(57)【要約】【課題】加工工数が少なく、固着強度に優れた埋め込みピンを提供する【解決手段】他部材２０に形成されたピン挿入穴２１に挿入され、硬質金属からなる円柱形の挿入部１１を有する、埋め込みピン１０であって、前記挿入部１１は、中心部に軸線方向に形成された有底の拡張穴１３を有するとともに、前記拡張穴１３の周囲に拡張円筒部１２が構成され、前記拡張穴１３の底面１４に接して、軟質金属からなる円柱形の拡張片３０が配置され、前記拡張片３０の直径は、前記拡張穴１３の直径より僅かに小さく形成され、前記拡張片３０が軸線方向に圧縮されることにより、前記拡張片３０および前記拡張円筒部１２が径方向に拡張して、前記ピン挿入穴２１に固定される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
他部材に形成されたピン挿入穴に挿入され、硬質金属からなる円柱形の挿入部を有する、埋め込みピンであって、
前記挿入部は、中心部に軸線方向に形成された有底の拡張穴を有するとともに、前記拡張穴の周囲に拡張円筒部が構成され、前記拡張穴の底面に接して、軟質金属からなる円柱形の拡張片が配置され、前記拡張片の直径は、前記拡張穴の直径より僅かに小さく形成され、前記拡張片が軸線方向に圧縮されることにより、前記拡張片および前記拡張円筒部が径方向に拡張して、前記ピン挿入穴に固定されることを特徴とする埋め込みピン。
【請求項２】
前記ピン挿入穴は底面を有し、前記拡張片の一方側の端面は前記拡張穴の底面に接し、前記拡張片の他方側の端面は前記挿入部の挿入側の端部から軸線方向に突出して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の埋め込みピン。
【請求項３】
前記ピン挿入穴は底面が円すい形状であることを特徴とする請求項２に記載の埋め込みピン。
【請求項４】
前記ピン挿入穴は底面を有し、前記拡張片の一方側の端面は前記拡張穴の底面に接し、前記拡張穴の内部で、一方側端面を前記拡張片の他方側端面に接するとともに、他方側端面を前記挿入部の挿入側の端部から軸線方向に突出して配置された、硬質金属からなる圧縮部材を有することを特徴とする請求項１に記載の埋め込みピン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、埋め込みピンに係わり、より詳しくは、転がり軸受の外輪の回転止め等に用いられる埋め込みピンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、２輪車用エンジンのクランクケースや、オルタネータ等の自動車用補機等で使用する転がり軸受装置においては、軸受の外輪が、アルミニウム合金からなるハウジングの軸受嵌合穴に外周を内嵌して収容されている。回転中も、基本的に前記外輪は前記ハウジング内に静止しているが、円周方向に変動する荷重や、振動によって、前記外輪の外周と、前記ハウジングの軸受嵌合穴との間に、円周方向の相対回転の進行、すなわちクリープが発生することがある。
【０００３】
このクリープを防止する手段として、前記外輪の外周に埋め込みピンを設置する構造がある。（特許文献１参照）
【０００４】
特許文献１に記載の構造において、前記埋め込みピンは、前記外輪に形成されたピン挿入穴に圧入によって固定されている。前記圧入において、前記埋め込みピンの外周と、ピン挿入穴の内周との間のしめしろが過大の場合、圧入の工数が大きく、さらに、前記外輪の残留応力も過大となり、前記外輪の強度が低下する。また、前記しめしろが過小の場合、運転状況により、前記埋め込みピンと前記外輪前記埋め込みピンの間にがたが生じ、前記埋め込みピンが折損したり、前記外輪から脱落しやすくなる。
【０００５】
このように、前記埋め込みピンを前記ピン挿入穴に圧入によって固定する場合、適正なしめしろを確保する必要がある。前記適正なしめしろは、非常にレンジが狭く、前記適正なしめしろを確保するためには、前記埋め込みピンの外周の直径の公差、および前記ピン挿入穴の直径の公差を非常に小さく押える必要があり、その加工工数は多大である。
