(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鏡筒と、
前記鏡筒内を光軸方向に移動する光学群と、
前記光軸に平行な回転軸を中心に回転可能な状態で前記鏡筒に保持され、前記光学群と係合して前記光軸方向の前記光学群の移動を規制し、中空部を有する円筒溝カムと、
を有するレンズ装置であって、
前記円筒溝カムは、前記円筒溝カムの円筒表面に設けられ、前記光学群と係合して前記光軸方向の前記光学群の移動を規制するカム溝と、前記円筒表面に設けられ、前記円筒表面の円周方向において前記カム溝と重なる位置に設けられた開口部により構成されたストッパー規制部と、該ストッパー規制部の範囲内で可動であり、前記中空部内において、前記円筒溝カムと同軸で回動可能に保持される可動ストッパーと、を有し、
前記可動ストッパーは、前記円筒表面より前記開口部を通して突出し、該開口部の端部と前記鏡筒に対して固定された固定ストッパーの端部の両者と接して前記円筒溝カムの回転範囲を規制する、
ことを特徴とするレンズ装置。
【請求項２】
前記可動ストッパーは、軸受けを介して、前記円筒溝カムの回転軸と同軸である軸に保持され、
該可動ストッパーが自重によって該軸上で回転しないように、付勢手段により該軸受けに予圧を与える
ことを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
【請求項３】
前記固定ストッパーは、前記鏡筒に固定する位置を調整することで、前記円筒溝カムの回転範囲を調整可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズ装置。
【請求項４】
前記ストッパー規制部及び前記固定ストッパーと当接する、前記可動ストッパーの当接部は、弾性体を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のレンズ装置。
【請求項５】
前記ストッパー規制部及び前記固定ストッパーと当接する、前記可動ストッパーの当接部は、弾性率の異なる２種類の弾性体を備えることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のレンズ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ装置に関し、特にズームレンズ装置のズームカム機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ズームレンズにおいて、ズームレンズ群を移動するための手段として広く利用されているものに、円筒カム機構が挙げられる。円筒カムの外周には、ズームレンズ群の光軸上の軌跡を持ったカム溝が配され、カムが回転すると、ズームレンズ群は、カム溝が有する軌跡に沿って光軸上を移動して、ズーム動作を行う。また、カム回転において、ワイド端とテレ端を規制する手段として、カム上に具備したストッパー部品と、カムを回転可能な状態で固定しているハウジング部に具備したストッパーとが当接するストッパー機構が用いられている。なお、このときのカムの規制回転角度は、３３０°程度である。
【０００３】
しかし、ズームレンズのズーム比が増大し、ズームレンズ群のストローク長が増大すると、前記カム溝の展開角度は、カムの回転方向に対して、より急な角度となり、カムの回転トルクが増大してしまう。カムの回転トルクを増大させることなくズームレンズ群のストローク長を増大するためには、カムを大径化するか、カムの回転角度範囲を拡大する方法が考えられる。しかしながら、カムを大径化する場合は、製品の外形寸法の増大や、カムの質量アップにつながるため、カムの回転角度範囲を拡大すること、特に、回転トルクの低減を図るため、３６０°を超える回転角にすることが望まれる。ただし、前記従来例のストッパー機構の場合、カムの回転角度範囲は、３６０°より大きな角度には対応できない、という課題がある。
