(57)【要約】【課題】キャップ装置は、開き操作の際にトルク機構８０から発する操作音をなくして、操作性を向上させること。【解決手段】  蓋体４０の操作部４２を回転操作すると、トルク機構８０を介してキャップ本体２０に回転トルクが伝達される。操作部４２の閉じ操作により、トルク機構８０は、トルクアーム９３のトルク片側係合突部９３ｃと本体側係合部２３の係合突条２３ｃとの係合を介してキャップ本体２０に回転トルクを伝達し、使用者に所定の回転トルク以上で閉じていることを確認させる節度感を与える。操作部４２の開き操作により、トルクアーム９３のガイド突部９３ｆがガイド部４８にガイドされて、トルク片側係合突部９３ｃが本体側係合部２３の係合突条２３ｃに係合しない位置まで待避し、トルク片側係合突部９３ｃと係合突条２３ｃとの係合により起因する音を生じないから、使用者に違和感をもたらさない。【選択図】        図１０
2005081911.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンク開口を閉じるとともに、該タンク開口の周辺部に設けた開口側係合部と係合するキャップ装置において、
上記タンク開口を封止するとともに、所定角度回転することにより上記開口側係合部に係合するキャップ側係合部を有する閉止体と、
上記閉止体の上部に回転可能に装着され、上記タンク開口を閉じる方向または開く方向へ上記閉止体を開閉させるための操作機構と、
上記操作機構と上記閉止体との間に介在し、上記閉じ方向または開き方向への回転トルクを上記閉止体に伝達するトルク機構と、
を備え、
上記トルク機構は、
第１係合部と、上記第１係合部に係合する第２係合部とを有し、上記操作機構に加わった閉じ方向への回転トルクを上記第１係合部と上記第２係合部との係合を介して上記閉止体に伝達し、所定の回転トルクを越えたときに上記第１係合部が上記第２係合部から係脱する閉じ方向伝達機構と、
上記第１係合部と上記第２係合部とが係合しているラップ量を低減するように上記第１係合部または上記第２係合部をガイドするガイド機構を有する開き方向伝達機構と、
を備えたことを特徴とするキャップ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のキャップ装置において、
上記ガイド機構は、上記ラップ量をなくすように上記第１係合部または上記第２係合部をガイドして、上記操作機構に加わった開き方向への回転トルクを上記閉止体に伝達するように構成したキャップ装置。
【請求項３】
請求項１に記載のキャップ装置において、
上記トルク機構（８０）は、上記操作機構と上記閉止体との間に回転自在に支持されたトルクプレート（９０）を備え、
上記第１係合部は、上記トルクプレート（９０）に形成され、上記第２係合部は、上記閉止体に形成されている、キャップ装置。
【請求項４】
請求項２に記載のキャップ装置において、
上記第１係合部は、上記トルクプレート（９０）にアーチ形状の片持ち梁で形成されトルク片側係合突部（９３ｃ）を有するトルクアーム（９３）であり、該トルクアーム（９３）は、上記第２係合部から上記トルク片側係合突部（９３ｃ）が押圧されたときに、上記トルクアーム（９３）の支持根元（９３ｂ）と自由端（９３ｄ）と２点支持で該片持ち梁の長手方向と直角方向に撓むように形成した、
キャップ装置。
【請求項５】
請求項４に記載のキャップ装置において、
上記操作機構は、上記閉止体の上部を囲む蓋体（４０）と、該蓋体（４０）の上部に突設された操作部（４２）とを備え、
上記ガイド機構は、上記トルクアーム（９３）の自由端（９３ｄ）に形成されたガイド突部（９３ｆ）と、上記蓋体（４０）に下面に形成され上記トルク片側係合突部（９３ｃ）を上記第２係合部から離れる方向にガイドするガイド部（４８）と、を備えているキャップ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の回転トルクでタンク開口を閉じるためのトルク機構を備えたキャップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のキャップ装置のうち、自動車用燃料タンクの燃料キャップとして、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。図２８は燃料キャップのトルク機構を分解して示す斜視図である。図２８において、燃料キャップ１００は、ケーシング本体１１０と、回転操作するための操作部を有する蓋体１２０と、トルク機構１３０とを備えている。トルク機構１３０は、蓋体１２０に設けられた操作部側係合部１２２と、片持ち梁から形成されトルク片側係合部１４２ａを設けたトルクアーム１４２を有するトルクプレート１４０と、スプリング１３２とを備えている。蓋体１２０を閉じる方向に回転したときに、蓋体１２０が所定回転トルクを越えると、操作部側係合部１２２がトルク片側係合部１４２ａに対して係脱して節度感が得られる。一方、開く方向に回転したときに、操作部側係合部１２２がトルク片側係合部１４２ａに対して反対方向から係合して、トルクアーム１４２を閉じ方向への回転より小さい力で撓ませて、トルク片側係合部１４２ａから小さな力で係脱して初期状態に戻すとともに、他の係合手段を介して蓋体１２０、ケーシング本体１１０を一体に回転させて、燃料キャップ１００を開く。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３４４２６６号公報
【０００４】
燃料キャップを閉じる操作過程において、蓋体１２０の操作部側係合部１２２がトルクプレート１４０のトルク片側係合部１４２ａを乗り越えたときに節度感を確認でき、燃料キャップ１００が所定トルクで締め付けられていることが分かるから、ガスケットなどの弾性にかかわらず、一定トルクで締め付けることができる。
