(57)【要約】【課題】バイパス路を通流する流体で電動ポンプの冷却が可能であり、バイパス路とポンプ部との接続構造が簡略な電動ポンプを提供する。【解決手段】ポンプ部４からの吐出流体の圧力が設定圧力以上になるとバイパス路２２を開くリリーフ弁Ｖを有し、ポンプ吐出路１６からバイパス路２２への分岐部２４及びバイパス路２２からポンプ吸入路１７への合流部２５がカバー部材７ｂの側に形成され、バイパス路２２がケース本体７ａのケース端面９とカバー部材７ｂのカバー端面１０との接合部を通ると共に、バイパス路２２の一部を、分岐部２４及び合流部２５よりもケース本体７ａの側に設けてある。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向で複数のコイルが配設されたステータ及び前記コイルに対する通電で回転するモータロータを備えたモータ部と、
前記モータ部の回転動力で駆動されるポンプ部と、
前記モータ部及び前記ポンプ部を同芯状に内装し、かつ、前記ポンプ部を収容するポンプ収容部がケース端面に開口するように形成されたケース本体と、
前記ポンプ収容部の開口を塞ぐように、前記ケース端面に接合されるカバー端面を備えたカバー部材と、
前記カバー部材に形成された前記ポンプ部の吐出路及び吸入路と、
前記吐出路から吐出された吐出流体を前記吸入路に吸入させるバイパス路と、
前記吐出流体の圧力が設定圧力以上になると、前記バイパス路を開くリリーフ弁と、を有し、
前記吐出路から前記バイパス路への分岐部及び前記バイパス路から前記吸入路への合流部が前記カバー部材の側に形成され、
前記バイパス路が前記ケース端面と前記カバー端面との接合部を通ると共に、前記バイパス路の一部を、前記分岐部及び前記合流部よりも前記ケース本体の側に設けてある電動ポンプ。
【請求項２】
前記ケース本体は、前記モータロータの回転軸芯方向で、前記ステータを設けてある第１ケース部と、前記ポンプ収容部を形成してある第２ケース部とに分割して互いに接合してあり、
前記バイパス路を、前記第１ケース部と前記第２ケース部との接合部に沿って形成してある請求項１記載の電動ポンプ。
【請求項３】
前記バイパス路を、前記モータロータの回転軸芯方向視において前記ステータと重畳する位置に配設してある請求項１又は２記載の電動ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周方向で複数のコイルが配設されたステータ及び前記コイルに対する通電で回転するモータロータを備えたモータ部と、前記モータ部の回転動力で駆動されるポンプ部と、前記モータ部及び前記ポンプ部を同芯状に内装し、かつ、前記ポンプ部を収容するポンプ収容部がケース端面に開口するように形成されたケース本体と、前記ポンプ収容部の開口を塞ぐように、前記ケース端面に接合されるカバー端面を備えたカバー部材と、前記カバー部材に形成された前記ポンプ部の吐出路及び吸入路と、前記吐出路から吐出された吐出流体を前記吸入路に吸入させるバイパス路と、前記吐出流体の圧力が設定圧力以上になると、前記バイパス路を開くリリーフ弁とを有する電動ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
上記電動ポンプは、モータ部の負荷が過大にならないように、ポンプ部からの吐出流体の圧力が設定圧力以上になると、リリーフ弁でバイパス路を開いて、吐出流体をバイパス路を介してポンプ部に吸入させるように構成してある。
特許文献１には、バイパス路を通流する流体で電動ポンプの発熱部を冷却できるように、バイパス路を設けた電動ポンプが記載されている。
この電動ポンプに設けてあるバイパス路は、カバー部材に形成した吐出路及び吸入路とは別に、ケース本体の内側において、ポンプ部を挟んで前記吐出路及び吸入路とは反対側に設けられている。このバイパス路の位置にリリーフ弁が設けられ、ポンプ部の吐出圧力が高まった際には、当該リリーフ弁が開弁し、流体が、ポンプ部に隣接して設けられた制御部の壁面に沿って流れるように構成されている。
