(57)【要約】【課題】第１部材および第２部材の接合強度の向上を図ると共に、接合面に形成した溝部へ溶着リブの一部が流入するのを阻止する。【解決手段】第１部材１２に設けた第１接合面１６の所要位置に、第２部材２０に設けた第２接合面２２に突設した溶着リブ２４，２４Ａと適宜間隔をおいた隣接部位に向けて延出する規制リブ３０，３０Ａを突設する。振動溶着を開始した後の適当なタイミングをもって規制リブ３０，３０Ａの先端が第２接合面２２に当接し、両接合面１６，２２間に溶け出した前記溶着リブ２４，２４Ａの広がりが該規制リブ３０，３０Ａで規制される。これにより、溶着リブ２４，２４Ａが適宜加圧され、該溶着リブ２４，２４Ａと各接合面１６，２２との相溶度合が高められる。また規制リブ３０Ａは、溶融した溶着リブ２４Ａが溝部２６へ流入するのを阻止する。【選択図】　図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂材質の第１部材（１２）に設けた第１接合面（１６）と、樹脂材質の第２部材（２０）に設けた第２接合面（２２）と、この第２接合面（２２）の所要位置に突設した溶着リブ（２４，２４Ａ）とからなり、この溶着リブ（２４，２４Ａ）を前記第１接合面（１６）に当接させつつ振動を付与することで、摩擦熱で溶融した該溶着リブ（２４，２４Ａ）を両接合面（１６，２２）間に広がらせて両部材（１２，２０）の接合を行なうようにした樹脂成形部材の溶着構造において、
前記第１接合面（１６）の所要位置に、前記溶着リブ（２４，２４Ａ）と適宜間隔をおいた隣接部位に向けて延出する規制リブ（３０，３０Ａ）を突設し、
前記溶着リブ（２４，２４Ａ）の溶融開始後の適当なタイミングをもって前記規制リブ（３０，３０Ａ）の先端を前記第２接合面（２２）に当接させることで、両接合面（１６，２２）間に溶け出した前記溶着リブ（２４，２４Ａ）の広がりを該規制リブ（３０，３０Ａ）で適宜規制し得るよう構成した
ことを特徴とする樹脂成形部材の溶着構造。
【請求項２】
前記規制リブ（３０，３０Ａ）によって規制されている前記溶着リブ（２４，２４Ａ）を、前記第１部材（１２）および第２部材（２０）の近接移動に伴って加圧することで、該溶着リブ（２４，２４Ａ）と前記各接合面（１６，２２）との相溶度合を高め得るようになっている請求項１記載の樹脂成形部材の溶着構造。
【請求項３】
前記規制リブ（３０Ａ）は、前記第１部材（１２）および／または第２部材（２０）に凹設された溝部（２６）と前記溶着リブ（２４Ａ）との間に位置し、溶融した該溶着リブ（２４Ａ）が該溝部（２６）へ流入するのを該規制リブ（３０Ａ）で阻止し得るようになっている請求項１または２記載の樹脂成形部材の溶着構造。
【請求項４】
前記第１部材（１２）は、車両用インストルメントパネルを構成するパネル部材であり、前記第２部材（２０）は、前記パネル部材に設けたエアバッグドアの裏面側に振動溶着されるインサート部材である請求項１〜３の何れかに記載の樹脂成形部材の溶着構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂成形部材の溶着構造に関し、更に詳細には、樹脂材質の第１部材に設けた第１接合面と、樹脂材質の第２部材に設けた第２接合面と、この第２接合面の所要位置に突設した溶着リブとからなり、この溶着リブを前記第１接合面に当接させつつ振動を付与することで、摩擦熱で溶融した該溶着リブを両接合面間に広がらせて両部材の接合を行なうようにした樹脂成形部材の溶着構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年生産される自動車には、衝突事故等による衝撃から乗員を保護するために、運転席乗員用のエアバッグ装置および助手席乗員用のエアバッグ装置が標準的に装備されている。このうち助手席乗員用のエアバッグ装置は、乗員室前方に取付けられた車両内装部材としてのインストルメントパネルの内側に、車体構成部材に固定した状態で格納されている。このため前記インストルメントパネルには、前記助手席乗員用のエアバッグ装置に対応した部位にエアバッグドアが設けられ、当該エアバッグ装置の作動時に膨張を開始したエアバッグの押圧力を受けると乗員室側へ開放するようになる。
