(57)【要約】【課題】操作部材の回転操作量と車輪の転舵量との比が可変とされている車両操舵用操作装置において、ドライバーの好みや車両の機能に応じて操作部材の把持部を伸縮し、操作性を向上する。【解決手段】操舵用操作部材１は通常形態と伸長形態との間で形態変更可能であり、車両直進時に回転中心の左右に位置する左右把持部１Ｌ、１Ｒを含む本体１ａと、補助把持部１Ａを含む補助部材３４とを有する。伸長形態においては、車両直進時に左右把持部１Ｌ、１Ｒの上方および下方の中の少なくとも一方に位置する補助把持領域に、補助把持部１Ａが位置するように本体１ａと補助部材３４とが相対配置される。通常形態においては、補助把持部１Ａが左右把持部１Ｌ、１Ｒをドライバーが把持する際に干渉することのない退避領域に位置するように本体１ａと補助部材３４とが相対配置される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵用操作部材の回転操作量と車輪の転舵量との比が可変とされている車両の操舵に用いられる操作装置において、
前記操作部材は、車両直進時に回転中心の左右に位置する左右把持部を含む本体と、補助把持部を含む補助部材とを有し、
車両直進時に前記左右把持部の上方および下方の中の少なくとも一方に位置する領域は補助把持領域とされ、
前記操作部材は、通常形態と伸長形態との間で形態変更可能とされ、
前記通常形態においては、前記補助把持部が前記左右把持部をドライバーが把持する際に干渉することのない退避領域に位置するように前記本体と前記補助部材とが相対配置され、
前記伸長形態においては、前記補助把持部が前記補助把持領域に位置するように前記本体と前記補助部材とが相対配置されることを特徴とする車両操舵用操作装置。
【請求項２】
前記補助部材は円弧に沿って湾曲する外周面を有し、
前記本体に、円弧に沿う内周面を有する収納空間が前記退避領域として設けられ、
前記収納空間に前記補助部材が前記内周面に案内されて移動可能に収納され、
前記補助把持部は、前記通常形態において前記収納空間内に位置され、前記伸長形態において前記収納空間内から進出することで前記補助把持領域に位置される請求項１に記載の車両操舵用操作装置。
【請求項３】
前記車両は、前記操作部材の回転操作に応じて駆動される操舵用モータと、前記操舵用モータの動きを舵角変化が生じるように車輪に伝達する機構と、前記操作部材の回転操作量に対する車輪の転舵量の比が変化するように前記操舵用モータを制御する制御系とを有し、
前記補助部材を前記退避領域と前記補助把持領域との間で移動させる補助アクチュエータが設けられ、
前記操作部材の回転操作量に対する車輪の転舵量の比が小さい場合は大きい場合よりも、前記補助部材の前記補助把持領域への進出量が大きくなるように前記補助アクチュエータが前記制御系により制御される請求項１または２に記載の車両操舵用操作装置。
【請求項４】
前記補助部材は前記本体に同行回転可能に連結および連結解除可能とされ、その連結により前記補助把持部は前記補助把持領域に配置され、その連結解除により前記補助把持部は前記退避領域に退避可能とされている請求項１に記載の車両操舵用操作装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、操舵に際して回転操作される操作部材を備えた車両操舵用操作装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
操舵用操作部材の回転操作量と車輪の転舵量との比が可変とされている車両においては、低車速時は高車速時よりも操作部材の回転操作量に対する車輪の転舵量の比を大きくし、操作部材の回転操作量の最大値を低減している。そのため、操作部材の把持部は車両直進時に回転中心の左右にのみ位置すれば十分なものとされている。また、車両直進時に操作部材における左右把持部の上下に把持部がなければ、ドライバーの視界やドライバースペースを拡げることができる。