(57)【要約】【課題】長寿命を実現し、容易に製造することができるスラストころ軸受の製造方法を提供する。【解決手段】スラストころ軸受の製造方法は、保持器２１の外周側の鍔部を回転軸方向に折り曲げて、第一のフランジ２６ａを形成する第一のフランジ形成工程と、保持器２１の断面がＶ字状となるように折り曲げるＶ字折曲げ工程と、第一のフランジ形成工程およびＶ字折曲げ工程の後に、回転軸方向に沿ってパンチを前進させ、所定の領域を打ち抜いてポケット２２を形成するポケット形成工程と、ポケット２２を形成した後に、ポケット２２内から径方向外側に向かってパンチを前進させ、第一のフランジ２６ａがポケット２２の外周側の壁面を形成するように、ポケット２２の外周側に位置する領域を打ち抜く打抜き工程とを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のころと、
複数のころを保持する複数のポケットを有する円板状の保持器とを備えるスラストころ軸受の製造方法であって、
保持器の外周側の鍔部を回転軸方向に折り曲げて、第一のフランジを形成する第一のフランジ形成工程と、
保持器の断面がＶ字状となるように折り曲げるＶ字折曲げ工程と、
第一のフランジ形成工程およびＶ字折曲げ工程の後に、回転軸方向に沿ってパンチを前進させ、所定の領域を打ち抜いてポケットを形成するポケット形成工程と、
ポケットを形成した後に、ポケット内から径方向外側に向かってパンチを前進させ、第一のフランジがポケットの外周側の壁面を形成するように、ポケットの外周側に位置する領域を打ち抜く打抜き工程とを含む、スラストころ軸受の製造方法。
【請求項２】
複数のころと、
複数の前記ころを保持する複数のポケットを有する円板状の保持器とを備えるスラストころ軸受であって、
前記保持器の外周側の鍔部を回転軸方向に折り曲げて第一のフランジを形成し、
前記保持器の断面がＶ字状となるように折り曲げて成形し、
前記第一のフランジを形成し、前記保持器の断面がＶ字状となるように折り曲げて成形した後に、回転軸方向に沿ってパンチを前進させ、所定の領域を打ち抜いて前記ポケットを形成し、
前記ポケットを形成した後に、前記ポケット内から径方向外側に向かってパンチを前進させ、前記第一のフランジが前記ポケットの外周側の壁面を形成するように、前記ポケットの外周側に位置する領域を打ち抜いて製造される、スラストころ軸受。
【請求項３】
前記保持器の外周側の鍔部を回転軸方向に折り返すように外周側に折り曲げて、第二のフランジを形成し、
前記第二のフランジの回転軸方向の端部は、前記第一のフランジの回転軸方向の端部よりも折り返し部側に配置される、請求項２に記載のスラストころ軸受。
【請求項４】
前記第一のフランジの内周側の面と前記ころの外周側の端面との接触面積が、前記ころの外周側の端面の面積の３０％以上である、請求項２または３に記載のスラストころ軸受。
【請求項５】
前記第二のフランジと係合する係合部を有する外輪を備える、請求項３に記載のスラストころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、スラストころ軸受およびその製造方法に関し、特に、高速回転下において使用されるスラストころ軸受およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カーエアコン用コンプレッサやオートマチックトランスミッション、マニュアルトランスミッション及びハイブリッド自動車に使用されるスラストころ軸受は、近年の省燃費化や小型化、高出力化の要求により、高速回転、希薄潤滑環境等、過酷な使用環境下でも使用に耐えうる特性が要求される。過酷な使用環境に耐えうるスラストころ軸受が、特開２００３−８３３３３号公報（特許文献１）や特開２００５−１６４０２３号公報（特許文献２）、特開２００４−３０１１９５号公報（特許文献３）に開示されている。
【０００３】
