(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子鉄心に形成された複数個の歯部に絶縁部材を配設し、前記歯部相互間に形成されるスロットを通して前記歯部の周囲にコイルを巻回し、前記歯部相互間のスロット開口部を、遮蔽部材を介して閉塞した電動機の固定子において、
前記絶縁部材を、前記固定子鉄心の歯部先端の背面側を覆うカバー壁部と、内周面側を除く歯部先端の周囲を覆うカバー部とで構成し、前記カバー壁部とカバー部との間には、円周方向の両側端面に、凹部が縦方向に設けられ、
前記遮蔽部材を、前記スロットに挿入されて前記スロット開口部を遮蔽する複数の薄片と、これら薄片の一端を連結する帯状部とで構成し、前記遮蔽部材の薄片の挿入端部を、先端に向けて徐々に細くなるように形成するとともに、該薄片の先端に切り欠きを形成し、
前記遮蔽部材の薄片の挿入端部の両側部を、前記絶縁部材の凹部に係合させたことを特徴とする電動機の固定子。
【請求項２】
前記遮蔽部材の薄片に設けられた挿入端部の傾斜面の後端部に矢尻状の返しを設けたことを特徴とする請求項１に記載の電動機の固定子。
【請求項３】
前記遮蔽部材の薄片の両側部に、突起を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の電動機の固定子。
【請求項４】
前記遮蔽部材は、一枚のシート材から、薄片部と帯状部を形成し、前記帯状部の両端部に切り込みを入れ、これら切り込みを係合させて環状に形成したことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の電動機の固定子。
【請求項５】
前記複数の薄片を中心線で折り曲げて前記遮蔽部材の帯状部を、前記固定子鉄心に合わせて多角形に形成したことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の電動機の固定子。
【請求項６】
前記遮蔽部材の前記薄片相互間の帯状部の表面に外側に折り曲げ部を設けて凹凸部を形成したことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の電動機の固定子。
【請求項７】
固定子鉄心に形成された複数個の歯部に絶縁部材を配設し、前記歯部相互間に形成されるスロットを通して前記歯部の周囲にコイルを巻回し、前記歯部相互間のスロット開口部を、遮蔽部材を介して閉塞した電動機の固定子の製造方法において、
前記スロットに挿入されて前記スロット開口部を遮蔽する複数の薄片と、これら薄片の一端を連結する帯状部とで前記遮蔽部材を構成し、前記遮蔽部材の薄片の挿入端部を、先端に向けて徐々に細くなる、くさび状に形成するとともに、該薄片の先端に切り欠きを形成して前記遮蔽部材を形成し、
前記固定子鉄心上に、該固定子鉄心のスロット位置に対応する円筒形の空隙を有する薄片挿入ガイド用の治具を配置し、該薄片挿入ガイド用の治具の円筒形の空隙に、前記遮蔽部材を挿入し、
前記薄片と同数の押さえ腕部が本体周囲に放射状に設けられた押さえ治具を前記遮蔽部材の上部に配置し、
該押さえ治具を操作して該押さえ治具の押さえ腕部を介して前記遮蔽部材を前記挿入ガイド用の治具の円筒形の空隙に押し込み、該挿入ガイド用の治具の円筒形の空隙部に沿って前記固定子鉄心のスロット内に前記遮蔽部材の薄片を挿入して前記遮蔽部材を前記固定子鉄心に組み付けることを特徴とする電動機の固定子の製造方法。
【請求項８】
前記遮蔽部材の帯状部の上部縁部に、前記押さえ治具の押さえ腕部に対応する位置に、凹部を形成し、該凹部に前記押さえ腕部を係合させて前記押さえ治具を操作することを特徴とする請求項７に記載の電動機の固定子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機固定子におけるスロット開口部の絶縁構造に係わり、特にスロット開口部に遮蔽部材を装着するようにした電動機の固定子および電動機の固定子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電動機固定子のスロット開口部に絶縁用遮蔽部材を挿入する場合、各スロットごとに一枚一枚遮蔽部材を挿入していたため、組み立て工数が多く作業性が悪いという問題があった。
