(57)【要約】  構造の簡素化及びノズルからの高圧空気の効率的な噴射状態を確保する。  内部に空気が流入されるシリンダー１８と、シリンダーに移動自在に支持されシリンダーに流入された空気を高圧空気として送出方向へ送り出すピストン２２と、ピストンによって送り出された高圧空気を噴射するノズル６とを備えた。  これにより、シリンダーに対してピストンが移動されて高圧空気がシリンダーから送り出され高圧空気がノズルから噴射されるため、構造の簡素化及びノズルからの高圧空気の効率的な噴射状態を確保することができる。
2015159763.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に空気が流入されるシリンダーと、
前記シリンダーに移動自在に支持され前記シリンダーに流入された空気を高圧空気として送出方向へ送り出すピストンと、
前記ピストンによって送り出された高圧空気を噴射するノズルとを備えた
異物除去装置。
【請求項２】
前記ピストンを前記送出方向に付勢する付勢バネが設けられ、
前記ピストンに移動力を付与して前記ピストンを前記送出方向と反対方向へ所定の位置まで移動させる移動機構が設けられ、
前記ピストンが前記移動機構によって前記送出方向と反対方向へ移動されて前記付勢バネの付勢力が高められ、
前記移動機構によって前記ピストンが前記所定の位置まで移動されたときに前記移動機構による前記ピストンへの移動力の付与が解除され前記ピストンが前記付勢バネの付勢力によって前記送出方向へ移動されて前記高圧空気が送り出される
請求項１に記載の異物除去装置。
【請求項３】
前記移動機構は駆動モーターの駆動力によって回転されるウォームと前記ウォームに噛合され前記ウォームの回転に伴って回転されるウォームホイールとを有し、
前記駆動モーターの駆動力が前記ウォームと前記ウォームホイールを介して前記ピストンに伝達される
請求項１又は請求項２に記載の異物除去装置。
【請求項４】
前記ピストンに連結されたラックが設けられ、
前記ウォームホイールに前記ラックが噛合されるピニオンが設けられ、
前記ピニオンには外周部の一部にギヤ歯が設けられ、
前記ピニオンの外周部における前記ギヤ歯が設けられていない部分が欠歯部として形成され前記ギヤ歯が設けられた部分がギヤ部として形成された
請求項３に記載の異物除去装置。
【請求項５】
前記ギヤ部が周方向に離隔して複数形成された
請求項４に記載の異物除去装置。
【請求項６】
前記ピストンと前記ラックが一体に形成された
請求項４又は請求項５に記載の異物除去装置。
【請求項７】
前記ピストンの中心軸と前記ラックの噛合い基準線とが略一致される
請求項４乃至請求項６の何れかに記載の異物除去装置。
【請求項８】
前記ウォームの進み角が９°以上にされた
請求項４乃至請求項７の何れかに記載の異物除去装置。
【請求項９】
前記ギヤ部には複数の前記ギヤ歯が設けられ、
前記ラックには複数のラック歯が設けられ、
前記複数のギヤ歯は第１のギヤ歯と第２のギヤ歯から成り、
前記複数のラック歯は第１のラック歯と第２のラック歯から成り、
前記第１のギヤ歯は前記第１のラック歯及び前記第２のラック歯と噛合可能とされ、
前記第２のギヤ歯は前記第１のラック歯と噛合可能とされると共に前記第２のラック歯と噛合不能とされ、
前記ピストンの前記送出方向への移動に伴って前記ラックが移動されると共に前記ウォームホイールが回転されたときに、前記第２のギヤ歯と前記第２のラック歯がすれ違うようにされた
請求項４乃至請求項８の何れかに記載の異物除去装置。
【請求項１０】
前記第２のギヤ歯の幅が前記第１のギヤ歯の幅の半分以下にされ、
前記第２のラック歯の幅が前記第１のラック歯の幅の半分以下にされた
請求項９に記載の異物除去装置。
【請求項１１】
前記シリンダーの内部空間は前記ピストンの移動方向において連続する第１の空間と第２の空間を有し前記第１の空間が前記第２の空間より前記送出方向側に位置され、
前記第２の空間の少なくとも一部の径が前記第１の空間の径より大きくされ、
前記ピストンには移動時に少なくとも前記第１の空間において前記シリンダーの内周面に密着されるシール部が設けられ、
前記ピストンが下死点に移動されたときに前記シール部の全体が前記第２の空間に位置され前記第２の空間に流入される空気が前記第２の空間から前記第１の空間へ向けて流動される
請求項１乃至請求項１０の何れかに記載の異物除去装置。
【請求項１２】
前記第２の空間には外周側に前記ピストンの移動方向に延びる空気流入溝が形成され、
前記空気流入溝が前記一部として形成された
請求項１１に記載の異物除去装置。
【請求項１３】
前記空気流入溝が周方向に離隔して等間隔の状態で複数形成された
請求項１２に記載の異物除去装置。
【請求項１４】
前記ノズルから高圧空気が車載カメラの撮像部に向けて噴射され、
前記ノズルが前記車載カメラと一体に形成された
請求項１乃至請求項１３の何れかに記載の異物除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズルから高圧空気を噴射して異物を除去する異物除去装置についての技術分野に関する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００２】
【特許文献１】特開２００１−１７１４９１号公報
【背景技術】
【０００３】
車輌等の構造物には各種の構造体が設けられており、これらの構造体のうち、例えば、車載カメラや車輌用灯具やバックミラーに対しては、良好な視認性を確保するために水分や泥や塵埃等の異物を除去することが望ましい。例えば、車載カメラは車輌の後方を確認したり運転者には見え難い車外の位置を確認したりするために映像をディスプレイに映し出す装置として利用されているが、車輌の走行によって跳ね上がる泥や雨天走行時等に付着する水滴等によって撮像部が汚染され、ディスプレイに映し出される映像が不鮮明になり確認に支障を来すと言う不具合を生じることがある。【０００４】
