(57)【要約】【課題】締結ボルトの緩み止めを効果的に実現することができる締結ボルトの固定構造、電気接続端子台及び電動パワーステアリング装置を提供する。【解決手段】レーザ光に対して吸収性のある樹脂からなり、ボルト１５の頭部に固定される固定部材１５ａと、レーザ光に対して透過性のある樹脂からなり、ボルト１５を締結する電気接続端子台１４を、ボルト１５の上から覆うカバー１６と、を備える。そして、固定部材１５ａとカバー１６とをレーザ溶着により固定する。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光に対して吸収性のある樹脂からなり、締結ボルトの頭部に固定される固定部材と、
レーザ光に対して透過性のある樹脂からなり、前記締結ボルトを覆い、当該締結ボルトが取り付けられるボルト取付部材に固定されるカバーと、を備え、
前記固定部材と前記カバーとがレーザ溶着されていることを特徴とする締結ボルトの固定構造。
【請求項２】
前記固定部材は、前記締結ボルトの頭部に一体成形されていることを特徴とする請求項１に記載の締結ボルトの固定構造。
【請求項３】
前記固定部材は、前記締結ボルトの頭部が相対回転不可能に嵌合する凹部を有し、嵌合により前記締結ボルトの頭部に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の締結ボルトの固定構造。
【請求項４】
前記カバーは、前記固定部材の頭部が嵌合する孔を有し、
前記固定部材と前記カバーとは、前記孔の縁部がレーザ溶着されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の締結ボルトの固定構造。
【請求項５】
１つの前記カバーに複数の前記固定部材がレーザ溶着されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の締結ボルトの固定構造。
【請求項６】
前記請求項１〜５の何れか１項に記載の締結ボルトの固定構造を備え、端子同士をボルト締めにより電気的に接続することを特徴とする電気接続端子台。
【請求項７】
ステアリングホイールから伝達される操舵トルクを検出するトルク検出部と、
前記トルク検出部で検出した操舵トルクに応じた操舵補助トルクを発生する電動モータと、
前記電動モータの駆動を制御するコントロール部と、
前記電動モータの端子と前記コントロール部の端子とを電気的に接続する前記請求項６に記載の電気接続端子台と、を備えることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、緩み防止機能を有する締結ボルトの固定構造、その締結ボルトの固定構造を備える電気接続端子台、及び電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ボルトの固定方法として、例えば特許文献１に記載の技術がある。この技術は、リフレクタとインサートボルトとをハウジングに固定する方法であり、ここでは、リフレクタの裏面に形成した合成樹脂製の結合用突起をハウジングの突起挿通孔に貫通させ、ハウジングの裏面側に形成されたボルト取り付け部の凹部内で高周波加振を施すことで、加締めとボルト頭部との溶着とを実現している。
【０００３】
しかしながら、この技術は、リフレクタとインサートボルトとをハウジングに対して同時に（１工程で）固定することを目的としており、ボルトの緩み止めを目的としたものではない。
ボルトの緩み止め機構としては、多くの対策が提案されており、例えば、間座の変形や締結材への食いつきによる緩み止め効果を期待したもの、ねじ山頂部の弾性力で緩み止め効果を期待したもの、ねじ山部に接着剤を塗布したもの、ナットのクサビ効果によるもの、各部の塑性変形によるもの等がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３０８２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来のボルトの緩み止め機構にあっては、緩みに対して一定の効果を得られるものの、以下のような課題を有している。
