(57)【要約】【課題】  ケース間の嵌合位置によってシール部材の圧縮量が制限を受けず、水圧に比例して面圧を上昇して、水圧が大きくなるほど良好なシール性を提供することを課題とする。【解決手段】  筐体を形成する第１のケース１６Ａと第２のケース１６Ｂとの間にシール部材２０が設けられる。シール部材２０は、第１のケース１６Ａの内面に固定された固定部分を含む第１の面２０ｃ、及び、第１の面の反対側で凸形状となって第２のケース１６Ｂに当接する当接部を有する。凹部１６Ａａ２は、シール部材２０の固定部分の外側において第１の面２０ｃで塞がれる、且つ通路１６Ａａ３により第１のケース１６Ａの外部と接続される。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
嵌合することにより筐体を形成する第１のケース及び第２のケースと、
前記第１のケースと前記第２のケースとの間に設けられ、前記第１のケースの内面に固定された固定部分を含む第１の面、及び、該第１の面の反対側で凸形状となって前記第２のケースに当接する当接部を有するシール部材と、
前記第１のケースの前記内面の、前記シール部材の前記固定部分の外側において前記シール部材の前記第１の面で塞がれる位置に設けられた凹部と、
前記第１のケースの前記凹部と前記第１のケースの外部とを接続する通路と
を有する防水型電子機器。
【請求項２】
請求項１記載の防水型電子機器であって、
前記第２のケースは、前記シール部材の内周面に対向するよう配置された突起部を有する防水型電子機器。
【請求項３】
請求項１又は２記載の防水型電子機器であって、
前記第１のケースは、枠体と該枠体の開口を覆う板状部材とを含み、
前記板状部材は接着材により前記枠体に取り付けられ、前記板状部材の外周と前記枠体との間に形成された空隙が前記通路の一部である防水型電子機器。
【請求項４】
請求項１乃至３のうちいずれか一項記載の防水型電子機器であって、
前記シール部材の材料は、ゴム、低硬度エラストマ、独立気泡スポンジのうちの一つである防水型電子機器。
【請求項５】
請求項１乃至４のうちいずれか一項記載の防水型電子機器であって、
前記シール部材の前記固定部分は、接着又は溶着により前記第１のケースの前記内面に固定される防水型電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筐体が防水構造を有する電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話などの電子機器において、筐体を防水構造とする要求がある。筐体を防水構造にするために、以下の方法が提案されている。
【０００３】
１）シール部材を対向する２つのケースで圧縮してシールする構造
２）２つのケース間にシール剤を塗布してシールする構造
３）２つのケースを両面テープで貼り付けてシールする構造
【０００４】
筐体（ケース）を分解して内部の部品の修理や交換を行なうためには、１）の構造とすることが好ましい。１）の構造では、一方のケース（ケース本体）に設けられた溝に、予め準備したシール部材を装着し、別のケース（ケース蓋）を組み付けることでシール部材を圧縮して防水構造とする。シール部材は帯状の弾性体であり、溝内で圧縮されてケース本体とケース蓋に押圧されることでシール機能を発揮する。
【０００５】
ここで、シール部材の側面に突起を設けることで、水圧が変化した場合でも防水性能を維持することができる防水構造が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この防水構造では、ケースに加わる水圧がシール部材をより一層圧縮する力として作用し、水圧が高くなるほどシール面圧を大きくすることができる。また、上ケースと下ケースの嵌合隙間から浸入した水の圧力によりシール部材が内側へ押しつけられるようにすることで、シール部材の側面の突起の面圧を上昇させてシール性を向上し、防水性能を高めることが提案されている。なお、Oリングのような側面に突き出す断面形状としたシール部材でも同様の効果がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２１８６３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
