(57)【要約】【課題】勢いがある流体を放出でき、且つ、良好な音を出すことができる流体放出ユニットを提供すること。【解決手段】流体放出ユニット１は、カバー部材１００と、カバー部材１００により覆われる流体放出ユニット本体２００と、流体放出口４ａを開閉するシャッター機構３００を備える。可動板２に対して加圧室３が位置する側と反対側には、フレーム７５に囲まれる内側空間７ａが設けられ、内側空間７ａはフレーム７５に形成された開口部７５ｅを介して流体放出ユニット本体２００とカバー部材１００との間の隙間Ｇと連通する。可動板２の振動により発生する音は、内側空間７ａへ伝わり、開口部７５ｅから隙間Ｇへ伝わり、カバー部材１００の開口端１０１ａと流体放出ユニット本体２００との間に設けられた音放出口１ａから外部へ伝わる。【選択図】図４
2018012066.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動板を移動させて加圧室内の流体を流体放出口から放出する流体放出ユニットであって、
前記流体放出口が形成され、前記可動板と共に前記加圧室を仕切る加圧室形成部材と、
前記可動板を直線的に移動させる可動体、および、前記可動体を移動可能に保持する固定体を備える可動板駆動機構と、
前記固定体および前記加圧室形成部材の外周側を覆うカバー部材と、を有し、
前記カバー部材と前記加圧室形成部材および前記固定体との間に外部と連通する隙間が設けられ、
前記可動板に対して前記加圧室が位置する側と反対側の空間は、前記固定体に設けられた開口部を介して前記隙間と連通することを特徴とする流体放出ユニット。
【請求項２】
前記流体放出口を開閉するシャッター機構を有することを特徴とする請求項１に記載の流体放出ユニット。
【請求項３】
前記加圧室形成部材は、前記流体放出口が形成された端板部を備え、
前記シャッター機構は、
前記端板部に対して前記加圧室と反対側に配置される保護板と、
前記端板部と前記保護板との間にスライド可能に配置されるスライド部材と、
前記スライド部材を駆動するシャッター駆動機構と、を備えることを特徴とする請求項２に記載の流体放出ユニット。
【請求項４】
前記スライド部材と前記端板部との間、および、前記スライド部材と前記保護板との間の少なくとも一方に弾性部材が配置されることを特徴とする請求項３に記載の流体放出ユニット。
【請求項５】
前記シャッター駆動機構は、ソレノイドと、前記ソレノイドの可動鉄心の直線運動を回転部材の回転運動に変換するカム機構と、を備え、
前記スライド部材は、前記回転部材の回転に基づき、前記流体放出口を塞ぐ閉位置および前記流体放出口を開放する開位置に移動することを特徴とする請求項３または４に記載の流体放出ユニット。
【請求項６】
前記カバー部材は、前記加圧室形成部材の外周面との間に前記隙間を形成する内周面を備え、
前記内周面は、筒状面と、前記筒状面に対して傾斜する傾斜面とを備え、
前記傾斜面の内周側に前記開口部が配置されることを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の流体放出ユニット。
【請求項７】
前記カバー部材は、一端が開口する筒状部と、前記筒状部の他端を塞ぐ底部とを備え、
前記加圧室形成部材は、前記流体放出口を前記筒状部の開口端と同じ側に向けて前記筒状部の内周側に配置され、前記可動板駆動機構は、前記加圧室形成部材と前記底部との間に配置され、
前記筒状部の前記開口端と前記加圧室形成部材の外周面との間に音放出口が形成され、前記隙間は、前記音放出口を介して外部と連通することを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の流体放出ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可動体を移動させて加圧室内の流体を放出口から放出させる流体放出ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、可動板を移動させて加圧室内の流体を放出口から放出させる流体放出ユニットが知られている。特許文献１に記載の流体放出ユニット（空気砲発生装置）は、ケース（加圧室）に空気放出口が設けられ、ケース内には空気圧縮手段が設けられる。特許文献１の空気圧縮手段は、振動板（可動板）と、振動板の中央に配置されるロッドと、ロッドを振動板に向けて移動させるコイルと、ロッドを復帰させる復帰バネを備える。コイルが一定周期で励磁または消磁されると、電磁力による吸引力または反発力と、復帰バネの付勢力により、ロッドが振動板に対して往復移動する。これにより、振動板が振動して、空気放出口から気流が放出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２９８６０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１には、空気圧縮手段としてスピーカを用いることが提案されている。スピーカのようなボイスコイル型の駆動機構を備える流体放出ユニットは、パルス信号（空気砲駆動信号）で駆動することにより空気砲として機能する一方、音楽信号によって駆動することにより音楽再生を行うことも可能である。しかしながら、勢いのある気流を放出するために、振動板（可動板）の前に加圧室および空気放出口が設けられた場合、音楽再生を行ったときに音がこもってしまい、良好な音を出すことが難しいという問題点がある。
【０００５】
