(57)【要約】  従来の締結システムよりも少ないクランプ荷重で一緒に封止する変形可能部材および嵌合部材を有する変形可能締結システム。変形可能部材は、締結具を取り付けるために必要な軸方向力を低減する。システムは、ボルトのヘッドの下に１つまたは複数の段差がある様々な締結具、または少なくとも１つの段差または少なくとも１つのテーパーがある変形可能なワッシャの取り付けに関連して使用できる。段付き構成は、段差付き部分が嵌合部材と接触する接触面積が減少し、これは、所与のトルクに対するクランプ力範囲の低減につながる。したがって、締結具を適切に取り付けるために必要な軸方向力が少なくてすむ。あるいは、クリンチ機構と段差付きアンダーヘッドを備えた変形不可能なボルトは、ボルトがかしめ材料にかしめられると、変形したかしめ材料との封止を形成する。【選択図】図１Ａ
2021532318.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変形可能締結システムであって、
変形可能部材と、
前記変形可能部材と封止する嵌合部材と、
を含み、
前記変形可能部材は、従来の締結システムにおける変形不可能な従来の締結具を従来の嵌合部材と封止するために必要な従来のクランプ荷重よりも低減されたクランプ荷重を、前記嵌合部材と封止するために必要とする、
変形可能締結システム。
【請求項２】
前記変形可能部材は、第１の側面および前記第１の側面の反対側の第２の側面を有する内側部分と、少なくとも１つの第１の外側部分とを有する少なくとも１つの段差を含む締結具を備え、
前記内側部分は、内側最大寸法によって境界が定められており、
前記少なくとも１つの第１の外側部分は、前記内側最大寸法よりも小さい第１の外側最大寸法によって境界が定められた第１の外面を画定する前記内側部分第１の側面と共に一体に形成され、かつ前記内側部分第１の側面から外側に突出する
請求項１に記載の変形可能締結システム。
【請求項３】
第１の軸方向力が前記締結具に加えられると、前記第１の外面は、前記変形可能締結システムを封止するために必要な軸方向力で前記嵌合部材に接触する、請求項２に記載の変形可能締結システム。
【請求項４】
前記変形可能締結システムを封止するために前記必要な軸方向力に到達するために前記締結具に加えられる前記第１の軸方向力は、前記従来の締結システムを封止するために前記従来の締結具に加えられる第２の軸方向力よりも小さい、請求項３に記載の変形可能締結システム。
【請求項５】
前記第１の外側部分は、長方形の側面プロファイルを含む、請求項２に記載の変形可能締結システム。
【請求項６】
前記第１の外側部分は、
第１のテーパープロファイルを画定する第１のテーパーと、
前記第１の外面を画定する第１の平面部分と、
を含む、
請求項２に記載の変形可能締結システム。
【請求項７】
前記締結具は、前記内側部分を画定する均一な中間部分を有するワッシャを含む、請求項２に記載の変形可能締結システム。
【請求項８】
前記ワッシャは、
前記無形の中間部分を横切って縦方向に測定された中間部分の厚さと、前記少なくとも１つの段差を横切って縦方向に測定された段差厚さとの合計に等しい、前記変形可能締結システムに取り付ける前の第１の厚さを含み、
前記変形可能締結システムに取り付けられた場合、前記ワッシャは、前記ワッシャの変形により前記中間部分の厚さに等しい第２の厚さを有する、
請求項７に記載の変形可能締結システム。
【請求項９】
前記ワッシャは、前記均一な中間部分と共に一体に形成された少なくとも１つの第２の外側部分をさらに含み、
前記少なくとも１つの第２の外側部分は、前記内側最大寸法よりも小さい第２の外側最大寸法によって境界が定められた第２の外面を画定する前記均一な中間部分の第２の側面から外側に突出する
請求項７に記載の変形可能締結システム。
【請求項１０】
前記第１の外側部分は、第１の長方形の側面プロファイルを含む、請求項９に記載の変形可能締結具。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの第２の外側部分は、第２の長方形の側面プロファイルを含む、請求項１０に記載の変形可能締結システム。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの第１の外側部分は、
第１のテーパープロファイルを画定する第１のテーパーと、
前記第１の外面を画定する第１の平面部分と、
を含む、
請求項７に記載の変形可能締結システム。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの第２の外側部分は、
第２のテーパープロファイルを画定する第２のテーパーと、
前記第２の外面を画定する第２の平面部分と、
を含む、
請求項１２に記載の変形可能締結システム。
【請求項１４】
前記嵌合部材は、少なくとも１つの外側部分を有する変形不能締結具を含み、
前記変形不能締結具の少なくとも１つの外側部分は、前記変形可能部材と接触して前記変形可能部材を変形させる、
請求項１に記載の変形可能締結システム。
【請求項１５】
前記変形不能締結具は、シャンクおよびヘッドを有するボルトを備え、
前記ヘッドは、前記少なくとも１つの外側部分を画定する少なくとも１つの段差を含む下面を含み、
前記少なくとも１つの段差は、前記変形可能部材と嵌合して前記変形可能部材を変形させ、前記外側部分が所望のクランプ荷重で前記変形可能部材に接触するまで前記変形可能部材を変形し続ける、
請求項１４に記載の変形可能締結システム。
【請求項１６】
前記変形可能部材は、前記ボルトを受け取り、かつ
前記変形可能部材は、ワッシャまたはクランプされた構成要素を含む、
請求項１５に記載の変形可能締結システム。
【請求項１７】
前記変形不能締結具は、前記変形可能部材と封止し、前記変形可能部材をクリンチするクリンチ締結具を含む、請求項１４に記載の変形可能締結システム。
【請求項１８】
