(57)【要約】【課題】  位相器のチャンバ内にエアが流入するのを確実に防止する。【解決手段】  複数のランド１０９ａ，１０９ｂを有しかつ流体源と流体連絡するスプール１０９を備えたスプールバルブ１０４と、アドバンスチャンバ１０２およびリタードチャンバ１１２をスプールバルブ１０４に連結する複数のライン１０８，１１０と、オイルダムおよびランド１０９ａ，１０９ｂによって限定されたリング状リザーバとを設ける。トルク逆転現象が発生した場合においてスプール１０９が第２の位置におかれているときに、リング状リザーバ内に貯留されたオイル１０５がいずれかのチャンバ内に引き込まれるように、スプール１０９は、一方のチャンバが流体源と流体連絡しかつ他方のチャンバが作動流体をリング状リザーバに排出する第１の位置と、一方のチャンバが流体源と流体連絡しかつ他方のチャンバがリング状リザーバと流体連絡する第２の位置とをとり得る。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つのカムシャフトを備えた内燃機関のための可変カムタイミング位相器であって、
駆動力を受け入れるための外周部を有するハウジングと、
ハウジング内に同軸に配置されかつカムシャフトに連結されるロータとを備え、
ハウジングが少なくとも一つのチャンバを有し、ロータが、チャンバを少なくとも一つのアドバンスチャンバおよびリタードチャンバに分割する少なくとも一つのベーンを有しており、ベーンが、ハウジングおよびロータ間の相対的角度位置を変えるように回転可能になっており、
さらに、ロータの穴にスライド自在に設けられた複数のランドを有しかつ流体源と流体連絡するスプールから構成されたスプールバルブと、
アドバンスチャンバおよびリタードチャンバをスプールバルブに連結する複数の通路と、
オイルダムおよび少なくとも一つのスプールランドによって穴内に限定されたリング状リザーバとを備え、
トルク逆転現象が発生した場合において、スプールが第２の位置におかれているときに、リング状リザーバ内に貯留された作動流体がアドバンスチャンバまたはリタードチャンバ内に引き込まれるように、スプールは、アドバンスチャンバまたはリタードチャンバのうちの一方のチャンバが流体源と流体連絡しかつ他方のチャンバが作動流体をリング状リザーバに排出する第１の位置と、アドバンスチャンバまたはリタードチャンバのうちの一方のチャンバが流体源と流体連絡しかつ他方のチャンバがリング状リザーバと流体連絡する第２の位置とをとり得るようになっている、
ことを特徴とする可変カムタイミング位相器。
【請求項２】
請求項１において、
オイルダムが環状リングである、
ことを特徴とする可変カムタイミング位相器。
【請求項３】
請求項２において、
環状リングが穴の一端に配置されている、
ことを特徴とする可変カムタイミング位相器。
【請求項４】
請求項２において、
環状リングが穴の第１の端部および第２の端部に配置されている、
ことを特徴とする可変カムタイミング位相器。
【請求項５】
請求項１において、
オイルダムが、複数のランドの外方に配置されかつ排出穴を構成する追加のスプールランドである、
ことを特徴とする可変カムタイミング位相器。
【請求項６】
請求項５において、
追加のスプールランドが、穴の一端に配置されている、
ことを特徴とする可変カムタイミング位相器。
【請求項７】
請求項５において、
追加のスプールランドが、穴の第１の端部および第２の端部に配置されている、
ことを特徴とする可変カムタイミング位相器。
【請求項８】
請求項１において、
作動流体の供給ラインにさらにチェックバルブを備えている、
ことを特徴とする可変カムタイミング位相器。
【請求項９】
請求項１において、
作動流体がオイルである、
ことを特徴とする可変カムタイミング位相器。
【請求項１０】
請求項１において、
アドバンスチャンバおよびリタードチャンバをスプールバルブに接続する複数の通路内に、さらにチェックバルブを備えている、
ことを特徴とする可変カムタイミング位相器。
【請求項１１】
少なくとも一つのカムシャフトを備えた内燃機関のための可変カムタイミング位相器であって、
駆動力を受け入れるための外周部を有するハウジングと、
ハウジング内に同軸に配置されかつカムシャフトに連結されるロータとを備え、