特許文献１には、回転軸の回転角度が３６０°を超えるものを規制するストッパー機構の例が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０９−０７０７７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の特許文献に開示された従来技術では、カム機構に３６０°を超える回転角度範囲を持たせると、回転部材の外側にさらに回転可能な中間リングを有するため、カム外径が増大してしまう。また、例えばカムの前後に同様に中間リングの機能を果たす機構を設ける場合には、カム軸方向の全長を伸ばすことになるため、前後のレンズ群が接近して余裕がないズームレンズに対しては、これらレンズ郡との干渉の恐れがあり、実用には不向きである。
【０００６】
本発明の目的は、カムの外径や全長を増やすことなく、３６０°を超える回転角度範囲をもつカムのストッパー機構を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明のレンズ装置は、鏡筒と、前記鏡筒内を光軸方向に移動する光学群と、前記光軸に平行な回転軸を中心に回転可能な状態で前記鏡筒に保持され、前記光学群と係合して前記光学群の前記光軸方向の移動を規制し、中空部を有する円筒溝カムと、を有するレンズ装置であって、前記円筒溝カムは、前記円筒溝カムの円筒表面に設けられ、前記光学群と係合して前記光軸方向の前記光学群の移動を規制するカム溝と、前記円筒表面に設けられ、前記円筒表面の円周方向において前記カム溝と重なる位置に設けられた開口部により構成されたストッパー規制部と、該ストッパー規制部の範囲内で可動であり、前記中空部内において、前記円筒溝カムと同軸で回動可能に保持される可動ストッパーと、を有し、前記可動ストッパーは、前記円筒表面より前記開口部を通して突出し、該開口部の端部と前記鏡筒に対して固定された固定ストッパーの端部の両者と接して前記円筒溝カムの回転範囲を規制する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によればカムの外径や全長を増やすことなく、３６０°を超える回転角度範囲をもつカムのストッパー機構を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施例におけるズームレンズのズーム部の断面図（ａ）とストッパー機構を示す図（ｂ）である。
【図２】第１の実施例におけるストッパー動作フローを示す図である。
【図３】第１の実施例におけるカムの外周面の展開図（ａ）と固定ストッパーを示す図（ｂ）である。
【図４】第１の実施例におけるストッパー機構の軸方向断面図を示す図である。
【図５】第２の実施例におけるストッパー機構の軸方向断面図（ａ）と渦巻き溝を示す軸直交方向断面図（ｂ）である。
【図６】第３の実施例におけるストッパー機構の軸方向断面図（ａ）とカムの外周面の展開図（ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１１】
以下、図１から図４を参照して、本発明の第１の実施例による、カムのストッパー機構について説明する。
【００１２】
図１（ａ）は、本実施例におけるズームレンズのズーム部の断面図を示したものである。ズームレンズは複数の光学群（レンズ群）が含まれ、ズーム部の前後には、図示していないフォーカスレンズ群やリレーレンズ群が配置される。カム２ａは、円筒形状を有し、その円筒外周の表面にはズームレンズ群７ａ、７ｂの光軸４０方向の軌跡を描いたカム溝３ａ、３ｂが加工されている円筒溝カムである。カム２ａは、回転軸方向の前後にカム軸１０ａ、１０ｂを有し、ベアリング１１ａ、１１ｂを介して、光軸４０方向と略平行なカム中心軸４１を中心に、固定筒（鏡筒）５に固定されたカム保持部に対して回転可能に保持されている。カム軸１０ａの先端には、プーリ１２が接続されており、図示していないタイミングベルトにより、ズーム制御用モータや手動操作用ハンドルといった回転動力発生部と連結している。ズームレンズ群７ａ、７ｂには、固定筒５に加工された直線溝６を光軸方向４０に摺動可能な直線カムコロ９ａ、９ｂが、光軸４０方向周りに３方向に具備されている。そのため、ズームレンズ群７ａ、７ｂは、光軸方向４０周りの回転を規制された状態で、光軸４０方向に摺動する。また、前記ズームレンズ群７ａ、７ｂには、カム溝３ａ、３ｂと係合する曲線カムコロ８ａ、８ｂを有しており、カム２ａが回転することで、ズームレンズ群７ａ、７ｂは、カム２ａの円筒表面に形成されたカム溝３ａ、３ｂに沿って、光軸４０方向に移動する。このように、ズームレンズ群７ａ、７ｂが移動し、レンズ群の間隔を変化させることで、ズーム動作を行う。
