(57)【要約】【課題】センターディファレンシャル、差動制限機構、及び、「差動制限モード」及び「メカニカルデフロックモード」を選択的に実現する切替機構を備えた車両のトランスファであって、部品点数が少なく且つ軸方向の全長が短いものを提供すること。【解決手段】スリーブＳが第１位置にある場合、スリーブＳが、入力軸Ａ１と一体で回転する部材ＣＳ、及び差動制限機構の第２回転体Ｐ２と係合して、部材ＣＳ及び第２回転体Ｐ２の回転速度差の発生が不能とされ、且つ、スリーブＳが、第２出力軸Ａ３と一体で回転するハブＨと係合しない。この結果、差動制限モードが実現される。スリーブＳが第２位置にある場合、スリーブＳが部材ＣＳ及びハブＨと係合して、部材ＣＳ及びハブＨの回転速度差の発生が不能とされる。この結果、メカニカルデフロックモードが実現される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の動力源の出力軸との間で動力伝達系統が形成される入力軸（Ａ１）と、
前記車両の左右前輪及び左右後輪のうちの一方との間で動力伝達系統が形成される第１出力軸（Ａ２）と、
前記車両の左右前輪及び左右後輪のうちの他方との間で動力伝達系統が形成される第２出力軸（Ａ３）と、
前記第１、第２出力軸の回転速度差の発生を許容しながら前記入力軸の出力を前記第１出力軸及び第２出力軸に分配するセンターディファレンシャルと、
前記第１、第２出力軸の回転速度差を小さくする方向のトルクであってその大きさが調整可能な差動制限トルクを前記第１、第２出力軸に付与する差動制限機構と、
前記第１、第２出力軸の回転速度差の発生が可能であり且つ前記差動制限トルクの大きさが前記車両の走行状態に応じて調整される差動制限モードと、前記第１、第２出力軸の回転速度差の発生が不能となるメカニカルデフロックモードと、の何れかのモードを選択的に実現する切替機構と、
を備えた車両のトランスファにおいて、
前記入力軸、前記第１、第２出力軸、前記センターディファレンシャル、及び、前記差動制限機構が同軸的に配置され、
前記差動制限機構は、
前記第２出力軸と同軸的且つ一体で回転する第１回転体（Ｐ１）と、
前記第２出力軸と同軸的且つ前記第１回転体との回転速度差が発生可能に回転する第２回転体（Ｐ２）と、
を備え、前記差動制限トルクとして、前記第１、第２回転体の回転速度差を小さくする方向のトルクを前記第１、第２回転体に付与するように構成され、
前記切替機構は、
前記第２出力軸と同軸的且つ一体で回転するハブ（Ｈ）と、
前記センターディファレンシャルを構成する複数の回転部材のうち前記入力軸と一体で回転する入力軸一体回転部材（ＣＳ）、前記第２回転体（Ｐ２）、及び、前記ハブ（Ｈ）と係合可能、且つ、その軸方向の位置に応じてこれらとの係合状態が変化する移動部材（Ｓ）と、
を備え、
前記移動部材が軸方向における第１位置にある場合、前記移動部材が前記入力軸一体回転部材、及び前記第２回転体と係合して、前記入力軸一体回転部材及び前記第２回転体の回転速度差の発生を不能とし、且つ、前記移動部材が前記ハブと係合しないことによって、前記差動制限モードが実現され、
前記移動部材が軸方向における第２位置にある場合、前記移動部材が前記入力軸一体回転部材、及び前記ハブと係合して、前記入力軸一体回転部材及び前記ハブの回転速度差の発生を不能とすることによって、前記メカニカルデフロックモードが実現される、車両のトランスファ。
【請求項２】
請求項１に記載の車両のトランスファにおいて、
前記ハブは、軸方向において前記センターディファレンシャルと前記差動制限機構との間に配置された、車両のトランスファ。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の車両のトランスファにおいて、
