JP2018037664A - 電気部品とプリント回路基板とを電気的に接続するためのフレキシブルデバイス、システム、及びシステム取り付け方法 - Google Patents

電気部品とプリント回路基板とを電気的に接続するためのフレキシブルデバイス、システム、及びシステム取り付け方法 Download PDF

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Abstract

【課題】電気部品とプリント回路基板とを電気的に接続するフレキシブルデバイスを提供する。
【解決手段】フレキシブル電気接続デバイス2は主延在方向を有し、主延在方向におけるフレキシブル電気接続デバイスの一端に形成された第1の接触領域3と、主延在方向におけるフレキシブル電気接続デバイスの他端に形成された第2の接触領域3’とを含む。フレキシブル電気接続デバイスは芯部材6を含むか又は支持部材に結合される。一端に実装される電気部品は、フレキシブル電気接続デバイスの第1の接触領域3と直接電気的に接触するように設けられる。
【選択図】図1

Description

本発明は、一方で、特に自動車のための、電気部品とプリント回路基板とのフレキシブル電気接続デバイスに関し、他方で、システム及びそのようなシステムの取り付け方法に関する。
現在、フラットフレキシブルケーブル(FFC)又はフレキシブルプリント回路(FPC)を用いて、電気部品を主プリント回路基板に接続することが一般的である。このような電気部品とは、例えば、スイッチ、ボタン、制御端末等であって、フレキシブル電気接続デバイスが取り付けられた車両のユーザ、特にドライバーにとって使いやすいものでなければならない。一般的に、このようなフレキシブル電気接続の手法では、電気部品を主プリント回路基板に対する副プリント回路基板に接触させて取り付け、そして、副プリント回路基板を主プリント回路基板に接続するフラットフレキシブルケーブル又はフレキシブルプリント回路を、両端にてコネクタにより主プリント回路基板と副プリント回路基板の両方にそれぞれ取り付ける。
上述の手法は十分であるが、それにかかる費用が高い。当然、2つのプリント回路基板(主と副)と、さらに、フラットフレキシブルケーブル又はフレキシブルプリント回路の一端を主プリント回路基板に接続するとともに他端を副プリント回路基板に接続するための2つのコネクタとを設けることは高コストであり、その結果、このようなシステムのコストは高くなる。
本発明の主たる目的は、従来技術の問題点、特に上述の問題点を軽減することであり、さらなる目的は、必要な構成部品にかかるコストを最小限にするとともに、プリント回路基板システムにかかるコストを低減するような、電気部品とプリント回路基板とのフレキシブル電気接続デバイスと、プリント回路基板システムと、プリント回路基板の取り付け方法とを提案することである。
本発明によれば、この目的は、電気部品とプリント回路基板とのフレキシブル電気接続のためのデバイスにより達成される。このフレキシブル電気接続デバイスは、主延在方向を有する。また、フレキシブル電気接続デバイスは、主延在方向におけるフレキシブル電気接続デバイスの一端に形成された第1の接触領域を有する。また、フレキシブル電気接続デバイスは、主延在方向におけるフレキシブル電気接続デバイスの他端に形成された第2の接触領域を有する。電気部品は、第1の接触領域によって、フレキシブル電気接続デバイスに直接電気的に接触するように設計されている。また、フレキシブル電気接続デバイスは、芯部材を備えるか、あるいは、支持部材に結合されている。
本発明によれば、このようなフレキシブル電気接続デバイスの一実施形態により、副プリント回路基板を省略できるという利点がある。その結果、副プリント回路基板にかかるコストを差し引けるだけなく、フレキシブル電気接続デバイスに対する副プリント回路基板の取り付け及び組み立てにかかるコストも差し引けるので、システムのコストを低減することが可能である。また、本発明によれば、従来技術でフレキシブル電気接続デバイスと副プリント回路基板との電気的接触に使用されていた第2の接続部材のコストの分だけ、システムのコストを低減することができる。
