(57)【要約】【課題】磁石の取付作業の効率を向上させることができる回転子用磁石保持体を得る。【解決手段】回転子鉄心２の外周部に周方向に並べて設けられた複数の磁石３を保持する回転子用磁石保持体であって、隣り合う磁石３の間に設けられ、それぞれの磁石３の径方向外側面であって周方向端部に形成された円弧部３２に径方向外側から当たる複数のストッパ６と、回転子鉄心２に設けられ、ストッパ６を支持するストッパ支持部とを備えている。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転子鉄心の外周部に周方向に並べて設けられた複数の磁石を保持する回転子用磁石保持体であって、
隣り合う前記磁石の間に設けられ、それぞれの前記磁石の径方向外側面であって周方向端部に形成された円弧部に径方向外側から当たる複数のストッパと、
前記回転子鉄心に設けられ、前記ストッパを支持するストッパ支持部と
を備えている回転子用磁石保持体。
【請求項２】
前記ストッパ支持部は、前記回転子鉄心の軸方向外側に設けられ前記磁石の軸方向の位置を規制する第１位置決め部および第２位置決め部を有し、
複数の前記ストッパのそれぞれは、前記第１位置決め部または前記第２位置決め部に固定されている請求項１に記載の回転子用磁石保持体。
【請求項３】
前記ストッパの径方向外側端部は、前記磁石の径方向外側端部よりも、径方向内側に配置されている請求項１または請求項２に記載の回転子用磁石保持体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回転子の磁石を保持する回転子用磁石保持体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、板状素材である電磁鋼板が複数枚積層された回転子鉄心と、回転子鉄心の外周面に周方向に並べて貼り付けられた複数の磁石とを備え、回転子鉄心の外周面には、磁石が挿入される切欠き部が形成され、磁石は、切欠き部に挿入されることによって回転子鉄心に保持されている回転子が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−５０８８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、磁石を回転子鉄心に取り付ける際には、磁石を軸方向に移動させながら磁石を切欠き部に挿入するので、磁石の取付作業の効率が悪いという課題があった。
【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、磁石の取付作業の効率を向上させることができる回転子用磁石保持体を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る回転子用磁石保持体は、回転子鉄心の外周部に周方向に並べて設けられた複数の磁石を保持する回転子用磁石保持体であって、隣り合う磁石の間に設けられ、それぞれの磁石の径方向外側面であって周方向端部に形成された円弧部に径方向外側から当たる複数のストッパと、回転子鉄心に設けられ、ストッパを支持するストッパ支持部とを備えている。
【発明の効果】
【０００７】
この発明に係る回転子用磁石保持体によれば、隣り合う磁石の間に設けられ、それぞれの磁石の周方向端部に形成された円弧部に径方向外側から当たる複数のストッパと、回転子鉄心に設けられ、ストッパを支持するストッパ支持部とを備えているので、磁石を回転子鉄心に取り付ける際に磁石を軸方向に移動させる必要がなくなる。その結果、磁石の取付作業の効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１に係る回転子用磁石保持体が取り付けられる前の回転子を示す斜視図である。
【図２】図１の回転軸および回転子鉄心を示す斜視図である。
【図３】図１の磁石を示す斜視図である。
【図４】図３の磁石を示す正面図である。
【図５】図４の磁石を示す平面図である。
【図６】図２の回転子鉄心に磁石を設置する様子を示す平面図である。
【図７】図１の回転子に回転子用磁石保持体が取り付けられた状態を示す斜視図である。
【図８】図７の回転子および回転子用磁石保持体を示す平面図である。
【図９】図８のＡ部を示す拡大図である。
【図１０】図７の第１位置決め部を示す平面図である。
【図１１】図１０のＢ部を示す拡大図である。
【図１２】図７の第２位置決め部を示す平面図である。
【図１３】図１２のＣ部を示す拡大図である。