ハウジングが少なくとも一つのチャンバを有し、ロータが、チャンバを少なくとも一つのアドバンスチャンバおよびリタードチャンバに分割する少なくとも一つのベーンを有しており、ベーンが、ハウジングおよびロータ間の相対的角度位置を変えるように回転可能になっており、
さらに、ロータの穴にスライド自在に設けられた複数のランドを有しかつ流体源と流体連絡するスプールから構成されたスプールバルブと、
アドバンスチャンバおよびリタードチャンバをスプールバルブに連結する複数の通路と、
オイルダムおよび少なくとも一つのスプールランドによって穴内に限定されたリング状リザーバとを備え、
トルク逆転現象が発生した場合において、スプールが後述する位置におかれているときに、リング状リザーバ内に貯留された作動流体がアドバンスチャンバまたはリタードチャンバ内に引き込まれるように、スプールは、アドバンスチャンバまたはリタードチャンバのうちの一方のチャンバが流体源と流体連絡しかつ他方のチャンバが作動流体をリング状リザーバに排出する或る位置をとり得るようになっている、
ことを特徴とする可変カムタイミング位相器。
【請求項１２】
請求項１１において、
オイルダムが環状リングである、
ことを特徴とする可変カムタイミング位相器。
【請求項１３】
請求項１２において、
環状リングが穴の一端に配置されている、
ことを特徴とする可変カムタイミング位相器。
【請求項１４】
請求項１２において、
環状リングが穴の第１の端部および第２の端部に配置されている、
ことを特徴とする可変カムタイミング位相器。
【請求項１５】
請求項１１において、
オイルダムが、複数のランドの外方に配置されかつ排出穴を構成する追加のスプールランドである、
ことを特徴とする可変カムタイミング位相器。
【請求項１６】
請求項１５において、
追加のスプールランドが、穴の一端に配置されている、
ことを特徴とする可変カムタイミング位相器。
【請求項１７】
請求項１５において、
追加のスプールランドが、穴の第１の端部および第２の端部に配置されている、
ことを特徴とする可変カムタイミング位相器。
【請求項１８】
請求項１１において、
作動流体の供給ラインにさらにチェックバルブを備えている、
ことを特徴とする可変カムタイミング位相器。
【請求項１９】
請求項１１において、
作動流体がオイルである、
ことを特徴とする可変カムタイミング位相器。
【請求項２０】
請求項１１において、
アドバンスチャンバおよびリタードチャンバをスプールバルブに接続する複数の通路内に、さらにチェックバルブを備えている、
ことを特徴とする可変カムタイミング位相器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変カムタイミング（ＶＣＴ： Variable Cam Timing）システムの分野に関する。より詳細には、本発明は、位相器のチャンバ内にエアが流入するのを防止するために貯蔵オイルのリザーバを備えた可変カムタイミングシステムに関する。より具体的には、オイルリング内にオイルを排出することによるＶＣＴチャンバ内へのエアの引込み防止技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
可変カムタイミング（ＶＣＴ）システムにおいては、カムシャフト上のタイミングギヤが、カムシャフトに連結されたロータとタイミングギヤに連結（または形成）されたハウジングとを有しかつ「位相器」として知られた可変角カップリングによって置き換えられている。
【０００３】
可変角カップリングは、カムシャフトおよびクランクシャフト間の相対的タイミングを変化させるために、角度制限の範囲内でカムシャフトがタイミングギヤから独立して回転するのを許容している。
【０００４】
ここで用いられる「位相器」という用語は、ハウジングおよびロータを含むとともに、ハウジングおよびロータ間の相対的角度位置を制御するためのあらゆる部品を含んでいる。多数本のカムシャフトを有する任意のエンジンにおいては、従来技術に示されているように、各カムシャフトに一つの位相器があるということが理解されるだろう。
【０００５】
図１Ａおよび図１Ｂは、従来の油圧駆動（ＯＰＡ：Oil Pressure Actuated）型位相器を示している。ＯＰＡ位相器においては、エンジンオイル圧が、ベーン６の一方の側のチャンバ２または他方の側のチャンバ１２に供給されている。対向チャンバ２，１２からのオイルは、ライン８，１０を通ってオイル溜めに排出される。