１）シール部材を対向するケース面で圧縮する構造
組立寸法によりシール部材の圧縮量が決定され、その圧縮量は変化しない。したがって、ケースが水没した状態でもケースがシール部材から受ける反発力は一定である。シール部材の圧縮量を大きくとってシール性を向上させた場合、ケース開き変形が生じる可能性がある。
【０００８】
また、特許文献１の防水構造においては、上下のケースは嵌合位置を固定して組み立てられる。したがって、例え水圧が上昇してもシール部材は上下ケース間の固定位置以上は圧縮されないので、それ以上の水圧には耐えられない場合がある。また、シール部材が水圧により保持溝内をケース内側へ向けて変位して側面の突起が押され面圧が上昇すると説明されているが、既に上下方向に圧縮され高い面圧が発生している状態であり、かつゴム状弾性体のシール部材に摩擦が生じているので、シール部材が変形することはあっても溝内をケース内側へ向けて変位しないおそれがある。
【０００９】
２）シール剤でシールする構造
シール剤が硬化するまで次の工程へ移行できないので作業性が悪い。また、修理の際は分解時にシール部分が破壊されるため、ケースを再利用する際は、残ったシール剤を完全に除去する必要があり、分解性が悪い。ケースを再利用できない場合は廃棄して新しいケースを使用するので無駄が発生する。
【００１０】
３）両面テープでシールする構造
平面同士とシールするために両面テープを用いることができるが、立体的な貼付構造には適用することが難しい。また、ケースを分解したときに両面テープの粘着剤がケースに残った場合は、残った粘着剤を完全に除去しないとケースを再利用できない。残った粘着剤を除去できない場合はそのケースを廃棄して新しいケースを使うので無駄が多い。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
一実施態様によれば、筐体を形成する第１のケース及び第２のケースと、前記第１のケースと前記第２のケースとの間に設けられ、前記第１のケースの内面に固定された固定部分を含む第１の面と、該第１の面の反対側で凸形状となって前記第２のケースに当接する当接部とを有するシール部材と、前記第１のケースの前記内面に設けられ、前記シール部材の前記固定部分の外側において前記シール部材の前記第１の面で塞がれる凹部と、前記第１のケースの前記凹部と前記第１のケースの外部とを接続する通路とを有する防水型電子機器が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
ケース間の嵌合位置によってシール部材の圧縮量が制限を受けないので、水圧に比例して面圧を上昇できるため、水圧が大きくなるほど良好なシール性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態による防水型電子機器の一例である防水型携帯電話の斜視図である。
【図２】図１に示す防水型携帯電話を裏側から見た斜視図である。
【図３】図２のＡ部を拡大して示す斜視図である。
【図４】図１におけるＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。
【図５】図４におけるＢ部を拡大して示す断面図である。
【図６】第１実施形態による防水構造の断面図である。
【図７】シール部材の断面形状の例を示す断面図である。
【図８】第２実施形態による防水構造の断面図である。
【図９】リブの形状の例を示す断面図である。
【図１０】水深の変化に対するシール部面圧の変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１５】
