(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数枚の第１の鋼板および複数枚の第２の鋼板を第１の鋼板および第２の鋼板が交互に並ぶように積層することに基づいて形成されたものであって、円弧状をなす分割ヨークおよび分割ヨークから内周側へ突出する直状の磁極ティースを有する複数の分割コアと、
前記複数枚の第１の鋼板のそれぞれに周方向の一端部に位置して形成されたものであって、前記磁極ティースの延び方向に対して平行な直線状をなす第１の平行面と、
前記複数枚の第２の鋼板のそれぞれに前記第１の平行面とは反対側である周方向の他端部に位置して形成されたものであって、前記磁極ティースの延び方向に対して平行な直線状をなす第２の平行面と、
前記複数枚の第１の鋼板のそれぞれに前記第１の平行面とは反対側である周方向の他端部に位置して形成されたものであって、前記第２の平行面の外周側の始点を基準に前記第２の平行面に対して傾斜する直線状をなすと共に外周部から内周部に向うに従って前記磁極ティースに接近するように傾斜する第１の傾斜面と、
前記複数枚の第２の鋼板のそれぞれに前記第２の平行面とは反対側である周方向の一端部に位置して形成されたものであって、前記第１の平行面の外周側の始点を基準に前記第１の平行面に対して前記第１の傾斜面と同一角度で傾斜する直線状をなすと共に外周部から内周部に向うに従って前記磁極ティースに接近するように傾斜する第２の傾斜面と、
前記複数の分割コアのそれぞれの周方向の一端部に形成されたものであって、前記第１の平行面および前記第２の傾斜面を交互に有する櫛歯状をなすと共に軸方向視が三角形状をなす第１の櫛歯部と、
前記複数の分割コアのそれぞれの周方向の他端部に形成されたものであって、前記第１の傾斜面および前記第２の平行面を交互に有する櫛歯状をなすと共に軸方向視が三角形状をなす第２の櫛歯部と、
前記複数の分割コアを相互に連結してなるものであって、前記複数の第１の櫛歯部のそれぞれを周方向に隣接する前記第２の櫛歯部に前記第１の櫛歯部および前記第２の櫛歯部相互間が軸方向にラップし且つ前記第１の平行面および前記第２の傾斜面相互間が接触し且つ前記第１の傾斜面および前記第２の平行面相互間が接触するように噛合させてなる円環状のステータコアを備えたことを特徴とする回転電機のステータ。
【請求項２】
前記複数の分割コアのそれぞれには、軸方向へ延びる切欠部が形成されていることを特徴とする請求項１記載の回転電機のステータ。
【請求項３】
前記複数の分割コアのそれぞれには、軸方向へ延びる溶接用の切欠部が形成されていることを特徴とする請求項１記載の回転電機のステータ。
【請求項４】
複数枚の第１の鋼板および複数枚の第２の鋼板を第１の鋼板および第２の鋼板が交互に並ぶように積層することに基づいて形成されたものであって、円弧状をなす分割ヨークおよび分割ヨークから内周側へ突出する直状の磁極ティースを有する複数の分割コアと、
前記複数枚の第１の鋼板のそれぞれに周方向の一端部に位置して形成されたものであって、前記磁極ティース側へ凹む逆「く」字状をなす第１の屈曲面と、
前記複数枚の第２の鋼板のそれぞれに前記第１の屈曲面とは反対側である周方向の他端部に位置して形成されたものであって、前記磁極ティース側へ凹む逆「く」字状をなす第２の屈曲面と、
前記複数枚の第１の鋼板のそれぞれに前記第１の屈曲面とは反対側である周方向の他端部に位置して形成されたものであって、前記磁極ティースとは反対側へ出張る「く」字状をなす第３の屈曲面と、
前記複数枚の第２の鋼板のそれぞれに前記第２の屈曲面とは反対側である周方向の一端部に位置して形成されたものであって、前記磁極ティースとは反対側へ出張る「く」字状をなす第４の屈曲面と、
前記複数の分割コアのそれぞれの周方向の一端部に形成されたものであって、前記第１の屈曲面および前記第３の屈曲面を交互に有する櫛歯状をなす第１の櫛歯部と、
