(57)【要約】【課題】動力を効率的にスライド運動へ変換することができる乗物用スライド機構を提供する。また、作動時において静音性を確保する。さらに、乗物用スライド機構を採用する空間の省スペース化を図る。【解決手段】乗物に設置する物体７をスライド可能にする乗物用スライド機構９であって、圧電素子４０と、圧電素子４０を支持する支持部材３０と、支持部材３０の底板３２から外側に突出した一対の突起部３５と、を備え、支持部材３０は、圧電素子４０に電圧を印加することで移動可能とされ、支持部材３０において、突起部３５に対する圧電素子４０の位置が変更可能とされ、その位置を変更することにより、支持部材３０の移動方向を変換する構成とされている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
乗物に設置する物体をスライド可能にする乗物用スライド機構であって、
圧電素子と、
前記圧電素子を支持する支持部材と、
前記支持部材の底板から外側に突出した一対の突起部と、を備え、
前記支持部材は、前記圧電素子に電圧を印加することで移動可能とされ、
前記支持部材において、前記突起部に対する前記圧電素子の位置が変更可能とされ、その位置を変更することにより、前記支持部材の移動方向を変換することを特徴とする乗物用スライド機構。
【請求項２】
前記圧電素子は、磁性体にコイルが巻き付けられてなる磁性部を備え、
前記コイルの軸方向両端には、一対の磁石が設けられ、
前記コイルに通電して、前記磁石の一方に前記磁性部が接近することにより、前記支持部材において、前記突起部に対する前記圧電素子の位置が変更可能とされていることを特徴とする請求項１に記載の乗物用スライド機構。
【請求項３】
前記支持部材の移動方向の延長線上に敷設され、前記突起部が嵌合する溝が連続するラックギアを備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の乗物用スライド機構。
【請求項４】
前記支持部材を前記ラックギア側へ押し付ける付勢部材を備えることを特徴とする請求項３に記載の乗物用スライド機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乗物用スライド機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、乗物用スライド機構として、特許文献１に記載のものが知られている。特許文献１に記載の乗物用スライド機構では、モータとスクリュー部材とナット部材とが、一対の可動レールのそれぞれに個別に設けられていることが開示されている。そしてこのような構成により、一対の可動レールを動作させるために、１つのモータから各可動レールへ動力を伝達するための動力分配機構やクラッチ等を必要としない、と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１３２３１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示の構成では、可動レールを前後に動かすために、モータの回転運動を直進運動に変換しなければならず、複数のギアからなる動力変換部といった介在部品が必要であった。そのため、モータの作動によるギアかみ音も発生していた。
【０００５】
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、動力を効率的にスライド運動へ変換することができる乗物用スライド機構を提供することを目的の一つとする。また、作動時において静音性を確保できることをさらなる目的の一つとする。さらに、乗物用スライド機構を採用する空間の省スペース化を図ることをさらなる目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、乗物に設置する物体をスライド可能にする乗物用スライド機構であって、圧電素子と、前記圧電素子を支持する支持部材と、前記支持部材の底板から外側に突出した一対の突起部と、を備え、前記支持部材は、前記圧電素子に電圧を印加することで移動可能とされ、前記支持部材において、前記突起部に対する前記圧電素子の位置が変更可能とされ、その位置を変更することにより、前記支持部材の移動方向を変換することに特徴を有する。
