(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
サーボバルブ（７）と該サーボバルブ（７）のシャッター（４５）を制御するための可動部材（１６）からなるアクチュエータ（１４）とを収めているケーシング（２）と、該可動部材（１６）の開口ストロークを定めるための拘束エレメント（１９）とからなり、該拘束エレメント（１９）は、アクチュエータ（１４）と接触している第１環状面（５１）を設けている空洞（２０）上に作用するネジ部材（４０）により該ケーシング（２）中に固定されており、少なくとも１つのシム（４８）が、該拘束エレメント（１９）と該ケーシング（２）の一部（４９）の間に設置され、該ネジ部材（４０）は、該シム（４８）上に配設される環状突起（５３）の塑性変位または高さの削減を保証するように、対応する軸方向の締め付け荷重を決めるために該ケーシング（２）のネジ（４６）上にプリセット締め付けトルクを用いてネジで締められている内燃機関用調節可能な計量サーボバルブ（７）を持った燃料噴射器であって；
該シム（４８）は、該拘束エレメント（１９）の材料の硬さ、または該ケーシング（２）の硬さとは異なる硬さを持つ材料で形成されており、第２環状接触面（５４）を持つ前記環状突起（５３）が、該拘束エレメント（１９）と該ケーシング（２）の一部（４９）の間に設けられ、該第１環状面（５１）は、対応する外径（Ｄ）と対応する内径（ｄ）とを持ち、該第２環状面（５４）は、該締め付けトルクにより決められる前記軸方向の締め付け荷重に基づく該シム（４８）または拘束エレメント（１９）のプリセット塑性変形により該可動部材（１６）のストロークを調節するように、該第１環状面（５１）の外径および内径（Ｄ、ｄ）の間に含まれる外径（Ｄ’）および内径（ｄ’）を設けることを特徴とする燃料噴射器。
【請求項２】
該可動部材（１６）は、フランジ（５２）が設けられているコア（１８）を持っている電磁石（１５）の電機子（１６）により定められ、該ネジ部材は、該フランジ（５２）上に作用する環ナット（４０）により形成されている噴射器であって、該ケーシング（２）の一部は肩（４９）により定められ、該シム（４８）は、該フランジ（５２）と肩（４９）の間に設定されていることを特徴とする請求項１記載の噴射器。
【請求項３】
該シム（４８）または拘束エレメント（１９）のプリセット塑性変形が、該フランジ（５２）上で得られるように、該シム（４８）は、該フランジ（５２）の硬度よりも大きな硬度を持つ材料で形成されていることを特徴とする請求項２記載の噴射器。
【請求項４】
該シム（４８）または拘束エレメント（１９）のプリセット塑性変形が、該環状突起（５３）上で得られるように、該環状突起（５３）は、該フランジ（５２）と共に単一部品で作られていることを特徴とする請求項３記載の噴射器。
【請求項５】
該シム（４８）または拘束エレメント（１９）のプリセット塑性変形が、該フランジ（５２）上で得られるように、該環状突起（５３）が、該シム（４８）と共に単一部品で作られていることを特徴とする請求項３記載の噴射器。
【請求項６】
該シム（４８）または拘束エレメント（１９）のプリセット塑性変形が、該シム（４８）上で得られるように、該シム（４８）は、該ケーシング（２）の硬度より小さい硬度をもつ材料で形成されていることを特徴とする請求項２記載の噴射器。
【請求項７】
該シム（４８）または拘束エレメント（１９）のプリセット塑性変形が、該環状突起（５３）上で得られるように、該環状突起（５３）は、該シム（４８）と共に単一部品で作られていることを特徴とする請求項６記載の噴射器。
【請求項８】
該シム（４８）または拘束エレメント（１９）のプリセット塑性変形が、該シム（４８）上で得られるように、該環状突起（５３）は、該肩（４９）と共に単一部品で作られていることを特徴とする請求項６記載の噴射器。
【請求項９】
該突起（５３）は、長方形または台形の断面を持っていることを特徴とする請求項２〜８のいずれか１項に記載の噴射器。
【請求項１０】
該第２環状面（５４）の内径（ｄ’）が、該第１環状面（５１）の内径（ｄ）よりも大きくないことを特徴とする請求項２〜９のいずれか１項に記載の噴射器。
【請求項１１】
