(57)【要約】【課題】大きな動作ストロークを必要とする電気機器の操作部に用いられ、意図する動作特性の設定が容易に可能であり、電気機器に組み入れられる電気回路基板に実装することでスイッチの一部構成として働き、僅か２つの部品で大きな動作ストローク、安定した接触状態を有するスイッチを構成することとなる接触部材の提供。【解決手段】弾性変形可能な押圧部材と半田付け可能な実装部を有する支持部材からなり、押圧部材は接点部を有する動作部と台座部と変形部からなり、台座部の一部が支持部材によって覆われていることにより、動作される際には、動作部および変形部のみが弾性変形し、台座部は弾性変形が限定され、これによって大きな動作ストロークにおいて意図する動作フィーリングを容易に得ることを可能にした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性変形可能な押圧部材と、半田付け可能な実装部を有する支持部材とからなり、前記押圧部材は、一方向に開口し、導電性の接点部が前記開口した空間内に臨んで形成された動作部と、前記支持部材が取り付けられる台座部と、前記動作部と前記台座部とに連続する変形部と、を有し、前記台座部の一部は前記支持部材によって覆われていることを特徴とする接触部材。
【請求項２】
前記実装部の一部は、前記台座部の底面と同一高さに形成されていることを特徴とする請求項１記載の接触部材。
【請求項３】
前記支持部材は、前記変形部および前記動作部が挿通する開口部が形成された天面と、該天面にほぼ直角に折曲された側面と、を有し、前記台座部には凹状の係止凹部が形成され、前記側面には凸状の係止片が形成され、前記係止凹部に前記係止片が嵌合することにより前記台座部の上面に前記天面が載置されて前記支持部材に前記押圧部材が取り付けられることを特徴とする請求項１または請求項２記載の接触部材。
【請求項４】
前記台座部の前記開口側にある底面の少なくとも一部が前記支持部材により覆われ、接着されていることを特徴とする請求項１記載の接触部材。
【請求項５】
前記実装部が半田接続される実装パターンと導電性の基板接点部とを有する電気回路基板に実装することにより、前記接点部が前記基板接点部に離間して位置し、前記動作部が外部より押圧されることにより前記変形部が変形し、前記接点部が前記基板接点部に接触することを特徴とする請求項１、２、３または請求項４記載の接触部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、電気回路基板に実装されることによってスイッチが構成されることとなる接触部材に関するものであり、金属板からなる支持部材と弾性変形可能な押圧部材とからなるものである。
【背景技術】
【０００２】  大きな動作ストロークを必要とする操作部に用いられるスイッチには図１０に示すようなスイッチ１００がある。スイッチ１００は、開口部に接触面が露出した導電性を有するターミナル００２を一体成形したモールド材料からなるハウジング００１と、ターミナル００２に外周部が載置された際に中央部の舌片がターミナル００２から離間するように形成された接触片００３と、接触片００３に台座部が載置され上部に押圧力を受ける作用部が形成された内側が中空のすり鉢状の弾性体００４と、ハウジング００１に上下方向に摺動可能に嵌合されたキーステム００５とからなり、操作時には、キーステム００５の天面に押圧力が加わることにより弾性体００４の作用部が下方向に大きなストロークで変位し、接触片００３の舌片を押すこととなり、これによって接触片００３を介してハウジング００１に一体成形された中央接点を有するターミナルと中央接点の外側に外側接点を有するターミナルとが電気的に短絡しスイッチがＯＮ状態となるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許４２０９２２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  しかしながら、このような従来のスイッチ１００においては、キーステム００５を押圧すると弾性体００４が変形して接触片００３を押圧してＯＮ−ＯＦＦ動作が行なわれるわけであるが、この際、弾性体００４は自由に変形することが可能であり、これによって動作時に得られる落差荷重によるクリック感が損なわれるといった問題点、および、ＯＮ−ＯＦＦ動作を成すスイッチ単品としての物流が可能であるものの、スイッチ１００を電気機器に組み込む際には、スイッチ１００を実装するための電気回路基板（図示せず）およびキーステム００５を押すためのキートップ（図示せず）は必ず必要となる。