(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力部材を略一直線方向へ移動させる直動アクチュエータであって、
前記出力部材の一部が外部に突き出す状態で、該出力部材を前記一直線方向の移動可能に保持するケースと、
前記一直線と直交する一中心線を中心とする円弧に沿って所定の角度範囲に内歯が設けられ、前記ケース内に位置固定に設けられた内歯車と、
前記内歯車の１／２の径寸法を有するとともに、前記一中心線まわりに公転可能且つ自身の軸心まわりに自転可能に前記ケース内に配設されて、前記内歯車と噛み合わされた遊星歯車と、
該遊星歯車のピッチ円上に一体的に設けられ、該遊星歯車の公転に伴って前記一中心線と直交する所定の方向へ直線移動させられるとともに、前記出力部材と係合させられて該出力部材を前記一直線方向へ移動させる係合部材と、
前記ケース内に配設されて前記遊星歯車を前記一中心線まわりに公転させる駆動手段と
を有し、且つ、該駆動手段は、
前記一中心線まわりの回転可能に配設されるとともに該一中心線を中心とする円弧に沿って所定の角度範囲に外歯が設けられており、且つ前記遊星歯車が軸心まわりの回転可能に配設されたウォームホイールと、
該ウォームホイールと噛み合わされたウォームと、
該ウォームを回転駆動する電動モータとを有して構成されている一方、
前記内歯車は有底円筒形状を成すもので、その円筒部分の内周面に前記内歯が設けられているものであり、
前記遊星歯車に一体的に設けられる前記係合部材は、前記内歯車の有底円筒形状の底部と反対側である開口側に配設されて前記出力部材と係合させられるようになっており、
前記ウォームホイールは、前記ケースに位置固定に配設される前記内歯車の有底円筒形状の底部と該ケースとの間に配設され、該底部と該ケースとに跨がって配設された支持軸により前記一中心線まわりの回転可能に支持されているとともに、前記遊星歯車を該一中心線まわりに１８０°以下の所定の角度範囲で公転させるものであり、
前記遊星歯車は、前記内歯車の有底円筒形状の底部に前記一中心線を中心とする円弧形状に形成された切欠を挿通して前記ウォームホイールに立設された連結軸を介して該ウォームホイールに配設され、前記一中心線まわりに公転させられるようになっている
ことを特徴とする直動アクチュエータ。
【請求項２】
出力部材を略一直線方向へ移動させる直動アクチュエータであって、
前記出力部材の一部が外部に突き出す状態で、該出力部材を前記一直線方向の移動可能に保持するケースと、
前記一直線と直交する一中心線を中心とする円弧に沿って所定の角度範囲に内歯が設けられ、前記ケース内に位置固定に設けられた内歯車と、
前記内歯車の１／２の径寸法を有するとともに、前記一中心線まわりに公転可能且つ自身の軸心まわりに自転可能に前記ケース内に配設されて、前記内歯車と噛み合わされた遊星歯車と、
該遊星歯車のピッチ円上に一体的に設けられ、該遊星歯車の公転に伴って前記一中心線と直交する所定の方向へ直線移動させられるとともに、前記出力部材と係合させられて該出力部材を前記一直線方向へ移動させる係合部材と、
前記ケース内に配設されて前記遊星歯車を前記一中心線まわりに公転させる駆動手段と
を有し、且つ、
該駆動手段は、前記係合部材が前記一中心線上に位置する状態を前記遊星歯車の原位置として、該遊星歯車を該原位置から該一中心線まわりの正逆両方向へそれぞれ９０°以下の所定の角度範囲で公転させるもので、公転させられた該遊星歯車を該原位置へばね力で機械的に復帰させる原位置復帰機構を備えており、
前記出力部材は、前記遊星歯車が前記原位置から一方の公転端まで公転させられることによる前記係合部材の前記一直線方向の移動ストロークに相当する寸法の遊びを有する状態で該係合部材と係合させられるようになっている
ことを特徴とする直動アクチュエータ。
【請求項３】
前記駆動手段は、
前記一中心線まわりの回転可能に配設されるとともに該一中心線を中心とする円弧に沿って所定の角度範囲に外歯が設けられており、且つ前記遊星歯車が軸心まわりの回転可能に配設されたウォームホイールと、
該ウォームホイールと噛み合わされたウォームと、
該ウォームを回転駆動する電動モータと
を有して構成されている
ことを特徴とする請求項２に記載の直動アクチュエータ。
【請求項４】
前記内歯車は有底円筒形状を成すもので、その円筒部分の内周面に前記内歯が設けられているものであり、
前記遊星歯車に一体的に設けられる前記係合部材は、前記内歯車の有底円筒形状の底部と反対側である開口側に配設されて前記出力部材と係合させられるようになっており、
前記ウォームホイールは、前記ケースに位置固定に配設される前記内歯車の有底円筒形状の底部と該ケースとの間に配設され、該底部と該ケースとに跨がって配設された支持軸により前記一中心線まわりの回転可能に支持されているとともに、前記遊星歯車を該一中心線まわりに１８０°以下の所定の角度範囲で公転させるものであり、
前記遊星歯車は、前記内歯車の有底円筒形状の底部に前記一中心線を中心とする円弧形状に形成された切欠を挿通して前記ウォームホイールに立設された連結軸を介して該ウォームホイールに配設され、前記一中心線まわりに公転させられるようになっている
ことを特徴とする請求項３に記載の直動アクチュエータ。
【請求項５】
前記内歯車は、可撓性を有する材料にて構成された多数の噛合歯を有する直線状の歯車部材が円弧形状に湾曲させられて前記ケースに一体的に固設されたものである
