(57)【要約】【課題】高い緩み止め効果を発揮しつつネジ止めの作業が容易なネジが求められていた。【解決手段】一態様のネジは、ネジ先端部である第１端から中心軸に沿って第２端に延びる軸部を有し、該軸部は、第１ピッチの第１ネジ山を有する第１領域と、第１領域よりも第１端の側に位置して、第１ピッチと異なる第２ピッチの第２ネジ山を有する第２領域と、第１領域よりも第２端の側に位置して、第２ピッチの第３ネジ山を有する第３領域とを備えている。そして、中心軸に沿った断面において、中心軸に沿った方向での第３ネジ山の肉厚が第２ネジ山の肉厚よりも薄い。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネジ先端部である第１端から中心軸に沿って第２端に延びる軸部を有し、該軸部は、
第１ピッチの第１ネジ山を有する第１領域と、
該第１領域よりも前記第１端の側に位置して、前記第１ピッチと異なる第２ピッチの第２ネジ山を有する第２領域と、
前記第１領域よりも前記第２端の側に位置して、前記第２ピッチの第３ネジ山を有する第３領域とを備え、
前記中心軸に沿った断面において、前記第３ネジ山の肉厚が前記第２ネジ山の肉厚よりも薄いネジ。
【請求項２】
前記第２領域が複数の前記第２ネジ山を有し、前記第３領域が複数の前記第３ネジ山を有する、請求項１に記載のネジ。
【請求項３】
前記第２領域は、複数の前記第２ネジ山の間に位置する凹曲面形状の第１溝を有し、
前記第３領域は、複数の前記第３ネジ山の間に位置する凹曲面形状の第２溝を有し、
前記中心軸に沿った断面において、前記第２溝の曲率半径が前記第１溝の曲率半径よりも大きい、請求項２に記載のネジ。
【請求項４】
前記中心軸から前記第２溝までの厚みが、前記中心軸から前記第１溝までの厚みよりも薄い、請求項３に記載のネジ。
【請求項５】
前記第１ピッチが前記第２ピッチよりも短い、請求項１〜４のいずれか１つに記載のネジ。
【請求項６】
前記中心軸を含む断面において、前記第２ネジ山は、前記第１端側に第２前傾斜面を有し、前記第３ネジ山は、前記第１端側に第３前傾斜面を有し、
前記第３前傾斜面と前記中心軸との為す傾斜角が、前記第２前傾斜面と前記中心軸との為す傾斜角よりも大きい、請求項５に記載のネジ。
【請求項７】
前記第２端の側に頭部をさらに有している、請求項１〜６のいずれか１つに記載のネジ。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１つに記載のネジである雄ネジと、
該雄ネジが挿入される貫通孔を有する第１部材と、
雌ネジを有する第２部材とを備え、
前記第１部材と前記第２部材とが前記雄ネジと前記雌ネジとにより締結された構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本態様は、ネジ及びこれを備えた構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
２つ以上の部材を固定する際にネジが用いられている。固定される２つの部材の材質としては、金属又はセラミックスなどの無機材料、或いは、樹脂などの有機材料が挙げられる。そして、ネジとしては、例えば特許文献１に記載の締結部材が知られている。特許文献１に記載のネジにおいては、複数のネジ山のそれぞれが弾性変形した状態でナットのネジ溝に押し付けられる。そのため、ネジ山とネジ溝との摩擦力が増加して、高い緩み止め効果を発揮することが可能になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開２０１０−０９２８５８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載のネジにおいては、複数のネジ山のそれぞれがナットのネジ溝に押し付けられるため、高い緩み止め効果を発揮することが可能な一方で、ネジを取り付ける際にも大きな力を加える必要がある。そのため、ネジ止めの作業が煩雑となる可能性がある。
