(57)【要約】【課題】製造時の作業効率を向上させることで、製造コストを低減することができるロータ、モータ及びロータの製造方法を提供する。【解決手段】ロータを構成するリングマグネット９ａ、９ｂの外周に係合凹部１２が設けられるとともに、カバー部材１０の内周にリングマグネット９ａ，９ｂを位置決めすべく係合凹部１２内に挿入され係合される切欠片１３が設けられる。そして、係合凹部１２と切欠片１３とを周方向に係合させて、リングマグネット９ａ，９ｂの周方向の位置決めが行われる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータ本体と、該ロータ本体の外周側で磁極を周方向に所定角度ずらした状態で軸方向に複数積層される環状の極異方性磁石と、該極異方性磁石の外周側に配置される筒状のカバー部材とを一体固定してなるロータであって、
前記極異方性磁石の外周に係合凹部を設けるとともに、前記カバー部材の内周に前記極異方性磁石を位置決めすべく前記係合凹部内に挿入され係合される係合凸部を設けたことを特徴とするロータ。
【請求項２】
請求項１に記載のロータにおいて、
前記係合凸部は、前記カバー部材の一部を径方向内側に切り起こしてして形成された切欠片であることを特徴とするロータ。
【請求項３】
請求項２に記載のロータにおいて、
前記極異方性磁石は、前記カバー部材の開口部から挿入されるものであり、
前記切欠片は、前記極異方性磁石の挿入方向下流側に対応する先端が径方向内側に切り起こされたことを特徴とするロータ。
【請求項４】
請求項２又は３に記載のロータにおいて、
前記切欠片は、前記極異方性磁石の軸方向長さと同一長さを有するように軸方向に傾斜させて形成されるとともに、前記切欠片の形状に合わせて前記係合凹部が設けられたことを特徴とするロータ。
【請求項５】
請求項３に記載のロータにおいて、
前記切欠片は、その基端から先端にかけて周方向幅が拡大するように形成されるとともに、前記極異方性磁石が挿入されるに従い該切欠片との周方向隙間が小さくなるように前記係合凹部が形成されていることを特徴とするロータ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のロータと、該ロータの外周側に対向配置されるステータとを備えたことを特徴とするモータ。
【請求項７】
ロータ本体と、該ロータ本体の外周側で磁極を周方向に所定角度ずらした状態で軸方向に複数積層される環状の極異方性磁石と、該極異方性磁石の外周側に配置される筒状のカバー部材とを一体固定してなるロータの製造方法であって、
前記極異方性磁石の外周に係合凹部を設けるとともに、前記カバー部材の内周に前記極異方性磁石を位置決めすべく前記係合凹部内に挿入され係合される係合凸部を設け、
前記カバー部材に前記極異方性磁石を挿入した後に前記係合凹部と前記係合凸部とを係合させて前記極異方性磁石の位置決めがなされ、
前記カバー部材に対して位置決めされた前記極異方性磁石に前記ロータ本体を挿入して固定したことを特徴とするロータの製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載のロータの製造方法であって、
前記ロータ本体の外周に接着剤を塗布し、該ロータ本体を前記極異方性磁石に挿入して接着固定したことを特徴とするロータの製造方法。
【請求項９】
請求項７又は８に記載のロータの製造方法であって、
前記係合凸部は、前記カバー部材の一部を径方向内側に切り起こして形成される切欠片であり、
前記切欠片は、前記カバー部材に前記極異方性磁石を挿入した後に切り起こして前記係合凹部と係合、若しくは、前記カバー部材に前記極異方性磁石を挿入する前に切り起こして挿入途中で弾性変形させるとともに前記係合凹部内に弾性復帰させて係合されることを特徴とするロータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、極異方性磁石を有するロータと、そのロータを備えたモータと、ロータの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に示すように、回転軸を有するロータ本体と、該ロータ本体の外周側に配置される環状の極異方性磁石と、該極異方性磁石の外周側に配置される筒状のカバー部材とを一体固定してなるロータを備えたモータがある。