ここで、特許文献３に開示されているスラストころ軸受に含まれる保持器の製造方法について、簡単に説明すると、まず、ころを保持するポケットを形成するように、パンチ等でポケット抜きを行う。その後、内径側を外側に折り曲げて、内径側フランジ部を形成する。さらに、ポケットの外径側端部よりも内径側で、逆方向に折り曲げることで、ポケットの外径側端部まで延在した外径側フランジ部を形成する。このようにして保持器を製造する。
【０００４】
特許文献１および特許文献２によると、スラストころ軸受は、その端面が曲面であるころと、保持器とを有する。こうすることにより、ころの外周側の端面とポケットの外周側の壁面との摺動抵抗を小さくし、ポケットの外周側の壁面の摩耗を低減している。
【０００５】
また、特許文献３によると、ポケットの外周側の壁面を、回転軸方向に折り曲げた鍔部で構成することにしている。こうすることにより、ポケットの外周側の壁面の面積を広くし、ころの外周側の端面から受ける接触面圧を小さくして、ポケットの外周側の壁面の摩耗を低減している。
【特許文献１】特開２００３−８３３３３号公報（段落番号００１６〜００２２、図１〜図３）
【特許文献２】特開２００５−１６４０２３号公報（段落番号００１９〜００２２、図１、図２）
【特許文献３】特開２００４−３０１１９５号公報（段落番号００２１、００２４、図３、図４（ａ）、図４（ｂ））
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１〜３に示すスラストころ軸受に含まれる保持器は、上記した製造方法により製造されるが、このような製造方法であれば、ポケットの寸法を精度よく製造することができない。特に、特許文献３に示す保持器においては、外周側の鍔部をポケットの外周側の壁面とするよう折り曲げる必要があるため、精度よくポケットの外周側の壁面を形成することは困難である。また、このような構成であると、鍔部によってポケット内への潤滑油の通油が阻害され、発熱の要因となる。そうすると、保持器の摩耗等により、長寿命を図ることができない。
【０００７】
また、ころが小径である場合、上記した製造方法では、ころの端面とポケットの外周側の壁面とを適切に接触させることは困難である。
【０００８】
この発明の目的は、長寿命を実現し、容易に製造することができるスラストころ軸受の製造方法を提供することである。
【０００９】
この発明の他の目的は、長寿命を実現し、容易に製造することができるスラストころ軸受を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に係るスラストころ軸受の製造方法は、複数のころと、複数のころを保持する複数のポケットを有する円板状の保持器とを備えるスラストころ軸受の製造方法である。ここで、スラストころ軸受の製造方法は、保持器の外周側の鍔部を回転軸方向に折り曲げて、第一のフランジを形成する第一のフランジ形成工程と、保持器の断面がＶ字状となるように折り曲げるＶ字折曲げ工程と、第一のフランジ形成工程およびＶ字折曲げ工程の後に、回転軸方向に沿ってパンチを前進させ、所定の領域を打ち抜いてポケットを形成するポケット形成工程と、ポケットを形成した後に、ポケット内から径方向外側に向かってパンチを前進させ、第一のフランジがポケットの外周側の壁面を形成するように、ポケットの外周側に位置する領域を打ち抜く打抜き工程とを含む。
【００１１】
このように構成することにより、予めポケットの外周側の壁面となる第一のフランジを形成し、保持器の断面がＶ字状となるようＶ字折曲げ工程を行っているため、ころの外周側の端面とポケットの外周側の壁面との接触面積を広くすることができ、ＰＶ値を小さくすることができる。また、ころの保持が容易になる。
【００１２】
また、ポケット内から径方向外側に向かってパンチを前進させ、第一のフランジがポケットの外周側の壁面を形成するように、ポケットの外周側に位置する領域を打ち抜いているため、ポケットの寸法精度を良好にすることができる。そうすると、耐摩耗性を向上することができる。さらに、打ち抜いた部分を通じて、潤滑油の流入および流出が促進され、潤滑油の通油性が向上する。そうすると、保持器ところとの接触による発熱も低減することができる。したがって、このような製造方法により製造されたスラストころ軸受は、長寿命を実現し、容易に製造することができる。
