(57)【要約】【課題】長手方向の異常振動を抑制して、大入力に対しても異常のない音波放射を図った電気音響変換器を提供する。【解決手段】振動方向から見た振動面が長手と短手を有し、振動面は長手方向に凹凸状に連続的した湾曲部を形成し、振動面の外周部に沿って帯状に溝部３０を形成した非軸対称形の振動板１と、溝部３０の外周部に沿って帯状に形成され、振動板を振動自在に保持するトラック部２と、振動板の裏面の長手方向に取付けられる複数のボイスコイルボビン４Ａ、４Ｂと、複数のボイスコイルボビンの外周面に巻回される複数のボイスコイル５１，５２と、複数のボイスコイルに振動用の磁束を与える複数の磁気回路６１、７１、８１等と、トラック部の外周部、複数の磁気回路を保持するフレーム３とを有し、一方のボイスコイル５１には、ローパスフィルタを介した電気信号を、残りのボイルコイル５２には、帯域制限を受けない電気信号がそれぞれ入力されるよう構成した。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動方向から見た振動面の平面形状が長手と短手を有し、前記振動面は前記長手方向に凹凸状に連続的した湾曲部を形成しており、かつ、前記振動面の外周部に沿って帯状に形成された溝部を有する非軸対称形の振動板と、
前記溝部の外周部に沿って帯状に形成され、前記振動板と一体的に接続されて、前記振動板を振動自在に保持するトラック部と、
前記振動板の裏面の長手方向に取り付けられる複数のボイスコイルボビンと、前記複数のボイスコイルボビンの外周面に巻回される複数のボイスコイルと、
前記複数のボイスコイルに振動用の磁束を与える複数の磁気回路と、
前記トラック部の外周部、前記複数の磁気回路を保持するフレームとを有してなり、
前記複数のボイスコイルのうちの少なくも一つのボイスコイルには、ローパスフィルタを介した電気信号が入力され、残りのボイルコイルには、帯域制限を受けない電気信号が入力されるよう構成したことを特徴とする電気音響変換器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、細幅（長）で、かつ音質の優れた電気音響変換器としてのスピーカに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ハイビジョンやワイドビジョン等の普及により、テレビの画面は横長ののものが一般的になりつつある。しかし一方では、我が国の住宅事情から、テレビセット全体として幅狭・薄型のものが望まれている。このことは、テレビに限らず、一般のオーディオコンポにも云えることである。
【０００３】
例えば、テレビ用のスピーカユニットは、通常ブラウン管の両脇に取付けられるため、テレビセットの横幅を大きくする一因となっている。そのため、従来からテレビ用には、角型や楕円型の幅の狭いスピーカユニットが用いられてきた。
ところが、ブラウン管の横長化により、スピーカユニットの幅はますます狭くすることが求められる一方、画面の高画質化に対応した音声の高音質化が要求されてきている。
【０００４】
ところで、スピーカユニットの横幅を小にするためには、細幅の振動板を使用せざるをえない。しかも、長径（手）と短径（手）を有する細幅の振動板を使用し、この細幅の振動板をボイスコイルで駆動するスピーカにおいて、前記したスピーカユニットとしての性能を維持しつつ、充分な音圧と低域の再生帯域を確保するためには、振動板の縦（長手）方向の寸法は、必然的に大にならざるを得なくなる。
【０００５】
しかるに、単純に振動板の縦方向の寸法を大にして低音を拡大させたものでは、振動板各部分からの音波が干渉し合うことにより、高音域で縦方向の指向特性が多峰性を持つことになり、音質に問題が生じる事になる。
【０００６】
また、いたずらに振動板の縦方向の寸法を大きくした場合には、その方向への制約が新たに加わることになる。従って、これらの制約により、従来は充分な再生帯域と広い指向特性を得ることは難しいものであった。
【０００７】
そこで、充分な音圧を得るために従来一般的に採用されてきた方法の一つとしては、細長のスピーカを縦（長手）方向に複数個並べていたものであったが、この方法では、単体スピーカのピストン帯域音圧が個数分だけ増強される効果しかなく、低音再生帯域が広がることはない。