この問題を解決するため、特許文献１にあっては、遮蔽部材として複数のくさび片の一端を一体に連結したくさび構成体を提案している。
【０００３】
電動機に適用した特許文献１のくさび構成体を簡単に説明すると、図８に示した電動機１０１は、フレーム１０２の内周面側に固定子１０３が取り付けられている。固定子１０３は、固定子鉄心１０４と、固定子鉄心１０４の歯部１０４ａに巻装されたコイル１０５とから構成されている。この固定子１０３の内方に積層鋼板からなる回転子鉄心１０６を配した回転子１０７が設けられている。回転子１０７の回転軸１０８は、軸受１０９，１１０を介してフレーム１０２に支持されている。
【０００４】
固定子鉄心１０４には、複数のスロット１１１が設けられ、該スロット１１１は、固定子鉄心１０４の内周側に開口する開口部１１２が形成され、前記コイル１０５のスロット１１１への装填を容易にしている。
【０００５】
各スロット１１１には、図９に示すように、スロット１１１の内壁面に沿って挿入されたスロット絶縁部材１１３を介して固定子鉄心１０４の歯部１０４ａにコイル１０５が収納され、その後、前記開口部１１２を閉塞するように絶縁用のくさび構成体１１４が装着され、固定子１０３を構成している。くさび構成体１１４は熱可塑性樹脂あるいは、ＰＥＴのフイルム材にて構成され、図１０に示すように長さが異なる２種類のくさび片１１５，１１６が交互に配置され、これらの基端部１１７を一体にリング状に連結して円筒状のくさび構成体１１４を構成している。
【０００６】
このくさび構成体１１４のくさび片１１５，１１６の配置ピッチは、各スロット１１１のピッチに合わせられ、かつ径寸法としては固定子鉄心１０４の各開口部１１２を閉塞する大きさに設定されている。各くさび片１１５，１１６の下端部は、円形状の先細形状に形成され、かつ薄肉厚に形成され、コイル１０５が収納された後のスロット１１１への挿入を容易にしている。
【特許文献１】特開２００４−０７２８９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の発明によれば、複数のくさび片を一度にスロット開口部に挿入でき、個々にくさびを挿入するのと比較して作業性が向上している。
しかしながら、特許文献１の発明においてもなお次の問題が存在する。
すなわち、複数のくさび片を同時に挿入する際の各くさび片の挿入のし易さが十分でないことと、挿入したくさびが位置ずれを起こしやすいことである。
くさびの位置ずれは、縦方向（軸方向）と横方向（周方向）の両方に生じ、縦方向のずれは、くさびの抜けにつながる。
横方向のずれは、挿入のし易さと相反する。くさび片の幅を被挿入部の寸法と完全に同じにすれば横方向のずれは無くなるが、そうすると挿入し難くなる。また寸法のバラツキの問題もあって、実際にはくさび片の幅は被挿入部の寸法より若干小さくせざるを得ない。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決し、スロット開口部に遮蔽部材を容易に装着できるようにした電動機の固定子および電動機の固定子の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するため、固定子鉄心に形成された複数個の歯部に絶縁部材を配設し、前記歯部相互間に形成されるスロットを通して前記歯部の周囲にコイルを巻回し、前記歯部相互間のスロット開口部を、遮蔽部材を介して閉塞した電動機の固定子において、
前記絶縁部材を、前記固定子鉄心の歯部先端の背面側を覆うカバー壁部と、内周面側を除く歯部先端の周囲を覆うカバー部とで構成し、前記カバー壁部とカバー部との間には、円周方向の両側端面に、凹部が縦方向に設けられ、
