(57)【要約】本発明は、磁石コイル（３７）と磁石コア（３５）とを有する電磁弁を備えたエレクトロニューマチック式圧力変換器に関する。磁石コイルおよび磁石弁はケーシング（３１）に収容されていて、制御構成群（６０）も同様である。エレクトロニューマチック式圧力変換器（３０）により、消費機（１６，１９，２１，２４）からの可変の負圧ｐＶａｒを制御することができる。制御構成群（６０）は、シール個所（７０，７２）を形成しながら材料接続的に互いに接合される構成部材（６１，６４，６６）を有している。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレクトロニューマチック式の圧力変換器（３０）であって、電磁弁が設けられており、該電磁弁が、ケーシング（３１）に収容されている磁石コイル（３７）および磁石コア（３５）と、消費機（１６，１９，２１，２４）の可変の負圧ｐＶａｒを制御することができる制御構成群（６０）とを有している形式のものにおいて、
制御構成群（６０）が、シール個所（７０，７２）を形成しながら互いに材料接続的に接合される構成部材（６１，６４，６６）を有していることを特徴とするエレクトロニューマチック式圧力変換器。
【請求項２】
制御構成群（６０）の構成部材（６１，６４，６６）が、それぞれ互いに別個に製造可能な射出成形部品である、請求項１記載のエレクトロニューマチック式変換器。
【請求項３】
互いに接合される前記構成部材が、上方部分（６１）として、一体のダイヤフラム部分（６４）として、ウエブ面（６７）を備えた下方部分（６６）として形成されている、請求項１記載のエレクトロニューマチック式変換器。
【請求項４】
ウエブ面（６７）が、一体のダイヤフラム部分（６４）に設けられた開口（６９）に係合し、上方部分（６１）に係止可能である、請求項３記載のエレクトロニューマチック式変換器。
【請求項５】
一体のダイヤフラム部分（６４）が扁平面（７１）を有していて、この扁平面が上方部分（６１）の開口（６２）の縁部（６１）とともにシール面（７０）を形成する、請求項３記載のエレクトロニューマチック式変換器。
【請求項６】
下方部分（６６）が、シール領域（７２）を形成しながら一体のダイヤフラム部分（６４）に直線状（７３）に接触する、請求項３記載のエレクトロニューマチック式変換器。
【請求項７】
一体のダイヤフラム部分（６４）が、その底面を制限する縁部（６５）を有しており、該縁部には上方部分（６１）が挿入されている、請求項３記載のエレクトロニューマチック式変換器。
【請求項８】
上方部分（６１）の下面に環状の切欠（９０）が形成されていて、この切欠に、一体のダイヤフラム部分（６４）の貫通孔（６９）を貫通した下方部分（６６）のウエブ面（６７）が係合する、請求項３記載のエレクトロニューマチック式変換器。
【請求項９】
前記構成部材（６１，６６）が接合個所（７４）で、一体のダイヤフラム部分（６４）がこれら構成部材（６１，６６）の間に配置されているように材料接続的に結合されている、請求項３記載のエレクトロニューマチック式変換器。
【請求項１０】
下方部分（６６）のウエブ面（６４）が、上方部分（６１）の下面に設けられた環状の切欠（９０）とともにスナップ結合部を形成する、請求項３から８までのいずれか１項記載のエレクトロニューマチック式変換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
エレクトロニューマチック式圧力変換器は自動車で使用され、周囲の圧力と設定可能な負圧との間にある消費機圧（消費機負圧）を準備することができる。消費機圧の高さは通常、エレクトロニューマチック式圧力変換器の電磁弁のコイル体に付与される制御電流によって調節される。エレクトロニューマチック式圧力変換器により、内燃機関の吸気管領域または排気管領域におけるフラップ調節装置を制御することができる。
【０００２】
先行技術
ドイツ連邦共和国特許出願第１９５００５６７．８号明細書によりエレクトロニューマチック式圧力変換器が公知である。電磁弁のコイル体に供給される制御電流に比例する磁力は可動子をシール座部に保持し、シール座部は周囲圧に接続している接続部を、消費機圧がかけられる接続部に対してシールする。電磁弁に電流が流されていない状態ではシール座部は閉じられている。この場合、負圧がかけられる接続部と、消費機圧を有する接続部との間にシステム内で不密性が生じる恐れがあるという欠点がある。この接続部には、電磁弁に電流が流されていない状態では比較的大きい消費機負圧がかけられている。
