(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次側ポートから二次側ポートへの流路開度を調整する供給側弁部を設け、前記一次側ポートに連通されたパイロット室の圧力と前記二次側ポートに連通された第１フィードバック室の圧力との差に基づいて変位する第１受圧体を設け、前記二次側ポートに連通された第２フィードバック室の圧力と予め定められた設定圧力を設定するため圧力設定部から加えられる付勢力との差に基づいて変位する第２受圧体を設け、前記第２受圧体の変位によって動作し前記パイロット室から流体を放出する放出流路の流路開度を調整するノズルフラッパ機構を設け、前記ノズルフラッパ機構にて調整される前記パイロット室の圧力と前記第１フィードバック室の圧力との差に基づく前記第１受圧体の変位によって前記供給側弁部を開閉動作させ、前記圧力設定部の付勢力に対応した設定圧力に二次側圧力が制御されるように前記一次側ポートから前記二次側ポートへの流路開度を調整する減圧弁において、
前記ノズルフラッパ機構は、前記パイロット室に連通するように設けたノズルと、前記第２受圧体に対し線接触又は面接触する状態で支持したフラッパとからなり、
前記フラッパは、前記第２受圧体に対し線接触又は面接触する状態で支持した基部と、該基部の一端面に開口する凹部内で前記基部と一体に形成された円環状の線領域で前記基部に対して当接する状態で保持する球体とから構成した減圧弁。
【請求項２】
前記フラッパを、前記第１受圧体の変位方向に直交する全方向に相対移動可能に支持した請求項１に記載の減圧弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主要回路等から所定の圧力で供給される流体を、設定されたより低い圧力にして供給する減圧弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、減圧弁は、外部の主要回路から流体が導入される一次側ポートと、この一次側ポートから導入した流体を外部の副回路に供給する二次側ポートとを連通する供給流路の流路開度を自立的に制御することで二次側ポートから出力する流体の圧力を予め設定された低い設定圧に制御する。減圧弁は、圧力設定用ばねによって生成する調整可能な付勢力と、二次側ポートの圧力が導入されるフィードバック室の圧力によって生成する付勢力との差に応じてダイアフラム等の受圧体を変位させ、この受圧体の変位によって供給流路に設けた流路開閉部の弁体を変位させることで供給流路の流路開度を調整する。
【０００３】
減圧弁には、二次側ポートから外部に供給する流体の消費量が変化しても二次側ポートにおける設定圧力が変化しない流量特性が要求されている。ところが、上記のように、圧力設定用ばねの付勢力とフィードバック室の圧力に基づく付勢力との差によって受圧体を変位させる方式では、二次側ポートの圧力変化に応じて受圧体を応答遅れなく大きく変位させることができなかった。このため、二次側ポートから外部に供給される流体の流量が多くなるほど、その圧力が設定圧力よりも低くなっていくことが避けられなかった。
【０００４】
このような問題を解消するため、一次側ポートにおける圧力が導入されるパイロット室と二次側ポートの圧力が導入される第２フィードバック室とを設け、パイロット室の圧力に応じた付勢力と第２フィードバック室の圧力に応じた付勢力との差によって変位する第２の受圧体によって流路開閉部の弁体を変位させるようにした精密型の減圧弁（例えば、特開平１０−１９８４３３号公報）が種々提案されている。
【０００５】
詳述すると、精密型の減圧弁は、圧力設定ばねの付勢力とフィードバック室で生成する付勢力との差に基づいてパイロット室の圧力を制御する。そして、二次側ポートの圧力変化に応じて第２フィードバック室とパイロット室との間に生成される大きな付勢力の差によって第２の受圧体を変位させ、流路開閉部の弁体を応答遅れなく大きく変位させる。このことにより、二次側ポートから外部に供給される流体量が増大しても、その圧力ができるだけ設定圧力から低下しないよう│することができる。
│このような精密型の減圧弁は、圧力設定ばねの付勢力とフィードバック室の圧│に応じた付勢力との差に応じた受圧体の変位に基づいてパイロット室の圧力を制御するためのノズルフラッパ機構を備えている。
【０００６】
ノズルフラッパ機構は、例えば図１２に示すように、パイロット室９０とフィードバック室９１との間に設けられたブリード室９２にパイロット室９０を連通するように設けられたノズル９３と、ブリード室９２に設けられノズル９３の弁座９３ａに接離可能なフラッパ９４とからなる。フラッパ９４は、ノズル９３に設けられたパイロット室９０からブリード室９２への放出流路９５の流路開度を調整する。このノズルフラッパ機構では、フラッパ９４は、スプリング９６によって上向きに付勢され、圧力設定ばね９７によって下向きに付勢されている受圧部材９８の下面９８ａに常時当接している。そして、圧力設定ばね９７の下向きの付勢力と、フィードバック室９１の圧力に基づいてダイアフラム９９に加わる上向きの付勢力との差に応じて受圧部材９８の変位位置が調整される。さらに、受圧部材９８の変位位置に応じてノズル９３の弁座９３ａに対するフラッパ９４の位置関係、即ち、放出流路９５の流路開度が調整されることで、フィードバック室９１の圧力に基づいてパイロット室９０の圧力が調整される。
【０００７】
ところで、フラッパ９４は数μｍの変位範囲で変位する。そして、例えば、一次側ポートに０．５ＭＰａの圧力が供給されている状態では、フラッパ９４が数μｍ変位することで二次側ポートの圧力が０．１ＭＰａ変化する。従って、例えば、フラッパ９４が当接する受圧部材９８の下面９８ａが凹んで、ダイアフラム９９の変位位置とフラッパ９４の変位位置との関係が当初の関係から変化するようなことがあると、設定圧力が変化したりフラッパ９４が異常振動する。
【０００８】
又、減圧弁のハウジング、受圧部材９８、ノズル９３等には寸法ばらつきがあり、又、組立後の組立誤差がある。このため、減圧弁の製造時点においても、フラッパ９４がノズル９３の弁座９３ａに正しい位置関係で当接せず、放出流路９５が閉状態とならないことがある。