【０００３】
前記インストルメントパネルは、所要形状にインジェクション成形した合成樹脂製のパネル部材を主体としており、該パネル部材だけから構成された単層タイプ、前記パネル部材の外面に表皮材を被着した２層タイプ、更には前記パネル部材の外面にクッション材を介して表皮材を被着した３層タイプ、等に大別される。ここで前記パネル部材は、例えばＰＰ（ポリプロピレン）やＡＳＧ等の比較的硬質の樹脂材料から形成されているため、常には該パネル部材の一部を構成している前記エアバッグドアに、低温時にエアバッグの強大な押圧力が加わるとその衝撃で破損したり飛散する等の畏れがあり、強度上および安全上の見地から問題を内在している。そこで図７に示すように、エアバッグ装置４０に連結支持されるインサート部材２０を、該パネル部材１２に設けたエアバッグドア１４の裏面に接合し、該エアバッグドア１４およびその周辺部位の破損やこれによる飛散を防止する対策が採られている。
【０００４】
前記インサート部材２０は、従前では金属成形製のものが主流とされていたが、軽量化、コストダウンおよびリサイクル性の向上等を図るため、近年に至ってはオレフィン系の熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）等を材質とする合成樹脂製のものが採用されつつある（図８）。このため、樹脂材質の前記パネル部材１２（エアバッグドア１４）と樹脂材質の前記インサート部材２０とは、何れも合成樹脂製で相溶性があることから、公知の振動溶着技術に基いて溶着接合される場合が多い。ここで振動溶着とは、周知のように、図示しない振動溶着機を使用して前記パネル部材１２およびインサート部材２０を接合予定部位（接合面１６，２２）で相互に当接させ、夫々の部材１２，２０を所要の押圧力で押付けた状態で例えばインサート部材２０を水平方向へ振動させることによって、両部材１２，２０の接合面１６，２２に発生する摩擦熱で該接合面１６，２２同士を溶融させつつ接着させるものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで前述した振動溶着では、例えば前記インサート部材２０の接合面２２に複数の溶着リブ（溶けしろ）２４を突設しておくと、前記パネル部材１２（エアバッグドア１４）の接合面１６に当接させた該溶着リブ２４が摩擦熱で溶融して両接合面１６，２２間に溶け出すようになるため、相溶度合が高まって両部材１２，２０の溶着強度の向上を図り得ることが知られている（図９）。しかも、前記パネル部材１２とインサート部材２０とを相互に近接する方向へ適度に押圧するようにすれば、両部材１２，２０の各接合面１６，２２が溶融して溶け出した前記溶着リブ２４に押付けられ、相溶度合が一段と高まって両部材１２，２０の接合強度の向上を図り得るようになる。
【０００６】
しかしながら実際には、振動溶着に際して前記パネル部材１２およびインサート部材２０を相互に近接する方向へ押圧すると、溶融して両接合面１６，２２間に溶け出した溶着リブ２４が、該インサート部材２０の端縁部から外側へ押し出されてしまう（図１０）。すなわち、両部材１２，２０の各接合面１６，２２間に溶け出した前記溶着リブ２４の移動（流動）が殆ど規制されないため、両部材１２，２０に対する押圧力を増加させた場合には、インサート部材２０の端縁部から押し出される溶着リブ２４の量が増えるだけで、適度の押圧力をもって両接合面１６，２２を該溶着リブ２４に押し付けることができない。このため、両接合面１６，２２同士の相溶度合を高め得ないと共に、両部材１２，２０の接合強度の向上を図り得ない課題を内在していた。
【０００７】
