(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪と、残留圧縮応力の増加によって制振効果が低下する制振合金よりなり前記外輪の外周面に設けられる円環状の制振部材と、を備え、リング用溝を有する外部ケースに装着される軸受装置であって、
前記外輪は、前記外周面の軸方向一端側において径方向に突出し前記制振部材の軸方向一端側への移動を防止する固定部と、前記外周面の軸方向他端側に設けられた周溝と、を備えており、
更に、前記周溝に嵌合して固定され、前記制振部材の軸方向他端側への移動を防止するとともに、前記制振部材よりも径方向外方に突出し、この突出した部分が前記リング用溝に装着されるリング状部材と、を備え、
前記制振部材は、軸方向一端側に形成された薄肉部と、軸方向他端側に形成された前記薄肉部以外の残余の部分と、を有するとともに、前記外部ケースから脱落しうるしめしろ又はすきまで当該外部ケースに嵌合され、
前記薄肉部は、前記制振部材の軸方向一端側及び軸方向他端側への移動を阻止すべく、前記固定部の一部を収容することにより又は前記固定部に圧入されることにより前記固定部と係合され、
前記残余の部分は、残留圧縮応力が作用していない状態又は残留圧縮応力が極めて弱い状態で外輪の外周面に固定されていることを特徴とする軸受装置。
【請求項２】
軸受部分が円筒ころ軸受又は針状ころ軸受であることを特徴とする請求項１に記載の軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周面に制振部材を備えた軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
軸受装置の近傍で発生する種々の有害な振動を吸収するため、軸受装置と外部部材（ハウジング等）との間に制振材料を介在させることがある。
たとえば、内外輪及び転動体を備えた管楽器用の玉軸受において、外輪の外周面や内輪の内周面などの軌道輪周面に、比較的低い弾性係数を有する樹脂等よりなる制振部材を設ける技術が知られている（特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２０００−１１０８４４号公報（図２、図３、第３頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、制振部材が樹脂等の耐熱性や剛性に乏しい部材よりなる場合には、高温となる部位や高剛性を要する部位に設置することができないという問題がある。
また、従来技術においては、制振部材を軌道輪周面上に固定する手法は、単に外部部材と軸受の軌道輪周面との間に制振部材を挟み込んでいるだけである。よって、軸受を外部部材に対して強固に固定しようとすると、軸受−外部部材間のしめしろを比較的大きくして圧入する必要があるが、この場合制振部材の残留圧縮応力が大きくなり制振効果が低下することとなる。逆に、制振効果の低下を避けるべく制振部材の残留圧縮応力を少なくしようとすると、振動等の影響もあり軸受が外部部材から脱落しやすくなる。
【０００４】
本発明は、かかる状況に鑑みなされたものであり、制振部材を備えた軸受装置において、耐熱性と剛性が比較的高く、且つ、制振部材の残留圧縮応力を最小限としつつ脱落を防止できる軸受装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の軸受装置は、外輪と、残留圧縮応力の増加によって制振効果が低下する制振合金よりなり前記外輪の外周面に設けられる円環状の制振部材と、を備え、リング用溝を有する外部ケースに装着される軸受装置であって、前記外輪は、前記外周面の軸方向一端側において径方向に突出し前記制振部材の軸方向一端側への移動を防止する固定部と、前記外周面の軸方向他端側に設けられた周溝と、を備えており、更に、前記周溝に嵌合して固定され、前記制振部材の軸方向他端側への移動を防止するとともに、前記制振部材よりも径方向外方に突出し、この突出した部分が前記リング用溝に装着されるリング状部材と、を備え、前記制振部材は、軸方向一端側に形成された薄肉部と、軸方向他端側に形成された前記薄肉部以外の残余の部分と、を有するとともに、前記外部ケースから脱落しうるしめしろ又はすきまで当該外部ケースに嵌合され、前記薄肉部は、前記制振部材の軸方向一端側及び軸方向他端側への移動を阻止すべく、前記固定部の一部を収容することにより又は前記固定部に圧入されることにより前記固定部と係合され、前記残余の部分は、残留圧縮応力が作用していない状態又は残留圧縮応力が極めて弱い状態で外輪の外周面に固定されていることを特徴とする。
