(57)【要約】【課題】溶着される三ピースにわたって形成されるタンク室を、一体的に設けても、製造工数・コストの上昇を抑えて製造することができる樹脂製インテークマニホールドを提供すること。【解決手段】樹脂製インテークマニホールドＩは、少なくとも三つの第１・第２・第３ピース２１・３５・３２を、振動溶着させて製造され、かつ、第１・第２・第３ピースにより形成されるタンク室１９、を備える。第１・第２ピース２１・３５は、吸気流体の流路を形成する。第１ピース２１は、吸気流路の壁部を共用して、タンク室用の筒状の周壁部２３を備える。周壁部２３は、第２ピース３５との溶着用の外側溶着鍔部２６を備える。周壁部２３は、第２ピース３５との溶着時の外側溶着鍔部２６を支持する加圧治具５２との干渉を防止可能に、第３ピース３２との溶着用の内側溶着鍔部３０を、内周側に備える。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも三分割された三つの第１・第２・第３ピースを、加圧しつつ溶着させて製造されるとともに、吸気流体の流路の一部に連通させ、かつ、前記第１・第２・第３ピースによって形成されるタンク室、を備えた樹脂製インテークマニホールドであって、
前記第１・第２ピースが、吸気流体の流路を形成するために相互に溶着されるように構成され、
前記第１ピースが、前記吸気流路を形成する壁部を共用して、前記タンク室を構成する筒状の周壁部を備え、
前記第２ピースが、前記周壁部の一方の端部側を覆う天井壁部を備え、
前記第３ピースが、前記周壁部の他方の端部側を閉塞する蓋部材として、構成され、
前記周壁部を含めた前記第１ピースの外周縁に、外方へ突出するように形成されて、前記第２ピースとの溶着用の外側溶着鍔部が、配設され、
前記第１ピースにおける前記第３ピースとの溶着用の部位が、前記第１ピースの前記第２ピースとの溶着時における前記外側溶着鍔部を支持する加圧治具との干渉を防止可能に、前記周壁部の内周面側に突出する内側溶着鍔部を、備えて構成されていることを特徴とする樹脂製インテークマニホールド。
【請求項２】
前記第１ピースの周壁部が、軸方向に沿う前記外側溶着鍔部から前記内側溶着鍔部にかけて、先狭まりのテーパ状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の樹脂製インテークマニホールド。
【請求項３】
前記第１ピースの形成する前記吸気流路が、サージタンクの一部を形成するとともに、前記タンク室が、前記サージタンクと前記吸気流路の吐出口との間のスペースに、配設されていることを特徴とする請求項１若しくは請求項２に記載の樹脂製インテークマニホールド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも三分割された三つの第１・第２・第３ピースを加圧しつつ溶着させて、製造される樹脂製インテークマニホールドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、樹脂製インテークマニホールドでは、複数の分割されたピースを振動溶着させて、製造されていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−１７７６２４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そして、従来の樹脂製インテークマニホールドにおいて、レゾネータ等のタンク室を一体的に形成すれば、別体でタンク室を形成する場合に比べて、製造工数・コストの観点から、望ましい。
【０００５】
しかし、そのタンク室が、容積が大きく、例えば、インテークマニホールドを構成する主要な二つのピースのみならず、さらに他のピースを設けて形成する必要な場合には、それらの少なくとも三ピースの溶着部位の配置が、適切でなければ、各溶着部位の強度を確保し難く、逆に、適切な溶着強度を確保できるように、スライド治具等を使用することとなって、製造工数・コストを上昇させてしまう。
【０００６】
