JP2014098486A - スリーブ - Google Patents

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Abstract

【課題】潤滑剤に対して密閉されており、且つ周囲からジョイントへの汚れの侵入が十分に防止されているジョイントスリーブであって、より容易に製造可能なものを提供する。
【解決手段】ゴム弾性的な材料からなるベローズを含むスリーブにおいて、当該ベローズが、円周方向で均等に分散されて少なくとも2つの膨出部を有する。円周方向での各箇所につき1つの膨出部のみでも十分な機能を発揮する。膨出部は、半径方向内側に向かってベローズの端面の円周方向に延びる少なくとも2つのポケット状の膨出部を一方の端面側に有し、互いに軸方向の間隔をおいて隣接して配置された2つの側部をそれぞれ備えている。当該膨出部は、ジョイントの適合するよう構成されたピンに密閉式に当接可能であって、ベローズと膨出部とが一体的且つ材料均一に構成されている。
【選択図】図1

Description

本発明は、ゴム弾性的な材料からなるベローズを含むスリーブ(ブーツ)に関する。
このようなスリーブは特許文献1より公知である。公知となっているスリーブのベローズはその端面の領域に、円周方向で均等に配分されて配置され、半径方向内側に向かって延びる3つのトリポードエレメントを有しており、各々のトリポードエレメントは、軸方向で間隔をおきながら互いに隣接して配置された少なくとも2つの積層部を有しており、これらの積層部は、それぞれシール部材として構成され、且つ合同に若しくは適合するよう形成されたトリポードジョイントのピンに密閉式に当接可能である。ベローズ、トリポードエレメント、及び積層部は互いに移行し合うように一体的に且つ材料均一に構成されており、一段階のブロー成形法で原成形(一次成形)される。軸方向で互いに隣接する積層部の間の軸方向間隔の範囲内に、それぞれ少なくとも1つの支持ウェブが、積層部の相互の支持のために配置されている。
欧州特許第1273834B1号明細書
本発明の課題は、冒頭に述べた種類のスリーブを、ジオメトリ(幾何学的構造)の簡素化によって一層容易に製造可能となるようにさらに改良することにある。
上記課題は、本発明によれば、請求項1に記載のスリーブによって解決される。好ましい実施形態は、請求項1を直接又は間接に引用する各請求項に記載されている。
課題を解決するために、ゴム弾性的な材料からなるベローズを含むスリーブであって、当該ベローズが、半径方向内側に向かってベローズの端面の円周方向に延びる少なくとも2つのポケット状の膨出部を端面側に一方で(一方の端面側に)有し、当該膨出部には、互いに軸方向の間隔をおいて隣接して配置された2つの側部がそれぞれ設けられており、当該膨出部が、ジョイントの合同に若しくは適合するよう(合致するよう)形成されたピンに密閉式に(密に)当接可能であり、ベローズと膨出部とは一体的に且つ材料均一に(同じ統一された材料で)構成されている、スリーブが提供される。
膨出部は、一方で、潤滑剤に対するジョイントの密閉を周囲の方向で生じさせるとともに、他方で、周囲からジョイントに汚れが侵入し、そのためにジョイントの損傷や破損を招くことを防止する。
1つの好ましい実施形態では、ベローズは、トリポードエレメントとして構成され、円周方向で均等に配分されて配置された3つの膨出部を有していてよい。
特に簡単に且つ低コストに製造することができるスリーブの実施形態は、各々のトリポードエレメントがただ1つの膨出部を含んでいることによって実現することができる。
比較的繊細な複数の積層状の膨出部でそれぞれ構成されるトリポードエレメントとは異なり、1つのトリポードエレメントにつきただ1つ設けられた膨出部は、全体としてほぼ等しい寸法での比較的安定した寸法設計によって比較的高い形状安定性を有しており、その結果、特にベローズの組付けが簡素化されるとともに、組付け誤差の危険が最小限に低減される。
各々の膨出部の最大の半径方向深さの、膨出部の相応の互いに隣接する側部間の軸方向間隔に対する比率が1.5〜2.5であると、多くの利用の場合において好ましい。それにより、特に軸方向における膨出部の形状安定性が十分に高くなり、それによって、ベローズが簡単に且つプロセス安定的に(工程において確実に)組み付けられるようになる。
