(57)【要約】【課題】構成部品に高い部品精度および組立精度を必要とせず、生産が容易で、安定した動作特性を有する安価なスイッチを提供することにある。【解決手段】片持ち支持された可動接触片１５の可動接点１５ａを固定接点１３ａに接離可能に対向させた接点機構１０と、前記接点機構１０をインサート成形したベース２０と、裏面に操作用リブ４２を突設し、一端部を前記ベース２０にヒンジ支持する一方、自由端部に位置する操作部４１を前記ベース２０から突出させた操作レバー４０と、前記操作レバー４０に復帰力を付与する復帰バネ５０と、前記ベース２０に係合するカバー６０とからなる。そして、前記操作レバー４０の操作部４１に負荷された外力に基づき、前記復帰バネ５０のバネ力に抗して前記操作レバー４０が上下方向に回動し、前記操作レバー４０の操作用リブ４２が前記可動接触片１５を押し下げて接点を開閉する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
片持ち支持された可動接触片の自由端部に位置する可動接点を固定接点に接離可能に対向させた接点機構と、
前記接点機構をインサート成形し、上下方向から可動接触片および固定接点を目視可能なベースと、
裏面に操作用リブを突設するとともに、一端部を前記ベースの上面に回動可能にヒンジ支持する一方、自由端部に位置する操作部を前記ベースから上方に突出した操作レバーと、
前記操作レバーに位置決めされて復帰力を付与する復帰バネと、
前記ベースに係合して前記操作レバーおよび復帰バネの脱落を防止するカバーとからなり、
前記操作レバーの操作部に負荷された外力に基づき、前記復帰バネのバネ力に抗して前記操作レバーが上下方向に回動し、前記操作レバーの操作用リブが前記可動接触片を押し下げて接点を開閉することを特徴するスイッチ。
【請求項２】
接点機構を、リードフレームにプレス加工を施して形成したことを特徴とする請求項１に記載のスイッチ。
【請求項３】
接点機構を構成する複数の可動接触片を並設し、操作レバーの裏面に並設した複数の操作用リブで前記可動接触片をそれぞれ押圧，解除して接点を開閉することを特徴とする請求項１または２に記載のスイッチ。
【請求項４】
前記ベースの上下面のうち、少なくとも下面にシートを貼着一体化して接点機構を仕切ることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のスイッチ。
【請求項５】
ベースの上面のうち、湾曲した可動接触片に倣う膨出面を前記可動接触片の両側に形成し、前記膨出面に上面シートを貼着一体化したことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のスイッチ。
【請求項６】
下面シートが表裏面に粘着剤を塗布した両面テープであることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のスイッチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はスイッチ、特に、リードフレームから切り出して形成した接点機構を有する超小型スイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、超小型スイッチとしては、上方向から押し下げて操作するスイッチ装置がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２１６５８９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述のスイッチ装置では、コイルばねから延在するアームの自由端部を可動接点として使用するとともに、前記アームの自由端部の移動軌跡上に板ばねからなるクリップ状の固定接点を配置してある。そして、前記アームの自由端部をクリップ状の前記固定接点に圧入することにより、電気接続を図っていた。このため、構成部品に高い部品精度および組立精度を必要とするので、生産に手間がかかり、コストアップの原因となるだけでなく、動作特性が不安定になりやすかった。特に、前記コイルバネのアームの自由端部を可動接点として使用するためには、前記コイルバネに貴金属メッキを施す必要があり、これがより一層コストアップの原因になるという問題点があった。
