(57)【要約】【課題】構造的により頑丈であり、低価格でスクラップがより少量で製造されるのに適したサスペンションのアームを提供する。【解決手段】特に自動車のサスペンションのアーム（１）に適した部材（２）が、互いに向かい合うように配置される一対の成形加工された部分（３，４）を有するボックス状の構造を有する。上記成形加工された部分は、シート状で可塑的に変形可能な部材から製作される、成形加工されたほぼ平坦な部材である半仕上がりの製品（２’）の一体的なプレート部分（３’，４’）から、少なくとも１本の所定のライン（１６，１７）に沿って、成形加工された部材（２’）を、プレート部分（３’，４’）を互いに向かい合うよう配置すべく折り畳むことにより得られる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
その両端側で第１及び第２の接続手段（１４；１２，２８）をそれぞれ保持するのに適した直線状の第１のリム（５）と、該第１のリム（５）から側方へ延びその自由端側で第３の接続手段（１８）を保持するのに適した第２のリム（６）とを有する自動車サスペンションの三角形状のアーム（１）用の構造部材（２）であって、
該構造部材（２）は、ボックス状の構造体を形成するために、上記第１のリム（５）の両端と上記第２のリム（６）の自由端とによって規定される平面と垂直な方向に互いに向かい合うとともに、互いに平行となるように配置された上側及び下側の成形加工された部分（３，４）を有し、
上記上側及び下側の成形加工された部分（３，４）は、それぞれ、上記第１及び第２のリム（５、６）の上側部分及び下側部分を構成し、
上記第１のリム（５）が直線状の側部（５’）を有し、上記第２のリム（６）が、該第１のリム（５）の直線状の側部（５’）とは反対の側部から側方に延び、
該構造部材（２）が、上記第１のリム（５）を形成するための中間のプレート部分（５，１１ａ，１１ｂ，１６，１７）と、該中間のプレート部分と一体であり該中間のプレート部分から互いに反対の方向に延びそれぞれ上記第１及び第２のリム（５、６）の上側部分及び下側部分を形成するための第１及び第２の側部プレート部分（３’，４’；３，４）とを有する、可塑的に変形可能であるシート材料の単体部材（２’；２）で形成され、
上記単体部材（２’；２）が、上記中間のプレート部分（５，１１ａ，１１ｂ，１６，１７；５，２２ａ，２２ｂ，１６，１７）で延びる少なくとも２本の所定のライン（１６，１７）に沿って折り畳まれ、上記単体部材（２’；２）が折り畳まれた状態で、上記中間のプレート部分が、直線状の側部（５’）を有する第１のリム（５）を形成し、また、上記第１及び第２の側部プレート部分（３’，４’；３，４）が互いに向かい合うよう配置され、第１及び第２のリム（５、６）の一部を構成する上側及び下側の成形加工された部分（３，４）を形成することを特徴とする構造部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のサスペンション用の構造部材に、より詳しくは、特許請求の範囲の請求項１の前文にて特定されるようなボックス状の構造を有するサスペンションアームに関し、また、請求項１５の前文にて特定されるような、上記構造部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、自動車用のサスペンションアームに用いられるボックス状の構造を有する部材は、２つの別個の部材、つまり、プレス工程により従来の様式で得られる半割シェル（shell）を互いに向かい合うように配置し、かかる部材の固定を、例えばその周囲の少なくとも一部に沿った溶接によって行うことにより製造される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、ボックス状の構造を有する構造部材、より詳しくは、自動車のサスペンション用のアーム、及び、その製造方法を提供することである。かかる構造部材及び製造方法によれば、一般的に製造されるボックス状構造を備えた部材、及び、その製造方法の典型的な欠点を改善することができる。構造的により頑丈であり、低価格でスクラップがより少量で製造されるのに適した実施形態が提供される。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