このような構成により、バイパス流路の距離が短くなり、電力制御部の冷却が可能になると特許文献１には記載がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１６２１４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このようなバイパス路を形成するには、電動ポンプの全体を当該仕様になるよう設計しなければならない。このため、電動ポンプのサイズが各種存在する場合には、個々に電動ポンプを設計しなければならず、新たな電動ポンプを効率的に得ることはできない。
また、このポンプにおいてはバイパス路の長さを短く構成する必要上、バイパス流路およびリリーフ弁の設置場所は、ケース本体の内部のうちポンプロータの一方の側のごく狭い領域に制限される。その結果、流体を用いて発熱部を冷却するとはいえ、電力制御部の壁面の一部が冷却されるに過ぎず、ポンプ全体の発熱に対して十分な冷却効果を得ることはできない。
【０００５】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、バイパス路を通流する流体で電動ポンプの冷却が可能であり、バイパス路とポンプ部との接続構造が簡略な電動ポンプ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】
【０００６】
本発明による電動ポンプの第１特徴構成は、周方向で複数のコイルが配設されたステータ及び前記コイルに対する通電で回転するモータロータを備えたモータ部と、前記モータ部の回転動力で駆動されるポンプ部と、前記モータ部及び前記ポンプ部を同芯状に内装し、かつ、前記ポンプ部を収容するポンプ収容部がケース端面に開口するように形成されたケース本体と、前記ポンプ収容部の開口を塞ぐように、前記ケース端面に接合されるカバー端面を備えたカバー部材と、前記カバー部材に形成された前記ポンプ部の吐出路及び吸入路と、前記吐出路から吐出された吐出流体を前記吸入路に吸入させるバイパス路と、前記吐出流体の圧力が設定圧力以上になると、前記バイパス路を開くリリーフ弁と、を有し、前記吐出路から前記バイパス路への分岐部及び前記バイパス路から前記吸入路への合流部が前記カバー部材の側に形成され、前記バイパス路が前記ケース端面と前記カバー端面との接合部を通ると共に、前記バイパス路の一部を、前記分岐部及び前記合流部よりも前記ケース本体の側に設けてある点にある。
【０００７】
本構成の電動ポンプは、前記吐出路から前記バイパス路への分岐部及び前記バイパス路から前記吸入路への合流部が前記カバー部材の側に形成され、前記バイパス路が前記ケース端面と前記カバー端面との接合部を通ると共に、前記バイパス路の一部を、前記分岐部及び前記合流部よりも前記ケース本体の側に設けてある。
【０００８】
特に、吐出路からバイパス路への分岐部及びバイパス路から吸入路への合流部をカバー部材の側に形成すると共に、バイパス路はケース端面とカバー端面との接合部を通り、かつ、バイパス路の一部を、カバー部材の側に形成した分岐部及び合流部よりもケース本体の側に設けてある。よって、通電により発熱し易いモータ部が内装されたケース本体を、バイパス路を通流する流体で効果的に冷却することができる。
本構成の場合、例えば、前記分岐部と前記合流部とをカバー部材のうちケース本体に対向するカバー端面に設け、バイパス路をケース本体の内部を貫通する状態に設けたり、前記分岐部と前記合流部とをカバー部材の外面側に設けるとともに、バイパス路をカバー部材のカバー端面とケース本体のケース端面との接合部位に設けるなど、各種の構成を採ることができる。
【０００９】
本発明の第２特徴構成は、前記ケース本体は、前記モータロータの回転軸芯方向で、前記ステータを設けてある第１ケース部と、前記ポンプ収容部を形成してある第２ケース部とに分割して互いに接合してあり、前記バイパス路を、前記第１ケース部と前記第２ケース部との接合部に沿って形成してある点にある。
