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技術 ヒンジキャップ

出願人 凸版印刷株式会社
発明者 和田潔
出願日 2016年2月24日 (4年10ヶ月経過) 出願番号 2016-033215
公開日 2017年8月31日 (3年4ヶ月経過) 公開番号 2017-149452
状態 未査定
技術分野 容器の蓋
主要キーワード 中間切り 本体天板 ヒンジ長 ヒンジ端 キャップフランジ 取出用開口 バタフライタイプ 口部先端
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (8)

課題

刃物を使用したりせず、ヒンジキャップを引っ張るだけで、確実に、かつ、容易にボトルから外すことが出来るヒンジキャップを得る。

解決手段

キャップ本体(3)と上蓋(4)とが連続した一枚に形成された薄肉ヒンジ(5)で繋がり、ヒンジに上蓋を回動させる機能が備わったバタフライタイプのヒンジを有する打栓式ヒンジキャップ(1)であって、ヒンジの左右端部に一定幅で帯状に厚みを厚くした厚肉部(54)を有すると共に、少なくともヒンジ中央と、ヒンジ端部が接続する近傍と、ヒンジ中央から90度の位置とのキャップ本体の本体側壁(31)円周位置において、キャップ本体のボトルと嵌合する嵌合リブ(310)が、切り欠かれた形状であることを特徴とするヒンジキャップ。

概要

背景

台座キャップとがヒンジで繋がり、ヒンジにキャップを回動させて、キャップを開閉可能にする機能が備わったヒンジキャップは、開口時にキャップを落としたり、なくしたり、汚したりしないので、大変便利である。この為、近年特に多くのボトルのキャップとして、使用されてきている。
特にガラスのボトルのように、成形口先寸法を厳密に管理しにくい容器にも、プラスチックでできたヒンジキャップは、その柔軟性のある台座で包み込むようにして嵌合し、密閉することができるので、多用されている。
通常、ヒンジキャップはオレフィン系のプラスチックで成形されている。
そして、ガラスやポリエチレンテレフタレートなどで出来たボトルに上記オレフィン系のプラスチックで成形されたヒンジキャップを嵌合させた容器で、内容物を充填し、販売されている。
この為、ボトルの中の内容物を消費し、ボトルを廃棄する時には、材質別に分別回収する自治体が多いので、ボトルと異なった材質のキャップを、簡単に取り外す必要がある。

例えば、特許文献1では、頂板部及びスカート部から成り、頂板部に内容物取出用開口を形成するスコアが設けられている容器口部に嵌合されるキャップ本体、及びキャップ本体の頂板部を覆うようにキャップ本体に開閉可能にヒンジ連結される上蓋から成るキャップにおいて、
前記キャップ本体には、キャップ本体の下端からキャップ本体のスカート部を覆って延びる側壁が形成され、該側壁はヒンジ部を介して上蓋と連結されると共に、スカート部との間に互いに係合する係合部が形成されており、該側壁で覆われるキャップ本体のスカート部の係合部の内側で且つ側壁とキャップ本体との連結部の両側に弱化部が形成されて、上蓋をキャップ本体から開蓋し、該側壁の係合部を解除して、上蓋をキャップ軸方向上方に引き上げることにより、キャップ本体スカート部に形成された弱化部が破壊され、容器口部から容易に取り外すことが可能なキャップを提案している。

このキャップは、上蓋をキャップ軸方向上方に引き上げることにより、キャップ本体のスカート部の係合部の内側で且つ側壁とキャップ本体との連結部の両側に設けた弱化部が破壊されるので、ボトルとキャップ本体との嵌合が弱まり、外せるとしている。
しかしながら、ロックしている側壁を外す必要があるので手間も掛かる。その上に、ボトルと嵌合しているキャップ本体は、通常剛性が高く、キャップ本体の円周で一部が破壊しても、キャップ本体の天面で繋がっているので、ボトルからキャップを容易に外すことは出来ない問題があった。
この為、上蓋を持って引っ張ると、キャップ本体がボトルから外れずに、ヒンジ部分で破損し、キャップ本体だけになって、ボトルから外れにくいという問題が発生していた。
また、成形する金型が複雑で高価であり、かつ、生産性も悪いので、成形ロスが発生し易い上に、組立工程も必要で、製品価格が高くならざるを得ない問題もあった。

