(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の起歪体に同起歪体の歪みを検出する歪ゲージを備えるシート荷重センサを車両用シートに取付けるためのシート荷重センサの取付構造であり、当該シート荷重センサを構成する起歪体の一端側が車両用シートの着座部側に固定されるとともに同起歪体の他端側が車体側に固定されて、同起歪体の両端の固定部間が上下方向にて歪み変形可能な可歪部位に構成され、前記着座部側からの荷重入力点が前記起歪体の可歪部位の略中央に設定されており、
前記シート荷重センサを取付けている取付構造体は、
前記起歪体の一端側を挟持して前記車両用シートの着座部側に取付けられる第１の取付ブラケットと、
前記起歪体の他端側を挟持して前記車体側に取付けられる第２の取付ブラケットと、
前記両取付ブラケットの上下方向の相対移動によって相対移動可能な連結ピンとストッパ孔を有し、前記連結ピンが前記ストッパ孔に所定の上下方向間隙をもって挿入されることで構成されている、前記起歪体の上下方向の歪みを所定量に規制する歪規制手段と
を備えていることを特徴とする車両用シートに対するシート荷重センサの取付構造。
【請求項２】
板状の起歪体に同起歪体の歪みを検出する歪ゲージを備えるシート荷重センサを車両用シートに取付けるためのシート荷重センサの取付構造であり、当該シート荷重センサを構成する起歪体の一端側が車両用シートの着座部側に固定されるとともに同起歪体の他端側が車体側に固定されて、同起歪体の両端の固定部間が上下方向にて歪み変形可能な可歪部位に構成され、前記着座部側からの荷重入力点が前記起歪体の可歪部位の略中央に設定されており、
前記シート荷重センサを取付けている取付構造体は、前記起歪体の上下方向の歪みを所定量に規制する歪規制手段を備えるとともに、前記起歪体の一端側を挟持して前記車両用シートの着座部側に前記起歪体の可歪部位の中央部に対向する上方または下方の部位にて連結ピンを介して取付けられる第１の取付ブラケットと、前記起歪体の他端側を挟持して前記車体側に取付けられる第２の取付ブラケットを備えていて、
前記連結ピンが前記第２の取付ブラケットに設けたストッパ孔に所定の上下方向間隙をもって挿入されることで、前記歪規制手段が構成されていることを特徴とする車両用シートに対するシート荷重センサの取付構造。
【請求項３】
請求項１または２に記載のシート荷重センサの取付構造において、前記連結ピンは、滑りの良好なブッシュを介して回動可能に取付けられていることを特徴とする車両用シートに対するシート荷重センサの取付構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に乗車した乗員が車両用シートに着座した場合にシートの着座部に負荷される荷重を検出して、着座者の体重を検出するためのシート荷重センサの取付構造、すなわち車両用シートに対するシート荷重センサの取付構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、車両の乗員に対する安全性が一層強化される傾向にあり、シートに着座した乗員の安全性を図るべく、着座した乗員の体重に対応して、シートベルトの保持機能やエアバックの作動機能を制御することが行われている。これらの制御手段を採用する場合には、その前提として、シートに着座した乗員の体重を的確に検出することが必要であることから、その一手段として、例えば特開２００１−１２９９８号公報に示されているように、車両に搭載されているシート（車両用シート）に対してシート荷重センサを取付ける手段（シート荷重センサの取付構造）が採られる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、車両用シートの着座部に着座した乗員の体重を検出するシート荷重センサとしては、一般に、板状の起歪体に同起歪体の歪みを検出する歪ゲージを備えたセンサが用いられることから、着座した乗員の体重を的確に検出するには、着座部からの荷重が起歪体の可歪部位に偏倚することなく的確に入力されることが必要である。従って、シート荷重センサの車両用シートに対する取付構造は極めて重要なこととなる。
