(57)【要約】モニターするセンサシステム及び取り付けシステムを含む車両環境のための障害物検知システムが記載されている。設置者は、工場又は屋外において、変動条件が重なって生じる許容誤差（トーレランススタックアップ）を考慮して的を定める調節を行うことができる。このシステムは、モニターするセンサシステムを取り付けるハウジングを含み、このハウジングによって、トランスミッタとレシーバ部との間のクロストーク及び干渉を無くし、センサシステムの動きを制限し、大まかで、こまやかな調節を行うことができる。一つの実施の態様においては、回路板を受け台アッセンブリーに配置し、この受け台を前記ハウジング内に設けるか、該ハウジングと一体構造のものとし、前記障害物検知センサを必要に応じて位置決めする。一つの実施の態様における前記受け台は、回路板を包みこむものである。前記センサハウジングは、自動車内部のトリム材及び／又はドアの金属板に取り付けられ、内部装飾のトリム材又は工場での設置の種々の変形に関係無く、一定に取り付けられる。一体になった調節機構が組み込まれて、前記センサシステムの向きを調節する。前記回路板は、フレキシブルな回路板により相互接続された複数のサブセクションから構成でき、取り付けるべき環境に対し各サブセクションを正確に正合させることができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
障害物検知システムであって、以下を備えるもの：
以下を備えるモニタ・サブシステム
ハウジング、
前記ハウジングに関連して配置された少なくとも一つの回路板、
前記少なくとも一つの回路板に配置されていて、エネルギー・フィールドを発生するエミッタ要素、
前記少なくとも一つの回路板に配置されていて、前記エネルギー・フィールドの少なくとも一部を受ける検知器（ディテクタ）要素及び
前記エネルギー・フィールドを再指向させる少なくとも一つのレンズ；及び
以下を備える取り付けサブシステム
少なくとも一つの配置部材、
前記少なくとも一つの回路板を第１の精度度合いに位置決めすることを可能にする大まかな調節機構、及び
前記少なくとも一つの回路板を第２の精度度合いに位置決めすることを可能にする微調節機構、
及び
前記第２の精度度合いが前記第１の精度度合いよりも精度がよくなっていること。
【請求項２】
前記エミッタ要素と前記検知器要素とが前記少なくとも一つの回路板のエッジに配置されている請求項１のシステム。
【請求項３】
前記少なくとも一つの回路板がフレキシブルな回路板により機械的に接続されている複数の曲がらない回路板からなる請求項１のシステム。
【請求項４】
前記エミッタ要素は、複数の独立したエミッタからなり、前記検知器要素は、複数の独立した検知器からなる請求項１のシステム。
【請求項５】
前記ハウジングは、前記エミッタ要素と前記検知器要素との中間にエネルギー・バリヤを備える請求項１のシステム。
【請求項６】
前記少なくとも一つのレンズは、前記エミッタ要素に実質的に近似のエミッタレンズと前記検知器要素に実質的に近似の検知器レンズとを備える請求項１のシステム。
【請求項７】
前記エミッタ要素は、前記検知器レンズと一体になっている請求項１のシステム。
【請求項８】
前記検知器要素は、前記検知器レンズと一体になっている請求項１のシステム。
【請求項９】
前記少なくとも一つのレンズは、少なくとも一つのキー溝を備え、前記少なくとも一つの回路板に対し前記少なくとも一つのレンズを正確に位置を合わせることを可能にした請求項１のシステム。
【請求項１０】
前記ハウジングは、前記少なくとも一つのキイ溝と機械的に相互に作用して前記少なくとも一つのレンズを前記ハウジングに対し正確に取り付けることを容易にする形状をもつ突起を備えている請求項９のシステム。
【請求項１１】
前記ハウジングから突出し、前記ハウジングと前記少なくとも一つの回路板の中間にあるピボット点をさらに備え、前記微細な調節機構により、前記少なくとも一つの回路板向きを前記ピボット点を中心として前記ハウジングに対し調節することが可能となる請求項１のシステム。
【請求項１２】