概要

刃物を使用したりせず、ヒンジキャップを引っ張るだけで、確実に、かつ、容易にボトルから外すことが出来るヒンジキャップを得る。キャップ本体(3)と上蓋(4)とが連続した一枚に形成された薄肉のヒンジ(5)で繋がり、ヒンジに上蓋を回動させる機能が備わったバタフライタイプのヒンジを有する打栓式ヒンジキャップ(1)であって、ヒンジの左右端部に一定幅で帯状に厚みを厚くした厚肉部(54)を有すると共に、少なくともヒンジ中央と、ヒンジ端部が接続する近傍と、ヒンジ中央から90度の位置とのキャップ本体の本体側壁(31)円周位置において、キャップ本体のボトルと嵌合する嵌合リブ(310)が、切り欠かれた形状であることを特徴とするヒンジキャップ。

目的

本発明の課題である

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
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請求項1

キャップ本体と上蓋とが連続した一枚に形成された薄肉ヒンジで繋がり、ヒンジに上蓋を回動させる機能が備わったバタフライタイプのヒンジを有する打栓式ヒンジキャップであって、ヒンジの左右端部に一定幅で帯状に厚みを厚くした厚肉部を有すると共に、少なくともヒンジ中央と、ヒンジ端部が接続する近傍と、ヒンジ中央から90度の位置とのキャップ本体の本体側壁円周位置において、キャップ本体のボトルと嵌合する嵌合リブが、切り欠かれた形状であることを特徴とするヒンジキャップ。

請求項2

ヒンジ端部が接続する近傍の本体側壁内面の嵌合リブに設けられた切り欠きが、ヒンジ端部よりも外側に30度以内の円周位置に有することを特徴とする請求項1に記載のヒンジキャップ。

請求項3

ヒンジに接続する本体側壁内面のボトル嵌合リブに設けられた切り欠きを、本体側壁円周方向において、ヒンジ中央から左右90度の位置よりも大きな角度の位置にも有していることを特徴とする請求項1又は2に記載のヒンジキャップ。

請求項4

キャップ本体天面のキャップに当接する嵌合部内側に、プルトップの付いた開封可能な閉鎖板を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のヒンジキャップ。

技術分野

0001

本発明は、ボトル台座が嵌合して固定され、ヒンジで繋がり開閉可能なキャップを有するヒンジキャップに関する。

背景技術

0002

台座とキャップとがヒンジで繋がり、ヒンジにキャップを回動させて、キャップを開閉可能にする機能が備わったヒンジキャップは、開口時にキャップを落としたり、なくしたり、汚したりしないので、大変便利である。この為、近年特に多くのボトルのキャップとして、使用されてきている。
特にガラスのボトルのように、成形口先寸法を厳密に管理しにくい容器にも、プラスチックでできたヒンジキャップは、その柔軟性のある台座で包み込むようにして嵌合し、密閉することができるので、多用されている。
通常、ヒンジキャップはオレフィン系のプラスチックで成形されている。
そして、ガラスやポリエチレンテレフタレートなどで出来たボトルに上記オレフィン系のプラスチックで成形されたヒンジキャップを嵌合させた容器で、内容物を充填し、販売されている。
この為、ボトルの中の内容物を消費し、ボトルを廃棄する時には、材質別に分別回収する自治体が多いので、ボトルと異なった材質のキャップを、簡単に取り外す必要がある。

0003

例えば、特許文献1では、頂板部及びスカート部から成り、頂板部に内容物取出用開口を形成するスコアが設けられている容器口部に嵌合されるキャップ本体、及びキャップ本体の頂板部を覆うようにキャップ本体に開閉可能にヒンジ連結される上蓋から成るキャップにおいて、
前記キャップ本体には、キャップ本体の下端からキャップ本体のスカート部を覆って延びる側壁が形成され、該側壁はヒンジ部を介して上蓋と連結されると共に、スカート部との間に互いに係合する係合部が形成されており、該側壁で覆われるキャップ本体のスカート部の係合部の内側で且つ側壁とキャップ本体との連結部の両側に弱化部が形成されて、上蓋をキャップ本体から開蓋し、該側壁の係合部を解除して、上蓋をキャップ軸方向上方に引き上げることにより、キャップ本体スカート部に形成された弱化部が破壊され、容器口部から容易に取り外すことが可能なキャップを提案している。

