(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
右サイドフレームと左サイドフレームを備え略方形の車体フレームと、
前記車体フレームの中央部に取り付けられたシートと、
前記シートの前方にて前記車体フレームの前部に取り付けられたハンドルと、
前記車体フレームの前部に回転自在に取り付けられた２つの前輪と、
前記車体フレームの後部に回転自在に取り付けられたリア車軸と、
前記リア車軸の両端部に取り付けられた２つの後輪と、  
前記後輪の一方に近接して前記リア車軸に取り付けられたドリブンスプロケットと、
前記ドリブンスプロケットの近傍にて前記車体フレームの後部に取り付けられ、外部に突出する突設部を有する駆動シャフトを有する電動機と、
前記駆動シャフトの突設部に固定され、前記ドリブンスプロケットに連結されたドライブスプロケットとからなり、
前記車体フレームの後方部に取り付けられ、前記電動機に駆動制御された電力を供給するドライバ装置と、
前記車両フレームの中央部にて右サイドフレーム及び左サイドフレームに取り付けられ、前記ドライバ装置に電力を供給する複数のバッテリーとを備えた電動レーシングカートにおいて、
前記電動機は、外気を排出する複数の第１通気孔と、外気を取入れる複数の第２通気孔とを有する本体部を備え、
前記電動機には、互いに連通し、それぞれの開口面が互いに略直交して配置された取入口と排出口を有し、前記排出口が前記複数の第２通気孔を内包し、前記取入口が前記後輪から前記前輪に向かう方向に向けて配置された外気取入手段が取り付けられていることを特徴とする電動レーシングカート。
【請求項２】
請求項１に記載された電動レーシングカートにおいて、
前記外気取入手段は、
前記取入口から前記排出口に連なる中空の連通部を有し、前記連通部の下端に下面部を備え、前記下面部は前記取入口に向けて、下り勾配となっていることを特徴とする電動レーシングカート。
【請求項３】
請求項１乃至２のいずれかに記載された電動レーシングカートにおいて、
前記電動機は、
内側に突出した複数の突極を有する略円環形状のステータと、
前記ステータの一端に配設され、複数の第１通気孔を有するフロントブラケットと、
前記ステータの他端に配設され、複数の第２通気孔を有するエンドブラケットと、
前記フロントブラケットとエンドブラケットとに回転自在に支持される駆動シャフトと、
前記駆動シャフトに固定され、外側に突出した複数の突極を有し、前記ステータの内側に内設されるロータと、
前記電動機の内部において、前記ロータの端部の近傍にて、前記駆動シャフトに取り付けられた少なくとも一つのファンと、
前記ステータの複数の突極に巻装されたコイルを備え、
前記フロントブラケットには前記駆動シャフトが挿通する挿通孔が設けられており、前記駆動シャフトの突設部が前記フロントブラケットから外部に挿設される電動機であることを特徴とする電動レーシングカート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、冷却用の空気吸入口を有する電動機を用いた電動レーシングカートに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーシングカートの原動機としてエンジンが用いられるのが一般的であり、走行中に生じるエンジンの発熱によりエンジンの焼き付きや燃焼効率の低下が生じる。それらの現象を防止するため、エンジンの温度上昇をいかに抑制するかが重要な問題とされている。その問題の解決のためレーシングカートの走行中に生じる走行風を有効に活用してエンジンの冷却を行なっているものもある。例えば、エンジンに走行風が導かれ易くなるようにフロントバンパーに凹部又は開口部を形成し、この凹部又は開口部により導かれた空気にエンジンを冷却させるものがある（特許文献１参照）。このように、レーシングカートの原動機としてはエンジンが一般的であるが、近年、レーシングカートの原動機として直流モータ等の電動機が用いられているものもあり（例えば、特許文献２参照）、このような電動レーシングカートにおいても原動機である電動機の温度上昇を抑止する必要がある。
