(57)【要約】【課題】密閉型圧縮機の高効率化に伴う潤滑油の低粘度化によるピストンとシリンダ間の潤滑不足を防止し、信頼性と効率を向上した密閉型圧縮機を提供する。【解決手段】シリンダ１３９の上部に設けた集油カバー１９２により、半円弧状の切欠き部１８０に衝突して撥ね上がった潤滑油１０３を、ピストン１３５における鉛直上側の摺動面に導くことにより、ピストン１３５とシリンダ１３９との間の潤滑を良化し、信頼性と効率の両方の向上をはかることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器内に、潤滑油と、電動要素と、前記電動要素によって駆動される圧縮要素を収容し、前記圧縮要素は、前記電動要素によって回転駆動される主軸部と該主軸部の一端に形成され、かつ前記主軸部と一体運動するように形成された偏心軸を有するシャフトと、圧縮室を形成するシリンダブロックと、前記シリンダブロックに設けられ、かつ前記シャフトの前記主軸部を軸支することによって片持ち軸受を形成する軸受部と、前記軸受部に対して一定の位置に固定されるように配置された略円筒形の圧縮室と、前記圧縮室の上壁に設けられた切欠き部と、前記圧縮室の内部に往復動可能に挿設されたピストンと、前記偏心軸と前記ピストンとを連結するコンロッドとを備えた構成とし、さらに、前記シャフトの主軸部と前記偏心軸に、前記密閉容器内の潤滑油が通過する給油通路を設け、前記給油通路の終端を、前記偏心軸の先端部において前記切欠き部と対向して開口した第一の放出口と前記偏心軸の先端部において上方に開口した第二の放出口とし、さらに、前記シリンダブロックの前記切欠き部の上部に集油カバーを設け、前記集油カバーは、前記偏心軸側の面とこの面と連続する下面に開口部を有し、かつ前記偏心軸側の面の開口部の天面が前記シャフトの前記偏心軸の先端部より上方に位置する構成とした密閉型圧縮機。
【請求項２】
前記集油カバーにおける偏心軸側の面の端部を、前記シリンダブロックを構成するシリンダの前記偏心軸側の端部より偏心軸側に延出させた請求項１に記載の密閉型圧縮機。
【請求項３】
前記集油カバーの内部に、潤滑油の流れを前記ピストンにおける鉛直上側の摺動面に誘導する誘導板を設けた請求項１または２に記載の密閉型圧縮機。
【請求項４】
前記誘導板を、前記偏心軸側から前記ピストンにおける鉛直上側の摺動面に向かって下がるように傾斜させた請求項３に記載の密閉型圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に電気冷凍冷蔵庫などの冷凍サイクルに使用される密閉型圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、家庭用冷凍冷蔵庫や自動販売機、エアコン等の冷凍サイクルシステム装置に使用される密閉型圧縮機には、高効率で且つ高い信頼性が求められている。
【０００３】
従来の密閉型圧縮機においては、給油通路を改善し、潤滑油をより確実にピストン鉛直上側摺動面に噴出・供給することでピストンの潤滑性を上げ、効率と信頼性を改善した密閉型圧縮機が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
以下、図面を参照しながら上記従来の密閉型圧縮機について説明する。
【０００５】
図６は、従来の密閉型圧縮機の縦断面図である。図７は、同密閉型圧縮機の要部拡大縦断面図である。
【０００６】
図６および図７において、密閉容器１内部には、固定子１３と回転子１５からなる電動要素１１と、電動要素１１によって駆動される圧縮要素１７と、密閉容器１内下部に貯溜した潤滑油３を収容している。また、密閉容器１の内部には、水素系冷媒Ｒ６００ａに代表されるような冷媒ガスが充填されている。圧縮要素１７を構成するシリンダブロック２７は、略円筒形のシリンダ３９とシャフト２１の主軸２３を軸支する軸受部３１を有している。
【０００７】
シリンダ３９は、軸受部３１側の上壁部に、ピストン３５のピストンピン３７を挿入するための半円弧状の切欠き部８０が設けられている。シャフト２１の偏心軸２５は、主軸２３に対して偏心した位置に形成されており、主軸２３には、電動要素１１の回転子１５が圧入固定されている。
