(57)【要約】【課題】エンドプレートの剛性を向上し、組付性を向上することができる熱交換器を提供する。【解決手段】第１外部配管から熱媒体が挿入される入口側タンク３と、第２外部配管に熱媒体が送出される出口側タンクと、入口側タンク３と出口側タンクとを連通する伝熱管７と、入口側タンク３と出口側タンクとのうち少なくとも一方のタンク３の第１外部配管又は第２外部配管が接続される端面に配置され一方のタンク３の端面を閉塞するエンドプレート９と、このエンドプレート９に設けられ第１外部配管又は第２外部配管が接続されるアダプタ１１が挿入される長穴形状の穴部１３とを備えた熱交換器において、エンドプレート９の穴部１３の長手方向に沿った周囲に、補強部１５を設けた。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１外部配管から熱媒体が挿入される入口側タンク（３）と、第２外部配管に前記熱媒体が送出される出口側タンク（５）と、前記入口側タンク（３）と前記出口側タンク（５）とを連通する伝熱管（７）と、前記入口側タンク（３）と前記出口側タンク（５）とのうち少なくとも一方のタンク（３）の前記第１外部配管又は前記第２外部配管が接続される端面に配置され前記一方のタンク（３）の端面を閉塞するエンドプレート（９）と、このエンドプレート（９）に設けられ前記第１外部配管又は前記第２外部配管が接続されるアダプタ（１１）が挿入される長穴形状の穴部（１３）とを備えた熱交換器であって、
前記エンドプレート（９）には、前記穴部（１３）の長手方向に沿った周囲に補強部（１５，１０１，２０１，３０１）が設けられていることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
請求項１記載の熱交換器であって、
前記補強部（１５）は、前記エンドプレート（９）を板厚方向に突出させたビード部（１７）を有することを特徴とする熱交換器。
【請求項３】
請求項１又は２記載の熱交換器であって、
前記補強部（１０１）は、前記エンドプレート（９）の端部を折り曲げられて形成されたフランジ部（１０３）を有することを特徴とする熱交換器。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の熱交換器であって、
前記補強部（２０１）は、前記穴部（１３）の長手方向における前記穴部（１３）の縁部と前記エンドプレート（９）の端部との間の距離を他の部分より長く形成された幅増大部（２０３）を有することを特徴とする熱交換器。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の熱交換器であって、
前記補強部（３０１）は、前記エンドプレート（９）の板厚を他の部分より厚く形成された板厚増大部（３０３）を有することを特徴とする熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に適用される熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、熱交換器としては、第１外部配管から熱媒体が挿入される入口側タンクと、第２外部配管に熱媒体が送出される出口側タンクと、入口側タンクと出口側タンクとを連通する伝熱管と、入口側タンクと出口側タンクとのうち少なくとも一方のタンクの第１外部配管又は第２外部配管が接続される端面に配置され一方のタンクの端面を閉塞するエンドプレートとしてのキャップ部材と、このキャップ部材に設けられ第１外部配管又は第２外部配管が接続されるアダプタとしてのジョイント部材に挿入される長穴形状の穴部としての筒状部とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この熱交換器では、タンクの高さを抑制するために、キャップ部材の筒状部が長穴形状に形成され、この筒状部に突起面を設けてジョイント部材の内部に挿入し、突起面をジョイント部材側に向けて折り曲げることにより、筒状部を径方向に拡張して、キャップ部材とジョイント部材とを仮固定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１９６５７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１のような熱交換器では、エンドプレートの長穴形状の穴部から板厚方向に筒状部が延設されているので、エンドプレートが大型化していた。
