(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の導線（１３）が星形結線され、その中性点（１４）から離れた導線（１３）が、中性点付近の導線（１５）の上からコア（２）に巻着されてコイル（４）が形成される回転子において、
前記コア（２）には、前記中性点（１４）付近の導線（１５）を狭持する一対の凸部（１１）と、該凸部（１１）より前記コア（２）の径方向内側に形成され少なくとも前記中性点（１４）付近の導線（１５）を収容するための絶縁性の収容部（１０ｂ）とが設けられ、
前記コイル（４）は、前記収容部（１０ｂ）に収容された前記中性点（１４）付近の導線（１５）の上から前記中性点（１４）から離れた導線（１３）が巻着されて形成されており、前記収容部（１０ｂ）は、該収容部（１０ｂ）に収容された前記中性点（１４）付近の導線（１５）と、該中性点（１４）付近の導線（１５）の上から巻着された前記中性点（１４）から離れた導線（１３）とが接触しないよう構成されたことを特徴とする回転子。
【請求項２】
請求項１に記載の回転子において、
前記コア（２）には、前記導線（１３）を巻着するための放射状に延びる複数のティース片（９）が形成され、該コア（２）の軸線方向端面には該コア（２）の金属部（６）と前記導線（１３）とを絶縁するための絶縁部（７）が設けられ、
前記収容部（１０ｂ）を、前記絶縁部（７）に前記ティース片（９）と同方向に延びるように形成したことを特徴とする回転子。
【請求項３】
請求項２に記載の回転子において、
前記収容部（１０ｂ）は、前記絶縁部（７）に形成された溝であり、
前記中性点（１４）から離れた導線（１３）は、前記凸部（１１）より前記コア（２）の径方向内側に巻着され前記コイル（４）を形成することを特徴とする回転子。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の回転子において、
前記収容部（１０ｂ）を、前記各ティース片（９）の前記絶縁部（７）にそれぞれ形成し、その複数の収容部（１０ｂ）の一つに前記中性点（１４）付近の導線（１５）を収容したことを特徴とする回転子。
【請求項５】
コア（２）には、複数の導線（１３）が星形結線された中性点（１４）付近の導線（１５）を狭持する一対の凸部（１１）と、該凸部（１１）より前記コア（２）の径方向内側に形成され少なくとも前記中性点（１４）付近の導線（１５）を収容するための絶縁性の収容部（１０ｂ）とが設けられ、
コイル（４）は、前記収容部（１０ｂ）に収容された前記中性点（１４）付近の導線（１５）の上から前記中性点（１４）から離れた導線（１３）が巻着されて形成されており、前記収容部（１０ｂ）は、該収容部（１０ｂ）に収容された前記中性点（１４）付近の導線（１５）と、該中性点（１４）付近の導線（１５）の上から巻着された前記中性点（１４）から離れた導線（１３）とが接触しないよう構成された回転子の製造方法において、
前記中性点（１４）付近の導線（１５）を前記収容部（１０ｂ）に収容した後、前記中性点（１４）から離れた導線（１３）を前記収容部（１０ｂ）に収容された前記中性点（１４）付近の導線（１５）の上から巻着して前記コイル（４）を形成することを特徴とする回転子の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の回転子の製造方法において、
前記コア（２）には、前記導線（１３）を巻着するための放射状に延びる複数のティース片（９）が形成され、該コア（２）の軸線方向端面には該コア（２）の金属部（６）と前記導線（１３）とを絶縁するための絶縁部（７）が設けられ、
前記中性点（１４）付近の導線（１５）を、前記ティース片（９）と同方向に延びるように前記絶縁部（７）に形成された前記収容部（１０ｂ）より前記コア（２）の径方向外側に形成された一対の凸部（１１）に狭持させ、
前記凸部（１１）から続く中性点（１４）付近の導線（１５）を前記収容部（１０ｂ）内に収容し、
