(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルタエレメント（１４）が目詰まりした場合に出口に至る流体搬送通路を開放するように構成され、少なくとも一つの尾部閉塞スプリング（２４）が作用する閉塞部材（２２）を具え、スプリングのプリテンションを調節して閉塞部材（２２）を開放する力を変更するための調節装置（２８）が設けられ、これによって前記尾部閉塞スプリング（２４）の開放力が調節可能であり、前記調節装置（２８）はスプリングのプリテンションを段階的に調節するための調節リング（３０）を具え、該調節リングは少なくとも１本の保持棒（３２）に沿って移動可能であると共にこれに対して所定の係止位置に固定可能とされているバイパス弁（２０）付きのフィルタ装置であって、
前記保持棒（３２）が保持ケージ（３４）の一部をなし、前記調節リング（３０）が保持ケージ（３４）の保持棒（３２）と嵌合してこれの通過を許容する凹部（４４）を具え、前記保持ケージはその自由端に係止装置（４６）を有し、該係止装置は調節リング（３０）の回転によってノッチ（４８）と係合可能であり、前記ノッチ（４８）は各グループ（５２，５４，５６）毎に集合して、調節リング（３０）の異なる平面にノッチ領域を形成し、前記凹部（４４）は半径方向のスロット（５８）を有し、該スロットは調節リング（３０）の回転方向に応じて一つのグループ又は他のグループ（５２，５４，５６）のノッチ（４８）との間で嵌合・固定を行うことを特徴とするフィルタ装置。
【請求項２】
前記尾部閉塞スプリング（２４）は保持ケージ（３４）の保持棒（３２）の間に保持され、下端を調節リング（３０）に支えられ、他端を閉塞部材（２２）に支えられ、前記調節リングは尾部閉塞スプリング（２４）の推力方向に逆らって、保持棒（３２）に沿って閉塞部材（２２）を閉塞する位置から閉塞部材（２２）を開放する位置に移動可能であり、且つ逆方向にも移動可能であることを特徴とする請求項１に記載のフィルタ装置。
【請求項３】
前記閉塞部材（２２）はフード状に形成され、その外周部には相互に直径方向に向かい合って配置されて関連する保持棒（３２）を受け入れる切り欠き（３６）を有し、閉塞部材（２２）の冠状閉塞面（３８）が保持ケージ（３４）のリング状接触面（４０）と密着していることを特徴とする請求項２に記載のフィルタ装置。
【請求項４】
調節リング（３０）の一端が関連する尾部閉塞スプリング（２４）のための支持体として機能し、且つ両端（６０，６２）に保持棒（３２）のための少なくとも一つのノッチを具えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のフィルタ装置。
【請求項５】
前記保持ケージ（３４）が、係止装置（４６）と反対側の端に横方向部材（６８）を具えた受け入れ空間（７０）を有し、これにフィルタ手段が収容されることを特徴とする請求項４に記載のフィルタ装置。
【請求項６】
フィルタエレメント（１４）を受け入れ保持するために保持リング（７８）が設けられ、保持ケージ（３４）のリング状フランジ（７２）に取り外し可能に接続するための接続手段（８０）がこれに組み込まれていることを特徴とする請求項５に記載のフィルタ装置。
【請求項７】
バイパス弁（２０）を取り外した後、装置内の自由開放空間（８８）がカバー部材（９０）によって閉鎖され、該カバー部材は保持リング（７８）の接続手段（８０）によってこの部材と接続可能であることを特徴とする請求項６に記載のフィルタ装置。
【発明の詳細な説明】
本発明は、フィルタエレメントが目詰まりした場合に流体搬送通路を解放することができ、且つ、少なくとも一つの尾部閉塞スプリングによって操作される閉塞部材を有する、請求の範囲第１項の開示部分の特長を有するバイパス弁付きフィルタ装置に関する。