本発明の課題は、以上のような問題点に鑑みて、勢いがある流体を放出でき、且つ、良好な音を出すことができる流体放出ユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため、本発明は、可動板を移動させて加圧室内の流体を流体放出口から放出する流体放出ユニットであって、前記流体放出口が形成され、前記可動板と共に前記加圧室を仕切る加圧室形成部材と、前記可動板を直線的に移動させる可動体、および、前記可動体を移動可能に保持する固定体を備える可動板駆動機構と、前記固定体および前記加圧室形成部材の外周側を覆うカバー部材と、を有し、前記カバー部材と前記加圧室形成部材および前記固定体との間に外部と連通する隙間が設けられ、前記可動板に対して前記加圧室が位置する側と反対側の空間は、前記固定体に設けられた開口部を介して前記隙間と連通することを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、カバー部材を取り付けたことにより、カバー部材と加圧室形成部材および固定体との間に隙間が形成される。そして、この隙間は、外部と連通するとともに、固定体に形成された開口部を介して、可動板に対して前記加圧室が位置する側と反対側の空間と連通する。従って、可動板の振動により発生する音は、加圧室とは反対側へ伝わり、カバー部材によって形成された隙間を通って伝わるので、流体放出口を経由せずに外部に音を出すことができる。よって、流体放出口から勢いがある気流を放出し、且つ、良好な音を出すことができる。
【０００８】
本発明において、前記流体放出口を開閉するシャッター機構を有することが望ましい。流体放出口から出る音の位相は、可動板に対して前記加圧室が位置する側と反対側の空間を通って伝わる音の位相とは逆位相になることがあり、この場合には、音が打ち消し合ってしまう。従って、シャッター機構によって流体放出口を塞ぐことにより、逆位相の音が打ち消し合って音が弱まることを防止できる。また、流体放出口を塞ぐことによって流体放出口から加圧室に異物が入るおそれを少なくすることができる。
【０００９】
本発明において、前記加圧室形成部材は、前記流体放出口が形成された端板部を備え、前記シャッター機構は、前記端板部に対して前記加圧室と反対側に配置される保護板と、前記端板部と前記保護板との間にスライド可能に配置されるスライド部材と、前記スライド部材を駆動するシャッター駆動機構と、を備えることが望ましい。このようにすると、保護板によってスライド部材を保護できるので、スライド部材の破損を抑制できる。例えば、スライド部材が流体の放出方向と反対側に押されたとしても、端板部によってスライド部材を保持できる。また、スライド部材は、保護板によって保護されているため、スライド部材が外部の物体と接触して破損することを防止できる。更に、保護板と端板部によってスライド部材を支持できるので、スライド部材の動作を安定させることができる。
【００１０】
本発明において、前記スライド部材と前記端板部との間、および、前記スライド部材と前記保護板との間の少なくとも一方に弾性部材が配置されることが望ましい。このようにすると、振動によるスライド部材のがたつきを抑制でき、振動音を抑制できる。また、スライド部材と端板部との隙間、および、スライド部材と保護板との隙間の少なくとも一方を弾性部材によって塞ぐことができるので、これらの隙間から流体や音が漏れるおそれを少なくすることができる。
【００１１】
本発明において、前記シャッター駆動機構は、ソレノイドと、前記ソレノイドの可動鉄心の直線運動を回転部材の回転運動に変換するカム機構と、を備え、前記スライド部材は、前記回転部材の回転に基づき、前記流体放出口を塞ぐ閉位置および前記流体放出口を開放する開位置に移動することが望ましい。このようにすると、シャッター駆動機構をコンパクトに構成することができ、シャッター機構の小型化に有利である。
【００１２】
本発明において、前記カバー部材は、前記加圧室形成部材の外周面との間に前記隙間を形成する内周面を備え、前記内周面は、筒状面と、前記筒状面に対して傾斜する傾斜面とを備え、前記傾斜面の内周側に前記開口部が配置されることが望ましい。例えば、前記傾斜面は、筒状面の一端に設けられた音放出口の側に向かうに従って拡径することが望ましい。このようにすると、開口部を通って伝達される音は、傾斜面で反射されて筒状面に沿う方向に進む。従って、筒状面に沿って音が伝わりやすくなるので、筒状面の一端から良好な音を出すことができる。
【００１３】
本発明において、前記カバー部材は、一端が開口する筒状部と、前記筒状部の他端を塞ぐ底部とを備え、前記加圧室形成部材は、前記流体放出口を前記筒状部の開口端と同じ側に向けて前記筒状部の内周側に配置され、前記可動板駆動機構は、前記加圧室形成部材と前記底部との間に配置され、前記筒状部の前記開口端と前記加圧室形成部材の外周面との間に音放出口が形成され、前記隙間は、前記音放出口を介して外部と連通することが望ましい。このようにすると、流体放出口および音放出口と反対の側から漏れる音を少なくすることができる。また、気流が放出される側と同じ側に音を出すことができる。従って、使用者に気流による刺激と音の両方とも伝わりやすい。また、流体放出口を囲む環状の音放出口を形成できる。この場合には、流体放出口を囲む全方位からから位相の揃った音を均等に出すことができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、カバー部材と加圧室形成部材よび固定体との間に隙間が形成される。そして、この隙間は、外部と連通するとともに、固定体に形成された開口部を介して、可動板に対して前記加圧室が位置する側と反対側の空間と連通する。従って、可動板の振動により発生する音は、加圧室とは反対側へ伝わり、カバー部材によって形成された隙間を通って伝わるので、流体放出口を経由せずに外部に音を出すことができる。よって、流体放出口から勢いがある気流を放出し、且つ、良好な音を出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明を適用した流体放出ユニットの斜視図である。
【図２】流体放出ユニットの分解斜視図である。
【図３】カバー部材と流体放出ユニット本体の平面図である。
【図４】流体放出ユニットの断面図（図１のＡ−Ａ断面図）である。
【図５】流体放出ユニットの断面図（図１のＢ−Ｂ断面図）である。
【図６】流体放出ユニット本体およびシャッター機構を正面側から見た分解斜視図である。
【図７】流体放出ユニット本体およびシャッター機構を背面側から見た分解斜視図である。