【０００４】
しかしながら、車両用シートに対するシート荷重センサの取付構造の重要性の認識は少なく、従来の認識は、上記した公報に認められるように、シート荷重センサをシートに取付ける場合に、シートの着座部が通常の場合より高くならないように配慮している程度にすぎない。
【０００５】
従って、本発明の目的は、車両用シートの着座部に着座した乗員の体重を的確に検出し得る、車両用シートに対するシート荷重センサの取付構造を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、板状の起歪体に同起歪体の歪みを検出する歪ゲージを備えるシート荷重センサを車両用シートに取付けるためのシート荷重センサの取付構造であり、当該シート荷重センサを構成する起歪体の一端側が車両用シートの着座部側に固定されるとともに同起歪体の他端側が車体側に固定されて、同起歪体の両端の固定部間が上下方向にて歪み変形可能な可歪部位に構成され、前記着座部側からの荷重入力点が前記起歪体の可歪部位の略中央に設定されており、
前記シート荷重センサを取付けている取付構造体は、
前記起歪体の一端側を挟持して前記車両用シートの着座部側に取付けられる第１の取付ブラケットと、
前記起歪体の他端側を挟持して前記車体側に取付けられる第２の取付ブラケットと、
前記両取付ブラケットの上下方向の相対移動によって相対移動可能な連結ピンとストッパ孔を有し、前記連結ピンが前記ストッパ孔に所定の上下方向間隙をもって挿入されることで構成されている、前記起歪体の上下方向の歪みを所定量に規制する歪規制手段と
を備えていることを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明は、板状の起歪体に同起歪体の歪みを検出する歪ゲージを備えるシート荷重センサを車両用シートに取付けるためのシート荷重センサの取付構造であり、当該シート荷重センサを構成する起歪体の一端側が車両用シートの着座部側に固定されるとともに同起歪体の他端側が車体側に固定されて、同起歪体の両端の固定部間が上下方向にて歪み変形可能な可歪部位に構成され、前記着座部側からの荷重入力点が前記起歪体の可歪部位の略中央に設定されており、
前記シート荷重センサを取付けている取付構造体は、前記起歪体の上下方向の歪みを所定量に規制する歪規制手段を備えるとともに、前記起歪体の一端側を挟持して前記車両用シートの着座部側に前記起歪体の可歪部位の中央部に対向する上方または下方の部位にて連結ピンを介して取付けられる第１の取付ブラケットと、前記起歪体の他端側を挟持して前記車体側に取付けられる第２の取付ブラケットを備えていて、
前記連結ピンが前記第２の取付ブラケットに設けたストッパ孔に所定の上下方向間隙をもって挿入されることで、前記歪規制手段が構成されていることを特徴とするものである。
【０００９】
この場合において、前記連結ピンが、例えば、前記第１の取付ブラケットまたは前記車両用シートの着座部側に対して、滑りの良好なブッシュを介して回動可能に取付けられる構成を採用することができる。
【００１０】
【発明の作用・効果】
本発明に係るシート荷重センサの取付構造は、シート荷重センサを構成する起歪体の一端側が車両用シートの着座部側に固定されるとともに同起歪体の他端側が車体側に固定されて、起歪体の両端固定部間が可歪部位に構成されていて、シートの着座部側からの荷重入力点が起歪体の可歪部位の略中央に位置するように設定されている。このため、前記シート荷重センサを取付けている取付構造体に荷重が入力した場合、起歪体の可歪部位は上下方向にて歪み変形して、その応力は、各端部にて正負最大となって中央部にて最小となる応力分布（図６の（ｃ）参照）となる。
【００１１】
すなわち、当該取付構造によれば、起歪体の可歪部位での荷重入力に起因する発生応力の応力バランスをよくして最大応力を小さくすることができ（図６の（ｃ）と図７の（ｃ）とを比較参照）、これにより、起歪体の小型・軽量化を図ることができるとともに、シートの着座部からの荷重、換言すれば、着座者の体重を精度よく的確に検出することができる。この場合、シート荷重センサを取付けている取付構造体に、起歪体の上下方向の歪みを所定量に規制する歪規制手段を設けることが好ましい。