一方、前記パネル部材１２に一体的に設けたエアバッグドア１４では、その外縁輪郭ラインに沿って開裂予定線１８を延設してあり、前記エアバッグ装置４０の作動時にエアバッグ４２の押圧力が作用すると、この開裂予定線１８が破断して当該エアバッグドア１４の開放が許容されるようになっている（図７）。この開裂予定線１８は、成形型の型構造に基づく一体成形またはレーザー加工等により、パネル部材１２の裏側から前記エアバッグドア１４の外縁ラインに沿って溝部２６を形成することで薄肉とされた部分であるため、前記接合面１６には当該溝部２６が開口した状態となっている（図９）。このため前記振動溶着時には、図１０に示すように、前記溝部２６に隣接して突設された溶着リブ２４（２４Ａ）が前記パネル部材１２およびインサート部材２０の各接合面１６，２２間へ溶け出した際に、その一部が該溝部２６内へ流入してしまうと共に、そのまま固化するようになる。
【０００８】
従って、前記エアバッグ装置４０が作動してエアバッグ４２の押圧力が加わった際に前記開裂予定線１８が適切に破断しない畏れがあり、当該エアバッグドア１４のスムーズな開放が阻害されてエアバッグ４２の膨張展開に支障を来す可能性があった。また、前記開裂予定線１８が破断した後にエアバッグドア１４が開放するに際し、該エアバッグドア１４の開放端１４ａに前記溝部２６で固化した樹脂が付着していると、膨張過程のエアバッグ４２がこの開放端１４ａに接触した場合に当該樹脂がエアバッグドア１４から解離して樹脂破片として飛散し、これが乗員に衝突した場合には２次災害を引き起こす畏れもあった。
【０００９】
【発明の目的】
この発明は、前述した従来技術に内在している前記課題に鑑み、これを好適にに解決するべく提案されたものであって、第１部材および第２部材の各接合面間に溶け出した溶着リブの広がり（流動）を規制し得るようにすることで、両部材の接合強度の向上を図ると共に、接合面に形成した溝部へ溶融した溶着リブの一部が流入するのを阻止し得るようにした樹脂成形部材の溶着構造を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決し、所期の目的を達成するため本発明は、樹脂材質の第１部材に設けた第１接合面と、樹脂材質の第２部材に設けた第２接合面と、この第２接合面の所要位置に突設した溶着リブとからなり、この溶着リブを前記第１接合面に当接させつつ振動を付与することで、摩擦熱で溶融した該溶着リブを両接合面間に広がらせて両部材の接合を行なうようにした樹脂成形部材の溶着構造において、
前記第１接合面の所要位置に、前記溶着リブと適宜間隔をおいた隣接部位に向けて延出する規制リブを突設し、
前記溶着リブの溶融開始後の適当なタイミングをもって前記規制リブの先端を前記第２接合面に当接させることで、両接合面間に溶け出した前記溶着リブの広がりを該規制リブで適宜規制し得るよう構成したことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る樹脂成形部材の溶着構造につき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照しながら以下説明する。なお本発明に係る樹脂成形部材の溶着構造は、相溶性があって振動溶着が可能とされる全ての樹脂材質の部材に採用可能である。そこで実施例では、樹脂材質の第１部材として前記インストルメントパネル１０のパネル部材１２を例示し、また樹脂材質の第２部材として前記インサート部材２０を例示して説明する。そこで、従来技術の説明をするに際して既出の部材や部位と同一の部材、部位については、同一の符号を付して説明する。
【００１２】
図１は、本実施例に係る樹脂成形部材の溶着構造を採用した第１部材としてのパネル部材および第２部材としてのインサート部材を、接合前状態で示した概略断面図である。ここで、前記エアバッグドア１４を一体的に形成した前記パネル部材１２は、ＰＰ（ポリプロピレン）やＡＳＧ等の合成樹脂を材質とした樹脂成形部材であり、前記インサート部材２０は、オレフィン系の熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）等を材質とした樹脂成形部材であり、両部材１２，２０は相溶性を有している。
【００１３】
前記パネル部材１２において、前記エアバッグドア１４が形成された部位およびその周辺部位における裏側が、溶着予定部位とされる接合面１６（説明の便宜上、第１接合面とする）となっている。また前記インサート部材２０において、前記パネル部材１２に設けた第１接合面１６に対応するようになる上面が、溶着予定部位とされる接合面２２（説明の便宜上、第２接合面とする）となっている。
