(57)【要約】【課題】潤滑剤の喪失に起因する摺動抵抗の増加を防止し、長期に亘ってラック軸を滑らかに移動案内することが可能なラック受けシート、及びこのラック受けシートを備えるサポートヨークを提供し、更にラック軸の摺動抵抗の増加による操舵感の悪化を軽減し得るラックピニオン式の舵取装置を提供する。【解決手段】ラック軸の周面に潤滑剤を介して摺接するラック受けシート４の受け面41に、ラック軸の軸長方向の両側縁の夫々から、軸長方向の内側に向かって延びる潤滑剤導入のための凹溝42，42…を形成する。凹溝42，42…は、両側縁の少なくとも一方から内側に向かって延設されていればよい。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピニオンと噛合するラック歯が軸長方向に並設されたラック軸を前記ピニオンとの噛合部の逆側から押圧し、前記噛合部に予圧を加えつつ前記ラック軸を軸長方向に移動案内するサポートヨークに装着してあり、前記ラック軸の周面に潤滑剤を介して摺接するラック受けシートにおいて、
前記ラック軸の軸長方向における両側縁の少なくとも一方から前記軸長方向の内側に向かって延設された前記潤滑剤の導入溝を備えることを特徴とするラック受けシート。
【請求項２】
前記導入溝は、前記両側縁の夫々から前記軸長方向の内側に向かって延設してある請求項１記載のラック受けシート。
【請求項３】
前記導入溝は、前記軸長方向における外側から内側に向けて深さを減じて形成してある請求項１又は請求項２記載のラック受けシート。
【請求項４】
前記導入溝は、前記軸長方向における外側から内側に向けて幅を減じて形成してある請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載のラック受けシート。
【請求項５】
前記導入溝は、前記ラック軸の周方向に複数並設してある請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載のラック受けシート。
【請求項６】
前記導入溝は、前記両側縁の夫々における周方向の位置を異ならせて形成してある請求項２乃至請求項５のいずれか１つに記載のラック受けシート。
【請求項７】
前記導入溝は、前記両側縁の夫々における周方向の位置を整合させて形成してある請求項２乃至請求項５のいずれか１つに記載のラック受けシート。
【請求項８】
ピニオンと噛合するラック歯が軸長方向に並設されたラック軸を前記ピニオンとの噛合部の逆側から押圧し、前記噛合部に予圧を加えつつ前記ラック軸を軸長方向に移動案内するサポートヨークにおいて、
前記ラック軸への押し付け面に、請求項１乃至請求項７のいずれか１つに記載のラック受けシートが装着してあることを特徴とするサポートヨーク。
【請求項９】
舵輪の操作に応じたピニオン軸の回動を、該ピニオン軸に噛合するラック軸の軸長方向の移動に変換して舵取りを行わせるラックピニオン式の舵取装置において、
前記ラック軸を前記ピニオン軸との噛合部の逆側から押圧し、該噛合部に予圧を加えつつ前記ラック軸を移動案内する請求項８記載のサポートヨークを備えることを特徴とする舵取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピニオンの回動をラック軸の軸長方向の移動に変換する運動変換機構、又はラック軸の軸長方向の移動をピニオンの回動に変換する運動変換機構において、ピニオンとラック軸との噛合部に予圧を付与しつつラック軸を移動案内するサポートヨークに装着して用いられるラック受けシート、及びこのラック受けシートを備えるサポートヨークに関し、更に、このサポートヨークを用いてなるラックピニオン式の舵取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の舵取装置として広く普及しているラックピニオン式の舵取装置は、ステアリングホイール等の操舵部材の操作に応じたピニオンの回動を、該ピニオンに噛合するラック軸の軸長方向の移動に変換し、該ラック軸の両端にタイロッドを介して連結された左右の車輪を押し引きし、これらの車輪を舵取りする構成となっている。
【０００３】