前記中性点（１４）から離れた導線（１３）を前記凸部（１１）より径方向内側に巻着して前記コイル（４）を形成することを特徴とする回転子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータの回転子に係り、詳しくは各コイルが星形結線される回転子、及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のモータの回転子としては、回転軸に固定されたコア（鉄心）から放射状に延びる複数のティース片に巻着される各コイルを星形結線したものがある。即ち、各コイルの一端部がそれぞれ整流子ライザに結線され、各コイルの他端部がはんだ付け又は溶接により結線され、その点が中性点とされたものがある。
【０００３】
このような回転子の製造方法としては、特開平８−２９４２５３号公報に開示された方法がある。この方法は、まず３本の導線の端部をはんだ付け又は溶接により結線して中性点を形成する。そして、その中性点付近の導線が保持されるように、詳述するとティース片上に中性点付近の導線を置き、その上から中性点から離れた導線を巻着して、中性点付近の導線をティース片に縛り付ける。そして、その巻着した３本の導線の各端部をそれぞれ整流子ライザに結線する。
【０００４】
この方法では、コアとの関わりがない状態で３本の導線の端部を結線して中性点を形成することができるため、各導線を各ティース片に巻着した後にその端部を結線し中性点を形成するのに比べて、その作業が容易である。また、中性点付近の導線とティース片を縛り付けるように巻着するため、中性点を保持するために特別な部材や製造工程（最後に樹脂で接着する等）を必要としない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記方法では、はんだ付け時、又は溶接時の熱により中性点付近の導線の被膜が破壊されてしまうことがある。従って、中性点付近の導線とティース片を縛り付けるように巻着していく際の摩擦等により巻着する側の導線の被膜が剥れると、中性点付近の導線と中性点から離れた導線とが短絡する虞がある。これにより回転子の歩溜りが低下してしまうという問題がある。
【０００６】
本発明は上記問題点を解消するためになされたものであって、星形結線を備えた回転子及びその製造方法において、その中性点を容易に形成することができ、且つ巻線の短絡を防止することができる回転子及びその製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、複数の導線が星形結線され、その中性点から離れた導線が、中性点付近の導線の上からコアに巻着されてコイルが形成される回転子において、前記コアには、前記中性点付近の導線を狭持する一対の凸部と、該凸部より前記コアの径方向内側に形成され少なくとも前記中性点付近の導線を収容するための絶縁性の収容部とが設けられ、前記コイルは、前記収容部に収容された前記中性点付近の導線の上から前記中性点から離れた導線が巻着されて形成されており、前記収容部は、該収容部に収容された前記中性点付近の導線と、該中性点付近の導線の上から巻着された前記中性点から離れた導線とが接触しないよう構成されたことを要旨とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の回転子において、前記コアには、前記導線を巻着するための放射状に延びる複数のティース片が形成され、該コアの軸線方向端面には該コアの金属部と前記導線とを絶縁するための絶縁部が設けられ、前記収容部を、前記絶縁部に前記ティース片と同方向に延びるように形成したことを要旨とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の回転子において、前記収容部は、前記絶縁部に形成された溝であり、前記中性点から離れた導線は、前記凸部より前記コアの径方向内側に巻着され前記コイルを形成することを要旨とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載の回転子において、前記収容部を、前記各ティース片の前記絶縁部にそれぞれ形成し、その複数の収容部の一つに前記中性点付近の導線を収容したことを要旨とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、コアには、複数の導線が星形結線された中性点付近の導線を狭持する一対の凸部と