該シム（４８）が、較正モジュール式シム（４８）の複数のクラスの間で選択されることを特徴とする請求項２〜１０のいずれか１項に記載の噴射器。
【請求項１２】
放出経路（２６）と連通している制御室（２３）からなる噴射器であって、該シャッター（４５）が、該電機子（１６）に固定されているスリーブ（１７）により形成され、該スリーブ（１７）は、該放出経路（２６）の少なくとも１つの半径方向の穴（３６）を持っているつまみ金物（３３）上でスライド可能であることを特徴とする請求項２〜１１のいずれか１項に記載の噴射器。
【請求項１３】
該つまみ金物（３３）は、該電機子（１６）の閉止ストローク用の拘束円錐形肩（４３）を持つガイド体（２８）により運ばれ、該スリーブ（１７）は、該円錐形肩（４３）に対して停止するように設計されている１端（４２）からなっていることを特徴とする請求項１２記載の噴射器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関用調節可能な計量サーボバルブを持った燃料噴射器に関する。
【背景技術】
【０００２】
公知のように、噴射器のサーボバルブは、一般的に、噴射器のノズルの通常の制御棒の制御室からなる。該制御室には、加圧下にある燃料用パイプに連通した内穴または燃料用出口または排出用較正穴が設けられており、それは、通常電磁石の電機子により制御されているシャッターにより閉じられている。該電機子のストロークまたはリフトは、それが、できるだけ小さくなるように、開閉用のサーボバルブの応答の迅速性を決定する。該ストロークも、放出穴を経由する燃料の通過部分を決定し、その結果、それは、制御室の出口穴の部分の限度内で、できるだけ幅広くするべきである。それゆえ、電機子および／またはシャッターのストロークを正確に制御する必要がある。
【０００３】
該電機子から離れたシャッターを持ったサーボバルブが、公知であり、そのストロークは、放出穴を閉じるための位置において、シャッターに対する拘束により片側上に定められる。公知のサーボバルブにおいては、電機子は、スリーブでガイドされ、その一端は、電磁石のコア方向における電機子のストロークの拘束用のエレメントを形成している。該スリーブは、バルブ体に関して放出穴の開口に対する電機子のストロークの範囲を定めるためなどの位置において、ケーシングの窪み中に順次固定されている。電機子のストロークの調節は、電機子のストロークを定めるために、スリーブと電磁石のコアの間に設置されたまた少なくとも１つの取り外し可能なシムおよび該電機子の隙間を定めるために、スリーブとバルブ体の間に設置された少なくとも他の除去可能なシムとを用いることにより得られる。
【０００４】
較正モジュール式シムのクラスの間から、該シムが選択される。技術的理由のためにまた実行可能性の経済的制約のために、該シムは、機械的許容度以上、例えば５μｍの量により互いから変化できる。しかし、５μｍの許容度を持った不連続の量による電機子のストロークの調節操作は、相対的に荒くて、その結果、現代の内燃機関により必要とされている非常に狭い限度内に噴射器の流速を維持することは、しばしば不可能である。従って、該調節操作は、複雑になり、近似の異なった連続的試みを必要とし、またその各々は、噴射器の部品の除去および再組み立てを包含する。いずれの場合においても、片手での調節は、熟練操作者に対してかなりの時間を必要とし、また一方、前述の不連続量の理由で、しばしば不完全になる。
【０００５】
ＥＰ−Ａ−０８９０７３０の文献から、電機子をガイドするスリーブには、可撓性負荷に対して相対的に変形可能なフランジが設けられているサーボバルブも公知である。さらに、同一のスリーブには、バルブ体とは独立して、ケーシングの窪み中にそれを固定するためのネジが、設けてある。該フランジの位置は、所定の間隔、例えば５μｍの不連続な位置において、シムにより調節される。続いて、較正された締め付けトルクを印加することにより、スリーブをネジで締め付けることにより、フランジは、行われるべき精密な調節を可能にするように変形される。
【０００６】
