(57)【要約】【課題】非操作時のがたつきや戻り不良を防止できる「押圧操作型スイッチ装置」を提供する。【解決手段】押圧操作型スイッチ装置１は、筒状のガイド部材４と、ガイド部材４の内底部に配置されたプッシュスイッチ３と、ガイド部材４の内壁面に摺動可能に保持された操作部材５等を備えており、ガイド部材４はプッシュスイッチ３に内蔵された復帰ばねによって初期位置に付勢されている。ガイド部材４に山形形状の折曲部８ａを有する複数の弾性片８を保持すると共に、操作部材５の外周面に軸方向へ位置ずれした第１および第２突起１０ａ，１０ｂを形成し、押圧操作後の操作部材５が復帰ばねの付勢力によって初期位置に復帰するとき、第１突起１０ａが折曲部８ａの頂部を乗り越えた後に、第２突起１０【選択図】図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のガイド部材と、このガイド部材の内底部に配置されたスイッチ素子と、前記ガイド部材の内壁面にその軸方向へ摺動可能に保持された操作部材と、この操作部材を初期位置に向けて付勢する復帰手段とを備え、初期位置に保持された前記操作部材を前記復帰手段の付勢力に抗して押圧操作することによって前記スイッチ素子の接点切替動作が行われる押圧操作型スイッチ装置において、
前記ガイド部材に山形形状の折曲部を有する複数の弾性片を設けると共に、前記操作部材の外壁面に第１突起と第２突起を含む複数の突起を設け、前記第１および第２突起を対応する前記弾性片の前記折曲部にそれぞれ弾接させ、かつ、前記第１突起の前記折曲部に対する摺接位置と前記第２突起の前記折曲部に対する摺接位置とを前記操作部材の移動方向へずらしたことを特徴とする押圧操作型スイッチ装置。
【請求項２】
請求項１の記載において、前記操作部材を初期位置から押圧操作したとき、前記第２突起が前記第１突起よりも先に前記折曲部の頂部を乗り越えるようになすと共に、この第２突起が前記折曲部の頂部を乗り越えた後に該折曲部との弾接状態を解除することを特徴とする押圧操作型スイッチ装置。
【請求項３】
請求項１または２の記載において、前記各弾性片が金属薄板を折曲加工した板ばねからなり、これら弾性片が互いの前記折曲部を同一平面内に位置させた状態で前記ガイド部材に保持されていると共に、前記操作部材が合成樹脂の成形品からなり、この操作部材に前記第１および第２突起がそれぞれの形成位置を前記操作部材の移動方向へずらした状態で一体形成されていることを特徴とする押圧操作型スイッチ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユーザの手指等による押圧操作でオン／オフの切替動作が行われる押圧操作型スイッチ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
押圧操作型スイッチ装置は、回路基板上に実装されたスイッチ素子と、スイッチ素子を包囲するように回路基板上に搭載された筒状のガイド部材と、ガイド部材の内部にスライド自在に装着された操作部材等によって構成されており、操作部材はガイド部材の内壁面を摺動ガイドとして軸方向へ移動可能となっている。常態では、操作部材はスイッチ素子に内蔵された復帰ばね等の復帰手段からの付勢力を受けて初期位置に保持されており、この状態でユーザが操作部材を押圧操作してガイド部材の底部側へスライドさせると、操作部材がスイッチ素子の可動部を押し込んで可動接点を固定接点に接触させるため、スイッチ素子がオフ状態からオン状態へと切り替わる。また、操作部材に対する上記押圧力が除去されると、操作部材は復帰ばねの付勢力によりガイド部材の上部側へスライドして初期位置に戻り、それに伴って可動接点が固定接点から離反するため、スイッチ素子はオン状態からオフ状態へと切り替わる。
【０００３】