【０００８】
シャフト２１に形成された給油手段２２は、シャフト２１の表面に形成されかつ軸方向へ螺旋状に延びる給油溝２４と、シャフト２１の下部に形成されかつ一端が潤滑油３中に開口し他端が給油溝２４と連通する給油機構１９と、偏心軸２５に設けられかつ一端が給油溝２４の他端と連通し他端が密閉容器１内へ上向きに開口した連結孔８２と、一端が連結孔８２と連通し他端が偏心軸２５の外周面に開口した潤滑油放出孔８４とから構成されている。潤滑油放出孔８４は、偏心軸２５がシリンダ３９に近づいたときに切欠き部８０と対向する高さ位置に設けられている。
【０００９】
以上のように構成された密閉型圧縮機について、以下にその動作を説明する。
【００１０】
電動要素１１の回転子１５がシャフト２１を回転させ、この回転に伴って偏心軸２５の回転運動が連結手段であるコンロッド４５とピストンピン３７を介してピストン３５に伝えられることで、ピストン３５はシリンダ３９内を往復運動する。
【００１１】
これにより、冷却システム（図示せず）からの冷媒ガスは、圧縮室４３内へ吸入され、ここで圧縮された後、再び冷却システムへと吐出され、以下、このサイクルを繰返す。
【００１２】
またシャフト２１の回転に伴い、給油機構１９内の潤滑油３は、遠心力によって上方へ
と汲み上げられ、給油溝２４を介して各摺動部へ給油し、その後、偏心軸２５の内周に設けられた連結孔８２に汲み上げられる。
【００１３】
そして潤滑油３は、連結孔８２の上端および潤滑油放出孔８４から円周方向に放出（散布）される。
【００１４】
これらの動作において、連結孔８２内では、潤滑油３が偏心軸２５の回転に伴う遠心力によって偏心方向に偏在している。そして、ピストン３５が下死点近傍に位置してシリンダブロック２７から露出した状態の時に、潤滑油３は潤滑油放出孔８４から放出され、半円弧状の切欠き部８０に衝突し、ピストン３５の鉛直上側摺動面へと散布される。
【００１５】
その結果、ピストン３５とシリンダ３９との間に十分な量の潤滑油３を給油することができ、シール性が高まることで体積効率が上がり、密閉型圧縮機の効率が向上する。
【００１６】
また、同時に十分な給油が得られることでピストン３５とシリンダ３９間で摩擦抵抗が減少しの摩耗を減少させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開２００３−０６５２３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら、上記従来の構成では、半円弧状の切欠き部８０に衝突した潤滑油３は鉛直上方にも飛び散るため、切欠き部８０に衝突した潤滑油３の一部しかピストン３５とシリンダ３９との間の潤滑に利用できなかった。
【００１９】
また近年、密閉型圧縮機の高効率化に伴い粘度の低い潤滑油３が使用されるようになってきている。そのため、ピストン３５とシリンダ３９間の潤滑を確保するためには、上述の撥ね上がりに伴い、潤滑に供しない潤滑油の量を考慮し、多量の潤滑油３が必要となっている。
【００２０】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、粘度の低い潤滑油を用いた場合であっても、ピストンとシリンダの間の潤滑性を確保し、高い信頼性を備えた密閉型圧縮機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】
【００２１】
前記従来の課題を解決するために、本発明の密閉型圧縮機は、シリンダブロックの切欠き部の上部に集油カバーを設け、集油カバーの軸受側の開口部を、シャフト偏心軸の先端より上方に位置するように構成したものである。
【００２２】
これによって、シャフトの潤滑油放出口より放出され、シリンダブロックの切欠き部に衝突して撥ね上がった潤滑油を、再び切欠き部へ導いてピストンにおける鉛直上側の摺動面へ給油し、シリンダとピストンの潤滑性を向上させることができる。