【０００７】
このような乗物用スライド機構によると、支持部材の移動方向を変換することで、支持部材の往復運動が可能となる。また、電圧の印加を止めれば、支持部材を任意の場所に留めることができる。従って、支持部材に物体を取り付ければ、物体をスライドさせることができる。さらに、モータを使用したスライド機構では、モータの回転運動をギア等によって直進運動に変換しなければならなかったが、圧電素子を使用したスライド機構では、ギア等が無くとも支持部材を直進運動させることができる。従って、モータの回転運動を直進運動に変換するための複数のギアからなる動力変換部といった介在部品が不要になるので、動力を効率的にスライド運動へ変換することができる。そして、モータの作動によるギアかみ音の発生の抑制や、省スペース化を図ることができる。
【０００８】
上記構成において、前記圧電素子は、磁性体にコイルが巻き付けられてなる磁性部を備え、前記コイルの軸方向両端には、一対の磁石が設けられ、前記コイルに通電して、前記磁石の一方に前記磁性部が接近することにより、前記支持部材において、前記突起部に対する前記圧電素子の位置が変更可能とされていることとすることができる。このような乗物用スライド機構によると、コイルに通電する電流の向きを変えて電磁石の磁極を変換することで、磁性部が接近する磁石を変更することができる。その場合、突起部に対する圧電素子の位置が変わるので、支持部材の移動方向を変換することができる。また、圧電素子へ電圧を印加する回路上にコイルを設けることもできるので、支持部材が移動する機構と、圧電素子の位置の変更とを、一つの電源でつなげた回路によって制御することができる。
【０００９】
上記構成において、前記支持部材の移動方向の延長線上に敷設され、前記突起部が嵌合する溝が連続するラックギアを備えることとすることができる。このような乗物用スライド機構によると、圧電素子への電圧の印加を止めて支持部材が止まった位置で、ラックギアの溝に突起部が嵌まる。従って、支持部材が滑りにくく、任意の場所に保持しやすくなる。
【００１０】
上記構成において、前記支持部材を前記ラックギア側へ押し付ける付勢部材を備えることとすることができる。このような乗物用スライド機構によると、付勢部材よって支持部材をラックギア側へ押し付けるように力が働くので、突起部と溝の嵌合が強固になる。従って、支持部材がさらに滑りにくく、任意の場所に保持しやすくなる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、動力を効率的にスライド運動へ変換することができる乗物用スライド機構を提供することが可能となる。また、作動時において静音性を確保できることが可能となる。さらに、乗物用スライド機構を採用する空間の省スペース化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態１に係る車両のリアウィンドウを車室内側から視た拡大図
【図２】ガイドレールおよびキャリアの内部を車室内側から透過して視た説明図
【図３】キャリアの内部を透過して示し、ラックギアの延在方向から視た説明図
【図４】圧電素子が左側板に当接した状態を示す模式図（キャリアを省略）
【図５】圧電素子が右側板に当接した状態を示す模式図（キャリアを省略）
【図６】支持部材が右方に移動する態様を示す模式図
【図７】支持部材が左方に移動する態様を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図７によって説明する。なお、図２における左側を左方とするとともに右側を右方とし、上側を上方とするとともに下側を下方とし、図３における右側を手前方向とするとともに左側を奥方向として説明する。
【００１４】
車両（乗物）の後方に設けられるリアウィンドウ１は、図１に示すように、車室外側から入射する光線を透過しつつ、車室内側の温度を保つための窓ガラス３と、ヘッドレスト２の後方かつリアウィンドウ１の前方（車室内側）において、窓ガラス３の左右方向の幅に合わせるように延在して配され、後述するスクリーン部材７を収納可能な収納部材６と、窓ガラス３を車室内側から覆うことが可能な幕状に構成され、収納部材６から上方へスライドさせて展開可能に設置されるメッシュ状のスクリーン部材（物体）７と、スクリーン部材７の上端部に配され、スクリーン部材７の上端を補強するための棒部８と、窓ガラス３の左右端部において、上下方向にレール状に配され、棒部８の左右端部をガイドする一対のガイドレール１０と、を備える。
