(57)【要約】【課題】スピーカにおけるスピーカユニットの保護と再生音質の劣化回避とを両立させる。【解決手段】複数のスピーカユニットと、各々の放音面が並ぶように複数のスピーカユニットを収納するキャビネットと、各スピーカユニットの放音面を覆うように前記キャビネットに取り付けられるスピーカネットと、を有し、スピーカネットは、各スピーカユニットの放音面を取り囲むように形成されたフレームと、各スピーカユニットの放音面を覆うようにフレームに貼り付けられるシート状部材とからなり、フレームには、当該フレームとキャビネットとの間の空間をスピーカの外部の空間に連通させる貫通孔であるスリットが複数設けられていることを特徴とするスピーカを提供する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スピーカユニットと、
前記スピーカユニットを収納するキャビネットと、
前記スピーカユニットの放音面を覆うように前記キャビネットまたは前記スピーカユニットに取り付けられるスピーカネットと、を有し、
前記スピーカネットは、
前記スピーカユニットの放音面を取り囲むように形成されたフレームと、
前記スピーカユニットの放音面を覆うように前記フレームに貼り付けられるシート状部材と、を有し、
前記フレームには、当該フレームと前記キャビネットとの間の空間をスピーカの外部の空間に連通させる貫通孔が１または複数設けられている
ことを特徴とするスピーカ。
【請求項２】
複数のスピーカユニットと、
各々の放音面が並ぶように前記複数のスピーカユニットを収納するキャビネットと、
前記複数のスピーカユニットの各々の放音面を覆うように前記キャビネットまたは前記複数のスピーカユニットの何れかに取り付けられるスピーカネットと、を有し、
前記スピーカネットは、
前記複数のスピーカユニットの各々の放音面を取り囲むように形成されたフレームと、
前記複数のスピーカユニットの各々の放音面を覆うように前記フレームに貼り付けられるシート状部材と、を有し、
前記フレームには、当該フレームと前記キャビネットとの間の空間をスピーカの外部の空間に連通させる貫通孔が１または複数設けられている
ことを特徴とするスピーカ。
【請求項３】
前記１または複数の貫通孔は、前記フレームのうち、前記複数のスピーカユニットのうちの少なくとも１つの放音面を取り囲む部分に設けられていることを特徴とする請求項２に記載のスピーカ。
【請求項４】
スピーカユニットを収納するキャビネットまたは前記スピーカユニットに前記スピーカユニットの放音面を覆うように取り付けられるスピーカネットであって、
前記スピーカユニットの放音面を取り囲むように形成されたフレームと、
前記スピーカユニットの放音面を覆うように前記フレームに貼り付けられるシート状部材と、を有し、
前記フレームには、当該フレームと前記キャビネットとの間の空間をスピーカの外部の空間に連通させる貫通孔が１または複数設けられている
ことを特徴とするスピーカネット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、スピーカにおけるスピーカユニットの保護および美観向上の実現と合わせ音質の調整にも寄与する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に流通しているスピーカには、スピーカユニット（ドライバとも言う）の保護および美観の向上のために、スピーカユニットの放音面を覆い隠すスピーカネットが取り付けられていることが多い。例えば、直方体状のキャビネットにスピーカユニットを１つだけ収めたスピーカの場合、スピーカユニットの放音面を取り囲むようにキャビネットの外周に沿ってロの字状に形成されたフレームと当該放音面を覆い尽くすようにフレームの開口部に貼り付けられるシート状部材（例えば、金属メッシュやサランネット、布など）とにより構成されたスピーカネットが取り付けられている、といった具合である。このようなスピーカネットを取り付けることでユーザの指がスピーカユニットに直接触れることが回避され、スピーカユニットの保護が図られる。また、シート状部材の素材や質感、色彩を工夫することで美観の向上が図られる。