またスイッチ１００はターミナル００２を一体成形したハウジング００１、接触片００３、弾性体００４、キーステム００５といった５点もの部品からなり、大きな部品コスト、組み立てコストが生じるものである。また動作ストロークが大きいが故にハウジング００１とキーステム００５との摺動距離も大きくなり、塵埃等によりこの摺動動作が妨げられ易いという問題点を有するものであった。【０００５】  そこで本発明は上述の問題を鑑み、少ない部品点数で構成され、且つ大きな動作ストロークをもってしてもスムーズな動作が可能であり、また物流においても問題なく、さらに電気機器に組み入れる際においても従来のスイッチ１００同様、実装するための電気回路基板およびキートップのみを必要とすることでＯＮ−ＯＦＦ動作が可能となるスイッチを構成することが出来る接触部材を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  この従来の問題を解決するために、請求項１記載の接触部材は、弾性変形可能な押圧部材と、半田付け可能な実装部を有する支持部材とからなり、前記押圧部材は、一方向に開口し、導電性の接点部が前記開口した空間内に臨んで形成された動作部と、前記支持部材が取り付けられる台座部と、前記動作部と前記台座部とに連続する変形部と、を有し、前記台座部の一部は前記支持部材によって覆われていることを特徴とするものである。【０００７】  請求項２記載の接触部材は、請求項１の構成に加え、前記実装部の一部は、前記台座部の底面と同一高さに形成されていることを特徴とするものである。【０００８】  請求項３記載の接触部材は、請求項１又は請求項２の構成に加え、前記支持部材は、前記変形部および前記動作部が挿通する開口部が形成された天面と、該天面にほぼ直角に折曲された側面と、を有し、前記台座部には凹状の係止凹部が形成され、前記側面には凸状の係止片が形成され、前記係止凹部に前記係止片が嵌合することにより前記台座部の上面に前記天面が載置されて前記支持部材に前記押圧部材が取り付けられることを特徴とするものである。【０００９】  請求項４記載の接触部材は、請求項１の構成に加え、前記台座部の前記開口側にある底面の少なくとも一部が前記支持部材により覆われ、接着されていることを特徴とするものである。【００１０】  請求項５記載の接触部材は、請求項１、２、３又は請求項４の構成に加え、前記実装部が半田接続される実装パターンと導電性の基板接点部とを有する電気回路基板に実装することにより、前記接点部が前記基板接点部に離間して位置し、前記動作部が外部より押圧されることにより前記変形部が変形し、前記接点部が前記基板接点部に接触することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】  請求項１の発明によると、弾性変形可能な押圧部材に半田付け可能な実装部を有する支持部材が取り付けられた接触部材であり、押圧部材の下方に形成された台座部の少なくとも一部が支持部材によって覆われ、支持部材は実装部を有していることにより、回路基板へは支持部材の実装部を半田付け等で接続することにより容易に実装することが可能であり、又、電気回路基板に接触部材を実装して動作させる際、押圧部材の動作部に加えられた押圧力によって押圧部材が変形するわけであるが、このときに押圧部材の台座部の少なくとも一部が支持部材により覆われていることにより、台座部の変形が制限され、これによって押圧力は変形部を変形させることのみに費やされ、このため、本来押圧部材が有する落差荷重（クリック感）を損なうことなく明瞭なフィーリングでスイッチの動作が可能となる。
