(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トラック溝(4)の横断面がゴシックアーチ形状であって、トルク伝達ボールとトラック溝(4)の谷(4c)との間に隙間が存在するタイプの等速ジョイントの外輪(1)のトラック溝測定装置(5)であって、
装置上面(5a)に開口面を下にして載置した外輪(1)の前記トラック溝(4)に当接して二点接触する基準ボール(24)と、
この基準ボール(24)の中心を摺動可能に貫通して前記トラック溝(4)の谷(4c)に当接する測定杆(9)と、
この測定杆(9)の摺動移動を回転移動に変換する作動杆(16)と、
この作動杆(16)の回動状態を直線状移動に変換して基準ボール(24)からトラック溝(4)の谷(4c)までの距離(VC)を測定する計測器(10)と、
前記基準ボール(24)をトラック溝(4)の円弧状部(4a)の曲率中心(O1)を中心として回動させるための回動機構と
からなり、前記回動機構は、
水平な支持ピン(P1)を中心として回動自在に前記装置(5)に取り付けた第一の支持片(12)と、
一端を第一の支持片(12)の下端部に固定し他端に計測器(10)を取り付けた第二の支持片(13)と、
第一の支持片(12)に固定され前記作動杆(16)を支持ピン(P2)を中心として回動自在に支持する第三の支持片(14)と、
第二の支持片(13)に固定されリンク機構(17)と連結する第四の支持片(15)と、
一端にて前記リンク機構(17)と連結し他端にて装置外壁(5b)に固定した調節輪(18)と連結した連接棒(19)と
を具備し、前記測定杆(9)は前記第一の支持片(12)に取り付けてあり、一端にて前記基準ボール(24)を貫通してトラック溝の谷に当接し、他端にて前記作動杆(16)の一方の端部と当接し、前記計測機(10)のスピンドル(28)の先端は前記作動杆(16)の他方の端部と当接し、前記支持ピン(P1)の軸線と前記測定杆(9)は直交し、かつ、前記支持ピン(P1)の軸線は装置上面(5a)に載置した外輪(1)のトラック溝(24)の曲率中心(O1)を通り、
前記回動機構により前記基準ボール(24)をトラック溝(4)の長手方向に移動させてトラック溝(4)の長手方向の任意の個所で前記測定を行うようにしたことを特徴とする等速ジョイントの外輪のトラック溝測定装置。
【請求項２】
前記測定杆と作動杆と計測器とは常に当接状態にあるとともに、作動杆に測定杆をトラック溝の谷側へ移動させる力を与える弾性体を設けたことを特徴とする請求項１記載の等速ジョイントの外輪のトラック溝測定装置。
【請求項３】
トラック溝(4)の横断面がゴシックアーチ形状であって、トルク伝達ボールとトラック溝(4)の谷(4c)との間に隙間が存在するタイプの等速ジョイントの外輪のトラック溝測定方法であって、外輪(1)を開口面を下にして装置上面(5a)に載置し、トラック溝(4)に基準ボール(24)を配置し、この基準ボール(24)をトラック溝(4)の谷(4c)方向に押し込み、基準ボール(24)がトラック溝(24)に接触した状態において、基準ボール(24)からトラック溝(4)の谷(4c)までの距離(VC)を測定するとともに、前記基準ボール(24)とトラック溝(4)の当接位置をトラック溝(4)の長手方向にずらして、トラック溝(4)の長手方向の複数位置で基準ボール(24)からトラック溝(4)の谷(4c)までの距離(VC)を測定するようにしたものであって、基準ボールとトラック溝の当接位置をトラック溝の長手方向にずらすにあたり使用する回動機構は、
水平な支持ピン(P1)を中心として回動自在に前記装置(5)に取り付けた第一の支持片(12)と、
一端を第一の支持片(12)の下端部に固定し他端に計測器(10)を取り付けた第二の支持片(13)と、
第一の支持片(12)に固定され前記作動杆(16)を支持ピン(P2)を中心として回動自在に支持する第三の支持片(14)と、
第二の支持片(13)に固定されリンク機構(17)と連結する第四の支持片(15)と、
一端にて前記リンク機構(17)と連結し他端にて装置外壁(5b)に固定した調節輪(18)と連結した連接棒(19)と
