(57)【要約】      （修正有）【課題】アキュムレータ内へフィルタを容易かつ安価に設置できる車両用の熱交換アセンブリを提供する。【解決手段】凝縮器20、副クーラ40およびアキュムレータ30を備える。凝縮器と副クーラは、板の単一群を形成するように互いに連結されている。アキュムレータは、複数の板に形成された複数の貫通開口35によって画定される。凝縮器出口は、１つの凝縮器板と同一平面内に形成され、アキュムレータ入口31と連通する。副クーラ入口は、１つの副クーラ板と同一平面内に形成され、アキュムレータ出口32と連通する。アキュムレータ内には、ケージサポート51とフィルタ媒体を備えたフィルタ50が配置される。ケージサポートは、シールリップ構造56が設けられた第１端と、スペーサ58が設けられた第２端とを有し、フィルタ媒体を介して連通するアキュムレータ入口とアキュムレータ出口の間にシールリップ構造を位置決めする。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
凝縮器入口(21)と凝縮器出口(22)をもち、互いに固定された一群の凝縮器板(23)で形成され、各対の凝縮器板の間に空洞および冷媒流体が流れる空洞を画定する本体を備え、上記凝縮器板に、空洞を凝縮器入口に連通する入口通路(25)と空洞を凝縮器出口に連通する出口通路(27,27')が設けられた凝縮器(20)と、
上記凝縮器出口と連通するアキュムレータ入口(31)およびアキュムレータ出口(32)を有し、内部にフィルタ(50)が挿入されるアキュムレータ(30)と、
上記アキュムレータ出口(32)と連通する副クーラ入口(41)および副クーラ出口(42)を有し、互いに固定された一群の副クーラ板(43)で形成され、各対の副クーラ板の間に空洞および冷媒流体が流れる空洞を画定する副クーラ(40)を備え、上記副クーラ板に、空洞を副クーラ入口に連通する入口通路(45,45')と空洞を副クーラ出口に連通する出口通路(47)が設けられた副クーラ板とを備えた車両用の熱交換アセンブリであって、
上記凝縮器と副クーラは、単一群の板を成すように互いに連結され、
上記アキュムレータは、上記板を貫いて形成され,板が充填状態(in packing relationship)のとき整列する複数の貫通開口(35)で画定され、
上記凝縮器板(23)の出口通路の少なくとも１つ(27')は、各凝縮器板と同一平面内に形成され、上記アキュムレータ入口(31)と連通する凝縮器出口(22)を成し、
上記副クーラ板(43)の入口通路の少なくとも１つ(45')は、各副クーラ板と同一平面内に形成され、上記アキュムレータ出口(32)と連通する副クーラ入口(41)を成す熱交換アセンブリにおいて、
上記フィルタは、ケージサポート(51)とこのケージサポート上に配置されたフィルタ媒体(53)を有し、上記ケージサポート(51)は、アキュムレータを画定する上記貫通開口の縁に弾性的に嵌合するようになっているシール手段(56)を備えた第１端(55)と、アキュムレータの(30)の底部に嵌合するようになっているスペーサ手段(58)を備えた第２端(57)とを有して、上記アキュムレータ入口(31)とアキュムレータ出口(32)が上記フィルタ媒体(53)のみを介して互いに連通するように、上記シール手段(56)の位置をアキュムレータ入口(31)とアキュムレータ出口(32)の間に設定することを特徴とする熱交換アセンブリ。
【請求項２】
