(57)【要約】【課題】略楕円柱形若しくは略多角柱形の浄化体を保持材を介して筒体内で保持する自動車用浄化器具をスピニング加工で製造することができる自動車用浄化器具の製造方法を提供する。【解決手段】略楕円柱形若しくは略多角柱形の浄化体１２及び浄化体に周設された保持材１３を略楕円筒形若しくは略多角筒形の筒体１１内に収容すると共に、筒体１１の一方の端部をクランプ２１で固定する第１工程と、筒体１１の少なくとも保持材１３を含む領域における筒体１１の外周にローラ２２を押し当て、ローラ２２を筒体１１の外周回りを浄化体１２の形状に略対応する軌道で相対的に公転すると共に、筒体１１の中心方向に漸次移動してスピニング加工を行うことにおり、筒体１１と保持材１３を縮径して浄化体１２を保持する第２工程とを備える自動車用浄化器具の製造方法。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
略楕円柱形若しくは略多角柱形の浄化体及び前記浄化体に周設された保持材を略楕円筒形若しくは略多角筒形の筒体内に収容すると共に、前記筒体の少なくとも一方の端部を固定する第１工程と、
前記筒体の少なくとも前記保持材を含む領域における前記筒体の外周にローラを押し当て、前記ローラを前記筒体の外周回りを前記浄化体の形状に略対応する軌道で相対的に公転すると共に、前記筒体の中心方向に漸次移動してスピニング加工を行うことにより、前記筒体と前記保持材を縮径して前記浄化体を保持する第２工程と、
を備えることを特徴とする自動車用浄化器具の製造方法。
【請求項２】
前記第２工程において、前記ローラを公転させずに前記筒体を回転し、前記ローラを前記筒体の回転に合わせて前記筒体の径方向に往復動することにより、前記ローラを前記浄化体の形状に略対応する軌道で相対的に公転することを特徴とする請求項１記載の自動車用浄化器具の製造方法。
【請求項３】
前記第２工程において、前記縮径後の前記筒体の外径Ｄａと前記浄化体の外径Ｄｃとの差が前記筒体の周回り及び前記筒体の軸方向で略一定となるように縮径することを特徴とする請求項１又は２記載の自動車用浄化器具の製造方法。
【請求項４】
前記浄化体が軸方向の所定箇所に凸部若しくは凹部を有し、
前記第２工程において、前記凸部若しくは前記凹部に合わせて前記軌道を修正することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の自動車用浄化器具の製造方法。
【請求項５】
前記第２工程において、前記筒体の一方の端部若しくは双方の端部を、前記縮径加工時に連続してテーパ状に形成することを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の自動車用浄化器具の製造方法。
【請求項６】
前記第１工程において、前記浄化体及び前記保持材と別の浄化体及び前記別の浄化体に周設された別の保持材とを直列して間隔を開けて前記筒体内に収容配置し、
前記第２工程において、前記浄化体及び前記保持材と前記別の浄化体及び前記別の保持材との相互間に前記筒体に内側に突出する突出部を形成することを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の自動車用浄化器具の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜６の何れかに記載の製造方法で製造された自動車用浄化器具を備えることを特徴とする自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筒体内で保持材を介して触媒担体等の浄化体を保持する自動車用浄化器具の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
