(57)【要約】【課題】  ヘリカルエレメントのセンタリングがずれないと共に、外観不良を発生することなくエレメントカバーを１度のインサート成形により形成する。【解決手段】  ヘリカルエレメント１０の上端にカラー１５を嵌挿して固定用芯金５５にエレメント金具１４を螺着する。この状態で、金型５０にセットして樹脂をスプール５１から注入すると、ゲート５３からキャビティ５４内に注入された樹脂によりカラー１５がヘリカルエレメント１０の外周を摺動してエレメント金具１４の方向に移動していく。カラー１５は連結金具１２の上端に係止する。このカラー１５により、ヘリカルエレメント１０のセンタリングが行われてエレメントカバーがインサート成形される。【選択図】  図７
2006121436.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
細長い棒状の絶縁性の支持部材がヘリカルエレメント内に嵌挿され、該ヘリカルエレメントを弾性的に支持すると共に前記ヘリカルエレメントが電気的に接続されるコイルスプリングの端部にエレメント金具が固着されてアンテナエレメントが組み立てられており、
前記アンテナエレメントの上端に、前記ヘリカルエレメントの外周面を移動可能なカラーを嵌挿して成形金型内にセットすることにより、前記カラーにより前記アンテナエレメントのセンタリングを行い、前記ヘリカルエレメントの上部側から前記成形金型内に樹脂を流し込んで前記ヘリカルエレメントから前記エレメント金具までを覆うエレメントカバーをインサート成形する際に、前記エレメントカバーの素材である金型内に注入された樹脂の成形圧力により、前記カラーが前記コイルスプリングの上端まで移動することで偏芯が防止されて前記エレメントカバーがインサート成形されるようにしたことを特徴とするアンテナエレメントの製造方法。
【請求項２】
細長い棒状の絶縁性の支持部材と、
予めヘリカルコイル状に形成された弾性を有するヘリカルコイルを前記支持部材内に嵌挿することにより構成されているヘリカルエレメントと、
前記支持部材を弾性的に支持すると共に前記ヘリカルエレメントが電気的に接続されるコイルスプリングと、
該コイルスプリングの下端に設けられた固着用のエレメント金具と、
前記ヘリカルエレメントの先端から前記エレメント金具までを覆うようにインサート成形されたエレメントカバーとを備え、
前記エレメントカバーをインサート成形した際に、前記エレメントカバーの素材である金型内に注入された樹脂の成形圧力により、前記ヘリカルエレメントの外周面の先端に嵌挿されたカラーが前記コイルスプリングの上端まで移動した状態で、前記エレメントカバー内に充填されており、該カラーにより偏芯が防止されて前記エレメントカバーがインサート成形されていることを特徴とするアンテナエレメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体に固着される車載用アンテナにおけるアンテナエレメントおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ヘリカルアンテナは、アンテナ実効長に比べてアンテナの物理的な長さを短くできることから移動体用アンテナに好適なアンテナとして従来から用いられている。移動体用アンテナとして用いられるヘリカルアンテナは、アンテナ自体が障害物に衝突するおそれがあることから、一般に可撓性を有するようにされている。このような可撓性を有するヘリカルアンテナとして、ヘリカル状のエレメントを収縮性チューブで覆うようにしたヘリカルアンテナ（特許文献１参照）が知られている。
【０００３】
また、予めヘリカル状のエレメントを覆うように可撓性樹脂で一体成形を行うことにより絶縁樹脂パイプ内にインサート成形し、その内部に可撓性の絶縁樹脂からなる中心棒を挿入したヘリカルアンテナ（特許文献２参照）が知られている。このヘリカルエレメントではヘリカル状エレメントを樹脂内にインサート成形していることから、屈曲されても巻ピッチが不揃いとならず電気的特性が変化しづらくなるが、ヘリカル状エレメントをインサート成形する際に、インサート成形時の成形圧力がヘリカル状エレメントに印加されてヘリカル状エレメントの巻ピッチが変動し易いものであった。
【０００４】