【０００６】
これに対して、エンドプレートの大型化を抑制するために、エンドプレートに筒状部を設けずに長穴形状の穴部を設け、この穴部に対してアダプタを挿入し、アダプタを穴部の外側に向けて拡張して、エンドプレートとアダプタとを仮組することが考えられる。
【０００７】
しかしながら、この構成では、アダプタを拡張するときの力がエンドプレート全体にかかってしまうので、エンドプレートに歪みが発生し、エンドプレートをタンクに組付けることができない恐れがあった。
【０００８】
そこで、この発明は、エンドプレートの剛性を向上し、組付性を向上することができる熱交換器の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、第１外部配管から熱媒体が挿入される入口側タンクと、第２外部配管に前記熱媒体が送出される出口側タンクと、前記入口側タンクと前記出口側タンクとを連通する伝熱管と、前記入口側タンクと前記出口側タンクとのうち少なくとも一方のタンクの前記第１外部配管又は前記第２外部配管が接続される端面に配置され前記一方のタンクの端面を閉塞するエンドプレートと、このエンドプレートに設けられ前記第１外部配管又は前記第２外部配管が接続されるアダプタが挿入される長穴形状の穴部とを備えた熱交換器であって、前記エンドプレートには、前記穴部の長手方向に沿った周囲に補強部が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、エンドプレートの剛性を向上し、組付性を向上することができる熱交換器を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態に係る熱交換器の正面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る熱交換器の断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る熱交換器のアダプタの上面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る熱交換器のエンドプレートとアダプタとを仮組したときの上面図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る熱交換器のエンドプレートの正面図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る熱交換器のエンドプレートの正面図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る熱交換器のエンドプレートの正面図である。
【図８】本発明の第４実施形態に係る熱交換器のエンドプレートの正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１〜図８を用いて本発明の実施の形態に係る熱交換器について説明する。
【００１３】
（第１実施形態）
図１〜図５を用いて第１実施形態について説明する。
【００１４】
本実施の形態に係る熱交換器１は、第１外部配管から熱媒体が挿入される入口側タンク３と、第２外部配管に熱媒体が送出される出口側タンク５と、入口側タンク３と出口側タンク５とを連通する伝熱管としてのチューブ７と、入口側タンク３と出口側タンク５との第１外部配管及び第２外部配管が接続される端面に配置され入口側タンク３及び出口側タンク５の端面を閉塞するエンドプレート９と、このエンドプレート９に設けられ第１外部配管及び第２外部配管が接続されるアダプタ１１が挿入される長穴形状の穴部１３とを備えている。
【００１５】
そして、エンドプレート９には、穴部１３の長手方向に沿った周囲に補強部１５が設けられている。
【００１６】
また、補強部１５は、エンドプレート９を板厚方向に突出させたビード部１７である。
【００１７】
図１，図２に示すように、入口側タンク３と出口側タンク５とは、上下方向に離間して配置されている。
【００１８】
入口側タンク３には、例えば、エンジンを流通する冷却水などの熱媒体としての温水が流入される。この入口側タンク３の長手方向の一端側には、温水を入口側タンク３の内部に流入させる第１外部配管（不図示）が接続される導入部１９が設けられている。