すなわち、摩擦力を上げる方法では、接触面への油分付着や、微小振動による表面磨耗など、緩み止め効果を保証するには不十分な場合がある。また、塑性変形を伴う対策の場合、ガタなく固定することが困難であると共に、分解や再利用が困難であるという問題がある。さらに、接着剤などの場合、その塗布量のばらつきにより緩み止め効果にばらつきが生じる。また、クサビ効果を期待したナットのような異形状のナットを組み合わせる場合、ナットの組付け方向の間違いや、組付ける順番の間違いなどが発生するおそれがある。
そこで、本発明は、締結ボルトの緩み止めを効果的に実現することができる締結ボルトの固定構造、電気接続端子台及び電動パワーステアリング装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係る締結ボルトの固定構造の一態様は、レーザ光に対して吸収性のある樹脂からなり、締結ボルトの頭部に固定される固定部材と、レーザ光に対して透過性のある樹脂からなり、前記締結ボルトを覆い、当該締結ボルトが取り付けられるボルト取付部材に固定されるカバーと、を備え、前記固定部材と前記カバーとがレーザ溶着されている。
【０００７】
このように、締結ボルトの頭部に固定された固定部材と、ボルト取付部材に固定されるカバーとをレーザ溶着により固定するので、適切に締結ボルトの回転を規制し、効果的に締結ボルトの緩み止めを実現することができる。また、レーザ溶着により緩み止め機能を実現するので、例えば超音波溶着のように周辺部品への振動伝播や粉塵の発生、溶着時の騒音といった問題が発生することがない。
【０００８】
また、上記において、前記固定部材は、前記締結ボルトの頭部に一体成形されていることが好ましい。これにより、締結ボルトと固定部材との間のガタをなくし、確実に締結ボルトの緩み止め機能を実現することができる。また、締結ボルトと固定部材とを一体成形とすることで、部品点数を増やすことなく緩み止めを行うことができる。
さらに、上記において、前記固定部材は、前記締結ボルトの頭部が相対回転不可能に嵌合する凹部を有し、嵌合により前記締結ボルトの頭部に固定されていることが好ましい。このように、締結ボルトと固定部材とを別部品とすることで、レーザ溶着後のカバー及び固定部材が締結ボルトに対して取り外し可能となり、分解を容易に行うことができる。
【０００９】
また、上記において、前記カバーは、前記固定部材の頭部が嵌合する孔を有し、前記固定部材と前記カバーとは、前記孔の縁部がレーザ溶着されていることが好ましい。これにより、カバーをボルト取付部材に取り付けた状態で固定部材の装着状態を目視で確認することができるので、適切な位置にレーザ光を照射することができ、確実にカバーと固定部材とを固定することができる。
【００１０】
さらにまた、上記において、１つの前記カバーに複数の前記固定部材がレーザ溶着されていることが好ましい。これにより、各々が各々の回転止めとして機能し、確実に締結ボルトの緩みを防止することができる。
また、本発明に係る電気接続端子台の一態様は、上記の何れかの締結ボルトの固定構造を備え、端子同士をボルト締めにより電気的に接続する。これにより、信頼性の高い緩み止め機能を有するボルト締め構造の電気接続端子台とすることができる。
【００１１】
さらに、本発明に係る電動パワーステアリング装置の一態様は、ステアリングホイールから伝達される操舵トルクを検出するトルク検出部と、前記トルク検出部で検出した操舵トルクに応じた操舵補助トルクを発生する電動モータと、前記電動モータの駆動を制御するコントロール部と、前記電動モータの端子と前記コントロール部の端子とを電気的に接続する上記の電気接続端子台と、を備える。
このように、信頼性の高い緩み止め機能を有するボルト締め構造の電気接続端子台を、電動モータとコントローラとの接続部に用いることで、信頼性の高い電動パワーステアリング装置とすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の締結ボルトの固定構造では、締結ボルトの頭部に固定された固定部材と、ボルト取付部材に固定されるカバーとをレーザ溶着により固定するので、効果的に締結ボルトの緩み止めを実現することができる。
