(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯科用圧電スケーラーのハンドピースであって、
筒体と、
前記筒体の内部に設けられた固定マグネットと、
前記筒体の縦軸に沿って前記固定マグネットと間隔をおいて前記筒体の内部に設けられた磁気作動スイッチと、
所定の形状およびサイズの開口を有して前記筒体を受け入れることで、当該筒体の縦軸に沿って、（１）前記磁気作動スイッチから離間する消磁位置と、（２）当該磁気作動スイッチに向かう励磁位置と、に位置決めされる作動マグネットと、
を備え、
前記作動マグネットは、さらに、３６０°にわたって前記筒体が有する環状の周囲に近接しつつ当該筒体を囲繞し、
前記固定マグネットは、前記作動マグネットを前記消磁位置へ駆動し、
前記作動マグネットが手動で前記励磁位置へ移動させられると、前記磁気作動スイッチが作動する
ことを特徴とする歯科用圧電スケーラーのハンドピース。
【請求項２】
前記筒体は、
前記消磁位置において前記作動マグネットの動作を規制するための消磁停止部と、
前記励磁位置において前記作動マグネットの動作を規制するための励磁停止部と、
をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の歯科用圧電スケーラーのハンドピース。
【請求項３】
前記筒体、前記作動マグネット、および前記開口は、さらに、いずれも環状に形成されることを特徴とする請求項１に記載の歯科用圧電スケーラーのハンドピース。
【請求項４】
前記作動マグネットは、さらに、前記筒体との間で物理的に連結することなく前記筒体に沿ってスライドすることを特徴とする請求項１に記載の歯科用圧電スケーラーのハンドピース。
【請求項５】
前記作動マグネットは、さらに、バネ部材を必要とすることなく、前記固定マグネットの磁力を受けて前記消磁位置に駆動されることを特徴とする請求項１に記載の歯科用圧電スケーラーのハンドピース。
【請求項６】
前記作動マグネットは、さらに、前記磁気作動スイッチと無線接続されることを特徴とする請求項１に記載の歯科用圧電スケーラーのハンドピース。
【請求項７】
前記作動マグネットは、さらに、前記消磁位置から前記励磁位置まで、前記筒体の縦軸に沿って２ｍｍ〜１２ｍｍだけ移動することを特徴とする請求項１に記載の歯科用圧電スケーラーのハンドピース。
【請求項８】
前記作動マグネットは、さらに、前記筒体の縦軸に沿って２ｍｍ〜４ｍｍ移動することを特徴とする請求項７に記載の歯科用圧電スケーラーのハンドピース。
【請求項９】
前記筒体は、前記消磁位置において前記作動マグネットの動作を規制するための消磁停止部と、前記励磁位置において前記作動マグネットの動作を規制するための励磁停止部と、をさらに有し、
前記作動マグネットは、さらに、３６０°にわたって前記筒体が有する環状の周囲に近接しつつ当該筒体を囲繞し、
前記筒体、前記作動マグネット、および前記開口は、さらに、いずれも環状に形成され、
前記作動マグネットは、さらに、前記消磁位置から前記励磁位置まで、前記筒体の縦軸に沿って２ｍｍ〜１２ｍｍだけを移動し、
前記作動マグネットは、さらに、前記筒体との間で物理的に連結することなく前記筒体に沿ってスライドし、
前記作動マグネットは、さらに、バネ部材を必要とすることなく、前記固定マグネットの磁力を受けて前記消磁位置に駆動され、
前記作動マグネットは、さらに、前記磁気作動スイッチと無線接続される
ことを特徴とする請求項１に記載の歯科用圧電スケーラーのハンドピース。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は歯科用器具に関し、より具体的には、ハンドピースの筒体を外側から囲繞する作動マグネットで制御されるとともに、当該作動マグネットが当該ハンドピースにおける筒体の縦軸沿いに消磁位置と励磁位置とに位置決めされる、歯科用圧電超音波磁性切り換えスケーラーのハンドピースに関する。
【背景技術】
【０００２】
歯科用超音波スケーラーの先端を振動させ、高周波で歯垢や歯石を除去するというように、電動の歯科用器具が業界では周知となっている。