【図８】シャッター機構の動作説明図である。
【図９】変形例１の流体放出ユニットの断面図である。
【図１０】変形例２のシャッター機構の部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しながら、本発明を適用した流体放出ユニットの実施形態を説明する。
【００１７】
（全体構成）
図１は、本発明を適用した流体放出ユニット１の斜視図であり、図２は図１の流体放出ユニットの分解斜視図である。流体放出ユニット１は、カバー部材１００と、流体放出口４ａが形成された流体放出ユニット本体２００と、流体放出口４ａを開閉するシャッター機構３００を備える。流体放出ユニット１は、加圧室３（図４、図５参照）の流体を流体放出口４ａから放出する。本明細書において、Ｚ方向の一方側を＋Ｚ方向、他方側を−Ｚ方向とする。流体放出口４ａは＋Ｚ方向を向いており、流体は＋Ｚ方向に放出される。本明細書では、＋Ｚ方向を流体放出ユニット１の正面側とし、−Ｚ方向を背面側とする。
【００１８】
カバー部材１００は、正面側（＋Ｚ方向）に開口する部材であり、流体放出ユニット本体２００の外周側および背面側（−Ｚ方向）を覆う。流体放出ユニット１は、流体放出口４ａと同じ側（＋Ｚ方向）を向く環状の音放出口１ａを備えており、流体が放出される側と同じ側に音を出すことができる。音放出口１ａは、カバー部材１００の開口端と、流体放出ユニット本体２００の外周面との間に形成される。
【００１９】
流体放出ユニット１は、たとえば、車両に搭載されて使用され、運転者の眠気を覚ますために、運転者に向かって空気を塊の状態で放出する。また、流体放出ユニット１は、アミューズメント機器に搭載され、演出効果を高めるために、遊技者に向かって空気を塊の状態で放出する。あるいは、流体放出ユニット１は、映画館の中に配置され、演出効果を高めるために、視聴者に向かって空気を塊の状態で放出する。なお、流体放出ユニット１は、空気以外の気体を放出しても良いし、液体を放出しても良い。また、流体放出ユニット１は、液体を含む気体を放出しても良く、香り成分や刺激成分などの各種の成分を含む気体を放出しても良い。
【００２０】
流体放出ユニット１は、流体の他に音を出すことができるため、スピーカとしても使用される。たとえば、車両に搭載された場合は、音楽やラジオなどを聴くためのスピーカとして使用される。また、アミューズメント機器に搭載された場合、および、映画館の中に配置された場合は、演出効果を高めるために、効果音や音楽を流すためのスピーカとして使用される。さらに、流体放出ユニット１は、流体を放出するための駆動信号と音を出すための駆動信号を合成した合成信号によって駆動された場合は、音と流体の放出を連動して行うことができる。
【００２１】
流体放出ユニット１は、図示しない支持機構を用いて、任意の方向を向く軸線周りに回転可能に取り付けることができる。例えば、図１に示すように、Ｚ方向と直交する回転軸線Ｒ周りに回転可能に支持される。このようにすると、流体放出ユニット１の向きを変えることができるので、流体および音が放出される方向を調節することができる。なお、流体放出ユニット１を直交する２軸周り、あるいは直交する３軸周りに回転可能に支持することもできる。
【００２２】
（カバー部材）
図３はカバー部材１００と流体放出ユニット本体２００の平面図である。また、図４、図５は流体放出ユニット１の断面図であり、図４は図１のＡ−Ａ断面図であり、図５は図１のＢ−Ｂ断面図である。図１〜図５に示すように、カバー部材１００は、一端が開口する筒状部１０１と、筒状部１０１の他端を塞ぐ底部１０２を備える。筒状部１０１の開口端１０１ａは正面側（＋Ｚ方向）を向いている。流体放出ユニット本体２００は、筒状部１０１の内周側に配置される。流体放出ユニット本体２００の背面側は底部１０２によって覆われる。底部１０２は、筒状部１０１と繋がる環状平面部１０３と、環状平面部１０３の中央から−Ｚ方向に突出する円形凸部１０４を備える。
【００２３】
流体放出ユニット本体２００の後端部は円形凸部１０４の内側に配置される。流体放出ユニット本体２００の外周面と筒状部１０１との間には隙間Ｇ（図４、図５参照）が環状に形成される。隙間Ｇの一端は音放出口１ａを介して外部と連通し、他端は環状平面部１０３によって塞がれている。環状平面部１０３には、＋Ｚ方向に突出するボス部１０５が等角度間隔で４箇所に形成されている。図５に示すように、流体放出ユニット本体２００は、固定ねじ１０６を用いてボス部１０５にねじ固定される。
【００２４】
カバー部材１００は、筒状部１０１の周方向の１箇所から径方向外側へ張り出すシャッター機構収容部１１０を備える。図２に示すように、シャッター機構収容部１１０は、周方向に離れて配置される略矩形の側板部１１１、１１２と、側板部１１１、１１２の径方向外側の端縁を繋ぐ連結板部１１３と、側板部１１１、１１２と連結板部１１３によって囲まれる凹部空間の−Ｚ方向側を塞ぐ底板部１１４を備える。図４に示すように、シャッター機構収容部１１０には、後述するシャッター機構３００の一部が収容される。
【００２５】
（流体放出ユニット本体およびシャッター機構）
図６は流体放出ユニット本体２００およびシャッター機構３００を正面側から見た分解斜視図であり、図７は流体放出ユニット本体２００およびシャッター機構３００を背面側から見た分解斜視図である。図２、図４〜図７に示すように、流体放出ユニット本体２００は、流体放出口４ａが形成された加圧室形成部材４と、加圧室形成部材４と共に加圧室３を仕切る可動板２と、可動板２をＺ方向に直線的に移動させる可動板駆動機構５を備える。
【００２６】
（加圧室形成部材）
加圧室形成部材４は、Ｚ方向に延在する円形断面の筒状部４１と、筒状部４１の正面側（＋Ｚ方向）の端部を塞ぐ円形の端板部４２と、筒状部４１の背面側（−Ｚ方向）の端縁