、該凸部より前記コアの径方向内側に形成され少なくとも前記中性点付近の導線を収容するための絶縁性の収容部とが設けられ、コイルは、前記収容部に収容された前記中性点付近の導線の上から前記中性点から離れた導線が巻着されて形成されており、前記収容部は、該収容部に収容された前記中性点付近の導線と、該中性点付近の導線の上から巻着された前記中性点から離れた導線とが接触しないよう構成された回転子の製造方法において、前記中性点付近の導線を前記収容部に収容した後、前記中性点から離れた導線を前記収容部に収容された前記中性点付近の導線の上から巻着して前記コイルを形成することを要旨とする。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の回転子の製造方法において、前記コアには、前記導線を巻着するための放射状に延びる複数のティース片が形成され、該コアの軸線方向端面には該コアの金属部と前記導線とを絶縁するための絶縁部が設けられ、前記中性点付近の導線を、前記ティース片と同方向に延びるように前記絶縁部に形成された前記収容部より前記コアの径方向外側に形成された一対の凸部に狭持させ、前記凸部から続く中性点付近の導線を前記収容部内に収容し、前記中性点から離れた導線を前記凸部より径方向内側に巻着して前記コイルを形成することを要旨とする。
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、中性点付近の導線は、コアに設けられた絶縁性の収容部に収容され、その上から中性点から離れた導線がコアに巻着されてコイルが形成される。これにより、中性点付近の導線と、中性点から離れた導線とが接触しない。よって、中性点の形成時に中性点付近の導線の被膜が破壊されても、巻線の短絡が防止される。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、コアには、導線を巻着するための放射状に延びる複数のティース片が形成され、該コアの軸線方向端面には該コアの金属部と前記導線とを絶縁するための絶縁部が設けられる。そして、中性点付近の導線は、前記絶縁部に前記ティース片と同方向に延びるように形成される収容部に収容され、その上から中性点から離れた導線がコアに巻着されてコイルが形成される。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、中性点付近の導線は一対の凸部に狭持され、その凸部から続く中性点付近の導線は収容部としての溝内に収容される。そして、中性点から離れた導線は凸部より前記コアの径方向内側に巻着され、前記コイルが形成される。
【００１６】
請求項４に記載の発明によれば、前記収容部は、前記各ティース片の前記絶縁部にそれぞれ形成される。よって、回転子のバランスが良好となる。そして、その複数の収容部の一つに中性点付近の導線が収容される。
【００１７】
請求項５に記載の発明によれば、中性点付近の導線が絶縁性の収容部に収容された後、中性点から離れた導線が収容部（コア）に巻着されてコイルが形成される。これにより、中性点付近の導線と、中性点から離れた導線とが接触しない。よって、中性点の形成時に中性点付近の導線の被膜が破壊されても、巻線の短絡が防止される。
【００１８】
請求項６に記載の発明によれば、前記中性点付近の導線が凸部に狭持され、その凸部から続く中性点付近の導線が収容部内に収容される。そして、中性点から離れた導線が凸部よりコアの径方向内側に巻着されてコイルが形成される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図７に従って説明する。
図１は、直流モータの回転子（電機子）の側面図である。回転子は、回転軸１、コア２、整流子３及びコイル４を備える。回転軸１の中間部にはコア２が固定され、回転軸１の一端側には整流子３が固定されている。
【００２０】
図２は、コイル４が形成される前の状態の回転子の斜視図である。図３は、コイル４が形成される前の状態の回転子の概略正面図である。図４は、コイル４が形成される前の状態の回転子の概略縦断面図である。コア２は、複数のコアシート５を重合させた積層鋼板から構成される金属部６と、金属部６とコイル４とを絶縁するための樹脂よりなる絶縁部７とを備える。
