(57)【要約】【課題】外面にねじを有する部材と内面にねじを有する部材とによって合わされた接合部を適切に引張する、予荷重表示ワッシャ（２０）を提供すること。【解決手段】予荷重表示ワッシャ（２０）は、ワッシャ（２０）の環状本体から打ち出されて部分的に剪断変形された複数の突出部（２６）を有する。この突出部（２６）は荷重をかけられ、突出部（２６）が形成されるときに形成される、環状本体の対応する複数の窪み（３０）に押し込まれて後退する。予荷重表示ワッシャ（２０）の突出部（２６）は、輪郭が曲線的であり、突出部（２６）のいずれの部分も、予荷重表示ワッシャ（２０）が外面にねじを有する部材に隣接して配置されるときに、外面にねじを有する部材のベアリング表面の外周を越えて半径方向外方に延びない。【選択図】図３
2008261505.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベアリング表面（７４ａ）を有するボルト（７４）と、ベアリング表面（７６ａ）を有し、該ボルト（７４）の端部（７４ｂ）とねじ込みにより係合するナット（７６）と、予荷重表示ワッシャ（４０）とを用いて、少なくとも１つの接合部材（７０、７２）を接合する方法であって、
該予荷重表示ワッシャ（４０）は、該ボルト（７４）のベアリング表面（７４ａ）と該接合部材との間又は該ナット（７６）のベアリング表面（７６ａ）と該接合部材との間に配置され、
該予荷重表示ワッシャ（４０）は、環状本体（４０）と該環状本体（４０）と一体の複数の突出部（４２）とを有し、該突出部（４２）が、該環状本体（４０）から打ち出されて部分的に剪断変形され、該環状本体（４０）の第１の面（４４）から突出し、且つ該第１の面（４４）と反対側の該環状本体の第２の面（４８）において対応する複数の窪み（４６）を残し、
それぞれの該突出部（４２）が、
（ａ）  該環状本体（４０）の中心から半径方向に間隔を空け且つ該環状本体（４０）の該第１の面（４４）から延びる一対の外側壁（５０、５０）と、
（ｂ）  該一対の外側壁（５０、５０）間に延び、且つ該環状本体（４０）の該第１の面（４４）の間隔を空けた２つのフラットな領域（５４、５４）間で該環状本体（４０）の該第１の面（４４）から軸方向に延びる外表面（５２）とによって規定され、そして、それぞれの該窪み（４６）が、
（ａ）  該環状本体（４０）の中心から半径方向に間隔を空け且つ該環状本体（４０）の該第２の面（４８）から該環状本体（４０）を通って延び、該突出部（４２）の１つの該一対の外側壁（５０、５０）が剪断変形される一対の内側壁（５６、５６）と、
（ｂ）  該一対の内側壁（５６、５６）の間に延び、且つ該環状本体（４０）の該第２の面（４８）の間隔を空けた２つの領域（６０）間で該環状本体（４０）の該第２の面（４８）から軸方向に延びる内表面（５８）とによって規定され、
該突出部（４２）の該外側壁（５０、５０）のそれぞれが、該環状本体（４０）の該第１および該第２の面（４４、４８）と平行な面において曲がっており、該窪み（４６）の該内側壁（５６、５６）のそれぞれが、該環状本体（４０）の該第１および該第２の面（４４、４８）と平行な面において曲がっており、該突出部（４２）のいずれの部分も、
（ａ）  該予荷重表示ワッシャ（４０）が該ボルト（７４）に隣接して配置されるときに、該ボルト（７４）のベアリング表面（７４ａ）の外周を越えて半径方向外方に延びず、および
（ｂ）  該予荷重表示ワッシャ（４０）が該ナット（７６）に隣接して配置されるときに、該ナット（７６）のベアリング表面（７６ａ）の外周を越えて半径方向外方に延びず、
該方法は、予荷重表示ワッシャ（４０）の該突出部（４２）が設けられている側の表面と該ナット（７６）のベアリング表面（７６ａ）又は該ボルト（７４）のベアリング表面（７４ａ）との間に形成される隙間をフィーラーゲージによって測定する工程を包含する、接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、環状本体と環状本体と一体の複数の突出部とを有する予荷重表示ワッシャに関する。この突出部は、環状本体から打ち出されて部分的に剪断変形され、環状本体の第１の面から突出し、且つ環状本体の第２の面において対応する複数の窪みを残す。