このようなラックピニオン式舵取装置においては、左右両方向の舵取りを遅れを伴わずに高精度に行わせるために、ラック軸とピニオンとの噛合部に適正な予圧を加え、両者を実質的にバックラッシなしに噛み合わせることが重要であり、このため従来から、ピニオンとの噛合部の逆側からラック軸を押圧し、前記噛合部に予圧を加えつつラック軸を軸長方向に移動案内するサポートヨークが用いられている。
【０００４】
サポートヨークは、ラック軸の押圧面に装着されたラック受けシートを備えている（例えば、特許文献１、２参照）。このラック受けシートは、例えば、金属製の基材の表面にＰＴＦＥ（ポリエチレンテレフタレート）等の樹脂製のコーティング膜を形成し、金属基材の高強度と樹脂材の摺動性とを併せ持つ２層構造としてあり、コーティング膜の形成面を、グリス等の適宜の潤滑剤を介してラック軸の周面に摺接させて、前記予圧の付与下においてラック軸を滑らかに移動案内させ得るように構成されている。
【特許文献１】特開２００２−３３７７０２号公報
【特許文献２】特開２００２−３７０６５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、ラック受けシートとラック軸との間の潤滑剤は、組立時に供給されるのが一般的であり、所定ストロークに亘って生じるラック軸の移動の繰り返しにより、ラック軸の周面に移行して徐々に失われるという問題があり、この潤滑剤による抵抗軽減効果が早期に失われ、操舵部材を操作する運転者に、摺動抵抗の増加による操舵感の悪化が体感されるという問題がある。
【０００６】
この問題に対応するため特許文献２においては、ラック軸との摺接面に多数の凹所を形成し、これらの凹所に潤滑剤を保持させるように構成したラック受けシートを用い、ラック軸との摺動部位に潤滑剤を留めるようにしている。しかしながらこの構成においても、前記凹所に保持された潤滑剤がラック軸の周面に付着し、該ラック軸の移動に伴ってラック受けシートの摺接部の両側に持ち出されることは避けられず、一旦持ち出された潤滑剤はラック軸とラック受けシートとの摺接部に戻らないことから、摺動抵抗の増加を遅らせる程度の効果が得られるに過ぎず、ラック軸を長期に亘って滑らかに移動案内することは難しい。
【０００７】
なおラックピニオン式の運動変換機構は、前述したラックピニオン式の舵取装置に限らず、回転運動を直線運動に変換するために広範な技術分野に用いられており、長期に亘ってラック軸を滑らかに移動案内することは、これらの技術分野の全般に亘って必要な課題となっている。
【０００８】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、潤滑剤の喪失に起因する摺動抵抗の増加を防止し、長期に亘ってラック軸を滑らかに移動案内することが可能なラック受けシート、及びこのラック受けシートを備えるサポートヨークを提供し、更にこのサポートヨークを備えることにより、ラック軸の摺動抵抗の増加による操舵感の悪化を軽減し得るラックピニオン式の舵取装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１発明に係るラック受けシートは、ピニオンと噛合するラック歯が軸長方向に並設されたラック軸を前記ピニオンとの噛合部の逆側から押圧し、前記噛合部に予圧を加えつつ前記ラック軸を軸長方向に移動案内するサポートヨークに装着してあり、前記ラック軸の周面に潤滑剤を介して摺接するラック受けシートにおいて、前記ラック軸の軸長方向における両側縁の少なくとも一方から前記軸長方向の内側に向かって延設された前記潤滑剤の導入溝を備えることを特徴とする。
【００１０】
また本発明の第２発明に係るラック受けシートは、第１発明における導入溝が、前記両側縁の夫々から前記軸長方向の内側に向かって延設してあることを特徴とする。
【００１１】
また本発明の第３発明に係るラック受けシートは、第１又は第２発明における導入溝が、前記軸長方向における外側から内側に向けて深さを減じて形成してあることを特徴とする。
【００１２】
また本発明の第４発明に係るラック受けシートは、第１〜第３発明のいずれかにおける導入溝が、前記軸長方向における外側から内側に向けて幅を減じて形成してあることを特徴とする。
【００１３】