このようなフィルタ装置は、多くの実例とサイズのものが公知である。このフィルタ装置の内部には、入口部からフィルタ装置に供給される汚染液体に含有されている汚染物質を除去する中空の円筒状フィルタエレメントが配置され、該液体は一般的にこのフィルタエレメントを外から内に向かって通過し、このフィルタエレメントのフィルタマットは、孔を具えた支持パイプに沿って支持されている。こうして濾過された液体は、次に出口を通ってフィルタ装置から外へ運ばれ、リサイクルされて更に使用される。フィルタエレメントの使用が長くなるほど、汚染物質によって目詰まりする度合いが高くなり、最後には液体の流れを殆ど浸透させない障壁を形成し、液体はフィルタ装置の出口端に到達不可能となる。油圧システム全体の操業に支障を来す潜在的な原因になるこうした液体の流れの中断を避けるために、フィルタ装置の内部にはバイパス弁が設けられており、このバイパス弁はスプリングで付勢された又はプリテンションを付与された閉塞部材を具え、フィルタ装置内部の流体圧力が増大すると、最後には該閉塞部材が開かれて、フィルタエレメントを通さずに入口から出口まで直接に流体搬送通路が通じる。こうしたバイパス弁は、結果として操業の信頼性を維持し、油圧システム内に損傷を与える望ましくない圧力の上昇を防止する。
現在使用されている公知のバイパス弁は、尾部閉塞スプリングとして役立つ加圧スプリングによって相互に離れた状態に維持されている基本的には二つのカバー部を有し、一方のカバー部はフィルタエレメントの内部に取付けられ、他方のカバー部は、フィルタ装置の内部の圧力ピークが所定値に到達するまで、前記尾部閉塞スプリングの作用によって流体搬送通路を閉塞する。どんな場合においても、このバイパス弁は閉塞部を開放する力に対応する特定の圧力レベル用に設計され、且つ関連するフィルタ装置と該フィルタ装置の予想される用途に特別に適合するように構成されている。フィルタ装置が異なる圧力行動を行う他の用途に使用される必要がある場合には、フィルタ装置内の圧力に応じた別の設計のバイパス弁が閉塞力に対応して設けられる。これは、特にモジュラー部品の場合にはコストの増加をもたらす。なぜならば、前もって多くの異なるバイパス弁を用意しておく必要があるからである。フィルタ装置内の圧力に応じて、変更された閉塞力による挙動を行う完全に新たなバイパス弁を使用する必要があるので、元のフィルタ装置を別の用途のために改変するには、これに対応する高い費用をかけた場合のみに可能となる。
ドイツ特許公報DE 39 04 701 A1には、スプリングがリラックスした状態であっても、始めから数個の螺旋スプリングの一端又は両端を相互に係合させて、スプリングの予備付勢即ちプリテンションを行ってフィルタエレメントにおける開放力を得ることが開示されている。同じ螺旋スプリングを用いて開放力を自由に調節することのできる調節手段は知られていない。
このようなバイパス弁付きのフィルタ装置は、米国特許US-A-4 279 746に開示されている。この公知のフィルタ装置はバイパス弁を具え、フィルタが目詰まりした場合に出口へ通じる流体搬送通路を開放する。このために尾部閉塞スプリングの作用を受ける閉塞部材が設けられると共に、スプリングのプリテンションを調節するための調節装置が設けられ、これによって閉塞部材のための開放力が与えられる。公知の構成では、調節装置として、スプリングのプリテンションを段階的に調節するために保持棒に沿って可動で、且つこれに嵌合・固定されて所定の係止位置に位置決めされる調節リングが採用されている。クリップスプリングが係止手段として設けられ、このスプリングは保持棒の係止開口に挿入可能であり、プリテンションを与えられた調節リングのための端部ストッパーとして機能している。この公知の機構の場合、閉塞部材の開放力の調節のための保守が難しく、複雑である。
ドイツ特許公報DE-A-4 214 500には、ノッチを有する中空円筒状の支持体の形が開示されている。この保持ケージの内部にはプリテンションを与えられた閉塞部材が配置され、所定の圧力ピークに達すると開放されて環境圧弁又は高圧弁として機能する。調節リングが保持ケージのくぼみに嵌合・固定されているので、環境圧又は高圧弁の制御をうまく行う装置として組み立てられた後は、スプリングの閉塞力の変更とそれによる閉塞部材の開放力の変更は不可能である。