【０００５】
本態様は、容易にネジ止めを行うことが可能でありつつ高い緩み止め効果を発揮することが可能なネジ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】
【０００６】
一態様に基づくネジは、ネジ先端部である第１端から中心軸に沿って第２端に延びる軸部を有し、該軸部は、第１ピッチの第１ネジ山を有する第１領域と、該第１領域よりも前記第１端の側に位置して、前記第１ピッチと異なる第２ピッチの第２ネジ山を有する第２領域と、前記第１領域よりも前記第２端の側に位置して、前記第２ピッチの第３ネジ山を有する第３領域とを備えている。そして、前記中心軸に沿った断面において、前記第３ネジ山の肉厚が前記第２ネジ山の肉厚よりも薄い。
【発明の効果】
【０００７】
本態様のネジによれば、容易にネジ止めを行うことが可能でありつつ高い緩み止め効果を発揮することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態の一例のネジを示す斜視図である。
【図２】図１に示すネジにおける側面図である。
【図３】図２に示すネジにおけるＡ１−Ａ１断面図である。
【図４】図３に示す領域Ｂ１における拡大図である。
【図５】図４と同じ領域を示す拡大図である。
【図６】図４に示すネジの第１変形例の拡大図である。
【図７】本実施形態の他の例のネジを示す斜視図である。
【図８】図７に示すネジにおける側面図である。
【図９】図８に示すネジにおけるＡ２−Ａ２断面図である。
【図１０】図９に示す領域Ｂ２における拡大図である。
【図１１】本実施形態の一例の構造体を示す斜視図である。
【図１２】図１１に示す構造体におけるＡ３−Ａ３断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜ネジ＞
以下、本実施形態のネジについて、図面を用いて詳細に説明する。但し、以下で参照する各図は、説明の便宜上、本実施形態を説明する上で必要な主要部材のみを簡略化して示したものである。したがって、本発明のネジは、参照する各図に示されていない任意の構成部材を備え得る。また、各図中の部材の寸法は、実際の寸法および寸法比率等を忠実に表したものではない。
【００１０】
本実施形態の一例を示す図１におけるネジ１は、ネジ先端部である第１端から中心軸Ｘに沿って第２端に延びる棒状体であり、いわゆる雄ネジと呼ばれる締付部材である。図１においては右下側が第１端であり、左上側が第２端となっている。以下、本実施形態においては、便宜的に第１端を先端、第２端を後端と言い換えて説明する。
【００１１】
ネジ１の材質としては、特定のものに限定されるものではないが、たとえば、鋼、鋳鉄などを用いることができる。特に、これらの材質の中で靱性の高い鋼を用いることが好ましい。
【００１２】
本実施形態におけるネジ１は、軸部３及び頭部５を備えている。軸部３は、頭部５に対して先端側に位置している。軸部３の外周面には、後端側から先端側に向かって螺旋状のネジ山７が形成されている。本実施形態における軸部３は、一条のネジ山７を有しているが、軸部３が複数のネジ山７を有していてもよい。例えば、軸部３が二重螺旋となっている二条のネジ山７を有していてもよい。
【００１３】
頭部５は、外径が軸部３よりも大きく、軸部３に対して後端側に位置している。頭部５における先端側の端面は平坦な形状となっている。本実施形態のような雄ネジ１は、ネジ山７に対応する形状のネジ溝を有する雌ネジに取り付けられる。このとき、雄ネジ１と雌ネジとが係り合うことによって、例えば２つの部材を固定することができる。
【００１４】