【０００９】
そこで、部品の寸法ばらつき、組み立て誤差に拘らず、フラッパ９４が弁座９３ａに対して正しい位置関係で接離するように、フラッパ９４は球体に形成され、スプリング９６によって受圧部材９８に常に当接するように付勢されている。一方、受圧部材９８は、フラッパ９４が当接する下面９８ａが平坦面とされている。従って、部品の寸法ばらつきや組立誤差により、ノズル９３と受圧部材９８の位置関係がダイアフラム９９の変位方向に直交する方向でずれても、受圧部材９８によってフラッパ９４の位置が弁座９３ａに対してずれることはなく弁座９３ａに対し正しい位置関係で接離する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従って、上記のようなノズルフラッパ機構では、図１２に示すように、球体であるフラッパ９４が受圧部材９８の平坦な下面９８ａに点接触する状態で当接する。又、フラッパ９４が弁座９３ａに当接する状態では、圧力設定ばね９７の付勢力がフラッパ９４に加わることになるが、その大きさは例えば最大２５０Ｎである。このため、減圧弁に主要回路の圧力が供給されておらずフラッパ９４が弁座９３ａに当接する状態では、フラッパ９４から受圧部材９８の下面９８ａの１点に大きな反力が加わった状態となる。そして、フラッパ９４が受圧部材９８に繰り返し押し付けられると、図１３に示すように、受圧部材９８の下面９８ａが１点で変形して凹んだ状態となる。この凹み量は例えば４μｍ程度に達することが確認されている。尚、フラッパ９４及び受圧部材９８は共に硬化処理を施されているが、球体であるフラッパ９４と受圧部材９８の平坦な下面９８ａとが繰り返し互いに力を加え合う状態では平坦な下面９８ａが変形する。
【００１１】
受圧部材９８の下面９８ａのフラッパ９４の当接部に凹みができると、ダイアフラム９９の変位位置とフラッパ９４の変位位置との関係が当初の関係から変化する。その結果、フィードバック室９１の圧力に対する放出流路９５の流路開度の関係が当初の関係から変化し、設定圧力が当初の設定圧力から変化する。又、フラッパ９４が当接する下面９８ａの当接部に不規則な凹みができると、フラッパ９４の支持状態が不安定となってフラッパ９４が異常振動することがある。
【００１２】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、ノズルフラッパ機構の繰り返し動作による変形を抑制し、設定圧力の変化、フラッパの異常振動が起こり難いようにすることができる減圧弁を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため、請求項１に記載の発明は、一次側ポートから二次側ポートへの流路開度を調整する供給側弁部を設け、前記一次側ポートに連通されたパイロット室の圧力と前記二次側ポートに連通された第１フィードバック室の圧力との差に基づいて変位する第１受圧体を設け、前記二次側ポートに連通された第２フィードバック室の圧力と予め定められた設定圧力を設定するため圧力設定部から加えられる付勢力との差に基づいて変位する第２受圧体を設け、前記第２受圧体の変位によって動作し前記パイロット室から流体を放出する放出流路の流路開度を調整するノズルフラッパ機構を設け、前記ノズルフラッパ機構にて調整される前記パイロット室の圧力と前記第１フィードバック室の圧力との差に基づく前記第１受圧体の変位によって前記供給側弁部を開閉動作させ、前記圧力設定部の付勢力に対応した設定圧力に二次側圧力が制御されるように前記一次側ポートから前記二次側ポートへの流路開度を調整する減圧弁において、前記ノズルフラッパ機構は、前記パイロット室に連通するように設けたノズルと、前記第２受圧体に対し線接触又は面接触する状態で支持したフラッパとからなり、前記フラッパは、前記第２受圧体に対し線接触又は面接触する状態で支持した基部と、該基部の一端面に開口する凹部内で前記基部と一体に形成された円環状の線領域で前記基部に対して当接する状態で保持する球体とから構成した減圧弁である。
【００１４】
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、前記フラッパを、前記第１受圧体の変位方向に直交する全方向に相対移動可能に支持した。
【００１５】
（作用）
請求項１に記載の発明によれば、圧力設定部からの付勢力によってノズルフラッパ機構のフラッパがノズルの弁座に当接するとき、フラッパから第２受圧体に反力が作用する。ここで、フラッパが線接触又は面接触する状態で第２受圧体に支持されているので、フラッパからの反力が第２受圧体の１点に集中して加わらない。従って、第２受圧体が変形し難いので、第２受圧体の変位位置と放出流路の開度との関係が変化し難い。尚、フラッパがノズルの弁座に当接するときには、放出流路を閉塞するために少なくとも環状の線領域で当接する。このため、弁座の変形は問題にしていない。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の作用に加えて、部品寸法のばらつきや組立誤差等により、フラッパの中心軸線と弁座の中心軸線とが、第２受圧体の変位方向に対し直交する方向にずれていても、ずれがなくなる位置までフラッパが移動して弁座に当接する。従って、フラッパの中心軸線と弁座の中心軸線とが、第２受圧体の変位方向に対し直交する方向にずれていても、放出流路が確実に閉塞される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下、本発明を空圧制御用の減圧弁に具体化した第１の実施の形態を図１〜図３に従って説明する。
【００１９】
図１に示すように、減圧弁１０は、そのハウジング１１が第１ボディ１２、第２ボディ１３、第３ボディ１４、ボトムキャップ１５、カバー１６及びボンネット１７で形成されている。
【００２０】