ことを特徴とする請求項２または３に記載の直動アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、出力部材を略一直線方向へ移動させる直動アクチュエータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両のドアロック装置には、ドアを自動的にロックしたり解除したりするために、ロック機構に連結されたレバーなどを一直線方向へ移動させる直動アクチュエータが用いられている。図９〜図１２は、車両のドアロック装置の一例（未公知）を示す図で、図９は平面図、図１０は図９におけるＸ−Ｘ断面図、図１１はドアロック装置の構成部品であるオープンリフトレバー４およびポール３を分解して示す斜視図、図１２は他の図に比べて上下反対方向からオープンリフトレバー４およびポール３の近傍部分を示す斜視図である。これらの図において、ドアロックボディ１およびベース２によって構成されるドアロック装置のハウジング内部には、ラッチ６、ポール３、およびオープンリフトレバー４などが収容されている。ラッチ６は、ベース２に固設されたラッチピン７によりハウジング内部に回動自在に支持されている。ポール３は、ラッチ６と同一平面上でベース２に固設されたポールピン５によりハウジング内部に回動自在に支持されている。ポール３は樹脂部３ａにより被覆されており、この樹脂部３ａには、オープンリフトレバー４を同軸的に枢支する筒状部３ｄがポールピン５まわりに形成されているとともに、ポール３には更には筒状部３ｄと同じ方向に突き出す突起部３ｂが設けられている。ラッチ６およびポール３は互いに係脱自在であって、ラッチ６には、図示はしないが車両ドアの閉操作に伴い車両ボディに固定されたストライカを受け入れるＵ字状の溝が形成されている。このストライカとラッチ６がＵ字状の溝を介して係合した際に、スプリング１５の付勢力によりポール３の係合部３ｃとラッチ６とを係合させ、車両ドアを閉鎖状態とする。
【０００３】
オープンリフトレバー４は、ポール３の筒状部３ｄに嵌合される第１孔部４ａと、ポール３の突起部３ｂに嵌合される第２孔部４ｂと、ポール３の側面に当接する壁部４ｄと、ドアロックボディ１に形成された第２開口部１ｃと後述するブラケット２０に形成された第１開口部２０ｄを挿通してドアロックボディ１の外側へ突出する第１係合部４ｃと、ドアロックボディ１に形成された第１開口部１ｂを挿通してドアロックボディ１の外側へ突出する第２係合部４ｅとを備えている。このオープンリフトレバー４はポール３と重なるように配設され、ポール３の筒状部３ｄをオープンリフトレバー４の第１孔部４ａに挿入することで、その筒状部３ｄを介してポールピン５に枢支され、ポール３の突起部３ｂをオープンリフトレバー４の第２孔部４ｂに挿通させることにより、ポールピン５を中心としてポール３と一体的にドアロックボディ１に回動自在に支持される。また、オープンリフトレバー４の壁部４ｄは、ポール３の側面と係合している。なお、突起部３ｂおよび筒状部３ｄはポール３に、第１孔部４ａおよび第２孔部４ｂはオープンリフトレバー４にそれぞれ設けられているが、突起部３ｂおよび筒状部３ｄをオープンリフトレバー４に、第１孔部４ａおよび第２孔部４ｂをポール３にそれぞれ設けるようにしても良い。
【０００４】
ポール３は、スプリング１５によりオープンリフトレバー４の壁部４ｄを介してラッチ６との係合方向に同一平面上の付勢力を常時受ける。このスプリング１５は、オープンリフトレバー４の壁部４ｄに当接するように、ドアロックボディ１に設けられた溝１ａに収容されている。ポールピン５は、ドアロックボディ１およびドアロックボディ１に固設されたブラケット２０を貫通して配設されており、ドアロック装置のハウジング外部においてロッキングレバー１１をカラー１６を介して回動自在に支持している。ロッキングレバー１１は、施錠または開錠操作によりポールピン５の軸心まわりに回動させられるとともに、その回動範囲は、脚部１１ｃによりブラケット２０の壁部２０ａの端部とストッパ部２０ｂとの間で制限される。脚部１１ｃとブラケット２０の壁部２０ａの端部またはストッパ部２０ｂとが当接した状態に保持するためのターンオーバスプリング１９が、ロッキングレバー１１とブラケット２０との間に配設されている。ロッキングレバー１１には突起部１１ｂが形成されており、この突起部１１ｂは、オープンリンク１０の長孔１０ｃを挿通してオープンリンク１０とロッキングレバー１１とを連結している。
【０００５】
オープンリンク１０は、ブッシュ９の外れ止め部９ａによりオープンレバー１３に連結されているとともに、ドアロック装置のハウジング外部に突出したオープンリフトレバー４の第１係合部４ｃ、第２係合部４ｅにそれぞれ係合可能な第１係合部１０ａ、第２係合部１０ｂを有している。オープンレバー１３は、オープンレバーピン１７によりブラケット２０に回動可能に支持され、一端をブラケット２０の壁部２０ａにインサイドオープンレバーピン１８により回動可能に支持されたＬ字形状のインサイドオープンレバー１２と係合可能とし、他端をブッシュ９を介してアウトサイドオープンロッド８に連結している。また、一端をブラケット２０のフック部２０ｃに係止されたスプリング１４が、オープンレバー１３のフック部１３ａに係止されており、オープンレバー１３は、このスプリング１４の付勢力により常時開操作に伴う回動方向と反対方向へ付勢されている。インサイドオープンレバー１２には、車内側からの車両のドアの開操作がブッシュ２１を介して伝達され、アウトサイドオープンロッド８には、車外側からの車両のドアの開操作が伝達される。
【０００６】
このようなドアロック装置において、車両ドアを開操作する場合、オープンレバー１３は、車内側からの開操作を伝達するインサイドオープンと車外側からの開操作を伝達するアウトサイドオープンによるオープンレバーピン１７を中心とした図９における左まわりの回動をする２通りの作動があり、これら２通りの作動のうちどちらかが作動すると、オープンレバー１３に係合されたオープンリンク１０が、図９の左方向へ押されて移動する。ロッキングレバー１１が図９のポールピン５を中心として左まわりに付勢されている状態、すなわちターンオーバスプリング１９によりロッキングレバー１１の脚部１１ｃがブラケット２０の壁部２０ａに当接した状態であるならば、オープンリンク１０の移動によりオープンリンク１０の第１係合部１０ａがオープンレバー４の第１係合部４ｃと係合して、オープンリフトレバー４をポールピン５を中心とした左まわりに回動させる。これにより、オープンリフトレバー４が突起部３ｂによりポール３と一体的に回動するため、ポール３はラッチ６との係合が解除される方向に回動し、ラッチ６がストライカから離脱して車両ドアの開放を許容する。
【０００７】