前記微細な調節機構は、前記少なくとも一つの回路板と前記ハウジングとの間に複数の高さ調節可能な間隔をおいた部材を備え、これによって、前記微細な調節機構のそれぞれにおける前記少なくとも一つの回路板と前記ハウジングとの間の距離が別個に調節可能である請求項１１のシステム。
【請求項１３】
前記高さ調節可能な間隔をおいた部材のそれぞれが前記少なくとも一つの回路板と前記ハウジングとにねじ係合するねじ溝つきファスナーからなり、これによって、前記ねじ溝つきファスナーを第１の方向へ回転させると、前記少なくとも一つの回路板の一部を前記ハウジングに向けて引き寄せ、前記ねじ溝つきファスナーを第２の方向へ回転させると、前記少なくとも一つの回路板の一部を前記ハウジングから遠ざけるようにする請求項１２のシステム。
【請求項１４】
前記高さ調節可能な間隔をおいた部材のそれぞれは、さらに、前記ハウジングと前記少なくとも一つの回路板とを引き離すようにする弾性部材を備えている請求項１２のシステム。
【請求項１５】
前記複数の高さ調節可能な間隔をおいた部材は、前記ピボット点にそって容易に配分される請求項１２のシステム。
【請求項１６】
前記大まかな調節機構は、複数の実質的に平行なリブを備え、これによって、前記少なくとも一つの回路板が前記複数で実質的に平行なリブのひとつに配置されるようになっており、これによって、前記ハウジングに対する前記少なくとも一つの回路板の角度が前記少なくとも一つの回路板が配置されている複数の実質的に平行なリブによって決定される請求項１のシステム。
【請求項１７】
前記大まかな調節機構がさらに前記少なくとも一つの回路板を前記複数の実質的に平行なリブに押し付ける弾性部材を備えている請求項１６のシステム。
【請求項１８】
前記少なくとも一つの位置決め部材は、前記少なくとも一つの回路板に対向する前記ハウジングの面から突き出ている突起を備える請求項１のシステム。
【請求項１９】
前記突起は、前記少なくとも一つの回路板に実質的に直交するものである請求項１８のシステム。
【請求項２０】
前記突起は、実質的に円筒形の柱を備え、この柱は、少なくとも一つのそこに配置された溝を有し、前記少なくとも一つの溝は、前記ハウジングの面に対し実施的に平行である請求項１８のシステム。
【請求項２１】
前記突起は、さらに、複数の頭を切った円錐形突起で、前記柱に対し実質的に対称の関係になって相互に間隔をあけている請求項２０のシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
連出願の相互参照
【０００２】
この出願は、ここに参考文献として組み入れる２０００年１２月２０日出願の米国仮特許出願第６０／２５７，０８１についての優先権を主張するものである。
【０００３】
連邦支援研究又は開発に関する記述
【０００４】
発明の背景
【０００５】
この発明は、自動車又は自動車の内部に関連する窓部、ドア又はその他の開放部をモニターする電子センサシステムに関し、特に、センサシステムなどを装着したり、目標をつけさせたり、さらには／又は、内蔵するシステムに関するものである。
【０００６】
近年においては、自動車の窓部機構に障害物検知又は侵入検知のために、電子センサ類を利用することは、複雑さと装着の点からの制約を受けて、行われていない。一般的に言って、障害物検知は、リミットスイッチ類、ウインドウのモータ特性又は超音波モニターシグナルに基づいて行われているが、これらは、正確に取り付けたり、位置合わせをしたりする条件を満たしていない。取り付けられた検知システムにおける小さな変動は、これらセンサシステムのパフォーマンスに大きく影響するものではない。装着調整部材と装着者の技術とが多種多彩であれば、理想的な装着形態にそぐわないような不具合な装着状態の結果、機能が低下してしまうような、感受性に富んでいて、したがって、精度がよいモニターシステムを使用しなくても済む。
【０００７】
レンズ対障害物検知システムのエミッタ又は検知器、エミッタ又は検知器対これらが実装されている回路板、該回路板対それぞれのハウジング、該ハウジング対自動車のトリム部材及び／又はドアパネル、そして、自動車のトリム部材及び／又はドアパネル対ドアの金属板材のフィジカルな関係における変動が種々寄り合って、所謂許容誤差が認められてしまう。自動車工場におけるシステム設置技術及び販売後の設置技術者によるシステム設置技術における車種の変化、ドアの変化は、すべて許容される誤差の問題を大きくしてしまう。