第１ボディ１２には、外部の主要回路等から一次側圧力の流体が供給される一次側ポート１９と、一次側圧力よりも低い二次側圧力に制御した流体を外部の副回路等に供給するための二次側ポート２０とが形成されている。又、第１ボディ１２の内部には、一次側ポート１９から二次側ポート２０への流路開度を調整する供給側弁部２１が設けられている。供給側弁部２１は、流路開度を全閉状態と所定の全開状態との間で連続的に調整するように形成されている。供給側弁部２１は、第１ボディ１２に一体形成された供給側弁座２２と、この供給側弁座２２に対し接離するように設けられた供給側弁体２３と、この供給側弁体２３を供給側弁座２２に当接するように付勢する第１圧縮コイルばね２４とからなる。供給側弁体２３は、一次側ポート１９に連通するように第１ボディ１２の下部に設けられた孔に嵌合されたボトムキャップ１５によって保持されている。第１圧縮コイルばね２４は、ボトムキャップ１５と供給側弁体２３の間に設けられている。
【００２１】
第１ボディ１２の上部には二次側ポート２０に連通する嵌合孔が設けられ、この嵌合孔に第２ボディ１３が嵌合されている。又、第１ボディ１２の下側にはカバー１６が固定されている。第１ボディ１２及び第２ボディ１３には、供給側弁部２１を迂回して二次側ポート２０を第１ボディ１２の下部に案内する排気流路２５が形成されている。又、カバー１６には、排気流路２５を外部に連通する排気ポート２６が形成されている。
【００２２】
第１ボディ１２と第２ボディ１３との間には、二次側ポート２０の排気流路２５に対する連通状態を調整する排気側弁部２７が形成されている。排気側弁部２７は、第１ボディ１２に一体形成された排気側弁座２８と、この排気側弁座２８に接離可能に保持された排気側弁体２９と、この排気側弁体２９を排気側弁座２８に当接するように付勢する第２圧縮コイルばね３０とからなる。排気側弁体２９は、第２ボディ１３の下部に設けられた凹部内に保持されている。第２圧縮コイルばね３０は、第２ボディ１３と排気側弁体２９との間に設けられている。
【００２３】
第２ボディ１３には、上下方向に延びるロッド３１が上下方向に変位可能に支持されている。ロッド３１は、排気側弁体２９に対し相対変位可能に挿通し、その下端が供給側弁体２３の上面に当接可能なように形成されている。又、ロッド３１には、排気側弁体２９の下面に当接するＥリング３２がその軸上に固定されている。Ｅリング３２は、図１に示すように、供給側弁座２２に当接した状態の供給側弁体２３の上面にロッド３１の下端が当接するときに、排気側弁座２８に当接した状態の排気側弁体２９の下面に当接する位置に設けられている。
【００２４】
第２ボディ１３の上側には凹部が設けられ、凹部内の上部に第３ボディ１４が嵌合されている。第２ボディ１３の凹部の下部には、第２ボディ１３及び第３ボディ１４によって区画される流路開度制御室３３が形成されている。流路開度制御室３３には、該流路開度制御室３３を上下に変位可能な第１受圧体としてのピストン３４が設けられている。ピストン３４は、流路開度制御室３３をその下側の第１フィードバック室３５と上側のノズル背圧室３６とに区画する。ピストン３４は、第１フィードバック室３５に設けられた第３圧縮コイルばね３７によって上方に移動するように付勢されている。
【００２５】
第１フィードバック室３５は、第１ボディ１２及び第２ボディ１３に設けられた第１フィードバック通路３８によって二次側ポート２０内に連通されている。ノズル背圧室３６は、第１ボディ１２、第２ボディ１３及び第３ボディ１４に渡って設けられたパイロット通路３９によって一次側ポート１９に連通されている。パイロット通路３９上には、ノズル背圧室３６の圧力を一次側ポート１９の圧力よりも小さくするオリフィス４０が設けられている。
【００２６】
ピストン３４は、流路開度制御室３３における所定の変位位置からノズル背圧室３６側に変位するときに、供給側弁体２３を供給側弁座２２に当接させたままでロッド３１のＥリング３２によって排気側弁体２９を排気側弁座２８から離間させる。反対に、ピストン３４は、前記変位位置から第１フィードバック室３５側に変位するときに、排気側弁体２９を排気側弁座２８に当接させたままでロッド３１の下端によって供給側弁体２３を供給側弁座２２から離間させるように設けられている。
【００２７】
第３ボディ１４の上側にはボンネット１７が固定されている。そして、第３ボディ１４の上側に開口する凹部と、ボンネット１７の下側に開口する凹部とにより圧力調整室４１が形成されている。圧力調整室４１には、第３ボディ１４の上端面とボンネット１７の下端面とによって外周縁が支持された第１ダイアフラム４２と、第３ボディ１４の凹部の底面と同底面に固定された環状の固定部材４３とによって外周縁が支持された第２ダイアフラム４４とが設けられている。
【００２８】
第１ダイアフラム４２には、その上面に上側受圧部材４５が当接され、その下面に下側受圧部材４６の上面が当接されている。第２ダイアフラム４４には、その上面に下側受圧部材４６の下面が当接され、その下面に軸部材４７が当接されている。軸部材４７は、第２ダイアフラム４４及び第１ダイアフラム４２の各中央孔を貫通するとともに下側受圧部材４６及び上側受圧部材４５を貫通し、その上端に螺合するナット４７ａによって第１ダイアフラム４２及び第２ダイアフラム４４を挟持している。そして、軸部材４７は、上側受圧部材４５及び下側受圧部材４６と共に第１ダイアフラム４２及び第２ダイアフラム４４に固定されている。本実施の形態では、第１ダイアフラム４２、上側受圧部材４５、下側受圧部材４６及び軸部材４７が第２受圧体を構成する。
【００２９】
圧力調整室４１には、その下部に第１ダイアフラム４２、第２ダイアフラム４４及び第３ボディ１４で区画された第２フィードバック室４８が形成され、その上部に第１ダイアフラム４２とボンネット１７とで区画される圧力設定室４９が形成されている。第２フィードバック室４８は、第３ボディ１４及び第２ボディ１３に渡って設けられた第２フィードバック通路５０によって第１フィードバック室３５に連通されている。圧力設定室４９は、ボンネット１７に設けられた連通路４９ａによってハウジング１１の外部に連通されている。
【００３０】
