(57)【要約】【課題】  高速回転性能および高作動角性能を向上させることができると共に、コンパクト化が可能である等速自在継手を提供する。【解決手段】  外側継手部材１の開口端部に取り付けられる取付端部１５Ａと、外側継手部材１の開口端部よりも小径で、取付端部１５Ａから軸方向に延びる筒状部１５Ｂと、この筒状部１５Ｂの先端を径方向内側へ屈曲させたフランジ部１５Ｃとからなるシール部材を備える。筒状部１５Ｂとフランジ部１５Ｃが短筒部をなし、フランジ部１５Ｃは、軸部材６の最大作動角を設定可能に開口させて、開口内周面Ｈを設ける。筒状部１５Ｂの軸方向寸法は、従来のブーツよりも短くし、外側継手部材１の開口端部から、内側継手部材２から延びる軸部材６の根元部位６ａまでの長さとする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
端部が開口した外側継手部材と、その内部に配された内側継手部材と、前記外側継手部材と前記内側継手部材との間に配置されたトルク伝達部材とを備え、前記外側継手部材と、前記内側継手部材から延びる軸部材とが外装部材で覆われた等速自在継手において、
前記外側継手部材の開口端部よりも小径の短筒部を備えたシール部材を、前記外側継手部材の開口端部に取り付け、前記短筒部の端部は、前記軸部材の最大作動角を設定可能に開口させたことを特徴とする等速自在継手。
【請求項２】
前記短筒部の開口端部の内径寸法により、前記軸部材の最大作動角を設定可能とした請求項１に記載の等速自在継手。
【請求項３】
前記短筒部は、前記外側継手部材への取付端部に一体的に設けられた筒状部と、前記筒状部の端部を径方向内側へ屈曲させたフランジ部とで構成されている請求項１又は２に記載の等速自在継手。
【請求項４】
前記筒状部の軸方向寸法により、前記軸部材の最大作動角を設定可能とした請求項３に記載の等速自在継手。
【請求項５】
前記短筒部の開口端部の内周面が、外側継手部材側から軸部材側へ向かう軸方向で拡径するテーパ状をなす請求項３又は４に記載の等速自在継手。
【請求項６】
前記短筒部は、前記外側継手部材への取付端部に一体的に設けられた外筒部と、前記外筒部の端部を径方向内側へ折り返した内筒部とで構成されている請求項１に記載の等速自在継手。
【請求項７】
前記シール部材は、前記短筒部の開口端部の開口周縁部に、弾性素材で成形されたシール補助部材が取り付けられている請求項１〜６のいずれか一項に記載の等速自在継手。
【請求項８】
前記シール補助部材は、外側継手部材側から軸部材側へ向かう軸方向で縮径する形状を有する請求項７に記載の等速自在継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般産業機械或はトラック等の動力伝達部に使用され、ハウジングやカバーなどにより配置スペースが制限される等速自在継手に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
等速自在継手は、角度変位のみを許容する固定型等速自在継手と、角度変位および軸方向変位（プランジング）を許容する摺動型等速自在継手とに大別される。これらの等速自在継手は、例えば、自動車において、エンジンからの動力を車輪へ伝達するドライブシャフトに使用される。このドライブシャフトは、固定型等速自在継手と、摺動型等速自在継手と、両等速自在継手を連結する軸部材とで構成され、固定型等速自在継手は、軸部材の車輪側端部に取り付けられ、摺動型等速自在継手は、軸部材のデフ側端部に取り付けられる。なお、デフとは、ディファレンシャルギア（差動歯車装置）の略称であり、左右輪の回転差を吸収するものである。
【０００３】
上記した等速自在継手について、特許文献１に開示された固定型等速自在継手を例に挙げて、図８を参照し、説明する。
【０００４】
この固定型等速自在継手１３０（以下、等速自在継手と略する）は、一端が開口した外側継手部材１０１と、その内側に配置された内側継手部材１０２と、外側継手部材１０１と内側継手部材１０２との間に配置された保持器１０４と、この保持器１０４に転動自在に保持され、外側継手部材１０１と内側継手部材１０２との間でトルク伝達を行うトルク伝達部材としてのボール１０３（転動体）とを主要部とする。