【００１２】
また、本発明に係るシート荷重センサの取付構造においては、取付構造体を、起歪体の一端側を挟持して車両用シートの着座部側に起歪体の可歪部位の中央部に対向する上方または下方の部位にて連結ピンを介して取付けられる第１の取付ブラケットと、起歪体の他端側を挟持して車体側に取付けられる第２の取付ブラケットを備える構成とし、前記連結ピンが第２の取付ブラケットに設けたストッパ孔に所定の上下方向間隙をもって挿入されることで、起歪体の上下方向の歪みを所定量に規制する歪規制手段を構成することができる。かかる構成の取付構造体によれば、その内部で部品点数を増加することなく歪規制手段を完成させることができるとともに、当該取付構造体を構成する各構成部材の位置精度が確保される利点があり、製作精度を高めることができる。また、この場合、連結ピンは荷重入力点の上方または下方に位置する、換言すれば、連結ピンは荷重入力軸線上に位置するため、歪規制を精度良く行うことができる。
【００１３】
この場合において、連結ピンが、第１の取付ブラケットまたは車両用シートの着座部側に対して滑りの良好なブッシュを介して回動可能に取付けられる構成を採用した場合には、連結ピンと第１の取付ブラケット間または連結ピンと車両用シートの着座部側間での摩擦に起因する応力の発生を抑えることができて、起歪体の可歪部位に及ぼす応力的影響を抑えることができ、シート荷重センサでの性能の安定化を図ることが可能である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一例に係る取付構造を採用してシート荷重センサを取付けた車両用シートを示している。当該車両用シート１０は、シートクッション１０ａと、シートバック１０ｂと、リクライニング機構１０ｃと、スライド機構１０ｄを主要構成部とするもので、シートクッション１０ａとスライド機構１０ｄ間に、シート荷重センサ２０ａを取付ける取付構造体２０ｂが取付けられている。
【００１５】
当該車両用シート１０においては、シートバック１０ｂの下端部をシートクッション１０ａの後端部に、リクライニング機構１０ｃを介して取付けることによりシート本体が構成されている。シートバック１０ｂは、リクライニング機構１０ｃの機能により、シートクッション１０ａの後端部にて起立状態に保持されていて、リクライニング機構１０ｃを作動させることにより、シートクッション１０ａに対する前後方向の傾角を調整することができる。
【００１６】
当該車両用シート１０においては、シート本体はアッパレール１２とロアレール１３を備えるスライド機構１０ｄを介して、車体のフロアに配設されている。当該シート本体を構成するシートクッション１０ａのクッションフレーム１１は、スライド機構１０ｄを構成するアッパレール１２に、４個のシート荷重センサ２０ａを取付ける各取付構造体２０ｂを介して支持されている。当該シート本体は、スライド機構１０ｄの機能により、ロアレール１３上の任意の位置に固定されていて、スライド機構１０ｄを作動させることにより、当該シート本体の前後方向の位置を調整することができる。
【００１７】
しかして、当該車両用シート１０においては、シートクッション１０ａが本発明におけるシートの着座部に該当し、また、スライド機構１０ｄが本発明における車体側に該当するもので、シート荷重センサ２０ａは、シートクッション１０ａのクッションフレーム１１と、スライド機構１０ｄのアッパレール１２間にて、シートクッション１０ａにおける前側の左右の部位に対応する２箇所と、後側の左右の部位に対応する２箇所に配設されている。
【００１８】
図１に示す車両用シート１０において、各シート荷重センサ２０ａを取付けている取付構造体２０ｂは、前側と後側のシート荷重センサ２０ａを前後の向きが逆の状態に取付けられている点を除き、同一構成のものである。従って、シート荷重センサ２０ａの取付構造に関する以下の説明では、シートクッション１０ａの後側で左側部位に配設されているシート荷重センサ２０ａの取付構造、および、シート荷重センサ２０ａを取付ける取付構造体２０ｂについて詳細に説明し、他の部位に配設されているシート荷重センサ２０ａの取付構造、および、その取付構造体２０ｂの詳細な説明についてはこれを省略して、必要により説明するに留める。