図１は第１実施形態による防水型電子機器の一例である防水型携帯電話の斜視図である。防水型携帯電話１０は、テンキーや操作キーが設けられた操作部１２と、操作部１２に回動可能に取り付けられたディスプレイ部１４とを有する。ディスプレイ部１４の筐体内には画像表示用の液晶表示装置（ＬＣＤ）や電子部品が収容されている。操作部１２の筐体及びディスプレイ部１４の筐体は、防水型携帯電話１０を水の中でも使えるように、操作部１２及びディスプレイ部１４の筐体は防水構造を有している。以下、ディスプレイ部１４の筐体の防水構造を例にとって説明する。
【００１６】
図２は図１に示す防水型携帯電話１０を裏側から見た斜視図であり、ディスプレイ部１４のケース本体（第１のケース）１６Ａからケース蓋（第２のケース）１６Ｂが外された状態が示されている。図３は図２のＡ部を拡大して示す斜視図である。ＬＣＤユニット１８や電子部品はケース本体１６Ａの内部に取り付けられる。ケース本体１６Ａにケース蓋１６Ｂを合わせて、ケース蓋１６Ｂをケース本体１６Ａに表側からネジ止めすることでディスプレイ部１４の筐体が形成される。
【００１７】
ケース本体１６Ａ及びケース蓋１６Ｂにより形成される筐体に防水機能を持たせるために、防水構造が設けられる。防水構造は、ケース本体１６Ａに取り付けられたシール部材２０を含む。シール部材２０はケース本体１６Ａの外形に沿って延在する帯状の弾性体である。シール部材２０は、ケース本体１６Ａとケース蓋１６Ｂとの間で押圧されて弾性的に圧縮されることで、ケース本体１６Ａとケース蓋１６Ｂとの合わせ目を封止するシール機能を発揮する。シール部材２０を形成する弾性材として、ゴム、低硬度エラストマ、独立気泡スポンジ（弾性発泡材）等を用いることができる。
【００１８】
図４は図１におけるＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。図５は図４におけるＢ部を拡大して示す断面図である。図４に示すように、ケース本体１６Ａは、枠体１６Ａａと、枠体１６Ａａの片面を覆う透明パネル（板状部材）１６Ａｂとを含む。透明パネル１６Ａｂを通して内部のＬＣＤユニット１８の表示画面を見ることができる。図５に示すように、透明パネル１６Ａｂは枠体１６Ａａに対して両面接着テープ２２により固定されており、透明パネル１６Ａｂと枠体１６Ａａとの間は接着材である両面接着テープ２２で封止されている。このため、透明パネル１６Ａｂの外周と枠体１６Ａａの間から水が侵入しても、ＬＣＤユニット１８が収容されたケース本体１６Ａの内部に水が侵入することを防止している。
【００１９】
シール部材２０は図５に示す形状の断面を有し、断面において肉厚部２０ａから肉薄部２０ｂが内側に向けて延在する形状である。そして、シール部材２０の肉薄部２０ｂの表面のみが、枠体１６Ａａの張り出し部１６Ａａ１に接着又は溶着されている。すなわち、シール部材２０は、図５の点線で囲んだ部分のみがケース本体１６Ａ（枠体１６Ａａ）に固定される固定部分であり、他の部分は固定されていない。したがって、シール部材２０は肉薄部２０ｂの端部（図５の点線で囲んだ部分）を中心に僅かではあるが回動することができる。ただし、ケース蓋１６Ｂがケース本体１６Ａに取り付けられた状態では、シール部材２０は回動できないので、回動する方向に力が加わった場合は、シール部材２０は回動する方向に圧縮変形することとなる。
【００２０】
シール部材２０の上面２０ｃは平面であり、枠体１６Ａａの張り出し部１６Ａａ１の内面に接触しているが、上述のように肉薄部２０ｂにおける上面２０ｃしか固定されていない。枠体１６Ａａの張り出し部１６Ａａ１において、シール部材２０の上面２０ｃが接触する部分には、シール部材２０の上面２０ｃに沿って延在する凹部１６Ａａ２が形成されている。
【００２１】
凹部１６Ａａ２には枠体１６Ａａの張り出し部１６Ａａ１を貫通して延在する水通路１６Ａａ３が形成されている。水通路１６Ａａ３は、凹部１６Ａａ２に沿ってところどころに設けられていれる貫通孔であり、シール部材２０の延在方向に連続して設けられていなくてもよい。水通路１６Ａａ３の一端は凹部１６Ａａ２に接続され、他端は枠体１６Ａａと透明パネル１６Ａｂとの間にできた空隙Ｇ１に繋がっている。したがって、ケース本体１６Ａが水に浸かると、空隙Ｇ１から侵入した水は水通路１６Ａａ３を通って凹部１６Ａａ２に充満する。なお、透明パネル１６Ａｂは枠体１６Ａａの張り出し部１６Ａａ１の水通路１６Ａａ３より内側の部分に両面接着テープで接着されているため、空隙Ｇ１から侵入した水がケース本体１６Ａの内部に侵入することは無い。
