(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面にスズメッキ層を備えた２枚の端子金具(10,30)を重ね合わせて締め付け具(52)により緊締することで、前記両端子金具(10,30)を接触状態に保持する端子の組み付け構造であって、前記両端子金具(10,30)には前記締め付け具(52)が貫通する貫通孔(23,43)が形成され、一方の端子金具(10)には前記貫通孔(23)を挟んだ位置に受け部(14)及び係止部(13)が対をなして設けられ、他方の端子金具(30)には前記貫通孔(43)を挟んだ位置に前記一方の端子金具(10)の前記受け部(14)と係止部(13)とに係合して両端子金具(10,30)が離れる方向に変位することを規制する係止部(33)及び受け部(34)が形成されると共に前記一方の端子金具(10)に向かって突出する突部(45)が形成され、かつ、前記突部(45)の突出高さは、前記係止部(13,33)及び受け部(14,34)が互いに当接する状態において前記一方の端子金具(10)の他方の端子金具(30)との重ね合わせ面よりも高くなるように設定されると共に、その高さは、前記両端子金具(10,30)を互いに重ね合わせて前記締め付け具(52)により緊締することにより前記端子金具(10)と前記突部(45)との接触部に６Ｎ／mm2以上の圧力を作用させて前記端子金具(10)のスズメッキ層表面の金属酸化物やその他化合物の薄膜を破って金属相互が結合する凝着を生ぜしめた場合に、その後、前記締め付け具(52)を緩めたときに前記端子金具(10)と前記突部(45)との接触部に１Ｎ／mm2以上の圧力が残留するような高さに設定されていることを特徴とする端子の組み付け構造。
【請求項２】
前記突部(45)は、前記貫通孔(43)を両側から挟む位置に対をなして設けられると共に、その両突部(45)の対向方向と、前記受け部(14)及び係止部(13)の対向方向とはほぼ直角になるように配置されていることを特徴とする請求項１記載の端子の組み付け構造。
【請求項３】
表面にスズメッキ層を備えた２枚の端子金具(10,30)を重ね合わせて締め付け具(52)により緊締することで、前記両端子金具(10,30)を接触状態に保持する端子の組み付け方法であって、前記両端子金具(10,30)には前記締め付け具(52)が貫通する貫通孔(43)が形成されると共に、一方の端子金具(10)には前記貫通孔(43)を挟んだ位置に受け部(14)及び係止部(13)が対をなして設けられ、他方の端子金具(30)には前記貫通孔(43)を挟んだ位置に前記一方の端子金具(10)の前記受け部(14)と係止部(13)とに係合して両端子金具(10,30)が離れる方向に変位することを規制する係止部(33)及び受け部(34)が形成されると共に前記一方の端子金具(10)に向かって突出する突部(45)が形成され、かつ、前記突部(45)の突出高さは、前記係止部(13,33)と受け部(14,34)が互いに当接する状態において前記一方の端子金具(10)の他方の端子金具(30)との重ね合わせ面よりも高くなるように設定されると共に、その高さは、前記両端子金具(10,30)を互いに重ね合わせて前記締め付け具(52)により緊締することにより前記端子金具(10)と前記突部(45)との接触部に６Ｎ／mm2以上の圧力を作用させた場合に、その後、前記締め付け具(52)を緩めたときに前記端子金具(10)と前記突部(45)との接触部に１Ｎ／mm2 以上の圧力が残留するような高さに設定されており、前記端子金具(10)と前記突部(45)との接触部に６Ｎ／mm2以上の圧力が作用するように締め付けることにより、前記端子金具のスズメッキ層表面の金属酸化物やその他化合物の薄膜を破って金属相互が結合する凝着を生じさせることを特徴とする端子の組み付け方法。
【請求項４】