このような不具合の発生を防止するために、例えば、車載カメラに対してノズルから高圧空気を噴射し車載カメラの撮像部に付着された水分や泥や塵埃等の異物を除去する異物除去装置がある（例えば、特許文献１参照）。【０００５】
特許文献１に記載された異物除去装置にあっては、撮像部に向けて圧縮空気発生ユニットから高圧空気が噴射され泥や水滴が吹き飛ばされて撮像部の汚染が解消される。【０００６】
このような高圧空気によって撮像部の汚染を解消する異物除去装置にあっては、水等の高圧の液体を噴射して汚染を解消する異物除去装置と比較して、液体の貯留タンクを必要としない点や噴射した液体が撮像部に残存しない点等において利点を有している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
高圧空気によって撮像部の汚染を解消する異物除去装置は、上記のような利点を有しているが、高圧空気を生成し生成された高圧空気を噴射する機構が必要であり、機構の構造によっては構造が複雑になり製造コストが高騰してしまう。また、高圧空気を効率的にノズルから噴射させる必要もある。【０００８】
ところが、これらの点において、特許文献１に記載された異物除去装置にあっては圧縮空気発生ユニットの構造が開示されておらず、構造の簡素化やノズルからの高圧空気の効率的な噴射状態が確保されていないおそれがある。【０００９】
そこで、本発明は、上記した問題点を克服し、構造の簡素化及びノズルからの高圧空気の効率的な噴射状態を確保することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１に、本発明に係る異物除去装置は、内部に空気が流入されるシリンダーと、前記シリンダーに移動自在に支持され前記シリンダーに流入された空気を高圧空気として送出方向へ送り出すピストンと、前記ピストンによって送り出された高圧空気を噴射するノズルとを備えたものである。【００１１】
これにより、シリンダーに対してピストンが移動されて高圧空気がシリンダーから送り出され高圧空気がノズルから噴射される。【００１２】
第２に、上記した本発明に係る異物除去装置においては、前記ピストンを前記送出方向に付勢する付勢バネが設けられ、前記ピストンに移動力を付与して前記ピストンを前記送出方向と反対方向へ所定の位置まで移動させる移動機構が設けられ、前記ピストンが前記移動機構によって前記送出方向と反対方向へ移動されて前記付勢バネの付勢力が高められ、前記移動機構によって前記ピストンが前記所定の位置まで移動されたときに前記移動機構による前記ピストンへの移動力の付与が解除され前記ピストンが前記付勢バネの付勢力によって前記送出方向へ移動されて前記高圧空気が送り出されることが望ましい。【００１３】
これにより、ピストンに移動機構によって一方向への移動力が付与される。【００１４】
第３に、上記した本発明に係る異物除去装置においては、前記移動機構は駆動モーターの駆動力によって回転されるウォームと前記ウォームに噛合され前記ウォームの回転に伴って回転されるウォームホイールとを有し、前記駆動モーターの駆動力が前記ウォームと前記ウォームホイールを介して前記ピストンに伝達されることが望ましい。【００１５】
これにより、ウォームとウォームホイールによって大きな減速比を得る減速機構が構成される。【００１６】
第４に、上記した本発明に係る異物除去装置においては、前記ピストンに連結されたラックが設けられ、前記ウォームホイールに前記ラックが噛合されるピニオンが設けられ、前記ピニオンには外周部の一部にギヤ歯が設けられ、前記ピニオンの外周部における前記ギヤ歯が設けられていない部分が欠歯部として形成され前記ギヤ歯が設けられた部分がギヤ部として形成されることが望ましい。【００１７】
これにより、欠歯部によってピストンが送出方向へ移動されるため、ピストンを送出方向へ移動させる専用の機構を設ける必要がない。【００１８】
第５に、上記した本発明に係る異物除去装置においては、前記ギヤ部が周方向に離隔して複数形成されることが望ましい。【００１９】
これにより、ピニオンの１回転においてピストンの上死点と下死点の間の往復運動が複数回行われる。【００２０】
第６に、上記した本発明に係る異物除去装置においては、前記ピストンと前記ラックが一体に形成されることが望ましい。【００２１】
これにより、ピストンとラックを各別に形成する必要がない。【００２２】
第７に、上記した本発明に係る異物除去装置においては、前記ピストンの中心軸と前記ラックの噛合い基準線とが略一致されることが望ましい。【００２３】
これにより、ピストンの移動方向とラックの移動方向とが略同じ方向にされる。【００２４】
第８に、上記した本発明に係る異物除去装置においては、前記ウォームの進み角が９°以上にされることが望ましい。【００２５】
これにより、ウォームの不可逆性が排除される。【００２６】
第９に、上記した本発明に係る異物除去装置においては、前記ギヤ部には複数の前記ギヤ歯が設けられ、前記ラックには複数のラック歯が設けられ、前記複数のギヤ歯は第１のギヤ歯と第２のギヤ歯から成り、前記複数のラック歯は第１のラック歯と第２のラック歯から成り、前記第１のギヤ歯は前記第１のラック歯及び前記第２のラック歯と噛合可能とされ、前記第２のギヤ歯は前記第１のラック歯と噛合可能とされると共に前記第２のラック歯と噛合不能とされ、前記ピストンの前記送出方向への移動に伴って前記ラックが移動されると共に前記ウォームホイールが回転されたときに、前記第２のギヤ歯と前記第２のラック歯がすれ違うようにされることが望ましい。【００２７】
これにより、ラックが送出方向へ移動されるときに、ピニオンの第２のギヤ歯とラックの第２のラック歯とが接触しない。【００２８】
第１０に、上記した本発明に係る異物除去装置においては、前記第２のギヤ歯の幅が前記第１のギヤ歯の幅の半分以下にされ、前記第２のラック歯の幅が前記第１のラック歯の幅の半分以下にされることが望ましい。【００２９】
これにより、ピニオンとラックの構造が複雑にならない。【００３０】
