(57)【要約】【課題】防水性の高いバッテリーケースを提供する。【解決手段】バッテリーＶが載置される底壁１１及び底壁の周囲を囲む周側壁１２を有するバッテリートレイと、バッテリートレイを覆うバッテリーカバーとを備え、バッテリートレイは、周側壁の上面の全周に亘って形成された溝部４１と、溝部の少なくとも外周側の開口縁部に立設された壁部と、溝部の全周に亘って連続するように形成され、溝部に組み付けられるシール部材４０とを有し、溝部にシール部材を組み付けた状態でバッテリートレイとバッテリーカバーとが固定されることで、バッテリートレイとバッテリーカバーとの間にシール部材が挟持される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリーが載置される底壁及び該底壁の周囲を囲む周側壁を有するバッテリートレイと、該バッテリートレイを覆うバッテリーカバーとを備え、
前記バッテリートレイは、
前記周側壁の上面の全周に亘って形成された溝部と、該溝部の少なくとも外周側の開口縁部に立設された壁部と、
前記溝部の全周に亘って連続するように形成され、前記溝部に収容されるシール部材とを有し、
前記溝部にシール部材を組み付けた状態で前記バッテリートレイと前記バッテリーカバーとが固定されることで、前記バッテリートレイと前記バッテリーカバーとの間に前記シール部材が挟持されることを特徴とする車両用バッテリーケース。
【請求項２】
前記バッテリーカバーには、前記バッテリートレイと前記バッテリーカバーとが固定されると前記溝部に収容された前記シール部材を押圧する突起部が、前記溝部に対応して形成されていることを特徴とする請求項１記載の車両用バッテリーケース。
【請求項３】
前記バッテリーカバーには、前記壁部を覆う段差部が形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の車両用バッテリーケース。
【請求項４】
前記バッテリートレイの周側壁の外側には、枠状フレームが設けられると共に、
前記バッテリートレイは、前記周側壁の上面に設けられたフランジ部を備え、
前記バッテリートレイと前記バッテリーカバーとが該フランジ部の溝部が形成された領域の外側に設けられた締結部材により前記枠状フレームの上面に固定されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車両用バッテリーケース。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両用バッテリーケースに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気自動車では車載バッテリーがかなりの重量および搭載スペースを占めるため、車体フロアの下側に複数個のバッテリーを搭載したバッテリーケースを載置し、バッテリーを車体フロアから密閉格納している。
【０００３】
このようなバッテリーケースとしては、例えば、アッパーケースとロアーケースとをそれぞれのフランジ部でボルトにより締結しているものが知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１８６３９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述したようにバッテリーケースは車体フロアの下側に載置されるものであるから、路面からの水が飛散して跳ね上がってバッテリーケースにかかることや、高圧洗車時の水がバッテリーケースにかかることもある。このため、バッテリーケースはより高度な防水処理がなされていることが望ましく、特許文献１に記載された構造では、シール部材等が設けられていないことから、防水処理が不十分である。
【０００６】
