(57)【要約】【課題】パワーローラの軸受へ供給される潤滑油とこれに混入する異物とを確実に分離して、パワーローラの軸受に異物が侵入することを防止できるトロイダル型無段変速機を提供する。【解決手段】本発明のトロイダル型無段変速機は、パワーローラ１１に加わるスラスト方向の荷重を支承しつつこのパワーローラ１１の回転を許容するスラスト軸受２４と、このスラスト軸受２４に潤滑油を供給するための油路５１，５２，５５，５７とを備え、油路の途中には、パワーローラ１１の回転に伴う遠心力によって油路中を流れる潤滑油とこれに混入された異物とを分離する遠心分離部Ｓが設けられている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いの内側面同士を対向させた状態で互いに同心的に且つ回転自在に支持された第１および第２のディスクと、これら第１および第２のディスクの中心軸に対して捻れの位置にある枢軸を中心に揺動するトラニオンと、このトラニオンの中間部の内側面から突出する状態で支持された変位軸と、この変位軸の周囲に回転自在に支持された状態で前記第１および第２の両ディスクの間に挟持されたパワーローラと、このパワーローラと前記トラニオンの中間部内側面との間に設けられ、このパワーローラに加わるスラスト方向の荷重を支承しつつ、このパワーローラの回転を許容するスラスト軸受と、このスラスト軸受に潤滑油を供給するための油路とを備えて成るトロイダル型無段変速機において、
前記油路の途中には、前記パワーローラの回転に伴う遠心力によって前記油路中を流れる潤滑油とこれに混入された異物とを分離する遠心分離部が設けられていることを特徴とするトロイダル型無段変速機。
【請求項２】
前記パワーローラは、ラジアル軸受を介して、前記変位軸に支持され、
前記遠心分離部は、前記変位軸の先端で前記ラジアル軸受により前記変位軸と前記パワーローラとの間に形成された環状空間と、この環状空間と対向する前記パワーローラの内周面に形成され且つ前記環状空間から径方向外側に延びる環状溝とによって形成されていることを特徴とする請求項１に記載のトロイダル型無段変速機。
【請求項３】
前記変位軸には、前記環状空間と前記環状溝とを所定の隙間を持って閉じる閉塞部材が取り付けられ、前記環状空間内および前記環状溝内で遠心分離された異物が前記隙間を通じて外部に排出されることを特徴とする請求項２に記載のトロイダル型無段変速機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車や各種産業機械の変速機として利用可能なトロイダル型無段変速機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用変速機として、図３および図４に略示するようなトロイダル型無段変速機が従来から知られている。このトロイダル型無段変速機は、入力軸１と同心に第１のディスクである入力側ディスク２を支持し、入力軸１と同心に配置された出力軸３の端部に、第２のディスクである出力側ディスク４を固定している。
トロイダル型無段変速機を納めたケーシングの内側には、入力軸１並びに出力軸３に対し捻れの位置にある枢軸５，５を中心として揺動するトラニオン６，６が設けられている。
【０００３】
すなわち、各トラニオン６，６は、後述する図５および図６に示すように、支持板部７の長手方向（図６の左右方向）の両端部に、この支持板部７の内側面側に折れ曲がる状態で形成された一対の折れ曲がり壁部８，８を有している。そして、この折れ曲がり壁部８，８によって、トラニオン６には、後述するパワーローラ１１を収容するための凹状のポケット部Ｐが形成される。また、各折れ曲がり壁部８，８の外側面（支持板部７と反対側の面）には、各枢軸５，５が互いに同心的に設けられている。
【０００４】
支持板部７の中央部には円孔１０が形成され、この円孔１０には変位軸９の基端部が支持されている。そして、各枢軸５，５を中心として各トラニオン６，６を揺動させることにより、これら各トラニオン６，６の中央部に支持された変位軸９の傾斜角度を調節できるようになっている。また、各トラニオン６，６の内側面から突出する変位軸９の先端部の周囲には、パワーローラ１１が回転自在に支持されており、各パワーローラ１１，１１は、入力側および出力側の両ディスク２，４の間に挟持されている。なお、各変位軸９，９の基端部と先端部は、互いに偏心している。