そのため、例えば、操作部材として外周が長方形に沿い、車両直進時に回転中心の左右にのみ把持部が位置するものが提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２５５０４０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一般的なドライバーは車両直進時に操作部材における回転中心の左右に位置する左右把持部を把持するが、ドライバーの好みにより、車両直進時に左右把持部の上下に位置する部分を把持することが要望される場合もある。また、フェールセーフ機能や操舵特性の切換機能を設けることで、操作部材の回転操作量と車輪の転舵量との比が固定されたり車速との関係が変化し、操作部材の回転操作量の最大値が大きくなる場合がある。このような場合、操作部材を左右把持部においてしか把持できないと操作し難くなる。
本発明は上記問題を解決することのできる車両操舵用操作装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、操舵用操作部材の回転操作量と車輪の転舵量との比が可変とされている車両の操舵に用いられる操作装置において、前記操作部材は、車両直進時に回転中心の左右に位置する左右把持部を含む本体と、補助把持部を含む補助部材とを有し、車両直進時に前記左右把持部の上方および下方の中の少なくとも一方に位置する領域は補助把持領域とされ、前記操作部材は、通常形態と伸長形態との間で形態変更可能とされ、前記通常形態においては、前記補助把持部が前記左右把持部をドライバーが把持する際に干渉することのない退避領域に位置するように前記本体と前記補助部材とが相対配置され、前記伸長形態においては、前記補助把持部が前記補助把持領域に位置するように前記本体と前記補助部材とが相対配置されることを特徴とする。
本発明によれば、操作部材を伸長形態とすることで、左右把持部の上方および下方の中の少なくとも一方における補助把持領域に補助把持部を配置でき、また、操作部材を通常形態とすることで補助把持部を左右把持部をドライバーが把持する際に干渉することのない退避領域に退避させることができる。
【０００６】
前記補助部材は円弧に沿って湾曲する外周面を有し、前記本体に、円弧に沿う内周面を有する収納空間が前記退避領域として設けられ、前記収納空間に前記補助部材が前記内周面に案内されて移動可能に収納され、前記補助把持部は、前記通常形態において前記収納空間内に位置され、前記伸長形態において前記収納空間内から進出することで前記補助把持領域に位置されるのが好ましい。
これにより、補助把持部の退避領域として本体の内部空間を利用できるので、通常形態における左右把持部の把持が補助把持部により邪魔されることはなく、また、補助把持部の収納スペースを別途確保する必要もない。
【０００７】
前記車両は、前記操作部材の回転操作に応じて駆動される操舵用モータと、前記操舵用モータの動きを舵角変化が生じるように車輪に伝達する機構と、前記操作部材の回転操作量に対する車輪の転舵量の比が変化するように前記操舵用モータを制御する制御系とを有し、前記補助部材を前記退避領域と前記補助把持領域との間で移動させる補助アクチュエータが設けられ、前記操作部材の回転操作量に対する車輪の転舵量の比が小さい場合は大きい場合よりも、前記補助部材の前記補助把持領域への進出量が大きくなるように前記補助アクチュエータが前記制御系により制御されるのが好ましい。
これにより、操作部材の回転操作量と車輪の転舵量との比の変化に応じて自動的に補助把持部を必要なだけ補助把持領域に進出させることができる。
【０００８】
前記補助部材は前記本体に同行回転可能に連結および連結解除可能とされ、その連結により前記補助把持部は前記補助把持領域に配置され、その連結解除により前記補助把持部は前記退避領域に退避可能とされているのが好ましい。
これにより、操作部材の通常形態と伸長形態との間での形態変更を、補助部材の本体に対する連結および連結解除だけで容易に行うことができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１に示す本発明の第１実施形態の車両操舵用操作装置は、回転操作される操作部材１を備え、操作部材１の回転操作量と前部左右車輪４の転舵量との比が可変とされている車両の操舵に用いられる。その車両は、操作部材１の回転操作に応じて駆動される操舵用モータ２と、操舵用モータ２の動きを舵角変化が生じるように前部左右車輪４に伝達するステアリングギヤ機構３とを有し、操作部材１を車輪４に機械的に連結することなく操作部材１の操作に応じて舵角を変化させる所謂ステアバイワイヤシステムを採用している。