各々の膨出部は、軸方向で間隔をおいて互いに隣接して配置された少なくとも2つの積層部を有することができ、該積層部は、それぞれシール部材として構成され、且つ合同に若しくは適合するよう形成されたトリポードジョイントの軸ピンに密閉式に当接可能である。トリポードジョイントの軸ピンにおけるスリーブの密閉は、この積層部によって格別に良好となる。
ベローズは伸縮ベローズ(折り畳みベローズ)として構成されていてよい。それにより、ベローズは、ベローズが組み付けられるピンの軸方向、半径方向、又はカルダン方向の運動に良好に追随することができる。伸縮ベローズは、それに作用する機械的負荷が低いので、長期の使用期間中に変わることのない良好な使用特性を有している。
ベローズは、膨出部とともに、ブロー成形法によって一段階で一次成形することができる。このようなブロー成形法では、熱可塑性エラストマーからなるベローズを特に良好に製造することができる。
各々の側部は、半径方向外側において、半径方向外側に向かって円周方向に延びる湾出部、及び/又は軸方向に延びる***部を有していてよい。
湾出部及び/又は***部は、スリーブを特に確実に且つ密にジョイントのピンに固定可能となるように作用する。特に好ましい1つの実施形態によれば、各々の側部が湾出部と***部とを有していることが意図されていてよい。
側部の湾出部及び/又は***部は、スリーブの用途に即した使用中に固定バンドにより取り囲まれ、この固定バンドによってスリーブがピンの上で固定される。固定バンドは、スリーブを端面側で湾出部及び/又は***部の領域で取り囲み、それによって湾出部及び/又は***部を平坦にし、半径方向内側に向かってそれぞれの膨出部の中へ押し除けられた湾出部及び/又は***部のエラストマー材料が、当該領域でのジョイントによるスリーブへの緊定、ひいてはこれら両部品の相互の確実な固定をもたらす。
湾出部は、円周方向で見て、それぞれの膨出部の中央部にわたってドーム状に構成されていてよい。湾出部は、円周方向で見て、それぞれの膨出部の中央部にわたって対称に構成されているのがさらに好ましい。
このような実施形態により、スリーブの端面での固定バンドの問題のない固定が実現されるとともに、湾出部を構成するエラストマー材料の均等な押除けが実現される。エラストマー材料における望ましくない高い応力ピークが、このような実施形態によって防止される。
***部についても上記のことが当てはまる。
1つの好ましい実施形態では、それぞれの膨出部の、軸方向で互いに間隔をおいて隣接して配置された両方の側部は、半径方向外側に、軸方向で見て、実質的に切妻屋根状の表面(1つの表面)を共に有していてよく、当該表面は、***部によって形成されている。
互いに軸方向で隣接する側部の***部は、それぞれ楔形に構成されて、且つベローズの対称軸に関し反対方向に(互いに逆方向に)傾いて配置されていてよく、ベローズの対称軸と最大で20°である角度をそれぞれ形成する。
上記の角度の大きさは、固定バンドによりピンにベローズを組み付けるときに押し除けられる***部の体積に影響を及ぼす。上記角度が大きいほど、ピンへのベローズの組付け中に押し除けられる体積も多くなり、また、ベローズの端面がピンを取り囲む弾性的な予負荷が高くなる。
大半の利用ケースでは、角度が5°〜15°であると好ましい。
これに対して20°より大きい角度は、さほど有意義ではない。それというのは、この20°より大きい角度によって、実際上、固定バンドがベローズの端面を円周方向でほぼ均等な半径方向の予負荷によりピンに密に圧着することはほとんど可能とならないからである。
それぞれの***部の角度は等しい大きさであるのが好ましい。それにより、両方の***部の領域で、半径方向内側に向かう一致する(調和した)押圧が得られる。
各々の側部は、これを横切る向きに延びる少なくとも1つの補強リブを有することができ、この補強リブは、それぞれの湾出部から半径方向内側に向かってそれぞれの膨出部まで延びている。
この補強リブは、膨出部を軸方向で安定化させ、それによって膨出部の領域でベローズの良好な密閉を保証するという機能を有している。
膨出部の互いに軸方向で隣接する側部の補強リブは、互いに軸方向で向き合うように、且つ円周方向でそれぞれの膨出部の中央部に配置されていてよい。