【０００５】
入力側および出力側の両ディスク２，４の互いに対向する内側面２ａ，４ａの断面はそれぞれ、枢軸５を中心とする円弧或いはこのような円弧に近い曲線を回転させて得られる凹面を成している。そして、球状の凸面に形成された各パワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａが各内側面２ａ，４ａに当接されている。
【０００６】
入力軸１と入力側ディスク２との間には、ローディングカム式の押圧装置１２が設けられている。この押圧装置１２は、入力側ディスク２を出力側ディスク４に向けて弾性的に押圧している。また、押圧装置１２は、入力軸１と共に回転するカム板１３と、保持器１４により保持された複数個（例えば４個）のローラ１５，１５とから構成されている。また、カム板１３の片側面（図３および図４の左側面）には、周方向に亙って凹凸面であるカム面１６が形成され、入力側ディスク２の外側面（図３および図４の右側面）にも同様のカム面１７が形成されている。そして、複数個のローラ１５，１５は、入力軸１に対して放射方向に延びる軸を中心に回転できるように、支持されている。
【０００７】
このような構成のトロイダル型無段変速機においては、入力軸１を回転させると、その回転に伴ってカム板１３が回転し、カム面１６によって複数個のローラ１５，１５が、入力側ディスク２の外側面に設けられたカム面１７に押圧される。この結果、入力側ディスク２が複数のパワーローラ１１，１１に押圧されると同時に、１対のカム面１６，１７と複数個のローラ１５，１５の転動面との押し付け合いに基づいて、入力側ディスク２が回転する。そして、この入力側ディスク２の回転が、各パワーローラ１１，１１を介して、出力側ディスク４に伝達され、この出力側ディスク４に固定された出力軸３が回転する。
【０００８】
入力軸１と出力軸３との回転速度を変える場合であって、入力軸１と出力軸３との間で減速を行なう場合には、枢軸５，５を中心として各トラニオン６，６を揺動させ、各パワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａが、図３に示すように、入力側ディスク２の内側面２ａの中心寄り部分と出力側ディスク４の内側面４ａの外周寄り部分とにそれぞれ当接するように、各変位軸９，９を傾斜させる。
【０００９】
反対に、増速を行なう場合には、各トラニオン６，６を揺動させ、各パワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａが、図４に示すように、入力側ディスク２の内側面２ａの外周寄り部分と出力側ディスク４の内側面４ａの中心寄り部分とにそれぞれ当接するように、各変位軸９，９を傾斜させる。各変位軸９，９の傾斜角度を図３と図４との中間にすれば、入力軸１と出力軸３との間で、中間の変速比が得られる。
【００１０】
さらに、図５および図６は、より具体化された従来のトロイダル型無段変速機を示している。入力側ディスク２および出力側ディスク４はそれぞれ、円管状の入力軸１８の周囲に、ニードル軸受１９，１９を介して、回転自在に支持されている。また、ローディングカム式の押圧装置１２を構成するためのカム板１３は、入力軸１８の端部（図５の左端部）の外周面にスプライン係合され、鍔部２０によって入力側ディスク２から離れる方向への移動が阻止されている。また、出力側ディスク４には出力歯車２１がキー２２，２２により結合されており、これら出力側ディスク４と出力歯車２１とが同期して回転するようになっている。
【００１１】
図６に明確に示すように、一対のトラニオン６，６の両端部はそれぞれ、一対の支持板２３，２３に対して揺動自在および軸方向（図５の表裏方向、図６の左右方向）に変位自在に支持されている。そして、各トラニオン６，６を構成する支持板部７の中央部に形成された円孔１０には、基端部９ａと先端部９ｂとが互いに平行で且つ偏心した変位軸９の基端部９ａが、回転自在に支持されている。
この場合、各変位軸９の基端部９ａは、円孔１０の内側に、ラジアルニードル軸受３５を介して支持されている。また、各支持板部７の内側面から突出する各変位軸９の先端部９ｂの周囲には、別のラジアルニードル軸受３８を介して、パワーローラ１１が回転自在に支持されている。