前記移動部材が軸方向における前記第２位置にある場合、前記移動部材が前記入力軸一体回転部材、及び前記ハブに加えて、前記第２回転体とも係合して、前記入力軸一体回転部材、前記ハブ、及び前記第２回転体の回転速度差の発生を不能とするように構成された、車両のトランスファ。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の車両のトランスファにおいて、
前記センターディファレンシャルは、
前記第２出力軸と同軸的且つ一体で回転するサンギヤ（ＳＧ）と、
それぞれが、前記サンギヤと噛合し、前記第２出力軸と平行であり且つ前記サンギヤより径方向外側に位置する軸を中心軸として自転しながら前記サンギヤより径方向外側で前記第２出力軸の周りを公転する複数のプラネタリギヤ（ＰＧ）と、
前記各プラネタリギヤの中心軸と連結され、前記各プラネタリギヤの公転運動の回転速度と等しい回転速度で前記入力軸と同軸的且つ一体で回転するプラネタリキャリア（ＣＡ）と、
前記複数のプラネタリギヤより径方向外側で前記複数のプラネタリギヤと噛合し、前記第１出力軸と同軸的且つ一体で回転するリングギア（ＲＧ）と、
を備えた、車両のトランスファ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のトランスファに関し、特に、動力源の出力が左右前輪及び左右後輪（４輪）に常時分配される４輪駆動車（所謂、フルタイム４ＷＤ車）のトランスファに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車両のエンジン（変速機）と接続される入力軸と、前記車両の左右前輪及び左右後輪のうちの一方と接続される第１出力軸と、前記車両の左右前輪及び左右後輪のうちの他方と接続される第２出力軸と、前記第１、第２出力軸の回転速度差の発生を許容しながら前記入力軸の出力を前記第１出力軸及び第２出力軸に分配するセンターディファレンシャルと、前記第１、第２出力軸の回転速度差を小さくする方向のトルク（差動制限トルク）を前記第１、第２出力軸に付与する差動制限機構と、「前記第１、第２出力軸の回転速度差の発生が可能であり且つ前記差動制限トルクの大きさが前記車両の走行状態に応じて調整されるモード」（差動制限モード）と「前記第１、第２出力軸の回転速度差の発生が不能となるモード」（メカニカルデフロックモード）との何れかのモードを選択的に実現する切替機構と、を備えた車両（フルタイム４ＷＤ車）のトランスファが広く知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
図４は、この種のトランスファの代表的な構成の一例を示す。図４に示すトランスファでは、入力軸Ａ１、第１出力軸（後輪側出力軸）Ａ２、第２出力軸（前輪側出力軸）Ａ３、センターディファレンシャル、及び、差動制限機構が同軸的に配置されている。この差動制限機構では、差動制限トルクとして、「第２出力軸Ａ３と一体で回転する第１回転体Ｐ１」と「第１回転体Ｐ１との回転速度差が発生可能に回転する第２回転体Ｐ２」との回転速度差を小さくする方向のトルクが第１、第２回転体Ｐ１、Ｐ２に付与されるように構成されている。第２回転体Ｐ２は、第１出力軸Ａ２と常時一体で回転するように構成されている。この結果、前記差動制限トルクは、第１、第２出力軸Ａ２、Ａ３の回転速度差を小さくする方向のトルクとして作用するようになっている。
【０００４】
切替機構内のスリーブＳは、入力軸Ａ１と一体で回転する第１ハブＨ１と、第２出力軸Ａ３と一体で回転する第２ハブＨ２と係合可能、且つ、その軸方向の位置に応じてこれらとの係合状態が変化するようになっている。
【０００５】