筒体内で保持材を介して触媒担体等の浄化体を保持する自動車用浄化器具の製造方法として、円柱形の触媒担体の外周に緩衝材を巻回して円筒体内に収容し、円筒体の軸周りの回転を阻止するようにクランプと芯金で円筒体を固定し、円筒体の外周回りに複数のスピニングローラを均等に配置し、これらのスピニングローラを円筒体の外周回りを同径の円形軌跡で公転すると共に円筒体の径方向に移動してスピニング加工を行うことにより、円筒体と緩衝材を縮径して触媒担体を保持する触媒担体の製造方法がある（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１０７７２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、筒体内で保持材を介して浄化体を保持する自動車用浄化器具としては、例えば楕円柱形の触媒担体を保持材を介して楕円筒体内で保持する自動車用浄化器具が求められる。しかしながら、上記製造方法では、円柱形の触媒担体を保持材を介して円筒体内で保持する自動車用浄化器具を製造することはできるものの、それ以外の自動車用浄化器具を製造することはできない。そのため、例えば楕円柱形の触媒担体を保持材を介して楕円筒体内で保持する自動車用浄化器具をスピニング加工で製造することができる方法が望まれている。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑み提案するものであって、略楕円柱形若しくは略多角柱形の浄化体を保持材を介して筒体内で保持する自動車用浄化器具をスピニング加工で製造することができる自動車用浄化器具の製造方法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】
【０００６】
本発明の自動車用浄化器具の製造方法は、略楕円柱形若しくは略多角柱形の浄化体及び前記浄化体に周設された保持材を略楕円筒形若しくは略多角筒形の筒体内に収容すると共に、前記筒体の少なくとも一方の端部を固定する第１工程と、前記筒体の少なくとも前記保持材を含む領域における前記筒体の外周にローラを押し当て、前記ローラを前記筒体の外周回りを前記浄化体の形状に略対応する軌道で相対的に公転すると共に、前記筒体の中心方向に漸次移動してスピニング加工を行うことにより、前記筒体と前記保持材を縮径して前記浄化体を保持する第２工程とを備えることを特徴とする。
前記構成により、略楕円柱形若しくは略多角柱形の浄化体を保持材を介して筒体内で保持する自動車用浄化器具をスピニング加工で製造することができる。更に、略楕円柱形若しくは略多角柱形の浄化体及び保持材を略楕円筒形若しくは略多角筒形の筒体内に収容して縮径することにより、略楕円柱形若しくは略多角柱形の自動車用浄化器具で、浄化体を保持材及び筒体により略均一な力で安定して保持することができる。
【０００７】
本発明の自動車用浄化器具の製造方法は、前記第２工程において、前記ローラを公転させずに前記筒体を回転し、前記ローラを前記筒体の回転に合わせて前記筒体の径方向に往復動することにより、前記ローラを前記浄化体の形状に略対応する軌道で相対的に公転することを特徴とする。
前記構成では、筒体の径方向に細かい往復動が必要になるローラに対し、筒体の径方向の動きだけを担わせて加工することが可能となり、加工時間の短縮化、成形精度の向上、加工装置の簡易化・省スペース化・低コスト化を図ることができる。
【０００８】
本発明の自動車用浄化器具の製造方法は、前記第２工程において、前記縮径後の前記筒体の外径Ｄａと前記浄化体の外径Ｄｃとの差が前記筒体の周回り及び前記筒体の軸方向で略一定となるように縮径することを特徴とする。
前記構成では、筒体の保持材を含む領域の全体に亘り、浄化体を保持材及び筒体によって一層均一な力で保持することができる。
【０００９】
本発明の自動車用浄化器具の製造方法は、前記浄化体が軸方向の所定箇所に凸部若しくは凹部を有し、前記第２工程において、前記凸部若しくは前記凹部に合わせて前記軌道を修正することを特徴とする。
前記構成では、軸方向の所定箇所に凸部若しくは凹部を有する浄化体を筒体内に収容する略楕円柱形若しくは略多角柱形の自動車用浄化器具をスピニング加工で製造することができる。
【００１０】
本発明の自動車用浄化器具の製造方法は、前記第２工程において、前記筒体の一方の端部若しくは双方の端部を、前記縮径加工時に連続してテーパ状に形成することを特徴とする。
前記構成では、前記縮径加工のローラを利用して筒体の端部をテーパ状にする縮径加工を行うことができ、製造工程を効率化することができる。そして、工程、金型費、人員を削減できため、製造コストを低減することができる。
