(57)【要約】【課題】高出力でコンパクトに構成できるハイブリッドインフレーターの提供。【解決手段】インフレーター１は、ガス発生室２６と中間室３７との間に、第１破裂板３５によって塞がれた噴出口３４を配設させる。第１破裂板３５は、スクイブ２８の着火によって発生した燃焼ガスＦＧにより、破裂される。ガス封入室２２と中間室３７との間には、噴出口３４を経て中間室３７に流入した燃焼ガスＦＧをガス封入室２２内に流入させて、ガス封入室２２内の加圧ガスＰＧを昇温させ、かつ、昇温させた加圧ガスＰＧを中間室３７に流入可能な昇温用連通路３９が、配設される。中間室３７と吐出室４５との間には、第２破裂板４３によって塞がれた流出口４２が配設される。そして、第２破裂板４３が、ガス封入室２２内で昇温された加圧ガスＰＧの圧力により破裂すれば、昇温された加圧ガスと燃焼ガスとの混合ガスＣＧが、吐出室４５のガス吐出口４７から吐出される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動時に、スクイブの着火により発生する燃焼ガスと封入済みの加圧ガスとの混合ガスを、ガス吐出口から吐出させる構成のハイブリッドインフレーターであって、
前記加圧ガスを封入させたガス封入室が、円環状に配設され、
前記ガス封入室の内側に、前記燃焼ガスを発生させるガス発生剤と前記スクイブとを収納したガス発生室、前記ガス吐出口を有した吐出室、及び、前記ガス発生室と前記吐出室との間の中間室、が配設され、
前記ガス発生室と前記中間室との間に、第１破裂板によって塞がれた噴出口が配設されるとともに、前記第１破裂板が、前記燃焼ガスの発生時に破裂して、前記燃焼ガスを前記中間室に流入させる構成とし、
前記ガス封入室と前記中間室との間に、前記噴出口を経て前記中間室に流入する前記燃焼ガスを前記ガス封入室内に流入させて、前記ガス封入室内の前記加圧ガスを昇温させ、かつ、昇温させた前記加圧ガスを前記中間室に流入可能な昇温用連通路が、配設され、
前記中間室と前記吐出室との間に、第２破裂板によって塞がれた流出口が配設されるとともに、前記第２破裂板が、前記ガス封入室内で昇温された前記加圧ガスの圧力により破裂して、前記加圧ガスと前記燃焼ガスとの前記混合ガスを前記吐出室に流入させる構成としていることを特徴とするハイブリッドインフレーター。
【請求項２】
前記昇温用連通路が、前記ガス封入室と前記中間室との間の円筒状の区画壁に、周方向に沿って、放射状に設けられた複数の連通口を備え、
該連通口の開口面積の総和が、前記ガス吐出口の開口面積の総和より、大きく設定されていることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッドインフレーター。
【請求項３】
前記連通口が、前記区画壁における前記吐出室と前記ガス発生室との間の中間位置より、前記ガス発生室側に片寄って配設されていることを特徴とする請求項２に記載のハイブリッドインフレーター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作動時に、スクイブの着火により発生する燃焼ガスと、封入済みの加圧ガスと、を、ガス吐出口から吐出させる構成のハイブリッドインフレーターに関し、車両の運転席用や助手席用等のエアバッグ装置のエアバッグを膨らませるために好適なインフレーターに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のハイブリッドインフレーターは、円板状のディスクタイプとして、加圧ガスを封入させたガス封入室を円環状に配設させ、その中央の下部側に、ガス発生室を配設し、その上方に、順に、中間室と、ガス吐出口を設けた吐出室と、を設けたものが知られていた（例えば、特許文献１参照）。ガス発生室には、スクイブとスクイブの着火により燃焼ガスを発生させるガス発生剤とが配設されていた。そして、ガス発生室と中間室との間の区画壁には、噴出口が配設され、ガス封入室と中間室との間の区画壁には、連通口が開口され、中間室と吐出室との区画壁には、流出口が開口されていた。さらに、噴出口と流出口とは、それぞれ、第１，２破裂板により塞がれていた。