【０００８】
又、実効質量を大きくするために、縦方向の寸法を大きくしたスピーカを使うものにあっては、低音再生帯域を拡大することは可能ではあるが、両者とも前記したように高音域で縦方向の指向特性が多峰性を持つことになるので、音質に問題が生じる事は避けられないものであった。
【０００９】
以下、上記した従来の細幅の電気音響変換器２０の構成について、図１０〜図１９を参照して説明する。
【００１０】
図１０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ従来の細幅の電気音響変換器２０の平面図、Ａ−Ａ線断面図及び側面図である。図１０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）において、２１は、振動方向から見た平面形状が、長径（手）と短径（手）を有し、音を放射する方向に凹凸状に連続的に湾曲した形状を有する非軸対称形の振動板である。この振動板２１の外周部にはエッジ２２が接合され、フレーム２３に保持されている。なお、このフレーム２３は、略平板状に形成されている。
【００１１】
振動板２１の外周部下端には、図１１に示す如くのトラック型のボイスコイルボビン２４が固着されている。このボイスコイルボビン２４の外周面には、ボイスコイル２５が巻回されている。
【００１２】
ボイスコイルボビン２４は、振動板２１の振動方向から見た平面形状が、長径と短径を有する非軸対称形であって、かつ、ボイスコイルボビン２４の一部は、振動板２１の長径方向に関して互いに平行な直線部分を有している。
【００１３】
また、ボイスコイルボビン２４は、巻線を施すフォーム部分が振動板２１の長径方向に沿って２分割（２４１，２４２）されており、この分割部分が短、長径方向に関して平行になる如く接合することにより、補強部としての梁３２が形成されるものである。なお、３３は、ボイスコイルボビン２４の外周面に巻回され補強紙として用いられるクラフト紙からなるバンドである。
【００１４】
ボイスコイルボビン２４は後述する磁気回路の図示しない磁気空隙に釣り下げられ、音声信号電流と磁束により駆動力を発生する。
【００１５】
フレーム２３の内側底面２３ａには、前記した磁気回路が取付けられている。
磁気回路は、鉄製のヨーク２６、マグネット２７、ポールピース２８で構成され、図示しない治具によりフレーム２３の所定位置に固定されている。なお、マグネット２７、ポールピース２８は、振動板２１の主振動部に対応する位置に取付けられているものである。また、３０は溝部である。
【００１６】
ここで、振動板２１の具体的構成につき説明する。この振動板２１は、前記した如く、振動方向から見た平面形状が、長径と短径を有し、音を放射する方向に凹凸状に連続的に湾曲した形状を有する非軸対称形のものである。すなわち、２９ａ１〜２９ａ６を凸状部とし、これと交互に連続している２９ｂ１〜２９ｂ４を凹状部としたものである。
【００１７】
なお、それぞれの凸状部２９ａ１〜２９ａ６から凹状部２９ｂ１〜２９ｂ４までの深さ方向の寸法Ｄは、ほぼ同程度に形成されている。また、この振動板２１は、ボイスコイル２５の発熱に耐え、かつ、振動板２１としての機械的特性に優れたポリイミド（ＰＩ）フィルムによって構成されている。なお、２９ｃは、振動板２１の略中央部に設けた凹状溝部、３１は、入力用のリード線である。
【００１８】
図１２は、前記した図１０の構成の細幅の電気音響変換器２０において、振動板２１の構成を、縦方向において２倍にしてスリムスピーカ構造とした電気音響変換器４０の平面図、Ａ−Ａ線断面図及び側面図である。
【００１９】
図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）において、４１は、振動方向から見た平面形状が、長径と短径を有し、音を放射する方向に凹凸状に連続的に湾曲した形状を有する非軸対称形の振動板である。この振動板４１の外周部にはエッジ４２が接合され、フレーム４３に保持されている。
【００２０】