【００１９】
出口側タンク５には、入口側タンク３に流入された温水が複数のチューブ７を介して流入される。この出口側タンク５の長手方向の一端側には、出口側タンク５の内部に流入された温水を再びエンジンに流通させる第２外部配管（不図示）が接続される導出部２１が設けられている。
【００２０】
この入口側タンク３と出口側タンク５とは、それぞれチューブ７の長手方向（ここでは上下方向）に分割された上タンク部材２３と下タンク部材２５とからなる。この上タンク部材２３と下タンク部材２５とは、互いの凹部を重ね合わせた状態でろう付けされることによって固定され、１つの入口側タンク３及び出口側タンク５を構成する。
【００２１】
なお、出口側タンク５は、上タンク部材２３が下側に、下タンク部材２５が上側に位置するように配置され、入口側タンク３との部品の共用化がなされている。
【００２２】
このような入口側タンク３及び出口側タンク５を構成する下タンク部材２５には、長手方向に沿って等間隔に貫通孔である複数の組付穴２７が設けられている。この複数の組付穴２７に複数のチューブ７の両端部をそれぞれ挿通することにより、入口側タンク３と出口側タンク５とが複数のチューブ７を介して連通される。
【００２３】
複数のチューブ７は、入口側タンク３と出口側タンク５との間に入口側タンク３及び出口側タンク５の長手方向に沿って等間隔に配置されている。このチューブ７の両端部は、下タンク部材２５の組付穴２７に挿入され、入口側タンク３及び出口側タンク５の内部に所定の長さ突出されている。
【００２４】
この入口側タンク３及び出口側タンク５の内部に突出されたチューブ７の両端部は、拡張されることにより組付穴２７の縁部に係合され、入口側タンク３及び出口側タンク５からのチューブ７の抜け止めがなされて仮組される。この仮組の後、ろう付けされることによってチューブ７が入口側タンク３及び出口側タンク５に固定される。
【００２５】
このような複数のチューブ７間には、複数のフィンなどで構成される熱交換部材２９が設けられ、入口側タンク３からチューブ７の内部を流れる温水とチューブ７の外側を流れる冷却風との間で熱交換を行い、熱交換を行った温水を出口側タンク５に流入させる。
【００２６】
このように複数のチューブ７の内部を流れる温水は、第１外部配管から入口側タンク３の導入部１９を介して導入され、チューブ７の外側を流れる冷却風との間で熱交換を行った後、出口側タンク５の導出部２１を介して第２外部配管に導出される。
【００２７】
このように温水のような熱媒体が導入されたり、導出されたりする入口側タンク３の導入部１９と出口側タンク５の導出部２１とには、入口側タンク３及び出口側タンク５の端面を閉塞するエンドプレート９が設けられている。
【００２８】
なお、以下では、エンドプレート９が入口側タンク３の導入部１９に設けられているものとして説明するが、入口側タンク３と出口側タンク５とは、その構成が同様であるので、出口側タンク５の導出部２１にも、入口側タンク３の導入部１９と同様にエンドプレート９を設けることができ、エンドプレート９が出口側タンク５の導出部２１に設けられた場合については説明を省略する。
【００２９】
図２〜図５に示すように、エンドプレート９は、薄板状に形成され、外形形状が入口側タンク３の導入部１９の内面形状と同等に形成されている。
【００３０】
このエンドプレート９は、入口側タンク３の上下方向の一方の端部に設けられた突起３１を導出部２１に設けられた孔部に係合することによって仮組され、ろう付けすることによって入口側タンク３に固定されて入口側タンク３の端面を閉塞する。
【００３１】
このようなエンドプレート９の中央部には、入口側タンク３の幅方向に延びる長穴形状の穴部１３が設けられている。この穴部１３には、第１外部配管（出口側タンク５に設けられる場合には第２外部配管）が接続されるアダプタ１１が挿通される。
【００３２】
なお、穴部１３を入口側タンク３の幅方向に延びる長穴形状とすることにより、穴部１３を真円形状に形成させた場合と比較して、入口側タンク３及び出口側タンク５を高さ方向に小型化することができ、熱交換器１を全体的にコンパクト化することができる。
【００３３】
