(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
取付穴を有する第１部材に、該第１部材の取付穴より大径の取付穴を有する第２部材を連結して締結するのに用いる締結具において、
ボルトとナットとワッシャーとを包含し、前記ナットが、雌ねじ部と該雌ねじ部に続く管状部と該管状部の端部に形成されたフランジとから成るブラインドナットであり、前記管状部及び雌ねじ部の外径は第１部材取付穴より小径であり、前記フランジの直径は第１部材取付穴より大径で且つ第２部材取付穴より小径であり、前記ワッシャーの直径は第２部材取付穴より大径であり、ボルト頭部とナットフランジとの間にワッシャーが挟持されてボルトねじ部がナット雌ねじ部にねじ込まれてワッシャーがナットフランジに摩擦係合する状態に組み付けられており、前記ボルトが前記ナット雌ねじ部にねじ込まれることによって、前記管状部が拡径変形されて該拡径変形部分と前記フランジとの間に前記第１部材が挟持されることで該第１部材に前記ナットが締結されるとともに前記ワッシャーと前記第１部材との間に前記第２部材が挟持されて該第２部材が前記第１部材に連結され、該連結後において前記ボルトが緩められると前記第２部材を前記第１部材から取り外すことができるが、前記ナットは前記第１部材に締結されたままにされることを特徴とする締結具。
【請求項２】
請求項１に記載の締結具において、前記ワッシャーの穴が、半径方向に延びて周方向に鋭いエッジを形成するスリットを有するように形成された非円形穴であることを特徴とする締結具。
【請求項３】
請求項１に記載の締結具において、ナットフランジのワッシャーに接する面またはワッシャーのナットフランジに接する面には、ナットフランジとワッシャーの接面時の相対回転の阻止を強化する突起が形成されていることを特徴とする締結具。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の締結具を用いて、取付穴を有する第１部材に、該第１部材より大径の取付穴を有する第２部材を連結して締結する締結方法において、
第１部材の取付穴が第２部材の取付穴に整列するように、第１部材に対して第２部材を位置合わせするステップと、
前記締結具のナット管状部及び雌ねじ部を第１部材及び第２部材の両取付穴に挿入してフランジを第２部材の取付穴に収容させるとともにワッシャーを第２部材に接面させて、雌ねじ部と管状部を第１部材から突出させるステップと、
フランジに摩擦係合するワッシャーを回転しないように固定し、該ワッシャーの固定の間、ボルトを、ナットの管状部が半径方向外方に変形するほどに雌ねじ部にねじ込み、その変形管状部とフランジとによって第１部材を挟持させ、フランジとワッシャーとによって第２部材を挟持させて、第１部材に第２部材を連結して締結するステップとから成り、
前記締結後において前記ボルトが緩められると前記第２部材を前記第１部材から取り外すことができるが、前記ナットは前記第１部材に締結されたままにされる
ことを特徴とする締結方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、パネル等の部材に別の部材を一方向から連結して締結することのできる締結具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
雌ねじ部と、雌ねじ部に続く管状部と、管状部の端部に形成されたフランジとから成り、パネル等の部材の穴に管状部を挿入した状態で該管状部を半径方向に変形してその変形部分とフランジとにより部材に締結するように構成した金属製のブラインドナットはよく知られており、例えば、実開昭５９−１４６６０７号公報等に示されている。ブラインドナットは、作業が一方向から行えるので、裏側へ手の届かない、例えばボデーパネル等の部材に締結するのに便利である。被取付部材に締結されたブラインドナットには、ボルトを螺入することができ、このボルトの螺入によって、トリム等の別の部材を部材に取付けることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、ブラインドナットを用いてボデーパネル等の第１部材にトリム等の第２部材を連結するには、ブラインドナットを第１部材に締結するステップと、締結されたブラインドナットに第２部材を位置決めして、ボルトをブラインドナットに螺入するボルト締めステップとの２つのステップを必要とする。このため、締結作業に時間を費やすことになり、特に、締結されたブラインドナットに第２部材を位置決めする作業には時間を費やし、また、面倒であった。