を具備し、前記測定杆(9)は前記第一の支持片(12)に取り付けてあり、一端にて前記基準ボール(24)を貫通してトラック溝の谷に当接し、他端にて前記作動杆(16)の一方の端部と当接し、前記計測機(10)のスピンドル(28)の先端は前記作動杆(16)の他方の端部と当接し、前記支持ピン(P1)の軸線と前記測定杆(9)は直交し、かつ、装置に外輪を載置したとき前記支持ピン(P1)の軸線は外輪(1)のトラック溝(24)の曲率中心(O1)を通ることを特徴とする等速ジョイントの外輪のトラック溝測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車や各種産業用機械において動力伝達に用いられる等速ジョイントに形成されるトルク伝達用ボールのトラック溝形状を測定する等速ジョイントの外輪のトラック溝測定装置および等速ジョイントの外輪のトラック溝測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＵＪ（アンダーカットフリー）型の等速ジョイントの外輪は、ステム部とマウス部とから形成されていた。そして、マウス部の内方には、内輪、トルク伝達用ボール、トルク伝達用ボールを保持するゲージが設けられていた。マウス部の内面にはトルク伝達用ボールの移動を案内する複数のトラック溝が軸方向に研削加工により形成されていた。このトラック溝は奥面側では円弧状に形成されマウス部の開口側では直線状となるように研削されていた。
【０００３】
このトラック溝は、一般にいわれているゴシックアーチ状に形成されており、トルク伝達用ボールとはアンギュラ接触となっており、トラック溝の谷とトルク伝達用ボールとは当接しないように作られていた。
【０００４】
そのため、トラック溝の測定装置として従来は以下のものが提案されていた。
【０００５】
まず、マウス部の開口面を下にして、この開口からマウス内部へ端部に測定子を有する２本のアームを進入させ、測定子を相対向するトラック溝に当接させた状態で測定子間の寸法を測定して判断することが提案されている（特許文献１）。
【０００６】
さらに、マウス部の開口面を下にして、マウス部の内方に形成した各トラック溝に対応して基準ボールを配置し、この基準ボールを下面からボール受けで支持し、基準ボールの上面から基準ボールをトラック溝側へ移動させる案内面を設け、この案内面の上下位置をもとに基準ボールを含んだ仮想円の径寸法を測るとともに、ボール受けを上下に移動させることにより、トラック溝の複数の点における径寸法を測れるようにしたもの（特許文献２）が提案されている。
【特許文献１】特開平９−２１０６０５号公報
【特許文献２】特開２００１−１６５６０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１、特許文献２は、トラック溝の谷と基準ボールとの間の距離ＶＣ（Vertical Clearance）を直接測ったものでないので、トラック溝とトルク伝達用ボールとの接触（アンギュラ接触）角度に関係なく、相対向する溝間の寸法を測っているので、アンギュラ接触の角度までわからない。従って、トルク伝達ボールとトラック溝の接触面圧が上がり、トラック伝達ボールが滑る場合もあり、等速性が得られないことが考えられる。
【０００８】
本発明は、トラック溝の形状を確実に計測できる、等速ジョイントの外輪のトラック溝形状測定装置ならびに等速ジョイントの外輪のトラック溝形状測定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の等速ジョイントの外輪のトラック溝測定装置は、トラック溝(4)の横断面がゴシックアーチ形状であって、トルク伝達ボールとトラック溝(4)の谷(4c)との間に隙間が存在するタイプの等速ジョイントの外輪(1)のトラック溝測定装置(5)であって、
装置上面(5a)に開口面を下にして載置した外輪(1)の前記トラック溝(4)に当接して二点接触する基準ボール(24)と、
この基準ボール(24)の中心を摺動可能に貫通して前記トラック溝(4)の谷(4c)に当接する測定杆(9)と、