なお、この図１２の構成において、４９ａ１〜４９ａ１２，４９ｂ１〜４９ｂ８，４９ｃ１〜４９ｃ３は、それぞれ前記した図１０の２９ａ１〜２９ａ６，２９ｂ１〜２９ｂ４，２９ｃ１〜２９ｃ３に対応している凸状部、凹状部、凹状溝部であるので、ここでは改めて説明しない。
【００２１】
また、前記した振動板４１の外周部下端には、これまた前記した図１１に示す如くのトラック型のボイスコイルボビン２４が固着されている。このボイスコイルボビン２４の構成も、前記したものと同様なので、ここでは改めて説明しない。
なお、４６はヨーク、４７はポールピース、４８はマグネットであり、５１は入力用のリード線である。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
このような構成を有する電気音響変換器２０の１個及び２個を、ポール１９の縦方向に配置したスピーカシステム例を、図１３、図１４にそれぞれ示す。図１５，図１６は、前記した図１３、図１４におけるスピーカシステムのそれぞれの音圧周波数特性を示す説明図であり、この両図（図１５，図１６）より明らかな如く、単純に振動板２１の構成を縦方向において２個並設にしたのみでは、低音再生帯域の拡大化は見ることができない。
【００２３】
図１７に示すものは、振動板２１の構成を、縦方向において２倍にしそれをポール１９に配置したスピーカシステムの側面図であり、図１８にその音圧周波数特性を示す。この図１８より、前記した振動板２１の縦方向寸法を２倍にした振動板４１を用いて実効質量を大としたことにより、低音再生帯域の拡大化が見られる。
【００２４】
しかしながら、図１９（７ｋＨｚの指向特性）から明らかなように、この図１８の振動板２１の縦方向寸法を２倍にしたものにあっては、低音再生帯域の拡大化は見られるものの、指向特性が多峰性を持つことになるので、聴取時、頭を若干移動させるがけで大きく聴取音圧が変わってしまうことになり、音質の劣化はさけられなかった。
【００２５】
本発明は、かかる点に鑑みなされたものであり、前記した縦長スピーカ（振動板の縦方向寸法を２倍にしたもの）を、１個の振動板と、複数個、例えば２個のボイスコイル、例えば２個の磁気回路を持つ構成することにより実効質量を大きくし、且つ、２つに分割した駆動部に異なった帯域を持つ入力信号を加えることにより、低域再生帯域の拡大を図りながら、高域における指向性が多峰性を持つ現象を防ぐことが出来るようにした電気音響変換器を提供することをその目的とするものである。
【００２６】
具体的には、複数の駆動回路の少なくとも一方にはローパスフィルタを通った信号を印加し、他方には何ら帯域制限を加えない信号を印加するものである。これにより、低音域は拡大化され、一方、高域による相互干渉がなくなり同一音場が得られるものである。又、低音域と高音域のバランスを変化させたい場合には、全帯域信号を加えることなく、シェルビング型フィルタのような特性を持つフィルタを導入してもよい。
【００２７】
又、これらのバランス調整回路を含んだスピーカシステム構成とすることによって、音楽分野によっては要求が異なることが多い、低音域と高音域のエネルギーバランスを任意に変えることが出来るスピーカシステムを提供することもできる。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、
振動方向から見た振動面の平面形状が長手と短手を有し、前記振動面は前記長手方向に凹凸状に連続的した湾曲部を形成しており、かつ、前記振動面の外周部に沿って帯状に形成された溝部３０を有する非軸対称形の振動板１と、
前記溝部３０の外周部に沿って帯状に形成され、前記振動板１と一体的に接続されて、前記振動板１を振動自在に保持するトラック部（エッジ）２と、
前記振動板１の裏面の長手方向に取付けられる複数のボイスコイルボビン４Ａ、４Ｂと、
前記複数のボイスコイルボビン４Ａ、４Ｂの外周面に巻回される複数のボイスコイル５１，５２と、
前記複数のボイスコイル５１，５２に振動用の磁束を与える複数の磁気回路６１，６２、７１，７２、８１，８２と、
前記トラック部２の外周部、前記複数の磁気回路を保持するフレーム３とを有してなり、
