(57)【要約】      （修正有）【課題】内部のデッドスペースを小さくして、洗濯容量の増大、又は、設置スペースの低減を可能とするドラム式洗濯機を提供する。【解決手段】前面を開口された略有底円筒状のドラム３と、ドラム３の後面３２に取り付けられた回転軸５と、回転軸５を回転自在に支承する軸受７とを具備するものであり、軸受７を複列式円錐ころ軸受とするように構成した。軸受７に負荷能力の高い円錐ころ軸受を用いて剛性を高めることで回転軸５を短くすることができることから、内部のデッドスペースを小さくして洗濯容量の増大、又は、設置スペースの低減を実現することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前面を開口された略有底円筒状のドラムと、
前記ドラムの後面に取り付けられた回転軸と、
当該回転軸を回転自在に支承する軸受とを具備するものであり、
前記軸受を複列式円錐ころ軸受としたことを特徴とするドラム式洗濯機。
【請求項２】
前記複列式円錐ころ軸受が、軸方向に離間して配置された２列の円錐ころを備えるものであり、各列の円錐ころは互いに小径側を対向させて配置されることを特徴とする請求項１記載のドラム式洗濯機。
【請求項３】
前記複列式円錐ころ軸受は、軸受固定部材に対して外輪が軸方向に固定され、前記回転軸に対して内輪が軸方向に固定されることを特徴とする請求項２記載のドラム式洗濯機。
【請求項４】
前記複列式円錐ころ軸受は、外輪が１個の部材によって構成され、内輪が軸方向に分割された２個の内輪要素によって構成されることを特徴とする請求項３記載のドラム式洗濯機。
【請求項５】
前記ドラムの前面が後面よりも高い位置になるように、前記回転軸を水平面に対して傾斜させることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のドラム式洗濯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドラムの底面を筐体背面に近づけることで、洗濯容量の増大又は設置スペースの低減を図ることのできるドラム式洗濯機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、前面を開口されたドラムを横向きに配置し、ドラムを回転させることで内部に水とともに収容させた洗濯物を叩き洗いするドラム式洗濯機として数多くの提案がなされている。
【０００３】
例えば、下記特許文献１は、筐体内に、前面を開口された略円筒状の外槽と、その内部に配置された前面を開口された略円筒状のドラムとを備え、このドラムの後面に取り付けた回転軸を外槽の後面に設けたベアリング（軸受）によって回転自在に支承するとともに、モータによって直接駆動させる構成を開示する。このようにモータと回転軸とを直結したいわゆるダイレクトドライブ構造とすることで、回転軸回りの重心位置を適正化して振動低減を図るとともに、内部構造の簡略化を行って製造コストの低減を図ることが可能となる。
【０００４】
また、この特許文献１では、外槽２の後面に形成された凹部に軸受を支持するための軸受固定部材を配置し、その軸受固定部材が備える凹部内にモータを取り付けることで、ダイレクトドライブ構造でありながら、後方側への突出量、すなわち奥行き方向の寸法を抑えることができる。そのため、筐体の大きさを変更することなくドラムの内容積を大きくして、洗濯容量を増大させることも可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３３６５９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述したような構成では、ドラムの背面と筐体との隙間が未だ大きく、大きなデッドスペースが存在するため、さらなる改善の余地が残されている。
【０００７】
このような大きな隙間が必要となる原因は、回転軸を支持するための支持長さを一定以上に確保することが必要なことにある。
【０００８】
