(57)【要約】【課題】ディスク回転用モータにおいて、モータ単体でのディスク支持が可能な自己チャッキング機構の重要度が増しているが、近年、小型、薄型、高性能化、低コスト化の要求が厳しくなっており、小さいスペ−スで高性能を維持可能な安価なチャッキング機構が求められている。【解決手段】コイル部８ａとこのコイル部８ａの両端から延出する２つの腕部８ｂ、８ｃとからなるねじりコイルバネ８の一方の腕部８ｂを、クランプ爪６の背面中央に形成したガイド部２２に係止してクランプ爪６を径方向外方へ付勢し、腕部８ｂの係止部２０を湾曲形状とすることで、ねじりコイルバネ８の付勢力が常に径方向外方へ向かうよう構成した。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスクの内径部を保持する略円筒状のディスク保持リングと、これに収容されたディスククランプ爪と、ディスククランプ爪を径方向外方へ付勢する付勢手段とを備えたディスクチャッキング機構において、前記付勢手段は、コイル部とこのコイル部の両端から延出する２つの腕部とからなるねじりコイルバネであって、前記腕部の一方がディスククランプ爪の径方向後方側の中央部付近に係止して付勢することを特徴とするディスクチャッキング機構。
【請求項２】
ねじりコイルバネの腕部の係止部付近を、径方向外側に張り出す湾曲形状に形成し、前記ねじりコイルバネの腕部と前記ディスククランプ爪とが係止する位置の、ディスククランプ爪の径方向の中心軸線からの変位が最小となる様に構成したことを特徴とする請求項１に記載のディスクチャッキング機構。
【請求項３】
ねじりコイルバネの腕部を支点としてディスククランプ爪が軸方向上下方向に回動可能に構成されたことを特徴とした請求項１に記載のディスクチャッキング機構。
【請求項４】
ねじりコイルバネのディスククランプ爪を径方向外側に付勢する側の腕部の先端を、軸方向下側に折り曲げた後折り返して、前記腕部の軸方向上側に位置する第１の係止部と、この第１の係止部から軸方向下側に距離を隔てて第２の係止部を形成したことを特徴とする請求項１に記載のディスクチャッキング機構。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のディスクチャッキング機構を備えるディスク回転用モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は主として、ＣＤ、ＤＶＤといった光メディアに楽曲や映像の情報を記録したりその記録情報を再生したりするディスク駆動装置に関するものであり、詳しくはディスクをセンタリング保持するディスクチャッキング機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＣＤやＤＶＤといった光メディアに楽曲や映像の情報を記録したり、その記録情報を再生したりするディスク駆動装置は、近年、小型、薄型、高性能化、低コスト化が要求されている。これに伴い、光メディアを支持、回転させるディスク回転用モータも上記要求に対応すべく、モータ単体でディスクの保持が完結可能で、ディスク駆動装置にモータとは別にディスククランプ機構を必要としない自己チャッキング機構の重要度が増している。
【０００３】
上記自己チャッキング機構で最も主流となっているのは、ディスクの内径部を保持する略円筒状のディスク保持リングと、これに収容されたディスククランプ爪と、ディスククランプ爪を径方向外方へ付勢するバネとを備えたディスクチャッキング機構で、付勢手段としてコイルバネが採用されているチャッキング機構である。（例えば、特許文献１参照）
図４から図６に上記特許文献１に開示された従来の技術によるディスク回転用モータ、及びディスクチャッキング機構を示す。
【０００４】
図４に上記特許文献１に開示された従来の技術によるディスク回転用モータの断面図、図５にディスクチャッキング機構の下側平面矢視図、図６（ａ）〜図６（ｄ）にディスク挿入過程図を示す。