圧力設定室４９には、鉛直方向に中心軸線が一致するようにボンネット１７の上部に螺合された雄ねじ軸５１の下端に当接する板部材５２と、この板部材５２と上側受圧部材４５との間に介在され第１ダイアフラム４２に下向きの付勢力を加える第４圧縮コイルばね５３とが収容されている。雄ねじ軸５１の上端には、雄ねじ軸５１の位置を調整して、第４圧縮コイルばね５３が第１ダイアフラム４２に加える付勢力を調整するハンドル５４が設けられている。本実施の形態では、雄ねじ軸５１、板部材５２、第４圧縮コイルばね５３及びハンドル５４等が圧力設定部を構成する。
【００３１】
又、第３ボディ１４の凹部の底側に設けられた小径部内には、第２ダイアフラム４４によって区画されるブリード室５５が形成されている。ブリード室５５は、第３ボディ１４及び第２ボディ１３に渡って設けられたブリードポート５６によってハウジング１１の外部に連通されている。
【００３２】
ブリード室５５とノズル背圧室３６との間には、ノズル背圧室３６をブリード室５５に連通可能なノズルフラッパ機構５７が設けられている。ノズルフラッパ機構５７は、ノズル背圧室３６をブリード室５５に連通する放出流路５８を備えたノズル５９と、ブリード室５５内に配置された軸部材４７の下端に保持されたフラッパ６０とからなる。
【００３３】
図２に示すように、ブリード室５５に開口するノズル５９の放出流路５８の開口部には、内周面が円錐状に形成された弁座５９ａが形成されている。
フラッパ６０は、軸部材４７の下部に設けられた保持部６１に保持されている。保持部６１は、軸部材４７に一体で形成された円板部６２と、この円板部６２に外嵌された筒部６３とからなる。筒部６３の内周面における下端周縁には、その中心軸線側に延出されたつば状の係止部６３ａが形成されている。係止部６３ａは、円板部６２の下面から下方に所定距離だけ離間した位置に設けられている。
【００３４】
フラッパ６０は、図２，３に示すように、保持部６１に保持される基部６４と、この基部６４に保持された球体６５とからなる。基部６４は回転切削可能な略円柱状に形成され、その一端面に開口する凹部６７と、その他端側の外周面に沿って形成されたつば部６８とを備えている。基部６４の外径は、筒部６３の係止部６３ａの内径よりも小さく形成され、係止部６３ａの内径は、つば部６８の外径よりも小さく形成されている。又、つば部６８の外径は、筒部６３の内径よりも小さく形成されている。
【００３５】
凹部６７は、その開口部側を形成する円柱状の大径部６７ａ及び小径部６７ｂと、円錐状の底部６７ｃとからなる。大径部６７ａ、小径部６７ｂ及び底部６７ｃは、各中心軸線が一致するように形成されている。球体６５は、ノズル５９の弁座５９ａに対し環状の線領域で当接する外径に形成されている。そして、球体６５は、底部６７ｃに環状の線領域で当接するとともに大径部６７ａと小径部６７ｂとの段差部に環状の線領域で当接した状態で大径部６７ａに嵌合されることで、基部６４に保持されている。即ち、球体６５は、基部６４に対し２つの円環状の線領域で当接する状態で支持されている。
【００３６】
そして、フラッパ６０は、基部６４のつば部６８が、保持部６１の円板部６２の下面と係止部６３ａとの間に全周に渡って係止されることで、軸部材４７の下面に対して基部６４の上面が円形状に面接触する状態で支持されている。同時に、フラッパ６０は、図２に矢印Ａで示すように、第１及び第２ダイアフラム４２，４４の変位方向に直交する全方向に相対移動可能な状態で軸部材４７に支持されている。
【００３７】
フラッパ６０は、第４圧縮コイルばね５３から第１ダイアフラム４２に下向きの付勢力が加えられていない状態では、第１及び第２ダイアフラム４２，４４によって、ノズル５９の弁座５９ａから離間した位置に保持されている。そして、ノズルフラッパ機構５７は、第４圧縮コイルばね５３の下向きの付勢力と第２フィードバック室４８の圧力に基づく上向きの付勢力との差である下向きの付勢力に応じた流路開度でノズル背圧室３６をブリード室５５に連通する。
【００３８】
次に、以上のように構成された減圧弁の作用について説明する。
（非動作時）
第４圧縮コイルばね５３から第１ダイアフラム４２に付勢力が加わらないように雄ねじ軸５１の位置を調整した状態で、一次側ポート１９に主要回路の高い圧力を供給すると、一次側ポート１９の空気がパイロット通路３９を通ってノズル背圧室３６に導入される。ノズル背圧室３６に導入された空気は、フラッパ６０が弁座５９ａから離間しているノズル５９を通ってブリード室５５に放出され、ブリードポート５６を通ってハウジング１１の外部に放出される。このとき、パイロット通路３９に設けたオリフィス４０によって一次側ポート１９からノズル背圧室３６に導入される空気の流量が制限されることから、ノズル背圧室３６の圧力は大気圧と殆ど同等の大きさとなる。このため、ピストン３４は第３圧縮コイルばね３７の付勢力によって上方に位置し、ロッド３１の下端は供給側弁座２２に当接した供給側弁体２３から上方に離間した位置に配置される。同時に、Ｅリング３２によって排気側弁体２９が排気側弁座２８から離間した位置に配置され、二次側ポート２０が排気流路２５に連通される。その結果、非動作時には、一次側ポート１９から二次側ポート２０の流路開度が閉状態とされるとともに、二次側ポート２０に連通する空圧回路の圧力が「０」とされる。
（圧力設定時）
一次側ポート１９に主要回路の高い圧力を供給したままの状態で、ハンドル５４を操作して雄ねじ軸５１を下方に移動させると、第４圧縮コイルばね５３から第１ダイアフラム４２に加わる付勢力が増大する。そして、第１ダイアフラム４２の変位に伴って軸部材４７が下方に変位し、フラッパ６０が弁座５９ａに接近する。すると、一次側ポート１９からノズル背圧室３６に導入されている空気の、ブリード室５５への放出量が減少し、ノズル背圧室３６の圧力が上昇する。このため、ピストン３４が第３圧縮コイルばね３７の上向きの付勢力に抗して下方に変位し、ロッド３１の下端が供給側弁体２３に当接する。同時に、Ｅリング３２によって排気側弁座２８から離間されていた排気側弁体２９が排気側弁座２８に当接し、二次側ポート２０と排気流路２５とが連通されなくなる。