互いに軸方向で隣接する側部の補強リブは、それぞれの膨出部から軸方向で反対方向にそれぞれの側部から突出するとともに、軸方向で互いに反対を向いていてよい。それにより、軸方向での膨出部の支持が特に効果的になる。
さらに本発明は、ジョイントのピンの上にベローズを含むスリーブ構造を対象としている。
このようなスリーブ構造は一般に知られており、ベローズはトリポードエレメントを備えたトリポードベローズとして構成されており、トリポードジョイントに取り付けられる。
請求に係るスリーブ構造の課題は、ベローズとジョイントを高い耐久性で(維持可能に)相互に結合することができ、この結合が長期の使用期間中に、特にベローズとジョイントの間の良好な密閉という観点から、良好な使用特性を有するようにこれを改良することにある。
この課題を解決するために、ジョイントのピンとベローズとを含むスリーブ構造であって、上述したように、当該ベローズがピンの上に配置され、且つ当該ベローズの、膨出部及び湾出部及び/又は***部を有する端面が、固定バンドによる半径方向の予負荷並びに湾出部及び/又は***部を平坦化の下で取り囲まれるものを提供する。
ジョイントのピンにベローズを組み付けるときの固定バンドによる湾出部及び/又は***部の平坦化によって、ベローズは、特に形状安定的な膨出部を有し、当該膨出部は、特に当該領域で長期の使用期間中にピンに対する密な結合を保証する。
次に、本発明によるスリーブの実施例について、図1〜5を参照しながらより詳しく説明する。図1〜5はそれぞれ模式的な描写で以下を示す。
ジョイントの合同に若しくは適合するよう構成されたピンに固定可能である端面の領域におけるスリーブの斜視図である。 図1のスリーブの拡大部分図であり、ポケット状の膨出部のうちの1つが示されている。 図1及び2のスリーブの、ポケット状の膨出部のうちの1つを示す図である。 膨出部の、軸方向で互いに隣接して配置された側部の湾出部、並びに側部の***部を示す図である。 固定バンドによってジョイントのピンに固定された、図1〜4のスリーブを示す図である。 図1のスリーブに類似しているが、相違して構成された膨出部を有するスリーブを示す図である。
図1〜4には、本発明によるスリーブの一例が示されており、図5には、そのようなスリーブを有する本発明のスリーブ構造が示されている。
図1に、スリーブの斜視図が示されている。このスリーブは、伸縮ベローズとして構成され、本実施例では熱可塑性エラストマーであるゴム弾性的な材料からなるベローズ1を含む。ベローズ1は、その一方の端面2の領域に、トリポードエレメントとして構成された3つの膨出部5、6、7を有しており、当該トリポードエレメントは、円周方向で均等に配分されて配置され、半径方向内側3に向かって端面2の円周方向4に延びる。3つの膨出部5、6、7はそれぞれ一致するように(等しく)構成されており、軸方向の間隔8をおきながら互いに隣接して配置された2つの側部5.1、5.2、6.1、6.2、7.1、7.2をそれぞれ有している。ベローズ1及び膨出部5、6、7は、その側部5.1、5.2、6.1、6.2、7.1、7.2と共に、一体的且つ材料統一的に構成されており、ブロー成形法により一段階で製作されている。
ジョイントのピン9の上でのベローズ1の端面2の改善された固定を実現するために、ベローズは、湾出部5.1.10、5.2.10、6.1.10、6.2.10、7.1.10、7.2.10と、***部5.1.11、5.2.11、6.1.11、6.2.11、7.1.11、7.2.11とを有している。この湾出部5.1.10、5.2.10、6.1.10、6.2.10、7.1.10、7.2.10及び***部5.1.11、5.2.11、6.1.11、6.2.11、7.1.11、7.2.11は、材料の堆積によって形成されており、当該材料の堆積は、半径方向外側に向かって延びていて、図5に示すスリーブの組付け状態で固定バンド18によって端面2の実質的に円形の外径が生じるように平坦化される。平坦化された湾出部5.1.10、5.2.10、6.1.10、6.2.10、7.1.10、7.2.10及び***部5.1.11、5.2.11、6.1.11、6.2.11、7.1.11、7.2.11は、膨出部5、6、7の領域で、ジョイントのピン9におけるベローズ1の一層強い弾性的な予負荷、及びそれにより信頼性が高く且つ耐久性の高い緊密な結合を生じさせる。