【００１４】
前記インサート部材２０に設けた第２接合面２２には、縦方向および横方向へ所要間隔毎に前記複数個の溶着リブ２４が、該第２接合面２２の外面から所要の突出量Ｈに突設してある（図２）。これら溶着リブ２４は、振動溶着を行なうに際して、前記パネル部材１２に設けた第１接合面１６に当接するようになり、摩擦熱により夫々が溶融して両接合面１６，２２間に溶け出し、その後に固化してパネル部材１２とインサート部材２０との溶着接合を図るようになる。
【００１５】
そして、実施例の樹脂成形部材の溶着構造では、前記パネル部材１２に設けた前記第１接合面１６の所要位置に、複数の規制リブ３０を、該第１接合面１６の外面から所要の突出量ｈに突設してある（図２）。これら規制リブ３０は、振動溶着するに際してパネル部材１２の第１接合面１６とインサート部材２０の第２接合面２２とを整合させた際に、該第２接合面２２に突設した前記溶着リブ２４と適宜間隔をおいた隣接部位に向けて延出するようになっている。なお、前記規制リブ３０は例えば格子状に突設され、かつ前記各々の溶着リブ２４の周囲を囲繞するように延設されている。
【００１６】
ここで、前記各規制リブ３０の突出量ｈは、前記溶着リブ２４の突出量Ｈより小さく設定されており、規制リブ３０の突出量ｈは溶着リブ２４の突出量Ｈの概ね１／２程度とされている。従って、振動溶着の開始時においては、前記各々の溶着リブ２４だけがパネル部材１２の第１接合面１６に当接するようになり、前記規制リブ３０の先端はインサート部材２０の第２接合面２２には当接しないようになっている（図３）。そして、パネル部材１２およびインサート部材２０を両部材が近接する方向へ適宜押圧したもとで振動溶着を開始すると、摩擦熱により各々の溶着リブ２４が溶融し始めるため、当該溶着リブ２４の突出量が徐々に小さくなって両部材１２，２０が徐々に近接するようになる（図４）。これにより、振動溶着が進行して前記溶着リブ２４が溶融を開始した後の適当なタイミングで、前記各々の規制リブ３０の先端が前記インサート部材２０の第２接合面２２に当接するようになっている（図５）。
【００１７】
このような実施例の樹脂成形部材の溶着構造では、振動溶着に際してパネル部材１２およびインサート部材２０の両接合面１６，２２間に溶け出した溶着リブ２４の広がり（流動）を、前記規制リブ３０で適宜に規制し得るように構成したことを特徴とするものである。このように構成することで、振動溶着に際して前記パネル部材１２およびインサート部材２０を相互に近接する方向へ押圧しても、両接合面１６，２２間に溶け出した溶着リブ２４が該インサート部材２０の端縁部から外側へ押し出されることを防止し、溶融した該溶着リブ２４と各接合面１６，２２との相溶度合を高めることを可能とする。また後述するように、前記第１接合面１６に凹設された前記溝部２６と溶着リブ２４（２４Ａ）との間に規制リブ３０（３０Ａ）を設けることにより、溶融した溶着リブ２４Ａの一部が当該溝部２６へ流入するのを阻止することを可能とする（図６）。
【００１８】
【実施例の作用】
次に、前述のように構成された実施例の樹脂成形部材の溶着構造の作用につき、図３〜図５を参照しながら経時的に説明する。
【００１９】
振動溶着を行なうに先立ち、パネル部材１２に設けた第１接合面１６とインサート部材２０に設けた第２接合面２２とを整合させ、該第２接合面２２に突設した各々の溶着リブ２４を前記第１接合面１６へ当接させる（図３）。この際には、前述したように、第１接合面１６に設けた前記各々の規制リブ３０は、まだ第２接合面２２へ当接していない。
【００２０】
パネル部材１２とインサート部材２０との位置決めが完了したら、これらパネル部材１２およびインサート部材２０を両部材が近接する方向へ適度に押圧したもとで、例えばインサート部材２０に振動を付与して所定の振動溶着を開始する。これにより、第１接合面１６に当接している各々の溶着リブ２４の先端部に摩擦熱が発生するようになるので、該溶着リブ２４の先端部分から徐々に溶融し始める（図４）。この際に、各々の溶着リブ２４の先端部における溶融部分は、第１接合面１６に接触しつつ当該溶着リブ２４を中心とした周囲へ徐々に広がっていく。そして、パネル部材１２およびインサート部材２０が近接する方向へ適宜押圧されているので、溶融が進行するに従って各溶着リブ２４の突出量が小さくなることに伴い、両部材１２，２０が徐々に近接移動するようになる。