従来、超音波振動を発生させる手段としては、磁歪型と圧電型の２種類が知られている。磁歪型の場合にはパルス磁界を発生させ、この磁界を湾曲させた金属束に印加することで先端を作動させる。圧電型の場合にはパルス電圧を用い、このパルス電圧をセラミックへ印加することで先端を作動させる。
【０００３】
通常、超音波スケーラーの制御は、足動制御ペダルシステムでハンドピースユニットをオン／オフすることで行われる。現在の超音波スケーラーはハンドピース操作を足動制御せねばならず、使用者がベダルを踏むと超音波スケーラーはオンとなり、使用者が足をペダルから離すと超音波スケーラーはオフ状態となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一方、足動ではなく手動でスイッチ制御する超音波スケーラーも開発されている。しかし、手動によるスイッチ制御が普及しないのは、人間工学的な課題を抱えるほか、消毒（滅菌）が不可能であり、操作性にも限界があるためである。
例えば、典型的な超音波歯石除去ユニットの通常操作時において、歯科医や歯科医療従事者が必要とするのは、ハンドピースを回転させながら口腔内深くまで十分に到達させ得る機能である。手動によるオン／オフでは、歯科治療中における任意のタイミングでハンドピースのスイッチを操作できないとの欠点がある。
【０００５】
足動制御スイッチにも、臨床環境上の欠点がある。足踏みスイッチは歯科診療室の床スペースを占用するが、同スペースには他にも、内視鏡足動制御、レーザー足動制御、高速低速のハンドピース足動制御といった関連の歯科機器ユニットが複数配置されている可能性がある。面積を占有する機器をいくつも床に配置していては、診療効率は上がらない。
また、足踏みスイッチは決まった場所を占有するため、使用者の左右いずれかの利き足に合わせて、人間工学的に適切な位置に手動で配置しなければならない。さらに、治療椅子や歯科医が位置変えする際には、足踏みスイッチも手動で移動させねばならない。
また、ペダルは歯科診療所における床の定期清掃の妨げとなる。これは、清掃にあたってペダルを診療室外に退去させねばならないからである。
このほか、足踏みスイッチは、例えばスケーラーのような歯科用器具とケーブルを介して接続する必要がある。ケーブルは、日常の診療において使用者に絡み付く恐れがある。足踏みスイッチにはケーブルの損傷という不可避のリスクがあるため、最適な解決策とはならない。
また、無線の足踏みスイッチであっても接続干渉という課題があるため、市場における適切な選択とはいえず、無線ペダルを使用したところで、床への配置や位置決めといった課題は解決されない。
【０００６】
また、歯科用超音波スケーラーのハンドピースは、各患者の治療が終わるごとに、法律で定められた衛生基準を満たす高圧・高温で滅菌せねばならない。したがって、現在のハンドピースユニットの設計には、ハンドピースの完全密閉が求められている。
【０００７】
上記の理由より、以下の特性を持つ歯科用圧電スケーラーのハンドピースが望ましいと思われる。
１．有線または無線の足踏みスイッチを使用しない。
２．ハンドピースは、どのような角度あるいは位置であっても３６０°にわたってハンドピーススイッチを操作可能である。
３．外部から気密に密閉されて内部に到達する通過ケーブルは、ハンドピースの超音波特性に干渉しない。
４．ハンドピースユニット内部に位置する送水管の干渉がない。
５．ハンドピースは、高圧滅菌および洗浄のために容易に取り外し可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、磁気により制御される磁性切り換え型歯科用圧電超音波スケーラーのハンドピースに関する。なお、磁歪型には磁気干渉という特有の課題があるため、本願は磁歪型のハンドピースには適用されない。
歯科医や歯科衛生士は、歯科用スケーラーのハンドピースを使用する。歯科用圧電スケーラーのハンドピースは、浮揚状態で移動可能な作動マグネットおよび磁気作動スイッチを用いて装置をオン／オフする。前記スライド作動マグネットは、固定マグネットによって消磁位置に配置され、当該作動マグネットが使用者によって自然に励磁位置へ移動されると、前記磁気作動スイッチがオンとなり、続いて前記歯科用圧電スケーラーのハンドピースがオンとされるため、足踏み制御の必要がない。