以下の記載から明らかとなるこれら及び他の目的並びに効果は、本発明に係るボックス状の構造を備えた構造部材やその製造方法によって達成される。上記構造部材及びその製造方法は、添付された特許請求の範囲の範囲に規定されるように特徴付けられ、また、特に、部材が、第１及び第２のアーム部分からなり、該アーム部分が、半割シェルとして成形され、また、実質的にリジッド（堅固：rigid）でまた可塑的に変形可能なシート状の材料からブランキング（圧断：blanking）により製造される成形加工された単一のほぼ平坦な部材の２つのプレート部分から、該プレート部分を実質的に互いに向かい合うよう配置すべく、上記成形加工された部材を、少なくとも１本の所定のラインに沿って折り畳むことにより得られるという点で特徴付けられている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
図１及び２に関し、全体を通じて符号１で示される自動車のサスペンションのアームは、略断面略矩形状のボックス状の構造を備えた構造部材２を有し、該構造部材２は、それぞれ上側及び下側の半割シェルの形をした第１及び第２の部分３，４からなる。第１及び第２の部分３，４は、水平面πに対して互いに向かい合うように配置される。水平面πは、第１及び第２の部分３，４が実質的に位置する平面に好都合に平行である。
【０００６】
サスペンションアーム１の構造部材２は、その一部が前述した第１の部分３から、また、その一部が第２の部分４からなる直線状のリム５を有している。リム５は、実質的に垂直な側面５’（図２に示される），製品の折り目に対応する上側縁部１６及び下側縁部１７を有している。側面５’の反対側には、リム５と接続される第２の湾曲リム６が存在し、これもまた、その一部が部材２の上側の部分３から、また、その一部が下側の部分４からなる。
【０００７】
リム５及び６は、かかる寸法及び形状を備えたもので、それらの自由端部が、好ましくは平面πと同一平面上にある三角形（実質的に直角三角形）の頂点に配置されるように構成される。
【０００８】
湾曲したリム６に接続される直線状のリム５の側面においては、後者の両側面における場合と同様に、構造部材２の２つの向かい合う部分３及び４が、接合縁部７ａ，７ｂ，８ａ及び８ｂ（後者は図１及び２では不図示）を有している。ここで、参照数字７及び８は、面内でほぼ凹形及び凸形の輪郭を有するアームの側面をあらわしている。２つの文字ａ及びｂは、それぞれ、２つの部分、すなわち、上側部分３及び下側部分４をあらわしている。
【０００９】
図１及び２に示される実施形態では、上記の縁部が、重ね合わせ様式のものである。つまり、それらは同じ形状、実質的にフラットで、初期の半仕上がりの製品を構成する成形加工された部材（element）が位置する平面に対して平行である形状を有している。結果として、半仕上がりの製品の２つのプレート部分をライン１６及び１７に沿って折り畳んだ後には、構造部材２の２つの部分３及び４に対して確実な空間的配列が提供され、接合縁部が互いに向かい合い、水平面πに関して重ね合わせられ、また、好ましくはシーム溶接によって互いに堅固に接合される。
【００１０】
図６Ａ〜６Ｅに示されるように、シーム溶接（図６Ａ）による接合に適した重ね合わせ様式及び構成の代わりとして、接合縁部は、種々の様式及び配列を採用することができる。例えば、
−  シーム溶接により固定される突合せ様式及び構成（図６Ｂ）；
−  スポット溶接により固定される平縁（plat band）様式及び構成（図６Ｃ）；
−  リベット打ち（rivetting）により固定される重ね合わせ縁部を用いる様式及び構成（図６Ｄ）；若しくは
−  接着剤又はクリンチング（clinching）により固定される適切な幅の重ね合わせ縁部を用いる様式及び構成（図６Ｅ）。
【００１１】