【００２２】
ケース本体１６Ａにケース蓋１６Ｂが取り付けられると、シール部材２０の肉厚部２０ａの先端（図中、下端となる）はケース蓋１６Ｂの合わせ面１６Ｂａに接触して押圧された状態となる。この状態で、シール部材２０の肉厚部２０は弾性変形（弾性圧縮）して、肉厚部２０ａの先端はケース蓋１６Ｂの合わせ面１６Ｂａに密着している。これにより、シール部材２０とケース蓋１６Ｂとの間が封止される。
【００２３】
以上のように、シール部材２０の肉薄部２０ｂが枠体１６Ａａの張り出し部１６Ａａ１に接着又は溶着された部分において、シール部材２０とケース本体１６Ａとの間は封止される。また、シール部材２０の肉厚部２０ａの先端が当接部としてケース蓋１６Ｂの合わせ面１６Ｂａに押圧されて密着することでシール部材２０とケース蓋１６Ｂとの間が封止される。したがって、ケース本体１６Ａとケース蓋１６Ｂの間がシール部材２０により封止されることで防水構造が形成されている。
【００２４】
以上説明した防水構造は、例えば防水型携帯電話１０が水中に沈んで周囲の水圧が高くなっても良好な防水機能を維持することができる。以下、水圧が高くなっても良好な防水機能を維持することができることに関して、図６を参照しながら説明する。図６は第１実施形態による防水構造の断面図である。
【００２５】
図６において、水が侵入する経路（浸水ルート１，２）が細い矢印で示され、侵入した水により生じる水圧が太い矢印で示されている。浸水ルート１は、ケース本体１６Ａの枠体１６Ａａと透明パネル１６Ａｂの間の空隙Ｇ１を通って透明パネル１６Ａｂの裏側に入り、水通路１６Ａａ３を通って凹部１６Ａａ２に至る経路である。浸水ルート２は、ケース本体１６Ａの合わせ面とケース蓋１６Ｂの合わせ面１６Ｂａとの間に生じる空隙Ｇ２を通り、ケース本体１６Ａとシール部材２０の外周面との間に至る経路である。なお、空隙Ｇ２は意図的に設けた空隙ではなく、ケース蓋１６Ｂをケース１６Ａに合わせて固定した際に生じる空隙である。
【００２６】
防水型携帯電話１０が水中に沈むと、浸水ルート１及び浸水ルート２から水が侵入し、シール部材２０に水圧が加わる。まず、空隙Ｇ２から浸水ルート２を通って侵入した水の水圧を考える。この水圧が上昇すると、シール部材２０の肉厚部２０ａの先端とケース蓋１６Ｂの合わせ面１６Ｂａとの間（密着した部分）に水が入り込む力が強まる。加えて、水圧の上方向成分Ｐｙによりシール部材２０の肉厚部２０ａの先端（当接部）を持ち上げる力が強くなるので、シール部材２０によるシール性が弱くなる。したがって、水圧が高くなればなるほど、シール部材２０とケース蓋１６Ｂとの間のシール性が弱くなり、筐体内部に水が入り易くなる。
【００２７】
そこで、本実施形態では、浸水ルート１から入る水の水圧を利用して、シール部材２０をケース蓋１６Ｂに押し付ける力を大きくし、シール部材２０とケース蓋１６Ｂとの間のシール性を強めることで、良好なシール性を維持している。
【００２８】
空隙Ｇ１から入る水は、浸水ルート１を通って凹部１６Ａａ２に至る。したがって、凹部１６Ａａ２に入った水の水圧Ｐｘがシール部材２０の上面２０ｃに作用する。この水圧の方向はシール部材２０を下方に移動させる方向、すなわち、シール部材２０の肉厚部２０ａの先端（当接部）をケース蓋１６Ｂの合わせ面１６Ｂａに押し付ける方向である。シール部材２０の上面２０ｃに作用する水圧Ｐｘから、肉厚部２０の先端に作用する水圧Ｐｙの垂直方向成分を引いた力が、シール部材２０をケース蓋１６Ｂに押し付ける力（図６中で点線矢印で示される力）となる。
【００２９】