ところで、防水処理としては、例えば携帯電話の電池パックなどでは、一対の電池パック用ケースを接合する場合に、接合部に溝を設け、この溝に封止材を流し込んで封止して接合することが知られている。しかし、このような電池パック等の車両用のバッテリーケース以外のケースにおける防水処理を車両用のバッテリーケースに適用することは難しいという問題がある。これは、バッテリーケースにおいては、バッテリー交換時等にバッテリーケースを開封することがあり、封止材により封止した場合には開封するとその再現性がなくなってしまうからである。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、上記従来技術の問題点を解決することにあり、防水性の高いバッテリーケースを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の車両用バッテリーケースは、バッテリーが載置される底壁及び該底壁の周囲を囲む周側壁を有するバッテリートレイと、該バッテリートレイを覆うバッテリーカバーとを備え、前記バッテリートレイは、前記周側壁の上面の全周に亘って形成された溝部と、該溝部の少なくとも外周側の開口縁部に立設された壁部と、前記溝部の全周に亘って連続するように形成され、前記溝部に収容されるシール部材とを有し、前記溝部にシール部材を組み付けた状態で前記バッテリートレイと前記バッテリーカバーとが固定されることで、前記バッテリートレイと前記バッテリーカバーとの間に前記シール部材が挟持されることを特徴とする。
【０００９】
外周側の開口縁部に壁部を立設することで、バッテリートレイ外部から侵入した水がバッテリーが収容されている空間に侵入することを防止することで、防水性が高い。かつ、外周側の開口縁部に壁部を立設することで、仮に水が侵入したとしても、この壁部にぶつかり、シール部材に直接接触することがない。これにより、シール部材の変形を抑制でき防水性を高めることができる。さらには、外周側の開口縁部に壁部を立設することで、シール部材が規制されるので、シール部材が倒れてしまってシール不良となることを防止でき、防水性を高めることができる。
【００１０】
前記バッテリーカバーには、前記バッテリートレイと前記バッテリーカバーとが固定されると前記溝部に収容された前記シール部材を押圧する突起部が、前記溝部に対応して形成されていることが好ましい。突起部が形成されていることで、シール部材をしっかりと押圧することができ、よりシール性を高めて防水性を高めることができる。
【００１１】
前記バッテリーカバーには、前記壁部を覆う段差部が形成されていることが好ましい。バッテリーカバーはこのような段差部を有する形状となっていることで、その長手方向において剛性が高く、変形が抑制されるので防水性を高めることができる。
【００１２】
前記バッテリートレイの周側壁の外側には、枠状フレームが設けられると共に、前記バッテリートレイは、前記周側壁の上面に設けられたフランジ部を備え、前記バッテリートレイと前記バッテリーカバーとが該フランジ部の溝部が形成された領域の外側に設けられた締結部材により前記枠状フレームの上面に固定されていることが好ましい。このように締結部材で締結される領域と、シール部材によりシールされる領域とを分けることで、シール部材によるシール反力が高かったとしても、十分にバッテリートレイとバッテリーカバーとを固定することができ、シール性を向上させている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のバッテリーケースによれば、防水性が高いという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】バッテリーケースの設置を示すための電気自動車の模式的斜視図である。
【図２】バッテリーケースの分解斜視図である。
【図３】バッテリーケースの（ａ）上面図（ｂ）Ａ−Ａ線における断面図である。
【図４】図３（ｂ）の一部拡大図である。
【図５】実施形態１にかかる一部拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（実施形態１）
本発明にかかる実施形態１について以下説明する。
【００１６】
バッテリーケースは、内部に形成された収容空間内にバッテリーを収容するものである。例えば図１に示すように、バッテリーケース１は、電気自動車Ｉの車体の下部に図示しないバッテリー設置用部材により設置され、バッテリーケース１に収容されたバッテリーより電気自動車Ｉのモーター等に電気を供給する。バッテリーケース１の構成について、図２〜図４を用いて以下詳細に説明する。
【００１７】
バッテリーケース１は、具体的には、複数のバッテリーＶ（図３参照）が搭載されるバッテリートレイ１０と、バッテリートレイ１０の上面側に設けられ、バッテリートレイ１０を封止するバッテリーカバー２０と、バッテリートレイ１０の外周を覆い、バッテリートレイ１０を補強する枠状フレーム３０と、バッテリーカバー２０とバッテリートレイ１０とをシールするシール部材４０とを備える。