このように構成された押圧操作型スイッチ装置では、操作部材の円滑なスライド動作を実現するために、操作部材とガイド部材間の摺動部分に若干のクリアランスを確保するようにしているが、このクリアランスに起因して非操作時の操作部材にがたつきが発生すると、見栄えが悪くなって高級感に欠けるスイッチ装置になってしまう。また、この種の押圧操作型スイッチ装置が外部振動を受け易い環境下で使用される場合、例えば車室内のクラスターパネル等に配置されてオーディオ機器やエアコン装置の入力手段として使用された場合、車両の走行中等に作用する外部振動によって操作部材がガイド部材の内壁面に繰り返し衝突し、ラットルノイズと呼ばれる異音を発生するという問題がある。
【０００４】
そこで従来より、操作部材の外壁面に複数の押さえ片を片持ち状に形成し、操作部材の非操作時に、これら押さえ片をガイド部材の上端内縁部に圧接させることにより、非操作時のがたつきを防止するようにした押圧操作型スイッチ装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この従来例では、押さえ片の自由端側に斜め外側に傾斜するテーパ面が形成されており、操作部材の非操作時に、複数の押さえ片のテーパ面がガイド部材の上端内縁部を内側から外側に向けて圧迫するため、操作部材とガイド部材間に所定のクリアランスを確保した上でがたつきの発生が抑制されている。また、操作部材を押圧操作してスイッチ素子の接点切替動作を行う場合、各押さえ片はガイド部材の内壁面に押されて内側方向へ撓んで変形するため、操作部材は変形した押さえ片からの反発力を受けながらスライドし、押圧操作時のがたつきも抑えられるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２０９５０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述した従来の押圧操作型スイッチ装置は、操作部材の外壁面に片持ち状に形成した複数の押さえ片の弾発力を利用して非操作時のがたつきを防止するようになっており、押圧操作時に各押さえ片がガイド部材の内壁面に押されて内側へ撓み変形した状態で摺動するため、その反発力によって操作部材のスライド時の摺動抵抗が非常に大きなものとなってしまい、操作感触が低下したり耳障りな摺動音を生じる等の難点がある。また、押圧操作力が除去された操作部材を復帰手段の付勢力によって初期位置に戻すとき、操作部材の摺動抵抗に対して十分に大きな付勢力が復帰手段に必要となるため、復帰手段としてスイッチ素子に内蔵された復帰ばねの弾発力を利用する場合、付勢力の大きな大型のプッシュスイッチを使用しないと操作部材の戻り不良が発生してしまい、付勢力の小さな小型のプッシュスイッチを使用できないという難点もある。
【０００７】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、非操作時のがたつきや戻り不良を防止できる押圧操作型スイッチ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明は、筒状のガイド部材と、このガイド部材の内底部に配置されたスイッチ素子と、前記ガイド部材の内壁面にその軸方向へ摺動可能に保持された操作部材と、この操作部材を初期位置に向けて付勢する復帰手段とを備え、初期位置に保持された前記操作部材を前記復帰手段の付勢力に抗して押圧操作することによって前記スイッチ素子の接点切替動作が行われる押圧操作型スイッチ装置において、前記ガイド部材に山形形状の折曲部を有する複数の弾性片を設けると共に、前記操作部材の外壁面に第１突起と第２突起を含む複数の突起を設け、前記第１および第２突起を対応する前記弾性片の前記折曲部にそれぞれ弾接させ、かつ、前記第１突起の前記折曲部に対する摺接位置と前記第２突起の前記折曲部に対する摺接位置とを前記操作部材の移動方向へずらすようにした。
【０００９】
