(57)【要約】【課題】低粘度オイルの蒸発によるモータ外部への漏洩を防ぎ、信頼性の高いスピンドルモータを提供することである。【解決手段】ロータハブ４０の第二円筒部４３とベース７０の円筒部７１とは、半径方向に微少間隙Ｄを介して対向する。そして微少間隙Ｄの軸方向上側には、ロータハブ４０とハウジング２０との半径方向間隙に気液界面Ｍが形成されている。微少間隙Ｄと気液界面Ｍとで作られた空間９０は小さいので、その空間９０の内部にある空気はすぐに飽和してしまい、気液界面における潤滑オイルの蒸発を防ぐことができる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸体と、
一端側に開口部を有し、前記軸体を該開口部に挿通して流体動圧にて回転自在に支持する軸受装置と、
前記軸体と前記軸受装置との間に充填された潤滑オイルと、
前記軸体の一端側に有し、中心孔を有する記録ディスクを挿通する第一円筒部、該第一円筒部の一部に連結して前記記録ディスクを載置する載置部、および前記軸受装置を半径方向に囲う第二円筒部を有する有蓋円筒状のロータハブと、
該ロータハブに固定されるロータマグネットと、
該ロータマグネットを半径方向に間隙を介して外囲し円環状に形成されるステータと、
前記軸受装置および前記ステータを保持するベースと、
を具備したスピンドルモータにおいて、
前記軸受装置の外周面と前記ロータハブの前記第二円筒部の内周面とは半径方向に対向し、その対向した部分の一部には、潤滑オイルと大気との気液界面が形成され、
前記ベースの一部には、一端側に向い伸びる円筒部を有し、該円筒部と前記ロータハブの前記第二円筒部とは半径方向に微少間隙を介して対向し、該微少間隙が前記気液界面より大気側に位置していることを特徴とするスピンドルモータ。
【請求項２】
前記微少間隙の半径方向の幅は、０．２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載のスピンドルモータ。
【請求項３】
前記ロータハブには、前記第二円筒部より半径方向外側に位置し、前記ロータハブ蓋面より他端側に延びる第三円筒部をさらに有し、該第三円筒部と前記ベースの円筒部とは、半径方向に微少な間隙となる補助間隙を介して対向することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスピンドルモータ。
【請求項４】
前記微少間隙と前記補助間隙との少なくともどちらか一方は、前記載置部より軸方向一端側以上に形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のスピンドルモータ。
【請求項５】
前記ベースの最も他端側より、前記ロータハブの最も一端側の軸方向高さが５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のスピンドルモータ。
【請求項６】
前記潤滑オイルは、４０℃での動粘度が１１ｍｍ２／ｓ未満であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のスピンドルモータ。
【請求項７】
磁気記録層を有する記録ディスクと、
前記磁気記録層に情報を記録するとともに前記磁気記録層に記録された情報を再生するための磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッドを前記記録ディスクに対して移動させるための移動手段と、
前記磁気ディスクを回転駆動させるための請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のスピンドルモータとを備えたことを特徴とする、