アダプタ１１は、円筒状に形成され、一端側に外形形状がエンドプレート９の穴部１３と同様に形成され穴部１３に挿入されるタンク接続部３３が設けられ、他端側に第１外部配管（出口側タンク５に設けられる場合には第２外部配管）が接続される配管接続部３５が設けられている。
【００３４】
このアダプタ１１は、配管接続部３５内に第１外部配管（出口側タンク５に設けられる場合には第２外部配管）が挿入され、外径側を治具などによって内径側に向けて縮小するようにカシメることによって第１外部配管（第２外部配管）がアダプタ１１に接続される。
【００３５】
このようなアダプタ１１は、エンドプレート９が入口側タンク３の導入部１９に組付けられる前の状態で、エンドプレート９の穴部１３にタンク接続部３３が挿入され、タンク接続部３３を治具などによって外径側（穴部１３の縁部側）に向けて拡張する（以下、口拡加工という）ことにより仮組される。
【００３６】
このアダプタ１１の口拡加工によりアダプタ１１が仮組されたエンドプレート９は、入口側タンク３の導入部１９に仮組され、ろう付けされることによりタンク接続部３３と穴部１３との間及びエンドプレート９の外周面と導入部１９の内周面との間が密着される。
【００３７】
このようにエンドプレート９の穴部１３に対してアダプタ１１を口拡加工することによって、エンドプレート９とアダプタ１１とを仮組する構成では、エンドプレート９に板厚方向に延設された筒状部を設ける必要がなく、エンドプレート９が大型化することを抑制することができる。
【００３８】
ところで、エンドプレート９は、薄板状に形成されているので、エンドプレート９の穴部１３に対するアダプタ１１の口拡加工により、エンドプレート９に歪みが発生する可能性がある。
【００３９】
エンドプレート９に歪みが発生してしまうと、エンドプレート９を入口側タンク３（出口側タンク５）に組付けることができなかったり、エンドプレート９と入口側タンク３（出口側タンク５）との間に大きな隙間が形成されてろう付け性が低下したりするなど、組付性が低下する恐れがある。
【００４０】
特に、エンドプレート９は、入口側タンク３及び出口側タンク５の高さを小型化するために長方形状に形成され、この長方形状の中央部に入口側タンク３及び出口側タンク５の幅方向に延びる長穴形状の穴部１３が形成されているので、穴部１３の長手方向に沿った周囲における穴部１３の縁部とエンドプレート９の端部との間に位置する部分の幅が短くなり、この部分の剛性が低下して歪みが発生し易くなっている。
【００４１】
そこで、エンドプレート９には、穴部１３の長手方向に沿った周囲に補強部１５が設けられている。
【００４２】
補強部１５は、エンドプレート９の穴部１３の長手方向に沿った周囲にそれぞれ一対設けられ、穴部１３の長手方向に沿った部分の縁部とエンドプレート９の端部との間に位置する部分を、プレス加工などによって板厚方向に突出させたビード部１７となっている。
【００４３】
なお、ビード部１７の板厚方向への突出量は、エンドプレート９の板厚と同等以上であれば十分であり、あまり大きな突出量を必要とせず、エンドプレート９の板厚方向への大型化が抑制されている。
【００４４】
このようにエンドプレート９の穴部１３の周囲、特に、穴部１３の長手方向に沿った周囲に補強部１５を設けることにより、穴部１３の長手方向に沿った周囲における穴部１３の縁部とエンドプレート９の端部との間に位置する部分にかかるエンドプレート９の板厚方向の外力に対する剛性を向上することができ、アダプタ１１の口拡加工によるエンドプレート９の歪みの発生を大幅に抑制することができる。
【００４５】
また、補強部１５は、エンドプレート９を板厚方向に突出させたビード部１７であるので、エンドプレート９の板厚を他の部分と変更したり、穴部１３の形状を変更するような設計変更を伴うことなく、容易に補強部１５を設けることができ、様々な種類のエンドプレート９に適用することができる。
【００４６】
このような熱交換器１では、エンドプレート９に、穴部１３の長手方向に沿った周囲に補強部１５が設けられているので、入口側タンク３及び出口側タンク５の高さやエンドプレート９の板厚方向への大型化を抑制しつつ、エンドプレート９の穴部１３の周囲の剛性を向上することができる。
【００４７】