固定縁部７ａ，７ｂ，８ａ及び８ｂ（図１及び２）には、また、湾曲リブ６の自由端部の前には、円筒状のシート９が、垂直軸（不図示）を備えたブッシュ（軸受筒：bush）１８等の中間接続デバイスを受けるために設けられる。上記シート９は、２つの円形孔部９ａ及び９ｂを重ね合わせることにより得られ、円形孔部９ａ及び９ｂは、それぞれ、それらがライン１６及び１７に沿って折り畳んだ後に互いに同軸上に位置するように、構造部材２の上側部分３及び下側部分４に形成される。これにより、シート９を取り囲むリム６の領域では、部材２の２つの部分３及び４が、容易に互いに向かい合う。
【００１２】
シート９を構成する孔部９ａ及び９ｂは、構造部材２の内側空洞に向かって垂直に曲げられまた２つの向かい合った部分３及び４の間で中間接続デバイス（ブッシュ１８）のセンタリング及び固定を保証するのに適した各周縁部１０ａ及び１０ｂを有している。
【００１３】
湾曲したリム６においては、直線状のリム５に対する接続領域の近傍に、垂直軸を備えた別の円筒状のシート２４が形成され、これもまた、ブッシュなどの中間接続デバイスの固定に適している。上記シートは、２つの円形孔部２４ａ及び２４ｂを重ね合わせることにより得られ、円形孔部２４ａ及び２４ｂは、それぞれ、それらがライン１６及び１７に沿って折り畳んだ後に互いに同軸上に位置するように、構造部材２の上側部分３及び下側部分４に形成される。孔部９ａ及び９ｂと同様に、孔部２４ａ及び２４ｂもまた、それぞれ、この場合には内側空洞に向かってではなく構造部材２の外側に向かって垂直に曲げられた周縁部２５ａ及び２５ｂを有している。孔部２４ａ及び２４ｂの機能については、孔部９ａ及び９ｂと同様である。
【００１４】
直線状のリム５の二端部の一方は、２つの付属部１１ａ及び１１ｂを有している。付属部１１ａ及び１１ｂは、それぞれ、向かい合う部分３及び４の１つに連結されており、水平軸に対して、ブッシュ１２を、その円筒面と係合することで安定して保持するために、適切に成形され広がっている。
【００１５】
リム５の反対側の端部では、３つの対をなす整列していない開口部１３ａ及び１３ｂ（１３ｂは図１及び２では不図示。図３でのみ見える）が構成部材２の上側部分３及び下側部分４に、折り曲げ工程後に開口部１３ａ及び１３ｂ共に同軸上に位置するように設けられている。好ましくは円形をなす開口部の各対は、関節支持部（articulation support）１４を支持するブラケット部材２０を固定するためのボルトが差し込まれる円筒状のシート１３を規定する。リム（limb）５の一端部におけるボックス状の構造の内側空洞の内部にその長さの一部で延びるブラケット部材２０の固定は、種々の他の方法で、例えば当該分野で熟練者によく知られたリベット打ちを行うことで実現され得る。
【００１６】
図３は、一体成形され、それぞれ、２つの部分３及び４に対応し、ボックス状部材の半割シェルの形状をした２つのプレート部分３’及び４’を備えた成形加工された部材２’からなる、最初の半仕上がり製品の平面図を示す。半仕上がり製品２’は、（熱可塑性の又は熱硬化性の様式、もし必要であれば、ガラス，カーボン又はケプラー繊維（Ｋｅｖｌａｒ  ｆｉｂｒｅｓ）の添加により補強された）シート状のスチール，アルミニウム又はプラスティック部材からブランキングにより得られる。最初のシート状の部材は、一定の若しくは可変の厚さ（多層（multi-layer）とも呼ばれる）を有することができる。この第２の場合には、シートは、その適用のタイプに基づき適切に作製された特定様式のもので、それは、その性質および構造部材が工程に際して受け易い負荷の分布に従って、異なる厚さの領域を有している。
【００１７】
ここに記載される例示的な実施形態では、最初の半仕上がりの製品が、図３によく示されるように、軸１５に対して対称的な形状を有している。更に、上記図に関して、２つのプレート部分３’及び４’の各々について、前述した半仕上がり製品の詳細、つまり、２つのリム，直線状のもの５，湾曲したもの６，接合縁部７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂ，それぞれ垂直軸９及び２４を備えた円筒状シートを規定する円形孔部９ａ，９ｂ，２４ａ，２４ｂ，水平軸を備えたブッシュ１２を保持するための、成形加工された付属部１１ａ，１１ｂ、及び、関節支持部１４を支持するブラケット部材２０の係合用の孔部１３ａ及び１３ｂを識別することができる。