外部でスライドする前記作動マグネットは、バネによる位置回復が不要なだけでなく、歯科用圧電スケーラーのハンドピースの震動や水流を妨げることがない。また、使用者の手あるいはハンドピース角度の相対位置に拘わらず、前記スライド作動マグネットは使用範囲において３６０°動作可能であり、左利き、右利きいずれの使用者にも同様に適用可能である。
【０００９】
一実施例において、歯科用圧電スケーラーのハンドピースは、縦軸を有する筒体、当該筒体内に設けられる固定マグネット、および当該筒体内に設けられる磁気作動スイッチを備える。当該磁気作動スイッチは、固定マグネットに制御されないよう、前記縦軸に沿って前記固定マグネットと間隔を置いている。
外部の作動マグネットは、所定の形状およびサイズの開口を備えて前記筒体を受け入れ、前記縦軸に沿って（１）前記磁気作動スイッチから離間する消磁位置と、（２）当該磁気作動スイッチに向かう励磁位置とに位置決めされる。前記固定マグネットは前記作動マグネットを前記消磁位置へ駆動し、前記作動マグネットが手動で励磁位置へ変位すると、前記磁気作動スイッチが作動する。
【００１０】
他の実施例において、前記筒体は消磁停止部を備え、前記消磁位置において前記作動マグネットの動作を規制し、前記筒体は励磁停止部を備え、前記励磁位置において前記作動マグネットの動作を規制する。
【００１１】
他の実施例において、前記筒体は環状の周囲を有し、前記作動マグネットは３６０°にわたって前記筒体における前記環状の周囲を近接して囲繞する。
【００１２】
他の実施例において、前記筒体、前記作動マグネットおよび前記開口はいずれも環状に形成される。
【００１３】
他の実施例において、前記作動マグネットは前記筒体に沿ってスライドし、これらの間は物理的に連結されていない。
【００１４】
他の実施例において、前記作動マグネットはバネ部材を必要とすることなく、前記固定マグネットの磁力を受けて前記消磁位置に駆動される。
【００１５】
他の実施例において、前記作動マグネットと前記磁気作動スイッチは無線接続される。
【００１６】
他の実施例において、前記作動マグネットは前記消磁位置から前記励磁位置まで、前記縦軸に沿って２ｍｍ〜１２ｍｍの間を移動する。
【００１７】
他の実施例において、前記作動マグネットは、前記縦軸に沿って２ｍｍ〜４ｍｍ移動する。
【００１８】
以上に列挙した実施例のほかに、後述の詳細な説明および図面を参照すれば本発明の内容がより明確となるよう、以下に例を挙げて前記歯科用圧電スケーラーのハンドピースおよびその使用方法の原理について説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】磁性切り換え型歯科用圧電超音波スケーラーのハンドピースの分解立体図である。
【図２】消磁状態の前記歯科用圧電スケーラーのハンドピースの側面図である。
【図３】消磁状態の前記歯科用圧電スケーラーのハンドピースの断面側面図である。
【図４】励磁状態の前記歯科用圧電スケーラーのハンドピースの側面図である。
【図５】励磁状態の前記歯科用圧電スケーラーのハンドピースの断面側面図である。
【図６】消磁状態の前記歯科用圧電スケーラーのハンドピースにおける図２のＡ−Ａ拡大断面を示す側面図である。
【図７】励磁状態の前記歯科用圧電スケーラーのハンドピースにおける図４のＢ−Ｂ拡大断面を示す側面図である。
【図８】図２のＣ−Ｃ拡大断面を示す図である。
【図９】消磁状態の固定マグネット、作動マグネットおよび磁気作動スイッチの立体拡大図である。
【図１０】励磁状態の前記固定マグネット、前記作動マグネットおよび前記磁気作動スイッチの立体拡大図である。
【図１１】使用者が前記歯科用圧電スケーラーのハンドピースを把持して使用する場合の図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