具体的には、ドラム式洗濯機は、回転軸を介してドラムを片持ち状に支持する構造であり、さらにドラムの回転によって内部に収容した洗濯物と水とが移動することから、回転軸を支承する軸受に対しては、ラジアル方向及びスラスト方向の荷重が作用するとともに、ドラムの面ブレを伴うモーメント荷重が作用する。
【０００９】
こうした軸受としては、深溝玉軸受が用いられることが一般的であり、この深溝玉軸受は取り扱い及び組み込みが容易であるものの、内部の転動球が外輪や内輪と点接触する構造であることから、ラジアル方向及びアキシアル方向への耐荷重が小さい。そのため、上述したラジアル方向及びスラスト方向の荷重やモーメント荷重を支持させ、面ブレ幅を是正するため、深溝玉軸受は複数個を組にして用いられるとともに、軸方向に離間して配置される。従って、回転軸は軸方向に沿った複数箇所にて軸受によって支持されることから、その支持長さを一定以上に確保することが必要となる。
【００１０】
このため、回転軸はドラムの後面側で一定以上の長さを備えることが必要となり、その分ドラムと筐体との隙間が大きくなって、洗濯に用いることのできないデッドスペースが増大する関係となる。
【００１１】
本発明は、このような課題を有効に解決することを目的としており、具体的には、ドラムの後面に取り付けられる回転軸を短くすることで内部のデッドスペースを小さくして、洗濯容量の増大、又は、設置スペースの低減を可能とするドラム式洗濯機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、かかる目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。
【００１３】
すなわち、本発明のドラム式洗濯機は、前面を開口された略有底円筒状のドラムと、前記ドラムの後面に取り付けられた回転軸と、当該回転軸を回転自在に支承する軸受とを具備するものであり、前記軸受を複列式円錐ころ軸受としたことを特徴とする。
【００１４】
また本発明は、前記複列式円錐ころ軸受が、軸方向に離間して配置された２列の円錐ころを備えるものであり、各列の円錐ころは互いに小径側を対向させて配置されることが好適である。
【００１５】
さらに本発明は、前記複列式円錐ころ軸受は、軸受固定部材に対して外輪が軸方向に固定され、前記回転軸に対して内輪が軸方向に固定されることが好適である。
【００１６】
さらに本発明は、前記複列式円錐ころ軸受が、外輪は１個の部材によって構成され、内輪は軸方向に分割された２個の内輪要素によって構成されることが好適である。
【００１７】
そして本発明は、前記ドラムの前面が後面よりも高い位置になるように、前記回転軸を水平面に対して傾斜させることが好適である。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明した本発明によれば、負荷能力の高い円錐ころ軸受を用いて剛性を高めることで回転軸を短くすることができることから、内部のデッドスペースを小さくして洗濯容量の増大、又は、設置スペースの低減を実現することができる。
【００１９】
特に、上記複列式円錐ころ軸受が、互いに小径側を対向させて配置される２列の円錐ころを備える本発明によれば、作用点を広げてモーメント荷重を適切に受けさせ、ドラムの振動をより低減することができる。
【００２０】
さらに、上記複列式円錐ころ軸受を構成する外輪及び内輪がそれぞれ軸方向に固定される本発明によれば、外力や振動に起因する各部材同士の位置ずれが生じるおそれが小さく、長期間に亘り安定して使用することができる。
【００２１】
また、上記複列式円錐ころ軸受が、外輪は１個の部材により、内輪は２個の内輪要素によって構成される本発明によれば、軸受の組み立てを容易にしながら内部隙間を適切に確保するとともに、ドラム式洗濯機全体の組み立てを簡便に行うことができる。
【００２２】
さらに、ドラムの前面が後面よりも高い位置になるように傾斜させる本発明によれば、上記の構成による効果をより顕著に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係るドラム式洗濯機の概略構成を示す縦断面図。
【図２】同ドラム式洗濯機の要部を拡大して示す縦断面図。