前記変形可能部材は、かしめ材料を含む、請求項１７に記載の変形可能締結システム。
【請求項１９】
前記クリンチ締結具は、シャンクおよびヘッドを有するボルトを備え、
前記ヘッドは、前記少なくとも１つの外側部分を画定する少なくとも１つの段差を含む下側を含み、
前記少なくとも１つの段差は、前記かしめ材料と嵌合してクリンチを変形させ、前記かしめ材料と封止する、
請求項１８に記載の変形可能締結システム。
【請求項２０】
前記クリンチ締結具は、保持溝を含み、
前記ボルトが前記かしめ材料を通してかしめられると、前記変形可能なかしめ材料の一部が前記保持溝に流れ込む、
請求項１９に記載の変形可能締結システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、フローボルトなどのボルトを効果的に取り付けるために必要なクランプ力を低減するためのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
２つ以上の材料が１つまたは複数の締結具を使用して一緒に組み立てられる場合、材料を一緒にクランプする締結具がクランプ荷重またはクランプ力を提供する。クランプ力は、材料を適切に固定するのに十分な大きさである必要があるが、クランプ力が固定されている材料を損なうほど大きくてはならない。
【０００３】
適切な量のクランプ力を加えるために、多くの場合トルクレンチを使用して締結具を締める。トルクレンチには、加えられているトルクの量を視覚的に示すダイヤルが含まれている。カプセル化された液体などの他のクランプ荷重表示装置は、過度のクランプ力の印加を防ぐために業界で使用されることがある。
【０００４】
いくつかの用途では、フローボルトを必要とする。フローボルトは、１つまたは複数のポイントで封止を提供するように特別に構成されたボルトであるが、ボルトのシャフトに形成された貫通穴に沿って、またはボルトのシャフトに沿って提供された流体流路に沿って流体が流れることを可能にする。例えば、一部のフローボルトでは、１つまたは複数の外部フルートがねじ山を横切って切られまたは形成されている。ねじ山を横切って形成された１つまたは複数の外部フルートを有するフローボルトの結果として、フローボルトは、一般に、ボルトまたはナット部材のいずれかのねじ山が剥がれる前に、より少ないクランプ力を処理することができる。より具体的には、フローボルトおよび／またはナット部材のねじ山は、適切な封止を得るために十分な軸方向力を達成しようとして、締結具が締められている間に剥がれやすい。１つまたは複数の外部フルートがねじ山を横切って切られていない、または形成されていない標準のフローボルトでさえ、ボルトの断面積が小さいため、クランプ荷重を減らす必要がある。
【０００５】
図１Ａおよび図１Ｂに示すように、フローボルト１０が使用される１つの典型的な用途は、自動車用のブレーキホース１２に関連することである。より具体的には、フローボルト１０がブレーキホース１２の端部にあるコネクタ１６のボア１４を介して挿入され、フローボルト１０のヘッド２２とブレーキホース１２の端部にあるコネクタ１６との間に１つの金属ワッシャ２０が配置され、別の金属ワッシャ２４がコネクタ１６とフローボルト１０上のナット部材などの固定部材２６との間に配置される。次に、フローボルト１０を締めて、両方のワッシャ２０、２４を圧縮させ、それにより、図２Ａおよび図２Ｂに示すように、コネクタ１６と各ワッシャ２０、２４との間に封止を形成する。ワッシャ２０、２４は、フローボルト１０の取り付け中に圧縮しなければならないので、通常、銅がワッシャの材料として選択される。また、ワッシャは取り付け時に効果的に圧縮または破砕するため、このような用途で使用されるワッシャは「破砕ワッシャ」と呼ばれることがよくある。
【０００６】
銅ワッシャ２０、２４とブレーキホース１２の端部のコネクタ１６との間に適切な封止を形成するために、十分な軸方向力がフローボルト１０に加えられなければならない。換言すれば、フローボルト１０およびナット部材２６は、銅ワッシャ２０、２４が封止を形成するのに十分強くコネクタ１６に押し込まれるように十分に締めなければならない。しかしながら、特にボルトがねじ山を横切って１つまたは複数の外部フルート２８を含む場合には、この封止を形成するのに十分な軸方向力を達成しながら、フローボルト１０および／またはナット部材２６のねじ山が剥がれる可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の一実施形態の目的は、従来の締結システムを封止するために必要とされるよりも、変形可能締結システムを封止するために低減されたクランプ荷重を必要とする変形可能締結システムを提供することである。
【０００８】
本発明の一実施形態の目的は、締結部材を適切に取り付けるために必要とされる軸方向力を低減するシステムを提供することである。
【０００９】
本発明の実施形態の別の目的は、ワッシャとボルトの組み合わせ、ボルトまたはフローボルトなどの締結具が取り付けられたときに、所望のクランプ荷重を得るのに必要な軸方向力を低減するシステムを提供することである。
【００１０】
本発明の実施形態の別の目的は、所与のトルクに対してクランプ力の範囲を縮小することであり、それにより、締結具を適切に取り付けるために必要な軸方向力が少なくてすむ。
【００１１】
本発明の実施形態のさらに別の目的は、フローボルトが取り付けられたときに封止を得るために必要なクランプ荷重を低減するシステムを提供することであり、クランプ荷重の低減は、ボルトのねじ山を横切って１つまたは複数の外部フルートが提供されているために、または単にボルトがフローボルトであり、断面積が小さいものとして提供されているために対応できるクランプ荷重の低減以上である。
【００１２】
本発明の実施形態のさらに別の目的は、変形可能部材の破砕面積を低減するシステムを提供することである。
【００１３】