湾出部5.1.10、5.2.10、6.1.10、6.2.10、7.1.10、7.2.10は、円周方向4で見て、それぞれの膨出部5、6、7の中央部13にわたって(中央部を越えて)ドーム状且つ対称に構成されている。***部5.1.11、5.2.11、6.1.11、6.2.11、7.1.11、7.2.11も、飛躍的な方向変化は有してない。それぞれの膨出部5、6、7の、軸方向の間隔8をおいて互いに隣接して配置された両方の側部5.1、5.2、6.1、6.2、7.1、7.2は、半径方向外側に、軸方向12で見て切妻屋根状の表面を共に有している。この切妻屋根状の表面は、***部5.1.11、5.2.11、6.1.11、6.2.11、7.1.11、7.2.11がそれぞれ楔形に構成されており、反対方向に(相互に反対の方向に)傾いて配置されることによって生じている。
図2に、図1のベローズ1の拡大部分図が示されている。半径方向内側3に向かって端面2の円周方向4に延びる膨出部5、6、7のうちの1つの図が示されている。膨出部5を主として軸方向で支持するために、各々の側部5.1、5.2は、側部5.1、5.2を横切る方向に延びる補強リブ5.1.17、5.2.17を有しているが、軸方向でベローズ1に設けられている側部5.2及びこれに対応する補強リブ5.2.17は、この図面では見えていない。
補強リブ5.1.17、5.2.17は、それぞれの湾出部5.1.10、5.2.10から半径方向内側3に向かって膨出部5へと延びており、互いに軸方向12で向かい合うように、且つ円周方向4で膨出部5の中央部13に配置されており、軸方向でそれぞれ互いに反対方向に側部5.1、5.2から突出している。すなわち、これらの補強リブは互いに軸方向で反対を向いている。
図3は、図1のベローズが平面図で示されており、図2で内側から示された膨出部5を図3では外側から見ている。
膨出部5の領域では、側部5.1、5.2は外側円周側に、上述の湾出部5.1.10、5.2.10及び***部5.1.11、5.2.11を備えており、円周方向4で見て、膨出部5の中央部13には補強リブ5.1.17及び5.2.17が配置されている。
膨出部5、6、7、並びに側部5.1、5.2、6.1、6.2、7.1、7.2のの湾出部5.1.10、5.2.10、6.1.10、6.2.10、7.1.10、7.2.10及び***部5.1.11、5.2.11、6.1.11、6.2.11、7.1.11、7.2.11は、補強リブ5.1.17、5.2.17、6.1.17、6.2.17、7.1.17、7.2.17と同様に、ベローズ1の端面側で、溝状に構成され且つ円周方向4でベローズ1の端面2の周りを延びるトラック19に配置されており、このトラック19には、スリーブの用途に即した使用の際に、後に図5に示すように固定バンド18が配置される。補強リブ5.1.17、5.2.17、6.1.17、6.2.17、7.1.17、7.2.17を有する膨出部5、6、7は、トラック19の軸方向の幅及び固定バンド18の軸方向の幅に実質的に相当する、軸方向の幅を有している。
以下、湾出部5.1.10、5.2.10、6.1.10、6.2.10、7.1.10、7.2.10及び***部5.1.11、5.2.11、6.1.11、6.2.11、7.1.11、7.2.11について、図4に基づきより詳しく説明する。
図4に、トラック19の領域におけるベローズの端面2の一部が示されている。ここでは、湾出部5.1.10、5.2.10及び***部5.1.11、5.2.11によって形成される、半径方向外側を向いた材料の堆積を見ることができる。***部5.1.11、5.2.11は楔形に構成されており、相互に傾いており、切妻屋根状の表面を共に形成しており、***部5.1.11、5.2.11が対称軸14となす角度15、16はそれぞれ等しい大きさであって、5°〜10°の間である。