【図３】同ドラム式洗濯機の回転軸と軸受を組み込む際の手順を示す説明図。
【図４】同ドラム式洗濯機の回転軸と軸受を組み込む際の手順を図３に引き続き示す説明図。
【図５】同ドラム式洗濯機の変形例を示す縦断面図。
【図６】本発明との比較例であるドラム式洗濯機の全体構成を示す縦断面図。
【図７】同比較例であるドラム式洗濯機の要部を拡大して示す縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
【００２５】
図１は本発明の実施形態に係るドラム式洗濯機（以下、「洗濯機」と称す。）Ｗ１を簡略化して示す縦断面図である。この図に示すように、この洗濯機Ｗ１は、箱形の筐体１の内部において支持される外層２と、その内部に配されるドラム３と、このドラム３を回転駆動させるモータ８と、ドラム３の内部を開放可能とする扉４とを備える。
【００２６】
外槽２は略有底円筒状とされ、略円形に形成された後面２３と、この後面２３に連続する周面２２とを備え、前面には開口２１が形成、すなわち前面を開口される。外槽２は、筐体１の内部でバネ２ａにより吊支されるとともに、ダンパ２ｂによって下方より支持される。そのため、外槽２は、揺動可能に弾性支持され、ドラム３の回転により生じる振動を効果的に抑えることができる。
【００２７】
扉４は、筐体２に設けられた横開き式のものであり、外槽２の開口２１に設けられたシール部材（図示せず）と協働して外槽２の内部空間Ｓｐを閉止するとともに、これを開くことで内部空間Ｓｐを開放して洗濯物の出し入れを行うことができる。
【００２８】
ドラム３も、外槽２と同様に略有底円筒状とされ、略円形に形成された後面３３と、この後面３３に連続する周面３２とを備え、前面には開口３１が形成、すなわち前面を開口される。周面３２には、多数の通水孔（図示せず）が設けられ、洗濯時にはこの通水孔を通じて水の流れを生じさせ、排水時には通水孔を通じて外層２に設けられた排水口（図示せず）より水を流出させることができる。
【００２９】
また、ドラム３の後面３３の中心には、後方に延びる軸体である回転軸５が固定される。回転軸５は、外槽２の後面２３に設けられた軸受固定部材６により、軸受７を介して支持される。そのため、ドラム３は外槽２とほぼ同じ軸心回りに回動自在とされながら、片持ち状に支持される。さらに、回転軸５の後端にはモータ８が取り付けられ、このモータ８によって回転軸５及びドラム３を一体的に回転させることができる。
【００３０】
図２は、回転軸５周辺を拡大して示す縦断面図である。以下、この図２を用いて、回転軸５を支持させるための支持構造及びモータ８の構造について詳細に説明を行う。
【００３１】
上述した軸受固定部材６は、中央に設けられた前後方向に延びるボス部６１と、このボス部６１を中心として略円盤状に形成された円盤部６２とから構成される。ここで、略円盤状とは、正面視において完全な円形であることを必要とするものではなく、一部を切り欠いたり突出させたりしたものであっても良い。
【００３２】
円盤部６２には適宜補強用のリブが形成され、この円盤部６２を外槽２の後面２３に固定されることで、軸受固定部材６は外槽２に取り付けられる。ボス部６１の中心には孔状の軸受挿入部６３が形成され、その内部に軸受７を挿入して支持させることができる。また、ボス部６１の前端６７（図３参照）にはシール部材９１が設けられる。シール部材９１は、外周側において外槽２との間でシールを行うとともに、内周側において回転軸５との間でシールを行う。
【００３３】
軸受７としては、複数の円錐ころ７３を軸方向に２列備えるいわゆる複列式円錐ころ軸受を用い、この軸受７により回転軸５を回転自在に支承させる。
【００３４】
回転軸５は、前端に円盤状の鍔部５１が形成され、この鍔部５１に対し、ドラム３の後面３２中央に形成された平面部３２ａが複数のネジ（図示せず）を用いて取り付けられる。そのため、ドラム３は、回転軸５と一体的に回転可能であり、軸受７を介して軸受固定部材６により片持ち状に支承される。
【００３５】