【００１３】
この発明の他の局面においては、スラストころ軸受は、複数のころと、複数のころを保持する複数のポケットを有する円板状の保持器とを備える。ここで、スラストころ軸受は、保持器の外周側の鍔部を回転軸方向に折り曲げて第一のフランジを形成し、保持器の断面がＶ字状となるように折り曲げて成形し、第一のフランジを形成し、保持器の断面がＶ字状となるように折り曲げて成形した後に、回転軸方向に沿ってパンチを前進させ、所定の領域を打ち抜いてポケットを形成し、ポケットを形成した後に、ポケット内から径方向外側に向かってパンチを前進させ、第一のフランジがポケットの外周側の壁面を形成するように、ポケットの外周側に位置する領域を打ち抜いて製造される。
【００１４】
このようなスラストころ軸受は、容易に製造することができ、耐摩耗性等が良好であるため、長寿命である。
【００１５】
好ましくは、保持器の外周側の鍔部を回転軸方向に折り返すように外周側に折り曲げて、第二のフランジを形成し、第二のフランジの回転軸方向の端部は、第一のフランジの回転軸方向の端部よりも折り返し部側に配置される。このように構成することにより、第一および第二のフランジによって、保持器の鍔部側の剛性をさらに高めることができる。また、ポケット内への潤滑油の流入およびポケットからの潤滑油の流出が、第二のフランジによって阻害されることがないため、さらに通油性を向上させることができる。
【００１６】
さらに好ましくは、第一のフランジの内周側の面ところの外周側の端面との接触面積が、ころの外周側の端面の面積の３０％以上である。こうすることにより、ころの外周側の端面とポケットの外周側の壁面が接触する際の最低限の接触面積を確保し、ころを安定して保持することができる。
【００１７】
さらに好ましくは、第二のフランジと係合する係合部を有する外輪を備える。このように構成することにより、第二のフランジを利用して、保持器等の挙動を安定させることができる。
【発明の効果】
【００１８】
この発明によれば、予めポケットの外周側の壁面となる第一のフランジを形成し、保持器の断面がＶ字状となるようＶ字折曲げ工程を行っているため、ころの外周側の端面とポケットの外周側の壁面との接触面積を広くすることができ、ＰＶ値を小さくすることができる。また、ころの保持が容易になる。また、ポケット内から径方向外側に向かってパンチを前進させ、第一のフランジがポケットの外周側の壁面を形成するように、ポケットの外周側に位置する領域を打ち抜いているため、ポケットの寸法精度を良好にすることができる。そうすると、耐摩耗性を向上することができる。さらに、打ち抜いた部分を通じて、潤滑油の流入および流出が促進され、潤滑油の通油性が向上する。そうすると、保持器ところとの接触による発熱も低減することができる。したがって、このような製造方法により製造されたスラストころ軸受は、長寿命を実現し、容易に製造することができる。
【００１９】
また、このようなスラストころ軸受は、容易に製造することができ、耐摩耗性等が良好であるため、長寿命である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず、この発明の一実施形態に係るスラストころ軸受について説明する。図２は、スラストころ軸受を軸方向から見た図である。図３は、図２に示すスラストころ軸受を、図２中の線ＩＩＩ−Ｏ−ＩＩＩで切断した場合の断面図である。図４は、図２においてＩＶで示す部分の拡大図である。図５は、図３において、Ｖで示す部分の拡大図である。
【００２１】
図２〜図５を参照して、スラストころ軸受３１は、複数のころ１１と、複数のころ１１を保持する保持器２１とを備える。ころ１１の端面１２は、Ａ端面、すなわち、径方向の中央部が、転動軸心方向に膨出しており、その断面が単一の曲率で構成されている端面である。