この技術状態からスタートして、本発明の目的は、低コストで構造的な改変を行うことなく、所定の圧力範囲の広範な用途に適用でき、既存のフィルタ装置の場合でも、複雑な保持作業を要せずに作動状態を変更したり、圧力比を変えることのできるフィルタ装置を提供することにある。この目的は、請求の範囲第１項の特徴部分に記載の装置によって達成される。
請求の範囲第１項の特徴部分によれば、保持棒は保持ケージの一部をなし、調節リングは保持ケージの保持棒と嵌合してこれの通過を許容する凹部を具え、保持棒はその自由端に係止部を有し、該係止部は、尾部閉塞スプリングの閉塞力が高過ぎない限り、調節リングの回転によって調節リングのノッチと係合可能であり、この閉塞力の調節は調節リングを手動で又は簡単な構造の安価な調節装置の助けによって回転させることによって行われる。前記ノッチは各グループ毎に集合して係止点を形成し、調節リングの異なる平面にノッチ領域を形成し、前記凹部は半径方向のスロットを有し、該スロットは調節リングの回転方向に応じて一つのグループ又は他のグループのノッチとの間で嵌合・固定を行い、調節リングの簡単な調節運動と係止点における嵌合・係止によって、尾部閉塞スプリングの長さを変更可能であり、その結果、流体圧に対応する閉塞部材開放力が得られる。
本発明のフィルタ装置の好適実施例においては、前記尾部閉塞スプリングは保持ケージの保持棒の間に保持され、下端を調節リングに支えられ、他端を閉塞部材に支えられ、前記調節リングは尾部閉塞スプリングの推力方向に逆らって、保持棒に沿って閉塞位置から開放位置に移動可能であり、且つ逆方向にも移動可能である。保持棒を取り囲む調節リングは、調節リングと閉塞部材との間のスプリングのプリテンションが非常に高い場合であっても保持ケージが保持棒の自由端が外へ拡がろうとする傾向を抑える。
本発明のフィルタ装置の更に別の好適実施例においては、前記閉塞部材はフード状に形成され、その外周部には相互に直径方向に向かい合って配置されて関連する保持棒を受け入れる切り欠きを有し、閉塞部材の冠状閉塞面が保持ケージのリング状接触面と密着している。閉塞部材が関連する切り欠きに係合する保持棒に直接に接触し、これに沿ってガイドされるので、閉塞部材が傾くことがなく、確実なガイドが行われる。閉塞面が冠状をしているので、流体の衝突によってバイパス弁に開放力が良好に加えられる。強い密閉力で相互に係合する面の間に直線状の力の分布が生じ、正常作用状態においてフィルム装置が確実にシールされる。
好適実施例においては、調節リングはその両側のそれぞれに保持棒のための少なくとも一つの嵌合・固定手段を有し、該一方の側は尾部閉塞スプリングを支えている。その結果、調節リングは、両端に設定されるべき圧力比に応じた圧力調節に使用することができる。
本発明の好ましい実施例においては、前記保持ケージが、係止装置と反対側の端に横方向部材を具えた受け入れ空間を有し、これにフィルタ手段が収容されている。このタイプの挿入型フィルタ手段とバイパスが円滑に行われることとによって、少なくともこのフィルタ手段を通じて粗い濾過を行い、汚染物質の粗大粒子が開いたバイパス弁を通過して油圧回路に入ることが防がれる。
本発明の特に好ましい実施例においては、フィルタエレメントを受け入れ保持するために保持リングが設けられ、保持ケージのリング状フランジに取り外し可能に接続するための接続手段を具えている。この構成により、フィルタエレメントがバイパス弁と基本的に一体化されて一つのユニットとして連結されている場合のようにバイパス弁の作用を同時に中断させなくても、古くなったフィルタエレメントを新品と交換することができる。保持リングを介してフィルタエレメントを別個に取り外せることにより、フィルタエレメントのリサイクルも簡単になる。
本発明の更に別の好適実施例においては、バイパス弁を取り外した後、装置内の自由開放空間がカバー部材によって閉鎖され、該カバー部材は保持リングの接続手段によってこの部材と接続可能となっている。フィルタ装置のモジュラー構造に関して、この構成によれば、構造的な改変が不必要であると共に、例えば、油圧回路に供給される以前に液流がフィルタエレメントによって濾過される場合のように、ユーザーが必要としない場合にはバイパス弁が無くても使用できる。
