(57)【要約】【課題】曲面パネルによって形成されたフロアパネルに形成する作業孔及び座面による共振周波数の低下が抑制できる制振性能に優れた自動車のフロア構造を提供する。【解決手段】平面部１３に複数の球面状乃至鍋底状の曲面部１４が下方に膨出して形成されたフロントフロアパネル１０を備え、曲面部１４から下方に突出する筒状の座面縦壁１７及びこの座面縦壁１７の下端縁に外周が連続する座面１８を備えた有底状の作業孔穿設部１６を膨出して形成し、この座面１８に作業孔１９を形成する。曲面部１４に形成される作業孔１９の周囲に座面縦壁１７が環状に連続形成されて、該部の剛性が座面縦壁１７によって確保されて作業孔１９の形成によるフロントフロアパネル１０の剛性低下が防止できる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面部と該平面部から連続して下方に膨出した曲面部とを有するフロアパネルを備えた自動車のフロア構造において、
上記フロアパネルは、
上記曲面部から突出する座面縦壁及び該座面縦壁の端縁に外周が連続する座面を備えた有底状の作業孔穿設部が膨出して形成され、
上記座面に作業孔を穿設したことを特徴とする自動車のフロア構造。
【請求項２】
上記作業孔穿設部は、
上記曲面部の略中央に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の自動車のフロア構造。
【請求項３】
上記作業孔穿設部は、
上記曲面部から下方に膨出して形成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の自動車のフロア構造。
【請求項４】
上記作業孔穿設部は、
上記曲面部から上方に膨出して形成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の自動車のフロア構造。
【請求項５】
上記作業孔穿設部は、
上記平面部と上記曲面部の外周との境界となる外周稜線から離れて形成されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の自動車のフロア構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のフロア構造に関し、特に曲面パネルからなるフロアパネルを備えた自動車のフロア構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車のフロアは、平板状のフロアパネルによって構成されている。このフロアパネルは、タイヤ、サスペンション及び車体フレームを介して伝達され、車室内に放射されるロードノイズ等の振動騒音を抑制するためにフロアパネルにアスファルトシート等の制振材を積層して減衰を高めたり、質量増大効果により制振している。また、フロアパネルとしてアスファルトシートを鋼板でサンドイッチした一体構造の制振パネルも多く使用されている。
【０００３】
しかし、フロアパネルに積層され、或いは制振パネルに使用されるアスファルトシート等の制振材は、比較的重量が大きく車体重量の増加を招く要因となり、最近車体重量の軽減の要求から制振材の使用が削減される傾向がある。
【０００４】
この対策として、特開昭５９−１４５４５８号公報や、特開２０００−２３８６６８号公報に開示されるように、フロアパネルに複数の球面状或いは鍋底状の曲面部を凹設した、いわゆる曲面パネルによって構成することによって、フロアパネル自体の共振周波数を高めて剛性向上を図ることによって、制振性能の向上が得られる自動車のフロア構造が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記特開昭５９−１４５４５８号公報や特開２０００−２３８６６８号公報によると、フロアパネルに球面状或いは鍋底状の曲面部を複数配設してフレームで支持することによってフロアパネルの共振周波数を、フロアパネル上に積層してある防音材の吸音及び遮音性能にて、カバーできる共振周波数まで上げることで制振材が不要、或いはその使用量の大幅な削減が可能になり車体の軽量化が得られる。
【０００６】