【０００８】
発明の詳細な説明
【０００９】
ここに記載の発明は、自動車の窓部に関連して使用するためのような障害物検知システムを正確に設置し、さらに、最高の機能が発揮できるように前記システムの部品類を整列配置させることができるものである。ここに記載の発明による障害物検知システムは、障害物の検知に応答する能動サーキットリーと前記能動サーキットリーの部分部分を正確に整列配置させることができる装着サブシステムとを備えている。
【００１０】
図１は、前記能動サーキットリーの一部として使用される回路板の説明図である。個々の能動部品類及びそれらの作用は、この出願と同じ譲受人により所有されており、ここに参考文献として組み入れる米国特許第５，９５５，８５４号に記載されている。図１を参照すると、パワーウインドウが動く窓開口部近くで、赤外線（ＩＲ）発光ダイオード類（ＬＥＤｓ）１２の使用によりエネルギー・フィールド（エネルギー場）が発生する。放射されたエネルギーの放射路内にある一つ又は一つ以上の障害物又は面で反射されたエネルギーは、共に配置されている複数のＩＲ検知器１４で検知される。関連したメモリーをもつ特別にプログラムされたマイクロプロセッサのようなプロセッサ１６を用いて複数のエミッタ１２の動作を制御し、検知器１４の出力を分析する。しかしながら、理解すべき点は、ここに記載し、特許請求の範囲で請求した発明概念に協調する部品であれば、別の部品に代替できることである。
【００１１】
一枚又は複数枚の回路板２０を用いて、回路構成全体を実装する。モニターする窓開口部は、一般的には平らなものではなく、さらに、エミッタ１２及び検知器１４が機能する場が多様である結果エミッタ１２と検知器１４の機能する場を異なる面に向ける必要が多々ある。図１に示した実施の態様においては、能動検知器システム部品類を装着するために使用の回路板２０は、フレキシブルな回路板の部分２６で相互に連結された曲がらない回路板の二つの部分２２，２４から構成されている。プロセッサ１６、エミッタ１２及び検知器１４の間の信号路３０を略図的に示している。モニターすべき特定のフィジカル環境に応じて、回路板の二つ又は二つ以上の部分が色々な位置でフレキシブルな部分で連結されるようになっている。図１の実施の態様は、ほんの一例にしかすぎない。
【００１２】
自動車に障害物検知システムを搭載するために使用される、ここに記載の該システムの一部には、図２に例示してあるようなハウジング４０が含まれる。このようなハウジング４０は、自動車のトリム部材のマテリアルに合ったマテリアルで作られていることが好ましい。環境の気温の変動、紫外線被曝及びフィジカルな軋りを含む問題を考慮してハウジング４０のために適切な素材を選ばなければならない。
【００１３】
前記ハウジングの表面には、一枚又は複数のレンズ４２が配置されている。これらのレンズは、エミッタ１２又は検知器１４により使用されている能動波長に対し透過性になっているか、又は、送出され、反射されたエネルギーに所望のビーム形状又は焦点を結ばせるようにするフィジカルな形態をもつものになっている。図２に示した実施の態様におけるハウジングは、図４に示すように、自動車の窓の下位前方のコーナーに取り付けるのに特に適している。このようなハウジングは、障害物検知システムのサーキットリーに加えて別のサーキットリーに適応して使用されるものである。
【００１４】
図３は、図２に示したハウジング４０の反対側の斜視図である。この実施の態様においては、図１の単一で、複数部分に分けられた回路板２０の代わりに、二枚の別個の回路板４４，４６が用いられている。送出要素と受光要素との間を光学的に隔離するために不透明又は非透過性バリヤが前記ハウジングと一体になって設けられている。自動車のドア構造に対するハウジング４０の配置が図４に示されている。
【００１５】