【特許文献１】特開平９−９５１９０号公報
【特許文献２】特開２００１−２１８３０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のように電動レーシングカートの電動機においてもその温度上昇を抑止する必要があるのは以下の理由による。直流モータ等の電動機には、絶縁皮膜したコイルが一般に用いられているが、このコイルの温度が上昇するとコイルの抵抗値が増加してしまい、電動機の出力および入出力効率の低下等の問題が生じる。そこで、エンジンと同じように電動機を冷却し、その温度上昇を抑止する必要がある。また、サーキットを走行する電動レーシングカートは加減速を頻繁に繰り返えし、特に、低速から高速に加速する加速時において電動機のコイルに大量の電流が流れるため、走行中に電動機は高温になる。そこで、電動レーシングカートの走行風を有効に活用して電動機を冷却することが望まれる。
【０００４】
そこで、本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、電動レーシングカートが走行中に受ける走行風を有効に活用して適切に冷却できる電動機を用いた電動レーシングカートを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、本発明の電動レーシングカートは、右サイドフレームと左サイドフレームを備え略方形の車体フレームと、前記車体フレームの中央部に取り付けられたシートと、前記シートの前方にて前記車体フレームの前部に取り付けられたハンドルと、前記車体フレームの前部に回転自在に取り付けられた２つの前輪と、前記車体フレームの後部に回転自在に取り付けられたリア車軸と、前記リア車軸の両端部に取り付けられた２つの後輪と、前記後輪の一方に近接して前記リア車軸に取り付けられたドリブンスプロケットと、前記ドリブンスプロケットの近傍にて前記車体フレームの後部に取り付けられ、外部に突出する突設部を有する駆動シャフトを有する電動機と、前記駆動シャフトの突設部に固定され、前記ドリブンスプロケットに連結されたドライブスプロケットとからなり、前記車体フレームの後方部に取り付けられ、前記電動機に駆動制御された電力を供給するドライバ装置と、前記車両フレームの中央部にて右サイドフレーム及び左サイドフレームに取り付けられ、前記ドライバ装置に電力を供給する複数のバッテリーとを備えた電動レーシングカートにおいて、前記電動機は、外気を排出する複数の第１通気孔と、外気を取入れる複数の第２通気孔とを有する本体部を備え、前記電動機には、互いに連通し、それぞれの開口面が互いに略直交して配置された取入口と排出口を有し、前記排出口が前記複数の第２通気孔を内包し、前記取入口が前記後輪から前記前輪に向かう方向に向けて配置された外気取入手段が取り付けられている。
【０００６】
これにより、電動レーシングカートが走行中に受ける走行風を有効に活用して、走行速度の上昇ともに多くの外気を電動機の内部に取入れることができ、電動機の作動時に生じるコイルの温度上昇を有効に抑止することができる。
【０００７】
また、本発明の電動レーシングカートの前記外気取入手段は、前記取入口から前記排出口に連なる連通部を有し、前記連通部の下端に下面部を備え、前記下面部は前記取入口に向けて、下り勾配となっている。これにより、雨天に電動レーシングカートを走行させた場合に取入口から浸入する雨水を適切に排出し、電動機の内部に雨水が入り込むのを有効に防止することができる。
【０００８】
さらに、本発明の電動レーシングカートの電動機は、内側に突出した複数の突極を有する略円環形状のステータと、前記ステータの一端に配設され、複数の第１通気孔を有するフロントブラケットと、前記ステータの他端に配設され、複数の第２通気孔を有するエンドブラケットと、前記フロントブラケットとエンドブラケットとに回転自在に支持される駆動シャフトと、前記駆動シャフトに固定され、外側に突出した複数の突極を有し、前記ステータの内側に内設されるロータと、前記電動機の内部において、前記ロータの軸端部の近傍にて、前記駆動シャフトに取り付けられた少なくとも一つのファンと、前記ステータの複数の突極に巻装されたコイルを備え、前記フロントブラケットには前記駆動シャフトが挿通する挿通孔が設けられており、前記駆動シャフトの突設部が前記フロントブラケットから外部に挿設される。