そのため、その締結ボルトの固定構造を備えることで、信頼性の高い電気接続端子台及び電動パワーステアリング装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態の締結ボルトの固定構造を用いた電気接続端子台が適用される電動パワーステアリング装置の基本構造を示す図である。
【図２】コントローラの構成を示す図である。
【図３】第１の実施形態における電気接続端子台のボルト締め構造を示す分解斜視図である。
【図４】第１の実施形態の電気接続端子台の組立状態を示す断面図である。
【図５】第１の実施形態のレーザ溶着部を示す部分断面図である。
【図６】第２の実施形態における電気接続端子台のボルト締め構造を示す分解斜視図である。
【図７】第２の実施形態の固定部材の構成を示す図である。
【図８】第２の実施形態の電気接続端子台の組立状態を示す断面図である。
【図９】第３の実施形態における電気接続端子台のボルト締め構造を示す分解斜視図である。
【図１０】第３の実施形態の電気接続端子台の組立状態を示す断面図である。
【図１１】第３の実施形態のレーザ溶着部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態の締結ボルトの固定構造を用いた接続端子台が適用される電動パワーステアリング装置の基本構造を示す図である。
図中、符号１はステアリングホイールであり、運転者からこのステアリングホイール１に作用される操舵力はステアリングシャフト２に伝達される。ステアリングホイール１に伝達された操舵力は、減速ギヤ３、ユニバーサルジョイント４Ａ及び４Ｂ、ピニオンラック機構５を介してタイロッド６に伝達され、図示しない転舵輪を転舵させる。
【００１５】
ステアリングシャフト２には、ステアリングホイール１に付与されてステアリングシャフト２に伝達された操舵トルクＴｓを検出するトルクセンサ７が設けられている。また、減速ギヤ３には、操舵系に対して操舵補助力を発生する電動モータ８が連結されている。ここで、電動モータ８は３相ブラシレスモータである。
コントローラ１０には、バッテリー（図示せず）から電力が供給されるとともに、イグニションキー（図示せず）を経てイグニションキー信号が入力される。コントローラ１０は、トルクセンサ７で検出した操舵トルクＴｓと車速センサ９で検出した車速Ｖとに基づいて操舵補助指令値の演算を行い、演算した操舵補助指令値に基づいて電動モータ８に供給する電流を制御する。
【００１６】
コントローラ１０は、主としてマイクロコンピュータで構成されるが、その構成を示すと図２に示すようになる。
コントローラ１０は、制御回路１１と、駆動回路１２とを備える。
制御回路１１は、操舵トルクＴｓ及び車速Ｖの他に、図示しない電動モータ８のモータ電流や電動モータ８の回転位置を入力し、これらに基づいて電動モータ８の電流指令値を演算する。そして、制御回路１１は、演算した電流指令値等に基づいてゲート駆動信号を形成し、これをＦＥＴのブリッジ構成で成る駆動回路１２に出力する。これにより、電動モータ８が駆動される。
【００１７】
制御回路１１及び駆動回路１２は基板１３上に実装されており、この基板１３の一端部には、電動モータ８との接続部として機能する電気接続端子台１４が固設されている。電気接続端子台１４には、ボルト締め構造による３つの出力端子１４ａ〜１４ｃが形成されており、これら出力端子１４ａ〜１４ｃに、電動モータ８から伸びる３本のバスバー２１ａ〜２１ｃの端子が接続される。
【００１８】
図３は、電気接続端子台１４のボルト締め構造を示す分解斜視図である。
この図３に示すように、電気接続端子台１４の出力端子１４ａ〜１４ｃ、及びバスバー２１ａ〜２１ｃの端子ＴＮａ〜ＴＮｃには長穴が形成されている。そして、その長穴にボルト１５を挿通し、ボルト１５をボルト取付部材である電気接続端子台に取り付けることで、出力端子１４ａ〜１４ｃと端子ＴＮａ〜ＴＮｃとが電気的に接続されるようになっている。
【００１９】