そこで、これを解決するアンテナエレメントが提案されている（特許文献３参照）。このアンテナエレメントの構成を断面図で図９に示す。
図９に示す従来のアンテナエレメント１０２は、ヘリカルエレメント１１０、支持部材１１１、エレメントカバー１１２、およびエレメント金具１１３から構成されている。ヘリカルエレメント１１０内には、絶縁性とされた樹脂棒からなる断面が円形とされた支持部材１１１が挿入されている。このヘリカルエレメント１１０は芯線を絶縁性の被覆材で被覆した素線を密巻することによりヘリカル状に作成されており、その下端部は被覆材が除去されて芯線が露出した状態とされている。支持部材１１１の下端は金属製のエレメント金具１１３に形成された嵌着孔に嵌着されて固着されており、嵌着する際に、ヘリカルエレメント１１０の芯線が露出している下端部がエレメント金具１１３に電気的に接続されるようになされている。エレメント金具１１３の下部にはアンテナエレメント１０２をアンテナ支持部に取り付けるためのネジ部が形成されている。
【０００５】
このアンテナエレメント１０２では、密巻される素線の被覆材の厚さにより巻ピッチが決定されるようになる。したがって、アンテナエレメント１０２を屈曲しても巻ピッチが崩れにくく、繰り返し屈曲されつつ長期間使用されても巻ピッチが変化することを防止することができるようになる。これにより、アンテナエレメント１０２の電気的特性が安定化されて所要のアンテナ特性が得られるようになる。
また、支持部材の外周面にヘリカル状の溝部を形成し、このヘリカル状の溝部内にヘリカルコイルを嵌挿することにより巻きピッチが変化しないようにしたアンテナエレメントも提案されている。
【０００６】
このようなアンテナエレメントにおけるエレメントカバーは、通常はインサート成形されるが、インサート成形時にヘリカルエレメントの先端側より樹脂を注入しエレメントカバーを成形している。しかし、インサート成形時にアンテナエレメントのセンタリングが崩れると、ヘリカルエレメントが偏芯して電気的特性がずれたり、外観不良等が誘発されることになる。このため、アンテナエレメントを金型にセットした時にセンタリングされている事が重要な要素となっている。
【０００７】
そこで、アンテナエレメントを金型にセットした時にセンタリングされるようにした従来のアンテナ（特許文献４参照）の製造方法を図１０に示す。
図１０に示すアンテナにおいて、アンテナエレメントの接続金具およびヘリカルコイルエレメントの部分にインサート成形により、樹脂成形部材２１２が一体成形されている。この樹脂成形部材２１２の外周側面には、所定高さの突起２１２ａ，２１２ａ・・・が、外周面の均等４分割位置でそれぞれ軸方向に間隔を設けて複数設けられ、樹脂成形部材２１２の先端は４角錐台状２１２ｃに成形されている。かかる構造の樹脂成形部材２１２の全体を図１０に示すように、金型２１４，２１４にセットして、取付ネジ２１０ａを固定駒２１６に螺合する。そして、樹脂成形部材２１２の突起２１２ａ，２１２ａ・・・の先端を金型２１４，２１４の内面に当接させて位置決めがなされる。この金型２１４内に、アンテナの先端側のライナー２１４ａから絶縁樹脂が注入される。注入された樹脂は、４角錐台状２１２ｃの稜で４分割され、さらに錐面２１２ｂ，２１２ｂ・・・で基端方向へと導かれる。この結果、注入された樹脂が、樹脂成形部材２１２の先端部の外周にほぼ均等に流れ込み、スプリング部分２１０ｂおよび接続金具２１０ｃを含めて樹脂成形部材２１２の外周全体にほぼ均等に流れ込み、突起２１２ａ，２１２ａ・・・の所定の高さの厚みでエレメントカバーとなる樹脂成形被覆が一体成形される。
【特許文献１】特許第２８８０９３６号公報
【特許文献２】特開平１０−２１５１１６号公報
【特許文献３】特開２００１−１２７５２２