【０００４】
従って、本発明の目的は、ブラインドナットを用いてボデーパネル等の第１部材にトリム等の第２部材を連結するに当たって、締結ステップとボルト締めステップとを１つのステップで行うことのできる締結具及び締結方法を提供するにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するため、本発明によれば、取付穴を有する第１部材に、該第１部材の取付穴より大径の取付穴を有する第２部材を連結して締結するのに用いる締結具であって、ボルトとナットとワッシャーとを包含し、前記ナットが、雌ねじ部と該雌ねじ部に続く管状部と該管状部の端部に形成されたフランジとから成るブラインドナットであり、前記管状部及び雌ねじ部の外径は第１部材取付穴より小径であり、前記フランジの直径は第１部材取付穴より大径で且つ第２部材取付穴より小径であり、前記ワッシャーの直径は第２部材取付穴より大径であり、ボルト頭部とナットフランジとの間にワッシャーが挟持され、ボルトねじ部がナット雌ねじ部にねじ込まれてワッシャーがナットフランジに摩擦係合する状態に組み付けられており、前記ボルトが前記ナット雌ねじ部にねじ込まれることによって、前記管状部が拡径変形されて該拡径変形部分と前記フランジとの間に前記第１部材が挟持されることで該第１部材に前記ナットが締結されるとともに前記ワッシャーと前記第１部材との間に前記第２部材が挟持されて該第２部材が前記第１部材に連結され、該連結後において前記ボルトが緩められると前記第２部材を前記第１部材から取り外すことができるが、前記ナットは前記第１部材に締結されたままにされることを特徴とする締結具が提供される。
上記のように、ブラインドナットであるナットにワッシャーとボルトが予め組み付けられて締結具が形成されているので、締結具全体を第１部材と第２部材の取付穴に挿入してそのままボルト締めすることができ、締結とボルト締めとを１つのステップで行うことができる。
【０００６】
本発明の、前記締結具を用いて第１部材に第２部材を連結して締結する締結方法は、第１部材の取付穴が第２部材の取付穴に整列するように、第１部材に対して第２部材を位置合わせするステップと、前記締結具のナット管状部及び雌ねじ部を第１部材及び第２部材の両取付穴に挿入して、フランジを第２部材の取付穴に収容させるとともにワッシャーを第２部材に接面させて、雌ねじ部と管状部を第１部材から突出させるステップと、フランジに摩擦係合するワッシャーを回転しないように固定し、該ワッシャーの固定の間、ボルトを、ナットの管状部が半径方向外方に変形するほどに雌ねじ部にねじ込み、その変形管状部とフランジとによって第１部材を挟持させ、フランジとワッシャーとによって第２部材を挟持させて、第１部材に第２部材を連結して締結するステップとから成り、前記締結後において前記ボルトが緩められると前記第２部材を前記第１部材から取り外すことができるが、前記ナットは前記第１部材に締結されたままにされることを特徴とする。
このように、ワッシャーの回転を阻止しつつボルトを回転するだけで、締結とボルト締めとが１つのステップで行われており、簡単で且つ短時間で締結作業を済ませることができる。なお、ワッシャーはナットフランジに予め摩擦係合させられているので、ボルトを回転させてもナットはワッシャーによって回転せず、更に、ボルトの回転によってナットフランジがワッシャー側に強く引き付けられてその摩擦係合が強くなり、ナットはボルトと共回りすることはない。
【０００７】
本発明に係る締結具において、ワッシャーの穴が、半径方向に延びて周方向に鋭いエッジを形成するスリットを有するように形成されるのが好ましく、これによって、ナットフランジとワッシャーとの摩擦係合力を増大する。また、ナットフランジのワッシャーに接する面またはワッシャーのナットフランジに接する面には、ナットフランジとワッシャーの接面時の相対回転の阻止を強化する突起が形成されているのが好ましい。これによって、ボルト締めのときに、ナットの共回り防止を強化できる。