記録ディスク駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄型および小型に適したスピンドルモータおよびこのスピンドルモータを搭載した記録ディスク駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のハードディスク駆動装置等の信号記録再生装置の携帯化によるハードディスク駆動装置の小型化および薄型化の要求が高まっている。特に携帯機器では、記録ディスク径が１．８ｉｎｃｈ以下のものを搭載しなければならない程小型および薄型のハードディスク駆動装置の要求もあり、それに伴い、このハードディスク駆動装置に搭載されているスピンドルモータも小型化および薄型化の必要に迫られている。ところが、１．８ｉｎｃｈ以下では、スピンドルモータを搭載するベースから記録ディスクの高さが低く、ステータを記録ディスクを載置するロータハブ内に収容するアウターロータ型では対応困難となっている。そのため、１．８ｉｎｃｈ以下のスピンドルモータではステータをロータハブの外側に配置するインナーロータ型が主流である。また携帯化に伴い外部電源を使用することができず、電池等の携帯電源を使用することより、この電池等の寿命を延ばすために消費電力の低減の要求も併せて高まっている。そして携帯化によりあらゆる環境下にてハードディスク駆動装置が使用される可能性があり、それに伴い、スピンドルモータもあらゆる環境下において信頼性の高いものにしなければならない。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１９３０７５号公報
【特許文献２】特開２００４−２８２８８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、スピンドルモータの低消費電力およびあらゆる環境において信頼性の高いスピンドルモータを提供するために、潤滑オイルに関して動粘度１１ｍｍ２／ｓ未満の低粘度のオイルを使用する。この低粘度オイルは粘性抵抗が少なく、温度環境に対して動粘度変化が少なく低消費電力およびあらゆる環境化に耐え得るスピンドルモータに適しているが蒸発率が高い欠点がある（特許文献１参照）。そのため、特許文献２のような構造では、気液界面よりオイルが蒸発してしまい、モータ外部に漏洩してしまう可能性がある。それによりこの蒸発したオイル粒子が記録ディスク装置の磁気ヘッドに付着してしまい、記録ディスクと接触してしまう可能性がある。その結果、記録ディスクの書込み若しくは読み込みに重大な影響を与える可能性がある。
【０００５】
また車両に搭載するスピンドルモータに関しては、より高い信頼性を確保しなければならない。そのため、潤滑オイルの漏れや潤滑オイルの蒸発によるモータ外部への漏れは確実に防がなければならない。
【０００６】
本発明は上記のような問題に鑑み、なされたものであり、その目的とするところは、低粘度オイルの蒸発によるモータ外部への漏洩を防ぎ、信頼性の高いスピンドルモータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１によれば、軸体と、一端側に開口部を有し、前記軸体を該開口部に挿通して流体動圧にて回転自在に支持する軸受装置と、前記軸体と前記軸受装置との間に充填された潤滑オイルと、前記軸体の一端側に有し、中心孔を有する記録ディスクを挿通する第一円筒部、該第一円筒部と連結して前期記録ディスクを載置する載置部および前記軸受装置を半径方向に覆う第二円筒部を有する有蓋円筒状のロータハブと、該ロータハブに固定されるロータマグネットと、該ロータマグネットを半径方向に間隙を介して外囲し、円環状に形成されるステータと、前記軸受装置および前記ステータを保持するベースと、を具備したスピンドルモータにおいて、前記軸受装置の外周面と前記ロータハブの前記第二円筒部の内周面とは半径方向に対向し、その対向した部分の一部には、潤滑オイルの気液界面が形成され、前記ベースの前記軸受装置の保持部には、一端側に向い伸びる円筒部を有し、該円筒部において前記軸受部は保持され、該円筒部と前記ロータハブの前記第二円筒部とは半径方向に微少間隙を介して対向することを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項１に従えば、ロータハブの第二円筒部とベースの円筒部とが半径方向に微少間隙を介して対向することにより、気液界面から蒸発する潤滑オイルが外気に漏洩することを防ぐことができる。またこの対向部分の一部に気液界面を形成することにより、気液界面と微少間隙にて囲まれた空間が小さくなるので、その空間内にある空気をすぐに飽和させることができる。
【０００９】
本発明の請求項２によれば、請求項１に係り、前記微少間隙の半径方向の幅は、０．２ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項２に従えば、微少間隙の幅を０．２ｍｍ以下とするとより確実に潤滑オイルの外気への漏洩を防ぐことができる。
