(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸に相対回転自在に支承されたハウジングと、上記ハウジング内を貯留室と作動室とに隔成しているとともに、これら貯留室と作動室を連通する連通孔を有しているオペレーションプレートと、上記作動室内に配置されているとともに、上記駆動軸に固着されているロータと、上記ロータの外周部に配置されていて、該ロータの回転を上記ハウジングに伝達するラビリンス状のトルク伝達部と、上記オペレーションプレートの連通孔をハウジング周囲の雰囲気温度に応じて開閉して、上記貯留室から作動室内に流入する作動液の流量を調整するバルブ機構とを備え、
上記トルク伝達部を、上記作動室内において上記ロータに対向させた状態で上記ハウジング内に取付けられているドリブンホイールの外周部に設けられた同心円状の複数の環状凸起と、上記ドリブンホイールの複数の環状凸起に噛合させた状態で上記ロータに設けられた同心円状の複数の環状凸起で構成するとともに、
上記ドリブンホイールには、オペレーションプレートに設けた連通孔を通過してきた作動液を上記トルク伝達部側に導く作動液流通路を設けた流体継手において、
上記ハウジングに固定されたオペレーションプレートとハウジングに固定されたドリブンホイールに設けられた窪みとで囲まれる副室を有し、該副室は貯溜室と作動室との間でオペレーションプレートの連通孔の位置に対応して設けられ、貯溜室から連通孔を通過してきた作動油を作動室へ供給することを特徴とする流体継手。
【請求項２】
上記副室は、上記連通孔を通過してきた作動液を上記トルク伝達部に供給するにあたって、流動抵抗にならない必要空間容積を有することを特徴とする請求項１記載の流体継手。
【請求項３】
上記副室は、オペレーションプレートの連通孔よりも円周方向の幅が大に形成されていることを特徴とする請求項１記載の流体継手。
【請求項４】
上記副室は、流入してきた作動液を上記ドリブンホイールの外周部に沿って
流す環状流通路および該環状流通路から所定の角度ごとに分岐されたスリット状流通路を介して、トルク伝達部側に連通されていることを特徴とする請求項１記載の流体継手。
【請求項５】
上記副室は、オペレーションプレートに設けた連通孔の数に合わせて複数個形成されていて、これら各副室は、連通孔を介して流入してきた作動液をドリブンホイールの外周部側に向けて流す径方向の流通路および該径方向の流通路の先端部に設けられた軸方向の流通路を介してトルク伝達部側に連通されているとともに、上記各副室の軸方向の流通路は、ドリブンホイールの中心部からの径方向の距離に差異をもたせた位置に形成されていることを特徴とする請求項１記載の流体継手。
【請求項６】
上記各副室からの作動液を、トルク伝達部側に供給するタイミングをずらすことにより多段作動特性を得ることを特徴とする請求項１記載の流体継手。
【請求項７】
上記バルブ機構は、バイメタルによってバルブプレートが回転し、上記連通孔の開口面積を変化させながら上記貯留室から作動室内に流入する作動液の流入量を調整することを特徴とする請求項１記載の流体継手。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車用内燃機関の冷却ファン等に用いられる流体継手に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用内燃機関の冷却ファンに用いられる流体継手として、実開昭５７−２０４４９１号又は実開平３−７７８２５号公報等に記載されたものが知られている。
【０００３】
図１１〜１２は、従来の流体継手１０１の断面図およびその要部の拡大図である。上記流体継手１０１は、内燃機関のクランク軸で回転駆動される駆動軸１０２にベアリング１０３を介して相対回転自在に支承されたハウジング１０４と、上記ハウジング１０４内を貯留室１０５と作動室１０６とに隔成しているとともに、これら貯留室１０５と作動室１０６を連通する連通孔１０７を有しているオペレーションプレート（仕切板）１０８と、上記作動室１０６内に配置されているとともに、上記駆動軸１０２に固着されているロータ１０９と、上記ロータ１０９の外周部に配置されていて、該ロータ１０９の回転を上記ハウジング１０４に伝達するラビリンス状のトルク伝達部１１０と、上記オペレーションプレート１０８の連通孔１０７をハウジング周囲の雰囲気温度に応じて開閉して、上記貯留室１０５から作動室１０６に流入する作動液の流量を調整するバルブ機構１１１とを備えている。