【００１８】
次に、本発明に係る構造部材２の製造方法について説明する。第１の工程は、その２つの一体的なプレート部分３’及び４’が構造部材２の半割シェル部分３及び４の平面図における展開部（development）に対応するように適切に成形加工された半仕上がりの製品２’（図３）を得るために、シート形状の最初の部材をブランキングすることからなる。この点で、成形加工及び折り畳みの第１の一連の工程が実行される。この工程は、実質的には、最終的な半割シェルの形状をプレート部分３’及び４’に伝えるために、接合縁部７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂ，円形孔部９ａ，９ｂ，２４ａ，２４ｂの縁部１０ａ，１０ｂ，２５ａ，２５ｂ、及び、付属部１１ａ及び１１ｂに関連する。
【００１９】
ここで記述される例では、構造部材２の２つの部分３及び４が、凹状の半割シェルの形状をなし、つまり、対称軸１５に対して垂直な平面における各断面は、実質的に凹状の輪郭を有している。しかしながら、例えば凹状／フラット，凹状／凸状、及び、凸状／凸状（図５Ｂ〜５Ｄ）等の２つの半割シェルの形状の異なる組合せを得るように上記の部分を構成することも可能である。
【００２０】
本発明に係る製造方法の次のステップは、少なくとも所定のラインに沿って、各部分３及び４が実質的に互いに向かい合うように配置すべく、図３の成形加工された部材２’を折り畳むことからなる。図４に関して、検討対象となる実施形態では、半仕上がりの製品２’に対して、互いに平行でかつ軸１５に対し対称的なライン１７及び１６に沿って、直角での第１及び第２の折り畳みが順に行われる。これにより、接合縁部７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂの内面が合わせられる。
【００２１】
周知のとおり、各折り畳みは、例えば角柱形の芯部材（core）（不図示）を用いることにより行われる。芯部材の長さは、少なくとも折り畳みラインの長さに等しく、その断面は、少なくとも所望の折り畳み角度に等しい角度をなす。折り畳みは、まず、芯部材の折り畳み面の１つ（つまり、所望の折り畳み角度をなす芯部材の面の１つ）を、上記角度の頂点に対応する縁部が半仕上がりの製品上の折り畳みラインにて位置決めされるように、半仕上がりの製品の２つのプレート部分のうちの一方の内面上に配置し、次に、半仕上がりの製品の他方のプレート部分を、その内面が上記折り畳み面の他方へ隣接するまで、所定の折り畳みラインまわりに回転させることにより行われる。
【００２２】
ブッシュ等の中間接続デバイスが提供されると、製造方法の次のステップにより、該デバイスの差込みのために準備が施される。図７Ａ及び７Ｂは、円筒状シート９における垂直軸を備えたブッシュ１８の取付けに関して、２つの異なる解決手段を示している。先に記載されたように、シート９は、前述した折り畳みの後に、孔部が互いに同軸上に配置されるような位置における、半仕上がりの製品２’のプレート部分３’及び４’に形成された２つの円形孔部９ａ及び９ｂの重ね合わせにより得られる。更に、上記孔部は、好ましくは、シートが在る平面に対して垂直に、部材２の内部に向かって折り畳まれる周縁部１０ａ及び１０ｂを備えている。
【００２３】
図７Ａに関して、ブッシュ１８は、矢印Ｆで示される方向においてシート９内に差し込まれ、ここでは、周縁部１０ａ及び１０ｂの側面との干渉によりブロックされた状態となる。ブッシュの差込みを容易化するために、その工程の間に２つの向かい合う部分３及び４を所定位置に保持する取り外し可能なスペーサ２１を用いることが便宜的である。図７Ｂは、中間接続デバイスとして用いられ、シート９内への差込みに関した端部ストップとして機能するのに適したフランジ１９を有する、垂直軸を備えたブッシュ１８を示している。
【００２４】
同様の考察が、垂直軸を備えた円筒状シート２４における、ブッシュ等のあらゆる中間接続デバイスの取付けについても当てはまる。