【０００２】
さらに、本発明は、接合アセンブリに関する。この接合アセンブリは、少なくとも１つの接合部材と、ベアリング表面を含む外面にネジを有する部材と、外面にネジを有する部材の端部とねじ込みにより係合するベアリング表面を有する内面にねじを有する部材と、予荷重表示ワッシャとを有する。
【０００３】
上記の予荷重表示ワッシャは、締め金具と併用することが可能であり、締め金具の所望のテンションを、接合部に締め金具を取り付ける間に実現する。
【背景技術】
【０００４】
接合部の締め金具にテンションを導入する最も正確な方法は、締め金具または締め金具と併用する別の要素のいずれかから直接的に、締め金具におけるテンションの表示を見えるようにすることによって、締めつけを制御することであるということは、当業者によく知られている。トルク制御に基づく締め金具の取付の結果、締め金具の潤滑性の変化、ねじ付き締め金具のねじのかえり（burr）、およびねじ付き締め金具のベアリングが圧迫する接合コンポーネントの表面における摩擦の変化によって、締め金具におけるテンションが幅広く変化することが可能になる。
【０００５】
US-A-3,187,621は、ねじ付き締め金具と併用するように適合された予荷重表示ワッシャに関し、且つ締め金具の適切な引張（tensioning）の表示を見えるようにすることを意図されている。この予荷重表示ワッシャは、環状本体から打ち出されて部分的に剪断変形され、環状本体に窪みを残す複数の突出部を有する。この予荷重表示ワッシャが接合部に入ると、突出部は、接合部が締めつけられるにつれて、環状本体の窪みに押し込まれて後退する。突出部が環状本体の窪みに所定量の分だけ「潰されて（collapsed）」後退すると、締めつけは停止する。この条件は、典型的には、接合部の隙間に挿入された「フィーラー」ゲージによって読み取られる。US-A-5,015,132、US-A-5,370,483、およびUS-A-5,487,632もまた、このタイプの予荷重表示ワッシャに関している。
【０００６】
請求項１の前提部において定義されるような予荷重表示ワッシャは、EP-A-0 100555により公知である。
【０００７】
側面が直線的な突出部と比較的小さなベアリング表面を有する締め金具との場合のように、この予荷重表示ワッシャの突出部が併用される締め金具のベアリング表面を越えて延びる場合、突出部は、ワッシャの環状本体の窪みに適切に潰されて後退しない。荷重が突出部の全長にわたってかけられる代わりに、突出部の締め金具のベアリング表面に接触している部分にのみ、荷重がかけられる。その結果、突出部のいくつかの部分は、窪みに潰されて後退せず、締め金具のテンションの誤った表示につながる。そのような予荷重表示ワッシャの、比較的小さなベアリング表面を有する締め金具との併用は、実用的ではない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、突出部の全長にわたる荷重の適用を等しくすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的は、請求項１の前提部において定義される予荷重表示ワッシャを用いて達成される。この予荷重表示ワッシャは、それぞれの突出部が環状本体の第１および第２の面と平行な面において曲がっており、そして、それぞれの窪みが環状本体の第１および第２の面と平行な面において曲がっていることを特徴とする。
【００１０】
接合アセンブリに関しては、この目的は、それぞれの突出部が環状本体の第１および第２の面と平行な面において曲がっており、そして、それぞれの窪みが突出部のいずれの部分も延びていない環状本体の第１および第２の面と平行な面において曲がっていることを特徴とする。
【００１１】
（従来技術の説明）
U.S. 3,187,621、U.S. 5,015,132、U.S.5,370,483、およびU.S. 5,487,632を、それらの全内容が本明細書において完全に述べられたかのように、参考として援用する。「従来技術」と識別される本願の図１は、U.S.3,187,621、U.S. 5,015,132、U.S. 5,370,483、およびU.S. 5,487,632が関している従来技術の予荷重表示ワッシャの一面を示す。
