(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
斜板の操作を行う油圧サーボ機構を有し、チャージ圧力を該油圧サーボ機構のパイロット圧力と共用する斜板式油圧ポンプにおいて、該斜板式油圧ポンプ両側の主回路にそれぞれチェックバルブを設け、この両チェックバルブ間に生じる負荷圧力によって、チャージ圧力を一定に保つチャージリリーフバルブの開弁圧力を変化させて該パイロット圧力を制御することを特徴とする油圧サーボ機構のパイロット圧力制御装置。
【請求項２】
斜板の操作を行う油圧サーボ機構を有し、チャージ圧力を該油圧サーボ機構のパイロット圧力と共用する斜板式油圧ポンプにおいて、該斜板式油圧ポンプの主回路の負荷圧力により作動する調圧弁を設け、該調圧弁によりチャージ圧力を一定に保つチャージリリーフバルブの開弁圧力を変化させ、該調圧弁のポートを、チャージ圧力の最低値を設定するオリフィスに構成することにより、該パイロット圧力を制御することを特徴とする油圧サーボ機構のパイロット圧力制御装置。
【請求項３】
斜板の操作を行う油圧サーボ機構を有し、チャージ圧力を該油圧サーボ機構のパイロット圧力と共用する斜板式油圧ポンプにおいて、該斜板式油圧ポンプの主回路の負荷圧力により作動する調圧弁を設け、該調圧弁によりチャージ圧力を一定に保つチャージリリーフバルブの開弁圧力を変化させ、該調圧弁のポートを、ポート圧力の最低値を設定するオリフィスに構成することにより該パイロット圧力を制御するとともに、該調圧弁を、該調圧弁の作動に伴って主回路の負荷圧力を調圧するリリーフバルブとしても構成したことを特徴とする油圧サーボ機構のパイロット圧力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＨＳＴ式ミッション装置等に適用され、斜板を操作する油圧サーボ機構を有し、チャージ圧力を該油圧サーボ機構のパイロット圧力と共用する斜板式油圧ポンプにおける、該油圧サーボ機構のパイロット圧力を制御するパイロット圧力制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＨＳＴ式ミッション装置等に適用される斜板式油圧ポンプであって、斜板を操作する油圧サーボ機構を有し、チャージ圧力を該油圧サーボ機構のパイロット圧力と共用するものにおいては、例えば、ＨＳＴ式ミッション装置内の主回路の圧力が上昇して斜板に働く力が大きくなると、斜板を制御するために必要となる油圧サーボ機構のパイロット圧力を高圧化しなければならなかった。これに対し、高負荷時において、ＨＳＴ式ミッション装置の主回路の低圧側に与えるチャージ圧力は、前記パイロット圧力よりもかなり低い圧力で十分であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、主回路のチャージ圧力と、油圧サーボ機構のパイロット圧力とは共用されているために、高負荷時に高圧に設定する必要がある該パイロット圧力に合わせて、該チャージ圧力は常に同様の高圧に設定されることとなっていた。このため、主回路の圧力が低くて斜板に働く力が小さい場合や、ニュートラル時のように、油圧サーボ機構のパイロット圧力が低圧でよい場合にも、該パイロット圧力及びチャージ圧力は高圧に設定されたままであるので、余分な動力を消費することとなっていた。また、斜板式油圧ポンプの斜板の傾斜方向が逆転すると、該斜板式油圧ポンプ両側の主回路の内、高圧となる回路が入れ替わるため、両主回路において前述の問題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次に該課題を解決するための手段を説明する。
【０００５】
請求項１においては、斜板の操作を行う油圧サーボ機構を有し、チャージ圧力を該油圧サーボ機構のパイロット圧力と共用する斜板式油圧ポンプにおいて、該斜板式油圧ポンプ両側の主回路にそれぞれチェックバルブを設け、この両チェックバルブ間に生じる負荷圧力によって、チャージ圧力を一定に保つチャージリリーフバルブの開弁圧力を変化させて該パイロット圧力を制御するものである。
【０００６】