また、支持部材と弾性変形可能な押圧部材との２点のみの部品によって接触部材が構成されるため、部品コスト、組立コストを小さくすることが可能であり、且つ動作部に形成された導電性を有する接点部が電気的機能を負うこととなるため、押圧部材の接点部を除く部分の材質の選択範囲は大きくなり、これによって動作特性等の設定の自由度も大きくなり、耐久性においてもより高い性能を得ることができる。また押圧部材のストロークを容易に大きくできることにより動作ストロークを大きくすることが容易に可能で、動作ストロークの設定も自在に出来る。そして、本接触部材を実装するための電気回路基板および押圧するためのキートップを電気機器に備えることのみで、ＯＮ−ＯＦＦ動作が行なえるスイッチを構成することが容易に可能であり、更には電気回路基板において２つの独立した回路パターンからなる中央接点部を、押圧部材の接点部に対向させた位置に設けることのみで、スイッチを構成することが可能であるため、電気回路基板の引き廻しが容易に可能であり、これによって回路を引き廻す際の制約を大きく減少させることが可能となる。【００１２】  請求項２の発明によると、支持部材の実装部の一部が台座部の底面と同一高さに形成されていることにより、本接触部材を電気回路基板に実装する際、リフローはんだ装置による強固な表面実装が可能となり、且つ、台座部が電気回路基板と支持部材によって覆われることとなり、動作時の台座部の変形が制限され、意図する動作フィーリングを得ることが可能となる。【００１３】  請求項３の発明によると、押圧部材の台座部の上面に支持部材の天面が載置され、台座部の上面が天面によって覆われ、支持部材の係止片により台座部が嵌合支持され、台座部が強固に支持部材に固定されることにより、さらに台座部の動作時に生じる変形が制限され、より良いフィーリングが得られ、また、押圧部材への支持部材の取り付けも容易に行なうことが可能となる。【００１４】  請求項４の発明によると、台座部の底面の少なくとも一部に支持部材を接着するといった容易な方法で押圧部材への支持部材の取り付けが完了し、また、支持部材の形状を複雑にする必要がなく、様々な大きさの押圧部材に対しても容易に支持部材の形状を対応させることが可能である。【００１５】    請求項５の発明によると、支持部材と弾性変形可能な押圧部材との２点のみの部品によって接触部材が構成されるため、部品コスト、組立コストを小さくすることが可能であり、且つ動作部に形成された導電性を有する接点部が電気的機能を負うこととなるため、押圧部材の接点部を除く部分の材質の選択範囲は大きくなり、これによって動作特性等の設定の自由度も大きくなり、耐久性においてもより高い性能を得ることができる。また押圧部材のストロークが容易に大きくできることにより動作ストロークを大きくすることが容易に可能で、動作ストロークの設定も自在に出来る。そして、本接触部材を実装するための電気回路基板および押圧するためのキートップを電気機器に備えることのみで、ＯＮ−ＯＦＦ動作が行なえるスイッチを構成することが容易に可能であり、更には電気回路基板において２つの独立した回路パターンからなる中央接点部を、押圧部材の��点部に対向させた位置に設けることのみで、スイッチを構成することが可能であるため、電気回路基板の引き廻しが容易にでき、これによって回路を引き廻す際の制約を大きく減少させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る接触部材の正面斜視図
【図２】本発明に係る接触部材の分解背面斜視図
【図３】本発明に係る接触部材と電気回路基板の分解正面斜視図
【図４】本発明に係る接触部材を電気回路基板に実装した状態の正面斜視図
【図５】図４のａ−ａ線における断面図
【図６】本発明に係る接触部材が押圧力により動作された状態での図４のａ−ａ線における断面図
【図７】本発明に係るその他の接触部材の実施例についての背面斜視図
【図８】本発明に係るその他の接触部材の実施例についての分解背面斜視図
【図９】本発明に係るその他の接触部材を電気回路基板に実装した状態の正面斜視図
【図１０】従来のスイッチの分解斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１７】  以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。図１乃至図８は本発明の実施の形態を示したものであり、図１は本発明に係る接触部材の正面斜視図、図２は本発明に係る接触部材の分解背面斜視図、図３は本発明に係る接触部材と電気回路基板の分解正面斜視図、図４は本発明に係る接触部材を電気回路基板に実装した状態の正面斜視図、図５は図４のａ−ａ線における断面図、図６は本発明に係る接触部材が押圧力により動作された状態での図４のａ−ａ線における断面図、図７は本発明に係るその他の接触部材の実施例についての背面斜視図、図８は本発明に係るその他の接触部材の実施例についての分解背面斜視図、図９は本発明に係るその他の接触部材を電気回路基板に実装した状態の正面斜視図である。接触部材０１は、押圧部材１０、支持部材３０とからなる。