【０００３】
このインフレーターでは、作動時、スクイブの点火により着火されてガス発生剤が燃焼し、ガス発生剤の燃焼ガスが発生すると、その発生に伴う衝撃波、圧力、熱等により、噴出口を塞いでいた第１破裂板が破裂し、燃焼ガスが中間室に流入する。そして、連通口を経て中間室内に流入していた加圧ガスが昇温されて圧力を増し、さらに、燃焼ガスの圧力も伴って、瞬時に、流出口を塞いでいた第２破裂板を破裂させることとなり、その結果、ガス封入室に封入されていた加圧ガスと燃焼ガスとの混合ガスが、中間室を経て、吐出室内に流入し、吐出室のガス吐出口から、インフレーター外に吐出されることとなっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】中国実用新型専利説明書ＺＬ２００８２００１７７９６．１（公告番号ＣＮ２０１１６９２４１Ｙ）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記のインフレーターでは、スクイブが着火されて燃焼ガスが発生すれば、瞬時に、第１，２破裂板が破裂して、燃焼ガスと加圧ガスとの混合ガスが吐出される構成であって、加圧ガスの昇温が不十分であった。すなわち、加圧ガスは、燃焼ガスの噴出口からの噴出時、中間室内に充満していた分が、昇温昇圧されるだけで、ガス封入室に封入されていた大部分のガスは、第１破裂板の破裂に続く第２破裂板の破裂に伴って、昇温されずに、吐出されていた。そのため、このような構成では、例えば、容積の大きなエアバッグを膨張させるように混合ガスの吐出量を多くして、出力を高めようとする際、ガス封入室に封入した加圧ガスや燃焼ガスを発生させるガス発生剤の封入量を増加させて対処しなけれならず、インフレーターの大型化を招いていた。
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決するものであり、高出力で、かつ、コンパクトに構成できるハイブリッドインフレーターを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るハイブリッドインフレーターは、作動時に、スクイブの着火により発生する燃焼ガスと封入済みの加圧ガスとの混合ガスを、ガス吐出口から吐出させる構成のハイブリッドインフレーターであって、
加圧ガスを封入させたガス封入室が、円環状に配設され、
ガス封入室の内側に、燃焼ガスを発生させるガス発生剤とスクイブとを収納したガス発生室、ガス吐出口を有した吐出室、及び、ガス発生室と吐出室との間の中間室、が配設され、
ガス発生室と中間室との間に、第１破裂板によって塞がれた噴出口が配設されるとともに、第１破裂板が、燃焼ガスの発生時に破裂して、燃焼ガスを中間室に流入させる構成とし、
ガス封入室と中間室との間に、噴出口を経て中間室に流入する燃焼ガスをガス封入室内に流入させて、ガス封入室内の加圧ガスを昇温させ、かつ、昇温させた加圧ガスを中間室に流入可能な昇温用連通路が、配設され、
中間室と吐出室との間に、第２破裂板によって塞がれた流出口が配設されるとともに、第２破裂板が、ガス封入室内で昇温された加圧ガスの圧力により破裂して、加圧ガスと燃焼ガスとの混合ガスを吐出室に流入させる構成としていることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係るハイブリッドインフレーターでは、作動時、ガス発生室内のガス発生剤が、スクイブの着火によって燃焼して、燃焼ガスを発生させる。そして、その衝撃波、圧力、熱等により、第１破裂板が破裂して噴出口を開口させることから、燃焼ガスが、噴出口を経て、ガス発生室から中間室に流入する。そして、中間室に流入した燃焼ガスは、昇温用連通路により、ガス封入室内に流入し、ガス封入室内の加圧ガスを昇温させることから、ガス封入室の加圧ガスは、圧力が高まって、燃焼ガスとともに、第２破裂板を破裂させる。