本発明の実施形態のさらに別の目的は、封止クリンチ機構を含む変形可能締結システムを提供するシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の一実施形態では、変形可能締結システムは、変形可能部材と、変形可能部材と封止する嵌合部材と、を含み、変形可能部材は、従来の締結システムにおける変形不能な部材を従来の嵌合部材と封止するために必要なクランプ荷重よりも低減されたクランプ荷重を、嵌合部材と封止するために必要とする。
【００１５】
本発明の一実施形態では、変形可能部材は、第１の側面および第１の側面の反対側の第２の側面を有する内側部分と、少なくとも１つの第１の外側部分とを有する少なくとも１つの段差を含む締結具を備え、内側部分は、内側最大寸法によって境界が定められており、少なくとも１つの第１の外側部分は、内側最大寸法よりも小さい第１の外側最大寸法によって境界が定められた第１の外面を画定する内側部分第１の側面と共に一体に形成され、かつ内側部分第１の側面から外側に突出する。
【００１６】
本発明の一実施形態では、必要な軸方向力に到達するために締結部材に加えられる第１の軸方向力は、従来の締結システムを封止するために従来の締結具に加えられる第２の軸方向力よりも小さい。
【００１７】
本発明の別の実施形態では、少なくとも１つの外側部分は、長方形の側面プロファイル（ｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒ  ｓｉｄｅ  ｐｒｏｆｉｌｅ）、または第１のテーパープロファイルを画定する第１のテーパー部分と、第１の外側部分を画定する第１の平面部分と、のいずれかを有する。
【００１８】
本発明の一実施形態では、変形可能部材は、内側部分を画定する均一な中間部分を有するワッシャである。
【００１９】
本発明の一実施形態では、ワッシャは、ワッシャの内側部分の各側面に少なくとも１つの長方形の段差またはテーパーを有する。ワッシャの少なくとも１つの長方形の段差またはテーパーは、従来の形状と比較した場合、有効な接触表面積を減少させる。従来のワッシャは円形で、中央に穴があり、上部と下部の両方が平らである。従来のワッシャとは異なり、本発明の一実施形態によるワッシャは、段差付きまたはテーパー付きの構成を提供し、ワッシャの上部および下部の両方が段差付きまたはテーパー付きであり、それにより、接触表面積が減少し、これは締結具を適切に取り付けるために必要な軸方向力が減少するように効果的に変換する。
【００２０】
本発明の一実施形態では、ワッシャは、内側最大寸法よりも小さい第２の外側最大寸法によって境界が定められた第２の外面を画定する均一な中間部分の第２の側面から外側に突出する均一な中間部分と共に一体に形成された少なくとも１つの第２の外側部分を有する。
【００２１】
本発明の一実施形態では、ワッシャの少なくとも１つの外側部分は、第１の長方形の側面プロファイルを含む。
【００２２】
本発明の一実施形態では、ワッシャの少なくとも１つの第２の外側部分は、第２の長方形の側面プロファイルを含む。
【００２３】
本発明の一実施形態では、ワッシャの少なくとも１つの第１の外側部分は、第１のテーパープロファイルを画定する第１のテーパー部分と、第１の外面を画定する第１の平面部分と、を含む。
【００２４】
本発明の一実施形態では、ワッシャの少なくとも１つの第２の外側部分は、第２のテーパープロファイルを画定する第２のテーパー部分と、第２の外面を画定する第２の平面部分と、を含む。
【００２５】
本発明の一実施形態では、嵌合部材は、少なくとも１つの外側部分を有する変形不能締結具を含み、変形不能締結具の少なくとも１つの外側部分は、変形可能部材と接触して変形可能部材を変形させる。
【００２６】
本発明の一実施形態では、変形不能締結具は、シャンクおよびヘッドを有するボルトであって、ヘッドが外側部分を画定する少なくとも１つの段差を含む下側を含む、ボルトを含み、少なくとも１つの段差は、変形可能部材と嵌合して変形可能部材を変形させ、外側部分が所望のクランプ荷重で変形可能部材に接触するまで変形可能部材を変形し続ける。
【００２７】
本発明の一実施形態では、変形可能部材はボルトを受け取り、ワッシャまたはクランプされた構成要素のいずれかを含んでもよい。
【００２８】
本発明の別の実施形態では、変形不能締結具は、変形可能部材と封止するクリンチ締結具を含み、変形可能部材はかしめ材料である。
【００２９】
本発明の一実施形態では、クリンチ締結具は、シャンクおよびヘッドを有するボルトであって、ヘッドが少なくとも１つの外側部分を画定する少なくとも１つの段差を含む下面を含む、ボルトを含み、少なくとも１つの段差は、かしめ材料と嵌合してクリンチを変形させ、かしめ材料と封止する。
【００３０】
本発明の一実施形態では、クリンチ締結具は保持溝を含み、ボルトがかしめ材料を通してかしめられると、変形可能なかしめ材料の一部が保持溝に流れ込む。
【００３１】
本発明の一実施形態では、少なくとも１つの段差は変形可能ではなく、変形可能部材と嵌合する。本発明の別の実施形態では、少なくとも１つの段差は変形可能であり、嵌合部材と封止を形成する。
【００３２】
本発明の別の実施形態では、ボルトは、ナット部材と、ボルトとナット部材との間にクランプされた構成要素と、をも含むシステムで使用することができ、好ましくは、クランプされた構成要素は、ボルトおよびナット部材の両方よりも柔らかく、システムが一緒にクランプされるときに変形してボルトおよびナット部材と封止する材料で形成される。
【００３３】
本発明の一実施形態は、一般に、漏れ防止ジョイントを形成するためにクランプ力が加えられるチューブまたはホースエンドフィッティングを必要とする流体処理回路に関する。クランプ力は、２つ以上の部品を結合して密に接触する機械的締結具にトルクを加えることによって生成される。ジョイント内の１つまたは複数の部品は、他の部品（通常はワッシャまたはクランプされた構成要素）よりも柔らかく、クランプ荷重の下で変形して漏れ防止封止を促進する。それでも、流体経路を封止するのに十分な材料変形がない場合は、通常のトルクを加えても漏れが発生する可能性がある。これは、隣接する軟質表面と硬質表面が平坦で滑らかであるため、封止は主に軟質材料と硬質材料の剛性差に依存するようになる。本発明の一実施形態は、より柔らかい材料の変形を促進する幾何学的特徴を統合し、したがってより効果的な封止を生成する。