【００２３】
また、シャフトの偏心軸部上端部より噴出する潤滑油を、集油カバーに衝突させてシリンダブロックの切欠き部側へ導き、シリンダとピストンの潤滑性を維持・向上させると共に、ピストンとシリンダの間の潤滑を確保することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の密閉型圧縮機は、ピストンとシリンダの間の潤滑を確保し、低粘度の潤滑油を用いた場合であっても、高い信頼性が得られる密閉型圧縮機とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の縦断面図
【図２】同実施の形態１における密閉型圧縮機の要部拡大縦断面図
【図３】同実施の形態１における密閉型圧縮機のシャフト偏心軸部の拡大縦断面図
【図４】同実施の形態１における密閉型圧縮機の集油カバーの斜視図
【図５】同実施の形態１における密閉型圧縮機の異なる形態の集油カバーの斜視図
【図６】従来例を示す密閉型圧縮機の縦断面図
【図７】同密閉型圧縮機の要部拡大縦断面図
【発明を実施するための形態】
【００２６】
請求項１に記載の発明は、密閉容器内に、潤滑油と、電動要素と、前記電動要素によって駆動される圧縮要素を収容し、前記圧縮要素は、前記電動要素によって回転駆動される主軸部と該主軸部の一端に形成され、かつ前記主軸部と一体運動するように形成された偏心軸を有するシャフトと、圧縮室を形成するシリンダブロックと、前記シリンダブロックに設けられ、かつ前記シャフトの前記主軸部を軸支することによって片持ち軸受を形成する軸受部と、前記軸受部に対して一定の位置に固定されるように配置された略円筒形の圧縮室と、前記圧縮室の上壁に設けられた切欠き部と、前記圧縮室の内部に往復動可能に挿設されたピストンと、前記偏心軸と前記ピストンとを連結するコンロッドとを備えた構成とし、さらに、前記シャフトの主軸部と前記偏心軸に、前記密閉容器内の潤滑油が通過する給油通路を設け、前記給油通路の終端を、前記偏心軸の先端部において前記切欠き部と対向して開口した第一の放出口と前記偏心軸の先端部において上方に開口した第二の放出口とし、さらに、前記シリンダブロックの前記切欠き部の上部に集油カバーを設け、前記集油カバーは、前記偏心軸側の面とこの面と連続する下面に開口部を有し、かつ前記偏心軸側の面の開口部の天面が前記シャフトの前記偏心軸の先端部より上方に位置する構成としたものである。
【００２７】
かかる構成とすることにより、前記第一の放出口より噴出し、切欠き部に衝突して撥ね上がった潤滑油を、前記集油カバーで受け止め、切欠き部からピストンの鉛直上側の摺動面に導き、給油することができる。
【００２８】
また、第二の放出口から噴出する潤滑油を集油カバーに衝突させ、ピストンにおける鉛直上側の摺動面へ導くことができるため、多量の潤滑油をシリンダとピストンとの間に供給することができる。
【００２９】
その結果、低粘度の潤滑油を用いた場合であっても摺動部の潤滑を維持・向上することができ、ピストンの摩耗を抑制することで密閉型圧縮機の信頼性を向上することができる。また、多量の潤滑油がシリンダとピストンの間に供給されるため、シリンダとピストンの間のシール性が向上し、圧縮室における冷媒ガスの漏れを抑制して密閉型圧縮機の性能を向上させることができる。
【００３０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記集油カバーにおける偏心軸側の面の端部を、前記シリンダブロックを構成するシリンダの前記偏心軸側の端部より偏心軸側に延出させたものである。
【００３１】
かかる構成とすることにより、前記シャフトの第二の放出口から噴出する潤滑油を広い範囲で集めることが可能になり、シリンダとピストン間の潤滑性をさらに向上し、信頼性を確保することが可能になる。
【００３２】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記集油カバーの内部に、潤滑油の流れを前記ピストンにおける鉛直上側の摺動面に誘導する誘導板を設けたものである。