【００１２】
なお、一対のトラニオン６，６毎に設けられた一対の変位軸９，９は、入力軸１８に対し、互いに１８０度反対側の位置に設けられている。また、これらの各変位軸９，９の先端部９ｂが基端部９ａに対して偏心している方向は、入力側および出力側の両ディスク２，４の回転方向に対して同方向（図６で左右逆方向）となっている。また、偏心方向は、入力軸１８の配設方向に対して略直交する方向となっている。したがって、各パワーローラ１１，１１は、入力軸１８の長手方向に若干変位できるように支持される。その結果、押圧装置１２が発生するスラスト荷重に基づく各構成部材の弾性変形等に起因して、各パワーローラ１１，１１が入力軸１８の軸方向に変位する傾向となった場合でも、各構成部材に無理な力が加わらず、この変位が吸収される。
【００１３】
また、各パワーローラ１１，１１の大端面と各トラニオン６，６を構成する支持板部７の内側面との間には、パワーローラ１１の大端面の側から順に、スラスト転がり軸受であるスラスト玉軸受２４と、スラストニードル軸受２５とが設けられている。このうち、スラスト玉軸受２４は、各パワーローラ１１に加わるスラスト方向の荷重を支承しつつ、これら各パワーローラ１１の回転を許容するものである。このようなスラスト玉軸受２４はそれぞれ、複数個ずつの玉（転動体）２６，２６と、これら各玉２６，２６を転動自在に保持する円環状の保持器２７と、円環状の外輪２８とから構成されている。また、各スラスト玉軸受２４の内輪軌道は各パワーローラ１１の大端面に、外輪軌道は各外輪２８の内側面にそれぞれ形成されている。
【００１４】
また、スラストニードル軸受２５は、各トラニオン６，６を構成する支持板部７の内側面と外輪２８の外側面との間に挟持されている。このようなスラストニードル軸受２５は、各パワーローラ１１から各外輪２８に加わるスラスト荷重を支承しつつ、これら各パワーローラ１１および外輪２８が各変位軸９の基端部９ａを中心として揺動変位することを許容する。
【００１５】
さらに、各トラニオン６，６の一端部（図６の左端部）にはそれぞれ駆動ロッド２９が結合されており、各駆動ロッド２９の中間部外周面に駆動ピストン３０が固設されている。そして、これら各駆動ピストン３０はそれぞれ、駆動シリンダ３１内に油密に嵌装されている。
【００１６】
このように構成されたトロイダル型無段変速機の場合、入力軸１８の回転は、押圧装置１２を介して、入力側ディスク２に伝えられる。そして、この入力側ディスク２の回転が、一対のパワーローラ１１，１１を介して出力側ディスク４に伝えられ、さらにこの出力側ディスク４の回転が、出力歯車２１より取り出される。
【００１７】
入力軸１８と出力歯車２１との間の回転速度比を変える場合には、一対の駆動ピストン３０，３０を互いに逆方向に変位させる。これら各駆動ピストン３０，３０の変位に伴って、一対のトラニオン６，６が互いに逆方向に変位する。例えば、図６の下側のパワーローラ１１が同図の右側に、同図の上側のパワーローラ１１が同図の左側にそれぞれ変位する。その結果、これら各パワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａと入力側ディスク２および出力側ディスク４の内側面２ａ，４ａとの当接部に作用する接線方向の力の向きが変化する。そして、この力の向きの変化に伴って、各トラニオン６，６が、支持板２３，２３に枢支された枢軸５，５を中心として、互いに逆方向に揺動する。
【００１８】
その結果、前述の図３および図４に示したように、各パワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａと各内側面２ａ，４ａとの当接位置が変化し、入力軸１８と出力歯車２１との間の回転速度比が変化する。また、これら入力軸１８と出力歯車２１との間で伝達するトルクが変動し、各構成部材の弾性変形量が変化すると、各パワーローラ１１，１１およびこれら各パワーローラ１１に付属の外輪２８が、各変位軸９の基端部９ａを中心として僅かに回動する。これら各外輪２８の外側面と各トラニオン６を構成する支持板部７の内側面との間には、各スラストニードル軸受２５が存在するため、前記回動は円滑に行なれる。したがって、前述のように各変位軸９，９の傾斜角度を変化させるための力が小さくて済む。