【００１２】
図１および図２を参照すると、この予荷重表示ワッシャは、第１の面２４上に複数の突出部２６を有する環状本体２０を有する。この突出部２６は、第２の面２８を湾入させて金属を部分的に剪断変形し、且つ対応する複数の窪み３０を面２８に形成した結果として金属を変形させることによって形成される。突出部２６と窪み３０とは、各々外側壁３２と内側壁３４とを有する。この予荷重表示ワッシャが接合部に使用されるとき、突出部２６は、接合部が締めつけられるにつれて、環状本体２０の窪み３０に「潰されて」後退する。
【００１３】
図１の破線３６は、ボルト・ヘッドまたはナットのベアリング表面を示す。図から分かるように、端部３８のような突出部２６の部分が、半径方向外方にボルト・ヘッドのベアリング表面またはナットのベアリング表面の外周を越えて延びる場合、突出部のこれらの部分は、接合部が締めつけられるにつれて、環状本体２０の窪み３０に潰されて後退しない。そのため、突出部の潰れ易さに影響を及ぼし、次いで、予荷重表示ワッシャが含まれている接合部の荷重が正確に表示されなくなり得る。
【００１４】
（本発明の要旨）
本発明の要旨は以下のとおりである。
項目１．環状本体（４０）と
該環状本体（４０）と一体の複数の突出部（４２）と
を有し、該突出部（４２）が、該環状本体（４０）から打ち出されて部分的に剪断変形され、該環状本体（４０）の第１の面（４４）から突出し、且つ該第１の面（４４）と反対側の該環状本体（４０）の第２の面（４８）において対応する複数の窪み（４６）を残す、予荷重表示ワッシャであって、それぞれの該突出部（４２）が、
（ａ）  該環状本体（４０）の中心から半径方向に間隔を空け且つ該環状本体（４０）の該第１の面（４４）から延びる一対の外側壁（５０、５０）と、
（ｂ）  該一対の外側壁（５０、５０）間に延び、且つ該環状本体（４０）の間隔を空けた２つの領域（５４、５４）間で該環状本体（４０）の該第１の面（４４）から軸方向に延びる外表面（５２）とによって規定され、そして、それぞれの該窪み４６が、
（ａ）  該環状本体（４０）の中心から半径方向に間隔を空け且つ該環状本体（４０）の該第２の面（４８）から該環状本体（４０）を通って延び、該突出部（４２）の１つの該一対の外側壁（５０、５０）が剪断変形される一対の内側壁（５６、５６）と、
（ｂ）  該一対の内側壁（５６、５６）の間に延び、且つ該環状本体（４０）の該第２の面（４８）の間隔を空けた２つの領域（６０、６０）間で該環状本体（４０）の該第２の面（４８）から軸方向に延びる内表面（５８）とによって規定され、
（ａ）  該突出部（４２）の該外側壁（５０、５０）のそれぞれが、該環状本体（４０）の該第１および該第２の面（４４、４８）と平行な面において曲がっており、
（ｂ）  該窪み（４６）の該内側壁（５６、５６）のそれぞれが、該環状本体（４０）の該第１および該第２の面（４４、４８）と平行な面において曲がっていることを特徴とする、予荷重表示ワッシャ。
項目２．前記突出部（４２）の半径方向に最も外側の点および前記窪み（４６）の半径方向に最も外側の点が、前記環状本体（４０）の中心（６１）を中心とする円（６２）上にあることを特徴とする、項目１に記載の予荷重表示ワッシャ。
項目３．前記突出部（４２）および前記窪み（４６）が、同じ弧の長さだけ間隔を空けていることを特徴とする、項目２に記載の予荷重表示ワッシャ。
項目４．前記突出部（４２）および前記窪み（４６）が、前記環状本体（４０）の前記中心（６１）を中心とする前記円（６２）に沿って延びることを特徴とする、項目１から３のいずれか一つに記載の予荷重表示ワッシャ。
項目５．前記環状本体（４０）が、円形の内周（６６）を有することを特徴とする、項目１から４のいずれか一つに記載の予荷重表示ワッシャ。
項目６．前記突出部（４２）および前記窪み（４６）が、前記環状本体（４０）の前記円形の内周（６６）と同心の前記円（６２）に沿って延びることを特徴とする、項目５に記載の予荷重表示ワッシャ。