その結果、昇温昇圧された加圧ガスが、昇温用連通路を経て、ガス封入室から中間室に流入し、燃焼ガスと混合されて混合ガスとなり、この混合ガスが、第２破裂板の破裂で開口した流出口を経て、吐出室に流入し、さらに、ガス吐出口から吐出されることとなる。そして、このガス吐出口から吐出される混合ガスの加圧ガス分は、作動前のガス封入室に流入されていた状態より、昇温用連通路を経てガス封入室内に流入した燃焼ガスによって、積極的に、昇温昇圧されており、インフレーターがコンパクトに構成されていても、混合ガスは、容積を増大させて、高い圧力の状態で、ガス吐出口から吐出されることとなり、インフレーターの出力が高められることとなる。
【０００９】
したがって、本発明に係るハイブリッドインフレーターでは、高出力で、かつ、コンパクトに構成することができる。
【００１０】
そして、本発明に係るハイブリッドインフレーターでは、昇温用連通路は、ガス封入室と中間室との間の円筒状の区画壁に、周方向に沿って、放射状に複数の連通口を設けて構成するとともに、連通口の開口面積の総和を、ガス吐出口の開口面積の総和より、大きく設定することが望ましい。このような構成では、第２破裂板の破裂後にガス発生室内で燃焼ガスが発生していても、その燃焼ガスは、ガス吐出口の開口面積が狭いことから、直ちに、中間室と吐出室とを経てガス吐出口から流出せずに、開口面積の広い連通口を経て、ガス封入室内に残留している加圧ガスを昇温昇圧させることとなる。そのため、燃焼ガスが、ガス封入室内に封入していた加圧ガスを、第２破裂板の破裂前のみならず、破裂後においても、昇温昇圧させて、ガス吐出口から吐出させることができ、インフレーターは、混合ガスの吐出中においても、極力、高出力を維持して、混合ガスを吐出することができる。勿論、連通口は、その開口面積が大きいことから、第２破裂板を破裂させる前に、ガス発生室で発生させた燃焼ガスを、火炎を含めて、ガス封入室に流入させ易く、ガス封入室の加圧ガスを迅速に昇温昇圧することができて、インフレーターの出力を高めることができる。
【００１１】
さらに、この場合、連通口を、区画壁における吐出室とガス発生室との間の中間位置より、ガス発生室側に片寄って配設させておけば、第２破裂板を破裂させる前に、ガス発生室で発生させた燃焼ガスを、火炎を含めて、連通口を経て、ガス封入室に流入させ易くなって、一層、ガス封入室の加圧ガスを迅速に昇温昇圧することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る一実施形態のハイブリッドインフレーターの縦断面図である。
【図２】実施形態のハイブリッドインフレーターの斜視図である。
【図３】実施形態のハイブリッドインフレーターの概略横断面であり、図１のIII−III部位に対応する。
【図４】実施形態のハイブリッドインフレーターの概略横断面であり、図１のIV−IV部位に対応する。
【図５】実施形態のハイブリッドインフレーターの作動時の状態を順に示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明すると、実施形態のハイブリッドインフレーター（以下、単に、インフレーターとする）１は、図１〜３に示すように、ディスクタイプとして、円柱状のハウジング３内の外周側に、円環状のガス封入室２２を配設させるとともに、ガス封入室２２の内側において、下方から上方にかけて、直列的に、ガス発生室２６、中間室３７、及び、吐出室４５、を配設させて構成されている。そして、ハウジング３は、それぞれ、カップ状の鋼等の金属材からなる天井側部４と底側部１１とを備えて構成されている。
【００１４】