このように構成された押圧操作型スイッチ装置では、操作部材が復帰手段の付勢力を受けて初期位置に保持されているとき、第１および第２突起はいずれも折曲部の一方側の斜面で対応する弾性片に弾接しており、操作部材はこれら各折曲部からの弾発力を受けて非操作時のがたつきが防止されている。この状態でユーザが操作部材を押圧操作してガイド部材の内底部側へ移動させると、第１および第２突起は折曲部の頂部を乗り越えた後に反対側の斜面を摺動し、それに伴って第１および第２突起が折曲部から受ける弾発力は次第に弱くなり、操作部材が所定量移動した時点でスイッチ素子の接点切替動作が行われる。また、操作部材に対する押圧操作力が除去されると、操作部材は復帰ばねの付勢力を受けながら上記と逆向きに移動し、それに伴って第１および第２突起が対応する折曲部の頂部を乗り越えて一方側の斜面に弾接した状態に戻り、操作部材は初期位置に自動復帰する。
【００１０】
その際、第１および第２突起が対応する折曲部の頂部を乗り越えるタイミングをずらしてあり、第２突起が折曲部の頂部を乗り越えようとするときに、既に第１突起が折曲部の頂部を乗り越えて一方側の斜面に弾接するように設定されているため、この折曲部から第１突起を介して操作部材に初期位置へ向かうアシスト力が作用する。したがって、第２突起は復帰ばねの付勢力と上記アシスト力の両方の力を受けて折曲部の頂部を確実に乗り越えることができ、戻り不良のない安定した復帰動作を実現することができる。
【００１１】
上記の構成において、操作部材を初期位置から押圧操作したとき、第２突起が第１突起よりも先に折曲部の頂部を乗り越えるようになすと共に、この第２突起が折曲部の頂部を乗り越えた後に該折曲部との弾接状態を解除するように設定されていると、操作部材に対する各弾性片の弾発力が押圧操作時に低減されるため、操作部材の操作感触を向上することができる。
【００１２】
また、上記の構成において、各弾性片が金属薄板を折曲加工した板ばねからなり、これら弾性片が互いの折曲部を同一平面内に位置させた状態でガイド部材に保持されていると共に、操作部材が合成樹脂の成形品からなり、この操作部材に第１および第２突起がそれぞれの形成位置を操作部材の移動方向へずらした状態で一体形成されていると、組立作業性を向上することができて好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の押圧操作型スイッチ装置では、操作部材の初期位置で複数の弾性片の折曲部を第１および第２突起に弾接させることにより、非操作時における操作部材のがたつきを確実に防止することでき、しかも、操作部材が復帰ばねの付勢力によって初期位置に復帰するとき、先行する第１突起が折曲部の頂部を乗り越えることで復帰方向の力が発生し、この力にアシストされながら後続の第２突起が折曲部の頂部を乗り越えるため、戻り不良のない安定した復帰動作を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態例に係る押圧操作型スイッチ装置の斜視図である。
【図２】該スイッチ装置の平面図である。
【図３】該スイッチ装置の分解斜視図である。
【図４】該スイッチ装置に備えられるガイド部材の斜視図である。
【図５】該ガイド部材の平面図である。
【図６】該ガイド部材の正面図である。
【図７】該スイッチ装置に備えられる操作部材を下方から見た斜視図である。
【図８】該操作部材の平面図である。
【図９】該操作部材の正面図である。
【図１０】該スイッチ装置の非操作状態を示す断面図である。
【図１１】該スイッチ装置の押圧操作状態を示す断面図である。
【図１２】該スイッチ装置の復帰途中状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
発明の実施の形態について図面を参照して説明すると、本発明の実施形態例に係る押圧操作型スイッチ装置１は、車室内のクラスターパネル等に配設されてオーディオ機器の入力手段として使用されるものである。
【００１６】
図１〜図３に示すように、この押圧操作型スイッチ装置１は、回路基板２上に実装されたプッシュスイッチ３と、回路基板２上に搭載されてプッシュスイッチ３を包囲する筒状のガイド部材４と、ガイド部材４の内壁面に軸方向へ摺動可能に保持された操作部材５とによって主に構成されている。
【００１７】