【００１０】
操舵用モータ２としては、例えば公知の直流ブラシレスモータ等の電動モータを採用できる。ステアリングギヤ機構３は、操舵用モータ２の出力シャフトの回転運動をステアリングロッド７の直線運動に変換する例えばボールネジ機構等の運動変換機構により構成されている。ステアリングロッド７の動きがタイロッド８とナックルアーム９を介して車輪４に伝達され、車輪４のトー角が変化する。ステアリングギヤ機構３は公知のものを用いることができ、操舵用モータ２の動きを舵角が変化するように前部左右車輪４に伝達できれば構成は限定されない。操舵用モータ２が駆動されていない状態では、前部左右車輪４はセルフアライニングトルクにより直進位置に復帰できるようにホイールアラインメントが設定されている。
【００１１】
操作部材１は、車体側により回転可能に支持される回転シャフト１０に連結されている。回転シャフト１０に操作用アクチュエータ１９の出力シャフトが一体化されている。操作用アクチュエータ１９は操作部材１の中立位置復帰方向へ作用する操作反力を発生する。操作用アクチュエータ１９としては、例えば公知の直流ブラシレスモータ等の電動モータを採用できる。
【００１２】
操作部材１の回転操作量として中立位置からの操作角δｈを検出する角度センサ１１が設けられている。車輪４の転舵量として舵角δを検出する舵角センサ１３が設けられ、本第１実施形態では舵角δとして車輪４の転舵量に対応するステアリングロッド７の移動量を検出する。車速Ｖを検出する速度センサ１４が設けられている。操作部材１の操作反力に対応する操作トルクＴｈとして回転シャフト１０により伝達されるトルクを検出するトルクセンサ４４が設けられている。角度センサ１１、舵角センサ１３、速度センサ１４、およびトルクセンサ４４は制御装置２０に接続される。
【００１３】
制御装置２０は駆動回路２２を介して操舵用モータ２を制御し、駆動回路２３を介して操作用アクチュエータ１９を制御する制御系を構成する。
【００１４】
操舵用モータ２の制御のため、制御装置２０は例えば操作部材１の操作角δｈと車速Ｖと目標舵角δ＊  との間の予め定められた関係を記憶し、目標舵角δ＊  と検出舵角δとの偏差をなくすように駆動回路２２を介して操舵用モータ２の駆動信号を出力する。その操作角δｈと車速Ｖと目標舵角δ＊  との間の関係は、例えば車速Ｖが大きくなる程に目標舵角が小さくなるものとされる。すなわち、操舵用モータ２の動きを車輪４に舵角が変化するように伝達する際に、操作部材１の回転操作量に対する車輪４の転舵量の比が変化するように操舵用モータ２が制御される。操作部材１の操作量に対する車輪４の転舵量の比を低車速で大きくすることで旋回性能を向上し、高車速で小さくすることで走行安定性を向上できる。なお、操舵用モータ２の制御方法は、操作部材１の回転操作量に対する車輪４の転舵量の比が変化するように制御可能であれば特に限定されるものではない。
【００１５】
操作用アクチュエータ１９の制御のため、制御装置２０は例えば操作部材１の操作角δｈと目標操作トルクＴｈ＊  との間の予め定められた関係を記憶し、目標操作トルクＴｈ＊  と検出操作トルクＴｈとの偏差をなくすように駆動回路２３を介して操作用アクチュエータ１９の駆動信号を出力する。その操作角δｈと目標操作トルクＴｈ＊  との間の関係は、例えば操作角δｈが大きくなる程に目標操作トルクＴｈ＊  が大きくなるものとされる。なお、操作用アクチュエータ１９の制御方法は、適正な操作反力を付与できれば特に限定されるものではない。
【００１６】
図２（Ａ）に示すように、操作部材１はハブ３１とリム３２をスポーク３３により連結することで形成される本体１ａと、円弧に沿って湾曲する外周面を有するロッド状補助部材３４とから構成される。本体１ａは、車両直進時に回転中心の左右に位置する左右把持部１Ｌ、１Ｒを含む。補助部材３４は補助把持部１Ａを含む。本第１実施形態では、リム３２の外周は略Ｄ字形状に沿うものとされることで、左右把持部１Ｌ、１Ｒとその上方部分は円弧に沿い、左右把持部１Ｌ、１Ｒの下方部分は直線に沿う。