【００３４】
本発明はまた、ボルトジョイントのクランプ力を示し、したがって制御するのを助けることに関連する一実施形態を含む。トルクは通常、目的のクランプ荷重を達成するために使用されるが、通常、摩擦力の変動により、実際のクランプ荷重には大きな変動がある。本発明の一実施形態は、幾何学的特徴を締結具に統合して、所望のクランプ荷重がいつ達成されるかを識別するように機能する視覚的なクランプ荷重インジケータを生成する。
【００３５】
本発明はまた、クリンチされた締結具システムに封止を提供することに関連する実施形態を含む。
【００３６】
本発明の構造および動作の構成および方法は、さらなる目的およびその利点と共に、添付の図面に関連して取られた以下の説明を参照することによって最もよく理解することができ、同様の符号は同様な要素を識別する。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１Ａ】ブレーキホースの端部に取り付けられた変形可能な締結部材を有する従来技術の締結システムを示す、取り付け前の状態（部分断面）の組み立て図である。
【図１Ｂ】ブレーキホースの端部に取り付けられた変形可能な締結部材を有する従来技術の締結システムを示す、図１Ａの線Ａ−Ａに沿った図１Ａの拡大断面図である。
【図２Ａ】ブレーキホースの端部に取り付けられた変形可能な締結部材を有する従来技術の締結システムを示す、取り付け後の状態（部分断面）の組み立て図である。
【図２Ｂ】ブレーキホースの端部に取り付けられた変形可能な締結部材を有する従来技術の締結システムを示す、図２Ａの線Ｂ−Ｂに沿った図２Ａの拡大断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態による変形可能なワッシャの上面図であり、変形可能なワッシャは、上部および下部の両方に外側部分を有し、外側部分はそれぞれ長方形の側面プロファイルを有する。
【図４】図３に示した変形可能なワッシャの側面図である。
【図５Ａ】ブレーキホースの端部に取り付けられている本発明の一実施形態による変形可能締結システムを示し、締結システムは図３および図４に示すような段差付きワッシャである変形可能部材を含む、取り付け前の状態（部分断面）の組み立て図である。
【図５Ｂ】ブレーキホースの端部に取り付けられている本発明の一実施形態による変形可能締結システムを示し、締結システムは図３および図４に示すような段差付きワッシャである変形可能部材を含む、図５Ａの線Ｃ−Ｃに沿った図５Ａの拡大断面図である。
【図６Ａ】ブレーキホースの端部に取り付けられている本発明の一実施形態による変形可能締結システムを示し、締結システムは図３および図４に示すような段差付きワッシャである変形可能部材を含む、取り付け後の状態（部分断面）の組み立て図である。
【図６Ｂ】ブレーキホースの端部に取り付けられている本発明の一実施形態による変形可能締結システムを示し、締結システムは図３および図４に示すような段差付きワッシャである変形可能部材を含む、図６Ａの線Ｄ−Ｄに沿った図６Ｂの拡大断面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態による変形可能なワッシャの上面図であり、変形可能なワッシャは上部および下部の両方でテーパーが付けられている。
【図８】図７に示した変形可能なワッシャの側面図である。
【図９Ａ】ブレーキホースの端部に取り付けられている本発明の別の実施形態による変形可能締結システムを示し、変形可能締結システムは、図７および図８に示すようなテーパー付きワッシャである変形可能部材を含む、取り付け前の状態（部分断面）の組み立て図である。
【図９Ｂ】ブレーキホースの端部に取り付けられている本発明の別の実施形態による変形可能締結システムを示し、変形可能締結システムは、図７および図８に示すようなテーパー付きワッシャである変形可能部材を含む、図９Ａの線Ｅ−Ｅに沿った図９Ａの拡大断面図である。
【図１０Ａ】ブレーキホースの端部に取り付けられている本発明の別の実施形態による変形可能締結システムを示し、変形可能締結システムは、図７および図８に示すようなテーパー付きワッシャである変形可能部材を含む、取り付け後の状態（部分断面）の組み立て図である。
【図１０Ｂ】ブレーキホースの端部に取り付けられている本発明の別の実施形態による変形可能締結システムを示し、変形可能締結システムは、図７および図８に示すようなテーパー付きワッシャである変形可能部材を含む、図１０Ａの線Ｆ−Ｆに沿った図１０Ｂの拡大断面図である。
【図１１】本発明の別の実施形態によるボルトによって画定される変形不能締結具の上面図である。
【図１２】図１１の線Ｇ−Ｇに沿った図１１に示すボルトの側面断面図である。
【図１３】図１１および図１２に示すボルトの底面図である。
【図１４】本発明の別の実施形態による締結システム（側面断面）を示し、締結システムは、図１１〜図１３に示すようなボルトによって画定される変形可能な締結部材を含む、取り付け前の状態を示す図である。
【図１５】本発明の別の実施形態による締結システム（側面断面）を示し、締結システムは、図１１〜図１３に示すようなボルトによって画定される変形可能な締結部材を含む、システムの取り付け後の状態を示す図である。
【図１６】本発明の別の実施形態による変形可能締結システム（側面図）を示し、締結システムはボルトによって画定される変形不能締結具を含む、システムの取り付け前の状態を示す図である。
【図１７】本発明の別の実施形態による変形可能締結システム（断面図）を示し、締結システムはボルトによって画定される変形不能締結具を含む、図１６のセクションＨ〜Ｈの断面図である。