以上記述した公知のサーボバルブにおいては、該シャッターは、一方では、制御室中の燃料により働かされる軸方向の推進力を受け、他方では、電磁石が励起していないときに、圧力の推進力に打ち勝つように事前負荷されるバネの軸方向推進力の作用を受ける。そのときバネは、かなりの軸方向の推進力を、例えば、１８００バールの圧力に対して、７０Ｎの範囲で、働かせることが可能な特性および寸法を提供する。電磁石の励起を受けて、電機子は、移され、電磁石の脱励起へのサーボバルブの迅速な反応を最適化するために、電磁石のコアに関して、残留最小ギャップを可能にするような位置において、所定のエレメントに対して停止する。
【０００７】
シャッターを閉じるためにバネの事前負荷を減少させるために、最近サーボバルブが、提案されてきて、その中では、圧力以下の燃料は、軸方向の作用はもはや働かさないが、半径方向では、シャッターの支持に対して作用し、その結果、シャッター上での燃料の圧力作用は、実質的にはバランスされる。このようにして、バネの作用および電磁石の作用は、小さい値にできる。この公知のサーボバルブにおいて、電磁石のコアのフランジと噴射器のケーシングの肩の間に設置された１つ以上のシムにより、電機子のストロークを調節することが、提案されてきた。しかし、該シムの設置は、相対的に長時間を必要とし、その結果、噴射器は、製造するためにかなりコスト高となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、公知技術により得られる調節の欠点を除去して、高い信頼性と限定されたコストを提供する調節可能な計量サーボバルブを持った燃料噴射器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、上記の目的は、請求項１に記載されたように、調節可能な計量サーボバルブを持った燃料噴射器により達成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明を良く理解するために、付帯した図面の助けを借りて、例により、２つの好ましい実施の態様をここに記述する。
【００１１】
図１を参照して、数字１は、全体として内燃機関、特にディーゼルエンジン用燃料噴射器（部分的に図示）を示している。該噴射器１は、中空体またはケーシング２からなり、それは、縦軸３に沿って伸びており、また高圧、例えば、１８００バールの領域の圧力で燃料を搬送するためのパイプ４’に接続されるようになっている。ケーシング２は、パイプ５を経由して入り口４に連通している（図示せず）ノズルで終わりとなり、かつエンジンの対応するシリンダー中に燃料を噴出する。
【００１２】
該ケーシング２は、軸方向の空隙６を持っており、その中には、バルブ体８からなる調節可能な計量サーボバルブ７が、収容されている。該バルブ体８は、軸方向穴９を持っており、その中では、制御棒１０が、流体気密でスライド可能である。さらに、該バルブ体８は、空隙６の肩１２に対して通常停止するフランジ１１を持っている。該制御棒１０は、次でより詳細に見られる通り、燃料噴射ノズルを開閉するためのシャッター針（図示せず）を制御するようになっている。
【００１３】
該ケーシング２には、軸３を分かち合っている他の空隙１３が設けられており、そこには、電磁石１５からなるアクチュエータ装置１４が、収容されている。これは、スリーブ１７に固定されている切り欠きディスク電機子１６を制御するために、設計されている。該電磁石１５は、軸３に対して垂直な極性面１９を持った磁気コア１８により形成されている。該電磁石１５は、次のことからより明確に浮上するように、支持体２０により、その位置で維持される。
【００１４】
該磁気コア１８には、支持体２０の同様な空隙２１に対応した領域に設置された空隙１８’が、設けられている。２つの空隙１８’および２１も、同一軸３を分け合っており、電磁石１５により働く引力とは反対方向に、該電機子１６上に推進力を働かせるように、事前負荷された螺旋状圧縮バネ２２を収容している。特に、バネ２２は、支持体２０の内部肩２１’に対して停止する１端およびバネ２２の端をガイドするためのブロック２４’を含むウオッシャー２４を経由して電機子１６に作用する他端を持っている。
【００１５】