まず、図１〜図３を参照して、各図は、磁性切り換え型歯科用圧電超音波スケーラーのハンドピースの消磁状態における分解立体図、側面図および断面側面図をそれぞれ示す。本明細書では、当該歯科用圧電スケーラーのハンドピースを符号２０で示す。
歯科用圧電スケーラーのハンドピース２０は、縦軸２５を有する筒体を備える。本実施例において、当該筒体は、前蓋２２、把持筒２３および底筒２４を備える。前記把持筒２３の内部には、超音波圧電センサ２７が設けられる。前カバー２２は、前記超音波圧電センサ２７に連結される歯科用器具２６を受け入れ可能であり、底筒２４は、外部供給電源（図示しない）およびハンドピース制御装置２８（図６、図７参照）に接続される。
固定マグネット３０は前記把持筒２３の内部に配置される。本実施例において、当該固定マグネット３０は固定マグネットスリーブ３２により囲繞される。
磁気作動スイッチ３４は、縦軸２５に沿って前記固定マグネット３０と間隔を置いている。本実施例において、前記磁気作動スイッチ３４は磁気リードスイッチであり、例えば台湾駿馬（Ｊｉｎ  Ｚｏｎ）企業有限公司販売のＳＷＲ−１０１０が用いられる。
【００２１】
作動マグネット３６は、所定の形状およびサイズの開口３８を備えて本実施例の前記把持筒２３を受け入れる。これにより、当該作動マグネット３６は縦軸２５に沿って、（１）磁気作動スイッチ３４から離間する消磁位置と、（２）当該磁気作動スイッチ３４に向かう励磁位置とに位置決めされる（図６〜図１０参照）。
図１および図２を参照して、作動マグネットリング４０内部に配置される前記作動マグネット３６を点線で示す。前記作動マグネットリング４０は、当該作動マグネットリング４０と前記作動マグネット３６を前記把持筒２３に沿って前記消磁位置から前記励磁位置に手動でスライド可能なように、前記把持筒２３にしっかりと覆設される。前記固定マグネット３０は、磁気によって前記作動マグネット３６を矢印３７の方向へ消磁位置（図６参照）まで吸引する。
図７を参照する。作動マグネット３６を手動で前記励磁位置まで移動させると、前記磁気作動スイッチ３４がオンとなる。すなわち、作動マグネット３６が矢印３９の方向に磁気作動スイッチ３４まで移動すると、当該作動マグネット３６の磁界５０が当該磁気作動スイッチ３４をクローズにする。また、図１には、水電用メスコネクタ２９および水電用オスコネクタ３１も示している。
【００２２】
図４、図５は、それぞれ励磁状態における歯科用圧電スケーラーのハンドピース２０の側面図および断面側面図である。図中に、前カバー２２、把持筒２３、底筒２４、固定マグネット３０、磁気作動スイッチ３４、作動マグネット３６および作動マグネットリング４０を示す。図に示す励磁位置において、前記作動マグネットリング４０と前記作動マグネット３６は、矢印３９の方向に手動で当該励磁位置まで押圧されている。この場合、使用者は固定マグネット３０と作動マグネット３６の間に介在する磁気吸引力に抗さなければならない。
【００２３】
図６は、消磁状態の前記歯科用圧電スケーラーのハンドピースにおける図２のＡ−Ａ拡大断面を示す側面図である。図７は、励磁状態の前記歯科用圧電スケーラーのハンドピースにおける図４のＢ−Ｂ拡大断面を示す側面図である。
図６に注目すると、作動マグネット３６はバネ部材を用いることなく、磁石３０の磁気吸引力によって矢印３７の方向に前記消磁位置まで駆動している。前カバー２２は消磁停止部４２または肩状部材を備え、消磁位置において作動マグネット３６および作動マグネットリング４０の動作を規制する。
同様に、前記把持筒２３は励磁停止部４４または肩状部材を備え、励磁位置において作動マグネット３６および作動マグネットリング４０の動作を規制する。ここで、前記作動マグネット３６と作動マグネットリング４０は前記把持筒２３に沿ってスライドするのであって、これらの間は物理的に連結されていない。更に、作動マグネット３６と磁気作動スイッチ３４は無線接続されている。換言すれば、磁気作動スイッチ３４の起動は、磁性装置のみで実現される。
【００２４】