具体的には、図５に示すように、スリーブＳが第１ハブＨ１と係合し（スプライン嵌合し）且つ第２ハブＨ２と係合しない（スプライン嵌合しない）位置にある場合、上記「差動制限モード」が得られる。即ち、太い実線で示すように、エンジン（変速機）からのトルクは、入力軸Ａ１に伝達され、入力軸Ａ１に伝達されたトルクは、センターディファレンシャルの作用によって、左右後輪と接続される第１出力軸Ａ２に分配されるとともに、左右前輪と接続される第２出力軸Ａ３に分配される。加えて、第１、第２ハブＨ１、Ｈ２の回転速度差の発生が許容されることに起因して、第１、第２出力軸Ａ２、Ａ３の回転速度差の発生が許容されるとともに、太い破線で示すように、差動制限機構内で前記差動制限トルクが作用して、第１、第２出力軸Ａ２、Ａ３の回転速度差が調整され得る。
【０００６】
一方、図６に示すように、スリーブＳが第１、第２ハブＨ１、Ｈ２の両方と係合する（スプライン嵌合する）位置にある場合、上記「メカニカルデフロックモード」が得られる。即ち、上記差動制限モードと同様、太い実線で示すように、エンジン（変速機）からのトルクは、第１、第２出力軸Ａ２、Ａ３にそれぞれ分配される。加えて、第１、第２ハブＨ１、Ｈ２の回転速度差の発生が禁止されることに起因して、太い破線で示すように、第１、第２出力軸Ａ２、Ａ３の回転速度差の発生がメカニカル的に禁止される。
【０００７】
ところで、図４に示したトランスファでは、前記切替機構を構成するため、第１、第２ハブＨ１、Ｈ２が必須の構成となっている。このことが、トランスファ全体として、部品点数の増大、並びに、軸方向の全長の増大の原因の一つとなっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−３２１５４１号公報
【発明の概要】
【０００９】
本発明は、上記問題に対処するためのものであり、その目的は、センターディファレンシャル、差動制限機構、及び、「差動制限モード」及び「メカニカルデフロックモード」を選択的に実現する切替機構を備えた車両のトランスファであって、部品点数が少なく且つ軸方向の全長が短いものを提供することにある。
【００１０】
本発明による車両のトランスファでは、前記切替機構は、「前記第２出力軸と同軸的且つ一体で回転するハブ（Ｈ）」と、「前記センターディファレンシャルを構成する複数の回転部材のうち前記入力軸と一体で回転する入力軸一体回転部材（ＣＳ）、前記第２回転体（Ｐ２）、及び、前記ハブ（Ｈ）と係合可能、且つ、その軸方向の位置に応じてこれらとの係合状態が変化する移動部材（Ｓ）」と、を備える。
【００１１】
前記移動部材が軸方向における第１位置にある場合、前記移動部材が前記入力軸一体回転部材、及び前記第２回転体と係合して、前記入力軸一体回転部材及び前記第２回転体の回転速度差の発生が不能とされ、且つ、前記移動部材が前記ハブと係合しない。これにより、前記差動制限モードが実現され得る。
【００１２】
一方、前記移動部材が軸方向における第２位置にある場合、前記移動部材が前記入力軸一体回転部材、及び前記ハブと係合して、前記入力軸一体回転部材及び前記ハブの回転速度差の発生が不能とされる。これにより、前記メカニカルデフロックモードが実現され得る。
【００１３】
以上、上記本発明に係るトランスファによれば、前記切替機構を構成するため、ハブが１つで済む。換言すれば、上述した従来のトランスファと比較して、ハブを１つ省略することができる。この結果、上述した従来のトランスファと比較して、部品点数が少なく且つ軸方向の全長が短いものを提供することができる。
【００１４】
上記本発明に係るトランスファにおいては、前記ハブが、軸方向において前記センターディファレンシャルと前記差動制限機構との間に配置されることが好適である。これによれば、そうでない場合と比較して、切替機構の一部であるスリーブの軸方向の長さを短くすることができる。
【００１５】
また、上記本発明に係るトランスファにおいては、前記移動部材が軸方向における前記第２位置にある場合、前記移動部材が前記入力軸一体回転部材、及び前記ハブに加えて、前記第２回転体とも係合して、前記入力軸一体回転部材、前記ハブ、及び前記第２回転体の回転速度差の発生を不能とするように構成されることが好ましい。
【００１６】