【特許文献４】特開２００４−１７９７９１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このような従来のアンテナにおいては、アンテナエレメントの接続金具およびヘリカルコイルエレメントの部分に所定高さの突起を備える樹脂成形部材のインサート成形を行ってから、エレメントカバーのインサート成形を行わなければならず、インサート成形が２度必要になることから製造工程が複雑になるという問題点があった。また、樹脂成形部材の側面に間隔をおいて所定の高さの突起が複数形成されている。この突起によりセンタリングを行っていることから、アンテナエレメントの外周を金型の内面に当接して位置決めし突起をインサート成形により成形する際に、アンテナエレメントの外周寸法と金型の内面寸法に起因して、ヘリカルコイルエレメントのピッチずれやセンタリングのずれ等が誘発され、アンテナ特性を損なうおそれがあるという問題点もあった。さらに、エレメントカバーとなる樹脂成形被覆のインサート成形後に、センタリングのための突起がエレメントカバーの表面に確認される事があり外観品質の低下に繋がるという問題点もあった。
【０００９】
そこで、本発明は、ヘリカルエレメントのセンタリングがずれないと共に、外観不良を発生することなくエレメントカバーを１度のインサート成形により形成することのできるアンテナエレメントおよびその製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明のアンテナエレメントおよびその製造方法は、アンテナエレメントの上端に、ヘリカルエレメントの外周面を移動可能なカラーを嵌挿して成形金型内にセットすることにより、カラーによりアンテナエレメントのセンタリングを行うようにしたことを最も主要な特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、アンテナエレメントの上端に、ヘリカルエレメントの外周面を移動可能なカラーを嵌挿して成形金型内にセットすることにより、カラーによりアンテナエレメントのセンタリングを行うようにしている。この場合、成形金型内に注入された樹脂は成形圧力によりカラーをエレメント金具側へ移動させると共に、カラーを越えて内部に流れ込むようになり、これにより、アンテナエレメントはセンタリングされた状態を維持してインサート成形されるようになる。したがって、ヘリカルエレメントが偏芯して電気的特性がずれたり、外観不良等が誘発されることを防止することができる。また、インサート成形は１度行えばよいことから製造工程を簡単化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
ヘリカルエレメントのセンタリングがずれないと共に、外観不良を発生することなくエレメントカバーを１度のインサート成形により形成することのできるアンテナエレメントおよびその製造方法を提供するという目的を、アンテナエレメントの上端に、ヘリカルエレメントの外周面を移動可能なカラーを嵌挿して成形金型内にセットすることにより、カラーによりアンテナエレメントのセンタリングを行うことで実現した。
【００１３】
本発明の実施例のアンテナエレメントを備える車載用アンテナの全体構成を図１に示す。
図１に示す車載用アンテナ１は、可撓性のアンテナエレメント２が着脱自在に取り付けられるアンテナカバー３を有している。アンテナカバー３内には増幅器や整合回路が設けられ、アンテナカバー３の下面にはアンテナベース５が嵌着されて、その周囲に柔軟なエラストマー等からなるパッド４が嵌挿されている。このアンテナベース５の下面からは車載用アンテナ１を車体に取り付けるためのネジ部が突出して形成されている。この車載用アンテナ１はＡＭ／ＦＭラジオ用アンテナとされ、その全高は約１７０ｍｍ以下とすることができる。
【００１４】
本発明の実施例のアンテナエレメント２の詳細構成を断面図で図２に示す。
図２に示すように、アンテナエレメント２はヘリカルエレメント１０と、ヘリカルエレメント１０の下端が固着されている連結金具１２と、連結金具１２とエレメント金具１４との間に設けられているコイルスプリング１３と、全体を覆うエレメントカバー１７とから構成されている。ヘリカルエレメント１０は、可撓性を有する樹脂で成形された細長い丸棒状の支持部材１１の外周面に形成されているヘリカル状溝部に、弾性を有する金属線を予めヘリカルコイル状に形成したヘリカルコイルを螺合していくことにより構成されている。
【００１５】