しかし、フロアパネルにフレーム等をスポット溶接する際、フロアパネルを治具等に固定するために、例えば直径４０ｍｍ程度の作業孔を数箇所穿孔する必要があり、各作業孔を穿孔するために例えば直径６０ｍｍ程度の平面形状の座面を曲面部に設けなければならず、この作業孔及び座面の形成によってフロアパネルの共振周波数が低下し、フロアパネルの制振性能の悪化を招くことが懸念される。
【０００７】
従って、かかる点に鑑みなされた本発明の目的は、曲面パネルによるフロアパネルにおける作業孔及び座面の形成による共振周波数の低下が抑制できる制振性能に優れた自動車のフロア構造を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する請求項１に記載の自動車のフロア構造の発明は、平面部と該平面部から連続して下方に膨出した曲面部とを有するフロアパネルを備えた自動車のフロア構造において、上記フロアパネルは、上記曲面部から突出する座面縦壁及び該座面縦壁の端縁に外周が連続する座面を備えた有底状の作業孔穿設部が膨出して形成され、上記座面に作業孔を穿設したことを特徴とする。
【０００９】
請求項１の発明によると、曲面部に穿設される作業孔の周囲に座面縦壁が環状に連続形成されることから、該部の剛性が座面縦壁によって確保されて曲面部の変形が回避或いは抑制される。従って、作業孔の形成によるフロアパネルの剛性低下が防止されて共振振動数の高い制振性能に優れたフロアパネルを確保することができ、防振性能に優れた自動車のフロア構造が得られる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、上記請求項１の自動車のフロア構造において、上記作業孔穿設部は、上記曲面部の略中央に形成されたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２の発明によると、作業孔穿設部を曲面部の略中央に形成することによって、座面縦壁の十分な高さを全周に亘って容易に確保できて、該部の剛性が均衡を保った状態で有効的に確保されて曲面部全体の変形が回避或いは抑制され、より効率的に制振性能が確保できる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２の自動車のフロア構造において、上記作業孔穿設部は、上記曲面部から下方に膨出して形成されたことを特徴とする。
【００１３】
請求項３の発明によると、作業孔穿設部を曲面部から下方に膨出して形成することによって、車室内側に影響を及ぼすことなく作業孔穿設部を形成することができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１または２の自動車のフロア構造において、上記作業孔穿設部は、上記曲面部から上方に膨出して形成されたことを特徴とする。
【００１５】
請求項４の発明によると、作業孔穿設部を曲面部から上方に膨出して形成することによって、フロアパネルから下方への突出が制限される場合でも作業孔穿設部を容易に形成することができる。
【００１６】
請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれか１項の自動車のフロア構造において、上記作業孔穿設部は、上記平面部と上記曲面部の外周との境界となる外周稜線から離れて形成されたことを特徴とする。
【００１７】
請求項５の発明によると、作業孔穿設部を平面部と曲面部の外周の境界となる外周稜線から離れて設けることによって、作業孔穿設部によって外周稜線を分断することなく平面部と曲面部の連続部分の剛性に影響を及ぼすことが防止されて、作業孔の形成によるフロアパネルの剛性低下が防止される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（第１実施の形態）
本発明による自動車のフロア構造の第１実施の形態を、フロアパネルがフロントフロアパネルの場合を例に図１乃至図５を参照して説明する。なお、図中矢印Ｆは車体前方方向を示し、矢印Ｗは車幅方向を示している。
【００１９】
図１はフロア構造の概要を示す要部斜視図であり、図２は要部断面斜視図である。
【００２０】