【０００４】
上記ハウジング１０４は、上記ベアリング１０３によって上記回転軸２に支承されたハウジング本体部１２１と、該ハウジング本体部１２１の前面側に嵌合固定されたカバー部１２２とからなっている。
【０００５】
上記カバー部１２２は、内周側に上記貯留室１０５を構成するための円形状の凹部１２３を有し、該凹部１２３の外周側に作動液戻し通路１２４を設けたリング状のフランジ部１２５を有している。
【０００６】
上記オペレーションプレート１０８は、金属板により略円形状に形成されていて、上記カバー部１２２の凹部１２３の開口部を塞いだ状態で、外周部が上記カバー部１２２のフランジ部１２５の内周側にかしめ結合されている。１２６は、上記フランジ部１２５の内周側に設けられたかしめ結合部である。
【０００７】
上記ラビリング状のトルク伝達部１１０は、上記カバー部１２２のフランジ部１２５の上記かしめ結合部１２６の外周側に設けられた同心円状の複数の環状凸起１２７…１２７と、これら環状凸起１２７…１２７に噛合させた状態で上記ロータ１０９に設けられた同心円状の複数の環状凸起１２８…１２８とで構成されている。
【０００８】
上記流体継手１０１は、上記ハウジング周囲の雰囲気温度が低い場合には、上記バルブ機構１１１により、上記オペレーションプレート１０８に設けた連通孔１０７を塞いで作動液が貯留室１０５から作動室１０６へ流入するのをカットし、これによって上記ラビリング状のトルク伝達部１１０への作動液の供給を規制し、上記ロータ１０９からハウジング１０４側への伝達トルク量を低下させて、冷却ファンを停止或は低速で回転させるようになっているとともに、ハウジング周囲の雰囲気温度が高い場合には、上記バルブ機構１１１により、上記オペレーションプレート１０８に設けた連通孔１０７を開いて、多量の作動液を貯留室１０５から作動室１０６乃至トルク伝達部１１０に供給して、上記ロータ１０９からハウジング１０４側への伝達トルク量を増大させて、冷却ファンを高速で回転させて、内燃機関のラジエータを十分に冷却するようになっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の流体継手１０１には、次に述べるような問題点があった。
【００１０】
（１）ハウジング１０４のカバー部１２２に設けた同心円状の複数の環状凸起１２７…１２７と、ロータ１０９に設けた同心円状の複数の環状凸置１２８…１２８を噛合させてトルク伝達部１１０を形成しているために、該トルク伝達部１１０の形成位置が上記カバー部１２２の外周側に限定されてしまう。
【００１１】
何故ならば、カバー部１２２の内周側には上記オペレーションプレート１０８を取付けるために、該オペレーションプレート１０８の外周縁よりも内側に上記環状凸起１２７…１２７を形成するのが困難だからである。
【００１２】
（２）貯留室１０５の内周面よりも外側にトルク伝達部１１０が形成されているため、つまり、貯留室１０５がトルク伝達部１１０よりも上位にあるために、機関停止時（ロータ回転停止時）においても、上記トルク伝達部１１０は、貯留室１０５に留まった作動液によって浸漬された状態になっているので、機関運転開始時に、所謂冷却ファンのつれ廻り現象が発生する。
【００１３】
上記つれ廻り現象を防止するために、例えば実開昭５９−１２８９３３号公報や実開平１−８３９２５号公報に記載された考案のように、上記トルク伝達部の外周側に作動液溜り室を設け、機関停止時に作動液を上記作動液溜り室に貯留することによって、上記トルク伝達部から作動液を排出させて、つれ廻り現象を防止することができるようにした流体継手も開発されているが、これら従来の流体継手は、機関運転時において、上記トルク伝達部の作動液が上記作動液溜り室内に流入するために、上記作動液のトルク伝達部内における滞留時間が短くなり、作動液の利用効率が低下するという問題点があった。