前記遮蔽部材を、前記スロットに挿入されて前記スロット開口部を遮蔽する複数の薄片と、これら薄片の一端を連結する帯状部とで構成し、前記遮蔽部材の薄片の挿入端部を、先端に向けて徐々に細くなるように形成するとともに、該薄片の先端に切り欠きを形成し、
前記遮蔽部材の薄片の挿入端部の両側部を、前記絶縁部材の凹部に係合させたことにある。
また、本発明は、前記遮蔽部材の薄片に設けられた挿入端部の傾斜面の後端部に矢尻状の返しを設けたことにある。
さらに、本発明は、前記遮蔽部材の薄片の両側部に、突起を設けたことにある。
またさらに、本発明は、前記遮蔽部材は、一枚のシート材から、薄片部と帯状部を形成し、前記帯状部の両端部に切り込みを入れ、これら切り込みを係合させて環状に形成したことにある。
また、前記複数の薄片を中心線で折り曲げて前記遮蔽部材の帯状部を、前記固定子鉄心に合わせて多角形に形成したことにある。
さらに、前記遮蔽部材の前記薄片相互間の帯状部の表面に外側に折り曲げ部を設けて凹凸部を形成したことにある。
また、固定子鉄心に形成された複数個の歯部に絶縁部材を配設し、前記歯部相互間に形成されるスロットを通して前記歯部の周囲にコイルを巻回し、前記歯部相互間のスロット開口部を、遮蔽部材を介して閉塞した電動機の固定子の製造方法において、前記スロットに挿入されて前記スロット開口部を遮蔽する複数の薄片と、これら薄片の一端を連結する帯状部とで前記遮蔽部材を構成し、前記遮蔽部材の薄片の挿入端部を、先端に向けて徐々に細くなる、くさび状に形成するとともに、該薄片の先端に切り欠きを形成して前記遮蔽部材を形成し、前記固定子鉄心上に、該固定子鉄心のスロット位置に対応する円筒形の空隙を有する薄片挿入ガイド用の治具を配置し、該薄片挿入ガイド用の治具の円筒形の空隙に、前記遮蔽部材を挿入し、前記薄片と同数の押さえ腕部が本体周囲に放射状に設けられた押さえ治具を前記遮蔽部材の上部に配置し、該押さえ治具を操作して該押さえ治具の押さえ腕部を介して前記遮蔽部材を前記挿入ガイド用の治具の円筒形の空隙に押し込み、該挿入ガイド用の治具の円筒形の空隙部に沿って前記固定子鉄心のスロット内に前記遮蔽部材の薄片を挿入して前記遮蔽部材を前記固定子鉄心に組み付けることにある。
またさらに、前記遮蔽部材の帯状部の上部縁部に、前記押さえ治具の押さえ腕部に対応する位置に、凹部を形成し、該凹部に前記押さえ腕部を係合させて前記押さえ治具を操作することにある。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の構成では、前記絶縁部材を、前記固定子鉄心の歯部先端の背面側を覆うカバー壁部と、内周面側を除く歯部先端の周囲を覆うカバー部とで構成し、前記カバー壁部とカバー部との間には、円周方向の両側端面に、凹部が縦方向に設けられ、前記遮蔽部材を、前記スロットに挿入されて前記スロット開口部を遮蔽する複数の薄片と、これら薄片の一端を連結する帯状部とで構成し、前記遮蔽部材の薄片の挿入端部を、先端に向けて徐々に細くなるように形成するとともに、該薄片の先端に切り欠きを形成し、前記遮蔽部材の薄片の挿入端部の両側部を、前記絶縁部材の凹部に係合させたので、薄片の先端が弾性変形し易いため、薄片が挿入し易いことから組付け作業が容易である。
請求項２の構成では、遮蔽部材の薄片に設けられた挿入端部の傾斜面の後端部に矢尻状の返しを設けたので、返しが絶縁部材の端に引っ掛かり、遮蔽部材の抜け出しを確実に防止できる。
請求項３の構成では、遮蔽部材の薄片の両側部に、突起を設けたので、遮蔽部材の薄片が横方向（周方向）にずれることがない。しかも、遮蔽部材の薄片全体の幅を大きくした場合に比べて、遮蔽部材の薄片の挿入がし易い。
請求項４の構成では、一枚のシート材から、薄片部と帯状部を形成し、前記帯状部の両端部に切り込みを入れ、これら切り込みを係合させて環状に形成して遮蔽部材を形成したので、遮蔽部材の作製が極めて容易であり、安価である。また、保管する際シート状態で保管すれば、樹脂成型品に比べて場所を取らない。