【００２２】
保持器２１は、円板状の部材から構成されており、一対の環状部２３ａ、２３ｂと、ころ１１を保持するためのポケット２２を形成するように、一対の環状部２３ａ、２３ｂを連結する複数の柱部２４とを備える。ポケット２２は、回転軸を中心として、放射状に複数設けられている。各ポケット２２には、ころ１１の脱落を防止するためのころ止め部２５が設けられている。
【００２３】
ポケット２２には、ころ１１の移動を許容する遊びが設けられている。ころ１１は、ポケット２２内において、許容範囲内で回転軸方向、径方向、周方向に動くことができ、ころ１１の動くことができる遊隙量は、ころ止め部２５等によって定められる。
【００２４】
複数の柱部２４の径方向の中央部は、回転軸方向に折り返すようにして折り曲げられている。すなわち、柱部２４は、断面がＶ字状となるよう折り曲げられている。こうすることにより、ころ１１の保持が容易になる。
【００２５】
また、保持器２１の外周側に位置する鍔部は、回転軸方向に折り返すように折り曲げられている。すなわち、保持器２１の外周側の鍔部は、ポケット２２側に位置し、回転軸方向に延びる第一のフランジ２６ａおよび第一のフランジ２６ａの外周側に位置し、回転軸方向に延びる第二のフランジ２８ａを形成している。保持器２１の内周側に位置する鍔部も同様に、第一のフランジ２６ｂおよび第一のフランジ２６ｂの内周側に位置する第二のフランジ２８ｂを形成している。第一のフランジ２６ａ、２６ｂ、第二のフランジ２８ａ、２８ｂおよび柱部２４の断面は、略Ｗ字状である（図３参照）。ポケット２２の外周側の壁面２７ａには、第一のフランジ２６ａが位置している。すなわち、第一のフランジ２６ａの内周側の面は、ポケット２２の外周側の壁面２７ａを形成している。
【００２６】
次に、上記した保持器２１の製造方法について説明する。図６（Ａ）〜図６（Ｄ）は、保持器２１の製造方法のうち、代表的な工程を示すフローチャートである。また、図１、図７、図８は、各工程における保持器２１の状態を示す図である。
【００２７】
図６（Ａ）〜（Ｄ）および図１、図７、図８を参照して、保持器２１の製造方法を説明する。まず、保持器２１の構成材料である鉄板から、保持器２１の形状をパンチ等によって打ち抜く（図６（Ａ））。次に、保持器２１の外周側および内周側の鍔部を、プレス等によって回転軸方向に折り返すようにして折り曲げ、第一のフランジ２６ａ、２６ｂおよび第二のフランジ２８ａ、２８ｂを形成する。また、プレス等によって、保持器２１の断面が、Ｖ字状となるよう折り曲げる（図６（Ｂ）、図７）。すなわち、保持器２１の断面が略Ｗ字状となるように、第一および第二のフランジ形成工程およびＶ字折曲げ工程を行う。ここで、Ｖ字折曲げ工程の次に、第一および第二のフランジ形成工程を行ってもよいし、プレス等によって、同時に行ってもよい。
【００２８】
図７は、この場合における保持器２１の一部を示す断面図である。図７を参照して、保持器２１は、上記したように、外周側および内周側の鍔部が、一旦矢印Ａの方向に折り曲げられた後、矢印Ａと逆の方向に折り返される。ここで、保持器２１の外周側には、回転軸方向に延びる第一のフランジ２６ａおよびその外側、すなわち、外周側に、回転軸方向に延びる第二のフランジ２８ａが形成される。また、同様に、保持器２１の内周側には、回転軸方向に延びる第一のフランジ２６ｂおよびその内側、すなわち、内周側に、回転軸方向に延びる第二のフランジ２８ｂが形成される。
【００２９】
この場合、第一のフランジ２６ａの内周側の面が、ポケットの外周側の壁面となるよう、回転軸方向に折り曲げる。鍔部を折り曲げた際には、折り曲げ部３０が形成され、第一のフランジ２６ａと第二のフランジ２８ａとの間には、折り返し部２９が形成される。
【００３０】
次に、回転軸方向に沿ってパンチを前進させ、保持器２１の所定の領域を打ち抜いて、ポケットを形成する（図６（Ｃ））。ここで、この工程は、ポケット形成工程となる。
【００３１】