サーボバルブ７は、制御室２３を含み、それは、バルブ体８の経路２５を経由して、入り口４と恒久的に連通して、加圧下に燃料を受け取る。制御室２３は、棒１０により軸方向で片側に区切られまたバルブ体８のフランジ１１と接触して、末端ディスク３０により他側に区切られている。制御室２３も、全体として２６により指定された燃料出口または放出経路を持っている。経路２６は、軸３に対して対称であり、また軸３に沿ってディスク３０中に形成された計量断面を持つ放出穴２７を含む。さらに、経路２６は、ディスク３０とアクチュエータ１４の間に設置された電機子１６をガイドするためのボディ２８中に作られた分配ストレッチ３５を含んでいる。
【００１６】
ボディ２８は、ケーシング２の内部ネジ３２上にネジで取り付けられたネジ込みリングナット３１により軸方向に締められるベース２９を含んでいる。特に、ボディ２８の該ベース２９は、空隙６中に設置され、また軸方向に肩１２上に運ぶように、ディスク３０およびフランジ１１に対して固定された位置でかつ流体気密状態で締められたパックである。さらに、ボディ２８は、室２３と反対方向で軸３に沿って、ベース２９から梃子のように伸びているピンまたはステム３３を含んでいる。ピン３３は、電機子１６のスリーブ１７を軸方向にガイドするように設計された円筒状の横面３４により、外側上に区分されている。
【００１７】
該ステム３３は、ベース２９と単一部品で作られており、直径方向に互いに反対に、また経路２６の軸方向部分３７と連通している２つの穴３６を持っており、その結果それらは、較正穴２７と連通して流体密封になっている。該穴３６は、ベース２９に隣接した軸方向の位置で、ステム３３から外に出ている。環状室３８は、穴３６に対応した領域で、ステム３３の内部面３４に沿って作られている。スリーブ１７も、較正された直径方向の例えば、４μｍ未満の動きを持って、実質的には流体密封したままで、ステム３３の横面３４に嵌めあわされた内部円筒面３９を持っている。または、スリーブ１７とステム３３の間の流体密封嵌合は、密封エレメントの介在により得ることができる。
【００１８】
スリーブ１７は、前進移動端位置と後退移動端位置の間で、面３４に沿って軸方向にスライドするようになっている、図１で表された該前進移動端位置は、経路２６を閉じるようになっており、自身の円錐形端４２の支持点拘束により、ボディ２８の円錐形肩４３上に定められる。該後退移動端位置は、経路２６の半径方向の穴３６を完全に開くようになっており、またコア１８の極性面１９に対する電機子１６の拘束により定められる。
【００１９】
前進移動端位置においては、室２３中の圧力が、面３４上に半径方向に作用すると仮定すると、燃料は、軸方向の推進力はゼロを示し、一方後退移動端位置においては、燃料は、リングナット３１とスリーブ１７の間の環状経路４４を経由して、半径方向の穴から排出または再循環経路（図示せず）、電機子１６の切り欠き、および支持体２０のコア１８および２１の空隙１８’に向けて流れる。
【００２０】
環状室３８は、端４２に隣接したスリーブ１７の底部分により定められるシャッター４５により開閉されるようになっており、その結果、シャッター４５は、電磁石１５が、加勢されると、電機子１６と共に作動される。特に、電機子１６は、サーボバルブ７を開けるようにコア１８に向けて移動し、燃料の放出の原因となり、制御室２３中の燃料の圧力低下を引き起こす。このようにして、噴出ノズルの開閉を制御する棒１０の軸方向の平行移動が、引き起こされる。電磁石１５の去勢は、シャッター４５が、経路２６およびサーボバルブ７を再び締めるように、電機子１６を図１の位置に戻させるように、バネ２２を生じさせる。
【００２１】
電磁石１５のコア１８は、支持体２０の環状肩４１に嵌合しているネジで設けられたリングナット４０により、ケーシング２の区画１３中に固定されている。この支持体２０は、コア１８が収容されている空洞部５０と外部直径Ｄと内部直径ｄとにより定められる事前設定領域を持った環状接触面５１とを含んでいる。支持体２０の空洞部２０’の横表面は、ケーシング２の空隙１３中に、流体密封という方法で設置されている。
【００２２】
電磁石１５のコア１８には、環状肩４７を形成するフランジ５２が、設けられており、その上に、空洞部５０の環状接触面５１が作用している。コア１８の方向におけるシャッター４５のストロークを決めるために、コア１８の極性面１９とケーシング２の区画１３の環状肩４９の間には、軸３をシェアする少なくとも１つの環状シム４８が、設置されている。