【００３３】
かかる構成とすることにより、前記集油カバーによって集めた潤滑油を、前記ピストンにおける鉛直上側の摺動面へ誘導することが可能になり、効率よく給油を行うことができる。したがって、シリンダとピストン間の潤滑性を安定させ、信頼性を確保することができる。
【００３４】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記誘導板を、前記偏心軸側から前記ピストンにおける鉛直上側の摺動面に向かって下がるように傾斜させたものである。
【００３５】
かかる構成とすることにより、集油カバーによって集めた潤滑油を滞留させることなく給油を必要とするピストンにおける鉛直上側の摺動面へ誘導することが可能になり、シリンダとピストン間の潤滑性をさらに安定させ、信頼性を高めることができる。
【００３６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。
【００３７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における密閉型圧縮機の縦断面図である。図２は、同実施の形態１における密閉型圧縮機の要部拡大縦断面図である。図３は、同実施の形態１における密閉型圧縮機のシャフト偏心軸部の拡大縦断面図である。図４は、同実施の形態１における密閉型圧縮機の集油カバーの斜視図である。図５は、同実施の形態１における密閉型圧縮機の異なる形態の集油カバーの斜視図である。
【００３８】
図１乃至図４において、密閉容器１０１内において、底部には潤滑油１０３が貯留され、さらに圧縮機本体１０５が、サスペンションスプリング１０７を介して配置されている。また、密閉容器１０１内には、温暖化係数の低い冷媒ガスであるＲ６００ａ（イソブタン）が充填されている。
【００３９】
圧縮機本体１０５は、電動要素１１１と、この電動要素１１１によって駆動される圧縮要素１１７を主体に構成され、密閉容器１０１には、電動要素１１１に電源を供給するための電源端子１０９が取り付けられている。
【００４０】
電動要素１１１は、薄板を積層した鉄心に銅線が巻かれて形成される固定子１１３と、固定子１１３の内径側に配置される回転子１１５を備え、固定子１１３の巻線が電源端子１０９を経由して密閉型圧縮機外の電源（図示せず）と導線により接続されている。
【００４１】
また、圧縮要素１１７は、電動要素１１１の上方に配設されている。圧縮要素１１７を構成するシャフト１２１は、主軸部１２３と、主軸部１２３と平行な偏心軸１２５と、主軸部１２３と偏心軸１２５の間のフランジ部１２１ａを備えた構成となっている。また、主軸部１２３には、回転子１１５が固定されている。
【００４２】
シャフト１２１に形成された給油手段は、一端が潤滑油１０３中に開口した給油機構１１９と、シャフト１２１の表面に形成され、下端が給油機構１１９に連通しかつ軸方向へ螺旋状に延びる給油溝（本発明の給油通路に相当）１２４と、図２に示す如く、偏心軸１２５に設けられた連結孔（本発明の第二の放出口に相当）１８２と、連結孔１８２から偏
心軸１２５の半径方向に延出し、外周面に開口した潤滑油放出孔（本発明の第一の放出口に相当）１８４とから構成されている。そして、連結孔１８２は、一端が給油溝１２４の他端と連通し、他端が偏心軸１２５の先端部１８６において密閉容器内空間に開口している。
【００４３】
また、シャフト１２１の偏心軸１２５の潤滑油放出孔１８４は、シリンダブロック１２７の上部に設けられた半円弧状の切欠き部１８０の肉厚ｔの投影面内に位置するようにその高さ位置が設定されている。
【００４４】
また、偏心軸１２５の先端部１８６の先端外縁１８８は、図３に示すようにテーパ形状で面取り加工が施され、連結孔１８２の開口縁１９０（角部）は、略直角となるように加工が施されている。
【００４５】
したがって、偏心軸１２５の先端部１８６は、上述の如く先端外縁１８８の面取り加工および開口縁１９０の略直角となる加工により、バリ等の凹凸物がない表面に形成されている。
【００４６】
