(57)【要約】【課題】      シャフトへのギアの組付けにおいて、シャフトに嵌合されるカラー部材を用いてキー部材を安定保持させ、該キー部材の脱落防止を図ることで、シャフトへのギアの組付けにおける作業性を向上させる。【解決手段】  クランクシャフト１上のバランサドライブギア１hとバランサシャフト２上のバランサドリブンギア３との噛合いを介して、クランクシャフト１の回転駆動力がバランサシャフト２に伝達されるバランサシャフト２の組付けにおいて、バランサドリブンギア３のバランサシャフト２への組付けがキー部材とキー溝を用いてなされており、その組付けは、キー部材４のその一部がカラー部材５のキー溝５１とシャフト２のキー溝２３により挿入保持され、該挿入保持状態とされたキー部材４に前記ギア３のキー溝３gが挿入されることで前記シャフト２への該ギア３の組付けがなされる。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトへのギアの組付けをキー部材とキー溝を用いて行うギアの組付け構造において、
前記シャフトと、
前記シャフトに嵌合されキー部材が挿入されるキー溝を有するカラー部材と、
前記カラー部材のシャフトへの嵌合状態において該カラー部材のキー溝と前記シャフトのキー溝間でその一部が挿入保持されるキー部材と、
前記一部が挿入保持されたキー部材にそのキー溝が挿入されるギアとを有し、
前記カラー部材のキー溝と前記シャフトのキー溝間でその一部が挿入保持された前記キー部材への前記キー溝の挿入により前記ギアがキー部材により前記シャフトに固定されることを特徴とするギアの組付け構造。
【請求項２】
前記ギアがバランサドリブンギアであり、前記シャフトが内燃機関のバランサシャフトであることを特徴とする請求項１に記載のギアの組付け構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シャフトにおけるギアの組付け構造に関し、さらに具体的には内燃機関のバランサシャフトにおけるバランサドリブンギアの組付け構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、バランサを装備した内燃機関において、バランサシャフトへのバランサドリブンギアの組付けがキー部材とキー溝によりなされるものにおいては、バランサシャフトとクランクシャフトの位相合わせの都合上、バランサシャフトのキー溝に予め圧入保持されたキー部材にバランサドリブンギアのキー溝を挿入するという組付け方式が採用されている。しかしこのギアの組付け方式はシャフトのキー溝にキー部材を圧入保持するため、ハンマー等でキー部材をキー溝に打ち込む必要があり組み込み済みのシャフトにおいてはこの作業は行いにくくその作業性はきわめて悪い。したがって、既に組み込まれたシャフトへの前記ギアの組付けにおいては、前記ギアの組付け方式に換えて、シャフトのキー溝へのキー部材の保持が圧入でなくルーズな状態においてなされるキー部材への、ギアのキー溝の挿入というギアの組付け方式が良く採用されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】実開平４−３０３３９号公報（第１頁、第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
図５に図示される上記特許文献１に記載の発明においては、バランサシャフト０２の組付けがクランクシャフト０１との位相合わせがなされて行われており、このために、バランサシャフト０２の組付けに際し、クランクシャフト０１上のバランサドライブギア０１hと、バランサシャフト０２に組付けられるバランサドリブンギア０３の両ギアの位置合わせマーク（図示されていない）が利用されている。そして、バランサシャフト０２へのバランサドリブンギア０３の組付けは、既に組み込み状態とされたバランサシャフト０２に対してなされ、該シャフト０２のキー溝０２３には予めキー部材０４が保持され、該キー部材０４の保持は比較的ルーズな状態においてなされている。
【０００４】