【００２３】
本発明によれば、該シム４８は、コア１８に対して望みの位置を保証するために、環状ナット４０の締め付けトルクにより、プリセット塑性変形を生じさせるように、ケーシング２のまたはアクチュエータ１４のコア１８の材料の硬さとは異なる硬さを持つ材料で形成されている。図１および図２に示された本発明の第１実施の態様によれば、該シムは、コア１８の材料の硬度よりも大きな充分な剛性を持つ材料で形成されている。一方コア１８を、軟鉄（例えば、ブリネル硬度ＨＢ≦１００を持ったＦｅＳｉ3）で作ることができ、また該シム４８を、鋼または鋳鉄（例えば、ブリネル硬度ＨＢ＝２４０を持った熱処理されたＣ４０スチール）で作ることができる。
【００２４】
内部直径Ｄ’および外部直径ｄ’により定められる接触面５４を持った環状突起５３が、フランジ５２と肩４９の間に設置され、それは、フランジ５２が、リングナット４０の締め付けトルクの軸方向の作用を、直接シム４８上に放出するように、空洞部５０’の接触面５１に少なくとも部分的に含まれている。
【００２５】
第１実施の態様の図１の変形によれば、該環状突起５３が、該コア１８と共に単一部品で作られている。該突起５３は、フランジ５２の幅および空洞部５０の環状面５１の幅に対応した領域で設定されるのが好ましい。外徑Ｄ’は、環状面５０の２つの直径Ｄおよびｄの間に含まれ、一方内径ｄ’は、環状面５０の内径ｄより小さいかまたは等しくなるように、突起５３を設定できる。勿論、シム４８は、どんな場合においても、突起５３の全面に噛みあうような寸法を持っていても良い。例えば、環状面５０の幅Ｄ−ｄを、３〜５ｍｍの間に含むことができて、一方幅Ｄ’−ｄ’は、環状面５０の幅の０．２５および０．７５の間範囲にすることができる。リングナット４０は、例えば１５〜２５Ｎｍの間の締め付けトルクを用いて、ネジ止めするようにする。
【００２６】
このトルクが、１０〜１５μｍの間の突起５３の塑性変位または高さの削減を保証するように、対応する軸方向の締め付け荷重を、該制限内に決定する。
【００２７】
図２の変形によれば、突起５３は、対応するシム４８と単一部品で作られており、コア１８の方に向けて指向されている。突起５３は、図１の変形の寸法と等しい寸法をしており、環状面５１に対して実質的に同じ相対的な位置に設定されている。シム４８も、コア１８の硬度よりも大きな硬度の材料で作られているから、締め付けトルクにより決められる軸方向荷重は、ここでは、コア１８の面１９を塑性的に変形させる。
【００２８】
図３および図４の第２の実施の態様によれば、ケーシング２は、相対的に硬い材料、例えばＨＢ＝２４０を達成するために熱的に処理されたＣ４５スチールで作られている。シム４８は、締め付けトルクにより定められる軸方向荷重が、塑性的にシム４８を変形するように、ケーシング２の硬度より柔らかい材料、例えばブリネル硬度ＨＢ≦１３０のＣ１０スチールで作ることができる。
【００２９】
第２の実施の態様の図３の変形によれば、突起５３は、シム４８と単一部品で作られておりまたケーシング２の区画１３の肩４９に向けて指向されている。突起５３は、図２の変形の寸法と同一寸法を持っており、また環状面５１に対して実質的に同一位置に設定される。この場合、塑性変形は、突起５３上で得られる。
【００３０】
第２の実施の態様の図４の変形によれば、突起５３は、肩４９と単一部品で作られており、図３の変形の寸法と同一寸法を持っており、また環状面５１に対した位置に実質的に設定される。この変形においては、締め付けトルクにより定められる軸方向荷重は、シム４８を塑性的に変形する。
【００３１】
図５および図６の第３の実施の態様によれば、コア１８は、一般的には、ケーシング２の材料よりも柔らかい材料で作られているから、シム４８を削除できる。特に、図５の変形によれば、突起５３は、図１のように、コア１８のフランジ５３と単一部品で作られており、またリングナット４０の締め付けトルクにより決められる軸方向推進力により、塑性変形されるようになっている。この場合、区画１３の肩４９には、電機子１６のストロークを可能にするためのアンダーカット５５が、設けられていることが有利である。