【０００９】
このように、電動レーシングカートの駆動時に回転する駆動シャフトにファンが取り付けられていることで、電動機の内部には強制的な外気の軸流が生じ、前記外気取入手段の取入口からの外気の流入を増加させるとともに、電動機からの排出を増加でき、効果的に電動機を冷却することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明にあっては、エンドブラケットに外気を取入れる外気取入手段を取り付けた構造としたことで、走行風を有効に活用してコイルの発熱の抑止を図ることができる電動機を備える電動レーシングカートを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態の電動レーシングカートについて、図１および図２に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態の電動レーシングカートの平面図である。図２は、図１の電動機等を示す部分（Ｐ）を拡大した斜視図である。
【００１２】
電動レーシングカート１は、車体フレーム２と、車体フレーム２の中央部に取り付けられたシート３と、シート３の前方にて車体フレーム２の前部に取り付けられたバンドル４と、車体フレーム２の前部に設けられたブレーキペダル５と、車体フレーム２の前部に設けられたアクセルペダル６と、車体フレーム２の前部に回転自在に取り付けられた右前輪７と左前輪８、車体フレーム２の後部に回転自在に取り付けられたリア車軸９と、リア車軸９の両端部に取り付けられた右後輪１０と左後輪１１からなる。
【００１３】
車体フレーム２は、鉄製のパイプで形成されており、右サイドフレーム２ａと左サイドフレーム２ｂと、右サイドフレーム２ａと左サイドフレーム２ｂを渡る複数のクロスメンバー２ｃにて略方形に形成されている。
【００１４】
また、右後輪１０に近接してリア車軸９に取り付けられたドリブンスプロケット１２と、ドリブンスプロケット１２の近傍にて車体フレーム２の後部に取り付けられた電動機１００と、前記電動機１００の一端から突設する突設部１０４ａを有する駆動シャフト１０４と、駆動シャフト１０４の突設部１０４ａに固定されたドライブスプロケット１３と、ドライブスプロケット１３と前記ドリブンスプロケット１２に係着されるチェーン１４とが、電動レーシングカート１に備え付けられている。また、車体フレーム２の後部にドライバ装置２００が取り付けられており、電動機１００と配線２００ａにて電気的に接続されている。さらに、前記車体フレーム２の中央部にて右サイドフレーム２ａ及び左サイドフレーム２ｂに複数のバッテリー３００が取り付けられており、ドライバ装置２００と配線（図示せず）にて電気的に接続されている。
【００１５】
ここで、Ｌ字形状の取付プレート１５のフレーム取付部１５ｂには第１フランジ１６が固定され、第１フランジ１６と第２フランジ１７で２本の右サイドフレーム２ａを挟み込むことで、取付プレート１５は、車体フレーム２に固定される。電動機１００は、車体フレーム２に固定された取付プレート１５の電動機取付部１５ａとフロントブラケット１５が接合されることにより、車体フレーム２に固定される。
【００１６】
バッテリー３００は鉛バッテリーであり、右サイドフレーム２ａ及び左サイドフレーム２ｂにそれぞれ３個ずつ合計６個取り付けられており、一つのバッテリー３００の電圧は１２Ｖであり、合計７２Ｖの電圧の電力がバッテリー３００から配線（図示せず）によりドライバ装置２００に供給される。また、ドライバ装置２００からは電動機１００の回転制御のために駆動制御した電力が電動機１００に供給される。
【００１７】