【０００５】
内側継手部材１０２の中心部には軸孔１１３が形成され、この軸孔１１３に軸部材１０６の一端部が挿通され、スプライン嵌合されている。これにより、軸部材１０６から内側継手部材１０２への動力伝達が可能になっている。また、内側継手部材１０２とスプライン嵌合させた軸部材１０６の一端部は、内側継手部材１０２の内周面に形成された２つの嵌合溝１１１，１１２と、軸部材１０６の外周面に形成された２つの嵌合溝１０９，１１０との間に介在させた止め輪１０７，１０８により、軸孔１１３からの抜けが防止されている。
【０００６】
外側継手部材１０１の開口部はブーツ１２０で覆われており、このブーツ１２０の内部および継手内部にはグリース等の潤滑剤が封入されている。
【０００７】
ブーツ１２０は、小径部１２０ａと、大径部１２０ｂと、小径部１２０ａと大径部１２０ｂとの間の蛇腹部１２０ｃとから成る。小径部１２０ａは、軸部材１０６の外周面に取り付けられ、ブーツバンド１２１により締付け固定されている。また、大径部１２０ｂは、外側継手部材１０１の開口端部の外周面に取り付けられ、ブーツバンド１２２により締付け固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−７６９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１の等速自在継手１３０は、危険防止対策（例えば、組立て作業者と継手との接触の防止）として、図８に示すように外装部材（カバー）で覆われることがある。このカバーは、外カバー１５１と内カバー１５０とで構成されている。この等速自在継手１３０において、ブーツ１２０側（図面右側）は、内カバー１５０で覆われ、継手本体側（図面左側）は、外カバー１５１で覆われている。
【００１０】
この場合、等速自在継手１３０が作動角（３０°）をとると、図９に示すように、ブーツ１２０の蛇腹部１２０ｃと内カバー１５０とが干渉する。この現象は、作動角を大きくとる等速自在継手１３０で特に生じやすい。
【００１１】
上記の問題を解決する方法としては、例えば、ブーツ１２０の軸方向寸法や径方向寸法を短くしてコンパクト化することが考えられる。しかしこの場合、ブーツ１２０の膜長が短くなるため、ブーツ１２０の蛇腹部１２０ｃは、継手の高速回転時に急激に上昇したブーツ１２０の内圧が減圧された際や、継手が高作動角をとって大きく変形した際に凹みやすい。そのため、特許文献１の等速自在継手１３０は、高速回転性能および高作動角性能が求められる条件下での使用が困難である。
【００１２】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、高速回転性能および高作動角性能を向上させることができると共に、コンパクト化が可能である等速自在継手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】
【００１３】
上記の課題を解決するためになされた本発明にかかる等速自在継手は、端部が開口した外側継手部材と、その内部に配された内側継手部材と、前記外側継手部材と前記内側継手部材との間に配置されたトルク伝達部材とを備え、前記外側継手部材と、前記内側継手部材から延びる軸部材とが外装部材で覆われた等速自在継手において、前記外側継手部材の開口端部よりも小径の短筒部を備えたシール部材を、前記外側継手部材の開口端部に取り付け、前記短筒部の端部は、前記軸部材の最大作動角を設定可能に開口させたことを特徴とする。
【００１４】
上記発明において、「短筒部」とは、その軸方向寸法が、従来のブーツの軸方向寸法よりも極めて短い筒部であることを意味し（図１参照）、その短筒部は、外側継手部材の開口端部から、内側継手部材から延びる軸部材の根元部位までの軸方向寸法を有する。本発明における短筒部は、軸方向寸法が極めて短く、また、外側継手部材の開口端部よりも小径となっていることから、継手が作動角をとった際、シール部材は、外装部材と干渉することがない。そのため、従来よりも継手の最大作動角を大きくすることができる。