水圧Ｐｘは幅Ｘにおける水圧であり、水圧Ｐｙは幅Ｙにおける水圧である。したがって、シール部材２０の幅Ｘの部分の延在長さＫｘを幅Ｙの部分の延在長さＫｙより大きくすれば（Ｋｘ＞Ｋｙ）、シール部材２０をケース蓋１６Ｂに押し付ける力を生じさせることができる。シール部材２０の幅Ｘの部分の延在長さＫｘと幅Ｙの部分の延在長さＫｙとが異なる場合は、Ｘ・Ｋｘ＞Ｙ・Ｋｙとなるように幅Ｘ及び幅Ｙを設定すればよい。幅Ｘは枠体１６Ａａの凹部１６Ａａ２の幅に等しく、幅Ｘを大きくするには凹部１６Ａａ２の幅を大きくすればよい。すなわち、凹部１６Ａａ２は、幅Ｘを大きくしてシール部材２０の上面２０ｃが受ける水圧による力を大きくするために設けられている。
【００３０】
なお、シール部材２０とケース本体１６Ａとの間のシールは、シール部材２０の肉薄部２０ｂが枠体１６Ａａの張り出し部１６Ａａ１に接着又は溶着されていることで、水圧には関わりなく良好なシール性が維持されている。シール部材２０はケース本体１６Ａにのみ固定されているため、シール部材２０のシール性に影響することなく、ケース蓋１６Ｂを通常のようにケース本体１６Ａから取り外すことができる。又、外したケース蓋１６Ｂを再度組み付けるだけで、取り外す前と同じシール性を得ることができる。
【００３１】
シール部材２０の断面形状は図５及び図６に示される形状に限られず、水圧Ｐｘを受ける上面２０ｃの幅が大きくとれ、固定される肉薄部２０ｂに対して肉厚部２０ａが回動できるような形状であればよい。例えば、図７（ａ）に示すように、肉厚部２０ａの先端に突起２０ａ１を設けて面圧を高くし、シール性を向上させることができる。あるいは、図７（ｂ）に示すように、肉厚部２０ａの先端自体を細くして面圧を高くすることもできる。肉厚部２０ａが回動可能であれば、特に肉薄部２０ｂとして厚みを薄くする必要はなく、様々な形状とすることができる。
【００３２】
次に、第２実施形態について説明する。図８は第２実施形態による防水構造の断面図である。第２実施形態では、シール部材２０の内側においてケース蓋１６Ｂに突起部としてリブ１６Ｂｂを設けている。リブ１６Ｂｂを設けたこと以外は第１実施形態と同じ構成である。
【００３３】
リブ１６Ｂｂはケース蓋１６Ｂに形成された突起部であり、シール部材２０の横方向（シール部材２０の内周面２０ｅ側）に設けられ、シール部材２０の横方向の移動を規制するように作用する。浸水ルート２からの水圧がシール部材２０の外周面２０ｄに作用すると、シール部材２０を横方向に移動させる力（図８における点線矢印で示す力）となる。この力によりシール部材２０が横方向（内側）に変位すると、シール性が不安定となるおそれがある。そこで、本実施形態では、シール部材２０が変位する方向において、ケース蓋１６Ｂにリブ１６Ｂｂを設けて、シール部材２０が僅かに変位したら当接するようにし、シール部材２０が大きく変位しないようにしている。リブ１６Ｂｂは突起部の一例であり、シール部材２０の内周面２０ｅに対向する外周面を有する突起部であればリブに限られるものではなく、またケース蓋１６Ｂに形成されることに限られない。
【００３４】
リブ１６Ｂｂとシール部材２０との間には、シール部材２０の肉厚部２０ａが下向きに変位可能となるように僅かな間隙が設けられる。リブ１６Ｂｂのシール部材２０に対向する外周面の形状は、例えば図９（ａ）に示すように、円弧状としてもよい。リブ１６Ｂｂのシール部材２０に対向する外周面の形状を円弧状にすることにより、シール部材２０がリブ１６Ｂｂに当接した状態でも肉厚部２０ａを回動変位しやすくすることができる。あるいは、図９（ｂ）に示すように、リブ１６Ｂｂのシール部材２０に対向する外周面の形状をシール部材２０の内周面２０ｅと相似させることにより、シール部材２０の横方向の変位を確実に規制することとしてもよい。
【００３５】
以上のように、本実施形態では、第１実施形態のように水圧が高くなっても良好なシール性を維持することができるという効果に加え、シール部材２０の変位を規制して安定したシール性を得ることができるという効果を得ることができる。
【００３６】
本発明者は上述の第１実施形態による防水構造を作成し、水深の変化に対するシール部面圧の変化を調べた。図１０はその結果を示すグラフである。シール部面圧は、シール部材２０の肉厚部２０ａの先端がケース蓋１６Ｂの合わせ面１６Ｂａに押し付けられたときに合わせ面１６Ｂａに作用する面圧である。