【００１１】
本発明の自動車用浄化器具の製造方法は、前記第１工程において、前記浄化体及び前記保持材と別の浄化体及び前記別の浄化体に周設された別の保持材とを直列して間隔を開けて前記筒体内に収容配置し、前記第２工程において、前記浄化体及び前記保持材と前記別の浄化体及び前記別の保持材との相互間に前記筒体に内側に突出する突出部を形成することを特徴とする。尚、前記浄化体及び前記保持材と前記別の浄化体及び前記別の保持材は、それぞれ単数或いは複数とすることが可能であり、又、前記別の浄化体は、例えば略楕円柱形、略多角柱形若しくは略円柱形など筒体内に収容可能な適宜の形状とすることが可能である。
前記構成では、前記スピニング加工のローラを利用して浄化体及び保持材と別の浄化体及び別の保持材の相互間の突出部を形成する縮径加工を行うことができ、製造工程を効率化することができる。そして、工程、金型費、人員を削減できため、製造コストを低減することができる。
【００１２】
本発明による自動車は、本発明の製造方法で製造された自動車用浄化器具を備えることを特徴とする。本発明の自動車には、自動四輪車、自動二輪車など適宜の自動車が含まれる。
前記構成では、本発明による自動車用浄化器具の製造方法の作用効果を有する自動車を得ることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明では、略楕円柱形若しくは略多角柱形の浄化体を保持材を介して筒体内で保持する自動車用浄化器具をスピニング加工で製造することができる。更に、ローラによる絞り加工なので、金型が不要であり、低コストで製造することができる。更に、略楕円柱形若しくは略多角柱形の浄化体及び保持材を略楕円筒形若しくは略多角筒形の筒体内に収容して縮径することにより、略楕円柱形若しくは略多角柱形の自動車用浄化器具で、浄化体を保持材及び筒体により略均一な力で安定して保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態の自動車用浄化器具の製造方法で製造される自動車用浄化器具を示す断面図。
【図２】（ａ）は本発明の実施形態の自動車用浄化器具の製造方法における浄化体及び保持材を筒体内に収容した状態を示す断面説明図、（ｂ）はその側面図。
【図３】図２の筒体をクランプで固定して外周にローラを配置した状態を示す断面説明図。
【図４】図２の筒体を縮径した状態を示す断面説明図。
【図５】（ａ）〜（ｃ）はローラの軌道を説明する断面説明図。
【図６】筒体の縮径量を説明する説明図。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は加工変位量を説明する説明図。
【図８】変形例の凸部のない浄化体の場合の縮径を説明する断面説明図。
【図９】変形例の自動車用浄化器具の製造方法で製造される浄化体及び保持材を収容した筒体及びローラを示す断面説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
〔実施形態の自動車用浄化器具の製造方法〕
本発明による実施形態の自動車用浄化器具の製造方法について説明する。図１は本実施形態の自動車用浄化器具の製造方法で製造される自動車用浄化器具を示す図、図２〜図４は本実施形態の自動車用浄化器具の製法方法の各工程における浄化体、保持材及び筒体の各状態を示す図である。
【００１６】
本実施形態における自動車用浄化器具１０は、例えば自動車の排気系に設けられる触媒コンバータ等であり、図１に示すように、筒体１１と、筒体１１内に収容して定置される触媒担体等である浄化体１２と、浄化体１２の外周に巻かれて周設され、筒体１１内で浄化体１２を保持する緩衝機能を有する保持材１３とから構成される。
【００１７】
筒体１１は、略楕円筒形若しくは略多角筒形であり、その中央部１１１の複数箇所（本例では２箇所）には周方向に周設された凸状等である凸部１１２が間隔を開けて２箇所に形成されている。中央部１１１の一方側と他方側にはそれぞれテーパ部１１３が一体形成され、その先端にネック部１１４が一体形成されている。