【図１４】図７のストッパを第１位置決め部および第２位置決め部に取り付ける様子を示す斜視図である。
【図１５】図１４のストッパを下方から視た斜視図である。
【図１６】図１５のストッパを示す平面図である。
【図１７】この発明の実施の形態２に係る回転子用磁石保持体が取り付けられた後の回転子を示す斜視図である。
【図１８】図１７の磁石ストッパ円環を回転子に取り付ける様子を示す斜視図である。
【図１９】図１８の磁石ストッパ円環を示す斜視図である。
【図２０】図１９の磁石ストッパ円環を示す底面図である。
【図２１】図２０のＤ部を示す拡大図である。
【図２２】図１７の回転子および回転子用磁石保持体を示す正面図である。
【図２３】図２２のＸＸＩＩＩ−ＸＸＩＩＩ線に沿った矢視断面図である。
【図２４】図２３のＥ部を示す拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る回転子用磁石保持体が取り付けられる前の回転子を示す斜視図である。回転子は、回転軸１と、回転軸１に固定された回転子鉄心２と、回転子鉄心２の外周部に設けられた複数の磁石３とを備えている。複数の磁石３は、周方向に等間隔に並べて配置されている。複数の磁石３が等間隔に並べて配置されることによって、電動機の振動が小さくなり、電動機の性能が向上する。また、磁石３は、軸方向に２個並べて配置されている。言い換えれば、周方向に並べて配置された複数の磁石３が、軸方向に２個並べて配置されている。軸方向に並べられた２個の磁石３は、軸方向から視た場合に、全体が互いに重なるように配置されている。なお、軸方向に並べられる磁石３の数は、２個の限らず、その他の数であってもよい。
【００１０】
図２は図１の回転軸１および回転子鉄心２を示す斜視図である。回転子鉄心２は、円柱形状の回転子鉄心本体２１と、回転子鉄心本体２１の外周面から径方向外側に突出する複数の凸部２２とを有している。回転子鉄心本体２１と凸部２２は、一体に形成されている。それぞれの凸部２２は、軸方向に延びて形成されている。複数の凸部２２は、周方向に等間隔に並べて配置されている。回転子鉄心２には、周方向に隣り合う凸部２２の間に溝２３が形成されている。溝２３に磁石３が配置される。凸部２２は、回転子鉄心２の外周面に貼り付けられた磁石３が周方向に移動することを規制する。
【００１１】
図３は図１の磁石３を示す斜視図、図４は図３の磁石３を示す正面図、図５は図４の磁石３を示す平面図である。磁石３は、内周面部３１と、径方向外側面であって周方向端部に形成された円弧部３２と、内周面部３１から最も離れた部分である頂部３３とを有している。内周面部３１は、磁石３が回転子鉄心２に取り付けられた場合に、回転軸１の軸心を中心とした径方向について回転子鉄心２と対向する。磁石３の径方向外側面とは、磁石３が回転子鉄心２に取り付けられた場合に、回転軸１の軸心を中心とした径方向について外側を向く面である。磁石３の周方向端部とは、磁石３が回転子鉄心２に取り付けられた場合に、回転軸１の軸心を中心とした周方向についての磁石３の端部である。磁石３の頂部３３は、磁石３の径方向外側端部となる。
【００１２】
図６は図２の回転子鉄心２に磁石３を設置する様子を示す平面図である。磁石３は、磁石３が径方向に移動し、磁石３が溝２３に挿入されることによって回転子鉄心２に取り付けられる。回転子鉄心２の外周面に磁石３を貼り付ける方法としては、磁石３の磁気吸引力を用いて磁石３を回転子鉄心２に貼り付ける方法が挙げられる。また、回転子鉄心２の外周面に磁石３を貼り付ける方法としては、磁石３における回転子鉄心２に貼り付けられる面である内周面部３１に接着剤を塗布し、接着剤の接着力を用いて磁石３を回転子鉄心２に貼り付ける方法が挙げられる。しかしながら、磁石３の磁気吸引力を用いて磁石３を回転子鉄心２に貼り付ける方法の場合、磁石３の磁気吸引力が低下しないように、磁石３のメンテナンスが必要となり、コストが増大する。また、接着剤の接着力を用いて磁石３を回転子鉄心２に貼り付ける方法の場合、接着剤が劣化しないように塗布量および配合比を厳密に管理する必要があり、接着剤のメンテナンスが必要となり、コストが増大する。
【００１３】