項目７．少なくとも１つの接合部材（７０、７２）と、
ベアリング表面（７４ａ）を含む外面にねじを有する部材（７４）と、
ベアリング表面（７６ａ）を含み、該外面にねじを有する部材（７４）の端部（７４ｂ）とねじ込みにより係合する、内面にねじを有する部材（７６）と、
該内面にねじを有する部材（７６）と該外面にねじを有する部材（７４）の反対側の端部との間に配置され、環状本体（４０）と該環状本体（４０）と一体の複数の突出部（４２）とを有し、該突出部（４２）が、該環状本体（４０）から打ち出されて部分的に剪断変形され、該環状本体（４０）の第１の面（４４）から突出し、且つ該第１の面（４４）と反対側の該環状本体の第２の面（４８）において対応する複数の窪み（４６）を残す、予荷重表示ワッシャ（４０）とを有し、それぞれの該突出部（４２）が、
（ａ）  該環状本体（４０）の中心から半径方向に間隔を空け且つ該環状本体（４０）の該第１の面（４４）から延びる一対の外側壁（５０、５０）と、
（ｂ）  該一対の外側壁（５０、５０）間に延び、且つ該環状本体（４０）の該第１の面（４４）の間隔を空けた２つの領域（５４、５４）間で該環状本体（４０）の該第１の面（４４）から軸方向に延びる外表面（５２）とによって規定され、そして、それぞれの該窪み４６が、
（ａ）  該環状本体（４０）の中心から半径方向に間隔を空け且つ該環状本体（４０）の該第２の面（４８）から該環状本体（４０）を通って延び、該突出部（４２）の１つの該一対の外側壁（５０、５０）が剪断変形される一対の内側壁（５６、５６）と、
（ｂ）  該一対の内側壁（５６、５６）の間に延び、且つ該環状本体（４０）の該第２の面（４８）の間隔を空けた２つの領域（６０）間で該環状本体（４０）の該第２の面（４８）から軸方向に延びる内表面（５８）とによって規定される、予荷重表示ワッシャ（４０）とを有する、接合アセンブリであって、
該突出部（４２）の該外側壁（５０、５０）のそれぞれが、該環状本体（４０）の該第１および該第２の面（４４、４８）と平行な面において曲がっており、該窪み（４６）の該内側壁（５６、５６）のそれぞれが、該環状本体（４０）の該第１および該第２の面（４４、４８）と平行な面において曲がっており、該突出部（４２）のいずれの部分も、
（ａ）  該予荷重表示ワッシャ（４０）が該外面にねじを有する部材（７４）に隣接して配置されるときに、該外面にねじを有する部材（７４）のベアリング表面（７４ａ）の外周を越えて半径方向外方に、および
（ｂ）  該予荷重表示ワッシャ（４０）が該内面にねじを有する部材（７６）に隣接して配置されるときに、該内面にねじを有する部材（７６）のベアリング表面（７６ａ）の外周を越えて半径方向外方に延びない
ことを特徴とする、接合アセンブリ。
項目８．前記接合アセンブリが一対の接合アセンブリ（７０、７２）を含み、前記外面にねじを有する部材（７４）が、該一対の接合部材（７０、７２）を通って延び且つヘッド（７４ａ）とねじ付き軸部（７４ｂ）とを有するボルトであり、前記内面にネジを有する部材（７６）が、該ボルト（７４）の該ねじ付き軸部（７４ｂ）とねじ込みにより係合しているナットであることを特徴とする、項目７に記載の接合アセンブリ。
項目９．前記予荷重表示ワッシャ（４０）が、前記突出部（４２）が前記ボルト（７４）の前記ヘッド（７４ａ）を圧迫している状態で、該ボルト（７４）の該ヘッド（７４ａ）に接して配置されることを特徴とする、項目８に記載の接合アセンブリ。
項目１０．前記突出部（４２）の半径方向に最も外側の点および前記窪み（４６）の半径方向外方に最も外側の点が、前記環状本体（４０）の前記中心（６１）を中心とする前記円（６２）上にあることを特徴とする、項目７から９のいずれか一つに記載の接合アセンブリ。
項目１１．前記突出部（４２）および前記窪み（４６）が、前記環状本体（４０）の前記中心（６１）を中心とする前記円（６２）に沿って延びることを特徴とする、項目７から１０のいずれか一つに記載の接合アセンブリ。
項目１２．前記突出部（４２）および前記窪み（４６）が、同じ弧の長さだけ間隔を空けていることを特徴とする、項目７から１１のいずれか一つに記載の接合アセンブリ。