上部側の天井側部４は、円板状の天板部５と、天板部５の外周縁から底側部１１側の下方へ、円筒状に延びる周壁部８と、を備えて構成されている。天板部５の中央には、円柱状に上方へ突出する突出部６が配設されている。突出部６は、吐出室４５の外壁を構成するものであり、円筒状の周壁６ａには、ハウジング３の軸心Ｏの直交方向に混合ガスＣＧを吐出する円形に開口した複数のガス吐出口４７が、配設されている。実施形態の場合、ガス吐出口４７は、ハウジング３の軸心Ｏを中心とした周方向に沿って等間隔として、４個配設されている。周壁部８の下端には、外方へ突出するフランジ部９が配設され、フランジ部９には、インフレーター１を所定箇所に取り付けるための取付孔９ａが、配設されている。
【００１５】
下部側の底側部１１は、円環状の底板部１２と、底板部１２の内縁から天板部５側の上方へ延びる円筒状の内側筒部１５と、底板部１２の内縁から下方に延びる組付筒部１３と、底板部１２の外縁から天板部５側の上方へ延びる周壁部２０と、を備えて構成されている。内側筒部１５の内周側には、内側筒部１５の内周側を塞ぐように、円板状の中間壁部１８が形成されている。そして、内側筒部１５は、中間壁部１８を間にして、底板部１２側の内底側壁部１６と、天板部５側の内天側壁部１７と、から構成されることとなる。中間壁部１８は、ガス発生室２６と中間室３７とを区画する部位であり、中央には、円形に開口した噴出口３４が形成されている。内底側壁部１６は、ガス発生室２６とガス封入室２２とを区画する円筒状の区画壁を構成し、内天側壁部１７は、ガス封入室２２と中間室３７とを区画する円筒状の区画壁を構成している。そして、内天側壁部１７は、天板部５より中間壁部１８に接近した位置に、円形に開口させた複数の連通口４０を開口させている。
【００１６】
連通口４０は、ハウジング３の軸心Ｏを中心として、放射状に８個配設され、それぞれ、一個分のガス吐出口４７の開口より大きく開口されている。そして、これらの連通口４０は、ガス発生室２６で発生した燃焼ガスＦＧをガス封入室２２側に導入させ、かつ、燃焼ガスＦＧに昇温昇圧されたガス封入室２２内の加圧ガスＰＧを、中間室３７側に流入させる昇温用連通路３９を構成している（図５参照）。
【００１７】
底板部１２の内縁から下方に延びる組付筒部１３は、ガス発生器２７をガス発生室２６に固定するかしめ部位としている。また、底板部１２の外縁から天板部５側の上方へ延びる周壁部２０は、先端２０ａが、天井側部４のフランジ部９の下面９ｂに溶接されている。
【００１８】
なお、このハウジング３は、底側部１１の周壁部２０の先端２０ａと内側筒部１５の先端１５ａとが、天井側部４のフランジ部９の下面９ｂと天板部５の下面５ａとに対して、摩擦溶接、レーザ溶接、抵抗溶接等により（実施形態では、摩擦溶接により）、接合されている。
【００１９】
そして、加圧ガスＰＧを封入させたガス封入室２２が、円環状として、天井側部４の天板部５と底側部１１の底板部１２との間で、内外周を、内側筒部１５と周壁部８，２０相互とにより、囲まれて形成されている。実施形態の場合、加圧ガスＰＧは、アルゴン等の不活性ガスが使用されている。なお、底板部１２には、加圧ガスＰＧをガス封入室２２に封入するために開口させた封入口２３と、加圧ガスＰＧを封入した後に、封入口２３を塞ぐ封止ピン２４と、が配設されている。
【００２０】
ガス発生室２６は、ガス封入室２２の内側の底板部１２側に設けられ、中間壁部１８の底板部１２側における内底側壁部１６に囲まれて配設されている。ガス発生室２６には、組付筒部１３の下端のかしめ部１３ａにより、ホルダ３０が底板部１２に保持されて、ガス発生器２７が、配設されている。ガス発生器２７は、燃焼時に、火炎を含んだ窒素ガス等の燃焼ガスＦＧを発生させるガス発生剤２９が、アルミニウム合金等のカップ３１内に収納されるとともに、ガス発生剤２９を着火させるスクイブ２８とカップ３１とが円板状のホルダ３０に組み付けられて構成されている。ホルダ３０から離れたカップ３１の天井壁３２には、ガス発生剤２９が燃焼して発生した燃焼ガスＦＧに押し開かれる複数の三角板状のフラップ３２ａが配設されている。フラップ３２ａの周縁には、切れ目を入れた破断予定部３２ｂが放射状に配設され、各フラップ３２ａが、ハウジング３の軸心Ｏ側から周縁に向かって開くように、構成されている。
