説明

エンジン作業機の位置規制装置

【課題】エンジン発電機が揺れたときに発電機本体が外部フレームからはみ出さないように位置規制するバンプストッパを仕様変更に応じて容易に形状変更できるようにする。
【解決手段】エンジン2およびエンジンで駆動される発電機からなる発電機本体と、発電機本体の周囲を取り囲むフレームとを有する。フレームに棒部材であるバンプストッパ40を設ける。バンプストッパ40はエンジン2のハウジングに取り付けられて水平に設置される。バンプストッパ40は発電機本体の水平方向の位置を予め設定した範囲に規制する。ストッパ本体41の両端面に対向して配置される受け板60を設ける。バンプストッパ40の本体41である丸棒は、曲げモーメントを発生させて衝撃を緩和するクランク形状をなす。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、エンジン作業機の位置規制装置に関するものであり、特に、位置規制装置の各部材の強度や各部材と作業機を囲むフレーム部材とのクリアランスの変更や修正に柔軟に対応するのに好適な構造を有するエンジン作業機の位置規制装置に関する。
【背景技術】
【0002】
エンジン発電機等、エンジンで駆動される作業機(以下、「エンジン発電機」で代表して説明する)は外力による衝撃が外部フレームからエンジン発電機の本体に直接伝わらないように、また、逆に、エンジンの振動が外部フレームに伝わらないように緩衝手段が設けられる。
【0003】
例えば、特許文献1には、フレーム側プレートと発電機側プレートとの間にゴム等の弾性部材を介装するとともに、発電機側プレートから突出したピン部がフレーム側プレートに設けられた一対のストッパ部の間に位置するように設けられた発電機のマウント装置が記載されている。このマウント装置では発電機に外力が作用した場合、弾性部材で緩衝するとともに、ピン部がストッパに当接して発電機の動きを規制する。
【0004】
特許文献2には、発電機ベースと、発電機およびエンジンを支持するコモンベースとを有し、発電機ベースとコモンベースとを、両者の間に防振ゴムを介装して遊嵌した構造を有するエンジン発電機が記載されている。このエンジン発電機では、エンジンが振動した際に、発電機ベースとコモンベースとが接触して騒音源とならないように、発電機ベースとコモンベースとは十分な隙間を有して取り付けられている。
【0005】
特許文献1、2に記載されているような緩衝手段や弾性部材付きのマウント装置は主としてエンジン発電機の下部をベース部材またはフレームに固定して支持させる部材として機能するものである。これとは別に、エンジン発電機の上部分に設けた金属板からなる位置規制板(以下、「バンプストッパ」という)を使用して上部の揺れを規制することがある。一般に、エンジン発電機は外部フレームで囲まれており、例えば、運搬中に運搬車両の振動や運搬クレーンの揺れ等によってエンジン発電機が通常の運転中より大きい揺れ幅で揺れることあるので、エンジン発電機の一部分が外部フレームから外側にはみ出すようなことがないようにバンプストッパが設けられる。バンプストッパはエンジン発電機が大きく揺れた場合に、外部フレームに当接してエンジン発電機が外部フレームから外側にはみ出さないように位置規制する。
【0006】
バンプストッパはエンジン発電機の外部フレームが外部より衝撃を受けた際に、まず他の部材よりも先に外部フレームと接触するように外部フレームとの間隙が設定される。これによって、エンジン発電機本体が外部フレームに直接接触することを回避してエンジン発電機を保護する。
【0007】
図8は、バンプストッパを使用した従来の位置規制装置の一例を示す図である。図8において、バンプストッパ200は金属板(例えば、鋼板)のピースからなり、主部分201と主部分201に直交する補強部材202、203、および204とを有する。この例では、補強部材202は、バンプストッパ200をエンジン205に取り付けるのに適した断面形状がL型の取り付け部である。バンプストッパ200は、取り付け部202を通したボルト206を使ってエンジン205に固定される。バンプストッパ200の補強部材204はブラケット207と対向する位置に配置され、ブラケット207はエンジン発電機の外部フレームの一部であるビーム209の水平部分に、下方から通されたボルト210を使って取り付けられる。
【0008】