【０００５】
本発明は、前記問題点に鑑み、構成部品に高い部品精度および組立精度を必要とせず、生産が容易で、安定した動作特性を有する安価なスイッチを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかるスイッチは、前記目的を達成すべく、片持ち支持された可動接触片の自由端部に位置する可動接点を固定接点に接離可能に対向させた接点機構と、前記接点機構をインサート成形し、上下方向から可動接触片および固定接点を目視可能なベースと、裏面に操作用リブを突設するとともに、一端部を前記ベースの上面に回動可能にヒンジ支持する一方、自由端部に位置する操作部を前記ベースから上方に突出した操作レバーと、前記操作レバーに位置決めされて復帰力を付与する復帰バネと、前記ベースに係合して前記操作レバーおよび復帰バネの脱落を防止するカバーとからなり、前記操作レバーの操作部に負荷された外力に基づき、前記復帰バネのバネ力に抗して前記操作レバーが上下方向に回動し、前記操作レバーの操作用リブが前記可動接触片を押し下げて接点を開閉する構成としてある。
【０００７】
本発明によれば、片持ち支持された可動接触片の可動接点を固定接点に接離可能に対向させ、前記可動接触片を押し下げて可動接点を固定接点に接離させるものである。このため、従来例のように構成部品に高い部品精度や組立精度を必要としないので、生産が容易であるとともに、動作特性が安定した安価なスイッチが得られる。
【０００８】
本発明にかかる実施形態としては、リードフレームにプレス加工を施して接点機構を形成してもよい。
本実施形態によれば、接点機構を連続生産できることになり、生産コストを低減できる。特に、リードフレームに貴金属メッキを予め部分的に施しておくことにより、従来例のように可動接点となるコイルバネに貴金属メッキを施す必要がない。このため、生産工数が少なく、より一層安価なスイッチが得られる。
【０００９】
他の実施形態としては、接点機構を構成する複数の可動接触片を並設し、操作レバーの裏面に並設した複数の操作用リブで前記可動接触片をそれぞれ押圧，解除し、接点を開閉してもよい。
本実施形態によれば、複数の回路を開閉できるので、用途の広いスイッチが得られる。
【００１０】
別の実施形態としては、前記ベースの上下面のうち、少なくとも下面にシートを貼着一体化して接点機構を仕切ってもよい。
本実施形態によれば、接点機構を仕切るので、プリント基板に実装する際のフラックスの侵入を防止できる。特に、ベースの上下面にシートを貼着一体化すれば、接点機構を所定の空間内に密閉できるので、塵埃や腐蝕性ガス等の侵入を確実に防止できる。このため、動作不良を防止でき、信頼性が向上するとともに、寿命を伸ばすことができる。
【００１１】
異なる実施形態としては、ベースの上面のうち、湾曲した可動接触片に倣う膨出面を前記可動接触片の両側に形成し、前記膨出面に上面シートを貼着一体化しておいてもよい。
本実施形態によれば、湾曲する可動接触片に倣うように上面シートをベースの上面に貼着一体化できる。このため、可動接触片に対する操作用リブの動作が滑らかとなり、スムーズな接点開閉を行うことができるとともに、シートの破損を防止でき、寿命が伸びる。
【００１２】
別の実施形態としては、下面シートが表裏面に粘着剤を塗布した両面テープであってもよい。
本実施形態によれば、本願発明にかかるスイッチをプリント基板に実装する際に仮固定できるので、作業性が向上するという効果がある。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明にかかる実施形態を図１ないし図２４の添付図面に従って説明する。