【００３９】
ノズル背圧室３６の圧力がさらに増大すると、ピストン３４はさらに第１圧縮コイルばね２４の付勢力に抗して下方に変位し、供給側弁体２３が供給側弁座２２から離間する。その結果、一次側ポート１９から二次側ポート２０への流路開度が閉状態から開状態となり、一次側ポート１９から二次側ポート２０に空気が供給される。
【００４０】
二次側ポート２０に供給された空気は、第１フィードバック通路３８によって第１フィードバック室３５に導入され、さらに第１フィードバック室３５から第２フィードバック通路５０によって第２フィードバック室４８に導入される。すると、第２フィードバック室４８の圧力が増大し、第１ダイアフラム４２に加わる下向きの付勢力が減少するため、第１ダイアフラム４２が上方に変位してフラッパ６０が弁座５９ａから離間するように変位する。このため、ノズル背圧室３６からブリード室５５を通って外部に放出される空気量が増大し、ノズル背圧室３６の圧力が減少する。すると、ピストン３４に加わる上向きの付勢力が増大するため、ピストン３４が上方に変位する。その結果、供給側弁体２３が供給側弁座２２に当接して一次側ポート１９から二次側ポート２０の流路開度が閉状態となり、二次側ポート２０の圧力が設定圧力に制御された状態で一次側ポート１９と二次側ポート２０との連通が遮断される。
【００４１】
以上のように二次側ポート２０の設定圧力が設定された状態で二次側ポート２０の圧力が設定圧力から下降又は上昇すると、減圧弁１０は以下の動作を繰り返し行なって二次側ポート２０の圧力を設定圧力に維持する。
（圧力下降時）
二次側ポート２０から供給する空気が消費され、二次側ポート２０の圧力が設定圧力から減少すると、第１フィードバック通路３８、第１フィードバック室３５及び第２フィードバック通路５０を介して連通する第２フィードバック室４８の圧力が減少する。すると、第１ダイアフラム４２に加わる下向きの付勢力が増大して第１ダイアフラム４２が下方に変位し、フラッパ６０が弁座５９ａに接近するように変位する。このため、ノズル背圧室３６からブリード室５５を通って外部に放出される空気量が減少してノズル背圧室３６の圧力が増大し、ピストン３４に加わる下向きの付勢力が増大する。このため、ピストン３４が下方に変位して供給側弁体２３が供給側弁座２２から離間し、一次側ポート１９から二次側ポート２０への流路開度が閉状態から開状態とされる。その結果、一次側ポート１９から二次側ポート２０に空気が供給され、二次側ポート２０から供給される空気の圧力が設定圧力に向かって増大する。
（圧力上昇時）
二次側ポート２０の圧力が設定圧力から上昇すると、第２フィードバック室４８の圧力が上昇する。すると、第１ダイアフラム４２に加わる下向きの付勢力が減少して第１ダイアフラム４２が上方に変位し、フラッパ６０が弁座５９ａから離間するように変位する。このため、ノズル背圧室３６からブリード室５５を通って外部に放出される空気量が増大してノズル背圧室３６の圧力が減少し、ピストン３４に加わる下向きの付勢力が減少する。このため、ピストン３４が上方に変位して供給側弁体２３が供給側弁座２２に当接するとともに、Ｅリング３２によって排気側弁体２９が排気側弁座２８から離間する位置に変位する。その結果、一次側ポート１９から二次側ポート２０への流路開度が開状態から閉状態となるとともに、二次側ポート２０が排気流路２５を介して外部に連通される。このため、一次側ポート１９から二次側ポート２０に空気が供給されなくなるとともに二次側ポート２０から空気が排気ポート２６を介して外部に放出され、二次側ポート２０の圧力が設定圧力に向かって減少する。
【００４２】
以上のようにして、二次側ポート２０の圧力は、設定圧力からの変化を打ち消すように自立的に調整され、二次側ポート２０から供給する空気の消費量が変化しても設定圧力に維持されるように制御される。
【００４３】
以上詳述した本実施の形態の減圧弁は、以下に記載する各効果を有する。
（１）  ノズルフラッパ機構５７を、ハウジング１１に設けたノズル５９と、軸部材４７に支持したフラッパ６０とから構成した。そして、ノズル５９の弁座５９ａに当接する球体６５を支持するフラッパ６０の基部６４を、軸部材４７の下面に対し円形状に面接触させた状態で支持するようにした。従って、一次側ポート１９に主要回路の圧力が供給されず、第４圧縮コイルばね５３の付勢力によってフラッパ６０の球体６５がノズル５９の弁座５９ａに大きな付勢力で押圧されたときに、フラッパ６０からの反力が軸部材４７の１点に集中して加わらない。
【００４４】
このため、フラッパ６０が繰り返し弁座５９ａに押圧されても球体６５又は軸部材４７が変形し難く、第１ダイアフラム４２の変位位置とフラッパ６０の変位位置との関係が当初の関係から変化し難い。その結果、設定圧力の変化やフラッパ６０の異常振動が起き難いようにすることができる。
【００４５】
（２）  フラッパ６０を軸部材４７に設けた保持部６１によって、第１ダイアフラム４２の変位方向に直交する全方向に相対移動可能に支持した。従って、部品寸法のばらつきや組立誤差等により、フラッパ６０の中心軸線とノズル５９の弁座５９ａの中心軸線とが第１ダイアフラム４２の変位方向に直交する方向にずれていても、フラッパ６０が同方向にずれをなくす位置まで移動して弁座５９ａに当接する。
【００４６】
その結果、部品の寸法ばらつきや組立誤差がある状態で構成される減圧弁１０であっても、二次側ポート２０から供給する空気の消費が急激に増大したときに、供給する空気の圧力を設定圧力から大きく低下しないように制御することができる。
【００４７】
（３）  ノズル５９の弁座５９ａを円錐状に形成し、フラッパ６０を、弁座５９ａに環状の線領域で当接可能な球体６５と、この球体６５を保持するとともに第１ダイアフラム４２の変位方向に直交する方向に相対移動可能に軸部材４７に支持させた基部６４とから構成した。従って、部品の寸法ばらつきや組立誤差等によって弁座５９ａの中心軸線に対してフラッパ６０の中心軸線が傾いていても、フラッパ６０の球体６５が弁座５９ａに当接して放出流路５８を閉塞する。