図８は、この場合における保持器２１の一部を示す断面図である。図８を参照して、回転軸方向に沿って、パンチ（図示せず）を図８中の矢印Ｂの方向から前進させて、ポケット抜きを行う。このようにして、保持器２１に含まれる各ポケット２２を形成する。
【００３２】
次に、ポケット２２内から径方向外側に向かってパンチを前進させ、第一のフランジ２６ａがポケット２２の外周側の壁面を形成するように、ポケット２２の外周側に位置する領域を打ち抜く（図６（Ｄ））。
【００３３】
図１は、この場合における保持器２１の一部を示す断面図である。図１を参照して、ポケット２２の外周側の領域であり、鍔部を回転軸方向に折り曲げた際に形成された折り曲げ部３０を、図１の矢印Ｃの方向、すなわち、ポケット２２から径方向外側に向かって、パンチを前進させ、打ち抜く。このようにして、ポケット２２の外周側の領域である折曲げ部３０を打ち抜く。こうすることにより、第一のフランジ２６ａの内周側の面を、ポケット２２の外周側の壁面とすることができ、ころ１１の転動時において、ころ１１の外周側の端面１２と、第一のフランジ２６ａの内周側の面であるポケット２２の外周側の壁面２７ａとを当接させることができる。そうすると、ころ１１の外周側の端面１２とポケット２２の外周側の壁面２７ａとの接触面積を広くすることができ、接触面圧Ｐとすべり速度Ｖとを乗じた値であるＰＶ値を小さくすることができる。
【００３４】
図９は、ころ１１の外周側の端面１２と、ポケット２２の外周側の壁面２７ａとが当接した状態を示す図であり、図４に対応する。また、図１０は、この場合のスラストころ軸受３１の拡大断面図であり、図５に対応する。図９および図１０を参照して、ころ１１の外周側の端面１２は、ポケット２２の外周側の壁面２７ａと当接する。具体的には、ころ１１の端面１２のうち、最も転動軸心方向に膨出した部分と、ポケット２２の外周側の壁面２７ａのうち、回転軸方向、径方向の中央部付近において当接する。
【００３５】
こうすることにより、ポケット２２の外周側の壁面２７ａところ１１の外周側の端面１２を、確実に当接させることができる。したがって、ポケット２２の外周側の壁面２７ａの摩耗を低減することができる。
【００３６】
このようにして、保持器２１を製造する。また、このような保持器２１に、複数のころ１１を組み込んで、スラストころ軸受３１を製造する。
【００３７】
このような製造方法であると、ポケット抜き工程の前に、保持器２１の断面が略Ｗ字状となるよう折り曲げられているため、ポケットを高精度に形成することができる。特に、ころ１１が小径である場合でも、ころ端面が接触する為の保持器外周面を確保することが可能になる。
【００３８】
また、ポケットの外周側の領域は、打抜き工程によって除去されているため、ころの転動時等において、折り曲げ部ところの外周側の端面が、当接することはなく、第一のフランジの内周側の面ところの外周側の端面を、確実に当接させることができる。
【００３９】
さらに、この部分を通じて、ポケット内への潤滑油の流入およびポケットからの潤滑油の流出が容易になる。したがって、潤滑油の通油性が向上し、発熱を低減することができ、ころを円滑に転動させることができる。
【００４０】
以上より、ポケットは、ころを長期間安定して保持することができ、このような保持器を含むスラストころ軸受は、長寿命を実現することができる。また、容易に製造することができる。
【００４１】
ここで、ポケット２２の外周側の壁面２７ａところ１１の外周側の端面１２との接触面積は、ころ１１の外周側の端面１２の面積の３０％以上とすることが好ましい。こうすることにより、ころ１１の外周側の端面１２とポケット２２の外周側の壁面２７ａが接触する際の最低限の接触面積を確保し、ころ１１を安定して保持することができる。
【００４２】
また、図１０を参照して、外周側の第二のフランジ２８ａの回転軸方向の端部３２ｂは、第一のフランジ２６ａの回転軸方向の端部３２ａよりも折り返し部２９側にあるよう構成することが好ましい。このように構成することにより、第二のフランジ２８ａによって、ポケット２２への潤滑油の流路が阻害されることはない。したがって、潤滑油の流入および流出が良好になり、さらに潤滑性が向上する。