フロア構造１のフロアの前部を形成するフロントフロアパネル１０は、前端縁１０ａが車室ＲとエンジンルームＥとを区画するトーボード２の下縁に連接され、左右の外側端縁１０ｂが各々車体の左右側部に沿って車体前後方向に延在する左右のサイドシル（図示せず）に接続され、かつ後端縁１０ｃがリヤフロアパネル（図示せず）に接続されている。
【００２１】
フロントフロアパネル１０の車幅方向の中央部には、車体前後方向に延在して車室Ｒ内側に隆起する断面略逆Ｕ字状のトンネル部１１が形成され、トンネル部１１の両側に比較的平坦なフロア部１２が延設されている。
【００２２】
各フロア部１２の上面には、車幅方向に延在する断面略コ字状でフロア部１２と協働して中空閉断面を形成すると共にサイドシルとトンネル部１１とを連結するクロスメンバ４、５が前後方向に配設されている。左右のフロア部１２の車幅方向の中央部下面には、車体前後方向に延在する断面略コ字状でフロア部１２と協働して中空閉断面を形成するサイドフレーム６が配設されている。
【００２３】
更に、トンネル部１１の下面に沿って車幅方向に延在して左右の各クロスメンバ４と４、５と５を連結するフレーム７、８を配置し、フロントフロアパネル１０の前端縁１０ａとクロスメンバ４との間において車幅方向に延在してトンネル部１１を隔てて左右のフロア部１２に達するフレーム９が配置されている。
【００２４】
フロントフロアパネル１０の左右のフロア部１２は、各クロスメンバ４、５及びサイドフレーム６に結合される領域に平面部１３が形成され、かつトンネル部１１とサイドフレーム６との間及びサイドシルとサイドフレーム６との間における各前端縁１０ａとクロスメンバ４との間、クロスメンバ４と５の間、クロスメンバ５と後端縁１２ｃとの間に、各々平面部１３に連続して下方に膨出する球面状或いは鍋底状の曲面部１４が凹設された曲面パネルによって形成されている。
【００２５】
各曲面部１４は、例えば図２に示すように、平面部１３と曲面部１４の境界、即ち、平面部１３と曲面部１４の連続部分には、平面部１３と曲面部１４の外周とによって形成される稜角が連続して形成する外周稜線１５が滑らかに連続する環状に形成されることから、平面部１３と曲面部１４の連続部分の変形が有効的に拘束されて該部の剛性が向上し、かつ平面部１３と曲面部１４の連続部分の剛性向上に伴って曲面部１４の変形が拘束されてフロントフロアパネル１０全体の剛性が向上し、共振周波数の高い制振性能に優れたフロントフロアパネル１０が得られる。
【００２６】
フロントフロアパネル１０の各隅部には、フロントフロアパネル１０にクロスメンバ４、５、サイドフレーム６、フレーム７、８、９等をスポット溶接する際に、フロントフロアパネル１０を治具等に固定するための作業孔１９が穿設されている。
【００２７】
作業孔１９が形成される曲面部１４は、例えば図３に要部斜視図を示し、かつ図３のＩ−Ｉ線断面図を図４に示すように、平面部１３と稜角を有する断面形状が環状に連続する外周稜線１５を介して外周部が連続して下方に膨出する球面状或いは鍋底状であって、外周稜線１５から離れた曲面部１４の略中心から下方に突出する円筒状或いは略円錐面状、本実施の形態では下方に移行するに従って縮径される円錐面状の座面縦壁１７、及びこの座面縦壁１７の下端縁に外周が連続する略水平な円形の座面１８を備えた有底状の作業孔穿設部１６が下方に膨出して形成されている。この座面１８の略中央に上下方向に貫通する作業孔１９が形成されている。この曲面部１４に形成される座面縦壁１７、座面１８及び作業孔１９はフロントフロアパネル１０をプレス成形する際、曲面部１４の成形と同時或いは、曲面部１４の成形後にプレス成形等によって容易に成形することができる。
【００２８】
このように形成されたフロントフロアパネル１０は、作業孔１９が開口する曲面部１４の略中央周囲が、座面１８によって有底状に形成された筒状の座面縦壁１７が環状に連続形成され、しかも十分な座面縦壁１７の高さｈが全周に亘って容易に確保でき、かつその高さｈが略一定に形成されて該部の剛性が均衡を保った状態で有効的に確保される。
【００２９】