【００１０】
第１ケース部には、発熱部位であるステータが設けてある。本構成のごとく、バイパス路を第１ケース部と第２ケース部との接合部に沿って設けることで、前記ステータからの発熱を効果的に除去し、ポンプ全体の冷却効果を高めることができる。
【００１１】
本発明の第３特徴構成は、前記バイパス路を、前記モータロータの回転軸芯方向視において前記ステータと重畳する位置に配設した点にある。
【００１２】
本構成であれば、コイルへの通電に伴うステータの温度上昇を効果的に抑制して、ステータの耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態における電動ポンプの縦断面図
【図２】図１のII−II線断面図
【図３】図１のIII−III線断面図
【図４】電動ポンプの分解斜視図
【図５】リリーフ弁が閉じている状態を示す図３のＶ−Ｖ線断面図
【図６】リリーフ弁が開いている状態を示す図３のＶ−Ｖ線断面図
【図７】第２実施形態における電動ポンプの横断面図
【図８】第３実施形態における電動ポンプの縦断面図
【図９】第４実施形態における電動ポンプの縦断面図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下には、本発明に係る幾つかの実施形態を図面に基づいて説明する。
〔第１実施形態〕
図１〜図６は、自動車用エンジンにおける潤滑用オイルの供給系に装備される電動ポンプを示す。
電動ポンプは、図１，図２に示すように、周方向で複数のコイル１ａが配設されたステータ１及びそれらのコイル１ａに対する通電で回転するモータロータ２を備えたモータ部３と、モータ部３の回転動力で駆動されるポンプ部４と、モータ部３の回転動力をポンプ部４に伝達する鋼などの金属材料で形成してあるシャフト５と、電動ポンプの作動を制御する制御ユニット６と、モータ部３，ポンプ部４及び制御ユニット６を収容する外形が略円柱状の金属製又は樹脂製のケース７とを有する。
【００１５】
ケース７は、モータ部３及びポンプ部４を同芯状に内装し、かつ、ポンプ部４を収容するポンプ収容部８がケース端面９に開口するように形成されたケース本体７ａと、ポンプ収容部８の開口を塞ぐように、ケース端面９に接合されるカバー端面１０を備えた厚肉板状のカバー部材７ｂと、制御ユニット６の収容空間６ａを形成する制御カバー７ｃなどを有する。
【００１６】
ケース本体７ａは、モータロータ２の回転軸芯（シャフト５の回転軸芯）Ｘの方向で、ステータ１を設けてある第１ケース部１１と、ポンプ収容部８を形成してある第２ケース部１２とに分割構成してある。
第１ケース部１１は、ステータ１がインサート成形された筒状部１１ａと、筒状部１１ａの内周側をモータロータ２の側と制御ユニット６の側とに液密に区画する区画壁１１ｂとを有している。
第２ケース部１２は、シャフト５を回転自在に支持する円柱状の軸受部１２ａと、第１ケース部１１の筒状部１１ａに同芯状に内嵌する円柱状の嵌合部１２ｂとを同芯状に有し、軸受部１２ａはモータロータ２の内周側に入り込むように形成してある。
【００１７】
第２ケース部１２の嵌合部１２ｂを筒状部１１ａの一端側に嵌合して、区画壁１１ｂと第２ケース部１２との間にモータロータ２を収容するロータ収容空間１３を形成してある。また、筒状部１１ａの他端側に制御カバー７ｃを嵌合固定して、区画壁１１ｂと制御カバー７ｃとの間に制御ユニット６を収容するユニット収容空間６ａを形成してある。
制御ユニット６は、例えば電力トランジスタなどを有するドライバ回路やモータロータ２の回転位相を判定するセンシング処理部を備えた基板６ｂを有している。
【００１８】
モータロータ２は、外周側に配置してある周方向で複数の永久磁石２ａと、それらの永久磁石２ａを保持するバックヨーク２ｂとを備えたリング状に形成してある。
複数の永久磁石２ａは、Ｎ極とＳ極とが周方向に交互になるように配設してある。バックヨーク２ｂは鉄などの強磁性体の薄板を積層したものである。