図8のバンプストッパ200は、エンジン発電機が図中上下左右に振動した場合、あるいは、外部フレームに外力Fが加わってビーム209が変形した場合などに、その先端つまり補強部材204側がブラケット207に当接するので、エンジン205にはビーム209から伝達される外力が直接伝わらない。また、バンプストッパ200がビーム209に当接するので、大きい振幅の振動が加わったときにも、エンジン発電機の可動部分が外部フレームから外側にはみ出すのが防止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【特許文献1】特開平6−81897号公報
【特許文献2】実用新案登録第3065007号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
バンプストッパは、エンジンや補機類の少々の仕様変更に対しても、その都度、形状やレイアウト等を変更しなければならなかった。例えば、バンプストッパに対応するフレーム側の部材(前記ブラケット207)との間に必要なクリアランスを確保したり、ブラケットの強度を確保したりするために、バンプストッパの板厚や形状、レイアウト等の大幅な変更が求められることがある。このような変更が製品開発終了間近つまり量産間際で生じた場合には、バンプストッパやストッパが対向するフレームの形状を直ちに変更することは困難であるので、製品の開発日程が遅れたりコストが増大したりするという課題があった。
【0011】
本発明の目的は、上記課題に対して、エンジンや補機類の少々の変更に対しても、関連部材の板厚や形状およびレイアウト等の大幅な設計を必要としないエンジン作業機の位置規制装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0012】
前記目的を達成するための本発明は、エンジンおよびエンジンで駆動される作業機からなる作業機本体と、該作業機本体の周囲を取り囲む外部フレームとを有するエンジン作業機の位置規制装置において、前記作業機本体に取り付けられ、作業機本体外周から端部が突出して配置され、好ましくは水平姿勢で設置される棒部材と、前記外部フレームに設けられ、前記作業機本体の水平方向の位置を予め設定した範囲に規制するため、前記範囲に相当する間隔をおいて前記棒部材の両端面に対向して配置される前記棒部材の受け板とを具備し、前記棒部材が、その中央部より両端側に偏った位置に設けた屈曲部を有するクランク形状を有している点に第1の特徴がある。
【0013】
また、本発明は、前記受け板が、前記棒部材の端面に対向する垂直部分と、該垂直部分に直交する水平部分とからなる点に第2の特徴がある。
【0014】
また、本発明は、前記作業機がエンジンで駆動される発電機であり、前記棒部材が前記エンジンのハウジングに固定される点に第3の特徴がある。
【0015】
また、本発明は、前記棒部材に接合されるステーを備え、前記エンジンのハウジングにボスが設けられ、前記ボスに前記ステーを連結することによって前記棒部材が前記エンジンに固定されている点に第4の特徴がある。
【発明の効果】
【0016】
上記特徴を有する本発明によれば、エンジン作業機が大きい外力を受けて作業機本体が揺れたときに、棒部材の端部が受け板に衝突して作業機本体の位置変化が規制される。特に棒部材は屈曲部を有しているので、棒部材の端部が受け板に衝突した際に棒部材に曲げモーメントが働いて衝突のエネルギが吸収緩和される。棒部材の屈曲部を成型する曲げ成型加工手順を変更するだけで、棒部材の強度変更に対応することができる。したがって、例えば、エンジン作業機の量産間際での変更に対応して棒部材を容易に形状変更することができる。
【0017】
第2の特徴を有する本発明によれば、棒部材の端部が、比較的広い面積を確保できる受け板の垂直部材に当接させられるので、作業機本体の上下および前後方向への変位にも対応しつつ、水平方向の位置規制を確実に行うことができる。
【0018】
第3の特徴を有する本発明によれば、エンジンのハウジングに棒部材を取り付けた場合でも、棒部材は屈曲部で衝突エネルギを吸収して緩衝するので、エンジンのハウジングが損傷するのを回避しつつ位置規制することができる。
【0019】
第4の特徴を有する本発明によれば、ステーを棒部材に接合することによって、ハウジングの外周面に対する棒部材の取り付け位置の選択自由度が高められるので、例えば、空き状態となっている既存のボスを利用して棒部材をエンジンに取り付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】本発明の一実施形態に係るバンプストッパを有するエンジン発電機の左前方から見た斜視図である。