請求項１に記載の熱交換アセンブリにおいて、上記シール手段は、上記ケージサポート(51)の第１端(55)に周方向に配置されたシールリップ構造である熱交換アセンブリ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の熱交換アセンブリにおいて、上記アキュムレータは、板が充填状態になったとき,互いに密に結合する板(23,43)の各貫通開口(35)を取り囲む板(23,43)の突出部(29,49)によって、冷媒流体が流れる上記空洞から流体的に分離され、凝縮器出口(22)と副クーラ入口(41)は、アキュムレータと空洞の間に介設された板の上記突出部の長さ内に位置し、板の長手方向延びる熱交換アセンブリ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１つに記載の熱交換アセンブリにおいて、最後の上記凝縮器板と最初の上記副クーラ板は、凝縮器を上記副クーラから流体的に分離する接続板を構成し、凝縮器出口(22)を構成する出口通路(27')と副クーラ入口(41)を構成ずる入口通路(45')は、少なくとも上記接続板に形成されている熱交換アセンブリ。
【請求項５】
請求項４に記載の熱交換アセンブリにおいて、凝縮器出口(22)と副クーラ入口(41)の例外を除いて、凝縮器板(23)および副クーラ板(43)の入口通路(25,45)および出口通路(27,47)は、上記凝縮器板および副クーラ板を貫いて形成された貫通穴で構成される熱交換アセンブリ。
【請求項６】
請求項５に記載の熱交換アセンブリにおいて、上記板が充填状態のとき、
凝縮器板(23)の入口通路(25)を構成する貫通穴は、互いに整列させて配置され、凝縮器入口ヘッダを画定し、
副クーラ板(43)の入口通路(45)を構成する貫通穴は、互いに整列させて配置され、副クーラ入口ヘッダを画定し、
凝縮器板(23)の出口通路(27)を構成する貫通穴は、互いに整列させて配置され、凝縮器出口ヘッダを画定し、
副クーラ板(43)の出口通路(47)を構成する貫通穴は、互いに整列させて配置され、副クーラ出口ヘッダを画定する熱交換アセンブリ。
【請求項７】
請求項６に記載の熱交換アセンブリにおいて、上記入口ヘッダと出口ヘッダおよび上記アキュムレータは、上記熱交換アセンブリの片側端に配置されている熱交換アセンブリ。
【請求項８】
請求項４乃至７のいずれか１つに記載の熱交換アセンブリにおいて、上記入口通路(25,45)および出口通路(27,47)を構成する貫通穴は、板(23,43)を貫いて形成したパンチ穴(25a,45a,27a,47a)であり、上記接続板は、対応するパンチ盲穴(25a',27a')を有する熱交換アセンブリ。
【請求項９】
熱交換器の板(23,43)を貫いて互いに整列させて形成された複数の貫通開口(35)によって画定されるアキュムレータ(30)を有する板熱交換器(10)のためのフィルタ・アキュムレータにおいて、
上記フィルタは、ケージサポート(51)とこのケージフィルタに配置されたフィルタ媒体(53)を備え、上記ケージサポートは、上記アキュムレータ(30)を画定する上記貫通開口の縁に弾性的に嵌合するようになっているシール手段(56)が設けられた第１端(55)と、上記アキュムレータの底部に嵌合するようになっているスペーサ手段(58)が設けられた第２端(57)を有して、アキュムレータ(30)内でシール手段(56)の位置が設定されるようになっていることを特徴とするフィルタ・アキュムレータ。
【請求項１０】
請求項９に記載のフィルタ・アキュムレータにおいて、上記シール手段は、上記ケージサポート(51)の第１端(55)に周方向に配置されたシールリップ構造であるフィルタ・アキュムレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、
凝縮器入口と凝縮器出口をもち、互いに固定された一群の凝縮器板で形成され、各対の凝縮器板の間に空洞および冷媒流体が流れる空洞を画定する本体を備え、上記凝縮器板に、空洞を凝縮器入口に連通する入口通路と空洞を凝縮器出口に連通する出口通路が設けられた凝縮器と、
上記凝縮器出口と連通するアキュムレータ入口およびアキュムレータ出口を有し、内部にフィルタが挿入されるアキュムレータと、
上記アキュムレータ出口と連通する副クーラ入口および副クーラ出口を有し、互いに固定された一群の副クーラ板で形成され、各対の副クーラ板の間に空洞および冷媒流体が流れる空洞を画定する副クーラを備え、上記副クーラ板に、空洞を副クーラ入口に連通する入口通路と空洞を副クーラ出口に連通する出口通路が設けられた副クーラとを備えた車両用の熱交換アセンブリに関し、