図７は図１の回転子に回転子用磁石保持体が取り付けられた状態を示す斜視図である。回転子用磁石保持体は、回転子鉄心２の軸方向両端面の中の一方の軸方向端面に設置される第１位置決め部４と、他方の軸方向端面に設置される第２位置決め部５と、第１位置決め部４と第２位置決め部５とに渡って設けられた複数のストッパ６とを備えている。第１位置決め部４、第２位置決め部５およびストッパ６は、それぞれが別体に形成されている。回転子用磁石保持体は、第１位置決め部４、第２位置決め部５およびストッパ６が組み立てられることによって構成される。第１位置決め部４および第２位置決め部５から、ストッパ６を支持するストッパ支持部が構成されている。
【００１４】
第１位置決め部４および第２位置決め部５は、磁石３の軸方向についての位置を決める。言い換えれば、第１位置決め部４および第２位置決め部５は、磁石３の軸方向についての移動を規制する。第１位置決め部４および第２位置決め部５によって、磁石３の軸方向についての位置が精度よく決められる。
【００１５】
ストッパ６は、回転子鉄心２の外周に配置される。第１位置決め部４には、ストッパ６の長手方向一端部が圧入されている。複数の磁石３を回転子鉄心２に貼り付けた場合に、既に貼り付けられた磁石３の影響によって、次に軸方向に貼り付けられる磁石３が軸方向に反発し、磁石３の位置がずれるおそれがある。第１位置決め部４および第２位置決め部５によって、磁石３の軸方向への位置ずれが抑制される。ストッパ６は、非磁性体から構成されている。
【００１６】
図８は図７の回転子および回転子用磁石保持体を示す平面図、図９は図８のＡ部を示す拡大図である。ストッパ６における径方向外側端部は、磁石３の径方向外側端部である頂部３３よりも、径方向内側に配置されている。第１位置決め部４および第２位置決め部５のそれぞれについての径方向外側端部も、磁石３の径方向外側端部である頂部３３よりも、径方向内側に配置されている。
【００１７】
図１０は図７の第１位置決め部４を示す平面図、図１１は図１０のＢ部を示す拡大図である。第１位置決め部４には、複数の切欠き部４１が形成されている。複数の切欠き部４１は、第１位置決め部４の外周面に配置されている。また、複数の切欠き部４１は、周方向に等間隔に並べて配置されている。切欠き部４１は、第１位置決め部４が回転子鉄心２に取り付けられた場合であって軸方向に視た場合に、回転子鉄心２の凸部２２と径方向に重なるように配置されている。切欠き部４１の径方向内側部分であって周方向両端部には、周方向外側に延びる一対の凹部４２が形成されている。切欠き部４１には、ストッパ６の長手方向一端部が挿入される。したがって、ストッパ６は、回転子鉄心２の凸部２２を径方向に対向する。
【００１８】
図１２は図７の第２位置決め部５を示す平面図、図１３は図１２のＣ部を示す拡大図である。第２位置決め部５には、複数のストッパ挿入部５１が形成されている。複数のストッパ挿入部５１は、第２位置決め部５の周縁部に配置されている。また、複数のストッパ挿入部５１は、周方向に等間隔に並べて配置されている。ストッパ挿入部５１は、第２位置決め部５が回転子鉄心２に取り付けられた場合であって軸方向から視た場合に、凸部２２と径方向に重なるように配置されている。ストッパ挿入部５１には、ストッパ６の長手方向他端部が挿入される。
【００１９】
図１４は図７のストッパ６を第１位置決め部４および第２位置決め部５に取り付ける様子を示す斜視図である。ストッパ６は、切欠き部４１、ストッパ挿入部５１の順に軸方向に挿入される。ストッパ６がストッパ挿入部５１に挿入されることによって、ストッパ６における第２位置決め部５側の部分、つまり、ストッパ６の長手方向他端部が径方向に移動することが防止される。ストッパ６が切欠き部４１に挿入されることによって、ストッパ６における第１位置決め部４側の部分、つまり、ストッパ６の長手方向一端部が径方向に移動することが防止される。ストッパ６が切欠き部４１に挿入されると、ストッパ６は切欠き部４１に圧入されるので、ストッパ６が軸方向に移動することが防止される。ストッパ６は、切欠き部４１およびストッパ挿入部５１に挿入された場合に、回転子鉄心２の凸部２２と径方向に対向する。ストッパ６は、非磁性体から構成されているので、磁石３の磁力により吸引されることなく、切欠き部４１およびストッパ挿入部５１に挿入される。
【００２０】