【０００６】
適用されるエンジンオイル圧は、単独でベーン６をアドバンス方向またはリタード方向に移動させるのに用いられている。チャンバ２，１２へのエンジンオイルは、中央配置のスプールバルブ４によって制御されている。
【０００７】
スプールバルブ４は、円筒状のランド９ａ，９ｂを有するスプール９から構成されており、円筒状のスリーブ１３によって囲繞されている。スプール９は、一端側のスプリングおよび他端側のアクチュエータ（図示せず）によって付勢されている。
【０００８】
図１Ａは、トルク逆転現象が発生していないアドバンス位置におけるＯＰＡ型位相器を示している。オイル５は、リタードチャンバ１２からライン１０を通って流れ、図示しないオイル溜めに流出している。供給源１８は、ライン８を介してアドバンスチャンバ２にオイル５を供給している。
【０００９】
図１Ｂは、参照符号２０で示されるトルク逆転現象が発生しているときにアドバンスしているＯＰＡ型位相器を示している。オイル５は、供給源１８からライン８を通ってアドバンスチャンバ２に供給されており、ベーン６を矢印方向に移動させている。オイル５は、ライン１０を通ってリタードチャンバ１２から排出される。
【００１０】
トルク逆転現象２０が発生すると、円筒状スリーブ１３内のエア１９が、トルク逆転現象２０により生成される負圧状態によってライン１０内に引き込まれる。エア１９は、ライン１０を通ってリタードチャンバ１２まで移動し、激しい通気状態が発生するまでチャンバ１２内に蓄積される。これにより、位相器は大量の振動を受け、位相調整能力を失うかもしれない。同様のエアの蓄積は、位相器がリタードしている場合にも発生し得る。
【００１１】
上述したようなチャンバ内におけるエアの蓄積は、単一のチェックバルブの捩じり補助（ＴＡ）位相器や二つのチェックバルブの捩じり補助（ＴＡ）位相器においても発生するだろう。
【００１２】
種々の特許に係る技術が、液圧チャンバ内へのエアの流入を低減または防止しようとしてきた。米国特許第 5,803,029号は、ディレイ（遅延）液圧チャンバおよびアドバンスチャンバに保持されたオイルによって、カムシャフトおよびプーリ間のトルク変動が減衰されているヘリカルスプライン位相器について開示している。
【００１３】
カムを変化させるときには、制御バルブの第１および第２のオイルラインがアドバンスオイル通路およびディレイオイル通路に対して閉じられる。オイルポンプから放出されたすべてのオイルは、バルブリフト制御機構に送出される。
【００１４】
特開昭６０−９３８１５号公報は、液圧チャンバの上方に延びるオイル排出防止通路と連絡する排出ポートについて開示している。液圧チャンバ上方の排出防止通路によって、エアが液圧チャンバ内に流入するのが防止されている。
【００１５】
特開平７−２２４６１６号公報は、オイルが存在していないときにアドバンスチャンバまたはリタードチャンバにエアが流入するのを防止するリングギヤがタイミングプーリハウジングおよびカムシャフト間に存在しているヘリカルスプライン位相器について開示している。
【特許文献１】米国特許第5,803,029号明細書
【特許文献２】特開昭６０−９３８１５号公報
【特許文献３】特開平７−２２４６１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、位相器のチャンバ内にエアが流入するのを確実に防止できる可変カムタイミングシステムを提供しようとしている。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
請求項１の発明に係る可変カムタイミングシステムは、駆動力を受け入れるための外周部を有するハウジングと、ハウジング内に同軸に配置され、カムシャフトに連結されるロータと、ロータの穴にスライド自在に設けられた複数のランドを有しかつ流体源と流体連絡するスプールから構成されたスプールバルブと、アドバンスチャンバおよびリタードチャンバをスプールバルブに連結する複数の通路と、オイルダムおよび少なくとも一つのスプールランドによって穴内に限定されたリング状リザーバとを備えている。ハウジングは少なくとも一つのチャンバを有しており、ロータは、チャンバを少なくとも一つのアドバンスチャンバおよびリタードチャンバに分割する少なくとも一つのベーンを有している。