支持部材１１はジュラコンやナイロン等の樹脂を成形することにより細長い丸棒状に形成されており、ほぼ全体に亘りヘリカル状溝部が形成されている。また、支持部材１１の下部からは若干径の細くされた基部が延伸するよう形成されている。この支持部材１１を回転しておいて、予めヘリカルコイル状に形成した弾性を有するヘリカルコイルをその一端に当接することにより、ヘリカルコイルが支持部材１１に嵌入されていき、ヘリカルエレメント１０が組み立てられるようになる。なお、支持部材１１に形成されているヘリカル状溝部の溝ピッチはヘリカルエレメント１０の巻ピッチと同じとされ、溝深さはヘリカルコイルの素線径の１／２以上とされている。また、ヘリカルコイルの径はヘリカル状溝部の径より若干小さくされて、ヘリカル状溝部に嵌入された際にヘリカルコイルがヘリカル状溝部に密着されるようになる。さらに、ヘリカルコイルを形成している素線はピアノ線等の弾性を有する金属線とされるが、ヘリカル状溝部内に嵌入されることから屈曲された際に互いに接触することがないので、絶縁材で被覆する必要はない。なお、支持部材１１の先端はテーパ状に形成されて、後述するエレメントカバー１７のインサート成形時に金型に注入された樹脂の流れを良好にしている。
【００１６】
連結金具１２は、上部に嵌挿孔を有する保持部１２ａが形成されて、下部から延伸部１２ｂが延伸するよう形成されている。この延伸部１２ｂはピアノ線等からなるコイルスプリング１３の上部に嵌入されて固着されている。そして、コイルスプリング１３の下部はエレメント金具１４の上部に形成されている延伸部１４ａに嵌入されて固着されている。エレメント金具１４のほぼ中央には断面が六角形の鍔部１４ｂが形成され、鍔部１４ｂの下からネジ部１４ｃが延伸されて形成されている。このネジ部１４ｃをアンテナカバー３の上部に螺着することによりアンテナエレメント２をアンテナカバー３に固着して電気的に接続することができる。固着した際には、鍔部１４ｂの下面がアンテナカバー３の上部に設けられているネジ部の上面に当接するようになる。
【００１７】
ヘリカルエレメント１０における支持部材１１の下部が、連結金具１２の保持部１２ａにおける嵌挿孔内に圧入されている。この支持部材１１の下部が保持部１２ａの嵌挿孔内に圧入された際に、ヘリカルコイルの下部も嵌挿孔内に圧入されて連結金具１２に電気的に接続されるようになる。そして、連結金具１２はコイルスプリング１３に電気的に接続されており、コイルスプリング１３はエレメント金具１４に電気的に接続されている。これにより、アンテナエレメント２をアンテナカバー３に固着した際に、エレメント金具１４を介してアンテナエレメント２で受信した信号がアンテナカバー３内に導かれるようになる。
【００１８】
ヘリカルエレメント１０と連結金具１２およびコイルスプリング１３とエレメント金具１４とが一体になるように組み立てられると、その上からウレタン、ミラストマー等のエラストマーをインサート成形することにより、全体を覆うエレメントカバー１７が形成される。このエレメントカバー１７は可撓性を有している。このエレメントカバー１７のインサート成形時に、ヘリカルエレメント１０の上端にカラー１５を嵌挿して、ヘリカルエレメント１０のセンタリングを行っている。エレメントカバー１７のインサート成形時において、支持部材１１の先端側から金型内に樹脂が注入され、この樹脂の成形圧力によりカラー１５はヘリカルエレメント１０の外周面を摺動していき連結金具１２の先端の段部で係止されるようになる。カラー１５がエレメントカバー１７内に充填されているのは上記したように、インサート成形時におけるヘリカルエレメント１０のセンタリングを行った結果である。カラー１５は円筒状とされており、その素材は例えばポリアセタール（ＰＯＭ）とされているが、エレメントカバー１７の素材より溶融温度の高い樹脂であればよい。
【００１９】
次に、本発明にかかるアンテナエレメント２においてエレメントカバー１７をインサート成形により形成する方法を図３ないし図８を参照して説明する。ただし、図３および図４はエレメントカバー１７を形成する前のアンテナエレメント２の構成を示す図であり、図５および図６はカラー１５の詳細構成を示す断面図であり、図７および図８はエレメントカバー１７をインサート成形する態様を示す図である。
アンテナエレメント２は、図３に示すようにヘリカルエレメント１０と、ヘリカルエレメント１０の下端が保持部１２ａに固着されている連結金具１２と、連結金具１２から延伸している延伸部１２ｂに一端が嵌着されているコイルスプリング１３と、コイルスプリング１３の他端に延伸部１４ａが嵌着されているエレメント金具１４とから構成されている。