本発明にかかる第１実施形態は、図１ないし図６に示すように、１回路を開閉できる接点機構１０を備えたベース２０と、前記ベース２０の上下面にそれぞれ貼着一体化される下面シート３０および上面シート３１と、操作レバー４０と、復帰バネ５０と、カバー６０とから構成されている。
【００１４】
前記ベース２０の接点機構１０は、図４および図５に示すように、プレス加工でタイバー１２を所定のピッチで切り出したリードフレーム１１にて形成されている。
すなわち、前記タイバー１２の両側から一対のリード１３，１４が延在するようにそれぞれ切り出されている（図４Ａ）。一方の前記リード１３の自由端部には固定接点１３ａを設けてあるとともに、リードとなる補助舌片１３ｃを延在してある。残る他方の前記リード１４の自由端部には可動接触片１５を延在してあるとともに、リードとなる補助舌片１４ｂを延在してある。そして、前記可動接触片１５にプレス加工を施して湾曲させた後、前記リード１４にプレス加工を施して屈曲部１４ａを形成することにより、前記タイバー１２に前記可動接触片１５を接近させる。このため、前記固定接点１３ａに前記可動接触片１５の可動接点１５ａが所定の接点間距離で接離可能に対向する（図４Ｂ、４Ｃ）。前記リードフレーム１１のタイバー１２の両側にベース２０をそれぞれインサート成形した後（図５Ａ）、前記リード１３，１４を切断することにより、ベース２０が完成する（図５Ｂ）。
【００１５】
前記ベース２０は、図５Ｂに示すように、上面両側縁部に側壁２１をそれぞれ突設してある一方、前記側壁２１の対向する内側面に後述する操作レバー４０を回動可能に支持する軸受け凹部２１ｄを形成してある。さらに、前記側壁２１の内側基部に上面シート３１を貼着一体化するための膨出面２４が形成されている。そして、前記側壁２１の外側面には後述するカバー６０を係止するための突起２１ａ，２１ｂがそれぞれ形成されている。
【００１６】
そして、前記ベースの底面に下シート３０を貼着一体化するとともに、前記膨出面２４に上面シート３１を貼着一体化することにより、前記固定接点１３ａおよび可動接触片１５が所定の空間内に密閉される。前記膨出面２４に前記上面シート３１が貼着一体化されているので、前記上面シート３１自体が湾曲する前記可動接触片１５に倣うように湾曲する。本実施形態によれば、塵埃や腐蝕性ガス等の侵入を防止することにより、動作不良を防止でき、接触信頼性が向上するとともに、寿命が伸びるという利点がある。
【００１７】
なお、前記上面シート３０，３１は少なくとも１０〜２０万回の開閉動作に耐えうるものであり、例えば、ポリイミド、ポリフッ化エチレン（登録商標  テフロン）が使用される。
【００１８】
前記操作レバー４０は、図２および図３に示すように、その下端側の両側面に同一軸心上に突設した回動軸４７を、前記ベース２０の軸受け凹部２１ｃに回動可能に組み付けて使用するものである。そして、前記回動軸４７，４７の間には後述する復帰バネ５０を収納する収納凹部４８を形成してある。一方、前記収納凹部４８の裏面側には前記可動接触片１５を駆動するための操作用リブ４２を突設してある。
【００１９】
前記復帰バネ５０は前記操作レバー４０に自己復帰力を付与するためのコイルバネである。そして、操作レバー４０の収納凹部４８に収納でき、その両端から延在するアーム５１，５１を前記ベース２０および前記カバー６０にそれぞれ係止して使用する。
【００２０】
前記カバー６０は前記ベース２０の上面を被覆できる平面形状を有し、垂直に折り曲げて形成した両側壁に、前記ベース２０の係合用突起２１ａ，２１ｂにそれぞれ係合する切り欠き部６１および係合孔６２を設けてある。
【００２１】
本実施形態にかかるスイッチを組み立てるには、図２および図３に示すように、接点機構１０をインサート形成したベース２０の底面に下面シート３０を貼着一体化するとともに、前記ベース２０の膨出面２４に上面シート３１を貼着一体化する。ついで、前記ベース２０の軸受け凹部２１ｄに操作レバー４０の回動軸４７を嵌合した後、前記操作レバー４０の収納凹部４８に復帰バネ５０を嵌合して位置決めする。そして、前記ベース２０の係合用突起２１ａ，２１ｂにカバー６０の切り欠き部６１および係合孔６２をそれぞれ係合することにより、組立が完了する（図１）。なお、説明の便宜上、図１Ｂにおける上面シート３１およびカバー６０は図示しない。