【００２１】
金属部６は、回転軸１を内嵌する円筒部８ａと、円筒部８ａから等角度（１２０°）間隔に放射状に延びる３個の金属ティース片８ｂとを備える。金属ティース片８ｂの先端部には、回転軸１の周方向に延びる延出部８ｃが形成されている。
【００２２】
絶縁部７は、金属部６の軸線方向端面をそれぞれ略覆うように形成された第１及び第２絶縁端部７ａ，７ｂと、延出部８ｃの外周側を除き両絶縁端部７ａ，７ｂを軸線方向に連結するスロット絶縁部７ｃと、各絶縁端部７ａ，７ｂから軸線方向に延び回転軸１を内嵌する第１及び第２円筒部７ｄ，７ｅとを備える。本実施の形態では、金属ティース片８ｂとそれを覆うスロット絶縁部７ｃがティース片９を構成している。
【００２３】
第１円筒部７ｄには、整流子３を固定する薄肉部７ｆが形成されている。
第２絶縁端部７ｂには、一対の第１凸部１０と一対の第２凸部１１が各ティース片９毎、即ち３組づつ形成されている。
【００２４】
第２凸部１１は、第２絶縁端部７ｂの径方向外側に、各ティース片９の先端部と対応して形成されている。第２凸部１１の高さは、ティース片９に巻着されるコイル４がコア２の径方向外側に飛び出さないように設定されている（図７参照）。一対の第２凸部１１は、その対向する面が傾斜され、両凸部間に略Ｖ字形状のＶ字溝１１ａを形成する。このＶ字溝１１ａの幅は、底に向かうほど狭くなり、底での幅は３本の導線を束ねた径より若干小さく設定されている。又、第２凸部１１の一方には、図３に示すように、Ｖ字溝１１ａの幅をコア２の中心軸に向かうほど広くするテーパ面１１ｂが形成されている。このテーパ面１１ｂにより決定されるＶ字溝１１ａのコア２の径方向内側での幅は、３本の導線を束ねた径より若干広く設定されている。
【００２５】
第１凸部１０は、第２絶縁端部７ｂの第２凸部１１より径方向内側に、各ティース片９と同方向に（放射状に）延びて形成されている。この第１凸部１０は、第２凸部１１から第２円筒部７ｅの近傍まで形成されている。第１凸部１０の高さは、第２凸部１１より低く、３本の導線を束ねた径より高く設定されている。又、第１凸部１０の径方向外側端部には径方向外側に向かうほど高さが高くなる高凸部としての傾斜部１０ａが形成されている（図７参照）。一対の第１凸部１０は、その両凸部間に略Ｕ字形状の収容部としてのＵ字溝１０ｂを形成する。このＵ字溝１０ｂの幅は、３本の導線を束ねた径より広く設定されている。
【００２６】
第１絶縁端部７ａには、前記第２凸部１１と同形状の整流子側凸部１２が同様に形成されている。
コイル４は、各ティース片９に導線１３を巻着して形成され、図５に示すように、その一端から延びる導線１３が星形結線（Ｙ結線）され、中性点１４が形成されている。又、中性点１４付近の導線１３は撚られて（ねじって束ねられて）ツイスト部１５が形成されている。
【００２７】
ツイスト部１５の中性点１４側は、図５及び図７に示すように、１組の第２凸部１１のＶ字溝１１ａの底付近で第２凸部１１に狭持されている。そして、ツイスト部１５は第１凸部１０のＵ字溝１０ｂ内に収容されている。そして、ツイスト部１５から分岐した（中性点１４から離れた）各導線１３は、それぞれ第２凸部１１より径方向内側のティース片９に巻着されてコイル４を形成している。
【００２８】
ここで、中性点１４が保持されたティース片９に形成されるコイル４は、図６及び図７に示すように、Ｕ字溝１０ｂ内に収容されたツイスト部１５の上から導線１３が巻着されて形成されている。
【００２９】
各コイル４の他端から延びる導線１３は、図１に示すように、整流子３のライザ３ａに固定されている。
上記のように構成される回転子の製造方法を以下に記載する。
【００３０】
まず３本の導線１３の一端部を撚ってツイスト部１５を形成し、その先端をはんだ付け又は溶接により結線して中性点１４を形成する。
次に、ツイスト部１５の中性点１４側を、図５及び図７に示すように、１組の第２凸部１１のＶ字溝１１ａの底付近まで押しこみ、第２凸部１１に狭持させる。
【００３１】
次に、ツイスト部１５を第１凸部１０のＵ字溝１０ｂ内に収容させる。
