(57)【要約】【課題】自動調心機能と一方向の回転だけを可能にする機能とを備えた自動調心すべり軸受を提供する。【解決手段】自動調心すべり軸受１は、球面状の内周面１２を有する外輪１０と、外輪１０の内側に配置された、球面状の外周面２１を有する内輪２０とを備え、内輪２０は、外周面２１に形成された少なくとも１つの凹部４０を有し、上面５１が内輪２０の外周面２１と同一半径の球面状であり、変位可能に凹部４０に収容された逆止駒５０を備え、逆止駒５０は、上面５１が内輪２０の外周面２１とともに球面をなす第１位置に位置して所定の向きＡの相対回転を可能にし、外輪１０と内輪２０とが所定の向きＡとは逆の向きに相対回転しようとする場合には、上面５１の一部５１ａが外輪１０の内周面１２に当接してクサビ効果を発揮する第２位置まで変位して、所定の向きＡとは逆の向きの相対回転を防止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
球面状に形成された内周面を有する外輪と、当該外輪の内側に配置された、球面状に形成された外周面を有する内輪とを備えた自動調心すべり軸受において、
前記内輪は、前記外周面に形成された少なくとも１つの凹部を有し、
上面が前記内輪の外周面と同一半径の球面状であり、変位可能に前記凹部に収容された逆止駒を備え、
前記逆止駒は、前記外輪と内輪との相対回転の向きが所定の向きである場合には、前記上面が前記内輪の外周面とともに球面をなす第１位置に位置して前記所定の向きの相対回転を可能にし、前記外輪と内輪とが前記所定の向きとは逆の向きに相対回転しようとする場合には、前記上面の一部が前記外輪の内周面に当接してクサビ効果を発揮する第２位置まで変位して、前記所定の向きとは逆の向きの相対回転を防止することを特徴とする自動調心すべり軸受。
【請求項２】
前記凹部の側面を含む面の広がる方向が前記内輪の端面を含む面の広がる方向と交差することを特徴とする請求項１に記載の自動調心すべり軸受。
【請求項３】
前記凹部は、その両端が前記内輪の両端面に至っていないことを特徴とする請求項１または２に記載の自動調心すべり軸受。
【請求項４】
前記凹部は、その両端が前記内輪の両端面に至っていることを特徴とする請求項１に記載の自動調心すべり軸受。
【請求項５】
前記逆止駒は、一方の側面からもう一方の側面に向かって形成された収容穴に圧縮ばねを収容し、当該圧縮ばねによって前記第２位置に向けて付勢されていることを特徴とする請求項１，２，３または４に記載の自動調心すべり軸受。
【請求項６】
前記逆止駒は、一方の側面に設けたばねを有し、当該ばねによって前記第２位置に向けて付勢されていることを特徴とする請求項１，２，３または４に記載の自動調心すべり軸受。
【請求項７】
前記凹部は前記内輪の外周面を等間隔に分割する位置に形成され、それぞれに前記逆止駒が収納されたことを特徴とする請求項１，２，３，４，５または６に記載の自動調心すべり軸受。
【請求項８】
前記外輪の素材および前記内輪の素材はそれぞれ金属ないし合成樹脂であることを特徴とする請求項１，２，３，４，５，６または７に記載の自動調心すべり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、球面状に形成された内周面を有する外輪と、当該外輪の内側に配置された、球面状に形成された外周面を有する内輪とを備えた自動調心すべり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動調心機能を有するすべり軸受や一方向の回転だけが可能な軸受があった。これらは、図８に示したように、一本の軸９０に自動調心機能を有するすべり軸受９１と一方向の回転だけを可能にする軸受９２とを別個に組み合わせて一方の回転だけが可能に使用されることがあった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このような従来の技術では、別個の自動調心機能を有するすべり軸受と一方向の回転だけが可能な軸受とを単純に組み合わせて使用するので、構造が複雑になるとともにこれを用いた装置のデザインが制限されるという問題点があった。
