(57)【要約】【課題】車両用ラジエータにおけるシュラウドの熱交換部への取付において、隙間によるガタが生じず、組み付け性も良く、構造が複雑ではなく、高い製作精度が要求されず、高価ではないファンシュラウド取付構造を提供する。【解決手段】熱交換部と、ファンと、前記ファンの周囲に設置されるシュラウドとを具備するラジエータのファンシュラウド取付構造は、前記シュラウドを前記熱交換部に係合させて支持させるための、前記熱交換部側の第１の嵌合部と、前記シュラウド側の第２の嵌合部とを具備する。前記第２の嵌合部は、少なくとも一つの突起を具備しており、嵌合部の嵌合の際に、前記少なくとも一つの突起は、嵌合する相手方の本体により押圧されて変形して、前記第１の嵌合部と前記第２の嵌合部との間に形成される隙間を部分的になくして、シュラウドがガタつきを生じないで取り付けられることを可能にする。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部を通過する冷媒と通過する空気とが熱交換する熱交換部と、
この熱交換部を空気が通過するよう送風するファンと、
前記ファンの周囲に配置され、前記熱交換部に係合されるシュラウドと、
を具備する熱交換器のファンシュラウド取付構造において、
前記熱交換部に設けられ、前記シュラウドを係合する第１の嵌合部と、
前記シュラウドに設けられ、前記第１の嵌合部が嵌合される第２の嵌合部と、前記第１の嵌合部または前記第２の嵌合部のうち少なくともどちらか一方に形成され、前記第１の嵌合部と前記第２の嵌合部とが嵌合する際に変形し、前記第１の嵌合部と前記第２の嵌合部とを局所的に当接させる突起と、を有することを特徴とするファンシュラウド取付構造。
【請求項２】
前記第２の嵌合部は、開口部を有しており、前記第１の嵌合部を前記第２の嵌合部の開口部に挿入して嵌合することを特徴とする請求項１に記載のファンシュラウド取付構造。
【請求項３】
前記第１の嵌合部は、前記突起と当接する本体と、この本体よりも挿入方向前方に配され、前記第２の嵌合部のうち前記突起が形成される部位の開口面積よりも大きな頭部を有していることを特徴とする請求項２に記載のファンシュラウド取付構造。
【請求項４】
前記開口部は、前記突起が形成される第１の部位と、この第１の部位よりも大きな開口面積を有する第２の部位とを有することを特徴とする請求項３に記載のファンシュラウド取付構造。
【請求項５】
前記開口部の前記第１の部位および前記第２の部位はそれぞれ略矩形形状を有し、前記第１の嵌合部の前記本体は略長方形の柱形状を有することを特徴とする請求項４に記載のファンシュラウド取付構造。
【請求項６】
前記第１の部位と前記第２の部位とは傾斜部により接続されていることを特徴とする請求項４または５のいずれかに記載のファンシュラウド取付構造。
【請求項７】
前記少なくとも一つの突起は、小さな半球状の形状であることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のファンシュラウド取付構造。
【請求項８】
前記少なくとも一つの突起は、先端の尖った三角形の尾根の形状であることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のファンシュラウド取付構造。
【請求項９】
前記少なくとも一つの突起は、例えば前記小さな開口の下部の内面等のシュラウドの荷重が作用しない部分に具備されることを特徴とする請求項３から８のいずれか一項に記載のファンシュラウド取付構造。
【請求項１０】
前記シュラウドの材質は、例えばポリプロピレン（ＰＰ）、ガラス入りＰＰ、タルク入りＰＰ等の、プラスティックであることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載のファンシュラウド取付構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱交換器に係り、より特別には自動車の冷却用熱交換器であるラジエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のエンジン冷却用熱交換器であるラジエータは、熱交換部内にエンジン冷却水を通し、エンジン駆動又は電動等のファンにより外気を熱交換部に吹き当てることにより、エンジン冷却水を冷却する。この際ファンによる空気流が熱交換部を迂回することを抑制するためにシュラウドがファン周囲に設置されており、シュラウドはファンと熱交換部間の隙間を塞いでいる。この様にしてシュラウドはラジエータの冷却能力を増大する。