請求項５の構成では、複数の薄片を中心線で折り曲げて前記遮蔽部材の帯状部を、前記固定子鉄心に合わせて多角形に形成したので、遮蔽部材が固定子鉄心によりフィットする。
請求項６の構成では、遮蔽部材の前記薄片相互間の帯状部の表面に外側に折り曲げ部を設けて凹凸部を形成したので、帯状部が円周方向に伸縮し、薄片の表面を、ステータカバーのカバー壁部により密着させることができる。
請求項７の構成では、押さえ治具を操作して該押さえ治具の押さえ腕部を介して遮蔽部材を挿入ガイド用の治具の円筒形の空隙に押し込み、該挿入ガイド用の治具の円筒形の空隙部に沿って固定子鉄心のスロット内に遮蔽部材の薄片を挿入して遮蔽部材を固定子鉄心に組み付けるので、遮蔽部材を事前に環状にする必要がない。
請求項８の構成では、遮蔽部材の帯状部の上部縁部に、押さえ治具の押さえ腕部に対応する位置に、凹部を形成し、該凹部に押さえ腕部を係合させて押さえ治具を操作するので、押さえ治具が動かずに操作が容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１２】
図１は、電動機の固定子１を示したもので、この固定子１は、例えば積層鉄心により構成された固定子鉄心１０と、この固定子鉄心１０のスロット開口部１１を塞ぐための遮蔽部材２０とを備えている。図２は図１の固定子鉄心１０の部分を拡大して示したもので、遮蔽部材２０の挿入部を示している。図３は遮蔽部材２０を組付けた状態の固定子鉄心１０を示している。図４は図１のステータカバーを示したものである。
【００１３】
図１ないし図４において、前記固定子鉄心１０は、環状の本体部１２から中心方向に向けて歯部１３を放射状に延出したもので、歯部１３相互間にコイル巻き線を通すスロット１４が形成されている。前記固定子鉄心１０には、図４に示されたステータカバー１５が組み付けられて歯部１３周囲にコイル巻線１６が巻回されている。ステータカバー１５は、上下一対のカバー１５Ａ，１５Ｂで構成されており、これら上下一対のカバー１５Ａ，１５Ｂは、それぞれ固定子鉄心１０の環状の本体部１２の内周面を覆う筒部１５ａと、この筒部１５ａの内周面から中心方向に延出し、歯部１３周囲を覆う横断面Π状のカバー部１５ｂと、歯部先端１３ａの背面側を覆うカバー壁部１５ｃと、内周面側を除く歯部先端１３ａの周囲を覆うカバー部１５ｄとで構成されている。カバー壁部１５ｃとカバー部１５ｄとの間には、円周方向の両側端面に、凹部１５ｅが縦方向に設けられている。
【００１４】
前記固定子鉄心１０の歯部１３相互間に設けられたスロット１４は、歯部先端１３ａ相互間に隙間が設けられてスロット開口部１１  が形成されている。
【００１５】
前記遮蔽部材２０は、図１に示すように、前記スロット１４に挿入されて前記スロット開口部１１を遮蔽する複数の短冊状の薄片２１と、これら薄片２１の一端を連結する帯状部２２とで構成されている。遮蔽部材２０は、例えばシート状の合成樹脂材等の絶縁性の可撓性材料によって形成されている。遮蔽部材２０は、前記固定子鉄心１０の歯部１３の数に対応する数の薄片（薄片部）２１が形成されており、この複数の薄片２１の長手方向の一端部を一体成形あるいは別体に成形された帯状部２２によって連結している。これら薄片２１は前記スロット１４に挿入される挿入端部２１ａを、先端に向けて徐々に細くなる、所謂、くさび状に形成されており、かつ挿入端部２１ａの先端２１ｂに長手方向に沿って例えば三角形状の切り欠き２３が形成されている。また、薄片２１の挿入端部２１ａには、傾斜面２１ｃの後端に矢尻状の返し２４が設けられており、返し２４がステータカバー１５の端に引っ掛かり、遮蔽部材２０の抜け出しを防止する。薄片２１の両側部には、挿入方向に傾斜部を形成した複数の突起２５が長手方向に一定間隔で設けられており、この突起２５がステータカバー１５に対して円周方向に係合することにより、遮蔽部材２０の薄片２１が横方向（周方向）にずれることを防止するものである。