【０００５】
図４、図５に示すように、ディスク１０１の内径部１０２を保持する略円筒状のディスク保持リング１０３と、これに収容されたディスククランプ爪１０４と、ディスククランプ爪１０４を径方向外方へ付勢するコイルバネ１０５とを備えたディスクチャッキング機構が、ディスク装着面となるゴムシート１０６を貼り付けられたターンテーブル部１０７の中央に締結され、ゴムシート１０６とコイルバネ１０５で径方向外方へ付勢されたディスククランプ爪１０４によってディスク１０１が挟まれることにより、安定した保持を可能としている。
【０００６】
そして図６（ａ）〜図６（ｄ）に示すように、ディスククランプ爪１０４を軸方向下側へ回動させることによってディスク挿入時の反発力を低減させ、小さいディスク挿入力でありながら、大きいディスク保持力を確保できるという優れたディスクチャッキング機構を実現している。
【０００７】
また、上記従来の技術とは別に、テーブルへのディスクの装着と離脱を容易にできるようにした自己チャッキング機構として、駆動軸に直行する平面内で回動自在にターンテーブルに支持され、径方向外側に付勢部材により付勢された保持部材と、駆動軸に対して回動可能に設けられた駆動体と、駆動体に制動力を与える制動手段とを有し、駆動体に制動力を与えながらターンテーブルをいずれかの方向へ回転させると、ターンテーブルと保持部材とでディスクを保持でき、またターンテーブルを逆の方向へ回転させると、保持部材によるディスクの保持を解除できるディスクチャッキング機構も提案されている。（例えば、特許文献２参照）
図７に上記特許文献２に開示された従来の技術によるディスク駆動装置の構成図、図８にディスクチャッキング機構の平面図を示す。
【０００８】
図７、図８に示すように、切り替えピン１０８を有する駆動体１０９に制御力を与えて回転テーブル１１０をα１方向へ回動させると、切り替えピン１０８が長孔１１１内を相対的にα２方向に移動して、ねじりコイルバネからなる付勢部材１１８により外方へ付勢された保持部材１１２を突部１１３の開口部１１４内に入り込ませることができ、回転テーブル１１０上へディスクの載置及び回転テーブル１１０からのディスクの離脱が可能となる。また、回転テーブル１１０上にディスクを載せた状態から、駆動体に制動力を与えて、回転テーブル１１０をα２方向に回転させると、切換えピン１０８が長孔１１１内を相対的にα１方向に移動して保持部材１１２がβ１方向で回動し、保持部材１１２と回転テーブル１１０との間へディスクを保持させる。
【０００９】
また、上記従来の技術とは別に、ディスク着脱をドライブ本体やディスク等に負荷をかけずに行える自己チャッキング機構として、慣性力の違いを利用してクランプ爪の移動方向を制御するチャッキング機構が提案されている。（例えば、特許文献３参照）
図９に上記特許文献３に開示された従来の技術によるディスク駆動装置の構成図、図１０にディスクチャッキング機構の平面図を示す。
【００１０】
図１０に示すように、押圧爪１１７はねじりコイルバネからなる押圧爪スプリング１１９によりターンテーブル中央に引き込ませる方向に付勢されている。そして、ディスク回転用モータのトルクがシャフト１１５からセンターカム１１６に伝わり、センターカム１１６とターンテーブルとの慣性力の違いを利用し、センターカム１１６の押圧面１２０とクランプ爪１１７とを面接触させることにより、クランプ爪１１７をディスク固定方向に移動させ、ディスク固定解除の際はセンターカム１１６に反対方向のトルクを与え、慣性力の違いを利用してクランプ爪１１７を初期状態に戻すことによりディスクを着脱する。
【特許文献１】特開２００３−５９１４４号公報（第６−７頁、図１、図３）
【特許文献２】特開２００２−１８４０６７号公報（第７頁、図２、図３）