一般的には、ネジ山は、中心軸に沿った方向での厚み及びネジ山のピッチが一定の状態で螺旋状に形成される。しかしながら、本実施形態におけるネジ山７では、中心軸Ｘに沿った方向での厚み及びネジ山７のピッチが一定ではない。ここでネジ山７のピッチとは、一般的にネジ山７同士の間の距離のことであるが、本実施形態においては、図４に示すように、ネジ山７の間に位置する溝の底（谷底）の間隔のことを意味している。
【００１５】
本実施形態における軸部３は、第１ネジ山９を有する第１領域１１と、第２ネジ山１３を有する第２領域１５と、第３ネジ山１７を有する第３領域１９とを備えている。第２領域１５は、第１領域１１よりも先端側に位置しており、第３領域１９は、第１領域１１よりも後端側に位置している。すなわち、後端側から先端側に向かって、上記の領域は、第３領域１９、第１領域１１、第２領域１５の順に並んでいる。
【００１６】
第１ネジ山９のピッチを第１ピッチＰ１、第２ネジ山１３のピッチを第２ピッチＰ２、第３ネジ山１７のピッチを第３ピッチとした場合に、本実施形態のネジ１では、第２ピッチＰ２と第３ピッチが同じである一方で、第１ピッチＰ１が第２ピッチＰ２及び第３ピッチと異なる値になっている。具体的には、第１ピッチＰ１が第２ピッチＰ２よりも短い。第１ピッチＰ１が第２ピッチＰ２よりも短い場合においては、第１ピッチＰ１は、例えば第２ピッチＰ２の７５〜９５％程度に設定できる。
【００１７】
第１ピッチＰ１が相対的に短い場合には、第２ネジ山１３における後端側の部分と、第３ネジ山１７における先端側の部分がそれぞれ雌ネジのネジ溝に押し付けられることになる。このとき、ネジ１が外れる方向、すなわち先端側から後端側に向かう力がネジ１に対して仮に加わったとしても、第３ネジ山１７と比較して弾性変形しにくい第２ネジ山１３がネジ溝により強く押し付けられた状態になるので、ネジ１が外れにくくなる。
【００１８】
そして、本実施形態におけるネジ１は、中心軸Ｘに沿った断面において、第３ネジ山１７が第２ネジ山１３よりも弾性変形し易い形状になっている。具体的には、中心軸Ｘに沿った断面において、第３ネジ山１７の肉厚が第２ネジ山１３の肉厚よりも薄い。そのため、本実施形態のネジ１は、雌ネジに容易に取り付けてネジ止めを行うことが可能でありつつ高い緩み止め効果を発揮することが可能となっている。
【００１９】
具体的には、本実施形態のネジ１を雌ネジに取り付ける際においては、第１領域１１、第２領域１５及び第３領域１９のうち、まず第２領域１５が雌ネジに挿入される。このとき、第２ネジ山１３が一定の第２ピッチＰ２で構成されているため、大きな力を加えることなくネジ１を回転させることができる。
【００２０】
第２領域１５に続いて第１領域１１が雌ネジに挿入されると、第１ネジ山９のピッチが第２ネジ山１３のピッチと異なっているため、第２ネジ山１３が雌ネジのネジ溝に徐々に押し付けられ易くなる。本実施形態においては、第１ネジ山９のピッチである第１ピッチＰ１が第２ネジ山１３のピッチである第２ピッチＰ２よりも短いため、第２ネジ山１３における後端側の部分が雌ネジのネジ溝に押し付けられ易くなる。
【００２１】
第１領域１１に続いて第３領域１９が雌ネジに挿入されると、第１ネジ山９のピッチが第２ネジ山１３及び第３ネジ山１７のピッチと異なっているため、第２ネジ山１３に加えて第３ネジ山１７が雌ネジのネジ溝に押し付けられ易くなる。本実施形態においては、第１ネジ山９のピッチである第１ピッチＰ１が第２ネジ山１３及び第３ネジ山１７のピッチである第２ピッチＰ２よりも短いため、第３ネジ山１７における先端側の部分及び第２ネジ山１３における後端側の部分が雌ネジのネジ溝に押し付けられ易くなる。そのため、第２ネジ山１３及び第３ネジ山１７におけるネジ溝に対する摩擦力を増加させることができる。
【００２２】
そして、本実施形態のネジ１では、中心軸Ｘに沿った断面において、第３ネジ山１７の肉厚が第２ネジ山１３の肉厚よりも薄い。そのため、第３ネジ山１７が第２ネジ山１３よりも弾性変形し易いことから、第２ネジ山１３及び第３ネジ山１７において摩擦力が過度に高くなることが避けられる。