【０００８】
更に、共回り防止を強化するため、ナットの管状部は、第１部材の非真円形状の取付穴に回転しないように収容される外形で形成されるのが好ましい。また、ナットのフランジの外形が、第１部材取付穴より大きく且つ第２部材の非真円形状の取付穴に回転しないように収容される形状に形成されるのが好ましい。これらによって、ワッシャーをナットフランジに摩擦係合させるように組み付けなくても共回りを防止できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について、図面を参照して説明する。図１には、本発明の第１実施例に係る締結具１が示されている。締結具１は、金属製のボルト２とワッシャー３と金属製のナット５とから構成される。ボルト２は、従来品で、雄ねじ部６と六角形状の頭部７とを有する。ワッシャー３は、金属製であっても他の材料であってもよく、薄い円板から成り、ボデーパネル等の第１部材にトリム等の第２部材を押圧し支持するのに用いられる。ワッシャー３には、中央にボルト２の雄ねじ部６が貫通する穴９が形成されている。ナット５は、金属の一体成形品で成るブラインドナットで形成されている。ナット５は、雌ねじ部１０と、雌ねじ部１０から上方に延びるように続く薄肉の管状部１１と、管状部１１の端部に形成された大径のフランジ１３とから成り、中空の筒状体として形成されている。管状部１１は、雌ねじ部１０より薄肉に形成されて、雌ねじ部１０を、フランジ１３の側に軸方向に強く引き込むと、半径方向外方に張出すように変形して座屈することができる。この座屈変形を促進するため、管状部１１を更に薄肉にしたり、管状部１１に長手方向に延びるスリットを形成したりしてもよい。本発明においては、締結具１は、ボルト２とワッシャー３とナット５とが予め組み付けられ、パネル等の第１部材にトリム等の第２部材を連結して締結するとき、組み付けられた状態で用いられる。更に詳しくは、締結具１は、ボルト雄ねじ部６がナット雌ねじ部１０にねじ込まれて、ボルト頭部７とナットフランジ１３との間にワッシャー３が挟持され、ワッシャー３がナットフランジ１３に摩擦係合する状態に、アセンブリーとして予め組み付けられている。この場合、ボルト２はナット５にナット管状部１１を変形する一歩手前まで堅くねじ込まれているのが好ましく、これによって、ワッシャー３とナットフランジ１３との摩擦係合が強固になり、また締結具１の一体性が向上し、取扱いが容易になり、ボルトとワッシャートナーとがばらばらになることがない。
【００１０】
図２も参照して、更に、締結具１を説明する。図２の（Ａ）において、ボデーパネル等の被取付部材すなわち第１部材１４には、締結具１が挿入される取付穴１５が形成されている。また、第１部材１４に取付けられるトリム等の第２部材１７にも、締結具１を挿入するための取付穴１８が形成されている。そして、第２部材取付穴１８は、第１部材取付穴１５より大径に形成されている。締結具１は、第１部材１４に第２部材１７を連結して締結する。そのため、ナット５の雌ねじ部１０及び管状部１１の外径は第１部材取付穴１５より小径に形成されて、第２部材１７も第１部材１４も貫通するようになっている。また、ナットフランジ１３の直径は、第１部材取付穴１５よりも大径であるが第２部材取付穴１８より小径に形成されて、フランジ１３が、第２部材取付穴１８を貫通するが第１部材取付穴１５を貫通せず、第１部材１５の表面に接面できるようになっている。更に、ワッシャー３の直径は第２部材取付穴１８より大径であり、第２部材１７に接面するようになっている。
【００１１】
この締結具１を用いて、第１部材１４に第２部材１７を連結して締結する方法について、図２及び図３を参照して説明する。先ず、図２の（Ａ）において、第１部材１４の取付穴１５が第２部材１７の取付穴１８に整列するように、第１部材１４に対して第２部材１７を位置合わせする。取付穴が整列した状態で、締結具１のナット５を取付穴に挿入する。挿入後の状態が、図２の（Ｂ）に図示されている。すなわち、締結具のナット５の管状部１１及び雌ねじ部１０が第１部材１４及び第２部材１７の両取付穴に挿入される。ナットフランジ１３は、第２部材１７の取付穴１８に収容される。図示の例では、ナットフランジ１３は、第１部材１４に接面させられているが、必ずしも第１部材１４に接面していなくてもよい。また、ワッシャー３は、第２部材１７の取付穴１８も通らないので、第２部材１７に接面させられる。他方、ナット５は、雌ねじ部１０と管状部１１が第１部材１４から突出した状態になる。