【００２５】
ここで検討される好適な実施形態におけるように、接合縁部が提供された場合には、折り畳み後に、図６Ａ〜６Ｅに関し予め記載された様式（シーム溶接又はスポット溶接，リベット打ち，接着剤による固定又はクリンチング（clinching））で上記縁部が互いに固定される
【００２６】
構造上の強度の又はプロセスの所定の条件によれば、ボックス状構造における空洞内への例えば構造用フォーム（structural foam）等の充填材料の導入によって、アームの製造を達成することが同様に可能である。
【００２７】
図１〜４に関した好適な実施形態では、構造部材２は、実質的に矩形の断面を有している。しかしながら、例えば三角形状，涙珠状又は横になったＴ字状（図８Ａ〜８Ｃ）等の閉じたもの、若しくは、例えばＣ字状（図８Ｄ）などの開いたものなど、異なる形の断面を備えたボックス状構造を製造することが可能である。
【００２８】
図９及び１０は、本発明のまた別の実施形態をあらわしている。ここでは、先の図面に示されるものと同様の又は同一の部品及び部材に、同じ参照符号が割り当てられている。
【００２９】
この実施形態は、以下の点で、図１〜４に関して先に記述されたものと異なる。
【００３０】
まず、例えば垂直軸（不図示）を備えたブッシュ１８等の中間接続デバイスを受けることができる円筒状シート９は、部材２の上側部分３に形成される、周縁部１０ａを備えた単一の円形孔部９ａで構成される。これにより、半仕上がりの製品２’は、プレート部分４’の湾曲リム６の横方向への展開部が、孔部９ｂが形成される他のプレート部分のものに対応する端部を形成する前に縁部６’で遮られるため、軸１５（図１０）に対して対称な形状を有しない。
【００３１】
明確に図解又は記載されなくとも、本発明の要旨を逸脱することなしに、構造部材２の下側部分４に、単一の孔部９ｂを備えた円筒状シート９を作製することは明らかに可能である。
【００３２】
上記解決手段によれば、最初のブランキング工程によりもたらされる廃物の最少化に伴い、更に、製造コストの削減が実現される。他の利点は、２つの部分３，４の両方の孔部９ａ，９ｂを用いる代わりに、構造部材２の２つの部分３，４の一方における単一の孔部９ａ又は９ｂを用いることによる円筒状シート９の製造が、上記孔部の相互の位置決めにおいて精密な許容度の制限を規定する必要を回避し得ることにある。このことは、部材の製造コストの削減に寄与する。
【００３３】
第２の実施形態と第１の実施形態との他の違いは、ブッシュ１２を水平軸を備えるように固定する構成にある。この場合には、２つの半円形の付属部２２ａ及び２２ｂとの間に構成される、周囲で閉じられたシート２２により固定が保証される。付属部２２ａ及び２２ｂは、部材の２つの部分３及び４の直線状のリム５からその長手方向に延びる。付属部２２ａ及び２２ｂは、それぞれ、接合縁部２３ａ及び２３ｂを有効に有している。これら接合縁部２３ａ及び２３ｂは、２つの向かい合う部分３及び４のリム５及び６を接合するための縁部７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂについて記述されたものと同じタイプの形状及び構成を有することができる。
【００３４】
図１１は、構造部材２が、同じ車両のサスペンションの左側及び右側アームの両方を形成するために、左側アームを意図される部材の設計及び製造方法を、右側アームを意図されるものに関して、差別化することなく、本発明によって、どのように使用され得るかを示している。
【００３５】
最後に、図１２〜１４を参照すれば、本発明に係る構造部材２のまた別の実施形態が観察され得る。これら図１２〜１４では、先の図面に示されるものと同様の又は同一の部品及び部材に、同じ参照符号が割り当てられている。この実施形態は、ブラケット部材１４（不図示）を固定するためのシート１３が設けられた端部とは反対側の直線状のリム５の端部において、水平でなく、垂直軸を備えた円筒状シート２６が設けられる点で、特に図９に関して先に示される実施形態とは異なる。
【００３６】