ベーンは、ハウジングおよびロータ間の相対的角度位置を変えるように回転可能になっている。そして、トルク逆転現象が発生した場合においてスプールが第２の位置におかれているときに、リング状リザーバ内に貯留された作動流体がアドバンスチャンバまたはリタードチャンバ内に引き込まれるように、スプールは、アドバンスチャンバまたはリタードチャンバの一方のチャンバが流体源と流体連絡しかつ他方のチャンバが作動流体をリング状リザーバに排出する第１の位置と、アドバンスチャンバまたはリタードチャンバのうちの一方のチャンバが流体源と流体連絡しかつ他方のチャンバがリング状リザーバと流体連絡する第２の位置とをとり得るようになっている。
【００１８】
請求項２の発明においては、オイルダムが環状リングである。
【００１９】
請求項３の発明においては、環状リングが穴の一端に配置されている。
【００２０】
請求項４の発明においては、環状リングが穴の第１および第２の端部に配置されている。
【００２１】
請求項５の発明においては、オイルダムが、複数のランドの外方に配置されかつ排出穴を構成する追加のスプールランドである。
【００２２】
請求項６の発明においては、追加のスプールランドが穴の一端に配置されている。
【００２３】
請求項７の発明においては、追加のスプールランドが穴の第１および第２の端部に配置されている。
【００２４】
請求項８の発明においては、作動流体の供給ラインにさらにチェックバルブが設けられている。
【００２５】
請求項９の発明においては、作動流体がオイルである。
【００２６】
請求項１０の発明においては、アドバンスチャンバおよびリタードチャンバをスプールバルブに接続する複数の通路内に、さらにチェックバルブが設けられている。
【００２７】
請求項１１の発明に係る可変カムタイミング位相器は、駆動力を受け入れるための外周部を有するハウジングと、ハウジング内に同軸に配置されかつカムシャフトに連結されるロータと、ロータの穴にスライド自在に設けられた複数のランドを有しかつ流体源と流体連絡するスプールから構成されたスプールバルブと、アドバンスチャンバおよびリタードチャンバをスプールバルブに連結する複数の通路と、オイルダムおよび少なくとも一つのスプールランドによって穴内に限定されたリング状リザーバとを備えている。ハウジングは少なくとも一つのチャンバを有しており、ロータは、チャンバを少なくとも一つのアドバンスチャンバおよびリタードチャンバに分割する少なくとも一つのベーンを有している。ベーンは、ハウジングおよびロータ間の相対的角度位置を変えるように回転可能になっている。そして、トルク逆転現象が発生した場合においてスプールが後述する位置におかれているときに、リング状リザーバ内に貯留された作動流体がアドバンスチャンバまたはリタードチャンバ内に引き込まれるように、スプールは、アドバンスチャンバまたはリタードチャンバのうちの一方のチャンバが流体源と流体連絡しかつ他方のチャンバが作動流体をリング状リザーバに排出する或る位置をとり得るようになっている。
【００２８】
請求項１２の発明においては、オイルダムが環状リングである。
【００２９】
請求項１３の発明においては、環状リングが穴の一端に配置されている。
【００３０】
請求項１４の発明においては、環状リングが穴の第１の端部および第２の端部に配置されている。
【００３１】
請求項１５の発明においては、オイルダムが、複数のランドの外方に配置されかつ排出穴を構成する追加のスプールランドである。
【００３２】
請求項１６の発明においては、追加のスプールランドが穴の一端に配置されている。
【００３３】
請求項１７の発明では、請求項１５において、追加のスプールランドが穴の第１および第２の端部に配置されている。
【００３４】
請求項１８の発明においては、作動流体の供給ラインにさらにチェックバルブが設けられている。
【００３５】
請求項１９の発明においては、作動流体がオイルである。
【００３６】
請求項２０の発明においては、アドバンスチャンバおよびリタードチャンバをスプールバルブに接続する複数の通路内に、さらにチェックバルブが設けられている。
【００３７】
本発明によれば、少なくとも１本のカムシャフトを備えた内燃機関のための可変カムタイミング（ＶＣＴ）位相器において、ハウジングと、ロータと、スプールバルブと、リング状リザーバとを備えている。ハウジングは、駆動力を受け入れるための外周部を有するとともに、少なくとも一つのチャンバを有している。