【特許文献１】特開２０００−３３３４２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記のようなモータでは、例えば、コギングトルクの低減を図るために、極異方性磁石を軸方向に複数分割し、更に各磁石を周方向にずらした状態でロータ本体に固定し、スキュー着磁と同様の効果を得ていた。そのため、ロータ本体に対して各磁石を周方向にずらした状態で固定する際に、磁石側に切り欠き等の目印を付け、治具を用いて位置決めしてロータ本体と各磁石とを接着固定していた。この時、接着剤が乾燥するまでは、その位置がずれないように治具にて固定しておく必要があり、極異方性磁石の数に応じて治具の数も増えることとなるため、作業が複雑となっていた。
【０００４】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、製造時の作業効率を向上させることで、製造コストを低減することができるロータ、モータ及びロータの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、回転軸を有するロータ本体と、該ロータ本体の外周側で磁極を周方向に所定角度ずらした状態で軸方向に複数積層される環状の極異方性磁石と、該極異方性磁石の外周側に配置される筒状のカバー部材とを一体固定してなるロータであって、前記極異方性磁石の外周に係合凹部を設けるとともに、前記カバー部材の内周に前記極異方性磁石を位置決めすべく前記係合凹部内に挿入され係合される係合凸部を設けたことをその要旨とする。
【０００６】
この発明では、極異方性磁石の外周に係合凹部が設けられるとともに、カバー部材の内周に極異方性磁石を位置決めすべく係合凹部内に挿入され係合される係合凸部が設けられる。これにより、例えば、先にカバー部材に対して極異方性磁石を挿入し、相互の係合凹部と係合凸部とを係合させてカバー部材に対して極異方性磁石の位置決めがなされた状態で、後にロータ本体との固定が可能である。そのため、ロータ本体と極異方性磁石とを例えば接着固定する際に極異方性磁石がずれないように従来使用していた治具が不要となり、その製造時の作業効率を向上させることができ、製造コストを低減することができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のロータにおいて、前記係合凸部は、前記カバー部材の一部を径方向内側に切り起こして形成された切欠片であることをその要旨とする。
【０００８】
この発明では、係合凸部は、カバー部材の一部を径方向内側に切り起こして形成される切欠片であるため、係合凹部との係合が容易となり、また、係合凸部として別途部品を必要とせず、部品点数を抑えることができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のロータにおいて、前記極異方性磁石は、前記カバー部材の開口部から挿入されるものであり、前記切欠片は、前記極異方性磁石の挿入方向下流側に対応する先端が径方向内側に切り起こされたことをその要旨とする。
【００１０】
この発明では、極異方性磁石は、カバー部材の開口部から挿入され、切欠片は、その先端を極異方性磁石の挿入方向下流側に対応する先端が径方向内側に切り起こされる。これにより、例えばカバー部材に極異方性磁石を挿入する前に切欠片を切り起こすことで、係合凸部である切欠片が挿入途中で弾性変形されて係合時には係合凹部内に弾性復帰されるため、自動的に係合が行われて位置決めがなされることで、作業をより容易とすることができる。また、切欠片の先端が、極異方性磁石をカバー部材に挿入する際に抵抗となりにくい挿入方向下流側であるため、極異方性磁石の挿入する際の抵抗を抑えるとともに、切欠片や極異方性磁石の割れや欠け等の損傷の発生を抑制することができる。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載のロータにおいて、前記切欠片は、前記極異方性磁石の軸方向長さと同一長さを有するように軸方向に傾斜させて形成されるとともに、前記切欠片の形状に合わせて前記係合凹部が設けられたことをその要旨とする。
