(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板と、
前記回路基板に接続された所定の周波数を遮断する共振回路を、その長手方向途中に備えたモノポールアンテナと、
を備える携帯無線機に適用されるアンテナ装置であって、
前記モノポールアンテナは第１の周波数帯に対応するモノポールアンテナとして動作し、
前記モノポールアンテナを構成する前記共振回路の前記回路基板に接続された側の第１のアンテナ素子は、第２の周波数帯に対応するモノポールアンテナとして動作し、
前記共振回路の開放端側の第２のアンテナ素子の幅は、前記第１のアンテナ素子の幅よりも小さく設定されている、アンテナ装置。
【請求項２】
第１の筐体と、
第２の筐体と、
前記第１の筐体と前記第２の筐体とを相対的に可動に連結する連結部と、
前記第１の筐体内部に設けられた回路基板と、
前記回路基板に接続された所定の周波数を遮断する共振回路を、その長手方向途中に備えたモノポールアンテナと、
を備える携帯無線機であって、
前記共振回路の開放端側の第２のアンテナ素子の幅は、前記共振回路の前記回路基板に接続された側の第１のアンテナ素子の幅よりも小さく設定されている、携帯無線機。
【請求項３】
第１の筐体と、
第２の筐体と、
前記第１の筐体と前記第２の筐体とを相対的に可動に連結する連結部と、
前記第１の筐体内部に設けられた回路基板と、
前記回路基板に接続された所定の周波数を遮断する共振回路を、その長手方向途中に備えたモノポールアンテナと、
を備える携帯無線機であって、
前記モノポールアンテナは第１の周波数帯に対応するモノポールアンテナとして動作し、
前記モノポールアンテナを構成する前記共振回路の前記回路基板に接続された側の第１のアンテナ素子は第２の周波数帯に対応するモノポールアンテナとして動作し、
前記共振回路の開放端側の第２のアンテナ素子の幅は、前記第１のアンテナ素子の幅よりも小さく設定されている、携帯無線機。
【請求項４】
第１の筐体と、
第２の筐体と、
前記第１の筐体と前記第２の筐体とを相対的に可動に連結する連結部と、
前記第１の筐体内部に設けられた回路基板と、
前記回路基板に接続された所定の周波数を遮断する共振回路をその長手方向途中に備えたモノポールアンテナと、
前記第２の筐体内部に配置された金属を含む電子部品と、
を備える携帯無線機であって、
前記第１の筐体と前記第２の筐体とが閉じた状態にあるとき、
前記金属を含む電子部品が前記モノポールアンテナを構成する前記共振回路の開放端側の第２のアンテナ素子に近接する構造で、
前記第２のアンテナ素子の幅は、前記共振回路の前記回路基板に接続された側の第１のアンテナ素子の幅よりも、前記金属を含む電子部品と近接する部分の幅が小さく設定されている、携帯無線機。
【請求項５】
第１の筐体と、
第２の筐体と、
前記第１の筐体と前記第２の筐体とを相対的に可動に連結する連結部と、
前記第１の筐体内部に設けられた回路基板と、
前記回路基板に接続された所定の周波数を遮断する共振回路をその長手方向途中に備えたモノポールアンテナと、
前記第２の筐体内部に配置された金属を含む電子部品と、
を備える携帯無線機であって、
前記第１の筐体と前記第２の筐体とが閉じた状態にあるとき、
前記金属を含む電子部品と第１のアンテナ素子との距離が、前記金属を含む電子部品と第２のアンテナ素子との距離よりも長く、前記第１のアンテナ素子の幅は、前記共振回路の前記回路基板に接続された側の第２のアンテナ素子の幅よりも大きく設定されている、携帯無線機。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項記載の携帯無線機であって、
前記モノポールアンテナは、所定幅の板状のモノポールアンテナである、携帯無線機。
【請求項７】
請求項４または５記載の携帯無線機であって、
前記金属を含む電子部品は、前記第２の筐体内部に設けられた回路基板上に実装されている、携帯無線機。
【請求項８】
請求項２ないし６のいずれか１項記載の携帯無線機であって、
前記モノポールアンテナは、前記第１の筐体と前記第２の筐体とを連結する可動な連結部と反対側の、前記回路基板の端部に接続される、携帯無線機。
【請求項９】