【図2】本発明の一実施形態に係るバンプストッパを有するエンジン発電機の左側面図である。
【図3】エンジンの後方斜視図である。
【図4】バンプストッパを取り付けたエンジン発電機の要部斜視図である。
【図5】バンプストッパを取り付けたエンジン発電機の要部平面図である。
【図6】図5のA−A矢視図である。
【図7】図5のB−B断面図である。
【図8】従来技術に係るバンプストッパを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。図1は本発明の一実施形態に係る位置規制装置を有するエンジン発電機の斜視図であり、図2は同側面図である。図1、図2において、エンジン発電機1は、エンジン2と、エンジン2によって駆動される発電機3とからなる発電機本体4を備える。本明細書では、エンジン2が配置されている側をエンジン発電機1の前側、発電機3が配置されている側をエンジン発電機1の後側という。
【0022】
発電機本体4を取り囲む外部フレーム7は、鋼管からなるメインフレーム8と、左右二手に分かれているメインフレーム8の下部を互いに連結する下ビーム9と、メインフレーム8の上部を前後方向で互いに連結する2本の上ビーム10と、上ビーム10の前後方向中間部から下方に延在してメインフレーム8の下部に接合される垂直ビーム11とを含んでいる。下ビーム9は前後に間隔をおいて2本設けられ、上ビーム10および垂直ビーム11はそれぞれ左右に1箇所ずつ、つまり一対ずつ設けられる。上ビーム10および垂直ビーム11は発電機本体4の左側に位置するもののみを図示しているが、右側のものも同様の位置に設けられる。垂直ビーム11には、発電機本体4の水平方向での大きい揺れを抑制する位置規制装置の一部分としてバンプストッパ40の対向位置に配置したバンプストッパ受け60が接合される。バンプストッパ40とバンプストッパ受け60についての詳細はさらに後述する。
【0023】
燃料タンク6は、発電機本体4の上方全体を広く覆うように形成されており、大容量を確保しているとともに、発電機本体4に上方から水やほこりが降りかかりにくくする発電機本体カバーとしても作用する。燃料タンク6の上部を左右方向に跨って左右の上ビーム10に両端がそれぞれ連結される2本の横方向パイプ12が設けられる。2本の横方向パイプ12はブラケット13で互いに連結され、ブラケット13には吊り輪14が接合される。
【0024】
エンジン2と発電機3との間から引き出される排気管に連結されて発電機3の左側上方で前後方向に延在するマフラ17を備える。発電機本体4は、下ビーム9、9上に対して前後左右の4箇所に固定される緩衝部材付きのマウント装置90によって外部フレーム7に設置される。マウント装置90は緩衝部材(例えば、ゴムからなる)を有していて、水平方向および上下方向において所定の範囲で発電機本体4は変位可能であり、運転に伴う振動を吸収することができる。なお、マウント装置90は特許文献1に記載したような周知のものを使用できる。
【0025】
エンジン2は空冷4サイクルエンジンであり、エンジン2の前側に設けられる空気取り込み口20から取り込まれる外気によって冷却される。空気取り込み口20の背後つまり後側には、エンジン2に連結されて回転するファン(図示せず)が設けられ、このファンの回転によって、エンジン2内に取り込まれる空気の流れF1、F2が生じる。
【0026】
エンジン2に隣接して、空気取り込み口20の前側上方寄りに、エンジン発電機1の運転を操作する操作ボックス5が設けられ、操作ボックス5の後側の、発電機本体4の上方には燃料タンク6が設けられる。操作ボックス5は操作パネル15と操作パネル15の背面にあって自動電圧制御装置(AVR)を含む各種制御用の部品や電気配線が収容されるケース16とを備える。操作パネル15には、チョークボタン151、エンジンスイッチ152、ブレーカスイッチ153、液晶モニタ154、ならびに複数の出力コンセント155およびアース端子156等が配置される。
【0027】