から外周側に張り出す張り出し部４３を備える。張り出し部４３は、周方向に等角度間隔となる４箇所に設けられ、Ｚ方向に見た場合に全体として略正方形の外形となるように配置される。図４、図５に示すように、加圧室形成部材４の内側には加圧室３が形成される。加圧室３の背面側に可動板２が配置され、端板部４２は可動板２とＺ方向に対向する。端板部４２の中央には流体放出口４ａが形成される。流体放出口４ａは、端板部４２の中央を貫通する円形の開口部である。Ｚ方向に見た場合に、流体放出口４ａの中心と可動板２の中心は一致する。
【００２７】
加圧室形成部材４には、シャッター機構３００が取り付けられる。図６に示すように、加圧室形成部材４の外周面には、Ｚ方向に延在する円弧状断面の凹部４４が形成されている。また、凹部４４が設けられた角度位置には、Ｚ方向に離れた２箇所に一対のブラケット４５が形成されている。凹部４４およびブラケット４５は、カバー部材１００に設けられたシャッター機構収容部１１０の内周側に位置する。ブラケット４５には、後述するカム筒３３４および回転軸３３５が回転可能に取り付けられる。
【００２８】
図６に示すように、加圧室形成部材４の端板部４２には、４箇所にねじ穴が形成されている。また、端板部４２の外周縁に沿って環状リブ４２２が形成されている。４箇所のねじ穴のうちの２箇所は、端板部４２から突出する円柱状のボス部４２１に形成されている。ボス部４２１は環状リブ４２２と繋がっていない独立した円柱状である。他の２箇所のねじ穴は、環状リブ４２２と繋がるボス部に形成されている。
【００２９】
環状リブ４２２は、凹部４４およびブラケット４５が設けられた角度位置が切り欠かれており、切り欠き位置から径方向内側に直線状リブ４２３が延びている。環状リブ４２２の内周側には円弧状リブ４２４が形成されている。円弧状リブ４２４は、ブラケット４５に取り付けられるカム筒３３４および回転軸３３５の回転軸線Ｌを中心とする円弧状である。円弧状リブ４２４に対してブラケット４５が位置する側には、円弧状リブ４２４よりも突出高さが低いガイドリブ４２５が３本形成されている。３本のガイドリブ４２５は、いずれも回転軸線Ｌを中心とする円弧状である。流体放出口４ａは、３本のガイドリブ４２５のうちの外周側の２本の間に配置される。流体放出口４ａの縁には環状凸部４２６が形成されている。環状凸部４２６の突出高さはガイドリブ４２５と略同一である。
【００３０】
（シャッター機構）
シャッター機構３００は、流体放出口４ａを開閉するスライド部材３１０と、保護板３２０と、シャッター駆動機構３３０と、ＬＥＤユニット３４０を備える。保護板３２０は、端板部４２に対して加圧室３と反対側（＋Ｚ方向）に配置される。保護板３２０は、円形板部３２１と、円形板部３２１の外周縁から径方向外側へ延びる腕部３２２を備える。円形板部３２１は、４本の固定ねじ３５０によって端板部４２に固定される。円形板部３２１の中央には、流体放出口４ａと略同一径の円形開口３２３が形成される。流体放出口４ａは、円形開口３２３を介して外部と連通する。
【００３１】
図７に示すように、円形板部３２１には、端板部４２と対向する面の２箇所に環状凸部３２４が形成される。これら２箇所の環状凸部３２４と、端板部４２に形成されたボス部４２１とが嵌合することにより、腕部３２２がシャッター機構収容部１１０の上端を塞ぐ位置に保護板３２０が位置決めされる。腕部３２２には矩形開口３２５が形成され、矩形開口３２５には略直方体状のＬＥＤユニット３４０が取り付けられる。ＬＥＤユニット３４０は各種の態様で発光する。例えば、流体放出ユニット１から放出される流体や音に連動する態様で発光する。あるいは、流体や音の放出とは無関係に発光してもよい。なお、ＬＥＤユニット３４０を省略しても良い。
【００３２】
円形板部３２１は、端板部４２と略同一径であり、環状リブ４２２と当接する。従って
、円形板部３２１と端板部４２の間には、スライド部材３１０を配置可能な隙間が形成される（図４、図５参照）。図７に示すように、円形板部３２１は、端板部４２に形成された３本のガイドリブ４２５と対向する位置に形成された３本の円弧状のガイドリブ３２６を備える。
【００３３】
シャッター駆動機構３３０は、ソレノイド３３１と、ソレノイド３３１の可動鉄心３３２と連結される可動部材３３３と、可動部材３３３と加圧室形成部材４との間に配置されるカム筒３３４と、カム筒３３４の中心に固定された回転軸３３５を備える。ソレノイド３３１は、支持フレーム３３９に保持された状態で、カバー部材１００のシャッター機構収容部１１０に配置される。支持フレーム３３９は、固定ねじ１１５（図１、図２参照）によってシャッター機構収容部１１０に固定される。カム筒３３４は、加圧室形成部材４に形成された一対のブラケット４５の間に配置され、回転軸３３５を介してブラケット４５に回転可能に支持される。回転軸３３５およびカム筒３３４は、Ｚ方向に延在する回転軸線Ｌを中心として回転する回転部材である。
【００３４】
可動部材３３３には、カム筒３３４の外周面に向けて突出するカムピン３３６（図４、図７参照）が形成されている。また、カム筒３３４の外周面には、カムピン３３６が係合する螺旋状のカム溝３３７（図４、図６参照）が形成されている。ソレノイド３３１は、通電制御により、可動鉄心３３２を＋Ｚ方向に突出させた状態、および、可動鉄心３３２を−Ｚ方向に引き込んだ状態に切り換えられる。可動鉄心３３２がＺ方向に移動すると、可動鉄心３３２と共に可動部材３３３がＺ方向に移動する。可動部材３３３に設けられたカムピン３３６と、カム筒３３４に設けられたカム溝３３７は、可動鉄心３３２のＺ方向の直線運動を回転軸３３５の回転運動に変換するカム機構３３８を構成する。
【００３５】
スライド部材３１０は、円形板部３２１と端板部４２の間に配置されるシャッター板３１１と、シャッター板３１１と回転軸３３５とを連結する連結部３１２を備える。連結部３１２は、シャッター板３１１の端部から−Ｚ方向に屈曲して延びている。シャッター板３１１は、回転軸３３５の回転に基づき、円形板部３２１と端板部４２の間で回転軸線Ｌを中心として回転する。シャッター板３１１は、端板部４２に形成された３本のガイドリブ４２５、および、円形板部３２１に形成されたガイドリブ３２６によってＺ方向の両側から支持される。
【００３６】