【００２１】
そして、振動溶着が進行して前記溶着リブ２４が溶融を開始した適宜後には、パネル部材１２およびインサート部材２０の近接に伴い、前記各々の規制リブ３０の先端が前記インサート部材２０の第２接合面２２に当接するに至る（図５）。これにより溶融しつつある溶着リブ２４は、パネル部材１２の第１接合面１６、インサート部材２０の第２接合面２２およびそれ自体に隣接する前記規制リブ３０，３０によって閉塞された空間３２内に閉込められた状態となり、両接合面１６，２２間を流動して広がることが規制されるようになる。
【００２２】
更に振動溶着が進行し、前記各規制リブ３０の先端も適度に軟化または溶融するようになると、押圧されているパネル部材１２およびインサート部材２０は更なる近接移動が許容される。これに伴い、略完全溶融して前記空間３２内に充満するようになった溶着リブ２４には、第１接合面１６および第２接合面２２から適度の圧力が加わるようになるので（図５中に破線矢印で示す）、該溶着リブ２４と第１接合面１６および第２接合面２２とが加圧密着状態となり、これら溶着リブ２４と第１接合面１６および第２接合面２２との相溶度合が高まるようになる。従って、加圧密着状態のもとで前記溶着リブ２４が固化した際には、パネル部材１２とインサート部材２０との溶着強度が好適に向上するようになる。
【００２３】
一方、図５において、前記第１接合面１６に形成された前記溝部２６の両側に隣接する部位に突設された規制リブ３０Ａにおいては、これらに隣接した位置に突設された前記溶着リブ２４Ａが溶融しても、これが当該溝部２６の側へ流動して広がることを規制するようになる。従って、前記溶融した溶着リブ２４Ａの一部が前記溝部２６へ流入するのを阻止し得るので、該溶着リブ２４Ａの一部が該溝部２６内で固化する不都合が好適に防止される。
【００２４】
これにより、前記エアバッグ装置４０が作動してエアバッグ４２の押圧力が加わった際に前記開裂予定線１８が適切に破断するようになり、当該エアバッグドア１４の開放が阻害されないと共にエアバッグ４２の膨張展開に支障を来すこともない。また、前記開裂予定線１８が破断した後にエアバッグドア１４が開放するに際し、該エアバッグドア１４の開放端１４ａに膨張過程のエアバッグ４２が接触したとしても、この開放端１４ａに樹脂が付着していないから樹脂破片の飛散による２次災害の発生も好適に防止される。
【００２５】
このように本実施例に係る樹脂成形部材の溶着構造では、溶融した溶着リブ２４と第１接合面１６および第２接合面２２との相溶度合を高め得るので、パネル部材１２とインサート部材との溶着強度を好適に向上させ得る。更に、第１接合面１６に設けた溝部２６へ溶融した溶着リブ２４の一部が流入することを阻止し得るので、エアバッグドア１４の開放を阻害することがないと共に、樹脂破片の飛散による２次災害の発生をも防止し得る。
【００２６】
なお前記実施例では、第２部材であるインサート部材２０に設けた第２接合面２２に溶着リブ２４を突設すると共に第１部材であるパネル部材１２に設けた第１接合面１６に規制リブ３０を突設した場合を例示した。しかし、パネル部材１２に設けた第１接合面１６に溶着リブ２４を突設すると共にインサート部材２０に設けた第２接合面２２に規制リブ３０を突設するようにしても、前記実施例と同等の効果を得ることが可能である。
【００２７】
また前記実施例の溶着構造では、前述したように、パネル部材１２の第１接合面１６に設けた溝部２６へ溶融した溶着リブ２４の一部が流入することを阻止することは勿論、インサート部材２０の第２接合面２２に溝部が設けられている場合や、または両接合面１６，２２に溝部２６が設けられている場合でも、該溝部２６へ溶融した溶着リブ２４の一部が流入することを阻止し得る。
【００２８】