【０００６】
ピンを挿入穴に固定する手段として、ピンの先端に中空穴が形成され、前記中空穴に前記挿入穴の底側に拡径するテーパ部材を内装する構造がある。（特許文献２参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−４８８６０号公報
【特許文献２】特開２００７−２４１３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献２に記載のピンを挿入穴に固定する手段は、最初に、前記中空穴に前記テーパ部材を内装した前記ピンを、前記挿入穴の内周に、前記テーパ部材の先端が前記挿入穴の底に接する状態まで挿入する。次に、前記ピンを前記挿入穴の底の方向にさらに打ち込むと、前記中空穴と前記テーパ部材の相対移動によって、前記中空穴およびピンの外周が拡径し、前記挿入穴の内周とピンの外周との間にしめしろが生じ、前記ピンは、前記挿入穴に固定される。
【０００９】
前記ピンの外周と前記挿入穴の内周は、挿入時において隙間嵌めであり、前記ピンの外周の直径の公差、および前記挿入穴の直径の公差を絞り込む必要が無く、加工工数は小さい。
しかしながら、固定された前記ピンの外周と前記挿入穴の内周との間のしめしろは、前記ピンの、前記挿入穴の底側の端部に集中し、前記挿入穴の入り口近傍においては、十分なしめしろを確保できない。この結果、固定された前記ピンに軸線に直角な方向の荷重が繰り返し負荷された時、前記ピンと前記挿入穴の間に次第にがたが発生し、前記ピンが折損したり、前記挿入穴から脱落することが考えられる。
【００１０】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、加工工数が少なく、固着強度に優れた埋め込みピンを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、他部材に形成されたピン挿入穴に挿入され、硬質金属からなる円柱形の挿入部を有する、埋め込みピンであって、前記挿入部は、中心部に軸線方向に形成された有底の拡張穴を有するとともに、前記拡張穴の周囲に拡張円筒部が構成され、前記拡張穴の底面に接して、軟質金属からなる円柱形の拡張片が配置され、前記拡張片の直径は、前記拡張穴の直径より僅かに小さく形成され、前記拡張片が軸線方向に圧縮されることにより、前記拡張片および前記拡張円筒部が径方向に拡張して、前記ピン挿入穴に固定されることである。
【００１２】
本発明の構成による埋め込みピンは、前記拡張穴の底面に接して、前記拡張片を内装した前記挿入部が、他部材の前記ピン挿入穴に挿入された後、前記拡張片が軸線方向に圧縮されると、前記拡張片の外周が径方向に拡張し、前記拡張穴の内周に接する。さらに前記拡張片が軸線方向に圧縮されると、前記拡張穴の内周および前記拡張円筒部の外周が拡径し、前記ピン挿入穴の内周と前記拡張円筒部の外周との間にしめしろが生じ、前記埋め込みピンは、前記ピン挿入穴に固定される。
【００１３】
また、前記拡張円筒部の外周の拡径は前記拡張片の軸線方向全長に渡って発生するため、本発明の構成による埋め込みピンは、テーパ部材を内装した従来のピンにくらべより確実に固定される。さらに、前記拡張片は軟質金属からなるため、圧縮による前記拡張片の外周の径方向の拡張は塑性変形を伴っており、圧縮力が開放された後の収縮が少なく、前記ピン挿入穴の内周と前記拡張円筒部の外周との間のしめしろが長期にわたり確保できる。
【００１４】
前記埋め込みピンの前記拡張円筒部と、他部材の前記ピン挿入穴とは、すきま嵌めが可能であり、前記拡張円筒部の外周の直径の公差、および前記ピン挿入穴の内周の公差は従来の圧入の場合にくらべ、はるかに大きく、加工工数は少ない。
【００１５】
前記の課題を解決するため、請求項２に係る発明の構成上の特徴は、前記ピン挿入穴は底面を有し、前記拡張片の一方側の端面は前記拡張穴の底面に接し、前記拡張片の他方側の端面は前記拡張円筒部の挿入側の端部から軸線方向に突出して配置されていることである。