図３と同様な図５は、障害物検知サーキットリーをモニターする開口近くに取り付けるために使用のハウジングの裏側を示すものである。しかしながら、この事例においては、回路板４４，４６は、回路板レセプタクル又は“受け台”に代わっている。受け台６２は、好ましい実施の態様では、押し出し成形プラスチックで作られており、特別な形態の回路板又は複数の回路板が取り付けられるようになっていて、ハウジング６０に対して前記回路板（又は複数の回路板）を正確に配置することができるようになっている。図示の実施の態様においては、一つ又は複数の柱６４が設けられていて、受け台６２内に一つ又は複数の回路板を正確に配置することができるようになっている。受け台６２には、また、一つ又は複数の装着用フランジ５８が設けられていて、受け台６２をハウジング６０に固定できるようになっている。ねじ付きファスナー、熱接着、のり付け又は他の固着技術が使用されて、受け台６２をハウジング６０に取り付ける。好ましくは、受け台６２と一体の矩形面のようなエネルギー遮断体６８が設けられて、後記するように、エミッタ要素とレシーバ要素との間で光が漏れないようにしている。回路板と関連の要素とが受け台６２に取り付けられれば、保護カバー（図示せず）もまた設けられる。
【００１６】
図５の受け台６２に取り付けるのに最も適している回路板の一つの形状を図６に示す。この回路板６６には、二つの開口７０が設けられていて、これらは、受け台６２の柱６４に取り付けられるように配置されている。ねじ類のようなファスナーを用いて回路板６６を柱６４に取り付ける。図６の回路板６６には、また、スロット７２が設けられていて、回路板６６を受け台６２のエネルギー遮断体６８部分に取り付けることができるようになっている。エミッタ要素と検知要素とに電気接続するレセプタクル７４が回路板６６に関連して設けられている。能動回路要素が当業者に知られている態様で必要に応じて回路板に配置される。
【００１７】
図１と図３の実施の態様は、多くの用途に適しているが、その他には、エミッタ要素１２と検知要素１４をそれぞれのレンズ４２から離れさすことで積み重ねが許容できる。換言すれば、例えば、エミッタＬＥＤ１２の配置に誤りがあると、それぞれのレンズ４２で事態を悪化させてしまう。同様に、レシーバ要素１４がそれぞれのレンズ４２に対し正しい位置になっていないと、障害物が検知できなかったり、誤った警告が出されてしまう。
【００１８】
レンズとエミッタ又は検知器との間の誤配置（ミスアライメント）による許容さてる積み重ね、これはまたボアサイトの誤り（ボアサイトエラー）と言われる作用に対処するためには、前記レンズとそれぞれのエミッタ又は検知要素との間の距離をなくし、それらの間における勝手な動きをなくすようにすることが好ましい。ここに記載の発明の一つのアスペクトによれば、図７に示すように、一体のレンズモジュール８０を設けることにより前記の点に対処している。一つ又は複数のエミッタ又は検知要素をレンズ用金型内に正しく位置させ、レンズ素材を前記エミッタ又は検知器まわりに射出し、一体のモジュールを成形する。該レンズがそれぞれエミッタ又は検知器を備えていれば、このような一体のモジュールは、レンズの誤配置（ミスアライメント）に起因する許容できる積み重ねに対する貢献度をなくすものである。当業者に知られているように、レンズモジュール８０の前面を必要なビーム形状が出せるように成形することができ、該レンズを経て送られるエネルギーに所望の強さ（インパクト）（必要であれば）を与えることができるように選んだ素材で形成される。該レンズ製造後、このレンズに前記能動要素類を関連させることもできる。例えば、予め成形されたレンズにボア（孔）を形成し、前記能動要素を挿入して、前記レンズに固着することができる。
【００１９】
それぞれのエミッタ又は検知器と連通している電気リード線８２が前記レンズモジュール８０の後面から延び、障害物検知システムの残されている能動サーキットリーに接続するようになっている。例えば、レンズモジュール８０は、図６の回路板におけるレセプタクル７４と連通するように配置され、図５の受け台６２と一体のエネルギー遮断体６８の両側面に配置される。複数のタブ８４のようなフィジカル特徴部が受け台６２に設けられ、レンズモジュール８０の面に配置の対応する溝又はキー溝８６と干渉しあう。かくして、レンズモジュール８０の正確な配置が行える。レンズモジュール８０一つについて一つのタブ８４が図示されているが、別の実施の態様においては、前記タブの設置数を増やしている。