回路基板２上にはロータリエンコーダ６が実装されており、このロータリエンコーダ６は上方へ突出する円筒状のロータ部６ａを有している。ロータ部６ａには回転操作ノブ７がスナップ結合等の手段を用いて取り付けられており、これらロータリエンコーダ６と回転操作ノブ７の内側空間に押圧操作型スイッチ装置１が配置されている。ロータリエンコーダ６はブラシ式や光学式等の検出方式を用いて角度を検出する位置センサであり、ユーザが回転操作ノブ７を正逆いずれかの方向へ回転操作すると、その回転に応じたパルス信号がロータリエンコーダ６から出力されるようになっている。
【００１８】
プッシュスイッチ３は可動部としてのステム３ａを有する公知のスイッチ素子であり、図示省略されているが、プッシュスイッチ３の内部にはステム３ａを上方へ付勢する復帰ばねが収納されている。このプッシュスイッチ３は、ステム３ａを復帰ばねの弾性力に抗して下方へ押し込むと、内部の可動接点が固定接点に接触してオフ状態からオン状態へ切り替わり、ステム３ａが復帰ばねの弾性力によって突出位置に戻ると、可動接点が固定接点から離反してオン状態からオフ状態へ切り替わるようになっている。
【００１９】
図４〜図６に示すように、ガイド部材４は、円筒状の基部４ａと、基部４ａの上端から突出する大径部４ｂとを有し、これら基部４ａと大径部４ｂは合成樹脂を用いて一体成形されている。基部４ａはロータリエンコーダ６のロータ部６ａを挿通して回路基板２に固定されており、その内周面には軸方向へ延びる複数のガイド溝４ｃと一対の段差部４ｄとが形成されている。大径部４ｂの内周面には３つの弾性片８が周方向に等間隔を存して保持されており、各弾性片８の上端部は大径部４ｂから若干量だけ上方へ突出している。３つの弾性片８は金属薄板をクリップ状に折り返して形成した同一形状の板ばねからなり、これら弾性片８の一端側には山形形状（くの字状）に屈曲する折曲部８ａが形成されている。各弾性片８は折曲部８ａを内側に向けた姿勢で大径部４ｂの内周面に片持ち状に取り付けられており、この取付状態で３つの折曲部８ａの頂部（山部）がガイド部材４の軸方向と直交する同一平面内に位置するようになっている。
【００２０】
図７〜図９に示すように、操作部材５は、内部を中空構造にした筒部５ａと、筒部５ａの上端から斜め上方へ突出する拡径部５ｂと、拡径部５ｂの上端から径方向外側へ突出する鍔部５ｃとを有し、これら筒部５ａと拡径部５ｂおよび鍔部５ｃは合成樹脂を用いて一体成形されている。筒部５ａの外周面には軸方向へ延びる複数の突条５ｄが形成されており、これら突条５ｄをガイド部材４のガイド溝４ｃに挿入することにより、操作部材５はガイド部材４に対して回転方向の動きを規制された状態で軸方向へ移動可能に支持されている。ただし、操作部材５が円滑にスライド動作できるようにするために、ガイド溝４ｃと突条５ｄとの摺動部分には若干のクリアランスが確保されている。また、筒部５ａの外周面には一対のフック爪５ｅが形成されており、これらフック爪５ｅが段差部４ｄに当接することにより、操作部材５はガイド部材４からの脱落が防止されている。さらに、鍔部５ｃにはキャップ９が取り付けられており、このキャップ９によって操作部材５の中空部分が蓋閉されている。
【００２１】
操作部材５の拡径部５ｂの外周面には１つの第１突起１０ａと２つの第２突起１０ｂの計３つが周方向に等間隔を存して形成されており、これら第１および第２突起１０ａ，１０ｂはガイド部材４に保持された各弾性片８の折曲部８ａにそれぞれ摺接している。ただし、第１突起１０ａの折曲部８ａに対する摺接位置と第２突起１０ｂの折曲部８ａに対する摺接位置とは操作部材５の移動方向（軸方向）へずれており、前述したように本実施形態例では、各弾性片８の折曲部８ａの頂部がガイド部材４の軸方向に沿って同一高さに設定されている関係上、第１突起１０ａの方が両第２突起１０ｂよりも上方位置で拡径部５ｂの外周面に形成されている。
【００２２】