【００１６】
本発明の構成によると、最初に、前記拡張穴の底面に前記拡張片を内装した前記埋め込みピンを、前記ピン挿入穴に、軸線方向に突出した前記拡張片の先端が前記ピン挿入穴の底面に接する状態まで挿入する。次に、前記埋め込みピンを前記ピン挿入穴の底の方向にさらに打ち込むと、前記拡張片は、前記拡張穴の底面と前記ピン挿入穴の底面との間で軸線方向に圧縮され、前記拡張片の外周が径方向に拡張し、前記拡張穴の内周および前記拡張円筒部の外周が拡径し、前記ピン挿入穴の内周と前記拡張円筒部の外周との間にしめしろが生じ、前記埋め込みピンは、前記ピン挿入穴に固定される。
【００１７】
前記の課題を解決するため、請求項３に係る発明の構成上の特徴は、前記ピン挿入穴は底面が円すい形状であることである。
【００１８】
本発明の構成によると、前記拡張片の先端が前記ピン挿入穴の円すい形状の底面に接することにより、前記埋め込みピンを前記ピン挿入穴の底の方向にさらに打ち込んだとき、前記拡張片に軸線方向の圧縮力と同時に、半径方向の圧縮力が作用する。この結果、前記拡張片の前記拡張円筒部の挿入側の端部から突出した部分の半径方向の拡張が防止され、前記拡張片は、確実に前記拡張穴の内部で拡張し、前記拡張穴の内周および前記拡張円筒部の外周が確実に拡径する。
【００１９】
前記の課題を解決するため、請求項４に係る発明の構成上の特徴は、前記ピン挿入穴は底面を有し、前記拡張片の一方側の端面は前記拡張穴の底面に接し、前記拡張穴内部で一方側の端面を前記拡張片の他方側の端面に接するとともに、他方側の端面を前記挿入部の挿入側の端部から軸線方向に突出して配置された、硬質金属からなる圧縮部材を有することである。
【００２０】
本発明の構成によると、前記埋め込みピンは、一方側の端面を前記拡張穴の底面に接し、他方側の端面を前記圧縮部材の一方側端面に接する前記拡張片と、一方側の端面を前記拡張穴の内部で前記拡張片の他方側の端面と接し、他方側の端面を前記挿入部の挿入側の端部から軸線方向に突出して配置された前記圧縮部材とを内装している。前記埋め込みピンは、前記圧縮部材の先端が前記ピン挿入穴の底面に接する状態まで前記ピン挿入穴に挿入される。
【００２１】
次に、前記埋め込みピンは、前記ピン挿入穴の底の方向にさらに打ち込まれ、前記拡張片は、前記拡張穴の内部で、前記拡張穴の底面および前記圧縮部材の一方側の端面とで圧縮される。この結果、前記拡張片の外周が径方向に拡張し、前記拡張穴の内周および前記拡張円筒部の外周が拡径し、前記ピン挿入穴の内周と前記拡張円筒部の外周との間にしめしろが生じ、前記埋め込みピンは、前記ピン挿入穴に固定される。
【００２２】
また、前記圧縮部材は硬質金属からなるため、前記ピン挿入穴の底面の形状の影響で、圧縮力が変化することはない。このように、前記拡張片は、確実に前記拡張穴の内部で拡張し、前記拡張穴の内周および前記拡張円筒部の外周が確実に拡径する。
【発明の効果】
【００２３】
この発明によれば、加工工数が少なく、固着強度に優れた埋め込みピンを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施形態の埋め込みピンの断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の埋め込みピンの固定前の状態の説明図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の埋め込みピンの固定後の状態の説明図である。
【図４】本発明の第２の実施形態の埋め込みピンの断面図である。
【図５】本発明のその他の実施形態その１の埋め込みピンの断面図である。
【図６】本発明のその他の実施形態その２の埋め込みピンの断面図である。
【図７】本発明のその他の実施形態その３の埋め込みピンの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