前記突部(45)は、前記貫通孔(43)を両側から挟む位置に対をなして設けられると共に、その両突部(45)の対向方向と、前記受け部(14)及び係止部(13)の対向方向とはほぼ直角になるように配置されていることを特徴とする請求項３記載の端子の組み付け方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボルト等を利用して端子金具を接続部に締め付ける端子の組付け構造及び組み付け方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば複数の機器に個別に接続したアース端子をボディなどに取り付ける場合には、２枚のアース端子同士を重ね合わせるようにして一体に組み付け、これをボルトによってボディに固着する構造が用いられている。この構造では、ボルトを締め付けることによってアース端子がボディに密着されるとともに、一方のアース端子が他方のアース端子に密着される。このようにアース端子同士が密着することにより、ボディに直接接触していないアース端子も間接的にボディと導通可能になる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の構造では、アース端子同士の電気的導通すなわちアース端子と相手の接続部との電気的導通はボルトの締付力によって維持されているから、万一、ボルトが緩むと、両者間の接触抵抗が急激に増大してしまうという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、端子金具を接続部に重ねて締め付けるものにおいて、その締付力の低下に関わらず、端子金具と相手の接続部との間の接触抵抗が大きく低下することを防止できる端子の組み付け構造及び組み付け方法を提供するところにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の端子の組み付け構造は、表面にスズメッキ層を備えた２枚の端子金具を重ね合わせて締め付け具により緊締することで、前記両端子金具を接触状態に保持する端子の組み付け構造であって、前記両端子金具には前記締め付け具が貫通する貫通孔が形成され、一方の端子金具には前記貫通孔を挟んだ位置に受け部及び係止部が対をなして設けられ、他方の端子金具(30)には前記貫通孔(43)を挟んだ位置に前記一方の端子金具(10)の前記受け部(14)と係止部(13)とに係合して両端子金具(10,30)が離れる方向に変位することを規制する係止部(33)及び受け部(34)が形成されると共に前記一方の端子金具(10)に向かって突出する突部(45)が形成され、かつ、前記突部の突出高さは、前記係止部及び受け部が互いに当接する状態において前記一方の端子金具の他方の端子金具との重ね合わせ面よりも高くなるように設定されると共に、その高さは、前記両端子金具を互いに重ね合わせて前記締め付け具により緊締することにより前記端子金具と前記突部との接触部に６Ｎ／mm2以上の圧力を作用させて前記端子金具のスズメッキ層表面の金属酸化物やその他化合物の薄膜を破って金属相互が結合する凝着を生ぜしめた場合に、その後、前記締め付け具を緩めたときに前記端子金具と前記突部との接触部に１Ｎ／mm2以上の圧力が残留するような高さに設定されているところに特徴を有する。
【０００６】
請求項２の端子の組み付け構造は、請求項１の発明において、前記突部を、前記貫通孔を両側から挟む位置に対をなして設けると共に、その両突部の対向方向と、前記受け部及び係止部の対向方向とはほぼ直角になるように配置したところに特徴を有する。
【０００７】
また、請求項３の端子の組み付け方法は、表面にスズメッキ層を備えた２枚の端子金具を重ね合わせて締め付け具により緊締することで、前記両端子金具を接触状態に保持する端子の組み付け方法であって、前記両端子金具には前記締め付け具が貫通する貫通孔が形成されると共に、一方の端子金具には前記貫通孔を挟んだ位置に受け部及び係止部が対をなして設けられ、他方の端子金具(30)には前記貫通孔(43)を挟んだ位置に前記一方の端子金具(10)の前記受け部(14)と係止部(13)とに係合して両端子金具(10,30)が離れる方向に変位することを規制する係止部(33)及び受け部(34)が形成されると共に前記一方の端子金具(10)に向かって突出する突部(45)が形成され、かつ、前記突部の突出高さは、前記係止部と受け部が互いに当接する状態において前記一方の端子金具の他方の端子金具との重ね合わせ面よりも高くなるように設定されると共に、その高さは、前記両端子金具を互いに重ね合わせて前記締め付け具により緊締することにより前記端子金具と前記突部との接触部に６Ｎ／mm2以上の圧力を作用させた場合に、その後、前記締め付け具を緩めたときに前記端子金具と前記突部との接触部に１Ｎ／mm2 以上の圧力が残留するような高さに設定されており、前記端子金具と前記突部との接触部に６Ｎ／mm2以上の圧力が作用するように締め付けることにより、前記端子金具のスズメッキ層表面の金属酸化物やその他化合物の薄膜を破って金属相互が結合する凝着を生じさせるところに特徴を有する。