この作業孔穿設部１６は、平面部１３と曲面部１４の外周部によって形成される外周稜線１５から離れて設けられて、作業孔穿設部１６によって外周稜線１５を分断することがなく平面部１３と曲面部１４の連続部分の剛性に影響を及ぼすことがない。従って、作業孔１９の形成によるフロントフロアパネル１０の剛性低下が防止されて共振振動数の高い制振性能に優れたフロントフロアパネル１０を確保することができ、防振性に優れたフロア構造が得られる。
【００３０】
フロントフロアパネル１０の剛性及び制振性能が確保されることから、フロントフロアパネル１０の板厚を薄くすることが可能になり、フロントフロアパネル１０の軽量化が期待できる。また、フロントフロアパネル１０にアスファルトシート等の制振材を積層する場合であっても、その制振材の使用量の大幅な削減が可能になり車体の軽量化が得られる。
【００３１】
また、フロントフロアパネル１０の形状の制限等の要求により作業孔穿設部１６の下方への突出が制限される場合には、図５に図４と対応する要部断面図を示すように、曲面部１４の中心部から上方に突出する円筒状或いは略円錐面状の座面縦壁１７及びこの座面縦壁１７の上端縁に外周が連続する座面１８を備えた有底筒状の作業孔穿設部１６を上方に膨出して形成し、座面１８の略中央に上下方向に貫通する作業孔１９を形成することもできる。
【００３２】
この場合においても、作業孔１９が開口する曲面部１４の略中央に筒状の座面縦壁１７が環状に連続形成されて、該部の剛性が確保され、作業孔１９の穿設によるフロントフロアパネル１０の剛性低下が防止され、制振性能に優れたフロントフロアパネル１０を確保することができる。
【００３３】
（第２実施の形態）
本発明による自動車のフロア構造の第２実施の形態を、図６及び図７を参照して説明する。なお、上記図１乃至図６と対応する部分には同一符号を付することで該部の詳細な説明を省略する。
【００３４】
図６は、作業孔１９が曲面部１４の中心からオフセットして形成された例を示す図５に対応する要部断面図である。
【００３５】
作業孔１９が形成される曲面部１４は、平面部１３と環状に連続する外周稜線１５を介して外周部が連続して下方に膨出する球面状或いは鍋底状である。この曲面部１４の中心からオフセットすると共に外周稜線１５から離れた曲面部１４の部位から下方に突出する円筒状或いは略円錐面状の座面縦壁１７及びこの座面縦壁１７の下端縁に外周が連続する略水平な円形の座面１８を備えた有底筒状の作業孔穿設部１６が下方に膨出して形成されている。この作業孔穿設部１６の座面１８の中央に上下方向に貫通する作業孔１９が形成されている。
【００３６】
このように形成されたフロントフロアパネル１０は、作業孔１９が開口する曲面部１４の部分が座面１８によって有底状に形成された筒状の座面縦壁１７が環状に連続形成される一方、座面縦壁１７の高さが曲面部１４の中央側に位置する部分に対して外周稜線１５に接近した側が短く形成されるものの、該部の剛性が縦壁１７によって確保されて変形が拘束され、曲面部１４の変形が回避或いは抑制される。
【００３７】
一方、作業孔穿設部１６は、平面部１３と曲面部１４の外周部によって形成される外周稜線１５から離れて設けられて、作業孔穿設部１６によって外周稜線１５を分断することなく平面部１３と曲面部１４の連続部分の剛性に影響を及ぼすことがない。
【００３８】
従って、作業孔１９の形成によるフロントフロアパネル１０の剛性低下が防止されて共振振動数の高い制振性能に優れたフロントフロアパネル１０を確保することができ、防振性に優れたフロア構造が得られる。
【００３９】
更に、第１実施の形態に加え作業孔１９を曲面部１４の中央からオフセットした位置に配設することによって、作業孔１９の設置部位の制約が緩和され、フロアパネル１０の設計の自由度が確保できる。
【００４０】
また、フロントフロアパネル１０の形状の制限等の要求により作業孔穿設部１６の下方への突出が制限される場合には、図７に図６と対応する要部断面図を示すように、曲面部１４の中心からオフセットした部分から上方に突出する円筒状或いは略円錐面状の座面縦壁１７及びこの座面縦壁１７の上端縁に外周が連続する座面１８を備えた有底筒状の作業孔穿設部１６を上方に膨出するように形成し、座面１８の中央部に上下方向に貫通する作業孔１９を形成することもできる。