【００１２】
この発明では、切欠片は、極異方性磁石の軸方向長さと同一長さを有するように軸方向に傾斜させて形成されるとともに、切欠片の形状に合わせて係合凹部が設けられる。つまり、係合凹部と周方向に係合する切欠片の軸方向長さを極異方性磁石の軸方向長さと同一長さとして軸方向に比較的長く形成することで、係合凹部との周方向での係合時にかかる力を分散させることができるため、磁石の割れや欠け等の損傷の発生を抑制することができる。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項３に記載のロータにおいて、前記切欠片は、その基端から先端にかけて周方向幅が拡大するように形成されるとともに、前記極異方性磁石が挿入されるに従い該切欠片との周方向隙間が小さくなるように前記係合凹部が形成されていることをその要旨とする。
【００１４】
この発明では、切欠片は、その基端から先端にかけて周方向幅が拡大するように形成されるとともに、極異方性磁石が挿入されるに従い該切欠片との周方向隙間が小さくなるように係合凹部が形成される。これにより、極異方性磁石がカバー部材の開口部から挿入されるに従って係合凹部に案内され、所定の位置である切欠片と係合凹部との係合位置に位置決めすることができる。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載のロータと、該ロータの外周側に対向配置されるステータとを備えたことをその要旨とする。
この発明によれば、請求項１〜５のいずれか１項に記載の効果と同様の効果を奏することができるモータを提供することができる。
【００１６】
請求項７に記載の発明は、回転軸を有するロータ本体と、該ロータ本体の外周側で磁極を周方向に所定角度ずらした状態で軸方向に複数積層される環状の極異方性磁石と、該極異方性磁石の外周側に配置される筒状のカバー部材とを一体固定してなるロータの製造方法であって、前記極異方性磁石の外周に係合凹部を設けるとともに、前記カバー部材の内周に前記極異方性磁石を位置決めすべく前記係合凹部内に挿入され係合される係合凸部を設け、前記カバー部材に前記極異方性磁石を挿入した後に前記係合凹部と前記係合凸部とを係合させて前記極異方性磁石の位置決めがなされ、前記カバー部材に対して位置決めされた前記極異方性磁石に前記ロータ本体を挿入して固定したことをその要旨とする。
【００１７】
この発明では、極異方性磁石の外周に係合凹部が設けられるとともに、カバー部材の内周に極異方性磁石を位置決めすべく係合凹部内に挿入され係合される係合凸部が設けられ、先にカバー部材に極異方性磁石を挿入した後に係合凹部と係合凸部とが係合されて極異方性磁石の位置決めがなされ、後にカバー部材に対して位置決めされた極異方性磁石にロータ本体が挿入されて固定される。そのため、従来、極異方性磁石とロータ本体とを固定する際に使用していた治具が不要となり、製造時の作業効率を向上させることができ、製造コストを低減することができる。
【００１８】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載のロータの製造方法であって、請求項７に記載のロータの製造方法であって、前記ロータ本体の外周に接着剤を塗布し、該ロータ本体を前記極異方性磁石に挿入して接着固定したことをその要旨とする。
【００１９】
この発明では、ロータ本体の外周に接着剤が塗布され、ロータ本体が極異方性磁石に挿入されて接着固定される。そのため、接着剤による接着固定では、その固定に時間を要するため、先にカバー部材に対して極異方性磁石をロータ本体に固定する意義は大きい。
【００２０】
請求項９に記載の発明は、請求項７又は８に記載のロータの製造方法であって、前記係合凸部は、前記カバー部材の一部を径方向内側に切り起こして形成される切欠片であり、前記切欠片は、前記カバー部材に前記極異方性磁石を挿入した後に切り起こして前記係合凹部と係合、若しくは、前記カバー部材に前記極異方性磁石を挿入する前に切り起こして挿入途中で弾性変形させるとともに前記係合凹部内に弾性復帰させて係合されることをその要旨とする。