【０００３】
前記シュラウドは熱交換部に取り付けられるが、この取り付けは通常数個のボルトにより行われる。しかしボルトによるシュラウドの熱交換部への取り付けは、手間と時間を要するためこの組み立てのための費用が少なからず発生する。従って、シュラウド側の取り付け部を熱交換部側の取り付け部に嵌合する従来方法が提案されている。
【０００４】
図６から図８に従来の嵌合方法の２つの例を示す。図６は従来のラジエータ１００において、シュラウドを熱交換部に取り付けた後の組み立て図を示し、図７はシュラウドの主に取り付け部の構成図、図８は熱交換部の主に取り付け部の構成図を示す。図６から８において、シュラウドは４で、熱交換部は２で、ファンは３で示される。これらの図面において、シュラウド４及び熱交換部２の取り付け部は、２種類の従来の嵌合方法が、上部に示される第１の嵌合部５０の方法、及び下部に示される第２の嵌合部６０の方法により示されている。第１の嵌合部５０は、シュラウド４側の第１の嵌合雌部５１、熱交換部２側の嵌合雄部５２を備えており、第２の嵌合部６０は、シュラウド側の第１の嵌合雌部６１、熱交換部側の嵌合雄部６２を備える。
【０００５】
第１の嵌合部５０では、第１の嵌合雌部５１は、図７に示すように、中央に四角形の嵌合穴部を有する四角形の板状の部分であり、前記嵌合穴部に第１の嵌合雄部５２を挿入して、第１の嵌合雄部５２に第１の嵌合雌部５１を嵌合させて固定する。第１の嵌合雄部５２は、図８に示すように、２本の横方向に弾性のある櫛状の突起を具備しており、この突起が前記の第１の嵌合雌部５１の穴部に差し込まれて、前記突起の弾性により前記第１の嵌合雌部５１を介してシュラウド４を保持固定しようとするものである。前記２本の櫛状の突起は先端が凸状に太くなっており、第１の嵌合雌部５１が外れるのを防止している。
【０００６】
しかし、この様な従来の第１の嵌合方法では、第１の嵌合雄部５２の構造が特に複雑となり、嵌合部の製作費用としては高価である。また細い櫛状の第１の嵌合雄部５２にもシュラウドの重量が作用するので、第１の嵌合雄部５２の櫛状の突起は所定の強度を有する構造で且つ弾性を有することが必要であり、更にその構造を複雑にする。また櫛状の突起であることから、製作時の精度や経時的弾性性能の低下等により嵌合部にガタつきが生じる可能性も高い。更に、櫛状の突起等の嵌合部は、破損し易いので補強が必要であり、破損するとシュラウドは脱落してしまう。従来の第１の嵌合方法には上記のような問題が存在する。
【０００７】
一方、従来の第２の嵌合部６０では、第２の嵌合雌部６１は、図７に示すように、中央に嵌合穴部を有する板状でコ字状の部分であり、前記コ字状の部分に第２の嵌合雄部６２を挿入させて、第２の嵌合雄部６２に第２の嵌合雌部６１を嵌合させて固定する。第２の嵌合雄部６２は、図８に示すように、Ｈ字状の部分を具備しており、このＨ字状の部分が前記の第２の嵌合雌部６１のコ字状の部分に図示の様にお互いに嵌合する。従って、前記第２の嵌合雌部６２に前記第２の嵌合雌部６１を載せるようにしてシュラウドを保持固定しようとするものである。
【０００８】