【００４８】
（４）  球体６５を、基部６４に設けた凹部６７内の円錐状の底部６７ｃと、大径部６７ａ及び小径部６７ｂとの段差部とにそれぞれ環状の線領域で当接する状態で保持した。従って、フラッパ６０が弁座５９ａに大きな付勢力で押圧されたときに、球体６５からの反力が２つの位置で環状に分散して基部６４に加わる。このため、フラッパ６０が繰り返し弁座５９ａに押圧されても基部６４が変形し難く、第１ダイアフラム４２と球体６５との位置関係が当初の位置関係から変化し難い。その結果、設定圧力の変化やフラッパ６０の異常振動が起き難いようにすることができる。
【００４９】
（５）  基部６４を回転切削可能な略円柱状に形成したので、容易に高い寸法精度を得ることができる。従って、球体６５を確実に保持することができる寸法精度の基部６４を高い歩留まりで製造することができる。
【００５０】
（第２の実施の形態）
次に、本発明を具体化した第２の実施の形態を図４に従って説明する。尚、本実施の形態は、前記第１の実施の形態のピストン３４を第３ダイアフラム７０及び受圧部材７１，７２に変更したことのみが第１の実施の形態と異なる。従って、第１の実施の形態と同じ構成については、符号を同じにしてその説明を省略し、第３ダイアフラム７０及び受圧部材７１，７２のみについて詳述する。
【００５１】
流路開度制御室３３には、第１の実施の形態におけるピストン３４の代わりに、第２ボディ１３及び第３ボディ１４によって外周縁が支持され、該流路開度制御室３３を上下に変位可能な第３ダイアフラム７０が設けられている。第３ダイアフラム７０には、その上面に上側受圧部材７１が当接され、その下面に下側受圧部材７２が当接されている。上側受圧部材７１には下側受圧部材７２が嵌合固定されるとともに前記ロッド３１の上端が固定されている。下側受圧部材７２と流路開度制御室３３の底面との間には、第３ダイアフラム７０を上方に移動させるように付勢する第３圧縮コイルばね３７が設けられている。本実施の形態では、第３ダイアフラム７０、上側受圧部材７１及び下側受圧部材７２が第１受圧体を構成する。
【００５２】
流路開度制御室３３の下部には、第３ダイアフラム７０の下面と第２ボディ１３とで区画される第１フィードバック室３５が形成されている。又、流路開度制御室３３の上部には、第３ダイアフラム７０の上面、第２ボディ１３及び第３ボディ１４で区画されるノズル背圧室３６が形成されている。
【００５３】
第３ダイアフラム７０は、流路開度制御室３３における所定の変位位置からノズル背圧室３６側に変位するときに、供給側弁体２３を供給側弁座２２に当接させたままでロッド３１のＥリング３２によって排気側弁体２９を排気側弁座２８から離間させる。反対に、第３ダイアフラム７０は、前記変位位置から第１フィードバック室３５側に変位するときに、排気側弁体２９を排気側弁座２８に当接させたままでロッド３１の下端によって供給側弁体２３を供給側弁座２２から離間させるように設けられている。
【００５４】
本実施の形態の減圧弁１０は、第３ダイアフラム７０及び受圧部材７１，７２以外の部材が前記第１の実施の形態の減圧弁１０の各部材と共通であって、ピストン３４を第３ダイアフラム７０及び受圧部材７１，７２に置き換えることで構成されている。
【００５５】
以上のように構成された減圧弁は、前記第１の実施の形態の減圧弁と同様の作用を有する。
以上詳述した本実施の形態は、前記第１の実施の形態における（１）〜（３）に記載した各効果と、以下に記載する効果とを有する。
【００５６】
（４）  第１の実施の形態の減圧弁１０のピストン３４以外の部分を共通化し、ピストン３４を第３ダイアフラム７０及び受圧部材７１，７２に置き換えるだけで構成できるようにした。従って、ピストン駆動方式の減圧弁とダイアフラム駆動方式の減圧弁とを製造するにあたって、部品管理を容易にし、又、ピストン３４、第３ダイアフラム７０及び受圧部材７１，７２以外の部品原価を安くすることができる。
【００５７】
（第３の実施の形態）
次に、本発明を具体化した第３の実施の形態を図５に従って説明する。尚、本実施の形態は、前記第１の実施の形態の減圧弁１０に電磁弁７３を新たに加えたことのみが第１の実施の形態と異なる。従って、第１の実施の形態と同じ構成については、符号を同じにしてその説明を省略し、電磁弁７３のみについて詳述する。
【００５８】
ノズル背圧室３６に一次側ポート１９を連通するパイロット通路３９上には、このパイロット通路３９の開閉を行う電磁弁７３が設けられている。本実施の形態では、電磁弁７３は常時開型の２ポート２位置切換弁であって、単動ソレノイド駆動のスプリングリターン式である。
【００５９】
電磁弁７３は、第２ボディ１３の外側に固定されるとともに、第２ボディ１３の外側面に開口するように分断された両パイロット通路３９ａ，３９ｂに図示しない２つの各ポートがそれぞれ連通されることで減圧弁１０に一体化されている。
【００６０】
以上のように構成された減圧弁は、前記第１の実施の形態の減圧弁と同様の作用の他、以下の作用をも有する。
一次側ポート１９に主要回路の圧力が供給され、二次側ポート２０から設定圧力となるように制御された状態で空気が供給されている状態で、電磁弁７３に通電して開弁状態から閉弁状態に切り換えると、開状態であるノズル５９の放出流路５８を介してノズル背圧室３６の圧力がブリード室５５に放出される。すると、ピストン３４が上向きの付勢力によって上方に変位するため、供給側弁体２３が供給側弁座２２に当接するとともに、排気側弁体２９が排気側弁座２８から離間する。このため、一次側ポート１９から二次側ポート２０への流路開度が閉状態となるとともに、二次側ポート２０が排気流路２５に連通される。その結果、一次側ポート１９に主要回路から圧力が供給されたままの状態で、ハンドル５４を操作して設定圧力を変更することなく二次側圧力が「０」となる。二次側圧力が「０」となると第２フィードバック室４８の圧力も「０」となり、第４圧縮コイルばね５３の付勢力によってフラッパ６０がノズル５９の弁座５９ａに押圧される。
【００６１】