従って、このような熱交換器１では、補強部１５によってエンドプレート９の剛性を向上することができるので、エンドプレート９とアダプタ１１との仮組におけるエンドプレート９の歪みを抑制でき、エンドプレート９の入口側タンク３及び出口側タンク５に対する組付性を向上することができる。
【００４８】
また、補強部１５は、エンドプレート９を板厚方向に突出させたビード部１７であるので、エンドプレート９の板厚を他の部分と変更したり、穴部１３の形状を変更することなく、エンドプレート９の剛性を向上することができる。
【００４９】
（第２実施形態）
図６を用いて第２実施形態について説明する。
【００５０】
本実施の形態に係る熱交換器は、補強部１０１が、エンドプレート９の端部を折り曲げられて形成されたフランジ部１０３である。
【００５１】
なお、第１実施形態と同一の構成には、同一の記号を記して構成及び機能説明は第１実施形態を参照するものとし省略するが、第１実施形態と同一の構成であるので、得られる効果は同一である。
【００５２】
図６に示すように、補強部１０１は、エンドプレート９の穴部１３の長手方向に沿った周囲にそれぞれ一対設けられ、穴部１３の長手方向に沿った部分の縁部と対向するエンドプレート９の端部を、板厚方向の一方側に向けて折り曲げられて形成されたフランジ部１０３となっている。
【００５３】
このように補強部１０１としてのフランジ部１０３をエンドプレート９の端部に設けることにより、穴部１３の長手方向に沿った周囲における穴部１３の縁部とエンドプレート９の端部との間に位置する部分にかかるエンドプレート９の板厚方向の外力に対する剛性を向上することができ、アダプタ１１（図２参照）の口拡加工によるエンドプレート９の歪みの発生を大幅に抑制することができる。
【００５４】
また、補強部１０１は、エンドプレート９の端部を折り曲げられて形成されたフランジ部１０３であるので、穴部１３の長手方向に沿った周囲における穴部１３の縁部とエンドプレート９の端部との間に位置する部分の幅が短い場合であっても、容易に補強部１０１を設けることができる。
【００５５】
加えて、補強部１０１をエンドプレート９の端部を折り曲げてフランジ部１０３を形成することにより、エンドプレート９の外面と入口側タンク３（図２参照）の導入部１９（出口側タンク５に設けられる場合には導出部２１）の内面との密着面積を増大することができ、エンドプレート９のろう付け性を向上することができる。
【００５６】
このような熱交換器では、補強部１０１が、エンドプレート９の端部を折り曲げられて形成されたフランジ部１０３であるので、エンドプレート９の板厚を他の部分と変更したり、穴部１３の形状を変更することなく、エンドプレート９の剛性を向上することができる。
【００５７】
（第３実施形態）
図７を用いて第３実施形態について説明する。
【００５８】
本実施の形態に係る熱交換器は、補強部２０１が、穴部１３の長手方向における穴部１３の縁部とエンドプレート９の端部との間の距離を他の部分より長く形成された幅増大部２０３である。
【００５９】
なお、第１実施形態と同一の構成には、同一の記号を記して構成及び機能説明は第１実施形態を参照するものとし省略するが、第１実施形態と同一の構成であるので、得られる効果は同一である。
【００６０】
図７に示すように、補強部２０１は、エンドプレート９の穴部１３の長手方向に沿った周囲にそれぞれ一対設けられ、穴部１３の長手方向に沿った部分において、穴部１３の縁部とエンドプレート９の端部との間の距離を他の部分より長く、すなわち穴部１３の縁部を他の部分より互いに近接させて形成された幅増大部２０３となっている。
【００６１】
このように補強部２０１としての幅増大部２０３を穴部１３の縁部の長手方向に沿った部分に設けることにより、アダプタ１１（図２参照）の口拡加工によってエンドプレート９の高さ方向にかかる外力に対する耐力を向上することができ、アダプタ１１の口拡加工によるエンドプレート９の歪みの発生を大幅に抑制することができる。
【００６２】
また、補強部２０１は、穴部１３の縁部とエンドプレート９の端部との間の距離が他の部分より長く形成された幅増大部２０３であるので、エンドプレート９に穴部１３を設ける際に、穴部１３の形状を設定するだけで、容易に補強部２０１を設けることができる。
【００６３】
加えて、幅増大部２０３は、エンドプレート９の板厚方向に突出することがないので、エンドプレート９が板厚方向に大型化することがない。