0004

このキャップは、上蓋をキャップ軸方向上方に引き上げることにより、キャップ本体のスカート部の係合部の内側で且つ側壁とキャップ本体との連結部の両側に設けた弱化部が破壊されるので、ボトルとキャップ本体との嵌合が弱まり、外せるとしている。
しかしながら、ロックしている側壁を外す必要があるので手間も掛かる。その上に、ボトルと嵌合しているキャップ本体は、通常剛性が高く、キャップ本体の円周で一部が破壊しても、キャップ本体の天面で繋がっているので、ボトルからキャップを容易に外すことは出来ない問題があった。
この為、上蓋を持って引っ張ると、キャップ本体がボトルから外れずに、ヒンジ部分で破損し、キャップ本体だけになって、ボトルから外れにくいという問題が発生していた。
また、成形する金型が複雑で高価であり、かつ、生産性も悪いので、成形ロスが発生し易い上に、組立工程も必要で、製品価格が高くならざるを得ない問題もあった。

先行技術

0005

特許第3353242号公報

発明が解決しようとする課題

0006

そこで、刃物を使用したりせず、ヒンジキャップを引っ張るだけで、確実に、かつ、容易にボトルから外すことが出来るヒンジキャップを得ることが本発明の課題である。

課題を解決するための手段

0007

本発明のヒンジキャップは、
キャップ本体と上蓋とが連続した一枚に形成された薄肉のヒンジで繋がり、ヒンジに上蓋を回動させる機能が備わったバタフライタイプのヒンジを有する打栓式ヒンジキャップであって、
ヒンジの左右端部に一定幅で帯状に厚みを厚くした厚肉部を有すると共に、
少なくともヒンジ中央と、ヒンジ端部が接続する近傍と、ヒンジ中央から90度の位置とのキャップ本体の本体側壁円周位置において、
キャップ本体のボトルと嵌合する嵌合リブが、切り欠かれた形状であることを特徴とするヒンジキャップである。

0008

本発明のヒンジキャップは、しっかりとボトルに嵌合させることが出来る。しかし、廃棄する時には、刃物を使用したりせず、ヒンジキャップを単に上に引っ張るだけで、確実に、かつ、容易にボトルから外すことが出来る。
しかも、キャップの生産では、成形性も良く、単に射出成形し、キャップを閉めるだけの工程だけで製造できるので、生産性が高い。

図面の簡単な説明

0009

本発明のヒンジキャップをボトルに取り付けた状態と、キャップ単体の斜視図である。
本発明のヒンジキャップの上蓋を開けた状態で、上蓋側と、キャップ本体側から見た斜視図である。
本発明のヒンジキャップの上蓋を開けた状態の平面図で、注出側から見た図と、ボトル嵌合側から見た平面図である。
本発明のヒンジキャップのヒンジ部近傍の拡大平面図と拡大断面図である。
本発明のヒンジキャップの成形直後の状態を示す断面図と、閉める工程を示す断面図である。
本発明のヒンジキャップを閉じ、ボトルに嵌合させた状態の断面図である。
本発明のヒンジキャップをボトルから引き抜く状態を示す断面図である。

実施例

0010

以下、本発明のヒンジキャップの実施形態例について、図を用いて詳細に説明する。
図1−1は本発明のヒンジキャップ1をブロー成形したボトル2に嵌合した状態で、図1−2、図1−3は、そのヒンジキャップ1単体で、上蓋を閉じた状態の斜視図である。
ヒンジキャップ1は、キャップ本体3と上蓋4とからなり、キャップ本体3と上蓋4はヒンジ5によって繋がっている。
ヒンジ5はキャップ本体3の本体側壁31上端と、上蓋4の蓋側壁42下端とに繋がり、左右がキャップ外径に合わせて飛び出して、左右と中央が一体に形成されているバタフライヒンジ形状にした。
これは、キャップ本体3と上蓋4との接続部幅を広く取ることができるメリットがあり、キャップを引き抜く力を伝えやすいと共に、回動させる起点となるヒンジから離れ、その外側に引っ張る為の強度を受けることができる構造を作ることができるからである。
ヒンジ5と反対側の上蓋4側面には庇状キャップフランジ41が設けられ、上蓋を開けやすくしている。