しかし、この様な従来の第２の嵌合方法では、嵌合部の構造は、第１の嵌合方法に比べると簡単であるが、嵌合雄部と嵌合雌部間に隙間が存在する可能性が高く、これらの間、即ちシュラウド４と熱交換部２との間にガタが生じる可能性は高い。この様なガタが生じると、異音が発生したり、ガタによる振動の増大に対して補強を付加することが必要になる。また隙間を小さくしてガタを無くすると組み付け性が悪くなるので、嵌合部の製作及び位置精度を高くする必要があり、結局嵌合部の製作費用は高価になる。またやはり、第２の嵌合雄部６２によりシュラウドの重量を支持するので、第２の嵌合雄部６２は所定の強度を有する構造であることが必要である。更に、嵌合部が破損するとシュラウドは脱落してしまうことは第１の嵌合方法と同様であるので、強度と製作精度の両方の要求を満たすことが必要になる。従来の第２の嵌合方法にも上記のような問題が存在する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来の方法では、隙間が存在しガタが生じたり、隙間を小さくすると組み付け性が悪くなったり、構造が複雑であったり、高い製作精度が要求されたり、その結果嵌合部の製作、組立て等の費用が高価になる等の種々の問題が存在しており、この様な問題を解決する要求が存在している。
【００１０】
本発明は、上述した事情に鑑みなされたもので、装置自体の機能や性能を阻害することなく、従来の方法の問題点を改善していて、ガタを生じず、組み付け性も良く、構造が複雑ではなくて、高い製作精度を必要とせず、製作等の費用の安価な嵌合部を有するシュラウド取付構造を具備する熱交換器を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載した形態では、上述した目的を達成するために、内部を通過する冷媒と通過する空気とが熱交換する熱交換部と、この熱交換部を空気が通過するよう送風するファンと、前記ファンの周囲に配置され、前記熱交換部に係合されるシュラウドとを具備する熱交換器がファンシュラウド取付構造を有する。前記ファンシュラウド取付構造は、前記熱交換部に設けられていて前記シュラウドを係合する第１の嵌合部と、前記シュラウドに設けられていて前記第１の嵌合部が嵌合される第２の嵌合部と、前記第１の嵌合部または前記第２の嵌合部のうち少なくともどちらか一方に形成され、前記第１の嵌合部と前記第２の嵌合部とが嵌合する際に変形し、前記第１の嵌合部と前記第２の嵌合部とを局所的に当接させる突起とを有することを特徴とする。
【００１２】
この様に構成することにより、前記第１の嵌合部と前記第２の嵌合部とが嵌合する際、少なくとも１つの突起が変形し、第１の嵌合部と第２の嵌合部との間に形成される隙間を部分的になくすことによって、がたつきを生じることなく、第１の嵌合部と第２の嵌合部とを固定的に嵌合することができる。また、突起の変形により寸法的な吸収しろが大きくとれるので、隙間を非常に小さくする必要がなく、組付性がよい。
【００１３】
本発明の請求項２に記載した形態のファンシュラウド取付構造は、上記請求項１の形態において、前記第２の嵌合部は、開口部を有しており、前記第１の嵌合部を前記第２の嵌合部の開口部に挿入して嵌合することを特徴とする。
本請求項２に記載した形態では、請求項１の形態に比べて本発明をより具体化する形態を開示する。
【００１４】
本発明の請求項３に記載した形態のファンシュラウド取付構造は、上記請求項２の形態において、前記第１の嵌合部は、前記突起と当接する本体と、この本体よりも挿入方向前方に配され、前記第２の嵌合部のうち前記突起が形成される部位の開口面積よりも大きな頭部を有していることを特徴とする。
【００１５】
この様に構成することにより本形態は、第１の嵌合の頭部によって、第２の嵌合部から第１の嵌合部が外れてしまうことを防止することができる。
【００１６】
本発明の請求項４に記載した形態では、前記開口部は、前記突起が形成される第１の部位と、この第１の部位よりも大きな開口面積を有する第２の部位とを有することを特徴とする。
このように構成することによって、第１の頭部を、第２の嵌合部の第２の部位に挿入した後、第１の嵌合部側に移動させることによって、第１の嵌合部の本体部は第２の嵌合部の第１の部位に固定される。その結果より簡単な構造の嵌合部を提供することができる。
【００１７】
本発明の請求項５に記載した形態では、上記請求項４の形態において、前記開口部の前記第１の部位および前記第２の部位はそれぞれ略矩形形状を有し、前記第１の嵌合部の前記本体は略長方形の柱形状を有することを特徴とする。