【００２０】
レンズモジュール８０によって許容できる積み重ねが減少されるのにも拘らず、しなければならないことは、検知システムが動作する環境に対しハウジング４０を正しく配置することである。多種多彩の位置決め及び固着機構が使用できるが、一つの特に有用なシステムに、ドアの金属シートに検知システムを取り付けるための所謂“クリスマスツリー”ファスナーの変形の使用が含まれる。クリスマスツリー・ファスナーは、代表的には、円筒形状の幹として設けられ、これは、前記幹にその長さ方向にそって配置された複数の円錐形突起を有している。この幹を該幹の直径よりも僅かに大きな直径をもつ孔に強制的に挿入すると、前記円錐形の突起は、変形した後もとの形状に復元し、これによって、バックプレッシャーを与えて、前記幹を前記孔から引き抜けなくなる。通例のファスナー類をここに記載のように変形した例によって、重なるトリム材と注文品とに関係無しに自動車に共通の部位に障害物検知システムを正確に取り付けることができる。
【００２１】
通例のクリスマスツリーの幹が断面丸くなっていることにより、これらのファスナー類は、取り付け後、勝手に回転してしまったり、また、別な動きをしてしまう。この欠点に対処するために、ここに記載のシステムは、一つの実施の態様において少なくとも一つ及び好ましくはいくつかの修正された複数のクリスマスツリー９０を用いて、ハウジング４０，６０を自動車のトリム部材に固定するようになっている。図８に示すように、この修正例は、幹９４の相対向する側に二つの平行な溝９２を形成している。両溝は、幹９４の長さ方向に対し実質的に直交し、円錐形の突起９６に対し平行になっている。
【００２２】
従来の技術では、通例のクリスマスツリー・ファスナーを受ける孔が円形であったが、ここに記載のシステムにおいては、図９に示してあるような自動車のトリム材１０８又は他の取り付け面に形成された鍵孔形状の使用が含まれる。修正されたクリスマスツリー９０は、複数の円錐形の突起９６が円形の孔１０２に挿通し終わるまで実質的に円形の孔１０２に挿通される。複数の溝９２は、自動車のトリム材１０８において円形の孔１０２から延びているスロット１０４に合わせられる。複数の溝９２がスロット１０４に正合されるとき、複数の溝９２に最も近い円錐形の突起９６が鍵孔開口部１００に近接の自動車のトリム材１０８に当接していて、ファスナー９０が相対運動しないようにすることが好ましい。
【００２３】
一つの実施の態様においては、鍵孔形孔１００のスロット１０４は、一つ又は複数のロックするタブ１０６を含み、これらは、幹９４と干渉し合い、かくして、前記幹を所定の位置に保持するか、又は、前記タブの間を前記幹が通るようにして前記円形開口部１０２に向けての前記幹の動きを阻止するようにする。前者の場合、前記溝内にレセプタクル（図示せず）が設けられて、タブ１０６を受けるようになっていてもよい。
【００２４】
前記のような修正されたクリスマスツリー・ファスナー９０と鍵孔形孔１００で十分であるとしても、複数のファスナー９０と孔１００とを設けて、ここに記載の障害物検知システムのハウジング４０，６０を適正に総体的に整列させることができるのが好ましいと考えられる。
【００２５】
検知システムをまとめて整列させる別の機構が図１０に示されている。図５の受け台６２がハウジング６０に対し立面状態で略示されている。多数の配置部を有するブラケット１１０によって、前記受け台の一端をハウジング６０の内面に対する種々の位置の一つに位置せしめることができるようになっている。リーフスプリングのような弾性部材１１２を前記ブラケットの各配置位置に設けて、そこに配置位置された前記部材の動きを抑えるようにすることが好ましい。複数のソケット又は溝に嵌まる複数のタブ又はキーのようなフィジカルな特徴部を設けてブラケット１１０に取り付けた前記部材を積極的に係合させることもできる。
【００２６】
かくして受け台６２に取り付けた回路板６６の対向端部に配置の能動要素の視界は、受け台６２をブラケットにおける一つの配置位置から別の配置位置へ移すことで調節される。この場合、ハウジング６０から受け台６２の底部に向け突出する複数の柱６４は、ハウジング６０の主となる面に平行の受け台６２の横方向の動きに主として抵抗するようになっている。