【００１１】
本発明の請求項３によれば、請求項１および請求項２に係り、前記ロータハブには、前記第二円筒部より半径方向外側に前記ロータハブ蓋面より他端側に延びる第三円筒部をさらに有し、該第三円筒部と前記ベースの円筒部とは、半径方向に微少な間隙となる補助間隙を介して対向することを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項３に従えば、微少間隙の半径方向外側にさらに補助間隙を形成することにより、気液界面からモータ外気までの距離がより長くなり、さらに潤滑オイルの蒸発による漏洩を防ぐことができる。
【００１３】
本発明の請求項４によれば、請求項１乃至請求項３のいずれかに係り、前記第一微少間隙と前記第二微少間隙との少なくともどちらか一方は、前記載置部より軸方向一端側以上に形成されることを特徴とする。
【００１４】
本発明の請求項４に従えば、微少間隙は軸方向に長ければ長い程、漏洩防止の効果を発揮することができるので微少間隙および補助間隙は、共に前記載置部より軸方向一端側以上に形成できることが望ましいが、どちらか一方でも十分、漏洩防止の効果を発揮することができる。
【００１５】
本発明の請求項５によれば、請求項１乃至請求項４のいずれかに係り、前記ベースの最も他端側より、前記ロータハブの最も一端側の軸方向高さが５ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００１６】
本発明は、薄型スピンドルモータに適用する。特に軸方向の全長が前述のように５ｍｍ以下では、気液界面が外気に近い構造となるために本構造を適用すると好適である。
【００１７】
本発明の請求項６によれば、請求項１乃至請求項５のいずれかに係り、前記潤滑オイルは、４０℃での動粘度が１１ｍｍ２／ｓ未満であることを特徴とする。
【００１８】
本発明は、動粘度が低い潤滑オイルも使用可能としている。動粘度が低い潤滑オイルを使用することによりスピンドルモータの消費電流量を低減することができる。
【００１９】
本発明の請求項７によれば、記録ディスク駆動装置は、磁気記録層を有する記録ディスクと、前記磁気記録層に情報を記録するとともに前記磁気記録層に記録された情報を再生するための磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドを前記記録ディスクに対して移動させるための移動手段と、前記磁気ディスクを回転駆動させるための請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のスピンドルモータとを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の効果は、本構造を採ることにより、気液界面より蒸発した潤滑オイルの外気への漏洩を防ぐことができる。そして、気液界面付近の空間を小さくすることができ、潤滑オイルの蒸発自体を抑えることができ、より低粘度の潤滑オイルを使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
＜実施例１＞
＜スピンドルモータ全体構造＞
図１を参照して本発明に係るスピンドルモータの全体構造について説明する。図１は本発明のスピンドルモータにおける実施例の一形態の模式断面図である。
【００２２】
スリーブ１０は、中空円筒形状であり、その内周面の軸方向上側および下側には、それぞれ動圧発生溝を有したラジアル軸受部１１、１２が形成されている。そのスリーブ１０の外周面には、略中空円筒形状のハウジング２０が固定されている。ハウジング２０の円筒部２１の中部から上部にかけて、軸方向上側に向い半径方向外側に肉厚が厚くなるテーパ部２２が設けられる。このテーパ部２２の上端面２３には動圧発生溝が形成されたスラスト軸受部２４が形成されている。このハウジング２０の下端部２５には、スリーブ１０およびハウジング２０の中空部に蓋をするように円盤状のプレート３０が固定されている。このスリーブ１０、ハウジング２０およびプレート３０にて軸受装置は形成されている。
【００２３】
この軸受装置を外囲するように回転体であるロータハブ４０が配置されている。このロータハブ４０は中心にスリーブ１０の内周面に挿通する軸体部４１、記録ディスク（図示せず）を挿通する第一円筒部４２、軸受装置の外周を囲う第二円筒部４３およびこれらを連結する蓋部４４により構成される。
