(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
変形性材料のデカップリング要素と、中心回転軸（Ｘ′Ｘ）を形成する駆動装置の２個の支持部品のアセンブリであって、デカップリング要素が２個の支持部品（３、４；３′、４′；３００、４００）の面（３１、４１；３１２、４１３）の間に挿入され、前記要素が、円環形かつ連続的な中心コア（１）と、支持部品の面と対向する少なくとも二つの反対側の面（２１ｅ、２１ｉ；２１２、２１３）を有するリング（２、２００）によって形成され、前記要素は、リングの少なくとも一つの面（２１ｉ、２１ｅ；２１２、２１３）及び対向する支持部品（３、４；３′、４′；３００、４００）の対向面（３１、４１；３１２、３１３）が、噛合を提供するため、直線的な又は拡がる側面に沿って半径方向に延びる相補的な鋭利な突起を形成し、リング（２、２００）の噛合が、中心コア（１）が本質的に剪断方向の応力を受けるゾーン（Ｋ1）を突起（２ｅ、２ｉ；２′ｅ、２′ｉ、３ｅ、４ｉ、３′ｅ、４′ｉ、２０ｅ、２０ｉ；２０２、２０３；３０２、４０３）の根元部に作り出し、動力の伝達が主に前記剪断ゾーン（Ｋ1）で起き、圧縮が二次的にとどまり、前記ゾーンが、リング（２、２００）の面（２１ｅ、２１ｉ；２１２、２１３）の少なくとも一つの上で規則的に分布していることを特徴とするアセンブリ。
【請求項２】
リング（２、２００）の反対側の面及び支持部品（３、４；３′、４′；３００、４００）の対向面が鋸歯状である、請求項１記載のアセンブリ。
【請求項３】
リング（２、２００）の一つの面及び支持部品（３、４；３′、４′；３００、４００）の対向面が鋸歯状であり、リングの鋸歯状でない方の面と支持部品の対向面とが接合されている、請求項１記載のアセンブリ。
【請求項４】
リングの鋸歯状でない方の面と支持部品の対向面とが接合インサートを介して接合されている、請求項３記載のアセンブリ。
【請求項５】
リング（２）及び支持部品（３、３′；４、４′）の噛合面（２１ｅ、２１ｉ）が円柱形であって、回転軸（Ｘ′Ｘ）に対して平行であり、突起（２ｅ、２ｉ；２′ｅ、２′ｉ；３ｅ、４ｉ；３′ｅ、４′ｉ；２０ｅ、２０ｉ）が半径方向の突起である、請求項１〜４のいずれか記載のアセンブリ。
【請求項６】
円柱面の半径（Ｒ１、Ｒ２）の比の二乗が、それぞれの面の２個の突起（２ｅ、２ｉ；２′ｅ、２′ｉ；２０ｅ、２０ｉ）を間に挟む中心の角度（α1、α2）の比の逆数に等しく、対向する突起が基本パターンで周期的に分布している、請求項１〜５記載のアセンブリ。
【請求項７】
リング（２００）及び支持部品（３００、４００）の噛合面（２１２、２１３、３１２、４１３）が軸（Ｘ′Ｘ）に対して半径方向かつ垂直であり、突起（２０２、２０３；３０２、４０３）が軸方向の突起である、請求項１〜４のいずれか１項記載のアセンブリ。
【請求項８】
リング（２４０）及び支持部品（３４０、４４０）の噛合面が、円柱形（２５ｉ、２５ｅ）であり、回転軸（Ｘ′Ｘ）に対して平行であり、前記軸に対して半径方向（２７２、２７３）かつ垂直であり、突起がそれぞれ半径方向（２４ｉ、２４ｅ；３４２、４４３）及び軸方向（２６２、２６３）の突起である、請求項１〜７のいずれか記載のアセンブリ。
【請求項９】
突起が、突起が形成されているリング（２）の面（２１ｅ、２１ｉ）に対して実質的に垂直である側面（２２ａ）を有する直線的な断面（２ｅ、２ｉ）の鋸歯状突起である、請求項１〜８のいずれか記載のアセンブリ。
【請求項１０】
突起（２０ｅ、２１ｉ）が、リングの面（２１ｅ、２１ｉ）から離れながら半径（Ｒ１、Ｒ２）に対して６０°の大きさであることができる平均角（α3）で拡がる断面の側辺（２２ｂ）を形成し、台形、双曲線形又は適当な湾曲を有する形である、請求項１〜８のいずれか１項記載のアセンブリ。
【請求項１１】