【特許文献３】特開平１０−６４１４７号公報（第４頁、図１−図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、図４、図５、図６に示す上記特許文献１に開示された構成では、より高いチャッキング性能、すなわちディスク厚さによるディスク保持力の差が小さく、かつディスク挿入力を小さく、ディスク保持力を大きく確保するためにはコイルバネの巻数を増やし、自由長をできるだけ長くする必要がある。この場合、最小圧縮長さにあってもコイルバネの機能を損なわないためにはコイルバネのストロ−クを確保するため、チャッキング機構中央に比較的広い空間が必要となる。このため、ディスク回転用モータの薄型化が進み、チャッキング機構の中央部にモータの軸受部を配置した場合、コイルバネの収容スペ−スを確保できず、高いチャッキング性能を維持できない。またディスククランプ爪には挙動の安定性が求められるが、コイルバネの場合、コイルバネの内側にディスククランプ爪の一部をクリアランスを介して摺動可能に収容する構成であるため、コイルバネによる付勢の方向が安定し難いという課題がある。さらに、クランプ爪の挙動の精密な制御が困難であるためにクランプ爪の回動が不十分になり、ディスク挿入時の反発力の低減効果が薄れるだけでなく、クランプ爪がディスクの挿入方向側に回動した状態から復帰するためのコイルバネの分力の効率も下がり、２層ＤＶＤの貼り合わせ面にクランプ爪の先端がはまり込み正しくクランプされない、いわゆるミスチャック状態を引き起こす原因となりうるという課題が挙げられる。
【００１２】
また、図７、図８に示す上記特許文献２に開示された構成では、ディスク挿入時に付勢部材の反発力が発生しないため、非常に高性能なチャッキングが期待できるが、そのための部品点数が増え、コスト面で不利になることに加え、軸方向のスペ−スを必要とするた
め、薄型化の面では採用は難しい。
【００１３】
また、図９、図１０に示す上記特許文献３に開示された構成では、モータのトルクを利用するためモータの回転制御が複雑になることに加え、モータのターンテーブルとシャフトを非固定にする必要があるため、ターンテーブルの締結強度、締結位置精度を確保することが困難であり、また、軸方向のスペ−スを必要とするという課題を持つ。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために本発明は、ディスクの内径部を保持する略円筒状のディスク保持リングと、これに収容されたディスククランプ爪と、ディスククランプ爪を径方向外方へ付勢する付勢手段とを備えたディスクチャッキング機構において、前記付勢手段は、コイル部とこのコイル部の両端から延出する２つの腕部とからなるねじりコイルバネであって、前記腕部の一方がディスククランプ爪の径方向後方側の中央部付近に係止して付勢することを特徴とするディスクチャッキング機構を備えたものである。
【００１５】
そして、ねじりコイルバネの腕部の係止部付近を、径方向外側に張り出す湾曲形状に形成し、前記ねじりコイルバネの腕部と前記ディスククランプ爪とが係止する位置の、ディスククランプ爪の径方向の中心軸線からの変位が最小となる様に構成したものである。
【００１６】
また、ねじりコイルバネの腕部を支点としてディスククランプ爪が軸方向上下方向に回動可能に構成したものである。
【００１７】
さらに、ねじりコイルバネのディスククランプ爪を径方向外側に付勢する側の腕部の先端は、軸方向下側に折り曲げた後折り返して、前記腕部の軸方向上側に位置する第１の係止部と、この第１の係止部から軸方向下側に距離を隔てて第２の係止部を形成したものである。
【００１８】
そして、上記のいずれかのディスクチャッキング機構を備えるディスク回転用モータである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ディスククランプ爪を径方向外方へ付勢する付勢手段の収容スペ−スは、従来のコイルバネに比較して小さい範囲で可能となり、ディスク回転用モータの薄型化が可能となり、ディスクチャッキング機構の中央部のスペ−スが確保できない場合でも高いチャッキング性能を維持することが可能となる。