上記凝縮器と副クーラは、単一群の板を成すように互いに連結され、
上記アキュムレータは、上記板を貫いて形成され,板が充填状態(in packing relation)のとき整列する複数の穴で画定され、
上記凝縮器板の出口通路の少なくとも１つは、各凝縮器板と同一平面内に形成され、上記アキュムレータ入口と連通する凝縮器出口を成し、
上記副クーラ板の入口通路の少なくとも１つは、各副クーラ板と同一平面内に形成され、上記アキュムレータ出口と連通する副クーラ入口を成す熱交換アセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両用の冷媒回路内に挿入される凝縮器は、空気-冷媒熱交換器である。
【０００３】
このような凝縮器は、溶接された要素をもつ熱交換器であり、ジャケット形フィンと押出管から製造され、一体化されたアキュムレータとフィルタシステムを有する。
【０００４】
近年、低温冷媒回路(ＬＴＣＬ)内に挿入すべく、水冷凝縮器(ＷＣＤＳ)が開発されている。
【０００５】
このような低温冷媒回路は、自動車市場での増大する要求、汚染物質排出の低減、および燃料消費の低減のため常に開発が続けられている。
【０００６】
低温冷媒回路は、エンジンの冷媒回路とは別に、専用のラジエータと電動水ポンプと幾つかの補助熱交換器から構成される。このような低温冷媒回路は、インタークーラ,凝縮器,ＥＧＲ(排気ガス再循環)クーラおよびハイブリッドまたは電気自動車のための電子機器を冷却するために、低温(略50℃)の冷媒で動作する。
【０００７】
低温冷媒回路の利点は、次のとおりである。
−調整システムの構造の簡素化および低い凝縮圧力(その結果として低燃料消費および汚染物質排出の低減)、
−車両の前部の簡素化と標準化、
−給気構造の簡素化、より低い給気温度およびより少ない給気圧の低下、
−自動変速装置作動油クーラ(ＡＴＯＣ)、 排気ガス再循環クーラ、電子機器クーラなどの他の構成部材を統合する場合の柔軟性、
−より良い熱管理能力。
【０００８】
低温冷媒回路の分野では、別のモジュレータをもつ板(プレート)凝縮器と副クーラが開発されている。
【０００９】
このような技術には、幾つかの欠点がある。即ち、
−複数の別々の構成部材を用いるため、重量と寸法が増大する、
−凝縮器とモジュレータの間およびモジュレータと副クーラの間の多数の接続のため、毎年の冷媒損失が増大する。(これに関して、新欧州規格はこのような冷媒損失の極端な低減を要求していることに注目すべきである。)
【００１０】
特許文献FR 2 947 041は、冒頭で述べた種類の熱交換アセンブリを開示する。この熱交換アセンブリは、凝縮器と副クーラとフィルタを内蔵するアキュムレータとからなる統合アセンブリである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、上述の欠点を少なくとも部分的になくすことができる熱交換アセンブリを提供することである。本発明の格別の目的は、アキュムレータ内へフィルタを容易かつ安価に設置できる車両用の熱交換器アセンブリを提供することである。
【００１２】
上記目的は、冒頭で述べた種類の熱交換アセンブリにおいて本発明によって達成され、この熱交換アセンブリは、上記フィルタが、ケージサポートとこのケージサポートに配置されるフィルタ媒体を備え、上記ケージサポートが、アキュムレータを画定する貫通開口縁に弾性的に嵌合するシール手段を設けた第１端と、アキュムレータの底部に嵌合するスペーサを設けた第２端を有して、アキュムレータの入口と出口がフィルタ手段のみを介して互いに連通するようにシール手段の位置がアキュムレータの入口と出口の間で設定されるようになっている。
【００１３】
本発明の好ましい実施形態は、本明細書の統合された部分を成すと理解されるべき従属請求項に定義される。
【００１４】