【図１８】本発明の別の実施形態による変形可能締結システム（底面図）を示し、締結システムはボルトによって画定される変形不能締結具を含む、図１６の底面図である。
【図１９】変形可能部材を備えた封止された変形可能締結システムを形成するために取り付けられた、図１６〜１９に示すボルトの取り付け後の状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
本発明は、様々な形態での実施形態の可能性があるが、本開示は、本発明の原理の例示とみなされることを理解した上で、特定の実施形態が図面に示されており、本明細書に詳細に記載されるが、本発明を図示されたものに限定することを意図するものではない。
【００３９】
本発明の複数の実施形態が本明細書に開示されている。各実施形態は、変形可能締結システム（ｄｅｆｏｒｍａｂｌｅ  ｆａｓｔｅｎｉｎｇ  ｓｙｓｔｅｍ）を封止するために必要とされる結果として生じるクランプ力を低減するシステムを提供する。
【００４０】
変形可能締結システムは、変形可能部材と、変形可能部材と封止する嵌合部材と、を含む。図３は、本発明の一実施形態による段差付きワッシャ（ｓｔｅｐｐｅｄ  ｗａｓｈｅｒ）３０によって画定される変形可能部材の上面図を提供し、図４は、同じワッシャ３０の側面図を提供する。図３および４に示すように、ワッシャ３０は、ワッシャ３０の上部３４および下部３６の両方に２つの外側部分３２として示される少なくとも１つの外側部分３２を含む（図３および図４は、ワッシャの上部３４および下部３６の両方に１つの段差３２を示しているが、ワッシャ３０の片側のみに１つの外側部分のみが設けられてもよい。さらに、ワッシャ３０は、上部３４および下部３６のそれぞれに２つ以上の外側部分、または上部３４および下部３６のそれぞれに等しくない数の外側部分を有するものとして提供することができる）。また、ワッシャの中央４０には穴３８が設けられている。したがって、ワッシャ３０は、ワッシャ３０の中間部分４４を横切る最大測定値、内側最大寸法によって画定される外径４２（図３）およびワッシャ３０の中央の穴３８によって画定される内側最小直径４６を有する均一な中間部分を有する。
【００４１】
本発明の一実施形態では、ワッシャは、側面すなわち第１および第２の側面（図４に示す上部３４および下部３８）を有し、第１および第２の側面は、それぞれ、第１および第２の外側軸方向最大寸法によって境界付けられ、ワッシャ３０の少なくとも１つの第１および第２の外側部分（段差３２）によって画定される外径４８、５０として示される。
【００４２】
好ましくは、ワッシャ３０は、段差３２のそれぞれ（すなわち、ワッシャ３０の上部３４および下部３６の両方でそれぞれ）の外径４８、５０が概ね等しいように対称である。
【００４３】
ワッシャ３０の上部３４および下部３６のそれぞれの外側部分３２は、好ましくは、それらに形成された段差形状を有する２つの対向するダイを使用して形成される。固定ストロークマシンを使用して、ワッシャ材料を圧縮し、ダイを使用して段差を形成することが好ましい。段差は、（段付きの特徴を備えた）特殊な形状の工具を使用したワッシャの通常の製造中に、または同様の工具を使用した二次操作として形成され得る。
【００４４】
図５Ａ、図５Ｂ、図６Ａ、および図６Ｂは、ブレーキホース（ｂｒａｋｅ  ｈｏｓｅ）１２にフローボルト（ｆｌｏｗ  ｂｏｌｔ）１０を取り付けるために使用される変形可能締結システム５２を示し、変形可能締結システム５２は、前述の図３および図４に示す段差付き変形可能なワッシャ３０を使用する。具体的には、図５Ａおよび図５Ｂは、取り付け前の状態を示し、図６Ａおよび６Ｂは、取り付け後の状態を示す。実際、段差付きワッシャ３０のうちの２つが使用されている。したがって、図５Ａ、図５Ｂ、図６Ａおよび図６Ｂにおいて、一方のワッシャは、他方を区別するために、符号３０ａで識別され、他方は、符号３０ｂで識別されるが、両方とも、好ましくは、図３および図４に示すワッシャ３０と同一である。
【００４５】
最初に、変形可能な段差付きワッシャ３０ａ（図３および図４に示す段差付きワッシャ３０と同一）をフローボルト１０のシャフト５４上にスライドさせ、次にフローボルト１０のシャフト５４を、ブレーキホース１２の端部にあるコネクタ１６に設けられたボア（ｂｏｒｅ）１４を通して挿入する。この時点で、ワッシャ３０ａは、フローボルト１０のヘッド２２とコネクタ１６との間に配置される。次に、別の段差付きワッシャ３０ｂ（これも好ましくは図３および図４に示す段差付きワッシャ３０と同一である）をフローボルト１０のシャフト５４上にスライドさせ、次にナット部材などの固定部材２６をフローボルト１０のシャフト５４にねじ込むか、あるいは係合させる。この時点で、ワッシャ３０ｂは、コネクタ１６と固定部材２６との間に配置され、全体のアセンブリは図５に示すように見える。次に、変形可能締結具システム５２は、フローボルト１０のヘッド２２および／または固定部材２６を回転させることなどによって締め付けられるか、または固定部材２６がフローボルト１０のシャフト５４に圧着される。とにかく、締結システム５２を締め付けると、段差付きワッシャ３０ａ、３０ｂがコネクタ１６を圧縮または破砕し、それによって封止が形成される。取り付け中に、各ワッシャ３０ａ、３０ｂ（図６を参照）の上部３４および下部３６は、取り付け後の各ワッシャの厚さが、取り付け前に存在していたような各ワッシャの中間部分４４（例示のために図４に示す）の厚さに等しくなるように破砕され得るが（図５Ａおよび図５Ｂを参照）、これは必須ではない。
【００４６】