ボルト１５の頭部には、レーザ光に対して吸収性のある樹脂（レーザ光吸収性樹脂）からなる固定部材１５ａが一体成形されている。ここで、レーザ光吸収性樹脂としては、非結晶性のＰＳ（ポリスチレン）、ＬＤＰＥ（低密度ポリエチレン）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）、ＰＡＲ（ポリアリレート）、ＰＳＦ（ポリサルフォン）、ＰＥＳ（ポリエーテルサルフォン）、結晶性のＰＰ・ＰＥ（ポリプロピレン・ポリエチレン）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＡ（ポリアミド）、ＰＯＭ（ポリアセタール）、ＰＰＳ（ポリファニルサルファイド）などの材料に対し、レーザ吸収性の色素を添加したものを用いる。
【００２０】
このボルト１５を締結した後の電気接続端子台１４には、端子台カバー１６が取り付けられる。端子台カバー１６は、レーザ光に対して透過性のある樹脂（レーザ光透過性樹脂）で成形されている。ここで、レーザ光透過性樹脂としては、上述したレーザ光吸収性樹脂の材料の中から適宜選択したものを用いる。なお、必要に応じて、その材料にレーザ光に対して透過性のある着色材料（染料、顔料を含む）を添加したものを用いる。
【００２１】
端子ＴＮａ〜ＴＮｃの接続手順としては、先ず電気接続端子台１４に設けられた出力端子１４ａ〜１４ｃにバスバー２１ａ〜２１ｃの端子ＴＮａ〜ＴＮｃを重ねて置き、固定部材１５ａが一体成形されたボルト１５を締めて出力端子１４ａ〜１４ｃと端子ＴＮａ〜ＴＮとを固定する。そして、ボルト１５の上から端子台カバー１６を被せ、これを電気接続端子台１４に固定する。このとき、図４に示すように、端子台カバー１６の裏面と固定部材１５ａの上端面とが密着するように端子台カバー１６の上から圧力をかけ、その状態で端子台カバー１６側から固定部材１５ａの取り付け位置にレーザビームを照射する。
【００２２】
これにより、端子台カバー１６を透過したレーザビームによって固定部材１５ａが照射され、固定部材１５ａにおいてレーザビームが照射された部分、すなわち、固定部材１５ａにおける端子台カバー１６との境界部分が発熱、溶融する。また、固定部材１５ａからの伝熱によって、端子台カバー１６における固定部材１５ａとの境界部分も発熱、溶融する。このようにして、端子台カバー１６と固定部材１５ａとが溶着される。ここで、レーザ溶着部ＬＷは、図５の部分断面図に示すように直線状とする。
【００２３】
なお、レーザ溶着部ＬＷは、直線状に限定されるものではなく、円状やジグザグ状などであってもよい。レーザ溶着部ＬＷの強度は、溶着長さ（面積）に比例するため、必要な強度に合わせて溶着形状を適宜選択するものとする。また、レーザビームとしては、端子台カバー１６の吸収スペクトルや板厚等を考慮し、端子台カバー１６の透過率が所定値以上となるような波長を有するものを適宜選択する。
【００２４】
このように、ボルト１５の頭部に固定された固定部材１５ａと、ボルト取付部材である電気接続端子台１４に固定される端子台カバー１６とをレーザ溶着により固定するので、ボルト１５の回転を規制し、ボルト１５の緩み止めを実現することができる。
また、固定部材１５ａをボルト１５に一体成形するので、固定部材１５ａとボルト１５との間のガタがなくなり、より確実に緩み止めとしての機能を得ることができる。さらに、固定部材１５ａをボルト１５に一体成形することで、部品点数を増やすことなく緩み止めを行うことができると共に、組付け時における固定部材１５ａの装着忘れを防止することができる。
【００２５】
また、端子台カバー１６とボルト１５の頭部に固定された固定部材１５ａの端面とを溶着するため、ボルト１５の締結位相に関係なく、任意の位相で固定することができる。
さらに、１つの端子台カバー１６に複数（ここでは３つ）の固定部材１５ａを溶着するので、各々が各々の回転止めとして機能し、確実にボルト１５の緩みを防止することができる。
【００２６】
