(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インナパネルとアウタパネルとによる閉断面構造を有して構成され、車両上部の車幅方向両側において車両前後方向に延びるルーフサイドレールと、
車幅方向における内側部材と外側部材とによる閉断面構造を有して構成され、車両側部において車両上下方向に延び車両上方側端部において前記ルーフサイドレールに連結されたピラーと、
前記内側部材のうち車幅方向内側に突出した一般部から車幅方向内側へ突出形成されると共に、前記ルーフサイドレールと近接対向して設けられ、前記ピラーに車両側方からの荷重が入力された際に該荷重を前記ルーフサイドレールへ伝達する第１荷重伝達面と、
該第１荷重伝達面よりも車両下方において前記内側部材の前記一般部から車幅方向内側へ突出形成されると共に、前記ルーフサイドレールと近接対向して設けられ、前記ルーフサイドレールに車両上方からの荷重が入力された際に該荷重が伝達される第２荷重伝達面と、を備え、
前記内側部材の上部が、前記外側部材のうち車両内側から見て車幅方向外側に凹んだ一般部に結合され、
前記ルーフサイドレールのうち車幅方向外側に張出した張出し部が、前記第１荷重伝達面と前記第２荷重伝達面との間の谷間に配置されているピラー上部構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピラー上部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ルーフサイドレールの縦リブ壁と交差配置したピラーアウタの複数の縦リブ壁とにより、ルーフサイドレールに作用する下向きの曲げ荷重を、センターピラーの軸方向で受けて、該センターピラー全体に分散させると共に、側面衝突時の荷重を、複数の縦リブ壁を介して、ルーフサイドレールに対して突上げ方向の荷重として分散させるようにした自動車の車体上部構造が開示されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−２２３６号公報
【特許文献２】特開２００６−１９２９９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記した従来例のように、センターピラー等のピラーの上端部は、一般にオープニングフランジ部となっており、該オープニングフランジ部がルーフサイドレールに結合されている。
【０００４】
しかしながら、このオープニングフランジ部は、車両の意匠上の制約により、車両前方から見て曲率を持った形状となっていることが多く、車両のルーフサイドレールに対して車両上方からの荷重が入力された場合の荷重伝達については、未だ改善の余地がある。
【０００５】
本発明は、上記事実を考慮して、ルーフサイドレールとピラーとの間での荷重伝達効率を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明は、インナパネルとアウタパネルとによる閉断面構造を有して構成され、車両上部の車幅方向両側において車両前後方向に延びるルーフサイドレールと、車幅方向における内側部材と外側部材とによる閉断面構造を有して構成され、車両側部において車両上下方向に延び車両上方側端部において前記ルーフサイドレールに連結されたピラーと、前記内側部材のうち車幅方向内側に突出した一般部から車幅方向内側へ突出形成されると共に、前記ルーフサイドレールと近接対向して設けられ、前記ピラーに車両側方からの荷重が入力された際に該荷重を前記ルーフサイドレールへ伝達する第１荷重伝達面と、該第１荷重伝達面よりも車両下方において前記内側部材の前記一般部から車幅方向内側へ突出形成されると共に、前記ルーフサイドレールと近接対向して設けられ、前記ルーフサイドレールに車両上方からの荷重が入力された際に該荷重が伝達される第２荷重伝達面と、を備え、前記内側部材の上部が、前記外側部材のうち車両内側から見て車幅方向外側に凹んだ一般部に結合され、前記ルーフサイドレールのうち車幅方向外側に張出した張出し部が、前記第１荷重伝達面と前記第２荷重伝達面との間の谷間に配置されている。