図１５は図１４のストッパ６を下方から視た斜視図、図１６は図１５のストッパ６を示す平面図である。ストッパ６は、長板形状の基部６１と、一対の突起部６２と、基部６１の長手方向一端部に設けられた切欠き挿入部６３とを有している。一対の突起部６２は、ストッパ６が切欠き部４１およびストッパ挿入部５１に挿入された場合に、基部６１から周方向外側に突出するように配置されている。突起部６２は、軸方向から視た場合に先端部が鋭角に形成されている。基部６１の長手方向他端部がストッパ挿入部５１に挿入される。切欠き挿入部６３は、切欠き挿入部本体６３１と、切欠き挿入部本体６３１に設けられた一対の凸部６３２を有している。凸部６３２は、切欠き挿入部本体６３１における径方向内側であって周方向両端部に配置されている。それぞれの凸部６３２は、切欠き挿入部本体６３１から周方向外側に向かって突出している。切欠き挿入部６３は、第１位置決め部４の切欠き部４１に挿入される。凸部６３２は、切欠き挿入部６３が切欠き部４１に挿入される場合に、凹部４２に挿入される。これにより、ストッパ６の長手方向一端部が径方向外側に移動することがより確実に防止される。
【００２１】
図９に示すように、ストッパ６の突起部６２は、それぞれの磁石３の円弧部３２に径方向外側から当たっている。また、ストッパ６の突起部６２は、磁石３の円弧部３２を軸方向全体に渡って覆っている。これにより、磁石３が径方向外側に移動することが防止される。
【００２２】
以上説明したように、この発明の実施の形態１に係る回転子用磁石保持体によれば、隣り合う磁石３の間に設けられ、それぞれの磁石３の径方向外側面であって周方向端部に形成された円弧部３２に径方向外側から当たる複数のストッパ６と、回転子鉄心２に設けられ、ストッパ６を支持するストッパ支持部である第１位置決め部４および第２位置決め部５とを備えているので、磁石３を回転子鉄心２に取り付ける際に磁石３を軸方向に移動させる必要がなくなる。その結果、磁石３の取付作業の効率を向上させることができる。また、ストッパ６が磁石３の円弧部３２に径方向外側から当たるので、磁石３の磁力の低下による回転子鉄心２への磁気吸引力が低下し、または接着剤の劣化による接着力が低下した場合であっても、磁石３が回転子鉄心２に取り付けられた状態を維持することができる。また、回転子鉄心２にストッパ６を挿入するための溝を加工する必要がないので、回転子鉄心２にストッパ６を挿入するための溝を加工する場合と比較して、回転子鉄心２の磁気抵抗を小さくすることができ、電動機の性能を向上させることができる。
【００２３】
また、ストッパ６の径方向外側端部は、磁石３の径方向外側端部である頂部３３よりも、径方向内側に配置されているので、電動機の回転子と固定子との間の隙間を従来通りに保つことができる。これにより、電動機の性能を低下させることなく、磁石３の径方向外側への移動の規制を強化することができる。
【００２４】
実施の形態２．
図１７はこの発明の実施の形態２に係る回転子用磁石保持体が取り付けられた後の回転子を示す斜視図である。回転子用磁石保持体は、磁石ストッパ円環７と、回転子鉄心２の軸方向両端面に中の他方の軸方向端面に設置される第２位置決め部８とを備えている。第２位置決め部８は、実施の形態１の第２位置決め部５と同様の構成となっている。
【００２５】
磁石ストッパ円環７は、回転子鉄心２の軸方向両端面の中の一方の軸方向端面に設置される第１位置決め部７１と、第１位置決め部７１に固定されたストッパ７２とを有している。第１位置決め部７１および第２位置決め部８から、ストッパ７２を支持するストッパ支持部が構成されている。
【００２６】
実施の形態１と同様に、磁石３は、回転子鉄心２の溝２３に挿入されている。周方向についての磁石３の位置決めは、凸部２２に片寄せすることによって決定される。軸方向についての磁石３の位置決めは、第１位置決め部７１と第２位置決め部８とによって決定される。
【００２７】
複数の磁石３を回転子鉄心２に貼り付けた場合に、既に貼り付けられた磁石３の影響によって、次に軸方向に貼り付ける磁石３が軸方向に反発し、磁石３の位置がずれるおそれがある。第１位置決め部７１および第２位置決め部８によって、磁石３の軸方向への位置ずれが抑制される。第１位置決め部７１および第２位置決め部８のそれぞれにおける径方向外側端部は、磁石３における径方向外側端部である頂部３３よりも径方向内側に配置されている。
【００２８】
磁石ストッパ円環７は、非磁性体から構成されている。ストッパ７２は、凸部２２と径方向に対向する。ストッパ７２の長手方向端部は、第２位置決め部８の周縁部に形成されたストッパ挿入部に挿入されている。第２位置決め部８のストッパ挿入部は、実施の形態１に記載された第２位置決め部５のストッパ挿入部５１と同様である。ストッパ７２の先端部は、ストッパ挿入部に圧入により固定されている。これにより、ストッパ７２が軸方向に移動することが防止される。