キー部材０４が保持されたバランサシャフト０２には、バランサドリブンギア０３が嵌合され、該ギア０３はバランサシャフト０２上で適宜回動されて、その位置合わせマーク（図示せず）がクランクシャフト０１上のバランサドライブギア０１hの位置合わせマーク（図示せず）と位置合わせされ、この状態で該ギア０３が保持され、前記シャフト０２が適宜回動されてそのキー部材０４と前記ギア０３のキー溝０３gが一致したところで該ギア０３が押し込まれ、前記キー部材０４が該ギア０３のキー溝０３gと挿入結合されると同時に、該ギア０３がクランクシャフト０１上の前記ドライブギア０１hと噛合わされ、前記シャフト０２への前記ギア０３の組付けがなされる。
【０００５】
ところで、上述の特許文献１に記載の発明におけるバランサドリブンギアのバランサシャフトへの組付けは、該シャフトのキー溝へのキー部材の保持がルーズな状態でなされることから、該キー溝へのキー部材の挿入が容易であるという利点が存するものの、ギア０３の組付けに際しキー部材０４がバランサシャフト０２のキー溝０２３から脱落し易く、キー部材０４を手で押えながらギア０３の組付けの作業を行う必要があり、作業が行いにくく、その作業性は良くないという課題を残すものである。
【０００６】
また、従来から良く知られた上述のギア組付けにおけるキー溝に予めキー部材が圧入保持される構造のものにおいては、上述したように既に組み込まれたバランサシャフトのキー溝に対してキー部材の圧入がなされることから、キー溝へのキー部材のハンマーによる打ち込みが必要であり、狭いスペースにおけるこのようなハンマーによる打ち込み作業は困難なものであり、その作業性は良くないという課題を残すものである。
【０００７】
上述したようなことから、シャフトへのキー部材とキー溝によるギアの組付け構造において、キー部材の脱落防止等の策が講じられて、ギア組付けの作業性に優れかつその作業コストの低減が図られ、しかも構造がきわめて単純な前記シャフトへのギアの組付け構造の提供が求められている。とりわけ、バランサシャフトへのバランサドリブンギアのキー部材とキー溝による組付けにおいて、そのギア組付け作業の作業性の向上とコスト低減、さらにはその構造の単純化等の視点からこれらの達成が可能な前記ギアの組付け構造の提供が待たれるところである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、前記課題を解決するためのギアの組付け構造における改良構造に関し、シャフトへのギアの組付けをキー部材とキー溝を用いて行うギアの組付け構造において、前記シャフトと、前記シャフトに嵌合されキー部材が挿入されるキー溝を有するカラー部材と、前記カラー部材のシャフトへの嵌合状態において該カラー部材のキー溝と前記シャフトのキー溝間でその一部が挿入保持されるキー部材と、前記一部が挿入保持されたキー部材にそのキー溝が挿入されるギアとを有し、前記カラー部材のキー溝と前記シャフトのキー溝間でその一部が挿入保持された前記キー部材への前記ギアのキー溝の挿入により前記ギアがキー部材により前記シャフトに固定されることを特徴とするギアの組付け構造。また、前記ギアの組付け構造において、前記ギアがバランサドリブンギアであり、前記シャフトが内燃機関のバランサシャフトであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に係る発明は、シャフトへのギアの組付けをキー部材とキー溝を用いて行うギアの組付け構造において、前記シャフトと、前記シャフトに嵌合されキー部材が挿入されるキー溝を有するカラー部材と、前記カラー部材のシャフトへの嵌合状態において該カラー部材のキー溝と前記シャフトのキー溝間でその一部が挿入保持されるキー部材と、前記一部が挿入保持されたキー部材にそのキー溝が挿入されるギアとを有し、前記カラー部材のキー溝と前記シャフトのキー溝間でその一部が挿入保持された前記キー部材への前記ギアのキー溝の挿入により前記ギアがキー部材により前記シャフトに固定されるようにしたから、ギアの組付け作業において、ギアの組付けに先立ちカラー部材のキー溝とシャフトのキー溝間でキー部材はその一部が挿入保持状態とされるので、シャフトからのキー部材の脱落が完全に防止され、キー部材を手で押えながらキー部材へのギアの挿入作業を行う必要がないので、シャフトへのギアの組付け作業が容易となりその作業性が大幅に向上し、組付けコストの低減を図ることができる。
【００１０】