【００３８】
ロータは、ハウジング内に同軸に配置されたカムシャフトに連結されており、チャンバをアドバンスおよびリタードに分割する少なくとも一つのベーンを有している。スプールバルブは、ロータの穴内にスライド自在に取り付けられた複数のランド部を有するスプールから構成されている。リング状リザーバは、オイルダムおよび少なくとも一つのスプールランドによって穴内に限定されている。
【００３９】
スプールは、アドバンスチャンバまたはリタードチャンバのうちの一方のチャンバが作動流体の供給源と流体連絡しかつ他方のチャンバが作動流体を排出している第１の位置と、アドバンスチャンバまたはリタードチャンバのうちの一方のチャンバが作動流体の供給源と流体連絡しかつ他方のチャンバがリザーバと流体連絡している第２の位置とを有している。
【００４０】
トルク逆転現象が発生すると、リング状リザーバ内に貯留された作動流体は、スプールが第２の位置におかれているときに、アドバンスチャンバまたはリタードチャンバ内に引き込まれる。
【００４１】
本発明およびその目的をさらに理解するためには、図面、図面の簡単な説明、本発明の好ましい実施態様の詳細な説明および特許請求の範囲に注意が向けられるべきである。
【発明の効果】
【００４２】
本発明によれば、作動流体を貯留するとともにいずれかのチャンバと流体連絡し得るリング状リザーバが設けられるので、トルク逆転現象の発生時には、リング状リザーバ内の作動流体がいずれかのチャンバ内に引き込まれるようにすることができ、これにより、チャンバ内にエアが流入するのを確実に防止できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
図２は、本発明の第１の実施例による、アドバンス位置におかれた油圧駆動（ＯＰＡ）型位相器を示している。供給ライン１１８は、アドバンスチャンバ１０２に通じるライン１０８にオイル１０５を供給しており、ベーン１０６を矢印方向に移動させる。チャンバ１０２，１１２は、ハウジングおよびロータ（図示せず）によって限定されている。
【００４４】
通常オイルが用いられる作動流体１０５は、リタードチャンバ１１２からライン１１０を通ってスプールバルブ１０４に排出される。スプールバルブ１０４は、スプール１０９と、円筒状の（スプール）ランド１０９ａ，１０９ｂとから構成されている。スプール１０９は、その一端側がスプリング（図示せず）により付勢され、他端側はアクチュエータ（図示せず）により付勢されている。
【００４５】
スプールバルブ１０４が回転すると、図３に示すように（図示の便宜上、スプールは省略）、オイル１０５は、オイルダムとして作用しかつリング状リザーバを形成する環状リング１１４とスプールランド１０９ｂとの間において円筒状スリーブ１１３の外側壁に遠心力の作用により押しやられる。エア１１９は、円筒状スリーブ１１３の中央に留まる。
【００４６】
トルク逆転現象１２０が発生すると、エアではなく、スプールバルブ１０４の外側壁に貯留する少量のオイルが負圧によってチャンバ内に引き込まれる。スプールバルブ１０４の両側に環状リング１１４を配置したことによって、位相器がアドバンスしているかまたはリタードしているかに拘らず、エアがチャンバ１０２，１１２内に引き込まれるのが防止される。
【００４７】
環状リング１１４内には、過剰オイルをオイル溜め（図示せず）に流すための穴が形成されている。上記実施例はまた、図６に示すように供給ライン１１８に単一のチェックバルブ１２１を有する、あるいは図８に示すように通路１０８，１１０に２個のチェックバルブ１２２，１２３を有する捩じり補助（ＴＡ）型位相器にも用いられる。
【００４８】
図４は、本発明の第２の実施例による、アドバンス位置に配置された油圧駆動（ＯＰＡ）型位相器を示している。供給ライン２１８は、アドバンスチャンバ２０２に通じるライン２０８にオイル２０５を供給しており、ベーン２０６を矢印方向に移動させる。流体２０５は、リタードチャンバ２１２から出て、ライン２１０を通りスプールバルブ２０４に流入する。
【００４９】