前記移動部材が前記第２位置にある場合（即ち、メカニカルデフロックモードの場合）において、前記移動部材が前記入力軸一体回転部材及び前記ハブのみと係合し且つ前記第２回転体とは係合しないように構成される場合、第２回転体が第１回転体とは独立して自由に回転可能となる。換言すれば、第１、第２回転体の回転速度差が不必要に発生し得る。このことは、差動制限機構の耐久性の観点からは好ましくない。
【００１７】
これに対し、上記構成によれば、メカニカルデフロックモードの場合において、第１、第２回転体の回転速度差の発生がメカニカル的に禁止される。従って、メカニカルデフロックモードの場合において、第１、第２回転体の回転速度差が不必要に発生し得なくなり、差動制限機構の耐久性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係るトランスファの軸方向の断面に対応するスケルトン図である。
【図２】差動制限モードにおける駆動トルクの伝達経路を示した図１に対応する図である。
【図３】メカニカルデフロックモードにおける駆動トルクの伝達経路を示した図１に対応する図である。
【図４】従来のトランスファの軸方向の断面に対応するスケルトン図である。
【図５】差動制限モードにおける駆動トルクの伝達経路を示した図４に対応する図である。
【図６】メカニカルデフロックモードにおける駆動トルクの伝達経路を示した図４に対応する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態に係る車両のトランスファについて図面を参照しつつ説明する。
【００２０】
（構成）
図１に示すように、本発明の実施形態に係るトランスファは、入力軸Ａ１と、第１出力軸Ａ２と、第２出力軸Ａ３とを備える。入力軸Ａ１、第１出力軸Ａ２、及び、第２出力軸Ａ３は、ハウジング（図示せず）に固設された複数のベアリング（或いは、ブッシュ）等（図示せず）によって、互いに同軸的に回転可能にそれぞれ支持されている。
【００２１】
入力軸Ａ１は、エンジンＥ／Ｇと接続された変速機（図示せず）の出力軸と接続され、入力軸Ａ１と変速機の出力軸との間で動力伝達系統が形成されている。第１出力軸Ａ２は、後輪側のディファレンシャル（図示せず）を介して左右後輪と接続され、第１出力軸Ａ２と左右後輪との間で動力伝達系統が形成されている。第２出力軸Ａ３は、チェーン（図示せず）、第２出力軸Ａ３と並行に配置された第３出力軸（図示せず）、並びに、前輪側のディファレンシャル（図示せず）を介して左右前輪と接続され、第２出力軸Ａ３と左右前輪との間で動力伝達系統が形成されている。なお、前記チェーンに代えて、ギヤ列が介装されてもよい。
【００２２】
このトランスファは、センターディファレンシャルと、差動制限機構と、切替機構と、を備える。以下、これらについて順に説明していく。
【００２３】
センターディファレンシャルは、サンギヤＳＧと、複数のプラネタリギヤＰＧと、プラネタリキャリアＣＡと、リングギヤＲＧとを含んで構成されるプラネタリギヤ機構である。サンギヤＳＧは、第２出力軸Ａ３と同軸的且つ一体で回転する外歯車（平歯車、或いは、はすば歯車、やまば歯車）である。各プラネタリギヤＰＧは、サンギヤＳＧと噛合し、「第２出力軸Ａ３と平行且つサンギヤＳＧより径方向外側に位置する軸」を中心軸として自転しながらサンギヤＳＧより径方向外側で第２出力軸Ａ３の周りを公転する外歯車（平歯車、或いは、はすば歯車、やまば歯車）である。
【００２４】
プラネタリキャリアＣＡは、各プラネタリギヤＰＧの中心軸と連結され、各プラネタリギヤＰＧの公転運動の回転速度と等しい回転速度で入力軸Ａ１と同軸的且つ一体で回転する回転体である。より具体的には、プラネタリキャリアＣＡは、入力軸Ａ１と同軸的且つ一体で回転する「センターディファレンシャルのケースＣＳ」と一体で回転するようになっている。リングギヤＲＧは、各プラネタリギヤＰＧより径方向外側で各プラネタリギヤＰＧとそれぞれ噛合し、第１出力軸Ａ２と同軸的且つ一体で回転する内歯車（平歯車、或いは、はすば歯車、やまば歯車）である。ここで、ケースＣＳが、前記「入力軸一体回転部材」に対応する。