ドライバ装置２００からの駆動制御された電力が電動機１００に入力されると電動機１００の駆動シャフト１０４が回転し、その動力は駆動シャフト１０４の突設部１０４ａに取り付けたドライブスプロケット１３からチェーン１４を通じドリブンスプロケット１２へと伝わり、ドリブンスプロケット１２は回転する。ドリブンスプロケット１２はリア車軸９に固定されており、リア車軸９の両端部に固定されている右後輪１０及び左後輪１１が回転する。ここで、ドリブンスプロケット１２の歯数はドライブスプロケット１３の歯数の１０倍程度に設定されており、駆動シャフト１０４の回転の回転数が、１０分の１程度に減速されて、右後輪１０及び左後輪１１を回転させることになる。
【００１８】
次に、本発明の実施形態の電動機について、図３から図５に基づいて説明する。図３は、本発明の実施形態の電動機の正面図である。図４は、図３にて指示した断面Ａ−Ａの断面図である。図５は、図３にて指示した断面Ｂ‐Ｂの断面図である。
【００１９】
電動機１００は、内側に突出した複数の突極１０１ｂを有する略円環形状のステータ１０１と、ステータ１０１の一端１０１ｃに配設され、複数の第１通気孔１０２ａを有するフロントブラケット１０２と、ステータ１０１の他端１０１ｄに配設され、複数の第２通気孔１０３ａを有するエンドブラケット１０３と、フロントブラケット１０２とエンドブラケット１０３とに回転自在に支持される駆動シャフト１０４と、駆動シャフト１０４に固定され、外側に突出した複数の突極１０５ｂを有し、ステータ１０１の内側に内設されるロータ１０５と、電動機１００の内部において、ロータ１０５に近接して、駆動シャフトに取り付けられたフロントファン１０６およびエンドファン１０７と、前記ステータ１０１の複数の突極１０１ｂそれぞれに巻装されたコイル１０８からなり、エンドブラケット１０３には、外気取入手段４００が取り付けられている。
【００２０】
ロータ１０５は、磁性材料の薄板状のコア１０５ａを積層して形成されており、４個の突極１０５ｂが外側に突出しており、その中心部にて駆動シャフト１０４が外嵌固定されている。ロータ１０５の一端１０５ｃの外側にフロントファン１０６が、他端１０５ｄの外側にエンドファン１０７が、駆動シャフト１０４に固定されている。
【００２１】
また、駆動シャフト１０４の第１段付部１０４ｂ及び第２段付部１０４ｃには、それぞれ第１軸受１０９及び第２軸受１１０が内輪圧入にて固定されている。なお、駆動シャフト１０４の突設部１０４ａに固定されたドライブスプロケット１３には、電動レーシングカート１の駆動時にラジアル方向の大きな力が加わるため、突設部１０４ａに近接する第１軸受１０９の外径は、第２軸受１１０の外径に比べて、径の大きいものを使用している。
【００２２】
ステータ１０１は、磁性材料の薄板状のコア１０１ａを積層して形成されており、６個の突極１０１ｂが内側に突出しており、この突極１０１ｂのそれぞれにコイル１０８が巻装されている。また、ステータ１０１は円環形状のステータケース１１１の内側に挿入される。ステータ１０１の内側に、駆動シャフト１０４、第１軸受１０９および第２軸受１１０が組付けられたロータ１０５が配置され、フロントブラケット１０２の挿通孔１０２ｂから駆動シャフト１０４の突設部１０４ａを挿通させ、ステータ１０１の一端１０１ｃには６個の第１通気孔１０２ａが形成されたフロントブラケット１０２が配設されるとともに、ステータ１０１の他端１０１ｄには６個の第２通気孔１０３ａが形成されたエンドブラケット１０３が配設され、セットボルト（図示せず）によりフロントブラケット１０２及びエンドブラケット１０３はステータ１０１に固定される。第１軸受１０９及び第２軸受１１０は、それぞれフロントブラケット１０２及びエンドブラケット１０３にて外輪を挿入し固定され、ロータ１０５はステータ１０１の内側にて回転自在に支持される。
【００２３】