【０００６】
このようにすると、制振部材が制振合金からなるので、一般的な樹脂等からなる場合と比較して耐熱性と剛性とが向上する。そして、外輪の外周面に設けられた制振部材は固定部とリング状部材とにより挟まれているから、制振部材を強く圧入しなくても外輪の外周面から脱落しない。且つリング状部材は制振部材よりも径方向に突出しているから、リング状部材の当該突出部分を外部ケース等に係合させることにより、強く圧入しなくても軸受装置が外部ケース等から脱落することがない。よって、制振部材の残留圧縮応力を最小限としつつ、制振部材や軸受装置自体の脱落を確実に防止することができる。
【００１０】
本発明の軸受装置は、その軸受部分が円筒ころ軸受又は針状ころ軸受であるのが好ましい。円筒ころ軸受や針状ころ軸受は、通常、アキシャル荷重がほとんど作用しない部位で用いられ、外部部材に対して強く圧入しない状態で使用されるため、同じく強い圧入を要しない構成とされた本発明において好適に用いられる。
【発明の効果】
【００１１】
制振部材として制振合金を用い、また、固定部及び各リング状部材を固定手段として用いたので、耐熱性や剛性が比較的高く、且つ、制振部材の残留圧縮応力を最小限としつつ脱落を防止できる軸受装置とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の実施形態について、以下に図面を参照しつつ説明する。
図１（ａ）は、本発明の第一実施形態である自動車のトランスミッション用の軸受装置１の断面図である。なお、図１（ａ）及び後述の図２〜図６では、断面図は中心軸から半分のみ図示し、残りの部分は図示を省略している。
この軸受装置１は、その軸受部分が円筒ころ軸受１１とされている。この円筒ころ軸受１１は、周方向略等間隔おきに配置された転動体としての複数の円筒ころ２と、この円筒ころ２が転動する軌道面３ａを備えた軌道輪としての外輪３と、円筒ころ２の配置を周方向略等間隔おきに保持する保持器４と、を有している。そしてこの軸受装置１は、外輪３の外周面３ｂに設けられた円環状の制振部材５を備えている。制振部材５は、例えばＦｅ−Ａｌ系合金、Ｆｅ−Ｃｒ系合金、Ｍｎ−Ｃｕ系合金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金、Ｎｉ−Ｔｉ系合金、Ｍｇ系合金等の制振合金よりなる。
軸受装置１はトランスミッションのアルミ製のミッションケース１２に装着され且つトランスミッション内の駆動軸１０に外嵌しており、ミッションケース１２に対して駆動軸１０を回動自在に支持している。従って、軸受装置１の円筒ころ軸受１１とミッションケース１２との間に制振部材５が介在する状態となっている。
【００１３】
外輪３は、その外周面３ｂの軸方向一端側において径方向外側に突出するフランジ状の固定部６を有している。円環状の制振部材５の軸方向一端側端面５ａはこの固定部６に当接しており、この固定部６により制振部材５の軸方向一端側への移動が防止されている。
【００１４】
一方、外輪３の外周面３ｂの軸方向他端側には、当該外周面３ｂの全周に亘って周溝９が設けられている。そして、この周溝９には、第一リング状部材７が嵌合しており、第一リング状部材７はかかる周溝９への嵌合により外輪３の外周面３ｂ側に固定されている。なお第一リング状部材７は、Ｃリングであり、一旦拡径するように弾性変形させた後に周溝９内に嵌め込んで設置され、その弾性力により周溝９内に固定されている。
第一リング状部材７の厚み（軸方向厚み）は周溝９の溝幅（軸方向幅）と略同一とされているため、第一リング状部材７は周溝９に嵌合しつつ着実に固定されている。また、第一リング状部材７の径方向幅は周溝９の径方向深さよりも大きくされているので、第一リング状部材７は外周面３ｂよりも径方向外側に突出している。