また、この回転軸５を駆動するため軸受固定部材６の後方にはモータ８が設けられる。このモータ８は、ステータ８Ａとロータ８Ｂからなるアウタロータ形の扁平構造を有する直流ブラシレスモータであり、回転軸５を直接駆動するダイレクトドライブ構造をなす。このようなダイレクトドライブ構造を採用することにより、部品点数を削減して構造を簡略化するとともに、回転軸５回りの重心位置を適正化して振動低減を図ることができる。
【００３６】
ステータ８Ａは、外周側に放射状に突出する中空のコイル支持部が形成された樹脂製のステータハウジング８１と、ステータハウジング８１のコイル支持部内に嵌挿されたコア８２と、コア８２の周囲を巻回するコイル８３とを備える。
【００３７】
ロータ８Ｂは略円板形状を有する樹脂製のロータハウジング８４と、ロータハウジング８４の折曲げ部の内周面に取り付けられた永久磁石８５とから構成される。ロータハウジング８４は回転軸５の後端のロータ取付部５５に嵌め合わされ、図示しないネジを用いて固定される。そのため、ロータ８Ｂと回転軸５とは一体的に回転を行う。
【００３８】
上記のように構成することで、ロータ８Ｂは、ステータ８Ａの外側を覆い、ステータ８Ａが備えるコア８２の外周と永久磁石８５との間で一定のギャップを形成しながら配置される。
【００３９】
図３及び図４は軸受固定部材６に軸受７及び回転軸５を取り付ける場合の手順を示す説明図である。以下、これらの図を用いて、軸受７及び回転軸５周りの構造についてさらに詳細に説明を行う。
【００４０】
図３（ａ）は、軸受固定部材６に軸受７を取り付ける前の状態を示すものである。この図に示すように、軸受７は、内輪７１と外輪７２との間に複数の円錐ころ７３が配置された構成をもつ。円錐ころ７３は、軸方向に離間した２列をなすとともに、各列の円錐ころ７３は互いに小径側を対向させて配置された、いわゆる背面合わせの構成とされる。なお、ここでいう対向とは、小径側同士を近接させる向きとすることを指し、対向する面同士が平行にすることまでを意味するものではない。
【００４１】
外輪７２は、内周面側に円錐ころ７３が当接する２列の転動面を周方向に形成される。また、内輪７１は、軸方向に分割された２個の内輪要素７１ａ，７１ａによって構成される。各内輪要素７１ａ，７１ａの軸方向の長さを適宜変更することによって、円錐ころ７３と内輪７１及び外輪７２との隙間を調整することができる。これら外輪７２及び内輪要素７１ａ，７１ａをセットで用いることで、１個のユニットとして軸受７を取り扱うことができる。なお、内輪要素７１ａ，７１ａの間に、間座と呼ばれる隙間調整用のリング状金属板を挿入する構成とすることも好ましい。
【００４２】
このような構成とすることで、軸受７としての組み立てを容易に行うことができるとともに、組み込みに際して内輪７１及び外輪７２にそれぞれ軸方向の荷重を与えた場合でも、内部の隙間量はほとんど変化することなく、回転抵抗の過大な増大を抑制し、安定して使用することができる。
【００４３】
このような円錐ころ軸受は、内輪７１及び外輪７２に対して円錐ころ７３が線接触することから、点接触をなす深溝玉軸受に比べて負荷能力が高く、大きな剛性を持つとの特徴がある。
【００４４】
軸受７は、軸受固定部材６のボス部６１の内側に形成された軸受挿入部６３に後方より圧入される。軸受挿入部６３の前部には内側に向けて突出する円環状の凸部６４が形成され、この凸部６４によって軸受７の外輪７２を軸方向に位置決めすることができる。軸受挿入部６３の後部には段差面６５が形成され、この段差面６５には円周方向の複数箇所にねじ孔６６が形成される。
【００４５】
そして、図３（ｂ）に示すように、ボス部６１に形成された軸受挿入部６３に軸受７を挿入した上で、円環状に形成した板部材である止め板９２を段差面６５に当接させ、ねじ９２ａをねじ孔６６に螺入することで固定させる。こうすることで、外輪７２は凸部６４と止め板９２とによって狭持され、軸受固定部材６に対して軸方向に固定される。
【００４６】
さらに、図４（ａ）に示すように、ボス部６１の前端部６７にシール部材９１を取り付ける。シール部材９１は、内周側に向かって延びる弾性片９１ａを備えるとともに、外周側に向かって延びる弾性片９１ｂを備える。
【００４７】