第１１に、上記した本発明に係る異物除去装置においては、前記シリンダーの内部空間は前記ピストンの移動方向において連続する第１の空間と第２の空間を有し前記第１の空間が前記第２の空間より前記送出方向側に位置され、前記第２の空間の少なくとも一部の径が前記第１の空間の径より大きくされ、前記ピストンには移動時に少なくとも前記第１の空間において前記シリンダーの内周面に密着されるシール部が設けられ、前記ピストンが下死点に移動されたときに前記シール部の全体が前記第２の空間に位置され前記第２の空間に流入される空気が前記第２の空間から前記第１の空間へ向けて流動されることが望ましい。【００３１】
これにより、ピストンが下死点に移動されたときにシール部によるシリンダーに対する密閉状態が解除される。【００３２】
第１２に、上記した本発明に係る異物除去装置においては、前記第２の空間には外周側に前記ピストンの移動方向に延びる空気流入溝が形成され、前記空気流入溝が前記一部として形成されることが望ましい。【００３３】
これにより、第１の空間の径に対する第２の空間の少なくとも一部の径の相違が空気流入溝によって実現される。【００３４】
第１３に、上記した本発明に係る異物除去装置においては、前記空気流入溝が周方向に離隔して等間隔の状態で複数形成されることが望ましい。【００３５】
これにより、第２の空間から第１の空間への空気の流れがシリンダーの周方向において均等化される。【００３６】
第１４に、上記した本発明に係る異物除去装置においては、前記ノズルから高圧空気が車載カメラの撮像部に向けて噴射され、前記ノズルが前記車載カメラと一体に形成されることが望ましい。【００３７】
これにより、ノズルと車載カメラが車体に一度の作業で同時に組み付けられる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、シリンダーに対してピストンが移動されて高圧空気がシリンダーから送り出され高圧空気がノズルから噴射されるため、構造の簡素化及びノズルからの高圧空気の効率的な噴射状態を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】図２乃至図１８と共に本発明異物除去装置の実施の形態を示すものであり、本図は、異物除去装置の斜視図である。
【図２】高圧空気発生ユニットの内部構造を示す図である。
【図３】駆動モーターとウォームを示す拡大側面図である。
【図４】ウォームホイールとピストンとラックを示す拡大斜視図である。
【図５】ピストンが上死点に位置されている状態を示す拡大断面図である。
【図６】ピストンが下死点に位置されている状態を示す拡大断面図である。
【図７】シリンダーとピストンを示す拡大断面図である。
【図８】図９及び図１０と共に異物除去装置の動作を示すものであり、本図は、初期状態を示す断面図である。
【図９】ピストンが上死点と下死点の間に移動された状態を示す断面図である。
【図１０】ピストンが下死点に移動された状態を示す断面図である。
【図１１】チェックバルブが設けられた例を示す断面図である。
【図１２】チェックバルブが設けられた別の例を示す断面図である。
【図１３】図１４乃至図１８と共に移動機構の変形例を示すものであり、本図は、ウォームホイールの斜視図である。
【図１４】ラックの斜視図である。
【図１５】図１６乃至図１８と共に異物除去装置の動作を示すものであり、本図は、初期状態を示す側面図である。
【図１６】ラックが送出方向と反対方向へ移動されている状態を示す側面図である。
【図１７】ラックが送出方向と反対方向へ移動されている途中において、第２のラック歯がラックの切欠部に挿入された状態を示す側面図である。
【図１８】ギヤ部とラック部の噛合が解除されてラックが送出方向へ移動されている状態を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下に、本発明異物除去装置を実施するための形態について添付図面を参照して説明する。
【００４１】
尚、以下には、本発明異物除去装置を車載カメラに付着される異物を除去する装置に適用した例を示す。但し、本発明異物除去装置の適用は車載カメラに付着される異物を除去する装置に限られることはなく、各種の構造物に付着される異物を除去する装置として、特に、車輌用灯具、窓、ミラー、衝突防止用のセンサー等の車輌に設けられる構造体に付着される異物を除去する異物除去装置として広く適用することが可能である。
【００４２】
以下に示す異物除去装置はシリンダーとピストンとノズルを有し、ピストンがシリンダーに対して移動されることにより高圧空気をノズルから噴射する。
【００４３】
以下の説明にあっては、ピストンが移動される方向を前後方向として前後上下左右の方向を示すものとする。尚、以下に示す前後上下左右の方向は説明の便宜上のものであり、本発明の実施に関しては、これらの方向に限定されることはない。
【００４４】
＜異物除去装置の構成＞
異物除去装置１は、例えば、車輌の後方を確認する車載カメラ１００に付着される水分や泥や塵埃等の異物を除去する機能を有し、図示しない車体の後端側の部分に取り付けられている。
【００４５】
異物除去装置１はノズルユニット２と配管３と高圧空気発生ユニット４を有している（図１参照）。
【００４６】
ノズルユニット２は取付ブラケット５とノズル６を有している。取付ブラケット５は車体の後端部に取り付けられる。ノズル６は前後方向に延びる円筒状の流動部６ａと流動部６ａの後端に連続する噴射部６ｂとを有し、取付ブラケット５と一体に形成されている。
【００４７】
ノズルユニット２は車載カメラ１００と一体に形成されている。車載カメラ１００は撮像部を有し、撮像部の後端部がレンズ部１０１とされている。従って、車載カメラ１００はレンズ部１０１を介して被写体の像を撮影する。
【００４８】
上記のように、異物除去装置１にあっては、ノズル６が車載カメラ１００と一体に形成されているため、ノズル６と車載カメラ１００が車体に一度の作業で同時に組み付けられ、車体への組付作業を容易かつ迅速に行うことができ、作業性の向上を図ることができる。
【００４９】