本発明によれば、ある実施形態において、フレキシブル電気接続デバイスが芯部材を備えることができる。また、他の実施形態では、フレキシブル電気接続デバイスは芯部材を備えず、電気部品との安全な接触が可能となるように、第1の接触領域に十分な剛性を与える支持部材にフレキシブル電気接続デバイスを結合することが可能である。
本発明の好ましい利点は、フレキシブル電気接続デバイスがフラットフレキシブルケーブル(FFC)又はフレキシブルプリント回路(FPC)であるということである。
このようなフレキシブル電気接続デバイスの一実施形態により、特にフラットフレキシブルケーブル(FFC)を用いて、あるいは、変形例としてフレキシブルプリント回路(FPC)を用いて、プリント回路基板とスイッチ等の電気部品との接続を行うことができるという利点がある。
本発明の好ましい利点は、芯部材が、可塑性材料を溶接することにより、フレキシブル電気接続デバイスに取り付けられることである。
このようなフレキシブル電気接続デバイスに対する芯部材の取り付け形態により、非常に経済的で、しかも、機械的安定性と耐久性が得られるように、電気部品の支持を行うことができるという利点がある。例えば、フレキシブル電気接続デバイスの製造時又は組み立て時、つまり、フラットフレキシブルケーブル又はフレキシブルプリント回路の製造時に、芯部材を製造することが可能である。
また、本発明の他の好ましい実施形態によれば、芯部材は、フレキシブル電気接続デバイスと一体的に設計される。
このようなフレキシブル電気接続デバイスの一実施形態により、芯部材とフレキシブル電気接続デバイスとの一体的な製造、あるいは、少なくとも部分的に一体的な製造によって、さらに製造が経済的になるという利点がある。
本発明に係るフレキシブル電気接続デバイスの好ましい実施形態によれば、第1の接触領域と芯部材とがそれぞれフレキシブル電気接続デバイスの表裏面に設けられる。
このようなフレキシブル電気接続デバイスの一実施形態により、好ましくは導電金属トラックに対して第1の接触領域の反対側に配置された芯部材を介して、フレキシブル電気接続デバイスの端部に大きな安定性を与えることが可能であるという利点がある。
本発明に係るフレキシブル電気接続デバイスの他の好ましい実施形態によれば、フレキシブル電気接続デバイスは、フレキシブル電気接続デバイスの第1の接触領域を取り付けるように設計された固定部材を備える。
このような実施形態により、芯部材とフレキシブル電気接続デバイスの一端とを、支持部材、例えば、車両室内のボックスの一部や部品の一部に取り付け、固定すればよい。本発明によれば、固定部材は、芯部材を留めるための凹部、穴部等の部材であるとよい。
本発明のさらに他の好ましい実施形態によれば、フレキシブル電気接続デバイスは、固定部材が配置された固定領域を備える。
本発明に係るフレキシブル電気接続デバイスの他の好ましい実施形態によれば、固定領域において、芯部材は、フレキシブル電気接続デバイスの主延在方向に、及び/又はフレキシブル電気接続デバイスの主延在方向に直交する方向に、第1の接触領域から突出する。
このようなフレキシブル電気接続デバイスの一実施形態により、フレキシブル電気接続デバイスの電気部品を支持する一端を、特に車両内の異なる位置に、簡単かつ効果的に取り付けることができる。
また、本発明は、プリント回路基板と、電気部品と、フレキシブル電気接続デバイスとを備えるプリント回路基板システムに関する。フレキシブル電気接続デバイスは、電気部品とプリント回路基板との間に設けられる。フレキシブル電気接続デバイスは主延在方向を有する。フレキシブル電気接続デバイスは、主延在方向におけるフレキシブル電気接続デバイスの一端に形成された第1の接触領域を有する。フレキシブル電気接続デバイスは、主延在方向におけるフレキシブル電気接続デバイスの他端に形成された第2の接触領域を有する。第2の接触領域は、接続部材によりプリント回路基板に接続される。電気部品は、フレキシブル電気接続デバイスの第1の接触領域に直接電気的に接触するように設計される。また、フレキシブル電気接続デバイスは芯部材を含み、又は支持部材に結合される。
本発明に係るこのプリント回路基板システムは、プリント回路基板(すなわち、従来技術の主プリント回路基板)と、特にスイッチである電気部品と、本発明のフレキシブル電気接続デバイスを用いて電気部品をプリント回路基板に電気的に接続するフレキシブル電気接続デバイスとを備える。また、フレキシブル電気接続デバイスの好ましい実施形態はすべて、プリント回路基板システムにもあてはまる。