本請求項５に記載した形態では、請求項４の形態に比べて本発明をより具体化する形態を開示する。
【００１８】
本発明の請求項６に記載した形態では、上記請求項４又は５のいずれかの形態において、前記複数の第２の嵌合部の開口の第１の部位と前記第２の部位は、傾斜部により接続されている。
この様に構成することにより本形態は、シュラウドの熱交換部への取り付けに際し、より簡単にシュラウドを熱交換部に沿って移動してより容易に取り付け可能である。
【００１９】
本発明の請求項７に記載した形態では、上記請求項１から６のいずれか一項の態において、前記少なくとも一つの突起は、小さな半球状の形状であることを特徴とする。
本請求項７に記載した形態では、請求項１から６の形態に比べて本発明をより具体化する形態を開示する。
【００２０】
本発明の請求項８に記載した形態では、上記請求項１から６のいずれか一項の形態において、前記少なくとも一つの突起は、先端の尖った三角形の尾根の形状であることを特徴とする。
本形態では前記請求項７の形態に比べて、突起は変形し易いので、より確実にガタ付きをなくす。
【００２１】
本発明の請求項９に記載した形態では、上記請求項３から８のいずれか一項の形態において、前記少なくとも一つの突起は、例えば前記小さな開口の下部の内面等のシュラウドの荷重が作用しない部分に具備されることを特徴とする。
【００２２】
この様に構成することにより本形態は、上記の形態の効果に加えて、ガタを防止する部分である突起は、シュラウドの荷重を受けて支持する部分ではないので、嵌合部において経時的に突起の変形が増大し、経時的にガタつきが発生することもない。シュラウドの支持部はガタつき防止機構に関係しないので、前記支持部は、必要な強度を持たせるのに形状、寸法等の制約はなく、十分な強度を持たせることが出来る。
【００２３】
本発明の請求項１０に記載した形態では、上記請求項１から９のいずれか一項の形態において、前記シュラウドの材質は好適には、例えばポリプロピレン（ＰＰ）、ガラス入りＰＰ、タルク入りＰＰ等の、プラスティック材料であることを特徴とする。
本請求項１０に記載した形態では、請求項１から９の形態に比べて本発明をより具体化する形態を開示する。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の第１の実施の形態の熱交換器を詳細に説明する。本発明の第１の実施の形態の熱交換器は自動車用のラジエータ１である。図１から図３は、本発明に係るラジエータの第１の実施の形態を図解的に示しており、図１は第１の実施の形態の熱交換部２とシュラウド４が組み立てられた状態を示し、図２は第１の実施の形態のシュラウド４の構成を示し、図３は第１の実施の形態の熱交換部２の構成を示す。
ここでは図１から図３を参照すると、図６から図８に示される従来のラジエータの要素部分と同じ又は同様である図１から図３の要素部分は、同じ参照符号により指定されている。
【００２５】
まず図１を参照すると、本発明の第１の実施の形態のラジエータ１が組み立てられた状態を示しており、シュラウド４がファン３を囲むように熱交換部２に取り付けられている。本実施の形態において、シュラウド４及び熱交換部２は４つの嵌合部５を有している。嵌合部５の数は２，３でも５以上でも良いが、４つが好ましい。本実施の形態の４つの嵌合部５は、図に示すように全て同じ形状であり、即ち左右の嵌合部で対称ではない形状であり、１つのみについて説明する。
【００２６】
図２を参照すると、第１の実施の形態のラジエータ１の嵌合部５のシュラウド４側の嵌合雌部１０が示されている。嵌合雌部１０は長方形の板状の形状を有しており、内部に嵌合穴１１を有する。嵌合穴１１は、図面（図２）に向かって左半分が大きな開口を有する第２の部位１１ａになっており、右半分が小さな開口を有する第１の部位１１ｂになっている。第２の部位１１ａと第１の部位１１ｂは傾斜部により連結されており、第２の部位１１ａから第１の部位１１ｂに向って開口の幅が徐々に減少するようになっている。従って嵌合穴１１は、ピストルが右に向けられた形状になっている。本実施の形態において嵌合雌部１０は、図２に示されるように、第１の部位１１ｂの下部内面に小さな２つの半球状の突起１３を有し、更に第１の部位１１ｂの下部前面にも同様の小さな２つの半球状の突起１２を有する。