0011

図2はヒンジキャップ1単体における上蓋4を開けた状態で、図2−1は上蓋側から見た斜視図、図2−2はキャップ本体側からみた斜視図である。
上蓋4は蓋側壁42と天板43とからなり、天板内側にはキャップインナリング44が設けられている。又、蓋側壁42の内側には凸設リング34と嵌合する嵌合リング421が設けられている。
キャップ本体3の上面中央には、本体天板30があり、その本体天板の中央に閉鎖板がある。その閉鎖板に接続し、閉鎖板周囲の閉鎖板脆弱線を引き千切って開口するプルリング32が設けられ、その外側に周状突起33、さらにその外側に凸設リング34が順次本体天板に設けられている。
周状突起33は、キャップインナーリング44に挿嵌し、液止めする役目を有すると共に、キャップインナーリング44が干渉し過ぎないようにヒンジ側を低く設定し、上蓋がスムースにキャップ本体に位置合わせして、所定の位置に正確に案内する役目を持っている。
また、凸設リング34の外側には嵌合リング421と嵌合する嵌合突起が少なくともキャップフランジ側に設けられ、落下などで容易に上蓋4が開いてしまわないようにしている。

0012

図3−1はヒンジキャップの上蓋4を開いた状態の平面図で、図3−2は、その底面図である。
閉鎖板320が底面図側から確認できるが、その閉鎖板端部にプルリング32が平面図側に設けられている。
図3−2の底面図で分かるように、キャップ本体3の本体側壁31内側には、ボトル口部に嵌合する嵌合リブ310が全周囲に渡って設けられている。
しかし、その嵌合リブ310には、ヒンジ5の中央にヒンジ側切り欠き311、その左右に右裏中間切り欠き312、左裏中間切り欠き315、右90度切り欠き313、左90度切り欠き316、右表中間切り欠き314、左表中間切り欠き317と、7つの切り欠きが設けられている。
これらの切り欠き部分では、わずかではあるが、側壁も薄くして、無理な力が働く場合には、この切り欠き部分で伸びやすくなっている。
特に、右裏中間切り欠き312と左裏中間切り欠き315は、バタフライヒンジの端部よりも外側に30度以内の円周位置に有するようにした。それは、ヒンジを介して上蓋を引き上げた時に、ヒンジ端部の直近の位置に切り欠きを配して切り欠きを伸びやすくし、右裏中間切り欠き312と左裏中間切り欠き315の間の本体側壁31がより外側に拡張し、ヒンジの膜状ヒンジに無理な力が掛かりにくくするためである。このことによって、よりバタフライヒンジは切れにくくなった。

0013

図3−1に楕円で示したヒンジキャップのヒンジ部分を拡大した図が図4−1である。そして、図4−1のA−A断面、B−B断面、C−C断面を、それぞれ、図4−2、図4−3、図4−4に示した。
ヒンジは、折り曲げる所に薄肉部分を設け、ポリオレフィンなどの結晶性樹脂を射出成形する時に、その薄肉部分では一方方向に流して成形し、樹脂分子がヒンジの折れる方向に対し直角方向に並ぶようにして製造する。
成形直後に、さらに、ヒンジ部分を一旦折り曲げると、高分子の長い鎖が伸ばされ、延伸し、確実に樹脂の分子や結晶がヒンジの折れる直角方向に並ぶので、より強度を増す。
この為、ヒンジが折れ曲がる時に、長い高分子の直鎖状の部分が曲げられるだけなので、強度が高く、簡単には折れないヒンジが生み出される。
ところで、このヒンジキャップは、上蓋を引っ張って、ボトルから引き抜くことができるように設計する。
そこで、全幅で繋がって切れ目のないバタフライヒンジの形状とすることにした。