【００２２】
そして、図６Ａに示すように、前記操作レバー４０の操作部４１に矢印Ｉ，ＩＩ方向から外力が負荷されると、前記復帰バネ５０のバネ力に抗して操作レバー４０が回動軸４７を中心に回動する。このため、操作用リブ４２が上面シート３１を介して可動接触片１５を押し下げるので、可動接点１５ａが固定接点１３ａに接触する（図６Ｂ）。さらに、操作レバー４０が押し込まれると、可動接点１５ａが固定接点１３ａに所定の接点圧で圧接する（図６Ｃ）。ついで、前述の負荷を解除すると、復帰バネ５０のバネ力で操作レバー４０が反転し、前記可動接触片１５が元の位置に復帰するので、可動接点１５ａが固定接点１３ａから開離する。
【００２３】
前述の実施形態ではベース２０に下面シート３０および上面シート３１を貼着一体化する場合について説明したが、下面シート３０および上面シート３１は必要に応じて適宜使用すればよく、必ずしも必要ではない。
また、前記下面シート３０に両面テープを使用すれば、剥離シートからスイッチを取り外した後、図示しないプリント基板に前記スイッチを位置決めすることにより、前記スイッチを仮固定できるという利点がある。
さらに、前記膨出面２４の曲率は、可動接触片１５の湾曲部分の曲率と完全に一致していることが好ましいが、近似しているだけでもよい。
【００２４】
また、前述の実施形態にかかるリードフレーム１１は、例えば、図７ないし図１１に示すように、左および正面の２方向からの外力に応じて操作レバー４０がスライド移動し、１回路を開閉するスイッチにも応用できる。なお、前述の実施形態と同一部分には同一の番号を附して説明する。
【００２５】
すなわち、第１実施形態にかかるリードフレーム１１と同様、図１０Ａに示すように、タイバー１２の両側から一対のリード１３，１４が延在するようにそれぞれ切り出されている。一方の前記リード１３の自由端部には固定接点１３ａを設けてあるとともに、リードとなる補助舌片１３ｃを延在してある。残る他方の前記リード１４の自由端部には可動接触片１５を延在してあるとともに、リードとなる補助舌片１４ｂを延在してある。そして、前記可動接触片１５にプレス加工を施して湾曲させた後、前記リード１４にプレス加工を施して屈曲部１４ａを形成することにより、前記固定接点１３ａに前記可動接触片１５を接近させる（図１０Ｂ）。このため、前記固定接点１３ａに前記可動接触片１５の可動接点１５ａが所定の接点間距離で接離可能に対向する（図１０Ｃ）。前記リードフレーム１１のタイバー１２の両側にベース２０をそれぞれインサート成形した後（図１１Ａ）、前記リードフレーム１１から前記リード１３，１４を切断することにより、ベース２０が完成する（図１１Ｂ）。
【００２６】
本実施形態にかかるリードフレーム１１は、前述の応用例にかかるスイッチの接点機構１０を形成できるだけでなく、例えば、図１２ないし図１６に示すように、左右および正面の３方向からの外力に応じて操作レバー４０がスライド移動し、２回路を開閉するスイッチにも応用できる。なお、前述の実施形態と同一部分には同一の番号を附して説明する。
【００２７】
すなわち、第１実施形態のリードフレームと基本的形状が同一のリードフレーム１１（図１５Ａ）にプレス加工を施して屈曲部１３ｂ，１４ａを形成し、接点機構１０を形成する（図１５Ｂ，１５Ｃ）。ついで、前記接点機構１０をベース２０にインサート成形し（図１６Ａ）、リード１３，１４を切断してリードフレーム１１からベース２０を切り離す（図１６Ｂ）。そして、前記ベース２０の底面に下面シート３０を貼着一体化するとともに、膨出面２４に上面シート３１を貼着一体化する。ついで、前記ベース２０の上面中央に設けた収納凹部２２に、操作レバー４０の挿入軸４４に挿入した復帰バネ４０を位置決めする。最後に、前記ベース２０の突起２１ａ，２１ｂに、カバー６０の切り欠き部６１および係合孔６２を係合することにより、スイッチが完成する（図１２）。なお、２３は、復帰バネ５０の脱落を防止する支持部である。