ワッシャ３０ａ，３０ｂが、上部３４および下部３６の両方に少なくとも外側部分３２（図３および図４に示す同一なワッシャ３０を参照）を有し、フローボルトの取り付けプロセスで使用される前に効果的に予め破砕されていたことを提供することは、従来の非段差ワッシャの接触面積と比較して、封止されたジョイントの接触面積が減少した結果として、クランプ力が減少することを提供する。図３および図４に示すワッシャ３０を処理して、上部３４および下部３６の両方に１つまたは複数の外側部分を与えることにより、ワッシャの半径方向の強度を維持しながら、例えば、フローボルトを取り付けるために必要な力を低減する。さらに、ワッシャ３０は、無形の中間部分（ｉｎｆｏｒｍ  ｍｉｄｄｌｅ  ｐｏｒｔｉｏｎ）を横切って縦方向に測定された中間部分の厚さ４３ａと、少なくとも１つの段差を横切って（または複数の段差がある場合は各段差を横切って）縦方向に測定された段差厚さ４５との合計に等しい、変形可能締結システムに取り付ける前の第１の厚さ４９を有し、変形可能締結システムに取り付けられた場合、ワッシャは、ワッシャの変形のために、中間部分の厚さ４３ａに等しい第２の厚さ４３ｂ（図６Ｂに示す）を有する。
【００４７】
対照的に、従来のワッシャは単一の厚さであり、封止して十分な半径方向の強度を確保するために必要以上の破砕面積がある。好ましくは、ワッシャの設計は、ねじ山強度の低下の量によって破砕面積がほぼ減少するという点で、ねじ山強度の低下を補償するように適合されている。図５と図６に示すように、フローボルトが流体流路を提供するためにねじ山を横切って１つまたは複数の外部フルート（ｅｘｔｅｒｎａｌ  ｆｌｕｔｅ）２８を含む場合には、フローボルト１０またはナット部材２６のいずれかのねじ山が剥がれやすい可能性があるという点で、ねじ山強度が損なわれる可能性がある。従来のワッシャと比較して、段差付きワッシャ３０ａ、３０ｂ（同じワッシャ３０を示す図３および図４を参照）を使用すると、ワッシャの接触面積が小さいため、ワッシャを破砕してフローボルト１０およびコネクタアセンブリ１６と固定部材２６の両方を封止するために必要な軸方向力が少なくなる。
【００４８】
図７は、本発明の別の実施形態によるテーパー付きワッシャ６０によって画定される変形可能部材の上面図を提供し、図８は、同じワッシャ６０の側面図を提供する。図示するように、ワッシャ６０は、少なくとも１つのテーパー６２を有する少なくとも１つの外側部分と、内側最大寸法７１を有する少なくとも１つの均一な中間部分７２と、を含む。図８に示す本発明の一実施形態では、それぞれが第１および第２のテーパープロファイルによってそれぞれ画定される２つのテーパー６２が存在する。また、図８に示す２つの平面部分、すなわち、それぞれ、第１の平面部分である上部６４および第２の平面部分である下部６６があり、ワッシャの第１および第２の外面を画定し、穴６８が内側最小直径６３を有するワッシャの中心７０に設けられる。
【００４９】
上部６４の第１の平面および下部６６の第２の平面は、第１の外側最大寸法６５、およびワッシャ６０の均一な中間部分７２の第１の内側最大寸法７１よりも小さい第２の外側最大寸法６７をそれぞれ画定する。好ましくは、ワッシャ６０は、テーパー６２のそれぞれ（すなわち、ワッシャの上部６４および下部６６の両方）が高さおよび傾斜に関して一般に同じであるように対称である。
【００５０】
さらに、ワッシャ６０（図８に示す）は、無形の中間部分を横切って縦方向に測定された中間部分の厚さ７３ａと、少なくとも１つの段差を横切って（または複数の段差がある場合は各段差を横切って）縦方向に測定された段差厚さ７５との合計に等しい、変形可能締結システムに取り付ける前の第１の厚さ７９を有し、変形可能締結システムに取り付けられた場合、ワッシャは、ワッシャの変形により中間部分の厚さ７３ａに等しい第２の厚さ７３ｂ（図１０Ｂに示す）を有する。ワッシャ６０上のテーパー６２は、好ましくは、テーパーを形成するように特別に成形された２つの対向するダイを使用して形成される。固定ストロークマシンを使用して、ワッシャ材料を圧縮し、ダイを使用してテーパー６２を形成することが好ましい。テーパー６２は、（テーパー機構を備えた）特殊な形状の工具を使用するワッシャの通常の製造中に、または同様の工具を使用する二次操作として形成され得る。
【００５１】
図９Ａ、図９Ｂ、図１０Ａ、および図１０Ｂは、ブレーキホース１２にフローボルト１０を取り付けるために使用される締結システム７０を示している。締結システムは、前述の図７および図８に示すテーパー付きワッシャ６０を採用している。具体的には、図９Ａおよび図９Ｂは、取り付け前の状態を示し、図１０Ａおよび図１０Ｂは、取り付け後の状態を示す。実際、テーパー付きワッシャ６０のうちの２つが使用されている。したがって、図１２および図１３では、一方のワッシャは符号６０ａで識別され、他方は符号６０ｂで識別されて、一方を他方から区別する。したがって、図９Ａ、図９Ｂ、図１０Ａおよび図１０Ｂでは、一方のワッシャは符号６０ａで識別され、他方は符号６０ｂで識別されて互いに区別されるが、両方とも好ましくは図７および図８に示すワッシャ６０と同一である。
【００５２】
最初に、テーパー付きワッシャ６０ａ（図７および図８に示すテーパー付きワッシャ６０と同一）をフローボルト１０のシャフト５４上にスライドさせ、次にフローボルト１０のシャフト５４を、ブレーキホース１２の端部にあるコネクタ１６に設けられたボア１４を通して挿入する。この時点で、ワッシャ６０ａは、フローボルト１０のヘッド２２とコネクタ１６との間に配置される。次に、別のテーパー付きワッシャ６０ｂ（また、好ましくは、図７および図８に示すテーパー付きワッシャ６０と同一）が、フローボルト１０のシャフト５４上にスライドされる。次に、ナット部材などの固定部材２６が、フローボルト１０のシャフト５４にねじ込まれるか、あるいは係合される。この時点で、ワッシャ６０ｂは、コネクタ１６と固定部材２６との間に配置され、全体のアセンブリは、図９Ａおよび図９Ｂに示すように見える。次に、締結具システム７０がフローボルト１０のヘッド２２および／または固定部材２６を回転させることなどによって締め付けられるか、または固定部材２６がフローボルト１０のシャフト５４に圧着される。とにかく、締結具システム７０を締め付けると、テーパー付きワッシャ６０ａ、６０ｂがコネクタ１６に対して圧縮または破砕し、それにより、図１０Ａおよび図１０Ｂに示すように封止が形成される。取り付け中、ワッシャ６０の上部６４および下部６６（図１０Ａおよび図１０Ｂを参照）は、取り付け後のワッシャ６０の厚さが、取り付け前に存在していたワッシャ６０の中間部分７２（図８に示す）の厚さと実質的に等しくなるように破砕することができるが（図９Ａおよび図９Ｂを参照）、これは必須ではない。