【００２７】
別の実施の態様においては、回路板６６は、変形の受け台６２に係合し、受け台それ自体は、図１０に示すように、多数の配置部を有するブラケット１１０を支持する。さらにまた、受け台６２が無いときは、図１に示すように、回路板２０をハウジング４０に取り付けたブラケット１１０における複数の配置位置の一つに配置できる。別の実施の態様では、図１に示すように複数のセクションに分けた回路板２０の一つ又は複数のサブセクションに前記のようなブラケッテオ１１０を使用できる。さらにブラケット１１０は、独立したユニットとして図示されているが、自動車のトリム部材の面に設けた互いに平行な多数のリブとして設けることができる。
【００２８】
図１０の多数の配置部を有するブラケット１１０による機動性と受け台６２、受け台６２に取り付けられる回路板６６又は独立した回路板４４，４６、図１に示すような回路板アッセンブリー２０に使用できるようになっている適合力にも拘らず、障害物検知システムの能動要素の視界をさらによくすることが度々必要になる。この目的のために、ここに記載の発明の図１１に示した一つの実施の態様においては、ハウジングに対し回路板１２０の向きを立体的にこまやかに調整できるようにする。
【００２９】
図１１の回路板１２０は、図１の部分部分に分けられた回路板２０、図３の一体の回路板４４，４６のいずれか又は図６の受け台に取り付けた回路板６６を現す。さらに、図５の受け台６２を同様にしてハウジング６０に取り付けることができる。いずれの場合でも、回路板１２０は、取り付け面１２２から出ている突起１２４に当接する。取り付け面１２２は、ハウジング４０（図３）、ハウジング６０（図５）又は受け台６２（図５）を現す。図示のように、突起１２４は、半球体であるが、回路板１２０又は的を定める他の面が接触するピボットポイントになる形状のものに代えることができる。さらに、突起１２４は、取り付け面１２２に設けられていることが好ましいが、回路板１２０に形成し、取り付け面１２２に接触するように突き出ているものでもよい。
【００３０】
回路板１２０は、ねじのような少なくとも３本の高さ寸法が調節できるファスナー１２６を使用して、下側の取り付け面１２２に機械的に接続される。ファスナー１２６のまわりに設けたスプリングのような弾性要素１２８を回路板１２０と取り付け面１２２との中間に介在させて、取り付け面１２２に対する所望の位置に回路板１２０を維持するようになっている。一つ又は複数のファスナー１２６の高さ寸法を調節することで、回路板１２０の傾斜角度を変えることができる。ファスナー１２６のねじ溝のピッチに応じて、前記ハウジングに対する回路板の向きを極めてこまやかに調節することができる。
【００３１】
図示し、上記した発明のこれらの実施の態様およびその他の実施の態様は、あくまでも例示であって、この発明の真の範囲は、上述の範囲と真髄によってのみ制限されるものである。
【図面の簡単な説明】
ここに記載の発明のこれら及び他の目的は、以下の図面を参照することでより完全に理解される：
【図１】ここに記載の発明による障害物検知システムの構成部品類の説明図。
【図２】ここに記載の発明による障害物検知システムのハウジングの第１の実施の態様の外面斜視図。
【図３】図２のハウジングの内面斜視図。
【図４】自動車のドアの金属板に、ここに記載の発明の障害物検知システムを配置した状態の図。
【図５】図１の障害物検知システムの別の実施の態様の構成部品類の説明図。
【図６】図５の障害物検知システムの実施の態様に使用の回路板の平面図。
【図７】図５の障害物検知システムの実施の態様に使用のレンズモジュールの平面図。
【図８】ここに記載の障害物検知システムのためのファスナーの断面図。
【図９】図８のファスナーを受ける孔の平面図。
【図１０】ここに記載の障害物検知システムに使用される第１の整列機構の立面図。
【図１１】ここに記載の障害物検知システムに使用される第２の整列機構の立面図。
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
2005528290.tif 000014
2005528290.tif 000015