【０００７】
請求項１に記載のピラー上部構造では、ピラーの内側部材の上部が、該ピラーの外側部材の一般部に結合され、該内側部材の上部がルーフサイドレールのフランジに結合されている従来構造と比較して、該内側部材の上部が、車両正面視において車両上方に略直線状に延びた状態となっている。従って、車両転覆時のように車両上方からの荷重がルーフサイドレールに入力された際には、該荷重をピラーの軸方向、即ち車両上下方向で受けることができる。これにより、ルーフサイドレールとピラーとの間での荷重伝達効率を高めることができる。
【０００９】
またピラーの内側部材が、ルーフサイドレールと近接対向した第１荷重伝達面を有しているので、車両の側面衝突時等にピラーに車両側方からの荷重が入力された際には、該荷重が、第１荷重伝達面からルーフサイドレールへ伝達される。このため、側面衝突時等におけるピラーからルーフサイドレールへの荷重伝達効率を更に高めることが可能である。
【００１１】
更にピラーの内側部材が、ルーフサイドレールと近接対向した第２荷重伝達面を有しているので、車両の転覆時等にルーフサイドレールに車両上方からの荷重が入力された際には、該荷重が第２荷重伝達面に伝達される。このため、車両転覆時等におけるルーフサイドレールがピラーへの荷重伝達効率を高めることが可能である。
【００１３】
また第１荷重伝達面及び第２荷重伝達面が、夫々内側部材の一般部から車幅方向内側へ突出形成され、第２荷重伝達面が第１荷重伝達面よりも車両下方に設けられ、ルーフサイドレールのうち車幅方向外側に張出した張出し部が、第１荷重伝達面と第２荷重伝達面との間の谷間に配置されているので、車両の側面衝突や転覆により車体が変形しても、ルーフサイドレールの張出し部とピラーの内側部材との位置関係が安定している。このため、ルーフサイドレールとピラーとの間での荷重伝達効率を、より一層高めることが可能である。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、本発明に係る請求項１に記載のピラー上部構造によれば、ルーフサイドレールとピラーとの間での荷重伝達効率を高めることができる、という優れた効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００１９】
［第１実施形態］
図１において、本実施の形態に係るピラー上部構造Ｓ１は、例えば片側３本のピラーを有する車両におけるＢピラー１０の上部の構造に係り、ルーフサイドレール１２と、該Ｂピラー１０とを有している。
【００２０】
ルーフサイドレール１２は、インナパネル１４とアウタパネル１６とによる閉断面構造を有して構成された骨格部材であり、車両上部の車幅方向両側において車両前後方向に延びている。インナパネル１４は車両内側に凸となる断面ハット形に形成され、またアウタパネル１６は車両外側に凸となる断面ハット形に形成されている。インナパネル１４及びアウタパネル１６は、例えば車幅方向内側のフランジ１８と、車幅方向外側のフランジ２０とにおいて接合されており、これによってルーフサイドレール１２が閉断面構造に構成されている。フランジ２０は、ルーフサイドレール１２のうち車幅方向外側に張出した張出し部の一例である。車幅方向内側のフランジ１８は、図示しない例えばルーフパネルやルーフクロスメンバと接合されている。
【００２１】
Ｂピラー１０は、車幅方向における内側部材の一例たるピラーインナリインフォースメント２２と外側部材の一例たるピラーアウタリインフォースメント２４とによる閉断面構造を有して構成され、車両側部において車両上下方向に延び、車両上方側端部においてルーフサイドレール１２に連結されている。
【００２２】
図１，図２に示されるように、ピラーアウタリインフォースメント２４は、車幅方向外側に凸となる断面ハット形に構成されており、車両前後方向の両縁にフランジ２４Ｆが形成され、該フランジ２４Ｆ間の部位が、車両内側から見て車幅方向外側に凹んだ一般部２４Ａとなっている。また図１において、ピラーアウタリインフォースメント２４は、例えば車両上方に向かうに従って、次第に車幅方向内側に湾曲している。