例えばブッシュ（図１２）等の接続デバイスを受けることができるシート２６は、湾曲リム６の端部における円筒状シート９と同様に形成される。実際に、シート２６は、特に図１３Ｂ及び１３Ｄにて明確に示されるように、部材２の上側部分３に形成される周縁部２７ａを有効に備えた単一の円形孔部２６ａを有している。図１３Ｂ及び１３Ｄは、シート２６の軸を通過する２つの異なる平面における部材２の２つの断面を示すものである。
【００３７】
当然ながら、本発明の本質が変わらない範囲で、添付された特許請求の範囲に規定される発明の要旨を逸脱することなしに、実施形態及び製造の詳細は、制限されない例を用いて単に記述され図解されたものに関して、広く変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】自動車用のサスペンションのアームとして用いられる、本発明の第１の好適な実施形態に係るボックス状構造を備えた構造部材の斜視図である。
【図２】図１の構造部材のまた別の斜視図である。
【図３】図１及び２の構造部材が得られる開始時の半仕上がり製品の外形を示す平面図である。
【図４】図３の半仕上がり製品の平面Ａ−Ａに沿った断面図であり、ここでは、図１及び２の構造部材の発明に係る製造に必要な連続的な折り畳み段階を示す図である。
【図５Ａ】本発明に係る構造部材を構成する２つの部分の組合せ例を示す図である。
【図５Ｂ】本発明に係る構造部材を構成する２つの部分の組合せ例を示す図である。
【図５Ｃ】本発明に係る構造部材を構成する２つの部分の組合せ例を示す図である。
【図５Ｄ】本発明に係る構造部材を構成する２つの部分の組合せ例を示す図である。
【図６Ａ】本発明に係る構造部材の２つの部分の結合縁部の可能な実施形態を示す図である。
【図６Ｂ】本発明に係る構造部材の２つの部分の結合縁部の可能な実施形態を示す図である。
【図６Ｃ】本発明に係る構造部材の２つの部分の結合縁部の可能な実施形態を示す図である。
【図６Ｄ】本発明に係る構造部材の２つの部分の結合縁部の可能な実施形態を示す図である。
【図６Ｅ】本発明に係る構造部材の２つの部分の結合縁部の可能な実施形態を示す図である。
【図７Ａ】本発明に係る構造部材の２つの部分間の、特に垂直軸を備えたブッシュによる中間接続デバイスの取付けの例を示す図である。
【図７Ｂ】本発明に係る構造部材の２つの部分間の、特に垂直軸を備えたブッシュによる中間接続デバイスの取付けの例を示す図である。
【図８Ａ】本発明に係る構造部材の断面がとり得る形状の例である。
【図８Ｂ】本発明に係る構造部材の断面がとり得る形状の例である。
【図８Ｃ】本発明に係る構造部材の断面がとり得る形状の例である。
【図８Ｄ】本発明に係る構造部材の断面がとり得る形状の例である。
【図９】本発明に係るボックス状の構造を備えた構造部材の別の好適な実施形態の斜視図である。
【図１０】図９の構造部材が連続的な折り畳み工程によりそれから得られる半仕上がりの製品の斜視図である。
【図１１】自動車用サスペンションの左側及び右側アームの両方に関した、図９の構造部材の使用例を示す斜視図である。
【図１２】本発明に係るボックス状の構造を備えた構造部材のまた別の好適な実施形態の斜視図である。
【図１３Ａ】図１２の構造部材の平面図である。
【図１３Ｂ】図１２の構造部材の一垂直面における断面図である。
【図１３Ｃ】図１２の構造部材の一垂直面における断面図である。
【図１３Ｄ】図１２の構造部材の一垂直面における断面図である。
【図１４】図１２の構造部材が連続的な折り畳み工程によりそれから得られる半仕上がりの製品の斜視図である。
【符号の説明】
【００３９】
アーム、２  構造部材、３  第１の部分、４  第２の部分、５  リム、６  リム、７ａ  接合縁部、７ｂ  接合縁部。
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１３Ｄ】
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【図１４】
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