車両ドアを施錠する場合は、ロッキングレバー１１のリンク部１１ａから施錠操作力が伝達され、図９のポールピン５を中心としたロッキングレバー１１が右まわりに回動てしブラケット２０のストッパ部２０ｂと当接した状態となる。そして、オープンリンク１０がロッキングレバー１１の突起部１１ｂとの係合により、オープンレバー１３との係合部を中心に回動させられ、オープンリンク１０の第１係合部１０ａとオープンリフトレバー４の第１係合部４ｃとが係合しなくなり、車両ドアを開操作しようとしても開放できなくなる。
【０００８】
また、鍵を使用せずにドアを施錠するため、ドアの閉操作前にロッキングレバー１１をポールピン５の中心の右まわりに回動させて、ブラケット２０のストッパ部２０ｂと当接した状態すなわち施錠状態にしてドアの閉操作を行う場合がある。その場合、鍵の車両内への閉じ込みを防止するため、車両外側のドアノブを引いた状態、つまりアウトサイドオープンロッド８を作動させた状態にしなければ、ドアの閉操作により、ラッチ６がストライカとの係合によりラッチピン７を中心に回動させられ、それに伴いポール３と一体的に回動するオープンリフトレバー４が図９においてポールピン５を中心に左まわりに回動し、オープンリフトレバー４の第２係合部４ｅとオープンリンク１０の第２係合部１０ｂとが係合して、ロッキングレバー１１を開錠状態にする。
【０００９】
一方、上記ロッキングレバー１１の脚部１１ｃにはポールピン５と平行に連結ピン２２が設けられ、図９に二点鎖線で示されているように長手板状のリンク２４が、その一端部において連結ピン２２まわりの相対回転可能に連結されている。このリンク２４は、車室内に配設されたスイッチの操作で作動させられる直動アクチュエータによって図９における左右方向へ略直線的に往復移動させられ、ロッキングレバー１１を図９に示す開錠状態と、脚部１１ｃがストッパ部２０ｂに当接する施錠状態とに切り換える。
【００１０】
直動アクチュエータとしては、例えば特開平２−９６０７２号公報に記載されているようにウォームおよびウォームホイールを利用したものが知られている。図１３は、そのような直動アクチュエータの一例で、(a) に示されているように、リンク２４の移動平面と平行な平面内に配設されたウォームホイール２６、およびウォームホイール２６と噛み合わされたウォーム２８と、ウォームホイール２６の外周部に立設されてリンク２４の係合穴２４ａと係合させられた係合ピン３０とを備えて構成される。そして、ウォーム２８が電動モータなどによって正逆両方向へ回転駆動され、ウォームホイール２６が軸心Ｏまわりに所定の角度範囲で往復回動させられることにより、係合ピン３０を介してリンク２４が所定の移動ストロークＤだけ直線移動させられる。
【００１１】
図１３の(a) は、リンク２４が開錠側の移動端に保持され、且つウォームホイール２６が原位置に保持された状態であり、その状態からウォームホイール２６が矢印で示すように左まわりに回動させられると、同図の(b) に示すように係合ピン３０と係合穴２４ａとの係合によってリンク２４が施錠側の移動端まで直線移動させられる。これにより、前記ロッキングレバー１１が図９の右まわりに回動させられて施錠状態とされる。その後、ウォームホイール２６は(b) において係合ピン３０が点線で示されている原位置まで戻り回動させられるが、係合穴２４ａは、移動ストロークＤ分の遊びを有する状態で係合ピン３０と係合させられるようになっており、リンク２４は施錠側の移動端に保持されたままである。また、そのような施錠状態においてウォームホイール２６が原位置から右まわりに回動させられると、同図の(c) に示すように係合ピン３０と係合穴２４ａとの係合によってリンク２４が開錠側の移動端まで直線移動させられる。これにより、前記ロッキングレバー１１が図９の左まわりに回動させられて開錠状態とされる。この場合も、ウォームホイール２６は(c) において係合ピン３０が点線で示されている原位置まで戻り回動させられるが、リンク２４は開錠側の移動端に保持されたままである。なお、このようにウォームホイール２６が原位置へ戻されることにより、手動操作で施錠または開錠される際にウォームホイール２６を回転させる必要がなく、容易に操作できる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の直動アクチュエータは、リンク２４と係合させられる係合ピン３０が軸心Ｏまわりに回動させられるため、例えばリンク２４の幅寸法が制限されている場合など配設条件や作動条件によっては、リンク２４が揺動するようになったり、充分な移動ストロークを確保できなかったり、ウォームホイール２６の径寸法が大きくなったりするなど、機能や配設スペース等の点で必ずしも充分に満足できない場合があった。
【００１３】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、比較的小さな配設スペースでリンク等の出力部材を大きな移動ストロークで直線移動させることができる新たな機構の直動アクチュエータを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、第１発明は、出力部材を略一直線方向へ移動させる直動アクチュエータであって、(a) 前記出力部材の一部が外部に突き出す状態で、その出力部材を前記一直線方向の移動可能に保持するケースと、(b) 前記一直線と直交する一中心線を中心とする円弧に沿って所定の角度範囲に内歯が設けられ、前記ケース内に位置固定に設けられた内歯車と、(c) 前記内歯車の１／２の径寸法を有するとともに、前記一中心線まわりに公転可能且つ自身の軸心まわりに自転可能に前記ケース内に配設されて、前記内歯車と噛み合わされた遊星歯車と、(d) その遊星歯車のピッチ円上に一体的に設けられ、その遊星歯車の公転に伴って前記一中心線と直交する所定の方向へ直線移動させられるとともに、前記出力部材と係合させられてその出力部材を前記一直線方向へ移動させる係合部材と、(e) 前記ケース内に配設されて前記遊星歯車を前記一中心線まわりに公転させる駆動手段とを有し、且つ、(f) その駆動手段は、(f-1) 前記一中心線まわりの回転可能に配設されるとともにその一中心線を中心とする円弧に沿って所定の角度範囲に外歯が設けられており、且つ前記遊星歯車が軸心まわりの回転可能に配設されたウォームホイールと、(f-2) そのウォームホイールと噛み合わされたウォームと、(f-3) そのウォームを回転駆動する電動モータとを有して構成されている一方、(g) 