突起（２′ｅ、２′ｉ）が、リング（２）を支持部品（３、４）と係合させるときにセルフセンタリングによってアンモールディング及び組み立てを容易にするため、一定であるプロフィール又は直線的に変化するプロフィールを有する、請求項９又は１０記載のアセンブリ。
【請求項１２】
リング（２）が分割されて、ハブ（３）を挿入するときには広げられ、リングをリム（４）に挿入するときには圧縮されて部品間のあそびを補償することによって取り付けをより容易にするための隙間（５）を形成している、請求項１〜１１のいずれか記載のアセンブリ。
【請求項１３】
リング（２、２００）が、完全に切り出されることによって、成形によって、押し出しの後スライスされることによって、又は射出／圧縮によって製造され、製品がまた、平坦に製造され、巻き取られた後スライスされて分割リングを形成することができる、請求項１〜１２のいずれか記載のアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンプレッサ、オルタネータ又は回転駆動を要する任意のタイプの装備品のための動力伝達システムにおける、たとえばプーリ、ホイールなどといった回転駆動装置のための、弾性材料、ゴム又はエラストマーのデカップリング要素に関する。
【０００２】
添付の図１及び１bisの縦断面図及び横断面図に示すように、プーリ又は他の回転カップリング手段は一般に、リムＢと中心ハブＣとの間に挿入される、長方形又は他の一定の断面を有するゴム製の円環形部品Ａを含む。このゴム部品は、回転中、静止位置Ｋ0と位置Ｋとの間で剪断方向に変形することにより、一定量の相対的角運動を許容して、付勢（矢印Ｅ）と反発（矢印Ｒ）との間で特に周波数フィルタ及びダンパとしてのそのデカップリング機能を実行する。
【０００３】
このリングＡは一般に、その内面及び外面を介して、内側ハブ及び外側リムをそれぞれ形成する金属製又はプラスチック材料製の円柱形支持部品にオーバモールディング又は接合されることによって固定される。また、一般的な規則として、リムとハブとの間に押し嵌めされる補強部材にリングを接合することが適切である。
【０００４】
たとえば特許ＥＰ０７４２３７７に開示されているこの解決手段は、数多くの欠点、特に
・接合がコーティング及び成形を要し、それが、接着剤及び溶剤の使用のせいで、費用の点及び環境の点で満足ではない、
・一般に金属製であるインサートが、無視できない程度の追加費用を生じさせる、
・オーバモールディングが、半径方向への変形による応力差を解消するためにさらなるスエージ加工の工程を要し、よって費用が増す、
・インサートを押し嵌めすることが部品に応力を生じさせる、そして
・システムを分解することができない
という欠点をかかえている。
【０００５】
他の文献、たとえば特許ＥＰ０７９３０３１では、リングは、連続的に凸凹のある浮き彫り部分を含み、その本質的に連続的な湾曲が、ハブ及びリムに形成された相補的な形状と対面する。これらの浮き彫り部分は二つの機能、すなわち、接合なしでのろ波及びトルク制限を行う。凹凸形は、部品どうしが、カットオフトルクを超えたときには互いに対して滑り、カットオフ未満では駆動力伝達状態に戻ることを許容する。
【０００６】
この種の解決手段は、角オフセットの増大とともに加わるトルクにおける非線形性、ひいては剛性における非線形性につながり、ろ波機能を妨げる。効果的なろ波は、システムの構造又は設けられる伝達装置のタイプに依存して異なる特定のカットオフ周波数を標的としなければならない。しかし、システムが非線形性である場合、共振周波数帯域は非常に広く、ろ波が正しく提供されない。
【０００７】
これらの欠点を解消し、弾性インサートの伝達機能を改善するために、本発明は、弾性材料における応力が本質的に剪断方向に作用するゾーンを作り出して、動力伝達機能をそれらのゾーンだけで、いかなるトルク制限効果からも独立して実行することを提案する。
【０００８】