【００１７】
本体１ａの内部に、円弧に沿う内周面を有する収納空間３５が退避領域として設けられている。図３に示すように、収納空間３５は左把持部１Ｌの下端に開口３５′を有し、その開口３５′から収納空間３５に補助部材３４が収納される。図２（Ｂ）、図２（Ｃ）、図２（Ｄ）に示すように、補助部材３４は収納空間３５の内周面３５ａにより案内されて移動可能とされ、その移動により収納空間３５から開口３５′を通って進出および退避する。本第１実施形態では補助部材３４の移動は人力により行われ、そのため補助部材３４の外周に突起３４′が設けられ、補助部材３４が完全に収納空間３５に収納された状態でも突起３４′はリム３２に形成された切欠き３２ａから収納空間３５外に突出する。
【００１８】
その退避領域とされた収納空間３５からの補助部材３４の退避および進出により、操作部材１は通常形態と伸長形態との間で形態変更可能とされている。通常形態においては、補助部材３４が収納空間３５内に位置することで、補助把持部１Ａが左右把持部１Ｌ、１Ｒをドライバーが把持する際に干渉することのない退避領域に位置するように本体１ａと補助部材３４とが相対配置される。車両直進時に左右把持部１Ｌ、１Ｒの下方に位置する領域が補助把持領域とされ、伸長形態においては、補助部材３４が収納空間３５から進出することで補助把持部１Ａが補助把持領域に位置するように本体１ａと補助部材３４とが相対配置される。これにより、通常形態における操作部材１の形態は本体１ａにより定まり、その外周が略Ｄ字形状に沿う。伸長形態における操作部材１の形態は本体１ａと補助部材３４とにより定まり、補助部材３４の収納空間３５からの進出量が増大するに程に操作部材１の外周形状は円形に近づき、最も進出させた図２（Ｄ）に示す状態で円形となる。
【００１９】
本第１実施形態では、補助部材３４に複数の凹部３４ａが周方向に沿って間隔をおいて設けられ、収納空間３５の内周面３５ａから出没可能に位置決め部材３６が設けられ、位置決め部材３６を内周面３５ａから突出させる方向に弾力を付与するバネ３７が操作部材１内のバネ室３８に設けられている。何れかの凹部３４ａに位置決め部材３６が嵌め合わされることで本体１ａに対する補助部材３４の位置決めがなされ、補助把持部１Ａと左右把持部１Ｌ、１Ｒは同行回転する。また、位置決め部材３６は凹部３４ａの内周との接触面が収納空間３５の内周面３５ａの径方向に対して傾斜することで、補助部材３４を移動させる力の分力によりバネ室３８に没入可能とされている。これにより補助部材３４の収納空間３５からの進出量は設定変更可能とされている。
【００２０】
上記第１実施形態によれば、操作部材１を伸長形態とすることで左右把持部１Ｌ、１Ｒの下方における補助把持領域に補助把持部１Ａを配置でき、また、操作部材１を通常形態とすることで補助把持部１Ａを左右把持部１Ｌ、１Ｒをドライバーが把持する際に干渉することのない退避領域に退避させることができるので、ドライバーの好みや車両の機能に応じて操作部材の把持部を伸縮し、操作性を向上できる。しかも、その退避領域として左右把持部１Ｌ、１Ｒの内部空間を利用できるので、通常形態における左右把持部１Ｌ、１Ｒの把持が補助把持部１Ａにより邪魔されることはなく、また、補助把持部１Ａの収納スペースを別途確保する必要もない。
【００２１】
図４は本発明の第２実施形態の車両操舵用操作装置における要部を示す。上記第１実施形態においては補助部材３４を人力により移動させているが、これに代えて本第２実施形態においては、補助部材３４を補助アクチュエータ５１により退避領域と補助把持領域との間で移動させる。すなわち、第１実施形態における突起３４′、凹部３４ａ、位置決め部材３６、バネ３７、バネ室３８はなく、それらに代えて補助部材３４の内周に円弧状ギヤ３４ｂを構成する歯が形成され、そのギヤ３４ｂに噛み合う歯車５２が補助アクチュエータ５１の出力シャフトに取り付けられる。補助アクチュエータ５１は例えば減速機付モータにより構成され、操作部材１に設けられたスイッチ５３を介して電源に接続される。そのスイッチ５３の操作により歯車５２を正転、逆転あるいは停止させることが可能とされ、これにより補助部材３４の移動が行われる。他は第１実施形態と同様で同様部分は同一符号で示す。