【００１２】
次に、図３の（Ａ）及び（Ｂ）を参照する。締結具１を第１部材１４及び第２部材１７に挿入した後、締結工具を用いてワッシャー３を回転しないように固定するとともに、ボルト頭部７にドライバ部（図示せず）係合させ、ボルト頭部７回転させる。すなわち、図３（Ａ）において、締結工具のワッシャー固定部１９によって、ワッシャー３は回転しないように固定される。他方、締結工具から、ボルト頭部７を回転させるドライバ部が延びてボルト頭部７に嵌合し、ドライバ部がボルト頭部７を回転させる。この回転によって、ボルト雄ねじ部６がナット雌ねじ部１０にねじ込まれて、雌ねじ部１０がワッシャー３の方向に引き上げられる。締結具１において、ナット５はボルト２を回転させてもボルト２と共回りすることはない。締結具１において、ボルト頭部７とナットフランジ１３との間にワッシャー３が挟持され、ボルト雄ねじ部６がナット雌ねじ部１０にねじ込まれてワッシャー３がナットフランジ１３に摩擦係合する状態に予め組み付けられており、また、ワッシャー３は締結工具のワッシャー固定部１９によって回転しないように固定されているので、ナットフランジ１３は回転が阻止され、ボルト２と共回りすることはない。更に、ボルト２の回転によって、ワッシャー３がナットフランジ１３に押圧され、ワッシャー３がナットフランジ１３に更に強固に摩擦係合させられる。ワッシャー３の回転は固定部１９によって阻止されているので、ワッシャー３に摩擦係合しているナットフランジ１３の回転も阻止され、ナット５の回転は阻止される。そのため、ボルト２は、ナット５に対して回転して、雄ねじ部６がナット雌ねじ部１０にねじ込まれていく。ボルト雄ねじ部６の締め付けトルクは、ナット管状部１１が半径方向外方に変形するほどに強く、ねじ込みの進行につれて、ナット管状部１１が半径方向に変形し座屈する。ナット管状部１１が半径方向外方に座屈変形した状態が図３（Ｂ）に示されている。図３（Ｂ）において、座屈変形した管状部２１とフランジ１３とによって第１部材１４が挟持され、これによって、締結具１が第１部材１４に固定される。また、ボルト２の頭部７によって押圧されたワッシャー３とフランジ１３とが第２部材１７を挟持する。これらによって、第１部材１４に第２部材１７が連結されて締結される。このように、本発明においては、第１部材と第２部材との連結及び締結とボルト締めとを１つのステップで行うことができる。
【００１３】
図４は、第１部材１４に締結した第２部材１７を交換する場合等において、第１部材１４から第２部材１７を取り外す操作を示している。第２部材１７の取り外しには、ボルト２を緩み方向に回転させて、ボルト２及びワッシャー３を取り外すだけでよい。新しい第２部材または補修後の第２部材を第１部材に再取付けするには、第２部材１７の取付穴１８を、第１部材１４に固定されたナット５の雌ねじ部１０の穴に合わせて位置決めし、その位置決め後、ワッシャー３とともにボルト２をナット５にねじ込めばよい。すなわち、取り外し操作も再取付けも極めて簡単にできる。
【００１４】
図５は、ワッシャーの変形例を示している。このワッシャー２２では、ボルト５が貫通する穴２３が、４つの半径方向に延びるスリット２５を有する花弁形状に形成されている。各スリット２５は、半径方向に延びて周方向に鋭いエッジを形成するように形成される。これらスリット２５は、ワッシャー２２がナットフランジ１３に押圧されて摩擦係合したとき、ワッシャー２２とナットフランジ１３とが相対的に周方向には移動しない（すなわち、ワッシャー２２とナットフランジ１３とが相対的に回転しない）ことを強化する。これによって、ボルト２のねじ込みすなわちボルト締めのときに、ナット５が共回りしないようにするのを強化できる。図６の（Ａ）及び（Ｂ）は、別の、ボルト締めの際のナットの共回り防止の強化を行う例を示している。この例では、ナットフランジ１３のワッシャーに接する面に、半径方向外方に延びる突起２５が、周方向に間隔をおいて複数形成されている。この突起２６によってワッシャー３とナットフランジ１３とが摩擦係合したとき相対的に周方向に移動しない（ワッシャー３とナットフランジ１３とが相対的に回転しない）ことを強化し、ボルト締めのとき、ナットの共回りの阻止を強化する。なお、突起の数や形状は、共回り阻止を強化する限り任意である。また、この突起は、ナットフランジではなく、ワッシャー３のナットフランジに接する面に設けてもよく、更には、ナットフランジとワッシャーの対向する両面に設けてもよい。