そして、請求項４の端子の組み付け方法は、請求項３の方法において、前記突部を、前記貫通孔を両側から挟む位置に対をなして設けると共に、その両突部の対向方向と、前記受け部及び係止部の対向方向とをほぼ直角になるように配置したところに特徴を有する。
【０００８】
【発明の作用及び効果】
本発明は、表面にスズメッキ層を有する端子金具を接続部に重ねた状態で、端子金具と接続部との間に強い圧力を作用させると、スズメッキ層において金属の凝着現象が発生して接触抵抗が激減すること、しかも、いったん凝着現象を発生させると、締め付け圧力を緩めても接触抵抗が低い状態を維持することを発見したことに基づきなされたものである。
【０００９】
すなわち、本発明では、端子金具を組み付けるには、まず端子金具を接続部に重ね合わせる。そして、この状態で端子金具を締め付け具により緊締すると、強い圧力が端子金具と接続部との間に作用するため、その接触部の一部に端子金属の表面のスズメッキ層において金属の凝着現象が発生する。端子金具の表面は通常は金属酸化物やその他化合物の薄膜によって覆われた状態にあるが、局部的に強い圧力を作用させると、その薄膜が破れて金属の凝着現象が発生するものと考えられる。
【００１０】
酸化皮膜が存在する状態では、重ね合わせた端子金具を締め付けると、その締付力を強めるに従い端子金具相互間の接触抵抗は減少するが、端子金具の締付力を弱めると、それに伴い端子金具相互の接触抵抗は減少してしまう。すなわち、従来の端子金具を締め付けたときの接触荷重と接触抵抗との変化の様子を、実験結果に基づき定性的に表すと図１（Ｂ）のようになるのである。これが従来、例えば端子金具の締め付け用ボルトが緩んだ場合には端子同士の接触抵抗が急激に増大してしまっていた原因と考えられる。
【００１１】
これに対して、端子金具と相手方の接触部との間にスズメッキ層の凝着現象が発生するまで緊締した本発明構造では、締め付け具が緩んでも金属凝着部において導通が維持される。すなわち、その接触抵抗は図１（Ａ）に示すように変化し、僅かな締付力が残っていれば、接触抵抗を極めて低い状態に維持できるのである。
【００１２】
なお、実験によれば、端子金具の表面状態やスズメッキ層の組成等によりわずかに相違するものの、スズメッキ層を備えた端子金具と接続部との接触部に６Ｎ／mm2 以上の圧力が作用するように締め付けると、その接触部において金属の凝着現象を容易に発生させることができた。
【００１３】
また、特に請求項１及び請求項３の発明では、端子金具に突部を形成しているから、比較的弱い締め付け力であっても突部の先端では極めて強い圧力となり、凝着現象をより確実に発生させることができ、接触抵抗の低減に効果的である。しかも、両端子金具にこれらが離れる方向に変位することを規制する係止部及び受け部を形成し、突部の突出高さを、係止部と受け部とが互いに係合する状態において一方の端子金具の他方の端子金具との重ね合わせ面よりも高くなるように設定しているから、係止部と受け部とを係合させて両端子金具を組み合わせた状態では、端子金具が僅かに弾性変形して突部が相手方の端子金具に予め弾性的に圧接する。このため、両端子金具を締め付け具によって締め付けた後に、例えば車両の振動等によって締め付け具の締め付け力が大きく低下したとしても、端子金具間は両者を弾性変形させつつ無理矢理に組み合わせたことに基づく弾発力によって、突部と他方の端子金具との間の圧力がある程度に維持され、両者間の接触抵抗が低い状態に維持される。しかも、その突部の突出高さを、両端子金具を互いに重ね合わせて締め付け具により緊締することにより端子金具と突部との接触部に６Ｎ／mm2 以上の圧力を作用させた場合に、その後、締め付け具を緩めたときに端子金具と突部との接触部に１Ｎ／mm2 以上の圧力が残留するような高さに設定しているので、端子金具間で凝着現象を確実に発生させ、かつ、接触抵抗のヒステリシス現象が発生するために、締め付け具の締付力が緩んでも接触抵抗を確実に低く維持できる。