【００２７】
ここで図３を参照すると、熱交換部２は、嵌合雄部２０を具備する。嵌合雄部２０は、本体２３の主要断面が長方形の柱の形状を有しており、先端部がコ字状に形成されており、長方形の頭部２２と、下を向く凹部２１とを、図３に示すように具備する。嵌合雄部２０は嵌合雌部１０と協働して、シュラウド４を熱交換部２に取り付ける。
嵌合雄部２０を嵌合雌部１０に嵌合する際には、頭部２２を嵌合雌部１０の嵌合穴１１の大きな開口を有する第２の部位１１ａに挿入する。４つの嵌合部５は、その嵌合雌部１０と嵌合雄部２０が全て同じ位置関係で配置されているので、前記の挿入は、大きな開口の第２の部位１１ａの寸法を少し頭部２２の寸法より大きくしておけば容易に実施できる。４つの嵌合雄部２０が嵌合雌部１０に挿入された状態から、頭部２２を嵌合穴１１の大きな開口から、図１で見て右方向へ移動するように、シュラウド４を移動する。この際、嵌合穴１１の大きな開口の第２の部位１１ａと小さな開口の第１の部位１１ｂ間の傾斜部は、嵌合雄部２０を案内するように作用する。
【００２８】
嵌合雌部１０は嵌合雄部２０の凹部２１に係合するように設計されているので、嵌合雌部１０の嵌合穴１１の小さな開口の下面と嵌合雌部１０の凹部２１の上面が接触するように嵌合する。この際、嵌合穴１１の小さな開口の幅Ｂは、嵌合雄部２０の深さＤより少しだけ大きく寸法決めされているので、嵌合雌部１０は嵌合雄部２０の凹部２１に嵌合してゆくが、嵌合雌部１０の突起１３の部分が出っ張っている。しかし、シュラウド４、即ち嵌合雄部２０が図面において右に移動する際に、凹部２１の上面は少し傾斜しており、突起１３は小さいので、突起１３は嵌合雄部２０の凹部２１の上面に押し潰されるように変形される。これにより嵌合穴１１と嵌合雄部２０の間の隙間が、突起１３の部分で埋められるように嵌合して、これらの間のガタをなくす。この様にして、嵌合雄部２０と嵌合雌部１０が嵌合されて、嵌合雌部１０、即ちシュラウド４は、嵌合雄部２０の本体２３の上面に載るように支持される。シュラウド４自体は一度組付ければ、市場での再組付けはほとんど発生しないので、該突起１３の変形は永久変形で良い。
【００２９】
また、嵌合雄部２０の凹部２１の長さＬ２と嵌合雌部１０の厚みＬ１が（図２及び図３参照）、ほぼ同じ寸法でＬ２が少しＬ１より大きくになるように設計されて、嵌合雌部１０と嵌合雄部２０の嵌合時に、突起１２が押し潰されるようにガタをなくしても良い。嵌合雌部１０の突起１２は、嵌合雄部２０の凹部２１の側面により接触されて押し潰される。シュラウド４は、上記の場合と同様に嵌合雄部２０の本体２３の上面に嵌合雌部１０の嵌合穴１１の上面が載ることにより支持される。突起１２，１３は、共にシュラウドの荷重は作用しないので、経時的に変形が増大してガタが生じる可能性は極めて低い。
【００３０】
本実施の形態において、嵌合雌部１０の突起は、突起１２，１３の２種類あっても良いし、いずれか一方であっても良く、３種類以上あっても良い。本実施の形態において突起１２，１３はそれぞれ２つ具備されるが、１つ等の２以外の数であっても良い。更に突起は、嵌合雄部２０に具備されても良く、嵌合雌部１０と嵌合雄部２０の両方に具備されても良い。突起の位置についても、嵌合雌部１０と嵌合雄部２０が嵌合して突起が押し潰されるように変形されて、ガタをなくし得る位置であればどの位置でも良い。
【００３１】
上記第１の実施の形態とは異なる、本発明の第２の実施の形態を図４及び図５に示す。第２の実施の形態の上記第１の実施の形態との主な相違点は、嵌合雌部１０の突起の形状及び嵌合穴１１の形状にある。
ここでは、図１から図３に示される第１の実施の形態の要素部分と同じ又は同様である図４と図５の要素部分は、同じ参照符号により指定されている。以下本第２の実施の形態については、第１の実施の形態との相違点についてのみを説明する。
【００３２】
