(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端部外周面に第一のフランジを形成し、中間部外周面に第一の内輪軌道を直接又は別体の内輪を介して設けたハブと、このハブの他端部に形成した支持段部に外嵌され、外周面に第二の内輪軌道を形成した内輪と、内周面に上記第一の内輪軌道に対向する第一の外輪軌道及び上記第二の内輪軌道に対向する第二の外輪軌道を形成した外輪と、上記第一、第二の内輪軌道と上記第一、第二の外輪軌道との間に、それぞれ複数個ずつ設けられた転動体とを備え、上記支持段部の他端部で少なくともこの支持段部に外嵌した内輪よりも突出した部分に形成した円筒部を直径方向外方にかしめ広げる事で形成したかしめ部により、上記ハブに外嵌した内輪をこのハブに結合固定する車輪支持用転がり軸受ユニットの製造方法に於いて、このハブとして、上記支持段部の一部でかしめ広げ作業に伴って折れ曲がる部分の起点となる部分であり、この支持段部の一端寄り部分の外径よりも他端寄り部分の外径を小さくした段差部よりも、更に一端に寄った、上記支持段部の一端寄り部分のうちの他端側の外径を、この一端寄り部分の一端側の外径に比べて小さくなったものを使用し、上記内輪を上記支持段部に、上記各転動体に予圧を付与しつつ、この内輪の一端面を上記支持段部の段差面に突き当てるまで締り嵌めで外嵌すると共に、この締り嵌めに基づいて上記内輪に加わる静止摩擦力を、上記各転動体に付与された予圧に基づいてこの内輪に加わる軸方向荷重よりも大きくした状態から、上記円筒部を直径方向外方にかしめ広げる事で上記かしめ部を形成する事を特徴とする車輪支持用転がり軸受ユニットの製造方法。
【請求項２】
ハブとして、支持段部の一部でかしめ広げ作業に伴って折れ曲がる部分の起点となる部分よりも一端に寄った、上記支持段部の一端寄り部分のうちの他端側の外径を、同じくこの一端寄り部分の一端側の外径に比べて小さくする為に、この一端側を大径部とし、上記他端側を小径部としたものを使用する、請求項１に記載した車輪支持用転がり軸受ユニットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持する為に利用する、車輪支持用転がり軸受ユニットの製造方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の車輪は、車輪支持用転がり軸受ユニットにより懸架装置に支持する。図４は、従来から広く実施されている車輪支持用転がり軸受ユニットの第１例を示している。この車輪支持用転がり軸受ユニット１は、ハブ２と、内輪３と、外輪４と、複数個の転動体５、５とを備える。このうちのハブ２の外周面の外端部（軸方向に関して外とは、自動車への組み付け状態で幅方向外寄りとなる側を言い、図８を除く各図の左側となる。反対に幅方向中央寄りとなる側を内と言い、図８を除く各図の右側となる。）には、車輪を支持する為の第一のフランジ６を形成している。又、このハブ２の中間部外周面には第一の内輪軌道７を、同じく内端部には外径寸法が小さくなった支持段部８を、それぞれ形成している。
【０００３】
上記支持段部８には、外周面に第二の内輪軌道９を形成した、上記内輪３を外嵌している。又、上記ハブ２の内端部には雄ねじ部１０を形成し、この雄ねじ部１０の先端部（図４の右端部）を、上記内輪３の内端面よりも内方に突出させている。そして、この雄ねじ部１０に螺合したナット１１と上記支持段部８の段差面１２との間で上記内輪３を挟持する事により、この内輪３を上記ハブ２の所定位置に結合固定している。尚、上記雄ねじ部１０の先端部外周面には、係止凹部１３を形成している。そして、上記ナット１１を所定のトルクで緊締した後、このナット１１の一部で上記係止凹部１３に整合する部分を直径方向内方にかしめ付ける事により、このナット１１の緩み止めを図っている。
【０００４】