【０００３】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９６２３９６０号明細書も同様に、エレクトロニューマチック式圧力変換器に関する。この公知のエレクトロニューマチック式圧力変換器は電磁弁を有していて、この電磁弁は磁石コイルと、シール座部を形成する当接部に向かって摺動可能に案内された可動子とを有している。可動子は曲げ弾性的な保持部材によって保持されている。電磁弁の磁石コイルに電流が流されていない状態では可動子は、当接部に対して距離をおいて保持されていて、これによりエレクトロニューマチック式圧力変換器の周囲の圧力がかかっている領域と負圧がかけられる領域との間にリングギャップが生じるようになっている。リングギャップは曲げ弾性的なに形成された保持部材によって調節することができる。保持部材の、可動子を水平に保持するばね力は、当接部の方向で可動子を押圧するばね部材の、可動子に垂直に作用するばね力よりも大きく設定されている。
【０００４】
先行技術により公知の手段によれば、エレクトロニューマチック式圧力変換器の制御装置のダイヤフラム部分とハット状弁部分とは別個の構成部分として形成されている。これらは、エレクトロニューマチック式圧力変換器のケーシングとカバー部材に支持されている圧縮ばねによって、ケーシングとカバー部材との間に押圧されることにより位置固定される。圧縮ばねの設計とダイヤフラム部分のばね特性とにより、エレクトロニューマチック式圧力変換器の制御運転におけるダイヤフラムカバーとハット状弁の作業行程を規定する。ハット状弁およびダイヤフラム部分は２成分射出成型法により製造される。この場合工具コストは極めて高い。先行技術により公知の手段のその他の欠点は、エレクトロニューマチック式圧力変換器のケーシングへの制御部分の組み付けと、これに付随する極めてコストのかかるばね部材とにある。
【０００５】
発明の開示
本発明の手段により、エレクトロニューマチック式圧力変換器の制御部分が極めて簡単にできる。先行技術により公知のハット状弁の機能と２部分のダイヤフラムの機能とは、簡単に製造可能な射出成形部分を有し、１つの圧縮ばね部材しか必要としない１つの制御構成群により果たされる。
【０００６】
これにより一方では少ない構成部品の使用により本発明によるエレクトロニューマチック式圧力変換器の制御構成群の簡単な組み付けが、他方ではエレクトロニューマチック式圧力変換器の同様の機能性が実現される。制御構成群は３つの構成部分、即ち上方部分と、一体に形成されたダイヤフラム部分と、下方部分とを有している。エレクトロニューマチック式圧力変換器の制御構成群のこのような構成部分は、プラスチック射出成型法により別個に製造することができる。制御構成群の上記構成部分はプラスチック射出成型法による製造後に接合される。接合過程後には、制御構成群の上方部分と下方部分とが、例えば超音波溶接のような材料接続的な接合法により互いに溶接される。制御構成群の上方部分と下方部分と一体に形成されたダイヤフラム部分との溶接の際には、介挿されたダイヤフラムにおいて複数のシール個所が形成される。このシール個所により、本発明によるエレクトロニューマチック式圧力変換器の制御構成群の機能性が実現される。本発明の根底を成す思想の有利な構成では、制御構成群は、貫通孔を制限する縁部を有する上方部分を有している。一体に形成されたダイヤフラム部分は、同様に開口を縁取るリング状に形成されたウエブを取り囲んでいて、このウエブには上方部分を収容することができる。本発明による制御構成群で使用される下方部分は、中間室により互いに分離されたウェブ状の複数の面を有している。
【０００７】
超音波溶接のような材料接続的な接合方法の他に、エレクトロニューマチック式圧力変換器のための本発明による制御構成群の上方部分と下方部分との間の材料接続的な結合は、レーザー溶接においても別の材料接続的な方法においても形成することができる。
【０００８】
実施例