また、請求項２に係る発明は、前記ギアの組付け構造において、前記ギアがバランサドリブンギアであり、前記シャフトが内燃機関のバランサシャフトであるから、バランサシャフトへのバランサドリブンギアの組付けにおいて、バランサシャフトに保持されるキー部材は脱落することがなく、キー部材を手で押えながら前記ドリブンギアの組付けを行う必要がないので、その組付け作業は容易となり作業性が向上する。また、組付け作業におけるコストの低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
内燃機関のバランサシャフトにおけるバランサドリブンギアの組付けにおいて実施される。
【実施例】
【００１２】
図１ないし図４に基づいて本発明の実施例について説明する。
図１,２には、本発明のバランサドリブンギア３の組付け構造が適用される内燃機関構造部が図示されており、図１には内燃機関Eのクランクケース１０の側面が図示され、図２には内燃機関Eのクランクケース１０の縦断面図が図示されている。
【００１３】
図２に図示されるように、クランクケース１０内には、クランクシャフト１が回転可能に軸受支持され、該クランクシャフト１の軸受支持は、クランクシャフト１のクランクピン１１に隣接した該ピン１１の両側位置においてなされており、図２に図示されるように該図において、右側の軸受支持がローラベアリング１aにより、左側の軸受支持がボールベアリング１bによりなされている。クランクシャフト１のクランクピン１１にはコンロッド１cの大端部１dが回動可能に支持され、図示されるところではないが、周知のようにコンロッド１cにはその小端部にピストンピンを介してピストンが取付けられている。
【００１４】
クランクシャフト１には前記ボールベアリング１bによる軸受支持部に隣接した左方寄りの位置にカムチエーン駆動用のスプロケット１eが取付けられ、さらに、その外側にはスタータドリブンギア１fが取付けられ、またその外方の軸端部には発電機１gが取付けられている。一方、クランクシャフト１のローラベアリング１aによる軸受支持部の右方外側部には、該軸受支持部の右方外側部に隣接して、大小２枚組みのギア１h、１iが取付けられ、その大きなギア１hはバランサドライブギアであり、このギア１hはバランサシャフト２に取付けられたバランサドリブンギア３と噛合っている。
【００１５】
そして、小さなギア１iは、図１にその噛合いの様子の一部のみが図示されるように、変速装置のメインシャフト８上に遊嵌されるドリブンギア８aと噛合うドライブギアであり、この小さなギア１iの回転駆動力がドリブンギア８aとの噛合い、さらにはクラッチを介して変速装置のメインシャフト８に伝達されるものであり、メインシャフト８に伝達された前記回転駆動力は該メインシャフト８とカウンタシャフト９間の変速歯車機構による所望の変速比の選択を経て該カウンタシャフト９に伝達され、適宜図示されない駆動手段を介して車両走行のための駆動車輪の駆動がなされる。
【００１６】
バランサシャフト２は、図２に図示されるようにクランクケース１０にその比較的中央部に近い右方寄り位置の軸受支持部２aと、その左方軸端における軸受支持部２bとにより回転可能に支持され、したがって、バランサシャフト２は右方位置における軸受支持部２aを貫通してさらに外方へ所定長さ延伸する突出シャフト部２１を有している。バランサシャフト２の軸受支持２a,２bは、いずれもボールベアリングによりなされており、この軸受支持２a、２bにおける軸受間の間隔は前記クランクシャフト１の軸受支持間隔と略等しく設定されている。
【００１７】
バランサシャフト２の前記右方軸受支持部２aを貫通して延伸する突出シャフト部２１には、上述したバランサドリブンギア３が取付けられている。また、バランサシャフト２の前記軸受支持部２a、２b間の中央に位置する部分、すなわちバランサシャフト２の全体長さからすれば相当量左方寄りの位置にバランサウエイト２２が設けられていて、このバランサウエイト２２はバランサシャフト２と一体に鍛造や鋳造等により形成されている。
【００１８】
そして、バランサシャフト２の組み込み時に、そのバランサウエイト２２がクランクシャフト１のカウンタウエイト１２，１２間の中心線上に位置付けられる。このバランサウエイト２２の位置付けは、バランサウエイト２２のクランクシャフト１のカウンタウエイト１２，１２に対する相対的な回転位置が、図２に図示される位置関係となるときにおいて、バランサウエイト２２が前記カウンタウエイト１２，１２間で接触することなく回転することを補償するものである。