次に、このように構成された押圧操作型スイッチ装置１の動作について図１０〜図１２を参照しながら説明する。なお、図１０〜図１２において、上段側の（ａ）は図２のＡ−Ａ線に沿う断面図、下段側の（ｂ）は図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図を示している。
【００２３】
図１０は押圧操作型スイッチ装置１の非操作状態を示しており、この非操作状態において、ステム３ａはプッシュスイッチ３に内蔵された復帰ばねによって上方へ突出しており、ステム３ａに当接する操作部材５はこの復帰ばねの付勢力を受けて初期位置に保持されている。この場合、同図（ａ）に示すように、第１突起１０ａは対応する弾性片８の折曲部８ａの頂部を十分に乗り越えて上側の斜面に弾接し、同図（ｂ）に示すように、残り２つの第２突起１０ｂもそれぞれ対応する弾性片８の折曲部８ａの頂部を僅かに乗り越えて上側の斜面に弾接しており、操作部材５がこれら３つの弾性片８の折曲部８ａからの弾発力を受けて初期位置に保持されているため、非操作時の操作部材５にがたつきは発生しないようになっている。
【００２４】
この状態でユーザがキャップ９を介して操作部材５を押圧操作すると、操作部材５が初期位置からガイド部材４の内底部側へ向かって移動開始し、まず、第２突起１０ｂが対応する折曲部８ａの頂部を先に乗り越えた後、引き続いて第１突起１０ａも対応する折曲部８ａの頂部を乗り越える。このようにして第１および第２突起１０ａ，１０ｂが折曲部８ａの頂部を乗り越えて下側の斜面へと移行すると、それに伴って第１および第２突起１０ａ，１０ｂが折曲部８ａから受ける弾発力は次第に弱くなり、図１１に示すように、操作部材５が最下位置まで移動してステム３ａを押し込むと、プッシュスイッチ３はオフ状態からオン状態へと切り替わる。同図（ａ）に示すように、この時点で第１突起１０ａは折曲部８ａの頂部を乗り越えて下側の斜面と摺接しており、同図（ｂ）に示すように、先行する第２突起１０ｂは折曲部８ａから完全に離反して弾接状態を解除しているため、操作部材５に作用する各弾性片８の弾発力は押圧操作の途中で大幅に低減されることになる。
【００２５】
また、この状態で操作部材５に対する押圧操作力が除去されると、操作部材５はプッシュスイッチ３に内蔵された復帰ばねの付勢力を受けて上方へ移動開始し、この場合は、押圧操作時と逆に第１突起１０ａが先に対応する折曲部８ａの頂部を乗り越えた後、引き続いて第２突起１０ｂが対応する折曲部８ａの頂部を乗り越える。ここで、図１２（ｂ）に示すように、後続の第２突起１０ｂが対応する折曲部８ａの頂部を乗り越えようとするときに、図１２（ａ）に示すように、先行する第１突起１０ａは既に折曲部８ａの頂部を乗り越えて上側の斜面に弾接しているため、この折曲部８ａから第１突起１０ａを介して操作部材５に初期位置へ向かうアシスト力（上向きの力）が作用する。すなわち、後続の第２突起１０ｂが折曲部８ａの頂部を乗り越えるときに、復帰ばねの付勢力に加えて第１突起１０ａに弾接する弾性片８からのアシスト力も作用するため、第２突起１０ｂは対応する折曲部８ａの頂部を確実に乗り越えることができる。そして、第１および第２突起１０ａ，１０ｂが折曲部８ａの頂部を乗り越える位置まで操作部材５が上昇すると、図１０に示すように、操作部材５は再び３つの弾性片８の折曲部８ａからの弾発力を受けて初期位置に保持され、この時点でステム３ａは復帰ばねの付勢力によって元位置に戻るため、プッシュスイッチ３はオン状態からオフ状態へ切り替わっている。
【００２６】
以上説明したように、本実施形態例に係る押圧操作型スイッチ装置１では、操作部材５が復帰ばねの付勢力を受けて初期位置に保持されているとき、ガイド部材４に設けられた複数の弾性片８の折曲部８ａが操作部材５に設けられた第１および第２突起１０ａ，１０ｂに弾接しているため、操作部材５の円滑なスライド動作を確保した上で、非操作時における操作部材５のがたつきを確実に防止することでき、ラットルノイズの発生も抑制することができる。しかも、第１および第２突起１０ａ，１０ｂが対応する折曲部８ａの頂部を乗り越えるタイミングをずらしてあり、操作部材５が復帰ばねの付勢力によって初期位置に復帰するとき、先行する第１突起１０ａが折曲部８ａの頂部を乗り越えることで復帰方向の力が発生し、この力にアシストされながら後続の第２突起１０ｂが折曲部８ａの頂部を乗り越えるため、戻り不良のない安定した操作部材５の復帰動作を実現することができる。