【００２３】
なお、第２ネジ山１３及び第３ネジ山１７の肉厚は、図５に示すように、ネジ山７の間に位置する溝の底を結ぶ線からネジ山７の頂部までの中心軸Ｘに直交する方向での高さをＨとした場合に、高さ方向の中心すなわちＨ／２での中心軸Ｘに沿った方向での幅Ｗによって示すことができる。第２ネジ山１３及び第３ネジ山１７それぞれの幅Ｗを測定することによって、第２ネジ山１３と第３ネジ山１７との肉厚を比較できる。
【００２４】
本実施形態のネジ１においては、中心軸Ｘに沿った方向での第２領域１５の長さが第１領域１１及び第３領域１９の長さよりも長く、第２領域１５が軸部３における主要な領域として構成されている。そのため、第２領域１５における第２ネジ山１３が、本実施形態のネジ１の軸部３において基準となる構成になっている。具体的には、本実施形態における第２ネジ山１３は、ＪＩＳ  Ｂ  ０２０５に示される基準山形に沿った構成となっている。
【００２５】
第２ネジ山１３が基準となる構成であることから、本実施形態のネジ１を雌ネジに取り付ける際に、ネジ止めの過程の大部分で大きな力を加えることなくネジ１を回転させることができる。別の言い方をすれば、ネジ止めにおいて容易にネジ１を回転させるため、本実施形態のネジ１においては、第２領域１５が複数の第２ネジ山１３を有している。
【００２６】
第１領域１１よりも後端側に位置する第３領域１９は第３ネジ山１７を有しており、第３ネジ山１７のピッチは、上記の通り第２領域１５における第２ネジ山１３のピッチと同じである。なお、第２ネジ山１３のピッチと第３ネジ山１７のピッチが同じであるとは、これらのピッチが厳密に同じであることを要求するものではない。これらのピッチが±１％程度ずれていてもよい。
【００２７】
第３ネジ山１７は第２ネジ山１３とピッチが同じである一方で、中心軸Ｘに沿った断面において、第３ネジ山１７の形状は第２ネジ山１３の形状とは異なっている。具体的には、中心軸Ｘに沿った断面において、第３ネジ山１７の肉厚が第２ネジ山１３の肉厚よりも薄い。言い換えれば、中心軸Ｘに沿った断面において、第３ネジ山１７は第２ネジ山１３よりも中心軸Ｘに直交する方向に細長く伸びた形状となっている。上記した方法によって第２ネジ山１３及び第３ネジ山１７の肉厚を評価した場合において、第３ネジ山１７の肉厚は第２ネジ山１３の肉厚に対して６０〜８０％程度に設定できる。第３ネジ山１７が上記の構成であることによって第２ネジ山１３よりも弾性変形し易くなる。
【００２８】
中心軸Ｘに沿った断面において、第３領域１９が複数の第３ネジ山１７を有している場合には、第３ネジ山１７を変形させ易くしつつも第２ネジ山１３をネジ溝に押し付ける力を確保し易くなる。本実施形態においては、図４に示すように、中心軸Ｘに沿った断面において第３領域１９が２つの第３ネジ山１７を有している。
【００２９】
第１ネジ山９、第２ネジ山１３及び第３ネジ山１７は、それぞれ先端側に位置して中心軸Ｘに対して傾斜した前傾斜面と、それぞれ後端側に位置して中心軸Ｘに対して傾斜した後傾斜面とを有している。
【００３０】
具体的には、第１ネジ山９は、先端側に位置して中心軸Ｘに対して傾斜した第１前傾斜面２１と、後端側に位置して中心軸Ｘに対して傾斜した第１後傾斜面２３とを有している。第２ネジ山１３は、先端側に位置して中心軸Ｘに対して傾斜した第２前傾斜面２５と、後端側に位置して中心軸Ｘに対して傾斜した第２後傾斜面２７とを有している。第３ネジ山１７は、先端側に位置して中心軸Ｘに対して傾斜した第３前傾斜面２９と、後端側に位置して中心軸Ｘに対して傾斜した第３後傾斜面３１とを有している。
【００３１】
本実施形態のネジ１は、雌ネジに取り付けられている状態においては、第２ネジ山１３における第２後傾斜面２７と、第３ネジ山１７における第３前傾斜面２９とがそれぞれネジ溝に押し付けられる。