【００１５】
ガイドレール１０の内側には、図１ないし図３に示すように、ガイドレール１０の左右方向（敷設方向）に移動可能な、直方体で箱形のキャリア２０と、キャリア２０の移動方向の延長線上であって、手前および奥方向における中央に敷設され、車室内側から視るとＶ字形状の溝１２が連続してなるラックギア１１と、ラックギア１１に沿って、ラックギア１１の手前および奥方向に配され、ラックギア１１とガイドレール１０の手前側の板および奥側の板との間に得られる空間の側溝２２と、が配されている。ガイドレール１０の上板は、ガイドレール１０の左右方向に延在し、ガイドレール１０の外側の空間と内側の空間をつなぐ切込み状のスリット２６を有する。キャリア２０は、図１に示すように、下方に弛んだ配線部１６によって電子機器群１５と接続されている。配線部１６や電子機器群１５は、通常車両の内部空間に配されて車室内側からは視認できないが、図１では、便宜上車室の内側に露出して示している。そして、配線部１６は弛んでいるため、配線部１６が突っ張ることによってキャリア２０の移動が妨げられることはない。
【００１６】
また、キャリア２０は、図２および図３に示すように、下部に取り付けられ、軸を中心に右回りおよび左回りに回転可能な円盤状の４つのローラー２１と、その上面に配され、弾性力を有する板状のばね（付勢部材）２４と、ばね２４の左右の両端部を係留する一対の留め部２５と、上面からスリット２６を通ってガイドレール１０の外側に延在し、スクリーン部材７の棒部８の一方端と連結している棒状の連結部２３と、下板の一部が無く、下側に開口してなる開口部２７と、を有する。
【００１７】
ばね２４は、両端部が留め部２５で係留されて撓んでいるため、ばね２４の上部がガイドレール１０の上板と当接し、ばね２４の下部がキャリア２０の上板と当接している。このばね２４により生じる下向きの付勢力によって、キャリア２０および支持部材３０は、ラックギア１１側へ押し付けられている。ばね２４の付勢力は、キャリア２０がラックギア１１上を移動できる程度に調整されている。
【００１８】
キャリア２０の内部には、電圧が印加されると、節軸４１，４２を軸に伸縮変位して振動する板状の圧電素子４０と、図示しない方法でキャリア２０の内側面に固定され、内部に圧電素子４０を備えて支持する箱形の支持部材３０と、が配されている。
【００１９】
支持部材３０は、図４および図５に示すように、上部に配された板において、中央が開口してなる上板開口部３１と、下部に配されて底面を形成する板であって、圧電素子４０を下方から支持する底板３２と、左側に配された板であって、圧電素子４０を左方から支持する左側板３３と、右側に配された板であって、圧電素子４０を右方から支持する右側板３４と、底板３２の中央左側および中央右側において、底板３２から下方（外側）に突出して、手前から視るとＶ字形状をなす一対の突起部３５（左方に位置する突起を左突起部３８、右方に位置する突起を右突起部３９とする）と、を有する。圧電素子４０は、支持部材３０の内部に固着等されていないため、左側板３３と右側板３４との間で左右方向に移動させることができる。突起部３５は、図２および図３に示すように、キャリア２０の開口部２７から突出して、ラックギア１１の溝１２と嵌合する。
【００２０】
また、圧電素子４０は、図４および図５に示すように、上面から上板開口部３１を通って上方へ延出した接続部４４に接続され、左右方向に延在した棒状の磁性材料からなる磁性体４５と、磁性体４５にコイル４６が巻き付けられてなる磁性部４７と、圧電素子４０の上面および下面に設けられ、電子機器群１５につながる第１回路部６４が接続される接続端子６２，６３と、を備える。また、キャリア２０の内部には、コイル４６の軸方向両端において、一対の磁石（左側にはＮ極磁石５０、右側にはＳ極磁石５１）が、図示しない方法で固定されている。
【００２１】