【０００５】
しかし、従来のトルク機構１３０によると、燃料キャップ１００を開く操作の場合において、操作部側係合部１２２とトルク片側係合部１４２ａとの位置関係を初期の状態に戻すときに、トルクアーム１４２の撓み力を小さくして、係脱するときの力を小さくしているが、このときの係合により生じる音や節度感によって、使用者に違和感を起こさせるという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記従来の技術の問題を解決するものであり、開き操作の際の操作音を低減して、使用者に違和感を生じないキャップ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するためになされた本発明は、
タンク開口を閉じるとともに、該タンク開口の周辺部に設けた開口側係合部と係合するキャップ装置において、
上記タンク開口を封止するとともに、所定角度回転することにより上記開口側係合部に係合するキャップ側係合部を有する閉止体と、
上記閉止体の上部に回転可能に装着され、上記タンク開口を閉じる方向または開く方向へ上記閉止体を開閉させるための操作機構と、
上記操作機構と上記閉止体との間に介在し、上記閉じ方向または開き方向への回転トルクを上記閉止体に伝達するトルク機構と、
を備え、
上記トルク機構は、
第１係合部と、上記第１係合部に係合する第２係合部とを有し、上記操作機構に加わった閉じ方向への回転トルクを上記第１係合部と上記第２係合部との係合を介して上記閉止体に伝達し、所定の回転トルクを越えたときに上記第１係合部が上記第２係合部から係脱する閉じ方向伝達機構と、
上記第１係合部と上記第２係合部とが係合しているラップ量を低減するように上記第１係合部または上記第２係合部をガイドするガイド機構を有する開き方向伝達機構と、
を備えたことを特徴とする。
【０００８】
本発明にかかるキャップ装置は、閉止体をタンク開口に装着して、操作機構を閉じる方向に回転操作すると、閉止体のキャップ側係合部がタンク開口の開口側係合部に係合しつつ、トルク機構を介して閉止体が操作機構と一体的に回転する。このとき、トルク機構を構成する閉じ方向伝達機構の第１係合部が第２係合部に係合して、操作機構に加わった回転トルクを閉止体に伝達するが、キャップ側係合部と開口側係合部との係合によって所定以上の回転トルクを受けると、第１係合部と第２係合部とが係脱するから、所定回転トルクで閉じられたことが確認できる。
【０００９】
一方、キャップ装置がタンク開口を閉じている状態から、操作機構に開く方向へ回転トルクが加えられると、開き方向伝達機構のガイド機構が、第１係合部と第２係合部との係合している重なり量を表わすラップ量を低減するように、閉止体に閉じ方向への回転トルクを伝達して、閉止体がタンク開口を開く。つまり、ガイド機構は、閉じ方向への回転トルクを伝達するときに、第１係合部と第２係合部とのラップ量を低減するように設定するから、第１係合部と第２係合部とが係合するときに発する音や節度感が小さくなり、使用者に違和感を与えることもない。
【００１０】
ここで、上記ガイド機構の好適な態様として、上記ラップ量をなくすように上記第１係合部または上記第２係合部をガイドして、上記操作機構に加わった開き方向への回転トルクを上記閉止体に伝達するように構成することができる。
【００１１】
また、上記トルク機構は、上記操作機構と上記閉止体との間に回転自在に支持されたトルクプレートを備え、上記第１係合部は、上記トルクプレートに形成され、上記第２係合部は、上記閉止体に形成されている構成をとることができる。
【００１２】
さらに、上記第１係合部の好適な態様として、上記トルクプレートにアーチ形状の片持ち梁で形成されトルク片側係合突部を有するトルクアームであり、該トルクアームは、上記第２係合部から上記トルク片側係合突部が押圧されたときに、上記トルクアームの支持根元と自由端と２点支持で該片持ち梁の長手方向と直角方向に撓むように形成することができる。
【００１３】
上記操作機構は、閉止体の上部を囲む蓋体と、該蓋体の上部に突設された操作部とを備え、上記ガイド機構は、上記トルクアームの自由端に形成されたガイド突部と、上記蓋体に下面に形成され上記トルク片側係合突部を上記第２係合部から離れる方向にガイドするガイド部と、を備える構成をとることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以上説明した本発明の構成・作用を一層明らかにするために、以下本発明の好適な実施例について説明する。
【００１５】
（１）  燃料キャップ１０の概略構成
図１は本発明の一実施の形態にかかる燃料キャップ１０（キャップ装置）を示す半断面図である。図１において、燃料キャップ１０は、図示しない燃料タンクに燃料を補給する注入口ＦＮｂ（タンク開口）を有するフィラーネックＦＮに装着されており、ポリアセタール等の合成樹脂材料から形成されたキャップ本体２０（閉止体）と、このキャップ本体２０の上部に装着されナイロン等の合成樹脂材料から形成される操作部を有する蓋体４０と、キャップ本体２０の上部開口を閉じて弁室２５を形成する内蓋３０と、弁室２５に収納された調圧弁５０と、トルク機構８０と、キャップ本体２０の上部外周に装着されてフィラーネックＦＮとの間をシールする環状のガスケットＧＳとを備えている。
【００１６】
（２）  燃料キャップ１０の各部の構成
次に、本実施の形態にかかる燃料キャップ１０の各部の構成について詳細に説明する。
（２）−１  キャップ本体２０などの構成