【００５３】
ワッシャ６０ａ，６０ｂが少なくとも１つのテーパー６２（図７および図８に示す同一なワッシャ６０を参照）を有し、フローボルト取り付けプロセスで使用される前に効果的に予め破砕されていたことを提供することは、従来のテーパーのないワッシャの接触面積と比較して、封止されたジョイントを形成するワッシャの接触面積が減少する結果として、クランプ力が減少することを提供する。ワッシャ６０ａ，６０ｂが上部６４および下部６６に少なくとも１つのテーパー６２を有するという事実は、ワッシャ６０ａ，６０ｂの半径方向の強度を維持しつつ、フローボルト１０と封止するために、およびコネクタアセンブリ１６、例えばフローボルト１０と封止するためにワッシャを取り付けるのに必要な力を低減する。好ましくは、ワッシャの設計は、ねじ山強度の低下の量によって破砕面積がほぼ減少するという点で、ねじ山強度の低下を補償するように適合されている。上記のように、フローボルト１０が流体流路を提供するためにねじ山を横切って１つまたは複数の外部フルート２８（図９Ａ、図９Ｂ、図１０Ａ、図１０Ｂに示す）を含む場合には、ボルトまたはナット部材のいずれかのねじ山が剥がれやすい可能性があるという点で、ねじ山強度が損なわれる可能性がある。従来のワッシャと比較してテーパー付きワッシャ６０ａ、６０ｂ（同じワッシャ６０を示す図７および８を参照）を使用すると、破砕面積が小さいため、ワッシャを破砕してフローボルト１０およびコネクタアセンブリ１６と固定部材２６の両方を封止するために必要な軸方向力が少なくなる。
【００５４】
それぞれ図３、図４および図７、図８に示す段差付きワッシャとテーパー付きワッシャを使用して、フローボルトと同様に、標準的な非フローボルト、具体的には１つまたは複数の外部フルートがねじ山を横切るフローボルトを取り付けることができる。とにかく、本明細書に開示されている非従来型のワッシャを使用すると、破砕面積が減少し、適切な取り付けに必要なクランプ力が少なくなる。１つまたは複数の外部フルートがねじ山を横切って切られていない、または形成されていない標準のフローボルトでさえ、ボルトの断面積が小さいため、クランプ荷重の低減の恩恵を受ける。
【００５５】
取り付け中、軸方向の荷重が増加すると、変形可能な締結部材（すなわち、上記のように段差付きまたはテーパー付きワッシャ）が、目的のクランプ荷重に達するまで変形する。外側部分により、接触面積は、従来の変形不能または非段差ワッシャの接触面積よりも小さくなる。接触している材料が少なくても、ロードされたワッシャ材料はより変形して、ジョイントのボイドをより適切に封止する。これにより、標準の破砕ワッシャを使用する場合よりも低い軸方向力（トルク）でジョイントが封止される。
【００５６】
図１１、図１２、および図１３は、本発明の別の実施形態による、ボルト１００によって画定される変形不能締結具の上面図、側面断面図、および底面図をそれぞれ提供する。図示するように、ボルト１００は、ヘッド１０２（図１１および図１２を参照）と、その上に形成されたねじ１０６を有するシャフト１０４（図１２および図１３を参照）と、を含む。ヘッド１０２およびシャフト１０４の両方は、ヘッド１００の下の下面１０８を除いて従来のものであってもよく、これは、少なくとも１つの内側段差１１０をその上に有するものとして提供され、少なくとも１つの段差は、変形可能締結システムの少なくとも１つの外側部分を画定する。
【００５７】
本発明の一実施形態では、下面１０８は、嵌合面に接触したときに下面１０８に高い摩擦を提供するテクスチャを下面１０８に追加するなどの「トルクロビング機構」を有してもよい。テクスチャは、下面１０８を高摩擦面に変換する任意の形状であってもよい。そのような特徴の１つは、好ましくは、下面１０８を高摩擦面にし、変形可能締結システムを封止するために加えられるより少ないトルクで必要なクランプ荷重により速く到達することを可能にする、下面１０８に追加されるリブであってもよい。
【００５８】
図１３に示すように、好ましくは、少なくとも１つの段差１１０は、円形であり、シャフト１０４（および一般にボルト１００）と同心である。
【００５９】
図１４および図１５は、本発明の一実施形態による締結システム１２０の断面図を提供する。締結システム１２０は、前述の図１１〜図１３に示すボルト１００、ならびにナット部材１２２、およびナット部材１２２とボルト１００のヘッド１０２の下面１０８との間に配置されるワッシャなどのクランプされた構成要素１２４を使用する。好ましくは、クランプされた構成要素１２４は、ボルト１００およびナット部材１２２の両方よりも柔らかい材料でできている。図１４〜図１５に示す実施形態では、ボルト１００は変形不能締結具であり、クランプされた構成要素は変形可能部材である。しかしながら、本発明の別の実施形態では、少なくとも１つの段差１１０は、嵌合面よりも柔らかい材料であってもよく、嵌合面に対して封止するように変形してもよい。この実施形態では、少なくとも１つの段差は変形可能部材であり、嵌合面は嵌合部材である。
【００６０】