【００３２】
既に示したように、本実施形態のネジ１において第２ネジ山１３が基準となる構成になっており、第２前傾斜面２５及び第２後傾斜面２７は、それぞれ中心軸Ｘに対して６０°で傾斜した構成となっている。
【００３３】
本実施形態のネジ１においては、第３ネジ山１７における第３前傾斜面２９と中心軸Ｘとの為す傾斜角θ３が、第２ネジ山１３における第２後傾斜面２７と中心軸Ｘとの為す傾斜角θ２よりも大きい。このような構成である場合には、第３ネジ山１７をネジ溝に面接触させ易くなる。なお、図５において、中心軸Ｘと平行な仮想直線Ｘ’を用いて傾斜角θ２及び傾斜角θ３を図示している。
【００３４】
本実施形態のネジ１では第１ピッチＰ１が第２ピッチＰ２よりも短いことから、雌ネジに取り付ける際に、第３ネジ山１７が後端側に向かって弾性変形する。このとき、第３ネジ山１７における第３前傾斜面２９が予め相対的に大きい値に設定されていることによって、雌ネジに取り付けた状態において第３ネジ山１７における第３前傾斜面２９をネジ溝に面接触させ易くなる。そのため、第３ネジ山１７を安定してネジ溝に当接させることができる。
【００３５】
本実施形態において、第２領域１５は、複数の第２ネジ山１３の間に位置する凹曲面形状の第１溝３３を有しており、また、第３領域１９は、複数の第３ネジ山１７の間に位置する凹曲面形状の第２溝３５を有している。そして、中心軸Ｘを含む断面において、第２溝３５の曲率半径が第１溝３３の曲率半径よりも大きい。
【００３６】
本実施形態のネジ１は、第２ネジ山１３及び第３ネジ山１７が雌ネジのネジ溝に押し付けられた状態で雌ネジに取り付けられる。そのため、第２ネジ山１３を複数有している場合には、隣り合う第２ネジ山１３の間に負荷が集中する可能性がある。同様の理由で、第３ネジ山１７を複数有している場合には、隣り合う第３ネジ山１７の間に負荷が集中する可能性がある。このとき、上記の第１溝３３及び第２溝３５を有している場合には、第２領域１５及び第３領域１９の一部に負荷が集中することが避けられる。従って、ネジ１の耐久性を良好なものにできる。
【００３７】
また、雌ネジに取り付ける際に第３ネジ山１７が弾性変形するが、このとき、隣り合う第３ネジ山１７の間に第２溝３５が位置している場合には、第３ネジ山１７が弾性変形し易くなる。そのため、雌ネジへの取り付けがさらに容易となる。
【００３８】
本実施形態においては、中心軸Ｘから第２溝３５までの厚みが、中心軸Ｘから第１溝３３までの厚みよりも薄い。すなわち、第２溝３５が第１溝３３よりも大きく形成されている。そのため、第３ネジ山１７がさらに変形し易くなっている。
【００３９】
なお、第１ピッチＰ１と第２ピッチＰ２との関係については、第１ピッチＰ１が相対的に短いことに限定されるものではなく、図６に示すように第１ピッチＰ１が第２ピッチＰ２より長くてもよい。第１ピッチＰ１が第２ピッチＰ２よりも長い場合においては、第１ピッチＰ１は、例えば第２ピッチＰ２の１０５〜１２５％程度に設定できる。
【００４０】
次に、本実施形態の他の例であるネジ１’について、図面７〜１０を用いて詳細に説明する。なお、以下においては、上述した本実施形態のネジ１と相違する点について主に説明する。そのため、同様の点については、同一の符号を用いて説明を省略する。
【００４１】
ネジ１’は、図７に示すように頭部５を備えておらず、いわゆるイモネジと呼ばれる構成となっている。
【００４２】
ネジ１’は、頭部５を備えていないこと以外は上述したネジ１と同様の構成を有している。すなわち、本実施形態のネジ１’もまた、ネジ先端部である第１端から中心軸Ｘに沿って第２端に延びる軸部３を有する。軸部３は、図１０に示すように、第１ピッチＰ１の第１ネジ山９を有する第１領域１１と、第１領域１１よりも先端側に位置して、第１ピッチＰ１と異なる第２ピッチＰ２の第２ネジ山１３を有する第２領域１５と、第１領域１１よりも後端側に位置して、第２ピッチＰ２の第３ネジ山１７を有する第３領域１９とを備える。そして、中心軸Ｘに沿った断面において、第３ネジ山１７の肉厚が第２ネジ山１３の肉厚よりも薄くなっている。