以上詳述した本実施の形態は、前記第１の実施の形態における（１）〜（３）に記載した各効果と、以下に記載する効果とを有する。
（５）  一次側ポート１９をノズル背圧室３６に連通するパイロット通路３９上にパイロット通路３９を開閉する電磁弁７３を設けた。従って、一次側ポート１９に主要回路の圧力を供給したままで一次側ポート１９からノズル背圧室３６への空気の導入を停止し、ブリードポート５６からの空気の放出を行うことなく二次側ポート２０からの空気の供給を停止することができる。
【００６２】
従来の減圧弁において、主要回路から一次側ポートとの間に電磁弁を設けて一次側ポートへの空気の導入を停止すると、二次側圧力が「０」となったときにフラッパが受圧部材側の１点に当接する。従って、繰り返し電磁弁を作動させると受圧部材の変形が促進されるため、電磁弁を二次側ポート２０と空圧機器との間に設けて空圧機器への流体の供給を停止するようにしていた。しかし、この場合、フラッパ６０が二次側圧力に応じた距離だけノズル５９の弁座５９ａから離間した状態となるので、一次側ポート１９からノズル背圧室３６に供給される流体の一部が放出流路５８を介して常時外部に放出される。このため、空圧機器に流体を供給していないにも拘らず主要回路の圧力が消費される欠点があった。
【００６３】
一方、本実施の形態では、電磁弁７３によってノズル背圧室３６への一次側圧力の導入を停止したときに、ノズル５９の弁座５９ａに当接したフラッパ６０からの反力が軸部材４７の１点に集中して加わらない。このため、パイロット通路３９上に設けた電磁弁７３を繰り返し作動させて二次側ポート２０からの空気の供給を停止させても、フラッパ６０によって軸部材４７が殆ど変形しない。このため、第１ダイアフラム４２とフラッパ６０との位置関係が当初の関係から変化しない。その結果、ノズルフラッパ機構５７の繰り返し動作による変形を抑制し、設定圧力の変化やフラッパの異常振動が起こり難いようにしながら、主要回路の空気が消費されない状態で減圧弁１０から副回路への供給停止を行うことができる。
【００６４】
（６）  電磁弁７３を減圧弁１０に一体化して設けたので、減圧弁の他に電磁弁を用意して接続する必要がなく、設置を容易に行うことができる。又、必要な設置面積が小さくてすむ。
【００６５】
以下、上記実施の形態以外の実施の形態を列挙する。
○  上記第１の実施の形態では、第２フィードバック室４８とノズル背圧室３６との間に、第１ダイアフラム４２に連動する第２ダイアフラム４４によって区画され、第１ダイアフラム４２に固定された軸部材４７の下部が配置されるブリード室５５を設けた。そして、ノズル背圧室３６とブリード室５５とを連通するように設け、軸部材４７を介して動作するノズルフラッパ機構５７から放出された空気をブリード室５５からハウジング１１の外部に放出するようにした。これを、ブリード室５５を設けず、ノズル背圧室３６と第２フィードバック室４８とを連通するように設けたノズルフラッパ機構を第１ダイアフラム４２によって動作させる構成としてもよい。
【００６６】
この構成では、ノズル背圧室３６の圧力が第２フィードバック室４８を介して二次側ポート２０側に放出されることでノズル背圧室３６の圧力が調整され、一次側ポート１９から二次側ポート２０への流路開度が調整されて二次側ポート２０の圧力が制御される。従って、圧力制御の応答性がある程度低下する代わりに、二次側ポート２０の空気を消費しているときには主要回路の空気を消費することなく圧力制御を行うことができる。
【００６７】
なお、特許請求の範囲に記載した各発明のノズルフラッパ機構の参考例について、図６〜図１０を示しつつ以下のとおり列挙する。
○  上記各実施の形態では、ノズル５９の弁座５９ａを円錐状に形成し、フラッパ６０を、弁座５９ａに当接可能な球体６５と、この球体６５を保持するとともに第１ダイアフラム４２の変位方向に直交する方向に移動可能に軸部材４７に対させた基部６４とから構成した。これを、図６（ａ），（ｂ）に示すように、弁座５９ａに当接する球状部７４ａと、軸部材４７に保持されるためのつば部７４ｂとが一体に形成されたフラッパ７４としてもよい。この場合には、フラッパ７４が軸部材４７の下面に対し円形状に面接触する状態で支持される。
【００６８】
又、図７（ａ），（ｂ）に示すように、弁座５９ａに当接する円錐部７５ａと、軸部材４７に保持されるためのつば部７５ｂとが一体に形成されたフラッパ７５としてもよい。この場合には、フラッパ７５が軸部材４７の下面に対し円形状に面接触する状態で支持される。
【００６９】
○  ノズルフラッパ機構を、図８（ａ），（ｂ）に示すように、環状の突出部７６ａの先端に弁座７６ｂが形成されたノズル７６と、弁座７６ｂに当接する円柱部７７ａ、及び、軸部材４７に保持されるためのつば部７７ｂが一体に形成されたフラッパ７７とから構成してもよい。この場合には、フラッパ７７が軸部材４７の下面に対し円形状に面接触する状態で支持される。
【００７０】
○  フラッパを、図９（ａ），（ｂ）に示すように、弁座５９ａに当接する弁体としての球体６５と、この球体６５に外嵌する状態で組み合わされ、球体６５を軸部材４７の下面に当接させた状態で保持するとともに軸部材４７に対して移動可能に支持される筒状の基部７８とからなるフラッパ７９としてもよい。この場合には、フラッパ７９が軸部材４７の下面に対し環状に面接触する状態で支持される。
【００７１】
ここで、球体６５を基部７８の上側開口部から突出させ、突出させた球体６５を軸部材４７の下面に設けた円錐状の凹部内に対し環状に線接触する状態で軸部材４７に支持してもよい。この構成であっても、球体６５から軸部材４７の下面に加わる反力が１点に集中しないので、軸部材４７がフラッパ７９によって変形し難い。尚、この場合には、フラッパ７９を第１ダイアフラム４２の変位方向に直交する全方向に相対移動させることはできない。
【００７２】
○  ノズルフラッパ機構を、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、環状の突出部８０の先端に弁座８０ａが形成されたノズル８１と、円錐状の内周面８２ａが弁座８０ａに当接する円柱部８２と、軸部材４７に保持されるためのつば部８３とが一体に形成されたフラッパ８４とから構成してもよい。この場合には、フラッパ８４が軸部材４７の下面に対し円形状に面接触する状態で支持される。