このような構造では、例えば、図１に示すように、第１ピース１と第２ピース５とが溶着されて、図示しない位置で吸気流路が形成され、かつ、第１ピース１に、レゾネータを構成可能なタンク室７を形成する筒状の周壁部４が、設けられ、さらに、その周壁部４の端部を塞ぐ蓋部材として、第３ピース６が配設される構造が、例示できる。このような構造では、第１ピース１には、第２ピース５との溶着用の鍔部２と、第３ピース６との溶着用の鍔部３と、が、筒状の周壁部４の両端部に配設される。
【０００７】
しかし、このような構造では、第１ピース１と第３ピース６との振動溶着時、加圧して支持する加圧治具８・９のうち、鍔部３を支持する加圧治具９・９が、鍔部２との干渉を防止するために、周壁部４の軸直交方向にスライドさせるような構造となって、加圧治具９・９の構造が複雑となり、溶着コストを上昇させ、また、加圧治具９が片持ち梁状の支持となることから、十分な溶着強度を得難く、その対処のために、溶着時間を長くすることが必要となって、溶着工数がかかってしまう。
【０００８】
本発明は、上述の課題を解決するものであり、溶着される三ピースにわたって形成されるタンク室を、一体的に設けても、製造工数・コストの上昇を抑えて製造することができる樹脂製インテークマニホールドを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る樹脂製インテークマニホールドは、少なくとも三分割された三つの第１・第２・第３ピースを、加圧しつつ溶着させて製造されるとともに、吸気流体の流路の一部に連通させ、かつ、第１・第２・第３ピースによって形成されるタンク室、を備えた樹脂製インテークマニホールドであって、
第１・第２ピースが、吸気流体の流路を形成するために相互に溶着されるように構成され、
第１ピースが、吸気流路を形成する壁部を共用して、タンク室を構成する筒状の周壁部を備え、
第２ピースが、周壁部の一方の端部側を覆う天井壁部を備え、
第３ピースが、周壁部の他方の端部側を閉塞する蓋部材として、構成され、
周壁部を含めた第１ピースの外周縁に、外方へ突出するように形成されて、第２ピースとの溶着用の外側溶着鍔部が、配設され、
第１ピースにおける第３ピースとの溶着用の部位が、第１ピースの第２ピースとの溶着時における外側溶着鍔部を支持する加圧治具との干渉を防止可能に、周壁部の内周面側に突出する内側溶着鍔部を、備えて構成されていることを特徴とする。
【００１０】
すなわち、本発明に係る樹脂製インテークマニホールドでは、第１ピースの周壁部の一方の端部に、第２ピースとの溶着用の外側溶着鍔部を備えていても、周壁部の他方の端部における第３ピースとの溶着部位が、第１ピースの第２ピースとの溶着時における外側溶着鍔部を支持する加圧治具との干渉を防止可能な内側溶着鍔部としている。
【００１１】
そして、第１ピースと第３ピースとの溶着時、周壁部の内側溶着鍔部は、周壁部の内周側に配置される加圧治具によって、支持可能となって、その加圧治具は、スライドさせる必要の無い簡便な構造で済み、溶着コストを増加させず、また、内側溶着鍔部を周壁部の内周側で、強固に支持できることから、溶着時間を不必要に長くしなくとも済み、溶着工数を増加させない。
【００１２】
勿論、第１ピースは、支持が容易な外側溶着鍔部を利用して第２ピースと溶着できることから、第１・２ピース相互の溶着も、十分な強度を容易に確保することができる。
【００１３】
したがって、本発明に係る樹脂製インテークマニホールドでは、溶着される三ピースにわたって形成されるタンク室を、一体的に設けても、溶着コスト・工数の増加を極力招かないことから、製造工数・コストの上昇を抑えて、製造することができる。
【００１４】
なお、内側溶着鍔部は、周壁部の内部に突出する構成としても、吸気流体の流路を構成しないタンク室に設けられるものであって、吸気流体の流れに影響を与える虞れは無い。
【００１５】