又、上記外輪４の内周面には、上記第一の内輪軌道７と対向する第一の外輪軌道１４、及び、上記第二の内輪軌道９に対向する第二の外輪軌道１５を形成している。そして、これら第一、第二の内輪軌道７、９と第一、第二の外輪軌道１４、１５との間に上記各転動体５、５を、それぞれ複数個ずつ設けている。尚、図示の例では、これら各転動体５、５として玉を使用しているが、重量の嵩む自動車用の転がり軸受ユニットの場合には、これら転動体としてテーパころを使用する場合もある。
【０００５】
上述の様な車輪支持用転がり軸受ユニット１を自動車に組み付けるには、上記外輪４の外周面に形成した第二のフランジ１６により、この外輪４を懸架装置に固定し、上記第一のフランジ６に車輪を固定する。この結果、この車輪を懸架装置に対し回転自在に支持する事ができる。
【０００６】
又、特開平１１−１２９７０３号公報には、図５〜７に示す様な車輪支持用転がり軸受ユニット１ａが記載されている。この従来構造の第２例の車輪支持用転がり軸受ユニット１ａは、ハブ２ａと、内輪３と、外輪４と、複数個の転動体５、５とを備える。このうちのハブ２ａの外周面の外端寄り部分には、車輪を支持する為の第一のフランジ６を形成している。又、このハブ２ａの中間部外周面には第一の内輪軌道７を、同じく内端部には外径寸法が小さくなった支持段部８を、それぞれ形成している。
【０００７】
又、上記ハブ２ａの内端部には、上記内輪３を固定する為のかしめ部１７を構成する為の円筒部１８を形成している。この円筒部１８の肉厚は、図７に示した、この円筒部１８を直径方向外方にかしめ広げる以前の状態で、先端縁（図７の右端縁）に向かう程小さくなっている。この為上記ハブ２ａの内端面に、奥部に向かう程次第に内径が小さくなるテーパ孔１９を形成している。
【０００８】
上記ハブ２ａの内端部に上記内輪３を固定すべく、上述の様な円筒部１８の先端部をかしめ広げるには、上記ハブ２ａが軸方向にずれ動かない様に固定した状態で、図６に示す様に、押型２０を上記円筒部１８の先端部に強く押し付ける。この押型２０の先端面（図６の左端面）中央部には、上記円筒部１８の内側に押し込み自在な円錐台状の凸部２１を形成し、この凸部２１の周囲に断面円弧状の凹部２２を、この凸部２１の全周を囲む状態で形成している。尚、この凹部２２の断面形状は、この凹部２２により上記円筒部１８の先端部を塑性変形させる事で得られるかしめ部１７の断面形状が、基端部から先端部に向かう程厚さ寸法が漸次小さくなる様に、特にこの厚さ寸法が先端部で急激に小さくなる様に、外径側に向かう程曲率半径が小さくなる複合曲面としている。
【０００９】
上述の様な形状並びに寸法の凸部２１と凹部２２とを有する押型２０を上記円筒部１８の先端部に押し付ければ、この円筒部１８の先端部を直径方向外方にかしめ広げて、上記かしめ部１７を形成する事ができる。そして、このかしめ部１７とハブ２ａの内端部に形成した支持段部８の段差面１２との間で上記内輪３を挟持して、この内輪３を上記ハブ２ａに固定できる。
【００１０】
尚、上記円筒部１８を塑性変形させて（かしめ広げて）上記かしめ部１７を形成する作業を行なうのに好ましくは、図８に示す様な揺動プレス装置２３を使用する。この揺動プレス装置２３は、押型２０と、抑え治具２４と、ホルダ２５とを備える。上記円筒部１８をかしめ広げて上記かしめ部１７を形成する際には、上記ホルダ２５を介して上記ハブ２ａを上方に押圧しつつ、上記押型２０を揺動させる。即ち、この押型２０の中心軸と上記ハブ２ａの中心軸とを角度θだけ傾斜させた状態で、この押型２０に、このハブ２ａの中心軸を中心とする歳差運動の如き揺動運動をさせる。この様な揺動プレスにより上記かしめ部１７を形成する際には、上記押型２０の円周方向の一部が上記円筒部１８を押圧する事になり、上記かしめ部１７の加工作業は部分的に且つ円周方向に連続して進行する事になる。この為、一般的な鍛造加工により上記かしめ部１７を形成する場合に比べて、加工時に上記円筒部１８に加える荷重を小さくできる。