(57)【要約】【課題】分割構造を有する保持器であっても、ボールの円滑な循環を維持することができるボールスプライン装置用保持器およびこれを備えたボールスプライン装置を提供する。【解決手段】このボールスプライン装置１は、スプライン軸１０に対して相対移動可能に外嵌するナット本体２０内に配置されて、当該ナット本体２０と共働して複数のボール５０を保持する保持器３０を備えている。そして、この保持器３０は、ナット本体２０の軸方向両側にそれぞれ配置される環状側壁２４と、その環状側壁２４それぞれから軸方向に沿って延びる略半円筒状の分割円筒部２６と、を有する一組の保持器構成部材２８から構成される。そして、この一組の保持器構成部材２８のそれぞれは、その分割円筒部２６が、ナット本体２０の軸方向両側からそれぞれ装入されてナット本体２０の径方向で相対向するようになっている。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に沿って直線状に延びる複数のボール転動溝を外周面に有するスプライン軸と、前記複数のボール転動溝と各々対向する複数の負荷ボール転動溝を内周面に有するとともに、当該各々対向するボール転動溝および負荷ボール転動溝同士で形成されるボール転動路の一端と他端とを繋ぐ方向転換路を有するナット本体と、前記各々のボール転動路および方向転換路から構成される無限循環路内に循環自在に収容される複数のボールと、を備えるボールスプライン装置に用いられ、前記ナット本体と共働して前記複数のボールを保持する保持器であって、
前記保持器は、前記ナット本体の軸方向両側にそれぞれ配置される環状側壁と、該環状側壁それぞれから軸方向に沿って略半円筒状に延びる分割円筒部と、を有する一組の保持器構成部材からなり、当該一組の保持器構成部材のそれぞれは、前記分割円筒部が、前記ナット本体の軸方向両側からそれぞれ装入されて当該ナット本体の径方向で相対向するようになっていることを特徴とするボールスプライン装置用保持器。
【請求項２】
前記一組の保持器構成部材は、相互を所定の位置で合わせる位置合せ手段を互いに有してなり、前記位置合せ手段は、互いに嵌まり合う１または２以上の突起および溝の組み合わせで構成されていることを特徴とする請求項１に記載のボールスプライン装置用保持器。
【請求項３】
前記位置合せ手段は、一方の保持器構成部材の分割円筒部先端に、その軸方向に向けて形成された位置合せ突起部と、他方の保持器構成部材の環状側壁に、前記位置合せ突起部に所定の位置で嵌合可能に対向する位置合せ溝部と、から構成されていることを特徴とする請求項２に記載のボールスプライン装置用保持器。
【請求項４】
前記一組の保持器構成部材の少なくとも一方は、前記ナット本体内での自身の軸方向への移動を規制する移動規制手段を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のボールスプライン装置用保持器。
【請求項５】
前記移動規制手段は、前記少なくとも一方の保持器構成部材の分割円筒部に、その周方向外側に向けて形成された規制突起部であり、当該規制突起部が、前記ナット本体の内壁面での所定の位置で対向する位置に形成された規制溝部に係合するようになっていることを特徴とする請求項４に記載のボールスプライン装置用保持器。
【請求項６】
請求項１〜６のいずれか一項に記載のボールスプライン装置用保持器を備えていることを特徴とするボールスプライン装置。
【請求項７】
前記保持器の軸方向両側にそれぞれ装着されるエンドキャップを備え、
前記エンドキャップは、その外周側に係止部を有し、前記保持器は、前記係止部に対し所定の位置で係止される被係止部を有することを特徴とする請求項６に記載のボールスプライン装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボールスプライン装置用保持器およびボールスプライン装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ボールスプライン装置は、ナット本体と、その内部に配置されて当該ナット本体と共働して複数のボールを無限循環させつつ保持する保持器とを備えるものが知られている（例えば特許文献１参照）。