図１には、内燃機関の吸気管もしくは排気管におけるエレクトロニューマチック式の圧力変換器の配置が示されている。図１には内燃機関１が示されていて、この内燃機関１には高圧アキュムレータ室４（コモンレール）を介して燃料が供給される。内燃機関１のシリンダヘッド領域は符号２で示されている。燃料を収容するための高圧捕集室４には高圧圧送装置３を介して、燃料タンク５から圧送された燃料が供給される。高圧圧送装置３は高圧捕集室４に極めて高い圧力下にある燃料を供給する。
【０００９】
圧力アキュムレータ４（コモンレール）からは燃料が高圧接続部６を介して、燃料が供給される内燃機関１の燃焼室８の数に相応して設けられた個々の燃料インジェクタ７へと流入する。燃料インジェクタ７は内燃機関１のシリンダヘッド領域２に、噴射開口が燃焼室８において、流入弁１１と流出弁１２との間に位置するように配置されている。流出弁１２には排ガス導管１３が接続しており、単数又は複数の流入弁１１には吸気導管が接続されている。内燃機関１の排ガス導管１３には過給装置１４を配置することができる。この過給装置１４はターボチャージャーとして形成することができる。排ガス導管１３には排ガス戻し弁１５が設けられている。この排ガス戻し弁１５は第１の調整装置１６によって操作可能である。第１の調整装置１６はさらに、第１のエレクトロニューマチック式変換器１７を介して操作可能である。排ガス導管１３を介して過給装置１４の羽根車１８に排ガスが流入する。排ガス導管１３にはさらに第１の過給圧調節装置１９が収容されている。この過給圧調節装置１９によって過給装置１４が負荷され、影響を与えられる。第１の過給圧調節装置１９自体は第２のエレクトロニューマチック式変換器２０を介して操作可能である。過給装置１４はさらに別の第２の過給圧調節装置２１を有している。この第２の過給圧調節装置２１は同様に第２のエレクトロニューマチック式変換器２０によって操作可能である。過給装置１４の羽根車１８はコンプレッサホイールを駆動し、このコンプレッサホイールによって新しい空気が圧縮され、過給空気クーラ２２に供給される。過給空気クーラ２２に対して平行に、内燃機関１の吸気導管内にバイパス２３が設けられている。バイパス２３内にはバイパスフラップ調節装置２４が収容されていて、このバイパスフラップ調節装置２４自体は、第３のエレクトロニューマチック式変換器２５によって操作可能である。過給空気クーラ２２の出口側と、吸気導管へのバイパス２３の開口個所との間には、制御フラップ調節装置２６が組み込まれていて、この制御フラップ調節装置２６自体は第４のエレクトロニューマチック式変換器２７によって制御可能である。
【００１０】
図１に示したエレクトロニューマチック式変換器１７，２０，２５，２７はしばしば、図１からわかるように、内燃機関１の吸気管もしくは排気管に挿入される。エレクトロニューマチック式変換器１７，２０，２５，２７は、ニューマチック的なおよび比例的な調節過程が必要である場合には、スワールフラップの操作のためにも、および吸気管の通路遮断のためにも使用される。
【００１１】
図２には、先行技術により公知のエレクトロニューマチック式変換器の概略的な構成が示されている。
【００１２】
図２によれば、ここに示されたエレクトロニューマチック式変換器３０がケーシング３１を有していることがわかる。ケーシング３１には、大気圧ｐＡＴＭの供給のための開口の領域にプレート状のフィルタエレメント３８が挿入されている。ケーシング３１はカバー部分３３によって閉じられている。ケーシング３１にはポット状磁石３６が収容されていて、このポット状磁石３６には磁石コイル３７が挿入されている。ポット状磁石３６はケーシング３１に対して、その下面でシール部材３４を介してシールされている。磁石コイル３７は磁石コア３５を有しており、この磁石コア３５は貫通孔を有している。図２のエレクトロニューマチック式変換器３０のカバー部分３３にはフィルタエレメント３２が、可変の消費機負圧ｐＶＡＲがかけられる管片接続部に挿入されている。図２のエレクトロニューマチック式変換器３０のカバー部分３３にはさらに、供給負圧ｐＶを供給する負圧源のための接続管片が配置されている。
【００１３】
図２．１は図２のエレクトロニューマチック式変換器の制御構成群が拡大図で示されている。