【００１５】
さらに、この第一リング状部材７と制振部材５との間には、スナップリングである第二リング状部材８が設けられている。第二リング状部材８は、第一リング状部材７と制振部材５の軸方向他端側端面５ｂとの間の隙間に挿入もしくは挟まれることにより、外輪３の外周面３ｂ上に固定されている。換言すれば、制振部材５は、その軸方向他端側に設けられ第一リング状部材７により軸方向他端側から支持された第二リング状部材８と、その軸方向一端側に設けられた固定部６と、により支持されている。かかる構成により、制振部材５は外輪３の外周面３ｂ上に固定され、当該外周面３ｂから脱落しないようにされている。
なお、このように制振部材５が固定部６と第二リング状部材８（及び第一リング状部材７）とに挟まれつつ固定された構成となるように周溝９の軸方向位置が決定される。即ち、周溝９の軸方向位置は、第二リング状部材８の厚み（軸方向厚み）や制振部材５の軸方向幅等を勘案して決定される。
【００１６】
第二リング状部材８の径方向幅は、制振部材５の厚み（径方向厚み）よりも大とされているため、第二リング状部材８は制振部材５よりも径方向外側に突出する突出部８ａを有している。そして、この突出部８ａをミッションケース１２内に嵌合させることにより、軸受装置１がミッションケース１２に対して軸方向に移動しないようになっている。即ちこの突出部８ａがミッションケース１２と係合することにより、軸受装置１はミッションケース１２から脱落しないようにされている。
【００１７】
軸受装置１の組立は次の手順により行う。先ず、円筒ころ軸受１１の外輪３の軸方向他端側（図１（ａ）における右側）から制振部材５を外嵌する。外輪３の外周面３ｂの外径は、固定部６（及び周溝９）の各部を除いて制振部材５の内径と略同一とされており、且つ、外周面３ｂの軸方向他端側には固定部６のような突出部（径方向外側に突出する部分）は無いので、外輪３の軸方向他端側から制振部材５を外輪３の外周面３ｂに外嵌することができる。次に、第一リング状部材７及び第二リング状部材８を設置する。これらリング状部材７，８は、Ｃリング又はスナップリングであるから、一旦拡径するように弾性変形させたのち外輪３の外周面３ｂ上に外嵌させて設置する。この際、第一リング状部材７は外周面３ｂの周溝９に嵌め込んで設置する。
【００１８】
第二リング状部材８の突出部８ａとミッションケース１２とを係合させる方法は次の通りである。軸受装置１が装着されるミッションケース１２の内周面には、軸受装置１における第二リング状部材８の突出部８ａが挿入されるリング用溝１２ａが略全周に亘って設けられている。そして、軸受装置１をミッションケース１２に取り付ける際には、第二リング状部材８を縮径するように弾性変形させた状態でミッションケース１２に嵌め込む。（図１の断面図にあるように、かかる縮径を許容する隙間ｋが存在している。）そして、第二リング状部材８がリング用溝１２ａの位置に達すると第二リング状部材８が拡径して、第二リング状部材８の突出部８ａがリング用溝１２ａ内に挿入される。
なお、例えば第二リング状部材８をスナップリングとする場合、図１（ｂ）に示すように、ミッションケース１２には、スナップリングの端部ｔをミッションケース１２の他端側から挿入でき且つ軸受装置１をミッションケース１２に装着した状態において前記端点ｔを収容可能な切欠き部１２ｂを設ける。そして、スナップリングを縮径させた状態で切欠き部１２ｂに端点ｔを挿入し、前記リング用溝１２ａ位置でスナップリングを解放拡径する。なお、図１（ｂ）は、ミッションケース１２の切欠き部１２ｂ付近をミッションケース１２の他端側（図１（ａ）の右側）から見た図であり、軸受装置１の記載は省略している。
【００１９】
軸受装置１のミッションケース１２への固定は、強力に圧入されたものではなく、そのしめしろは最小限とされるか、又はすきまばめとされている。上述のように第二リング状部材８の突出部８ａがミッションケース１２内に嵌合しているから、すきまばめ又はしめしろが最小限であったとしても軸受装置１はミッションケース１２から脱落しない。
【００２０】
以上のように構成された第一実施形態の軸受装置１は、以下の作用効果を奏する。