この測定杆(9)の摺動移動を回転移動に変換する作動杆(16)と、
この作動杆(16)の回動状態を直線状移動に変換して基準ボール(24)からトラック溝(4)の谷(4c)までの距離(VC)を測定する計測器(10)と、
前記基準ボール(24)をトラック溝(4)の円弧状部(4a)の曲率中心(O1)を中心として回動させるための回動機構と
からなり、前記回動機構は、
水平な支持ピン(P1)を中心として回動自在に前記装置(5)に取り付けた第一の支持片(12)と、
一端を第一の支持片(12)の下端部に固定し他端に計測器(10)を取り付けた第二の支持片(13)と、
第一の支持片(12)に固定され前記作動杆(16)を支持ピン(P2)を中心として回動自在に支持する第三の支持片(14)と、
第二の支持片(13)に固定されリンク機構(17)と連結する第四の支持片(15)と、
一端にて前記リンク機構(17)と連結し他端にて装置外壁(5b)に固定した調節輪(18)と連結した連接棒(19)と
を具備し、前記測定杆(9)は前記第一の支持片(12)に取り付けてあり、一端にて前記基準ボール(24)を貫通してトラック溝の谷に当接し、他端にて前記作動杆(16)の一方の端部と当接し、前記計測機(10)のスピンドル(28)の先端は前記作動杆(16)の他方の端部と当接し、前記支持ピン(P1)の軸線と前記測定杆(9)は直交し、かつ、装置に外輪を載置したとき前記支持ピン(P1)の軸線は外輪(1)のトラック溝(24)の曲率中心(O1)を通り、
前記回動機構により前記基準ボール(24)をトラック溝(4)の長手方向に移動させてトラック溝(4)の長手方向の任意の個所で前記測定を行うようにしたことを特徴とするものである。
また、前記測定杆(9)と作動杆(16)と計測器のスピンドル(28)とは常に当接状態にあるとともに、作動杆(16)に測定杆(9)をトラック溝(4)の谷(4c)側へ移動させる力を与える弾性体(29)を設けてもよい。
【００１０】
本発明の等速ジョイントの外輪のトラック溝測定方法は、トラック溝(4)の横断面がゴシックアーチ形状であって、トルク伝達ボールとトラック溝(4)の谷(4c)との間に隙間が存在するタイプの等速ジョイントの外輪のトラック溝測定方法であって、外輪(1)を開口面を下にして装置上面(5a)に載置し、トラック溝(4)に基準ボール(24)を配置し、この基準ボール(24)をトラック溝(4)の谷(4c)方向に押し込み、基準ボール(24)がトラック溝(24)に接触した状態において、基準ボール(24)からトラック溝(4)の谷(4c)までの距離(VC)を測定するとともに、前記基準ボール(24)とトラック溝(4)の当接位置をトラック溝(4)の長手方向にずらして、トラック溝(4)の長手方向の複数位置で基準ボール(24)からトラック溝(4)の谷(4c)までの距離(VC)を測定するようにしたものであって、基準ボールとトラック溝の当接位置をトラック溝の長手方向にずらすにあたり使用する回動機構は、
水平な支持ピン(P1)を中心として回動自在に前記装置(5)に取り付けた第一の支持片(12)と、
一端を第一の支持片(12)の下端部に固定し他端に計測器(10)を取り付けた第二の支持片(13)と、
第一の支持片(12)に固定され前記作動杆(16)を支持ピン(P2)を中心として回動自在に支持する第三の支持片(14)と、
第二の支持片(13)に固定されリンク機構(17)と連結する第四の支持片(15)と、
一端にて前記リンク機構(17)と連結し他端にて装置外壁(5b)に固定した調節輪(18)と連結した連接棒(19)と
を具備し、前記測定杆(9)は前記第一の支持片(12)に取り付けてあり、一端にて前記基準ボール(24)を貫通してトラック溝の谷に当接し、他端にて前記作動杆(16)の一方の端部と当接し、前記計測機(10)のスピンドル(28)の先端は前記作動杆(16)の他方の端部と当接し、前記支持ピン(P1)の軸線と前記測定杆(9)は直交し、かつ、装置に外輪を載置したとき前記支持ピン(P1)の軸線は外輪(1)のトラック溝(24)の曲率中心(O1)を通ることを特徴とするものである。                                                                            