さらに、図4には、固定バンド18が模式的に図示されている。ピン9へのベローズ1の固定に続き、トラック19が、固定バンド18により半径方向に予負荷され且つ湾出部5.1.10、5.2.10、6.1.10、6.2.10、7.1.10、7.2.10及び***部5.1.11、5.2.11、6.1.11、6.2.11、7.1.11、7.2.11が平坦化されて、取り囲まれる。それにより、湾出部5.1.10、5.2.10、6.1.10、6.2.10、7.1.10、7.2.10及び***部5.1.11、5.2.11、6.1.11、6.2.11、7.1.11、7.2.11のゴム弾性的な材料が、半径方向内側に向かって膨出部5、6、7へと押し除けられ、特に耐久性が高く緊密な結合がベローズ1とピン9との間で生じる。
図5に、ジョイントのピン9の上に配置されたベローズ1を示すスリーブ構造が示されている。湾出部5.1.10、5.2.10、6.1.10、6.2.10、7.1.10、7.2.10及び***部5.1.11、5.2.11、6.1.11、6.2.11、7.1.11、7.2.11は、トラック19に配置された固定バンド18により平坦化されており、その結果、膨出部5、6、7は、補強リブ5.1.17、5.2.17、6.1.17、6.2.17、7.1.17、7.2.17により追加的に支持され、形状に関し補強がなされる。
図6には、図1のスリーブに類似するスリーブが示されているが、各々の膨出部5、6、7は、軸方向に間隔をおいて互いに隣接して配置された少なくとも2つの、図示した実施例では3つの積層部20、21、22を有している。積層部20、21、22はそれぞれシール部材として構成されており、合同に構成されたトリポードジョイントのピン9に密に当接可能である。
1 ベローズ
2 端面
3 半径方向内側方向
4 円周方向
5、6、7 膨出部
5.1、5.2、6.1、6.2、7.1、7.2 側部
5.1.10、5.2.10、6.1.10、6.2.10、7.1.10、7.2.10 湾出部
5.1.11、5.2.11、6.1.11、6.2.11、7.1.11、7.2.11 ***部
5.1.17、5.2.17、6.1.17、6.2.17、7.1.17、7.2.17 補強リブ
8 軸方向の間隔
9 ピン
12 軸方向
13 中央部
15、16 角度
18 固定バンド
19 トラック
20、21、22 積層部

Claims (17)

  1. ゴム弾性的な材料からなるベローズ(1)を含むスリーブであって、前記ベローズが、一方の端面側(2)に、半径方向内側(3)に向かって且つ前記ベローズ(1)の端面(2)の円周方向(4)に延びる少なくとも2つのポケット状の膨出部(5、6、7)を有しており、前記膨出部(5、6、7)には、互いに軸方向の間隔(8)をおいて隣接して配置された2つの側部(5.1、5.2、6.1、6.2、7.1、7.2)がそれぞれ設けられており、前記膨出部(5、6、7)が、ジョイントの、適合するよう構成されたピン(9)に密に当接可能であり、前記ベローズ(1)及び前記膨出部(5、6、7)が、一体的且つ材料統一的に形成されている、スリーブ。
  2. 前記ベローズ(1)が、トリポードエレメントとして構成され且つ円周方向(4)で均等に配分されて配置された3つの膨出部(5、6、7)を有する、請求項1に記載のスリーブ。
  3. 各々の前記トリポードエレメントが、ただ1つの膨出部(5、6、7)を含む、請求項2に記載のスリーブ。
  4. 各々の前記膨出部(5、6、7)が、軸方向(12)で間隔をおいて互いに隣接して配置された少なくとも2つの積層部(20、21、22)を有しており、該積層部が、それぞれシール部材として構成されるとともに、適合するよう構成されたトリポードジョイントの軸ピンに密に当接可能である、請求項2に記載のスリーブ。
  5. 前記ベローズ(1)が、伸縮ベローズとして構成されている、請求項1から4のいずれか1項に記載のスリーブ。
  6. 前記ベローズ(1)が、前記膨出部(5、6、7)とともに、ブロー成形法により一段階で成形されている、請求項1から5のいずれか1項に記載のスリーブ。
  7. 前記ベローズ(1)が、熱可塑性エラストマーからなる、請求項1から6のいずれか1項に記載のスリーブ。
  8. 各々の前記側部(5.1、5.2、6.1、6.2、7.1、7.2)が、半径方向外側において、半径方向外側に向かって円周方向(4)に延びる湾出部(5.1.10、5.2.10、6.1.10、6.2.10、7.1.10、7.2.10)を有し、且つ/又は軸方向(12)に延びる***部(5.1.11、5.2.11、6.1.11、6.2.11、7.1.11、7.2.11)を有する、請求項1から7のいずれか1項に記載のスリーブ。