制振部材が制振合金からなるので、一般的な樹脂等からなる場合と比較して耐熱性と剛性とが向上する。よって、最高で１５０℃程度の高温となるトランスミッション内温度に耐えうる軸受装置とすることができる。そして、制振部材５により、駆動軸１０とミッションケース１２との間の振動伝達を効果的に抑制することができる。
【００２１】
また、軌道輪たる外輪３の外周面３ｂに設けられた制振部材５は固定部６とリング状部材７，８とにより挟まれているから、制振部材５を外輪３の外周面３ｂに強く圧入しなくても制振部材５は当該外周面３ｂ上に確実に固定され、脱落することがない。即ち、制振部材５は外輪３に対してすきまばめとすることができ、又は最小限のしめしろで圧入することができる。これに加えて、第二リング状部材８は制振部材よりも径方向に突出しているから、第二リング状部材８の突出部８ａをミッションケース１２に係合させることにより、強く圧入しなくても軸受装置１がミッションケース１２等から脱落することがない。即ち、軸受装置１はミッションケース１２に対してすきまばめとすることができ、又は最小限のしめしろで圧入することができる。よって、制振部材５の残留圧縮応力を最小限又はゼロとしつつ、制振部材５の外輪３からの脱落や、軸受装置１のミッションケース１２からの脱落を確実に防止することができる。制振合金よりなる制振部材５は、残留圧縮応力が高いほどその制振効果が少なくなる傾向があるが、この残留圧縮応力を最小限又はゼロとすることにより、制振部材５の制振効果を最大限に引き出すことができる。
【００２２】
図２は、本発明に第二実施形態の軸受装置１である。なお、以下の図２〜図６においては、ミッションケース１２や駆動軸１０の記載を適宜省略する。この第二実施形態と第一実施形態との主たる相違点は、リング状部材の構成である。即ち、第一実施形態では、周溝９に嵌合して固定されるとともに制振部材５の軸方向他端側への移動を防止する第一リング状部材７と、外輪３の外周面３ｂに固定されつつ制振部材５よりも径方向外側に突出する第二リング状部材８とが別体であったが、本第二実施形態では、第一実施形態における第一リング状部材７と第二リング状部材８とが一体となった単一のリング状部材１３を用いている。このように、周溝９に嵌合して固定されるとともに制振部材５の軸方向他端側への移動を防止するリング状部材と、外輪３の外周面３ｂに固定されつつ制振部材５よりも径方向外側に突出するリング状部材とは別体でもよく、また両者を共通化した単一のリング状部材であってもよい。また、リング状部材１３（第一リング状部材７及び第二リング状部材８）としては、拡径するように弾性変形しうるリング状部材、即ち、スナップリングやＣリング等を用いることができる。
【００２３】
また、この第二実施形態では、制振部材５の内周面の軸方向一端側に、径方向外側に向かって凹む凹部５ｃを備えており、この凹部５ｃが外輪３における固定部６の一部を収容することにより当該固定部６と係合している。かかる係合状態は、外輪３に対して制振部材５を軸方向他端側（図２の右側）から圧入することにより作製した。よって、制振部材５は、固定部６により軸方向一端側（図２の左側）に移動することが防止されているのみならず、軸方向他端側への移動もある程度阻止されている。したがって、リング状部材１３を取り付けていない状態でも、円筒ころ軸受１１と制振部材５とが分離しないように組み合わされた軸受部材として取り扱うことが可能である。そして更にリング状部材１３を設置することにより、制振部材５が外輪３の軸方向他端側から脱落することが確実に防止されている。
【００２４】