【００３７】
図１０からわかるように、水深が深くなるにつれて、ほぼ水深に比例してシール部面圧も大きくなった。シール部面圧が大きくなるということは、シール部２０がケース蓋１６Ｂに押し付けられる力が大きくなったことであり、それだけシール性が向上したことを意味する。したがって、水深が深くなって水圧が大きくなるほど、シール性が良くなり、良好なシール性を維持することができることが確認できた。
【００３８】
上述の如く、本明細書は以下の事項を開示する。
（付記１）
嵌合することにより筐体を形成する第１のケース及び第２のケースと、
前記第１のケースと前記第２のケースとの間に設けられ、前記第１のケースの内面に固定された固定部分を含む第１の面、及び、該第１の面の反対側で凸形状となって前記第２のケースに当接する当接部を有するシール部材と、
前記第１のケースの前記内面の、前記シール部材の前記固定部分の外側において前記シール部材の前記第１の面で塞がれる位置に設けられた凹部と、
前記第１のケースの前記凹部と前記第１のケースの外部とを接続する通路と
を有する防水型電子機器。
（付記２）
付記１記載の防水型電子機器であって、
前記シール部材は肉厚部と肉薄部とを有し、
前記第１の面は前記肉厚部と前記肉薄部とに渡って設けられ、
前記固定部分は前記肉薄部における前記第１の面であり、
前記当接部は前記肉厚部において前記第１の面の反対側に形成された凸状部である防水型電子機器。
（付記３）
付記２記載の防水型電子機器であって、
前記シール部材の前記当接部の先端に突起が形成された防水型電子機器。
（付記４）
付記１乃至３のうちいずれか一項記載の防水型電子機器であって、
前記第２のケースは、前記シール部材の内周面に対向するよう配置された突起部を有する防水型電子機器。
（付記５）
付記４記載の防水型電子機器であって、
前記突起部の外周面は円弧状である防水型電子機器。
（付記６）
付記４記載の防水型電子機器であって、
前記突起部の外周面の形状は、前記シール部材の前記内周面の形状に相似している防水型電子機器。
（付記７）
付記１記載の防水型電子機器であって、
前記第１のケースは、枠体と該枠体の開口を覆う板状部材とを含み、
前記板状部材は接着材により前記枠体に取り付けられ、前記板状部材の外周と前記枠体との間に形成された空隙が前記通路の一部である防水型電子機器。
（付記８）
付記１乃至７のうちいずれか一項記載の防水型電子機器であって、
前記シール部材は、ゴム、低硬度エラストマ、独立気泡スポンジのうちの一つにより形成された弾性体である防水型電子機器。
（付記９）
付記１乃至８のうちいずれか一項記載の防水型電子機器であって、
前記シール部材の前記固定部分は、接着又は溶着により前記第１のケースの前記内面に固定される防水型電子機器。
【符号の説明】
【００３９】
１０  防水型携帯電話
１２  操作部
１４  ディスプレイ部
１６Ａ  ケース本体
１６Ａａ  枠体
１６Ａａ１  張り出し部
１６Ａａ２  凹部
１６Ａａ３  水通路
１６Ａｂ  透明パネル
１６Ｂ  ケース蓋
１６Ｂａ  合わせ面
１６Ｂｂ  リブ
１８  ＬＣＤユニット
２０  シール部材
２０ａ  肉厚部
２０ｂ  肉薄部
２０ｃ  上面
２０ｄ  外周面
２０ｅ  内周面
２２  両面接着テープ
【図３】
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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１】
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【図２】
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【図４】
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