【００２５】
差動制限機構は、第１ピースＰ１と、第１クラッチ板Ｄ１と、第２ピースＰ２と、第２クラッチ板Ｄ２とを含んで構成される、周知の「多板クラッチ式電子制御カップリング」である。第１ピースＰ１は、第２出力軸Ａ３と同軸的且つ一体で回転する回転体である。第１クラッチ板Ｄ１は、第１ピースＰ１と同軸的且つ一体で回転するとともに、軸方向に所定間隔をあけて第１ピースＰ１の外側面から径方向外側に向けてそれぞれが延在するように配置された複数のクラッチ板である。
【００２６】
第２ピースＰ２は、第１ピースＰ１より径方向外側で、第２出力軸Ａ３と同軸的且つ第１ピースＰ１との回転速度差が発生可能に回転する回転体である。第２クラッチ板Ｄ２は、第２ピースＰ２と同軸的且つ一体で回転するとともに、軸方向に所定間隔をあけて第２ピースＰ２の内側面から径方向内側に向けてそれぞれが延在するように配置された複数のクラッチ板である。
【００２７】
第１クラッチ板Ｄ１を構成する複数のクラッチ板と、第２クラッチ板Ｄ２を構成する複数のクラッチ板とは、対応するクラッチ板同士が軸方向において向き合うように、且つ、対応するクラッチ板同士の軸方向における距離が調整可能に配置されている。対応するクラッチ板同士の軸方向における距離は、図示しないアクチュエータによって調整可能となっている。この距離を調整することによって、第１、第２ピースＰ１、Ｐ２の回転速度差を小さくする方向のトルク（差動制限トルク）の大きさが調整され得るようになっている。
【００２８】
切替機構は、センターディファレンシャルのケースＣＳ（前記入力軸一体回転部材）と、ハブＨと、第２ピースＰ２と、スリーブＳとを含んで構成される。ハブＨは、第２出力軸Ａ３と同軸的且つ一体で回転する回転体である。ハブＨは、軸方向において、センターディファレンシャルと差動制限機構との間に配置されている。ケースＣＳ、ハブＨ、及び第２ピースＰ２の円筒外周部には、入力軸Ａ１に対して同軸的に同径の外スプラインがそれぞれ形成されている。
【００２９】
スリーブＳは、入力軸Ａ１と同軸的に回転可能、且つ、軸方向に移動可能に配置されている。スリーブＳは、軸方向において互いに離間して配置される第１内周部Ｓ１及び第２内周部Ｓ２を備えている。第１、第２内周部Ｓ１、Ｓ２には、入力軸Ａ１に対して同軸的に同径の内スプラインがそれぞれ形成されている。スリーブＳの軸方向位置に応じて、スリーブＳ（の内スプライン）と、ケースＣＳ、ハブＨ、及び第２ピースＰ２（の外スプライン）との係合状態が変化するようになっている。スリーブＳの軸方向位置は、図示しないアクチュエータによって制御される。
【００３０】
電子制御装置ＥＣＵは、このトランスファが搭載される車両の運転者により操作される操作部材（レバー等）の状態（位置）、車両の走行状態等に応じて、スリーブＳの軸方向位置を調整するアクチュエータ（図示せず）、及び、差動制限トルクの大きさを調整するアクチュエータ（図示せず）を制御するようになっている。
【００３１】
（作用）
次に、上記のように構成されたトランスファの作動について説明する。スリーブＳの軸方向位置は、図２、図３に示す２つの位置の何れかに選択的に調整される。以下、順に説明する。
【００３２】
スリーブＳの軸方向位置が図２に示す位置（第１位置）に調整されると、スリーブＳは、ケースＣＳ及び第２ピースＰ２と歯合するとともに、ハブＨとは歯合しない。以下、この状態を「差動制限モード」と呼ぶ。一方、スリーブＳの軸方向位置が図３に示す位置（第２位置）に調整されると、スリーブＳは、ケースＣＳ、第２ピースＰ２、及びハブＨの全てと歯合する。以下、この状態を「メカニカルデフロックモード」と呼ぶ。
【００３３】
＜差動制限モード＞