【００１９】
モータロータ２を、シャフト５を挿通するボス部１４ａを形成してある樹脂製の円盤状部材１４にインサート成形して、モータロータ２の回転子１５を構成してある。
回転子１５は、モータロータ２が筒状部（ステータ１）１１ａの内周側で回転するように、ボス部１４ａに挿通したシャフト５を介して、第２ケース部１２に支持してある。
【００２０】
ポンプ部４は、トロコイド状の内歯を内周側に形成してあるアウタロータ４ａと、アウタロータ４ａの内周側で内歯に噛み合う外歯を外周側に形成してあるインナロータ４ｂとを備えたトロコイド式のギアポンプで構成して、ポンプ収容部８に収容してある。
ポンプ部４の作動油が吐出される吐出路１６及び作動油が吸入される吸入路１７をカバー部材７ｂに貫通形成してある。
【００２１】
アウタロータ４ａとインナロータ４ｂは同じ厚さで形成してあり、ポンプ収容部８は、これらのロータ４ａ，４ｂの厚さと略同じ長さの円筒状の内周面を備えた凹部で形成してある。
アウタロータ４ａは、インナロータ４ｂの回転軸芯Ｘに対して偏芯する偏芯軸芯Ｙの周りでポンプ収容部８の内周面に沿って摺動回転自在に収容してある。
【００２２】
シャフト５は、一端側にモータロータ２の回転子１５を固定すると共に他端側にインナロータ４ｂを固定して、モータロータ２の回転動力をポンプ部４に伝達する。
シャフト５は、一端側がカバー部材７ｂに形成した凹部５ａに入り込み、他端側が区画壁１１ｂに形成した凹部５ｂに入り込むように装着してある。
【００２３】
第１ケース部１１及び第２ケース部１２には、ボルト挿通孔１８ａ，１８ｂを形成してあるフランジ部１９ａ，１９ｂを設けてあり、カバー部材７ｂには、雌ネジ孔１８ｃを形成してあるフランジ部１９ｃを設けてある。
ボルト挿通孔１８ａ，１８ｂに挿通した頭付きボルト２０を雌ネジ孔１８ｃに締め込んで、第１ケース部１１，第２ケース部１２及びカバー部材７ｂを一体に連結してある。
【００２４】
第１ケース部１１と第２ケース部１２との接合部、及び、第２ケース部１２とカバー部材７ｂとの接合部の夫々にシールリング２１を装着して、オイル（流体の一例）のケース外部への漏れ出しを防止してある。
また、第２ケース部１２における嵌合部１２ｂの外周側にはシールリング３３を装着して、作動油が嵌合部１２ｂと筒状部１１ａとの間からロータ収容空間１３に漏れ出すのを防止している。
さらに、第２ケース部１２における軸受部１２ａの内周側にシール材３４を環状に装着して、軸受部１２ａとシャフト５との間を介してポンプ部４からロータ収容空間１３に作動油が漏れ出すのを防止している。
尚、モータロータ２が作動油に触れることを許容する構成である場合には、これらシールリング３３およびシール材３４は特に設ける必要はない。
【００２５】
図３〜図６に示すように、吐出路１６から吐出された作動油（吐出流体）を吸入路１７に吸入させてポンプ部４に還流するバイパス路２２と、ポンプ部４から吐出路１６に吐出された作動油の圧力が設定圧力以上になると、作動油が通流するようバイパス路２２を開くリリーフ弁Ｖとを設けてある。
【００２６】
カバー部材７ｂには、吐出路１６からバイパス路２２への分岐部２４及びバイパス路２２から吸入路１７への合流部２５を形成してある。
バイパス路２２は、ケース端面９とカバー端面１０との接合部を通して、カバー部材７ｂと第２ケース部１２とに亘って設け、バイパス路２２の一部を分岐部２４及び合流部２５に対してケース本体７ａの側に設けてある。
したがって、分岐部２４はバイパス路２２の始端部分を構成し、合流部２５はバイパス路２２の終端部分を構成している。
【００２７】
リリーフ弁Ｖは、図５，図６に示すように、カバー部材７ｂに装着してバイパス路２２の途中箇所に接続してある。一次側流路２３ａの作動油圧力（吐出流体の圧力）が設定圧力以上になると、図６に示すように、スプール弁体２３がコイルバネ２３ｃの付勢力に抗って引退し、一次側流路２３ａと二次側流路２３ｂとを連通させる。