【００１５】
図７（Ａ）〜（Ｄ）は、ナットの管状部に回転阻止機能を設けた、ナットの変形例を示している。このナット２７は、管状部２９が図７（Ｄ）に図示のように真円の断面ではなく四角断面をなすように形成されている。ナット２７が取付けられる第１部材の取付穴は、この管状部２９の断面形状に合わせた形状に形成される。このように、第１部材の四角の取付穴にナット管状部２９を挿入すると、真円断面の場合と違って、ナット２７は軸心回りに回転することができず、ボルトのねじ込みのときの共回りはない。従って、この例では、締結具の組み付けにおいて、必ずしもワッシャーをナットフランジに摩擦係合させた状態にする必要はない。勿論、締結具は、ワッシャーをナットフランジに摩擦係合させた状態に組み付けてあってもよい。なお、管状部２９の断面形状は、図示の四角断面に限らず、例えば、六角断面や楕円断面等の、回転を阻止する非真円断面であればよい。その場合、第１部材の取付穴の形状もそれに合わせて形成される。いずれにしても、ナット２７の管状部２９は、第１部材の取付穴に挿入したとき、管状部２９が回転しない形状に形成される。勿論、管状部２９の断面形状は第１部材の非真円形状の取付穴に合わせて形成してもよい。また、管状部２９は、ナットへボルト２をねじ込むと座屈変形ができるように、雌ねじ部１０より弱く形成される。なお、ナット２７のその他の部分は、図１のナット５と同じであるので、説明を省略する。また、図８の（Ａ）に示すように、ナット２７を用いた締結具３０は、ボルト雄ねじ部６がナット雌ねじ部１０にねじ込まれて、ボルト頭部７とナットフランジ１３との間にワッシャー３が挟持される状態に、アセンブリーとして予め組み付けられている。
【００１６】
図７のナット２９を用いた締結具３０によって、第１部材１４に第２部材１７を連結して締結する操作を、図８及び図９を参照して説明する。図８（Ａ）に示すように、第１部材１４の取付穴３１に第２部材１７の取付穴１８に整列するように、第１部材１４に対して第２部材１７を位置合わせする。第１部材１７には図８（Ｂ）に図示のように、ナット管状部２９の断面形状に合わせた四角断面の取付穴３１が形成されている。この取付穴３１の形状は、ナット管状部２９と協働してナット２７の回転阻止を行う限り、任意の形状に形成できる。図９において、締結具３０のナット管状部２９及び雌ねじ部１０を第１部材及び第２部材の両取付穴に挿入して、フランジ１３を第１部材１４に接面させるとともにワッシャー３を第２部材１７に接面させて、雌ねじ部１０と管状部２９を第１部材１４から突出させる。次に、ボルト２をナット管状部２９が半径方向外方に変形するほどに雌ねじ部１０にねじ込む（矢印３３）。ナット２７の管状部２９は第１部材１４の取付穴３１と協働して、ボルト２と共に回転することはない。従って、ボルト２だけが回転して、ナット管状部２９は半径方向外方に張出すよう変形して座屈し、その変形管状部とフランジ１３とによって第１部材１４を挟持し、フランジ１３とワッシャー３とによって第２部材１７を挟持して、第１部材に第２部材を連結して締結する。このように、ナット２７を用いた場合、ワッシャーの固定が不要になる。
【００１７】