また、請求項２及び請求項４の発明では、突部を、端子金具の貫通孔を両側から挟む位置に対をなして設けると共に、その両突部の対向方向と、受け部及び係止部の対向方向とをほぼ直角になるように配置したから、両端子金具の組み合わせ時及び締め付け時に両突部にバランス良く力が加わることになり、上述の凝結現象を確実に発生させることができるようになる。
【００１４】
【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面を参照して説明する。
本実施形態では、２つの端子金具を組み付けてこれを車両のボディに取り付ける構成としたアース用端子金具の組付け構造に適用した例について説明する。従って、一方のアース用端子金具が本発明にいう「端子金具」に相当し、他方のアース用端子金具が本発明にいう相手方の「接続部」に相当する。
【００１５】
第１端子金具１０は、導通性の金属板材を所定形状に打ち抜いたものに曲げ加工を施して成形され、表面にスズメッキ層が形成されている。全体として組付け部１１と電線接続部２４とからなり、組付け部１１は互いに間隔を空けて平行に並ぶ２つの平坦な板状重ね合わせ部１２，１２と、この両板状重ね合わせ部１２，１２の一方の端部同士の間に差し渡すように配された板状をなす係止部１３と、両板状重ね合わせ部１２，１２における係止部１３とは反対側の端部同士の間に差し渡すように配された板状をなす受け部１４とからなる。両板状重ね合わせ部１２，１２は互いに同一面高さに設定され、係止部１３と受け部１４とは互いに同一面高さに設定されている。そして、この係止部１３と受け部１４は両板状重ね合わせ部１２，１２に対してほぼ板厚分の段差を設けた低い高さに設定されている。
【００１６】
係止部１３には、受け部１４とは反対側へ面一状に延出する外れ規制部１５が形成されており、この外れ規制部１５の上面には、後述する第２端子金具３０の係止孔３９と係合するための係止爪１６が切り起こしによって形成されている。この外れ規制部１５の先端縁には、後述する第２端子金具３０の受け部３４との係合動作を容易にするための傾斜したガイド面１７が形成されている。かかる外れ規制部１５と板状重ね合わせ部１２との間には、第２端子金具３０の板状重ね合わせ部３２と受け部３４との連続部を入り込ませるための逃がし溝１８が設けられている。
【００１７】
受け部１４の上面には第２端子金具３０の係止爪３６と係合する係止孔１９が形成されている。同じく受け部１４には、外れ規制部１５側へ面一状に延出する突出部２０が形成されており、この突出部２０の上面には、第２端子金具３０の係止爪３６との嵌合動作を容易にするための傾斜したガイド面２１が形成されている。また、突出部２０と板状重ね合わせ部１２との間には、第２端子金具３０の板状重ね合わせ部３２と係止部３３との連続部を入り込ませるための逃がし溝２２が設けられている。
【００１８】
係止部１３と突出部２０の互いに対向する縁部は同心同径の円弧形に成形されており、この円弧と同心同径の仮想円に対して両板状重ね合わせ部１２，１２の側縁が接するように配されており、これらの縁部によって囲まれた空間はスタッドボルト（図示せず）と嵌合するための貫通孔２３となっている。
【００１９】
上記組付け部１１には電線接続部２４が一体に形成されている。即ち、電線接続部２４は、一方の板状重ね合わせ部１２における受け部１４側の端部側縁から板状重ね合わせ部１２の長さ方向に対して直角な方向へ延出して設けられている。この電線接続部２４は、インシュレーションバレル２４Ａとワイヤバレル２４Ｂとからなり、インシュレーションバレル２４Ａは機器（図示せず）側からのアース電線Ｗの端末の樹脂被覆Ｗａに圧着され、ワイヤバレル２４Ｂはそのアース電線Ｗの樹脂被覆Ｗａを剥いて露出させた芯線Ｗｂに圧着されている。
【００２０】