【００２０】
そして、ねじりコイルバネの腕部の係止部付近を、径方向外側に張り出す湾曲形状に形成し、前記ねじりコイルバネの腕部と前記ディスククランプ爪とが係止する位置の、ディスククランプ爪の径方向の中心軸線からの変位が最小となる様に構成することにより、ねじりコイルバネの付勢力が常に径方向外方の一定方向に向かい、クランプ爪の挙動を安定させることができる。
【００２１】
また、ねじりコイルバネの係止部をクランプ爪の回動の支点として利用することで、クランプ爪の回動動作を安定させ、ディスク挿入時にクランプ爪の回動が不十分な場合に生じる反発力の抑制が可能となる。
【００２２】
さらに、ねじりコイルバネの腕部の係止部を、軸方向に距離を隔てて平行して２箇所設けることによって、ディスク挿入時とディスク抜去時の係止部を軸方向上下に分離させて１つのバネに形成することが可能となり、ディスク挿入時およびディスク抜去時にクランプ爪に働く付勢力の作用方向の最適化が図れる。すなわち、ディスク抜去時は軸に水平な
面内で径方向外方にクランプ爪にバネ力が作用し、ディスク挿入時はクランプ爪の回動によるクランプ爪先端のお辞儀状態からの復帰力を増大させる軸方向上向きへのモ−メントを増大させる方向にバネ力を作用させることが可能となる。これにより、ミスチャック状態を防ぐことができる。
【００２３】
加えて、従来のコイルバネを採用したチャッキング機構と部品点数および組立作業性も変わらず、安価に構成することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について図を参照しながら説明する。
【００２５】
図１は本発明の実施の形態に係るディスク回転用モータの断面図である。
【００２６】
図１においてディスク回転用モータは、略カップ形状のロータフレーム１とこのロータフレーム１に固定されたシャフト２とロータフレーム１の内周側に固定されたリング状のロ−タマグネット３と、ロータフレーム１のターンテーブル面４に貼り付けられたゴムシート５と、ゴムシートと軸方向にディスクを挟み固定するためのクランプ爪６と、このクランプ爪６を収容するとともに、ディスクの内径部のセンタリングを行う略円筒状のディスク保持リング７と、クランプ爪６に径方向外方への付勢を与えるためのねじりコイルバネ８とを備えたロ−タ組立体９と、前記シャフト２を回転自在に支承する軸受１０とこの軸受１０をその内周側に保持する円筒形状の軸受ハウジング１１と、前記ロ−タマグネット３と対向配置され巻線１２を絶縁部材１３を介して巻装したステ−タコア１４とステ−タコア１４を固定するためのコアホルダ−１５と、前記軸受ハウジング１１を収納する凹部を形成されたブラケット１６からなるステ−タ組立体１７によって構成されている。
【００２７】
図２（ａ）は本発明の実施の形態に係るチャッキング機構部の断面図、（ｂ）はねじりコイルバネの斜視図、（ｃ）はチャッキング機構部要部の下側斜視図である。（ｄ）〜（ｆ）は本発明の実施の形態に係るチャッキング機構部のねじりコイルバネの動作説明用の断面図である。また、図３（ａ）〜（ｄ）は本発明の実施の形態に係るチャッキング機構のディスク挿入過程説明用の断面図、（ｅ）〜（ｆ）はディスク抜去過程説明用の断面図である。
【００２８】
図２（ａ）、（ｃ）に示すように、ディスク保持リング７は複数個のクランプ爪６とクランプ爪６を径方向外方への付勢力を与えるためのねじりコイルバネ８を収容し、その内径部がロータフレーム１の中央部に接着、または圧入等の方法によって締結されている。クランプ爪６の径方向外側先端のディスク保持面１８はねじりコイルバネ８の付勢力から軸方向下向きの分力を生成させるべく、軸方向上側から下側にかけて径方向内側に向かう傾斜が形成され、この分力によって、ロータフレーム１のターンテーブル面４に貼り付けられたゴムシート５との間にディスク１９を挟み込んでディスクを安定に保持している。またクランプ爪６の径方向後方面の軸方向中央付近にはガイド部２２が、軸方向上側端面付近には突部２１がそれぞれ形成され、このガイド部２２及び突部２１にねじりコイルバネ８を係止して、軸方向の動きを規制している。そして、クランプ爪６のガイド部２２付近はねじりコイルバネ８の付勢力の作用点となる。