ここで、この種のボールスプライン装置では、需要等に応じて種々の長さに対応する必要がある。そこで、例えば特許文献１に記載の技術では、保持器を、その軸直方向で分割した分割構造としている（例えば同文献での図１参照）。そして、これを適宜組み合わせることにより、需要に応じた長さに対応している。
【特許文献１】特開２００３−１３００５０号公報
【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、特許文献１に記載の技術では、保持器を軸直方向で分割しているので、ボールの無限循環路は、その軸方向に沿って直線状に延びる途中部分でボールの循環方向と交差する方向で分割されることになる。そのため、ボールの円滑な循環が阻害されるおそれがある。
そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、分割構造を有する保持器であっても、ボールの円滑な循環を維持し得るボールスプライン装置用保持器およびこれを備えたボールスプライン装置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】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明は、軸方向に沿って直線状に延びる複数のボール転動溝を外周面に有するスプライン軸と、前記複数のボール転動溝と各々対向する複数の負荷ボール転動溝を内周面に有するとともに、当該各々対向するボール転動溝および負荷ボール転動溝同士で形成されるボール転動路の一端と他端とを繋ぐ方向転換路を有するナット本体と、前記各々のボール転動路および方向転換路から構成される無限循環路内に循環自在に収容される複数のボールと、を備えるボールスプライン装置に用いられ、前記ナット本体と共働して前記複数のボールを保持する保持器であって、前記保持器は、前記ナット本体の軸方向両側にそれぞれ配置される環状側壁と、該環状側壁それぞれから軸方向に沿って略半円筒状に延びる分割円筒部と、を有する一組の保持器構成部材からなり、当該一組の保持器構成部材のそれぞれは、前記分割円筒部が、前記ナット本体の軸方向両側からそれぞれ装入されて当該ナット本体の径方向で相対向するようになっていることを特徴としている。
また、本発明は、ボールスプライン装置であって、上記構成を有するボールスプライン装置用保持器を備えていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、保持器は、一組の保持器構成部材からなり、各保持器構成部材は、そのナット本体の径方向で相対向する分割円筒部が、軸方向に沿った分割構造として構成されている。そのため、軸方向に延びる無限循環路は、その軸方向に沿って直線状に延びる途中部分でボールの循環方向と交差する方向で分割されることがない。したがって、分割構造を有する保持器であっても、ボールの円滑な循環を維持することができるボールスプライン装置用保持器およびこれを備えたボールスプライン装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。
図１は、本発明に係る保持器を備えたボールスプライン装置の一実施形態の概略構成を説明する斜視図である。
同図に示すように、このボールスプライン装置１は、スプライン軸１０を備えており、このスプライン軸１０の外周面には、その軸方向に沿って複数条（この例では二条）のボール転動溝２が直線状に形成されている。そして、このスプライン軸１０に、円筒状のスプラインナット１２が外嵌している。このスプラインナット１２は、その内周面に、ボール転動溝２に各々対向する複数条の負荷ボール転動溝３が形成されている。そして、これらボール転動溝２および負荷ボール転動溝３間によって直線状のボール転動路４が形成され、このボール転動路４の一端と他端とを繋ぐように方向転換路６が形成されている。さらに、各々のボール転動路４および方向転換路６から略楕円環状の無限循環路８が構成され、各々の無限循環路８内に複数のボール５０が循環自在に収容されている。これにより、ボール転動路４を転動したボール５０は、ボール転動路４の一端側から方向転換路６に導入されて方向転換した後、他端側から再びボール転動路４に入るという無限循環が可能になっている。そして、上記スプラインナット１２またはスプライン軸１０の直線運動に伴ってこのボール５０が無限循環しつつ、スプラインナット１２とスプライン軸１０とは、その軸方向に相対移動可能になっている。