一方、第２端子金具３０は、第１端子金具１０と同じく導通性の金属板材を所定形状に打ち抜いたものに曲げ加工を施して成形され、組付け部３１と電線接続部４４とを備えて構成される。組付け部３１は、第１端子金具１０の組付け部１１を上下反転させた構成になり、板状重ね合わせ部３２，３２が第１端子金具１０の板状重ね合わせ部１２，１２の下面側に重ね合わされ、且つ、係止部３３と受け部３４が夫々第１端子金具１０の受け部１４と係止部１３の上面側に重ね合わされるようになっている。この第２端子金具３０の組付け部３１にも、第１端子金具１０と同様に、係止部３３に外れ規制部３５と係止爪３６が形成されていると共に、受け部３４に係止孔３９と突出部４０とが形成され、さらに第１端子金具１０の貫通孔２３と整合する貫通孔４３が形成されていると共に、外れ規制部３５と板状重ね合わせ部３２との間及び突出部４０と板状重ね合わせ部３２との間に逃がし溝３８，４２が形成されている。
【００２１】
また、電線接続部４４は、第１端子金具１０の電線接続部２４と同じくインシュレーションバレル４４Ａとワイヤバレル４４Ｂとからなり、アース電線Ｗが圧着されている。この電線接続部４４は、一方の板状重ね合わせ部３２における受け部３４側の端部側縁から板状重ね合わせ部３２の長さ方向に対して直角な方向へ延出して設けられ、したがって第１端子金具１０と組み付けたときにその電線接続部２４と平行に並ぶようになっている。
【００２２】
そして、両側の板状重ね合わせ部３２のうち第１端子金具１０側の面には円形の突部４５が例えば裏側からの叩き出しによって形成されている。なお、この突部４５の高さについては、係止部１３，３３と受け部１４，３４が互いに当接する状態において、第１端子金具１０の板状重ね合わせ部１２の下面の高さよりも突部４５の頂上部のほうが高くなるように設定されている。
【００２３】
本実施例の構成は以上であり、次に上記第１端子金具１０と第２端子金具３０の組付け手順について説明する。第１端子金具１０を第２端子金具３０の上方に配し、双方の係止部１３，３３を夫々相手側の貫通孔４３，２３内に入り込ませ、この状態から貫通孔２３，４３同士が整合するように板状重ね合わせ部１２，３２の長さ方向（以下、組付け方向という）にスライドさせる。すると、第１端子金具１０の外れ規制部１５が第２端子金具３０の受け部３４の下に潜り込むと同時に第２端子金具３０の外れ規制部３５が第１端子金具１０の受け部１４の上に乗り上がるようになり、係止爪１６，３６と係止孔１９，３９が嵌合されたところで双方の端子金具１０，３０の組付けが完了する。この状態では、係止爪１６，３６と係止孔１９，３９との係合により組付けと反対方向への離脱が規制されると共に、逃がし溝１８と４２，２２と３８の奥端同士が当接することによって正規位置を越えた過剰な組付けが規制される。また、板状重ね合わせ部１２，３２同士の係合、及び、係止部１３，３３と受け部１４，３４との係合によって上下方向の離脱が規制される。
【００２４】
この状態では、双方の端子金具１０，３０が僅かに弾性変形した状態で、第１端子金具１０の板状重ね合わせ部１２の下面が突部４５に当接することになる。従って、端子金具１０，３０の弾性復元力により、突部４５と第１端子金具１０の板状重ね合わせ部１２とが強く押圧し合うと共に、係止部１３，３３と受け部１４，３４とが強く密着し、両端子金具１０，３０が一体的に結合している。
【００２５】
そこで、その端子金具１０、３０の貫通孔２３，４３を図４に示す車両ボディーＢに立てたスタッドボルト５０に挿通し、平ワッシャー５１Ａとスプリングワッシャー５１Ｂを介して締め付け具に相当するナット５２を螺合して締め付ける。これにより、図５に示すように、両端子金具１０，３０が重ね合わせ状態で緊締されると共に、ボディＢに圧接される。
【００２６】
ここで、本実施形態では、ナット５２による締め付け荷重が６Ｎ以上となるように最大トルクを設定してある。このため、第２端子金具３０の突部４５と第１端子金具１０との接触部では局部的に強い圧力が作用する（この実施形態では、６Ｎ／mm2 以上の圧力に相当する）。この結果、その接触部において、端子金具１０，３０の表面を覆う金属酸化物やその他化合物の薄膜が破れて図６に模式的に示すようにスズメッキ層Ｐの凝着現象が発生して凝着部Ｘによって両端子金具１０，３０が相互に固着された状態となる。