【００１９】
以上のように、トロイダル型無段変速機は、パワーローラ１１とディスク２，４とを高圧で押し付けてトラクション力を発生させることによって動力伝達を行なうが、特にハーフトロイダル型無段変速機では、その構造上、パワーローラ１１に非常に大きなスラスト力が働く。そのため、パワーローラ１１を支えるスラスト軸受２４，２５に異物（コンタミ）が混入して噛み込んだ場合には、スラスト玉軸受２４の転動体２６の表面および内外輪軌道の軌道面（パワーローラ１１の大端面および外輪２８の内側面）に圧痕が生じ、その圧痕を起点にして剥離が発生し易くなる。これは、パワーローラ１１の軸受の寿命低下を招く。
【００２０】
従来、このような問題を解決するため、パワーローラのスラスト軸受２４，２５へ潤滑油を供給するための潤滑油路中にフィルタを設け、このフィルタによって潤滑油とこれに混入する異物とを分離することにより、パワーローラ１１のスラスト軸受２４，２５に異物が侵入することを防止することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【００２１】
【特許文献１】
特開２００２−２８６１１０号公報
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、フィルタを用いる場合、そのメッシュ以下の大きさの異物を除去することは不可能である。また、フィルタが目詰まりを起こした場合、パワーローラ１１のスラスト軸受２４，２５への潤滑が不十分となり、スラスト軸受２４，２５の寿命の低下を引き起こす。
【００２３】
本発明は、前記事情に鑑みて為されたもので、パワーローラの軸受へ供給される潤滑油とこれに混入する異物とを確実に分離して、パワーローラの軸受に異物が侵入することを防止できるトロイダル型無段変速機を提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、互いの内側面同士を対向させた状態で互いに同心的に且つ回転自在に支持された第１および第２のディスクと、これら第１および第２のディスクの中心軸に対して捻れの位置にある枢軸を中心に揺動するトラニオンと、このトラニオンの中間部の内側面から突出する状態で支持された変位軸と、この変位軸の周囲に回転自在に支持された状態で前記第１および第２の両ディスクの間に挟持されたパワーローラと、このパワーローラと前記トラニオンの中間部内側面との間に設けられ、このパワーローラに加わるスラスト方向の荷重を支承しつつ、このパワーローラの回転を許容するスラスト軸受と、このスラスト軸受に潤滑油を供給するための油路とを備えて成るトロイダル型無段変速機において、前記油路の途中には、前記パワーローラの回転に伴う遠心力によって前記油路中を流れる潤滑油とこれに混入された異物とを分離する遠心分離部が設けられていることを特徴とする。
【００２５】
この請求項１に記載の発明においては、油路内を流れる潤滑油が、途中の遠心分離部で、パワーローラの回転に伴う遠心力を受けるため、潤滑油とこれに混入された異物とを確実に分離することができる。したがって、油路を通じてパワーローラの軸受に異物が侵入することを確実に防止することができる。また、フィルタ等の別個の部材を油路中に配置する必要がないため、そのための設置スペースを確保することも不要となり、潤滑構造を簡素化できるとともに、フィルタの目詰まりによって潤滑が不十分になるといった問題も生じない。
【００２６】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記パワーローラは、ラジアル軸受を介して、前記変位軸に支持され、前記遠心分離部は、前記変位軸の先端で前記ラジアル軸受により前記変位軸と前記パワーローラとの間に形成された環状空間と、この環状空間と対向する前記パワーローラの内周面に形成され且つ前記環状空間から径方向外側に延びる環状溝とによって形成されていることを特徴とする。
【００２７】
この請求項２に記載の発明においては、遠心力の作用方向に長い空間、すなわち、環状空間と環状溝とによって形成される遠心分離空間によってここを流れる潤滑油に遠心力を有効且つ十分に作用させることができるとともに、前記環状空間内で遠心力を受けた異物を前記環状溝へと逃がすことができるため、潤滑油に混入された異物を潤滑経路から確実に分離して排除することができる。