図１４は、ボルト１００が取り付けられる前の締結システム１２０を示しているが、図１５は、ボルト１００が取り付けられた後の締結システム１２０を示している。図１４に示すように、最初に、ボルト１００のシャフト１０４がクランプされた構成要素１２４の穴１２６を通して挿入され、シャフト１０４のねじ１０６がナット部材１２２の対応するねじ１２８と係合して、クランプされた構成要素１２４がボルト１００のヘッド１０２とナット部材１２２との間に効果的に捕捉される。ボルト１００を完全に取り付けるために、ボルト１００がナット部材１２２内により完全に移動し、クランプされた構成要素１２４にクランプダウンするために、ボルト１００がヘッド１０２を使用して回転される。ヘッド１０２の下（すなわち、ヘッド１０２の下側１０８）に１つまたは複数の外側部分１１０を設けることにより、平坦で段差のない下面を有する従来のヘッドと比較して、締め付けサイクル中のトルクが大幅に増加し、これは所定のクランプ荷重に達したことを示す。
【００６１】
取り付け中、軸方向荷重の増加により、クランプされた材料（すなわち、クランプされた構成要素１２４）は、所望のクランプ荷重に達するまで変形する。外側部分１１０の面積は、ボルト１００の下面１０８（すなわち、図１４の符号１０８で示される表面）がクランプされた構成要素１２４と接触すると、必要なクランプ荷重に達するように計算されている。したがって、下面（すなわち、図１４の符号１０８で示される表面）とクランプされた構成要素１２４との間にギャップがない場合には、十分なクランプ荷重の検証は視覚的である。さらに、トルクおよび角度フィードバック取り付け機器を使用する場合、下面（すなわち、図１４の符号１０８で示される表面）がクランプされた構成要素１２４に係合すると、トルクが突然上昇する。このフィードバックにより、取り付け機器が完全に接触し、必要なクランプ荷重が達成されていることを確認できる。
【００６２】
ボルト１００は、外部六角形プロファイルを備えたヘッド１０２を有することが示されているが、ヘッド１０２は、内部六角形プロファイル、または内部または外部の多小葉プロファイルなど、他の多くの異なるプロファイルを有するものとして提供することができる。さらに、符号１２２に関してナット部材という用語が使用されているが、ナット部材は実際には従来の意味でのナット部材でなくてもよく、実際にはボルトを取り付けたいものであれば何でもよい。したがって、クランプされた構成要素は、嵌合部材と変形可能締結システムの別の構成要素との間にクランプまたは捕捉される任意の部材であってもよい。最後に、クランプされた構成要素１２４はおそらくワッシャであると述べられているが、クランプされた構成要素１２４はまた、ボルト１００を使用してアセンブリ全体にクランプしたいものであってもよい。システムの別の実施形態では、変形不能締結具は、変形可能部材を封止してクリンチするクリンチ締結具を含む。
【００６３】
図１６〜図１９に示すように、変形可能締結システムは、本発明の別の実施形態によるものであり、変形可能締結システム２２０（図１９に示す）は、クリンチ機構を有するボルト２００によって画定される変形不能締結具を含む。図１６はシステムの取り付け前の状態を示し、図１７は図１６のセクションＨ−Ｈの断面図を示し、図１８は図１６の底面図を示し、図１９はシステムの取り付け後の状態を示し、変形可能部材はかしめ材料（ｓｔａｋｉｎｇ  ｍａｔｅｒｉａｌ）２２２である。
【００６４】
図示するように、ボルト２００は、図１１〜図１５のボルト１００と同様に、ヘッド２０２（図１６および図１９を参照）およびシャフト２０４（図１６、図１８、および図１９を参照）を含む。ヘッド２０２およびシャフト２０４の両方は、ヘッド２００の下の下面２０８を除いて従来のものであってもよく、これは、その上に少なくとも１つの内側段差２１０（図１７に詳細に示されている）を有するように設けられ、下面２０８および少なくとも１つの内側段差２１０は、対応する下面１０８およびボルト１００に関連する少なくとも１つの内側段差２１０と同様の特徴を有する。
【００６５】
図１８に示すように、軸方向の回転を低減するために、リブ２３２などの追加の機構を追加することができる。
【００６６】
さらに、ボルト２００は、ステーキング操作中に保持された材料２２２（図１９に示す）の流れおよび保持を可能にする保持溝２３０として示されるクリンチ機構を有する。好ましくは、保持されたかしめ材料２２２は、ボルト材料よりも柔らかい。少なくとも１つの外側部分を画定する少なくとも１つの段差２１０は、かしめ材料と嵌合し、封止機構として機能し、かしめられた材料２２２でさらに封止するための複数の段差を含んでもよい。
【００６７】
図１６は、ボルト２００が取り付けられる前の締結システム２２０を示しているが、図１９は、ボルト２００がかしめ材料２２２に取り付けられた後の締結システム２２０を示している。
【００６８】
取り付け中、軸方向荷重の増加により、かしめられた材料２２２が変形し、かしめられた材料の一部が保持溝に流れ込み、それによって、かしめられた材料２２２をクリンチし、かしめられた材料２２２と封止を形成する。
【００６９】
図１６〜図１９に示す実施形態は、クリンチボルトを対象とするが、追加の実施形態は、クリンチナットの同等のクリンチ機構を対象とすることができる。
【００７０】
本明細書に開示する締結システムのいずれかの取り付けに関して（すなわち、図５Ａ、図５Ｂ、図６Ａ、図６Ｂ、図９Ａ、図９Ｂ、図１０Ａ、図１０Ｂおよび図１４〜図１５に示すように）、プログラム可能な駆動システム、好ましくは、トルク角度締め付け戦略を実行できる駆動システムが使用され得る。とにかく、本明細書に開示するボルトおよび／またはワッシャの構成は、ボルトを適切に取り付けるために必要とされるより少ない軸方向力に効果的に変換される低減された破砕面積を提供する。さらに、図１６〜図１９に示す本発明のいくつかの実施形態では、追加の封止機構が提供される。
【００７１】
本発明の特定の実施形態が示され、説明されてきたが、当業者は、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、様々な修正を考案することができると想定される。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
2021532318.tif 000028