【００２３】
ピラーアウタリインフォースメント２４の上部には、ルーフサイドレール１２におけるアウタパネル１６に対して車幅方向外側から重ねて接合される接合面２４Ｂが設けられている。上記したピラーアウタリインフォースメント２４の一般部２４Ａは、例えばこの接合面２４Ｂの下縁まで車両上方に延設されている。一般部２４Ａは、例えば平坦な面として構成されている。ピラーアウタリインフォースメント２４は、例えば鋼板をプレス成形して構成されており、各部位が一体成形されている。
【００２４】
図１，図２に示されるように、ピラーインナリインフォースメント２２は、例えば車幅方向内側に凸となる断面ハット形に構成されており、車両前後方向の両縁にフランジ２２Ｆが形成され、該フランジ２２Ｆ間の部位が、車幅方向内側に突出した一般部２２Ａとなっている。この一般部２２Ａと車両前側のフランジ２２Ｆとの間は、前壁部２２Ｂとなっており、一般部２２Ａと車両後側のフランジ２２Ｆとの間は、後壁部２２Ｃとなっている。
【００２５】
図２に示されるように、一般部２２Ａ、前壁部２２Ｂ及び後壁部２２Ｃは、フランジ２２Ｆよりも車両上方まで延設されている。一般部２２Ａの上縁には、例えばピラーアウタリインフォースメント２４の接合面２４Ｂと接合されるフランジ２２Ｄが設けられている。前壁部２２Ｂ及び後壁部２２Ｃの上縁には、ピラーアウタリインフォースメント２４の一般部２４Ａと例えば接合されるフランジ２２Ｅが夫々形成されている。ピラーインナリインフォースメント２２の上部は、このフランジ２２Ｅにおいてピラーアウタリインフォースメント２４の一般部２４Ａに結合され、またフランジ２２Ｄにおいてピラーアウタリインフォースメント２４の接合面２４Ｂに結合されている（図３も参照）。なお、ピラーインナリインフォースメント２２の上部とピラーアウタリインフォースメント２４との結合状態は、上記の構成や図示の構成には限られない。
【００２６】
なお、ピラーアウタリインフォースメント２４の接合面２４Ｂにおけるフランジ２２Ｄの接合領域に、該フランジ２２Ｄの板厚に対応した凹部を設けるようにしてもよい。フランジ２２Ｄを接合面２４Ｂと面一状態にすることができ、ピラーアウタリインフォースメント２４をルーフサイドレール１２に対して段差なく接合することが可能となるからである。
【００２７】
ピラーインナリインフォースメント２２は、ルーフサイドレール１２と近接対向して設けられ、Ｂピラー１０に車両側方からの荷重が入力された際に該荷重をルーフサイドレール１２へ伝達する第１荷重伝達面２２Ｇを有している。具体的には、第１荷重伝達面２２Ｇは、ピラーインナリインフォースメント２２の一般部２２Ａの例えば上端に設けられており、該一般部２２Ａから車幅方向内側へ突出形成されている。この第１荷重伝達面２２Ｇは、例えば車両正面視で三角形に形成された第１突出部２２Ｊの車両上方側の面である。図１に示されるように、第１荷重伝達面２２Ｇは、ルーフサイドレール１２におけるアウタパネル１６に近接対向している。図１に示されるように、車両正面視における突出部２２Ｊの輪郭は、該アウタパネル１６の側面からフランジ２０にかけての形状に対応している。なお、本願明細書における近接対向には、対向する部位同士が互いに当接している場合も含まれる。
【００２８】
またピラーインナリインフォースメント２２は、ルーフサイドレール１２と近接対向して設けられ、ルーフサイドレール１２に車両上方からの荷重が入力された際に該荷重が伝達される第２荷重伝達面２２Ｈを有している。具体的には、第２荷重伝達面２２Ｈは、第１荷重伝達面２２Ｇよりも車両下方において、一般部２２Ａから車幅方向内側へ突出形成されている。この第２荷重伝達面２２Ｈは、例えば車両正面視で三角形に形成された第２突出部２２Ｋの車両上方側の面である。
【００２９】
第１突出部２２Ｊ及び第２突出部２２Ｋは、車両上下方向に並んで設けられ、かつ夫々車幅方向内側に突出していることから、該第１荷重伝達面２２Ｇと第２荷重伝達面２２Ｈとの間には、谷間２６が形成されている。図１に示されるように、この谷間２６には、ルーフサイドレール１２の車幅方向外側のフランジ２０が配置されている。