【００１４】
図２．１により、カバー部分３３に孔３９が設けられていることがわかる。この孔には供給負圧ｐＶがかけられる。カバー部分３３は第１のダイヤフラム部分４５を有しており、このダイヤフラム部分４５は連結個所５０で別の第２のダイヤフラム部分５１に結合されている。第１のダイヤフラム部分４５には絞り開口４４が設けられている。カバー部分３３と第１のダイヤフラム部分４５のネック領域との間には第１のばね部材４７が配置されている。第１のダイヤフラム部分４５自体はハット状弁４３を取り囲んでおり、この弁４３は第３のばね部材４９を介してヨーク４２に支持されている。ヨーク４２はさらに第２のばね部材４８によって可動子プレート４１の上側に支持されている。ハット状弁４３はシールゴム４６を有しており、このシールゴム４６には第１のダイヤフラム部分４５のネック領域が支持されている。第１のダイヤフラム部分４５と別の第２のダイヤフラム部分５１とは互いに連結個所５０で結合されている。可動子プレート４１の下側には、磁石コア３５の端面に向かい合って位置するゴムプレート４０が収容されている。磁石コア３５自体は図２．１の詳細図では部分的にしか示されていない磁石コイル３７によって取り囲まれている。
【００１５】
図２．１に示したように、ここに示した制御構成群はエレクトロニューマチック式変換器３０の上方の領域で３つのばね部材４７，４８，４９を必要とし、このことは組み付けに関して極めて手間がかかり、さらにダイヤフラムに関する多数の構成部分４５，５１、ハット状弁４３、シールゴム４６、上記ばね部材４７，４８，４９が必要であり、これにより組み付けに関して、自動化するのが困難であるさらなるプロセスが必要となる。
【００１６】
図３．１、図３．２、図３．３には、エレクトロニューマチック式変換器のための本発明による制御構成群６０の個別部分が示されている。制御構成群６０は、貫通孔６２を備えた上方部分６１を有している。貫通孔６２は縁部６３によって取り囲まれている。図３．２には、平面領域が設けられた一体に形成されたダイヤフラム部分６４が示されている。このダイヤフラム部分６４の上面にも開口の縁部６５が設けられている。図３．３には本発明による、エレクトロニューマチック式圧力変換器のための制御構成群６０の下方部分６６が示されている。この下方部分には互いに中間室６８によって分離された複数のウエブ面６７が設けられている。
【００１７】
図３．１、図３．２、図３．３に示した本発明による制御構成群６０の個別部分は、簡単に製造可能な射出成形部品として製造されている。これにより簡単に形成された制御構成群６０が得られる。このような制御構成群６０は構成部分が少なくてよく、簡単な組み付けが保証されていて、図２及び図２．１に示した多数の個別部分から成る制御構成群よりも理想的な機能性が保証されている。
【００１８】
図４には、上方部分、一体の平面状のダイヤフラム部分、下方部分を有する材料接続的に接合された制御構成群の断面図が示されている。
【００１９】
図４によれば、上方部分６１が、平面状のダイヤフラム部分６４の縁部６５に挿入されていることがわかる。上方部分６１の下縁部は、一体のダイヤフラム部分６４の縁部６５の底面に当接している。上方部分６１は、中間室６８によって分離されているウエブ面６７上に載置されている。ウエブ面６７は、縁部６５の内側に位置するダイヤフラム部分６４の底面に設けられた開口６９（図４には示されていない）を貫通している。
【００２０】
平面状に形成された一体のダイヤフラム部分６４自体は、制御構成群６０の下方部分６６に接している。シールリング７０とダイヤフラム部分６４との間には、線接触７３しながらシール領域７２が形成されている。ウエブ面６７は、ダイヤフラム部分６４の底面に設けられた貫通孔６９を貫通していて、材料接続的な接合個所７４で、例えば超音波溶接法によって、上方部分６１の下面に材料接続的に結合可能である。
【００２１】
一体に平面状に形成されたダイヤフラム部分６４はさらに、開口６２の下側に、符号７１で示された扁平面を有している。開口６２の下縁部は、一体に平面状に形成されたダイヤフラム部分６４の扁平面７１と共に、制御構成群６０の運転時のシール面７０を形成している。制御構成群６０の個別部分は図３．１、図３．２、図３．３に示されている。