【００４１】
この場合においても、作業孔１９が開口する曲面部１４の部位に筒状の座面縦壁１７が環状に連続形成されて、該部の変形が拘束されて剛性が確保され、作業孔１９の形成によるフロントフロアパネル１０の剛性低下が防止され、制振性能に優れたフロントフロアパネル１０を確保することができる。
【００４２】
【実施例】
次に本発明を実施例により更に具体的に説明する。
【００４３】
タイプＡとして図８（ａ）に斜視図を示し、かつ（ｂ）に（ａ）のＩＩ−ＩＩ線断面図を示すように、厚さｔが０．７ｍｍの鋼板の平面部１３に、外周稜線１５の縦寸法ａが２００ｍｍ、横寸法ｂが１４０ｍｍの略矩形で深さＨが１５ｍｍの球面状乃至鍋底状の曲面部１４を凹設したフロントフロアパネル１０の共振周波数を固有値解析し、その結果、フロントフロアパネル１０の制振性能を確保するために必要な目標とする共振周波数である４００Ｈｚを十分達成し得る４１０Ｈｚの解析値を得た。
【００４４】
同様に、タイプＢとして、図８（ｃ）に要部断面図を示すように、厚さｔが０．７ｍｍの鋼板の平面部１３に、外周稜線１５の縦寸法が２００ｍｍ、横寸法が１４０ｍｍの略矩形で深さ１５ｍｍの球面状乃至鍋底状の曲面部１４を凹設し、更に曲面部１４の略中心に座面１８の径Ｄが６０ｍｍ、座面縦壁１７の高さｈが１０ｍｍの作業孔穿設部１６を下方に膨出し、その座面１８に径ｄが４０ｍｍの作業孔１９を穿設したフロントフロアパネル１０の共振周波数を解析した結果、４００Ｈｚの解析値を得た。
【００４５】
同様に、タイプＣとして、図８（ｄ）に示すように厚さｔが０．７ｍｍの鋼板の平面部１３に、外周稜線１５の縦寸法が２００ｍｍ、横寸法が１４０ｍｍの略矩形で深さ１５ｍｍの球面状乃至鍋底状の曲面部１４を凹設し、曲面部１４の中心からオフセットした外周稜線１５寄りに、座面１８の径Ｄが６０ｍｍ、座面縦壁１７の高さｈが１０ｍｍの作業孔穿設部１６を下方に膨出し、その座面１８に径ｄが４０ｍｍの作業孔１９を穿設したフロントフロアパネル１０の共振周波数を解析した結果、３８６Ｈｚの解析値を得た。
【００４６】
同様に、タイプＤとして、図８（ｅ）に示すように、厚さｔが０．７ｍｍの鋼板の平面部１３に、外周稜線１５の縦寸法が２００ｍｍ、横寸法が１４０ｍｍの略矩形で深さ１５ｍｍの球面状乃至鍋底状の曲面部１４を凹設し、曲面部１４の中心からオフセットした外周稜線１５寄りに、座面１８の径Ｄが６０ｍｍ、座面縦壁１７の高さｈが１０ｍｍの作業孔穿設部１６を上方に膨出し、その座面１８に径ｄが４０ｍｍの作業孔１９を穿設したフロントフロアパネル１０の共振周波数を解析した結果、３８５Ｈｚの解析値を得た。
【００４７】
また、タイプＥとして、図８（ｆ）に示すように、厚さｔが０．７ｍｍの鋼板の平面部１３に、外周稜線１５の縦寸法が２００ｍｍ、横寸法が１４０ｍｍの略矩形で深さ１５ｍｍの球面状乃至鍋底状の曲面部１４を凹設し、曲面部１４の中心からオフセットした外周稜線１５寄りに、座面１８の径Ｄが６０ｍｍで、中心側が上方に突出した円弧状で高さｈが５ｍｍの座面縦壁１７ａ及び外周稜線１５側が円弧状で下方に突出した高さｈが５ｍｍの座面縦壁１７ｂの作業孔穿設部１６を形成し、その座面１８に径ｄが４０ｍｍの作業孔１９を穿設したフロントフロアパネル１０の共振周波数を解析した結果、３４４Ｈｚの解析値を得た。これらの各タイプＡからＥの共振周波数の解析結果を図９に示す。
【００４８】
作業孔穿設部１６及び作業孔１９を設けないタイプＡの共振周波数と作業穿設部１６及び作業孔１０を設けたタイプＢからタイプＥの各共振周波数を評価すると、作業孔穿設部１６及び作業孔１９を曲面部１４の略中心に形成したタイプＢは、作業孔穿設部１６及び作業孔１９を形成しないタイプＡに比較して、共振周波数が若干低下したが、高い制振性能を有することが確認された。
【００４９】
作業孔穿設部１６及び作業孔１９を曲面部１４の略中心からオフセットして上方或いは下方のいずれかに一方に膨出形成したタイプＣ及びタイプＤは、共振周波数が共にタイプＢより低下したが、依然高い制振性能が維持され実用レベルであることが確認された。
【００５０】