【００３０】
そしてＢピラー１０及びルーフサイドレール１２の車幅方向外側には、サイドメンバアウタパネル２８が設けられている。このサイドメンバアウタパネル２８の上部は、ルーフサイドレール１２を覆っており、該上部の車幅方向内側の端部は、ルーフサイドレール１２の車幅方向内側のフランジ１８に接合されている。
【００３１】
（作用）
本実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。図４（Ａ）において、ピラー上部構造Ｓ１では、Ｂピラー１０のピラーインナリインフォースメント２２が、ルーフサイドレール１２と近接対向した第１荷重伝達面２２Ｇを有しているので、ピラー上部構造Ｓ１を有する車両に側面衝突等が生じ、Ｂピラー１０に対して車両側方からの荷重ＦＳが入力された際には、例えば第１荷重伝達面２２Ｇがルーフサイドレール１２に当接することで、該荷重ＦＳのうちの例えば荷重Ｆ１が第１荷重伝達面２２Ｇからルーフサイドレール１２へ伝達される。該ルーフサイドレール１２へ伝達された荷重Ｆ１は、フランジ１８に接合された図示しないルーフパネルやルーフクロスメンバ等を介して、更に車幅方向反対側へと伝達される。
【００３２】
ここで、ピラー上部構造Ｓ１では、ピラーインナリインフォースメント２２とルーフサイドレール１２とが剛体結合されていないので、Ｂピラー１０が車幅方向内側へ変形しても、ルーフサイドレール１２にモーメントが生じ難く、荷重Ｆ１を該ルーフサイドレール１２やルーフクロスメンバ等へ、より直接的に伝達することができる。
【００３３】
またピラー上部構造Ｓ１では、ピラーインナリインフォースメント２２が、ルーフサイドレール１２と近接対向した第２荷重伝達面２２Ｈを有している。従って、図４（Ｂ）に示されるように、車両の転覆時等にルーフサイドレール１２に車両上方からの荷重ＦＵが入力された際には、例えば該ルーフサイドレール１２の車幅方向外側のフランジ２０が第２荷重伝達面２２Ｈに当接することで、該荷重のうちの例えば荷重Ｆ２が第２荷重伝達面２２Ｈに伝達される。
【００３４】
ここで、ピラー上部構造Ｓ１では、Ｂピラー１０のピラーインナリインフォースメント２２の上部が、該Ｂピラー１０のピラーアウタリインフォースメント２４の一般部２４Ａに結合され、該ピラーインナリインフォースメント２２の上部がルーフサイドレール１２のフランジ２０に結合されている従来構造と比較して、該ピラーインナリインフォースメント２２の上部が、車両正面視において車両上方に略直線状に延びた状態となっている。これにより、Ｂピラー１０の図心が、従来構造よりも車幅方向外側に移動しているので、ルーフサイドレール１２から第２荷重伝達面２２Ｈに伝達された荷重Ｆ２は、Ｂピラー１０を介して矢印Ｕ方向、即ち車両下方へ伝達されて行く。これにより、ピラー上部構造Ｓ１では、車両上方からの荷重ＦＵを、Ｂピラー１０の軸方向、即ち車両上下方向で受けることができる。
【００３５】
またピラーインナリインフォースメント２２の第１荷重伝達面２２Ｇ及び第２荷重伝達面２２Ｈが、夫々斜め上方に向けられて形成されているので、荷重Ｆ２は、第２荷重伝達面２２Ｈだけでなく、該第１荷重伝達面２２Ｇにも伝達される。
【００３６】
更に、ピラー上部構造Ｓ１では、上記したように、ピラーインナリインフォースメント２２とルーフサイドレール１２とが剛体結合されていないので、ルーフサイドレール１２に車両上方からの荷重ＦＵが入力されても、Ｂピラー１０にモーメントが生じ難く、これによって該Ｂピラー１０の倒れ込み変形が抑制される。従って、荷重Ｆ２をルーフサイドレール１２からＢピラー１０へ、より直接的に伝達することが可能である。
【００３７】
また、ピラー上部構造Ｓ１では、第１荷重伝達面２２Ｇ及び第２荷重伝達面２２Ｈが、夫々ピラーインナリインフォースメント２２の一般部２２Ａから車幅方向内側へ突出形成され、第２荷重伝達面２２Ｈが第１荷重伝達面２２Ｇよりも車両下方に設けられ、ルーフサイドレール１２の車幅方向外側のフランジ２０が、第１荷重伝達面２２Ｇと第２荷重伝達面２２Ｈとの間の谷間２６に配置されているので、車両の側面衝突や転覆等により車体が変形しても、ルーフサイドレール１２のフランジ２０とＢピラー１０のピラーインナリインフォースメント２２との位置関係が安定している。