本発明による熱交換アセンブリの更なる特徴と利点は、添付の図面を参照して限定されない例として示される本発明の実施形態の次の詳細な説明から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明による熱交換アセンブリの斜視図である。
【図２】図２は、図１の熱交換アセンブリの分解斜視図である。
【図３】図３は、図２の熱交換アセンブリの矢印IIIで示す部分の拡大図である。
【図４】図４は、図３の更なる拡大図である。
【図５】図５は、図１の熱交換アセンブリ用のフィルタの斜視図である。
【図６】図６は、図５のフィルタをアキュムレータ内に取り付ける初期段階を示す図１の熱交換アセンブリの断面図である。
【図７】図７は、図５のフィルタをアキュムレータ内に取り付ける最終段階を示す図１の熱交換アセンブリの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１,図２を参照すると、車両用の熱交換アセンブリは、参照番号１０で示される。熱交換アセンブリ１０は、中間にアキュムレータが介設された凝縮器および副クーラの機能を果たす低温冷媒回路のための単一で分割できない構造ユニットによって構成される。従来、凝縮器は、ラジエータから流入するガス冷媒を冷却して、部分的に液冷媒に凝縮させる。アキュムレータ３０(モジュレータまたは受液器としても知られる)は、液冷媒とガス冷媒を分離して、液冷媒を副クーラに送出する。副クーラは、液冷媒のエンタルピーを増加させるべく液冷媒を更に冷却する。
【００１７】
凝縮器,アキュムレータ,副クーラを通る冷媒の流れは、図中の矢印で示される。
【００１８】
従って、熱交換器アセンブリ１０は、冷媒のための凝縮器入口２１と凝縮器出口２２をもつ凝縮器２０を備える。図には、冷媒を冷却する水のための凝縮器水入口ＣＷＩと凝縮器水出口ＣＷＯが更に示されている。凝縮器内の水経路は、本発明の目的ではないので、ここでは述べない。
【００１９】
凝縮器２０は、互いに固定され,一対の板２３,２３の間に空洞および冷媒が流れるための空洞を画定する一群の凝縮器板２３によって形成される本体を有する。特に図３に見られるように、図示の例では、各一対の板は、圧接で互いに連結された２つの板からなり、２つの板は、両者の間に水が流れるための図では見えない空洞を画定する。その代わりに、冷媒が流れる空洞は、分解斜視図のため開かれて見え、より詳しくは後述する。理解できるように、水用の空洞は、冷媒用の空洞と交互に並ぶから、板２３は、水と冷媒の間の熱交換面を画定する。従来、仕上がった製品では、板２３は互いに溶接される。
【００２０】
冷媒が流れる各空洞は、隣接する板２３に形成され,実質上鏡面対称な２つの空洞半分で構成される。図では、一方の空洞半分２４のみが見られる。理解できるように、各空洞半分２４は、板２３に沿って延びるＵ字状通路をもつ凹部で形成され、例えば、板自身の材料を塑性変形させて得られる。より一般的には、板は、熱交換面,通路,空洞を所望の形に画定すべく、波形またはいずれにせよ変化できる複雑な部分を有する。
【００２１】
凝縮器入口２１に冷媒空洞を連通させるべく板２３に入口通路２５が形成され、この冷媒空洞を凝縮器出口２２に連通させるべく板２３に出口通路２７,２７'が形成される。出口通路の１つ２７'は、実際、凝縮器出口２２を構成する。この出口通路２７'は、特に図４に示されるように、対応する凝縮板２３と同一平面内に形成される。
【００２２】
凝縮器入口は例外にして、凝縮器板２３の入口通路２５と出口通路２７は、凝縮器板２３を貫いて形成された貫通穴によって構成され、この凝縮器板２３上に冷媒が流れる空洞の端部が直接開口している。
【００２３】
凝縮器板２３の充填状態において、凝縮器板２３の入口通路２５を構成する貫通開口は、互いに整列させて配置され、凝縮器入口２１に連通する凝縮器入口ヘッダを画定し、凝縮器板２３の出口通路２７を構成する貫通開口は、互いに整列させて配置され、凝縮器出口２２に連通する凝縮器出口ヘッダを画定する。上記入口ヘッダと出口ヘッダは、熱交換アセンブリの一端側に配置される。