【００１９】
シート荷重センサ２０ａは、図３および図４に示すように、起歪体である起歪板２１と、その長手方向の中間下面に貼着固定されている歪ゲージ２２からなるもので、取付構造体２０ｂ内に組込まれている。
【００２０】
取付構造体２０ｂは、図３および図４に示すように、アッパブラケット２３、ロアブラケット２４、および、基体ブラケット２５を主要構成部材とするもので、アッパブラケット２３は断面略Ｌ字状を呈し、また、ロアブラケット２４も断面略Ｌ字状を呈している。基体ブラケット２５は、わずかに屈曲する平板状のもので、その上端縁にはロアブラケット２４が溶接によって固着されていて、ロアブラケット２４をスライド機構１０ｄのアッパレール１２のアーム（縦壁）１２ａに固定すべく機能する。
【００２１】
取付構造体２０ｂにおいて、アッパブラケット２３は、本発明における第１の取付ブラケットに該当するもので、その上壁下面には、シート荷重センサ２０ａを構成する起歪板２１の一端部が、上下のスペーサ２６ａ，２６ｂで挟持された状態でリベット２６ｃを介して固定されている。また、アッパブラケット２３は、図５に示すように、クッションフレーム１１のサイドパネル１１ａに取付けられていて、シート荷重センサ２０ａを介して基体ブラケット２５に連結されている。なお、下方のスペーサ２６ｂには、上方に向けて突出する係合爪２６ｂ１が形成されていて、この係合爪２６ｂ１が起歪板２１、アッパブラケット２３および上方のスペーサ２６ａに設けた各切欠に係合することで回り止めされており、起歪板２１における可歪部位２１ｃの特定（変形可能な範囲の特定）が的確になされている。
【００２２】
また、取付構造体２０ｂにおいて、ロアブラケット２４は、基体ブラケット２５と一体で本発明における第２の取付ブラケットを構成するもので、その上壁上面には、シート荷重センサ２０ａを構成する起歪板２１の他端部が、スペーサ２６ｄとにより挟持された状態で、一対のリベット２６ｅを介して固定されている。基体ブラケット２５は、図４および図５に示すように、その下方側面部にて、アッパレール１２のアーム１２ａにボルト１４とナット１５およびボルト２８ａと連結ロッド２８を介して固定され、かつ、ロアブラケット２４とシート荷重センサ２０ａを介してアッパブラケット２３に連結されている。
【００２３】
クッションフレーム１１のサイドパネル１１ａとアッパブラケット２３との連結には、ピアスナット２７ａ、ブッシュ２７ｂおよびボルト２７ｃが使用されており、図５に示すように、アッパブラケット２３の取付孔２３ａにはブッシュ２７ｂがカシメ止めされて嵌着されている。ブッシュ２７ｂとしては、摩擦抵抗の小さい軸受メタルが使用されている。ピアスナット２７ａは、基体ブラケット２５のストッパ孔２５ａに所定の上下方向間隙δをもって挿入された状態で、先端部をブッシュ２７ｂの内孔内に回動可能に嵌合させている。
【００２４】
ボルト２７ｃは、図５の状態に嵌合しているピアスナット２７ａに、クッションフレーム１１のサイドパネル１１ａの外側から挿通して螺着されている。ピアスナット２７ａとボルト２７ｂは、互いに一体で、本発明における連結ピンを構成している。また、ピアスナット２７ａと基体ブラケット２５のストッパ孔２５ａは、起歪板２１の上下方向の歪み（弾性変形）を所定量に規制する歪規制手段を構成していて、シートクッション１０ａからの大荷重（１０００〜１５００Ｎ程度の荷重）に対するリミッタ（実使用荷重域では底付きせず、過大な荷重発生時にセンサ破壊を回避するもの）として機能する。
【００２５】
シート荷重センサ２０ａのかかる取付構造では、図３に示すように、起歪板２１の両端側の挟持部２１ａ，２１ｂ間が上下方向にて歪み変形可能な可歪部位２１ｃになっていて、可歪部位２１ｃの下面中央部に歪ゲージ２２が位置している。また、クッションフレーム１１のサイドパネル１１ａとアッパブラケット２３との連結部（ピアスナット２７ａとボルト２７ｂ）は、起歪板２１における可歪部位２１ｃの中央部の下方に位置している。
【００２６】