図８はシャッター機構３００の動作説明図である。図８（ａ）は流体放出口４ａを閉鎖した状態を示し、図８（ａ）は流体放出口４ａを開放した状態を示す。図６〜図８に示すように、シャッター板３１１は、流体放出口４ａを閉鎖可能な略円形の閉鎖部３１３と、流体放出口４ａと略同一形状の円形開口３１４が形成された環状部３１５と、閉鎖部３１３から連結部３１２に向けて延びる直線状の腕部３１６を備える。閉鎖部３１３と環状部３１５は、回転軸線Ｌを中心とする周方向に並んで配置される。シャッター板３１１は、流体放出口４ａと閉鎖部３１３とが重なる閉位置３１１Ａ（図８（ａ）参照）、および、環状部３１５に形成された円形開口３１４と流体放出口４ａとが重なる開位置３１１Ｂ（図８（ｂ）参照）に移動する。
【００３７】
図４の断面図は、シャッター板３１１が閉位置３１１Ａに移動した状態を示す。閉位置３１１Ａでは、流体放出口４ａの縁に形成された環状凸部４２６（図６参照）が閉鎖部３１３の外周縁と当接する。従って、加圧室３の流体は、流体放出口４ａから漏れることはない。また、図５の断面図は、シャッター板３１１が開位置３１１Ｂに移動した状態を示す。開位置３１１Ｂでは、流体放出口４ａの縁に形成された環状凸部４２６は環状部３１５と当接し、流体放出口４ａ、円形開口３１４、および円形開口３２３が重なった状態になる。従って、可動板２をＺ方向に移動させ、流体放出口４ａ、円形開口３１４、および円形開口３２３を通って加圧室３の流体を外部に放出させることができる。
【００３８】
（可動板駆動機構）
図６に示すように、可動板２は、Ｚ方向に見た場合に円形の剛体であり、樹脂フィルム等によって形成される。図４、図５に示すように、本形態の可動板２は、正面側が窪む（すなわち、−Ｚ方向に向かって膨らむ）曲板状である。なお、可動板２は、背面側が窪む（すなわち、＋Ｚ方向に向かって膨らむ）曲板状であっても良いし、平板状であっても良い。
【００３９】
図４、図５に示すように、可動板駆動機構５は、可動板２をＺ方向に直線的に移動させる可動体６と、可動体６を移動可能に保持する固定体７と、可動体６と固定体７とを繋ぐ支持部材８と、可動体６と固定体７との間に配置されるダンパ部材９を備える。可動体６は、Ｚ方向を軸方向とする円筒状のボビン６１と、ボビン６１の外周面に巻回される駆動用コイル６２を備える。ボビン６１は、絶縁性の樹脂材料などの絶縁性材料で形成されている。ボビン６１の上端側には、支持部材８を構成する後述の可動側固定部８ａを介して、可動板２が取り付けられている。
【００４０】
駆動用コイル６２はボビン６１の外周面に固定されている。駆動用コイル６２の端部は、ＦＦＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｆｌａｔ  Ｃａｂｌｅ）またはＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ
Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）からなるケーブル（図示省略）の一端に接続される。このケーブルの他端は、図示しない基板に接続される。なお、駆動用コイル６２の端部が接続されるケーブルは、リード線であっても良い。
【００４１】
固定体７は、Ｚ方向を軸方向とする筒状の駆動用磁石７１を備える。駆動用磁石７１は肉厚の円筒状であり、その内径は、ボビン６１の外径よりも大きい。駆動用磁石７１は、その上端面の磁極と下端面の磁極とが異なる磁極となるように着磁されている。例えば、駆動用磁石７１は、その上端面側の磁極がＮ、その下端面側の磁極がＳとなるように着磁されている。また、固定体７は、ボビン６１の内周側に挿入される円柱状のシャフト７２と、駆動用磁石７１の下端面に固定される円板状の固定板７３と、駆動用磁石７１の上端面に固定される円板状の固定板７４と、加圧室形成部材４が固定されるフレーム７５を備える。駆動用磁石７１、シャフト７２、固定板７３、固定板７４、フレーム７５は同軸に配置される。
【００４２】
固定板７３、７４は、軟磁性材料で形成されている。固定板７３は駆動用磁石７１の下端面に固定され、固定板７４は駆動用磁石７１の上端面に固定されている。駆動用磁石７１は、カバー部材１００の円形凸部１０４の内周側に軽圧入により固定される。固定板７３の中心には、シャフト７２を固定するための円形の貫通孔７３ａが形成されている。固定板７４の中心には、ボビン６１等を配置するための丸孔状の貫通孔７４ａが形成されている。
【００４３】
シャフト７２は、軟磁性材料で形成されている。シャフト７２は円柱状であり、駆動用磁石７１の内周側に配置される。シャフト７２の下端には−Ｚ方向へ突出する被固定部７２ａが形成される。被固定部７２ａは、シャフト７２の他の部分よりも一回り細い円柱状であり、固定板７３の貫通孔７３ａに挿入されて固定される。また、被固定部７２ａを除いたシャフト７２の長さ（Ｚ方向の長さ）は、駆動用磁石７１のＺ方向の長さと固定板７４の厚さとの合計寸法と略等しい。
【００４４】
本形態では、軟磁性材料で形成されるシャフト７２および固定板７３、７４によって、駆動用磁石７１の上端面から下端面に向かって（あるいは、駆動用磁石７１の下端面から上端面に向かって）磁力線が回り込む磁路が形成される。この磁路は、シャフト７２の外周面の上端側部分と固定板７４の内周面（すなわち、貫通孔７４ａの側面）との間で駆動
用コイル６２を通過しており、シャフト７２の外周面の上端側部分と固定板７４の内周面との間には、磁気ギャップが形成される。このように、シャフト７２は、駆動用磁石７１が発生させる磁力によって駆動用コイル６２を通過する磁路が形成されるようにボビン６１の内周側に挿入されている。ボビン６１の内径はシャフト７２の外径よりも大きく、ボビン６１とシャフト７２が接触しないように、ボビン６１とシャフト７２との間は隙間が形成されている。
【００４５】