ここで、このボールスプライン装置１では、同図に示すように、スプラインナット１２は、ナット本体２０と、そのナット本体２０と共働して複数のボール５０を保持する保持器３０と、その保持器３０の軸方向両側にそれぞれ装着されるエンドキャップ４０とを備えて構成されている。
【０００７】
以下、このスプラインナット１２について、図２〜図６を適宜参照しつつ、より詳しく説明する。
ナット本体２０は、円筒状をなす鋼製の部材であり、図２に示すように、その内部の所定の位置に、上記方向転換路６の直線部分および負荷ボール転動溝３が、径方向で対向する位置に、上記二条の無限循環路８をそれぞれ構成可能な位置に形成されている。そして、このナット本体２０には、その肉厚部を径方向に貫通する円形の貫通孔からなる規制溝部２２が、軸方向の両端部から適宜の距離を隔てた位置に二箇所形成されている（同図（ａ）では、その上下の位置）。なお、これら規制溝部２２は、スプラインナット１２（ナット本体２０）の軸線ＣＬに対し両端部から等距離の点Ｐを対称の中心として互いに点対称に形成されている。
【０００８】
保持器３０は、合成樹脂材料から成型され、図１に示すように、ナット本体２０の軸方向両側からそれぞれ装入される一組の保持器構成部材２８から構成されている。そして、この保持器３０を構成する一組の保持器構成部材２８は、図３に示すように、環状側壁２４と、分割円筒部２６とを有している。なお、この一組の保持器構成部材２８は、ナット本体２０の軸線ＣＬに対し両端部から等距離の点Ｐを対称の中心として互いに点対称に形成されているので、その一方の側について説明し、他方の説明は適宜省略する。
【０００９】
環状側壁２４は、図３に示すように、略円環板状をなす部分であり、その外径は、上記ナット本体２０の外径とほぼ等しい。また、その内径は、上記スプライン軸１０の外径より僅かに大きい。そして、この環状側壁２４には、上記規制溝部２２が形成されている位置を向く方向（同図（ａ）での上下方向）それぞれに、段部２５が形成されている。この段部２５は、環状側壁２４の外径より一段低く形成されており、その形状は環状側壁２４の外径と同心円からなる曲面になっている。さらに、この段部２５には、その裏側となる、ナット本体２０側を向く面に、径方向外側に向かうにつれて肉厚が薄くなるような斜面２５ａが、図４に示すエンドキャップの係止爪部４２が嵌合するように形成されている。
【００１０】
また、この環状側壁２４には、同図（ｂ）に示すように、横断面が略円弧状の鍔部２４ｂが、上記規制溝部２２が形成されている位置を向く方向（同図（ａ）での上下方向）それぞれに形成されている。この鍔部２４ｂは、その外周面が、上記段部２５の外径と面一になっている。そして、この段部２５と同心円の内径を適宜の肉厚で有し、ナット本体２０側とは反対の側に向けて延出して形成されている。さらに、この環状側壁２４には、同図（ａ）に示すように、上記ナット本体２０に組付けた際に、上述した各々のボール転動路４および方向転換路６に連続する位置に、ボール案内孔３ａおよびボール戻し孔６ａがそれぞれ形成され、方向転換溝６ｂがこれらの間に形成されている。すなわち、この方向転換溝６ｂは、ナット本体２０側とは反対の側に向けて凸に湾曲した溝で形成されており、ボール案内孔３ａおよびボール戻し孔６ａを繋いで連続して形成されている。
【００１１】
分割円筒部２６は、同図（ｂ）に示すように、上記環状側壁２４のナット本体２０側を向く側面から、ナット本体２０側に向けて軸線ＣＬ方向に沿って略半円筒状に延びている部分である。この分割円筒部２６は、軸線ＣＬ方向に沿って、円筒をいわば二分割した分割構造をもって形成されている。その半円筒状の外径は、上記ナット本体２０の内径に内嵌可能なように僅かに小さい。また、その内径は、環状側壁２４部分の内径と面一になっている。さらに、この半円筒状の周方向での両端部２６ａは、同図（ｃ）に示すように、上記ボール案内孔３ａの面に一致する曲面から形成されている。
【００１２】