そして、第１ピースの周壁部が、軸方向に沿う外側溶着鍔部から内側溶着鍔部にかけて、先狭まりのテーパ状に形成されていれば、周壁部の内側溶着鍔部側の端部は、その外形を小さくすることができて、一層、第１ピースの第２ピースとの溶着時における外側溶着鍔部を支持する加圧治具との干渉を防止でき、その結果、第１ピースの外側溶着鍔部の支持を安定させることができて、第１・２ピース相互の溶着強度を向上させることができる。なお、周壁部が軸方向に沿う外側溶着鍔部から内側溶着鍔部にかけて、先狭まりのテーパ状に形成されていても、周壁部の容積は、極力大きく確保できる。すなわち、先細りとなった周壁部の端部側には、その内周側に内側溶着鍔部が設けられることから、その位置の周壁部の外周側部位は、テーパ形状を維持できる範囲で、極力、外側溶着鍔部における周壁部の軸方向に沿った位置付近まで、外方位置に、配置させることができる。そのため、周壁部の内側溶着鍔部側の端部を、極力、周壁部の半径方向の外方側に配置させることが可能となって、周壁部の容積を大きく確保することができる。
【００１６】
そしてまた、第１ピースの形成する吸気流路が、サージタンクの一部を形成する場合には、タンク室は、サージタンクと吸気流路の吐出口との間のスペースに、配設させることが望ましい。このような構成では、タンク室を、サージタンクと吸気流路の吐出口との間のデッドスペースに、配置させることができて、タンク室を設けたインテークマニホールドをコンパクトに構成できる。そして、このようなデッドスペースにタンク室を設けても、タンク室の周壁部における第１・３ピースとの溶着のみならず、第１・２ピース相互の溶着が、所定の加圧治具によって溶着部位を安定して支持できることから、強度を十分確保して、容易に、溶着作業を行なうことができる。
【００１７】
なお、本発明の溶着は、超音波溶着等を含めた振動による摩擦熱を利用して、加圧しつつ溶着させる振動溶着であって、加圧しつつピースを振動させるように、ピースを支持する加圧治具を使用して、行なうものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明すると、実施形態の樹脂製インテークマニホールドＩは、図２〜７に示すように、フィラー入りの６ナイロン等の熱可塑性合成樹脂からそれぞれ形成された第１ピース２１、第２ピース３５、第３ピース３２、及び、第４ピース４６の四つの分割体から構成されている。そして、実施形態のインテークマニホールドＩは、図示しないスロットルボデーとエンジンのシリンダヘッド側との間に組み付けられるものであり、吸気流体Ｆ（図６参照）の流路１１と、吸気流路１１の一部に連通させたタンク室１９と、を具備して構成されている。また、吸気流路１１は、上流側に位置するサージタンク１４と、サージタンク１４からエンジンの各シリンダに吸気流体Ｆを分配供給するための分配通路１５と、を具備して構成されている。実施形態のタンク室１９は、サージタンク１４と連通して消音や出力トルクの増大を図るためのレゾネータ１９としている。また、分配通路１５は、実施形態の場合、四つ配設されている。
【００１９】
スロットルバルブを経てきた流体Ｆは、取入口１２から吸気流路１１に流入し、吸気流路１１のサージタンク１４と分配通路１５とを通過して、エンジン側に流入するように、四つの吐出口１３から吐出される。取入口１２は、インテークマニホールドＩの右端側に斜め上方に開口するように配設されて、取入口１２の周囲には、図示しないスロットルボデー側と連結されるフランジ部１７が形成されている。各吐出口１３は、インテークマニホールドＩの正面側で下向きに開口するように配設されて、各吐出口１３の周囲には、図示しないエンジン側と連結されるフランジ部１８が形成されている。
【００２０】
サージタンク１４は、取入口１２側を右端側として、取入口１２側から左方側に略円筒状に延びるように配設され、サージタンク１４におけるインテークマニホールドＩの背面側には、各分配通路１５に連通する分配口１６が、左右方向に四つ並設され、各分配通路１５が、インテークマニホールドＩの背面側から上面側に向かい、さらに、上面側から正面側の下方に延びるように、配設されている。すなわち、取入口１２から流入する流体Ｆは、図５・９・１０に示すように、サージタンク１４の右端側から左方に流れ、図６に示すように、各分配口１６から上方に向かって、各分配通路１５に流入し、各分配通路１５では、インテークマニホールドＩの背面側から上面側に流れ、さらに、正面側で下向きに流れて、各吐出口１３から流出することとなる。
【００２１】