項目１３．前記環状本体（４０）が、円形の内周（６６）を有することを特徴とする、項目７から１２のいずれか一つに記載の接合アセンブリ。
項目１４．前記突出部（４２）および前記窪み（４６）が、前記環状本体（４０）の前記円形の内周（６６）と同心の前記円（６２）に沿って延びることを特徴とする、項目１３に記載の接合アセンブリ。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図３および図４を参照すると、本発明に従って構成された予荷重表示ワッシャは、環状本体４０と該環状本体と一体の複数の突出部４２とを有する。突出部４２は、環状本体から打ち出されて部分的に剪断変形され、環状本体の第１の面４４から突出し、且つ第１の面と反対側の環状本体の第２の面４８において対応する複数の窪み４６を残す。それぞれの突出部４２は、環状本体４０の面４４から延びる一対の外側壁５０と、この一対の外側壁の間および環状本体の面４４の間隔を空けた２つの領域５４間に延びる外表面５２とによって規定される。それぞれの窪み４６は、環状本体の面４８から環状本体４０を通って延びる一対の内側壁５６、およびこの一対の内側壁の間と、環状本体の面４８の間隔を空けた２つの領域６０間とに延びる内表面５８によって規定される。突出部の１つの一対の外側壁は、この一対の内側壁５６から剪断変形される。
【００１６】
輪郭が直線的である従来技術のこのタイプの予荷重表示ワッシャの突出部および窪みとは対照的に、本発明によると、各突出部４２および各窪み４６は、輪郭が曲線的である。突出部４２の半径方向に最も外側の点および窪み４６の半径方向に最も外側の点は、環状本体４０の中心６１を中心とする円上にある。突出部４２および窪み４６は、同じ弧の長さだけ間隔を空けている。図３および図４に示す本発明の実施形態に関しては、４組の突出部／窪みの対が、９０度の間隔を空けている。
【００１７】
好適には、突出部４２および窪み４６は、一点破線６２によって示す、環状本体４０の中心６１を中心とする円に沿って延びる。突出部／窪みの対の湾曲の中心は、環状本体４０の中心６１にある必要はない。その代わりに、それぞれの突出部／窪みの対は、湾曲の半径が円６２の半径よりも大きいまたは小さい、別個の湾曲の中心を有することが可能である。突出部４２のいずれの部分も、予荷重表示ワッシャが外面にねじを有する部材に隣接して配置されるときに、外面にねじを有する部材のベアリング表面の外周を越えて半径方向外方に延びないこと、または、予荷重表示ワッシャが内面にねじを有する部材に隣接して配置されるときに、内面にねじを有する部材のベアリング表面の外周を越えて半径方向外方に延びないことのみが必要とされる。予荷重表示ワッシャが外面にねじを有する部材に隣接して配置されるとき、突出部４２の半径方向に最も外側の外側壁５０と、窪み４６の半径方向に最も外側の内側壁５６とは、外面にねじを有する部材のベアリング表面の外周を示す。または、予荷重表示ワッシャが内面にねじを有する部材に隣接して配置されるときには、内面にねじを有する部材のベアリング表面の外周を示す。予荷重表示ワッシャが円形の内周６６を有する場合、（これは、このような部品の通常の構造である）そして突出部４２および窪み４６が環状本体４０の中心６１を中心とする円６２に沿って延びる場合、突出部／窪みの対は、環状本体の円形の内周と同心の円に沿って延びる。
【００１８】
本発明に従って構成された予荷重表示ワッシャの使用法を、図５および図６に示す。接合アセンブリは、一対の接合部材７０および７２と、ボルト７４の形状をとった外面にねじを有する部材と、ナット７６の形状をとった内面にねじを有する部材と、標準的なワッシャ８０とを含む。この接合アセンブリは、予荷重表示ワッシャ４０を使用することによって、適切なテンションをボルトに与えた状態で組み立てられる。ボルト７４は、ボルト・ヘッド７４ａと、接合部材７０および７２を通って延びるねじ付きの軸部７４ｂとを有する。
【００１９】