【００２９】
ここで、図２（ｂ）に示すように、ねじりコイルバネ８は、コイル部８ａとコイル部８ａの両端よりそれぞれ延出する腕部８ｂ、８ｃにより構成される。そしてクランプ爪６のガイド部２２及び突部２１に係止する腕部８ｂの係止部２０は、径方向外側に向かって張り出す湾曲形状に形成されている。この湾曲形状は、図２（ｄ）から図２（ｆ）に示すように、ディスクが装着されていない時、つまり図２（ｄ）に示すクランプ爪６が径方向外側に最も突出した状態から、ディスクが挿入される時、つまり図２（ｆ）に示すクランプ
爪６が最も径方向内周側に深く収容された状態まで、ねじりコイルバネ８の径方向外側に向かう付勢力による係止部２０とクランプ爪６とが係止する位置（作用点）Ｐの、クランプ爪６の径方向の中心軸線Ｃからの変位量が最小となる様に曲率及び周方向の長さが設定されている。また、ねじりコイルバネ８のもう一方の腕部８ｃは、ロータフレーム１の中央部に係止している。これにより、ねじりコイルバネ８の付勢力が常に径方向外方の一定方向に向かい、クランプ爪６の挙動を安定させることができる。
【００３０】
この構成により、図３（ａ）〜（ｄ）に示すように、ディスク挿入時にクランプ爪６が軸方向下向きに回動する際には、ねじりコイルバネ８の係止部２０を支点として回動する。
【００３１】
また、図２（ｂ）に示すように、ねじりコイルバネ８の腕部８ｂの先端は、軸方向下方向に折り曲げた後折り返えしてＵ字形状に形成され、係止部２０は軸方向上側の係止部２４と、この軸方向上側の係止部２４から距離を隔てて形成された軸方向下側の係止部２３と２つの部分を備えている。この様に構成することにより、ディスク挿入時は、先ず図３（ａ）に示すようにねじりコイルバネ８の係止部２０の軸方向上側の係止部２４がクランプ爪６の背面の壁部とガイド部２２に係止してガイド部２２の上側をＲ方向に付勢した状態で待機している。この時、係止部２０の軸方向下側の係止部２３はクランプ爪６には係止していない。次に図３（ｂ）に示すように、ディスクを矢印Ａ方向に挿入すると、クランプ爪６は軸方向上側の係止部２４を支点として軸方向下側Ｂ方向に回動し、軸方向下側の係止部２３がクランプ爪６の背面の壁部とガイド部２２に係止してガイド部２２の下側をＲ方向に付勢する。更に、図３（ｃ）に示すように、ディスクを矢印Ａ方向に深く挿入すると、ねじりコイルバネ８の軸方向下側の係止部２３の付勢力が強まり、クランプ爪６は軸方向上側の係止部２４を支点として、上記とは逆に軸方向上側Ｃ方向に回動し始める。そして、ディスクが図２（ａ）に示すロータフレーム１のターンテーブル面４に貼り付けられたゴムシート５上に搭載されると、図３（ｄ）に示すように、係止部２０の軸方向上側の係止部２４がクランプ爪６の背面の壁部とガイド部２２に係止してガイド部２２の上側をＲ方向に付勢した状態となる。この付勢力からクランプ爪６の径方向外側先端のディスク保持面１８の傾斜部で発生する軸方向下向きの分力によってゴムシート５との間にディスクを挟み込んで保持する。この時、係止部２０の軸方向下側の係止部２３はクランプ爪６には係止していない。
【００３２】