【００２２】
図３．３に示したように湾曲するように形成されたウエブ面６７は、上端部で上方部分６１の環状の溝に係合している。ウエブ面６７は、ダイヤフラム部分６４の底面に設けられた開口６９を貫通している。これにより、上方部分６１、一体のダイヤフラム部分６４、下方部分６６を有する制御構成群６０の接合は著しく簡単になる。超音波溶接法によって、平面状に一体に形成されたダイヤフラム部分６４を間挿して行う上方部分６１と下方部分６６との材料接続的な接合の他にも別の材料接続的な接合法、例えば摩擦溶接、レーザー溶接などが行われる。本発明により提案された制御構成群６０の構成部分６１，６４，６６の接合によれば、接合過程後には自動化されて材料接続的に互いに結合することができ、この場合、材料接続的な結合個所７４は、上方部分６１と下方部分６６との間に挿入されたダイヤフラム６４に基づきシール領域７０，７２を形成する。
【００２３】
図５には、図３．１、図３．２、図３．３に示した本発明による制御構成群が、エレクトロニューマチック式変換器に装着された状態で示されている。
【００２４】
図５に示したエレクトロニューマチック式変換器３０はケーシング３１を有していて、このケーシング３１内には、磁石コア６５を取り囲む磁石コイル３７が配置されている。ケーシング３１の下面には、大気圧ｐＡＴＭが存在する開口の上側にフィルタ挿入体３８が位置している。
【００２５】
エレクトロニューマチック式変換器の上方領域には、上方部分６１、一体に平面状に形成されたダイヤフラム部分６４、下方部分６６を有する制御構成群６０が配置されている。制御構成群６０の上方部分６１は、供給負圧ｐＶが負荷される管片８４を取り囲んでいる。球形状の領域を有するように形成された一体のダイヤフラム部分６４の下側には、磁石コア３５が位置していて、磁石コア３５自体は可動子ガイドおよび磁石コイル３７によって取り囲まれている。磁石コア３５は鋸歯状プロフィール８３を有していて、磁石コア３５はこの鋸歯状プロフィール８３で制御構成群６０の下方部分６６を突入している。一体の平面状に形成されたダイヤフラム部分６４は、外周面に取付個所８９を有していて、この取付個所８９を介してダイヤフラム部分６４は、エレクトロニューマチック式変換器３０のカバー部材８７の組み付け後にケーシング３１に嵌め込まれる。
【００２６】
磁石コア３５は、エレクトロニューマチック式変換器３０の磁石可動子の磁石可動子プロフィール８１と協動するプロフィール８０を有している。磁石可動子は貫通孔８８から引き出されている。エレクトロニューマチック式変換器３０のケーシング３１はスナップ結合部８６を有していて、このスナップ結合部８６にはカバー部材８７が係止可能である。エレクトロニューマチック式変換器３０のケーシング３１の下方領域には、例えば当接コンタクト（Rammkontakt)を介して行う磁石コイル３７のコンタクトのための差し込み接続部８５が位置している。電気的なインターフェースをマーキングした位置８５は例えばＦＣＩ差し込みコンタクトの上にも記入される。
【００２７】
図５に示したように、上方部分６１、一体の平面状に形成されたダイヤフラム部分６４、下方部分６６を有する本発明による制御構成群６０を装着することにより、エレクトロニューマチック式圧力変換器３０の制御領域の構成が著しく簡単になる。制御構成群６０の構成部分６１，６４，６６は簡単に製造されるプラスチック射出成型構成部分として製造することができ、エレクトロニューマチック式変換器３０のカバー部材８７の組み付け前にエレクトロニューマチック式変換器３０に挿入することができる。本発明による制御構成群の使用により、ダイヤフラム部分４５，５１のプレロードのために、ならびにハット状弁４３のプレロードのためにばね部材４７，４８，４９を配置する必要はなく、先行技術により公知のエレクトロニューマチック式変換器の制御領域の図２．１に示したような別個のシール面４０，４６の配置は、不要になる。これにより、エレクトロニューマチック式圧力変換器の組み付けが著しく簡単になる。さらにばね部材４７，４８，４９はもはや必要ない。特に、図２．１に示したように第１のダイヤフラム部分４５をばね部材４７を介して、ハット状弁４３に収容されているシールゴム４７に当て付ける必要もなくなる。ハット状弁４３に挿入されたシールゴム４７と貫通孔３９との間のシールは、本発明による制御構成群６０によってはシール面７０により得られる。このシール面７０は、一体のダイヤフラム部分６４を間挿して行われる上方部分６１と下方部分６６の材料接続的な接合の際に、一体のダイヤフラム部分６４の平面７１上に自然に生じる。