上記キャップ本体２０は、パイプ形状のフィラーネックＦＮ（開口形成部材）の内壁の雌ネジ部ＦＮｃ（第１ネジ部）に係合される雄ネジ部２１（第２ネジ部）を有するほぼ円筒状の外管体２０ａと、外管体２０ａの下部内側に設けられた弁室形成体２０ｂとを備えている。弁室形成体２０ｂは、調圧弁５０として作用する正圧弁及び負圧弁を収納している。上記内蓋３０は、弁室形成体２０ｂの上部に圧入されることにより弁室２５を覆っている。
【００１７】
キャップ本体２０の上部のフランジ部２２の下面には、ガスケットＧＳが外装されている。ガスケットＧＳは、フランジ部２２のシール保持部２４とフィラーネックＦＮの注入口ＦＮｂとの間に介在しており、燃料キャップ１０を注入口ＦＮｂに締め込むと、シール保持部２４に対して押しつけられてシール作用を果たす。シール保持部２４は、ガスケットＧＳを保持するように断面で湾曲した曲面に形成されている。
【００１８】
図２は燃料キャップ１０がフィラーネックＦＮに螺着されて注入口ＦＮｂを閉じている状態を説明する説明図、図３は燃料キャップ１０がフィラーネックＦＮに装着される前の状態を説明する斜視図である。図２および図３において、フィラーネックＦＮの内周壁と外管体２０ａの外周部とにわたって、螺着機構が形成されている。螺着機構は、燃料キャップ１０をフィラーネックＦＮに螺着するための機構であり、フィラーネックＦＮの内壁に形成された雌ネジ部ＦＮｃ（第１ネジ部）と、外管体２０ａの外周下部に形成された雄ネジ部２１（第２ネジ部）とを備えている。雌ネジ部ＦＮｃは、注入口ＦＮｂ側に形成された始端部ＦＮｃ１から奥側（燃料タンク側）に向けて螺旋状に形成された突条である。雄ネジ部２１は、ネジ形状の突起であるネジ山２１ａと、そのネジ山２１ａのネジ溝２１ｂとを備えている。ネジ山２１ａの下端部は、雌ネジ部ＦＮｃの始端部ＦＮｃ１に最初に係合する始端部２１ｃになっている（図２）。また、ネジ溝２１ｂを横切るようにストッパ２１ｄが立設されている。ストッパ２１ｄは、雄ネジ部２１の始端部２１ｃから約２００゜の位置に形成されており、燃料キャップ１０が注入口ＦＮｂに締め込まれたときに、雌ネジ部ＦＮｃの始端部ＦＮｃ１に当接して、燃料キャップ１０の閉じ方向への回転を規制するように作用する。ここで、雌ネジ部ＦＮｃのネジピッチとして、１回転当たり、６．３５ｍｍ進む１巻きで形成されている。
【００１９】
上記構成において、燃料キャップ１０を注入口ＦＮｂに装着した状態から閉じ方向へ回転すると、雄ネジ部２１が雌ネジ部ＦＮｃに倣ってネジ込まれて、ガスケットＧＳが軸方向に所定変位以上に圧縮されると、ストッパ２１ｄが雌ネジ部ＦＮｃの始端部ＦＮｃ１に当たって回転が規制される。この状態にて、燃料キャップ１０がフィラーネックＦＮに装着される。
【００２０】
（２）−２  ガスケットＧＳ
（２）−２−１  ガスケットＧＳの構成
図４は燃料キャップのシール保持部２４に装着されたガスケットＧＳの付近を拡大して示す断面図である。ガスケットＧＳは、ほぼ断面Ｖ字形であり、撓み方向の長さを短くするように圧縮されるガスケット本体ＧＳａを備えている。ガスケット本体ＧＳａには、外周側に開口されたほぼ断面Ｕ字形のスリットＧＳｂが形成されている。
【００２１】
また、ガスケット本体ＧＳａの外周部には、複数のシール突起ＧＳｃが突設されている。シール突起ＧＳｃは、シール面ＦＮｆに当たる第１のパイプ側シール部ＧＳｄ１および第２のパイプ側シール部ＧＳｄ２と、シール保持部２４に当たる第１の本体側シール部ＧＳｅ１および第２の本体側シール部ＧＳｅ２とを有している。
【００２２】
第１のパイプ側シール部ＧＳｄ１は、スリットＧＳｂの開口端であって、締め込み初期にシール面ＦＮｆに押圧されるように突設されている。また、第２のパイプ側シール部ＧＳｄ２は、上記締め込み初期を経た後に、第１のパイプ側シール部ＧＳｄ１よりシール面圧が大きくなってシール面ＦＮｆに押圧されるように突設されている。
【００２３】
図５はガスケットＧＳの形状を説明するための説明図である。図５において、ガスケットＧＳを圧縮しない状態にて、第１の本体側シール部ＧＳｅ１および上記第２の本体側シール部ＧＳｅ２は、第１のパイプ側シール部ＧＳｄ１または第２のパイプ側シール部ＧＳｄ２を中心としたなす角度α，βがほぼ等しく、かつ３０〜４５゜となるように配置されている。また、第１の本体側シール部ＧＳｅ１および第２の本体側シール部ＧＳｅ２は、上記第１および第２のパイプ側シール部ＧＳｄ１，ＧＳｄ２がシール面ＦＮｆに押圧されたときに生じる反力に対して最大応力を生じる位置に設定されている。
【００２４】
ガスケット本体ＧＳａは、シール突起ＧＳｃの間にて、上記シール保持部２４からスペースを形成するように肉抜きされた肉抜き部ＧＳｆを有している。肉抜き部ＧＳｆは、シール突起ＧＳｃの頂点を通る円ＣＬを描いたときの円の面積のうち、上記スリットＧＳｂおよびガスケット本体ＧＳａを除いた断面積に対して３０〜５０％、好ましくは３５〜４５％の断面積で形成されている。
【００２５】
また、シール突起ＧＳｃは、その曲率をＲとすると、Ｒは、０．５ｍｍ以上であることが好ましい。これは、ガスケットＧＳを射出成形する際に、シール突起ＧＳｃを形成するための成形型の凹所の清掃が容易になり、生産性を高めることができるからである。
【００２６】
（２）−２−２  ガスケットＧＳの作用
図６は燃料キャップ１０を閉じるときのガスケットＧＳの圧縮される過程を説明する説明図である。燃料キャップ１０の締め込み初期において、ガスケットＧＳの第１のパイプ側シール部ＧＳｄ１がシール面ＦＮｆに当たり（図６（Ａ））、さらに締め込むとスリットＧＳｂの開口を狭めつつ撓み方向に圧縮され（図６（Ｂ））、そして、第２のパイプ側シール部ＧＳｄ２がシール面ＦＮｆに当たり（図６（Ｃ））さらに締め込むと第２のパイプ側シール部ＧＳｄ２がシール面ＦＮｆに強く押圧された状態にて、燃料キャップ１０が注入口ＦＮｂを閉じる。すなわち、締め込みの初期では、第１のパイプ側シール部ＧＳｄ１が主にシール作用を果たし、そして締め込み状態では、第２のパイプ側シール部ＧＳｄ２がシール作用を果たすことになる。