請求項２においては、斜板の操作を行う油圧サーボ機構を有し、チャージ圧力を該油圧サーボ機構のパイロット圧力と共用する斜板式油圧ポンプにおいて、該斜板式油圧ポンプの主回路の負荷圧力により作動する調圧弁を設け、該調圧弁によりチャージ圧力を一定に保つチャージリリーフバルブの開弁圧力を変化させ、該調圧弁のポートをチャージ圧力の最低値を設定するオリフィスに構成することにより、該パイロット圧力を制御するものである。
【０００７】
請求項３においては、斜板の操作を行う油圧サーボ機構を有し、チャージ圧力を該油圧サーボ機構のパイロット圧力と共用する斜板式油圧ポンプにおいて、該斜板式油圧ポンプの主回路の負荷圧力により作動する調圧弁を設け、該調圧弁によりチャージ圧力を一定に保つチャージリリーフバルブの開弁圧力を変化させ、該調圧弁のポートをポート圧力の最低値を設定するオリフィスに構成することにより該パイロット圧力を制御するとともに、該調圧弁を、該調圧弁の作動に伴って主回路の負荷圧力を調圧するリリーフバルブとしても構成するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を説明する。
【０００９】
図１は参考例の油圧サーボ機構のパイロット圧力制御装置をＨＳＴ式ミッション装置に適用した場合の油圧回路を示す図、図２は本発明のＨＳＴ式ミッション装置に適用した油圧サーボ機構のパイロット圧力制御装置の油圧回路の第一実施例を示す図、図３は図２に示す油圧サーボ機構のパイロット圧力制御装置の低負荷時における状態を示す図、図４は同じく高負荷時における状態を示す図、図５はＨＳＴ式ミッション装置に適用した油圧サーボ機構のパイロット圧力制御装置の油圧回路の第二の実施例を示す図、図６は図５に示す油圧サーボ機構のパイロット圧力制御装置の低負荷時における状態を示す図、図７は同じく高負荷時における状態を示す図、図８はＨＳＴ式ミッション装置に適用した油圧サーボ機構のパイロット圧力制御装置の油圧回路の第三の実施例を示す図、図９は図８に示す油圧サーボ機構のパイロット圧力制御装置の低負荷時における状態を示す図、図１０は同じく高負荷時であり且つリリーフバルブ作動中における状態を示す図、図１１はＨＳＴ負荷と斜板に働く力との関係を示す図、図１２はＨＳＴ負荷とチャージ圧力との関係を示す図、図１３はＨＳＴ負荷と入力動力との関係を示す図、図１４はＨＳＴ負荷とＨＳＴ式ミッション装置の全効率との関係を示す図である。
【００１０】
まず、参考例の油圧サーボ機構のパイロット圧力制御装置をＨＳＴ式ミッション装置に適用した場合の例を、図１により説明する。斜板式油圧ポンプ１は、斜板７の角度を変更することで容量を可変としており、該斜板７の角度は油圧サーボ機構４により操作して制御するように構成している。該斜板式油圧ポンプ１と油圧モータ２とは、主回路８・９により並列に接続され、該主回路８・９には、チャージポンプ３からチャージ回路１４を通じて作動油が圧送されている。チャージ回路１４と主回路８との間、及び、チャージ回路１４と主回路９との間には、それぞれチャージチェックバルブ１１・１２が介装されており、主回路８・９の内、低圧側の主回路に作動油を供給するように構成している。
【００１１】
前記油圧サーボ機構４は電磁弁（手動の方向切換弁）５とピストン６等とにより構成され、該油圧サーボ機構４へは、チャージポンプ３からパイロット回路１３を通じてパイロット圧力が与えられている。そして、電磁弁（手動の方向切換弁）５を操作してピストン６を作動させ、このピストン６の作動により斜板式油圧ポンプ１の斜板７の角度を操作するようにしている。
【００１２】
前記チャージ回路１４の途中部にはチャージリリーフバルブ１０を接続して、該チャージ回路１４のチャージ圧が設定値以上になった場合に開弁して、ドレン回路１５から余分な作動油を排出するように構成している。また、該チャージリリーフバルブ１０の背圧側２３と、両主回路８・９の一方、例えば、主回路８とは、負荷回路１６にて接続されている。尚、チャージ回路１４のチャージ圧力、及び、前記油圧サーボ機構４のパイロット圧力は、共にチャージポンプ３から与えられており、同じ圧力に設定されることとなる。