次に、ツイスト部１５から分岐した（中性点１４から離れた）各導線１３を、それぞれ第２凸部１１より径方向内側のティース片９に巻着してコイル４を形成する。このとき、中性点１４が保持されたティース片９には、図６及び図７に示すように、Ｕ字溝１０ｂ内に収容されたツイスト部１５の上から導線１３を巻着してコイル４を形成する。
【００３２】
次に、各コイル４の他端から延びる導線１３を、図１に示すように、整流子３のライザ３ａに固定する。
上記実施の形態の効果を以下に記載する。
【００３３】
（１）ツイスト部１５は、第１凸部１０のＵ字溝１０ｂ内に収容され、その上からツイスト部１５から分岐した導線１３がティース片９に巻着されてコイル４が形成されている。これにより、ツイスト部１５と、ツイスト部１５から分岐した導線１３とが接触しない。よって、中性点１４の形成時にツイスト部１５の被膜が破壊されても、ツイスト部１５とコイル４が短絡することは防止される。
【００３４】
（２）収容部としてのＵ字溝１０ｂは、絶縁部７に一体形成されるため、容易に形成される。
（３）一対の第２凸部１１はＶ字溝１１ａを形成し、ツイスト部１５の中性点１４側はＶ字溝１１ａの底付近で第２凸部１１に狭持される。しかも、この第２凸部１１は第１凸部１０より高く形成され、導線１３は第２凸部１１より径方向内側のティース片９に巻着されてコイル４を形成するため、コイル４がコア２の径方向外側に飛び出すことは第２凸部１１により防止される。即ち、第２凸部１１は、中性点１４を保持する機能と、コイル４がコア２の径方向外側に飛び出すことを防止する機能とを兼ね備える。よって、絶縁部７の形状が簡略化される。
【００３５】
（４）中性点１４は、第２凸部１１より径方向外側に配置され、コイル４は第２凸部１１より径方向内側に配置される。よって、被膜の無い中性点１４とコイル４とが接触することは防止され、中性点１４とコイル４が短絡することはない。
【００３６】
（５）第１凸部１０の径方向外側端部には第２凸部１１に向かうほど高さが高くなる傾斜部１０ａを形成した。これにより、第１凸部１０の径方向外側端部の高さが高くなり、第１凸部の径方向内側の高さが低くなる。よって、導線１３が巻着されるスペースを広く確保しながら、Ｖ字溝１１ａの底付近で狭持されたツイスト部１５がＵ字溝１０ｂの底に接触するまでの間に底から浮いた状態となっても、傾斜部１０ａによりＵ字溝１０ｂ内に収容させることができる。しかも、Ｖ字溝１１ａに近い部分は、中性点１４の形成時に被膜が破壊される確立が高いが、傾斜部１０ａによりコイル４と確実に非接触とされる。よって、ツイスト部１５とコイル４が短絡することは防止される。
【００３７】
（６）第１及び第２凸部１０，１１は、各ティース片９と対応した位置にそれぞれ形成されるため、回転子のバランスが良好となる。よって、回転トルクのムラ等が低減される。
【００３８】
（７）コア２との関わりがない状態で３本の導線１３の一端部を結線して中性点１４を形成することができるため、各導線を各ティース片に巻着した後にその端部を結線し中性点を形成するのに比べて、その作業が容易となる。
【００３９】
上記実施の形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・上記実施の形態では、ツイスト部１５（中性点１４付近の導線）を収容するためにＵ字溝１０ｂ（収容部）を形成する一対の第１凸部１０を設けたが、少なくともツイスト部１５を収容可能であれば、詳述するとツイスト部１５を収容した上から導線１３を巻着してもツイスト部１５と導線１３とが接触しなければ、Ｕ字溝１０ｂを他の構成としてもよい。例えば、絶縁部７に溝を凹設し、その溝を収容部としてもよい。このようにしても、ツイスト部１５（中性点１４付近の導線）とコイル４が短絡することは防止される。又、例えば、第１凸部１０を第２凸部１１より径方向外側まで形成し、中性点１４をも収容するものとしてもよい。
【００４０】
・上記実施の形態では、第１凸部１０を絶縁部７に一体形成したが、絶縁性の別部材で構成してもよい。このようにしても上記実施の形態の効果（１），（３）〜（７）と同様の効果を得ることができる。
【００４１】