【００２８】
エレクトロニューマチック式圧力変換器３０を通る空気の流れを示した図５の矢印の経路のように、空気は大気側に面した開口を通りフィルタ挿入体３８を介して、磁石コイル３７の外面とケーシング３１の内面との間に形成されているギャップ８２に流入することがわかる。この空気は鋸歯状プロフィール８３に沿って磁石コア３５に沿って流れ、開口６９に沿って、制御構成群６０の上方の室へと流入する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】内燃機関の吸気管もしくは排気管におけるフラップ調節装置のためのエレクトロニューマチック式圧力変換器の使用例を示す図である。
【図２】図２は先行技術により公知のエレクトロニューマチック式圧力変換器の概略図であって、図２．１は図２に示した先行技術により公知のエレクトロニューマチック式圧力変換器の制御構成群の細部を示した図である。
【図３】本発明によるエレクトロニューマチック式圧力変換器の制御構成群の細部を示した図である。
【図４】上方部分、一体のダイヤフラム部分、下方部分を有する、材料接続的な接合法により接合された制御構成群の横断面図である。
【図５】本発明による図４に示した制御構成群を、エレクトロニューマチック式圧力変換器に装着した状態で示した図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  内燃機関、  ２  シリンダヘッド領域、  ３  高圧ユニット、  ７  燃料インジェクタ、  ８  燃焼室、  ９  ピストン、  １０  シリンダ、  １５  排ガス戻し弁、  １６  第１の調整装置、  １７  第１のエレクトロニューマチック式変換器、  １９  第１の過給圧調節装置、  ２０  第２のエレクトロニューマチック式変換器、  ２１  第２の過給圧調節装置、  ２２  過給空気クーラ  ２３  バイパス導管、  ２４  バイパスフラップ調節装置、  ２５  第３のエレクトロニューマチック式変換器、  ２６  制御フラップ調節装置、  ２７  第４のエレクトロニューマチック式変換器、  ３０  エレクトロニューマチック式変換器、  ３１  ケーシング、  ３２  フィルタエレメント、  ３３  カバー部分、  ｐＡＴＭ  周囲圧力、  ３４  シール部材、  ３５  磁石コア、  ３６  ポット状磁石、  ３７  磁石コイル、  ３８  フィルタ挿入体、  ｐＶａｒ  混合圧、  ｐＶ  負圧供給部、  ３９  貫通孔、  ４０  ゴムプレート、  ４１  可動子プレート、  ４４  絞り個所、  ４５  第１のダイヤフラム部分、  ４６  シールゴム、  ４７  第１のばね部材、  ４８  第２のばね部材、  ４９  第３のばね部材、  ５０  連結個所、  ５１  第２のダイヤフラム部分、  ６０  制御構成群、  ６１  情報部分、  ６２  開口、  ６３  縁部、  ６４  一体のダイヤフラム部分、  ６５  縁部、  ６６  下方部分、  ６７  ウエブ面、  ６８  中間室、  ６９  ダイヤフラム部分における貫通孔、  ７０  シール面（運転中）、  ７１  ダイヤフラム部分の扁平面（６４）、  ７２  シール領域、  ７３  線接触、  ７４  材料接続的な接合個所、  ８０  磁石コアプロフィール、  ８１  磁石可動子プロフィール、  ８２  ギャップ、  ８３  鋸歯状プロフィール、  ８４  管片、  ８５  差し込み接続部、  ８６  スナップ結合部、  ８７  カバー部材、  ８８  貫通孔、  ８９  取付個所、  ９０  環状の切欠
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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