請求項４記載の携帯無線機であって、
前記第１のアンテナ素子と前記第２のアンテナ素子のうち、
前記第１の筐体と前記第２の筐体とが閉じた状態にあるとき、前記金属を含む電子部品により近接している側のアンテナ素子の幅は、他のアンテナ素子の幅よりも小さく設定されている、携帯無線機。
【請求項１０】
第１の筐体と、
第２の筐体と、
前記第１の筐体と前記第２の筐体とを相対的に可動に連結する連結部と、
前記第１の筐体内部に設けられた第１の回路基板と、
前記第１の回路基板に接続された所定の周波数を遮断する共振回路を、その長手方向途中に備えたモノポールアンテナと、
前記第１の筐体内に配置された金属を含む電子部品と、
を備える携帯無線機であって、
前記金属を含む電子部品が、
前記モノポールアンテナを構成する前記共振回路の前記回路基板に接続された側の第１のアンテナ素子と開放端側の第２のアンテナ素子のうち、前記金属を含む電子部品と近接しているアンテナ素子の幅が、前記金属を含む電子部品と近接していない側のアンテナ素子の幅よりも小さく設定された、携帯無線機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つの筐体を有した２筐体型の携帯無線機に関し、特に、その２つの筐体が閉じられたときにも良好なアンテナ特性を得ることができる携帯無線機及び当該携帯無線機用のアンテナ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の２筐体型の携帯無線機として、第１の筐体と第２の筐体とを相対的に可動に接続するヒンジ部とは反対側の、第１の筐体内部の第１の回路基板の端部に、板状導体により構成されるアンテナが接続された折畳み式のものが知られている。
【０００３】
図１０（ａ），（ｂ）はこのような従来の携帯無線機の構成を示す図であり、ここでは要部のみを示している。図中の２は第１の筐体１の内部に配設された第１の回路基板であり、この第１の回路基板２の端部に、上述の板状導体より構成されたモノポールアンテナ６が接続されている。
【０００４】
このような携帯無線機によれば、第１の回路基板２に取り付けられたモノポールアンテナ６が動作するために、第２の筐体３に内蔵される金属を含む電子部品１０が存在した場合、図１１（ａ），（ｂ）に示すように、第１の筐体１をヒンジ５とは逆側の長手方向に延長することでモノポールアンテナ６周辺に近接した金属物が無い空間をつくり、アンテナ特性を得る必要があった。
【０００５】
また、他の従来の２筐体型の携帯無線機として、図１２（ａ），（ｂ）に示すように第１の筐体１と第２の筐体３とを回動可能に接続するヒンジ５とは反対側の、第１の筐体１内部の第１の回路基板２の端部に、モノポールアンテナを構成し、そのエレメントの途中において、所定の周波数を遮断する共振回路１３を備えた折畳み式のものが提案されている。
【０００６】
このような従来の携帯無線機の構成は、次のようになっている。第１の回路基板２の端部に接続されたモノポールアンテナは、エレメント１１とエレメント１２により構成され、その途中において所定の周波数を遮断する共振回路１３を備え、周波数帯域毎にインピーダンスを持たせるアンテナが構成されている。
【０００７】
このような携帯無線機においても、図１０および図１１の携帯無線機によって得られる共振帯域に加え、共振帯域を増やせるので、異なる周波数帯を利用したマルチバンドの無線通信を実現することができる。しかし、第２の筐体に内蔵される金属を含む電子部品１０が存在した場合、図１３（ａ），（ｂ）に示すように第1の筐体１をヒンジ５とは逆側の長手方向に延長し、エレメント１１、エレメント１２の周辺に近接した金属が無い空間をつくり、アンテナ特性を得る必要があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記、図１０および図１２のような従来の携帯無線機においては、閉じ時の第２の筐体３内の近接物である金属を含む電子部品１０が図１０におけるモノポールアンテナ６、図１２におけるエレメント１１およびエレメント１３と接近してアンテナ性能が低下しないように、図１１および図１３のようにエレメント６、１１、１２を配置するための第１の筐体１内部の空間を広げることが必要で、より一層の小型化を求められる携帯無線機にとって、さらに別の空間を第１の筐体１内部に設けることは第1の筐体１の長さを長くすることになり、さらに、第１の筐体１の長さが第２の筐体３の長さよりも長くなり、全長として増加し携帯性が失われるだけでなく、さらにはデザイン性も悪くなるという欠点があった。