【００１５】
このように、本発明は、従来のブーツを使用しないので、継手が作動角をとった際にブーツと外装部材が干渉してブーツを損傷させてしまう問題、或は、高速回転性能や高作動角性能が要求される等速自在継手に使用するブーツをコンパクト化した際におけるブーツの凹みの問題等が生じることはない。
【００１６】
上記の作用および効果により、本発明の等速自在継手は、短筒部を備えたシール部材により、従来よりも軸方向寸法および径方向寸法を小さくして全体をコンパクト化できると共に、継手の高速回転性能および高作動角性能を向上させることができる。なお、シール部材は、継手作動時に生じる圧力変化や衝撃等により変形しない程度の剛性を備えたもの（例えば、ＳＰＣ材などの金属素材）とする必要がある。
【００１７】
また、前記シール部材の短筒部の端部は、軸部材の最大作動角を設定可能に開口させるので、継手の最大作動角を従来よりも大きくできるだけでなく、この最大作動角を適宜設定することもできる。
【００１８】
上記した軸部材（継手）の最大作動角の設定は、例えば、短筒部の開口端部の内径寸法により可能である。
【００１９】
シール部材の短筒部の形状は、特に限定されるものではないが、例えば、前記外側継手部材への取付端部に一体的に設けられた筒状部と、この筒状部の先端を径方向内側へ屈曲させたフランジ部とで構成することができる。この場合、筒状部の軸方向寸法により、軸部材（継手）の最大作動角を設定可能である。
【００２０】
前記発明において、短筒部の開口端部の内周面は、外側継手部材側から軸部材側へ向かう軸方向で拡径するテーパ状とするのが望ましい。この場合、短筒部の開口端部の内周面は、継手が作動角をとる際の軸部材の傾斜方向に沿って拡径することになるため、継手の最大作動角の向上に貢献できる。また、シール部材の加工が、縮径部の内周面を曲面や他の形状にする場合よりも容易になる。
【００２１】
前記短筒部は、前記外側継手部材への取付端部に一体的に設けられた外筒部と、前記外筒部の先端を径方向内側へ折り返した内筒部とで構成することもできる。このようにすれば、外側継手部材の内部だけでなく、外筒部と内筒部との間の隙間にもグリース等の潤滑剤を封入することができるため、継手への潤滑剤の封入量を従来よりも増大させて、継手内部の潤滑を向上させることができる。
【００２２】
前記シール部材は、前記短筒部の開口端部の開口周縁部に、弾性素材で成形されたシール補助部材を取り付けるのが望ましい。この場合、潤滑剤を継手内部に保持しやすくなる。また、シール補助部材は、弾性素材で成形するため、継手が作動角をとった際に軸部材と干渉しても、この干渉に応じて弾性変形するため、継手の最大作動角を低下させることがない。
【００２３】
上記シール補助部材は、外側継手部材側から軸部材側へ向かう軸方向で縮径する形状とするのが望ましい。このようにすれば、上記発明の効果を確実に得ることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本願発明にかかる等速自在継手は、軸方向寸法が極めて短く、かつ、外側継手部材の開口端部よりも小径となっている短筒部を備えたシール部材を外側継手部材の開口端部に取り付け、従来のブーツを使用しない。そのため、継手が作動角をとった際、シール部材は、外装部材と干渉することがなくなり、従来よりも継手の最大作動角を大きくすることができる。
【００２５】
また、ブーツを使用しないので、高速回転性能や高作動角性能が要求される等速自在継手にブーツを使用した場合における既述の問題が生じることがない。
【００２６】
上記の作用および効果により、本発明の等速自在継手は、従来よりも全体をコンパクト化できると共に、継手の高速回転性能および高作動角性能を向上させることができる。なお、シール部材は、継手作動時に生じる圧力変化や衝撃等により変形しない程度の剛性を備えたものとすれば、コンパクト化による凹みを防止できる。
【００２７】