前記複数の分割コアのそれぞれの周方向の他端部に形成されたものであって、前記第２の屈曲面および前記第４の屈曲面を交互に有する櫛歯状をなす第２の櫛歯部と、
前記複数の分割コアを相互に連結してなるものであって、前記複数の第１の櫛歯部のそれぞれを周方向に隣接する前記第２の櫛歯部に前記第１の櫛歯部および前記第２の櫛歯部相互間が軸方向にラップし且つ前記第１の屈曲面および前記第３の屈曲面相互間が接触し且つ前記第２の屈曲面および前記第４の屈曲面相互間が接触するように噛合させてなる円環状のステータコアを備えたことを特徴とする回転電機のステータ。
【請求項５】
請求項１記載のステータを製造する方法において、
磁性板を裏返して磁性板に重ねることに基づいて、両端部に第１の櫛歯部および第２の櫛歯部を有する分割コアを形成することを特徴とするステータの製造方法。
【請求項６】
請求項１記載のステータを製造する方法において、
磁性板の向きを反転して磁性板に重ねることに基づいて、両端部に第１の櫛歯部および第２の櫛歯部を有する分割コアを形成することを特徴とするステータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の分割コアからなる環状のステータコアを有する回転電機のステータに関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
回転電機においては、複数の分割コアを環状に組合わせることからステータコアが形成された構成のものがある。この構成の場合、各分割コアの周方向端面（＝分割面）が平面状に形成されており、平面状の分割面が周方向に隣接する平面状の分割面に接合されている。このため、分割面相互間で磁束の損失が生じ、磁気効率が低下する虞れがある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、磁気効率の低下を抑えることができる回転電機のステータを提供することにある。
【０００３】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の回転電機のステータは、複数枚の第１の鋼板および複数枚の第２の鋼板を第１の鋼板および第２の鋼板が交互に並ぶように積層することに基づいて形成されたものであって円弧状をなす分割ヨークおよび分割ヨークから内周側へ突出する直状の磁極ティースを有する複数の分割コアと、前記複数枚の第１の鋼板のそれぞれに周方向の一端部に位置して形成されたものであって前記磁極ティースの延び方向に対して平行な直線状をなす第１の平行面と、前記複数枚の第２の鋼板のそれぞれに前記第１の平行面とは反対側である周方向の他端部に位置して形成されたものであって前記磁極ティースの延び方向に対して平行な直線状をなす第２の平行面と、前記複数枚の第１の鋼板のそれぞれに前記第１の平行面とは反対側である周方向の他端部に位置して形成されたものであって前記第２の平行面の外周側の始点を基準に前記第２の平行面に対して傾斜する直線状をなすと共に外周部から内周部に向うに従って前記磁極ティースに接近するように傾斜する第１の傾斜面と、前記複数枚の第２の鋼板のそれぞれに前記第２の平行面とは反対側である周方向の一端部に位置して形成されたものであって前記第１の平行面の外周側の始点を基準に前記第１の平行面に対して前記第１の傾斜面と同一角度で傾斜する直線状をなすと共に外周部から内周部に向うに従って前記磁極ティースに接近するように傾斜する第２の傾斜面と、前記複数の分割コアのそれぞれの周方向の一端部に形成されたものであって前記第１の平行面および前記第２の傾斜面を交互に有する櫛歯状をなすと共に軸方向視が三角形状をなす第１の櫛歯部と、前記複数の分割コアのそれぞれの周方向の他端部に形成されたものであって前記第１の傾斜面および前記第２の平行面を交互に有する櫛歯状をなすと共に軸方向視が三角形状をなす第２の櫛歯部と、前記複数の分割コアを相互に連結してなるものであって前記複数の第１の櫛歯部のそれぞれを周方向に隣接する前記第２の櫛歯部に前記第１の櫛歯部および前記第２の櫛歯部相互間が軸方向にラップし且つ前記第１の平行面および前記第２の傾斜面相互間が接触し且つ前記第１の傾斜面および前記第２の平行面相互間が接触するように噛合させてなる円環状のステータコアを備えたところに特徴を有している。