0014

バタフライヒンジは、中央にあって、折り曲げの支点になり得る、ヒンジの長さに対して直角方向がわずかな薄肉の幅で構成される幾何学的主軸部分51がある。また、その左右にあって、ヒンジを開けたり閉めたりする為のヒンジの長さに対して直角方向が幾何学主軸に対して一定の長さを有する薄肉で構成される膜状ヒンジ52,53とから構成されている。
上蓋4を引っ張って、ボトルから引き抜く時に強い力を掛けるが、平均的に上蓋4を引っ張ることができないと、一方の薄肉のヒンジに負担が掛かり、切れ手しまうのを防ぐ為に、図4−2に示すヒンジ部の左右端部に肉厚部54を設けた。
この肉厚部54は、ヒンジの左右両端に、全長に渡って、ヒンジ長さの20パーセント程ずつの幅で厚肉部54を設けている。その直ぐ内側のヒンジの厚みの20パーセント〜100パーセント肉厚アップすることが好ましい。

0015

図4−3は図4−1のB−B断面で、バタフライヒンジの幾何学的主軸部分51の断面図で、さらに右側にその拡大図を示した。
幾何学的主軸部分51の中央には非常に薄くて長さが短い薄肉部分510があって、その前後に肉厚部分から徐々に薄肉になるように、傾斜部分511が設けられている。
この為、この幾何学的主軸部分51では、長さの短い薄肉部分510だけが変形し、回動する中心軸振れにくくなる。
さらに、この幾何学的主軸部分51は折り曲げる一定の幅でキャップ外形を削って、直線形状になるように設定して、成形性と強度、可動性を図っている。

0016

図4−4は、図4−1のC−C断面で、バタフライヒンジの膜状ヒンジ53の断面図で、右側にその拡大図を示した。
膜状ヒンジ53は変形し易いように薄肉になってはいるが、帯状に一定の長さを有し、上蓋を明けて180度に開いた時でも一定のたるみを持たせてあり、そのたるみがバネ性を生んで、開閉の補助をする役割を持っている。
膜状ヒンジ53は、バタフライヒンジの幾何学的主軸部分近傍から徐々に離れていくことによって、膜状ヒンジ53の長さが長くした3次元形状を持たせている。
この膜状ヒンジ53の左右両端に肉厚部を設けて、バネ性の強化物理的な強度を確保している。

0017

図5−1は、成形直後のヒンジキャップの断面図である。上蓋4とキャップ本体3はヒンジ5で繋がっている。
キャップ本体3の本体側壁31内側には、ボトル口部に嵌合する嵌合リブ310が全周囲に渡って設けられ、その嵌合リブ310にヒンジ側切り欠き311、左裏中間切り欠き315、左90度切り欠き316、左表中間切り欠き317切り欠きが見られる。
プルリング32に接続している閉鎖板320は、周囲に閉鎖板脆弱線321が設けられていて、プルリング32を引き上げて、閉鎖板脆弱線321を引き切って閉鎖板320を外すと、ヒンジキャップ1は開口する。

0018

図5−2は、ヒンジ5を中心にしてヒンジキャップの上蓋4を回動させ、キャップ本体3側に折り曲げている途中の工程を示す断面図である。
周状突起33の高さは、ヒンジ側を低く、ヒンジ反対側を高く設けられていて、上蓋を回動させると、上蓋4に設けたキャップインナーリング44がヒンジ側の周状突起33に接触し、周状突起33の傾斜に沿ってスムースにキャップインナーリング44が挿入されていく。

0019

図6−1は、ヒンジを完全に折り曲げ、上蓋4をキャップ本体3に嵌合させた状態の断面図である。
ヒンジキャップを射出成形後、一旦、このように嵌合した状態にしておく。

0020

図6−2は、上蓋4をキャップ本体3に嵌合させたヒンジキャップをボトルの口部先端に挿嵌した状態を示す断面図である。
ボトルの口先にヒンジキャップを乗せ、打栓機で加圧すれば、容易にヒンジキャップが挿嵌できる。

0021

図7は、上蓋4を開けて、上蓋を持って斜めに引き上げ、キャップ本体3をボトル2から引き抜く状態を示す断面図である。
ヒンジキャップのキャップ本体3において、キャップ側壁31内側に設けられた切り欠き部分は、嵌合突起が無く、強度が部分的に弱いので、切り欠き部分が伸ばされ、変形し易い。
この図では、ボトルインナーリング35が変形し、ボトル口先内面から外れ掛かることによって、左裏中間切り欠き315、左90度切り欠き316、左表中間切り欠き317などの切り欠き部分が逐次選択的に伸びて、嵌合突起31の先端が、ボトル口部の口元突起211から外れ始めた状態である。