配管３は、例えば、樹脂製やゴム製のホースであり、前端部が高圧空気発生ユニット４の後述するシリンダーの一端部に連結され後端部がノズル６における流動部６ａの前端部に連結されている。
【００５０】
高圧空気発生ユニット４はケース体７とケース体７の内部に配置された移動機構８とを有している（図２参照）。高圧空気発生ユニット４は車輌の内部において車体の一部に取り付けられている。
【００５１】
ケース体７は内部が配置空間９として形成され、配置空間９はモーター配置部９ａとウォーム配置部９ｂとギヤ配置部９ｃを有している。モーター配置部９ａとウォーム配置部９ｂは前後において連通された状態で位置され、ウォーム配置部９ｂとギヤ配置部９ｃは上下において連通された状態で位置されている。ケース体７の後端部には前後に貫通された挿通孔９ｄが形成されている。挿通孔９ｄはケース体７の外部とギヤ配置部９ｃに連通されている。
【００５２】
ケース体７には側方に突出された支持軸部７ａが設けられ、支持軸部７ａはギヤ配置部９ｃに位置されている。
【００５３】
移動機構８は駆動モーター１０とウォーム１１とウォームホイール１２を有している。
【００５４】
駆動モーター１０は本体部１０ａとモーター軸１０ｂを有し、本体部１０ａがモーター配置部９ａに配置されている（図２及び図３参照）。
【００５５】
ウォーム１１はモーター軸１０ｂに連結されて固定され、ウォーム配置部９ｂに配置されている。ウォーム１１は進み角が９°以上にされている。ウォーム１１は円筒状に形成された軸部１１ａの肉厚が薄くされ、歯底円の直径Ｄ１とモーター軸１０ｂの直径Ｄ２との差が非常に小さくされている（図３参照）。
【００５６】
このように、ウォーム１１の歯底円の直径Ｄ１とモーター軸１０ｂの直径Ｄ２との差が非常に小さくされることにより、ウォーム１１の外径を小さくすることが可能になり、ウォーム１１の小型化を図ることができる。
【００５７】
ウォームホイール１２は従動ギヤ（はす歯ギヤ）１３と従動ギヤ１３の中心部から側方に突出して設けられたピニオン１４とが一体に形成されて成る（図２及び図４参照）。ウォームホイール１２はギヤ配置部９ｃに配置され、中心部がケース体７の支持軸部７ａにベアリング１５を介して支持されている。
【００５８】
従動ギヤ１３はウォーム１１と噛合されている。ウォーム１１は、上記したように、進み角が９°以上にされている。従って、ウォーム１１の不可逆性が排除され、従動ギヤ１３が何れの方向に回転された場合においても従動ギヤ１３の回転に伴ってウォーム１１が回転可能とされている。
【００５９】
ピニオン１４は従動ギヤ１３と同軸にされ、ベアリング１５に外嵌状に支持された環状部１６と環状部１６の外周側に設けられたギヤ部１７、１７、１７とを有している。ギヤ部１７、１７、１７は周方向に等間隔に離隔して設けられている。ギヤ部１７は、複数、例えば、二つのギヤ歯１７ａ、１７ａによって構成されている。但し、ギヤ部１７のギヤ歯１７ａの数は任意であり、一つでもよく三つ以上でもよい。
【００６０】
ピニオン１４は歯先円の直径が従動ギヤ１３の歯底円の直径より小さくされている。従って、従動ギヤ１３にはピニオン１４が位置された側にピニオン１４の外周側に位置する側面１３ａが形成されている。ギヤ部１７、１７、１７間の部分はそれぞれギヤ歯１７ａが設けられていない欠歯部１４ａ、１４ａ、１４ａとして形成されている。欠歯部１４ａは周方向に等間隔に離隔して、例えば、三つが形成されている。
【００６１】
上記したように、ウォームホイール１２は従動ギヤ１３とピニオン１４が一体に形成されて成る。従って、部品点数の削減を図ることができると共に駆動モーター１０から従動ギヤ１３に伝達される駆動力をピニオン１４に効率的に伝達することが可能になり駆動モーター１０の小型化を図ることができる。
【００６２】
また、従動ギヤ１３とピニオン１４が同軸にされているため、駆動モーター１０から従動ギヤ１３に伝達される駆動力をピニオン１４に一層効率的に伝達することが可能になり駆動モーター１０の一層の小型化を図ることができる。
【００６３】
ウォームホイール１２はピニオン１４における環状部１６の肉厚が薄くされ、歯底円の直径Ｄ３とベアリング１５の直径Ｄ４との差が非常に小さくされている（図２参照）。
【００６４】
このように、ウォームホイール１２の歯底円の直径Ｄ３とベアリング１５の直径Ｄ４との差が非常に小さくされることにより、ピニオン１４に発生するトルクを小さくすることが可能になる。
【００６５】
ケース体７の後端部にはシリンダー１８が結合されている。シリンダー１８はケース体７から後方に突出した状態で結合されている。シリンダー１８はピストン支持部１９とピストン支持部１９から後方に突出された連結突部２０とが一体に形成されて成り、ピストン支持部１９の径が連結突部２０の径より大きくされている。
【００６６】
ピストン支持部１９の内部空間２１は後側略半分の部分が第１の空間２１ａとされ前側略半分の部分が第２の空間２１ｂとされている（図５及び図６参照）。
【００６７】
ピストン支持部１９には第２の空間２１ｂに前後方向に延びる空気流入溝１９ａ、１９ａが周方向に離隔して形成されている（図５乃至図７参照）。空気流入溝１９ａ、１９ａは、例えば、１８０°反対側に位置されている。尚、空気流入溝１９ａの数は任意であり、空気流入溝１９ａが複数形成される場合には周方向において等間隔に形成されることが望ましい。
【００６８】
ピストン１９の第２の空間２１ｂに空気流入溝１９ａ、１９ａが形成されることにより、第２の空間２１ｂにおける空気流入溝１９ａ、１９ａが形成された部分の径は第１の空間２１ａの径より稍大きくされている。第２の空間２１ｂにおける空気流入溝１９ａ、１９ａが形成されていない部分の径は第１の空間２１ａの径と同じにされている。ピストン１９には第１の空間２１ａと空気流入溝１９ａ、１９ａの境界部分にそれぞれ段差面２１ｃ、２１ｃが形成されている（図６参照）。
【００６９】
ピストン支持部１９には図示しない空気流入孔が形成され、空気流入孔から空気流入溝１９ａ、１９ａに外気が流入される。
【００７０】