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、筐体が折畳まれたときに、アンテナと近接する金属物が無いようにするための空間を設けたり、アンテナの位置を変えること無しにアンテナ性能の低下を防ぐことができ、筐体サイズを大型化することなくアンテナを構成する導体エレメントを筐体内部に収めることができる携帯無線機を提供する。また、このような携帯無線機を達成するためのアンテナ装置をも提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の携帯無線機は、第１の筐体と、第２の筐体と、前記第１の筐体と前記第２の筐体とを相対的に可動に連結する連結部と、前記第１の筐体内部に設けられた回路基板と、前記回路基板に接続された所定の周波数を遮断する共振回路を、その長手方向途中に備えたモノポールアンテナと、を備える携帯無線機であって、前記共振回路の開放端側の第２のアンテナ素子の幅は、前記共振回路の前記回路基板に接続された側の第２のアンテナ素子の幅よりも小さく設定されている。
【００１１】
この構成により、２筐体が閉じられたときに、モノポールアンテナを構成する板状導体に金属を含む電子部品が近接しても、モノポールアンテナの板状導体エレメント幅を変更して距離が確保できているので利得の劣化が無く、筐体サイズを大型化することなく筐体内部に収めることができる。
【００１２】
また、本発明の携帯無線機は、前記金属を含む電子部品が、前記第１の筐体と前記第２の筐体とが閉状態にあるとき、前記モノポールアンテナの開放端側に近接するものを含む。
【００１３】
また、本発明の携帯無線機は、前記モノポールアンテナのエレメントの途中に、所定の周波数を遮断する共振回路を備え構成され、前記モノポールアンテナのエレメント幅は挿入された所定の周波数を遮断する共振回路の前後で、前記金属を含む電子部品と閉時に近接している側のエレメント幅が前記金属を含む電子部品と閉時に近接していない側のエレメント幅に対して、細い幅で構成されるものも含む。
【００１４】
この構成により、複数の周波数の電波を送受信することができるマルチバンド化に対しても容易に対応できる。
【００１５】
また、本発明の携帯無線機は、前記モノポールアンテナが、前記連結部と反対側の、前記第１の回路基板の端部に接続されるものを含む。
【００１６】
また、他の観点から、本発明は、回路基板と、前記回路基板に接続された所定の周波数を遮断する共振回路を、その長手方向途中に備えたモノポールアンテナと、を備える携帯無線機に適用されるアンテナ装置を提供する。ここで、前記モノポールアンテナは第１の周波数帯に対応するモノポールアンテナとして動作し、前記モノポールアンテナを構成する前記共振回路の前記回路基板に接続された側の第１のアンテナ素子は、第２の周波数帯に対応するモノポールアンテナとして動作し、前記共振回路の開放端側の第２のアンテナ素子の幅は、前記第１のアンテナ素子の幅よりも小さく設定されている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のアンテナ装置及び当該装置を用いた携帯無線機によれば、筐体が閉じられたときに、アンテナを構成する導体エレメントに筐体内部の電子部品が接近してもアンテナ性能の低下を防ぐことができ、また、アンテナを構成する導体エレメントを筐体サイズを大型化することなく筐体内部に収めることができ、金属を含む電子部品との近接によるアンテナ性能の劣化を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態のアンテナ装置及び携帯無線機について、図面を用いて説明する。まず、本発明にかかる携帯無線機について、基本的な構成を説明する。図１は本発明の実施の形態の携帯無線機の構成を示している。
【００１９】