【００２７】
図７はガスケットＧＳの撓み代と反力との関係を示すグラフであり、実線が実施例を示し、破線が従来の技術にかかるＣ字形のガスケットを示す。ここで、撓み代は、ガスケットが撓み方向に圧縮されて縮む長さ（圧縮量）をいう。また、撓み代と燃料キャップの回転角度との関係は、ガスケットの硬さや形状などのパラメータにもよってバラツキを生じるが、燃料キャップの３６０゜の回転により６．３ｍｍの撓み代が生じるとすると、燃料キャップ１０の締める角度を１９８゜と設定する場合には、３．６ｍｍの撓み代を生じ、また、燃料キャップを閉じた状態から９０゜戻した場合には、１．６ｍｍの撓み代が生じる。
【００２８】
燃料キャップを締め込むと、ガスケットが撓むことにより、その反力が増大する。こうした燃料キャップの閉じ動作において、反力が１５０Ｎを越えると、操作性が低下するので、１５０Ｎ以下にすることが好ましいが、従来の技術のガスケットにおける１５０Ｎの反力の範囲では、１．５ｍｍ程度の撓み代しか確保できず、しかも急激に反力が増大するために操作性が劣るのに対して、本実施例は、全閉状態における３．６ｍｍ以上の撓み代を確保できる上に反力の急激な増大もないので、操作性に優れている。
【００２９】
図８はガスケットの撓み代とシール面圧との関係を示すグラフであり、実線が実施例のガスケットを示し、破線が従来の技術にかかるＣ字形のガスケットを示す。ここで、シール面圧とは、ガスケットがシール面ＦＮｆに対して生じる圧力をいう。燃料キャップ１０を締め込んだときに、ガスケットＧＳの撓み代の増大につれて、シール面圧が増大するが、このとき、締め込み初期の撓み代が０．５〜１．３ｍｍの範囲では、第１のパイプ側シール部ＧＳｄ１が主にシール面圧の増大に貢献する。そして、燃料キャップの締め込みの角度が大きくなるにしたがって、つまりガスケットの撓み代が１．３ｍｍを越えると、大きなシール面圧を生じる箇所が第１のパイプ側シール部ＧＳｄ１から第２のパイプ側シール部ＧＳｄ２に移行する。したがって、図９に示すように、小さな反力（図７に示す締め込み力）であっても、本実施例のガスケットＧＳは、従来の技術のガスケットに比べて、大きなシール面圧を得ることができる。
このような、ガスケットＧＳの撓み代で得られるシール面圧が所定以上になるように、かつガスケットＧＳに過度な応力が加わらないように図２のストッパ２１ｄにより締め込みが完了する締め込み量を３〜５ｍｍとすることが好ましい。
【００３０】
図７は撓み代とシール面圧／反力との関係を示すグラフであり、実線が実施例のガスケットを示し、破線が従来の技術にかかるＣ字形のガスケットを示す。図７から分かるように、単位当たりの反力によって生じるシール面圧は、同じ撓み代であっても、実施例のガスケットは、従来のガスケットよりも、シール面圧を増大させる割合が大きいことが分かった。
【００３１】
（２）−２−３  ガスケットＧＳの効果
（２）−２−３−１  本実施例のガスケットＧＳは、小さな締め込み力によっても、大きなシール面圧を得られ、しかも優れた操作性が得られることができる。
【００３２】
（２）−２−３−２  図５に示すように、シール突起ＧＳｃの頂点を通る円ＣＬを描いたときに、円ＣＬとガスケットＧＳとの間に形成される肉抜き部ＧＳｆにより、ガスケットＧＳの断面積は、３０〜５０％となっており、特に好ましくは３５〜４５％となっている。このような肉抜き部ＧＳｆにより、高いシール面圧を保有しつつ、ガスケットＧＳのゴム材料量を減らすことができるから、ガスケットＧＳに耐燃料透過性に優れたゴム材料、例えば、高価なフッ素ゴムを用いてもコストアップにならない。よって、フッ素ゴムを用いることにより、燃料に、分子量の小さいアルコールを用いた場合にも、優れた耐燃料透過性を発揮することができる。
【００３３】
（２）−２−３−３  燃料キャップ１０として、所定角度、例えば、１８０゜程度回転するだけで注入口ＦＮｂを開閉するクイックターンの構成に用いた場合には、蓋体４０が外力を受けたときに、ガスケットＧＳのシール面圧が減少するのを防止するために、蓋体４０に所定角度範囲内で空転する、いわゆるロストモーション機構を設けている。しかし、上記ガスケットＧＳを用いれば、蓋体４０が外力を受けて９０゜程度、開き方向に回転して、１．６ｍｍ程度に撓み代が小さくなっても高いシール性を維持するから、いわゆる複雑な構成のロストモーション機構を設けなくても、所定以上のシール面圧を確保することができる。
【００３４】
（２）−２−３−４  ガスケットＧＳが燃料により膨潤しても、第１および第２の本体側シール部ＧＳｅ１，ＧＳｅ２により、ガスケット本体ＧＳａの外面がシール保持部２４に接触するのを防止するから、接触面積の増大に伴う回転トルクの増大を生じることもない。
【００３５】
（２）−２−３−５  キャップ本体２０が１８０゜の回転で軸方向へ３ｍｍ以上移動するようなピッチの大きいネジを用いることにより、少ない回転角度で開閉操作ができるから、操作性に優れている。
【００３６】
（２）−２−３−６  ガスケットＧＳは、撓み代が１．３ｍｍのときの上記反力が１００Ｎ以下であり、上記シール面圧が０．５ＭＰａ以上とすることが好ましい。この場合には、閉止体を締め込み開始位置から８０〜９０゜回転したときに軸方向への移動量が１．３ｍｍとすることが好ましい。この構成によると、閉止体が締め込み状態から外力により開き方向に約９０゜戻っても、ガスケットによる高いシール性を維持することができる。
【００３７】
（２）−３  蓋体４０の構成