連結突部２０は中心軸がピストン支持部１９の中心軸と一致され、連結突部２０には配管３の前端部が連結されている。
【００７１】
シリンダー１０のピストン支持部１９にはピストン２２が移動自在に支持されている。ピストン２２は前後の厚みが薄い略円柱状に形成された作動部２３と作動部２３の中央部から前斜め上方に突出された連結部２４とを有し、作動部２３には外方に開口された円環状の配置溝２３ａが形成されている。作動部２３の外径はピストン支持部１９における第１の空間２１ａの径より僅かに小さくされている。従って、作動部２３の外周面と第１の空間２１ａにおけるピストン支持部１９の内周面との間には隙間２１ｄが形成されている。
【００７２】
配置溝２３ａにはシール部２５が配置されている。シール部２５は弾性変形可能な、例えば、ゴム又は樹脂によって形成され、外周部が作動部２３の外周面から外方に突出されている。
【００７３】
ピストン２２はシリンダー１８に対して上死点と下死点の間で前後方向へ往復運動される。上死点においては作動部２３の全体が第１の空間２１ａに位置され（図５参照）、下死点においてはシール部２５の全体が第２の空間２１ｂに位置され作動部２３の後端部が第１の空間２１ａに位置される（図６参照）。
【００７４】
ピストン２２は、シール部２５が第１の空間２１ａにおいてシリンダー１８の内周面に摺動され（図５参照）、シール部２５が第２の空間２１ｂにおいてシリンダー１８の空気流入溝１９ａ、１９ａ以外の部分の内周面に摺動され空気流入溝１９ａ、１９ａが形成された部分でシリンダー１８におけるピストン支持部１９の内周面から離隔される（図６参照）。従って、ピストン２２が下死点に位置された状態においては、第２の空間２１ｂに流入された空気（外気）が段差２１ｃ、２１ｃに沿い隙間２１ｄを通って第１の空間２１ａへ向けて流動される。
【００７５】
ピストン２２の連結部２４には前後に延びるラック２６が連結されている。ラック２６は、例えば、ピストン２２と一体に形成されている。
【００７６】
このようにピストン２２とラック２６が一体に形成されることにより、ピストン２２とラック２６を各別に形成する必要がなく、部品点数の削減を図ることができる。
【００７７】
ラック２６には前端寄りの位置にラック部２７が形成されている。ラック部２７は、例えば、三つのラック歯２７ａ、２７ａ、２７ａによって構成されている。但し、ラック部２７のラック歯２７ａの数は任意であり、二つ以下でもよく四つ以上でもよい。ラック２６はケース体７に形成された挿通孔９ｄを挿通され、ラック部２７がウォームホイール１２におけるピニオン１４のギヤ部１７に噛合可能とされている。
【００７８】
ラック２６はラック部２７の噛合い基準線Ｐがピストン２２の中心軸Ｍに略一致されている。
【００７９】
このようにラック２６の噛合い基準線Ｐとピストン２２の中心軸Ｍとが略一致されることにより、ピストン２２の移動方向とラック２６の移動方向とが略同じ方向にされ、駆動モーター１０の負荷の低減による駆動モーター１０の小型化を図ることができる。
【００８０】
ピストン２２の作動部２３とケース体７の外面との間にはシリンダー１８におけるピストン支持部１９の内部において付勢バネ２８が支持されている。付勢バネ２８は、例えば、圧縮コイルバネであり、付勢バネ２８によってピストン２２とラック２６が後方へ付勢されている。尚、ピストン２２の移動方向は空気を送り出す方向である後方が送出方向とされ、ピストン２２とラック２６は付勢バネ２８によって送出方向に付勢されている。
【００８１】
＜異物除去装置の動作＞
以下に、異物除去装置１の動作について説明する（図８乃至図１０参照）。
【００８２】
先ず、高圧空気が送り出される前の初期状態について説明する（図８参照）。
【００８３】
初期状態においては、ピストン２２が上死点に位置され、ラック２６はラック部２７がピニオン１４のギヤ部１７、１７、１７に噛合されず欠歯部１４ａに位置されている。
【００８４】
初期状態において駆動モーター１０の駆動が開始され、駆動モーター１０の駆動力がウォーム１１を介してウォームホイール１２に伝達されると、ピニオン１４のギヤ部１７がラック２６のラック部２７に噛合される（図９参照）。従って、ラック２６はピニオン１４の回転に伴って付勢バネ２８の付勢力に反して送出方向と反対方向へ移動されていく。
【００８５】
ラック２６がピニオン１４の回転に伴って送出方向と反対方向へ移動されていくと、所定の位置でギヤ部１７とラック部２７の噛合が解除され、ピストン２２が下死点に位置される（図１０参照）。ピストン２２が下死点に位置された状態においては、上記したように、第２の空間２１ｂに流入された空気（外気）が段差２１ｃ、２１ｃに沿い隙間２１ｄを通って第１の空間２１ａへ向けて流動される。
【００８６】
下死点まで移動されたピストン２２は、ギヤ部１７とラック部２７の噛合が解除されているため、付勢バネ２８の付勢力によって送出方向と反対方向への移動速度より高速で送出方向へ移動され、第１の空間２１ａに第２の空間２１ｂから流動された空気がピストン支持部１９から連結突部２０を通ってノズルユニット２のノズル６へ向けて送出される。このとき、シリンダー１８は連結突部２０の径がピストン支持部１９の径より小さくされているため、ピストン支持部１９から連結突部２０を通って送出される空気が圧縮されて高圧空気となって配管３からノズル６へ向けて送出され、ノズル６から高圧空気が噴射されて車載カメラ１００における撮像部のレンズ部１０１に吹き付けられる。
【００８７】
ノズル６から噴射された高圧空気がレンズ部１０１に吹き付けられることにより、レンズ部１０１に付着されている塵埃、泥、水滴等の異物が吹き飛ばされてレンズ部１０１の汚染が解消される。
【００８８】
上記したように、異物除去装置１にあっては、シリンダー１８において第２の空間２１ｂの少なくとも一部の径が第１の空間２１ａの径より大きくされ、ピストン２２が下死点に移動されたときにシール部２５の全体が第２の空間２１ｂに位置され第２の空間２１ｂに流入される空気が第２の空間２１ｂから第１の空間２１ａへ向けて流動される。
【００８９】