また本発明の第５発明に係るラック受けシートは、第１〜第４発明のいずれかにおける導入溝が、前記ラック軸の周方向に複数並設してあることを特徴とする。
【００１４】
また本発明の第６発明に係るラック受けシートは、第２〜第５発明のいずれかにおける導入溝が、前記両側縁の夫々における周方向の位置を異ならせて形成してあることを特徴とする。
【００１５】
また本発明の第７発明に係るラック受けシートは、第２〜第５発明のいずれかにおける導入溝が、前記両側縁の夫々における周方向の位置を整合させて形成してあることを特徴とする。
【００１６】
また本発明の第８発明に係るサポートヨークは、ピニオンと噛合するラック歯が軸長方向に並設されたラック軸を前記ピニオンとの噛合部の逆側から押圧し、前記噛合部に予圧を加えつつ前記ラック軸を軸長方向に移動案内するサポートヨークにおいて、前記ラック軸への押し付け面に、第１発明〜第７発明のいずれかに記載のラック受けシートが装着してあることを特徴とする。
【００１７】
更に本発明の第９発明に係る舵取装置は、舵輪の操作に応じたピニオン軸の回動を、該ピニオン軸に噛合するラック軸の軸長方向の移動に変換して舵取りを行わせるラックピニオン式の舵取装置において、前記ラック軸を前記ピニオン軸との噛合部の逆側から押圧し、該噛合部に予圧を加えつつ前記ラック軸を移動案内する第８発明に記載のサポートヨークを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の第１発明に係るラック受けシートにおいては、ラック軸の軸長方向における両側縁の少なくとも一方から軸長方向の内側に向かって延設された導入溝が、ラック軸の周面に付着する潤滑剤を受入れ、延設方向に導いてラック軸とラック受けシートとの摺接部に戻すから、潤滑剤の喪失による潤滑性の低下を有効に防止し、低い摺動抵抗の下にて、長期に亘ってラック軸を滑らかに移動案内することが可能となる。
【００１９】
また第２発明に係るラック受けシートにおいては、両側縁から内側に向けて延設された導入溝の作用により、ラック軸の両方向の移動に際し、該ラック軸とラック受けシートとの摺接部に潤滑剤が導かれるから、より多くの潤滑剤を摺接部に供給し、潤滑剤の喪失による潤滑性の低下を一層有効に防止することができる。
【００２０】
また第３、第４発明に係るラック受けシートにおいては、潤滑剤の導入溝が、ラック受けシートの軸長方向における両側縁から内側に向けて深さ、幅を減じる溝として形成してあるから、導入溝が形成された側縁から受入れられる潤滑剤が、くさび効果により内側に向けて確実に導かれ、ラック軸とラック受けシートとの摺接部に良好に行き渡り、長期に亘ってラック軸を滑らかに移動案内することが可能となる。
【００２１】
また第５発明に係るラック受けシートにおいては、前述した作用をなす導入溝が、ラック軸の周方向に複数並設してあるから、ラック軸の周面に付着する潤滑剤の多くをラック軸とラック受けシートとの摺接部に戻し、潤滑剤の喪失による潤滑性の低下をより確実に防止することができる。
【００２２】
また第６発明に係るラック受けシートにおいては、潤滑剤の受入れ端となるラック受けシートの両側縁における導入溝の位置を周方向に異ならせてあるから、ラック軸の周面に付着する潤滑剤を広範囲に亘って再導入することができ、第７発明に係るラック受けシートにおいては、潤滑剤の受入れ端となるラック受けシートの両側縁における導入溝の位置を周方向に整合させてあるから、ラック軸の周面に付着する潤滑剤を両側から同条件にて再導入することができ、いずれにおいても長期に亘ってラック軸を滑らかに移動案内することが可能となる。
【００２３】
また第８発明に係るサポートヨークにおいては、以上の作用をなすラック受けシートを備えたから、潤滑剤の喪失に起因するラック軸の摺動抵抗の増加を防止し、長期に亘って滑らかに移動案内することが可能となる。
【００２４】
更に第９発明に係る舵取装置においては、以上の作用をなすラック受けシートを備えるサポートヨークを、舵取りのために軸長方向に移動するラック軸の移動案内のために備えたから、摺動抵抗の増加に起因する操舵感の悪化を防ぎ、長期に亘って良好な操舵感が得られるようになる等、本発明は優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図１は、本発明に係るラック受けシートの適用例としてのラックピニオン式舵取装置の要部の構成を示す縦断面図である。