図１において、蓋体４０は、操作機構を構成するものであり、トルク機構８０を介してフランジ部２２に回転可能かつ着脱自在に装着されている。蓋体４０は、上壁４１と、上壁４１の上面に突設された操作部４２と、上壁４１の外周部に形成された側壁４３とを備え、導電性樹脂を用いて射出により一体成形されている。また、側壁４３の内側には、係合突部４３ａが周方向に沿って等間隔で４カ所突設されている。係合突部４３ａは、蓋体４０を、トルク機構８０を介してキャップ本体２０に組み付けるための突起である。蓋体４０の取付構造について後述する。
【００３８】
（２）−４  トルク機構８０の構成
（２）−４−１  トルク機構８０の概略構成
図１０は蓋体４０とキャップ本体２０の上部とにわたって設けられたトルク機構８０を示す分解斜視図、図１１はトルク機構８０を上方から示す説明図である。トルク機構８０は、図３に示す燃料キャップ１０で注入口ＦＮｂを閉じる動作の際に、蓋体４０が所定以上の回転トルクを受けたときに節度感を与えて、燃料キャップ１０が所定の回転トルクでフィラーネックＦＮに装着したことを確認できる機構である。
【００３９】
図１０および図１１に示すように、トルク機構８０は、外管体２０ａの上部外周に２カ所形成された本体側係合部２３と、蓋体４０の上壁４１の下面に突設された操作部側係合部４６とおよびガイド部４８と、トルクプレート９０とを備えている。
【００４０】
（２）−４−２  本体側係合部２３の構成
本体側係合部２３は、トルクプレート９０と係合して回転トルクを伝達するために円周上に配置された構成であり、第１係止端２３ａと、第２係止端２３ｂと、第１係止端２３ａと第２係止端２３ｂとの間に突設された山形の係合突条２３ｃ（第１係合部）とを備えている。また、本体側係合部２３は、第１ガイド端２３ｄと第２ガイド端２３ｅとを備え、第１ガイド端２３ｄと第２ガイド端２３ｅとの間がガイド段２３ｆになっている。
【００４１】
（２）−４−３  蓋体４０の構成
操作部側係合部４６は、蓋体４０からトルクプレート９０に係合して回転トルクを伝達するための円柱状の突部であり、蓋体４０の上壁４１の下面に、周方向に２カ所突設されている。ガイド部４８は、ガイド周壁４８ａに囲まれており、第１ガイド溝４８ｂと第２ガイド溝４８ｃとを備えている。第１ガイド溝４８ｂは、回転軸を中心に円周上に形成され、第２ガイド溝４８ｃは、第１ガイド溝４８ｂに連続しかつ軸中心に向けて傾斜して形成されている。第１ガイド溝４８ｂの端部であってガイド周壁４８ａの端部には、第１ガイド溝４８ｂに面して、ガイド係止立壁４８ｄが立設されている。
【００４２】
（２）−４−４  トルクプレート９０の構成
トルクプレート９０は、樹脂から形成された円板状のトルク本体９１を備えており、トルク本体９１は、円板形状のアーム支持部９１ａと、アーム支持部９１ａを取り囲む円環形状の外環部９１ｂと、アーム支持部９１ａと外環部９１ｂと接続する連結部９１ｃとを備えている。トルク本体９１には、ガイド溝、トルクアームおよびスプリング片などが形成されている。すなわち、アーム支持部９１ａには、トルクアーム９３（第２係合部）が形成されている。トルクアーム９３は、アーム支持部９１ａから突設されたアーム本体９３ａと、アーム本体９３ａの外周部から突設されたトルク片側係合突部９３ｃと、アーム本体９３ａの自由端９３ｄから上方に突設されたガイド突部９３ｆとを備えている。トルクアーム９３は、支持根元９３ｂを支点とした片持ち梁から形成されており、その自由端９３ｄがトルク本体９１に対して所定の間隙を隔てている。
【００４３】
トルクアーム９３は、本体側係合部２３の係合突条２３ｃによりトルク片側係合突部９３ｃが押されると、支持根元９３ｂと自由端９３ｄの２点支持によりトルクアーム９３の長手方向と直角方向に撓み、蓋体４０の閉じ方向（時計方向）の回転により乗り越えるように構成されている（図１９参照）。
【００４４】
（２）−４−５  トルクプレート９０および蓋体４０の取付機構など
次に、キャップ本体２０とトルクプレート９０との装着構造（プレート装着機構）、トルクプレート９０と蓋体４０との装着構造（ハンドル装着機構）について説明する。図１２は図１０の要部を示す斜視図、図１３は燃料キャップ１０の側部を示す断面図である。トルクプレート９０の外環部９１ｂの内周側に、プレート係合部９８の係合爪９８ａが形成されている。係合爪９８ａは、切欠９８ｂを通じて上方から見ることができる位置であり、外環部９１ｂの内壁から中心軸方向に向けて突設された舌片であり、軸方向に弾性変形可能に形成されている。一方、キャップ本体２０のフランジ部２２の上部外周には、円弧状の係合突部２２ｂが形成されている。係合爪９８ａを係合突部２２ｂに圧入することによりトルクプレート９０がキャップ本体２０の上部外周で回転可能に装着されている。
【００４５】
また、外環部９１ｂの外周部には、装着部９９が形成されている。装着部９９は、係合爪９９ａを形成する係合凹所９９ｂを備えている。係合凹所９９ｂに蓋体４０の側壁４３の内壁の係合突部４３ａが係合することにより、トルクプレート９０が蓋体４０を回転可能（約２０゜）に支持している。上記係合突部４３ａが装着部９９の係合凹所９９ｂに係合している箇所は、プレート係合部９８の係合爪９８ａがフランジ部２２の係合突部２２ｂに係合している箇所より上方に配置されている。
【００４６】
燃料キャップ１０にトルクプレート９０および蓋体４０を組み付けるには、トルクプレート９０のプレート係合部９８の係合爪９８ａをキャップ本体２０の係合突部２２ｂに圧入して、トルクプレート９０をキャップ本体２０に組み付け、さらに、蓋体４０の係合突部４３ａをトルクプレート９０の係合爪９９ａに係合させることにより、蓋体４０をトルクプレート９０に組み付ける。
【００４７】
図１０に示すように、トルクプレート９０の外環部９１ｂの内周には、脆弱部９５の一部を構成する脆弱溝９５ａが形成されている。脆弱溝９５ａは、周方向に沿って形成されており、これらの脆弱溝９５ａは、切欠９８ｂなどを周方向に沿って連結するように形成されている。