なお、前記溶着リブ２４の配設数や配設位置、およびこれに隣接する前記規制リブ３０の配設数や配設位置は、前記実施例に例示のものに限定されず、前記第１接合面１６および第２接合面２２の大きさや形状等によって適宜変更される。
【００２９】
また前記実施例では、第１部材としてインストルメントパネル１０のパネル部材１２を例示すると共に、第２部材としてインサート部材２０を例示した。しかし、これら第１部材および第２部材は、振動溶着により相溶性がある樹脂成形部材であれば、これ以外の車両内装部材および種々の部材を構成するものも対象とされる。
【００３０】
【発明の効果】
以上に説明した如く、本発明に係る樹脂成形部材の溶着構造によれば、溶融した溶着リブと第１接合面および第２接合面との相溶度合を高め得るので、第１部材と第２部材との溶着強度を向上させ得る有益な効果を奏する。更には、第１成形面および／または第２成形面に設けた溝部へ、溶融した溶着リブの一部が流入することを阻止できる利点がある。従って第１部材および第２部材が、エアバッグドアを設けたパネル部材および該エアバッグドアの裏面側に振動溶着されるインサート部材である場合には、エアバッグドアの開放を阻害することがないと共に、樹脂破片の飛散による２次災害の発生をも防止し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適実施例に係る樹脂成形部材の溶着構造を採用した第１部材としてのパネル部材および第２部材としてのインサート部材を、接合前状態で示した概略断面図である。
【図２】図１の部分拡大図である。
【図３】パネル部材とインサート部材とを振動溶着する過程を示した説明断面図であって、パネル部材に設けた第１接合面とインサート部材に設けた第２接合面とを整合させ、第２接合面に突設した溶着リブを第１接合面に当接させた振動溶着準備状態を示している。
【図４】パネル部材とインサート部材とを振動溶着する過程を示した説明断面図であって、パネル部材とインサート部材とを両部材が近接する方向へ適宜押圧したもとで該インサート部材に振動を付与することで、各溶着リブの先端部分が溶融し始めた状態を示している。
【図５】パネル部材とインサート部材とを振動溶着する過程を示した説明断面図であって、振動溶着が適宜進行することでパネル部材の第１接合面に突設した各規制リブが第２接合面に当接し、溶融した溶着リブがこれら第１接合面、第２接合面および規制リブにより閉塞された空間に閉込められて加圧されると共に、溶融した溶着リブの一部が第１接合面に凹設した溝部へ流入するのを阻止することを示している。
【図６】振動溶着の完了により相互に溶着されたパネル部材およびインサート部材を示した部分断面図である。
【図７】パネル部材およびインサート部材を振動溶着して構成されるインストルメントパネルを、エアバッグドアの形成部位で破断して示した部分断面図である。
【図８】図７に示したパネル部材およびインサート部材を、振動溶着する前の状態で示す断面図である。
【図９】パネル部材とインサート部材を振動溶着する際の従来の溶着構造を示した説明断面図であって、パネル部材とインサート部材とを相互近接する方向へ適宜押圧したもとで振動溶着を開始することで、各溶着リブの先端部分が溶融し始めた状態を示している。
【図１０】パネル部材とインサート部材を振動溶着する際の従来の溶着構造を示した説明断面図であって、パネル基材の接合面およびインサート部材の接合面の間に溶融した溶着リブが流れ出して広がった際に、インサート部材の端縁から押し出されて両部材の適切な溶着接合がなされない不都合や、当該溶着リブの一部がパネル部材の接合面に凹設した溝部へ流入してしまう不都合が発生することを同時に示している。
【符号の説明】
１２　パネル部材（第１部材），　　　　１６　第１接合面
２０　インサート部材（第２部材），　　２２　第２接合面
２４，２４Ａ　溶着リブ，　　　　　　　２６　溝部
３０，３０Ａ　規制リブ
【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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