尚、上記抑え治具２４は、上記押型２０によるかしめ部１７の加工時に上記ハブ２ａ及び内輪３が径方向に振れる事を防止する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の様な揺動かしめにより円筒部１８をかしめ広げてかしめ部１７を形成する場合、押型２０の形状や揺動角度、押し付け荷重等の各種条件にもよるが、このかしめ広げ作業に伴って内輪３を外嵌する支持段部８に、外径が拡大する方向の力が加わる可能性がある。この結果、上記円筒部１８にかしめ部１７を形成した状態で、上記支持段部８の外径が拡大し、この支持段部８に外嵌した内輪３に過大な引っ張り応力が加わる可能性がある。そして、この様に内輪３に過大な引っ張り応力が加わると、この内輪３の外周面に形成した第二の内輪軌道９が径方向に歪む他、著しい場合にはこの内輪３に亀裂等の損傷が発生し、車輪支持用転がり軸受ユニットとして機能しなくなる可能性がある。
【００１２】
この様な支持段部８の外径が拡大する事により、上記内輪３に過大な引っ張り応力が加わる事を防止すべく、図９に示す様な構造が考えられる。即ち、内輪３を外嵌する支持段部８の外径に比べて、かしめ部１７（図８参照）となる円筒部１８の外径を小さくする事により、これら支持段部８と円筒部１８との間部分に段差部２６を設ける。より具体的には、この円筒部１８の基端部外周面で、上記内輪３の内端開口部に形成した、断面形状が四分の一円弧状の曲面部２７よりも少しだけ第二の内輪軌道９に寄った部分に、段差Ｈを有する断面円弧状の段差部２６を形成する。この様に段差部２６を設けた場合には、上記円筒部１８を直径方向外方にかしめ広げる際に、この段差部２６がかしめ広げ作業に伴って折れ曲がる部分の起点となる。この為、かしめ広げ作業に伴って上記円筒部１８に無理な力が加わりにくくなり、上記支持段部８の外径を拡大しにくくできる。
【００１３】
ところが、この様に段差部２６を設けた場合でも、内輪３に引っ張り応力が加わる事を阻止できない可能性がある。即ち、上記段差部２６を設ける事によりこの段差部２６を起点にかしめ部１７が形成されても、上記支持段部８の内端部で上記段差部２６近傍の外径は、上記円筒部１８がかしめ広げられるにつられて拡大する可能性がある。そして、この様に円筒部１８につられて支持段部８の内端部が拡大すると、やはり上述した様に内輪３に過大な引っ張り応力が加わり、著しい場合には上記第二の内輪軌道９が歪んだり、上記内輪３に亀裂等の損傷が発生したりする可能性がある。
本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットの製造方法は、この様な事情に鑑みて発明したものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の製造方法の対象となる車輪支持用転がり軸受ユニットは、前述した従来の車輪支持用転がり軸受ユニットと同様に、一端部外周面に第一のフランジを形成し、中間部外周面に第一の内輪軌道を直接又は別体の内輪を介して設けたハブと、このハブの他端部に形成した支持段部に外嵌され、外周面に第二の内輪軌道を形成した内輪と、内周面に上記第一の内輪軌道に対向する第一の外輪軌道及び上記第二の内輪軌道に対向する第二の外輪軌道を形成した外輪と、上記第一、第二の内輪軌道と上記第一、第二の外輪軌道との間に、それぞれ複数個ずつ設けられた転動体とを備える。そして、上記支持段部の他端部で少なくともこの支持段部に外嵌した内輪よりも突出した部分に形成した円筒部を直径方向外方にかしめ広げる事で形成したかしめ部により、上記ハブに外嵌した内輪をこのハブに結合固定している。
【００１５】