即ち、図３（ｂ）〜（ｃ）に示すように、クランプ爪６をねじりコイルバネ８の軸方向上側の係止部２４を支点として回動させて、お辞儀をした状態から復帰させる方向にモ−メント力が発生する。これにより、２層ＤＶＤの貼り合わせ面にクランプ爪６の先端が侵入した場合でも、その状態からの復帰力を増大させることが可能となる。また、ディスク抜去時は、図３（ｄ）に示す状態から、図３（ｅ）に示すようにディスク抜去方向（矢印Ｄ）に外力が加えられた時は、クランプ爪６は軸に水平な面内で径方向内側Ｅ方向に押し込まれる。この時、ねじりコイルバネ８の係止部２０の軸方向上側の係止部２４がクランプ爪６の背面の壁部とガイド部２２に係止し、ガイド部２２の上側を軸に水平な面内で径方向外方Ｒに付勢する。軸方向上側の係止部２４も軸に水平な面内で径方向内側Ｅ方向に押し込まれるので、ねじりコイルバネ８のバネ圧が高まる。そして、クランプ爪６の径方向外側先端のディスク保持面１８の傾斜部により生じる軸方向下向きの分力も強まり、ディスクを軸方向下側に押し付ける方向発生するモ−メントが大きくなる。その結果、図２（ａ）に示すロータフレーム１のターンテーブル面４に貼り付けられたゴムシート５との間にディスク１９を挟み込んでディスクを保持する力が大きくなる。
【００３３】
即ち、一つのねじりコイルバネで、ディスク挿入時およびディスク抜去時にそれぞれ必要とされる付勢力および回動支点を構成することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
小型、薄型、高性能化、低コスト化が要求されている、ＣＤやＤＶＤといった光メディアに楽曲や映像の情報の記録・再生を行う、ＰＣ用ディスクドライブやＡＶ機器、またカ−ナビやカ−オ−ディオ等に代表されるディスク駆動装置に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施の形態に係るディスク回転用モータの断面図
【図２】（ａ）本発明の実施の形態に係るチャッキング機構部の断面図、（ｂ）本発明の実施の形態に係るチャッキング機構部のねじりコイルバネの斜視図、（ｃ）本発明の実施の形態に係るチャッキング機構部要部の下側斜視図、（ｄ）〜（ｆ）本発明の実施の形態に係るチャッキング機構部のねじりコイルバネの動作説明用の断面図
【図３】（ａ）〜（ｄ）本発明の実施の形態に係るチャッキング機構のディスク挿入過程説明用断面図、（ｅ）、（ｆ）本発明の実施の形態に係るチャッキング機構のディスク抜去過程説明用断面図
【図４】従来の技術によるディスク回転用モータの断面図
【図５】従来の技術によるディスクチャッキング機構の下側平面図
【図６】（ａ）〜（ｄ）従来の技術によるディスクチャッキング機構のディスク挿入過程説明用断面図
【図７】従来の技術によるディスク駆動装置の構成図
【図８】従来の技術によるディスクチャッキング機構の平面図
【図９】従来の技術によるディスク駆動装置の構成図
【図１０】従来の技術によるディスクチャッキング機構の平面図
【符号の説明】
【００３６】
１  ロータフレーム
２、１１５  シャフト
３  ロ−タマグネット
４  ターンテーブル面
５、１０６  ゴムシート
６、１０４、１１７  クランプ爪
７、１０３  ディスク保持リング
８  ねじりコイルバネ
８ａ  コイル部
８ｂ、８ｃ  腕部
９  ロ−タ組立体
１０  軸受
１１  軸受ハウジング
１２  巻線
１３  絶縁部材
１４  ステ−タコア
１５  コアホルダ−
１６  ブラケット
１７  ステ−タ組立体
１８  ディスク保持面
１９、１０１  ディスク
２０  係止部
２１  突部
２２  ガイド部
２３  軸方向下側の係止部
２４  軸方向上側の係止部
１０１  ディスク
１０２  内径部
１０５  コイルバネ
１０７  ターンテーブル部
１０８  切り替えピン
１０９  駆動体
１１０  回転テーブル
１１１  長穴
１１２  保持部材
１１３  突部
１１４  開口部
１１６  センターカム
１１８  付勢部材
１１９  押圧爪スプリング
１２０  押圧面
α１、α２  回転テーブルの回転方向
β１  保持部材の回動方向
Ａ  ディスク挿入方向
Ｂ、Ｃ、Ｅ、Ｒ  クランプ爪の回動方向
Ｄ  ディスク抜去方向
Ｐ  作用点
Ｓ  中心軸線
【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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