【００１３】
このように構成したパイロット圧力制御装置において、前記主回路８が高圧側となっている場合、負荷回路１６により主回路８と接続されたチャージリリーフバルブ１０の背圧側２３には、該主回路８の圧力が導かれ、この圧力の大きさに応じてスプリング２２は付勢力を強められる。これにより、バルブ２１の開弁圧力が変化するのである。即ち、主回路８が高圧側であって高負荷状態のときは、背圧側２３にかかる圧力が高いため、バルブ２１の開弁圧力が高くなり、前記チャージ圧力は高圧化する。これにより、斜板７に働く力が大きくなる高負荷状態において、油圧サーボ機構４が該斜板７を制御するのに必要十分である高いパイロット圧力を得ることができる。逆に、主回路８が低負荷状態の場合は、背圧側２３にかかる圧力は大きくなく、前記チャージ圧力を低く抑えることができる。これにより、斜板７に働く力が小さい低負荷状態において、油圧サーボ機構４が該斜板７を制御するのに必要な圧力に応じた低いパイロット圧力を得ることができる。このように、主回路８・９の負荷状態に応じたパイロット圧力を得ることができるのである。
【００１４】
また、前記パイロット圧力制御装置は、図２に示すように構成することができる。即ち、本構成では、前述の如く構成したパイロット圧力制御装置における、前記主回路８・９間に二個のチェックバルブ１８・１９を介装して、チャージリリーフバルブ１０の背圧側２３へ主回路８の圧力を導く負荷回路１６を、該チェックバルブ１８・１９間と背圧側２３とを接続する負荷回路１７に構成するのである。
【００１５】
このように構成することで、主回路８が高圧側である場合、及び、主回路９が高圧側である場合のどちらの場合においても、負荷回路１７には、常に該主回路8 ・9 の負荷圧力が生じることとなる。これにより、主回路８及び主回路９のどちらが高圧力側であっても、チャージ圧力及びパイロット圧力を、主回路８・９の負荷状態に応じて制御することができる。そして、本構成を、車両用変速機に適用した場合には、前進又は後進のどちらが高負荷となる場合においても、油圧サーボ機構のパイロット圧力制御を行うことができる。また、前進している際に、後進側回路に高負荷が発生するような状態、例えば、減速時における油圧ブレーキ状態においてもパイロット圧力制御を行うことができることとなる。
【００１６】
この場合、チャージリリーフバルブ１０の背圧側２３は、例えば、図３に示す如く構成している。即ち、背圧側２３にピストン２５を内装して、背圧側２３をピストン室として構成するのである。ピストン２５は、負荷回路１７からの負荷圧力が小さい場合には、図３に示すように、スプリング２２により負荷回路側へ付勢されており、バルブ２１の開弁圧力は低い状態に設定されている。そして、図４に示すように、負荷回路１７からの負荷圧力が大きくなるに従って、ピストン２５はバルブ２１側へ移動してスプリング２２を圧縮するため、スプリング２２の付勢力が増大して、バルブ２１の開弁圧力が高圧になる。
【００１７】
このように、チャージリリーフバルブ１０の背圧側２３にピストン２５を内装してピストン室として構成することにより、負荷回路１７からの負荷圧力に応じて、ピストン２５が該負荷圧力を感知し、該ピストン２５が移動してスプリング２２の付勢力を変化させるため、チャージリリーフバルブ１０を、負荷状態に応じた開弁圧力に制御することができるのである。
【００１８】
また、油圧サーボ機構のパイロット圧力制御装置は、図５の如く構成することもできる。前述のように、斜板式油圧ポンプ１と油圧モータ２とは、主回路８・９により並列に接続され、該主回路８・９には、チャージポンプ３からチャージ回路１４を通じて作動油が圧送されている。チャージ回路１４と主回路８との間、及び、チャージ回路１４と主回路９との間には、それぞれチャージチェックバルブ１１・１２が介装されており、主回路８・９の内、低圧側の主回路に作動油を供給するように構成している。また、該主回路８・９間に二個のチェックバルブ１８・１９を介装している。電磁弁（手動の方向切換弁）５とピストン６等とにより構成された油圧サーボ機構４へは、チャージポンプ３からパイロット回路１３を通じてパイロット圧力が与えられている。そして、電磁弁（手動の方向切換弁）５を操作してピストン６を作動させ、このピストン６の作動により斜板式油圧ポンプ１の斜板７の角度を操作するようにしている。