  9. 前記湾出部(5.1.10、5.2.10、6.1.10、6.2.10、7.1.10、7.2.10)が、円周方向(4)で見て、それぞれの前記膨出部(5、6、7)の中央部(13)にわたってドーム状に構成されている、請求項8に記載のスリーブ。
  10. 前記湾出部(5.1.10、5.2.10、6.1.10、6.2.10、7.1.10、7.2.10)が、円周方向(4)で見て、それぞれの前記膨出部(5、6、7)の中央部(13)にわたって対称に構成されている、請求項8又は9のいずれか1項に記載のスリーブ。
  11. それぞれの前記膨出部(5、6、7)の、軸方向の間隔(8)をおいて互いに隣接して配置された両方の前記側部(5.1、5.2、6.1、6.2、7.1、7.2)が、半径方向外側で、軸方向(12)で見て、実質的に切妻屋根状の表面を共に有し、当該表面が、前記***部(5.1.11、5.2.11、6.1.11、6.2.11、7.1.11、7.2.11)により形成されている、請求項8から10のいずれか1項に記載のスリーブ。
  12. 互いに軸方向で隣接する前記側部(5.1、5.2、6.1、6.2、7.1、7.2)の前記***部(5.1.11、5.2.11、6.1.11、6.2.11、7.1.11、7.2.11)が、それぞれ楔形に構成されており、前記ベローズ(1)の対称軸(14)に関し相互に傾いて配置されており、前記ベローズ(1)の対称軸(14)と最大で20°である角度(15、16)をそれぞれ形成する、請求項11に記載のスリーブ。
  13. 両方の前記***部(5.1.11、5.2.11、6.1.11、6.2.11、7.1.11、7.2.11)の角度(15、16)が等しい大きさである、請求項12に記載のスリーブ。
  14. 各々の前記側部(5.1、5.2、6.1、6.2、7.1、7.2)が、当該側部を横切る方向に延びる少なくとも1つの補強リブ(5.1.17、5.2.17、6.1.17、6.2.17、7.1.17、7.2.17)を有しており、前記補強リブが、それぞれの前記湾出部(5.1.10、5.2.10、6.1.10、6.2.10、7.1.10、7.2.10)から半径方向内側(3)に向かってそれぞれの前記膨出部(5、6、7)へと延びている、請求項8から13のいずれか1項に記載のスリーブ。
  15. 前記膨出部(5、6、7)の互いに軸方向で隣接する前記側部(5.1、5.2、6.1、6.2、7.1、7.2)の前記補強リブ(5.1.17、5.2.17、6.1.17、6.2.17、7.1.17、7.2.17)が、互いに軸方向(12)で向かい合っており、円周方向(4)でそれぞれの前記膨出部(5、6、7)の中央部(13)に配置されている、請求項14に記載のスリーブ。
  16. 互いに軸方向で隣接する前記側部(5.1、5.2、6.1、6.2、7.1、7.2)の前記補強リブ(5.1.17、5.2.17、6.1.17、6.2.17、7.1.17、7.2.17)が、それぞれの前記膨出部(5、6、7)から軸方向で互いに反対方向にそれぞれの前記側部(5.1、5.2、6.1、6.2、7.1、7.2)から突出し、軸方向で互いに反対を向いている、請求項14又は15のいずれか1項に記載のスリーブ。
  17. ジョイントのピン(9)と、請求項1から16のいずれか1項に記載のベローズ(1)とを含むスリーブ構造であって、前記ベローズが、前記ピン(9)の上に配置されており、膨出部(5、6、7)と湾出部(5.1.10、5.2.10、6.1.10、6.2.10、7.1.10、7.2.10)及び/又は***部(5.1.11、5.2.11、6.1.11、6.2.11、7.1.11、7.2.11)とを有する前記ベローズ(1)の端面(2)が、固定バンド(18)により半径方向の予負荷、並びに前記湾出部(5.1.10、5.2.10、6.1.10、6.2.10、7.1.10、7.2.10)及び/又は前記***部(5.1.11、5.2.11、6.1.11、6.2.11、7.1.11、7.2.11)の平坦化の下で取り囲まれている、スリーブ構造。
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