【００２１】
この発明では、係合凸部は、カバー部材の一部を径方向内側に切り起こして形成される切欠片であり、切欠片は、カバー部材に極異方性磁石を挿入された後に切り起こされて係合凹部と係合、若しくは、カバー部材に極異方性磁石が挿入される前に切り起こして挿入途中で弾性変形されるとともに係合凹部内に弾性復帰させて係合される。つまり、カバー部材に極異方性磁石を挿入された後に切り起こされて係合凹部と係合させる場合には、係合凸部としてカバー部材を切り起こして形成される切欠片を用いているため、係合凹部との係合が容易となり、また、係合凸部として別途部品を必要としないで係合凹部と係合させることができる。カバー部材に極異方性磁石が挿入される前に切り起こして挿入途中で弾性変形されるとともに係合凹部内に弾性復帰させて係合させる場合には、切欠片は挿入途中で弾性変形されて係合時には係合凹部内に弾性復帰されるため、係合凹部と係合して自動的に係合が行われて位置決めがなされ、作業をより容易にすることができる。この時、例えば、切欠片の先端が、極異方性磁石をカバー部材に挿入する際に抵抗となりにくい挿入方向下流側となるように形成することで、極異方性磁石の挿入する際の抵抗を抑えるとともに、切欠片や極異方性磁石の割れや欠け等の損傷の発生を抑制することができる。
【発明の効果】
【００２２】
従って、上記記載の発明によれば、製造時の作業効率を向上させることで、製造コストを低減することができるロータ、モータ及びロータの製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明を具体化した一実施の形態を図面に従って説明する。
図１は、本実施形態におけるブラシレスモータ１の断面図である。このブラシレスモータ１は、例えば運転者のステアリング操作をアシストすることを主たる目的とした車両用電動パワーステアリング装置に組み付けられる。
【００２４】
図１に示すように、ブラシレスモータ１のハウジング２は、略有底円筒状をなすハウジング本体２ａと、該ハウジング本体２ａの開口を塞ぐエンドフレーム２ｂから構成されており、ハウジング本体２ａの内周面には円筒状のステータ３が固定されている。
【００２５】
ステータ３は、ステータコア４の複数のティース４ａにそれぞれ巻線５が巻回されて構成されるとともに、ステータ３の内周には、回転可能に支持されたロータ６が設けられている。
【００２６】
ロータ６は、ハウジング本体２ａの底部中央部とエンドフレーム２ｂの径方向の中央部とにそれぞれ設けられた一対の軸受７ａ，７ｂによって軸支されるロータ本体８と、該ロータ本体８の外周に設けられる円環状のマグネット部９（図２参照）と、該マグネット部９の外周に設けられるマグネット飛散防止用の有底円筒状のカバー部材１０とから構成されている。
【００２７】
ロータ本体８は、その基端部８ａ（ハウジング本体２ａの底部側）と先端部８ｂ（エンドフレーム２ｂ側）とでその径が異なる様になっており、径の大きい基端部８ａに前記マグネット部９が設けられるとともに、径の小さい先端部８ｂにロータ本体８（ロータ６）の回転角度を検出するレゾルバ１１が設けられている。
【００２８】
環状のマグネット部９は、図２および図４に示すように極異方性磁石としての複数のリングマグネット９ａ〜９ｃのそれぞれの表面の磁極を周方向一方に所定角度毎ずらした所謂スキュー構造となるように、各リングマグネット９ａ〜９ｃを軸方向に積層して構成されている。各リングマグネット９ａ〜９ｃには、図５に示すように、その端面側且つ外周側に係合凹部１２が形成されるとともに、その係合凹部１２は、マグネット飛散防止用のカバー部材１０の一部を切り起こして形成される係合凸部としての切欠片１３と対応して周方向に係合するようになっている。マグネット部９は、カバー部材１０の底部１０ａとの当接時に、その一部がロータ本体８の軸方向略中間位置に基端部８ａから径方向外側に延出するフランジ部８ｃと軸方向に間隙Ａを有するように設けられており、その間隙Ａに対してカバー部材１０の一部を径方向内側に押出して形成される押出凸部１０ｂが設けられ、押出凸部１０ｂにてマグネット部９の軸方向移動が規制されている。また、押出凸部１０ｂ形成後にカバー部材１０の開口部１０ｃ先端を折曲させてロータ本体８のフランジ部８ｃと反挿入方向に係止する係止片１０ｄが形成され、ロータ本体８の脱落を防止している。