そして、図４（ｂ）に示すように、回転軸５を軸受７の内輪７１の内側に挿入させる。回転軸５は鍔部５１の後方に、やや小径の円周面をなし、シール部材９１の弾性片９１ａとの間でシールを行うシール部５２が形成され、その後方にさらに小径の円周面をなし、軸受７の内輪７１と嵌め合わされる軸受嵌合部５３を備える。回転軸５の軸受嵌合部５３を内輪７１に嵌め合わせた際、シール部５２の後側端面が内輪７１の一方の端面に当接することで、回転軸５は軸受７に対して位置決めされる。
【００４８】
この状態で、回転軸５の後方側より、カラー９３を嵌め合わせ、回転軸５の外周に形成されたねじ部５４にナット９４を螺合させることにより、内輪７１はシール部５２の後側端面とカラー９３とによって狭持され、回転軸５に対して軸方向に固定される。なお、ナット９４を締め込むことで、内輪７１には軸方向に圧縮力が作用するが、内輪要素７１ａ，７１ａは端面同士が当接することで相対位置がほとんど変化しないことから、円錐ころ７３周りの内部隙間を適切に保ち、回転抵抗を過度に増大させることはない。
【００４９】
また、内輪７１と外輪７２がそれぞれ軸方向に固定されることから、外力や振動に起因する部材同士の位置ずれが生じるおそれが少なく、長期間に亘って安定して使用することが可能である。
【００５０】
回転軸５のうち、ナット９４より後方に向かって突出する部分にロータ取付部５５が設定され、この部分に上述したようにロータ８Ｂ（図２参照）を取り付けることができる。
【００５１】
上記の構成により、図２に示すステータ８Ａの備えるコイル８３に電流を流すことで、コア８２と永久磁石８４との間で磁気吸引力又は磁気反発力を生じさせ、ロータ８Ｂとともに回転軸５及びドラム３を回転させることができる。そして、図１に示すドラム３の内部に洗濯物や水を入れて回転させることによって、洗濯動作を行わせることや、排水を伴いつつ高速回転させることで脱水動作を行わせることもできる。
【００５２】
ドラム３は回転軸５を介して片持ち状に支承され、回転軸５を支持する軸受７には大きな負荷が作用する。また、ドラム３が回転する際の振動や、内部に収容する洗濯物や水の移動によってさらに負荷は増大し、ラジアル方向及びスラスト方向の荷重やモーメント荷重が作用する。
【００５３】
しかしながら、この洗濯機Ｗ１は、回転軸５を支承するための軸受７として複列式円錐ころ軸受を用いることから、通常使用する深溝玉軸受に比べて負荷能力が高く、１個のユニットを用いるのみで非常に高い剛性を備え、回転軸５を支持するための支持構造全体の強度を高めることができる。
【００５４】
ここで、本発明との比較を行うために、図１及び図２と同様の構成を基に、軸受７を従来と同様の深溝玉軸受に代えた比較例を示す。図６は本発明との比較例である洗濯機Ｗ０の全体構成を示す縦断面図であり、図７は回転軸５０５周辺を拡大して示す縦断面図である。図６、図７は、それぞれ図１、図２に対応するものであり、これらに記載した部材と同じものには同じ符号を付し、説明を省略する。
【００５５】
図６及び図７に示すように、ドラム３の後面３２は回転軸５０５の鍔部５５１に取り付けられ、この回転軸５０５は一対の軸受５０７，５０７を介して軸受固定部材５０６により回転自在に支承される。軸受固定部材５０６は、上述した軸受固定部材６（図１参照）と同様に、中央に設けられたボス部５６１と、このボス部５６１を中心とする略円盤状の円盤部５６２とから構成され、この円盤部５６２は外槽２の後面２３に固定される。
【００５６】
軸受５０７，５０７としては深溝玉軸受を用い、回転軸５０５の外周面となる軸受嵌合部５５２に内輪を嵌め合わせる。この際、軸受５０７，５０７は軸方向に離間して配置される。そして、互いの内輪を近接させる向きに締結力を付与し、それぞれ外輪との間で与圧が付与される。従って、寸法精度によっては各軸受５０７に過大な与圧が作用することで、軸受５０７の回転抵抗が増大することも考えられる。
【００５７】