【００１８】
バッテリートレイ１０は、バッテリーケース１の下部を構成するものであり、薄肉（厚さ３〜８ｍｍ）樹脂から構成されている。バッテリートレイ１０は、多角形状の底壁１１を備える。この底壁１１の周縁には、周側壁１２が設けられている。底壁１１と周側壁１２とにより画成された空間が、バッテリーＶの収容空間Ｓ１の下部を構成する。周側壁１２は、車両の前方向に向けて曲折された曲折部を有する前側壁１２１と、前側壁１２１に対向する後側壁１２２と、前側壁１２１及び後側壁１２２を接続する左側壁１２３及び右側壁１２４とからなる。
【００１９】
周側壁１２より囲まれたバッテリートレイ１０の内部は、左側壁１２３及び右側壁１２４の間に亘ってバッテリートレイ１０の左右方向に第１仕切壁１２５が複数（図中では例として６個）設けられている。また、最前の第１仕切壁１２５と後側壁１２２との間に亘って、バッテリートレイ１０の前後方向に第２仕切壁１２６が設けられている。図３に示すように、これらの第１仕切壁１２５及び第２仕切壁１２６により区画された空間に、バッテリーＶが搭載される。
【００２０】
周側壁１２の端部（開口端部）には、外側にトレー側フランジ部１３が延設されている。トレー側フランジ部１３は、床面に対して平行となるように設けられている。
【００２１】
また、周側壁１２の直上に位置するトレー側フランジ部１３の上面には、図４に示すように、シール部材４０が収容される溝部４１が形成されている。溝部４１は、周側壁１２の周方向に亘って形成されている。溝部４１の深さ及び幅は、シール部材４０の形状によって任意に設定されるものである。
【００２２】
この溝部４１の外周側の開口縁部には、周方向に亘って外周側壁部４２が立設されている。また、溝部４１の内周側の開口縁部にも、周方向に亘って内周側壁部４３が立設されている。即ち、溝部４１の開口縁部には、溝部４１に周方向に沿って、外周側壁部４２及び内周側壁部４３からなる一対の壁部４４がフランジ面よりも突出して形成されている。また、内周側壁部４３は、周側壁１２の内壁面と面一状態となっている。図５に示すように、この一対の壁部４４及び溝部４１からシール部材４０を収容するシール部材収容空間Ｓ２が形成されている。
【００２３】
シール部材４０は、溝部４１の全周に亘って連続するように形成され、溝部４１に収容される。本実施形態では、シール部材４０は、複数のシール部材を接合して一体としたものである。シール部材４０は、本実施形態では断面形状が円形であるものを用いている。シール部材４０は、本実施形態では、外側にスキン層が形成された発泡ゴムである。
【００２４】
バッテリーカバー２０は、樹脂製であり、バッテリーケース１の上部を構成する。バッテリーカバー２０は、天井壁２１を備える。天井壁２１の周縁には、カバー側周側壁２２が設けられている。カバー側周側壁２２と天井壁２１とにより画成された空間が、バッテリーＶの収容空間Ｓ１の上部を構成する。カバー側周側壁２２の端部には、カバー側フランジ部２３が延設されている。カバー側フランジ部２３は、トレー側フランジ部１３に対応した形状となっている。即ち、カバー側フランジ部２３は、平坦なトレー側フランジ部１３に対応した形状であり、トレー側フランジ部１３に当接する当接部２４と、一対の壁部４４に対応した形状であり、一対の壁部４４を覆う段差部２５とからなる。段差部２５は、カバー側フランジ部２３の端部に沿って周方向に亘って延設されている。
【００２５】
また、段差部２５の下面、即ち溝部４１側には、カバー側周側壁２２の周方向に亘って、溝部４１に対向する突起２６が設けられている。突起２６は、シール部材収容空間Ｓ２に収容されたシール部材４０を押圧するものであり、その先端部は断面視において円弧面を有しており、丸みを帯びている。当接部２４は、トレー側フランジ部１３と後述する締結部材により締結されている。
【００２６】