前記内歯車は有底円筒形状を成すもので、その円筒部分の内周面に前記内歯が設けられているものであり、(h) 前記遊星歯車に一体的に設けられる前記係合部材は、前記内歯車の有底円筒形状の底部と反対側である開口側に配設されて前記出力部材と係合させられるようになっており、(i) 前記ウォームホイールは、前記ケースに位置固定に配設される前記内歯車の有底円筒形状の底部とそのケースとの間に配設され、その底部とそのケースとに跨がって配設された支持軸により前記一中心線まわりの回転可能に支持されているとともに、前記遊星歯車をその一中心線まわりに１８０°以下の所定の角度範囲で公転させるものであり、(j) 前記遊星歯車は、前記内歯車の有底円筒形状の底部に前記一中心線を中心とする円弧形状に形成された切欠を挿通して前記ウォームホイールに立設された連結軸を介してそのウォームホイールに配設され、前記一中心線まわりに公転させられるようになっていることを特徴とする。
【００１５】
第２発明は、出力部材を略一直線方向へ移動させる直動アクチュエータであって、(a) 前記出力部材の一部が外部に突き出す状態で、その出力部材を前記一直線方向の移動可能に保持するケースと、(b) 前記一直線と直交する一中心線を中心とする円弧に沿って所定の角度範囲に内歯が設けられ、前記ケース内に位置固定に設けられた内歯車と、(c) 前記内歯車の１／２の径寸法を有するとともに、前記一中心線まわりに公転可能且つ自身の軸心まわりに自転可能に前記ケース内に配設されて、前記内歯車と噛み合わされた遊星歯車と、(d) その遊星歯車のピッチ円上に一体的に設けられ、その遊星歯車の公転に伴って前記一中心線と直交する所定の方向へ直線移動させられるとともに、前記出力部材と係合させられてその出力部材を前記一直線方向へ移動させる係合部材と、(e) 前記ケース内に配設されて前記遊星歯車を前記一中心線まわりに公転させる駆動手段とを有し、且つ、(f) その駆動手段は、前記係合部材が前記一中心線上に位置する状態を前記遊星歯車の原位置として、その遊星歯車をその原位置からその一中心線まわりの正逆両方向へそれぞれ９０°以下の所定の角度範囲で公転させるもので、公転させられたその遊星歯車をその原位置へばね力で機械的に復帰させる原位置復帰機構を備えており、(g) 前記出力部材は、前記遊星歯車が前記原位置から一方の公転端まで公転させられることによる前記係合部材の前記一直線方向の移動ストロークに相当する寸法の遊びを有する状態でその係合部材と係合させられるようになっていることを特徴とする。
第３発明は、第２発明の直動アクチュエータにおいて、前記駆動手段は、(a) 前記一中心線まわりの回転可能に配設されるとともにその一中心線を中心とする円弧に沿って所定の角度範囲に外歯が設けられており、且つ前記遊星歯車が軸心まわりの回転可能に配設されたウォームホイールと、(b) そのウォームホイールと噛み合わされたウォームと、(c) そのウォームを回転駆動する電動モータとを有して構成されていることを特徴とする。
【００１６】
第４発明は、第３発明の直動アクチュエータにおいて、(a) 前記内歯車は有底円筒形状を成すもので、その円筒部分の内周面に前記内歯が設けられているものであり、(b) 前記遊星歯車に一体的に設けられる前記係合部材は、前記内歯車の有底円筒形状の底部と反対側である開口側に配設されて前記出力部材と係合させられるようになっており、(c) 前記ウォームホイールは、前記ケースに位置固定に配設される前記内歯車の有底円筒形状の底部とそのケースとの間に配設され、その底部とケースとに跨がって配設された支持軸により前記一中心線まわりの回転可能に支持されているとともに、前記遊星歯車をその一中心線まわりに１８０°以下の所定の角度範囲で公転させるものであり、(d) 前記遊星歯車は、前記内歯車の有底円筒形状の底部に前記一中心線を中心とする円弧形状に形成された切欠を挿通して前記ウォームホイールに立設された連結軸を介してそのウォームホイールに配設され、前記一中心線まわりに公転させられるようになっていることを特徴とする。
【００１８】
第５発明は、第２発明または第３発明の直動アクチュエータにおいて、前記内歯車は、可撓性を有する材料にて構成された多数の噛合歯を有する直線状の歯車部材が円弧形状に湾曲させられて前記ケースに一体的に固設されたものであることを特徴とする。
【００１９】
【発明の効果】
すなわち、本発明の直動アクチュエータはハイポサイクロイド機構を利用したもので、内歯車の１／２の径寸法の遊星歯車をその内歯車と噛み合わせて公転させると、その遊星歯車のピッチ円上に設けられた係合部材は内歯車の中心である一中心線と直交する方向へ、内歯車の直径寸法を最大ストロークとして直線移動させられるため、その係合部材によって出力部材を直線移動させるようにしたのである。したがって、出力部材の移動方向である一直線方向と係合部材の移動方向とを一致させれば、狭いスペースで効率良く出力部材を直線移動させることができるとともに、最大で内歯車の直径寸法と同じストロークだけ出力部材を移動させることができるなど、配設スペースや機能などにおいてウォームホイールに直接係合部材を配設していた従来の直動アクチュエータでは得られない特有な作用効果が得られる。
【００２０】
また、第１発明では、駆動手段がウォームホイール、ウォーム、および電動モータを含んで構成されており、それ等は前記一中心線と直角な比較的平坦な平面内に配設されるとともに、その配設平面は前記内歯車の配設平面や出力部材の移動平面と平行であるため、アクチュエータ全体として一中心線方向の寸法が小さい平坦でコンパクトな構成となる。これにより、例えば車両のドアなど幅寸法が狭い場所にも好適に配置できる。第３発明も同様の作用効果が得られる。
【００２１】