シートクッション１０ａの左右に配設されている両取付構造体２０ｂにおいては、これらの取付構造体２０ｂを構成する両基体ブラケット２５が、図２および図４に示す連結ロッド２８を介して互いに連結されている。連結ロッド２８は、その各端部を基体ブラケット２５とアッパレール１２にボルト２８ａを介して取付けられている。
【００２７】
これにより、連結ロッド２８は、図２にて模式的に示すように、左右の両基体ブラケット２５を互いに連結して、両基体ブラケット２５間の左右の間隔を一定に保持している。換言すれば、両取付構造体２０ｂの左右の間隔を一定に保持している。なお、シートクッション１０ａの左右に配設されている両取付構造体２０ｂの連結では、これらの取付構造体２０ｂを構成する両アッパブラケット２３を、連結ロッド２８を介して互いに連結するようにすることができる。これによっても、両取付構造体２０ｂの左右の間隔が一定に保持される。
【００２８】
このように構成された取付構造（取付構造体２０ｂ）においては、シート荷重センサ２０ａを構成する起歪板２１の一端側が車両用シート１０の着座部側であるシートクッション１０ａのクッションフレーム１１に固定されるとともに、起歪板２１の他端側が車体側であるスライド機構１０ｄのアッパレール１２に固定されて、起歪板２１の両端固定部間が可歪部位２１ｃに構成されていて、シートクッション１０ａ側からの荷重入力点（図３の矢印で示した荷重Ｆ参照）が起歪板２１の可歪部位２１ｃの略中央に位置するように設定されている。
【００２９】
このため、当該取付構造体２０ｂに荷重Ｆが図６の（ａ）に示したように入力した場合、起歪板２１の可歪部位２１ｃは図６の（ｂ）に示したように上下方向にて歪み変形して、その応力（歪）は図６の（ｃ）に示したように各端部にて正負最大となって中央部にて最小となる応力分布となる。なお、シートクッション１０ａ側からの荷重入力点が図７の（ａ），（ｂ）に示したように起歪板２１の可歪部位２１ｃの一端側に位置するように設定した場合には、荷重入力時の応力（歪）は図７の（ｃ）に示したように他端部が最大（図６の（ｃ）に示した最大値より大きい最大値）で一端部が最小となるバランスの悪い応力分布となる。
【００３０】
すなわち、当該取付構造体２０ｂによれば、起歪板２１の可歪部位２１ｃでの荷重入力に起因する発生応力の応力バランスをよくして最大応力を小さくすることができ（図６の（ｃ）と図７の（ｃ）とを比較参照）、これにより、起歪板２１の小型・軽量化を図ることができるとともに、所定の応力（若しくは歪）の範囲内で設計する中で、歪ゲージ２２から歪信号を大きく取り出すことが可能となる。従って、ノイズに対する信号のレベル（Ｓ／Ｎ比）の観点から有利となり、検出精度を高く維持できる。
【００３１】
また、当該取付構造においては、取付構造体２０ｂを、シート荷重センサ２０ａを構成する起歪板２１の一端側を挟持して車両用シートのシートクッション１０ａ側に取付けるアッパブラケット２３と、起歪板２１の他端側を挟持して車体側であるアッパレール１２に取付ける基体ブラケット２５と一体のロアブラケット２４を備える構成としている。
【００３２】
しかも、当該取付構造体２０ｂにおいては、起歪板２１の可歪部位２１ｃの中央部に対向する下方の部位にて、アッパブラケット２３側のボルト２７ｃを基体ブラケット２５のストッパ孔２５ａに挿入させたピアスナット２７ａに螺合して連結する構成としていて、ピアスナット２７ａの円形外周と基体ブラケット２５のストッパ孔２５ａの円形内周との間に円環状の間隙δ（上下方向間隙δ）を設定して、当該連結部を起歪板２１の上下方向の歪みを所定量に規制する歪規制手段に構成している。また、ピアスナット２７ａを、摩擦抵抗が小さくて（摩擦係数が低くて）滑りの良好なブッシュ２７ｂを介して、アッパブラケット２３の連結孔２３ａに嵌合して取付けるように構成している。
【００３３】