一方、曲面部１４の中心からオフセットすると共に、座面縦壁１７を中心側で上方に突出する円弧状の座面縦壁１７ａと外周稜線１５側で下方に突出する円弧状の座面縦壁１７ｂに分割した作業孔穿設部１６を形成したタイプＥは、大きく共振周波数が低下し、制振性能の低下が顕著であり不具合であることが確認された。これは、作業孔１９が穿設される座面１８の外周に座面縦壁１７が存在しない部分が発生し、座面１８が直接曲面部１４に連続する平面状の部分ができて該部の剛性低下に起因するものと考えられる。
【００５１】
これらを総合的に判定すると、曲面部１４に作業孔穿設部１６及び作業孔１９を形成する場合は、これら作業孔穿設部１６及び作業孔１９を曲面部１４の略中心に形成することが好ましく、曲面部１４の中心からオフセットして形成する場合には、曲面部１４の上面或いは下面のいずれか一方に作業孔穿設部１６を膨出して形成し、かつ作業孔穿設部１６の座面縦壁部１７は外周稜線１５から離れて形成することが好ましい。また、座面縦壁部１７の高さｈは十分な寸法を確保することが好ましい。これら判定した結果を図９に併せて示す。図９中◎印は十分な制振性能が確認されて実用に問題なし、○は制振性能が確認され実用レベル、×印は制振性能が低下し不具合であることを示す。
【００５２】
なお、本発明は上記各実施の形態に限定されることなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、上記実施の形態ではフロアパネルがフロントフロアパネルの場合を例に説明したが、リヤフロアパネルやトランクルームのフロアを形成するフロアパネル等他のフロアパネルに適用することもできる。また、上記各実施の形態では座面１８を略水平面に形成したが適宜傾斜して形成することもできる。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明した本発明による自動車のフロア構造によると、平面部に連続した球面状乃至鍋底状の曲面部が下方に膨出して凹設されたフロアパネルの曲面部に作業孔及び座面を形成するにあたり、曲面部から突出する筒状の座面縦壁及び該座面縦壁の端縁に外周が連続する座面を備えた有底筒状の作業孔穿設部が膨出して形成し、この座面に作業孔を形成することによって、曲面部における作業孔の周囲に座面縦壁が環状に連続形成され該部の剛性が座面縦壁によって確保されて曲面部の変形が回避或いは抑制され、作業孔の形成によるフロアパネルの剛性低下が防止されて共振振動数の高い制振性能に優れたフロアパネルを確保することができ、防振性能に優れた自動車のフロア構造が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による自動車のフロア構造の第１実施の形態の概要を示す要部斜視図である。
【図２】図１のＩ−Ｉ線断面図である。
【図３】曲面部を示す要部斜視図である。
【図４】図３のＩ−Ｉ線断面図である。
【図５】第１実施の形態の他の例を示す要部断面図である。
【図６】本発明による自動車のフロア構造の第２実施の形態の概要を示す要部断面図である。
【図７】第２実施の形態の他の例を示す要部断面図である。
【図８】本発明の各実施例の説明図である。
【図９】同じく、各実施例の評価説明図である。
【符号の説明】
１　　　フロア構造
４、５　クロスメンバ
６　　　サイドフレーム
７、８、９　　フレーム
１０　　　フロントフロアパネル（フロアパネル）
１１　　　トンネル部
１２　　　フロア部
１３　　　平面部
１４　　　　　　曲面部
１５　　　外周稜線
１６　　　作業孔穿設部
１７　　　座面縦壁
１８　　　　座面
１９　　　作業孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004034725.tif 000006
【図５】
2004034725.tif 000007
【図６】
2004034725.tif 000008
【図７】
2004034725.tif 000009
【図８】
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【図９】
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