上記手段によれば、分割コアの櫛歯部が周方向に隣接する櫛歯部に軸方向から噛合し、周方向にラップしている。このため、分割コアから周方向に隣接する分割コアに流れる磁束の損失量が少なくなるので、磁気的な効率が向上する。しかも、周方向に隣接する櫛歯部相互間の周方向のラップ量が増える。このため、分割コアから隣接する分割コアに流れる磁束の損失量が一層少なくなり、磁気的な効率が一層向上する。
【０００５】
請求項２記載の回転電機のステータは、分割コアに軸方向へ延びる切欠部が形成されているところに特徴を有している。
上記手段によれば、例えば複数の分割コアを環状に接合する際に切欠部の内面を治具に押し当て、複数の分割コアを環状に位置決めできる。
【０００６】
請求項３記載の回転電機のステータは、分割コアに軸方向へ延びる溶接用の切欠部が形成されているところに特徴を有している。
上記手段によれば、溶接代が大きくなり、磁性板間の溶接強度が強くなるので、ステータコアの機械的な強度が高まる。
【０００７】
請求項４記載の回転電機のステータは、複数枚の第１の鋼板および複数枚の第２の鋼板を第１の鋼板および第２の鋼板が交互に並ぶように積層することに基づいて形成されたものであって円弧状をなす分割ヨークおよび分割ヨークから内周側へ突出する直状の磁極ティースを有する複数の分割コアと、前記複数枚の第１の鋼板のそれぞれに周方向の一端部に位置して形成されたものであって前記磁極ティース側へ凹む逆「く」字状をなす第１の屈曲面と、前記複数枚の第２の鋼板のそれぞれに前記第１の屈曲面とは反対側である周方向の他端部に位置して形成されたものであって前記磁極ティース側へ凹む逆「く」字状をなす第２の屈曲面と、前記複数枚の第１の鋼板のそれぞれに前記第１の屈曲面とは反対側である周方向の他端部に位置して形成されたものであって前記磁極ティースとは反対側へ出張る「く」字状をなす第３の屈曲面と、前記複数枚の第２の鋼板のそれぞれに前記第２の屈曲面とは反対側である周方向の一端部に位置して形成されたものであって前記磁極ティースとは反対側へ出張る「く」字状をなす第４の屈曲面と、前記複数の分割コアのそれぞれの周方向の一端部に形成されたものであって前記第１の屈曲面および前記第３の屈曲面を交互に有する櫛歯状をなす第１の櫛歯部と、前記複数の分割コアのそれぞれの周方向の他端部に形成されたものであって前記第２の屈曲面および前記第４の屈曲面を交互に有する櫛歯状をなす第２の櫛歯部と、前記複数の分割コアを相互に連結してなるものであって前記複数の第１の櫛歯部のそれぞれを周方向に隣接する前記第２の櫛歯部に前記第１の櫛歯部および前記第２の櫛歯部相互間が軸方向にラップし且つ前記第１の屈曲面および前記第３の屈曲面相互間が接触し且つ前記第２の屈曲面および前記第４の屈曲面相互間が接触するように噛合させてなる円環状のステータコアを備えたところに特徴を有している。
上記手段によれば、磁束が櫛歯部の周方向端面に同時に突入することがなくなるので、磁束の損失量が一層少なくなり、磁気的な効率が一層高まる。
【０００８】
請求項５記載のステータの製造方法は、請求項１記載のステータを製造する場合に、磁性板を裏返して磁性板に重ねることに基づいて両端部に第１の櫛歯部および第２の櫛歯部を有する分割コアを形成するところに特徴を有している。
上記手段によれば、輪郭形状が異なる２種類の磁性板を別個のプレス機を用いて打抜く必要がなくなるので、プレス装置が簡単で小形なものになる。
【０００９】
請求項６記載のステータの製造方法は、請求項１記載のステータを製造する場合に、磁性板の向きを反転して磁性板に重ねることに基づいて両端部に第１の櫛歯部および第２の櫛歯部を有する分割コアを形成するところに特徴を有している。