【００１３】
次に、ズーム動作におけるワイド側とテレ側の機械的可動範囲の端位置を決めるストッパー機構の構成を、図１（ａ）のストッパー部を拡大した図１（ｂ）を用いて説明する。前述したカム軸１０ａは、円筒溝カムの中空部内まで突出し、カム軸１０ａ上には、ベアリング１１ｃによって回転可能な状態で保持されている可動ストッパーベース２３を有している。可動ストッパーベース２３には可動ストッパー２０が固定されている。可動ストッパー２０は、カム２ａの円筒表面に開けられたストッパー規制部であるストッパー規制溝（カムの表面に回転方向において一定の幅を持つ開口部、穴）３２ａから、カム２ａの円筒表面より突出している。すなわち、可動ストッパー２０は、カム２ａの円筒表面の内側において、カム２ａと同軸で回動可能に保持され、ストッパー規制溝３２ａの範囲内で回動可能に保持されている。軸受け１１ｃには、チャージバネ３１（付勢手段）によって予圧が与えられ、可動ストッパー２０と可動ストッパーベース２３がカム軸上１０ａを自重で回転しないようにしている。
【００１４】
本実施例における、ストッパー機構の動作について、図２を用いて具体的に説明する。図２は、図１（ａ）におけるＡ−Ａで示した略断面図であり、ワイド端の状態からテレ端の状態までのストッパー機構の動作を説明したものである。図２（ａ）は、ワイド端におけるストッパー機構の状態を表している。可動ストッパー２０に貼付けされたストッパーゴム３０ａの面によって形成される可動ストッパー端２１ａは、ストッパー規制溝３２ａの片側の端面になるストッパー規制溝端３３ａに接し、同様に、可動ストッパー端２１ｂは、固定ストッパー２２ａに接する。この状態を、ワイド端とし、カム２ａは、図中、時計回転方向へはさらに回転することができない。次に、カム２ａが、図中、反時計方向へ回転すると、図２（ｂ）の状態になる。ここで、前述したように、可動ストッパー２０と可動ストッパーベース２３は、自重で回転しないため、カム２ａの回転と連動して、図中反時計方向へ回転する。さらにカム２ａが図中反時計方向へ回転すると、図２（ｃ）で示したように、可動ストッパー端２１ａが固定ストッパー２２ｂに当接した状態になる。ここで、可動ストッパー２０と可動ストッパーベース２３の回転は止まり、図２（ｄ）のようにカム２ａだけが図中反時計方向へ回転する。カム２ａがさらに回転すると、図２（ｅ）に示したように可動ストッパー端２１ｂとストッパー規制溝端３３ｂが当接する。可動ストッパー端２１ａと固定ストッパー２２ｂはすでに接しているので、カム２ａが反時計方向へさらに回転することができない。この状態がテレ端となる。つまり、ワイド端とテレ端（可動範囲の両端）においては、可動ストッパーは固定ストッパーとストッパー規制溝の両者に接している。具体的には、ワイド端において、可動ストッパーの一端が固定ストッパーの一端及びストッパー規制溝の一端に接している場合、テレ端においては、可動ストッパーの他端が固定ストッパーの他端及びストッパー規制溝の他端に接することとなる。ここで一端と他端とは、この回転規制溝や可動ストッパーの回転方向において互いに反対側に位置する端である。実際のカム回転範囲は、可動ストッパー２０と固定ストッパー２２の幅と位置関係によって決まる角度ｘと、ストッパー規制溝３２ａの開口角度ｙの和によって決まり、図では、ｘを３３０°、ｙを５０°とし、３８０°の回転範囲となっている。尚、ここでは、ｘはカム２ａと可動ストッパー２０との相対的な位置が変わらないまま両者が共に回転可能な回転範囲であるので、３６０度から可動ストッパーの角度（両者の回転中心を中心とした際の角度）と、固定ストッパーの角度を引いたものである。このｘは、図２（ｅ）に示したように、図２（ａ）から図２（ｃ）までの回転角である。また、ｙは、ストッパー規制溝３２ａの開口角度（両者の回転中心を中心とした際の角度）から可動ストッパーの角度を引いたものである。このｙは、図２（ｅ）に示したように、図２（ｃ）から図２（ｅ）までの回転角である。