【００２４】
軸体部４１は中空円筒形状であり、スリーブ１０の内周面と半径方向に僅かな間隙を介して挿通され、回転自在に支持される。またこの中空部４１ａの下端面４１ｂには、キャップ５０が取付けられる。このキャップ５０は、中央に軸体部４１の中空部４１ａと取付可能な突部５１とハウジング２０の中空部より若干小さい径を有する円板部５２とから形成される。この円板部５２は、スリーブ１０の下端面１３とプレート３０との軸方向の間に配置され、スリーブ１０の下端面１３と軸方向に僅かな間隙を介して対向する。そしてスリーブ１０の下端面１３には、動圧発生溝を有したスラスト軸受部１４が形成される。
【００２５】
第一円筒部４２の一部は、半径方向外側に突出して記録ディスク載置部４２ａを形成する。そしてこの記録ディスク載置部４２ａよりさらに半径方向外側に突出した突部４２ｂが形成され、この突部４２ｂとこれより軸方向下側に伸びるように形成した第二円筒部４３の外周面とに当接するようにロータマグネット６０が固着されている。
【００２６】
蓋部４４はスリーブ１０およびハウジング２０を軸方向上側より覆い、ハウジング２０の上端面２３と軸方向に微少間隙を形成して対向する。
【００２７】
これらラジアル軸受部１１、１２およびスラスト軸受部１４、２４を実質的に途切れることなく満たすように潤滑オイルが充填されている。またロータハブ４０の円筒部４２とハウジング２０との半径方向の間隙には、気液界面Ｍが形成されている。本発明にて使用する潤滑オイルは低動粘度オイルであり、その動粘度は、４０℃にて１１ｍｍ２／ｓ以下のものである。この低動粘度オイルを使用することにより、回転による粘性抵抗を抑えることができるので低消費電力化を図ることができる。さらに、低動粘度オイルは、温度変化に対する動粘度の変化が通常の動粘度のオイルと比較して小さいので、あらゆる温度環境下においても動粘度変化を抑えることができ、信頼性の高いスピンドルモータを提供することができる。
【００２８】
ハウジング２０の外周面下部２６には、ベース７０がハウジング２０の半分程度の高さの突部であり、開口している開口部７１により固定されている。ハウジング２０の半分程度の高さより下側では、肉厚が薄くなり、それより上側と段部２７を形成している。ベース７０の開口部７１の上端面７１ａはこの段部２７に当接されて固定している。またこのロータハブ４０より半径方向外側には、円環状の突部７２が形成され、この突部７２の内周面には、ステータ８０が固定されている。
【００２９】
ステータ８０は、円環形状の外周面を有しており、その内周側には、複数の半径方向内側に向い延びるティース８１が形成されている。そしてこのティース８１には、巻線８２が巻回されている。ティース８１の内周面は、ロータマグネット６０の外周面と半径方向に微少な間隙を介して対向する。
【００３０】
巻線８２に通電することにより磁場を発生させ、この磁場とロータマグネット６０との相互作用により、回転力が発生して回転駆動する。
【００３１】
＜主要部＞
本発明の主要部となるロータハブ４０とベース７０との微少間隙について図１のｂ）を参照して説明する。図１のｂ）は図１の点線円の拡大図である。
【００３２】
ロータハブ４０の第二円筒部４３の内周面とベース７０の開口部７１とは、半径方向に微少間隙Ｄを介して対向する。この微少間隙Ｄは幅が０．２ｍｍ以上であると、気液界面Ｍから蒸発する潤滑オイルが比較的自由にこの微少間隙を通過することができるので、潤滑オイルのモータ外部への漏洩の原因となってしまう。そのため、この微少間隙Ｄは幅が０．２ｍｍ以下であることが望ましい。幅が０．２ｍｍ以下であれば、潤滑オイルが通過することはない。したがって、信頼性の高いスピンドルモータを提供することができる。
【００３３】
また気液界面Ｍと微少間隙Ｄとにより囲まれた空間９０が形成され、空間９０を限定することができる。このように空間９０が限定されることにより、この空間９０内の飽和を誘い、潤滑オイルの蒸発を抑えることができる。これにより、長寿命のスピンドルモータを提供することができる。
【００３４】