そして、レゾネータ１９は、サージタンク１４の左右方向の中間付近における下部側に、連通口２４ａを開口させて、連通口２４ａからインテークマニホールドＩの底面側で左方に延びる連通路２４を配設させて、インテークマニホールドＩの左端側におけるサージタンク１４と吸気流路１１の吐出口１３との間のスペースに、配設されている（図１０参照）。
【００２２】
そして、四つの各ピース２１・３２・３５・４６の配置は、インテークマニホールドＩの底部側から順に、第３ピース３２、第１ピース２１、第２ピース３５、第４ピース４６が、配設されている。インテークマニホールドＩは、各ピース２１・３２・３５・４６を振動溶着して、製造されており、まず、第４ピース４６と第２ピース３５とを溶着した上部材Ｕ、及び、第１ピース２１と第３ピース３２とを溶着した下部材Ｄ、を予め形成しておき、第１ピース２１と第２ピース３５とを振動溶着させることにより、上・下部材Ｕ・Ｄを結合させて、製造されている。
【００２３】
そして、第４ピース４６は、図２・４〜６に示すように、各分配通路１５の上部側を区画して塞ぐ上カバー部材を構成するものである。また、第２ピース３５は、図４〜６・１０に示すように、上面側に、分配通路１５の下部側を形成する凹溝状の分配通路部３９を配設させるとともに、下面側に、サージタンク１４の上部側を形成するサージタンク部３６と、レゾネータ１９の上部を形成して、第１ピース２１におけるレゾネータ１９の周壁部２３の上端２３ａ側を塞ぐ天井壁部３８と、を配設させている。
【００２４】
第２ピース３５の下面側には、図６・１０に示すように、サージタンク部３６と天井壁部３８とは、共用壁部３５ａを間にして、隣接されている。そして、図１０で暗色に付した部位が、第１ピース２１との溶着部４１である。この第１ピース用溶着部４１は、共用壁部３５ａの下端面を含めて、サージタンク部３６の壁部の下端面と天井壁部３９の下端面とに配置されており、溶着時に、先端（下端）を溶融させる突条４１ａを備えている。また、この溶着部４１は、インテークマニホールドＩの左右の側面側や背面側の部位では、図２・４〜６・１０に示すように、外方へ突出する溶着鍔部４２として、構成されている。
【００２５】
第１ピース２１は、図３・５・８・９に示すように、サージタンク１４の下部側を形成する本体用壁部２２を備えるとともに、レゾネータ１９を形成するための略四角筒状とした周壁部２３を備えて構成されている。第１ピース２１の下面には、図５・６・８に示すように、レゾネータ１９に連通する凹溝状の連通路２４が、配設されるとともに、連通路２４の右端には、図５・８・９に示すように、上下に貫通する連通口２４ａが開口されている。レゾネータ用周壁部２３は、本体用壁部２２と共用する壁部２１ａを備えて、図７に示すように、下端２３ｂ側に向かって狭まるようなテーパ形状に形成されている。
【００２６】
第１ピース２１の上面側には、図９に暗色にして示すように、第２ピース３５と溶着可能なように、第２ピース３５の第１ピース用溶着部４１に対応して、第２ピース用溶着部２５が、配設されている。この溶着部２５は、外側溶着鍔部２６、共用壁部用溶着部２７、及び、分配口部用溶着部２８から構成されている。外側溶着鍔部２６は、周壁部２３を含めた第１ピース２１の外周縁の全周に配置されて、外方へ突出するように形成されている。共用壁部用溶着部２７は、共用壁部２１ａの上端面に配置されている。また、分配口部用溶着部２８は、各分配口１６の周縁に配置されている。これらの溶着部２５（２６・２７・２８）には、溶着時に、先端（上端）を溶融させる突条２５ａが形成されている。なお、共用壁部用溶着部２７では、図６・８に示すように、周壁部２３の内周面側に突出するような溶着鍔部２７として、構成されている。
【００２７】
第１ピース２１の下面側には、図８に暗色にして示すように、第３ピ−ス３２と溶着可能なように、第３ピース用溶着部２９が、配設され、この溶着部２９には、溶着時に、先端（下端）を溶融させる突条２９ａが形成されている。また、この第３ピース用溶着部２９は、レゾネータ用周壁部２３において、共用壁部２１ａの部位を除いた部位では、図７・９に示すように、周壁部２３の内周面側に突出する内側溶着鍔部３０として、構成されて、溶着鍔部３０の部位が、第１ピース２１の第２ピース用溶着部２５を第２ピース３５の第１ピース用溶着部４１に溶着させる際の外側溶着鍔部２６を支持する加圧治具５２と、干渉しないように、周壁部２３の内周側に、配設されている。なお、図６・８に示すように、溶着部２９の共用壁部２１ａの部位３１では、周壁部２３の内外周に突出することなく、共用壁部２１ａの下端面に、配設されている。また、溶着部２９の周壁部２３から離れた部位では、図５・６に示すように、本体用壁部２２の下面に、配設されている。