枠状フレーム３０は、バッテリートレイ１０の周側壁１２の外周に設けられる。枠状フレーム３０は、複数の直線的な金属フレームからなる。即ち、枠状フレーム３０は、最前側の最前フレーム部３１と、最前フレーム部３１の左側にジョイント部材Ｊ１を介して接続された前フレーム部３２とを備える。また、前フレーム部３２の他端側には、ジョイント部材Ｊ２を介して左フレーム部３３が接続され、左フレーム部３３の他端側には、ジョイント部材Ｊ３を介して後側左フレーム部３４が接続されている。後側左フレーム部３４には、最前フレーム部３１と平行になるようにジョイント部材Ｊ４を介して後フレーム部３５が接続されている。後フレーム部３５の他端側には、ジョイント部材Ｊ５を介して、後側左フレーム部３４と平行になるように後側右フレーム部３６が接続されている。後側右フレーム部３６の他端側には、ジョイント部材Ｊ６を介して、左フレーム部３３と平行になるように右フレーム部３７が接続されている。右フレーム部３７の他端側には、ジョイント部材Ｊ７を介して、最前フレーム部３１が接続されている。このように、枠状フレーム３０は、複数の直線的な金属フレームとジョイント部材Ｊ１〜Ｊ７とでバッテリートレイ１０の周側壁１２を囲む枠状になるように組み立てられている。また、枠状フレーム３０の左フレーム部３３、後側左フレーム部３４、右フレーム部３７、後側右フレーム部３６の下面側には、フレーム側フランジ部３８が内側に延設されている。
【００２７】
このように構成された枠状フレーム３０の上面の幅は、バッテリートレイ１０のトレー側フランジ部１３の幅と同一となるように構成されている。また、枠状フレーム３０を構成する各金属フレームは、押し出しにより形成され、図３及び図４に示すように、内部が中空であり、その中央付近には左右方向に亘って梁部３９が設けられている。
【００２８】
上述した各部材は、以下に説明するようにして固定される。
【００２９】
バッテリートレイ１０の外壁側には、上述のように枠状フレーム３０が下側から取り付けられる。即ち、枠状フレーム３０にバッテリートレイ１０が嵌めこまれ、枠状フレーム３０の上面には、バッテリートレイ１０のトレー側フランジ部１３が配される。そして、バッテリートレイ１０の上側には、バッテリーカバー２０が取り付けられる。
【００３０】
バッテリートレイ１０のシール部材収容空間Ｓ２には、シール部材４０が一対の壁部４４により位置決めされ、収容（組み付け）される。バッテリートレイ１０のトレー側フランジ部１３上には、バッテリーカバー２０のカバー側フランジ部２３が配される。カバー側フランジ部２３が配されると、バッテリーカバー２０に設けられた突起２６がシール部材４０の上に配されることとなる。このバッテリーカバー２０とバッテリートレイ１０とがシール部材収容空間Ｓ２内に収容されたシール部材４０を挟んだ状態で、トレー側フランジ部１３上に設置されたカバー側フランジ部２３の当接部２４とトレー側フランジ部１３とは、当接され、枠状フレーム３０上に、ブラインドナット５１とボルト５２とにより固定される。具体的には、枠状フレーム３０にはブラインドナット５１が所定位置に設けられており、当接部２４側からボルト５２をブラインドナット５１に挿入して当接部２４とトレー側フランジ部１３と枠状フレーム３０とが固定される。固定されることにより、図５（ｂ）に示すように突起２６がシール部材収容空間Ｓ２内に挿入され、シール部材４０が押圧され変形し、シール部材４０は、バッテリートレイ１０及びバッテリーカバー２０により挟持され、バッテリーケース１はシールされる。
【００３１】
このようにして固定されると、バッテリーケース１の内部に、即ちバッテリーカバー２０とバッテリートレイ１０との間に収容空間Ｓ１が形成される。この収容空間Ｓ１は、シール部材４０によりシールされた密閉性の高い空間である。バッテリーＶはこの収容空間Ｓ１内に密閉された状態で収容されている。
【００３２】
また、枠状フレーム３０とバッテリートレイ１０とは、枠状フレーム３０のフレーム側フランジ部３８とバッテリートレイ１０の底壁１１とが固定されていることで、上下方向についても固定されている。具体的には、底壁１１に設けられたインサートナット５３に底壁１１側からボルト５２を締結して、フレーム側フランジ部３８とバッテリートレイ１０の底壁１１とが固定される。
【００３３】
上述した構成のバッテリーケース１の効果について説明する。
【００３４】