【００１５】
図３（ａ）は、カム２ａの円筒表面の展開図を示したものである。ストッパー規制溝３２ａのカム２ａにおける位置について、図３（ａ）を用いて説明する。図３（ａ）において、曲線カムコロ８ａ、８ｂの位置は、ズームのワイド位置の状態にある。ストッパー規制溝３２ａは、ワイド端において、可動ストッパー２０が固定ストッパー２２ａと当接するように、カム溝３ａ、３ｂのワイド端位置から角度ｚの位置に、カム溝３ａ、３ｂを避けた場所に設けられている。
【００１６】
本実施例のように、可動ストッパー２０をカム溝が形成された円筒表面部内に構成することにより、円筒部分外のカム中心軸の延長部に可動ストッパーを設けた場合に対して、円筒溝カムの大きさを、軸方向に増大させることがないという効果を有する。
ストッパー規制溝３２ａがあることで、カム２ａの剛性や重心バランスが変化することがあるが、カム２ａの内径側の厚みや、カム外周に溝を追加して、剛性を向上させたり、重心バランスを調整しても良い。図の斜線部で示したカムニゲ溝４は、ズームレンズ群７ｂを図左方向より挿脱するための溝である。ズームレンズ群７ａ、７ｂを挿脱する際には、可動ストッパーベース２３に着脱可能に設置された可動ストッパー２０を可動ストッパーベース２３から外すことで、カム２ａの回転規制がなくなり、ズームレンズ群７ａ、７ｂを固定筒５から図左方向より挿脱することができる。
【００１７】
図３（ｂ）は、図１（ｂ）に示したストッパー部を背面側から見た図として示したものである。固定側のストッパーは、２つの固定ストッパー２２ａ、２２ｂからなる。固定ストッパー２２ａ、２２ｂは、固定筒５に対して、図中上下方向に調整可能な状態でボルトによって固定されている。光学的に測定したワイド端やテレ端の位置とストッパー位置を合わせる場合、まず、カム２ａを回し、光学的なワイド位置やテレ位置になった状態にする。そして、それぞれの位置で、可動ストッパー端２１ａ、２１ｂに固定ストッパー２２ａ、２２ｂをそれぞれ当接するように、固定ストッパー２２ａ、２２ｂを固定する。このように、固定ストッパー２２ａ、２２ｂの位置を調整することで、光学的なワイド端、テレ端位置が設定できる。
【００１８】
以上のように、本実施例によれば、円筒溝カムの径の増大や、回転軸方向への伸長をすることなく、３６０°以上の回転範囲を許容する円筒カムの回転ストッパー機構が実現できる。（変形例）
【００１９】
実施例１においては、円筒溝カムが可動回転角度範囲の端部に移動した際の可動ストッパー２０の固定ストッパー２２ａ，２２ｂやストッパー規制溝端との当接における衝撃は、可動ストッパー２０に貼付けされたストッパーゴム３０ａ（弾性体）によって吸収される。
【００２０】
以下、図４を参照して、上記の衝撃を吸収する構成の変形例について説明する。
本変形例は、実施例１に対して、ストッパーゴム３０ａの他に、ストッパーゴム３０ｂを併用したものである。ストッパーゴム３０ｂは、ストッパーゴム３０ａより硬度が柔らかく（弾性率が小さく）、固定ストッパー２２ａ、２２ｂに対して、ストッパーゴム３０ａより先に接触するように厚みを設定している。例えば、カム２ａが回転して、図２（ｃ）のような状態になると、固定ストッパー２２ｂが、ストッパーゴム３０ｂと最初に接触する。このように、弾性率の異なる２種類の弾性体を可動ストッパー２０の当接部に備えることにより、固定ストッパー２２ｂとの接触時に発生する衝撃力や衝撃音を低減することができる。また、その後、さらにカム２ａが図中時計方向に回転すると、最終的にはストッパーゴム３０ａが固定ストッパー２２ｂとストッパー規制溝端３３ｂに接することで、テレ端の最終的な位置を決めている。これは、ストッパーゴム３０ａが固定ストッパー２２ａ、２２ｂとストッパー規制溝端３３ａ、３３ｂに接したときのストッパーゴム３０ｂの圧縮力を、カム２ａの回転に必要な最小トルク以下としているためである。テレ端からワイド端にカム２ａが回転するときも、同様である。