より正確には、本発明は、中心回転軸を形成する駆動装置の２個の支持部品の面の間に挿入させるための、変形性材料、たとえば弾性材料、ゴム又はエラストマーのデカップリング要素であって、少なくとも二つの反対側の面及び中心ウェブを含むリングによって形成される要素を提供する。これらの面の少なくとも一つ及び支持部品の対向面が、噛合するのに適した相補的な鋭利な突起を形成し、リングの噛合が、中心ウェブが実質的に剪断方向の応力を受けるゾーンを突起の根元部に作り出し、これらのゾーンは、リングの面の少なくとも一つの上で規則的に離間している。中心ウェブは、リングの連続的な円環形部分から隆起なしで延びている。
【０００９】
このような条件下、リングは、他のやり方では角オフセットの増大とともに支配的になるであろう半径方向圧縮成分を減らすような応力を受ける。これが、トルクとオフセットの間の線形性を保証し、それにより、広範囲の角度、たとえば±９°を超える角度にわたって一定である剛性、ひいては狭共振帯域をもたらす。
【００１０】
具体的な実施態様では、
・リングの二つの反対側の面及び対向する支持部品の二つの反対側の面が鋸歯状である、あるいは、リングの一方の面及び支持部品の対向面が鋸歯状であり、リング及び支持部品の、鋸歯状でない方の対向面どうしが、場合によっては接合インサートを介して接合されており、
・リング及び支持部品の噛合面が円柱形であり、回転軸に対して平行及び／又は回転軸に対して半径方向かつ垂直であり、突起がそれぞれ半径方向及び／又は軸方向の突起であり、
・突起が、リングを支持部品と係合させるときセルフセンタリングによってアンモールディング及び取り付けを容易にするために、一定であるプロフィール又は直線的に変化するプロフィールを有し、
・突起が、直線的な断面を有する鋸歯状突起である、すなわち、突起が形成されているリング面に対して実質的に垂直である側面を有し、
・突起が、前記面から離れながら半径に対して６０°の大きさであることができる平均角で拡がる、台形又は適当な湾曲の双曲線である側面を形成し、好都合なことには、支持部品上のフリーリングと係合させるときにセルフセンタリングによってアンモールディング又は取り付けを容易にするためのアンダカットを有し、
・リングの回転軸に対して平行な二つの反対側の円柱面上に半径方向の突起がある場合、反対側の円柱面の半径の比の二乗が、それぞれの面の２個の突起を間に挟む中心の角度の比の逆数に等しく、反対側の突起が、基本パターンに基づいて周期的に分布して、切り替えによって一つの回転方向から他方の回転方向へと逆転させることができる一定の剪断応力をリング全体に加え、
・リングが分割されて、ハブを挿入するときには広げられ、リングをリムに挿入するときには圧縮されることにより、部品間のあそびを補償するようなやり方で取り付けをより容易にするための開口部を形成している。
【００１１】
本発明のリングは、成形によって製造することもできるし、押し出しののちスライスすることによって、すなわち「座金状物」を切り出すことによって製造することもできるし、射出／圧縮によって製造することもできる。状況によっては、製品を平坦に製造したのち巻き取り、適当な大きさに切断して分割リングを製造することもできる。
【００１２】
本発明は、より一般的には、目詰まりした場合に駆動力伝達を止めるためにトルクリミッタ又はブレーカを含む種の動力伝達システムの分野に関し、また、そのようなデカップリング要素を含む回転駆動装置に関する。
【００１３】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施態様をさらに詳細かつ非限定的に記載する。
【００１４】
図２ａの部分断面図に示すように、本発明の円柱形デカップリングリング２の例は、連続的な円環形の中心ウェブ１（図中、リングの内側に破線によって画定）と、この例では直線に沿って突出する側面２２ａを有する半径方向に延びる鋭利な突起２ｅ、２ｉとを含む。