さらに、ウーファなどの大きなスピーカユニットが直接ユーザの目に触れることが回避され、ユーザに与える威圧感を軽減できるといった効果もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平３−２９２０９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようにスピーカネットは、スピーカユニットの保護および美観の向上等の重要な役割を担っているのであるが、スピーカネットを装着すると聴者の耳に届く音の音質を低下させるといったマイナス面もある。具体的には、スピーカネットを装着した状態では、スピーカネットを取り外した状態に比較して高音域の一部の周波数帯域の音圧が大きく落ち込み、低音域も詰まったような聴感になってしまう、といった具合である。このため、音質を重視するユーザの中にはスピーカネットを外してスピーカを使用する者もいる。しかし、スピーカネットを取り外してしまうと、スピーカユニットの保護が不十分となり好ましくない。
【０００５】
本発明は以上に説明した課題に鑑みて為されたものであり、スピーカにおけるスピーカユニットの保護と再生音の音質の劣化回避とを両立させることを可能にする技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明は、スピーカユニットと、前記スピーカユニットを収納するキャビネットと、前記スピーカユニットの放音面を覆うように前記キャビネットまたは前記スピーカユニットに取り付けられるスピーカネットと、を有し、前記スピーカネットは、前記スピーカユニットの放音面を取り囲むように形成されたフレームと、前記スピーカユニットの放音面を覆うように前記フレームに貼り付けられるシート状部材と、を有し、前記フレームには、当該フレームと前記キャビネットとの間の空間をスピーカの外部の空間に連通させる貫通孔が１または複数設けられていることを特徴とするスピーカ、を提供する。
【０００７】
スピーカネットを有する従来のスピーカにおいては、スピーカネットのフレームとキャビネットの表面との間に生じる隙間（すなわち、フレームとキャビネットの間の空間）により上記音質劣化が引き起こされていたことが本願発明者の行った実験および考察により明らかとなった。詳細については本発明の実施形態の説明において明らかにするが、従来のスピーカにおいては上記隙間のスピーカ側面における外部空間への開口部付近で音響インピーダンスが急激に変化する。このため、スピーカユニットから放射された音の開口端反射が発生し、この反射音とスピーカユニットからの直接音とが重なることで、スピーカ正面において音響モードのような腹と節とを有する音圧分布が発生し、これにより音質低下が発生していたのである。
【０００８】
本発明のスピーカにおいては、上記隙間に相当する空間はフレームに設けられた貫通孔を介してスピーカの外部の空間（以下、外部空間）と連通し、外部空間と一体となる。このため、スピーカ側面における開口部付近で音響インピーダンスが急激に変化することはなく、上記開口端反射が抑止される。その結果、スピーカ正面において音響モードのような音圧分布の発生が抑止され、音質劣化が抑えられる。また、本発明のスピーカネットを取り付けることでスピーカユニットの保護が図られることは言うまでもない。このように本発明によれば、スピーカにおけるスピーカユニットの保護と再生音の音質の劣化回避とを両立させることが可能になる。
【０００９】
なお、特許文献１では、スピーカネット（特許文献１ではスピーカグリル）のフレームとキャビネットの表面との間にできる隙間により音質劣化が引き起こされることを示唆する記載がある。しかし、特許文献１では、どのようなメカニズムで音質劣化が引き起こされるのかまでは明確にされておらず、上記音響インピーダンスの急激な変化を回避する構成を有するものでもない。つまり、特許文献１に開示の発明と本願発明とは全く異なる発明である。
【００１０】