シリンダブロック１２７は、円筒形の内面を有する軸受部１３１を備え、軸受部１３１に主軸部１２３が回転自在な状態で挿入されている。したがって、偏心軸１２５に作用した荷重を主軸部１２３と軸受部１３１で支持する構成は、片持ち軸受の構成となっている。
【００４７】
また、シリンダブロック１２７は、円筒状の穴部であるシリンダ１３９を備えており、ピストン１３５が、シリンダ１３９に往復自在に挿入されている。また、コンロッド１４５は、偏心軸１２５とピストン１３５とを連結している。このコンロッド１４５は、両端において偏心軸１２５とピストンピン１３７がそれぞれ回動可能に貫通している。
【００４８】
さらにシリンダブロック１２７には、シリンダ１３９の軸受部１３１側の上壁に、ピストンピン１３７を挿入するための半円弧状の切欠き部１８０が設けられている。
【００４９】
また、シリンダ１３９における軸受部１３１と反対側の端面には、バルブプレート１４１が取り付けられ、シリンダ１３９およびピストン１３５とともに圧縮室１４３を形成している。さらに、バルブプレート１４１を覆って蓋をするようにシリンダヘッド１４７が固定されている。
【００５０】
吸入マフラー１４９は、ＰＢＴなどの樹脂で成型され、内部に消音空間を形成し、バルブプレート１４１とシリンダヘッド１４７との間に挟持されることで固定されている。
【００５１】
本実施の形態１が、従来の密閉型圧縮機と大きく異なる構成は、シリンダブロック１２７の半円弧状の切欠き部１８０の上部に、半ドーム形状の集油カバー１９２を取り付けた構成である。
【００５２】
集油カバー１９２は、図２および図４に示すように、軸受部１３１側（偏心軸１２５側）の面とこの面と連続する下面に開口部１９２ａ、１９２ｂを有し、かつ軸受部１３１側の開口部１９２ａの天面が、シャフト１２１の偏心軸１２５の先端部１８６よりも上方に位置する構成となっている。さらに、集油カバー１９２は、軸受部１３１側の開口部１９２ａの端面が、シリンダブロック１２７におけるシリンダ１３９の軸受部側端部より軸受部１３１に近づくように延出している。
【００５３】
また、集油カバー１９２の内部には、図４に示すように傾斜した２枚の誘導板１９４が
設けられている。誘導板１９４は、ピストン１３５における鉛直上側の摺動面に向かって傾斜している。
【００５４】
以上のように構成された密閉型圧縮機について、以下その動作を説明する。
【００５５】
電動要素１１１の回転子１１５は、シャフト１２１を回転させ、これに伴って偏心軸１２５の回転運動がコンロッド１４５、ピストンピン１２９を介してピストン１３５に伝えられる。その結果、ピストン１３５は、シリンダ１３９内を往復運動する。
【００５６】
したがって、Ｒ６００ａガス（冷媒）は、周知の動作により、冷却システム（図示せず）から圧縮室１４３内へ吸入され、圧縮された後、再び冷却システムへと吐出される。
【００５７】
次に、潤滑油１０３の供給について説明する。
【００５８】
シャフト１２１の回転に伴い、給油機構１１９内の潤滑油１０３は、遠心力によって上方へと汲み上げられ、給油溝１２４を介して各摺動部へ供給され、各摺動部の潤滑を行ないながら偏心軸１２５に設けられた連結孔１８２に汲み上げられる。
【００５９】
連結孔１８２に汲み上げられた潤滑油１０３は、遠心力によって潤滑油放出孔１８４から円周方向に放出（散布）され、また連結孔１８２の残りの潤滑油１０３は、偏心軸１２５の先端部１８６から上方へ噴出される。
【００６０】
本実施の形態１において、図２の矢印で示すように、偏心軸１２５の潤滑油放出孔１８４は、ピストン１３５における鉛直上側の摺動面より上方に位置するとともに、シリンダブロック１２７に設けられた半円弧状の切欠き部１８０の肉厚ｔの壁面と相対する位置に構成されている。
【００６１】
そのため、水平方向に飛散した潤滑油１０３は、切欠き部１８０の壁面に当たり易く、この切欠き部１８０の壁面に衝突した潤滑油１０３の一部は、壁面を伝ってピストン１３５における鉛直上側の摺動面に給油される。また、切欠き部１８０に衝突し撥ね上がった潤滑油１０３は、集油カバー１９２によって捕捉され、その内壁や誘導板１９４の表面を伝ってピストン１３５における鉛直上側の摺動面に供給される。