【００３８】
このようにして、ピラー上部構造Ｓ１では、車両の側面衝突等及び転覆等が生じた際における、ルーフサイドレール１２とＢピラー１０との間での荷重伝達効率を高めることができる。
【００３９】
なお、図４（Ｂ）に示されるように、荷重ＦＵが車両斜め下方に入力された場合には、該荷重ＦＵのうちの荷重Ｆ１が、水平方向成分となってルーフサイドレール１２から図示しないルーフパネルやルーフクロスメンバへ伝達される。
【００４０】
［第２実施形態］
図５，図６において、本実施の形態に係るピラー上部構造Ｓ２では、ピラーインナリインフォースメント２２が車幅方向外側に凸となる断面ハット形に構成されており、ピラーアウタリインフォースメント２４と重ねられて接合され、一般部２２Ａがピラーアウタリインフォースメント２４の一般部２４Ａに近接した状態となっている。一般部２２Ａ，一般部２４Ａ間には、例えば２ｍｍ程度の隙間が設けられている。ピラーインナリインフォースメント２２の車幅方向内側への突出量を少なくすることで、車室スペースをより広く確保できるようになっている。
【００４１】
ピラーインナリインフォースメント２２の上部には、車幅方向内側に突出した第１突出部２２Ｊが設けられており、該第１荷重伝達面２２Ｇの車両上方側の面が第１荷重伝達面２２Ｇとされている。第１実施形態と異なり、第２突出部２２Ｋ、第２荷重伝達面２２Ｈ及び谷間２６（図２参照）は設けられていない。
【００４２】
他の部分については、第１実施形態と同様であるので、同一の部分には図面に同一の符号を付し、説明を省略する。また車両の側面衝突時や転覆時における作用及び効果についても説明を省略する。
【００４３】
［第３実施形態］
図７，図８において、本実施の形態に係るピラー上部構造Ｓ３は、ピラーインナリインフォースメント２２が、ピラーアウタリインフォースメント２４のフランジ２４Ｆに接合される下部体３０と、該ピラーアウタリインフォースメント２４の一般部２４Ａに接合される上部体３２とに分割されており、これらは別々に成形された後に、例えばスポット溶接により接合されて一体化されている。
【００４４】
ピラーインナリインフォースメント２２の上部は、ルーフサイドレール１２とＢピラー１０との間での荷重伝達を効率的に行うために、高剛性を有していることが必要とされる。上部体３２を下部体３０と別体とすることで、該上部体３２の板厚をより大きく設定したり、上部体３２に下部体３０とは異なる材料を用いる等して、該上部体３２の剛性を高めることが可能である。上部体３２の材質には、高張力鋼板等の高剛性材料を用いることが望ましく、所望の剛性を有するものであれば、例えば合成樹脂ブロックであってもよい。
【００４５】
また、第１突出部２２Ｊや第２突出部２２Ｋ等を有し比較的複雑な成形が必要な上部体３２を、比較的単純な形状の下部体３０と別々にプレス成形することで、下部体３０の成形を低コストで行うことができる。
【００４６】
他の部分については、第１実施形態と同様であるので、同一の部分には図面に同一の符号を付し、説明を省略する。また車両の側面衝突時や転覆時における作用及び効果についても説明を省略する。
【００４７】
［第４実施形態］
図９において、本実施の形態に係るピラー上部構造Ｓ４では、第３実施形態と同様に、ピラーインナリインフォースメント２２が、下部体３０と上部体３２とに分割されている。この下部体３０と上部体３２とは、例えば２本の直線状の鋼管３４により結合されている。
【００４８】
上部体３２には、車幅方向内側に突出する第１突出部２２Ｊのみが設けられ、該第１突出部２２Ｊの車両上方側の面が第１荷重伝達面２２Ｇとされている。２本の鋼管３４の下端は、下部体３０における例えば前壁部２２Ｂと後壁部２２Ｃとに、例えばアーク溶接により夫々接合されている。また２本の鋼管３４の上端は、上部体３２における一般部２２Ａのうち、第１突出部２２Ｊを挟む位置に、例えばアーク溶接により夫々接合されている。