前記複数のボイスコイル５１，５２のうちの少なくも一つのボイスコイル５１には、ローパスフィルタを介した電気信号が入力され、残りのボイルコイル５２には、帯域制限を受けない電気信号が入力されるよう構成したことを特徴とする。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて説明する。なお、以下に述べる実施例は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００３０】
図１は、本発明になる電気音響変換器１０の好ましい一実施例を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ線断面図、（ｃ）は側面図である。図２は、図１の電気音響変換器１０をポール形状の筐体１９に取付けたスピーカシステムの側面図、図３は、本発明になる電気音響変換器の音圧周波数特性を示す図、図４は、図３の音圧周波数特性において、７ＫＨｚの指向特性を示す説明図、図５は、本発明になる電気音響変換器に用いられるローパスフィルタの入出力特性を示す説明図、図６は、本発明になる電気音響変換器を用いたスピーカシステムにおけるローパスフィルタ通過後のスピーカ特性を示す説明図、図７は、本発明になる電気音響変換器を用いたスピーカシステムにおける帯域制限のないスピーカ特性を示す説明図、図８は、本発明になる電気音響変換器の駆動形態を示す説明図、図９は、本発明になる電気音響変換器に用いられるトラック型ボイスコイルの斜視図である。
【００３１】
まず、図１を参照して、本発明になる電気音響変換器１０を構成する振動板１の具体的構成について説明する。
【００３２】
図１（ａ），（ｂ），（ｃ）において、１は、振動方向から見た平面形状が、長径（手）と短径（手）を有し、音を放射する方向に凹凸状に連続的に湾曲した形状と外周部に沿って帯状に形成された溝部とを有する非軸対称形の振動板である。この振動板１の外周部にはエッジ（トラック部）２が接合され、その外周部２ａによってフレーム３に保持されている。なお、このフレーム３は、略平板状に形成されている。
【００３３】
振動板１の外周部下端には、図９に示す如くの２個のトラック型のボイスコイルボビン４Ａ，４Ｂが固着されている。このボイスコイルボビン４Ａ，４Ｂの外周面には、ボイスコイル５１，５２が巻回されている。
【００３４】
ボイスコイルボビン４Ａ（４Ｂ）は、振動板１の振動方向から見た平面形状が、長径と短径を有する非軸対称形であって、かつ、ボイスコイルボビン４Ａ（４Ｂ）の一部は、振動板１の長径方向に関して互いに平行な直線部分を有している。
【００３５】
また、ボイスコイルボビン４Ａ（４Ｂ）は、巻線を施すフォーム部分が振動板１の長径方向に沿って２分割（４１，４２）されており、この分割部分が短、長径方向に関して平行になる如く接合することにより、補強部としての梁１５が形成されるものである。なお、１６は、ボイスコイルボビン４Ａ（４Ｂ）の外周面に巻回され補強紙として用いられるクラフト紙からなるバンドである。
【００３６】
ボイスコイルボビン４Ａ（４Ｂ）は、後述する磁気回路の図示しない磁気空隙に釣り下げられ、音声信号電流と磁束により駆動力を発生する。
【００３７】
フレーム３の内側底面には、前記した如くの２組の磁気回路が取付けられている。それぞれの磁気回路は、鉄製のヨーク６１，６２、マグネット７１，７２、ポールピース８１，８２で構成され、図示しない治具によりフレーム３の所定位置に固定されている。なお、これらマグネット７１，７２、ポールピース８１，８２は、振動板１の主振動部１ａに対応する位置に設けられているものである。
【００３８】
ここで、振動板１の具体的構成につき説明する。この振動板１は、前記した如く、振動方向から見た平面形状が、長径と短径を有し、音を放射する方向に凹凸状に連続的に湾曲した形状と外周部に沿って帯状に形成された溝部３０とを有する非軸対称形のものである。すなわち、１１ａ〜１１ｆ、１３ａ〜１３ｆを凸状部とし、これと交互に連続している１２ａ〜１２ｄ、１４ａ〜１４ｄを凹状部としたものである。なお、９１，９２は、この振動板１に一体的に形成された細溝部であり、１８は、これまた、この振動板１に一体的に形成された接続部である。