フレーム７５は、略円環状の底部７５ａと、底部７５ａの外周縁から＋Ｚ方向へ階段状に拡径しながら立ち上がる拡径部７５ｂと、拡径部７５ｂの上端から径方向の外側へ広がる鍔部７５ｃと、底部７５ａの中心穴の縁から−Ｚ方向に延びる筒部７５ｄを備える。また、フレーム７５には、拡径部７５ｂを径方向に貫通する空気抜き用の開口部７５ｅが周方向に等角度間隔で４箇所に形成される。拡径部７５ｂにおいて、隣り合う開口部７５ｅの間の領域は、底部７５ａと鍔部７５ｃとを繋ぐ支柱部７５ｆとなっている。支柱部７５ｆは、周方向に等角度間隔で４箇所に配置されている。
【００４６】
フレーム７５は、固定板７４の貫通孔７４ａにフレーム７５の筒部７５ｄが内接し、フレーム７５の底部７５ａが固定板７４の上面に接触した状態で、固定板７４に固定される。筒部７５ｄの内周側には、駆動用コイル６２が巻回されたボビン６１が配置される。駆動用コイル６２と筒部７５ｄの内周面との間には隙間がある。ボビン６１のＺ方向の長さは、固定板７４の厚さよりも長い。また、駆動用コイル６２の巻回領域のＺ方向の長さも、固定板７４の厚さより長い。
【００４７】
鍔部７５ｃは、Ｚ方向から見たときの外形が略正方形である。鍔部７５ｃは、加圧室形成部材４の筒状部４１および張り出し部４３の下端面に背面側（−Ｚ方向）から当接する。張り出し部４３および鍔部７５ｃは、固定ねじ１０６によってカバー部材１００のボス部１０５にネジ止めされて固定される。つまり、固定体７はフレーム７５を介して加圧室形成部材４およびカバー部材１００に固定される。
【００４８】
可動体６と固定体７とを繋ぐ支持部材８は、可動板２およびボビン６１が固定される円環状の可動側固定部８ａと、固定体７に固定される円環状の固定側固定部８ｂと、可動側固定部８ａと固定側固定部８ｂとを繋ぐ円環状の折返し部８ｃを備える。固定側固定部８ｂは、支持部材８の外周端に設けられている。折返し部８ｃは固定側固定部８ｂの内周側に配置され、＋Ｚ方向に膨らむように１回折り返されている。図４、図５に示すように、駆動用コイル６２に電流が供給されていないときの折返し部８ｃの縦断面の形状は、略半円弧状である。
【００４９】
固定側固定部８ｂと折返し部８ｃは一体で形成され、別体で形成された可動側固定部８ａが折返し部８ｃに接着等によって固定されている。固定側固定部８ｂおよび折返し部８ｃは、ゴム、樹脂あるいは圧縮スポンジ等の弾性材料で形成されている。一方、可動側固定部８ａは、紙または樹脂等によって形成された剛体である。
【００５０】
可動側固定部８ａは、＋Ｚ方向に向けて拡径する略円錐状である。可動側固定部８ａの内周縁には、ボビン６１の上端部分が固定されている。可動側固定部８ａの外周端部分には、可動板２の外周端部分が固定されている。固定側固定部８ｂは、フレーム７５の鍔部７５ｃの上面に固定されている。
【００５１】
ダンパ部材９は円環状であり、ボビン６１に固定ざれる可動体側固定部９ａと、フレーム７５に固定される固定体側固定部９ｂと、可動体側固定部９ａと固定体側固定部９ｂを繋ぐ蛇腹状のバネ部９ｃを備える。固定体側固定部９ｂは、拡径部７５ｂの段面に＋Ｚ方向から当接して固定され、可動体側固定部９ａはボビン６１の外周面に固定される。ダン
パ部材９は、Ｚ方向と交差する方向でボビン６１の位置決めを行う。また、駆動用コイル６２に電流が供給されていないときのボビン６１のＺ方向の位置は、ダンパ部材９によって規定される。
【００５２】
（流体放出ユニット１の動作）
流体放出ユニット１において、可動板２の＋Ｚ方向側には、可動板２、加圧室形成部材４、支持部材８およびフレーム７５の鍔部７５ｃによって区画される加圧室３が配置される。加圧室３は、空気に圧力を加える（空気を圧縮する）空間である。
【００５３】
流体放出ユニット１では、流体放出口４ａから気流を放出する際には、シャッター機構３００を駆動して流体放出口４ａを開放する。すなわち、ソレノイド３３１の通電を制御して可動鉄心３３２をＺ方向に移動させ、回転軸３３５を回転させてシャッター板３１１を開位置３１１Ｂに移動させる開動作を行う。
【００５４】
流体放出ユニット１は、駆動用コイル６２にパルス状の電流を供給することにより、可動板駆動機構５を駆動する。１パルスの電流が供給されると、電流が磁場から受けるローレンツ力により、可動体６（ボビン６１および駆動用コイル６２）がＺ方向へ１往復する。このとき、可動板２もＺ方向へ１往復する。可動板２は−Ｚ方向へ引かれ、次に＋Ｚ方向へ飛び出すときに加圧室３内の空気を圧縮する。その結果、加圧室３内の空気が流体放出口４ａから放出される。流体放出口４ａから放出される空気が流体放出口４ａの外側の空気を巻き込むため、渦輪状の気流が流体放出口４ａの＋Ｚ方向へ飛び出す。パルス状の電流を連続して供給することにより、流体放出口４ａから気流を連発することもできる。
【００５５】
また、流体放出ユニット１では、音放出口１ａから音を出す際には、シャッター機構３００を駆動して流体放出口４ａを閉鎖する。すなわち、ソレノイド３３１の通電を制御して可動鉄心３３２を開動作のときと反対側に移動させ、回転軸３３５を開動作のときと反対側に回転させてシャッター板３１１を閉位置３１１Ａに移動させる。
【００５６】
流体放出ユニット１は、可動板２および可動板駆動機構５をスピーカとして機能させる際には、駆動用コイル６２に音声、音楽、効果音などの音信号に対応する電流を供給することにより、可動板駆動機構５を駆動する。その結果、可動板２が振動して空気の振動（音）が発生する。本形態では、発生した音が、流体放出ユニット１の正面側（＋Ｚ方向）へ出てゆくように構成されている。すなわち、図５に示すように、流体放出ユニット１は、可動板２の正面側（＋Ｚ方向）に位置する加圧室３を経由して流体放出口４ａへ向かう第１の音伝達経路Ｓ１と、可動板２の背面側（−Ｚ方向）に位置する内側空間７ａを経由して音放出口１ａへ向かう第２の音伝達経路Ｓ２を備える。
【００５７】
第１の音伝達経路Ｓ１による音と第２の音伝達経路Ｓ２による音は、逆位相であるおそれがあり、逆位相になった場合には打ち消し合うおそれがある。そこで、流体放出ユニット１では、音を出すときは、上述したようにシャッター機構３００によって流体放出口４ａを閉鎖して、第１の音伝達経路Ｓ１による音を外部に出さないようにする。なお、音と流体を同時に出すときは、流体放出口４ａを開放するものとする。
