(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品を収容する内部空間を有する外装体と、
前記内部空間への外部からの気体及び液体の浸入を、前記外装体とともに防止し、前記内部空間の内部の圧力と前記内部空間の外部の圧力との差に応じて変形する弾性壁と、
前記内部空間の内部の気圧を検出する気圧センサと、
前記気圧センサの検出値と所定の閾値とを比較した結果に基づいて、電源をオフにする制御装置と、
を備えることを特徴とする携帯端末。
【請求項２】
前記内部空間の内部には、前記電子部品と前記内部空間との隙間の少なくとも一部を埋める充填部材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の携帯端末。
【請求項３】
不揮発性メモリを更に備え、
前記制御装置は、前記電源をオフにする直前の前記気圧センサの検出値を前記不揮発性メモリに記憶することを特徴とする請求項１又は２に記載の携帯端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本件は、携帯端末に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話などの携帯端末においては、ユーザからの要望に応えるべく、薄型化や防水性能の向上などが図られている。防水性能の向上を目的とした技術には、例えば、特許文献１、２等に開示されている技術がある。
【０００３】
携帯端末において防水性能が向上すると、水没時の故障回避はもちろん、水中での積極的な利用が可能になる。例えば、最近の携帯電話において標準的に装備されているカメラによる水中撮影も可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−６４１３９号公報
【特許文献２】特開２００６−１２８８３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような携帯端末では、操作スイッチにシート状のスイッチが多く用いられており、かつ、防水性能を有する携帯端末の内部空間の気圧は一定に保たれている。このため、携帯端末を水深２ｍ程度の水圧下に置くと、スイッチが押された状態となり、誤動作してしまうおそれがある。また、携帯端末で多く用いられている薄型の液晶パネルも、水圧により変形するおそれがある。
【０００６】
このようなスイッチの誤動作や部品の変形を抑制するために、従来は、スイッチを押すのに必要な力が大きくなるようにスイッチの構成部品の選定を行ったり、水圧に耐えうる強度を有する液晶パネルを用いたりしていた。しかしながら、このような手法を採用すると、スイッチの操作感を大きく損なうとともに、携帯端末の大型化や重量増大を招くおそれがあった。
【０００７】
そこで本件は上記の課題に鑑みてなされたものであり、外部の圧力の変化による外装体への影響を抑制しつつ、防水性能を向上することが可能な携帯端末を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本明細書に記載の携帯端末は、電子部品を収容する内部空間を有する外装体と、前記内部空間への外部からの気体及び液体の浸入を、前記外装体とともに防止し、前記内部空間の内部の圧力と前記内部空間の外部の圧力との差に応じて変形する弾性壁と、前記内部空間の内部の気圧を検出する気圧センサと、前記気圧センサの検出値と所定の閾値とを比較した結果に基づいて、電源をオフにする制御装置と、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本明細書に記載の携帯端末は、外部の圧力の変化による外装体への影響を抑制しつつ、防水性能を向上することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１（ａ）〜図１（ｃ）は、第１の実施形態に係る携帯端末の構成を概略的に示す図である。
【図２】図２（ａ）は、筐体を背面側から見た状態を示す斜視図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）の分解斜視図である。