また、レーザビームを用いて溶着することで、周辺部品への影響を最小限に抑えることができる。例えば、超音波溶着の場合、周辺部品への振動伝播、粉塵の発生、溶着時の騒音といった課題がある。このように溶着時に振動が発生すると、その振動によりボルトが緩むおそれがある。また、溶着時の騒音が大きいと、組立ラインを別にするなどの対策が必要となり、生産性に影響が出る場合がある。本実施形態では、レーザビームを用いたレーザ溶着を採用するので、上記の問題を回避することができる。
【００２７】
さらにまた、本実施形態では、溶着時に、固定部材１５ａと端子台カバー１６との間に接合圧力を付加するので、より強固な接合強度を得ることができる。また、レーザ溶着は、レーザ出力、接合圧力、溶着面積を管理することで、所望の溶着強度を得ることができる。したがって、緩み止めとしての品質確保も比較的容易である。
また、電気接続端子台１４に取り付けられるボルト１５には、電流が印加されるため、端子間（ボルト１５間）は絶縁されている必要がある。本実施形態では、固定部材１５ａや端子台カバー１６に、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）のような絶縁性の高い樹脂を用いるので、ボルト１５の緩み止めを行うと共に、絶縁性を向上させることができ、安定した動作を実現することができる。
【００２８】
さらに、端子には多くの場合タフピッチ銅が使用されるが、タフピッチ銅は鋼材に比べて軟らかく、ボルト締結時の座面陥没やへたりによる初期緩みが発生する場合がある。本構造によれば、締結トルクを上げることなく、ボルト１５の緩み止め効果を得ることができるため、上記のような初期緩みの発生を防止することができる。
以上のように、本実施形態は、ボルト１５の緩みを効果的に防止することができるボルト１５の固定構造を有する。そして、そのボルト１５の固定構造を電動パワーステアリング装置の電動モータ８とコントローラ１０とを電気的に接続する電気接続部に適用する。電動パワーステアリング装置の電気接続部は十分な信頼性が求められるため、本構造を適用することで、電動パワーステアリング装置の信頼性を向上することができる。
【００２９】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
この第２の実施形態は、上述した第１の実施形態において、ボルトの頭部に固定する固定部材をボルトと一体成形しているのに対し、ボルトと固定部材とを別部品とするようにしたものである。
【００３０】
図６は、第２の実施形態の電気接続端子台１４のボルト締め構造を示す分解斜視図であり、図３における固定部材１５ａに代えて固定部材１５ｂを用いるようにしたことを除いては、図３に示すボルト締め構造と同様の構成を有する。したがって、ここでは、構成の異なる部分を中心に説明する。
固定部材１５ｂは、ボルト１５と別部品で構成されており、図７に示すように、ボルト１５の頭部と嵌合可能な嵌合穴（凹部）１５ｃが形成されている。嵌合穴１５ｃの形状は、固定部材１５ｂがボルト１５と相対回転不可能に嵌合する形状とし、ここでは六角形の穴とする。
【００３１】
端子ＴＮａ〜ＴＮｃの接続手順としては、先ず電気接続端子台１４に設けられた出力端子１４ａ〜１４ｃにバスバー２１ａ〜２１ｃの端子ＴＮａ〜ＴＮｃを重ねて置き、ボルト１５を締めて出力端子１４ａ〜１４ｃと端子ＴＮａ〜ＴＮとを固定する。次に、ボルト１５の頭部に固定部材１５ｂを取り付け、その上から端子台カバー１６を被せ、これを電気接続端子台１４に固定する。このとき、図８に示すように、端子台カバー１６の裏面と固定部材１５ｂの上端面とが密着するように端子台カバー１６の上から圧力をかけ、その状態で端子台カバー１６側から固定部材１５ｂの取り付け位置にレーザビームを照射する。
【００３２】
これにより、端子台カバー１６と固定部材１５ｂとが溶着される。ここで、レーザ溶着部ＬＷは、第１の実施形態（図５）と同様に直線状とする。
なお、レーザ溶着部ＬＷは、直線状に限定されるものではなく、円状やジグザグ状などであってもよい。レーザ溶着部ＬＷの強度は、溶着長さ（面積）に比例するため、必要な強度に合わせて溶着形状を適宜選択するものとする。