【０００４】
本発明は、このような従来の技術が有する問題点に着目してなされたもので、自動調心機能と一方向の回転だけを可能にする機能とを備えた自動調心すべり軸受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】
かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存する。
［１］球面状に形成された内周面（１２）を有する外輪（１０）と、当該外輪（１０）の内側に配置された、球面状に形成された外周面（２１）を有する内輪（２０）とを備えた自動調心すべり軸受（１）において、
前記内輪（２０）は、前記外周面（２１）に形成された少なくとも１つの凹部（４０）を有し、
上面（５１，７１）が前記内輪（２０）の外周面（２１）と同一半径の球面状であり、変位可能に前記凹部（４０）に収容された逆止駒（５０，７０）を備え、
前記逆止駒（５０，７０）は、前記外輪（１０）と内輪（２０）との相対回転の向きが所定の向き（Ａ）である場合には、前記上面（５１，７１）が前記内輪（２０）の外周面（２１）とともに球面をなす第１位置に位置して前記所定の向き（Ａ）の相対回転を可能にし、前記外輪（１０）と内輪（２０）とが前記所定の向き（Ａ）とは逆の向きに相対回転しようとする場合には、前記上面（５１，７１）の一部が前記外輪（１０）の内周面（１２）に当接してクサビ効果を発揮する第２位置まで変位して、前記所定の向き（Ａ）とは逆の向きの相対回転を防止することを特徴とする自動調心すべり軸受（１）。
【０００６】
［２］前記凹部（４０）の側面を含む面の広がる方向が前記内輪（２０）の端面（２３ａ，２３ｂ）を含む面の広がる方向と交差することを特徴とする［１］に記載の自動調心すべり軸受（１）。
【０００７】
［３］前記凹部（４０）は、その両端が前記内輪（２０）の両端面（２３ａ，２３ｂ）に至っていないことを特徴とする［１］または［２］に記載の自動調心すべり軸受（１）。
【０００８】
［４］前記凹部（４０）は、その両端が前記内輪（２０）の両端面（２３ａ，２３ｂ）に至っていることを特徴とする［１］に記載の自動調心すべり軸受（１）。
【０００９】
［５］前記逆止駒（５０）は、一方の側面（５２ａ）からもう一方の側面（５２ｂ）に向かって形成された収容穴（５３）に圧縮ばね（６０）を収容し、当該圧縮ばね（６０）によって前記第２位置に向けて付勢されていることを特徴とする［１］，［２］，［３］または［４］に記載の自動調心すべり軸受（１）。
【００１０】
［６］前記逆止駒（７０）は、一方の側面（７２ａ）に設けたばね（７３）を有し、当該ばね（７３）によって前記第２位置に向けて付勢されていることを特徴とする［１］，［２］，［３］または［４］に記載の自動調心すべり軸受（１）。
【００１１】
［７］前記凹部（４０）は前記内輪（２０）の外周面（２１）を等間隔に分割する位置に形成され、それぞれに前記逆止駒（５０，７０）が収納されたことを特徴とする［１］，［２］，［３］，［４］，［５］または［６］に記載の自動調心すべり軸受（１）。
【００１２】
［８］前記外輪（１０）の素材および前記内輪（２０）の素材はそれぞれ金属ないし合成樹脂であることを特徴とする［１］，［２］，［３］，［４］，［５］，［６］または［７］に記載の自動調心すべり軸受（１）。
【００１３】
前記本発明は次のように作用する。
【００１４】
自動調心すべり軸受（１）の外輪（１０）は、円柱の側面状の外周面（１１）と球面状の内周面（１２）とを有している。一方、外輪（１０）の内側に配置された内輪（２０）は、球面状の外周面（２１）と円筒の内面状の内周面（２２）とを有している。