【００２４】
熱交換アセンブリ１０は、特に図６,７で見られる,凝縮器出口２２に連通するアキュムレータ入口３１およびアキュムレータ出口３２を備える。このアキュムレータの詳細は、後述する。
【００２５】
熱交換アセンブリ１０は、プレート副クーラ４０を更に備える。副クーラ４０は、冷媒のための副クーラ入口４１および副クーラ出口４２を有する。図１には、冷媒冷却用の水のための副クーラ水入口ＳＷＩと副クーラ水出口ＳＷＯが示されている。副クーラ内の水通路は、本発明の目的ではないので、ここでは述べない。
【００２６】
副クーラ４０は、単一群の板を成すように凝縮器２０に連結される。構造上の観点から、実際、副クーラは、凝縮器２０と実質上同じ単一の要素によって構成される。最後の凝縮器板と最初の副クーラ板は、副クーラ４０から凝縮器２０を流体的に分離するいわゆる接続板を構成する。図３において、接続板は、頂部から下に見て中央の一組の板から成る。図４には、このような接続板が、隣接する副クーラ板と一緒に示されている。
【００２７】
副クーラ４０は、互いに固定され,一対の板４３,４３の間に空洞および冷媒が流れるための空洞を画定する一群の副クーラ板４３によって形成される本体を有する。特に図３に見られるように、図示の例では、各一対の板は、圧接で互いに連結された２つの板からなり、２つの板は、両者の間に水が流れるための図では見えない空洞を画定する。その代わりに、冷媒が流れる空洞は、分解斜視図のため開かれて見え、より詳しくは後述する。理解できるように、水用の空洞は、冷媒用の空洞と交互に並ぶから、板４３は、水と冷媒の間の熱交換面を画定する。従来、仕上がった製品では、副クーラ板４３は、凝縮器板２３と一緒に互いに溶接される。
【００２８】
冷媒が流れる各空洞は、隣接する副クーラ板４３に形成され,実質上鏡面対称な２つの空洞半分で構成される。図では、一方の空洞半分４４のみが見られる。理解できるように、各空洞半分２４は、板２３に沿って延びるＵ字状通路をもつ凹部で形成され、例えば、板自身の材料を塑性変形させて得られる。より一般的には、板は、熱交換面,通路,空洞を所望の形に画定すべく、波形またはいずれにせよ変化できる複雑な部分を有する。
【００２９】
副クーラ入口４１に冷媒空洞を連通させるべく副クーラ板４３に入口通路４５,４５'が形成され、この冷媒空洞を副クーラ出口４２に連通させるべく板４３に出口通路４７が形成される。入口通路の１つ４５'は、実際、副クーラ入口４１を構成する。この入口通路４５'は、特に図４に示されるように、対応する副クーラ板４３と同一平面内に形成される。
【００３０】
図３,４,６,７から分かるように、凝縮器出口２２/アキュムレータ入口３１を構成する出口通路２７'および副クーラ入口４１/アキュムレータ出口３２を構成する入口通路４５'は、凝縮器と副クーラの間の少なくとも接続板上に形成される。
【００３１】
副クーラ入口/アキュムレータ出口は例外にして、副クーラ板４３の入口通路４５と出口通路４７は、副クーラ板４３を貫いて形成された貫通穴によって構成され、この副クーラ板４３上に冷媒が流れる空洞の端部が直接開口している。
【００３２】
副クーラ板４３の充填状態において、副クーラ板４３の入口通路４５を構成する貫通開口は、互いに整列させて配置され、副クーラ入口４１に連通する副クーラ入口ヘッダを画定し、副クーラ板４３の出口通路４７を構成する貫通開口は、互いに整列させて配置され、副クーラ出口４２に連通する副クーラ出口ヘッダを画定する。上記入口ヘッダと出口ヘッダは、熱交換アセンブリの一端側に配置される。
【００３３】
アキュムレータ３０は、凝縮器板２３と副クーラ板４３を貫いて形成された複数の貫通開口で画定され、このような板２３,４３が充填状態になったとき互いに整列する。アキュムレータ３０は、熱交換アセンブリの一端側で凝縮器と副クーラの入口ヘッダおよび出口ヘッダの近傍に配置される。
【００３４】