上記手段によれば、輪郭形状が異なる２種類の磁性板を別個のプレス機を用いて打抜く必要がなくなるので、プレス装置が簡単で小形なものになる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１実施例を図１ないし図５に基づいて説明する。尚、本実施例は、本発明をインナーロータ形の３相ＤＣブラシレスモータに適用したものである。まず、図１の（ａ）において、各分割コア１は円弧状の分割ヨーク２と直状の磁極ティース３と磁極片４とを有するものであり、図１の（ｂ）に示すように、磁性板に相当する第１の鋼板５および第２の鋼板６を軸方向へ１枚おきに交互に積層して機械的に連結する（例えばかしめ付け，溶接等）ことから形成されている。
【００１１】
第１の鋼板５は、図５に示すように、帯状鋼板７から一列に打抜かれたものであり、第１の鋼板５の周方向一端部には、図４に示すように、磁極ティース３に平行な直線状の平行面８が形成され、第１の鋼板５の周方向他端部には、中心線ＣＬに対して一方向へθ°傾斜する直線状の傾斜面９が形成されている。尚、中心線ＣＬは磁極ティース３に平行な直線を称するものである。
【００１２】
第２の鋼板６は、帯状鋼板７から第１の鋼板５を一列に打抜いた後に所定の鋼板５を裏返すことに基づいて形成されたものであり、第２の鋼板６の周方向一端部には、図４に示すように、中心線ＣＬに対して傾斜面９とは反対方向へθ°傾斜する直線状の傾斜面１０が形成され、第２の鋼板６の周方向他端部には、磁極ティース３に平行な直線状の平行面８が形成されている。
【００１３】
各分割コア１には、図１の（ａ）に示すように、分割ヨーク２の周方向両端部に位置してラップ部１１が形成されている。これら各ラップ部１１は軸方向視が三角形状をなすものであり、各分割コア１の周方向一端部に位置するラップ部１１は、第１の鋼板５の平行面８と第２の鋼板６の傾斜面１０とからなる櫛歯状をなし、各分割コア１の周方向他端部に位置するラップ部１１は、第１の鋼板５の傾斜面９と第２の鋼板６の平行面８とからなる櫛歯状をなしている。尚、ラップ部１１は櫛歯部に相当するものである。
【００１４】
図２のステータコア１２は６個の分割コア１を円環状に組合わせてなるものであり、各ラップ部１１は周方向に隣接するラップ部１１に軸方向から噛合し、周方向に隣接するラップ部１１に周方向にラップしている。これら軸方向に噛合する各組のラップ部１１間には軸方向に沿ってレーザー溶接が施されており、６個の分割コア１はレーザー溶接によって円環状に保持されている。
【００１５】
ステータコア１２には、図３の（ａ）に示すように、各磁極ティース３に対応して合成樹脂製のモールド層１３が形成されている。これら各モールド層１３は、図３の（ｂ）に示すように、磁極ティース３の表面を覆う角筒状のコイル巻装部１４と、コイル巻装部１４の内周部に位置する鍔部１５と、分割ヨーク２の軸方向上端面を覆う円弧状の端板部１６と、分割ヨーク２の軸方向下端面を覆う円弧状の端板部１７とから構成されたものであり、ステータコア１２を成形型（図示せず）内に収納して溶融樹脂を注入するインサート成形に基づいて形成されている。
【００１６】
各磁極ティース３には、コイル巻装部１４の上からコイル１８が装着されている。これら各コイル１８は、分割コア１を円環状に組合わせる前に磁極ティース３に巻装されたものであり、図３の（ａ）に示すように、巻回方向を外周側から内周側および内周側から外周側へ層毎に反転させながら略階段状に巻回されている。
【００１７】
上記実施例によれば、分割コア１の周方向両端部にラップ部１１を形成し、各ラップ部１１を周方向に隣接するラップ部１１に軸方向から噛合させ、周方向にラップさせた。このため、分割コア１から周方向に隣接する分割コア１に流れる磁束の損失量が少なくなるので、磁気的な効率が向上する。
【００１８】