【００２８】
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記変位軸には、前記環状空間と前記環状溝とを所定の隙間を持って閉じる閉塞部材が取り付けられ、前記環状空間内および前記環状溝内で遠心分離された異物が前記隙間を通じて外部に排出されることを特徴とする。
【００２９】
この請求項３に記載の発明においては、遠心分離された異物を前記遠心分離空間から外部へと確実に排出させることができ、分離された異物が再び潤滑油中に混入するといった事態を回避することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明は、パワーローラの軸受部へと供給される潤滑油から異物を分離する分離形態に特徴があり、その他の構成および作用は前述した従来の構成および作用と同様であるため、以下においては、本発明の特徴部分についてのみ言及し、それ以外の部分については、図３〜図６と同一の符号を付してその詳細な説明を省略することにする。
【００３１】
図１および図２は本発明の実施の形態を示している。図１に示すように、本実施の形態のトロイダル型無段変速機において、パワーローラ１１と入出力側ディスク２，４とを有して構成されるバリエータには、パワーローラ１１に加わるスラスト方向の荷重を支承しつつこのパワーローラ１１の回転を許容するスラスト玉軸受（スラスト軸受）２４と、このスラスト玉軸受２４に潤滑油を供給するための油路とが設けられている。
【００３２】
図２に詳しく示すように、前記油路は、変位軸９の先端部９ｂ内をその長手方向に沿って延びる第１の油孔５１と、変位軸９の先端部９ｂの先端に位置する第１の油孔５１の先端から径方向に延びる第２の油孔５２とを有している。第１の油孔５１は、変位軸９の先端部９ｂの基端面まで延びる図示しない油供給路に連通している。また、第２の油孔５２は、変位軸９の先端部９ｂの先端側に位置し且つラジアルニードル軸受（ラジアル軸受）３８により先端部９ｂとパワーローラ１１との間に形成された環状空間５５に連通している。さらに、環状空間５５は、変位軸９の先端部９ｂとパワーローラ１１との間の隙間５７を通じてスラスト玉軸受２４へと通じている。すなわち、本実施の形態において、スラスト玉軸受２４に潤滑油を供給するための前記油路は、第１の油孔５１と、第２の油孔５２と、環状空間５５と、隙間５７とによって形成されている。
【００３３】
環状空間５５と対向するパワーローラ１１の内周面１１ｂには、環状空間５５を径方向外側に広げる（環状空間５５から径方向外側に延びる）凹状の環状溝１１ｄが形成されている。本実施の形態において、この環状溝１１ｄは、パワーローラ１１の内周面１１ｂに段部５９を形成する（パワーローラ１１の小端面（前端面）１１ｃを凹状に切り欠く）ことによって設けられており、パワーローラ１１の回転に伴う遠心力によって前記油路中を流れる潤滑油とこれに混入された異物６０とを分離する遠心分離空間（遠心分離部）Ｓを、環状空間５５と共に形成している。
【００３４】
また、変位軸９の先端部９ｂには、環状空間５５と環状溝１１ｄとを所定の隙間６２を持って閉じる閉塞部材としてのスペーサ５８が取り付けられている。
【００３５】
したがって、以上のような構成において、変位軸９の先端部９ｂの基端面から第１の油孔５１内に導入された潤滑油は、図中に矢印で示すように、第２の油孔５２へと流れ、環状空間５５内に達する。この時、環状空間５５内に達した潤滑油には、パワーローラ１１の回転およびこれに伴うラジアルニードル軸受３８の回転によって遠心力が作用する。したがって、異物６０が潤滑油に混入されている場合、この潤滑油よりも比重の重い異物６０は、環状空間５５内で遠心力を受けつつ、その遠心力によって環状溝１１ｄへと吹き飛ばされ、スペーサ５８とパワーローラ１１の小端面１１ｃとの間に形成された隙間６２を通じて外部へと排出される。その後、異物６０が排除された純粋な潤滑油は、変位軸９の先端部９ｂとパワーローラ１１との間の隙間５７を通じて、スラスト玉軸受２４へと流れる。
【００３６】
以上説明したように、本実施の形態のトロイダル型無段変速機のバリエータは、スラスト玉軸受２４に潤滑油を供給するための油路を備えるとともに、この油路の途中に、パワーローラ１１の回転に伴う遠心力によって油路中を流れる潤滑油とこれに混入された異物とを分離する遠心分離部（遠心分離空間）Ｓを備えている。