ここで、この一組の保持器構成部材２８のそれぞれは、図５に示すように、この分割円筒部２６を、前記ナット本体２０の軸方向両側からそれぞれ装入してナット本体２０の径方向で相対向するように構成されている。これにより、この一組の保持器構成部材２８は、ナット本体２０と共働してナット本体２０の周方向で相対向する相互の両端部２６ａ間で前記複数のボール５０をそれぞれ保持可能になっている。
【００１３】
さらに、この一組の保持器構成部材２８は、図３（ｂ）に示すように、その分割円筒部２６の先端部分に位置合せ突起部３１が形成されている。この位置合せ突起部３１は、分割円筒部２６の軸線ＣＬ方向に沿って突出しており、その横断面は矩形に近い略扇形になっている。そして、環状側壁２４側には、図３（ａ）および（ｃ）に示すように、この位置合せ突起部３１に嵌合可能な位置合せ溝部３２が形成されている。すなわち、この位置合せ溝部３２は、上記一組の保持器構成部材２８がナット本体２０内で組み合わされる状態での所定の位置で、他方の位置合せ突起部３１に対向する位置に、環状側壁２４の板厚方向に貫通して形成されている。これにより、図５に示すように、これら位置合せ突起部３１と位置合せ溝部３２とが、相互の保持器構成部材２８を所定の位置で嵌まり合う位置合せ手段になっている。
【００１４】
さらに、この一組の保持器構成部材２８は、図３（ｂ）および（ｃ）に示すように、一組の保持器構成部材２８の分割円筒部２６に、その周方向外側に向けて横断面が略円形に突出する規制突起部３６が設けられている。そして、この規制突起部３６は、前記ナット本体２０の内壁面での対向する位置に形成された規制溝部２２に嵌まり合う、つまり係合する位置に設けられている。これにより、図５に示すように、これら規制突起部３６と規制溝部２２とが嵌まり合うことで、ナット本体２０内での保持器構成部材２８の軸線ＣＬ方向への移動を規制する移動規制手段になっている。
【００１５】
そして、上記エンドキャップ４０は、図４に示すように、略円環状をなしており、その内外径は、上記環状側壁２４のそれに等しい。また、その厚みは、上記環状側壁２４から延びる鍔部２４の延出する高さより厚くなっている。そして、この鍔部２４を向く側には、鍔部２４の外径部に適宜の隙間をもって外嵌可能なように凹部が形成されており、保持器構成部材２８の軸方向で環状側壁２４側に装着されるようになっている。そして、このエンドキャップ４０の環状側壁２４側の面には、湾曲した方向転換溝６ｂと対をなす方向転換溝６ｃが形成されており、この方向転換溝６ｃおよび環状側壁２４側の上記方向転換溝６ｂが組み合わされることによって、上記方向転換路６の湾曲路部分が構成される。
【００１６】
さらに、このエンドキャップ４０には、その外周側に上記段部２５それぞれに対向する位置に、段部２５の外周側の斜面２５ａに弾性的に係止可能な爪状に形成された係止爪部４２が係止部として形成されている。図６に示すように、段部２５（含む斜面２５ａ）は、係止爪部４２に対し所定の位置で係止される被係止部になっており、これにより、これら段部２５と係止爪部４２とは、止めねじ等を使用することなく、相互を所定の位置で係止して固定可能な相互係止手段になっている。
【００１７】
次に、このボールスプライン装置用保持器およびボールスプライン装置の作用・効果について説明する。
上述のように、このボールスプライン装置１では、ナット本体２０内に配置されて当該ナット本体２０と共働して複数のボール５０を保持する保持器３０を備えている。これにより、従来、ボール５０を保持するためにナット本体２０内に加工して設けていた保持形状を無くすことができるので、より剛性のある工具を用いることができ、加工効率を上げることができる。さらに、その溝部分の研摩が容易となり、ナット本体２０の研摩工程を簡素化することができる。
【００１８】
そして、このボールスプライン装置１では、その保持器３０は、一組の保持器構成部材２８からなり、各保持器構成部材２８は、図５および図６に示すように、そのナット本体２０の径方向で相対向する分割円筒部２６が、軸線ＣＬ方向に沿った分割構造として構成されている。これにより、軸線ＣＬ方向に延びる無限循環路８は、その軸線ＣＬ方向に沿って直線状に延びる途中部分で、ボール５０の循環方向と交差する方向で分割されることがない。したがって、分割構造を有する保持器であっても、ボール５０の円滑な循環を維持することができる。なお、この保持器３０は、各保持器構成部材２８の分割円筒部２６の先端側に切断等の機械加工を施すことで、需要等に応じてその長さを調整することが可能である。