さらに、本発明は、プリント回路基板と、電気部品と、フレキシブル電気接続デバイスとを備えるプリント回路基板システムの取り付け方法に関する。フレキシブル電気接続デバイスは、電気部品とプリント回路基板との間に設けられる。フレキシブル電気接続デバイスは主延在方向を有する。フレキシブル電気接続デバイスは、主延在方向におけるフレキシブル電気接続デバイスの一端に形成された第1の接触領域を有する。フレキシブル電気接続デバイスは、主延在方向におけるフレキシブル電気接続デバイスの他端に形成された第2の接触領域を有する。フレキシブル電気接続デバイスは芯部材を含み、又は支持部材に結合される。取り付け方法は、接続部材により第2の接触領域をプリント回路基板に接続するステップと、電気部品をフレキシブル電気接続デバイスの第1の接触領域と直接電気的に接触させるステップとを備える。
本発明に係るプリント回路基板システムの取り付け方法により、このような電気部品をプリント回路基板に接続するシステムを、簡単かつ効果的に組み立てることが可能であるという利点がある。
本発明の第1の実施形態に係るフレキシブル電気接続デバイスの概略正面図である。 本発明の第2の実施形態に係るフレキシブル電気接続デバイスの概略正面図である。 本発明の第2の実施形態に係るフレキシブル電気接続デバイスの概略側面図である。 本発明の他の実施形態に係るフレキシブル電気接続デバイスの概略正面図である。 本発明の他の実施形態に係るフレキシブル電気接続デバイスの概略正面図である。 本発明の他の実施形態に係るフレキシブル電気接続デバイスの概略正面図である。 本発明の他の実施形態に係るフレキシブル電気接続デバイスの概略正面図である。 本発明の他の実施形態に係るフレキシブル電気接続デバイスの概略正面図である。 本発明の第3の実施形態に係るフレキシブル電気接続デバイスの概略正面図及び側面図である。 本発明の第4の実施形態に係るフレキシブル電気接続デバイスの概略正面図及び側面図である。 本発明の第5の実施形態に係るフレキシブル電気接続デバイスの概略正面図及び側面図である。 本発明の第6の実施形態に係るフレキシブル電気接続デバイスの概略正面図及び側面図である。
本発明の他の特徴及び利点については、以下に示す本発明の特定の非限定的な実施形態の説明により明らかとなる。
以下に好ましい実施形態を非限定的な例として示し、添付の概略図面を参照して説明するが、これらの説明により本発明はさらに理解されるであろう。
図1に、本発明の第1の実施形態に係るフレキシブル電気接続デバイスの概略正面図を示す。フレキシブル電気接続デバイス2は、特にフラットフレキシブルケーブル(FFC)又はフレキシブルプリント回路(FPC)である。
図2は、本発明の第2の実施形態に係るフレキシブル電気接続デバイス2の概略正面図を示す。図3は、第2の実施形態のフレキシブル電気接続デバイス2の概略側面図を示す。
図4乃至図8は、本発明の他の実施形態に係るフレキシブル電気接続デバイスの概略正面図を示す。
図9乃至図12は、本発明の第3、第4、第5、第6の各実施形態に係るフレキシブル電気接続デバイスの概略正面図及び側面図を示す。
本発明のすべての実施形態において、フレキシブル電気接続デバイス2は、好ましくは互いに絶縁された複数の導電トラック4からなるフレキシブルケーブルを備えている。フレキシブル電気接続デバイス2は、例えばスイッチ等の電気部品11をプリント回路基板12に接続する。電気部品11は図3にしか示されていないが、図1及び図2にもある。フレキシブル電気接続デバイス2と、電気部品11と、プリント回路基板12とからなる組立体のことを、プリント回路基板システム1とも言う。