別の好ましい態様としては、複数のスピーカユニットと、各々の放音面が並ぶように前記複数のスピーカユニットを収納するキャビネットと、前記複数のスピーカユニットの各々の放音面を覆うように前記キャビネットまたは前記複数のスピーカユニットの何れかに取り付けられるスピーカネットと、を有し、前記スピーカネットは、前記複数のスピーカユニットの各々の放音面を取り囲むように形成されたフレームと、前記複数のスピーカユニットの各々の放音面を覆うように前記フレームに貼り付けられるシート状部材と、を有し、前記フレームには、当該フレームと前記キャビネットとの間の空間をスピーカの外部の空間に連通させる貫通孔が１または複数設けられていることを特徴とするスピーカ、を提供する。このようなスピーカによっても、スピーカユニットの保護と再生音質の劣化回避とを両立させることができる。
【００１１】
ここで、複数のスピーカユニットを有するスピーカに本発明を適用する場合には、音質劣化が強く現れる周波数帯域の再生を担当するスピーカユニットの周囲を取り囲む部分に上記貫通孔を設けることが好ましい。例えば、上記複数のスピーカユニットにツイータが含まれ、ツイータの周波数帯域において音質劣化が強く現れる場合には、ツイータの放音面を取り囲む部分のフレームに上記貫通孔を設けるといった具合である。
【００１２】
また、上記課題を解決するために本発明は、スピーカユニットを収納するキャビネットまたは前記スピーカユニットに前記スピーカユニットの放音面を覆うように取り付けられるスピーカネットであって、前記スピーカユニットの放音面を取り囲むように形成されたフレームと、前記スピーカユニットの放音面を覆うように前記フレームに貼り付けられるシート状部材と、を有し、前記フレームには、当該フレームと前記キャビネットとの間の空間をスピーカの外部の空間に連通させる貫通孔が１または複数設けられていることを特徴とするスピーカネット、を提供する。従来のスピーカネットに代えて本発明のスピーカネットを取り付けることによっても、スピーカユニットの保護等と再生音質の劣化回避とを両立させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】スピーカネットを構成するフレームおよびシート状部材が音質に与える影響を検証する実験の実験結果を示す図である。
【図２】フレームが音質に与える影響についての考察を説明する図である。
【図３】フレームがある場合とフレームがない場合の空間音圧分布を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態のスピーカのスピーカネットを構成するフレーム２０の一例示す図である。
【図５】同フレーム２０の効果を説明するための図である。
【図６】同フレーム２０の効果を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
（Ａ：音質劣化の原因の特定）
前述したようにスピーカのスピーカネットは、フレームとシート状部材とにより構成されている。ここで問題となるのは、スピーカネットによる音質劣化は、主にフレームによって引き起こされるのか、それともシート状部材によって引き起こされるのか、或いは両者の相互作用によって引き起こされるのかがそのメカニズムを含めて充分に解明されている訳ではない、という点である。この点を解明するため、本願発明者は以下の実験を行った。
【００１５】
すなわち、本願発明者は、（Ａ）スピーカネットを取り外したスピーカを無響室に設置して音を放音させた場合、（Ｂ）キャビネットにフレームのみを取り付けた（すなわち、スピーカネットからシート状部材を除いた物を取り付けた）スピーカを無響室に設置して音を放音させた場合、（Ｃ）スピーカネットの装着されたスピーカを無響室に設置して音を放音させた場合の各々について、周波数特性を計測する実験を行った。なお、上記（Ａ）〜（Ｃ）の各場合において、スピーカの放音面からスピーカの指向軸方向に１．５ｍの距離を隔てた位置にマイクロホンを設置してスピーカの再生音を収音して周波数特性を算出した。
【００１６】
図１（ａ）には、上記（Ａ）、（Ｂ）、および（Ｃ）の各場合において計測された周波数特性を表すグラフ曲線が描画されている。図１（ａ）におけるグラフＧＡ０１（図１（ａ）では実線で描画）は（Ａ）スピーカネットを取り外した場合の周波数特性のグラフである。図１（ａ）におけるグラフＧＢ０１（図１（ａ）では、破線で描画）は（Ｂ）フレームのみを取り付けた場合の周波数特性のグラフである。そして、図１（ａ）におけるグラフＧＣ０１（図１（ａ）では一点鎖線で描画）は（Ｃ）スピーカネットを装着した場合の周波数特性のグラフである。