【００１９】
バランサシャフト２の組み込み時にクランクシャフト１のカウンタウエイト１２，１２間の中心線上に位置付けられたバランサウエイト２２は、クランクシャフト１のカウンタウエイト１２，１２とその位相が反対になるようにしてかつ同期回転され、図２に図示されるクランクシャフト１のカウンタウエイト１２，１２が最下方であるときバランサシャフト２のバランサウエイト２２は最上方に位置し、バランサウエイト２２の大部分がカウンタウエイト１２，１２間において収容される状態は、前記位相が反対の同期回転における理解し易い一態様である。
【００２０】
上記構造のバランサシャフト２は、クランクシャフト１が受ける機関駆動のトルク変動による振動の吸収緩和を図る働きをなし、そのバランサウエイト２２が上述のようにクランクシャフト１のカウンタウエイト１２，１２とその位相を反対にしてかつ同期回転することにより、該バランサウエイト２２により前記クランクシャフト１におけるトルク変動に基づく振動の相殺をなし、前記トルク変動による振動の抑制と緩和を図るものである。  そして、このようなバランサシャフト２そのものは既に良く知られるところである。なお、図１，２において、Mはスタータモータである。
【００２１】
上述のバランサシャフト２の突出シャフト部２１には既述のように、バランサドリブンギア３が取付けられるが、バランサドリブンギア３は図３，４に図示されるように、その外周部にギア３aが形成された外輪側のギア部材３１と、バランサシャフト２への取付部である後述される取付基部３bを備えた内輪側のブッシュ部材３２とを有し、該バランサドリブンギア３は、図３に図示されるようにその内輪側ブッシュ部材３２が後に説明される半月形のキー部材であるウッドラフキー４によりバランサシャフト２に固定されることで該シャフト２に取付けられる。
【００２２】
バランサドリブンギア３の外輪側ギア部材３１と内輪側ブッシュ部材３２との間にはダンパスプリング３cとダンパゴム３dが介在され、また外輪側ギア部材３１はその一側面から内輪側ブッシュ部材３２に向けて皿バネ３eにより押圧されている（図４の（a）参照）。そして、外輪側ギア部材３１の外周部に形成されたギア３aがクランクシャフト１に取付けられたバランサドライブギア１hと噛合うことでクランクシャフト１の回転駆動力が前記外輪側ギア部材３１に伝達され、この外輪側ギア部材３１に伝達された回転駆動力は、該外輪側ギア部材３１を回動せしめ、この外輪側ギア部材３１の回動により前記ダンパスプリング３cを圧縮し、さらにダンパゴム３dを圧縮して前記内輪側ブッシュ部材３２に伝達され該内輪側ブッシュ部材３２を回動せしめる。
【００２３】
したがって、バランサドリブンギア３におけるこの回転駆動力の外輪側ギア部材３１から内輪側ブッシュ部材３２への前記ダンパスプリング３cとダンパゴム３dを介した回転駆動力の伝達過程において、クランクシャフト１の前記駆動力の脈動的な回転トルク変動は、前記ダンパスプリング３cとダンパゴム３dによる衝撃吸収作用と緩衝作用により効果的に吸収・緩和されてバランサドライブギア１hとバランサドリブンギア３間の歯打ち音を解消し、該バランサドリブンギア３の取付部である後述する取付基部３bを介してバランサシャフト２に伝達される。
【００２４】
そして、図３に図示されるように、また後に詳しく説明されるようにバランサドリブンギア３はバランサシャフト２にキー部材であるウッドラフキー４を用いて取付けられるが、そのためにその内輪側ブッシュ部材３２は、バランサシャフト２への嵌合用の軸孔３fを備えた外輪側のギア部材３１の軸方向長さ（ギア幅）よりかなり長いボス状の取付基部３bを有しており、このボス状取付基部３bの軸孔３fの内周面には所定の幅で所定深さのキー溝３gが形成されている。そして、この軸孔３fにおけるキー溝３gは軸孔３fの内周面を一定とされた前記所定の深さと所定の幅をもって長手方向に直線的に延伸してボス状取付基部３b両端部を突き抜けている。
【００２５】