【００１９】
チャージ回路１４の途中部にはチャージリリーフバルブ２６を接続して、該チャージ回路１４のチャージ圧が設定値以上になった場合に開弁して、ドレン回路１５から余分な作動油を排出するように構成している。また、該チャージ回路１４には、調圧弁２７をチャージリリーフバルブ２６と並列に接続し、該調圧弁２７と、チェックバルブ１８・１９の間とを負荷回路２８で連結して、該調圧弁２７が主回路８・９の負荷圧力によって作動されるように構成している。該調圧弁２７のポートはオリフィス２９に構成している。
【００２０】
以上のように構成したパイロット圧力制御装置において、主回路８・９の負荷圧力が低い場合は、図６に示すように、チャージ回路１４内の作動油が、調圧弁２７のオリフィス２９を介してドレン回路１５へ流出する状態となっている。これにより、チャージリリーフバルブ２６は開弁せずに閉じている。そして、この場合のチャージ圧力はオリフィス２９の絞りの程度により決定され、この絞りの程度を変化することで、チャージ圧力及びパイロット圧力を任意に設定することができる。このオリフィス２９により決定されたチャージ圧力値は、調圧弁２７及びチャージリリーフバルブ２６により制御されるチャージ圧力の最低値となる。
【００２１】
逆に、主回路８・９の負荷圧力が高い場合は、図７に示すように、調圧弁２７は該負荷圧力によって作動して閉じる。これにより、チャージ圧力がチャージリリーフバルブ２６にかかることとなって、チャージ圧力は、該チャージリリーフバルブ２６の設定開弁圧力となる。また、調圧弁２７が開いた状態から、負荷圧力により閉じていく際には、オリフィス２９を通過してドレン回路１５へ流出する流路面積は、負荷圧力の増大に伴って連続的に減少するので、チャージ圧力も連続的に増加していくこととなる。このように、主回路８・９の負荷圧力の変化に応じて、チャージ圧力を調節することができるのである。
【００２２】
さらに、油圧サーボ機構のパイロット圧力制御装置は次の如く構成することもでき、図８においては、図５に示すパイロット圧力制御装置の調圧弁２７に、リリーフ用ポート３０を設けて調圧弁２７’として構成し、主回路８・９の負荷圧力を該リリーフ用ポート３０を通じてチャージ回路１４へ逃がすリリーフ回路３１を構成したものである。
【００２３】
このように構成したパイロット圧力制御装置においては、主回路８・９の負荷圧力が低い場合は、図９に示すように、チャージ回路１４内の作動油が、調圧弁２７’のオリフィス２９’を介してドレン回路１５へ流出する状態となっている。これにより、チャージリリーフバルブ２６は開弁せずに閉じている。また、調圧弁２７’のリリーフ用ポート３０は閉じている。そして、この場合のチャージ圧力はオリフィス２９の絞りの程度により決定され、この絞りの程度を変化することで、チャージ圧力及びパイロット圧力を任意に設定することができる。逆に、主回路８・９の負荷圧力が高い場合は、図１０に示すように、調圧弁２７’は該負荷圧力によって作動して閉じる。これにより、チャージ圧力がチャージリリーフバルブ２６にかかることとなって、チャージ圧力は、該チャージリリーフバルブ２６の設定開弁圧力となる。
【００２４】
また、調圧弁２７’が閉じることにより、調圧弁２７’のリリーフ用ポート３０が開いて、負荷回路２８とリリーフ回路３１とが連通する。これにより、主回路８・９の作動油が、リリーフ用ポート３０及びリリーフ回路３１を通じてチャージ回路１４へ戻ることとなる。尚、調圧弁２７が開いた状態から、主回路８・９負荷圧力により閉じていく際には、オリフィス２９を通過してドレン回路１５へ流出する流路面積は、負荷圧力の増大に伴って連続的に減少するので、チャージ圧力も連続的に増加していくこととなる。このように、調圧弁２７’は、チャージ圧力の調圧弁としての機能と、主回路８・９のリリーフバルブとしての機能を併せ持っているのである。これにより、主回路８・９のリリーフバルブを別途設ける必要がないので、装置のコストダウンを図ることができる。