また、前記シール部材の短筒部の端部は、軸部材の最大作動角を設定可能に開口させるので、継手の最大作動角を大きくできるだけでなく、この最大作動角を適宜設定することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１の実施形態であり、等速自在継手を示す断面図である。
【図２】図１に示す等速自在継手が作動角をとった際の状態を示す断面図である。
【図３】図１のシール部材を示す断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態であり、図１に示すシール部材の別の形状例を示す断面図である。
【図５】図４に示すシール部材を備えた等速自在継手が作動角をとった際の状態を示す断面図である。
【図６】本発明の第３の実施形態であり、図１に示すシール部材の別の形状例を示す断面図である。
【図７】本発明の第４の実施形態であり、等速自在継手を示す断面図である。
【図８】従来の等速自在継手を示す断面図である。
【図９】図８に示す等速自在継手が作動角をとった際の状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下に、本発明の実施形態について、図１〜図７を参照して説明する。
【００３０】
図１に本発明に係る等速自在継手の第１の実施形態を示す。この等速自在継手３０（固定型等速自在継手）は、一端（図面右側）が開口した外側継手部材１と、その内側に配置された内側継手部材２と、外側継手部材１と内側継手部材２との間に配置された保持器４と、この保持器４に転動自在に保持され、外側継手部材１と内側継手部材２との間でトルク伝達を行なうトルク伝達部材としてのボール３（転動体）とを主要部とする。
【００３１】
内側継手部材２の中心部には軸孔１３が形成され、この軸孔１３に軸部材６の一端部が挿通され、スプライン嵌合されている。内側継手部材２とスプライン嵌合された軸部材６の一端部は、内側継手部材２の内周面に形成された２つの嵌合溝１１，１２と、軸部材６の外周面に形成された２つの嵌合溝９，１０との間に介在させた止め輪７，８により、軸孔１３からの抜けが防止されている。なお、外側継手部材２の内部には、グリース等の潤滑剤が封入されている。
【００３２】
この等速自在継手３０は、カバー部材（外装部材）で覆われている。カバー部材は、内カバー５０と外カバー５１とで構成されている。等速自在継手３０において、外側継手部材１の開口端部を含む一方側（図面右側）は、内カバー５０で覆われ、他方側（図面左側）は、外カバー５１の内部に配置されている。
【００３３】
上記した本実施形態にかかる等速自在継手３０は、図１に示すように、シール部材１５を備える。このシール部材１５は、縦断面が段差形状を成し、外側継手部材１の開口端部に取り付けられた取付端部１５Ａと、外側継手部材１の開口端部よりも小径で、前記取付端部１５Ａから軸方向（図面右側）に延びる筒状部１５Ｂと、この筒状部１５Ｂの先端を径方向内側へ屈曲させたフランジ部１５Ｃとから成る。フランジ部１５Ｃの端部は、開口させて、開口内周面Ｈを設けている。この開口内周面Ｈの内側に、内側継手部材３から延びる軸部材６が挿通されている。シール部材１５において、筒状部１５Ｂとフランジ部１５Ｃが、請求項でいう短筒部に相当する。
【００３４】
図３に図１中のシール部材１５を示す。この図３において、筒状部１５Ｂの軸方向寸法をＸ、フランジ部１５Ｃの内径寸法をＹで示している。筒状部１５Ｂの軸方向寸法Ｘ（短筒部の軸方向寸法に相当）は、従来のブーツよりも極めて短くしており、詳細には、外側継手部材１の開口端部から、内側継手部材２から延びる軸部材６の根元部位６ａまでの長さとしている。
【００３５】
このように、本実施形態の等速自在継手３０は、取付端部１５Ａと、軸方向寸法が極めて短い短筒部（筒状部１５Ｂ，フランジ部１５Ｃ）とから成るシール部材１５を外側継手部材１の開口端部に備える。そのため、継手が作動角をとっても、図２に示すように、軸部材６が内カバー５０と干渉することがない。これにより、継手の最大作動角を従来よりも大きくすることができる。