前記空気の流れF1およびF2のうち、特に、流れF1は、操作ボックス5のケース16に沿って流れるので、ケース16の外部周辺、特に下部周辺は空気の流れがないケース16の上部に対して圧力が低くなる。したがって、ケース16の下面16aおよび上部16bにそれぞれ開口を設けておくことにより、ケース16の下部開口から外部に排出される空気の流れが生じ、これに伴って、上部開口からケース16の内部に新たな空気が取り込まれる。エンジン2の運転中はこのような空気の流れが持続されて、操作ボックス5のケース16内は、強制的に空冷される。
【0028】
特に、ケース16の下面16aを、操作パネル15を形成している鉛直面に対して垂直ではなく(つまり水平面ではなく)前側が低く後側が高い傾斜面として、空気取り込み口20に対しても斜めに対向するようにしているので、下面16aに沿って流れる空気F1の流速はより大きくなり、ケース16の下部周辺とケース16の上部との圧力差をより大きくすることができる。
【0029】
図3は、エンジン2の後方斜視図である。エンジン2は、2つのシリンダ21、22を所定のバンク角を有して配置したV型ツインエンジンであり、シリンダ21、22の下方には図示しないクランク部を有するクランクシャフトを支持するクランク室23を備える。クランク室23の後方面24(発電機3側)には、クランクシャフトから延びる出力軸25が突出している。シリンダ21、22の後方側には、各シリンダ21、22の燃焼室に通ずる排気口26、27が設けられ、これらの排気口26、27に連結される図示しない排気管はマフラ17(図1参照)に連結される。
【0030】
シリンダ21、22の上方にはエアクリーナ28が設けられ、エアクリーナ28の前側には、シリンダ21、22に空気を送り込む図示しない吸気管が設けられる。エンジン2は電動スタータ方式であり、スタータモータ29がクランク室23の側方に配置される。シリンダ21、22の上部には、エンジン2の運搬時に使用される吊り輪30a、30bが結合されている。
【0031】
エンジン2のケースまたはエンジンブロック70の、シリンダ21、22の後方側には、排気口26、27にそれぞれ隣接して、水平後方に突出したボス31、32が設けられる。ボス31、32にはネジ孔33、34が穿たれる。このネジ孔33、34を有するボス31、32は、後述するバンプストッパをボルトでボス31、32に取り付けるのに利用することができる。
【0032】
図4はバンプストッパを取り付けたエンジン発電機1を後方左上から見た要部斜視図、図5は同平面図、図6は図5のA−A矢視図、図7は図6のB−B断面図である。位置規制装置としてのバンプストッパ40は棒状のストッパ本体(例えば、直径12mmの鋼製丸棒)41を有する。ストッパ本体41は2箇所に屈曲部41a、41bが設けられる。屈曲部41a、41bは、それぞれの端部41c、41dが、両屈曲部41a、41bの間に挟まれたストッパ本体41の直線部分41eの延在方向と平行であって、かつ直線部分41eの軸から偏倚量Δ41だけ偏ってクランク形状となるように形成される。バンプストッパ本体40は、その両端が発電機本体4の外周面から外部フレーム7側に突出しており、かつ発電機本体4を構成する部品のどれよりも外部フレーム7に近接して位置するように構成される。
【0033】
バンプストッパ本体41の直線部分には、屈曲部41a、41bに隣接してステー42、43が接合される。図6から理解できるように、ステー42、43は、ストッパ本体41の外周の半分に沿って湾曲された取付部44、45と、取付部44、45からストッパ本体41に直交して延在している平面部分46、47とからなる。平面部分46、47にはカラー48、49がそれぞれ接合される。カラー48、49は、貫通孔48a、49aを有しており、貫通孔48a、49aが平面部分46、47に直交するように配置されて接合される。カラー48は、屈曲部41aに近接して平面部分46の左寄りに位置して接合され、カラー49は、屈曲部41bに近接して平面部分47のほぼ中央位置に接合される。
【0034】
さらに、ストッパ本体41の直線部分41eには、ステー42、43に隣接して中央側寄りにブラケット50、51が接合される。ブラケット50、51は、カラー48、49が延在している方向に延在している水平部分50a、51aをそれぞれ有する。水平部分50a、51aのストッパ本体41側の面(下面)には、ナット52、56、および54がそれぞれ溶接されるとともに、水平部分50a、51aには、ナット52、56、および54にそれぞれ螺着される図示しないボルトが通る孔55、53、および57が形成される。
【0035】