特に、本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットの製造方法に於いては、上記ハブとして、上記支持段部の一部でかしめ広げ作業に伴って折れ曲がる部分の起点となる部分であり、この支持段部の一端寄り部分の外径よりも他端寄り部分の外径を小さくした段差部よりも、更に一端に寄った、上記支持段部の一端寄り部分のうちの他端側の外径を、この一端寄り部分の一端側の外径に比べて小さくなったものを使用する。そして、上記内輪を上記支持段部に、上記各転動体に予圧を付与しつつ、この内輪の一端面を上記支持段部の段差面に突き当てるまで締り嵌めで外嵌する。更に、この締り嵌めに基づいて上記内輪に加わる静止摩擦力を、上記各転動体に付与された予圧に基づいてこの内輪に加わる軸方向荷重よりも大きくした状態から、上記円筒部を直径方向外方にかしめ広げる事で上記かしめ部を形成する。
上記支持段部の一部でかしめ広げ作業に伴って折れ曲がる部分の起点となる部分であり、この支持段部の一端寄り部分の外径よりも他端寄り部分の外径を小さくした段差部よりも一端に寄った、上記支持段部の一端寄り部分のうちの他端側の外径を、この一端寄り部分の一端側の外径に比べて小さくする為に、例えばこの一端寄り部分の外周面を、軸方向他端側に向かう程外径が小さくなるテーパ状とする。又は、この一端寄り部分の外周面のうちの他半部の外径を一半部の外径に比べて小さくしたり、或は、この一端寄り部分の外周面のうちの他半部を軸方向他端側に向かう程外径が小さくなるテーパ状としたりする。
【００１６】
【作用】
上述の様に構成する本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットの製造方法によれば、円筒部をかしめ広げる事によりかしめ部を形成した状態で、支持段部に外嵌した内輪に過大な応力が加わる事を防止できる。即ち、この支持段部の一部でかしめ広げ作業に伴って折れ曲がる部分の起点となる部分であり、この支持段部の一端寄り部分の外径よりも他端寄り部分の外径を小さくした段差部よりも一端に寄った、上記支持段部の一端寄り部分のうちの他端側の外径を、同じくこの一端寄り部分の一端側の外径に比べて小さくしている為、押型の形状等の各種条件により、かしめ広げ作業に伴って上記支持段部の他端部で上記起点となる部分近傍の外径が拡大したとしても、上記内輪に過大な引っ張り応力が加わる程この支持段部の外径が拡大する事を防止できる。この為、上記内輪の外周面に形成した第二の内輪軌道が径方向に歪んだり、この内輪に亀裂等の損傷が発生したりする事を防止できる。
【００１７】
しかも、本発明の製造方法の場合には、上記内輪は、上記かしめ部を形成する以前に上記支持段部に外嵌し、各転動体に予圧を付与した状態のまま、この予圧に基づく軸方向荷重に拘らず、上記内輪の一端面と上記支持段部の段差面とが当接した状態のままとなる。従って、上記かしめ部の形成作業に伴って上記内輪に、この内輪及びハブの中心軸に対し傾斜方向の力が加わっても、この内輪の一端開口周縁部が上記支持段部の外周面と強く擦れ合ったり、この内輪の中心軸が上記ハブの中心軸に対し傾斜する事を防止できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は、請求項１に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットの製造方法の特徴は、ハブ２ｂの内端部外周面に形成した支持段部８ａに内輪３（図５〜９参照）を外嵌固定する部分の形状を工夫した点にある。ハブ２ｂの内端部に設けた円筒部１８を径方向外方にかしめ広げてかしめ部１７（図５、６、８参照）とし、上記ハブ２ｂと内輪３（図５〜９参照）とを結合固定する点、並びに、得られた車輪支持用転がり軸受ユニット１ａ全体の構造及び作用は、前述の図５に示した従来構造の第２例や、同じく図９に示した本発明の参考となる構造と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は、省略若しくは簡略にし、以下、本発明の特徴部分を中心に説明する。
【００１９】