【００２９】
図１８は図１７の磁石ストッパ円環７を回転子に取り付ける様子を示す斜視図である。ストッパ７２は、凸部２２と径方向に対向するように、周方向に隣り合う磁石３の間に挿入される。ストッパ７２は、非磁性体から構成されているので、ストッパ７２が磁石３に吸引されることがなく、第２位置決め部８のストッパ挿入部に挿入される。
【００３０】
図１９は図１８の磁石ストッパ円環７を示す斜視図、図２０は図１９の磁石ストッパ円環７を示す底面図、図２１は図２０のＤ部を示す拡大図である。ストッパ７２は、長板形状の基部７２１と、基部７２１から周方向外側に突出する一対の突起部７２２とを有している。突起部７２２は、軸方向から視た場合に先端部が鋭角に形成されている。基部７２１の長手方向端部が第２位置決め部８のストッパ挿入部に挿入される。
【００３１】
図２２は図１７の回転子および回転子用磁石保持体を示す正面図、図２３は図２２のＸＸＩＩＩ−ＸＸＩＩＩ線に沿った矢視断面図、図２４は図２３のＥ部を示す拡大図である。ストッパ７２の突起部７２２は、それぞれの磁石３の円弧部３２に径方向外側から当たっている。また、ストッパ７２の突起部７２２は、磁石３の円弧部３２を軸方向全体に渡って覆っている。これにより、磁石３が径方向外側に移動することが防止される。その他の構成は、実施の形態１と同様である。
【００３２】
以上説明したように、この発明の実施の形態２に係る回転子用磁石保持体によれば、複数のストッパ７２のそれぞれは、第１位置決め部７１に固定されているので、回転子用磁石保持体の組立を容易にすることができる。
【００３３】
また、実施の形態１と同様に、隣り合う磁石３の間に設けられ、それぞれの磁石３の径方向外側面であって周方向端部に形成された円弧部３２に径方向外側から当たる複数のストッパ７２と、回転子鉄心２に設けられ、ストッパ７２を支持するストッパ支持部である第１位置決め部７１および第２位置決め部８とを備えているので、磁石３を回転子鉄心２に取り付ける際に磁石３を軸方向に移動させる必要がなくなる。その結果、磁石３の取付作業の効率を向上させることができる。また、ストッパ７２の突起部７２２が磁石３の円弧部３２を軸方向全体に渡って覆っているので、磁石３の一部のみを保持する場合と比較して、磁石３の径方向外側への移動の規制をより強固にすることができる。したがって、磁石３の磁力の低下による回転子鉄心２への磁気吸引力が低下し、または接着剤の劣化による接着力の低下した場合であっても、磁石３が回転子鉄心２に取り付けられた状態を維持することができる。また、回転子鉄心２にストッパ７２を挿入するための溝を加工する必要がないので、回転子鉄心２にストッパ７２を挿入するための溝を加工する場合と比較して、回転子鉄心２の磁気抵抗を小さくすることができ、電動機の性能を向上させることができる。
【００３４】
また、ストッパ７２における径方向外側端部は、磁石３における径方向外側端部である頂部３３よりも、径方向内側に配置されているので、電動機の回転子と固定子との間の隙間を従来通りに保つことができるので、電動機の性能を低下させることなく、磁石３の保持を強化することができる。
【００３５】
なお、上記実施の形態２では、第１位置決め部７１とストッパ７２とが固定されている構成について説明したが、第２位置決め部８とストッパ７２とが固定されている構成であってもよい。
【００３６】
また、各上記実施の形態では、電動機における回転子の磁石を保持する回転子用磁石保持体について説明したが、これに限らず、発電機における回転子の磁石を保持する回転子用磁石保持体であってもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１  回転軸、２  回転子鉄心、３  磁石、４  第１位置決め部、５  第２位置決め部、６  ストッパ、７  磁石ストッパ円環、８  第２位置決め部、２１  回転子鉄心本体、２２  凸部、２３  溝、３１  内周面部、３２  円弧部、３３  頂部、４１  切欠き部、４２  凹部、５１  ストッパ挿入部、６１  基部、６２  突起部、６３  切欠き挿入部、７１  第１位置決め部、７２  ストッパ、６３１  切欠き挿入部本体、６３２  凸部、７２１  基部、７２２  突起部。
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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