【００４８】
いま、図１３に示すように、車両の衝突などにより大きな外力Ｆ１，Ｆ２が蓋体４０に加わると、脆弱部９５を起点として、蓋体４０を支持している脆弱部９５の外周部が破断するか、プレート係合部９８の係合爪９８ａがフランジ部２２の係合突部２２ｂから離脱するか、蓋体４０の係合突部４３ａが装着部９９から離脱する。このとき、ガスケットＧＳを支持しているキャップ本体２０のシール保持部２４に損傷を与えないので、シール性を損なうことがない。また、係合突部４３ａがトルクプレート９０の装着部９９の係合凹所９９ｂに係合している箇所が、プレート係合部９８の係合爪９８ａがフランジ部２２の係合突部２２ｂに係合している箇所より上方に配置されているので、外力Ｆ１だけでなく、外力Ｆ１より上方の外力Ｆ２を受けても、蓋体４０またはトルクプレート９０のいずれかが離脱するから、多様な外力に対しても高いシール性を維持することができる。特に、外力Ｆ２が蓋体４０に加わったときには、反対側の装着部９９を支点にして、蓋体４０を起こすようなモーメントが作用するから、蓋体４０の離脱も容易である。
しかも、プレート係合部９８（プレート装着機構）、装着部９９（操作部装着機構）などは、シール保持部２４などの形状に制約されることなく、種々の外力に対して、破断荷重を設定するための最適化も容易である。
【００４９】
（２）−４−６  トルクプレート９０の支持機構
図１４はトルクプレート９０の周辺部を説明する説明図である。図１０および図１４に示すように、トルクプレート９０には、該トルクプレート９０を蓋体４０の上壁４１の下面とキャップ本体２０の上部との間で支持するための第１スプリング片９６および第２スプリング片９７が形成されている。すなわち、トルクプレート９０の中央上面には、４つの第１スプリング片９６が周方向に９０゜の位置に形成されている。第１スプリング片９６は、蓋体４０の上壁４１の下面に対して上下方向のスプリング力を与えるものである。図１４に示す第１スプリング片９６は、トルクプレート９０の上面と同一面でありかつ周方向に延設された片持ち梁から形成されたアーム９６ａと、アーム９６ａの先端でトルクプレート９０の上面より突出した押圧突起９６ｂとを備えている。第２スプリング片９７は、やや下方に向けて傾斜した片持ち梁であり、アーム本体９７ａと、アーム本体９７ａの先端でフランジ部２２の係合突部２２ｂに対して押圧する押圧突起９７ｂとを備え、トルクプレート９０の上面の切欠９７ｃ内で一端が傾動する。第２スプリング片９７は、押圧突起９７ｂが傾斜した係合突部２２ｂを押圧するため上下方向および半径方向の両方向に位置決めする。
【００５０】
（３）  燃料キャップ１０の開閉動作
次に、フィラーネックＦＮの注入口ＦＮｂを燃料キャップ１０で開閉する操作を行なったときのトルク機構８０の動作について説明する。図１６から図２０が燃料キャップ１０を閉じるまでの動作を示し、図２０から図２２までが燃料キャップ１０を開くまでの動作を示す。なお、トルク機構８０の操作部側係合部４６，４６、ガイド部４８，４８、トルクアーム９３，９３、本体側係合部２３，２３などは、トルクプレート９０の回転軸を中心に２つ設けられているので、図示の一方を中心に説明する。
【００５１】
（３）−１  燃料キャップ１０の閉じ動作
図３に示すように、注入口ＦＮｂが開いた状態にて、蓋体４０の操作部４２を親指と人差し指で挟んで、キャップ本体２０を注入口ＦＮｂに軸方向へ挿入する。このとき、雄ネジ部２１の始端部２１ｃ（図２参照）を雌ネジ部ＦＮｃに始端部ＦＮｃ１に合わせる。そして、操作部４２に時計方向の回動力を加えて閉じる操作を行なうと、トルク機構８０は、図１６の状態から、図１７から図１９を経て図２０に示すような一連の動作を行なう。
【００５２】
すなわち、操作部４２に閉じ方向の回動力を加えると、図１６に示すように、蓋体４０の操作部側係合部４６がリブ用ガイド部９２をガイドされるとともに、トルクアーム９３のガイド突部９３ｆがガイド部４８にガイドされる。これにより、操作部側係合部４６が押圧端９２ａに当接するとともに、トルクアーム９３のガイド突部９３ｆが第１ガイド溝４８ｂに倣ってガイド係止立壁４８ｄに当接する。この状態では、蓋体４０がトルクプレート９０と閉じ方向の動きが一体化するとともに、トルクアーム９３は、支持根元９３ｂとガイド突部９３ｆとにより両持ち状態で支持されている。
【００５３】
図１７に示すように、蓋体４０とトルクプレート９０とが僅かに回転して、図１８に示すようにトルクアーム９３のトルク片側係合突部９３ｃが本体側係合部２３の係合突条２３ｃにラップ量Ｌｐにて係合し、操作部４２を１８０゜程度回転すると、上記係合を介してキャップ本体２０は、蓋体４０およびトルクプレート９０と一体的に回転する。このとき、キャップ本体２０が注入口ＦＮｂを閉じる方向へ進み、雄ネジ部２１が雌ネジ部ＦＮｃに係合する力が増大する。そして、この係合する力によって生じる反力が所定回転トルク以上になると、図１９に示すように、トルクアーム９３のトルク片側係合突部９３ｃが本体側係合部２３の係合突条２３ｃを乗り越えて、係脱状態になる。
【００５４】
すなわち、トルクプレート９０の僅かな回転に伴って、本体側係合部２３の係合突条２３ｃがトルクアーム９３のトルク片側係合突部９３ｃにラップ量Ｌｐ（図１８参照）で係合して半径方向に押圧するから、トルクアーム９３は、２点支持、つまり両持ちされた状態で弾性変形して係脱する。係脱状態になるときに、使用者は節度感を確認することができる。これにより、燃料キャップ１０は、注入口ＦＮｂに所定の締付トルクで閉じられている状態になる。そして、係脱すると、図２０に示すように、ガイド突起９４がガイド段２３ｆ内を移動して第１ガイド端２３ｄに当たり、さらに、蓋体４０、トルクプレート９０、キャップ本体２０が一体的に回転し、雄ネジ部２１のストッパ２１ｄが雌ネジ部ＦＮｃの始端部ＦＮｃ１に当たり、ガスケットＧＳに過剰に圧縮されるのを防止している。