【図３】図２（ｂ）の前面側筐体を更に分解した状態を示す斜視図である。
【図４】エアバッグを拡大して示す斜視図である。
【図５】回路基板と空間との間に存在する隙間を埋めるように設けられた充填部材を示す図である。
【図６】図６（ａ）は、携帯端末が大気圧下に存在しているときの、筐体内の状態を模式的に示す図であり、図６（ｂ）は、携帯端末が水中に沈められたときの、筐体内の状態を模式的に示す図である。
【図７】図７（ａ）は、操作ボタンの概略構成を示す図であり、図７（ｂ）は、操作ボタンにかかる圧力を説明するための図である。
【図８】図８（ａ）、図８（ｂ）は、変形例を説明するための図である。
【図９】第２の実施形態に係る電源制御系を示す図である。
【図１０】図９の電源制御系による処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
《第１の実施形態》
以下、携帯端末の第１の実施形態について、図１〜図７に基づいて詳細に説明する。図１には、本実施形態に係る携帯端末１００が概略的に示されている。図１（ａ）は、携帯端末１００の正面（前面）、図１（ｂ）は、携帯端末１００の側面、図１（ｃ）は、携帯端末１００の背面を示す図である。これらの図に示すように、携帯端末１００は、筐体１０と、筐体１０の前面側に設けられたモニタ２０と、操作ボタン２２と、を備える。
【００１２】
筐体１０は、図１（ｂ）に示すように、前面側筐体１２と、背面側筐体１４とを有する。モニタ２０は、液晶パネルなどから構成されている。操作ボタン２２は、例えば、薄いシート状のボタン（メンブレンスイッチやキーシートとも呼ばれる）である。
【００１３】
図２（ａ）は、筐体１０を背面側から見た状態を示す斜視図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）の分解斜視図である。これらの図に示すように、筐体１０は、前面側筐体１２と背面側筐体１４とが重ね合わされた状態となっている。
【００１４】
前面側筐体１２は、図２（ｂ）の前面側筐体１２を更に分解した状態を斜視図にて示す図３からわかるように、間仕切壁１２ａを有している。この間仕切壁１２ａにより、前面側筐体１２には、２つの空間１６ａ、空間１６ｂが形成されている。なお、間仕切壁１２ａには、２つの空間１６ａ、空間１６ｂを連通する貫通孔１２ｂが形成されている。この場合、前面側筐体１２と背面側筐体１４とが組み合わされた状態では、空間１６ａは、貫通孔１２ｂ以外における気体や液体の流通が防止された空間となる。なお、空間１６ａは、実際には、筐体１０と、モニタ２０と、操作ボタン２２と、により形成された空間である。すなわち、筐体１０と、モニタ２０と、操作ボタン２２と、を含んだ構造体が、空間１６ａと携帯端末１００の外部空間とを仕切る、外装体であるといえる。
【００１５】
空間１６ａ内には、電子部品としての回路基板２５が設けられている。この回路基板２５には、前述したモニタ２０や操作ボタン２２が接続されている。回路基板２５では、携帯端末１００における処理・演算等が行われる。
【００１６】
空間１６ｂ内には、図２（ｂ）、図３に示すように、弾性壁としてのエアバッグ３０が設けられている。このエアバッグ３０は、エアバッグ３０を拡大して示す図４からわかるように、略直方体状の気体収容部３２と、気体収容部３２の長手方向中央部近傍に設けられた通気ノズル３４と、を備える。気体収容部３２は、シリコンゴムなどの弾性部材を材料としており、その内部の気圧と外部の圧力（気圧又は水圧）との差に応じて、変形するようになっている。すなわち、気体収容部３２は、外部の圧力のほうが内部の気圧よりも大きければ、内部の容積を減らすように変形する。
【００１７】
エアバッグ３０は、通気ノズル３４が、図３に示すように、貫通孔１２ｂに対して挿入された状態で、空間１６ｂ内で保持される。ここで、通気ノズル３４の外周面には、図４に示すように、パッキン（Ｏリングなど）３６が設けられている。このパッキン３６の存在により、通気ノズル３４の外周面と貫通孔１２ｂとの間における気体や水の流通が防止されている。
【００１８】