【００２０】
このような構成のアンテナエレメント２に、エレメントカバー１７をインサート成形する際には、図４に示すように円筒状のカラー１５を支持部材１１の先端から挿入してヘリカルエレメント１０の上端に嵌挿する。カラー１５の詳細構成を断面図で図５に示す。図５に示すようにカラー１５は貫通孔１５ｂが形成された円筒部１５ａからなり、カラー１５の貫通孔１５ｂの径は、ヘリカルエレメント１０の外周面を摺動可能な大きさの径とされている。また、カラーは図６に示すカラー１６とすることができる。図６に示すカラー１６は貫通孔１６ｂが形成された円筒部１６ａからなり、円筒部１６ａの外周面の上下にリング状突起部１６ｃが形成されている。このカラー１６の貫通孔１６ｂの径も、ヘリカルエレメント１０の外周面を摺動可能な大きさの径とされている。
【００２１】
このように、カラー１５をヘリカルエレメント１０の上端に嵌挿した状態のアンテナエレメント２のエレメント金具１４を固定用芯金５５に螺着して固定用芯金５５と共に金型５０にセットする。これにより、固定用芯金５５に固着されているアンテナエレメント２が、図７に示すように金型５０のキャビティ５４内にセットされて、アンテナエレメント２の下部は固定用芯金５５の作用によりキャビティ５４に対してセンタリングされる。このキャビティ５４は、エレメント金具１４に向かって径が大きくされるテーパ状のエレメントカバー１７の外形に沿った凹部から構成されており、ヘリカルエレメント１０の上端に嵌挿されたカラー１５の外周面がキャビティ５４の内面に接するようになる。これにより、ヘリカルエレメント１０の上部はキャビティ５４に対してセンタリングされるようになり、アンテナエレメント２の上部と下部とがキャビティ５４に対してセンタリングされるようになる。
【００２２】
金型５０は、半截された一方の金型であり面対称の同一構成とされた図示しない他方の金型５０’と併せて１つの金型とされている。代表して金型５０の構成を説明すると、金型５０にはキャビティ５４に連通してエレメントカバー１７となる樹脂をキャビティ５４内に注入するゲート５３と、ゲート５３に連通しているランナー５２と、ランナー５２に連通して金型５０内に樹脂を注入するスプール５１とが形成されている。ここで、面対称の同一構成とされた図示しない他方の金型５０’を金型５０に載置して一体化し、スプール５１から樹脂を注入する。すると、注入された樹脂はスプール５１からランナー５２およびゲート５３を介してキャビティ５４内に注入されるようになる。
【００２３】
キャビティ５４内に注入された樹脂はテーパ状の支持部材１１の先端により均等にキャビティ５４内に導かれ、カラー１５の上端に接してその成形圧力によりカラー１５を押し下げていくようになる。すなわち、カラー１５は樹脂が注入されるにつれてヘリカルエレメント１０の外周を摺動しながらエレメント金具１４方向へ移動していくようになる。そして、図８に示すようにカラー１５の下端が連結金具１２の上端の段部に当接した際にカラー１５は係止されるようになる。注入された樹脂は、この状態においてカラー１５の外周面を越えてさらにエレメント金具１４まで注入される。このように、カラー１５が下方へ移動するに伴いカラー１５の外周面とキャビティ５４との間に間隙が生じるが、この間隙を注入された樹脂が流れていくため、その成形圧力によりヘリカルエレメント１０はインサート成形中においてもカラー１５によりセンタリングされるようになる。
【００２４】
インサート成形が終了すると、他方の金型が金型５０から取り除かれアンテナエレメント２が固定用芯金５５ごと金型５０から取り出される。次いで、固定用芯金５５を取り外すことにより、ヘリカルエレメント１０からエレメント金具１４までを覆うエレメントカバー１７が成形された図２に示すアンテナエレメント２を作成することができる。
このようにセンタリングが維持されてエレメントカバー１７がインサート成形されるため、ヘリカルエレメント１０が偏芯して電気的特性がずれたり、外観不良等が誘発されることを防止することができる。また、インサート成形は１度行えばよいことから製造工程を簡単化することができる。
【００２５】