電子機器群１５は、電源６０と、配線を通じて電源６０につながり、スイッチを切り替えることによって電流の向きを変更することができる正転逆転スイッチ６１と、を備える。電源６０から延びた第１回路部６４は、接続端子６２，６３につながり、正転逆転スイッチ６１から延びた第２回路部６５は、磁性部４７のコイル４６につながっている。従って、コイル４６と圧電素子４０は、一つの回路上に存在している。
【００２２】
続いて、スクリーン部材７をスライドする態様について説明する。図１に示すように、スクリーン部材７は、非使用時において収納部材６に収納され、キャリア２０は、ガイドレール１０の最も下方に位置し、その場所を保持している。このとき、図４に示すように、電源６０を通電させると、第１回路部６４および第２回路部６５を通じて、圧電素子４０およびコイル４６に電流が供給される。コイル４６に電流が供給されると、磁界が発生し、コイル４６が巻き付けられた磁性体４５が磁化され、磁性部４７は電磁石となる。そして、Ｎ極磁石５０又はＳ極磁石５１のどちらか一方に磁性部４７が接近することとなる。ここで、Ｎ極磁石５０に磁性部４７が接近するときの電流の向きを順方向とする。
【００２３】
Ｎ極磁石５０に磁性部４７が接近した場合、接続部４４によって磁性体４５に接続された圧電素子４０は、左方へ移動する。圧電素子４０の右端と支持部材３０の右側板３４との間には、右空間部３７が形成され、圧電素子４０の左端は、支持部材３０の左側板３３に当接する。圧電素子４０には、第１回路部６４によって電源６０から電圧が印加されているため、圧電素子４０は、図６に示すように、節軸４１，４２を軸として、上下に伸縮変位して振動する。すなわち、圧電素子４０に電圧を印加すると、圧電素子４０は、下方に湾曲した状態７０（太い一点鎖線で示す）と、上方に湾曲した状態７１（細い一点鎖線で示す）と、を繰り返すことにより振動する。このとき、圧電素子４０の中央に位置する中央部７２の真下には、左突起部３８が位置し、右側の節軸４２周辺の右中央部７４から右下の方向（太い一点鎖線７０に直交する二点鎖線で示す）には、右突起部３９が位置する。
【００２４】
この状態で圧電素子４０が振動すると、右中央部７４から右突起部３９へ、右下方向の力が加わる。また、中央部７２から左突起部３８には、下方向への力が加わる。支持部材３０は、図２および図３に示すように、キャリア２０の内部に固定されており、下方向からは、ラックギア１１に支持されている。一方、左右方向は支持されておらず、キャリア２０はガイドレール１０の内部を左右方向に自由に移動することができる。従って、電圧の印加によって圧電素子４０が振動すると、支持部材３０に右方向の力が加わって、支持部材３０およびキャリア２０は、右方向に移動しようとする。ところで、キャリア２０には、ばね２４から下向きの付勢力が加えられているため、キャリア２０が静止しているときは、突起部３５がラックギア１１の溝１２に嵌合することにより、その位置が保持されている。しかし、圧電素子４０に電圧を印加して支持部材３０に右方向の力が加わると、ばね２４の付勢力に対抗して突起部３５が溝１２を乗り越え、支持部材３０およびキャリア２０が右方向に移動することができる。なお、ローラー２１は、側溝２１を転がることで、キャリア２０が手前側および奥側にずれてしまうことを規制し、キャリア２０がスムーズに移動できるように補助している。
【００２５】
スリット２６は、ガイドレール１０の左右方向に延在しているので、キャリア２０が右方向に移動すると、連結部２３もスリット２６を移動し、連結部２３によってキャリア２０に連結した棒部８を有するスクリーン部材７が、右方向に移動することができる。すると、スクリーン部材７は、図１に示すように、収納部材６から上方に展開されて、窓ガラス３を覆うことができる。圧電素子４０への通電を中止すれば、図２に示すように、突起部３５がラックギア１１の溝１２に嵌合して、スクリーン部材７を任意の場所で保持させることができる。  
【００２６】
ここで、図５に示すように、正転逆転スイッチ６１で電流の向きを切り替えて、電源６０を通電させると、順方向とは逆向きに電流が流れる。そして、第１回路部６４および第２回路部６５を通じて、圧電素子４０およびコイル４６に電流が供給される。コイル４６に電流が供給されると、磁界が発生し、コイル４６が巻き付けられた磁性体４５が磁化され、磁性部４７は電磁石となる。そして、Ｓ極磁石５１に磁性部４７が接近することとなる。ここで、Ｓ極磁石５１に磁性部４７が接近するときの電流の向きを逆方向とする。