従って、ノズル６に塵埃や泥等の異物が侵入し異物によってノズル６の噴射口が詰まっている場合においても、シリンダー１８の第１の空間２１ａに確実に空気が流入され、第１の空間２１ａに流入されピストン２２によって送出される高圧空気によってノズル６に詰まっている異物が吹き飛ばされるため、ノズル６における異物の詰まりを解消してノズル６からの高圧空気の良好な噴射状態を確保することができる。
【００９０】
また、第１の空間２１ａの径に対する第２の空間２１ｂの少なくとも一部の径の相違が空気流入溝１９ａ、１９ａによって実現されているため、第１の空間２１ａの径に対する第２の空間２１ｂの径の相違を実現するための構成が簡素であると共に第２の空間２１ｂにおいてもピストン２２の作動部２３がシリンダー１８に対して移動されピストン２２の安定した移動状態を確保することができる。
【００９１】
さらに、空気流入溝１９ａ、１９ａが周方向に離隔して等間隔の状態で形成されているため、第２の空間２１ｂから第１の空間２１ａへの空気の流れがシリンダー１８の周方向において均等化され、ピストン２２の移動時に振動が発生することなくピストン２２の安定した移動状態を確保することができる。
【００９２】
上記したピストン２２の上死点と下死点の間の往復運動は、ピニオン１４のギヤ部１７とラック２６のラック部２７との噛合及びその解除を１サイクルとして行われ、ピニオン１４の欠歯部１４ａの存在によってピストン２２の送出方向への移動が行われる。
【００９３】
従って、欠歯部１４ａの存在によってピストン２２が送出方向へ移動されるため、ピストン２２を送出方向へ移動させる専用の機構を設ける必要がなく、異物除去装置１の機構の簡素化による小型化を図ることができる。
【００９４】
また、異物除去装置１にはピニオン１４の周方向に離隔して三箇所にギヤ部１７、１７、１７が設けられ三つの欠歯部１４ａ、１４ａ、１４ａが形成されているため、ピニオン１４の１回転においてピストン２２の上死点と下死点の間の往復運動が３回（３サイクル）行われる。
【００９５】
従って、ピニオン１４の１回転に対するノズル６からの高圧空気の噴射回数が多く、異物除去装置１における噴射効率の向上を図ることができる。
【００９６】
さらに、異物除去装置１にあっては、上記したように、ピニオン１４の歯先円の直径が従動ギヤ１３の歯底円の直径より小さくされており、ピストン２２が往復運動されるときにピストン２２が従動ギヤ１３の側面１３ａに摺動されて安定した状態で前後方向へ移動される。
【００９７】
従って、ピストン２２を摺動させる専用の部分を形成する必要がなく、また、ピストン２２と従動ギヤ１３の側面１３ａとの間に不必要な隙間が生じないため、機構の簡素化及び小型化を図ることができる。
【００９８】
上記したノズル６からの噴射が終了されるときには、駆動モーター１０の駆動が停止され、ピストン２２は任意の位置で停止されるが、ウォーム１１は、上記したように、進み角が９°以上にされて不可逆性が排除されている。
【００９９】
従って、ピストン２２が任意の位置で停止されたときに、ラック２６のラック部２７にピニオン１４のギヤ部１７が噛合されている場合には、付勢バネ２８の付勢力によるピストン２２の送出方向への移動に伴ってウォームホイール１２が回転されてウォーム１１も回転され、ピストン２２が付勢バネ２８の付勢力によって上死点まで移動される。
【０１００】
このように異物除去装置１にあっては、ウォーム１１の進み角が９°以上にされているため、駆動モーター１０の駆動が停止されたときにピストン２２が付勢バネ２８の付勢力によって送出方向へ移動されて上死点に戻り、ピニオン１４のギヤ部１７とラック２６のラック部２７との噛合が解除される。従って、異物除去装置１の動作開始時における駆動モーター１０の負荷の軽減を図ることができると共に車輌の走行時に発生する振動等によるピニオン１４のギヤ部１７とラック２６のラック部２７との摩耗を防止することができる。
【０１０１】
尚、ピストン２２が任意の位置で停止された状態において上死点の近傍に位置されていた場合には、ラック２６のラック部２７にピニオン１４のギヤ部１７が噛合されておらず、ピストン２２が付勢バネ２８の付勢力によって上死点まで移動される。
【０１０２】
＜小括＞
以上に記載した通り、異物除去装置１にあっては、内部に空気が流入されるシリンダー１８と、シリンダー１８に移動自在に支持されシリンダー１８に流入された空気を高圧空気として送り出すピストン２２と、ピストン２２によって送り出された高圧空気を車載カメラ１００の撮像部に向けて噴射するノズル６とが設けられている。
【０１０３】
従って、シリンダー１８に対してピストン２２が移動されて高圧空気がシリンダー１８から送り出され高圧空気が撮像部に向けてノズル６から噴射されるため、構造の簡素化及びノズル６からの高圧空気の効率的な噴射状態を確保することができる。
【０１０４】
また、ピストン２２が送出方向と反対方向へ移動機構８によって移動されて付勢バネ２８の付勢力が高められ、ピストン２２が所定の位置（下死点）まで移動されたときに移動機構８によるピストン２２への移動力の付与が解除されピストン２２が付勢バネ２８の付勢力によって送出方向へ移動されて高圧空気が送り出される。
【０１０５】
従って、ピストン２２に移動機構８によって一方向への移動力を付与すればよく、移動機構８の構成の簡素化を図ることができると共に高圧空気を生成するために付勢バネ２８によってピストン２２が送出方向へ高速で移動されるため、異物除去装置１の機構の簡素化を図ることができる。
【０１０６】
さらに、駆動モーター１０の駆動力がウォーム１１とウォームホイール１２を介してピストン２２に伝達されるため、ウォーム１１とウォームホイール１２を用いることにより少ない部品点数で簡素な機構によって大きな減速比を得る減速機構が構成され、駆動モーター１０の駆動力に対するピストン２２の移動力の高い変換効率を簡素な機構によって確保することができる。
【０１０７】
＜チェックバルブが設けられた例＞