なお、本発明にかかるアンテナエレメント２は、支持部材１１およびエレメントカバー１７が可撓性を有しているのに加えてヘリカルエレメント１０が弾性を有するようになる。このため、ヘリカルエレメント１０の復元力が向上しヘリカルエレメント１０が屈曲された際に曲がり癖が残らず元の直線状のヘリカルエレメント１０に即座に戻るようになる。さらに、ヘリカルエレメント１０とエレメント金具１４との間にコイルスプリング１３を設けるようにしたので、アンテナエレメント２の全体の復元力も向上し、アンテナエレメント２が屈曲された際に曲がり癖が残らず元の直線状のアンテナエレメント２にすぐに戻るようになる。さらに、支持部材１１の外周面に形成されているヘリカル状溝部にヘリカルコイルが嵌挿されてヘリカルエレメント１０が構成されていることから、エレメントカバー１７がインサート成形される際に、ヘリカルエレメント１０のピッチがずれることがなく電気的特性が安定となり、安定したアンテナ特性のアンテナエレメント２とすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
以上の説明ではラジオ用のアンテナエレメントとしたが、本発明はアンテナエレメントはラジオ用に限らず、支持部材のヘリカル状溝部の溝ピッチを一部変えてヘリカルコイルの一部をトラップコイルとして動作させることにより、ＡＭ／ＦＭ／移動電話等の複合アンテナとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施例のアンテナエレメントを備える車載用アンテナの全体構成を示す図である。
【図２】本発明の実施例のアンテナエレメントの詳細構成を示す断面図である。
【図３】本発明にかかるアンテナエレメントにおいてエレメントカバーを形成する前の構成を示す図である。
【図４】本発明にかかるアンテナエレメントにおいてエレメントカバーを形成する前のカラーを嵌挿した構成を示す図である。
【図５】本発明にかかるアンテナエレメントにおけるカラーの構成を示す図である。
【図６】本発明にかかるアンテナエレメントにおけるカラーの他の構成を示す図である。
【図７】本発明にかかるアンテナエレメントにおけるエレメントカバーをインサート成形する態様を示す図である。
【図８】本発明にかかるアンテナエレメントにおけるエレメントカバーをインサート成形する態様を示す図である。
【図９】従来のアンテナエレメントの構成例を示す断面図である。
【図１０】従来のアンテナエレメントにおけるエレメントカバーをインサート成形する態様を示す図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  車載用アンテナ、２  アンテナエレメント、３  アンテナカバー、４  パッド、５  アンテナベース、１０  ヘリカルエレメント、１１  支持部材、１２  連結金具、１２ａ  保持部、１２ｂ  延伸部、１３  コイルスプリング、１４  エレメント金具、１４ａ  延伸部、１４ｂ  鍔部、１４ｃ  ネジ部、１５  カラー、１５ａ  円筒部、１５ｂ  貫通孔、１６  カラー、１６ａ  円筒部、１６ｂ  貫通孔、１６ｃ  リング状突起部、１７  エレメントカバー、５０  金型、５１  スプール、５２  ランナー、５３  ゲート、５４  キャビティ、５５  固定用芯金、１０２  アンテナエレメント、１１０  ヘリカルエレメント、１１１  支持部材、１１２  エレメントカバー、１１３  エレメント金具、２１０ａ  取付ネジ、２１０ｂ  スプリング部分、２１０ｃ  接続金具、２１２  樹脂成形部材、２１２ａ  突起、２１２ｂ  錐面、２１２ｃ  角錐台状、２１４  金型、２１４  金型、２１４ａ  ライナー、２１６  固定駒
【図１】
2006121436.tif 000003
【図２】
2006121436.tif 000004
【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】
2006121436.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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