以下、図面を参照して、バイパス弁付きのフィルタ装置を更に詳細に説明する。
図１は、このフィルタ装置の上方部分の部分側断面図であり、フィルタエレメントの一部が示されると共に、バイパス弁が使用されている。
図２は、保持棒を具えた保持ケージの断面図である。
図３は、図２の保持ケージの平面図である。
図４，５，６は、それぞれ、調節リングの底面図、側断面図、上面図である。
図７，８は、閉塞部材の側断面図と上面図である。
図９は、交換不能なフィルタ部材付きのバイパス弁の一実施例の側断面図である。
図１０は、バイパス弁の代わりに挿入カバー部の付いた別の実施例を示す。
図１に示すフィルタ装置の上方部分は、全体として符号１０で示されているハウジングに嵌め込まれ、該ハウジングはねじによってカバー１２に密着・接続されている。中空円筒状のフィルタエレメント１４がこのフィルタ装置内に配置され、そのフィルタマット１６は孔を有する支持チューブ１８上に支持され、それにより、該支持チューブ１８も同様に中空円筒状となっている。このフィルタ装置の内部には、閉塞部材２２を有する全体として符号２０で示されたバイパス弁が配置され、尾部閉塞スプリング２４がこれに作用している。この尾部閉塞スプリング２４は圧縮スプリングであり、そのプリテンションによって、図１においては閉塞部材２２を所定の閉塞力で閉塞位置に保持している。螺旋状をした円筒状尾部閉塞スプリング２４は、本質的に直線的スプリング特性挙動を有するが、例えば、特性挙動が変化する円錐状のものであってもよい。図示しない複数のスプリングエレメントを互いに前後に配置したり平行に連結し、尾部閉塞スプリングが周囲の他方の側を取り囲み、作動していない時には閉塞部材２２を閉塞位置に保持するように構成することもできる。フィルタ装置のハウジング１０には、汚染液体の供給のための入口２６が設けられ、フィルタエレメント１４は、図１に示されたフィルタハウジング１０の底部に、濾過された液体を排出するための出口を有する。このように、フィルタエレメント１４は、入口２６と出口との間に濾過障壁を形成している。
スプリングのプリテンションと閉塞部材２２を開く力の調節又は設定のために、全体として符号２８で示された調節装置が設けられ、尾部閉塞スプリング２４の長さを変更する。スプリングのプリテンションを段階的に調節するために、この調節装置２８は、図４〜６に詳細に示すように、調節リング３０を具えている。この調節リング３０は、保持ケージ３４の保持棒３２に沿って動くことができると共に、これに固定されて所定位置にセット可能である。保持棒３２付きの保持ケージ３４が図２と３に詳細に示されている。図１に示されているように、尾部閉塞スプリング２４は、保持ケージ３４の保持棒３２との間に一定の距離をあけて維持され、その一端を調節リング３０上に支持され、他端を閉塞部材２２の底部に支持され、該閉塞部材２２は図１に示すような閉塞位置から、尾部閉塞スプリング２４の作動方向に逆らって保持棒３２に沿って開放位置までガイドされ、そして逆の場合にはこれと反対に移動する。尾部閉塞スプリング２４の長さは、バイパス弁２０が作動していない場合の閉塞部材２２と調節リング３０との間のスペースの程度によって決められる。
図７と８に詳しく示されているように、閉塞部材２２はフード状に形成され、その外周面には直径方向に向かい合った切り欠き３６が設けられ、関連する保持棒３２を保持するように構成され、これによって閉塞部材２２の冠状閉塞面３８が保持ケージ３４の環状接触面４０と密着することができる。保持ケージ３４の環状接触面４０は環状突起の底面側にあり、閉鎖された環状ライン４２に沿って閉塞部材２２の閉塞面３８に密着している。調節リング３０は、６本の保持棒３２が円滑に係合して通過できる切り欠き４４を有し、該保持棒はＴ字型をなし、その自由端は内側に曲がって係止部４６を形成し、調節リング３０の回転によって調節リング３０のノッチ４８に係合する。これについては詳細に後述する。保持ケージ３４の係止部４６は、保持棒３２の自由端から更に遠い方のその端部に屋根型突起５０を有し、型突起は調節リング３０のこれと対応する同じような形状の嵌合・固定用の屋根型ノッチ４８と係合可能である。