【００１６】
前記遮蔽部材２０は、帯状部２２の両端部に互いに対応するする位置に切り込み２２ａ、２２ｂが入れてあり、この切り込み２２ａ，２２ｂを噛み合わせて環状に組付けられている（図１参照）。
図示例では前記遮蔽部材２０は、薄片２１の中心線で折り曲げて帯状部２２を前記固定子鉄心１０に合わせて多角形に形成したものである。前記遮蔽部材２０は、薄片２１を前記スロット１４に挿入して前記固定子鉄心１０に組みつけられており、各薄片２１により前記スロット開口部１１を閉塞するように組み付けられている。
【００１７】
次に、固定子鉄心１０に遮蔽部材２０を組付ける手順を説明すると、固定子鉄心１０にステータカバー１５を組付け、カバー部１５ｂで覆われた歯部１３の周囲にコイル巻線１６を巻回する。そして、固定子鉄心１０のスロット１４に、挿入端部２１ａを介して薄片２１を手作業あるいは冶具を用いて挿入して遮蔽部材２０を組付ける。各薄片２１は、挿入端部２１ａの両側部をステータカバー１５の凹部１５ｅに係合させて凹部１５ｅに沿って下方向に押し込む。各薄片２１は、凹部１５ｅ内のカバー壁部１５ｃに密着して、固定子鉄心１０の歯部先端１３ａ相互間のスロット開口部１１を、各薄片２１により閉塞する。
【００１８】
このように、遮蔽部材２０は、薄片２１の挿入端部２１ａを先端に向けて徐々に細く形成し、傾斜面２１ｃを設けているので、固定子鉄心１０のスロット１４に容易に挿入することができる。また、遮蔽部材２０は、挿入端部２１ａの先端２１ｂに長手方向に沿って切り欠き２３が形成されているので、先端２１ｂが自在に変形して、挿入端部２１ａを凹部１５ｅ内に容易に挿入することができる。また、薄片２１の挿入端部２１ａには、傾斜面２１ｃの後端に矢尻状の返し２４が設けられているので、この返し２４がステータカバー１５の凹部１５ｅ内を貫通してステータカバー部１５ｄの逆側面に引っかかり、遮蔽部材２０の上下方向に対する抜けを防止することができる。さらに、薄片２１の両側部に設けられた突起２５がステータカバー１５の凹部１５ｅ内で円周方向に係合し、円周方向の動きを係止することができる。またさらに、一枚の樹脂製シートによって遮蔽部材２０を製造できるので、製造が容易で、かつ安価に製造することができる。また、遮蔽部材２０はシート状にして、嵩張らずに搬送できるので、作業性が良好である。
【００１９】
次に図５は本発明の他の実施の形態を示したもので、図１と同一部分は同符号を付して同一部分の説明を省略して説明する。
この場合、遮蔽部材３０は、帯状部２２を短く形成して環状に構成しないものを用いている。そして、帯状部２２の上端に一定間隔で凹部２２ｃが形成されている。
この遮蔽部材３０を固定子鉄心１０に組付けるために２つの冶具４０，５０を用いている。一方の冶具は押さえ治具４０と呼ばれるもので、この押さえ治具４０は円盤状の本体４１の周囲に薄片２１と同数の棒形状の押さえ腕部４２を放射状に設けたものである。
【００２０】
もう一方の冶具は、薄片挿入ガイド用の治具５０と呼ばれるもので、この薄片挿入ガイド用の治具５０は、前記固定子鉄心１０上に配置されて遮蔽部材３０の挿入を助けるものである。この薄片挿入ガイド用の治具５０は、円周方向に固定子鉄心１０のスロット１４に対応する一定間隔で半径方向のスリット５１を形成した環状の本体部５２と、この本体部５２の内周面側に一定の間隙を開けて設けられた筒状部５３とで構成されている。この筒状部５３は、本体部５２の一部と繋がっており、この繋がっている部分５４に帯状部２２の切れ目を配置して遮蔽部材３０を組付けるものである。筒状部５３には、スリット５１に対応する位置に、スリット５１と同様のスリット５５が設けられている。
筒状部５３の上端には、傾斜部を設け、遮蔽部材３０の挿入端部２１ａの挿入を容易にしている。
【００２１】