［１］の自動調心すべり軸受（１）は、外輪（１０）の内周面（１２）と内輪（２０）の外周面（２１）とが球面状に形成されていることによって、自動調心機能が発揮される。自動調心すべり軸受（１）は、その内輪（２０）の外周面（２１）に少なくとも１つの凹部（４０）が形成されている。この凹部（４０）には逆止駒（５０，７０）が変位可能に収容されている。この逆止駒（５０，７０）は、外輪（１０）と内輪（２０）との相対回転を一方向にだけ可能にしている。逆止駒（５０，７０）の上面（５１，７１）の形状は内輪（２０）の外周面（２１）の球面半径と同一半径の球面状である。
【００１５】
外輪（１０）と内輪（２０）とが所定の向き（Ａ）に相対回転する場合には、逆止駒（５０）は、外輪（１０）との僅かな接触によって外輪（１０）に引きずられるように外輪（１０）の相対回転方向に変位して、第１位置に至って停止する。この第１位置では逆止駒（５０，７０）の上面（５１，７１）は内輪（２０）の外周面（２１）とともに球面をなしているので、外輪（１０）と内輪（２０）とは所定の向き（Ａ）に滑らかに相対回転できる。
【００１６】
一方、外輪（１０）と内輪（２０）とが所定の向き（Ａ）とは逆の向きに相対回転しようとする場合には、逆止駒（５０，７０）は上記の変位方向とは逆の方向に変位する。すなわち、第２位置に向って変位する。この変位にともなって逆止駒（５０，７０）の上面（５１，７１）の一部が外輪（１０）の内周面（１２）に当接する。この当接の度合いが強くなるにしたがって、逆止駒（５０，７０）の当接部分がクサビ効果を発揮するようになり、第２位置まで逆止駒（５０，７０）が変位すると、クサビ効果によって外輪（１０）および内輪（２０）は所定の向き（Ａ）とは逆の向きの相対回転ができなくなる。
【００１７】
なお、凹部（４０）は、その側面を含む面の広がる方向が内輪（２０）の端面（２３ａ，２３ｂ）を含む面の広がる方向と交差する方向に形成されていればよい。また、凹部（４０）は、内輪（２０）の両端面（２３ａ，２３ｂ）の間に形成して、外輪（１０）の内周面（１２）によって密閉されるようにしても良いし、両端面（２３ａ，２３ｂ）にまで至るように形成してもよい。
【００１８】
また、内輪（２０）の外周を等間隔に分割する位置に凹部（４０）を形成して、それぞれに逆止駒（５０，７０）を収容してもよい。
【００１９】
［５］の自動調心すべり軸受（１）はさらに、逆止駒（５０）の一方の側面（５２ａ）からもう一方の側面（５２ｂ）に向かって収容穴（５３）が形成されている。この収容穴（５３）には圧縮ばね（６０）が収容されているので、圧縮ばね（６０）は凹部（４０）の内壁面と逆止駒（５０）とを付勢して逆止駒（５０）を第２位置に向わしめている。これにより、外輪（１０）および内輪（２０）が所定の向き（Ａ）とは逆の向きの相対回転をしようとするときに、逆止駒（５０）が第２位置に位置するまでの時間が短縮されるので、所定の向き（Ａ）とは逆の向きの相対回転を速やかに停止させるとともにより確実に停止させることができる。
【００２０】
［６］の自動調心すべり軸受（１）の場合には、逆止駒（７０）の一方の側面（７２ａ）にばね（７３）が設けられており、［５］の逆止駒（５０）と同様に当該ばね（７３）が逆止駒（５０）を第２位置に向わしめており、同様の効果を発揮している。
【００２１】
なお、外輪（１０）の素材および内輪（２０）の素材はそれぞれ用途に応じて金属ないし樹脂によって製造することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明にかかる自動調心すべり軸受によれば、外輪の内周面と内輪の外周面とがともに球面形状を有するので、軸受が動作している最中に自動的に調心することが可能である。また、外輪と内輪とが所定の向きの相対回転をするときは、逆止駒が第１位置にて内輪の外周面とともに球面をなすので上記相対回転を妨げることがなく、また、外輪と内輪とが所定の向きとは逆の向きに相対回転しようとするときは、逆止駒が第２位置にて上面の一部が外輪の内周面に当接してクサビ効果を発揮するので、上記逆向きの相対回転を防止することができる。したがって、一方向の回転だけを可能にすることができる。