歯科用スケーラーのハンドピース２０の操作は、複数のパラメータの組み合わせによって実現される。固定マグネット３０、作動マグネット３６および磁気作動スイッチ３４の相対的な物理配置については、検討が必須である。同様に、消磁位置から励磁位置への作動マグネット３６の移動距離、固定マグネット３０と作動マグネット３６の磁界強度、および磁気作動スイッチ３４の磁力感度についても重要である。
これらパラメータは、作動マグネット３６が消磁位置にある場合には（図６）磁気作動スイッチ３４がオンとはならず、作動マグネット３６が励磁位置に移動した場合には（図７）当該作動マグネット３６の磁界５０が磁気作動スイッチ３４をオンまたはクローズとするよう、最適に設定されねばならない。
図６に示される実施例において、作動マグネット３６は、縦軸２５に沿って消磁位置から激励位置までの約２ｍｍ〜約１２ｍｍ間を距離Ｄ分移動する。すなわち、作動マグネットリング４０は、消磁停止部４２と励磁停止部４４の間で距離Ｄ分を容易に移動する。一実施例において、距離Ｄは約３ｍｍとする。当該距離であれば、磁気作動スイッチ３４が効果的に作動するよう作動マグネットリング４０を十分接近させるにあたって、操作者にとっての操作快適性と制御性の双方が確保される。
【００２５】
磁気作動スイッチ３４は、歯科用圧電スケーラーのハンドピース２０から基端側に離間するハンドピース制御装置２８に電気接続される。ハンドピース制御装置２８は、磁気作動スイッチ３４のオープン／クローズに基づき、当該クローズによって歯科用圧電スケーラーのハンドピース２０をオンとする。
ハンドピース制御装置２８における第１の操作モードでは、歯科用圧電スケーラーのハンドピース２０は、作動マグネット３６が励磁位置にある場合にはオンとなり、作動マグネット３６が消磁位置にある場合にはオフとなる。すなわち、歯科用圧電スケーラーのハンドピース２０をオンとするには、作動マグネット３６を励磁位置に維持しなければならない。
ハンドピース制御装置２８における第２の操作モードでは、作動マグネット３６が解放されて消磁位置に戻ったとしても、作動マグネット３６を励磁位置に移動させてオンを維持すれば、歯科用圧電スケーラーのハンドピース２０はオンとなる。当該歯科用圧電スケーラーのハンドピース２０は、作動マグネット３６を消磁位置に再度移動させて、歯科用圧電スケーラーのハンドピース２０をオフにする当該作動マグネット３６を解放することでオフとなる。これらの操作モードは、ファームウェアとしてハンドピース制御装置２８に書き込まれている。
【００２６】
図８は、図２のＣ−Ｃ拡大断面を示す図であり、固定マグネット３０、磁気作動スイッチ３４、作動マグネット３６、開口３８、作動マグネットリング４０および筒体２３を示す。ここで、前記筒体２３は環状の周囲Ｐを備え、当該筒体における当該環状の周囲Ｐは、作動マグネット３６によって３６０°にわたり近接して囲繞される。更に、筒体２３、作動マグネット３６、作動マグネットリング４０および開口３８は、いずれも環状に形成される。
【００２７】
図９は、消磁状態の固定マグネット３０、作動マグネット３６および磁気作動スイッチ３４の立体拡大図である。図１０は、励磁状態の固定マグネット３０、作動マグネット３６および磁気作動スイッチ３４の立体拡大図である。ここで、前記作動マグネット３６は通常は前記固定マグネット３０と前記磁気作動スイッチ３４との間に設けられ、本実施例において、当該固定マグネット３０と当該作動マグネット３６は環状である。各種マグネットが当該目的に対し適用可能である。
前記固定マグネット３０としては、外径１０．４ｍｍ、内径８．１ｍｍおよび長さ３．５５ｍｍで、２７００ガウスを発生可能な結合型の永久磁石であるネオジム磁石（ＮｄＦｅＢ）が望ましい。前記作動マグネット３６としては、外径２０ｍｍ、内径１８ｍｍおよび長さ６ｍｍであって、１４００ガウスを発生可能な同素材のものを用いるのが望ましい。
【００２８】
図１１は、使用者が歯科用圧電スケーラーのハンドピース２０を把持して使用する場合の拡大図である。当該使用者は、鉛筆を持つように歯科用圧電スケーラーのハンドピース２０を使用可能であり、親指と人差し指のうち好みの指で作動マグネットリング４０を移動させることで、作動マグネット３６を固定マグネット３０から離間させ、磁気作動スイッチ３４へ向かわせることができる（図６、図７参照）。