バッテリーケース１は、トレー側フランジ部１３及び当接部２４のブラインドナット５１とボルト５２により締結された領域よりも内側で、シール部材４０によりバッテリートレイ１０とバッテリーカバー２０とがシールされている。そして、このシール部材４０が、外周側壁部４２により区画されたシール部材収容空間Ｓ２内に収容されていることから、仮に、高圧洗車時等の水がバッテリーカバー２０及びバッテリートレイ１０の間から侵入し、当接部２４とトレー側フランジ部１３との当接している領域を越えてきたとしても、外周側壁部４２により水がバッテリーＶが収容された収容空間Ｓ１に侵入することを抑制できる。これにより、本実施形態のバッテリーケース１は防水性が高い。そして、外周側壁部４２によりシール部材４０に水や油などの液体が直接触れることを抑制することから、シール部材４０の変形（又は劣化）を抑制できる。例えば溝部４１のみ設けて、シール部材を収容したとすれば、高圧洗車時の水などが当接部２４を越えて侵入すると、シール部材に直接水があたり、シール部材を変形させ、水が収容空間Ｓ１に侵入してしまう虞がある。これに対し、本実施形態では、外周側壁部４２によりシール部材４０に直接水が接触することを防止して、シール部材４０の変形を抑制し、これによりシール性を向上させているのである。
【００３５】
また、本実施形態においては、一対の壁部４４を形成することで、溝部４１をシール部材４０よりも深く形成する必要がなく、バッテリートレイ１０の剛性を低下させることがない。仮に、一対の壁部４４を設けずに溝部４１を深く形成するとすれば、バッテリートレイ２０の形状を変更する必要があり、この場合枠状フレーム３０の形も変えなければならない。これに対し、本実施形態では、上述のように一対の壁部４４を設けているので、溝部４１を深く形成する必要がなく、バッテリートレイ１０の剛性を保持できるために、変形に強く、シール性を高く保持することができる。また、溝部４１をバッテリートレイ１０の周側壁１２の上面に設けることで、バッテリーケースを大型化してしまうことがない。例えば、周側壁１２から離れた位置に形成するとなれば、さらにトレー側フランジ部１３を延設する必要があり、バッテリーケース１全体が大型化してしまうことが考えられる。
【００３６】
また、本実施形態では、シール部材４０の断面形状が円形であり、かつ、シール部材収容空間Ｓ２内に収容されていることから、シール部材４０が倒れにくい。例えば、楕円形のシール部材をその長径が溝の深さよりも十分長くなるように形成して、シール性を高めることも考えられる。しかし、この場合、シール部材が高さ方向に長いために溝から大きくはみ出てしまい、特に溝のコーナー部においてシール部材が倒れやすく、これがシール不良の原因となってしまう。これに対し、本実施形態では、上述のように、シール部材４０は断面形状が円形であるものを用い、かつ、シール部材４０は一対の壁部４４の中に収容されるので、シール部材４０は倒れにくく、シール不良を抑制できる。なお、例えばＯリングなどの断面形状が円形であるシール部材は、剛性の高いもの、例えば金属からなる部材同士のシールには用いられるが、剛性の低い樹脂からなる部材同士のシールには一般に用いられない。これは、剛性が低いとシール反力が強く、シールのつぶし量を十分にとることができないからである。しかし、本実施形態においては、枠状フレーム３０をバッテリートレイ１０の外周側に設けることで、薄肉樹脂からなるバッテリートレイ１０の剛性を高めていること、及び、一対の壁部４４によりシール部材４０を規制し、かつ、突起２６によりシール部材４０を押圧していることにより、本実施形態では、断面形状が円形であるシール部材４０を用いることができ、上述のような効果を奏することができる。
【００３７】
また、この外周側壁部４２を溝部４１の開口縁部に立設することで、シール部材４０が安定してシール部材収容空間Ｓ２に収容されるので、シール部材４０をシール部材収容空間Ｓ２に収容する場合に位置決めがしやすい。これにより、シール部材４０の位置がずれることによるシール不良を防止して、シール性をより高めることが可能である。また一対の壁部４４を設けたことで、シール部材４０の位置が規制されるので、例えバッテリーカバー２０がずれて設置されたとしても、固定の時に突起２６がシール部材４０の中央に位置しやすく、シール性が高い状態で固定することができる。
【００３８】
さらにまた、バッテリーカバー２０が段差部２５を有していることにより、カバー側フランジ部２３はその長手方向の変形に対して剛性が高い。これにより、バッテリーカバー２０は変形しにくいためバッテリーケース１のシール性を高めることができる。
【００３９】
また、突起２６の先端が断面視において丸みを帯びているので、シール部材４０を無理に変形させず、シール部材の劣化（へたりや亀裂）を抑制して防水性をより高めている。
【００４０】
さらに、本実施形態においては、シール部材４０としては、内側が発泡ゴムからなるものを用いることで、シール部材４０の柔軟性が高く、これによりシール部材収容空間Ｓ２内のコーナー部においてシール部材にしわが寄ることがなく、より確実にバッテリーケース１のシール性を高めることができる。