【００２６】
図中10はピニオンハウジングであり、このピニオンハウジング10の内部には、同軸上での回転自在にピニオン軸１が支持されている。ピニオン軸１は、下半部を拡径して一体形成されたピニオン11を備えており、該ピニオン11の上下両側に位置する一対のアンギュラ玉軸受12，13により支持されている。また、ピニオンハウジング10の外部に突出するピニオン軸１の上端部は、図中に模式的に示すステアリングホイール14に連結されている。而してピニオン軸１は、舵取りのためのステアリングホイール14の回転操作に応じてピニオンハウジング10の内部にて回動する。
【００２７】
ピニオンハウジング10の下半部の一側には、円筒形をなすラックハウジング20が軸心を交叉させて連設されており、ラックハウジング20の内部には、軸長方向への移動自在にラック軸２が支持されている。ラック軸２の周面には、ピニオンハウジング10とラックハウジング20との連通部を臨む側に適長に亘ってラック歯21が形成されており、ラック歯21はピニオン11に噛合させてある。またラック軸２の両端は、ラックハウジング20の両側に突設され、図示しない左右の車輪に各別に連結されており、これらの車輪が、ラックハウジング20内でのラック軸２の移動に応じて操向されるようになしてある。
【００２８】
またラックハウジング20には、ピニオンハウジング10との交叉部の逆位置に、両ハウジング10，20の夫々と略直交するガイドハウジング30が連設されている。ガイドハウジング30は、軸心部を貫通する円形断面の保持孔31を備えており、この保持孔31には、軸長方向への摺動自在にサポートヨーク３が内嵌保持されている。
【００２９】
サポートヨーク３の基端は、保持孔31の外側開口部にねじ込まれ、ロックナット33により位置決め固定された支持キャップ32に臨ませてあり、支持キャップ32との間に介装された押しばね34により内向きに、即ち、ラック軸２に向けて押圧付勢されている。ラックハウジング20の内側を臨むサポートヨーク３の先端は、押しばね34のばね力により、後述するラック受けシート４を介してラック軸２の周面に押し付けられている。
【００３０】
以上の構成により、舵取りのためにステアリングホイール14が操作された場合、このステアリングホイール14に連結されたピニオン軸１が回動し、この回動が、ピニオン11とラック歯21とによりラック軸２の軸長方向の移動に変換され、この移動が左右の車輪に伝達されて舵取りがなされる。
【００３１】
このときサポートヨーク３は、ラック軸２をピニオン軸１に向けて押圧し、ラック軸２に形成されたラック歯21とピニオン軸１に設けられたピニオン11との噛合部に予圧を付与し、両者をバックラッシなしに噛合させる作用をなす。予圧の強さは、支持キャップ32のねじ込み量の増減により適正に調整される。サポートヨーク３とラック軸２との間に介装されたラック受けシート４は、軸長方向に移動するラック軸２の周面に摺接し、この移動を滑らかに行わせる案内作用をなす。
【００３２】
図２は、ラック軸２とピニオン軸１との噛合部近傍の拡大断面図であり、図３は、サポートヨーク３及びラック受けシート４の外観斜視図である。サポートヨーク３は、ガイドハウジング30に設けられた保持孔31の断面に対応する円筒形状を有している。サポートヨーク３の先端（図３の上端）には、ラック軸２の外形に対応するアーチ形に成形された支持面35が設けてあり、この支持面35の略中央には、円形断面を有する係合孔36が形成してある。
【００３３】
ラック受けシート４は、アルミニウム合金の薄板の表面にＰＴＦＥ（ポリエチレンテレフタレート）製のコーティング膜を形成してある金属製の板材、炭素繊維強化ポリアセタノール（ＰＯＭ）製の板材等、耐摩耗性に優れ、低摩擦係数を有すると共に、高強度を有する板材を、サポートヨーク３の支持面35に対応するアーチ形に湾曲成形して構成されており、ラック受けシート４の凸面の略中央には、前記係合孔36に対応する円形断面を有する係合突起40が一体に突設されている。