【００１４】
そこで、上記従来の問題点を解決するために、作動室内にロータに対向させた状態でドリブンホイールを設け、該ドリブンホイールとロータの間にトルク伝達部を形成するとともに、オペレーションプレートの連通孔を通過してきた作動液を上記ドリブンホイールに設けた作動液流通路を介して、トルク伝達部側に導く構成にして、上記オペレーションプレートの外周位置に関係なく、該オペレーションプレートの外周位置よりも内側に上記トルク伝達部を設けることができるようにした流体継手も開発されるに至った。
【００１５】
しかし、上記構成の流体継手は、ドリブンホイールに設けた作動液流通路の流動抵抗によって、作動液をトルク伝達部側に効率的に安定供給することが難しいという問題点があった。
【００１６】
本発明は、上記従来の問題点を解決することを目的としてなされたものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、駆動軸に相対回転自在に支承されたハウジングと、上記ハウジング内を貯留室と作動室とに隔成しているとともに、これら貯留室と作動室を連通する連通孔を有しているオペレーションプレートと、上記作動室内に配置されているとともに、上記駆動軸に固着されているロータと、上記ロータの外周部に配置されていて、該ロータの回転を上記ハウジングに伝達するラビリンス状のトルク伝達部と、上記オペレーションプレートの連通孔をハウジング周囲の雰囲気温度に応じて開閉して、上記貯留室から作動室内に流入する作動液の流量を調整するバルブ機構とを備え、
上記トルク伝達部を、上記作動室内において上記ロータに対向させた状態で上記ハウジング内に取付けられているドリブンホイールの外周部に設けられた同心円状の複数の環状凸起と、上記ドリブンホイールの複数の環状凸起に噛合させた状態で上記ロータに設けられた同心円状の複数の環状凸起で構成するとともに、
上記ドリブンホイールには、オペレーションプレートに設けた連通孔を通過してきた作動液を上記トルク伝達部側に導く作動液流通路を設けた流体継手において、
上記ハウジングに固定されたオペレーションプレートとハウジングに固定されたドリブンホイールに設けられた窪みとで囲まれる副室を有し、該副室は貯溜室と作動室との間でオペレーションプレートの連通孔の位置に対応して設けられ、貯溜室から連通孔を通過してきた作動油を作動室へ供給することを特徴とする。
上記オペレーションプレートの連通孔を通過してきた作動液が上記副室内に流入して、トルク伝達部側に供給される。
また、本発明は、上記副室を、上記連通孔を通過してきた作動液を上記トルク伝達部に供給するにあたって流動抵抗にならない必要空間容積を有するものとしたことにより、
上記オペレーションプレートの連通孔を通過してきた作動液がスムーズに上記副室内に流入して、トルク伝達部側に供給される。
【００１８】
また、本発明は、上記副室空間、特に円周方向の幅を上記オペレーションプレートの連通孔の幅よりも大に形成することにより、
上記オペレーションプレートのセットを上記副室空間の範囲内で行うことが可能にして、
作動温度設定範囲を拡大できるようにした。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１〜図８は第１の実施の形態を示す。図１と図２は、流体継手の縦断面図と要部の拡大図である。上記流体継手１は、内燃機関のクランク軸で回転駆動される駆動軸２にベアリング３を介して相対回転自在に支承されたハウジング４と、上記ハウジング４内を貯留室５と作動室６とに隔成しているとともに、これら貯留室５と作動室６を連通する連通孔７を有しているオペレーションプレート８と、上記作動室６内に配置されているとともに、上記駆動軸に固着されているロータ９と、上記ロータ９の外周部に配置されていて、該ロータ９の回転を上記ハウジング４に伝達するラビリンス状のトルク伝達部１０と、上記オペレーションプレート８の連通孔７をハウジング周囲の雰囲気温度に応じて上記連通孔７を開閉して、上記貯留室５から作動室６内に流入する作動液の流量を調整するバルブ機構１１とを備えている。