【００１７】
グラフＧＢ０１とグラフＧＣ０１とを比較すれば明らかなように、シート状部材の有無は周波数応答にさほど影響を与えていないことが判る。これに対して、グラフＧＢ０１およびグラフＧＣ０１には、７ｋＨｚ付近の周波数領域においてグラフＧＡ０１には現れていないピークやディップが現れている。図１（ｂ）は７ｋＨｚ〜１０ｋＨｚ付近の周波数応答の拡大図であり、グラフＧＢ０１およびグラフＧＣ０１とグラフＧＡ０１との差が明確に把握される。
【００１８】
次いで、本願発明者は、７ｋＨｚの周波数の音について、スピーカユニットの指向軸方向を０°方向としマイクロホンの設置位置を時計回りに順次変えつつ収音させることで指向特性を計測した。図１（ｃ）は、この計測結果を示す図である。図１（ｃ）におけるグラフＧＡ０２は（Ａ）スピーカネットを取り外した場合の指向特性のグラフである。図１（ｃ）におけるグラフＧＢ０２は（Ｂ）フレームのみを取り付けた場合の指向特性のグラフである。そして、図１（ｃ）におけるグラフＧＣ０２は（Ｃ）スピーカネットを装着した場合の指向特性のグラフである。図１（ｃ）を参照すれば明らかように、指向特性においても、図１（ａ）に示す周波数特性と同様の傾向（すなわち、フレームに起因する特性の乱れ）が現れている。以上の実験結果から、本願発明者は、スピーカネットを装着した場合の音質の劣化は、主にフレームによって引き起こされていると結論付けた。
【００１９】
（Ｂ：音質劣化の発生メカニズムの考察）
次いで、本願発明者はフレームによる音質低下がどのようにして生じるのかについて考察した。図２は当該考察を説明するための図であり、スピーカユニットから放射される音波の伝搬状況を模式化した図である。なお、図２では、図面が煩雑になることを避けるためシート状部材の描画を省略した。図２に示すように、スピーカユニット１４から放射された音波は球面状に広がりつつ当該スピーカユニットの指向軸Ｄ方向へと伝搬して行く（図２では、スピーカユニット１４により放射された直接音の波面および伝搬方向を実線で描画）。以下、スピーカユニット１４の指向軸Ｄが指す方向を「スピーカ正面」と呼び、これに直交する方向を「スピーカ側面」と呼ぶ。
【００２０】
スピーカにスピーカネットが装着されていると、スピーカユニット１４から放射された音波は、スピーカのキャビネット１２の表面とフレーム１６における当該表面に対向する面との間の空間（すなわち、キャビネット表面とフレームとの間にできる幅数ｍｍ〜十数ｍｍの隙間）ＧＡＰへと進入する。図２に示すように、この隙間はスピーカ側面の空間に向けて開口しており、この隙間へ進入した音波は、この開口端Ｂからスピーカ側面の空間へ向けて放射される。この開口端Ｂでは音響インピーダンスが大幅に変動するため、所謂開口端反射が発生する。上記開口端反射による反射音（図２では、破線で描画）は、上記隙間ＧＡＰへ進入した音波とは逆向きに伝搬してスピーカ正面の空間へ放射され、スピーカユニット１４からの直接音と重なる。
【００２１】
上記反射音は開口端反射によるものであるため、その位相は直接音に比較して半波長分だけずれている。このため、スピーカ正面の空間では音響モードのような腹・節を持つ音圧分布（図３（ａ）参照）が生じると考えられる。そして、このように音圧分布に起因して上記ディップやピークが現れると考えられる。フレーム１６を装着しない場合には、上記開口端反射が発生することはなく、スピーカ正面の空間における音圧は、図３（ｂ）に示すように、スピーカユニット１４の指向軸Ｄを中心としてキャビネット端部に向かうにつれて単調に減少すると考えられるからである。なお、本出願人の行ったシミュレーションによれば、スピーカ正面の空間において音響モードのような腹・節を持つ音圧分布が発生していることが確かめられた。以上の実験結果、考察およびシミュレーション結果より、本願発明者は、「スピーカのキャビネット１２とフレーム１６との隙間の外部空間への開口端において発生する開口端反射による反射波と直接音との干渉により、音響モードのような音圧分布が生じることによって音質の低下が引き起こされる」と結論付けた。