【００２８】
そして、操作レバー４０がスライド移動し、操作用リブ４２が可動接触片１５を押圧，解除することにより、可動接点１５ａが固定接点１３ａに接離し、左右および正面の３方向の外力に応じて異なる２回路を開閉できる。他は前述の応用例とほぼ同様であるので、説明を省略する。
【００２９】
また、前述の実施形態にかかるリードフレーム１１は、例えば、図１７ないし図２１に示すように、回転式の操作レバー４０が水平な２方向の外力で回動し、２回路を開閉するスイッチにも応用できる。なお、前述の実施形態と同一部分には同一番号を附して説明する。
【００３０】
すなわち、前述の応用例と同一のリードフレーム１１（図２０）で形成した接点機構１０をベース２０にインサート成形し（図２１Ａ）、リード１３，１４を切断してリードフレーム１１からベース２０を切り離す（図２１Ｂ）。そして、前記ベース２０の上下面に下面シート３０および上面シート３１，３１をそれぞれ貼着一体化する。ついで、前記ベース２０の中心軸２５に操作レバー４０の中心孔４６ａを挿通する。さらに、前記操作レバー４０の補強用リブ４５と台座部４６との間に復帰バネ５０を嵌合するとともに、前記復帰バネ５０のアーム５１，５１を前記ベースの側壁２１に設けた切り欠き部２１ｃ，２１ｃにそれぞれ係止する。最後に、前記ベース２０の突起２１ａ，２１ｂにカバー６０の切り欠き部６１および係合孔６２をそれぞれ係合することにより、スイッチが完成する（図１７）。
【００３１】
前述の実施形態では、いずれも常開接点だけを有する場合について説明したが、必ずしもこれに限らず、例えば、図２２ないし図２４に示す第２実施形態のように、常開接点１３ａおよび常閉接点１６ａを有する接点機構１０に適用してもよい。ただし、前述の第１実施形態と同一部分には同一番号を附して詳細な説明は省略する。
【００３２】
すなわち、前記ベース２０の接点機構１０は、図２２に示すように、リードフレーム１１からプレス加工でタイバー１２が切り出されている。前記タイバー１２の両側からは３本１組のリード１３，１４，１６がそれぞれ延在している（図２２Ａ）。前記リード１３の自由端部には常開固定接点１３ａを設けてあるとともに、前記リード１６の自由端部には常閉固定接点１６ａを設けてある。さらに、残る前記リード１４の自由端部には可動接触片１５が延在しているとともに、リードとなる補助舌片１４ｂが延在している。
【００３３】
そして、前記リード１１にプレス加工を施して常開固定接点１３ａを段落ちさせる一方、前記常閉固定接点１６ａを曲げ起こすとともに、前記可動接触片１５を湾曲させる。このため、前記可動接触片１５の可動接点１５ａが、常開固定接点１３ａと前記常閉固定接点１６ａとの間に位置する高さとなる（図２２Ｂ、２３）。さらに、プレス加工を施してリード１３，１４に屈曲部１３ｂ，１４ａを形成することにより、常開固定接点１３ａおよび可動接触片１５をタイバー１２に接近させる（図２２Ｃ）。このため、対向する常開固定接点１３ａおよび常閉固定接点１６ａの間に可動接触片１５の可動接点１５ａが位置し、かつ、前記可動接触片１５の前記可動接点１５ａが常閉固定接点１６ａに接触する。
【００３４】
さらに、前記リードフレーム１１のタイバー１２の両側にベース２０をそれぞれインサート成形した後（図２２Ｄ）、前記リードフレーム１１から前記リード１３，１４，１６を切断することにより、ベース２０が完成する。
【００３５】
そして、図２４に示すように、前記操作レバー４０の操作部４１に外力が負荷されると、図示しない復帰バネのバネ力に抗して操作レバー４０が押し込まれる。このため、操作用リブ４２が上面シート３１を介して可動接触片１５を押し下げるので、可動接点１５ａが常閉固定接点１６ａから開離した後、常開固定接点１３ａに接触する（図２４Ｂ）。さらに、操作レバー４０が押し込まれると、可動接点１５ａが常開固定接点１３ａに所定の接点圧で圧接する（図２４Ｃ）。ついで、前述の負荷を解除すると、復帰バネ５０のバネ力で操作レバー４０が押し戻され、可動接触片１５が元の位置に復帰するので、可動接点１５ａが常開固定接点１３ａから開離した後、常閉固定接点１６ａに接触する。