【００２３】
また、逆止駒の一方の側面からもう一方の側面に向かって形成した収容穴に圧縮ばねを収容したものの場合には、圧縮ばねが逆止駒を第２位置に向けて付勢しているので、所定の向きとは逆の向きの相対回転を速やかに停止させるとともにより確実に停止させることができる。
【００２４】
また、逆止駒の一方の側面にばねを設けたものの場合にも、ばねが逆止駒を第２位置に向けて付勢するようにできるので、所定の向きとは逆の向きの相対回転を速やかに停止させるとともにより確実に停止させることができる。
【００２５】
さらに、内輪の外周を等間隔に分割する位置に凹部を形成して、それぞれに逆止駒を収容したものの場合には、所定の向きとは逆の向きの相対回転を速やかに、かつ、確実に停止させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面に基づき本発明の好適な一実施の形態を説明する。
図１は、本発明の一実施の形態にかかる自動調心すべり軸受を示す正面図である。図２は、図１の自動調心すべり軸受を示す側面図である。図３は、図２の内輪２０を示す側面図である。
【００２７】
この自動調心すべり軸受１は、例えば、複写機などの画像形成装置の給紙カセットから、当該カセットに収納された記録紙を搬送路に繰出す繰出しローラ等に用いられる。
【００２８】
図１に示すように、自動調心すべり軸受１は、外輪１０とこの外輪１０の内側に配置された内輪２０とから成る。内輪２０の中心部には軸受穴３０が形成されている。外輪１０の素材および内輪２０の素材はそれぞれ用途に応じてポリアセタールなどの合成樹脂やＳ４５ｃなどの金属を選択し、組み合わせて製造することができる。重加重が掛かるような用途に対しては金属が適している。軽加重が掛かるような用途に対しては合成樹脂が適している。また、耐水性や耐薬品性に対応するためには合成樹脂が適している。その他にも用途の諸条件を考慮して各種の素材から選択して組み合わせることができる。
【００２９】
外輪１０は、円柱の側面状に形成された外周面１１および球面状に形成された内周面１２を有している。内輪２０は、球面状に形成された外周面２１および円筒の内面状に形成された内周面２２を有している。
【００３０】
外輪１０の内周面１２の球面半径と内輪２０の外周面２１の球面半径とは、殆ど同一であるが、内周面１２の球面半径よりも外周面２１の球面半径の方が僅かに小さい。これにより、自動調心すべり軸受１は動作中に自動的に調心される。
【００３１】
外輪１０および内輪２０の寸法は、例えば、外径φ１９ｍｍ×内径φ１５ｍｍ×幅７ｍｍの外輪１０に対して内輪の寸法は外形Ｓφ１４．９０ｍｍ×内径φ７．０ｍｍ×幅７ｍｍである。したがって、この場合には内輪２０の外周面２１の球面半径は外輪１０の内周面１２の球面半径よりも０．０５ｍｍ小さい。
【００３２】
内輪２０の外周面２１には、当該外周面２１を等間隔に３つに分割する位置のそれぞれに凹部４０が形成されている。この凹部４０は、１つまたは２つでも良いし、４つ以上であっても良い。これらの凹部４０それぞれには、後述する逆止駒５０が収納されている。
【００３３】
図４は、図１に示した１つの凹部およびその近傍を示す部分拡大図である。
凹部４０は、内輪２０の半径方向の中心に向って形成されている。凹部４０は内輪２０の一方の端面２３ａからもう一方の端面２３ｂに至っている。凹部４０の断面形状は、内輪２０の外周面２１から内輪２０の半径方向と平行に真直ぐに延びる第１の直線部１０１と、この直線部１０１の終端から続く半円状の曲線部１０２と、さらにこの曲線部１０２の終端に続いて内輪２０の外周面２１に向って真直ぐに延びる第２の直線部１０３とを有するＵ字形に似た形状を成している。第２の直線部１０３は、曲線部１０２の終端から第１の直線部１０１と平行に延びる直線を想定したときに、約３５度の角度だけ開いた方向に延びている。
【００３４】