第１発明では更に、有底円筒形状の内歯車が用いられ、その底部とケースとの間にウォームホイールが配設されるとともに、そのウォームホイールは底部とケースとに跨がって配設された支持軸によって回転可能に支持されるため、片持ち状の支持軸に比較して簡単な構造で高い剛性が得られるとともに、ウォームホイールやそのウォームホイールに配設される遊星歯車の作動が安定する。すなわち、本発明の直動アクチュエータは、ウォームホイールの回転中心が一中心線と一致し、且つその一中心線と直交するように係合部材や出力部材が移動させられるため、ウォームホイールの支持軸をウォームホイールの両側でケースによって支持することが困難なのであり、内歯車を有底円筒形状とするとともに底部に切欠を形成して連結軸を挿通させることにより、支持軸を両端で支持できるようになるのである。なお、底部を別体に構成してケースに固定したり、底部に相当する部分を隔壁として予めケースに一体に設けたりすることも可能であるが、部品点数が多くなったり組付作業が面倒になったりする。第４発明も同様の作用効果が得られる。
【００２２】
一方、第２発明の直動アクチュエータは、前記車両のドアロック装置に好適に用いられるもので、遊星歯車は係合部材が一中心線上に位置する原位置へ復帰させられるとともに、出力部材と係合部材との間には所定の遊びが設けられているため、手動操作でドアロック装置をロック（施錠）したりそのロックを解除（開錠）したりする際に、係合部材や遊星歯車などを移動させる必要がなく、その操作を容易に行うことができる。また、遊星歯車は、原位置復帰機構によりばね力で機械的に原位置へ復帰させられるため、例えば電動モータなどで遊星歯車を公転させて原位置へ戻す場合に比較し、誤差の蓄積などで原位置がずれる恐れがない。なお、このような直動アクチュエータは、車両のドアロック装置に限定されず、住宅用のドアロック装置など種々の分野で使用され得る。
【００２３】
第５発明では、可撓性を有する材料にて構成された多数の噛合歯を有する直線状の歯車部材が円弧形状に湾曲させられてケースに一体的に固設されることによって内歯車が構成されているため、内歯車の製造が容易で安価に構成される。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明の直動アクチュエータは、車両や住宅などのドアロック装置を電気的にロックしたりそのロックを解除したりする機構に好適に用いられるが、直線移動させる他の種々の動力源として用いることが可能である。第１発明の実施に際しては、遊星歯車は必ずしも機械的に原位置へ復帰させる必要はないし、係合部材と出力部材との間に遊びを設けることも要件ではない。
【００２５】
直動アクチュエータは、駆動手段によって出力部材を往復移動させるものでも良いが、移動ストロークの一端である原位置から他端まで駆動手段によって移動させるだけで、原位置への復帰は外力によって行われるようになっていても良い。移動ストロークの中間位置を原位置とし、その両側へ駆動手段によって移動させるとともに、外力によって原位置まで戻されるようにしても良いなど、種々の態様を採用できる。
【００２６】
遊星歯車の公転に伴う係合部材の移動方向は、出力部材の移動方向である一直線方向と一致させることが望ましいが、遊星歯車の内歯車に対する噛合位相を変化させることにより両者の移動方向を積極的に相違させて、係合部材の移動ストローク（遊星歯車の公転角度範囲）を変更することなく出力部材の移動ストロークを変更することもできる。その場合は、出力部材に一直線方向と直角な方向に延びる係合部を設けて係合部材と係合させる必要がある。但し、出力部材の移動方向を例えば一直線方向と一致させたまま、係合部材の移動ストローク（遊星歯車の公転角度範囲）を変更して出力部材の移動ストロークを変更しても良いことは勿論である。
【００２７】
遊星歯車を一中心線まわりに連続回転させて出力部材を連続的に往復移動させることもできるが、遊星歯車を一中心線まわりにおいて例えば１８０°以下など所定の公転角度範囲で往復回動させ、出力部材を直線往復移動させるようにしても良い。遊星歯車の公転角度範囲が３６０°より小さい場合、内歯車や第１発明、第３発明のウォームホイールは必ずしも完全な円筒形状や円板形状である必要はなく、一部が欠けた部分円筒形状や部分円板形状などであっても良い。その場合は、第５発明のように、例えばナイロン樹脂などの可撓性を有する材料にて直線状の歯車部材（ラック状のもの）を成形し、円弧形状に湾曲させて各歯車を構成することもできる。
【００２８】
係合部材は、一中心線と平行な円柱形状の係合ピンにて構成することが望ましく、その場合は遊星歯車の自転に伴う回転に拘らず係合部材の姿勢が一定であるため、出力部材が滑らかに移動させられる。係合部材の移動方向が出力部材の移動方向である一直線方向であれば、係合ピンと係合部材とは１点で係合させられることになり、出力部材の移動が更に滑らかになる。係合部材として、軸心まわりの回転可能に一中心線と平行な姿勢で遊星歯車に配設された円柱形状のローラなどを用いることもできる。
【００２９】
駆動手段は、例えば第１発明、第３発明ではウォームホイールやウォーム、電動モータを含んで構成されるが、第２発明の実施に際しては、他の歯車機構を用いて電動モータなどで回転駆動したり、リンク機構およびシリンダなどで所定の角度範囲で回転駆動したりするものなど、種々の態様を採用できる。
【００３０】
第１発明、第４発明では有底円筒形状の内歯車が用いられているが、他の発明の実施に際しては底部を別体に構成してケースに固定するようにしたり、底部に相当する部分を隔壁として予めケースに一体に設けたりすることも可能である。ケースに一体に設ける場合、支持軸やウォームホイールをケース内に組み付けるために、それ等の両側でケースを分割することが望ましい。ケースは、必ずしも構成部品の総てを覆蓋するものである必要はなく、構成部品の一部が外部に露出していても良い。
【００３１】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例では、車両のドアロック装置を電気的にロックしたりそのロックを解除したりする機構に用いられる直動アクチュエータ５０について説明する。
【００３２】