【００６２】
さらに、切欠き部１８０に衝突することなく重力方向に落下した潤滑油１０３は、直接ピストン１３５における鉛直上側の摺動面に給油される。
【００６３】
したがって、多量の潤滑油１０３がシリンダ１３９とピストン１３５との間（摺動面）に供給され、潤滑を向上させることができる。その結果、ピストン１３５の摩耗を抑制し、信頼性を向上することができる。また、多量の潤滑油１０３が、シリンダ１３９とピストン１３５の間に供給されるため、シリンダ１３９とピストン１３５の間のシール性が向上し、これに伴って圧縮室１４３内の冷媒ガスの漏れが抑制でき、圧縮性能を向上させることができる。
【００６４】
また、連結孔１８２を経由して偏心軸１２５の先端部１８６から円周方向に噴出し、飛散する潤滑油１０３は、遠心力によって飛散するが、偏心軸１２５の先端外縁１８８に面取り加工を施していることから、その面取り加工面に付着し、その表面張力作用によって、水平方向、または重力方向に落下しながら円周方向に飛散する。
【００６５】
しかし、集油カバー１９２の天面がシャフト１２１の偏心軸１２５の先端部１８６よりも上方に位置していること、および集油カバー１９２の軸受部１３１側の開口部１９２ａ
の端面がシリンダブロック１２７の軸受部１３１側の端部よりも軸受部１３１側へ近づくように延出しているため、飛散した潤滑油１０３の多くが集油カバー１９２に衝突し、その内壁や誘導板１９４の表面を伝ってピストン１３５における鉛直上側の摺動面に供給される。
【００６６】
その結果、上述の如く、多量の潤滑油１０３のシリンダ１３９とピストン１３５との摺動面への供給が安定し、潤滑を向上させて、ピストン１３５の摩耗の抑制、およびシリンダ１３９とピストン１３５の間のシール性を確保して圧縮性能の向上を維持させることができる。
【００６７】
なお、集油カバー１９２は、半ドーム形状に限るものではなく、例えば、図５に示すように平面と曲面を組み合わせた形状を基調とする構成としても、同様の作用効果が期待できる。
【００６８】
なお、図５において、図４と同等の構成要件については、同一の符号を付している。
【００６９】
したがって、集油カバー１９２、誘導板１９４は、図４の構成と同等の機能を発揮するものであることが、当業者であれば容易に理解できる。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
以上のように、本発明にかかる密閉型圧縮機は、シリンダブロックの半円弧状の切欠き部の上部に集油カバーを設け、ピストンへの給油量を増加させる構成である。これにより、密閉型圧縮機の性能と信頼性を向上することができ、家庭用電気冷凍冷蔵庫に限らず、エアーコンディショナー、自動販売機やその他の冷凍装置等に広く適用できる。
【符号の説明】
【００７１】
１０１  密閉容器
１０３  潤滑油
１１１  電動要素
１１７  圧縮要素
１２１  シャフト
１２３  主軸部
１２４  給油溝（給油通路）
１２５  偏心軸
１２７  シリンダブロック
１３１  軸受部
１３５  ピストン
１３９  シリンダ
１４３  圧縮室
１４５  コンロッド
１８０  切欠き部
１８２  連結孔（第二の放出口）
１８４  潤滑油放出口（第一の放出口）
１８６  先端部
１９２  集油カバー
１９２ａ  開口部
１９２ｂ  開口部
１９４  誘導板
【図３】
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【図６】
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【図７】
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【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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