【００５５】
（３）−２  燃料キャップ１０の開き動作
燃料キャップ１０を開くには、蓋体４０の操作部４２を指で摘んで、図２０の状態から、反時計方向へ回転する力を加える。この状態では、キャップ本体２０がフィラーネックＦＮに係合により拘束されているから、図２１に示すように、蓋体４０の操作部側係合部４６がリブ用ガイド部９２内を移動して押圧端９２ｂに当たると同時に、ガイド部４８がトルクアーム９３のガイド突部９３ｆを第１ガイド溝４８ｂから第２ガイド溝４８ｃにガイドし、トルクアーム９３のアーム本体９３ａを、支持根元９３ｂを中心方向に撓ませる。これにより、トルクアーム９３のトルク片側係合突部９３ｃが本体側係合部２３の係合突条２３ｃに係合する位置から中心方向に待避して、ギャップＧｐを生じ、つまりラップ量Ｌｐ（図１８参照）が０の状態になる。
【００５６】
そして、図２２に示すように、蓋体４０、トルクプレート９０がキャップ本体２０に相対的に反時計方向に回転し、ガイド突起９４がガイド段２３ｆにガイドされて第２ガイド端２３ｅに当たる。このとき、トルクアーム９３のトルク片側係合突部９３ｃは、本体側係合部２３の係合突条２３ｃに係合しない内周側を移動するから、音を伴う節度感を生じない。
【００５７】
そして、ガイド突起９４が第２ガイド端２３ｅに当たった状態にて、蓋体４０の回転トルクは、蓋体４０の操作部側係合部４６、トルクアーム９３の押圧端９２ｂ、ガイド突起９４、本体側係合部２３の第２ガイド端２３ｅを介してキャップ本体２０に伝達され、蓋体４０、トルクプレート９０、キャップ本体２０が一体に反時計方向へ回転する。
【００５８】
そして、蓋体４０と一体にキャップ本体２０が約１８０゜回転すると図１６の状態に戻り、雄ネジ部２１がフィラーネックＦＮの雌ネジ部ＦＮｃの始端部ＦＮｃ１から外れて、キャップ本体２０は、フィラーネックＦＮに対する拘束力から解放される。燃料キャップ１０をフィラーネックＦＮから抜くことができ、注入口ＦＮｂが開かれる。
【００５９】
図２３は操作部４２の回転角と回転トルクとの関係を説明する説明図である。図２３において、燃料キャップ１０を注入口ＦＮｂに挿入してから、操作部４２が０〜５０゜の回転角である締め初めの初期では、雄ネジ部２１が雌ネジ部ＦＮｃに係合しない空転状態であり、ガスケットＧＳはシール面ＦＮｆに当たっていない。そして、操作部４２の回転角が５０゜を越えると、ガスケットＧＳが圧縮されつつ、回転トルクが上昇する。このとき、ガスケットＧＳは、図６（Ａ）、図６（Ｂ）、図６（Ｃ）へと徐々に圧縮されていくことになる。さらに、操作部４２による回転角が１８０゜を越えると、トルク機構８０により節度感を生じ（図１９の状態）、そして操作部４２が２００゜に達すると、ストッパ２１ｄにより燃料キャップ１０の回転が停止する（図２０の状態）。
【００６０】
（４）  上記実施例の構成により、上述した効果のほか、以下の効果を奏する。
【００６１】
（４）−１  燃料キャップ１０を閉じる操作過程において、トルクプレート９０のトルク片側係合突部９３ｃが本体側係合部２３の係合突条２３ｃを乗り越えたときに節度感を確認でき、燃料キャップ１０が所定トルクで締め付けられていることが分かるから、ガスケットＧＳなどの弾性にかかわらず、所定トルク以上で締め付けることができる。
【００６２】
（４）−２  トルク機構８０によれば、燃料キャップ１０を開くために、蓋体４０を開く方向に回転するときには、トルクアーム９３のトルク片側係合突部９３ｃがガイド部４８により中心軸方向へ待避させられて、係合突条２３ｃに接触することなく、トルク片側係合突部９３ｃと係合突条２３ｃとの位置関係を初期の状態に戻すことができる。このとき、回転トルクが小さく、しかも音を発することもないから、使用者に違和感を与えることもない。
【００６３】
（４）−３  操作部４２は、図１６に示すように、燃料キャップ１０を閉じ始めるときに、雌ネジ部ＦＮｃの始端部ＦＮｃ１で定まる一定の位置になり、また、図２０に示すように、燃料キャップ１０を開き始めるときに、雄ネジ部２１のストッパ２１ｄが雌ネジ部ＦＮｃの始端部ＦＮｃ１で止まる一定の位置になるから、操作性に優れている。しかも、雄ネジ部２１にストッパ２１ｄを一体に形成するだけで、汎用の雌ネジ部ＦＮｃを有するフィラーネックＦＮを用いることができるから、コストアップになることもない。
【００６４】
（４）−４  燃料キャップ１０を締め込むときの最大角度は、１６０〜２００゜、つまり約半周により全閉されるように設定されているので、操作部４２を複数回転する必要がなく、操作性に優れている。
【００６５】
（５）  他の実施例
この発明は上記実施例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００６６】
（５）−１ 上記実施例では、自動車の燃料タンクに使用される燃料キャップに適した構成について説明したが、これらに限らず、他のキャップ、例えば、ラジエータタンクのキャップに用いてもよい。
【００６７】
（５）−１  ガスケットの形状は、上記実施例の形状に限定されず、例えば、図２４ないし図２７に示す断面形状としてもよい。すなわち、図２４のガスケットＧＳ−Ｂに示すように、スリットＧＳｂ−Ｂをやや上方に開口する構成や、図２５のガスケットＧＳ−Ｃに示すように、スリットＧＳｂ−Ｃの開口を下方に向けることにより、スリットＧＳｂ−Ｃの部分がアンダーカットになるのを回避して容易に離型する構成や、図２６のガスケットＧＳ−Ｄに示すよう断面Ｃ字形で、中心部の断面円形からスリットＧＳｂ−Ｄが外周部に向けて形成された構成や、図２７のガスケットＧＳ−Ｅに示すように断面長円形状で、断面Ｖ字形のスリットＧＳｂ−Ｅが形成された構成であってもよい。