上記には、ピストン２２がシリンダー１０の第１の空間２１ａへの空気の流動及びその停止を行うバルブ（弁）として機能する例を示したが、異物除去装置１にはバルブ（チェックバルブ）が設けられてもよく、以下に、チェックバルブが設けられた例を示す（図１１及び図１２参照）。
【０１０８】
尚、チェックバルブが設けられる場合には、空気が空気流入孔から第２の空間２１ｂに流入される必要はなく、シリンダー１８におけるピストン支持部１９に第１の空間２１ａに連通する空気流入孔が形成され、空気流入孔から空気（外気）が第１の空間２１ａに流入される構成にされていればよい。このとき空気流入孔を開閉する弁が設けられ、第１の空間２１ａが負圧になったときに弁によって空気流入孔が開放されて第１の空間２１ａに空気が流入され、第１の空間２１ａの負圧状態が解除されたときに弁によって空気流入孔が閉塞されて第１の空間２１ａへの空気の流入が停止されるように構成することが望ましい。
【０１０９】
また、以下に示すチェックバルブが設けられた各例は、チェックバルブが設けられていない上記した構成と比較して、ピストン２２の後端側の部分の構成のみが相違するため、上記した構成と比較して異なる部分についてのみ詳細に説明をし、その他の部分については上記した構成における同様の部分に付した符号と同じ符号を付して説明は省略する。
【０１１０】
先ず、チェックバルブが設けられた第１の例について説明する（図１１参照）。
【０１１１】
第１の例においては、シリンダー１８の連結突部２０の内部にチェックバルブ２９が取り付けられている。チェックバルブ２９は、例えば、ゴム材料等によって形成された複数の弾性部材２９ａ、２９ａ、・・・によって構成され、先端部が後方に屈曲されるように変位され、後端部同士が突き合わされる。
【０１１２】
ピストン２２が送出方向へ移動されると、第１の空間２１ａにおける空気が圧縮されて内圧が高まって高圧空気が生成され、高圧空気の圧力によって弾性部材２９ａ、２９ａ、・・・の先端部が互いに離隔するように弾性変形されてチェックバルブ２９の中央部に開口が形成され、高圧空気がチェックバルブ２９の開口を介して第１の空間２１ａからノズル６へ向けて流動される。
【０１１３】
ピストン２２が下死点まで移動されると、第１の空間２１ａの内圧が低下するため、弾性部材２９ａ、２９ａ、・・・が弾性復帰されてチェックバルブ２９の中央部に形成された開口が閉塞され、高圧空気のノズル６へ向けての流動が停止される。
【０１１４】
チェックバルブ２９の中央部に形成された開口が閉塞された状態においてピストン２２が送出方向と反対方向へ移動されると、第１の空間２１ａが負圧になり、第１の空間２１ａに空気流入孔から空気（外気）が流入される。
【０１１５】
次に、チェックバルブが設けられた第２の例について説明する（図１２参照）。
【０１１６】
第２の例においては、シリンダー１８Ａとして連結突部２０を有さない構造が設けられ、シリンダー１８Ａの後端部にキャップ３０が外嵌状に取り付けられている。キャップ３０はシリンダー１８Ａの後端部に取り付けられた被取付部３１と被取付部３１から後方に突出された連結突部３２とが一体に形成されて成り、被取付部３１の径が連結突部３２の径より大きくされている。
【０１１７】
連結突部３２は中心軸がシリンダー１８Ａにおけるピストン支持部１９の中心軸と一致され、連結突部３２には配管３の前端部が連結されている。
【０１１８】
シリンダー１８Ａの後端部には前後に貫通された支持孔１８ａが形成され、支持孔１８ａにチェックバルブ３３が前後方向に移動自在に支持されている。チェックバルブ３３はゴム等の弾性変形可能な材料によって形成され、前後に延びる被支持軸部３３ａと被支持軸部３３ａの後端部から外方に張り出された開閉部３３ｂと被支持軸部３３ａの前端部から外方に突出されたストッパー部３３ｃ、３３ｃ、・・・とから成る。被支持軸部３３ａの長さは支持孔１８ａの長さより長くされ、外径が支持孔１８ａの径より小さくされている。ストッパー部３３ｃ、３３ｃ、・・・は被支持軸部３３ａから放射状に突出され周方向に離隔して位置されている。
【０１１９】
チェックバルブ３３の開閉部３３ｂによって支持孔１８ａが閉塞された状態において、ピストン２２が送出方向へ移動されると、第１の空間２１ａにおける空気が圧縮されて内圧が高まり、空気の圧力によってチェックバルブ３３が送出方向へ移動され、閉塞部３３ｂによる支持孔１８ａの閉塞状態が解除されて支持孔１８ａが開放され、ストッパー部３３ｃ、３３ｃ、・・・がシリンダー１８Ａの後端部における内面に接する。支持孔１８ａが開放されると、空気が支持孔１８ａからキャップ３０の内部に流動され、キャップ３０から高圧空気がノズル６へ向けて流動される。
【０１２０】
ピストン２２が下死点まで移動されると、第１の空間２１ａの内圧が低下するため、チェックバルブ３３が送出方向と反対方向へ移動されて開閉部３３ｂによって支持孔１８ａが閉塞され、高圧空気のノズル６へ向けての流動が停止される。
【０１２１】
チェックバルブ３３の開閉部３３ｂによって支持孔１８ａが閉塞された状態においてピストン２２が送出方向と反対方向へ移動されると、第１の空間２１ａが負圧になり、第１の空間２１ａに空気流入孔から空気（外気）が流入される。
【０１２２】
＜移動機構の変形例＞
以下に、移動機構の変形例について説明する（図１３乃至図１８参照）。尚、以下に示す変形例に係る移動機構８Ａは、上記した移動機構８と比較して、ウォームホイールとラックの構造が異なることのみが相違するため、移動機構８と比較して異なる部分についてのみ詳細に説明をし、その他の部分については移動機構８における同様の部分に付した符号と同じ符号を付して説明は省略する。
【０１２３】
移動機構８Ａは駆動モーター１０とウォーム１１とウォームホイール１２Ａを有している。
【０１２４】
ウォームホイール１２Ａは従動ギヤ１３とピニオン１４Ａが一体に形成されて成る（図１３参照）。ピニオン１４Ａは環状部１６とギヤ部１７Ａ、１７Ａ、１７Ａを有している。ギヤ部１７Ａ、１７Ａ、１７Ａは周方向に等間隔に離隔して設けられている。ギヤ部１７Ａは、例えば、第１のギヤ歯１７ａ、１７ａと第２のギヤ歯１７ｂによって構成されている。但し、ギヤ部１７Ａは第１のギヤ歯１７ａと第２のギヤ歯１７ｂが少なくとも一つずつ設けられていればよく、第１のギヤ歯１７ａと第２のギヤ歯１７ｂの数はそれぞれ任意である。