【００２８】
カバー部材７ｂのカバー端面１０には、図１，図４に示すように、吐出路１６からの分岐部２４を形成する分岐路用溝２４ａ、及び、吸入路１７への合流部２５を形成する合流路用溝２５ａを形成してある。したがって、分岐部２４及び合流部２５は、カバー端面１０をケース端面９に接合してカバー部材７ｂと第２ケース部１２とを連結することにより、カバー端面１０とケース端面９との間に形成される。
【００２９】
バイパス路２２は、分岐部２４に連通する分岐側流路２６と、上流側が分岐側流路２６に連通する回転軸芯Ｘの周りで円弧状に配設してある第１流路２７と、合流部２５に連通する合流側流路２８と、下流側が合流側流路２８に連通する回転軸芯Ｘの周りで円弧状の第２流路２９と、第１流路２７の下流側をリリーフ弁Ｖの一次側流路２３ａに連通する第１連通路３０と、第２流路２９の上流側をリリーフ弁Ｖの二次側流路２３ｂに連通する第２連通路３１と、を備えている。
【００３０】
分岐側流路２６、合流側流路２８、第１連通路３０及び第２連通路３１の夫々は、回転軸芯Ｘの方向に第２ケース部１２に貫通形成してある。
第１流路２７及び第２流路２９は、第２ケース部１２を第１ケース部１１に対して接合する第２ケース部接合面３２に、円弧状の第１流路用溝２７ａ及び円弧状の第２流路用溝２９ａを形成して、第２ケース部１２と第１ケース部１１との接合部に沿って形成してある。
【００３１】
バイパス路２２は、回転軸芯Ｘに沿った方向視においてステータ１と重畳する位置に配設してある。これにより、コイル１ａへの通電に伴ってステータ１が温度上昇した際に、発生した熱を効果的に除去することができ、電動ポンプの耐久性を向上させることができる。
【００３２】
第１ケース部１１と第２ケース部１２とカバー部材７ｂとは、頭付きボルト２０で互いに連結される。これにより、分岐側流路２６が分岐部２４に接続されると共に合流側流路２８が合流部２５に接続され、かつ、バイパス路２２の途中箇所にリリーフ弁Ｖが接続される。
【００３３】
ポンプ部４から吐出された作動油の圧力が設定圧力以上になると、図６に示すように、第１流路２７と第２流路２９とがリリーフ弁Ｖを介して連通し、ポンプ部４から吐出された作動油の一部がバイパス路２２を通してポンプ部４に吸入される。
【００３４】
本実施形態のように、吐出路１６からバイパス路２２への分岐部２４と、バイパス路２２から吸入路１７への合流部２５の位置に対して、バイパス路２２の一部を例えば発熱体であるステータ１の側にオフセットして設けることで、ステータ１等で生じた熱の除去効率を高め、電動ポンプの昇温を抑制している。
また、本構成であれば、従来から用いられているポンプ本体のうちカバー部材７ｂの側だけを改良するだけで冷却効果の高いポンプが得られるから、コスト面においても有利である。
【００３５】
〔第２実施形態〕
第１の実施形態では、図３に示すようにカバー部材７ｂの裏側における円弧状のバイパス路２２を二箇所に形成していた。これは、吐出路１６からの分岐部２４と、吸入路１７への合流部２５と、リリーフバルブＶとが、カバー部材７ｂの外側に設けられている結果、分岐部２４および合流部25から夫々延出するバイパス路２２を一旦カバー部材７ｂの反対側に貫通させ、改めて、これらのバイパス路２２をリリーフバルブＶに接続するようカバー部材７ｂの外側に戻す必要があったためである。しかし、この構成では、発熱源であるステータ１の側に設置するバイパス路２２の長さが短くなり、冷却効果を高めるには改善の余地がある。
【００３６】
そこで、図７に示すごとく、リリーフバルブＶをカバー部材７ｂの外面側であって吐出路１６からの分岐部２４の直後に直列状態に配置し、第２ケース部１２とカバー部材７ｂとの間に形成されるバイパス路２２を回転軸芯Ｘの周りで略一周の円弧状に形成してバイパス路２２の長さを最大限に確保する。本構成であれば、ステータ１等からの発熱を最大限に吸熱して冷却効果を高めることができる。尚、この場合、リリーフバルブＶをカバー部材７ｂと一体に構成すれば、ポンプ全体のサイズがコンパクトになり、ポンプの組み立て工数なども削減されるので好ましい。