【００６４】
このような熱交換器では、補強部２０１が、穴部１３の長手方向における穴部１３の縁部とエンドプレート９の端部との間の距離を他の部分より長く形成された幅増大部２０３であるので、エンドプレート９の板厚を他の部分と変更することなく、エンドプレート９に穴部１３を設けるだけで、幅増大部２０３を設けることができ、エンドプレート９の剛性を向上することができる。
【００６５】
（第４実施形態）
図８を用いて第４実施形態について説明する。
【００６６】
本実施の形態に係る熱交換器は、補強部３０１が、エンドプレート９の板厚を他の部分より厚く形成された板厚増大部３０３である。
【００６７】
なお、第１実施形態と同一の構成には、同一の記号を記して構成及び機能説明は第１実施形態を参照するものとし省略するが、第１実施形態と同一の構成であるので、得られる効果は同一である。
【００６８】
図８に示すように、補強部３０１は、エンドプレート９の穴部１３の長手方向に沿った周囲にそれぞれ一対設けられ、穴部１３の長手方向に沿った部分の縁部とエンドプレート９の端部との間に位置する部分の板厚を、他の部分の板厚より厚く形成された板厚増大部３０３となっている。
【００６９】
なお、板厚増大部３０３の板厚方向への突出量は、エンドプレート９の板厚と同等以上であれば十分であり、あまり大きな突出量を必要とせず、エンドプレート９の板厚方向への大型化が抑制されている。
【００７０】
このように補強部３０１としての板厚増大部３０３を穴部１３の長手方向に沿った周囲に設けることにより、穴部１３の長手方向に沿った周囲における穴部１３の縁部とエンドプレート９の端部との間に位置する部分にかかるエンドプレート９の板厚方向の外力に対する剛性を向上することができ、アダプタ１１（図２参照）の口拡加工によるエンドプレート９の歪みの発生を大幅に抑制することができる。
【００７１】
また、補強部３０１は、エンドプレート９の板厚を他の部分より厚く形成された板厚増大部３０３であるので、穴部１３の長手方向に沿った周囲における穴部１３の縁部とエンドプレート９の端部との間に位置する部分の幅が短い場合であっても、この部分の板厚を他の部分より厚く設定するだけで、容易に補強部３０１を設けることができる。
【００７２】
なお、板厚増大部３０３は、エンドプレート９の板厚を他の部分より厚く設定することによって設けられているが、これに限らず、板厚が均一に設定されたエンドプレート９に対して、溶接などによって板厚を他の部分より厚くして板厚増大部３０３を設けてもよい。
【００７３】
このような熱交換器では、補強部３０１が、エンドプレート９の板厚を他の部分より厚く形成された板厚増大部３０３であるので、穴部１３の縁部からエンドプレート９の端部との間の距離が短い場合であっても、穴部１３の形状を変更することなく、他の部分と板厚を変更するだけで板厚増大部３０３を設けることができ、エンドプレート９の剛性を向上することができる。
【００７４】
なお、本発明の実施の形態に係る熱交換器では、補強部が、ビード部と、フランジ部と、幅増大部と、板厚増大部とで、それぞれ独立して構成されているが、これに限らず、例えば、補強部をビード部とフランジ部とで構成するなど、補強部は複数の組み合わせで構成されてもよい。
【００７５】
また、エンドプレートの穴部は、長手方向に沿った部分が直線状に形成され、短手方向に沿った部分が円弧状に形成された長穴形状となっているが、これに限らず、楕円形状や長方形状などのように長穴形状であれば、穴部の形状はどのようなものであってもよい。
【００７６】
さらに、熱交換器内を流通する熱媒体が温水となっているが、これに限らず、熱媒体は冷水などであってもよく、熱交換を行うものであれば熱媒体はどのようなものであってもよい。
【符号の説明】
【００７７】
１…熱交換器
３…入口側タンク
５…出口側タンク
７…チューブ（伝熱管）
９…エンドプレート
１１…アダプタ
１３…穴部
１５，１０１，２０１，３０１…補強部
１７…ビード部
１０３…フランジ部
２０３…幅増大部
３０３…板厚増大部
【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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