【００１５】
突起２ｅ、２ｉの各々には、特に質量分布の点で良好な均一性を保持するため、それぞれリングの外面２１ｅ及び内面２１ｉで一つ置きに規則的に離間している。そして、連続する２個の内側突起及び外側突起の間に画定されるリングの区分が、鋸歯状の円柱面を形成するため、リングの周囲で反復する基本パターンを形成する。
【００１６】
リングは、リングの相補的な面２１ｉ及び２１ｅと対面する面３１及び４１を形成する２個の支持部品、すなわち、中心ハブ３及びリム４との間で噛合する。図示する実施例では、リム及びハブは金属製又はプラスチック製であり、リングはゴム製である。リングは、エラストマー材料と金属補強インサートとの組み合わせもしくは複数の材料又は異なる密度、すなわち
・剪断を受け、剛性を提供するコアのための密度、
・接触を補強し、摩耗に耐えるための繊維補強を有することが有利である外側突起のための密度、及び
・場合によって繊維補強を有する内側突起のための密度
を有する１種類のエラストマー材料によっても得ることができる。
【００１７】
図２ｂに示す第二の例では、突起２０ｅ及び２１ｉの側面２２ｂは、中心ウェブ１から半径方向に離れるにつれて拡がっている。断面で、各突起は台形の砂時計の形であり、図示するように平均拡がり角α3が約６０°の大きさであることができる。
【００１８】
運転中、動力の伝達は、突起２ｅ及び２ｉの根元部に限局化し、主に剪断ゾーンＫ1で起こる。直線的又は傾斜した側面によって実施されるブロッキングのせいで、圧縮は二次的にとどまる。
【００１９】
加えて、突起の断面は、曲げを制限し、ひいては中心ウェブに加わる圧縮を制限し、それにより、剪断応力を高め、圧縮応力を無視しうる程度にするのに適切である断面比を応力ゾーンに有するように寸法決めされる。
【００２０】
半径方向の突起により、円柱面２１ｅ及び２１ｉの半径の比（Ｒ１／Ｒ２）の二乗は、有利なことには、それぞれの面の２個の突起２ｅ及び２ｉを間に挟む中心における角度の比（α2／α1）の逆数に実質的に等しい。この寸法決めが、リング全体に加わり、主に突起の根元部に位置する、均一かつ一定である剪断応力Ｋ1をもたらす。この寸法決めはまた、剪断を一つの回転方向から他方の回転方向へと逆転可能にする。
【００２１】
図３の分解図ならびに図４ａ及び４ｂの断面図は、自動車コンプレッサのための駆動装置１０の一例を示す。この装置は、直線的かつ一定のプロフィールを有する円柱形デカップリングリング２ならびに直線的かつ一定のプロフィールを有する相補的な支持部品、すなわち中心ハブ３及びリム４を含む。これらの要素は、半径方向アセンブリを製造するための図２ａの要素に対応する。
【００２２】
ハブ３は、オルタネータのシャフト５０（図４ａ及び４ｂ）を軸Ｘ′Ｘを中心に駆動するための中央フルート３０を形成する。ハブの面３１には、リング２の面２１ｉ上の突起２ｉと突起２ｉとの間に形成された凹部２２ｉとで相補的である、直線的かつ一定のプロフィールを有する突起３ｅが設けられている。リム４は、それぞれリングの面２１ｅの凹部２２ｅ及び突起２ｅと係合するための突起４ｉ及び凹部４４ｉをその面４１に形成する壁４２を有する。
【００２３】
組み立ては、リングを支持部品の間に滑り込ませることによって実施される。部品は、従来の割り出し手段（光学式、機械式など）により、所望のあそび量にしたがって正確に割り出しされなければならない。
【００２４】
鋸歯状突起の高さ、すなわち深さは、トルクとして伝達される動力の関数であり、また、鋸歯状突起の具体的な形状の関数である。一例として、この高さは１mm〜５mmの範囲にあることができる。
【００２５】
製造公差のせいで、小さな量の半径方向のあそびが部品間に残ることがある。リム及びハブによって可能になる場合、わずかな量の圧を加えながらリングを取り付けることにより、分解を妨げることなく、このあそびをゼロに減らすこともできる。
【００２６】