凹部４０は、その両端が内輪２０の両端面２３ａ，２３ｂに至らなくてもよい。この場合、凹部４０の両端をつなぐ方向は、凹部４０の側面を含む面の広がる方向が内輪２０の端面２３ａ，２３ｂを含む面の広がる方向と交差する方向に形成されていればよい。言い換えると、凹部４０の両端をつなぐ方向が内輪２０の中心線の延びる方向に直交する方向でなければよい。この場合の凹部４０は、両端がともに開口端ではないので後述する逆止駒５０を内輪２０に内蔵できる。内輪２０の外周面２１上の開口部分は外輪１０の内周面１２によって塞がれている。
【００３５】
次に、逆止駒５０について説明する。
図５は、逆止駒を示す正面図である。図６は、図５の逆止駒を側方から見た側面図である。
【００３６】
図５に示すように、逆止駒５０は正面から見ると、輪郭がＵ字状に形成されている。一方の側面５２ａからもう一方の側面５２ｂの直線部分が始まるところまでの輪郭は、上記の凹部４０の半円状の曲線部１０２から第２の直線部１０３が始まるところまでの形状と同一である。この逆止駒５０は合成樹脂で作られるが、Ｓ４５ｃなどの金属で作ることもできる。
【００３７】
逆止駒５０の上面５１の形状は、内輪２０の外周面２１の球面形状の半径と同一半径の球面状をしている。図４を参照すると、凹部４０に収容された逆止駒５０の側面５２ａが凹部４０の側壁に当接している。この状態では側面４１側に拡張部４２の分だけ余裕がある。この余裕によって逆止駒５０は凹部４０内で揺動様の変位をすることができる。
【００３８】
図示した逆止駒５０は、外輪１０と内輪２０とが矢印Ａ方向（所定の向き）に相対回転する際に、逆止駒５０の上面５１が外輪１０の内周面１２に僅かながら引きずられて、上面５１が内輪２０の外周面２１とともに球面を形成する第１位置まで変位する。
【００３９】
この第１位置では、自動調心すべり軸受１の中心から逆止駒５０の上面５１までの径と自動調心すべり軸受１の中心から外輪１０の内周面１２までの径との関係が「逆止駒５０の上面５１までの径＜外輪１０の内周面１２までの径」になるので、逆止駒５０を組み込んだ内輪２０と外輪１０とは矢印Ａ方向に滑らかに相対回転できる。
【００４０】
一方、外輪１０と内輪２０とが矢印Ａ方向とは逆の向きに相対回転しようとする場合には、上記の説明と同様にして上面５１が外輪１０の内周面１２と僅かに接触する度に内周面１２に引きずられて、側面４１の方向に変位する。この変位にともなって逆止駒５０の上面５１の一部５１ａが外輪１０の内周面１２に当接するようになる。この当接の度合いが強くなるにしたがって、逆止駒５０の当接部分がクサビ効果を発揮するようになり、ついにはクサビ効果によって外輪１０および内輪２０は所定の向きＡとは逆の向きの相対回転ができなくなる。すなわち、自動調心すべり軸受１の中心から逆止駒５０の上面５１の当接部分までの径と自動調心すべり軸受１の中心から外輪１０の内周面１２までの径との関係が「逆止駒５０の上面５１までの径＞外輪１０の内周面１２までの径」になるので、外輪１０および内輪２０は所定の向きＡとは逆の向きの相対回転ができなくなる。
【００４１】
逆止駒５０は、逆の向きに相対回転をさせる力の作用が続く限り、この位置（第２位置）にある。力の作用が無くなってもこの第２位置にあるが、外輪１０および内輪２０を矢印Ａ方向に相対回転させる力が作用すると上記のように逆止駒５０が第１位置に向って変位して、矢印Ａ方向に相対回転をするようになり、逆止駒５０が第１位置に位置すると、外輪１０および内輪２０は滑らかに相対回転することができる。
【００４２】
図４および図５に示すように、逆止駒５０には、第１位置寄りの側面５２ａから第２位置よりの側面５２ｂに向かって真直ぐに収容穴５３が形成されている。収容穴５３は、逆止駒５０の一端部寄りともう一方の端部寄りとに１つずつ形成されている。
【００４３】