・上記実施の形態では、第２凸部１１は、Ｖ字溝１１ａを形成し、第１凸部１０より高く形成され、中性点１４を保持する機能と、コイル４がコア２の径方向外側に飛び出すことを防止する機能とを兼ね備えるとしたが、機能毎に別に構成してもよい。このようにしても上記実施の形態の効果（１），（２），（６），（７）と同様の効果を得ることができる。
【００４２】
・上記実施の形態では、第１凸部１０の径方向外側端部に傾斜部１０ａを形成したが、傾斜部１０ａを設けなくてもよい。このようにしても上記実施の形態の効果（１）〜（４），（６），（７）と同様の効果を得ることができる。
【００４３】
・上記実施の形態では、第１及び第２凸部１０，１１は、各ティース片９と対応した位置にそれぞれ形成されるとしたが、一つのティース片９に一対のみ設けてもよい。このようにしても、上記実施の形態の効果（１）〜（６），（７）と同様の効果を得ることができる。
【００４４】
・上記実施の形態では、中性点１４付近の導線は撚られてツイスト部１５とされているとしたが、撚られていなくてもよい。
・上記実施の形態では、３つのコイル４がＹ結線される回転子に具体化したが、多数（例えば６つ）のコイルが星形結線される回転子に具体化してもよい。
【００４５】
上記各実施の形態から把握できる技術的思想について、以下にその効果とともに記載する。
（イ）  請求項１に記載の回転子において、前記収容部を、前記コア表面に設けられ該コアの金属部と前記導線とを絶縁するための絶縁部に形成したことを特徴とする回転子。
【００４６】
このようにすると、絶縁性の収容部は、コアの金属部と導線とを絶縁するための絶縁部に一体形成されるため、容易に成形される。
（ロ）  前記収容部は、前記絶縁部に凸設された一対の第１凸部が形成する溝であり、前記第１凸部より前記コアの径方向外側には、前記中性点付近の導線を狭持する一対の第２凸部を設けたことを特徴とする。
【００４７】
このようにすると、中性点付近の導線は一対の第２凸部に狭持され、その第２凸部から続く中性点付近の導線は一対の第１凸部が形成する溝内に収容される。そして、中性点から離れた導線は、その上からコアに巻着される。
【００４８】
（ハ）前記一対の第２凸部は、樹脂製でその間に略Ｖ字形状のＶ字溝を形成し、そのＶ字溝の底の幅は、前記複数の導線の束ねられた径より若干小さいことを特徴とする。このようにすると、中性点付近の導線の中性点側の部分は、Ｖ字溝の底付近で狭持される。
【００４９】
（ニ）上記（ハ）に記載の回転子において、前記第１凸部の径方向外側端部には、高さの高い高凸部（１０ａ）を形成したことを特徴とする回転子。
このようにすると、第１凸部の径方向外側端部の高さが高くなり、第１凸部の径方向外側端部以外の高さが低くなる。よって、導線が巻着されるスペースを広く確保しながら、Ｖ字溝の底付近で狭持された中性点付近の導線が第１凸部が形成する溝の底に接触するまでの間に底から浮いた状態となっても、高凸部により第１凸部の溝内に収容させることができる。
【００５０】
【発明の効果】
以上、詳述したように、請求項１〜４に記載の発明によれば、星形結線を備えた回転子において、その中性点を容易に形成することができ、且つ巻線の短絡を防止することができる回転子を提供することができる。
請求項５，６に記載の発明によれば、星形結線を備えた回転子の製造方法において、その中性点を容易に形成することができ、且つ巻線の短絡を防止することができる回転子の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態の回転子の側面図。
【図２】コイルが形成される前の状態の回転子の斜視図。
【図３】コイルが形成される前の状態の回転子の概略正面図。
【図４】コイルが形成される前の状態の回転子の概略縦断面図。
【図５】本実施の形態の回転子を説明するための説明図。
【図６】図５のＡ−Ａ断面図。
【図７】本実施の形態の回転子を説明するための要部概略断面図。
【符号の説明】
１…コア、４…コイル、６…金属部、７…絶縁部、９…ティース片、１０…第１凸部、１１…第２凸部、１３…導線、１４…中性点、１５…ツイスト部、１０ｂ…Ｕ字溝。
【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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