【００２２】
（Ｃ：実施形態）
次いで、本発明の実施形態のスピーカについて図面を参照しつつ説明する。
図４（ａ）は、本発明の一実施形態のスピーカの正面図である。なお、図４（ａ）では、図面が煩雑になることを避けるため、スピーカネットを取り外した場合の正面図が図示されている。本実施形態のスピーカは、４つのスピーカユニットを鉛直方向に一列に並べてキャビネットに収納したスピーカである。より詳細に説明すると、上記スピーカのキャビネットに格納される４つのスピーカユニットは、下から順に第１ウーファＷＯ１、第２ウーファＷＯ２、スコーカＭＩＤおよびツイータＴＷである。スコーカとは、５００Ｈｚ〜５ｋＨｚの音域の再生を担当するスピーカである。ウーファはスコーカに比較して、より低域側の再生を担当するスピーカであり、ツイータはスコーカに比較して、より高域側の再生を担当するスピーカである。
【００２３】
図４（ｂ）は、図４（ａ）に示すスピーカに取り付けられるスピーカネットの正面図である。なお、図４（ｂ）では図面が煩雑になることを避けるため、シート状部材の図示は省略されている。本実施形態のスピーカネットは、スピーカのキャビネットに取り付けられるフレーム２０と、各スピーカユニットの放音面を覆うようにフレーム２０に貼り付けられるシート状部材（図４（ｂ）では図示略）とにより構成されている。フレーム２０には、ツイータＴＷの放音面を取り囲む部分に、上記スピーカのキャビネットとフレーム２０との間の空間をスピーカ正面の外部空間に連通させる貫通孔が複数設けられている。図４（ｂ）に示すように、本実施形態では、上記複数の貫通孔としてラダー形状のスリット２０Ｓがフレーム２０に設けられている。このような貫通孔（本実施形態では、スリット２０Ｓ）を設けることが上記考察に基づく音質低下対策であり、ツイータＴＷに対してのみこのような対策を施したのはツイータＴＷの再生音域に含まれる周波数において音質低下が顕著に表れていたからである。
【００２４】
本実施形態のフレーム２０には、ツイータＴＷの放音面を囲む部分に、キャビネットとフレーム２０との間の空間をスピーカ正面の外部空間に連通させる貫通孔（スリット２０Ｓ）が複数設けられている。このため、キャビネットとフレーム２０との間の空間はスリット２０Ｓを介してスピーカ正面の外部空間と連通し、当該外部空間と一体となる（図４（ｃ）参照）。このため、スピーカ側面の開口端において音響インピーダンスが大きく変動することはなく、上記開口端における開口端反射が抑止され、スピーカ正面の外部空間において音響モードのような腹・節を持つ音圧分布が顕著に発生することはない。なお、上記複数の貫通孔は図４（ｂ）に示すラダー形状のスリットには限定されず、各々ドリル等で穿った丸孔であっても良い。また、上記貫通孔を何個設けるかについては、フレーム２０に要求される強度との兼ね合いで適宜定めるようにすれば良い。上記貫通孔を１つだけ設けても勿論良いが、フレーム２０の表面積に対して貫通孔が占める面積の比率（すなわち、開口率）が高いほど、キャビネットとフレーム２０との間の空間とスピーカ正面の外部空間との一体性は高まると考えられる。したがって、シート状部材を接着等により張り付けた場合に生じる張力等によってフレーム２０に歪みが生じない程度の強度が確保される範囲内であれば、上記開口率は高ければ高い程良い。
【００２５】
図５には、（Ａ）スピーカネットを装着していない場合、（Ｂ）従来型のスピーカネットを装着した場合、（Ｃ）従来型のフレームのみを装着した場合、および（Ｄ）本実施形態のフレーム２０を装着した場合の各々における１ｋ〜１０ｋＨｚの周波数特性を表すグラフ曲線が描画されている。図５におけるグラフＧＡ０３は（Ａ）スピーカネットを装着していない場合の周波数特性のグラフである。図５におけるグラフＧＢ０３は（Ｂ）従来型のスピーカネットを装着した場合の周波数特性のグラフであり、図５におけるグラフＧＣ０３は（Ｃ）従来型のフレームのみを装着した場合の周波数特性のグラフである。そして、図５におけるグラフＧＤ０３は（Ｄ）本実施形態のフレーム２０を装着した場合の周波数特性のグラフである。図５においてはグラフＧＤ０３がグラフＧＡ０３と略重なっている。このことから明らかように、本実施形態によれば高音域におけるピークおよびディップが改善され、音質の劣化が抑えられることが判る。