【００３４】
このように構成されたラック受けシート４は、図３中に矢符により示す如く、サポートヨーク３の係合孔36に係合突起40を嵌め込み、図２に示す如く、サポートヨーク３先端の支持面35に沿わせて被着されており、外向きとなる凹面（受け面41）をラック軸２の周面に押し付けている。
【００３５】
このようにラック軸２に押し付けられるラック受けシート４の受け面41には、図３に示す如く複数（図においては４つ）の凹溝42，42…が形成されている。これらの凹溝42，42…は、後述の如く供給される潤滑剤の導入溝として作用するものであり、ラック軸２の軸長方向の両側縁の夫々から各２本の凹溝42，42が、ラック軸２の軸長方向の内側に向かって延設されている。
【００３６】
また、ラック受けシート４の両側縁における各２本の凹溝42，42の周方向の位置は、受け面41の周方向の中央部の両側に均等に振り分け、受け面41が摺接するラック軸２の周方向に整合する位置に設定してあり、両側縁から延びる各２本の凹溝42，42の内側端部は、適宜の間隔を隔てて対向する位置に止めてある。更に、図３に示すように凹溝42，42…の深さは、ラック受けシート４の両側縁上の位置にて最も深くし、内側に向けて順次浅くしてあり、凹溝42，42…の幅は、ラック受けシート４の両側縁上の位置にて最も広くし、内側に向けて順次狭くしてある。
【００３７】
このような凹溝42，42…は、前述した金属製のラック受けシート４においては、コーティング膜の形成前の一面に押し型を押し付けるプレス加工により形成することができ、また高強度樹脂製のラック受けシート４においては、自身の成形過程において同時に形成することができる。また凹溝42，42…の断面形状は、図３に示す３角形断面に限らず、半円形、半楕円形、四角形等の適宜の形状とすることができる。
【００３８】
以上の如きラック受けシート４を備えるサポートヨーク３は、凹溝42，42…が形成された受け面41に潤滑剤としてのグリスを塗布し、図１及び図２に示す如く、ガイドハウジング30に形成された保持孔31内に前述の如く装着されて、受け面41をラック軸２の外周に摺接せしめて使用される。ラック受け装置４の受け面41は、ラック軸２の外形形状に合わせた湾曲形状を有しており、ラック受けシート４は、受け面41の略全面においてラック軸２に摺接する。
【００３９】
この状態で前述した舵取り動作がなされた場合、軸長方向に移動するラック軸２は、グリスを介して摺接するラック受けシート４により移動案内されるが、ラック受けシート４に予め塗布されたグリスは、ラック軸２の周面に付着して、該ラック軸２とラック受けシート４との摺接部の両側に徐々に持ち出される。ラック受けシート４に前述の如く形成された凹溝42，42…は、このように持ち出されるグリスをラック軸２とラック受けシート４との摺接部に再度導入すべく設けてある。
【００４０】
図４は、ラック受けシート３に設けられた凹溝42，42…の動作説明図であり、凹溝42，42…の形成部位でのラック受けシート４の摺接状態を示す図２のIV−IV線による断面が示されている。
【００４１】
ラック受けシート４とラック軸２との間に供給されるグリスは、両方向に移動するラック軸２の外表面に図中に破線のハッチングを施して示す領域に付着し、ラック軸２とラック受けシート４の摺接部の両側に持ち出される。ここで本発明に係るラック受けシート４は、前述の如く形成された凹溝42，42を有しており、これらの凹溝42，42は、ラック軸２とラック受けシート４との摺接部において、図示のように、ラック軸２の軸長方向の両側縁に開口し、内側に向けて高さを減じるくさび形の隙間を形成している。従って、図中に白抜矢符にて示す向きにラック軸２が軸長方向に移動する場合、この移動方向の上流側の領域に付着するグリスの一部は、同向きに開口を有する凹溝42内に、図中に矢符により示す如く受け入れられ、くさび効果により内奥側に導かれてラック軸２とラック受けシート４との摺接面に戻される。
【００４２】
凹溝42，42…は、ラック受けシート４の両側縁から内奥側に向けて幅を減じた形状を有するから、幅方向のくさび効果も発生し、前述したグリスの導入は一層確実になされる。ラック軸２が逆方向に移動する場合には、他側に開口を有する凹溝42が同様の導入作用をなし、ラック軸２とラック受けシート４との摺接面にグリスが戻される。