またこの微少間隙Ｄは、ロータハブ４０のベース７０の開口部７１の半径方向に対応する部分の半径方向厚さを厚くさせることにて形成する。また微少間隙Ｄの形成は前述の方法には限定されず、いかなる方法でもロータハブ４０とベース７０との間に半径方向に対向する微少間隙Ｄが形成されればよい。例えば、ベース７０の開口部７１の半径方向厚さを厚くさせること、もしくはロータハブ４０とベース７０とを共に厚くさせることにて微少間隙Ｄを形成してもよい。
【００３５】
＜実施例２＞
本発明に係るスピンドルモータの他の実施例について図２を参照して説明する。図２はスピンドルモータの模式断面図である。軸受装置、ロータハブの軸体部、キャップ、ロータマグネット、およびステータに関しては先の実施例と同様であるので共通番号を使用し、ここでは先の実施例と異なる部分について説明する。
【００３６】
＜スピンドルモータ全体構造＞
ロータハブ１００は、記録ディスクを挿通する第一円筒部１０１、およびハウジング２０と半径方向に間隙を介して配置される第二円筒部１０２が形成されている。
【００３７】
第一円筒部１０１には、半径方向外側に突出する記録ディスク載置部１０３が形成され、この記録ディスク載置部１０３よりさらに半径方向外側に突出する突部１０４が形成される。またこの記録ディスク載置部１０３の軸方向下側かつ半径方向内側には、軸方向下側に延びる第三円筒部１０５が形成されている。この第三円筒部１０４の外周面にはロータマグネット６０が当接し固着されている。
【００３８】
ハウジング２０の外周面下部２６と段部２７とに当接されるようにブッシュ１１０が固定されている。このブッシュ１１０の半径方向外側には、円環状の突部１１１が形成されている。そしてこの突部１１１の外周面には、ベース１３０の開口部１３１が当接固定されている。またベース１３０には実施例１と同様にステータ８０が当接されている。
【００３９】
ロータハブ１００の第三円筒部１０５には、その下端部１０６に当接されるようにロータマグネット６０の下面６１における磁束を集約する磁性体のキャンセル板１５０が固定されている。
【００４０】
＜主要部＞
次に本発明の主要部について図２のＢ）を参照して説明する。
【００４１】
ブッシュ１１０の突部１１１の内周面とロータハブ１００の第二円筒部１０２の外周面とは、半径方向に対向し第一微少間隙１２０を形成している。そしてベース１３０の開口部１３１の外周面と第三円筒部１０４の内周面とは補助間隙となる第二微少間隙１４０を形成している。さらにキャンセル板１５０とベース１３０とは、軸方向に対向する微少な間隙１６０を形成している。またロータマグネット６０とステータ８０とは微少間隙を介して対向配置されている。
【００４２】
第一微少間隙１２０および第二微少間隙１４０は、記録ディスク載置部１０３より軸方向上側若しくは同等まで形成することが望ましい。特に形成可能であるならば、記録ディスク載置部１０３の載置面の軸方向高さ以上にこれらの微少間隙１２０、１４０が形成されることが望ましい。これら微少間隙１２０、１４０はその距離が長いほど、前述の潤滑オイルを通過させない効果を発揮することができる。しかしその長さが短いといくら微少間隙を形成しても、潤滑オイルは容易にこの微少間隙を通過してしまう。そのため、これら微少間隙は少しでも長く形成する必要がある。特に薄型のスピンドルモータである場合、軸方向高さがないので、微少間隙が短くなる傾向がある。そのためスピンドルモータ内部で極力軸方向に長く伸びるような微少間隙を形成する必要がある。また特に潤滑オイルの気液界面Ｍ付近に形成される第一微少間隙１２０の半径方向の幅は０．２ｍｍ以下であることが好適である。
【００４３】
また第二微少間隙１４０は必ずしも半径方向の幅が０．２ｍｍ以下である必要はないが、極力その幅は狭いことが望ましい。これにより、気液界面Ｍより蒸発した潤滑オイルがモータ外部に出るためには、第一微少間隙１２０と第二微少間隙１４０とを通過し、さらに間隙１６０、およびロータマグネット６０とステータ８０との半径方向の微少間隙を通過しなければならなくなる。したがって、外気に漏洩するまでに前述の長い経路を通過しなければならず、潤滑オイルの漏洩の可能性が限りなくゼロに近づく。その結果、より信頼性の高いスピンドルモータを提供することができる。
【００４４】
また第一微少間隙１２０と気液界面Ｍによって囲まれた空間１７０は小さいので、空間１７０内はすぐに飽和してしまう。したがって、気液界面Ｍの蒸発を抑えることができる。
【００４５】