【００２５】
以上の如く、油圧サーボ機構のパイロット圧力制御装置を、図２、図５、図８に示すような油圧回路の構成としたので、ＨＳＴ式ミッション装置が低負荷状態の場合は、チャージ圧力（油圧サーボ機構のパイロット圧力）を低減することができ、かつ、ＨＳＴ式ミッション装置が高負荷状態の場合は、負荷状態に応じて必要なチャージ圧力に上昇することができる。
【００２６】
ここで、図１１に示すように、ＨＳＴ負荷、即ち、ＨＳＴ式ミッション装置の主回路８・９負荷圧力が大きくなるに従って、斜板式油圧ポンプ１の斜板７に働く力が大きくなるが、前述の如く油圧サーボ機構のパイロット圧力制御装置を構成しているので、図１２に示すように、チャージ圧力（油圧サーボ機構のパイロット圧力）５１は、ＨＳＴ式ミッション装置が低負荷状態のときは必要であるだけの低い値で、高負荷状態になるにつれて必要に応じて高くなる。これにより、高負荷状態においても、必要十分な斜板７の操作力を得ることができる。また、一定的にＨＳＴ式ミッション装置が高負荷状態にあるときに必要な値にチャージ圧力（油圧サーボ機構のパイロット圧力）５２を設定した場合と比べると、特に、低負荷状態において、チャージ圧力（油圧サーボ機構のパイロット圧力）の無駄な圧力５３分を低減することができるのである。さらに、高負荷時の吸入抵抗を軽減することができるので、流路内等に空洞を生じるキャビテーションの発生を防止することができる。
【００２７】
また、チャージ圧力は低負荷状態のときは低い値で、高負荷状態になるにつれて高くなるので、図１３に示すように、チャージポンプ３への入力動力５５は、チャージ圧力を一定的に設定した場合の入力動力５６に比べて、特に、低負荷状態において低くすることができる。さらに、チャージポンプ３への入力動力５５とＨＳＴミッション装置の斜板式油圧ポンプ１への入力動力とを加えた入力動力５７も、チャージ圧力を一定的に設定した場合の入力動力５８と比べて、特に、低負荷状態において低い値にすることができる。
【００２８】
そして、チャージ圧力を低減した分だけ、主回路８・９の低圧側の回路圧力を低減することができるので、チャージ圧力を一定的に設定した場合と同じ仕事量（高圧側圧力と低圧側圧力の差圧）を発生させるための高圧側の絶対圧力も低減することができる。これにより、プランジャ、プランジャブロック、及び、バルブ等の構成部品にかかる負担を低減することができて、耐久性を向上することができる。
【００２９】
また、図１４に示すように、チャージ圧力を一定的に設定した場合のＨＳＴ式ミッション装置の全効率６０と比べて、低負荷時におけるＨＳＴ式ミッション装置の全効率５９を向上することができる。これにより、低燃費化を図ることができるとともに、始動性の向上を図ることができる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明は以上の如く構成したので、次のような効果を奏するのである。
請求項１記載の如く、斜板の操作を行う油圧サーボ機構を有し、チャージ圧力を該油圧サーボ機構のパイロット圧力と共用する斜板式油圧ポンプにおいて、該斜板式油圧ポンプ両側の主回路にそれぞれチェックバルブを設け、この両チェックバルブ間に生じる負荷圧力によって、チャージ圧力を一定に保つチャージリリーフバルブの開弁圧力を変化させて該パイロット圧力を制御するので、斜板に働く力が大きくなる高負荷状態において、油圧サーボ機構が該斜板を制御するのに必要十分である高いパイロット圧力を得ることができるとともに、斜板に働く力が小さい低負荷状態において、油圧サーボ機構が該斜板を制御するのに必要な圧力に応じた低いパイロット圧力を得ることができ、斜板式油圧ポンプの負荷状態に応じたパイロット圧力を得ることができた。
これにより、高負荷状態においては必要十分な斜板の操作力を得ることができ、低負荷状態においてはチャージ圧力（油圧サーボ機構のパイロット圧力）の無駄な圧力を低減することができた。そして、高負荷時の吸入抵抗を軽減することができるので、流路内等に空洞を生じるキャビテーションの発生を防止することができた。
【００３２】