【００１９】
さらに、保持器３０は、上記位置合せ突起部３１を備えており、このボールスプライン装置１では、この位置合せ突起部３１および位置合せ溝部３２によって相互を所定の位置で嵌まり合わせる位置合せ手段が構成されている。これにより、分割構造を有する保持器であっても、一組の保持器構成部材２８相互を所定の位置で嵌合することをより容易にすることができる。
【００２０】
また、このボールスプライン装置１では、その保持器３０には、上記規制突起部３６および規制溝部２２によって、ナット本体２０内での各保持器構成部材２８の軸方向への移動を規制する移動規制手段が構成されている。これにより、ナット本体２０に対する各保持器構成部材２８の位置決め、および各保持器構成部材２８の装着作業をより容易にすることができる。
【００２１】
また、このボールスプライン装置１では、その保持器３０の軸方向両側にそれぞれ装着されるエンドキャップ４０を備えており、このエンドキャップ４０は、その外周側に係止爪部４２を有し、保持器３０は、この係止爪部４２に対し所定の位置で係止される段部２５を有して構成されている。これにより、止めねじ等を使用することなく、エンドキャップ４０を保持器３０に、相互を所定の位置で容易に係止して固定することができる。
【００２２】
以上説明したように、このボールスプライン装置用保持器およびボールスプライン装置によれば、分割構造を有する保持器であっても、ボールの円滑な循環を維持することができるボールスプライン装置用保持器およびこれを備えたボールスプライン装置を提供することができる。
なお、本発明に係るボールスプライン装置用保持器およびボールスプライン装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能である。
【００２３】
例えば、上記実施形態では、一組の保持器構成部材２８は、それぞれ一の分割円筒部２６を有する例で説明したが、これに限定されず、各保持器構成部材２８が、それぞれ複数の分割円筒部（例えば二つ）を有する構成としてもよい。また、上記実施形態では、保持器３０は、二分割された保持器構成部材からなる例で説明したが、これに限定されず、例えば四分割された保持器構成部材から構成してもよい。しかし、構成を単純とし、その組付け性を容易とする上では、上記実施形態のように、二分割された保持器構成部材から一の保持器を構成することが好ましい。
【００２４】
また、上記実施形態では、無限循環路は、その軸方向に沿って直線状に延びる途中部分が、一組の保持器構成部材２８の両端部２６ａの組合わせによって構成される例で説明したが、これに限定されず、当該無限循環路の途中部分を、各保持器構成部材それぞれによって構成してもよい。しかし、上記実施形態のように、両端部２６ａの組合わせによって構成すれば、分割円筒部２６の剛性を高くすることができるので、保持器構成部材の製造並びにその組付けを容易にする上で好適である。
【００２５】
また、上記実施形態では、一組の保持器構成部材２８は、互いに嵌まり合う位置合せ手段を、位置合せ突起部３１および位置合せ溝部３２によって構成した例で説明したが、これに限定されず、一組の保持器構成部材相互を所定の位置で合わせることができる構成であればよく、例えば、位置合せ突起部および位置合せ溝部は、一箇所に限定されず、また、突起部を形成する側と溝部を形成する側とを逆にしてもよい。すなわち、互いに嵌まり合う１または２以上の突起および溝の組み合わせで構成することができる。なおまた、このような位置合せ手段を有しない構成としてもよいが、分割構造を有する保持器であっても、一組の保持器構成部材２８相互を所定の位置で嵌合することをより容易にする上では、上記実施形態の例のように構成することが好ましい。
【００２６】