【００２９】
レゾルバ１１は、ロータ本体８（先端部８ａ）に圧入されて該ロータ本体８（ロータ６）と一体回転するように固定される環状のレゾルバロータ１４と、該レゾルバロータ１４の外側に配置される環状のレゾルバステータ１５とから構成されており、ロータ本体８の回転角度に応じた電圧波形を検出してロータ本体８の回転角度を検出し、ステータ３の巻線５への励磁電流の生成に用いられる。
【００３０】
次に、本実施形態のロータ６の製造方法について図１〜図５を用いて説明する。
先ず、有底円筒状のカバー部材１０の開口部１０ｃから挿入方向下流側であるカバー部材１０の底部１０ａ側に向けて、リングマグネット９ｃが挿入される。そして、リングマグネット９ｃに予め形成されている係合凹部１２とカバー部材１０の切欠片１３とが対応する位置まで位置調整した後に、切欠片１３（図３（ａ）参照）を径方向内側であるリングマグネット９ｃの係合凹部１２に向けて切り起こしてして（図３（ｂ）参照）、周方向の位置決めがなされる。その後、リングマグネット９ａ，９ｂについても同様の作業が行われ、カバー部材１０に対して周方向の位置決めがなされた状態で底部１０ａに対して積層される。
【００３１】
次いで、ロータ本体８（基端部８ａ）の外周に接着剤を塗布し、そのロータ本体８の基端部８ａを前記リングマグネット９ａ〜９ｃに内挿して接着剤を乾燥させて接着固定が行われる。この時、マグネット部９のリングマグネット９ｃがカバー部材１０の底部１０ａと当接された状態にある場合、ロータ本体８のフランジ部８ｃとリングマグネット９ａとの間には間隙Ａを有するように構成されている。そして、フランジ部８ｃとリングマグネット９ａとの間の間隙Ａを埋めるべく、図示しない治具にてカバー部材１０の一部を径方向内側に押出して押出凸部１０ｂが形成され、これによりマグネット部９の軸方向移動が規制されている。押出凸部１０ｂ形成後、図示しない治具にてカバー部材１０の開口部１０ｃ先端が折曲され、ロータ本体８のフランジ部８ｃと係合する係止片１０ｄを形成し、ロータ本体８の脱落を防止している。
【００３２】
次に、本実施の形態の特徴的な作用効果を記載する。
（１）リングマグネット９ａ〜９ｃ（マグネット部９）の外周に係合凹部１２が設けられるとともに、カバー部材１０の内周にリングマグネット９ａ〜９ｃを位置決めすべく係合凹部１２内に挿入され係合される切欠片１３が設けられる。これにより、先にカバー部材に対してリングマグネット９ａ〜９ｃを挿入し、挿入後に係合凹部１２と切欠片１３とを周方向で係合させることで、リングマグネット９ａ〜９ｃの周方向の位置決めがなされてずれることがない。そのため、ロータ本体８とリングマグネット９ａ〜９ｃで構成されるマグネット部９とを固定する際にリングマグネット９ａ〜９ｃがずれないように従来使用していた治具が不要となり、その製造時の作業効率を向上させることができ、製造コストを低減することができる。
【００３３】
（２）係合凸部としての切欠片１３は、カバー部材１０の一部を径方向内側に切り起こして形成されるため、係合が容易となり、係合凸部として別途部品を必要とせず、部品点数を抑えることができる。
【００３４】
尚、本発明の実施の形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、係合凹部１２をリングマグネット９ａ〜９ｃの端面側に設けたが、端面以外の場所に設けてもよい。
【００３５】
・上記実施形態では、係合凹部１２及び切欠片１３の個数について特に言及していないが、例えばリングマグネット９ａ〜９ｃの周方向及びカバー部材１０の軸方向や周方向に複数設けてもよい。このような構成にすることで、複数設けられた係合凹部１２及び切欠片１３が係合する際の力を複数に分散させることができ、その係合度を高めることができる。
【００３６】