【発明の効果】
【００１１】
トラック溝の横断面がゴシックアーチ形状であって、トルク伝達ボールとトラック溝の谷との間に隙間が存在するタイプの等速ジョイントの外輪のトラック溝を測定するにあたり、トラック溝に基準ボールを当接させて、基準ボールからトラック溝の谷までの距離（隙間ＶＣ：図８参照）を測定することにより、トラック溝の横断面形状の仕上げ状況を確認することができる。たとえば、横断面がゴシックアーチ形状のトラック溝の場合、ゴシックアーチがきついときは隙間ＶＣが大きくなり、逆に、ゴシックアーチがゆるいときは隙間ＶＣが小さくなる。したがって、隙間ＶＣの測定値に基づいて、トルク伝達用ボールとトラック溝とのアンギュラ接触の状態を予測できる。
また、基準ボールをトラック溝の曲率中心を中心として回動させるための回動機構により基準ボールをトラック溝の長手方向に移動させてトラック溝の長手方向の複数個所で前記測定を行うようにしたので、円弧状のトラック溝の任意の箇所について断面形状の測定が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下本発明の実施の形態について図１〜図８を参考に説明する。
【００１３】
ＵＪ（アンダーカットフリー）型の等速ジョイントの外輪１は、図１、図２に示すように、ステム部２と、マウス部３とより形成されている。このマウス部３の内部には図示していないが、内輪、トルク伝達用ボール、トルク伝達用ボールの保持器が収納される。
【００１４】
マウス部３の内面には、トルク伝達用ボールを受け入れるトラック溝４が形成されている。このトラック溝４はマウス部３の奥面側で曲率中心Ｏ１をもつ円弧状部４ａと、その曲率中心Ｏ１から後方に延びる線分がトラックの谷と交わる部位を境にしてマウス部３の軸方向と平行な直線部４ｂとを有する。
【００１５】
次にこの外輪１のトラック溝４の測定装置について、図３〜図８を参考に説明する。
【００１６】
トラック溝測定装置５は、図６、図７に示すように、上面５ａに長手方向に延びた貫通孔６と、この貫通孔６の中程に設けられた一対の取付凹部７とが形成されている。この取付凹部７には取付脚８が取付けられている。取付脚８は、略Ｌ字状をした一対のブラケットからなり、Ｌ字の水平部に当たる部分８ａを取付凹部７に設置して破線で示すようにボルトＮで固定し、Ｌ字の垂直部に当たる部分８ｂを相対向した状態で立設してある。垂直部分８ｂにピンＰ１を介して支持片１２が取り付けてあり、支持片１２はピンＰ１を中心として旋回可能である。
【００１７】
図６と直交する断面である図３に示すように、支持片１２とさらに別の支持片１３、１４、１５が全体として一つの支持体を構成している。支持片１２には測定杆９が取り付けてある。支持片１３には測定器１０が取り付けある。また、支持片１３と支持片１５は互いに一体的に形成してある。支持片１４にはピンＰ２を介して測定杆１６が取り付けてある。
【００１８】
第一の支持片１２は、垂直方向に延びて上端を上面５ａの前記貫通孔６から上方へ突出させて、上端を前記取付脚８の垂直部分８ｂに支持ピンＰ１により回動自在に取付けられているとともに、上端に水平方向に測定杆９を取付けている。
【００１９】
また、第二の支持片１３は、垂直方向で第一の支持片１２の長さよりも短く、略Ｌ字状をしており水平部分１３ａの端部を第一の支持片１２の下端にボルトＮで固定している。そして、第二の支持片１３の垂直部分１３ｂは、水平方向に計測器１０を取り付けている（図３を参照）。
【００２０】
前記第一の支持片１２の中程には第二の支持片１３の垂直部分１３ｂ側へ延びた二股状の第三の支持片１４が一体に形成されている。この第三の支持片１４の二股部には垂直方向に延びた作動杆１６が回動自在に支持ピンＰ２により取付けられている。
【００２１】