【００２０】
上記トルク伝達部１０は、上記作動室６内において上記ロータ９に対向させた状態で上記ハウジング４に取付けられているドリブンホイール１２の外周部に設けられた同心円状の複数の環状凸起１３…１３と、上記ドリブンホイール１２の複数の環状凸起１３…１３に噛合させた状態で上記ロータ９に設けられた同心円状の複数の環状凸起１４…１４とで構成されている。
【００２１】
上記トルク伝達部１０は、少なくともその一部が上記貯留室５の内周面５ａよりも内周側に位置するように配置されている。
【００２２】
次に各構成部分を具体的に説明する。上記ハウジング４は、上記ベアリング３によって回転軸２に支承されたハウジング本体部２１と、該ハウジング本体部２１の前面側にボルト２２によって取付けられたカバー部２３とからなっている。
【００２３】
上記カバー部２３は、内周側に上記貯留室５を構成するための円形状の凹部２４を有し、該凹部２４の外周側に、作動液戻し通路２５を設けたリング状のフランジ部２６を有している。上記フランジ部２６には、上記凹部２４を閉塞した状態でオペレーションプレート８が取付けられている。
【００２４】
図３に示したように、上記オペレーションプレート８は、金属板により略円形状に形成されていて、外周側に上記貯留室５と作動室６を連通する連通孔７が打抜形成されている。そして、上記オペレーションプレート８は、図２に示したように上記カバー部２３の凹部２４の開口部を塞いだ状態で外周部が上記カバー２３のフランジ部２６にカシメ結合されている。２７…２７は、上記フランジ部２６に設けられたカシメ結合部であり、これらカシメ結合部２７…２７は、上記フランジ部２６に等間隔をもって４個形成されている。
【００２５】
上記オペレーションプレート８の一側面（貯留室５に臨む面）側には、後に詳しく説明するバルブ機構１１のバルブプレート５１が重ね合わされていて、該バルブプレート５１で上記連通孔７が開閉されるようになっているとともに、上記オペレーションプレート８の他側面（作動室６に臨む面）側にはドリブンホイール１２が配置されている。
【００２６】
上記ドリブンホイール１２は、上記オペレーションプレート８の他側面に重ね合わせた状態で、複数のボルト２８によって、上記カバー部２３に取付けられている。
【００２７】
図４に示したように、上記ドリブンホイール１２は、上記オペレーションプレート８に重ね合わせる側の面に、上記カシメ結合部２７…２７を挿入するカシメ結合部嵌合用の凹部３１と、上記オペレーションプレート８の連通孔７に連らなる略扇形状の副室３２と、該副室３２の外周部に連らなる環状流通路３３と、該環状流通路３３に連らなっているとともに、上記オペレーションプレート８に重ね合わせる側の面と反対側の面に開口するスリット状流通路３４…３４を有している。
【００２８】
上記カシメ結合部嵌合用の凹部３１は、環状に形成されていて上記ドリブンホイール１２を上記オペレーションプレート８に重ね合わせたときに、上記カシメ結合部２７…２７を導入して、上記オペレーションプレート８の一側面に上記ドリブンホイール１２を密着させた状態で取付けることができるようにしている。
【００２９】
上記副室３２は、上記オペレーションプレート８の一側面に上記ドリブンホイール１２を取付けたときに、上記オペレーションプレート８の連通孔７と重なり合う位置に設けられている。
【００３０】
上記副室３２は、上記連通孔７を通過してきた作動液を、上記トルク伝達部１０側に供給するにあたって、流動抵抗にならない必要空間容積を有しているとともに、その円周方向の幅Ｗ1は、破線で示した連通孔７の幅Ｗ2よりも大に形成されている。
【００３１】
上記環状流通路３３は、円形の凹溝状に形成されていて、上記連通孔７を介して副室３２内に流入してきた作動液を外周面３３ａに沿って移動させるようになっている。
【００３２】