差動制限モードでは、太い実線で示すように、エンジン（変速機）からのトルクは、入力軸Ａ１に伝達され、入力軸Ａ１に伝達されたトルクは、センターディファレンシャルの作用によって、左右後輪と接続される第１出力軸Ａ２に分配されるとともに、左右前輪と接続される第２出力軸Ａ３に分配される。加えて、スリーブＳがハブＨと歯合しないことに起因して、入力軸Ａ１と第２出力軸Ａ３との回転速度差の発生が許容される。従って、第１、第２出力軸Ａ２、Ａ３の回転速度差の発生が許容されるとともに、太い破線で示すように、差動制限機構内で前記差動制限トルクが作用して、第１、第２ピースＰ１、Ｐ２の回転速度差、即ち、第１、第２出力軸Ａ２、Ａ３の回転速度差が調整され得る。前記差動制限トルクの大きさは、例えば、車輪のスリップ量、車速、アクセル開度等に基づいて調整され得る。
【００３４】
＜メカニカルデフロックモード＞
メカニカルデフロックモードでも、差動制限モードと同様、太い実線で示すように、エンジン（変速機）からのトルクが、第１、第２出力軸Ａ２、Ａ３にそれぞれ分配される。加えて、スリーブＳがハブＨと歯合することに起因して、太い破線で示すように、入力軸Ａ１と第２出力軸Ａ３との回転速度差の発生がメカニカル的に禁止される。この結果、第１、第２出力軸Ａ２、Ａ３の回転速度差の発生がメカニカル的に禁止される。
【００３５】
（作用・効果）
以上、説明した本発明の実施形態に係るトランスファにおいては、切替機構を構成するため、ハブＨが１つで済む。換言すれば、上述した従来のトランスファと比較して、ハブを１つ省略することができる。この結果、上述した従来のトランスファと比較して、部品点数が少なく且つ軸方向の全長が短いものを提供することができる。
【００３６】
また、ハブＨが、軸方向においてセンターディファレンシャルと差動制限機構との間に配置されている。これにより、そうでない場合と比較して、スリーブＳの軸方向の長さを短くすることができる。
【００３７】
加えて、上記本発明に係るトランスファにおいては、メカニカルデフロックモードにおいて、スリーブＳが、ケースＣＳ及びハブＨに加えて、第２ピースＰ２とも係合する。従って、ケースＣＳ、ハブＨ、及び第２ピースＰ２の間の回転速度差の発生が禁止される。このことは、第１、第２回転体Ｐ１、Ｐ２の回転速度差の発生が禁止されることを意味する。従って、メカニカルデフロックモードの場合において、第１、第２ピースＰ１、Ｐ２の回転速度差が不必要に発生し得なくなり、差動制限機構の耐久性が向上する。
【００３８】
本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、上記実施形態では、第１、第２出力軸Ａ２、Ａ３が左右後輪及び左右前輪にそれぞれ接続されているが、第１、第２出力軸Ａ２、Ａ３が左右前輪及び左右後輪にそれぞれ接続されていてもよい。
【００３９】
また、上記実施形態では、ハブＨが、軸方向においてセンターディファレンシャルと差動制限機構との間に配置されているが、ハブＨが、軸方向においてセンターディファレンシャルと差動制限機構との間以外に配置されていてもよい。また、上記実施形態では、センターディファレンシャルとしてプラネタリギヤ機構が採用されているが、プラネタリギヤ機構以外の機構でセンターディファレンシャルが構成されていてもよい。加えて、上記実施形態では、前記入力軸一体回転部材として、センターディファレンシャルのケースＣＳが使用されているが、プラネタリキャリアＣＡが使用されてもよい。
【符号の説明】
【００４０】
Ａ１…入力軸、Ａ２…第１出力軸、Ａ３…第２出力軸、ＳＧ…サンギヤ、ＰＧ…プラネタリギヤ、ＣＡ…プラネタリキャリア、ＲＧ…リングギヤ、Ｐ１…第１ピース、Ｐ２…第２ピース、Ｈ…ハブ、Ｓ…スリーブ、ＥＣＵ…電子制御装置
【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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