図３は、本発明の第三実施形態の軸受装置１の断面図である。この第三実施形態では、制振部材５の軸方向一端側縁部の内周面に段差があり、この段差により、制振部材５の軸方向一端側縁部において他の部分よりも内径が大きい薄肉部５ｄが形成されている。そして、制振部材５と外輪３とは、薄肉部５ｄの内周面と固定部６の外周面との間においてのみ比較的強く圧入されている。換言すれば、制振部材５が外輪３の外周面３ｂに装着された状態において、制振部材５のうち薄肉部５ｄの部分のみに比較的強い残留圧縮応力が作用しているが、制振部材５の薄肉部５ｄ以外の部分には残留圧縮応力が作用していない（あるいは残留圧縮応力が極めて弱い）状態である。この場合、薄肉部５ｄが外輪３に圧入されているから、リング状部材１３を取り付けていない状態でも、円筒ころ軸受１１と制振部材５とが分離しないように組み合わされた軸受部材として取り扱うことが可能である。そして更にリング状部材１３を設置することにより、外輪３の軸方向他端側からの制振部材５の脱落が確実に防止されている。この第三実施形態でも、制振部材５の薄肉部５ｄを除く大部分には残留圧縮応力が無いか又は極めて少ないため、制振部材５の制振効果が最大限に発揮される。
【００２５】
図４は、本発明の第四実施形態の軸受装置１の断面図である。この第四実施形態は、制振部材５が３つの部材に分割されている点以外は図１（ａ）に示す第一実施形態と同様の構成である。第四実施形態では、制振部材５は、軸方向に隣接配置された３つの円環状部材である第一制振部材５１、第二制振部材５２、第三制振部材５３からなる。３つの制振部材５１，５２，５３は全て同一の矩形断面を有する同一形状の部材である。そして、隣り合う第一制振部材５１と第二制振部材５２との間、及び、同じく隣り合う第二制振部材５２と第三制振部材５３との間には、制振部材同士が摺動しうる接触面ｓが存在する。この２つの接触面ｓは、いずれも径方向に対して平行な面である。この接触面ｓにおいて制振部材同士が摺動するため、制振部材５による制振効果がより一層高くなる。
【００２６】
この第四実施形態では、第一制振部材５１と第三制振部材５３とが同一の制振合金からなり、第二制振部材５２、制振部材５１，５３とは別種類の制振合金からなる。このように制振部材を複数種類の制振合金よりなる構成とすることにより、各合金材料の特性をそれぞれ生かした制振部材とすることができ、制振部材の設計自由度を高めることができる。本実施形態では、第一制振部材５１及び第三制振部材５３は比較的耐油性に優れた材料であり、第二制振部材５２は比較的耐油性に乏しい材料としている。耐油性の比較的乏しい第二制振部材５２を、耐油性に比較的優れた第一制振部材５１，第三制振部材５３で挟み込むことにより、潤滑オイルが多く存在するトランスミッション内の軸受において耐油性に比較的乏しい第二制振部材５２を使用することが可能となる。一方、制振部材５１，５３の材料と、制振部材５２の材料とは、それぞれトランスミッション内における複数の振動周波数領域（ピーク）のそれぞれを吸収するのに適した材料とされている。よって、制振性能が更に高くされている。
【００２７】
図５は、第五実施形態の軸受装置１の断面図である。図４の第四実施形態では制振部材５を３つに分割したが、この第五実施形態では更に分割数を増やしており、制振部材５は軸方向に分割された８つの制振部材５１〜５８よりなる。制振部材５１〜５８は全て同一形状の部材であり、それぞれの断面形状も同一の矩形である。そして、制振部材同士が摺動しうる接触面ｓは径方向に平行とされている。
このように制振部材を８つとしたことにより、接触面ｓがさらに増加して制振効果が高くなる。また、分割数を増やすほど制振部材の軸方向厚みが薄くなるため、制振合金の加工性が高くなり、制振部材の作製が容易となる。また、制振部材の分割数を増やすことにより、異種合金材料を組み合わせて使用する際における組合せ自由度も更に高まる。
【００２８】
図４や図５の実施形態のように、制振部材５を複数の円環状部材が軸方向に隣接配置された構成とすることにより、更に別の効果もある。即ちこの場合、軸受装置１がミッションケース１２に対して傾いた場合に当該傾きに対する許容度が大きくなる。つまり、軸方向に隣接配置された複数の制振部材５のそれぞれが姿勢を変化させることにより、制振部材５全体として変形しやすくなる。つまり、制振部材５全体として軸受装置１の前記傾きに追従して変形しやすくなる。
【００２９】