【００３６】
なお、前述の常開固定接点１３ａおよび常閉固定接点１６ａを有する接点機構１０は、前述の実施形態および応用例の全てに適用できる。
また、前述のスイッチは、接点機構１０が常閉固定接点だけを有する場合、あるいは、常開固定接点および常閉固定接点を並設した場合にも適用できる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明のスイッチは、片持ち支持された可動接触片の可動接点を固定接点に接離可能に対向させ、前記可動接触片を押し下げて可動接点を固定接点に接離させるものである。このため、従来例のように構成部品に高い部品精度や組立精度を必要としないので、生産が容易であるとともに、動作特性が安定した安価なスイッチが得られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるスイッチの第１実施形態を示す全体斜視図である。
【図２】図１で示したスイッチの分解斜視図である。
【図３】図１で示したスイッチの異なる角度から見た分解斜視図である。
【図４】第１実施形態にかかる接点機構の製造工程を示す斜視図である。
【図５】図４に続く製造工程を示す斜視図である。
【図６】図６Ａ、６Ｂおよび６Ｃは第１実施形態にかかるスイッチの動作前、動作中および動作後を示す断面図である。
【図７】本発明にかかる接点機構の応用例を示すスイッチの全体斜視図である。
【図８】図７で示したスイッチの分解斜視図である。
【図９】図７で示したスイッチの異なる角度から見た分解斜視図である。
【図１０】図７で示したスイッチの接点機構の製造工程を示す斜視図である。
【図１１】図１０に続く製造工程を示す斜視図である。
【図１２】本発明にかかる接点機構の他の応用例を示すスイッチの全体斜視図である。
【図１３】図１２で示したスイッチの分解斜視図である。
【図１４】図１２で示したスイッチの異なる角度から見た分解斜視図である。
【図１５】図１２で示したスイッチの接点機構の製造工程を示す斜視図である。
【図１６】図１５に続く製造工程を示す斜視図である。
【図１７】本発明にかかる接点機構の別の応用例を示すスイッチの全体斜視図である。
【図１８】図１７で示したスイッチの分解斜視図である。
【図１９】図１７で示したスイッチの異なる角度から見た分解斜視図である。
【図２０】図１７で示したスイッチの接点機構の製造工程を示す斜視図である。
【図２１】図２０に続く製造工程を示す斜視図である。
【図２２】本発明にかかるスイッチの第２実施形態の接点機構の製造工程を示す斜視図である。
【図２３】図２２Ｂの拡大斜視図である。
【図２４】図２４Ａないし図２４Ｃはスイッチの動作前、動作中および動作後をそれぞれ示す断面図である。
【符号の説明】
１０…接点機構、１１…リードフレーム、１３，１４，１６…リード、１３ａ，１６ａ…固定接点、１３ｂ，１４ａ…屈曲部、１５…可動接触片、１５ａ…可動接点、２０…ベース、２１…側壁、２１ａ，２１ｂ…突起、２１ｃ…切り欠き部、２１ｄ…軸受け凹部、２２…収納凹部、２３…支持部、２４…膨出面、２５…中心軸、３０…下面シート、３１…上面シート、４０…操作レバー、４１…操作部、４２…操作用リブ、４３…ガイド用リブ、４４…挿入軸、４６…台座部、４６ａ…中心孔、４７…回動軸、４８…収納凹部、５０…復帰バネ、５１…アーム、６０…カバー、６１…切り欠き部、６２…係合孔。
【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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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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