このように、本実施形態では、エアバッグ３０の内部空間と、外装体（筐体１０、モニタ２０、操作ボタン２２を含む）の形成する空間１６ａとが連通状態となっている。すなわち、空間１６ａと、エアバッグ３０の内部空間は、密閉された空間となっており、換言すれば、エアバッグ３０は、外部からの気体及び液体の浸入が防止された空間を、外装体とともに形成しているといえる。なお、エアバッグ３０の気体収容部３２が変形する際には、通気ノズル３４を介して、気体収容部３２内の気体が、空間１６ａ側に移動することになる。なお、以下においては、上記密閉された空間を、説明の便宜上、「密閉防水空間」と呼ぶものとする。
【００１９】
ここで、図３に示すように、空間１６ｂを形成する前面側筐体１２の一部は、取り外し可能な別部材とされている。具体的には、前面側筐体１２の端部の壁部分が、取り外し可能な蓋部材１８とされている。この蓋部材１８には、水や空気の流通を可能にする貫通孔１８ａが複数形成されている。したがって、空間１６ｂ内には、空間１６ｂ外の空気や水などが、貫通孔１８ａを介して浸入できるようになっている。
【００２０】
なお、図２や図３では、説明の便宜上、図示を省略しているが、実際には、図５に示すように、回路基板２５と空間１６ａとの間に存在する隙間を埋めるように、充填部材２７が設けられている。この充填部材２７は、空間１６ａ内のスペースを極力狭くするための部材である。充填部材２７としては、回路基板２５の形状に嵌るように成型された樹脂材料などを用いることができる。
【００２１】
図６（ａ）には、本実施形態の携帯端末１００が、大気圧下に存在しているときの、筐体１０内の状態が模式的に示されている。この図６（ａ）に示すように、大気圧下においては、エアバッグ３０は、膨らんだ状態にあり、空間１６ａを含む密閉防水空間の内部は、大気圧と同一気圧に維持される。
【００２２】
図６（ｂ）には、携帯端末１００が、水中に沈められたときの、筐体１０内の状態が模式的に示されている。この図６（ｂ）に示すように、水中においては、空間１６ｂ内には、水が貫通孔１８ａを介して浸入してくる。この場合、浸入してきた水の水圧により、エアバッグ３０の気体収容部３２が凹み、密閉防水空間の内部の容積が減少するので、密閉防水空間の内部の気圧は、筐体１０（外装体）の外部にかかる水圧とほぼ同一の気圧となる。なお、図６（ｂ）の状態から、携帯端末１００が大気圧下に戻されると、空間１６ｂ内の水が貫通孔１８ａから排出される。そして、エアバッグ３０が、図６（ａ）のように膨らんだ状態に戻り、これにより、密閉防水空間の内部の気圧が大気圧に戻る。
【００２３】
図７（ａ）には、操作ボタン２２の概略構成が示されている。この操作ボタン２２は、シート状の押圧部材５２と、押圧部材５２が押されることで接触する電気接点５６を有するボタンユニット５４と、を有している。ボタンユニット５４は、空間１６ａ内に設けられる。この場合、押圧部材５２とボタンユニット５４との間には、空間６２が形成されるが、ボタンユニット５４には、所々に貫通孔５８が形成されているので、空間６２内の気圧は、空間１６ａ内のその他箇所の気圧と同一に維持される。すなわち、押下部材５２とボタンユニット５４に挟まれた空間６２においても、携帯端末１００外の気圧又は水圧にかかわらず、外部の気圧又は水圧と同一の気圧に維持されることになる。これにより、本実施形態では、図７（ｂ）に示すように、押下部材５２に対して携帯端末１００外からかかる圧力Ｐｏと携帯端末１００内からかかる気圧Ｐｉとがほぼ釣り合うようになっている。すなわち、圧力Ｐｏのほうが気圧Ｐｉよりも大きい場合に生じる、押下部材５２の誤動作（圧力Ｐｏによりボタンが押されてしまう現象）を抑制することができる。なお、上記においては、操作ボタン２２について説明したが、モニタ２０に関しても同様のことが言える。すなわち、本実施形態では、モニタ２０の表面及び裏面にかかる圧力をほぼ同一に維持することができるので、モニタ２０の変形等を抑制することが可能となる。
【００２４】
ここで、エアバッグ３０による作用についてより具体的に説明する。
【００２５】
大気圧下での密閉防水空間（エアバッグ３０内及び空間１６ａ内）の当初の隙間容積をＡとし、水中での密閉防水空間の隙間容積をＢとする。また、隙間容積がＢのときにエアバッグ３０が元の形状に復元しようとする弾性圧力をＥとし、水圧をＰとする。