図１において、携帯無線機は、第１の筐体１の内部に配設された第１の回路基板２、第２の筐体３の内部に配設された第２の回路基板４、ヒンジ（連結部）５、第１の筐体１に配設されたエレメント１１およびエレメント１２により構成されたモノポールアンテナ、電池部７、回路部８、第２の筐体３内部に配設され、液晶ディスプレイなどより構成された表示部９、金属を含む電子部品１０により構成され、第１の回路基板２と第２の回路基板４はヒンジ５内を通過するフレキシブル基板もしくは同軸ケーブルによって接続されており、また、第１の回路基板２を含む第１の筐体１と第２の回路基板４を含む第２の筐体３がヒンジ５により回動可能に接続されることにより、携帯無線機として構成される。
【００２０】
図１の携帯無線機は、図１２の携帯無線機と同様に、第１の回路基板２のヒンジ５と反対側の一端に、給電側のエレメント（第１のアンテナ素子）１１、開放端側のエレメント（第２のアンテナ素子）１２により構成される折り曲げられたモノポールアンテナが接続されている。モノポールアンテナ６の長手方向途中には所定の周波数を遮断する共振回路１３が挿入されている。携帯無線機中、第１の回路基板２と、給電側のエレメント１１と、開放端側のエレメント１２と、共振回路１３とから、アンテナ装置が構成される。
【００２１】
言い換えると、図１に示している本発明の携帯無線機では、給電側エレメント１１、開放端側エレメント１２の両エレメントの間に、所定の周波数を遮断する共振回路１３が挿入されてモノポールアンテナが構成される。また、モノポールアンテナの各エレメントは、挿入された所定の周波数を遮断する共振回路１３の前後で、金属を含む電子部品１０と閉時に近接している側の開放端側のエレメント１２の幅が、金属を含む電子部品１０と筐体閉時に近接していない側の給電点側エレメント１１の幅よりも小さくなるよう設定されている。
【００２２】
この構成により、第１の筐体１と第２の筐体３とによる折畳み時に、モノポールアンテナを構成するアンテナエレメントが第２の筐体内に配設された金属を含む電子部品に接近することや、第１の筐体の長さを拡張すること無しに、高利得かつ広帯域の周波数に対応できるアンテナを実現することができる。
【００２３】
（実施形態）
以下、図１２及び図１の携帯無線機のアンテナによるアンテナ特性を、実験結果を基に、それぞれ説明する。図２に、図１２におけるアンテナ部分のみを拡大したアンテナエレメントの構成、および第１の筐体１と第２の筐体３とによる折畳み時のヒンジと反対側の先端方向から筐体を見た時の断面図を示す。
【００２４】
このアンテナエレメント構成における動作原理は、エレメント途中に所定の周波数を遮断する共振回路１３を挿入することで、高い周波数である例えば１．７Ｇ〜２．２ＧＨｚ（第２の周波数帯）における動作時は低い周波数を遮断し、給電部から見たエレメント長を共振回路１３により高周波的に切り離し、エレメント長がエレメント１１のみの短い状態で動作させ、１．７Ｇ〜２．２ＧＨｚでの共振をつくり出す。そして、所定の周波数を遮断する共振回路１３は低い周波数である例えば８００〜１ＧＨｚ（第１の周波数帯）の周波数に対しては通過させるため、給電部から見たエレメントはエレメント１１＋エレメント１２の長さと等価に見えて、エレメントの長い状態で動作し、周波数８００ＭＨｚ〜１ＧＨｚの低い周波数で共振される。
【００２５】
以上により図１２におけるアンテナ構成は、２つ以上の共振を発生させ、マルチバンド化に対応できる。
【００２６】
しかしながらこの構成は、第１の筐体１の内部のモノポールアンテナ１１，１２を配置すると、たとえば折畳み状態において第２の筐体２の内部に配置される金属を含む電子部品１０と、アンテナエレメント１２が近接してしまうことが分かる。
【００２７】
図５にアンテナエレメント幅と自由空間効率の関係を示し、図２から図４に示したアンテナエレメントの幅に従って、アンテナエレメントの幅を変化させた時の特性を示している。アンテナ特性は、金属を含む近接部品１０が無い時のアンテナ効率は、Ａ点で示したη＝−４．７ｄＢなので、図５のエレメント幅６ｍｍ時はη＝−５．８ｄＢであり、部品の近接により、約１．１ｄＢ劣化していることが分かる。
【００２８】