一方バランサシャフト２には、バランサドリブンギア３の取付基部３b軸孔３fの前記キー溝３gに対応するキー溝２３が形成されるが、このキー溝２３は、バランサシャフト２の右方軸受支持部２aから延伸する突出シャフト部２１の右方軸受支持部２aボールベアリング２a１に近接した位置に形成され、突出シャフト部２１表面の長手方向においてその表面の一部を所定幅と所定深さで円弧状に抉るようにして形成され、半月形のウッドラフキー４の円弧部受入れに適合した形状のキー溝２３であり、勿論、前記所定幅はウッドラフキー４の幅と略同じ幅である。
【００２６】
ここで、図３を参照してバランサシャフト２へのバランサドリブンギア３の取付けについて、詳しく説明することにする。
【００２７】
既に述べたようにバランサドリブンギア３は、バランサシャフト２の右方側軸受２aであるボールベアリング２a１から突出した突出シャフト部２１にその軸孔３fに形成されたキー溝３gを介してウッドラフキー４により取付けられる。ウッドラフキー４による前記ドリブンギア３の固定は、リング状カラー部材５のキー溝５１と該ギア３のキー溝３gの両キー溝へのウッドラフキー４の同時挿入によりなされている。
【００２８】
リング状カラー部材５は、その内径がバランサシャフト２の外径と略同じ径とされ、該内径には、ウッドラフキー４を受入れるキー溝５１が形成され、このキー溝５１はバランサドリブンギア３に形成されるキー溝３gと実質的に同じ幅と深さの溝であり、カラー部材５の軸方向端部間を突っ切るように形成され、バランサドリブンギア３の組付け時における図示の状態においてはリング状カラー部材５のその左方側面５bがバランサシャフト２の支持軸受２aである右方側のボールベアリング２a１側面に当接し、また該カラー部材５の右方側面５aは前記ウッドラフキー４の同時挿入関係をもって前記バランサドライブギア３に当接している。
【００２９】
バランサシャフト２へのバランサドリブンギア３の組付けは、先ずクランクケース１０にボールベアリング２a１、２b１を介して回転可能に支持されるバランサシャフト２にその右方端側からキー溝５１を有するリング状カラー部材５を嵌合し、該リング状カラー部材５の左方側部５bを前記右方ボールベアリング２a１の右方側部に当接せしめ、適宜カラー部材５を回動させてシャフト２におけるキー溝２３の位置とカラー部材５におけるキー溝５１の位置を合わせる。両者のキー溝２３，５１の位置が一致した状態において、キー部材である半月形のウッドラフキー４をその円弧状の底部をシャフト２の円弧状に抉られた形状を呈するキー溝２３内に滑らせながら挿入して、該キー４の先端部を両者キー溝間に挿入させる。
【００３０】
バランサシャフト２のキー溝２３とカラー部材５のキー溝５１の両者キー溝間におけるウッドラフキー４の挿入は、図３に図示されるようにその一部、すなわちウッドラフキー４の全長の略１/３程度の長さ部分がカラー部材５のキー溝５１に挿入されることでなされ、ウッドラフキー４の略２/３程度の残余の部分は、該キー４の円弧状底部がバランサシャフト２のキー溝２３のみに挿入されて、該キー４の直線状をなす表面側はバランサシャフト２表面から実質的に突出された露出キー部４aとされ、この状態においてカラー部材５のキー溝５１とバランサシャフト２のキー溝２３内にウッドラフキー４は挿入保持（固定）される。
【００３１】
次に、ウッドラフキー４が上述の状態において保持されたバランサシャフト２に、その右方端側から、バランサドリブンギア３が嵌合される。バランサシャフト２に嵌合されるバランサドリブンギア３はクランクシャフト１のドライブギア１hと噛合わせることなく該ギア１hに近接させて、該シャフト２上で所定量回動させバランサドリブンギア３の噛合い位置マークとクランクシャフト１のドライブギア１hとの噛合い位置マーク（いずれのマークも図示されていない。）を合わせる。
【００３２】
そして、バランサドリブンギア３の噛合い位置マークとクランクシャフト１上のドライブギア１hの噛合い位置マークが合わされた位置において、バランサドリブンギア３が手で押えられて保持され、バランサシャフト２上でカラー部材５により保持されたウッドラフキー４の位置が前記ドリブンギア３のキー溝３gの位置と一致するまでバランサシャフト２を回動させる。
【００３３】