【００４３】
そのため、本実施形態のネジ１’は、上述したネジ１と同様に容易にネジ止めを行うことが可能でありつつ高い緩み止め効果を発揮することが可能となっている。
【００４４】
＜構造体＞
次に、一実施形態の構造体について図１１及び図１２を用いて説明する。
【００４５】
本実施形態の構造体１０１は、上述した本実施形態のネジ１と、本体１０３とを備えている。本体１０３は、第１部材１０３ａ及び第２部材１０３ｂによって構成されている。第１部材１０３ａ及び第２部材１０３ｂは、それぞれ平板形状であり、重ね合わされている。本実施形態における本体１０３は、第１部材１０３ａから第２部材１０３ｂにかけて形成された孔部を有している。孔部の内周面には、ネジ溝が形成されており、雌ネジ１０５を構成している。そして、雌ネジ部１０５にネジ１が挿入されている。本実施形態における雌ネジ部１０５のネジ溝は、第２ネジ山の形状に対応する構成となっている。なお、第１部材１０３ａにおいては、必ずしもネジ溝が形成されている必要はなく、単なる貫通孔であってもよいが固定の観点からは、ネジ溝が形成されていた方がよい。
【００４６】
雌ネジ１０５に挿入されたネジ１によって本体１０３を構成する第１部材１０３ａ及び第２部材１０３ｂが固定されている。本実施形態の構造体１０１が上記のネジ１を有していることから、第１部材１０３ａ及び第２部材１０３ｂを容易に固定することができ、また、ネジ１が緩む可能性が小さくなっている。
【００４７】
本実施形態の構造体１０１では、ネジ１の第２領域の少なくとも一部が雌ネジ１０５における第２部材１０３ｂに構成された領域に位置している。また、ネジ１の第３領域の少なくとも一部が雌ネジ１０５における第１部材１０３ａに構成された領域に位置している。そして、ネジ１における第１ピッチＰ１が第２ピッチＰ２よりも短くなっている。
【００４８】
そのため、第３ネジ山が弾性変形することによって、本体１０３を構成する第１部材１０３ａには、第２部材１０３ｂに向かう方向に力が加わり、また、本体１０３を構成する第２部材１０３ｂには、第１部材１０３ａに向かう方向に力が加わる。そのため、第２部材１０３ｂを安定して第１部材１０３ａに固定することができる。
【００４９】
以上、複数の実施形態のネジ１、１’及びネジ１を備えた構造体１０１について図面を用いて説明したが、本発明のネジ及び構造体は上記の実施形態の構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であって、特に詳述していない変形も含むものである。例えば、構造体１０１において、ネジ１の代わりにネジ１’を用いても何ら問題無い。
【符号の説明】
【００５０】
１・・・ネジ（雄ネジ）
１’・・・ネジ（イモネジ）
３・・・軸部
５・・・頭部
７・・・ネジ山
９・・・第１ネジ山
１１・・・第１領域
１３・・・第２ネジ山
１５・・・第２領域
１７・・・第３ネジ山
１９・・・第３領域
２１・・・第１前傾斜面
２３・・・第１後傾斜面
２５・・・第２前傾斜面
２７・・・第２後傾斜面
２９・・・第３前傾斜面
３１・・・第３後傾斜面
３３・・・第１溝
３５・・・第２溝
１０１・・・構造体
１０３・・・本体
１０３ａ・・・第１部材
１０３ｂ・・・第２部材
１０５・・・雌ネジ部
【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】
2017214995.tif 000013
【図１２】
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