また、第四の支持片１５は、第二の支持片１３の水平部分１３ａから下方に突出していて、リンク機構１７を介してトラック溝測定装置５の外壁５ｂに取付けた調節輪１８を連結されている。前記リンク機構１７と第四の支持片１５との連結位置は、第一の支持片１２の支持ピンＰ１による支持位置よりも第二の支持片１３側へ寄せてある。
【００２２】
この位置がずれていることは非常に重要なことで、調節輪１８を回すと、リンク機構１７の連接棒１９が図３中左側へ移動させられる。この時第一の支持片１２の上端を支持する支持ピンＰ１を中心にして、支持体（１２，１３，１４，１５）全体が回動して図４のようになる。図４に示すとおり、このときの回動中心すなわち支持ピンＰ１は、図１を参照して説明したトラック溝４の円弧状部４ａの曲率中心Ｏ１に合致する。
【００２３】
また、第一の支持片１２の中程からトラック溝測定装置５の外壁５ｂの側壁に形成した円弧状孔２０まで延びた指示棒２１が取付けられている。この円弧状孔２０の下面には角度表示目盛２２が貼り付けられていて、指示棒２１の先端に設けた三角標識２１ａと角度表示目盛２２とで、前記支持体（１２，１３，１４，１５）の傾斜角度を読み込めるようにしている（図５、図６を参照）。
【００２４】
前記トラック溝測定装置５の上面５ａには、外輪１のマウス部３の開口面側を下にして載置固定する置台２３が中空状にして設けられている。このように中空状とした理由は、前記第一の支持片１２の上端をマウス部３の内部方向に位置させることができるようにするためである。
【００２５】
前記第一の支持片１２の上端側には、トルク伝達用ボール（図示せず）と同じ形状をした基準ボール２４が取付けられている。この基準ボール２４の中心を貫通する貫通孔２５が形成されていて、前記支持ピンＰ１の中心と合致させて図３において水平に取付けてある。
【００２６】
そして、前記測定杆９は、基準ボール２４の貫通孔２５と、第一の支持片１２の上端で前記基準ボール２４の貫通孔２５と連続した支持孔２６とを貫通して水平に摺動可能に配置されている。この測定杆９は、棒状になっていて、両端を球面９ａ，９ｂにして、一方をトラック溝４の谷４ｃに当接させ、他方を前記作動杆１６の上端に当接させている。この測定杆９はバネ等からなる弾性体２７によりトラック溝４の谷４ｃ側へ付勢されている（図３を参照）。
【００２７】
前記計測器１０は、長さを測るダイヤルゲージと呼ばれる一般的なもので良く、１０ｍｍの長さが測れればよい。この計測器１０は前述のように第二の支持片１３の垂直面１３ｂに水平（図３を参照）に取付けられており、そのスピンドル２８の先端を作動杆１６の下端に当接させている。
【００２８】
前記作動杆１６は、図３の状態において測定杆９をトラック溝４の谷４ｃ側へ移動させるために下端をバネ等の弾性体２９で押圧している。この弾性体２９は作動杆１６と第一の支持片１２とに形成された溝３０，３１に嵌め込んで保持されている。
【００２９】
また、前記第一の支持片１２を回動自在に支持する支持ピンＰの位置は、外輪１はＵＪ型の等速ジョイントであることから、トラック溝４の直線部４ｂから円弧状部４ａの変化点に設定されており、支持体１１が回動することにより前記トラック溝４の円弧状部４ａの中心と同じ中心点になるようにしている。
【００３０】
次にトラック溝の谷と基準ボールとの距離の測定について説明する。
【００３１】
前記等速ジョイントの外輪１を置台２３に載せる。この時、マウス部３の開口面を下にする。
【００３２】
この外輪１の設置により、トラック溝４に沿って基準ボール２４が当るが、トラック溝４がゴシックアーチ形状に形成されているため、基準ボール２４とトラック溝４との当接がアンギュラ接触となる。したがって、基準ボール２４とトラック溝４の谷４ｃとは図８に示すように当接しない。図８では基準ボール２４から谷４ｃまでの距離を隙間ＶＣ（Vertical Clearance）として示してある。
【００３３】
したがって、この隙間ＶＣを測定すれば、基準ボール２４の径は決まっているので、トラック溝４が正しく研削されたか確認することができる。この測定は、作動杆１６には常に測定杆９をトラック溝４の谷４ｃ側へ押す力が加えられているので、作動杆１６の動きが止まって安定している時に計測器１０の表示を読み取ればよい。