ストッパ本体41に対する取付部44、45やブラケット50、51の接合、ならびにステー42、43の平面部分46、47に対するカラー48、49の接合は、例えば、溶接によるのがよい。
【0036】
バンプストッパ40は、ステー42、43の平面部分46、47と、平面部分46、47にそれぞれ接合されるカラー48、49の貫通孔48a、49aとにボルト58、59を通し、これらボルト58、59をエンジン2に形成されるボス31、32に螺着させる。これによって、バンプストッパ40はエンジン2に固定支持される。
【0037】
ブラケット50、51は、例えば、燃料タンク6等、発電機本体4の上方に配置される部品や部材を支持するために利用することができる。
【0038】
外部フレーム7の垂直ビーム11には、バンプストッパ受け60が接合される。バンプストッパ受け60は、水平部分61、62と垂直部分63とからなり、垂直部分63の正面がバンプストッパ40のストッパ本体41の両端41c、41dの端面に対面するように配置される。つまり、発電機本体4が左右に大きく振動した際に、ストッパ本体41の両端41cと、41dとが、それぞれ対面する垂直部分63に当接するようにバンプストッパ受け60およびバンプストッパ40が配置される。
【0039】
なお、バンプストッパ受け60は、図4に示した形状に限らず、ストッパ本体41の端面が当接する垂直部分を有し、この垂直部分に水平部分が交差する構成であればよい。例えば、図8に示したブラケット207のように、垂直部分の両端から水平部分が同一方向に延在するものではなく、それぞれが垂直部分から互いに反対方向に延在しているものであってもよい。また、図8に示したブラケットの水平部分のうち、上方の部分を省略したL型断面のものを使用することもできる。便宜上、図8に示したブラケット207のようなものを、単純なL型断面のブラケットと区別して、「二重L型断面」のブラケットと呼ぶ。
【0040】
上記構成のエンジン発電機に外力が加わった場合、発電機本体4はマウント90の緩衝材が有する可動範囲で左右上下に変位する。通常の運転中に生じる振動ではバンプストッパ40は外部フレーム7に取り付けたバンプストッパ受け60に当たることはない。
【0041】
しかし、通常の運転中には生じないような大きい外力が加わると、発電機本体4は大きく揺れることがあり、そのときには、発電機本体4の他のどの部材よりも外部フレーム7に近接しているバンプストッパ40の両端部41c、41dがまずストッパ受け60に衝突する。これにより、発電機本体4の変位は制限されて、外部フレーム7の内側に位置が規制される。ここで、ストッパ本体41は、該ストッパ本体41の端部が中央部に対して変位量Δ41だけ偏るように屈曲部41a、41bを設けてクランク形状に形成されているので、ストッパ受け60に端部が衝突したストッパ本体41には曲げモーメントが発生する。したがって、屈曲部がない棒部材の端部をストッパ受けに対面しているのと比べて衝撃によって生じるエネルギをよりよく吸収することができる。
【0042】
本実施形態で示したストッパ本体41は、シンプルな形状の丸棒を屈曲させたものであるので、屈曲部の曲げの程度を変更することでバンプストッパ40の強度調整や隣接部材との位置対応関係を自在に変更できる。また、この変更に際しては、隣接部材の型の変更やバンプストッパ40自体の変更をすることなく、バンプストッパ40のストッパ本体41の成形加工手順を変更するだけでエンジン発電機の重量や形状変更等に対応できるので、量産間際の変更に対しても自由度が大きい。
【0043】
本発明を、実施例に従って説明したが、本発明はこの実施例に限定されず、特許請求の範囲に記載した事項と周知技術に基づいて変形が可能である。例えば、位置規制装置は、エンジン発電機に限らず、エンジンと作業機とを外部フレームで囲んだエンジン作業機に広く適用できる。エンジン作業機としては、発電機の他エンジンで駆動される水ポンプや水ポンプで水を圧送する高圧洗浄機等がある。
【0044】
バンプストッパ40は、エンジン2の側部のボス31、32に取り付けるのに限らない。要は、発電機本体4の上部(上半分)のうち、剛性が高い部材、つまり、肉厚が厚かったり、ステーやリブで補強されていたりする部材に取り付ければよい。例えば、エンジン2のほか発電機3も、ハウジングとしてアルミニューム製の肉厚ブロックを有しているので、このブロックにバンプストッパ40を固定してもよい。
【0045】