【００２７】
Ｓ極磁石５１に磁性部４７が接近すると、接続部４４によって磁性体４５に接続された圧電素子４０は、右方へ移動する。圧電素子４０の左端と支持部材３０の左側板３３との間には、左空間部３６が形成され、圧電素子４０の右端は、支持部材３０の右側板３４に当接する。圧電素子４０には、第１回路部６４によって電源６０から電圧が印加されているため、圧電素子４０は、図７に示すように、節軸４１，４２を軸として、上下に伸縮変位して振動する。すなわち、圧電素子４０に電圧を印加すると、圧電素子４０は、下方に湾曲した状態７０（太い一点鎖線で示す）と、上方に湾曲した状態７１（細い二点鎖線で示す）と、を繰り返すことにより振動する。このとき、圧電素子４０の中央に位置する中央部７２の真下には、右突起部３９が位置し、左側の節軸４１周辺の左中央部７３から左下の方向（太い一点鎖線７０に直交する二点鎖線で示す）には、左突起部３８が位置する。
【００２８】
この状態で圧電素子４０が振動すると、左中央部７３から左突起部３８へ、左下方向の力が加わる。また、中央部７２から右突起部３９には、下方向への力が加わる。従って、図２において、圧電素子４０の右端は支持部材３０の右側板３４に当接する。圧電素子４０が振動すると、支持部材３０に左方向の力が加わり、ばね２４の付勢力に対抗して突起部３５が溝１２を乗り越え、支持部材３０およびキャリア２０は、左方向に移動することができる。
【００２９】
キャリア２０が左方向に移動すると、連結部２３がスリット２６を移動し、連結部２３によってキャリア２０に連結した棒部８を有するスクリーン部材７は、左方向に移動することができる。すると、スクリーン部材７は、図１に示すように、窓ガラス３を覆った状態から下方にスライドして、収納部材６に収納される。圧電素子４０への通電を中止すれば、図２に示すように、突起部３５がラックギア１１の溝１２に嵌合して、スクリーン部材７を任意の場所で保持させることができる。以上のような乗物用スライド機構９により、スクリーン部材７をスライド可能にすることができる。
【００３０】
続いて、本実施形態の効果について説明する。本実施形態では、圧電素子４０と、圧電素子４０を支持する支持部材３０と、支持部材３０の底板３２から外側に突出した一対の突起部３５と、を備え、支持部材３０は、圧電素子４０に電圧を印加することで移動可能とされ、支持部材３０において、突起部３５に対する圧電素子４０の位置が変更可能とされ、その位置を変更することにより、支持部材３０の移動方向を変換する構成とされている。このような乗物用スライド機構９によると、支持部材３０の移動方向を変換することで、支持部材３０の往復運動が可能となる。また、電圧の印加を止めれば、支持部材３０を任意の場所に留めることができる。従って、支持部材３０に物体７を取り付ければ、物体７をスライドさせることができる。さらに、モータを使用したスライド機構では、モータの回転運動をギア等によって直進運動に変換しなければならなかったが、圧電素子４０を使用した乗物用スライド機構９では、ギア等が無くとも支持部材３０を直進運動させることができる。従って、モータの回転運動を直進運動に変換するための複数のギアからなる動力変換部といった介在部品が不要になるので、動力を効率的にスライド運動へ変換することができる。そして、モータの作動によるギアかみ音の発生の抑制や、省スペース化を図ることができる。
【００３１】
また、本実施形態では、圧電素子４０は、磁性体４５にコイル４６が巻き付けられてなる磁性部４７を備え、コイル４６の軸方向両端には、一対の磁石が設けられ、コイル４６に通電して、磁石の一方に磁性部４７が接近することにより、支持部材３０において、突起部３５に対する圧電素子４０の位置が変更可能な構成とされている。このような乗物用スライド機構９によると、コイル４６に通電する電流の向きを変えて磁性部４７の磁極を変換することで、磁性部４７が接近する磁石を変更することができる。その場合、突起部３５に対する圧電素子４０の位置が変わるので、支持部材３０の移動方向を変換することができる。また、圧電素子４０へ電圧を印加する回路上にコイル４６を設けることもできるので、支持部材３０が移動する機構と、圧電素子４０の位置の変更とを、一つの電源６０でつなげた回路によって制御することができる。