本実施例の構造では、薄型のスピンドルモータであり、しかしながら半径方向に若干の余裕がある場合に好適である。
【００４６】
＜記録ディスク駆動装置＞
本発明に係る記録ディスク駆動装置２００の実施例の一形態に関して図３を参照して説明する。図３は記録ディスク駆動装置２００の断面図である。
【００４７】
記録ディスク駆動装置２００は、矩形状をしたハウジング２１０からなり、ハウジング２１０の内部は、塵・埃等が極度に少ないクリーンな空間を形成しており、その内部には、情報を記録する円板状のハードディスク２２０が装着されたスピンドルモータ２３０が配設されている。またこのハウジング２１０とベース１３０とは一体的に成形されていてもよい。
【００４８】
また、ハウジング２１０の内部には、ハードディスク２２０に対して情報を読み書きするヘッド移動機構２４０が配置され、このヘッド移動機構２４０は、ハードディスク２２０上の情報を読み書きする磁気ヘッド２４１、この磁気ヘッド２４１を支えるアーム２４２および磁気ヘッド２４１およびアーム２４２をハードディスク２２０上の所要の位置に移動させるアクチュエータ部２４３により構成される。
【００４９】
このような記録ディスク駆動装置２００のスピンドルモータ２３０として、本願発明のスピンドルモータを適用することで、十分な機能を確保した上で記録ディスク駆動装置２００の小型且つ薄型化を実現できると共に、信頼性並びに耐久性の高い記録ディスク駆動装置を提供することができる。
【００５０】
以上、本発明に係る実施例について説明したが、本発明はこれらに限定されることなく、種々の変形が可能である。
【００５１】
例えば、実施例１では、ロータマグネット６０の下側に、キャンセル板１５０が配置されていなかったが、これに限定されることなく、実施例１においてキャンセル板１５０は配置されてもよい。また実施例２のキャンセル板１５０は必須構成要件ではなく、取り外してもよい。
【００５２】
また例えば、実施例１においてハウジング２０とベース７０とは別体にて形成されているが、これに限定されることなく、一体的に形成してもよい。これは実施例２におけるハウジング２０、ブッシュ１１０、およびベース１３０に関しても同様であり、全てを一体的に成形、ハウジング２０およびブッシュ１１０を一体的に成形、およびブッシュ１１０およびベース１３０を一体的に成形してもよい。またこれらを含めてベースとしてもよい。
【００５３】
本発明の実施例では、潤滑オイルに４０℃にて動粘度１１ｍｍ２／ｓ以下のものを使用したが、これに限定されることなく、より高い動粘度を使用してもよい。しかしながら、より高い動粘度を使用すると消費電流量が多くなる欠点を有するが、蒸発量は減少する利点もある。そのため、高い信頼性を要求される車両に搭載するスピンドルモータに対して好適である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】Ａ）は本発明に係るスピンドルモータの実施例の一形態を示した模式断面図であり、Ｂ）はＡ）の点線円で示された主要部の拡大図である
【図２】Ａ）は本発明に係るスピンドルモータの他の実施例の一形態を示した模式断面図であり、Ｂ）はＡ）の点線円で示された主要部の拡大図である
【図３】本発明に係る記録ディスク駆動装置の実施例の一形態を示した模式断面図である
【符号の説明】
【００５５】
１０    スリーブ
２０    ハウジング
３０    プレート
４０    ロータハブ
４１    軸体部
４２    第一円筒部
４２ａ  記録ディスク載置部
４２ｂ  突部
４３    第二円筒部
４４    蓋部
５０    キャップ
６０    ロータマグネット
７０    ベース
７１    開口部
８０    ステータ
９０    空間
１００  ロータハブ
１０１  第一円筒部
１０２  第二円筒部
１０３  記録ディスク載置部
１０４  突部
１０５  第三円筒部
１１０  ブッシュ
１２０  第一微少間隙
１３０  ベース
１４０  第二微少間隙
１５０  キャンセル板
１６０  間隙
１７０  空間
２００  記録ディスク駆動装置
Ｍ      気液界面
Ｄ      微少間隙
【図１】
2006271177.tif 000003
【図２】
2006271177.tif 000004
【図３】
2006271177.tif 000005