【００３４】
もし、トラック溝４のゴシックアーチがきつい場合は隙間が大きくなるので、図３中測定杆９はもっと左へ移動することになり、その結果、作動杆１６が反時計方向に移動して、スピンドル２８も移動して計測器１０であるダイヤルゲージで隙間ＶＣの距離を読むことができる。また、トラック溝４のゴシックアーチがゆるい場合は隙間が小さくなるので、図３中測定杆９はもっと右へ移動することになり、その結果、作動杆１６が時計方向に移動して、スピンドル２８も移動して計測器１０であるダイヤルゲージで隙間ＶＣの距離を読むことができる。
【００３５】
ここで、図３と図４を対比すれば明らかなとおり、測定杆９と計測器１０を取付けた支持体（１２，１３，１４，１５）が各支持片１２，１３，１４，１５の相対位置関係を崩すことがないので、測定杆９と計測器１０の平行関係が壊れることはない。したがって、隙間ＶＣの測定に誤差が生じにくい。
【００３６】
次に、調節輪１８を回して連接棒１９を図３中左側へ移動させると、リンク機構１７により支持体（１２，１３，１４，１５）が図３の時計方向へ支持ピンＰを中心に回動する。回動角度は角度表示目盛２２を見て、例えば１５°と３０°の２点で止めて計測器１０で隙間ＶＣの値を読み取ればよい。この時、測定杆９と計測器１０は相対位置関係を変えることがなく（図４を参照）、測定点での角度に関係なく測定杆９と計測器１０の位置関係が維持されるので、常にトラック溝４に対して法線方向に測定杆９を当てることができ読み取り誤差が無い。
【００３７】
また、他のトラック溝４を測定する場合は、マウス部３のトラック溝４を入れ替えて測定すればよい。
【００３８】
以上のように、支持体（１２，１３，１４，１５）の角度を変えることによりトラック溝４の円弧状部４ａの任意の長手方向位置における横断面形状の測定が可能になり、簡単に研削状況の判定ができる。また、隙間ＶＣの測定結果に基づいて、トルク伝達ボールや内輪等をマウス部に組み込んだ時のトルク伝達ボールのトラック溝での挙動が予測できるので、トラック溝のさらなる研削加工が必要かどうかの判定ができる。
【００３９】
なお、実施の形態はＵＪ型の等速ジョイントで説明したが、トラック溝４の直線部４ｂが無い固定式等速ジョイントであってもよいことは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明のＵＪ型の等速ジョイントの外輪の断面図である。
【図２】本発明のＵＪ型の等速ジョイントの外輪を開口面側から見た側面図である。
【図３】本発明のトラック溝測定装置を説明する横断面模式図である。
【図４】図３相当の支持体の動作状態を説明する模式図である。
【図５】図３相当の支持体の動作角度を示す模式図である。
【図６】図３の正面模式図である。
【図７】本発明のトラック溝測定装置を説明する上面から見た模式図である。
【図８】トラック溝と基準ボールの関係を示す模式図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  外輪
２  ステム部
３  マウス部
４  トラック溝
４ａ  円弧状部
４ｂ  直線部
４ｃ  谷
５  トラック溝測定装置
５ａ  上面
５ｂ  外壁
７  取付凹部
８  取付脚
８ａ  垂直部分
８ｂ  水平部分
９  測定杆
９ａ、９ｂ  球面
１０  計測器
１２、１３、１４、１５  支持片
１３ａ  水平部分
１３ｂ  垂直部分
１６  作動杆
１７  リンク機構
１８  調節輪
２１  指示棒
２４  基準ボール
２５  貫通孔
２６  支持孔
２７  弾性体
２９  弾性体
Ｎ    ボルト
Ｐ１、Ｐ２  支持ピン
ＶＣ  隙間
【図１】
0004672332.tif 000002
【図２】
0004672332.tif 000003
【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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