【００３２】
また、本実施形態では、支持部材３０の移動方向の延長線上に敷設され、突起部３５が嵌合する溝１２が連続するラックギア１１を備える構成とされている。このような乗物用スライド機構９によると、圧電素子４０への電圧の印加を止めて支持部材３０が止まった位置で、ラックギア１１の溝１２に突起部３５が嵌まる。従って、支持部材３０が滑りにくく、任意の場所に保持しやすくなる。
【００３３】
また、本実施形態では、支持部材３０をラックギア１１側へ押し付ける付勢部材２４を備える構成とされている。このような乗物用スライド機構９によると、付勢部材２４よって支持部材３０をラックギア１１側へ押し付けるように力が働くので、突起部３５と溝１２の嵌合が強固になる。従って、支持部材３０がさらに滑りにくく、任意の場所に保持しやすくなる。
【００３４】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【００３５】
（１）上記実施形態以外にも、突起部に対する圧電素子の位置の変更方法は適宜変更可能である。突起部に対する圧電素子の位置の変更方法は、上記実施形態のような電磁石を用いた変更方法に限らず、例えば、圧電素子につまみ部を設け、指でつまみ部をつまんで圧電素子の位置を変更する方法であってもよい。
【００３６】
（２）上記実施形態以外にも、支持部材の形状は適宜変更可能である。支持部材の形状は、上記実施形態のような箱形に限らず、例えば、底板と、底板から上方へ突出した一対の凸部と、を備える形状であって、圧電素子の左右端を一対の凸部によって支持する構成であってもよい。すなわち、圧電素子の左右の移動を規制することができる構成であればよい。
【００３７】
（３）上記実施形態以外にも、乗物用スライド機構を適用したスクリーン部材を設置する場所は適宜変更可能である。設置場所は、リアウィンドウの内側に限られず、例えば、
サンルーフの内側や、サイドウィンドウの内側に適用してもよい。
【００３８】
（４）上記実施形態以外にも、乗物用スライド機構を適用する物体は適宜変更可能である。物体は、スクリーン部材に限らず、車両のシートであってもよい。すなわち、シートを前後にスライドさせるシートスライド装置に本願発明の乗物用スライド機構を適用してもよい。
【００３９】
（５）上記各実施形態で例示した乗物用スライド機構は、車両に設置される物体に提供されるもの限られず、種々の乗物に設置される物体において提供されるものであってもよい。例えば、地上の乗物としての列車や遊戯用車両、飛行用乗物としての飛行機やヘリコプター、海上や海中用乗物としての船舶や潜水艇などの乗物に設置される物体についても上記乗物用スライド機構を適用することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１…リアウィンドウ、２…ヘッドレスト、３…窓ガラス、６…収納部材、７…スクリーン部材（物体）、８…棒部、９…乗物用スライド機構、１０…ガイドレール、１１…ラックギア、１２…溝、１５…電子機器群、１６…配線部、２０…キャリア、２１…ローラー、２２…側溝、２３…連結部、２４…ばね（付勢部材）、２５…留め部、２６…スリット、２７…開口部、３０…支持部材、３１…上板開口部、３２…底板、３３…左側板、３４…右側板、３５…突起部、３６…左空間部、３７…右空間部、３８…左突起部、３９…右突起部、４０…圧電素子、４１，４２…節軸、４４…接続部、４５…磁性体、４６…コイル、４７…磁性部、５０…Ｎ極磁石、５１…Ｓ極磁石、６０…電源、６１…正転逆転スイッチ、６２，６３…接続端子、６４…第１回路部、６５…第２回路部、７０…下方湾曲状態、７１…上方湾曲状態、７２…中央部、７３…左中央部、７４…右中央部。
【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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