【００２１】
なお、ガス発生剤２９の燃焼した燃焼ガスＦＧは、加圧ガスＰＧを昇温昇圧させる加熱媒体ＦＧとも言えることから、ガス発生剤２９は、燃焼させて加熱媒体ＦＧを発生させる熱媒体発生剤２９、ガス発生室２６は、熱媒体発生室２６、ガス発生器２７は、熱媒体発生器２７、と言い換えることもできる。
【００２２】
また、実施形態では、ガス発生剤（熱媒体発生剤）２９を構成する組成物が、主成分のＭｇ／Ａｌ合金に酸化剤やバインダを含有させたものが使用されており、その燃焼時、高温の気体成分より火炎を多く発生させた状態の加熱媒体（燃焼ガス）ＦＧとなって、その火炎成分の多い燃焼ガスＦＧにより、主に、加圧ガスＰＧの昇温を促進させている。
【００２３】
そして、中間壁部１８に設けられた噴出口３４は、金属板等からなる第１破裂板３５によって塞がれており、第１破裂板３５は、燃焼ガスＦＧの発生時に、その衝撃波や圧力、あるいは、熱等により、破裂される。
【００２４】
中間室３７は、天板部５と中間壁部１８との間で、換言すれば、吐出室４５とガス発生室２６との間で、内天側壁部１７で囲まれた部位に配設されている。中間室３７は、既述したように、内天側壁部１７に設けられた昇温用連通路３９を構成する複数（実施形態では６個）の連通口４０により、ガス封入室２２と連通されている。
【００２５】
吐出室４５は、天板部５の突出部６内に設けられて、既述したように、複数（実施形態では４個）のガス吐出口４７を備えて構成されている。そして、吐出室４５は、中間室３７との間に、金属製の第２破裂板４３によって塞がれた流出口４２を配設させている。流出口４２は、天板部５の突出部６の内周縁に配設され、昇温昇圧された加圧ガスＰＧと燃焼ガスＦＧとの混合ガスＣＧの圧力の作用時、第２破裂板４３が破裂することにより開口する。その際、混合ガスＣＧは、開口した流出口４２を経て、中間室３７から流出されて吐出室４５内に流入し、そして、ガス吐出口４７から吐出されることとなる。
【００２６】
なお、実施形態の場合、第２破裂板４３は、ガス発生室２６内で発生した燃焼ガスＦＧが、第１破裂板３５を破裂させて中間室３７に流入しても、直ちに破裂しないように設定されている。すなわち、中間室３７に流入した燃焼ガスＦＧが、昇温用連通路３９を経て、ガス封入室２２内の加圧ガスＰＧを昇温昇圧できるように、第２破裂板４３は、中間壁部１８からの距離Ｌや肉厚ｔが考慮されて、強度が設定されている。そして、実施形態の場合、第２破裂板４３は、中間室３７内が９０ＭＰａ以上となった際に、破裂するように設定されている。ちなみに、ガス封入室２２に封入した加圧ガスＰＧは、４０ＭＰａとしている。
【００２７】
そして、実施形態のインフレーター１では、作動時、まず、図１、図５のＡに示すように、ガス発生室２６内のガス発生剤２９が、スクイブ２８の点火により着火されて燃焼し、燃焼ガスＦＧを発生させる。そして、その燃焼ガスＦＧの衝撃波、圧力、熱、あるいは、押し開かれるフラップ３２ａの衝突等により、第１破裂板３５が破裂して、噴出口３４が開口する。そのため、まず、燃焼ガスＦＧが、噴出口３４を経て、ガス発生室２６から中間室３７に流入する。そして、中間室３７に流入した燃焼ガスＦＧは、昇温用連通路３９の各連通口４０を経て、ガス封入室２２内に流入し、ガス封入室２２内の加圧ガスＰＧが昇温される。そのため、ガス封入室２２内の加圧ガスＰＧは、圧力が高まって、図５のＢに示すように、燃焼ガスＦＧとともに、第２破裂板４３を破裂させる。その結果、昇温昇圧された加圧ガスＰＧが、昇温用連通路３９の連通口４０を経て、ガス封入室２２から中間室３７に流入し、燃焼ガスＦＧと混合されて混合ガスＣＧとなり、この混合ガスＣＧが、第２破裂板４３の破裂で開口した流出口４２を経て、吐出室４５に流入し、さらに、ガス吐出口４７から吐出されることとなる。そして、このガス吐出口４７から吐出される混合ガスＣＧの加圧ガスＰＧ分は、作動前のガス封入室２２に流入されていた状態より、昇温用連通路３９を経てガス封入室２２内に流入した燃焼ガスＦＧによって、積極的に、昇温昇圧されており、インフレーター１がコンパクトに構成されていても、混合ガスＣＧは、容積を増大させて、高い圧力の状態で、ガス吐出口４７から吐出されることとなり、インフレーター１の出力が高められることとなる。