スプールバルブ２０４は、スプール２０９と、円筒状の（スプール）ランド２０９ａ，２０９ｂ，２０９ｃとから構成されている。円筒状のランド２０９ｃは、スプールバルブ２０４の両側に配置されており、オイルをオイル溜め（図示せず）に排出するための穴を中央に有している。スプール２０９は、一端側においてスプリング（図示せず）により付勢され、他端側においてアクチュエータ（図示せず）により付勢されている。
【００５０】
スプールバルブ２０４が回転すると、図５に示すように、オイル２０５は、スプールランド２０９ｂおよび２０９ｃ間において円筒状スリーブ２１３の外側壁に遠心力の作用により押しやられる。スプールランド２０９ｃは、オイルダムとして作用するとともに、リング状オイルリザーバを形成している。
【００５１】
エア２１９は、ランド２０９ｂ，２０９ｃ間でランド２０９ｃの中央において円筒状スリーブ２１３の中央に留まる。トルク逆転現象２２０が発生すると、エアではなく、回転バルブ２０４の外側壁に貯留する少量のオイルが負圧の作用によってチャンバ２１２内に引き込まれる。
【００５２】
スプールバルブ２０４の両側に追加のランド２０９ｃを配置したことによって、図５に示すように位相器がアドバンスしているかまたはリタードしているかに拘らず、エアがチャンバ２０２，２１２内に引き込まれるのが防止される。環状リング１１４内には、過剰オイルをオイル溜め（図示せず）に流すための穴が形成されている。
【００５３】
上記実施例はまた、図７に示すように供給ライン２１８に単一のチェックバルブ２２１を有する、あるいは図９に示すように通路２０８，２１０に２個のチェックバルブ２２２，２２３を有する捩じり補助（ＴＡ）型位相器にも用いられる。
【００５４】
本発明が関連する分野の当業者は、上述の教示内容を考慮するとき、本発明の精神および本質的な特徴部分から外れることなく、本発明の原理を採用する種々の変形例やその他の実施態様を構築し得る。上述の実施態様はあらゆる点で単なる例示としてのみみなされるべきものであり、限定的なものではない。
【００５５】
したがって、本発明が個々の実施態様に関連して説明されてきたものの、構造、順序、材料その他の変更は、本発明の範囲内においてではあるが、当該技術分野の当業者にとって明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１Ａ】アドバンス位置におかれた従来の油圧駆動（ＯＰＡ）型位相器を示している。
【図１Ｂ】トルク逆転現象が発生したときにアドバンス位置におかれた従来の油圧駆動（ＯＰＡ）型位相器を示している。
【図２】本発明の第１の実施例による位相器の概略図である。
【図３】図２の位相器におけるスプールバルブ部分の拡大図である。
【図４】本発明の第２の実施例による位相器の概略図である。
【図５】図４の位相器におけるスプールバルブ部分の拡大図である。
【図６】本発明の第１の実施例によるオイルリングを備えた単一チェックバルブ捩じり補助（ＴＡ）位相器の概略図である。
【図７】本発明の第２の実施例による追加のスプールランドを備えた単一チェックバルブ捩じり補助（ＴＡ）位相器の概略図である。
【図８】本発明の第１の実施例による環状リングを備えたダブルチェックバルブ捩じり補助（ＴＡ）位相器の概略図である。
【図９】本発明の第２の実施例による追加のスプールランドを備えたダブルチェックバルブ捩じり補助（ＴＡ）位相器の概略図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０２：  アドバンスチャンバ
１０４：  スプールバルブ
１０５：  オイル（作動流体）
１０６：  ベーン
１０９：  スプール
１０９ａ，１０９ｂ：（スプール）ランド
１１２：  リタードチャンバ
１０８，１１０：  ライン（通路）
１１４：  環状リング
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2005054797.tif 000007
【図５】
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【図６】
2005054797.tif 000009
【図７】
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【図８】
2005054797.tif 000011
【図９】
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