【００２８】
第３ピース３２は、図３〜７・１１に示すように、インテークマニホールドＩの底面に配置されて、レゾネータ１９の周壁部２３の下方側の端部２３ｂ側を閉塞する蓋部材として、構成されている。実施形態の場合には、周壁部２３自体の下方のみならず、連通口２４ａを含めた連通路２４の下方を覆っている。第３ピース３２の外周縁の上面側には、先端（上端）を溶着時に溶融させる突条３３ａを備えて、第１ピース２１の第３ピース用溶着部２９に溶着される溶着部３３が、形成されている。
【００２９】
実施形態のインテークマニホールドＩの製造では、既述したように、まず、第４ピース４６と第２ピース３５とを溶着した上部材Ｕ、及び、第１ピース２１と第３ピース３２とを溶着した下部材Ｄ、を予め形成する。その際、下部材Ｄの形成時には、図１２のＡに示すように、第１ピース２１における端部２３ｂ側に狭まったテーパ状の周壁部２３を、上下を反転させて、加圧治具４８に嵌めるようにセットし、ついで、その上方に、第３ピース３２をセットして、溶着部２５・３３相互を当接させ、さらに、図１２のＢに示すように、第３ピース３２の上方に加圧治具４９をセットして、加圧治具４９を下方へ押圧するとともに、振動させて、溶着部２９・３３相互を溶着すれば、下部材Ｄを形成することができる。そして、上部材Ｕと下部材Ｄとを形成したならば、図５・７の二点鎖線に示すように、加圧治具５１・５２等を利用し、第１ピース２１の第２ピース用溶着部２５と第２ピース３５の第１ピース用溶着部４１とを、振動溶着させれば、インテークマニホールドＩを製造することができる。
【００３０】
そして、実施形態の樹脂製インテークマニホールドＩでは、第１ピース２１の周壁部２３の一方の端部２３ａに、第２ピース３５との溶着用の外側溶着鍔部２６を備えていても、周壁部２３の他方の端部２３ｂにおける第３ピース３２との溶着部位２９が、第１ピース２１の第２ピース３５との溶着時における外側溶着鍔部２６を支持する加圧治具５２との干渉を防止可能な内側溶着鍔部３０としている。
【００３１】
そのため、第１ピース２１と第３ピース３２との溶着時、図１２に示すように、周壁部２３の内側溶着鍔部３０は、周壁部２３の内周側に配置される加圧治具４８によって、支持可能となって、その加圧治具４８は、スライドさせる必要の無い簡便な構造で済み、溶着コストを増加させず、また、内側溶着鍔部３０を周壁部２３の内周側で、強固に支持できることから、溶着時間を不必要に長くしなくとも済み、溶着工数を増加させない。
【００３２】
勿論、第１ピース２１は、加圧治具５２による支持が容易な外側溶着鍔部２６を利用して、第２ピース３５と溶着できることから、第１・２ピース２１・３５相互の溶着も、十分な強度を容易に確保することができる。
【００３３】
したがって、実施形態の樹脂製インテークマニホールドＩでは、溶着される三ピース２１・３５・３２にわたって形成されるタンク室であるレゾネータ１９を、一体的に設けても、溶着コスト・工数の増加を極力招かないことから、製造工数・コストの上昇を抑えて、製造することができる。
【００３４】
なお、内側溶着鍔部３０は、周壁部２３の内部に突出する構成としても、吸気流体Ｆの流路１１を構成しないタンク室１９に設けられるものであって、吸気流体Ｆの流れに影響を与える虞れは無い。
【００３５】