【００４３】
なお、スラストころ軸受３１は、第二のフランジ２８ａと係合する係合部を有する外輪を備えることにしてもよい。図１０を参照して、スラストころ軸受３１に含まれる外輪３３は、第二のフランジ２８ａの端部３２ｂと係合する係合部３４を有する。こうすることにより、第二のフランジ２８ａを利用して、保持器２１等の挙動を安定させることができる。
【００４４】
また、上記の実施の形態においては、外周側および内周側の鍔部を折り返すようにして折り曲げることにしたが、これに限らず、折り返すことなく、一方向に折り曲げる構成としてもよい。
【００４５】
なお、ポケットの外周側の壁面は、しごき加工された面としてもよい。しごき加工された面は、パンチによる打抜き面や保持器の表面よりも、平滑であり、面粗度は良好である。したがって、ころと保持器の摩耗を低減し、さらに長寿命を図ることができる。
【００４６】
また、上記の実施の形態においては、ころの端面を、Ａ端面としたが、これに限らず、平らな面から構成されるＦ端面、曲率の異なる複数の曲面から構成されるＡＲ端面、断面が略Ｒ形状であるＲ端面を有するころを使用してもよい。
【００４７】
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
この発明に係るスラストころ軸受の製造方法は、容易に、長寿命を実現することができるスラストころ軸受を製造することができるため、高速回転下において耐摩耗性が要求されるカーエアコン用コンプレッサやオートマチックトランスミッション、マニュアルトランスミッション及びハイブリッド自動車に用いられるスラストころ軸受を製造する際に、有効に利用される。
【００４９】
また、この発明に係るスラストころ軸受は、容易に製造でき、長寿命を実現することができるため、高速回転下において耐摩耗性が要求されるカーエアコン用コンプレッサやオートマチックトランスミッション、マニュアルトランスミッション及びハイブリッド自動車に、有効に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】打抜き工程によってポケットの外周側の領域が径方向外側に打ち抜かれた保持器の一部を示す断面図である。
【図２】この発明の一実施形態に係るスラストころ軸受を軸方向から見た図である。
【図３】図２に示すスラストころ軸受を、図２中の線ＩＩＩ−Ｏ−ＩＩＩで切断した場合の断面図である。
【図４】図２に示すスラストころ軸受のうち、図２中のＩＶで示す部分の拡大図である。
【図５】図３に示すスラストころ軸受のうち、図３中のＶで示す部分の拡大図である。
【図６】この発明の一実施形態に係るスラストころ軸受の製造方法に含まれる保持器の製造工程のうち、代表的な工程を示すフローチャートである。
【図７】第一および第二のフランジ形成工程およびＶ字折曲げ工程によって折り曲げられた保持器の一部を示す断面図である。
【図８】ポケット形成工程によってポケットが形成された保持器の一部を示す断面図である。
【図９】ころの外周側の端面と、ポケットの外周側の壁面とが当接した状態を、軸方向から見た拡大図である。
【図１０】ころの外周側の端面と、ポケットの外周側の壁面とが当接した状態を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１１  ころ、１２  端面、２１  保持器、２２  ポケット、２３ａ，２３ｂ  環状部、２４  柱部、２５  ころ止め部、２６ａ，２６ｂ  第一のフランジ、２７ａ  壁面、２８ａ，２８ｂ  第二のフランジ、２９  折り返し部、３０  折り曲げ部、３１  スラストころ軸受、３２ａ，３２ｂ  端部、３３  外輪、３４  係合部。
【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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