上記スリット状流通路３４…３４は、上記環状流通路３３に等角間隔をもって４個形成されていて、上記環状流通路３３の外周面３３ａに沿って流れてきた作動液を略９０°ごとに略均等に上記ドリブンホイール１２の他側面に導くようになっている。
【００３３】
図５〜図６に示したように、上記ドリブンホイール１２の他面側には、トルク伝達部１０を構成する同心円状の複数の環状凸起１３…１３が設けられている。これら環状凸起１３…１３は、全て略同じ高さＨ1に形成されている。
【００３４】
図７は、上記ドリブンホイール１２の変形例を示す。この変形例において、カシメ結合部嵌合用の凹部３１は、上記カシメ結合部２７…２７に対応する位置に部分的に円弧状に形成されていて、上記環状の凹部３１を設ける場合に較べて凹部空間を少なくすることにより、上記凹部空間による作動液の封入量の増大を抑制するようになっている。
【００３５】
図８〜９に示したように、上記ロータ９は、円板状に形成されていて中央部に軸受孔９ａを有している。上記ロータ９は、上記軸受孔９ａに上記駆動軸２の先端部を挿入して、該先端部の周縁部をかしめて拡径させることにより、上記駆動軸２に取付けられている。
【００３６】
上記ロータ９の上記ドリブンホイール１２と対向する面には、上記ドリブンホイール１２の複数の環状凸起１３…１３と噛合して、上記トルク伝達部１０を構成する同心円状の複数の環状凸起１４…１４が設けられている。
【００３７】
上記ロータ９の複数の環状凸起１４…１４の高さＨ2は、上記ドリブンホイール１２の複数の環状凸起１３…１３の高さＨ1と略同じ高さに形成されている。
【００３８】
上記ロータ９は、軽量化を図るための肉抜穴４１…４１を有している。
【００３９】
また、図１に示したように、上記バルブ機構１１は、上記オペレーションプレート８の表面に重ね合わせた状態で配置されていて、上記連通孔７を開閉するバルブプレート５１と、該バルブプレート５１を駆動する渦巻状のバイメタル５２とからなっている。
【００４０】
上記バイメタル５２は、上記カバー部２３の前面の中央部に取付けられていて、回転軸５３を介して、上記バルブプレート５１と連結されている。
【００４１】
上記バルブ機構１１は、バイメタル５２を設けたハウジング４の周囲の雰囲気温度が上昇すると、上記バイメタル５２が伸長して、上記回転軸５３を介して、上記バルブプレート５１を一方向に回動させて、上記連通孔７を開き、雰囲気温度が下降すると、上記バルブプレート５１を他方向に回動させて、上記連通孔７を閉じるようになっている。
【００４２】
次に、上記流体継手１の作用について説明する。
【００４３】
機関の停止時において、作動液は、貯留室５と作動室６およびロータ９の背面の液溜り空間４２内に同じ液位で溜った状態になっている。
【００４４】
機関を始動させると、クランク軸によって駆動軸２およびロータ９が回転するが、上記ハウジング４の周囲の雰囲気温度が低い場合には、上記バルブ機構１１でオペレーションプレート８の連通孔７を閉じて作動液の循環を停止させるため、トルク伝達部１０に供給される作動液の流量は減少し、従って、上記ロータ９からハウジング４の伝達トルクは低下して冷却ファンの回転は阻止される。
【００４５】
ハウジング４の周囲の雰囲気温度が上昇すると、上記バルブ機構１１によりオペレーションプレート８の連通孔７が開かれるので貯留室５の作動液は、副室３２に流入し、環状流通路３３の外周面３３ａに沿って循環しながら上記等間隔をもって形成された４個のスリット状流通路３４…３４からトルク伝達部１０に供給され、ロータ９からハウジング４への伝達トルクは増大して、冷却ファンを高速で回転させて、内燃機関のラジエータを十分に冷却するのである。
【００４６】
図１０は、第２の実施の形態の要部を示す。この実施の形態においては、オペレーションプレート８に第１，第２の２個の連通孔７，７Ａを設け、これら連通孔７，７Ａをバルブプレート５１で開閉するようにするとともに、上記連通孔７，７Ａに合わせてドリブンホイール１２にも第１，第２の２個の副室３２，３２Ａを設けた場合を示す。