この収容穴５３にはコイルばねを圧縮した圧縮ばね６０が収容されている。圧縮ばね６０の付勢力は凹部４０の内壁面および逆止駒５０に作用して、逆止駒５０を第２位置に向う方向に付勢している。これにより、外輪１０および内輪２０が矢印Ａ方向とは逆の向きの相対回転をしようとするときに、逆止駒５０が第２位置に位置するまでの時間が短縮されるので、矢印Ａ方向とは逆の向きの相対回転を速やかに停止させることができるとともにより確実に停止させることができる。上記収容穴５３は、２つに限らず１つでもよいし、３つ以上でもよい。なお、逆止駒５０と圧縮ばね６０とは一体に成形してもよい。
【００４４】
図７は、側面にばねを設けた逆止駒の一部を示す斜視図である。
この例では、逆止駒７０の一方の側面７２ａの一端部寄りに板ばね部７３が設けられている。この板ばね部７３は、側面７２ａから上端部に向かって外側に湾曲した形状を有している。
【００４５】
板ばね部７３を設けた領域には凹部７４が形成されている。この凹部７４は、逆止駒７０が上記の第１位置に位置するときに板ばね部７３を完全に収容するためのものである。この凹部７４によって、逆止駒７０が第１位置に位置するときに側面７２ａと内輪２０の凹部４０の側面との間に隙間ができることを防止できる。
【００４６】
板ばね部７３および凹部７４は、不図示のもう一方の端部寄りにも同様に設けられている。これにより、逆止駒７０は、上記の圧縮ばね６０を内蔵した逆止駒５０と同様に作用して、同様の効果を発揮する。なお、この逆止駒７０も板ばね部７３と一体に成形してもよい。
【００４７】
以上のように構成される自動調心すべり軸受１は素材を、例えば、外輪１０を合成樹脂、内輪２０を含油合金、逆止駒５０をＳＵＪ−２として製造する。
【００４８】
上記説明の中で、外輪１０と内輪２０の寸法を具体的に記載して例示したが、本発明の自動調心すべり軸受は、上記数値よりも桁を違えて小さいものや大きいものにも適用できる。
【００４９】
用途は複写機における繰出しローラに限定されることなく、自動販売機の紙幣投入口の紙幣取込みローラ、その他、広く利用することができる。また、調心機能を有するので、軸が変位するような装置にも使用することができる。
【００５０】
上記のように、本実施の形態にかかる自動調心すべり軸受によれば、自動調心軸受に一方向の回転だけを可能にする機能を有しているので、装着する装置等が単純化できるとともに、従来では困難であったような装置デザインであっても実現することができる。
【００５１】
また、従来は、自動調心軸受と一方回転軸受の２つを組み合わせていた場合でも、本実施の形態にかかる自動調心すべり軸受が１つだけですむので、原価の低減ができる。さらに、省資源にも貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施の形態にかかる自動調心すべり軸受を示す正面図である。
【図２】図１の自動調心すべり軸受を示す側面図である。
【図３】図２の内輪を示す側面図である。
【図４】図１に示した１つの凹部およびその近傍を示す部分拡大図である。
【図５】逆止駒を示す正面図である。
【図６】図５の逆止駒を側方から見た側面図である。
【図７】側面にばねを設けた逆止駒の一部を示す斜視図である。
【図８】従来の自動調心すべり軸受と一方回転軸受とを組み合わせて用いる例を示す簡略図である。
【符号の説明】
【００５３】
１…自動調心すべり軸受
１０…外輪
１１…外輪の外周面
１２…外輪の内周面
２０…内輪
２１…内輪の外周面
２２…内輪の内周面
２３ａ…内輪の端面
２３ｂ…内輪の端面
３０…軸受穴
４０…凹部
４１…側面
４２…拡張部
５０…逆止駒
５１…上面
５１ａ…一部
５２ａ…一方の側面
５２ｂ…もう一方の側面
５３…収容穴
６０…圧縮ばね
７０…逆止駒
７１…上面
７２ａ…一方の側面
７３…板ばね部
７４…凹部
１０１…第１の直線部
１０２…半円形の曲線部
１０３…第２の直線部
Ａ…所定の向き
Ｂ…角度
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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