図６は、本発明の第六実施形態である軸受装置１の断面図である。ここでは、制振部材５は軸方向に６分割されている。即ち制振部材５は、軸方向に隣接配置された複数の円環状部材である制振部材５１〜制振部材５６の合計６つの制振部材よりなる。そして、これら６つの制振部材５１〜５６が接触面ｓを介して軸方向に隙間なく隣接配置されている点は図４及び図５の実施形態と同様である。ただし、この第六実施形態では、接触面ｓが径方向に対して平行な面のみから構成されているのではなく、接触面ｓが径方向に対して傾斜した面をも含んでいる。この場合、当該傾斜面により隣接する制振部材同士の摺動面が広くなり、制振効果を更に高めることができる。また、特にラジアル荷重が作用した場合に制振部材の当該傾斜面同士で摺動が起こり制振部材を変形させることになるため、制振効果をさらに高めることができる。
なお、本実施形態形態では、接触面ｓのうち径方向に傾斜した部分は平面としているが、これが曲面であってもよい。
【００３０】
上述の第一乃至第六実施形態では、軸受装置における軸受部分が円筒ころ軸受であったが、本発明は円筒ころ又は針状ころ軸受であるのが好ましい。円筒ころ軸受や針状ころ軸受は、通常、アキシャル荷重がほとんど作用しない部位で用いられる。したがって、これら円筒ころ軸受や針状ころ軸受は、外部ケース等の外部部材に対して強く圧入しない状態又はすきまばめの状態とされ、例えばスナップリング等を用いて外部ケース等に取り付けられている。一方、本発明では、軸受装置１を外部ケース等に圧入しなくても軸受装置１や制振部材５が脱落しない構造とされており、これにより制振部材５の残留圧縮応力をゼロ又は最小限として制振性能を最大限に引き出している。したがって、強い圧入をしなくてもよい構成とされた本発明は、同様に強く圧入しない状態で用いられる円筒ころ軸受や針状ころ軸受において好適に用いられる。
【００３１】
上記の各実施形態では、制振部材５は外輪３の外周面に設けられているが、軸受が内輪を備える場合には当該内輪の内周面に制振部材５を設けても良いことはいうまでもない。また、軌道輪の固定部６と制振部材５の軸方向一端側の端面５ａ（図１（ａ）参照）との間に他部材が介在していてもよいことも当然である。
【００３２】
本発明では、図３に示す如く、軌道輪の軌道面３ａと転動体（円筒ころ２）との接触部分の軸方向長さである有効接触幅Ｌ１は、制振部材５の軸方向長さ（制振部材５と軌道輪とが接触している部分の軸方向長さ）Ｌ２以下の長さとするのが好ましい。さらに、制振部材５と軌道輪（外輪３）とが接触している部分の軸方向存在範囲Ｈ２は、軌道面３ａと転動体（円筒ころ２）との接触部分の軸方向存在範囲Ｈ１の全てを含んでいるのが好ましい。軸受装置１を介して伝達される振動（駆動軸１０とミッションケース１２との間の振動）は、転動体（円筒ころ２）と軌道面３ａとの接触部分を通じて伝達されるが、かかる接触部分の軸方向存在範囲Ｈ１をカバーする範囲に制振部材５が設けられているため、軸受装置１としての制振性能がより一層高まるからである。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】（ａ）は、本発明の第一実施形態である軸受装置の断面図であり、（ｂ）は、ミッションケース（アルミ外ケース）に設けられたスナップリング挿入用切欠きを示す図である。
【図２】本発明の第二実施形態である軸受装置の断面図である。
【図３】本発明の第三実施形態である軸受装置の断面図である。
【図４】本発明の第四実施形態である軸受装置の断面図である。
【図５】本発明の第五実施形態である軸受装置の断面図である。
【図６】本発明の第六実施形態である軸受装置の断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１    軸受装置
２    円筒ころ
３    外輪（軌道輪）
３ｂ  外輪の外周面（周面）
５    制振部材
６    固定部
７    第一リング状部材（リング状部材）
８    第二リング状部材（リング状部材）
９    周溝
１１  円筒ころ軸受
１３  リング状部材
５１〜５８  複数の制振部材（円環状部材）
ｓ    接触面（隣接配置された制振部材相互間の接触面）
【図１】
0004622250.tif 000002
【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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