【００２２】
図５は本発明の第３実施形態の車両操舵用操作装置における要部を示す。上記第２実施形態との相違は、補助アクチュエータ５１が制御装置２０により制御可能とされている点にある。すなわち、操作部材１の回転操作量に対する車輪４の転舵量の比が小さい場合は大きい場合よりも、補助部材３４の補助把持領域への進出量が大きくなるように補助アクチュエータ５１が制御される。例えば、補助部材３４の補助把持領域への進出量は操作角δｈに対する舵角δの比δ／δｈが予め定めた設定値以上では零とされ、その比δ／δｈが設定値よりも小さくなるに従い大きくされる。これにより、その比の変化に応じて自動的に補助把持部１Ａを必要なだけ補助把持領域に進出させることができる。また、操作部材１にモード切り換えスイッチ５４が取り付けられ、補助アクチュエータ５１を制御装置２０により制御するモードと、第２実施形態と同様にスイッチ５３の操作に応じて移動させるモードとの間で切り換え可能とされている。他は第２実施形態と同様で同様部分は同一符号で示す。
【００２３】
図６（Ａ）、図６（Ｂ）は本発明の第４実施形態の車両操舵用操作装置における操作部材１を示す。第１実施形態との相違は、本体１ａの内部に収納空間はなく、車両内における適当な場所が退避領域とされ、通常形態においてはその退避領域に補助部材３４が保管される。補助部材３４は本体１ａに同行回転可能に連結および連結解除可能とされ、その連結により補助把持部１Ａは補助把持領域に配置され、その連結解除により補助把持部１Ａは退避領域に退避可能となる。例えば、本体１ａにおける左右把持部１Ｌ、１Ｒの下端において開口する保持孔４１Ｌ、４１Ｒを設け、保持孔４１Ｌ、４１Ｒにネジ合わされる突起４２Ｌ、４２Ｒを補助部材３４の両端に設けることで、本体１ａと補助部材３４とを図６（Ａ）に示すように同行回転可能に連結した状態と、図６（Ｂ）に示すように連結解除した状態とにできる。これにより、操作部材１の伸長形態と通常形態との間での形態変更を、補助部材３４の本体１ａに対する連結および連結解除だけで容易に行うことができる。他は第１実施形態と同様で同様部分は同一符号で示す。
【００２４】
図７（Ａ）、図７（Ｂ）は本発明の第５実施形態の車両操舵用操作装置における操作部材１を示す。本第５実施形態においては、車両直進時に左右把持部１Ｌ、１Ｒの下方に位置する領域に代えて上方に位置する領域が補助把持領域とされ、リム３２の外周は左右把持部１の下方部分だけでなく上方部分も直線に沿う形状とされている。他は第４実施形態と同様とされ、同一部分は同一符号で示す。
【００２５】
本発明は上記各実施形態に限定されない。例えば、図８に示すように、操作部材であるステアリングホイール１′が車輪（図示省略）に機械的に連結され、且つ、操作部材の操作量と車輪の転舵量との比を変化させることができる車両に本発明を適用してもよい。すなわち、ステアリングホイール１′の操作に応じた入力シャフト１０２の回転は、回転伝達機構１３０により出力シャフト１１１に伝達され、その出力シャフト１１１の回転が車輪に舵角が変化するようにステアリングギヤ（図示省略）により伝達される。そのステアリングギヤはラックピニオン式ステアリングギヤやボールスクリュー式ステアリングギヤ等の公知のものを用いることができる。その回転伝達機構１３０の構成要素を操舵用モータ１３９により駆動することで、そのモータ１３９の動きが車輪に舵角が変化するように伝達される。その入力シャフト１０２と出力シャフト１１１は互いに同軸心に隙間を介して配置され、ベアリング１０７、１０８、１１２、１１３を介してハウジング１１０により支持されている。その回転伝達機構１３０は、本変形例では遊星ギヤ機構とされ、サンギヤ１３１とリングギヤ１３２とに噛み合う遊星ギヤ１３３をキャリア１３４により保持する。そのサンギヤ１３１は、入力シャフト１０２の端部に同行回転するように連結されている。そのキャリア１３４は、出力シャフト１１１に同行回転するように連結されている。そのリングギヤ１３２は、入力シャフト１０２を囲むホルダー１３６にボルト３６２を介して固定されている。そのホルダー１３６は、入力シャフト１０２を囲むようにハウジング１１０に固定された筒状部材１３５によりベアリング１０９を介して支持されている。