【００２６】
このような場合、密閉防水空間の圧力は、Ａ／Ｂで表すことができる。従って、この密閉防水空間の圧力と、弾性圧力Ｅ、水圧Ｐとの間には、次式（１）の関係が成立する。
Ｐ＝Ａ／Ｂ＋Ｅ          …（１）
【００２７】
ここで、エアバッグ３０の材料が非常に柔らかいものであるとすると、Ｅをほぼ０とすることができるので、
Ｐ≒Ａ／Ｂ          …（２）
が成立し、密閉防水空間内外の圧力差はほぼ同一となる。この結果、携帯端末１００の操作ボタン２２やモニタ２０には機械的な負荷はほとんど生じないことになる。
【００２８】
また、本実施形態では、前述のように、空間１６ａ内に充填部材２７を設けている（図５参照）。この充填部材２７には、弾性壁の変形に対してＡ／Ｂをできるだけ大きくする効果がある。一例として、従来の携帯端末の空間１６ａにおける部材（回路基板等）の充填率が８０％程度であったとし、本実施形態のように充填部材２７を設けることで、空間１６ａにおける部材の充填率が９０％になったものとする。この場合において、携帯端末１００のサイズが１１０ｍｍ×５０ｍｍ×１０ｍｍであったものとすると、携帯端末１００の内部（密閉防水空間の内部）に存在する気体の体積は、５５００ｍｍ3程度（携帯端末の内容積の１０％）となる。
【００２９】
このとき、エアバッグ３０の内容積を、携帯端末１００の内部に存在する気体の体積と同程度に設定すれば、最大で、水没時に２気圧まで密閉防水空間の内部の気圧を上昇させることができる。ここで、水深１０ｍごとの水圧の増加量が１気圧であるとすると、上記エアバッグ３０を用いることで、水深１０ｍ（２気圧）の防水性能を得ることができる。
【００３０】
なお、防水性能として水深１０ｍを必要としない場合、例えば、水深２ｍの防水性能で十分の場合には、０．２気圧だけ密閉防水空間の内部（空間１６及びエアバッグ３０の内分）の圧力が上昇できるようにすれば良い。この場合、必要なエアバッグ３０の内容積αは、次式（３）より求めることができる。
α／(５５００＋α)＝０．２
α＝１３７５ｍｍ3                  …（３）
【００３１】
すなわち、エアバッグ３０の大きさを、例えば、８ｍｍ×４８ｍｍ×３．５ｍｍ程度とすることができる（ただしＥ≒０とする）。このようにすることで、エアバッグ３０の大きさを非常に小さくすることができるので、エアバッグ３０を携帯端末１００内に設けることによる、携帯端末１００の大型化はほとんど生じないことになる。
【００３２】
以上、詳細に説明したように、本第１の実施形態によると、筐体１０、モニタ２０、操作ボタン２２を含む外装体が回路基板２５を収容する密閉防水空間を形成しており、エアバッグ３０が、外装体とともに密閉防水空間への外部からの気体及び液体の浸入を防止し、かつ、密閉防水空間の内部の圧力と密閉防水空間の外部の圧力との差に応じて変形するようになっている。これにより、携帯端末１００の外部の圧力が変化した場合でも、エアバッグ３０の変形により、密閉防水空間の内部の圧力を外部の圧力とほぼ同一の圧力に維持することができる。これにより、外部の圧力の変化による外装体への影響を抑制しつつ、密閉防水空間内の防水性能を確保することができる。この場合、本実施形態のように、携帯端末１００の外装体が、操作ボタン２２やモニタ２０を含んでいる場合でも、操作ボタン２２が誤動作したり、モニタ２０（あるいは外装体のうちで強度が弱い部分）が変形等するのを抑制することができる。
【００３３】
また、本第１の実施形態では、回路基板２５と空間１６ａとの隙間の少なくとも一部を埋める充填部材２７が設けられているので、充填部材２７により密閉防水空間の内容積を小さくすることができる。これにより、エアバッグ３０の小型化を図ることができる。また、携帯端末１００にエアバッグ３０を設けたとしても、携帯端末１００の大型化を極力抑制することができる。ただし、元々空間１６ａ内の隙間が小さいような場合等においては、空間１６ａ内に充填部材２７を設けないようにしても良い。
【００３４】