図１と５に示すように、ノッチ４８はグループ毎に集合して、調節リング３０の異なる水平面内に配置された三つのグループ５２，５４，５６を形成し、三つの別々の屋根型嵌合・固定又は係止点を形成している。切り欠き４４は両側に周方向のスロット５８を有し、調節リング３０の回転方向（左又は右）に応じて、ノッチ４８と一つのグループ又は別のグループ５２，５４，５６とが係合するように構成されている。図６は、図５のように、調節リング３０の上面図を示し、その上面６０には屋根型ノッチ４８の第１グループ５２が設けられている。第１グループ５２のこれらのノッチ４８は、これに関連する周方向のスロット５８に向かって開いた状態で、互いに直径方向に向かい合って配置されている。第１グループ５２のノッチ４８は、これと連携する切り欠き４４の左右に水平面内に配置されている。連携する保持棒３２によって回転させられる際に、調節リング３０の回転方向の左右とは無関係に、第１グループ５２においては保持棒３２上の係止装置４６の２倍の数のノッチ４８が一平面内の設けられているので、必ず調節と係止が可能になる。調節リング３０の上面６０と反対側の底面６２には嵌合・固定の可能な更に二つのグループ５４と５６が設けられ、各グループ配列毎に関連するノッチ４８が異なる長さの支持棒上に配置されている。保持ケージ３４の保持棒３２に沿う調節リング３０の軸方向の調節移動に応じて、及び調節リング３０の回転方向に応じて、係止装置４６は一方のグループ５４又は他方のグループ５６と係合し、その結果、尾部閉塞スプリング２４の長さが交互に決められる。
保持棒３２の下端領域における調節リング３０の回転及びそれに伴う長手方向の動きのために、関連する係止装置４６は、保持ケージ３４の突出部６６から同じ空間距離６４だけ離れ、この距離６４は使用される調節リング３０の高さに合わせて決められている。調節リング３０の切り欠き４４は、半径方向スロット５８に直交する幅を有し、係止装置４６を有する保持棒３２の自由端がこれらの切り欠き４４に係合して、保持ケージ３４上での調節リング３０の進行を制御できるようになっている。
図１において、内側に突出した係止装置４６は、保持棒３２の自由端によって調節リング３０の底部６２の第２グループ５４のノッチ４８に接触している。その結果、尾部閉塞スプリング２４の長さは、予め決められている閉塞部材２２と調節リング３０との間の距離によって決められる。調節リング３０を回転させて、図１で第３グループ５６のノッチ４８の高さまで上方に動かし、保持棒３２を切り欠き４４の対面する半径方向スロット５８に係合させると、別の嵌合・固定が可能となり、尾部閉塞スプリング２４の長さは両グループ５４と５６の間の距離に合うまで短くなり、その結果、閉塞部材２２上に著しく高い閉塞力が働く。
調節リング３０を回転させて保持ケージ３４から調節リング３０が完全に引き出されると、係止装置４６は調節リング３０の上面６０の第１グループ５２のノッチ４８と係合し、その結果、スプリングはその最大長さまで伸び、これに対応して、閉塞部材２２上での尾部閉塞スプリング２４の閉塞力は減少する。図示してはいないが、必要に応じて、調節リング３０の嵌合・固定グループの数はもっと少なくても多くてもよく、両方の端に設けても一方の端だけに設けてもよい。図示の三つの嵌合・固定グループの場合、例えば１，３，６バールの三つの開放圧力を設定可能であり、１バールは調節リング３０のノッチ４８の第１グループ５２によって、３バールは第２グループ５４によって、６バールは第３グループ５６によって設定可能である。関連するフィルタエレメント１４に適合するように調節された開放圧力がこのようにして得られると、流体の流れがバイパス弁２０を開き、閉塞部材２２を図１において下方に押圧する。すると、汚染流体はフィルタ装置の入口側から出口側に直接流れる。