そして、実施形態では、第１ピース２１の周壁部２３が、軸方向に沿う外側溶着鍔部２６から内側溶着鍔部３０にかけて、先狭まりのテーパ状に形成されている。そのため、周壁部２３の内側溶着鍔部３０側の端部２３ｂは、その外形を小さくすることができて、一層、第１ピース２１の第２ピース３５との溶着時における外側溶着鍔部２６を支持する加圧治具５２との干渉を防止できる。その結果、加圧治具５２は、第１ピース２１の外側溶着鍔部３０の支持を安定させることができて、第１・２ピース２１・３５相互の溶着強度を向上させることができる。なお、周壁部２３が軸方向に沿う外側溶着鍔部２６から内側溶着鍔部３０にかけて、先狭まりのテーパ状に形成されていても、周壁部２３の容積は、極力大きく確保できる。すなわち、先細りとなった周壁部２３の端部２３ｂ側には、その内周側に内側溶着鍔部３０が設けられることから、その位置の周壁部２３の外周側部位２３ｃ（図７参照）は、テーパ形状を維持できる範囲で、極力、外側溶着鍔部２６における周壁部２３の軸方向に沿った位置付近まで、外方位置に、配置させることができる。そのため、周壁部２３の内側溶着鍔部３０側の端部２３ｂを、極力、周壁部２３の半径方向の外方側に配置させることが可能となって、周壁部２３の容積を大きく確保することができる。
【００３６】
また、実施形態では、第１ピース２１の形成する吸気流路１１が、サージタンク１４の一部を形成するように構成されて、レゾネータ１９が、サージタンク１４と吸気流路１１の吐出口１３との間のデッドスペースに、配設されており、レゾネータ１９を設けたインテークマニホールドＩをコンパクトに構成できる。そして、このようなデッドスペースにレゾネータ１９を設けても、レゾネータ１９の周壁部２３における第１・３ピース２１・３２との溶着のみならず、第１・２ピース２１・３５相互の溶着が、所定の加圧治具４８・４９・５１・５２によって溶着部位を安定して支持できることから、強度を十分確保して、容易に、振動溶着を行なうことができる。
【００３７】
なお、実施形態のインテークマニホールドＩでは、４ピース２１・３２・３５・４６から構成される場合を示したが、３ピースから構成されたり、あるいは、５ピース以上から構成される樹脂製インテークマニホールドに、本発明を適用することができる。
【００３８】
また、実施形態では、インテークマニホールドＩに設けるタンク室として、レゾネータ１９を例示したが、タンク室としては、他に、サージタンク、ダイアフラム室に連通させる蓄圧タンク等が例示でき、これらに本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来例を応用した溶着行程を説明する図である。
【図２】本発明の実施形態の樹脂製インテークマニホールドの平面図である。
【図３】実施形態のインテークマニホールドの底面図である。
【図４】実施形態のインテークマニホールドの左側面図とその分解状態とを示す図である。
【図５】実施形態のインテークマニホールドの縦断面図であり、図３のＶ−Ｖ部位に対応する。
【図６】実施形態のインテークマニホールドの縦断面図であり、図３のＶＩ−ＶＩ部位に対応する。
【図７】実施形態のインテークマニホールドの縦断面図であり、図３のＶＩＩ−ＶＩＩ部位に対応する。
【図８】実施形態のインテークマニホールドの第１ピースを示す底面図である。
【図９】実施形態のインテークマニホールドの第１ピースを示す平面図である。
【図１０】実施形態のインテークマニホールドの第２ピースを示す底面図である。
【図１１】実施形態のインテークマニホールドの第３ピースを示す平面図である。
【図１２】実施形態の第１ピースと第３ピースとの溶着時を説明する図である。
【符号の説明】
１・２１…第１ピース、
５・３５…第２ピース、
６・３２…第３ピース、
７・１９…（タンク室）レゾネータ、
８・９・４８・４９・５１・５２…加圧治具、
１１…吸気流路、
１４…サージタンク、
２１ａ…共用壁部、
２３…周壁部、
２３ａ・２３ｂ…端部、
２６…外側溶着鍔部、
３０…内側溶着鍔部、
Ｆ…吸気流体、
Ｉ…樹脂製インテークマニホールド。
【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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【図１１】
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【図１２】
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