【００３９】
なお、それぞれの凹状部までの深さ方向の寸法は、中央部を除き、ほぼ同程度に形成されている。また、この振動板１は、ボイスコイル５１，５２の発熱に耐え、かつ、振動板１としての機械的特性に優れたポリイミド（ＰＩ）フィルムによって構成されている。
【００４０】
次に、このように構成した電気音響変換器１０の動作について、主として図１、図８を中心に説明する。
【００４１】
前記構成において、振動板１の下部それぞれ分割された形で形成されているにマグネット７１，７２によってボイルコイルボビン４Ａ（４Ｂ）の周囲に磁界が発生し、このボイルコイルボビン４Ａ（４Ｂ）に巻回されたボイルコイル５１，５２に駆動電流が流れると、前記したボイルコイルボビン４Ａ（４Ｂ）に駆動電流に応じた電磁力が作用し、この電磁力で主振動部１ａ、１ｂを主体として振動板１が振動する。
【００４２】
この振動に際して、振動板１の振動部の周囲に設けた細溝部９１，９２の図示しない下端部は、その面精度が確保されるよう形成されており、かつ、ボイルコイルボビン４Ａ（４Ｂ）の上端部と比較的大きな接触面積で支持されているため、正確に駆動力が伝達される。
【００４３】
又、振動板１の上面は外側（音を放射する方向）に突出する形状の略半円筒面１１ａと、これと連続しており、内側にくぼむ形状の略半円筒面１２ａ、略半円筒面１３ａと、これと連続しており、内側にくぼむ形状の略半円筒面１４ａ等とが長手方向に交互に配置される形状となっているので、相補的にこの部分の振動成分の発生が未然に防止される。
【００４４】
また、本実施例になる電気音響変換器１０において、図８に明示される如く一方のボイスコイル５１には、図５に示す如くの入出力特性を有するローパスフィルタを通った電気信号を印加し、残りのボイスコイル５２には、何ら帯域制限を加えない電気信号を印加する。この場合の音圧周波数特性図を図３に、また、図３において、７ｋＨｚにおける指向特性図を図４にそれぞれ示す。
【００４５】
この図４より明らかな如く、本実施例になる一方のボイスコイル５１には、ローパスフィルタを通った電気信号を印加し、残りのボイスコイル５２には、何ら帯域制限を加えない電気信号を印加することにより、高音域の縦方向指向特性が相互に干渉することがないので、多峰性を持つようなことがなく、しかも低音再生帯域の拡大化が図られていることがわかる。
【００４６】
図６は、前記した図８において、ローパスフィルタを通過したあとの信号を、一方のボイスコイル５１のみに印加した時の音圧周波数特性を、図７は、ローパスフィルタを使用しない帯域制限のない信号を、残りのボイスコイル５２に印加したときの音圧周波数特性をそれぞれ示すものである。
【００４７】
前記した本実施例になる構成を有する電気音響変換器によれば、図２の如くのスリム形状の電気音響変換器であっても、充分な再生帯域と平坦な音圧周波数特性、良好な高音域指向特性が実現でき、忠実な音楽再生が可能となる。すなわち、図６、図７の両図より明らかな如く、本実施例構成によれば、実効質量が大となることにより低音域においては拡大化がなされ、一方、高音域において、相互に干渉する（多峰性を有する）ことがないので、どのような聴取位置でも同一音場が得られるものである。
【００４８】
なお、低音域と高音域のバランスを変化させたい場合には、例えば、残りのボイスコイル５２に全帯域信号を加えることなく、シェルビング型フィルタのような特性を持つフィルタを導入すればよい。
【００４９】
又、これらのバランス調整回路を含んだシステムに於いては、音楽分野によっては要求が異なることが多い低音域と高音域のエネルギーバランスを任意に変えることが出来る電気音響変換器を提供することもできる。