【００２６】
図６は上記（Ａ）〜（Ｄ）の各場合における７ｋＨｚの音の指向特性を示す図である。図６におけるグラフＧＡ０４は（Ａ）スピーカネットを装着していない場合の指向特性のグラフである。図６におけるグラフＧＢ０４は（Ｂ）従来型のスピーカネットを装着した場合の指向特性のグラフであり、同グラフＧＣ０４は（Ｃ）従来型のフレームのみを装着した場合の指向特性のグラフである。そして、図６におけるグラフＧＤ０４は（Ｄ）本実施形態のフレーム２０を装着した場合の指向特性のグラフである。図６を参照すれば明らかように、グラフＧＤ０４はグラフＧＡ０４と略重なっており、指向特性が改善されていることが判る。
【００２７】
以上説明したように、本実施形態のフレーム２０を用いてスピーカネットを構成すれば、再生音質の劣化を回避することができる。このように、本実施形態によれば、スピーカユニットの保護と音質の劣化回避とを両立させることが可能になる。
【００２８】
（Ｄ：変形）
以上本発明の一実施形態について説明したが、この実施形態に以下の変形を加えても勿論良い。
（１）上記実施形態では、複数のスピーカユニットを収納するキャビネットに上記実施形態の特徴を顕著に示すフレームが取り付けられていたが、上記複数のスピーカユニットの何れかに当該フレームを取り付けるようにしても良い。また、上記実施形態では、キャビネットに放音面を並べて複数種のスピーカユニットを収納したスピーカへの適用例を説明したが、再生音域が同じ複数のスピーカユニットをキャビネットに収納してなるスピーカ（例えば、スピーカアレイ）に本発明を適用しても良い。この場合、各スピーカユニットの再生音域が同一であるから、フレームの全体に亘って、キャビネットと当該フレームの間の空間を外部空間へ連通させる貫通孔を設けるようにすれば良い。
【００２９】
（２）キャビネットにスピーカユニットを１つだけ収納したスピーカに本発明を適用しても勿論良い。具体的には、スピーカユニットと、スピーカユニットを収納するキャビネットと、スピーカユニットの放音面を覆うようにキャビネットまたはスピーカユニットに取り付けられるスピーカネットと、を有し、スピーカネットは、スピーカユニットの放音面を取り囲むように形成されたフレームと、スピーカユニットの放音面を覆うようにフレームに貼り付けられるシート状部材と、を有し、フレームには、キャビネットと当該フレームの間の空間を外部空間へ連通させる貫通孔が１または複数設けられていることを特徴とするスピーカを提供すれば良い。
【００３０】
（３）スピーカユニットの放音面を取り囲むように形成されたフレームと、スピーカユニットの放音面を覆うようにフレームに貼り付けられるシート状部材とを有するスピーカネットであって、フレームには、キャビネットと当該フレームの間の空間を外部空間へ連通させる貫通孔が１または複数設けられていることを特徴とするスピーカネット単独で提供する態様も考えられる。例えば、あるスピーカに装着可能なスピーカネットとして、シート状部材の素材、質感或いは色彩が異なる複数種類のスピーカネットを市場に流通させるのである。このような態様によれば、当該スピーカのユーザは、そのスピーカが置かれる部屋の雰囲気や他の家具類との調和がとれるスピーカネットを選択して使用することが可能になる。
【符号の説明】
【００３１】
ＧＡ０１，ＧＢ０１，ＧＣ０１，ＧＡ０３，ＧＢ０３，ＧＣ０３、ＧＤ０３…周波数応答のグラフ、ＧＡ０２，ＧＢ０２，ＧＣ０２，ＧＡ０４，ＧＢ０４，ＧＣ０４、ＧＤ０４…指向特性のグラフ、１２…キャビネット、１４…スピーカユニット、１６，２０…フレーム、２０Ｓ…スリット、ＧＡＰ…キャビネット表面とフレームの間の空間。
【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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