ひとたび組み立てられると、上記アセンブリは、図４ａ及び４ｂで軸断面及び縦断面として示す外観を形成する。リム４は、ベアリング４６を介して管に取り付けられた補強部材４５によってセンタリングされる。
【００２７】
図５の分解図で示す変形態様では、リング２ａは分割式である。この方法で形成される隙間５が、ハブ２を挿入する間にリングを開くことにより、また、リングをリム４に挿入する間にリングを圧縮させ、それによって部品間のあそびを補償することにより、組み立てをより容易にする。ハブによってリングに加えられる延展力は、リムによってリングに加えられる圧縮力によって相殺される。ひとたび組み立てが完了すると、部品間にはあそびは残らない。
【００２８】
分割リングを製造するためには、部品を直接成形してもよいし、射出／圧縮によって平坦に形成したのち、巻き取って、所望の隙間を有する円柱形部品を得て、最後にそれをスライスしてリングを形成してもよい。
【００２９】
図６の分解図によって示すもう一つの変形態様では、リングの突起２′ｅ及び２′ｉならびにハブ３′及びリム４′それぞれの相補的な突起３′ｅ及び４′ｉが、直線に沿って半径方向に突出するが、軸Ｘ′Ｘに沿って変化する軸方向プロフィールを有する側面２２′を有している。
【００３０】
この例では、プロフィールの軸方向変化は線形性であって、台形である軸方向プロフィールを有する突起を形成する。このような条件下、組み立ての際、台形突起、たとえば２′ｅの小さなベース部Ｂ１が、それらが係合する相手の凹部、たとえば４４′ｉの大きなベース部Ｂ２と対面するように配置される。すると、そのような係合中に突起と凹部との間でセルフセンタリング性の嵌め合いが得られる。これらの部品を組み立てる場合には、割り出しはさほど重要ではない。このような状況下、部品は、成形によって製造することが好ましいが、押し出しによって製造し、同じくスライスしたのち、鋸歯状突起を機械加工することも可能である。
【００３１】
また、変化するプロフィール及び適当なアンダカットの存在が、リングを製造する際のアンモールディングをより容易にする。
【００３２】
図７に示す例は、半径方向反対側の面２１２及び２１３に形成された軸方向突起２０２及び２０３を有するリング２００を有する駆動装置の円柱形実施態様に関する。
【００３３】
この例では、噛合する、リングの面２１２及び２１３、中心ハブ３００の面３１２ならびにリム４００の面４１３は、回転軸Ｘ′Ｘに対して半径方向かつ垂直である。リングの突起２０２及び２０３、ハブの突起３０２ならびにリムの突起４０３は軸方向の突起である。
【００３４】
図８ａ及び８ｂの斜視図を参照すると、半径方向突起と軸方向突起とを組み合わせて有する、つまり、その軸方向反対側の面、すなわちその内面２５ｉ及び外面２５ｅに形成された半径方向突起２４ｉ及び２４ｅと、その半径方向反対側の面、すなわち２７２及び２７３に形成された軸方向突起２６２及び２６３とを組み合わせて有するリング２４０の例を見ることができる。この組み合わせ法は、組み合わせ法におけるこれらの突起の断面を、非常におおよそに言って、半分のサイズにすることができるため、組み合わされない軸方向又は半径方向の突起を有する技法で使用される材料の合計量に等しい、突起を形成するための材料の合計量を利用する。
【００３５】
図示する例では、突起は直線的であり、一定のプロフィールを有するが、上記した種々の断面及びプロフィールをこれらの突起に適用することもできる。上記のように、突起は、一定の厚さの中心コアを保持して質量及び剪断応力をバランスよく分散させるために、リングの全周囲で一つ置きにある。
【００３６】
図９ａ及び９ｂの軸断面図及び縦断面図で示すように、半径方向突起と軸方向突起とを組み合わせたこのリング２４０は、相補的な突起３４２及び４４３を形成するハブ３４０及びリム４４０に結合される。このアセンブリは本発明の駆動装置１１を形成する。これらの図はまた、同じ参照記号を有する、それぞれ等価である図４ａ及び４ｂの要素を示す。ハブ４４０は、ベアリング４６を介して管に取り付けられた補強部材４５によってセンタリングされる。