・上記実施形態では、リングマグネット９ａ〜９ｃのそれぞれをカバー部材１０に挿入した後に切欠片１３を径方向内側に切り起こしているが、これに限らず、切欠片１３の先端を予め径方向内側に切り起こしてもよい。この場合、例えば図６に示すように、切欠片１３の挿入方向下流側と対応する先端部１３ａを予め径方向内側に切り起こしてもよい。このような構成にすることで、係合凸部である切欠片１３が挿入途中で弾性変形されて係合時には係合凹部１２内に弾性復帰されるため、自動的に係合が行われて位置決めがなされることで、作業をより容易とすることができる。また、切欠片１３の先端が、リングマグネット９ａ〜９ｃをカバー部材１０に挿入する際に抵抗となりにくい挿入方向下流側であるため、リングマグネット９ａ〜９ｃの挿入する際の抵抗を抑えるとともに、切欠片１３やリングマグネット９ａ〜９ｃの割れや欠け等の損傷の発生を抑制することができる。
【００３７】
・上記実施形態では、切欠片１３の形状について特に言及していないが、図７（ｂ）に示すように、リングマグネット９ａ〜９ｃの軸方向長さと略同一となるように軸方向に傾斜させて形成してもよい。勿論、切欠片１３に対応して係合凹部１２の軸方向長さも変更するものとする。つまり、係合凹部１２と周方向に係合する切欠片１３の軸方向長さを各リングマグネット９ａ〜９ｃの軸方向長さと同一長さとして軸方向に比較的長く形成することで、係合凹部１２との周方向での係合時にかかる力を分散させることができるため、磁石の割れや欠け等の損傷の発生を抑制することができる。
【００３８】
また、例えば、図７（ａ）に示すように切欠片１３の基端側から先端側に向けてその幅が拡大するように構成し、この場合係合凹部１２の軸方向長さを切欠片１３と略同一とするとともに、リングマグネット９ａ〜９ｃが挿入されるに従い切欠片１３との周方向隙間が小さくなるように構成するとよい。このような構成にすることで、リングマグネット９ａ〜９ｃが挿入されるに従って係合凹部１２に案内されて所定の位置である係合凹部１２と切欠片１３との係合位置に位置決めをすることができる。
【００３９】
・上記実施形態では、係合凸部としてカバー部材１０の一部を切り起こして形成される切欠片１３を設けたが、切欠片１３ではなく別部材にて係合凸部をカバー部材１０に設けてもよい。
【００４０】
・上記実施形態では、ロータ本体８とマグネット部９を接着にて固定したが、これに限らない。
・上記実施形態では、電動パワーステアリング用のモータとして具体化したが、その他のモータに適用してもよい。
【００４１】
次に、上記実施の形態及び別例から把握できる技術的思想を以下に追記する。
（イ）  請求項１〜５に記載のロータにおいて、前記係合凹部は、前記極異方性磁石に対して同一位置及び同一数形成されるとともに、前記係合凹部に合わせて前記係合凸部を形成したことを特徴とするロータ。
【００４２】
これにより、軸方向に複数積層する極異方性磁石（リングマグネット９ａ〜９ｃ）の全てを略同一のものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本実施形態におけるモータの断面図である。
【図２】ロータの構成図である。
【図３】（ａ）（ｂ）は、切欠片について説明するための説明図である。
【図４】マグネット部の構成図である。
【図５】切欠片及び溝部について説明するための断面図である。
【図６】別例での切欠片について説明するための断面図である。
【図７】（ａ）（ｂ）は、別例での切欠片について説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００４４】
１…ブラシレスモータ（モータ）、３…ステータ、６…ロータ、８…ロータ本体、９…マグネット部（極異方性磁石）、９ａ，９ｂ，９ｃ…リングマグネット（極異方性磁石）１０…カバー部材、１０ｃ…開口部、１２…係合凹部、１３…切欠片（係合凸部）。
【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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