【００２８】
したがって、実施形態のインフレーター１では、高出力で、かつ、コンパクトに構成することができる。
【００２９】
そして、実施形態のインフレーター１では、昇温用連通路３９が、ガス封入室２２と中間室３７との間の円筒状の区画壁としての内天側壁部１７に、周方向に沿って、放射状に複数の連通口４０を設けて構成されるとともに、連通口４０の開口面積の総和を、ガス吐出口４７の開口面積の総和より、大きくするように設定されている。ちなみに、実施形態の場合、連通口４０自体が、ガス吐出口４７より大きな円形の開口として、そして、連通口４０の数が、ガス吐出口４７の４個より多い６個としており、連通口４０の開口面積の総和が、ガス吐出口４７の開口面積の総和より、大きくしている。そのため、実施形態では、第２破裂板４３の破裂後にガス発生室２６内で燃焼ガスＦＧが発生していても、その燃焼ガスＦＧは、ガス吐出口４７の開口面積が狭いことから、直ちに、中間室３７と吐出室４５とを経てガス吐出口４７から流出せずに、開口面積の広い連通口４０を経て、ガス封入室２２内に残留している加圧ガスＰＧを昇温昇圧させることとなる。そのため、燃焼ガスＦＧが、ガス封入室２２内に封入していた加圧ガスＰＧを、第２破裂板４３の破裂前のみならず、破裂後においても、昇温昇圧させて、ガス吐出口４７から吐出させることができる。
【００３０】
その結果、実施形態のインフレーター１は、混合ガスＣＧの吐出中においても、極力、高出力を維持して、混合ガスＣＧを吐出することができる。勿論、連通口４０は、その開口面積が大きいことから、第２破裂板４３を破裂させる前に、ガス発生室２６で発生させた燃焼ガスＦＧを、火炎を含めて、ガス封入室２２に流入させ易く、ガス封入室２２の加圧ガスＰＧを迅速に昇温昇圧することができて、インフレーター１の出力を高めることができる。
【００３１】
さらに実施形態では、連通口４０が、区画壁として内天側壁部１７における吐出室４５とガス発生室２６との間の中間位置より、ガス発生室２６側に片寄って配設されている。そのため、実施形態では、第２破裂板４３を破裂させる前に、ガス発生室２６で発生させた燃焼ガスＦＧが、火炎を含めて、連通口４０を経て、ガス封入室２２に流入させ易くなって、一層、ガス封入室２２の加圧ガスＰＧを迅速に昇温昇圧することができる。
【００３２】
なお、実施形態では、連通口４０の開口面積の総和を、ガス吐出口４７の開口面積の総和より、大きく設定する際、１個の連通口４０自体が、１個のガス吐出口４７より大きな開口面積とした場合を示したが、連通口４０の開口面積の総和が、ガス吐出口４７の開口面積の総和より、大きければ、連通口４０の１個の開口面積は、１個のガス吐出口４７の開口面積と同等、あるいは、連通口４０の数をガス吐出口４７より多数として、１個のガス吐出口４７の開口面積より、小さくしてもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１…（ハイブリッド）インフレーター、
１７…（区画壁）内天側壁部、
２２…ガス封入室、
２６…ガス発生室、
２８…スクイブ、
２９…ガス発生剤、
３４…噴出口、
３５…第１破裂板、
３７…中間室、
３９…昇温用連通路、
４０…連通口、
４２…流出口、
４３…第２破裂板、
４５…吐出室、
４７…ガス吐出口、
ＰＧ…加圧ガス、
ＦＧ…燃焼ガス、
ＣＧ…混合ガス。
【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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