【００１８】
浄化体１２は、例えば担持本体で触媒材料を担持等の構成を有する略楕円柱形若しくは略多角柱形であり、周方向に周設された凸状等である凸部１２１が間隔を開けて２箇所に形成され、筒体１１の凸部１１２に対応する位置に形成されている。
【００１９】
保持材１３は、例えば断熱性と熱膨張性と弾性を有するマット等とされ、浄化体１２の外周に巻きつけられる。浄化体１２及びこれに巻きつけられた保持材１３の構造体は、その状態で縮径前の筒体１１内に挿入することにより、筒体１１内に内装されている。
【００２０】
そして、本実施形態の製造方法で自動車用浄化器具１０を製造する際には、図２に示すように、凸部１２１を有する略楕円柱形若しくは略多角柱形の浄化体１２及び浄化体１２に周設された保持材１３を、テーパ部１１３及びネック部１１４が形成されておらず且つ縮径されていない状態の略楕円筒形若しくは略多角筒形の筒体１１内に挿入して収容する。この浄化体１２を対応する形状の筒体１１内に挿入する際には、筒体１１の形状の向きに浄化体１２の形状の向きが合うように挿入し、例えば略楕円筒形と略楕円柱形の長軸と短軸が同じ向きとなるように挿入し、或いは略多角筒形と略多角柱形の各角部が合うようにして挿入する。
【００２１】
次いで、図３に示すように、筒体１１の一方側の端部（図示例では浄化体１２及び保持材１３が寄っている方の端部）をクランプ２１で外周から把持して固定する。尚、筒体１１の他方側の端部をクランプ２１で外周から把持して固定し、後述の工程を逆側から行うようにしてもよい。
【００２２】
次いで、図３及び図４に示すように、筒体１１の少なくとも保持材１３を含む領域における筒体１１の外周にローラ２２を押し当て、ローラ２２を筒体１１の外周回りを浄化体１２の形状に略対応する軌道で相対的に公転すると共に、筒体１１の中心方向に漸次移動してスピニング加工を行うことにより、筒体１１と保持材１３を縮径して筒体１１及び保持材１３により浄化体１２を保持する。尚、ローラ２２は、単数とする構成、或いは複数個とする構成が可能であり、複数個とすると加工工程の時間短縮と加工費の低減を図ることができて好適である。
【００２３】
本例では、クランプ２１を回転して筒体１１を軸回りに回転すると共に、筒体１１の外周にローラ２２を押し当て、ローラ２２を自転することにより、中央部１１１、テーパ部１１３及びネック部１１４を形成する。この際、ローラ２２は公転させないが、図５に示すように、クランプ２１の回転による筒体１１の回転により、ローラ２２を筒体１１の外周回りに相対的に公転し、筒体１１の回転に同期してローラ２２を筒体１１の径方向に往復動しながら漸次筒体１１の径方向の中心に向かって移動することにより、縮軽量を減らして中央部１１１、テーパ部１１３及びネック部１１４を形成する。
【００２４】
中央部１１１を形成する際には、クランプ２１の回転による筒体１１の回転により、ローラ２２を筒体１１の外周回りに浄化体１２の形状に略対応する軌道で相対的に公転させ、浄化体１２の略楕円柱形若しくは略多角柱形に合わせるようにして、筒体１１の回転に同期してローラ２２を筒体１１の径方向に往復動しながら漸次筒体１１の径方向の中心に向かって移動することにより縮径する。また、浄化体１２の軸方向の所定箇所に設けられている凸部１２１に対応する箇所では、この凸部１２１の突出量に合わせてローラ２２の軌道を修正しながら縮径する。
【００２５】
中央部１１１を形成した後には、ローラ２２をクランプ２１の逆側に漸次移動し且つ縮径量を大きくして、同様の往復動の縮径加工により側方断面視で略楕円形若しくは略多角形のテーパ部１１３を形成し、更に、同様の往復動の縮径加工により側面視で略楕円形若しくは略多角形のネック部１１４を形成する。この工程により、ローラ２２による中央部１１１の縮径加工時に連続してテーパ部１１３及びネック部１１４を筒体１１の一方の端部に形成することが可能である。テーパ部１１３とネック部１１４の縮径加工の際にも、ローラ２２の往復動を浄化体１２の略楕円柱形若しくは略多角柱形に対して略同心で縮径率の大きな形状にして対応させると好適である。尚、前記工程に代え、ローラ２２を、クランプ２１とネック部１１４とを往復し、換言すれば中央部１１１からネック部１１４までローラ２２を往復あせながら、筒体１１を縮径することも可能である。