また、分割コア１の一方のラップ部１１の端面を第１の鋼板５の平行面８および第２の鋼板６の傾斜面１０から構成し、他方のラップ部１１の端面を第１の鋼板５の傾斜面９および第２の鋼板６の平行面８から構成した。このため、ラップ部１１相互間の周方向のラップ量が増えるので、分割コア１から周方向に隣接する分割コア１に流れる磁束の損失量が一層少なくなり、磁気的な効率が一層向上する。
【００１９】
また、第１の鋼板５を裏返して第１の鋼板５に重ねることに基づいて分割コア１を形成した。このため、第１の鋼板５および第２の鋼板６を別個のプレス機を用いて打抜く必要がなくなるので、プレス装置が簡単で小形なものになる。
【００２０】
次に本発明の第２実施例を図６に基づいて説明する。尚、上記第１実施例と同一の部材については同一の符号を付して説明を省略し、以下、異なる部材についてのみ説明を行う。各分割コア１には、分割ヨーク２および磁極片４に位置して軸方向へ延びる切欠部１９および２０が形成されており、前者の各切欠部１９は外周側が開口する半円形状をなし、後者の各切欠部２０は内周側が開口する半円形状をなしている。
【００２１】
各切欠部１９および２０は、切欠部を有する第１の鋼板５および第２の鋼板６を積層することに基づいて形成されたものであり、各分割コア１は、切欠部１９および２０の内面に沿ってレーザー溶接を施すことに基づいて機械的に連結されている。
【００２２】
上記実施例によれば、分割コア１に切欠部１９および２０を形成した。このため、例えば複数の分割コア１を円環状に溶接する際に切欠部１９の内面および切欠部２０の内面を治具に押し当て、複数の分割コア１を円環状に位置決めできるので、ステータコア１２の真円度が高まる。
また、切欠部１９および２０に沿ってレーザー溶接を施すことに基づいて第１の鋼板５および第２の鋼板６を接合したので、溶接部の突出が防止される。これと共に、溶接代が大きくなり、第１の鋼板５および第２の鋼板６間の溶接強度が強くなるので、ステータコア１２の機械的な強度が高まる。
【００２３】
尚、上記第２実施例においては、分割コア１に２種類の切欠部１９および２０を形成したが、これに限定されるものではなく、例えば切欠部１９および２０のいずれか一方を形成しても良い。
また、上記第２実施例においては、切欠部１９および２０に沿ってレーザー溶接を施したが、これに限定されるものではなく、例えばアーク溶接を施しても良い。
【００２４】
次に本発明の第３実施例を図７に基づいて説明する。尚、上記第１実施例と同一の部材については同一の符号を付して説明を省略し、以下、異なる部材についてのみ説明を行う。第１の鋼板５の周方向一端部には、図７の（ｂ）に示すように、逆「く」字状の屈曲面２１が形成され、第１の鋼板５の周方向他端部には、「く」字状の屈曲面２２が形成されている。また、第２の鋼板６は、第１の鋼板５を裏返すことに基づいて形成されたものであり、第２の鋼板６の周方向一端部には屈曲面２２が形成され、第２の鋼板６の周方向他端部には屈曲面２１が形成されている。
【００２５】
各分割コア１には、図７の（ａ）に示すように、分割ヨーク２の周方向両端部に位置して櫛歯部に相当するラップ部２３が形成されている。これら各ラップ部２３は屈曲面２１および２２を交互に有する櫛歯状をなすものであり、周方向に隣接するラップ部２３に軸方向から噛合し、周方向にラップしている。
【００２６】
上記実施例によれば、ラップ部２３の周方向端面を第１の屈曲面２１および第２の屈曲面２２から構成した。このため、磁束がラップ部２３の周方向端面に同時に突入することがなくなるので、磁束の損失量が一層少なくなり、磁気的な効率が一層高まる。
【００２７】
尚、上記第３実施例においては、屈曲面２１および２２を滑らかな屈曲面状に形成したが、これに限定されるものではなく、本発明の第４実施例を示す図８のように、直線的な屈曲面状に形成しても良い。
【００２８】