図１は、直動アクチュエータ５０の構成部材を分解して示す斜視図で、図２は縦断面図、図３は図２における III− III断面図であり、第１ケース部材５２および第２ケース部材５４によってケースが構成され、前記リンク２４として用いられる出力部材５６を備えている。出力部材５６は、リンク２４と同様に長手板形状を成し、前記係合穴２４ａと同様な長方形の係合穴５６ａを有するとともに、一端部には前記ロッキングレバー１１に連結される連結穴５６ｂが形成されており、その一端部がケースから外部に突き出す状態で長手方向である一直線方向の移動可能にケースに配設されている。第１ケース部材５２および第２ケース部材５４は、何れも偏平な容器形状を成しており、その開口周縁部が互いに突き合わされることによって、偏平なケースを構成するようになっており、前記出力部材５６は、偏平なケースと略平行に配設され、第２ケース部材５４に設けられた開口部５４ａから一端部が外部に突き出している。
【００３３】
上記ケース内には、一中心線Ｓを中心として円筒形状の第１収容空間５８が設けられ、第１ケース部材５２側から、捩りコイルスプリング６０、ウォームホイール６２、有底円筒形状の内歯車６４が一中心線Ｓと同心に配設されている。ウォームホイール６２は全周に噛合歯が設けられているとともに、下方へ突き出して設けられた円柱形状の着座部６２ａが第１ケース部材５２の底部５２ａに接する状態で、一中心線Ｓ上に配設された支持軸６６によりその一中心線Ｓまわりの回転可能に支持されている。図３から明らかなように、着座部６２ａには外周側へ突き出す係合突部６２ｂが設けられているとともに、その係合突部６２ｂの外周側には、一中心線Ｓまわりにおいて係合突部６２ｂと略同じ角度範囲に位置決め突部５２ｂが第１ケース部材５２に一体に設けられており、その外側に前記捩りコイルスプリング６０が一中心線Ｓと同心に配設されている。捩りコイルスプリング６０は、その一端６０ａおよび他端６０ｂが前記係合突部６２ｂおよび位置決め突部５２ｂの一端および他端に係止され、常には一中心線Ｓまわりにおいて係合突部６２ｂが位置決め突部５２ｂと一致する基準位置にウォームホイール６２を位置決めする。これ等の係合突部６２ｂ、位置決め突部５２ｂ、および捩りコイルスプリング６０によって原位置復帰機構６８が構成されている。
【００３４】
内歯車６４は、一中心線Ｓと同心になるように前記第１ケース部材５２に圧入や接着剤等により位置固定に配設されており、その内歯車６４の底部６４ａと第１ケース部材５２の底部５２ａとの間に配設された前記ウォームホイール６２を回転可能に支持している支持軸６６の両端は、これ等の底部６４ａおよび５２ａに圧入や接着剤等によって固定されている。内歯車６４は全周に噛合歯が設けられており、その噛合歯には、内歯車６４の１／２の径寸法の遊星歯車７０が噛み合わされている。遊星歯車７０は、ウォームホイール６２に一中心線Ｓと平行に一体的に立設された連結軸７２によって軸心まわりの回転可能に支持されているとともに、そのウォームホイール６２が前記基準位置から一中心線Ｓまわりに正逆両方向へそれぞれ略９０°回転させられることにより、一中心線Ｓまわりにおいて計１８０°の角度範囲で公転させられる。連結軸７２は、ウォームホイール６２が基準位置に保持された状態で、図４の(a) に示すように一中心線Ｓまわりにおいて出力部材５６の移動方向である一直線方向Ａから９０°回転した位置に設けられており、内歯車６４の底部６４ａには、この時の連結軸７２の回転を許容するように一中心線Ｓを中心として円弧形状の切欠６４ｂが設けられている。
【００３５】
遊星歯車７０には、内歯車６４の底部６４ａ側と反対側の端部に、前記出力部材５６の係合穴５６ａと係合させられる係合部７０ａが一体に設けられている。係合部７０ａは係合部材に相当するもので一中心線Ｓと平行な平坦な円柱形状を成しており、遊星歯車７０のピッチ円上の任意の１箇所に設けられていて、遊星歯車７０が一中心線Ｓまわりに公転されつつ軸心まわりに自転させられることにより、一中心線Ｓと交差する方向へ直線移動させられる。本実施例では、この係合部７０ａの移動方向が一直線方向Ａと一致するように、ウォームホイール６２が基準位置に保持された状態、言い換えれば図４の(a) に示すように連結軸７２が一中心線Ｓまわりにおいて一直線方向Ａから９０°回転した位置とされている状態において、係合部７０ａが一中心線Ｓと同心となるように、遊星歯車７０の内歯車６４に対する噛合位相が設定されている。この状態が遊星歯車７０の原位置であり、この状態から連結軸７２が一中心線Ｓまわりに正逆両方向へ９０°公転させられると、係合部７０ａは、一直線方向Ａの両方向へそれぞれ内歯車６４の半径寸法だけ直線移動させられる。内歯車６４の半径は、出力部材５６の移動ストローク、すなわち前記リンク２４の移動ストロークＤと略同じ寸法に設定されている。
【００３６】
第１ケース部材５２にはまた、ウォームホイール６２と噛み合うウォーム７４、およびそのウォーム７４を回転駆動する電動モータ７６を収容する各収容空間７８、８０が設けられており、それ等のウォーム７４および電動モータ７６をウォームホイール６２と略同じ平面上で保持するようになっている。電動モータ７６には、車両のドア等に配設されたドアロック装置のスイッチが操作されることにより、図示しない電気ケーブルを介して電気が通電され、ウォーム７４を介してウォームホイール６２を正逆両方向へそれぞれ９０°ずつ回転させるようになっている。これ等のウォームホイール６２、ウォーム７４、および電動モータ７６を含んで、遊星歯車７０を一中心線Ｓまわりに公転させる駆動手段８２が構成されている。
【００３７】
図４は、出力部材５６が開錠側（直動アクチュエータ５０としては突き出し側）の移動端に保持され、且つ遊星歯車７０が原位置に保持された状態で、ドアロック装置をロック（施錠）すべきスイッチ操作が為された場合の作動を説明する図で、電動モータ７６によってウォームホイール６２が図４において一中心線Ｓの右まわりに９０°回動させられることにより、遊星歯車７０は図４の(a) から(b) 、(c) のように公転しつつ自転させられ、係合部７０ａは一直線方向Ａにおいて図４の下方側へ内歯車６４の半径寸法分、すなわち移動ストロークＤだけ直線移動させられる。これにより、出力部材５６も移動ストロークＤだけ下方（直動アクチュエータ５０としては引き込み側）へ直線移動させられ、前記ロッキングレバー１１が図９の右まわりに回動させられて施錠状態とされる。その後、電動モータ７６への通電が停止すると、ウォームホイール６２は前記原位置復帰機構６８の捩りコイルスプリング６０の付勢力によりウォーム７４更には電動モータ７６を回転させつつ基準位置まで戻り回転させられ、遊星歯車７０が図４の(d) に示すように原位置へ戻される。出力部材５６の係合穴５６ａは、移動ストロークＤに係合部７０ａの直径寸法を加算した寸法の長さ寸法を有しており、遊星歯車７０の戻り回転に拘らず施錠側の移動端に保持される。