【００１８】  押圧部材１０はラバー等の弾性材料からなり、一定肉厚を有し略立方形状の外形に形成された台座部１１と、上面に平面状の押圧面１７を有する略円筒状の動作部１２と、が薄肉で形成された変形部１３によって連結されており、全体の形状として、すり鉢状の空間が上下反対に台座部１１の側に開口する形態で内側に形成される。そして動作部１２の押圧面１７の反対側の面には前述の内側のすり鉢状の空間１８において開口する方向に臨む位置に押圧部１４が突出しており、その先端部には押圧面１７にほぼ平行な平面を有するカーボンを含む弾性材料からなる導電性を有する接点部１９が接着または一体成形により形成されている。そして、略立方形状の台座部１１には底面１５と側面２０にかけて凹状の係止凹部２１が形成されている。なお、台座部１１において開口が形成されている面が底面１５であり、底面１５に対して平行であり変形部１３が連結されている面が上面１６である。
【００１９】  支持部材３０は、金属板を加工したものであり、略正方形状の平面である天面３４には、円状に空いた開口部３２が形成され、天面３４の４辺からはほぼ垂直方向に下方に折曲された側壁３６が形成され、この側壁３６と前述の天面３４とによって略立方形状の空間を有する収容部３８が形成される。そして４方向の側壁３６の対向する一対の側壁３６，３６のほぼ中央部には切り欠かれて下方に延出した凸状の係止片３５が形成され、もう一対の側壁３６，３６のほぼ中央部には、外側へ側壁３６に対してほぼ直角に折曲げされ、後述する押圧部材１０への取り付けが行なわれることにより押圧部材１０の台座部１１の底面１５とほぼ同じ高さの面を有することとなる実装部３３が形成されている。
【００２０】  次に以上の構成部品による接触部材０１の組み立ておよび電気回路基板４０への実装について説明する。接触部材０１は押圧部材１０に支持部材３０を取り付けることによって完成する。押圧部材１０の動作部１２と変形部１３とを支持部材３０の開口部３２に通して支持部材３０を押圧部材１０の上方より被せることにより台座部１１の上面１６が支持部材３０の天面３４によって覆われる、より具体的には台座部１１の上面１６がほぼ開口部３２の面積を除く面積で支持部材３０の天面３４によって覆われ、接することとなる。そしてこの状態において支持部材の一対の実装部３３，３３に形成された実装面３７は台座部１１の底面１５とほぼ同じ高さに位置することとなる。また、支持部材３０の一対の係止片３５は、台座部１１の係止凹部２１に重なる位置で下方に延出している形状が係止凹部２１に向けて折り曲げられ、係止凹部２１に若干食い込ませる状態で嵌合する。これにより、台座部１１が支持部材３０の天面３４と係止片３５により保持され、台座部１１の上面１６と支持部材３０の天面３４とは強固に接した状態で接触部材０１が完成し、組み立ておよび物流時の運搬等において押圧部材１０から支持部材３０がはずれ抜け落ちる等の事故を防止できることとなる。また、このように接触部材０１は押圧部材１０の台座部１１のみに支持部材３０が取り付けられているため、台座部１１の形状が同じであれば、変形部１３および動作部１２の形状が異なったとしても一種類の支持部材３０により複数の異なった接触部材０１を完成することが可能となり、このことから組み立てられた接触部材０１が後に述べるように電気回路基板４０に実装され電気機器に組み入れられる状態に応じて、容易に形状を設計し、電気機器に備えられた諸部品との干渉を容易に回避できることが可能となる。
【００２１】  このように完成した接触部材０１は電気機器に組み入れられる際には図３乃至図６に示すように電気機器に備えられる電気回路基板４０に押圧部材１０の台座部を載置して実装され、これによって電気回路基板を含んだ状態でスイッチとして機能することとなる。