【００２１】
以上のように、ストッパーが接触することにより発生する衝撃力や衝撃音を低減して、３６０°以上の回転ストッパー機構が実現できる。本実施例では、硬度（弾性率）の異なるゴムを組み合わせて使用したが、ゴム以外のスポンジや樹脂等の異なる材質の併用や、当接する部品の形状の変更によっても同様の効果が得られることに留意されたい。また、本実施例においては、弾性体は可動ストッパー２０に設置する構成であるが、本発明はこれに限定されることはなく、固定ストッパー２２ａ、２２ｂや、ストッパー規制溝３２ａの端部に設置するようにしても同様の効果を得ることができる。
【実施例２】
【００２２】
以下、図５を参照して、本発明の第２の実施例による、カムのストッパー機構について説明する。
【００２３】
本実施例は、実施例１に対して、ストッパー機構部のみが異なる。図５（ａ）は、ズームストッパー機構の拡大図を表している。カム２ｂの図中左側面には、渦巻き溝３３を有している。渦巻き溝３３は、カムの回転軸に略垂直な面内に形成され、カムのストッパー規制部を構成する。固定ストッパー２２ｃは固定筒（鏡筒）５とボルトによって固定されている。固定ストッパー２２ｃには、渦巻き溝３３と交差する方向に延在する、ストッパー規制溝３２ｂが形成されている。可動ストッパーであるストッパーコロ２４ａは、渦巻き溝３３とストッパー規制溝３２ｂの両者の交点においてそれぞれに対して摺動可能に係合する。図５（ｂ）は、図５（ａ）の略左視図であり、渦巻き溝３３を示したものである。図の位置は、ワイド端における状態であり、ストッパーコロ２４ａが、渦巻き溝３３の終端である渦巻き溝端３４ａとストッパー規制溝３２ｂに当接することにより、カム２ｂの図中時計方向への回転を規制している。また、カム２ｂが、反時計方向に回転すると、ストッパーコロ２４ａは、ストッパー規制溝３２ｂでカム中心軸４１周りの回転を規制された状態で渦巻き溝３３内を摺動する。そして、渦巻き溝３３のもう一方の終端である渦巻き溝の端部３４ｂに到達すると、カム２ｂの反時計方向への回転が停止される。渦巻き溝の端部３４ａ、３４ｂの位置は、カム２ｂの必要な回転範囲に応じて設定されており、本実施例では、３８０°回転するように設定する。ここで、固定ストッパー２２ｃは、固定用のボルトが貫通している穴が図５（ｂ）左右方向に長穴状になっており、図５（ｂ）左右方向に調整して固定可能である。そのため、例えばワイド端のカム回転停止位置は、固定ストッパー２２ｃを図５（ｂ）左右方向に移動させることで調整が可能となる。また、固定ストッパー２２ｃを固定筒５から取り外すだけで、カム２ｂの回転規制がなくなり、実施例1で述べたように、ズームレンズ群７ａ、７ｂを固定筒５から挿脱可能な状態となる。
【００２４】
本実施例において、ストッパーコロ２４ａが渦巻き溝３３の端部３４ａ，３４ｂに到達（当接）することにより、カム２ｂの回転範囲が規制されていたが、本発明はこれに限定されることはない。ストッパーコロ２４ａがストッパー規制溝３２ｂの端部に当接することによって、カム２ｂの回転範囲を規制するようにしてもよい。或いは、ストッパーコロ２４ａが、渦巻き溝３３の端部３４ａ，３４ｂとストッパー規制溝３２ｂの端部の両者に当接することにより、カム２ｂの回転範囲を規制するようにしてもよい。
【００２５】
以上のように、本実施例によれば、円筒カムの径の増大や、回転軸方向への伸長をすることなく、３６０°以上の回転範囲を許容する円筒カムの回転ストッパー機構が実現できる。
【実施例３】
【００２６】
以下、図６を参照して、本発明の第３の実施例による、カムのストッパー機構について説明する。
【００２７】