かかる構成の取付構造体２０ｂによれば、構造体内部で部品点数を増加することなく歪規制手段を完成させることができるとともに、その組立工程にて起歪板２１の両端部にアッパブラケット２３とロアブラケット２４等を予め組付けた状態でロアブラケット２４と基体ブラケット２５を溶接する際に、アッパブラケット２３の取付孔２３ａと基体ブラケット２５のストッパ孔２５ａを同軸的に合わせることで、当該取付構造体２０ｂを構成する各構成部材の位置精度が確保される利点があり、製作精度を高めることができる。また、図３に示すように、ピアスナット２７ａとストッパ孔２５ａ、つまり歪規制手段は、荷重Ｆの入力軸線上に配設される。よって、起歪板２１の上下方向の歪みを所定量に精度良く規制することができる。また、連結ピンを構成するピアスナット２７ａのアッパブラケット２３における取付孔２３ａ間での摩擦に起因する応力の発生を抑えることができて、起歪板２１の可歪部位２１ｃに及ぼす応力的影響を抑えることができ、シート荷重センサ２０ａでの性能の安定化を図ることが可能である。
【００３４】
また、当該車両用シート１０においては、シート荷重センサ２０ａをシートクッション１０ａにおける前側の左右の部位と後側の左右の部位にそれぞれ配設して、左右の取付構造体２０ｂの基体ブラケット２５を連結ロッド２８で互いに連結する構造を採っている。これにより、左右の各シート荷重センサ２０ａにおける相対的な取付け誤差、および、スライド機構１０ｄにおけるレール間ピッチずれによるシート荷重センサ２０ａに及ぼす不要なストレスを抑制することができる。また、乗員がシートクッション１０ａに着座した場合の、シートクッション１０ａの捻れや撓みによるシート荷重センサ２０ａに及ぼす不要なストレスも抑制することができる（この作用を効果的に得るためには、左右の取付構造体２０ｂのアッパブラケット２３を連結ロッド２８で互いに連結する構造を採るのが望ましい）。
【００３５】
上記実施形態においては、起歪板２１の可歪部位２１ｃの中央部に対向する下方の部位に、起歪板２１の上下方向の歪みを所定量に規制する歪規制手段に構成して実施したが、起歪板２１の可歪部位２１ｃの中央部に対向する上方の部位に、起歪板２１の上下方向の歪みを所定量に規制する歪規制手段に構成して実施することも可能である。また、起歪板２１とスペーサ２６ａ，２６ｂ，２６ｄを別体で構成したが、これらを一体で構成（鍛造や切削で製作）して実施し、性能の安定化、部品点数の削減を図ることも可能である。
【００３６】
また、上記実施形態においては、図１に示したように、前後のシート荷重センサ２０ａを向かい合わせに配置して実施したが、図８に示したように、前後のシート荷重センサ２０ａを同方向に配置して実施することも可能である。なお、図１に示した前後のシート荷重センサ２０ａを共に前後逆に配置する、あるいは、図８に示した前後のシート荷重センサ２０ａを共に前後逆に配置して実施することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一例に係る取付構造を採用してシート荷重センサを取付けた車両用シートの概略側面図である。
【図２】図１に示したシート荷重センサを取付ける左右の取付構造体の連結状態を示す模式図である。
【図３】図１に示した取付構造体の拡大図である。
【図４】図１に示した取付構造体の分解斜視図である。
【図５】図１に示した取付構造体の取付け状態を示す縦断面図である。
【図６】図１に示した取付構造体で荷重が入力するときの模式図である。
【図７】図６と比較するための模式図である。
【図８】シート荷重センサの配置を変更した車両用シートの一例を示す概略側面図である。
【符号の説明】
１０…車両用シート、１０ａ…シートクッション、１０ｂ…シートバック、１０ｃ…リクライニング機構、１０ｄ…スライド機構、１１…クッションフレーム、１１ａ…サイドパネル、１２…アッパレール、１２ａ…アーム部、１３…ロアレール、２０ａ…シート荷重センサ、２０ｂ…取付構造体、２１…起歪板、２１ａ，２１ｂ…挟持部、２１ｃ…可歪部位、２２…歪ゲージ、２３…アッパブラケット、２３ａ…取付孔、２４…ロアブラケット、２５…基体ブラケット、２５ａ…ストッパ孔、２６ａ，２６ｂ，２６ｄ…スペーサ、２６ｃ，２６ｅ…リベット、２７ａ…ピアスナット、２７ｂ…ブッシュ、２７ｃ…ボルト、２８…連結ロッド、２８ａ…ボルト。
【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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