なお、上記第１の実施形態では、図６（ａ）に模式的に示すように、空間１６ａにエアバッグ３０を設けて、空間１６ａとエアバッグ３０により密閉防水空間を形成する場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、例えば、図８（ａ）に模式的に示すように、エアバッグ３０の内部空間が携帯端末１００の外部と連通するように、エアバッグ３０を携帯端末１００に対して設けることとしても良い。この場合にも、エアバッグ３０と筐体１０（外装体)とにより、密閉防水空間（ここでは、空間１６ａ及び空間１６ｂ）が形成されているといえる。なお、図８（ａ）では、大気圧下でエアバッグ３０の内容積が小さくなるように、エアバッグ３０の形状をベローズ形状としている。このようにしても、携帯端末１００が水中に入ると、図８（ｂ）に示すように、水がエアバッグ３０内に浸入するようになっているので、上記第１の実施形態と同様、携帯端末１００内の密閉防水空間の容積を減少させることができる。これにより、上記第１の実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。
【００３５】
なお、エアバッグ３０の形状や配置方法は、上記第１の実施形態及び図８（ａ）、図８（ｂ）の変形例で説明したものに限られるものではない。すなわち、外装体とエアバッグとにより密閉防水空間が形成され、かつエアバッグが密閉防水空間内外の圧力差により変形することができる構成であれば良い。
【００３６】
《第２の実施形態》
次に、携帯端末の第２の実施形態について、図９、図１０に基づいて説明する。なお、本第２の実施形態における携帯端末の構成は、上記第１の実施形態と同様である。
【００３７】
図９には、本第２の実施形態における電源制御系７０の構成がブロック図にて示されている。この図９に示すように、電源制御系７０は、気圧センサ８０と、ＡＤ変換器８２と、制御装置としての制御計算機８４と、電源制御回路８６と、電源８８と、不揮発性メモリ９０と、を有する。なお、これら各部は、回路基板２５上に実装されているものとする。
【００３８】
気圧センサ８０は、密閉防水空間（空間１６ａ及びエアバッグ３０内の空間）の内部の気圧を検出する。なお、密閉防水空間の内部の気圧と携帯端末１００の外側の圧力（気圧や水圧）は、上記第１の実施形態で説明したように、ほぼ同一であるので、気圧センサ８０は実質的に携帯端末１００の外側の圧力を検出しているともいえる。
【００３９】
ＡＤ変換器８２は、気圧センサ８０の検出結果をＡＤ変換する。制御計算機８４は、ＡＤ変換された気圧センサ８０の検出結果を用いて、電源８８をオフにするか否かを判定し、当該判定結果を、電源制御回路８６に対して出力する。電源制御回路８６は、制御計算機８４による判定結果を受けて、電源８８のオンオフを制御する。
【００４０】
不揮発性メモリ９０は、制御計算機８４が、電源をオフにすると判定したときに、そのときの気圧センサ８０の検出値を保存するための記憶媒体である。
【００４１】
次に、図９の電源制御系７０による処理について、図１０のフローチャートに沿って説明する。図１０では、まず、ステップＳ１０において、気圧センサ８０が密閉防水空間の内部の気圧を検出する。次いで、制御計算機８４は、ステップＳ１２において、検出値が所定の閾値以上であるか否かを判断する。なお、この場合の「所定の閾値」とは、携帯端末１００が正常に動作する可能性が高い圧力のうちで最も大きい値であるものとする。ここでの判断が否定された場合、すなわち、検出値が閾値未満であった場合には、ステップＳ１０に戻り、ステップＳ１２の判断が肯定されるまで、ステップＳ１０、Ｓ１２を繰り返す。一方、検出値が閾値以上となって、ステップＳ１２の判断が肯定されると、ステップＳ１４に移行する。ステップＳ１４では、制御計算機８４が、不揮発性メモリ９０に検出値を保存する。なお、検出値を不揮発性メモリ９０に保存するのは、電源８８がオフになった原因を携帯端末１００内に残すことで、メンテナンスや修理時に作業者が参照することができるからである。作業者は、電源８８がオフになった原因を参照することで、メンテナンスや修理の作業効率を高めることができる。
【００４２】