また、斜板式油圧ポンプ両側の主回路にそれぞれチェックバルブを設け、この両チェックバルブ間に生じる負荷圧力によって、チャージ圧力を一定に保つチャージリリーフバルブの開弁圧力を変化させて該パイロット圧力を制御したので、本構成を、車両用変速機に適用した場合には、前進又は後進のどちらが高負荷となる場合においても、油圧サーボ機構のパイロット圧力制御を行うことができ、また、前進している際に、後進側回路に高負荷が発生するような状態、例えば、減速時における油圧ブレーキ状態においてもパイロット圧力制御を行うことができることとなった。
さらに、ＨＳＴ式ミッション装置に適用した場合は、低負荷時における全効率を向上することができ、低燃費化を図ることができるとともに、始動性の向上を図ることができた。
【００３４】
更に、請求項２記載の如く、斜板式油圧ポンプの主回路の負荷圧力により作動する調圧弁を設け、該調圧弁によりチャージ圧力を一定に保つチャージリリーフバルブの開弁圧力を変化させ、該調圧弁のポートをチャージ圧力の最低値を設定するオリフィスに構成することにより、該パイロット圧力を制御したので、チャージリリーフバルブと調圧弁とにより主回路の負荷圧力を感知し、該負荷圧力の変化に応じて、チャージ圧力及びパイロット圧力を調節することができた。
また、調圧弁によりチャージ圧力及びパイロット圧力の最低値を設定することができることとなった。
【００３５】
更に、請求項３記載の如く、前記調圧弁を、該調圧弁の作動に伴って主回路の負荷圧力を開放するリリーフバルブとしても構成したので、調圧弁はチャージ圧力の調圧弁としての機能と、主回路のリリーフバルブとしての機能を併せ持つこととなった。これにより、主回路のリリーフバルブを別途設ける必要がないので、装置のコストダウンを図ることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】  参考例の油圧サーボ機構のパイロット圧力制御装置をＨＳＴ式ミッション装置に適用した場合の油圧回路を示す図である。
【図２】  本発明のＨＳＴ式ミッション装置に適用した油圧サーボ機構のパイロット圧力制御装置の油圧回路の第一実施例を示す図である。
【図３】  図２に示す油圧サーボ機構のパイロット圧力制御装置の低負荷時における状態を示す図である。
【図４】  同じく高負荷時における状態を示す図である。
【図５】  ＨＳＴ式ミッション装置に適用した油圧サーボ機構のパイロット圧力制御装置の油圧回路の第二の実施例を示す図である。
【図６】  図５に示す油圧サーボ機構のパイロット圧力制御装置の低負荷時における状態を示す図である。
【図７】  同じく高負荷時における状態を示す図である。
【図８】  ＨＳＴ式ミッション装置に適用した油圧サーボ機構のパイロット圧力制御装置の油圧回路の第三の実施例を示す図である。
【図９】  図８に示す油圧サーボ機構のパイロット圧力制御装置の低負荷時における状態を示す図である。
【図１０】  同じく高負荷時における状態を示す図である。
【図１１】  ＨＳＴ負荷と斜板に働く力との関係を示す図である。
【図１２】  ＨＳＴ負荷とチャージ圧力との関係を示す図である。
【図１３】  ＨＳＴ負荷と入力動力との関係を示す図である。
【図１４】  ＨＳＴ負荷とＨＳＴ式ミッション装置の全効率との関係を示す図である。
【符号の説明】
１  斜板式油圧ポンプ
２  油圧モータ
３  チャージポンプ
４・５  油圧サーボ機構
７  斜板
８・９  主回路
１０  チャージリリーフバルブ
１４  チャージ回路
１５  ドレン回路
１６・１７  負荷回路
１８・１９  チェックバルブ
【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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【図１３】
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【図１４】
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