軸方向に亙り設けている。又、これら各凹溝１１、１１の深さＦ（図８参照）は、上記被案内面と上記間部分の内周面とが径方向に関して差を有する場合には、この差よりも大きくする。又、これと共に、これら各凹溝１１、１１の円周方向に関する幅ｗを、上記各間部分の円周方向に関する幅Ｗ（図１１参照）よりも小さく（ｗ＜Ｗ）している。その他の構成及び作用は、前述した第１例と同様である。
【００２３】
【発明の効果】
本発明は、以上に述べた通り構成され作用するので、組立や分解時の取り扱いの容易化を図りつつ、高荷重、振動荷重を受けつつ高速で運転される合成樹脂製保持器付円筒ころ軸受の信頼性の向上を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す断面図。
【図２】上半部を切断して示す、図１の右方から見た図。
【図３】保持器を取り出して示す、図２と同様の図。
【図４】図３のイ−イ断面図。
【図５】図３の右方から見た図
【図６】内輪に保持器及び各円筒ころを着脱する状態を示す、図２と同様の図。
【図７】図６のロ−ロ断面図。
【図８】本発明の実施の形態の第２例を示す断面図。
【図９】下半部を切断して示す、図８の右方から見た図。
【図１０】保持器を取り出して示す、図９と同様の図。
【図１１】図１０のハ−ハ断面図。
【図１２】図１０の右方から見た図
【図１３】外輪に保持器及び各円筒ころを着脱する状態を、上半部を切断して示す図。
【図１４】図１３のニ−ニ断面図。
【図１５】従来の円筒ころ軸受の１例を示す断面図。
【図１６】上半部を切断して示す、図１５の右方から見た図。
【符号の説明】
１、１ａ　外輪
２、２ａ　内輪
３、３ａ、３ｂ　円筒ころ軸受
４　　円筒ころ
５　　外輪軌道
６、６ａ、６ｂ　内向鍔部
７　　内輪軌道
８、８ａ、８ｂ　外向鍔部
９、９ａ、９ｂ　保持器
１０　　ポケット
１１　　凹溝
【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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【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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