0022

この動作は、力を衝撃的に加えることで、容易にヒンジキャップを外すことができる。実際には、嵌合リブ310の内、ヒンジ5の直ぐ近傍に設けたヒンジ側切り欠き311は、上蓋に接続したヒンジが引っ張られる際の、嵌合突起31から外れるきっかけになる。また、ヒンジ側切り欠き311の左右に設けられた右裏中間切り欠き312と左中間裏切り欠き315は、バタフライヒンジの膜状ヒンジ52、53の厚肉部54からの引っ張り力が掛かり易く、嵌合突起31を外し易くしている。
さらに、右90度切り欠き313、左90度切り欠き316は、キャップ本体3の側壁が割れる形で変形し、最後にボトル口先からヒンジキャップを外すのに、必須の切り欠きである。
以上は、衝撃的に上蓋を引っ張る時でも、それぞれの切り欠きに、ヒンジ側から段階的に引っ張られて変形し、作用させていくことができる。
台座の円周方向でヒンジ中央から左右90度の位置よりも大きな角度の位置に追加した右表中間切り欠き314、左表中間切り欠き317は、ボトルにヒンジキャップを打栓する時に、バランスを取りやすくなる。ただし、必ずしも必須な切り欠きではない。
このような嵌合突起31の切り欠きは、部分的で、分散して設けているので、通常の扱いで発生する落下衝撃などによって外れてしまうことを防止しながら、意識して衝撃的に上蓋を引っ張る時には外れるように作用させることが出来る。

0023

本発明のヒンジキャップに使用する材料は、低密度ポリエチレン直鎖状低密度ポリエチレン中密度ポリエチレン高密度ポリエチレンエチレンプロピレンランダム共重合体、エチレン・プロピレンブロック共重合体、などの樹脂単体、あるいはそれらを混合した結晶性のポリオレフィンが使用できる。
また、射出成形金型を用い、一般的な射出成形機で量産できるので、生産性も高い。

0024

本発明のヒンジキャップを使用するボトルは、できるだけ、口元の嵌合部の精度が高いボトルが好ましい。例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンポリカーボネートなどの2軸延伸ブローボトルインジェクションブローボトルが良い。
しかし、通常の高密度ポリエチレンやアクリロニトリル、ポリプロピレンなどのダイレクトブローロータリーブロー成形機で製造される一般的なブローボトルでもかまわない。さらに、ガラスなどのボトルや陶器ボトルであってもかまわない。

0025

本発明のヒンジキャップは、以上のようなもので、単に打栓してボトルに嵌合させるキャップである。通常の取り扱いではキャップの嵌合が外れることは無いが、廃棄する時には、刃物を使用したりせず、ヒンジキャップを単に上に引っ張るだけで、確実に、かつ、
容易にボトルから外すことが出来る。
しかも、キャップの生産では、成形性も良く、単に成形し、上蓋を閉めるだけの工程だけで製造できるので、生産性が高いなど、本発明のメリットは高い。

0026

1・・・・・・・・ヒンジキャップ
2・・・・・・・・ボトル
3・・・・・・・・キャップ本体
31・・・・・・・本体側壁
310・・・・・・嵌合リブ
311・・・・・・ヒンジ側切り欠き
312・・・・・・右裏中間切り欠き
313・・・・・・右90切り欠き
314・・・・・・右表中間切り欠き
315・・・・・・左裏中間切り欠き
516・・・・・・左90切り欠き
317・・・・・・左表中間切り欠き
32・・・・・・・プルリング
320・・・・・・閉鎖板
321・・・・・・閉鎖板脆弱線
33・・・・・・・周状突起
34・・・・・・・凸設リング
4・・・・・・・・上蓋
41・・・・・・・キャップフランジ
42・・・・・・・蓋側壁
421・・・・・・嵌合リング
43・・・・・・・天板
44・・・・・・・キャップインナーリング
5・・・・・・・・ヒンジ
51・・・・・・・幾何学的主軸部分
52・・・・・・・膜状ヒンジ(左)
53・・・・・・・膜状ヒンジ(右)
54・・・・・・・厚肉部

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