本例の製造方法により造る車輪支持用転がり軸受ユニット１ａの場合、ハブ２ｂの内端部に形成した支持段部８ａの一部で、かしめ広げ作業に伴って折れ曲がる部分の起点となる部分である段差部２６よりも外端に寄った部分のうちの内端側の外径ｄ1 を、同じくこの外端側部分のうちの外端側の外径ｄ2 に比べて小さくしている（ｄ1 ＜ｄ2 ）。即ち、上記支持段部８ａの一部で上記段差部２６よりも外端に寄った部分の外周面を、軸方向内端側に向かう程外径が小さくなる方向に僅か（図１は傾斜角度を誇張して描いている。）に傾斜したテーパ状とし、この外端に寄った部分をテーパ面部２８としている。尚、好ましくは、この様に支持段部８ａの一部をテーパ状とした場合でも、この支持段部８ａの内端部に形成した円筒部１８をかしめ広げてかしめ部１７（図８参照）を形成する前の状態で、上記内輪３の少なくとも外端部内周面を上記支持段部８ａの外周面に締り嵌めにより外嵌自在とする。そして、この内輪３の外端面を上記支持段部８ａの段差面１２に突き当てた状態で、各転動体５、５（図５〜９参照）に所望の予圧を付与する。
【００２０】
即ち、上記締り嵌めに基づいて上記内輪３に加わる静止摩擦力を、上記各転動体５、５に付与された予圧に基づいてこの内輪３に加わる軸方向荷重よりも大きくする。この様に支持段部８ａと内輪３との嵌め合いを規制すれば、上述の様にこの内輪３の外端面を上記段差面１２に突き当てて上記各転動体５、５に所望の予圧を付与した状態で、上記円筒部１８をかしめ広げる以前でも、上記内輪３をそのまま（内輪３の外端面を段差面１２に突き当てたまま）の位置に保持できる。言い換えれば、前述の図８に示す様な揺動かしめにより上記かしめ部１７を形成する際に、上記ハブ２ｂに対して上記内輪３が変位する事がなくなる。
【００２１】
上述の様に上記内輪３を上記ハブ２ｂの支持段部８ａに締り嵌めで外嵌すると共に、上記各転動体５、５に予圧を付与したならば、前述した従来技術の場合と同様、揺動かしめにより上記円筒部１８を直径方向外方にかしめ広げる事で、上記かしめ部１７を形成する。特に本例の製造方法により造る車輪用転がり軸受ユニットの場合には、この様に円筒部１８をかしめ広げる事によりかしめ部１７を形成した状態で、上記支持段部８ａに外嵌した内輪３に過大な応力が加わる事を防止できる。即ち、この支持段部８ａの一部で上記段差部２６よりも外端に寄った部分のうちの内端側の外径ｄ1 を、同じくこの外端に寄った部分のうちの外端側の外径ｄ2 に比べて小さく（ｄ1 ＜ｄ2 ）している為、かしめ広げ作業に伴って上記支持段部８ａの内端部で上記段差部２６近傍の外径が拡大したとしても、上記内輪３に過大な引っ張り応力が加わる程この支持段部８ａの外径が拡大する事を防止できる。この為、上記内輪３の外周面に形成した第二の内輪軌道９が径方向に歪んだり、この内輪３に亀裂等の損傷が発生したりする事を防止できる。
【００２２】
しかも、本発明の製造方法の場合には、上記内輪３は、上記かしめ部１７を形成する以前に上記ハブ２ｂの支持段部８ａに外嵌し、上記各転動体５、５に予圧を付与した状態のまま、この予圧に基づく軸方向荷重に拘らず、上記内輪３の外端面と上記ハブ２ｂの外周面に形成した段差面１２とが当接した状態のままとなる。従って、上記かしめ部１７の形成作業に伴って上記内輪３に、この内輪３及び上記ハブ２ｂの中心軸に対し傾斜方向の力が加わっても、この内輪３の外端開口周縁部が上記支持段部８ａの外周面と強く擦れ合ったり、この内輪３の中心軸が上記ハブ２ｂの中心軸に対し傾斜する事を防止できる。尚、本例の場合、第一の内輪軌道７（図示省略）を上記ハブ２ｂの外周面に直接形成しているが、外周面に第一の内輪軌道を形成した別体の内輪を外嵌しても良い。
【００２３】