フレキシブル電気接続デバイス2は、第1の接触領域3と第2の接触領域3’とを備える。第1の接触領域3は、(フレキシブル電気接続デバイス2の主延在方向における)フレキシブル電気接続デバイス2の一端に形成されている。第2の接触領域3’は、(主延在方向における)フレキシブル電気接続デバイス2の他端に設けられている。本発明によれば、電気部品11は、第1の接触領域3を介してフレキシブル電気接続デバイスに直接電気的に接触する配置、すなわち、フレキシブル電気接続デバイス2の導電トラック4の少なくともの一部に直接電気的に接触する配置、となるように設計されている。これは、電気部品11に接触するための副プリント回路基板を設ける必要がなく、電気部品11はフレキシブル電気接続デバイス2に直接接触するということである。第1の接触領域3及び第2の接触領域3’では、導電トラック4の絶縁が取り除かれている。本発明によれば、第2の接触領域3’は、特に、フレキシブル電気接続デバイス2とプリント回路基板12との接続性を得るために接続部材5に挿入されるように設計される。接続部材5は、従来のコネクタ、特に低挿入力(LIF)コネクタ又はゼロ挿入力(ZIF)コネクタであればよい。本発明の好ましい実施形態によれば、フレキシブル電気接続デバイス2は、第2の接触領域3’に他方の芯部材6’も有する。このような他の芯部材6’を図3、図9、図10、図11、図12に示す。
本発明の一部の実施形態によれば(特に図1乃至図9、図11参照)、フレキシブル電気接続デバイス2は一方の芯部材6を備える。
本発明の他の実施形態によれば(特に図10及び図12参照)、フレキシブル電気接続デバイス2は芯部材6を備えず、フレキシブル電気接続デバイス2は、電気部品11との安全な接触を可能にするための十分な剛性を第1の接触領域3に与える芯部材6’に結合されている。
フレキシブル電気接続デバイス2が芯部材6を備える場合、芯部材6は、第1の接触領域3に配置されるか、又は(フレキシブル電気接続デバイス2の主延在方向における)第1の接触領域3の位置に配置される。フレキシブル電気接続デバイス2の一実施形態によれば、芯部材6は、第1の接触領域3の端部にてフレキシブル電気接続デバイス2に取り付けられる。本発明の他の実施形態によれば、この芯部材6は、第1の接触領域3の端部にて、フレキシブル電気接続デバイス2と一体的に形成される。芯部材6がフレキシブル電気接続デバイス2に取り付けられる場合、これら2つの部材は、溶接、接着等により取り付けられる。芯部材6は、例えば、部分的にプラスチックシート又は金属シートにより形成される。
本発明によれば、芯部材6は、フレキシブル電気接続デバイス2の導電トラック4に対して、第1の接触領域3の反対側に位置することが好ましい。
フレキシブル電気接続デバイス2は、第1の接触領域3の端部において固定部材8を備えてもよい。同様に、フレキシブル電気接続デバイス2は、第1の接触領域3の端部において固定領域7を備え、固定部材8が固定領域7に配置されるようにしてもよい。
例えば、フレキシブル電気接続デバイス2の主延在方向に(図2参照)、及び/又は、フレキシブル電気接続デバイス2の主延在方向に直交する方向に(図1参照)、芯部材6がフレキシブル電気接続デバイス2から突出するように、固定領域7を設計してもよい。また、図4乃至図8に示すように、このような実施形態の他の変形例も可能である。図4の実施形態によれば、フレキシブル電気接続デバイス2の主延在方向に直交する方向に、芯部材6がフレキシブル電気接続デバイス2から突出するように、固定領域7が設計され、固定部材8として凹部8(穴状)が設けられている。図5の実施形態によれば、フレキシブル電気接続デバイス2の主延在方向に直交する方向に、芯部材6がフレキシブル電気接続デバイス2から突出するように、固定領域7が設計され、固定部材8として凹部8が設けられている。図6の実施形態によれば、フレキシブル電気接続デバイス2の主延在方向に、芯部材6がフレキシブル電気接続デバイス2から突出するように、固定領域7が設計され、固定部材8として凹部8(穴状)が設けられている。図7の実施形態によれば、フレキシブル電気接続デバイス2の主延在方向に、芯部材6がフレキシブル電気接続デバイス2から突出するように、固定領域7が設計され、固定部材8として凹部8が設けられている。図8の実施形態によれば、フレキシブル電気接続デバイス2の主延在方向に直交する方向に、芯部材6がフレキシブル電気接続デバイス2から突出するように、固定領域7が設計され、固定部材8としてピン8が設けられている。
フレキシブル電気接続デバイスにおける導電トラック4の極性は、互い違いとなるように設計される。