【００２２】  電気回路基板４０には、接触部材０１の実装部３３の実装面３７に対応する位置にはんだ付け可能な実装パターン４３が形成され、上方向からの矢視において接点部１９に対応する位置に実装パターン４３とは独立した接点部１９と接触可能な電気回路パターンである中央接点部４１が形成され、接触部材０１の実装面３７が実装パターン４３にはんだ付けされることにより、接触部材０１の電気回路基板への実装が完了し、これによって接点部１９は中央接点部４１のほぼ真上に離間して位置することとなる。ここで中央接点部４１は図３に示すように独立した２つの接点パターンが一定の間隔を隔てて同心円状または櫛歯状に配置されたものである。またこの際、中央接点部４１から延出する電気回路パターンは台座部１１の底面１５の下に配置され更に延出して意図する回路に連続することとなる。この際、本実施例においては、台座部１１がラバー等の絶縁材料であるため、底面１５の下に位置する電気回路パターンはレジスト処理を施すことが必ずしも必要ではなくなる。
【００２３】  このように実装された接触部材０１は以下のように動作される。図５、図６に示すように、まず、押圧部材１０の動作部１２の押圧面１７に電気機器に備えられたキートップ（図示せず）を介して押圧力が加わる。これによって変形部１３が弾性変形しながら動作部１２が下方向へ変位し、押圧部１４の先端にある接点部１９が中央接点部４１に接触することとなる。これによって電気回路基板４０の中央接点部４１を形成する２つの独立した接点パターンが接点部１９を介して電気的に短絡することになり、接触部材０１と電気回路基板４１とによって構成されたスイッチがＯＮ状態となる。
【００２４】  このように本発明における接触部材０１は押圧部材０１と支持部材３０のみによって構成されるにもかかわらず、電気回路基板に実装するのみでスイッチの構成の一部として機能する。また、押圧部材１０の使用により大きな動作ストロークを得ることが可能となる。
【００２５】  また、押圧部材１０の台座部１１は前述したように上面１６が支持部材３０の天面３４と強固に接し、且つ電気回路基板４０に台座部１１が載置され支持部材３０の実装部３３が実装パターン４３に半田付けされることにより台座部１１は支持部材３０の天面３４と電気回路基板４０によって弾性変形することが制限され、変形部１３が弾性変形しながら動作部１２が下方向へ変位するといった態様の変化においても台座部１１は弾性変形することがなく、これによって変形部１３が反転する際のクリック感が損なわれることなく、動作する際の意図する動作特性、特にクリックフィーリングを容易に得ることが可能である。
【００２６】  また、押圧部材１０の接点部１９のみが電気回路基板４０の中央接点部４１に接触することによりスイッチの電気的動作が行なわれるため、押圧部材１０の接点部１９を除く部分には特に導電性を有する等の電気的性能が必要ではなくなり、これによって接点部１９を除く部分の材質の選択自由度が広がり、動作ストローク、動作荷重を含む荷重特性の設定が自由にできることとなる。
【００２７】  更には、押圧部材１０の接点部１９と電気回路基板４０の中央接点部４１のみによってスイッチの電気的開閉が行なわれるため、電気回路基板４０に必要とされる接点パターンは中央接点部４１のみとなり、これによって電気回路基板４０に回路を引き廻す際の制約を大きく減少させることが可能となる。
【００２９】  以上の実施例は押圧部材１０の台座部１１の上面１６が支持部材３０によって覆われる形態をなすものであるが、本発明はこれに限るものでなく図７および図８に示すような別の実施例もある。以下、この別の実施例について説明する。なお前述の実施例と同等な構成部材および各部については、同じ各部名称および添付符号を付して説明する。
【００３０】  まず押圧部材１０については前述の実施例と形態が同じであるため説明を省略する。次に支持部材３０について説明すると、略長方形状の平面である平板部３９と平板部３９から突出する実装部３３からなり、平板部３９は一側辺が押圧部材１０の台座部１１に開口した開口円２３と略同心円となる円弧の形状で切り欠かれ、前記一側辺に対向するもう一つの一側辺の両端には平板部３９と一定の角度を有して上側に折り曲げ形成された略正方形の面を有する実装部３３が形成されている。
【００３１】  そして、この実施例においては同形状の二つの支持部材３０が次のように押圧部材に取り付けられる。まず、押圧部材１０の開口円２３を有する底面１５または支持部材３０の平板部３９の少なくともどちらか一方の表面に接着を容易にするための下塗塗料を塗った（プライマー処理）後、接着剤を塗布し、平板部３９の切り欠かれた円弧が台座部１１の開口円２３と同心円となり、且つ実装部３３の折り曲げ辺が押圧部材１０の底面１５の一辺とほぼ一致するように支持部材３０を押圧部材１０に接着することにより接触部材０１が完成する。