フロントファン１０６およびエンドファン１０７は、同一形状であり、それぞれ４枚の翼１０６ａ（１０７ａ）を備えている。フロントファン１０６およびエンドファン１０７の４枚の翼１０７ａ（１０６ａ）は、ロータ１０５の４個の突極１０５ｂの間に位置するように配置される。この配置によりロータ１０５の突極１０５ｂの間を円滑に外気の軸流が流れる。また、フロントブラケット１０２からエンドブラケット１０３の方向に駆動シャフト１０４を見て駆動シャフト１０４が時計回り方向Ｒ１に回転したときに、エンドブラケット１０３からフロントブラケット１０２に向けて外気の軸流を生じさせる向きとなるようにフロントファン１０６およびエンドファン１０７の翼１０６ａ（１０７ａ）は配置されている。
【００２４】
エンドブラケット１０３のレゾルバ保持部１０３ｂにおいてレゾルバステータ１１２が圧入固定され、駆動シャフト１０４の第三段付部１０４ｄにおいてレゾルバステータ１１２の内側に位置するようにレゾルバロータ１１３が駆動シャフト１０４に固定される。また、レゾルバロータ１１３及びレゾルバステータ１１２を粉塵等から保護するため、エンドブラケット１０３のカバー保持部１０３ｃにレゾルバカバー１１５が固定される。このレゾルバステータ１１２からの回転信号が、配線２００ａを通じてドライバ装置２００に入力され、この回転信号に基づき駆動制御された電力がドライバ装置２００から配線２００ａを通じて電動機１００に出力される。
【００２５】
次に、本実施形態の発明の外気取入手段及びその電動機への取り付けについて、主に図６及ぶ図７に基づいて説明する。図６は、外気取入手段の斜視図であり、図７は、外気取入手段の電動機への取り付けを示す斜視図である。
【００２６】
外気取入手段４００は、樹脂製の薄肉の略箱型構造であり、第１側面部４０１、第２側面部４０２、上面部４０３、下面部４０４と円弧壁部４０５とからなり、取入口４０６と排出口４０７を備える。ここで、第１側面部４０１、第２側面部４０２、上面部４０３、下面部４０４と円弧壁部４０５とからなる中空の連通部４１０が形成される。第１側面部４０１と第２側面部４０２は、それぞれ薄板の平板形状の略同一形状をしており、第１側面部４０１および第２側面部４０２は、それぞれ円弧４０１ａ（４０２ａ）と、円弧４０１ａから連なる上辺４０１ｂ（４０２ｂ）と下辺４０１ｃ（４０２ｃ）、並びに上辺４０１ｂ（４０２ｂ）と下辺４０１ｃ（４０２ｃ）をつなぐ開口辺４０１ｄ（４０２ｄ）を有する。第１側面部４０１と第２側面部４０２は略平行にて配置されており、第１側面部４０１と第２側面部４０２のそれぞれの円弧４０１ａ（４０２ａ）は円弧壁部４０５で、第１側面部４０１と第２側面部４０２のそれぞれの上辺４０１ｂ（４０２ｂ）は上面部４０３で、それぞれの下辺４０１ｃ（４０２ｃ）は下面部４０４で接合され、第１側面部４０１、第２側面部４０２、上面部４０３、下面部４０４と円弧壁部４０５は、一体的に形成されている。
【００２７】
第１側面部４０１と第２側面部４０２の開口辺４０１ｄ（４０２ｄ）と、それに連なる上面部４０３と下面部４０４の開口辺４０３ａ（４０４ａ）とで略方形の取入口４０６が形成され、第２側面部４０２の円弧４０２ａの内側に略円形の排出口４０７が形成される。取入口４０６と排出口４０７の開口面の角度θは略直角であり、それぞれの開口面は略直交している。
【００２８】
薄肉の箱型構造の外気取入手段４００において、開口部は取入口４０６と排出口４０７のみであり、取入口４０６と排出口４０７は外気の流路として連通する。排出口４０７の内径Ｄ１は、エンドブラケット４０３の側面部１０３ｄの外径Ｄ２と略同一に設定されており、排出口４０７は、エンドブラケット１０３の６個の第２通気孔１０３ａをすべて内包できる。排出口４０７の開口側面部４０７ａをエンドブラケット１０３の側面部１０３ｄに勘合し、外気取入手段４００はエンドブラケット１０３の６個の第２通気孔１０３ａをすべて内包しつつ電動機１００に固定される。
【００２９】
上面部４０３と下面部４０４は平行に配置されておらず、上面部４０３と下面部４０４の距離Ｌは、取入口４０６に近づくにつれて大きくなっている。このため、上面部４０３を大地と略平行とした場合、取入口４０６に近づくにつれ、連通部４１０の下端に備わる下面部４０４は大地に向かい近づくように傾斜する下り勾配を形成し、外気取入手段４００に雨水が入ってしまった場合に、適切に雨水を外部に排出できる。
【００３０】