【００４３】
このようにラック受けシート４に設けられた凹溝42，42…は、ラック軸２の周面に付着して持ち出されるグリスを内部に受け入れ、ラック軸２とラック受けシート４との摺接部に再導入する作用をなすから、ラック軸２は、潤滑剤としてのグリスによる潤滑下にて摺接するラック受けシート４により、長期に亘って滑らかに移動案内される。
【００４４】
従って、実施の形態に示すラックピニオン式の舵取装置に適用した場合、長期に亘って良好な操舵感が継続して得られるようになる。本発明に係るラック受けシート４、及びこのラック受けシート４を備えるサポートヨーク３は、ラックピニオン式の舵取装置以外の用途においても適用可能であり、凹溝42，42…の前述した作用により、ピニオンに噛合するラック軸を、長期に亘って滑らかに移動案内することが可能となる。
【００４５】
なお以上の実施の形態においては、ラック受けシート４の両側縁に連続する各２つの凹溝42，42が、周方向に整合する位置に形成してある構成について述べたが、これらの凹溝42，42…は、数、位置及び形状を含めて適宜の態様にて形成することができる。
【００４６】
図５は、凹溝42，42…の他の形成態様を示すラック受けシート４の平面図である。この実施の形態においては、ラック受けシート４の両側縁から延びる各２つの凹溝42，42が周方向位置を異ならせて形成してあり、これらの凹溝42，42…は、夫々の開口が形成される側縁の側に対する他方の側縁の近傍にまで延長され、ラック受けシート４の内側において適長オーバラップさせてある。
【００４７】
この構成においては、ラック軸２が両方向に移動するとき、該ラック軸２の周面に付着するグリスが異なる位置に開口する凹溝42，42…の作用により、ラック軸２とラック受けシート４との摺接面に再導入されるから、広い領域に付着するグリスを再利用することができ、また凹溝42，42…の延長端にまで導入されるグリスは、ラック受けシート４の全体に行き渡り、良好な潤滑性を確保することができる。
【００４８】
また以上の実施の形態においては、潤滑剤の導入溝としての凹溝42，42…がラック受けシート４の両側縁の夫々から形成してある構成について述べたが、これらの凹溝42，42…は、両側縁の少なくとも一方からラック受けシート４の内側に向かって形成されていればよい。少なくとも一方の側縁から凹溝42，42…が形成されることにより、ラック軸２の周面に付着する潤滑剤を、該ラック軸２とラック受けシート４との摺接部に戻すことができる。
【００４９】
更に以上の実施の形態においては、潤滑剤の導入溝としての凹溝42，42…がラック軸２の軸長方向に沿うように形成してある構成について述べたが、これらの凹溝42，42…は、ラック軸２の軸長方向に対して適宜の傾斜を有して斜めに形成することもできる。この場合においても、凹溝42，42…がラック受けシート４の軸長方向の端部から内側に向かって形成されていれば、ラック軸２の周面に付着する潤滑剤を、該ラック軸２とラック受けシート４との摺接部に戻すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明に係るラック受けシートの適用例としてのラックピニオン式舵取装置の要部の構成を示す縦断面図である。
【図２】ラック軸とピニオン軸との噛合部近傍の拡大断面図である。
【図３】サポートヨーク及びラック受けシートの外観斜視図である。
【図４】ラック受けシートに設けられた凹溝の動作説明図である。
【図５】凹溝の他の形成態様を示すラック受けシートの平面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１  ピニオン軸、２  ラック軸、３  サポートヨーク、４  ラック受けシート、
11  ピニオン、21  ラック歯、42  凹溝（潤滑剤の導入溝）
【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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