上記のようにしてステップＳ１４の処理が終了すると、ステップＳ１６に移行して、制御計算機８４の指示の下、電源制御回路８６が電源８８をオフにする。なお、気圧センサ８０の検出値が閾値以上となった場合に、電源８８をオフにするのは、携帯端末１００が許容できる範囲の圧力（水深）を超える前に電源８８をオフすることで、携帯端末１００の誤動作を抑制することができるからである。
【００４３】
以上、詳細に説明したように、本第２の実施形態によると、上記第１の実施形態と同様の構成を備える他、密閉防水空間（空間１６ａ及びエアバッグ３０内）の気圧を検出する気圧センサ８０を備えている。これにより、上記第１の実施形態と同様の効果が得られるほか、密閉防水空間の内部の気圧を検出することで、携帯端末１００の外部の圧力（気圧又は水圧）を間接的に検出することができる。したがって、外部の気圧を測定する必要があるときでも、筐体１０の外部に気圧センサを配置する必要がなくなる。これにより、気圧センサ近傍の防水構造を考慮しなくてもよくなり、また、気圧センサを外部に配置することによるデザイン性の劣化を抑制することができる。
【００４４】
また、本第２の実施形態によると、制御計算機８４が、気圧センサ８０の検出値が所定の閾値以上となったと判断したときに、電源制御回路８６が、電源８８をオフにするので、携帯端末１００の誤動作を抑制することが可能となる。また、本第２の実施形態によると、制御計算機８４は、電源８８をオフにする直前の気圧センサ８０の検出値を不揮発性メモリ９０に記憶（保存）する。これにより、メンテナンスや修理を行う作業者は、電源８８がオフになった原因を知ることができるので、作業効率を高めることができるようになる。
【００４５】
なお、上記第２の実施形態では、気圧センサ８０の検出値が所定の閾値以上になった場合に、電源８８をオフにする場合について説明した。しかしながらこれに限られるものではなく、電源８８をオフにするか否かの判断方法は、閾値がどのような値であるかに応じて種々異なる。すなわち、制御計算機８４は、気圧センサの検出値とある基準に基づいて定められた閾値（例えば、携帯端末１００が正常に動作する範囲を示す閾値）とを比較して、当該比較結果に基づいて、電源８８をオフするようにすれば良い。
【００４６】
なお、上記第２の実施形態では、気圧センサ８０の検出値が閾値以上になった場合に、電源８８をオフにするとともに、電源８８をオフする直前の気圧センサ８０の検出値を不揮発性メモリ９０に保存する場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、例えば、電源８８をオフにするのみでも良い。この場合には、不揮発性メモリ９０を省略しても良い。
【００４７】
なお、上記第２の実施形態では、上記第１の実施形態の携帯端末に、電源制御系７０を適用する場合について説明したが、これに限られるものではない。例えば、図８（ａ）、図８（ｂ）の構成の携帯端末に、電源制御系７０を適用することとしても良い。
【００４８】
なお、上記第１、第２の実施形態の携帯端末としては、携帯電話、スマートフォン、ＰＨＳ（Personal Handy-phone System）、ＰＤＡ（Personal
Digital Assistant）などの携帯端末を採用することができる。また、携帯端末としては、携帯型のテレビ、ラジオ、ポータブルカーナビ、その他携帯可能な装置を採用することとしても良い。
【００４９】
上述した各実施形態は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１０  筐体（外装体の一部）
２０  モニタ（外装体の一部）
２２  操作ボタン（外装体の一部）
２５  回路基板（電子部品）
２７  充填部材
３０  エアバッグ（弾性壁）
８０  気圧センサ
８４  制御計算機（制御装置）
８８  電源
９０  不揮発性メモリ
【図１】
0005561004.tif 000002
【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】
0005561004.tif 000009
【図９】
0005561004.tif 000010
【図１０】
0005561004.tif 000011