保持ケージ３４は、係止装置４６の反対側の端に若干の距離を隔てて分割されたクロスピース部材６８を有し、該部材は図示しないフィルタ手段を受け入れるリング状の受け入れ空間７０を形成している。このフィルタ手段はフィルタマットからなり、バイパス状況においては、フィルタ装置の出口側から排出される前に、汚染流体の流れは少なくとも粗大な汚染物質を除かれて油圧回路に送られる。上面のクロスピース部材６８に沿って、バイパス弁２０は、図１に示されたようにトップハウジングカバー１２によってフィルタ装置内のその設定位置に保持されている。こうして、フィルタ装置のトップハウジングカバーの半径方向セグメントは、クロスピース部材６８の少なくとも一部を取り囲み、半径方向における位置固定に役立っている。底部キャップエレメントは、Ｏリングによって半径方向のガスケットをシールしている。
リング状フランジ７２の上には、フィルタ装置１０からバイパス弁２０を取り外すための二つのアタッチメント７４が設けられ、それにワイヤストラップ７６が係合し、フィルタ装置からハウジングカバー１２を取り外した後に持ち上げることができる（図９を参照のこと）。フィルタエレメント１４を保持するために、フィルタエレメントの上端を取り囲んで、これにしっかりと固定された保持リング７８が設けられている。取り外し可能にするために、保持リング７８は、その側面にリング状フランジ７２の方に曲がった、突起したキャッチ形状の接続手段８０を有し、該手段は外周に沿って均等に配分され、フランジ７２に円周方向に配分・設置されている関連する凹部８２と係合し、これによって保持リング７８をいずれかの方向に回転させると、該保持リングはフランジ７２に固定される。反対方向に回転させても、フランジ７２と接続手段８０は固定機構を構成し、フィルタエレメント１４を保持する保持リング７８と係合する。
提案されたこの構成においてては、例えばリサイクルのために関連する保持リング７８によってバイパス弁２０からフィルタエレメント１４を取り外すことが可能であり、その結果、バイパス弁２０とフィルタエレメント１４は全体として交換可能なモジュラーユニットを形成することができる。保持リング７８とフランジ７２の間の確実なシールを得るために、リングの接触面の間にシール用ガスケット８４が配置されている。図９に示す実施例においては、このような交換はできず、フィルタエレメント１４は基本的にはリング状フランジ７２と一体化され、したがってバイパス弁２０と接続され、これによってリング状フランジ７２はフィルタエレメント１４の固定のための下方に傾斜した環状状表面８６を有する。図９には、フィルタエレメント１４をバイパス弁２０と共にフィルタ装置に挿入したり又は取り外したりするための、上に曲がったワイヤストラップ７６も示されている。
図１０の実施例においては、バイパス弁２０はフィルタ装置から取り外され、開放断面８８はカバー部材９０で閉鎖可能であり、該カバー部材はこの開口に保持リング７８の前述の接続手段８０によって接続されている。この実施例の場合も、カバー部材９０と保持リング７８との間のシールは、シール用ガスケット８４によって行われている。カバー部材９０は、図１０に示すようにその底部に星の形に配置されたリブ９２を有し、該リブはフィルタエレメント１４の内側に向かって円錐状に傾斜している。カバー部材９０の上面のクロスピース構造は、保持ケージ３４のクロスピース部材６８の構造に対応し、他の構造的改変が行われない限り、カバー部材９０をフィルタ装置の内部に固定するものである。これはバイパス弁２０を必要としないユーザーのためのものであり、バイパス弁は図１０に示されたカバー部材９０と交換可能である。図９と１０に示す実施例は、前述の図面に示した実施例と基本構造を同じくするものであり、前図面で引用されている限り、図９と１０の実施例の説明にも同じ符号が使用され、したがって前図面に関する明細書中の説明は、これらの実施例にも有効である。
尾部閉塞スプリング２４を除いて、バイパス弁２０はプラスチックの射出成形によって製造されることが望ましく、これによって構成が容易となり且つコストが削減できる。図４〜６に示すように、調節リング３０に更に多くの切り欠きを設けて重量を軽減することも可能である。
【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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