アンテナエレメントと、金属を含む電子部品１０との近接による劣化を防ぐために、アンテナエレメント幅を減少させたのが図３と図４で、例えば１．５ｍｍまでアンテナエレメントの幅を削減したのが図４で、金属を含む近接部品１０から、近接部分を遠ざけるようにした構成である。
【００２９】
図２から図４にいたる順序でエレメント幅を狭くしていった時のアンテナ効率の特性を示した図５をみると、（１）で示した８８０〜９６０ＭＨｚの周波数に対してはアンテナ効率が向上している。しかしながら、（２）で示した高い周波数である１７１０〜１９９０ＭＨｚのアンテナ効率特性は、６ｍｍ時の−３．７ｄＢから、１．５ｍｍ時の−４．５ｄＢへと約０．８ｄＢ劣化している事が分かる。この原因は、８８０〜９６０ＭＨｚの周波数は電流が給電側のアンテナエレメント１１に加えて、開放端側のエレメント１２にも流れ、第１の回路基板２へも含めて電流が広く分散しているため、エレメントを細くしたことによる影響を受けずに、帯域も確保され、金属を含む電子部品１０との距離が離れた分だけ特性が上昇しているが、給電側のエレメント１１で動作する１．７Ｇ〜２．２ＧＨｚ帯の方は電流が集中しており、そのエレメントを細くすることで、帯域が狭くなり劣化している。
【００３０】
この劣化を防ぐためには図１３のように第１の筐体１の内部に、第２の筐体３の内部に配設された金属を含む電子部品１０と筐体を閉じた折畳み時にも近接しないように、充分な空間を確保する方法がある。しかし、筐体内に空間を確保する必要があり、筐体サイズが大きくなるという課題が上述したように発生する。
【００３１】
一方、図１に示した本発明の携帯無線機では、第１の筐体１の内部で構成されているモノポールアンテナを構成するエレメント１１とエレメント１２の途中に、所定の周波数を遮断する共振回路１３が挿入されて構成されている。ここで所定の周波数を遮断する共振回路１３の前後に配置されている二つのエレメントが異なる太さになるよう設計されている。すなわち、金属を含む電子部品１０と折畳み閉時に近接している開放端側エレメント１２の幅を、金属を含む電子部品１０と閉時に近接していない給電側エレメント１１の幅に対して、小さい幅で構成する（エレメント１２はエレメント１１より細い）。エレメント１２の幅のみを変化させた時の様子を図６〜図８と、図９に示す。図５とは異なり、図９の（４）の１７１０〜１９９０ＭＨｚのアンテナ効率の特性は劣化していないことがわかる。図９の（３）の８８０〜９６０ＭＨｚの特性も改善させている事が分かる。
【００３２】
このような構成にすることで、電流が集中しやすい１．７Ｇ〜２．２ＧＨｚ帯で動作する給電側エレメント１１の幅を削減して効率を劣化させることなく、金属を含む電子部品１０からの距離を確保することができる。
【００３３】
本構成で得られるアンテナ自由空間効率は、８００〜１ＧＨｚの周波数および１．７Ｇ〜２．２ＧＨｚ帯の周波数において、図１３のように第１の筐体１の内部に、第２の筐体３の内部の金属を含む電子部品１０と筐体折畳み時にも近接しないように、充分な空間を確保し、筐体を大型化することなく、金属を含む電子部品１０が存在していても、自由空間効率の劣化が無く、良好なアンテナ特性を確保できる。
【００３４】
以上のような、本発明の実施形態の携帯無線機によれば、第１の筐体１と第２の筐体３とによる折畳み時に、モノポールアンテナ６を構成するアンテナエレメントが第２の筐体３の内に配設された金属を含む電子部品１０に近接することから効果的に逃げることが可能で、第1の筐体１の長さも拡張することなく、従来の携帯無線機に比べてアンテナ性能を向上させることができる。
【００３５】
なお、エレメントの途中において所定の周波数を遮断する共振回路を備える携帯無線機器において、金属を含む電子部品が第１の筐体内に構成され、前記金属を含む電子部品に近接する部分の前記モノポールアンテナの幅は、挿入された前記所定の周波数を遮断する共振回路の給電側と開放端側で、前記金属を含む電子部品と近接している開放端側のエレメント幅が前記金属を含む電子部品と近接していない側に対して、部品に近接する一部分が細い幅で構成された携帯無線機器であっても良い。
【００３６】