【００２６】
この縮径工程において、図６に示すように、筒体１１を縮径する際の縮径量は、縮径前の筒体１１の外径Ｄｂと縮径後の筒体１１の外径Ｄａとの差の１／２である（Ｄｂ−Ｄａ）／２であるが、中央部１１１の縮径工程では、縮径後の筒体１１の外径Ｄａと浄化体１２の外径Ｄｃとの差が筒体１１の周回り及び筒体１１の軸方向で略一定、換言すれば（Ｄａ−Ｄｃ）／２が略一定となるように縮径すると、筒体１１の保持材１３を含む領域の全体に亘り、浄化体１２を保持材１３及び筒体１１によって一層均一な力で保持することができて好適である。
【００２７】
また、この縮径量は、例えば筒体１１の各部の外径と、浄化体１２の各部の外径と、保持材１３の重量、保持材１３と浄化体１２との接触面積等を測定し、この測定結果に基づいて筒体１１の最適な縮径量を計算する。
【００２８】
そして、計算した縮軽量に基づき、筒体１１の回転に合わせたローラ２２の往復動、換言すればローラ２２の加工変位量を決定する。例えば筒体１１の断面視形状が略楕円形である小判形である場合に、筒体１１のアール部分の半径をｒＷ、筒体１１の直線部分の長さ（アール部分の中心間の距離）を２ｄ、ローラ２２の半径をｒＲとすると、筒体１１のアール部分の加工変位量Ｘ１は、Ｘ１=ｄ・ｃｏｓθ＋√（（ｒＷ＋ｒＲ）２−ｄ２・ｓｉｎ２θ）とし、筒体１１の直線部分の加工変位量Ｘ２は、Ｘ２=（ｒＷ＋ｒＲ）／ｓｉｎθで設定して縮径する。尚、ローラ２２を複数個とする場合、筒体１１に対する各ローラ２２の位置に応じて各ローラ２２の加工変位量を設定する。
【００２９】
次いで、中央部１１１の縮径加工が完了すると、クランプ２１の把持を外すと共に筒体１１のテーパ部１１３が形成された側の端部を別のクランプ（図示省略）で把持し、中央部１１１を縮径したローラ２２の動作をそのまま利用して一方側の端部に連続してテーパ部１１３とネック部１１４を一体形成する、或いは一方側の端部にテーパ部１１３とネック部１１４を別工程で形成する。
【００３０】
上記実施形態の自動車用浄化器具の製造方法は、略楕円柱形若しくは略多角柱形の浄化体１２を保持材１３を介して筒体１１内で保持する自動車用浄化器具１０をスピニング加工で製造することができる。更に、略楕円柱形若しくは略多角柱形の浄化体１２及び保持材１３を略楕円筒形若しくは略多角筒形の筒体１１内に収容して縮径することにより、略楕円柱形若しくは略多角柱形の自動車用浄化器具１０で、浄化体１２を保持材１３及び筒体１１により略均一な力で安定して保持することができる。
【００３１】
また、ローラ２２を公転させずに筒体１１を回転し、ローラ２２を筒体１１の回転に合わせて筒体１１の径方向に往復動することにより、筒体１１の径方向に細かい往復動が必要になるローラに対し、筒体１１の径方向の動きだけを担わせて加工することが可能となり、加工装置の簡易化、低コスト化を図ることができる。また、軸方向の所定箇所に凸部１２１を有する浄化体を筒体１１内に収容する略楕円柱形若しくは略多角柱形の自動車用浄化器具１０をスピニング加工で製造することができる。また、中央部１１１の縮径加工のローラを利用して筒体１１の端部をテーパ状にする縮径加工を行うことができ、製造工程を効率化することができる。
【００３２】
〔実施形態の変形例等〕
本明細書開示の発明は、各発明や実施形態の構成の他に、適用可能な範囲で、これらの部分的な構成を本明細書開示の他の構成に変更して特定したもの、或いはこれらの構成に本明細書開示の他の構成を付加して特定したもの、或いはこれらの部分的な構成を部分的な作用効果が得られる限度で削除して特定した上位概念化したものを含み、下記の変形例等も包含する。
【００３３】
例えば上記実施形態における自動車用浄化器具には、浄化体１２を触媒担体とする触媒コンバータ以外にも適宜のものが含まれ、例えば浄化体をフィルターとする黒煙除去器具（ＤＰＦ；Diesel Particulate Filter）等としてもよい。また、筒体１１を略多角筒形とする場合には、三角筒、四角筒、六角筒など適宜の多角筒形が含まれ、浄化体１２の略多角柱形もこれらにそれぞれ対応する形状とされる。