【００３８】
また、図５は、出力部材５６が施錠側（直動アクチュエータ５０としては引き込み側）の移動端に保持され、且つ遊星歯車７０が原位置に保持された状態で、ドアロック装置のロックを解除（開錠）すべきスイッチ操作が為された場合の作動を説明する図で、電動モータ７６によってウォームホイール６２が図５において一中心線Ｓの左まわりに９０°回動させられることにより、遊星歯車７０は図５の(a) から(b) 、(c) のように公転しつつ自転させられ、係合部７０ａは一直線方向Ａにおいて図５の上方側へ内歯車６４の半径寸法分、すなわち移動ストロークＤだけ直線移動させられる。これにより、出力部材５６も移動ストロークＤだけ上方（直動アクチュエータ５０としては突き出し側）へ直線移動させられ、前記ロッキングレバー１１が図９の左まわりに回動させられて開錠状態とされる。その後、電動モータ７６への通電が停止すると、ウォームホイール６２は前記原位置復帰機構６８の捩りコイルスプリング６０の付勢力によりウォーム７４更には電動モータ７６を回転させつつ基準位置まで戻り回転させられ、遊星歯車７０が図５の(d) に示すように原位置へ戻される。この遊星歯車７０の戻り回転に拘らず出力部材５６は開錠側の移動端に保持される。
【００３９】
このような本実施例の直動アクチュエータ５０によれば、出力部材５６の移動方向である一直線方向Ａと係合部７０ａの移動方向とが一致しているため、狭いスペースで効率良く出力部材５６を直線移動させることができるとともに、係合部７０ａは内歯車６４の直径寸法と同じストロークだけ直線移動させられるなど、配設スペースや機能などにおいてウォームホイールに直接係合部材を配設していた従来の直動アクチュエータでは得られない特有な作用効果が得られる。特に、係合部７０ａは一中心線Ｓと平行な円柱形状を成しているため、遊星歯車７０の自転に伴う回転に拘らず姿勢が一定であり、且つ係合穴５６ａに対する接触位置が１点であるため、出力部材５６が係合部７０ａと共に滑らかに移動させられる。
【００４０】
また、本実施例では駆動手段８２がウォームホイール６２、ウォーム７４、および電動モータ７６を含んで構成されており、それ等は一中心線Ｓと直角な比較的平坦な平面内に配設されているとともに、その配設平面は内歯車６４の配設平面や出力部材５６の移動平面と平行であるため、直動アクチュエータ５０が全体として一中心線Ｓ方向の寸法が小さい平坦でコンパクトな構成となる。これにより、幅寸法が狭い車両のドア内に好適に配置できる。
【００４１】
また、ウォームホイール６２は、第１ケース部材５２の底部５２ａと、その第１ケース部材５２に位置固定に配設される内歯車６４の底部６４ａとの間に配設され、そのウォームホイール６２を回転可能に支持している支持軸６６は、ウォームホイール６２の両側においてそれ等の底部６４ａおよび５２ａに固定されているため、片持ち状の支持軸に比較して簡単な構造で高い剛性が得られるとともに、ウォームホイール６２やそのウォームホイール６２に配設される遊星歯車７０の作動が安定する。すなわち、本実施例の直動アクチュエータ５０は、ウォームホイール６２の回転中心が一中心線Ｓと一致し、且つその一中心線Ｓと直交するように係合部７０ａや出力部材５６が移動させられるため、ウォームホイール６２の支持軸６６をウォームホイール６２の両側でケースによって支持することが困難なのであり、内歯車６４を有底円筒形状とするとともに底部６４ａに切欠６４ｂを形成して連結軸７２を挿通させることにより、支持軸６６を両端で支持できるようになるのである。なお、底部６４ａを別体に構成して第１ケース部材５２に固定したり、底部６４ａに相当する部分を隔壁として予め第１ケース部材５２に一体に設けたりすることも可能であるが、部品点数が多くなったり組付作業が面倒になったりする。
【００４２】
また、遊星歯車７０は係合部７０ａが一中心線Ｓ上に位置する原位置へ復帰させられるとともに、出力部材５６と係合部７０ａとの間には移動ストロークＤと略等しい遊びが設けられているため、ドアロック装置が開錠状態時に手動操作でロック（施錠）したり、施錠状態時に手動操作でロックを解除（開錠）したりする際に、係合部７０ａや遊星歯車７０などを移動させる必要がなく、その操作を容易に行うことができる。また、遊星歯車７０は、原位置復帰機構６８の捩りコイルスプリング６０によって機械的に原位置へ復帰させられるため、例えば電動モータ７６によりウォームホイール６２を回転駆動して遊星歯車７０を原位置へ戻す場合に比較し、誤差の蓄積などで原位置がずれる恐れがない。
【００４３】
次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の実施例で前記実施例と実質的に共通する部分には、共通の符号を付して詳しい説明を省略する。
【００４４】
図６の直動アクチュエータ９０は、前記直動アクチュエータ５０に比較して、内歯車９６がウォームホイール６２の下側すなわち第１ケース部材５２の底部５２ａ側に配設されている場合で、ウォームホイール６２には、円筒形状の内歯車９６の内側を通過する挿通部６２ｃが設けられており、前記着座部６２ａおよび係合突部６２ｂはその挿通部６２ｃの下に設けられているとともに、挿通部６２ｃには、内歯車９６と噛み合わされる遊星歯車９４を軸心まわりの回転可能に収容する収容空間が設けられている。このウォームホイール６２は、その外周部において第１ケース部材５２により一中心線Ｓまわりの回転可能にガイドされるとともに、例えば第１ケース部材５２の底部５２ａに立設される図示しない支持軸が着座部６２ａに設けられた支持穴に嵌合されるか、着座部６２ａから下方へ突設される支持部が底部５２ａに形成された支持穴内に嵌合されることにより、一中心線Ｓまわりの回転可能に支持されるようになっている。
【００４５】