（第１の実施形態）
この発明の第１の実施形態である埋め込みピンを、以下図面を参照して説明する。
【００２６】
図１は本発明の第１の実施形態の埋め込みピン１の断面図であり、他部材である軸受の外輪２０に固定された状態を示している。
軸受の外輪２０は軸受鋼からなり、ピン挿入穴２１が形成され、ピン挿入穴２１の底面２２は円すい形に形成されている。
【００２７】
埋め込みピン１０は、軸受鋼等の硬質金属からなる円柱形で、外周の一方側の端部は挿入部１１、外周の他方側の端部は端面１７となっている。挿入部１１の中心部に、有底の円筒形の拡張穴１３が軸線方向に形成され、拡張穴１３の周囲は拡張円筒部１２となっている。埋め込みピン１０の拡張円筒部１２の外周１５の直径は、ピン挿入穴２１の直径より僅かに小さい。
【００２８】
拡張穴１３にはアルミニウム等の軟質金属からなる円柱形の拡張片３０が内装されている。拡張片３０の一方側の端面３２は拡張穴１３の底面１４に接し、拡張片３０の他方側の端面３１は拡張円筒部１２の挿入側の端部１６から突出して配置されている。拡張片３０の外周３３の直径は、埋め込みピン１０の拡張穴１３の直径より僅かに小さい。
【００２９】
図２および図３は本発明の第１の実施形態の埋め込みピン１０の作用を説明する説明図である。図２、図３は埋め込みピン１０とピン挿入穴２１の関係を模式的に示しており、図２は埋め込みピン１０を外輪２０のピン挿入穴２１に挿入し、拡張片３０の端面３１が拡張穴１３の底面１４に接した、固定前の初期状態を示している。埋め込みピン１０を挿入穴２１に挿入する前の状態においては、埋め込みピン１０の拡張円筒部１２の外周１５の直径は、ピン挿入穴２１の直径より僅かに小さく、埋め込みピン１０はピン挿入穴２１にすきま嵌めで嵌合される。このため、拡張円筒部１２の外周１５の直径の公差、およびピン挿入穴２１の公差は従来の圧入の場合にくらべ、はるかに大きく、加工工数は少ない。
【００３０】
図３は図２の初期状態から、埋め込みピン１０の端面１７が外輪２０の方向にさらに押し込まれ、埋め込みピン１０が、外輪２０に固定された後の状態を示している。
拡張片３０は、拡張穴１３の底面１４と、ピン挿入穴２１の底面２２との間で軸線方向に圧縮され、拡張片３０の外周３３が径方向に拡張する。このとき、ピン挿入穴２１の底面２２は円すい形に形成されているため、拡張片３０には、軸線方向の圧縮力と同時に、半径方向の圧縮力が作用する。この結果、拡張片３０の、拡張円筒部１２の挿入側の端部１６から突出した部分の半径方向の拡張が防止され、拡張片３０は、拡張穴１３の内部で拡張し、拡張穴１３および拡張円筒部１２の外周１５が確実に拡径する。
【００３１】
さらに、拡張片３０の外周３３が、拡張穴１３より大きくなると、拡張穴１３および拡張円筒部１２の外周１５が拡径し、ピン挿入穴２１と拡張円筒部１２の外周１５との間にしめしろが生じ、埋め込みピン１０は、外輪２０に固定される。このとき、拡張円筒部１２の外周の拡径は、拡張円筒部１２の軸線方向全長に渡って発生し、ピン挿入穴２１との、しめしろの発生範囲が長く、埋め込みピン１０は、テーパ部材を内装した従来の埋め込みピンにくらべ、固着強度に優れ、より確実に外輪２０に固定される
【００３２】
さらに、拡張片３０は軟質金属からなるため、圧縮による拡張片３０の外周３３の径方向の拡張は塑性変形を伴っており、圧縮力が開放された後も、収縮が少なく、ピン挿入穴２１と、拡張円筒部１２の外周１５との間のしめしろの減少が少なく、長期間に亘って固着強度が維持される。
【００３３】
この結果、本発明の第１の実施形態である埋め込みピン１０は、軸線に直角な方向の荷重の繰り返しや、振動による、ピン挿入穴２１との間のがたの発生が抑制され、埋め込みピン１０が折損したり、ピン挿入穴２１から脱落することがない。
このように、本発明の第１の実施形態である埋め込みピン１０は、加工工数が少なく、固着強度に優れている。
【００３４】
（第２の実施形態）