【００３４】
また、上記実施形態では浄化体１２の軸方向の所定箇所に凸部１２１を有する場合の加工について説明したが、凸部１２１を有しない場合にはこれに対応するローラ２２の軌道調整を行わずに筒体１１を加工することが可能であり、又、浄化体１２の軸方向の所定箇所に周状の凹溝等の凹部が形成されている場合には、この凹部に合わせてローラ２２の軌道を修正して筒体１１を加工することが可能である。即ち、本発明は、浄化体１２の表面が平らである場合と平らでない場合の双方について加工することが可能である。
【００３５】
また、浄化体１２の表面の形状に合わせてローラ２２の軌道を修正し、筒体１１の縮径量を一定にすることで均一に保持する場合以外に、浄化体１２の表面が平らである場合に、縮径量を変化させて筒体１１を縮径することにより、保持力の強弱をつけることも可能である。例えば図８に示すように、浄化体１２の外周が凸部１２１等を有せずに平らである場合に、ローラ２２の軌道を凸部１２１または凹部を有するような軌道に調整して縮径加工することも可能である。
【００３６】
また、ローラ２２の相対的な公転は、上記ローラ２２自体は公転させずにクランプ２１で把持する筒体１１を軸回りに回転する構成の他に、クランプ２１で把持する筒体１１は回転させずに、ローラ２２を公転させる構成としてもよい。また、ローラ２２を筒体１１の軸方向に移動して加工する構成に代え、筒体１１をその軸方向に移動して加工する構成とすることも可能である。
【００３７】
また、本発明の製造方法で製造される自動車用浄化器具１０は上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨の範囲内で適宜であり、例えば図９に示す自動車用浄化器具１０ａとしてもよい。図９の自動車用浄化器具１０ａは、筒体１１ａ内に、浄化体１２ａ及びこれに周設された保持材１３ａが直列して間隔を開けて複数（本例では２個）収容配置され、筒体１１ａの双方の端部にテーパ部１１３ａ及びネック部１１４ａが形成されている。そして、筒体１１ａの中央部１１１ａの浄化体１２ａ及び保持材１３ａの相互間に、筒体１１ａの内側に突出する突出部１１５ａが形成されている。
【００３８】
この自動車用浄化器具１０ａを製造する際には、テーパ部１１３ａ及びネック部１１４ａが形成されていない状態の筒体１１ａ内に、浄化体１２ａ及び保持材１３ａの複数を直列して間隔を開けて収容配置し、筒体１１ａに上記と同様の縮径加工を施して、中央部１１１ａの縮径部分、突出部１１５ａ、テーパ部１１３ａ、ネック部１１４ａを形成する。本例では、中央部１１１ａの縮径加工のローラ２２ａを利用して突出部１１５ａを形成する縮径加工を行うことができ、製造工程を効率化することができる。
【００３９】
尚、図９の例に関し、本発明に於ける直列配置する複数の浄化体は、同一形状のものに限定されず、例えば略楕円柱形若しくは略多角柱形の浄化体１２と、これと異なる略円柱形、略楕円形若しくは略多角柱形等の浄化体とを直列配置で筒体１１内に収容配置する構成とすることも可能である。また、これらの異形の浄化体１２等は、それぞれ単数或いは複数とすることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、例えば自動車の排気系に設けられる自動車用浄化器具の製造方法として利用することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１０、１０ａ…自動車用浄化器具  １１、１１ａ…筒体  １１１、１１１ａ…中央部  １１２…凸部  １１３、１１３ａ…テーパ部  １１４、１１４ａ…ネック部  １１５ａ…突出部  １２、１２ａ…浄化体  １２１…凸部  １３、１３ａ…保持材  ２１…クランプ  ２２、２２ａ…ローラ
【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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【図９】
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