本実施例は、実施例１に対して、ストッパー機構部のみが異なる。図６（ａ）は、ズームストッパー機構の拡大図を表している。カム２ｃの円周上には、螺旋溝３５を有している。該螺旋溝３５は、カムのストッパー規制部を構成する。固定ストッパー２２ｄは、固定筒５に対して、ボルトによって固定されている。固定ストッパー２２ｄには、螺旋溝３５上と交差する方向に延在するストッパー規制溝３２ｃが形成されている。可動ストッパーであるストッパーコロ２４ｂは、螺旋溝３５とストッパー規制溝３２ｃの交点においてそれぞれに対して摺動可能に係合する。図６（ｂ）は、カム２ｃの外周面展開図を表しており、網線で示した螺旋溝３５は、カム２ｃの円周上で、カム溝３ａ、３ｂを避けた位置に開けられている。図６（ｂ）の状態は、ワイド端の状態であり、ストッパーコロ２４ｂが、螺旋溝３５の終端である螺旋溝の端部３６ａ及びストッパー規制溝３２ｃに当接することにより、カム２ｃの図中時計方向への回転を規制している。また、カム２ｃが、反時計方向に回転すると、ストッパーコロ２４ｂは、ストッパー規制溝３２ｃでカム中心軸４１周りの回転を規制された状態で螺旋溝３５内を摺動する。そして、螺旋溝３５のもう一方の終端である螺旋溝の端部３６ｂに到達すると、カム２ｃの反時計方向への回転が停止される。螺旋溝の端部３６ａ、３６ｂの位置は、カム２ｃの必要な回転範囲によって設定されており、本実施例では、３８０°回転する。ここで、固定ストッパー２２ｄは、締付け用のボルトが貫通している穴が図６（ｂ）上下方向に長穴状になっており、図６（ｂ）上下方向に調整して固定可能である。そのため、例えばワイド端のカム回転停止位置は、固定ストッパー２２ｄを図６（ｂ）上下方向に振ることで調整可能となる。また、固定ストッパー２２ｄを固定筒５から取り外すことで、カム２ｂの回転規制がなくなり、実施例１で述べたように、ズームレンズ群７ａ、７ｂを固定筒５から挿脱可能な状態となる。
【００２８】
本実施例において、ストッパーコロ２４ｂが螺旋溝３５の端部３６ａ，３６ｂに到達（当接）することにより、カム２ｃの回転範囲が規制されていたが、本発明はこれに限定されることはない。ストッパーコロ２４ｂがストッパー規制溝３２ｃの端部に当接することによってカム２ｃの回転範囲が規制するようにしてもよい。或いは、ストッパーコロ２４ｂが、螺旋溝３５の端部３６ａ，３６ｂとストッパー規制溝３２ｃの端部の両者に当接することにより、カム２ｃの回転範囲を規制するようにしてもよい。
【００２９】
以上のように、本実施例によれば、円筒カムの径の増大や、回転軸方向への伸長をすることなく、３６０°以上の回転範囲を許容する円筒カムの回転ストッパー機構が実現できる。
【００３０】
実施例１において、可動ストッパーがカム部材の開口部或いは固定ストッパーの端部と当接する際の衝撃を緩和するために、可動ストッパーの当接部に弾性体が備えられる構成を例示した。同様に、実施例２及び３においても、可動ストッパーの、カム部材の渦巻き溝部或いは螺旋溝部と固定ストッパーの溝部と当接する当接部に、弾性体を備えることにより、同様の衝撃を吸収する効果が得られることに留意されたい。
【００３１】
また、上記した実施例においては、鏡筒内でのズームレンズ群の移動に関するカム機構を記載したが、本発明はズームレンズ群に適用するカム機構のみに限定されることはない。光軸方向に移動するレンズ群の移動に使用するカム機構として適用しても、同様の効果が得られることに留意されたい。
【００３２】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１：ズーム部
２ａ〜２ｃ：カム
３ａ、３ｂ：カム溝
５：固定筒
２０：可動ストッパー
２２ａ〜２２ｄ：固定ストッパー
３２ａ〜３２ｃ：ストッパー規制溝
【図１】
0005451298.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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