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、振動方向から見た振動面の平面形状が長手と短手を有し、前記振動面は前記長手方向に凹凸状に連続的した湾曲部を形成しており、かつ、前記振動面の外周部に沿って帯状に形成された溝部を有する非軸対称形の振動板と、前記溝部の外周部に沿って帯状に形成され、前記振動板と一体的に接続されて、前記振動板を振動自在に保持するトラック部と、前記振動板の裏面の長手方向に取付けられる複数のボイスコイルボビンと、前記複数のボイスコイルボビンの外周面に巻回される複数のボイスコイルと、前記複数のボイスコイルに振動用の磁束を与える複数の磁気回路と、前記トラック部の外周部、前記複数の磁気回路を保持するフレームとを有してなり、前記複数のボイスコイルのうちの少なくも一つのボイスコイルには、ローパスフィルタを介した電気信号が入力され、残りのボイルコイルには、帯域制限を受けない電気信号が入力されるよう構成したことにより、スリム形状であっても充分な再生帯域と平坦な音圧周波数特性、良好な高音域指向特性が実現でき、忠実な音楽再生が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明になる電気音響変換器の好ましい一実施例を示す説明図である。
【図２】図１になる電気音響変換器を搭載したスピーカシステムの側面図である。
【図３】本発明になる電気音響変換器の音圧周波数特性を示す図である。
【図４】図３において、７ＫＨｚの指向特性を示す説明図である。
【図５】本発明になる電気音響変換器に用いられるローパスフィルタの入出力特性を示す説明図である。
【図６】本発明になる電気音響変換器を用いたスピーカシステムにおけるローパスフィルタ通過後のスピーカ特性を示す説明図である。
【図７】本発明になる電気音響変換器を用いたスピーカシステムにおける帯域制限のないスピーカ特性を示す説明図である。
【図８】本発明になる電気音響変換器の駆動形態を示す説明図である。
【図９】本発明になる電気音響変換器に用いられるトラック型ボイスコイルの斜視図である。
【図１０】従来の電気音響変換器を示す説明図である。
【図１１】トラック型ボイスコイルの斜視図である。
【図１２】従来の電気音響変換器において、振動板の縦方向の寸法を２倍にした状態を示す説明図である
【図１３】図１０の電気音響変換器を搭載したスピーカシステムの説明図である。
【図１４】図１０の電気音響変換器を縦方向に２個搭載したスピーカシステムの側面図である。
【図１５】図１０の電気音響変換器を１個搭載したスピーカシステムの音圧周波数特性を示す説明図である。
【図１６】図１０の電気音響変換器を縦方向に２個搭載したスピーカシステムの音圧周波数特性を示す説明図である
【図１７】図１２になる電気音響変換器を搭載したスピーカシステムの側面図である。
【図１８】図１３の電気音響変換器の音圧周波数特性を示す説明図である。
【図１９】図１５、図１６、図１８において、７ＫＨｚの指向特性を示す説明図である。
【符号の説明】
１　　振動板
２　　エッジ
２ａ　外周部
３　　フレーム
４Ａ（４Ｂ）ボイスコイルボビン
５１（５２）　　ボイスコイル
６１（６２）　　ヨーク
７１（７２）　　　　マグネット
８１（８２）　　　　ポールピース
９１（９２）　　　　細溝部
１０　　電気音響変換器
１１ａ〜１１ｆ　凸状部
１２ａ〜１２ｆ　凹状部
１３ａ〜１３ｆ　凸状部
１４ａ〜１４ｆ　凹状部
１５　　梁
１６　　バンド
１７　　リード線
１８　　接続部
１９　　ポール
２０　　電気音響変換器
２１　　振動板
２２　　エッジ
２３　　フレーム
２４　　ボイスコイルボビン
２５　　ボイスコイル
２６　　ヨーク
２７　　マグネット
２８　　ポールピース
２９ａ１〜２９ａ６　　　　凸状部
２９ｂ１〜２９ｂ４　　　　凹状部
３０　　溝部
３１　　リード線
３２　　梁
３３　　バンド
４０　　電気音響変換器
４１　　振動板
４２　　エッジ
４３　　フレーム
４６　　ヨーク
４７　　ポールピース
４８　　マグネット
４９ａ１〜４９ａ１２　凸状部
４９ｂ１〜４９ｂ８　　　　凹状部
４９　凹状溝部
５０　ネジ部
【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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【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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