そのホルダー１３６の外周にウォームホイール１３７が同行回転するように嵌め合わされている。そのウォームホイール１３７に噛み合うウォーム１３８がハウジング１１０により支持されている。そのウォーム１３８がハウジング１１０に取り付けられたモータ１３９により駆動される。そのステアリングホイール１′の中立位置復帰方向へ作用する操作反力を発生する操作用アクチュエータ１１９が設けられている。その操舵用モータ１３９の制御系と操作用アクチュエータ１１９の制御系を上記実施形態と同様の制御装置とセンサとにより構成し、ステアリングホイール１′を上記実施形態と同様の構成とすることで、本発明を適用することができる。
【００２６】
また、第１〜第３実施形態において収納空間の開口を右把持部の下端において開口するように設けてもよい。さらに、第１〜第３実施形態において、本体の左右両側の内部に収納空間を設け、補助把持部を２つの補助部材から構成し、通常形態において各収納空間それぞれに補助部材を収納し、伸長形態において各収納空間内から進出する補助部材が補助把持領域に配置するようにしてもよい。さらに、第１〜第３実施形態における本体の形状を第５実施形態と同様としてもよい。この場合、車両直進時に左右把持部の上方に位置する領域を、下方に位置する領域に代えて、あるいは左右把持部の下方に位置する領域と共に、補助把持領域とし、車両直進時に左右把持部の上方に位置する領域に伸長形態において進出する補助部材を、下方に位置する補助部材と同様に設けてもよい。また、第５実施形態において、車両直進時に左右把持部の上方に位置する領域だけでなく下方に位置する領域も補助把持領域とし、補助把持部を２つの補助部材から構成してもよい。すなわち、補助把持領域は車両直進時に前記左右把持部の上方および下方の中の少なくとも一方に位置する領域であればよい。さらに、各実施形態の操作部材における本体と補助部材の形状は、左右把持部と補助把持部を有するものであれば特に限定されない。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、操作部材の回転操作量と車輪の転舵量との比が可変とされている車両操舵用操作装置において、ドライバーの好みや車両の機能に応じて操作部材の把持部を伸縮し、操作性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の車両操舵用操作装置の構成説明図
【図２】本発明の第１実施形態の車両操舵用操作装置における操作部材の（Ａ）は通常形態を示す図、（Ｂ）は伸長形態を示す図、（Ｃ）は異なる伸長形態を示す図、（Ｄ）はさらに異なる伸長形態を示す図
【図３】本発明の第１実施形態の車両操舵用操作装置における操作部材の要部の部分破断図
【図４】本発明の第２実施形態の車両操舵用操作装置における操作部材の要部の部分破断図
【図５】本発明の第３実施形態の車両操舵用操作装置における操作部材の要部の部分破断図
【図６】本発明の第４実施形態の車両操舵用操作装置における操作部材の（Ａ）は伸長形態を示す図、（Ｂ）は通常形態を示す図
【図７】本発明の第５実施形態の車両操舵用操作装置における操作部材の（Ａ）は伸長形態を示す図、（Ｂ）は通常形態を示す図
【図８】本発明を適用可能な別の車両における操舵用操作部材の車輪への回転伝達機構を示す断面図
【符号の説明】
１  操作部材
１′  ステアリングホイール
１ａ  本体
１Ａ  補助把持部
１Ｌ、１Ｒ  左右把持部
２  操舵用モータ
３  ステアリングギヤ機構
４  車輪
２０  制御装置
３４  補助部材
３５  収納空間
５１  補助アクチュエータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
2004338448.tif 000005
【図４】
2004338448.tif 000006
【図５】
2004338448.tif 000007
【図６】
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【図７】
2004338448.tif 000009
【図８】
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