【００４９】
本実施形態では、下部体３０と上部体３２とを、直線状の鋼管３４により結合しているので、ピラーインナリインフォースメント２２の上部を車両上下方向に略直線状とすることが容易である。車両の側面衝突時や転覆時等におけるルーフサイドレール１２（図１参照）とＢピラー１０との間での荷重伝達は、この鋼管３４を介して行われるようになっている。
【００５０】
他の部分については、第１実施形態と同様であるので、同一の部分には図面に同一の符号を付し、説明を省略する。また車両の側面衝突時や転覆時における作用及び効果についても説明を省略する。
【００５１】
（他の実施形態）
上記各実施形態では、片側３本のピラーを有する車両を想定し、ピラーとして、該車両のセンターピラーであるＢピラー１０を例に挙げて説明したが、ピラーはこれに限られるものではなく、例えば片側４本のピラーを有する車両における車両前方から３本目のピラー、所謂Ｃピラーであってもよい。
【００５２】
内側部材の一例として、ピラーインナリインフォースメント２２を挙げ、外側部材の一例として、ピラーアウタリインフォースメント２４を挙げて説明したが、内側部材及び外側部材はこれに限られるものではない。
【００５３】
ルーフサイドレール１２のうち車幅方向外側に張出した張出し部の一例として、フランジ２０を挙げたが、張出し部はこれに限られるものではなく、ピラーインナリインフォースメント２２における第１荷重伝達面２２Ｇと第２荷重伝達面２２Ｈとの間の谷間２６に配置できるように、例えばルーフサイドレール１２の一部を車両方向外側に突出させてもよい。
【００５４】
ピラーインナリインフォースメント２２に第１荷重伝達面２２Ｇ及び第２荷重伝達面２２Ｈを設けることとしたが、請求項１に記載の発明については、これらの荷重伝達面が設けられていなくてもよい。
【００５５】
また請求項３に記載の発明では、第２荷重伝達面２２Ｈを設けて第１荷重伝達面２２Ｇを設けない構成としてもよい。
【００５６】
更に請求項３に記載の発明では、第１荷重伝達面２２Ｇ及び第２荷重伝達面２２Ｈが何れも車幅方向内側へ突出形成されていない構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】図１から図４は、第１実施形態に係り、図１はピラー上部構造を示す断面図である。
【図２】車両内側から見たピラーの構成を示す斜視図である。
【図３】ピラーの構成を示す、図１における３−３矢視拡大断面図である。
【図４】（Ａ）車両の側面衝突時等に、ピラーからルーフサイドレールへ荷重が伝達されている状態を模式的に示す断面図である。（Ｂ）車両の転覆時等に、ルーフサイドレールからピラーへ車両下方に荷重が伝達されている状態と、ルーフサイドレールから車幅方向内側へ荷重が伝達されている状態とを模式的に示す断面図である。
【図５】図５及び図６は、第２実施形態に係り、図５は、ピラー上部構造を示す断面図である。
【図６】車両内側から見たピラーの構成を示す斜視図である。
【図７】図７及び図８は、第３実施形態に係り、図７は、ピラー上部構造を示す断面図である。
【図８】車両内側から見たピラーの構成を示す斜視図である。
【図９】第４実施形態に係るピラー上部構造の斜視図である。
【符号の説明】
【００５８】
１０    Ｂピラー（ピラー）
１２    ルーフサイドレール
１４    インナパネル
１６    アウタパネル
２０    フランジ（張出し部）
２２    ピラーインナリインフォースメント（内側部材）
２２Ａ 一般部
２２Ｇ  第１荷重伝達面
２２Ｈ  第２荷重伝達面
２４    ピラーアウタリインフォースメント（外側部材）
２４Ａ  一般部
２６    谷間
ＦＳ    車両側方からの荷重
ＦＵ    車両上方からの荷重
Ｓ１    ピラー上部構造
Ｓ２    ピラー上部構造
Ｓ３    ピラー上部構造
Ｓ４    ピラー上部構造
【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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