【００６８】
（５）−２  燃料キャップは、その回転操作によるガスケットにねじり力を加える構成であるが、撓み方向（回転軸の方向）に力を加えるのであれば、上下方向への操作力で閉じる構成であってもよい。
【００６９】
（５）−３  ガスケットを使用するタンクは、燃料タンクに限らず、他の液体を貯留するタンク装置であってもよい。
【００７０】
（５）−４  ガスケットのゴム材料は、上述したフッ素ゴムに限定されず、ほかの材料、例えば、ＮＢＲ・ＰＶＣ等のエラストマーなどを各種の材料を用いることができる。
【００７１】
（５）−５  上記実施例では、閉じ方向へ操作するときに、図１８に示すトルク片側係合突部９３ｃと係合突条２３ｃとが係合しているラップ量Ｌｐが、開き方向へ操作するときに図２１に示すように０になり、つまり、ギャップＧｐを生じる位置までトルクアーム９３を待避させたが、使用者が違和感をもたない程度にラップ量Ｌｐを低減するように設定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の一実施の形態にかかる燃料キャップ１０（キャップ装置）を示す半断面図である。
【図２】燃料キャップ１０がフィラーネックＦＮに螺着されて注入口ＦＮｂを閉じている状態を説明する説明図である。
【図３】燃料キャップ１０がフィラーネックＦＮに装着される前の状態を説明する斜視図である。
【図４】燃料キャップのシール保持部２４に装着されたガスケットＧＳの付近を拡大して示す断面図である。
【図５】ガスケットＧＳの形状を説明するための説明図である。
【図６】燃料キャップを閉じるときのガスケットＧＳの圧縮される過程を説明する説明図である。
【図７】ガスケットの撓み代と反力との関係を示すグラフである。
【図８】ガスケットの撓み代とシール面圧との関係を示すグラフである。
【図９】ガスケットの撓み代とシール面圧／反力との関係を示すグラフである。
【図１０】蓋体４０とキャップ本体２０の上部とにわたって設けられたトルク機構８０を示す分解斜視図である。
【図１１】トルク機構８０を上方から示す説明図である。
【図１２】図１０の要部を示す斜視図である。
【図１３】燃料キャップ１０の側部を示す断面図である。
【図１４】トルクプレート９０の周辺部を説明する説明図である。
【図１５】第１スプリング片及び第２スプリング片の作用を説明する説明図である。
【図１６】トルク機構の動作を説明する説明図である。
【図１７】図１６に続く動作を説明する説明図である。
【図１８】図１７に続く動作を説明する説明図である。
【図１９】図１８に続く動作を説明する説明図である。
【図２０】図１９に続く動作を説明する説明図である。
【図２１】図２０に続く動作を説明する説明図である。
【図２２】図２１に続く動作を説明する説明図である。
【図２３】操作部の回転角と回転トルクとの関係を説明する説明図である。
【図２４】他の実施例にかかるガスケットを示す断面図である。
【図２５】さらに他の実施例にかかるガスケットを示す断面図である。
【図２６】別の実施例にかかるガスケットを示す断面図である。
【図２７】さらに別の実施例にかかるガスケットを示す断面図である。
【図２８】従来のトルク機構を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００７３】
１０...燃料キャップ（キャップ装置）
２０...キャップ本体（閉止体）
２０ａ...外管体
２０ｂ...弁室形成体
２１...雄ネジ部
２１ａ...ネジ山
２１ｂ...ネジ溝
２１ｃ...始端部
２１ｄ...ストッパ
２２...フランジ部
２２ｂ...係合突部
２３...本体側係合部
２３ａ...第１係止端
２３ｂ...第２係止端
２３ｃ...係合突条
２３ｄ...第１ガイド端
２３ｅ...第２ガイド端
２３ｆ...ガイド段
２４...シール保持部
２５...弁室
３０...内蓋
４０...蓋体
４１...上壁
４２...操作部
４３...側壁
４３ａ...係合突部
４６...操作部側係合部
４８...ガイド部
４８ａ...ガイド周壁
４８ｂ...第１ガイド溝
４８ｃ...第２ガイド溝
４８ｄ...ガイド係止立壁
５０...調圧弁
８０...トルク機構
９０...トルクプレート
９１...トルク本体
９１ａ...アーム支持部
９１ｂ...外環部
９１ｃ...連結部
９２...リブ用ガイド部
９２ａ...押圧端
９２ｂ...押圧端
９３...トルクアーム
９３ａ...アーム本体
９３ｂ...支持根元
９３ｃ...トルク片側係合突部
９３ｄ...自由端
９３ｆ...ガイド突部
９４...ガイド突起
９５...脆弱部
９５ａ...脆弱溝
９６...第１スプリング片
９６ａ...アーム
９６ｂ...押圧突起
９７...第２スプリング片
９７ａ...アーム本体
９７ｂ...押圧突起
９７ｃ...切欠
９８...プレート係合部
９８ａ...係合爪
９８ｂ...切欠
９９...装着部
９９ａ...係合爪
９９ｂ...係合凹所
ＦＮ...フィラーネック
ＦＮ...フィラーネック（開口形成部材）
ＦＮｂ...注入口（タンク開口）
ＦＮｃ１...始端部
ＦＮｃ...雌ネジ部
ＦＮｆ...シール面
ＧＳ...ガスケット
ＧＳａ...ガスケット本体
ＧＳｂ...スリット
ＧＳｃ...シール突起
ＧＳｄ１...第１のパイプ側シール部
ＧＳｄ２...第２のパイプ側シール部
ＧＳｅ２...第２の本体側シール部
ＧＳｅ１...第１の本体側シール部
ＧＳｆ...肉抜き部
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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