【００３２】  このように完成した接触部材０１は電気機器に組み入れられる際には図１０に示すように電気機器に備えられる電気回路基板４０に指示部材３０の平板部３９を載置して実装され、これによって電気回路基板４０を含んだ状態でスイッチとして機能することとなる。
【００３３】  電気回路基板４０は前述の実施例に使用するものと同じ構成のものが使用され、接触部材０１の実装部３３が実装パターン４３にはんだ付けされることにより、接触部材０１の電気回路基板４０への実装が完了し、これによって接点部１９は中央接点部４１のほぼ真上に離間して位置することとなる。
【００３４】  このように完成および実装された接触部材０１は前述の実施例と同様に、動作部１２の押圧面に押圧力が加わり、接点部１９が中央接点部４１に接触し、電気回路基板４０の中央接点部４１を形成する２つの独立した接点パターンが接点部１９を介して電気的に短絡することになり、接触部材０１と電気回路基板４０とによって構成されたスイッチがＯＮ状態となる。
【００３５】  このように接触部材０１は押圧部材１０と支持部材３０のみからなり、且つ、複雑な立体形状でなく平板部３９と一つの曲げのみで形成された容易で安価な部材である支持部材３０と押圧部材０１との接着のみで構成されるにもかかわらず、電気回路基板４０に実装するのみでスイッチの構成の一部として機能する。また、押圧部材１０の使用により大きな動作ストロークを得ることが可能となる。
【００３６】  また、押圧部材１０の台座部１１は、底面１５が支持部材３０の平板部３９に強固に接着されているため弾性変形することが制限され、変形部１３が弾性変形しながら動作部１２が下方向へ変位するといった態様の変化においても台座部１１は弾性変形することがなく、これによって変形部１３が反転する際のクリック感が損なわれることなく、動作する際の意図する動作特性、特にクリックフィーリングを容易に得ることが可能である。
【００３７】  また、押圧部材１０の接点部１９のみが電気回路基板４０の中央接点パターン４１に接触することによりスイッチの電気的動作をすることとなるため、押圧部材１０の接点部１９を除く部分には特に導電性を有する等の電気的性能が必要ではなくなり、これによって接点部１９を除く部分の材質の選択自由度が広がり、これによって動作ストローク、動作荷重を含む荷重特性の設定が自由にできることとなる。
【００３８】  更には、押圧部材１０の接点部１９と電気回路基板４０の中央接点部４１のみによってスイッチの電気的開閉が行なわれるため、電気回路基板４０に必要とされる接点パターンは中央接点パターン４１のみとなり、これによって電気回路基板４０に回路を引き廻す際の制約を大きく減少させることが可能となる。
【００３９】  以上、二つの実施例について述べたが、本発明に係る形態はこれに限るものではなく、台座部の一部が支持部材によって覆われていればよく、例えば押圧部材への支持部材の取り付け方法は押圧部材にスリットを設け、この部分に支持部材の一部を嵌合する等の様々な方法を適用することも可能である。
【符号の説明】
【００４０】  ０１  接触部材
１０  押圧部材
１１  台座部
１２  動作部
１３  変形部
１４  押圧部
１５  底面
１６  上面
１７  押圧面
１８  空間
１９  接点部
２０  側面
２１  係止凹部
２３  開口円
３０  支持部材
３２  開口部
３３  実装部
３４  天面
３５  係止片
３６  側壁
３７  実装面
３８  収容部
３９  平板部
４０  電気回路基板
４１  中央接点部
４３  実装パターン
１００  スイッチ
００１  ハウジング
００２  ターミナル
００３  接触片
００４  弾性体
００５  キーステム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2014053273.tif 000006
【図５】
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【図６】
2014053273.tif 000008
【図７】
2014053273.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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