【０１２５】
第２のギヤ歯１７ｂは幅が第１のギヤ歯１７ａの幅の半分以下にされ、例えば、従動ギヤ１３側に位置されている。第２のギヤ歯１７ｂは第１のギヤ歯１７ａ、１７ａに対してウォームホイール１２Ａの回転方向側に位置されている。
【０１２６】
ピストン２２の連結部２４には前後に延びるラック２６Ａが連結されている。ラック２６Ａは、例えば、ピストン２２と一体に形成されている。
【０１２７】
ラック２６Ａには前端側にラック部２７Ａが形成されている（図１４参照）。ラック部２７Ａは、例えば、第１のラック歯２７ａと第２のラック歯２７ｂ、２７ｂ、２７ｂによって構成されている。但し、ラック部２７Ａは第１のラック歯２７ａと第２のラック歯２７ｂが少なくとも一つずつ設けられていればよく、第１のラック歯２７ａと第２のラック歯２７ｂの数はそれぞれ任意である。
【０１２８】
第１のラック歯２７ａはラック２６Ａの前端部に位置されている。第２のラック歯２７ｂは幅が第１のラック歯２７ａの幅の半分以下にされ、ラック部２７Ａがピニオン１４Ａのギヤ部１７Ａに噛合された状態において、従動ギヤ１３から離隔する側に位置されている。
【０１２９】
ラック部２７Ａには最も後側に位置された第２のラック歯２７ｂに連続して切欠部２７ｃが形成されている。切欠部２７ｃは従動ギヤ１３側及び下方に開口され、後端部が円弧状に形成されている。
【０１３０】
以下に、移動機構８Ａが用いられた異物除去装置１の動作について説明する（図１５乃至図１８参照）。
【０１３１】
初期状態においては、図１５に示すように、ピストン２２が上死点に位置され、ラック２６Ａはラック部２７Ａの第１のラック歯２７ａがピニオン１４Ａにおけるギヤ部１７Ａの第２のギヤ歯１７ｂに噛合可能な状態又は噛合された状態で位置されている。
【０１３２】
初期状態において駆動モーター１０の駆動が開始されると、ピニオン１４Ａのギヤ部１７Ａがラック２６Ａのラック部２７Ａに噛合された状態でピニオン１４Ａが回転されることにより、ラック２６Ａがピストン２２とともに付勢バネ２８の付勢力に反して送出方向と反対方向へ移動されていく（図１６参照）。
【０１３３】
ラック２６Ａが送出方向と反対方向へ移動されていくと、ピストン２２が下死点まで移動される前に、ラック部２７Ａに噛合されているギヤ部１７Ａとは別のギヤ部１７Ａの第２のギヤ歯１７ｂがラック２６Ａの切欠部２７ｃに挿入される（図１７参照）。
【０１３４】
さらに、ラック２６Ａが送出方向と反対方向へ移動されていくと、所定の位置でギヤ部１７Ａとラック部２７Ａの噛合が解除され、ピストン２２が下死点に位置される。
【０１３５】
ピストン２２が下死点まで移動されたときには、ギヤ部１７Ａとラック部２７Ａの噛合が解除されているため、付勢バネ２８の付勢力によって送出方向と反対方向への移動速度より高速で送出方向へ移動され、ノズル６から高圧空気が噴射されて車載カメラ１００における撮像部のレンズ部１０１に吹き付けられる。このとき切欠部２７ｃに挿入された第２のギヤ歯１７ｂとラック２６Ａの第２のラック歯２７ｂ、２７ｂ、２７ｂとがすれ違う（図１８参照）。
【０１３６】
ラック２６Ａが送出方向と反対方向へ移動されピストン２２が上死点に位置されると、再び、ラック部２７Ａの第１のラック歯２７ａがピニオン１４Ａの第２のギヤ歯１７ｂに噛合可能な状態又は噛合された状態にされる（図１５参照）。
【０１３７】
上記したように、移動機構８Ａが用いられた場合には、ラック２６Ａが送出方向へ移動されるときに、ピニオン１４Ａの第２のギヤ歯１７ｂとラック２６Ａの第２のラック歯２７ｂ、２７ｂ、２７ｂとがすれ違う。
【０１３８】
従って、ラック２６Ａの送出方向への移動時に、ピニオン１４Ａの第２のギヤ歯１７ｂとラック２６Ａの第２のラック歯２７ｂ、２７ｂ、２７ｂとが接触しないため、ピニオン１４Ａの径を大きくすることなくラック２６Ａ及びラック２６Ａが連結されたピストン２２の移動量を大きくすることができる。
【０１３９】
また、ピニオン１４Ａの径を大きくすることなくピストン２２の移動量を大きくすることが可能であるため、異物除去装置１の小型化を図ることができると共に駆動モーター１０の駆動力を高めることなくピストン２２の必要な移動量を確保することができる。
【０１４０】
さらに、ピニオン１４Ａにおいて第２のギヤ歯１７ｂの幅が第１のギヤ歯１７ａの幅の半分以下にされると共にラック２６Ａにおいて第２のラック歯２７ｂの幅が第１のラック歯２７ａの幅の半分以下にされることにより、ピニオン１４Ａの径を大きくすることなくピストン２２の移動量を大きくすることが可能にされている。
【０１４１】
従って、ピニオン１４Ａとラック２６Ａの構造の簡素化を確保した上でピニオン１４Ａの径を大きくすることなくピストン２２の移動量を大きくすることが可能であるため、異物除去装置１の製造コストの高騰を来すことなくピストン２２の移動量を大きくすることができる。
【符号の説明】
【０１４２】
１００…車載カメラ、１…異物除去装置、６…ノズル、８…移動機構、１０…駆動モーター、１１…ウォーム、１２…ウォームホイール、１４…ピニオン、１４ａ…欠歯部、１７…ギヤ部、１７ａ…ギヤ歯、１８…シリンダー、１９ａ…空気流入溝、２１…内部空間、２１ａ…第１の空間、２１ｂ…第２の空間、２２…ピストン、２５…シール部、２６…ラック、２７…ラック部、２７ａ…ラック歯、２８…付勢バネ、１８Ａ…シリンダー、８Ａ…移動機構、１２Ａ…ウォームホイール、１４Ａ…ピニオン、１７Ａ…ギヤ部、１７ａ…第１のギヤ歯、１７ｂ…第２のギヤ歯、２６Ａ…ラック、２７Ａ…ラック部、２７ａ…第１のラック歯、２７ｂ…第２のラック歯
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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