また、モノポールアンテナは筐体ヒンジ側に配置されていても良い。また、本発明のアンテナ装置及び携帯無線機は、携帯電話機、ＰＨＳ等種々の携帯情報端末に応用可能である。また、開放端側のエレメント１２の少なくとも一部の幅が、給電側のエレメント１１の幅より小さく設定されることにより、電子部品１０との間の影響が少なくなれば、本発明の効果は発揮され得る。図７の様に、開放端側のエレメント１２の全長に渡って、その幅が給電側のエレメント１１の幅より小さく設定されることは、本発明にとって必須ではない。
【００３７】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は前記実施形態において示された事項に限定されず、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者がその変更・応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。
【００３８】
本出願は、２００５年２月２３日出願の日本特許出願（特願２００５−０４７４８７）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
以上のように、本発明にかかるアンテナ装置及び当該装置を用いた携帯無線機においては、アンテナを構成する板状エレメントが、アンテナエレメントの電子部品等との近接物に接近することを防ぎつつ、筐体内部に収めることができるため、アンテナ性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施形態の携帯無線機の構成を示す図であり、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は斜視図。
【図２】図１２におけるアンテナ部分のみを拡大し、アンテナエレメントの構成、および第１の筐体と第２の筐体とによる折畳み時のヒンジと反対側の先端方向から筐体を見た時の図。
【図３】図２におけるアンテナエレメントを３ｍｍに細くした時の図。
【図４】図２におけるアンテナエレメントを１．５ｍｍに細くした時の図。
【図５】図２〜図４のアンテナエレメントを細くしていった時のアンテナ特性を示すグラフ。
【図６】図１におけるアンテナ部分のみを拡大し、アンテナエレメントの構成、および第１の筐体と第２の筐体とによる折畳み時のヒンジと反対側の先端方向から筐体を見た時の図。
【図７】図６における開放端側のエレメントを３ｍｍに細くした時の図。
【図８】図６における開放端側のエレメントを１．５ｍｍに細くした時の図。
【図９】図６〜図８のエレメントを細くしていった時のアンテナ特性を示すグラフ。
【図１０】従来の携帯無線機の構成を示す図であり、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は斜視図。
【図１１】他の従来の携帯無線機の構成を示す図であり、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は斜視図。
【図１２】他の従来の携帯無線機の構成を示す図であり、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は斜視図。
【図１３】他の従来の携帯無線機の構成を示す図であり、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は斜視図。
【符号の説明】
【００４１】
１    第１の筐体
２    第１の回路基板
３    第２の筐体
４    第２の回路基板
５    ヒンジ
６    モノポールアンテナ
７    電池部
８    回路部
９    表示部
１０  電子部品
１１  アンテナエレメント（第１のアンテナ素子）
１２  アンテナエレメント（第２のアンテナ素子）
１３  共振回路
【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】
0004815432.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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