この発明の第２の実施形態である埋め込みピン１０を、以下図面を参照して説明する。
図４は本発明の第２の実施形態の埋め込みピン１０の断面図である。
【００３５】
第２の実施形態の埋め込みピン１０は、拡張片３０の長さが第１の実施形態の埋め込みピン１０より短くなり、拡張片３０の長さが短くなったぶんの長さの圧縮部材４０を有することが、第１の実施形態の埋め込みピン１０と異なり、他は第１の実施形態の埋め込みピン１０と共通である。
第２の実施形態の埋め込みピン１０では、第１の実施形態の埋め込みピン１０と共通の形状、構成、作用効果については説明を省略することにし、第１の実施形態の埋め込みピン１０と異なる構成、作用効果についてのみ説明を行う。また、第１の実施形態の埋め込みピン１０と共通の構成部品については、同一符号を付し、説明を省略する。
【００３６】
図４は本発明の第２の実施形態の埋め込みピン１０の断面図であり、他部材である軸受の外輪２０に固定された状態を示している。
埋め込みピン１０の拡張穴１３には、アルミニウム等の軟質金属からなる円柱形の拡張片３０が内装されている。拡張片３０の一方側の端面３２は拡張穴１３の底面１４に接し、他方側の端面３１は拡張円筒部１２の挿入側の端部１６から引っ込んで、拡張穴１３内に収容されている。拡張片３０の外周３３の直径は、拡張穴１３の直径より僅かに小さい。
【００３７】
圧縮部材４０は、炭素鋼等の硬質金属からなり、円柱形に形成され、外周４３の直径は、拡張穴１３の直径より僅かに小さい。圧縮部材４０は、一方側の端面４２を拡張穴１３の内部で拡張片３０の端面３１に接するとともに、他方側の端面を拡張円筒部１２の挿入側の端部１６から突出して配置されている。
【００３８】
つぎに、本発明の第２の実施形態の埋め込みピンの作用を説明する。
拡張片３０および圧縮部材４０が装着された埋め込みピン１０は、外輪２０のピン挿入穴２１に挿入され、圧縮部材４０の端面４１がピン挿入穴１３の底面１４に接する。    さらに、埋め込みピン１０の端面１７が外輪２０の方向に押し込まれると、圧縮部材４０が拡張穴１３の中で、軸線方向に相対移動する。
【００３９】
圧縮部材４０の軸線方向の相対移動によって、拡張片３０は、拡張穴１３の内部で、拡張穴１３の底面１４と、圧縮部材４０の端面４２との間で軸線方向に圧縮され、拡張片３０の外周３３が拡径することにより、拡張円筒部１２の外周１５が径方向に拡張し、埋め込みピン１０は外輪２０に固定される。
【００４０】
ここで、本発明の第２の実施形態の埋め込みピン１０においては、拡張片３０に、拡張円筒部１２の挿入側の端部１６から突出した部分がないため、拡張片３０は、拡張穴１３の内部で拡張し、拡張穴１３および拡張円筒部１２の外周１５が確実に拡径する。
また、圧縮部材４０は硬質金属であるため、押付けによる変形がなく、かつ、ピン挿入穴１３の底面１４の形状の影響がなく、確実に拡張穴１３の内部を軸線方向に相対移動する。
【００４１】
（その他の実施形態）
図５は本発明のその他の実施形態その１の埋め込みピン１０の断面図である。
その他の実施形態その１の埋め込みピン１０は、拡張円筒部１２に軸線方向の切り割り２１８を有している。さらに、他部材２０のピン挿入穴２１は開口側に底面２２側より直径の小さい小径部２２３を有している。第１の実施形態の埋め込みピン１０と共通の構成部品については、同一符号を付し、説明を省略する。
【００４２】
その他の実施形態その１の埋め込みピン１０は、拡張円筒部１２に軸線方向の切り割り２１８を有しているため、拡張片３０が軸線方向に圧縮され、拡張片３０の外周３３が径方向に拡張すると、拡張円筒部１２が容易に拡径する。このため、ピン挿入穴２１と拡張円筒部１２の外周１５との間により大きなしめしろが生じ、埋め込みピン１０は、他部材２０により確実に固定される。さらに、他部材２０のピン挿入穴２１は開口側に底面２２側より直径の小さい小径部２２３を有しているため、埋め込みピン１０がピン挿入穴２１から脱落することがない。
【００４３】