【００２７】
そして、上述のように、いったん金属の凝着現象が発生すると、その凝着部Ｘにおいて両端子金具１０，３０が固着されているから、万一、ナット５２が緩んで締め付け力が低下したとしても、端子金具１０，３０間の接触抵抗は低いまま維持されるのである。この実施形態で示した端子金具１０，３０による実測値を図７に実線にて示すが、締め付け圧力を６Ｎ／mm2 以上となるようにしておくと、締め付け圧力による接触抵抗の変化はヒステリシス曲線を描き、ナット５２の緩みによって締め付け圧力が約１Ｎ／mm2 にまで低下しても、接触抵抗はナット５２が緩む前の値と同等に維持され、約１ｍΩという低い値であった。ちなみに、締め付け圧力が６Ｎ／mm2 に満たない場合には、同図破線で示すように、ナット５２が緩むと接触抵抗もそれにつれて上昇し、締め付け圧力が１Ｎ／mm2 まで低下したところでは数十ｍΩにもなってしまった。
【００２８】
このように、本実施形態では端子金具１０，３０同士を強く締め付けてスズメッキ層に金属の凝着現象を発生させるようにしているから、万一、ナット５２の締め付け力が弱くなったとしても、端子間の接触抵抗を低い値に維持することができ、端子間の接触信頼性を高くすることができる。しかも、特に本実施形態では突部４５を形成しているから、比較的弱い締め付け力であっても突部４５の先端では極めて強い締め付け圧力とすることができ、凝着現象をより確実に発生させることができて接触抵抗の低減に効果的である。
【００２９】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施態様も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【００３０】
（１）上記実施形態では突部４５が円形の場合を例示したが、これに限らず、図８に示すように、突部４５を線状に突出させるように構成してもよい。その他、突部を１個だけ或いは３個以上設けてもよく、また、突部の高さや大きさは端子金具のサイズや材質等によって適宜選択すればよいものである。さらには、突部４５は請求項１の発明において必須ではなく、要は、スズメッキ層を有する端子金具と接続部との間で金属の凝結現象を生じさせるように端子金具を締め付ければよいものである。
【００３１】
（２）上記実施形態では突部４５を第２端子金具３０のみに設けたが、突部４５を第１端子金具１０のみに設けてもよく、第１端子金具１０と第２端子金具３０の双方に設けてもよい
（３）上記実施形態では、端子金具１０，３０を板状重ね合わせ部の板面に沿ってスライドさせることによって組み付けるタイプのものに適用した場合について説明したが、本発明は、ボルト貫通孔を整合させた状態で、その貫通孔を中心に相対回転させて組み付けるタイプのものにも適用することができる。
【００３２】
（４）上記実施形態では、２つの端子金具を組み付ける場合について説明したが、本発明は３以上の端子金具を組み付ける場合にも適用することができる。また、端子金具相互を重ね合わせる場合に限らず、端子金具を他の接続部に重ねて締め付ける構造にも適用することができ、さらにアース以外の用途に用いられる端子金具にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理を定性的に示す締め付け圧力と接触抵抗との関係を表すグラフ
【図２】本発明の一実施形態を示し端子金具を分離した状態をあらわす斜視図
【図３】同じく端子金具を組み付けた状態をあらわす斜視図
【図４】同じく端子金具の組付け状態をあらわす側面図
【図５】同じく締め付け状態を表す側面図
【図６】同じく締め付け状態における端子金具の接触部を示す拡大断面図
【図７】同じく締め付け圧力と接触抵抗との関係を表すグラフ
【図８】本発明の他の実施形態を示す斜視図
【符号の説明】
１０…第１端子金具（端子金具）
３０…第２端子金具（接続部）
４５…突部
５２…ナット（締め付け具）
【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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