【００３６】
本発明は、上述のように、従来のブーツを使用しないので、継手が作動角をとった際にブーツと外装部材（内カバー５０）が干渉してブーツを損傷させてしまう問題、或は、高速回転性能や高作動角性能が要求される等速自在継手に使用するブーツをコンパクト化した際におけるブーツの凹みの問題等が生じることはない。
【００３７】
さらに、シール部材１５のフランジ部１５Ｃ（短筒部）の先端を開口させて、開口内周面Ｈを設けているので、軸部材（継手）の最大作動角を大きくできるだけでなく、この最大作動角を適宜設定することもできる。これについて、以下に詳述する。
【００３８】
フランジ部１５Ｃは、図１〜図３に示すように、端部を開口させて、軸部材６が挿通される開口内周面Ｈを設けるため、フランジ部１５Ｃの内径寸法Ｙを変更する（換言すれば、フランジ部１５Ｃの径方向寸法Ｚを変更する）ことで、等速自在継手３０（軸部材６）の最大作動角を適宜設定することができる。例えば、フランジ部１５Ｃの開口内周面Ｈの内径寸法Ｙを大きくすることで、等速自在継手３０の最大作動角を大きくすることができる。
【００３９】
継手の最大作動角は、筒状部１５Ｂの軸方向寸法Ｘを変更することでも、適宜設定することができる。例えば、筒状部１５Ｂの軸方向寸法Ｘを短くすることで、継手をコンパクト化できると共に、継手の最大作動角を大きくすることができる。
【００４０】
本発明の等速自在継手３０は、上記の作用および効果により、従来よりもコンパクト化が可能であり、高速回転性能および高作動角性能に優れている。
【００４１】
本実施形態において、シール部材１５は、継手作動時に継手に生じる圧力変化や衝撃等により変形しない剛性を備える必要がある。この場合、シール部材１５は、継手作動時においても、従来のブーツのように、変形したり凹んだりすることがない。シール部材１５の剛性を設定する具体的手段としては、例えば、要求される剛性を具備する素材（例えば、ＳＰＣ材などの金属素材）でシール部材１５を成形したり、要求される剛性が得られるようにシール部材１５の厚みを設定したりするなどの方法を採用することができる。
【００４２】
シール部材１５の形状は、図１〜図３に示す第１の実施形態のものに限られず、既に述べた本発明の目的とする作用および効果を得られるのであれば、特に限定されるものではない。例えば、シール部材１５は、図４に示す形状とすることができる。
【００４３】
図４に示す、本発明に係る第２の実施形態としてのシール部材１５は、基本的な構造は図３に示す第１の実施形態のシール部材１５と同様である。このシール部材１５において、図３に示す第１の実施形態のシール部材１５と異なる点は、フランジ部１５Ｃの開口内周面Ｈを、外側継手部材１側（図面左側）から軸部材６側（図面右側）へ向かう軸方向で拡径するテーパ面１６としている点にある。また、このテーパ面１６は、継手回転軸に対して３０°傾斜させている。
【００４４】
先に述べた図１〜図３に示す第１の実施形態のシール部材１５は、フランジ部１５Ｃの内周面をテーパ面としていないため、図２の円枠Ｏ中に拡大して示すように、等速自在継手３０が比較的低作動角（３０°）をとった状態で、軸部材６は、フランジ部１５Ｃの開口内周面Ｈと当接する。
【００４５】
図４に示す第２の実施形態のシール部材１５のように、フランジ部１５Ｃの開口内周面Ｈを、前記のテーパ面１６とすると、軸部材６とフランジ部１５Ｃの開口内周面Ｈが当接するまでの継手の作動角は、図５に一点鎖線で示すように、図１〜図３に示す第１の実施形態の場合（３０°：図５中に二点鎖線で示す）よりも大きくなる。そのため、等速自在継手３０の最大作動角を、図１〜図３に示す第１の実施形態の場合（最大作動角が３０°）よりも大きくすることができる。なお、図５において、軸部材６とシール部材１５の当接部の拡大図を円枠Ｐ中に示した。
【００４６】
また、本実施形態では、フランジ部１５Ｃの開口内周面Ｈをテーパ面１６としているため、フランジ部１５Ｃの開口内周面Ｈを曲面や他の形状にする場合よりもシール部材１５の加工が容易になる。
【００４７】