【００２７】
また、初期位置にある操作部材５をユーザが押圧操作して下方へ移動させたときは、第２突起１０ｂが第１突起１０ａよりも先に折曲部８ａの頂部を乗り越えるが、この第２突起１０ｂは対応する折曲部８ａの頂部を乗り越えた後に、該折曲部８ａから完全に離反して弾接状態を解除するようになっているので、操作部材５に対する各弾性片８の弾発力が押圧操作の途中で低減され、ユーザによる押圧操作時の操作感触を高めることができる。
【００２８】
また、各弾性片８が金属薄板をクリップ状に折り返して形成した同一形状の板ばねからなり、これら弾性片８が互いの折曲部８ａを同一平面内に位置するようにガイド部材４に保持されていると共に、第１および第２突起１０ａ，１０ｂが合成樹脂製の操作部材５に互いの形成位置をずらした状態で一体形成されているため、ガイド部材４に操作部材５を組み付けるという通常の組立作業によって、第１および第２突起１０ａ，１０ｂと対応する弾性片８との位置関係を正しく設定することができる。
【００２９】
なお、上記実施形態例では、ガイド部材４側で各弾性片８の取付高さを同一に設定し、操作部材５側で第１および第２突起１０ａ，１０ｂの形成位置をずらした場合について説明したが、これとは逆に、ガイド部材４側で各弾性片８の取付高さを軸方向にずらし、操作部材５側で第１および第２突起１０ａ，１０ｂを軸方向の同一位置に形成しても良く、要は、弾性片８の折曲部８ａに対する第１および第２突起１０ａ，１０ｂの摺接位置が操作部材５の移動方向（軸方向）に相対的にずれていれば良い。
【００３０】
また、上記実施形態例では、操作部材５に１つの第１突起１０ａと２つの第２突起１０ｂの計３つの突起１０ａ，１０ｂを設けた場合について説明したが、第１および第２突起１０ａ，１０ｂの総数は４以上であっても良い。その場合、第２突起１０ｂよりも第１突起１０ａの数が多くなると、操作部材５の復帰動作時に第１突起１０ａは復帰ばねの付勢力だけで折曲部８ａの頂部を乗り越えるのが困難になるため、第１突起１０ａを半数未満として残りを第２突起１０ｂとすることが好ましい。
【００３１】
また、上記実施形態例では、ステム３ａの上下動によってオン／オフの切替動作を行うプッシュスイッチ３をスイッチ素子として用いた場合について説明したが、例えば、固定接点が設けられた回路基板にシリコンゴムを搭載すると共に、このシリコンゴムの膨出部の内面に可動接点を設けたラバースイッチと呼ばれもの等、他の構成のスイッチを用いることも可能である。
【００３２】
また、上記実施形態例では、プッシュスイッチ（スイッチ素子）３に内蔵された復帰ばねの付勢力を復帰手段として利用した場合について説明したが、ガイド部材４の内部にスイッチ素子とは別にコイルばね等の弾性体を組み込み、この弾性体を復帰手段として用いることも可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１  押圧操作型スイッチ装置
２  回路基板
３  プッシュスイッチ（スイッチ素子）
３ａ  ステム
４  ガイド部材
４ａ  基部
４ｂ  大径部
４ｃ  ガイド溝
５  操作部材
５ａ  筒部
５ｂ  拡径部
５ｃ  鍔部
５ｄ  突条
５ｅ  フック爪
６  ロータリエンコーダ
６ａ  ロータ部
７  回転操作ノブ
８  弾性片
８ａ  折曲部
９  キャップ
１０ａ  第１突起
１０ｂ  第２突起
【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】
2014102983.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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