【００３７】
図１０の分解図は、リング２８０の反対側の円柱形両面２９２及び２８３それぞれに一つ置きに形成された円柱形スタッド２８２及び２８３の形態の半径方向突起を有するリング２８０を含む駆動装置１２の変形態様を示す。ハブ３８０及びリム４８０は、スタッドを収容するためのそれぞれの切欠き部３８２及び４８３を形成する。
【００３８】
本発明は、記載し、図示した実施態様に限定されない。変形性プラスチック材料、ポリプロピレン、ポリエチレンもしくはポリアミド又は熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）タイプの複合材料でリングを製造することが可能である。
【００３９】
また、直径が多数の鋸歯状突起を収容することを可能にする場合、インサートを保持し、外面の鋸歯状突起を使用することが可能である。噛合は、リングとリムとの間又はリムと中心ハブとの間の１対の対向面だけで実施し、他方の対を接合してもよい。
【００４０】
本発明は、フィルタ、ダンパ又はアブソーバ要素を含むすべての駆動装置に適用可能である。一例として、回転駆動される装備品は、自動車の駆動又は伝達要素であることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】弾性材料の従来技術リングの断面図である（上記）。
【図１ｂｉｓ】弾性材料の従来技術リングの断面図である（上記）。
【図２ａ】２個の相補的支持部品の間に取り付けられた、一定の、すなわちそれぞれ直線的なプロフィール及び拡がるプロフィールを有するデカップリングリングの部分断面図であり、本発明のリングの剪断挙動を説明するのに役立つ図である。
【図２ｂ】２個の相補的支持部品の間に取り付けられた、一定の、すなわちそれぞれ直線的なプロフィール及び拡がるプロフィールを有するデカップリングリングの部分断面図であり、本発明のリングの剪断挙動を説明するのに役立つ図である。
【図３】半径方向組み立てのために直線的かつ一定であるプロフィールを有するデカップリングリング及び支持部品を含む駆動装置の一例の分解図である。
【図４ａ】組み立てられた後の上記アセンブリを示す、それぞれＡ−Ａ及びＢ−Ｂから見た軸断面図及び縦断面図である。
【図４ｂ】組み立てられた後の上記アセンブリを示す、それぞれＡ−Ａ及びＢ−Ｂから見た軸断面図及び縦断面図である。
【図５】分割リングを有する変形態様の分解図である。
【図６】セルフセンタリングのための変化するプロフィールを有するリング及び支持部品を含む変形態様の分解図である。
【図７】半径方向反対側の面に形成された軸方向突起を有するリングを含む駆動装置の一例の分解図である。
【図８ａ】半径方向及び軸方向の突起を有するリングの一例を示す、二つの異なる角度で見た斜視図である。
【図８ｂ】半径方向及び軸方向の突起を有するリングの一例を示す、二つの異なる角度で見た斜視図である。
【図９ａ】直前の例のリングを含む本発明の駆動装置を示す、それぞれＡ−Ａ及びＢ−Ｂから見た軸断面図及び半径方向断面図である。
【図９ｂ】直前の例のリングを含む本発明の駆動装置を示す、それぞれＡ−Ａ及びＢ−Ｂから見た軸断面図及び半径方向断面図である。
【図１０】円柱形スタッドの形態の半径方向突起を有するリングを含む本発明の駆動装置の一例の分解図である。
【図１】
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【図１ｂｉｓ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図１０】
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