【００５８】
（第２の音伝達経路）
図４、図５に示すように、可動板２の背面側（−Ｚ方向）には可動体６が配置され、可動板２および可動体６は、支持部材８によって固定体７のフレーム７５と連結される。可動板２の背面側（−Ｚ方向）には、フレーム７５によって囲まれる内側空間７ａが設けられる。内側空間７ａでは、可動板２、可動体６、および支持部材８の可動側固定部８ａがＺ方向に移動する。内側空間７ａは、フレーム７５の拡径部７５ｂに形成された空気抜き用の開口部７５ｅを介して、フレーム７５の外周側に設けられた隙間Ｇと連通する。開口
部７５ｅは、周方向に等角度間隔で４箇所に形成されている。本形態では、開口部７５ｅの周方向の中央にボス部１０５が配置される。従って、ボス部１０５の周方向の両側を通って隙間Ｇと内側空間７ａが連通する。なお、開口部７５ｅの位置、寸法、および数は適宜変更可能である。例えば、ボス部１０５の角度位置と異なる位置に開口部７５ｅを形成してもよい。
【００５９】
隙間Ｇは、カバー部材１００の筒状部１０１と、流体放出ユニット本体２００の外周面との間に環状に形成されている。隙間ＧはＺ方向に延びており、その一端は、流体放出ユニット１の正面側を向く環状の音放出口１ａを介して外部と連通する。第２の音伝達経路Ｓ２は、可動板２の背面側に設けられた内側空間７ａから、フレーム７５の開口部７５ｅおよび隙間Ｇを経由して、音放出口１ａへ至る経路である。一方、隙間Ｇの他端側（−Ｚ方向側）はカバー部材１００によって塞がれる閉鎖空間である。つまり、隙間Ｇは音放出口１ａを除いて外部と連通しておらず、音放出口１ａ以外の部位から外部に音が漏れない構造となっている。
【００６０】
（作用効果）
以上のように、本形態の流体放出ユニット１は、流体放出ユニット本体２００とカバー部材１００との間に隙間Ｇが形成されている。隙間Ｇは、カバー部材１００の開口端１０１ａと流体放出ユニット本体２００との間に設けられた環状の音放出口１ａを介して外部と連通する。また、可動板２に対して加圧室３が位置する側と反対側には、フレーム７５に囲まれる内側空間７ａが設けられ、内側空間７ａはフレーム７５に形成された開口部７５ｅを介して隙間Ｇと連通する。従って、可動板２の振動により発生する音は、加圧室３とは反対側に位置する内側空間７ａへ伝わり、開口部７５ｅおよび隙間Ｇを通って音放出口１ａへ伝わるので、流体放出口４ａを経由せずに外部に音を出すことができる。よって、流体放出口４ａから勢いがある気流を放出し、且つ、良好な音を出すことができる。また、本形態では、１つの装置から音と流体を出すことができるので、低コストで省スペースな音および流体の放出ユニットを提供できる。
【００６１】
本形態では、流体放出口４ａを開閉するシャッター機構３００を有する。流体放出口４ａから音が出る場合、その音の位相は、可動板２に対して加圧室３と反対側へ伝わる音の位相とは逆位相になることがあり、この場合には、音が打ち消し合ってしまう。従って、シャッター機構３００によって流体放出口４ａを塞ぐことにより、逆位相の音が打ち消し合わって音が弱まることを防止できる。また、流体放出口４ａを塞ぐことによって流体放出口４ａから加圧室３に異物が入るおそれを少なくすることができる。
【００６２】
本形態の加圧室形成部材４は、流体放出口４ａが形成された端板部４２を備え、シャッター機構３００は、端板部４２に対して加圧室３と反対側に配置される保護板３２０と、端板部４２と保護板３２０との間にスライド可能に配置されるスライド部材３１０と、スライド部材３１０を駆動するシャッター駆動機構３３０を備える。このような構造では、保護板３２０によってスライド部材３１０を保護できるので、スライド部材３１０の破損を抑制できる。例えば、スライド部材３１０が流体の放出方向と反対側に押されたとしても、端板部４２によってスライド部材３１０を保持できる。また、スライド部材３１０が外部の物体を接触して破損することを防止できる。更に、保護板３２０と端板部４２によってスライド部材３１０を支持できるので、スライド部材３１０の動作を安定させることができる。
【００６３】
本形態のシャッター駆動機構３３０は、ソレノイド３３１の可動鉄心３３２の直線運動をカム機構３３８によって回転軸３３５およびカム筒３３４の回転運動に変換してスライド部材３１０を回転させる構造であり、コンパクトに構成されている。従って、シャッター機構３００の小型化に有利である。
【００６４】
本形態のカバー部材１００は、流体放出ユニット本体２００の背面側を覆っているので、流体放出口４ａと反対の側から漏れる音を少なくすることができる。また、カバー部材１００の開口端１０１ａと流体放出ユニット本体２００の外周面（加圧室形成部材４の外周面）との間に、流体放出口４ａと同じ側を向く環状の音放出口１ａが設けられているので、流体放出口４ａから気流が放出される側と同じ側に音を出すことができる。従って、使用者に気流による刺激と音が伝わりやすい。また、音放出口１ａは流体放出口４ａを中心として環状に設けられているため、流体放出口４ａの周囲から位相の揃った音を均等に出すことができる。
【００６５】
（変形例）
（１）図９は変形例１の流体放出ユニット５００の断面図である。以下、変形例１について、上記形態と異なる点のみ説明し、同一の点は説明を省略する。変形例１の流体放出ユニット５００は、流体放出ユニット本体２００と、カバー部材６００を備える。カバー部材６００は、流体放出ユニット本体２００の外周側を覆う筒状部６０１と、筒状部６０１の背面側の端部を塞ぐ底部６０２を備える。底部６０２は、環状平面部６０３および円形凸部５０４を備えており、流体放出ユニット本体２００の背面側を覆っている。
【００６６】