【００３２】
その代わりに、第３の実施の態様の図６の変形によれば、突起５３は、図３のように、ケーシング２と単一片で作られており、またリングナット４０の締め付けトルクにより決められる軸方向推進力により、フランジ４７の面１９を、塑性変形するようになっている。この場合、区画１３の肩４９には、電機子１６のストロークを可能にするためのアンダーカット５５が、設けられていることが有利である。さらに、またはもう１つの方法として、フランジ５２には、コア１８の極性面１９’から明瞭な変形可能な面１９を定めるように、肋材５６を設けることができる。
【００３３】
実際的な見地から、突起５３（図１および図３）の塑性変形またはその他、コア１８の変形可能な面１９（図２および図４）は、相対的に常に制限されているので、モジュール式の寸法の、すなわち厚みのクラスに分けたシム４８のマガジンを設けることが、望ましい。記述した全ての実施の態様において、ちょうど１つのシム４８を、使用しても良いしまた１つ以上の追加の剛直シムに、連結することも有利であり、またそれらを較正でき、モジュール式の寸法にもでき、突起５３の、またはコア１８の面１９、またはシム４８の面の塑性変形を最小限に削減するように、選択できる。特に、追加的モジュール式のシムは、図５および図６の変形の場合には必須である。
【００３４】
従って、上記した全ての場合において、電機子１６のストロークの調節は、リングナット４０のプリセット締め付けトルクを用いて、連続的近似による精密調節は、例えば、プリセット角を経由して時間ごとにリングナット４０を回転することにより得られるように、区画１３中に、１つ以上の硬いモジュール式シムとともに、少なくとも１つの突起４８を設けることにより、得られることが明白である。
【００３５】
上記したことから、公知の技術と比較して、本発明による調節可能な計量サーボバルブを持った噴射器の利点が、明白に現れている。まず第１に、電機子１６のストロークに対して最大の精度を持った連続的調節を得ることができる。さらに、モジュール式シムの種々のクラスに対する必要性が、最小限に削減され、または完全に除去される。電機子のリフトを決める際に同時に起こるシム４８と追加の硬いシムの双方のマッチングを高精度に行う必要性も、ケーシングの機械加工、磁気コアおよび全サーボバルブ７の機械加工の高精度に対する必要性と同様に、削減される。噴射器間の何らかの可能な差の電子式制御ユニットによるソフトウエア補償に対する必要性も、除去される。最後に、バランスされたシャッター４５に感謝して、一方では、電機子１６の拘束として、極性面１９を使用することが可能であり、また他方では、寸法に対して望みの変化を得るために、突起４８上に発生される軸方向の荷重が削減される。
【００３６】
本請求範囲から離れることなく、上述した調節可能な計量サーボバルブを持った噴射器に対して、種々の改変および改良を行うことができることは、理解されるものとする。例えば、記述しかつ図示した長方形の断面、特に台形の断面以外に、突起４８は、断面を持つことができる。さらに、バルブ体８の端末ディスク３０も、後者と単一片で作ることができて、また電機子１６には、空隙として働く非磁性材料の薄層を、設けることができる。最後に、アクチュエータ１４を、異なったタイプ、例えばピエゾ電気タイプにすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１実施の態様による調節可能な計量サーボバルブを設けた燃料噴射器の部分断面図である。
【図２】図１の実施の態様のサーボバルブの変形の詳細である。
【図３】本発明の第２実施の態様における図２のサーボバルブの詳細である。
【図４】図３の実施の態様のサーボバルブの変形の詳細である。
【図５】本発明の第３実施の態様における図２のサーボバルブの詳細である。
【図６】図５の実施の態様のサーボバルブの変形の詳細である。
【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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