また、上記実施形態では、一組の保持器構成部材２８は、それぞれナット本体２０内での自身の軸方向への移動を規制する移動規制手段を有する例で説明したが、これに限定されず、いずれか一方に、このような移動規制手段を有する構成としてもよい。また、この移動規制手段についても、上記実施形態では、上述した規制突起部３６および規制溝部２２によって構成した例で説明したが、これに限定されず、ナット本体２０内での保持器構成部材の軸方向への移動を規制することができる構成であればよく、例えば、規制突起部および規制溝部は、一箇所に限定されず、また、突起部を形成する側と溝部を形成する側とを逆にしてもよい。しかし、ナット本体側の加工を容易とする上では、上記実施形態の例のように構成することが好ましい。なおまた、このような移動規制手段を有しない構成とすることもできる。しかし、ナット本体に対する各保持器構成部材の位置決め、および各保持器構成部材の装着作業をより容易にする上では、上記実施形態の例のように移動規制手段を有する構成とすることが好ましい。
【００２７】
また、上記実施形態では、位置合せ溝部３２および規制溝部２２は、それぞれ貫通孔によって溝を形成した例で説明したが、このような溝は、貫通孔によるものに限定されず、例えば有底穴から形成してもよい。すなわち、本明細書での当該「溝」は、細長く延びる窪みのみに限定した意味ではなく、上記例示からも明らかなように、窪み形状等の凹部を含む意味である。
【００２８】
また、上記実施形態では、エンドキャップ４０の外周側に係止部として係止爪部４２を有し、保持器３０には、係止爪部４２に対し所定の位置で係止される被係止部として段部２５を有する例で説明したが、これに限定されず、エンドキャップおよび保持器のいずれか一方に係止部を、他方にその係止部に対し所定の位置で係止される被係止部を有して、相互を所定の位置で合わせる構成とすることができる。また、例えば、係止部および被係止部は、上下二箇所に限定されず、一箇所のみ、あるいは周方向に等間隔に三箇所配置してもよい。また、上記実施形態では、係止部および被係止部を用いることで、止めねじ等を使用することなく相互を固定する例で説明したが、止めねじ等による固定を併用したり、また、このような係止部および被係止部を有しないで止めねじのみによって固定する構成とすることもできる。しかし、エンドキャップを保持器に、相互を所定の位置で容易に係止して固定する上では、上記実施形態の例のように構成することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る保持器を備えたボールスプライン装置の一実施形態の概略構成を説明する斜視図である。
【図２】図１に示すボールスプライン装置のナット本体を説明する図であり、同図（ａ）は、その正面図、同図（ｂ）は、同図（ａ）でのＺ−Ｚ断面図である。
【図３】図１に示すボールスプライン装置の保持器を説明する図であり、同図（ａ）は、その正面図、同図（ｂ）は、その右側面図、同図（ｃ）は、同図（ａ）その背面図である。
【図４】図１に示すボールスプライン装置のエンドキャップを説明する図であり、同図（ａ）は、その正面図、同図（ｂ）は、同図（ａ）でのＲ−Ｒ断面図である。
【図５】図１に示すボールスプライン装置において、そのナット本体に保持器のみを装着した状態で説明する図であり、同図（ａ）は、その正面図、同図（ｂ）は、同図（ａ）でのＸ−Ｘ断面図（但し保持器の分割円筒部を除く）である。
【図６】図１に示すボールスプライン装置を説明する図であり、同図（ａ）は、その正面図、同図（ｂ）は、同図（ａ）でのＹ−Ｙ断面図（但し保持器の分割円筒部を除く）である。
【符号の説明】
【００３０】
１    ボールスプライン装置
２    ボール転動溝
３    負荷ボール転動溝
４    ボール転動路
６    方向転換路
８    無限循環路
１０    スプライン軸
１２    スプラインナット
２０    ナット本体
２２    規制溝部（移動規制手段）
２４    環状側壁
２５    段部（被係止部）
２６    分割円筒部
２８    保持器構成部材
３０    保持器
３１    位置合せ突起部（位置合せ手段）
３２    位置合せ溝部（位置合せ手段）
３６    規制突起部（移動規制手段）
４０    エンドキャップ
４２    係止爪部（係止部）
５０    ボール
【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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