【００３７】
〔第３実施形態〕
図８には、本発明の電動ポンプについての第２の実施形態を示す。
本実施形態では、吐出路１６からバイパス路２２への分岐部２４の一部と、バイパス路２２から吸入路１７への合流部２５の一部とをカバー部材７ｂの外面側に設けてある。リリーフバルブＶは分岐部２４の直下に直列状態に配置している。これら分岐部２４・合流部２５・リリーフバルブＶは、カバー部材７ｂと一体に形成すると、ポンプの組み立て工数が削減されるうえ軸芯方向Ｘに沿ったカバー部材７ｂのサイズをコンパクト化し易くなって好ましい。
【００３８】
このようにバイパス路２２を、第２ケース部１２とカバー部材７ｂとの間に設けることで、バイパス路２２はカバー部材７ｂの裏側に於いて略一周の円環状となる。本構成に於いても、バイパス路２２は、分岐部２４および合流部２５の位置に対して回転軸芯Ｘの方向に沿ってステータ１の側に偏位させているから、電動ポンプ全体の冷却効果を高めることができる。
【００３９】
〔第４実施形態〕
本発明による電動ポンプは、図９に示すごとく、モータロータ２とポンプロータ４とが互いに当接し、これらの間に壁部が存在しない構成においても実施可能である。この場合、モータロータ２とインナロータ４ｂとは一体に回転し、アウタロータ４ａはモータロータ２に対して摺動回転する。アウタロータ４ａはケース本体７ａの内周面によって案内されつつ回転する。
【００４０】
本実施形態では、第３実施形態と同様に、吐出路１６からバイパス路２２への分岐部２４の一部と、バイパス路２２から吸入路１７への合流部２５の一部とをカバー部材７ｂの外面側に設けてある。
尚、分岐部２４・合流部２５・リリーフバルブＶは、カバー部材７ｂの外面側に例えばカバー部材７ｂと一体的に形成してもよい。
一方、バイパス路２２は、ケース本体７ａとカバー部材７ｂとの接合部に沿って設ける。バイパス路２２を構成する溝部は、ケース本体７ａの側あるいはカバー部材７ｂの側の何れか一方の側に形成しても良いし、両方の側に形成するものであってもよい。
本構成であれば、電動ポンプの冷却効果を高めつつ、電動ポンプのサイズを回転軸芯Ｘの方向に沿ってコンパクト化することができる。
【００４１】
〔その他の実施形態〕
本発明による電動ポンプにおいては、リリーフ弁Ｖはバイパス路２２の途中の何れの箇所に設けてあっても良く、例えば、合流部２５の途中に設けるものであってもよい。
【００４２】
バイパス路２２の形状は、上記のごとく溝状のものに限られず、例えばケース本体７ａ又はカバー部材７ｂの内部を貫通するように形成した孔状のものであってもよい。
【００４３】
電動ポンプの型式は、ポンプ部として、ベーンポンプの他、互いに噛み合う一対の外歯ギアで流体を吸引・吐出するギアポンプなどを用いるものであっても良い。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明係る電動ポンプは、モータ部とポンプ部とを併せ持ち、モータ部による発熱あるいはモータ制御部等から生じる発熱を除去する必要のある各種型式の電動ポンプに適用可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１    ステータ
１ａ  コイル
２    モータロータ
３    モータ部
４    ポンプ部
７ａ  ケース本体
７ｂ  カバー部材
８    ポンプ収容部
９    ケース端面
１０  カバー端面
１１  第１ケース部
１２  第２ケース部
１６  吐出路
１７  吸入路
２２  バイパス路
２４  分岐部
２５  合流部
Ｖ    リリーフ弁
Ｘ    回転軸芯
【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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