【００２９】
使用については、使用者が歯科用圧電スケーラーのハンドピースを使用する方法として以下を含む（図１〜図１１参照）。
【００３０】
（ａ）歯科用圧電スケーラーのハンドピース２０であって、縦軸２５を有する筒体（２２，２３，２４）、前記筒体内に設けられる固定マグネット３０、前記筒体内に設けられ、前記縦軸２５に沿って前記固定マグネット３０と間隔を置く磁気作動スイッチ３４、および所定の形状とサイズの開口３８を有して前記筒体を受け入れることで、縦軸２５に沿って（１）前記磁気作動スイッチ３４から離間する消磁位置と、（２）当該磁気作動スイッチ３４に向かう励磁位置とに位置決めされる作動マグネット３６を備え、前記固定マグネット３０は、前記作動マグネット３６を前記消磁位置へ駆動し、（ｂ）使用者は、手動で作動マグネット３６を前記励磁位置へ移動させ、前記磁気作動スイッチ３４を作動させる。
【００３１】
当該方法は、さらに、（ａ）において、前記筒体は消磁停止部４２を備え、前記消磁位置において前記作動マグネット３６の動作を規制し、前記筒体は励磁停止部４４を備え、前記励磁位置において前記作動マグネット３６の動作を規制する。（ａ）において、消磁停止部４２は前記消磁位置における作動マグネット３６の動作を規制し、（ｂ）において、励磁停止部４４は前記励磁位置における作動マグネット３６の動作を規制する。
【００３２】
当該方法は、さらに、（ａ）において、前記筒体は環状の周囲Ｐを有し、（ｂ）において、作動マグネット３６は３６０°にわたって前記筒体における前記環状の周囲Ｐを近接して囲繞する。
【００３３】
当該方法は、さらに、（ｂ）において、作動マグネット３６は前記消磁位置から前記励磁位置まで、前記縦軸２５に沿って約２ｍｍ〜約１２ｍｍの間を移動する。
【００３４】
当該方法は、さらに、（ａ）において、作動マグネット３６は前記筒体に沿ってスライドし、これらの間は物理的に連結されていない。
【００３５】
当該方法は、さらに、（ａ）において、作動マグネット３６はバネ部材を必要とすることなく、前記固定マグネット３０の磁力を受けて前記消磁位置に駆動される。
【００３６】
当該方法は、さらに、（ａ）において、作動マグネット３６と磁気作動スイッチ３４は無線接続される。
【００３７】
親指と人差し指を有する使用者において、当該方法はさらに、（ｂ）において、当該使用者は親指と人差し指を用いて前記作動マグネット３６を前記励磁位置に移動させる。
【００３８】
ここで、上述の歯科用圧電スケーラーのハンドピースおよびその使用方法は代表的な実施例にすぎない。本発明では、容易に想起されるいくつもの修正、組み合わせ、変更および組み換えによって等価の効果を実現可能であり、これらはいずれも特許請求の範囲に包括される。
なお、上述の歯科用圧電スケーラーのハンドピースおよびその方法において提起された議論は、本発明の具体的な実施例または実施例の組み合せを限定するものと解釈されるべきではない。本発明の範囲は、後述の特許請求の範囲により定義される。
【符号の説明】
【００３９】
２０  歯科用圧電スケーラーのハンドピース
２５  縦軸
２２  前カバー
２３  把持筒
２４  底筒
２６  歯科用器具
２７  超音波圧電センサ
２８  ハンドピース制御装置
２９  水電用メスコネクタ
３１  水電用オスコネクタ
３０  固定マグネット
３２  固定マグネットスリーブ
３４  磁気作動スイッチ
３６  作動マグネット
３８  開口
３７  矢印
３９  矢印
４０  作動マグネットリング
４２  消磁停止部
４４  励磁停止部
５０  磁界
【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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【図１１】
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