電気部品11は、第1の接触領域3を介してフレキシブル電気接続デバイス2に直接接続される。電気部品11がスイッチである場合、スイッチ11の接触部材9は、ユーザがスイッチ11を押したときに、移動して第1の接触領域3における異なる導電トラック4に接触するように構成され、それ以外は、接触部材9は第1の接触領域3から離間して、スイッチ11が開放される。また、スイッチ11は、スイッチの機能を実行するために接触部材9に結合されたエッジ部材10を備える。特に、エッジ部材10は、ゴムやゴムに類似する材料等の可撓性材料で形成することができる
図3(及び図9、図10、図11、図12)の例示において、スイッチ11(及び接触部材9)は開放位置の状態で示されている。つまり、接触部材9は第1の接触領域3の表面から離れている。ユーザがスイッチ11を作動させると、接触部材は第1の接触領域3の表面に近づき、導電トラック4のうちの少なくとも2トラックが接触する。
フレキシブル電気接続デバイス2の長さ(及び導電トラック4の幅と本数)は、スイッチ11又は電気部品11がプリント回路基板12から比較的遠い位置に配置されるように、車両の条件に合わせればよい。
本発明の第3、第4、第5、第6の各実施形態(図9、図10、図11、図12)によれば、フレキシブル電気接続デバイス2は、少なくとも部分的に、取り付け条件や第1の接触領域3における安定性を達成できる幅を有するように設計されればよい。したがって、フレキシブル電気接続デバイス2は、(フレキシブル電気接続デバイス2の主延在方向において少なくとも部分的に)導電トラック4を、電気部品11の電気的接続に使用される本数より多く備える。このようにすれば、芯部材6がフレキシブル電気接続デバイス2の主延在方向に直交する方向にフレキシブル電気接続デバイス2から突出することなく、第1の接触領域3におけるフレキシブル電気接続デバイス2の幅を維持することが可能である(例えば、第1の実施形態に対して)。第3及び第5の実施形態(図9及び図11)は、このような実施形態の例を示している。第5の実施形態(図11)では、フレキシブル電気接続デバイス2の幅が、第1の接触領域3の後に狭められている。すなわち、第2の接触領域3’に向かって幅が狭くなっている。
図10及び図12に示す本発明の第4及び第6の実施形態によれば、フレキシブル電気接続デバイス2は芯部材6を備えず、電気部品11の安全な接触を可能にするための十分な剛性を第1の接触領域3に与える支持部材6’に結合されている。好ましくは、支持部材6’は、例えば、フレキシブル電気接続デバイス2が取り付けられた側壁である。電気部品(例えば接触部材9)がフレキシブル電気接続デバイス2の第1の接触領域3においてに存在するとき、フレキシブル電気接続デバイス2は支持部材6’によって保持される。
フレキシブル電気接続デバイス2及びプリント回路基板システム1は、一般的なスイッチ等の電気部品11とプリント回路基板12(すなわち、主プリント回路基板)との間に比較的長い距離が必要である場合に使用することができる。特に、複合計器、車両エアコンの制御素子、及び/又は、後部座席の乗客用に設置されたビデオスクリーンの作動等を行う他のコントロールインターフェースの制御素子において使用することができる。
1 プリント回路基板システム
2 フレキシブル電気接続デバイス
3 第1の接触領域
3’ 第2の接触領域
4 導電トラック
5 接続部材
6 芯部材
7 固定領域
8 固定部材
9 接触部材
10 エッジ部材
11 電気部品
12 プリント回路基板

Claims (10)

  1. 一方が電気部品(11)に他方がプリント回路基板(12)に接続されるフレキシブル電気接続デバイス(2)であって、
    前記フレキシブル電気接続デバイス(2)は主延在方向を有し、
    前記フレキシブル電気接続デバイス(2)は、前記主延在方向における前記フレキシブル電気接続デバイス(2)の一端に形成された第1の接触領域(3)を含み、
    前記フレキシブル電気接続デバイス(2)は、前記主延在方向における前記フレキシブル電気接続デバイス(2)の他端に形成された第2の接触領域(3’)を含み、
    前記フレキシブル電気接続デバイス(2)は芯部材(6)を含み、又は前記フレキシブル電気接続デバイス(2)は支持部材(6’)に結合され、
    前記電気部品(11)は、前記第1の接触領域(3)によって、前記フレキシブル電気接続デバイス(2)に直接電気的に接触するように設計されるフレキシブル電気接続デバイス(2)。