本実施の形態において嵌合穴１１は、第１の実施の形態と同様に大きな開口を有する部位と小さな開口を有する部位とを有する形状であるが、段階的にその幅が変化する。但し、傾斜部を備えても良い。嵌合穴１１の小さな開口に設けられる突起３２は、図４に示すように先端の尖った三角形の尾根状に形成される。更に同じ形状の突起３３が嵌合雌部３０の裏面に、図４に示すように具備される。これらの突起３２，３３は嵌合雄部４０に接触して押し潰されるが、本実施の形態の形状はより変形し易い形状である。突起３２に接触する嵌合雄部４０の凹部４１の上面は図で示されるように、その右側端部が傾斜するように形成されて、嵌合雌部３０の小さな開口が嵌合雄部４０の凹部４１の方向に移動し易くするように設計されても良い。
【００３３】
上記の実施の形態において、嵌合雌部３０の突起の種類、数、設置場所、設置位置、嵌合穴の形状等は、押し潰されるように変形されてガタをなくし得るのであれば上記以外であっても良い。
突起の形状及び形態は、上記第１と第２の実施の形態に記載したものに限定されず、当業者により考えられるものであれば別のものであっても良い。
シュラウド４の材質は、例えばポリプロピレン（ＰＰ）、ガラス入りＰＰ、タルク入りＰＰ等のプラスティック材料であることが好ましいが、これら以外の材料であっても良い。
【００３４】
次に上記実施の形態の効果及び作用について説明する。
本発明の第１の実施の形態に示したファンシュラウド取付構造により以下の効果が期待できる。
・　シュラウド４を熱交換部２に、特別な道具を使用せずに容易に取り付け可能であって、取り付けられたシュラウド４がガタついたり振動することの無い嵌合部５を有する熱交換器１を提供できる。
・　前記嵌合部５の形状は複雑ではなく、高い製作精度を必要とすることもないので、安価に前記嵌合部５を製作可能である。
・　ガタを防止する部分である突起１２，１３は、シュラウド４の荷重を受けて支持する部分ではないので、前記嵌合部５において経時的に突起１２，１３の変形が増大し、経時的にガタつきが発生することもない。
・　シュラウド４の支持部はガタつき防止機構に関係しないので、該支持部は、必要な強度を持たせるのに形状、寸法等の制約はなく、十分な強度を持たせることが出来る。
・　突起部１２，１３の変形により寸法的な吸収しろが大きくとれるため、隙間を非常に小さくする必要もないので、組み付け性が良い。
【００３５】
本発明の第２の実施の形態に示したファンシュラウド取付構造により以下の効果が期待できる。
・　第１の実施の形態に比べて、突起１２，１３は変形し易いので、より確実にガタ付きをなくす。
【００３６】
上記の説明において、例示の熱交換器は車両用のラジエータであったがこれ以外の用途に使用されるファンを備えたラジエータ形式の熱交換器であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態のラジエータの組み立てられた状態及び嵌合部を図解的に示す。
【図２】図２は、図１のラジエータのシュラウドを示しており、シュラウドの嵌合雌部の詳細を含む。
【図３】図３は、図１のラジエータの熱交換部を示しており、熱交換部の嵌合雄部の詳細を含む。
【図４】図４は、本発明の第２の実施の形態のラジエータのシュラウドの嵌合雌部の詳細を示す。
【図５】図５は、本発明の第２の実施の形態のラジエータの熱交換部の嵌合雄部の詳細を示す。
【図６】図６は、従来のラジエータの組み立てられた状態の図解的な正面図及び側面図を示す。
【図７】図７は、図６のラジエータのシュラウドの正面図及び側面図を示す。
【図８】図８は、図６のラジエータの熱交換部の正面図及び側面図を示す。
【符号の説明】
１…ラジエータ
２…熱交換部
３…ファン
４…シュラウド
５…嵌合部
１０…嵌合雌部
１１…嵌合穴
１２…突起
１３…突起
２０…嵌合雄部
２１…凹部
２２…頭部
２３…本体
【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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