また、上記第１〜第４実施例においては、帯状鋼板７から第１の鋼板５を１列に打抜いたが、これに限定されるものではなく、例えば本発明の第５実施例を示す図９のように、磁極ティース３が対向する状態で偶数列（例えば２列）に打抜き、上列の第１の鋼板５の向きを１８０°変更して第２の積層板６と同一の輪郭形状にした後、下列の第１の鋼板５に重ね、分割コア１を形成すると良い。この構成の場合でも、第１の鋼板５および第２の鋼板６を別個のプレス機を用いて打抜く必要がなくなるので、プレス装置が簡単で小形なものになる。
【００２９】
また、上記第１〜第５実施例においては、第１の鋼板５および第２の鋼板６を１枚ずつ交互に積層したが、これに限定されるものではなく、複数枚（例えば２枚）ずつ交互に積層しても良い。
【００３０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の回転電機のステータは次の効果を奏する。
請求項１記載の手段によれば、分割コアの櫛歯部を周方向に隣接する櫛歯部に軸方向から噛合させ、周方向にラップさせた。このため、分割コアから周方向に隣接する分割コアに流れる磁束の損失量が少なくなるので、磁気的な効率が向上する。しかも、櫛歯部の周方向端面を平行面と傾斜面とから構成した。このため、櫛歯部相互間の周方向のラップ量が増えるので、分割コアから周方向に隣接する分割コアに流れる磁束の損失量が一層少なくなり、磁気的な効率が一層向上する。
【００３１】
請求項２記載の手段によれば、分割コアに切欠部を形成した。このため、例えば複数の分割コアを環状に接合する際に切欠部の内面を治具に押し当て、複数の分割コアを環状に位置決めできる。
【００３２】
請求項３記載の手段によれば、分割コアの切欠部に沿って溶接を施したので、溶接部の突出が防止される。これと共に、溶接代が大きくなり、磁性板間の溶接強度が強くなるので、ステータコアの機械的な強度が高まる。
請求項４記載の手段によれば、櫛歯部の周方向端面を複数種の屈曲面から構成した。このため、磁束が櫛歯部の周方向端面に同時に突入することがなくなるので、磁束の損失量が一層少なくなり、磁気的な効率が一層高まる。
【００３３】
請求項５記載の手段によれば、磁性板を裏返して磁性板に重ねることに基づいて分割コアを形成した。このため、輪郭形状が異なる２種類の磁性板を別個のプレス機を用いて打抜く必要がなくなるので、プレス装置が簡単で小形なものになる。
請求項６記載の手段によれば、磁性板の向きを反転して磁性板に重ねることに基づいて分割コアを形成した。このため、輪郭形状が異なる２種類の磁性板を別個のプレス機を用いて打抜く必要がなくなるので、プレス装置が簡単で小形なものになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す図（ａは分割コアを示す平面図、ｂはＸ−Ｘ線に沿う断面図）
【図２】ステータコアを示す平面図
【図３】（ａ）はステータコアをコイルの巻装状態で示す平面図、（ｂ）はＸ−Ｘ線に沿う断面図
【図４】第１の鋼板および第２の鋼板を示す平面図
【図５】第１の鋼板の打抜き状態を示す図
【図６】本発明の第２実施例を示す図（分割コアを示す平面図）
【図７】本発明の第３実施例を示す図（ａは分割コアを示す平面図、ｂは第１の鋼板および第２の鋼板を示す平面図）
【図８】本発明の第４実施例を示す図（ａは分割コアを示す平面図、ｂは第１の鋼板および第２の鋼板を示す平面図）
【図９】本発明の第５実施例を示す図（第１の鋼板の打抜き状態を示す平面図）
【符号の説明】
１は分割コア、３は磁極ティース、５は第１の鋼板（磁性板）、６は第２の鋼板（磁性板）、８は平行面、９および１０は傾斜面、１１はラップ部（櫛歯部）、１２はステータコア、１９および２０は切欠部、２１および２２は屈曲面、２３はラップ部（櫛歯部）を示す。
【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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