バンプストッパ40のカラー48、49に対応したボス31、32は、バンプストッパ40を取り付けるための専用のものでなくてもよい。エンジン2や発電機3には、周辺部品を取り付けるためのボスやボルト孔が設けられ、これらのボスやボルト孔は機種や仕向地等の仕様に対応できるように位置を変えて設けられる。しかし、機種や仕向地毎にその都度、エンジンや発電機の収容ブロックの型を変更することは好ましくないので、多くのボスやボルト孔を設けて、必要に応じてそれらの一部を使用するようにしていることがある。したがって、使用されないで空いているボスやボルト孔が存在することがある。そこで、バンプストッパ40の取り付けに、このような既存の空いているボスやボルト孔を使用してもよい。なお、空いているボスやボルト孔を使用する場合、バンプストッパ40が必ずしも水平に設置されないことがあるが、おおむね水平であれば位置規制装置として機能する。
【0046】
また、バンプストッパ40のストッパ本体41は横断面が完全な円である丸棒に限らず、丸棒を長手方向に面取りして横断面を多角形としたもの、つまり角材であってもよい。但し、角材は容易に曲げられる方向が決まってくるので、丸棒であるのがより好ましい。
【符号の説明】
【0047】
1…エンジン発電機、 2…エンジン、 3…発電機、 4…発電機本体、 5…操作ボックス、 6…燃料タンク、 7…外部フレーム、 9…下ビーム、 10…上ビーム、 11…垂直ビーム、 17…マフラ、 20…空気取り込み口、 26、27…排気口、 28…エアクリーナ、 31、32…ボス、 40…バンプストッパ、 41…バンプストッパ本体(棒部材)、 42、43…ステー、 48、49…カラー、 60…ストッパ受け(受け板)、 61…水平部分、 62、63…垂直部分

【特許請求の範囲】
【請求項1】
エンジン(2)およびエンジン(2)で駆動される作業機(3)からなる作業機本体(4)と、該作業機本体(4)の周囲を取り囲む外部フレーム(7)とを有するエンジン作業機の位置規制装置において、
前記作業機本体(4)に取り付けられ、作業機本体(4)外周から端部が突出して配置される棒部材(12)と、
前記外部フレーム(7)に設けられ、前記作業機本体(4)の水平方向の位置を予め設定した範囲に規制するため、前記範囲に相当する間隔をおいて前記棒部材(12)の両端面に対向して配置される前記棒部材(12)の受け板(60)とを具備し、
前記棒部材(12)が、その中央部より両端側に偏った位置に設けた屈曲部(41a、41b)を有するクランク形状を有していることを特徴とするエンジン作業機の位置規制装置。
【請求項2】
前記棒部材(12)が水平に配置されていることを特徴とする請求項1記載のエンジン作業機の位置規制装置。
【請求項3】
前記受け板(60)が、前記棒部材(12)の端面に対向する垂直部分(63)と、該垂直部分に直交する水平部分(61、62)とからなることを特徴とする請求項1または2記載のエンジン作業機の位置規制装置。
【請求項4】
前記作業機(3)がエンジン(2)で駆動される発電機(3)であり、前記棒部材(12)が前記エンジン(2)のエンジンブロック(70)に固定されることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のエンジン作業機の位置規制装置。
【請求項5】
前記棒部材に接合されるステー(42、43)を備え、
前記エンジン(2)のエンジンブロック(70)にボス(31、32)が設けられ、前記ボス(31、32)に前記ステー(42、43)を連結することによって前記棒部材(12)が前記エンジン(2)に固定されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のエンジン作業機の位置規制装置。

【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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【公開番号】特開2013−87750(P2013−87750A)
【公開日】平成25年5月13日(2013.5.13)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−231736(P2011−231736)
【出願日】平成23年10月21日(2011.10.21)
【出願人】(000005326)本田技研工業株式会社 (23,863)