次に、図２は、請求項１、２に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の製造方法により造る車輪支持用転がり軸受ユニット１ａの場合も、ハブ２ｂの内端部に形成した支持段部８ｂの一部で、かしめ広げ作業に伴って折れ曲がる部分の起点となる部分である段差部２６よりも外端に寄った部分のうちの内端側の外径ｄ1 を、同じくこの外端に寄った部分のうちの外端側の外径ｄ2 に比べて小さくしている（ｄ1 ＜ｄ2 ）。この為に、本例の場合は、この支持段部８ｂの一部で上記段差部２６よりも外端に寄った部分の外周面のうちの内半部の外径ｄ1 を、同じく外半部の外径ｄ2 に比べて僅かに（図２は両外径ｄ1 、ｄ2 の差を誇張して描いている。）小さくする事により、この支持段部８ｂを大径部２９と小径部３０とにより構成している。又、本例の場合も、上記支持段部８ｂの内端部に形成した円筒部１８をかしめ広げてかしめ部１７（図８参照）を形成する前の状態で、内輪３（図５〜９参照）を上記支持段部８ｂのうちの少なくとも上記大径部２９に締り嵌めにより外嵌自在としている。その他の構成及び作用は、上述した第１例と同様であるから、重複する説明は省略する。
【００２４】
次に、図３は、請求項１に対応する、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の製造方法により造る車輪支持用転がり軸受ユニット１ａの場合も、ハブ２ｂの内端部に形成した支持段部８ｃの一部で、かしめ広げ作業に伴って折れ曲がる部分の起点となる部分である段差部２６よりも外端に寄った部分のうちの内端側の外径ｄ1 を、同じくこの外端に寄った部分のうちの外端側の外径ｄ2 に比べて小さくしている（ｄ1 ＜ｄ2 ）。この為、本例の場合は、この支持段部８ｃの一部で上記段差部２６よりも外端に寄った部分の外周面のうちの内半部の外周面を、軸方向内端側に向かう程外径が小さくなる方向に僅かに傾斜した（図３は、傾斜角度を誇張して描いている。）テーパ面部２８ａとしている。又、本例の場合も、上記支持段部８ｃの内端部に形成した円筒部１８をかしめ広げてかしめ部１７（図８参照）を形成する前の状態で、内輪３（図５〜９参照）を上記支持段部８ｃのうちの少なくとも外半部に締り嵌めにより外嵌自在としている。その他の構成及び作用は、前述した第１例と同様であるから、重複する説明は省略する。
【００２５】
【発明の効果】
本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットの製造方法は、以上に述べた通り構成され作用するので、小型且つ軽量な車輪支持用転がり軸受ユニットを安定して得る事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態の第１例を、かしめ部を形成する以前の状態で示す部分断面図。
【図２】  同第２例を示す図１と同様の図。
【図３】  同第３例を示す図１と同様の図。
【図４】  従来構造の第１例を示す半部断面図。
【図５】  同第２例を示す半部断面図。
【図６】  第２例の構造の製造時にハブに内輪を固定する為、このハブの内端部をかしめ広げる状態を示す部分拡大断面図。
【図７】  同じくハブの内端部をかしめ広げる以前の状態で示す部分拡大断面図。
【図８】  揺動プレス装置の要部縦断面図。
【図９】  本発明の参考となる構造の１例を示す、図７と同様の図。
【符号の説明】
１、１ａ  車輪支持用転がり軸受ユニット
２、２ａ、２ｂ  ハブ
３  内輪
４  外輪
５  転動体
６  第一のフランジ
７  第一の内輪軌道
８、８ａ、８ｂ、８ｃ  支持段部
９  第二の内輪軌道
１０  雄ねじ部
１１  ナット
１２  段差面
１３  係止凹部
１４  第一の外輪軌道
１５  第二の外輪軌道
１６  第二のフランジ
１７  かしめ部
１８  円筒部
１９  テーパ孔
２０  押型
２１  凸部
２２  凹部
２３  揺動プレス装置
２４  抑え治具
２５  ホルダ
２６  段差部
２７  曲面部
２８、２８ａ  テーパ面部
２９  大径部
３０  小径部
【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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