変形例１のカバー部材６００は、流体放出ユニット本体２００の外周面との間に隙間Ｇを形成する内周面を備える。カバー部材６００の内周面は、Ｚ方向に延在する筒状面６０７と、筒状面６０７に対して傾斜する傾斜面６０６を備える。傾斜面６０６は、筒状部６０１と環状平面部６０３とが繋がる角部に設けられている。傾斜面６０６は、Ｚ方向に対して４５度傾いている。なお、傾斜面６０６の傾斜角度は４５度に限定されるものではなく、適宜変更可能である。傾斜面６０６は、筒状部６０１の開口端６０１ａに向かうに従って拡径するテーパ面であり、筒状部６０１の開口端６０１ａと流体放出ユニット本体２００との間に設けられた音放出口１ａの側を向いている。また、傾斜面６０６は、フレーム７５の外周側に配置され、傾斜面６０６の内周側にはフレーム７５に形成された開口部７５ｅが配置される。従って、傾斜面６０６は、開口部７５ｅの側を向いている。
【００６７】
変形例１では、開口部７５ｅから外周側に出た音は、傾斜面６０６によって反射され、筒状部６０１の内周面に沿って音放出口１ａに向かう経路（第２の音伝達経路Ｓ２）で伝わる。変形例１では、傾斜面６０６での音の反射により、音放出口１ａへ向かう方向に音が伝わりやすくなるので、良好な音を出すことができる。なお、筒状部６０１と環状平面部６０３とが繋がる角部の内周面を全周にわたって傾斜面６０６にしてもよいし、周方向の一部だけを傾斜面６０６にしてもよい。例えば、フレーム７５に形成された開口部７５ｅと対向する部分のみに傾斜面６０６を設けても良い。
【００６８】
（２）図１０は変形例２のシャッター機構３００の部分断面図である。図１０に示すように、変形例２では、スライド部材３１０と端板部４２との間、および、スライド部材３１０と保護板３２０との間に弾性部材７００が設けられている。変形例２では、シャッター部材３１０の閉鎖部３１３の両面に薄い弾性部材７００が取り付けられている。弾性部材は、例えば、軟質ポリウレタンフォームなどの発泡状あるいは多孔質の部材である。このような弾性部材７００を取り付けることにより、振動によるスライド部材３１０のがたつきを抑制でき、振動音を抑制できる。例えば、シャッター機構３００を閉状態にして音を出すときに、スライド部材３１０が共振してがたつくことを防止できる。また、スライド部材３１０と端板部４２との隙間、および、スライド部材３１０と保護板３２０との隙間の少なくとも一方を弾性部材７００によって塞ぐことができるので、隙間から流体や音が漏れるおそれを少なくすることができる。
【００６９】
弾性部材７００は、閉鎖部３１３の両面でなく一方の面だけに取り付けられていてもよ
い。また、閉鎖部３１３だけでなく、環状部３１５にも弾性部材７００が取り付けられていてもよい。環状部３１５に弾性部材７００が取り付けられていれば、流体を放出する際に隙間から流体が漏れるおそれが少ない。あるいは、端板部４２のスライド部材３１０と対向する面、および、保護板３２０のスライド部材３１０と対向する面に、弾性部材７００を取り付けても良い。例えば、環状凸部４２６に弾性部材７００を取り付けても良い。あるいは、環状凸部４２６を省略し、流体放出口４ａの縁に環状の弾性部材７００を取り付けても良い。
【００７０】
（３）上記形態において、加圧室３の内側に網状の防護部材を設けても良い。流体放出口４ａと対向する位置に防護部材を配置することにより、シャッター機構３０が開放状態になっているときに、流体放出口４ａから加圧室３内に異物が侵入することを防止できる。また、網状の防護部材を用いることにより、流体の勢いを弱めることなく異物が侵入することを防止できる。同様に、カバー部材１００の内周面と流体放出ユニット本体２００の外周面との間に形成された隙間Ｇに網状の防護部材を設けてもよい。あるいは、音放出口１ａを正面側（＋Ｚ方向）から覆うように網状の防護部材を取り付けても良い。このようにすると、音放出口１ａから隙間Ｇに異物が侵入することを防止できる。また、網状の防護部材を用いれば、防護部材によって音がこもるおそれが少ないので、良好な音を出すことができる。
【符号の説明】
【００７１】
１…流体放出ユニット、１ａ…音放出口、２…可動板、３…加圧室、４…加圧室形成部材、４ａ…流体放出口、５…可動板駆動機構、６…可動体、７…固定体、７ａ…内側空間、８…支持部材、８ａ…可動側固定部、８ｂ…固定側固定部、８ｃ…折返し部、９…ダンパ部材、９ａ…可動体側固定部、９ｂ…固定体側固定部、９ｃ…バネ部、４１…筒状部、４２…端板部、４３…張り出し部、４４…凹部、４５…ブラケット、６１…ボビン、６２…駆動用コイル、７１…駆動用磁石、７２…シャフト、７２ａ…被固定部、７３、７４…固定板、７３ａ、７４ａ…貫通孔、７５…フレーム、７５ａ…底部、７５ｂ…拡径部、７５ｃ…鍔部、７５ｄ…筒部、７５ｅ…開口部、７５ｆ…支柱部、１００…カバー部材、１０１…筒状部、１０１ａ…開口端、１０２…底部、１０３…環状平面部、１０４…円形凸部、１０５…ボス部、１０６…固定ねじ、１１０…シャッター機構収容部、１１１、１１２…側板部、１１３…連結板部、１１４…底板部、１１５…固定ねじ、２００…流体放出ユニット本体、３００…シャッター機構、３１０…スライド部材、３１１…シャッター板、３１１Ａ…閉位置、３１１Ｂ…開位置、３１２…連結部、３１３…閉鎖部、３１４…円形開口、３１５…環状部、３１６…腕部、３２０…保護板、３２１…円形板部、３２２…腕部、３２３…円形開口、３２４…環状凸部、３２５…矩形開口、３２６…ガイドリブ、３３０…シャッター駆動機構、３３１…ソレノイド、３３２…可動鉄心、３３３…可動部材、３３４…カム筒、３３５…回転軸、３３６…カムピン、３３７…カム溝、３３８…カム機構、３３９…支持フレーム、３４０…ＬＥＤユニット、３５０…固定ねじ、４２１…ボス部、４２２…環状リブ、４２３…直線状リブ、４２４…円弧状リブ、４２５…ガイドリブ、４２６…環状凸部、５００…流体放出ユニット、６００…カバー部材、６０１…筒状部、６０１ａ…開口端、６０２…底部、６０３…環状平面部、６０４…円形凸部、６０６…傾斜面、６０７…筒状面、７００…弾性部材、Ｇ…隙間、Ｌ…回転軸線、Ｒ…回転軸線、Ｓ１…第１の音伝達経路、Ｓ２…第２の音伝達経路
【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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