【００３７】
このような構成によれば、油路内を流れる潤滑油が、途中の遠心分離部Ｓで、パワーローラ１１の回転に伴う遠心力を受けるため、潤滑油とこれに混入された異物とを確実に分離することができる。したがって、油路を通じてパワーローラ１１のスラスト玉軸受２４に異物６０が侵入することを確実に防止することができる。また、フィルタ等の別個の部材を油路中に配置する必要がないため、そのための設置スペースを確保することも不要となり、潤滑構造を簡素化できるとともに、フィルタの目詰まりによって潤滑が不十分になるといった問題も生じない。
【００３８】
また、本実施の形態において、遠心分離部Ｓは、変位軸９の先端でラジアルニードル軸受３８により変位軸９とパワーローラ１１との間に形成された環状空間５５と、この環状空間５５と対向するパワーローラ１１の内周面１１ｂに形成され且つ環状空間５５から径方向外側に延びる環状溝１１ｄとによって形成されている。
【００３９】
したがって、このような構成によれば、遠心力の作用方向に長い空間、すなわち、環状空間５５と環状溝１１ｄとによって形成される遠心分離空間Ｓによってここを流れる潤滑油に遠心力を有効且つ十分に作用させることができるとともに、環状空間５５内で遠心力を受けた異物６０を環状溝１１ｄへと逃がすことができるため、潤滑油に混入された異物６０を潤滑経路から確実に分離して排除することができる。
【００４０】
また、本実施の形態において、変位軸９には、環状空間５５と環状溝１１ｄとを所定の隙間６２を持って閉じる閉塞部材としてのスペーサ５８が取り付けられ、環状空間５５内および環状溝１１ｄ内で遠心分離された異物６０が隙間６２を通じて外部に排出されるようになっている。したがって、遠心分離された異物６０を遠心分離空間Ｓから外部へと確実に排出させることができ、分離された異物６０が再び潤滑油中に混入するといった事態を回避することができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、発明によれば、油路内を流れる潤滑油が、途中の遠心分離部で、パワーローラの回転に伴う遠心力を受けるため、潤滑油とこれに混入された異物とを確実に分離することができる。したがって、油路を通じてパワーローラのスラスト軸受に異物が侵入することを確実に防止することができる。また、フィルタ等の別個の部材を油路中に配置する必要がないため、そのための設置スペースを確保することも不要となり、潤滑構造を簡素化できるとともに、フィルタの目詰まりによって潤滑が不十分になるといった問題も生じない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るトロイダル型無段変速機の要部の断面図である。
【図２】図１のＺ部の拡大断面図である
【図３】従来から知られているの基本的構成を最大減速時の状態で示す側面図である。
【図４】従来から知られているトロイダル型無段変速機の基本的構成を最大増速時の状態で示す側面図である。
【図５】従来の具体的構造の一例を示す断面図である。
【図６】図５のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１    入力軸
２    入力側ディスク
２ａ    内側面
３    出力軸
４    出力側ディスク
４ａ    内側面
５    枢軸
６    トラニオン
９    変位軸
１１    パワーローラ
１１ｂ    内周面
１１ｄ    環状溝
２４    スラスト玉軸受（スラスト軸受）
３８    ラジアルニードル軸受（ラジアル軸受）
５１    第１の油孔（油路）
５２    第２の油孔（油路）
５５    環状空間（油路）
５７    隙間（油路）
５８    スペーサ（閉塞部材）
６２    隙間
Ｓ    遠心分離部
【図１】
2005054819.tif 000003
【図２】
2005054819.tif 000004
【図３】
2005054819.tif 000005
【図４】
2005054819.tif 000006
【図５】
2005054819.tif 000007
【図６】
2005054819.tif 000008