アキュムレータ３０は、板２３,４３の貫通開口３５を取り囲む板２３,４３の突出部２９,４９によって冷媒が流れる空洞から流体的に分離され、充填状態となったとき板は密封状態で互いに連結する。突出部の関係は、板間で空洞を形成する凹部２４,４４に対して板面の法線方向で定義される。凝縮器出口２２/アキュムレータ入口３１および副クーラ入口４１/アキュムレータ出口３２は、幾つかの板２３,４３の突出部２９,４９、特に凝縮器と副クーラの間の接続板の突出部を貫いて形成される。凝縮器出口２２/アキュムレータ入口３１および副クーラ入口４１/アキュムレータ出口３２は、特に図４から分かるように、アキュムレータと空洞の間に介設された突出部の長さ内に位置し、板の長手方向に平行に延びる。
【００３５】
凝縮器板と副クーラ板の入口通路２５,４５と出口通路２７,４７を成す貫通開口は、板上の凹部２４,４４の端部に形成された対応するパンチ穴２５a,４５a,２７a,４７aを貫いて形成される。対応するパンチ盲穴２５a',２７a'は、接続板に配置され(図では、接続板の凝縮器側のパンチ盲穴だけが見え、副クーラ側のパンチ盲穴は隠れている)、流体通路が、凹部２４,４４を対応する板のアキュムレータの貫通開口３５に直接接続する板と同一平面内に配置されているので、他のパンチ穴と整列させて正確に盲穴で配置される。このような配置は、実際に熱交換板の製造過程を簡素化する。なぜなら、パンチ穴が盲穴であり、凝縮器出口通路と副クーラ入口通路が板と同一平面内に配置して形成されるという接続板の特徴のみが異なることを除き、板は実質上同一であるからである(このような出口通路と入口通路は、図示の例,特に図４,６,７に示したように、接続板に接して配置される対応する凝縮器板および副クーラ板にも形成できることは明白であろう)。
【００３６】
図５〜７に示すように、熱交換アセンブリ１０は、アキュムレータ３０に挿入されるフィルタ５０を更に備える。このフィルタ１０は、ケージサポート５１と、ケージサポート５１上に配置されたフィルタ媒体５３を有する。フィルタ媒体は、冷媒流体に含まれうる任意の異物を捕集する。
【００３７】
ケージサポート５１は、アキュムレータ３０を画定する貫通開口３５の縁に弾性的に嵌合するようになっているシール手段５６を第１端５５に有し、アキュムレータ３０の底部に嵌合するようになっているスペーサ部材５８を第２端５７に有して、アキュムレータの入口と出口がフィルタ手段５３のみを介して互いに連通するように、シール手段５６の位置をアキュムレータ入口３１とアキュムレータ出口３２の間に設定する。
【００３８】
上記シール手段は、ケージサポート５１の一端５５上に周方向/周辺方向に配置されたシールリップ構造を備える。
【００３９】
上記スペーサ手段は、ケージサポート５１の第２端５６上に配置され、軸方向に突出する構造からなる。このスペーサ手段の軸方向寸法は、板の数,アキュムレータ入口と出口の配置の関数、従ってアキュムレータ３０の軸方向寸法の関数としてかなり大きいのが有利である。
【００４０】
フィルタの取付は、熱交換アセンブリのアキュムレータに沿う縦断面を示す図６,７に示すように行われる。フィルタ５０は、アキュムレータ３０に凝縮器側の端部から第１の凝縮器板２３の貫通開口３５を通って挿入される(図６)。取り付け過程の間、シールリップ構造３５は、板の貫通開口の縁に次々に嵌合し、フィルタは、貫通開口を通過し、屈曲と静止状態への跳ね戻りを繰り返しつつ、アキュムレータ底部に進む。スペーサ手段がアキュムレータ底に当接すると(図７)、フィルタは停止し、シールリップ構造は、アキュムレータの入口と出口の間に正確に位置決めされて、凝縮器と副クーラの間の接続板の貫通開口３５の縁に嵌合する。
【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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【外国語明細書】
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