組付けに際しては、遮蔽部材３０の帯状部２２を丸くして挿入端部２１ａを薄片挿入ガイド用の治具５０の本体部５２と筒状部５３との間隙に挿入する。そして、帯状部２２の上端に設けられた凹部２２ｃに押さえ治具４０の押さえ腕部４２を配置して、押さえ治具４０を下方に押し下げる。遮蔽部材３０の挿入端部２１ａは、薄片挿入ガイド用の治具５０の本体部５２と筒状部５３との間隙を通して固定子鉄心１０のスロット１４内に押し込まれていく。そして、押さえ治具４０の押さえ腕部４２は薄片挿入ガイド用の治具５０のスリット５１、５５内に入り、スリット５１、５５の下端５１ａ，５５ａに係止されるまで下方に押し下げられる。こうして、遮蔽部材３０の薄片２１は、固定子鉄心１０のスロット１４内に挿入される。
【００２２】
このように、遮蔽部材３０の挿入端部２１ａを薄片挿入ガイド用の治具５０の本体部５２と筒状部５３によってガイドされながら固定子鉄心１０のスロット１４内に挿入されるので、挿入作業を容易に行なうことができる。また、遮蔽部材３０の帯状部２２は、組付け作業時に丸めればよいので、管理が容易である。さらに、一枚の樹脂製シートによって遮蔽部材３０を製造できるので、製造が容易で、かつ安価に製造することができる。その他の効果は、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００２３】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、例えば、遮蔽部材２０（または遮蔽部材３０）の薄片２１の両側部には、複数の突起２５が一定間隔で設けられているが、この突起２５の形状としては、図６に示すように矢尻状のものに限らず、円弧状の突起２６でもよい。また、帯状部２２は、固定子鉄心１０のスロット１４の数に合わせて多角形に形成しても良く、あるいは円筒状に形成しても良い。さらに、図７に示すように帯状部２２の表面に外側に折り曲げ部２７を設けて凹凸部を形成することにより、帯状部２２が円周方向に伸縮し、薄片２１の表面を、ステータカバー１５のカバー壁部１５ｃにより密着させることができる。また、遮蔽部材２０（または遮蔽部材３０）の薄片２１の長さを短いものと長いものを交互に並べることもできるなど、その他本発明の要旨を変更しない範囲内で適宜、変更して実施し得ることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態による電動機の固定子を示す分解斜視図である。
【図２】図２は図１の部分を拡大して示す斜視図である。
【図３】図３は、遮蔽部材を組付けた状態の固定子鉄心を示す斜視図である。
【図４】ステータカバーを示す平面図である。
【図５】本発明の他の実施の形態による電動機の固定子の製造方法を示す分解斜視図である。
【図６】遮蔽部材の変形例を示す斜視図である。
【図７】遮蔽部材の変形例を示す斜視図である。
【図８】従来の電動機の固定子を示す断面図である。
【図９】図８の従来の電動機の固定子を示す横断面である。
【図１０】従来の電動機の固定子に用いられる遮蔽部材を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  電動機の固定子
１０  固定子鉄心
１１  スロット開口部
１２  本体部
１３  歯部
１４  スロット
１５  ステータカバー
１５ｅ  凹部
２０  遮蔽部材
２１  薄片
２１ａ  挿入端部
２２  帯状部
２２ａ，２２ｂ  切り込み
２３  切り欠き
２４  矢尻状の返し
２５  突起
【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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【図９】
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【図１０】
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