ウォームホイール６２の上側には、前記係合部７０ａと同様な係合部９２ａを有する転動部材９２が配設されている。転動部材９２には、一中心線Ｓと平行となるように下方へ連結ピン９２ｂが一体に突設されており、ウォームホイール６２に設けられた挿通穴６２ｅ内を軸心まわりの回転可能に挿通させられ、遊星歯車９４に圧入や接着剤などにより一体的に固設されている。この連結ピン９２ｂの遊星歯車９４に対する固設位相は、遊星歯車９４が一中心線Ｓまわりにおいて一直線方向Ａから９０°回転した基準位置に保持されている状態で、係合部９２ａが一中心線Ｓ上に位置するように設定されている。これにより、遊星歯車９４は、ウォームホイール６２の回転に伴って一中心線Ｓまわりに公転しつつ自転させられ、係合部９２ａは前記係合部７０ａと同様に一中心線Ｓと直交するように一直線方向Ａへ直線移動させられ、係合穴５６ａがその係合部９２ａと係合させられた出力部材５６が前記実施例と同様に一直線方向Ａへ直線移動させられる。
【００４６】
このような直動アクチュエータ９０においても、ウォームホイール６２が片持ち状に支持されることを除いて、前記実施例と同様の作用効果が得られる。
【００４７】
一方、前記直動アクチュエータ５０は、係合部７０ａの移動方向が一直線方向Ａと一致させられていたが、遊星歯車７０の内歯車６４に対する噛合位相を例えば図７の(a) 、(b) に示すように適宜変更することにより、出力部材の移動ストロークを変更することが可能である。図７の(a) は、連結軸７２が一中心線Ｓまわりにおいて一直線方向Ａから６０°回転した位置とされている状態において、係合部７０ａが一中心線Ｓと同心となるように、遊星歯車７０の内歯車６４に対する噛合位相を設定した場合で、係合部７０ａは矢印で示すように一直線方向Ａから３０°傾斜した方向へ直線移動させられるため、一直線方向Ａの全移動ストロークＤ60は２Ｄ sin６０°となる。また、図７の(b) は、連結軸７２が一中心線Ｓまわりにおいて一直線方向Ａから３０°回転した位置とされている状態において、係合部７０ａが一中心線Ｓと同心となるように、遊星歯車７０の内歯車６４に対する噛合位相を設定した場合で、係合部７０ａは矢印で示すように一直線方向Ａから６０°傾斜した方向へ直線移動させられるため、一直線方向Ａの全移動ストロークＤ30は２Ｄ sin３０°となる。
【００４８】
ここで、このように遊星歯車７０の内歯車６４に対する噛合位相を適宜変更して移動ストロークを変更できるようにした場合は、係合部７０ａに対して一直線方向Ａの遊びを設けることなく出力部材を係合させるか、係合部７０ａと係合する係合穴の大きさが異なる複数種類の出力部材を用意する必要がある。また、係合部７０ａは一直線方向Ａから傾斜した方向へ移動するため、係合穴は、一直線方向Ａに対して直角な方向に所定の幅寸法を有するように設ける必要がある。更に、一中心線Ｓまわりにおける連結軸７２の位置が変更されるため、ウォームホイール６２の基準位置が変化し、前記原位置復帰機構６８による原位置への自動復帰は不可能となり、必要であれば電動モータ７６によって電気的に制御することになる。遊星歯車７０の内歯車６４に対する噛合位相を適宜変更して移動ストロークを変更できるようにする場合は、原位置復帰機構６８を省略することが望ましい。なお、図６の直動アクチュエータ９０についても、遊星歯車９４に対する転動部材９２の組付位相を変更することにより、一直線方向Ａの移動ストロークを変更することが可能である。
【００４９】
また、図６の直動アクチュエータ９０における内歯車９６は円筒形状を成しているが、実際に遊星歯車９４が噛合い回転させられる角度範囲は１８０°であるため、例えばナイロン樹脂などの可撓性を有する材料にて図８の(a) に示すように多数の噛合歯１００ａを有する直線状の歯車部材（ラック状のもの）１００を成形し、(b) に示すように第１ケース部材５２に設けられた円弧形状の収容穴１０２内に円弧形状に湾曲させて接着剤などにより位置固定に配設することにより、内歯車として使用するようにしても良い。このようにすれば、内歯車の製造が容易になって安価に構成される。
【００５０】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これ等はあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である直動アクチュエータを分解して示す斜視図である。
【図２】図１の直動アクチュエータの縦断面図である。
【図３】図２における III− III断面図である。
【図４】図１の直動アクチュエータにおける出力部材の引き込み動作を説明する図である。
【図５】図１の直動アクチュエータにおける出力部材の突き出し動作を説明する図である。
【図６】本発明の他の実施例の直動アクチュエータを分解して示す斜視図である。
【図７】図１の直動アクチュエータにおいて、遊星歯車の内歯車に対する噛合位相を変更して一直線方向Ａの移動ストロークを変更する際の作動を説明する図である。
【図８】内歯車として用いられる歯車部材の一例を説明する図である。
【図９】本発明の直動アクチュエータが好適に用いられる車両のドアロック装置の要部を示す図である。
【図１０】図９におけるＸ−Ｘ断面図である。
【図１１】図９のドアロック装置のポールおよびオープンリフトレバーを示す斜視図である。
【図１２】図１１のポールおよびオープンリフトレバーの組付部分を示す斜視図である。
【図１３】従来の直動アクチュエータの作動原理を説明する図である。
【符号の説明】
５０、９０：直動アクチュエータ
５２：第１ケース部材（ケース）
５４：第２ケース部材（ケース）
５６：出力部材
６２：ウォームホイール
６４、９６：内歯車
６４ｂ：切欠
６６：支持軸
６８：原位置復帰機構
７０、９４：遊星歯車
７０ａ：係合部（係合部材）
７２：連結軸
７４：ウォーム
７６：電動モータ
８２：駆動手段
９２ａ：係合部（係合部材）
１００：歯車部材（内歯車）
Ｓ：一中心線
Ａ：一直線方向
【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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