電動機が回転し電動レーシングカートが走行しているときの外気の流れについて、図８及び図８に基づいて説明する。図８は、本実施形態の発明の電動レーシングカートが走行しているときの走行風の流れを示す斜視図である。図９は、走行風の電動機の内部の流れを示す平面図である。外気取入手段４００の取入口４０６は、電動レーシングカート１の進行方向Ｓである後輪１０（１１）から前輪７（８）に向かう方向に向けて配置されている。また、上面部４０３は大地に略平行に設定されており、下面部４０４は取入口４０６に近づくにつれ大地に近づくように傾斜している。
【００３１】
電動レーシングカート１を進行方向Ｓに駆動させるためには、電動レーシングカート１の右後輪１０から左後輪１１の方向に見て、後輪１０（１１）を時計方向Ｒ２に回転させる必要があるが、そのためには、フロントブラケット１０２からエンドブラケット１０３の方向に見て、駆動シャフト１０４を時計方向Ｒ１に回転させる必要がある。駆動シャフト１０４が時計方向Ｒ１に回転すると、駆動シャフト１０４に固定されたフロントファン１０６およびエンドファン１０７が回転し、上述のように、電動機１００の内部にてエンドブラケット１０３からフロントブラケット１０２の方向に強制的に外気の軸流が生じる。
【００３２】
上述のように、取入口４０６が進行方向Ｓに向けて配置されるので、電動レーシングカート１が走行するときに、大量の走行風Ｗを取入口４０６に取入れることができ、排出口４０７に内包される６個の第２通気孔１０３ａに大量の走行風Ｗを流入させることができる。また、フロントファン１０６およびエンドファン１０７の回転による走行風Ｗの吸引（排出）により、走行速度と同等以上の速度で走行風Ｗを流入させることとなり、コイル１０８を効果的に冷却することができ、コイル１０８の温度上昇を有効に抑止することが可能となる。
【００３３】
さらに、フロントブラケット１０２から走行風Ｗを排出するため、駆動中に生じるドライブスプロケット１３とチェーン１４の磨耗粉等の粉塵が電動機１００の内部に侵入することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施形態の電動レーシングカートの平面図である。
【図２】図１の電動機等を示す部分（Ｐ）を拡大した斜視図である。
【図３】本発明の実施形態の電動機の正面図である。
【図４】図３にて指示した断面Ａ−Ａの断面図である。
【図５】図３にて指示した断面Ｂ‐Ｂの断面図である。
【図６】本発明の実施形態の外気取入手段の斜視図である。
【図７】本発明の実施形態の外気取入手段の電動機への取り付けを示す斜視図である。
【図８】本実施形態の発明の電動レーシングカートが走行しているときの走行風の流れを示す斜視図である。
【図９】本実施形態の発明の電動レーシングカートが走行しているときの走行風の電動機の内部の流れを示す平面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  電動レーシングカート
２  車体フレーム
２ａ  右サイドフレーム
２ｂ  左サイドフレーム
３  シート
４  ハンドル
７  右前輪
８  左前輪
９  リア車軸
１０  右後輪
１１  左後輪
１２  ドリブンスプロケット
１３  ドライブスプロケット
１００  電動機
１０１  ステータ
１０２  フロントブラケット（本体部）
１０２ａ  第１通気孔
１０２ｂ  挿通孔
１０３  エンドブラケット（本体部）
１０３ａ  第２通気孔
１０４  駆動シャフト
１０４ａ  突設部
１０５  ロータ
１０６  フロントファン（ファン）
１０７  エンドファン（ファン）
１０８  コイル
４００  外気取入手段
４０１  第１側面部（連通部）
４０２  第２側面部（連通部）
４０３  上面部（連通部）
４０４  下面部（連通部）
４０５  円弧壁部
４０６  取入口
４０７  排出口
【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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