また、軸受５０７として一般的な深溝玉軸受を用いることで、取り扱いは容易になるものの、転動球と内輪及び外輪とが点接触する構造であることから、軸受５０７ごとの負荷能力は小さくなる。そのため、軸受５０７は２個一組で用いることが必要となるとともに、回転時の振動に関わらず回転軸５０５とともにドラム３を片持ち状態で保持するために、一定以上に離間して配置することを要する。従って、軸受５０７，５０７による回転軸５０５の支持部分の軸方向の長さである支持長さＳ０は、図中で示すように比較的長くすることが必要となる。そのため、回転軸５０５全体の長さも長くなり、これに付随して外槽２の後端よりモータ８の後端までの長さＬ０も長くなる。
【００５８】
これに対して、本実施形態の洗濯機Ｗ１では、図１及び図２に示すように、軸受７として複列式円錐ころ軸受を用いるため、１個の軸受７のみでも回転軸５の支持剛性を高めて、回転軸５に作用するラジアル方向及びスラスト方向の荷重及びモーメント荷重を適切に支持させ、ドラム３を安定して回転させることができる。また、回転軸５の支持部分の軸方向の長さである支持長さＳ１は、図中で示すように短くなる。そのため、回転軸５全体の長さを短くすることができ、これにより外槽２の後端よりモータ８の後端までの長さＬ１を短くすることができる。
【００５９】
従って、筐体１の大きさを従来と同様に維持した場合、長さＬ１が短くなった分、ドラム３の軸方向長さを延長することで、ドラム３の容積を増やし、洗濯容量を増大させることができる。
【００６０】
また、ドラム３や外槽２の大きさを従来と同様に維持した場合、長さＬ１が短くなった分、筐体１の背面をなす後壁１１を前方に移動させて奥行き寸法を小さくして、筐体１を小さくすることにより設置スペースを低減することもできる。
【００６１】
さらには、軸受７として複列式円錐ころ軸受を用いることで、回転軸５を支持する支持構造全体の強度を高めることもできるため、面ブレ幅を抑制して振動や騒音を低減することも可能となる上に、耐荷重性能を増して洗濯容量の増大にも対応することができる。
【００６２】
加えて、軸受７が１個であるため部品点数が少なく、しかも内輪７１と外輪７２を軸方向にそれぞれ固定するのみで組み立てを簡便に行うことができることから、製造コストの低減を図ることも可能である。
【００６３】
なお、各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではない。
【００６４】
例えば、図５は、上述の実施形態の変形例である洗濯機の概略構成を示す縦断面図である。この図に示す洗濯機Ｗ２は、ドラム３の前面が後面よりも高い位置になるように、回転軸５を水平面に対して傾斜させたものである。この場合、ドラム３及び回転軸５の傾斜に合わせて、外槽２、軸受固定部材６及びモータも同様に傾斜することになる。なお、筐体１０１は、上述した筐体１とは異なる形状とされる。
【００６５】
このようにドラム３を傾斜して配置した場合、正面から洗濯物が見やすい上に、出し入れが容易になるとの利点がある。
【００６６】
このような構成とした場合には、軸受７に対してスラスト方向の荷重がより大きく作用するため軸受７への負荷が増大する。また、内部に収容する洗濯物や水は、ドラム３の回転によって前後方向にも大きく移動することから、ドラム３には様々な方向への力が組み合わされた荷重やモーメントが作用する。そのため、上述した実施形態に比べ、より軸受７には負荷が掛かることになるものの、この軸受７として負荷能力の高い複列式円錐ころ軸受を用いるため安定した回転を実現することができる。すなわち、複列式円錐ころ軸受を用いることによる上述の効果をより顕著に得ることが可能となる。
【００６７】
その他の構成も、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【符号の説明】
【００６８】
１…筐体
２…外槽
３…ドラム
４…扉
５…回転軸
６…軸受固定部材
７…軸受（複列式円錐ころ軸受）
８…モータ
７１…内輪
７１ａ…内輪要素
７２…外輪
７３…円錐ころ
Ｗ０〜Ｗ２…ドラム式洗濯機（洗濯機）
【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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