図６に、本発明に係る第３の実施形態として、シール部材１５の別の形状の例を示す。このシール部材１５は、外側継手部材の開口端部に取り付ける取付端部１５Ａと、外側継手部材１の開口端部（図１）よりも小径で、取付端部１５Ａから軸方向（図面右側）に延びる外筒部１５Ｄと、この外筒部１５Ｄの先端を径方向内側へ折り返して外筒部１５Ｄの内部に配置された内筒部１５Ｅとで構成している。ここで、外筒部１５Ｄと内筒部１５Ｅが、請求項でいう短筒部に相当する。
【００４８】
内筒部１５Ｅの内周面は、外側継手部材１側（図面左側）から軸部材６側（図面右側）へ向かう軸方向で拡径するテーパ面１７とし、これを開口内周面Ｈとしている。
【００４９】
本実施形態では、外筒部１５Ｄと内筒部１５Ｅとの間に空間Ｓが形成されるため、この空間Ｓに潤滑剤を封入することで、継手内部の潤滑剤量を増大させて、継手内部の潤滑を向上させることができる。また、空間Ｓの一方側（図面右側）は、内筒部１５Ｅが配置されているため、空間Ｓに封入された潤滑剤は、内筒部１５Ｅで塞き止められることになり、継手外部へ漏れ出すことがない。
【００５０】
図７に、本発明に係る第４の実施形態として、等速自在継手３０Ａを示す。なお、本実施形態は、基本的な構造は図１に示す第１の実施形態の等速自在継手３０と同様であるため、図１に示す等速自在継手３０と同じ部位については同じ符号を付し、その説明を省略する。また、図１に示す第１の実施形態の等速自在継手３０と同じ作用および効果を奏する点についてもその説明を省略或は簡略化する。
【００５１】
本実施形態の等速自在継手３０Ａは、シール部材１５のフランジ部１５Ｃの開口内周面Ｈ（内径端部）に、ゴム等の弾性素材から成るシール補助部材２０が加硫接着により一体的に取り付けている。このシール補助部材２０は、外側継手部材１側（図面左側）から軸部材６側（図面右側）へ向かう軸方向で縮径するようにしている。
【００５２】
このシール補助部材２０により、継手内部に潤滑剤を確実に保持させることができる。また、シール補助部材２０は、弾性素材で成形するため、等速自在継手３０Ａが作動角をとった際に軸部材６と干渉しても、軸部材６との干渉に応じて弾性変形し、等速自在継手の最大作動角を低下させることがない。
【００５３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、特許請求の範囲に記載の技術的思想を逸脱しないのであれば、本発明は、ここで挙げた実施形態に限られるものではない。
【００５４】
例えば、ここで挙げた実施形態では、外側継手部材や内側継手部材のトラック溝（ボールの転動面：符号なし）が円弧部のみで構成される、いわゆるツェッパ型の固定型等速自在継手（ＢＪと称される）に本発明を適用した例のみを示しているが、他の等速自在継手にも本発明を適用できる。この例としては、外側継手部材や内側継手部材のトラック溝が円弧部と直線部とで構成される、いわゆるアンダーカットフリー型の固定型等速自在継手（ＵＪと称される）がある。
【００５５】
また、本発明は、固定型等速自在継手だけでなく、摺動型等速自在継手にも適用することができるが、本発明の作用および効果を効果的に得るのであれば、ここで挙げた実施形態のように、継手の高作動角性が要求される固定型等速自在継手に適用するのが好ましい。なお、摺動型等速自在継手としては、例えば、ダブルオフセット型（ＤＪ）、クロスグルーブ型（ＬＪ）、トリポード型（ＴＪ）などが知られている。
【符号の説明】
【００５６】
１  外側継手部材
２  内側継手部材
３  ボール（転動体）
４  保持器
６  軸部材
６ａ  根元部位
１５  シール部材
１５Ａ  取付端部
１５Ｂ  筒状部
１５Ｃ  フランジ部
１５Ｄ  外筒部
１５Ｅ  内筒部
２０  シール補助部材
３０、３０Ａ  固定型等速自在継手（ＢＪ）
５０  内カバー
５１  外カバー
Ｈ  開口内周面
【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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