【００７３】
以下、上記実施の形態以外の実施の形態を列挙する。
○  上記実施の形態では、軸部材４７の保持部６１の下面を平坦面としたが、図１１（ａ）に示すように、球体６５の頂点に対応する部分に凹部６１ａを設けてもよい。この場合にも、前記各実施の形態と同様に、フラッパ６０からの反力が軸部材４７の下面に対し環状に面接触する状態で支持されるので、軸部材４７が変形し難い。
【００７４】
○  上記実施の形態では、基部６４を回転切削で形成可能な略円柱体としたが、図１１（ｂ）に示すように、球体６５を保持する図示しない凹部を備えた直方体の基部８５としてもよい。この場合、その下端側の外周面周縁に設けた枠状のつば部８５ａを係止するように形成した軸部材の保持部で支持する。
【００７５】
○  上記各実施の形態では、ノズルフラッパ機構のノズル５９をハウジング１１に組み付け固定するものとしたが、ハウジングに一体で形成したノズルであってもよい。
【００７６】
○  上記各実施の形態では、圧力設定部を、第１ダイアフラム４２を付勢する付勢力を発生する第４圧縮コイルばね５３と、ハンドル５４によって操作され第４圧縮コイルばね５３が発生する付勢力を調整する雄ねじ軸５１等とによって構成した。これを、例えば、導入される流体の圧力によって第１ダイアフラム４２を付勢する付勢力を発生する調圧室と、この調圧室に導入する流体の圧力を調整する比例電磁式圧力制御弁等からなる流体制御回路とによって構成してもよい。この場合には、二次側ポートから供給する流体の設定圧力を遠隔操作によって制御したり、二次側ポートから供給される流体によって作動する流体圧機器の制御状態に関する情報に基づいて設定圧力自体を好適に自動調整したりすることができる。
【００７７】
○  上記各実施の形態では、流体としての空気の圧力を制御する減圧弁としたが、空気以外の気体の圧力を制御する減圧弁に実施してもよい。
以下、特許請求の範囲に記載した各発明の外に前述した各実施の形態から把握される技術的思想をその効果とともに記載する。
【００７８】
（１）  前記球体は、前記基部に設けられた凹部内の円錐状の内周面に対し円環状に線接触する状態で支持されている。このような構成によれば、一定期間の経過後にも基部の内周面が球体によって変形し難く、球体と受圧部材との位置関係が当初の位置関係から変化しない。
【００７９】
（２）  前記基部は回転切削可能な略円柱体である。このような構成によれば、容易に高い寸法精度で加工形成することができ、球体を確実に保持することができる基部を高い歩留まりで製造することができる。
【００８０】
（３）  前記パイロット室に前記一次側ポートを連通するパイロット通路を開閉制御し、該一次側ポートからパイロット室への流体の導入を許容又は禁止する電磁弁を一体に設けた。このような構成によれば、ノズルフラッパ機構の繰り返し動作による変形を抑制し、設定圧力の変化やフラッパの異常振動が起こり難いようにしながら、主要回路の空気が消費されない状態で減圧弁から副回路等への供給停止を行うことができる。又、減圧弁の他に電磁弁を用意して接続する必要がなく、設置を容易に行うことができる。又、必要な設置面積が小さくてすむ。
【００８１】
【発明の効果】
ノズルフラッパ機構の繰り返し動作による変形を抑制し、設定圧力の変化やフラッパの異常振動が起き難いようにする。
【００８２】
加えて、部品の寸法ばらつきや組立誤差がある状態で構成される減圧弁であっても、パイロット室からの流体の放出を停止して、二次側ポートの設定圧力からの低下を極力抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１の実施の形態の減圧弁を示す概略断面図。
【図２】  ノズルフラッパ機構を示す断面図。
【図３】  フラッパを示す斜視図。
【図４】  第２の実施の形態の減圧弁を示す概略断面図。
【図５】  第３の実施の形態の減圧弁を示す概略断面図。
【図６】  （ａ）は参考例のノズルフラッパ機構を示す断面図、（ｂ）はそのフラッパを示す斜視図。
【図７】  （ａ）は参考例のノズルフラッパ機構を示す断面図、（ｂ）はそのフラッパを示す斜視図。
【図８】  （ａ）は参考例のノズルフラッパ機構を示す断面図、（ｂ）はそのフラッパを示す斜視図。
【図９】  （ａ）は参考例のノズルフラッパ機構を示す断面図、（ｂ）はそのフラッパを示す斜視図。
【図１０】  （ａ）は参考例のノズルフラッパ機構を示す断面図、（ｂ）はそのフラパを示す斜視図。
【図１１】  （ａ）は別例のノズルフラッパ機構を示す断面図、（ｂ）は別例のフラッパを示す斜視図。
【図１２】  従来のノズルフラッパ機構を示す概略断面図。
【図１３】  受圧体の凹みを示す模式断面図。
【符号の説明】
１０…減圧弁、１９…一次側ポート、２０…二次側ポート、２１…供給側弁部、３４…第１の実施の形態における第１受圧体としてのピストン、３５…第１フィードバック室、３６…パイロット室としてのノズル背圧室、４２…第２受圧体を構成する第１ダイアフラム、４５…同じく上側受圧部材、４６…同じく下側受圧部材、４７…同じく軸部材、４８…第２フィードバック室、５１…圧力設定部を構成する雄ねじ軸、５２…同じく板部材、５３…同じく第４圧縮コイルばね、５４…同じくハンドル、５７…ノズルフラッパ機構、５８…放出流路、５９…ノズル、５９ａ…弁座、６０…フラッパ、６４…基部、６５…球体、７０…第２の実施の形態における第１受圧体を構成する第３ダイアフラム、７１…同じく上側受圧部材、７２…同じく下側受圧部材、７４…フラッパ、７５…フラッパ、７６…ノズル、７７…フラッパ、７８…基部、７９…フラッパ、８１…ノズル、８４…フラッパ、８５…基部。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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