予荷重表示ワッシャ４０は、ボルト７４のヘッド７４ａとナット７６のベアリング表面７６ａとの間のどこかに配置される。ナット７６は、ボルトの反対側の端部で、ボルトのねじ付きの軸部７４ｂの先端とねじ込みにより係合する。図５および図６に示す特定の配置に関して、予荷重表示ワッシャ４０は、ボルト７４のヘッド７４ａに隣接して配置され、ボルト・ヘッドの下側のベアリング表面が、予荷重表示ワッシャ４０の突出部の頂点を圧迫する。ナット７６はねじ込まれ、そしてボルト７４が保持されている。ワッシャ８０は、ナット８０の回転を接合部材７２から隔離する。ボルト７４がねじ込まれ、そしてナット７６が保持されると、予荷重表示ワッシャ４０がナット７６のベアリング表面７６ａに隣接して配置され、ナットのベアリング表面が予荷重表示ワッシャの突出部の頂点を圧迫する。続いて、ワッシャ８０が、ボルト・ヘッド７４ａと接合部材７０との間に配置され、ボルト７４の回転を接合部材７２から隔離する。予荷重表示ワッシャ４０がボルト７４に隣接して配置されると、予荷重表示ワッシャの突出部のいずれの部分も、ボルトヘッド７４ａのベアリング表面の外周を越えて半径方向外方に延びることはない。そして、予荷重表示ワッシャがナット７６に隣接して配置されると、予荷重表示ワッシャの突出部のいずれの部分も、ベアリング表面７６ａの外周を越えて半径方向外方に延びることはない。
【００２０】
予荷重表示ワッシャ４０は、ボルト７４またはナット７６のいずれかをねじ込むことによって接合部が組み立てられ且つ締めつけられるにつれて、ボルト７４とナット７６との間の締めつけ荷重をかけられる。締めつけが進むにつれて、予荷重表示ワッシャの突出部は、関連した窪みに潰されて後退し、そして、図５および６に示す実施例に関しては、予荷重表示ワッシャの上面とボルト・ヘッドの下側のベアリング表面との間の隙間が減少する。この隙間が「フィーラー」ゲージによって測定したときに所定量だけ減少したら、隙間がボルト７４の適切なテンションを示すので、締めつけを停止する。これは、突出部の数および寸法をナットおよびボルトに与えられる圧縮力に関して選択したので、予荷重表示ワッシャに与えられた圧縮力がボルトにおいて所望のテンションに達したときに、突出部が環状本体内に可塑的に変形するからである。
【００２１】
注目すべき点は、U.S. 5,015,132、U.S. 5,370,483、およびU.S.5,487,632が関係している予荷重表示ワッシャの特徴を、本発明に従って構成された予荷重表示ワッシャに援用することが可能な点である。
【００２２】
本発明の好適な実施を説明してきたが、様々な改変および変形が、発明の真の精神および範囲から逸脱することなく行われることが可能であることは、当業者に明らかであるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、従来技術の予荷重表示ワッシャの第１の面の平面図である。
【図２】図２は、従来技術の予荷重表示ワッシャの第１の面と反対側の第２の面の平面図である。
【図３】図３は、本発明に従って構成された予荷重表示ワッシャの一面の平面図である。
【図４】図４は、本発明に従って構成された予荷重表示ワッシャの、第１の面と反対側の第２の面の平面図である。
【図５】図５は、本発明に従って構成された予荷重表示ワッシャが、締めつけに先立って使用されることが可能な接合アセンブリの立面図である。
【図６】図６は、図５に類似するが、締めつけ後の接合アセンブリを示す。
【符号の説明】
【００２４】
４０  予荷重表示ワッシャ
４２    突出部
４４    第１の面
４６    窪み
４８    第２の面
７０、７２    接合部材
７４ａ    ベアリング表面
７４    外面にねじを有する部材
７６ａ    ベアリング表面
７６    内面にねじを有する部材
【図１】
2008261505.tif 000003
【図２】
2008261505.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008261505.tif 000006
【図５】
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【図６】
2008261505.tif 000008