【００４７】
上記第１の副室３２は、上記第１の連通孔７を介して流入してきた作動液をドリブンホイール１２の外周部側に向けて流す第１の径方向の流通路（横通路）６１および該第１の径方向の流通路６１の先端部に設けられた第１の軸方向の流通路（縦通路）６２を介してトルク伝達部１０側に連通されている。
【００４８】
また、上記第２の副室３２Ａは、上記第２の連通孔７Ａを介して流入してきた作動液をドリブンホイール１２の外周部側に向けて流す第２の径方向の流通路６３および該第２の径方向の流通路６３の先端部に設けられた第２の軸方向の流通路６４を介してトルク伝達部１０側に連通されている。
【００４９】
上記第１の副室３２側の第１の軸方向の流通路６２と第２の副室３２Ａ側の第２の軸方向の流通路６４は、ドリブンホイール１２の中心部から径方向の距離Ｌ1，Ｌ2に差異をもたせた位置に形成されている。
【００５０】
従って、上記第１の副室７を介してトルク伝達部１０側に作動液を供給するタイミングと、第２の副室７Ａを介してトルク伝達部１０側に作動液を供給するタイミングをズラして多様な作動特性を得ることができるようになっている。
【００５１】
他の構成は第１の実施の形態の場合と同じであるので重複する説明を省略する。
【００５２】
【発明の効果】
本発明の流体継手には次に述べるような効果がある。
【００５３】
（１）請求項１の流体継手は、オペレーションプレートの連通孔から流入してきた作動液をドリブンホイールに設けた副室を介してトルク伝達部側に供給するので安定した作動特性を得ることができる。また、請求項２の流体継手は、オペレーションプレートの連通孔から流入してきた作動液をドリブンホイールに設けた副室によって流通抵抗なくトルク伝達部側に供給して安定した作動特性を得ることができる。
【００５４】
（２）請求項３の流体継手は、オペレーションプレートの作動温度の設定に際し、オペレーションプレートのセットをドリブンホイールの副室空間の範囲内で任意に行うことができ、作動温度設定範囲を拡大することができる。
【００５５】
（３）請求項４の流体継手は、オペレーションプレートの連通孔から副室内に流入した作動液を環状通路およびスリット状通路によってバランスよくトルク伝達部側に供給することができるので安定した作動特性を得ることができる。
【００５６】
（４）請求項５の流体継手は、複数の副室の軸方向の流路を、ドリブンホイールの中心部から径方向の距離に差異をもたせた状態で形成したので、上記各副室の軸方向の流路から作動液を、トルク伝達部側に供給するタイミングをズラすことにより多段作動特性を得ることができる。また、上記副室内に流入した作動液は、径方向の流路および軸方向の流路を介してトルク伝達部側に供給され、副室内に流入した作動液が直接、トルク伝達部側に供給されないので、オーバーシュート時の冷却ファン回転上昇による騒音悪化を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の縦断面図。
【図２】要部の拡大図。
【図３】オペレーションプレートの平面図。
【図４】ドリブンホイールの平面図。
【図５】ドリブンホイールの背面図。
【図６】図５のＡ−Ａ線断面図。
【図７】ドリブンホイールの変形例の平面図。
【図８】ロータの平面図。
【図９】図８のＡ−Ａ線断面図。
【図１０】第２の実施の形態の要部の平面図。
【図１１】従来例の拡大図。
【図１２】要部の拡大図。
【符号の説明】
１…流体継手、２…駆動軸、３…ベアリング、４…ハウジング、５…貯留室、６…作動室、７…連通孔、８…オペレーションプレート、９…ロータ、１０…トルク伝達部、１１…バルブ機構、１２…ドリブンホイール、１３，１４…環状凸起、３２…副室、３３…環状流通路、３４…スリット状流通路、６１，６３…第１，第２の径方向の流通路、６２，６４…第１，第２の軸方向の流通路。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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