図６は本発明のその他の実施形態その２の埋め込みピン１０の断面図である。
その他の実施形態その２の埋め込みピン１０は、他部材２０に追加部材５０を固定するもので、追加部材５０は通し穴５１を有している。その他の実施形態その２の埋め込みピン１０は、軸線方向一方側端部に拡張穴１３が形成され、他方側端部に大径の頭部３１７を有している。拡張穴１３には拡張片３０が、一方側の端面３２を拡張穴１３の底面１４に接し、他方側の端面３を拡張円筒部１２の挿入側の端部１６から突出して内装されている。第１の実施形態の埋め込みピン１０と共通の構成部品については、同一符号を付し、説明を省略する。
【００４４】
その他の実施形態その２の埋め込みピン１０において、埋め込みピン１０は、大径の頭部３１７と、他部材２０との間に、追加部材５０を挟む形で、追加部材５０の通し穴５１を挿通し、ピン挿入穴２１に挿入され、拡張片３０の端面３１がピン挿入穴２１の底面２２に接する。
【００４５】
さらに、埋め込みピン１０が外輪２０の方向に押し込まれると、拡張片３０は、拡張穴１３の底面１４と、ピン挿入穴２１の底面２２との間で軸線方向に圧縮され、拡張片３０の外周３３の径方向に拡張し、ピン挿入穴２１と、拡張円筒部１２の外周１５との間には、しめしろが生じ、埋め込みピン１０は、外輪２０に固定される。
このとき、追加部材５０は、埋め込みピン１０の大径の頭部３１７と他部材２０との間に挟みこまれる形で、他部材２０に固定される。
【００４６】
図７は本発明のその他の実施形態その３の埋め込みピンの断面図である。
その他の実施形態その３においては、一対の埋め込みピン１０および一個の拡張片３０で構成されている。一対の埋め込みピン１０は、他部材４２０に貫通して形成されたピン挿入穴４２１に、それぞれの拡張円筒部１２を対峙して、両側から挿入されている。両埋め込みピン１０の対峙する拡張穴１３には、共通の一個の拡張片３０が内装されている。第１の実施形態の埋め込みピン１０と共通の構成部品については、同一符号を付し、説明を省略する。
【００４７】
本発明のその他の実施形態その３の埋め込みピン１０は、他部材４２０のピン挿入穴４２１に挿入される状態において、拡張片３０の両端面３１が、一対の埋め込みピン１０のそれぞれの拡張穴１３の底面１４に接している。そのとき、一対の埋め込みピン１０のそれぞれの拡張円筒部１２の端部１６の間には軸線方向の空隙を有している。
【００４８】
一対の埋め込みピン１０は、他部材４２０のピン挿入穴４２１に挿入され後、一対の埋め込みピン１０のそれぞれの拡張円筒部１２の端部１６を接近させる方向に、両端面１７が押圧される。このため、拡張片３０は、一対の埋め込みピン１０の拡張穴１３の両底面１４の間で軸線方向に圧縮され、拡張片３０の外周３３は径方向に拡張する。この結果、ピン挿入穴４２１と、両拡張円筒部１２の外周１５との間には、しめしろが生じ、埋め込みピン１０は、他部材４２０の両側面から、それぞれの埋め込みピン１０の端面１７が突出して、他部材４２０に固定される。
【００４９】
上述の実施形態において、有底のピン挿入穴２１の底面２２は、円錐面であるが、この発明では、底面２２は平面等、他の形状であってもよい。
【００５０】
本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得る。
【符号の説明】
【００５１】
１０          ‥埋め込みピン
１１          ‥挿入部
１２          ‥拡張円筒部
１３          ‥拡張穴
１４          ‥底面
２０、４２０  ‥外輪（他部材）
２１、４２１  ‥ピン挿入穴
２２          ‥底面
３０          ‥拡張片
４０          ‥圧縮部材
【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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