バランサシャフト２上に保持されたウッドラフキー４の位置とバランサドリブンギア３のキー溝３gの位置とが整合されたならば、バランサドリブンギア３のキー溝３gの端をバランサシャフト２上のウッドラフキー４の上述した露出キー部４aの端部に臨ませて、該ギア３を該シャフト２上で図３における左方向に向かって押し込み、該ギア３のキー溝３gに前記キー部材４を挿入結合させ、同時に該ギア３とクランクシャフト１上のドライブギア１hとが噛合わされ、該ギア３の左方側部をカラー部材５の右方側部５aに当接させる。
【００３４】
その後、バランサシャフト２右方軸端のネジ部２４にワッシャ６を介して締付ナット７を捻じ込むことでバランサドリブンギア３の内輪側ブッシュ部材３２の取付基部３bを押圧し、さらに該ドリブンギア３を介してリング状カラー部材５の一端部５bをボールベアリング２a１の右方側面に当接させ、結果としてバランサドリブンギア３とリング状カラー部材５が一体化されて、バランサドリブンギア３は、バランサシャフト２の前記突出シャフト部２１である軸端近傍位置で該シャフト２に前記ウッドラフキー４により強固に固定されて組付けられる。
【００３５】
上述したようにバランサシャフト２へのバランサドリブンギア３のウッドラフキー４による組付けは、該ギア３の組付けに先立ちカラー部材５のキー溝５１とバランサシャフト２のキー溝２３間でウッドラフキー４の一部が挿入保持されるから、ウッドラフキー４がバランサシャフト２から脱落することなく保持される。
【００３６】
したがって、バランサシャフト２へのバランサドリブンギア３の組付けに際し、手でウッドラフキー４を押さえる必要がなく、バランサシャフト２へのバランサドリブンギア３の組付けはきわめて容易となり、その組付けの作業性が大幅に向上し、また、組付けのためのコストの削減を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明のギアの組付構造は、各種機械や車両等におけるギアの組付けにおいて適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明のギア組付け構造が適用される内燃機関のクランクケース近傍の側面構造を示す図である。
【図２】本発明のギア組付け構造が適用される構造部が示される内燃機関のクランクケースの一縦断面を示す図である。
【図３】本発明のギア組付け構造の主要部を示す図である。
【図４】本発明のバランサドリブンギアの構造を示す図であり、（a）は（c）におけるA-A断面図であり、（b）は（a）の一方側の側面図であり、その一部が切断されて示されている。（c）は（a）の他方側の側面図であり、その一部が切断されて示されている。
【図５】従来の発明におけるギア組付け構造部が示される内燃機関のクランクケース一断面を示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
１・・・クランクシャフト、１a・・・ローラベアリング、１b・・・ボールベアリング、１ｃ・・・コンロッド、１d・・・コンロッドの大端部、１e・・・カムチエーン駆動用スプロケット、１f・・・スタータドリブンギア、１g・・・発電機、１h・・・バランサドライブギア、１i・・・ドライブギア、１０・・・クランクケース、１１・・・クランクピン、１２・・・カウンタウエイト、２・・・バランサシャフト、２a・・・軸受支持部、２a１・・・ボールベアリング、２b・・・軸受支持部、２b１・・・ボールベアリング、２１・・・突出シャフト部、２２・・・バランサウエイト、２３・・・キー溝、２４・・・ネジ部、３・・・バランサドリブンギア、３a・・・ギア、３b・・・取付基部、３c・・・ダンパスプリング、３d・・・ダンパゴム、３e・・・皿バネ、３f・・・軸孔、３g・・・キー溝、３１・・・ギア部材、３２・・・ブッシュ部材、４・・・ウッドラフキー、４a・・・露出キー部、５・・・リング状カラー部材、５a・・・右方側面、５b・・・左方側面、５１・・・キー溝、６・・・、ワッシャ、７・・・締付ナット、８・・・メインシャフト、８a・・・ドリブンギア、９・・・カウンタシャフト、E・・・内燃機関、M・・・スタータモータ。
【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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