  2. 前記フレキシブル電気接続デバイス(2)はフラットフレキシブルケーブル(FFC)又はフレキシブルプリント回路(FPC)である請求項1に記載のフレキシブル電気接続デバイス(2)。
  3. 前記芯部材(6)は、可塑性材料を溶接することにより前記フレキシブル電気接続デバイス(2)に取り付けられる特徴とする請求項1又は2のいずれか一項に記載のフレキシブル電気接続デバイス(2)。
  4. 前記芯部材(6)は、前記フレキシブル電気接続デバイス(2)と一体的に設計される請求項1乃至3のいずれか一項に記載のフレキシブル電気接続デバイス(2)。
  5. 前記第1の接触領域(3)と前記芯部材(6)とが、それぞれ前記フレキシブル電気接続デバイス(2)の表裏面に設けられる請求項1乃至4のいずれか一項に記載のフレキシブル電気接続デバイス(2)。
  6. 前記フレキシブル電気接続デバイス(2)は、前記フレキシブル電気接続デバイス(2)の前記第1の接触領域(3)を固定するように設計された固定部材(8)を含む請求項1乃至5のいずれか一項に記載のフレキシブル電気接続デバイス(2)。
  7. 前記フレキシブル電気接続デバイス(2)は、前記固定部材(8)が配置された固定領域(7)を含む請求項1乃至6のいずれか一項に記載のフレキシブル電気接続デバイス(2)。
  8. 前記固定領域(7)において、前記芯部材(6)は、
    前記フレキシブル電気接続デバイス(2)の前記主延在方向に対し、及び/又は、
    前記フレキシブル電気接続デバイス(2)の前記主延在方向に直交する方向に対し、前記フレキシブル電気接続デバイス(2)から突出する請求項7に記載のフレキシブル電気接続デバイス(2)。
  9. プリント回路基板システム(1)であって、
    プリント回路基板(12)と、
    電気部品(11)と、
    フレキシブル電気接続デバイス(2)と
    を含み、
    前記フレキシブル電気接続デバイス(2)は、一方が前記電気部品(11)に他方が前記プリント回路基板(12)に設けられ、
    前記フレキシブル電気接続デバイス(2)は主延在方向を含み、
    前記フレキシブル電気接続デバイス(2)は、前記主延在方向における前記フレキシブル電気接続デバイス(2)の一端に形成された第1の接触領域(3)を含み、
    前記フレキシブル電気接続デバイス(2)は、前記主延在方向における前記フレキシブル電気接続デバイス(2)の他端に形成された第2の接触領域(3’)を含み、
    前記第2の接触領域(3’)は、接続部材(5)により前記プリント回路基板(12)に接続され、
    前記フレキシブル電気接続デバイス(2)は芯部材(6)を含み、又は前記フレキシブル電気接続デバイス(2)は支持部材(6’)に結合され、
    前記電気部品(11)は、前記フレキシブル電気接続デバイス(2)の前記第1の接触領域(3)に直接電気的に接触するように設計されるプリント回路基板システム(1)。
  10. プリント回路基板(12)と、
    電気部品(11)と、
    フレキシブル電気接続デバイス(2)と
    を含むプリント回路基板システム(1)の取り付け方法であって、
    前記フレキシブル電気接続デバイス(2)は、一方が前記電気部品(11)に他方が前記プリント回路基板(12)に設けられ、
    前記フレキシブル電気接続デバイス(2)は主延在方向を含み、
    前記フレキシブル電気接続デバイス(2)は、前記主延在方向における前記フレキシブル電気接続デバイス(2)の一端に形成された第1の接触領域(3)を含み、
    前記フレキシブル電気接続デバイス(2)は、前記主延在方向における前記フレキシブル電気接続デバイス(2)の他端に形成された第2の接触領域(3)を含み、
    前記フレキシブル電気接続デバイス(2)は芯部材(6)を含み、又は前記フレキシブル電気接続デバイス(2)は支持部材(6’)に結合され、
    前記取り付け方法は、
    接続部材(5)により前記第2の接触領域(3’)を前記プリント回路基板(12)に接続するステップと、
    前記電気部品(11)が前記フレキシブル電気接続デバイス(2)の前記第1の接触領域(3)と直接電気的に接触させるステップとを備えることを特徴とする取り付け方法。
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