図１０は、ナットフランジの外形を変形させることによって、ナットに回転阻止機能を設けた例を示している。変形したフランジ３４は、図示のように真円の外形ではなく四角の外形に形成されている。この形状は、上記ナット管状部の変形のときと同様に、図示の四角形状に限らず、例えば、六角形状や楕円形状等の回転阻止のための非真円形状であればよい。このようにフランジを変形した場合には、第２部材１７の取付穴は、フランジの外形形状に合わせて、フランジを収容する形状に形成される。図示の例の場合、第２部材１７の取付穴は、フランジ３４よりやや大きい四角の穴に形成される。そして、フランジ３４は、第１部材を貫通しないようにその取付穴をより大きく形成されている。従って、締結具を第１部材及び第２部材の取付穴に挿入すると、フランジ３４は、第１部材に接面し且つ第２部材の非真円形状（図示のようにの例では四角）の取付穴に回転しないように収容される。フランジ３４は第２部材１７の取付穴と協働してナットを回転しないようにするので、ナットはボルト２と共に回転することはない。このため、ボルト２だけが回転して、ナット管状部は半径方向外方に張出すよう変形して座屈し、第１部材に第２部材を連結して締結する。このように、変形フランジ３４を持つナットを用いた場合でも、ワッシャーの固定が不要になる。また、締結具の組み付けにおいて、ワッシャーをナットフランジに摩擦係合させた状態に組み付けてあってもよいが、ワッシャーをナットフランジに摩擦係合させない状態に組み付けてあってもよい。
【００１８】
【発明の効果】
本発明の締結具によれば、締結具全体を第１部材と第２部材の取付穴に挿入してそのままボルト締めすることができ、締結とボルト締めとを１つのステップで行うことができる。ワッシャーとナットフランジとの摩擦係合は、ボルトの回転操作によって更に強固になるので、ボルトの回転によってナットが共回りすることが確実に阻止され、締結が確実にでき、しかも、ワッシャーをフランジに押し付ける特別の操作は不要になる。また、ナットの管状部の断面形状やナットのフランジの外形を、第１部材の取付穴や第２部材の取付穴に協働する形状に形成して、ボルトの回転の際のナットの共回りを防止できるようにした場合、締結具の組み付けにおいて、ワッシャーとナットフランジとの摩擦係合がなくともよく、更に、締結操作においてワッシャーを回転しないように固定することを不要にする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る締結具の正面半断面図である。
【図２】図１の締結具を第１部材と第２部材に配置する様子を示しており、（Ａ）は、第１部材に第２部材が位置決めされ締結具を挿入する前の状態を示す図であり、（Ｂ）は、締結具を第１部材と第２部材に配置した後を示す図である。
【図３】図１の締結具によって第１部材に第２部材を連結して締結する様子を示しており、（Ａ）は、ワッシャーを締結工具で押えつつボルトを回転する状態を示す図であり、（Ｂ）は、締結後の状態を示す図である。
【図４】締結後、ボルトの回転によって第２部材を第１部材から取り外す様子を示す図である。
【図５】ワッシャーの変形例を示す平面図である。
【図６】フランジが変形されたナットを示す図であり、（Ａ）は、ナットの平面図であり、（Ｂ）は、ナットの正面半断面図である。
【図７】管状部を角断面にした、ナットの変形例を示す図であり、（Ａ）は、ナットの平面図、（Ｂ）は、ナットの正面図、（Ｃ）は、ナットの右側面から見た半断面図、（Ｄ）は、（Ｃ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図８】図７のナットを用いた締結具によって第１部材と第２部材を連結する前の様子を示す図であり、（Ａ）は、第１部材に第２部材が位置決めされて締結具を挿入する前の状態を示す図であり、（Ｂ）は、第１部材の、取付穴の部分を示す平面図である。
【図９】図８の締結具を用いて第１部材に第２部材を連結する操作を示す図である。
【図１０】ナットのフランジの変形例を示す、ナットの平面図である。
【符号の説明】
１  締結具
２  ボルト
３  ワッシャー
５  ナット（ブラインドナット）
６  雄ねじ部
７  頭部
９  穴
１０  雌ねじ部
１１  管状部
１３  フランジ
１４  第１部材
１５  取付穴
１７  第２部材
１８  取付穴
１９  ワッシャー固定部
２１  管状部の変形例
２２  変形ワッシャー
２５  スリット
２６  突起
２７  変形ナット
２９  管状部
３０  締結具
３４  ナットフランジ
【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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