【００４１】
また、封止材ではなく、シール部材４０によりシールしていることから、バッテリーケース１は再現性を有している。
【００４２】
このように、本実施形態においては、樹脂製のバッテリーカバー２０及び樹脂製のバッテリートレイ１０を、シール部材４０のシール反力に負けずに固定して、シール部材４０をバッテリーカバー２０及びバッテリートレイ１０により挟持していることで、シール性が高い。この場合に、このシール部材４０を収容するシール部材収容空間Ｓ２の外周側壁部４２を設けることで、バッテリーの収容空間Ｓ１への水等の侵入を防止し、かつ、シール部材４０の変形を抑制すると共に、シール部材４０がコーナー部において倒れることを抑制しているので、シール性が高いと同時に防水性が高い。
【００４３】
以下、その他の実施形態について説明する。
【００４４】
上述した実施形態では、電気自動車Ｉにバッテリーケース１を設置した場合について説明したが、これに限定されない。バッテリーケース１は、車両用であり、例えばハイブリッド車のバッテリーケースとしても用いることが可能である。
【００４５】
本実施形態では、突起２６を設けてシール部材４０を押圧したが、突起２６を設けずに、段差部２５の下面でシール部材４０を押圧するように構成してもよい。しかしながら、突起２６により押圧することで、上述したように、よりシール力を高めることができると共に、バッテリーカバー２０の剛性を高めることができるため好ましい。
【００４６】
本実施形態では、外周側壁部４２と内周側壁部４３とを設けたが、少なくとも外周側壁部４２を設けることで、バッテリーケース１の外周側からの液体の侵入を抑制してバッテリーケース１の防水性を高めることが可能である。内周側壁部４３を設けることで、シール部材４０の位置決めが容易となり、これによりバッテリーケース１のシール性を向上させることができる。内周側壁部４３は、本実施形態においては、周方向に亘って連続的に設けるようにしたが、断続的に設けることも可能である。
【００４７】
本実施形態では、シール部材４０は、断面視において円形状であるものを用いたが、これに限定されない。例えば、断面視において略正方形状であってもよい。また、シール部材４０としては、しわがよりにくい素材であればよく、本実施形態に限定されない。例えば、本実施形態では、外側にスキン層が形成された発泡ゴムからなるシール部材を用いたが、シール部材４０として外側が内側よりも硬いソリッドゴムで、内側が発泡ゴムからなるものを用いたり、中空のソリッドゴムのみからなっているものであってもよい。また、シール部材４０は、外側にソリッドゴムがないものであってもよい。
【００４８】
上述した各実施形態では、締結部材としてブラインドナット５１を用いたが、これに限定されず、ウエルドナットやウエルドボルト等を用いてもよい。また、両者を固定できればボルトやナットに限定されず、例えば、クリップや押さえプレート等でもよい。
【００４９】
バッテリーケース１の形状は、車両の形状により適宜定まるものであり、上述した形状に限定されない。例えば、上述した各実施形態では、バッテリーカバー２０はカバー側周側壁２２を備えるものであったが、例えば平面状のカバーであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明のバッテリーケースは、強度、剛性が高く、かつ密封性が高いため例えば車両製造分野においてバッテリーの収容ケースとして利用可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１０   バッテリートレイ
１１   底壁
１２   周側壁
１３   トレー側フランジ部
２０   バッテリーカバー
２１   天井壁
２２   カバー側周側壁
２３   カバー側フランジ部
２４   当接部
２５   段差部
２６   突起
３０   枠状フレーム
３８   フレーム側フランジ部
３９   梁部
４０   シール部材
４１   溝部
４２   外周側壁部
５１   ブラインドナット
【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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