このように、本実施形態では、固定部材１５ｂをボルト１５とは別部品で構成し、レーザ溶着前に固定部材１５ｂをボルト１５に嵌合する構造とする。この場合、レーザ溶着後の端子台カバー１６と固定部材１５ｂとが、ボルト１５に対して取り外し可能な構造となるので、分解が容易となるという利点がある。
【００３３】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
この第３の実施形態は、電気接続端子台に被せるカバーに穴を設け、その穴縁を溶着するようにしたものである。
図９は、第３の実施形態の電気接続端子台１４のボルト締め構造を示す分解斜視図である。
【００３４】
この図９に示すように、ボルト１５の頭部には、ボルト１５と別部品である固定部材１５ｄが取付可能となっている。ここで、固定部材１５ｄは、第２の実施形態（図７）と同様に、ボルト１５の頭部と嵌合可能な嵌合穴が形成されている。嵌合穴の形状は、固定部材１５ｄがボルト１５と相対回転不可能に嵌合する形状とし、ここでは六角形の穴とする。
また、端子台カバー１６には、固定部材１５ｄの頭部が嵌合する孔１６ａが形成されている。固定部材１５ｄには、嵌合穴が形成されている側とは反対側の端部に、その外径よりも小さい径を有す突出部が形成されており、孔１６ａの形状は、当該突出部の形状と等しくなっている。
【００３５】
端子ＴＮａ〜ＴＮｃの接続手順としては、先ず電気接続端子台１４に設けられた出力端子１４ａ〜１４ｃにバスバー２１ａ〜２１ｃの端子ＴＮａ〜ＴＮｃを重ねて置き、ボルト１５を締めて出力端子１４ａ〜１４ｃと端子ＴＮａ〜ＴＮとを固定する。次に、ボルト１５の頭部に固定部材１５ｄを取り付け、その上から端子台カバー１６を被せ、これを電気接続端子台１４に固定する。このとき、図１０に示すように、固定部材１５ｄの突出部は、端子台カバー１６の孔１６ａに嵌合し、端子台カバー１６の上面側から固定部材１５ｄの上端面（突出部の上端面）が視認可能な状態となる。そして、端子台カバー１６の裏面と固定部材１５ｄの周縁部とが密着するように端子台カバー１６の上から圧力をかけ、その状態で孔１６ａの縁部にレーザビームを照射する。
【００３６】
これにより、端子台カバー１６と固定部材１５ｄとが溶着される。ここで、レーザ溶着部ＬＷは、図１１に示すように、端子台カバー１６に形成された孔１６ａの縁部となる。
このように、本実施形態では、端子台カバー１６に固定部材１５ｄが嵌合する孔１６ａを設けるので、端子台カバー１６を電気接続端子台１４に装着した後でも、固定部材１５ｄの装着状態を目視で確認することができ、固定部材１５ｄの装着忘れを防止することができる。また、固定部材１５ｄの装着状態を目視で確認しながらレーザビームを照射することができるので、適切に端子台カバー１６と固定部材１５とを固定することができる。
【００３７】
（変形例）
なお、上記各実施形態では、電動パワーステアリング装置の電動モータ８とコントローラ１０とを電気的に接続する電気接続端子台１４に本構造を適用する場合について説明したが、ボルト接続端子台であれば他の装置にも本構造を適用可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１…ステアリングホイール、２…ステアリングシャフト、３…減速ギヤ、４Ａ，４Ｂ…ユニバーサルジョイント、５…ピニオンラック機構、６…タイトロッド、７…トルクセンサ、８…電動モータ、９…車速センサ、１０…コントローラ、１１…制御回路、１２…駆動回路、１３…基板、１４…電気接続端子台、１５…ボルト、１５ａ…固定部材、１５ｂ…固定部材、１５ｃ…嵌合穴、１５ｄ…固定部材、１６…端子台カバー、１６ａ…孔、２１ａ〜２１ｃ…バスバー、ＬＷ…レーザ溶着部
【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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【図１０】
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【図１１】
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